JP6733342B2

JP6733342B2 - 車両制御装置

Info

Publication number: JP6733342B2
Application number: JP2016120757A
Authority: JP
Inventors: 修久奥田
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-06-17
Also published as: JP2017223325A

Description

本発明は、シフト操作時に車両を制御する車両制御装置に関する。

従来、シフトレバーを操作して機械的にトランスミッションのギア段を変更する代わりに、電気的に制御されるアクチュエータによりギア段を変更する技術が知られている。特許文献１には、トランスミッションの同期装置においてアクチュエータを制御してスリーブの軸方向荷重の精度を高める技術が開示されている。

特開２００２−４８２２５号公報

ところで、上記のような電子信号式のシフト操作を行う場合には、車両の速度が速すぎる場合、シフト操作をしようとしても運転者の意思に反してギア段が変更されないことがある。
運転者が電子信号式のシフト操作に不慣れである場合、エンジンブレーキを利用するためにシフト操作をしたにもかかわらず、意に反してギア段が変更されない事態がおこると、運転者が混乱してしまうことがあり得る。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、運転者の意思に即したシフト操作を完了できる技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、車両の速度を計測する速度計測部と、トランスミッションのギア段をシフトさせる指示を受け付けるシフト操作受付部と、前記シフト操作受付部が前記指示を受け付けた際に、前記ギア段をシフトさせる変速部と、前記ギア段のシフトが完了した場合におけるエンジンの回転数を特定する回転数特定部と、前記回転数特定部が特定した前記エンジンの回転数が予め設定された許容できる回転数を超える場合に、前記車両を減速させる制御をする車速制御部と、を備える車両制御装置を提供する。

前記車両制御装置は、前記エンジンの実回転数を取得する回転数取得部を更に備え、前記車速制御部は、前記エンジンの実回転数が前記予め設定された許容できる回転数を上回らないように、クラッチの接続状態を調節して前記車両を減速させる制御をしてもよい。

前記車速制御部は、車輪を制動することによって、前記車両を減速させる制御をしてもよい。

前記車両制御装置は、前記回転数特定部が特定した前記エンジンの回転数が予め設定された許容できる回転数でない場合に、運転者に通知する通知部を更に備えてもよい。

本発明によれば、運転者の意思に即したシフト操作を完了できるという効果を奏する。

実施の形態に係る車両制御装置を説明するための図である。車両制御装置の構成を示す図である。車速制御部が車両を減速させる様子を説明するための図である。車両制御装置の動作を説明するフローチャートである。

＜概要＞
図１は、実施の形態に係る車両制御装置を説明するための図である。図１には、車両Ｔが坂道を下る様子が描かれている。車両Ｔは、例えば、車両総重量が１０ｔ以上の大型トラックである。このような大型トラックが坂道を下る場合、車重や積載している荷物の重さによって車両Ｔが加速してしまうため、車両Ｔを減速させるためには大きな制動力を必要とする。そのため、運転者は、例えば、車両Ｔの速度を減少させようとする場合、フットブレーキのみに頼らず、ギア段をシフトダウンしてエンジンブレーキを利用することによっても車両Ｔを制動させようとする。

ところで、電磁エア式の変速機構によってギア段をシフトさせる変速装置が搭載された車両の場合、エンジンの回転速度の超過を防ぐため、各ギア段にはシフトダウンが可能な車両速度に範囲が生じる。そのため、車両速度が速すぎる場合、シフトダウンをしようとする運転者の意思に反して、ギア段がシフトダウンを受付しないことがある。その結果、上記変速装置に不慣れな運転者は、エンジンブレーキをかけようとしたものの、ギア段が変更されないことに気を取られ混乱してしまうこともあり得る。

実施の形態に係る車両制御装置が搭載された車両Ｔは、運転者からギア段をシフトさせる指示を受け付けた場合、車両Ｔの速度に関係なくトランスミッションのギア段へのシフト操作は受付ける。車両Ｔは、ギア段をシフト後にクラッチを完全に接続した場合のエンジンの回転数を特定する。当該エンジンの回転数がいわゆるレブリミットを超える場合、車両Ｔは、十分に減速した後クラッチを完全に接続させる。以下に、図２を参照しながら車両制御装置の構成について説明する。

