CN107792074B - 用于车辆的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的控制装置和控制方法，所述车辆包括设置在驱动力源和驱动轮之间的动力传递路径中的变速器。所述控制装置包括电子控制单元，其被配置为：i)根据行驶状态使变速器换档，ii)在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶与基于驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶之间切换用于使车辆运行的驾驶模式，以及iii)使变速器换档，使得在手动驾驶期间变速器换档所需要的换档时间比在自动驾驶期间变速器换档所需要的换档时间短。

Description

用于车辆的控制装置和控制方法

技术领域

本公开涉及一种能够使变速器换档并且在自动驾驶与手动驾驶之间进行切换的用于车辆的控制装置和控制方法。

背景技术

在本领域中公知一种适于在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶和基于驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶之间进行切换的车辆的行驶控制单元。这种行驶控制单元的一个例子是如日本专利申请公开第9-222922(JP 9-222922 A)号中所述的用于车辆的自动驾驶控制单元。JP 9-222922 A中描述的车辆可以在通过基于来自各种传感器的信号控制车速和转向角度而执行自动行驶的自动驾驶模式与基于驾驶员的驾驶操作的手动驾驶模式之间进行切换。

发明内容

同时，在包括提供驱动力源与驱动轮之间的动力传递路径的一部分的变速器的车辆中，根据行驶状态使变速器升档或降档。如果在自动驾驶期间和手动驾驶期间以相同的方式执行变速器的换档，例如，如果以强调抑制冲击的方式进行换档控制，则可以实现适合于自动驾驶的平滑换档，但是在手动驾驶期间，与驾驶员的意图相悖地，存在使变速器响应不良地换档的可能性。

本发明是能够以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式使变速器换档的用于车辆的控制装置和控制方法。

根据本发明的一个方案，本发明包括一种用于车辆的控制装置。所述车辆包括设置在驱动力源和驱动轮之间的动力传递路径中的变速器。所述控制装置包括：电子控制单元，其被配置为：i)根据行驶状态使变速器换档，ii)在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶与基于驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶之间切换用于使所述车辆运行的驾驶模式；以及iii)使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间比在所述自动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间短。根据本发明的一个方案，本发明包括一种用于车辆的控制方法。所述车辆包括设置在驱动力源和驱动轮之间的动力传递路径中的变速器以及电子控制单元。所述控制方法包括：根据行驶状态使变速器换档，ii)在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶与基于驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶之间切换用于使所述车辆运行的驾驶模式；以及iii)使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间比在所述自动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间短。

根据本发明的上述方案，如果当变速器换档时车辆行驶在手动驾驶模式下，则使变速器换档所需要的换档时间设定为比在车辆行驶在自动驾驶模式的情况下的换档时间短。因此，在自动驾驶期间，换档时间相对长，并且抑制了换档冲击。另一方面，在手动驾驶期间，换档时间相对短，并且提高了换档响应。因此，能够在自动驾驶期间抑制换档冲击的同时，提高手动驾驶期间的换档响应。即，能够以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现变速器的换档。

所述电子控制单元可以被配置为使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间当驾驶员的加速操作量大时的换档时间比当加速操作量小时的换档时间短。

根据本发明的上述方案，在手动驾驶期间当变速器换档时如果驾驶员的加速操作量大，则换档时间被设定为比在加速操作量小的情况下的换档时间更短的时间。因此，可以根据驾驶员使车辆加速的意图，响应良好地使变速器换档。

所述电子控制单元可以被配置为当建立了用于前进行驶的动力传递路径时使所述变速器换档，使得在手动驾驶期间的换档时间比在自动驾驶期间的换档时间短。

根据本发明的上述方案，如果当建立了用于前进行驶的动力传递路径时在变速器换档时车辆正行驶在手动驾驶模式下，则将换档时间设定为比在车辆行驶在自动驾驶模式的情况下的换档时间更短的时间。因此，在自行驾驶期间抑制了前进行驶期间的换档冲击，且同时在手动驾驶期间提高了前进行驶期间的换档响应。

所述电子控制单元可以被配置为当建立了用于前进行驶的动力传递路径时，将变速器降档到更强地获得使用驱动力源进行驱动力源制动的效果的状态，使得在手动驾驶期间随着变速器的降档而增大的转速的变化大于在自动驾驶期间转速的变化。

根据本发明的上述方案，如果车辆行驶在手动驾驶模式下，则当建立了用于前进行驶的动力传递路径时在使变速器降档到更强地获得驱动力源制动的效果的状态时，随着降档而增大的驱动力源的转速变化被设定为比在车辆行驶于自动驾驶模式的情况下的驱动力源的转速变化更大的值。因此，在自动驾驶期间，驱动力源的转速变化相对小，并且平稳或轻缓地施加驱动力源制动。另一方面，在手动驾驶期间，驱动力源的转速变化相对大，并且得以响应良好地施加驱动力源制动。

所述电子控制单元可以被配置为当所述动力传递路径在用于前进行驶的动力传递路径和用于后退行驶的动力传递路径之间切换时使所述变速器换档，使得在手动驾驶期间的换档时间比在自动驾驶期间的换档时间短。

根据本发明的上述方案，如果车辆行驶在手动驾驶模式下，则当使变速器换档从而在形成用于前进行驶的动力传递路径的状态与形成用于后退行驶的动力传递路径的状态之间进行切换时，将换档时间设定为比在车辆行驶于自动驾驶模式的情况下的换档时间短的时间。因此，在自动驾驶期间，抑制了前进/后退切换时的换档冲击。另一方面，在手动驾驶期间，前进/后退切换时的换档响应得以提高。

附图说明

将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出应用本发明的车辆的总体构造，并且还示出用于控制行驶中涉及的车辆的各个部分的控制系统的主要部分的视图；

