JP2006152830A

JP2006152830A - エンジン出力制御装置

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Publication number: JP2006152830A
Application number: JP2004340899A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Azuma; 寿彦東; Masayuki Kayano; 雅行栢野; Shogo Matsuura; 昇吾松浦
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-15
Also published as: US20060111830A1; DE102005055790A1

Abstract

【課題】シフトチェンジにおける失速あるいは急加速を防止することができる協調制御下におけるエンジン出力制御装置を提供すること。
【解決手段】ドライバの加減速要求に応じて車両のエンジン出力を制御するドライバ要求制御手段２３ａと、加減速要求とクルーズコントロール要求のうち、大きい方の要求に応じてエンジン出力を制御するクルーズ制御手段２２ｂと、車速に応じて変速段をシフトチェンジするとともにエンジン出力を制御する変速制御手段２１ａと、ドライバ要求制御手段２３ａ、クルーズ制御手段２２ｂ、変速制御手段２１ａを優先順位に従って切り換える切換制御手段２３ｂとを具備し、変速制御手段２１ａは、シフトチェンジ完了後、切換制御手段２３ｂによりクルーズ制御手段２２ｂに切り換えられる場合、該切り換え前にクルーズ制御手段２２ｂに基づきエンジン出力を復帰させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジン出力制御装置に関し、特に協調制御下における燃料噴射量制御装置に関する。

一般に、エンジン出力制御装置は、ドライバの要求出力の尺度となるアクセル開度に基づいて燃料噴射量を調節している（以下、これを通常制御という）。

また、クルーズＳＷがオンされると、アクセル開度ではなく予め定めたクルーズ設定車速あるいは先行車との車間距離に応じて、エンジン出力の目標値が設定され、この目標値に実際のエンジン出力が近付くように燃料噴射量が調節される（以下、この制御をクルーズ制御という）。

また、通常制御中であっても、法規上の制約等から、実車速が所定値以上に上がらないように燃料噴射量を調節してエンジン出力を制限する速度制限装置が作動する場合がある（以下、速度制限制御という）。

一方、様々な原因によりシフトチェンジが必要になるが、このシフトチェンジが行われる場合には、エンジン出力の制御は、通常制御／クルーズ制御／速度制限制御のいずれにあろうとも、変速制御に一時的に移行する。この変速制御においては、実車速および変速段（ギア比）に基づいてエンジン出力の目標値が設定され、この目標値に実際のエンジン出力が一致するように燃料噴射量が調節される。そして、シフトチェンジ完了後（ギアの接続後）は、元の制御に戻る前に、アクセル開度に基づいてエンジン出力目標値を設定し、この目標値に実際のエンジン出力が近付くように燃料噴射量が調節される（以下、この制御を復帰制御という）。復帰制御は制御の切換によるエンジン出力の急変を防止するために実施する。

ところが、クルーズ制御から変速制御に移行した場合、クルーズ制御中のドライバはアクセルペダルを開放して（アクセルペダルから足を離して）いるので、復帰制御においてもアクセルペダルは開放されて（アクセルペダルから足を離した）ままであるのが通常である。この場合、アクセル開度に基づいてエンジン出力の目標値を設定する復帰制御時においては、エンジン出力の目標値としてゼロが設定されてしまい、車両が失速するという問題があった。

また、速度制限制御から変速制御に移行した場合、速度制限制御中のドライバはアクセルペダルを必要以上（実車速よりも速い車速で走行するように）に踏み込んでいるので、復帰制御においても、アクセルペダルは必要以上に踏み込まれたままであるのが通常である。この場合、アクセル開度に基づいてエンジン出力の目標値を設定する復帰制御においては、エンジン出力の目標値として、速度制限制御が制限している所定車速以上の車速を生じる値が設定されてしまい、車両が急加速するという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、シフトチェンジにおける失速あるいは急加速を防止することができる協調制御下におけるエンジン出力制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明は、ドライバの加減速要求に応じて車両のエンジン出力を制御するドライバ要求制御手段と、前記加減速要求とクルーズコントロール要求のうち、大きい方の要求に応じてエンジン出力を制御するクルーズ制御手段と、車速に応じて変速段をシフトチェンジするとともにエンジン出力を制御する変速制御手段と、前記ドライバ要求制御手段、前記クルーズ制御手段、前記変速制御手段を優先順位に従って切り換える切換制御手段とを具備し、前記変速制御手段は、前記シフトチェンジ完了後、前記切換制御手段により前記クルーズ制御手段に切り換えられる場合、該切り換え前に前記クルーズ制御手段に基づきエンジン出力を復帰させるようにしたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の優先順位の高さは、変速制御手段＞クルーズ制御手段＞ドライバ要求制御手段であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、ドライバの加減速要求に応じて車両のエンジン出力を制御するドライバ要求制御手段と、前記加減速要求と、前記車両の実車速が所定車速以上に達しないようにする要求のうち、小さい方の要求に応じてエンジン出力を制御する速度制限制御手段と、車速に応じて変速段をシフトチェンジするとともにエンジン出力を制御する変速制御手段と、前記ドライバ要求制御手段、前記速度制限制御手段、前記変速制御手段を優先順位に従って切り換える切換制御手段とを具備し、前記変速制御手段は、前記シフトチェンジ完了後、前記切換制御手段により前記速度制限制御手段に切り換えられる場合、該切り換え前に前記速度制限制御手段に基づきエンジン出力を復帰させるようにしたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の優先順位の高さは、変速制御手段＞速度制限制御手段＞ドライバ要求制御手段であることを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、シフトチェンジ完了後における無用な失速を抑え、ドライブフィーリングを向上することができる。

