JP7040344B2 - 車両制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車速(車両の速度)を所定の目標車速に一致させるように車両を走行させる車両制御装置に関する。
従来から、クルーズ制御の一つである定速走行制御を実行する車両制御装置が知られている。定速走行制御は、自車両を「運転者によって設定された目標車速」にて定速走行させる制御である。
係る車両制御装置の一例(以下、「従来装置」と称呼する。)は、車速を目標車速に一致させるための目標加速度を算出する。従来装置は、内燃機関、自動変速機及び摩擦ブレーキ装置を制御することにより、自車両の加速度を目標加速度に一致させる(特許文献1を参照。)。
より具体的に述べると、従来装置は、内燃機関の出力を制御した場合であっても、負値の目標加速度(即ち、目標減速度)に対して十分な減速度が得られないとき、摩擦ブレーキ装置に摩擦制動力を発生させる。更に、従来装置は、自動変速機の変速段が頻繁に変化するビジーシフトを防止するため、車速が所定時間内に所定速度だけ増大した場合にのみシフトダウン(変速段をよりギア比(変速比)の大きい変速段に変更する変速)を行う。
特開2017-56827号公報
ところで、定速走行制御が実行されている状態にて自車両が降坂路を走行する場合、車速は目標車速よりも高くなる傾向がある。従って、このような状況において、従来装置は、摩擦ブレーキ装置に「比較的大きい摩擦制動力」を発生させる。即ち、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生する。
この場合、摩擦制動力により自車両の車速は所定時間内に所定速度だけ増加せず、その結果、シフトダウンが行われない場合が生じる。シフトダウンが行われないと、駆動源ブレーキ力(例えば、所謂「エンジンブレーキ力」)による自車両を減速する力が増大しないので、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続する。従って、降坂路が長い場合、摩擦ブレーキ高負荷状態が長時間に渡って継続し、その結果、ブレーキパッド及び/又はディスクロータの温度が上昇してブレーキ性能が低下する現象(即ち、フェード現象)が発生する虞がある。
フェード現象に起因してブレーキ性能が低下すると、定速走行制御中に摩擦制動力によって予定している減速度を発生できないので、運転者は違和感を覚える場合がある、或いは、定速走行制御が停止されて運転者自身が制動操作を行った場合、ブレーキ性能が良くないと感じる場合がある。
本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、定速走行制御の実行中に、シフトダウンが頻繁に発生することに起因するドライバビリティの悪化を回避しながらもフェード現象に起因するブレーキ性能の低下を防止することが可能な車両制御装置(以下、「本発明装置」とも称呼される。)を提供することにある。
本発明装置は、動力機関(22)と、前記動力機関が発生する動力を車両の駆動輪に伝達する自動変速機(24)と、前記車両に付与される摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキ装置(32)と、を備える車両に適用され、前記車両の速度である車速が所定の目標車速に一致するように前記車両を走行させる定速走行制御を行う車両制御装置(10)であって、
前記車速を前記目標車速に一致させるために前記車速を減少させる必要がある場合、前記自動変速機に変速比を変更させることなく(ステップ320及びステップ325)、前記動力が減少するように前記動力機関を制御する動力減少部(10、20、ステップ220、ステップ245)と、
前記動力減少部により前記動力を減少させた場合であっても前記車速を前記目標車速に一致させるために前記車速を減少させる必要がある場合、前記自動変速機に前記変速比を変更させることなく(ステップ320及びステップ325)、前記摩擦制動力が増大するように前記摩擦ブレーキ装置を制御する摩擦制動力増大部(10、30、ステップ250、ステップ260)と、
を備える。
本発明装置によれば、例えば車両が降坂路を走行している場合のように、車速を目標車速に一致させるために車速を減少させる必要があるとき、自動変速機にシフトダウンを行わせることなく、動力機関が発生する動力を減少させることによって駆動源ブレーキ力を増大させる。更に、車速を減少させる必要があるとき、自動変速機にシフトダウンを行わせることなく、摩擦ブレーキ装置が発生する摩擦制動力を増大させる。従って、ビジーシフトが発生し難い。
一方、この場合、例えば降坂路が長いと、摩擦ブレーキ高負荷状態が長時間継続し、その結果、摩擦ブレーキ装置の部材の温度が上昇してフェード現象が発生してブレーキ性能が低下する虞がある。
そこで、本発明装置は、摩擦制動力が所定の閾値よりも高い状態である摩擦ブレーキ高負荷状態が、所定の判定閾値時間に渡って継続したときに成立するシフトダウン条件が成立したとき(ステップ335、ステップ345)、前記自動変速機の前記変速比を前記シフトダウン条件が成立した時点の変速比よりも大きい変速比へと変更するシフトダウンを前記自動変速機に実行させる、シフトダウン実行部(10、20、ステップ350)を備える。
これにより、摩擦ブレーキ高負荷状態が所定の判定閾値時間に渡って継続したとき、シフトダウンが行われるので、駆動源ブレーキ力が増大する。その結果、摩擦ブレーキ装置が発生する摩擦制動力を小さくすることができるので、摩擦ブレーキ装置の部材の温度上昇を抑制することができる。よって、フェード現象が発生する可能性を低減することができる。
本発明装置の一態様において、
前記シフトダウン実行部は、
前記判定閾値時間が、前記摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している間の前記自動変速機の前記変速比が小さいほど短くなるように、前記判定閾値時間を設定するように構成されている(ステップ330)。
例えば、変速段が「ギア比(変速比)の小さい高速側の変速段」であると、駆動源ブレーキ力が小さいので、摩擦ブレーキ装置が発生しなければならない摩擦制動力が大きくなる状況が生じる。この場合、摩擦ブレーキ装置の部材の温度が短時間で上昇しフェード現象が発生する可能性が高まる。これに対し、上記態様によれば、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生した時点からシフトダウンが行われる時点までの時間(即ち、判定閾値時間)が、自動変速機の変速段が高速側の変速段であるときには、例えば、自動変速機の変速段が「ギア比(変速比)の大きい低速側の変速段」であるときに比べて短くなる。よって、摩擦ブレーキ装置の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を早期に低減することができる。
一方、変速段が低速側の変速段であるときにシフトダウンがなされると、、駆動源ブレーキ力の変化分が大きいためにショックが生じやすく、よって、ドライバビリティが悪化する虞がある。これに対し、上記態様によれば、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生した時点からシフトダウンが行われる時点までの時間(即ち、判定閾値時間)が、自動変速機の変速段が低速側の変速段であるときには、自動変速機の変速段が高速側の変速段であるときに比べて長くなる。よって、自動変速機の変速段が低速側の変速段である場合、シフトダウンが生じ難くなるから、ドライバビリティが悪化する頻度を低減することができる。
本発明装置の一態様において、
前記シフトダウン実行部は、
前記摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している期間において、前記シフトダウンが一度も実行されていない場合に前記判定閾値時間を第1の時間に設定し、前記シフトダウンが実行された後には前記判定閾値時間を前記第1の時間よりも短い第2の時間に設定するように構成されている(ステップ710、ステップ730、ステップ740、ステップ810)。
この態様によれば、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している期間において最初のシフトダウンが行われるまでは判定閾値時間が相対的に長い第1の時間に設定されているので、降坂路が比較的短い場合にシフトダウンが行われにくくなる。従って、ドライバビリティが悪化する頻度を低減できる。
一方、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している期間において最初のシフトダウンが行われた後に摩擦ブレーキ高負荷状態が継続する場合、判定閾値時間が相対的に短い第2の時間に設定される。従って、例えば降坂路が長い等の理由により、最初のシフトダウン後においても摩擦ブレーキ高負荷状態が継続する場合には2回目以降のシフトダウンが速やかに実行される。その結果、摩擦ブレーキ装置の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を低減することができる。
上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び/又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記名称及び/又は符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。
