JP6555463B2

JP6555463B2 - 車両の走行制御装置

Info

Publication number: JP6555463B2
Application number: JP2014257553A
Authority: JP
Inventors: 哲郎小関; 繁幸森元
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2034-12-19
Also published as: JP2016118240A

Description

本発明は、車両の走行制御装置に関する。

車両の自動変速機として、変速ギヤの切り替え及びクラッチの断接を自動で行う、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）が開発されている。ＡＭＴは運転者によるクラッチ操作が不要でありながら、トルクコンバータを用いた自動変速機よりも動力伝達におけるロスが少なく燃費が向上するという利点がある。

このようなＡＭＴでは、運転者がアクセルペダルもブレーキペダルも踏み込んでいないときに、自動的にクラッチを切断状態又は変速機のギヤをニュートラル状態とすることで、エンジンのフリクションを駆動系から切り離した惰性走行を行うことができる。これにより、走行の負荷を低減し、エンジンブレーキによる速度低下及びその後の速度復帰のための再加速を回避できることで燃費の向上を図ることができる。

そして、車両が低μ路（低摩擦路）走行中であることが認識されているときは惰性走行制御を禁止する技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−３０７１１号公報

特許文献１の技術では、車両走行中の路面が低μ路であるか否かは、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）の制御ユニットが出力するスリップ信号により車輪の回転速度差を検出して判別している。したがって、厳密にはＡＢＳが実際に作動した信号を低μ路検出のトリガーとはしていない。このため、凍結路などの低μ路ではない砂利道や泥道の走行中、或いは、タイヤ空転時も低μ路走行中と判別され、低μ路検出の精度が著しく低下するおそれがある。これでは、不必要に惰性走行が禁止され、車両のドライバビリティや燃費が悪化するという問題がある。

また、特許文献１では、低μ路走行後に低μ路ではないと判別されると、即座に惰性走行禁止が解除される。しかし、低μ路はＡＢＳのスリップ信号という間接的な信号により検出されるため、実際には低μ路走行中にも拘わらず惰性走行禁止が解除され、惰性走行が開始されるおそれがあり、車両走行の安全性を確保できないばかりか、違和感や恐怖感を運転者に与えかねない。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低μ路を精度良く検出し、低μ路走行中における惰性走行を確実に禁止することにより、車両の燃費、運転者の安全性及びドライバビリティの全てを向上することができる車両の走行制御装置を提供することにある。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。

（１）本適用例に係る車両の走行制御装置は、車両の駆動源であるエンジンがクラッチを介して自動変速機と接続されている車両の走行制御装置であって、ＡＳＲであるブレーキシステムによる前記車両の駆動力制御手段と、所定の惰性走行開始条件が成立したとき、前記クラッチの切断状態及び前記自動変速機のギヤのニュートラル状態の少なくとも何れかの状態とすることで惰性走行を実行する惰性走行制御手段とを備え、前記惰性走行制御手段は、前記駆動力制御手段の作動を所定時間以上継続して検出したとき、前記惰性走行を禁止する。

（２）本適用例に係る車両の走行制御装置は、車両の駆動源であるエンジンがクラッチを介して自動変速機と接続されている車両の走行制御装置であって、ＡＢＳ又はＡＳＲであるブレーキシステムによる前記車両の駆動力制御手段と、所定の惰性走行開始条件が成立したとき、前記クラッチの切断状態及び前記自動変速機のギヤのニュートラル状態の少なくとも何れかの状態とすることで惰性走行を実行する惰性走行制御手段と、前記車両の低μ路発進をオンにより可能とする低μ路発進モードスイッチと、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段とを備え、前記惰性走行制御手段は、前記駆動力制御手段の作動を所定時間以上継続して検出したとき、前記惰性走行を禁止し、前記惰性走行を禁止した後に前記車両が停車し、その後、前記低μ路発進モードスイッチがオフであり、且つ前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセルペダルの開度が所定の第１閾値以上となって前記車両が発進したという前記惰性走行の禁止を解除する条件が成立したとき、前記惰性走行の禁止を解除する。

（３）本適用例に係る車両の走行制御装置は、前記惰性走行の禁止を解除する条件には、前記エンジンが非稼働状態であるという条件がさらに含まれ、前記惰性走行制御手段は、当該惰性走行の禁止を解除する条件の何れかが成立したとき、前記惰性走行の禁止を解除する。

