JP2004316550A

JP2004316550A - ドライバの加減速意思の判定方法

Info

Publication number: JP2004316550A
Application number: JP2003111521A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kumazawa; 厚熊沢
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】ドライバの加減速意思の判定方法に関し、ドライバの加減速意思をより正確に判定できるようにする。
【解決手段】エンジン回転数に対してエンジン出力トルクが零となる燃料噴射量のマップを予め用意しておき、このマップから、所定時点でのエンジン回転数に対する零トルク燃料噴射量Ｆ_０を求め、零トルク燃料噴射量Ｆ_０と、前記所定時点でのエンジン回転数に対するドライバの要求燃料噴射量Ｆとを比較することにより、前記所定時点におけるドライバの加減速意思を判定する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバの加減速意思の判定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ドライバの加減速意思を推定し、この推定結果を自動車の制御に反映させる技術が提案されている。
例えば特許文献１には、自動車の制御装置に関し、アクセル操作量の変化速度を算出するとともに、その変化速度の正負の最大値をそれぞれのその符号が反転するまで保持し、この保持された変化速度に基づいてドライバの加減速に対する要求を判断する技術が開示されている。具体的には、アクセルが踏み込み操作された後の変化速度が略零となった状態でも、ドライバの加速要求が持続していると判断するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−９６７５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術では、例えば、加速しようとしてアクセルペダルを任意の位置まで踏み込んだ後に少しでもアクセルペダルを戻した場合、アクセル操作量の変化速度の正負が反転するので、これを減速要求と判断してしまうおそれがあり、必ずしもドライバの加減速意思を正確に判定できるものとはいえない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ドライバの加減速意思をより正確に判定できるようにした、ドライバの加減速意思の判定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のドライバの加減速意思の判定方法（請求項１）では、エンジン回転数に対してエンジン出力トルクが零となる燃料噴射量のマップを予め用意しておき、該マップから、所定時点でのエンジン回転数に対する零トルク燃料噴射量を求め、該零トルク燃料噴射量と、該所定時点でのドライバの要求燃料噴射量とを比較することにより、該所定時点におけるドライバの加減速意思を判定することを特徴としている。
【０００７】
また、該所定時点は、現時点よりも未来の時点であり、該所定時点でのエンジン回転数は、車速と変速目標ギア段の減速比とから算出又は推定し、上記の算出又は推定したエンジン回転数と現時点でのアクセル開度とから該要求燃料噴射量を求めることが好ましい（請求項２）。
さらに、該要求燃料噴射量が、該零トルク燃料噴射量よりも大きい場合に加速意思と判定し、該零トルク燃料噴射量よりも小さい場合に減速意思と判定することが好ましい（請求項３）。あるいは、該要求燃料噴射量が、該零トルク燃料噴射量よりも第１の所定量以上大きい場合に加速意思と判定し、該零トルク燃料噴射量よりも第２の所定量以上小さい場合に減速意思と判定することが好ましい（請求項４）。
【０００８】
本発明のドライバの加減速意思の判定方法（請求項５）では、エンジン回転数に対してエンジン出力トルクが零となるアクセル開度のマップを予め用意しておき、該マップから、現時点でのエンジン回転数に対する零トルクアクセル開度を求め、該零トルクアクセル開度と、該現時点でのエンジン回転数に対する実アクセル開度とを比較することにより、該現時点におけるドライバの加減速意思を判定することを特徴としている。
【０００９】
