JPWO2018061469A1 - 車両制御装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の車両制御装置は、自動加減速制御において、目標車速となるように加速を行っている状態において、前記加減速可能性判断部により減速可能性があると判断された場合は、あらかじめ定められた目標エンジン回転数よりも小さくなるように目標エンジン回転数を補正する目標エンジン回転数演算部と、前記目標エンジン回転数演算部により補正された目標エンジン回転数となるようにエンジンを制御するエンジン制御部と、を備えた。
Description
本実施例における制御方法について、図2〜6を用いて詳細を説明する。図2に本実施例コントローラ111における制御ブロック図を示す。
加減速可能性判断部201では、周辺車両情報取得部126からの周辺車両情報および周辺道路情報取得部125からの周辺道路情報を基に、自車両の加減速の可能性を判断する。具体的には、図3に示す処理を実行する。
図3のステップS301では、自動加減速制御中か否かを判定する。具体的には、ドライバがステアリングスイッチなどで操作し、自動加減速制御を実施する状態にしたか否かで判定する。ここで、自動加減速とはドライバのアクセル操作やブレーキ操作が無い状態でコントローラ111(エンジンコントロールユニット)により自動で車両を加速、又は減速するように制御することを表す。
ステップS302では、コントローラ111は車両100の加速度を検出し、車両100の加速度が負の場合は減速中と判断する。
ステップS306では、コントローラ111は周辺道路情報取得部125と周辺車両情報取得部126の少なくとも1つを使用して自車両401の減速可能性を判断する。
最後に、第二選択処理部は、ドライバ要求駆動力とシステム要求駆動力を比較し、目標駆動力を算出する。
まず、図8に示すようにコントローラ111のエンジンブレーキ駆動力演算部では、エンジンブレーキ時の駆動力を算出する。変速比制御部は変速比Gcとエンジン回転数を出力する。エンジンブレーキは車速に応じてエンジン回転数が異なり、具体的には変速比制御におけるアクセル操作量が0%のときのエンジン回転数を目標としている。エンジンブレーキトルク演算部では、この目標値をエンジンブレーキ時のエンジン回転数として出力する。次に、燃料カットを行った際のエンジン回転数とエンジンフリクションの関係をあらかじめ算出しておき、エンジンブレーキ時のエンジン回転数を入力することで、エンジンブレーキトルク演算部では、エンジンブレーキ時のエンジンフリクショントルクFedを算出し出力する。エンジンブレーキ駆動力演算部では、エンジンブレーキ時のエンジンフリクショントルクFedに、変速比Gcおよび最終減速機ギア比Gfの積を取り、タイヤ半径rで割ることで、タイヤにかかるエンジンブレーキ時の駆動力を算出して出力する。
図9は車速が加速、緩減速、急減速のそれぞれの状態において、目標駆動力と目標車両状態との関係を示す。ここでは加速を行った後の緩減速の状態から、急減速に変わった状態について説明する。駆動力に関して太線は目標駆動力を示しており、これに対して点線はエンジンブレーキをかけた場合の推定値を示している。本実施例では、現在の車速においてエンジンブレーキをかけた場合のエンジンブレーキ駆動力推定値を計算している。緩減速の区間で、エンジンブレーキ駆動力推定値と目標駆動力とを比較して目標駆動力がエンジンブレーキ駆動力推定値よりも大きい場合、つまり、図9において、目標駆動力の太線よりもエンジンブレーキ駆動力推定値の点線が下側にある状態では、エンジンブレーキをかけると、エンジンブレーキ制動力が大き過ぎてしまい、必要以上の減速感をドライバに与えることになる。
図2のコントローラ111の目標エンジン出力演算部204では、目標エンジン出力Pt_eを、目標駆動力Ftと車速Vを基に式(1)によって算出する。 Pt_e=(Ft+CdSV2+μMgcosθ+Mgsinθ)×V・・・(1)
ここで、Mは車両重量、Cdは空気抵抗係数、Sは車両の前面投影面積、Vは車両速度、μは転がり抵抗係数、gは重力加速度、θは路面勾配を表している。つまり、目標駆動力Ftに対して、走行に際しては、空気抵抗力CdSV2、動摩擦力μMgcosθ、斜面を滑り落ちようとする力Mgsinθが作用するため、目標エンジン出力Pt_eとしては上述の式(1)に示すものとなる。目標車両状態が図9において加速走行すべき状態の場合、目標エンジン出力演算部204は式(1)で算出した目標エンジン出力Pt_eを出力する。
また目標車両状態演算部203が図9に示していない目標車両状態がエンジンアイドリング惰性走行状態、あるいはエンジン停止惰性走行状態であることを出力した場合に、ロックアップクラッチ開放要求演算部208は、ロックアップクラッチ開放するように信号を出力し、それ以外のときはロックアップクラッチ締結を指令する。
ここで、エンジン停止惰性走行においてクラッチを開放時とエンジンブレーキ時には車輪にかかる負荷が異なる。ゆえに、目標ブレーキトルク演算部205では、式(2)に示すようにパワートレイン状態によって目標ブレーキ制動力Fb[N]を演算する。 Fb=Ft+(Fed×Gc×Gf/r)-(CdSV2+μMgcosθ+Mgsinθ) (エンジンブレーキ時)・・(2-1)