図1は、第1実施形態に係る車両制御装置の概略構成図である。 図2は、第1実施形態に係る車両制御装置の運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図3は、第1実施形態に係る車両制御装置の運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図4は、車両制御装置の作動を説明するためのタイムチャートである。 図5は、ブレーキパッドの温度とブレーキ効力係数との関係を示したグラフである。 図6は、第1実施形態の第2変形例に係る車両制御装置の運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図7は、第2実施形態に係る車両制御装置の運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図8は、第2実施形態の第1変形例に係る車両制御装置の運転支援ECUのCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
以下、本発明の各実施形態に係る車両制御装置について説明する。なお、実施形態の全図において、同一又は対応する部分には同一の符号を付す。
<第1実施形態>
<<構成>>
本発明の第1実施形態に係る車両制御装置(以下、「第1実施装置」と称呼される場合がある。)は、図示しない車両(例えば、自動車)に適用される。第1実施装置が適用される車両は、他車両と区別するために「自車両」と称呼される場合がある。図1に示されるように、第1実施装置は、運転支援ECU10、エンジンECU20及びブレーキECU30を備えている。本明細書において、ECUは電気制御装置(Electric Control Unit)を意味する。
これらのECUは、CAN(Controller Area Network)を介してデータ交換可能(通信可能)に互いに接続されている。各ECUはマイクロコンピュータを含む。マイクロコンピュータは、CPU、ROM、RAM、及びインターフェース(I/F)等を含む。CPUはROMに格納されたインストラクション(プログラム、ルーチン)を実行することにより各種機能を実現する。以下において、運転支援ECU10は、単に、「DSECU」とも称呼される。
DSECUは、自車両が備える以下に列挙するセンサ(スイッチを含む。)と接続されていて、それらのセンサの検出信号又は出力信号を受信するようになっている。なお、各センサは、DSECU以外のECUに接続されていてもよい。その場合、DSECUは、センサが接続されたECUからCANを介してそのセンサの検出信号又は出力信号を受信する。
レーダセンサ11は、ミリ波帯の電波(以下、「ミリ波」と称呼する。)を利用する周知のセンサである。レーダセンサ11は、自車両と立体物との距離、自車両と立体物との相対速度及び自車両に対する立体物の相対位置(方向)等を特定する物標情報を取得し、物標情報をDSECUに出力する。
車速センサ12は、自車両の走行速度(車速)を検出し、検出した車速Vsを表す信号を出力する。
加速度(G)センサ13は、自車両の加速度を検出し、検出した加速度Gsを表す信号を出力する。加速度Gsが負の値であるとき、その加速度Gsの大きさ(絶対値)は、減速度を表す。
クルーズスイッチ14は、運転者によって操作される入力装置である。クルーズスイッチ14により、以下に述べる信号及び情報が入力される。
・定速走行制御を開始させるための要求信号(開始要求信号)
・定速走行制御を停止させるための要求信号(停止要求信号)
・定速走行制御にて使用される目標車速Vset
なお、定速走行制御は、クルーズ制御(CC:Cruise Control))の一種であり、自車両を目標車速Vsetにて自動的に定速走行させる制御である。クルーズスイッチ14は、後述する目標車間時間を所望の時間に設定する際にも操作される。
定速走行制御が実行されていない場合、クルーズスイッチ14に対して特定の操作が行われると、開始要求信号がDSECUに送信される。定速走行制御が実行されている場合、クルーズスイッチ14に対して特定の操作が行われると、停止要求信号がDSECUに送信される。
エンジンECU20は、複数のエンジンセンサ21と接続され、これらのセンサの検出信号又は出力信号を受信するようになっている。エンジンセンサ21は、自車両の駆動源である動力機関である内燃機関(エンジン)22の運転状態量及び運転操作量等を検出するセンサである。エンジンセンサ21は、アクセルペダル操作量センサ、スロットル弁開度センサ、機関回転速度センサ、及び、吸入空気量センサ等を含んでいる。更に、エンジンECU20は、自動変速機(オートマチックトランスミッション)24の現在の変速段Sgearを取得するようになっている。
エンジンECU20は、エンジンアクチュエータ23及び自動変速機24に接続されている。エンジンアクチュエータ23は、内燃機関22の運転状態を変更して内燃機関22が発生する動力を変更するためのアクチュエータである。本例において、内燃機関22は、ガソリン燃料噴射・火花点火式・多気筒エンジンであり、吸入空気量を調整するためのスロットル弁を備えている。エンジンアクチュエータ23は、少なくとも、スロットル弁の開度(以下、「スロットル開度」と称呼される。)を変更するスロットル弁アクチュエータを含む。
自動変速機24は、周知の有段の自動変速機である。自動変速機24は油圧回路を流れる作動油の圧力を用いて複数種類のギア(変速段)の一つを選択的に形成する。
自動変速機24の変速段には、前進用の変速段と後進用の変速段とが含まれている。前進用の変速段には互いにギア比(変速比)が異なる「1速ギア、2速ギア、3速ギア、4速ギア、5速ギア及び6速ギア」が含まれている。N速ギア(Nは整数)は「第N変速段」とも称呼される。
周知のようにギア比は、1速ギア、2速ギア、3速ギア、4速ギア、5速ギア及び6速ギアの順で小さくなる。ギア比が小さくなる(変速段が大きくなる)ほど、内燃機関22の回転抵抗による、駆動源ブレーキ力(エンジンブレーキ力(自車両に加わる減速力))が小さくなる。後進用の変速段はバックギアのみである。1速ギア、2速ギア及び3速ギアは低速側の変速段(低変速段)ということができる。4速ギア、5速ギア及び6速ギアは高速側の変速段(高変速段)ということができる。
エンジンECU20は、エンジンアクチュエータ23を駆動することによって内燃機関22が発生するトルク(動力)を変更することができる。エンジンECU20は、車速Vsとスロットル弁開度とに対して予め定められている「シフトアップ線及びシフトダウン線」に基づいて自動変速機24の変速段(変速比)を制御することができる。
即ち、変速段が第N変速段である場合、車速Vsとスロットル弁開度とにより定まる動作点が第N変速段に対応するシフトアップ線を横切ると、エンジンECU20は、変速段を第(N+1)変速段へと変更する。即ち、変速段を現在の変速段に対して1段だけ高い変速段へとシフトアップする。更に、変速段が第N変速段である場合、車速Vsとスロットル弁開度とにより定まる動作点が第N変速段に対応するシフトダウン線を横切ると、エンジンECU20は、変速段を第(Nー1)変速段へと変更する。即ち、変速段を現在の変速段に対して1段だけ低い変速段へとシフトダウンする。このような変速段の制御は、本明細書において「通常変速制御」と称呼する。
内燃機関22が発生するトルク(動力)は、自動変速機24を介して駆動輪(図示省略)に伝達されるようになっている。従って、エンジンECU20は、エンジンアクチュエータ23を用いて内燃機関22の動力を変更し且つ自動変速機24の変速段を制御することにより自車両の駆動力を制御することができる。即ち、エンジンECU20は、自車両の加速度Gs(負値の加速度Gs、即ち、減速度を含む。)を変更することができる。
ブレーキECU30は、複数のブレーキセンサ31と接続され、これらのセンサの検出信号又は出力信号を受信するようになっている。ブレーキセンサ31は、摩擦ブレーキ装置(「摩擦ブレーキ機構」とも称呼される。)32を制御する際に使用されるパラメータを検出するセンサである。ブレーキセンサ31は、ブレーキペダル操作量センサ及び各車輪の回転速度を検出する車輪速度センサ等を含んでいる。
摩擦ブレーキ装置32は、複数の車輪のそれぞれに固定されるブレーキディスク32aと、車体に固定されるブレーキキャリパ32bとを備える。ブレーキキャリパ32bは、ブレーキディスク32aに押し付けられるブレーキパッド(図示省略)を含む。
ブレーキECU30は、ブレーキアクチュエータ33に接続されている。ブレーキアクチュエータ33は、マスタシリンダ(図示省略)と、左右前後輪に設けられる摩擦ブレーキ装置32との間の油圧回路に設けられる。ブレーキアクチュエータ33は、ブレーキキャリパ32bに内蔵されたホイールシリンダ(図示省略)に供給される作動油の油圧を、複数の車輪の間で独立して調整する周知のアクチュエータである。作動油の油圧によってホイールシリンダを作動させることによりブレーキパッドをブレーキディスク32aに押し付けると、摩擦制動力(油圧制動力)が各車輪に発生する。
