JP2022065291A - 車両の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】下り勾配の悪路を走行する状況において、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制する。【解決手段】車両の制御システムとしてのコントローラ２２は、加速度センサＳＮ２により検出された加速度に基づき、車両の前後方向に沿った路面勾配を取得し、エンジン２のアイドル回転数を決定し、アイドリング時にエンジン２の回転数がアイドル回転数となるようにエンジン２を制御する。路面勾配が車両１の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択スイッチＳＮ１によりオフロードモードが選択されている場合には、通常モードが選択されている場合、又は、路面勾配が上り勾配若しくは所定値以下の下り勾配の場合よりもアイドル回転数を低くする。【選択図】図７

Description

本発明は、駆動輪を駆動するための動力を供給するエンジンを有する車両の制御システムに関する。

従来、クリープ走行中の燃費を向上するために、路面の勾配に応じてエンジン回転数とエンジン動力伝達率を制御する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、車両がアイドル停車時又はアイドリングストップ時において、路面が下り勾配でありブレーキが解除された場合に、勾配に応じて平坦時よりも低いエンジン回転数に制御する技術が開示されている。

特開２０１９－４３４２４号公報

ところで、例えば未舗装路のように路面の凹凸が激しい悪路を走行している場合、運転者は舗装路を走行している場合よりもアクセルペダルを大きく踏み込む傾向がある。しかしながら、凹凸の激しい路面は一般に摩擦係数が小さいので、駆動輪が空転しやすい。即ち、悪路走行中は通常よりも駆動輪が空転しやすいにも関わらず、運転者は通常よりもアクセルペダルを大きく踏み込むので、駆動輪へ伝達される駆動トルクが過大となり一層駆動輪が空転しやすい状況となってしまう。特に、車両の前向きに下り勾配の坂道では重力加速度も加わることから、アクセルペダルの踏み過ぎや低い路面摩擦係数による車輪の滑りと相まって、車両の発進時に運転者が意図する以上の加速度で車両が前方に飛び出しやすい。しかし、上記した特許文献１記載された技術では、悪路走行時のアクセルペダルの踏み過ぎや路面の凹凸を考慮に入れてエンジン回転数を決定してはいない。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、下り勾配の悪路を走行する状況において、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる、車両の制御システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、駆動輪を駆動するための動力を供給するエンジンを有する車両の制御システムであって、車両の前後方向に沿った路面勾配を計測する勾配計測手段と、車両の運転者の操作に応じて、通常走行のための第１走行モードと悪路走行のための第２走行モードとを含む複数の走行モードの中から１つの走行モードを選択する走行モード選択手段と、エンジンのアイドル回転数を決定し、アイドリング時にエンジンの回転数がアイドル回転数となるようにエンジンを制御するエンジン制御手段と、を有し、エンジン制御手段は、勾配計測手段により計測された路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択手段により第２走行モードが選択されている場合には、第１走行モードが選択されている場合、又は、路面勾配が上り勾配若しくは所定値以下の下り勾配の場合よりも、アイドル回転数を低くする、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値以上の下り勾配の坂道という車両の急な加速が発生しやすい状況においては、エンジン制御手段はアイドル回転数を低く設定する。これにより、アイドリング中のエンジンからの駆動トルクを小さくすることができるので、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでしまったり低い路面摩擦係数により車輪が滑ったりしても、車両の発進時に運転者が意図する以上の加速度で車両が前方に飛び出すことを抑制できる。したがって、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、エンジン制御手段は、勾配計測手段により計測された路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択手段により第２走行モードが選択されている場合において、下り勾配が大きいときには、下り勾配が小さいときよりもアイドル回転数を低くする。
このように構成された本発明によれば、下り勾配が大きいために車両の急な加速が一層発生しやすい状況においては、エンジン制御手段はアイドル回転数を更に低く設定する。したがって、アイドリング中のエンジンからの駆動トルクを路面勾配に応じて適切な大きさにすることができ、様々な路面勾配において運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、車両は、エンジンにより発生したトルクが駆動輪である前輪と補助駆動輪である後輪とに配分される四輪駆動車であり、前輪と後輪とに配分するトルクを制御するトルク配分制御手段を有し、トルク配分制御手段は、勾配計測手段により計測された路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい上り勾配であり、且つ、走行モード選択手段により第２走行モードが選択されている場合には、第１走行モードが選択されている場合、又は、路面勾配が下り勾配若しくは所定値以下の上り勾配の場合よりも後輪に配分するトルクを大きくし、勾配計測手段により計測された路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択手段により第２走行モードが選択されている場合には、路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい上り勾配且つ第２走行モードが選択されている場合よりも後輪に配分するトルクを小さくする。
このように構成された本発明によれば、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値より大きい下り勾配の坂道という車両の急な加速が一層発生しやすい状況においては、トルク配分制御手段は上り勾配の場合よりも後輪のトルク配分を小さく設定する。これにより、悪路における車両の推進力を低下させることができ、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、車両は、エンジンの動力伝達経路上に設けられたロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有し、車両の制御システムは、車両の第１の運転領域においてロックアップクラッチを締結状態とし、車両の第２の運転領域においてロックアップクラッチを解放状態とするように、ロックアップクラッチを制御するロックアップクラッチ制御手段を有し、ロックアップクラッチ制御手段は、勾配計測手段により計測された路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択手段により第２走行モードが選択されている場合には、第１走行モードが選択されている場合、又は、路面勾配が上り勾配若しくは所定値以下の下り勾配の場合よりも第１の運転領域を拡大する。
このように構成された本発明によれば、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値より大きい下り勾配の坂道という車両の急な加速が一層発生しやすい状況においては、ロックアップクラッチが締結されやすくなる。これにより、駆動輪とエンジンとの間の伝達ロスを低減できるので、エンジンブレーキによる制動力を高めることができ、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

