JP2023032418A - Control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本件は、登坂路における車両のずり下がり(後退)を抑制するための制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for suppressing a vehicle from sliding downhill (reversing) on an uphill road.
従来、登坂路における車両のずり下がりを抑制する種々の技術が知られている。例えば特許文献1には、ブレーキペダルの踏み込みと車両の停止とを検出したときに、変速機がギヤインであるかニュートラルであるかを問わず、ブレーキ力を保持できるようにした坂道発進補助装置が開示されている。
Conventionally, various techniques are known for suppressing the rolling down of a vehicle on an uphill road. For example,
ところで、トルクコンバータ付きの自動変速機や無段変速機と比べて安価な機械式自動変速機(AMT;Automated Manual Transmission)を搭載した車両では、変速の際にトルク抜けが生じるという課題がある。特に、登坂路で減速中である車両の停止間際に機械式自動変速機のシフトダウンに時間がかかると、加速のためにアクセルペダルが踏み込まれたとしても、トルク抜けにより加速が遅れることで、車両のずり下がりを招く虞がある。 By the way, a vehicle equipped with a mechanical automatic transmission (AMT), which is cheaper than an automatic transmission with a torque converter or a continuously variable transmission, has a problem that torque is lost during shifting. In particular, if the downshift of the automatic mechanical transmission takes time when the vehicle is decelerating on an uphill road and the vehicle is about to stop, even if the accelerator pedal is depressed for acceleration, acceleration will be delayed due to loss of torque. There is a possibility that the vehicle may slide down.
本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、停車間際の発進段へのシフトダウンに時間がかかっても、車両ずり下がりの懸念無く車両を走行させることを目的の一つとする。 This system was devised in view of the above problems, and one of the purposes is to allow the vehicle to run without worrying about the vehicle rolling down even if it takes a long time to downshift to the start gear just before the vehicle stops. .
本件は上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現できる。
本適用例に係る制御装置は、機械式自動変速機及び制動機を搭載した車両の制御装置であって、ブレーキペダルが操作されることなく前記車両が規定値以上の路面勾配を走行している場合において、アクセルペダルの踏み込みが有り、前記機械式自動変速機の変速中であり、且つ、車速が前記車両が停止する寸前の所定の停車寸前車速以下であることを含む開始条件の成否を判定する判定部と、前記判定部で前記開始条件が成立していると判定された場合に、前記機械式自動変速機の変速が完了するまで前記制動機を作動させる制御部と、を備えている。
The present invention has been made to solve at least part of the above problems, and can be implemented as the following aspects or application examples.
A control device according to this application example is a control device for a vehicle equipped with a mechanical automatic transmission and a brake. , the accelerator pedal is depressed, the mechanical automatic transmission is shifting gears, and the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed just before stopping. and a control unit that operates the brake until the shift of the mechanical automatic transmission is completed when the determination unit determines that the start condition is satisfied. .
このように、勾配が規定値以上の路面走行中においてブレーキペダルが操作されていなくても、制動機が作動させられることで、変速中のトルク抜けによる電動車両のずり下がりを抑制することができる。また、制動機の作動状態は機械式自動変速機の変速が完了するまで維持されるため、たとえ機械式自動変速機のシフトダウンに時間がかかったとしても、電動車両のずり下がりを抑制できる。 In this way, even if the brake pedal is not operated while the vehicle is running on a road surface with a gradient of a specified value or more, the brake is operated to prevent the electric vehicle from sliding down due to loss of torque during gear shifting. . Further, since the operating state of the brake is maintained until the shift of the mechanical automatic transmission is completed, even if the downshift of the mechanical automatic transmission takes a long time, the electric vehicle can be prevented from sliding downhill.
本件によれば、停車間際の発進段へのシフトダウンに時間がかかっても、車両ずり下がりの懸念無く車両を走行させることができる。 According to the present invention, even if it takes a long time to downshift to the start gear just before the vehicle stops, the vehicle can be driven without worrying that the vehicle will slide downhill.
