CN100431887C - 车辆的减速控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

在一种通过制动装置(200)的操作对车辆作用制动力和通过换档操作将车辆的变速器(10)换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制的装置中，换档操作和制动装置(200)的操作是这样进行的，其中根据车辆前方曲线(501)的曲率或曲率半径、离曲线的距离(L)、以及车速(V)而设定一个目标减速度(303)，并将它作用在车辆上。即使驾驶员进行减速操作的时机(离曲线的距离)不同，在车辆到达曲线入口之前也可以可靠地获得一个预定的减速度。由于进入曲线所必需的目标减速度可以通过换档操作和制动装置的操作而获得，而驱动力可以通过减速控制结束后的换档操作后的速度而设定，因此可以获得同时适合于进入曲线和驶出曲线的驱动力。

Description

车辆的减速控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种车辆的减速控制装置及其方法。更特别地，本发明涉及一种车辆减速控制装置及其方法，其中车辆的减速控制通过一个制动装置的操作对车辆作用制动力以及换档操作将自动变速器换入相对较低的变速档而实现。

背景技术

JP(A)10-132072公开了一种技术，该技术可以检测车辆当前位置和即将到达的弯道，寻找一个可以让车辆在即将达到的弯道中平顺通过的推荐速度，并在车辆进入或行驶于弯道中时，当检测到加速踏板被松开时，通过降档降低速度而利用发动机制动而将车辆减速到该推荐的速度。

为了根据弯道的大小而对车辆作用预定的减速度，在一种分级的自动变速器中进行变速点控制时，有可能无法对车辆作用最佳的减速度。例如，很多时候，对于相同的弯道大小、车速和当前变速档，不管从检测到加速踏板被松开的位置与弯道之间的距离如何，由变速点控制(即降档量)而选定的速度总是被设定为相同的。这样，就常常不能够对车辆作用最佳的减速度。

在JP(A)10-132072中，换档降速是由加速踏板被松开而触发的。但是，除非驾驶员进一步通过制动而降低速度，目标减速度就总保持不变，车辆将以高于推荐变速档的变速档通过弯道。这样，车辆就可能在一种与合适的推荐变速档不相配的减速状态下进入弯道，从而引起不舒适的行驶。

发明内容

考虑到上述的问题，本发明提供一种车辆的减速控制装置及方法，该装置及方法可以对车辆作用一个适应于离弯道距离的减速度。

这样，本发明的一个方面是涉及一种车辆减速控制装置，该装置通过制动装置的操作对车辆作用一个制动力以及通过换档操作将变速器换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制，该装置的特征在于，换档操作和制动装置的操作是这样进行的，根据i)车辆前方道路的弯道的曲率或曲率半径，ii)离弯道的距离(L)，以及iii)车速(V)设定的目标减速度作用于车辆。

本发明的另一方面涉及一种车辆减速控制方法，其中通过制动装置的操作对车辆作用一个制动力以及通过换档操作将变速器换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制，该方法的特征在于包括以下步骤，i)根据车辆前方道路弯道的曲率或曲率半径而设定车辆的目标减速度，以及ii)进行换档操作和制动装置的操作，使得该目标减速度作用在车辆上。

根据上述的车辆减速控制装置及其方法，即使驾驶员进行减速操作的时机(离弯道的距离)不同，仍然可以在车辆到达弯道入口之前可靠地获得一个预定的减速度。另外，相对于自动变速器，制动装置可以以更好的响应来控制减速输出，从而使得它可以适合于进行关于减速度目标值的实际减速度反馈控制。由于进入弯道而必须的目标减速度可以通过换档操作和制动装置的操作而获得，并且驱动力是在减速控制结束后、通过换档操作后的变速档而设定的，获得的该驱动力可以适合于进入弯道和驶出弯道。对于根据本发明的这种减速控制，可以同时进行制动装置的操作(即制动控制)和换档操作(即换档控制)。

本发明的另一方面涉及一种车辆减速控制装置，该装置通过制动装置的操作对车辆作用一个制动力以及换档操作通过将变速器换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制，该装置的特征在于，对车辆作用的减速度根据车辆前方道路的弯道的曲率或曲率半径被设定为一个基础减速度，另外一个除基础减速度之外的减速度修正量是根据车辆离弯道的距离而设定的。

本发明的另一方面涉及一种车辆减速控制方法，其中通过制动装置的操作对车辆作用一个制动力以及通过换档操作将变速器换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制，该方法的特征在于包括以下步骤，i)将作用车辆的减速度设定为一个根据车辆前方道路弯道的曲率或曲率半径而设定的基础减速度，ii)根据车辆离弯道的距离，设定一个除基础减速度之外的作用在车辆上的减速度修正量，以及iii)进行换档操作和制动装置的操作，使得基础减速度与修正量的和作用在车辆上。

在上述的一种车辆控制装置及方法中，所述的基础减速度优选地被设定为换档操作过程中的速度变化量。

本发明具有上述那些发明中所获得的相同的效果。当车辆离弯道的距离较大时，修正量较小，而当距离小时，修正量大。(注意：在本说明书中提到的减速度或修正量的大或小时，是指该减速度或该修正量的绝对值。)

另外，对于设定一个考虑了减速力(在进入弯道时)和加速力(在驶出弯道时)两者平衡的速度变化量尤为简单。当进入弯道时，可以获得由制动装置产生的制动力与适合车辆进入弯道行驶的变速档两者结合的一个制动力，这样，就可以获得在进入弯道的过程以及进入弯道之后的适当的车辆行驶特性。在换档操作中的速度变化量可以根据弯道的曲率或曲率半径以及道路坡度来进行设定。在换档操作中设定速度变化量时，并不需考虑离弯道的距离。这样，速度变化量可以根据弯道的曲率或曲率半径而设定，而不受离弯道的距离的影响，使得设定一个考虑了减速力(在进入弯道时)和加速力(在驶出弯道时)两者平衡的速度变化量变得特别简单。

