JP6243684B2

JP6243684B2 - 車両の制御装置

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Publication number: JP6243684B2
Application number: JP2013199939A
Authority: JP
Inventors: 博人中島
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-09-26
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: JP2015068169A

Description

本発明は、特に、オートマチックトランスミッション車でリバースレンジが選択されている際の発進を適切に行う車両の制御装置に関する。

従来より、ドライバのシフトレバーの操作ミスやアクセルペダルの踏み間違いによる車両の安全性を確保するための様々な技術が提案されている。例えば、特開２００９−１２６３５２号公報（以下、特許文献１という）では、シフトレバーの操作間違いやペダルの踏み間違いが発生する可能性が高いと考えられる後退時の上限加速度を低い値に設定し、車両の速度が高くなるほど高い値に上限加速度を設定し、上限加速度以内に車両の加速度を制限する車両の走行制御装置の技術が開示されている。

特開２００９−１２６３５２号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示される走行制御装置では、速度が低いほど低い値に上限加速度が設定されるため、車両の後方が高くなっている勾配で後進する際に、仮に駆動力が不足して車両が前進、すなわちずり下がってしまうと、所定の車速に至るまで、ずり下がり状態から回復するのに必要な駆動力が得られず、早期にずり下がり状態から回復できないという問題がある。また、レンジ位置がリバースで、ずり下がり状態ではなくても、ドライバによりアクセルペダルが誤って強く踏み込まれると、設定される上限加速度以内に抑制されるものの、速度が高くなるほど高い値に上限加速度が設定されるため、後退であるにも係わらず次第に速度が高くなり、高速で後方に飛び出してしまう虞もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、レンジ位置がリバース状態の際に、たとえ、ずり下がりが生じても早期に後退状態に復帰することができ、また、後方への飛び出し発進を抑制することができる車両の制御装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様による車両の制御装置は、レンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、リバースレンジが選択されている際、目標加速度マップを参照して車速に基づき目標加速度を設定し、実際の加速度が該目標加速度となるよう目標エンジントルクを算出する加減速制御手段と、上記目標エンジントルクに基づきエンジンを制御するエンジン制御手段とを備えた車両の制御装置において、上記リバースレンジが選択されている際に、車両が前進しているか後退しているかを判定する前後進判定手段を有し、上記加減速制御手段で参照する上記目標加速度マップは、上記前後進判定手段が上記車両が前進していると判定したときに参照する目標加速度マップと、後退していると判定したときに参照する目標加速度マップとを備え、上記各目標加速度マップにおける上記目標加速度は、上記エンジンがストールする車速よりも高い車速に設定した上限車速で０に設定されるとともに、車速の増加に伴い減少する正の値に設定されており、更に前進時の目標加速度が後進時の目標加速度よりも高い値に設定されている。

本発明の車両の制御装置によれば、レンジ位置がリバース状態の際に、たとえ、ずり下がりが生じても早期に後退状態に復帰することができ、また、後方に飛び出し発進を抑制することが可能となる。

本発明の実施の一形態に係る車両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駆動力制御ユニットの機能ブロック図である。本発明の実施の一形態に係る後退時走行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路面勾配の検出値と真の路面勾配推定の説明図である。本発明の実施の一形態に係る車速−目標加減速度特性の一例を示し、図５（ａ）は車速−目標加速度特性を示し、図５（ｂ）は車速−目標減速度特性を示す。本発明の実施の一形態に係る車速−目標加速度特性の詳細説明図である。本発明の実施の一形態に係る図５とは異なる車速−目標加減速度特性の一例を示し、図７（ａ）は車速−目標加速度特性を示し、図７（ｂ）は車速−目標減速度特性を示す。本発明の実施の一形態に係る図５、７とは異なる車速−目標加減速度特性の一例を示し、図８（ａ）は車速−目標加速度特性を示し、図８（ｂ）は車速−目標減速度特性を示す。

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は車両を示し、車両前部に配置されたエンジン２による駆動力は、このエンジン２後方の自動変速装置（トルクコンバータ等も含んで図示）３からトランスミッション出力軸３ａを経てセンターディファレンシャル装置４に伝達され、このセンターディファレンシャル装置４から、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、センターディファレンシャル装置４から、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に入力される。ここで、自動変速装置３、センターディファレンシャル装置４および前輪終減速装置１０等は、一体に図示しないケース内に設けられている。

