JP7211315B2 - ギヤ段制御装置、車両およびギヤ段制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、ギヤ段制御装置、車両およびギヤ段制御方法に関する。

従来、前方車両の速度に応じて、所定速度での走行から停止までの走行制御が実行されるオートクルーズ制御機能を有する車両が知られている。このような車両では、設定された速度、または、前方車両の速度に応じた速度になるように変速機構のギヤ段を選択したり、内燃機関等の駆動力源の回転数を決定し、車両の速度を調整する。

例えば、特許文献１では、車両がアイドリング状態でクリープ走行しているような場合でも、オートクルーズ制御を行う構成が開示されている。

また、トラック等の車両においては、変速機構における複数のギヤ段のうち、勾配や車両の重量に基づいて、最適なギヤ段を発進用ギヤ段として選択し、当該ギヤ段で発進するように制御される。

特開２００７－１９２０９８号公報

しかしながら、車両が徐行状態で前方車両を追従走行し続ける状況等、オートクルーズ制御中の車両の走行状況によっては、車両が停止、発進を繰り返す頻度が高くなり、ドライバビリティおよび運転者のフィーリングが悪化するおそれがあった。

本開示の目的は、ドライバビリティおよび運転者のフィーリングが悪化することを抑制することが可能なギヤ段制御装置、車両およびギヤ段制御方法を提供することである。

本開示に係るギヤ段制御装置は、
発進用ギヤ段として選択可能な複数のギヤ段で構成される変速機構を有する車両のギヤ段制御装置であって、
前記車両の重量および勾配の情報から、前記複数のギヤ段のうち、前記車両が発進するのに最適な第１ギヤ段を選択して、前記発進用ギヤ段として決定する決定部と、
オートクルーズ制御中の前記車両が停止する前における前記車両の走行状況に基づいて、前記発進用ギヤ段を、前記第１ギヤ段よりも変速比が大きい第２ギヤ段に前記第１ギヤ段から変更するか否かについて判定する判定部と、
を備え、
前記決定部は、前記判定部により前記第１ギヤ段から前記第２ギヤ段に変更すると判定された場合、前記第２ギヤ段を前記発進用ギヤ段として決定する。

本開示に係る車両は、
オートクルーズ制御機能を有する車両であって、
複数のギヤ段で構成される変速機構と、
上記のギヤ段制御装置と、
を備える。

本開示に係るギヤ段制御方法は、
発進用ギヤ段として選択可能な複数のギヤ段で構成される変速機構を有する車両のギヤ段制御方法であって、
前記車両の重量および勾配の情報から、前記複数のギヤ段のうち、前記車両が発進するのに最適な第１ギヤ段を選択して、前記発進用ギヤ段として決定し、
オートクルーズ制御中の前記車両が停止する前における前記車両の走行状況に基づいて、前記発進用ギヤ段を、前記第１ギヤ段よりも変速比が大きい第２ギヤ段に前記第１ギヤ段から変更するか否かについて判定し、
前記第１ギヤ段から前記第２ギヤ段に変更すると判定した場合、前記第２ギヤ段を前記発進用ギヤ段として決定する。

本開示によれば、ドライバビリティおよび運転者のフィーリングが悪化することを抑制することができる。

本開示の実施の形態に係るギヤ段制御装置が適用された車両を示す図である。 ギヤ段制御装置におけるギヤ段制御の動作例を示すフローチャートである。

以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本開示の実施の形態に係るギヤ段制御装置１００が適用された車両１を示す図である。

図１に示すように、車両１は、トラック等の大型車両である。車両１は、プロペラシャフト２と、ディファレンシャルギア３と、駆動輪４と、エンジン５と、トランスミッション６と、勾配検出部７と、ギヤ段制御装置１００とを有する。

エンジン５は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン５の動力は、図示しないクラッチを経由してトランスミッション６に伝達され、トランスミッション６に伝達された動力は、プロペラシャフト２およびディファレンシャルギア３を介して駆動輪４に伝達される。

トランスミッション６は、例えばＡＭＴ（Automated Manual Transmission）であり、複数の変速段を構成している。言い換えると、トランスミッション６は、変速機構６Ａを有する。

変速機構６Ａは、互いに変速比が異なる複数のギヤ段を有する。複数のギヤ段のうちの１つが選択されることで、車両１の速度が、選択されたギヤ段に対応する速度に設定される。

また、車両１は、前方車両の速度に応じて、所定速度で走行から停止までの走行制御が実行されるオートクルーズ制御機能を有する。車両１のオートクルーズ制御中において、変速機構６Ａでは、前方車両の速度に応じた速度になるようにギヤ段が選択される。

また、オートクルーズ制御中の車両１が停止した後、発進の際に、変速機構６Ａでは、後述する決定部１１０により、複数のギヤ段のうち最適なギヤ段を発進用ギヤ段として決定される。

