CN102563044B

CN102563044B - 车辆的驱动力控制装置

Info

Publication number: CN102563044B
Application number: CN201110412366.6A
Authority: CN
Inventors: 鲹本惠介; 西田祐之; 田中敬树; 森下誉仁; 安永慎也
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: JP5140147B2; JP2012127449A; DE102011056296A1; US20120158261A1; DE102011056296B4; US8620541B2; CN102563044A

Abstract

本发明提供一种车辆的驱动力控制装置，其使自动变速器的自适应控制适于具有至少2种发动机模式的发动机控制，使各种发动机模式下都可以得到良好的驾驶性能。TCU(12)在制动器开关(18)为ON的情况下，调查当前所选择的发动机模式(S12)，在与所选择的当前的发动机模式(I、S^#)对应的判定值图表中，将车速Vsp作为参数进行参照而设定减速度判定值(Dn)(S13、S14)。并且，将减速度(D)和减速度判定值(Dn)的绝对值进行比较(S15)，在减速度(D)的绝对值超过减速度判定值(Dn)的绝对值的情况下，使变速级降档(S17)。

Description

车辆的驱动力控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的驱动力控制装置，其将自动变速器的自适应控制应用于具有至少2种发动机模式的发动机控制。

背景技术

当前，作为自动变速器，具有阶段性地切换变速比的多级变速器和无级切换变速比的无级变速器。已知作为多级变速器的代表存在行星齿轮式。另一方面，在无级变速器中，作为动力传递要素而具有使用金属带或金属链条的挠带式、或使动力辊相对于轮盘的接触半径变化而进行变速的曲面式。

该自动变速器的变速控制是利用变速器控制装置(TCU)进行的，其基于检测驾驶状态的参数(车速、节气门开度等)，参照存储有各个变速比的变速特性的变速对应图，进行与行驶状态相对应的变速控制。

在此情况下，例如如专利文献1(日本特开2010-169111号公报)所示，已知一种进行所谓的驾驶状况自适应控制(下面简称为“自适应控制”)的技术，其在TCU中，按照在加速/减速行驶、弯路行驶等时的驾驶员的意愿，进行升档或降档，或者进行档位锁止(固定变速比)。

但是，对于低油耗车辆和如涡轮增压车辆这种高性能车辆，由于最大驱动力不同，当然最大加速度也不同。由此，在例如连续转弯的上坡路行驶时的驾驶操作中，制动器踏板或加速器踏板等的操作量(踩踏量)在低油耗车辆和高性能车辆中也各自不同。

相同地，已知一种技术，其使1辆车辆中具有至少2种的不同驱动力特性，驾驶员通过从该发动机模式中选择1种模式而切换发动机输出特性，并且，相应地自动变速器的变速特性也进行变更。例如在专利文献2(日本专利第3930529号公报)中公开了一种技术，其具有3种有不同发动机驱动力特性的模式对应图，如果驾驶员选择1种发动机模式，则根据对应的模式对应图控制发动机，并且利用与所选择的发动机模式相应的变速特性进行变速控制。

专利文献1：日本特开2010-169111号公报

专利文献2：日本专利第3930529号公报

发明内容

在上述专利文献2所公开的技术中，作为发动机模式具有下述3种模式：适合通常驾驶的普通模式(下面称为“S模式”)、与该S模式相比目标扭矩的上升被抑制的安全模式(下面称为“I模式”)、和动力模式(以下称为“S^#模式”)，在该动力模式中，在大致整个驾驶区域中，将目标扭矩与加速器开度的变化相对应的变化率设定得较大。

具体地说，如图6所示，S模式设定为下述特性，即，相对于加速踏板的踩踏量(加速器开度AP)，节气阀的开度(节气门开度SV)以大致线性变化、即所谓自然吸气式DOHC发动机的特性。另外，在I模式中设定为下述特性，即，即使完全踏下加速踏板，节气阀开度SV也不会全开，适于中低速行驶、即所谓SOHC发动机的特性。与其相对，S^#模式设定为下述特性，即，在整个驾驶区域中，将节气阀开度SV与加速器开度AP的变化相对的变化率设定得较大，适于可以最大限度发挥发动机所具有的性能(potential)的运动型行驶、即所谓涡轮增压发动机的特性。

