JP2020133755A - 車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行モードとして動力性能を重視したパワーモードが選択されている場合でも、交通状況に合わせて燃費性能の向上を図ることができる車両の自動変速制御装置を提供すること。【解決手段】変速制御部は、走行モード選択スイッチによりパワーモードが選択されている状態で（Ｓ１０２がＮｏ）、追従走行判定部が車間距離センサや車速センサにより車両が先行車に対して追従走行していると判定した場合には（Ｓ１０８がＹｅｓ）、エコノミーモード用のシフトマップを選択して（Ｓ１０３）、変速機のギヤ段を制御する（Ｓ１０４からＳ１０７）。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関する。

車両の自動変速機としては、駆動源と変速機構との間の継手としてトルクコンバータを用いた、いわゆるトルクコンバータ式ＡＴ（Automatic transmission）や、クラッチの断接を自動で行う、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）がある。

自動変速機の変速ギヤの切り替えのタイミングは、一般的に、車速とアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）に基づくシフトマップと、車両の走行状態（道路勾配、車両重量等）を考慮して決定される。

例えば、特許文献１には、機械式自動変速機を含む自動変速機を有する車両において、通常燃費モードと省燃費モードの２つのモードを選択可能な燃費モード選択手段を備える省燃費運転システムが開示されている。

特開２００７−１３７１６１号公報

特許文献１のように、複数の走行モードを設定しておき、運転者が運転状況に応じて走行モードを選択できる車両がある。例えば、特許文献１の省燃費モードのように他の走行モードに対して比較的燃費性能を重視した走行を実現する走行モード（以下エコノミーモードと称す）や、他の走行モードに対して比較的動力性能を重視した走行を実現する走行モード（以下パワーモードと称す）に応じたシフトマップが設定されており、運転者がセレクトボタン等で運転状況に応じて走行モードを選択可能な車両もある。

しかしながら、エコノミーモードとパワーモードとを運転者の意思で切り替え可能な場合において、運転者が交通状況に応じて走行モードにこまめに切り替えず、動力性能を重視したパワーモードのままで走行していると、混雑時等の駆動力が必要のない状況にもかかわらず低めのギヤ段が選択され高いエンジン回転数で走行することになり、燃費が悪化するという問題がある。一方で、運転者が交通状況に応じて走行モードにこまめに切り替えるのは、運転者にとって煩わしさを感じさせるという問題がある。

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、その目的とするところは、走行モードとして動力性能を重視したパワーモードが選択されている場合でも、運転者にとって煩わしさを感じさせることなく交通状況に合わせて燃費性能の向上を図ることができる車両の走行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走行制御装置は、ギヤ段のシフトアップ及びシフトダウンを自動で行うことが可能な自動変速機と、自車両の前方を走行する先行車との車間距離を検出可能な車間距離検出部と、前記自車両の車速を検出する車速検出部と、少なくとも、燃費性能重視のエコノミーモード、及び動力性能重視のパワーモードを含む複数の走行モードを選択可能な走行モード選択部と、アクセル開度と車速に応じて目標ギヤ段を設定するシフトマップについて、前記エコノミーモード用と前記パワーモード用の少なくとも２種類を有し、前記走行モード選択部により選択されたシフトマップに基づいて前記自動変速機のギヤ段を制御する変速制御部と、前記車間距離検出部により検出される車間距離と前記車速検出部により検出される車速を用いて自車両が先行車に追従した走行をしていることを判定する追従走行判定部と、備え、前記変速制御部は、前記走行モード選択部により前記パワーモードが選択されている状態で、追従走行判定部により前記自車両が先行車に追従した走行をしていることが判定されたされた場合には、前記エコノミーモード用のシフトマップに基づいて前記自動変速機のギヤ段を制御する。

（２）本適用例に係る車両の走行制御装置は、上記（１）において、さらにウインカーの操作状態を検出可能なウインカー検出部を備え、前記変速制御部は、前記走行モード選択部により前記パワーモードが選択されている状態で、前記車間距離検出部により検出される車間距離を用いて自車両が先行車に追従した走行をしていることが判定された場合であっても、前記ウインカー検出部により前記ウインカーが操作されていることが検出されたときには、前記パワーモード用のシフトマップに基づいて前記自動変速機のギヤ段を制御してもよい。

上記手段を用いる本発明によれば、走行モードとして動力性能を重視したパワーモードが選択されている場合でも、運転者にとって煩わしさを感じさせることなく交通状況に合わせて燃費性能の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態における車両の走行制御装置を備えた車両の駆動系を示す概略構成図である。 本発明の一実施形態における車両の走行制御装置の変速制御部が実行するシフトマップの制御ルーチンを示すフローチャートである。 追従走行判定の例を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した車両の走行制御装置の一実施形態を説明する。