請求項３及び４記載の発明によれば、シフトチェンジ完了後における急加速を防止し、制限速度超過や先行車との衝突等の危険を回避することができる。

以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１は協調制御下における燃料噴射量制御装置を示すブロック図である。図において、１１はエンジンである。このエンジン１１の出力軸１１ａの回転はクラッチ１２、トランスミッション１３を介して駆動輪１４に伝達される。

エンジン１１の出力は、エンジン１１に供給する燃料噴射量Ｑを調節することで行われる。燃料噴射量Ｑは後述する変速制御ＥＣＵ（電子制御ユニット）２１、ＭＶＣＵ（Multi Vehicle Control Unit）２２、エンジンＥＣＵ２３に搭載された各手段により演算される。

２４は車速を検出する車速センサである。この車速センサ２４で検出された車速Ｖは変速制御手段２１ａ、速度制限制御手段２２ａ及びクルーズ制御手段２２ｂ、に入力される。

変速制御手段２１ａには、速度制限制御手段２２ａで演算された燃料噴射量Ｑ１、クルーズ制御手段２２ｂで演算された燃料噴射量Ｑ２、ドライバ要求制御手段２３ａで演算された燃料噴射量Ｑ３が入力される。

さらに、変速制御手段２１ａは、変速時におけるエンジン１１の燃料噴射量、クラッチ１２の断接、トランスミッション１３の変速段の切換を制御し、さらに、変速完了後は他の制御にスムーズに移行するため、エンジン１１の燃料噴射量を復帰制御する。このようにして変速制御手段２１ａは、変速時および変速完了後他の制御に移行するまでの間のエンジン１１の燃料噴射量Ｑ４を演算する。なお、本実施の形態において、変速制御手段２１ａの上記機能は変速制御ＥＣＵ２１およびエンジンＥＣＵ２３に搭載されるが、本構成に限らず他のハードウェアに搭載される構成としても良い。

ここで、変速制御手段２１ａにおける復帰制御について説明する。変速制御手段２１ａは、他の制御手段（速度制限制御手段２２ａ、クルーズ制御手段２２ｂ、ドライバ要求制御手段２３ａ）よりも優先順位が高く、他の制御手段による制御中であっても、例えば車両が急な登り坂にさしかかって減速しトルク不足となった場合や、現在のギアでは十分な加速が得られなくなった際など、トランスミッションの変速（シフトダウン、シフトアップ）が必要になった場合には、変速制御手段２１ａによる制御が優先される。ただし、変速制御手段２１ａに制御が移行しても、変速（シフトダウン、シフトアップ）が完了すれば速やかに変速制御を終了させ、他の制御に移行することになる。このとき、どの制御手段に移行するかは、そのときの車両状態に応じて適切に選択される。すなわち、変速制御手段２１ａの制御に切り替わる直前の制御と同じ場合もあれば、異なる場合もある。いずれにしても、変速制御手段２１ａにより変速が完了すると、エンジン１１の燃料噴射量制御は、他の制御手段（本実施形態においては速度制限制御手段２２ａ、クルーズ制御手段２２ｂ、ドライバ要求制御手段２３ａのいずれか一つ）に移行することになる。

ただし、変速制御手段２１ａによるトランスミッション１３の変速が完了した後に、直ちに他の制御手段に移行するのではなく、復帰制御が行われる。この復帰制御は、制御方法が切り替わることにより燃料噴射量指示が極端に不連続な値となり、エンジン出力値の急激な変化を引き起こすことを防止することを主な目的としている。