由此，在专利文献2所公开的技术中，根据所选择的发动机模式，1辆车辆可以得到普通车辆(NA车)、低油耗车辆和高性能车辆这3种车辆的行驶性能。

在上述自适应控制中，例如在行驶于连续转弯的行驶路线上时，如果检测到通过制动进行紧急减速，则为了准备下次加速而使自动变速器降档，然后，如果检测到加速踏板放开，则以下一次进行制动器动作以进入转弯动作作为前提进行升档。另外，在上坡路行驶中，为了得到加速性能而进行降档。

在应用于上述具有3种发动机模式的车辆中的情况下，该车辆的制动性能当然要设定为，可以保证在发挥最大驱动力性能的S^#模式下的行驶，由此，自适应控制也设定为可以保证S^#模式下的性能。

在此情况下，由于在I模式下如上所述限制了驱动力，所以无法得到S^#模式那样的加速性能，由此，没有必要具有S^#模式下的制动性能。换而言之，在I模式下产生与S^#模式相同的制动力的情况下，车速会急剧降低。

由此，在以I模式行驶中，驾驶员进行制动力被抑制的行驶，必然地，车辆进入连续转弯的行驶路线上的速度与S^#模式下的进入速度相比变慢。其结果，在以I模式行驶中，在行驶于弯道时的转弯速度与S^#模式相比，整体处于低速。由此，在这种状况下，存在下述问题，即，如果自适应控制在检测到制动时进行降档，则会使驾驶员产生超过自身预想的快速减速的感觉。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种车辆的驱动力控制装置，其针对搭载具有至少2种发动机模式的发动机的车辆，在与行驶状况对应地对自动变速器的变速比进行自适应控制时，在各种发动机模式下都可以得到良好的行驶性能，可以降低使驾驶员产生的不适感。

本发明为一种车辆的驱动力控制装置，其具有：模式选择单元，其从具有不同发动机驱动力特性的至少2种发动机模式中选择1种发动机模式；发动机控制单元，其根据由前述模式选择单元所选择的1种前述发动机模式，对发动机进行控制；变速控制单元，其与车辆的驾驶状态对应地进行自动变速器的变速控制；以及自适应控制单元，其将车辆的减速度和预先设定的减速度判定值进行比较，在该减速度大于减速度判定值的情况下，向前述自动变速器输出降档指令，该车辆的驱动力控制装置的特征在于，前述自适应控制单元针对每一种前述发动机模式都设置有前述减速度判定值。

发明的效果

根据本发明，针对搭载具有至少2种发动机模式的发动机的车辆，在与行驶状况对应地对自动变速器的变速比进行自适应控制时，针对至少2种发动机模式的每一种模式都设置有减速度判定值，因此，在各发动机模式下都可以得到良好的行驶性能，可以降低使驾驶员产生的不适感。

附图说明

图1是发动机以及自动变速器的系统结构图。

图2是表示发动机控制处理过程的流程图。

图3是表示制动降档控制子过程的流程图。

图4是变速对应图的说明图。

图5是各种模式下的减速度判定值图表的说明图。

图6是表示各个发动机模式下的加速器开度和节气门开度之间的关系的特性图。

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的一个实施方式。该图的标号1是发动机，在该发动机1的输出侧，经由变矩器2连接设置有自动变速器3。来自发动机1的输出经由变矩器2的流体、或者在锁止接合状态时经由锁止离合器(未图示)传递至自动变速器3，由该自动变速器3将多级变速器变速至规定的变速级、将无级变速器变速至规定的变速比后，从输出轴4向后轮或前轮等驱动轮侧传递而产生驱动力。此外，下面将多级变速器作为例子进行说明，但在无级变速器的情况下，将变速级转换为变速比即可。

在与发动机1的进气口(未图示)连通的进气通路5的途中配置有电子控制节气门装置(ETC)6。该ETC 6具有使节气阀6a进行开合动作的节气门致动器7，该节气门致动器7通过来自后述的发动机控制部件即发动机控制单元(ECU)11的驱动信号而被驱动。

另外，自动变速器3内置有由行星齿轮等构成的变速机构，并且，内置有由适当驱动该变速机构的离合器或制动器等构成的摩擦接合要素。此外，在该自动变速器3中设置有控制阀单元3a，其执行摩擦接合要素的接合及断开动作、以及设置在变矩器2中的锁止离合器的断开及连接动作。该控制阀单元3a根据来自后述的变速控制部件即变速器控制单元(TCU)12的变速指令(降档指令或升档指令等)信号而进行动作。

