JP6642460B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a vehicle.
登坂路発進時に車両が自重によって進行方向と反対側へ後退するのを防ぐために、運転者がブレーキペダルから足を離しても自動的にブレーキ圧を保持するように構成された発進補助装置（Hill Start Assist）が従来から知られている。 A start assist device (Hill) configured to automatically maintain the brake pressure even when the driver releases his / her foot from the brake pedal in order to prevent the vehicle from retreating to the opposite side of the traveling direction due to its own weight when starting on an uphill road. Start Assist) is conventionally known.
かかる発進補助装置では、クラッチペダルの操作量を自動的に検出し、クラッチペダルが基準のクラッチ接続位置に操作されたことを検出したときに、ブレーキ圧保持を解除するものが多い。例えば、特許文献１には、道路の傾斜度または車重に応じて変化する検出データに基づいて、道路の傾斜度または車重の変化に対して車両の発進に過不足のない駆動力が得られる方向に、基準のクラッチ接続位置を補正する技術が開示されている。 Many of such start-up assist devices automatically detect the operation amount of the clutch pedal and release the brake pressure holding when detecting that the clutch pedal has been operated to the reference clutch connection position. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163, based on detection data that changes in accordance with the road gradient or the vehicle weight, it is possible to obtain a driving force that is sufficient for starting the vehicle with respect to a change in the road gradient or the vehicle weight. A technique for correcting a reference clutch connection position in a predetermined direction is disclosed.
上記特許文献１のものによれば、リアルタイムで検出される傾斜度等のデータに基づいて、基準のクラッチ接続位置が補正されることから、常に適正なクラッチ接続位置でブレーキ圧保持を自動解除することが可能となる。
According to
しかしながら、登坂路発進時に必要な駆動力は登坂路勾配に応じて変化するため、特許文献１のものでは、登坂路勾配が変化する度に基準のクラッチ接続位置が変化することになる。このため、運転者は、登坂路発進の度に、基準のクラッチ接続位置を探らなければならず、ドライバビリティが低下するという問題がある。 However, since the driving force required at the start of the uphill road changes according to the uphill road gradient, the reference clutch connection position changes every time the uphill road gradient changes. For this reason, the driver has to search for the reference clutch connection position every time the vehicle starts on an uphill road, and there is a problem that drivability is reduced.
このような問題は、発進補助装置を備えた車両のみならず、発進補助装置を備えていない車両にも当て嵌まる。すなわち、クラッチペダルが完全解放側から完全係合側へ戻る過程で車両が動き始めるクラッチペダル位置（以下、始動ペダル位置ともいう。）は、登坂路勾配に応じて変化することから、運転者は、登坂路発進の度に始動ペダル位置を探らなければならず、ドライバビリティが低下することになる。 Such a problem applies not only to a vehicle provided with a start assist device but also to a vehicle not provided with a start assist device. That is, the clutch pedal position (hereinafter, also referred to as a start pedal position) at which the vehicle starts moving in the process of returning the clutch pedal from the completely released side to the completely engaged side changes according to the gradient of the uphill road. In addition, the start pedal position must be searched every time the vehicle starts on an uphill road, and the drivability is reduced.
また、登坂路の勾配が急になるほど、始動ペダル位置は完全係合側（クラッチペダルを戻す側）にずれるが、クラッチ伝達トルク特性は、通常、完全係合側ほど勾配が立つ傾向にあるため、クラッチペダルコントロールが難しくなり、ドライバビリティが低下するという問題もある。 In addition, as the gradient of the uphill road becomes steeper, the starting pedal position shifts toward the fully engaged side (the side where the clutch pedal is returned). However, the clutch transmission torque characteristic usually has a tendency to become steeper toward the fully engaged side. However, there is also a problem that clutch pedal control becomes difficult and drivability is reduced.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、登坂路発進時におけるクラッチペダルのコントロール性を向上させて、ドライバビリティの低下を抑える技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the controllability of a clutch pedal when starting on an uphill road and suppressing a decrease in drivability.
前記目的を達成するため、本発明に係る車両の制御装置では、クラッチの係合および解放を電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムを利用して、登坂路勾配に応じてクラッチ伝達トルク特性を変更することで、平坦路におけるクラッチ操作と同様の操作感覚で登坂路発進を行えるようにしている。 In order to achieve the above object, the control device for a vehicle according to the present invention uses a clutch-by-wire system capable of electrically controlling engagement and disengagement of a clutch, and changes a clutch transmission torque characteristic according to an uphill gradient. By doing so, it is possible to start on an uphill road with the same operational feeling as a clutch operation on a flat road.
具体的には、本発明は、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路上に設けられたクラッチの係合および解放を運転者によるクラッチペダルの操作に基づき電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムを備える車両の制御装置を対象としている。 More specifically, the present invention provides a clutch-by-wire system that can electrically control engagement and disengagement of a clutch provided on a power transmission path between an engine and a drive wheel based on operation of a clutch pedal by a driver. It is intended for a control device of a vehicle including:
そして、この制御装置は、登坂路発進時に、平坦路においてクラッチペダルが完全解放側から完全係合側へ戻る過程で車両が動き始める始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクに、登坂路勾配に応じたトルクを付加するとともに、始動ペダル位置からの戻り方向での所定範囲では、ペダル位置の変化に対するクラッチ伝達トルクの変化割合を平坦路の場合と同じにすることを特徴とするものである。 When the vehicle starts on an uphill road, the control device controls the clutch transmission torque corresponding to the starting pedal position at which the vehicle starts to move in the process of returning the clutch pedal from the completely released side to the fully engaged side on a flat road, according to the uphill road gradient. And a change ratio of the clutch transmission torque with respect to a change in the pedal position in a predetermined range in the return direction from the start pedal position is made equal to that in the case of a flat road.
