JP6452423B2 - 車両の変速制御装置 - Google Patents
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この車両において、自動変速機の変速比を、変速条件に応じて適切な駆動力を出すように制御する変速制御手段を設ける。
変速制御手段は、アクセル開度と車速を変速条件に含み、車速が一定であるとアクセル開度が高いほど自動変速機の変速比をロー変速比側に変更する変速制御を行う通常変速制御部と、アクセルペダルが踏み込まれている旋回走行中、旋回半径を変速条件に含み、旋回半径が小さいほど自動変速機の変速比をロー変速比側に変更する変速制御を行うコーナリング中制御部と、を有する。
コーナー進入条件とアクセル踏み込み条件が成立すると、通常変速制御部による変速制御からコーナリング中制御部による変速制御に切り替える。
即ち、旋回走行中、旋回半径が小さいほどコーナリング抵抗が増えることで、アクセル開度を保っておくとコーナリング中の車速が低下する。このため、旋回走行中に車速を保つには、コーナリング抵抗に打ち勝つアクセル踏み込み操作を要する。これに対し、旋回半径が小さいほど自動変速機の変速比をロー変速比側に変更することで、コーナリング抵抗の増加に応じて車両の駆動力が増す。言い換えると、アクセル操作量を変えなくても旋回半径が小さくなればロー変速制御により車両の駆動力が増すことで、コーナリング抵抗に打ち勝つ駆動力を、少ないアクセル操作量で出すことが可能となる。
この結果、旋回走行中、煩雑なアクセル操作を抑制しながら運転者の意図する車速を実現することができる。加えて、アクセル足離し状態のままでの減速旋回要求に応えつつ、車速調整要求がある旋回走行中における運転性の向上を図ることができる。
実施例1における車両の変速制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の変速制御装置が適用されたエンジン車(車両の一例)の駆動系及び制御系を示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
図2は、実施例1のCVTコントロールユニットで実行される変速制御処理の全体流れを示す(変速制御手段)。以下、変速制御手段の構成をあらわす図2の各ステップについて説明する。なお、図2に示すフローチャートは、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
ここで、コーナーへ進入したか否かの判断は、ナビゲーションシステム21からのナビ情報、前方カメラ22からの前方カメラ情報、ステアリング舵角センサ20からの舵角情報等から判断する。尚、交差点を旋回路と誤判断することを防止すべく、ステアリング舵角のみで旋回路と判断せず、ナビ情報や前方カメラ情報と併せて旋回路の判断を行うことが望ましい。
ここで、アクセル踏み込み操作(アクセルON)/アクセル非操作(アクセルOFF)の判断は、アクセル開度センサ17からのセンサ信号により判断しても良いし、また、アクセルスイッチからのスイッチ信号により判断しても良い。
ここで、「通常変速制御」とは、図5の通常変速マップ上で車速VSPとアクセル開度APOにより決まる運転点がLow変速比側やHigh変速比側に移動したとき、変速指示を出し、目標入力回転数(=目標プライマリ回転数)を得るように変速比を変更する制御をいう。
ここで、コーナー脱出の判断は、ステアリング舵角センサ20からの信号によるステアリング舵角が、中立位置に向かって所定値(>0)まで戻されたことにより行う。
ここで、アクセル戻し操作の判断は、アクセル開度センサ17からのセンサ信号によるアクセル開度の低下判断により行う。
ここで、車速サチュレーション有りは、小さい車速範囲内での車速変化のままで予め決めた所定時間が経過したことや、車速変化が全くない状態となったことにより判断する。
ここで、コーナー曲率は、車速VSPとステアリング舵角θからではなく、ナビゲーションシステムからの自車が走行する道路情報に基づいて取得しても良い。
ここで、「コーナリングフォース」は、車速VSPと車重とコーナー曲率に基づいて演算される。なお、コーナリングフォースに代え、コーナー走行時の「横加速度」を演算するようにしても良く、この場合、横加速度センサからのセンサ信号を用いても良い。
また、「タイヤスリップ角」は、ステアリング舵角θに基づき演算される。なお、「コーナー曲率」をそのまま流用するようにしても良い。
ここで、「その他の走行抵抗」とは、例えば、空気抵抗や勾配抵抗などをいう。
