JP2009234430A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギア段を検出するセンサがない場合でもクラッチの切断を判定する。
【解決手段】変速比Ｒから推定ギア位置Ｐｐを算出するギア位置推定手段１１３と、エンジン回転数Ｎおよび車輪速度Ｖに基づいてクラッチ１２が接続されている状態を判定するクラッチ接続判定手段１２０と、推定ギア位置Ｐｐおよび車輪速度Ｖに基づいて推定エンジン回転数Ｎｐを算出する推定エンジン回転数算出手段１１４と、実測されたエンジン回転数Ｎと推定エンジン回転数Ｎｐの偏差ΔＮを計算し、当該偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えたか否かを判定する偏差判定手段１１５と、偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えたと判定された時間が所定時間ＴＣｔｈを経過したか否かを判定する経過時間判定手段１１６と、経過時間判定手段１１６によって所定時間ＴＣＴｈが経過したと判定された場合にクラッチ１２が切断されたと判定するクラッチ切断判定手段１３０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、クラッチの接続状態を判定して車両を制御する装置に関し、特に、エンジン回転数と車輪速度に基づいてクラッチの切断を判定して車両を制御する制御装置に関する。

凍結路面などの滑りやすい路面上でシフトダウンをしたり、アクセルペダルを急激に離したりすると、駆動輪に大きなエンジンブレーキが発生することにより車両がスリップ状態に陥ることがある。このような走行時の車両の挙動を制御するためにエンジンブレーキトルク制御が行われることがある。この制御は、上記のスリップが発生しそうな場合に、補助的なエンジントルクを発生してスリップを抑制するものである。しかし、上記の補助的なエンジントルクを発生したときにクラッチが切断されていると、エンジンが唸りを上げて回転するばかりで、制御の効果がないため、クラッチの接続状態を確実に判定した上で制御を行う必要がある。

従来、クラッチの接続状態を判定する技術として、例えば、実測されたエンジン回転数（回転速度）と車輪速度からギアの変速比を計算し、計算された変速比と実際に選択されたシフトポジションとを比較して、クラッチの接続状態を判定する技術がある（特許文献１）。

特開２００３−２９３８１３号公報

しかしながら、特許文献１の技術においては、エンジン回転数や車輪速度を検出するためのセンサを必要とする他に、実際に選択されたギア段を検出するためのセンサを設ける必要があり、コストアップにつながるという問題がある。

そこで、本発明は、ギア段を検出するセンサがなくてもクラッチの切断を判定することができる車両制御装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明は、実測した車両のエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得手段と、実測した車輪速度を取得する車輪速度取得手段と、前記エンジン回転数取得手段および前記車輪速度取得手段からの出力に基づいて車両の変速比を算出する変速比算出手段とを有し、前記変速比算出手段の算出結果を用いてクラッチが接続しているか否かを判定し、当該判定した結果を用いて車両を制御する車両制御装置であって、前記変速比算出手段によって算出された変速比から、予め記憶されている車輪速度およびエンジン回転数の関係を参照して推定ギア位置を算出するギア位置推定手段と、実測された前記エンジン回転数および前記車輪速度に基づいてクラッチが接続されている状態を判定するクラッチ接続判定手段と、前記推定ギア位置および前記車輪速度に基づいて推定エンジン回転数を算出する推定エンジン回転数算出手段と、実測された前記エンジン回転数と前記推定エンジン回転数の偏差を計算し、当該偏差が所定の閾値を超えたか否かを判定する偏差判定手段と、前記偏差判定手段によって前記偏差が所定の閾値を超えたと判定された時間をカウントし、当該時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する経過時間判定手段と、前記経過時間判定手段によってカウントした時間が所定の閾値を超えたと判定された場合に前記クラッチが切断されたと判定するクラッチ切断判定手段と、を備えることを特徴とする。

クラッチが切断されたときには、車輪がエンジンから機械的に切り離され、運転者は、無意識的または意識的なアクセル操作により、シフトチェンジ後のエンジン回転数に調整するのでエンジン回転数が変化する。したがって、実測のエンジン回転数は変化する。一方、車両は惰性により進行するため、推定ギア位置に基づいて計算される推定エンジン回転数は実測のエンジン回転数ほどは変化しない。したがって、エンジン回転数と推定エンジン回転数との間には、差が生じる。そこで、本発明では、この差（偏差）が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時間をカウントし、この時間が所定の閾値を超えることでクラッチの切断判定ができる。

前記した車両制御装置においては、前記経過時間判定手段は、前記偏差判定手段によって前記偏差が所定の閾値を超えていると判定された場合には、前記時間をインクリメントし、前記偏差が所定の閾値を超えていないと判定された場合には、前記時間をデクリメントする構成とすることができる。

