WO2013094035A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

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雄樹 水瀬
雅史 高木
大林 幹生
宏史 嶋田
俊宏 高木
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トヨタ自動車 株式会社
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    • F02D41/22Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device.
  • an improper accelerator operation is detected and a warning is issued to the driver.
  • the vehicle speed change rate calculated from the detection value of the vehicle sensor, that is, the acceleration change amount is equal to or greater than the determination value. Whether or not the amount of change in acceleration is greater than or equal to a determination value is sometimes warned to the driver.
  • a parameter for example, vehicle acceleration
  • a parameter for example, vehicle acceleration
  • Etc. to suppress the engine output.
  • an abnormality occurs in the acceleration detection unit or the detection unit that detects the above parameters, the acceleration and the same parameters cannot be measured accurately. Deficiency occurs in the acceleration, and drivability deteriorates.
  • the present invention has been made in view of such conventional circumstances, and an object thereof is to improve drivability.
  • a vehicle control apparatus uses an acceleration detection unit that detects the acceleration of the vehicle, and a detection value of the acceleration detection unit so that the acceleration does not exceed a predetermined threshold. And a control unit that executes an output suppression process for suppressing the output of the prime mover.
  • the control unit increases the threshold value and limits the vehicle speed to a predetermined value or less as compared to when no abnormality occurs.
  • a process for suppressing the output of the prime mover is performed using the detection value of the acceleration detection unit so that the acceleration of the vehicle does not exceed a predetermined threshold.
  • the said threshold value is enlarged when abnormality has arisen in the acceleration detection part, possibility that the acceleration of a vehicle will be restrict
  • the vehicle control device is configured around an in-vehicle electronic control unit 1.
  • the electronic control unit 1 as a control unit includes a central processing unit (CPU) 1a that performs various arithmetic processes related to vehicle control, a read-only memory (ROM) 1b that stores control programs and data, and arithmetic operations of the CPU 1a.
  • a random access memory (RAM) 1c for temporarily storing results and sensor detection results is provided.
  • Such an electronic control unit 1 includes sensors and switches provided in various parts of the vehicle, for example, an accelerator pedal sensor 3 that detects an accelerator operation amount ACCP that is a depression amount of an accelerator pedal (accelerator operation member) 2, a vehicle speed (vehicle speed V ) Is detected, and an acceleration sensor 21 as an acceleration detection unit for detecting the acceleration of the vehicle is connected.
  • an accelerator pedal sensor 3 that detects an accelerator operation amount ACCP that is a depression amount of an accelerator pedal (accelerator operation member) 2, a vehicle speed (vehicle speed V ) Is detected
  • an acceleration sensor 21 as an acceleration detection unit for detecting the acceleration of the vehicle is connected.
  • the acceleration detected by the acceleration sensor 21 is referred to as a sensor acceleration SA.
  • the electronic control unit 1 is connected to an actuator provided in each part of the vehicle, for example, a throttle motor 9 provided in an intake passage 7 of the engine 6 and driving a throttle valve 8 for adjusting engine output.
  • a throttle motor 9 provided in an intake passage 7 of the engine 6 and driving a throttle valve 8 for adjusting engine output.
  • the electronic control unit 1 grasps the driving state of the vehicle from the detection result of each sensor and switch.
  • the electronic control unit 1 controls the vehicle by outputting a command signal to each actuator according to the grasped driving situation of the vehicle.
  • the output of the engine 6 is adjusted by controlling the opening degree of the throttle valve 8 according to the accelerator operation amount ACCP.
  • the acceleration of the vehicle also changes according to the accelerator operation amount ACCP. Therefore, the acceleration sensor 21 constitutes a detection unit that detects a parameter indicating the traveling state of the vehicle that changes in accordance with the accelerator operation amount.
  • the electronic control unit 1 determines that the accelerator operation amount ACCP satisfies a predetermined condition and the accelerator pedal 2 is strongly depressed as one of various controls, the output of the engine 6 is An output suppression process that suppresses the output in accordance with the amount ACCP is performed.
