專利名稱：車輛集成控制裝置和車輛集成控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用多個(gè)控制單元以集成的方式來控制安裝在車輛中的多個(gè)致動(dòng)器的車輛集成控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
日本專利申請(qǐng)公開號(hào)JP-A-05-85228描述了一種車輛集成控制系統(tǒng)，其中控制元件分級(jí)布置。在描述的車輛集成控制系統(tǒng)中，在將駕駛員的輸入轉(zhuǎn)換為預(yù)定的操作模式的過程中，處于較高等級(jí)級(jí)別處的至少一個(gè)控制元件向下傳遞指示模式的信號(hào)至處于較低等級(jí)級(jí)別處的控制元件。較低級(jí)別的系統(tǒng)被指令以建立由較高等級(jí)級(jí)別處的控制元件所指示的模式。
傳輸駕駛員輸入的方法(具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的車輛集成控制系統(tǒng)中所采用的方法)符合自上而下的方法，其中駕駛員的輸入(控制目標(biāo))從較高等級(jí)級(jí)別處的控制元件傳遞至較低等級(jí)級(jí)別處的控制元件，同時(shí)基于較低級(jí)別的系統(tǒng)被指令要建立的模式分配該控制目標(biāo)。但是，在這樣的方法中，當(dāng)基于指令較低級(jí)別的系統(tǒng)被指令要建立的模式不適當(dāng)?shù)胤峙淇刂颇繕?biāo)時(shí)，很難校正不適當(dāng)?shù)姆峙?，因?yàn)闆]有使控制目標(biāo)與來自較低級(jí)別系統(tǒng)的指令協(xié)調(diào)的協(xié)調(diào)部分。此外，如果較低級(jí)別系統(tǒng)的規(guī)格(功能和能力)發(fā)生變化，則需要改變分配來自較高級(jí)別系統(tǒng)的控制目標(biāo)的方法。因此，很難靈活地處理較低級(jí)別系統(tǒng)的規(guī)格的變化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種車輛集成控制裝置，其能靈活地處理各種控制元件的功能和能力的改變，同時(shí)適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)來自控制單元的指令。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種車輛集成控制裝置，其使用多個(gè)控制單元以集成的方式來控制安裝在車輛中的多個(gè)致動(dòng)器，所述多個(gè)控制單元中的一些是管理器控制單元。所述管理器控制單元中的一個(gè)控制單元包括第一協(xié)調(diào)部分，其將基于來自駕駛員或第一控制單元的指令得到并由第一物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值與來自第二控制單元并由所述第一物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第一控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)，所述第二控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)；轉(zhuǎn)換部分，其將控制值轉(zhuǎn)換成由第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值，所述控制值已經(jīng)通過所述第一協(xié)調(diào)部分進(jìn)行了協(xié)調(diào)處理并由所述第一物理量單位來表達(dá)；第二協(xié)調(diào)部分，其將通過所述轉(zhuǎn)換部分得到并由所述第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值與從第三控制單元傳輸并由所述第二物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第三控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)；和輸出部分，其輸出通過所述第二協(xié)調(diào)部分得到的所述控制目標(biāo)值至第四控制單元，所述第四控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)并且應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)所述控制目標(biāo)值。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種由車輛集成控制裝置執(zhí)行的控制方法，所述車輛集成控制裝置使用多個(gè)控制單元以集成的方式來控制安裝在車輛中的多個(gè)致動(dòng)器，所述多個(gè)控制單元中的一些是管理器控制單元。根據(jù)該方法，基于來自駕駛員或第一控制單元的指令得到并由第一物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值與來自第二控制單元并由所述第一物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第一控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)，所述第二控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)。然后，控制值被轉(zhuǎn)換成由第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值，所述控制值已經(jīng)通過所述第一協(xié)調(diào)部分進(jìn)行了協(xié)調(diào)處理并由所述第一物理量單位來表達(dá)。將通過所述轉(zhuǎn)換部分得到并由所述第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值與從第三控制單元傳輸并由所述第二物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第三控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)。然后，輸出通過所述第二協(xié)調(diào)部分得到的所述控制目標(biāo)值至第四控制單元，所述第四控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)并且應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)所述控制目標(biāo)值。