另外，在上述的一种车辆减速控制装置和方法中，所述的修正量优选为通过制动装置的操作而对车辆作用的一个减速度。

根据上述的一种车辆减速控制装置和方法，适合使用一种这样的制动装置，该制动装置可以在输出一个对应离弯道距离的减速度时将减速度控制为模拟量输出。对于一种分级自动变速器，在没有输出一个对应于车速的设定减速度时，或者在没有步进地输出该减速度时，它不能够像制动装置那样精确地控制要输出的减速度的值。另外，由于制动装置能够比自动变速器具有更好的响应来控制减速度的输出，因此更适合根据离弯道的距离来输出减速度。

另外，在上述的一种车辆减速控制装置和方法中，所述的修正量优选地包括0。

当离弯道的距离较大时，仅从换档操作中获得的减速度已经足够，因此修正量可以为零。但是，即使在这种情况下，为了产生具有更好响应和随时间有一定变化的减速度，除通过换档操作获得的减速度之外，也可以对制动装置进行操作。

此外，在上述的一种车辆减速控制装置和方法中，所述的修正量优选地根据离弯道的距离、弯道的曲率或曲率半径、车速以及在弯道中的目标横向加速度而确定。此外，制动装置优选地受到控制，使得由制动装置所产生的减速度从换档操作结束开始而逐渐减小。

上述的一种车辆减速控制装置和方法因而可以使得适应于离弯道距离的一个减速度作用于车辆上。

附图说明

本发明上述的或其他的目的、特点、优点以及技术和工业意义将通过阅读下面的结合附图而对本发明的典型实施例的说明而变得更加明朗，其中在这些附图中：

图1A和图1B是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置的操作流程示意图；

图2是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置的原理示意图；

图3是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置中的自动变速器的简图；

图4是图3中的自动变速器的接合/分离组合图表；

图5是如图3所示的自动变速器换档线的图表；

图6是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置的必要减速示意图；

图7是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置的操作时间表；

图8是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置的控制执行边界线图表；

图9是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置的降档确定图；

图10是根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置中的每种变速档下产生的减速度图；以及

图11是在根据本发明第一个实施例的一种车辆减速控制装置中，根据必要减速度而修正减速度的减速度修正量图。

具体实施方式

在下面的说明以及附图中，将结合典型的实施例而对本发明进行详细的说明。

现在将结合图1至11而对其中一个典型实施例进行说明。该典型实施例涉及一种车辆减速控制装置，该装置对制动器(即制动装置)和自动变速器进行协同控制。

在该典型实施例中，在通过协同控制分级自动变速器和制动器进行而进行的换档点控制(例如根据将要到达的弯道的曲率半径而选择最佳的速度)时，通过将根据由车速、弯道的曲率半径和所需的减速时机而确定的一个参数而确定出的减速度加上通过自动变速器换档而得到的减速度，可以获得最佳的减速特性。

根据该典型实施例的结构，假定都提供有i)一种能够改变变速档或变速比的分级变速器，ii)用于检测弯道的装置和响应驾驶员的降档意图而执行换档控制的装置，以及iii)由制动器与降档控制结合而进行制动的装置。下面有详细的说明。

图2显示了一个分级自动变速器10，一个发动机40和一个制动装置200。自动变速器10可以通过控制液压而获得5种变速档(1档到5档)，所述的液压控制通过激励和停止电磁阀121a、121b和121c而实现。图2显示了三个电磁阀121a、121b和121c，但是它们的标号并不限于此。这些电磁阀121a、121b和121c由一个控制电路130发出的信号所驱动。

一个节气门开度传感器114用于检测布置在发动机40的进气通道41内的节气阀43的开度。一个发动机速度传感器116用于检测发动机40的转速。一个车速传感器122用于检测与车速成比例的自动变速器10的输出轴120c的转速。一个换档位置传感器123用于检测自动变速器10的换档位置。一个模式选择开关117被用于选择自动变速器10的换档模式。一个加速度传感器90用于检测车辆的减速度。

一个导航系统95基本用作为将车辆导向一个目标地点，并包括一个计算和处理单元，一个信息存储媒介，第一信息检测装置和第二信息检测装置。所述的信息存储媒介存储车辆行驶必要的信息(比如各种map图，道路、弯道、坡道(上坡和下坡)以及高速公路的直道部分)。第一信息检测装置用于检测车辆的当前位置以及自主导航的道路条件，并包括一个磁传感器，一个陀螺仪和一个转向传感器。第二信息检测装置也用于检测自主导航的相关信息，并包括一个GPS天线和一个GPS收发器等。

各种从节气门开度传感器114、发动机转速传感器116、车速传感器122、换档位置传感器123、以及加速度传感器90检测到指示信号全部输入到控制电路130中。另外，输入到该控制电路130中的还有模式选择开关117的开关指示信号以及来自导航系统95的信号。

控制电路130是一种常见的微型计算机，包括一个中央处理器(CPU)131，随机存储器(RAM)132、只读存储器(ROM)133、输入端口134、输出端口135以及总线136。来自各种传感器114，116，122，123，和90的信号，以及模式选择开关117和导航系统95的信号都输入到输入端口134中。电磁阀驱动部分138a，138b，和138c，以及通向制动器控制电路230的制动器制动力信号线L1都连接到输出端口135上。所述的制动器制动力信号线L1传递一个制动器制动力信号SG1。

控制电路130具有一个坡度测量/估计部分118。该坡度测量/估计部分118可以作为CPU131的一部分，并能够根据加速度传感器90所检测到的加速度而测量或估计路面坡度。此外，该坡度测量/估计部分118能够预先在ROM133中存储水平路面的加速度，然后通过比较存储的加速度与实际由加速度传感器90检测到的加速度来获得路面坡度。

如流程图1A和1B所示的操作(控制步骤)、如图5和8至11所示的map图、以及换档控制(图中没有标示)的操作都预先存放在ROM133中。控制电路130根据输入的各种控制条件来对自动变速器10进行换档。

