JP2007236168A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適切にクリープカット制御を行うことが可能な車両制御装置を提供する。
【解決手段】車両制御装置１は、検出車速が所定車速以下であり、ブレーキペダル１６０が踏み込まれていることが検出され、検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行うこととしている。ここで、検出車速が所定車速以下でありブレーキペダルが踏み込まれている場合には、基本的に車両は略停止状態であり、クリープトルクを発生させる必要がない。特に、勾配が所定勾配以下である場合には、ブレーキペダル１６０を離して車両を発進させようとするタイミングにおいて車両のずり下がりが発生することもなく、一層クリープトルクを発生させる必要がない。故に、上記場合に、クリープカット制御を行うことで、適切にクリープカット制御を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、車両の逆走行を検出したときに、路面勾配に応じてトルクを発生させる車両制御装置が知られている。この装置によれば、路面勾配に応じてトルクを調整することから、路面勾配に拘わらず略一定の運転フィーリングを得ることができる（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−３６４８９号公報

従来の車両制御装置では、クリープトルクの発生の必要性を判断し、必要がないと判断できる場合には、クリープトルクを発生させない、またはクリープトルクを制限するクリープカット制御を行うようになっている。これにより、従来の車両制御装置では、燃費性能向上を図るようにしている。ところが、従来の車両制御装置では、種々の事情から適切にクリープカット制御を行うことができない可能性があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、適切にクリープカット制御を行うことが可能な車両制御装置を提供することにある。

本発明の車両制御装置は、車速検出手段と、ブレーキ操作検出手段と、勾配情報取得手段と、制御手段とを備えている。車速検出手段は、車両の速度を検出するものである。ブレーキ操作検出手段は、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するものである。

勾配情報取得手段は、路面の勾配を検出または推定するものである。制御手段は、車両に発生させるクリープトルクを制限するクリープカット制御を行うものである。さらに、制御手段は、車速検出手段により検出された車速が所定車速以下であり、ブレーキ操作検出手段によりブレーキペダルが踏み込まれていることが検出され、勾配情報取得手段により検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行うものである。

本発明によれば、検出車速が所定車速以下であり、ブレーキペダルが踏み込まれていることが検出され、検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行うこととしている。ここで、検出車速が所定車速以下でありブレーキペダルが踏み込まれている場合には、基本的に車両はブレーキが踏まれた状態で略停止しており、クリープトルクを発生させる必要がない。特に、勾配が所定勾配以下である場合には、ブレーキペダルを離して車両を発進させようとするタイミングにおいて車両のずり下がりが発生することもなく、一層クリープトルクを発生させる必要がない。故に、本発明のように、検出車速が所定車速以下であり、ブレーキペダルが踏み込まれていることが検出され、検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行うことで、適切にクリープカット制御を行うことができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の基本構成図である。同図に示すように、車両制御装置１は、路面勾配情報取得部（勾配情報取得手段）１０と、ブレーキ操作検出部（ブレーキ操作検出手段）２０と、車速検出部（車速検出手段）３０と、制御部（制御手段）４０と、クリープトルク制限部５０とからなっている。

路面勾配情報取得部１０は、路面の勾配を検出または推定するものである。ブレーキ操作検出部２０は、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するものである。車速検出部３０は、車両の速度を検出するものである。制御部４０は、車両に発生させるクリープトルクを制限するクリープカット制御を行うものである。なお、車両に発生させるクリープトルクを制限するとは、クリープトルクの値を減じるのみならず、クリープトルクを「０」とすることも含まれる。また、クリープトルク制限部５０は、制御部４０からの指示に従って、クリープトルクを制限するものである。

ここで、上記制御部４０は、車速検出部３０により検出された車速が所定車速以下であり、ブレーキ操作検出部２０によりブレーキペダルが踏み込まれていることが検出され、路面勾配情報取得部１０により検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行う構成となっている。

図２は、図１に示した車両制御装置の詳細構成図である。図２に示すように、電源１００は駆動モータインバータ１１０を介して駆動モータ１２０に電力を供給するものであり、コントローラ１３０によって供給電力量が制御されるようになっている。コントローラ１３０は、駆動モータ１２０の回転数の情報を読み取り、車速を検出する構成となっている。

