JP6972970B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、トルクコンバータが非ロックアップ状態である車両発進時に、タコメータの表示を演出する制御を実施する車両の制御装置に関する。
車両には、エンジン回転数を表示するタコメータが設けられており、運転者はタコメータの表示を確認することでエンジン回転数を把握することができる。通常、タコメータは、エンジンの実回転数を検出するセンサからの信号に基づき制御される。例えば、エンジンの実回転数そのものの値や、実回転数から微小な変動を除いた補正値がタコメータに表示される。ただし、自動変速機の変速時においては、エンジンの実回転数に依存しない仮想回転数をタコメータに表示することで、変速時に運転者が期待するタコメータ表示をするようにした技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特開2015−161654号公報
ところで、車両の発進時にエンジンの実回転数が吹き上がると、タコメータの表示は急激に変化する。しかしながら、実際の車両の動きは緩やかとなることから、運転者が感じる加速感(緩やかな車両挙動)とタコメータの表示とが一致せず、違和感(回転先行感)を与えることがある。また、この場合、エンジンの実回転数はすでに高まっているのに対し車両は徐々に加速していくため、実回転数が高いまま変化しない状態が続き、違和感(エンジン回転高止まり感)を与えうる。
本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、発進時において、タコメータの表示に起因した違和感を抑制することができるようにした、車両の制御装置を提供することを目的の一つとする。なお、これらの目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
(1)ここで開示する車両の制御装置は、エンジンと、トルクコンバータを含む自動変速機と、前記エンジンの実回転数を表示するタコメータと、を具備した車両の制御装置であって、前記トルクコンバータが非ロックアップ状態であること、および、前記車両の発進時であることを含む開始条件の成否を判定する判定部と、前記判定部により前記開始条件が成立したと判定された場合に、前記実回転数に代えて仮想回転数を前記タコメータに表示させる表示制御部と、を備え、前記表示制御部は、前記実回転数と前記自動変速機における前記トルクコンバータよりも駆動輪側の回転数とを参照して演出用回転数を算出するとともに、前記演出用回転数を前記仮想回転数として前記タコメータに表示させる。
(2)前記表示制御部は、前記実回転数及び前記自動変速機における前記トルクコンバータよりも前記駆動輪側の前記回転数と所定の重み付け係数とを用いて前記演出用回転数を算出することが好ましい。
(3)前記重み付け係数が、0.5以上かつ1.0以下に設定されていることが好ましい。
(4)前記仮想回転数には、前記演出用回転数と、前記車両の発進時点における前記実回転数から所定の変化率で増加する初期回転数とが含まれ、前記表示制御部は、前記発進時点から前記演出用回転数の算出を開始するとともに前記初期回転数を前記仮想回転数として前記タコメータに表示させ、前記演出用回転数が前記初期回転数に一致した時点で、前記初期回転数に代えて前記演出用回転数を前記タコメータに表示させることが好ましい。
(5)前記表示制御部は、前記発進時点におけるアクセル開度が高いほど前記変化率を大きくすることが好ましい。
開示の車両の制御装置によれば、発進のときにエンジンの実回転数が吹き上がったとしても、タコメータの表示を実際の車両挙動に近づけることができるため、タコメータの表示に起因した違和感を低減することができる。
実施形態に係る制御装置のブロック図およびこの制御装置が適用された車両の構成を例示する模式図である。 車両の発進時における回転数の変化を示すグラフである。 初期回転数の変化率αを算出するためのマップ例である。 実施形態に係る制御装置で実施される演出制御の内容を例示するフローチャートである。
図面を参照して、実施形態としての車両の制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
[1.装置構成]
図1に示すように、本実施形態の制御装置1は、エンジン3を駆動源とした車両に適用される。車両の駆動系には、エンジン3及び自動変速機4が設けられ、自動変速機4の出力軸4Bは駆動輪5に接続される。また、この車両には、エンジン3の実回転数Neに基づく値を表示するタコメータ2が設けられる。
エンジン3は、例えば一般的なガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、図示しないエンジン制御装置によってその作動が制御される。