図１は本実施形態の車両の走行制御装置に備えた車両の駆動系を示す概略構成図であり、以下同図に基づき本実施形態の構成について説明する。

本実施形態における車両１は例えばトラックであり、走行用駆動源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２が搭載されている。エンジン２の出力軸２ａにはクラッチ装置３を介して自動変速機（以下、単に変速機という）４の入力軸４ａが接続され、クラッチ装置３の接続時にエンジン２の回転が変速機４に伝達されるようになっている。当該変速機４は、例えば前進６段及び後進１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置３の断接操作を自動化した、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）である。

クラッチ装置３は、フライホイール５にクラッチ板６をプレッシャスプリング７により圧接させて接続される一方、フライホイール５からクラッチ板６を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板６にはアウタレバー８を介してエアシリンダ９が連結され、エアシリンダ９には電磁弁１０が介装されたエア通路１１を介して圧縮エアを充填したエアタンク１２が接続されている。

電磁弁１０の開弁時にはエアタンク１２からエア通路１１を介してエアシリンダ９に圧縮エアが供給され、エアシリンダ９が作動してアウタレバー８を介してクラッチ板６をフライホイール５から離間させ、これによりクラッチ装置３が接続状態から切断状態に切り替えられる。一方、電磁弁１０が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ９が作動しなくなることから、クラッチ板６はプレッシャスプリング７によりフライホイール５に圧接され、これによりクラッチ装置３は切断状態から接続状態に切り替えられる。このように電磁弁１０の開閉に応じてエアシリンダ９が作動して、クラッチ装置３を自動的に断接操作可能になっている。

変速機４にはギヤ段を切り替えるためのギヤシフトユニット１３が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１３は、変速機４内の各ギヤ段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１３はエア通路１４を介して上記したエアタンク１２と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１２からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切替操作すると、切替操作に応じて変速機４のギヤ段のギヤ入れが行われる。このようにギヤシフトユニット１３の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機４を自動的に変速操作可能になっている。なお、本実施形態では主にエアによりクラッチ装置３及び変速機４を作動させているが、作動方式はこれに限られず、例えば油圧を用いてもよい。またクラッチ装置３は湿式多板クラッチでもよい。

車両１内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２０が設置されており、エンジン２、クラッチ装置３、変速機４の総合的な制御を行う。

ＥＣＵ２０の入力側には、例えば、運転席に設けられたシフトレバー１５の切替位置を検出するレバー位置センサ２１、アクセルペダル１６の操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ２２、ブレーキペダル１７の操作を検出するブレーキスイッチ２３、変速機４の現ギヤ段を検出するギヤ段センサ２４、変速機４の出力軸４ｂに設けられて出力軸回転速度から車速を検出する車速センサ２５（車速検出部）、先行車との車間距離を計測する車間距離センサ２６（車間距離検出部）、ウインカーのオン／オフ操作を検出するウインカーセンサ２７（ウインカー検出部）などのセンサ類が接続されている。なお、車間距離センサ２６は例えばレーザレーダやミリ波レーダである。

また、車両１には、運転者が走行モードを選択可能な走行モード選択スイッチ２８（走行モード選択部）が設けられている。走行モードとしては、燃費性能重視のエコノミーモードと、動力性能重視のパワーモードが設定されており、選択されている走行モードの情報がＥＣＵ２０に入力される。なお、本実施形態における走行モードはこの２種類のみであるが、走行モードはこれに限られるものではなく、他の走行モードが設定されていてもよい。

また、ＥＣＵ２０の出力側には、上記したクラッチ装置３の電磁弁１０、ギヤシフトユニット１３の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン２の燃料噴射弁などが接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２０で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２０とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。

そして、例えばＥＣＵ２０は、エンジン回転数及びアクセルセンサ２２により検出されたアクセル開度に基づき、図示しないマップからエンジン２の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン２を運転する。

また、ＥＣＵ２０は、シフトレバー１５においてＤ（ドライブ）レンジが選択されているときに自動変速モードを実行する変速制御部３０を有している。変速制御部３０は、アクセル開度及び車速に応じた目標ギヤ段が設定されたシフトマップと、道路勾配や車両重量等の車両１の走行状態に基づき目標ギヤ段を算出する。変速制御部３０は、上記走行モードに応じてシフトマップを複数有しており、エコノミーモード用のシフトマップとパワーモード用のシフトマップを有している。エコノミーモード用のシフトマップは、比較的低いエンジン回転数で走行できるよう低速時から高いギヤ段が選択される傾向にあり、パワーモード用のシフトマップは高トルクで走行できるよう比較的低いギヤ段が選択される傾向にある。

