JP4816112B2 - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用駆動力制御装置に関し、特に、前方車両との位置関係を適正な状態にするために減速度を変更させる車両用駆動力制御装置に関する。

特開２０００−３２６７６１号公報（特許文献１）には、前方車両との車間距離が適正となるようにシフトダウンを行う技術が開示されている。同技術では、ハンチングを防止するため、走行路面の勾配状態に基づいて、シフトアップを禁止する時間を設定している。

上記特許文献１の技術では、変速により減速度を得る構成となっている場合、車速の上昇により変速線を横切らないため、なかなかダウンシフトせずに運転者は違和感を感じることがある。

特開２０００−３２６７６１号公報 特開平１１−１５１９５２号公報 特開２０００−１４５９３７号公報

前方車両との位置関係を適正な状態にするために減速度を変更させる制御では、前方車両と自車両との相対車速又は相対車速に基づくパラメータが制御開始条件とされている。例えば、緩降坂路等でゆっくりと自車両が前方車両に接近していくような状況では、相対車速が小さく制御開始条件を満たさないため、減速アシストされず、運転者にじれったい感じを与える場合がある。

また、減速アシストに際して付与される減速度は、目標減速度に基づいて決定されるが、目標減速度は、相対車速又は相対車速に基づくパラメータに基づいて設定される。そのため、例えば上記のような相対車速が小さい状況では、目標減速度が小さく設定されることになり、減速アシストに際して減速度が付与されないか、又は付与されたとしても十分な減速度が付与されない場合がある。

本発明の目的は、前方車両との位置関係を適正な状態にするために減速度を変更させる制御において、運転者にとって適正な減速アシストを与えることが可能な車両用駆動力制御装置を提供することである。

本発明の車両用駆動力制御装置は、前方車両との位置関係を適正な状態にするために運転者の減速意図に基づいて減速度を変更させる減速制御を行う車両用駆動力制御装置であって、前記運転者の減速意図は、前記運転者によるアクセルオフ操作であり、前記アクセルオフ操作が検出されてからの時間又は走行距離が長いときには、前記時間又は走行距離が長くないときに比べて、前記減速制御が実行され易くすることを特徴としている。

本発明の車両用駆動力制御装置において、前記減速制御が実行され易くすることは、前記減速制御の制御開始条件の閾値を変更することを含むことを特徴としている。

本発明の車両用駆動力制御装置において、前記減速制御が実行され易くすることは、前記減速度の大きさを大きくすることを含むことを特徴としている。

本発明の車両用駆動力制御装置において、前記減速制御は、変速機の変速比を低速側に変更すること、車輪を制動すること、モータジェネレータにより回生することの少なくともいずれか一つによって実行されることを特徴としている。

本発明の車両用駆動力制御装置において、前記減速制御が実行されたときの前記前方車両との位置関係の推定を行い、前記推定の結果に基づいて、前記減速制御の実行の有無を決定することを特徴としている。

本発明の車両用駆動力制御装置によれば、前方車両との位置関係を適正な状態にするために減速度を変更させる制御において、運転者にとって適正な減速アシストを与えることが可能となる。

以下、本発明の車両用駆動力制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１から図７を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、自動変速機の変速段を制御して減速制御を行う車両用駆動力制御装置に関する。

本実施形態は、追従走行時に運転者の減速意図を検出して減速装置により減速度を制御するものにおいて、運転者の減速意図が検出されてからの時間に基づいて、制御開始条件の閾値や減速度の大きさ（制御ゲイン）を変更するものである。

上記制御は、制御後の車間距離の変化態様を推定し、その推定結果が予め設定された範囲内である時のみ制御が許可される。

本実施形態の構成としては、以下に詳述するように、自動変速機等の減速度を制御可能な減速装置と、車間距離（相対車速）の検出手段と、運転者の減速意図を検出する手段と、運転者の減速意図が継続する時間に基づいて、制御開始条件又は減速制御量を変更する手段と、減速意図の検出時にその他の制御開始条件が成立した場合に上記減速装置によって減速度を付与する手段とが前提となる。

図２において、符号１０は自動変速機、４０はエンジンである。自動変速機１０は、電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃへの通電／非通電により油圧が制御されて６段変速が可能である。図２では、３つの電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃが図示されるが、電磁弁の数は３に限定されない。電磁弁１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃは、制御回路１３０からの信号によって駆動される。

