JP2010143519A - 車両の制駆動制御装置及び制駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速の有無に関係なく、応答良く車両を減速出来る車両の制動制御を課題とする。
【解決手段】変速機ＡＴがコーストフリーの変速段の状態でアクセルオフを検出すると、変速の有無に関係無く、車両減速のための制動を制動装置ＢＲＫを介して車輪に付与する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンやモータなどの駆動源の駆動トルクを変速機を介して駆動輪に伝達可能な車両の制駆動制御に係る技術である。

車両の制駆動制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。この装置では、運転者による加速指示が無い状態となってから、変速機を相対的に低速用の変速段又は変速比に変速すべきと判定すると、制動装置によって目標減速度に応じた制動力を発生させる。上記目標減速度は、時間の経過とともに所定の勾配で所定値まで増大し、所定値に達した後、概ね一定の値に保持するように設定しておく。これにより、制動装置の作動（ブレーキ制御）と変速動作（変速制御）とが協調して同時に実施し、変速時の減速特性を向上させる。
特開２００５−１６２１７４号公報

しかし、上記従来例では、運転者による加速指示が有る状態から無い状態に切り換わった後であって、変速要求を検出したときを契機として制動付与のための目標減速度を演算する。このため、コーストフリーである変速段であるときに運転者による加速指示が有る状態から無い状態に切り換わった場合に、応答良く減速のための制動を発生させることが出来ないで、減速力が不足する場合がある。これは、運転者に対する違和感の原因となる。
ここで、上記コーストフリーとは、変速機を構成する一部のクラッチが動力を伝達しておらず、駆動源による反力ブレーキが働かない状態を指す。
本発明は、変速の有無に関係なく、応答良く車両を減速出来る車両の制動制御を課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、変速機がコーストフリーの変速段の状態でアクセルオフを検出すると、車両減速のための制動を制動装置を介して車輪に付与する。

本発明によれば、オンであったアクセルがオフ（加速指示有りから加速指示無しへの切換）に対応し、変速の有無に関係なく、応答良く車両を減速出来る。この結果、運転者に対する違和感を低減可能となる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では、車両としてハイブリッド車両を例に挙げて説明するが、エンジンだけ若しくはモータだけで駆動する構成の車両であっても適用可能である。
図１は実施形態の制駆動装置を備える後輪駆動によるハイブリッド車両の概要構成図である。（構成）
まず駆動系の構成について説明する。

エンジンＥから左右後輪（駆動輪）までのトルク伝達経路の途中に、モータ及び自動変速機ＡＴ（＝トランスミッションＴ／Ｍ）を介装する。第２クラッチＣＬ２は、自動変速機ＡＴ（＝トランスミッションＴ／Ｍ）の一部を構成する。また、エンジンＥとモータとの間に、第１クラッチＣＬ１を介装する。自動変速機ＡＴは、プロペラシャフトＰＳ、ディファレンシャルＤＦ、及びドライブシャフトＤＳＬ、ＤＳＲを介して駆動輪に接続する。符号ＦＬ、ＦＲは、従動輪としての左右前輪を示す。

上記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンである。エンジンは、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づき、スロットルバルブのバルブ開度等が制御可能となっている。なお、エンジンＥの出力軸に、フライホイールＦＷを設ける。
上記モータＭＧは、例えばロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルを巻き付けた同期型モータである。モータＭＧは、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づき、インバータ３で作り出した三相交流を印加することで制御出来る。このモータＭＧは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできる（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）。また、モータＭＧは、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータＭＧのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ＡＴの入力軸に連結する。

上記第１クラッチＣＬ１は、上記エンジンＥとモータＭＧとの間に介装された油圧式単板クラッチである。上記第１クラッチＣＬ１は、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６が作り出した制御油圧により、締結状態若しくは開放状態となる。なお、締結・開放には、滑り締結と滑り開放を含む。
上記第２クラッチＣＬ２は、油圧式多板クラッチである。上記第２クラッチＣＬ２は、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づき、第２クラッチ油圧ユニット８で作り出した制御油圧により、締結状態若しくは開放状態となる。なお、締結・開放には、滑り締結と滑り開放を含む。