なお、本発明において「始動ペダル位置からの戻り方向での所定範囲」とは、所謂半クラッチ領域であり、完全解放状態と完全係合状態との間でクラッチが滑りながらエンジンの駆動力を部分的に伝達する領域（広義の半クラッチ領域）のうち、車両をスムーズに発進させるために、クラッチを相対的に緩やかに係合させる領域（狭義の半クラッチ領域）に相当する。 In the present invention, the "predetermined range in the return direction from the starting pedal position" is a so-called half-clutch region, in which the clutch slips between the completely disengaged state and the fully engaged state to partially reduce the driving force of the engine. Of the power transmission region (half clutch region in a broad sense) corresponds to a region in which the clutch is relatively loosely engaged (small clutch region in a narrow sense) to smoothly start the vehicle.
この構成によれば、登坂路発進時に、平坦路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクに、換言すると、平坦路において車両が動き始めるクラッチ伝達トルクに、登坂路勾配に応じたトルクを付加することから、登坂路においても平坦路と同じクラッチペダル位置（＝始動ペダル位置）で車両を動き出させることができる。 According to this configuration, when the vehicle starts on an uphill road, a torque corresponding to the gradient of the uphill road is added to the clutch transmission torque corresponding to the start pedal position on the flat road, in other words, to the clutch transmission torque at which the vehicle starts moving on the flat road. Therefore, the vehicle can be started to move at the same clutch pedal position (= start pedal position) as on a flat road even on an uphill road.
また、始動ペダル位置からの戻り方向での所定範囲では、ペダル位置の変化に対するクラッチ伝達トルクの変化割合を平坦路の場合と同じにすることから、平坦路における半クラッチ操作と同じ操作感覚で登坂路発進を行うことができ、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。 Also, in a predetermined range in the return direction from the starting pedal position, the change ratio of the clutch transmission torque with respect to the change in the pedal position is set to be the same as that on a flat road, so that the climbing is performed with the same operational feeling as half-clutch operation on a flat road. Road start can be performed, and thereby drivability can be improved.
さらに、登坂路の勾配が急になっても、始動ペダル位置ないし狭義の半クラッチ領域が、クラッチ伝達トルク特性の勾配が立つ完全係合側にずれないので、クラッチペダルコントロールが難しくなるのを抑えることができる。 Further, even if the gradient of the uphill road is steep, the starting pedal position or the narrowly defined half-clutch region does not shift to the fully engaged side where the gradient of the clutch transmission torque characteristic is steep, so that it is possible to suppress the difficulty of clutch pedal control. be able to.
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置によれば、登坂路発進時におけるクラッチペダルのコントロール性を向上させて、ドライバビリティの低下を抑えることができる。 As described above, according to the vehicle control device of the present invention, it is possible to improve the controllability of the clutch pedal at the time of starting on an uphill road and suppress the decrease in drivability.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
−全体構成−
図１は、本実施形態に係る車両１の要部を模式的に示す図である。この車両１は、走行用駆動力源としてのエンジン２と、変速機３と、エンジン２と変速機３との間に配設されたフライホイール４と、フライホイール４と変速機３とを選択的に断接するクラッチ装置５１を含むクラッチシステム５と、制動装置９と、エンジン２やクラッチ装置５１や制動装置９等を制御するＥＣＵ１０と、を備えている。この車両１では、エンジン２からの動力が、クラッチ装置５１等を介して変速機３へ伝達され、変速機３による変速を経た後、ディファレンシャル装置６等を介して一対の駆動輪７へ伝達される。
-Overall configuration-
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a main part of a
エンジン２は、例えば電子スロットル弁（図示せず）や燃料噴射弁（図示せず）や点火装置（図示せず）などを有するガソリンエンジン等の内燃機関として構成されている。電子スロットル弁は吸入空気量の制御に、燃料噴射弁は燃料の供給量および供給時期の制御に、点火装置は点火時期の制御に、それぞれ用いられるものであり、基本的には運転者によるアクセルペダル（図示せず）の操作量に基づいてＥＣＵ１０により制御される。
The
変速機３は、複数のクラッチやブレーキの係合解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段を成立させる遊星歯車式の有段変速機として構成されている。この変速機３では、変速機３内部の油圧制御部（図示せず）に対して供給される作動油によって、油圧制御部内のコントロールバルブ（図示せず）を介してクラッチやブレーキの係合解放状態が調整されることで、運転者のアクセル操作や車速ｖ等に応じてシフト状態が切り替えられる。
