JP2019090450A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を変更することなく車両の意図しない動き出しを防止できる車両の制御装置を提供すること。【解決手段】制御部は、クラッチの摩擦係合要素を流通するオイルの油温が所定油温未満（ステップＳ１でＹＥＳ）、かつ車両が停止していることを車速センサが検出している状態（ステップＳ２でＹＥＳ）で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部により行われた場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、車輪に制動力を作用させるよう姿勢制御装置を制御する（ステップＳ４）。また、制御部は、油温が所定油温未満、かつ車両が所定車速未満で走行していることを車速センサが検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部により行われた場合、車輪に制動力を作用させ、車速が０に近づくに連れて制動力が漸次大きくなるよう姿勢制御装置を制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

自動車等の車両には、エンジンから伝達された回転を変速して車輪に出力する自動変速機が設けられており、この自動変速機は、動力伝達経路を切換えて変速段を変更するための複数のクラッチを有している。

従来のこの種の技術として特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、操作手段がニュートラル位置に切り換えられたときには湿式クラッチの接続を解除して出力軸への動力の遮断を行うとともに、駆動手段により駆動する動力遮断手段によっても出力軸への動力の遮断を行っている。

また、特許文献１に記載のものは、制動用ソレノイドバルブを開いて供給された作動油により、クラッチハウジングと一体成形されたドラム部と第３のアイドラギヤとが接続され、第３のアイドラギヤに制動力が作用するようになっている。このような構成により、特許文献１に記載のものは、低温下において、ニュートラル時にオートマチックトランスミッション（自動変速機）の引きずりを防止することができる。

特開平７−１３９６２０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、アウトプット部にクラッチを別途設けているため、工数増加、コスト増加及び重量増加等を引き起こすおそれがある。また、特許文献１に記載のものは、変速機の油温が低い状態では、オイルの粘度が高く、アイドラギヤの制動が遅くなるおそれがある。これにより、変速機の油温が低い場合には、ニュートラル時に車両が動き出してしまうおそれがある。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、構造を変更することなく車両の意図しない動き出しを防止できる車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、原動機と、前記原動機から伝達された回転を変速して車輪に伝達する自動変速機と、前記自動変速機に対してシフトレンジの切替え操作を行うシフトレンジ操作部と、車速を検出する車速検出部と、を備え、前記自動変速機が、前記車両が走行する走行レンジから前記車両が走行しない非走行レンジへの切替え操作が前記シフトレンジ操作部により行われた場合に油圧により開放されるクラッチを備える車両の制御装置であって、前記クラッチの摩擦係合要素を流通するオイルの油温を検出又は推定する油温取得部と、前記車輪に制動力を作用させる制動力作用部と、前記制動力作用部を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記油温が所定油温未満、かつ車両が停止していることを前記車速検出部が検出している状態で、前記走行レンジから前記非走行レンジへの切替え操作が前記シフトレンジ操作部により行われた場合、前記車輪に制動力を作用させるよう前記制動力作用部を制御することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、構造を変更することなく車両の意図しない動き出しを防止できる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を備える車両の構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を備える車両に設けられた自動変速機のクラッチを示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置による停車中制動動作を説明するフローチャートである。 図４は、図３の停車中制動動作が実施された場合の車両状態の推移を説明するタイミングチャートである。 図５は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置による走行中制動動作を説明するフローチャートである。 図６は、図５の走行中制動動作が実施された場合の車両状態の推移を説明するタイミングチャートである。

本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、原動機と、原動機から伝達された回転を変速して車輪に伝達する自動変速機と、自動変速機に対してシフトレンジの切替え操作を行うシフトレンジ操作部と、車速を検出する車速検出部と、を備え、自動変速機が、車両が走行する走行レンジから車両が走行しない非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部により行われた場合に油圧により開放されるクラッチを備える車両の制御装置であって、クラッチの摩擦係合要素を流通するオイルの油温を検出又は推定する油温取得部と、車輪に制動力を作用させる制動力作用部と、制動力作用部を制御する制御部と、を有し、制御部は、油温が所定油温未満、かつ車両が停止していることを車速検出部が検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部により行われた場合、車輪に制動力を作用させるよう制動力作用部を制御することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、構造を変更することなく車両の意図しない動き出しを防止できる。

以下、本発明の一実施例に係る車両の制御装置について図面を用いて説明する。

図１において、車両１０は、エンジン２０と、自動変速機３０と、車輪１２と、姿勢制御装置４０と、車両１０を総合的に制御する制御部５０とを含んで構成される。

エンジン２０には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２０は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。

自動変速機３０は、エンジン２０から伝達された回転を変速し、変速後の回転を図示しないドライブシャフトを介して車輪１２に伝達するようになっている。自動変速機３０は、遊星歯車機構を用いて段階的に変速を行うようにした、いわゆるステップＡＴからなる。

