JP2018058495A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】登坂路の走行時において変速制御により起きうる車両のずり下がりを防ぐ。【解決手段】ＥＣＵ１００は、所定の勾配以上の登板路を走行中で、走行意思が継続していると判定した場合に、ダウンシフトフラグが成立していれば、自動変速機３による変速を開始する。このとき、ＥＣＵ１００は、車速が所定の車速Ｖ1以下であるか否かを判定し、車速が所定の車速Ｖ1以下であれば、車両１が停止するまで摩擦ブレーキ８のブレーキ油圧を上昇させて、０ｋｍ／ｈ時点のブレーキ油圧を維持する。その後、ＥＣＵ１００は、クラッチトルクが所定のトルク以上になると、摩擦ブレーキ８のブレーキ油圧を解放する。これにより、運転者が車両停止操作を行わなくても、車両１のずり下がりを防ぐことができ、自動変速機３による変速状態を整えて再発進することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）と呼ばれる自動変速機が搭載された車両に利用して好適な車両の制御装置に関する。

近年、自動車等の車両には、ＡＭＴと呼ばれる自動変速機が搭載されることがある。ＡＭＴは、機械式クラッチ及び手動変速機に、変速操作を行うように駆動するアクチュエータを追加することで自動変速を可能にする。

特許文献１には、機械式クラッチと機械式変速機とからなる自動変速機の制御装置として、車両発進時において、変速機入力軸の回転方向に応じて、機械式クラッチの接続制御内容を変えることで、車両が逆行しても、大きなショックやエンストが発生しないようにする構成が開示されている。

特開２００４−１２５００２号公報

登坂路の走行時において、駆動力不足により変速比を上げる変速制御（ダウンシフト）を行うと、その際に機械式クラッチが切断されることで駆動力が伝達されない状態となる。登坂路の走行時において低車速かつ駆動力が伝達されない状態では、路面勾配によって車両が減速し、車速が０ｋｍ／ｈになると、その後、車両の後退（ずり下がり）が起きるおそれがある。
特許文献１の技術は、登坂路で発進する際に車両が後退することに対処する機能に関するものであり、登坂路の走行時において変速制御により起きうる車両のずり下がりを対象とするものではない。

本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、登坂路の走行時において変速制御により起きうる車両のずり下がりを防ぐことを目的とする。

本発明の車両の制御装置は、機械式クラッチを含んで構成され、内燃機関の動力を車輪に伝達する自動変速機と、車両の減速を行う摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキとを備えた車両の制御装置であって、登坂路の走行時において、前記機械式クラッチの開放動作時の車速が所定の車速以下である場合、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させる制御を実行する制御手段、或いは、登坂路の走行時において、前記機械式クラッチの開放後の車速が所定の車速以下である場合、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させる制御を実行する制御手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、登坂路の走行時において変速制御により起きうる車両のずり下がりを防ぐことができる。

第１の実施例に係る車両の概略構成を示す図である。 第１の実施例におけるＥＣＵによる車両の制御方法を示すフローチャートである。 第１の実施例における各タイミングでのアクセル開度、路面勾配、車速、クラッチトルク、ブレーキ油圧、及びギア段の変化を示す図である。 第２の実施例におけるＥＣＵによる車両の制御方法を示すフローチャートである。 第２の実施例における各タイミングでのアクセル開度、路面勾配、車速、クラッチトルク、ブレーキ油圧、及びギア段の変化を示す図である。 第２の実施例における各タイミングでのアクセル開度、路面勾配、車速、クラッチトルク、ブレーキ油圧、及びギア段の変化を示す図である。 路面勾配と所定の速度との関係、及び路面勾配と最低摩擦制動量との関係を示す特性図である。