（４）本適用例に係る車両の走行制御装置は、前記惰性走行制御手段による前記惰性走行のオン、オフを切り替え可能な惰性走行スイッチをさらに備え、前記惰性走行の禁止を解除する条件には、前記惰性走行スイッチがオフからオンに操作されたという条件がさらに含まれ、前記惰性走行制御手段は、当該惰性走行の禁止を解除する条件の何れかが成立したとき、前記惰性走行の禁止を解除する。

上記手段を用いる本発明によれば、低μ路を精度良く検出し、低μ路走行中における惰性走行を確実に禁止することにより、車両の燃費、運転者の安全性及びドライバビリティの全てを向上することができる。

本発明の一実施形態における車両の走行制御装置を備えた車両の駆動系を示す概略構成図である。本発明の一実施形態における車両の走行制御装置のＥＣＵが実行する惰性走行制御ルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した車両の走行制御装置の一実施形態を説明する。

図１は本実施形態の車両の走行制御装置を備えた車両の駆動系を示す概略構成図であり、以下同図に基づき本実施形態の構成について説明する。

本実施形態における車両１はトラックであり、走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２が搭載されている。エンジン２の出力軸２ａにはクラッチ装置３を介して自動変速機（以下、単に変速機という）４の入力軸４ａが接続され、クラッチ装置３の接続時にエンジン２の回転が変速機４に伝達されるようになっている。当該変速機４は、例えば前進１２段及び後進１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置３の断接操作を自動化した、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）である。

クラッチ装置３は、フライホイール５にクラッチ板６をプレッシャスプリング７により圧接させて接続される一方、フライホイール５からクラッチ板６を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板６にはアウタレバー８を介してエアシリンダ９が連結され、エアシリンダ９には電磁弁１０が介装されたエア通路１１を介して圧縮エアを充填したエアタンク１２が接続されている。

電磁弁１０の開弁時にはエアタンク１２からエア通路１１を介してエアシリンダ９に圧縮エアが供給され、エアシリンダ９が作動してアウタレバー８を介してクラッチ板６をフライホイール５から離間させ、これによりクラッチ装置３が接続状態から切断状態に切り替えられる。一方、電磁弁１０が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ９が作動しなくなることから、クラッチ板６はプレッシャスプリング７によりフライホイール５に圧接され、これによりクラッチ装置３は切断状態から接続状態に切り替えられる。このように電磁弁１０の開閉に応じてエアシリンダ９が作動して、クラッチ装置３を自動的に断接操作可能になっている。

変速機４には変速段を切り替えるためのギヤシフトユニット１３が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１３は、変速機４内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１３はエア通路１４を介して上記したエアタンク１２と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１２からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切替操作すると、切替操作に応じて変速機４の変速段のギヤ入れが行われる。このようにギヤシフトユニット１３の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機４を自動的に変速操作可能になっている。なお、本実施形態では主にエアによりクラッチ装置３及び変速機４を作動させているが、作動方式はこれに限られず、例えば油圧を用いてもよい。

車両１内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２０が設置されており、エンジン２、クラッチ装置３、変速機４の総合的な制御を行う。

ＥＣＵ２０の入力側には、例えば、運転席に設けられたシフトレバー１５の切替位置を検出するレバー位置センサ２１、アクセルペダル１６の操作量（アクセル開度及びアクセル開度変化率）を検出するアクセルセンサ２２、ブレーキペダル１７の操作を検出するブレーキスイッチ２３、変速機４の現変速段を検出する変速段センサ２４、車両１が走行している路面の勾配を検出する勾配センサ２５、エンジン２の回転速度からエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２６、変速機４の出力軸４ｂに設けられて出力軸回転速度から車速を検出する車速センサ２７、車両１の加速度を検出する加速度センサ２８、などのセンサ類が接続されている。

また、車両１には、車両１の駆動力をブレーキシステムにより制御するＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）、及びＡＳＲ（アンチ・スピン・レギュレータ）が装備されている。

ＡＢＳは、急ブレーキ、或いは、低μ路でのブレーキペダル１７の操作において、車輪ロックによって発生する車両１の滑走を低減する装置である。ＡＢＳは、アンチロック・ブレーキング・システムとも称され、ＥＣＵ２０にて低μ路が検出されると、ブレーキペダル１７を一気に踏み込むのではなく徐々に踏み込み、車両１の滑走が始まるとブレーキペダル１７の踏み込みを少し緩めてから再び踏み込む、といった操作を繰り返す。即ち、いわゆるポンピングブレーキと称するブレーキ操作をＥＣＵ２０により自動的に行うものである。