  • the output suppression process is performed in consideration of the slope of the slope.
  • FIG. 2 shows the processing procedure of the output suppression control routine performed in this embodiment. This routine is repeatedly executed by the electronic control unit 1 at predetermined intervals.
  • this routine When this routine is started, it is first determined whether or not the accelerator operation amount ACCP is greater than or equal to the determination value ⁇ (S100). When the accelerator operation amount ACCP is less than the determination value ⁇ (S100: NO), this routine is temporarily terminated.
  • step S110 when the accelerator operation amount ACCP is equal to or larger than the determination value ⁇ (S100: YES), it is determined that the accelerator pedal 2 is strongly depressed, and the processing after step S110 is continued.
  • step S110 the target acceleration KAp of the vehicle is set based on the vehicle speed V.
  • the target acceleration KAp is set to a predetermined fixed value KAp1.
  • the target acceleration KAp is fixed as the vehicle speed V increases. The value is gradually reduced from the value KAp1.
  • the target acceleration KAp is set to “0”. Accordingly, when the vehicle speed V exceeds the first vehicle speed V1, the increase in the vehicle speed becomes moderate.
  • the vehicle speed V reaches the second vehicle speed V2, the vehicle speed V is maintained at the second vehicle speed V2.
  • the target acceleration KAp the vehicle speed V is limited to be equal to or lower than the second vehicle speed V2.
  • the acceleration KA is obtained from the differential value of the vehicle speed V.
  • step S130 when the acceleration KA is equal to or higher than the target acceleration KAp (S120: YES), output suppression processing after step S130 is performed in order to actually suppress the driving force.
  • a feedforward driving force (FF driving force) Pff which is a feedforward control value is calculated (S140).
  • the value obtained by multiplying the gradient acceleration GA by the vehicle weight C is defined as the FF driving force Pff.
  • the vehicle weight C is a value set in advance for each vehicle type.
  • the gradient acceleration GA is a substitute value representing the magnitude of the slope of the slope.
  • This is an added value of the gradient acceleration GA and the vehicle acceleration KA.
  • the gradient acceleration GA is a value obtained by “g ⁇ sin ⁇ ”, and the value of the gradient acceleration GA increases as the upward gradient increases. Therefore, the gradient acceleration GA can be used as a substitute value representing the magnitude of the uphill gradient.
  • the sensor acceleration SA is a value actually measured by the acceleration sensor 21, and the acceleration KA is a value obtained by differentiating the vehicle speed V as described above. Therefore, in this embodiment, the acceleration KA is subtracted from the sensor acceleration SA to calculate the gradient acceleration GA on the uphill.
  • the FF driving force Pff described above is a value calculated through feedforward control based on the gradient acceleration GA, and the FF driving force Pff increases as the gradient acceleration GA increases.
  • step S150 the target driving force P is calculated by adding the FF driving force Pff to the FB driving force Pfb, and this routine is temporarily terminated.
  • the output control of the engine 6 is performed in consideration of the current reduction gear ratio and the like so that the target driving force P is obtained.
  • an output suppression process for suppressing the output of the engine 6 is executed using the vehicle parameter that changes in accordance with the accelerator operation amount ACCP, that is, the sensor acceleration SA. More specifically, the output suppression process of the engine 6 is performed using the detection values of the acceleration sensor 21 and the vehicle speed sensor 20 so that the actual acceleration KA does not exceed the target acceleration KAp as a threshold value.
  • the degree of suppression of output when this output suppression process is being executed is changed according to the slope of the road surface. More specifically, the FB driving force Pfb is set through feedback control based on a deviation ⁇ KA between the target acceleration KAp of the vehicle set based on the vehicle speed V and the actual acceleration KA of the vehicle. Further, the FF driving force Pff is set through feedforward control so that the FF driving force Pff becomes larger as the slope of the slope is larger and the gradient acceleration GA is larger. Then, an added value of the FB driving force Pfb and the FF driving force Pff is calculated as the target driving force P during execution of the output suppression process. Accordingly, as the road surface gradient increases, the FF driving force Pff increases and the target driving force P also increases. That is, the degree of output suppression when the output suppression process is being executed becomes smaller as the slope of the uphill is larger.