自動変速機4は、トルクコンバータ10と、前後進切替機構20と、ベルト式無段変速機構30(以下「CVT30」という)と、ギヤ対40とがハウジング内に収納されて構成され、図示しない変速制御装置によってその作動が制御される。
トルクコンバータ10は、トルク増大機能を有する発進要素である。トルクコンバータ10は、エンジン3の出力軸3B(自動変速機4の入力軸,トルクコンバータ10の入力軸)にハウジング12を介して連結されたポンプインペラ13と、トルクコンバータ10の出力軸10B(前後進切替機構20の入力軸)に連結されたタービンライナ14と、ケースにワンウェイクラッチ15を介して設けられたステータ16とを有する。
さらに、トルクコンバータ10は、トルクコンバータ10の入力軸3Bおよび出力軸10Bを直結可能なロックアップクラッチ11を有する。なお、ロックアップクラッチ11は、出力軸3Bにスプライン結合され、油圧制御によりハウジング12に結合離脱を行うものである。以下、ロックアップクラッチ11が開放された状態を「非ロックアップ状態」と呼び、ロックアップクラッチ11が締結された状態(エンジン3とタービンライナ14とが直結された状態)を「ロックアップ状態」と呼ぶ。
前後進切替機構20は、CVT30への入力回転方向を前進時の正転方向と後退時の逆転方向とに切り替える機構であり、例えば遊星歯車機構と、クラッチやブレーキといった摩擦係合要素とから構成される。
CVT30は、自動変速機4の入力回転速度と出力回転速度との比(すなわち変速比)を連続的に(無段階に)変更する機構である。CVT30は、プライマリプーリ31と、セカンダリプーリ32と、これら二つのプーリ31,32に架け渡されたベルト33とを有する。プライマリプーリ31は、前後進切替機構20を介してトルクコンバータ10の出力軸10Bに接続されたプライマリ軸30Aに設けられ、セカンダリプーリ32は、入力軸30Aと平行なセカンダリ軸30Bに設けられる。
プライマリプーリ31及びセカンダリプーリ32は、対向配置された固定プーリ及び可動プーリと、可動プーリを軸方向に移動させる油圧シリンダとを有する。各油圧シリンダに油圧が供給されることで、プライマリプーリ31及びセカンダリプーリ32の各可動プーリが移動し、ベルト33の巻付き半径が変更することで変速比が連続的に変化する。なお、セカンダリ軸30Bは、ギヤ対40を介して自動変速機4の出力軸4Bと接続されており、自動変速機4により変速された回転は駆動輪5に伝達されて、駆動輪5の回転によって車両が駆動される。
タコメータ2は、目盛りが振られた表示盤と、表示盤上に揺動可能に支持された指針とを有し、後述する制御装置1の表示制御部1Bによって指針の動きが制御される。タコメータ2は、後述する演出制御中を除いた通常時には、実回転数Neに基づく値(以下「実回転数相当値」という)を表示する。ここでいう「実回転数相当値」とは、実回転数Neそのものであってもよいし、実回転数Neを補正した値(例えば微小な変動を除いた補正値)であってもよい。本実施形態のタコメータ2は、通常時には、実回転数相当値として実回転数Neを表示する。
車両には、エンジン3の実回転数Neを検出するエンジン回転数センサ6と、プライマリ軸30Aの回転数をCVT30の入力回転数Ncとして検出する入力回転数センサ7と、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ8とが設けられる。各センサ6〜8で検出された情報(実回転数Ne,入力回転数Nc,アクセル開度)は制御装置1へ伝達される。なお、入力回転数Ncは、自動変速機4におけるトルクコンバータ10よりも駆動輪5側の回転数である。
制御装置1は、車両に搭載される各種装置を統合制御する電子制御装置である。制御装置1は、例えばマイクロプロセッサやROM,RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。本実施形態の制御装置1は、所定の開始条件が成立した場合に、タコメータ2の演出制御を実施する。
[2.制御概要]
演出制御とは、所定の開始条件が成立した場合に、実回転数Neに代えて仮想回転数Naをタコメータ2に表示させる制御である。仮想回転数Naとは、実回転数Neおよび入力回転数Ncに基づいて算出される仮想的な回転数である。演出制御は、トルクコンバータ10が非ロックアップ状態であって車両の発進時(すなわちアクセルがオフからオンになったとき)に実施され、トルクコンバータ10がロックアップ状態になったときに終了される。
車両の発進時は、トルクコンバータ10が非ロックアップ状態とされてトルクが増大される。このとき、アクセルペダルの踏み込み量や踏み込み速度によっては、図2に示すように、エンジン3の実回転数Ne(図中一点鎖線)がアイドル回転数から一気に上昇する(吹き上がる)ことがある。なお、図2中の時刻t1は、アクセルがオフからオンになった時点(車両の発進時点)であり、時刻t3はトルクコンバータ10がロックアップ状態になった時点である。
