JP7665403B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用制御装置に関する。

従来、可変スピードリミッタ（Adjustable Speed Limiter：ＡＳＬ）を搭載した車両が提供されている。可変スピードリミッタは、車速の上昇をユーザによる任意の設定車速で制限する機能である。可変スピードリミッタの作動時には、ドライバの操作によるアクセル開度が車速を設定車速に収束させる制限アクセル開度より大きい場合に、走行用の駆動源が制限アクセル開度を用いて制御されることにより、車速が設定車速を超えないように制限される。

特開２０１０－６３３４号公報

降坂路においては、制限アクセル開度が０に設定されても、車両が自重により加速するため、車速が上限車速を超えないようにするには、駆動源からの動力を変速する変速機の変速比をロー側に変速（ロー変速）することによる減速が必要になる場合がある。

ロー変速させると、車両の減速とともに、駆動源の回転数が上昇する。そのため、車両の減速に必要な変速比以上にロー変速させると、駆動源の回転数が不要に上昇し、ＮＶ（ノイズバイブレーション）が増えるなどにより、車両の使用性が悪化する。

本発明の目的は、駆動源の回転数の不要な上昇を抑制しつつ、ロー変速により車速を設定車速に減速させることができる、車両用制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置は、駆動源が出力する走行用の動力を変速する変速機を搭載した車両に用いられて、設定車速を上限として車速を制限する車速制限機能のための制御を行う制御装置であって、車速が設定車速を超えた場合に、変速機の変速比をロー側に変速するロー変速の実施／不実施を判定し、ロー変速では、変速機の変速比を現在の変速比よりもロー側に設定される第１変速比に向けて変速させ、車速が設定車速まで低下すると、変速比の目標を第１変速比から第２変速比に変更する。

この構成によれば、車速が設定車速を超えた場合に、変速機の変速比をロー側に変速するロー変速を実施するか否かが判定される。ロー変速では、変速機の変速比が現在の変速比よりもロー側に設定される第１変速比に向けて変速され、車速が設定車速まで低下すると、変速比の目標が第１変速比から第２変速比に変更される。これにより、車両の減速に必要な変速比以上にロー変速が実施されることを抑制でき、駆動源の回転数が不要に上昇することを抑制できる。しかも、ロー変速により、車速を設定車速に減速させることができる。

車両用制御装置は、第２変速比を車速が設定車速まで低下した時点における変速比に設定して、車速が設定車速まで低下した後の変速比を第２変速比に保持しつつ、車速が設定車速に保持されるように、駆動源の出力を制御してもよい。

これにより、変速比が第２変速比に保持されるので、変速比の変速による駆動源の回転数の不要な変動を抑制することができる。

本発明によれば、駆動源の回転数の不要な上昇を抑制しつつ、ロー変速により車速を設定車速に減速させることができる。

本発明の一実施形態に係るＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵを含むＡＳＬシステムの構成を示すブロック図である。 ロー変速実施判定処理の流れを示すフローチャートである。 ロー変速処理の流れを示すフローチャートである。 ロー変速の実施時における車速、変速比および制限アクセル開度の時間変化の例を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜ＡＳＬシステム＞
図１は、本発明の一実施形態に係るＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１を含むＡＳＬシステム１の構成を示すブロック図である。

ＡＳＬ（Adjustable Speed Limiter：可変スピードリミッタ）システム１は、たとえば、走行用の駆動源としてエンジン２を搭載した車両に適用されて、車速をユーザが任意に設定した設定車速（上限）で制限するシステムである。

エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ３、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。

車両には、エンジン２からの動力を変速して駆動輪に向けて出力する変速機として、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission：無段変速機）４が搭載されている。ＣＶＴ４は、ベルト式の無段変速機である。ＣＶＴ４の各部に油圧を供給するための油圧回路には、ＣＶＴ４の変速比を変速するために、プライマリシーブおよびセカンダリシーブに供給される油圧を制御する変速ソレノイドバルブ５が含まれる。