図面を参照して、本件の実施形態(適用例)について説明する。この実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。 Embodiments (application examples) of the present case will be described with reference to the drawings. This embodiment is merely an example, and is not intended to exclude various modifications and application of techniques not explicitly described in the following embodiments. Each configuration of this embodiment can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Also, they can be selected or combined as needed.
[1.装置構成]
図1に示すように、本実施形態に係る制御装置1は、走行用の電動モータ2を備えた電動車両(車両)10に適用されている。ここでは、電動車両10がトラック(電動トラック)であるものとする。ただし、電動車両10は、トラックに限られず、バスや乗用車であってもよい。
[1. Device configuration]
As shown in FIG. 1, a
電動モータ2は、直流電力と交流電力とを相互に変換するインバータ4を介してバッテリ3に接続されている。バッテリ3は、電動車両10に搭載された二次電池である。電動モータ2は、バッテリ3から電力が供給されることで、電動車両10の駆動輪6を回転させる動力を発生する。電動モータ2は、このような発動機としての機能に加えて、駆動輪6の回転力から電力を発生する発電機としての機能も兼ね備えている。
The
インバータ4は、電動車両10の力行時には、バッテリ3から出力される直流電力を交流電力に変換して電動モータ2に供給する。一方、インバータ4は、電動車両10の回生時には、電動モータ2から出力される交流電力を直流電力に変換してバッテリ3に供給する。
When the
電動車両10は、電動モータ2と駆動輪6との間の動力伝達経路上に設けられた機械式自動変速機5と、駆動輪6に設けられた制動機7とを搭載している。また、電動車両10には、ドライバによって操作されるアクセルペダル21,ブレーキペダル22等が設けられる。
The
機械式自動変速機5は、手動式変速機をベースとしてそのギア段の切替を自動化した、いわゆるAMT(Automated Manual Transmission)である。機械式自動変速機5のギア段の切替は、電動車両10の運転状態、例えば、電動車両10の速度V(以下、「車速V」ともいう)や負荷(出力要求)に基づいて実施される。負荷(出力要求)は、例えば、アクセルペダル21の踏み込み量であるアクセル開度APやアクセルペダル21の踏込速度に基づいて算出される。以下、機械式自動変速機5を「AMT5」ともいう。本実施形態では、Hi段とLo段との二つのギア段に変速可能な二速のAMT5を例示する。このような二速のAMT5では、Hi段が最高ギア段となり、Lo段が最低ギア段となる。
The mechanical
制動機7は、駆動輪6の回転を制止して電動車両10を制動させる装置である。なお、制動機7の具体的な構造や、電動車両10に設けられる制動機7の個数は特に限定されない。制動機7は、例えば、ブレーキペダル22を含む電動車両10の主ブレーキ(いわゆるフットブレーキ)の一部として構成されていてもよく、当該主ブレーキとは別に構成されていてもよい。
The
さらに、電動車両10には、速度センサ11,勾配センサ12,アクセル開度センサ13,ブレーキセンサ14が設けられる。速度センサ11は、車速Vを検出する。勾配センサ12は、電動車両10が走行している路面の勾配θ(以下、「路面勾配θ」ともいう)を検出する。アクセル開度センサ13は、アクセル開度APを検出する。ブレーキセンサ14は、ブレーキペダル22の踏み込み有無(BPON,BPOFF)を検出する。
Furthermore, the
制御装置1は、例えばマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成された電子制御装置であり、電動車両10のネットワーク網の通信ラインに接続されている。制御装置1の入力側には、上述の各センサ11~14等に加えてAMT5が接続される。AMT5からは、AMT5が変速中であるか否かの情報や現在設定されているギア段の情報等が制御装置1に伝達される。また、制御装置1の出力側には、制動機7が接続される。制御装置1は、制動機7の作動及び作動解除(停止)を制御するとともに、所望の制動力Fが発生するように制動機7を制御する。
The
[2.制御概要]
ここでは、制御装置1で実施される再加速補助制御について詳述する。再加速補助制御は、電動車両10の登坂走行中に制動機7を作動させることで停止間際の電動車両10の再加速を補助し、電動車両10のずり下がり(後退)を抑制する制御である。再加速補助制御は、登坂路でアクセルペダル21が踏み込まれているにもかかわらず、電動車両10が加速できずに車速Vが停車間際の所定の車速(以下、「停車寸前車速Va」という)以下となる場合に実施される。
[2. Control overview]
Here, the reacceleration assist control performed by the
具体的には、再加速補助制御は、下記の条件A1~A5を含む開始条件の全てが成立していることを条件として開始される。
条件A1:電動車両10が規定値θx以上の路面勾配θを走行中である
条件A2:BPOFFである
条件A3:アクセルペダル21が踏み込まれている(AP≠0)
条件A4:AMT5が変速中である
条件A5:車速Vが停車寸前車速Va以下である
なお、開示条件には、上記の条件A1~A5に加えて、ドライバによって操作される図示しないシフトレバーがDレンジにあること(条件A6)、及び、電動車両10に搭載された図示しないパーキングブレーキがオフであること(条件A7)が含まれてもよい。
Specifically, the reacceleration assist control is started under the condition that all the start conditions including the following conditions A1 to A5 are satisfied.
