JP2010151160A - 車両用クリープ走行制御装置および車両用クリープ走行制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】路面の勾配を検出するためのセンサを用いずに、路面の勾配に応じて発進クラッチの締結を制御する。
【解決手段】エンジン１と変速機４との間に設けられる発進クラッチＣ１，Ｃ２を備えた車両のクリープ走行を制御する装置において、回転センサ６は、車輪８ａ，８ｂの回転方向および回転角速度を検出する。コントローラ１０は、車輪８ａ，８ｂの回転方向および回転角速度に基づいて、車輪の回転角加速度を算出し、算出した回転角加速度に基づいて、発進クラッチＣ１，Ｃ２の締結容量、および発進クラッチＣ１，Ｃ２の締結を開始してから完了するまでの締結時間を算出する。そして、算出したクラッチ締結容量およびクラッチ締結時間に基づいて、発進クラッチＣ１，Ｃ２の締結を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンと駆動輪との間に設けられる発進クラッチの締結を制御することによって、車両のクリープ走行を制御する技術に関する。

従来、勾配検出センサによって路面の勾配を検出し、検出した勾配に応じて、発進クラッチの締結容量を制御する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００６−１７１４７号公報

しかしながら、従来の技術では、勾配検出センサが高価なため、コストが高くなるという問題があった。

本発明による車両用クリープ走行制御装置は、エンジンと変速機との間に設けられる発進クラッチを備えた車両のクリープ走行を制御する装置であって、車輪の回転方向を検出する回転方向検出手段と、車輪の回転角速度を検出する回転角速度検出手段と、回転方向および回転角速度に基づいて、車輪の回転角加速度を算出する回転角加速度算出手段と、回転角加速度に基づいて、発進クラッチの締結容量を算出するクラッチ締結容量算出手段と、回転角加速度に基づいて、発進クラッチの締結を開始してから完了するまでの締結時間を算出するクラッチ締結時間算出手段と、クラッチ締結容量およびクラッチ締結時間に基づいて、発進クラッチの締結を制御するクラッチ締結制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明による車両用クリープ走行制御方法は、エンジンと変速機との間に設けられる発進クラッチを備えた車両のクリープ走行を制御する方法であって、車輪の回転方向を検出し、車輪の回転角速度を検出し、回転方向および回転角速度に基づいて、車輪の回転角加速度を算出し、回転角加速度に基づいて、発進クラッチの締結容量を算出し、回転角加速度に基づいて、発進クラッチの締結を開始してから完了するまでの締結時間を算出し、クラッチ締結容量およびクラッチ締結時間に基づいて、発進クラッチの締結を制御することを特徴とする。

本発明によれば、路面の勾配を検出するためのセンサを用いることなく、路面の勾配に応じて、発進クラッチの締結を制御することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１は、一実施の形態における車両用クリープ走行制御装置の構成を示すブロック図である。エンジン１の駆動力は、第１クラッチＣ１または第２クラッチＣ２を介して、変速機４に伝達される。変速機４で変速された駆動力は、減速機５、車軸７ａ、７ｂを介して、左右の駆動輪８ａ、８ｂに伝達される。変速機４は、クラッチＣ１、Ｃ２を含めて、デュアルクラッチ式（ツインクラッチ式）自動マニュアルトランスミッションとも呼ばれる。

第１クラッチＣ１は、奇数変速段（１速、３速、５速、後退速）用であり、第２クラッチＣ２は、偶数変速段（２速、４速、６速）用である。変速ギアとして、奇数変速段のギアが選択される場合には、第１クラッチＣ１が締結され、偶数変速段のギアが選択される場合には、第２クラッチＣ２が締結される。このデュアルクラッチ式自動マニュアルトランスミッションでは、例えば、第１クラッチＣ１を締結している奇数変速段選択状態での走行時、奇数変速段から偶数変速段へのシフト指令が出されると、次に選択する偶数変速段のギア選択を先行し、第１クラッチＣ１を開放して第２クラッチＣ２を締結するというクラッチ掛け替えにより、奇数変速段から偶数変速段への変速が実行される。