制动装置200由制动控制电路230所控制，制动器制动力信号SG1从控制电路130中被输入到该制动装置200中，从而对车辆进行制动。该制动装置200包括一个液压控制电路220和分别布置在车轮204，205，206和207上的制动装置208、209、210和211。每个制动装置208、209、210和211分别根据由液压控制电路220所控制的制动压力来控制各车轮204，205，206和207的制动力。该液压控制电路220由制动控制电路230所控制。

液压控制电路220根据最终决定作用在车辆上的制动力的制动控制信号SG2，通过控制提供给每个制动装置208、209、210和211的制动液压力来进行制动控制。制动控制信号SG2由制动控制电路230在制动器制动力信号SG1的基础上所产生的，所述的制动器制动力信号SG1由制动控制电路230从自动变速器10的控制电路130中获得的。

制动控制电路230是一种常见的微型计算机，并包括一个CPU231，RAM 232，ROM 233，一个输入端口234，一个输出端口235以及一条总线236。液压控制电路220连接到该输出端口235上。用于根据各种包括制动器制动力信号SG1在内的数据而产生制动控制信号SG2的操作被存储在ROM233中。制动控制电路230根据所输入的各种控制条件来控制制动装置200(即进行制动控制)。

自动变速器10的结构如图3所示。在该图中，从发动机40(即，作用为行驶车辆的驱动源的内燃机)中的输出通过一个输入离合器12和一个液力变矩器14而被输入到自动变速器10中，所述的液力变矩器14是一种液力传递装置，并通过一个差速齿轮单元和一个轴(图中没有标示)来驱动车辆。作用为电动机和发电机的第一电动/发电机MG1被布置在输入离合器12和液力变矩器14之间。

液力变矩器14包括一个连接到输入离合器12上的泵轮20，一个连接到自动变速器10的输入轴22上的涡轮24，一个用于将泵轮20和涡轮24锁止在一起的锁止离合器26，以及一个导向器30，该导向器由一个单向离合器28而防止在其中一个方向上转动。

自动变速器10包括能在高变速档和低变速档之间切换的第一传递部分32，以及能够在倒档和四个前进档之间切换的第二传递部分34。第一传递部分32包括一个HL行星齿轮组36，一个离合器C0、一个单向离合器F0以及一个制动器B0。该HL行星齿轮组36包括一个太阳轮S0、一个齿圈R0、以及行星齿轮P0，行星齿轮P0可转动地被一个保持架K0所支撑，并与太阳轮S0和齿圈R0啮合。离合器C0和单向离合器F0位于太阳轮S0和保持架K0之间，而制动器B0位于太阳轮S0和壳座38之间。

第二传递部分34包括第一行星齿轮组400、第二行星齿轮组42以及第三行星齿轮组44。第一行星齿轮组400包括一个太阳轮S1、一个齿圈R1和行星齿轮P1，行星齿轮P1可转动地被一个保持架K1所支撑，并与太阳轮S1和齿圈R1啮合。第二行星齿轮组42包括一个太阳轮S2、一个齿圈R2和行星齿轮P2，行星齿轮P2可转动地被一个保持架K2所支撑，并与太阳轮S2和齿圈R2啮合。第三行星齿轮组44包括一个太阳轮S3、一个齿圈R3和行星齿轮P3，行星齿轮P3可转动地被一个保持架K3所支撑，并与太阳轮S3和齿圈R3啮合。

太阳轮S1和太阳轮S2整体连接在一起，而齿圈R1则和保持架K2以及保持架K3连成一整体。保持架K3连接到输出轴120c上。相似地，齿圈R2与太阳轮S3和一个中间轴48连成一整体。在齿圈R0和中间轴48之间有一个离合器C1，在太阳轮S1和太阳轮S2以及齿圈R0之间有一个离合器C2。另外，为了防止太阳轮S1和太阳轮S2转动，在壳座38上有一个带式制动器B1。此外，在太阳轮S1和太阳轮S2以及壳座38之间还串联地布置一个单向离合器F1和一个制动器B2。当太阳轮S1和太阳轮S2试图在与输入轴22转动的相反方向而转动时，单向离合器F1就会起作用。

在保持架K1和壳座38之间有一个制动器B3，而在齿圈R3和壳座38之间并联地布置有一个制动器B4和一个单向离合器F2。当齿圈R3试图在与输入轴22转动的反方向而转动时，单向离合器F2就会起作用。

上述结构的自动变速器10能够根据如图4所示的自动变速器接合/分离组合表，而在倒档和5个前进档(1档到5档)之间进行任意切换。在如图4所示的表中，单圆圈表示作用，空格表示分离，双重圆圈(牛眼)表示在发动机制动器接合时作用，而三重圆圈也表示作用，但没有动力传递。离合器C0到C2以及制动器B0到B4均为液力摩擦作用装置，可由液压执行器所作用。

控制电路130根据车速V和加速器开度而确定出自动变速器10的齿速，所述的加速器开度对应预先存储好的换档线map图的实际发动机负荷，如图5。然后，控制电路130进行自动换档控制，控制自动变速器10中的液压控制电路的电磁阀121a到121c，从而建立起确定的齿速。图5上的实线为升档线，而虚线为降档线。

下面将结合图1、2、6和7对该典型实施例的操作进行说明。

图6是该典型实施例的减速控制中的必要减速度图表。该图表是从上往下看的道路形状视图，包括了控制执行边界线Lc、必要减速度401和弯道501。

图7是该典型实施例的减速控制时间表。图7显示了自动变速器10的速度指令301，自动变速器10的输入轴转速302、发动机制动力(自动变速器10的输出轴120c的转矩)310，基础减速度402、减速度必需的修正量403(下文中将简单地称作为“必要减速度修正量403”)，以及最大目标减速度404。

