JP2022190743A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗員が感じる変速ショックの頻度を低減させることができる車両制御装置を得る。【解決手段】車両制御装置１０は、変速制御部１２を備えている。変速制御部１２は、車両の自動変速機２０における変速の要否を判定し、判定結果に基づいて、自動変速機２０を制御する。変速制御部１２は、振動センサ３３からの信号に基づいて、自動変速機２０における変速の実施タイミングを変更する。【選択図】図１

Description

本開示は、車両制御装置に関する。

従来の自動変速機付き車両の内燃機関用燃料供給装置では、自動変速機の変速信号が発生してから一定時間の間、演算された燃料噴射量よりも少ない量の燃料が燃料噴射弁から噴射される。燃料噴射量は、燃料噴射量演算部によって、吸入空気流量に基づいて算出される。これにより、変速時において、内燃機関の出力トルクが低下する（例えば、特許文献１参照）。

特開昭５８－２８５３６号公報

上記のような従来の自動変速機付き車両の内燃機関用燃料供給装置では、変速時に内燃機関の出力を低下させることにより、変速ショックを低下させることはできるものの、車両の乗員が感じる変速ショックの頻度を低減させることができなかった。

本開示は、上記のような課題を解決するために為されたものであり、車両の乗員が感じる変速ショックの頻度を低減させることができる車両制御装置を得ることを目的とする。

本開示に係る車両制御装置は、車両の自動変速機における変速の要否を判定し、判定結果に基づいて、自動変速機を制御する変速制御部を備え、変速制御部は、車両に生じる振動を検出する振動センサからの信号に基づいて、自動変速機における変速の実施タイミングを変更する。

本開示に係る車両制御装置によれば、車両の乗員が感じる変速ショックの頻度を低減させることができる。

実施の形態１に係る車両制御装置を示すブロック図である。 図１の記憶部が記憶している自動変速制御に関するマップを変速線図として示す図である。 図１の車両制御装置の動作の第１例を示すタイミングチャートである。 図１の車両制御装置の動作の第２例を示すタイミングチャートである。 図１の変速制御部が実行する変速制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１の車両制御装置による効果を説明するための図である。 実施の形態１の車両制御装置の機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。 実施の形態１の車両制御装置の機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両制御装置を示すブロック図である。車両制御装置１０は、機能ブロックとして、スロットル制御部１１と、変速制御部１２と、記憶部１３とを備えている。車両制御装置１０は、図示しない車両に設けられている。

スロットル制御部１１は、スロットル開度センサ３１からの検出信号を受信する。スロットル開度センサ３１は、車両のスロットル開度を検出するセンサである。スロットル制御部１１は、スロットル開度センサ３１からの検出信号に基づいて、図示しないスロットルモータを駆動することにより、スロットル開度を制御する。

スロットル制御部１１は、スロットル開度センサ３１からの検出信号に基づいて、スロットル開度を演算し、演算されたスロットル開度についての情報を変速制御部１２に送信する。

変速制御部１２は、車速センサ３２からの信号を受信する。車速センサ３２は、車両の速度を検出するセンサである。車速センサ３２は、複数の回転センサと演算部とを有している。各回転センサは、車両の各車輪に設けられ、各車輪の回転数を検出する。演算部は、検出された各車輪の回転数に基づいて、車両の速度を演算する。車速センサ３２は、演算された車両の速度についての情報を変速制御部１２に送信する。

変速制御部１２は、振動センサ３３からの信号を受信する。振動センサ３３は、車両に生じる振動を検出するセンサである。振動センサ３３としては、例えば、加速度センサが用いられている。加速度センサは、車両の上下方向の加速度を振動として検出し、検出された振動についての情報を変速制御部１２に送信する。

例えば、車両が道路の凹凸及び段差を通過したとき、車両に顕著な振動が生じる。

記憶部１３は、自動変速機２０の変速線図を記憶している。変速線図には、スロットル開度及び車両の速度と、自動変速機２０の変速段との関係が規定されている。変速線図は、変速制御部１２によって参照される。

