JP3154219B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の制御装置に関し、
詳しくは、勾配抵抗の検出結果に基づいて車両を制御す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用の自動変速機においては、アクセ
ル開度と車速とに対応してギヤ位置が設定された変速マ
ップを予め備え、かかる変速マップを参照してギヤ位置
を決定するのが一般的である。しかしながら、前記変速
パターンは、一般的な平坦路走行状態を想定して設定さ
れており、例えば登坂時や降坂時には、適性な変速特性
（変速比）が得られなくなってしまうことがある。

【０００３】そこで、車両が走行している路面の勾配
（勾配抵抗）を、駆動力，空気抵抗，転がり抵抗，加速
抵抗に基づいて求め、該勾配抵抗に基づいて変速パター
ンを変更するなどして、適性な変速特性が登降坂時に得
られるようにした自動変速制御が種々提案されている
（特公昭５９−８６９８号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車両の
勾配抵抗を求めるときに、ブレーキが操作されると、ブ
レーキの制動力に応じて見掛け上機関出力トルクが減少
することになるため、ブレーキ操作時には、走行抵抗を
示す指標を正確に検知することができず、これによって
勾配抵抗が誤って検出され、変速特性を適性に制御する
ことができなくなる惧れがある。

【０００５】かかる問題点の対策技術として、特開平５
−７１６２５号公報には、勾配の検出結果に基づく変速
機の登降坂制御を、ブレーキ作動時に中止する方法が開
示されている。また、特開昭６１−７９０５６号公報に
は、走行勾配等の算出を、車両の走行開始直後に行わせ
ることで、ブレーキ操作中の走行抵抗の算出を回避する
技術が開示されている。更に、特開平２−２９６０６７
号公報には、登坂路走行時に適した変速制御を実行させ
ているときに、ブレーキ操作が行われると、それまでの
変速比をブレーキ操作が行われている間保持させて、ブ
レーキ操作に伴って走行抵抗を誤検知し、以て、不適性
な変速制御が行われてしまうことを回避するようにして
いる。

【０００６】ところで、上記の対策技術は、いずれもブ
レーキ操作中は勾配抵抗の新たな検知に基づく変速制御
を実行しないことになる。このため、例えば、長い下り
坂を走行しているときに、ブレーキに軽く足を掛けてい
る状態が長く継続すると、かかる比較的長いブレーキ操
作期間中に路面状況（路面勾配）が変化しても、かかる
路面状況の変化に対応する変速制御が全く行われなくな
り、勾配抵抗に基づいて登降坂時の変速特性を適性にす
るという所期の効果を全く発揮させることができなくな
ってしまう惧れがあった。

【０００７】即ち、従来制御では、ブレーキが操作され
ていれば、制動力の発生によって勾配抵抗の検出に誤差
が生じるものと見做し、たとえ制動力が小さく勾配抵抗
の検出に大きな影響を与えない状況であっても、勾配抵
抗の変化に対応する変速制御が全く行われないことにな
っていた。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであ
り、ブレーキ操作に伴って勾配抵抗が誤検知されること
を回避しつつ、ブレーキ操作中における勾配検知の機会
を得られるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる車両の制御装置は、図１に示すように構成され
る。図１において、勾配抵抗算出手段は、駆動力，加速
抵抗，転がり抵抗，空気抵抗に基づいて車両の勾配抵抗
を算出し、制御手段は、勾配抵抗算出手段で算出された
勾配抵抗に基づいて車両の所定制御対象を制御する。一
方、制動力推定手段は、ブレーキ操作開始後所定時間が
経過した時点での駆動力，加速抵抗，転がり抵抗，空気
抵抗と、ブレーキ操作直前に前記勾配抵抗算出手段で算
出された勾配抵抗とに基づいて車両の制動力を推定す
る。そして、制御中止手段は、制動力推定手段で推定さ
れた制動力が所定値を超えるときに、前記制御手段によ
る勾配抵抗に基づく制御を中止させる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【作用】請求項１の発明にかかる車両の制御装置による
と、駆動力，加速抵抗，転がり抵抗，空気抵抗に応じて
算出される勾配抵抗に基づいて車両の所定制御対象（例
えば変速パターンやロックアップクラッチの締結力な
ど）を制御するが、ブレーキ操作開始後所定時間が経過
した時点での駆動力，加速抵抗，転がり抵抗，空気抵抗
と、ブレーキ操作直前に算出された勾配抵抗とに基づい
て推定される車両の制動力が所定値を超えるときには、
勾配抵抗に基づく制御を中止させる。

