JP6350372B2 - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン及び自動変速機が搭載され、それらエンジンと自動変速機との間にトルクコンバータが設けられた車両の走行制御装置に関する。

エンジンの動力をトルクコンバータを介して自動変速機に伝達する車両にあっては、坂路の走行時等において、トルクコンバータの出力軸が、エンジンの出力軸の回転方向（トルクコンバータの入力軸の回転方向）とは逆の方向に回転してしまうと、トルクコンバータの流体（ＡＴＦ）が逆流して、エンジンに負担がかかりエンジンストールが生じる可能性がある。

このような点を解消するために、例えば、シフトレバーの操作により選択されるシフトポジションが示す車両の進行方向と実際の車両の進行方向とが異なる場合（例えば、シフトポジションが前進走行ポジションで、車両が後退走行である場合）、車両の逆走であると判断して、エンジンの回転数を上昇（エンジン出力を増大）させることで、エンジンストールの発生を防止する制御（従来の走行制御）が行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２７５６２８号公報

ところで、上記した従来の走行制御では、エンジン回転数上昇制御中に、ドライバによってニュートラルポジションが選択された場合、車両は逆走ではないと判断し、エンジン回転数上昇制御を終了してエンジン回転数を低下させている。しかしながら、エンジン回転数上昇制御を終了した時点では、トルクコンバータの負荷がエンジン回転数上昇時の高い負荷のままであり、そのトルクコンバータ負荷によりエンジンストールが生じる可能性がある。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、エンジンストールを防止するためのエンジン回転数上昇制御の実行中に、ニュートラルポジションが選択された場合でも、エンジンストールを防止することが可能な車両の走行制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンと、自動変速機と、前記エンジンの出力軸と前記自動変速機の入力軸との間に接続されたトルクコンバータと、前記自動変速機のシフトレバーのシフトポジションを検出する手段と、実際の車両の進行方向を取得する手段とを備え、前記シフトレバーの操作により選択されているシフトポジションが示す車両の進行方向と実際の車両の進行方向とが一致しない場合に、エンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御を実施する車両の走行制御装置において、前記エンジン回転数上昇制御中に前記シフトレバーの操作によりニュートラルポジションが選択された場合に、前記エンジン回転数上昇制御中のエンジン回転数を保持し、ニュートラルポジションが選択された時点から所定時間が経過した場合に、前記エンジン回転数上昇制御を終了するように構成され、前記所定時間は、前記エンジン回転数上昇制御中における前記トルクコンバータの出力軸回転数に応じて設定されることを特徴としている。

本発明によれば、シフトポジションが示す車両の進行方向と実際の車両の進行方向とが一致しない場合にエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御の実施中に、ニュートラルポジションが選択された場合、エンジン回転数上昇制御中のエンジン回転数を保持するようにしているので、トルクコンバータの負荷によるエンジンストールを防止することができる。さらに、ニュートラルポジションが選択された時点から所定時間（トルクコンバータ負荷が抜けるまでの時間）が経過した後に、エンジン回転数上昇制御を終了することにより、燃料消費率の低下を抑制することができる。

本発明によれば、エンジンストールを防止するためのエンジン回転数上昇制御の実行中に、ニュートラルポジションが選択された場合でも、エンジンストールを防止することができる。

本発明の走行制御装置を適用する車両の一例を示す略構成図である。 ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。 ＥＣＵが実行する走行制御の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用する車両の一例を示す略構成図である。

この例の車両１００は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両であって、エンジン１、トルクコンバータ２、自動変速機３、ドリブンギヤ４１、ファイナルギヤ４２、デファレンシャル装置４３、ドライブシャフト５１Ｌ，５１Ｒ、駆動輪（前輪）５Ｌ，５Ｒ、従動輪（後輪：図示せず）、及び、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００などを備えており、そのＥＣＵ２００により実行されるプログラムによって本発明の走行制御装置が実現される。