图2是示出变矩器和自动变速器的一个例子的框图；

图3是表示自动变速器的换档操作与变速器中使用的接合装置的操作状态的组合之间的关系的操作图表；

图4是根据本发明的第一实施例示出电子控制单元的控制操作的主要部分，即用于以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器的换档的控制操作的流程图；

图5是根据本发明的第二实施例示出电子控制单元的控制操作的主要部分，即用于以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器的换档的控制操作的流程图；

图6是根据本发明的第三实施例示出电子控制单元的控制操作的主要部分，即用于以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器的换档的控制操作的流程图，以及

图7是根据本发明的第四实施例示出电子控制单元的控制操作的主要部分，即用于以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器的换档的控制操作的流程图。

具体实施例

将参考附图对本发明的一些实施例进行详细描述。

首先，将描述本发明的第一实施例。图1示出应用本发明的车辆10的总体构造，并且还示出用于控制行驶中涉及的车辆10的各个部分的控制系统的主要部分的视图。在图1中，车辆10包括发动机12、驱动轮14以及设置在发动机12与驱动轮14之间的动力传递路径中的动力传递单元16。动力传递单元16包括变矩器20、自动变速器22、联接到作为自动变速器22的输出旋转构件的变速器输出齿轮24的减速齿轮机构26、联接到减速齿轮机构26的差动齿轮(差动齿轮单元)28等，这些被容纳在作为安装在车体上的非旋转构件的壳体18内。动力传递单元16还包括联接到差动齿轮28的一对驱动轴(车桥)30。在动力传递单元16中，从发动机12输送的动力(当彼此没有特别区分时相当于转矩或力)依次经由变矩器20、自动变速器22、减速齿轮机构26、差动齿轮28、驱动轴30等传递到驱动轮14。

发动机12是车辆10的驱动力源(相当于动力源)，是诸如汽油发动机或柴油发动机的公知的内燃机。在运转中，发动机12的运转状态例如进气量、燃料供给量和点火正时由后述的电子控制单元90控制，从而控制发动机转矩Te。

图2是示出变矩器20和自动变速器22的一个示例的框图。变矩器20与自动变速器22相对于作为自动变速器22的输入旋转构件的变速器输入轴32的轴线RC大体上对称地布置，并且图2中未示出这些构件20、22在轴线RC下方的下半部分。

在图2中，变矩器20布置在发动机12与自动变速器22之间的动力传递路径中，使得其绕轴线RC旋转。变矩器20是包括联接到发动机12的泵轮20p、联接到变速器输入轴32的涡轮20t等的液压动力传递装置。变速器输入轴32也是由涡轮20t旋转/驱动的涡轮轴。动力传递单元16还包括可以直接联接在泵轮20p与涡轮20t之间的(即，变矩器20的输入和输出旋转构件)锁止离合器LC。动力传递单元16还包括联接到泵轮20p的机械油泵34。油泵34由发动机12旋转或驱动，以排出用于自动变速器22的换档控制的液压油，并且用于向动力传递单元16的各个部分供给润滑油。即，由油泵34泵送的液压油被供给作为车辆10中所包括的液压控制回路50(参照图1)的初始压力。

自动变速器22是提供发动机12和驱动轮14之间的动力传递路径的一部分的有级变速器。自动变速器22是具有两个以上行星齿轮组以及两个以上接合装置的行星齿轮式多速变速器。更具体地，自动变速器22具有双小齿轮第一行星齿轮组36、单小齿轮第二行星齿轮组38和双小齿轮第三行星齿轮组40。单小齿轮第二行星齿轮组38和双小齿轮第三行星齿轮组40配置成拉维尼奥(Ravigneaux)型。双小齿轮第一行星齿轮组36、单小齿轮第二行星齿轮组38和双小齿轮第三行星齿轮组40布置在同一轴线(轴线RC)上。自动变速器22还具有两个以上的接合装置(在没有特别区分的情况下，简称为“接合装置C”)，具体为第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4、第一制动器B1和第二制动器B2。

每一接合装置C是液压摩擦装置，其由适于被液压致动器挤压的湿式多片型离合器或制动器或适于由液压致动器拉动和拉紧的带式制动器等提供。为了切换接合装置C的操作状态(例如接合和释放状态)，每个接合装置C的转矩容量(离合器转矩)Tc(即，离合器转矩Tc1、Tc2、Tc3、Tc4、Tb1、Tb2)由从液压控制回路50内的电磁阀SL1至SL6等中相应的一个电磁阀输送的液压(离合器压力)Pc(即，离合器压力Pc1、Pc2、Pc3、Pc4、Pb1、Pb2)改变。

在自动变速器22中，第一行星齿轮组36、第二行星齿轮组38和第三行星齿轮组40中的被选择的旋转元件(太阳轮S1、S2、S3、行星架CA1、RCA、齿圈R1、RR)直接地或经由接合装置C间接地(或选择性地)彼此联接，或联接到变速器输入轴32、壳体18或变速器输出齿轮24。

后面将描述的电子控制单元90根据驾驶员执行的加速操作和车速V控制接合装置C的操作状态(即，接合所选择的接合装置C)，例如，使得自动变速器22被置于具有不同齿数比(速比)γ(＝AT输入转速Ni/AT输出转速No)的多个档位中的所选择的一个中。如图3的接合操作表所示，例如，自动变速器22置于八个前进档位中所选择的一个档位，即第一速度档位“1st”到第八速度档位“8th”以及一个倒档档位“Rev”。就此而论，AT输入转速Ni是变速器输入轴32的转速，并且AT输出转速No是变速器输出齿轮24的转速。自动变速器22的对应于每个档位的齿数比γ由第一行星齿轮组36、第二行星齿轮组38以及第三行星齿轮组40的各齿数比(＝太阳轮的齿数/齿圈的齿数)ρ1、ρ2、ρ3确定。齿数比γ在当自动变速器22处于第一档位“1st”时是最大的比值，并且随着档位向较高车速侧变化而减小(变为接近第八速度档位“8th”)。