スロットル開度センサ１１４は、エンジン４０の吸気通路４１内に配置されたスロットルバルブ４３の開度を検出する。エンジン回転数センサ１１６は、エンジン４０の回転数を検出する。車速センサ１２２は、車速に比例する自動変速機１０の出力軸１２０ｃの回転数を検出する。シフトポジションセンサ１２３は、シフトポジションを検出する。パターンセレクトスイッチ１１７は、変速パターンを指示する際に使用される。加速度センサ９０は、車両の減速度（減速加速度）を検出する。車間距離計測部１００は、車両前部に搭載されたレーザーレーダーセンサ又はミリ波レーダーセンサなどのセンサを有し、先行車両との車間距離を計測する。

閾値・制御ゲイン変更部１１８は、ＣＰＵ１３１の一部として設けられることができる。閾値・制御ゲイン変更部１１８は、アクセルが継続的にＯＦＦにされている時間（アクセルオフ継続時間）に基づいて、制御開始条件の閾値、及び制御ゲイン（減速度の大きさ、具体的には、後述するように、行き先変速段を決定するためのオフセット量）を変更する。

制御回路１３０は、スロットル開度センサ１１４、エンジン回転数センサ１１６、車速センサ１２２、シフトポジションセンサ１２３、加速度センサ９０の各検出結果を示す信号を入力し、また、パターンセレクトスイッチ１１７のスイッチング状態を示す信号を入力し、また、車間距離計測部１００による計測結果を示す信号を入力する。

制御回路１３０は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ１３１、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３、入力ポート１３４、出力ポート１３５、及びコモンバス１３６を備えている。入力ポート１３４には、上述の各センサ１１４、１１６、１２２、１２３、９０からの信号、上述のスイッチ１１７からの信号、車間距離計測部１００からの信号が入力される。出力ポート１３５には、電磁弁駆動部１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃが接続されている。

ＲＯＭ１３３には、予め図１のフローチャートに示す動作（制御ステップ）が格納されているとともに、自動変速機１０のギヤ段を変速するための変速マップ及び変速制御の動作（図示せず）が格納されている。制御回路１３０は、入力した各種制御条件に基づいて、自動変速機１０の変速を行う。

図１及び図２を参照して、本実施形態の動作を説明する。以下の動作は、主として、制御回路１３０により行われる。

［ステップＳ１０］
ステップＳ１０では、スロットル開度センサ１１４からの信号に基づいて、アクセルがＯＦＦ（全閉）の状態か否かが判定される。ステップＳ１０の結果、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されれば、ステップＳ２０に進む。一方、アクセルがＯＦＦの状態であると判定されなければ、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ１０では、運転者による減速意図の有無が確認される。

［ステップＳ２０］
ステップＳ２０では、アクセルがＯＦＦされた状態の継続時間に基づいて、車間距離制御の制御開始条件の閾値及び行き先変速段を決定するためのオフセット量（制御ゲイン）が変更される。

Ａ．まず、車間距離制御の制御開始条件の閾値の変更について説明する。

本実施形態では、車間距離制御の制御開始条件は、以下の二つの両方を満足することである。
（１）相対車速が予め設定された第１閾値以上であること
（２）衝突時間（＝車間距離／相対車速）が予め設定された第２閾値以下であること

上記（１）はビジーシフトの抑制のためであり、（２）は前方車両との接近状態をチェックするものである。車間距離計測部１００として、例えばミリ波レーダーが使用される場合には、車間距離と、相対車速が直接計測されることができる。アクセルがＯＦＦされた状態の継続時間は、上記ステップＳ１０において、アクセルのＯＦＦが検出されてからタイマーで計測が開始される（後述するように、アクセルがＯＦＦではなくなったときに（ステップＳ１０−Ｎ）、アクセルＯＦＦの継続時間が０にリセットされる（ステップＳ７０））。

図３に示すように、アクセルＯＦＦの継続時間が長くなると、相対車速の第１閾値は、小さな値に変更される。これにより、アクセルＯＦＦ継続時間が大きな値になると、相対車速が第１閾値以上となり易くなる。この場合の第１閾値の変更の形態は、符号３０１に示すように、アクセルＯＦＦの継続時間が予め設定された値を超えたことを境として、第１閾値が小さな値に変更されることができる。または、これに代えて、符号３０２に示すように、アクセルＯＦＦ継続時間の長さに比例して第１閾値が小さな値に設定されることができる。

図４に示すように、アクセルＯＦＦの継続時間が長くなると、衝突時間の第２閾値は、大きな値に変更される。これにより、アクセルＯＦＦ継続時間が大きな値になると、衝突時間が第２閾値以下となり易くなる。この場合の第２閾値の変更の形態は、符号４０１に示すように、アクセルＯＦＦの継続時間が予め設定された値を超えたことを境として、第２閾値が大きな値に変更されることができる。または、これに代えて、符号４０２に示すように、アクセルＯＦＦ継続時間の長さに比例して第２閾値が大きな値に設定されることができる。