回転センサ６は、減速機５を介して車輪８ａに駆動力を伝達する車軸７ａの回転方向および回転角速度を検出する。車軸７ａと車輪８ａとは一体的に回転するため、回転センサ６は、車輪７ａの回転方向および回転角速度を検出するものであると換言できる。回転センサ６は、車両の前進方向の回転角速度を正の値として検出し、車両の後退方向の回転角速度を負の値として検出する。検出した信号は、コントローラ１０に出力する。

コントローラ１０は、エンジン１の制御、クラッチＣ１，Ｃ２の締結制御、変速機４の制御を行う。特に、コントローラ１０は、車両が停止した状態から、いわゆるクリープ走行を行うために、エンジン１、クラッチＣ１，Ｃ２、および、変速機４の制御を行う。

図２は、コントローラ１０によって行われるクリープ走行制御の処理内容を示すフローチャートである。車両が停止した状態で、コントローラ１０は、ステップＳ１０の処理を開始する。

ステップＳ１０では、回転センサ６によって検出された回転角速度ωの絶対値が０より大きいか否か、すなわち、車両が停止した状態から動き始めたか否かを判定する。回転角速度ωの絶対値が０であると判定すると、フローチャートの処理を終了し、０より大きいと判定すると、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、回転センサ６によって検出された回転角速度ωの絶対値が所定のクラッチ締結判定角速度Ｗ以上であるか否かを判定する。所定のクラッチ締結判定角速度Ｗは、回転角速度ωの大きさに基づいて、クラッチＣ１，Ｃ２を締結するか否かを判定するためのしきい値であり、実験等により適切な値を予め設定しておく。回転角速度ωの絶対値が所定のクラッチ締結判定角速度Ｗ未満であると判定するとステップＳ１０に戻り、所定のクラッチ締結判定角速度Ｗ以上であると判定すると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０では、回転センサ６によって検出された回転角速度ωに基づいて、次式（１）より、回転角加速度αを算出する。

α＝Δω／Δｔ （１）

例えば、回転角速度ωの絶対値が０より大きくなり始めた時刻をｔ０、回転角速度ωの絶対値が所定のクラッチ締結判定角速度Ｗ以上となった時刻をｔ１とした場合に、時刻ｔ１の回転角速度ωを用いて、ω／（ｔ１−ｔ０）を回転角加速度αとして算出することができる。

ステップＳ４０では、算出した回転角加速度αが０より大きいか否かを判定する。回転角加速度αが０より大きいと判定すると、ステップＳ５０に進む。ステップＳ５０からステップＳ７０は、例えば、下り坂の途中で車両が停車しており、ドライバがブレーキを解除することにより、車両が前進し始めるような状況下で行われる処理である。

ステップＳ５０では、回転角加速度αに基づいて、締結するクラッチを決定する。

図３は、回転角加速度αと、選択するクラッチとの関係を示す図である。図３に示すように、回転角加速度αが所定の加速度α１以下の場合には、第１クラッチＣ１を選択し、回転角加速度αが所定の加速度α１より大きい場合には、第２クラッチＣ２を選択する。これは、回転角加速度αが所定の加速度α１以下の通常発進時には、第１クラッチＣ１を締結して、変速機４の変速ギアとして１速ギアを選択するようにし、回転角加速度αが所定の加速度α１より大きい場合には、第２クラッチＣ２を締結して、２速ギアを選択するためである。すなわち、回転角加速度αが所定の加速度α１より大きい場合というのは、例えば、下り坂の勾配が大きい場合であるため、１速ギアを接続すると、接続時のショックが大きくなる。従って、１速ギアに比べてギア比の小さい２速ギアを接続して、接続時のショックを軽減する。

ステップＳ６０では、回転角加速度αに基づいて、ステップＳ５０で決定したクラッチの締結容量を算出する。図４は、回転角加速度αと、クラッチ締結容量との関係を示す図である。図４に示すように、回転角加速度αが大きくなるほど、クラッチ締結容量を小さくする。すなわち、下り坂の勾配が大きいほど、クリープトルクを必要とせずに車両が動くので、クラッチ締結容量を小さくして、クリープトルクを小さくする。コントローラ１０は、図４に示すような、回転角加速度αとクラッチ締結容量との関係を定めたデータを保有しており、ステップＳ３０で算出した回転角加速度αに基づいて、上記データを参照することにより、クラッチ締結容量を算出する。

