JP2018149937A - 車速制御装置および車速制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機がダウンシフトされた状態で、フューエルカットを行う場合のトルク段差を小さくした車速制御装置および車速制御方法を提供する。
【解決手段】自動変速機がダウンシフトされた状態で、フューエルカットを行う際に、事前に自動変速機をアップシフトさせる。車速検出値を車速指令値に一致させるために、エンジンコントローラにエンジン出力指令値を、自動変速機コントローラに変速比指令値を出力する車速コントローラを有する車速制御装置において、車速コントローラは、車速検出値を車速指令値に一致させるための減速度が、自動変速機の変速比のみでは、不足であると判定すると、事前に前記自動変速機コントローラに変速比を所定変速比までアップシフトの変速比指令値を出力するとともに、自動変速機が所定の変速比までアップシフトした時点で、前記エンジンコントローラにフューエルカットのエンジン出力指令値を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車速制御装置および車速制御方法に関する。

特許文献１は、車両の走行速度が目標値となるように制御する車速制御装置において、実際の車速を車速指令値に一致させるために、エンジントルクが不連続に切り替わる領域において、車速ハンチング防止のため、エンジンのフューエルカットを行わずに、自動変速機への変速比指令値をシフトダウン側に変更することを開示している。

特開平１０−２７２９６７号公報

しかしながら、前記車速制御装置においては、自動変速機のダウンシフトのみでは、達成不可能な減速度を要求された場合には、ダウンシフトした状態で、さらにエンジンのフューエルカットを行うことになり、エンジンのフューエルカットによる減速度段差（トルク段差）がダウンシフトしている変速比分増幅されてしまい、大きなショックが発生する恐れがある。

本発明の目的は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、自動変速機がダウンシフトされた状態で、フューエルカットを行う場合のトルク段差を小さくした車速制御装置および車速制御方法を提供することにある。

前記自動変速機がダウンシフトされた状態で、フューエルカットを行う際に、事前に自動変速機をアップシフトさせるようにした。

駆動輪へ伝達される駆動力に発生する減速度段差（トルク段差）を小さくすることにより、ショックを抑制することができる。

実施例１に係る車速制御装置の概略構成を示す図である。 実施例１に係るコースト時の車速と減速度の関係を示す図である。 実施例１に係るＦ／Ｃ ＯＮ時の車速と減速度段差（トルク段差）、および車速と変速比の関係を示す図である。 実施例１に係る車速制御装置の車速制御処理の内容を示したフローチャートである。 実施例１の車速制御時のタイムチャートである。 比較例の車速制御時のタイムチャートである。

［実施例１］
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、自動変速機の「変速比」は、当該自動変速機の入力回転速度を当該自動変速機の出力回転速度で割って得られる値である。また、「ダウンシフト」は小さい変速比から大きい変速比への変更を意味し、「アップシフト」は大きい変速比から小さい変速比への変更を意味する。

図１は本発明の実施例１に係る車速制御装置の概略構成を示す図である。

各構成について説明すると、車速設定部であるセットスイッチ１は、現在の車速を車速指令値に設定して車速制御を開始するためのスイッチである。アクセラレートスイッチ２は設定車速を増加するためのスイッチ、コーストスイッチ３は設定車速を低減するためのスイッチである。キャンセルスイッチ４は定速走行制御を解除するためのスイッチ、ブレーキスイッチ５はフットブレーキが操作された時に作動するスイッチである。このブレーキスイッチ５が作動したら、キャンセルスイッチ４が操作された場合と同様に定速走行制御を解除する。

クランク角センサ６はエンジン回転速度に応じた周期のパルス列信号を出力し、車速検出部である車速センサ７は車速に応じた周期のパルス列信号を出力する。また、スロットルセンサ８はスロットルバルブの開度を検出する。

