JP6439348B2

JP6439348B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6439348B2
Application number: JP2014195052A
Authority: JP
Inventors: 和也坂尾; 典之塚本
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2018-12-19
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: JP2016065498A

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

車両に搭載されたエンジンや変速機は、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）によって各種センサ類のセンサ値に基づいてコントロールされている。しかしながら、センサやアクチュエータ等が故障等すると、ＥＣＵによる各種制御が不正確となり、排気エミッションの悪化やエンジン負荷の増加、または排気系の過昇温を招き、車両の走行に影響を与える可能性がある。

このような問題を解消すべく、センサやアクチュエータの故障を診断し、故障診断の結果に応じてエンジンのトルク等を制限する、いわゆる退避走行モード（リンプモードとも称される）が知られている（特許文献１，２参照）。

特開平１−１２４３５４号公報特開平７−１８０５７０号公報

しかし、従来の退避走行モードでは、自走を可能としつつ、エンジンのトルク制限を行っていたため、車両が登坂路を走行する際に駆動トルク不足を生じ、ドライバビリティを悪化させる課題があった。

開示の装置は、退避走行モード時の駆動トルク不足を効果的に防止することを目的とする。

開示の装置は、車両の各部の故障を検知する故障検知手段と、前記故障検知手段で検知される故障に基づいて、前記車両の走行速度を制限する退避走行モードが必要か否かを判定する実行判定手段と、前記実行判定手段が前記退避走行モードを必要と判定した場合に、前記車両の走行速度を所定の制限車速に制御する車速制限制御を実行する車速制限手段と、を備える。

開示の装置によれば、退避走行モード時の駆動トルク不足を改善することができる。

本発明の一実施形態に係る車両の全体構成図である。本発明の一実施形態に係る電子制御ユニットの機能ブロック図である。本発明の一実施形態に係る車両制御装置のタイムチャート図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態の車両１を示す全体構成図である。エンジン１０の出力軸は、クラッチ１１を介して変速機１２の入力軸に接続されている。変速機１２の出力軸は、プロペラシャフト１３、差動装置１４、ドライブシャフト１５を介して駆動輪（左右後輪）１６Ｌ，１６Ｒにそれぞれ接続されている。また、変速機１２には、エンジン１０の動力の一部を取り出し可能な動力取出し機構（以下、ＰＴＯと称する）８０が付設されている。

なお、図１において、符号１７はエンジン１０の各気筒内に燃料を噴射するインジェクタ、符号１８Ｌ，１８Ｒは操舵輪（左右前輪）、符号２１は車速センサ、符号２２はエンジン回転数センサ、符号２３はアクセル開度センサ、符号５０はＥＣＵをそれぞれ示している。

車速センサ２１は、プロペラシャフト１３の回転速度から車両１の実車速Ｖを検出する。エンジン回転数センサ２２は、エンジン１０の出力軸の回転数からエンジン回転数Ｎを検出する。アクセル開度センサ２３は、アクセルペダル３０の踏み込み量からアクセル開度Ｑを検出する。これら各種センサ２１〜２３のセンサ値は、電気的に接続されたＥＣＵ５０に送信される。

ＥＣＵ５０は、エンジン１０や変速機１２等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。また、ＥＣＵ５０は、図２に示すように、アイドル状態検出部５１と、故障検知部５２と、退避走行モード実行判定部５３と、車速制限ＦＢ制御部５４と、制限車速設定部５５と、終了時移行制御部５６と、トルク制限制御切替部５７とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

アイドル状態検出部５１は、本発明のアイドル検出手段であって、車速センサ２１で検出される実車速Ｖ、エンジン回転数センサ２２で検出されるエンジン回転数Ｎ、及びアクセル開度センサ２３で検出されるアクセル開度Ｑに基づいて、エンジン１０がアイドル状態か否かを検出する。アイドル状態が検出された場合は、アイドルフラグがＯＮ（Ｆ_ID＝１）にされる（図３（Ｂ）の時刻ｔ₂を参照）。

故障検知部５２は、本発明の故障検知手段であって、各種センサ及びアクチュエータで発生した故障を検知する。例えば、センサ値と予め設定された閾値とを比較して差が大きい場合には、センサ故障として検知される。また、アクチュエータが作動信号に応じて作動しない場合には、アクチュエータ故障として検知される。

