JP3980090B2 - Gradient resistance detection device for vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の勾配抵抗検出装置に関し、詳しくは、車両の運動方程式から制動時であっても勾配抵抗を正しく検出し得る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両用の自動変速機においては、アクセル開度と車速とに対応してギヤ位置が設定された変速マップを予め備え、かかる変速マップを参照してギヤ位置を決定するのが一般的である。しかしながら、前記変速パターンは、一般的な平坦路走行状態を想定して設定されており、例えば登坂時や降坂時には、適正な変速特性(変速比)が得られなくなってしまうことがある。
【0003】
そこで、車両が走行している路面の勾配(勾配抵抗)を、駆動力,空気抵抗,転がり抵抗,加速抵抗に基づいて求め、該勾配抵抗に基づいて変速パターンを変更するなどして、適正な変速特性が登降坂時に得られるようにした自動変速制御が種々提案されている(特公昭59−8698号公報等参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の勾配抵抗を求めるときに、ブレーキが操作されると、ブレーキの制動力に応じて見掛け上機関出力トルクが減少することになるため、ブレーキ操作時には、走行抵抗を示す指標を正確に検出することができず、これによって勾配抵抗が誤って検出され、変速特性を適性に制御することができなくなる惧れがある。
【0005】
かかる問題点の対策技術として、特開平5−71625号公報には、勾配の検出結果に基づく変速機の登降坂制御を、ブレーキ作動時に中止する方法が開示されている。また、特開昭61−79056号公報には、走行勾配等の算出を、車両の走行開始直後に行わせることで、ブレーキ操作中の走行抵抗の算出を回避する技術が開示されている。更に、特開平2−296067号公報には、登坂路走行時に適した変速制御を実行させているときに、ブレーキ操作が行われると、それまでの変速比をブレーキ操作が行われている間保持させて、ブレーキ操作に伴って走行抵抗を誤検出し、以て、不適正な変速制御が行われてしまうことを回避するようにしている。
【0006】
ところで、上記の対策技術は、いずれもブレーキ操作中は勾配抵抗の新たな検出に基づく変速制御を実行しないことになる。このため、例えば、長い下り坂を走行しているときに、ブレーキに軽く足を掛けている状態が長く継続すると、かかる比較的長いブレーキ操作期間中に路面状況(路面勾配)が変化しても、かかる路面状況の変化に対応する変速制御が全く行われなくなり、勾配抵抗に基づいて登降坂時の変速特性を適性にするという所期の効果を全く発揮させることができなくなってしまう惧れがあった。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ブレーキ操作に伴って勾配抵抗が誤検出されることを回避しつつ、ブレーキ操作中における勾配抵抗検出の機会を得られるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項1記載の発明は、図1に示すように構成される。
図1において、駆動力算出手段は車両の駆動力を算出し、加速抵抗算出手段は車両の加速抵抗を算出する。
一方、ブレーキ油圧検出手段は、車両に備えられた油圧式ブレーキ装置におけるブレーキ油圧を検出する。
【0009】
そして、制動力推定手段は、ブレーキ油圧検出手段で検出されたブレーキ油圧に基づいてブレーキの制動力を推定する。ここで、勾配抵抗算出手段は、少なくとも前記駆動力,加速抵抗及びブレーキ制動力に基づいて勾配抵抗を算出する。かかる構成によると、勾配抵抗の算出に当たって、ブレーキ油圧から推定されたブレーキ制動力が加味されるから、制動時に勾配抵抗の算出を中止する必要がなく、また、制動中に精度良く勾配抵抗を検出できる。
【0010】
また、請求項2記載の発明は、図2に示すように構成される。
図2においては、図1に示すブレーキ油圧検出手段に代えて、車両に備えられたブレーキ装置におけるブレーキペダルの踏力を検出するペダル踏圧検出手段を設けてあり、該ペダル踏圧検出手段で検出されたブレーキペダルの踏力に基づいて、制動力推定手段が、ブレーキの制動力を推定する構成としてある。
【0011】
かかる構成によると、勾配抵抗の算出に当たって、ブレーキペダルの踏力から推定されたブレーキ制動力が加味されるから、制動時に勾配抵抗の算出を中止する必要がなく、また、制動中に精度良く勾配抵抗を検出できる。
請求項3記載の発明では、前記勾配抵抗算出手段が、
勾配抵抗=駆動力−加速抵抗−ブレーキ制動力
として勾配抵抗を算出する構成とした。
【0012】
かかる構成によると、ブレーキ制動力を駆動力から減算することで、ブレーキ制動力分が勾配抵抗に加算されて検出されることを回避できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
実施形態のシステム構成を示す図3において、図示しない車両に搭載された内燃機関1の出力側に自動変速機2が設けられている。この自動変速機2は、機関1の出力側に介在する流体式トルクコンバータ3と、この流体式トルクコンバータ3を介して連結された歯車式変速機4と、この歯車式変速機4中の各種変速要素の結合・開放操作を行う油圧アクチュエータ5とを備える。油圧アクチュエータ5に対する作動油圧は各種の電磁バルブを介して制御されるが、ここでは自動変速のためのシフト用電磁バルブ6A,6Bのみを示してある。尚、7は自動変速機2の出力軸である。
【0014】
ここで、流体式トルクコンバータ3及び油圧アクチュエータ5に対する作動油圧であるライン圧を得るために、歯車式変速機4の入力軸により駆動されるオイルポンプ8が用いられると共に、パイロットバルブ9,電磁バルブ10,プレッシャモディファイヤバルブ11及びプレッシャレギュレータバルブ12が設けられている。
【0015】