自動変速機３０は、図２に示すように、エンジン２０の回転が入力されるインプットシャフト３５と、遊星歯車機構に回転を伝達する従動シャフト３６と、クラッチ３７とを備えている。

クラッチ３７は湿式多板式のクラッチからなり、インプットシャフト３５と連結された摩擦係合要素３５Ａと、従動シャフト３６と連結された摩擦係合要素３６Ａとを備えている。クラッチ３７は、いわゆるフォワードクラッチであり、シフトレンジがＤレンジに操作されている場合は係合され、シフトレンジがＮレンジに操作されている場合は開放される。クラッチ３７は湿式多板式であるため、摩擦係合要素３５Ａ、３６Ａの間をオイルが流通している。自動変速機３０は、クラッチ３７と同様の構造の複数のクラッチを備えており、クラッチの係合又は開放の組み合わせを変えることによって、自動変速機３０における動力伝達経路を切替え、変速段を変更する。

図１、図２において、制御部５０は、エンジン２０を制御するエンジンコントローラ５０Ａと、自動変速機３０を制御するトランスミッションコントローラ５０Ｂとを有している。

エンジンコントローラ５０Ａ及びトランスミッションコントローラ５０Ｂは、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニット（ＥＣＵ： Electronic Control Unit）によって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを機能させるためのプログラムが格納されており、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行する。

制御部５０において、エンジン回転数、アクセル開度、スロットル開度、エンジントルク及びエアコン信号が、エンジンコントローラ５０ＡからＣＡＮ通信によりトランスミッションコントローラ５０Ｂに送信される。なお、本実施例ではエンジンコントローラ５０Ａとトランスミッションコントローラ５０Ｂとに機能が分割されているが、これらのコントローラを１つに統合してもよい。

エンジン２０にはエンジン回転数センサ２７が設けられており、このエンジン回転数センサ２７は、図示しないクランク軸の回転位置に基づいて、エンジン２０の発生するエンジン回転数を検出し、検出信号を制御部５０のエンジンコントローラ５０Ａに送信する。

エンジン２０にはスロットル開度センサ２８が設けられており、このスロットル開度センサ２８は、図示しないスロットルバルブの開度を検出し、検出信号を制御部５０のエンジンコントローラ５０Ａに送信する。

自動変速機３０のクラッチ３７は、制御部５０のトランスミッションコントローラ５０Ｂがシフトレンジに応じて制御することで、係合及び開放される。クラッチ３７が係合されることによって、インプットシャフト３５の回転が従動シャフト３６に伝達され、従動シャフト３６がインプットシャフト３５と一体回転する。また、クラッチ３７が開放されることによって、インプットシャフト３５と従動シャフト３６とが切り離され、自動変速機３０がニュートラル状態になる。

車両１０には車速センサ１５が設けられており、車速センサ１５は、車速を検出して検出信号を制御部５０に送信する。

また、車両１０にはアクセル開度センサ１６が設けられており、アクセル開度センサ１６は、図示しないアクセルペダルの踏込み量を検出し、検出信号をアクセル開度として制御部５０に送信する。

また、車両１０にはシフトレンジ操作部１７が設けられており、シフトレンジ操作部１７は、ドライバが自動変速機３０に対してシフトレンジの切替え操作を行うためのものである。

姿勢制御装置４０は、車両１０の横滑り等が発生した場合に車輪１２に制動力を作用させ、車両１０の姿勢を制御する装置である。姿勢制御装置４０は、横滑り防止装置、ＥＳＣ（Electronic Stability Control）またはＥＳＰ（Electronic Stability Program）とも呼ばれる。姿勢制御装置４０は、横滑り等の発生時だけでなく、制御部５０からのブレーキ要求によっても車輪１２に制動力を作用させる。

本実施例において、エンジン２０は本発明における原動機を構成し、車速センサ１５は本発明における車速検出部を構成する。また、制御部５０は本発明における油温取得部を構成し、姿勢制御装置４０は本発明における制動力作用部を構成する。

ここで、クラッチ３７を流通するオイルは、低温環境下では粘度が高くなる。このため、シフトレンジがＤレンジ又はＲレンジからＮレンジに操作された直後は、摩擦係合要素３５Ａ、３６Ｂの距離が十分に離隔するまでオイルの粘性によって引き摺りが発生しており、クラッチ３７が完全に開放されない。したがって、低温環境下ではクラッチ３７の開放動作が遅延することがある。

また、オイルの油温が低くオイルの粘度が高い場合、係合状態の摩擦係合要素３５Ａ、３６Ａを開放させるために油圧回路のバルブを開いてオイルを排出した際に、オイルの排出速度が遅いため、クラッチ３７の開放動作が遅延することがある。