Condition A1: The
Condition A4: The AMT5 is shifting gears Condition A5: The vehicle speed V is equal to or lower than the vehicle speed Va just before stopping It may include being in the range (condition A6) and that a parking brake (not shown) mounted on the
ここで、条件A1の路面勾配θは、登坂路で正の値として検出され、降坂路で負の値として検出されるものとする。規定値θxとしては、例えば、AMT5が最高ギア段である場合にアクセルペダル21が踏み込まれても登坂路を登り切れないような勾配の値(例えば5[%])に設定される。また、停車寸前車速Vaは、電動車両10が停止する寸前の車速であって、例えば、1[km/h]が設定される。
Here, it is assumed that the road surface gradient θ of condition A1 is detected as a positive value on an uphill road and detected as a negative value on a downhill road. As the specified value θx, for example, when the
制御装置1は、上記の開始条件の全てが成立した場合に、再加速補助制御を実施して、制動機7を強制的に作動させる(ヒルホルダオン)。このような制動機7の強制作動は、登坂路でブレーキペダル22の踏み込みが解除された後も制動機7を作動させ続ける、いわゆる坂道発進補助装置のヒルホルダ機能と同様である。ただし、一般的なヒルホルダ機能は、登坂路での停車中に、踏み込まれていたブレーキペダル22が開放された後に制動機7を作動させ続けるのに対し、制御装置1は、登坂路での走行中に、ブレーキペダル22が何ら踏み込まれていなくても制動機7を作動させる点で異なる。
The
本実施形態の制御装置1は、制動機7から駆動輪6に与えられる制動力Fが所定制動力Fdに至るまで徐々に(例えば、1[s]程度の時間をかけて)大きくなるように制動機7を制御する。ここで、所定制動力Fdとは、登坂路上で電動車両10を停止させることが可能な制動力であって、路面勾配θや車両重量に基づいて算出される可変値である。
The
また、本実施形態の制御装置1は、再加速補助制御の実施中に電動車両10の大きな後退が検知された場合には、直ちに制動機7の制動力Fを増大させる。制御装置1は、例えば、車速Vが所定の後退車速Vb以下であると判定した場合には、制動力Fを所定制動力Fdまで一足飛びに引き上げる。ここで、所定の後退車速Vbとは、電動車両10の大きな後退を示す速度であって、例えば、-2[km/h]が設定される。
Further, the
上述の再加速補助制御は、所定の解除条件が成立した場合に終了し、制御装置1は、制動機7の作動を解除(ヒルホルダオフ)する。この解除条件には、少なくとも、AMT5の変速が完了しており電動モータ2から駆動輪6へと動力が伝達可能な状態であることが含まれる。また、解除条件には、電動モータ2の駆動トルクが規定値以上であること,シフトレバーがDレンジにあること,パーキングブレーキがオフであること等が、必要条件として含まれてもよい。また、解除条件には、電動車両10の電源がオフされたことが十分条件として含まれてもよい。
The reacceleration assist control described above ends when a predetermined release condition is satisfied, and the
[3.制御構成]
制御装置1は、再加速補助制御を実施するための要素として、判定部1A及び制御部1Bを備えている。ここでは、判定部1A及び制御部1Bがいずれもソフトウェアで実現されるものとする。ただし、判定部1A及び制御部1Bは、ハードウェア(電子回路)で実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが併用されて実現されてもよい。
[3. control configuration]
The
判定部1Aは、上記の開始条件の成否を判定する。具体的にいえば、判定部1Aは、勾配センサ12で検出された路面勾配θに基づいて条件A1の成否を判定し、ブレーキセンサ14で検出されたブレーキペダル22の踏み込み有無に基づいて条件A2の成否を判定し、アクセル開度センサ13で検出されたアクセル開度APに基づいて条件A3の成否を判定する。また、判定部1Aは、AMT5から伝達された変速中であるか否かの情報に基づいて条件A4の成否を判定し、速度センサ11で検出された車速Vに基づいて条件A5の成否を判定する。なお、開始条件に上述の条件A6及びA7が含まれる場合には、判定部1Aは、シフトレバーの位置情報に基づいて条件A6の成否を判定し、パーキングブレーキの作動状態に基づいて条件A7の成否を判定してもよい。