自動変速機２０は、車両のエンジンと駆動輪との間に設けられている。自動変速機２０の変速段は、アクチュエータ２１を用いて切り換えられる。アクチュエータ２１は、油圧式のアクチュエータである。

変速制御部１２は、アクチュエータ２１内の油圧を制御することにより、自動変速機２０の変速段を切り換える。

図２は、図１の記憶部１３が記憶している自動変速制御に関するマップを変速線図として示す図である。なお、図２は、自動変速機２０が前進４段の自動変速機である場合の変速線図を示している。

変速制御部１２は、スロットル開度についての情報及び車両の速度についての情報に基づいて、自動変速機２０における変速の要否を判定する。変速制御部１２は、この判定結果に基づいて、アクチュエータ２１を用いて自動変速機２０を制御する。

変速制御部１２は、自動変速機２０における変速の要否を、次のように判定する。

図２において、状態Ａは、車両の速度である車速とスロットル開度との関係から、２速が選択されている状態である。状態Ｂは、車速とスロットル開度との関係から、３速が選択されている状態である。状態Ｂにおけるスロットル開度は、状態Ａにおけるスロットル開度と同じである。

例えば、車速が増加することにより、状態Ａから状態Ｂに遷移する場合、遷移の軌跡は、２速と３速との間の境界線と交差する。この場合、変速制御部１２は、自動変速機２０を２速から３速へ変速させるべきであると判定する。

言い換えると、この場合、変速制御部１２は、自動変速機２０における変速を要すると判定する。

また、変速制御部１２は、状態の遷移の軌跡が変速線図上の境界線と交差しない場合、自動変速機２０における変速を要しないと判定する。

また、変速制御部１２には、振動閾値及び保留閾値が設定されている。振動閾値は、振動センサ３３によって検出される振動の検出値に関する閾値である。保留閾値は、変速の実施を保留する時間に関する閾値である。保留閾値は、例えば、１秒に設定される。

変速制御部１２は、判定結果が「要」であるとき、振動の検出値が振動閾値未満である場合、変速の実施を保留する。

つまり、変速制御部１２は、振動の検出値が振動閾値未満である場合、判定結果が「要」であっても、ただちに変速を実施しない。一方、変速制御部１２は、振動の検出値が振動閾値以上である場合、変速を実施する。

図３は、図１の車両制御装置１０の動作の第１例を示すタイミングチャートである。図４は、図１の車両制御装置１０の動作の第２例を示すタイミングチャートである。

図３及び図４の「変速要否」のグラフにおいて、変速を要する状態は「１」で表され、変速を要しない状態は「０」で表されている。また、振動閾値は、振動の大きさの絶対値であるため、図３及び図４の「振動」のグラフにおいては、振動の方向におけるプラス側とマイナス側とにそれぞれ振動閾値の線が引かれている。

図３は、変速の実施の保留を開始してからの時間が保留閾値に達する前に振動閾値以上の振動が検出された場合の動作を示している。

時刻ｔ１１は、図２において、車速とスロットル開度との関係が、状態Ａから状態Ｂに遷移する途中において、遷移の軌跡が２速と３速との間の境界線と交差した時刻に相当する。

時刻ｔ１２において、振動の検出値が振動閾値を超えると、変速制御部１２は、アクチュエータ２１に自動変速機２０の変速段を２速から３速へ切り換えるための指令を送出する。そして、アクチュエータ２１が動作した結果、時刻ｔ１３において、自動変速機２０の変速段が２速から３速に切り換えられる。

時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までには時間差があるが、車両の乗員が感じる車両の振動と変速ショックとは、ほぼ同時である。特に、図３では、振動のピークが時刻ｔ１２よりも後であるため、車両の振動と変速ショックとは、より同時に感じられる。