復帰制御では、まず、切換制御手段２３ｂから、次の制御手段がどの制御手段であるかが、変速制御手段２１ａに通知される。次に、変速制御手段２１ａは、当該通知された次の制御手段に基づく燃料噴射量（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のいずれか一つ）に追随して一致するように燃料噴射量Ｑ４を定める。

なお、変速制御が完了したとき（復帰制御を開始するとき）の燃料噴射量Ｑ４と、次の変速手段に基づく燃料噴射量（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のいずれか一つ）との差が大きいときには、追随の速度を変化させるようにしても良い。また、当該差が小さいときには、Ｑ４を直ちに次の制御手段に基づく燃料噴射量（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）に一致させても良い。さらに、完全に一致しなくても、ある程度一致した段階で復帰制御を完了させても良い。このようにして、次の制御手段に移行しても急激なエンジン出力の変化が引き起こされないようになった段階で、復帰制御を終了させ、他の制御手段に移行する。

以上のように復帰制御を行うことで、次の制御手段にスムーズに移行することができる。特に、アクセル開度に依存せずに制御を変更するため、オートクルーズ制御に移行する場合にドライバがアクセルペダルから足を離しても、不要な失速をすることがない。また、速度制限制御に移行する場合（ドライバが過度にアクセルペダルを踏み込んでいる場合）にも、不要な加速を防止できる。

速度制限制御手段２２ａは、車速センサ２４から入力される信号に基づいて車速の実車速を求め、これが法規や安全上の制約等から定まる規定車速を超えないような、エンジン１１の燃料噴射量を演算する。ただし、速度制限制御手段２２ａは、アクセル開度に基づいて定められるドライバの加速度要求が前記規定車速を超えない範囲内であば、ドライバの加速要求に従う。具体的には、後述するドライバ要求制御手段２３ａから出力されるエンジン１１の燃料噴射量Ｑ３と、前記規定車速を超えない範囲で最大の燃料噴射量との最小値選択により燃料噴射量Ｑ１を演算する。なお、本実施形態において、速度制限制御手段２２ａは、ＭＶＣＵ２２およびエンジンＥＣＵ２３に搭載されるが、本構成に限らず他のハードウェアに搭載される構成としても良い。

クルーズ制御手段２２ｂは、車速センサ２４から入力される信号に基づいて車速の実車速を求め、クルーズＳＷ２５により予め定められる設定車速に実車速が一致するようなエンジン１１の燃料噴射量を演算する。そして、後述するドライバ要求制御手段２３ａから出力される燃料噴射量Ｑ３と、前記設定車速に実車速が一致するような燃料噴射量との最大値選択により燃料噴射量Ｑ２を演算する。

なお、本実施の形態において、クルーズ制御手段２２ｂは、ＭＶＣＵ２２およびエンジンＥＣＵ２３に搭載されるが、本構成に限らず他のハードウェアに搭載される構成としても良い。

ドライバ要求制御手段２３ａは、図示しないアクセルペダルの開度をアクセルペダル開度センサ２６から入力される信号を求める。そして、このアクセルペダル開度に基づいてエンジン１１の燃料噴射量Ｑ３を演算する。

なお、本実施の形態において、ドライバ要求制御手段２３ａは、エンジンＥＣＵ２３に搭載されるが、本構成に限らず他のハードウェアに搭載される構成としても良い。

切換制御手段２３ｂは、前記した変速制御手段２１ａ、速度制限制御手段２２ａ、クルーズ制御手段２２ｂ、ドライバ要求制御手段２３ａから、燃料噴射量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を入力される。そして、所定の優先順位に従って、一の燃料噴射量を選択する。本実施の形態においては、変速制御手段２１ａに基づく燃料噴射量Ｑ４が最も優先順位が高く、次いで、速度制限制御手段２２ａに基づく燃料噴射量Ｑ３、クルーズ制御手段２２ｂに基づく燃料噴射量Ｑ２、ドライバ要求制御手段２３ａに基づく燃料噴射量Ｑ１、の順で優先順位が低くなる。具体的には、図２に示すフロチャートに従って、Ｑ１〜Ｑ４の燃料噴射量のうちから一の燃料噴射量を選択する（詳細は後述する）。そして、該選択された燃料噴射量Ｑに基づいて、エンジン１１の燃料噴射量を実際に制御する。

