在下坡路段的换挡控制装置和方法与流程

本发明涉及一种用于车辆的换挡控制装置和方法，更具体地，涉及一种当车辆在下坡路段行驶时用于惯性驱动的换挡控制装置和方法。

背景技术：

如果驾驶员在具有良好道路状况的道路(例如高速公路)上高速驾驶车辆时将他的脚从加速器上移开，则车辆是惯性驱动的(滑行操作)。通常，当满足滑行操作条件时，布置在车辆中的控制装置切断喷射到发动机的燃料(燃料切断)，使得在没有燃料喷射的情况下保持发动机的旋转。因此，提高了燃料效率。

然而，当在滑行操作期间变速器保持在驱动挡位模式(d挡位)时，发动机可以用作车辆的负载。在这种情况下，操作发动机制动器会降低车辆的耐久性，同时降低乘坐质量。此外，减小了车辆可以惯性驱动的行驶距离，并且车辆的速度会迅速降低。因此，驾驶员在滑行操作之后使车辆再加速。再加速频率的增加可能导致车辆的燃料效率降低。

在这种情况下，当如专利文献1中包括的那样在滑行操作期间换挡杆保持在空挡模式时，车辆的速度可以保持很长时间，这使得可以增加滑行距离。因此，可以减小驾驶员的再加速频率。因此，可以提高车辆的燃料效率。

当在滑行操作期间在具有陡坡的下坡上使用换挡杆空挡控制时，车辆的速度可能快速增加从而使驾驶员感到不安。因此，当在具有预定坡度或更高坡度的下坡上执行滑行操作时，驾驶员可能不执行换挡杆空挡控制(以下称为“滑行空挡控制”)，而是将变速器切换到驱动挡位模式(d挡位)以使用发动机制动器(以下称为“d挡位换挡控制”)。

道路的坡度经常从坡度的起始点变化，直到车辆到达平坦的道路。因此，车辆可能在这样的道路上行驶，该道路以必须使用d挡位换挡控制的下坡坡度开始，然后改变为可以使用空挡滑行控制的下坡坡度，反之亦然。

考虑到这样的方面，驾驶员可以使用重力传感器(g传感器)识别车辆当前行驶的下坡的坡度，并且根据识别结果决定是否执行滑行空挡控制或d挡位换挡控制。图5是示出这样一种控制方法的流程图，图4示出在执行该控制方法时车辆的行为。

参照图4和图5，根据所述控制方法的车辆的行为将如下所述。如图4所示，在步骤s10车辆进入下坡路段。当车辆在进入下坡路段之后行进预定距离时，在步骤s20通过诸如g传感器的坡度识别传感器测量下坡路段的坡度。这样，在步骤s30，车辆的控制装置基于所测量的坡度确定是否可以进行滑行空挡控制。在图4所示的示例中，下坡路段开始的第一下坡坡度θ1对应于不能进行滑行操作的陡坡。因此，在步骤s50，控制装置执行d挡位换挡控制以在相应的时间点将变速器切换到驱动模式，从而操作发动机制动器。照此，当坡度变为新坡度时，直到车辆进入具有新坡度的下坡路段并且行进预定距离，才通过诸如g传感器的坡度识别传感器测量坡度的变化和新坡度。在图4的示例中，第二坡度θ2对应于可以进行滑行操作的平缓坡度。因此，在步骤s40，控制装置在相应的时间点将当前模式切换到滑行空挡控制模式，以执行滑行操作。

在图4和图5所示的示例中，该控制方法通过车辆的传感器直接识别下坡坡度，以决定是否使用滑行空挡控制。因此，直到车辆进入具有相应坡度的下坡道路并且在下坡道路上行驶，该控制方法才能决定使用滑行空挡控制。因此，该控制方法不能在适当的时间点为燃料效率降低执行适当的控制。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增强对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面旨在提供一种换挡控制方法和装置，所述换挡控制方法和装置配置为用于在车辆进入可以进行滑行空挡控制的下坡坡度之前识别下坡坡度，并且在车辆进入该下坡坡度之前执行滑行空挡控制。