上記自動変速機ＡＴは、例えば、前進５速後退１速や前進６速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機である。ここで、上記第２クラッチＣＬ２は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ＡＴの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用して構成する。

また、各輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬには、それぞれ制動装置ＢＲＫを備える。各制動装置ＢＲＫは、例えばディスクブレーキやドラムブレーキからなる。各制動装置ＢＲＫは、油圧ブレーキ装置であっても、電動ブレーキ装置であっても良い。各制動装置ＢＲＫは、ブレーキコントローラ９からの指令に応じて、対応する車輪に制動力を付与する。なお、制動装置ＢＲＫは、全ての車輪に設ける必要はない。

次に、ハイブリッド車両の制御系の構成について説明する。
上記ハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有する。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いに情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続する。

上記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力する。そして、上記エンジンコントローラ１は、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ｎｅ、Ｔｅ）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。なお、エンジン回転数Ｎｅの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

上記モータコントローラ２は、モータＭＧのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力する。そして、上記モータコントローラ２は、統合コントローラ１０からの目標モータトルク指令等に応じ、モータＭＧのモータ動作点（Ｎｍ、Ｔｍ）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリＳＯＣを監視していて、バッテリＳＯＣ情報は、モータＭＧの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

上記第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力する。そして上記第１クラッチコントローラ５は、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチＣＬ１の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。なお、第１クラッチストロークＣ１Ｓの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

上記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８からのセンサ情報を入力する。そして、上記ＡＴコントローラ７は、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、変速制御における第２クラッチ制御に優先し、第２クラッチＣＬ２の締結・開放を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。なお、アクセル開度ＡＰと車速ＶＳＰの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。

また、上記自動変速機ＡＴの変速段を取得する変速段取得手段３０を備える。
上記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力する。上記ブレーキコントローラ９は、所定の制御サイクルで、ブレーキペダルのストローク量や車速ＶＳＰに基づき目標減速度Ｐ０を演算する。また、後述の減速制動指示手段３２Ｄから減速指令値ΔＰを入力すると、目標減速度Ｐ０を減速指令値ΔＰで補正する。具体的には、下記式のように、目標減速度Ｐ０を減速指令値ΔＰ分だけ大きくする。
Ｐ０ ＝ Ｐ０ ＋ΔＰ

そして、補正後の目標減速度Ｐ０に相当する減速が車両に発生するように、各制動装置ＢＲＫに制動力指令値を出力する。なお、補正前の目標減速度Ｐ０がゼロであれば、減速指令値ΔＰ自体が目標減速度Ｐ０となる。
また、上記ブレーキコントローラ９は、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークＢＳから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、回生協調ブレーキ制御を行う。すなわち、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。

上記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うものである。上記統合コントローラ１０は、モータ回転数Ｎｍを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数Ｎ２ｏｕｔを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチトルクＴＣＬ２を検出する第２クラッチトルクセンサ２３からの情報を入力する。また、上記統合コントローラ１０は、減速モード選択スイッチ２４からの選択情報、およびＣＡＮ通信線１１を介して取得した情報を入力する。そして、上記統合コントローラ１０は、上記エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジンＥの動作制御を実行する。上記統合コントローラ１０は、上記モータコントローラ２への制御指令によりモータＭＧの動作制御を実行する。上記統合コントローラ１０は、上記第１クラッチコントローラ５への制御指令により第１クラッチＣＬ１の締結・開放制御を実行する。上記統合コントローラ１０は、上記ＡＴコントローラ７への制御指令により第２クラッチＣＬ２の締結・開放制御を実行する。

