JP6674293B2 - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。

特許文献１には、所定勾配以上の登坂路において、ブレーキがオフ且つアクセル開度が閾値以下の場合に、パーキングブレーキを作動させて車両の後退を防止する坂道発進補助装置が開示されている。

特開２０１１−１４１００１号公報

登坂路においては、例えば、狭い道路で対向車とすれ違いするために少し後退させたい場合等に、車両を後退させる意図で運転者がアクセル及びブレーキをオフにすることがある。

しかしながら、特許文献１に開示の装置では、このような場合に車両を後退させることができない。

一方で、車両を後退させることができるようにすると、自動変速機のレンジとして前進レンジが選択された状態では、トルクコンバータの速度比がマイナスとなり、トルク容量係数が急激に増加してエンジンストールが発生するおそれがある。

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、登坂路において、エンジンストールの発生を防止しつつ車両を後退させることができるようにすることを目的とする。

本発明のある態様によれば、パークロック機構を有する自動変速機を備えた車両の制御装置であって、前記自動変速機のレンジとして前進レンジが選択されている状態でブレーキが解除された後に、前記車両が制動開始車速以上の車速で後退すると、前記パークロック機構とは異なる機構により前記車両を制動した後に前記パークロック機構を作動させる制御部を備える、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、パークロック機構を有する自動変速機を備えた車両の制御方法であって、前記自動変速機のレンジとして前進レンジが選択されている状態でブレーキが解除された後に、前記車両が制動開始車速以上の車速で後退すると、前記パークロック機構とは異なる機構により前記車両を制動した後に前記パークロック機構を作動させる、ことを特徴とする車両の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、登坂路において、車速が制動開始車速になるまでは車両を後退させることができる。そして、車速が制動開始車速以上になると車両の制動が開始され、その後にパークロック機構が作動して車両が停車する。これによれば、エンジンストールの発生を防止しつつ車両を後退させることができる。

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制御の内容を示したフローチャートである。 コントローラによって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。

自動変速機３は、複数の前進用変速段と後進用変速段一つとを有する有段自動変速機である。また、自動変速機３は、パークロック機構３１を有する。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３２（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る。

なお、入力軸と出力軸３３とが回転できなくなる組み合わせで複数の締結要素３２を締結して自動変速機３をインターロック状態にすることもできる。つまり、複数の締結要素３２は、車両１００を制動する機構として機能させることができる。

パークロック機構３１は、シフトレンジとしてパーキングレンジが選択された場合に出力軸３３をロックする制動装置である。本実施形態のパークロック機構３１は、作動状態（パークロックオン）と非作動状態（パークロックオフ）とを電気的に制御可能なパークバイワイヤシステムである。

また、車両１００には、オイルポンプ（図示せず）から供給される作動油の圧力を調圧してロックアップクラッチ２１、及び自動変速機３の各部位に供給する油圧制御回路４と、油圧制御回路４等を制御するコントローラ５と、が設けられている。

油圧制御回路４は、コントローラ５からの制御信号に基づき、複数のソレノイド弁を制御して油圧の供給経路を切り換えるとともにオイルポンプから供給された作動油の圧力を調圧して必要な油圧を生成し、これをロックアップクラッチ２１、及び自動変速機３の各部位に供給する。

コントローラ５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、車両１００の各部位の状態を検出するセンサからの信号に基づきエンジン１の回転速度及びトルク、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、パークロック機構３１の状態、インジケータ４７の表示内容、ブレーキ４８の作動状態等を統合的に制御する。なお、本実施形態のブレーキ４８は、電気的に制御可能なブレーキバイワイヤシステムである。

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、トルクコンバータ２の出力軸の回転速度Ｎｔを検出する回転速度センサ４２、自動変速機３の出力軸３３の回転速度Ｎｓ及び回転方向を検出する回転速度センサ４３、アクセルペダル６の操作状態を検出するアクセル開度センサ４４、ブレーキペダル７の操作状態を検出するブレーキスイッチ４５、シフター８によってＰ（パーキング）、Ｒ（後進）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（前進）のいずれのレンジが選択されたかを検出するポジションセンサ４６等が含まれる。なお、ポジションセンサ４６に代えて、複数のスイッチの組み合わせによりレンジを判定することもできる。

本実施形態のシフター８は、シフトレンジを選択した後に運転者が手を離すと自動的に初期位置に戻るモーメンタリ式のシフトレバーである。なお、シフター８はレバー形式に限られるものではなく、例えば、スイッチ形式であってもよい。

ところで、登坂路において、例えば、狭い道路で対向車とすれ違いするために少し後退させたい場合等に、自動変速機３のレンジとしてＤレンジが選択された状態で、運転者がアクセル及びブレーキ４８をオフにして車両１００を後退させることがある。