Ft-(CdSV2+μMgcosθ+Mgsinθ) (惰性走行時)・・(2-2)
ここで、Fed[Nm]はエンジン燃料カット時のエンジンのフリクショントルクを表しており、Gcは変速比のギア比、Gfは最終減速機のギア比、rはタイヤ半径を表している。エンジンブレーキ時にはエンジンは燃料カット状態、かつトルクコンバータ116はロックアップ状態である。ゆえに、エンジンブレーキ時に車輪にかかる負荷はエンジンのフリクショントルクFedにCVTの変速比Gcおよび最終減速機のギア比Gfの積で演算する。
図2の目標エンジン回転数演算部209を、図10、図11を用いて説明する。図10は横軸にエンジン回転数、縦軸にエンジントルクとしたときのエンジンの効率曲線(実線)と、等出力曲線(破線)を表している。エンジン効率は一般的にエンジン効率曲線(E1、E2、E3)のように、楕円の中心が最も効率が高く、中心から離れるほど効率が低くなる。また、エンジンの等出力曲線(P1、P2、P3)において最も効率が高い点を結んだものを最適燃費曲線と表している。ゆえに、ある目標エンジン出力(P1、P2、P3)に対して、効率よく動作させるためには、あるエンジン回転数(R1、R2、R3)に制御する必要がある。
図12は目標エンジン回転数演算部209による目標エンジン回転数の演算方法を示す。
図12の1201は目標エンジン出力と最適燃費の目標エンジン回転数との関係を示す図であり、この関係式1201は図10に基づいて決まる。また図12の1202は目標エンジン出力と、この目標エンジン出力の等出力を担保する最小エンジン回転数との関係を示す図であり、この関係式1202は図11に基づいて決まる。
つまり、その後に減速があったとしてもエンジン回転数をR3から下げることに比べると、低いエンジン回転数R3_minとなっているので、ドライバへの違和感を低減可能である。
しかし、本実施例においては、その後に加速可能性があるため、選択処理部は目標エンジン回転数としてR2を選択する。
図16は加減速可能性判断部201により加速可能性があると判断した場合と無いと判断した場合のそれぞれに対し、目標エンジン回転数演算部209による目標エンジン回転数の設定方法を説明する図である。図16に示すように、先行車に追従走行している場合に、加減速可能性判断部201により、周辺車両情報取得部126からの周辺車両情報および周辺道路情報取得部125からの周辺道路情報に基づいて、自車両の加速可能性がないと判断した場合は、従来と同様にエンジン回転数を制御する。
一方、本実施例において、先行車404の左折を予測し、自車401がすぐに再加速する必要があると予測できた場合は、そのとき最適燃費エンジン回転数を目標エンジン回転数にすることで、エンジン回転数の変動を抑制しつつ、再加速時に即座に最適燃費エンジン回転数で加速することができ、燃費が向上する。
図17は自車が加速中に他車線から自車線に割込み車両502が進入してくる状況を示している。加速可能性判断がなく、減速可能性がないと判断した場合は、最適燃費の目標エンジン回転数となるように変速比制御を実施する。加速中に割り込みが発生すると自車も減速あるいは出力を低下させる必要があるため、エンジン駆動力は不要となる。エンジン駆動力が不要となると、上述したように、目標エンジン回転数は、図8の変速比制御部で示したアクセル操作量が0%相当の変速比となり、加速時の最適燃費の回転数よりも小さい回転数に制御される。その結果、エンジン回転数の変動が大きくなるため、エンジン回転数変動による違和感が生じる。一方、本発明において、割込み車両502の割込みを予測し、自車401がすぐに減速する必要があると予測できた場合は、加速中に必要な出力を担保する最小エンジン回転数を関係式1202に基づいて目標エンジン回転数にすることで、加速性能を担保しつつ、減速が発生した場合にエンジン回転数の変動が小さくなり、運転性が向上する。
これにより、ドライバのアクセル操作が介在したときには従来の変速比制御に切り替えることができるので運転性の違和感を低減することができる。
加速可能性判断時の目標エンジン回転数1601では、加速可能性判断結果に基づき、図20に示すように、目標エンジン回転数を、最適燃費の目標エンジン回転数まで上げず、現状のエンジン回転数に維持する。これにより、加速可能性判断中にエンジン回転数の変動をなくすことが可能となり、ドライバへの違和感を低減することができる。
減速可能性判断時の目標エンジン回転数1602では、減速可能性判断結果に基づき、図21に示すように、目標エンジン回転数を、出力を担保する最小エンジン回転数まで下げず、現状のエンジン回転数に維持する。これにより、減速可能性判断中にエンジン回転数の変動をなくすことが可能となり、ドライバへの違和感を低減することができる。
101 エンジン
102 変速機
103 最終減速機
104 差動減速機
105 スタータモータ
106 発電機
107 駆動ベルト
108 バッテリ
109 車載電装機器
