车辆控制装置的制作方法

本发明涉及一种用于使车辆行为(性能)稳定的车辆控制装置。

背景技术：

在自动驾驶系统中，提出有使用了传感器信息和地图信息的空间识别及生成路径的识别系统控制、根据所生成的路径来生成对发动机、方向盘、制动器等执行器ecu的指令值的车辆系统控制等网罗了一系列数据的流动的控制架构。

此处，执行器ecu根据来自统括车辆运动的ecu(此处记作车辆统括ecu)的驱动指令来控制执行器。在动力传动区域内，从车辆统括ecu向发动机控制ecu发出驱动指令，由此，变速控制ecu基于由发动机控制ecu算出的扭矩信息来实施变速控制，从而实现自动驾驶。也就是说，即便是自动驾驶系统，也存在进行自动控制的是发动机且详细而言为节气门、自动变速器侧未进行自动化的自动驾驶系统。

此处，作为因发动机、自动变速器的经年劣化而导致动力特性发生了变化的情况下的修正技术，已知有如下那样的公知技术。

例如，有如下技术：在具有作为驱动力源的发动机和马达的混合动力(hev)车辆中，对各自的经年变化、机械误差所引起的输出扭矩的实际值与指令值的误差进行补偿，从而抑制发动机行驶与马达行驶的切换时的驱动扭矩级差。

详细而言，在切断了有级自动变速器的动力传递的状态下连结发动机与马达之间的离合器，并根据某一指令值来驱动发动机，由此，在马达侧进行扭矩监视。此处，通过检测发动机与马达之间的扭矩误差来抑制从发动机行驶向马达行驶的驱动切换时的扭矩级差(专利文献1记载的技术)。

此外，例如有如下技术：抑制伴有通过从驱动力源赋予的对变速器的输入轴扭矩来执行的转动同步控制的、滑行降档变换时的变速冲击。详细而言，根据参与滑行降档变换的解放侧离合器的差转速的区域来相对地抑制执行转动同步控制时的输入轴扭矩的变化率(专利文献2记载的技术)。

此外，例如有如下技术：利用输出轴转动传感器来推断发动机的输出特性，由此，即便在动力特性发生了经时变化的情况下，也会通过控制节气门来降低变速冲击(专利文献3记载的技术)。此外，例如有如下技术：根据燃油效率图来制作变速曲线，进而，在行驶中学习燃油效率图，根据学习过的燃油效率图，以使用的发动机转速范围始终处于燃油效率较佳的区域内的方式修正变速曲线，由此，即便发生经年变化，也始终会维持良好的燃油效率(专利文献4记载的技术)。

进而，例如有如下技术：在配备了有级自动变速器的汽车的控制装置中，为了降低变速冲击，根据输出轴转速的变化率以及动力特性等信息来准确地检测离合器的切换时间，由此，在正确的时刻执行输出轴扭矩的抑制控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2012-179955号公报

专利文献2：日本专利特开2012-046003号公报

专利文献3：日本专利特开2000-313250号公报

专利文献4：日本专利特开平09-287656号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，专利文献1记载的技术是通过利用经年劣化相对较少的马达进行扭矩监视来掌握发动机的动力特性的变化、由此抑制从发动机行驶转移至马达行驶时的扭矩级差的技术，在驱动切换时，为了配合性能较差那一方，会导致车辆的性能降低。

此外，在专利文献1记载的技术中，只考虑了驱动力源这一方面，因此，有时无法取得驱动力源与变速器侧的同步，若是通常的手动驾驶，则驾驶员会在感觉上检测到动力特性的劣化，从而加踩加速踏板等来自动进行反馈控制，而在自动驾驶的情况下，变速器侧的经年劣化会导致转变至目标变速段(或目标系数)的时刻发生偏移，由此，存在过渡区域内发生发动机的转速蹿升或失速的问题。

专利文献2记载的技术是抑制伴有转动同步控制的滑行降档变换时的变速冲击的技术，尽管难以说网罗了自动驾驶时的驾驶场景，此外会根据液压油(atf)的经时变化来变更输入轴扭矩的变化率，但经时变化的定义仅仅针对油温加以定义，并未考虑经年劣化时的黏性变化。

