JP5486433B2

JP5486433B2 - エンジンブレーキ制御装置

Info

Publication number: JP5486433B2
Application number: JP2010169737A
Authority: JP
Inventors: 直之秋山; 祐之西田; 立統名倉
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2030-07-28
Also published as: JP2012031745A

Description

本発明は、車輪の速度低下やスリップを検出した際にエンジンブレーキを抑制するエンジンブレーキ制御装置に関する。

一般に、車両においては、低μ路等を走行中にアクセルを開放したり、ダウンシフトを行った場合に、過度のエンジンブレーキが作用すると、駆動輪がスリップしたり、ロック状態になることがある。このため、例えば、特開昭６４−８７８４４号公報（以下、特許文献１）では、車輪速の低下を検出した場合に、エンジンブレーキの際の燃料カットを中止して燃料の供給を再開し、車輪のグリップの回復を図る技術が開示されている。また、このような車輪速の低下を精度良く検出する技術として、特開平８−２０７７２４号公報（以下、特許文献２）には、車体加速度センサから得られる前後加速度と、車輪速センサから得られる前後加速度とを比較して、車輪速の低下を検出する技術が開示されている。

特開昭６４−８７８４４号公報特開平８−２０７７２４号公報

しかしながら、上述の特許文献２に開示されるような２つの前後加速度から車輪速の低下を検出する技術では、車体加速度センサから得られる前後加速度には、例えば、変速機におけるアップシフトやダウンシフト、ロックアップクラッチの状態変化といった、加速度変化が伴う操作をした直後には誤差が多く含まれており、精度良く車輪速の低下を検出することができないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車体加速度から得られる前後加速度と車輪速から得られる前後加速度とにより精度良く車輪速の低下を検出し、車輪の速度低下やスリップを検出した際に、的確に、エンジンブレーキの抑制を行うことができるエンジンブレーキ制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、車体に作用する加速度に基づいた前後加速度を第１の加速度として検出する第１の加速度検出手段と、車輪速に基づいた前後加速度を第２の加速度として検出する第２の加速度検出手段と、上記第１の加速度と上記第２の加速度を基に車輪速の低下を判定した場合にエンジンブレーキを抑制する制御を実行させる制御手段とを備えたエンジンブレーキ制御装置において、変速機のアップシフトとダウンシフトの少なくとも一方を検出した場合、該アップシフトとダウンシフトの完了後、予め設定する時間が経過するまでは、上記制御手段によるエンジンブレーキを抑制する制御を禁止することを特徴としている。

本発明のエンジンブレーキ制御装置によれば、車体加速度から得られる前後加速度と車輪速から得られる前後加速度とにより精度良く車輪速の低下を検出し、車輪の速度低下やスリップを検出した際に、的確に、エンジンブレーキの抑制を行うことが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両全体の概略構成を示す説明図である。本発明の実施の一形態に係る燃料カット抑制制御プログラムのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係る主駆動輪スリップ判定フラグ設定ルーチンのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係る車輪速低下判定フラグ設定ルーチンのフローチャートである。本発明の実施の一形態に係る安定性判定フラグ設定ルーチンのフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１において、符号１は車両前部に配置されたエンジンを示し、このエンジン１による駆動力は、エンジン１後方のマニュアルモード付き自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）２からトランスミッション出力軸２ａを経てトランスファ３に伝達される。

更に、このトランスファ３に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸４、プロペラシャフト５、ドライブピニオン軸部６を介して後輪終減速装置７に入力される一方、リダクションドライブギヤ８、リダクションドリブンギヤ９、ドライブピニオン軸部となっているフロントドライブ軸１０を介して前輪終減速装置１１に入力される。ここで、自動変速装置２、トランスファ３および前輪終減速装置１１等は、一体にケース１２内に設けられている。

