JP5484810B2

JP5484810B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP5484810B2
Application number: JP2009168993A
Authority: JP
Inventors: 敦佐藤; 博彦戸塚
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: JP2011020629A

Description

この発明は車両の制御装置に関する。

車両に搭載された駆動源の出力を変速してドライブシャフトを介して駆動輪に伝達する自動変速機としてベルト式の無段変速機を備えた車両において、駆動輪がスキッドしたと判定されるとき、ベルトを押圧するプーリ側圧を上げることが特許文献１で提案されている。

特開平４−２７７３６３号公報

無段変速機にあっては特許文献１記載の技術でスキッドによって生じた出力トルクの変動に起因するベルトのスリップを抑制できるが、有段変速機においてもスキッドによって生じる出力トルクの変動は変速ショックの一因となる。

さらに、変速機の種別に関わらず、スキッドの状態によっては、そもそも低摩擦路面でスリップしたのか、高摩擦路面でスリップしたのか判定できず、車両の走行速度も検出できない場合も生じ、車両の挙動が不安定となる場合があった。これは、前後輪がそれぞれ駆動される４輪駆動の車両において特に顕著となる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、駆動輪がスキッドしたと判定されるとき、駆動源の出力トルクの変動を低減して車両の挙動を安定させるようにした車両の制御装置を提供することにある。

請求項１に係る車両の制御装置にあっては、車両に搭載された内燃機関からなる駆動源の出力を変速してドライブシャフトを介して駆動輪に伝達する自動変速機を備えた車両において、前記駆動輪の回転速度を示す出力を生じる車輪速センサと、前記車輪速センサの出力に基づいて前記駆動輪の車両前後方向の滑り比と左右方向の滑り比のいずれかが所定範囲を超えるスキッドが発生したか否か判定するスキッド判定手段と、前記駆動輪のスキッドが発生したと判定されるとき、前記自動変速機から前記ドライブシャフトまでのドライブトレーンから出力される前記駆動源の出力トルクを算出し、少なくとも前記算出された出力トルクと変速比と車重から予想される前記車両の第１の走行加速度を算出すると共に、前記車輪速センサの出力に基づく前記駆動輪の回転速度の変化量から予想される前記車両の第２の走行加速度を算出する走行加速度算出手段と、前記算出された第１、第２の走行加速度に基づいて前記出力トルクの余剰走行加速度を算出し、前記算出された余剰走行加速度から余剰トルクを算出する余剰トルク算出手段と、前記算出された余剰トルクを除去する余剰トルク除去手段とを備え、前記自動変速機はベルト式無段変速機からなり、前記余剰トルク除去手段は、前記算出された余剰トルクに基づいて前記自動変速機の変速比を減少させる変速比変更量を算出すると共に、前記算出された変速比変更量が零となるように前記変速比を減少させて前記余剰トルクを除去する如く構成した。

請求項２に係る車両の制御装置にあっては、前記車両は前記駆動源の出力によって前後輪をそれぞれ駆動するように構成される如く構成した。

請求項１に係る車両の制御装置にあっては、内燃機関からなる駆動輪の回転速度を示す出力を生じる車輪速センサの出力に基づいて駆動輪の車両前後方向の滑り比と左右方向の滑り比のいずれかが所定範囲を超えるスキッドが発生したか否か判定し、スキッドが発生したと判定されるとき、自動変速機からドライブシャフトまでのドライブトレーンから出力される駆動源の出力トルクを算出し、少なくとも算出された出力トルクと変速比と車重から予想される車両の第１の走行加速度を算出すると共に、車輪速センサの出力に基づく駆動輪の回転速度の変化量から予想される車両の第２の走行加速度を算出し、算出された第１、第２の走行加速度に基づいて出力トルクの余剰走行加速度を算出し、算出された余剰走行加速度から余剰トルクを算出し、算出された余剰トルクを除去する如く構成、即ち、出力トルクの変動を車両の走行加速度の余剰分として算出して除去する如く構成したので、出力トルクの変動を低減することができる。また、自動変速機はベルト式の無段変速機からなるので、ベルトのスリップを抑制できる。

また、低摩擦路面と高摩擦路面のいずれでスリップしたのか判定できず、車両の走行速度も検出できない場合が生じ得たとしても、余剰トルクを算出して除去するように制御することで、車両の挙動を安定させることができる。