勾配検出部７は、車両１が停止する路面の勾配情報を検出する公知の勾配センサである。

ギヤ段制御装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えている。ギヤ段制御装置１００は、予め設定されたプログラムに基づいて、変速機構６Ａにおけるギヤ段を制御するように構成されている。ギヤ段制御装置１００は、決定部１１０と、判定部１２０とを有する。

決定部１１０は、複数のギヤ段のうち、車両１が発進するのに最適な第１ギヤ段を発進用ギヤ段として決定する。変速機構６Ａにおける複数のギヤ段のうち、所定数のギヤ段は、発進用ギヤ段として選択される。発進用ギヤ段としては、比較的変速比が大きいギヤ段が選択される。所定数は、任意に設定可能な数であり、例えば、９個である。なお、複数のギヤ段は、１０個以上等、所定数よりも多い数のギヤ段である。

９個のギヤ段は、複数のギヤ段において変速比が大きい順に選択されたギヤ段である。本実施の形態では、当該９個のギヤ段を、変速比が大きい順に、１速ギヤ、２速ギヤ、３速ギヤ、４速ギヤ、５速ギヤ、６速ギヤ、７速ギヤ、８速ギヤ、９速ギヤと称することとする。

なお、発進用ギヤ段は、車両１の重量および勾配の情報から最適なギヤ段が選択されるが、本実施の形態では、エンジン５がアイドリング状態のような低回転数の状態で車両１を発進させる場合、デフォルトで９速ギヤが発進用ギヤ段として決定されることとする。

判定部１２０は、オートクルーズ制御中の車両１が停止する前における車両１の走行状況に基づいて、発進用ギヤ段を、第１ギヤ段よりも変速比が大きい第２ギヤ段に第１ギヤ段から変更するか否かについて判定する。

例えば、オートクルーズ制御中の車両１の走行状況が、車両１が渋滞道路を走行している状況等、徐行状態で前方車両に追従走行している状況である場合、前方車両が頻繁に停止する、または、低速で走行しているため、車両１が前方車両に起因して停止する。徐行状態における車両１の速度は、車両１がすぐに停止できるような速度であり、道路の状況等に応じた適宜な速度である。

この場合、車両１は、運転者のスイッチまたはアクセルの操作によって、発進し、再度オートクルーズ制御による走行を再開する。この際、車両１は、クリープ走行のようなアイドリング状態で発進するが、上記のように、変速機構６Ａにおいて９速ギヤ（第１ギヤ）が発進用ギヤ段として決定される。

しかし、渋滞中等においては前方車両も徐行状態で走行しており、場合によっては、すぐに停止する。そのため、９速ギヤにより、車両１が発進しても、すぐに停止する可能性があり、ひいては停止および発進を繰り返す可能性がある。

この場合、判定部１２０は、発進用ギヤ段を、第１ギヤ段より変速比が大きい第２ギヤ段に第１ギヤ段から変更すると判定する。

決定部１１０は、判定部１２０により、第１ギヤ段から第２ギヤ段に変更すると判定された場合、第２ギヤ段を発進ギヤ段として決定する。

これにより、９速ギヤより低速となる、例えば８速ギヤ（第２ギヤ段）が発進ギヤとして決定され、より低速な状態で車両１が発進する。その結果、前方車両に追いつきにくくなり、ひいては車両１における発進停止の繰り返しを抑制することができる。

また、車両１の走行状況は、例えば、車速センサ等から取得可能な、車両１が低速状態のまま、連続で走行した時間の情報や、外部から受信可能な渋滞の情報等によって判定される。

例えば、判定部１２０は、速度の情報や渋滞の情報を取得することで、車両１の走行状況が渋滞道路を走行中であるか否かについて判定する。判定部１２０は、渋滞道路を走行中であると判定した場合、上記の、発進用ギヤ段を切り替える制御を行う。このようにすることで、車両１の走行状況によって、発進用ギヤ段を変更するか否かについて容易に判定することができる。

以上のように構成されたギヤ段制御装置１００におけるギヤ段制御の動作例について説明する。図２は、ギヤ段制御装置１００におけるギヤ段制御の動作例を示すフローチャートである。図２における処理は、例えば、オートクルーズ制御中の車両１が停止し、発進の合図となる信号を取得した際に適宜実行される。

図２に示すように、ギヤ段制御装置１００は、車両１が渋滞道路を走行中であるか否かについて判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、車両１が渋滞道路を走行中である場合（ステップＳ１０１、ＹＥＳ）、ギヤ段制御装置１００は、第１ギヤ段から第２ギヤ段に切り替えると判定する（ステップＳ１０２）。