そして、変速制御部３０は、目標ギヤ段がシフトアップ又はシフトダウンしたときには、クラッチ装置３の電磁弁１０を開閉してエアシリンダ９によりクラッチ装置３を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１３の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切替操作して目標ギヤ段にギヤ入れし、これにより常に適切なギヤ段をもって車両を走行させる。

なお、シフトレバー１５が選択可能なシフト位置としては、変速機４のギヤをニュートラルとするＮ（ニュートラル）レンジ、前進走行時に選択するＤ（ドライブ）レンジ、後進時に選択するＲ（リバース）レンジ、手動でギヤ段をシフトアップ又はシフトダウン可能なＭ（マニュアル）レンジ等がある。

また、ＥＣＵ２０は、車間距離センサ２６により検出される車間距離と車速センサ２５により検出される車速を用いて自車両が先行車に追従した走行（追従走行）をしていることを判定する追従走行判定部３１を有している。

さらに、ＥＣＵ２０は、オートクルーズ制御部を有していてもよい。オートクルーズ制御部は、運転者により設定された目標車速を維持するようにエンジン２及び変速機４を制御するオートクルーズ制御を実施可能である。

そして、オートクルーズ制御部は、オートクルーズ制御に基づく走行中に自車両の前方に先行車がある場合、当該先行車との車間距離を一定の範囲に保つように加速又は減速を行う車間距離保持オートクルーズ制御も実行可能である。

このように構成された車両１において、ＥＣＵ２０の変速制御部３０は、車間距離保持オートクルーズ制御に用いる車間距離センサ２６や、ウインカーセンサ２７を利用して、パワーモード選択時において交通状況に応じたシフトマップ切替制御を実行可能である。

具体的には、変速制御部３０は、走行モード選択スイッチ２８によりパワーモードが選択されている状態で、車間距離センサ２６により車両１が先行車に対して追従走行していると判定された場合には、エコノミーモード用のシフトマップを選択して変速機４のギヤ段を制御する。

詳しくは、図２にＥＣＵ２０の変速制御部３０が実行する変速制御ルーチンを表すフローチャートが示されており、以下、同フローチャートに沿って変速制御部３０が実行する変速制御について説明する。

まず図２のステップＳ１０１として、変速制御部３０は、自動変速モードでの走行中であるか否かを判定する。具体的には変速制御部３０は、レバー位置センサ２１からの情報から、シフトレバー１５がＤレンジの位置にあるか否かを判定する。当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、つまりオートクルーズモードや手動変速モードである場合は、変速制御部３０による変速制御は実行せず、当該ルーチンをリターンする。

一方、当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合、すなわちシフトレバー１５がＤレンジの位置である場合は、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２において、変速制御部３０は、走行モード選択スイッチ２８によりエコノミーモードが選択されているか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合、すなわちエコノミーモードが選択されている場合は、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、変速制御部３０は、シフトマップとしてエコノミーモード用のシフトマップを選択する。

そして、ステップＳ１０４において、変速制御部３０は、選択されたシフトマップ及び車両１の走行状態（道路勾配、車両重量）に基づき目標ギヤ段を算出する。

続くステップＳ１０５において、変速制御部３０はステップＳ１０４にて算出した目標ギヤ段が現ギヤ段と同じであるか否かを判定する。当該判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、変速制御部３０は現ギヤ段を保持して、当該ルーチンをリターンする。

一方、ステップＳ１０５の判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、すなわちシフトアップ又はシフトダウンが必要である場合は、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、変速制御部３０は変速機４に対して目標ギヤ段への変速を実行する。

また、上記ステップＳ１０２において、判定結果が偽（Ｎｏ）であった場合、すなわち走行モード選択スイッチによりパワーモードが選択されていた場合は、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、追従走行判定部３１は、車両１が先行車に追従走行しているか否かを判定する。当該追従走行の判定は、車間距離センサ２６により検出される車間距離と車速センサ２５により検出される自車の車速を用いる。これらにより、先行車の加速度、自車両の加速度、先行車と自車両の相対速度が算出でき、先行車と自車両とが一定距離を保っている、近づいている、離れている、あるいは先行車が急に割り込んだ、急にいなくなった等が判定可能である。

具体的には図３に追従走行判定の例を示す。図３では横軸に車速、縦軸に車間距離が示されており、斜線で示された範囲で、先行車との車間距離と自車両の車速が所定時間保持されている場合に追従走行をしていると判定する。

ステップＳ１０８の判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、すなわち先行車がいない等、追従走行を行っていない場合には、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、変速制御部３０は、走行モード選択スイッチ２８で選択されている通り、シフトマップとしてパワーモード用のシフトマップを選択し、上述したステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４以降は上述した通りであり、パワーモード用のシフトマップに基づく変速を行う。