また、後輪終減速装置７に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１３rlを経て左後輪１４rlに、後輪右ドライブ軸１３rrを経て右後輪１４rrに伝達される。前輪終減速装置１１に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１３flを経て左前輪１４flに、前輪右ドライブ軸１３frを経て右前輪１４frに伝達される。

トランスファ３は、リダクションドライブギヤ８側に設けたドライブプレート１５ａとリヤドライブ軸４側に設けたドリブンプレート１５ｂとを交互に重ねて構成したトルク伝達容量可変型クラッチとしての湿式多板クラッチ（トランスファクラッチ）１５と、このトランスファクラッチ１５の締結力（差動制限トルク）を可変自在に付与するトランスファピストン１６とにより構成されている。従って、本車両は、トランスファピストン１６による押圧力を制御し、トランスファクラッチ１５の差動制限トルクを制御することで、トルク配分比が前輪と後輪で、例えば１００：０から５０：５０の間で可変できるフロントエンジン・フロントドライブ車ベース（ＦＦベース）の４輪駆動車となっている。尚、トランスファピストン１６の押圧力は、複数のソレノイドバルブ等を擁した油圧回路で構成する図示しないトランスファクラッチ駆動部で与えられ、このトランスファクラッチ駆動部を駆動させる制御信号は、図示しない制御装置から出力される。

図１中、符号２０は、エンジン１を制御するエンジン制御装置を示し、このエンジン制御装置１は、エンジン１に関して燃料噴射制御、点火時期制御、その他全般に亘る制御を行う主制御部２１と、エンジンブレーキに際して、後述する燃料カット抑制状態では無い場合に燃料カットの実行を主制御部２１に対して指示するエンジンブレーキ制御部２２とを有して主要に構成されている。

エンジンブレーキ制御部２２には、４輪の車輪速Ｖfl（左前輪車輪速）、Ｖfr（右前輪車輪速）、Ｖrl（左後輪車輪速）、Ｖrr（右後輪車輪速）を検出する車輪速センサ３１fl、３１fr、３１rl、３１rrと、車体に作用する加速度に基づいた前後加速度（第１の加速度）ＧＢを検出する第１の加速度検出手段としての車体加速度センサ３２と、スロットル開度θthを検出するスロットル開度センサ３３と、自動変速装置２の変速位置を検出するインヒビタースイッチ３４が接続されている。

そして、エンジンブレーキ制御部２２は、これらの入力信号を基に、エンジンブレーキの際（例えば、スロットルバルブが全閉で、かつ、エンジン回転数が予め設定した回転数を超えている等の条件が成立する際）は、原則として、燃料カット実行の信号を主制御部２１に出力する。この際、エンジンブレーキ制御部２２は、以下の図２に示す燃料カット抑制制御プログラムにより、燃料カット禁止要求が出力されている場合には、燃料カット抑制状態として燃料カットの実行を禁止する。

次に、エンジンブレーキ制御部２２で実行される燃料カット抑制制御プログラムを、図２のフローチャートで説明する。
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要パラメータ、具体的には、後述する主駆動輪スリップ判定フラグ設定ルーチンで設定される主駆動輪スリップ判定フラグＦL1（主駆動輪がスリップ状態に「１」にセットされるフラグ）、後述する車輪速低下判定フラグ設定ルーチンで設定される車輪速低下判定フラグＦL2（車輪速低下状態に「１」にセットされるフラグ）等を読み込む。

次いで、Ｓ１０２に進み、燃料カット抑制制御を実行する前提条件が成立しているか否か判定される。ここで、燃料カット抑制制御を実行する前提条件とは、例えば、アクセル開放後、設定時間（例えば５秒）以内であり、エンジンブレーキが弱くなっていないかや、センサ等の異常がないか等の条件である。

Ｓ１０２の判定の結果、上述の前提条件が成立していない場合は、そのままプログラムを抜ける一方、前提条件が成立している場合は、Ｓ１０３へと進む。

上述の前提条件が成立しておりＳ１０３に進むと、主駆動輪スリップ判定フラグＦL1がセット（ＦL1＝１）されているか否か判定され、ＦL1＝１であり、主駆動輪がスリップ状態である場合は、Ｓ１０４に進んで、燃料カット禁止要求を出力して燃料カット抑制状態として燃料カットの実行を禁止させる。