［車両制御装置の構成］
図２は、車両制御装置１の構成を示す図である。車両制御装置１は、記憶部２と制御部３とを有する。

記憶部２は、例えば、制御部３が実行するプログラムが記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）とデータを一時的に保管するＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。

ＲＯＭには、車両Ｔの速度とギア段とエンジンの回転数とが関連付けられたマップが記録されている。また、ＲＯＭには、各ギア段にシフト可能な車両Ｔの速度の範囲と、許容できるエンジンの回転数、即ち、レブリミットとが記録されている。レブリミットは、例えば、２３００ｒｐｍである。ＲＡＭには、例えば、車両Ｔの速度、ギア段のシフトダウンが完了した場合におけるエンジンの回転数等が記録される。ここで、ギア段のシフトを完了させるとは、トランスミッションを目的のギア段に変更した後、クラッチを完全に接続することを意味する。

制御部３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部３は、記憶部２に記録されたプログラムを実行することによって、速度計測部４、回転数取得部５、シフト操作受付部６、変速部７、回転数特定部８、車速制御部９及び通知部１０として機能する。

速度計測部４は、例えば、図示しない車速センサと接続され、上記車速センサを用いて車両Ｔの速度を計測する。速度計測部４は、後述する回転数特定部８に車両Ｔの速度を通知する。

回転数取得部５は、例えば、エンジンＥに取り付けられた図示しないエンジン回転センサと接続され、上記エンジン回転センサからエンジンＥの実回転数を取得する。回転数取得部５は、後述する車速制御部９にエンジンの回転数を通知する。

シフト操作受付部６は、運転者がシフトレバー１１を操作した際に、トランスミッション１２のギア段をシフトさせる指示を受け付ける。言い換えると、シフト操作受付部６は、運転者がシフトレバー１１を操作した際に、トランスミッション１２に反映したいギア段の情報を受け付ける。具体的には、シフト操作受付部６は、運転者がシフトレバー１１を操作した際に送信されるギア段の変更を指示する電子信号を受信する。シフト操作受付部６は、ギア段をシフトさせる指示を受け付けると、変速部７にギア段をシフトさせる指示を出す。また、シフト操作受付部６は、ギア段をシフトさせる指示を受け付けると、どのギア段への変更指示が出されているのかを回転数特定部８に通知する。

変速部７は、シフト操作受付部６が上記指示を受け付けた際に、トランスミッション１２のギア段をシフトさせる。具体的には、回転数取得部５が、アクチュエータに指示を出し目的のギアに固定する。なお、変速部７がギア段をシフトさせるときは、回転数特定部８がエンジンＥの回転数がレブリミットを超えないことを特定するまで、クラッチ１３を完全には接続しない。

回転数特定部８は、シフト操作受付部６からどのギア段にシフトするか通知されると、ギア段のシフトが完了した場合におけるエンジンＥの回転数を特定する。具体的には、回転数特定部８は、速度計測部４から車両Ｔの速度を取得し、記憶部２に記録されたマップを参照することによって、ギア段のシフトが完了した場合におけるエンジンＥの回転数を特定する。上述したように、上記マップには、車両Ｔの速度とギア段とに対応するエンジンの回転数が記録されている。

回転数特定部８は、特定したエンジンＥの回転数がレブリミットを超えている場合、車速制御部９に車両Ｔを減速させるように通知する。また、回転数特定部８は、特定したエンジンＥの回転数がレブリミットを超えていた場合、通知部１０に通知する。

車速制御部９は、回転数特定部８が特定したエンジンＥの回転数が予め設定された許容できる回転数を超える場合に、車両Ｔを減速させる制御をする。回転数特定部８から車両Ｔを減速させるように通知を受けると、クラッチ１３及び車輪を制動するブレーキ１４を制御して車両Ｔを減速させる。以下に、図３を参照しながら、車速制御部９が車両Ｔを減速させる方法について説明する。なお、クラッチ１３を使用して車両Ｔを減速させるとは、クラッチ１３を接続して車両Ｔにエンジンブレーキをかけることを意味する。エンジンブレーキの強さは、クラッチ１３の接続状態に応じて変える。