ここで、「コーナリング中に車速維持するために必要な駆動力」とは、車速を低下させる走行抵抗であるコーナリング抵抗分とその他の走行抵抗分を合わせた駆動力をいう。
ここで、コーナリング変速マップは、図6に示すように、トルクを出すために必要なアクセル開度と目標入力回転数を座標軸とする座標平面に、複数の等駆動力特性を書き込んだとき、異なる等駆動力特性の変曲点(目標入力回転数の増大に伴い、そのトルクを出すために必要なアクセル開度の変化量が目標入力回転数の増大変化に対して小さくなる、またはゼロとなる点)を結ぶ線を変速線とするマップである。なお、等駆動力特性の変曲点を結んだ理由は、変曲点より高い目標入力回転数としても、トルクを出すために必要なアクセル開度への影響度合いが小さい、即ち、変曲点より目標入力回転数を高くしても、そのトルクを出すために必要なアクセル開度の変化量が小さいまたはゼロであるため、変曲点より目標入力回転数を高くすることは、運転者のアクセルペダルの増減操作に殆ど影響を及ぼすことがない。従って、変曲点を目標入力回転数とすることで、同じトルク(必要駆動力)を出力するに際して、不要に目標入力回転数を高くすることを抑制し、燃費の悪化を防止することができる。
そして、図6に示すコーナリング変速マップを用い、コーナリング中に車速を維持するために必要な駆動力による一つの駆動力特性と変速線との交点により目標入力回転数を決める。例えば、コーナーに進入したことで、必要駆動力FdがFd1→Fd2へと高くなると、目標入力回転数Nin*は、Nin1*→Nin2*へと高回転側(ロー変速側)に移行する。
ここで、図5に示す通常変速マップを用いた目標入力回転数は、図5に示す通常変速マップと、そのときの車速VSPとアクセル開度APOにより決まる運転点により取得する。例えば、車速VSPaでアクセル開度APOaのときは、目標入力回転数Nin*はNina*になる。
つまり、ステップS48でのMAX処理は、アクセル踏み込み操作による目標入力回転数の上昇(通常変速マップ)を許容しつつ、目標入力回転数の最小回転数を、コーナリング中に車速維持するために必要な駆動力を達成する回転数に制限する処理である。
ここで、「コーナー手前の車速に復帰させるために必要な駆動力」とは、コーナー抜け時にコーナー手前の車速より低下していると必要駆動力を増し、コーナー抜け時にコーナー手前の車速より上昇していると必要駆動力を低下させる。
ここで、図5に示す通常変速マップを用いた目標入力回転数は、図5に示す通常変速マップと、そのときの車速VSPとアクセル開度APOにより決まる運転点により取得する。例えば、車速VSPaのままで、アクセル開度APOがAPOaからAPObに高くなると、目標入力回転数Nin*はNina*からNinb*になる。
つまり、ステップS78でのMAX処理は、アクセル踏み込み操作による目標入力回転数の上昇(通常変速マップ)を許容しつつ、目標入力回転数の最小回転数を、コーナー手前の車速に復帰させるために必要な駆動力を達成する回転数に制限する処理である。
実施例1の車両の変速制御装置における作用を、「背景技術」、「変速制御処理作用」、「旋回走行中の変速制御作用」、「変速制御の特徴作用」に分けて説明する。
近年の燃費向上ニーズにより、無段変速機を搭載したエンジン車では、低開度巡航シーンにおいて、できる限り低エンジン回転数(ハイ変速比)での走行となるような変速マップ(例えば、図5に示すマップ)を用いた変速制御が行われている。以下、図5に示す通常変速マップを用いた変速制御により、直進路や旋回路を含むあらゆる道路を走行するものを比較例とする。
以下、コーナーへ進入すると変速マップを、通常変速マップ(図5)からコーナリング変速マップ(図6)へ切り替えて変速制御を行う実施例1の変速制御処理作用を、図2〜図4のフローチャートに基づき説明する。
直進走行中においては、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS3→終了へと進む流れが繰り返される。また、コーナーへ進入してもアクセル足離し状態であるときは、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→終了へと進む流れが繰り返される。何れの場合も、ステップS3では、図5に示す通常変速マップを用い、車速VSPとアクセル開度APOを変速条件とする通常変速制御が行われる。
図2のステップS4でコーナリング中制御の作動が開始されると、図3のフローチャートにおいて、ステップS41→ステップS42→ステップS43→ステップS44→ステップS45→ステップS46→ステップS47→ステップS48→ステップS49へと進む流れが繰り返される。
