JP7665404B2 - 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）を搭載した車両がある。可変スピードリミッタは、車速をユーザが任意に設定した上限車速で制限する機能であり、この機能により、ユーザが上限車速を超える加速操作を意図せずに行っても、車速が上限車速に制限され、車速がユーザの意図ではなく上限車速を超えることを防止できる。

特開２０１０－６３３４号公報

降坂路においては、加速操作が行われていなくても（アクセル開度が０であっても）、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、走行用の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。一方、平坦路では、減速のためのロー変速が行われると、駆動源の回転数が不要に上昇してＮＶ（ノイズバイブレーション）が増えるなど、使用性が悪化する。そのため、ロー変速を行うには、平坦路と降坂路とを区別する必要がある。

Ｇセンサの検出信号から車両が所在する路面の勾配を判定する手法が広く用いられているが、コストの低減のため、Ｇセンサを用いずに平坦路と降坂路とを区別して、降坂路でロー変速を行いたいという要望がある。

本発明の目的は、路面勾配判定のセンサを用いずに、ロー変速の実施／不実施を判定できる、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、駆動源が発生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、車速の上昇を抑制する抑制制御が実際に開始されるタイミングを予測し、その予測したタイミングに基づいて、変速機をロー側に変速するロー変速の実施／不実施を判定する。

この構成によれば、設定車速を上限に車速を制限する車速制限機能のための制御として、車速の上昇を抑制する抑制制御が行われる。その場合に、抑制制御が実際に開始されるタイミングが予測されて、その予測されたタイミングに基づいて、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決定される。そのため、路面勾配判定のセンサを用いずに、降坂路でのロー変速の実施を判定（決定）することができる。その結果、車速制限機能を搭載した車両のコストの低減を図ることができる。

車両用制御装置は、抑制制御の指示から抑制制御が実際に開始されるまでの遅れ時間を推定し、抑制制御の指示から遅れ時間が経過する時点を抑制制御が実際に開始されるタイミングとしてもよい。

車両用制御装置は、抑制制御が実際に開始されるタイミング後の車速が増加している場合、ロー変速の実施を決定してもよい。

抑制制御が実際に開始されたにもかかわらず、車速が増加している場合、車両が降坂路を走行していると推測される。よって、その場合に、ロー変速を実施することにより、車両を減速させることができ、車速を設定車速で良好に制限することができる。

車両用制御装置は、抑制制御の指示時における車両の加速度に基づいて、抑制制御の指示時から予測したタイミングまでの車速の増加量を推定し、その推定した増加量が所定値以上である場合、ロー変速の実施を決定してもよい。

抑制制御が実際に開始されるまでの車両の加速度は、車両が平坦路を走行しているときよりも、車両が降坂路を走行しているときの方が大きくなる。そのため、抑制制御の指示時から抑制制御が実際に開始されるまでの車速の増加量について、車両が平坦路を走行しているときの増加量を基準に所定値を設定しておけば、推定した増加量が所定値以上である場合、車両が降坂路を走行していると推測することができる。よって、その場合に、ロー変速を実施することにより、車両を減速させることができ、車速を設定車速で良好に制限することができる。

本発明によれば、路面勾配判定のセンサを用いずに、ロー変速の実施／不実施を判定することができる。

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。 図２に示されるロー変速実施判定処理が実施される場合における車速の時間変化の例を示す図である。 ロー変速実施判定処理の他の例を示すフローチャートである。 図４に示されるロー変速実施判定処理が実施される場合における車速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。図３は、図２に示されるロー変速実施判定処理が実施される場合における車速の時間変化の例を示す図である。

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、図３に車速変化線Ｂで示されるように、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、図３に車速変化線Ａで示されるように、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。

＜効果＞
以上のように、路面勾配判定のセンサを用いずに、降坂路でのロー変速の実施を判定することができる。その結果、ＡＳＬシステム１のコストの低減を図ることができ、ひいては、ＡＳＬシステム１を搭載した車両のコストの低減を図ることができる。

＜ロー変速実施判定処理の他の例＞
図４は、ロー変速実施判定処理の他の例を示すフローチャートである。図５は、図４に示されるロー変速実施判定処理が実施される場合における車速の時間変化の例を示す図である。

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の実施／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に代えて、図４に示されるロー変速実施判定処理が行われてもよい。

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Ｓ２１）。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Ｓ２１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Ｓ２２）。

スロットル全閉指示が出力されると（ステップＳ２２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）における車両の車速を時間微分することにより、車両の加速度が求められる。また、図２に示される処理の場合と同様に、スロットル遅れ時間と燃焼行程遅れ時間との加算により、変曲点到達推定時間が求められる。

エンジン２の出力が同じであるとして、車両の加速度は、車両が平坦路を走行しているときよりも、車両が降坂路を走行しているときの方が大きくなる。スロットル全閉指示の出力時における車両の加速度と変曲点到達推定時間との乗算値を、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する時点（変曲点到達時）までの車速の増加量と推定し、車両が平坦路を走行しているときに推定される増加量を基準に所定値αを設定しておけば、車速の増加量が所定値α以上である場合、車両が降坂路を走行していると推定することができる。

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が経過する時点までの車速の増加量が所定値α以上である場合、言い換えれば、設定車速に車両の増加量を加算して得られる推定車速（変曲点到達時の推定車速）が設定車速に所定値αを加算した値以上である場合には（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ロー変速の実施が決定されて（ステップＳ２４）、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、変曲点到達時の推定車速が設定車速に所定値αを加算した値未満である場合には（ステップＳ２３のＮＯ）、ロー変速の不実施が決定されて（ステップＳ２５）、ＡＳＬ制御部２１からロー変速要求は出力されない。

＜効果＞
以上のように、図４に示される処理によっても、路面勾配判定のセンサを用いずに、降坂路でのロー変速の実施を判定することができる。その結果、ＡＳＬシステム１のコストの低減を図ることができ、ひいては、ＡＳＬシステム１を搭載した車両のコストの低減を図ることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の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）
α：所定値

Claims (2)

1. 駆動源が発生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、
   車速の上昇を抑制する抑制制御が実際に開始されるタイミングを予測し、
   その予測した前記タイミングに基づいて、前記変速機をロー側に変速するロー変速の実施／不実施を判定し、
   その判定において、前記抑制制御の指示時における前記車両の加速度に基づいて、前記抑制制御の指示時から予測した前記タイミングまでの車速の増加量を推定し、その推定した増加量が所定値以上である場合、前記ロー変速の実施を決定する、車両用制御装置。
2. 前記抑制制御の指示から前記抑制制御が実際に開始されるまでの遅れ時間を推定し、
   前記抑制制御の指示から前記遅れ時間が経過する時点を前記タイミングとする、請求項１に記載の車両用制御装置。

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