ブレーキECU30は、DSECUからブレーキ要求制動力Bfreqを表す信号を受信すると、そのブレーキ要求制動力Bfreqに基づいて「各車輪の目標ブレーキ油圧」を算出する。更に、ブレーキECU30は、各車輪のホイールシリンダに供給される作動油の油圧が各車輪の目標ブレーキ油圧に一致するようにブレーキアクチュエータ33を制御する。従って、ブレーキECU30は、自車両に付与される摩擦制動力をブレーキ要求制動力Bfreqに一致させることができる。ブレーキ要求制動力Bfreq及び目標ブレーキ油圧は、便宜上、「ブレーキ指示値」とも称呼される場合がある。
即ち、ブレーキECU30は、ブレーキアクチュエータ33を制御することによって、摩擦ブレーキ装置32が自車両に付与する摩擦制動力を制御することができる。これにより、ブレーキECU30は、自車両の加速度Gs(負値の加速度Gsである減速度)を変更することができる。
<<定速走行制御>>
自車両の走行モードが通常走行モードである場合、クルーズスイッチ14が操作されることによって開始要求信号がDSECUに送信されると、DSECUは自車両の走行モードを定速走行制御モードに変更する。DSECUは、走行モードが定速走行制御モードであるとき、車速Vsが目標車速Vsetに一致するように自車両を自動的に定速走行させる「定速走行制御」を実行する。
より具体的に述べると、DSECUは、定速走行制御を実行するとき、車速センサ12からの信号に基づいて自車両の車速Vsを取得(算出)する。DSECUは、下記の(1)式を用いて、車速Vsを目標車速Vsetに一致させるための目標加速度Ac*を算出する。

Ac* = (Vset-Vs)×K1(Vs)・・・(1)
(1)式において、K1(Vs)は、定速走行用の加速度ゲインであり、車速Vsに応じた正の値に設定される。より具体的に述べると、ゲインK1(Vs)は、車速Vsが大きくなるに従い小さくなる値に設定される。
(1)式の右辺の車速偏差(Vset-Vs)が正の場合には、自車両を加速させるための目標加速度Ac*(>0)が演算される。車速偏差(Vset-Vs)が負の場合には、自車両を減速させるための目標加速度Ac*(<0)が演算される。
DSECUは、加速度センサ13により検出された実際の自車両の加速度(実加速度)Gsが目標加速度Ac*と等しくなるように、自車両の駆動力を制御すると共に、必要に応じて摩擦制動力を制御する。これらの制御については後に詳述する。なお、DSECUは、定速走行制御において、車速Vsの単位時間あたりの変化速度を実加速度Gsとして使用してもよい。
なお、走行モードが、定速走行制御モードであるとき、DSECUは、次のように「クルーズ用変速制御」を行う。具体的に述べると、DSECUは、スロットル弁開度が全閉でない場合、「通常変速制御」と同様の変速制御を行う。
一方、スロットル弁開度が全閉である場合、DSECUは、「通常変速制御」を禁止し、車速Vs、車速偏差(Vs-Vset)及び自車両の実加速度Gsの大きさ(絶対値)に基づき、クルーズシフトダウン条件が成立するか判定する。そして、DSECUは、クルーズシフトダウン条件が成立する場合、シフトダウンを行う。例えば、自車両の実加速度Gsの大きさが、車速偏差(Vs-Vset)の大きさに応じて大きさが定まるシフトダウン判定閾値より大きい場合、クルーズシフトダウン条件が成立し、シフトダウンが行われる。自車両の実加速度Gsの大きさが、シフトダウン判定閾値以下である場合、クルーズシフトダウン条件が成立しないので、シフトダウンが行われない。
シフトダウン判定閾値は、車速偏差(Vs-Vset)の大きさが大きくなる程小さくなるように設定される。これにより、車速偏差(Vs-Vset)の大きさが大きいほどシフトダウンが起こりやすく、車速偏差(Vs-Vset)の大きさが小さいほどシフトダウンが起こりにくくなる。なお、クルーズシフトダウン条件が成立しない場合、クルーズ用変速制御によるシフトダウンは行われない。
自車両の走行モードが定速走行制御モードである場合、クルーズスイッチ14の操作によって停止要求信号がDSECUに送信されると、DSECUは定速走行制御を終了するとともに自車両の走行モードを通常走行モードに変更する。
なお、走行モードが通常走行モードであるとき、エンジンECU20は、アクセルペダル操作量センサにより検出されるアクセルペダルの操作量及び車速Vsに応じて目標スロットル弁開度を決定し、実際のスロットル弁開度が目標スロットル弁開度に一致するようにスロットル弁アクチュエータを駆動する。更に、走行モードが通常走行モードであるとき、ブレーキECU30は、ブレーキペダル操作量センサにより検出されるブレーキペダルの操作量に基づいてブレーキアクチュエータ33を制御する。従って、自車両は運転者の運転操作に従って所望の加速度Gsで走行する。
<<作動の概要>>
DSECUは、自車両の走行モードが定速走行制御モードである場合、実加速度Gsが目標加速度Ac*と等しくなるように要求駆動力Freq及びブレーキ要求制動力Bfreqを後述するように算出する。なお、ブレーキ要求制動力Bfreqは「0」又は負の値を有する。ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値(大きさ)|Bfreq|が大きいほど、摩擦ブレーキ装置32によって発生させられる摩擦制動力が大きくなる。
DSECUは、要求駆動力FreqをエンジンECU20に送信する。エンジンECU20は、要求駆動力Freqを受信した時点の変速段(実変速段)Sgearと要求駆動力Freqとに基づいて内燃機関22が発生すべきトルク(動力)を算出する。このトルクは「機関要求トルクTqreq」と称呼される。エンジンECU20は、内燃機関22が機関要求トルクTqreqと等しいトルク(動力)を発生するようにエンジンアクチュエータ23を制御する。
DSECUは、ブレーキ要求制動力BfreqをブレーキECU30に送信する。ブレーキECU30は、各車輪が発生する摩擦制動力の合計がブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|と等しくなるようにブレーキアクチュエータ33を制御する。
DSECUは、実加速度Gsが目標加速度Ac*以上である場合(例えば、降坂路を走行している場合)、先ず、要求駆動力Freqを次第に減少させることにより実加速度Gsを低下させる。要求駆動力Freqが減少させられた結果、機関要求トルクTqreqが「0」にまで低下させられて駆動源ブレーキ力が最大になった時点において実加速度Gsが目標加速度Ac*以上であれば、DSECUはシフトダウンを行うことなくブレーキ要求制動力Bfreqを減少させる。即ち、DSECUは、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値(大きさ)|Bfreq|を増大させる。
この結果、摩擦制動力が増大することにより実加速度Gsが目標加速度Ac*に一致すると、DSECUはブレーキ要求制動力Bfreqをその時点の値に維持する。そして、自車両が降坂路から平坦な道路へと進入すると、実加速度Gsが目標加速度Ac*よりも小さくなるので、DSECUは、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値(大きさ)|Bfreq|を減少させる。
しかしながら、自車両が長い降坂路を走行している場合、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が大きい状態(換言すると、摩擦制動力が所定の閾値Bthよりも大きい摩擦ブレーキ高負荷状態)が長時間に渡り継続する状況が生じる。このとき、摩擦ブレーキ装置32の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する場合が生じる。なお、この状況では、車速偏差(Vs-Vset)の大きさが大きくなりにくく、且つ、自車両の実加速度Gsも大きくなりにくいため、上述のクルーズシフトダウン条件が成立しにくいので、クルーズ用変速制御によるシフトダウンが行われる可能性が低い。
そこで、DSECUは、以下に述べるシフトダウン条件が成立すると、自動変速機24の変速段を現変速段Sgearから1段(1速)だけシフトダウンさせる。
(シフトダウン条件)
シフトダウン条件は、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が所定の閾値Bthより大きい状態(即ち、摩擦ブレーキ高負荷状態)が判定閾値時間tsth以上に渡って継続したときに成立する条件である。
シフトダウン条件が成立してシフトダウンが実行されると、自車両に作用する「駆動源ブレーキ力(駆動源ブレーキ力による減速度である惰行減速度)」の大きさが増大する。よって、摩擦制動力を低下させても実加速度Gsを目標加速度Ac*に一致させ続けることができる。即ち、DSECUは、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|を減少させることができる。よって、シフトダウンにより摩擦ブレーキ高負荷状態が継続することを回避することができるから、フェード現象の発生を防ぐことができる。なお、自車両が短い降坂路を走行する場合にはシフトダウン条件が成立しない可能性が高い。よって、シフトダウンの頻度が少なくなるので、自車両のドライバビリティが悪化する頻度を低減することができる。
<<具体的作動>>
DSECUのCPU(単に「CPU」と称呼する。)は、所定時間が経過する毎に図2及び図3にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