別の観点では、本発明は、駆動輪を駆動するための動力を供給するエンジンを有する車両の制御システムであって、車両の加速度を測定する加速度センサと、通常走行のための第１走行モードと悪路走行のための第２走行モードとを含む複数の走行モードの中から１つの走行モードを選択するための操作を受け付ける走行モード選択スイッチと、プログラムを格納するメモリと、プログラムを実行するプロセッサと、を有し、プロセッサは、加速度センサにより検出された加速度に基づき、車両の前後方向に沿った路面勾配を取得し、エンジンのアイドル回転数を決定し、アイドリング時にエンジンの回転数がアイドル回転数となるようにエンジンを制御し、路面勾配が車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択スイッチにより第２走行モードが選択されている場合には、第１走行モードが選択されている場合、又は、路面勾配が上り勾配若しくは所定値以下の下り勾配の場合よりもアイドル回転数を高くするように構成されている、ことを特徴とする。
このように構成された本発明によれば、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値以上の下り勾配の坂道という車両の急な加速が発生しやすい状況においては、プロセッサはアイドル回転数を低く設定する。これにより、アイドリング中のエンジンからの駆動トルクを小さくすることができるので、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでしまったり低い路面摩擦係数により車輪が滑ったりしても、車両の発進時に運転者が意図する以上の加速度で車両が前方に飛び出すことを抑制できる。したがって、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

本発明の車両の制御システムによれば、下り勾配の悪路を走行する状況において、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

本発明の実施形態による車両の制御システムが適用された車両の概略構成図である。 本発明の実施形態による車両の制御システムの電気的構成を示すブロック図である。 ロックアップクラッチの制御条件の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態による車両制御処理のフローチャートである。 路面勾配とエンジンの補正回転数との関係を示す説明図である。 路面勾配とエンジンの補正後輪トルク配分との関係を示す説明図である。 本発明の実施形態による車両の制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示す。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置を説明する。

＜装置構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態による車両の制御システムが適用された車両の全体構成について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の制御システムが適用された車両の概略構成図である。

図１に示すように、車両１は、主に、エンジン２と、トランスミッション４と、トランスファー６と、フロントドライブシャフト８と、左右一対の前輪１０と、左右一対の後輪１２と、プロペラシャフト１４と、電磁カップリング１６と、リヤデファレンシャルギヤ１８と、リヤドライブシャフト２０と、コントローラ２２と、走行モード選択スイッチＳＮ１と、車輪速センサＳＮ２と、加速度センサＳＮ３と、舵角センサＳＮ４と、シフトポジションセンサＳＮ５とを有する。

車両１は、フロントエンジン・フロントドライブ方式（ＦＦ方式）をベースとした四輪駆動車である。具体的には、車両１は、フルタイム式の四輪駆動を実施するのではなく、二輪駆動状態（前輪１０のみを駆動する状態）と、四輪駆動状態（前輪１０及び後輪１２の両方を駆動する状態）とを適宜切り替え可能に構成されている。つまり、ＦＦ方式をベースとした四輪駆動車の車両１においては、前輪１０は駆動輪として機能し、後輪１２は補助駆動輪として機能する。また、車両１は、図示しないステアリングホイールの操作に応じて、前輪１０を操舵するように構成されている。なお、本発明の少なくとも一部は、図１に示すような四輪駆動車の駆動形式への適用に限定はされず、種々の駆動形式（例えばＦＦ方式やフロントエンジン・リアドライブ方式（ＦＲ方式）などの二輪駆動車や、ＦＲ方式をベースとした四輪駆動車等）に対しても適用可能である。

エンジン２は、燃料と空気との混合気を燃焼させて、車両１の推進力としての駆動トルク（エンジントルク）を発生し、この駆動トルクをトランスミッション４に伝達する。トランスミッション４は、トルクコンバータ４ａと自動変速機４ｂとを備え、エンジン２からの駆動トルクを設定されたギヤ比にて伝達する。トルクコンバータ４ａは、エンジン２の駆動トルクを流体により自動変速機４ｂに伝達するトーラス４ｃと、エンジン２と自動変速機４ｂとを機械的に直結させるロックアップクラッチ４ｄとを備えている。また、自動変速機４ｂは、多段変速歯車機構であり、歯車の組み合わせにより回転数及びトルクの変換を行う。歯車の切り替えは、図示しないオイルポンプから供給される油圧を利用して行われる。自動変速機４ｂは、エンジン２からのトルクコンバータ４ａを介して伝達された駆動トルクを、フロントドライブシャフト８を介して前輪１０に伝達すると共に、トランスファー６に伝達する。トランスファー６は、自動変速機４ｂからの駆動トルクをプロペラシャフト１４に伝達し、プロペラシャフト１４は、トランスファー６からの駆動トルクを電磁カップリング１６に伝達する。そして、電磁カップリング１６は、プロペラシャフト１４からの駆動トルクをリヤデファレンシャルギヤ１８に伝達し、リヤデファレンシャルギヤ１８は、電磁カップリング１６から伝達された駆動トルクを、リヤドライブシャフト２０を介して後輪１２に伝達する。