The judging section 1A judges whether or not the start condition is met. Specifically, the determination unit 1A determines whether condition A1 is satisfied based on the road surface gradient θ detected by the
制御部1Bは、判定部1Aにより上記の開始条件が成立すると判定された場合に制動機7を作動させて(ヒルホルダオン)、上述の再加速補助制御を実施する。具体的には、制御部1Bは、制動機7の制動力Fが所定制動力Fdに至るまで徐々に大きくなるように制動機7を制御する。再加速補助制御実施中において、制御部1Bは、速度センサ11で検出された車速Vが後退車速Vb以下であると判定した場合には、制動力Fが所定制動力Fdとなるように制動機7を制御する。また、制御部1Bは、上記の解除条件が成立した場合に、制動機7の作動を解除(ヒルホルダオフ)する。
The control unit 1B operates the brake 7 (hill holder ON) when the determination unit 1A determines that the start condition is satisfied, and performs the above-described reacceleration assist control. Specifically, the controller 1B controls the
[4.フローチャート]
図2は、再加速補助制御の手順を例示したフローチャートである。図2のフローは、制御装置1において実施される。
[4. flowchart]
FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure for reacceleration assist control. The flow of FIG. 2 is implemented in the
図2に示すように、制御装置1では、まず開始条件である条件A1~A7の成否が判定される(ステップS1~S7)。ここでは、条件A1~A7の成否が順に判定される例を示す。ただし、条件A1~A7の成否の判定順は特に限定されない。ステップS1~S7のいずれかでNOルートに進んだ場合は、条件A1~A7の少なくとも一つが成立しないこととなるため、再加速補助制御が行われることなく、フローをリターンする。
As shown in FIG. 2, the
一方、ステップS1~S7で条件A1~A7がそれぞれ成立していると判定された場合は、ステップS8に進み、再加速補助制御が開始されて、制御部1Bにより制動機7が強制的に作動させられる(ヒルホルダオン)。その後は、ステップS9で所定の解除条件が成立したと判定されるまで、制動機7が作動した状態に保持される。そして、ステップS9で所定の解除条件が成立したと判定されたら、ステップS10で制動機7の作動が解除されて(ヒルホルダオフ)、フローをリターンする。
On the other hand, if it is determined in steps S1 to S7 that the conditions A1 to A7 are satisfied respectively, the process proceeds to step S8, re-acceleration assist control is started, and the
[5.タイムチャート]
図3は、電動車両10が規定値θx以上の登坂走行中(すなわち、条件A1が成立時)の再加速補助制御を例示するタイムチャートである。図3のタイムチャートでは、アクセルペダル21が、時刻t0から時刻t1までの間に踏み込まれ(AP=100[%])、時刻t1でオフにされた(AP=0[%])後、時刻t3で再度踏み込まれる(AP=100[%])ものとする。
[5. Time chart]
FIG. 3 is a time chart illustrating the reacceleration assist control while the
また、AMT5のギア段は、時刻t0から時刻t2までの間でHi段が設定されており、時刻t2から時刻t5までの間で発進段へのシフトダウン、具体的には、Hi段からニュートラル[N]状態までのギア抜きと、ニュートラル[N]状態からLo段までのギア入れが行われるものとする。なお、図3のタイムチャートにおいて、ブレーキペダル22は、常にBPOFFの状態であるものとし、シフトレバーはDレンジにあり、パーキングブレーキはオフである(すなわち、条件A2,A6及びA7が成立している)ものする。
In addition, the gear stage of the