そこで、本実施形態の演出制御では、非ロックアップ状態かつ車両発進時に、実回転数Neと入力回転数Ncとを参照して仮想回転数Naが算出される。以下、これらを参照して算出される仮想回転数Naを「演出用回転数Naa」と呼ぶ。これにより、タコメータ2には、図2に示すように、実回転数Neの変化の傾向を残しつつ実回転数Neの変化率を小さくした(変化を鈍くした)回転数(図中太実線の仮想回転数Na)が表示されるため、運転者が感じる違和感(回転先行感,回転高止まり感)が低減される。
なお、回転先行感とは、実回転数Neが吹き上がることでタコメータ2の表示が大きく変化するのに対し、実際に運転者が感じる加速感は緩やかであるために生じうる違和感を意味する。また、回転高止まり感とは、実回転数Neが発進とともに吹き上がるのに対し車両は徐々に加速していくため、実回転数Neが高いまま止まっていながら車両は加速していくために生じうる違和感を意味する。
仮想回転数Naの算出では、所定の重み付け係数が用いられる。本実施形態では、所定の重み付け係数Cを実回転数Neに乗じる場合を例示する。すなわち、実回転数Neに乗じる重み付け係数Cを0≦C≦1とすると、入力回転数Ncに乗じる重み付けは(1−C)となり、演出用回転数Naaは、以下の式1で算出される。
Naa=CNe+(1−C)×Nc ・・・式1
本実施形態では、重み付け係数Cが0.5以上かつ1.0以下の値に設定される。これにより、演出用回転数Naaが実回転数Neから乖離しすぎないようになり、運転者が感じる違和感が低減される。
本実施形態の演出制御では、図2に示すように、発進時点(時刻t1)あるいは発進直前における実回転数Ne′から所定の変化率αで増加する初期回転数Nasが算出される。すなわち、本実施形態の仮想回転数Naには、演出用回転数Naaと初期回転数Nasの二種類が含まれる。前者の算出は発進時点(時刻t1)から開始され、演出制御の終了条件が成立するまで(時刻t3まで)継続して実施される。一方、後者の算出は発進時点(時刻t1)から開始され、演出用回転数Naaが初期回転数Nasに一致した時点(時刻t2)で終了される。
本実施形態では、所定の時間間隔Δt(例えば10ms〜数10ms)で初期回転数Nasの算出を実施する。初期回転数Nasの初期値には、発進直前における実回転数Ne′(アイドル回転数)が用いられる。また、今回算出される初期回転数Nasは、前回算出された初期回転数Nas(初回の場合は初期値)に、変化率αと時間間隔Δtとの乗算値を加算した値とされる(Nas=Nas+α×Δt)。以下、変化率αと時間間隔Δtとの乗算値をAと表記する(A=α×Δt)。
なお、初期回転数Nasの変化率αは、例えば、発進時におけるアクセル開度に応じて設定される可変値であってもよいし、実験やシミュレーション等によって予め設定された固定値であってもよい。変化率αが前者の場合には、変化率αを設定する方法として、例えば図3に示すように、アクセル開度に対する変化率αが設定されたマップを用いる方法が挙げられる。このマップには、変化率αの最小値αMINと最大値αMAXとの間で、アクセル開度が高くなるほど変化率αが直線的に大きくなるように設定されている。つまり、発進時のアクセルペダルの踏み込み量が大きいほど変化率αが大きな値とされる。
初期回転数Nasは、発進時点から、演出用回転数Naaが初期転数Nasに一致するまでの間(時刻t1〜t2間)、仮想回転数Naとしてタコメータ2に表示される。一方、演出用回転数Naaは、初期回転数Nasと一致した以降から、トルクコンバータ10がロックアップ状態となるまでの間(時刻t2〜t3間)、仮想回転数Naとしてタコメータ2に表示される。
これは、発進の直前まで(すなわちアイドル運転中)は、タコメータ2には実回転数Ne(アイドル回転数)が表示されていることから、発進の時点でその表示を演出用回転数Naa(図中細実線)に切り替えると、発進時点で指針の動きが急変し、運転者に違和感を与える可能性があるからである。つまり、初期回転数Nasは、タコメータ2の表示が実回転数Ne(アイドル回転数)から仮想回転数Naへ切り替えられるときのタコメータ2の表示の急変を防ぐ役割を持つ。
[3.制御構成]
本実施形態の制御装置1には、上述した演出制御を実施するための要素として、判定部1Aおよび表示制御部1Bが設けられる。これらの要素は、制御装置1で実行されるプログラムの一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア(電子回路)で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。