本发明的其他多个方面可以通过以下描述来理解，并且参照本发明的示例性实施方案将变得更加明显。此外，本发明所属技术领域的技术人员将明了，本发明的目的和优点可以通过所要求保护的装置及其组合来实现。

所述换挡控制方法和装置可以在车辆进入下坡路段之前预先收集关于在车辆前方存在的下坡坡度的信息；确定在车辆进入下坡路段之前，是否满足预定的惯性行驶条件；根据下坡坡度，确定在车辆进入下坡坡度之前的预定时间处的适当的换挡模式，控制变速器处于所确定的换挡模式。

根据本发明的各种示例性实施方案，提供了一种用于控制车辆在下坡路段中的速度变化的换挡控制方法。所述换挡控制方法可以包括：通过前方道路坡度信息收集装置收集在车辆进入下坡路段之前关于在车辆前方存在的下坡坡度的信息；通过行驶信息检测装置确定在车辆进入下坡路段之前，是否满足预定的惯性行驶条件；通过控制装置根据下坡坡度确定车辆的换挡模式，并在车辆进入下坡路段之前的预定时间处，根据所确定的换挡模式来控制变速器。

所述换挡模式可以包括滑行空挡控制模式和d挡位换挡控制模式，在滑行空挡控制模式中，控制装置操作变速器处于空挡模式，使得车辆是惯性驱动的；在d挡位换挡控制模式中，控制装置操作变速器处于驱动挡位模式(d挡位)，使得车辆是惯性驱动的，同时由发动机的惯性引起驱动阻力。

当基于关于下坡坡度的信息的下坡坡度等于或大于预定角度时，控制装置可以在车辆进入下坡坡度之前，通过将换挡模式设置为d挡位换挡控制模式来控制变速器。

当基于关于下坡坡度的信息的下坡坡度小于预定角度时，控制装置可以在车辆进入下坡坡度之前，通过将换挡模式设置为滑行空挡控制模式来控制变速器。

所述换挡控制方法可以进一步包括检测车辆的当前位置。当车辆的当前位置在距下坡坡度的起始点的第一距离内时，可以执行预定的惯性行驶条件是否满足的确定。

所述换挡控制方法可以进一步包括检测车辆的当前位置。当车辆的当前位置在距下坡坡度的起始点的第二距离内时，可以切换换挡模式。

确定是否可以满足预定的惯性行驶条件基于通过加速踏板传感器测量的加速踏板的踏板力和通过车辆的速度传感器测量的车速中的一个或更多个。

所述换挡控制方法可以进一步包括：通过前方道路坡度信息收集装置确定在下坡坡度的起始点和终点之间下坡坡度是否发生变化；当确定出下坡坡度会发生变化时，根据新的下坡坡度确定在车辆进入下坡坡度可能发生变化的新下坡坡度之前的预定时间处是否切换换挡模式；根据所确定的换挡模式控制变速器。

根据本发明的各种示例性实施方案，所述换挡控制装置可以包括：前方道路坡度信息收集装置，其配置为在车辆进入下坡路段的起始点之前，收集与车辆可能会进入的下坡路段有关的坡度信息；行驶信息检测装置，其配置为检测车辆的当前行驶状态以确定惯性行驶是否可以进行；以及控制装置，其配置为基于由行驶信息检测装置检测到的行驶状态来确定是否满足惯性行驶条件，根据从前方道路坡度信息收集装置接收的下坡坡度来确定惯性行驶期间的换挡模式，并且在车辆进入下坡路段之前控制变速器处于所确定的换挡模式。

所述前方道路坡度信息收集装置包括：位置信息收集装置，其配置为收集关于车辆的当前位置的信息；距离信息收集装置，其配置为收集车辆与下坡坡度的起始点之间的距离信息；以及坡度信息存储装置，其配置为存储关于与当前车辆位置相邻的下坡路段的坡度的信息。前方道路坡度信息收集装置可以向控制装置传递关于在车辆行驶方向上的预定距离内是否存在相邻的下坡路段的信息以及关于相应的下坡坡度的信息。