従って、所定のタイミングになると、CPUは、図2のステップ200から処理を開始してステップ205に進み、自車両の走行モードが定速走行制御モードであるか否かを判定する。自車両の走行モードは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンへと変更されたときにCPUにより実行される初期化ルーチンにより通常走行モードに設定される。走行モードが通常走行モードである場合、CPUはステップ205にて「No」と判定し、ステップ295に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
クルーズスイッチ14が操作されることによって走行モードが定速走行制御モードに変更されると、CPUはステップ205にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ210及びステップ215の処理を順に行い、ステップ220に進む。
ステップ210:CPUは、自車両の車速Vsを取得し、その車速Vsを上記(1)式に適用することによって目標加速度Ac*を算出する。
ステップ215:CPUは、加速度センサ13からの信号に基づいて実加速度Gsを取得する。
CPUは、ステップ220にて、実加速度Gsが目標加速度Ac*よりも小さいか否かを判定する。実加速度Gsが目標加速度Ac*よりも小さい場合(即ち、自車両を加速させる必要がある場合)、CPUはステップ220にて「Yes」と判定してステップ225に進み、後述するステップ260にて減少されるブレーキ要求制動力Bfreqが負であるか否かを判定する。即ち、CPUは現時点において摩擦制動力が発生しているか否かを判定する。なお、ブレーキ要求制動力Bfreqは前述した初期化ルーチンにおいて「0」に設定される。
いま、ブレーキ要求制動力Bfreqが「0」以上であると仮定する。この場合、CPUはステップ225にて「No」と判定し、以下に述べるステップ230乃至ステップ240の処理を順に行い、ステップ295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ230:CPUは要求駆動力Freqを所定量dFuだけ増大させる。
ステップ235:CPUは、要求駆動力FreqをエンジンECU20に送信する。
ステップ240:CPUは、ブレーキ要求制動力BfreqをブレーキECU30に送信する。なお、ブレーキ要求制動力Bfreqが「0」の場合、ブレーキECU30は摩擦制動力を発生させない。
このような処理は、実加速度Gsが目標加速度Ac*よりも小さく且つブレーキ要求制動力Bfreqが「0」以上である場合に繰り返し実行され、その結果、要求駆動力Freqが次第に増大する。
これに対し、CPUがステップ220の処理を実行する時点において、実加速度Gsが目標加速度Ac*以上である場合(即ち、自車両を減速させる必要がある場合)、CPUはステップ220にて「No」と判定してステップ245に進む。CPUは、ステップ245にて要求駆動力Freqを所定量dFdだけ減少させる。
次に、CPUはステップ250に進み、ステップ245にて算出した要求駆動力Freqが閾値駆動力Fthより小さいか否かを判定する。閾値駆動力Fthは、現時点の変速段Sgear及び車速Vsにより定まる値であり、内燃機関22が発生するトルクを「0」に設定した場合に自車両に加わる駆動源ブレーキ力に応じた値(惰行減速度に応じた値)である。換言すると、要求駆動力Freqが閾値駆動力Fthより小さい場合、変速段をシフトダウンしない限り自車両の駆動力を小さくすることができない。即ち、要求駆動力Freqが閾値駆動力Fthより小さい場合、CPUは、変速段をシフトダウンしない限り、駆動源ブレーキ力を大きくすることができず、従って、惰行減速度を大きくすることができない。
なお、CPUはステップ250において、現時点の変速段Sgearと要求駆動力Freqとに基づいて内燃機関22が発生すべきトルク(機関要求トルクTqreq)を算出し、その機関要求トルクTqreqが「0」以下であるか否かを判定してもよい。
要求駆動力Freqが閾値駆動力Fth以上である場合、CPUはステップ250にて「No」と判定し、前述した「ステップ235及びステップ240」の処理を行なってから本ルーチンを一旦終了する。
この状態が継続すると、要求駆動力Freqはステップ245の処理によって次第に減少させられ閾値駆動力Fthよりも小さくなる。この場合(即ち、要求駆動力Freqが閾値駆動力Fthよりも小さい場合)、CPUはステップ250にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ255及びステップ260の処理を順に行い、その後、前述した「ステップ235及びステップ240」の処理を行なってから本ルーチンを一旦終了する。
ステップ255:CPUは要求駆動力Freqを閾値駆動力Fthと等しい値に設定する。
ステップ260:CPUはブレーキ要求制動力Bfreqを所定量dBdだけ減少させる。
このように、駆動源ブレーキ力が「現時点の変速段Sgear及び車速Vsにおいて発生できる駆動源ブレーキ力の最大値」に到達すると、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値が増大され、摩擦制動力が増大する。このとき、上述したクルーズシフトダウン条件を満たさない限り、クルーズ用変速制御によるシフトダウンが行われない。
従って、以降において、実加速度Gsが目標加速度Ac*以上である場合、ステップ255にて要求駆動力Freqが閾値駆動力Fthに維持され、ステップ260にてブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値が増大され続けるので、実加速度Gsが目標加速度Ac*よりも小さくなる。この場合、CPUはステップ220にて「Yes」と判定してステップ225に進む。このとき、ブレーキ要求制動力Bfreqは「0」より小さい。よって、CPUはステップ225にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ265及びステップ270の処理を順に行い、前述した「ステップ235及びステップ240」の処理を行なってから本ルーチンを一旦終了する。
ステップ265:CPUはブレーキ要求制動力Bfreqを所定量dBuだけ増大させる。
ステップ270:CPUは、ブレーキ要求制動力Bfreqを、「0」とステップ265において増大されたブレーキ要求制動力Bfreqのうちの小さい方に設定する。即ち、CPUは、ブレーキ要求制動力Bfreqが「0」以下の値になるようにブレーキ要求制動力Bfreqを制限(ガード)する。
以降、実加速度Gsが目標加速度Ac*より小さく且つブレーキ要求制動力Bfreqが「0」より小さい場合、ステップ265及びステップ270の処理が繰り返される。従って、要求駆動力Freqは変更されることなく、ブレーキ要求制動力Bfreqが次第に大きくなる(ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値が次第に小さくなる)。そして、ステップ270にてブレーキ要求制動力Bfreqが「0」に設定された時点以降において実加速度Gsが目標加速度Ac*より小さければ、ステップ230の処理によって要求駆動力Freqが次第に増大される。
これに対し、ブレーキ要求制動力Bfreqを次第に大きく変更した結果(即ち、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値を次第に小さくした結果)、実加速度Gsが目標加速度Ac*以上になると、CPUはステップ220にて「No」と判定してステップ245乃至ステップ260に進む。従って、自車両が「定速走行を行うために摩擦制動力を必要とする降坂路」を長時間に渡って走行している場合、ブレーキ要求制動力Bfreqはある値の近傍に留まる。
一方、所定のタイミングになると、CPUは、図3のステップ300から処理を開始してステップ305に進み、自車両の走行モードが定速走行制御モードであるか否かを判定する。
走行モードが通常走行モードである場合、CPUはステップ305にて「No」と判定してステップ310に進み、上述した通常変速制御を許可する信号をエンジンECU20に送信すると共に後述するタイマts1の値を「0」に設定(クリア)し、ステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、タイマts1の値は、前述した初期化ルーチンにより「0」に設定される。
これに対し、走行モードが定速走行制御モードである場合、CPUはステップ305にて「Yes」と判定してステップ320に進み、以下に述べる条件1及び条件2の何れかが成立しているか否かを判定する。
条件1:実加速度Gsが目標加速度Ac*よりも大きい(即ち、車速Vsを減少させる必要がある)。
条件2:ブレーキ要求制動力Bfreqが0より小さい(Bfref<0)。
条件1及び条件2の何れもが成立していない場合、CPUはステップ320にて「No」と判定し、ステップ322に進み、上述したクルーズ用変速制御を実行してから本ルーチンを一旦終了する。
CPUがステップ320の処理を実行する時点において、条件1及び条件2の少なくとも一方が成立している場合、CPUはステップ320にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ325及びステップ330の処理を順に行い、ステップ335に進む。
