JP5794132B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

車両に採用される制御装置として、例えば特許文献１に見られるような、出力抑制処理を行うものが知られている。この出力抑制処理は、アクセル及びブレーキの同時操作時にブレーキの機能を優先する処理であり、アクセル及びブレーキの同時操作時には機関出力を抑えることで、エンジンの駆動力よりもブレーキの制動力が上回るようにしている。

特開２０１０−３８０５１号公報

ところで、車両の運転者には様々な走行要求がある。そのため、アクセル及びブレーキの同時操作時において一律に機関出力を抑えてしまうとそうした様々な走行要求に応じることできず、車両のドライバビリティが悪化するおそれがある。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力抑制処理が行われる車両において、ドライバビリティを向上させることのできる車両の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、アクセル及びブレーキの同時操作時には機関出力を抑制する出力抑制処理を実行する車両の制御装置であって、前記出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合が、車速に応じて変更され、且つ、アクセルの操作量が大きいときには、同操作量が小さいときに比べて小さくされることをその要旨とする。

車両の運転者によってアクセル及びブレーキが同時操作されるときの走行要求としては、例えば車速が高いときにはスポーツ走行が要求されており、車速が低いときには坂路での発進要求や段差の乗り越え要求などが挙げられる。このようにアクセル及びブレーキが同時操作されるときの走行要求は車速によって異なることがあるため、こうした相違に応じて機関出力の抑制度合を変更することが望ましい。そこで、同構成では、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を車速に応じて変更するようにしている。従って、運転者の走行要求に応じて機関出力の抑制度合を変更することが可能となり、これによりドライバビリティを向上させることができる。
また、車両の運転者によってアクセル及びブレーキが同時操作されるときにあって、アクセルの操作量が大きいときには、運転者が意図的に大きな機関出力を要求している可能性がある。そこで、同構成によるように、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を、車速のみならずアクセルの操作量によっても変更するようにしている。具体的には、アクセルの操作量が大きいときには、同操作量が小さいときに比べて機関出力の抑制度合を小さくしている。これにより、運転者の走行要求が更に満たされるようになり、ドライバビリティをさらに向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両の制御装置において、車速が低いときには、車速が高いときに比べて機関出力の抑制度合が大きくされることをその要旨とする。

上述したように、アクセル及びブレーキの同時操作時にあって、車速が高いときにはスポーツ走行が要求されており、車速が低いときには坂路での発進要求や段差の乗り越え要求などが生じていることが多い。そこで、同構成によるように、車速が低いときには車速が高いときに比べて機関出力の抑制度合を大きくすることにより、車速が低い領域での過剰な出力上昇が適切に抑えられる。一方、車速が高いときには過剰な出力低下が抑えられるため、例えばスポーツ走行に応じた機関出力が得られるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の制御装置において、車速が所定速度よりも高いときに制動要求の度合が所定値以上のときには、前記出力抑制処理による機関出力の抑制度合がさらに大きくされることをその要旨とする。

上述したように、本発明では、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を車速に応じて変更するようにしているが、車速が高いときに制動要求の度合が高いときには、運転者のブレーキ操作がスポーツ走行等に応じてなされたものではなく、車両を制動して車速を大きく低下させるために行われたものである可能性が高い。そこで同構成では、車速が所定速度よりも高いときに制動要求の度合が所定値以上のときには、出力抑制処理による機関出力の抑制度合をさらに大きくするようにしている。従って、運転者による制動要求に対して適切に応じることができる。

なお、同構成においては、例えば、ブレーキのマスタシリンダ内の油圧が所定値以上に高いとき、あるいはブレーキの操作時間が所定時間よりも長いときに、制動要求の度合が所定値以上であると判定することができる。

本発明の一実施形態における車両の全体構成を示す模式図。 同実施形態における抑制処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態における車速とゲインとの関係を示すグラフ。 同実施形態における実アクセル値とゲインとの関係を示すグラフ。 同実施形態におけるカット処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態における実アクセル値と機関出力との関係を示すグラフ。 同実施形態の変形例における抑制処理の手順の一部を示すフローチャート。

以下、本発明の車両の制御装置を具体化した一実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。なお、本実施形態の制御装置は、原動機であるエンジン６の出力で駆動力を得るように構成された車両に適用されるものとなっている。

図１に示すように、本実施形態の車両の制御装置は、車載の電子制御ユニット１を中心に構成されている。電子制御ユニット１は、車両制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）１ａ、制御用のプログラムやデータの記憶された読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）１ｂ、ＣＰＵ１ａの演算結果やセンサーの検出結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）１ｃを備えている。