在第一和第二方面中的每個(gè)中，由所述第一物理量單位表達(dá)的所述控制目標(biāo)值可以是由力的單位表達(dá)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力值，由所述第二物理量單位表達(dá)的所述指令值可以是由轉(zhuǎn)矩的單位表達(dá)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值。此外，來自所述第二控制單元的所述指令值由適于來自動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的指令的力的單位來表達(dá)，所述動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)用于穩(wěn)定所述車輛的動(dòng)態(tài)特性。此外，所述第三控制單元可以是控制變速器的致動(dòng)器的控制單元，所述第四控制單元可以是控制發(fā)動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器的控制單元。
根據(jù)上述的車輛集成控制裝置和控制方法，可以靈活地處理各個(gè)控制單元的功能和能力的變化，同時(shí)適當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)來自這些控制單元的指令。


當(dāng)參考附圖考慮時(shí)，通過閱讀以下對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以更好地理解本發(fā)明的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上的意義，其中圖1圖示根據(jù)包括本發(fā)明的車輛集成控制裝置的車輛的俯視圖，其中嵌入了驅(qū)動(dòng)力控制裝置；和圖2的系統(tǒng)示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛集成控制裝置的示例。
具體實(shí)施例方式
在以下的描述和附圖中，將以示例實(shí)施例的方式來更詳細(xì)地描述本發(fā)明。首先，將參考圖1，圖1示意性地描述包括根據(jù)本發(fā)明的車輛集成控制裝置的車輛。
車輛設(shè)置有左、右前輪100和左、右后輪100。在圖1中，“FR”表示右前輪，“FL”表示左前輪，“RR”表示右后輪，“RL”表示左后輪。
車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)140作為動(dòng)力源。動(dòng)力源不限于發(fā)動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)也可以用作獨(dú)立的動(dòng)力源?？商鎿Q地，可以結(jié)合使用發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源。用于電動(dòng)機(jī)的電源可以是蓄電池組或燃料電池。
基于駕駛員對(duì)加速踏板200(是由駕駛員操作以控制車輛的向前運(yùn)動(dòng)、向后運(yùn)動(dòng)、速度或加速度的輸入構(gòu)件中的一個(gè))的操作量來電氣地控制發(fā)動(dòng)機(jī)140的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果需要，可以獨(dú)立于駕駛員對(duì)加速踏板200的操作來自動(dòng)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)140的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
通過電氣地控制例如設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)140的進(jìn)氣歧管中的節(jié)流閥(未示出)的開啟量(以下稱作“節(jié)流閥開啟量”)、噴入發(fā)動(dòng)機(jī)140的燃燒室中的燃料量、或者調(diào)節(jié)閥打開/關(guān)閉正時(shí)的進(jìn)氣凸輪軸的角度位置來電氣地控制發(fā)動(dòng)機(jī)140。
示例車輛是后輪驅(qū)動(dòng)的車輛，其中右前輪和左前輪是從動(dòng)輪，右后輪和左后輪是驅(qū)動(dòng)輪。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)140的輸出軸經(jīng)由變矩器220、變速器240、傳動(dòng)軸260、差速齒輪單元280以及與后輪一起旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)軸300連接至右后輪和左后輪。但是，根據(jù)本實(shí)施例的車輛集成控制裝置的應(yīng)用不限于后輪驅(qū)動(dòng)的車輛。例如，車輛集成控制裝置可以應(yīng)用于前輪驅(qū)動(dòng)的車輛，其中右前輪和左前輪是驅(qū)動(dòng)輪，而右后輪和左后輪是從動(dòng)輪。此外，車輛集成控制裝置可以應(yīng)用于所有車輪都是驅(qū)動(dòng)輪的四輪驅(qū)動(dòng)車輛。
