JP2016104995A - 車両の急発進防止制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両発進のためにシフトを切り替えた時に、アクセルペダルが踏み込まれていることによる急発進を防止することのできる急発進防止制御装置を提供すること。【解決手段】車両ＥＣＵ（１０）が、アクセル開度からクラッチトルクの目標トルクを算出し（Ｓ１）、シフトレバーが非走行レンジから走行レンジに切り替えられて、変速機ユニット（５）のギヤ係合時にアクセルペダルが踏み込まれていない場合には（Ｓ２がＮｏ）、通常フィルタを選択し（Ｓ３）、当該ギヤ係合時にアクセルペダルが踏み込まれていた場合には（Ｓ２がＹｅｓ）、急発進防止用の第１フィルタから第３フィルタを段階的に選択し（Ｓ５、Ｓ７、Ｓ８）、目標トルクに選択したフィルタを適用して発進トルクを算出し（Ｓ９）、当該発進トルクとなるようクラッチを制御する（Ｓ１０）。【選択図】図５

Description

本発明は、車両の急発進防止制御装置に係り、詳しくは車両を発進させる際、変速機のギヤ係合前にアクセルペダルが踏み込まれたときのクラッチ制御技術に関する。

車両の自動変速機として、変速ギヤの切り替え及びクラッチの断接を自動で行う、いわゆるＡＭＴ（オートマチック・マニュアル・トランスミッション）が開発されている。ＡＭＴは運転者によるクラッチ操作が不要でありながら、トルクコンバータを用いた自動変速機よりも動力伝達におけるロスが少なく燃費が向上するという利点がある。

一方で、ＡＭＴではトルクコンバータを用いた自動変速機のようなクリープ現象が生じないため、クラッチトルクを制御することで擬似的にクリープ現象を生じさせる場合がある。

そこでＡＭＴを備える車両において、発進時における変速機や車両の状態を表すパラメータに基づきクラッチを制御して発進開始時のディレイを抑える技術が開発されている（特許文献１参照）。

特開２００６−２２６４３３号公報

上記特許文献１では、発進前にクラッチ制御により擬似的なクリープ現象を生じさせているが、例えば、車両を発進させるために運転者がシフトレバーをＰレンジ又はＮレンジの非走行レンジからＤレンジ又はＲレンジ等の走行レンジに切り替えた時点でアクセルペダルが踏み込まれていると、変速機のギヤ係合前からエンジン回転が上昇し、ギヤ係合時に急激に駆動トルクが発生する。これにより車両にショックが生じると共に車両が急発進するおそれがある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、車両発進のためにシフトを切り替えた時に、アクセルペダルが踏み込まれていることによる急発進を防止することのできる車両の急発進防止制御装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

（１）本適用例に係る車両の急発進防止制御装置は、エンジンと変速機との間の動力の断接を行うクラッチと、走行レンジ及び非走行レンジを含むシフト位置の中から１つのシフト位置を選択するシフトレバーと、前記シフトレバーにより選択されているシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記アクセル開度検出手段により検出されるアクセル開度に基づき前記クラッチの目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、前記目標トルクに対するフィルタ処理のためのフィルタ定数を設定するフィルタ設定手段と、前記目標トルク算出手段により算出された目標トルクに、前記フィルタ設定手段により設定されたフィルタ定数を適用して前記クラッチにおける発進トルクを算出する発進トルク算出手段と、前記発進トルク算出手段により算出された発進トルクとなるよう前記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、を備え、前記フィルタ設定手段は、前記フィルタ定数として、前記変速機のギヤ係合後に前記アクセルペダルが踏み込まれた場合に用いる通常用のフィルタ定数と、前記変速機のギヤ係合時点に前記アクセルペダルが踏み込まれている場合に用いる急発進防止用のフィルタ定数とを有し、前記急発進防止用のフィルタ定数は、前記通常用のフィルタ定数を前記目標トルクに適用した場合よりも前記発進トルクが小となる値である。

（２）本適用例に係る車両の急発進防止制御装置において、前記急発進防止用のフィルタ定数は、車両の発進段、道路勾配、及び車重のうちの少なくとも１つに基づき設定されてもよい。

上記手段を用いる本発明によれば、車両発進のためにシフトを切り替えた時に、アクセルペダルが踏み込まれていることによる急発進を防止することができる。

本発明の一実施形態における急発進防止制御装置を備えた車両の概略構成を示したブロック図である。 急発進防止制御についての制御ブロック図である。 各フィルタ適用時の発進トルクを示した説明図である。 （ａ）発進段が第２速、（ｂ）第１速、（ｃ）後退用変速段（Ｒ）であるときの第１フィルタにおけるフィルタ定数のマップが示されている。 急発進防止制御の制御ルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態における急発進防止制御装置を備えた車両の概略構成を示したブロック図であり、同図に基づき説明する。