一方、上述のＳ１０３で、主駆動輪スリップ判定フラグＦL1がクリア（ＦL1＝０）されている場合は、Ｓ１０５に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2がセット（ＦL2＝１）されているか否か判定される。この判定の結果、ＦL2＝１であり、車輪速低下状態の場合は、Ｓ１０４に進んで、燃料カット禁止要求を出力して燃料カット抑制状態として燃料カットの実行を禁止させる。逆に、車輪速低下判定フラグＦL2がクリア（ＦL2＝０）されている場合は、そのままプログラムを抜ける。

次に、エンジンブレーキ制御部２２で実行される主駆動輪スリップ判定フラグ設定ルーチンを、図３のフローチャートで説明する。
まず、Ｓ２０１で、必要パラメータ、具体的には、４輪の車輪速Ｖfl、Ｖfr、Ｖrl、Ｖrrを読み込む。
次に、Ｓ２０２に進み、主駆動輪車輪速／被駆動輪車輪速が予め設定した比率ｒc1（例えば０．９２）以下を設定時間（例えば０．０６秒）以上継続しているか否か判定する。ここで、主駆動輪車輪速とは、本実施形態のようなＦＦベースの４輪駆動車や前輪駆動車の場合は、前輪の車輪速であり、すなわち、（Ｖfl＋Ｖfr）／２である。逆に、被駆動輪車輪速は、後輪の車輪速であり、すなわち、（Ｖrl＋Ｖrr）／２である。

Ｓ２０２の判定の結果、主駆動輪車輪速／被駆動輪車輪速が、予め設定した比率ｒc1以下を設定時間以上継続していない場合は、主駆動輪車輪速が被駆動輪車輪速と略同じか、それ以上であり、主駆動輪がスリップしているとは考えられないため、Ｓ２０３に進んで、主駆動輪スリップ判定フラグＦL1をクリア（ＦL1＝０）してプログラムを抜ける。

逆に、主駆動輪車輪速／被駆動輪車輪速が、予め設定した比率ｒc1以下を設定時間以上継続している場合は、主駆動輪車輪速が被駆動輪車輪速よりも遅くなっており、主駆動輪がスリップしていると考えられるため、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０４に進むと、主駆動輪車輪速が設定速（例えば１０km/h）以上か否か判定され、Ｓ２０５に進むと、被駆動輪車輪速が設定速（例えば１０km/h）以上か否か判定されて、これらＳ２０４とＳ２０５が共に設定速以上と判定された場合、十分な精度でスリップ判定を行えていると判断できるため、Ｓ２０６に進んで、主駆動輪はスリップ状態と判定して主駆動輪スリップ判定フラグＦL1をセット（ＦL1＝１）してプログラムを抜ける。逆に、Ｓ２０４とＳ２０５の何れか一方でも、設定速未満の場合は、十分な精度でスリップ判定を行えていると判断できないため、Ｓ２０３に進んで、主駆動輪スリップ判定フラグＦL1をクリア（ＦL1＝０）してプログラムを抜ける。

次に、エンジンブレーキ制御部２２で実行される車輪速低下判定フラグ設定ルーチンを、図４のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ３０１で、必要パラメータ、具体的には、スロットル開度θth、車体に作用する加速度に基づいた前後加速度ＧＢ、４輪の車輪速Ｖfl、Ｖfr、Ｖrl、Ｖrr、自動変速装置２の変速位置、後述する安定性判定フラグ設定ルーチンで設定される安定性判定フラグＦL3（後述する差分値ΔＧの安定性が確保されていると判定した場合に「１」にセットされるフラグ）、後述の安定性判定フラグ設定ルーチンで算出される路面勾配補正基準値ＣGSを読み込む。