次に、エンジン１、トルクコンバータ２、及び、自動変速機３等の各部について以下に説明する。

−エンジン−
エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなど、燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、吸気通路１１に設けられたスロットルバルブ１３のスロットル開度、インジェクタ１５による燃料噴射量、及び、点火プラグ１６の点火時期などの運転状態を制御できるように構成されている。エンジン１には、出力軸であるクランクシャフト１０の回転角（クランク角）を検出するクランクポジションセンサ１０１が配置されている。このクランクポジションセンサ１０１の出力信号からエンジン回転数を算出することができる。また、エンジン１には排気通路１２が接続されており、燃焼後の排気ガスは排気通路１２を経て図示しない酸化触媒等の排気浄化装置１９による浄化が行われた後に大気中に放出される。

−トルクコンバータ−
トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）２は、入力軸側のポンプインペラ、出力軸側のタービンランナ、トルク増幅機能を発現するステータ、及び、ロックアップクラッチなどを備え、ポンプインペラとタービンランナとの間で流体（ＡＴＦ）を介して動力伝達を行う公知の流体継手である。このトルクコンバータ２のポンプインペラはエンジン１のクランクシャフト（出力軸）１０に連結されており、タービンランナは自動変速機３の入力軸に連結されている。

−自動変速機−
自動変速機３としては、例えば、クラッチ及びブレーキ等の摩擦係合装置と遊星歯車装置とを用いて変速段を設定する有段式（遊星歯車式）の自動変速機が用いられている。自動変速機３の出力軸に伝達された動力（エンジン１の動力）は、出力ギヤ３ａ、ドリブンギヤ４１、ファイナルギヤ４２、デファレンシャル装置４３、及び、ドライブシャフト５１Ｌ，５１Ｒを介して左右の駆動輪５Ｌ，５Ｒに伝達される。

なお、自動変速機３については、変速比を無段階に調整するベルト式の無段変速機や、トロイダル式の無段変速機などの他の方式の自動変速機を用いてもよい。

−シフト操作装置−
この例の車両１００には、図２に示すようなシフト操作装置８が設けられている。このシフト操作装置８は運転席の近傍に配置されている。シフト操作装置８には変位操作可能なシフトレバー８１が設けられている。

シフト操作装置８には、パーキングポジション（Ｐポジション）、リバースポジション（Ｒポジション）、ニュートラルポジション（Ｎポジション）、ドライブポジション（Ｄポジション）、及び、シーケンシャルポジション（Ｓポジション）を有するシフトゲート８ａが形成されており、ドライバが所望のシフトポジションへシフトレバー８１を変位させることが可能となっている。これらＰポジション、Ｒポジション、Ｎポジション、Ｄポジション、Ｓポジションの各ポジションは、シフトポジションセンサ１０５によって検出される。

上記シフトレバー８１がＤポジションに操作されている状態では、自動変速モードとされ、車速及びアクセル操作量に基づいて予め設定された変速マップを参照して目標変速段を求めて、自動変速機３の変速制御を行う。一方、シフトレバー８１がＳポジションに操作されたときに、手動にて変速操作を行う手動変速モード（シーケンシャルモード）が設定される。

なお、以下、Ｄポジション及びＳポジションを前進走行ポジションともいう。また、Ｒポジションを後進走行ポジションともいう。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、バックアップＲＡＭ、及び、時間を計時するタイマなどを備えている。

ＲＯＭには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭはＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭはイグニッションＯＦＦ時などにおいて保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

図２に示すように、ＥＣＵ２００には、クランクポジションセンサ１０１、アクセルペダル６（図１参照）の操作量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ１０２、エンジン１のスロットルバルブ１３の開度を検出するスロットルポジションセンサ１０３、エンジン水温（冷却水温）を検出する水温センサ１０４、シフトポジションセンサ１０５、イグニッションスイッチ１０６、駆動輪５Ｌ，５Ｒの車輪速度を検出する車輪速度センサ１０７、車両の前後加速度を検出する前後加速度センサ１０８、及び、ドライバにより操作されるブレーキペダル７（図１参照）の操作量（踏み込み量）を検出するブレーキペダルセンサ１０９などが接続されている。また、ＥＣＵ２００には、吸入空気量を検出するエアフロメータ、吸入空気温度を検出する吸気温センサ、排気ガス中のＡ／Ｆ（排気Ａ／Ｆ）を検出する空燃比センサ、及び、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ₂センサなどのエンジン１の運転状態を示すセンサなどが接続されており、これらの各センサからの信号がＥＣＵ２００に入力される。