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
のシステム構成の概略を示す図２において、図示しない
車両に搭載された内燃機関１の出力側に自動変速機２が
設けられている。この自動変速機２は、機関１の出力側
に介在する流体式トルクコンバータ３と、この流体式ト
ルクコンバータ３を介して連結された歯車式変速機４
と、この歯車式変速機４中の各種変速要素の結合・開放
操作を行う油圧アクチュエータ５とを備える。油圧アク
チュエータ５に対する作動油圧は各種の電磁バルブを介
して制御されるが、ここでは自動変速のためのシフト用
電磁バルブ６Ａ，６Ｂのみを示してある。尚、７は自動
変速機２の出力軸である。

【００１７】ここで、流体式トルクコンバータ３及び油
圧アクチュエータ５に対する作動油圧であるライン圧を
得るために、歯車式変速機４の入力軸により駆動される
オイルポンプ８が用いられると共に、パイロットバルブ
９，電磁バルブ10，プレッシャモディファイヤバルブ11
及びプレッシャレギュレータバルブ12が設けられてい
る。

【００１８】パイロットバルブ９は、オイルポンプ８の
吐出圧を電磁バルブ10に作用するパイロット圧に調圧す
る。電磁バルブ10は、後述の如くデューティ制御され、
前記パイロット圧を運転条件に応じたスロットル圧に調
圧し、プレッシャモディファイヤバルブ11では、パイロ
ット圧をスロットル圧に応じたプレッシャモディファイ
ヤ圧へ調圧し、プレッシャレギュレータバルブ12へ作用
する。プレッシャレギュレータバルブ12では、オイルポ
ンプ吐出圧を、プレッシャモディファイヤ圧に比例した
ライン圧へ調圧し、流体式トルクコンバータ３及び油圧
アクチュエータ５等の油圧回路へ送る。

【００１９】コントロールユニット13には、各種のセン
サからの信号が入力されている。前記各種のセンサとし
ては、機関１の吸気系のスロットル弁14の開度ＴＶＯを
検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ15が設
けれらている。また、機関１のクランク軸又はこれに同
期して回転する軸（カム軸）にクランク角センサ16が設
けられている。このクランク角センサ16からの信号は、
例えば基準クランク角毎のパルス信号で、その周期によ
り機関回転速度Ｎｅが算出される。

【００２０】また、機関１の吸気系に吸入空気流量Ｑを
検出する熱線式のエアフローメータ17が設けられてい
る。このエアフローメータ17で検出される吸入空気流量
Ｑと前記クランク角センサ16の信号に基づいて算出され
る機関回転速度Ｎｅとから、電子制御燃料噴射装置によ
る燃料噴射量の演算の基礎となる基本燃料噴射量Ｔｐ＝
Ｋ×Ｑ／Ｎｅ（Ｋは定数）が算出される。

【００２１】また、自動変速機２の出力軸７の回転速度
Ｎｏを検出することによって車速ＶＳＰを検出する車速
センサ18が設けられている。更に、流体式トルクコンバ
ータ３におけるタービン回転速度Ｎt を検出するタービ
ン回転センサ19が設けられている。また、車両の図示し
ないブレーキ装置を作動させるブレーキペダルの踏込み
を検知し、ブレーキペダルの踏込み時にＯＮとなるブレ
ーキスイッチ20が設けられている。