ステップＳ７０では、回転角加速度αに基づいて、クラッチ締結開始から、クラッチ締結完了までに要するクラッチ締結時間を決定する。図５は、回転角加速度αと、クラッチ締結時間との関係を示す図である。図５に示すように、回転角加速度αが大きくなるほど、クラッチ締結時間を短くする。すなわち、下り坂の勾配が大きいほど、クリープトルクを必要とせずに車両が動くので、時間をかけてクリープトルクを大きくしていく。コントローラ１０は、図５に示すような、回転角加速度αとクラッチ締結時間との関係を定めたデータを保有しており、ステップＳ３０で算出した回転角加速度αに基づいて、上記データを参照することにより、クラッチ締結時間を算出する。

コントローラ１０は、ステップＳ６０で算出したクラッチ締結容量、および、ステップＳ７０で算出したクラッチ締結時間に基づいて、ステップＳ５０で決定したクラッチを締結するための指令を出す。この指令に基づいて、ステップＳ５０で決定したクラッチの締結が制御される。

ステップＳ４０で回転角加速度αが０以下であると判定すると、ステップＳ８０に進む。ステップＳ８０からステップＳ１１０は、例えば、上り坂の途中で車両が停車しており、ドライバがブレーキを解除することにより、車両が後退し始めるような状況下で行われる処理である。この場合、クリープ走行のために締結されるクラッチとしては、第１クラッチＣ１が選択される。

ステップＳ８０では、回転角加速度αの絶対値に基づいて、第１クラッチＣ１の締結容量を算出する。図６は、回転角加速度αと、クラッチ締結容量との関係を示す図である。図６に示すように、回転角加速度αの絶対値｜α｜が大きくなるほど、クラッチ締結容量を大きくする。すなわち、上り坂の勾配が大きいほど、クリープトルクを大きくして、車両のロールバックを抑制する。コントローラ１０は、図６に示すような、回転角加速度αとクラッチ締結容量との関係を定めたデータを保有しており、ステップＳ３０で算出した回転角加速度αの絶対値に基づいて、上記データを参照することにより、クラッチ締結容量を算出する。

ステップＳ９０では、ステップＳ８０で算出したクラッチ締結容量に基づいて、必要なエンジントルクを算出する。図７は、クラッチ締結容量と必要エンジントルクとの関係を示す図である。図７に示すように、クラッチ締結容量が大きくなるほど、必要エンジントルクは大きくなる。コントローラ１０は、図７に示すような、クラッチ締結容量とエンジントルクとの関係を定めたデータを保有しており、ステップＳ８０で算出したクラッチ締結容量に基づいて、上記データを参照することにより、必要エンジントルクを算出する。

なお、上述したように、クラッチ締結容量は、回転角加速度αの絶対値に基づいて算出している。従って、回転角加速度αの絶対値と必要エンジントルクとの関係を定めたデータを予め用意しておき、ステップＳ３０で算出した回転角加速度αの絶対値に基づいて、上記データを参照することにより、必要エンジントルクを算出するようにしてもよい。この場合、必要エンジントルクは、回転角加速度αの絶対値が大きくなるほど大きい値となる。

ステップＳ１００では、ステップＳ９０で算出した必要エンジントルクから、現在のエンジントルクを減算することにより、エンジントルクのトルクアップ量ΔＴ_engを求める。現在のエンジントルクとは、アイドリング状態でのエンジントルクである。

ステップＳ１１０では、回転角加速度αの絶対値に基づいて、クラッチ締結時間を決定する。図８は、回転角加速度αの絶対値｜α｜と、クラッチ締結時間との関係を示す図である。図８に示すように、回転角加速度αの絶対値が大きくなるほど、クラッチ締結時間を短くする。すなわち、上り坂の勾配が大きいほど、迅速にクラッチ締結を完了させて、車両のロールバックを効果的に抑制する。コントローラ１０は、図８に示すような、回転角加速度αの絶対値とクラッチ締結時間との関係を定めたデータを保有しており、ステップＳ３０で算出した回転角加速度αの絶対値に基づいて、上記データを参照することにより、クラッチ締結時間を算出する。