この場合、ロックアップクラッチ２１は解放されているので、トルクコンバータ２の速度比がマイナスになるものの、トルクコンバータ２内部の滑りによって特定の車速まではエンジンストールが発生することなく車両１００を後退させることができる。

しかしながら、車両１００が後退する車速が高くなっていくと、特定の車速に達したところでトルクコンバータ２のトルク容量係数が急激に増加することが知られている。これにより、タービンライナ側からポンプインペラ側に伝達されるエンジン１の出力とは逆回転のトルクが大きくなるので、エンジンストールが発生するおそれがある。

このため、本実施形態のコントローラ５は、登坂路において車両１００を後退させた際のエンジンストールの発生を防止すべく、図２のフローチャートに示す制御を実行するようになっている。

以下、図２のフローチャートを参照しながら、コントローラ５が実行する制御の内容について説明する。

まず、ステップＳ１１では、コントローラ５は、自動変速機３のシフトレンジとしてＤレンジが選択されているかを判定する。

コントローラ５は、自動変速機３のシフトレンジとしてＤレンジが選択されていると判定すると、処理をステップＳ１２に移行する。また、自動変速機３のシフトレンジとしてＤレンジが選択されていないと判定すると、ステップＳ１１の処理を繰り返し行う。

ステップＳ１２では、コントローラ５は、回転速度センサ４３からの信号に基づいて、自動変速機３の出力軸３３が車両１００の後退方向に回転しているかを判定する。

コントローラ５は、出力軸３３が後退方向に回転していると判定すると、処理をステップＳ１３に移行する。また、出力軸３３が後退方向に回転していないと判定すると、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返し行う。

自動変速機３のシフトレンジとしてＤレンジが選択されており、且つ自動変速機３の出力軸３３が車両１００の後退方向に回転しているということは、登坂路で車両１００が後退している状態と考えられる。

ステップＳ１３では、コントローラ５は、車速が警告車速以上かを判定する。車速は、回転速度センサ４３からの信号に基づいて演算される。

コントローラ５は、車速が警告車速以上であると判定すると、処理をステップＳ１４に移行し、運転者に停車を促すための警告を発信する。また、車速が警告車速よりも低いと判定すると、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返し行う。なお、警告車速は、例えば、６ｋｍ／ｈである。

運転者に停車を促すための警告は、車両１００のインジケータ４７に「停車してください。」等の情報を表示する、車両１００のスピーカ等を用いて警告音を発生させる等、様々である。

これにより、車両１００を停止させるためのブレーキ操作を運転者に促すことができる。また、車両１００が後退していることに運転者が気付いてない場合であっても、運転者に状況を認識させてブレーキ操作を促すことができる。

ステップＳ１５では、コントローラ５は、車速が制動開始車速以上かを判定する。

コントローラ５は、車速が制動開始車速以上であると判定すると、処理をステップＳ１６に移行し、車両１００を自動的に制動する制動制御を行う。また、車速が制動開始車速よりも低いと判定すると、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返し行う。なお、制動開始車速は、例えば、５〜７ｋｍ／ｈであって、エンジンストールが発生しない速度とされる。

車両１００の自動制動は、例えば、自動変速機３をインターロック状態にすることで行うことができる。また、ブレーキ４８を電気的に制御することで行ってもよい。

車速が制動開始車速になるまで制動制御を行わないのは、運転者が意図的に車両１００を後退させている場合に、エンジンストールが発生しない限度において後退を許容するためである。

ステップＳ１７では、コントローラ５は、車速が停止車速以下かを判定する。

コントローラ５は、車速が停止車速以下であると判定すると、処理をステップＳ１８に移行し、制動制御を終了するとともに、自動変速機３のパークロック機構３１を自動的に作動させるパーク制御を行う。また、車速が停止車速よりも高いと判定すると、ステップＳ１７の処理を繰り返し行う。なお、停止車速は、車両１００が停止する直前の車速であり、例えば、２ｋｍ／ｈである。

パーク制御について具体的に説明すると、コントローラ５は、選択中のシフトレンジに関わらず、複数の締結要素３２を解放して自動変速機３をニュートラル状態とする。また、自動変速機３のパークロック機構３１を作動させて出力軸３３をロックし、車両１００を停止させる（パークロックオン）。また、インジケータ４７に、パーキングレンジになっていることを示す情報としてアルファベットの「Ｐ」を表示させる。なお、インジケータ４７に表示させる情報は、パーキングレンジになっていることを運転者に伝達できればよく、アルファベットの「Ｐ」に限定されるものではない。

ここで、パークロック機構３１がシフトレバーの動きに連動して機械的にパークロックオンとなる従来から一般的に用いられている機構であったとすると、パーク制御を行うことは困難である。本実施形態では、上述したように、パークロック機構３１をパークバイワイヤシステムとすることで、パーク制御を実行可能としている。