希薄燃焼型エンジン９は、スロットルアクチュエータによる吸入空気制御と、インジェクターによる燃料噴射制御と、点火プラグによる点火時期制御とにより、エンジントルクが指令値に一致するように制御される。この希薄燃焼型エンジン９では、理想空燃比（ストイキ）状態と希薄燃焼用空燃比状態の切り換えが行なわれるとともに、低回転用カムと高回転用カムの切り換えにより吸排気バルブの開閉タイミングが不連続的に切り換えられる。さらに、また、フューエルカット（Ｆ／Ｃ ＯＮ）／フューエルカットリカバー（Ｆ／Ｃ ＯＦＦ）の切り換えが行なわれる。これらの切り換えによってエンジン９の運転状態は不連続的に切り換えられる。

無段変速機１１は、プライマリ・プ−リとセカンダリ・プ−リの半径を油圧制御で変えることによって、変速比が指令値に一致するように制御される。また、無段変速機１１は発進用のロックアップクラッチ付きトルクコンバーター１０を備えている。

車速コントローラ１２、エンジンコントローラ１３および自動変速機コントローラ１４はそれぞれ、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータの駆動回路などを備え、互いに通信回路を介して通信を行なう。車速コントローラ１２は、車速指令値の設定と変更、エンジン出力指令値と変速比の演算などを行なう。エンジンコントローラ１３は、エンジン９のエンジン出力指令値に基づくスロットル開度制御と、空燃比、吸排気バルブ開閉タイミング、フューエルカット（Ｆ／Ｃ ＯＮ）／フューエルカットリカバー（Ｆ／Ｃ ＯＦＦ）の切り換えなどのエンジン運転状態の切り換え制御を行なう。さらに、自動変速機コントローラ１４は変速比指令値に基づいて無段変速機１１の変速比を制御する。

図２は、実施例１に係るコースト時の車速と減速度の関係を示す図である。

縦軸は、減速度（Ｇ）であり、下ほど、減速度（Ｇ）は大きくなる。横軸は、車速であり、右ほど大きくなる。
実線は、フューエルカットリカバー（以下、Ｆ／Ｃ ＯＦＦ）で、エアコンＯＦＦ（以下、Ａ／Ｃ ＯＦＦ）での、車速による減速度（Ｇ）の変化を示している。
細い破線は、Ｆ／Ｃ ＯＦＦで、エアコンＯＮ（以下、Ａ／Ｃ ＯＮ）での、車速による減速度（Ｇ）の変化を示している。
一点鎖線は、Ｆ／Ｃ ＯＦＦで、Ａ／Ｃ ＯＦＦで、ベルト式無段変速機１１をダウンシフトした場合の、車速による減速度（Ｇ）の変化を示している。
二点鎖線は、フューエルカット（以下、Ｆ／Ｃ ＯＮ）で、Ａ／Ｃ ＯＦＦでの、車速による減速度（Ｇ）の変化を示している。
太い破線は、Ｆ／Ｃ ＯＮで、Ａ／Ｃ ＯＮでの、車速による減速度（Ｇ）の変化を示している。
このＦ／Ｃ ＯＮ、Ｆ／Ｃ ＯＦＦ、Ａ／Ｃ ＯＮ、Ａ／Ｃ ＯＦＦ、ベルト式無段変速機１１のダウンシフト状態で決まる減速度（Ｇ）の値の使い方については、後述する。

図３は、実施例１に係るＦ／Ｃ ＯＮ時の車速と減速度（Ｇ）段差（トルク段差）、および車速と変速比の関係を示す図である。ただし、Ａ／Ｃ ＯＦＦでの減速度（Ｇ）段差（トルク段差）を示している例である。

