JP4873150B2 - 車両の発進制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の発進制御装置に関する。

これまで一般的な車両は、ドライバが操作するアクセルペダルと、エンジン出力を調整するスロットルバルブとが機械的に連結されていたため、アクセルペダルの操作量が同じであっても乗員の数や坂道など車両環境の変化によって車両の加速度が変化することが知られている。

近時は、電子制御式のスロットルバルブを採用した車両が出現している。この電子制御式スロットルバルブを備えた車両では、ドライバが操作するアクセルペダルは、ドライバが要求するエンジン出力の目安として取り扱われ、この他に様々な情報を取り込んでスロットルバルブの開度を制御できるという利点がある。

特許文献１は、電子制御式スロットルバルブを採用した車両において、車両環境の変化によって車両の加速度が変化するのを抑制する提案がなされている。具体的には、特許文献１には、アクセル開度(アクセル操作量)、車速などを検出して基準目標加速度を求めると共に、実車速を微分して実加速度を求め、この実加速度と基準目標加速度との偏差を補償する目標加速度に対応した加速が得られるようにスロットルバルブの開度を制御することを提案している。

特許文献２は、電子制御式スロットルバルブを採用した車両において、車両への負荷やトルクコンバータの動力伝達効率に応じてエンジン出力となるようにスロットルバルブの開度を制御することを目的とした発明を開示している。具体的には、車両の発進時に、トルクコンバータのコンバータ速度比を算出し、この速度比とエンジン回転数に基づいてスロットルバルブの開度を制御する発明を開示している。

特開平６−１７６８４号公報 特開２００６−１２５２１３号公報

車両の発進時における加速度の最高値は車両環境によって変化するのは好ましくない。この観点から特許文献１、２は夫々の視点から提案するものであるが、発進加速は、極めて短時間の過渡的な運転状態の変化であることから、特許文献１、２に開示のような各種のセンサを使った複雑な制御で追従するのが難しいという問題があると共に、コストアップ要因にもなる。

ところで、トルクコンバータを搭載した車両では、ブレーキペダルを解放したときにクリープが発生して、アクセルペダルを踏み込んでいないにも関わらず車両がゆっくりと前進する現象が現れる。そして、クリープ現象が発生すると発進加速度が変化することが知られている。

本発明は、クリープ現象に伴う発進加速度の変化を緩和して、車両発進時の加速度の最大値を均一化することのできる車両の発進制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の技術的課題は、本発明によれば、
アクセルペダルの操作量から独立したスロットルバルブの開度を制御することのできるスロットル制御手段を有するエンジンと、該エンジンに連結されたトルクコンバータと、該トルクコンバータに連結された変速機とを備えた車両の発進制御装置であって、
アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
ブレーキペダルの操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
前記アクセルペダルの操作量に対応して前記スロットルバルブの開度を設定する基本スロットル開度設定手段と、
前記車速検出手段が検出した車速と前記ブレーキ操作検出手段が検出したブレーキ操作の有無によって車両停車状態を判断する車両停車判断手段と、
車両停車状態で前記ブレーキペダルを解放した時点から前記アクセルペダルの踏み込みを開始した時点までの時間が長いほど前記スロットルバルブの開度を増大する補正を行う第１スロットル開度補正手段とを有することを特徴とする車両の発進制御装置を提供することにより達成される。

すなわち、クリープ現象が現れるブレーキペダルの解放時からアクセルペダルの操作が開始される時間の長短によってスロットル開度補正の補正量を調整することで、車両発進時の加速度においてクリープの有無又はクリープによる車速の大小による影響を抑えて車両発進時の加速感を均一にすることができる。また、この加速感の均一化のために加速度センサやコンバータ速度比の演算を行うものではないため、比較的簡単な制御系で足りる。

本発明の好ましい実施の形態では、
路面の勾配を検出する路面勾配検出手段を更に有し、
車両停車状態で前記ブレーキペダルを解放した時点から前記アクセルペダルの踏み込みを開始した時点までの時間に基づく前記第１スロットル開度補正手段によるスロットルバルブの開度の補正に関して、該スロットルバルブの開度の補正量を、登りの路面勾配が大きいほど小さくする補正制御が行われる。これにより、路面の勾配の大小などの影響つまりクリープの発生の有無やクリープ速度の大小による発進加速度への影響を抑えることができる。

本発明の好ましい実施の形態では、
登りの路面勾配が大きいほど前記スロットルバルブの開度を大きくする第２スロットル開度補正手段を更に有し、これにより路面勾配を考慮したなかで、クリープ時間によるスロットル開度補正を適正化することができる。

更に、本発明の好ましい実施の形態では、
前記スロットルバルブの開度の補正が、少なくとも車両加速度の最大値が発生する時点まで継続して実行される。また、前記第１、第２のスロットル開度補正手段により前記スロットルバルブの開度補正を所定時間継続した後に前記スロットルバルブの開度補正の補正量を徐々に低下させて前記基本スロットル開度設定手段による前記スロットルバルブの開度の設定に復帰させるスロットル復帰手段を更に有する。車両発進時のスロットル開度制御は、車両加速度の最大値が発生する時点までで十分であり、この最大値が得られた後まで、クリープ時間によるスロットル開度補正を実行することに伴う悪影響を排除することができる。