また、算出された余剰トルクに基づいて自動変速機の変速比を減少させる変速比変更量を算出し、算出された変速比変更量が零となるように変速比を減少させて余剰トルクを除去する如く構成したので、上記した効果に加え、同様に余剰トルクを徐々に減少させるなどして適切に除去することができる。

請求項２に係る車両の制御装置にあっては、車両は駆動源の出力によって前後輪をそれぞれ駆動するように構成、即ち、４輪駆動の車両として構成される如く構成したので、請求項１で述べた効果に加え、特に４輪駆動の車両において４輪の全てあるいは過半がスリップして低摩擦路面と高摩擦路面のいずれでスリップしたのか判定できず、車両の走行速度も検出できない場合が生じたとしても、余剰トルクを算出して除去するように制御することで車両の挙動を安定させることができる。

この発明の第１実施例に係る車両の制御装置を全体的に示す概略図である。図１に示す車両の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図２に示すフロー・チャートの処理を示すタイム・チャートである。この発明の第２実施例に係る車両の制御装置の動作を示す、図２と同様なフロー・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る車両の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において符号１０は車両を示し、車両１０には水冷式のガソリンを燃料とする内燃機関（駆動源。以下「エンジン」という）１２が搭載される。図示は省略するが、エンジン１２においてスロットルバルブはアクセルペダルとの機械的な連結が断たれ、電動モータなどのアクチュエータで駆動されるＤＢＷ機構によって駆動される。

エンジン１２の出力はＣＶＴ（Continuous Variable Transmission。自動変速機）１４に入力される。

ＣＶＴ１４は、メインシャフトＭＳに配置されたドライブプーリ１４ａと、カウンタシャフトＣＳに配置されたドリブンプーリ１４ｂと、その間に掛け回される金属製のベルト１４ｃと、それに作動油を供給する油圧機構（図示せず）とからなり、トルクコンバータ１６とフォワードクラッチ２０を介してメインシャフトＭＳから入力されたエンジン１２の出力を無段階の変速比で変速する。

ＣＶＴ１４で変速されたエンジン１２の出力はカウンタシャフトＣＳから減速ギヤ２２を介してトランスファ２４に入力され、そこで前輪側と後輪側に分配される。前輪側の出力は、フロントディファレンシャル機構２６とフロントドライブシャフト３０を介して前輪（駆動輪）３２に伝達される。

後輪側の出力はプロペラシャフト３４でリアディファレンシャル機構３６に送られ、リアドライブシャフト４０を介して後輪（駆動輪）４２に伝達される。このように車両１０はＣＶＴ１４からドライブシャフト３０，４０までのドライブトレーンを備え、エンジン１２の出力をＣＶＴ１４で変速して前輪３２と後輪４２をそれぞれ駆動する、４輪駆動４ＷＤ型の車両として構成される。

プロペラシャフト３４上には、ビスカスカップリング４４が介挿される。ビスカスカップリング４４は、容器の中に多数のクラッチプレートが収納されると共に、高粘度のシリコンオイル（流体）が封入されており、プレート間に発生する回転差によって発生する剪断力によって動力を伝達する。

ＣＶＴ１４においてドライブプーリの付近にはＮＤＲセンサ５０が設けられてＣＶＴ１４の入力回転数に応じた出力を生じると共に、ドリブンプーリの付近にはＮＤＮセンサ５２が設けられてＣＶＴ１４の出力回転数に応じた出力を生じる。

左右の前輪３２のフロントドライブシャフト３０と後輪４２のリアドライブシャフト４０の付近には車輪速センサ５４がそれぞれ設けられ、計４個の車輪速センサ５４は左右の前後輪の回転速度に応じた出力を生じる。

車両１０の運転席床面のアクセルペダル（図示せず）の付近にはアクセル開度センサ５６が設けられてアクセル開度（運転者によるアクセルペダル踏み込み量）ＡＰに応じた出力を生じると共に、ブレーキペダル（図示せず）の付近にはブレーキ（ＢＲＫ）スイッチ６０が設けられ、運転者によってブレーキペダルが操作されるとき、オン信号を出力する。