对于专利文献3记载的技术，与专利文献1记载的技术一样，虽然对驱动力源的扭矩特性的经时变化进行检测，但并未考虑尤其是有级自动变速器侧的离合器打滑、液压油的经时变化，因此，有时无法取得驱动力源与变速器侧的同步，若是通常的手动驾驶，则驾驶员会在感觉上检测到动力特性的劣化，从而加踩加速踏板等来自动进行反馈控制，而在自动驾驶的情况下，变速器侧的经年劣化会导致转变至目标变速段(或目标系数)的时刻发生偏移，由此，存在过渡区域内发生发动机的转速蹿升或失速的问题。

进而，对于专利文献4记载的技术，也与专利文献1记载的技术一样，虽然对驱动力源的扭矩特性的经时变化进行检测，但并未考虑到尤其是有级自动变速器侧的离合器打滑、液压油的经时变化，因此，有时无法取得驱动力源与变速器侧的同步，若是通常的手动驾驶，则驾驶员会在感觉上检测到动力特性的劣化，从而加踩加速踏板等来自动进行反馈控制，而在自动驾驶的情况下，变速器侧的经年劣化会导致转变至目标变速段(或目标系数)的时刻发生偏移，由此，存在过渡区域内发生发动机的转速蹿升或失速的问题。

本发明是鉴于上述问题而成，其目的在于，实现一种在自动驾驶时即便在因经年劣化等因素而导致动力产生装置、动力传递装置的动力特性发生了变化的情况下也能够检测车辆构成零件的劣化，修正对动力传递装置的驱动指示，使得车辆行为(性能)长期稳定的车辆控制装置。

解决问题的技术手段

为了达成上述目的，本发明以如下方式构成。

一种车辆控制装置，其具备：目标驱动扭矩决定部，其根据预先生成的控制内容来决定驱动车辆的驱动扭矩产生机构的目标驱动扭矩，并对上述驱动扭矩产生机构的动作进行控制；性能变化信息获取部，其获取车辆构成零件的性能的变化相关的信息，该车辆构成零件包含根据上述目标驱动扭矩来决定目标变速比的变速器以及上述驱动扭矩产生机构中的至少一方；以及目标变速比修正部，其根据上述性能的变化相关的信息来修正根据上述目标驱动扭矩决定的目标变速比。

发明的效果

根据本发明，能够实现一种在自动驾驶时即便在因经年劣化等因素而导致动力产生装置、动力传递装置的动力特性发生了变化的情况下，也能检测车辆构成零件的劣化，修正对动力传递装置的驱动指示，使得车辆行为(性能)长期稳定的车辆控制装置。

附图说明

图1为摘录本发明的一实施例的自动驾驶中的动力传动系统而得的系统构成图。

图2为表示本发明的一实施例中的从传感器输入起到从自动变速器输出的驱动扭矩为止的控制流程的图。

图3为本发明的一实施例中的自动驾驶经年劣化修正控制的控制流程。

图4为检测动力性能的劣化的原理的说明图。

图5为控制车辆用自动变速器的线性螺线管控制的构成图。

图6为表示本发明的一实施例的atcu中的执行器控制的控制流程的一例的图。

图7为用于将不同于本发明的、摘录自动驾驶中的动力传动系统而得的系统构成的一例与本发明进行比较而加以展示的图。

具体实施方式

下面，使用附图，对本发明的实施方式进行说明。

实施例

图1为摘录本发明的一实施例的自动驾驶中的动力传动系统而得的系统构成图，图7为用于将不同于本发明的、摘录自动驾驶中的动力传动系统而得的系统构成的一例与本发明进行比较而加以展示的图。

在本发明的一实施例的说明之前，对图7所示的比较例进行说明。

图7中，车辆统合ecu12从雷达、摄像机等获取环境信息及自身车辆周边地图信息(道路的坡度、道路的曲率半径)来进行目标轨道算出。然后，车辆统合ecu12根据目标轨道算出目标车速，并经由网关ecu11将信息发送至发动机ecu13。