上記減速モード選択スイッチ２４は、運転者の手動選択操作により、惰性走行モードを含む複数の減速モードの中から、１つの減速モードを選択するスイッチである。そして、手動操作により選択可能な減速モードとして、「減速小モード」、「減速普通モード」、「減速大モード」、「減速最大モード」を有する。「減速小モード」は、アクセル足離し減速時に減速度を得たくない場合に選択するモードである。「減速普通モード」は、アクセル足離し減速時に減速度を普通に得たい場合に選択するモードである。「減速大モード」は、アクセル足離し減速時に減速度を大きく得たい場合に選択するモードである。「減速最大モード」は、アクセル足離し減速時に減速度をさらに大きく得たい場合に選択するモードである。

次に、基本動作モードについて説明する。
車両停止中において、バッテリＳＯＣの低下時であれば、エンジンＥを始動して発電を行い、バッテリ４を充電する。そして、バッテリＳＯＣが通常範囲になれば、第１クラッチＣＬ１は締結で第２クラッチＣＬ２は開放のままでエンジンＥを停止する。
エンジン発進時には、アクセル開度ＡＰとバッテリＳＯＣ状態によって、モータＭＧを連れ回し、力行／発電に切り替える。
モータ発進時で、ロールバックにより自動変速機ＡＴの出力回転が負回転となったら、第２クラッチＣＬ２の滑り制御を行い、モータＭＧの回転を正回転に維持する。次に、駆動力を車両が前進するまで上昇させ、第２クラッチＣＬ２を滑り制御から締結に移行させる。

モータ走行は、エンジン始動に必要なモータトルクとバッテリ出力を確保し、不足する場合はエンジン走行に移行する。
燃費向上のために、モータ走行と発電上乗せ充電はセットで行う。つまり、モータトルクとバッテリ出力の制約により、走行可能範囲は、低負荷に限定する。
発電上乗せ充電は、エンジン燃料消費の最小点を狙い、走行に必要なトルクに発電トルクを上乗せして行う。但し、バッテリＳＯＣ上昇時は、発電を行わない。

アクセル踏み込み時のレスポンス向上のために、エンジントルク遅れ分をモータＭＧによりアシストする。
ブレーキＯＮ減速時には、運転者のブレーキ操作に応じた減速力を回生協調ブレーキ制御にて得る。
エンジン走行やモータ走行中における変速時には、加減速中の変速に伴う回転数合わせのために、モータＭＧを回生／力行させ、トルクコンバータ無しでのスムーズな変速を行う。

次に、統合コントローラ１０にて実行する制駆動制御処理における、本発明に関わる駆動減速発生処理部３２について、図２を参照しつつ説明する。
駆動減速発生処理部３２は、アクセルオフ検出手段３２Ａ、変速段判定手段３２Ｂ、減速指令値演算手段３２Ｃ、及び減速制動指示手段３２Ｄを備える。
アクセルオフ検出手段３２Ａは、アクセル開度センサ１６からの信号に基づき、加速指示有りから加速指示無しへの切換を検出する。

変速段判定手段３２Ｂは、変速段取得手段３０が取得した変速段に基づき、変速機ＡＴの変速段がコーストフリーの状態か否かを判定する。
減速指令値演算手段３２Ｃは、特性マップに基づき、現在の減速モード、車速及び変速段に基づき、車両を減速できる大きさの制動、例えばエンブレ相当の減速指令値ΔＰを演算する。

減速制動指示手段３２Ｄは、変速段判定手段３２Ｂが変速段がコーストフリーと判定し、且つアクセルオフ検出手段３２Ａがアクセルオフになったと判定したら、減速指令値演算手段３２Ｃが演算する減速指令値ΔＰをブレーキコントローラ９に出力する。また、減速制動指示手段３２Ｄは、アクセルオフの状態で、変速段の変速を検出した場合にも、上記減速指令値演算手段３２Ｃが演算する減速指令値ΔＰをブレーキコントローラ９に出力する。

ここで、ブレーキコントローラ９では、上述のように、ブレーキペダルストロークなどで演算した目標減速度Ｐ０を上記減速指令値で補正する。これによって、減速指令値ΔＰを加味した目標減速度Ｐ０に相当する減速が車両に発生する。
更に、上記処理のうち、アクセルオフで且つ変速段がコーストフリーの場合に、車両が減速するだけの制動を発生させる処理部分の処理例について、図３を参照して説明する。

