JP2017149229A - エンジン制御装置、エンジン制御方法及びプログラム - Google Patents

エンジン制御装置、エンジン制御方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】オートクルーズコントロール或いはスピードリミッタにより車両の走行が制御されている場合に不要なシフトチェンジが生じることを防止する。【解決手段】クルーズ要求トルクに基づいて仮想要求アクセル開度661を算出し、仮想要求アクセル開度661をフィルタ処理してフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671を算出し、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671に基づいてトランスミッション制御装置を制御するエンジン制御装置において、実要求アクセル開度201と、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671とを比較して、大きい方の要求アクセル開度201、671を最終要求アクセル開度681として選択し、トランスミッション制御装置に出力することを特徴とする。【選択図】図5

Description

本発明は、エンジン制御装置、エンジン制御方法及びプログラムに関し、特にクルーズコントロール或いはスピードリミッタにより車速を一定に保持又は加減速するように制御するエンジン制御装置、エンジン制御方法及びプログラムに適用して好適なものである。
従来、ドライバにより目標車速が設定されると、設定された目標車速に実際の車速(実車速)を一致させるように実車速を加速し、実車速が目標車速に一致した後は目標車速による定速走行を維持する技術がある。この技術は一般にオートクルーズコントロールと呼ばれる。またスピードリミッタと呼ばれる技術がある。この技術は、実車速が予め設定された上限車速を超過しないように制限するものである。
これらオートクルーズコントロール及びスピードリミッタの両方に共通して言えるのは、何れも、実際にドライバがアクセルペダルを操作しなくとも実車速が加減速される点にある。
すなわち実際にドライバがアクセルペダルを操作した場合に検出されるアクセル開度(実要求アクセル開度)ではなく、実車速を目標車速(或いは上限車速)に到達させるためにドライバがアクセルペダルを操作したと仮定した場合の仮想的なアクセル開度(仮想要求アクセル開度)に基づいて、実車速が加減速される点にある。
具体的にこの仮想要求アクセル開度は、エンジンに要求する要求トルクに基づいて、エンジン制御装置(ECU:Engine Control Unit)により算出される。なお要求トルクは、目標車速(或いは上限車速)と、実車速との速度差に基づいてECUにより算出される。ECUは、要求トルクに基づいて算出した仮想要求アクセル開度をエンジン及びトランスミッション制御装置(TCM:Transmission Control Module)に出力する。TCMは、ECUからの仮想要求アクセル開度に基づいて、トランスミッションのギヤ段を決めて変速制御する。
なお一般にECUは、外部機器であるTCMに制御信号(ここでは仮想要求アクセル開度)を出力する場合、トルク値ではなく、アクセル開度を出力する。エンジン等の他の外部機器に対して制御信号を出力する場合も同様である。よって上記の通り、ECUは要求トルクを算出した後、これをそのままTCMに出力するのではなく、要求トルクに基づいて仮想要求アクセル開度を算出し、仮想要求アクセル開度をTCMに出力する。
特許文献1には、エンジンの要求トルクに基づいて算出される擬似アクセル開度(上記の仮想要求アクセル開度に相当)と、上限閾値とを比較して、小さい方の値をクルーズコントロール時のアクセル開度に設定する技術が開示されている。
この特許文献1に記載の技術よれば、ECUからTCMに出力される仮想要求アクセル開度を上限閾値で規制して出力するようにしたので、仮想要求アクセル開度の変化に対して要求トルクの変化が微小なエンジンに対しても、要求トルクから算出される仮想要求アクセル開度が上限閾値以上に変化することを抑制し、過剰なキックダウン及びアップシフトを防止することができるとしている。
特開2008−120268号公報
ところでオートクルーズコントロール或いはスピードリミッタにより車両の走行が制御されている場合、上記の通りECUにより仮想要求アクセル開度が算出されてTCMに出力されることになるが、ドライバによりアクセルペダルが操作された場合には実際に検出された実要求アクセル開度又は仮想要求アクセル開度のうち、大きい方の値が最終的にTCMに出力される。
ここで、TCMに最終的に出力される値が仮想要求アクセル開度である場合、実際には過度な変化を吸収するためのフィルタを通して平滑化された仮想要求アクセル開度(フィルタ処理後仮想要求アクセル開度)である。よって実要求アクセル開度が次第に増加してフィルタ処理前の仮想要求アクセル開度よりも大きくなり、TCMに出力される値がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度から実要求アクセル開度に切り替わる際、TCMに出力される要求アクセル開度が急激に変化する場合がある。
例えばフィルタ処理後仮想要求アクセル開度が70%であり、フィルタ処理前の仮想要求アクセル開度及び実要求アクセル開度が50%である場合に実要求アクセル開度が51%に増加した場合、TCMに出力される要求アクセル開度が70%から51%に急に変化する場合がある。この場合、TCMは不要なシフトチェンジを指示する制御信号をトランスミッションに出力することになり、その結果、運転快適性が損なわれる。