こうした電子制御ユニット１には、車両各部に設けられたセンサーやスイッチ、例えばアクセルペダル２の踏み込み量（操作量）である実アクセル値ＡＣＣＰを検出するアクセルペダルセンサ３、車両の走行速度である車速ＳＰを検出する車速センサ２０が接続されている。また、電子制御ユニット１には、ブレーキペダル４が踏み込まれたときにオン動作するストップランプスイッチ２２や、ブレーキペダル４が接続されたマスタシリンダ３０内のブレーキ油圧ＢＰを検出する圧力センサ２３なども接続されている。なお、ブレーキ油圧ＢＰに基づいてブレーキペダル４の踏み込み量（操作量）が検出される。

電子制御ユニット１には、車両各部に設けられたアクチュエーター、例えばエンジン６の吸気通路７に設けられてエンジン出力調整用のスロットルバルブ８を駆動するスロットルモーター９などが接続されている。

こうした車両において電子制御ユニット１は、各センサー、スイッチの検出結果から車両の運転状況を把握する。そして電子制御ユニット１は、把握された車両の運転状況に応じて各アクチュエーターに指令信号を出力することで車両を制御している。例えば、実アクセル値ＡＣＣＰに応じたアクセル指令値に基づいてスロットルバルブ８の開度を制御することにより、機関出力を調整する。

電子制御ユニット１は、車両制御の一環として、アクセルペダル２及びブレーキペダル４が同時に操作されているときには、エンジン６の機関出力を実アクセル値ＡＣＣＰに応じた機関出力よりも抑制する出力抑制処理を実施して、エンジン６の駆動力よりもブレーキの制動力が上回るようにしている。この出力抑制処理は、図２に示すアクセル値の抑制処理及び図５に示すアクセル値のカット処理を通じて行われる。これら各処理は、電子制御ユニット１により所定周期毎に繰り返し実行される。

まず、図２に示すアクセル値の抑制処理について説明する。
本処理が開始されるとまず、ブレーキが操作されているか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、ブレーキ油圧ＢＰが所定値以上に高いときにブレーキが操作されていると判定される。なお、ストップランプスイッチ２２がオンとなっているときにブレーキが操作されていると判定してもよい。

そして、ブレーキが操作されているときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、現在設定されている係数Ｋに所定値αが加算されて同係数Ｋが増大側に更新される（Ｓ１１０）。一方、ブレーキが操作されていないときには（Ｓ１００：ＮＯ）、現在設定されている係数Ｋから所定値βが減算されて同係数Ｋは減少側に更新される（Ｓ１２０）。

こうして係数Ｋが更新されると、次に係数Ｋのガード処理が行われる（Ｓ１３０）。このガード処理では、係数Ｋが「０」よりも小さい値の時には、係数Ｋとして「０」が設定される。また、係数Ｋが「１」よりも大きい値の時には、係数Ｋとして「１」が設定される。これにより、係数Ｋは、「０」以上「１」以下の範囲内の値となるようにガードされる。

なお、本処理が実行されるたびに係数Ｋは徐々に更新される。従って、ブレーキペダル４が踏み続けられると、係数Ｋは最終的に「１」に維持される。また、ブレーキペダル４の踏み込みが解除され続けると、係数Ｋは最終的に「０」に維持される。このようにステップＳ１１０及びステップＳ１２０の処理は、係数Ｋの急変を抑えるための徐変処理となっている。

次に、車速ＳＰ及び実アクセル値ＡＣＣＰに基づいてゲインＧが設定される（Ｓ１４０）。このゲインＧの値は、「０」よりも大きく「１」以下の値が設定される。そして、図３に示すように、車速ＳＰが高いときほどゲインＧは大きい値に設定される。また、図４に示すように、実アクセル値ＡＣＣＰが大きいとき（アクセルペダル２の踏み込み量が多いとき）ほどゲインＧは大きい値に設定される。

次に、アクセル指令値ＡＣＣＰＳが算出される（Ｓ１５０）。ここでは、実アクセル値ＡＣＣＰにゲインＧを乗算した値が、アクセル指令値ＡＣＣＰＳとして設定される。従って、アクセル指令値ＡＣＣＰＳは、ゲインＧの値が小さいときほど実アクセル値ＡＣＣＰよりも小さい値になる。

次に、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦが算出される（Ｓ１６０）。この最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦは、次式（１）にて算出される。