The
フライホイール４は、エンジン２のクランク軸２ａと接続されるプライマリフライホイール４１と、クラッチ装置５１を介して変速機３の入力軸３ａと接続されるセカンダリフライホイール４２と、これら２つのフライホイール４１，４２の間に設けられたトーションスプリング４３と、を備えた所謂デュアルマスフライホイールとして構成されている。プライマリフライホイール４１は、ハブ４４と共にクランク軸２ａに固定されていて、クランク軸２ａと一体回転する一方、セカンダリフライホイール４２は、軸受４５を介してハブ４４に回転自在に支持されている。このように構成されたフライホイール４では、クランク軸２ａからプライマリフライホイール４１に捩り振動成分が入力されると、プライマリフライホイール４１とセカンダリフライホイール４２とが相対回転し、この相対回転に応じて両者４１，４２の間でトーションスプリング４３が伸縮することによって捩り振動が減衰されるようになっている。
The flywheel 4 includes a
−クラッチシステム−
図２は、クラッチシステム５を模式的に示す図である。クラッチシステム５は、フライホイール４と変速機３との間に設けられたクラッチ装置５１と、運転者によって操作されるクラッチペダルユニット５２と、クラッチ装置５１の係合および解放を制御するクラッチアクチュエータ５３と、を備えている。
-Clutch system-
FIG. 2 is a diagram schematically showing the
クラッチ装置５１は、クラッチ機構６１と、コンセントリックスレーブシリンダ（以下、ＣＳＣともいう）６２と、を備えている。クラッチ機構６１は、クラッチディスク６３と、プレッシャープレート６４と、ダイアフラムスプリング６５と、を有しており、ＣＳＣ６２はレリーズベアリング６６を有している。
The
クラッチペダルユニット５２は、クラッチペダル７１と、クラッチマスタシリンダ７２と、反力発生機構７３と、を有している。
The
クラッチアクチュエータ５３は、電動モータ８１と、ウォームギヤ８２と、ウォームホイール８３と、クラッチマスタシリンダ８４と、を有している。
The
このクラッチシステム５は、クラッチ装置５１の係合および解放を運転者によるクラッチペダル７１の操作に基づき電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムとして構成されている。より詳しくは、このクラッチシステム５では、運転者によってクラッチペダル７１の操作がなされると、クラッチペダル７１の操作量がクラッチペダルストロークセンサ１２によって検出され、このクラッチペダルストロークセンサ１２からの出力信号に基づいて、ＥＣＵ１０からクラッチアクチュエータ５３へクラッチ制御信号が出力される。
The
ＥＣＵ１０からクラッチアクチュエータ５３へクラッチ解放指令信号が出力されると、電動モータ８１が正回転作動し、電動モータ８１の正回転作動に伴うウォームギヤ８２の正回転によって、ウォームホイール８３が所定角度範囲内で図２の時計回りに回動する。クラッチマスタシリンダ８４では、かかるウォームホイール８３の時計回りの回動に伴って、シリンダボディ８４ａ内でピストン８４ｂが前進して油圧が発生する。この油圧がＣＳＣ６２の油圧室に供給されることで、レリーズベアリング６６がダイアフラムスプリング６５を押圧し、これにより、ダイアフラムスプリング６５が反転して、クラッチディスク６３に対するプレッシャープレート６４の押圧力が解除される。その結果、クラッチディスク６３がセカンダリフライホイール４２から引き離され、クラッチ装置５１が解放される。
When a clutch release command signal is output from the
一方、ＥＣＵ１０からクラッチアクチュエータ５３へクラッチ係合指令信号が出力されると、電動モータ８１が逆回転作動し、電動モータ８１の逆回転作動に伴うウォームギヤ８２の逆回転によって、ウォームホイール８３が所定角度範囲内で図２の反時計回りに回動する。クラッチマスタシリンダ８４では、ウォームホイール８３の反時計回りの回動に伴って、シリンダボディ８４ａ内でピストン８４ｂが後退して、ＣＳＣ６２の油圧室に供給されていた油圧が解除される。かかる油圧の解除により、レリーズベアリング６６がダイアフラムスプリング６５から後退し、これにより、ダイアフラムスプリング６５が自然状態に戻り、クラッチディスク６３に対してプレッシャープレート６４の押圧力が作用する。その結果、クラッチディスク６３がセカンダリフライホイール４２に押し付けられ、クラッチ装置５１が係合される。
On the other hand, when a clutch engagement command signal is output from the
なお、クラッチペダルユニット５２のクラッチマスタシリンダ７２では、運転者のクラッチペダル７１の踏み込み操作により、シリンダボディ７２ａ内でピストン７２ｂが移動することで油圧が発生するが、かかる油圧は、クラッチ装置５１の係合・解放に供されることなく、反力発生機構７３に供給される。この反力発生機構７３は、例えば内部に収容されたコイルスプリングの弾性復元力によって油圧に対する反力を発生するよう構成されている。これにより、運転者は、クラッチバイワイヤシステムにおいても、通常のクラッチ装置と同様の踏み込み感覚でクラッチペダル７１の踏み込み操作を行うことができる。
In the
−制動装置−
制動装置９は、ブレーキペダル９１の操作に応じて駆動輪７に制動力を発生させるものであり、図１に示すように、ホイールシリンダ９２と、ブレーキブースタ９３と、マスタシリンダ９４と、ブレーキアクチュエータ９５と、を有している。
-Brake device-
The braking device 9 generates a braking force on the
ホイールシリンダ９２は、油圧制動部として各駆動輪７に設けられている。ブレーキブースタ９３は、ブレーキペダル９１の踏み込みに応じてブレーキペダル９１の操作力を増幅させるものである。マスタシリンダ９４は、増幅された操作力を、車両１の制動力を発生させる油圧に変換するものである。ブレーキアクチュエータ９５は、マスタシリンダ９４から各駆動輪７のホイールシリンダ９２に伝達される油圧を制御するものである。
The
また、ブレーキアクチュエータ９５は、加圧ポンプ（図示せず）を備えており、マスタシリンダ９４の油圧に関係なく、各ホイールシリンダ９２に付与する油圧を増大させることが可能となっている。例えば、ブレーキペダル９１を非操作で車両１を制動させる場合には、ＥＣＵ１０からの指令信号に応じて加圧ポンプを駆動させて各ホイールシリンダ９２に必要な油圧を付与する。これにより、ブレーキブースタ９３の負圧を利用せずに車両１の制動力を発生させることが可能となっている。
Further, the
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ（制御装置）１０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが信号処理を行うものである。
-ECU-
The ECU (control device) 10 includes a so-called microcomputer having, for example, a CPU, a RAM, a ROM, and an input / output interface, and uses a temporary storage function of the RAM and according to a program stored in the ROM in advance. The CPU performs signal processing.