ＡＳＲは、車速センサ２７と、各車輪を独立して制御可能なブレーキ機構とを利用し、車両１の駆動力が急に強くなり、車輪がスピンしたとき、自動的にブレーキを作動させてスピンを抑制する操作をＥＣＵ２０により自動的に行う装置である。ＡＳＲは、アクセルペダル１６の踏みすぎによる車輪のスピンを抑制するべく、エンジン２の出力も自動的に制御する。ＡＳＲは、ＡＢＳのブレーキシステムに、エンジン制御出力機構と、制動力によりデフの作動トルクを制御する機構とを付加して形成され、一般にＡＢＳと組み合わせて装備される。

また、ＥＣＵ２０の出力側には、上記したクラッチ装置３の電磁弁１０、ギヤシフトユニット１３の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン２の燃料噴射弁などが接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２０で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２０とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。

そして、例えばＥＣＵ２０は、エンジン回転数センサ２６により検出されたエンジン回転数及びアクセルセンサ２２により検出されたアクセル開度に基づき、図示しないマップからエンジン２の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン２を運転する。

また、ＥＣＵ２０は、レバー位置センサ２１によりシフトレバー１５のＤ（ドライブ）レンジへの切替が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル開度及び車速センサ２７により検出された車速に基づき、後述するシフトマップから目標変速段を算出する。そして、クラッチ装置３の電磁弁１０を開閉してエアシリンダ９によりクラッチ装置３を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１３の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切替操作して目標変速段にギヤ入れし、これにより常に適切な変速段をもって車両を走行させる。

なお、シフトレバー１５が選択可能なシフト位置としては、駐車時に選択するＰ（パーキング）レンジ、変速機４のギヤをニュートラルとするＮ（ニュートラル）レンジ、前進走行時に選択するＤ（ドライブ）レンジ、後進時に選択するＲ（リバース）レンジ、手動で変速段をシフトアップ又はシフトダウン可能なＭ（マニュアル）レンジ等がある。

また、車両１は、後述する惰性走行のオン、オフを行う惰性走行スイッチ２９、ブレーキペダル１７の操作に応じた制動以外で制動力を生じさせる補助ブレーキのオン、オフを行う補助ブレーキスイッチ３０、車両１の低μ路発進をオンにより可能とする低μ路発進モードスイッチ３１も備えている。補助ブレーキとしては、例えば、排気ブレーキ、エンジン２の圧縮開放ブレーキ、リターダがある。

さらに、ＥＣＵ２０は、車両走行中に以下に説明する各種条件が成立した際に、変速機４のギヤをニュートラル状態とし、且つクラッチ装置３を接続状態とすることで惰性走行を実行する（惰性走行制御手段）。

ここで、図２を参照すると、ＥＣＵ２０が実行する惰性走行制御ルーチンを表すフローチャートが示されており、以下同フローチャートに沿って惰性走行制御について詳しく説明する。

まず、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１として、ＡＢＳ又はＡＳＲが所定時間ｔ以上継続して作動したか否かを判別する。時間ｔは、ＡＢＳ又はＡＳＲの誤作動を排除し、ＡＢＳ又はＡＳＲが確実に作動したことを判別可能な時間（例えば１ｓｅｃ）に設定される。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ２に進む。一方、当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、当該ルーチンをリターンする。

ステップＳ２においてＥＣＵ２０は、惰性走行を実行しているか否かを判別する。当該判別結果が真（Ｙｅｓ）である場合は、ステップＳ３に進み惰性走行を終了し、ステップＳ４に進む。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、そのままステップＳ４に進む。

ステップＳ４においてＥＣＵ２０は、惰性走行を禁止し、次のステップＳ５に進む。惰性走行禁止になると、例えば運転者により惰性走行スイッチ２９がオンに操作されたとしても惰性走行は実行されない。
ステップＳ５においてＥＣＵ２０は、車両１が停車し、低μ路発進モードスイッチ３１がオフであり、且つアクセルセンサ２２の情報からアクセル開度が所定の第１閾値Ｐ１以上である、即ち、Ｐ１≦アクセル開度の関係式が成立するか否かを判別する。Ｐ１≦アクセル開度を満たす状態は、運転者がアクセルペダル１６を明らかに踏み込んだ場合を想定している。

