JP6646481B2 - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定車速以上で車両が前進している時にＲレンジが選択された場合に後退用締結要素を解放状態に維持するリバースインヒビット制御に関する。

自動変速機においては、セレクター（セレクトレバー、セレクトスイッチ等）によって選択されるＰ（駐車）、Ｒ（後退）、Ｄ（前進）、Ｎ（ニュートラル）等のレンジ（モード、ポジションとも呼ばれる）に基づきドライバーが意図する車両の進行方向を判断し、前進と判断される場合は前進用締結要素を締結し、後退と判断される場合は後退用締結要素を締結し、自動変速機の出力回転が車両の進行方向に応じた回転方向となるようにしている。

しかしながら、所定車速以上で車両が前進している時にＲレンジが選択されて後退用締結要素が締結されると、トルクコンバータが逆回転してエンジンがストールする可能性がある。このため、このような状況ではＲレンジが選択されても後退用締結要素を解放状態に維持するリバースインヒビットが実行される。

特開２０００−２４９２２０号公報

リバースインヒビット制御が実行されると、リバースインヒビットが解除されて後退用締結要素が締結されるまでの間はドライバーが車両を一旦後退させたいと考えても車両が前進し続けることになる。

このため、例えば、Ｕターンや曲がり角で車両の前方に十分なスペースが無く、切り返しが必要とされるシーンにおいて、車両前進中にドライバーが車両を一旦後退させたいと考えたとしても、従来のリバースインヒビット制御ではドライバーがＲレンジを選択しても車速が所定車速未満に低下するまでリバースインヒビットが継続されて車両が前進を続けてしまい、切り返しをスムーズに行えない場合があった。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、リバースインヒビット制御においてドライバーの意図に沿った車両挙動を実現することを目的とする。

本発明のある態様によれば、エンジンと、Ｒレンジを含む複数のレンジから一つのレンジを選択するセレクターと、前記エンジンと駆動輪との間に配置され、後退用変速段を実現する場合に締結される後退用締結要素を有する自動変速機と、を備えた車両の制御装置であって、所定車速未満で前進中に前記Ｒレンジが選択され、かつ、ブレーキ操作が行われている場合は、前記後退用締結要素をスリップ状態に制御する減速アシスト制御を実行する制御部を備えることを特徴とする車両の制御装置が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、エンジンと、Ｒレンジを含む複数のレンジから一つのレンジを選択するセレクターと、前記エンジンと駆動輪との間に配置され、後退用変速段を実現する場合に締結される後退用締結要素を有する自動変速機と、を備えた車両の制御方法であって、所定車速未満で前進中に前記Ｒレンジが選択され、かつ、ブレーキ操作が行われている場合は、前記後退用締結要素をスリップ状態に制御する減速アシスト制御を実行することを特徴とする車両の制御方法が提供される。

少なくとも所定車速未満でＲレンジが選択され、さらにブレーキ操作が行われている場合は、ドライバーは車両後退に向けて車両をいち早く減速させる意図を有していると考えられる。

上記態様によれば、このような状況では減速アシスト制御が実行されて後退用締結要素がスリップ状態に制御され、これによる減速力が車両に作用するので、車速を速やかに低下させることができ、結果として後退用摩擦要素の締結タイミング、すなわち車両が後退を開始するタイミングを早めることができる。

また、減速アシスト制御中は、後退用締結要素がスリップ状態に制御されるので、駆動輪側からエンジン側に伝達されるトルクが制限され、トルクコンバータが逆回転することによってエンジンがストールすることも防止できる。

本発明の実施形態に係る制御装置が適用される車両の概略構成図である。 コントローラが実行するリバースインヒビット制御の内容を示したフローチャートである。 リバースインヒビット制御が実行される様子を示したタイムチャートである。

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。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用される車両１００の概略構成を示している。