ＡＣＣＰＦ＝ＡＣＣＰ−（ＡＣＣＰ−ＡＣＣＰＳ）×Ｋ …（１）
ＡＣＣＰＦ：最終アクセル指令値
ＡＣＣＰ：実アクセル値
ＡＣＣＰＳ：アクセル指令値
Ｋ：係数

式（１）によるように、「（ＡＣＣＰ−ＡＣＣＰＳ）」の値は、実アクセル値ＡＣＣＰとアクセル指令値ＡＣＣＰＳとの差であり、この値は、車速ＳＰ及び実アクセル値ＡＣＣＰに応じた実アクセル値の抑制量Ｄ１を示す。そしてこの「（ＡＣＣＰ−ＡＣＣＰＳ）」に係数Ｋを乗算した「（ＡＣＣＰ−ＡＣＣＰＳ）×Ｋ」の値は、車速ＳＰ及び実アクセル値ＡＣＣＰ及びブレーキペダル４の操作状態に応じた実アクセル値の抑制量Ｄ２を示し、ブレーキペダル４が踏まれることで係数Ｋの値が大きくなるほど、同抑制量Ｄ２は大きくなる。そしてこの「（ＡＣＣＰ−ＡＣＣＰＳ）×Ｋ」を実アクセル値ＡＣＣＰから減じた「ＡＣＣＰ−（ＡＣＣＰ−ＡＣＣＰＳ）×Ｋ」の値は、実アクセル値ＡＣＣＰに上記抑制量Ｄ２を反映させた値となる。

従って、車速ＳＰが高いほど、あるいは実アクセル値ＡＣＣＰが大きいほどゲインＧは大きい値になるため、上記抑制量Ｄ１は小さくなり、同一の係数Ｋであっても上記抑制量Ｄ２は小さくなる。このように車速ＳＰが高いほど、あるいは実アクセル値ＡＣＣＰが大きいときほど実アクセル値の抑制量Ｄ２は小さくなるため、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦの値は大きくなり、実アクセル値ＡＣＣＰに近づくようになる。

また、ブレーキペダル４が踏み続けられると係数Ｋの値は大きくなるため、車速ＳＰや実アクセル値ＡＣＣＰが同一であっても、上記抑制量Ｄ２は大きくなる。このようにブレーキペダル４が操作され続けると、実アクセル値の抑制量Ｄ２は大きくなるため、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦの値は実アクセル値ＡＣＣＰから離れた小さい値となる。

こうして最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦが算出されると、本処理は一旦終了される。そして、スロットルバルブ８の開度は、こうして算出された最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦに対応した開度に調整される、つまり機関出力は最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦに対応した出力に調整される。

次に、図５に示すアクセル値のカット処理について説明する。
本処理が開始されるとまず、車速ＳＰが判定値Ａ以上であるか否かが判定される（Ｓ２００）。そして、車速ＳＰが判定値Ａ以上に高いときには（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ブレーキ油圧ＢＰが判定値Ｂ以上であるか否かが判定される（Ｓ２１０）。そして、ブレーキ油圧ＢＰが判定値Ｂ以上であるときには（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、車両の制動要求の度合が所定値以上に高いと判断される。

次に、上記抑制処理で算出された最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦがカット判定値Ｃ以上であるか否かが判定される（Ｓ２２０）。このカット判定値Ｃは、車両の制動力の確保を最優先するに際して、許容される機関出力の最大値に対応したアクセル指令値が設定されている。

そして、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦがカット判定値Ｃ以上であるときには（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦとしてカット時指令値ＣＣが設定されて（Ｓ２３０）、本処理は一旦終了される。このカット時指令値ＣＣの値としては、例えば上記カット判定値Ｃと同一の値や、アイドル運転時におけるアクセル指令値などが挙げられる。

こうして最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦとしてカット時指令値ＣＣが設定されると、スロットルバルブ８の開度は、こうして算出されたカット時指令値ＣＣに対応した開度に調整される、つまり機関出力はカット時指令値ＣＣに対応した出力にまで抑制される。

なお、ステップＳ２００、ステップＳ２１０、及びステップＳ２２０でそれぞれ否定判定されるときには、本処理は一旦終了される。
次に、本実施形態の作用について、図６を参照しつつ説明する。なお、図６は、実アクセル値ＡＣＣＰと機関出力との関係を示しており、破線Ｌ１は、ブレーキペダル４が踏まれておらず係数Ｋが「０」となっているときの状態を示す。また、実線Ｌ２は、高車速にてブレーキペダル４が踏まれており係数Ｋが「１」となっているときの状態を示す。また、実線Ｌ３は、低車速にてブレーキペダル４が踏まれており係数Ｋが「１」となっているときの状態を示す。そして、実線Ｌ４は、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦとしてカット時指令値ＣＣが設定されたときの状態を示す。