このコントローラ１３０は、アクセルペダル１４０の踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５０に接続され、アクセル開度の情報を入力するようになっている。また、コントローラ１３０は、ブレーキペダル１６０が踏み込まれたことを検出するブレーキ操作センサ１７０に接続され、ブレーキペダル１６０が踏み込まれたか否かの情報を入力するようになっている。また、コントローラ１３０は、運転者のブレーキ踏力を検出するブレーキ踏力センサ（ブレーキ踏力検出手段）１８０および路面の勾配を検出する勾配センサ１９０に接続され、検出されたブレーキ踏力および勾配の情報を入力するようになっている。

ここで、図１に示した路面勾配情報取得部１０は、図２のブレーキ踏力センサ１８０、勾配センサ１９０およびコントローラ１３０等に該当し、図１に示したブレーキ操作検出部２０は図２のブレーキ操作センサ１７０に該当する。また、図１の車速検出部３０は図２のコントローラ１３０に該当する。また、勾配センサ１９０は、斜度センサを使用するものとするが、加速度センサ（Ｇセンサ）を使用し、検出した加速度を重力加速度で除算したものを逆三角関数ｓｉｎ^−１演算して勾配情報に変換するようにしてもよい。

図３は、本実施形態に係る車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部４０は、ブレーキ操作検出部２０の検出結果に基づいてブレーキペダル１６０が踏み込まれたか否かを判断する（ＳＴ１）。ブレーキペダル１６０が踏み込まれていないと判断した場合（ＳＴ１：ＮＯ）、図３に示す処理は終了する。

一方、ブレーキペダル１６０が踏み込まれたと判断した場合（ＳＴ１：ＹＥＳ）、車速検出部３０は車速を検出する（ＳＴ２）。具体的に車速は以下のようにして求められる。すなわち、コントローラ１３０は、駆動モータインバータ１１０から送信されてくる駆動モータ回転数をＮ_ｍｔｒ〔ｒｐｍ〕とし、車両のタイヤ半径をｒ_ｔｉｒｅ〔ｍ〕とし、総減速比をｋ_{ｔｌｇｅａｒ}とした場合、車速Ｖ_ｃａｒ〔ｋｍ／ｈ〕を
Ｖ_ｃａｒ＝（２×３．１４１６×（Ｎ_ｍｔｒ／ｋ_{ｔｌｇｅａｒ}）／６０）×ｒ_ｔｉｒｅ×３．６
なる演算式から求める。

次に、制御部４０は、車速検出部３０により検出された車速が所定車速以下であるか否かを判断する（ＳＴ３）。車速が所定車速以下でないと判断した場合（ＳＴ３：ＮＯ）、図３に示す処理は終了する。

他方、車速が所定車速以下であると判断した場合（ＳＴ３：ＹＥＳ）、路面勾配情報取得部１０は勾配を推定する（ＳＴ４）。このとき、路面勾配情報取得部１０は、図４および図５に示すようにして路面勾配を推定する。

図４は、図３に示した勾配推定（ＳＴ４）の詳細を示すフローチャートである。同図に示すように、ブレーキ踏力センサ１８０はブレーキ踏力を検出する（ＳＴ１１）。次いで、制御部４０は、ブレーキ踏力から勾配推定値Ｇｒｂを算出する（ＳＴ１２）。そして、処理は図３のステップＳＴ５に移行することとなる。

図５は、ブレーキ踏力を示すブレーキマスターシリンダ圧から路面勾配を推定する際の様子を示す図である。なお、図５において縦軸はブレーキマスターシリンダ圧〔ＭＰａ〕を示し、横軸は勾配〔ｄｅｇ〕を示している。図５に示すようにブレーキマスターシリンダ圧と勾配とには一定の相関がある。すなわち、勾配とその勾配の路面に車両が停車するのに必要となるブレーキマスターシリンダ圧とに一定の相関がある。図５に示すよう、ブレーキマスターシリンダー圧がＭＣ_１〔ＭＰａ〕である場合、勾配はＧｒｂ_１と推定され、ブレーキマスターシリンダー圧がＭＣ_２〔ＭＰａ〕である場合、勾配はＧｒｂ_２と推定されることとなる。

再度図３を参照する。勾配を推定した後、制御部４０は、勾配推定値が所定勾配Ｇｒｘ〔ｄｅｇ〕以下であるか否かを判断する（ＳＴ５）。勾配推定値が所定勾配Ｇｒｘ〔ｄｅｇ〕以下でないと判断した場合（ＳＴ５：ＮＯ）、図３に示す処理は終了する。また、勾配推定値が所定勾配Ｇｒｘ〔ｄｅｇ〕以下であると判断した場合（ＳＴ５：ＹＥＳ）、制御部４０はクリープカット制御を実行する（ＳＴ６）。その後、図３に示す処理は終了する。