図3のタイムチャートでは、時刻t1にアクセルペダル21の踏み込みがなくなったことに伴って、車速Vが徐々に低下する。これに伴って、時刻t2にAMT5の変速が開始される。時刻t2から時刻t5までの変速中(すなわち、条件A4の成立中)、AMT5ではトルク抜けが生じることから、時刻t3でアクセルペダル21が再度踏み込まれても(すなわち、条件A3が成立しても)、電動車両10は加速できず、車速Vは、時刻t4で停車寸前車速Va以下となる(すなわち、条件A5が成立する)。このとき、再加速補助制御が実施されない場合には、図3に破線で示すように、変速が完了する時刻t5まで車速Vが低下し続けることから、ずり下がり(車速Vの0[km/h]未満への低下)が生じうる。
In the time chart of FIG. 3, the vehicle speed V gradually decreases as the
制御装置1は、時刻t4で開始条件の全てが成立することとなるため、制動機7(Hill Holder)を作動させて再加速補助制御を実施する。これにより、図3に実線で示すように、車速Vの0[km/h]未満への低下が防止される。すなわち、電動車両10のずり下がりが防止される。また、制動機7の制動力Fは、時刻t4から徐々に増大させられるため、電動車両10の急停止が防止される。その後、時刻t5にAMT5のシフトダウンが完了して、時刻t6に所定の解除条件が成立すると、制動機7の作動が解除される。この結果、制動機7の制動力Fが0となる。そして、Lo段に切り替えられたAMT5により駆動トルクが確保されるため、車速Vが上昇し始める。
Since all the start conditions are satisfied at time t4, the
図4は、図3のタイムチャートと同様に、電動車両10が規定値θx以上の登坂走行中(すなわち、条件A1が成立時)の再加速補助制御を例示するタイムチャートである。図4のタイムチャートでは、図3のタイムチャートよりも電動車両10が急な勾配を走行中であるものとする。図4のタイムチャートでは、図3のタイムチャートと同様に、再加速補助制御を実施する場合の車速Vを実線で示し、再加速補助制御を実施しない場合の車速Vを破線で示す。
FIG. 4 is a time chart exemplifying the reacceleration assist control while the
図4のタイムチャートでは、時刻t11にアクセルペダル21がオフにされた後、時刻t12にシフトダウンが開始されて(すなわち、条件A4が成立して)、時刻t13でアクセルペダル21が再度踏み込まれて(すなわち、条件A3が成立して)、時刻t15に変速が完了するものとする。なお、図3のタイムチャートと同様に、ブレーキペダル22は、常にBPOFFの状態であるものとし、シフトレバーはDレンジにあり、パーキングブレーキはオフである(すなわち、条件A2,A6及びA7が成立している)ものする。
In the time chart of FIG. 4, after the
車速Vは、時刻t13に停車寸前車速Va以下となる(すなわち、条件A5が成立する)ものとする。制御装置1は、時刻t13に開始条件の全てが成立することとなるため、制動機7(Hill Holder)を作動させて制動機7の制動力Fを徐々に増大させるが、勾配が大きいため車速Vはさらに低下し続けて時刻t14に後退車速Vb以下となる。このため、制御装置1は、時刻t14に制動力Fを所定制動力Fdまで引き上げる。これにより、車速Vが0となり、以降の電動車両10のずり下がりが防止される。その後、時刻t15にAMT5の変速が完了して、時刻t16に所定の解除条件が成立すると、制動機7の作動が解除されて、車速Vが上昇し始める。
It is assumed that the vehicle speed V becomes equal to or lower than the vehicle speed Va on the verge of stopping at time t13 (that is, condition A5 is established). Since all the starting conditions are satisfied at time t13, the
[6.効果]
制御装置1によれば、上記の条件A1~A5を含む開始条件が成立している場合に、制動機7が強制的に作動させられるため、ブレーキペダル22が操作されていない登坂走行中であっても電動車両10のずり下がりを抑制できる。また、制動機7の作動状態は少なくともAMT5の変速が完了するまで維持されるため、たとえAMT5のシフトダウンに時間がかかったとしても、電動車両10のずり下がりを抑制できる。よって、制御装置1によれば、AMT5のトルク抜けによるずり下がりの懸念無く電動車両10を走行(再加速)させることができる。
[6. effect]
According to the
また、AMT5はトルクコンバータ付きの自動変速機や無段変速機と比べて安価であるため、AMT5を搭載した電動車両10によれば、コスト削減を図れるとともに、変速機を搭載しない電動車両と比べて電動モータ2の小型化も図れる。よって、電動車両10において省電費を実現できるとともに搭載性を高められる。
