JP7135906B2

JP7135906B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP7135906B2
Application number: JP2019017493A
Authority: JP
Inventors: 隼人吉川; 一能吉水; 峻士大田; 優人伊井島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: JP2020125788A

Description

本発明は車両の制御装置に係り、特に、アクセル操作部材が戻し操作された際に自動変速機をダウンシフトして駆動力源ブレーキが得られるようにする技術に関するものである。

(a) 駆動力源から出力された回転を変速して駆動輪へ伝達する自動変速機と、(b) 要求出力に応じて運転者によって操作されるアクセル操作部材と、を有する車両に備えられ、(c) 前記アクセル操作部材が運転者によって戻し操作された際に前記自動変速機をダウンシフトして駆動力源ブレーキが得られるようにする駆動力源ブレーキ制御部を有する車両の制御装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、アクセル操作部材の戻し操作速度から減速意図を判断し、その減速意図に応じて目標減速度を求め、その目標減速度が得られるギヤ段へダウンシフトするようになっている。

特開平１１－６３２１１号公報

しかしながら、このように減速意図に応じて求められた目標減速度が得られるようにダウンシフトする場合でも、そのダウンシフトで駆動力源の回転速度を上昇させる必要があることから時間が掛かり、十分な減速度が得られる前に追加のアクセル戻し操作やブレーキ操作が必要になったり、ダウンシフト終了前に再加速操作された場合にもたつき感が生じたりするなど、未だ改善の余地があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、アクセル操作部材が戻し操作された際に自動変速機をダウンシフトして駆動力源ブレーキが得られるようにする場合に、追加のアクセル戻し操作や再加速時のもたつき感が抑制されるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 駆動力源から出力された回転を変速して駆動輪へ伝達する自動変速機と、(b) 要求出力に応じて運転者によって操作されるアクセル操作部材と、を有する車両に備えられ、(c) 前記アクセル操作部材が運転者によって戻し操作された際に前記自動変速機をダウンシフトして駆動力源ブレーキが得られるようにする駆動力源ブレーキ制御部を有する車両の制御装置において、(d) 前記駆動力源ブレーキ制御部は、前記アクセル操作部材が戻し操作された際に、その戻し操作の操作態様に基づいて運転者が求める減速達成要求時間が短いか否かを判断し、その減速達成要求時間が短いと判断できた場合は前記ダウンシフトを行う際に前記駆動力源のトルクを一時的に上昇させるブリッピング制御を実行する一方、前記減速達成要求時間が短いと判断できない場合は前記ブリッピング制御を行なうことなく前記ダウンシフトを実行することを特徴とする。

このような車両の制御装置においては、アクセル操作部材が戻し操作された際に減速達成要求時間が短いか否かを判断し、減速達成要求時間が短いと判断できた場合はダウンシフトを行う際に駆動力源のトルクを一時的に上昇させるブリッピング制御を実行するため、ダウンシフトを短時間で終了させることができる。これにより、目的とする減速度が速やかに得られるようになり、減速のための追加的なアクセル操作部材の戻し操作やブレーキ操作等が軽減されるとともに、減速直後にアクセル操作部材が再操作されて加速する場合には、ダウンシフト後のギヤ段またはギヤ比によって速やかに加速することが可能で、加減速に対するドライバビリティが向上する。

本発明が好適に適用される車両の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。図１の車両の駆動力源ブレーキ制御部による信号処理を具体的に説明するフローチャートである。図２のＳ１で減速要求度Ｑを算出する際のマップの一例を説明する図である。図２のＳ６で減速達成要求時間Ｔｄを算出する際のマップの一例を説明する図である。図２のＳ７で判定される変速種別を説明する図である。本発明の他の実施例を説明する図で、ブリッピングを併用してダウンシフトを行う減速達成要求時間が短い領域を例示した図である。

本発明は、駆動力源としてエンジンを備えているエンジン駆動車両に好適に適用されるが、電動モータの機能を有するモータジェネレータのみを駆動力源として備えている電気自動車にも適用され得る。モータジェネレータの回生制御で駆動力源ブレーキを得ることができる。エンジン駆動車両は、エンジンの他に電動モータを駆動力源として備えていても良い。エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関である。自動変速機としては、変速比が異なる複数のギヤ段を有する遊星歯車式、平行軸式等の有段変速機や、変速比を連続的に変化させることができるベルト式、トロイダル型等の無段変速機を用いることができる。遊星歯車装置等の差動機構を介して駆動力源に接続されたモータジェネレータの回生制御で、駆動力源の回転を連続的に変化させて駆動輪側へ出力する電気式無段変速機を採用することもできる。