具体的には、アクセル開度Ｐ１には、アクセルペダル１６を踏み込んで停車した車両１を発進させ、車速が安定すれば即座に惰性走行させたいという運転者の意思が強いと推定される、アクセル開度の値（例えば６０％）が設定される。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合は、車両１が走行中であるか、或いは、低μ路発進モードスイッチ３１がオンであるか、或いは、アクセル開度が６０％未満であって、運転者が慎重なアクセル操作を行っており、車両１が低μ路を走行中であると想定されるため、惰性走行禁止を継続するべくステップＳ６に進む。ステップ５から以降のステップＳ７までは惰性走行禁止解除条件に相当する。

ステップＳ６においてＥＣＵ２０は、車両１がキーオフ状態であり、エンジン２が停止しているか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ちエンジン２が稼働中である場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７においてＥＣＵ２０は、惰性走行スイッチ２９がオフ状態からオン状態に操作されたか否かを判別する。当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、即ち惰性走行スイッチ２９がオフのままである場合には、運転者に惰性走行を実施する意思はないと推定できるため、ステップＳ５を再び判別する。また、惰性走行スイッチ２９がオンのままである場合には、運転者に惰性走行を実施する強い意思はないと推定できるため、ステップＳ５を再び判別する。

一方、ステップＳ５からＳ７の惰性走行禁止解除条件の何れかが成立したとき、即ちステップＳ５からＳ７の少なくとも１つの判別結果が真（Ｙｅｓ）となる場合は、ステップＳ８に進み、ＥＣＵ２０は、惰性走行禁止を解除し、当該ルーチンをリターンする。

ステップＳ５では、停車後に、低μ路発進モードスイッチ３１のオフ、且つアクセルペダル１６の操作量大という条件の成立によって、低μ路は終了したと推定され、惰性走行を実行したいという運転者の強い意思が存在するため、惰性走行禁止を解除する。ステップＳ７では、低μ路終了と運転者の惰性走行実行意思を惰性走行スイッチ２９の操作から判別している。

また、ステップＳ６は、エンジン２が停止すれば、たとえ低μ路に駐車中であっても、運転者は慎重に車両１を発進させると推定されるため、惰性走行禁止状態を一旦リセットする意味で設けられている。また、基本的には、車両１がキーオフされた場合は、惰性走行制御を含む種々の制御をリセットした方が運転者のドライバビリティは向上する。このため、ステップＳ６でキーオフの判別結果を得た場合には惰性走行禁止を強制的に解除することとしている。

また、前述したように、ステップＳ７で惰性走行スイッチ２９がオンのままである場合には、運転者に惰性走行を実施する強い意思はないと推定できるため、ステップＳ７を再び判別する。しかし、惰性走行スイッチ２９が一度オフされた後にオンに操作された場合には、運転者に惰性走行を実施する強い意思があると推定できるため、ステップＳ８に進み、惰性走行禁止を解除する。

以上のように、低μ路を精度良く検出し、低μ路走行中における惰性走行を確実に禁止することにより、車両１の燃費、運転者の安全性及びドライバビリティの全てを向上することができる。

具体的には、ブレーキシステムによるＡＳＲ、ＡＢＳといった駆動力制御の作動が終了したからといって、必ずしも低μ路が終了したとはいえない場合が想定されるため、駆動力制御が作動終了しても、しばらくは低μ路走行が継続される可能性があることに留意するべきである。したがって、例えば、低μ路では運転者はゆっくりと車両１を発進させるのが一般的であり、アクセルペダル１６を６０％以上の踏み込み量で一杯に踏んで車両１を発進させた場合、低μ路は終了しているものと想定される。そこで、ステップＳ５の判別を行い、当該判別結果が偽（Ｎｏ）である場合、低μ路から車両１が抜け出していないと判断し、惰性走行禁止を継続するのが好適である。