发动机ecu13根据当前的实际车速和目标车速来算出目标加速度，并决定与目标加速度相对应的目标发动机扭矩。此处，发动机ecu13控制应设为目标发动机扭矩的发动机6，同时对变速器ecu15(atcu)发送推断发动机扭矩和应传递至路面的目标驱动扭矩信息，取得发动机6与变速器之间的同步。

但是，在该图7所示的构成中，关于经年劣化，由于只考虑了发动机6侧，所以存在不少无法取得发动机6与变速器之间的同步的情况，若是通常的手动驾驶，则驾驶员会在感觉上检测到动力特性的劣化，从而加踩加速踏板等由驾驶员进行反馈控制，而在自动驾驶的情况下，变速器1的经年劣化会导致实际变速比达不到目标变速比，因此，有可能在过渡区域内发生发动机6的转速蹿升或失速。

相对于此，在图1所示的本发明的系统构成中，车辆统合ecu2的连接目标不仅是经由网关ecu1而连接至发动机ecu3，还追加有atcu5。进而，为如下构成，即，为了检测构成零件的经年劣化所引起的车辆行为，来自车辆行为传感器4的信号也供给至车辆统合ecu2。所谓车辆行为传感器4，为加速度传感器41、横摆率传感器42及车速传感器43。

根据图1所示的本发明的一实施例的构成，在自动驾驶下的行驶时，可以根据来自车辆行为传感器4的信息、利用性能变化信息获取ecu(车辆姿态控制部)来检测动力传动系统的经年劣化。此处，无须严格进行异常部位的确定，是动力传动系统的劣化这一级别的检测即可。其原因在于，本发明是为了在作为动力传动系统的末级的变速器16侧修正执行器指令值，具有通过利用响应性较快的变速器16来修正经年劣化量而使车辆行为稳定的效果。

此处，车辆的驱动扭矩产生机构即发动机6根据决定好的目标驱动扭而由目标驱动扭矩决定部即发动机ecu3加以反馈控制，如后文所述，变速器16根据目标驱动扭矩而由目标变速比修正部即atcu5加以前馈控制。

图2为表示从车辆行为传感器起到从自动变速器16输出的驱动扭矩为止的控制流程的图。

图2中，首先，车辆统合ecu2利用来自mpu9的地图信息和来自具有摄像机81及雷达82的识别系统的传感器8的信息，自身车辆位置周边空间识别部21进行空间识别，目标轨道算出部22进行目标轨道的算出。

接着，目标车速算出部23算出可以在目标轨道上行驶的目标车速，并将信息发送至发动机ecu3的目标加速度算出部31。实际车速信息也供给至目标加速度算出部31，目标加速度算出部31根据当前的实际车速和目标车速来算出目标加速度。继而，算出的目标加速度被供给至目标发动机扭矩算出部32，并决定与目标加速度相对应的目标发动机扭矩。继而，目标驱动扭矩算出部33进行对于应设为目标发动机扭矩的发动机的供给燃料、点火时间以及节气门控制，同时对atcu5的目标变速比算出部54发送推断发动机扭矩和应传递至路面的目标驱动扭矩信息。

与上述处理并行地，车辆姿态控制ecu7的车辆行为检测部71检测来自车辆行为传感器4的信息(加速度、横摆率、车速)，根据检测到的车辆行为信息，通过性能变化信息获取部72检测动力传动系统的经年劣化。关于检测动力传动系统的经年劣化将于后文叙述。在目标修正量算出部73中，根据车辆行为的变化率来算出针对变速器16的目标修正量，并将信息发送至atcu5的修正后目标变速比算出部55。

在atcu5的修正后目标变速比算出部55中，根据来自发动机ecu3的目标驱动扭矩信息和来自车辆姿态控制ecu7的目标修正量来算出修正后目标变速比，并对变速器16内的执行器进行控制(螺线管驱动控制)，由此输出驱动扭矩。上述的利用性能变化信息获取部72的动力传动系统的经年劣化检测是在特定条件下实施并反馈至修正后目标变速比。再者，由目标修正量算出部73算出的目标修正量存储至非易失性存储器56。

