JP2010038332A - 変速機付エンジンの制御装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】慣らし運転時のアップシフトのタイミングを的確に把握することができると共に、慣らし運転中であっても緊急時に必要な駆動力を得ることができるようにする。
【解決手段】車両の総走行距離Ｄに基づいて慣らし上限エンジン回転数Ｎａを設定し(S3)、この慣らし上限エンジン回転数Ｎａに基づいて変速段毎の慣らし上限車速Ｓａを設定する(S4)。そして車体の加速度Ｇｘに基づき設定時間ｔ後の推定車速Ｓｍを算出し(S12)、推定車速Ｓｍが慣らし上限車速Ｓａを超えている場合、予告警報フラグＦ１をセットする(S14)。予告警報フラグＦ１がセットされると、スピーカからエンジン回転数Ｎｅが許容回転をオーバーする旨の音声が出力され、運転者に注意を喚起する。運転者はスピーカからの音声を認識することで、アクセルペダルの踏込みを緩める等してアップシフトさせる。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速段毎に設定されている慣らし上限車速を、加速度に基づいて設定した推定車速が超えると判定した場合、予告警報を出力して運転者に注意を喚起するようにした変速機付エンジンの制御装置に関する。

従来、利用者が新車を購入した場合、車両の総走行距離が１００００[Km]程度に達するまでは、エンジン内部や変速機内の金属同士が触れ合う部分を馴染ませるために慣らし運転を行うことが推奨されている。

例えば特許文献１（特開２００２−８９６７５号公報）には、慣らし運転時においては、自動変速機の変速特性として、通常の変速マップよりも低いエンジン回転数で変速目標値を求める慣らし運転専用変速マップを用いて変速制御を行うことで、高回転での運転を禁止する技術が開示されている。
特開２００２−８９６７５号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、慣らし運転時においては、通常の変速マップとは異なる専用の変速マップを用いて変速制御が行われるため、運転者のアクセルペダルの踏込み量に対して、通常とは異なるタイミングでアップシフトされることになる。その結果、慣らし運転が終了して通常運転へ移行した場合、変速タイミングが急変してしまい、運転者に違和感を与えてしまう。

更に、上述した文献に開示されている慣らし運転専用変速マップは、上限エンジン回転数以下で変速されるように設定されているため、緊急時に必要な駆動力を得ることができないという不都合がある。

又、慣らし運転は自動変速機付エンジンに限らず手動変速機付エンジンにおいても推奨されている。手動変速機付エンジンでは、アップシフトのタイミングは運転者の任意であるため、エンジン回転数が高回転になり易く、慣らし運転時における変速タイミングに個人差が生じる不都合がある。

自動変速機付エンジンの場合であっても、変速タイミングは運転者のアクセルペダルの踏込み量によって異なり、例えば発進時にアクセルペダルを踏み込む癖のある運転者では、高回転側で変速されやすく慣らし運転における上限回転数を超えやすい不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、走行時のエンジン回転数が慣らし運転等において設定されている上限エンジン回転数をオーバーすることを予測可能で、しかも、当該運転時のアップシフトのタイミングを的確に把握することができ、更に当該運転中であっても緊急時に必要な駆動力を得ることができて操作性が良く、しかも当該運転時の変速タイミングを的確に把握することのできる変速機付エンジンの制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明による変速機付エンジンの制御装置は、車両の加速度を検出する加速度検出手段と、変速段毎の上限車速を設定する上限車速設定手段と、前記加速度検出手段で検出した加速度に基づき設定時間後の推定車速を設定する推定車速設定手段と、前記推定車速設定手段で設定した推定車速が前記上限車速設定手段で設定した上限車速を超えていると判定した場合、予告警報を出力する警報出力手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、車両の加速度に基づき設定時間後の推定車速を設定し、この推定車速と変速段毎の慣らし上限車速とを比較し、推定車速が現在の変速段に対応する慣らし上限車速を超えていると判定した場合、予告警報を出力するようにしたので、自動変速機はもとより、手動変速機であっても現在のエンジン回転数が慣らし上限エンジン回転数をオーバーしてしまうことを予測することかでき、アクセルペダルを緩めるなど適切な操作を行うことができると共に、慣らし運転時のアップシフトのタイミングを的確に把握することができて操作性がよい。又、慣らし運転時であってもエンジン回転数の上限は制限されていないので、緊急時には必要な駆動力を得ることができ、より良好な操作性を得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に車両制御系の構成図を示す。

