JP6794062B2 - 車両制御装置および車両制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置および車両制御方法に関する。

特許文献１は、自車の走行する道路の路面状況、例えば、低μ路を光学的な画像認識手段で検出して、路面摩擦係数μに応じて、油圧をコントロールすることで、適切な油圧でコントロールできることから、燃費の向上を図ったり、変速段（含む変速比）をコントロールすることで、走行性能の向上を図ったりすることを開示している。

特開平０３−２０４４６５号公報

しかしながら、レーザー光を使って物体の検知や物体までの距離を測定可能なレーザーライダー（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）のようなセンサを用いて路面の摩擦係数μ（言い換えると、アスファルト路面、コンクリート路面、ブロック路面、砂利路面）を検出する場合、前方の路面種別を判定したときには車両は未だ判定した地点に到達しておらず、路面判定時から車両がその路面に到達するときまで、車速に応じて所定の時間が経過する必要がある。この所定時間において、例えば高μ路から低μ路へ移行する場合に、あらかじめ油圧を下げていると、変速機にタイヤ側から過大なトルクが入力される恐れがある。一方、低μ路から高μ路へ移行する場合に、車両が高μ路に到達してから油圧を上昇させると、油圧応答が完了する前に、例えば、ブレーキが作動すると変速機に過大なトルクが入力され、いずれの場合もクラッチやベルト等の動力伝達要素の滑りが生ずる恐れがある。

本発明の目的は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、路面種別判定と車両がその路面を通過するタイミングを調整することで、無段変速機の油圧上昇遅れによるクラッチやベルトの滑りを防止することができる車両制御装置および車両制御方法を提供することにある。

車両制御装置および車両制御方法であって、路面種別判定部が、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも高μ路と判断したときは、変速機コントローラは、車両が前方の路面に到達する前に当該路面に応じた油圧に切り替えることとした。

実際に高μ路を走行する前に、高油圧に切り替えることができるので、無段変速機の油圧上昇遅れによるクラッチやベルト等の動力伝達要素のすべりを抑制することができる。

本発明に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。 実施例１に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。 実施例１に係る油圧の変更処理の内容を示したフローチャートである。 実施例１に係る路面種別による無段変速機の概略の油圧特性図である。 実施例１に係る車両制御装置の車両制御時の、路面に対する無段変速機の油圧の変化を示すタイムチャートである。 実施例２に係る車両制御装置の車両制御時の、路面に対する無段変速機の油圧の変化を示すタイムチャートである。

［実施例１］
図１は、本発明に係る車両制御装置の概略構成を示す図である。
この車両は動力源としてエンジン１を備える。エンジン１の出力回転は、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ２、第１ギヤ列３、バリエータ２０、副変速機３０（以下、バリエータ２０と副変速機３０を合わせて、単に「無段変速機４」という。）、第２ギヤ列５、終減速装置６を介して駆動輪７へと伝達される。第２ギヤ列５には駐車時に変速機４の出力軸を機械的に回転不能にロックするパーキング機構８が設けられている。

車両には、車両制御部としての、エンジン１を制御するエンジンコントローラ１ａと、エンジン１の動力の一部を利用して駆動されるオイルポンプ１０と、オイルポンプ１０からの油圧を調圧して変速機４の各部位に供給する油圧制御回路１１を制御する制御装置としての変速機コントローラ１２と、ホイールシリンダへ供給されるブレーキ圧をブレーキペダル踏力に応じて制御する制御装置としてブレーキコントローラ１００とが設けられている。

また、アクセル開度（スロットル開度）センサ４１、プライマリ入力回転速度センサ４２、車速センサ４３、無段変速機４の油圧センサ４４、運転者が操作するセレクトレバー位置センサ４５等が設けられている。これらのセンサは、ＣＡＮ(Controller Area Network)や高速通信バス等の適切なバスを介して各コントローラ１ａ、１２、１００および路面種別判定部５０と接続されており、相互に情報を共有することができる。

また、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、エンジンコントローラ１ａ、変速機コントローラ１２、ブレーキコントローラ１００へ路面種別の情報を出力する。
各コントローラ１ａ、１２、１００は、路面種別に適合した特性を有している。詳細は、後述する。

路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、車両前方約３０ｍ先の路面にレーザー光を照射して、反射するレーザー光を受信するセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から、路面検出データを取得し、この路面検出データから路面の反射率を算出し、路面種別を判定している。さらに、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、ワイパー７１、フロントガラスに設置された振動センサ７２、あるいはインターネット経由での走行中の場所の天気等の情報７３に基づき、路面が濡れているか否かを判定する路面状況判定部７０から判定結果データを取得している。詳細は、後述する。