變速器240是自動(dòng)變速器。自動(dòng)變速器電氣地控制速比，基于該速比，發(fā)動(dòng)機(jī)140的速度轉(zhuǎn)換成變速器240的輸出軸的轉(zhuǎn)速。該自動(dòng)變速器可以是有級(jí)變速器或無級(jí)變速器(CVT)。
車輛包含由駕駛員操作的方向盤440。轉(zhuǎn)向反作用力供應(yīng)裝置480電氣地使方向盤440供應(yīng)有轉(zhuǎn)向反作用力，即與駕駛員對(duì)方向盤440的操作(以下，有時(shí)稱作“轉(zhuǎn)向”)相對(duì)應(yīng)的反作用力。轉(zhuǎn)向反作用力可以被電氣地控制。
左前輪和右前輪的方向(即前輪的轉(zhuǎn)向角)由前轉(zhuǎn)向裝置500電氣地控制。前轉(zhuǎn)向裝置500基于駕駛員使方向盤440旋轉(zhuǎn)的角度來控制前輪的轉(zhuǎn)向角。如果需要，前轉(zhuǎn)向裝置500可以獨(dú)立于駕駛員對(duì)方向盤440的操作來自動(dòng)地控制前輪的轉(zhuǎn)向角。換言之，方向盤440可以與左前輪和右前輪機(jī)械地隔離。
類似的，左后輪和右后輪的方向(即后輪的轉(zhuǎn)向角)由后轉(zhuǎn)向裝置520電氣地控制。
車輪100設(shè)置有各個(gè)制動(dòng)器560，各個(gè)制動(dòng)器560用于抑制車輪1 00的旋轉(zhuǎn)?；隈{駛員對(duì)制動(dòng)踏板580(是由駕駛員操作以控制車輛的向前運(yùn)動(dòng)、向后運(yùn)動(dòng)、速度或減速度的輸入構(gòu)件中的一個(gè))的操作量來電氣地控制制動(dòng)器560。如果需要，車輪100可以被獨(dú)立且自動(dòng)地控制。
在示例車輛中，車輪100經(jīng)由各個(gè)懸架620連接至車身(未示出)。各個(gè)懸架620的懸架性質(zhì)是獨(dú)立于其它懸架620來電氣地控制的。
以下的致動(dòng)器用于電氣地控制上述相應(yīng)的部件(1)電氣地控制發(fā)動(dòng)機(jī)140的致動(dòng)器；(2)電氣地控制變速器240的致動(dòng)器；(3)電氣地控制轉(zhuǎn)向反作用力供應(yīng)裝置480的致動(dòng)器；(4)電氣地控制前轉(zhuǎn)向裝置500的致動(dòng)器；(5)電氣地控制后轉(zhuǎn)向裝置520的致動(dòng)器；(6)電氣地控制制動(dòng)器560的致動(dòng)器；和(7)電氣地控制懸架620的致動(dòng)器。
以上僅列出了常用的致動(dòng)器。以上列出的致動(dòng)器是否需要依賴于車輛的規(guī)格。一些車輛不包括上列的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器?；蛘撸松狭械闹聞?dòng)器，其它車輛可以包括其它致動(dòng)器，例如用于電氣地控制方向盤440的轉(zhuǎn)向量和轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向量之間的比例(轉(zhuǎn)向傳動(dòng)比)的致動(dòng)器、和用于電氣地控制加速踏板200的反作用力的致動(dòng)器。由此，本發(fā)明不限于上述的特定致動(dòng)器構(gòu)造。
如圖1所示，安裝在車輛中的車輛集成控制裝置電氣地連接至上述的各個(gè)致動(dòng)器。電池(未示出)用作用于車輛集成控制裝置的電源。
圖2圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的車輛集成控制裝置的系統(tǒng)圖。
與在常用ECU(電子控制單元)的情況一樣，下述的每個(gè)管理器(模組)可以是微處理器，該微處理器例如包括儲(chǔ)存控制程序的ROM、儲(chǔ)存計(jì)算結(jié)果等并可以恢復(fù)和/或更新數(shù)據(jù)的RAM、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輸入接口、輸出接口等。在以下的描述中，根據(jù)功能對(duì)控制單元進(jìn)行分組，并且例如稱之為P-DRM、VDM等。但是，P-DRM、VDM等不必是彼此物理獨(dú)立的構(gòu)造。P-DRM、VDM等可以使用合適的軟件結(jié)構(gòu)來彼此一體地構(gòu)造。
如圖2所示，管理器布置在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的最高級(jí)別處，該管理器用作驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的駕駛員意圖確定部分(以下稱作“P-DRM”傳動(dòng)系駕駛員模組)。在驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的最高級(jí)別處，與P-DRM并行布置駕駛員支持系統(tǒng)(以下稱作“DSS“駕駛員支持系統(tǒng))。
在比P-DRM高的級(jí)別處，布置加速行程傳感器。加速行程傳感器產(chǎn)生與加速踏板200的操作量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，其直接反映駕駛員的輸入。
在比DSS高的級(jí)別處，布置車輪速度傳感器。對(duì)各個(gè)車輪100設(shè)置車輪速度傳感器。每個(gè)車輪速度傳感器在車輪100每次轉(zhuǎn)過預(yù)定角度時(shí)輸出脈沖信號(hào)。