ＥＣＵ１０には、例えば、クランク軸２ａの回転速度を検出するエンジン回転速度センサ１１、スロットルバルブ（図示せず）の開度を検出するスロットルポジションセンサ（図示せず）、エンジン２の吸入空気量を検出する吸入空気量センサ（図示せず）、クラッチペダル７１の操作量を検出するクラッチペダルストロークセンサ１２、ブレーキペダル９１の踏み込み量を検出するブレーキセンサ１３、変速機３の出力軸３ｂの回転速度を検出する車速センサ１４、車両１に作用する前後加速度を検出する前後Ｇセンサ１５、クラッチ装置５１の完全係合状態を検出するクラッチアッパースイッチ１６、クラッチ装置５１の完全解放状態を検出するクラッチロアースイッチ１７等から、各種信号が入力される。
The
なお、クラッチアッパースイッチ１６は、運転者が踏力を弱めクラッチペダル７１が完全に戻ったときにオンとなり、それ以外でオフとなるように構成されている。一方、クラッチロアースイッチ１７は、クラッチペダル７１が一杯にまで踏み込まれたときにオンとなり、それ以外でオフとなるように構成されている。
The clutch
これらに対し、ＥＣＵ１０からは、スロットルバルブ（図示せず）の開閉を制御するためのスロットル信号や、インジェクタ（図示せず）から噴射される燃料噴射量および噴射時期を制御するための噴射信号や、点火装置の点火時期を制御するための信号や、変速機３の変速に関する油圧制御のための油圧制御指令信号や、クラッチ解放指令信号や、クラッチ係合指令信号などが出力される。これらを通じて、ＥＣＵ１０は、エンジン２の出力制御、変速機３の変速制御、クラッチ装置５１の係合・解放制御などを実行する。
In response to this, the
例えば、ＥＣＵ１０は、平坦路における発進時には、図４の実線で示すクラッチ伝達トルク特性に従い、クラッチ係合指令信号を送信する。具体的には、ＥＣＵ１０は、運転者によるクラッチペダル７１の操作によってペダル開度がＣ１（％）になると、クラッチアクチュエータ５３へクラッチ係合指令信号を送信して、クラッチ装置５１の係合を開始させる。また、ＥＣＵ１０は、ペダル開度がＣ２（％）になると、クラッチアクチュエータ５３へクラッチ係合指令信号を送信して、車両１が動き出すのに必要なクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）を発生させる。同様に、ＥＣＵ１０は、ペダル開度がＣ３（％）になるとクラッチ伝達トルクＴ2（Ｎｍ）を、ペダル開度がＣ４（％）になるとクラッチ伝達トルクＴ3（Ｎｍ）を発生させる。そうして、ＥＣＵ１０は、ペダル開度がＣ５（％）になるとクラッチ装置５１を完全係合させる。なお、ＥＣＵ１０は、各ペダル開度に応じた所定のクラッチ伝達トルクが発生可能となるように、エンジン２の出力制御を行う。
For example, when starting on a flat road, the
このように、ＥＣＵ１０は、基本的には、運転者の操作による各ペダル開度に応じて狙い通りクラッチ伝達トルクが発生するようにクラッチアクチュエータ５３へクラッチ係合指令信号を送信する。もっとも、ＥＣＵ１０は、運転者によるクラッチペダル７１の操作速度が速過ぎるような場合、換言すると、運転者によるクラッチペダル７１の操作速度が所定速度を超えるような場合には、車両１をスムーズに発進させるべく、運転者によるペダル操作から独立して、所定時間をかけて図４の実線で示すクラッチ伝達トルクが発生するように、クラッチ係合指令信号を送信する。
As described above, the
なお、車両重量Ｗは搭乗者や積荷により変化し、車両重量Ｗが変化すると、平坦路において車両１が動き始めるクラッチ伝達トルクＴ1等も変化する。それ故、ＥＣＵ１０は、例えば、エンジン回転速度センサ１１からの信号に基づいて算出される出力トルクに駆動輪半径を掛けて得られる駆動力Ｆ、および、前後Ｇセンサ１５からの信号に基づいて算出される加速度αから、車両重量Ｗ（＝Ｆ／α）を推定したり、車高センサ（図示せず）から取得した車高等から現在の車両重量Ｗを推定したりする。そうして、ＥＣＵ１０は、かかる車両重量Ｗに応じて、車両１が動き始めるクラッチ伝達トルクＴ1等を補正するように構成されている。
The vehicle weight W is changed by the occupant or load, the vehicle weight W changes, also changes the clutch transmission torque T 1, etc. in which the
また、ＥＣＵ１０は、登坂路発進時に車両停止状態を維持するためのヒルスタートアシスト制御を実行する。ヒルスタートアシスト制御は、例えば急勾配の登坂路での発進時に、ブレーキペダル９１からアクセルペダルに踏み替える間に車両１が後方にずり下がることを抑制して、登坂路での発進性を向上させるための制御である。具体的には、ＥＣＵ１０は、ブレーキアクチュエータ９５を駆動制御してホイールシリンダ９２に付与する油圧を増大させて車両１に制動力を付与するようになっている。なお、ヒルスタートアシスト制御は、車両１が前進状態となるか、または、ヒルスタートアシスト制御開始から所定時間経過後に終了する。
Further, the
−登坂路発進時におけるクラッチ制御−
ところで、ヒルスタートアシスト制御機能を有する車両か、有しない車両かに拘わらず、登坂路発進時に必要な駆動力は登坂路勾配に応じて変化するため、クラッチペダルが完全解放側から完全係合側へ戻る過程で車両が動き始めるクラッチペダル位置（以下、始動ペダル位置ともいう。）は変化することになる。このため、運転者は、登坂路発進の度に、始動ペダル位置を探らなければならず、ドライバビリティが低下するという問題がある。
-Clutch control when starting on an uphill road-