無段変速機４の各構成について説明すると、バリエータ２０と、バリエータ２０に対して直列に設けられる副変速３０とを備える。
バリエータ２０は、プライマリプーリ２１と、セカンダリプーリ２２と、プーリ２１、２２の間に掛け回されるＶベルト２３とを備えるベルト式無段変速機である。プーリ２１、２２は、それぞれ固定円錐板と、この固定円錐板に対してシーブ面を対向させた状態で配置され固定円錐板との間にＶ溝を形成する可動円錐板と、この可動円錐板の背面に設けられて可動円錐板を軸方向に変位させる油圧シリンダ２３ａ、２３ｂとを備える。油圧シリンダ２３ａ、２３ｂに供給される油圧を調整すると、Ｖ溝の幅が変化してＶベルト２ ３と各プーリ２１、２２との接触半径が変化し、バリエータ２０の変速比ｖＲａｔｉｏが無段階に変化する。

副変速機３０は前進２段・後進１段の変速機構である。副変速機３０は、２つの遊星歯車のキャリアを連結したラビニョウ型遊星歯車機構３１と、ラビニョウ型遊星歯車機構３１を構成する複数の回転要素に接続され、それらの連係状態を変更する複数の摩擦締結要素（Ｌｏｗブレーキ３２、Ｈｉｇｈクラッチ３３、Ｒｅｖブレーキ３４）とを備える。各摩擦締結要素３２〜３４への供給油圧を調整し、各摩擦締結要素３２〜３４の締結・解放状態を変更すると、副変速機３０の変速段が変更される。例えば、Ｌｏｗブレーキ３２を締結し、Ｈｉｇｈクラッチ３３とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機３０ の変速段は１速となる。Ｈｉｇｈクラッチ３３を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＲｅｖブレーキ３４を解放すれば副変速機３０の変速段は１速よりも変速比が小さな２速となる。また、Ｒｅｖブレーキ３４を締結し、Ｌｏｗブレーキ３２とＨｉｇｈクラッチ３３を解放すれば副変速機３０の変速段は後進となる。

図２は、実施例１に係る路面種別判定部の処理の内容を示したフローチャートである。
ステップＳ１では、路面種別判定部５０は、ワイパー作動中、振動センサが雨滴を検知、あるいはインターネット経由で走行中の場所が雨の情報に基づき、路面が濡れていると判定する路面状況判定部７０の判定結果データを読み込み、処理をステップ２へと移行する。

ステップＳ２では、路面種別判定部５０は、路面状況判定部７０の判定結果データから、路面が濡れていると判定すると、処理をステップＳ９へ移行する。また、路面は濡れていないと判定すると、処理をステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、路面種別判定部５０は、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から路面検出データを読み込み、当該データを受信してからの経過時間をカウントするとともに、処理をステップＳ４へと移行する。

ステップＳ４では、路面種別判定部５０は、読み込んだ路面検出データを記憶している路面学習データと比較可能な形式に変換を行い、処理をステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、路面種別判定部５０は、路面学習データを読み込み、処理をステップＳ６へ移行する。
なお、ここで、路面学習データは、４種類（アスファルト路面、コンクリート路面、ブロック路面、砂利路面）の乾いた路面の学習データを有している。

ステップＳ６では、路面種別判定部５０は、読み込んだ路面検出データと４種類の路面学習データを比較し一致するか否かを判定する。
一致しない場合には、路面種別に応じた制御を禁止し、ステップ９へ移行する。
あるいは、一番安全率が大きいアスファルト路面に応じた制御を行っても良い。
４種類の路面種別のいずれかと一致した場合には、処理をステップＳ７へ移行する。
なお、具体的な一致する判断は、路面検出データと路面学習データが８０％以上の確率で類似であるとの判断で行っている。

ステップＳ７では、路面種別判定部５０は、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から路面検出データを受信してからの経過時間とともに、判定した路面種別を変速機コントローラ１２へ出力し、処理をステップＳ８へ移行する。ここで、路面種別判定部５０の処理は、終了する。

ステップＳ８では、変速機コントローラ１２が路面種別に応じた油圧特性に変更して、処理を終了する。変速機コントローラ１２による油圧の変更方法の詳細は後述する。

ステップＳ９では、濡れた路面情報を変速機コントローラ１２へ出力し、処理をステップＳ１０へ移行する。ここで、路面種別判定部５０の処理は、終了する。

ステップＳ１０では、変速機コントローラ１２が、濡れた路面に応じた油圧特性あるいは変速比特性に変更して、処理を終了する。
なお、本実施例の場合、一番安全率が大きいアスファルト路面に応じた特性としている。

