JP2005282453A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者に違和感を与えることなく、登坂路において停止した車両の後退を防止する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵは、登坂路を走行中にアクセルＯＦＦとなり（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ブレーキがＯＮにされると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、登坂路における車両の停止位置を予測するステップ（Ｓ１３０）と、停車位置における登坂勾配をナビゲーションシステムから取得するステップ（Ｓ１４０）と、登坂勾配からアイドルアップ回転数を算出するステップ（Ｓ１５０）と、車両のエンジン回転数がアイドルアップ開始回転数以下になると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、アイドルアップ処理を実行するステップ（Ｓ１７０）とを含むプログラムを実行する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、自動変速機のクリープトルクを利用して車両が登坂路において停止状態を保持し得るようにクリープトルクを制御する装置に関する。

車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を介して繋がるとともに複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成され、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切り換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切り換えを行なうように構成される。一般的に、自動変速機を有した車両には運転者により操作されるシフトレバーが設けられ、シフトレバー操作に基づいて変速ポジション（たとえば、後進走行ポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション）が設定され、このように設定された変速ポジション内（通常は、前進走行ポジション内）において自動変速制御が行われる。

このような自動変速機を有した車両において、前進走行ポジションが設定されて車両が停止している状態では、アイドリング回転するエンジンからの駆動力がトルクコンバータを介して変速機に伝達され、これが車輪に伝達されるため、いわゆるクリープ現象が発生する。クリープ現象は、登坂路における車両の停止状態を保持したり、停止状態からの発進をスムーズに行なわせることができるなど、有用な点を有する。

特開昭６１−９９７６２号公報（特公平１−３９５０７号公報：特許文献１）は、自動変速機のクリープトルクを利用して車両を登坂路で停車状態に保持し得るようクリープトルクを制御する、自動変速機のクリープトルク制御装置を開示する。この自動変速機のクリープトルク制御装置は、エンジンからの動力に自動変速機を介して走行される車両において、路面勾配を検出する路面勾配センサと、路面勾配に応じた後退トルクと釣合うクリープトルクを発生させるエンジンの目標回転数を設定するエンジン回転数設定手段と、エンジンの実回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、実回転数が目標回転数となるようエンジンを制御するアイドル回転数制御手段とを含む。

この自動変速機のクリープトルク制御装置によると、アイドル回転数制御手段は、エンジン回転数検出手段で検出したエンジン回転数がエンジン回転数設定手段が設定した目標回転数となるようエンジンをアイドル制御する。このため、自動変速機のクリープトルクは路面勾配に応じた後退トルクと釣合い、急登坂路で車両をアクセル操作なしに自動的に停車状態に保持し得ることになる。
特開昭６１−９９７６２号公報（特公平１−３９５０７号公報）

しかしながら、上述した特許文献１においては、発進を所望しない停止状態と判別された後に、路面勾配に基づいて、必要なクリープトルクを発生することができるように、エンジン回転数が上昇することになる。このようにすると、車両が登坂路に停止した後にエンジン回転数が上昇するので、運転者に違和感を与えてしまう。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者に違和感を与えることなく、登坂路において車両の後退を防止することができる車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、エンジンからの駆動力を自動変速機を介して走行する車両を制御する。この制御装置は、車両が登坂路で停止することを予測するための予測手段と、車両が登坂路で停止することが予測されると、登坂路での車両の停止前に、エンジン回転数を登坂路の路面勾配に応じて上昇させるように、エンジンを制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、車両が登坂路で停止することが予測されると、停止前に、登坂路の路面勾配に応じてエンジン回転数が上昇される。これにより、車両の停止前に登坂路の路面勾配に対応したクリープ力を生じさせることができるようにエンジン回転数を上昇させておくことができる。このため、車両が登坂路に停止してから、その登坂路における路面勾配に応じたクリープ力を生じさせることができるようにアイドル回転数を上昇させるのではなく、運転者が違和感を持ちにくい車両の停止前にエンジン回転数を上げておくことができる。その結果、運転者に違和感を与えることなく、登坂路において車両の後退を防止することができる車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、車両が停止する登坂路の位置を予測するための手段をさらに含む。制御装置は、予測された登坂路の位置の路面勾配を検知するための検知手段をさらに含む。