図１に示すように車両１は、走行用の動力源であるエンジン２を搭載しており、エンジン２が出力する回転駆動力（以下、単に駆動力という）はクラッチユニット３に入力軸４を介して入力され、クラッチユニット３内で２系統に分岐される。クラッチユニット３は第１クラッチ３ａ及び第２クラッチ３ｂの２つのクラッチを有しており、クラッチユニット３内で２系統に分岐されたエンジン２の駆動力の一方は第１クラッチ３ａの入力側に伝達され、他方は第２クラッチ３ｂの入力側に伝達されるようになっている。

変速機ユニット５は、第１クラッチ３ａ及び第２クラッチ３ｂに対応して、第１変速機構５ａ（図１のＧ１）及び第２変速機構５ｂ（図１のＧ２）の２系統の変速機構を備えている。第１クラッチ３ａの出力側は第１変速機構５ａの入力軸に連結され、第２クラッチ３ｂの出力側は第２変速機構５ｂの入力軸に連結されている。

第１変速機構５ａは、前進用の変速段として第１速、第３速、及び第５速の奇数段の変速ギヤを有している。また、第１変速機構５ａには後退用の変速段（Ｒ）も含まれている。第２クラッチ３ｂに対応している第２変速機構５ｂは、前進用の変速段として第２速、第４速、及び第６速の偶数段の変速ギヤを有している。当該第１変速機構５ａ及び第２変速機構５ｂには、図示しないシンクロ機構が設けられており、当該シンクロ機構によりそれぞれの変速機構における複数の変速段のうち１つを選択可能である。

第１変速機構５ａから出力される駆動力、及び第２変速機構５ｂから出力される駆動力は、いずれも共通の出力軸６を介してデファレンシャル装置７に伝達され、左右の駆動輪８、８に割り振られるようになっている。このように、クラッチユニット３及び変速機ユニット５により、いわゆるデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）９が構成されている。

車両１には、車両１に搭載された各種装置を制御する車両ＥＣＵ１０が設けられており、上記ＤＣＴ９のクラッチユニット３及び変速機ユニット５も当該車両ＥＣＵ１０により制御される（クラッチ制御手段）。

当該ＤＣＴ９では、一般的な自動変速機の場合と同じくシフト位置として、車両駐車時に選択するＰ（パーキング）レンジ、いずれの変速段も駆動力の伝達に使用しないＮ（ニュートラル）レンジ、車両後退時に選択するＲ（リバース）レンジ、及び車両前進時に選択するＤ（ドライブ）レンジが設けられている。運転者は、シフトレバーによりこれら複数のシフト位置の中から１つのシフト位置を選択する。車両ＥＣＵ１０は、運転者によって選択されたシフト位置に応じ、クラッチユニット３が有する第１クラッチ３ａ及び第２クラッチ３ｂの断接を制御するとともに、変速機ユニット５が有する第１変速機構５ａ及び第２変速機構５ｂの変速段を制御する。

なお、本実施形態において、ＤＣＴ９の具体的構成、及び変速レンジに応じた変速ギヤの切り替え制御等については、従来から知られているものと同様であるので、ここでは更なる説明を省略する。

また、本実施形態の場合、ＤＣＴ９が搭載されている車両１は小型トラックであり、平地における発進変速段（発進段）は、第２変速機構５ｂが有する第２速の変速段が使用されるよう設定されている。発進段はシフトレバーや発進段選択スイッチ等により運転者が任意に設定可能であり、例えば大きな駆動トルクを必要とするような場合はより低速段である第１速が選択され、後退時にはＲ段が選択される。

車両１には、シフトレバーにより選択されるシフト位置を検出するシフト位置センサ１１（シフト位置検出手段）、車両１のアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度センサ１２（アクセル開度検出手段）、車両１に作用する加速度を検出するＧセンサ１３等の各種センサが設けられている。これら各種センサは車両ＥＣＵ１０と接続されており、当該各種センサからの検出情報や、エンジン２、クラッチユニット３、変速機ユニット５の駆動状態等は車両ＥＣＵ１０に入力される。

そして、車両ＥＣＵ１０は、車両１の発進時の急発進を防止する急発進防止制御を行う。急発進防止制御は、発進時におけるクラッチユニット３のクラッチトルクを制御することで行う。具体的にはクラッチトルクは第１クラッチ３ａ又は第２クラッチ３ｂに対する油圧により調整する。

この急発進防止制御のため車両ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ１２により検出されるアクセル開度からクラッチトルクの目標トルクを算出する目標トルク算出部２０（目標トルク算出手段）と、目標トルクに対するフィルタ処理のためのフィルタ定数を設定するフィルタ設定部２１（フィルタ設定手段）と、目標トルクに対してフィルタ処理を行った最終的なクラッチトルクを発進トルクとして算出する発進トルク算出部２２（発進トルク算出手段）とを有している。