再者，图2中，车辆姿态控制ecu7是设为不同于车辆统合ecu2的另一ecu，但车辆姿态控制ecu7可以包含在车辆统合ecu2中。

图3为本发明的一实施例中的自动驾驶经年劣化修正控制的控制流程。

图3的步骤s401是在以自动驾驶进行车辆行驶时、车辆统合ecu2根据地图信息来判定当前的行驶环境是否为经年劣化修正控制的实施条件的步骤。

在后文叙述的经年劣化判定中，会对当前的车辆环境与车辆信息数据库(以下记作车辆信息db)进行比较来进行劣化判定，但两者的比较须结合车辆环境，即，车辆信息db中需要车速、节气门开度、变速比、路面坡度、车辆行为等大量数据。因此，若经常实施经年劣化修正控制，则对cpu的处理负荷以及存储器消耗量会升高，存在本来应进行的变速控制发生延迟的忧虑。即，为了减小对cpu的处理负荷以及存储器消耗量，必须预先决定好实施经年劣化修正控制的时刻。因此，从地图信息获取道路的坡度、道路的曲率半径，仅在获取到的道路的坡度、道路的曲率半径满足规定条件时实施经年劣化修正控制。

但是，在本发明中运用的系统的cpu的处理负荷以及存储器消耗量对本来应进行的变速控制不产生影响的情况下，也能经常进行经年劣化修正控制。

在步骤s401中，在判定能够实施经年劣化修正控制的情况下，进入至步骤s402。

步骤s402是获取判断为能够实施经年劣化修正控制时的车辆环境信息的步骤。详细而言，是获取车速、节气门开度、变速比、路面坡度、曲率半径(r)等的步骤，其目的在于，在与车辆信息db进行比较时，在因获取或经年劣化判定的时刻的问题而导致任一信息存在差异的情况下，进行经年劣化判定的中止或者基于差异信息的目标修正量的算出。

接着，进入至步骤s403。步骤s403是获取判断能够实施经年劣化修正控制时的车辆行为信息的步骤。与步骤s402一样，其目的在于，在与车辆信息db进行比较时，在因获取或经年劣化判定的时刻的问题而导致任一信息存在差异的情况下，进行经年劣化判定的中止或者基于差异信息的目标修正量的算出。

接着，进入至步骤s404，将经年劣化修正控制的实施条件成立的情况下的车速、节气门开度、变速比、路面坡度、车辆行为等数据加以数据库化。车辆信息db的目的在于，通过构成为除了任意时刻获取到的车辆信息以外还将到信息获取时刻为止的对应于执行器操作量的车辆行为数据库化，从而能够确认构成机关的动力特性的经时变化，由此能够判定构成机关的动力特性的变化是经时劣化还是故障所引起的变化。

接着，进入至步骤s405。步骤s405是经年劣化修正控制的实施条件成立的情况下的进行经年劣化判定的步骤。对当前的车辆行为与车辆信息db进行比较来进行劣化判定，当在该步骤中判断无经年劣化的情况下，可以判断为通过零件更换或者消耗品的更换来改善了动力特性，因此，在步骤s406中解除对驾驶员的劣化状况的报知。

此处，参考图4，对经年劣化判定进行说明。图4为检测动力性能的劣化的原理的说明图。图4中，当提升目标驱动力时，在经过过渡区域之后成为稳定区域，实际驱动力及加速度稳定。当动力性能发生劣化时，过渡区域内的变动为，未发生劣化的情况(细实线)下的基准变动与发生了劣化的情况(粗实线)下的变动不一样。因此，将动力性能未发生劣化的情况下的实际驱动力及加速度的过渡区域内的基准变动存储在车辆信息db中，通过与检测到的实际驱动力及加速度的过渡期内的变动进行比较，能够进行劣化判定。

加速度可以通过下式(1)算出，驱动力可以通过下式(2)算出。

加速度(km/h²)＝驱动力(n)/车重(kg)···(1)

驱动力(n)＝发动机扭矩(nm)×变速比/轮胎半径(m)···(2)

当在步骤s406中解除对驾驶员的劣化状况的报知之后，处理进入至步骤s407，将atcu5内的非易失性存储器56中存储的目标修正量初始化(详细而言是将修正量设为零)，处理结束。