111 コントローラ
112 アクセル踏み込み量検出部
113 ブレーキ踏み込み量検出部
114 車速検出部
115 ブレーキ機構
116 トルクコンバータ
117 変速機オイルポンプ
118 変速機構
119 クラッチ機構
120 オイルポンプ駆動用チェーン
121 エンジン回転数センサ
122 変速機入力回転数センサ
123 変速機出力回転数センサ
124 変速機用電動オイルポンプ
125 周辺道路情報取得部
126 周辺車両情報取得部
201 加減速可能性判断部
202 目標駆動力演算部
203 目標車両状態演算部
204 目標エンジン出力演算部
205 目標ブレーキトルク演算部
206 エンジン燃料カット要求演算部
207 クラッチ開放要求演算部
208 ロックアップクラッチ開放要求演算部
209 目標エンジン回転数演算部
210 目変速比演算部
Claims (11)
- 自車の周辺情報を取得する周辺車両情報取得部と
前記周辺車両情報取得部からの周辺情報を基に、自車の加速可能性、又は減速可能性を判断する加減速可能性判断部と、を備え、
自動加減速制御において、目標車速となるように加速を行っている状態において、前記加減速可能性判断部により減速可能性があると判断された場合は、あらかじめ定められた目標エンジン回転数よりも小さくなるように目標エンジン回転数を補正する目標エンジン回転数演算部と、
前記目標エンジン回転数演算部により補正された目標エンジン回転数となるようにエンジンを制御するエンジン制御部と、を備えた車両制御装置。 - 自車の周辺情報を取得する周辺車両情報取得部と
前記周辺車両情報取得部からの周辺情報を基に、自車の加速可能性、又は減速可能性を判断する加減速可能性判断部と、を備え、
自動加減速制御において、目標車速となるように減速を行っている状態において、前記加減速可能性判断部により加速可能性があると判断された場合は、あらかじめ定められた目標エンジン回転数よりも大きくなるように目標エンジン回転数を補正する目標エンジン回転数演算部と、
前記目標エンジン回転数演算部により補正された目標エンジン回転数となるようにエンジンを制御するエンジン制御部と、を備えた車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
第1の加速モードと、前記第1の加速モードより加速レベルが小さい第2の加速モードを有し、前記目標エンジン回転数演算部は加速中の減速可能性に基づき、第1または第2の加速モードを選択する車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記目標エンジン回転数演算部は加速中の減速可能性に基づき、あらかじめ定められた加速レベルよりも小さい加速レベルになるように目標エンジン回転数を補正する車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記加減速可能性判断部により減速可能性があると判断された時点で既にエンジン出力が目標出力に達している場合には、前記エンジン制御部は、補正前の目標エンジン回転数となるようにエンジンを制御する車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置において、
第1の減速モードと、前記第1の減速モードより減速レベルが小さい第2の減速モードを有し、前記目標エンジン回転数演算部は減速中の加速可能性に基づき、第1または第2の減速モードを選択することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置において、
前記目標エンジン回転数演算部は減速中の加速可能性に基づき、あらかじめ定められた減速レベルよりも大きい減速レベルになるように目標エンジン回転数を補正する車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記加減速可能性判断部は、交差点までの距離、信号機の情報、先行車の加速度、自車の舵角操作量、自車のウィンカ操作、カーブまでの距離、カーブの曲率、並走車の位置あるいは速度情報に基づいて加速中の減速可能性を判断する車両制御装置。 - 請求項2に記載の車両制御装置において、
前記加減速可能性判断部は、交差点までの距離、信号機の情報、先行車の加速度、自車の舵角操作量、自車のウィンカ操作、道路幅に基づいて減速中の加速可能性を判断する車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記目標エンジン回転数演算部は、加速における目標出力を出力可能な最小エンジン回転数以上となるように目標エンジン回転数を補正する車両制御装置。 - 請求項1に記載の車両制御装置において、
前記加減速可能性判断部により減速可能性があると判断された時点で既にエンジン出力が目標出力に達している場合には、前記エンジン制御部は、エンジン特性において最適燃費付近の目標エンジン回転数となるようにエンジンを制御する車両制御装置。
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