  • the output suppression degree when the output suppression process is executed is changed according to the road surface gradient. . Therefore, the output on the slope can be optimized according to the gradient.
  • the sensor acceleration SA detected by the acceleration sensor 21 is used to adjust the output of the engine 6 according to the gradient.
  • the correct sensor acceleration SA is detected. Can not do. Therefore, the FF driving force Pff corresponding to the gradient cannot be calculated. If the FF driving force Pff cannot be calculated correctly in this way, the output suppression degree becomes excessive or insufficient, and the actual acceleration also becomes excessive or insufficient.
  • the vehicle speed sensor 20 cannot determine the traveling direction of the vehicle.
  • an abnormality routine of the acceleration sensor 21 shown in FIG. 5 is performed. This routine is also repeatedly executed by the electronic control unit 1 at predetermined intervals.
  • the acceleration sensor 21 When this routine is started, it is first determined whether or not there is an abnormality in the acceleration sensor 21 (S200).
  • the abnormality determination of the acceleration sensor 21 can be performed by an appropriate method. For example, when the detected value of the acceleration sensor 21 is an abnormal value or when the detected value does not change for an excessively long time, it can be determined that the acceleration sensor 21 is abnormal.
  • a value obtained by multiplying the target acceleration KAp set in step S110 of FIG. 2 by a coefficient K is set as a new target acceleration KAp (S210).
  • This coefficient K is a value for increasing the target acceleration KAp (making it a larger acceleration), and a value of “1” or more is appropriately set.
  • the value of the FF driving force Pff calculated based on the gradient acceleration GA is set to “0” (S230). This process is once terminated.
  • the operation of the abnormal routine will be described with reference to FIG. 6 indicates the target acceleration KAp when no abnormality occurs in the acceleration sensor 21, and the alternate long and short dash line indicates the target acceleration KAp when abnormality occurs in the acceleration sensor 21.
  • the value of the FF driving force Pff is set to “0”, so that the output control of the engine 6 based on the erroneous gradient acceleration GA is suppressed.
  • the target acceleration KAp is made larger than when there is no abnormality.
  • the target acceleration KAp is increased in this way, the actual acceleration of the vehicle is likely to be increased, so that drivability deterioration such as insufficient acceleration can be avoided.
  • the target acceleration KAp when there is an abnormality in the acceleration sensor 21 is a value obtained by multiplying the target acceleration KAp when there is no abnormality in the acceleration sensor 21 by a coefficient K. Therefore, when the vehicle speed V is equal to or higher than the second vehicle speed V2, the target acceleration KAp is set to “0” regardless of whether the acceleration sensor 21 is abnormal. Therefore, even when an abnormality occurs in the acceleration sensor 21, the vehicle speed V is limited to be equal to or lower than the second vehicle speed V2.
  • the present embodiment includes the acceleration sensor 21 that detects the vehicle traveling state that changes according to the accelerator operation amount ACCP, that is, the acceleration of the vehicle, and suppresses the output of the engine 6.
  • the sensor acceleration SA detected by the acceleration sensor 21 is used.
  • the suppression degree of the output by an output suppression process is made small by enlarging target acceleration KAp compared with the case where it is not so. Accordingly, it is possible to suppress an adverse effect of the abnormality of the acceleration sensor 21 on the output suppression process. Therefore, the actual acceleration excess / deficiency due to the engine 6 output excess / deficiency can be suppressed.
  • the target acceleration KAp is increased as compared to when no abnormality occurs, and the vehicle speed V is limited to be equal to or lower than the second vehicle speed V2. Therefore, the possibility that the acceleration of the vehicle is limited more than necessary is reduced, and thereby the drivability deterioration such as insufficient acceleration can be avoided.
  • the degree of suppression of output by the output suppression process is reduced. More specifically, the target acceleration KAp is increased.