コントローラ１０は、ステップＳ１００で求めたエンジントルクのトルクアップ量ΔＴ_engに基づいて、エンジントルクを増大させるための指令をエンジン１に出す。この指令に基づいて、エンジン１は、出力エンジントルクを増大させる。また、エンジントルクの増大指令を出した後、コントローラ１０は、ステップＳ８０で算出したクラッチ締結容量、および、ステップＳ１１０で算出したクラッチ締結時間に基づいて、第１クラッチＣ１を締結するための指令を出す。この指令に基づいて、第１クラッチＣ１の締結が制御される。

図９は、ステップＳ８０からステップＳ１１０までの処理を行う場合に、コントローラ１０からの指令に基づいて締結される第１クラッチＣ１の締結容量、エンジントルク指令、および、変速機４に伝達される実エンジントルクの時間変化をそれぞれ示す図である。上述したように、トルクアップ量ΔＴ_engに基づいて、エンジントルク指令値が増大する。また、第１クラッチＣ１の締結容量は徐々に増加していき、ステップＳ１１０で求めたクラッチ締結時間後に、ステップＳ８０で求めたクラッチ締結容量となる。このクラッチ締結容量の増加に応じて、変速機４に伝達される実エンジントルクも増大していく。

一実施の形態における車両用クリープ走行制御装置によれば、エンジン１と変速機４との間に設けられる発進クラッチＣ１，Ｃ２を備えた車両のクリープ走行を制御する装置であって、車輪の回転方向および回転角速度を検出し、検出した回転方向および回転角速度に基づいて、車輪の回転角加速度を算出する。そして、算出した回転角加速度に基づいて、発進クラッチＣ１，Ｃ２の締結容量および締結時間を算出し、クラッチ締結容量およびクラッチ締結時間に基づいて、発進クラッチＣ１，Ｃ２の締結を制御する。これにより、路面の勾配を検出するための専用のセンサを設けることなく、路面の勾配に応じて、発進クラッチＣ１，Ｃ２を締結して、クリープ走行を制御することができる。また、坂道で車両が停車した状態から、ブレーキスイッチがオフ（ブレーキ力が０）になると、発進クラッチの締結を開始する従来の技術では、ブレーキ力が弱くなって、車両が動き始めても、ブレーキスイッチがオフにならない限り、発進クラッチの締結が開始されないが、一実施の形態における車両用クリープ走行制御装置によれば、車両挙動に応じて、発進クラッチの締結を開始することができる。

また、車両の後退検出時のエンジントルクを、車両の前進検出時のエンジントルクよりも増大させるので、上り坂での発進時に車両が後退するロールバックを抑制することができる。さらに、車両の後退検出時の回転角加速度の絶対値が大きくなるほど、エンジントルクを増大させるので、例えば、上り坂の勾配が大きいほど、クリープトルクを増大させて、ロールバックをさらに効果的に抑制することができる。

一実施の形態における車両用クリープ走行制御装置によれば、発進クラッチは、変速機４の奇数変速段の選択時に締結される第１クラッチＣ１と、偶数変速段の選択時に締結される第２クラッチＣ２とから構成されており、回転方向が車両の前進方向である場合に、回転角加速度に基づいて、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２のうち、どちらのクラッチを締結するかを決定する。特に、回転角加速度が所定の角加速度以下の場合に、第１クラッチＣ１を締結クラッチとして決定し、回転角加速度が所定の角加速度より大きい場合に、第２クラッチＣ２を締結クラッチとして決定する。これにより、例えば、下り坂の勾配が大きい場合に、第２クラッチＣ２を介して２速ギアを接続して、クリープ走行を行うので、１速ギアを接続する場合に比べて、ギア接続時のショックを軽減することができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、発進クラッチとして、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の２つ備えているものとして説明したが、発進クラッチは１つだけ備えていてもよい。この場合、図２に示すフローチャートのステップＳ５０の処理は省略されることになる。