所述行驶信息检测装置可以基于车速和加速踏板的踏板力之中的至少一条测量信息来确定是否可以进行惯性行驶。

当前方道路坡度信息收集装置确定出车辆的位置在距下坡坡度的起始点的第一距离内时，所述控制装置可以控制行驶信息检测装置以确定是否可以进行惯性行驶。

当行驶信息检测装置确定出可以进行惯性行驶，并且基于来自前方道路坡度信息收集装置的关于下坡坡度的信息的下坡坡度小于预定角度时，在车辆进入下坡坡度之前，所述控制装置可以操作变速器处于空挡模式，使得车辆是惯性驱动的，当基于关于下坡坡度的信息的下坡坡度等于或大于预定角度时，所述控制装置可以操作变速器处于驱动挡位模式(d挡位)，使得车辆是惯性驱动的，同时通过发动机的惯性引起驱动阻力。

当前方道路坡度信息收集装置确定出车辆的位置在距下坡坡度的起始点的第二距离内时，所述控制装置可以基于所确定的换挡模式开始变速器控制。

本发明的方法和装置具有其它的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并且入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行更详细地阐述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是示出根据本发明示例性实施方案的换挡控制装置的配置的框图。

图2a和图2b是示出根据本发明示例性实施方案的换挡控制方法的流程图。

图3比较地示出了当应用本发明的示例性实施方案时车辆的行为，以及当应用比较性示例时车辆的行为；其中θ1：不能进行滑行操作的坡度，θ2：可以进行滑行操作的坡度。

图4示出了当应用根据比较性示例的控制方法时车辆的行为；其中θ1：不能进行滑行操作的坡度，θ2：可以进行滑行操作的坡度。

图5是示出根据比较性示例的控制方法的流程图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所包含的本发明的具体设计特征(包括例如，具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方案详细地作出展示，这些实施方案的示例被显示在附图中并且描述如下。尽管将结合本发明的示例性实施方案来描述本发明，但是应当理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制于那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替选方式、修改方式、等同方式以及其它的实施方案。

在下文中，将参照附图来更详细地描述本发明的各种示例性实施方案。

图1是示出根据本发明示例性实施方案的换挡控制装置的配置的框图。

根据本发明示例性实施方案的换挡控制装置包括：前方道路坡度信息收集装置100、行驶信息检测装置200和控制装置300。

前方道路坡度信息收集装置100收集关于在车辆的向前行驶方向上是否存在下坡坡度的信息和关于该坡度的信息。对于本操作，前方道路坡度信息收集装置100从位置信息收集装置10、坡度信息存储装置30和距离信息收集装置20接收必要信息，位置信息收集装置10用于检测车辆当前位置，坡度信息存储装置30用于存储关于下坡坡度的信息，距离信息收集装置20用于收集从下坡坡度的起始点到车辆的当前位置的距离信息。

可以从布置在车辆中的全球定位系统(gps)接收器收集与车辆相关的当前位置信息。gps接收器可以从卫星接收无线电波，利用无线电波的传播速度确定卫星与车辆之间的距离，并利用该距离检测车辆的当前位置。

坡度信息存储装置30可以对应于在布置于车辆中的数据存储装置中存储的数字地图，并且包括坡度信息。在本发明的示例性实施方案中，坡度可以指示路线或路边切面或路堤的坡度，并且对应于通过将道路相对于水平面的坡度表示为角度(°)或正切(％)而获得的值。坡度可以包括上坡坡度和下坡坡度。如图3所示，作为本发明示例性实施方案中的收集目标的下坡坡度表示相对于连接到水平面的虚拟直线的向下角度。下坡坡度越高，坡度越陡。因此，在滑行空挡控制期间，车速可能快速增加。在这种情况下，需要如后所述进行d挡位换挡控制。在本发明的示例性实施方案中，坡度信息存储装置30是包括如上所述的坡度信息的数字地图。本发明不限于该实施方案。除了诸如g传感器(g传感器安装在车辆中并在车辆进入下坡坡度后直接测量下坡坡度)的识别装置之外，根据本发明示例性实施方案的坡度信息存储装置30可以包括任何识别装置，只要识别装置能够在进入下坡坡度之前识别前方道路的下坡坡度。

