JP4424213B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機を搭載した車両の制御装置に関し、特に、自車両と先行車両との車間距離を目標距離に維持する機構を有する車両における運転者の加速意思に即座に対応する制御装置に関する。

車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を介して繋がるとともに複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成され、たとえば、アクセルペダル開度（スロットル開度）および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切り換えを行なう、すなわち自動的に変速比（走行速度段）の切り換えを行なうように構成される。一般的に、自動変速機を有した車両には運転者により操作されるシフトレバーが設けられ、シフトレバー操作に基づいて変速ポジション（たとえば、後進走行ポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション）が設定され、このように設定された変速ポジション内（通常は、前進走行ポジション内）において自動変速制御が行なわれる。

通常、車両走行中に選択される前進走行ポジションにおいては、車速とスロットル開度とから決定される変速線（変速マップ）に基づいて、変速制御が実行される。このような変速線は、アップシフトの場合とダウンシフトの場合とを区別して設定されている。これは、アップシフトの場合もダウンシフトの場合も同じ変速線を用いると、たとえば、車速が上昇してアップシフトすると、減速して変速線を跨いでダウンシフトが実行され、このダウンシフトが実行されると再び車速が上昇してアップシフトが行なわれ、変速線近傍でアップシフトとダウンシフトとを繰り返すハンチング現象を発生させてしまう。このようなハンチング現象を回避するために、たとえば、アップシフト変速線を燃費最適線や排ガス浄化最適線に合致させておいて、そのアップシフト変速線よりも低速側にヒステリシス性を確保されるように、ダウンシフト変速線を設定している。

また、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に維持するとともに、設定された巡航速度で走行する自動追従システム等と呼ばれるシステムがある。このようなシステムにおいては、先行車両の速度が変化しても、設定された目標車間距離を維持するように車両の駆動力および制動力が制御される。

特開平１０−３０６８７２号公報（特許文献１）は、このような技術に関する、自動シフトダウン装置を開示する。この自動シフトダウン装置は、自車と前方を走行する先行車との実車間距離が車速に基づく目標車間距離より短いとき自動変速機のダウンシフトをする車両の自動シフトダウン装置であって、自車と先行車との車間距離を検出する車間距離検出手段と、自車の車速を検出する車速検出手段と、運転者のアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、車間距離検出手段の検出値が車速に基づく目標車間距離よりも少なく、かつアクセル操作検出手段がアクセルを戻す方向への操作を検出したとき、自動変速機をダウンシフトするコントローラとを備える。

この車両の自動シフトダウン装置によると、コントローラは、車間距離検出手段の検出値が車速に基づく目標車間距離よりも少なく、かつアクセル操作検出手段がアクセルを戻す方向への操作を検出したとき、すなわち、運転者の減速意思を検知すると同時に、自動変速機をダウンシフトして減速する。すなわち、このコントローラは、車間距離検出手段の検出値が車速に基づく目標車間距離よりも少ない場合に、アクセルの戻す方向への操作がなされたかどうかにより、運転者が、減速して安全な車間距離とするのか、または、追抜き、追越のための加速を行ないたいのかを判定し、減速のとき、つまり、アクセル操作検出手段がアクセルを戻す方向への操作を検出したときには、自動変速機をダウンシフトする。このため、フットブレーキが踏み込まれるまでは自動変速機による減速が、踏み込み後は、フットブレーキおよび自動変速機による減速がなされ、応答遅れがなく、安全で確実な制動がなされる。一方、アクセル操作検出手段がアクセルを戻す方向への操作が検出しないときは、運転者が減速ではなく、追越しまたは追抜きのための加速を行なっていると判定する。このため加速が可能となり、追抜き等を支障なく行なうことができる。
特開平１０−３０６８７２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された自動シフトダウン装置においては、自動追従制御中に、運転者が先行車両を追い越そうとアクセルペダルを踏込んで加速しようとしても、ダウンシフトされない。このため、即座に車両を加速させることができないで、追い越しに時間を要する。また、アクセルペダルの踏み込みによりダウンシフト変速線を越えてダウンシフトされるときであっても、運転者が加速を要求してから自動変速機がダウンシフトされるまでの遅れ時間が発生して、運転者の加速意思を十分に実現できない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離となるように少なくとも自動変速機を制御する車両において、遅れ時間を発生させることなく運転者の加速意思を実現する、車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離となるように少なくとも自動変速機を制御するための車間距離制御手段と、運転者により操作される操作部における動力源の出力についての操作量を検知するための操作量検知手段と、操作量検知手段により検知された操作量と予め定められた判定値とに基づいて、自動変速機における変速を実行するように判定するための変速判定手段と、車間距離制御手段による車間距離制御実行時においては、判定値を変更するための変更手段とを含む。