このような構成によると、エンジン回転数の偏差が、所定の閾値付近でとどまったときに、カウントした時間をリセットせずに、デクリメントするので、経過時間を適切に評価してクラッチの切断を判定することができる。

前記した車両制御装置においては、前記ギア位置推定手段は、前記偏差判定手段によって前記偏差が閾値を超えたと判定された時点の推定ギア位置を記憶し、前記クラッチ切断判定手段によりクラッチが切断されたか否か判定している間は、当該記憶している推定ギア位置を出力することが望ましい。

このような構成によると、クラッチが切断されたか否かの判定中に、推定ギア位置が変動しないので、推定ギア位置の変動により偏差が小さくなってしまうことがなくなり、クラッチの切断を正しく判定することができる。

本発明によれば、ギア段を検出するセンサがなくてもクラッチの切断を判定することができ、低コストで車両制御装置を提供することが可能となる。

［第１実施形態］
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図１は、本発明の第１実施形態に係る車両制御装置を備えた車両の構成図であり、図２は、車両制御装置のブロック図であり、図３は、ギア段ごとの車輪速度とエンジン回転数の関係を示した図である。

図１に示すように、車両制御装置１００は、各種センサの出力に基づいてエンジン１０のスロットル１１を動作させて、車両ＣＲの挙動を制御する装置である。本実施形態においては、車両制御装置１００の車両ＣＲの制御内容の一例として、エンジンブレーキトルク制御を例示するが、本発明の車両制御装置の制御は、エンジンブレーキトルク制御に限られない。すなわち、本発明は、クラッチ１２の接続または切断の状態を判断して、車両ＣＲの制御をする各種の装置に適用することができる。

車両制御装置１００には、エンジン１０に設けられたエンジン回転数センサ９１、車輪Ｔに設けられた車輪速センサ９２およびアクセルペダルＰに設けられたアクセル開度センサ９３が接続され、これらのセンサの出力が入力されるようになっている。

車両制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えており、各センサからの入力と、ＲＯＭに記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、車両ＣＲの制御を実行する。

図２に示すように、車両制御装置１００は、前記したプログラム実行により得られる機能部として、エンジン回転数取得手段１０１、車輪速度取得手段１０２、アクセル開度取得手段１０３、変速比算出手段１１１、変速比変化量算出手段１１２、ギア位置推定手段１１３、推定エンジン回転数算出手段１１４、偏差判定手段１１５、経過時間判定手段１１６、クラッチ接続判定手段１２０、クラッチ切断判定手段１３０およびエンジンブレーキトルク制御手段１５０を有する。また、車両制御装置１００は、各種のプログラムや、演算結果、設定データなどを記憶する記憶装置１９０を有する。

エンジン回転数取得手段１０１は、エンジン回転数センサ９１が実測したエンジン回転数Ｎの出力を受信し、記憶装置１９０に記憶する手段である。具体的には、エンジン回転数取得手段１０１は、エンジン１０の回転時に得られるパルスや、エンジン１０の回転角として得られる信号を１分あたりの回転数に換算する。得られたエンジン回転数Ｎは、変速比算出手段１１１および偏差判定手段１１５へ出力され、また、記憶装置１９０に記憶される。

車輪速度取得手段１０２は、車輪速センサ９２が実測した車輪速度Ｖの出力を受信し、記憶装置１９０に記憶する手段である。具体的には、車輪速度取得手段１０２は、車輪Ｔの回転角として得られた信号を、車輪Ｔの外周の速度に換算する。得られた車輪速度Ｖは、変速比算出手段１１１および推定エンジン回転数算出手段１１４へ出力され、また、記憶手段１９０に記憶される。

アクセル開度取得手段１０３は、アクセル開度センサ９３が実測したアクセル開度Ａの出力を受信し、記憶装置１９０に記憶する手段である。得られたアクセル開度Ａは、クラッチ接続判定手段１２０へ出力され、また、記憶手段１９０に記憶される。

変速比算出手段１１１は、エンジン回転数取得手段１０１および車輪速度取得手段１０２からの出力に基づいて車両ＣＲの変速比Ｒを算出する手段である。変速比Ｒは、具体的には、下記の計算式（１）および（２）により求めることができる。

Ｒ[倍]＝Ｎ[rpm]×変換係数Ｃ／左右の駆動輪の平均車輪速度Ｖ[km/h] ・・（１）
ここで、変換係数Ｃは、
Ｃ＝６０／（３．６×２×π×タイヤ半径ｒ[m]） ・・（２）
である。
算出された変速比Ｒは、変速比変化量算出手段１１２、クラッチ接続判定手段１２０およびギア位置推定手段１１３へ出力される。