次に、上記のように構成された本発明の一実施の形態の動作について説明する。まず、切換制御手段２３ｂにおけるＱ１〜Ｑ４の選択について説明する。速度制限制御手段２２ａで演算された燃料噴射量Ｑ１、クルーズ制御手段２２ｂで演算された燃料噴射量Ｑ２、ドライバ要求制御手段２３ａで演算された燃料噴射量Ｑ３、変速制御手段２１ａで演算された燃料噴射量Ｑ４は切換制御手段２３ｂに入力される。

この切換制御手段２３ｂは図２のフローチャートの処理により燃料噴射量Ｑ１〜Ｑ４から１つの燃料噴射量を選択してエンジン１１に出力する。まず、制御信号があるかが判定される（ステップＳ１）。ここで、「制御信号」とは、変速制御手段２１ａ、速度制限制御手段２２ａ、クルーズ制御手段２２ｂで演算された燃料噴射量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４をいう。このステップＳ１の判定で「ＮＯ」と判定された場合には、ドライバ要求制御手段２３ａから入力される燃料噴射量Ｑ３が選択される（ステップＳ２）。この結果、アクセル開度に応じてエンジン出力が得られる。

一方、ステップＳ１の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、切換制御手段２３ｂに入力される制御信号が１つか否か判定される（ステップＳ３）。このステップＳ３の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、切換制御手段２３ｂに入力される当該１つの制御信号（燃料噴射量）を選択する（ステップＳ４）。つまり、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ４のいずれか１つの燃料噴射量が選択される。

一方、ステップＳ３の判定で「ＮＯ」と判定された場合には、切換制御手段２３ｂに入力されている制御信号のうち、優先順位の高いものが選択される（ステップＳ５）。ここでの優先順位の高さは、Ｑ４＞Ｑ２＞Ｑ１である。例えば、変速制御手段２１ａで演算された燃料噴射量Ｑ４が切換制御手段２３ｂに入力された場合には、例え速度制限制御手段２２ａで演算された燃料噴射量Ｑ１やクルーズ制御手段２２ｂで演算された燃料噴射量Ｑ２が切換制御手段２３ｂに入力されていても、エンジン１１に出力される燃料噴射量はＱ４となる。

次に、クルーズ制御手段２２ｂと変速制御手段２１ａとの協調制御時の動作について説明する。ここでは、切換制御手段が、クルーズ制御手段から変速制御手段に切り換え、変速制御手段でシフトダウンし、再度クルーズ制御手段に戻る場合の動作を一例として図３（Ａ）に示す。

図３（Ａ）は、縦軸が燃料噴射量Ｑ、横軸が時間を表す。切換制御手段２３ｂがエンジン１１に指示する燃料噴射量Ｑは、時刻ｔ１まではクルーズ制御手段２２ｂが出力した燃料噴射量Ｑ２である。そして、シフトダウンが必要になったため、時刻ｔ１において変速制御に移行している。該変速は時刻ｔ２において完了するが、この時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、変速制御手段２１ａが変速に必要な燃料噴射量を演算して出力している。時刻ｔ２において変速が完了すると、変速制御手段２１ａは次に移行する制御手段の情報（本例の場合では、クルーズ制御手段であること）を切換制御手段２３ｂから得ている。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、エンジン１１へ出力する燃料噴射量Ｑが、移行後のクルーズ制御手段の出力する燃料噴射量Ｑ２と等しくなるように燃料噴射量を復帰制御する。

時刻ｔ３に至ると、変速制御手段２１ａは制御を終了し、切換制御手段２３ａによりクルーズ制御手段に移行される。このようにすることで、変速完了後すみやかに次の制御に移行することができね、失速を効果的に防止することができる。

参考までに、従来技術のように復帰制御時（ｔ２〜ｔ３）にアクセル開度に基づいて燃料噴射量を定めた場合の動作について、図３（Ｂ）に示す。クルーズ制御中はドライバはアクセルペダルから足を離している場合が多いので、この場合、アクセル開度に基づく燃料噴射量はゼロとなり、図３（Ｂ）のように、時刻ｔ２で変速が完了した後の復帰制御が適切になされず、変速後に無用な失速が生じてしまう。

次に、切換制御手段が、クルーズ制御手段から変速制御手段に切り換え、変速制御手段でシフトダウンした後、速度制限制御手段に移行する場合の動作を一例として図４（Ａ）に示す。

