JP5700125B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の出力を駆動輪に伝達して駆動力を得る車両の制御装置に関する。

従来、こうした車両の制御装置としては、例えば特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の技術も含め従来一般の車両では、内燃機関の出力により空調用コンプレッサやオルタネータといった補機が駆動される。また、内燃機関の出力が低いとき、例えばアイドル運転時に補機が駆動されていると、補機負荷が増大することで機関運転が不安定となるおそれがある。そこで、従来の制御装置は、補機が駆動されている場合には内燃機関の出力を増大する出力増大制御、所謂アイドルアップ制御を実行するようにしている。これにより、補機が駆動されている場合にはそれが駆動されていない場合に比べて内燃機関の出力が増大されるため、補機の駆動に伴って機関運転が不安定となることが抑制される。

実開平６―６１５５１号公報

ところで、こうした車両の制御装置の機能としては、例えば車両の後退走行時においてアクセルつまり加速操作部が所定以上強く操作されたときに、内燃機関の出力を例えばアイドル運転状態における出力まで低減する出力低減制御を実行することが考えられる。こうした出力低減制御によれば、アクセル操作量が急激に増大してもこれに応じて内燃機関の出力が増大することがなくなるため、車両の駆動力の急激な増大を抑制することができる。

ところが、このようにアクセルが所定以上強く操作されたときに上記出力低減制御が実行される車両にあって、前述した補機駆動に伴う出力増大制御が併せ実行されると、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、内燃機関がアイドル運転状態とされているときに補機が駆動されると、これに伴って機関運転の不安定化を抑制するべく出力増大制御が行なわれる。そのため、内燃機関の出力がアイドル運転時における出力よりも高くされるため、内燃機関の出力を好適に低減することができない。その結果、補機の駆動状態によって、内燃機関の出力の低減態様が異なることとなり、ひいては車両の駆動力が異なるようになることで、運転者に違和感を与えるおそれがある。

尚、こうした問題は、内燃機関のアイドル運転時にアイドルアップ制御を実行するとともに、アクセルが所定以上強く操作されたときに内燃機関の出力をアイドル運転状態における出力に低減する制御装置に限られるものではない。すなわち、補機が駆動されている場合にはそれが駆動されていない場合に比べて内燃機関の出力を増大する出力増大制御を実行するとともに、アクセルが所定以上強く操作されたときには内燃機関の出力を低減する技術においては、概ね共通して生じ得る問題である。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アクセルが所定以上強く踏み込まれたときには補機駆動要求の有無にかかわらず内燃機関の出力を好適に低減することのできる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従う車両の制御装置は、内燃機関の出力を駆動輪に伝達して駆動力を得るとともに、内燃機関の出力により駆動される補機を備える車両に適用され、前記補機が駆動されている場合にはそれが駆動されていない場合に比べて内燃機関の出力を増大する出力増大制御を実行する車両の制御装置において、アクセルが所定以上強く操作されたときには内燃機関の出力を低減するとともに前記補機の駆動を制限する出力低減制御を実行する。

同構成によれば、補機が駆動されている場合にはそれが駆動されていない場合に比べて内燃機関の出力が増大されることから、補機の駆動に伴って機関運転が不安定となることを抑制することができる。また、アクセルが所定以上強く操作されたときには内燃機関の出力が低減されるとともに補機の駆動が制限されるため、補機負荷が低減されるようになり、出力増大制御による内燃機関の出力の増大が抑えられるようになる。従って、アクセルが所定以上強く操作されたときには補機駆動要求の有無にかかわらず内燃機関の出力を好適に低減することができる。

この場合、前記補機の駆動の制限は、前記補機の駆動を禁止するように行なわれるといった態様が好ましい。

同構成によれば、アクセルが所定以上強く操作されたときには内燃機関の出力が低減されるとともに補機の駆動が禁止されるため、補機負荷自体が発生しなくなる。つまり、補機駆動に伴い実行される内燃機関の出力増大制御自体が、アクセルが所定以上強く操作されたときには同構成によれば実行されなくなる。従って、アクセルが所定以上強く操作されたときには内燃機関の出力を確実に低減することができる。