本発明の一実施形態に係る車両の制御装置は、機械式クラッチを含んで構成され、内燃機関の動力を車輪に伝達する自動変速機と、車両の減速を行う摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキとを備えた車両の制御装置であって、登坂路の走行時において、前記機械式クラッチの開放動作時の車速が所定の車速以下である場合、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させる制御を実行する制御手段、或いは、登坂路の走行時において、前記機械式クラッチの開放後の車速が所定の車速以下である場合、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させる制御を実行する制御手段を備える。このようにした車両の制御装置では、登坂路の走行時において、駆動力不足により変速比を上げる変速制御（ダウンシフト）を行う際に、機械式クラッチの開放動作時の車速、或いは、機械式クラッチの開放時の車速に応じて摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させるようにしたので、登坂路の走行時において変速制御により起きうる車両のずり下がりを防ぐことができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
［第１の実施例］
図１に、実施例に係る自動車等の車両１の概略構成を示す。なお、図１は、本発明を適用する上で最低限必要な構成を図示するものであり、それ以外の構成の図示は省略する。
図１に示すように、車両１は、内燃機関２と、自動変速機３と、車輪４とを備え、内燃機関２の動力が自動変速機３を介して車輪４に伝達される。
自動変速機３は、機械式クラッチ５と、変速機６と、アクチュエータ７とを備え、変速操作を自動化したＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成される。機械式クラッチ５は、クラッチディスクを内燃機関２側のフライホイールに圧着／離間させることで接続／切断する。変速機６は、平行軸歯車式の手動変速機である。アクチュエータ７は、電動油圧式アクチュエータである。
また、車輪４には、車両１の減速を行う摩擦制動力を発生する油圧式の摩擦ブレーキ８が装着される。

ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００は、入力部１０１と、制御部１０２と、出力部１０３とを備える。
ＥＣＵ１００は、入力部１０１を介して車速信号を入力する。また、ＥＣＵ１００は、入力部１０１及び出力部１０３を介して、内燃機関２との間でトルクや回転数についてのやり取りを行い、内燃機関２を制御する。また、ＥＣＵ１００は、入力部１０１及び出力部１０３を介して、自動変速機３との間でギア段やクラッチ接合状態についてのやり取りを行い、自動変速機３を制御する。また、ＥＣＵ１００は、入力部１０１及び出力部１０３を介して、摩擦ブレーキ８との間で摩擦ブレーキ状態（摩擦制動量、ブレーキ油圧）についてのやり取りを行い、摩擦ブレーキ８を制御する。

ＥＣＵ１００は、本発明を適用した車両の制御装置として機能し、制御部１０２は、以下に詳述するように、登坂路の走行時において、機械式クラッチ５の開放動作時の車速が所定の車速Ｖ₁以下である場合、摩擦ブレーキ８の摩擦制動量を増加させる制御を実行する。機械式クラッチ５の開放動作時とは、機械式クラッチ５が開放動作を開始し、切断するまでの間をいう。
このようにしたＥＣＵ１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータ装置により実現される。
なお、本実施例では、ＥＣＵ１００における本発明を適用した車両の制御装置としての機能を中心に説明し、それ以外の機能の詳細な説明は省略するが、例えばＥＣＵ１００が点火機構の制御、燃料系統の制御、吸排気系統の制御、動弁機構の制御等、車両１の全体の制御を司るようにしてもよい。

図２に、第１の実施例におけるＥＣＵ１００による車両の制御方法を示す。また、図３に、各タイミングでのアクセル開度、路面勾配、車速、機械式クラッチ５のクラッチトルク、摩擦ブレーキ８のブレーキ油圧、及び変速機６のギア段の変化を示す。

ステップＳ２０１で、制御部１０２は、内燃機関２のトルク及び車速に基づいて、路面勾配を算出、推定する。なお、本実施例では適宜なロジックにより路面勾配を算出する構成としたが、センサ等を用いて路面勾配を検出するようにしてもよい。

ステップＳ２０２で、制御部１０２は、ステップＳ２０１において推定した路面勾配が、登坂路であることを意味する所定の勾配以上であるか否かを判定する。路面勾配が所定の勾配以上であれば、ステップＳ２０３に進む。路面勾配が所定の勾配以上でなければ、ずり下がり防止制御を実施しなくてもよいとして、本処理を抜ける。図３の例では、路面勾配が所定の勾配以上となっている。

ステップＳ２０３で、制御部１０２は、運転者のブレーキ操作があるか否か判定する。ブレーキ操作があれば、ステップＳ２０４に進む。ブレーキ操作がなければ、運転者の走行意思が継続しており、所定の勾配以上の登板路を走行中であるとして、ステップＳ２０５に進む。図３の例では、運転者のブレーキ操作がなく、アクセル開度が略一定に保たれて、走行意思が継続しているといえる。なお、ここでは走行意思が継続していることを運転者のブレーキ操作の情報により確認するとしたが、それに加えて又はそれに替えて、車速やアクセル開度の情報により確認するようにしてもよい。