詳しくは、図２に急発進防止制御についての制御ブロック図、図３に各フィルタ適用時のクラッチトルクを示した説明図がそれぞれ示されており、以下これらの図に基づき、フィルタ設定部２１におけるフィルタ定数の設定について詳しく説明する。

フィルタ設定部２１は、通常用のフィルタ（以下、通常フィルタという）と、急発進防止用のフィルタとを有している。さらに急発進防止用のフィルタは、第１フィルタから第３フィルタまである。

通常フィルタは図３に示すように時間に応じて発進トルク（フィルタ適用後のクラッチトルク）が徐々に目標トルクに近づくようにフィルタ定数が設定されている。通常フィルタは、停車時にシフトレバーが非走行レンジ（Ｐ又はＮレンジ）から走行レンジ（Ｄ又はＲレンジ）に切り替えられ、変速機ユニット５において発進段に対応するギヤが係合した時点でアクセルペダルが踏み込まれていない場合、即ちギヤ係合後にアクセルペダルが踏み込まれる場合に適用される。

一方、変速機ユニット５のギヤ係合時点においてアクセルペダルが踏み込まれている場合には、急発進時用の第１フィルタから第３フィルタまでが段階的に設定される。

詳しくは、図３に示すように、第１フィルタは発進時に変速機ユニット５のギヤが係合された時点から、発進トルクが車両状況に応じて設定される所定トルクに到達するまで適用される。例えば、当該所定トルクは車両１が動き出すのに最低限必要となる発進トルクに設定される。

第２フィルタは、所定トルクに到達してから所定時間の間適用される。この所定時間は、運転者にトルクが伝達された事を伝えアクセル開度の調整が十分な時間に設定されている。第２フィルタは、運転者がアクセル開度を調整するため、第１フィルタよりもフィルタ定数の値が小さい。

第３フィルタは上記所定時間経過後から、発進トルクが目標トルクに到達するまで適用される。第３フィルタは少なくとも第２フィルタよりもフィルタ定数の値が大きい。

第１〜第３フィルタのフィルタ定数はいずれもが、目標トルクに対し通常フィルタを適用した場合の発進トルクよりも、発進トルクが小となる値である。そして第２フィルタは、第１フィルタや第３フィルタよりもクラッチトルクを抑える値に設定されている。

第１フィルタから第３フィルタは、それぞれ発進段、道路勾配、及び車重等の車両状況をパラメータとするマップに基づきフィルタ定数が設定される。例えば図３に示すように、登坂路のように道路勾配が大きい場合は発進トルクが大きく、降坂路のように道路勾配が小さい場合は発進トルクが小さくなるよう第１から第３フィルタのフィルタ定数が設定される。

また、図４（ａ）〜（ｃ）に第１フィルタにおけるフィルタ定数のマップが発進段ごとに示されている。

通常フィルタにおけるフィルタ定数を１とすると、図４（ａ）に示すように発進段が第２速であるとき、第１フィルタのフィルタ定数は道路勾配が降坂路のように低いほど又は車重が軽いほど、低い値（例えば０．１）となる。そして、道路勾配及び車重のいずれかが高くなると高い数値となる。つまり、降坂路や車重が軽い場合にはクラッチトルクが大きくなると車両１へのショックや急発進を生じやすいことから、フィルタ定数の値を小さくし発進トルクを抑えることとしている。

図４（ｂ）では発進段が第１速であるときを示している。第１速でも、第２速の場合と同じように、勾配が小さく車重が軽い方がフィルタ定数の値が小さくなる傾向にある。一方、発進段として低速段が選択されているということは大きな発進トルクが必要とされているため、全体としては第２速のフィルタ定数の値よりも高い値となっている。

図４（ｃ）では発進段が後退用の変速段（Ｒ）であるときを示している。後退用の変速段が選択されているということは駐車のために車両１を細かく動作させることが必要であることから、設定されるフィルタ定数の値は全体として第２速のフィルタ定数よりも低い値となっている。

これらの各フィルタは、車両１の発進時の操作状況に応じて選択される。ここで図５を参照すると、本実施形態における車両ＥＣＵ１０が実行する急発進防止制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに基づき、フィルタの選択条件を含め急発進防止制御の流れについて説明する。なお、急発進防止制御は車両１の停車状態でシフトレバーが非走行レンジから走行レンジに切り替えられた時点からスタートする。また、本実施形態の急発進防止制御は途中でアクセルペダルの踏み込みが解除されたり、車速が所定車速以上となり発進制御から走行制御に移行したりした場合には、その時点で終了する。

まず、車両ＥＣＵ１０はステップＳ１として、目標トルク算出部２０においてアクセル開度からクラッチトルクの目標トルクを算出する。

ステップＳ２において、車両ＥＣＵ１０のフィルタ設定部２１が、変速機ユニット５のギヤ係合時にアクセルペダルが踏み込まれている（アクセルＯＮ）か否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合にはステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、フィルタ設定部２１は通常フィルタを選択する。