By the way, regardless of whether the vehicle has the hill start assist control function or not, the driving force required for starting on an uphill road changes according to the uphill road gradient, so that the clutch pedal moves from the completely disengaged side to the fully engaged side. In the process of returning to, the clutch pedal position at which the vehicle starts moving (hereinafter, also referred to as the starting pedal position) changes. For this reason, the driver must search for the starting pedal position every time the vehicle starts on an uphill road, and there is a problem that drivability is reduced.
また、登坂路の勾配が急になるほど、始動ペダル位置は完全係合側（クラッチペダルを戻す側）にずれるが、クラッチ伝達トルク特性は、通常、完全係合側ほど勾配が立つ傾向にあるため、クラッチペダルコントロールが難しくなり、ドライバビリティが低下するという問題もある。 In addition, as the gradient of the uphill road becomes steeper, the starting pedal position shifts toward the fully engaged side (the side where the clutch pedal is returned). However, the clutch transmission torque characteristic usually has a tendency to become steeper toward the fully engaged side. However, there is also a problem that clutch pedal control becomes difficult and drivability is reduced.
そこで、本実施形態では、クラッチ装置５１の係合および解放を電気的に制御可能なクラッチバイワイヤシステムを利用して、登坂路勾配に応じてクラッチ伝達トルク特性を変更することで、平坦路におけるクラッチ操作と同様の操作感覚で登坂路発進を行えるようにしている。具体的には、ＥＣＵ１０は、登坂路発進時に、平坦路においてクラッチペダル７１が完全解放側から完全係合側へ戻る過程で車両が動き始める始動ペダル位置Ｃ２（％）に対応するクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）に、登坂路勾配に応じたトルクＴａ（Ｎｍ）を付加するとともに、始動ペダル位置からの戻り方向での所定範囲では、ペダル位置の変化に対するクラッチ伝達トルクの変化割合を平坦路の場合と同じにするように構成されている。以下、ＥＣＵ１０が実行する、登坂路発進時におけるクラッチ制御について説明する。
Therefore, in the present embodiment, a clutch-by-wire system that can electrically control the engagement and disengagement of the
先ず、ＥＣＵ１０は、車速センサ１４からの信号に基づいて車両１の現在の車速ｖを取得するとともに、前後Ｇセンサ１５からの信号に基づいて車両１が現在走行している道路の勾配を取得する。図３に示すように、車両１が車速ｖで勾配角θの登坂路を走行している場合には、鉛直下向きに作用する重力加速度ｇの登坂路に平行な成分ｇ×ｓｉｎθが進行方向と反対側へ作用するため、前後Ｇセンサ１５によって検出される値Ｇは、車両１の加速度α（車速ｖの一回微分）を用いて、下記の式（１）で表される。
First, the
Ｇ＝α−ｇ×ｓｉｎθ・・・式（１）
ここで、加速度αは車速センサ１４を用いて取得される車速ｖを一回微分することで取得され、重力加速度ｇは既知であることから、前後Ｇセンサ１５からの信号に基づいて車両１が現在走行している道路の勾配角θを取得することが可能となる。
G = α−g × sin θ Expression (1)
Here, the acceleration α is obtained by differentiating the vehicle speed v obtained once using the
そうして、ＥＣＵ１０は、車両１の現在の車速ｖが、極低速に設定された車速閾値ｖｔ未満であり、且つ、車両１が現在走行している道路の勾配角θが勾配閾値θｔを超えている場合にのみ、所定の条件の下、登坂路発進時におけるクラッチ制御を実行するように構成されている。具体的には、ＥＣＵ１０は、車速ｖ＜車速閾値ｖｔ、且つ、勾配角θ＞勾配閾値θｔの状態で、ブレーキセンサ１３からの信号に基づいてブレーキオンになったと判定し、且つ、クラッチロアースイッチ１７からの信号に基づいてクラッチ装置５１が完全解放状態になったと判定した場合に、クラッチ伝達トルク特性を変更するように構成されている。
Then, the