ステップ325:CPUは、上述した通常変速制御を禁止する信号をエンジンECU20に送信する。
ステップ330:CPUは、現時点の変速段Sgearに基づいて判定閾値時間tsthを決定(設定)する。より具体的に述べると、CPUは、現時点の変速段SgearをルックアップテーブルM1(Sgear)に適用することにより、判定閾値時間tsthを求める。
ルックアップテーブルM1(Sgear)によれば、判定閾値時間tsthは以下のように決定される。
現時点の変速段Sgearが2速ギア(2nd)である場合、判定閾値時間tsthは2速対応時間Tth2に設定される。
現時点の変速段Sgearが3速ギア(3rd)である場合、判定閾値時間tsthは3速対応時間Tth3に設定される。
現時点の変速段Sgearが4速ギア(4th)である場合、判定閾値時間tsthは4速対応時間Tth4に設定される。
現時点の変速段Sgearが5速ギア(5th)である場合、判定閾値時間tsthは5速対応時間Tth5に設定される。
現時点の変速段Sgearが6速ギア(6th)である場合、判定閾値時間tsthは6速対応時間Tth6に設定される。
これらの対応時間の間には以下の関係式(R1)が成立する。この理由については後述する。
Tth6<Tth5<Tth4<Tth3<Tth2 ・・・(R1)
次に、CPUはステップ335に進み、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値(大きさ|Bfreq|)が所定の正の値に設定された閾値Bth(以下、単に「閾値Bth」と称呼される。)よりも大きいか否かを判定する。即ち、CPUは、ステップ335にて、前述した摩擦ブレーキ高負荷状態が発生しているか否かを判定する。
ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bth以下である場合、CPUはステップ335にて「No」と判定して、ステップ337に進みタイマts1の値を「0」に設定(クリア)してからステップ322に進み上述したクルーズ用変速制御を行う。その後、CPUはステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bthよりも大きい場合、CPUはステップ335にて「Yes」と判定してステップ340に進み、タイマts1の値を1だけ増加させる。このタイマts1の値は、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bthよりも大きい状態(即ち、上述の摩擦ブレーキ高負荷状態)の継続時間を表す。
次に、CPUはステップ345に進み、タイマts1の値がステップ330にて決定された判定閾値時間tsthより大きいか否かを判定する。タイマts1の値が判定閾値時間tsth以下である場合、CPUはステップ345にて「No」と判定してステップ322に進み上述したクルーズ用変速制御を行う。その後、CPUはステップ395に進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対して、タイマts1の値が判定閾値時間tsthより大きい場合、上述の摩擦ブレーキ高負荷状態が長い時間続いているので、ブレーキディスク32aの温度及びブレーキパッドの温度が過度に高くなっている可能性が高い。即ち、タイマts1の値が判定閾値時間tsthより大きい状態は、前述したシフトダウン条件が成立した状態であり、フェード現象が発生する可能性が高い状態である。
そこで、タイマts1の値が判定閾値時間tsthより大きい場合、CPUはステップ345にて「Yes」と判定してステップ345に進み、自動変速機24の変速段を現変速段Sgearから1段だけ下げるシフトダウンを行うための要求(即ち、シフトダウン要求)をエンジンECU20に送信する。エンジンECU20は、シフトダウン要求を受信すると、自動変速機24の変速段を現変速段Sgearから1段だけ低速の変速段へと変更する(シフトダウンを行う。)。その後、CPUはステップ322に進み上述したクルーズ用変速制御を行った後、ステップ395に進み、本ルーチンを一旦終了する。
この結果、駆動源ブレーキ力が増大するので、自車両の減速度が増大する。よって、実加速度Gsは目標加速度Ac*よりも小さくなる。そのため、図2のステップ265の処理が実行されるので、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値が小さくなる。よって、ブレーキディスク32aの温度及びブレーキパッドの温度の上昇が抑制される。
以下、図4に示した例を用いて、自車両SVが降坂路を走行する場合のDSECUの作動について説明する。この例において、自車両SVは降坂路を含む道路区間(地点p0と地点p1との間の区間)を定速走行制御によって走行している。自車両SVは時刻t1から時刻t8まで降坂路を走行する。時刻t1での変速段は6速ギアである。
時刻t1から時刻t2までの間、自車両SVは降坂路を走行しているので、定速走行制御中であるにも関わらず車速Vsが目標車速Vsetに比べて徐々に増大する。即ち、目標車速Vsetと車速Vsとの差である増速量(車速偏差)(Vs-Vset)は徐々に増大する。従って、実加速度Gsが目標加速度Ac*以上になるので、DSECUは時刻t1以降において要求駆動力Freqを減少させる(ステップ245を参照。)。
時刻t2にて、要求駆動力Freqの大きさが閾値駆動力Fthより小さくなる。即ち、変速段が6速ギアである場合の駆動源ブレーキ力が最大値に達する。このため、DSECUは、時刻t2以降においてブレーキ要求制動力Bfreqを「0」から次第に減少させる(ステップ260を参照。)。即ち、DSECUはブレーキ要求制動力Bfreqの大きさ(絶対値)を増大させる。この結果、ブレーキ要求制動力Bfreqの大きさは時刻t3にて閾値Bthよりも大きくなる。即ち、時刻t3にて上述の摩擦ブレーキ高負荷状態が発生する。
時刻t2以降において、ブレーキ要求制動力Bfreqの大きさ(絶対値)が増大するので、摩擦ブレーキ装置32が発生する摩擦制動力が大きくなる。よって、車速Vsは目標車速Vsetに近づき、ブレーキディスク32aの温度及びブレーキパッドの温度が徐々に高くなる。
ここで、図5の線a1に示されるように、ブレーキパッドの温度が上昇してある温度(例えば、約200℃)を越えると、ブレーキ性能(ブレーキ効力係数)が低下することが知れられている。ここで、ブレーキ性能とは、ブレーキディスク32aにブレーキパッドをある力で押しつけた場合に発生する摩擦制動力のことである。即ち、ブレーキパッドの温度がある温度以上になるとフェード現象が生じる。
フェード現象に起因してブレーキ性能が低下すると、定速走行制御中に摩擦制動力によって十分な減速度を発生できないので、運転者は違和感を覚える場合がある、或いは、自車両SVの走行モードが通常走行モードへ変更した後に運転者が制動操作を行った場合、運転者はブレーキ性能が良くないと感じる。
そこで、DSECUは、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している時間ts(時刻t3から起算が開始される時間ts)が、判定閾値時間tsth(この場合、6速対応時間Tth6)より長くなると、摩擦ブレーキ高負荷状態を解消するため(摩擦ブレーキ装置32の負担を軽減するため)にシフトダウンを行う。
具体的に述べると、DSECUは、時間tsが6速対応時間Tth6に到達した時刻t4にて、自動変速機24の変速段を現在の変速段である6速ギアから5速ギアへと1段だけ下げる(ステップ345及びステップ350を参照。)。これにより、駆動源ブレーキ力が大きくなるので、摩擦ブレーキ装置32に要求される摩擦制動力を小さくすることができる(ステップ265を参照。)。
DSECUは、シフトダウンを行った場合、判定閾値時間tsthを、6速対応時間Tth6からシフトダウン後の変速段である5速に対応した5速対応時間Tth5に変更する。
図4に示した例において、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している時間tsは時刻t5にて5速対応時間Tth5以上になる。よって、DSECUは、時刻t5にて自動変速機24の変速段を現在の変速段である5速ギアから4速ギアへと1段だけ下げる。この結果、摩擦ブレーキ装置32に要求される摩擦制動力を一層小さくできる。その結果、ブレーキ要求制動力Bfreqの大きさは時刻t6にて閾値Bthよりも小さくなり、時刻t6にて摩擦ブレーキ高負荷状態が終了する。よって、ブレーキディスク32aの温度及びブレーキパッドの温度が過度に高くなることを回避できるので、フェード現象の発生を回避できる。
ところで、第1実施装置は、上述した関係式(R1)が満たされるようにN速対応時間TthN(Nは、2から6までの整数)を設定している(ステップ330を参照。)。つまり、相対的に高速の(ギア比が小さい)M速変速段に対応するM速対応時間TthMは、相対的に低速の(ギア比が大きい)L速変速段(M>L)に対応するL速対応時間TthLよりも短い。
このように判定閾値時間tsthを設定する理由は以下の通りである。即ち、相対的にギア比が大きい変速段(例えば、1速ギア乃至3速ギアの低変速段)へとシフトダウンを行うと、駆動源ブレーキ力の増大量が大きい。よって、シフトダウンがなされたとき、惰行減速度が大きく増大する可能性が高い。このため、シフトダウン後に惰行減速度が過剰になり、直ちにシフトアップがなされる可能性が高くなる。