【００２２】コントロールユニット13は、機関制御（燃
料噴射及び点火時期制御）用のユニットと、自動変速制
御用のユニットとを一体的に内蔵するもので、相互のユ
ニットが信号交換を行えるようになっている。前記自動
変速制御用のユニットは、主に変速制御とライン圧制御
とを行う。自動変速制御は、運転者が操作する図示しな
いセレクトレバーの操作位置に適合して行い、特にセレ
クトレバーがＤレンジの状態では、スロットル弁開度Ｔ
ＶＯと車速ＶＳＰとに従って１速〜４速の変速位置を自
動設定し、シフト用電磁バルブ６Ａ，６Ｂのオン・オフ
の組み合わせを制御して、油圧アクチュエータ５を介し
て歯車式変速機４をその変速位置に制御する。

【００２３】ここで、上記のような自動変速機２と機関
１との組み合わせにおいては、変速パターンやロックア
ップクラッチの締結力（車両の所定制御対象）などを、
機関１が搭載された車両の走行抵抗（特に勾配抵抗）に
応じて変化させることが望まれる。そこで、コントロー
ルユニット13は、図３及び図４のフローチャートに示す
ようにして路面の勾配（勾配抵抗）を算出し、この路面
勾配（勾配抵抗）に応じて自動変速機における変速パタ
ーン（変速比）やロックアップクラッチの締結力などを
変化させるようになっている。

【００２４】尚、本実施例において、勾配抵抗算出手
段，制御手段，制動力推定手段，制御中止手段としての
機能は、前記図３及び図４のフローチャートに示すよう
にコントロールユニット13が備えている。図３のフロー
チャートにおいて、ステップ１（図中ではＳ１としてあ
る。以下同様）では、駆動力Ｆの算出を行う。

【００２５】具体的には、スロットルセンサ15で検出さ
れたスロットル弁開度ＴＶＯとタービン回転センサ19で
検出されたタービン回転速度Ｎｔとに基づいてタービン
トルクＴｔを求め、該タービントルクＴｔ，変速機にお
けるギヤ比ｉ，ファイナルギヤ比ｉｆ，変換係数ｋを用
い、駆動力Ｆを、Ｆ＝Ｔｔ×ｉ×ｉｆ×ｋとして算出す
る。

【００２６】ステップ２では、加速抵抗を算出する。こ
の加速抵抗は、車速センサ18で検出される車速ＶＳＰの
変化率から加速度ａを求め、この加速度ａと予め記憶さ
せておいた標準の車両重量ｍとの乗算値ｍａとして求め
ることができる。ステップ３では、車両の転がり抵抗と
空気抵抗との総和ＲＬを、車速センサ18で検出される車
速ＶＳＰに基づいて設定する。

【００２７】ステップ４では、本ルーチンの前回実行時
にブレーキスイッチ20がＯＦＦ（ブレーキペダルの非踏
込み状態）であったか否かを判別し、前回ＯＦＦであっ
た場合には、次にステップ５へ進み、現時点においてブ
レーキスイッチ20がＯＮであるか否かを判別する。そし
て、ステップ５でブレーキスイッチ20がＯＮであると判
別された場合、即ち、ブレーキ操作の開始時であるとき
には、ステップ６へ進み、ブレーキ制動力の推定を行
う。

【００２８】前記ステップ６におけるブレーキ制動力の
推定制御は、図４のフローチャートに詳細に示してあ
る。図４のフローチャートにおいて、まず、ステップ21
では、図３のフローチャートの前回実行時に算出した勾
配抵抗ｍｇ・sin θを読み込む。尚、前記勾配抵抗ｍｇ
・sin θ（ｍ＝車両重量，ｇ＝重力加速度，sin θ＝勾
配）は、制動力がないものとして、ｍｇ・sin θ＝Ｆ−
ｍａ−ＲＬとして求められる。即ち、本実施例におい
て、車両の勾配抵抗に相関する値は、前記駆動力Ｆ，加
速抵抗ｍａ，転がり・空気抵抗ＲＬが相当し、これらの
値の算出の基礎となる車両の運転パラメータは、スロッ
トル弁開度ＴＶＯ，タービン回転速度Ｎｔ，変速機にお
けるギヤ比ｉ，車速ＶＳＰなどが相当する。