図４は、ＥＣＵ１０によって設定されるクラッチ伝達トルク特性を模式的に示す図である。図４の実線は上述の如く平坦路におけるクラッチ伝達トルク特性を、図４の破線は勾配角θ１におけるクラッチ伝達トルク特性を、図４の一点鎖線は勾配角θ２（＞θ１）におけるクラッチ伝達トルク特性を、それぞれ示している。なお、勾配角θ１，θ２におけるクラッチ伝達トルク特性は、勾配角θ１，θ２の登坂路で発進を行う際に、平坦路におけるクラッチ伝達トルク特性をベースとして、ＥＣＵ１０によってリアルタイムで設定されるものである。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a clutch transmission torque characteristic set by the
ＥＣＵ１０は、登坂路発進時に、図４の破線または一点鎖線で示すクラッチ伝達トルク特性となるように、平坦路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）に、登坂路勾配に応じたトルクＴａ（Ｎｍ）を付加する。ここで、登坂路勾配に応じたトルクＴａ（Ｎｍ）は、坂路保持力Ｒｆｓ、エンジン２から駆動輪７までの動力伝達経路におけるトータルギヤ比ｉｔを用いて、下記の式（２）で表される。
The
Ｔａ＝Ｒｆｓ／ｉｔ・・・式（２）
なお、坂路保持力Ｒｆｓは、車両重量Ｗ、タイヤが受ける抵抗である転がり抵抗Ｒを用いて、下記の式（３）で表される。
Ta = Rfs / it Equation (2)
The slope holding force Rfs is expressed by the following equation (3) using the vehicle weight W and the rolling resistance R that is the resistance received by the tire.
Ｒｆｓ＝Ｗ×（−Ｇ）−Ｒ＝Ｗ×（ｇ×ｓｉｎθ−α）−Ｒ・・・式（３）
それ故、登坂路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクＴθは、下記の式（４）で表される。
Rfs = W × (−G) −R = W × (g × sin θ−α) −R Equation (3)
Therefore, the clutch transmission torque Tθ corresponding to the starting pedal position on the uphill road is expressed by the following equation (4).
Ｔθ＝Ｔ1＋Ｔａ＝Ｔ1＋（Ｗ×（ｇ×ｓｉｎθ−α）−Ｒ）／ｉｔ・・・式（４）
図４に示す例で言えば、ＥＣＵ１０は、勾配角θ１での登坂路発進時に、運転者によるクラッチペダル７１の操作によってペダル開度がＣ２（％）（始動ペダル位置）になると、クラッチアクチュエータ５３へクラッチ係合指令信号を送信して、平坦路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）に、登坂路勾配に応じたトルクＴａ１（Ｎｍ）を付加して、クラッチ伝達トルクＴ1θ１（Ｎｍ）を発生させる。同様に、ＥＣＵ１０は、勾配角θ２での登坂路発進時に、ペダル開度がＣ２（％）になると、平坦路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）に、登坂路勾配に応じたトルクＴａ２（Ｎｍ）を付加して、クラッチ伝達トルクＴ1θ２（Ｎｍ）を発生させる。なお、図４に示す例では、平坦路におけるペダル開度がＣ３（％）に対応するクラッチ伝達トルクＴ2と、勾配角θ２の場合のクラッチ伝達トルクＴ1θ２（Ｎｍ）とが、偶々同じ値になっているが、両者に関連性はない。
Tθ = T 1 + Ta = T 1 + (W × (g × sin θ−α) −R) / it (4)
In the example shown in FIG. 4, when the driver operates the
これらにより、登坂路においても平坦路と同じクラッチペダル位置（＝始動ペダル位置Ｃ２（％））で車両１を動き出させることができるので、換言すると、登坂路発進の度に始動ペダル位置を探る必要がなくなるので、ドライバビリティの低下を抑えることができる。
Thus, the
さらに、ＥＣＵ１０は、登坂路発進時に、始動ペダル位置Ｃ２（％）からの戻り方向での所定範囲では、ペダル位置の変化に対するクラッチ伝達トルクの変化割合を平坦路の場合と同じにする。ここで、「始動ペダル位置からの戻り方向での所定範囲」とは、所謂半クラッチ領域であり、完全解放状態と完全係合状態との間（Ｃ１（％）〜Ｃ５（％））でクラッチ装置５１が滑りながらエンジン２の駆動力を部分的に伝達する領域（広義の半クラッチ領域）のうち、車両１をスムーズに発進させるために、クラッチ装置５１を相対的に緩やかに係合させる領域（狭義の半クラッチ領域）（Ｃ２（％）〜Ｃ３（％））に相当する。
Further, when the vehicle starts on an uphill road, the
そうして、ＥＣＵ１０は、ペダル開度がＣ２（％）〜Ｃ３（％）の範囲では、ペダル位置の変化に対するクラッチ伝達トルクの変化割合を平坦路の場合と同じになるように、平坦路における各ペダル開度に応じた所定のクラッチ伝達トルクＴ1〜Ｔ2に、登坂路勾配に応じたトルクＴａをそれぞれ付加する。例えば、勾配角θ１の場合には、平坦路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）にトルクＴａ１（Ｎｍ）を付加したクラッチ伝達トルクＴ1θ１（Ｎｍ）と、平坦路におけるペダル開度がＣ３（％）に対応するクラッチ伝達トルクＴ2（Ｎｍ）に同じトルクＴａ１（Ｎｍ）を付加したクラッチ伝達トルクＴ2θ１（Ｎｍ）と、を結ぶことでクラッチ伝達トルク特性を設定する。また、勾配角θ２の場合には、平坦路における始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクＴ1（Ｎｍ）にトルクＴａ２（Ｎｍ）を付加したクラッチ伝達トルクＴ1θ２（Ｎｍ）と、平坦路におけるペダル開度がＣ３（％）に対応するクラッチ伝達トルクＴ2（Ｎｍ）に同じトルクＴａ２（Ｎｍ）を付加したクラッチ伝達トルクＴ2θ２（Ｎｍ）と、を結ぶことでクラッチ伝達トルク特性を設定する。