その結果、シフトダウンとシフトアップが頻繁に繰り返され(即ち、ビジーシフトが発生し)、ドライバビリティが悪化することがあり得る。従って、低変速段へのシフトダウンは慎重に行われることが好ましい。よって、DSECUは、判定閾値時間tsthを変速段が小さくなるほど(ギア比が大きくなるほど)長くなるように設定している。即ち、DSECUは、変速段が低変速段である場合、摩擦ブレーキ高負荷状態が比較的長い時間継続したときにシフトダウンを行う。
一方、相対的にギア比が小さい高変速段(例えば、4速ギア乃至6速ギア)にて自車両SVが走行している場合、駆動源ブレーキ力が小さい。よって、摩擦ブレーキ装置32に要求される摩擦制動力が大きくなる。従って、摩擦ブレーキ装置32により大きな負担がかかるので、なるべく早期にシフトダウンが行われることが好ましい。
よって、DSECUは、判定閾値時間tsthを変速段が大きくなるほど(ギア比が小さくなるほど)短くなるように設定している。即ち、DSECUは、変速段が高変速段である場合、摩擦ブレーキ高負荷状態が比較的短時間だけ継続したときにシフトダウンを行う。これにより、摩擦ブレーキ装置32に大きな負担がかかる状態を早期に解消することができ、フェード現象の発生を回避できる。更に、高変速段へとシフトダウンしても惰行減速度が大きく増大しない。このため、ビジーシフトが発生する可能性も極めて低い。
なお、図4に示した例においては、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生しはじめた時刻t3からの時間が4速対応時間Tth4に到達する時刻t7よりも前の時刻t6にて摩擦ブレーキ高負荷状態が解消されている。従って、時刻t7でシフトダウンが再び実行されることはない。
以上説明したように、第1実施装置によれば、自車両SVが降坂路を定速走行制御により走行する場合等において、シフトダウンの発生頻度を低下させながら摩擦ブレーキ高負荷状態が長時間継続してしまう可能性を低くすることができる。その結果、ブレーキ性能が低下してしまう現象(フェード現象)が発生する可能性を低下することができる。
<第1実施装置の第1変形例>
第1実施装置の第1変形例は、図3のステップ355の処理によってシフトダウンが行われる毎にタイマts1の値を「0」に設定(クリア)する点のみにおいて、第1実施形態と相違している。より具体的に述べると、この変形例に係る装置のCPUは、図3のステップ350の処理を実行した後に図3のステップ355に進み、タイマts1の値を「0」に設定する。従って、シフトダウンが行われると、その時点からそのシフトダウン後の変速段に対応した判定閾値時間tsthだけ摩擦ブレーキ高負荷状態が継続したとき、次のシフトダウンが行われる。
この装置によっても、第1実施装置と同様、「ビジーシフトによるドライバビリティの悪化及びフェード現象」が発生する可能性を低減することができる。
<第1実施装置の第2変形例>
第1実施装置の第2変形例は、判定閾値時間tsthを自動変速機24の現時点の変速段Sgearに応じて変更せず、判定閾値時間tsthを固定値Tth(固定時間Tth)に設定している点のみにおいて、第1実施装置の第1変形例と異なる。
より具体的に述べると、この変形例に係る装置のCPUは、図3に示したルーチンに代えて図6にフローチャートにより示したルーチンを実行する。図6のルーチンは、図3のステップ330をステップ330aに置換し、且つ、ステップ355の処理を実行するように構成されたルーチンである。
従って、CPUは、ステップ330aに進むと、判定閾値時間tsthを固定時間Tthに設定する。更に、CPUは、ステップ350の処理によってシフトダウンが行われる毎にステップ355にてタイマts1の値を「0」に設定(クリア)する。
この装置によっても、定速走行制御の実行中に摩擦ブレーキ高負荷状態が固定時間Tthだけ継続するとシフトダウンを行う。よって、摩擦ブレーキ高負荷状態が長時間継続してしまう可能性を低くすることができる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る車両制御装置(以下、「第2実施装置」と称呼される場合がある。)について説明する。
第2実施装置は、以下の点のみにおいて第1実施装置と相違している。
・第2実施装置は、図3に示したルーチンに代わる図7に示したルーチンを実行する。
図7に示したルーチンを実行する第2実施装置は、判定閾値時間tsthを現時点の変速段Sgearに応じて異なる時間に設定すること(ステップ330)に代えて、摩擦ブレーキ高負荷状態(ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bthよりも大きい状態)が発生している間に、自車両がシフトダウンを行ったか否か(シフトダウンを経験済みか否かに)応じて変える。
具体的に述べると、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している間に、自車両がシフトダウンを経験していない場合(シフトダウンが一度も実行されていない場合)、第2実施装置は、判定閾値時間tsthを、シフトダウン経験済みの場合(シフトダウンが少なくとも一度実行された場合)に比べて、長く設定する。
これにより、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している期間において最初のシフトダウンが行われるまでは判定閾値時間tsthが相対的に長い時間に設定されるので、降坂路が比較的短い場合にシフトダウンが行われにくくなる。従って、ドライバビリティが悪化する頻度を低減できる。
一方、摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している期間において最初のシフトダウンが行われた後に摩擦ブレーキ高負荷状態が継続している場合、判定閾値時間tsthが相対的に短い時間に設定される。従って、例えば降坂路が長い等の理由により、最初のシフトダウン後においても摩擦ブレーキ高負荷状態が継続する場合には2回目以降のシフトダウンが速やかに実行される。その結果、摩擦ブレーキ装置32の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を低減することができる。
以下、この相違点を中心として説明する。
図7に示したルーチンは、以下の点のみにおいて図3のルーチンと相違する。
・図3に示したルーチンのステップ330がステップ710に置換されている点。
・ステップ350とステップ322との間にステップ720及びステップ730が追加されている点。
・ステップ337とステップ322との間にステップ740が追加されている点。
従って、以下では、主としてこれらの相違するステップについて説明する。
CPUはステップ710に進むと、シフトダウン実行フラグXsに基づいて判定閾値時間tsthを決定(設定)する。具体的に述べると、CPUは、現時点のシフトダウン実行フラグXsの値をルックアップテーブルMsに適用することにより、判定閾値時間tsthを求める。
なお、シフトダウン実行フラグXsは、その値が「1」の場合、摩擦ブレーキ高負荷状態(ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bthよりも大きい状態)が発生している間にシフトダウンが少なくとも一度実行されたこと(1回以上行われたこと)を表す。シフトダウン実行フラグXsは、その値が「0」の場合、摩擦ブレーキ高負荷状態(ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bthよりも大きい状態)が発生している間にシフトダウンが一度も実行されていないことを表す。なお、シフトダウン実行フラグXsの値は、前述した初期化ルーチンにより「0」に設定される。
ルックアップテーブルMsによれば、判定閾値時間tsthは以下のように決定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「0」である場合(即ち、シフトダウン未経験の場合)、判定閾値時間tsthは、「SDなし対応時間T0th」に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「1」である場合(即ち、シフトダウン経験済みの場合)、判定閾値時間tsthは、「SDあり対応時間T1th」に設定される。
なお、これらの対応時間には、以下の関係式(R2)が成立する。

T0th>T1th ・・・(R2)
ステップ710にて決定された判定閾値時間tsthが、ステップ345の判定に使用される。シフトダウン実行フラグXsの値が「0」に設定されているときに、CPUがステップ345に進んだ場合、判定閾値時間tsthとして、相対的長い時間である「SDなし対応時間T0th」が使用される。その結果、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生して(ステップ335にて「Yes」との判定。)から最初にシフトダウンを行う(ステップ350。)までの時間が相対的に長くなる。