【００２９】ステップ22では、ブレーキ操作開始から所
定時間が経過したか否かを判別し、所定時間が経過した
時点でステップ23へ進む。ステップ23ではそのときの加
速抵抗ｍａを求め、ステップ24では駆動力Ｆを前述のよ
うにして算出し、ステップ25ではそのときの車速ＶＳＰ
から転がり・空気抵抗ＲＬを求める。

【００３０】そして、ステップ26では、前記ブレーキ操
作開始直前の加速抵抗ｍａ，駆動力Ｆ，転がり・空気抵
抗ＲＬから求められた勾配抵抗ｍｇ・sin θと、ブレー
キ操作開始後所定時間が経過した時点での加速抵抗ｍ
ａ′，駆動力Ｆ′，転がり・空気抵抗ＲＬ′とに基づい
て、ブレーキ制動力ＦＢを、ＦＢ＝Ｆ′−（ｍａ′＋ＲＬ′＋ｍｇ・sin θ） として求める。

【００３１】即ち、駆動力Ｆと走行抵抗（ｍａ＋ＲＬ＋
ｍｇ・sin θ）との偏差は、ブレーキ制動力ＦＢによっ
て発生することになり、駆動力Ｆ−走行抵抗（ｍａ＋Ｒ
Ｌ＋ｍｇ・sin θ）としてブレーキ制動力ＦＢを推定で
きる。そこで、ブレーキ操作の開始直前とブレーキ操作
開始後所定時間が経過した時点とで勾配抵抗ｍｇ・sin
θ（路面勾配）に変化がないと仮定し、ブレーキ操作開
始後所定時間が経過した時点での加速抵抗ｍａ′，駆動
力Ｆ′，転がり・空気抵抗ＲＬ′と、ブレーキ操作の開
始直前の加速抵抗ｍａ，駆動力Ｆ，転がり・空気抵抗Ｒ
Ｌから求めた勾配抵抗ｍｇ・sin θ（路面勾配）とから
ブレーキ制動力ＦＢを推定させるものである。

【００３２】尚、上記ではブレーキ操作の開始直前に求
められた勾配抵抗がブレーキ操作開始から所定時間内で
は一定であるものと仮定したが、ブレーキ操作直後の勾
配抵抗で一定に推移するものとしても良い。これは、ブ
レーキ操作直後は、実際には大きな制動力が発生するこ
とがなく、制動力の影響で勾配抵抗が誤検出されること
がないためである。

【００３３】ここで、再び図３のフローチャートに戻っ
て説明を続けると、ステップ６でブレーキ制動力ＦＢを
推定演算した後、及び、その他の条件（ブレーキ操作継
続中，ブレーキの非操作時）において、ステップ７へ進
み、ブレーキ制動力ＦＢがないものとして、勾配抵抗ｍ
ｇ・sin θ（＝Ｆ−ｍａ−ＲＬ）を算出する。次のステ
ップ８では、前記ブレーキスイッチ20のＯＮ・ＯＦＦを
判別し、ＯＦＦであってブレーキの非操作時であるとき
には、ブレーキ制動力が勾配抵抗の誤差要因となること
がないので、ステップ10へ進み、前記ステップ７で算出
した勾配抵抗ｍｇ・sin θ（路面勾配）に基づいて変速
パターンを変化させるなどして登降坂時に適した変速比
に自動変速させる。

【００３４】一方、ステップ８でブレーキスイッチ20が
ＯＮであると判別されたときには、前記ステップ６で推
定した制動力が所定値を越えているか否かを判別する。
ここで、ブレーキスイッチ20がＯＮであっても、制動力
が前記所定値以下であって充分に小さい状態では、勾配
抵抗ｍｇ・sin θの検出（路面勾配に対応する変速制
御）に制動力が大きな影響を及ぼさないので、そのまま
ステップ10へ進み、前記ステップ７で制動力がないもの
として算出させた勾配抵抗ｍｇ・sin θを用いた登降坂
時用の変速制御を実行させる。

