JP6098723B2 - 車両制御装置及び車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は車両制御装置及び車両制御方法に関するものである。

ＪＰ２００２−１４２３１０Ａは、路面の勾配に基づいてクリープトルクを設定し、例えば平坦路において、不要なクリープトルクが発生することを抑制する制御装置を開示している。

上記の制御装置では、路面の勾配を、車両の駆動力、車速、車両に作用する加速抵抗や走行抵抗などの各種抵抗に基づいて算出している。しかし、車両の停車直前から停車直後までの間に車速を検出するセンサが正確な車速を検出できず、路面の勾配を正確に算出することができないおそれがある。そのため、路面が登坂路であっても、車両の停車直前から停車直後までの間に、路面が平坦路であると誤って推定し、クリープトルクを過小に設定し、車両がずり下がってしまうおそれがある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、車両を登坂路などの勾配路に停車する場合に、車両がずり下がることを防止することを目的とする。

本発明のある態様に係る車両制御装置は、車両が勾配路に停車した場合に車両がずり下がらないように設定されたクリープ駆動力に基づいて駆動源を制御する駆動源制御部と、ドライバのブレーキ操作に基づいて発生するブレーキ力を算出するブレーキ力算出部とを備える。駆動源制御部は、車両が停車した時に、ブレーキ力がクリープ駆動力よりも大きい場合には駆動源で発生させている駆動力を低減する。

本発明の別の態様に係る車両制御方法は、車両が勾配路に停車した場合に車両がずり下がらないように設定されたクリープ駆動力に基づいて駆動源を制御し、ドライバのブレーキ操作に基づいて発生するブレーキ力を算出する。そして、車両が停車した時に、ブレーキ力がクリープ駆動力よりも大きい場合には駆動源で発生させている駆動力を低減する。

図１は本実施形態の車両の概略構成図である。 図２は本実施形態の駆動力制御を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

本発明の実施形態の車両１０について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態の車両１０の概略構成図である。

本実施形態の車両１０は、ハイブリッド車両である。車両１０は、駆動源としてのエンジン１及びモータジェネレータ２と、電力源としてのバッテリ３と、モータジェネレータ２を制御するインバータ４と、駆動源の出力を車輪９に伝達する駆動系５とを備える。また、車両１０は、エンジン１、モータジェネレータ２、駆動系５を制御するためのコントローラ７を備える。

モータジェネレータ２は、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータである。モータジェネレータ２は、電力の供給を受けて回転駆動する電動機としての機能と、ロータが外力により回転しているときにステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機としての機能とを有する。

バッテリ３は、モータジェネレータ２などの各種の電気部品に電力を供給するとともに、モータジェネレータ２で発電された電力を蓄える。

インバータ４は、直流と交流の２種類の電気を相互に変換する電流変換機である。インバータ４は、バッテリ３からの直流を任意の周波数の三相交流に変換してモータジェネレータ２に供給する。一方、モータジェネレータ２が発電機として機能するときは、モータジェネレータ２からの三相交流を直流に変換してバッテリ３に供給する。

駆動系５は、クラッチ５０と、自動変速機５１と、前後進切替機構５２と、終減速差動装置５３と、ドライブシャフト５４とを備える。

クラッチ５０は、エンジン１とモータジェネレータ２との間に設けられる。クラッチ５０は、トルク容量を変化させることで、締結状態、スリップ状態（半クラッチ状態）及び解放状態の３つの状態に制御される。

自動変速機５１は、プライマリプーリと、セカンダリプーリと、プライマリプーリとセカンダリプーリとに掛け回されるベルトとを備える無段変速機である。ベルトと各プーリとの接触半径を変更することで変速比が変更される。

前後進切替機構５２は、遊星歯車機構を主たる構成要素とし、前進クラッチ、及び後進ブレーキを有し、前進時には前進クラッチを締結し、後進ブレーキを解放し、後進時には前進クラッチを解放し、後進ブレーキを締結する。前進クラッチ、及び後進ブレーキは、トルク容量を変化させることで、締結状態、スリップ状態（半クラッチ状態）及び解放状態の３つの状態に制御される。

終減速差動装置５３は、終減速装置と差動装置とを一体化したものであり、自動変速機５１の出力軸から伝達される回転を減速させた上で左右のドライブシャフト５４に伝達する。また、カーブ走行時など、左右のドライブシャフト５４の回転速度に速度差を生じさせる必要があるときには、自動的に速度差を与えて円滑な走行ができるようにする。左右のドライブシャフト５４の先端にはそれぞれ車輪９が取り付けられる。