利用通过坡度信息存储装置30和位置信息收集装置10收集的数据，距离信息收集装置20确定前方道路是否具有下坡坡度，并确定从下坡坡度的起始点到车辆的当前位置的距离。距离信息收集装置20包括dr传感器。dr传感器可以包括用于测量行驶距离的传感器和用于测量旋转角度的传感器，并确定与车辆相关的行驶方向或速度信息。距离信息收集装置20可以确定车辆的行驶方向和行驶距离。这样，距离信息收集装置20可以确定在车辆的向前行驶方向上是否存在下坡坡度，利用与坡度信息存储装置30有关的坡度信息以及通过位置信息收集装置10检测到的车辆的当前位置，来确定从下坡坡度的起始点到当前车辆的当前位置的距离。

行驶信息检测装置200基于车辆的当前行驶状态等检测是否可以进行滑行操作。对于本操作，行驶信息检测装置200可以通过速度传感器50或布置在车辆中的加速踏板传感器40来检测车速或加速踏板的踏板力。例如，当车速在50km/h至150km/h的预定范围内，或者保持在执行滑行操作的车速时，以及当加速踏板的踏板力为0或者确定出驾驶员无意加速车辆时，行驶信息检测装置200可以确定出可以进行滑行操作。尽管在图1中未示出，但是可以一起利用关于制动器是否被操作的信息以及关于车辆的重量或转弯半径的信息，以更精确地确定滑行操作是否可以进行。

基于来自前方道路坡度信息收集装置100和行驶信息检测装置200的检测结果，控制装置300确定是否执行滑行操作，并设置适当的换挡模式。这样，控制装置300基于所确定的换挡模式来控制车辆的变速器400。根据本发明的示例性实施方案，控制装置300可以在滑行空挡控制模式或d挡位换挡控制模式下控制变速器400。在滑行空挡控制模式下，变速器400的换挡设置为空挡模式，使得车辆被惯性驱动。在d挡位换挡控制模式下，变速器400的换挡设置为驱动挡位模式(d挡位)，使得车辆被惯性驱动，同时由发动机的惯性引起驱动阻力。

当在滑行空挡控制模式下控制变速器400时，发动机不作为车辆的负载。因此，可以增加通过滑行操作的行驶距离以提高燃料效率。然而，当车辆在具有陡坡的下坡上行驶时，车辆的速度可能快速增加。另一方面，当在d挡位换挡控制方法下控制变速器400时，可以操作发动机制动器以抑制在具有陡坡的下坡上车速的快速增加。然而，可能会减小通过滑行操作的行驶距离，从而降低燃料效率。

因此，根据本发明的示例性实施方案的控制装置300根据车辆的向前行驶方向上的下坡坡度，在车辆进入下坡坡度之前以适当的换挡模式控制变速器400，所述车辆向前行驶方向的下坡坡度由前方道路坡度信息收集装置100确定。如图3所示，控制装置300预先识别在车辆前方的预定距离(第一距离)内是否存在下坡坡度，然后根据下坡坡度在车辆到达距下坡坡度的起始点预定距离(第二距离)的时间点处执行适当的换挡控制。

例如，当预测出在向前行驶数十米(或行驶数十秒)之后车辆将进入具有预定坡度θ1的下坡路段时，在例如坡度等于或大于预定值5％或更大并且满足预定的滑行操作条件的情况下，控制装置300可以不使用滑行空挡控制，而是执行d挡位换挡控制，从而不用抑制车速的快速增加。此外，在车辆进入下坡坡度的起始点之前的数米或数秒处，控制装置300以确定的d挡位换挡控制模式来控制变速器400。