車両１００は、エンジン１と、トルクコンバータ２と、自動変速機３とを備え、エンジン１の出力回転が、トルクコンバータ２及び自動変速機３を介して図示しない駆動輪へと伝達される構成である。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２１付きのトルクコンバータである。ロックアップクラッチ２１を締結すれば、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸とが直結され、滑りに起因する伝達ロスを低減することができる。ロックアップクラッチ２１は、車速ＶＳＰがロックアップ開始車速（例えば、１８ｋｍ／ｈ）を超えると締結され、ロックアップ開始車速よりも僅かに低く設定されるロックアップ解除車速（例えば、１５ｋｍ／ｈ）を下回ると解放される。

自動変速機３は、複数の前進用変速段と後退用変速段一つとを有する有段自動変速機である。変速段は、自動変速機３の内部に配置される複数の締結要素（クラッチ、ブレーキ）をどのような組み合わせで締結するかによって変更することができ、後退用変速段を実現する場合には少なくともリバースクラッチ３１が締結される。

エンジン１、ロックアップクラッチ２１及び自動変速機３にはコントローラ４が接続される。コントローラ４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出インターフェース、これらを接続するバス等を含んで構成される。コントローラ４は、車両１００の各部位の状態を検出するセンサの検出値に基づきエンジン１の回転速度Ｎｅ及びトルク、ロックアップクラッチ２１の締結状態、自動変速機３の変速段等を統合的に制御する。

車両１００の各部位の状態を検出するセンサには、例えば、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ４１、エンジン１のスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ４２、車両１００の加速度を検出する加速度センサ４３、自動変速機３の入力回転速度を検出する入力回転速度センサ４４、車速ＶＳＰを検出する車速センサ４５、ブレーキペダル５の操作状態を検出するブレーキスイッチ４６、セレクター６によってＰ（駐車）、Ｒ（後退）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（前進）のいずれのレンジが選択されているかを検出するインヒビタスイッチ４７等が含まれる。セレクター６は、シフトレバー、コラムレバー、ボタンスイッチ、ダイヤルどのような機構であってもよい。

ところで、セレクター６によってＲレンジが選択されている場合は、通常、コントローラ４はリバースクラッチ３１を締結し、後退用変速段を実現するのであるが、車両１００が前進している状態のままリバースクラッチ３１を締結すると、トルクコンバータ２が逆回転してエンジン１がストールする可能性がある。このため、このような状況では、セレクター６によってＲレンジが選択されてもリバースクラッチ３１を解放状態に維持するリバースインヒビットを実行する必要がでてくる。

しかしながら、従来のリバースインヒビット制御では車速が所定車速よりも高い場合は一律にリバースインヒビットが実行されるので、車両が前進中であるにもかかわらず車両を一旦後退させたいようなシーン（狭路におけるＵターンや曲がり角における切り返し）では、ドライバーが車両を後退させたいと思ってもリバースインヒビットが解除されるまで車両が前進し続けてしまい、切り返しをスムーズに行えない可能性があった。

そこで、コントローラ４はリバースインヒビット制御を以下に説明する態様で実行し、これによって、上記シーンにおける切り返しがスムーズに行えるようにする。

図２は、コントローラ４が実行するリバースインヒビット制御の内容を示したフローチャートである。

これによると、まず、ステップＳ１においては、コントローラ４は、セレクター６によってＲレンジが選択されているか判断する。Ｒレンジが選択されていると判断された場合は処理がステップＳ２に進み、そうでない場合はステップＳ１の判断を繰り返す。

ステップＳ２では、コントローラ４は、車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１（例えば、８ｋｍ／ｈ）未満か判断する。第１車速Ｖ１は、リバースクラッチ３１を完全締結してもトルクコンバータ２の逆回転によってエンジン１のストールが起こらないことを保証できる車速ＶＳＰの上限値である。

車速ＶＳＰとしては、車速センサ４５の検出値（車速パルスの車速換算値、すなわち現在の車速）そのものではなく、車速センサ４５によって検出された値と加速度センサ４３によって検出される車両１００の加速度とに基づき推定される所定時間先の車速（先読み車速）が用いられる。所定時間は、リバースクラッチ３１への油圧の供給を開始してからリバースクラッチ３１が伝達トルク容量を発生し始めるまでの時間（締結遅れ時間）に等しく設定され、例えば、０．５秒〜１．０秒に設定される。伝達トルク容量は、クラッチが伝達可能な最大トルクである。