Then, when the pedal opening is in the range of C2 (%) to C3 (%), the
このように、ペダル開度がＣ２（％）〜Ｃ３（％）の範囲、すなわち狭義の半クラッチ領域では、平坦路におけるクラッチ伝達トルクに一律にトルクＴａが付加されるので、平坦路におけるクラッチ伝達トルク特性の勾配と、登坂路におけるクラッチ伝達トルク特性の勾配とが同じになる。これにより、運転者が平坦路における半クラッチ操作と同じ操作感覚で登坂路発進を行うことが可能となるので、ドライバビリティの低下を抑えることができる。 As described above, in the range where the pedal opening is in the range of C2 (%) to C3 (%), that is, in the half clutch region in a narrow sense, the torque Ta is uniformly added to the clutch transmission torque on the flat road, and thus the clutch transmission on the flat road is performed. The gradient of the torque characteristic is the same as the gradient of the clutch transmission torque characteristic on an uphill road. This allows the driver to start on an uphill road with the same operational feeling as a half-clutch operation on a flat road, so that a decrease in drivability can be suppressed.
なお、ペダル開度がＣ１（％）（クラッチ装置５１の係合開始位置）からペダル開度がＣ２（％）（始動ペダル位置）までの範囲は、ペダル開度がＣ１（％）でのクラッチ伝達トルク（＝０（Ｎｍ））と、始動ペダル位置でのクラッチ伝達トルクＴ1θ１，Ｔ1θ２と、を結ぶことでクラッチ伝達トルク特性を設定する。同様に、ペダル開度がＣ３（％）からＣ５（％）（クラッチ装置５１の完全係合位置）までの範囲は、ペダル開度がＣ３（％）でのクラッチ伝達トルクＴ2θ１，Ｔ2θ２と、ペダル開度がＣ５（％）での完全係合後のクラッチ伝達トルクと、を適宜結ぶことでクラッチ伝達トルク特性を設定する。 In the range from the pedal opening C1 (%) (the engagement start position of the clutch device 51) to the pedal opening C2 (%) (starting pedal position), the clutch with the pedal opening C1 (%) is used. A clutch transmission torque characteristic is set by connecting the transmission torque (= 0 (Nm)) and the clutch transmission torques T 1 θ1 and T 1 θ2 at the starting pedal position. Similarly, when the pedal opening is in a range from C3 (%) to C5 (%) (the fully engaged position of the clutch device 51), the clutch transmission torques T 2 θ1 and T 2 when the pedal opening is C3 (%). The clutch transmission torque characteristic is set by appropriately connecting θ2 and the clutch transmission torque after full engagement when the pedal opening is C5 (%).
また、登坂路の勾配が急になっても、始動ペダル位置ないし半クラッチ領域が、クラッチ伝達トルク特性の勾配が立つ完全係合側にずれないので、クラッチペダルコントロールが難しくなるのを抑えることができる。 Further, even if the gradient of the uphill road becomes steep, the starting pedal position or the half-clutch region does not shift to the fully engaged side where the gradient of the clutch transmission torque characteristic is steep, so that it is possible to suppress the difficulty of clutch pedal control. it can.