  • the output suppression degree by the output suppression process is made smaller. More specifically, by prohibiting the execution of the output suppression process when the acceleration sensor 21 is abnormal, the output suppression degree by the output suppression process is substantially set to “0”.
  • This routine is also repeatedly executed by the electronic control unit 1 at predetermined intervals.
  • the acceleration sensor 21 When this routine is started, it is first determined whether or not there is an abnormality in the acceleration sensor 21 (S300).
  • the abnormality determination of the acceleration sensor 21 here can also be performed by an appropriate method. For example, when the detected value of the acceleration sensor 21 is an abnormal value or when the detected value does not change for an excessively long time, it can be determined that the acceleration sensor 21 is abnormal.
  • step S310 the process of controlling the output of the engine 6 so that the acceleration KA becomes the target acceleration KAp, more specifically, the process related to the calculation of the target driving force P described in the first embodiment. Is stopped, the acceleration control for adjusting the output of the engine 6 is stopped.
  • vehicle speed restriction is executed (S330).
  • speed restriction control is performed to adjust the output of the engine 6 so that the vehicle speed V is equal to or lower than a predetermined speed (for example, the second vehicle speed V2).
  • a predetermined speed for example, the second vehicle speed V2.
  • Such a vehicle speed limit is executed when it is determined that the accelerator operation amount ACCP is equal to or greater than the determination value ⁇ and the accelerator pedal 2 is strongly depressed. Further, when the vehicle speed restriction is executed in this way, the present process is once ended.
  • the execution of the output suppression process that uses the sensor acceleration SA (more specifically, the gradient acceleration GA) that is a detection value of the acceleration sensor 21 is prohibited.
  • Output suppression based on the gradient acceleration GA is prohibited. Therefore, the deterioration of drivability can be avoided because the output suppression level is insufficient and the acceleration becomes excessively large, and conversely the output suppression level is not excessive and the acceleration is insufficient. .
  • the acceleration is not reduced based on the erroneous gradient acceleration GA.
  • the vehicle speed V may increase excessively.
  • the vehicle speed V is limited to be equal to or lower than a predetermined speed. Therefore, it is possible to ensure the driver's sense of security.
  • the present embodiment also includes the acceleration sensor 21 that detects the vehicle parameter that changes according to the accelerator operation amount ACCP, that is, the acceleration of the vehicle, and performs the output suppression process that suppresses the output of the engine 6.
  • the sensor acceleration SA detected by the acceleration sensor 21 is used.
  • the output suppression process is prohibited from being executed, so that the output suppression degree by the output suppression process is set to “0”. Therefore, the adverse effect of the abnormality of the acceleration sensor 21 on the output suppression process can be suppressed more appropriately. For this reason, the actual acceleration excess or deficiency due to the excessive or insufficient output suppression degree of the engine 6 can be further suppressed.
  • the output of the engine 6 is gradient-compensated using the detected value of the acceleration sensor 21.
  • the execution of the acceleration control including the gradient compensation is prohibited by prohibiting the execution of the output suppression process using the detection value of the acceleration sensor 21. Therefore, the acceleration is not reduced based on the erroneous gradient acceleration GA.
  • the output suppression process by controlling the output is prohibited so that the acceleration KA becomes the target acceleration KAp. Therefore, it is set to “0”. Therefore, the adverse effect of the abnormality of the acceleration sensor 21 on the output suppression process can be suppressed, and the actual acceleration excess or deficiency due to the excessive or insufficient output suppression degree of the engine 6 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the driver's anxiety due to the deterioration of drivability due to excess or deficiency of acceleration or the inability to obtain the intended acceleration, and it is further encouraged to improve drivability and secure a sense of security. .
  • each said embodiment can also be changed and implemented as follows.
  • the accelerator operation amount ACCP is compared with the determination value ⁇ .
