JPWO2017056729A1 - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態1に係る車両制御装置(コントローラ)111を備えた車両100の構成を示す図である。車両100にはエンジン101が搭載されている。エンジン101が発生させた駆動力は、変速機102を経て、ディファレンシャル機構103を介して連結された車輪104に伝達され、これにより車両100を走行させる。車両100を減速させるため、車輪104にはブレーキ機構115が備えられている。ブレーキ機構115内のブレーキパッドの押し当て量によって制動力が変化し、車両100の速度を調整する。
コントローラ111は、クラッチ機構119が開放されているかそれとも締結されているかを判定する。具体的には、(a)油圧センサを用いてクラッチ機構119の締結圧を測定する、(b)変速機出力回転数センサ123と車速との間の回転数の差が生じている場合はクラッチが開放状態と判定する、などの手法を用いてクラッチ機構119の状態を判定する。クラッチ機構119が開放状態と判定されたときはS202に進み、クラッチ機構119が締結状態と判定されたときは本フローチャートを終了する。
コントローラ111は、車速センサ114が検出する車速と、アクセルペダル踏み込み量センサ112が検出するアクセル開度とに応じて、目標駆動力Ftを算出する。本ステップの詳細については後述の図3を用いて改めて説明する。
コントローラ111は、目標エンジン出力Pt_eを下記式(1)にしたがって算出する。同式において、Ftは目標駆動力、Mは車両重量、Cdは空気抵抗係数、Sは車両の前面投影面積、Vは車両速度、μは転がり抵抗係数、gは重力加速度、θは路面勾配を表している。
コントローラ111は、目標エンジン出力に基づき目標エンジン回転数を演算する。本ステップの詳細については後述の図4〜図5を用いて説明する。
コントローラ111は、目標エンジン出力、車速、アクセル開度、変速機出力回転数に基づき、目標変速比を算出する。本ステップの詳細については後述の図6を用いて説明する。
コントローラ111は、実際の変速比が目標変速比に到達したか否かを判定する。目標変速比が実際の変速比と異なる場合はS207へ進み、目標変速比が実際の変速比と同じに至っている場合はS210へ進む。本ステップは、エンジン回転数を制御する前にまず変速比を制御することにより、エンジン効率のよい動作点においてエンジンを駆動するためのものである。
コントローラ111は、エンジン回転数センサ121の検出結果に基づき、エンジン101が停止状態であるか否かを判定する。具体的には、エンジン101に対する燃料供給がカットされている状態から再び燃料を供給する状態に移行することにより、エンジンアイドリングを再開することができる最小エンジン回転数(400〜500r/min)に至っている場合、エンジン101が稼働していると判定する。それ以外はエンジン101が停止していると判定する。エンジン101が停止している場合はステップS208へ進み、それ以外であればステップS209へスキップする。
コントローラ111は、エンジン始動装置によってエンジン回転数が所定回転数になるまでクランキングし、所定条件が成立した後に燃料供給および点火を実施する。これにより、エンジン101を上述のアイドリング回転数以上に復帰させる。
コントローラ111は、変速機構118に対して所定の油圧を供給することにより、目標変速比となるように変速機構118を制御する。
コントローラ111は、実際の変速比が目標変速比に到達した後、エンジン回転数を変速機入力回転数まで上昇させるように、スロットルや点火時期などを制御する。
ステップS208において、実際の変速比が目標変速比に到達してからステップS210へ進むと、エンジン回転数を制御するタイミングが遅れて加速遅れにつながる可能性がある。そこで例えば、実際の変速比が目標変速比に到達する時間が所定値以内になったことを適当な手段により検出し、そのタイミングでステップS208からS210へ進んでもよい。
コントローラ111は、エンジン回転数と変速機入力回転数が同期(すなわち、エンジン回転数と変速機入力回転数との間の差が所定値以下になった)したか否かを判定する。同期した場合はステップS212へ進み、同期していない場合は本フローチャートを終了する。
コントローラ111は、クラッチ機構119に対して所定の油圧を徐々に供給することにより、クラッチを滑らかに締結する。
本実施形態1に係るコントローラ111は、エンジン回転数を上げる前に変速比を目標変速比まで制御し、その後にエンジン回転数を制御した上でクラッチを締結する。これにより、エンジン効率の高い回転数においてエンジン101を駆動させ、燃費を向上させることができる。
本発明の実施形態2では、あらかじめ設定された車速幅内においてセーリングストップと加速を繰り返す自動加減速制御に対して実施形態1で説明した制御手法を適用する例について説明する。車両100とその構成要素については実施形態1と同様であるため、以下では主に差異点について説明する。
コントローラ111は、ステップS201の後に本ステップを実施する。コントローラ111は、クラッチ開放状態で走行している時点において、次に車両100を再加速開始するまでの時間Taを推定する。まず、クラッチ開放状態における車両加速度αsを下記式(2)にしたがって算出する。
コントローラ111は、再加速までの時間Taが所定値以内であればステップS903へ進み、それ以外であれば本フローチャートを終了することによってセーリングストップを継続する。Taと比較する所定値は、例えばエンジン始動時間Teと変速機102の変速遅れ時間Ttを加算した値とする。あるいは、TeとTtのいずれか大きい方を所定値としてもよい。エンジン始動時間Teは、例えばエンジンをクランキングしてエンジン回転数がアイドリング回転数よりも大きな値に至るまでの時間とする。