次に、Ｓ３０２に進み、加速度の差分値ΔＧを算出する。これは、例えば、以下の（１）式により算出する。
ΔＧ＝ＧＢ−（（ｄＶfl／ｄｔ）＋（ｄＶfr／ｄｔ）＋（ｄＶrl／ｄｔ）＋（ｄＶrr／ｄｔ））／４ …（１）

次いで、Ｓ３０３に進み、ＦL3＝１、すなわち、差分値ΔＧの安定性が確保されているか否か判定する。そして、ＦL3＝０であり、差分値ΔＧの安定性が確保されていない場合は、Ｓ３０４に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2をクリア（ＦL2＝０）してプログラムを抜ける。逆に、ＦL3＝１であり、差分値ΔＧの安定性が確保されている場合は、Ｓ３０５に進む。

Ｓ３０５では、アクセルがＯＮからＯＦＦに変化したか否かの判定が行われ、ＯＮからＯＦＦに変化していない場合は、エンジンブレーキの際の車輪速低下の判定を行う必要がないため、Ｓ３０４に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2をクリア（ＦL2＝０）してプログラムを抜ける。

Ｓ３０５で、アクセルがＯＮからＯＦＦに変化したと判定されるとＳ３０６に進み、後述する安定性判定フラグ設定ルーチンで更新される基準値の更新後における、差分値ΔＧが（Ｃ＋ＣGS：Ｃは予め設定しておいた値）以上を設定時間継続しているか否か、すなわち、設定時間、路面勾配により発生する加速度分の誤差を取り除いた値以上となっているか否か判定される。

この判定の結果、差分値ΔＧが（Ｃ＋ＣGS）以上を設定時間継続していないと判定された場合は、Ｓ３０４に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2をクリア（ＦL2＝０）してプログラムを抜ける。

また、差分値ΔＧが（Ｃ＋ＣGS）以上を設定時間継続していると判定された場合は、Ｓ３０７に進み、アクセルＯＦＦを設定時間継続しているか否か判定される。この判定の結果、アクセルＯＦＦが設定時間継続されていないのであれば、アクセルＯＦＦ後の、スロットルの機械的な遅れ、スロットル制御の設定等による誤差を判定に含んでしまう可能性があるため、Ｓ３０４に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2をクリア（ＦL2＝０）してプログラムを抜ける。

Ｓ３０７で、アクセルＯＦＦが設定時間継続されているのであれば、Ｓ３０８に進み、アップシフト完了後、設定時間経過したか否か判定する。すなわち、アップシフト中やアップシフト完了直後では、加速度の大きな変動を伴って、この変動が車輪速の低下を判定する上で誤差となってしまう可能性があるため、アップシフト完了後、設定時間経過していないのであれば、Ｓ３０４に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2をクリア（ＦL2＝０）してプログラムを抜ける。

また、Ｓ３０８で、アップシフト完了後、設定時間経過しているのであれば、Ｓ３０９に進んで、ダウンシフト完了後、設定時間経過したか否か判定する。このＳ３０９も、Ｓ３０８と同様に、ダウンシフト中やダウンシフト完了直後では、加速度の大きな変動を伴って、この変動が車輪速の低下を判定する上で誤差となってしまう可能性があるため、ダウンシフト完了後、設定時間経過していないのであれば、Ｓ３０４に進んで、車輪速低下判定フラグＦL2をクリア（ＦL2＝０）してプログラムを抜ける。

また、Ｓ３０９で、ダウンシフト完了後、設定時間経過しているのであれば、Ｓ３１０に進んで、車輪速が低下していると判定して、車輪速低下判定フラグＦL2をセット（ＦL2＝１）してプログラムを抜ける。

次に、エンジンブレーキ制御部２２で実行される安定性判定フラグ設定ルーチンを、図５のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ４０１で、必要パラメータ、具体的には、スロットル開度θth、車体に作用する加速度に基づいた前後加速度ＧＢ、４輪の車輪速Ｖfl、Ｖfr、Ｖrl、Ｖrrを読み込む。