詳しくは、電磁カップリング１６は、プロペラシャフト１４とリヤデファレンシャルギヤ１８に接続されたシャフトとを連結するカップリングであり、図示しない電磁コイルやカム機構やクラッチなどを有している。電磁カップリング１６は、コントローラ２２による制御の元で、内部の電磁コイルに供給される電流に応じて、当該電磁カップリング１６における締結トルクを可変に構成されている。このように締結トルクを変えることで、電磁カップリング１６は、プロペラシャフト１４からの駆動トルクのうち、リヤデファレンシャルギヤ１８に伝達する駆動トルク（つまり後輪１２に伝達する駆動トルク）の最大値である最大伝達トルクを変えられるようになっている。この場合、電磁カップリング１６は、コントローラ２２の制御により最大伝達トルクが設定され、この最大伝達トルクに応じた駆動トルクをリヤデファレンシャルギヤ１８に伝達するよう機能する。

具体的には、電磁カップリング１６は、プロペラシャフト１４から伝達された、最大伝達トルク以下の駆動トルクについては、この駆動トルクをそのままリヤデファレンシャルギヤ１８に伝達する。他方で、電磁カップリング１６は、プロペラシャフト１４から伝達された、最大伝達トルクを超える駆動トルクについては、伝達された駆動トルクの全てをリヤデファレンシャルギヤ１８に伝達せず、最大伝達トルクに対応する駆動トルクのみをリヤデファレンシャルギヤ１８に伝達する。なお、電磁カップリング１６には、例えば特開２０１３－３２０６０号公報や特開２０２０－８５０４５号公報に記載されたような構成を適用することができる。

走行モード選択スイッチＳＮ１は、例えば舗装路のように滑らかな路面を走行する通常走行のための通常モード（第１走行モード）と、例えば未舗装路のように路面の凹凸が激しい悪路を走行するためのオフロードモード（第２走行モード）との何れかの走行モードを選択するためのスイッチであり、車両１の運転者が操作可能な位置（典型的には車室内のセンターコンソールやダッシュボード上）に配置されている。なお、走行モード選択スイッチＳＮ１は、通常モード及びオフロードモードに加えて他の走行モード（例えばスポーツモードや雪上モード等）を選択可能であってもよい。車輪速センサＳＮ２は、車輪の速度を検出する。典型的には、車輪速センサＳＮ２は左右の前輪１０及び左右の後輪１２のそれぞれに設けられ、各車輪の速度を検出する。加速度センサＳＮ３は、典型的には、車両１の前後方向、左右方向及び上下方向の３軸の加速度を測定可能な３軸加速度センサである。舵角センサＳＮ４は、車両１の舵角を検出する。例えば、舵角センサＳＮ４は、図示しないステアリングシャフトの回転角度に基づき操舵角を検出する。シフトポジションセンサＳＮ５は、図示しないシフトレバーやパドルスイッチにより選択されたシフトポジション（例えばＰレンジ、Ｒレンジ、Ｄレンジ等）を検出する。これらの走行モード選択スイッチＳＮ１、車輪速センサＳＮ２、加速度センサＳＮ３、舵角センサＳＮ４及びシフトポジションセンサＳＮ５は、それぞれ、検出した走行モード、車輪速度、加速度、舵角及びシフトポジションに対応する検出信号をコントローラ２２に出力する。

次に、図２は、本発明の実施形態による車両の制御システムの電気的構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ２２には、走行モード選択スイッチＳＮ１からの信号と、車輪速センサＳＮ２からの信号と、加速度センサＳＮ３からの信号と、舵角センサＳＮ４からの信号と、シフトポジションセンサＳＮ５からの信号とが入力されるようになっている。

コントローラ２２は、１つ以上のプロセッサ２２ａ（典型的にはＣＰＵ）と、当該プロセッサ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如きメモリ２２ｂと、を備えるコンピュータにより構成される。コントローラ２２は、本発明における「車両の制御システム」の「勾配計測手段」、「走行モード選択手段」、「エンジン制御手段」、「トルク配分制御手段」及び「ロックアップクラッチ制御手段」として機能する。

具体的には、コントローラ２２は、上述した走行モード選択スイッチＳＮ１、車輪速センサＳＮ２、加速度センサＳＮ３、舵角センサＳＮ４及びシフトポジションセンサＳＮ５からの検知信号に基づき、主に、エンジン２、自動変速機４ｂ、ロックアップクラッチ４ｄ及び電磁カップリング１６に対して制御信号を出力し、これを制御する。例えば、コントローラ２２は、エンジン２の点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量を調整する制御、自動変速機４ｂの変速段を切り換える制御、ロックアップクラッチ４ｄを締結状態と解放状態とを含む複数の状態の間で切り換える制御、電磁カップリング１６の締結トルクを調整する制御などを行う。より具体的には、例えば、コントローラ２２は、エンジン２の点火プラグや燃料噴射弁やスロットル弁などを制御し、自動変速機４ｂのクラッチやブレーキに油圧を供給するオイルポンプや油圧制御弁などを制御し、ロックアップクラッチ４ｄに油圧を供給するオイルポンプや油圧制御弁などを制御し、電磁カップリング１６の電磁コイルやカム機構やクラッチなどを制御する。

＜車両の制御＞
次に、本発明の実施形態において、コントローラ２２が行う制御内容について説明する。本実施形態では、コントローラ２２は、エンジン２のアイドル回転数及び後輪１２に配分するトルクを決定すると共に、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件を設定する、車両制御処理を実行する。