後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左ドライブ軸１１rlを経て左後輪１２rlに、後輪右ドライブ軸１１rrを経て右後輪１２rrに伝達される一方、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左ドライブ軸１１flを経て左前輪１２flに、前輪右ドライブ軸１１frを経て右前輪１２frに伝達される。

符号１３は車両のブレーキ駆動部を示し、このブレーキ駆動部１３には、ドライバにより操作されるブレーキペダル１４と接続されたマスターシリンダ１５が接続されており、ドライバがブレーキペダル１４を操作するとマスターシリンダ１５により、ブレーキ駆動部１３を通じて、４輪１２fl，１２fr，１２rl，１２rrの各ホイールシリンダ（左前輪ホイールシリンダ１６fl，右前輪ホイールシリンダ１６fr，左後輪ホイールシリンダ１６rl，右後輪ホイールシリンダ１６rr）にブレーキ圧が導入され、これにより４輪にブレーキがかかって制動される。

ブレーキ駆動部１３は、加圧源、減圧弁、増圧弁等を備えたハイドロリックユニットで、ブレーキ制御装置２２からの入力信号に応じて、各ホイールシリンダ１６fl，１６fr，１６rl，１６rrに対して、それぞれ独立にブレーキ圧を導入自在に形成されている。

エンジン２を制御するエンジン制御手段としてのエンジン制御装置２１、および、ブレーキ駆動部１３を制御するブレーキ制御装置２２は、駆動力制御ユニット２０と接続されている。この駆動力制御ユニット２０には、車両の進行方向が前進状態か後進状態かの判定も可能な多相式の車輪速センサで構成された車速Ｖを検出する車速センサ３１、ドライバにより選択されたセレクトレバー（図示せず）のレンジ位置（ドライブ「Ｄ」、リバース「Ｒ」、ニュートラル「Ｎ」等の各レンジ位置）を検出するレンジ位置検出手段としてのインヒビタスイッチ３２、路面勾配値θksを検出する路面勾配センサ３３、図示しないエンジン回転数センサ、ドライバが後述する後退発進時における後退時走行制御のＯＮ−ＯＦＦ、及び、後退時走行制御で上限車速をドライバが３種類の車速の中から選択的に設定する車速上限値設定スイッチ３４等のセンサ、スイッチ類が接続されている。尚、セレクトレバーのレンジ位置を検出する手段として、インヒビタスイッチ３２に代えて変速機を制御するトランスミッション制御ユニットからの信号を用いても良い。

そして、駆動力制御ユニット２０は、上述の各入力信号を基に、Ｒレンジが選択されている際、目標加速度Ａxtや目標減速度Ｄectを算出し、上限車速Ｖmaxを超えないようエンジン制御装置２１やブレーキ制御装置２２に対して目標エンジントルクＴEtや目標ブレーキ液圧Ｐｂを出力する。

ここで、上限車速Ｖmaxは車両のずり下がり状態時にエンジンがストールする車速であるエンスト車速Ｖｓ（例えば、１０km/h）よりも高い車速に設定される。また、目標加速度Ａxtは、車速Ｖと目標加速度Ａxtとの関係が記憶された目標加速度マップを参照して車速Ｖから算出される。この目標加速度マップは、その特性が車速Ｖの増加に伴い減少し、上限車速Ｖmaxで０になるよう、正の値に設定される。一方、目標減速度Ｄectは、車速Ｖが上限車速Ｖmaxを超えると、車速Ｖに応じて目標減速度マップから算出される。このように駆動力制御ユニット２０は、加減速制御手段としての機能を有して設けられている。

駆動力制御ユニット２０は、図２に示すように、自車加速度算出部２０ａ、真の路面勾配値算出部２０ｂ、前後進判定部２０ｃ、加減速制御部２０ｄから主要に構成されている。

自車加速度算出部２０ａは、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、車速Ｖの時間的変化（微分）を基に自車加速度Ａｘを算出し、加減速制御部２０ｄに出力する。

真の路面勾配値算出部２０ｂは、路面勾配センサ３３から検出された路面勾配値θksが入力される。そして、予め設定しておいた、例えば、図４に示すマップ等を参照して、検出される路面勾配値θksに対し、発生し得る最大の誤差を考慮した路面勾配値を真の路面勾配値（推定勾配値）θkeとして設定し、加減速制御部２０ｄに出力する。