図４（Ａ）は、図３と同様、縦軸が燃料噴射量Ｑ、横軸が時間を表す。切換制御手段２３ｂがエンジン１１に指示する燃料噴射量Ｑは、時刻ｔ１まではクルーズ制御手段２２ｂが出力した燃料噴射量Ｑ２である。そして、シフトダウンが必要になったため、時刻ｔ１において変速制御に移行している。該変速は時刻ｔ２において完了するが、この時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、変速制御手段２１ａが変速に必要な燃料噴射量を演算して出力している。時刻ｔ２において変速が完了すると、変速制御手段２１ａは次に移行する制御手段の情報（本例の場合では、速度制限制御手段であること）を切換制御手段２３ｂから得ている。そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて、エンジン１１へ出力する燃料噴射量Ｑが、移行後の速度制限制御手段の出力する燃料噴射量Ｑ１と等しくなるように燃料噴射量を復帰制御する。時刻ｔ３に至ると、変速制御手段２１ａは制御を終了し、切換制御手段２３ａにより速度制限制御手段に移行される。このようにすることで、変速完了後すみやかに次の制御に移行することができ、復帰制御時（ｔ２〜ｔ３）の急加速を効果的に防止することができる。

参考までに、従来の技術のように復帰制御時（ｔ２〜ｔ３）にアクセル開度に基づいて燃料噴射量を定めた場合の動作について、図４（Ｂ）に示す。速度制限制御の作動中はドライバがアクセルペダルを踏み込む量（アクセル開度）から定まる燃料噴射量よりも小さい値が、速度制限制御の演算する燃料噴射量として切換制御手段２３ｂに入力されている。したがって、図４（Ｂ）に示すように、時刻ｔ２からｔ３に至る際に一時的に燃料噴射量が突出してしまい、復帰制御が適切になされず、変速完了直後に急加速が生じてしまう。

以上詳述したように、上記実施の形態においては、変速制御手段、速度制限制御手段、クルーズ制御手段、ドライバ要求制御手段の４つの優先順位を設定するようにしたが、これらの制御手段以外に制御手段がある場合においても本発明を適用することができる。例えばホイールスピンの抑制制御がある場合には、その制御手段に対しても優先順位を設定するようにすれば良い。

本発明の一実施の形態に係る協調制御での燃料噴射量制御装置のシステム構成を示す図。同実施の形態に係る切換制御手段の動作を説明するためのフローチャート。同実施の形態と従来とで変速制御からクルーズ制御に移行する際のエンジンの燃料噴射量を示す図。同実施の形態と従来とで変速制御から速度制限制御に移行する際のエンジンの燃料噴射量を示す図。

符号の説明

１１…エンジン、１２…クラッチ、１３…トランスミッション、２１ａ…変速制御手段、２２ａ…速度制限制御手段、２２ｂ…クルーズ制御手段、２３ａ…ドライバ要求制御手段、
２３ｂ…切換制御手段。

Claims

ドライバの加減速要求に応じて車両のエンジン出力を制御するドライバ要求制御手段と、
前記加減速要求とクルーズコントロール要求のうち、大きい方の要求に応じてエンジン出力を制御するクルーズ制御手段と、
車速に応じて変速段をシフトチェンジするとともにエンジン出力を制御する変速制御手段と、
前記ドライバ要求制御手段、前記クルーズ制御手段、前記変速制御手段を優先順位に従って切り換える切換制御手段とを具備し、
前記変速制御手段は、前記シフトチェンジ完了後、前記切換制御手段により前記クルーズ制御手段に切り換えられる場合、該切り換え前に前記クルーズ制御手段に基づきエンジン出力を復帰させるようにしたことを特徴とするエンジン出力制御装置。
前記優先順位の高さは、変速制御手段＞クルーズ制御手段＞ドライバ要求制御手段であることを特徴とする請求項１記載のエンジン出力制御装置。
ドライバの加減速要求に応じて車両のエンジン出力を制御するドライバ要求制御手段と、
前記加減速要求と、前記車両の実車速が所定車速以上に達しないようにする要求のうち、小さい方の要求に応じてエンジン出力を制御する速度制限制御手段と、
車速に応じて変速段をシフトチェンジするとともにエンジン出力を制御する変速制御手段と、
前記ドライバ要求制御手段、前記速度制限制御手段、前記変速制御手段を優先順位に従って切り換える切換制御手段とを具備し、
前記変速制御手段は、前記シフトチェンジ完了後、前記切換制御手段により前記速度制限制御手段に切り換えられる場合、該切り換え前に前記速度制限制御手段に基づきエンジン出力を復帰させるようにしたことを特徴とするエンジン出力制御装置。
前記優先順位の高さは、変速制御手段＞速度制限制御手段＞ドライバ要求制御手段であることを特徴とする請求項３記載のエンジン出力制御装置。