上記したセンサの出力はＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御装置）７０に送られる。ＥＣＵ７０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＲＡＭおよび入出力Ｉ／Ｏなどで構成されるマイクロコンピュータからなり、ＣＶＴ１４の動作を制御する。

ＥＣＵ７０は、ＣＡＮ(Controller Area Network)７２を介してエンジン１２の動作を制御するＥＣＵ７４と、トラクション制御やアンチスキッド制御などを行うＥＣＵ７６などに接続され、それらと通信自在に構成される。

ＥＣＵ７４はクランク角センサ、絶対圧センサ、水温センサなど（図示せず）を備え、クランク角センサの出力の時間間隔をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出すると共に、絶対圧センサの出力からスロットルバルブ下流の吸気管内絶対圧（エンジン負荷を示す）を検出し、水温センサからエンジン１２の温度を検出する。ＥＣＵ７４はそれら検出値に基づき、エンジン１２の動作を制御すると共に、ＤＢＷ機構の動作を制御する。

次いで、この実施例に係る車両の制御装置の動作を説明する。

図２はその動作を示すフロー・チャートであり、ＥＣＵ７０によって所定時間、例えば１０ｍｓ（ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

以下説明すると、Ｓ１０において駆動輪（前輪３２、後輪４２）がスキッド（滑り）しているか否か判断する。この判断は、４個の車輪速センサ５４の出力から４個の車輪の車両前後方向の滑り比と左右方向の滑り比のいずれかが所定範囲の外にあるか否か判定することで行う。

Ｓ１０で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１２に進み、フラグＦ（後述）のビットが１にセットされているか否か判断する。フラグＦのビットの初期値は０であることからＳ１２の判断は通常否定されてＳ１４に進み、このフラグＦのビットを１にセットする。

次いでＳ１６に進み、クランク軸端トルクとＣＶＴ１４で制御されているレシオ（変速比）と効率を乗じることでフロントドライブシャフト３０（およびリアドライブシャフト４０）上の駆動力を算出する。

クランク軸端トルクはエンジン１２がそのクランク軸から出力するトルクであり、ＣＡＮ７２を通じてＥＣＵ７４から得たエンジン回転数と吸気管内絶対圧とから予め設定された特性を検索して算出する。効率はＣＶＴ１４で制御されているレシオから予め設定された特性を検索して算出する（尚、効率は一定値としても良い）。

次いでＳ１８に進み、Ｓ１６で算出された駆動力と車重から予め設定された特性（マップ）を検索して予測される車両１０の第１の走行加速度Ｇ１〔ｍ／ｓ^２〕を算出する。車重は一定値とする。ここで算出される走行加速度Ｇ１は車両１０の前後方向の加速度であり、乾燥路面（高摩擦路面）上の基準値を意味する。

次いでＳ２０に進み、駆動輪（前輪３２、後輪４２）の回転速度から予測される車両１０の第２の走行加速度Ｇ２〔ｍ／ｓ^２〕を算出する。第２の駆動力Ｇ２は、車輪速センサ５４の図２の今回プログラムのときの出力と前回プログラムループのときの出力の差分値を求め、求めた差分値で予め設定された適宜な特性を検索することで算出する。

次いでＳ２２に進み、算出された第２の走行加速度Ｇ２から第１の走行加速度Ｇ１を減算して得た差が０を超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ２４に進み、第２の走行加速度Ｇ２から第１の走行加速度Ｇ１を減算して得た差から予め設定された適宜な特性を検索して余剰走行加速度を算出し、それから余剰トルクを算出する。

このように、余剰トルクは車両１０のドライブシャフト３０，４０上の走行加速度を超える、駆動輪３２，４２の回転速度から予想されるタイヤ側の余剰の走行加速度を意味する。従って、Ｓ２２で否定されるときは以降の処理をスキップする。

次いでＳ２６に進み、算出された余剰トルクで予め設定された適宜な特性を検索してエンジン１２のスロットル絞り量（スロットルバルブの開度の減少量）を算出し、Ｓ２８に進み、スロットルバルブを絞る、即ち、算出されたスロットル絞り量に従ってＥＣＵ７４を介してＤＢＷ機構を通じてスロットルバルブを閉弁方向に所定量だけ（換言すればスロットル絞り量の全てではなく、その一部だけ）駆動する。