車両には、エンジン運転状態を制御するエンジン制御装置（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）１、自動変速機の変速制御を行う自動変速制御装置（Ａ／Ｔ＿ＥＣＵ）２、コンビネーションメータの表示状態を制御するメータ制御装置（メータ＿ＥＣＵ）３等を代表とする各制御装置が搭載されており、このＥＣＵ１〜３を代表とする各制御装置が、ＣＡＮ(Controller Area Network)通信等の車内通信回線４を通じて相互通信可能に接続されている。尚、この各制御装置はマイクロコンピュータ等のコンピュータを主体に構成され、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶手段等を有している。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１は入力側に、クランク軸等の回転からエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１１、エアクリーナの直下流等に配設されて吸入空気量を検出する吸入空気量センサ１２、アクセルペダルの踏込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段としてのアクセル開度センサ１３等、車両の運転状態及びエンジン運転状態を検出するセンサ類が接続されている。又、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１の出力側に、燃焼室に対して所定に計量された燃料を噴射するインジェクタ１４、図示しない電子制御スロットル(ＥＴＣ)に設けられているスロットル弁を開閉動作させるスロットルアクチュエータ３７等、エンジン駆動を制御するアクチュエータ類が接続されている。

このＥ／Ｇ＿ＥＣＵ１は、入力された各センサ類からの検出信号に基づき、インジェクタ１４に対する燃料噴射タイミング、及び燃料噴射パルス幅(パルス時間)を設定し、所定タイミングで噴射対象気筒に燃料を噴射させる。更に、スロットルアクチュエータ３７に対してスロットル開度信号を出力し、電子制御スロットルに設けられているスロットル弁を開閉動作させて吸入空気量を制御する。

又、Ａ／Ｔ＿ＥＣＵ２は、入力側にトランスミッション出力軸の回転数等から車速を検出する車速検出手段としての車速センサ１６、車体に作用する前後加速度を検出する加速度検出手段としての加速度センサ１７、走行レンジを選択するセレクトレバー（図示せず）のセットされているレンジを検出するインヒビタスイッチ１８等が接続され、出力側に自動変速機の変速制御を行うコントロールバルブ１９等が接続されている。

このＡ／Ｔ＿ＥＣＵ２では、インヒビタスイッチ１８からの信号に基づきセレクトレバー（図示せず）のセットレンジを判定し、Ｄレンジにセットされているときは、予め設定されてＲＯＭ等に記憶されているシフトパターンに従い、その変速信号をコントロールバルブ１９へ出力して変速制御を行う。図６にアップシフト時のシフトパターンを示す。同図に示すように、本実施形態に示す自動変速機は、いわゆる４速Ａ／Ｔであり、アップシフトの変速タイミングは、現在の変速段、及びアクセル開度センサ１３で検出したアクセル開度α[%]と車速センサ１６で検出した車速Ｓ[Km/h]とに基づいて設定される。アクセル開度αは、アクセル開放で０[%]、アクセル全踏で１００[%]に設定されている。

更に、Ａ／Ｔ＿ＥＣＵ２では、慣らし運転時の車速、或いは将来の推定車速と各変速段毎に設定した慣らし上限車速とを比較し、現在の車速或いは推定車速が慣らし上限車速を超えた場合、メータ＿ＥＣＵ３に警報信号を出力する。

メータ＿ＥＣＵ３は、出力側に、コンビネーションメータに配設されているタコメータ、スピードメータ、水温計、燃料計、オドメータ、トリップメータ等のメータ類を駆動するメータ駆動部２１、及び、スピーカ２２、警報ランプ２３、警報ブザー２４等、五感のうち一つ以上の感覚で状態を識別できる警報手段が接続されている。これら各計器類、及び警報手段は運転席前方のコンビメータ内に配設されている。このメータ＿ＥＣＵ３は、各メータ類の表示動作を制御すると共に、Ａ／Ｔ＿ＥＣＵ２から警報信号が出力された場合、対応する警報手段（スピーカ２２、警報ランプ２３、警報ブザー２４）を駆動させて、運転者に注意を喚起する。