图3的接合操作表示出了自动变速器22中形成的每个档位与接合装置C中的每个的操作状态之间的关系。在图3中，“O”表示接合状态，而空白表示释放状态。如图3所示，所选择的接合装置C被接合，从而选择性地形成八个前进档位(“1st”至“8th”)和一个倒档档位“Rev”中的每一档位。例如，通过使作为所选择的接合装置的第一离合器C1和第二制动器B2接合而形成第一档位“1st”。当所有接合装置C被释放时，自动变速器22处于没有形成档位的空档状态(即，动力传递中断的空档状态)。

回顾图1，车辆10还包括电子控制单元90，其包括控制行驶中涉及的每个部分的行驶控制器。例如，电子控制单元90包括具有CPU、RAM、ROM、输入和输出接口等的所谓的微型计算机，并且CPU在利用RAM的临时存储功能的同时根据预先存储在ROM中的程序执行信号处理，以便执行车辆10的各种控制。例如，电子控制单元90执行发动机12的输出控制，自动变速器22的换档控制等，并且根据需要包括用于发动机控制、液压控制(换档控制)等的各计算机。

基于由车辆10中包含的各种传感器等得到的检测值，将各种信号等供给至电子控制单元90。例如，传感器等，包括发动机转速传感器60、输入转速传感器62、输出转速传感器64、油温传感器66、加速踏板行程传感器68、节气门开度传感器70、换档操作位置传感器72、G传感器74、横摆率传感器76、室外空气温度传感器78、诸如车载摄像机的路线识别和障碍物检测传感器80、GPS天线81、用于外部网络通信的天线82、允许驾驶员选择自动驾驶的自动驾驶选择开关84等。上面提及的各种信号包括例如表示发动机转速Ne的信号、作为涡轮轴的转速(即，涡轮转速Nt)的AT输入转速Ni、对应于车速V的AT输出转速No、作为液压控制回路50中的液压油的温度的液压油温度THoil、作为表示驾驶员进行的加速操作的幅度的驾驶员的加速操作量(即加速踏板的操作量)的加速踏板行程θacc、作为电子节气门的开度的节气门开度θth、作为包含在车辆10中的变速构件的变速杆52的操作位置POSsh、车辆10的纵向加速度Gx、车辆10的横向加速度Gy、作为围绕车辆10的纵轴的旋转角速度的横摆率Ryaw、以及车辆10周围的外部空气温度THair、车辆周围信息Iard、GPS信号(轨道信号)Sgps、通信信号Scom、自动驾驶选择信号Sauto等。此外，从电子控制单元90产生对车辆10中包括的相应的装置的各种命令信号。例如，这些装置包括发动机12、液压控制回路50、用于外部网络通信的天线82、转向致动器86、制动器致动器88等。例如，上面提及的各种命令信号包括用于控制发动机12的发动机控制命令信号Se、用于控制接合装置C的操作状态的液压控制命令信号Sat(即，用于控制自动变速器22的换档)、通信信号Scom、用于操作控制车轮(特别是前轮)的转向的转向致动器86的转向信号Sste、用于操作控制脚制动器的制动器致动器88的制动信号Sbra等。液压控制命令信号Sat是用于驱动调节供给至每个接合装置C的液压致动器的各离合器压力Pc的各电磁阀SL1至SL6的命令信号(液压命令值、命令压力)，并且被产生给液压控制回路50。

例如，变速杆52的操作位置POSsh是从“P”、“R”、“N”、“D”、“B”等中选择的操作位置。操作位置“P”是停车操作位置P(其将被称为“P操作位置”)，其用于选择自动变速器22的停车位置(P位置)，并且在禁止(锁定)变速器输出齿轮24的旋转的同时使自动变速器22进入动力传递路径断开的空档位置(即，在接合装置C被释放的情况下无法通过发动机12与驱动轮14之间的动力传递路径传递动力的空档状态)。操作位置“R”是用于选择自动变速器22的后退驾驶位置(R位置)的后退驾驶操作位置R(其将被称为“R操作位置”)，使得车辆沿相反方向行驶。也就是说，在变速杆52被操作到R操作位置时，通过接合被选择用于形成自动变速器22的倒档档位的接合装置C而在发动机12与驱动轮14之间形成用于后退行驶的动力传递路径。R操作位置是使用自动变速器22的倒档档位“Rev”允许后退行驶的行驶操作位置。操作位置“N”是用于选择自动变速器22的空档位置(N位置)并将自动变速器22置于空档状态的空档操作位置N(将被称为“N操作位置”)。P操作位置和N操作位置是车辆不能通过发动机12的动力行驶的非行驶操作位置。操作位置“D”是用于选择自动变速器22的前进驱动位置(D位置)，使得车辆在向前方向上行驶的前进驱动操作位置D(将被称为“D操作位置”)。也就是说，在变速杆52被操作到D操作位置时，通过接合被选择用于形成自动变速器22的任意前进档位的接合装置C而在发动机12与驱动轮14之间形成用于后退行驶的动力传递路径。D操作位置是在允许自动变速器22进行换档的换档范围(D档位段)内使用从第一速度档位“1st”到第八速度档位“8th”的所有前进档位来执行自动换档控制的行驶操作位置，以使车辆能够前进行驶。操作位置“B”是用于选择自动变速器22的发动机制动位置(B位置)的发动机制动操作位置B(将被称为“B操作位置”)，并且与D位置中的状态相比，在用于前进行驶的动力传递路径能够传递动力的状态下，建立了发动机制动更有可能被用作使用发动机12的驱动力源制动的状态(可以更强地获得发动机制动的效果)。例如，在B操作位置中，自动变速器22中的档位处于比在D操作位置形成的档位低一档(或两档以上)的较低车速侧(较低侧)。因此，如果将变速杆52从D操作位置切换到B操作位置(即，如果执行D→B切换操作)，则产生用于使自动变速器22从D位置切换到B位置的要求(D→B位置切换要求)，并且自动变速器22降档。因此，变速杆52用作被手动操作的切换操作构件，从而接收到用于切换自动变速器22的变速位置的要求。