P-DRM接收從加速行程傳感器和車輪速度傳感器輸出的信號(hào)。在P-DRM中的最高級(jí)別處，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算部分基于分別由來自加速行程傳感器和車輪速度傳感器的電信號(hào)表示的加速踏板操作量(％)和車輪速度No(rpm)來計(jì)算目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(N)?？梢砸砸韵碌姆绞降玫侥繕?biāo)驅(qū)動(dòng)力F11)目標(biāo)加速度G(m/s2)是使用加速踏板操作量(％)和車輪速度(rpm)作為參數(shù)基于適當(dāng)?shù)娜S圖表來計(jì)算的，2)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力是通過將目標(biāo)加速度G(m/s2)轉(zhuǎn)換成適于力(N)的物理量來得到的，以及3)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1是通過使用上坡坡度補(bǔ)償量(N)(其是基于行駛阻力(N)和路面坡度來確定的)校正目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力來獲得的。
由此確定的表示目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(N)的信號(hào)經(jīng)由從目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算部分延伸的兩根信號(hào)線傳輸至位于在下級(jí)別處的控制元件。以下，表示目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1的信號(hào)通過其傳輸?shù)膬蓚€(gè)路線將被稱作“發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)傳輸路線”和“T/M控制系統(tǒng)傳輸路線”。如圖2所示，如果DSS提供校正目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(N)的指令，則在每個(gè)路線中，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(N)與由來自DSS的指令所示的驅(qū)動(dòng)力協(xié)調(diào)。
基于與車輛周圍的障礙物相關(guān)的信息(其是例如通過相機(jī)或雷達(dá)捕獲的)、從導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的道路信息和周圍區(qū)域信息、從導(dǎo)航系統(tǒng)的GPS定位裝置獲得的當(dāng)前位置信息、或者經(jīng)由與操作中心的通訊、車輛與車輛的通訊或者道路與車輛的通訊獲得的各種信息，DSS提供適當(dāng)?shù)闹噶钭鳛轳{駛員的可替換輸入或者提供適當(dāng)?shù)闹噶钜孕Ｕ{駛員的輸入。指令的示例包括在自動(dòng)巡航控制或與自動(dòng)巡航控制類似的自動(dòng)或半自動(dòng)行駛控制中由DSS提供的指令以及在進(jìn)行干擾減速控制或轉(zhuǎn)向輔助控制以例如避過障礙物時(shí)由DSS提供的指令。
目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(N)(如果需要，其已經(jīng)經(jīng)過協(xié)調(diào))被輸出至傳動(dòng)系管理器(以下稱作“PTM”傳動(dòng)系管理器)。PTM起驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的指令協(xié)調(diào)部分的作用。
在PTM的最高級(jí)別處，指示目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(N)的信號(hào)從P-DRM傳遞至動(dòng)態(tài)特性控制系統(tǒng)的管理器(以下稱作“VDM”車輛動(dòng)態(tài)管理器)。VDM布置在比作為制動(dòng)控制系統(tǒng)的駕駛員意圖確定部分的管理器(以下稱作“B-DRM”制動(dòng)駕駛員模組)低的級(jí)別處。VDM是作為車輛運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)部分的管理器。使車輛的動(dòng)態(tài)特性穩(wěn)定的這種系統(tǒng)的示例包括牽引控制系統(tǒng)(當(dāng)車輛在較滑的道路上起動(dòng)或加速時(shí)，抑制可能發(fā)生的驅(qū)動(dòng)輪的不必要打滑的系統(tǒng))、抑制當(dāng)車輛進(jìn)入較滑道路時(shí)可能發(fā)生的側(cè)滑的系統(tǒng)、使車輛的方向穩(wěn)定以在車輛沿彎道行駛時(shí)防止車輛如果穩(wěn)定性達(dá)到其極限而導(dǎo)致的繞重心回轉(zhuǎn)或滑離車道的系統(tǒng)、以及主動(dòng)地使四輪驅(qū)動(dòng)車輛的右后輪和左后輪的驅(qū)動(dòng)力不同以由此引起橫擺力矩的系統(tǒng)。
在比VDM低的級(jí)別處，控制用于前轉(zhuǎn)向裝置500和后轉(zhuǎn)向裝置520的致動(dòng)器的轉(zhuǎn)向控制單元和控制用于懸架620的致動(dòng)器的懸架控制單元與控制用于制動(dòng)器560的致動(dòng)器的制動(dòng)控制單元并行布置。在B-DRM中，目標(biāo)制動(dòng)力計(jì)算部分將從制動(dòng)傳感器傳輸?shù)碾娦盘?hào)轉(zhuǎn)換成表示目標(biāo)制動(dòng)力的信號(hào)。然后，該信號(hào)經(jīng)由VDM傳輸至制動(dòng)控制單元。盡管此說明書中未詳細(xì)描述，但是如下詳細(xì)所述，由目標(biāo)制動(dòng)力計(jì)算部分計(jì)算的目標(biāo)制動(dòng)力以與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1經(jīng)歷校正(協(xié)調(diào))處理相同或相似的方式經(jīng)歷各種校正(協(xié)調(diào))處理。然后，表示校正(協(xié)調(diào))后的目標(biāo)制動(dòng)力的信號(hào)輸出至制動(dòng)控制單元。