一方、上記ステップＳ１０８の判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合、すなわち追従走行している場合には、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、変速制御部３０は、ウインカーセンサ２７からの情報に基づき、ウインカーがＯＮであるか否かを判定する。これは運転者が車線変更して先行車を追い越す場合など追従走行を止める意思があるか否かの判定を行っている。

当該判定結果が偽（Ｎｏ）である場合、すなわち、先行車への追従走行を止める意思がない場合は、上述したステップＳ１０３に進む。つまり、変速制御部３０は、走行モード選択スイッチではエコノミーモードが選択されていないが、シフトマップとしてはエコノミーモード用のシフトマップを選択することとなり、次のステップＳ１０４以降においてエコノミーモード用のシフトマップに基づく変速を行う。

一方、ステップＳ１１０の判定結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、運転者に先行車への追従走行を止める意思があると判断して、ステップＳ１０９に進み、変速制御部３０はそのままパワーモード用のシフトマップを選択する。

以上のようにして、本実施形態における車両の走行制御装置では、走行モード選択スイッチ２８によりパワーモードが選択されている場合でも、加速の必要性が低い追従走行をしている場合には、自動的にエコノミーモード用のシフトマップを選択することで、燃費を向上させることができる。また、追従走行中であっても、ウインカーの操作が検出されたとき、すなわち運転者に加速意思があることが確認できた場合にはパワーモード用のシフトマップを選択することで、円滑な追い越しを実現することができる。

これにより、本実施形態の両の走行制御装置によれば、走行モードとして動力性能を重視したパワーモードが選択されている場合でも、運転者にとって煩わしさを感じさせることなく交通状況に合わせて燃費性能を向上させることができる。

以上で本発明に係る車両の走行制御装置の実施形態についての説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。

上記実施形態では、車両１をトラックとしているが、本発明を適用することのできる車両はこれに限られるものではなく、乗用車にも適用することができる。

また、上記実施形態では、エンジン２はディーゼルエンジンであるが、エンジンはこれに限られず、例えばガソリンエンジンでもよい。また駆動源はエンジンに限られずモータであってもよい。また、上記実施形態では、変速機は前進１２段後進１段のギヤ段を有したものであるが、変速機の構成はこれに限られない。

また、上記実施形態の車両の駆動系はＡＭＴを採用しているが、本発明を適用可能な駆動系はこれに限られるものではなく、例えば、エンジンがトルクコンバータを介して自動変速機と接続された構成でもよい。

１ 車両
２ エンジン
４ 変速機
１６ アクセルペダル
２０ ＥＣＵ
２２ アクセルセンサ
２４ ギヤ段センサ
２５ 車速センサ
２６ 車間距離センサ（車間距離検出部）
２７ ウインカーセンサ（ウインカー検出部）
２８ 走行モード選択スイッチ（走行モード選択部）
３０ 変速制御部
３１ 追従走行判定部

Claims (2)

1. ギヤ段のシフトアップ及びシフトダウンを自動で行うことが可能な自動変速機と、
   自車両の前方を走行する先行車との車間距離を検出可能な車間距離検出部と、
   前記自車両の車速を検出する車速検出部と、
   少なくとも燃費性能重視のエコノミーモード及び動力性能重視のパワーモードを含む複数の走行モードを選択可能な走行モード選択部と、
   アクセル開度と車速に応じて目標ギヤ段を設定するシフトマップについて、前記エコノミーモード用と前記パワーモード用の少なくとも２種類を有し、選択されたシフトマップに基づいて前記自動変速機のギヤ段を制御する変速制御部と、
   前記車間距離検出部により検出される車間距離と前記車速検出部により検出される車速を用いて自車両が先行車に追従した走行をしていることを判定する追従走行判定部と、備え、
   前記変速制御部は、前記走行モード選択部により前記パワーモードが選択されている状態で、前記追従走行判定部により前記自車両が先行車に追従した走行をしていることが判定された場合には、前記エコノミーモード用のシフトマップに基づいて前記自動変速機のギヤ段を制御する車両の走行制御装置。
2. さらにウインカーの操作状態を検出可能なウインカー検出部を備え、
   前記変速制御部は、前記走行モード選択部により前記パワーモードが選択されている状態で、前記車間距離検出部により検出される車間距離を用いて自車両が先行車に追従した走行をしていることが判定された場合であっても、前記ウインカー検出部により前記ウインカーが操作されていることが検出されたときには、前記パワーモード用のシフトマップに基づいて前記自動変速機のギヤ段を制御する請求項１記載の車両の走行制御装置。
   

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