JP2016011645A

JP2016011645A - 制御装置

Info

Publication number: JP2016011645A
Application number: JP2014134243A
Authority: JP
Inventors: 正幸江原; Masayuki Ebara
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2016-01-21

Abstract

【課題】車両として最適な制動力を得ることができるようにする。
【解決手段】車両の減速中における自動変速機のシフトダウン時にエンジンの回転数を上昇させて変速時のショックを抑制するショック抑制制御の実行可能な制御装置において、車両が急減速状態にある場合に、ショック抑制制御を実行しないように制御する制御部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オートギヤシフト機構を持つトランスミッションおよび内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、車両急減速時におけるオートダウンシフト中の内燃機関の制御に関する。

従来から、自動変速機（ＡＴ）車やオートギヤシフト機構を持つトランスミッション（ＡＭＴ）車のギヤ変速制御は、変速マップの変速線に従って行われ、車両の減速時には変速マップ中のダウンシフト変速線に従ってシフトダウン制御が行われている。

また、ＡＭＴ車の減速時には、ダウンシフト時の変速ショックを抑えるため、シフトダウン制御時に一度ギヤをニュートラルにし、電子制御スロットルによる吸入空気量とインジェクタからの燃料噴射量を制御することにより、エンジン回転数をシフトダウン後のギヤの回転数まで上昇させ、それからギヤをシフトさせるという制御が行われている。

具体的には、変速段の切り換え要求があると、まずエンジンを制御することによってトランスミッションに伝達されるトルクを０Ｎ・ｍとし、現在使用中の変速段の選択を解除してトランスミッションをニュートラルにする。

次いで、トランスミッションの出力側の回転数と目標変速段の変速比とから求めた入力側の換算回転数と、トランスミッションの入力側の回転数とが一致するようにエンジンを制御し、換算回転数と入力側の回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択する。

特開２００８−０７５７１８号公報

しかし、ＡＭＴ車の変速ショック抑制のためにエンジン回転数をニュートラル状態で合わせるという動作は、空気と燃料をエンジンに供給することでエンジン回転数を上昇させているため、エンジン慣性が働き、これにより、緊急時の急減速時においては、車両制動力が、燃料カット状態にあるときよりも低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、運転者の意思が急激な車両の制動力を求めている状態を検知し、トランスミッションおよびエンジンの双方が最適な制動力を得られるように制御することで、車両として最適な制動力を得ることのできる制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る制御装置は、車両の減速中における自動変速機のシフトダウン時にエンジンの回転数を上昇させて変速時のショックを抑制するショック抑制制御の実行可能な制御装置において、前記車両が急減速状態にある場合に、前記ショック抑制制御を実行しないように制御する制御部を有することを特徴とする。

本発明によると、運転者の意思が急激な車両の制動力を求めている状態を検知し、トランスミッションおよびエンジンの双方が最適な制動力を得られるように制御することで、車両として最適な制動力を得ることができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る制御装置およびそれに電気的に接続された車両の一部の装置の簡略化した構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で用いるブレーキペダルストローク量と制動系制動力との関係を表すマップの一例を示す図である。図３は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で用いるエンジントルク特性図で、スロットル開度とエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す。図４は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で用いる、通常走行時における減速時の変速マップの一例を示す図である。図５は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で用いる、急減速時の変速マップの一例を示す図である。図６は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で用いる、タイミングチャートの一例を示す図である。図７は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で用いる、タイミングチャートの一例を示す図である。図８は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で実行する制御のフローチャートの一例を示す図である。図９は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で実行する燃料カット実行条件の成否の判断および燃料カット実行のフローチャートの一例を示す図である。図１０は、本発明の一実施の形態に係る制御装置で実行する燃料カット実行のフローチャートの一例を示す図である。

以下、図１から図１０を参照しながら本発明の一実施の形態に係る内燃機関の制御装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る内燃機関の制御装置となるコントロールモジュール１０とそれに電気的に接続されている車両の一部の装置を示す。

コントロールモジュール１０は、制御部１５とそれに接続されている記憶部６０とを備える。また、コントロールモジュール１０は、内燃機関のエンジン１００と自動変速機であるＡＭＴ（ＡｕｔｏｍａｔｅｄＭａｎｕａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）１１０とに接続されていて、エンジン１００にはＥＧ（Ｅｎｇｉｎｅ）制御信号を供給し、ＡＭＴ１１０にはＡＭＴ制御信号を供給する。