まず、ロックアップクラッチ４ｄの基本的な制御について説明する。コントローラ２２は、ロックアップクラッチ４ｄに油圧を供給するオイルポンプや油圧制御弁などを制御することによって、ロックアップクラッチ４ｄの状態を締結状態、解放状態、スリップ状態を含む複数の状態の間で適宜切り換える。コントローラ２２は、車両１の運転状態が予め設定された所定のロックアップ領域（第１の運転領域）の範囲内にある場合にロックアップクラッチ４ｄを締結状態とし、運転状態が所定の非ロックアップ領域（第２の運転領域）の範囲内にある場合にロックアップクラッチ４ｄを解放状態とするように制御を行う。例えば、図３は、車速を条件としてロックアップ領域及び非ロックアップ領域を設定した制御マップの一例を示している。この図３の例では、後述する通常モードにおけるロックアップ領域は車速がＶ２以上の運転領域として設定されており、非ロックアップ領域は車速がＶ２未満の運転領域として設定されている。また、後述する拡大モードにおけるロックアップ領域は車速がＶ２より小さいＶ１以上の運転領域として設定されており、非ロックアップ領域は車速がＶ１未満の運転領域として設定されている。つまり、拡大モードにおいては通常モードと比較してロックアップ領域が拡大されており、ロックアップクラッチ４ｄが締結されやすくなっている。なお、図３の例では車速のみに基づいてロックアップ領域及び非ロックアップ領域が設定されているが、車速に加えて他の運転状態（例えばアクセル開度）に基づいて設定してもよく、車速以外に基づき設定してもよい。

次に、図４から図６を参照して、本発明の実施形態による車両制御処理について具体的に説明する。図４は、本発明の実施形態による車両制御処理のフローチャートであり、図５は、路面勾配とエンジンの補正回転数との関係を示す説明図であり、図６は、路面勾配とエンジンの補正後輪トルク配分との関係を示す説明図である。車両制御処理は、車両１のイグニッションがオンにされ、車両システムに電源が投入された場合に起動され、コントローラ２２によって所定周期で繰り返し実行される。

図４に示す車両制御処理が開始されると、ステップＳ１１において、コントローラ２２は、上述した走行モード選択スイッチＳＮ１、車輪速センサＳＮ２、加速度センサＳＮ３、舵角センサＳＮ４及びシフトポジションセンサＳＮ５からの検知信号に対応する情報も含めて、車両１の種々の情報を取得する。そして、コントローラ２２は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、コントローラ２２は、ステップＳ１１において取得した情報に基づき、通常アイドル回転数Ｒｓを算出する。通常アイドル回転数Ｒｓは、コントローラ２２が車両制御処理において走行モードや路面勾配に基づきアイドル回転数の補正を行わない通常の状況におけるアイドル回転数である。具体的には、コントローラ２２は、エンジン２の冷却水温度、車両１のエアコン用コンプレッサの動作状態、車両１における電力の使用状況等とアイドル回転数との関係について規定されたアイドル回転数マップ（予め作成されてメモリ２２ｂなどに記憶されている）を参照し、ステップＳ１１において取得した情報に基づく現在の車両１の各種状態に対応する通常アイドル回転数Ｒｓを算出する。例えば、通常アイドル回転数Ｒｓは約８００ｒｐｍである。

次に、ステップＳ１３において、コントローラ２２は、走行モード選択スイッチＳＮ１からの検知信号に基づき、走行モードとしてオフロードモードが選択されているか否かを判定する。具体的には、運転者が走行モード選択スイッチＳＮ１を操作してオフロードモードを選択した場合には、オフロードモードが選択されていると判定し（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、オフロードモード以外の走行モード（例えば通常モード）を選択した場合には、オフロードモードが選択されていないと判定する（ステップＳ１３：Ｎｏ）。

ステップＳ１３において、オフロードモードが選択されていると判定した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に進み、コントローラ２２は、補正回転数及び補正後輪トルク配分を取得する。補正回転数は、オフロードモードが選択されている場合にアイドル回転数を補正するための補正値である。例えば、コントローラ２２は、車輪速センサＳＮ２や加速度センサＳＮ３から入力された信号に基づき、重力ベクトルと車両１の前後方向軸線との角度を求め、この角度から車両１の前後方向に沿った路面勾配を算出する。さらに、コントローラ２２は、シフトポジションセンサＳＮ５から入力された信号に基づき車両１の進行方向（Ｄレンジなら前進方向、Ｒレンジなら後退方向等）を特定する。これにより、車両１の前後方向に沿った路面勾配が、車両１の進行方向に向かって上り勾配か下り勾配かを特定することができる。そして、コントローラ２２は、図５に示すような、車両１の進行方向の路面勾配と補正回転数との関係について規定されたマップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）を参照し、上記のように算出した路面勾配に対応する補正回転数を取得する。