判定部1Aは、演出制御の開始条件および終了条件の成否を判定するものである。判定部1Aは、以下の条件1および条件2がともに成立した場合に開始条件が成立したと判定する。
==開始条件==
条件1:トルクコンバータ10が非ロックアップ状態である
条件2:車両の発進時である
条件2は、例えばアクセル開度やアクセルペダルの踏み込み速度(アクセル開速度)に基づいて判定される。なお、判定部1Aは、演出制御中に上記の条件1が不成立になった場合に終了条件が成立したと判定する。すなわち、終了条件は「トルクコンバータ10がロックアップ状態になったこと」である。
表示制御部1Bは、判定部1Aにより開始条件が成立したと判定された場合に、上述した演出制御を実施するものである。表示制御部1Bは、発進時点から上記の演出用回転数Naaおよび初期回転数Nasの算出を開始するとともに、初期回転数Nasを仮想回転数Naとしてタコメータ2に表示させる。また、表示制御部1Bは、初期回転数Nasが演出用回転数Naaと一致した時点で、初期回転数Nasに代えて演出用回転数Naaをタコメータ2に表示させる。なお、初期回転数Nasの算出は、表示を切り替えた時点で終了する。また、変化率αをアクセル開度に応じた可変値とする場合には、表示制御部1Bが、発進時におけるアクセル開度を例えば図3に示すマップに適用して変化率αを算出すればよい。
[4.フローチャート]
図4は、上述した演出制御の内容を説明するためのフローチャート例である。このフローチャートは、車両の主電源がオンの場合に制御装置1において所定の演算周期で実施される。なお、ここでは変化率αは固定値とする。また、車両に設けられた各種センサ(例えばエンジン回転数センサ6や入力回転数センサ7等)からの情報は、制御装置1に随時伝達されているものとする。
ステップS1では、上記の開始条件が成立したか否かが判定される。開始条件が成立しない場合にはリターンする。一方、開始条件が成立した場合には、その時点(条件成立時)での実回転数(すなわち発進直前の実回転数Ne′が初期回転数Nasの初期値として算出され(ステップS2)、この値Nasが仮想回転数Naとしてタコメータ2に表示される(ステップS3)。
続くステップS4では、実回転数Neと入力回転数Ncとを参照して演出用回転数Naaが算出され、初期回転数Nasと演出用回転数Naaとが一致しているか否かが判定される(ステップS5)。この判定がNoのときは、初期回転数Nasの今回値に乗算値A(α×Δt)を加算した値が次回の初期回転数Nasとして算出され(ステップS6)、ステップS3に戻る。
すなわち、ステップS6で算出した初期回転数Nasがタコメータ2に表示され(ステップS3)、演出用回転数Naaが算出され(ステップS4)、ステップS5の判定が実施される。ステップS5の判定がYesになるまでこれらの処理が繰り返し実施されることで、タコメータ2の指針(表示)は一定の変化率αで上昇する。
ステップS5の判定がYesになると、その演算周期のステップS4で算出された演出用回転数Naaが仮想回転数Naとしてタコメータ2に表示される(ステップS7)。そして、終了条件が成立したか否かが判定され(ステップS8)、NoのときはステップS9に進み、演出用回転数Naaが算出され、ステップS7へ戻り、タコメータ2に算出した演出用回転数Naaが表示される。このように、終了条件が成立するまではステップS9で算出された演出用回転数Naaがタコメータ2に表示され、終了条件が成立したら演出制御が終了され、実回転数Neがタコメータ2に表示される(ステップS10)。
[5.効果]
(1)上述した制御装置1では、上記の開始条件が成立した場合に、実回転数Neと入力回転数Ncとを参照して算出された演出用回転数Naaが仮想回転数Naとしてタコメータ2に表示される。このため、発進のときに実回転数Neが吹き上がっても、タコメータ2の表示を実際の車両挙動に近づけることができるため、タコメータ2の表示に起因した違和感(回転先行感,回転高止まり感)を低減することができる。なお、実回転数Neが吹き上がらない場合であっても、上述した演出制御を実施することで、タコメータ2の表示を実際の車両挙動に近付けることができることから、発進時における運転者の違和感を低減することができる。
(2)また、上述した制御装置1では、実回転数Ne及び入力回転数Ncと所定の重み付け係数Cとを用いて演出用回転数Naaが算出されるため、制御構成を簡素化することができる。また、重み付け係数Cを適切に設定することで、タコメータ2の表示を実際の車両挙動により近づけることができ、タコメータ2の表示に起因した違和感をより低減することができる。
(3)特に、重み付け係数Cが0.5以上かつ1.0以下に設定されているため、演出用回転数Naaが実回転数Neから乖離しすぎることがない。このため、運転者の違和感をより低減することができる。