パイロットバルブ9は、オイルポンプ8の吐出圧を電磁バルブ10に作用するパイロット圧に調圧する。電磁バルブ10は、後述の如くデューティ制御され、前記パイロット圧を運転条件に応じたスロットル圧に調圧し、プレッシャモディファイヤバルブ11では、パイロット圧をスロットル圧に応じたプレッシャモディファイヤ圧へ調圧し、プレッシャレギュレータバルブ12へ作用する。プレッシャレギュレータバルブ12では、オイルポンプ吐出圧を、プレッシャモディファイヤ圧に比例したライン圧へ調圧し、流体式トルクコンバータ3及び油圧アクチュエータ5等の油圧回路へ送る。
【0016】
コントロールユニット13には、各種のセンサからの信号が入力されている。前記各種のセンサとしては、機関1の吸気系のスロットル弁14の開度TVOを検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ15が設けられている。また、機関1のクランク軸又はこれに同期して回転する軸(カム軸)にクランク角センサ16が設けられている。このクランク角センサ16からの信号は、例えば基準クランク角毎のパルス信号で、その周期により機関回転速度Neが算出される。
【0017】
また、機関1の吸気系に吸入空気流量Qを検出する熱線式のエアフローメータ17が設けられている。このエアフローメータ17で検出される吸入空気流量Qと前記クランク角センサ16の信号に基づいて算出される機関回転速度Neとから、電子制御燃料噴射装置による燃料噴射量の演算の基礎となる基本燃料噴射量Tp=K×Q/Ne(Kは定数)が算出される。
【0018】
また、自動変速機2の出力軸7の回転速度Noを検出することによって車速VSPを検出する車速センサ18が設けられている。
更に、流体式トルクコンバータ3におけるタービン回転速度Nt を検出するタービン回転センサ19が設けられている。
また、車両の図示しない油圧式ブレーキ装置におけるブレーキ油圧を検出するブレーキ油圧検出手段としての油圧センサ20が設けられている。
【0019】
コントロールユニット13は、機関制御(燃料噴射及び点火時期制御)用のユニットと、自動変速制御用のユニットとを一体的に内蔵するもので、相互のユニットが信号交換を行えるようになっている。
前記自動変速制御用のユニットは、主に変速制御とライン圧制御とを行う。自動変速制御は、運転者が操作する図示しないセレクトレバーの操作位置に適合して行い、特にセレクトレバーがDレンジの状態では、スロットル弁開度TVOと車速VSPとに従って1速〜4速の変速位置を自動設定し、シフト用電磁バルブ6A,6Bのオン・オフの組み合わせを制御して、油圧アクチュエータ5を介して歯車式変速機4をその変速位置に制御する。
【0020】
ここで、上記のような自動変速機2と機関1との組み合わせにおいては、変速パターンやロックアップクラッチの締結力などを、機関1が搭載された車両の走行抵抗(特に勾配抵抗)に応じて変化させることが望まれる。
そこで、コントロールユニット13は、図4のフローチャートに示すようにして路面の勾配(勾配抵抗)を算出し、この路面勾配(勾配抵抗)に応じて自動変速機における変速パターン(変速比)やロックアップクラッチの締結力などを変化させるようになっている。
【0021】
尚、駆動力算出手段,加速抵抗算出手段,制動力推定手段,勾配抵抗算出手段としての機能は、前記図4のフローチャートに示すようにコントロールユニット13が備えている。
図4のフローチャートにおいて、ステップ1(図中ではS1としてある。以下同様)では、駆動力Fの算出を行う。
【0022】
具体的には、スロットルセンサ15で検出されたスロットル弁開度TVOとタービン回転センサ19で検出されたタービン回転速度Ntとに基づいてタービントルクTtを求め、該タービントルクTt,変速機におけるギヤ比i,ファイナルギヤ比if,変換係数kを用い、駆動力Fを、F=Tt×i×if×kとして算出する。
【0023】
ステップ2では、加速抵抗を算出する。この加速抵抗は、車速センサ18で検出される車速VSPの変化率から加速度aを求め、この加速度aと予め記憶させておいた標準の車両重量mとの乗算値として求めることができる(加速抵抗=ma)。
ステップ3では、車両の転がり抵抗と空気抵抗との総和RLを、車速センサ18で検出される車速VSPに基づいて設定する。
【0024】
ステップ4では、前記油圧センサ20で検出されたブレーキ油圧を読み込む。
ステップ5では、前記ブレーキ油圧を予め設定されたテーブルに基づいて制動力FBに変換して、ブレーキ油圧に対応する制動力を推定する。
ステップ6では、勾配抵抗mg・sin θを、
mg・sin θ=F−ma−RL−FB
として算出する。
【0025】
そして、ステップ7では、前記ステップ6で算出した勾配抵抗mg・sin θ又は該勾配抵抗mg・sin θから求められる路面勾配θに基づいて、変速パターンを変化させるなどして、登降坂時に適した変速比に自動変速させる。
上記のようにして制動力を推定して勾配抵抗を検出する構成であれば、制動時であっても正しく勾配抵抗を検出でき、勾配抵抗に応じた変速制御等を広範囲に行わせて、車両性能を向上させることが可能となる。
【0026】
尚、算出された勾配抵抗mg・sin θ又は路面勾配θに基づく制御を、前記変速パターンの変更に限定するものではない。また、簡易的には、転がり・空気抵抗RLを省略して、mg・sin θ=F−ma−FBとして勾配抵抗を算出させても良い。
上記図4のフローチャートに示す実施形態では、ブレーキ油圧に基づいてブレーキ制動力を推定する構成としたが、ブレーキペダルの踏圧に基づいてブレーキ制動力を推定させる構成としても良い。
【0027】
かかる構成とする場合には、図3に示すように、前記ブレーキペダル踏圧を検出するペダル踏力検出手段としての踏圧センサ21を設け、図5のフローチャートに示すようにして、勾配抵抗を算出させる。
図5のフローチャートにおいて、ステップ4A,5A以外の各ステップは、図4のフローチャートと同じであり、ステップ4A,5Aの部分のみを説明する。
【0028】
ステップ4Aでは、前記踏圧センサ21で検出されたブレーキペダル踏圧を読み込む。