なお、本実施形態では、制御開始条件が相対車速と衝突時間であるため、それぞれの閾値がアクセルＯＦＦ継続時間の長さに応じて可変に設定された。これに代えて、制御開始条件が例えば車間距離や車間時間（＝車間距離／自車速）やそれらの組合わせである場合には、それぞれの閾値がアクセルＯＦＦ継続時間の長さに応じて可変に（アクセルＯＦＦ継続時間が長くなると条件を満足し易くなるように）設定される。

Ｂ．次に、行き先変速段を決定するためのオフセット量（α）の変更について説明する。

本実施形態の車間距離制御において、ダウンシフト制御後の行き先変速段は、以下の方法により決定される。下記式１を満たす最も高速段側の変速段が行き先変速段として選択される。

上記式１において、目標減速度は、図５に例示するように、車間距離と相対車速のマップに基づいて求められることができる。目標減速度は、同マップに従って、車間距離と相対車速に基づいて求められることから、衝突時間（＝車間距離/相対車速）と同じ傾向を有する。

上記式１のα（行き先変速段を決定するためのオフセット量）は、図６に示すように、アクセルＯＦＦの継続時間が長くなると、大きな値に変更される。この場合のαの変更の形態は、符号６０１に示すように、アクセルＯＦＦの継続時間が予め設定された値を超えたことを境として、αが大きな値に変更されることができる。または、これに代えて、符号６０２に示すように、アクセルＯＦＦ継続時間の長さに比例してαが大きな値に設定されることができる。

図７に示すように、目標減速度の大きさが符号７０１で示され、αの大きさが符号７０２で示されるとき、上記式１によれば、行き先変速段は（Ｎ−１）段となる。これに対して、アクセルＯＦＦ継続時間が長くなることにより、αが符号７０３で示される大きな値に変更されると、行き先変速段は（Ｎ−２）段となる。このように、アクセルＯＦＦ継続時間が長くなり、αが大きな値とされることにより、行き先変速段は相対的に低速段とされる。

また、図７に示すように、目標減速度７０１が小さい場合には、ダウンシフトできない場合が生ずるが、この場合であってもアクセルＯＦＦ継続時間が長くなり、αが大きくなることにより、ダウンシフトを行うことができる。ステップＳ２０の次にステップＳ３０に進む。

［ステップＳ３０］
ステップＳ３０では、アクセルがＯＦＦ状態であること以外の上記車間距離制御の制御開始条件が成立したか否かが判定される。即ち、本例では、ステップＳ３０において、相対車速が第１閾値以上であること、及び、衝突時間が第２閾値以下であることの両方を満たしているか否かが判定される。ここで判定される第１閾値及び第２閾値は、上記ステップＳ２０において、アクセルＯＦＦ継続時間に応じて設定された値が使用される。ステップＳ３０の判定の結果、制御開始条件が成立している場合には、ステップＳ４０に進み、そうでない場合には本制御フローはリセットされる。

［ステップＳ４０］
ステップＳ４０では、上記行き先変速段へのダウンシフトが行われた後に前方車両と自車両の車間距離が急増しないか否かが判定される。この判定は、当業者にとって容易に考えられる各種方法にて行うことができる。その判定の結果、ダウンシフト後に車間距離が急増しないと判定された場合には、ステップＳ５０に進み、そうでない場合には本制御フローはリセットされる。

本実施形態では、従来（上記ステップＳ２０が行われない場合）よりも、衝突時間が大きい場合や相対車速が小さい場合であっても、ダウンシフトが生じる可能性があり、また、従来よりも行き先変速段が低速段になる可能性があるため、行き先変速段へのダウンシフトが行われた後に前方車両との車間距離が極端に増大していく可能性がある。そこで、そのようなことがないように、ステップＳ４０が行われる。

［ステップＳ５０］及び［ステップＳ６０］
ステップＳ５０では、行き先変速段へのダウンシフトが行われる。ここで、行き先変速段は、上記ステップＳ２０において、アクセルＯＦＦ継続時間に応じて設定されたαの値に基づいて設定されたものである。行き先変速段へのダウンシフトが行われることにより、エンジンブレーキ力（減速度）が増加し、前方車両との位置関係を適正なものにすることができる。次に、ステップＳ６０では、フラグＦが１にセットされた後に本制御フローがリセットされる。