左の縦軸は、減速度（Ｇ）段差（トルク段差）であり、絶対値で表しており、上ほど大きくなる。横軸は、車速であり、右ほど大きくなる。右の縦軸は、ベルト式無段変速機１１の変速比（Ｒａｔｉｏ）を表しており、上ほど低い変速比（Ｒａｔｉｏ）となる。
実線は、Ｆ／Ｃ ＯＮ時のエンジン回転数がＲ１ｒｐｍでの車速による減速度（Ｇ）段差（トルク段差）の変化を示している。
一点鎖線は、Ｆ／Ｃ ＯＮ時のエンジン回転数がＲ２ｒｐｍ（＞Ｒ１ｒｐｍ）での車速による減速度（Ｇ）段差（トルク段差）の変化を示している。
細い破線は、エンジン回転数がＲ２ｒｐｍでの車速による変速比（Ｒａｔｉｏ）の変化を示している。
太い破線は、エンジン回転数がＲ１ｒｐｍでの車速による変速比（Ｒａｔｉｏ）の変化を示している。
この減速度（Ｇ）段差（トルク段差）と変速比（Ｒａｔｉｏ）の車速による変化の使い方については、後述する。

図４は、実施例１に係る車速制御装置の車速制御処理の内容を示したフローチャートである。

車速コントローラ１２が、コースト時の自動変速機のダウンシフトによる減速中に、車速指令値に対しての減速不足を判定すると処理を開始する。

ステップＳ１では、Ｆ／Ｃ ＯＦＦか否かを判定する。

車速コントローラ１２は、Ｆ／Ｃ ＯＦＦと判定すると、処理をステップＳ２に移行する。また、Ｆ／Ｃ ＯＮと判定すると、処理を終了する。

ステップＳ２では、車速と、Ａ／ＣのＯＮ−ＯＦＦ状態を読み込み、図２の実線あるいは細い破線より、Ｆ／Ｃ ＯＦＦ時の減速度（Ｇ）を読み込み、処理をステップ３へと移行する。

ステップＳ３では、要求減速度（Ｇ）とステップ２で読み込んだＦ／Ｃ ＯＦＦ時の減速度（Ｇ）とを比較する。
減速度（Ｇ）は、負の数値である。絶対値が大きいほど、減速度は大きくなる。
そこで、車速コントローラ１２は、要求減速度（Ｇ）＜Ｆ／Ｃ ＯＦＦ時の減速度（Ｇ）、すなわち要求減速度（Ｇ）の絶対値の方がＦ／Ｃ ＯＦＦ時の減速度（Ｇ）の絶対値より、大きいと判定すると、処理をステップＳ４へ移行する。また、要求減速度（Ｇ）の絶対値の方がＦ／Ｃ ＯＦＦ時の減速度（Ｇ）の絶対値より、小さいと判定すると、すなわち、Ｆ／Ｃ ＯＦＦでも、車速指令値に対しての減速を満足するとして、処理を終了する。

ステップＳ４では、車速と、Ａ／ＣのＯＮ−ＯＦＦ状態を読み込み、図２の二点鎖線あるいは太い破線より、Ｆ／Ｃ ＯＮ時の減速度（Ｇ）を読み込み、処理をステップ５へと移行する。

ステップＳ５では、要求減速度（Ｇ）とステップＳ４で読み込んだＦ／Ｃ ＯＮ時の減速度（Ｇ）とを比較する。
減速度（Ｇ）は、負の数値である。絶対値が大きいほど、減速度は大きくなる。
そこで、車速コントローラ１２は、要求減速度（Ｇ）＜Ｆ／Ｃ ＯＮ時の減速度（Ｇ）、すなわち要求減速度（Ｇ）の絶対値の方がＦ／Ｃ ＯＮ時の減速度（Ｇ）の絶対値より、大きいと判定すると、処理をステップＳ６へ移行する。また、要求減速度（Ｇ）の絶対値の方がＦ／Ｃ ＯＮ時の減速度（Ｇ）の絶対値より、小さいと判定すると、すなわち、Ｆ／Ｃ ＯＦＦでも、ベルト式無段変速機１１のダウンシフトのみで、車速指令値に対しての減速を満足するとして、処理をステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ６では、車速と、Ａ／ＣのＯＮ−ＯＦＦ状態を読み込み、図３より、許容可能なＦ／Ｃ ＯＮ時の減速度（Ｇ）段差（トルク段差）からＦ／Ｃ ＯＮ時の許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）を読み込み、処理をステップＳ７へと移行する。
すなわち、例えば車速ＶａＫｍ／ｈでエンジン回転Ｒ２ｒｐｍで走行中とすると、Ｆ／Ｃ ＯＮした場合の、一点鎖線で示される減速度（Ｇ）段差（トルク段差）はＧ２となり、これが許容不可能な段差であれば、次に、エンジン回転Ｒ１ｒｐｍでの実線で示される減速度（Ｇ）段差（トルク段差）はＧ１（＜Ｇ２）となり、これが許容可能な段差であれば、太い破線で示される許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）を読み込む。