如此，通过设为自动将目标修正量初始化的结构，即便经销商等不具有在标准上应具有的诊断工具，也能进行异常信息的清除处理，从而能够谋求适用性的提高。

在步骤s405中，在经年劣化修正控制的实施条件成立且判断为有经年劣化的情况下，进入至步骤s408，进行对驾驶员的劣化状况的报知。其后，在步骤s409中进行对变速器控制的目标修正量的算出，但本处理部署在执行器ecu侧即atcu5侧也没有问题。

在atcu5中，根据从发动机ecu3接收到的推断发动机扭矩信息、目标变速比信息来算出对执行器的驱动指令值，对执行器进行驱动控制(螺线管驱动控制)，而通过在执行器驱动指令算出流程中加上从车辆统合ecu2接收到的目标修正量，即便在因经年劣化等因素而导致驱动力源、变速器16的动力特性发生了变化的情况下，也能使车辆性能长期稳定(步骤s410)。

其后，在步骤s411中，在atcu5内的非易失性存储器56中存储步骤s409中算出的目标修正量，处理结束。在步骤s411中，通过在非易失性存储器56中存储目标修正量，从下一周期的控制起以默认值形式运用本目标修正量。

另一方面，在步骤s401中，在以自动驾驶进行车辆行驶时根据地图信息判断为当前的行驶环境并非经年劣化修正控制的实施条件的情况下，进入至步骤s412，车辆统合ecu3将读出非易失性存储器56中存储的目标修正量的指令发送至atcu5。该目标修正量是在步骤s409中算出的，即，它成为与当前最新的动力特性的经时变化相对应的修正量。

然后，在步骤s413中，与步骤s410一样，atcu5根据从发动机ecu3接收到的推断发动机扭矩信息、目标变速比信息，算出对执行器的驱动指令值而进行驱动控制，而通过在执行器驱动指令算出流程中加入从车辆统合ecu2接收到的目标修正量，即便在因经年劣化等因素而导致驱动力源、变速器16的动力特性发生了变化的情况下，也能使车辆性能长期稳定。

此处，对变速比及目标修正量的算出进行说明。根据过渡区域内的加速度偏差(实际加速度与存储的加速度的偏差)，使用上述式(1)来算出追加的修正驱动力(车重为固定值(已知的值))。继而，通过上述式(2)来算出实现修正驱动力的变速比(轮胎半径为固定值(已知的值)，发动机扭矩假定为目标发动机扭矩)。

目标修正量通过下式(3)算出。

目标修正量＝修正驱动力(n)×轮胎半径(m)/目标发动机扭矩(nm)···(3)图5为表示atcu5的内部构成的一例的图，图6为表示atcu5中的执行器控制的控制流程的一例的图。

图5及图6中，atcu5内的微型计算机51根据来自can(controllerareanetwork)的变速请求来算出针对电磁阀的电流指令值。在线性螺线管驱动控制部52a、52b内，首先，根据目标电流与监视电流的电流偏差来进行pid反馈控制。利用atcu5中安装的温度传感器来获取当前的线性螺线管53a、53b的温度，根据该温度来修正目标电流，算出指示电流。接着，为了转换为能够驱动螺线管53a、53b的信号而进行电流-占空比转换，生成指示占空比，进行电源电压修正。

进而，详细而言，如图6所示，目标变速比算出部511根据从发动机ecu3供给的目标驱动扭矩来算出目标变速比，并与从车辆统合ecu2供给的目标修正量相加。继而，相加后的目标变速比和目标修正量与来自pid控制部512的值相加，并通过温度修正部513进行温度修正。继而，通过占空比转换部514进行占空比转换，经电源电压修正部515修正后的指示电流经由电流检测电阻517而供给至线性螺线管518。

流至电流检测电阻517的电流由电流检测电路部516加以检测，并反馈至pid控制部512。上述彼此相加后的目标变速比和目标修正量也供给至pid控制部512。

上述执行器控制为公知的执行器控制，但在本发明中，通过对根据来自发动机ecu3的目标驱动扭矩算出的目标变速比加入来自车辆统合ecu2的目标修正量，能够进行考虑到车辆的性能的执行器指令。

