JP2014237391A - 定速走行装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】目標車速の設定を受け付ける目標車速設定受付手段11と、自車両が前記目標車速で走行するための目標駆動力を決定する目標駆動力決定手段31と、を有する定速走行装置100において、予め記憶している変速比別の駆動力下限値に基づいて、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいて、シフトアップを行うシフトアップ制御手段37、を有することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
t1:降坂路を走行中、スロットル開度を徐々に小さくしたが、車速がセット車速を閾値以上、上回ったためクルーズコントロール制御部がシフトダウン要求を行いシフトダウンした。
t2:走行抵抗が増大するためことで車両が減速しセット車速に接近したため、クルーズコントロール制御部はシフトダウン要求を取り下げる。
t3:シフトダウン要求を取り下げることでシフトアップする。シフトアップにより走行抵抗が低下するため、スロットル開度が全閉又は全閉付近でも車速が増加する。
t4:再び、車速がセット車速を閾値以上、上回ったためシフトダウンする。
図2は、本実施形態の定速走行装置の概略的な動作について説明する図の一例である。
(1)車両は定速走行装置を搭載しており、定速走行装置により所定のギア段(例えば、4段)で定速走行しているものとする。ギア段とは変速比であり、この車両の変速機は、例えば前進が5速のオートマチックトランスミッションである。定速走行装置は、従来から、車速とセット車速を比較して定速走行に必要なクルーズ要求駆動力を算出している。
(2)降坂路を走行したため車速がセット車速よりも大きくなった場合、定速走行装置はシフトダウンする。4速からシフトダウンしたため、3速で走行することになる。この後、従来は、4速にシフトアップされることがあったが、本実施形態では以下の条件を満たすまでシフトアップされない。
(3)降坂路の終わりに近づき降坂路が緩やかになると、クルーズ要求駆動力は、セット車速を維持するために徐々に大きくなる(スロットル開度が徐々に大きくなる)。したがって、クルーズ要求駆動力が大きくなることは、降坂路の傾斜に対しシフトアップ可能である場合がある。
図3は、本実施形態の定速走行装置の構成図の一例を示す。定速走行装置100は、エンジンECU(Electronic Control Unit)15により制御される。エンジンECU15には、マイコン22、入力回路21、出力回路23、及び、通信コントローラ24などが搭載されている。マイコン22は、CPU、RAM、ROMなどの一般的に構成を有し、ROMに記憶されたプログラムをCPUが実行することで、定速走行制御やエンジン制御などの機能を提供する。
トランスミッション制御部40は駆動力調停部41と変速機制御部42を有している。駆動力調停部41は、クルーズコントロール制御部30を含め、駆動力を制御する機能の機動力を調停する。例えば、ABS(Anti_Lock Braking System)、TRC(Traction Control)、又は、ESC(Electronic Stability Control)など車両の挙動を安定させる機能がある。また、車線逸脱防止装置が車線逸脱を抑制する際にステアリングシャフトの回転駆動だけでなく各輪の駆動力を制御してヨーモーメントを与え車両のヨーレートを抑制する場合がある。これらは各輪の駆動力を別々に制御するため、定速走行するためのクルーズ要求駆動力と競合する。
定速走行制御部31aは、セット車速設定部32、目標加速度算出部33、及び、目標駆動力算出部34を有する。これらは、従来から定速走行するために存在する。
セット車速設定部32には、クルーズコントロールSW11が受け付けたセット車速が設定(保持)される。
図5は、目標駆動力を算出するまでの手順を示すフローチャート図の一例である。エンジンECU15は、クルーズコントロールSW11のメインスイッチがONで、定速走行制御が有効な間、周期的にこの処理を繰り返す。
速度差=セット車速−車速
次に、目標加速度算出部33は、例えばフィードバック制御により速度差がゼロになるように目標加速度を算出する(S30)。フィードバック制御では、PID制御又はPI制御が採用される。フィードフォワード制御を加えてもよい。
目標加速度=kp×速度差+ki×∫速度差+kd×d(速度差)/dt
次に、目標駆動力算出部34は目標加速度から目標駆動力を算出する(S40)。目標駆動力は、目標加速度まで加速させるために必要な駆動力であり、駆動力をF〔N〕、加速度をα〔m/S2〕、車重をM〔kg〕として、F=M×α により求めることができる。車重Mは車両諸元情報などの固定値を採用してもよいし、ハイトセンサで車内の荷重を推定したり、着座センサなどで乗員数を検知して車重Mを補正してもよい。これにより、駆動力Fをより正確に算出できる。