ステップＳ７では、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）とステップＳ６で読み込んだ許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）とを比較する。
そこで、車速コントローラ１２は、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）＜許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）、すなわち、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）より、小さいと判定すると、処理をステップＳ８へ移行する。また、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）より、大きいと判定すると、すなわち、アップシフトが必要と判断して、処理をステップＳ９へ移行する。

ステップＳ８では、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）より、小さいので、減速度（Ｇ）段差（トルク段差）が許容可能であるとして、車速コントローラ１２は、エンジントルクコントローラ１３へＦ／Ｃ ＯＮのエンジン出力指令値を出力して、処理を終了する。

ステップ９では、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）より、大きいので、減速度減速度（Ｇ）段差（トルク段差）が許容不可能であるとして、許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）までアップシフトして、処理をステップＳ８へ移行する、すなわち、車速コントローラ１２は、変速比コントローラ１４へ減速度減速度（Ｇ）段差（トルク段差）が許容可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）までのアップシフトの変速比指令値を出力し、許容可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）にアップシフトした時点で、エンジントルクコントローラ１３へＦ／Ｃ ＯＮのエンジン出力指令値を出力して、処理を終了する。

ステップＳ１０では、Ｆ／Ｃ ＯＦＦでも、ベルト式無段変速機１１のダウンシフトのみで、車速指令値に対しての減速を満足するとしているので、車速を読み込み、ダウンシフトを許容可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）上限を算出し、処理をステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ１１では、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）とステップ１０で算出した変速比（Ｒａｔｉｏ）上限とを比較する。
そこで、車速コントローラ１２は、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）＜変速比（Ｒａｔｉｏ）上限、すなわち、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が変速比（Ｒａｔｉｏ）上限より、小さいと判定すると、処理をステップＳ１２へ移行する。また、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が変速比（Ｒａｔｉｏ）上限より、大きいと判定すると、処理をステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１２では、車速コントローラ１２は、変速比コントローラ１４に対して、変速比（Ｒａｔｉｏ）上限へのダウンシフトを行うように変速比指令値を出力して、処理を終了する。

ステップ１３では、車速コントローラ１２は、現在の変速比（Ｒａｔｉｏ）の方が変速比（Ｒａｔｉｏ）上限より、大きいので、現在の変速比を維持して、処理を終了する。

第５図は、実施例１の車速制御時のタイムチャートであり、第６図は、比較例の車速制御時のタイムチャートである。

図５にて、実施例１の作動を説明する。
上が、目標減速度（Ｇ）と実減速度（Ｇ）の時間による変化を示し、中央が、Ｆ／Ｃ ＯＮ、Ｆ／Ｃ ＯＦＦ用のフラグの時間による状態を示し、下が、無段変速機１１の変速比（Ｒａｔｉｏ）の時間による変化を示している。
時間ｔ１まで無段変速機１１のダウンシフトで減速しているが、時間ｔ１で、車速コントローラ１２が無段変速機１１のダウンシフトのみではなく、Ｆ／Ｃ ＯＮの必要性を判定し、無段変速機１１の許容可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）までのアップシフト指令を変速比コントローラ１４へ出し、アップシフトを開始する。
次に、時間ｔ２で、車速コントローラ１２が、許可可能な変速比（Ｒａｔｉｏ）までアップシフトしたと判定し、Ｆ／Ｃ ＯＮを開始する。
このように、Ｆ／Ｃ ＯＮを開始する前に、事前に無段変速機１１をアップシフトさせるので、変速比（Ｒａｔｉｏ）による減速度（Ｇ）段差（トルク段差）の増幅分が小さく抑えられて、車両に発生するショックを抑制することができる。