車輪９には、ブレーキペダルが踏み込まれるとブレーキペダルの踏み込み量に応じて、ブレーキ力が摩擦ブレーキ機構によって発生する。つまり、摩擦ブレーキ機構は、ドライバのブレーキ操作に基づいてブレーキ力を発生させる。また、摩擦ブレーキ機構は、車両１０が勾配路に停車しているとき、ドライバのブレーキ操作に直接関わらず、車両１０がずり下がらないようにブレーキ力を発生させるヒルスタートアシスト機能（ヒルホールド機能）を有する。具体的には、ヒルスタートアシスト機能は、車両１０が所定の勾配以上の路面に停車しているときに作動し、ドライバがブレーキペダルを踏み込んだ状態から踏み戻しを行ったとしても、所定のヒルスタートアシスト解除条件が成立するまでは、ブレーキペダルが踏み込まれていたときの（踏み戻しが行われる前の）ブレーキ油圧を保持してブレーキ力を保持するものである。このような機能を有することで、勾配路から発進する場合に、車両１０がずり下がることを抑制することができる。なお、摩擦ブレーキ機構は、ブレーキ油圧回路上に加圧ポンプを設け、ヒルスタートアシスト機能を作動させるときに、ブレーキ油圧を昇圧してから保持するようにしても良い。

コントローラ７は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。

コントローラ７は、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサ２０からの信号、車速を検出する車速センサ２１からの信号、ブレーキ油圧（液圧）を検出するブレーキ油圧センサ２２からの信号、ステアリングが操作されたかどうかを検出するステアリングセンサ２３からの信号、ターンシグナルスイッチ２４からの信号、Ｇセンサ２５からの信号、自動変速機５１の油温を検出する油温センサ２６からの信号、シフトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ２７からの信号などが入力される。コントローラ７は、入力された信号に基づいてエンジン１、モータジェネレータ２、クラッチ５０、前後進切替機構５２、及び自動変速機５１を制御する。

コントローラ７は、ＥＶモード選択中、アクセルペダルが踏み込まれていないアクセルペダル全閉時でも低車速時にクリープ走行を可能とするために、モータジェネレータ２によって所定のクリープ駆動力を発生させている。ドライバによってブレーキペダルが踏まれ、車両１０を停車させる場合には、このクリープ駆動力を徐々に小さくすることができる。

車両１０が停車する路面が例えば登坂路である場合に、平坦路と同じタイミングでクリープ駆動力を小さくすると、車両１０が後方へずり下がるおそれがある。そのため、従来は、車速センサ２１や、Ｇセンサ２５などを用いて路面の勾配を検出し、路面の勾配を考慮してクリープ駆動力を調整していた。

しかし、車両１０が停車する直前から直後にかけて、これらセンサ２１、２５の値は車両１０のピッチ方向の揺動に伴って振動するため、検出した値が正確ではない場合があり、例えば登坂路であるにもかかわらず、平坦路であると誤って推定するおそれがある。誤って推定され、路面の勾配を過小に検出した場合には、クリープ駆動力が小さくなり、車両１０がずり下がるおそれがある。また、揺動が収束するまで路面の勾配の検出を行わない場合には、例えば平坦路に停車しており、クリープ駆動力を低減することができるにもかかわらず、揺動が収束するまでの間モータジェネレータ２によって登坂路で車両１０がずり下がらない程度の大きさのクリープ駆動力を発生させることになり、電費を向上することができない。

そこで、本実施形態では、以下で説明する駆動力制御を行っている。

本実施形態の駆動力制御について図２のフローチャートを用いて説明する。ここでは、アクセルペダルの踏み込みが無くなっており、コントローラ７は、車両１０がクリープ走行を行うために、モータジェネレータ２によって所定のクリープ駆動力を発生させているものとする。

ステップＳ１００では、コントローラ７は、ドライバのブレーキ操作に基づいて発生する車両１０にかかるブレーキ力を算出する。具体的には、ブレーキ油圧センサ２２によって検出した油圧に基づいてブレーキ力を算出する。

ステップＳ１０１では、コントローラ７は、車速センサ２１によって検出した車速に基づいて車両１０が停車しているかどうか判定する。車両１０が停車していると判定されると、処理はステップＳ１０２に進み、車両１０が走行中と判定されると、今回の処理を終了する。

ステップＳ１０２では、コントローラ７は、ドライバのブレーキ操作により発生するブレーキ力とクリープ駆動力とを比較する。クリープ駆動力は、ヒルスタートアシスト機能が作動する所定の勾配（最小勾配）において車両１０がずり下がる方向に作用する力と釣り合う力である。なお、クリープ駆動力は、この釣り合う力以上であればよい。ブレーキ力がクリープ駆動力以上の場合には、処理はステップＳ１０３に進み、ブレーキ力がクリープ駆動力よりも小さい場合には、今回の処理を終了する。