根据本发明，通过检测车辆构成零件的劣化而修正对变速器16侧的驱动指示，由此，在自动驾驶时，即便在因经年劣化等因素而导致驱动力源、变速器16的动力特性发生了变化的情况下，也能使车辆行为(性能)长期稳定，因此，可以在驾驶员更换零件之前的期间内报知异常，同时能在感受不到性能变化的情况下进行驾驶，所以有降低不愉快感的效果。

此外，不论动力特性的变化是驱动力源、变速器16中的哪一方产生的，通过修正变速器16侧的驱动指示值，与驱动力源相比，响应性快，而且，通过改变变速比，能够按照要求来产生对于路面的传递扭矩，从而能够稳定地保持车辆行为。

此外，变速器16具有作为扭矩放大器的特征，与利用驱动力源进行修正的情况相比，转速变动小，因此还提高驾驶性。

再者，本发明也能运用于未部署有自动驾驶功能的车辆，根据已安装的g传感器(加速度传感器)来检测车辆行为，将本发明的性能变化信息获取部及目标修正量算出部部署在发动机ecu3中，在车辆控制时对atcu5发送目标修正量，由此能实施本发明的功能。

此外，上述例子构成为根据过渡区域内的加速度、驱动力的变动来判断车辆零件性能的劣化而对变速器16进行驱动修正，但也能运用于车辆零件性能的时间经过所引起的性能的变化。也就是说，即便是车辆零件未发生劣化的状态，因从车辆的起动时起的运转动作持续时间，动作性能有时也会在正常范围内发生变化。在这种情况下，也可以利用离子传感器、水温传感器等传感器来预先求出离子、水温与车辆零件的性能的关系，从而根据检测到的离子、水温来进行变速器16的驱动修正。在以如此方式构成的情况下，无须在一定的周围环境下进行车辆零件的劣化判定，可以在所期望的时刻进行驱动修正。

此外，可以构成为：作为性能变化信息获取部的车辆姿态控制ecu7判断从已获取的车辆构成零件的性能的变化相关的信息是否有一定的性能变化，在判定为有一定的性能变化的情况下，确定发生了性能的时间变化的车辆构成零件并报知驾驶员，而且，将发生了性能的时间变化的车辆构成零件信息以车辆构成零件异常信息的形式存储至非易失性存储器。

此外，也可以构成为：在发生了上述性能的时间变化的部位进行了修理、更换的情况下，再次根据预先生成的控制内容(自动驾驶控制等)使车辆行驶，由此获取从车辆行为传感器(加速度传感器、横摆率传感器、坡度、车速等)输出的车辆行为信息(加速度、斜度等)，由此，在由车辆姿态控制ecu7判断为正常的情况下，删掉上述非易失性存储器中存储的异常信息。

此外，可以构成为：性能变化信息获取部即车辆姿态控制ecu7根据预先生成的控制内容使车辆行驶，除了路面状况、车速、节气门开度或目标驱动扭矩信息以外，还获取从车辆行为传感器4输出的车辆行为信息，并将这些性能信息逐次存储至非易失性存储器56。

此外，可以构成为：在车辆的点火开关进行了关闭操作时(行驶循环的最后)进行修正量向非易失性存储器56的存储。

此外，可以构成为：在下一次点火开关进行了打开操作时读出非易失性存储器56中存储的上述修正量，在点火开关打开后，即便在首次行驶时也对由根据预先生成的控制内容(自动驾驶控制等)决定的目标驱动扭矩决定的目标变速比进行修正。

符号说明

1网关ecu

2车辆统合ecu

3发动机ecu

4车辆行为传感器

5atecu

6发动机

16变速器

7车辆姿态控制ecu

8识别系统传感器

21自身车辆位置周边空间识别部

22目标起动算出部

23目标车速算出部

31目标加速度算出部

32目标发动机扭矩算出部

33目标驱动扭矩算出部

54目标变速比算出部

55修正后目标变速比算出部

56非易失性存储器

41加速度传感器

42横摆率传感器

43车速传感器

71车辆行为检测部

72性能变化信息获取部

73目标修正量算出部

81摄像机

82雷达。