目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1主要基于駕駛員的輸入來確定。VDM的驅(qū)動(dòng)力校正部分輔助性地提供指令以校正目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1，由此使車輛的動(dòng)態(tài)特性穩(wěn)定。就是說，如果需要，VDM的驅(qū)動(dòng)力校正部分提供指令以校正目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1。在這種情況下，優(yōu)選地，VDM的驅(qū)動(dòng)力校正部分提供表示應(yīng)當(dāng)替換目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的絕對(duì)量，而不是目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1應(yīng)當(dāng)增加或減小的校正量ΔF。以下，由來自VDM的指令所指示的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的絕對(duì)量(從目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1得到)將被稱作“目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2”。
如圖2所示，表述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2的信號(hào)輸入到PTM中。如圖2所示，表示目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2的信號(hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)傳輸線路和T/M控制系統(tǒng)傳輸線路中的每個(gè)中。在每個(gè)線路的輸入部分處，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1進(jìn)行協(xié)調(diào)。在該協(xié)調(diào)處理中，優(yōu)選地，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2的優(yōu)先級(jí)高于目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1的優(yōu)先級(jí)，因?yàn)檩^高的優(yōu)先級(jí)應(yīng)當(dāng)給予車輛的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)特性?？商鎿Q地，可以通過為目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2和目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1分配適當(dāng)?shù)臋?quán)重來得到最終的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。為了給予車輛的穩(wěn)定動(dòng)態(tài)特定較高的優(yōu)先級(jí)，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2的權(quán)重應(yīng)當(dāng)大于目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1的權(quán)重。通過這樣的協(xié)調(diào)處理得到的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力將被稱作“目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F3”。
如圖2所示，在T/M控制系統(tǒng)傳輸線路中，目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F3被轉(zhuǎn)換成節(jié)流閥開啟量Pa(％)，表示節(jié)流閥開啟量Pa(％)的信號(hào)被傳輸?shù)侥繕?biāo)變速設(shè)定部分。目標(biāo)變速設(shè)定部分基于預(yù)定的變速圖表(表示節(jié)流閥開啟量和車輪速度No之間的關(guān)系的變速圖表)來設(shè)定最終的目標(biāo)變速。可以基于預(yù)定的變速圖表(表示驅(qū)動(dòng)力和車輪速度No之間的關(guān)系的變速圖表)在不將目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F3轉(zhuǎn)換成節(jié)流閥開啟量Pa(％)情況下來直接設(shè)定最終目標(biāo)變速。
表示由此在PTM中設(shè)定的目標(biāo)變速的信號(hào)被輸出至布置在比PTM級(jí)別低的級(jí)別處的T/M控制單元。T/M控制單元控制用于變速器240的致動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)變速。