このように、本発明の惰性走行制御では、ブレーキシステムによるＡＳＲ、ＡＢＳといった駆動力制御が誤作動無く確実に作動するか否かで低μ路を検出した場合に惰性走行を禁止し、その後の運転者の運転操作、即ち低μ路発進モード操作、アクセル操作、キー操作、惰性走行スイッチ操作から惰性走行禁止解除が適切と推定される状況となるまで惰性走行を禁止する。こうして、低μ路における惰性走行を禁止し、運転者の適切な運転操作に基づいて惰性走行の禁止を解除することにより、惰性走行を不用意に禁止するのではなく、惰性走行を可能な範囲で許容しつつ、運転者の意思を極力尊重し、運転者の使い勝手を損なうことなく、安全性を確保しながら、車両１の燃費を向上することができる。

以上で本発明に係る車両の走行制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。

上記実施形態では、車両１をトラックとしているが、本発明を適用することのできる車両はこれに限られるものではなく、乗用車にも適用することができる。

また、上記実施形態では、エンジン２はディーゼルエンジンであるが、エンジンはこれに限られず、例えばガソリンエンジンでもよい。また、上記実施形態では、変速機は前進１２段後進１段の変速段を有したものであるが、変速機の構成はこれに限られず、例えば前進６段、又は前進１６段等の変速機であってもよい。

また、上記実施形態では、変速機４のギヤをニュートラル状態とし、且つクラッチ装置３を接続状態とすることで惰性走行を行っているが、惰性走行はエンジンを駆動系から切り離せればよく、これに限られるものではない。例えばクラッチ装置を切断状態とするのみ、又はクラッチ装置３を切断状態とするとともに変速機のギヤをニュートラル状態として惰性走行を行ってもよい。

また、上記実施形態の惰性走行開始条件と惰性走行終了条件とは、上述した各ステップの判別や判別順序に限られるものではなく、車両１に応じて種々の変更が可能である。

１車両
２エンジン
３クラッチ装置
４変速機
１６アクセルペダル
２０ＥＣＵ（惰性走行制御手段、駆動力制御手段）
２２アクセルセンサ（アクセル開度検出手段）
２９惰性走行スイッチ
３１低μ路発進モードスイッチ

Claims

車両の駆動源であるエンジンがクラッチを介して自動変速機と接続されている車両の走行制御装置であって、
ＡＳＲであるブレーキシステムによる前記車両の駆動力制御手段と、
所定の惰性走行開始条件が成立したとき、前記クラッチの切断状態及び前記自動変速機のギヤのニュートラル状態の少なくとも何れかの状態とすることで惰性走行を実行する惰性走行制御手段とを備え、
前記惰性走行制御手段は、前記駆動力制御手段の作動を所定時間以上継続して検出したとき、前記惰性走行を禁止する、車両の走行制御装置。
車両の駆動源であるエンジンがクラッチを介して自動変速機と接続されている車両の走行制御装置であって、
ＡＢＳ又はＡＳＲであるブレーキシステムによる前記車両の駆動力制御手段と、
所定の惰性走行開始条件が成立したとき、前記クラッチの切断状態及び前記自動変速機のギヤのニュートラル状態の少なくとも何れかの状態とすることで惰性走行を実行する惰性走行制御手段と、
前記車両の低μ路発進をオンにより可能とする低μ路発進モードスイッチと、
アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と
を備え、
前記惰性走行制御手段は、前記駆動力制御手段の作動を所定時間以上継続して検出したとき、前記惰性走行を禁止し、前記惰性走行を禁止した後に前記車両が停車し、その後、前記低μ路発進モードスイッチがオフであり、且つ前記アクセル開度検出手段により検出された前記アクセルペダルの開度が所定の第１閾値以上となって前記車両が発進したという前記惰性走行の禁止を解除する条件が成立したとき、前記惰性走行の禁止を解除する、車両の走行制御装置。
前記惰性走行の禁止を解除する条件には、前記エンジンが非稼働状態であるという条件がさらに含まれ、前記惰性走行制御手段は、当該惰性走行の禁止を解除する条件の何れかが成立したとき、前記惰性走行の禁止を解除する、請求項１又は２に記載の車両の走行制御装置。
前記惰性走行制御手段による前記惰性走行のオン、オフを切り替え可能な惰性走行スイッチをさらに備え、
前記惰性走行の禁止を解除する条件には、前記惰性走行スイッチがオフからオンに操作されたという条件がさらに含まれ、前記惰性走行制御手段は、当該惰性走行の禁止を解除する条件の何れかが成立したとき、前記惰性走行の禁止を解除する、請求項１から３の何れか一項に記載の車両の走行制御装置。