先ず、ステップＳ５で走行中か否かを判定する。走行中と判定した場合には、ステップＳ１０に移行する。
まずステップＳ１０にて、アクセル開度センサ１６に基づきアクセルオフになったか否かを判定する。すなわち、運転者がアクセルペダルからの足離し操作時か否かを判定する。アクセルオフになったことを検出するとステップＳ２０に移行する。

ステップＳ２０では、現在の変速段がコーストフリーの変速段か否かを判定する。コーストフリーと判定すると、ステップＳ３０に移行する。
ステップＳ３０では、ブレーキコントローラ９が、車速やブレーキ開度などに基づき、目標減速度Ｐ０を演算する。
また、ステップＳ４０にて、減速指令値演算手段３２Ｃが減速指令値ΔＰを演算する。
ステップＳ５０にて、ブレーキコントローラ９が、目標減速度Ｐ０を減速指令値ΔＰで補正する。

ステップＳ６０では、ブレーキコントローラ９が、目標減速度Ｐ０に相当する制動力を各輪に配分して制動力を発生させる。
ステップＳ７０では、変速段を変更する変速指令を検出したか否かを判定する。変速指令を検出した場合にはステップＳ８０に移行する。
ステップＳ８０では、変速後の変速段がコーストフリーか否かを判定する。変速段がコーストフリーの場合には、ステップＳ３０に戻る。変速段がコーストフリーでない場合には、処理を終了して復帰する。

（動作・作用）
変速機ＡＴのある変速段における歯車構成の中には、ワンウェイクラッチの働きにより駆動側には動力を伝達するが減速側への動力（減速力）を伝達しない構成となる変速段がある。そのような変速段では、コーストフリーの状態となり駆動軸側では減速力が出せないか小さい。
そして、運転者が足離ししてコースト走行となった時に、現在の変速段がコーストフリーの変速段である場合は、目標減速度Ｐ０に対して不足する減速度ΔＰを付加する。これによって、現在の変速段がコーストフリーの変速段の状態で足離しコースト走行に移行しても、応答良く車両を減速できるだけの制動が発生する。こなわち、アクセルオフとなったときに減速力が不足した場合でも、制動装置ＢＲＫによって車軸に確実に減速力を伝えることができる。この結果、アクセルオフになったときにおける、制動力不足を解消して、ショックや運転の違和感・不安感の発生を避けることができる。
ここで、エンジンＥ及びモータＭＧの一方が駆動源を構成する。アクセル開度センサ１６が加速指示検出手段を構成する。駆動減速発生処理部３２が減速付与手段を構成する。

（本実施形態の効果）
（１）加速指示検出手段は、運転者の加速指示の有無を検出する。変速段取得手段３０は、変速機ＡＴの変速段を取得する。そして、減速付与手段は、変速段判定手段３２Ｂの取得に基づき変速段がコーストフリーの変速段であるときに、加速検出手段の検出に基づき加速指示有りから加速指示無しへの切換を検出すると、上記制動装置ＢＲＫを介して車両を減速できる大きさの制動を付与する。
これによって、加速指示有りから加速指示無しへの切換、つまり運転者がアクセル足離し操作を行うと、駆動源で発生すべき制動力不足を応答良く解消して、迅速な減速度を実現出来る。

（２）上記減速付与手段は、車両走行中と判定した場合に、上記車両を減速できる大きさの制動を付与する。
これにより、走行中にアクセル足離し操作を行うことによる駆動系による制動力不足を応答良く解消出来る。この結果、制動力不足によるショックや運転の違和感・不安感の発生を避けることができる。

（３）エンジンＥから駆動輪ＲＲ，ＲＬまでのトルク伝達経路に変速機ＡＴを介装すると共にエンジンＥと変速機ＡＴとの間のトルク伝達経路にモータＭＧを介装して、上記エンジンＥ及びモータＭＧの少なくとも一方を上記駆動源とする。
変速機ＡＴがコーストフリー状態でなければ、モータＭＧによる回生によって駆動系での制動を発生出来るが、変速機ＡＴがコーストフリー状態の場合には、回生制動が出来ない。このような状況でも、アクセル足離し操作を行うことによる駆動源での制動力不足を応答良く解消出来る。