在图6中，纵轴线代表车速，横轴线代表距离。车辆C前方的弯道501在沿线段B的点502之前。加速器在对应线段A的地点被关闭(即，加速器开度为零，加速器完全关闭)。制动器在A点处也被关闭。位置A位于弯道501的入口502之前，与弯道501的入口502之间的距离为L。

首先是确定(图中没有标示)是否有必要进行图1A和图1B中的典型实施例的弯道控制(即，换档点控制)。也就是说，控制电路130根据控制执行边界线Lc来确定是否有必要进行控制。若当前车辆速度和离弯道501入口502的距离的坐标在如图6所示的图表中的控制执行边界线Lc之上，就确定控制是必要的且同时执行如图1A的步骤S1。另一方面，若那些坐标在控制执行边界线Lc之下，就确定控制是不必要的，从而不执行如图1A和图1B的控制流程。

控制执行边界线Lc是一条对应某个范围外的边界线，所述的范围是由于在当前车速和离弯道501入口502的距离，使得除非有一个由正常制动获得的减速度之外的减速度(预先设定的)作用在车辆上(即，在该范围外车辆不能以一个理想的横向加速度通过弯道501)，否则车速将不能够在到达弯道501入口502时变为推荐的车速Vreq。也就是说，若当前车辆速度和离弯道501入口502的距离的坐标在控制执行边界线Lc之上，就有必要对车辆C作用一个预先设定好的且在正常制动获得的减速度之外的减速度，目的就是为了使车速能够在到达弯道501入口502时变为推荐的车速Vreq。

因此，当所述的坐标在控制执行边界线Lc之上时，根据该实施例的对应弯道曲率半径R的一个减速控制就会被执行(图1A和图1B)，这样由于减速度的增大，即使驾驶员没有进行制动或者对制动器的操作相当轻微(即，即使制动踏板仅被轻微地踩下)，也可以使得车速在到达弯道501入口502时变为推荐的车速Vreq。

图8是控制执行边界线Lc的图表。阴影部分代表根据推荐车速Vreq所计算得到的减速度范围，所述的推荐车速Vreq通过车辆前方的弯道501的曲率半径R所确定得到。该减速度范围对应的是车速较高且离弯道距离较小的区域。随着弯道501的曲率半径R越小，代表减速度范围边界线的控制执行边界线Lc，也被设定得越靠近边线，对应为车速更高、离弯道501距离更小。当车辆的实际车速V在弯道之前就超过了图8所示的控制执行边界线Lc，根据该实施例的对应弯道曲率半径R的减速控制就会被执行(图1A和图1B)。

传统地被用于对应弯道曲率半径R的换档点控制的一种典型控制执行边界线可以被用作为本实施例的控制执行边界线Lc。该控制执行边界线Lc是由控制电路130根据从导航系统95输入的弯道501的曲率半径R和离弯道501的距离的指示数据而产生。

在该典型实施例中，由于加速器开度301为零的对应线段A的位置位于控制执行边界线Lc之上，因此确定出该控制是必要的。这样，步骤S1就会被执行。在上述的例子中，根据本典型实施例的是否要进行对应弯道曲率半径R的减速控制(图1A和图1B)是利用控制执行边界线Lc而确定的。

在图1A的步骤S1中，控制电路130根据来自节气门开度传感器114的信号而确定出加速器是否关闭(即完全关闭)。若确定出加速器已经关闭，就会执行步骤S2。当加速器完全关闭时(即，步骤S1中为Yes)，就会确定出驾驶员希望降档。另一方面，若确定出加速器没有关闭，控制流程就会返回。如上所述，在图6中对应线段A的位置上加速器开度变为零(即，完全关闭)。

在步骤S2中，控制电路130确定出制动器是否关闭。若在步骤S2中制动器被关闭，就意味着驾驶员没有对制动踏板(图中没有标示)进行操作。这个确定是根据从一个制动器传感器(图中没有标示)输出并通过制动控制电路230输入的信号所作出的。若在步骤S2中确定出制动器已经关闭，步骤S3就会被执行。当制动器关闭(步骤S2中为Yes)，根据该典型实施例的减速控制就会被执行。另一方面，若确定出制动器没有关闭，该控制流程便返回。

在步骤S3中，控制电路130确定出弯道控制是否有一个降档输出。如图9所示的降档确定map图被用于做出此判断。在图9中，在弯道控制中的输入到自动变速器令其换档的速度，即目标降档速度，是在弯道501曲率半径R(或曲率)以及位置A(其中加速器和制动器都关闭(即在步骤S1和S2中均为Yes))的路面坡度θ_R的基础上确定的。

图9是一个降档确定map图，其中在两坐标系统上具有多个对应于驾驶员操作的不同范围，其中横轴代表车辆前方道路弯道的曲率半径R，纵轴代表车辆所在路面的坡度θ_R。该降档确定map图具有第一降档范围A1，第二降档范围A2，以及一个无降档范围A3。下坡时的向上的驱动力或发动机制动力在该降档确定map图中被设定得大于由自动换档控制利用如图5所示的换档线map图所产生的向上的驱动力或发动机制动力。

第一降档范围A1对应于i)具有弯度大(即曲率半径R小)并且坡度θ_R较陡(较大)的道路，在下坡行驶时需要更大的向上的驱动力或发动机制动力，或ii)具有相对较大坡度θ_R的直线下坡路面，需要相对较大的发动机制动力。当指示曲率半径R和道路坡度θ_R的点位于范围A1内，换入三档的换档指令就会被确定出。

第二降档范围A2对应于i)具有弯度中等(即曲率半径R中等)并且坡度θ_R中等的道路，在下坡行驶时需要中等大小的向上的驱动力或发动机制动力，或ii)具有相对较平缓的弯道(即，曲率半径相对较大)和坡度θ_R相对平缓(即，较小)的下坡路面，在下坡行驶时需要相对较小的向上的驱动力或发动机制动力。当指示曲率半径R和道路坡度θ_R的点位于范围A2内，换入四档的换档指令就会被确定出。