減速達成要求時間が短いか否かを判断する戻し操作の操作態様は、例えばアクセル操作部材の戻し操作速度や、戻し操作後の操作量（残り操作量）、戻し操作時の変化量などで、少なくとも戻し操作速度に基づいて判断することが望ましい。戻し操作速度が速い場合には減速達成要求時間が短いと判断することができる。残り操作量に基づいて判断する場合は、残り操作量が少ない場合に減速達成要求時間が短いと判断することができる。戻し操作時の変化量に基づいて判断する場合は、変化量が多い場合に減速達成要求時間が短いと判断することができる。何れか一つの操作態様に基づいて判断しても良いが、複数の操作態様から総合的に判断するようにしても良い。また、アクセル操作部材の操作態様だけでなく、ブレーキ操作の有無やブレーキ操作量（力）など、アクセル操作部材以外の操作態様を考慮して減速達成要求時間が短いか否かを判断することもできる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された車両１０の骨子図に、制御系統の要部を併せて示した概略構成図である。車両１０は、駆動力源としてエンジン１２を備えているエンジン駆動車両であり、そのエンジン１２の出力は自動変速機１４から差動歯車装置１６を介して左右の駆動輪１８に伝達される。エンジン１２と自動変速機１４との間には、ダンパ装置やトルクコンバータ等の動力伝達装置が設けられているが、駆動力源として機能するモータジェネレータを配設することもできる。

エンジン１２は、電子スロットル弁や燃料噴射装置などのエンジン１２の出力制御に必要な種々のエンジン制御機器３０を備えている。電子スロットル弁は吸入空気量を制御するもので、燃料噴射装置は燃料の供給量を制御するものである。自動変速機１４は、複数の油圧式摩擦係合装置（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前進ギヤ段を成立させることができる遊星歯車式等の有段の自動変速機で、油圧制御装置３２に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等により、複数の油圧式摩擦係合装置の係合解放状態が切り換えられることによって変速制御が行われる。自動変速機１４として、有段変速機の代わりにベルト式等の無段変速機を用いることもできる。

車両１０は、エンジン制御機器３０を介してエンジン１２の出力を制御したり、油圧制御装置３２を介して自動変速機１４の前進ギヤ段を切り換える変速制御を行ったりするためのコントローラとして、電子制御装置４０を備えている。電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどを有する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ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置４０には、アクセル操作量センサ５０からアクセルペダル５２の踏込み操作量であるアクセル操作量θacc を表す信号が供給されるとともに、ブレーキ操作量センサ５４からブレーキペダル５６の踏込み操作量であるブレーキ操作力Ｂrkを表す信号が供給される。アクセル操作量θacc は要求出力に相当し、アクセルペダル５２は、要求出力に応じて運転者によって操作されるアクセル操作部材である。ブレーキペダル５６は、要求制動力に応じて運転者によって操作されるブレーキ操作部材である。

電子制御装置４０にはまた、エンジン回転速度センサ５８、入力回転速度センサ６０、出力回転速度センサ６２、車両重量センサ６４、路面勾配センサ６６から、エンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）Ｎｅ、自動変速機１４の入力回転速度Ｎin、自動変速機１４の出力回転速度Ｎout 、車両重量Ｘ、路面勾配Φを表す信号が供給される。出力回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。車両重量センサ６４は、例えばシートベルトの使用状態から乗車人数を検出して車両重量Ｘを推定しても良い。車両重量Ｘや路面勾配Φは、エンジントルクＴｅおよび車両加速度などから算出することもできる。また、路面の摩擦係数μを、図示しない情報受信装置などを用いて受信することもできるなど、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。