［車両Ｔの減速方法］
図３は、車速制御部９が車両Ｔを減速させる様子を説明するための図である。図３（ａ）には、車両Ｔの速度が時間の経過と共に変化する様子が描かれている。図３（ａ）中に記載された許容速度とは、レブリミットに対応する速度である。つまり、車両Ｔの速度が許容速度以下であれば、ギア段をシフトした後のエンジンＥの回転数がレブリミットを超えることはない。許容速度は、ギア段毎に決定される。図３（ｂ）は、クラッチの接続状態を示した図である。図３（ｃ）は、ブレーキ１４のＯＮ／ＯＦＦ信号の時間的変化を示した図である。

車速制御部９は、エンジンＥの実回転数が予め設定された許容できる回転数を上回らないように、クラッチの接続状態を調節して車両Ｔを減速させる制御をする。またこの時車速制御部９は、車輪の制動を併用することによって、車両Ｔを減速させる制御をする。

図３に示した例では、車速制御部９は、車両Ｔを減速させる指示を受けた時点ｔ０で、ブレーキ１４の信号をＯＮにし、車輪の制動を開始する。車速制御部９は、車両Ｔの速度が落ちた時刻ｔ１においてクラッチ１３の接続を開始する。車速制御部９は、クラッチ１３とブレーキ１４とを併用して車両Ｔの減速度を大きくし、車両Ｔの速度が許容速度を下回った時刻ｔ２において、クラッチ１３を完全に接続し、ブレーキ１４の使用を止める。クラッチ１３は、車両Ｔの速度が許容速度を下回ると同時に完全に接続してもよく、車両Ｔの速度が許容速度を十分に下回ってから完全に接続してもよい。なお、車速制御部９は、回転数取得部５が取得したエンジンＥの回転数と記憶部２に記録されたマップとを参照して、車両Ｔの速度が許容速度を下回ったか否かを判定する。

なお、車輪は、例えば、プリチャージ機能付き真空式倍力制動装置において油圧を発生させる電子信号を送信することによって制動する。また、クラッチの接続状態は、例えば、アクチュエータに信号を送信することによって、クラッチを完全に切断した状態からクラッチを完全に接続した状態まで変化させる。

通知部１０は、回転数特定部８が特定したエンジンＥの回転数が予め設定された許容できる回転数でない場合に、運転者に通知する。具体的には、通知部１０は、ギア段のシフトを完了させた後のエンジンＥの回転数がレブリミットを超える場合、ダッシュボードに備えられた警告灯を点滅させる、警報を鳴らす、ハンドルを振動させるといった手段で運転者に通知する。以下に、図４を参照しながら、車両制御装置１がギア段をシフトさせる指示を受け付けてからシフト操作を完了させるまでの処理について説明する。

図４は、車両制御装置１の動作を説明するフローチャートである。先ず、シフト操作受付部６がギア段をシフトさせる指示を受け付ける（Ｓ４１）。続いて、変速部７が、シフト操作受付部６からの通知を受けて、トランスミッション１２のギア段をシフトさせる（Ｓ４２）。つまり、変速部７が、シフトノブのギア段操作を受け入れる。続いて、回転数特定部８が、シフト操作受付部６からの通知を受けて、エンジンの回転数は許容範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４３）。

エンジンの回転数が許容範囲内でない場合（Ｓ４３においてＮＯ）、車速制御部９は、車輪を制動して車両Ｔを減速させる（Ｓ４４）。また、車速制御部９は、クラッチ１３の接続状態を調節して車両Ｔを減速させる（Ｓ４５）。続いて、車速制御部９は、車両Ｔの速度がギア段のシフトを許容できる範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４６）。

車両Ｔの速度がギア段のシフトを許容できる範囲内でない場合（Ｓ４６においてＮＯ）、車両制御装置１は、Ｓ４４に戻る。車両Ｔの速度がギア段のシフトを許容できる範囲内である場合（Ｓ４６においてＹＥＳ）、車速制御部９がクラッチを完全に接続して（Ｓ４７）、車両制御装置１は処理を終了する。