  • the target acceleration KAp When setting the target acceleration KAp, as shown in FIG. 3, when the vehicle speed V is less than the first vehicle speed V1 from “0”, the target acceleration KAp is set to a fixed value KAp1. In addition, as shown in FIG. 8, when the vehicle speed V is from “0” to less than the second vehicle speed V2, the target acceleration KAp may be variably set so as to gradually decrease as the vehicle speed V increases. . In this modified example as well, as shown by the alternate long and short dash line, when the acceleration sensor 21 is abnormal, the target acceleration KAp is made larger than when there is no abnormality.
  • ⁇ FF driving force Pff was calculated based on the gradient acceleration GA in order to change the degree of suppression of output when the output suppression processing is being executed according to the gradient of the road surface.
  • the output shortage in the gradient is compensated by the feedforward control.
  • the output suppression degree may be changed according to the road surface gradient in this other mode.
  • the target acceleration KAp may be corrected according to the magnitude of the gradient.
  • This modification can be realized by providing a correction coefficient HK that increases as the gradient acceleration GA increases, for example, and reflecting this correction coefficient HK in the target acceleration KAp. In the case of this modification, if the correction coefficient HK is set to “1” instead of the process of step S230 shown in FIG. 5, the same effect as the first embodiment can be obtained. can get.
  • the output suppression degree may be changed according to the road gradient.
  • the feedback gain G used in the feedback control for calculating the FB driving force Pfb may be changed according to the magnitude of the gradient. In this case, it is desirable to variably set the feedback gain G so that the feedback gain G increases as the gradient increases.
  • the feedback gain G is prohibited from being variably set and the feedback gain G when the gradient angle is “0 °” is set. By doing so, the same effect as the first embodiment can be obtained.
  • the gradient acceleration GA obtained by subtracting the vehicle acceleration KA (KA differential value of the vehicle speed V) from the sensor acceleration SA was used as a substitute value for the slope of the slope, but the slope of the slope is detected in another manner. You may make it do.
  • a gradient detection sensor may be provided separately.
  • the output of the engine 6 is gradient-compensated by performing the process in step S140.
  • the present invention can be similarly applied.
  • a control device that performs output suppression processing of the engine 6 using the detection value of the acceleration sensor so that the acceleration of the vehicle does not exceed a predetermined threshold, and a parameter that indicates the vehicle running state that changes according to the accelerator operation amount
  • the present invention can be similarly applied to any vehicle control device that has a detection unit for detecting and uses the same parameter when executing the output suppression process for suppressing the output of the engine 6.
  • a differential value of the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 20 can be used as the acceleration of the vehicle, and the vehicle speed sensor 20 can be used instead of the acceleration sensor 21.
  • the parameter indicating the vehicle running state that changes according to the accelerator operation amount is the detection value of the acceleration sensor 21 that detects the acceleration of the vehicle, but other parameters may be adopted.
  • the amount of change per unit time of the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor (the differential value of the vehicle speed) may be calculated, and the calculated value may be used as the same parameter.
  • the accelerator operation is performed by depressing the accelerator pedal 2, but the accelerator operation may be performed by an operation other than depressing the pedal.
  • an accelerator operation other than the depression of the pedal for example, there are an operation using a hand such as a paddle shift and a voice operation.
  • the present invention includes an electric vehicle including a motor as a prime mover, and a motor and an engine as a prime mover.
  • the present invention can be similarly applied to a hybrid vehicle.
  • SYMBOLS 1 Electronic control unit (1a ... Central processing unit (CPU), 1b ... Read-only memory (ROM), 1c ... Random access memory (RAM)), 2 ... Accel pedal, 3 ... Accel pedal sensor, 6 ... Engine ( Prime mover), 7 ... intake passage, 8 ... throttle valve, 9 ... throttle motor, 20 ... vehicle speed sensor, 21 ... acceleration sensor, 100 ... vehicle.
  • CPU Central processing unit
  • ROM Read-only memory
  • RAM Random access memory
  • 2 ... Accel pedal
  • 3 Accel pedal sensor
  • 6 Engine ( Prime mover)
  • 7 ... intake passage
  • 8 ... throttle valve
  • 9 ... throttle motor
  • 20 ... vehicle speed sensor, 21 ... acceleration sensor, 100 ... vehicle.