如圖2所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)傳輸線路中，“F→Te轉(zhuǎn)換部分”將表示目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F3的模式從驅(qū)動(dòng)力(N)表示的模式轉(zhuǎn)換成發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)表示的模式。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)部分將由此獲得的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te1(Nm)與由從T/M控制單元傳輸至PTM的信號(hào)所指示的指令發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)進(jìn)行協(xié)調(diào)。通過這種協(xié)調(diào)得到的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩稱為“目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te2”。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)部分可以根據(jù)任何方法來進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。例如，較高的優(yōu)先級(jí)可以給予來自T/M控制單元的指令發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)。
表示目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te2的信號(hào)輸出至布置在比PTM的級(jí)別低的級(jí)別處的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和T/M控制單元控制用于發(fā)動(dòng)機(jī)140的致動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)由來自PTM的信號(hào)所示的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。
根據(jù)上述實(shí)施例，由P-DRM的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算部分計(jì)算的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1經(jīng)歷各種校正(協(xié)調(diào))處理，并且表示已經(jīng)經(jīng)歷各種校正(協(xié)調(diào))處理的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的信號(hào)輸出至發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和T/M控制單元。這些控制單元控制用于發(fā)動(dòng)機(jī)140和變速器240的致動(dòng)器，由此獲得目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(如果目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1已經(jīng)經(jīng)歷協(xié)調(diào)處理，則獲得目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F2或目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F3)。
驅(qū)動(dòng)性能根據(jù)車輛類型而變化(由于此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和T/M控制單元的規(guī)格(軟件結(jié)構(gòu))根據(jù)車輛類型而變化)。鑒于此，優(yōu)選地，這樣的系統(tǒng)被構(gòu)造為靈活地處理不同車輛類型之間驅(qū)動(dòng)性能的變化和對(duì)驅(qū)動(dòng)性能的改變。
以此觀點(diǎn)來看，根據(jù)本實(shí)施例，考慮驅(qū)動(dòng)性能的變化等，對(duì)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力F1(其是主要基于駕駛員的輸入由布置在系統(tǒng)的較高級(jí)別處的P-DRM來確定的)進(jìn)行各種校正(協(xié)調(diào))處理。由此，通過僅改變由處于系統(tǒng)中間級(jí)別處的控制元件所進(jìn)行的校正(協(xié)調(diào))處理的模式，可以處理驅(qū)動(dòng)性能的變化(不需要對(duì)處于系統(tǒng)較高級(jí)別處的控制元件(例如P-DRM)進(jìn)行改變)。結(jié)果，提高了系統(tǒng)的普遍適用性。
此外，根據(jù)上述實(shí)施例，由來自T/M控制單元的指令指示的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(Nm)通過布置在PTM中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)部分而不是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，與目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Te1進(jìn)行協(xié)調(diào)。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的幾乎所有軟件結(jié)構(gòu)可以由具有不同驅(qū)動(dòng)性能(例如變速器240的諸如變速特性和變速方式(例如CVT)的規(guī)格和發(fā)動(dòng)機(jī)140的規(guī)格(例如柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、直噴發(fā)動(dòng)機(jī)、進(jìn)氣口噴射發(fā)動(dòng)機(jī)))的車輛共享。結(jié)果，提高了系統(tǒng)的普遍適用性。