ECU 11以及TCU 12是具有CPU、ROM、RAM以及以EEPROM为代表的非易失性存储器等的微型计算机，两个装置11、12经由总线而可双向自由通信地连接。

在ECU 11的输入侧连接有发动机转速传感器14、加速器开度传感器15、以及作为模式选择单元的模式选择开关16等对发动机控制所需的参数进行检测的传感器类，其中，发动机转速传感器15根据发动机1的输出轴的转速等检测发动机转速Ne[rpm]，加速器开度传感器15检测加速踏板(未图示)的踩踏量即加速器开度AP[％]。另外，在该ECU 11的输出侧连接有ETC 6的节气门致动器7。

ECU 11通过将发动机转速Ne和加速器开度AP作为参数而进行对应图检索，从而设定作为驱动力指示值的目标扭矩，并设定与该目标扭矩对应的节气门开度SV。并且，对节气门致动器7进行反馈控制，以使节气阀6a的节气门开度SV成为目标节气门开度。

在本实施方式中，对目标扭矩进行设定的目标扭矩对应图是针对每一个预先设定的输出特性(发动机模式)而设定的。该发动机模式可以通过驾驶员操作模式选择开关16而任意选择。此外，在本实施方式中，作为发动机模式，与前述专利文献2(日本专利第3930529号公报)相同地，设定有普通模式(S模式)、安全模式(I模式)、动力模式(S^#模式)这3种模式。各发动机模式S、I、S^#具有不同的发动机驱动力特性，由此，针对每一个发动机模式都存在各自的目标扭矩对应图。

在这里，简单说明每一个发动机模式的目标扭矩对应图的特性。S模式用目标扭矩对应图(下面称为“S模式对应图”)具有目标扭矩相对于加速器开度AP而大致线性变化的特性，设定为可以实现舒适的行驶。I模式用目标扭矩对应图(下面称为“I模式对应图”)设定为，与上述S模式对应图相比，抑制目标扭矩的上升，以使得可以在低中速区域中均衡地兼顾易驾驶性和低油耗性这两者。此外，S^#模式用目标扭矩对应图(下面称为“S^#模式对应图”)设定为，在大致整个驾驶区域中，使得目标扭矩与加速器开度AP的变化相对的变化率较大，可以最大限度地发挥发动机1所具有的性能。此外，在各模式S、I、S^#下的加速器开度AP和节气门开度SV之间的大致关系如图6所示。

另一方面，在TCU 12的输入侧连接有车速传感器17、制动器开关18、变速杆位置传感器19、节气门开度传感器20、前后加速度(前后G)传感器21、横向加速度(横向G)传感器22等对变速控制所需的参数进行检测的传感器·开关类，其中，车速传感器17基于自动变速器3的输出轴4的旋转速度等检测车速Vsp，制动器开关18在制动踏板(未图示)踩踏时输出ON信号，变速杆位置传感器19检测变速杆的设置位置，节气门开度传感器20检测节气阀6a的开度(节气门开度)SV，前后加速度(前后G)传感器21检测车辆的前后加速度Gx，横向加速度(横向G)传感器22检测车辆的横向加速度Gy。此外，在TCU 12的输出侧连接有设置在控制阀单元3a中的各个致动器。

TCU 12以车速Vsp和节气门开度SV作为参数，参照变速对应图，执行用于设定最优变速级的变速控制。图4示出变速对应图的一个例子。在该图中，以实线示出升档侧的变速线，以虚线示出降档侧的变速线。另外，在该图所示的变速对应图中，通过将升档侧的变速线与降档侧的变速线相比配置在高速侧而设置滞后，由此防止变速时的控制波动。作为该变速对应图，是针对上述每一个发动机模式S、I、S^#，利用预先实验等求出适于发动机1的输出特性的变速图表而设定的。此外，因为该变速控制与现有技术相同，所以省略详细说明。

另一方面，在TCU 12中，在踩踏制动踏板而紧急减速时，执行使自动变速器3的变速级降档的自适应控制即制动降档控制。此外，该制动降档控制在与驾驶员所选择的发动机模式S、I、S^#对应的定时执行降档(详细内容后述)。