また、アクセル操作力が所定値以上であるときに当該アクセルが強く操作されたと判断するといった態様が好ましい。

同構成によれば、アクセル操作力が所定値以上であることに基づいて、アクセルが強く操作されたことを的確に把握することができる。

また、アクセルの操作加速度が所定値以上であるときに当該アクセルが強く操作されたと判断するといった態様が好ましい。

同構成によれば、アクセル操作加速度が所定値以上であることに基づいて、アクセルが強く操作されたことを的確に把握することができる。

本発明に係る車両の制御装置の一実施形態について、車両及びこれを制御する電子制御装置を中心とした概略構成を示す概略構成図。 同実施形態における内燃機関の出力低減制御の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の作用を説明するためのタイミングチャートであって、（ａ）アクセル踏み込み力、（ｂ）内燃機関の出力の推移の一例を併せ示すタイミングチャート。

以下、図１〜図３を参照して、本発明に係る車両の制御装置を具体化した一実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、車両１では、内燃機関２の出力がトルクコンバータ３、自動変速機４、差動装置５、及び車軸６の順に伝達され、最終的に駆動力として駆動輪７に伝達される。

また、車両１には、内燃機関２の出力により駆動される補機が設けられている。こうした補機としては、空調装置を構成する空調用コンプレッサ８や、オルタネータ９、ウォータポンプ（図示略）等がある。これら補機は、内燃機関２の出力軸であるクランクシャフトにベルト或いはチェーンを介して連結されている。

オルタネータ９によって発電された電力はバッテリ１０に充電される。そして、バッテリ１０からの給電によって、車室内の空調装置を構成するブロワファン１１や、乗員が着座するシートを加熱するシートヒータ１２、音響装置１３等が作動する。

また、車室内には空調装置用のスイッチやシートヒータ１２用のスイッチ、音響装置１３用のスイッチがそれぞれ配置されており、これらスイッチを運転者が操作することにより各機器に対して作動要求が出力される。また、バッテリ１０の充電状態や各電機機器の作動状態に基づいてオルタネータ９への発電要求が出力される。

内燃機関２の各種制御及び各補機の制御を含む車両１の各種制御は、電子制御装置２０により行なわれる。

内燃機関２には、例えば機関回転速度ＮＥや吸入空気量、スロットル開度、冷却水温といった機関運転状態を検出する各種センサやイグニッションスイッチが設けられている。また、車両１には、アクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを検出するアクセル操作量センサ３１やアクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃを検出する圧力センサ３２が設けられている。また、ブレーキペダルの踏み込み量であるブレーキ操作量Ｂを検出するブレーキセンサ３３、自動変速機４の変速段を切り替えるためのシフトレバーのポジション（以下、シフトポジション）を検出するシフトポジションセンサ３４、車速Ｖを検出する車速センサ（図示略）が設けられている。そして、これらの各種センサは電子制御装置２０に電気的に接続されている。

電子制御装置２０は、各種制御に係る演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、各種制御用のプログラムやデータが記憶された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等を備えて構成されている。そして、電子制御装置２０は、上記各種センサの検出信号を読み込み、各種演算処理を実行し、その結果に基づいて車両１を統括的に制御する。

また、電子制御装置２０は、アクセル操作量ＡＣＣＰ等に基づいて車両１の要求駆動力を算出し、この要求駆動力や車速Ｖに基づいて内燃機関２の出力を制御することによって車両１の走行制御を行なう。

例えばアクセル操作量ＡＣＣＰが「０」とされており、車両１の要求駆動力が「０」とされているときには内燃機関２をアイドル運転状態にする。すなわち、機関回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎｉｄｌｅ（例えば８００ｒｐｍ）となるように内燃機関２の出力を制御する。