コントローラ111は、ステップS202で説明した処理に加えて以下の処理を実施する。コントローラ111は、上限車速と実際の車速との間の車速差を算出し、この車速差が大きいほど目標加速度αtを大きく設定する。目標加速度αtの最大値は、法規等によって規制された値とする。コントローラ111は、自動加減速制御の加速時の目標駆動力Faを、下記式(4)にしたがって算出する。式(4)において、αtは自動加減速時に
目標加速度、Mは車両重量を表す。コントローラ111は、算出した目標駆動力FaとステップS202にしたがって算出した目標駆動力Ftを比較し、大きい方を目標駆動力として採用する。ステップS203以降においては、最終的に採用することとした目標駆動力を用いる。
図11は、本発明の実施形態3に係るコントローラ111を備えた車両100の構成を示す図である。本実施形態3において、車両100は実施形態1で説明した構成に加えて前方状況認識センサ1101を備える。前方状況認識センサ1101は、ナビゲーションシステム、カメラ、レーダ、車々間通信または路車間通信モジュールなど、車両100の前方状況を検出する手段を少なくとも1つ備える。コントローラ111は、前方状況認識センサ1101の検出結果に基づき、車両100と前方車両との間の車間距離や相対速度(先行車速度−自車速度)を取得することができる。
図13は、本発明の実施形態4に係る車両100においてコントローラ111がエンジン101の動作を制御する処理を説明するフローチャートである。本実施形態4において車両100は実施形態3と同様の構成を備える。その他の構成は実施形態3と同様であるため、以下では主に差異点について説明する。
コントローラ111は、ステップS901に代えて本ステップと以下のステップS1302を実施する。コントローラ111は、まず時刻tにおける先行車の情報(位置Xp(t)、速度Vp(t))に基づき、当該先行者が等加速度運動をするものと想定し、時刻t+tn(0≦tn≦tmax)における先行車の位置と速度それぞれの予測値を下記式(5)(6)にしたがって算出する。
コントローラ111は、現在時刻tから、目標駆動力予測値Fa(t),・・・,Fa(t+tn)のうちいずれかが0より大きくなるまでの時間を、ステップS901におけるTaとして採用する。
コントローラ111は、図9におけるステップS902〜S204に代えて、本ステップと以下のステップS1304を実施する。コントローラ111は、時刻t+tnにおける目標エンジン出力予測値Pe(t+tn)を下記式(11)にしたがって算出する。
コントローラ111は、目標エンジン出力予測値の平均値に基づき、目標エンジン回転数を算出する。本ステップの処理イメージについては図14で説明する。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
101:エンジン
102:変速機
103:ディファレンシャル機構
104:車輪
105:スタータモータ
106:発電機
107:駆動ベルト
108:バッテリ
109:車載電装品
111:コントローラ
112:アクセルペダル踏み込み量センサ
113:ブレーキペダル踏み込み量センサ
114:車速センサ
115:ブレーキ機構
116:トルクコンバータ
117:変速機オイルポンプ
118:変速機構
119:クラッチ機構
120:オイルポンプ駆動用チェーン
121:エンジン回転数センサ
122:変速機入力回転数センサ
123:変速機出力回転数センサ
124:電動オイルポンプ
1101:前方状況認識センサ
Claims (7)
- 車両の動作を制御する車両制御装置であって、
前記車両と前記車両が備える車輪との間の動力伝達を断接するクラッチが切断された状態で前記車両が走行している間において、前記車両が備えるエンジンの回転数を増加させる前に前記車両が備える変速機の変速比を制御し、その後に前記クラッチを締結する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1記載の車両制御装置において、
前記クラッチが切断された状態で前記車両が走行し、かつ、前記車両が備えるアクセルペダルの操作量が0である状態において、前記エンジンの回転数を増加させる前に前記変速比を制御し、その後に前記クラッチを締結する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1記載の車両制御装置において、
前記クラッチが切断された状態で前記車両が走行し、かつ、前記エンジンに対する燃料噴射を中止している状態において、前記エンジンの回転数を増加させる前に前記変速比を制御し、その後に前記クラッチを締結する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1記載の車両制御装置において、
前記クラッチを締結した後に前記エンジンの回転数を増加させる
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1記載の車両制御装置において、
前記クラッチが切断された状態から前記クラッチを締結した状態に移行した後における前記エンジンの目標回転数を演算し、
前記車両の速度および前記目標回転数に対応した変速比が得られるように前記変速機を制御する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項5記載の車両制御装置において、
前記クラッチが切断された状態から前記クラッチを締結した状態に移行した後における前記車両の目標加速度を演算し、
前記目標加速度に基づいて前記目標回転数を演算する
ことを特徴とする車両制御装置。 - 請求項1記載の車両制御装置において、
前記クラッチが切断された状態の惰性走行と、前記エンジンの回転数を増加させる駆動走行と、を繰り返すように、前記エンジンおよび前記変速機を制御する
ことを特徴とする車両制御装置。
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