由上述ECU 11执行的发动控制按照图2所示的发动机控制过程进行处理。另外，由TCU 12执行的制动降档控制按照图3所示的制动降档控制过程进行处理。

首先，说明图2所示的发动机控制过程。该过程每隔规定运算周期执行，在步骤S1中，调查驾驶员是否操作了模式选择开关16，在没有进行操作时跳转至步骤S6。另外，在检测出模式选择开关16的操作时，前进至步骤S2。

在步骤S2中，调查驾驶员通过模式选择开关16选择了发动机模式S、I、S^#中的哪一个，在判定为选择了S模式的情况下，前进至步骤S3，在判定为选择了I模式的情况下，前进至步骤S4，在判定为选择了S^#模式的情况下，前进至步骤S5。

并且，如果进入步骤S3～S5的其中一个，则从ECU 11的非易失性存储器中读入相应的模式对应图(S、I、S^#)，选择作为本次的模式对应图，然后前进至步骤S6。

如果从步骤S1或步骤S3～S5的任一步骤前进至步骤S6，则基于所选择的模式对应图，以发动机转速Ne和加速器开度AP为参数设定目标扭矩τe。然后，前进至步骤S7，设定与目标扭矩τe对应的目标节气门开度SVo。

接着，前进至步骤S8，读入由节气门开度传感器20检测出的节气门开度SV，控制在ETC 6中设置的节气门致动器并对节气阀6a的开度进行反馈控制，以使节气门开度SV收敛至目标节气门开度SVo，然后跳出过程。

但是，如上所述，在本实施方式中进行作用的发动机1，作为发动机模式而设定有S模式、I模式、S^#模式这3种模式，驾驶员选择符合自身喜好的模式而进行驾驶。另一方面，TCU 12在检测出通过制动操作而产生减速的情况下，与当前的变速级和减速度对应地执行自动降档的自适应控制即制动降档控制。

此时，在无论驾驶员选择发动机模式S、I、S^#中的那一种、都以S^#模式为基准设定制动降档特性的情况下，在I模式下，存在降档定时过早的趋势。因此存在下述问题，即，不仅降档的频率过高，导致油耗恶化，并且由于过度降档而导致发动机转速下降过多，使驾驶员产生不适感。另外，在相反地以I模式为基准设定该降档特性的情况下，在重视动力的S^#模式下存在下述问题，即，容易产生降档定时过慢，使驾驶员产生扭矩不足感。

另一方面，在S模式下，在以S^#模式和I模式的其中一个为基准设定降档特性的情况下，对于以S^#模式为基准设定的降档特性，存在降档定时过早的趋势，对于以I模式为基准设定的降档特性，存在降档定时过慢的趋势。任一种情况下都难以得到良好的驾驶性能。

因此，在本实施方式的TCU 12中，通过将制动时的降档特性在S^#模式下设定在超前侧，在I模式下设定在滞后侧，另外，在S模式下禁止制动降档控制，从而得到良好的行驶性能。

此外，所谓减速度是加速度的负值。即，随着减速度变大而单位时间的车速降低。

下面，对于在TCU 12中执行的制动降档控制，按照图3所示的制动降档控制过程进行说明。此外，该过程中的处理对应于本发明的自适应控制单元。

该进程以来自制动器开关18的ON信号作为触发而启动。即，TCU 12监视驾驶员进行的制动踏板踩踏，如果检测出制动踏板踩踏，则使制动降档控制过程启动，首先，在步骤S11中，读入发动机模式，在步骤S12中，调查当前的发动机模式被设定为S模式、I模式、S^#模式中的哪一种。然后，在判定为设定为S模式时，跳转至步骤S18。另外，在判定为设定为I模式时，前进至步骤S13，另一方面，在判定为设定为S^#模式时，前进至步骤S14。

如果前进至步骤S13，则以当前的变速级以及车速Vsp为参数，参照I模式用减速度判定值图表，设定减速度判定值Dn，然后前进至步骤S15。另外，如果前进至步骤S14，则以当前的变速级以及车速Vsp为参数，参照S^#模式用减速度判定值图表，设定减速度判定值Dn，然后前进至步骤S15。

在图5中，以实线示出存储在S^#模式用减速度判定值图表中的每一个变速级的降档判定线S^#D1～S^#D4，另外，以虚线示出存储在I模式用减速度判定值图表中的每一个变速级的降档判定线ID1～ID4。