車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１未満と判断された場合は、直ちにリバースクラッチ３１を締結してもエンジン１のストールすることがないので、処理がステップＳ３に進み、コントローラ４はリバースクラッチ３１を完全締結する。

これに対し、車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１以上と判断された場合は処理がステップＳ４に進み、コントローラ４は、車速ＶＳＰが第２車速Ｖ２（例えば、３０ｋｍ／ｈ）未満か判断する。第２車速Ｖ２は、車両１００が前進中であるにも関わらずドライバーが車両１００を一旦後退させたいと考えうる車速ＶＳＰの上限値である。

車速ＶＳＰが第２車速Ｖ２未満と判断された場合、すなわち、車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１以上かつ第２車速Ｖ２未満と判断された場合は処理がステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、コントローラ４は、ブレーキスイッチ４６がＯＮ（踏み込み状態）であるか判断する。ブレーキスイッチ４６がＯＮと判断された場合は、ドライバーが車両１００の前進を阻止したい状況であるので、処理をステップＳ６に進め、ドライバーが意図している車両挙動、この場合は車両１００に作用する減速力が増大するようにリバースクラッチ３１を利用した減速アシスト制御を実行する。

ステップＳ６では、コントローラ４は、リバースクラッチ３１への供給油圧をステップ的に上昇させ、リバースクラッチ３１を構成する摩擦要素間の隙間を詰め、リバースクラッチ３１を伝達トルク容量発生直前の状態にする（がた詰め）。

ステップＳ７では、コントローラ４は、リバースクラッチ３１への供給油圧を漸増してリバースクラッチ３１の伝達トルク容量を漸増させ、リバースクラッチ３１をスリップ状態に制御する。これにより、駆動輪には回転方向とは逆向きのトルクが作用するので、車両１００には減速力が作用する（減速アシスト制御）。上記の通り、車速ＶＳＰとして締結遅れ時間だけ先の車速（先読み車速）が用いられるので、車速ＶＳＰが第２車速Ｖ２未満となるタイミングとリバースクラッチ３１が伝達トルク容量を発生し始めるタイミングとが略一致する。

その一方で、リバースクラッチ３１をスリップ状態に制御したことで、駆動輪側からエンジン１側に伝達されるトルクが制限されるので、エンジン１のストールが防止される。

そして、減速アシスト制御中は、コントローラ４は車速ＶＳＰ及びエンジン１の回転速度Ｎｅを監視し（ステップＳ８、Ｓ９、Ｓ１１）、車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１未満まで下がった場合は処理がステップＳ８からステップＳ３に進んでリバースクラッチ３１が完全締結される。

エンジン１の回転速度Ｎｅが第１回転速度（＝アイドル回転速度Ｎｉｄｌｅ＋α１）よりも低くなった場合は、処理がステップＳ９からステップＳ１０に進み、エンジン１のストールを防止すべく、エンジン１の回転速度Ｎｅが第２回転速度（＝アイドル回転速度Ｎｉｄｌｅ＋α２、α２＞α１）よりも高くなるまでリバースクラッチ３１への供給油圧を漸減してリバースクラッチ３１の伝達トルク容量を漸減させる。

これにより、減速アシスト制御中、エンジン１の回転速度Ｎｅは第１回転速度と第２回転速度との間に維持される。ステップＳ７〜Ｓ１１の処理によってリバースクラッチ３１の伝達トルク容量が適切に制御され、エンジン１のストールが防止される。また、エンジン１のストールが起こらない範囲でなるべく大きな減速力を車両１００に作用させることができる。