上記電子制御装置４０は、機能的にエンジン制御部４２、変速制御部４４、駆動力源ブレーキ制御部４６を備えている。エンジン制御部４２は、基本的にはアクセル操作量θacc に応じてエンジン１２の出力を増減するように、エンジン制御機器３０の電子スロットル弁や燃料噴射装置等を制御する。また、車両走行中であってもアクセル操作量θacc が０のアクセルＯＦＦ時等に、燃料噴射装置による燃料供給を停止するフューエルカット（以下、Ｆ／Ｃともいう。）を実施する。変速制御部４４は、基本的には予め定められた変速条件に従って自動変速機１４の前進ギヤ段を切り換えるように油圧制御装置３２を制御する。変速条件は、例えば車速Ｖおよびアクセル操作量θacc などをパメラータとして定められた変速マップなどで、車速Ｖが高くなる程変速比が小さい高速ギヤ段に切り換えられ、アクセル操作量θacc が大きくなる程変速比が大きい低速ギヤ段に切り換えられるように定められる。

駆動力源ブレーキ制御部４６は、アクセルペダル５２が戻し操作された際に、必要に応じて自動変速機１４をダウンシフトしてエンジン回転速度Ｎｅを上昇させ、そのエンジン１２のポンピングロス等で制動力（駆動力源ブレーキ）を付与するもので、図２のフローチャートのステップＳ１～Ｓ１０（以下、単にＳ１～Ｓ１０という）に従って信号処理を実行する。電子制御装置４０は、機能的に駆動力源ブレーキ制御部４６を有する制御装置である。

図２のフローチャートは、車両走行中にアクセルペダル５２が戻し操作された際に実行され、Ｓ１では、そのアクセルペダル５２の戻し操作の操作態様に基づいて、運転者の減速意図の大きさに対応する減速要求度Ｑを算出する。図３は、減速要求度Ｑを算出する減速要求度マップの一例で、アクセルペダル５２の戻し操作速度γと、戻し操作後のアクセル操作量θacc である残り操作量ｒθとをパラメータとして定められており、戻し操作速度γが速い程、また残り操作量ｒθが少ない程、減速要求度Ｑは大きな数値になる。戻し操作の際のアクセル操作量θacc の変化量である戻し量Δθや、ブレーキ操作の有無などを考慮して、減速要求度Ｑを求めるようにしても良い。また、それ等の物理量をパラメータとして定められた演算式に従って減速要求度Ｑを算出するようにしても良い。

次のＳ２では、上記減速要求度Ｑが減速要求判定値Ｑｓ以上か否かによって減速度・次加速度要求か否かを判断する。減速要求判定値Ｑｓは、予め一定値が定められても良いが、車両重量Ｘや路面勾配Φ等の外的要因や、ダウンシフトによるショックやエンジン回転速度Ｎｅの過回転などハード保護等の内的要因に基づいて、減速要求判定値Ｑｓを補正したり制限したりしても良い。例えば車両重量Ｘが大きい場合や路面勾配Φが下降側に大きい場合は、車両１０が減速し難くなるため、減速要求判定値Ｑｓを小さくしてダウンシフトを伴う駆動力源ブレーキ制御が実行され易くする。そして、減速要求度Ｑが減速要求判定値Ｑｓ以上の場合は、減速意図有りと判断してＳ３以下を実行し、減速要求度Ｑが減速要求判定値Ｑｓよりも小さい場合は、格別な減速意図は無いと判断してそのまま終了する。

Ｓ３では、現在ギヤ段による駆動力源ブレーキで得られる車両減速度を、自動変速機１４の入力トルクや、エンジン１２から駆動輪１８までの伝達経路の回転負荷（引き摺りなど）、路面の摩擦係数μ、路面勾配Φ等を考慮して算出し、前記減速要求度Ｑなどから求められる要求減速度（目標減速度）との差分を変速比に換算して、その要求減速度が得られる目標ギヤ段を設定する。Ｓ４では、現在ギヤ段と目標ギヤ段とを比較してダウンシフトが必要か否かを判断し、ダウンシフトが必要であればＳ５以下を実行し、ダウンシフトが必要ない場合はそのまま終了する。

Ｓ５では、ハード保護の観点や運転者の減速意図などに基づいて、目標ギヤ段へのダウンシフトを実行可能か否かを判断する。例えばダウンシフト後のエンジン回転速度Ｎｅやその変化量等が所定値以上の場合は、その目標ギヤ段へのダウンシフトを中止したり、目標ギヤ段を制限したりする。エンジン回転速度Ｎｅ以外の自動変速機１４等の各部の回転速度に基づいて、目標ギヤ段へのダウンシフトを中止したり目標ギヤ段を制限したりしても良い。また、運転者がアクセルペダル５２を踏込み操作した場合も、減速意図が解消したと判断して目標ギヤ段へのダウンシフトを中止する。Ｓ５でダウンシフトを中止する場合はそのまま終了し、目標ギヤ段或いは制限された目標ギヤ段へのダウンシフトを実行する場合はＳ６以下を実行する。