如图3所示，当车辆在下坡路段行驶时，可以改变下坡坡度。在这种情况下，控制装置300可以通过前方道路坡度信息收集装置100确定下坡坡度是否改变为小于预定角度。当预测出在车辆到达下坡路段的终点之前下坡坡度将改变时，控制装置300对改变的下坡坡度重复执行上述控制。

例如，如果预测出当车辆在下坡路段连续行驶时(或在车辆行驶数十秒后)，道路的坡度将在前方数十米处从现有坡度θ1改变为新坡度θ2，在坡度θ2小于预定值(例如5％)并且满足预定的滑行操作条件的情况下，控制装置300确定出可以进行用于燃料效率降低的滑行空挡控制。这样，控制装置300通过在车辆进入下坡坡度θ2的起始点之前数米或数秒处将d挡位换挡控制方法切换到滑行空挡控制模式来控制变速器400。

根据本发明的示例性实施方案，如图3所示，换挡控制装置可以在车辆进入可以进行滑行空挡控制的下坡坡度之前预先识别下坡坡度，根据前方道路的下坡坡度预先确定是否可以进行滑行空挡控制，以及在车辆到达下坡路段之前预先进行适当的换挡控制。因此，与在车辆进入下坡坡度之后通过诸如g传感器的传感器直接测量坡度，然后根据测量结果执行换挡控制的比较性示例相比，所述换挡控制装置可以提高燃料效率。

此外，如果当车辆在下坡道路上行驶时下坡道路的坡度发生改变，则换挡控制装置可以在车辆进入改变的坡度之前预先执行适当的换挡控制。因此，所述换挡控制装置可以向驾驶员提供稳定感和良好的驾驶感觉，同时提高燃料效率。

图2a和图2b是示出根据本发明示例性实施方案的换挡控制方法的流程图，所述换挡控制方法可以用于图1所示的换挡控制装置。

如图2a和图2b所示，在步骤s100，控制装置300使用位置信息收集装置10检测车辆的当前位置。检测到的当前位置用于检测在车辆的向前行驶方向上是否存在下坡坡度。

在步骤s110，当检测到车辆的当前位置时，控制装置300基于车辆的当前位置考虑到车辆的速度和行驶方向，检测关于在车辆前方的预定距离(第一距离)内是否存在下坡坡度的信息以及来自前方道路坡度信息收集装置100的关于坡度的信息。

在步骤s120，当预测出车辆将在车辆前方数十米处(或在行驶数十秒之后)进入具有预定坡度θ1的下坡路段时，基于通过前方道路坡度信息收集装置100收集的关于下坡坡度的信息，控制装置300确定下坡坡度θ1是否对应于可以执行滑行空挡控制的坡度。例如，当坡度θ1小于预定值(例如，5％)时，控制装置300确定出由于下坡坡度不是那么陡峭可以进行滑行操作而车速不会快速增加，因此确定出可以执行滑行空挡控制。另一方面，例如，当即使在坡度θ1等于或大于预定值(例如，5％)的情况下也执行滑行空挡控制时，控制装置300估计出车辆在下坡路段行驶时车速将快速增加，并确定出无法进行滑行空挡控制。

在步骤s130，当确定出可以执行滑行空挡控制时，控制装置300检测车辆的当前位置。检测到的车辆当前位置用于检测在车辆到达下坡路段之前用于控制变速器处于滑行空挡控制模式的时间点。

在步骤s140，控制装置300检测所检测到的车辆的当前位置是否位于距下坡坡度的起始点的预定距离(第二距离)内。当检测到的车辆的当前位置在距下坡坡度的起始点的预定距离(第二距离)内时，控制装置300基于与行驶信息检测装置200相关的检测信息来确定是否可以进行滑行操作(惯性行驶)。为了确定滑行操作条件，控制装置300可以确定车速是否在例如50km/h至150km/h的预定范围内，或者保持在执行惯性驱动的车速，以及加速踏板的踏板力是否为0或者驾驶员是否无意加速车辆。当满足两个条件中的一个或更多个时，控制装置300可以确定出满足滑行操作条件。