上述したＡ／Ｔ＿ＥＣＵ２で実行される慣らし運転時の車速判定は、図２、図３に示す慣らし運転時警報速度判定ルーチンに従って行われる。

このルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、設定演算周期毎に実行され、先ず、ステップＳ１で、総走行距離Ｄと現在の変速段Ｔｐとを読込む。総走行距離Ｄは、メータ＿ＥＣＵ３において車速Ｓに基づいて算出され、このメータ＿ＥＣＵ３で算出した総走行距離Ｄはオドメータに表示される。又、図６に示すように、変速段Ｔｐは車速Ｓとアクセル開度αとに基づいて設定される。尚、本実施形態は手動変速機に適用することも可能で、手動変速機の場合、変速段Ｔｐはシフトレバーのセットしたレンジ位置を検出するシフトスイッチの信号に基づいて判定する。

その後、ステップＳ２へ進み、慣らし運転が終了したか否かを調べる。本実施形態では、慣らし運転の終了時期を総走行距離Ｄに基づいて判定している。そして、この総走行距離Ｄが慣らし終了判定距離Ｄａ（例えば１００００[Km]）を超過した場合（Ｄ＞Ｄａ）、慣らし運転終了と判定しステップＳ１６へジャンプする。又、総走行距離Ｄが慣らし終了判定距離Ｄａ以下の場合（Ｄ≦Ｄａ）、慣らし運転中と判定しステップＳ３へ進む。

ステップＳ３へ進むと、総走行距離Ｄに基づき慣らし上限エンジン回転数Ｎａを、ＲＯＭに格納されているテーブル検索により設定する。図５に慣らし上限エンジン回転数テーブルの概念図を示す。

同図に示すように、慣らし上限エンジン回転数Ｎａは、総走行距離Ｄが長くなるに従い次第に高くなるように設定されている。従って、この慣らし上限エンジン回転数Ｎａの特性線の傾きを可変させることで、総走行距離Ｄ毎に対応する慣らし上限エンジン回転数Ｎａの値を自在に可変設定することができる。この場合、慣らし上限エンジン回転数Ｎａを総走行距離Ｄに応じて連続的に可変させても良いが、同図に波線で示すように、総走行距離Ｄをある区間で区分し、当該区分毎に段階的に可変させるようにしても良い。

その後、ステップＳ４へ進み、慣らし上限エンジン回転数Ｎａと現在の変速段Ｔｐのギヤ比とに基づき慣らし上限車速Ｓａを設定する。尚、図６に各変速段（１〜４速）の慣らし上限車速Ｓａを示す。同図には、慣らし上限エンジン回転数Ｎａを３０００[rpm]とした場合の慣らし上限車速Ｓａが記載されており、１速ではＳａ＝約２６[Km/h]、２速ではＳａ＝約５０[Km/h]、３速ではＳａ＝約７４Km/h]、４速ではＳａ＝約１０８[Km/h]に設定されている。このステップＳ４での処理が本発明の慣らし上限車速設定手段に対応している。

次いで、ステップＳ５へ進み、アクセル開度センサ１３で検出したアクセル開度αを読込み、ステップＳ６で、図６に示すアップシフト時のシフトパターンを参照して、アクセル開度αに対応する現在の変速段のアップシフト車速Ｓｕを設定する。尚、このステップＳ６での処理が、本発明のアップシフト車速設定手段に対応する。