Ｓ６では、アクセルペダル５２の戻し操作の操作態様に基づいて、運転者が求める減速達成要求時間Ｔｄを算出する。図４は、減速達成要求時間Ｔｄを算出する減速達成要求時間マップの一例で、アクセルペダル５２の戻し操作速度γと、戻し操作後のアクセル操作量θacc である残り操作量ｒθとをパラメータとして定められており、戻し操作速度γが速い程、また残り操作量ｒθが少ない程、減速達成要求時間Ｔｄは短くなる。前記図３の減速要求度マップに比較して、戻し操作速度γの依存度が大きい。戻し操作の際のアクセル操作量θacc の変化量である戻し量Δθや、ブレーキ操作の有無などを考慮して、減速達成要求時間Ｔｄを求めるようにしても良い。また、それ等の物理量をパラメータとして定められた演算式に従って減速達成要求時間Ｔｄを算出するようにしても良い。

次のＳ７では、上記減速達成要求時間Ｔｄに基づいて、目標ギヤ段へダウンシフトする際の変速種別を判定する。変速種別として、本実施例では図５に示すように第１ダウンシフト制御、第２ダウンシフト制御、および第３ダウンシフト制御の３種類が定められている。第１ダウンシフト制御は、Ｆ／Ｃ（フューエルカット）時には燃料噴射に復帰し、一時的にエンジントルクを上昇させるブリッピング制御を行ってダウンシフトを実行する制御で、ダウンシフト終了後には必要に応じてＦ／Ｃを再開する。ブリッピング制御を行うことで、エンジン回転速度Ｎｅが速やかに上昇させられるため、ダウンシフトを短時間で終了させることができる。第２ダウンシフト制御は、Ｆ／Ｃ時には燃料噴射に復帰し、エンジン１２をアイドリング状態としてダウンシフトを実行する制御で、ダウンシフト終了後には必要に応じてＦ／Ｃを再開する。エンジン１２がアイドリング状態とされることで、エンジン回転速度Ｎｅを上昇させ易くなり、Ｆ／Ｃのままダウンシフトを行う場合に比較して、ダウンシフト時間が短くなる。第３ダウンシフト制御は、Ｆ／Ｃ時にはそのままダウンシフトを実行する制御で、Ｆ／Ｃ時にはエンジン１２に負トルクが発生しているため、ダウンシフト時間が長くなる。

そして、減速達成要求時間Ｔｄが予め定められた第１判定値Ｔ１以下であれば、運転者が速やかな減速を求めていると判断して第１ダウンシフト制御を選択する。減速達成要求時間Ｔｄが第１判定値Ｔ１よりも長い場合は、第２判定値Ｔ２（＞Ｔ１）よりも短いか否かを判断し、Ｔ１＜Ｔｄ＜Ｔ２であれば第２ダウンシフト制御を選択する。また、減速達成要求時間Ｔｄが第２判定値Ｔ２以上であれば、運転者はそれほど急な減速は求めていないと判断して第３ダウンシフト制御を選択する。第１判定値Ｔ１、第２判定値Ｔ２は、それぞれ予め一定値が定められても良いが、車両重量Ｘや路面勾配Φなどの車両の走行状態等によって補正しても良い。また、その車両の走行状態等に基づいて選択できる変速種別を制限することもできる。なお、Ｔ２≦Ｔｄの場合にＦ／Ｃが実行されていない場合は、敢えてＦ／Ｃを実行する必要はなく、Ｆ／Ｃ無しの第２ダウンシフト制御を選択すれば良い。また、Ｔ１＜Ｔｄの場合に、第２ダウンシフト制御と第３ダウンシフト制御とを区別することなく、Ｆ／Ｃ時にはＦ／Ｃのままダウンシフトを実行し、Ｆ／Ｃでなければエンジン１２がアイドリング状態のままダウンシフトを実行するようにしても良い。また、Ｔ１＜Ｔｄの場合には、常にエンジン１２をアイドリング状態としてダウンシフトを実行するようにしても良い。