エンジン１００の駆動力はＡＭＴ１１０に伝達され、そこで、変速比に応じて回転数、回転方向およびトルクの変換が行われる。変換された駆動力は、ディファレンシャルギヤ１２０を経由して車輪１３０に伝達される。

コントロールモジュール１０には、車両速度センサ２０、エンジン回転数センサ３０、スロットル開度センサ４０およびブレーキペダルストローク量センサ５０が接続されている。

車両速度センサ２０は、車両の速度を表す信号を出力する。エンジン回転数センサ３０は、エンジン１００の回転数を表す信号を出力する。スロットル開度センサ４０は、運転者のアクセルペダルの踏み込み量に対応するスロットル開度（またはアクセル開度）の大きさを表す信号を出力する。ブレーキペダルストローク量センサ５０は、運転者のブレーキペダルの踏み込み量に対応するブレーキペダルストローク量を表す信号を出力する。

記憶部６０は、車両速度センサ２０、エンジン回転数センサ３０、スロットル開度センサ４０およびブレーキペダルストローク量センサ５０から出力された信号を一時的に記憶するために用いられる。記憶部６０には、後述する図２から図７に示す各種マップが予め記憶されている。また、記憶部６０は、制御部１５において所定の計算を行う場合に必要な値、例えば本車両の全駆動系の減速比やタイヤ動半径、算出された値等を一時的に記憶するためにも用いられる。

図２は、ブレーキペダルストローク量と制動系制動力Ｆ_BBとの関係を示すマップを示す。制動系制動力Ｆ_BBは全車輪に作用する制動力である。ブレーキペダルストローク量は運転者のブレーキペダルの踏み込み量に対応する。このマップは、記憶部６０に予め記憶されている。

図２に示すように、ブレーキペダルストローク量と制動系制動力Ｆ_BBとの関係は線形である。これは、図示していないマスタシリンダ圧と図示していないホイールシリンダ圧との関係がほぼ線形であり、また、全車輪に作用する制動力とホイールシリンダ圧との関係もほぼ線形だからである。

図３は、エンジン１００のエンジントルク特性図を示す。このエンジントルク特性図は、記憶部６０に予め記憶されている。このエンジントルク特性図に示すように、エンジントルクは、スロットル開度とエンジン回転数から求められる。スロットル開度は、スロットル開度センサ４０から得られる。エンジン回転数は、エンジン回転数センサ３０から得られる。

エンジントルクがエンジンブレーキトルクとして車両に作用する場合は、エンジントルクと車両のスルーレシオすなわち全駆動系の減速比とタイヤ動半径とから駆動系制動力Ｆ_BDが得られる。減速比およびタイヤ動半径のデータは、予め記憶部６０に記憶されている。

なお、駆動系制動力Ｆ_BDは車両を減速する力の方向を正値とする。図２に示すマップから得られる制動系制動力Ｆ_BBと図３に示すエンジントルクに基づいて得られる駆動系制動力Ｆ_BDとを加算すると総合制動力Ｆ_BTが算出される。

図４は、通常減速時の変速マップを示す。この変速マップは記憶部６０に予め記憶されている。なお、説明の簡略化のため、この変速マップでは、いわゆるシフトアップ制御のためのアップシフト変速線は省略している。

図４の通常減速時の変速マップの各ダウンシフト変速線は、スロットル開度の増加とともにシフトダウン点が車両速度の高速側に移行するように設定されている。また、スロットル開度が大きな所定値以上またはスロットル開度が小さな所定値以下になるとシフトダウン点が一定の車両速度となっている。

図５は、急減速時の変速マップを示す。この変速マップは記憶部６０に予め記憶されている。この変速マップにおいても、説明の簡略化のため、いわゆるシフトアップ制御のためのアップシフト変速線は省略している。

図５に示す急減速時の変速マップでは、急減速時に選択するダウンシフト変速線を実線で示し、それに加えて、それと異なる通常減速時のダウンシフト変速線の部分を破線で示している。

図５に示す急減速時の変速マップにおいてスロットル開度が所定値以下で車両速度が一定になるシフトダウン点は、破線で示す通常減速時のシフトダウン点よりも、高速側に設定されている。