（変形例）
（１）上記実施形態では、車両走行中でのアクセルオフ時に、コーストフリーであれば制動装置ＢＲＫによって、車両に減速が生じる制動を発生する場合を例示している。車両停止時に、この処理を実施しても良い。
この場合、例えば坂道でのロールバックを低減出来る。
（２）上記実施形態では、変速機ＡＴでのコーストフリーの場合の処理を例示しているが、エンジン駆動状態の時に、次のように第１クラッチＣＬ１での切断状態（コーストフリー）も対象としても良い。
すなわち、減速付与手段は、モータから駆動輪へトルクが伝達していない状態で、上記クラッチが切断状態の場合に、加速検出手段の検出に基づき加速指示有りから加速指示無しへの切換を検出すると、上記制動装置ＢＲＫを介して車両を減速できる大きさの制動を付与する。

但し、この場合には、上記制動装置ＢＲＫによる制動力の発生の他、モータの回生制動によっても車両を減速できる大きさの制動を付与することが可能である。この場合には、モータの回生制動も制動装置ＢＲＫを構成する。
すなわち、駆動源で駆動する駆動輪と異なる車輪を駆動可能なモータを備えた車両構成の場合には、その駆動輪と異なる車輪を駆動可能なモータで回生制動を行うことで、上記車両を減速できる大きさの制動を発生させるようにしても良い。

本発明に基づく実施形態に係る車両構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る駆動減速発生手段の構成を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る制動発生処理部分の処理を説明する図である。

符号の説明

１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
１６ アクセル開度センサ
１７ 車速センサ
２０ ブレーキストロークセンサ
３０ 変速段取得手段
３２ 駆動減速発生処理部
３２Ａ アクセルオフ検出手段
３２Ｂ 変速段判定手段
３２Ｃ 減速指令値演算手段
３２Ｄ 減速制動指示手段
ＡＴ 自動変速機
ＢＲＫ 制動装置
ＢＳ ブレーキストローク
Ｅ エンジン
ＭＧ モータ
Ｐ０ 目標減速度
ΔＰ 減速指令値

Claims (5)

1. 駆動源から駆動輪へのトルク伝達経路の途中に変速機を介装した車両の制駆動制御装置であって、
   車輪に制動を付与する制動装置と、
   運転者の加速指示の有無を検出する加速指示検出手段と、
   変速機の変速段を取得する変速段取得手段と、
   変速段取得手段の取得に基づき変速段がコーストフリーの変速段であるときに、加速検出手段の検出に基づき加速指示有りから加速指示無しへの切換を検出すると、上記制動装置を介して車両を減速できる大きさの制動を付与する減速付与手段と、を備えることを特徴とする車両の制駆動制御装置。
2. 上記減速付与手段は、車両走行中と判定した場合に、上記車両を減速できる大きさの制動を付与することを特徴とする請求項１に記載した車両の制駆動制御装置。
3. エンジンから駆動輪までのトルク伝達経路に変速機を介装すると共にエンジンと変速機との間のトルク伝達経路にモータを介装して、上記エンジン及びモータの少なくとも一方を上記駆動源とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した車両の制駆動制御装置。
4. エンジンとモータとの間にクラッチを介装する車両の制駆動制御装置であって、
   減速付与手段は、モータから駆動輪へトルクが伝達していない状態で、上記クラッチが切断状態の場合に、加速検出手段の検出に基づき加速指示有りから加速指示無しへの切換を検出すると、上記制動装置を介して車両を減速できる大きさの制動を付与することを特徴とする請求項３に記載の車両の制駆動制御装置。
5. 変速機がコーストフリーの変速段の状態で車両走行中に、運転者による加速指示有りから加速指示無しへの切換を検出すると、車両減速のための制動を制動装置を介して車輪に付与することを特徴とする車両の制駆動制御方法。

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