第２の発明によると、予測手段により予測された車両の停止位置における路面勾配を検知するので、この路面勾配に応じたクリープ力を発生させることができるように、エンジン回転数を車両停止前に上昇させておくことができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、検知手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて路面勾配を検知するための手段を含む。

第３の発明によると、車両が停止すると予測された位置における登坂路の路面勾配を、ナビゲーションシステムからの情報に基づいて検知することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、車両の運転者により操作されるアクセルペダルの状態に関する情報を取得するための手段と、車両の運転者により操作されるブレーキペダルの状態に関する情報を取得するための手段と、車両の速度を検知するための手段とをさらに含む。予測手段は、アクセルペダルが踏まれていない状態で、かつブレーキペダルが踏まれていると、車両の速度に基づいて、車両が停止する登坂路の位置を予測するための手段を含む。

第４の発明によると、運転者によりアクセルペダルが踏まれていない状態で、ブレーキペダルが踏まれていると、車両が停止すると予測でき、車両の速度と、たとえばその時間変化（減速度）とに基づいて、車両の速度が０になる（車両が停止する）位置を予測できる。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、予測手段は、車両の速度と、速度の時間変化率とに基づいて、車両が停止する登坂路の位置を予測するための手段を含む。

第５の発明によると、車両の速度と、その時間変化（減速度）とに基づいて、車両の速度が０になる（車両が停止する）位置を予測できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００を含む車両の制御システムのブロック図について説明する。

図１に示すように、この車両には、駆動源であるエンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００とにより構成されるパワートレーンが搭載される。エンジン１００は、エンジンＥＣＵ４００からのスロットル回動指令信号に基づいて吸入空気量を制御するスロットルバルブの開度を制御することによりエンジン１００の回転数が制御される。

トルクコンバータ２００は、作動油を用いてトルクの変換を行なう装置のことであって、流体継手とも呼ばれる。入力側であるポンプインペラ、出力側であるタービンライナーおよびトルクを増幅させるリアクタ（ステータ）の３つの要素から構成される。タービン速度が低い領域においてはリアクタが固定されてトルクを倍増させるが、タービン速度がポンプ速度に近づくとリアクタが空転して単なる流体継手として作用する。

自動変速機３００は、たとえばギヤ式の有段自動変速機や、ベルト式の無段変速機などである。

このようなパワートレーンにおいては、運転者がアクセルペダルから足を離してアイドル状態になっていても、エンジン１００の回転がトルクコンバータ２００を介して自動変速機３００に伝達され、車両がゆっくり動き出すクリープ現象を発生させる。このようなクリープ現象は、エンジン１００の回転数によってその状態が異なる。すなわち、エンジン１００のアイドル回転数に応じたクリープ力を発現するが、そのアイドル回転数よりも高い回転数にエンジン１００の回転数を維持すると、さらに大きなクリープ力を発現させることができる。

本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ４００は、車両が登坂路で停止した場合に、その登坂路に応じたクリープ力を発現させることができるようにエンジン１００の回転数を制御する。さらに、そのエンジン１００の回転数を制御するタイミングを、車両が停止する前の時点から行なうのが特徴である。

図１に示すように、エンジンＥＣＵ４００には、車速信号、アクセルペダル開度信号およびブレーキ信号が入力される。また、この車両にはナビゲーションシステム５００が搭載され、ナビゲーションシステム５００からエンジンＥＣＵ４００に勾配情報が入力される。