一方、車両１が渋滞道路を走行中ではないと判定した場合（ステップＳ１０１、ＮＯ）、ギヤ段制御装置１００は、第１ギヤ段から第２ギヤ段に切り替えないと判定する（ステップＳ１０３）。

ステップＳ１０２またはステップＳ１０３の後、ギヤ段制御装置１００は、発進用ギヤ段を決定する（ステップＳ１０４）。

具体的には、ステップＳ１０２の後である場合、ギヤ段制御装置１００は、第２ギヤ段を発進用ギヤ段として決定する。ステップＳ１０３の後である場合、ギヤ段制御装置１００は、第１ギヤ段を発進用ギヤ段として決定する。ステップＳ１０４の後、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、オートクルーズ制御中の車両１が停止した後、発進し、すぐに停止するような、発進停止の繰り返しを抑制することができる。その結果、ドライバビリティおよび運転者のフィーリングが悪化することを抑制することができる。

なお、上記実施の形態によれば、判定部１２０が車両１の走行状況に基づいて、発進用ギヤ段を、第１ギヤ段から第２ギヤ段に切り替えるか否かについて判定していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、判定部１２０は、第２ギヤ段が最適であるか否かについて判定しても良い。

具体的には、判定部１２０は、第１ギヤ段から第２ギヤ段に変更すると判定した後、第２ギヤ段に基づく車両１の速度に関するパラメータに基づいて、第２ギヤ段が最適であるか否かについて判定する。

車両１の速度に関するパラメータは、車両１の速度の情報、エンジン５の回転数等、車両１の速度に関連する情報であれば、どのような情報であっても良い。

ギヤ段における車両１の速度は、例えば以下の式（１）によって算出可能である。

Ｖ＝（エンジン回転数／（ギヤ段の変速比×ファイナル比））×駆動輪の径×２π×６０／１０００・・・（１）

算出された第２ギヤ段の速度が第１閾値速度以上である場合、判定部１２０は、第２ギヤ段が最適ではないと判定する。第１閾値速度は、車両１の速度が十分に低速となるような適宜な速度に設定可能である。

そして、判定部１２０は、第２ギヤ段が最適ではないと判定した場合、発進用ギヤ段を、第２ギヤ段とは異なる第３ギヤ段に変更する。第３ギヤ段は、例えば、第２ギヤ段よりも変速比が大きいギヤ段である。

例えば、発進用ギヤ段を、デフォルトの９速ギヤから８速ギヤに変更すると判定された場合において、前方車両と車両１との車間の関係や前方車両の速度等によっては、８速ギヤで車両１を発進させると、すぐに前方車両に車両１が追いついてしまう可能性がある。

そのため、第１閾値速度を超えないような速度で発進できるようなギヤ段を発進用ギヤ段に確実に切り替え可能にすることで、オートクルーズ制御中の車両１の発進停止の繰り返しをさらに抑制することができる。その結果、ドライバビリティおよび運転者のフィーリングが悪化することをさらに抑制することができる。

なお、判定部１２０は、記憶装置等にギヤ段と速度情報とを対応付けたテーブルを参照して、速度の情報を取得しても良いし、その都度、速度を算出しても良い。

また、判定部１２０は、第３ギヤ段における速度が第１閾値速度以上であるかについて比較して、第３ギヤ段が最適であるか否かについて判定しても良い。そして、判定部１２０は、第１閾値速度未満となる第３ギヤ段に到達するまで、上記の判定を繰り返し行っても良い。

ところで、必要以上に低速のギヤ段に変更して車両１を発進させた場合、車両１の速度が遅くなり過ぎてしまう可能性がある。

そのため、判定部１２０は、第１ギヤ段から第２ギヤ段に変更すると判定した後、第２ギヤ段に基づく車両の速度が第２閾値速度以下である場合、発進用ギヤ段を第４ギヤ段に変更しても良い。第４ギヤ段は、第１ギヤ段よりも変速比が大きく、かつ、第２ギヤ段よりも変速比が小さいギヤ段である。第２閾値速度は、本開示の「閾値速度」に対応する。

例えば、９速ギヤ（第１ギヤ段）を、６速ギヤ（第２ギヤ段）に変更すると判定部１２０が判定した場合、６速ギヤにおける発進速度であると、車両１と前方車両との車間が開き過ぎてしまうようなことが発生し得る。そのため、このような場合において、判定部１２０が６速ギヤより変速比が小さい７速ギヤ（第４ギヤ段）に変更する。

こうすることで、車両１をより最適な速度により発進させることができる。

なお、第２閾値速度は、車両１の速度が十分に低速となるような適宜な速度に設定可能である。また、車両１が渋滞状態を抜ける手前であることが、地図情報等の外部情報より判定可能であれば、第２閾値速度を比較的速い速度に設定した上で、判定部１２０が第４ギヤ段に変更する制御を行っても良い。