このようにして、第１実施形態に係る車両制御装置１によれば、検出車速が所定車速以下であり、ブレーキペダル１６０が踏み込まれていることが検出され、検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行うこととしている。ここで、検出車速が所定車速以下でありブレーキペダル１６０が踏み込まれている場合には、基本的に車両はブレーキが踏まれた状態で略停止しており、クリープトルクを発生させる必要がない。特に、勾配が所定勾配以下である場合には、ブレーキペダル１６０を離して車両を発進させようとするタイミングにおいて車両のずり下がりが発生することもなく、一層クリープトルクを発生させる必要がない。故に、本実施形態のように、検出車速が所定車速以下であり、ブレーキペダル１６０が踏み込まれていることが検出され、検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行うことで、適切にクリープカット制御を行うことができる。

また、ブレーキペダル１６０を操作して車両が停止した直後においては、車両の前後ピッチング挙動が発生し、勾配センサ１９０による勾配の検出結果が不安定となり易い。ここで、車速が略零になったときのブレーキ踏力は勾配との相関を有している。すなわち、あるブレーキ踏力が検出される場合、そのブレーキ踏力によって車両が停止可能な勾配を求めることができ、求めた勾配以下の勾配を有する路面に車両は停車していることとなる。従って、車両の前後ピッチング挙動が発生する場合において、この挙動の停止を待つことなく、勾配を求めることができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る車両制御装置２は、第１実施形態のものと同様であるが、処理内容が異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。

第２実施形態に係る車両制御装置２は、路面勾配の推定方法が第１実施形態のものと異なっている。図６は、図３に示した勾配推定（ＳＴ４）の詳細を示す第２実施形態のフローチャートである。図６に示すように、制御部４０（コントローラ１３０）は、勾配センサ１９０のセンサ値を読み込む（ＳＴ２１）。次いで、制御部４０は、センサ値の振幅を算出する（ＳＴ２２）。図７は、センサ値の振幅等を示す図である。図７に示すように、車両が停止した直後から、車両の前後ピッチング挙動により勾配センサ１９０のセンサ値は安定せず、センサ値に振幅ＡＭＰ_ｇ１，ＡＭＰ_ｇ２・・・ＡＭＰ_ｇＮが生じる。ステップＳＴ２２の処理では、この振幅の大きさを算出する。

再度、図６を参照する。振幅を算出した後、制御部４０は、算出した振幅ＡＭＰ_ｇ〔ｄｅｇ〕が所定値ＡＭＰ_ｇＸ以下であるか否かを判断する（ＳＴ２３）。ここで、図７に示す振幅ＡＭＰ_ｇ１，ＡＭＰ_ｇ２・・・ＡＭＰ_ｇＮについては所定値ＡＭＰ_ｇＸ以下でないため（ＳＴ２３：ＮＯ）、制御部４０は、勾配をダミー値Ｇｒａ＿ｄｕｍｍｙとし（ＳＴ２４）、その後図６に示す処理は終了する。

他方、図７に示す７つ目の振幅のように所定値ＡＭＰ_ｇＸ以下となった場合（ＳＴ２３：ＹＥＳ）、制御部４０は、振幅の最大値から勾配Ｇｒａを推定し（ＳＴ２５）、その後図６に示す処理は終了する。

このように、第２実施形態では車速が略零となってから勾配センサ１９０のセンサ値が収束して（振幅がなくなって）正確な勾配を検出するまでの期間（時間ｔ１〜ｔ２までの期間）に、路面の勾配を推定する構成となっている。

このようにして、第２実施形態に係る車両制御装置２によれば、適切にクリープカット制御を行うことができる。

さらに、第２実施形態によれば、車速が略零となってから勾配センサ１９０が正確な勾配を検出するまでの期間において路面勾配を推定する。このため、勾配センサ１９０が正確な勾配を検出するまで待機することなく、路面勾配の情報を取得することができる。

また、車速が略零となってから勾配センサ１９０の検出値の振幅ＡＭＰ_ｇ１，ＡＭＰ_ｇ２・・・ＡＭＰ_ｇＮを求めていき、この振幅ＡＭＰ_ｇ１，ＡＭＰ_ｇ２・・・ＡＭＰ_ｇＮが所定値ＡＭＰ_ｇＸ以下となったときの勾配センサ１９０の検出値に基づいて、路面の勾配を推定する。このため、勾配センサ１９０の検出値の振幅が小さくなった段階で、すなわち車両停止時の前後ピッチング挙動が少なくなった段階で、路面勾配を推定することとなり、できるだけ不安定要素を除いて路面勾配を推定することができる。