ステップＳ２０４で、制御部１０２は、ヒルホールド制御を実施し、その後、本処理を抜ける。ヒルホールド制御とは、登坂路においてブレーキペダルを踏み込んで停車したときに、ブレーキペダルを離しても、ブレーキ油圧を維持することで、登坂路での発進の際に車両のずり下がりを防ぐように補助する制御である。

ステップＳ２０５で、制御部１０２は、ダウンシフトフラグが成立しているか否かを判定する。制御部１０２は、予め用意されている変速線図に従って自動変速機３のアップシフト及びダウンシフトを制御し、例えばダウンシフトを行うときはダウンシフトフラグを成立させる。ダウンシフトフラグが成立していれば、ステップＳ２０６に進む。ダウンシフトフラグが成立していなければ、ずり下がり防止制御を実施しなくてもよいとして、本処理を抜ける。

ステップＳ２０６で、制御部１０２は、自動変速機３による変速を開始する。図３の例では、タイミングｔ₁において自動変速機３による変速を開始しており、機械式クラッチ５が開放動作を開始し、すなわち機械式クラッチ５が接続から切断方向に動作開始し、クラッチトルクが減少傾向となる。クラッチトルクは、内燃機関２から機械式クラッチ５を介して変速機６に伝達されるトルクのことである。クラッチトルクをみることで、路面に伝達されるトルクを確認することができる。そして、機械式クラッチ５が切断した状態（ニュートラル中）のタイミングｔ₃で、変速機６のギア段を２速から１速に切り替える。

ステップＳ２０７で、制御部１０２は、車速が所定の車速Ｖ₁以下であるか否かを判定する。車速が所定の車速Ｖ₁以下であれば、ステップＳ２０８に進む。車速が所定の車速Ｖ₁以下でなければ、十分な車速があり、ずり下がり防止制御を実施しなくてもよいとして、本処理を抜ける。所定の車速Ｖ₁は、車両１の重量等に応じて適宜定められ、例えば１０ｋｍ／ｈ程度に設定される。図３の例では、変速を開始した時点（タイミングｔ₁）で車速が所定の車速Ｖ₁以下となっている。
ここで、所定の車速Ｖ₁は、路面勾配に応じて可変としてもよい。例えば図７（ａ）に示すように、路面勾配が大きければ、所定の車速が大きくなるようにする。路面勾配が大きくなれば、それだけ車両１の自重により減速する度合いが大きくなるので、路面勾配に応じて所定の車速Ｖ₁を変更することにより、車両１のずり下がりを効果的に防ぐことができる。

ステップＳ２０８で、制御部１０２は、車両１が停止するまで、すなわち車速が０ｋｍ／ｈになるまで摩擦ブレーキ８のブレーキ油圧を上昇させて、０ｋｍ／ｈ時点のブレーキ油圧を維持する。図３の例では、変速を開始した時点（タイミングｔ₁）で車速が所定の車速Ｖ₁以下となっているので、ブレーキ油圧を上昇させて、車速が０ｋｍ／ｈになるタイミングｔ₂以降はブレーキ油圧を維持している。
このように、摩擦ブレーキ８の摩擦制動量を、車両１が停止する摩擦制動量に増加させる。車両１が惰性（変速中はニュートラルであるため）で走行し、停車した時点で車両１の自重と摩擦制動量が釣り合っているとして、停止した時点での摩擦制動量を維持することで適切に車両１のずり下がりを防ぐことができる。
この場合に、摩擦制動量を、路面勾配に応じて可変とした最低摩擦制動量以上とするようにすればよい。例えば図７（ｂ）に示すように、路面勾配が大きければ、最低摩擦制動量が大きくなるようにする。