図2のステップS7でコーナー抜け時制御の作動が開始されると、図4のフローチャートにおいて、ステップS71→ステップS72→ステップS73→ステップS74→ステップS75→ステップS76→ステップS77→ステップS78→ステップS79へと進む流れが繰り返される。
上記のように、コーナーへ進入すると変速マップを、通常変速マップ(図5)からコーナリング変速マップ(図6)へ切り替えて変速制御を行う実施例1での旋回走行中の変速制御作用を説明する。
実施例1では、図3に示すコーナリング中制御処理において、アクセルペダルが踏み込まれている旋回走行中、コーナー曲率を変速条件に含み、旋回半径Rが小さいほど無段変速機6の変速比をロー変速比側に変更する変速制御を行う構成とした。つまり、アクセルペダルが踏み込まれている旋回走行中、目標変速比を通常走行(直線走行)の変速比よりもロー変速比とする。
即ち、旋回走行中、旋回半径Rが小さいほどコーナリング抵抗が増えることで、アクセル開度APOを保っておくとコーナリング中の車速VSPが低下する。このため、旋回走行中に車速VSPを保つには、コーナリング抵抗に打ち勝つアクセル踏み込み操作を要する。これに対し、旋回半径Rが小さいほど無段変速機6の変速比をロー変速比側に変更することで、コーナリング抵抗の増加に応じて車両の駆動力が増す。言い換えると、アクセル操作量を変えなくても旋回半径Rが小さくなればロー変速制御により車両の駆動力が増すことで、コーナリング抵抗に打ち勝つ駆動力(コーナリング中のR/L)を、少ないアクセル操作量で出すことが可能となる。
この結果、旋回走行中、煩雑なアクセル操作を抑制しながら運転者の意図する車速VSPが実現される。つまり、旋回走行中のアクセル操作のばたつきを抑制することができ、運転性及び燃費を向上することができる。そして、旋回走行中において少ないアクセル操作量で車速VSPを容易に微調整できる安心感を提供できる。
即ち、コーナー進入時はアクセル足離しであるが(時刻t1)、コーナー進入後にアクセル踏み込み操作が開始されると(時刻t2)、運転者による車速調整要求があると判断してコーナリング中制御に切り替えられる。一方、コーナー進入条件の成立のみでコーナリング中制御に切り替えると、アクセル足離し状態のままでの減速旋回要求に対し、コーナリング抵抗や燃料カットにより駆動力を低下させる減速旋回を実現できない。
従って、コーナー進入条件とアクセル踏み込み条件の成立をコーナリング中制御の切り替え条件としたことで、アクセル足離し状態のままでの減速旋回要求に応えつつ、車速調整要求がある旋回走行中における運転性の向上が図られる。
即ち、コーナリング中制御では、コーナリング中に車速VSPを維持するために必要な駆動力を出すダウン変速制御が行われる。
従って、車速VSPを維持してコーナーを抜けたいという要求がある場合、少ないアクセル操作量により車速VSPを維持したままでのコーナー走破が達成される。
即ち、旋回半径Rが異なる複数のコーナーが複合する場合、旋回半径Rの変化によりコーナリング抵抗も目標入力回転数も変化する。このとき、目標入力回転数を随時演算により決めようとすると、演算処理の応答遅れが発生し、変速応答遅れと相俟って運転性を損なう。
これに対し、コーナリング変速マップを用いて目標入力回転数を決めることで、旋回半径Rが異なる複数のコーナーが複合する場合であっても、変化する目標入力回転数が応答良く決められ、運転性の向上が確保される。
即ち、コーナー脱出条件が成立すると、直ちに通常変速制御での変速比に移行する制御を行うと、急な変速比の変化により、変速ショックが発生するおそれがある。
これに対し、コーナリング中制御と通常変速制御との間に変速比を繋ぐコーナー抜け時制御を介在させることで、コーナリング中制御から通常変速制御に復帰する際、変速ショックが抑えられる。
即ち、コーナー抜け後の車速上昇の終わりは、コーナリング中制御及びコーナー抜け時制御による車速コントロールの限界であり、通常変速制御への復帰要求がある。また、アクセル戻し操作は、運転者による変速要求であり、通常変速制御へ復帰しても違和感を与えない。
従って、通常変速制御への復帰要求があるタイミング、或いは、通常変速制御へ復帰しても違和感を与えないタイミングにて、コーナー抜け時制御を終了することができる。