なお、ここでは、エンジン１の回転速度Ｎｅが第１回転速度と第２回転速度との間に収まるようにリバースクラッチ３１の伝達トルク容量を制御しているが、エンジン１の回転速度Ｎｅがアイドル回転速度以上の所定回転速度に維持されるようリバースクラッチ３１の伝達トルク容量をフィードバック制御するようにしてもよい。

一方、ステップＳ４で車速ＶＳＰが第２車速Ｖ２以上の場合や第２車速Ｖ２未満であってもブレーキスイッチ４６がＯＦＦ（踏み込み無し）の場合は、ドライバーがセレクター６の操作を誤り、誤ってＲレンジを選択した可能性が高い。このような場合は、コントローラ４は、処理をステップＳ１２に進め、リバースクラッチ３１への供給油圧をゼロとし、リバースクラッチ３１を解放状態に維持する（リバースインヒビット）。

そして、コントローラ４はセレクター６によって選択されるレンジを監視し（ステップＳ１３）、Ｒレンジが選択され、かつ、車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１未満になった場合には、リバースインヒビットを解除し、リバースクラッチ３１を完全締結する（ステップＳ１４→ステップＳ１５）。

図３は、上記リバースインヒビット制御が実行される様子を示したタイムチャートである。実線は本発明の実施形態を示している。破線は車速ＶＳＰとして車速センサ４５の検出値そのものを用い、かつ、車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１以上では一律にリバースインヒビットを実行する比較例を示している。

これによると、時刻ｔ１でスロットル開度ＴＶＯがＯＦＦ（ゼロ）になり、時刻ｔ２ではブレーキスイッチ４６がＯＮ（踏み込み状態）になっている。

時刻ｔ３でセレクター６によって選択されるレンジがＤレンジからＲレンジになると、車速ＶＳＰ（先読み車速）が第２車速Ｖ２未満になったことを受けて、リバースクラッチ３１のがた詰めが行われ、その後、リバースクラッチ３１がスリップ状態に制御される（減速アシスト制御）。これにより車両１００には減速力が作用する。

時刻ｔ３の時点では車両１００は依然として前進中であるが、Ｒレンジが選択され、かつ、ブレーキペダル５が踏み込まれているので、ドライバーは車両１００を減速させ、その後車両１００を後退させることを意図していると考えられる。本実施形態では、このような状況ではブレーキペダル５を踏み込んだことによる制動力に加えて減速アシスト制御が行われ、車両１００を速やかに減速させることができる。

また、リバースクラッチ３１の伝達トルク容量が過大になるとトルクコンバータ２の逆回転によってエンジン１のストールが起こる可能性がある。この点については、本実施形態では、減速アシスト制御中は、エンジン１の回転速度Ｎｅが監視され、エンジン１の回転速度Ｎｅが所定範囲（Ｎｉｄｌｅ＋α１≦Ｎｅ＜Ｎｉｄｌｅ＋α２）に収まるようにリバースクラッチ３１の伝達トルク容量が制御されるので（時刻ｔ４〜ｔ５）、エンジン１のストールは防止される。

時刻ｔ５で車速ＶＳＰが第１車速Ｖ１まで低下すると、減速アシスト制御が解除され、リバースクラッチ３１への供給油圧が増大される。そして、時刻ｔ６でリバースクラッチ３１が完全締結され、その後、車両１００の進行方向が後退に転じる。

比較例との比較においては、比較例では時刻ｔ７で車速センサ４５の検出値が第１車速Ｖ１未満になるとリバースクラッチ３１のがた詰めが行われ、時刻ｔ８でリバースクラッチ３１が締結される。これに対して、本実施形態によれば、リバースクラッチ３１の締結されるタイミングを時刻ｔ８から時刻ｔ６まで早め、ドライバーが意図する車両挙動（後退）を比較例に比べて早いタイミングで実現し、Ｕターンや曲がり角で切り返しが必要な状況においてスムーズな切り返しが可能になる。

本実施形態の作用効果をまとめると、以下の通りである。

本実施形態では、コントローラ４（制御部）は、車速ＶＳＰが第２車速Ｖ２未満（所定車速未満）であり、かつ、ブレーキ操作が行われている場合は、リバースクラッチ３１をスリップ状態に制御する減速アシスト制御を実行する。