无降档范围A3对应的是直线上坡路面或平缓的下坡路面，不需要提高发动机制动力。当指示曲率半径R和道路坡度θ_R的点位于范围A3内，不管驾驶员如何操作，该无降档范围A3都保证不会确定出降档指令。

在这，弯道501是一个具有中等大小曲率半径R的中等弯道，在位置A上具有较平缓的下坡坡度。在这种情况下，图9的降档确定map图指示出最佳的变速档为四档。在步骤S3中，由降档确定map图所确定的最佳变速档与当前变速档相比较，并判断当前变速档是否大于最佳的变速档。若当前变速档高于最佳变速档，就会确定出有必要由弯道控制输出降档指令(即，步骤S3为Yes)，并执行步骤S4。另一方面，若当前变速档低于最佳变速档，就会确定出没有必要由弯道控制输出降档指令(即，步骤S3为No)，并且控制流程返回。

在本例子中，当位置A上的当前变速档为五档变速档，那么就会在步骤S3中确定出有必要输出降为四档的指令。在这种情况下，降为四档的降档指令301在时刻T0时输出，如图7所示。

当控制电路130如上所述那样确定出在步骤S3中要选择的变速档(本例子为四档)，一个换档指令(即降档指令301)就会被输出。也就是说，降档指令301从控制电路130的CPU131中输出到电磁阀驱动部分138a到138c。这些电磁阀驱动部分138a到138c然后就会根据降档指令301而激励或松开电磁阀121a到121c。这样，由降档指令301所指示的换档就会由自动变速器10所执行。

根据本典型实施例，在对应图6的线段A的位置上(即，图7的时刻T0)，当控制电路130确定出有必要由换档点控制进行降档时(即，步骤S3为Yes)，降档指令301就会相应该判定(即，在时刻T0)而被输出。在这，如图7所示，从降档指令301输出到实际开始换档之间需要一段预定的时间ta。这样，该预定时间ta结束后，在时刻T1开始换档，此时发动机制动力310开始对车辆作用。如上所述，从降档指令301发出的时刻T0到实际开始换档的时刻T1之间的这段时间是根据换档类型(即，换档前的变速档和换档后的变速档两者的组合，例如四档→三档或三档→二档)而确定的。另外，当从时刻T1实际开始降档时，自动变速器10的输入轴转速302开始上升。

在步骤S4中，控制电路130获得一个基础减速度402。如图10所示的基础减速度map图被用于步骤S4的判定中。在如图10所示的基础减速度map图上，由目标变速档位(换档类型)和车速(对应于自动变速器10的输出轴120c的转速No)而确定出的减速度最大值，从换档被设定为基础减速度402就开始作用在车辆上。如图7所示，基础减速度402与发动机制动力310的最大值(即，换档结束时刻T2时的发动机制动力310)是一样的。

在该例子中，当换档是从五档降为四档且自动变速器10的输出轴120c的转速No为2000rpm时，基础减速器402为-0.06G。在步骤S4后，步骤S5将被执行。

在步骤S5中，控制电路130获得必要减速度修正量403。如图11所示的必要减速度修正量map图被用于步骤S5的判定中。在如图11所示的必要减速度修正量map图上，必要减速度修正量403是根据必要减速度401和车速(对应于自动变速器10的输出轴120c的转速No)而确定的。

首先对必要减速度401进行说明。必要减速度401是以一个预先设定的理想横向加速度拐过即将来临的弯道501(即，以理想的推荐车速Vreq进入弯道501而所必需的)所必需的减速度(即，以理想的推荐车速Vreq进入弯道501而所必需的减速度)。也就是说，它是为了能以理想的推荐车速Vreq进入弯道501的车速轨迹的斜率。该推荐车速Vreq是对应于弯道501曲率半径R(或曲率)的一个值。如图6中的必要减速度401所示的一个减速度必须要将车辆从位置A的车速(该车速在步骤S1中加速器和制动器完全关闭时而确定的)降为进入弯道501入口502所需的推荐车速Vreq。从确定出加速器和制动器关闭的那点到弯道501的入口502之间的距离越小时，该必要减速度401就要更大。(注意：当在这里或本说明的全文中提到减速度或修正量的大小时，是分别指减速度和修正量的绝对值)。

控制电路130根据从车速传感器122输入的当前车速、车辆当前点离弯道501的入口502的距离以及从导航系统95输入的弯道501的曲率半径R而计算得到必要减速度401。获得必要减速度401的方法如下所述。

首先要获得弯道501的入口502处的推荐车速Vreq(1)。然后获得必要减速度401(2)。下面的说明将分为两部分(即，(1)和(2))。

(1)推荐车速Vreq的计算

推荐车速Vreq可以根据下面的表达式1而获得。

$\mathrm{Vreq}=\sqrt{G\×9.8\×R}...\left[1\right]$

在这，G为在弯道内的横向加速度，R为弯道的曲率半径。

表达式(1)的推导如下所述。

α＝V×ω＝R×ω²＝V²/R...[2](根据等速圆周运动系统)

在这，α为加速度，ω为角速度，V为速度，R为半径。

根据上面的表达式[2]

$V=\sqrt{\mathrm{\α}\×R}$ α＝G×9.8(9.8为重力加速度)因此

$V=\sqrt{G\×9.8\×R}$

(2)必要减速度401的计算

若用Greq表示必要减速度401，Greq可以根据下面的表达式[3]而获得。

Greq＝(V²-Vreq²)/(2×L×9.8)...[3]

在这，V为当前车速(当加速器关闭)，L为车辆离弯道之间的距离。

表达式[3]的推导如下所述。

V₁＝V₀+α×t...[4](根据等速圆周运动系统)

L＝V₀×t+1/2×α×t²...[5](根据等速圆周运动系统)

在这，V₀为初速度，V₁为t秒后的速度，α为加速度，t为时间，L为运动距离。

根据上面的表达式[4]，t＝(V₁-V₀)/α...[6]