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、オートクルーズコントロール或いはスピードリミッタにより車両の走行が制御されている場合に不要なシフトチェンジが生じることを防止し、運転快適性を向上し得るエンジン制御装置、エンジン制御方法及びプログラムを提案する。
かかる課題を解決するために、本発明においては、クルーズ要求トルク(621)に基づいて仮想要求アクセル開度(661)を算出し、仮想要求アクセル開度(661)をフィルタ処理してフィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)を算出し、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)に基づいてトランスミッション制御装置(70)を制御するエンジン制御装置(60)において、実要求アクセル開度(201)と、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)とを比較して、大きい方の要求アクセル開度(201、671)を最終要求アクセル開度(681)として選択し、トランスミッション制御装置(70)に出力することを特徴とする。
本発明によれば、オートクルーズコントロール或いはスピードリミッタにより車両の走行が制御されている場合に不要なシフトチェンジが生じることを防止し、運転快適性を向上することができる。
本実施の形態における車両の全体構成図である。 ECUの内部構成図である。 フィルタ処理部の内部構成図である。 最終要求アクセル開度生成部の内部構成図である。 各要求アクセル開度のタイミングチャートである。
(1)全体構成
図1は、本実施の形態における車両1の全体構成を示す。車両1は、エンジン回転数検出装置10、実要求アクセル開度センサ20、クルーズスイッチ30、ACC(Adaptive Cruise Control)コントローラ40及びスピードリミッタスイッチ50を備える。
エンジン回転数検出装置10は、エンジンの回転数を検出してECU60に出力する。なおここではエンジン回転数をECU60に出力するとしたが、エンジン回転数から算出される実際の車速(実車速)をECU60に出力するとしてもよい。
実要求アクセル開度センサ20は、実際にドライバがアクセルペダルを操作した際のアクセル開度を検出し、これを実要求アクセル開度としてECU60に出力する。クルーズスイッチ30は、オートクルーズコントロールのON/OFFを検出し、これをECU60に出力する。
ACCコントローラ40は、アダプティブクルーズコントロールのON/OFFを検出するとともに、目標車速と実車速とに基づいてクルーズ要求トルクを生成し、これをECU60に出力する。スピードリミッタスイッチ50は、スピードリミッタのON/OFFを検出し、これをECU60に出力する。
また車両1は、エンジン制御装置(ECU:Engine Control Unit)60、トランスミッション制御装置(TCM:Transmission Control Module)70及びトランスミッション80を備える。ECU60は、上記の機器(10〜50)からの出力信号を入力し、オートクルーズコントロール、ACC及びスピードリミッタによる車両1の定速走行を制御するための制御信号を生成する。
ここでは車両1の定速走行を制御するための制御信号として、ECU60は最終要求アクセル開度を生成し、これをTCM70に出力する。TCM70は、ECU60からの最終要求アクセル開度を入力すると、これに基づいてトランスミッション80を実際に制御する。
(2)ECUの内部構成
図2は、ECU60の内部構成を示す。ECU60は一般的なコンピュータデバイスと同様、プロセッサ及びメモリ等を備える。実際上、プロセッサがプロセッサ自身又はメモリに記憶されている各種プログラムと協働して各種処理を実行するが、ここでは説明の便宜上、プロセッサ又はメモリに記憶されている各種プログラムを処理主体として説明する。
実要求トルク生成部61は、例えば2つの信号を入力すると1つの信号を出力する2次元マップである。実要求トルク生成部61は、エンジン回転数検出装置10からエンジン回転数101を入力し、また実要求アクセル開度センサ20から実要求アクセル開度201を入力する。
そして実要求トルク生成部61は、これらエンジン回転数101及び実要求アクセル開度201に基づいて、実要求トルク611を生成する。実要求トルク611は、実際にドライバがアクセルペダルを操作したときにエンジンに要求する要求トルクである。
クルーズ要求トルク62は、クルーズスイッチ30からのON信号を入力すると、実車速と目標車速との車速差に基づいて、クルーズ要求トルク621を生成する。クルーズ要求トルク621は、ドライバがアクセルペダルを操作した場合の実際アクセルペダルからの要求トルクではなく、実車速を目標車速に到達させるためにエンジンに要求する要求トルクである。
なおアダプティブクルーズコントロールがONに設定されている場合にはACCコントローラ40がクルーズ要求トルク621を生成し、ECU60がこれを入力する。MAX選択部63は、実要求トルク611と、クルーズ要求トルク621とを比較して、大きい方の要求トルクを選択する。以下ではクルーズ要求トルク621の方が大きい場合について説明する。
一方でスピードリミッタ要求トルク生成部64は、スピードリミッタスイッチ50からのON信号を入力すると、実車速と上限車速との車速差に基づいてリミッタ要求トルク641を生成する。そしてMIN選択部65は、クルーズ要求トルク621と、リミッタ要求トルク641とを比較して、小さい方の要求トルクを選択する。以下ではクルーズ要求トルク621の方が小さい場合について説明する。