時刻ｔ１３において、変速段が切り換えられると、自動変速機２０の状態は、変速を要する状態から変速を要しない状態へと変化する。

図４は、変速の実施の保留を開始してからの時間が保留閾値に達するまでに振動閾値以上の振動が検出されなかった場合の動作を示している。

時刻ｔ２１は、図２において、自動変速機２０の状態が、状態Ａから状態Ｂに遷移し、遷移の軌跡が２速と３速との間の境界線と交差した時刻に相当する。

図４において、変速を要する状態における振動の検出値は、振動閾値よりも小さい。時刻ｔ２２において、変速の実施の保留を開始してからの経過時間が保留閾値に達すると、変速制御部１２は、アクチュエータ２１に自動変速機２０の変速段を２速から３速へ切り換えるための指令を送出する。

そして、アクチュエータ２１が動作した結果、時刻ｔ２３において、自動変速機２０の変速段が２速から３速に切換えられる。

時刻ｔ２３において、変速段が切り換えられると、自動変速機２０の状態は、変速を要する状態から変速を要しない状態へと変化する。

このように、変速制御部１２は、自動変速機２０における変速を要すると判定してから保留閾値が経過した場合、言い換えると、変速の実施の保留を開始してからの経過時間が保留閾値に達した場合、振動の検出値が振動閾値を超えていなくとも、自動変速機２０を変速させる。

図５は、図１の変速制御部１２が実行する変速制御ルーチンを示すフローチャートである。図５のルーチンは、例えば、一定時間が経過する毎に実行されるようになっている。なお、車両のイグニッションスイッチをオンした初期状態において、変速保留フラグＸ１の値は、「０」に設定されている。

図５のルーチンが開始されると、変速制御部１２は、ステップＳ１０１において、変速保留フラグＸ１の値が「０」であるか否かを判定する。

変速保留フラグＸ１の値が「０」である場合、変速制御部１２は、ステップＳ１０２において、自動変速機２０の変速要否を判定する。

自動変速機２０が変速を要しない場合、変速制御部１２は、本ルーチンを一旦終了する。

自動変速機２０が変速を要する場合、変速制御部１２は、ステップＳ１０３において、振動の検出値が振動閾値以上であるか否かを判定する。

振動の検出値が振動閾値以上である場合、変速制御部１２は、ステップＳ１０４において、自動変速機２０の変速を実施する。

次いで、変速制御部１２は、ステップＳ１０５において、変速保留フラグＸ１の値を「０」に設定して、本ルーチンを一旦終了する。

一方、ステップＳ１０３において、振動の検出値が振動閾値以上でない場合、即ち、振動の検出値が振動閾値未満である場合、変速制御部１２は、ステップＳ１０６において、変速の実施の保留を開始してからの経過時間が保留閾値に達したか否かを判定する。

変速の実施の保留を開始してからの経過時間が保留閾値に達していない場合、変速制御部１２は、ステップＳ１０７において、変速保留フラグＸ１の値を「１」に設定して、本ルーチンを一旦終了する。

変速の実施の保留を開始してからの経過時間が保留閾値に達している場合、変速制御部１２は、ステップＳ１０４において、自動変速機２０の変速を実施する。次いで、変速制御部１２は、ステップＳ１０５において、変速保留フラグＸ１の値を「０」に設定して本ルーチンを一旦終了する。

以上のように、車両制御装置１０は、機能ブロックとして、変速制御部１２を備えている。変速制御部１２は、車両の自動変速機２０における変速の要否を判定し、判定結果に基づいて、自動変速機２０を制御する。変速制御部１２は、振動センサ３３からの信号に基づいて、自動変速機２０における変速の実施タイミングを変更する。

図６は、図１の車両制御装置１０による効果を説明するための図である。図１の車両制御装置１０によれば、自動変速機２０の変速段の切換えのタイミングを、変速ショック以外の車両の振動、例えば、車両が道路の段差を通過するときの振動が発生するタイミングに合わせることができる。

これによれば、図６の領域Ｘに示したように、変速ショックを段差通過時のショックに含めることができる。言い換えると、変速ショックの発生タイミングと段差通過時の車両の振動の発生タイミングとを一致させると、変速ショックが段差通過時の車両の振動に紛れる。そのため、車両の乗員は、変速ショックを知覚し難くなる。