次に、Ｓ４０２に進み、加速度の差分値ΔＧを、前述の（１）式により算出する。
次いで、Ｓ４０３に進み、加速度差分値変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜を算出する。

次に、Ｓ４０４に進んで、加速度差分値変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜が、設定時間、予め設定した閾値以内か否か判定する。そして、この判定の結果、予め設定した閾値以内ではない場合は、不安定な状態と判定し、Ｓ４０５に進んで、安定性判定フラグＦL3をクリア（ＦL3＝０）してプログラムを抜ける。

逆に、加速度差分値変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜が、設定時間、予め設定した閾値以内の場合は、Ｓ４０６に進んで、アクセルＯＮからＯＦＦに変化する直前の設定時間、加速度差分値変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜は、閾値以内か否か判定する。この判定の結果、閾値以内ではない場合は、不安定な状態と判定し、Ｓ４０５に進んで、安定性判定フラグＦL3をクリア（ＦL3＝０）してプログラムを抜ける。

逆に、加速度差分値変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜が、アクセルＯＮからＯＦＦに変化する直前の設定時間、加速度差分値変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜が、閾値以内と判定した場合は、Ｓ４０７に進んで、アクセルＯＮからＯＦＦに変化した時の車体に作用する加速度に基づいた前後加速度（車体加速度）ＧＢ、４輪車輪速に基づいた前後加速度（車輪加速度）Ｇｗを基準値（それぞれ第１の基準値と第２の基準値）として更新する。

そして、Ｓ４０８に進み、安定性判定フラグＦL3をセット（ＦL3＝１）し、Ｓ４０９に進んで、基準値として設定した、第１の基準値ＧＢからの第２の基準値Ｇｗの差分値を路面勾配補正基準値ＣGSとして設定してプログラムを抜ける。以上のように、エンジンブレーキ制御部２２は、第２の加速度検出手段、主駆動輪スリップ判定手段、制御手段としての機能を有している。

このように本発明の実施の形態によれば、車体に作用する前後加速度ＧＢと車輪速に基づいた前後加速度Ｇｗとの差分値ΔＧを算出し、アクセルがＯＮからＯＦＦに変化する直前の所定時間、差分値の変化率の絶対値｜ｄΔＧ／ｄｔ｜が、予め設定した閾値を超えない状態のときに差分値ΔＧの安定性が確保されていると判定され、アクセルがＯＮからＯＦＦに変化した時に、前後加速度ＧＢと前後加速度Ｇｗが第１の基準値と第２の基準値として更新され、第１の基準値と第２の基準値が更新されている場合、かつ、アクセルがＯＦＦ状態である時に、第１の基準値と第２の基準値の更新後の差分値ΔＧが、第１の基準値ＧＢからの第２の基準値Ｇｗの差分値で補正した設定値以上の差を設定時間継続し、かつ、アクセルＯＦＦを設定時間継続し、更に、アップ／ダウンシフト完了後設定時間経過した場合に車輪速が低下していると判断して燃料カットを禁止するようになっている。従って、適切な車両状態の際に、第１の基準値ＧＢからの第２の基準値Ｇｗの差分値で路面勾配により発生する加速度の誤差分等が精度良く除去される。また、第１の基準値ＧＢと第２の基準値Ｇｗは、差分値ΔＧの安定性が確保され、かつ、アクセルＯＮからＯＦＦに変化した時に、適宜更新され、これら基準値ＧＢ、Ｇｗが更新されていない場合や、アクセルＯＦＦを設定時間継続していない場合や、アップ／ダウンシフト完了後設定時間経過していない場合等の加速度の変動が誤差分として含まれる可能性のある場合には、車輪速低下の判定をせず、誤判定が抑制されるようになっている。このため、車体加速度から得られる前後加速度ＧＢと車輪速から得られる前後加速度Ｇｗとにより精度良く車輪速の低下を検出し、車輪の速度低下やスリップを検出した際に、的確に、エンジンブレーキの抑制を行うことが可能となる。