車輪の回転方向および回転角速度を１つの回転センサ６によって検出したが、回転方向検出用のセンサと、回転角速度検出用のセンサをそれぞれ設けるようにしてもよい。

一実施の形態における車両用クリープ走行制御装置の構成を示すブロック図である。 コントローラ１０によって行われる処理内容を示すフローチャートである。 下り坂発進時の回転角加速度と、選択するクラッチとの関係を示す図である。 下り坂発進時の回転角加速度と、クラッチ締結容量との関係を示す図である。 下り坂発進時の回転角加速度と、クラッチ締結時間との関係を示す図である。 上り坂発進時の回転角加速度と、クラッチ締結容量との関係を示す図である。 上り坂発進時のクラッチ締結容量と必要エンジントルクとの関係を示す図である。 上り坂発進時の回転角加速度と、クラッチ締結時間との関係を示す図である。 上り坂発進時に、コントローラからの指令に基づいて締結される第１クラッチの締結容量、エンジントルク指令、および、変速機に伝達される実エンジントルクの時間変化をそれぞれ示す図である。

符号の説明

１…エンジン
４…変速機
６…回転センサ
８ａ，８ｂ…車輪
Ｃ１，Ｃ２…クラッチ
１０…コントローラ

Claims (7)

1. エンジンと変速機との間に設けられた発進クラッチの締結を制御することにより、車両のクリープ走行を制御する車両用クリープ走行制御装置であって、
   車輪の回転方向を検出する回転方向検出手段と、
   車輪の回転角速度を検出する回転角速度検出手段と、
   前記回転方向および前記回転角速度に基づいて、車輪の回転角加速度を算出する回転角加速度算出手段と、
   前記回転角加速度に基づいて、前記発進クラッチの締結容量を算出するクラッチ締結容量算出手段と、
   前記回転角加速度に基づいて、前記発進クラッチの締結を開始してから完了するまでの締結時間を算出するクラッチ締結時間算出手段と、
   前記クラッチ締結容量および前記クラッチ締結時間に基づいて、前記発進クラッチの締結を制御するクラッチ締結制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両用クリープ走行制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用クリープ走行制御装置において、
   前記回転方向が車両の後退方向である場合のエンジントルクを、前記回転方向が車両の前進方向である場合のエンジントルクよりも増大させるエンジントルク制御手段をさらに備えることを特徴とする車両用クリープ走行制御装置。
3. 請求項２に記載の車両用クリープ走行制御装置において、
   前記エンジントルク制御手段は、前記クラッチ締結容量が大きくなるほど、エンジントルクを増大させることを特徴とする車両用クリープ走行制御装置。
4. 請求項２に記載の車両用クリープ走行制御装置において、
   前記エンジントルク制御手段は、前記回転角加速度の絶対値が大きくなるほど、エンジントルクを増大させることを特徴とする車両用クリープ走行制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用クリープ走行制御装置において、
   前記発進クラッチは、前記変速機の奇数変速段の選択時に締結される第１クラッチと、偶数変速段の選択時に締結される第２クラッチとから構成されており、
   前記回転方向が車両の前進方向である場合に、前記回転角加速度に基づいて、前記第１クラッチおよび前記第２クラッチのうち、どちらのクラッチを締結するかを決定する締結クラッチ決定手段をさらに備えることを特徴とする車両用クリープ走行制御装置。
6. 請求項５に記載の車両用クリープ走行制御装置において、
   前記締結クラッチ決定手段は、前記回転角加速度が所定の角加速度以下の場合に、前記第１クラッチを締結クラッチとして決定し、前記回転角加速度が前記所定の角加速度より大きい場合に、前記第２クラッチを締結クラッチとして決定することを特徴とする車両用クリープ走行制御装置。
7. エンジンと変速機との間に設けられる発進クラッチを備えた車両のクリープ走行を制御する車両用クリープ走行制御方法であって、
   車輪の回転方向を検出し、
   車輪の回転角速度を検出し、
   前記回転方向および前記回転角速度に基づいて、車輪の回転角加速度を算出し、
   前記回転角加速度に基づいて、前記発進クラッチの締結容量を算出し、
   前記回転角加速度に基づいて、前記発進クラッチの締結を開始してから完了するまでの締結時間を算出し、
   前記クラッチ締結容量および前記クラッチ締結時間に基づいて、前記発進クラッチの締結を制御することを特徴とする車両用クリープ走行制御方法。

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