【００３５】勾配抵抗ｍｇ・sin θを用いた登降坂時用
の変速制御は、勾配sin θの僅かな変化に対応して変速
比を細かく制御する必要性に乏しく、勾配sin θの緩急
が分かれば良い程度であるので、僅かな制動力の発生に
よる勾配抵抗の僅かな誤差は大きな問題とはならない。
そして、上記のようにブレーキ操作中であっても、実際
の制動力が充分に小さいときに、勾配抵抗を更新させ、
登降坂時用の変速制御を実行させる構成であれば、例え
ば長い下り坂を走行しているときに、ブレーキに軽く足
を掛けている状態が長く継続する場合に、かかるブレー
キ操作の間であっても勾配抵抗の更新検出が行われ、勾
配抵抗の変化に対応した変速制御を行わせることができ
る。

【００３６】一方、推定された制動力が前記所定値を越
えている場合には、勾配抵抗の検出結果に大きな誤差が
生じ、登降坂時の変速制御を適性に実行させることがで
きなくなる惧れがあるので、このときには、ステップ10
における勾配抵抗に基づく変速制御を中止し（勾配抵抗
の検出結果を無効とし）、通常の平坦路に適合する特性
で変速を行わせる。

【００３７】尚、上記実施例では、制動力が所定値を越
えるときに、勾配抵抗の検出結果に基づく変速制御を中
止させる構成としたが、制動力が所定値を越えるときに
勾配抵抗の検出そのものを中止させる構成としても、実
質的には同じ効果が得られる。また、上記実施例では、
４速の自動変速機を用いて説明したが、４速以外（３速
や５速）の変速機、更には、無段変速機に適用しても同
様の効果が得られる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にか
かる車両の制御装置によると、単にブレーキ操作中であ
るか否かによって、勾配抵抗に基づく制御を中止するの
ではなく、ブレーキ制動力が所定値を超えるか否かに基
づいて勾配抵抗に基づく制御を中止するようにしたの
で、ブレーキペダルに軽く足を掛けているような状態で
あって制動力が勾配検出に大きな影響を及ぼさないよう
な状態においても、勾配抵抗に基づく制御が中止されて
しまうようなことがなく、ブレーキ操作中にも勾配抵抗
に応じた制御の機会が得られるという効果がある。

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すシステム概略図。

【図３】勾配抵抗検出に基づく変速制御を示すフローチ
ャート。

【図４】制動力の推定演算を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 自動変速機 ３ 流体式トルクコンバータ ４ 歯車式変速機 ５ 油圧アクチュエータ ７ 出力軸 13 コントロールユニット 14 スロットル弁 15 スロットルセンサ 16 クランク角センサ 17 エアフローメータ 18 車速センサ 19 タービン回転センサ 20 ブレーキスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−231518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−113956（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−71625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−79056（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296067（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−8698（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−344802（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−71633（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−182841（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−258932（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138933（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 41/26 B60K 41/00 301 F16H 61/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動力，加速抵抗，転がり抵抗，空気抵抗
   に基づいて車両の勾配抵抗を算出する勾配抵抗算出手段
   と、 該勾配抵抗算出手段で算出された勾配抵抗に基づいて車
   両の所定制御対象を制御する制御手段と、 ブレーキ操作開始後所定時間が経過した時点での駆動
   力，加速抵抗，転がり抵抗，空気抵抗と、ブレーキ操作
   直前に前記勾配抵抗算出手段で算出された勾配抵抗とに
   基づいて車両の制動力を推定する制動力推定手段と、 該制動力推定手段で推定された制動力が所定値を超える
   ときに、前記制御手段による勾配抵抗に基づく制御を中
   止させる制御中止手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする車両の制御装置。