車速ＶＳＰが第２車速Ｖ２未満でＲレンジが選択され、さらにブレーキ操作が行われている場合は、ドライバーは車両後退に向けて車両１００をいち早く減速させる意図を有していると考えられる。

本実施形態によれば、このような状況では減速アシスト制御が実行されてリバースクラッチ３１がスリップ状態に制御され、これによる減速力が車両１００に作用する。これにより、車両後退に向けて車速ＶＳＰを速やかに低下させることができる（請求項１、４に対応する効果）。

また、減速アシスト制御中は、リバースクラッチ３１がスリップ状態に制御されるので、駆動輪側からエンジン１側に伝達されるトルクが制限され、トルクコンバータ２が逆回転することでエンジン１がストールすることも防止できる（請求項１、４に対応する効果）。

さらに、コントローラ４は、減速アシスト制御中に、エンジン１の回転速度Ｎｅが第１回転速度未満になると、リバースクラッチ３１の伝達トルク容量を減少させる。これにより、エンジン１の回転速度Ｎｅが高められ、これによってエンジン１のストールをさらに防止することができる（請求項２に対応する効果）。

さらに、コントローラ４は、リバースクラッチ３１の伝達トルク容量を減少させた後にエンジン１の回転速度Ｎｅが第１回転速度よりも高い第２回転速度以上になると、リバースクラッチ３１の伝達トルク容量を増加させる。これにより、減速アシスト中は、エンジン１のストールを防止しつつ、なるべく大きな減速力を車両１００に作用させ、リバースクラッチ３１の締結タイミングを早めることができる（請求項３に対応する効果）。

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つを示したものに過ぎず、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。

例えば、上記実施形態ではリバースインヒビット制御に用いる車速ＶＳＰとして、現在の車速と加速度から推定される所定時間先の車速（先読み車速）を用いているが、この構成は必須の構成ではなく、車速センサ４５の検出値を代わりに用いてもよい。

また、特許請求の範囲における「ブレーキ操作」とは、本実施形態のように踏み込み式のブレーキペダルの場合は踏み込み動作を指すが、ペダル、レバーを特定の方向に操作した場合に制動力が車両に作用する場合は当該特定方向への操作が特許請求の範囲における「ブレーキ操作」に該当する。

１ エンジン
３ 自動変速機
４ コントローラ（制御部）
５ ブレーキペダル
６ セレクター
３１ リバースクラッチ（後退用締結要素）
１００ 車両

Claims (4)

1. エンジンと、Ｒレンジを含む複数のレンジから一つのレンジを選択するセレクターと、前記エンジンと駆動輪との間に配置され、後退用変速段を実現する場合に締結される後退用締結要素を有する自動変速機と、を備えた車両の制御装置であって、
   所定車速未満で前進中に前記Ｒレンジが選択され、かつ、ブレーキ操作が行われている場合は、前記後退用締結要素をスリップ状態に制御する減速アシスト制御を実行する制御部を備え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であって、
   前記制御部は、前記減速アシスト制御中に、前記エンジンの回転速度が第１回転速度未満になると、前記後退用締結要素の伝達トルク容量を減少させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記後退用締結要素の伝達トルク容量を減少させた後に前記エンジンの回転速度が前記第１回転速度よりも高い第２回転速度以上になると、前記後退用締結要素の伝達トルク容量を増加させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
4. エンジンと、Ｒレンジを含む複数のレンジから一つのレンジを選択するセレクターと、前記エンジンと駆動輪との間に配置され、後退用変速段を実現する場合に締結される後退用締結要素を有する自動変速機と、を備えた車両の制御方法であって、
   所定車速未満で前進中に前記Ｒレンジが選択され、かつ、ブレーキ操作が行われている場合は、前記後退用締結要素をスリップ状態に制御する減速アシスト制御を実行することを特徴とする車両の制御方法。

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