一般に、路面勾配センサ３３等で検出される路面勾配の値には車両の積載状態等により誤差が含まれる。例えば、図４に示すように、路面勾配センサ３３等で検出される路面勾配値θksとすると、検出勾配値θ１における推定される真の路面勾配値（推定勾配値θke）は、θＬ（図中、「θk1」線上の値）〜θＨ（図中、「θk2」線上の値）の間にある（尚、図４の例は、路面勾配が水平な状態を０度とし、車両１の後方が高くなる場合の符号を「＋」とした場合の図である）。従って、シフト位置が「Ｒ」レンジ位置で、検出路面勾配値θksがθ１の場合に、真の勾配値がθＬであった場合は、駆動力の制限が小さ過ぎて、車両１は後方に急発進してしまう。逆に、真の勾配値がθＨであった場合は、駆動力の制限が大き過ぎて、車両１はずり下がりしてしまう。本発明の実施の形態の真の路面勾配値算出部２０ｂは、検出される路面勾配値θksに対し、発生し得る最大の誤差を考慮した路面勾配値、すなわち、図４における「θk2」線上の値（θＨ）を、推定勾配値の初期値として採用するようになっている。

前後進判定部２０ｃは、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、車両１が前進状態か後退状態かを判定し、判定結果を加減速制御部２０ｄに出力する。このように、前後進判定部２０ｃは前後進判定手段として設けられている。

加減速制御部２０ｄは、車速センサ３１から車速Ｖが入力され、インヒビタスイッチ３２からドライバにより選択されたシフト位置が入力され、車速上限値設定スイッチ３４から後退発進時における後退時走行制御のＯＮ−ＯＦＦ信号、及び、ドライバにより選択された後退時走行制御での後述する上限車速が入力され、自車加速度算出部２０ａから自車加速度Ａｘが入力され、真の路面勾配値算出部２０ｂから推定勾配値θkeが入力され、前後進判定部２０ｃから前進状態か後退状態かの判定結果が入力される。

そして、後退発進時における後退時走行制御がＯＮにされ、Ｒレンジが選択されている場合、目標加速度マップ（図５（ａ））を参照して車速Ｖに応じた目標加速度Ａxtを設定する。この目標加速度マップは、車速Ｖの増加に伴い減少し、エンスト車速Ｖｓよりも高く設定された上限車速Ｖmaxで０となるように正の目標加速度Ａxtが設定されている。そして、目標加速度Ａxtを算出した後、目標加速度Ａxtと実際の加速度Ａｘとの偏差に応じて最終目標加速度を算出し、最終目標加速度に車両重量を乗算し、各種走行抵抗を加算した上でタイヤ半径、総ギヤ比、トルコン比等のトルク換算係数を乗算することで目標エンジントルクＴEtを算出し、エンジン制御装置２１に出力する。尚、各種走行抵抗として、勾配抵抗が含まれるが、ここで用いる勾配抵抗は、上述の真の路面勾配算出部２０ｂからの誤差を考慮しても車両１がずり下がりを生じない推定勾配値θkeである。

一方、車速Ｖが上限車速Ｖmaxを超えると、予め設定しておいた車速Ｖに応じた目標減速度マップ（図５（ｂ））を参照して実際の車速Ｖに応じた目標減速度Ｄectを設定する。そして、目標減速度Ｄectと実際の加（減）速度Ａｘとの偏差に応じて最終目標減速度を算出し、最終目標減速度からブレーキ液圧Ｐｂを算出して、ブレーキ制御装置２２に出力する。尚、目標減速度Ｄectは、ドライバビリティを向上させるため、推定勾配値θkeに応じ、例えば、推定勾配値θkeが低いほど低い値に補正して用いても良い。