以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
図１は、実施例の発進制御装置の全体概要を説明するための図である。図１において、エンジン１はトルクコンバータ２を介して自動変速機３に連結され、自動変速機３からの出力が駆動輪に伝達される。エンジン１の吸気系には、従来から知られている電動式のスロットルバルブ（図示せず）が配設され、このスロットルバルブによってエンジン出力が制御される。

エンジン１の電動スロットルバルブ及び自動変速機３はコントロールユニット４からの制御信号によって制御される。具体的には、コントロールユニット４には、アクセルペダルの操作量つまりアクセル開度信号、車速信号、ブレーキペダルの踏み込みの有無を意味するブレーキ信号、車両が走行している路面の勾配を意味する走行路勾配情報信号などが入力され、コントロールユニット４から電動スロットルバルブにスロットル開度制御指令信号が出力され、また、自動変速機３には変速制御指令信号が出力される。

なお、車速信号は、具体的には、車両の走行速度に限らず、トルクコンバータ２のタービン回転数であってもよいし、自動変速機３の車両軸の回転数などの車速に関連した信号つまり車速関連値の信号を含む。

クリープ現象が発生すると発進加速度が変化することに関する理解を深めるために、この現象を静的な側面から説明すると、図２は、トルクコンバータ２のコンバータ速度比とトルク比との関係を示す特性図である。

コンバータ速度比（ｅ）はｅ＝（ＮT／Ｎe）で定義される。ここに、ＮTはタービン回転数（トルクコンバータ２の出力軸の回転数）であり、Ｎeはエンジン回転数（トルクコンバータ２の入力軸の回転数）である。図２から理解できるように、車両が停車している状態では速度比ｅはゼロであるが、このときのトルク比が最大であり、車両が動き出すとトルク比が低下する傾向になる。したがって、ブレーキペダルを解放した状態でアクセルペダルを踏み込んでいないにも関わらず車両が前進し始めるクリープ現象が発生するとトルク比が低下する傾向になり、また、クリープ現象が発生してからの経過時間によって車両の速度が増大する傾向になることから、この経過時間が長くなるほどトルク比が低下する傾向となって、発進加速度が低くなる傾向となる。

実施例の制御では、ブレーキペダルを解放したときからクリープ現象が発生し、その経過時間によってトルク比が低下するとの前提に立脚して、ブレーキペダル解放時からアクセルペダルの操作を開始するまでの経過時間を計測して、この経過時間が長くなるほどスロットルバルブの開度を大きくするスロットル開度補正を行うようにしてある。

電子制御スロットルバルブの制御は、概略的には、アクセルペダルの開度に対応したスロットルバルブの開度（スロットル開度）を設定する基本制御に、上述したクリープ時間の大小によるスロットル開度補正を加えるスロットル開度制御を行う。具体例を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図３のフローチャートは、スロットル開度の基本制御ルーチンに対するサブルーチンである。

図３のフローチャートを参照して、ステップＳ１０で車速がゼロであるか否かを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１１に進んでブレーキペダルが解放されたか否かを判定する。車速「ゼロ」且つブレーキペダルが踏み込まれた状態では車両が停車状態にあるとしてスロットル開度補正は実行されない。いま、ドライバがブレーキペダルから足を離したとすると、クリープ現象が発生したとしてステップＳ１２に進んでタイマＴaの動作を開始してアクセルペダルの踏み込み(アクセルON)が開始されるまでタイマＴaのカウントアップが継続される。

ドライバがアクセルペダルを踏み込むと、次のステップS1４に進んで、次の式に基づいてスロットル開度補正の演算が行われる。

θ＝Ｆ(α)＋Δθ1(Ta)＋Δθ2(勾配)

ここに、Ｆ(α)はスロットル開度の基本制御値である。Δθ1(Ta)はタイマTaのカウント値に対応したスロットル開度補正値である。Δθ2(勾配)は走行路の勾配（傾斜角度）に対応したスロットル開度補正値であり、この勾配に基づくスロットル開度補正は、上述したタイマTaのカウント値に基づくスロットル開度補正に対して付加的な補正である。

Δθ1(Ta)は、演算によって決定してもよいが、この実施例では図４に図示のマップに基づいて決定される。図４に図示のマップを説明すると、タイマTaの時間が大きくなるほど、つまりブレーキペダルを解放した後にアクセルペダルを踏み込むまでの時間が長くなるほどスロットル開度補正値は大きくなるように設定されている。このクリープ現象の発生に伴うスロットル開度補正は、登り勾配では勾配がきつくなるほどクリープ現象が発生し難くなることから、小さな補正値が設定される。