エンジンの回転数が許容範囲内である場合（Ｓ４３においてＹＥＳ）、車速制御部９がクラッチを完全に接続して（Ｓ４７）、車両制御装置１は処理を終了する。

［車両制御装置１が奏する効果］
上記のとおり、実施の形態に係る車両制御装置１は、ギア段をシフトさせる指示を受け付けた際に、車両Ｔの速度が許容速度を上回っていてもギア段をシフトさせ、クラッチ１３及びブレーキ１４を使用して車両Ｔを制動する。つまり、車両制御装置１は、車両Ｔの速度が許容速度を上回っていてもドライバーのシフト操作を受け入れる。このため、運転者の意思に反して、トランスミッション１２がシフトダウンされずに車両Ｔが減速しないことを防ぐことができる。つまり、シフト操作を受付ける機構部がドライバーの意図を拒否して車両Ｔが減速しないことを防ぐことができる。また運転者を混乱させる要因を排除しその後の操作を冷静に継続させる効果も期待できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

＜変形例１＞
実施の形態の説明では、車速制御部９は、車両Ｔの速度が許容速度を超えている場合、クラッチ１３及びブレーキ１４の双方を使用して車両Ｔを減速させた。車速制御部９は、クラッチ１３及びブレーキ１４のどちらか一方のみを使用して、車両Ｔの速度を許容速度よりも低くし、ギア段のシフトを完了させてもよい。

＜変形例２＞
車速制御部９は、回転数特定部８が特定するエンジンＥの回転数が、予め設定された許容できる回転数よりも大きい所定の回転数と比較して更に大きい場合、クラッチ１３とブレーキ１４とを併用して車両Ｔを減速させてもよい。所定の回転数は、例えば、クラッチ１３のみを使用して車両Ｔを減速させた場合に、クラッチ１３の摩耗が激しくなることを抑制するために設定される回転数である。一例として、所定の回転数は２８００ｒｐｍである。このようにすると、クラッチ１３の摩耗が著しくなるのを抑制することができる。

＜変形例３＞
車速制御部９は、回転数特定部８が特定するエンジンＥの回転数が所定の回転数よりも大きい場合、先ずブレーキ１４を使用して車両Ｔを減速させてから、続いてクラッチ１３を接続してエンジンブレーキを使用し車両Ｔを減速させてもよい。一例として、所定の回転数は２８００ｒｐｍである。このようにすると、クラッチ１３の摩耗が著しくなるのを抑制することができる。

Ｔ・・・車両
Ｅ・・・エンジン
１・・・車両制御装置
２・・・記憶部
３・・・制御部
４・・・速度計測部
５・・・回転数取得部
６・・・シフト操作受付部
７・・・変速部
８・・・回転数特定部
９・・・車速制御部
１０・・・通知部
１１・・・シフトレバー
１２・・・トランスミッション
１３・・・クラッチ
１４・・・ブレーキ

Claims

車両の速度を計測する速度計測部と、
トランスミッションのギア段をシフトさせる指示を受け付けるシフト操作受付部と、
前記シフト操作受付部が前記指示を受け付けた際に、前記ギア段をシフトさせる変速部と、
前記ギア段の変更が完了した場合におけるエンジンの回転数を特定する回転数特定部と、
前記回転数特定部が特定した前記エンジンの回転数が予め設定された許容できる回転数を超える場合に、前記車両の車輪を制動するブレーキを制御することで前記車両を減速させている間に前記車両のクラッチの接続を開始し、前記車両をさらに減速させて前記エンジンの回転数が前記ギア段のシフトが許容できる範囲内の回転数になった時点で、前記クラッチを完全に接続する車速制御部と、
を備える車両制御装置。
前記回転数特定部が特定した前記エンジンの回転数が前記ギア段のシフトが許容できる範囲内の回転数でない場合に、運転者に通知する通知部を更に備える、
請求項１に記載の車両制御装置。