第１の発明によると、追い越し車線を有する高速道路の走行車線を車間距離制御手段による車間距離制御を実行中に、運転者が先行車両を追い越したいと思うと、動力源の出力についての操作部の一例であるアクセルペダルを踏込む。この場合において、たとえば、通常のダウンシフト変速線におけるアクセルペダル開度（スロットル開度）よりも低いアクセルペダル開度でダウンシフトが実行されるように変更しておく。このようにすると、先行車に追従する車間距離制御を実行中であっても（通常は、追従することを前提にしているので先行車両を追い越すことを想定していない）運転者がアクセルペダルを少し踏むだけでダウンシフトが実行され、追い越しに必要な大きな駆動力を即座に発生させることができる。このときに、いわゆるパワーオンダウンシフトが実行されることになるが、ダウンシフトが早期に行なわれ、ダウンシフト変速時間の遅延を回避でき運転者の加速意思に即座に対応できるとともに、動力源（エンジン）の回転数が吹き上がることを防止することができる。さらに、動力源（エンジン）の回転数が低い状態で変速制御が実行されるので、自動変速機の摩擦係合要素の熱負荷増大を抑制することができる。その結果、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離となるように少なくとも自動変速機を制御する車両において、遅れ時間を発生させることなく運転者の加速意思を実現する、車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、変速判定手段は、操作量検知手段により検知された操作量が予め定められた判定値を越えると、自動変速機のダウンシフト変速を実行するように判定するための手段を含む。変更手段は、車間距離制御手段による車間距離制御実行時においては、判定値を低下するように変更するための手段を含む。

第２の発明によると、ダウンシフト変速を実行する操作量（たとえばアクセルペダル開度）の判定値を低下させるように変更して、ダウンシフト変速が実行されやすくして、大きな駆動力を時間遅れを発生させることなく発現させることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１に、本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵを含む車両のパワートレーンについて説明する。

図１に示すように、この車両には、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、これらを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）４００と、Ｅ
ＣＵに自車両と先行車両との距離を表わす信号を入力するミリ波レーダ５００と、ＥＣＵ４００にアクセルペダルの開度を示す信号を入力するアクセルペダル開度センサ６００とを含む。

なお、以下の説明においては、図１に示すようにエンジン１００、トルクコンバータ２００、自動変速機３００を有するパワートレーンについて適用される変速制御について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。エンジン１００、トルクコンバータ２００、自動変速機３００から構成されるパワートレーンの代わりにモータやモータジェネレータなどを含んで構成されるパワートレーンであってもよい。

ＥＣＵ４００は、エンジン１００に対して、スロットル開度指令信号などの制御信号を出力し、エンジン回転数信号などの検知信号を受信する。またＥＣＵ４００は、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチに係合または開放（スリップを含む）を指令する制御信号を出力する。また、ＥＣＵ４００は、自動変速機３００に対して油圧指令信号である制御信号を出力したり、自動変速機３００から出力軸回転数信号などの検知信号が入力されたりする。

ミリ波レーダ５００は、自車両と先行車両との車間距離を目標車間距離に維持する追従機能を実現するための、現在の車間距離を検知するセンサであって、検知した車間距離はＥＣＵ４００に入力される。なお、車間距離を検知するのはミリ波レーダに限定されるものではない。たとえば、このようなミリ波に限定されないレーダや他のセンサであってもよい。

ＥＣＵ４００は、追従機能付きオートクルーズボタンが運転者により押されている場合には、アクセルペダルが踏まれていなくても設定された巡航速度を維持しつつ（オートクルーズ機能）、先行車両との車間距離が所定の目標車間距離以下にならないように（追従機能）、車両の駆動力および制動力を制御する。なお、このとき、オートクルーズ機能により設定された巡航速度よりも追従機能が優先される。すなわち、先行車両の車速が低下して車間距離が目標車間距離に到達するとそれ以上車間距離が短くならないように、オートクルーズ機能の巡航速度を低下させて目標車間距離を維持する。

アクセルペダル開度センサ６００は、運転者により操作されるアクセルペダルの開度を検知するものである。このアクセルペダル開度センサ６００の代わりに、スロットルバルブ開度センサであってもよい。

図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＵ４００は、車間距離制御実行中であるか否かを判断する。このとき、ＥＣＵ４００は、追従機能付きオートクルーズボタンが運転者により押されているか否か等により、車間距離制御実行中であるか否かを判断する。車間距離制御実行中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４００は、アクセルペダルの開度を検知する。このとき、ＥＣＵ４００は、アクセルペダル開度センサ６００から入力された信号に基づいてアクセルペダルの開度を検知する。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ４００は、アクセルペダルの開度が開度しきい値（Ａ）よりも大きいか否かを判断する。この開度しきい値（Ａ）は、定数であったりマップ等により定められたりする値であって、少なくとも車間距離制御実行中は車間距離制御非実行中よりも小さな値に設定される。マップ等により設定される場合の開度しきい値（Ａ）のパラメータとしては、加速度、加速度変化率、車速、自動変速機３００の出力軸回転数、エンジン１００の回転数、エンジン１００の負荷量、加速度変化見込み値（路面凸凹情報、走行履歴から得られる将来の加速度変化予測値）などが考えられる。アクセルペダルの開度が開度しきい値（Ａ）よりも大きいと（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ４００は、自動変速機３００にダウンシフト指令信号を出力する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ４００の動作について説明する。

