JP2006298064A - 車両のクリープ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定の運転条件でクリープトルクを発生させる場合に、運転者の意志により、クリープトルクを減少可能とする。
【解決手段】 手動変速機４がニュートラル位置で、かつ、クラッチ３が係合している時に、例えば４ＷＤシステムの後輪駆動用のモータ１０を用いて、クリープトルクを発生させる。ブレーキセンサ２１によりブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキペダルが操作された時は、操作量に応じて、クリープトルクを減少させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の駆動軸に発生させるクリープトルクを制御する車両のクリープ制御装置に関する。

特許文献１には、自動変速機付きの車両において、車両運転中のエンジン停止時に、モータによってクリープトルクを発生させることが開示されている。
特開平１１−０９３７２１号公報

ところで、自動変速機付きの車両では、クリープトルクを発生させている（あるいはクリープトルク発生手段を持っている）が、手動変速機付きの車両では、クリープトルクを発生させていない（あるいはクリープトルク発生手段を持っていない）のが普通である。

このため、手動変速機付きの車両（マニュアル車）の渋滞走行では、ギアセレクトしての微妙なクラッチ操作が必要であり、ドライバーの負担増となっている。

従って、自動変速機付きの車両に限らず、手動変速機付きの車両においても、好適な条件でクリープトルクを発生させて、渋滞走行などに際しドライバーの負担を軽減するのが好ましい。

しかし、クリープトルクを発生させるに際しては、ドライバーの意志で、クリープトルクをある程度コントロールできるようにすることが重要である。

本発明は、このような実状に鑑み、ドライバーの意志でクリープトルクをコントロールできるようにすることを目的とする。

このため、本発明では、所定の運転条件でクリープトルクを発生させる車両において、ブレーキの操作時に、クリープトルクを減少させる構成とする。

また、特にマニュアル車においては、手動変速機がニュートラル位置で、かつ、クラッチが係合している時に、クリープトルクを発生させ、ブレーキの操作時に、クリープトルクを減少させる構成とする。

本発明によれば、ドライバーの意志で、クリープトルクをある程度コントロールでき、またブレーキの効きも良くなる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す車両のシステム図である。尚、この例は、前輪駆動用のエンジンとは別に、後輪駆動用のモータを備え、２ＷＤ（２輪駆動）と４ＷＤ（４輪駆動）とを切換可能なモータ４ＷＤシステムの例である。

エンジン（内燃機関）１は、ドライバーのアクセルペダルの操作に応じ、電制スロットル弁２などによって制御される。

エンジン１の出力は、ドライバーによりクラッチペダルによって操作されるクラッチ３を介し、ドライバーによりシフトレバー（シフトノブ）によって操作される手動変速機４に伝達される。そして、手動変速機４の出力により、前輪駆動軸５を介し、前輪６が駆動される。

また、前輪駆動軸５によって駆動される発電機７と、この発電機７からの電流ライン８によりインバータ９を介して給電されるモータ１０とが設けられている。

モータ１０の出力は、減速機１１に伝達される。減速機１１内にはクラッチ１２が装備されている。そして、減速機１１の出力により、後輪駆動軸１３を介し、後輪１４が駆動される。

４ＷＤコントローラ１５は、発電機７を制御し、またインバータ９を介してモータ１０を制御し、更に減速機１１内のクラッチ１２を制御することができる。

４ＷＤコントローラ１５には、ドライバーが２ＷＤと４ＷＤとを選択的に切換えるための４ＷＤスイッチ１６から信号が入力されている。従って、４ＷＤスイッチ１６により、２ＷＤから４ＷＤへ切換えられたときには、４ＷＤコントローラ１５により、発電機７、インバータ９、クラッチ１２を適宜操作することで、モータ１０により後輪１４を駆動し、エンジン１による前輪６の駆動と合わせ、４ＷＤ状態となる。

本発明に係るクリープ制御装置は、本実施形態では、後輪駆動用のモータ１０をクリープトルク発生源として用い、４ＷＤコントローラ１５にクリープトルク制御手段としての機能を持たせることで実現される。

このため、ドライバーがクリープトルクの発生の可否を選択可能なクリープスイッチ１７を設け、その信号を４ＷＤコントローラ１５に入力してある。尚、クリープスイッチ１７は、クリープトルクによる車両の進行方向を選択可能とするため、ＯＦＦ、Ｄ（ＯＮ、前進）、Ｒ（ＯＮ、後退）の３位置に操作可能とする。