このような事情から、低温環境下でオイルの粘度が高い状況では、ドライバがシフトレンジ操作部１７でシフトレンジを走行レンジ（例えば、Ｄレンジ又はＲレンジ）から非走行レンジ（例えば、Ｎレンジ）に切替え、ブレーキペダルから足を離した際に、車両１０が意図せず動き出すことが起こりうる。

そこで、本実施例では、制御部５０は、オイルの粘度が高いために車両１０が意図せず動き出すことが想定される状況では、車輪１２に制動力を作用させるようにしている。

制御部５０は、オイルの油温が所定油温未満、かつ車両１０が停止していることを車速センサ１５が検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部１７により行われた場合、車輪１２に制動力を作用させるよう姿勢制御装置４０を制御する停車中制動動作を実施する。

ここで、制御部５０は、クラッチ３７の摩擦係合要素３５Ａ、３６Ａの間を流通するオイルの油温を検出又は推定する油温取得部としても機能する。例えば、制御部５０は、自動変速機３０内の既存の油温センサまたは新たに設けた油温センサによってオイルの油温を検出することができる。又は制御部５０は、車両状態等に基づいてオイルの油温を推定する。

また、制御部５０は、油温が所定油温未満、かつ車両が所定車速未満で走行していることを車速センサ１５が検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部１７により行われた場合、車輪１２に制動力を作用させ、車速が０に近づくに連れて制動力が漸次大きくなるよう姿勢制御装置４０を制御する走行中制動動作を実施する。

以上のように構成された車両１０の制御部５０による停車中制動動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。この動作は、システムの起動中は短い周期で繰り返し実施される。

図３において、制御部５０は、ステップＳ１で自動変速機３０のクラッチ３７の油温が閾値以下であるか否かを判別する。制御部５０は、ステップＳ１で油温が閾値より大きい場合は今回の動作を終了し、油温が閾値以下である場合は、ステップＳ２で車速Ｖが０［ｋｍ／ｈ］であるか否かを判別する。すなわち、制御部５０は車両１０が停車しているか否かを判別する。

制御部５０は、ステップＳ２で車速が０［ｋｍ／ｈ］ではない場合は今回の動作を終了し、車速が０［ｋｍ／ｈ］である場合、ステップＳ３でＤレンジ又はＲレンジからＮレンジへのシフト操作が行われたか否かを判別する。

制御部５０は、ステップＳ３でＮレンジへのシフト操作が行われていない場合は今回の動作を終了し、Ｎレンジへのシフト操作が行われた場合はステップＳ４でブレーキを作動させる。

ステップＳ４では、制御部５０は、車輪１２に制動力を作用させるよう姿勢制御装置４０を制御する。そして、所定時間Ｔ１後に制動力を解除する。所定時間Ｔ１は、車両１０の動き出しを防止するための十分な時間に設定されている。

次いで、図４のタイミングチャートを参照し、図３の停車中制動動作が実施される際の車両状態の推移を説明する。図４において、縦軸は車速、シフトレンジ（図中、シフト位置と記す）及び制動力を表わし、横軸は時間を表わしている。なお、図４の制動力の"ＯＮ"は、車輪１２に制動力を作用させるよう制御部５０が姿勢制御装置４０を制御していることを表わす。したがって、ドライバの制動操作による制動力は図４には表わされていない。

図４に示すように、時刻ｔ０において、ドライバの制動操作によって車速が低下しており、シフトレンジはＤレンジに設定されており、制動力はＯＦＦにされている。

その後、時刻ｔ１で車速が０になって車両１０が停車する。その後、時刻ｔ２でドライバによりシフトレンジがＮレンジに切替えられたため、時刻ｔ３で制動力がＯＮにされる。

次に、制御部５０による走行中制動動作について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。この動作は、システムの起動中は短い周期で繰り返し実施される。

図５において、制御部５０は、ステップＳ１１で自動変速機３０のクラッチ３７の油温が閾値以下であるか否かを判別する。制御部５０は、ステップＳ１１で油温が閾値より大きい場合は今回の動作を終了し、油温が閾値以下である場合は、ステップＳ１２で車速Ｖが所定車速Ｖｔｈ［ｋｍ／ｈ］未満であるか否かを判別する。

制御部５０は、ステップＳ１２で車速が所定車速Ｖｔｈ［ｋｍ／ｈ］未満ではない場合は今回の動作を終了し、車速が０［ｋｍ／ｈ］未満である場合、ステップＳ１３でＤレンジ又はＲレンジからＮレンジへのシフト操作が行われたか否かを判別する。

制御部５０は、ステップＳ１３でＮレンジへのシフト操作が行われていない場合は今回の動作を終了し、Ｎレンジへのシフト操作が行われた場合はステップＳ１４でブレーキを作動させる。ステップＳ１４において、制御部５０は、車輪１２に制動力を作用させるよう姿勢制御装置４０を制御する。そして、所定時間Ｔ２後に制動力を解除する。所定時間Ｔ２は、車両１０の停車後の動き出しを防止するための十分な時間に設定されている。