Δθ2(勾配)は、走行路の勾配を検知するセンサによって得られた登り勾配又は下り勾配の値に基づいて、登り勾配では発進加速度が小さくなる傾向になることから、プラスのスロットル開度補正値が設定され、下り勾配ではマイナスのスロットル開度補正値が設定される。そして、走行路面が登り勾配では勾配がきつくなるほど発進加速度が低下することから大きな補正値が設定され、下り勾配では、その下りの傾斜角が大きくなるほど絶対値が大きなマイナスの補正値が設定される。これによりクリープ時間によるスロットル開度補正を適正化することができる。なお、この勾配による補正値は、演算によって求めてもよいが、図５に示すマップに基づいて設定するのが好ましい。

ステップ１４で求めたスロットル開度(θ)の指令信号がコントロールユニット４から電動スロットルバルブに供給され、このスロットル開度指令の従うスロットル開度となるようにスロットルバルブが駆動される。

発進時のスロットル開度補正制御が実行されると、次のステップＳ１６において、第２のタイマTbのカウントアップが開始され、このカウントアップは、車両の最大加速度が発生するまでの時間Tcまで発進時のスロットル開度補正制御が継続される。そして、時間Tcが経過すると、ステップＳ１８に進んで、スロットルバルブの通常制御に戻るが、その際に、スロットル開度を徐々に小さくする、つまり補正により付加したスロットル開度の補正値を徐々に小さくする復帰処理を行った後に、サブルーチンからメインルーチンに戻って通常のスロットル開度制御に戻る。この一連の車両発進制御のスロットル開度制御のタイムチャートを図６に示す。

上記のスロットル開度制御を実行することにより、クリープの経過時間によって変化する車両発進時の最大加速度の変化を抑えることができる。また、タイマによって計測した時間に基づいて補正値を求めるようにしてあるため、加速度センサや、小さな値を扱う速度比の演算による制御ではないため、比較的簡単な制御系で発進時の加速感を均一にすることができる。

なお、エンジンが暖まっていない冷間時や前照灯の点灯などによりアイドルエンジン回転数を高めるエンジン回転数制御が実行されているときには、例えばエンジン回転数を高める補正値に基づいて上記のスロットル開度補正制御に更なる補正を加えて、アイドルエンジン回転数の大小によって発進時の加速感に影響を及ぼすのを抑制するようにしてもよい。

ブレーキペダル解放に伴うクリープ現象による発進時の加速度への影響を抑えるスロットル開度制御に関連したハード及び制御系の系統図である。 クリープ現象の発生に伴って発進加速度が変化することを説明するための図である。 発進時のスロットル開度補正制御の一例を具体的に説明するためのフローチャートである。 ブレーキペダル解放からアクセルペダルを踏み込むまでの時間の大小に基づくスロットル開度補正値のマップを示す図である。 路面の勾配の大小に基づくスロットル開度補正値のマップを示す図である。 実施例の制御のタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ トランスミッション
４ コントロールユニット

Claims (5)

1. アクセルペダルの操作量から独立したスロットルバルブの開度を制御することのできるスロットル制御手段を有するエンジンと、該エンジンに連結されたトルクコンバータと、該トルクコンバータに連結された変速機とを備えた車両の発進制御装置であって、
   アクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダル操作量検出手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   ブレーキペダルの操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   前記アクセルペダルの操作量に対応して前記スロットルバルブの開度を設定する基本スロットル開度設定手段と、
   前記車速検出手段が検出した車速と前記ブレーキ操作検出手段が検出したブレーキ操作の有無によって車両停車状態を判断する車両停車判断手段と、
   車両停車状態で前記ブレーキペダルを解放した時点から前記アクセルペダルの踏み込みを開始した時点までの時間が長いほど前記スロットルバルブの開度を増大する補正を行う第１スロットル開度補正手段とを有することを特徴とする車両の発進制御装置。
2. 路面の勾配を検出する路面勾配検出手段を更に有し、
   車両停車状態で前記ブレーキペダルを解放した時点から前記アクセルペダルのを踏み込みを開始した時点までの時間に基づく前記第１スロットル開度補正手段によるスロットルバルブの開度の補正に関して、該スロットルバルブの開度の補正量を、登りの路面勾配が大きいほど小さくする、請求項１に記載の車両の発進制御装置。
3. 登りの路面勾配が大きいほど前記スロットルバルブの開度を大きくする第２スロットル開度補正手段を更に有する、請求項２に記載の車両の発進制御装置。
4. 前記スロットルバルブの開度の補正が、少なくとも車両加速度の最大値が発生する時点まで継続して実行される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の発進制御装置。
5. 前記第１、第２のスロットル開度補正手段により前記スロットルバルブの開度補正を所定時間継続した後に前記スロットルバルブの開度補正の補正量を徐々に低下させて前記基本スロットル開度設定手段による前記スロットルバルブの開度の設定に復帰させるスロットル復帰手段を更に有する、請求項４に記載の車両の発進制御装置。

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