車両の運転者によってアクセルペダル２及びブレーキペダル４が同時操作されるときの走行要求としては、例えば車速が高いときにはスポーツ走行が要求されており、車速が低いときには坂路での発進要求や段差の乗り越え要求などが挙げられる。このようにアクセルペダル２及びブレーキペダル４が同時操作されるときの走行要求は車速によって異なることがあるため、こうした相違に応じて機関出力の抑制度合を変更することが望ましい。そこで、本実施形態では、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を車速に応じて変更するようにしている。より具体的には、車速ＳＰに基づいてゲインＧを設定するようにしており、これにより運転者の走行要求に応じて機関出力の抑制度合を変更することが可能となり、ドライバビリティが向上するようになる。

また、車速ＳＰが低いときには、車速ＳＰが高いときに比べて機関出力の抑制度合が大きくなるようにしている。より具体的には、先の図３に示したように、車速ＳＰが低いときほどゲインＧが小さくなるようにしている。従って、図６において実線Ｌ２や実線Ｌ３にて示されるように、同じ実アクセル値ＡＣＣＰであっても、車速ＳＰが低いときほど最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦは小さい値となり、機関出力は小さくなる。これにより車速ＳＰが低い領域での過剰な出力上昇が適切に抑えられる。一方、車速ＳＰが高いときには過剰な出力低下が抑えられるため、例えばスポーツ走行に応じた機関出力が得られる。

また、車両の運転者によってアクセルペダル２及びブレーキペダル４が同時操作されるときにあって、アクセルペダル２の踏み込み量が大きいときには、運転者が意図的に大きな機関出力を要求している可能性がある。そこで、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を、車速ＳＰのみならずアクセルペダル２の操作量によっても変更する、より具体的にはアクセルペダル２の操作量が大きいときには、同操作量が小さいときに比べて機関出力の抑制度合を小さくするようにしている。詳細には、アクセルペダル２の操作量を示す実アクセル値ＡＣＣＰが大きいときほどゲインＧが大きくなるように同ゲインＧを可変設定するようにしている。従って、図６において実線Ｌ２や実線Ｌ３に示されるように、アクセルペダル２の操作量が大きいときほど最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦは大きい値となり、機関出力は大きくなる。換言すれば機関出力の抑制度合は小さくなる。これにより運転者の走行要求が更に満たされるようになり、ドライバビリティがさらに向上するようになる。

そして、本実施形態では、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を車速ＳＰや実アクセル値ＡＣＣＰに応じて変更するようにしているが、車速ＳＰが高いときに制動要求の度合が高いときには、次のような可能性がある。すなわち運転者のブレーキ操作がスポーツ走行等に応じてなされたものではなく、車両を制動して車速を大きく低下させるために行われたものである可能性が高い。そこで、車速ＳＰが判定値Ａ以上に高く、かつブレーキ油圧ＢＰが判定値Ｂ以上であって制動要求の度合が所定値以上に高いと判断できるときには、出力抑制処理による機関出力の抑制度合がさらに大きくされる。より具体的には、最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦがカット時指令値ＣＣに固定される。従って、図６において実線Ｌ４に示されるように、車速ＳＰが判定値Ａ以上に高く、かつブレーキ油圧ＢＰが判定値Ｂ以上であるとの条件が満たされたときには（点Ｘ）、それまで最終アクセル指令値ＡＣＣＰＦに応じて変化していた機関出力が、実アクセル値ＡＣＣＰの大きさに関係なくカット時指令値ＣＣに応じた一定の機関出力にまで十分に低下される。そしてこれにより制動力が機関出力を大きく上回るようになる。従って、運転者による制動要求に対して適切に応じることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）アクセルペダル２及びブレーキペダル４の同時操作時には機関出力を抑制する出力抑制処理を実行するようにしている。そして、出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を車速ＳＰに応じて変更するようにしている。そのため、運転者の走行要求に応じて機関出力の抑制度合を変更することが可能となり、これによりドライバビリティを向上させることができる。

（２）車速ＳＰが低いときには、車速ＳＰが高いときに比べて機関出力の抑制度合が大きくなるようにしている。従って、車速ＳＰが低い領域での過剰な出力上昇が適切に抑えられる。一方、車速ＳＰが高いときには過剰な出力低下が抑えられるため、例えばスポーツ走行に応じた機関出力が得られるようになる。