［ステップＳ６０の後の次サイクル以降の制御フロー］
ステップＳ６０の後、本制御フローがリセットされた後に、再度（次サイクル）の本制御フローでは、アクセルがＯＦＦ状態である限り（ステップＳ１０−Ｙ）、再度ステップＳ２０においてアクセルＯＦＦ継続時間（前回の制御フローのアクセルＯＦＦからアクセルＯＦＦ継続時間は継続されている）に応じて、制御開始条件の閾値や上記行き先変速段を決定するためのオフセット量αが変更される。

即ち、アクセルＯＦＦがなされた直後に行われるステップＳ２０では、アクセルＯＦＦ継続時間が未だ小さいため、閾値やαは初期値のままであるか、又は、初期値からの変更量が少ない状態である。これに対して、次サイクル以降の制御フローのステップＳ２０では、アクセルがＯＦＦ状態である限り、アクセルＯＦＦ継続時間が累積されていくため、閾値やαの初期値からの変更量が大きくなっていく。

これにより、アクセルがＯＦＦにされた直後は、閾値は初期値のままであるか、又は、初期値からの変更量が少ないため、制御開始条件を満たさない場合であっても、アクセルＯＦＦの継続時間が長くなり、閾値の初期値からの変更量が大きくなることによって、制御開始条件を満たすようにすることができる。同様に、アクセルがＯＦＦにされた直後は、αは初期値のままであるか、又は、初期値からの変更量が少ないため、行き先変速段が現状変速段よりも低速側ではない場合（ダウンシフトをできない場合）であっても、アクセルＯＦＦの継続時間が長くなり、αの初期値からの変更量が大きくなることによって、現状変速段よりも低速側の変速段を行き先変速段とすることができる（これによりダウンシフトが可能となる）。

また、アクセルがＯＦＦにされた直後は、αは初期値のままであるか、又は、初期値からの変更量が少ないため、行き先変速段が現状変速段よりも１段のみ低いに過ぎない場合であっても、アクセルＯＦＦの継続時間が長くなり、αの初期値からの変更量が大きくなることによって、２段以上低速側の変速段を行き先変速段とすることができる。この場合には、始めの制御フローのステップＳ５０では、現状変速段から１段下の変速段へのダウンシフトが行われ、その後アクセルＯＦＦの継続時間が長くなった後の制御フローのステップＳ５０において、２段目へのダウンシフト（更に１段のダウンシフト）が行われる。

［ステップＳ７０］
一方、上記ステップＳ１０において、アクセルがＯＦＦではないと判定された場合には、ステップＳ７０において、アクセルオフ継続時間が０にリセットされる。次に、ステップＳ８０において、フラグＦが判定され、フラグＦが０である場合には、何も制御が実行されていない段階であるため、本制御フローはリセットされる。

ステップＳ８０の判定の結果、フラグＦが１である場合には、既にダウンシフトが実行されているので（ステップＳ５０、ステップＳ６０）、ステップＳ９０にて、ダウンシフト制御（低速段を選択する制御）の制御終了条件が成立したか否かを判定する。ここで、ダウンシフト制御の制御終了条件とは、例えば、アクセルがＯＮ（アイドル接点切れ）されてから予め設定された所定時間が経過したか否かである。ステップＳ９０の判定の結果、否定的に判定された場合には、本制御フローはリセットされる。この場合、ステップＳ１０、ステップＳ７０、ステップＳ８０経由でステップＳ９０の成立を待つ。

ステップＳ９０において、肯定的に判定された場合には、ステップＳ１００において、衝突時間が予め設定された所定値よりも大きいか否かが判定される。その判定において、否定的に判定された場合には、本制御フローはリセットされ、肯定的に判定された場合には、ステップＳ１１０において、ダウンシフト制御を終了させて、通常時の変速制御（アクセル開度と車速に基づいて変速段が決定される）に復帰する。その後、ステップＳ１２０において、フラグＦが０にリセットされた後に、本制御フローがリセットされる。

次に、本実施形態の効果について説明する。

例えば、緩降坂路などにおいて、自車両が徐々に前方車両に接近していくような場合には、相対車速が小さい場合、及び／又は、目標減速度が小さい場合があり、この場合、従来は、制御開始条件を満たさないと判定されてダウンシフトによる減速制御が実行されなかったり、実行されたとしても行き先変速段が高く減速度が不足していたケースがあった。

これに対して、本実施形態によれば、上記緩降坂路等で自車両がゆっくりと（徐々に）前方車両に接近していく場合には、運転者はアクセルをＯＦＦにしたままであれば（減速意図を継続して有していれば）、アクセルＯＦＦ継続時間が長くなることに応じて、閾値及びαが可変に設定されるため、ダウンシフトによる減速制御が可能になり、また、より低速段へのダウンシフト制御が可能となる。また、ダウンシフト制御実行後には、アクセルがオフにされたとき（ステップＳ１０−Ｎ）以外には、アップシフト（ステップＳ１１０による通常の変速制御の実行によるアップシフト）がなされないため、ダウンシフトとアップシフトが交互に起きるなどのビジーシフトを抑制することができる。