根據(jù)實(shí)施例，除了上述的效果，可以獲得下述的顯著效果，因?yàn)槊總€(gè)協(xié)調(diào)部分使用適于指令的物理量的單位來進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。因?yàn)閂DM基本上是控制驅(qū)動(dòng)力的系統(tǒng)，所以，優(yōu)選地，從VDM提供指令，并使用驅(qū)動(dòng)力的單位(力的單位)來進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。因?yàn)門/M控制單元基本上是控制驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的單元，所以，優(yōu)選地，從T/M控制單元提供指令，并使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的單位(轉(zhuǎn)矩單位)來進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。根據(jù)上述實(shí)施例，因?yàn)樘峁┲噶畈⑹褂梦锢砹康暮线m單位來進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，所以可以進(jìn)行適于指令的適當(dāng)協(xié)調(diào)處理。此外，當(dāng)進(jìn)行協(xié)調(diào)處理并且在提供指令時(shí)，不需要改變物理量的單位。此外，可以避免由于物理量單位的改變而導(dǎo)致的通訊軟件結(jié)構(gòu)的改變。結(jié)果，可以有效地使由這樣的改變和修改引起的失效最小化。
在說明書中描述的本發(fā)明的實(shí)施例在各個(gè)方面應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是示例性的而非限制性的。本發(fā)明的技術(shù)范圍由權(quán)利要求來限定，因此，包含在權(quán)利要求的意思和等同范圍內(nèi)的所有改變都意圖包含在其中。
例如，在上述實(shí)施例中，P-DRM、PTM和具有特定功能的部分(例如P-DRM中的驅(qū)動(dòng)力協(xié)調(diào)部分)(具有類似的功能)可以布置為具有PTM側(cè)上的功能的部分。可替換地，它們可以布置為具有P-DRM側(cè)上的功能的部分。
在上述實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)140包括電子節(jié)流閥，并用作動(dòng)力源。但是，本發(fā)明可以應(yīng)用于其中沒有電子節(jié)流閥的馬達(dá)用作動(dòng)力源的構(gòu)造。
權(quán)利要求
1.一種車輛集成控制裝置，所述車輛集成控制裝置使用多個(gè)控制單元以集成的方式來控制安裝在車輛中的多個(gè)致動(dòng)器，所述多個(gè)控制單元中的一些是管理器控制單元，所述車輛集成控制裝置的特征在于所述管理器控制單元中的一個(gè)控制單元(PTM)包括第一協(xié)調(diào)部分，其將基于來自駕駛員或第一控制單元(P-DRM，DSS)的指令得到并由第一物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(F1)與來自第二控制單元(VDM)并由所述第一物理量單位表達(dá)的指令值(F2)進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第一控制單元(P-DRM，DSS)是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)，所述第二控制單元(VDM)是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)；轉(zhuǎn)換部分，其將控制值(F3)轉(zhuǎn)換成由第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(Te1)，所述控制值(F3)已經(jīng)通過所述第一協(xié)調(diào)部分進(jìn)行了協(xié)調(diào)處理并由所述第一物理量單位來表達(dá)；第二協(xié)調(diào)部分，其將通過所述轉(zhuǎn)換部分得到并由所述第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(Te1)與從第三控制單元傳輸并由所述第二物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第三控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)；和輸出部分，其輸出通過所述第二協(xié)調(diào)部分得到的控制目標(biāo)值(Te2)至第四控制單元，所述第四控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)并且應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)所述控制目標(biāo)值(Te2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛集成控制裝置，其特征在于由所述第一物理量單位表達(dá)的所述控制目標(biāo)值(F1，F(xiàn)2)是由力的單位表達(dá)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力值，由所述第二物理量單位表達(dá)的所述指令值(Te1，Te2)是由轉(zhuǎn)矩的單位表達(dá)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛集成控制裝置，其特征在于來自所述第二控制單元(VDM)的所述指令值由適于來自動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的指令的力的單位來表達(dá)，所述動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)用于穩(wěn)定所述車輛的動(dòng)態(tài)特性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的車輛集成控制裝置，其特征在于所述第三控制單元是控制變速器的致動(dòng)器的控制單元，所述第四控制單元是控制發(fā)動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器的控制單元。