また、ＥＣＵ２００には、エンジン１のスロットルバルブ１３を開閉駆動するスロットルモータ１４、インジェクタ１５、点火プラグ（イグナイタ）１６、及び、エンジン１の始動時にクランキングを行うスタータモータ１７などが接続されている。

そして、ＥＣＵ２００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、エンジン１の吸入空気量制御（スロットルバルブ１３の開度制御）、燃料噴射量制御（インジェクタ１５の開閉制御）、点火時期制御（点火プラグ１６の駆動制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。また、ＥＣＵ２００は、上記シフトレバー８１がＤポジションに操作されている状態では、車速及びアクセル操作量に基づいて予め設定された変速マップを参照して目標変速段を求めて自動変速機３の変速制御を行う（自動変速モード）。一方、シフトレバー８１がＳポジションに操作されたときには、ドライバによる手動変速操作に応じて自動変速機３の変速制御を行う（シーケンシャルモード）。

さらに、ＥＣＵ２００は、エンジン回転数上昇制御及び下記の走行制御を行う。

ここで、エンジン回転数上昇制御とは、車両が逆走する場合のエンジンストールを防止するための制御であって、シフトポジション（ドライバの車両の進行方向意志）と実際の車両の進行方向とが一致しない場合（車両逆走の場合）に、エンジン１のクランクシャフト（出力軸）１０の回転数（エンジン回転数）がトルクコンバータ２のタービン回転数（出力軸回転数）の絶対値よりも大きくなるように、エンジン出力を増大させる制御のことである。

なお、エンジン回転数上昇制御時におけるエンジン出力の増大量は一定値であってもよいし、トルクコンバータ２のタービン回転数に応じて、そのタービン回転数が大きいほどエンジン出力の増大量が大きくなるように可変に設定してもよい。

また、エンジン出力の増大量は、油温（ＡＴＦ油温）に応じて、油温が低いほどエンジン出力が大きくなるように可変に設定してもよい。なお、油温は、水温センサ１０４の検出信号から得られるエンジン水温から推定するようにしてもよいし、油温センサを用いて直接検出するようにしてもよい。

−走行制御−
ＥＣＵ２００が実行する走行制御の一例について図３のフローチャートを参照して説明する。図３の制御ルーチンは、ＥＣＵ２００において所定時間ごとに繰り返して実行される。

図３の制御ルーチンが開始されると、まずは、ステップＳＴ１０１において、前後加速度センサ１０８の出力信号に基づいて、路面の勾配が坂路（登坂路または降坂路）であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合は処理を一旦終了してリターンする。ステップＳＴ１０１の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合はステップＳＴ１０２に進む。

ステップＳＴ１０２では、シフトポジションセンサ１０５に出力信号から現在のシフトポジションを検出して、ドライバの車両の進行方向意志を認識する。

ステップＳＴ１０３では、車輪速度センサ１０７の出力信号から現在の車両の進行方向（前進または後進）を認識し、その進行方向と上記ステップＳＴ１０２で検出したシフトポジション（前進走行ポジションまたは後進走行ポジション）とが一致しているか否かを判定する。その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合は処理を一旦終了してリターンする。ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合（ドライバの車両の進行方向意志（走行レンジ）と車両の進行方向が一致していない場合）はステップＳＴ１０４に進む。なお、車両の実際の進行方向は、前後加速度センサ１０８の出力信号から認識するようにしてもよい。

ステップＳＴ１０４では、エンジンストールを防止するためのエンジン回転数上昇制御（エンジン出力増大制御）の実行中であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合は処理を一旦終了してリターンする。一方、上記ステップＳＴ１０３の判定結果が否定判定（ＮＯ）で、シフトポジションが示す車両の進行方向と実際の車両の進行方向とが一致していないと判断したことにより、エンジン回転数上昇制御が開始されると、エンジン回転数上昇制御中となり（ステップＳＴ１０４の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となり）、ステップＳＴ１０５に進む。