ステップ5Aでは、前記ブレーキペダル踏圧を予め設定されたテーブルに基づいて制動力FBに変換して、ブレーキペダル踏圧に対応する制動力を推定する。
そして、前記ブレーキペダル踏圧から推定した制動力FBと、前記駆動力F,加速抵抗ma,転がり・空気抵抗RLを用いて、勾配抵抗mg・sin θを算出させる。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1又は2記載の発明によると、ブレーキ油圧或いはブレーキペダルの踏圧から推定されたブレーキ制動力を加味して勾配抵抗が算出されるから、制動時に勾配抵抗の算出を中止する必要がなく、また、制動中に精度良く勾配抵抗を検出できるという効果がある。
【0030】
請求項3記載の発明によると、ブレーキ制動力を駆動力から減算することで、ブレーキ制動力分が勾配抵抗に加算されることがなく、精度良く勾配抵抗を検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の装置の基本構成を示すブロック図。
【図2】請求項2記載の装置の基本構成を示すブロック図。
【図3】実施形態のシステム概略図。
【図4】勾配抵抗検出に基づく変速制御の第1実施形態を示すフローチャート。
【図5】勾配抵抗検出に基づく変速制御の第2実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 内燃機関
2 自動変速機
3 流体式トルクコンバータ
4 歯車式変速機
5 油圧アクチュエータ
7 出力軸
13 コントロールユニット
14 スロットル弁
15 スロットルセンサ
16 クランク角センサ
17 エアフローメータ
18 車速センサ
19 タービン回転センサ
20 油圧センサ
21 踏圧センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle gradient resistance detection apparatus, and more particularly to an apparatus capable of correctly detecting gradient resistance even during braking from a vehicle equation of motion.
[0002]
[Prior art]
In general, an automatic transmission for a vehicle includes a shift map in which a gear position is set in advance corresponding to an accelerator opening and a vehicle speed, and the gear position is generally determined with reference to the shift map. However, the shift pattern is set on the assumption that the vehicle travels on a general flat road. For example, when climbing or descending, an appropriate shift characteristic (speed ratio) may not be obtained.
[0003]
Therefore, the gradient of the road surface on which the vehicle is traveling (grade resistance), the driving force, the air resistance, rolling resistance, determined on the basis of the acceleration resistance, such as by changing the shift pattern based on the gradient resistance, proper Various automatic shift controls have been proposed in which the shift characteristics can be obtained during uphill / downhill (see Japanese Patent Publication No. 59-8698).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when determining the vehicle's gradient resistance, if the brake is operated, the engine output torque will apparently decrease in accordance with the braking force of the brake. As a result, the gradient resistance is erroneously detected, and there is a possibility that the speed change characteristic cannot be appropriately controlled.
[0005]