例えばアクセル開度αが２５[%]の場合、１速ではアップシフト車速Ｓｕが約２０[Km/h]、２速では約４０[Km/h]、３速では約４８[Km/h]となる。同様に、アクセル開度αが５０[%]の場合、１速ではアップシフト車速Ｓｕが約３０[Km/h]、２速では約５５[Km/h]、３速では約１０５[Km/h]となる
その後、ステップＳ７へ進み、慣らし上限車速Ｓａとアップシフト車速Ｓｕとを比較する。そして、アップシフト車速Ｓｕが慣らし上限車速Ｓａを超えている場合は（Ｓｕ≧Ｓａ）、実際の車速、或いは将来の車速が慣らし上限車速Ｓａを超える可能性があると判断し、ステップＳ８へ進み、ステップＳ８以下で、運転者に報知する必要があるか否かを調べる。又、アップシフト車速Ｓｕが慣らし上限車速Ｓａよりも低い場合は（Ｓｕ＜Ｓａ）、許容範囲内での走行であるため、ステップＳ１６へジャンプする。

実際の車速或いは将来の車速が慣らし上限車速Ｓａを超える可能性があると判定して、ステップＳ８へ進むと、車速センサ１６で検出した車速Ｓと慣らし上限車速Ｓａとを比較し、実際の車速Ｓが慣らし上限車速Ｓａを超過しているか否かを調べる。そして、車速Ｓが慣らし上限車速Ｓａを超過していないと判定した場合（Ｓ≦Ｓａ）、ステップＳ９へ進み、ステップＳ９以下で、将来の車速（推定車速）Ｓｍが超過する可能性があるか否かを調べる。

一方、車速Ｓが慣らし上限車速Ｓａを超過していると判定した場合は（Ｓ＞Ｓａ）、運転者に注意を喚起すべく、ステップＳ１０へ分岐し、先ず、予告警報フラグＦ１をクリアし（Ｆ１←０）、ステップＳ１１へ進み、本警報フラグＦ２をセットして（Ｆ２←１）、ルーチンを抜ける。

そして、ステップＳ８からステップＳ９へ進むと、加速度センサ１７で検出した加速度Ｇｘを読込み、ステップＳ１２で、加速度Ｇｘに基づき予め設定した時間ｔ[sec}後の将来の予測される車速（推定車速）Ｓｍを算出する（Ｓｍ←Ｇｘ・ｔ）。このステップＳ１２での処理が、本発明の推定車速設定手段に対応している。

その後、ステップＳ１３へ進み、推定車速Ｓｍと慣らし上限車速Ｓａとを比較する。そして、推定車速Ｓｍが慣らし上限車速Ｓａを超過している場合は（Ｓｍ＞Ｓａ）、運転者に慣らし上限車速Ｓａを超過する可能性がある旨の注意を喚起すべく、ステップＳ１４へ予告警報フラグＦ１をセットし（Ｆ１←１）、ステップＳ１５で本警報フラグＦ２をクリアして（Ｆ２←０）、ルーチンを抜ける。又、推定車速Ｓｍが慣らし上限車速Ｓａ以下の場合は（Ｓｍ≦Ｓａ）、ステップＳ１６へ分岐する。

又、ステップＳ２，Ｓ７，Ｓ１３の何れかからのステップＳ１６へ分岐すると、各警報フラグＦ１．Ｆ２をクリアして（Ｆ１←０，Ｆ２←０）、ルーチンを抜ける。

この各警報フラグＦ１，Ｆ２はメータ＿ＥＣＵ３にて読込まれる。メータ＿ＥＣＵ３は、警報出力手段を実行する機能を有しており、具体的には、図４に示す警報処理ルーチンにて設定演算周期に実行される。

このルーチンでは、ステップＳ２１，Ｓ２２で警報フラグＦ１，Ｆ２の値を調べる。すなわち、予告警報フラグＦ１がセットされている場合は（Ｆ１＝１）、設定時間ｔ後の車速（推定車速）Ｓｍが慣らし上限車速Ｓａを超えているため（Ｓｍ＞Ｓａ）、ステップＳ２１からステップＳ２３へ進み、予告警報の出力処理を実行して、ルーチンを抜ける。