たとえば、追従機能付きオートクルーズ機能が実行されて、片側２車線の高速道路の走行車線を走行中の車両の運転者が先行車両を追い越したいと思った場合について説明する。なお、このときの車速は８０〜１００ｋｍ／ｈであって、自動変速機３００の変速ギヤ段は５速（５ｔｈ）で高速巡航していると想定する。

運転者が先行車両を追い越したいためにアクセルペダルを踏むと、通常（追従機能付きオートクルーズ機能が実行されていない場合）よりも少しアクセルペダルを踏んだ時点でダウンシフトが実行される（Ｓ３００にてＹＥＳ、Ｓ４００）。すなわち、図３に示すように、車間規制フラグ（このフラグは追従機能付きオートクルーズ機能が実行中にＯＮ状態であるとする。）がオン状態の場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、通常の５→４ダウンシフト変速線におけるアクセルペダル開度よりも小さな開度である開度しきい値（Ａ）でギヤ段が５速から４速にダウンシフトされる。従来制御であれば、図３の点線で示すように、ギヤ段は遅れ時間の経過後に５速から４速にダウンシフトされる。一方、本発明制御によると、通常よりも小さく設定された開度しきい値（Ａ）を越えたアクセルペダル開度を検知すると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、ダウンシフトされる（Ｓ４００）。このため、従来のように、追従機能付きオートクルーズ機能が実行中である場合には、追従機能付きオートクルーズ機能が非実行中である場合に比べてアクセルペダル開度が小さくてもダウンシフトされて大きな駆動力を発生させて運転者が要求する加速感を実現できる。

図４に加速度の時間変化を示す。従来制御においては、追従機能付きオートクルーズ機能が非実行中の５速→４速ダウンシフト変速線に対応するアクセルペダル開度までアクセルペダルを踏込まないと加速度が上昇しない。すなわち、遅れ時間を経過した後に加速度が上昇している。一方、図４の実線で示すように本発明制御では、遅れ時間を発生させることなく、所望の加速度を発現させることができる。

このようにしてダウンシフトにより大きな駆動力を発現させて、時間遅れを発生させることなく車両に大きな加速度を与える。このことを図５および図６を用いて説明する。

図５に示すように、従来制御においては、追従機能付きオートクルーズ機能が実行中には、先行車両を追い越すために追い越し車線に車線変更してからダウンシフトが実行されて加速度が上昇する。すなわち、アクセルペダルを踏んでステアリングを操作して追い越し車線に車線変更してから（ここではこの車線変更されたタイミング以降が遅れ時間を経過したタイミングであると想定する。）、ダウンシフトされて加速度が上昇する。一方、図６に示すように、本発明制御においては、遅れ時間なくダウンシフトされるので、先行車両を追い越すために追い越し車線に車線変更する前にダウンシフトが実行されて加速度が上昇されているので、車線変更時から速やかに加速して先行車両を追い越すことができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによると、自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離となるように制御される車両において、運転者がアクセルペダルを踏むことは先行車両を追い越したいという意思を有すると判断する。このような場合において、追従制御がされている場合には追従制御がされていない場合に比べて、より小さなアクセルペダル開度でダウンシフトが実行されるようにする。このようにすると、通常の場合（追従制御がされていない場合）よりも、より早くダウンシフトを実行することができる。このため、運転者の追い越し要求（加速要求）に対して即座にダウンシフトが実行され、大きな加速度を実現させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵを含む制御ブロック図である。 ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 車間規制フラグ、アクセルペダル開度およびギヤ段の時間変化を示すタイミングチャートである。 車両に作用する加速度の時間変化を示すタイミングチャートである。 従来制御における先行車両の追い越し状態を示す図である。 本発明制御における先行車両の追い越し状態を示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、３００ 自動変速機、４００ ＥＣＵ、５００ ミリ波レーダ、６００ アクセルペダル開度センサ。

Claims (1)

1. 自車両と先行車両との車間距離が目標車間距離となるように少なくとも自動変速機を制御するための車間距離制御手段と、
   運転者により操作される操作部における動力源の出力についての操作量を検知するための操作量検知手段と、
   前記操作量検知手段により検知された操作量と予め定められた判定値とに基づいて、前記自動変速機における変速を実行するように判定するための変速判定手段と、
   前記車間距離制御手段による車間距離制御実行時においては、前記判定値を変更するための変更手段とを含み、
   前記変速判定手段は、前記操作量検知手段により検知された操作量が予め定められた判定値を越えると、前記自動変速機のダウンシフト変速を実行するように判定するための手段を含み、
   前記変更手段は、前記車間距離制御手段による車間距離制御実行時においては、前記判定値を低下するように変更するための手段を含む、車両の制御装置。

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