尚、本発明の実施の形態では、ＦＦベースの４輪駆動車の例で説明したが、他の形式の車両であっても本発明が適用できることは言うまでもない。また、本発明の実施の形態では、エンジンブレーキを抑制する制御として、燃料カット禁止要求を出力する制御を例として説明したが、他に、自動変速装置の変速位置をアップシフトしてエンジンブレーキを抑制するようにしても良く、或いは、ダウンシフトを禁止するようにしても良い。

１エンジン
２自動変速装置
３トランスファ
１４fl、１４fr、１４rl、１４rr 車輪
２０エンジン制御装置
２１主制御部
２２エンジンブレーキ制御部（第２の加速度検出手段、主駆動輪スリップ判定手段、制御手段）
３１fl，３１fr，３１rl，３１rr 車輪速センサ
３２車体加速度センサ（第１の加速度検出手段）
３３スロットル開度センサ
３４インヒビタースイッチ

Claims

車体に作用する加速度に基づいた前後加速度を第１の加速度として検出する第１の加速度検出手段と、
車輪速に基づいた前後加速度を第２の加速度として検出する第２の加速度検出手段と、
上記第１の加速度と上記第２の加速度を基に車輪速の低下を判定した場合にエンジンブレーキを抑制する制御を実行させる制御手段と、
を備えたエンジンブレーキ制御装置において、
変速機のアップシフトとダウンシフトの少なくとも一方を検出した場合、該アップシフトとダウンシフトの完了後、予め設定する時間が経過するまでは、上記制御手段によるエンジンブレーキを抑制する制御を禁止することを特徴とするエンジンブレーキ制御装置。
上記制御手段は、上記第１の加速度と、上記第２の加速度と、これら上記第１の加速度と上記第２の加速度との差分値を基に車輪速の低下を判定することを特徴とする請求項１記載のエンジンブレーキ制御装置。
上記制御手段は、上記差分値の変化率を基に車両の上記差分値の安定性を判定し、上記差分値の安定性が確保されていると判定した場合に、予め設定する車両の運転状態の際に上記差分値と所定の閾値とを比較して車輪速の低下を判定することを特徴とする請求項２記載のエンジンブレーキ制御装置。
上記差分値は、上記第１の加速度から上記第２の加速度を減算して算出するものであって、
上記制御手段は、上記差分値の安定性が確保されていると判定した場合に、アクセルがオンからオフに変化した際に上記差分値が上記所定の閾値を超える状態が設定時間継続し、アクセルオフが所定時間継続した際に車輪速が低下したと判定することを特徴とする請求項３記載のエンジンブレーキ制御装置。
上記制御手段で比較に用いる上記所定の閾値は、予め設定する車両の運転状態における第１の加速度と第２の加速度を、それぞれ第１の基準値と第２の基準値とし、該第１の基準値と第２の基準値との差分値を補正値として該補正値に予め設定する値を加えた値であることを特徴とする請求項３又は請求項４記載のエンジンブレーキ制御装置。
上記第１の基準値と上記第２の基準値は、アクセルがオンからオフに変化する直前の所定時間、上記差分値の変化率の絶対値が、予め設定した閾値を超えない状態で上記差分値の安定性が確保されていると判定されている状態の場合に、アクセルがオンからオフに変化した時に新たな値に更新することを特徴とする請求項５記載のエンジンブレーキ制御装置。
主駆動輪車輪速と被駆動輪車輪速とを比較して主駆動輪のスリップを判定する主駆動輪スリップ判定手段を有し、
上記制御手段は、上記車輪速の低下を判定した場合と上記主駆動輪スリップ判定手段で主駆動輪のスリップを判定した場合の少なくとも一方の場合にエンジンブレーキを抑制する制御を実行させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載のエンジンブレーキ制御装置。