仮想要求アクセル開度生成部66は、例えば2つの信号を入力すると1つの信号を出力する2次元マップである。仮想要求アクセル開度生成部66は、MIN選択部65からのクルーズ要求トルク621と、エンジン回転数検出装置10からのエンジン回転数101とを入力すると、これらクルーズ要求トルク621及びエンジン回転数101に基づいて、仮想要求アクセル開度661を生成する。
仮想要求アクセル開度661は、実際にドライバがアクセルペダルを操作した場合のアクセル開度ではなく、実車速を目標車速に到達させるためにドライバがアクセルペダルを操作したと仮定した場合の仮想的なアクセル開度である。そしてフィルタ処理部67は、仮想要求アクセル開度661の過度な変化を吸収するために仮想要求アクセル開度661をフィルタ処理(例えば平滑化)し、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671を生成する。
最終要求アクセル開度生成部68は、実要求アクセル開度センサ20からの実要求アクセル開度201と、フィルタ処理部67からのフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671とを入力すると、これら実要求アクセル開度201と、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671とを比較して、大きい方の要求アクセル開度を選択する。
そして最終要求アクセル開度生成部68は、例えば大きい方の要求アクセル開度がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671である場合にはこのフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671を最終要求アクセル開度681としてTCM70に出力する。
TCM70は、ECU60からの最終要求アクセル開度681に基づいて、トランスミッション80の動作を実際に制御することになる。
(3)フィルタ処理部の内部構成
図3は、フィルタ処理部67の内部構成を示す。減速判定部6711は、実車速が現在減速しているのか否かを判定し、判定結果を出力する。加速用時定数部6712及び減速用時定数部6713は、予め定められた加速用又は減速用の時定数(例えば遅延させる時間)をそれぞれ出力する。なお一般に減速用時定数の方が加速用時定数よりも大きい。
この場合、加速時には小さい時定数(短い時間)で仮想要求アクセル開度661をフィルタ処理し、減速時には大きい時定数(長い時間)で仮想要求アクセル開度661をフィルタ処理することになる。よって加速時には素早くシフトチェンジを行い、減速時には緩やかにシフトチェンジを行うことになる。時定数出力部6714は、減速判定部6711からの判定結果に基づいて、加速用時定数又は減速用時定数の何れかを選択して出力する。
フィルタ6715は、加速用時定数又は減速用時定数の何れかに基づいて、仮想要求アクセル開度661をフィルタ処理する。そしてフィルタ675は、フィルタ処理した後のフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671を最終要求アクセル開度生成部68に出力する。
なお図2で説明した通り、最終要求アクセル開度生成部68は、フィルタ6715からのフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671又は実要求アクセル開度201のうちの大きい方を最終要求アクセル開度681として生成し、TCM70に出力する。
また最終要求アクセル開度生成部68は、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671と、実要求アクセル開度201とを比較して、一致する場合には、状況が変化した(例えば実要求アクセル開度201の方がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671よりも大きくなった)ものと判断し、フィルタ処理を解除する解除信号682をフィルタ6715に出力する。
フィルタ6715は、最終要求アクセル開度生成部68からの解除信号682を入力すると、例えばフィルタ処理により遅延させる時間を0に設定する。すなわちフィルタ6715は、解除信号682を入力している間は、フィルタ6715に入力される実要求アクセル開度201をフィルタ処理せずにそのままフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671として最終要求アクセル開度生成部68に出力する。
(4)最終要求アクセル開度生成部の内部構成
図4は、最終要求アクセル開度生成部68の内部構成を示す。クルーズ走行判定部6811は、現在車両1がドライバのアクセルペダルの操作による走行ではなく、ACCを含むクルーズ機能により走行しているか否かを判定し、判定結果を出力する。下限値アクセル開度設定部6812は、クルーズ機能により走行していない場合の下限値(例えば0%)を出力する。
アクセル開度選択部6813は、クルーズ走行判定部6811からの判定結果に基づいて、下限値又はフィルタ処理部67からのフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671のうち、何れか一方のアクセル開度を選択して出力する。例えばアクセル開度選択部6813は、クルーズ機能により走行している場合にはフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671を選択して出力する。これに対しクルーズ機能により走行していない場合には下限値を選択して出力する。