また、シフター８が従来から一般的に用いられているリンク式シフトレバーであったとすると、実際にはパークロックオンであっても、インジケータ４７にはＤレンジであることを示す「Ｄ」が表示される。そして、運転者は、主としてシフトレバーの位置とインジケータ４７の表示とによって選択中のシフトレンジを判断するので、Ｄレンジが選択されていると判断してしまう可能性が高い。

これに対して、本実施形態では、上述したように、シフター８としてモーメンタリ式のシフトレバーを用いている。よって、運転者のシフトレンジの判断基準をインジケータ４７の表示のみにでき、かつ、パーク制御によってインジケータ４７に「Ｐ」を表示させることで、パークロックオンになっていることを運転者に認識させ、ブレーキ操作を促すことができる。

続いて、図３のタイムチャートを参照しながら、コントローラ５によって制御が実行される様子について説明する。

時刻ｔ１よりも前は、運転者のブレーキ操作（制動）により車両１００が停車している。また、自動変速機３のシフトレンジとしてＤレンジが選択されており、パークロックオフである。

時刻ｔ１で運転者がブレーキオフ（非制動）にすると、車両１００が後退を始める。

時刻ｔ２で車両１００が警告車速になると、運転者にブレーキ操作を促すための警告が発信される。

本実施形態では、制動開始車速よりも低い車速である警告車速で警告を発信することで、制動制御による自動制動に先立って、運転者自身のブレーキ操作による車両１００の減速を促している。

しかしながら、運転者がブレーキ操作をしない場合、或いは、ブレーキ操作が遅れた場合は、車両１００の車速がさらに高くなる。そして、時刻ｔ３で車速が制動開始車速になると、制動制御が実行され、車両１００が自動的に制動される（自動制動）。

上述したように、制動制御による自動制動は、自動変速機３をインターロック状態にすることや、ブレーキ４８を電気的に制御することで行われる。

制動制御によって車速が低下していき、時刻ｔ４で車速が停止車速になると、制動制御が終了し（非制動）、パーク制御が実行される。

これにより、自動変速機３がニュートラル状態となるとともにパークロックオンになり、車両１００がエンジンストールすることなく停車する。

なお、登坂路で車両１００が後退した場合のエンジンストールの発生を防止するためには速やかにパークロック機構３１を作動させたいところ、車速が高い状態では、パークロック機構３１の爪を係合させる歯車の回転が速いため、爪がかりにくい。このため、パークロック機構３１の作動に先行して、パークロック機構３１とは異なる機構である自動変速機３の複数の締結要素３２や車両１００のブレーキ４８で車両１００を制動するようになっている。

以上述べたように、本実施形態のコントローラ５は、自動変速機３のレンジとしてＤレンジが選択されている場合に車両１００が制動開始車速以上の車速で後退すると、パークロック機構３１とは異なる機構により車両１００を制動した後にパークロック機構３１を作動させる。

このため、登坂路において、車速が制動開始車速になるまでは車両１００を後退させることができる。そして、車速が制動開始車速以上になると車両１００の制動が開始され、その後にパークロック機構３１が作動して車両１００が停車する。これによれば、登坂路において、エンジンストールの発生を防止しつつ車両１００を後退させることができる（請求項１、３に対応する効果）。

また、コントローラ５は、自動変速機３のレンジとしてＤレンジが選択されている場合に車両１００が制動開始車速よりも低い警告車速以上の車速で後退すると、車両１００のインジケータ４７に停車を促す情報を表示させる。

これによれば、車速が制動開始車速になって車両１００が自動的に制動されるのに先立って、運転者自身のブレーキ操作による車両１００の減速を促すことができる（請求項２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。

１００ 車両
３ 自動変速機
５ コントローラ（制御装置、制御部）
３１ パークロック機構
３２ 締結要素（パークロック機構とは異なる機構）
４７ インジケータ
４８ ブレーキ（パークロック機構とは異なる機構）

Claims (3)

1. パークロック機構を有する自動変速機を備えた車両の制御装置であって、
   前記自動変速機のレンジとして前進レンジが選択されている状態でブレーキが解除された後に、前記車両が制動開始車速以上の車速で後退すると、前記パークロック機構とは異なる機構により前記車両を制動した後に前記パークロック機構を作動させる制御部を備える、
   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、前記自動変速機のレンジとして前進レンジが選択されている場合に前記車両が前記制動開始車速よりも低い警告車速以上の車速で後退すると、前記車両のインジケータに停車を促す情報を表示させる、
   ことを特徴とする車両の制御装置。
3. パークロック機構を有する自動変速機を備えた車両の制御方法であって、
   前記自動変速機のレンジとして前進レンジが選択されている状態でブレーキが解除された後に、前記車両が制動開始車速以上の車速で後退すると、前記パークロック機構とは異なる機構により前記車両を制動した後に前記パークロック機構を作動させる、
   ことを特徴とする車両の制御方法。

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