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Abstract

 電子制御ユニット(1)は、車両の加速度が所定の閾値を超えないように加速度センサ(21)の検出値を用いてエンジン(6)の出力抑制処理を行う。そして、電子制御ユニット(1)は、加速度センサ(21)に異常が生じているときには、異常が生じていないときに比べて加速度の閾値を大きくするとともに、車速を所定値以下に制限する。

Description

車両の制御装置
 本発明は、車両の制御装置に関する。
 従来、車両の制御装置として、アクセルペダルが過剰に強く踏み込まれるなど、不適切なアクセル操作が検出されたときには、エンジンの出力をアクセルペダルの操作量に応じた出力よりも抑える出力抑制処理を行う装置が知られている。
 また、例えば特許文献1に記載の装置では、不適切なアクセル操作を検出して運転者に警告を発するようにしている。この装置では、道路勾配とアクセル操作量とに基づいて不適切なアクセル操作が検出されたときには、車両のセンサの検出値から算出した車速変化率、すなわち加速度の変化量が判定値以上であるかどうかを判定し、加速度の変化量が判定値以上であるときにはときには運転者に警告を発するようにしている。
特開2005-23916号公報
 特許文献1に記載の装置において、センサに異常が生じていると、加速度を正確に計測することができなくなる。そのため、例えば実際の加速度の変化量が判定値未満であっても警告が発せられてドライバビリティが悪化するおそれがある。
 他方、上述した出力抑制処理の例として、車両の加速度が所定の閾値を超えないようにエンジンの出力を抑えたり、アクセル操作量に応じて変化する車両の走行状態を示すパラメータ(例えば車両の加速度など)を用いてエンジンの出力を抑えるようにしたりすることが考えられる。しかし、これらの場合でも加速度の検出部や上記パラメータを検出する検出部に異常が生じると、加速度や同パラメータを正確に計測することができなくなるため、出力抑制処理が実行されるときには、抑制後の加速度に不足が生じて、ドライバビリティが悪化してしまう。
 この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライバビリティの向上を図ることにある。
 上記目的を達成するため、本発明に従う車両の制御装置は、車両の加速度を検出する加速度検出部と、前記加速度が所定の閾値を超えないように前記加速度検出部の検出値を用いて前記車両の原動機の出力を抑制する出力抑制処理を実行する制御部と、を備えている。前記制御部は、前記加速度検出部に異常が生じているときには、異常が生じていないときに比べて前記閾値を大きくするとともに、車速を所定値以下に制限する。
 同構成では、車両の加速度が所定の閾値を超えないように、加速度検出部の検出値を用いて原動機の出力を抑制する処理を行うようにしている。そして、加速度検出部に異常が生じているときには上記閾値が大きくされるため、車両の加速度が必要以上に制限される可能性が少なくなる。これにより加速度不足といったドライバビリティの悪化が避けられるようになり、ドライバビリティが向上するようになる。
本発明の第1実施形態の全体構成を示す模式図。 同実施形態における出力抑制制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 目標加速度と車速との関係を示すグラフ。 車両の加速度と勾配との関係を示す模式図。 同実施形態における加速度センサの異常時ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 加速度センサに異常があるときの目標加速度と車速との関係を示すグラフ。 第2実施形態における加速度センサの異常時ルーチンの処理手順を示すフローチャート。 第1実施形態の変形例における目標加速度と車速との関係を示すグラフ。
(第1実施形態)
 以下、本発明の車両の制御装置を具体化した第1実施形態を、図1~図6を参照して説明する。なお、本実施形態の制御装置は、原動機であるエンジン6の出力で駆動力を得るように構成された車両に適用されるものとなっている。