即ち、運転者はコーナーを抜けると、コーナー手前の駆動力と同様の走行を要求することが多い。これに対し、図6に示すコーナリング変速マップを用いた目標入力回転数によりコーナー手前の車速VSPに復帰させる変速制御が行われる。しかし、コーナー手前の車速VSPを超える加速要求があり、図5に示す通常変速マップを用いた目標入力回転数が、図6に示すコーナリング変速マップを用いた目標入力回転数を上回ると、通常変速マップを用いた目標入力回転数が切り替えられる。
従って、セレクトハイによるコーナー抜け時制御により、コーナー手前の車速VSPへの復帰要求に応えつつ、コーナー抜け後の加速要求にも応えることができる。
実施例1の車両の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
自動変速機(無段変速機6)の変速比を、変速条件に応じて適切な駆動力を出すように制御する変速制御手段(図2)を設け、
変速制御手段(図2)は、アクセルペダルが踏み込まれている旋回走行中、旋回半径Rを変速条件に含み、旋回半径Rが小さいほど自動変速機(無段変速機6)の変速比をロー変速比側に変更する変速制御を行うコーナリング中制御部(S4、図3)を有する。
このため、旋回走行中、煩雑なアクセル操作を抑制しながら運転者の意図する車速VSPを実現することができる。加えて、旋回走行中のアクセル操作のばたつきを抑制することができ、運転性及び燃費を向上することができる。そして、旋回走行中において少ないアクセル操作量で車速VSPを容易に微調整できる安心感を提供できる。
コーナー進入条件(S1)とアクセル踏み込み条件(S2)が成立すると、通常変速制御部(S3)による変速制御からコーナリング中制御部(S4、図3)による変速制御に切り替える。
このため、(1)の効果に加え、アクセル足離し状態のままでの減速旋回要求に応えつつ、車速調整要求がある旋回走行中における運転性の向上を図ることができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、車速VSPを維持してコーナーを抜けたいという要求がある場合、少ないアクセル操作量により車速VSPを維持したままでのコーナー走破を達成することができる。
コーナリング中制御部(S4、図3)は、トルクを出すために必要なアクセル開度と目標入力回転数を座標軸とする座標平面に、複数の等駆動力特性を書き込んだとき、異なる等駆動力特性の変曲点を結ぶ線を変速線とするコーナリング変速マップ(図6)と、コーナリング中に車速VSPを維持するために必要な駆動力と、を用いて目標入力回転数を決める。
このため、(3)の効果に加え、旋回半径Rが異なる複数のコーナーが複合する場合、即ち、車速VSPを維持するために必要な駆動力が変化する場合であっても、必要な駆動力に応じて目標入力回転数が応答良く決められ、運転性の向上を確保することができる。
このため、(4)の効果に加え、コーナリング中制御から通常変速制御に復帰する際、変速ショックを抑えることができる。
このため、(5)の効果に加え、通常変速制御への復帰要求があるタイミング、或いは、通常変速制御へ復帰しても違和感を与えないタイミングにて、コーナー抜け時制御を終了することができる。
このため、(5)又は(6)の効果に加え、コーナー手前の車速VSPへの復帰要求に応えつつ、コーナー抜け後の加速要求にも応えることができる。
図11は、変速制御処理のうち実施例2のコーナー抜け時制御処理の流れを示す(コーナー抜け時制御部)。以下、図2のステップS7で作動するコーナー抜け時制御部の構成をあらわす図11の各ステップについて説明する。なお、ステップS77〜ステップS79の各ステップは、図4のステップS77〜ステップS79の各ステップと同様の処理を行うステップであるため、説明を省略する。
なお、システム構成及びコーナリング中制御部の構成は、実施例1と同様であるので図示並びに説明を省略する。
図2のステップS7でコーナー抜け時制御の作動が開始されると、図11のフローチャートにおいて、ステップS76’→ステップS77→ステップS78→ステップS79へと進む流れが繰り返される。
即ち、運転者はコーナーを抜けると加速要求することが多い。これに対し、コーナリング中制御を終了すると、制御終了時の目標入力回転数(=変速比)が維持される。つまり、ダウン変速は許可するが、アップ変速は禁止される。そして、コーナー抜け側でアクセル踏み込み操作による加速要求があると、図5に示す通常変速マップを用いた目標入力回転数を、最終の目標入力回転数としてダウン変速制御される。
従って、簡素化されたコーナー抜け時制御により、コーナー抜け後の加速要求に応える加速感を与えることができる。なお、他の作用は、実施例1と同様であるので、説明を省略する。