これに比べ、図６に示す時間ｔ１でのＦ／Ｃ ＯＮが必要との判定と同時に、無段変速機１１がダウンシフトしたまま、Ｆ／Ｃ ＯＮを開始すると、変速比（Ｒａｔｉｏ）によるトルク段差の増幅分が大きく、大きな減速度（Ｇ）段差（トルク段差）が発生し、車両に発生するショックが大きくなっている。

次に作用効果を説明する。
実施例１の車速制御装置および車速制御方法にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。

（１）車速コントローラ１２は、車速指令値に対してＦ／Ｃ ＯＮによる減速の必要性を判定すると、事前に無段変速機を所定の変速比までアップシフトさせるようにした。
よって、Ｆ／Ｃ ＯＮによる減速度（Ｇ）段差（トルク段差）を小さくできるので、車速のハンチングを防止できるとともに、車両のショックを抑えることができる。
（２）所定の変速比は、Ｆ／Ｃ ＯＮによる減速度（Ｇ）段差（トルク段差）が許容可能な範囲内の変速比である。
よって、乗員が、より違和感を感じない車両のショックとすることができる。

以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、許容可能なトルク段差とするために、所定変速比を算出しているが、これに代えて、所定のエンジン回転数としてもよいし、補機負荷として、Ａ／Ｃを挙げているが、発電機等他の補機類を考慮してもよい。

また、上記実施例では、ベルト式無段変速機であるが、ベルトの代わりにチェーンがプーリ間に掛け回される無段変速機であってもよい。あるいは、入力ディスクと出力ディスクの間に傾転可能なパワーローラを配置するトロイダル式無段変速機であってもよい。

さらに、プーリの可動円錐板を軸方向に変位させるアクチュエータとして油圧シリンダを備えているが、アクチュエータは油圧で駆動されるものに限らず電気的に駆動されるものあってもよい。

１ セットスイッチ（車速設定部）
７ 車速センサ（車速検出部）
１２ 車速コントローラ
１３ エンジンコントローラ
１４ 自動変速機コントローラ

Claims (3)

1. 車速指令値を設定する車速設定部と、
   車速を検出する車速検出部と、
   エンジンの出力を制御するエンジンコントローラと、
   自動変速機の変速比を制御する自動変速機コントローラと、
   車速検出値を車速指令値に一致させるために、前記エンジンコントローラにエンジン出力指令値を、自動変速機コントローラに変速比指令値を出力する車速コントローラを有する車速制御装置において、
   前記車速コントローラは、車速検出値を車速指令値に一致させるための減速度が、自動変速機の変速比のみでは、不足であると判定すると、事前に前記自動変速機コントローラに変速比を所定変速比までアップシフトの変速比指令値を出力するとともに、
   前記自動変速機が所定の変速比までアップシフトした時点で、前記エンジンコントローラにフューエルカットのエンジン出力指令値を出力する、
   ことを特徴とする車速制御装置。
2. 請求項１に記載の車速制御装置であって、
   前記所定の変速比は、フューエルカット時のトルク段差が許容可能な範囲内の変速比である、
   ことを特徴とする車速制御装置。
3. 車速指令値を設定する車速設定部と、
   車速を検出する車速検出部と、
   エンジンの出力を制御するエンジンコントローラと、
   自動変速機の変速比を制御する自動変速機コントローラと、
   車速検出値を車速指令値に一致させるように、前記エンジンコントローラと自動変速機コントローラを制御する車速コントローラとを備え、
   減速中にフューエルカットを行う車速制御方法であって、
   車速検出値を車速指令値に一致させるための減速度が、自動変速機の変速比のみでは、不足であると判定するステップと、
   事前に前記自動変速機コントローラに変速比を所定変速比までアップシフトの変速比指令値を出力するステップと、
   前記自動変速機が所定の変速比までアップシフトした時点で、前記エンジンコントローラにフューエルカットのエンジン出力指令値を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする車速制御方法。

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