Ｓ８では、上記Ｓ７で選択された変速種別に従ってダウンシフト制御を実行する。すなわち、前記変速制御部４４による通常の変速制御に優先して、前記目標ギヤ段へダウンシフトするとともに、前記エンジン制御部４２による通常のエンジン制御に優先して、Ｆ／Ｃを中止してアイドリング状態としたりブリッピング制御を行ったりする。これにより、第２ダウンシフト制御および第３ダウンシフト制御では、ダウンシフト制御中を含めて駆動力源ブレーキが得られ、ダウンシフト終了後には目的とする要求減速度が得られるようになる。また、第１ダウンシフト制御の場合は、エンジン１２のブリッピング制御によってダウンシフトが短時間で終了させられ、ブリッピング制御を終了してエンジン１２がアイドリング状態またはＦ／Ｃが再開されることにより、駆動力源ブレーキによって目的とする要求減速度が得られるようになる。

Ｓ９では、前記変速制御部４４による通常の変速制御への復帰条件を満足するか否かを判断し、復帰条件を満足した場合はＳ１０で通常の変速制御へ復帰する。復帰条件は、例えば運転者の加減速意図やハード保護の観点などに基づいて定められる。例えば運転者の減速意図や減速後の再加速意図が解消した場合は、復帰条件を満たして通常の変速制御へ復帰する。それ等の加減速意図は、アクセルペダル５２やブレーキペダル５６の操作状況、車速Ｖなどから判断することができる。また、エンジン回転速度Ｎｅや自動変速機１４等の各部の回転速度が所定値以上になった場合は、ハード保護の観点から通常の変速制御へ復帰する。

このように、本実施例の車両１０の電子制御装置４０においては、アクセルペダル５２が戻し操作された際に減速達成要求時間Ｔｄが短いか否かを判断し、減速達成要求時間Ｔｄが短いと判断できた場合（Ｔｄ≦Ｔ１）はダウンシフトを行う際にブリッピング制御を実行するため、ダウンシフトを短時間で終了させることができる。これにより、目的とする減速度が速やかに得られるようになり、減速のための追加的なアクセルペダル５２の戻し操作やブレーキ操作等が軽減されるとともに、減速直後にアクセルペダル５２が再操作されて加速する場合には、ダウンシフト後のギヤ段によって速やかに加速することが可能で、加減速に対するドライバビリティが向上する。

なお、上記実施例では減速達成要求時間Ｔｄを算出し、予め定められた第１判定値Ｔ１以下の場合にブリッピング制御を行うようになっていたが、必ずしも減速達成要求時間Ｔｄを算出する必要はなく、アクセルペダル５２が戻し操作された際の操作態様から直接、減速達成要求時間が短いか否か、すなわちブリッピング制御を行うか否か、を判断するようにしても良い。例えば図６は、前記実施例と同様に戻し操作速度γおよび残り操作量ｒθに基づいて判断する場合で、戻し操作速度γが所定値以上で且つ残り操作量ｒθが所定値以下の場合には、運転者が求める減速達成要求時間が短いと判断してブリッピング制御を実行する。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両１２：エンジン（駆動力源）１４：自動変速機１８：駆動輪４０：電子制御装置（制御装置）４６：駆動力源ブレーキ制御部５２：アクセルペダル（アクセル操作部材）Ｔｄ：減速達成要求時間

Claims

駆動力源から出力された回転を変速して駆動輪へ伝達する自動変速機と、
要求出力に応じて運転者によって操作されるアクセル操作部材と、
を有する車両に備えられ、前記アクセル操作部材が運転者によって戻し操作された際に前記自動変速機をダウンシフトして駆動力源ブレーキが得られるようにする駆動力源ブレーキ制御部を有する車両の制御装置において、
前記駆動力源ブレーキ制御部は、前記アクセル操作部材が戻し操作された際に、該戻し操作の操作態様に基づいて運転者が求める減速達成要求時間が短いか否かを判断し、該減速達成要求時間が短いと判断できた場合は前記ダウンシフトを行う際に前記駆動力源のトルクを一時的に上昇させるブリッピング制御を実行する一方、前記減速達成要求時間が短いと判断できない場合は前記ブリッピング制御を行なうことなく前記ダウンシフトを実行する
ことを特徴とする車両の制御装置。