ステップＳ１０３では、コントローラ７は、モータジェネレータ２で発生させているクリープ駆動力を低減する。なお、ここでは、モータジェネレータ２によって発生させているクリープ駆動力をゼロまで低減する。これにより、モータジェネレータ２の電費を向上することができる。

ステップＳ１０２において、ブレーキ力がクリープ駆動力以上であると判定されると、（ａ）路面の勾配が所定の勾配よりも小さい場合には、モータジェネレータ２で発生させている駆動力が無くなってもドライバのブレーキ操作により発生するブレーキ力によって車両１０がずり下がることがない。また、（ｂ）路面の勾配が所定の勾配以上である場合には、ヒルスタートアシスト機能が作動するので、車両１０がずり下がることがない。つまり、ブレーキ力がクリープ駆動力以上となっている場合には、モータジェネレータ２によって駆動力を発生させなくても、車両１０がずり下がることはない。従って、ステップＳ１０３において、コントローラ７は、モータジェネレータ２で発生させている駆動力を低減している。

なお、ステップＳ１０２においてブレーキ力がクリープ駆動力よりも小さいと判定された後に、路面の勾配を正しく検出できるタイミング以降において路面の勾配を検出し、路面の勾配がヒルスタートアシスト機能が作動する最小勾配以上となっている場合、かつヒルスタートアシストが作動するタイミング以降に、コントローラ７は、モータジェネレータ２で発生させている駆動力を低減してもよい。これにより、モータジェネレータ２の電費を向上することができる。

次に本実施形態の効果について説明する。

ドライバのブレーキ操作に基づいて発生するブレーキ力と、車両１０が勾配路に停車する場合に車両１０がずり下がらないように設定されたクリープ駆動力とを比較し、ブレーキ力がクリープ駆動力よりも大きい場合には、モータジェネレータ２で発生させている駆動力を低減する。このように、車両１０がずり下がらないブレーキ力が発生している場合にモータジェネレータ２で発生している駆動力を低減するので、車両１０が勾配路に停車する場合であっても、車両１０がずり下がることを防止することができる。また、モータジェネレータ２で発生している駆動力を低減することで、モータジェネレータ２の電費を向上することができる。

クリープ駆動力をヒルスタートアシスト機能が作動する所定の勾配（最小勾配）において車両１０がずり下がる方向に作用する力と釣り合う力とすることで、ヒルスタートアシスト機能が作動しない勾配路であっても、車両１０のずり下がり防止を補償できる。このように、本実施形態では、クリープ駆動力を低減しても、路面の勾配に起因して車両１０がずり下がることを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、ハイブリッド車両１０を用いて説明したが、電気自動車、エンジン１のみを搭載した車両１０に用いてもよい。車両１０が停車する際に、エンジン１で駆動力を発生させている場合に、上記した駆動力制御と同様の制御を行うことで、車両１０がずり下がることを防止し、エンジン１の燃費を向上させることができる。

また、アクセルペダルが踏み込まれた場合、ステアリングが操作された場合、ターンシグナルスイッチ２４が操作された場合などドライバの操作によって駆動力が必要な場合、自動変速機５１の油温の上昇、または低下により自動変速機５１の制御性が悪化する可能性がある場合には、上記駆動力制御を実行しないようにしてもよい。

本願は２０１３年８月５日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−１６２４５７に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (2)

1. 車両制御装置であって、
   車両が勾配路に停車した場合に前記車両がずり下がらないように設定されたクリープ駆動力に基づいて駆動源を制御する駆動源制御手段と、
   ドライバのブレーキ操作に基づいて発生するブレーキ力を算出するブレーキ力算出手段とを備え、
   前記駆動源制御手段は、前記車両が停車した時に、前記ブレーキ力が前記クリープ駆動力よりも大きい場合には前記駆動源で発生させている駆動力を低減し、
   前記クリープ駆動力は、ヒルホールド機能が作動する最小勾配において前記車両がずり下がる方向に作用する力と釣り合う力以上の力である車両制御装置。
2. 車両制御方法であって、
   車両が勾配路に停車した場合に前記車両がずり下がらないように設定されたクリープ駆動力に基づいて駆動源を制御し、
   ドライバのブレーキ操作に基づいて発生するブレーキ力を算出し、
   前記車両が停車した時に、前記ブレーキ力が前記クリープ駆動力よりも大きい場合には前記駆動源で発生させている駆動力を低減し、
   前記クリープ駆動力は、ヒルホールド機能が作動する最小勾配において前記車両がずり下がる方向に作用する力と釣り合う力以上の力である車両制御方法。

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