（３）出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合を実アクセル値ＡＣＣＰによっても変更するようにしている。より具体的には実アクセル値ＡＣＣＰが大きいときには、実アクセル値ＡＣＣＰが小さいときに比べて機関出力の抑制度合が小さくなるようにしている。従って、運転者の走行要求が更に満たされるようになり、ドライバビリティがさらに向上するようになる。

（４）車速ＳＰが判定値Ａ以上に高く、かつブレーキ油圧ＢＰが判定値Ｂ以上であって制動要求の度合が所定値以上に高いと判断できるときには、出力抑制処理による機関出力の抑制度合をさらに大きくするようにしている。従って、運転者による制動要求に対して適切に応じることができるようになる。

なお、上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・ゲインＧの設定に際して、実アクセル値ＡＣＣＰによる可変設定を省略してもよい。この場合でも、上記（３）以外の効果を得ることができる。

・図２のステップＳ１１０やステップＳ１２０では、係数Ｋの急変を抑えるために同係数Ｋを徐々に変更するようにした。この他、ブレーキ操作の有無に応じて係数Ｋを切り替えるようにしてもよい。例えば図７に示すように、先の図２におけるステップＳ１１０及びステップＳ１２０の処理を省略する。そして、ステップＳ１００にて、ブレーキが操作されていると判定されるときには（Ｓ１００：ＹＥＳ）、係数Ｋとして操作時係数ＫＯＮを設定して（Ｓ３００）、図２のステップＳ１４０以降の処理を行う。一方、ステップＳ１００にて、ブレーキが操作されていないと判定されるときには（Ｓ１００：ＮＯ）、係数Ｋとして非操作時係数ＫＯＦＦを設定して（Ｓ３１０）、図２のステップＳ１４０以降の処理を行う。上記操作時係数ＫＯＮは、非操作時係数ＫＯＦＦよりも大きい値であって、例えば操作時係数ＫＯＮを「１」に、非操作時係数ＫＯＦＦを「０」に設定してもよい。こうした変形例でも、上記（１）〜（４）の効果を得ることができる。

・図５のステップＳ２２０の処理を省略して、ステップＳ２１０にて肯定判定されたときには、ステップＳ２３０の処理を行うようにしてもよい。この変形例でのカット時指令値ＣＣとしては、機関出力を十分に低下させることのできるアクセル指令値、例えばアイドル運転時におけるアクセル指令値などが望ましい。

・車速ＳＰや実アクセル値ＡＣＣＰに応じて機関出力の抑制度合を変更するためにゲインＧを可変設定するようにしたが、このゲインＧの可変設定とは異なる他の態様で機関出力の抑制度合を変更するようにしてもよい。

・アクセルペダル２及びブレーキペダル４の同時操作時に機関出力を抑制するために係数Ｋを設定するようにしたが、この係数Ｋの設定とは異なる他の態様で機関出力を抑制してもよい。

・上記実施形態では、アクセルペダル２の踏み込みを通じてアクセル操作を行うようにしたが、ペダルの踏み込み以外の操作を通じてアクセル操作を行うようにしてもよい。ペダルの踏み込み以外のアクセル操作としては、例えば、パドルシフトなどの手を使った操作や音声操作などがある。同様に、ブレーキペダル４の踏み込みを通じてブレーキ操作を行うようにしたが、ペダルの踏み込み以外の操作を通じてブレーキ操作を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、原動機としてエンジン６を備える車両に本発明の駆動力制御装置を適用した場合を説明したが、本発明は、原動機としてモーターを備える電気自動車や、原動機としてモーター及びエンジンを備えるハイブリッド自動車などにも同様に適用することができる。

１…電子制御ユニット、１ａ…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、１ｂ…読み込み専用メモリー（ＲＯＭ）、１ｃ…ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、２…アクセルペダル、３…アクセルペダルセンサー、４…ブレーキペダル、６…エンジン、７…吸気通路、８…スロットルバルブ、９…スロットルモーター、２０…車速センサ、２２…ストップランプスイッチ、２３…圧力センサ、３０…マスタシリンダ。

Claims (3)

1. アクセル及びブレーキの同時操作時には機関出力を抑制する出力抑制処理を実行する車両の制御装置であって、
   前記出力抑制処理の実行時における機関出力の抑制度合が、車速に応じて変更され、且つ、アクセルの操作量が大きいときには、同操作量が小さいときに比べて小さくされる
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 車速が低いときには、車速が高いときに比べて機関出力の抑制度合が大きくされる
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 車速が所定速度よりも高いときに制動要求の度合が所定値以上のときには、前記出力抑制処理による機関出力の抑制度合がさらに大きくされる
   請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。