また、該実アクセル開度が、該零トルクアクセル開度よりも大きい場合に加速意思と判定し、該零トルクアクセル開度よりも小さい場合に減速意思と判定することが好ましい（請求項６）。あるいは、該実アクセル開度が、該零トルクアクセル開度よりも第３の所定量以上大きい場合に加速意思と判定し、該零トルクアクセル開度よりも第４の所定量以上小さい場合に減速意思と判定することが好ましい（請求項７）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕第１実施形態
図１〜図５は、本発明の第１実施形態としてのドライバの加減速意思の判定方法を説明するためのものである。
【００１１】
本実施形態では、本発明のドライバの加減速意思の判定方法を、機械式自動変速機の変速制御に適用している。以下では、まず、本実施形態に係る機械式自動変速機を備えた車両について説明する。
本実施形態に係る車両では、図２に示すように、エンジン７と、変速機８と、クラッチ９とを備え、エンジン７の出力軸７ａと変速機８の入力軸８ａとがクラッチ９を介して接続されている。そして、クラッチ９を接続状態とすると、エンジン７から出力されるエンジントルクが、変速機８を介して駆動輪（図示省略）へ伝達されて車両駆動力が得られるようになっている。なお、図２中、矢印はクラッチ板の移動方向を示している。
【００１２】
変速機８は、通常ＡＴモードのほかに、ドライバがシフトレバー（図示省略）を操作することでシフトアップ及びシフトダウンを指令できるモード（マニュアルモード）を備え、後述するＥＣＵ（電子制御コントロールユニット）１を通じて変速が制御される自動変速機として構成される。
【００１３】
また、図１に示すように、クラッチ９は、エンジン７及び変速機８とともにＥＣＵ１により制御されるようになっている。このため、ＥＣＵ１には、車両の速度を検出する車速センサ２と、シフト位置を検出するシフトポジションセンサ３と、変速機８の変速段（ギア段）を検出するギアポジションセンサ４と、エンジン出力軸７ａの回転数（エンジン回転数ともいう）を検出又は算出するエンジン回転数センサ５と、アクセルペダル（図示省略）の踏込量を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）６とからの信号が入力されるようになっている。
【００１４】
ギアポジションセンサ４は、変速機８のギア段の状態を示すもので、ギア段が目標とするギア段（目標ギア段）になった場合にギアポジションセンサ４から出力される信号は、シフト操作が終了した旨を示すシフト終了指令として機能する。
ＥＣＵ１では、通常ＡＴモード時、エンジン回転数センサ５からのエンジン回転数及びアクセル開度センサ６からのアクセル開度に基づいて最適ギア段を選択するようになっている。また、マニュアルモード時には、シフトポジションセンサ３からの信号に基づいてギア段を選択するようになっている。
【００１５】
ＥＣＵ１は、ＡＴモード時にギア段の変更を決定した場合、あるいは、マニュアルモード時にシフトポジションセンサ３からのシフト指令信号（この信号の出力開始時に着目したシフト操作開始信号）が入力された場合には、まず、クラッチ９を切断（クラッチＯＦＦ）するように制御する。
【００１６】
次に、選択されたギア段に基づいて変速機８をシフト操作している間、ＥＣＵ１は、併せて、車速センサ２からの車速情報と目標ギア段の減速比（ギア比）とに基づいて変速機入力軸８ａの回転数（クラッチ回転数ともいう）を推定するようになっている。そして、シフト時（即ち、クラッチ９を切断してから接続するまでの間）におけるエンジン回転数がこの推定されたクラッチ回転数に一致するように、エンジン７を制御するようになっている。
また、ギアポジションセンサ４から目標のギア段信号（シフト操作終了指令）が入力された場合には、クラッチ９を接続（クラッチＯＮ）するように制御するようになっている。
【００１７】
本実施形態に係る機械式自動変速機を備えた車両では、ＥＣＵ１内に、さらにマップ記憶部１ａ，加減速意思判定部１ｂに相当する各機能をそなえている。
マップ記憶部１ａには、エンジン回転数に対する零トルク燃料噴射量のマップ（以下、零トルクマップという）が記憶されている。
一般に、エンジン７の内部抵抗や駆動系の抵抗により、エンジン７の燃料噴射量には、エンジン出力トルクが零となる値（零トルク燃料噴射量）が各エンジン回転数において存在する。そして、図３に示すように、これら各エンジン回転数における零トルク燃料噴射量を結んだ線が、図３中実線で示すライン（零トルクライン）である。