そして、タイマts1の値がその判定閾値時間tsth(=T0th)より大きい場合、CPUはステップ345にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ350、ステップ720及びステップ730の処理を順に行い、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ350:CPUは、自動変速機24の変速段を現変速段Sgearから1段だけ下げるシフトダウンを行うための要求(即ち、シフトダウン要求)をエンジンECU20に送信する。エンジンECU20は、シフトダウン要求を受信すると、自動変速機24の変速段を現変速段Sgearから1段だけ低速の変速段へと変更する(シフトダウンを行う。)。
ステップ720:CPUはタイマts1の値を「0」に設定(クリア)する。
ステップ730:CPUはシフトダウン実行フラグXsの値を「1」に設定する。
その後、シフトダウン実行フラグXsの値が「1」に設定されているときに、CPUがステップ710に進んだ場合、判定閾値時間tsthとして、「SDなし対応時間T0th」相対的短い時間である「SDあり対応時間T1th」が使用される。その結果、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している間に、次のシフトダウンを行うまでの時間が短くなる。
そして、タイマts1の値が判定閾値時間tsth(=T1th)より大きい場合、CPUがステップ345にて、「Yes」と判定されてステップ350に進み、CPUは、シフトダウン要求をエンジンECU20送信する。エンジンECU20は、シフトダウン要求を受信すると、シフトダウンを行う。その結果、最初のシフトダウン後においても摩擦ブレーキ高負荷状態が継続する場合には2回目以降のシフトダウンが速やかに実行される。
その後、CPUはステップ720にて、タイマts1の値を「0」に設定(クリア)した後、ステップ730に進み、シフトダウン実行フラグXsの値を「1」に設定した状態で、ステップ322の処理を実行した後、ステップ795に進んで、本ルーチンを一旦終了する。
なお、CPUがステップ335の処理を実行する時点において、ブレーキ要求制動力Bfreqの絶対値|Bfreq|が閾値Bth以下である場合、CPUはステップ335にて「No」と判定し、以下に述べるステップ337及びステップ740の処理を順に行い、ステップ322の処理を実行した後、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ337:CPUはタイマts1の値を「0」に設定(クリア)する。
ステップ740:CPUはシフトダウン実行フラグXsの値を「0」に設定する。
以上説明した第2実施装置によれば、ドライバビリティが悪化する頻度を低減でき、更に、摩擦ブレーキ装置32の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を低減することができる。
<第2実施形態の第1変形例>
第2実施装置の第1変形例は、判定閾値時間tsthを自動変速機24の現時点の変速段Sgearに応じて変更している点のみにおいて、第2実施装置と異なる。
より具体的に述べると、この変形例に係る装置のCPUは、図7に示したルーチンに代えて図8にフローチャートにより示したルーチンを実行する。図8のルーチンは、図7のステップ710をステップ710aに置換したルーチンである。
従って、CPUは、ステップ710aに進むと、現時点のシフトダウン実行フラグXsの値及び現時点の変速段SgearをルックアップテーブルMs0及びMs1に適用することにより、判定閾値時間tsthを求める。
ルックアップテーブルMs0によれば、判定閾値時間tsthは、以下のように決定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「0」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが2速ギア(2nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDなし2速対応時間T0th2に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「0」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが3速ギア(3nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDなし3速対応時間T0th3に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「0」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが4速ギア(4nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDなし4速対応時間T0th4に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「0」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが5速ギア(5nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDなし5速対応時間T0th5に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「0」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが6速ギア(6nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDなし6速対応時間T0th6に設定される。
これらの対応時間の間には以下の関係式(R3)が成立する。

T0th6<T0th5<T0th4<T0th3<T0th2 ・・・(R3)
ルックアップテーブルMs1によれば、判定閾値時間tsthは、以下のように決定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「1」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが2速ギア(2nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDあり2速対応時間T1th2に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「1」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが3速ギア(3nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDあり3速対応時間T1th3に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「1」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが4速ギア(4nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDあり4速対応時間T1th4に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「1」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが5速ギア(5nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDあり5速対応時間T1th5に設定される。
現時点のシフトダウン実行フラグXsの値が「1」であり、且つ、現時点の変速段Sgearが6速ギア(6nd)である場合、判定閾値時間tsthは、SDあり6速対応時間T1th6に設定される。
これらの対応時間の間には以下の関係式(R4)が成立する。

T1th6<T1th5<T1th4<T1th3<T1th2 ・・・(R4)
更にこれらの対応時間の間には以下の関係式(R5a)乃至(R5e)が成立する。

T0th2>T1th2 ・・・(R5a)
T0th3>T1th3 ・・・(R5b)
T0th4>T1th4 ・・・(R5c)
T0th5>T1th5 ・・・(R5d)
T0th6>T1th6 ・・・(R5e)
その後、ステップ710aに決定された判定閾値時間tsthが、ステップ345の判定に使用される。その結果、シフトダウンが一度も実行されておらずシフトダウン実行フラグXsの値が「0」に設定されているときに、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生してから最初にシフトダウン(ステップ350)を行うまでの時間が相対的に長くなる(関係式(R5a)乃至(R5e)を参照。)。
シフトダウン実行フラグXsの値が「1」に設定されているときに、摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している間(ステップ335にて「Yes」との判定。)に、次のシフトダウン(ステップ350)を行うまでの時間が相対的に短くなる(関係式(R5a)乃至(R5e)を参照。)。
従って、ドライバビリティが悪化する頻度を低減でき、更に、摩擦ブレーキ装置32の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を低減することができる。