シフトアップ制御部31bは、降坂路を走行中にシフトダウンした場合にシフトアップするか否かを判定する。シフトアップ制御部31bは、現在ギア段駆動力下限算出部35、ギア段別駆動力下限学習部36、及び、変速判定部37を有している。以下、各機能について、図11のフローチャート図に基づき順番に説明する。また、適宜、図10のシーケンス図を参照されたい。
図6は現在ギア段駆動力下限算出部35の機能ブロック図の一例を示す。現在ギア段駆動力下限算出部35はエンジン回転数に基づき、各種のマップを参照して現在のギア段の駆動力下限値を決定する。
ISC空気量=f1(エンジン回転数)
スロットル開度=f2(ISC空気量)
発生トルク=f3(エンジン回転数、スロットル開度)
S1−2:駆動力下限算出部353は、発生トルク、ギア段別のギア比ρg、タイヤ半径r、デフ比ρdefを用いて、現在ギア段駆動力下限値を算出する。図6に示した、ギア段別ギア比記憶部352には、各ギア段のギア比が記憶されている。ギア比は変速機18に固定である。各ギア段と変速比の関係の一例を示す。
1速:2.9
2速:1.9
3速:1.4
4速:1.1
5速:0.8
現在ギア段駆動力下限値は以下のようにして求められる。
現在ギア段駆動力下限値Fg,min=(ρdef/r)×発生トルク×ρg
S1−1で説明したように、S1−1で求められた発生トルクは、あるエンジン回転数の最小の空気量で発生する下限トルク(マイナストルク)となる。したがって、現在ギア駆動力下限値は、換言すると上限(最も大きい)の減速トルクである。
図8はギア段別駆動力下限学習部36の機能ブロック図の一例を示す。ギア段別駆動力下限学習部36は、ギア段と現在ギア段駆動力下限値に基づき、アップシフト後ギア段駆動力下限値を決定する。ギア段別駆動力下限学習部36は、現在ギア段駆動力下限記憶部361、ノイズ除去部362、及び、ギア段別駆動力下限学習値記憶部363を有している。
Fg,min(t_n)={Fg,min(t_(k-1)),Fg,min(t_(k-2)),…,Fg,min(t_0) }
ここで、Fg,min(t_n)は現在ギア段駆動力下限記憶部361に記憶される現在ギア段駆動力下限値の集合を意味している。Fg,min(t_(k-1)等は集合の要素であり、kは現在ギア段駆動力下限値の個数である。
図9は変速判定部37の機能ブロック図の一例を示す。変速判定部37は、変速(シフトアップ)すべきかを判定し、変速する場合は変速機制御部42に変速要求を出力する。変速判定部37は、駆動力比較部371を有している。
所定時間以上、クルーズ要求駆動力がアップシフト後ギア段駆動力下限値より大きい場合、変速機制御部42に変速要求(シフトアップ)する。
変速機制御部42に変速要求しないで、シフトダウンした状態を維持する。換言すると、シフトダウンした状態を維持する(シフトアップを禁止する)ように、変速機制御部42に指示する。
図10は、勾配、車速、ギア段gの駆動力下限、クルーズ要求駆動力、及び、ギア段の時間的な推移を説明する図の一例である。
t0:降坂路が始まり、ギア段gのままクルーズ要求駆動力が低下し始める。降坂路で車速がセット車速を超過しないようにするため、スロットル開度が徐々に小さくなり(不図示)、クルーズ要求駆動力が低下していく。ギア段gの現在ギア段駆動力下限値は、常に定期的に記憶されている。
t1:クルーズ要求駆動力が負値未満に低下していくが、勾配により車速が増加してセット車速よりも大きくなり始める。
t2:車速がセット車速より閾値以上、大きくなったので、変速機制御部42はギア段g-1にシフトダウンする。シフトダウンによりエンジンブレーキの制動力が大きくなったので、クルーズ要求駆動力はほぼ一定を維持する。また、t2付近で勾配が一定になる。なお、t1〜t2の間に、現在ギア段駆動力下限記憶部361の現在ギア駆動力下限値のノイズ除去が行われる。
t3:シフトダウンにより車速が低下してセット車速と同程度になるとセット車速を維持するため、スロットル開度がわずかに大きくなりクルーズ要求駆動力もわずかに増大する。
t4:勾配が緩やかになり始め、セット車速を維持するため、クルーズ要求駆動力が徐々に大きくなる。
t5:クルーズ要求駆動力がアップシフト後ギア段駆動力下限Fg,minを超え始める。
t6:クルーズ要求駆動力がアップシフト後ギア段駆動力下限Fg,minを超えてから所定時間Tが経過したため、変速判定部37がシフトアップすると判定し、ギア段gにシフトアップされる。
・適用可能な変速機の種類について