将表达式[6]代入表达式[5]，可以得到

L＝V₀×(V₁-V₀)/α+α×(V₁-V₀)²/(2×α²)

L＝(V₁ ²-V₀ ²)/(2×α)

α＝(V₁ ²-V₀ ²)/(2×L)

将α转化为G，可以得到

G＝(V₁ ²-V₀ ²)/(2×L×9.8)

如上所述，一旦必要减速度401获得后，必要减速度修正量403就可以通过必要减速度401和车速(对应于自动变速器10的输出轴120c的转速No)而获得，如图11所示。根据表达式[3]，当离弯道的距离L较小时，必要减速度401(Greq)较大。图11显示了，必要减速度401越大，必要减速度修正量403就会增大。在这种情况下，也如同本说明的其他部分，减速度是根据其绝对值的大或小而被确定为大或小。

表达式[1]中的G值(即，横向加速度)可以任意设定。

在本例子中，当必要减速度401为0.5G且自动变速器10的输出轴120c的转速No为2000rpm时，必要减速度修正量403为-0.005G。在步骤S5后，步骤S6将会被执行。

在这，必要减速度修正量403不是根据理论而获得的，而是一个适当的值，可以根据各种条件而被适当地设定。也就是说，例如，在一种跑车上，减速时的减速度越大越为理想，因此该必要减速度修正量403可以设定为较大的值。另外，在同样的一辆车上，必要减速度修正量403可以根据车速的不同而受到控制。在一种具有所谓运动模式(旨在提高车辆对驾驶员操作的响应，以获得轻快而精确地操纵)、华贵模式(旨在获得对驾驶员操作的放松和简单的响应)、经济模式或正常模式(旨在获得燃油经济性)以及雪地模式(旨在改善车辆在具有雪地路面摩擦系数的道路上行驶的性能)的车辆上，当运动模式被选中时，必要减速度修正量403就会被设定为比华贵模式或经济模式更大的值。当雪地模式被选中时，必要减速度修正量403就会被设定为比华贵模式或经济模式中更小的值。这些模式可以由驾驶员手动选择或由车辆自动选择。

在步骤S6中，控制电路130获得一个最大目标减速度404。该最大目标减速度404是在步骤S4中获得的基础减速度402和步骤S5中获得的必要减速度修正量403的总和。在本例子中，基础减速度402为-0.06G，必要减速度修正量403为-0.005G，因此最大目标减速度404为-0.065G。在步骤S6后，步骤S7将被执行。

在步骤S7中，控制电路130设定目标减速度303，使得它以一个预定的斜率(即，开始减小)减小到最大目标减速度404。目标减速度303开始减小的斜率逐渐增大，以抑制冲击从而抑制由于突然制动而带来的不舒服感。该斜率优选地被设定成使得目标减速度303到达最大目标减速度404的时间完全等于或稍微小于发动机制动力310到达基础减速度402的时间。

该预定斜率可以根据控制开始时(即，刚好在车辆到达如图6所示对应线段A的位置之前)加速器的回复速度以及加速器在回复之前的开度而变化。例如，当加速器回复速度和回复之前的开度较大，该斜率可以设定得较大，而当路面的摩擦系数较小时，该斜率也被设定得较小。另外，该预定斜率可以根据车速来设定。在这种情况下，车速越大，该预定斜率可以设定的越大。在步骤S7后，步骤S8将被执行。

在步骤S8中，制动控制电路230执行制动反馈控制，使得作用在车辆上的实际减速度304与目标减速度303匹配。该制动反馈控制在降档指令301输出的时刻T0开始执行。

也就是说，一个指示目标减速度303的信号在时刻T0时从控制电路130中作为制动器制动力信号SG1而通过制动器制动力信号线L1输出到制动控制电路230中。然后，根据从控制电路130输入的制动器制动力信号SG1，制动控制电路230产生制动控制信号SG2，并将它输出到液压控制电路220中。

然后液压控制电路220根据制动控制信号SG2，通过控制提供给制动装置208，209，210，和211的液压力而产生一个由制动控制信号SG2指示的制动力。

在步骤S8的制动装置200的反馈控制中，目标值为目标减速度303，控制量为车辆的实际减速度304，控制的对象为制动器(制动装置208，209，210，和211)，操作量为制动控制量(图中没有标示)，而扰动主要是由自动变速器10的换档引起的减速度310。车辆的实际减速度304由加速度传感器90所检测得到。

也就是说，在制动装置200中，制动器制动力(即，制动控制量)受到控制，使得车辆的实际减速度304变得与目标减速度303匹配。也就是说，制动控制量被设定成可以产生一个减速度，该减速度可以弥补自动变速器10换档引起的减速度310和车辆目标减速度303之间的差异。

在如图7所示的例子中，由自动变速器10引起的减速度310从降档指令输出的时刻T0到自动变速器10开始换档的时刻T1这段时间内一直为零。因此，制动控制量被设定成可以使整个目标减速度303仅通过制动器而获得。从自动变速器开始换档的时刻T1开始，制动器控制量随着自动变速器10引起的减速度310的增大而减小。

在步骤S9中，控制电路130判定自动变速器10的换档操作是否结束。该判定是根据自动变速器10的输入轴的转速是否完全等于换档后的变速比乘以自动变速器10的输出轴120c的转速No而做出的。若自动变速器10的换档操作没有结束(即，步骤S9中为No)，该程序一直重复直到步骤S9变为Yes。若自动变速器10的换档操作已经结束(即，步骤S9中为Yes)，步骤S 10将被执行。在图7的例子中，自动变速器10的换档操作在时刻T2时结束。

在步骤S10中，控制电路130设定目标减速度303以一个预定的斜率上升(结束sweep)。在步骤S8开始的制动反馈控制被执行，从而使得实际减速度304与目标减速度303相匹配。这样，换档后引起的冲击就会被保持最小。在步骤S10后，步骤S11将被执行。