図５のマップにおける横軸は車両１の進行方向の路面勾配［％］を示し、車両１の進行方向（前進時は前方、後退時は後方）に向かって上り勾配である場合に正値、下り勾配である場合に負値となる。以下の説明において、「下り勾配が大きい」とは「下り勾配の絶対値が大きい」ことをいうものとする。また、縦軸は補正回転数［ｒｐｍ］を示す。図５に示すように、路面勾配が上り勾配である場合、補正回転数は正値であり、路面勾配が閾値ｍ１に達するまでの間は、路面勾配が大きいほど補正回転数が大きくなる。即ち、車両１の進行方向に向かって上り勾配が大きいときには、上り勾配が小さいときよりも補正回転数が大きい。さらに、路面勾配がｍ１以上の場合には、補正回転数は最大値Ｒｃ_maxで一定となる。この補正回転数の最大値Ｒｃ_maxは、エンジン２の信頼性やＮＶＨ性能の要求に応じて設定することができ、例えば７００ｒｐｍである。また、路面勾配の閾値ｍ１は、例えばエンジン２のトルク特性、車両１の重量、タイヤのグリップ力等に応じて設定することができ、例えばｍ１は３０％である。また、路面勾配が下り勾配である場合、補正回転数は負値であり、路面勾配が閾値ｍ２に達するまでの間は、路面勾配が大きいほど（つまり路面勾配の絶対値が大きいほど）補正回転数が小さくなる。即ち、車両１の進行方向に向かって下り勾配が大きいときには、下り勾配が小さいときよりも補正回転数が小さい。さらに、路面勾配がｍ２以上の場合には、補正回転数は最小値Ｒｃ_minで一定となる。この補正回転数の最小値Ｒｃ_minは、エンジン２の失火限界やトルク特性、車両１の重量に応じて設定することができ、例えば－３００ｒｐｍである。また、路面勾配の閾値ｍ２は、例えばエンジン２のトルク特性、車両１の重量、タイヤのグリップ力等に応じて設定することができ、例えばｍ２は－１５％である。なお、図５のマップでは上り勾配では補正回転数が正値、下り勾配では補正回転数が負値となるように設定されているが、路面勾配の絶対値が所定値（例えば５％）以下の上り勾配及び下り勾配では補正回転数が０となるようにしてもよい。即ち、路面勾配の絶対値が所定値以下の場合には、コントローラ２２はアイドル回転数の補正する制御を行わないようにしてもよい。

また、補正後輪トルク配分は、オフロードモードが選択されている場合に後輪トルク配分を補正するための補正値である。例えば、コントローラ２２は、図３のステップＳ１４と同様に車両１の前後方向に沿った路面勾配を算出する。そして、図６に示すような、車両１の前後方向の路面勾配と補正後輪トルク配分との関係について規定されたマップ（予め作成されてメモリなどに記憶されている）を参照し、上記のように算出した路面勾配に対応する補正後輪トルク配分を取得する。図６のマップにおける横軸は車両１の前後方向の路面勾配［％］を示し、車両１の進行方向に向かって上り勾配である場合に正値、下り勾配である場合に負値となる。また、縦軸は補正後輪トルク配分［％］を示す。図６に示すように、車両１の前後方向の路面勾配が進行方向に向かって上り勾配である場合、対応する補正後輪トルク配分はＴｃ１である。一方、車両１の前後方向の路面勾配が進行方向に向かって下り勾配である場合、対応する補正後輪トルク配分はＴｃ２である。この補正後輪トルク配分Ｔｃ２は、補正後輪トルク配分Ｔｃ１よりも小さい。なお、図６のマップでは上り勾配では補正後輪トルク配分がＴｃ１、下り勾配では補正後輪トルク配分がＴｃ２となるように設定されているが、路面勾配の絶対値が所定値（例えば５％）以下の上り勾配及び下り勾配では補正後輪トルク配分が０となるようにしてもよい。即ち、路面勾配の絶対値が所定値以下の場合には後輪トルク配分の補正が行われないようにしてもよい。

図４に戻り、ステップＳ１４の後、ステップＳ１５に進み、コントローラ２２は、車両１の前後方向の路面勾配が進行方向に向かって所定値ｍｓ以上の下り勾配か否かを判定する。所定値ｍｓは、本実施形態では０％とするが、例えば５％や１０％としてもよい。

ステップＳ１５の判定の結果、路面勾配が所定値ｍｓ以上の下り勾配である場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に進み、コントローラ２２は、ロックアップクラッチ４ｄを締結状態とするロックアップ領域を拡大する。具体的には、コントローラ２２は、図３に例示したロックアップクラッチ４ｄの制御条件を拡大モードに設定することにより、車速がＶ１以上の運転領域においてロックアップクラッチ４ｄを締結状態とするように制御を行う。

ステップＳ１３においてオフロードモードが選択されていないと判定された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５において路面勾配が所定値ｍｓ以上の下り勾配ではなかった場合、又はステップＳ１６の後、ステップＳ１７に進み、コントローラ２２は、要求アイドル回転数及び要求後輪トルク配分を決定する。要求アイドル回転数は、アイドリング中にエンジン２が維持すべきエンジン回転数であり、要求後輪トルク配分は、電磁カップリング１６から後輪１２に伝達すべき後輪トルク配分である。具体的には、ステップＳ１３においてオフロードモードが選択されていないと判定された場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、コントローラ２２は、ステップＳ１２において算出した通常アイドル回転数及び通常後輪トルク配分をそのまま要求アイドル回転数及び要求後輪トルク配分とする。つまり、通常アイドル回転数が８００ｒｐｍであれば要求アイドル回転数も８００ｒｐｍとなり、通常後輪トルク配分が０％であれば要求後輪トルク配分も０％となる。一方、ステップＳ１４において補正回転数及び補正後輪トルク配分を取得した場合には、ステップＳ１２において算出した通常アイドル回転数に補正回転数を加算した値を要求アイドル回転数とし、ステップＳ１２において算出した通常後輪トルク配分に補正後輪トルク配分を加算した値を要求後輪トルク配分とする。例えば、通常アイドル回転数が８００ｒｐｍであり補正回転数が３００ｒｐｍであった場合には、要求アイドル回転数は８００＋３００＝１１００ｒｐｍとなる。また、通常後輪トルク配分が０％であり補正後輪トルク配分が１０％であった場合には、要求後輪トルク配分は０＋１０＝１０％となる。このとき、要求後輪トルク配分の最大値Ｔ_max（例えば３０％）を予め設定して起き、通常後輪トルク配分と補正後輪トルク配分との和がこの最大値Ｔ_maxを超える場合には、要求後輪トルク配分を最大値Ｔ_maxとするようにしてもよい。ステップＳ１７の後、コントローラ２２はアイドル回転数決定処理を終了する。