As a countermeasure technique for such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-71625 discloses a method for stopping the uphill / downhill control of the transmission based on the gradient detection result when the brake is operated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-79056 discloses a technique for avoiding calculation of running resistance during a brake operation by calculating the running gradient immediately after the vehicle starts running. Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2-296067 discloses that when a brake operation is performed while gear shift control suitable for traveling on an uphill road is performed, the previous gear ratio is maintained while the brake operation is performed. Thus, the traveling resistance is erroneously detected in accordance with the brake operation, thereby avoiding improper shift control.
[0006]
By the way, none of the above-described countermeasure techniques execute the shift control based on the new detection of the gradient resistance during the brake operation. For this reason, for example, when traveling on a long downhill, if the state where the brake is lightly applied continues for a long time, even if the road surface condition (road surface gradient) changes during the relatively long brake operation period, Therefore, there is a risk that the speed change control corresponding to the change in the road surface condition is not performed at all, and the expected effect of making the speed change characteristic on the uphill / downhill based on the gradient resistance suitable cannot be exhibited at all. there were.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an opportunity for detecting gradient resistance during brake operation while avoiding erroneous detection of gradient resistance accompanying brake operation. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the invention described in
In FIG. 1, the driving force calculating means calculates the driving force of the vehicle, and the acceleration resistance calculating means calculates the acceleration resistance of the vehicle.
On the other hand, the brake oil pressure detecting means detects the brake oil pressure in a hydraulic brake device provided in the vehicle.
[0009]
The braking force estimating means estimates the braking force of the brake based on the brake hydraulic pressure detected by the brake hydraulic pressure detecting means. Here, the gradient resistance calculating means calculates the gradient resistance based on at least the driving force, acceleration resistance, and brake braking force. According to this configuration, the braking force estimated from the brake hydraulic pressure is taken into account when calculating the gradient resistance, so there is no need to stop calculating the gradient resistance during braking, and the gradient resistance can be detected accurately during braking. it can.