在步骤S11中，控制电路130确定出目标减速度303是否与发动机制动力310相匹配。若目标减速度303与发动机制动力310匹配，步骤S12就会被执行。若否，步骤S13将被执行。在如图7所示的例子中，目标减速度303在时刻T3时与发动机制动力310匹配。在目标减速度303与发动机制动力310匹配时的制动控制量为零。

在步骤S12中，在步骤S8开始的制动反馈控制结束。

在步骤S10中增加的目标减速度303的斜率一直保持，直到目标减速度303到达由自动变速器10在时刻T3时通过换档而产生的最终减速度(发动机制动力310)。目标减速度303的设定在它到达最终减速度后停止。在那时，最终减速度，也就是根据弯道曲率半径R的降档而所需的发动机制动力310，作为车辆的实际减速度304而作用在车辆上，因此从那点开始，根据该典型实施例，制动控制已经不再是必要的了。

在步骤S13中，控制电路130判定从确定出换档结束的时刻T2后是否经过了一段预定的时间tb。若已经经过了预定的时间tb(即，步骤S13中为Yes)，步骤S12就会被执行，而制动控制就会结束。另一方面，若判定出还没有经过预定的时间tb(即，步骤S13中为No)，那么程序返回到目标减速度303逐渐增加的步骤S10中，制动控制继续进行。当从确定出换档结束后经过了一段预定的时间，即使判定出由于某些原因导致目标减速度303与发动机制动力310不匹配(即，步骤S11中为No)，制动控制也会结束(即，步骤S13、步骤S12为Yes)。

上述的典型实施例具有下述的效果。

该典型实施例改善了当减速力作用在车辆上的响应能力。响应于驾驶员的减速命令(即，减速操作)，制动器可以与降档指令的输出而同时受到协同的控制。因此，即使在降档指令输出直到实际进行换档且产生发动机制动力之间的这段时间内(即，从图7上的时刻T0到T1)，通过制动器所产生的减速力也能够获得良好的相应。

另外，根据该典型实施例，对应驾驶员的减速操作时机(即，加速器关闭)的一个减速力可以作用在车辆上。如图11所示，必要减速度修正量是根据反映减速操作时机(即，离弯道501的距离L)的必要减速度401而确定的，因此对应该减速操作时机的一个减速力可以作用在车辆上。也即是说，即使在减速操作时刻下的弯道的曲率半径R、弯道处的目标横向加速度以及车速V都相同，当执行减速操作的位置离弯道的距离较大时(即，当离弯道501较远的地方进行减速操作)，必要减速度修正量403为零，而当执行减速操作的位置离弯道的距离较小时(即，当离弯道501较近的地方进行减速操作)，必要减速度修正量403较大(即，减速力增加)。

传统地，在根据弯道的曲率半径R的换档点控制中，在弯道控制中的目标降档速度(即，降档量)是根据弯道501的曲率半径R(或曲率)和加速器和制动器都关闭(即，步骤S1和S2中为Yes)的位置A的路面坡度而确定的，并且只有从换档到那个速度下的减速度才作用在车辆上。也就是说，在传统上，当降档量被确定出，它是不考虑驾驶员进行减速操作(即，加速器关闭)时的位置离弯道501的距离L的，并且只有对应那个换档量的减速度才作用在车辆上。因此，即使驾驶员进行减速操作(即，加速器关闭)时刻和位置(即，离弯道501的距离L)不同，降档量仍然被设定成一样的，而没考虑到必要减速度401是不同的。这样，只有相同的减速度作用在车辆上。

对比之下，根据本典型实施例，必要减速度修正量403是根据反映驾驶员进行减速操作时的位置离弯道501的距离L的必要减速度401而进行设定的，并且该必要减速度修正量403通过制动器而作用在车辆上。也就是说，根据本典型实施例，最大目标减速度404，即对应降档量的减速度(基础减速度402)和反映驾驶员进行减速操作时的位置的必要减速度修正量403的总和，作为自动变速器和制动器的协同控制，作用在车辆上。这样，就能够获得对应驾驶员进行减速操作时的位置的最佳减速特性。

如上所述，根据本典型实施例，当弯道被判定出，且响应于驾驶员降档意图的降档控制(换档点控制)被执行，根据车速、弯道的曲率半径R、驾驶员减速时机以及弯道上的目标横向加速度而确定的必要减速度修正量403，相加到由自动变速器10进行降档而产生的减速度。对应于必要减速度修正量403的减速度由制动器所产生。这样，就能够获得最佳的减速特性和加速特性。

即使离弯道501的入口502的距离L和车速发生变化，也能够获得对应于特定距离L和特定车速的必要减速度303(402，403，404)，并可以通过自动变速器和制动器而可靠地和平顺地将该必要减速度303作用在车辆上。另外，通过调整由制动器产生的减速度和由自动变速器10速度所产生的减速度，可以在弯道开始时就获得良好的加速特性。

此外，降档量可以结合考虑减速力和加速力两者的平衡而设置。取决于发动机，减速力和加速力之间的平衡即使在同样的速度下也会很差。例如，在一个给定的弯道下，当V8发动机的三档变速在进入弯道前可以产生一个合适的减速力，但可能会在驶出弯道时产生太大的加速力。在这种情况下，在本实施例中，在进入弯道之前，一个四档变速的发动机制动力通过换入四档而产生，而一个减速力(即，必要减速度修正量)则由制动器产生。这使得总体的减速度可以对应为在进入弯道时以三档变速的发动机制动力作用车辆，而在驶出弯道时则以四档的加速力作用车辆。或者说，可以实现这样的行驶，其中能够获得适合进入弯道的减速力和驶出弯道的加速力。