电子控制单元90包括电源控制器92、换档控制器94和驱动控制器96，以便实现用于车辆10中的各种控制的控制功能。

例如，电源控制器92通过将加速踏板行程θacc和车速V(相当于AT输出转速No)应用到经验地得到或通过设计预先得到并存储的预定关系(例如，驱动力映射图)来计算要求驱动力Fdem。考虑到传递损耗、附件负载、自动变速器22的齿数比γ等，电源控制器92设定提供要求驱动力Fdem的目标发动机转矩Tetgt，并且用于在发动机12的输出控制中使用的发动机控制命令信号Se生成给节气门致动器、燃料喷射装置、点火装置等，从而能够得到目标发动机转矩Tetgt。

换档控制器94根据行驶状态对自动变速器22进行换档。更具体地，例如，当变速杆52的操作位置POSsh为D操作位置时，换档控制器94通过使用预定的关系(换档映射图、换档映射图表)判定是否存在对用于切换自动变速器22的档位的控制的执行，来判定是否执行自动变速器22的换档。换档控制器94通过将与车速相关的值以及驱动要求量应用到上述换档映射图来判定是否执行自动变速器22的换档(即，判定要在自动变速器22中形成的档位)。换档控制器94将作为液压控制命令信号Sat的用于接合和/或释放自动变速器22的换档中所涉及的接合装置C的变速命令输出到液压控制回路50，从而形成这样判定的档位。

在换档映射图中，判定自动变速器22的换档所基于的换档线被绘制在具有作为变量的车速相关值和驱动要求量的二维坐标上。换档映射图上的换档线包括判定升档所基于的升档线，以及判定降档所基于的降档线。升档线和降档线中的每一个预先设定在可以形成在自动变速器22的D位置中的多个档位中的相邻档位(彼此相差一个档速)之间。每条换档线被用于判定实际车速相关值是否已经穿过指示给定驱动要求量的线上的换档线，或者实际驱动要求量是否已经穿过指示给定车速相关值的线上的换档线，即已经穿过应该执行换档所在的换档线上的值(换档点)。因此，每条换档线被预先设定为一系列换档点。车速相关值是车速V或与车速V相关的值，并且可以是车速V、车轮速度、AT输出转速No等。驱动要求量是表示驾驶员对车辆10作出的驱动要求的大小的值，并且可以是上述要求驱动力Fdem[N]、与要求驱动力Fdem等相关的要求驱动转矩[Nm]或要求驱动功率[W]。作为驱动要求量，也可以简单地使用加速踏板行程θacc[％]，节气门开度θth[％]，进气量[g/sec]等。

在自动变速器22换档时，换档控制器94通过切换在自动变速器22的换档中所涉及的作为所选择的接合装置C的某些接合装置的接合状态(即，通过切换所选择的接合装置的接合和释放状态)来执行所谓的离合器至离合器换档。例如，在从第三速度档位“3rd”向第二速度档位“2nd”的3→2降档中，在第三离合器C3和第一制动器B1之间执行接合状态的切换(即，通过释放第三离合器C3并接合第一制动器B1而执行离合器至离合器换档)。

当变速杆52的操作位置POSsh为R操作位置时，换档控制器94将用于接合第三离合器C3和第二制动器B2两者的命令作为液压控制命令信号Sat输出到液压控制回路50，以形成倒档档位“Rev”。因此，当变速杆52在D操作位置和R操作位置之间切换时(即，当执行D→R切换操作或R→D切换操作时)，换档控制器94将用于使自动变速器22进行换档的液压控制命令信号Sat输出到液压控制回路50，以便使自动变速器22在前进档位(具体地，第一速度档位“1st”)与倒档档位“Rev”之间进行切换，即，使自动变速器22在形成用于前进行驶的动力传递路径的状态(即，自动变速器22的D位置)与形成用于后退行驶的动力传递路径的状态(即，自动变速器22的R位置)之间进行切换。

当对变速杆52执行D→B切换操作时，换档控制器94向液压控制回路50输出液压控制命令信号Sat，其用于使自动变速器22降档到当自动变速器22处于D位置时能够更强地得到发动机制动的效果的状态。

当在根据驱动控制器96的控制进行的自动驾驶期间产生用于切换自动变速器22的变速位置或档位的要求时，换档控制器94将用于使自动变速器22换档的液压控制命令信号Sat输出到液压控制回路50，以形成切换要求所要求的变速位置或档位。

驱动控制器96使车辆10在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶模式和根据驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶模式之间切换。手动驾驶模式是通过由驾驶员执行的诸如加速操作、制动操作、转向操作等的驾驶操作来使车辆10运行的驾驶方法(驾驶模式)。自动驾驶模式是通过基于来自各种传感器的信号和信息，根据电子控制单元90的控制而自动实现加速或减速、制动、转向等来使车辆10运行的驾驶方法，而与驾驶员的驾驶操作无关。