【００１８】
つまり、燃料噴射量が零トルクライン上にある場合、エンジン出力トルクは零であるため、車両は加速も減速もしない（即ち、エンジン７は加速トルクも出さないし、エンジンブレーキも行なわない）。また、燃料噴射量が零トルクラインよりも上側の領域にある場合、エンジン７は加速トルクを出力し、燃料噴射量が零トルクラインよりも下側の領域にある場合、エンジンブレーキを行なう。
【００１９】
加減速意思判定部１ｂは、ドライバが加速したいのか、減速したいのか、或いは現車速を維持したいのかというドライバの加減速意思を図３に示すマップに基づいて判定するように機能する。なお、零トルクラインには誤差が含まれていることが考えられるので、ここでは、零トルクラインの上側に所定量（第１の所定値）α_１、零トルクラインの下側に所定量（第２の所定値）α_２の範囲を誤差範囲とし、この幅Ｗ_１の中では、零トルクとして扱うものとする。また、これら所定量α_１及び所定量α_２は等しい値であっても良く、要求される判定精度に応じて適宜設定しても良い。
【００２０】
以下、ドライバの加減速意思の判定方法について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、マップ記憶部１ａに記憶（用意）されている零トルクマップを参照し、この零トルクマップにおいて、エンジン回転数（図３に示す零トルクマップの横軸）を、変速中の車速及び変速目標ギア段の減速比から算出又は推定される変速完了後（即ち、所定時点であって、ここでは未来の時点）のエンジン回転数（つまりクラッチ回転数）とみなし、このエンジン回転数に対する零トルク燃料噴射量Ｆ_０を推定する（図４に示すステップＳ１０。以下、ステップのみ示す）。
【００２１】
そして、変速中のドライバのアクセル開度と、上記のエンジン回転数とから求まるドライバの要求燃料噴射量ＦがＦ_０＋α_１よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ２０）、ＹＥＳの場合、ドライバは加速しようとしている（加速意思）と判定する（ステップＳ３０）。
また、ステップＳ２０においてＮＯの場合、ドライバ要求燃料噴射量ＦがＦ_０−α_２よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ４０）、ＹＥＳの場合、ドライバは減速しようとしている（減速意思）と判定する（ステップＳ５０）。さらに、ステップＳ４０においてＮＯの場合、ドライバは現状の速度を維持しようとしている（現車速維持意思、即ち、加減速意思なし）と判定する（ステップＳ６０）。
【００２２】
つまり、本判定方法では、判定基準となる基準ライン（零トルクライン）を設けて、この基準ラインと、変速中のドライバ要求燃料噴射量から推測されるドライバのトルク要求度とを比較しているので、変速後にドライバが加速を要求しているのか、減速を要求しているのか、或いは現車速維持を要求しているのかをより正確に判定することが可能である。
【００２３】
また、ＥＣＵ１では、この加減速意思判定部１ｂで判定された判定結果に基づいて、クラッチ制御を行なうようになっている。
例えば、加速時シフトアップの場合、加減速意思判定部１ｂで「加速意思」と判定されたら、クラッチ９を所定ストロークだけ接方向へ動作させ、半クラッチを行なう。また、加減速意思判定部１ｂで「減速意思」又は「現車速維持」と判定されたら、半クラッチは行なわない。
【００２４】
つまり、図５中に２点鎖線で示すように、従来、変速時にエンジン回転数とクラッチ回転数とが一致したら（図５中の時点ｔ_１）クラッチ接続（直結）を行なっていたが、本実施形態では、図５中に実線で示すように、変速時にドライバの加速意思を判定したら、エンジン回転数がクラッチ回転数よりも高い状態（図５中の時点ｔ_１′）から半クラッチを行なう。
【００２５】
これにより、変速時間を短縮することができ、変速中にドライバが抱く空走感を低減することが可能となる。つまり、本制御によれば、クラッチの接続完了時間を早めて、ドライバの加速要求をより早く車両の加速に反映することができる。
【００２６】
〔２〕第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態としてのドライバの加減速意思判定方法について説明する。