また、４ＷＤコントローラ１５には、ドライバー操作クラッチ３の係合状態を検出するクラッチセンサ１８、手動変速機４のシフト位置（ニュートラル位置を含むギア位置）を検出するシフトセンサ１９、車速を検出する車速センサ２０、ブレーキ（ブレーキペダル）の操作量を検出するブレーキセンサ２１などの信号を入力してある。

また、４ＷＤコントローラ１５はエンジン１の電子制御用のエンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）２２と通信線により接続されており、これより、４ＷＤコントローラ１５には、各種エンジン制御情報も入力されている。

次に、４ＷＤコントローラ１５によるクリープトルク発生制御について、図２のフローチャートにより説明する。ここでのクリープトルク発生制御は、基本的には、クリープスイッチ１７がＯＮであることを前提に、手動変速機４がニュートラル位置で、かつ、ドライバー操作クラッチ３が係合している時に、クリープトルクを発生させる一方、ブレーキの操作時にクリープトルクを減少させるように制御する。尚、図２のフローは所定時間毎に繰り返し実行される。

Ｓ１では、クリープスイッチ１７がＯＮか否か、すなわち、ドライバーがクリープトルクの発生を許可（あるいは指示）しているか否かを判定する。

クリープスイッチ１７がＯＦＦの場合は、Ｓ２へ進み、クリープトルクを発生させないように、目標クリープトルクｔＴｃを０にする。

クリープスイッチ１７がＯＮの場合は、後述するＳ３〜Ｓ１４にて、目標クリープトルクｔＴｃを算出する。

Ｓ３では、目標クリープトルク初期値Ｔ０を設定する。これは、後に各種補正により減少させるので、目標クリープトルクの最大値として予め定めた値とすればよい。

Ｓ４では、シフトセンサ１９からの信号に基づいて、手動変速機４がニュートラル位置（Ｎ）か否かを判定する。

ニュートラル位置の場合は、Ｓ５へ進み、クリープスイッチ１７のＯＮ位置が前進側（Ｄ）か後退側（Ｒ）か否かを判定する。

前進側（Ｄ）の場合は、Ｓ６へ進み、第１補正率Ｋ１を１００％とする。

後退側（Ｒ）の場合は、Ｓ７へ進み、第１補正率Ｋ１を−１００％とする。クリープトルクにより車両を後退させるためである。

Ｓ４での判定で非ニュートラル位置の場合（ギアセレクト時の場合）は、Ｓ８へ進み、ギア位置より、第１補正率Ｋ１を算出する。

具体的には、１速 のとき、 Ｋ１＝ ８０％、
２速 のとき、 Ｋ１＝ ６０％、
３速以上のとき、 Ｋ１＝ ０％、
リバース（Ｒ）のとき、Ｋ１＝−６０％、
程度とする。

Ｓ６、Ｓ７又はＳ８での第１補正率Ｋ１の算出後は、Ｓ９へ進む。

Ｓ９では、クラッチセンサ１８の信号に基づいて、ドライバー操作クラッチ３の係合度合（クラッチストローク）より、第２補正率Ｋ２を算出する。

具体的には、係合１００％（足離し；ストローク無し）のとき、Ｋ２＝１００％、
係合 ０％（踏込み；ストローク最大）のとき、Ｋ２＝ ０％、
とし、中間領域では、係合度合が小さくなる（クラッチストロークが大きくなる）に従って、Ｋ２を１００％から０％へ連続的又は段階的に減少させる。

尚、クラッチ３のＯＮ・ＯＦＦ（係合の有無）のみを検出するクラッチスイッチを用い、係合しているとき、Ｋ２＝１００％、係合していないとき、Ｋ２＝０％と、２段階に設定してもよい。

Ｓ１０では、車速センサ２０の信号に基づいて、車速に応じ、第３補正率Ｋ３を算出する。ここで、車速が低いほど、あるいは低車速の時に、第２補正率Ｋ３を大きく（１００％側に）設定し、車速が高いほど、あるいは高車速の時に、第３補正率Ｋ３を小さく（０％側に）設定する。