ステップＳＴ１０５では、エンジン回転数上昇制御中に、現在のシフトポジションがニュートラルポジションであるか否かを判定し、その判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）である場合（ニュートラルポジションが選択された場合）は、タイマによる計時を開始してステップＳＴ１０６に進む。ステップＳＴ１０５の判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はタイマをクリアし（ステップＳＴ１０８）、その後に処理を一旦終了してリターンする。

ステップＳＴ１０６では、タイマの計時値が所定値以上であるか否かを判定し、その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合は、エンジン回転数上昇制御中のエンジン回転数を保持する（ステップＳＴ１０７）。このエンジン回転数を保持する処理は、タイマの計時値が所定値以上となるまで継続され、タイマの計時値が所定値以上となった時点（ステップＳＴ１０６の判定結果が肯定判定（ＹＥＳ）となった時点）でエンジン回転数上昇制御を終了する（ステップＳＴ１０９）。

ここで、ステップＳＴ１０６の判定に用いる所定値は、エンジン回転数上昇制御中にシフトポジションがニュートラルポジション（自動変速機３のギヤ段がニュートラル）が選択された後、トルクコンバータ２の負荷がエンジンストールが生じない大きさに低下するまでに要する時間であり、実験・シミュレーションによって設定する。

＜効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、シフトポジションが示す車両の進行方向と実際の車両の進行方向とが一致しない場合にエンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御の実施中に、ニュートラルポジションが選択された場合、エンジン回転数上昇制御中のエンジン回転数を保持するようにしているので、トルクコンバータの負荷によるエンジンストールを防止することができる。しかも、ニュートラルポジションが選択された時点から所定時間（トルクコンバータ負荷が抜けるまでの時間）が経過した後に、エンジン回転数上昇制御を終了するようにしているので、燃料消費率の低下を抑制することができる。

＜変形例＞
以上の実施形態において、ステップＳＴ１０６の判定に用いる所定値は、エンジン回転数上昇制御中におけるトルクコンバータ２のタービン回転数（出力軸回転数）に応じて可変に設定するようにしてもよい。この場合、トルクコンバータ２のタービン回転数が大きいほど判定値を大きな値に設定すればよい。

以上の実施形態において、ステップＳＴ１０６の判定に用いる所定値は、エンジン回転数上昇制御時の油温（ＡＴＦ油温）に応じて可変に設定するようにしてもよい。この場合、油温が低いほど判定値を大きな値に設定すればよい。

なお、エンジン回転数上昇制御の実行中に、ニュートラルポジションが選択された場合に、トルクコンバータ２の負荷が抜けて、エンジン回転数の吹き上がりが生じる可能性がある場合には、点火遅角や燃料カットよるトルクダウン（エンジン出力低減）にてエンジン回転数の吹き上がりを防止するようにしてもよい。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、以上の実施形態では、ＦＦ方式の車両の走行制御に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られることなく、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式の車両や、４輪駆動方式の車両の走行制御にも適用できる。

本発明は、車両の走行制御装置に利用可能であり、さらに詳しくは、エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸との間にトルクコンバータが設けられた車両の走行制御装置に利用することができる。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
８ シフト操作装置
８１ シフトレバー
１０１ クランクポジションセンサ
１０５ シフトポジションセンサ
１０７ 車輪速度センサ
１０８ 前後加速度センサ
２００ ＥＣＵ

Claims (1)

1. エンジンと、自動変速機と、前記エンジンの出力軸と前記自動変速機の入力軸との間に接続されたトルクコンバータと、前記自動変速機のシフトレバーのシフトポジションを検出する手段と、実際の車両の進行方向を取得する手段とを備え、前記シフトレバーの操作により選択されているシフトポジションが示す車両の進行方向と実際の車両の進行方向とが一致しない場合に、エンジン回転数を上昇させるエンジン回転数上昇制御を実施する車両の走行制御装置において、
   前記エンジン回転数上昇制御中に前記シフトレバーの操作によりニュートラルポジションが選択された場合に、前記エンジン回転数上昇制御中のエンジン回転数を保持し、ニュートラルポジションが選択された時点から所定時間が経過した場合に、前記エンジン回転数上昇制御を終了するように構成され、
   前記所定時間は、前記エンジン回転数上昇制御中における前記トルクコンバータの出力軸回転数に応じて設定されることを特徴とする車両の走行制御装置。

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