実施例2の車両の変速制御装置にあっては、下記の効果が得られる。
このため、実施例1の(5)又は(6)の効果に加え、簡素化されたコーナー抜け時制御により、コーナー抜け後の加速要求に応える加速感を与えることができる。
2 エンジン出力軸
3 ロックアップクラッチ
4 トルクコンバータ
5 変速機入力軸
6 無段変速機(自動変速機)
7 ドライブシャフト
8 駆動輪
11 エンジンコントロールユニット
12 CVTコントロールユニット
13 CAN通信線
14 エンジン回転数センサ
15 タービン回転数センサ(=CVT入力回転数センサ)
16 CVT出力回転数センサ(=車速センサ)
17 アクセル開度センサ
18 セカンダリ回転数センサ
19 プライマリ回転数センサ
20 ステアリング舵角センサ
21 ナビゲーションシステム
22 前方カメラ
Claims (7)
- 駆動源と駆動輪の間に自動変速機を備えた車両において、
前記自動変速機の変速比を、変速条件に応じて適切な駆動力を出すように制御する変速制御手段を設け、
前記変速制御手段は、アクセル開度と車速を変速条件に含み、車速が一定であるとアクセル開度が高いほど前記自動変速機の変速比をロー変速比側に変更する変速制御を行う通常変速制御部と、
アクセルペダルが踏み込まれている旋回走行中、旋回半径を変速条件に含み、旋回半径が小さいほど前記自動変速機の変速比をロー変速比側に変更する変速制御を行うコーナリング中制御部と、を有し、
コーナー進入条件とアクセル踏み込み条件が成立すると、前記通常変速制御部による変速制御から前記コーナリング中制御部による変速制御に切り替える
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 - 請求項1に記載された車両の変速制御装置において、
前記コーナリング中制御部は、旋回走行中、旋回半径により変化するコーナリング抵抗に基づいて、コーナリング中に車速を維持するために必要な駆動力を演算し、演算された必要駆動力を達成する変速比を目標値として変速制御する
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 - 請求項2に記載された車両の変速制御装置において、
前記自動変速機は、目標入力回転数に一致するように実入力回転数を変更することで変速比を制御する無段変速機であり、
前記コーナリング中制御部は、トルクを出すために必要なアクセル開度と目標入力回転数を座標軸とする座標平面に、複数の等駆動力特性を書き込んだとき、異なる等駆動力特性の変曲点を結ぶ線を変速線とするコーナリング変速マップと、コーナリング中に車速を維持するために必要な駆動力と、を用いて前記目標入力回転数を決める
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 - 請求項3に記載された車両の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、前記コーナリング中制御部による変速制御の作動中にコーナー脱出条件が成立すると、コーナー脱出条件成立時の変速比を前記通常変速制御部での変速比に繋ぐ制御を行うコーナー抜け時制御部を有する
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 - 請求項4に記載された車両の変速制御装置において、
前記コーナー抜け時制御部は、コーナー抜け後に車速上昇が終わったタイミング、或いは、アクセル戻し操作を行ったタイミングになると制御を終了する
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 - 請求項4又は請求項5に記載された車両の変速制御装置において、
前記コーナー抜け時制御部は、コーナー抜け中のコーナリング抵抗に基づいて、コーナー手前の車速に復帰させるために必要な駆動力を演算し、演算された必要駆動力を達成する目標入力回転数と、前記通常変速制御部で決められる目標入力回転数と、のセレクトハイによる変速制御を行う
ことを特徴とする車両の変速制御装置。 - 請求項4又は請求項5に記載された車両の変速制御装置において、
前記コーナー抜け時制御部は、前記コーナリング中制御部によるコーナリング中制御終了時の最低目標入力回転数と、前記通常変速制御部で決められる目標入力回転数と、のセレクトハイによる変速制御を行う
ことを特徴とする車両の変速制御装置。
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