このため、車両の急減速時における実線で示す部分のシフトダウン制御は、通常減速時におけるシフトダウン制御よりも高速側で行われることになる。

図６は、コントロールモジュール１０で実行される減速時における各演算処理のタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、時刻ｔ0でブレーキペダルの踏み込みが開始されている。

その後の時刻ｔ1で、総合制動力Ｆ_BTがしきい値Ｆ_BT1以上になると、急減速時の変速マップが選択される。このとき、車両速度が急減速時の変速マップのダウンシフト変更線を下回ることになると、時刻ｔ1でシフトダウン指令ｏｎが出力される。この制御態様によれば、この時点でのエンジン回転数はそれほど低下していない。

また、図６において、車両減速度が閾値以下になったら急減速時の変速マップを選択する場合について、破線で示すタイムチャートに基づいて説明する。車両に制動力が作用して実際に車両速度が低下し、その車両速度の変化分である車両減速度が、しきい値以下になるのは、時刻ｔ1より遅い時刻ｔ2になる。これに伴い、シフトダウン指令がｏｎになる時刻も時刻ｔ1より遅い時刻ｔ2になる。時刻ｔ2の時のエンジン回転数は、時刻ｔ1の時のエンジン回転数よりも低下している。

図７は、図６の制御態様をより車両速度高速側から開始した場合のエンジン回転数の変化を示す。図７では、車両減速度で急減速を判定した場合を実線で示し、総合制動力で急減速を判定した場合を破線で示している。

図７から明らかなように車両減速度で急減速を判定する場合に比べて、総合制動力で急減速を判定する場合の方が、シフトダウン指令のｏｎとなるタイミングは早い。このため、総合制動力で急減速を判定した時点ではエンジン回転数は急減速を行う前より少しだけ低下しているが、車両減速度で急減速を判定した時点ではエンジン回転数は、総合制動力で急減速を判定した時点でのエンジン回転数よりも低下している。

エンジン回転数が著しく低下すると、エンジンが停止してしまう、いわゆるエンジンストールが生じる。また、エンジン回転数の低下は車両速度の低下であるから、運転者が予想する以上に車両速度が低下してしまうことがある。

この観点から、本発明の実施の形態に係る制御部１５では、以下に説明するように、総合制動力で急減速の成否を判定する。ただし、これに限定されるものではなく、車両減速度で急減速の成否を判定するようにしてもよい。

また、上記のように総合制動力や車両減速度によって急減速の成否を判定することに限定されず、ブレーキペダルストローク量センサ５０やブレーキ油圧センサによって検出されたブレーキペダルストローク量が所定値よりも大きい値の場合に、急減速が成立したと判定するような構成であってもよい。

図８は、本発明の一実施の形態に係る制御部１５で実行する制御のフローチャートの一例を示す。制御部１５は、このフローチャートの処理を例えば所定のサンプリング周期毎に行う。

まず、制御部１５は、車両速度センサ２０、エンジン回転数センサ３０、スロットル開度センサ４０およびブレーキペダルストローク量センサ５０からそれらの検出値を読み込むとともに、記憶部６０から、記憶部６０に予め記憶されているデータの中の必要なデータを読み込む（ステップＳ２１）。

次に、制御部１５は、ブレーキペダルストローク量センサ５０で検出されたブレーキペダルストローク量から制動系制動力Ｆ_BBを算出する（ステップＳ２２）。ブレーキペダルストローク量から制動系制動力Ｆ_BBを求める際には、制御部１５は、記憶部６０から、図２に示す、ブレーキペダルストローク量と制動系制動力Ｆ_BBとの関係を示すマップを読み出して用いる。

次に、制御部１５は、スロットル開度センサ４０で検出されたスロットル開度と、エンジン回転数センサ３０で検出されたエンジン回転数とから、駆動系制動力Ｆ_BDを算出する（ステップＳ２３）。

具体的には、制御部１５は、記憶部６０から、図３に示す、エンジントルク特性図を読み出し、そのエンジントルク特性図から、スロットル開度およびエンジン回転数に対応するエンジントルクを求める。次に、制御部１５は、このエンジントルクと、記憶部６０から読み出した車両の全駆動系の減速比およびタイヤ動半径とから駆動系制動力Ｆ_BDを算出する。