In addition, since AMT5 is less expensive than an automatic transmission with a torque converter or a continuously variable transmission, according to the
再加速補助制御実施中、制動機7は制動力Fが所定制動力Fdに至るまで徐々に増大するように制御される。これにより、電動車両10の急停止が防止されるため、再加速補助制御実施中のドライバフィーリングの悪化を抑制することができる。
During execution of the reacceleration assist control, the
また、再加速補助制御実施中、制御装置1は、車速Vが所定の後退車速Vb以下であると判定した場合に、直ちに制動機7の制動力Fを増大させる。これにより、以降の電動車両10のずり下がりが防止されるため、ずり下がりの懸念無く電動車両10を走行させることができる。
Further, during the execution of the re-acceleration assist control, the
[7.変形例]
上記の制御装置1の制御構成は一例である。開始条件には、少なくとも条件A1~A5が含まれていればよく、条件A1~A7以外の条件が含まれていてもよい。制御装置1は、所定制動力Fdに代えて、制動機7により発生させられる最大(MAX)の制動力まで制動機7の制動力Fを増大させる構成であってもよい。また、制御装置1は、制動機7を作動させた後、制動力Fを徐々に増大させなくてもよく、電動車両10の大きな後退が検出される前に制動力Fを所定制動力Fdまで引き上げてもよい。
上記の電動車両10の構成も一例である。車両は、電動車両10に限らず、エンジンを備えた車両(エンジン車,ハイブリッド車)であってもよい。また、AMT5は、三速以上のギア段を有していてもよい。
[7. Modification]
The control configuration of the
The configuration of the
1 制御装置
1A 判定部
1B 制御部
5 AMT(機械式自動変速機)
7 制動機
10 電動車両(車両)
21 アクセルペダル
22 ブレーキペダル
AP アクセル開度
V 車速
Va 停車寸前車速
θ 路面勾配
θx 規定値
1 control device 1A determination unit
7 brake 10 electric vehicle (vehicle)
21
Claims (1)
ブレーキペダルが操作されることなく前記車両が規定値以上の路面勾配を走行している場合において、アクセルペダルの踏み込みが有り、前記機械式自動変速機の変速中であり、且つ、車速が前記車両が停止する寸前の所定の停車寸前車速以下であることを含む開始条件の成否を判定する判定部と、
前記判定部で前記開始条件が成立していると判定された場合に、前記機械式自動変速機の変速が完了するまで前記制動機を作動させる制御部と、を備える
ことを特徴とする制御装置。 A control device for a vehicle equipped with a mechanical automatic transmission and a brake,
When the vehicle is traveling on a road surface gradient equal to or greater than a specified value without the brake pedal being operated, the accelerator pedal is depressed, the mechanical automatic transmission is shifting gears, and the vehicle speed is A determination unit that determines whether a start condition is satisfied, including that the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined vehicle speed just before stopping;
a control unit that operates the brake until the shift of the mechanical automatic transmission is completed when the determination unit determines that the start condition is satisfied. .
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