更具体地，当未借助自动驾驶选择开关84选择自动驾驶模式时，驾驶控制器96执行手动驾驶模式，而当由驾驶员操作自动驾驶选择开关84选择自动驾驶模式时，驾驶控制器96执行自动驾驶模式。当驱动控制器96在自动驾驶期间判定驾驶员已经执行了诸如加速操作、制动操作或转向操作的任何驾驶操作时，控制器96将车辆10切换到手动驾驶模式。此外，当驾驶控制器96在自动驾驶期间判定发生紧急情况时，其将车辆10切换到手动驾驶模式。例如，紧急情况是由于自动驾驶所需要的通信中的异常(例如黑客(经由通信线路侵入到电子控制单元90))或者是发送或接收通信信号Scom中的错误等而无法安全执行自动驾驶的情况。此外，当驾驶控制器96在自动驾驶期间基于路况判定无法执行自动驾驶时，控制器96将车辆10切换到手动驾驶模式。当驾驶控制器96在自动驾驶期间基于路况临时将车辆10切换到手动驾驶模式然后基于路况判定车辆10可以返回到自动驾驶模式时，控制器96将车辆10切换到自动驾驶模式。在手动驾驶期间，当在判定发生紧急情况的情况下驾驶员操作自动驾驶选择开关84选择自动驾驶模式时，驾驶控制器96禁止切换到自动驾驶模式，并将车辆10保持在手动驾驶模式。

驱动控制器96基于来自各种传感器的信号以及其他信息，将用于控制发动机12和自动变速器22的各个命令输出到电源控制器92和换档控制器94，并且还操作转向致动器86和制动致动器88，以执行自动驾驶。

同时，如果在着重抑制冲击的情况下执行换档控制，则在自动变速器22的换档期间，换档可能会响应不良。虽然在自动驾驶期间期望减小冲击的平稳行驶，但在手动驾驶期间认为期望根据驾驶员使车辆加速或减速的意图以良好的响应进行换档。

因此，为了以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器22的换档，当自动变速器22进行换档时，换档控制器94将在车辆10行驶于手动驾驶模式的情况下自动变速器22换档所需要的换档时间Tsh设定为比在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下更短的时间。例如，换档时间Tsh是从开始生成用于切换在自动变速器22的换档期间要切换的接合装置C的操作状态的液压控制命令信号Sat的时间点起到完成切换操作状态的时间点为止的时间段。

换档控制器94通过如下方式来缩短换档时间Tsh：增大在换档期间使接合装置向释放状态切换的液压命令值逐渐减小时的变化率(<0)，根据使接合装置向释放状态切换的液压的减小率的增大而使在换档期间使接合装置向接合状态切换的液压命令值逐渐增大的时间点提前，和/或增大在换档期间使接合装置向接合状态切换的液压命令值逐渐增大时的变化率(>0)。

电子控制单元90还包括行驶状态判定单元98，以实现如上所述的自动变速器22的换档。

行驶状态判定单元98判定是否为换档控制器94使自动变速器22换档的时间，即是否存在用于使自动变速器22换档的要求(即，对自动变速器22的换档要求)。例如，当置于D位置的自动变速器22受到自动换档控制时，换档控制器94使自动变速器22换档。也就是说，例如，自动变速器22的换档要求是用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求。行驶状态判定单元98判定是否是对置于D位置的自动变速器22进行自动换档控制的时间，即是否存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求。

此外，行驶状态判定单元98判定车辆10是行驶在自动驾驶模式下还是行驶在手动驾驶模式下。

如果行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，则当行驶状态判定单元98判定存在对自动变速器22的换档要求时(即，例如，存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求)，换档控制器94将用于自动变速器22的换档所需要的换档时间Tsh设定为比在行驶状态判定单元98判定车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下的变速时间更短的时间。

如果行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在自动驾驶模式下，则当行驶状态判定单元98判定存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求时，换档控制器94将换档时间Tsh设定为预定时间T1。另一方面，如果行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，则当行驶状态判定单元98判定存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求时，换档控制器94将变速时间Tsh设定为比在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下的变速时间更短的预定时间T2(<T1)。

图4是示出电子控制单元90的控制操作的主要部分的流程图，即以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器22的换档的控制操作的流程图。例如，在行驶期间重复执行图4的控制例程。

在图4中，首先在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S10中，判定是否存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求。如果在步骤S10中得到否定判定(否)，则例程的该循环结束。如果在步骤S10中得到肯定判定(是)，则在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S20中判定车辆10是行驶在自动驾驶模式行驶还是手动驾驶模式。如果在步骤S20中判定车辆10行驶在自动驾驶模式下，则在对应于换档控制器94的功能的步骤S30中将换档时间Tsh设定为T1。另一方面，如果在步骤S20中判定车辆10行驶在手动驾驶模式下时，在对应于换档控制器94的功能的步骤S40中将换档时间Tsh设定为T2(<T1)。

如上所述，根据本实施例，当车辆10在自动变速器22的换档时处于手动驾驶模式时，换档时间Tsh被设定为比在车辆10处于自动驾驶模式的情况下更短的时间。因此，在自动驾驶期间，使换档时间Tsh相对长，从而抑制换档冲击，而在手动驾驶期间使换档时间Tsh相对短，从而换档响应得到提高。因此，能够在自动驾驶期间抑制换档冲击的同时提高手动驾驶期间的换档响应。也就是说，可以以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器22的换档。

此外，根据本实施例，当处于D位置的自动变速器22升档或降档时，如果车辆10行驶在手动驾驶模式下，则将换档时间Tsh设定为比在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下更短的时间。因此，当车辆10在手动驾驶模式下前进行驶时，换档响应得以提高，与此同时，当车辆10在自动驾驶模式下向前行驶时，可以抑制换档冲击。