当确定出满足滑行操作条件(在s150)并且可以执行滑行空挡控制时，在步骤s160，控制装置300在相应的时间点处执行滑行空挡控制。也就是说，在喷射到发动机的燃料被切断(燃料切断)从而在没有燃料喷射的情况下保持发动机旋转的滑行操作控制期间，控制装置300控制变速器400处于空挡状态，使得车辆是惯性驱动的。这样，在步骤s170，以这种换挡模式控制的车辆进入下坡坡度。

当在步骤s120的检测结果表明下坡坡度θ1太陡以至于不能进行滑行空挡操作时，在步骤s180，控制装置300还检测车辆的当前位置。检测到的当前位置用于在滑行操作控制期间检测在车辆到达下坡坡度之前用于控制变速器处于d挡位换挡控制模式的时间点。

在步骤s190，控制装置300确定所检测到的车辆的当前位置是否位于距下坡坡度的起始点的预定距离(第二距离)内。当检测到的车辆的当前位置在距下坡坡度的起始点的预定距离(第二距离)内时，控制装置300基于与行驶信息检测装置200相关的检测信息来确定是否可以进行滑行操作(惯性驱动)。

在步骤s210，当确定出满足滑行操作条件并且可以执行滑行空挡控制时，控制装置300控制变速器在相应的时间点处于d挡位换挡控制模式。也就是说，在喷射到发动机的燃料被切断(燃料切断)从而在没有燃料喷射的情况下保持发动机旋转的滑行操作控制期间，控制装置300控制变速器400处于驱动挡位模式(d挡位)，使得车辆是惯性驱动的。这样，在步骤s170，以这种换挡模式控制的车辆进入下坡坡度，并执行滑行操作。

由于在距下坡坡度的起始点的第二距离内执行滑行空挡控制，所以控制装置300可以根据车辆进入下坡坡度之前的坡度就预先执行适当的换挡控制。

如图3所示，当车辆在下坡路段行驶时，可以改变下坡坡度。因此，在步骤s220，控制装置300在车辆进入相应坡度之前通过前方道路坡度信息收集装置100确定车辆行驶的下坡路段的坡度是否发生改变。当预测出在车辆到达下坡路段的终点之前下坡坡度将发生改变时，在步骤s100，控制装置300更新关于下坡坡度的信息，并在步骤s120，基于关于新坡度θ2的更新的信息确定滑行空挡操作是否可以进行。根据确定结果，通过上述步骤根据改变的坡度，控制装置300可以在车辆进入改变的坡度之前执行适当的换挡控制。

因此，如果当车辆在下坡道路上行驶时下坡道路的坡度发生改变，则换挡控制方法可以在车辆进入改变的坡度之前预先执行适当的换挡控制。因此，所述换挡控制方法可以向驾驶员提供稳定感和良好的驾驶感觉，同时提高燃料效率。

根据本发明的示例性实施方案，换挡控制装置和方法可以在车辆进入可以进行滑行空挡控制的下坡坡度之前识别下坡坡度，根据前方道路的下坡坡度预先确定是否可以进行滑行空挡控制，并且在车辆进入下坡坡度之前就预先进行适当的变速控制，从而提高燃料效率。

此外，如果当车辆在下坡道路上行驶时坡度发生改变，所述换挡控制装置和方法可以在车辆进入改变的坡度之前预先执行适当的变速控制，给驾驶员带来稳定感和良好的驾驶感觉，同时改善燃料效率。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“向上”、“向下”、“上方”、“下方”、“向上地”、“向下地”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”用来参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述出于说明和描述的目的。前面的描述并非旨在穷举，或者将本发明限制为公开的精确形式，并且显然的是，根据以上教导可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并且进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并且利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式所限定。