MAX選択部6814は、実要求アクセル開度201及びアクセル開度選択部6813からのアクセル開度(例えばフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671)のうち、何れか大きい方を選択して出力する。一方でスピードリミッタ走行判定部6815は、スピードリミッタ機能により走行しているか否かを判断し、判定結果を出力する。上限値アクセル開度設定部6816は、スピードリミッタ機能により走行していない場合の上限値(例えば100%)を出力する。
アクセル開度選択部6817は、スピードリミッタ走行判定部6815からの判定結果に基づいて、上限値又はフィルタ処理部67からのフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671のうち、何れか一方の要求アクセル開度を選択して出力する。例えばアクセル開度選択部6817は、クルーズ機能により走行している場合にはスピードリミッタ機能による走行はしていないため、上限値を出力する。
MIN選択部6818は、MAX選択部6814からのアクセル開度と、アクセル開度選択部6817からのアクセル開度とを比較して、小さい方の要求アクセル開度を選択し、これを最終要求アクセル開度681として出力する。
例えばMIN選択部6818は、MAX選択部6814からの要求アクセル開度がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671であり、アクセル開度選択部6817からの要求アクセル開度が上限値100%である場合、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671を最終要求アクセル開度681として出力する。
一方でMIN選択部6818は、選択した要求アクセル開度をフィルタ解除部6819に出力する。フィルタ解除部6819は、実要求アクセル開度センサ20からの実要求アクセル開度201と、例えばフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671とを比較して、一致する場合には解除信号682を生成してフィルタ処理部67に出力する。
なおフィルタ処理部67は、解除信号682を入力した場合、フィルタ6715に入力される例えば実要求アクセル開度201をフィルタ処理せずに後段の最終要求アクセル開度生成部68に実要求アクセル開度201を出力することになる。
(5)タイミングチャート
図5は、実要求アクセル開度201、フィルタ処理前の仮想要求アクセル開度661、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671及びTCM70に出力する最終要求アクセル開度681の各要求アクセル開度のタイミングチャートを示す。上段は従来のタイミングチャートであり、下段は本実施の形態におけるタイミングチャートである。
まず上段の従来のタイミングチャートについて説明すると、時刻t1までは実要求アクセル開度201の方がフィルタ処理前の仮想要求アクセル開度661よりも大きい。よってTCM70に出力する最終要求アクセル開度681は、実要求アクセル開度201に設定される。
時刻t1でフィルタ処理前の仮想要求アクセル開度661の方が実要求アクセル開度201よりも大きくなる。よって時刻t1以降にTCM70に出力する最終要求アクセル開度681は、仮想要求アクセル開度661がフィルタ処理されたフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671に設定される。
時刻t2で実要求アクセル開度201の方が仮想要求アクセル開度661よりも大きくなる。よって時刻t2以降にTCM70に出力する最終要求アクセル開度681は、実要求アクセル開度201に設定される。
ここで、時刻t1から時刻t2までの間にTCM70に出力していた最終要求アクセル開度681は、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671である。一方で切り替え要否の比較対象はフィルタ処理前の仮想要求アクセル開度661と、実要求アクセル開度201である。
よって時刻t2で最終要求アクセル開度681がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671から実要求アクセル開度201に切り替わる際、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671と、仮想要求アクセル開度661との間の開度の差が大きい場合、TCM70に出力される最終要求アクセル開度681に大きな変化が生じる。
この場合、TCM70はこの大きな変化を伴う最終要求アクセル開度681に基づいてトランスミッション80の動作を制御することになる。例えばTCM70は、最終要求アクセル開度681に基づいて、4速、5速、4速というように不要なシフトチェンジをトランスミッション80に指示することになる。よって運転快適性が損なわれる。
これに対し下段の本実施の形態におけるタイミングチャートでは、時刻t2までは従来と同様であるが、時刻t2の時点でTCM70に出力する最終要求アクセル開度681を切り替えるのではなく、時刻t3の時点で最終要求アクセル開度681を切り替える。
この時刻t3は、実要求アクセル開度201がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671よりも大きくなるタイミングである。この場合、TCM70に出力される最終要求アクセル開度681に大きな変化が生じることはない。よって不要なシフトチェンジも行われず、運転快適性の向上を図ることができる。