このように、本発明の実施の形態では、目標加速度マップが車速Ｖの増加に伴い減少し、上限車速Ｖmaxで０となるようにされているため、後退発進時、仮にドライバがアクセルペダルを誤って強く踏み込んだとしても、また推定勾配値の誤差などに起因して駆動力の制限が弱かったとしても後方への飛び出しを抑制できる。また、仮に推定勾配値の誤差などに起因して駆動力が不足することで車両がずり下がってしまったとしても上限車速Ｖmaxがエンスト車速Ｖｓよりも高く設定され、かつ目標加速度Ａxtが車速Ｖの増加に伴い減少し、上限車速Ｖmaxで０となるように正の値に設定されているため、ずり下がりを有効に防止することができる。すなわち、例えば、図６の破線で示すように、仮に目標加速度マップにおける目標加速度Ａxtがエンスト車速Ｖｓよりも低い値Ｖmaxaで０に設定されている（特性２）と、Ｖmaxaよりも低い車速Ｖでは、アクセルペダルを踏めば、ずり下がりを防止することが可能である。しかし、Ｖmaxaよりも大きな車速Ｖでずり下がりを発生していると、ドライバがアクセルペダルを踏み込んでも目標加速度Ａxtは０となり、Ｖmaxaからエンジンストールに至るエンスト車速Ｖｓまでの間、車両はずり下がり続け、その状態から復帰することができなくなる。それに対して、本発明では、エンスト車速Ｖｓよりも高く設定された上限車速Ｖmaxで０となるように正の目標加速度Ａxtが設定されるため、ずり下がり状態から回復することができる。さらに、本発明では、目標加速度Ａxtが車速Ｖの増加に伴い減少するよう設定されている、言い換えると目標加速度Ａxtが車速Ｖの低下に伴い増大するよう設定されている。そのため、ずり下がりから回復するにつれて、すなわち車両が減速するにつれて目標加速度Ａxtが大きくなることから目標エンジントルクＴEtが急激に増加し、ずり下がり状態から早期に回復することが可能となる。なお、仮にずり下がり状態から回復せず、車速Ｖがエンスト車速Ｖｓを超えてしまった場合はエンジンストールが生じ、その時点で後退時走行制御が強制ＯＦＦ（解除）されるため、ずり下がりは収まることになる。そして、そのような状況はシステムの正常状態では通常考えられず、路面勾配センサの故障などのシステム異常と考えれるため、ドライバに異常状態を報知する。

次に、駆動力制御ユニット２０で実行される後退時走行制御を、図３のフローチャートで説明する。この後退時走行制御プログラムは、後退発進時における後退時走行制御がＯＮにされ、Ｒレンジが選択されている際に実行されるものである。

まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、自車加速度算出部２０ａにおいて自車加速度Ａｘを算出する。

次いで、Ｓ１０２に進み、真の路面勾配値算出部２０ｂで、真の路面勾配値（推定勾配値）θkeを算出する。

次に、Ｓ１０３に進んで、ドライバによって選択された上限車速Ｖmaxを読み込む。

次いで、Ｓ１０４に進み、目標加速度マップを参照して車速Ｖに応じた目標加速度Ａxtを設定する。

次いで、Ｓ１０５に進んで、目標減速度マップを参照して車速Ｖに応じた目標減速度Ｄectを設定する。

次に、Ｓ１０６に進み、目標加速度Ａxtと実際の加速度Ａｘとの偏差に応じて最終目標加速度を算出する。そして、最終目標加速度に車両重量を乗算し、各種走行抵抗を加算した上で、タイヤ半径、総ギヤ比、トルコン比等のトルク換算係数を乗算することで目標エンジントルクＴEtを算出し、エンジン制御装置２１に出力する。

そして、Ｓ１０７に進み、目標減速度Ｄectと実際の加（減）速度Ａｘとの偏差に応じて最終目標減速度を算出し、最終目標減速度からブレーキ液圧Ｐｂを算出して、ブレーキ制御装置２２に出力し、プログラムを抜ける。

このように、本発明の実施の形態によれば、Ｒレンジが選択されている際、上限車速Ｖmaxをエンジン２が車両のずり下がり時にストールする車速Ｖｓよりも大きな車速に設定し、且つ、上限車速Ｖmaxを超えない車速領域で目標加速度Ａxtを０よりも大きな値に設定した車速Ｖに応じた目標加速度特性に基づいて実際の車速Ｖに応じた目標加速度Ａxtを設定し、該目標加速度Ａxtに基づきエンジン制御装置２１に出力してエンジン駆動力をフィードバック制御する一方、上限車速Ｖmaxを超えた車速領域では、車速Ｖに応じた目標減速度特性に基づいて実際の車速Ｖに応じた目標減速度Ｄectを設定し、該目標減速度Ｄectに基づきブレーキ制御装置２２に出力してブレーキ液圧Ｐｂをフィードバック制御するようになっている。このため、Ｒレンジの際に、たとえ、ずり下がりが生じても早期に後退状態に復帰することができ、また、後方発進の駆動力が適切に制限されて後方に飛び出し発進することや、後方への急加速を確実に防止することができる。