図３は、変速機コントローラ１２による、油圧の変更処理の内容を示したフローチャートである。
ステップＳ１０１では、変速機コントローラ１２は、上記ステップＳ７において路面種別判定部５０から入力した路面種別の判定結果に基づいて、前方路面が油圧を低減できる路面か否か判定する。油圧を低減することができると判定するとステップＳ１０２へ移行し、油圧を低減することができないと判定するとステップＳ１０３へ移行する。

ステップＳ１０２では、変速機コントローラ１２は、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から路面検出データを受信してからの経過時間と、車速センサ４３からの現在の車速データに基づき、車両が判定した路面に到達するまでの時間を計算し、当該時間が経過するまで処理を待機した後、ステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０３では、油圧低減量をゼロにし、ステップＳ１０５へ移行する。ここで、「油圧低減量」とは、車輪のグリップ力が一番高く、最も高い油圧が設定された路面（例えば、図４のアスファルト路面）の油圧特性（基本油圧）から、別の路面に移行する場合に差し引く油圧のことであり、例えば、図４に示すように、各路面の油圧特性の差に相当するものである。

ステップＳ１０４では、判定した路面に対応した油圧低減量を設定する。例えば、アスファルト路面に対応する油圧にて走行中に、前方路面が砂利と判定された場合は、アスファルト路面と砂利路面との油圧特性の差が油圧低減量となる。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０３及びＳ１０４で設定された油圧低減量に基づいて、無段変速機の油圧を変更して、処理を終了する。

図４は、実施例１に係る路面種別による概略の無段変速機の油圧特性図である。
横軸は、アクセル開度、縦軸は、無段変速機油圧、例えばライン圧を示している。
車輪のグリップ力が一番高いアスファルト路面が一番油圧が高く、次にコンクリート路面、ブロック路面、最もグリップ力が低い砂利路面を一番油圧を低く設定してある。
車両が高μ路を走行する場合は駆動輪７から受ける大きなトルクの影響でベルト滑りの恐れがあるため、無段変速機４に高い油圧を供給する必要がある。一方、低μ路では、駆動輪７からの大きなトルク入力がないため油圧を下げることができる。このような路面種別に基づいて油圧制御を行うことで、燃費の向上を図りつつベルト滑りを防止することを目的として、変速機コントローラ１２は、路面種別判定部５０よりの路面種別に応じて、油圧特性を切り替えている。ここで、最も高いアスファルト路面の油圧を基本油圧とし、この基本油圧と、路面種別判定部５０により判定された４種類の路面における油圧特性との差を油圧低減量として設定する。

図５は、実施例１に係る車両制御装置の車両制御時の、路面に対する無段変速機の油圧の変化を示すタイムチャートである。
図５にて、実施例１の作動を説明する。

横軸は、時間であり、縦軸は、上から順に、前方路面種別、判定路面種別、走行路面種別および無段変速機の油圧を示している。
前述したが、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、車両前方約３０ｍ先の路面にレーザー光を照射して、その反射率データを読み取るセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から、路面検出データを取得している。

そこで、時間ｔ１で、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から取得した路面検出データに基づいて、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０が路面判定を開始する。時間ｔ２で、現在走行中の砂利路面から車両前方約３０ｍ先はアスファルト路面と判定し、時間ｔ４でアスファルト路面の走行を開始する。実施例１では、油圧を低減できる路面ではないため、時間ｔ２で直ちに油圧低減量をゼロにし、予め備えたアスファルト路面の油圧特性（基本油圧特性）に基づき、徐々に目標油圧に向けて、油圧の上昇を開始する。

時間ｔ３で、目標油圧に達し、この目標油圧を維持する。時間Ｔは、路面判定開始からアスファルト路面に達する時間である。これは、車速に応じて変化するため、高車速で走行中は、時間ｔ４の直前に油圧制御を開始すると、油圧上昇遅れにより車両がアスファルト路面に到達したときに目標油圧に到達していない恐れがある。そこで、実施例１では、路面判定と同時（ｔ２）に油圧制御を開始することにより、車両がアスファルト路面に到達する前の時間ｔ３に目標油圧を達成している。

次に作用効果を説明する。
実施例１の車両制御装置および車両制御方法にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。
（１）路面種別判定部５０は、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも高μ路と判定したときは、変速機コントローラ１２は、車両が前方の路面に到達する前に当該路面に応じた油圧に切り替えるようにした。
よって、油圧を上げなければならない路面走行時には、確実に無段変速機４の油圧が高くなっているため、無段変速機のベルト滑り等を確実に防止することができる。