ＡＳＬシステム１には、エンジン２およびＣＶＴ４の制御のためのＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）１１が含まれる。車両には、ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１を含めて、複数のＥＣＵが搭載されている。各ＥＣＵは、マイコン（マイクロコントローラユニット）を備えており、マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリおよびＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリが内蔵されている。複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。各ＥＣＵには、制御に必要な各種センサが接続されており、その接続されたセンサの検出信号が入力される。また、各ＥＣＵには、各種センサから入力される検出信号以外に制御に必要な情報が他のＥＣＵから入力される。

ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１には、アクセル開度および車速の情報が入力される。

車両には、ドライバにより足踏み操作されるアクセルペダルが設けられ、アクセルペダルに付随して、アクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力するアクセルセンサが設けられている。アクセルセンサの検出信号からアクセルペダルの操作量を求めることができ、その操作量とアクセルペダルの最大操作量とから、アクセルペダルの最大操作量に対する操作量の割合であるアクセル開度を求めることができる。

また、車両には、車両の走行に伴って回転する回転体の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する車速センサが設けられている。車速は、車速センサの検出信号の周波数を求めて、その周波数を換算式に当てはめることにより求めることができる。

車両には、車速をユーザが任意に設定した設定車速に保持するクルーズコントロール機能が搭載されている。車両のステアリングコラムには、車両の車速を設定車速で制限するＡＳＬの作動／非作動を指示するＡＳＬスイッチ（ＳＷ）１２と、クルーズコントロール機能の作動／非作動を指示するとともに、ＡＳＬおよびクルーズコントロールに共通に用いられる設定車速を設定するためのクルーズコントロール用スイッチ（ＳＷ）１３とが設けられている。ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１には、ＡＳＬスイッチ１２およびクルーズコントロール用スイッチ１３の操作に応じた信号が入力される。

ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１は、機能処理部として、ＡＳＬ制御部２１、エンジン制御部２２およびＴ／Ｍ制御部２３を実質的に備えている。

ＡＳＬ制御部２１は、ＡＳＬスイッチ１２の操作によりＡＳＬの作動が指示されている場合に、車速を設定車速で制限するＡＳＬ制御を行う。ＡＳＬ制御部２１には、車速を設定車速で制限するために、車速および設定車速に応じたアクセル開度を制限アクセル開度として設定するＡＳＬスロットル制御ロジックと、ＣＶＴ４の変速比をロー側に変速させるロー変速要求を出力するＡＳＬ変速制御ロジックとが組まれている。

ＡＳＬ制御が行われているときには、エンジン制御部２２では、アクセルペダルの操作によるアクセル開度であるドライバアクセル開度とＡＳＬ制御部２１から入力される制限アクセル開度とが比較されて、それらのうちで小さい方が取得される（ＭＩＮ取り）。ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１の不揮発性メモリには、アクセル開度と電子スロットルバルブ３の開度（スロットル開度）との関係が記憶されており、エンジン制御部２２では、その関係からドライバアクセル開度および制限アクセル開度のうちの小さい方に応じたスロットル開度の目標が求められる。そして、ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１により、スロットル開度が目標に一致するように、電子スロットルバルブ３が制御される。

Ｔ／Ｍ制御部２３には、ＡＳＬ対応制御ロジックが組まれている。ＡＳＬ制御部２１からロー変速要求が出力されると、Ｔ／Ｍ制御部２３では、ＡＳＬ対応制御ロジックにより、たとえば、ＣＶＴ４の変速比の目標が現在の変速比からロー側（変速比の大きい側）に所定値だけ大きい変速比に設定される。そして、Ｔ／Ｍ制御部２３により、ＣＶＴ４の変速比が目標に一致するように、変速ソレノイドバルブ５が制御される。