接下来，将描述本发明的第二实施例。在下面的描述中，相同的附图标记被分配给与第一和第二实施例共同的部分或部件。

在如上所述的第一实施例中，在手动驾驶期间使换档时间Tsh相对短，从而提高了手动驾驶期间的换档响应。在手动操作期间，当反映驾驶员的加速操作的加速踏板行程θacc(使车辆加速的意图)大时，认为期望进一步提高换档响应。

因此，除了上述第一实施例之外，在本实施例中，如果驾驶员的加速操作量(例如，加速踏板行程θacc)大，当自动变速器22在手动驾驶期间换档时，将换档时间Tsh设定为比在加速操作量小的情况下的换档时间更短的时间。

更具体地，行驶状态判定单元98判定加速踏板行程θacc是否大于给定的踏板行程α。给定的踏板行程α例如是预定阈值，用于判定驾驶员的加速操作量足够大以使得需要缩短自动变速器22换档时的换档时间Tsh。

如果在判定存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求时行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，并且行驶状态判定单元98还判定加速踏板行程θacc等于或小于给定的踏板行程α，换档控制器94将换档时间Tsh设定为比在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下的换档时间更短的预定时间T2(<T1)。另一方面，如果在判定存在用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求时行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，并且行驶状态判定单元98还判定加速踏板行程θacc大于给定的踏板行程α，换档控制器94将换档时间Tsh设定到预定时间T3(<T2)，该预定时间T3(<T2)比在加速踏板行程θacc等于或小于给定的踏板行程α的情况下的预定时间更短。

图5是示出电子控制单元90的控制操作的主要部分的流程图，即以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器22的换档的控制操作的流程图。例如，在行驶期间重复执行图5的控制例程。图5的实施例与图4的实施例不同。

图5的流程图与图4的主要不同之处在于增加了步骤S35和S50。将主要对区别之处进行描述。在图5中，当在步骤S20中判定车辆10行驶在手动驾驶模式下时，在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S35中判定加速踏板行程θacc是否大于给定的踏板行程α。如果在步骤S35中得到否定判定(否)，则在对应于换档控制器94的功能的步骤S40中将换档时间Tsh设定为T2(<T1)。另一方面，如果在步骤S35中得到肯定判定(是)，则在对应于换档控制器94的功能的步骤S50中，将换档时间Tsh设定为T3(<T2)。

如上所述，根据本实施例，如果在手动驾驶期间当自动变速器22换档时驾驶员的加速操作量大，则将换档时间Tsh设定为比在加速操作量小的情况下更短的时间。因此，可以根据驾驶员使车辆加速的意图实现具有良好响应的自动变速器22的换档。

在如上所述的第一和第二实施例中，自动变速器22的换档要求是用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求。在如下所述的第三实施例中，对自动变速器22的要求是用于从D位置向B位置切换的要求。

当处于D位置的自动变速器22降档到更强地得到发动机制动的效果的状态时，存在从D位置向B位置切换的要求。如上述第一实施例所示，在车辆10行驶在手动驾驶模式下的同时，当存在从D位置向B位置切换的要求时，假设变速杆52已经从D操作位置向B操作位置操作。在车辆10行驶在自动驾驶模式下的同时，当存在从D位置向B位置切换的要求时，例如，假定车辆10行驶在需要施加发动机制动的下坡上。

当存在从D位置向B位置切换的要求时，自动变速器22降档，并且发动机转速Ne增大，从而获得较强的发动机制动效果。如果发动机转速Ne更快地增大，则能够以更好的响应得到发动机制动效果。当车辆10行驶在手动驾驶模式下时，与车辆10行驶在自动驾驶模式下的情况相比，认为期待得到具有更好响应的发动机制动效果。

因此，如果车辆10行驶在手动驾驶模式下，则当处于D位置的自动变速器22降档到更强地得到发动机制动效果的状态时，使随着自动变速器22的降档而增大的发动机转速Ne的变化大于在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下的发动机转速Ne的变化。换档控制器94使降档时使接合装置向接合状态切换的液压命令值逐渐增大时的变化率(>0)增大，从而使发动机转速Ne的变化增大。

更具体地，行驶状态判定单元98判定是否是将处于D位置的自动变速器22降档到更强地获得发动机制动效果的状态，即，是否存在使自动变速器22从D位置向B位置切换的要求。

如果行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在自动驾驶模式下，当判定存在使自动变速器从D位置向B位置切换的要求时，换档控制器94将随着自动变速器22的降档而增大的发动机转速Ne的增大率设定为预定值A(>0)。另一方面，如果行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，当判定存在使自动变速器22从D位置向B位置切换的要求时，换档控制器94将随着自动变速器22的降档而增大的发动机转速Ne的增大率设定为预定值B(>A)，该值大于在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下的增大率。因此，在手动驾驶期间，与车辆10行驶在自动驾驶模式下的情况相比，会以更好的响应来施加发动机制动。

图6是示出电子控制单元90的控制操作的主要部分的流程图，即以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器22的换档的控制操作的流程图。例如，在行驶期间重复执行图6的控制例程。图6的实施例与图4的实施例不同。

如图6所示，首先在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S110中，判定是否存在使自动变速器22从D位置向B位置换档的要求。如果在步骤S110中得到否定判定(否)，则该例程的当前循环结束。如果在步骤S110中得到肯定判定(是)，则在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S20中判定车辆10是行驶在自动驾驶模式下还是手动驾驶模式下。如果在步骤S20中判定车辆10行驶在自动驾驶模式下，则在对应于换档控制器94的功能的步骤S130中，随着自动变速器22的降档而增大的发动机转速Ne的增大率被设定为A(>0)。另一方面，如果在上述步骤S20中判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，在对应于换档控制器94的功能的步骤S140中，随着自动变速器22的降档而增大的发动机转速Ne的增大率被设定为B(>A)。