一方、ステップＳ２の判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４において、フィルタ設定部２１は発進トルクが所定トルクに到達しているか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、フィルタ設定部２１は第１フィルタを選択する。

一方、ステップＳ４の判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６において、フィルタ設定部２１は発進トルクが所定トルクに到達してから所定時間経過したか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合はステップＳ７に進む。ステップＳ７において、フィルタ設定部２１は第２フィルタを選択する。

一方、ステップＳ６の判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ８に進む。ステップＳ８において、フィルタ設定部２１は第３フィルタを選択する。

上記ステップＳ３、Ｓ５、Ｓ７、又はＳ８において、フィルタ設定部２１により状況に合わせたフィルタが選択されるとステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、車両ＥＣＵ１０の発進トルク算出部２２が、目標トルクに上記設定されたフィルタのフィルタ定数を乗算することで発進トルクを算出する。

そして、ステップＳ１０において、車両ＥＣＵ１０は算出された発進トルクとなるようクラッチユニットを制御し、当該ルーチンをリターンする。

以上のように、発進のためにシフト位置が非走行レンジから走行レンジに切り替えられ、変速機ユニット５のギヤ係合時にアクセルペダルが踏み込まれている場合には、通常フィルタよりも発進トルクを抑える急発進防止用のフィルタを用いることで、急発進を防止する。

急発進防止用のフィルタは、第１フィルタから第３フィルタまで段階的に切り替えられ、まず車両１が動き出すのに最低限必要となる所定トルクまでは比較的フィルタ定数の高い第１フィルタを適用することで、運転者に車の動き出しを早期に感じさせて、発進のもたつき感を緩和させることができる。そして所定トルクに到達した後は、発進トルクを抑える第２フィルタを適用することで、運転者にアクセル開度の調整をするための時間を十分に確保することができる。運転者がアクセル開度を調整した後には、第３フィルタを適用することで速やかに目標トルクへ移行させることができる。

これら第１フィルタから第３フィルタは、発進段、道路勾配、及び車重に応じてフィルタ定数を設定することで、急発進を防止しつつ、車両の状況に合わせた発進トルクを発生させることができる。これにより登坂路においては車両が後退するのを防止でき、平坦路や降坂路では急発進を確実に抑え、ショックのない円滑な発進を行うことができることとなる。

以上で本発明に係る車両の急発進防止装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態の車両１の駆動装置は、クラッチユニット３及び変速機ユニット５がＤＣＴ９を構成しているが、駆動装置はこれに限られるものではない。例えば、１つのクラッチと１系統の変速機構からなるＡＭＴにも、上記実施形態と同じように本発明を適用可能である。

１ 車両
２ エンジン
３ クラッチユニット
４ 入力軸
５ 変速機ユニット
９ デュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）
１０ 車両ＥＣＵ（クラッチ制御手段）
１１ シフト位置センサ
１２ アクセル開度センサ
１３ Ｇセンサ
２０ 目標トルク算出部（目標トルク算出手段）
２１ フィルタ設定部（フィルタ設定手段）
２２ 発進トルク算出部（発進トルク算出手段）

Claims (2)

1. エンジンと変速機との間の動力の断接を行うクラッチと、
   走行レンジ及び非走行レンジを含むシフト位置の中から１つのシフト位置を選択するシフトレバーと、
   前記シフトレバーにより選択されているシフト位置を検出するシフト位置検出手段と、
   アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
   前記アクセル開度検出手段により検出されるアクセル開度に基づき前記クラッチの目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
   前記目標トルクに対するフィルタ処理のためのフィルタ定数を設定するフィルタ設定手段と、
   前記目標トルク算出手段により算出された目標トルクに、前記フィルタ設定手段により設定されたフィルタ定数を適用して前記クラッチにおける発進トルクを算出する発進トルク算出手段と、
   前記発進トルク算出手段により算出された発進トルクとなるよう前記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、
   を備え、
   前記フィルタ設定手段は、前記フィルタ定数として、前記変速機のギヤ係合後に前記アクセルペダルが踏み込まれた場合に用いる通常用のフィルタ定数と、前記変速機のギヤ係合時点に前記アクセルペダルが踏み込まれている場合に用いる急発進防止用のフィルタ定数とを有し、
   前記急発進防止用のフィルタ定数は、前記通常用のフィルタ定数を前記目標トルクに適用した場合よりも前記発進トルクが小となる値である車両の急発進防止制御装置。
2. 前記急発進防止用のフィルタ定数は、車両の発進段、道路勾配、及び車重のうちの少なくとも１つに基づき設定される請求項１記載の車両の急発進防止制御装置。
   

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