＜ロー変速実施判定処理＞
図２は、ロー変速実施判定処理の流れを示すフローチャートである。

ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１のＡＳＬ制御部２１により、車両の車速が設定車速を超過した場合に、ＣＶＴ４の変速比をロー側に変速させるロー変速を実施／不実施を判定するため、図２に示されるロー変速実施判定処理が行われる。

このロー変速実施判定処理では、まず、車両の車速が設定車速を超過したか否かが判断される（ステップＳ１１）。車速が設定車速以下である間は、処理が次に進まず、車速が設定車速を超過したか否かが繰り返し判断される。

車速が設定車速を超過した場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、制限アクセル開度が０に設定される。そして、その制限アクセル開度の設定に応じて、エンジン制御部２２から電子スロットルバルブ３を全閉させる指示（スロットル全閉指示）が出力されているか否かが判断される（ステップＳ１２）。

スロットル全閉指示が出力されると（ステップＳ１２のＹＥＳ）、そのスロットル全閉指示の出力時（車速が設定車速を超過した車速超過時とほぼ一致）から変曲点到達推定時間以上が経過したか否かが判断される（ステップＳ１３）。変曲点到達推定時間は、スロットル全閉指示の出力から電子スロットルバルブ３の全閉によりエンジン２の出力が低減し始めるまでの遅れ時間に設定される。遅れ時間は、電子スロットルバルブ３を開閉するモータの時定数に応じたスロットル遅れ時間（固定値）と、エンジン２の吸気行程から燃焼行程までに要する燃焼行程遅れ時間とを加算することにより求められる。燃焼行程遅れ時間は、エンジン２の回転数に依存するので、エンジン２の回転数から求めることができる。

したがって、スロットル全閉指示の出力時から変曲点到達推定時間が経過した時点で、エンジン２の出力が増加から減少に転じる変曲点を迎え、変曲点到達推定時間以上が経過した時点では、エンジン２の出力が低減し始めている。そのため、車両が平坦路を走行している場合には、車両が減速し始めており、車両の加速度が負の値を示す。一方、スロットル全閉指示の出力時から変曲点到達推定時間以上が経過して、エンジン２の出力が低減しているにもかかわらず、車両が加速しており、車両の加速度が０以上である場合、車両が降坂路を走行しているために自重により加速していると考えられる。

そこで、スロットル全閉指示の出力時から変曲点到達推定時間以上が経過した時点で（ステップＳ１３のＹＥＳ）、車両の車速の時間微分により求められる加速度が０以上であるか否かが判断される（ステップＳ１４）。そして、車両の加速度が０以上である場合（ステップＳ１４のＹＥＳ）、ロー変速の実施が決定されて（ステップＳ１５）、ロー変速要求がＡＳＬ制御部２１からＴ／Ｍ制御部２３に送信される。一方、車両の加速度が０未満である場合（ステップＳ１４のＮＯ）、ロー変速の不実施が決定されて（ステップＳ１６）、ＡＳＬ制御部２１からロー変速要求は出力されない。

＜ロー変速処理＞
図３は、ロー変速処理の流れを示すフローチャートである。図４は、ロー変速の実施時における車速、変速比および制限アクセル開度の時間変化の例を示す図である。

ロー変速を実施するため、前述のロー変速実施判定処理でロー変速の実施が決定された場合、ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１のＡＳＬ制御部２１により、図３に示されるロー変速処理が実施される。

ロー変速処理では、ロー変速実施判定処理でロー変速の実施が決定された否かが判断される（ステップＳ２１）。ロー変速実施判定処理でロー変速の不実施が決定された場合（ステップＳ２１のＮＯ）、ロー変速処理は以降に進まない。

ロー変速の実施が決定された場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、ＣＶＴ４の変速比を第１変速比に向けて変速させるロー変速要求がＡＳＬ制御部２１からＴ／Ｍ制御部２３に送信される。第１変速比は、ＣＶＴ４の現在の変速比よりも少なくともロー側の変速比に設定され、たとえば、ＣＶＴ４の最ロー変速比（最大変速比）に設定される。そして、ロー変速要求を受信したＴ／Ｍ制御部２３により、ＣＶＴ４の変速比が第１変速比に向けて変速するように、変速ソレノイドバルブ５が制御される（ステップＳ２２）。