変速比変化量算出手段１１２は、変速比算出手段１１１によって算出された変速比Ｒの単位時間あたりの変化量である変速比変化量ΔＲを算出する手段である。本実施形態においては、一定時間ごとに、車輪速度Ｖやエンジン回転数Ｎを取得して、変速比Ｒなどの各種の値を計算するので、変速比変化量ΔＲは、変速比Ｒの前回値と今回値の偏差で求めことができる。すなわち、ΔＲ＝Ｒ_n-1−Ｒ_nである。なお、本明細書において下付きのｎは、今回の取得値または計算値を表し、下付きのｎ−１は、前回の取得値または計算値を表す。
算出された変速比変化量ΔＲは、クラッチ接続判定手段１２０へ出力される。

ギア位置推定手段１１３は、変速比算出手段１１１によって算出された変速比Ｒから、予め記憶されている車輪速度Ｖおよびエンジン回転数Ｎの関係を参照して推定ギア位置Ｐｐを算出する。予め記憶されている車輪速度Ｖとエンジン回転数Ｎとの関係は、概念的には、例えば図３に示したようなもので、一定の変速比Ｒ、例えばあるギア段の場合に、車輪速度Ｖとエンジン回転数Ｎとは比例関係にある。そして、計算された変速比Ｒがある変速段の変速比に近い場合に、ギア位置推定手段１１３は、その変速段にあると推定する。

この推定した結果は、そのまま出力してもよいが、本実施形態では、クラッチ１２の接続判定において正しい判定をするため、クラッチ１２の接続または切断の判定状態に応じて出力値を選択する。すなわち、クラッチ接続判定手段１２０によりクラッチ１２が接続されているか否かを判定中の場合においては、車輪速度Ｖおよびエンジン回転数Ｎの関係を参照して今回算出した推定ギア位置Ｐｐ_nをクラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊ_nとして出力し、クラッチ接続判定手段１２０によりクラッチ１２が接続されているか否かを判定中でない場合、言い換えれば、クラッチ１２が切断されたか否かを判定している際には、前回のクラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊ_n-1を今回のクラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊ_nとして出力する。クラッチ１２が接続されていない状態においては、エンジン１０と車輪Ｔとは機械的に切断されているから、エンジン回転数Ｎと車輪速度Ｖの関係は、一定の関係を有していない。したがって、一定の関係を有さないはずのエンジン回転数Ｎと車輪速度Ｖの関係に基づいて、これらの値の変化にしたがって推定ギア位置Ｐｐを変化させてしまうと、この推定ギア位置Ｐｐを用いた各種の判定に悪影響を与える。そのため、本実施形態においては、クラッチ１２が切断されたか否かを判定している際には、前回の判定結果を保持することで、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊの変動を抑えて、クラッチ１２の切断判定を行いやすくしている。

ギア位置推定手段１１３で算出したクラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊは、推定エンジン回転数算出手段１１４へ出力される。また、クラッチ接続判定手段１２０へは推定ギア位置Ｐｊではなく、推定ギア位置Ｐｐが出力される。

推定エンジン回転数算出手段１１４は、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊおよび車輪速度Ｖに基づいて推定エンジン回転数Ｎｐを算出する手段である。具体的には、推定エンジン回転数算出手段１１４は、下記の計算式により、推定エンジン回転数Ｎｐを算出する。
Ｎｐ[rpm]＝駆動輪の車輪速度Ｖ[km/h]×Ｃ×推定変速比Ｒｐ[倍] ・・・（３）
ここで、推定変速比Ｒｐは、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊを換算して求めた変速比である。なお、変換係数Ｃは、上述の変速比Ｒの計算の場合と同じである（計算式（２）参照）。
算出された推定エンジン回転数Ｎｐは、偏差判定手段１１５へ出力される。

偏差判定手段１１５は、実測されたエンジン回転数Ｎと推定エンジン回転数Ｎｐの偏差であるエンジン回転数偏差ΔＮ＝｜Ｎ−Ｎｐ｜を計算し、当該エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えたか否かを判定する手段である。エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えていれば、偏差判定手段１１５は、そのことを示すフラグＦＮを１として経過時間判定手段１１６に出力し、エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えていなければ、フラグＦＮを０として経過時間判定手段１１６に出力する。