又、本警報フラグＦ２がセットされている場合は（Ｆ２＝１）、現在の車速Ｓが慣らし上限車速Ｓａを既に超えているため（Ｓ＞Ｓａ）、ステップＳ２２からステップＳ２４へ進み、本警報の出力処理を実行して、ルーチンを抜ける。又、何れの警報フラグＦ１，Ｆ２もクリアされている場合は、ステップＳ２５へ進み、警報を停止させ、或いは警報が停止している場合は、その停止状態を継続させてルーチンを抜ける。

図７に、ステップＳ２３及びステップＳ２４で実行される予告警報の出力処理及び本警報の出力処理の態様を示す。同図（ａ）では、予告警報を、スピーカ２２から出力される「許容回転をオーバーします」旨の音声とし、この音声により運転者に注意を喚起する。又、本警報を、スピーカ２２からの「許容回転をオーバーしました」旨の音声と、警報ブザー２４の「ピー」という連続音による吹鳴との双方とし、この音声及び吹鳴音により、エンジン回転数Ｎｅが慣らし上限エンジン回転数Ｎａをオーバーしていることを運転者に報知して、アクセルペダルの踏込みを緩めさせる。

又、同図（ｂ）の態様は、予告警報を、スピーカ２２から出力される「許容回転をオーバーします」旨の音声と、警報ブザー２４からの「ビッピッピッ…」という断続的な吹鳴音との双方とし、この音声及び吹鳴音により運転者に注意を喚起する。尚、本警報出力は、上述した（ａ）と同じである。

又、同図（ｃ）に示す態様は、警報ブザー２４に代えて警報ランプ２３を動作させるようにしたものである。すなわち、予告警報と本警報とにおけるスピーカ２２から出力される音声は上述した（ａ）と同じである。一方、警報ランプ２３は、予告警報においては点滅表示させ、又、本警報においては点灯表示させることで、運転者にアクセルペダルの踏込みを緩めさせる。

例えば図６に示すように、現在の変速段Ｔｐが１速にあり、そのときの慣らし上限車速Ｓａが２６[Km/h]とし、又、アクセル開度αを２５[%]とした場合、１速から２速へのアップシフト車速Ｓｕは約２０[Km/h]であり、１速の許容上限車速以内であるため、警報を発することはない。

一方、上述の状態から、アクセルペダルをα＝５０[%]まで踏み込むと、アップシフト車速Ｓｕが約３０[Km/h]となり、慣らし上限車速Ｓａを超えているため、実際の車速Ｓと推定車速Ｓｍとに基づき実際の車速Ｓが慣らし上限車速Ｓａを超えている場合は本警報を出力する。一方、実際の車速Ｓは慣らし上限車速Ｓａを超えてないが、推定車速Ｓｍが慣らし上限車速Ｓａを超えている場合は、予告警報を出力して運転者の注意を喚起する。

この場合、予告警報、或いは本警報を認識した運転者が、アクセルペダルに対する踏込みを緩めて、アクセル開度αに基づいて設定するアップシフト車速Ｓｕを慣らし上限車速Ｓａ未満にした場合、警報が自動的に解除される。同様に、アクセルペダルを緩めることで変速段が１速から２速にアップシフトされた場合、２速における慣らし上限車速Ｓａ（４５０[Km/h]）となるため、警報が自動的に解除される。尚、手動変速機の場合も運転者が１速から２速へアップシフトさせた場合、警報が自動的に解除される。

このように、本実施形態によれば、運転者が車両を１速で走行させている際に、予告警報を受けた場合にはアップシフトさせ、又、本警報を受けた場合にはアクセルペダルを緩める等の操作をおこなうことで、警報を自動的に解除することができる。そのため、自動変速機のみならず、手動変速機においても、運転者は慣らし運転時のアップシフトのタイミングを的確に把握することができるばかりでなく、慣らし上限エンジン回転数Ｎａをオーバーしていることを容易に把握することができる。

更に、本実施形態は警報を出力するのみで、エンジン出力を抑制するような制御は行っていないため、慣らし運転中であっても緊急時に必要な駆動力を得ることができる。

加えて、慣らし上限エンジン回転数Ｎａが総走行距離Ｄに基づいて自動的に可変設定されるため、運転者は総走行距離Ｄ毎の慣らし上限エンジン回転数Ｎａをいちいち把握する必要が無く、操作性が良い。