ここで、アイドル運転時において補機（例えば空調用コンプレッサ８）が駆動されていると、補機負荷が増大することで機関運転が不安定となるおそれがある。そこで本実施形態の電子制御装置２０は、こうした機関駆動式の補機が駆動されている場合にはその補機負荷に応じて内燃機関２の出力を増大する出力増大制御、所謂アイドルアップ制御を実行する。具体的には電子制御装置２０は、アイドルアップ制御では、機関回転速度ＮＥをアイドル回転速度Ｎｉｄｌｅよりも高い目標回転速度Ｎｕｐ（例えば１２００ｒｐｍ）となるように、当該補機が駆動されていない場合に比べて内燃機関２の出力を増大する。

また、本実施形態は、以下に説明する内燃機関２の出力低減制御を実行する。すなわち、この出力低減制御では電子制御装置２０は、アクセルペダルが所定以上強く操作されたときには、内燃機関２の出力をアイドル運転状態における出力まで低減するとともに空調用コンプレッサ８の駆動を禁止する。

次に、図２を参照して、こうした内燃機関２の出力低減制御の具体的な処理手順について説明する。尚、図２に示す一連の処理は、内燃機関２の運転中且つシフトポジションが後退ポジションであるときにおいて所定期間毎に繰り返し実行される。

図２に示すように、この一連の処理では電子制御装置２０は、まず、ステップＳ１において、アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上であるか否かを判断する。すなわち、アクセルペダルが所定以上強く操作されたか否かを判断する。尚、ここでの所定値Ｐｔｈは運転者が意図せずアクセルペダルを踏み込んでしまった場合の大きさとされ、実験やシミュレーションを通じて予め設定されている。

ここで、アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ未満である場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、出力低減制御の実行タイミングではないとして、この一連の処理を一旦終了する。この場合、アクセル操作量ＡＣＣＰに応じた内燃機関２の出力制御、すなわち通常の機関出力制御が行なわれる。

一方、アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上である場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、次に、電子制御装置２０はステップＳ２に進み、内燃機関２を強制的にアイドル運転状態にする。そして、次に、ステップＳ３に進み、空調用コンプレッサ８の駆動を禁止する。そして、この一連の処理を一旦終了する。

次に、図３を参照して本実施形態の作用について説明する。

内燃機関２のアイドル運転時において空調用コンプレッサ８が駆動されている場合には、それが駆動されていない場合に比べて内燃機関２の出力を増大する出力増大制御が電子制御装置２０によって実行される。これにより、空調用コンプレッサ８の駆動に伴って機関運転が不安定となることが抑制される。

また、空調用コンプレッサ８が駆動されている車両の後退走行時において、図３の（ａ）部分に示すように、タイミングｔ２にアクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上となると、図３の（ｂ）部分に示すように内燃機関２の出力Ｅが例えばＥ１から低減されるようになる。

ここで、図３の（ｂ）部分に破線にて示すように、補機駆動に伴って出力増大制御（アイドルアップ制御）が実行される場合には、タイミングｔ３において、アイドル運転状態における出力Ｅｉｄｌｅよりも高い出力Ｅｕｐまでしか内燃機関２の出力Ｅが低減されない。

これに対して、本実施形態では、空調用コンプレッサ８の作動要求が出力されていても、その駆動が電子制御装置２０によって禁止されるため、空調用コンプレッサ８による補機負荷自体が発生しなくなる。よって図３の（ｂ）部分に実線にて示すように、出力増大制御（アイドルアップ制御）自体が実行されなくなる。このため、タイミングｔ３において、アイドル運転状態における出力Ｅｉｄｌｅまで内燃機関２の出力Ｅが低減されるようになる。

以上説明した本実施形態に係る車両の制御装置によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。

（１）電子制御装置２０は、内燃機関２のアイドル運転時において空調用コンプレッサ８が駆動されている場合にはそれが駆動されていない場合に比べて内燃機関２の出力を増大する出力増大制御を実行するようにした。また、アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上である場合には、内燃機関２をアイドル運転とすることによりその出力を低減するとともに空調用コンプレッサ８の駆動を禁止する出力低減制御を実行するようにした。