経過時間判定手段１１６は、偏差判定手段１１５によってエンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えたと判定された時間（クラッチ判定タイマＴＣ）をカウントし、このカウントした時間が所定の閾値ＴＣｔｈを超えたか否かを判定する手段である。具体的には、経過時間判定手段１１６は、偏差判定手段１１５からフラグＦＮとして１が入力された場合に、クラッチ判定タイマＴＣをインクリメントし、フラグＦＮとして０が入力された場合には、クラッチ判定タイマＴＣをデクリメントする。クラッチ判定タイマＴＣが所定の閾値ＴＣｔｈを超えた場合には、経過時間判定手段１１６は、そのことを示すフラグＦＴをクラッチ切断判定手段１３０へ出力する。

クラッチ接続判定手段１２０は、実測されたエンジン回転数Ｎおよび車輪速度Ｖに基づいてクラッチ１２が接続されている状態を判定する手段である。具体的には、次の３つの場合にクラッチ１２の接続を判定する。

１つ目は、クラッチ切断判定手段１３０により、クラッチの切断が判定された後、所定時間ＴＤが経過したことを条件に、変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ以上の場合である。変速比変化量ΔＲが所定の閾値Ｒｔｈ以上の場合には、変速比Ｒが急激に変化しており、スリップしやすい路面で急にクラッチ１２を接続した場合などが想定されるからである。なお、ここでクラッチ１２の切断後、所定時間ＴＤが経過していることを条件とするのは、例えば、滑りやすい路面上で駆動輪が駆動力により空転している状態でクラッチ１２を切断すると、車輪Ｔは路面にすぐに追従するが、エンジン１０は、車輪Ｔが機械的に切断されて負荷が小さくなるため回転数があまり変化せず、変速比変化量ΔＲの大きさが一時的に大きくなる時間があるからである。

２つ目は、アクセル開度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上となったときである。通常の運転時には、アクセルを大きく踏み込むときというのは、クラッチ１２を接続して加速するときであると想定されるから、このような場合にクラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ１２の接続を判定する。なお、ここでのアクセル開度Ａは、エンジン１０のスロットル開度であってもよい。

３つ目は、従来より行われている、変速比Ｒからの推定である。すなわち、クラッチ１２が接続されている場合には、選択されている変速段に応じて、算出された変速比Ｒは一定値をとるはずであるから、変速比Ｒが推定ギア位置Ｐｐから決定される上限値ＲＭａｘと下限値ＲＭｉｎの間にある時間が所定時間Ｔｔｈ以上となったときに、クラッチ１２の接続を判定する。
このため、記憶装置１９０には、ギア段ごとに、変速比Ｒの上限値ＲＭａｘと下限値ＲＭｉｎを記憶している。例えば、４速ギアの変速比Ｒが３．０であるとしたら、ＲＭａｘを３．１、ＲＭｉｎを２．９などのように記憶している。
ギア位置推定手段１１３は、変速比Ｒが、これらの記憶しているＲＭａｘ、ＲＭｉｎと照らし合わせて、現在の変速比Ｒが、ある変速段のＲＭａｘ、ＲＭｉｎの間に所定時間Ｔｔｈ以上入っていた場合に、その変速段であると推定し、クラッチ１２の接続を判定する。

クラッチ１２の接続判定は、エンジンブレーキトルク制御手段１５０へ出力され、クラッチ１２の判定フラグが、「接続」であるとして記憶装置１９０に記憶される。

クラッチ切断判定手段１３０は、クラッチ１２が接続状態から切断状態に変化したことをエンジン回転数Ｎおよび車輪速度Ｖから判定する手段である。具体的には、経過時間判定手段１１６から、クラッチ判定タイマＴＣが所定の閾値ＴＣｔｈを超えたと判定され、そのことを示すフラグＦＴが入力された場合に、クラッチ１２が切断したと判定する。
クラッチ１２の切断判定は、エンジンブレーキトルク制御手段１５０へ出力され、クラッチ１２の判定フラグが、「接続」であるとして記憶装置１９０に記憶される。

エンジンブレーキトルク制御手段１５０は、公知の制御手段と同様のものである。概略を説明すれば、強いエンジンブレーキが掛かったときに、駆動輪のスリップを抑制するため、駆動輪に補助的な駆動トルクを発生させるべくスロットルアクチュエータ（図示せず）を駆動して、スロットル１１を制御可能に構成されている。本実施形態では、クラッチ接続判定手段１２０およびクラッチ切断判定手段１３０からクラッチの接続または切断の状態が入力され、クラッチ１２が切断されているときには、スロットル１１を制御しても効果が得られないのでエンジンブレーキトルク制御を停止するように構成されている。