コントローラ２２は、エンジン２にアイドリングをさせる場合、エンジン２の回転数が最新の車両制御処理で決定した要求アイドル回転数となるように、エンジン２の制御を行う。例えば、車両１の停止中の要求アイドル回転数が８００ｒｐｍであり、次いで車両１が走行を開始した後に要求アイドル回転数が１１００ｒｐｍとなった状態において車両１が再び停止した場合、コントローラ２２は、アイドル回転数が１１００ｒｐｍまで低下したらそのままその回転数を維持するようにエンジン２を制御する。つまり、一度アイドル回転数を８００ｒｐｍまで下げてから１１００ｒｐｍまで上昇させるような制御は行わない。また、コントローラ２２は、前輪１０の駆動トルクに対する後輪１２の駆動トルクの配分比率が最新の後輪トルク配分決定処理で決定した要求後輪トルク配分となるように、電磁カップリング１６の制御を行う。

＜作用効果＞
次に、本発明の実施形態による車両の制御システムの作用及び効果について説明する。

図７は、本発明の実施形態による車両の制御を実行した場合のタイムチャートの一例を示す。図７のタイムチャートは、上段から順に、走行モード選択スイッチＳＮ１により選択された走行モード（通常モード／オフロードモード）、車両１の前後方向の路面勾配［％］、要求アイドル回転数［ｒｐｍ］、要求後輪トルク配分［％］、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件（通常モード／拡大モード）を示している。

なお、図７に示した例では、全期間にわたり通常アイドル回転数がＳ１［ｒｐｍ］、通常後輪トルク配分が０％であるものとする。しかしながら、通常アイドル回転数及び通常後輪トルク配分は、図７に示した例とは異なる値であってもよく、時間経過に伴い変化してもよい。

まず、図７において時刻ｔ１までの間は、走行モードは通常モードが選択され、車両１の前後方向の路面勾配は０％である。したがって、コントローラ２２は、通常アイドル回転数Ｒｓを要求アイドル回転数とし、通常後輪トルク配分である０％を要求後輪トルク配分とし、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件を通常モードとする。この場合、コントローラ２２は、車速がＶ２以上の運転領域においてロックアップクラッチ４ｄを締結状態とするように制御を行う。

時刻ｔ１を過ぎると、上り勾配が増大し始める。これは、例えば車両１が登坂路に差し掛かり、進行方向に向かって上り勾配が増大し始めたことを意味する。しかしながら走行モードは通常モードのままなので、コントローラ２２は補正回転数や補正後輪トルク配分を取得せず、通常アイドル回転数Ｒｓを要求アイドル回転数とし、通常後輪トルク配分である０％を要求後輪トルク配分とする。また、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件も通常モードのままである。

時刻ｔ２において、運転者が走行モード選択スイッチを操作することにより、走行モードは通常モードからオフロードモードに切り替えられる。このとき、路面勾配は上り勾配である。つまり、路面勾配が上り勾配であり且つオフロードモードが選択されているので、コントローラ２２は正値の補正回転数を取得し、通常アイドル回転数Ｒｓに加算した値を要求アイドル回転数とする。即ち、通常モードが選択されていた時刻ｔ２以前よりも要求アイドル回転数を高くする。また、コントローラ２２は上り勾配における補正後輪トルク配分Ｔｃ１を取得し、通常後輪トルク配分０％に加算した値Ｔｃ１を要求後輪トルク配分とする。即ち、通常モードが選択されていた時刻ｔ２以前よりも要求後輪トルク配分を大きくする。

その後、時刻ｔ２からｔ３の間は路面勾配が上り勾配でありｍ１まで増大する。この上り勾配の増大に伴い、補正回転数も大きくなる。したがって、コントローラ２２は、路面勾配が大きいほど、要求アイドル回転数を大きくする。一方、補正後輪トルク配分はＴｃ１で一定なので、要求後輪トルク配分もＴｃ１のまま一定である。また、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件も通常モードのままである。

時刻ｔ３からｔ４の間は、走行モードはオフロードモードであり、路面勾配が閾値ｍ１以上の上り勾配となる。したがって、この時刻ｔ３からｔ４の間は、補正回転数は最大値Ｒｃ_maxで一定である。この場合、コントローラ２２は、通常アイドル回転数Ｒｓ＋補正回転数Ｒｃ_maxを要求アイドル回転数とする。また、補正後輪トルク配分はＴｃ１で一定であり、通常後輪トルク配分０％＋補正後輪トルク配分Ｔｃ１を要求後輪トルク配分とする。また、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件は通常モードのままである。