第１実施形態では燃料噴射量に関する零トルクマップに基づいてドライバの加減速意思を判定したが、本実施形態では、燃料噴射量に代わって、アクセル開度に関する零トルクマップに基づいてドライバの加減速意思を判定する。
つまり、図６に示すように、燃料噴射量と同様に、アクセル開度にもエンジン出力トルクが零となる値（零トルクアクセル開度）が各エンジン回転数において存在しており、これら各エンジン回転数における零トルクアクセル開度を結んだ線が、図６中実線で示す零トルクラインとなる。
【００２７】
本実施形態に係るマップ記憶部１ａには、このようなエンジン回転数に対する零トルクアクセル開度の零トルクマップが記憶されている。
つまり、アクセル開度が零トルクライン上にある場合、エンジン出力トルクは零であるため、車両は加速も減速もしない（即ち、エンジン７は加速トルクも出さないし、エンジンブレーキも行なわない）。また、アクセル開度が零トルクラインよりも上側の領域にある場合、エンジン７は加速トルクを出力し、アクセル開度が零トルクラインよりも下側の領域にある場合、エンジンブレーキを行なう。
【００２８】
本実施形態に係る加減速意思判定部１ｂでは、ドライバの加減速意思を図６に示すマップに基づいて判定するように機能する。なお、零トルクラインには誤差が含まれていることが考えられるので、ここでは、零トルクラインの上側に所定量（第３の所定値）α_３、零トルクラインの下側に所定値（第４の所定値）α_４の範囲を誤差範囲とし、この幅Ｗ_２の中では、零トルクとして扱うものとする。また、これら所定量α_３及び所定量α_４は等しい値であっても良く、要求される判定精度に応じて適宜設定しても良い。
【００２９】
以下、本実施形態に係るドライバの加減速意思の判定方法について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、マップ記憶部１ａに記憶（用意）されている零トルクマップを参照し、この零トルクマップにおいて、現時点でのエンジン回転数（図６に示す零トルクマップの横軸）に対する零トルクアクセル開度θ_０を求める（図７に示すステップＴ１０。以下、ステップのみ示す）。
【００３０】
そして、アクセル開度センサ６から得られる現時点での実際のアクセル開度（実アクセル開度という）θがθ_０＋α_３よりも大きいか否かを判定し（ステップＴ２０）、ＹＥＳの場合、ドライバは加速しようとしている（加速意思）と判定する（ステップＴ３０）。
【００３１】
また、ステップＴ２０においてＮＯの場合、実アクセル開度θがθ_０−α_４よりも小さいか否かを判定し（ステップＴ４０）、ＹＥＳの場合、ドライバは減速しようとしている（減速意思）と判定する（ステップＴ５０）。さらに、ステップＴ４０においてＮＯの場合、ドライバは現状の速度を維持しようとしている（現車速維持意思、即ち、加減速意思なし）と判定する（ステップＴ６０）。
また、本実施形態に係るＥＣＵ１では、加減速意思判定部１ｂで判定された判定結果に基づいて、第１実施形態と同様のクラッチ制御を行なう。
【００３２】
〔３〕その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本実施形態では、ドライバの加減速意思の判定方法により得られた判定結果を、クラッチ制御に適用した場合について説明したが、本判定方法はこれに限定されるものではなく、例えば、エンジン回転数制御等にも適用することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では「所定時点＝未来の時点」としたが、適用する制御によっては「所定時点＝現時点」であってもよい。つまり、現時点でのエンジン回転数に対する零トルク燃料噴射量を求め、この零トルク燃料噴射量と、現時点でのドライバの要求燃料噴射量とを比較するようにしてもよい。
【００３４】
また、ドライバ要求燃料噴射量Ｆ又は実アクセル開度θが零トルクラインよりも上側の領域にある場合（即ち、ドライバ加速意思と判定された場合）、ドライバ要求燃料噴射量Ｆ又は実アクセル開度θが上側の領域のどの位置にあるかをより細かく算出することにより、ドライバがどの程度加速を要求しているかを判定するようにしても良い。
【００３５】