以上のように構成された車両制御装置の動作および効果について説明する。参照する図において、図４は、クラッチの接続判定処理を説明するフローチャートであり、図５は、低μ路において急にエンジンブレーキを掛けたときのクラッチ接続の判定を説明するタイムチャートであり、図６は、シフトアップ時のクラッチ接続の判定を説明するタイムチャートであり、図７は、低μ路において駆動輪がスリップしているときにクラッチを切断した場合のクラッチ接続の判定を説明するタイムチャートであり、図８は、アクセル開度をもとにクラッチの接続判定を行う場合を説明するタイムチャートであり、図９は、クラッチの切断判定処理を説明するフローチャートであり、図１０は、シフトアップ時のクラッチの接続判定を行う場合を説明するタイムチャートである。

図４に示すように、クラッチ１２の接続判定をするとき、エンジン回転数取得手段１０１は、エンジン回転数センサ９１からエンジン回転数Ｎを取得し（Ｓ１０１）、車輪速度取得手段１０２は、車輪速センサ９２から車輪速度Ｖを取得し（Ｓ１０２）、アクセル開度取得手段１０３は、アクセル開度センサ９３からアクセル開度Ａを取得する（Ｓ１０３）。そして、変速比算出手段１１１は、エンジン回転数Ｎと車輪速度Ｖから前記した計算式（１）および（２）を用いて変速比Ｒ_nを計算する（Ｓ１０４）。算出された変速比Ｒ_nは、適宜記憶装置１９０に記憶される。

次に、変速比変化量算出手段１１２は、前回の変速比Ｒ_n-1と今回の変速比Ｒ_nの差を取って変速比変化量ΔＲを算出する（Ｓ１０５）。

クラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ切断判定手段１３０によるクラッチ切断の判定後、所定時間ＴＤが経過しているか否か判断し（Ｓ１０６）、経過している場合（Ｓ１０６，Ｙｅｓ）、さらに、変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ以上か否か判断する（Ｓ１０７）。変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ以上だった場合（Ｓ１０７，Ｙｅｓ）、クラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ１２の接続を判定する（Ｓ１２０）。

一方、クラッチ切断の判定後、所定時間ＴＤが経過していない場合（Ｓ１０６，Ｎｏ）、および変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ未満だった場合（Ｓ１０７，Ｎｏ）、クラッチ接続判定手段１２０は、ステップＳ１０８に進み、アクセル開度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上か否か判断する（Ｓ１０８）。

アクセル開度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上だった場合（Ｓ１０８，Ｙｅｓ）、クラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ１２の接続を判定する（Ｓ１２０）。

一方、アクセル開度Ａが所定の閾値Ａｔｈ未満だった場合（Ｓ１０８，Ｎｏ）、クラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊからクラッチ接続判定のための変速比Ｒの上限値ＲＭａｘと下限値ＲＭｉｎを取得し（Ｓ１０９）、今回計算された変速比Ｒ_nがＲＭｉｎ≦Ｒ_n≦ＲＭａｘを所定時間Ｔｔｈの間満たしているか判断する（Ｓ１１０）。

ＲＭｉｎ≦Ｒ_n≦ＲＭａｘを所定時間Ｔｔｈの間満たしていた場合（Ｓ１１０，Ｙｅｓ）、クラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ１２の接続を判定し（Ｓ１２０）、満たしていなかった場合（Ｓ１１０，Ｎｏ）、クラッチ１２の接続を判定せずに処理を終了する。

以上のような処理により、クラッチ１２の接続判定をする場合について、いくつかの車両ＣＲの状態の例にしたがって説明する。
図５に示すように、低μ路において運転者が急にエンジンブレーキを掛けた場合、時刻ｔ１において、車輪Ｔが低回転速度になろうとすることから、路面に対してスリップをするとともに、車輪速度Ｖが振動する（車輪速度のグラフを参照）。そうすると、車輪速度Ｖの変動に伴って変速比Ｒおよび変速比変化量ΔＲの値も大きく変化・振動する。そのため、変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ以上となった時刻ｔ１の時点で、クラッチ接続判定手段１２０は、クラッチ１２の接続を判定する。このような変速比変化量ΔＲの急な変化は、クラッチ１２が切断されている場合には、起こりにくいからである。

次に、図６に示すように、シフトアップ時に一旦クラッチ１２を切断した後、接続した場合、時刻ｔ１において、後述するクラッチ切断判定によりクラッチの切断が判定される。これを概略のみ説明すれば、推定エンジン回転数Ｎｐと実測のエンジン回転数Ｎとの差が所定の閾値Ｎｔｈより大きくなったことにより、クラッチの切断が判定される。