另外，在一种发动机前置后驱动(FR)的车辆上，由于制动器产生的制动力也作用在车辆的前轮上，因此车辆的稳定性，特别是在低摩擦系数的路面上的车辆稳定性得到了改善。由于在FR的车辆上发动机制动力是作用在后轮上的，因此车辆特性会变得不稳定，特别是在低摩擦系数的路面上只通过降档而由发动机制动力产生的减速度的情况。对比之下，根据本典型实施例，来自制动器的减速力也作用在车辆的前轮上，因而改善了车辆的稳定性。例如，在某种情况下(弯道)，传统的情况是变速器降为三档，而减速力仅作用在后轮上，而在本典型实施例中，变速器将减为四档，虽然减速力也仅作用在后轮上，但由制动器产生的必要减速度修正量将作用在前轮上，从而改善车辆的稳定性。在这，必要减速度修正量被设置成总的减速力是相同的，即，必要减速度修正量加上由于降到四档所引起的发动机制动力等于降到三档所引起的发动机制动力。即使总的减速力是相等的，在本实施例的车辆稳定性会更好。

在本典型实施例的制动控制中可以使用非制动器的但可以产生制动力的制动装置，例如由动力传动系统中的电动发电机构成的再生制动器。此外，在上述的说明中，减速度(G)是一个被用于使车辆减速的量。但是，该控制也可以根据减速转矩而进行。另外，上述的典型实施例可以经过修改，使得对应通过上述方法而获得的目标减速度303的总减速度仅由制动器产生，而不进行自动变速器的换档控制。

在一种通过制动装置(200)的操作对车辆作用制动力和通过换档操作将车辆的变速器(10)换入较低变速档或变速比而对车辆进行减速控制的装置中，换档操作和制动装置(200)的操作是这样进行的，其中根据车辆前方弯道(501)的曲率或曲率半径、离弯道的距离(L)、以及车速(V)而设定一个目标减速度(303)，并将它作用在车辆上。即使驾驶员进行减速操作的时机(离弯道的距离)不一样，在车辆到达弯道入口之前也可以可靠地获得一个预定的减速度。由于进入弯道所必需的目标减速度可以通过换档操作和制动装置的操作而获得，而驱动力可以通过减速控制结束后的换档操作后的速度而设定，因此可以获得同时适合于进入弯道和驶出弯道的驱动力。

Claims (14)

1.一种车辆的减速控制装置，该装置通过制动装置(200)的操作和换档操作而对车辆进行减速控制，所述的制动装置的操作对车辆作用制动力，所述的换档操作将车辆的变速器(10)换入相对较低的变速档或变速比，其特征在于：

所述换档操作和制动装置(200)的操作是这样进行的，根据i)车辆前方道路的弯道(501)的曲率或曲率半径，ii)离弯道的距离(L)，以及iii)车速(V)设定的目标减速度(303)作用于车辆。

2.一种车辆的减速控制装置，该装置通过制动装置(200)的操作和换档操作而对车辆进行减速控制，所述的制动装置的操作对车辆作用制动力，所述的换档操作将车辆的变速器(10)换入相对较低的变速档或变速比，其特征在于：

被设定为基础减速度(402)而作用在车辆上的减速度是根据车辆前方道路的弯道(501)的曲率或曲率半径而设定的；以及

除基础减速度(402)之外还作用在车辆上的减速度修正量(403)是根据离弯道(501)的距离(L)而确定的。

3.根据权利要求2的车辆的减速控制装置，其特征在于，所述的基础减速度(402)被确定为换档操作中的速度变化量。

4.根据权利要求2的车辆的减速控制装置，其特征在于，所述修正量(403)是一个通过制动装置(200)的操作而作用在车辆上的减速度。

5.根据权利要求2的车辆的减速控制装置，其特征在于，所述修正量(403)包括零值。

6.根据权利要求2的车辆的减速控制装置，其特征在于，所述修正量(403)除了根据离弯道(501)的距离(L)之外，还根据该弯道(501)的曲率或曲率半径、车速(V)以及该弯道(501)上的目标横向加速度而确定。

7.根据权利要求1至6中的任何一条的车辆的减速控制装置，其特征在于，所述制动装置(200)这样受到控制，使得所述制动装置(200)所产生的减速度从换档操作结束时开始逐渐减小。

8.一种车辆的减速控制方法，其中通过制动装置(200)的操作对车辆作用一个制动力以及通过换档操作将车辆的变速器(10)换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制，其特征在于，该方法包括：

根据车辆前方道路弯道(501)的曲率或曲率半径、离弯道(501)的距离(L)和车速(V)而设定车辆的一个目标减速度(303)；以及

进行换档操作和制动装置(200)的操作，使得该目标减速度(303)作用在车辆上。

9.一种车辆的减速控制方法，其中通过制动装置(200)的操作对车辆作用一个制动力以及通过换档操作将车辆的变速器(10)换入相对较低的变速档或变速比而对车辆进行减速控制，其特征在于，该方法包括：

根据车辆前方道路弯道(501)的曲率或曲率半径，将作用在车辆的减速度设定为基础减速度(402)；

根据离弯道(501)的距离(L)，确定一个除了基础减速度(402)之外的作用在车辆上的减速度修正量(403)；以及

进行换档操作和制动装置(200)的操作，使得为基础减速度(402)与修正量(403)的总和的减速度作用在车辆上。

10.根据权利要求9的车辆的减速控制方法，其特征在于，所述基础减速度(402)被确定为换档操作中的速度变化量。

11.根据权利要求9的车辆的减速控制方法，其特征在于，所述修正量(403)是一个通过制动装置(200)的操作而作用在车辆上的减速度。

12.根据权利要求9的车辆的减速控制方法，其特征在于，所述修正量(403)包括零值。

13.根据权利要求9的车辆的减速控制方法，其特征在于，所述修正量(403)除了根据离所述弯道(501)的距离(L)之外，还根据该弯道(501)的曲率或曲率半径、车速(V)以及该弯道(501)上的目标横向加速度而确定。

14.根据权利要求8至13中的任何一条的车辆的减速控制方法，其特征在于，还包括：这样控制所述制动装置(200)，使得制动装置(200)所产生的减速度从换档操作结束时开始逐渐减小。

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