これにより、車両の乗員が感じる変速ショックの頻度を低減させることができる。

また、変速制御部１２には、振動閾値が設定されている。振動閾値は、振動センサ３３によって検出される振動の検出値に関する閾値である。変速制御部１２は、判定結果が「要」であるとき、検出値が振動閾値未満である場合、変速の実施を保留し、検出値が振動閾値以上である場合、変速を実施する。

これによれば、振動の検出値が振動閾値を超えた場合に、振動の発生タイミングに合わせて自動変速機２０の変速を実施することができる。このため、車両の乗員が感じる変速ショックの頻度を、より確実に低減させることができる。

また、変速制御部１２には、保留閾値が設定されている。保留閾値は、変速の実施を保留する時間に関する閾値である。変速制御部１２は、変速の実施の保留を開始してからの経過時間が保留閾値に達する前に、振動閾値以上の振動が振動センサ３３によって検出された場合、及び変速の実施の保留を開始してからの時間が保留閾値に達した場合に、変速を実施する。

これによれば、変速の実施を保留することによる燃費悪化を抑制することができる。

なお、振動閾値は、車両の速度、車両におけるエンジン回転数、自動変速機２０の変速段、及び車両の積載量のうちの少なくともいずれか１つに応じて変更されてもよい。

例えば、車両の速度が低いほど、変速ショックは大きくなる傾向がある。また、エンジン回転数が高いほど、変速ショックは大きくなる傾向がある。また、自動変速機２０の変速段が低いほど、変速ショックは大きくなる傾向がある。また、車両の積載量が多いほど、変速ショックは大きくなる傾向がある。

そこで、車両制御装置１０では、変速ショックが大きくなることが想定されるほど、振動閾値が大きい値に変更されてもよい。これにより、振動の発生タイミングに合わせて自動変速機２０の変速を実施したときに、車両の乗員によって変速ショックが知覚されることを抑制することができる。

また、振動閾値は、車両の重量及び車両のタイヤサイズの少なくともいずれか１つに基づいて設定されていてもよい。

例えば、車両の重量が大きいほど、変速ショックは大きくなる傾向がある。また、車両のタイヤサイズが大きいほど、変速ショックは大きくなる傾向がある。

そこで、車両制御装置１０では、変速ショックが大きくなることが想定されるほど、振動閾値が大きい値に設定されてもよい。これにより、振動の発生タイミングに合わせて自動変速機２０の変速を実施したときに、車両の乗員によって変速ショックが知覚されることを抑制することができる。

また、保留閾値は、必ずしも１秒に限定されない。保留閾値は、燃費を考慮して、車両の種類ごとに適切な値に設定されてもよい。

また、保留閾値は、車両の速度、車両の速度の時間変化量、車両のスロットル開度、スロットル開度の時間変化量、車両が走行している道路の縦断勾配、及び車両における操舵角のうちの少なくともいずれか１つに応じて、車両の走行中に変更されてもよい。

例えば、車両の速度が低いほど、運転者の加速要求が高いことが想定される。また、車両の速度の時間変化量が大きいほど、運転者の加速要求が高いことが想定される。また、車両のスロットル開度が大きいほど、運転者の加速要求が高いことが想定される。また、スロットル開度の時間変化量が大きいほど、運転者の加速要求が高いことが想定される。

また、道路の縦断勾配が大きいほど、運転者の加速要求が高いことが想定される。また、操舵角が小さいほど、運転者の加速要求が高いことが想定される。そして、加速要求が高いことが想定される場合ほど、保留閾値は大きくされる。

これによれば、振動の検出値が振動閾値を超えない場合において、運転者の加速要求に応じて、変速タイミングを変えることができる。

また、振動閾値を変更すること及び保留閾値を変更することは、適宜組み合わされてもよい。例えば、振動閾値がエンジン回転数に応じて変更されるとともに、保留閾値が車両の速度に応じて変更されてもよい。

また、実施の形態１では、自動変速機２０における変速の要否判定は、車両の速度と車両のスロットル開度とに基づいて行われていたが、車両の速度と車両のアクセル開度とに基づいて行われてもよい。