本実施形態の変速機18は、オートマチックトランスミッション(AT)であると説明したが、CVT(Continuously Variable Transmission:無段変速機)にも適用できる場合がある。CVTは、変速比が連続に変化するため、本実施形態のようにギア比毎に駆動力下限値を算出することは困難だが、非連続なギア比を指示可能なCVTがある。このようなCVTは、ATのようにある非連続に変速比を増減することが可能である。したがって、CVTにおいても、多段のATと同様に扱えるため、定速走行装置100においてATと同様に本実施形態のシフトアップ方法を好適に適用できる。
現在ギア段駆動力下限算出部35が現在ギア段駆動力下限値を算出するには、エンジン回転数が必要とされた。しかし、エンジン回転数以外の情報からもエンジン回転数が得られる。
インプットシャフト回転数=減速比×デフ比×アウトプットシャフトの回転数
したがって、エンジン回転数以外にも、インプットシャフト回転数をセンサで検出したり、アウトプットシャフトの回転数をセンサで検出することで、エンジン回転数を求めることができる。
本実施形態では、定速走行装置100が降坂路を定速走行した場合に生じたシフトダウン後のシフトアップ条件について説明した。しかし、このシフトアップ条件はACCにも好適に適用できる。
12 車輪速センサ
13 NEセンサ
15 エンジンECU
17 エンジン
18 変速機
30 クルーズコントロール制御部
35 現在ギア段駆動力下限算出部
36 ギア段別駆動力下限学習部
37 変速判定部
100 定速走行装置
Claims (8)
- 目標車速の設定を受け付ける目標車速設定受付手段と、
自車両が前記目標車速で走行するための目標駆動力を決定する目標駆動力決定手段と、を有する定速走行装置において、
予め記憶している変速比別の駆動力下限値に基づいて、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいて、シフトアップを行うシフトアップ制御手段、
を有することを特徴とする定速走行装置。 - 走行状態に基づいて、出力可能な駆動力下限値を変速比別に決定する駆動力下限値決定手段を有し、
前記シフトアップ制御手段は、降坂路走行時に、前記目標駆動力と現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値とに基づいてシフトアップを行う
ことを特徴とする請求項1記載の定速走行装置。 - 前記シフトアップ制御手段は、前記目標駆動力が、現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値を超えた場合にシフトアップする、
ことを特徴とする請求項1又は2記載の定速走行装置。 - 降坂路走行時にシフトダウンが発生した場合に、前記駆動力下限値決定手段がシフトダウンの直前に決定した前記駆動力下限値を変速比別に記憶する変速比別駆動力下限値記憶手段を有し、
前記シフトアップ制御手段は、前記目標駆動力が、前記変速比別駆動力下限値記憶手段から読み出した現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値を超えた場合に、シフトアップする、
ことを特徴とする請求項3記載の定速走行装置。 - 降坂路走行時にシフトダウンが発生した場合に、シフトダウン直前の所定時間内に前記駆動力下限値決定手段が決定した複数の前記駆動力下限値に対し、ノイズ除去処理を行うノイズ除去手段を有し、
前記変速比別駆動力下限値記憶手段は、前記ノイズ除去手段がノイズ除去した前記駆動力下限値を記憶する、
ことを特徴とする請求項4記載の定速走行装置。 - 前記シフトアップ制御手段は、前記目標駆動力が、現時点より小さい変速比の前記駆動力下限値を、所定時間連続して超えた場合にシフトアップする、
ことを特徴とする請求項3〜5いずれか1項記載の定速走行装置。 - 前記シフトアップ制御手段は、自動変速機に対し、現時点より小さい変速比の中で最も大きい変速比を指示することでシフトアップするか、
または、無段階変速機に対し、現時点より小さい不連続な変速比を指示することでシフトアップする、
ことを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の定速走行装置。 - 前記走行状態は、エンジン回転数により規定されるか、又は、エンジン回転数を取得するための車両情報により規定され、
前記駆動力下限値決定手段は、エンジ回転数に演算を施してアイドル回転のための吸入空気量を決定し、
前記吸入空気量に演算を施してスロットル開度を決定し、
前記エンジン回転数と前記スロットル開度に基づき前記駆動力下限値を決定する、
ことを特徴とする請求項2〜7いずれか1項記載の定速走行装置。
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