尚、本発明の実施の形態では、図５に示すように、目標加速度マップを後進時と前進時（ずり下がり状態）とで同じ特性に設定したが、例えば、図７、８に示すように、後進時と前進時とで異なる特性を有する目標加速度マップを設定しても良い。

図７（ａ）の例は、一定の車速の基で、前進時の目標加速度（破線）の方が後進時の目標加速度（実線）よりも高い値に設定されるものであり、前進時の目標加速度の上限車速Ｖmaxfも後進時の目標加速度の上限車速Ｖmaxrよりも高い値に設定されるものである。すなわち、Ｒレンジの際に前進状態と判定された場合は、車両１はずり下がり状態の場合であるため、素早くずり下がり状態から復帰させるため、目標加速度を高く設定するのである。

図７（ｂ）の例は、図７（ａ）の前進時の目標加速度と後進時の目標加速度に対応して設定される前進時の目標減速度（破線）と後進時の目標加速度（実線）を示し、それぞれの上限車速Ｖmaxf、Ｖmaxrから次第に目標減速度が増加されるように設定される。

また、図８（ａ）の例も、一定の車速の基で、前進時の目標加速度（破線）の方が後進時の目標加速度（実線）よりも高い値に設定されるものであり、前進時の目標加速度の上限車速Ｖmaxfと後進時の目標加速度の上限車速Ｖmaxrとが同じ値に設定されるものである。この図８（ａ）の例も、図７（ａ）と同様に、Ｒレンジの際に前進状態と判定された場合は、車両１はずり下がり状態の場合であるため、素早くずり下がり状態から復帰させるため、目標加速度を高く設定するのである。

図８（ｂ）の例は、図８（ａ）の前進時の目標加速度と後進時の目標加速度に対応して設定される前進時の目標減速度（破線）と後進時の目標加速度（実線）を示し、上限車速Ｖmaxf（Ｖmaxr）から次第に目標減速度が増加されるように設定される。

また、本発明の実施の形態では、上限車速Ｖmaxが、ドライバにより任意に３種類の中から設定可能な例を示しているが、予め設定された（１種類の）固定値としても良く、或いは、２種類の中から設定可能、或いは、アナログ的により多くの選択ができるものであっても良い。

１車両
２エンジン
３自動変速装置
１２fl，１２fr，１２rl，１２rr 車輪
１３ブレーキ駆動部
１６fl，１６fr，１６rl，１６rr ホイールシリンダ
２０駆動力制御ユニット
２０ａ自車加速度算出部
２０ｂ真の路面勾配値算出部
２０ｃ前後進判定部（前後進判定手段）
２０ｄ加減速制御部（加減速制御手段）
２１エンジン制御装置（エンジン制御手段）
２２ブレーキ制御装置
３１車速センサ
３２インヒビタスイッチ（レンジ位置検出手段）
３３路面勾配センサ
３４車速上限値設定スイッチ

Claims

レンジ位置を検出するレンジ位置検出手段と、
リバースレンジが選択されている際、目標加速度マップを参照して車速に基づき目標加速度を設定し、実際の加速度が該目標加速度となるよう目標エンジントルクを算出する加減速制御手段と、
上記目標エンジントルクに基づきエンジンを制御するエンジン制御手段とを備えた車両の制御装置において、
上記リバースレンジが選択されている際に、車両が前進しているか後退しているかを判定する前後進判定手段を有し、
上記加減速制御手段で参照する上記目標加速度マップは、上記前後進判定手段が上記車両が前進していると判定したときに参照する目標加速度マップと、後退していると判定したときに参照する目標加速度マップとを備え、上記各目標加速度マップにおける上記目標加速度は、上記エンジンがストールする車速よりも高い車速に設定した上限車速で０に設定されるとともに、車速の増加に伴い減少する正の値に設定されており、更に前進時の目標加速度が後進時の目標加速度よりも高い値に設定されている
ことを特徴とする車両の制御装置。
上記加減速制御手段で参照する上記各目標加速度マップに設定されている上記各上限車速は、前進時の上限車速が後進時の上限車速よりも高い値に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載の車両の制御装置。