次に、制御部１５は、ステップＳ２２で求めた制動系制動力Ｆ_BBとステップＳ２３で求めた駆動系制動力Ｆ_BDを加算して総合制動力Ｆ_BTを算出する（ステップＳ２４）。

次に、制御部１５は、ステップＳ２４で算出した総合制動力Ｆ_BTが、予め設定されたしきい値Ｆ_BT1以上であるか否かを判定し（ステップＳ２５）、総合制動力Ｆ_BTがしきい値Ｆ_BT1以上の場合には、急減速時の変速マップによる変速制御を実行し（ステップＳ２６）、そうでない場合には、通常走行時の変速マップによる変速制御を実行する（ステップＳ２７）。

具体的には、ステップＳ２６において急減速時の変速マップによる変速制御を実行する際には、制御部１５は、図５に示す急減速時の変速マップを読み出し、その時点において車両速度センサ２０から読み出した車両速度と、スロットル開度センサ４０から読み出したスロットル開度とに基づいて変速制御を行う。

また、ステップＳ２７において通常走行時の変速マップによる変速制御を実行する際には、制御部１５は、記憶部６０から図４に示す通常走行時の変速マップを読み出し、その時点において車両速度センサ２０から読み出した車両速度と、スロットル開度センサ４０から読み出したスロットル開度とに基づいて変速制御を行う。

ステップＳ２７の処理の後には、制御部１５は、シフトダウン時にショック防止制御を実行する（ステップＳ３１）。

一方、制御部１５は、ステップＳ２６において急減速時の変速マップによる変速制御を実行しているときには、燃料カット実行中であるか否かを判別する（ステップＳ２８）。燃料カット実行条件の成否の判断および燃料カットについては、図９および図１０を参照して後述する。

制御部１５は、ステップＳ２８において、燃料カットの実行中ではないと判断した場合に、シフトダウン制御を行っているときには、ショック防止制御を禁止する（ステップＳ２９）。

また、制御部１５は、ステップＳ２８において、燃料カットの実行中であると判断した場合に、シフトダウン制御を行っているときには、燃料カットを継続しかつショック防止制御は禁止する（ステップＳ３０）。

ここで、ステップＳ２９またはステップＳ３１において禁止または実行されるシフトダウン制御時におけるショック防止制御について説明する。

制御部１５は、ある変速段が選択された状態での走行中に変速マップに従ってＡＭＴ１１０の変速段のシフトダウンを行う場合には、まず、図示していないクラッチを操作してエンジン１００とＡＭＴ１１０との接続を解除し、ＡＭＴ１１０をニュートラル状態にする。

次に、制御部１５は、ニュートラル状態で、電子制御によるスロットル開度およびインジェクタ燃料噴射量を制御して、エンジン回転数をシフトダウン後の変速段のエンジン回転数に合うように上昇させてシフトダウンの変速を行う。これにより変速時のショックを抑制する。

ただし、上記のステップＳ２６において急減速時の変速マップによるシフトダウン制御を行っている場合に、上記のショック防止制御を実行すると、燃料カット状態が実行されているときに比べて、車両制動力が低下してしまうという問題がある。これは、ショック防止制御の際には、ＡＭＴ１１０がニュートラル状態でエンジン回転数を上昇させるためエンジン慣性が働くからである。

したがって、本実施の形態では、図８のフローチャートのステップＳ２６において急減速時の変速マップによる変速制御を実行している場合に、シフトダウンを行う時は、ショック防止制御を禁止するようにした（ステップＳ２９、ステップＳ３０）。

ここで、燃料カット実行条件の成否の判断および燃料カットについて、図９および図１０を参照しながら説明する。

図９に示すように、最初に、制御部１５は、スロットル開度センサ４０からアクセル開度を読み出し、アクセル開度が所定値Ａよりも小であるか否かを判別する（ステップＳ４１）。例えば、所定値Ａは、これよりもアクセル開度が小になると、アクセルペダルが戻されていると判断できる状態になる値である。

制御部１５は、ステップＳ４１において、スロットル開度が所定値Ａよりも小であると判別したときには、エンジン回転数センサ３０からエンジン回転数のデータを得て、エンジン回転数が所定値Ｂより大であるか否かを判別する（ステップＳ４２）。所定値Ｂは、例えば、実験的に求められた値である。