そして、時刻ｔ２において、運転者がシフトアップして（推定ギア位置の符号Ｐｐのグラフ参照）、変速比Ｒが安定した後（変速比のグラフ参照）、所定時間Ｔｔｈが経過したときに（時刻ｔ３）、クラッチ１２の接続が判定される。この判定は、具体的には、前記したステップＳ１１０において、ＲＭｉｎ≦Ｒ_n≦ＲＭａｘが所定時間Ｔｔｈの間満たされたことにより、クラッチ１２の接続が判定されたものである。

図７に示すように、低μ路において運転者が大きな駆動力を発生させて、駆動輪が空転しているとき（車輪速度Ｖのグラフにおいて、時刻ｔ１の車輪速度Ｖが時刻ｔ２の車輪速度Ｖよりも大きいことが車輪Ｔの空転を示す）、運転者が急にクラッチ１２を切断すると、車輪Ｔはエンジン１０から機械的に切り離されたことで、路面に追従する（時刻ｔ２）。このとき、エンジン回転数Ｎは、負荷がなくなって車輪Ｔほど早く変化しないため、変速比変化量ΔＲは、一時的に大きさが大きくなり、変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ以上となることがある（ｔ２付近を参照）。しかし、本実施形態においては、クラッチ１２の切断を判定してから所定時間ＴＤは、クラッチ１２の接続の判定を行わないので、このような一時的な変速比変化量ΔＲの乱れによって、誤ってクラッチ１２の接続を判定することはない。本実施形態の車両制御装置１００では、時刻ｔ２から所定時間ＴＤが経過した後、改めて変速比変化量ΔＲの大きさが所定の閾値Ｒｔｈ以上になったとき（時刻ｔ３）、クラッチ１２の接続が判定される。

図８に示すように、運転者がシフトアップ時に、一旦アクセルペダルＰを離した後、急激にアクセルペダルＰを踏み込んだとき、アクセルペダルＰを離したことで、推定エンジン回転数Ｎｐと実測のエンジン回転数Ｎとの差が所定の閾値Ｎｔｈより大きくなり、時刻ｔ１でクラッチ１２の切断が判定される。そして、アクセルペダルＰを大きく踏み込むと、アクセル開度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上となった時刻ｔ２において、クラッチ１２の接続が判定される。このようなアクセルペダルＰの大きな踏み込みは、クラッチ１２を接続した状態での加速以外には考えにくいからである。なお、いわゆる停車時の空ふかしをした場合も、アクセルペダルＰが大きく踏み込まれることがあるかもしれないが、その場合は、車輪速度Ｖから容易に判定できるし、本実施形態で車両制御の例としているエンジンブレーキトルク制御とは無関係である。

次に、図９を参照してクラッチ切断判定の処理について説明する。
クラッチの切断判定をするとき、エンジン回転数取得手段１０１は、エンジン回転数センサ９１からエンジン回転数Ｎを取得し（Ｓ２０１）、車輪速度取得手段１０２は、車輪速センサ９２から車輪速度Ｖを取得する（Ｓ２０２）。そして、変速比算出手段１１１は、エンジン回転数Ｎと車輪速度Ｖから前記した計算式（１）および（２）を用いて変速比Ｒ_nを計算する（Ｓ２０３）。算出された変速比Ｒ_nは、適宜記憶装置１９０に記憶される。

次に、ギア位置推定手段１１３は、変速比算出手段１１１によって算出された変速比Ｒから、予め記憶されている車輪速度Ｖおよびエンジン回転数Ｎの関係を参照して推定ギア位置Ｐｐ_nを算出する（Ｓ２０４）。そして、クラッチ接続判定中か否か判断し（Ｓ２０５）、クラッチ接続判定手段１２０によりクラッチ１２が接続されているか否かを判定中の場合には（Ｓ２０５，Ｙｅｓ）、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊ_nに、今回算出した推定ギア位置Ｐｐ_nを代入する（Ｓ２０６）。一方、クラッチ接続判定手段１２０によりクラッチ１２が接続されているか否かを判定していない場合、言い換えれば、クラッチ１２が切断されたか否かを判定している際には（Ｓ２０５，Ｎｏ）、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊ_nに、前回のクラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊ_n-1を代入する（Ｓ２０７）。このように、クラッチ１２が切断したか否かの判定中は前回値Ｐｊ_n-1を保持することにより、偏差判定手段によって偏差が閾値を超えたと判定した時点の推定ギア位置Ｐｊを、ギア位置推定手段１１３が出力する。なお、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊは、記憶装置１９０に記憶される。