図２を参照して、エンジンＥＣＵ４００のメモリに記憶される登坂路の勾配とアイドルアップ回転数との関係を示すマップについて説明する。

図２に示すように、登坂路の勾配が小さいほどアイドルアップ回転数が小さく、登坂路の勾配が大きいほどアイドルアップ回転数が大きくなるようなマップがエンジンＥＣＵ４００のメモリに記憶されている。すなわち、登坂路の勾配が大きいほど、その位置で停止した車両は後退する力を強く受けるため、アイドルアップ回転数を大きくして、アイドル時の回転数を上昇させることにより、大きなクリープ力を発生させて、車両の後退を防止する。

図３を参照して、図１のエンジンＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ４００は、アクセルＯＮで登坂路を走行していることを検知する。Ｓ１１０にて、アクセルがＯＦＦ状態にされたか否かを判断する。Ｓ１００におけるアクセルがＯＮ状態であることやＳ１１０におけるアクセルがＯＦＦ状態であることは、エンジンＥＣＵ４００に入力されるアクセスペダル開度信号に基づいて行なわれる。また、Ｓ１００におけるアクセルがＯＮ状態であることやＳ１１０におけるアクセルがＯＦＦ状態であることは、アクセルペダルが閉じられるとＯＦＦ状態からＯＮ状態になるアイドルスイッチからの信号に基づいて行なうようにしてもよい。アクセルがＯＦＦ状態であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０へ戻される。

Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ４００は、ブレーキがＯＮ状態であるか否かを判断する。この判断は、エンジンＥＣＵ４００に入力されるブレーキ信号に基づいて行なわれる。ブレーキがＯＮであると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１２０へ戻される。

Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ４００は、登坂路における車両の停車位置を予測する。このとき、エンジンＥＣＵ４００は、エンジンＥＣＵ４００に入力された車速信号と、その車速信号を時間微分した車速信号の時間変化率（減速度）とに基づいて、車両の停車位置を予測する。Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ４００は、ナビゲーションシステム５００からＳ１３０にて予測した停車位置における登坂勾配を取得する。

Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ４００は、登坂勾配からアイドルアップ回転数を算出する。このとき、図２に示すマップが用いられる。

Ｓ１６０にて、エンジンＥＣＵ４００は、エンジン回転数が目的とするアイドル回転数になったか否かを判断する。アイドルアップをするタイミングは、目的とする回転数+αを設定し、車両のエンジン回転数が（目的とするエンジン回転数＋定数α）以下になると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ１６０へ戻される。なお、この定数αは、エンジン回転速度の減速度によるマップ等で示すこともできる。このマップの一例を図５に示す。

Ｓ１７０にて、エンジンＥＣＵ４００は、エンジン１００に対してアイドルアップを実現するためのスロットル開度指令信号を出力する。このスロットル開度指令信号に基づいてエンジン１００の回転数が通常のアイドル回転数からアイドルアップ回転数だけ上昇した回転数にエンジン１００の回転数が上昇させられる。Ｓ１８０にて、エンジンＥＣＵ４００は、車両の停車を検知する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵ４００の動作について説明する。

運転者がアクセルペダルを踏込んでアクセルＯＮの状態で登坂路を走行している（Ｓ１００）。このとき、運転者が、自車両の前方に車両を発見するとアクセルペダルを戻す（Ｓ１１０にてＹＥＳ）。さらに、運転者がブレーキペダルを踏むと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、登坂路における車両の停車位置が予測される（Ｓ１３０）。

予測された車両の停車位置における登坂勾配がナビゲーションシステム５００から取得される。登坂勾配から図２に示すマップを用いてアイドルアップ回転数が算出される（Ｓ１５０）。車両のエンジン回転数≦（目的とするエンジン回転数＋定数α）になると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、算出されたアイドルアップ回転数だけエンジン回転数を上昇させるようにアイドルアップ処理が実行される（Ｓ１７０）。その後車両が停止する（Ｓ１８０）。

これを図４に示すタイミングチャートを用いて示す。図４には、エンジン回転数と車速の時間変化を示す。エンジン回転数において、実線が、本発明の実施の形態に係るエンジンＥＣＵ４００で実行された場合の状態を、点線が、従来の制御装置により制御された場合の状態を示す。