具体的には、車速 ０km/h のとき、Ｋ３＝１００％、
車速１０km/h のとき、Ｋ３＝１００％、
車速２０km/h のとき、Ｋ３＝ ７５％、
車速３０km/h のとき、Ｋ３＝ ２５％、
車速４０km/h以上のとき、Ｋ３＝ ０％、
程度とする。

Ｓ１１では、ブレーキセンサ２１の信号に基づいて、ブレーキペダルの操作量（ブレーキストローク）より、第４補正率Ｋ４を算出する。

具体的には、ブレーキストローク ０％（足離し）のとき、Ｋ４＝１００％、
ブレーキストローク１００％（踏込み）のとき、Ｋ４＝ ０％、
とし、中間領域では、操作量（ブレーキストローク）が大きくなるに従って、Ｋ４を１００％から０％へ連続的又は段階的に減少させる。

より具体的には、ブレーキストローク ０％のとき、Ｋ４＝１００％、
ブレーキストローク ３０％のとき、Ｋ４＝ ５０％、
ブレーキストローク ６０％のとき、Ｋ４＝ ０％、
ブレーキストローク１００％のとき、Ｋ４＝ ０％、
程度とする。

Ｓ１２では、ブレーキ操作速度として、ブレーキペダルの操作量（ブレーキストローク）の単位時間当たりの変化量を算出し、これが所定値以上か否かを判定する。

判定の結果、ブレーキ操作速度（ブレーキストローク変化量）が所定値以上の場合、すなわち、急ブレーキの場合は、Ｓ１３へ進み、クリープトルクの発生を禁止すべく、第４補正率Ｋ４＝０％とする。

この第４補正率Ｋ４によって、クリープトルク制御手段における、ブレーキ操作時にクリープトルクを減少させる部分（クリープトルク減少補正手段）が構成されている。

第１〜第４補正率Ｋ１〜Ｋ４の算出後は、Ｓ１４へ進む。

Ｓ１４では、次式のごとく、目標クリープトルク初期値Ｔ０に、第１〜第４補正率Ｋ１〜Ｋ４の全てを乗じることにより、目標クリープトルクｔＴｃを算出する。

ｔＴｃ＝Ｔ０×Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３×Ｋ４
目標クリープトルクｔＴｃの算出後は、Ｓ１５へ進む。

Ｓ１５では、目標クリープトルクｔＴｃに従って、クリープトルクを発生させる。すなわち、発電機７、インバータ９、クラッチ１２を適宜操作することで、目標クリープトルクｔＴｃに対応する分、モータ１０により後輪１４を駆動し、所望のクリープトルクを発生させる。もちろん、ｔＴｃ＝０のときは、クリープトルクを発生させない。

図３は、クリープトルク発生例を示すタイムチャートである。

ギア位置がニュートラル（Ｎ）で、クラッチが係合状態（クラッチペダル足離し状態）のときに、クリープスイッチ１７をＯＮにすると、クリープトルクが発生し、車両のクリープ走行が可能となる。クリープトルク発生中に、ブレーキペダルが操作されると、その操作量に応じた分、クリープトルクが減少する。従って、ブレーキ操作により、クリープトルクをコントロールでき、車速も容易にコントロールできる。その後、通常走行に移行する際は、一旦、クラッチを切って、ギア位置を１速（１st）にシフトした後、クラッチを接続するが、クラッチを切ったときに、クリープトルクがなくなる。但し、ギア位置を１速にシフトした状態で、クラッチを接続すると、ニュートラルの時よりは小さいものの、ある程度のクリープトルクを発生させる。これは、ニュートラルと１速とでの切換え違和感（トルク段差）を極力解消するためである。

本実施形態によれば、所定の運転条件でクリープトルクを発生させる場合に、ブレーキの操作時に、クリープトルクを減少させるようにしたため、ドライバーの意志により、クリープトルクをコントロールできる。

また、本実施形態によれば、特にマニュアル車の場合に、手動変速機４がニュートラル位置で、かつ、クラッチ３が係合している時に、クリープトルクを発生させるので、ドライバーがギア位置をニュートラルにしておけば、両足を離した状態でも、クリープトルクを発生させて、走行が可能となる。従って、マニュアル車での渋滞走行時のクラッチ操作が不要になり、ドライバーの負担が軽減される。