次いで、図６のタイミングチャートを参照し、図５の走行中制動動作が実施される際の車両状態の推移を説明する。図６において、縦軸は車速、シフトレンジ（図中、シフト位置と記す）及び制動力を表わし、横軸は時間を表わしている。なお、図６の制動力の"ＯＮ"は、車輪１２に制動力を作用させるよう制御部５０が姿勢制御装置４０を制御していることを表わす。したがって、ドライバの制動操作による制動力は図６には表わされていない。

図６に示すように、時刻ｔ１０において、ドライバの制動操作によって車速が低下しており、シフトレンジはＤレンジに設定されており、制動力はＯＦＦにされている。その後、時刻ｔ１１でドライバによりシフトレンジがＮレンジに切替えられる。

その後、時刻ｔ１２で車速が所定車速Ｖｔｈまで低下したため、制動力がＯＮにされ、車速が低下するに連れて制動力が漸次大きくされる。その後、時刻ｔ１３で車速が０になって車両１０が停車する。

以上のように、本実施例において、制御部５０は、自動変速機３０のオイルの油温が所定油温未満、かつ車両１０が停止していることを車速センサ１５が検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部１７により行われた場合、車輪１２に制動力を作用させるよう姿勢制御装置４０を制御する。

このように、本実施例では、オイルの油温が所定油温未満、かつ車両が停止していることを車速センサ１５が検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作が行われた場合、ドライバのブレーキ操作力が十分でないときであっても、車輪１２に制動力を作用させるよう制御部５０が姿勢制御装置４０を制御するので、車両１０が意図せず動き出すことを防止できる。

また、本実施例では、制御部５０の制御によって車両１０の意図しない動き出しを防止するようになっているため、自動変速機３０に別途のクラッチを設ける等の構造変更を行う必要がない。

この結果、構造を変更することなく車両１０の意図しない動き出しを防止できる。

また、本実施例において、制御部５０は、油温が所定油温未満、かつ車両が所定車速未満で走行していることを車速センサ１５が検出している状態で、走行レンジから非走行レンジへの切替え操作がシフトレンジ操作部１７により行われた場合、車輪１２に制動力を作用させ、車速が０に近づくに連れて制動力が漸次大きくなるよう姿勢制御装置４０を制御する。

これにより、車両１０の減速走行中に、ドライバが減速後に停車する意図を持ってシフトレンジ操作部１７により走行レンジから非走行レンジに切替えた場合、車速が０に低下する前から車輪１２に制動力が作用するため、車速が０になった後にドライバがブレーキペダルから足を離した際に、車両１０の動き出しを防止する十分な制動力を車輪１２に作用させることができる。このため、車両１０が停止後に意図せず動き出すことを防止できる。

この結果、構造を変更することなく車両１０の意図しない動き出しを防止できる。これに加え、本実施例では、車速が０に近づくに連れて制動力が漸次大きくなるので、制動開始時及び制動中にドライバに違和感や不快感を与えることを防止できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０ 車両
１２ 車輪
１５ 車速センサ（車速検出部）
１７ シフトレンジ操作部
２０ エンジン（原動機）
３０ 自動変速機
３５Ａ、３６Ａ 摩擦係合要素
３７ クラッチ
４０ 姿勢制御装置（制動力作用部）
５０ 制御部（制御部、油温取得部）

Claims (2)

1. 原動機と、
   前記原動機から伝達された回転を変速して車輪に伝達する自動変速機と、
   前記自動変速機に対してシフトレンジの切替え操作を行うシフトレンジ操作部と、
   車速を検出する車速検出部と、を備え、
   前記自動変速機が、前記車両が走行する走行レンジから前記車両が走行しない非走行レンジへの切替え操作が前記シフトレンジ操作部により行われた場合に油圧により開放されるクラッチを備える車両の制御装置であって、
   前記クラッチの摩擦係合要素を流通するオイルの油温を検出又は推定する油温取得部と、
   前記車輪に制動力を作用させる制動力作用部と、
   前記制動力作用部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、
   前記油温が所定油温未満、かつ車両が停止していることを前記車速検出部が検出している状態で、前記走行レンジから前記非走行レンジへの切替え操作が前記シフトレンジ操作部により行われた場合、
   前記車輪に制動力を作用させるよう前記制動力作用部を制御することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御部は、
   前記油温が所定油温未満、かつ前記車両が所定車速未満で走行していることを前記車速検出部が検出している状態で、前記走行レンジから前記非走行レンジへの切替え操作が前記シフトレンジ操作部により行われた場合、
   前記車輪に制動力を作用させ、前記車速が０に近づくに連れて前記制動力が漸次大きくなるよう前記制動力作用部を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。

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