5.一種由車輛集成控制裝置執(zhí)行的控制方法，所述車輛集成控制裝置使用多個(gè)控制單元以集成的方式來控制安裝在車輛中的多個(gè)致動(dòng)器，所述多個(gè)控制單元中的一些是管理器控制單元，所述控制方法的特征在于包括將基于來自駕駛員或第一控制單元(P-DRM，DSS)的指令得到并由第一物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(F1)與來自第二控制單元(VDM)并由所述第一物理量單位表達(dá)的指令值(F2)進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第一控制單元(P-DRM，DSS)是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)，所述第二控制單元(VDM)是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)；將控制值(F3)轉(zhuǎn)換成由第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(Te1)，所述控制值(F3)已經(jīng)通過第一協(xié)調(diào)部分進(jìn)行了協(xié)調(diào)處理并由所述第一物理量單位來表達(dá)；將通過轉(zhuǎn)換部分得到并由所述第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(Te1)與從第三控制單元傳輸并由所述第二物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)，所述第三控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)；和輸出通過第二協(xié)調(diào)部分得到的控制目標(biāo)值(Te2)至第四控制單元，所述第四控制單元是所述多個(gè)控制單元中不同于所述管理器控制單元的一個(gè)并且應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)所述控制目標(biāo)值(Te2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于由所述第一物理量單位表達(dá)的所述控制目標(biāo)值(F1，F(xiàn)2)是由力的單位表達(dá)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力值，由所述第二物理量單位表達(dá)的所述指令值(Te1，Te2)是由轉(zhuǎn)矩的單位表達(dá)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制方法，其特征在于來自所述第二控制單元(VDM)的所述指令值由適于來自動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)的指令的力的單位來表達(dá)，所述動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性控制系統(tǒng)用于穩(wěn)定所述車輛的動(dòng)態(tài)特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的控制方法，其特征在于所述第三控制單元是控制變速器的致動(dòng)器的控制單元，所述第四控制單元是控制發(fā)動(dòng)機(jī)的致動(dòng)器的控制單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用多個(gè)控制單元的車輛集成控制裝置和方法，多個(gè)控制單元中的一些是管理器控制單元。管理器控制單元中的一個(gè)(PTM)包括第一協(xié)調(diào)部分，其將基于來自駕駛員或第一控制單元(P－DRM，DSS)的指令得到并由第一物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(F1)與來自第二控制單元(VDM)并由第一物理量單位表達(dá)的指令值(F2)進(jìn)行協(xié)調(diào)；轉(zhuǎn)換部分，其將控制值(F3)轉(zhuǎn)換成由第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(Te1)，控制值(F3)已經(jīng)通過第一協(xié)調(diào)部分進(jìn)行了協(xié)調(diào)處理并由第一物理量單位來表達(dá)；第二協(xié)調(diào)部分，其將通過轉(zhuǎn)換部分得到并由第二物理量單位表達(dá)的控制目標(biāo)值(Te1)與從T/M控制單元傳輸并由第二物理量單位表達(dá)的指令值進(jìn)行協(xié)調(diào)；和輸出部分，其輸出通過第二協(xié)調(diào)部分得到的控制目標(biāo)值(Te2)至應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)值的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。
文檔編號(hào)B60W50/00GK101018698SQ200680000780
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者甲斐川正人, 桑原清二 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社