図４に示すように、時刻Ｔ（１）においてアクセルペダルがＯＦＦにされ（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、時刻Ｔ（２）においてブレーキがＯＮ状態にされる（Ｓ１２０にてＹＥＳ）と想定する。エンジン回転数および車速は、時間の経過とともに、時刻Ｔ（２）〜時刻Ｔ（３）の間において次第に低下する。時刻Ｔ（３）において、車両のエンジン回転数が、アイドルアップ開始回転数以下になると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、アイドルアップ処理が実行され、時刻Ｔ（３）においてエンジン回転数がアイドル回転数よりもアイドルアップ回転数だけ上昇する。その後、時刻Ｔ（４）で車両は停止する。

従来は、時刻Ｔ（４）において車両が停止した後、エンジン１００の回転数が上昇されていた。一方、本願発明においては、車両が停止する前の時刻Ｔ（３）においてアイドル回転数よりもアイドルアップ分だけエンジン回転数が上昇されている。そのため、時刻Ｔ（４）以降において、車両が停止した状態でエンジン１００の回転数が上昇されるという違和感が運転者に与えられない。従来においては、時刻Ｔ（４）以降において車両が呈した状態でエンジン１００の回転数が上昇したため、違和感が運転者に与えられていた。本願発明においては、そのような車両停車後のエンジン１００の回転数の上昇による違和感を運転者に与えることがなくなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵによると、車両が登坂路で停止することが予測されると、その停止前に、登坂路の路面勾配に応じてエンジン回転数を上昇させている。これにより、車両の停止前に登坂路の路面勾配に対応したクリープ力を生じさせることができるようにエンジン回転数を上昇させておくことができる。このため、車両が登坂路に停止してからその登坂路における路面勾配に応じたクリープ力を生じさせることができるようにアイドル回転数を上昇させておくのではなく、運転者が違和感を持ちにくい車両の停止前にエンジン回転数を上げておくことができる。その結果、運転者に違和感を与えることなく、登坂路において車両の後退を防止することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る車両の制御装置であるエンジンＥＣＵを含む制御ブロック図である。 エンジンＥＣＵに記憶される、登坂路の勾配とアイドルアップ回転数とのア関係を示すマップを表わす図である。 エンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 エンジン回転数および車速の時間変化を示すタイミングチャートである。 エンジン回転数減速度とアイドルアップ開始判定に用いる定数αとの関係を表わすマップを示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、３００ 自動変速機、４００ エンジンＥＣＵ、５００ ナビゲーションシステム。

Claims (5)

1. エンジンからの駆動力を自動変速機を介して走行する車両の制御装置であって、
   前記車両が登坂路で停止することを予測するための予測手段と、
   前記車両が登坂路で停止することが予測されると、前記登坂路での車両の停止前に、前記エンジン回転数を前記登坂路の路面勾配に応じて上昇させるように、前記エンジンを制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
2. 前記予測手段は、車両が停止する登坂路の位置を予測するための手段を含み、
   前記制御装置は、前記予測された登坂路の位置の路面勾配を検知するための検知手段をさらに含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記検知手段は、ナビゲーション装置からの情報に基づいて前記路面勾配を検知するための手段を含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御装置は、
   前記車両の運転者により操作されるアクセルペダルの状態に関する情報を取得するための手段と、
   前記車両の運転者により操作されるブレーキペダルの状態に関する情報を取得するための手段と、
   前記車両の速度を検知するための手段とをさらに含み、
   前記予測手段は、前記アクセルペダルが踏まれていない状態で、かつブレーキペダルが踏まれていると、前記車両の速度に基づいて、前記車両が停止する登坂路の位置を予測するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記予測手段は、前記車両の速度と、前記速度の時間変化率とに基づいて、前記車両が停止する登坂路の位置を予測するための手段を含む、請求項４に記載の車両の制御装置。
   

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