ステップＳ２０９で、制御部１０２は、クラッチトルクが所定のトルク以上になるまで待ち、所定のトルク以上になると、ステップＳ２１０に進む。所定のトルクは、機械式クラッチ５のミートポイントに相当し、変速が終了して、車両１が前進する位置を確認するためのトルクとなる。図３の例では、機械式クラッチ５が切断から接続方向に動作するときに、前半に比べて後半でクラッチトルクがゆっくりと上昇するように段階的に機械式クラッチ５を動作させている。

ステップＳ２１０で、制御部１０２は、摩擦ブレーキ８のブレーキ油圧を解放し、その後、本処理を抜ける。図３の例では、タイミングｔ₄においてクラッチトルクが所定のトルク以上になり、ブレーキ油圧を解放している。これにより、摩擦ブレーキ８が解除されて、車両１が停止状態から１速での走行状態に移行する、すなわち０ｋｍ／ｈとなっていた車速が上昇する。

以上のように、登坂路の走行時において、駆動力不足により変速比を上げる変速制御（ダウンシフト）を行う際に、機械式クラッチ５の開放動作時の車速が所定の車速Ｖ₁以下である場合、摩擦ブレーキ８の摩擦制動量を増加させるようにした、これにより、運転者が車両停止操作を行わなくても、車両１のずり下がりを防ぐことができ、自動変速機３による変速状態を整えて再発進することができる。

［第２の実施例］
次に、第２の実施例を説明する。第１の実施形態では、機械式クラッチ５の開放動作時の車速に応じてずり下がり防止制御を実施するようにした。それに対して、第２の実施形態では、機械式クラッチ５の開放後の車速に応じてずり下がり防止制御を実施する。機械式クラッチ５の開放後とは、機械式クラッチ５が切断した後をいう。
なお、車両１の概略構成は、第１の実施例で図１を参照して説明したものと同様であり、以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態との共通点についての詳細な説明を省略する。

図４に、第１の実施例におけるＥＣＵ１００による車両の制御方法を示す。また、図５及び図６に、各タイミングでのアクセル開度、路面勾配、車速、機械式クラッチ５のクラッチトルク、摩擦ブレーキ８のブレーキ油圧、及び変速機６のギア段の変化を示す。

ステップＳ４０１〜Ｓ４０７は、図２のステップＳ２０１〜Ｓ２０７と同様であり、ここではその説明を省略する。図５及び図６の例では、タイミングｔ₁₁において自動変速機３による変速を開始しており、機械式クラッチ５が開放動作を開始し、すなわち機械式クラッチ５が切断方向に動作し、クラッチトルクが減少傾向となる。また、図５及び図６の例では、変速を開始した時点（タイミングｔ₁₁）で車速が所定の車速Ｖ₁以下となっている。

ステップＳ４０８で、制御部１０２は、クラッチトルクが下限に達するまで、すなわち機械式クラッチ５が切断するまで待ち、下限に達すると、ステップＳ４０９に進む。図５及び図６の例では、機械式クラッチ５が切断した状態（ニュートラル中）のタイミングｔ₁₂で、変速機６のギア段を２速から１速に切り替える。

ステップＳ４０９で、制御部１０２は、クラッチトルクが所定のトルク以上であるか否かを判定する。所定のトルクは、機械式クラッチ５のミートポイントに相当し、変速が終了して、車両１が前進する位置を確認するためのトルクとなる。クラッチトルクが所定のトルク以上でなければ、ステップＳ４１０に進む。クラッチトルクが所定のトルク以上であれば、ずり下がり防止制御を実施しなくてもよいとして、本処理を抜ける。

ステップＳ４１０で、制御部１０２は、車速が所定の車速Ｖ₂以下であるか否かを判定する。車速が所定の車速Ｖ₂以下であれば、ステップＳ４１１に進む。車速が所定の車速Ｖ₂以下でなければ、ステップＳ４０９に戻り、クラッチトルクが所定のトルク以上であるか否かを判定する。所定の車速Ｖ₂は、所定の車速Ｖ₁よりも小さい値とし、車両１が停止しているに近い状態となっているか否かを確認するように設定される。所定の車速Ｖ₂は、車両１の重量等に応じて適宜定められ、例えば５ｋｍ／ｈ程度に設定される。なお、所定の車速Ｖ₂も、所定の車速Ｖ₁と同様、路面勾配に応じて可変としてもよい。