その後、時刻ｔ４からｔ５の間は上り勾配が減少し、時刻ｔ５において路面勾配が０％（つまり勾配のない平坦な路面）になる。この上り勾配の減少に伴い、補正回転数も小さくなり、時刻ｔ５において補正回転数は０になる。したがって、コントローラ２２は、路面勾配が小さいほど、要求アイドル回転数を小さくし、時刻ｔ５において要求アイドル回転数は通常アイドル回転数Ｒｓと同じになる。一方、補正後輪トルク配分はＴｃ１で一定なので、時刻ｔ５まで要求後輪トルク配分もＴｃ１のまま一定である。また、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件も通常モードのままである。

時刻ｔ５を過ぎると、下り勾配が増大し始める。これは、例えば車両１が降坂路に差し掛かり、進行方向に向かって下り勾配が増大し始めたことを意味する。路面勾配が下り勾配となったことにより補正回転数は負値となり、下り勾配が大きくなるほど、補正回転数は小さくなる。つまり、路面勾配が下り勾配であり且つオフロードモードが選択されているので、コントローラ２２は負値の補正回転数を取得し、通常アイドル回転数Ｒｓに加算した値を要求アイドル回転数とする。即ち、通常モードが選択されていた時刻ｔ２以前や路面勾配が上り勾配であった時刻ｔ２からｔ５の間よりも要求アイドル回転数を低くする。また、コントローラ２２は下り勾配における補正後輪トルク配分Ｔｃ２を取得し、通常後輪トルク配分０％に加算した値Ｔｃ２を要求後輪トルク配分とする。即ち、要求後輪トルク配分を、通常モードが選択されていた時刻ｔ２以前よりも大きく、且つ、路面勾配が上り勾配であった時刻ｔ２からｔ５の間よりも小さくする。また、コントローラ２２は、路面勾配が下り勾配であり且つオフロードモードが選択されているので、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件を拡大モードに設定する。この場合、コントローラ２２は、車速がＶ２より小さいＶ１以上の運転領域においてロックアップクラッチ４ｄを締結状態とするように制御を行うので、ロックアップクラッチ４ｄが締結されやすくなっている。つまり、コントローラ２２は、ロックアップクラッチ４ｄを締結状態するロックアップ領域を、通常モードが選択されていた時刻ｔ２以前や路面勾配が上り勾配であった時刻ｔ２からｔ５の間よりも拡大する。

その後、時刻ｔ６を過ぎると、走行モードはオフロードモードであり、下り勾配が閾値ｍ２以下となる。したがって、時刻ｔ６以降は、補正回転数は最小値Ｒｃ_minで一定である。この場合、コントローラ２２は、通常アイドル回転数Ｒｓ＋補正回転数Ｒｃ_min（負値）を要求アイドル回転数とする。また、補正後輪トルク配分はＴｃ２で一定であり、通常後輪トルク配分０％＋補正後輪トルク配分Ｔｃ２を要求後輪トルク配分とする。また、ロックアップクラッチ４ｄの制御条件は拡大モードのままである。

以上説明したように、本実施形態では、コントローラ２２は、路面勾配が車両１の進行方向に向かって所定値（０％）より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択スイッチＳＮ１によりオフロードモードが選択されている場合には、通常モードが選択されている場合、又は、路面勾配が上り勾配若しくは所定値以下の下り勾配の場合よりも要求アイドル回転数を低くする。つまり、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値以上の下り勾配の坂道という車両の急な加速が発生しやすい状況においては、コントローラ２２は要求アイドル回転数を低く設定する。これにより、アイドリング中のエンジン２からの駆動トルクを小さくすることができるので、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込んでしまったり低い路面摩擦係数により車輪が滑ったりしても、車両１の発進時に運転者が意図する以上の加速度で車両１が前方に飛び出すことを抑制できる。したがって、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、コントローラ２２は、下り勾配が大きいときには、下り勾配が小さいときよりも要求アイドル回転数を低くする。つまり、下り勾配が大きいために車両１の急な加速が一層発生しやすい状況においては、コントローラ２２は要求アイドル回転数を更に低く設定する。したがって、アイドリング中のエンジン２からの駆動トルクを路面勾配に応じて適切な大きさにすることができ、様々な路面勾配において運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

また、本実施形態は、エンジン２により発生したトルクが駆動輪である前輪１０と補助駆動輪である後輪１２とに配分される四輪駆動車に適用される。コントローラ２２は、路面勾配が車両１の進行方向に向かって所定値（０％）より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択スイッチＳＮ１によりオフロードモードが選択されている場合には、路面勾配が所定値（０％）より大きい上り勾配且つ走行モード選択スイッチＳＮ１によりオフロードモードが選択されている場合よりも要求後輪トルク配分を小さくする。つまり、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値より大きい下り勾配の坂道という車両１の急な加速が一層発生しやすい状況においては、コントローラ２２は上り勾配の場合よりも後輪１２のトルク配分を小さく設定する。これにより、悪路における車両１の推進力を低下させることができ、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