如该图所示，在两个减速度判定值图表中设定的降档特性线设定为，随着车速Vsp变大而以较小的减速度进行降档，变速级越靠近低速侧，就以越小的减速度进行降档。此外，S^#模式用减速度判定值图表中存储的每一个变速级的降档判定线(实线)设定为，与I模式用减速度判定值图表中存储的每一个变速级的降档判定线(虚线)相比位于减速度较小侧。

所以，在本实施方式中，对于I模式和S^#模式，制动降档的定时不同，在S^#模式下，以与I模式相比较早的定时进行降档控制。由此，在S^#模式下，发动机转速位于较高转速侧而行驶，可以在离开弯道时得到良好的加速性能。另一方面，与S^#模式相比，在加速性能较差的I模式下，由于降档定时与S^#模式相比较晚，所以发动机制动不会过大，防止车速骤降。

然后，如果从步骤S13或步骤S14前进至步骤S15，则将在步骤S13或步骤S14中设定的减速度判定值Dn、和通过车速Vsp的时间微分等求出的减速度D[m/s²]进行比较。并且，在判定为减速度D大于减速度判定值Dn时，前进至步骤S16，另外，在判定为减速度D小于减速度判定值Dn时，分支至步骤S18。

如果从步骤S12或步骤S15前进至步骤S18，则禁止制动降档控制，跳出过程。由此，在发动机模式设定为S模式时，即使驾驶员进行紧急制动动作也不会降档，而仅进行通常的变速控制，因此，发动机制动不会过度地进行动作，可以得到舒适的行驶性能。

另一方面，如果从步骤S15前进至步骤S16，则将从当前的变速级降档1级后的变速级设定为目标变速级，在步骤S17中，向控制阀单元3a输出与目标变速级对应的降档指令，然后跳出过程。控制阀单元3a按照来自TCU 12的降档指令，将自动变速器3的变速级降档至目标变速级。

这样，本实施方式所涉及的制动降档控制适于由ECU 11进行控制的发动机模式S、I、S^#，在设定为S模式时禁止制动降档控制，另外，在设定为I模式或S^#模式的情况下，由于设定了与对应的模式相应的减速度判定值Dn，所以在以S^#模式行驶时，由于提前进行降档，所以成为发动机转速位于高转速侧的行驶，不存在扭矩不足，可以得到良好的行驶性能。另外，在以I模式行驶时，由于将降档定时设定为略微滞后，所以不仅可以减少降档频率、防止油耗恶化，而且可以预防由于降档导致的车速骤降。

其结果，在S模式、I模式、S^#模式的所有发动机模式中，可以得到遵从驾驶员意志的良好的自适应控制(制动降档控制)，可以降低使驾驶员产生的不适感。

此外，本发明并不限定于上述实施方式，例如也可以在S模式下也基于车速Vsp设定减速度判定值Dn，在此情况下，该减速度判定值Dn设定在分别在I模式和S^#模式中设定的减压速度判定值Dn之间。另外，发动机模式也可以是除了发动机模式S、I、S^#这3种之外的模式，在此情况下，设定与各个模式对应的减速度判定值Dn。

此外，在上述图3所示的制动降档控制过程的步骤12中，如果仅判定I模式和S^#模式这2种发动机模式，对于S模式直接结束过程，则也可以实现相同的控制。

Claims

1.一种车辆的驱动力控制装置，其具有：

模式选择单元，其从具有不同发动机驱动力特性的至少2种发动机模式中选择1种发动机模式；

发动机控制单元，其根据由前述模式选择单元所选择的1种前述发动机模式，对发动机进行控制；

变速控制单元，其与车辆的驾驶状态对应地进行自动变速器的变速控制；以及

自适应控制单元，其将车辆的减速度和预先设定的减速度判定值进行比较，在该减速度大于减速度判定值的情况下，向前述自动变速器输出降档指令，

该车辆的驱动力控制装置的特征在于，

前述自适应控制单元针对每一种前述发动机模式都设置有前述减速度判定值。

2.根据权利要求1所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

前述发动机模式具有抑制目标扭矩上升的安全模式、和将该目标扭矩的变化率设定得较大的动力模式，

前述自适应控制单元将前述动力模式的前述减速度判定值设定为与前述安全模式的前述减速度判定值相比较小的减速度。

3.根据权利要求2所述的车辆的驱动力控制装置，其特征在于，

前述发动机模式还具有使前述目标扭矩线性变化的普通模式，

前述自适应控制单元在判定为选择了所述普通模式作为前述发动机模式时，禁止自适应控制。