そして、推定エンジン回転数算出手段１１４は、クラッチ判定用の推定ギア位置Ｐｊと車輪速度Ｖから前記した計算式（３）により推定エンジン回転数Ｎｐを算出する（Ｓ２０８）。

次に、偏差判定手段１１５は、エンジン回転数偏差ΔＮ＝｜Ｎ−Ｎｐ｜を計算し（Ｓ２１０）、エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈ以下か否かを判断する（Ｓ２１１）。エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えた（所定の閾値Ｎｔｈ以下でない）場合（Ｓ２１１，Ｎｏ）、経過時間判定手段１１６は、フラグＦＮとして１を受け取ってクラッチ判定タイマＴＣをインクリメントし、エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈを超えていない（所定の閾値Ｎｔｈ以下である）場合（Ｓ２１１，Ｙｅｓ）、経過時間判定手段１１６は、フラグＦＮとして０を受け取ってクラッチ判定タイマＴＣをデクリメントする（Ｓ２１３）。

そして、経過時間判定手段１１６は、クラッチ判定タイマＴＣが所定の閾値ＴＣｔｈを超えたか否か判定し（Ｓ２１４）、超えた場合には（Ｓ２１４，Ｙｅｓ）、フラグＦＴを１にしてクラッチ切断判定手段１３０に出力し、クラッチ切断判定手段１３０が、クラッチの切断を判定する（Ｓ２１５）。クラッチ判定タイマＴＣが所定の閾値ＴＣｔｈを超えていない場合には（Ｓ２１４，Ｎｏ）、経過時間判定手段１１６は、フラグＦＴを０にしてクラッチ切断判定手段１３０に出力し、クラッチ切断判定手段１３０は、クラッチの切断を判定しない。

以上のような処理によりクラッチ１２の切断判定をする場合について、車両ＣＲの状態の例にしたがって説明する。
図１０は、シフトアップ時の車両の状態を拡大して示しており、例えば、図６の時刻ｔ１付近と同様な状態を拡大して示している。
運転者は、実際には、図１０の時刻ｔ０以前にクラッチ１２を切断しており、シフトアップに応じて、アクセルは緩めるので、実測のエンジン回転数Ｎは低下する。一方、推定ギア位置Ｐｊは、前回値を保持しているためすぐには変化せず、また、車両ＣＲは惰性で進行しているので車輪速度Ｖもすぐには変化しない。そのため、推定エンジン回転数Ｎｐも変化せず、推定エンジン回転数Ｎｐと実測のエンジン回転数Ｎとに差が発生する（時刻ｔ０〜ｔ１間のエンジン回転数Ｎとエンジン回転数偏差ΔＮのグラフを参照）。エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈ以上となると、経過時間判定手段１１６が、クラッチ判定タイマＴＣをインクリメントする。エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈ以上となった後、切断の判定をするまでの間は、エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈ以上となったときの推定ギア位置Ｐｊを保持するのでクラッチ１２が切断されたか否かの判定中に、推定ギア位置Ｐｊが変動せず、したがって、エンジン回転数偏差ΔＮが小さくなってしまうことがなくなり、クラッチ１２の切断を正しく判定することができる。

エンジン回転数偏差ΔＮが閾値Ｎｔｈ付近で留まった場合、図１０に示す時刻ｔ１〜ｔ２間のように、エンジン回転数偏差ΔＮが所定の閾値Ｎｔｈ未満となったときに、経過時間判定手段１１６がクラッチ判定タイマＴＣをデクリメントする（クラッチ判定タイマＴＣのグラフの時刻ｔ１〜ｔ２参照）。クラッチ判定タイマＴＣが所定の閾値ＴＣｔｈを超えると、クラッチ切断判定手段１３０が、クラッチの切断を判定する（時刻ｔ２）。

以上のように、本実施形態の車両制御装置１００によれば、滑りやすい路面上で車両ＣＲに急なエンジンブレーキがかかったとき、例えばシフトダウンをしてクラッチ１２を接続した場合でも、この急激な変動を利用して、クラッチ１２の接続を判定するので、迅速にクラッチ１２の接続を判定して、応答性の良好な車両制御を実現できる。

また、このクラッチ１２の接続判定は、クラッチ切断判定手段１３０によってクラッチが切断されたと判定された時点から所定時間ＴＤが経過したことを条件に行うので、滑りやすい路面上で駆動輪がスリップしている状態でクラッチ１２を切断した場合など、一時的に変速比変化量ΔＲの大きさが大きくなった場合でも、正しくクラッチ１２の接続を判定することができる。

さらに、アクセル開度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上となったときにもクラッチ１２の接続を判定するので、迅速にクラッチ１２の接続を判定して、応答性の良好な車両制御を実現できる。