−フローチャート−
次に、ＥＣＵ１０によって実行される制御の大きな流れを図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
-Flow chart-
Next, a large flow of control executed by the
先ず、ステップＳ１では、ＥＣＵ１０が、車速センサ１４からの信号に基づいて取得した車速ｖが車速閾値ｖｔ未満であり、且つ、前後Ｇセンサ１５からの信号に基づいて算出した勾配角θが勾配閾値θｔを超えているか否かを判定する。このステップＳ１での判定がＮＯの場合、例えば、車両１が平坦路を走行している場合や、登坂路であっても車両１がある程度の速度以上で走行している場合には、本発明のクラッチ制御が適用される場面ではないので、そのままＥＮＤする。一方、ステップＳ１での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ２に進む。
First, in step S1, the vehicle speed v acquired by the
次のステップＳ２では、ＥＣＵ１０が、ブレーキセンサ１３からの信号に基づいてブレーキオンになったか否か、および、クラッチロアースイッチ１７がオンになったか否か、換言すると、車両１が登坂路で停車し、且つ、クラッチ装置５１が完全解放状態になったか否かを判定する。このステップＳ１での判定がＮＯの場合には、ステップＳ１に戻り、車速ｖが車速閾値ｖｔ未満であり、且つ、勾配角θが勾配閾値θｔを超えているか否かを再び判定する。一方、ステップＳ２での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ３に進む。
In the next step S2, the
次のステップＳ３では、ＥＣＵ１０が、前後Ｇセンサ１５によって検出される値Ｇに基づき、式（３）を用いて坂路保持力Ｒｆｓを算出するとともに、かかる坂路保持力Ｒｆｓに基づいて登坂路勾配に応じたトルクＴａを算出し、ペダル開度がＣ２（％）（始動ペダル位置）からＣ３（％）の範囲における平坦路のクラッチ伝達トルクＴ1〜Ｔ2に、トルクＴａを付加することで、クラッチ伝達トルク特性を変更して、ステップＳ４に進む。
In the next step S3, the
次のステップＳ４では、ＥＣＵ１０が、登坂路発進時に、ブレーキペダル９１からアクセルペダルに踏み替える間に車両１が後方にずり下がることを抑制するべく、ブレーキアクチュエータ９５を駆動制御してブレーキ圧を保持して、ステップＳ５に進む。
In the next step S4, the
次のステップＳ５では、ＥＣＵ１０が、変更したクラッチ伝達トルク特性に従ってクラッチ伝達トルクを発生させるべく、エンジン出力がクラッチ伝達トルクを上回るように、エンジン２の出力制御を行い、ステップＳ６に進む。
In the next step S5, the
次のステップＳ６では、ＥＣＵ１０が、クラッチロアースイッチ１７がオフになったか否か、換言すると、運転者によるクラッチ操作が開始したか否かを判定する。この判定は、肯定判定になるまで繰り返され、ステップＳ６での判定がＹＥＳになると、ステップＳ７に進む。
In the next step S6, the
次のステップＳ７では、ＥＣＵ１０が、ステップＳ３で設定されたクラッチ伝達トルク特性に基づいて、クラッチアクチュエータ５３へクラッチ係合指令信号を送信するとともに、ペダル開度がＣ２（％）（始動ペダル位置）になったときにブレーキ圧を解除して、ステップＳ８に進む。
In the next step S7, the
次のステップＳ８では、ＥＣＵ１０が、クラッチアッパースイッチ１６がオンになったか否か、換言すると、運転者によるクラッチ操作が終了したか否かを判定する。この判定は、肯定判定になるまで繰り返され、ステップＳ８での判定がＹＥＳになると、ＥＮＤする。
In the next step S8, the
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments, but can be embodied in various other forms without departing from its spirit or essential characteristics.
上記実施形態では、登坂路発進時にヒルスタートアシスト制御を行うことが可能な車両１に本発明を適用したが、これに限らず、ヒルスタートアシスト機能を有しない車両に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the present invention is applied to the
また、上記実施形態では、ガソリンエンジンを有する車両１に本発明を適用したが、これに限らず、ディーゼルエンジンを有する車両に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the present invention is applied to the
さらに、上記実施形態では、クラッチペダル７１の操作量を検出するクラッチペダルストロークセンサ１２とは別に、クラッチアッパースイッチ１６およびクラッチロアースイッチ１７を設けて、クラッチペダル７１のＯＮ／ＯＦＦを検出するようにしたが、これに限らず、例えば、クラッチペダル７１の操作量およびＯＮ／ＯＦＦをクラッチペダルストロークセンサ１２で検出するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the clutch
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 As described above, the above-described embodiment is merely an example in all aspects, and should not be construed as limiting. Furthermore, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
本発明によれば、登坂路発進時におけるクラッチペダルのコントロール性を向上させて、ドライバビリティの低下を抑えることができるので、クラッチバイワイヤシステムを備える車両の制御装置に適用して極めて有益である。 According to the present invention, the controllability of the clutch pedal at the time of starting on an uphill road can be improved, and the decrease in drivability can be suppressed. Therefore, the present invention is extremely useful when applied to a control device for a vehicle including a clutch-by-wire system.
１ 車両
２ エンジン
５ クラッチシステム
７ 駆動輪
１０ ＥＣＵ（制御装置）
５１ クラッチ装置
７１ クラッチペダル
51
Claims (1)
登坂路発進時に、平坦路においてクラッチペダルが完全解放側から完全係合側へ戻る過程で車両が動き始める始動ペダル位置に対応するクラッチ伝達トルクに、登坂路勾配に応じたトルクを付加するとともに、始動ペダル位置からの戻り方向での所定範囲では、ペダル位置の変化に対するクラッチ伝達トルクの変化割合を平坦路の場合と同じにすることを特徴とする車両の制御装置。 A control device for a vehicle including a clutch-by-wire system capable of electrically controlling engagement and disengagement of a clutch provided on a power transmission path between an engine and drive wheels based on operation of a clutch pedal by a driver. ,
At the start of the uphill road, a torque corresponding to the uphill gradient is added to the clutch transmission torque corresponding to the start pedal position at which the vehicle starts to move in the process of returning the clutch pedal from the completely released side to the fully engaged side on a flat road, A control device for a vehicle, wherein a change ratio of a clutch transmission torque with respect to a change in a pedal position in a predetermined range in a return direction from a start pedal position is the same as that on a flat road.
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