退避走行モード実行判定部５３は、本発明の実行判定手段であって、故障検知部５２で検知される故障に応じて、車両の速度を制限する退避走行モードを実行するか否かを判定する。より詳しくは、故障検知部５２で検知されるセンサ故障やアクチュエータ故障が車両の走行に影響を与える故障に該当する場合は、退避走行モードの実行が必要と判定されて、退避走行モード実行フラグは、ＯＮ（Ｆ_LIM＝１）にされる（図３（Ａ）の時刻ｔ₁を参照）。なお、例えば、故障検知部５２によって故障が検知されなくなった場合には、退避走行モード実行フラグは、ＯＦＦ（Ｆ_LIM＝０）にされる（図３（Ａ）の時刻ｔ₄を参照）。

車速制限ＦＢ制御部５４は、本発明の車速制限手段であって、退避走行モード実行フラグがＯＮ（Ｆ_LIM＝１）になった場合に、車速センサ２１で検出される実車速Ｖが後述する制限車速値Ｖ_Tとなるように、制限車速値Ｖ_Tと実車速Ｖとの偏差に応じて、インジェクタ１７の燃料噴射量をフィードバック制御する（以下、車速制限ＦＢ制御と称する）。この車速制限ＦＢ制御には、制限車速値Ｖ_Tと実車速Ｖとの偏差から演算される比例項（Ｐ項）及び積分項（Ｉ項）に基づいて制御量を調節するＰＩ制御が用いられる。

制限車速設定部５５は、本発明の制限車速低減手段であって、車速制限ＦＢ制御の経過時間に応じて制限車速値Ｖ_Tを段階的に低減させる。より詳しくは、制限車速設定部５５は、退避走行モード実行フラグがＯＮ（Ｆ_LIM＝１）になったときからタイマー（不図示）による計時を開始して、退避走行モード実行フラグがＯＦＦ（Ｆ_LIM＝０）になるまで、累積時間に応じて、段階的に制限車速値Ｖ_Tを低減させる（図３（Ｃ）の時刻ｔ₁〜ｔ₄を参照）。これにより、車速制限ＦＢ制御の経過時間に応じて車両１の走行速度を緩やかに制限することが可能となる。

また、制限車速設定部５５は、退避走行モード実行フラグがＯＮ（Ｆ_LIM＝１）の状態で、アイドルフラグがＯＮ（Ｆ_ID＝１）になった場合には、その後、アイドルフラグがＯＦＦ（Ｆ_ID＝０）になるまで、タイマー計時を停止する（図３（Ｄ）の時刻ｔ₂〜ｔ₃を参照）。これにより、累積時間に応じた制限車速値Ｖ_Tの低減が、アイドル期間中は一時的に中断される（図３（Ｃ）の時刻ｔ₂〜ｔ₃を参照）。その結果、渋滞等によってアイドル状態で停車している間に制限車速値Ｖ_Tが下がり過ぎることがなくなり、車両１が高速道路等から降りられなくなることを防止することができる。

終了時移行制御部５６は、本発明の終了制御手段であって、車速制限ＦＢ制御を終了する場合に、制限車速値Ｖ_Tを徐々に上昇させる退避走行モード終了時移行制御を実行する。より詳しくは、終了時移行制御部５６は、退避走行モード実行フラグがＯＦＦ（Ｆ_LIM＝０）になった場合に、車速が急激に上昇しないように、制限車速値Ｖ_Tを徐々に上げる終了時車速制御を行う（図３（Ｃ）の時刻ｔ₄〜ｔ₅を参照）。また、終了時移行制御部５６は、終了時車速制御に伴い、燃料噴射量を徐々に増加させる終了時燃料噴射量制御も実行する。これにより、車速の急上昇や燃料噴射量の急増による車両１へのショックを効果的に緩和することができる。

トルク制限制御切替部５７は、本発明の切替手段であって、退避走行モード実行フラグがＯＮ（Ｆ_LIM＝１）の状態（図４（Ａ）の時刻ｔ₁〜ｔ₄を参照）で、ＰＴＯ８０による動力取り出しが実行されると、車速制限ＦＢ制御部５４による車速制限制御をエンジン１０のトルク制限制御に切り換える。このトルク制限制御は、例えば、エンジン回転数センサ２２で検出されるエンジン回転数Ｎとアクセル開度センサ２３で検出されるアクセル開度Ｑに基づいて、エンジンの出力トルクが目標トルク値となるようにフィードバック制御により実行される。ＰＴＯ８０による動力取出し時は、車両１が非走行状態であって車速制限ＦＢ制御を行うことができないので、車速制限制御からトルク制限制御に切り換えることで、退避走行モード制御を可能としている。