さらに、上記の実施形態では、零トルクラインが誤差を含むものとして幅Ｗ_１，Ｗ_２を設けるようにしたが、誤差としてではなく、制御安定化のための不感帯として設けても良い。なお、この場合、不感帯の幅は、エンジン制御やクラッチ制御等の特性に応じて設定すれば良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のドライバの加減速意思の判定方法（請求項１）によれば、零トルク燃料噴射量を基準として、この零トルク燃料噴射量と、所定時点でのドライバの要求トルクとしての要求燃料噴射量とを比較するので、所定時点でのドライバの加減速意思をより正確に判定することができる。
【００３７】
また、本発明のドライバの加減速意思の判定方法（請求項５）によれば、零トルクアクセル開度を基準として、この零トルクアクセル開度と、現時点でのドライバの要求トルクとしての実アクセル開度とを比較するので、現時点でのドライバの加減速意思をより正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る機械式自動変速機を備えた車両を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る車両を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射量に関する零トルクマップである。
【図４】本発明の第１実施形態に係るドライバの加減速意思の判定方法の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るクラッチ制御を説明するための図であって、エンジン回転数及びクラッチ回転数の時間変化と、クラッチストロークの接続状態の時間変化とを示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るアクセル開度に関する零トルクマップである。
【図７】本発明の第２実施形態に係るドライバの加減速意思の判定方法の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ＥＣＵ
１ａマップ記憶部
１ｂ加減速意思判定部
２車速センサ
３シフトポジションセンサ
４ギアポジションセンサ
５エンジン回転数センサ
６アクセル開度センサ
７エンジン
７ａ出力軸（エンジン出力軸）
８変速機
８ａ入力軸（変速機入力軸）
９クラッチ

Claims

エンジン回転数に対してエンジン出力トルクが零となる燃料噴射量のマップを予め用意しておき、
該マップから、所定時点でのエンジン回転数に対する零トルク燃料噴射量を求め、
該零トルク燃料噴射量と、該所定時点でのドライバの要求燃料噴射量とを比較することにより、該所定時点におけるドライバの加減速意思を判定する
ことを特徴とする、ドライバの加減速意思の判定方法。
該所定時点は、現時点よりも未来の時点であり、
該所定時点でのエンジン回転数は、車速と変速目標ギア段の減速比とから算出又は推定し、上記の算出又は推定したエンジン回転数と現時点でのアクセル開度とから該要求燃料噴射量を求める
ことを特徴とする、請求項１記載のドライバの加減速意思の判定方法。
該要求燃料噴射量が、
該零トルク燃料噴射量よりも大きい場合に加速意思と判定し、
該零トルク燃料噴射量よりも小さい場合に減速意思と判定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のドライバの加減速意思の判定方法。
該要求燃料噴射量が、
該零トルク燃料噴射量よりも第１の所定量以上大きい場合に加速意思と判定し、
該零トルク燃料噴射量よりも第２の所定量以上小さい場合に減速意思と判定する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のドライバの加減速意思の判定方法。
エンジン回転数に対してエンジン出力トルクが零となるアクセル開度のマップを予め用意しておき、
該マップから、現時点でのエンジン回転数に対する零トルクアクセル開度を求め、
該零トルクアクセル開度と、該現時点での実アクセル開度とを比較することにより、該現時点におけるドライバの加減速意思を判定する
ことを特徴とする、ドライバの加減速意思の判定方法。
該実アクセル開度が、
該零トルクアクセル開度よりも大きい場合に加速意思と判定し、
該零トルクアクセル開度よりも小さい場合に減速意思と判定する
ことを特徴とする、請求項５記載のドライバの加減速意思の判定方法。
該実アクセル開度が、
該零トルクアクセル開度よりも第３の所定量以上大きい場合に加速意思と判定し、
該零トルクアクセル開度よりも第４の所定量以上小さい場合に減速意思と判定する
ことを特徴とする、請求項５記載のドライバの加減速意思の判定方法。