車両制御系の構成図 慣らし運転時警報速度判定ルーチンを示すフローチャート（その１） 慣らし運転時警報速度判定ルーチンを示すフローチャート（その２） 警報処理ルーチンを示すフローチャート 慣らし上限エンジン回転数テーブルの概念図 アップシフト時のシフトパターンを示す説明図 予告警報及び本警報の態様を示す説明図

符号の説明

１…Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ、
２…Ａ／Ｔ＿ＥＣＵ、
３…メータ＿ＥＣＵ、
１１…エンジン回転数センサ、
１３…アクセル開度センサ、
１６…車速センサ、
１７…加速度センサ、
２２…スピーカ、
２３…警報ランプ、
２４…警報ブザー、
α…アクセル開度、
Ｄ…総走行距離、
Ｆ１…予告警報フラグ、
Ｆ２…本警報フラグ、
Ｇｘ…加速度、
Ｎａ…上限エンジン回転数、
Ｎｅ…エンジン回転数、
Ｓ…車速、
Ｓａ…慣らし上限車速、
Ｓｍ…推定車速、
Ｓｕ…アップシフト車速、
Ｔｐ…変速段、
ｔ…設定時間

Claims (10)

1. 車両の加速度を検出する加速度検出手段と、
   変速段毎の上限車速を設定する上限車速設定手段と、
   前記加速度検出手段で検出した加速度に基づき設定時間後の推定車速を設定する推定車速設定手段と、
   前記推定車速設定手段で設定した推定車速が前記上限車速設定手段で設定した上限車速を超えていると判定した場合、予告警報を出力する警報出力手段と
   を備えることを特徴とする変速機付エンジンの制御装置。
2. 前記上限車速設定手段により設定される前記上限車速は慣らし運転のための慣らし上限車速である
   ことを特徴とする請求項１に記載の変速機付エンジンの制御装置。
3. 車両の車速を検出する車速検出手段と、
   アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   前記車速検出手段で検出した車速と前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度とに基づき、予め設定されている自動変速機のシフトパターンに従い変速制御を実行する変速制御手段と、
   前記アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度に基づいて現在の変速段からのアップシフト車速を前記シフトパターンを参照して設定するアップシフト車速設定手段と
   を有し、
   前記警報出力手段は、前記推定車速と前記アップシフト車速設定手段で設定したアップシフト車速との双方が前記慣らし上限車速を超えていると判定した場合、前記予告警報を出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の変速機付エンジンの制御装置。
4. 前記警報出力手段は、前記車速検出手段で検出した車速が前記慣らし上限車速を超えたと判定した場合、本警報を出力する
   ことを特徴とする請求項２或いは３記載の変速機付エンジンの制御装置。
5. 前記警報出力手段は、前記推定車速が前記慣らし上限車速を下回ったと判定した場合、前記予備警報の出力を解除する
   ことを特徴とする請求項２記載の変速機付エンジンの制御装置。
6. 前記警報出力手段は、前記推定車速と前記アップシフト車速との双方が前記慣らし上限車速を下回ったと判定した場合、前記予告警報の出力を解除する
   ことを特徴とする請求項３記載の変速機付きエンジンの制御装置。
7. 前記警報出力手段は、前記車速が前記慣らし上限車速を下回ったと判定した場合、前記本警報の出力を解除する
   ことを特徴とする請求項４記載の変速機付エンジンの制御装置。
8. 前記慣らし上限車速設定手段は、予め設定されている慣らし上限エンジン回転数と変速段とに基づいて前記慣らし上限車速を変速段毎に設定する
   ことを特徴とする請求項２〜７の何れか１項に記載の変速機付エンジンの制御装置。
9. 前記慣らし上限エンジン回転数が車両の総走行距離に基づいて可変設定される
   ことを特徴とする請求項８記載の変速機付エンジンの制御装置。
10. 前記警報出力手段で出力する警報は、五感のうち一つ以上の感覚で識別できる警報手段から出力されるものである
    ことを特徴とする請求項２〜９の何れか１項に記載の変速機付エンジンの制御装置。

Images