その一方、ブレーキの操作時に、クリープトルクを減少させるので、ドライバーの意志で、クリープトルクをコントロールできる。

尚、クラッチの係合度合によりクリープトルクを変化させることもできるが、咄嗟の危機回避のようなシチュエーションにおいて、ドライバーがクラッチ操作によりクリープトルクを減少させるのは難しいので、ブレーキ操作によりクリープトルクを減少させるようにしているのである。

また、ブレーキによる危機回避などの際、クリープトルクをそのままにしておくと、制動力が弱くなってしまうが、ブレーキ操作時にクリープトルクを減少させることで、十分な制動力を確保できる。

また、本実施形態によれば、クラッチ３の係合度合に応じてクリープトルクの大きさを変化させることにより、ドライバーの意図を反映できる。

また、本実施形態によれば、車速に応じてクリープトルクの大きさを変化させることにより、減速中でエンジンブレーキが必要とされる高車速域ではクリープトルクの発生を制限し、渋滞等の低車速域でのみクリープトルクを発生させるように制御することが可能となる。

また、本実施形態によれば、クリープトルクの発生の可否をドライバーが選択可能なクリープスイッチ１７を設け、該クリープスイッチ１７により、ドライバーがクリープトルクの発生を許可しているときのみ、クリープトルクを発生させるようにしたため、ドライバーの意図を反映でき、ドライバーの意図とは無関係にクリープトルクが発生するのを防止できる。

また、本実施形態によれば、クリープスイッチ１７を、ニュートラル位置でのクリープトルクによる車両の進行方向を選択可能とし、その選択に従って、発生させるクリープトルクの正負を変化させるようにしたため、車両を後退させるためにクリープトルクを発生させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、手動変速機４が非ニュートラル位置で、かつ、クラッチ３が係合している時に、手動変速機４がニュートラル位置で、かつ、クラッチ３が係合している時と比べ、他の条件が同一であれば、小さなクリープトルクを発生させるようにすることで、ニュートラル時とギアセレクト時とでの切換え違和感を防止することができる。この場合、手動変速機４が非ニュートラル位置で、かつ、クラッチ３が係合している時に発生させるクリープトルクの大きさは、手動変速機４のギア位置に応じて変化させることにより、切換え違和感が問題とならない高速段側で不要なクリープトルクが発生するのを防止できる。

また、本実施形態によれば、クリープトルクは、エンジン１とは異なる第２の駆動源により発生させることにより、制御が容易となる。この場合、前記第２の駆動源を、前輪駆動用のエンジン１とは別に後輪駆動用のモータ１０を備え、２輪駆動と４輪駆動とを切換可能なモータ４輪駆動システムの、前記後輪駆動用のモータ１２とすることにより、モータ４輪駆動システムを有効利用して、クリープトルクを発生させることができる。

また、本実施形態によれば、ブレーキペダルの操作量（効き量）に応じてクリープトルクの減少度合を変化させるようにしたため、ドライバーの意志に伴い、クリープトルクを微細にコントロールでき、滑らかで違和感のないトルクの繋がりを実現できる。

また、本実施形態によれば、ブレーキペダルの操作速度が所定値を超えた場合はクリープトルクの発生を禁止するようにしたため、急ブレーキ時にはクリープトルクを速やかに無くして、制動力を高めることができる。

尚、上記実施形態では、ブレーキの操作量の検出のため、ブレーキセンサを用いたが、ブレーキ操作の有無を検出するブレーキスイッチを用いて、ブレーキＯＮ時にクリープトルクを減少（又はクリープトルクの発生を禁止）するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ブレーキが足踏みブレーキ（走行状態から減速・停止するためのブレーキ）であることを前提にしたが、駐車用のハンドブレーキ（停車状態にて停車状態を維持するためのブレーキ）の場合は、ハンドブレーキが操作された場合にクリープトルクの発生を禁止するようにするとよい。

また、上記実施形態では、クリープトルクは、エンジン１とは異なる第２の駆動源（後輪駆動用のモータ１０）により発生させたが、手動変速機４に、シフト位置がニュートラルであってもギア締結が可能な機構を装備させることで、クリープトルクを、エンジン１を駆動源とし、手動変速機４を前記機構によりギア締結することで発生させるようにしてもよい。

図４は、シフト位置がニュートラルであってもギア締結が可能な自動ギアセレクト機構付き手動変速機４を用いた例であり、シフトノブ４１によるシフト位置がニュートラルで、かつ、クラッチ３が係合している時は、クリープスイッチがＯＮとなると、シフト位置がニュートラルであっても、シフトアクチュエータ４２によりギアを締結して（例えば１速に入れて）、エンジン１を駆動源としてクリープトルクを発生させる。