如上所述，根据本实施例，当处于D位置的自动变速器22降档到更强地得到发动机制动效果的状态时，使得随着降档而增大的发动机转速Ne的变化在手动驾驶期间比在自动驾驶期间更大。因此，在自动驾驶期间，发动机转速Ne的变化相对小，且平稳或温和地施加发动机制动，而在手动驾驶期间，发动机转速Ne的变化相对大，且响应良好地施加发动机制动。

在如上所述的第一和第二实施例中，对自动变速器22的换档要求是用于切换自动变速器22的D位置中的档位的要求。在下面将要描述的第四实施例中，对自动变速器22的换档要求是用于在前进行驶与后退行驶之间切换的要求。

例如，当自动变速器22在D位置和R位置之间换档时，自动变速器22由换档控制器94进行换档。也就是说，针对自动变速器22的换档要求的一个示例是对自动变速器22作出的前进/后退切换要求，即，使自动变速器22在前进档位置(特别是第一速度档位“1st”)和倒档档位“Rev”之间切换的要求。

如果车辆10行驶在手动驾驶模式下，当存在前进/后退切换要求时，则可以假定变速杆52已经从D操作位置向R操作位置操作，或者从R位置向D操作位置操作。如果车辆10行驶在自动驾驶模式下，则当存在前进/倒退驾驶切换要求时，则可以假定自动变速器22通过自动停车系统在前进档位与倒档档位之间进行切换。

在前进档位与倒档档位之间的切换(即，前进/后退驾驶切换)中，认为期望在自动驾驶期间以减小冲击平滑地切换档位，并且在手动驾驶期间响应良好地切换档位。

因此，如果车辆10在自动变速器22换档以在D位置与R位置之间切换时行驶在手动驾驶模式下，则换档控制器94将换档时间Tsh设定为比在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下更短的时间。本文提及的换档时间Tsh是在前进档位与倒档档位之间切换所需要的时间段，即，前进/后退切换完成时间。

更具体地，行驶状态判定单元98判定是否是对变速器22换档以使自动变速器22在D位置与R位置之间切换的时间，即是否存在使自动变速器22在前进档位与倒档档位之间切换的要求。

如果行驶状态判定单元98判定为车辆10行驶在自动驾驶模式下，当行驶状态判定单元98判定存在使自动变速器22在前进档位与倒档档位之间切换的要求时，换档控制器94将换档时间Tsh设定为预定时间T1。另一方面，如果行驶状态判定单元98判定车辆10行驶在手动驾驶模式下，当行驶状态判定单元98判定存在使自动变速器22在前进档位与倒档档位之间切换的要求时，换档控制器94将换档时间Tsh设定为比在车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下更短的时间T2(<T1)。

图7是示出电子控制单元90的控制操作的主要部分的流程图，即以适合于自动驾驶和手动驾驶中的每一种的方式实现自动变速器22的换档的控制操作的流程图。例如，在行驶期间重复执行图7的控制例程。图7的实施例与图4的实施例不同。

在图7中，首先在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S210中，判定是否存在用于使自动变速器22在前进档位与倒档档位之间切换的要求。如果在步骤S210中得到否定判定(否)，则该例程的当前循环结束。如果在步骤S210中得到肯定判定(是)，则在对应于行驶状态判定单元98的功能的步骤S20中判定车辆10是行驶在自动驾驶模式下还是手动驾驶模式下。如果在步骤S20中判定车辆10行驶在自动驾驶模式下，则在对应于换档控制器94的功能的步骤S230中，将换档时间(前进/后退切换完成时间)Tsh设定为T1。另一方面，当在步骤S20中判定车辆10行驶在手动驾驶模式下时，在对应于换档控制器94的功能的步骤S240中，将换档时间(前进/后退切换完成时间)Tsh设定为T2(<T1)。

如上所述，根据本实施例，如果车辆10行驶在手动驾驶模式下，则当自动变速器22换档以便在D位置与R位置之间切换时，将换档时间Tsh设定为比车辆10行驶于自动驾驶模式的情况下更短的时间。因此，在自动驾驶期间，抑制了前进/后退切换时的换档冲击，而在手动驾驶期间，前进/后退切换时的换档响应得到提高。

虽然已经基于附图详细描述了本发明的一些实施例，但是本发明可以以其他形式实施。

在上述实施例中，每个实施例都是独立执行的。然而，每一实施例不一定是独立执行的，而是可以适当地组合两个或多个实施例并执行。

在如上所述的第一、第二和第四实施例中，换档时间Tsh被设定为当车辆行驶在手动驾驶模式下时比在车辆行驶于自动驾驶模式的情况下更短的时间。然而，本发明不限于这种控制模式。例如，如在第三实施例中，可以使随着自动变速器22的换档而变化的发动机转速Ne的变化在车辆行驶在手动驾驶模式下时比当车辆行驶于自动驾驶模式下时更大。因此，换档时间Tsh可以不是从开始生成液压控制命令信号Sat的点到接合装置C的操作状态的切换完成的点的时间段。例如，换档时间Tsh可以是换档过渡过程中的惯性相的时间。

在如上所述的第一、第二和第四实施例中，举例来说，T1、T2、T3作为换档时间Tsh的值来使用。这些值用于比较换档时间Tsh的长度，并且T1、T2、T3中的每一个在每个实施例中不采用相同的值(数值)。在每个实施例中，根据该实施例而各自适当地设定T1、T2、T3。

在如上所述的第一和第二实施例中，例如当对处于D位置的自动变速器22执行自动换档控制时，自动变速器22换档。然而，本发明不限于这种控制模式。例如，当车辆处于手动驾驶模式时，在能够经由用于前进行驶的动力传递路径传递动力的状态下，当执行手动换档控制时，即当根据驾驶员对变速杆52或对安装在方向盘上的踏板开关的操作来切换或改变自动变速器22的档位时，可以使自动变速器22换档。