 図1に示すように、本実施形態の車両の制御装置は、車載の電子制御ユニット1を中心に構成されている。制御部としての電子制御ユニット1は、車両制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置(CPU)1a、制御用のプログラムやデータの記憶された読み出し専用メモリー(ROM)1b、CPU1aの演算結果やセンサの検出結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリー(RAM)1cを備えている。
 こうした電子制御ユニット1には、車両各部に設けられたセンサやスイッチ、例えばアクセルペダル(アクセル操作部材)2の踏み込み量であるアクセル操作量ACCPを検出するアクセルペダルセンサ3、車両の速度(車速V)を検出する車速センサ20、車両の加速度を検出する加速度検出部としての加速度センサ21などが接続されている。なお、加速度センサ21で検出される加速度を以下ではセンサ加速度SAという。
 電子制御ユニット1には、車両各部に設けられたアクチュエーター、例えばエンジン6の吸気通路7に設けられた、エンジン出力調整用のスロットルバルブ8を駆動するスロットルモーター9などが接続されている。
 こうした車両において電子制御ユニット1は、各センサ、スイッチの検出結果から車両の運転状況を把握する。そして電子制御ユニット1は、把握された車両の運転状況に応じて各アクチュエーターに指令信号を出力することで車両を制御している。例えば、アクセル操作量ACCPに応じてスロットルバルブ8の開度を制御することにより、エンジン6の出力を調整する。なお、アクセル操作量ACCPに応じてエンジン6の出力は変化するため、車両の加速度もアクセル操作量ACCPに応じて変化する。従って、上記加速度センサ21は、アクセル操作量に応じて変化する車両の走行状態を示すパラメータを検出する検出部を構成している。
 他方、電子制御ユニット1は、各種制御の一つとして、アクセル操作量ACCPが所定の条件を満たしており、アクセルペダル2が強く踏み込まれていると判定したときには、エンジン6の出力を、アクセル操作量ACCPに応じた出力よりも抑制する出力抑制処理を実施する。
 ここで、車両が上り勾配路にいるときに上記出力抑制処理が実行されると、エンジン6から出力される駆動力の不足によって、結果的に運転者がアクセルペダル2をさらに踏み増さないといけなくなる。
 そこで、本実施形態では、坂路の勾配も考慮して出力抑制処理を行うようにしている。
 図2に、本実施形態で行われる出力抑制制御ルーチンの処理手順を示す。なお、このルーチンは、電子制御ユニット1によって所定周期毎に繰り返し実行される。
 本ルーチンが開始されると、まず、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であるか否かが判定される(S100)。そして、アクセル操作量ACCPが判定値α未満であるときには(S100:NO)、本ルーチンは一旦終了される。
 一方、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であるときには(S100:YES)、アクセルペダル2が強く踏み込まれていると判定されて、ステップS110以降の処理が引き続き行われる。
 ステップS110では、車速Vに基づいて車両の目標加速度KApが設定される。ここでは、図3に示すように、車速Vが第1車速V1未満であるときには、目標加速度KApは予め定められた一定の固定値KAp1に設定される。また、車速Vが上記第1車速V1以上であり、かつ同第1車速V1よりも高い値が設定されている第2車速V2未満であるときには、目標加速度KApは車速Vの上昇に伴って固定値KAp1から徐々に小さくされる。更に、車速Vが上記第2車速V2以上であるときには、目標加速度KApは「0」とされる。従って、車速Vが第1車速V1を超えると、車速の上昇は緩やかになっていく。そして、車速Vが第2車速V2に達すると、車速Vは第2車速V2に保持される。こうした目標加速度KApの設定を通じて、車速Vは第2車速V2以下となるように制限される。
 次に、車両の実際の加速度KAが目標加速度KAp以上であるか否かが判定される(S120)。なお、加速度KAは、車速Vの微分値から求められる。
 そして、加速度KAが目標加速度KAp未満であるときには(S120:NO)、本ルーチンは一旦終了される。