また、本実施形態は、エンジン２の動力伝達経路上に設けられたロックアップクラッチ４ｄを備えたトルクコンバータ４ａを有する車両１に適用される。コントローラ２２は、路面勾配が車両１の進行方向に向かって所定値（０％）より大きい下り勾配であり、且つ、走行モード選択スイッチＳＮ１によりオフロードモードが選択されている場合には、走行モード選択スイッチＳＮ１により通常モードが選択されている場合、又は、路面勾配が上り勾配若しくは所定値以下の下り勾配の場合よりもロックアップ領域を拡大する。つまり、運転者が悪路を走行すると認識しておりアクセルペダルを大きく踏み込みやすい状況であって、さらに所定値より大きい下り勾配の坂道という車両１の急な加速が一層発生しやすい状況においては、ロックアップクラッチ４ｄが締結されやすくなる。これにより、駆動輪とエンジン２との間の伝達ロスを低減できるので、エンジンブレーキによる制動力を高めることができ、運転者によるアクセルペダルの過剰な踏み込みがあっても車両の急な加速を抑制することができる。

１ 車両
２ エンジン
４ａ トルクコンバータ
４ｄ ロックアップクラッチ
１０ 前輪（駆動輪）
１２ 後輪（補助駆動輪）
１６ 電磁カップリング
２２ コントローラ
２２ａ プロセッサ
２２ｂ メモリ
ＳＮ１ 走行モード選択スイッチ
ＳＮ２ 車輪速センサ
ＳＮ３ 加速度センサ
ＳＮ４ 舵角センサ
ＳＮ５ シフトポジションセンサ

Claims (5)

1. 駆動輪を駆動するための動力を供給するエンジンを有する車両の制御システムであって、
   前記車両の前後方向に沿った路面勾配を計測する勾配計測手段と、
   前記車両の運転者の操作に応じて、通常走行のための第１走行モードと悪路走行のための第２走行モードとを含む複数の走行モードの中から１つの走行モードを選択する走行モード選択手段と、
   前記エンジンのアイドル回転数を決定し、アイドリング時に前記エンジンの回転数が前記アイドル回転数となるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、を有し、
   前記エンジン制御手段は、前記勾配計測手段により計測された路面勾配が前記車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、前記走行モード選択手段により前記第２走行モードが選択されている場合には、前記第１走行モードが選択されている場合、又は、前記路面勾配が上り勾配若しくは前記所定値以下の下り勾配の場合よりも、前記アイドル回転数を低くする、
   ことを特徴とする車両の制御システム。
2. 前記エンジン制御手段は、前記勾配計測手段により計測された路面勾配が前記車両の進行方向に向かって前記所定値より大きい下り勾配であり、且つ、前記走行モード選択手段により前記第２走行モードが選択されている場合において、前記下り勾配が大きいときには、前記下り勾配が小さいときよりも前記アイドル回転数を低くする、請求項１に記載の車両の制御システム。
3. 前記車両は、前記エンジンにより発生したトルクが駆動輪である前輪と補助駆動輪である後輪とに配分される四輪駆動車であり、
   前記前輪と前記後輪とに配分するトルクを制御するトルク配分制御手段を有し、
   前記トルク配分制御手段は、
   前記勾配計測手段により計測された路面勾配が前記車両の進行方向に向かって所定値より大きい上り勾配であり、且つ、前記走行モード選択手段により前記第２走行モードが選択されている場合には、前記第１走行モードが選択されている場合、又は、前記路面勾配が下り勾配若しくは前記所定値以下の上り勾配の場合よりも前記後輪に配分するトルクを大きくし、
   前記勾配計測手段により計測された路面勾配が前記車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、前記走行モード選択手段により前記第２走行モードが選択されている場合には、前記路面勾配が前記車両の進行方向に向かって所定値より大きい上り勾配且つ前記第２走行モードが選択されている場合よりも前記後輪に配分するトルクを小さくする、
   請求項１又は２に記載の車両の制御システム。
4. 前記車両は、前記エンジンの動力伝達経路上に設けられたロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有し、
   前記車両の制御システムは、前記車両の第１の運転領域において前記ロックアップクラッチを締結状態とし、前記車両の第２の運転領域において前記ロックアップクラッチを解放状態とするように、前記ロックアップクラッチを制御するロックアップクラッチ制御手段を有し、
   前記ロックアップクラッチ制御手段は、前記勾配計測手段により計測された路面勾配が前記車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、前記走行モード選択手段により前記第２走行モードが選択されている場合には、前記第１走行モードが選択されている場合、又は、前記路面勾配が上り勾配若しくは前記所定値以下の下り勾配の場合よりも前記第１の運転領域を拡大する、
   請求項１から３の何れか１項に記載の車両の制御システム。
5. 駆動輪を駆動するための動力を供給するエンジンを有する車両の制御システムであって、
   前記車両の加速度を測定する加速度センサと、
   通常走行のための第１走行モードと悪路走行のための第２走行モードとを含む複数の走行モードの中から１つの走行モードを選択するための操作を受け付ける走行モード選択スイッチと、
   プログラムを格納するメモリと、
   前記プログラムを実行するプロセッサと、を有し、
   前記プロセッサは、
   前記加速度センサにより検出された加速度に基づき、前記車両の前後方向に沿った路面勾配を取得し、
   前記エンジンのアイドル回転数を決定し、アイドリング時に前記エンジンの回転数が前記アイドル回転数となるように前記エンジンを制御し、
   前記路面勾配が前記車両の進行方向に向かって所定値より大きい下り勾配であり、且つ、前記走行モード選択スイッチにより前記第２走行モードが選択されている場合には、前記第１走行モードが選択されている場合、又は、前記路面勾配が上り勾配若しくは前記所定値以下の下り勾配の場合よりも前記アイドル回転数を高くするように構成されている、
   ことを特徴とする車両の制御システム。

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