次いでＳ３０に進み、カウンタ（アップカウンタ）の値をリセットし、Ｓ３２に進み、スロットル絞り量が零に達したか否か判断し、否定されるときはＳ３４に進み、上記したカウンタの値を１つインクリメントしてプログラムを終了する。

次回以降のプログラムループにおいてＳ１０の判断が肯定されるとき、Ｓ１２に進み、そこでの判断も肯定されてＳ３６に進み、カウンタの値が所定値Ｃｎ（例えば０．５ｓ相当値）以上か否か判断する。

Ｓ３６で否定されるときはＳ３４に進み、カウンタの値をインクリメントしてプログラムを終了する一方、肯定されるときはＳ２８に進み、スロットルバルブを閉弁方向に再び所定量だけ駆動する。

図３は図２の処理を説明するタイム・チャートである。

図示の如く、スキッドと判断され、余剰トルクが算出されると、時刻ｔ１でスロットルバルブが閉弁方向に所定量だけ駆動される。次いで所定の時間（Ｃｎ相当値）が経過すると、スロットルバルブは閉弁方向に再び所定量だけ駆動され、以降、スロットル絞り量、換言すれば余剰トルクが零になるまで、それが繰り返される。

このようにスロットルバルブを徐々に閉弁させるのは、トルクの応答遅れを考慮してエンジン１２の出力トルクから余剰分を可能な限り滑らかに除去するためである。

図２フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ３２でスロットル絞り量が零に達したと判断されるときはＳ３８に進み、フラグのビットを０にリセットすると共に、カウンタの値を零にリセットしてプログラムを終了する。

この実施例は上記のように余剰トルクを算出して除去するように構成したことで、エンジン１２の出力トルクの変動を低減でき、ＣＶＴ１４のベルト１４ｃのスリップを抑制することができる。また、低摩擦路面と高摩擦路面のいずれでスリップしたのか判定できず、車両１０の走行速度も検出できない場合が生じ得たとしても、車両１０の挙動を安定させることができる。

図４は、この発明の第２実施例に係る車両の制御装置の動作を示す、図２と同様のフロー・チャートである。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施例にあってもＳ１００からＳ１１４まで第１実施例のＳ１０からＳ２４と同様の処理を行った後、Ｓ１１６に進み、余剰トルクから適宜な特性を検索してＣＶＴ１４のレシオのＯＤ側への変更量を算出する。

次いでＳ１１８に進み、ＣＶＴ１４のレシオを変更、より具体的にはその変更量に向けて所定量だけ変更する。Ｓ１２０以降において所定の時間が経過するごとにレシオを変更量に向けて所定量ずつ徐々に変更することは、第１実施例のＳ３０からＳ３８の処理と異ならない。

第２実施例も上記のように余剰トルクを算出して除去するように構成したことで、エンジン１２の出力トルクの変動を低減することができ、ＣＶＴ１４のベルト１４ｃのスリップを抑制できると共に、車両１０の挙動を安定させることができる。

以上述べた如く、第２実施例にあっては、車両１０に搭載された内燃機関（エンジン）１２からなる駆動源の出力を変速してドライブシャフト３０，４０を介して駆動輪３２，４２に伝達する自動変速機（ＣＶＴ）１４を備えた車両１０において、前記駆動輪の回転速度を示す出力を生じる車輪速センサ５４と、前記車輪速センサの出力に基づいて前記駆動輪の車両前後方向の滑り比と左右方向の滑り比のいずれかが所定範囲を超えるスキッドが発生したか否か判定するスキッド判定手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１０，１００）と、前記駆動輪のスキッドが発生したと判定されるとき、前記自動変速機から前記ドライブシャフト３０，４０までのドライブトレーンから出力される前記駆動源の出力トルクを算出し、少なくとも前記算出された出力トルク、より正確には前記算出された出力トルクと変速比と車重とから予想される前記車両の第１の走行加速度Ｇ１を算出すると共に、前記車輪速センサ５４の出力に基づく前記駆動輪３２，４２の回転速度の変化量から予想される前記車両の第２の走行加速度Ｇ２を算出する走行加速度算出手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１２からＳ２０，Ｓ１０２からＳ１１０）と、前記算出された第１、第２の走行加速度Ｇ１，Ｇ２に基づいて前記出力トルクの余剰走行加速度を算出し、前記算出された余剰走行加速度から余剰トルクを算出する余剰トルク算出手段（ＥＣＵ７０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ１１２，Ｓ１１４）と、前記算出された余剰トルクを除去する余剰トルク除去手段（ＥＣＵ７０，Ｓ２６からＳ３８，Ｓ１１６からＳ１２８）とを備え、前記ＣＶＴ１４はベルト式のＣＶＴ（無段変速機）からなり、前記余剰トルク除去手段は、前記算出された余剰トルクに基づいて前記自動変速機の変速比を減少させる変速比変更量を算出すると共に、前記算出された変速比変更量が零となるように前記変速比を減少させて前記余剰トルクを除去する如く構成、即ち、出力トルクの変動を車両１０の走行加速度Ｇｎの余剰分として算出して除去する如く構成したので、出力トルクの変動を低減することができると共に、ベルトのスリップを抑制できる。