次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態に係る車両制御装置３は、第２実施形態のものと同様であるが、処理内容が異なっている。以下、第２実施形態との相違点を説明する。

第３実施形態に係る車両制御装置３は、路面勾配の推定方法が第２実施形態のものと異なっている。図８は、図３に示した勾配推定（ＳＴ４）の詳細を示す第３実施形態のフローチャートである。図８に示すように、制御部４０（コントローラ１３０）は、勾配センサ１９０のセンサ値を読み込む（ＳＴ３１）。次いで、制御部４０は、センサ値の極大値を算出する（ＳＴ３２）。図９は、センサ値の極大値等を示す図である。図９に示すように、車両が停止した直後から、車両の前後ピッチング挙動により勾配センサ１９０のセンサ値は安定せず、センサ値に振幅して極大値Ｇｒｍ＿ｍａｘが生じる。ステップＳＴ３２の処理では、この極大値の値を算出する。

再度、図８を参照する。極大値を算出した後、制御部４０は、勾配推定値Ｇｒｍを求める（ＳＴ３３）。ここで、本装置３では、図９に示すように勾配推定値Ｇｒｍが所定勾配Ｇｒｘ以下となるとクリープカット制御を行うようにしている。従って、極大値から得られる勾配が所定勾配Ｇｒｘを上回らない場合（例えば図９のＧｒｍ＿ｍａｘ_３の場合）、制御部４０は、勾配推定値Ｇｒｍを所定勾配Ｇｒｘ以下であると推定する。そして、図８に示す処理は終了する。

なお、上記は車両のシフトポジションが前進方向に設定されている場合であり、車両のシフトポジションが後退方向に設定されている場合には同様にして極小値を求めていき、この極小値から路面の勾配を推定することとなる。

このようにして、第３実施形態に係る車両制御装置３によれば、第２実施形態と同様に、適切にクリープカット制御を行うことができる。また、路面勾配の情報を取得することができる。

さらに、第３実施形態によれば、車速が略零となってから、勾配センサ１９０の検出値の極大値を求めていき、この極大値から路面の勾配を推定する。ここで、本来の勾配は、勾配センサ１９０により検出された勾配の極大値よりも小さいことが確実であり、極大値から路面勾配を推定することができる。特に、車両停止から２回目や３回目等の極大値から路面勾配を推定することにより、車両停止時の前後ピッチング挙動が少なくなったときに路面勾配を推定することとなり、できるだけ不安定要素を除いて路面勾配を推定することができる。

また、車両のシフトポジションが前進方向に設定されている場合、車速が略零となってから、勾配センサ１９０の検出値の極大値を求めていき、この極大値から路面の勾配を推定する。さらに、車両のシフトポジションが後退方向に設定されている場合、車速が略零となってから、勾配センサ１９０の検出値の極小値を求めていき、この極小値から路面の勾配を推定する。これによっても同様に、路面勾配を推定することができる。特に、車両停止から２回目や３回目等の極大値または極小値から路面勾配を推定して、できるだけ不安定要素を除いたうえで路面勾配を推定することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、各実施形態を組み合わせるようにしてもよい。

例えば、第１実施形態のように車速検出部３０により検出される車速が略零となった場合にブレーキ踏力センサ１８０により検出したブレーキ踏力から路面の勾配を推定する第１方法とする。次に、車速検出部３０により検出される車速が略零となってから勾配センサ１９０の検出値が正確な勾配を検出するまでの期間において、車速検出部３０により検出される車速が略零となってから、勾配センサ１９０の検出値の振幅ＡＭＰ_ｇ１，ＡＭＰ_ｇ２・・・ＡＭＰ_ｇＮを求めていき、この振幅ＡＭＰ_ｇ１，ＡＭＰ_ｇ２・・・ＡＭＰ_ｇＮが所定値ＡＭＰ_ｇＸ以下となったときの勾配センサ１９０の検出値に基づいて、路面の勾配を推定する第２方法とする。さらに、車速検出部３０により検出される車速が略零となってから勾配センサ１９０の検出値が正確な勾配を検出するまでの期間において、車速検出部３０により検出される車速が略零となってから、勾配センサ１９０の検出値の極大値Ｇｒｍ＿ｍａｘを求めていき、この極大値Ｇｒｍ＿ｍａｘから路面の勾配を推定する第３方法とする。そして、車両制御装置は、これら３つの方法のうち少なくとも２つの方法を実行し、少なくとも２つの方法によって推定された路面の勾配のうち、最も大きな値を路面勾配として推定することとする。