図５の例では、クラッチトルクが下限に達した後、機械式クラッチ５が切断から接続方向に動作してクラッチトルクが所定のトルク以上になるまでの間に、車速が所定の車速Ｖ₂以下となっている。この場合、車両１のずり下がりを防ぎ、自動変速機３による変速状態を整えて再発進する必要があるとして、ステップＳ４１０でＹとなって、ステップＳ４１１に進む。
それに対して、図６の例では、クラッチトルクが下限に達した後、機械式クラッチ５が切断から接続方向に動作してクラッチトルクが所定のトルク以上になるまでの間に、車速が所定の車速Ｖ₂以下とならない。この場合、内燃機関２の動力が車輪４に伝達されるようになるので、ずり下がり防止制御を実施しなくてもよいとして、ステップＳ４０９でＹとなって、本処理を抜ける。

ステップＳ４１１〜Ｓ４１３は、図２のステップＳ２０８〜Ｓ２１０と同様であり、ここではその説明を省略する。図５の例では、変速を開始してクラッチトルクが下限に達した後、車速が所定の車速Ｖ₂以下となっているので、タイミングｔ₁₃でブレーキ油圧を上昇させて、車速が０ｋｍ／ｈになるタイミングｔ₁₄以降はブレーキ油圧を維持している。また、図５の例では、タイミングｔ₁₅においてクラッチトルクが所定のトルク以上になり、ブレーキ油圧を解放している。これにより、摩擦ブレーキ８が解除されて、車両１が停止状態から１速での走行状態に移行する、すなわち０ｋｍ／ｈとなっていた車速が上昇する。

以上のように、登坂路の走行時において、駆動力不足により変速比を上げる変速制御（ダウンシフト）を行う際に、機械式クラッチ５の開放時の車速が所定の車速Ｖ₂以下である場合、摩擦ブレーキ８の摩擦制動量を増加させるようにした。これにより、運転者が車両停止操作を行わなくても、車両１のずり下がりを防ぐことができ、自動変速機３による変速状態を整えて再発進することができる。
また、第１の実施形態では、車両を停止させた状態で変速機６のギア段を切り替えることになる（図３のタイミングｔ₃）のに対して、第２の実施形態では、車両を停止させる前段階で変速機６のギア段を切り替える（図５のタイミングｔ₁₂）ことができる。このように車速のある状態、すなわち変速機６のギアが回転している状態でギア段を切り替えることができるので、ギアをスムーズに噛み合せることが可能になる。

以上、本発明を種々の実施例と共に説明したが、これらの実施例にのみ限定されるものではなく、発明の範囲内で変更等が可能である。
また、本発明は、本発明の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータがプログラムを読み出して実行することによっても実現可能である。

１：車両、２：内燃機関、３：自動変速機、４：車輪、５：機械式クラッチ、６：変速機、７：アクチュエータ、８:摩擦ブレーキ、１００：ＥＣＵ、１０１：入力部、１０２：制御部、１０３：出力部

Claims (8)

1. 機械式クラッチを含んで構成され、内燃機関の動力を車輪に伝達する自動変速機と、車両の減速を行う摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキとを備えた車両の制御装置であって、
   登坂路の走行時において、前記機械式クラッチの開放動作時の車速が所定の車速以下である場合、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させる制御を実行する制御手段を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
2. 機械式クラッチを含んで構成され、内燃機関の動力を車輪に伝達する自動変速機と、車両の減速を行う摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキとを備えた車両の制御装置であって、
   登坂路の走行時において、前記機械式クラッチの開放後の車速が所定の車速以下である場合、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させる制御を実行する制御手段を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を、当該車両が停止する摩擦制動量に増加させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を、路面勾配に応じて可変とした最低摩擦制動量以上とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記摩擦ブレーキの摩擦制動量を増加させた後、前記機械式クラッチのクラッチトルクが所定のトルク以上になると、前記摩擦ブレーキを解除することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御手段は、路面勾配の情報と、運転者のブレーキ操作、車速、及びアクセル開度の少なくともいずれかの情報とに基づいて、登坂路の走行時であることを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
7. 前記所定の車速を、路面勾配に応じて可変としたことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
8. 前記所定の車速を、路面勾配に応じて可変としたことを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。

Images