また、保留閾値は、アクセル開度及びアクセル開度の時間変化量の少なくともいずれか１つに応じて、変更されてもよい。

また、実施の形態１では、自動変速機２０の変速段が、２速から３速へシフトアップされる場合について例示されたが、変速段が１速から２速へシフトアップされる場合及び変速段が３速から４速へシフトアップされる場合も、同様の制御が行われる。

また、変速段がシフトダウンされる場合についても、シフトアップ時と同様の制御が行われる。

また、実施の形態１では、自動変速機２０の変速段数は前進４段であったが、変速段数は特に限定されない。

また、実施の形態１の車両制御装置の機能は、処理回路によって実現される。図７は、実施の形態１の車両制御装置の機能を実現する処理回路の第１の例を示す構成図である。第１の例の処理回路１００は、専用のハードウェアである。

また、処理回路１００は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。

また、図８は、実施の形態１の車両制御装置の機能を実現する処理回路の第２の例を示す構成図である。第２の例の処理回路２００は、プロセッサ２０１及びメモリ２０２を備えている。

処理回路２００では、車両制御装置の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、機能を実現する。

メモリ２０２に格納されたプログラムは、上述した各部の手順又は方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。ここで、メモリ２０２とは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等も、メモリ２０２に該当する。

なお、上述した車両制御装置の機能について、一部の専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって、上述した車両制御装置の機能を実現することができる。

１０ 車両制御装置、１２ 変速制御部、２０ 自動変速機、３３ 振動センサ。

Claims (8)

1. 車両の自動変速機における変速の要否を判定し、判定結果に基づいて、前記自動変速機を制御する変速制御部
   を備え、
   前記変速制御部は、前記車両に生じる振動を検出する振動センサからの信号に基づいて、前記自動変速機における変速の実施タイミングを変更する
   車両制御装置。
2. 前記変速制御部には、前記振動センサによって検出される振動の検出値に関する閾値である振動閾値が設定されており、
   前記変速制御部は、前記判定結果が要であるとき、前記検出値が前記振動閾値未満である場合、前記変速の実施を保留し、前記検出値が前記振動閾値以上である場合、前記変速を実施する
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記変速制御部には、前記変速の実施を保留する時間に関する閾値である保留閾値が設定されており、
   前記変速制御部は、前記変速の実施の保留を開始してからの経過時間が前記保留閾値に達する前に、前記振動閾値以上の振動が前記振動センサによって検出された場合、及び前記変速の実施の保留を開始してからの経過時間が前記保留閾値に達した場合に、前記変速を実施する
   請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記振動閾値は、前記車両の速度、前記車両のエンジン回転数、前記自動変速機の変速段、及び前記車両の積載量のうちの少なくともいずれか１つに応じて変更される
   請求項２又は請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記振動閾値は、前記車両の重量及び前記車両のタイヤサイズの少なくともいずれか１つに基づいて設定されている
   請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の車両制御装置。
6. 前記保留閾値は、前記車両の速度、前記車両の速度の時間変化量、前記車両のスロットル開度、前記スロットル開度の時間変化量、前記車両が走行している道路の縦断勾配、及び前記車両における操舵角のうちの少なくともいずれか１つに応じて変更される
   請求項３に記載の車両制御装置。
7. 前記振動閾値は、前記車両の速度、前記車両のエンジン回転数、前記自動変速機の変速段、及び前記車両の積載量のうちの少なくともいずれか１つに応じて変更され、
   前記保留閾値は、前記車両の速度、前記車両の速度の時間変化量、前記車両のスロットル開度、前記スロットル開度の時間変化量、前記車両が走行している道路の縦断勾配、及び前記車両における操舵角のうちの少なくともいずれか１つに応じて変更される
   請求項３に記載の車両制御装置。
8. 前記振動閾値は、前記車両の重量及び前記車両のタイヤサイズの少なくともいずれか１つに基づいて設定されており、
   前記保留閾値は、前記車両の速度、前記車両の速度の時間変化量、前記車両のスロットル開度、前記スロットル開度の時間変化量、前記車両が走行している道路の縦断勾配、及び前記車両における操舵角のうちの少なくともいずれか１つに応じて変更される
   請求項３に記載の車両制御装置。

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