ＣＶＴ４の変速比が第１変速比に向けて変速されている間、車速が設定車速以下であるか否かが繰り返し判断される（ステップＳ２３）。図４に示されるように、ＣＶＴ４の変速比の増大に伴って、車両の車速が低下する。

そして、車速が設定車速に低下すると、ＣＶＴ４の変速比の目標が第１変速比から第２変速比に変更される。第２変速比は、車速が設定車速に低下した時点における変速比に設定される。すなわち、車速が設定車速に低下すると、その時点における変速比である第２変速比がそれ以後のＣＶＴ４の変速比の目標にされる。これにより、ＣＶＴ４の変速比が第２変速比に保持される（ステップＳ２４）。

その後、ＣＶＴ４の変速比が第２変速比に保持されている間、ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ１１のＡＳＬ制御部２１により、車速を設定車速に収束させる制限アクセル開度が設定されて、エンジン制御部２２により、制限アクセル開度に応じたスロットル開度の目標が求められる。そして、エンジン制御部２２により、スロットル開度が目標に一致するように、電子スロットルバルブ３が制御される。これにより、車速が設定車速に維持される。

＜作用効果＞
以上のように、車速が設定車速に上昇した場合に、ＣＶＴ４の変速比をロー側に変速するロー変速の実施／不実施が判定される。ロー変速では、ＣＶＴ４の変速比が現在の変速比よりもロー側に設定される第１変速比に向けて変速され、車速が設定車速まで低下すると、変速比の目標が第１変速比から第２変速比に変更される。これにより、車両の減速に必要な変速比以上にロー変速が実施されることを抑制でき、エンジン２の回転数が不要に上昇することを抑制できる。しかも、ロー変速により、車速を設定車速に減速させることができる。

また、車速が設定車速まで低下した後の変速比が第２変速比に保持されるので、変速比の変速によるエンジン２の回転数の不要な変動を抑制することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、ＡＳＬシステム１が走行用の駆動源としてエンジン２を搭載した車両に適用された場合を例にとったが、本発明は、走行用の駆動源からの動力を変速する変速機を搭載した車両であれば、モータを走行用の駆動源として搭載する電動車両（ハイブリッド車両、電気自動車）に適用することもできる。

また、変速機は、ベルト式の無段変速機に限らず、トロイダル式など他の方式の無段変速機であってもよいし、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）であってもよい。また、変速機は、手動変速機（ＭＴ：Manual Transmission）であってもよい。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

２：エンジン（駆動源）
４：ＣＶＴ（変速機）
１１：ＥＧ／ＣＶＴ－ＥＣＵ（車両用制御装置）

Claims (1)

1. 駆動源が出力する走行用の動力を変速する無段変速機を搭載した車両に用いられて、設定車速を上限として車速を制限する車速制限機能のための制御を行う制御装置であって、
   前記駆動源の出力を前記車両のドライバの操作によるアクセル開度であるドライバアクセル開度と車速および前記設定車速に応じたアクセル開度である制限アクセル開度とのうちの小さい方に応じた出力に制御し、
   車速が前記設定車速を超えた場合に、前記無段変速機の変速比をロー側に変速するロー変速の実施／不実施を判定し、
   前記ロー変速では、前記無段変速機の変速比を現在の変速比よりもロー側に設定される第１変速比に向けて変速させ、車速が前記設定車速まで低下すると、車速が前記設定車速まで低下した時点における変速比を第２変速比に設定して、変速比の目標を前記第１変速比から前記第２変速比に変更し、変速比を前記第２変速比に保持しつつ、
   車速が前記設定車速に保持されるように、車速を前記設定車速に収束させる前記制限アクセル開度を設定し、前記駆動源の出力を制御する、車両用制御装置。

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