また、車両制御装置１００は、エンジン回転数Ｎと車輪速度Ｖからクラッチ１２の切断を判定できる。すなわち、実際に選択されたギア段を検出するセンサがなくても、クラッチ１２の切断を判定できるので、コストダウンを図ることができる。

以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。

前記実施形態では、経過時間判定手段１１６は、偏差判定手段１１５からフラグＦＮとして１が入力された場合に、クラッチ判定タイマＴＣをインクリメントし、フラグＦＮとして０が入力された場合には、クラッチ判定タイマＴＣをデクリメントしていたが、フラグＦＮとして０が入力された場合には、クラッチ判定タイマＴＣを０にリセットしてもよい。

前記実施形態では、クラッチ１２の切断判定後、所定時間ＴＤの経過を条件としてクラッチ１２の接続判定を行っていたが、必ずしもその必要はなく、クラッチ１２の切断判定後所定時間ＴＤの経過の判定は、省略してもよい。

前記実施形態では、エンジンブレーキのトルクを制御するためにスロットル１１の開度を制御したが、エンジンブレーキのトルク制御は、燃料噴射量や点火時期を調整することによっても行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る車両制御装置を備えた車両の構成図である。 車両制御装置のブロック図である。 ギア段ごとの車輪速度とエンジン回転数の関係を示した図である。 クラッチの接続判定処理を説明するフローチャートである。 低μ路において急にエンジンブレーキを掛けたときのクラッチ接続の判定を説明するタイムチャートである。 シフトアップ時のクラッチ接続の判定を説明するタイムチャートである。 低μ路において駆動輪がスリップしているときにクラッチを切断した場合のクラッチ接続の判定を説明するタイムチャートである。 アクセル開度をもとにクラッチの接続判定を行う場合を説明するタイムチャートである。 クラッチの切断判定処理を説明するフローチャートである。 シフトアップ時のクラッチの接続判定を行う場合を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
１１ スロットル
１２ クラッチ
９１ エンジン回転数センサ
９２ 車輪速センサ
９３ アクセル開度センサ
１００ 車両制御装置
１０１ エンジン回転数取得手段
１０２ 車輪速度取得手段
１０３ アクセル開度取得手段
１１１ 変速比算出手段
１１２ 変速比変化量算出手段
１１３ ギア位置推定手段
１１４ 推定エンジン回転数算出手段
１１５ 偏差判定手段
１１６ 経過時間判定手段
１２０ クラッチ接続判定手段
１３０ クラッチ切断判定手段
１５０ エンジンブレーキトルク制御手段
１９０ 記憶装置

Claims (3)

1. 実測した車両のエンジン回転数を取得するエンジン回転数取得手段と、実測した車輪速度を取得する車輪速度取得手段と、前記エンジン回転数取得手段および前記車輪速度取得手段からの出力に基づいて車両の変速比を算出する変速比算出手段とを有し、前記変速比算出手段の算出結果を用いてクラッチが接続しているか否かを判定し、当該判定した結果を用いて車両を制御する車両制御装置であって、
   前記変速比算出手段によって算出された変速比から、予め記憶されている車輪速度およびエンジン回転数の関係を参照して推定ギア位置を算出するギア位置推定手段と、
   実測された前記エンジン回転数および前記車輪速度に基づいてクラッチが接続されている状態を判定するクラッチ接続判定手段と、
   前記推定ギア位置および前記車輪速度に基づいて推定エンジン回転数を算出する推定エンジン回転数算出手段と、
   実測された前記エンジン回転数と前記推定エンジン回転数の偏差を計算し、当該偏差が所定の閾値を超えたか否かを判定する偏差判定手段と、
   前記偏差判定手段によって前記偏差が所定の閾値を超えたと判定された時間をカウントし、当該時間が所定の閾値を超えたか否かを判定する経過時間判定手段と、
   前記経過時間判定手段によってカウントした時間が所定の閾値を超えたと判定された場合に前記クラッチが切断されたと判定するクラッチ切断判定手段と、を備えることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記経過時間判定手段は、前記偏差判定手段によって前記偏差が所定の閾値を超えていると判定された場合には、前記時間をインクリメントし、前記偏差が所定の閾値を超えていないと判定された場合には、前記時間をデクリメント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. 前記ギア位置推定手段は、前記偏差判定手段によって前記偏差が閾値を超えたと判定された時点の推定ギア位置を記憶し、前記クラッチ切断判定手段によりクラッチが切断されたか否か判定している間は、当該記憶している推定ギア位置を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両制御装置。

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