これにより、各方法で求められた勾配のうち最も大きい路面勾配を基準にクリープカット制御を行うか否かを判断することとなり、最も小さい路面勾配を基準に判断して実際の勾配が大きいにも拘わらずクリープカット制御を行って、車両のずり下がりなどが発生してしまう事態を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両制御装置の基本構成図である。 図１に示した車両制御装置の詳細構成図である。 本実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。 図３に示した勾配推定（ＳＴ４）の詳細を示すフローチャートである。 ブレーキ踏力を示すブレーキマスターシリンダ圧から路面勾配を推定する際の様子を示す図である。 図３に示した勾配推定（ＳＴ４）の詳細を示す第２実施形態のフローチャートである。 センサ値の振幅等を示す図である。 図３に示した勾配推定（ＳＴ４）の詳細を示す第３実施形態のフローチャートである。 センサ値の極大値等を示す図である。

符号の説明

１〜３…車両制御装置
１０…路面勾配情報取得部（勾配情報取得手段）
２０…ブレーキ操作検出部（ブレーキ操作検出手段）
３０…車速検出部（車速検出手段）
４０…制御部（制御手段）
５０…クリープトルク制限部
１００…電源
１１０…駆動モータインバータ
１２０…駆動モータ
１３０…コントローラ
１４０…アクセルペダル
１５０…アクセル開度センサ
１６０…ブレーキペダル
１７０…ブレーキ操作センサ
１８０…ブレーキ踏力センサ（ブレーキ踏力検出手段）
１９０…勾配センサ

Claims (7)

1. 車両の速度を検出する車速検出手段と、
   ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを検出するブレーキ操作検出手段と、
   路面の勾配を検出または推定する勾配情報取得手段と、
   車両に発生させるクリープトルクを制限するクリープカット制御を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記車速検出手段により検出された車速が所定車速以下であり、前記ブレーキ操作検出手段によりブレーキペダルが踏み込まれていることが検出され、前記勾配情報取得手段により検出または推定された勾配が所定勾配以下である場合に、クリープカット制御を行う
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記勾配情報取得手段は、運転者のブレーキ踏力を検出するブレーキ踏力検出手段を有し、前記車両検出手段により検出される車速が略零となった場合に前記ブレーキ踏力検出手段により検出したブレーキ踏力から路面の勾配を推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記勾配情報取得手段は、路面の勾配を検出する勾配センサを有し、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから前記勾配センサが正確な勾配を検出するまでの期間において、路面の勾配を推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記勾配情報取得手段は、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから、前記勾配センサの検出値の振幅を求めていき、この振幅が所定値以下となったときの前記勾配センサの検出値に基づいて、路面の勾配を推定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記勾配情報取得手段は、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから、前記勾配センサの検出値の極大値を求めていき、この極大値から路面の勾配を推定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
6. 前記勾配情報取得手段は、車両のシフトポジションが前進方向に設定されている場合、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから、前記勾配センサの検出値の極大値を求めていき、この極大値から路面の勾配を推定し、車両のシフトポジションが後退方向に設定されている場合、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから、前記勾配センサの検出値の極小値を求めていき、この極小値から路面の勾配を推定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
7. 前記勾配情報取得手段は、
   運転者のブレーキ踏力を検出するブレーキ踏力検出手段と、路面の勾配を検出する勾配センサとを有し、
   前記車両検出手段により検出される車速が略零となった場合に前記ブレーキ踏力検出手段により検出したブレーキ踏力から路面の勾配を推定する第１方法と、
   前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから前記勾配センサの検出値が正確な勾配を検出するまでの期間において、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから、前記勾配センサの検出値の振幅を求めていき、この振幅が所定値以下となったときの前記勾配センサの検出値に基づいて、路面の勾配を推定する第２方法と、
   前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから前記勾配センサの検出値が正確な勾配を検出するまでの期間において、前記車両検出手段により検出される車速が略零となってから、前記勾配センサの検出値の極大値を求めていき、この極大値から路面の勾配を推定する第３方法との少なくとも２つの方法を実行し、
   前記少なくとも２つの方法によって推定された路面の勾配のうち、最も大きな値を路面勾配として推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。

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