アクセルＯＦＦ継続時間が大幅に長くなると、閾値やαが初期値から大きく変更されるため、制御開始条件を容易に満足し易くなったり、行き先変速段が大幅に低速段となることが想定される。しかしながら、この場合においても、上記ステップＳ４０において、ダウンシフト後に車間距離が急増しないか否かがチェックされた上で、ダウンシフトの実行の有無が判定されるため、運転者にとって違和感を与えるような変速が実行されることは抑制される。

（第１実施形態の第１変形例）
次に、上記第１実施形態の変形例について説明する。

上記第１実施形態では、ダウンシフト制御（ステップＳ５０）が実行された後は、アクセルがＯＮされたとき（ステップＳ１０−Ｎ）以外には、アップシフトが許可（ステップＳ１１０）されない構成とされていた。これに代えて、例えば、アクセルがＯＦＦのままでも車間距離が予め設定された設定された所定値を超える場合には、アップシフトが許可される構成とすることができる（図示せず）。

（第１実施形態の第２変形例）
次に、第１実施形態の第２変形例について説明する。

上記第１実施形態では、車間距離制御（減速制御）を行う減速装置として有段の自動変速機を用いたが、これに代えて、無段の自動変速機（ＣＶＴ）であってもよい。また、減速装置は、自動変速機に代えて、ブレーキ又はモータジェネレータの回生装置であってもよい。更に、減速装置には、自動変速機とブレーキの協調制御（例えば、特開２００５−１６２１７５号公報参照）を適用することができる。

（第１実施形態の第３変形例）
次に、第１実施形態の第３変形例について説明する。

上記第１実施形態では、上記ステップＳ２０において、アクセルオフ継続時間に基づいて、制御開始条件の閾値及び行き先変速段を決定するためのオフセット量（α）の両方を変更した。これに代えて、制御開始条件の閾値及び行き先変速段を決定するためのオフセット量（α）のうち一方のみを変更することができる。

（第１実施形態の第４変形例）
次に、第１実施形態の第４変形例について説明する。

上記第１実施形態では、上記ステップＳ２０において、アクセルオフ継続時間に基づいて、閾値やαを変更した。これに代えて、アクセルオフが継続している間の走行距離に基づいて、閾値やαを変更することができる。

本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態の概略構成図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態におけるアクセルオフ継続時間と相対車速の閾値との関係を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態におけるアクセルオフ継続時間と衝突時間の閾値との関係を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態における目標減速度マップを示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態におけるアクセルオフ継続時間と行き先変速段を決定するためのオフセット量との関係を示す図である。 本発明の車両用駆動力制御装置の第１実施形態における車速と減速度と行き先変速段との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 自動変速機
４０ エンジン
９０ 加速度センサ
１００ 車間距離計測部
１１４ スロットル開度センサ
１１６ エンジン回転数センサ
１１８ 閾値・制御ゲイン変更部
１２２ 車速センサ
１２３ シフトポジションセンサ
１３０ 制御回路
１３１ ＣＰＵ
１３３ ＲＯＭ
７０１ 目標減速度
７０２ 初期値のα
７０３ 変更後のα
α 行き先変速段を決定するためのオフセット量

Claims (5)

1. 前方車両との位置関係を適正な状態にするために運転者の減速意図に基づいて減速度を変更させる減速制御を行う車両用駆動力制御装置であって、
   前記運転者の減速意図は、前記運転者によるアクセルオフ操作であり、
   前記アクセルオフ操作が検出されてからの時間又は走行距離が長いときには、前記時間又は走行距離が長くないときに比べて、前記減速制御が実行され易くする
   ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
2. 請求項１記載の車両用駆動力制御装置において、
   前記減速制御が実行され易くすることは、前記減速制御の制御開始条件の閾値を変更することを含む
   ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用駆動力制御装置において、
   前記減速制御が実行され易くすることは、前記減速度の大きさを大きくすることを含む
   ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用駆動力制御装置において、
   前記減速制御は、変速機の変速比を低速側に変更すること、車輪を制動すること、モータジェネレータにより回生することの少なくともいずれか一つによって実行される
   ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用駆動力制御装置において、
   前記減速制御が実行されたときの前記前方車両との位置関係の推定を行い、前記推定の結果に基づいて、前記減速制御の実行の有無を決定する
   ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。

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