但し、ブレーキ操作時にクリープトルクを減少させてクリープトルクのコントロールを可能にするという本発明の基本構成については、手動変速機付きの車両に限らず、自動変速機付きの車両にも適用可能である。

本発明の一実施形態を示す車両（モータ４ＷＤシステム）のシステム図 クリープトルク発生制御のフローチャート クリープトルク発生例を示すタイムチャート 他の実施形態として自動ギアセレクト機構付き手動変速機を用いた例を示す図

符号の説明

１ エンジン
２ 電制スロットル弁
３ クラッチ
４ 手動変速機
５ 前輪駆動軸
６ 前輪
７ 発電機
８ 電流ライン
９ インバータ
１０ モータ
１１ 減速機
１２ クラッチ
１３ 後輪駆動軸
１４ 後輪
１５ ４ＷＤコントローラ
１６ ４ＷＤスイッチ
１７ クリープスイッチ
１８ クラッチセンサ
１９ シフトセンサ
２０ 車速センサ
２１ ブレーキセンサ
２２ ＥＣＭ

Claims (14)

1. 所定の運転条件でクリープトルクを発生させる車両において、
   ブレーキの操作時に、クリープトルクを減少させるクリープトルク制御手段を設けたことを特徴とする車両のクリープ制御装置。
2. ニュートラル位置を有する手動変速機にドライバー操作クラッチを介して接続されるエンジンを駆動源として備える車両において、
   前記手動変速機がニュートラル位置で、かつ、前記クラッチが係合している時に、クリープトルクを発生させ、ブレーキの操作時に、前記クリープトルクを減少させるクリープトルク制御手段を設けたことを特徴とする車両のクリープ制御装置。
3. 前記クリープトルク制御手段は、前記クラッチの係合度合に応じてクリープトルクの大きさを変化させることを特徴とする請求項２記載の車両のクリープ制御装置。
4. 前記クリープトルク制御手段は、車速に応じてクリープトルクの大きさを変化させることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の車両のクリープ制御装置。
5. クリープトルクの発生の可否をドライバーが選択可能なクリープスイッチを設け、該クリープスイッチにより、ドライバーがクリープトルクの発生を許可しているときのみ、前記クリープトルク制御手段を作動させることを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。
6. 前記クリープスイッチは、ニュートラル位置でのクリープトルクによる車両の進行方向を選択可能であり、その選択に従って、前記クリープトルク制御手段により発生させるクリープトルクの正負を変化させることを特徴とする請求項５記載の車両のクリープ制御装置。
7. 前記クリープトルク制御手段は、前記手動変速機が非ニュートラル位置で、かつ、前記クラッチが係合している時に、前記手動変速機がニュートラル位置で、かつ、前記クラッチが係合している時と比べ、小さなクリープトルクを発生させることを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。
8. 前記手動変速機が非ニュートラル位置で、かつ、前記クラッチが係合している時に発生させるクリープトルクの大きさは、前記手動変速機のギア位置に応じて変化させることを特徴とする請求項７記載の車両のクリープ制御装置。
9. 前記クリープトルクは、前記エンジンとは異なる第２の駆動源により発生させることを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。
10. 前記第２の駆動源は、前輪駆動用のエンジンとは別に後輪駆動用のモータを備え、２輪駆動と４輪駆動とを切換可能なモータ４輪駆動システムの、前記後輪駆動用のモータであることを特徴とする請求項９記載の車両のクリープ制御装置。
11. 前記手動変速機に、シフト位置がニュートラルであってもギア締結が可能な機構を装備させ、前記クリープトルクは、前記エンジンを駆動源とし、前記手動変速機を前記機構によりギア締結して発生させることを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。
12. 前記クリープトルク制御手段は、ブレーキペダルの操作量に応じてクリープトルクの減少度合を変化させることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。
13. 前記クリープトルク制御手段は、ブレーキペダルの操作速度が所定値を超えた場合はクリープトルクの発生を禁止することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。
14. 前記クリープトルク制御手段は、ハンドブレーキが操作された場合にクリープトルクの発生を禁止することを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１つに記載の車両のクリープ制御装置。

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