在上述实施例中，车辆在不依赖于驾驶员的驾驶操作(加速操作、转向操作、制动操作)的情况下通过借助电子控制单元90的控制操作自动执行诸如行驶(加速/减速)、转弯(转向)、停止(制动)等动作而基本上工作在自动驾驶模式下。然而，本发明不限于这种自动驾驶模式。例如，自动驾驶模式可以包括公知的巡航控制，即，在考虑到与前方车辆的距离等的同时控制驱动转矩，使得车速遵循某一设定的车速。

虽然在上述实施例中在自动变速器22中形成前进8速档位中的每一档位，但是本发明不限于此。自动变速器22可以是选择性地形成具有不同齿数比的多个档位的任何类型的有级变速器。自动变速器可以例如选自诸如自动变速器22的行星齿轮式自动变速器、同步啮合式平行双轴自动变速器、作为同步啮合式平行双轴自动变速器的一种类型并且包括两排输入轴的公知的DCT(双离合器变速器)、无级变速器、电动无级变速器、无级变速器(电动无级变速器)与有级变速器串行连接(布置)在动力传递路径中的变速器等。总之，本发明可以应用于任何类型的变速器，只要该变速器提供驱动力源和驱动轮之间的动力传递路径的一部分即可。当变速器是无级变速器时，变速器的换档不是档位的切换，而是与通过切换档位而产生的变速比的变化相应程度的目标变速比的改变，或者例如在形成用于前进行驶的动力传递路径与形成用于后退行驶的动力传递路径之间进行切换。

虽然在上述实施例中使用发动机12作为车辆10的驱动力源的示例，但是本发明不限于使用发动机12。例如，可以单独使用或者与发动机12组合使用诸如旋转电机或电动机的其他动力源作为驱动力源。因此，本发明还可以应用于包括发动机、提供发动机和驱动轮之间的动力传递路径的一部分的变速器、以及联接到变速器的输入旋转构件使得动力可以被传递给该构件的旋转电机的车辆。在这种类型的车辆中，在变速器换档期间，旋转电机可以用于控制发动机转速Ne，以便在换档后使其朝向同步转速变化。因此，通过增大在换档期间(特别是在惯性相期间)旋转电机的旋转变化率，可以缩短换档时间Tsh，或者可以增加发动机转速Ne的变化率。此外，在设置有作为驱动力源的旋转电机的车辆中，通过旋转电机的再生控制产生制动转矩，从而可以使用旋转电机将再生制动应用为驱动力源制动。

虽然在上述实施例中已经示出了由电子控制单元90执行的控制，但是本发明不限于这种控制模式。例如，本发明的控制可以由两个以上的电子控制单元执行。

应当理解，如上所述的实施例仅仅是示例性实施例，并且本发明可以通过基于本领域技术人员的知识以各种改变或改进来实现。

Claims (8)

1.一种用于车辆的控制装置，

所述车辆包括设置在驱动力源和驱动轮之间的动力传递路径中的变速器，

所述控制装置包括

电子控制单元，其被配置为：

i)根据行驶状态使所述变速器换档；

ii)在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶与基于驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶之间切换用于使所述车辆运行的驾驶模式；以及

iii)使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间比在所述自动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间短，

在所述手动驾驶期间使所述变速器换档，使得当所述驾驶员的加速操作量大时的所述换档时间比当所述加速操作量小时的所述换档时间短。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于

所述电子控制单元被配置为当建立了用于前进行驶的动力传递路径时使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间的所述换档时间比在所述自动驾驶期间的所述换档时间短。

3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于

所述电子控制单元被配置为当建立了用于前进行驶的动力传递路径时，将所述变速器降档到更强地获得使用所述驱动力源进行驱动力源制动的效果的状态，使得在所述手动驾驶期间随着所述变速器的降档而增大的转速的变化大于在所述自动驾驶期间所述转速的变化。

4.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于

所述电子控制单元被配置为当所述动力传递路径在用于前进行驶的动力传递路径和用于后退行驶的动力传递路径之间切换时使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间的所述换档时间比在所述自动驾驶期间的所述换档时间短。

5.一种车辆的控制方法，

所述车辆包括设置在驱动力源和驱动轮之间的动力传递路径中的变速器，以及

电子控制单元，

所述控制方法的特征在于包括：

i)由所述电子控制单元根据状态使所述变速器换档；

ii)由所述电子控制单元在根据自动驾驶控制进行的自动驾驶与根据驾驶员的驾驶操作进行的手动驾驶之间切换用于使所述车辆运行的驾驶模式，以及

iii)由所述电子控制单元使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间比在所述自动驾驶期间所述变速器换档所需要的换档时间短，

iv)在所述手动驾驶期间使所述变速器换档，使得当所述驾驶员的加速操作量大时的所述换档时间比当所述加速操作量小时的所述换档时间短。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于包括

当建立了用于前进行驶的动力传递路径时由所述电子控制单元使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间的所述换档时间比在所述自动驾驶期间的所述换档时间短。

7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于包括

当建立了用于前进行驶的动力传递路径时，由所述电子控制单元将所述变速器降档到更强地获得使用所述驱动力源进行驱动力源制动的效果的状态，使得在所述手动驾驶期间随着所述变速器的降档而增大的转速的变化大于在所述自动驾驶期间所述转速的变化。

8.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于包括

当所述动力传递路径在用于前进行驶的动力传递路径和用于后退行驶的动力传递路径之间切换时，由所述电子控制单元使所述变速器换档，使得在所述手动驾驶期间的所述换档时间比在所述自动驾驶期间的所述换档时间短。

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