こうした構成によれば、空調用コンプレッサ８の作動要求の有無にかかわらず、アクセルペダルが所定以上強く踏み込まれたときには内燃機関２の出力を確実に低減することができる。

（２）アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上であるときに当該アクセルが強く操作されたと電子制御装置２０が判断するようにした。こうした構成によれば、アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上であることに基づいてアクセルが強く踏み込まれたことを的確に把握することができる。

尚、本発明に係る車両の制御装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態では、車両の後退走行時に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両の前進走行時に本発明を適用することもできる。

・上記実施形態では、アクセルペダルの踏み込み力Ｐａｃが所定値Ｐｔｈ以上であるときに当該アクセルが所定以上強く操作されたと電子制御装置２０が判断することにした。これに代えて、アクセルペダルの操作加速度を検出するセンサを車両に備えるとともに、検出されたアクセルペダルの操作加速度が所定値以上であるときに当該アクセルが所定以上強く操作されたと電子制御装置２０が判断するようにしてもよい。この場合であっても、アクセルペダルの操作加速度が所定値以上であることに基づいてアクセルが所定以上強く操作されたことを電子制御装置２０は的確に把握することができる。

・上記実施形態では、本発明に係るアクセルをアクセルペダル、すなわち運転者が足で操作する部材として具現化したが、これに代えて、運転者が手で操作する部材に具現化してもよい。

・上記実施形態では、アクセルが所定以上強く操作された場合に、空調用コンプレッサ８の駆動を禁止するようにした。これに代えて、或いはこれに加えて、電子制御装置２０はオルタネータ９の駆動を禁止するようにしてもよい。また、機関駆動式の他の補機の駆動を禁止するようにしてもよい。こうした補機としては、例えばウォータポンプを挙げることができる。内燃機関２の冷却において問題が生じないのであれば、ウォータポンプの駆動を禁止するようにしてもよい。

・上記変形例では、オルタネータ９の駆動を禁止することにより、オルタネータ９の駆動に伴い生じる補機負荷を直接的に発生させないようにした。これに代えて電子制御装置２０は、例えばバッテリ１０からの給電により作動するブロワファン１１やシートヒータ１２、音響装置１３といった電機負荷の発生を禁止するようにしてもよい。この場合、バッテリ１０の電力消費が抑制されることでオルタネータ９の発電要求（要求発電量）が抑えられるようになり、その結果、オルタネータ９の駆動に伴い生じる補機負荷を間接的に低減することができるようになる。

このように、補機の駆動を完全に禁止するのではなく、補機の駆動を間接的に制限することによっても、またあるいは補機の駆動を禁止まではせずとも直接的に制限することによっても、内燃機関２における補機負荷を低減することが可能となる。

１…車両、２…内燃機関、３…トルクコンバータ、４…自動変速機、５…差動装置、６…車軸、７…駆動輪、８…空調用コンプレッサ、９…オルタネータ、１０…バッテリ、１１…ブロワファン、１２…シートヒータ、１３…音響装置、２０…電子制御装置、３１…アクセル操作量センサ、３２…圧力センサ、３３…ブレーキセンサ、３４…シフトポジションセンサ。

Claims (2)

1. 内燃機関の出力を駆動輪に伝達して駆動力を得るとともに、内燃機関の出力により駆動される補機を備える車両に適用され、前記補機が駆動されている場合にはそれが駆動されていない場合に比べて内燃機関の出力を増大する出力増大制御を実行する車両の制御装置において、
   前記補機が駆動されているときであり、アクセル操作力が所定値以上であるとき、或いは前記補機が駆動されているときであり、アクセルの操作加速度が所定値以上であるときには内燃機関の出力を低減するとともに前記補機の駆動を制限する出力低減制御を実行する
   ことを特徴とする車両の制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の制御装置において、
   前記補機の駆動の制限は、前記補機の駆動を禁止するように行なわれる
   ことを特徴とする車両の制御装置。

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