次に、本実施形態の車両制御装置による作用効果を説明する。

本実施形態の車両制御装置は、退避走行モードを実行する場合に、実車速Ｖが制限車速値Ｖ_Tとなるように、インジェクタ１７の燃料噴射量をＰＩ制御により調整する車速制限ＦＢ制御を行うように構成されている。したがって、本実施形態の車両制御装置によれば、退避走行モードをエンジン１０のトルク制限のみで行う従来装置に比べ、エンジン１０のトルクが要求される車両１の登坂路走行時等において、駆動トルク不足を確実に防止することができる。

また、本実施形態の車両制御装置は、退避走行モード実行中に、車速制限ＦＢ制御の経過時間に応じて制限車速値Ｖ_Tを段階的に低減させるように構成されている。したがって、本実施形態の車両制御装置によれば、車速制限ＦＢ制御時に車両１の制限速度が急激に低下することがなく、経過時間に応じて走行速度を緩やかに制限することが可能となる。

また、本実施形態の車両制御装置は、退避走行モード実行中に、エンジン１０がアイドル状態となった場合には、制限車速値Ｖ_Tの低減が中断されるように構成されている。したがって、渋滞等によってアイドル状態で停車している間に制限車速値Ｖ_Tが下がり過ぎることがなくなり、車両１が高速道路等から降りられなくなることを防止することができる。

また、本実施形態の車両制御装置は、退避走行モードの終了時に、制限車速値Ｖ_Tを徐々に上昇させると共に、燃料噴射量を徐々に増加させるように構成されている。したがって、退避走行モードが終了される際の車速の急上昇や燃料噴射量の急増による車両１へのショックを効果的に緩和することができる。

また、本実施形態の車両制御装置は、退避走行モード実行中に、ＰＴＯ８０による動力取り出しが実行されると、車速制限制御をエンジン１０のトルク制限制御に切り換えるように構成されている。したがって、ＰＴＯ８０による動力取出し時等の車両１の非走行状態であっても、退避走行モードを継続することが可能となる。

また、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、車速制限ＦＢ制御は、上述のＰＩ制御に限定されず、ＰＩＤ制御等、他の制御方法等を用いてもよい。

２１車速センサ
５０ＥＣＵ
５１アイドル状態検出部
５２故障検知部
５３退避走行モード実行判定部
５４車速制限ＦＢ制御部
５５制限車速設定部
５６終了時移行制御部
５７トルク制限制御切替部
８０動力取出し機構

Claims

車両の各部の故障を検知する故障検知手段と、
前記故障検知手段で検知される故障に基づいて、前記車両の走行速度を制限する退避走行モードが必要か否かを判定する実行判定手段と、
前記実行判定手段が前記退避走行モードを必要と判定した場合に、前記車両の走行速度を所定の制限車速に制御する車速制限制御を実行する車速制限手段と、
前記車速制限制御の経過時間に応じて前記制限車速を低減させる制限車速低減手段と、
前記車両に搭載されたエンジンの運転状態に基づいて前記エンジンのアイドル状態を検出するアイドル検出手段と、を備え、
前記車速制限制御の実行中は、前記アイドル検出手段がアイドル状態を検出すると、前記経過時間の計時が停止され、その後前記アイドル検出手段がアイドル状態を検出しなくなると、停止された時点の前記経過時間から計時が再開される
車両制御装置。
前記制限車速低減手段は、前記車速制限制御の経過時間に応じて前記制限車速を段階的に低減させる
請求項１に記載の車両制御装置。
前記車速制限手段による車速制限制御の実行中に前記実行判定手段が退避走行モードを不要と判定すると、前記制限車速を徐々に上昇させる終了制御を実行する終了制御手段をさらに備える
請求項１または２に記載の車両制御装置。
前記終了制御手段は、前記終了制御を実行する場合にエンジン燃料噴射量を徐々に増加させる
請求項３に記載の車両制御装置。
前記車両の実車速を検出する車速センサをさらに備え、
前記車速制限手段は、前記車速制限制御時に、エンジン燃料噴射量を前記車速センサで検出される実車速と前記制限車速との偏差からＰＩ制御によって設定する
請求項１から４の何れか一項に記載の車両制御装置。
前記車両にはエンジンの動力を取り出す動力取出し機構が設けられ、
前記車速制限制御の実行中に前記動力取出し機構による動力の取出しが行われると、エンジンの出力トルクを所定の目標トルクに制限するトルク制限制御に切り替える切替手段をさらに備える
請求項１から５の何れか一項に記載の車両制御装置。