(4)上述した制御装置1では、仮想回転数Naとして初期回転数Nasも設けられ、発進時点からは初期回転数Nasがタコメータ2に表示される。一方、演出用回転数Naaの算出は発進時点から開始され、演出用回転数Naaと初期回転数Nasとが一致した時点からは演出用回転数Naaがタコメータ2に表示される。このような構成により、タコメータ2の表示が、発進直前の実回転数Ne(アイドル回転数)から急変することを防ぐことができる。このため、運転者の違和感をより低減することができる。
(5)また、初期回転数Nasの変化率αが、アクセル開度が高いほど大きな値として算出される構成であれば、タコメータ2の表示を実際の車両挙動により近付けることができる。
[6.その他]
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上述した実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述した実施形態では、仮想回転数Naに、演出用回転数Naaと初期回転数Nasとが含まれる場合を例示したが、少なくとも前者が含まれていればよい。後者を省略する場合には、例えば重み付け係数Cを発進時点からの時間経過とともに変更することで、発進時点でのタコメータ2の表示の急変を抑制してもよい。すなわち、発進時点では、Cを1.0に近い値にしておき、時間経過とともにCを0.5に近付けるように変更してもよい。
また、上述した演出制御の開始条件および終了条件は一例であって、上述した条件以外の条件(例えば、車速が所定車速以上であること等)を開始条件の一つとして加えてもよい。また、上述した演出用回転数Naaを算出するための重み付け係数Cは一例であって、上述したものに限られない。また、初期回転数Nasの変化率αを算出するためのマップ(図3)は一例であり、例えば、アクセル開度が高くなるほど変化率αが曲線的に増加するように設定されたマップであってもよい。また、マップの代わりに数式を用いて変化率αを算出してもよい。
なお、タコメータ2の構成は特に限定されない。例えば、液晶画面に目盛りと指針とを表示する構成であってもよいし目盛りおよび指針の代わりに数値を表示してもよい。また、自動変速機4がCVT30の代わりに有段変速機を備えたものであってもよい。すなわち、多段式の自動変速機を具備した車両に対しても、上述した演出制御は適用可能である。この場合、自動変速機におけるトルクコンバータ10よりも駆動輪5側の回転数は、有段変速機の入力回転数となる。
1 制御装置
1A 判定部
1B 表示制御部
2 タコメータ
3 エンジン
4 自動変速機
10 トルクコンバータ
30 CVT(無段変速機)
C 重み付け係数
Na 仮想回転数
Naa 演出用回転数
Nas 初期回転数
Nc 入力回転数
Ne 実回転数
α 変化率

Claims (5)

  1. エンジンと、トルクコンバータを含む自動変速機と、前記エンジンの実回転数を表示するタコメータと、を具備した車両の制御装置であって、
    前記トルクコンバータが非ロックアップ状態であること、および、前記車両の発進時であることを含む開始条件の成否を判定する判定部と、
    前記判定部により前記開始条件が成立したと判定された場合に、前記実回転数に代えて仮想回転数を前記タコメータに表示させる表示制御部と、を備え、
    前記表示制御部は、前記実回転数と前記自動変速機における前記トルクコンバータよりも駆動輪側の回転数とを参照して演出用回転数を算出するとともに、前記演出用回転数を前記仮想回転数として前記タコメータに表示させる
    ことを特徴とする、車両の制御装置。
  2. 前記表示制御部は、前記実回転数及び前記自動変速機における前記トルクコンバータよりも前記駆動輪側の前記回転数と所定の重み付け係数とを用いて前記演出用回転数を算出する
    ことを特徴とする、請求項1記載の車両の制御装置。
  3. 前記重み付け係数が、0.5以上かつ1.0以下に設定されている
    ことを特徴とする、請求項2記載の車両の制御装置。
  4. 前記仮想回転数には、前記演出用回転数と、前記車両の発進時点における前記実回転数から所定の変化率で増加する初期回転数とが含まれ、
    前記表示制御部は、前記発進時点から前記演出用回転数の算出を開始するとともに前記初期回転数を前記仮想回転数として前記タコメータに表示させ、前記演出用回転数が前記初期回転数に一致した時点で、前記初期回転数に代えて前記演出用回転数を前記タコメータに表示させる
    ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の制御装置。
  5. 前記表示制御部は、前記発進時点におけるアクセル開度が高いほど前記変化率を大きくする
    ことを特徴とする、請求項4記載の車両の制御装置。
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