また、上記実施の形態では、ギヤ段制御装置１００が車両１に設けられていたが、本開示はこれに限定されず、車両１の外部に設けられていても良い。この場合、ギヤ段制御装置１００は、オートクルーズ制御中の車両１が停止する前における車両１の走行状況の情報を車両１から取得する。そして、当該情報に基づいて、決定部１１０および判定部１２０が、それぞれの処理を行い、決定部１１０は、発進用ギヤ段の決定結果を車両１に送信する。

車両１は、当該決定結果を受信したら、その決定結果に基づくギヤ段を発進用ギヤ段として設定する。このようにしても、車両１の発進停止の繰り返しに起因したドライバビリティおよび運転者のフィーリングの悪化を抑制することができる。

また、上記実施の形態では、最適な第１ギヤ段が９速ギヤであったが、本開示はこれに限定されず、勾配情報や車重に応じて決定されたギヤ段であっても良い。また、トランスミッション６は、ＡＭＴ以外のトランスミッション、例えばＤＣＴ（Dual Clutch Transmission）やＡＴ（Automatic Transmission）であってもよい。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示のギヤ段制御装置は、車両をより最適な発進加速度で発進させることが可能なギヤ段制御装置、車両およびギヤ段制御方法として有用である。

１ 車両
２ プロペラシャフト
３ ディファレンシャルギア
４ 駆動輪
５ エンジン
６ トランスミッション
６Ａ 変速機構
７ 勾配検出部
１００ ギヤ段制御装置
１１０ 決定部
１２０ 判定部

Claims (8)

1. 発進用ギヤ段として選択可能な複数のギヤ段で構成される変速機構を有する車両のギヤ段制御装置であって、
   前記車両の重量および勾配の情報から、前記複数のギヤ段のうち、前記車両が発進するのに最適な第１ギヤ段を選択して、前記発進用ギヤ段として決定する決定部と、
   オートクルーズ制御中の前記車両が停止する前における前記車両の走行状況に基づいて、前記発進用ギヤ段を、前記第１ギヤ段よりも変速比が大きい第２ギヤ段に前記第１ギヤ段から変更するか否かについて判定する判定部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記判定部により前記第１ギヤ段から前記第２ギヤ段に変更すると判定された場合、前記第２ギヤ段を前記発進用ギヤ段として決定する、
   ギヤ段制御装置。
2. 前記走行状況は、前記車両が徐行状態で前方車両を追従走行している状況である、
   請求項１に記載のギヤ段制御装置。
3. 前記走行状況は、前記車両が渋滞道路を走行している状況である、
   請求項２に記載のギヤ段制御装置。
4. 前記判定部は、
   前記第１ギヤ段から前記第２ギヤ段に変更すると判定した後、前記第２ギヤ段に基づく前記車両の速度に関するパラメータに基づいて、前記第２ギヤ段が最適であるか否かについて判定し、
   前記第２ギヤ段が最適ではないと判定した場合、前記発進用ギヤ段を前記第２ギヤ段とは異なる第３ギヤ段に変更する、
   請求項１～３の何れか１項に記載のギヤ段制御装置。
5. 前記判定部は、
   前記第１ギヤ段から前記第２ギヤ段に変更すると判定した後、前記第２ギヤ段に基づく前記車両の速度が閾値速度より遅い場合、前記発進用ギヤ段を、前記第１ギヤ段よりも変速比が大きく、かつ、前記第２ギヤ段よりも変速比が小さい第４ギヤ段に変更する、
   請求項１～４の何れか１項に記載のギヤ段制御装置。
6. 前記決定部は、前記発進用ギヤ段の決定結果を前記車両に送信する、
   請求項１～５の何れか１項に記載のギヤ段制御装置。
7. オートクルーズ制御機能を有する車両であって、
   複数のギヤ段で構成される変速機構と、
   請求項１～５の何れか１項に記載のギヤ段制御装置と、
   を備える車両。
8. 発進用ギヤ段として選択可能な複数のギヤ段で構成される変速機構を有する車両のギヤ段制御方法であって、
   前記車両の重量および勾配の情報から、前記複数のギヤ段のうち、前記車両が発進するのに最適な第１ギヤ段を選択して、前記発進用ギヤ段として決定し、
   オートクルーズ制御中の前記車両が停止する前における前記車両の走行状況に基づいて、前記発進用ギヤ段を、前記第１ギヤ段よりも変速比が大きい第２ギヤ段に前記第１ギヤ段から変更するか否かについて判定し、
   前記第１ギヤ段から前記第２ギヤ段に変更すると判定した場合、前記第２ギヤ段を前記発進用ギヤ段として決定する、
   ギヤ段制御方法。

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