[0010]
The invention according to
2, in place of the brake hydraulic pressure detection means shown in FIG. 1, pedal depression pressure detection means for detecting the depression force of the brake pedal in the brake device provided in the vehicle is provided, and the pedal depression pressure detection means detects the pedal depression pressure detection means. Based on the depression force of the brake pedal, the braking force estimation means estimates the braking force of the brake.
[0011]
According to such a configuration, since the braking force estimated from the depression force of the brake pedal is taken into account in calculating the gradient resistance, it is not necessary to stop the calculation of the gradient resistance during braking, and the gradient resistance is accurately calculated during braking. Can be detected.
In the invention according to
The gradient resistance is calculated as gradient resistance = drive force−acceleration resistance−brake braking force.
[0012]
According to this configuration, by subtracting the brake braking force from the driving force, it can be avoided that the brake braking force component is added to the gradient resistance and detected.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
In FIG. 3 showing the system configuration of the embodiment, an
[0014]
Here, an
[0015]
The
[0016]
Signals from various sensors are input to the
[0017]
Further, a hot-wire
[0018]
Further, a
Further, a
Further, a
[0019]
The
The automatic shift control unit mainly performs shift control and line pressure control. Automatic shift control is performed in accordance with the operation position of a select lever (not shown) operated by the driver, and in particular when the select lever is in the D range, a 1st to 4th speed shift is performed according to the throttle valve opening TVO and the vehicle speed VSP. The position is automatically set, the on / off combination of the shift
[0020]
Here, in the combination of the
Therefore, the
[0021]
Note that the
In the flowchart of FIG. 4, in step 1 (indicated by S1 in the figure, the same applies hereinafter), the driving force F is calculated.
[0022]
Specifically, the turbine torque Tt is obtained based on the throttle valve opening TVO detected by the
[0023]
In
In
[0024]
In
In
In
mg · sin θ = F-ma-RL-FB
Calculate as
[0025]
In
If the configuration is such that the braking force is estimated and the gradient resistance is detected as described above, the gradient resistance can be correctly detected even during braking, and the vehicle can be controlled in a wide range according to the gradient resistance. The performance can be improved.
[0026]
The control based on the calculated gradient resistance mg · sin θ or the road surface gradient θ is not limited to the change of the shift pattern. For simplicity, the rolling resistance and air resistance RL may be omitted, and the slope resistance may be calculated as mg · sin θ = F−ma−FB.
In the embodiment shown in the flowchart of FIG. 4, the brake braking force is estimated based on the brake hydraulic pressure. However, the brake braking force may be estimated based on the depression pressure of the brake pedal.
[0027]
In the case of such a configuration, as shown in FIG. 3, a
In the flowchart of FIG. 5, each step other than steps 4A and 5A is the same as the flowchart of FIG. 4, and only steps 4A and 5A will be described.
[0028]
In step 4A, the brake pedal depression pressure detected by the
In step 5A, the brake pedal depression pressure is converted into a braking force FB based on a preset table, and a braking force corresponding to the brake pedal depression pressure is estimated.
Then, the gradient resistance mg · sin θ is calculated using the braking force FB estimated from the brake pedal depression pressure, the driving force F, the acceleration resistance ma, and the rolling / air resistance RL.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the first or second aspect of the invention, since the gradient resistance is calculated taking into account the brake braking force estimated from the brake hydraulic pressure or the depression pressure of the brake pedal, the calculation of the gradient resistance is stopped during braking. In addition, there is an effect that the gradient resistance can be accurately detected during braking.
[0030]
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an apparatus according to
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of the apparatus according to
FIG. 3 is a system schematic diagram of the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a first embodiment of shift control based on gradient resistance detection.
FIG. 5 is a flowchart showing a second embodiment of shift control based on gradient resistance detection.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
13 Control unit
14 Throttle valve
15 Throttle sensor
16 Crank angle sensor
17 Air flow meter
18 Vehicle speed sensor
19 Turbine rotation sensor
20 Hydraulic sensor
21 Treading pressure sensor
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