(6)本実施の形態による効果
以上のように本実施の形態によれば、クルーズコントロール、ACC又はスピードリミッタ等の機能によりドライバのアクセルペダルの操作によらない定速走行が行われる場合において、ドライバのアクセルペダルの操作による実要求アクセル開度201と、フィルタ処理後仮想要求アクセル開度671とを比較して、実要求アクセル開度201がフィルタ処理後仮想要求アクセル開度671よりも大きくなったタイミングで、実要求アクセル開度201を最終要求アクセル開度681としてTCM70に出力するようにしたので、不要なシフトチェンジを抑制し、運転快適性の向上を図ることができる。
1・・・車両、10・・・エンジン回転数検出装置、20・・・実要求アクセル開度センサ、30・・・クルーズスイッチ、40・・・ACCコントローラ、50・・・スピードリミッタスイッチ、60・・・ECU(エンジン制御装置)、70・・・TCM(トランスミッション制御装置)、80・・・トランスミッション

Claims (7)

  1. クルーズ要求トルク(621)に基づいて仮想要求アクセル開度(661)を算出し、前記仮想要求アクセル開度(661)をフィルタ処理してフィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)を算出し、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)に基づいてトランスミッション制御装置(70)を制御するエンジン制御装置(60)において、
    実要求アクセル開度(201)と、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)とを比較して、大きい方の要求アクセル開度(201、671)を最終要求アクセル開度(681)として選択し、前記トランスミッション制御装置(70)に出力する
    ことを特徴とするエンジン制御装置。
  2. 前記実要求アクセル開度(201)と、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)とを比較して、一致する場合には前記フィルタ処理を解除する
    ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。
  3. 車両の加減速に基づいて、前記フィルタ処理により遅延させる時間を変更する
    ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。
  4. 前記クルーズ要求トルク(621)と、リミッタ要求トルク(641)とを比較して、小さい方の要求トルクに基づいて、前記仮想要求アクセル開度(661)を算出する
    ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。
  5. リミッタ要求トルク(641)に基づいて仮想要求アクセル開度を算出する場合であって、該リミッタ要求トルク(641)に基づく仮想要求アクセル開度を前記フィルタ処理してフィルタ処理後仮想要求アクセル開度を算出する場合、
    前記実要求アクセル開度(201)と、前記リミッタ要求トルク(641)に基づくフィルタ処理後仮想要求アクセル開度とを比較して、小さい方の要求アクセル開度を最終要求アクセル開度(681)として選択し、前記トランスミッション制御装置(70)に出力する
    ことを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。
  6. クルーズ要求トルク(621)に基づいて仮想要求アクセル開度(661)を算出し、前記仮想要求アクセル開度(661)をフィルタ処理してフィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)を算出し、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)に基づいてトランスミッション制御装置(70)を制御するエンジン制御方法において、
    実要求アクセル開度(201)と、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)とを比較する第1のステップと、
    大きい方の要求アクセル開度(201、671)を最終要求アクセル開度(681)として選択し、前記トランスミッション制御装置(70)に出力する第2のステップと
    を備えることを特徴とするエンジン制御方法。
  7. コンピュータに、
    クルーズ要求トルク(621)に基づいて仮想要求アクセル開度(661)を算出し、前記仮想要求アクセル開度(661)をフィルタ処理してフィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)を算出し、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)に基づいてトランスミッション制御装置(70)を制御させるプログラムにおいて、
    実要求アクセル開度(201)と、前記フィルタ処理後仮想要求アクセル開度(671)とを比較する第1のステップと、
    大きい方の要求アクセル開度(201、671)を最終要求アクセル開度(681)として選択し、前記トランスミッション制御装置(70)に出力する第2のステップと
    を実現させるプログラム。

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