また、低摩擦路面と高摩擦路面のいずれでスリップしたのか判定できず、車両１０の走行速度も検出できない場合が生じ得たとしても、余剰トルクを算出して除去するように制御することで車両１０の挙動を安定させることができる。

また、前記車両１０は前記駆動源（エンジン）１２の出力によって前後輪３２，４２をそれぞれ駆動するように構成、即ち、４輪駆動の車両として構成される如く構成したので、上記した効果に加え、特に４輪駆動の車両において４輪の全てあるいは過半がスリップして低摩擦路面と高摩擦路面のいずれでスリップしたのか判定できず、車両１０の走行速度も検出できない場合が生じたとしても、余剰トルクを算出して除去するように制御することで車両１０の挙動を安定させることができる。

また、前記余剰トルク除去手段は、前記算出された余剰トルクに基づいて前記自動変速機の変速比を減少させる変速比変更量を算出すると共に、前記算出された変速比変更量が零となるように前記自動変速機の変速比を減少させて前記余剰トルクを除去する如く構成したので、上記した効果に加え、同様に余剰トルクを徐々に減少させるなどして適切に除去することができる。

また、第１、第２実施例にあっては、前記自動変速機が無段変速機（ＣＶＴ）１４からなる如く構成した構成したので、ベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）１４においてベルト１４ｃのスリップを抑制でき、ベルト１４ｃの耐久性を向上させることができる。

１０車両、１２内燃機関（エンジン）、１４自動変速機（ＣＶＴ）、２４トランスファ、３０フロントドライブシャフト、３２前輪、３４プロペラシャフト、４０リアドライブシャフト、４２後輪、４４ビスカスカップリング、５４車輪速センサ、５６アクセル開度センサ、６０ブレーキスイッチ、７０ＥＣＵ（電子制御ユニット）

Claims

車両に搭載された内燃機関からなる駆動源の出力を変速してドライブシャフトを介して駆動輪に伝達する自動変速機を備えた車両において、前記駆動輪の回転速度を示す出力を生じる車輪速センサと、前記車輪速センサの出力に基づいて前記駆動輪の車両前後方向の滑り比と左右方向の滑り比のいずれかが所定範囲を超えるスキッドが発生したか否か判定するスキッド判定手段と、前記駆動輪のスキッドが発生したと判定されるとき、前記自動変速機から前記ドライブシャフトまでのドライブトレーンから出力される前記駆動源の出力トルクを算出し、少なくとも前記算出された出力トルクと変速比と車重から予想される前記車両の第１の走行加速度を算出すると共に、前記車輪速センサの出力に基づく前記駆動輪の回転速度の変化量から予想される前記車両の第２の走行加速度を算出する走行加速度算出手段と、前記算出された第１、第２の走行加速度に基づいて前記出力トルクの余剰走行加速度を算出し、前記算出された余剰走行加速度から余剰トルクを算出する余剰トルク算出手段と、前記算出された余剰トルクを除去する余剰トルク除去手段とを備え、前記自動変速機はベルト式無段変速機からなり、前記余剰トルク除去手段は、前記算出された余剰トルクに基づいて前記自動変速機の変速比を減少させる変速比変更量を算出すると共に、前記算出された変速比変更量が零となるように前記変速比を減少させて前記余剰トルクを除去することを特徴とする車両の制御装置。
前記車両は前記駆動源の出力によって前後輪をそれぞれ駆動するように構成されることを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。