これらに加えて、自動変速機24の現時点の変速段Sgearが大きいほど(ギア比が小さいほど)、摩擦ブレーキ高負荷状態が生じて(ステップ335にて「Yes」との判定。)からシフトダウンを行うと判定される(ステップ345にて「Yes」との判定。)までの時間が短くなる(関係式(R3)及び(R4)参照。)。
従って、自車両が降坂路を定速走行制御により走行する場合等において、シフトダウンの発生頻度を低下させながら摩擦ブレーキ高負荷状態が長時間継続してしまう可能性を低くすることができる。その結果、フェード現象が発生する可能性を低下することができる。
この装置によっても、ドライバビリティが悪化する頻度を低減でき、更に、摩擦ブレーキ装置32の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を低減することができる。更に、この装置によれば、シフトダウンの発生頻度を低下させながらフェード現象が発生する可能性を低減することができる。
<第2実施形態の第2変形例>
第2実施装置の第2変形例は、図7のステップ720の処理を行わない点のみにおいて、第2実施装置の第2変形例と相違している。即ち、第1実施装置の第1変形例は、ステップ720の処理によってシフトダウンが行われる毎にタイマts1の値を「0」に設定(クリア)しているが、第2実施装置の第2変形例は、ステップ720の処理によってシフトダウンが行われる毎にタイマts1の値を「0」に設定(クリア)していない。
この装置によっても、ドライバビリティが悪化する頻度を低減できると共に、摩擦ブレーキ装置32の部材の温度が上昇してフェード現象が発生する可能性を低減することができる。更に、この装置によっても、シフトダウンの発生頻度を低下させながらフェード現象が発生する可能性を低下することができる。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想に基づく各種の変形例を採用し得る。
例えば、上述した各実施形態の自動変速機の一例として、オートマッチックトランスミッションを説明したが、自動変速機の一例としてCVT(Continuously Variable Transmission:無段変速機)を適用してもよい。この場合、シフトダウンには、変速比が連続的に増加する疑似的なシフトダウン(例えば、所定の変速比から所定の変化量だけ変速比が連続的に増加する疑似的なシフトダウン)も含まれてもよい。
例えば、上述した各実施装置及び各変形例は、駆動源として、動力機関であるモータのみ、又は、モータ及び内燃機関を備えていてもよい。駆動源がモータを備える場合、駆動源ブレーキ力には、回生ブレーキ力が含まれていてもよい。この場合、シフトダウンが行われるときに、モータに供給される電流が停止又は減少されることにより、回生ブレーキ力が発生又は増大される。
例えば、上述した各実施装置及び各変形例は、クルーズ制御として、周知の追従走行制御(車間距離制御、ACC:Adaptive Cruise Control)を実行するように構成してもよい。
追従車間距離制御は、物標情報に基づいて、自車両の直前を走行している先行車と自車両との車間距離を所定の距離に維持しながら、自車両を先行車に追従させる制御である。追従車間距離制御自体は周知である(例えば、特開2014-148293号公報、特開2006-315491号公報、特許第4172434号明細書、及び、特許第4929777号明細書等を参照。)。
追従車間距離制御の概要は、例えば、以下の通りである。即ち、追従車間距離制御の実行中は、レーダセンサ11により取得した物標情報に基づいて、所定の追従対象車両エリア内の追従対象車両を選択する。
更に、DSECUは、目標加速度Gtgtを下記(2)式及び(3)式の何れかに従って算出する。(2)式及び(3)式において、Vfx(a)は追従対象車両の相対速度であり、k1及びk2は所定の正のゲイン(係数)であり、ΔD1は「追従対象車両の車間距離Dfxから目標車間距離Dtgt」を減じることにより得られる車間偏差(ΔD1=Dfx(a)-Dtgt)である。なお、目標車間距離Dtgtは、運転者によりクルーズスイッチ14を用いて設定される目標車間時間Ttgtに自車両の車速Vsを乗じることにより算出される(Dtgt=Ttgt・Vs)。
DSECUは、値(k1・ΔD1+k2・Vfx)が正又は「0」の場合に下記(2)式を使用して目標加速度Gtgtを決定する。ka1は、加速用の正のゲイン(係数)であり、「1」以下の値に設定されている。
Gtgt(加速用)=ka1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(2)
一方、DSECUは、値(k1・ΔD1+k2・Vfx(a))が負の場合に下記(3)式を使用して目標加速度Gtgtを決定する。kd1は、減速用のゲイン(係数)であり、本例においては「1」に設定されている。
Gtgt(減速用)=kd1・(k1・ΔD1+k2・Vfx(a)) …(3)
なお、追従対象車両エリアに物標が存在しない場合、DSECUは、自車両の車速Vsが「目標車間時間Ttgtに応じて設定される目標速度SPDtgt」に一致するように、目標速度SPDtgtと車速Vsに基づいて目標加速度Gtgtを決定する。
DSECUは、車両の加速度Gsが目標加速度Gtgtに一致するように、エンジンECU20を用いてエンジンアクチュエータ23を制御すると共に、必要に応じてブレーキECU30を用いてブレーキアクチュエータ33を制御する。以上が追従車間距離制御の概要である。
更に、例えば、各実施装置及び各変形装置は、ステップ335において、ブレーキ要求制動力に代えて、目標ブレーキ油圧、ブレーキ要求制動力の積算値又は目標ブレーキ油圧の積算値等を用いてもよい。
10…運転支援ECU、11…レーダセンサ、12…車速センサ、13…加速度センサ
14…クルーズスイッチ、20…エンジンECU、21…エンジンセンサ、22…エンジン、23…エンジンアクチュエータ、24…自動変速機、30…ブレーキECU、31…ブレーキセンサ、32…摩擦ブレーキ装置、32a…ブレーキディスク、32b…ブレーキキャリパ、33…ブレーキアクチュエータ

Claims (2)

  1. 動力機関と、前記動力機関が発生する動力を車両の駆動輪に伝達する自動変速機と、前記車両に付与される摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキ装置と、を備える車両に適用され、前記車両の速度である車速が所定の目標車速に一致するように前記車両を走行させる定速走行制御を行う車両制御装置であって、
    前記車速を前記目標車速に一致させるために前記車速を減少させる必要がある場合、前記自動変速機に変速比を変更させることなく、前記動力が減少するように前記動力機関を制御する動力減少部と、
    前記動力減少部により前記動力を減少させた場合であっても前記車速を前記目標車速に一致させるために前記車速を減少させる必要がある場合、前記自動変速機に前記変速比を変更させることなく、前記摩擦制動力が増大するように前記摩擦ブレーキ装置を制御する摩擦制動力増大部と、
    前記摩擦制動力が所定の閾値よりも高い状態である摩擦ブレーキ高負荷状態が、所定の判定閾値時間に渡って継続したときに成立するシフトダウン条件が成立したとき、前記自動変速機の前記変速比を前記シフトダウン条件が成立した時点の変速比よりも大きい変速比へと変更するシフトダウンを前記自動変速機に実行させる、シフトダウン実行部と、
    を備えた車両制御装置において、
    前記シフトダウン実行部は、
    前記判定閾値時間が、前記摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している間の前記自動変速機の前記変速比が小さいほど短くなるように、前記判定閾値時間を設定するように構成された、
    車両制御装置。
  2. 動力機関と、前記動力機関が発生する動力を車両の駆動輪に伝達する自動変速機と、前記車両に付与される摩擦制動力を発生する摩擦ブレーキ装置と、を備える車両に適用され、前記車両の速度である車速が所定の目標車速に一致するように前記車両を走行させる定速走行制御を行う車両制御装置であって、
    前記車速を前記目標車速に一致させるために前記車速を減少させる必要がある場合、前記自動変速機に変速比を変更させることなく、前記動力が減少するように前記動力機関を制御する動力減少部と、
    前記動力減少部により前記動力を減少させた場合であっても前記車速を前記目標車速に一致させるために前記車速を減少させる必要がある場合、前記自動変速機に前記変速比を変更させることなく、前記摩擦制動力が増大するように前記摩擦ブレーキ装置を制御する摩擦制動力増大部と、
    前記摩擦制動力が所定の閾値よりも高い状態である摩擦ブレーキ高負荷状態が、所定の判定閾値時間に渡って継続したときに成立するシフトダウン条件が成立したとき、前記自動変速機の前記変速比を前記シフトダウン条件が成立した時点の変速比よりも大きい変速比へと変更するシフトダウンを前記自動変速機に実行させる、シフトダウン実行部と、
    を備えた車両制御装置において、
    前記シフトダウン実行部は、
    前記摩擦ブレーキ高負荷状態が発生している期間において、前記シフトダウンが一度も実行されていない場合に前記判定閾値時間を第1の時間に設定し、前記シフトダウンが実行された後には前記判定閾値時間を前記第1の時間よりも短い第2の時間に設定するように構成された、
    車両制御装置。
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