制御部１５は、ステップＳ４２において、エンジン回転数が所定値Ｂより大であると判定したときには、燃料カット条件が成立したと判断して燃料カットを実行し（ステップＳ４３）、燃料カット実行処理を終了する。

一方、制御部１５は、ステップＳ４１において、スロットル開度が所定値Ａよりも小ではないと判定したとき、または、ステップＳ４２において、エンジン回転数が所定値Ｂより大ではないと判定したときには、燃料カット条件は不成立であると判断して燃料カットを禁止する（ステップＳ４４）。

次に、図１０に基づいて、燃料カットの実行処理について説明する。

制御部１５は、燃料カット遅延タイマをセットする（ステップＳ５１）。この燃料カット遅延タイマは吸気通路に残っている空気を消費できる時間を計測するタイマであり、予め実験的に求められているが、例えば、５００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ程度の時間である。

次に、制御部１５は、ステップＳ４２の判別の際に使用したエンジン回転数に基づいてエンジン上昇判定回転数を算出する（ステップＳ５２）。このエンジン上昇判定回転数は吹け上がりによるエンジン回転数の急上昇を検出するための基準値であり、例えば、燃料カット条件判定時のエンジン回転数に対して、１００ｒｐｍ加算した値をエンジン上昇判定回転数としてもよい。

次に、制御部１５は、エンジン回転数センサ３０からその時点のエンジン回転数を得る（ステップＳ５３）。

次に、制御部１５は、そのエンジン回転数が、エンジン上昇判定回転数よりも大であるか否かを判別する（ステップＳ５４）。

制御部１５は、ステップＳ５４において、エンジン回転数が、エンジン上昇判定回転数よりも大ではないと判定したときには、燃料カット遅延タイマを減算する（ステップＳ５５）。

一方、制御部１５は、ステップＳ５４において、エンジン回転数が、エンジン上昇判定回転数よりも大であると判定したときには、燃料カット遅延タイマ＝０にする（ステップＳ５６）。

ステップＳ５５またはステップＳ５６の後、制御部１５は、燃料カット遅延タイマ＝０であるか否かを判別し（ステップＳ５７）、燃料カット遅延タイマ＝０ではないと判定したときには、処理をステップＳ５３に戻し、燃料カット遅延タイマ＝０であると判定したときには、燃料噴射をカットする（ステップＳ５８）。

上記のように、コントロールモジュール１０は、車両の減速中におけるＡＭＴ１１０のシフトダウン時にエンジン１００の回転数を上昇させて変速時のショックを抑制するショック抑制制御の実行可能な制御装置であって、車両が急減速状態にある場合に、ショック抑制制御を実行しないように制御する制御部１５を有する。

これによると、運転者の意思が急激な車両の制動力を求めている状態を検知し、トランスミッションおよびエンジンの双方が最適な制動力を得られるように制御することで、車両として最適な制動力を得ることができるようになる。

また、制御部１５は、車両が急減速にある場合で、かつ、エンジンにおける燃料の噴射が停止されている場合、当該燃料の噴射の停止を継続するとともに、前記ショック抑制制御を実行しないように制御してもよい。

これによると、急減速時における車両の制動力をより一層確保することができる。

上述の通り、本発明の実施の形態について説明したが、当業者によって本発明の範囲を逸脱することなく変更、修正または改変が加えられうることは明白である。そのような変更、修正または改変したものおよび等価物が特許請求の範囲に含まれることは意図されている。

１０コントロールモジュール（制御装置）
１５制御部
２０車両速度センサ
３０エンジン回転数センサ
４０スロットル開度センサ
５０ブレーキペダルストローク量センサ
６０記憶部
１００エンジン
１１０ＡＭＴ
１２０ディファレンシャルギヤ
１３０車輪

Claims

車両の減速中における自動変速機のシフトダウン時にエンジンの回転数を上昇させて変速時のショックを抑制するショック抑制制御の実行可能な制御装置において、
前記車両が急減速状態にある場合に、前記ショック抑制制御を実行しないように制御する制御部を有することを特徴とする制御装置。
前記制御部は、前記車両が急減速状態にある場合で、かつ、前記エンジンにおける燃料の噴射が停止されている場合、当該燃料の噴射の停止を継続するとともに、前記ショック抑制制御を実行しないように制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。