［実施例２］
図６は、実施例２に係る車両制御装置の車両制御時の、路面に対する無段変速機の油圧の変化を示すタイムチャートである。
図６にて、実施例２の作動を説明する。
横軸は、時間であり、縦軸は、上から順に、前方路面種別、判定路面種別、走行路面種別および無段変速機の油圧を示している。

前述したが、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０は、車両前方約３０ｍ先の路面にレーザー光を照射して、その反射率データを読み取るセンサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から、路面検出データを取得している。
そこで、時間ｔ１で、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０から取得した路面検出データに基づいて、路面判別判定部（ＡＤＡＳ）５０が路面判定を開始する。時間ｔ２で、現在走行中のアスファルト路面から車両前方約３０ｍ先は砂利路面と判定し、時間ｔ３で砂利路面の走行を開始する。

実施例２では、油圧を低減できる路面であるため、車両が砂利路面に到達する時間ｔ３まで待つこととし、時間ｔ３を経過した後に、予め備えた砂利路面の油圧特性に基づき油圧低減量を設定し、基本油圧からこの油圧低減量を差し引いた目標油圧に向けて、油圧の低下を開始する。時間ｔ３で砂利路面の走行を開始した後、時間ｔ４で目標油圧に達すると、目標油圧を維持する。

次に作用効果を説明する。
実施例２の車両制御装置および車両制御方法にあっては、以下に列挙する作用効果を奏する。
（１）路面種別判定部５０は、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも低μ路と判断したときは、変速機コントローラ１２は、車両が前方の路面に到達した後に当該路面に応じた油圧に切り替えるようにした。
よって、無段変速機４の油圧を下げるときには、車両が低μ路に到達した後に油圧を低下するため、走行中の路面に対し無段変速機４の油圧が低すぎることによって発生する無段変速機４のベルトのスリップを防止することができる。

以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

上記実施例では、４種類の路面状況の学習データを有しているが、これだけに限るモノではなく、砂混じり路面等を追加してもよい。また、上記実施例では、路面が濡れているのかの判定として、ステップ２の判定、及びステップ６の２回行っているが、これに限るものではなく、例えば、ステップ６だけでもよい。すなわち、検出された路面の反射率データと予め備える路面学習データとを比較し、一致しない場合に路面が濡れていると判定してもよい。
また、路面種別判定部（ＡＤＡＳ）５０では、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０で検出した反射光を用いて路面の反射率を算出しているが、センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）６０が独自の制御部を有し路面の反射率を算出してもよい。いずれの形態も本発明の範囲に含まれる。

１ａ エンジンコントローラ（車両制御部）
１２ 変速機コントローラ（車両制御部）
５０ 路面種別判定部（ＡＤＡＳ）
６０ 路面種別センサ（Ｌａｓｅｒ ＬＩＤＡＲ）
７０ 路面状況判定部

Claims (3)

1. 光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定する路面種別判定部と、該路面種別判定部の判定結果に基づいて、無段変速機の油圧制御を行う変速機コントローラと、
   を備えた車両制御装置において、
   前記路面種別判定部が、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも高μ路と判断したときは、前記変速機コントローラは、車両が前方の路面に到達する前に当該路面に応じた油圧に切り替えること、
   を特徴とする車両制御装置。
2. 光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定する路面種別判定部と、該路面種別判定部の判定結果に基づいて、無段変速機の油圧制御を行う変速機コントローラと、
   を備えた車両制御装置において、
   前記路面種別判定部が、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも低μ路と判断したときは、前記変速機コントローラは、車両が前方の路面に到達した後に当該路面に応じた油圧に切り替えること、
   を特徴とする車両制御装置。
3. 光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定する路面種別判定部と、該路面種別判定部の判定結果に基づいて、無段変速機の油圧制御を行う変速機コントローラとを備え、
   路面種別に基づいて、車両の制御を行う車両制御方法であって、
   光を使った路面の反射率に基づき路面種別を判定するステップと、
   路面種別に基づいて車両の制御を行うステップと、
   を含み、
   前記車両の制御は、前記路面種別判定部が、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも高μ路と判断したときは、前記変速機コントローラは、車両が前方の路面に到達する前に当該路面に応じた油圧に切り替えること、または前記路面種別判定部が、車両前方の路面を現在走行中の路面よりも低μ路と判断したときは、前記変速機コントローラは、車両が前方の路面に到達した後に当該路面に応じた油圧に切り替えること、
   を特徴とする車両制御方法。

Images