 一方、加速度KAが目標加速度KAp以上であるときには(S120:YES)、実際に駆動力を抑制するために、ステップS130以降の出力抑制処理が行われる。
 まず、ステップS130では、加速度KAと目標加速度KApとの偏差ΔKA(=KA-KAp)に基づき、フィードバック制御値であるフィードバック駆動力(FB駆動力)Pfbが算出される。つまり、このFB駆動力Pfbは、偏差ΔKAに基づき、フィードバック制御を通じて算出される値であり、偏差ΔKAの大きさに応じて可変設定される。
 次に、勾配加速度GA及び車両重量Cに基づき、フィードフォワード制御値であるフィードフォワード駆動力(FF駆動力)Pffが算出される(S140)。ここでは、勾配加速度GAに車両重量Cを乗算した値がFF駆動力Pffとされる。なお、車両重量Cは車種毎に予め設定された値である。また、勾配加速度GAは、坂路の勾配の大きさを表す代用値である。
 図4に示すように、車両100が角度θの上り勾配路にいるときに加速度センサ21で検出されるセンサ加速度SAは、重力加速度g(=9.8m/s^2)の分力である勾配加速度GAと車両の加速度KAとの加算値である。ここで、勾配加速度GAは「g×sinθ」で得られる値であり、上り勾配が大きくなるに伴って勾配加速度GAの値も大きくなる。従って、この勾配加速度GAは、上り坂の勾配の大きさを表す代用値として利用可能である。そして、センサ加速度SAは、加速度センサ21で実際に計測される値であり、加速度KAは、上述したように車速Vを微分することで得られる値である。そこで、本実施形態では、センサ加速度SAから加速度KAを減じて上り坂での勾配加速度GAを算出するようにしている。
 上述したFF駆動力Pffは、勾配加速度GAに基づき、フィードフォワード制御を通じて算出される値であり、勾配加速度GAが大きいときほど同FF駆動力Pffは大きい値になる。
 そして、ステップS150では、FB駆動力PfbにFF駆動力Pffが加算されて目標駆動力Pが算出され、本ルーチンは一旦終了される。このようにして目標駆動力Pが算出されると、この目標駆動力Pが得られるように、現在の変速機の減速比等を加味してエンジン6の出力制御が行われる。
 こうした出力抑制制御ルーチンが実行されることにより、アクセル操作量ACCPに応じて変化する車両のパラメータ、すなわちセンサ加速度SAを用いて、エンジン6の出力を抑制する出力抑制処理が実行される。より具体的には、閾値としての目標加速度KApを実際の加速度KAが超えないように加速度センサ21及び車速センサ20の検出値を用いてエンジン6の出力抑制処理が行われる。
 そして、この出力抑制処理が実行されているときの出力の抑制度合は路面の勾配に応じて変更される。より詳細には、車速Vに基づいて設定される車両の目標加速度KApと車両の実際の加速度KAとの偏差ΔKAに基づきフィードバック制御を通じてFB駆動力Pfbが設定される。また、坂路の勾配が大きく勾配加速度GAが大きいときほどFF駆動力Pffが大きい値となるように同FF駆動力Pffがフィードフォワード制御を通じて設定される。そして、FB駆動力PfbとFF駆動力Pffとの加算値が出力抑制処理の実行中における目標駆動力Pとして算出される。従って、路面の勾配が大きいときほど、FF駆動力Pffが大きくなって目標駆動力Pも大きくなる。つまり、出力抑制処理が実行されているときの出力の抑制度合は、上り坂の勾配が大きいときほど小さくなる。
 このように目標駆動力Pを構成するFF駆動力Pffが勾配加速度GAに応じて変更されるため、出力抑制処理が実行されているときの出力の抑制度合が路面の勾配に応じて変更される。そのため、坂路での出力を勾配に応じて最適化することができるようになる。
 ところで、エンジン6の出力を勾配に応じて調整するために加速度センサ21で検出されるセンサ加速度SAを利用するようにしているが、この加速度センサ21に異常が生じると、正しいセンサ加速度SAを検出することができなくなる。そのため、勾配に対応したFF駆動力Pffを算出できなくなる。このようにしてFF駆動力Pffが正しく算出できないと、出力の抑制度合に過不足が生じ、実際の加速度にも過不足が生じる。
 また、車速センサ20の検出値から加速度KAは算出されるが、同車速センサ20では車両の進行方向を判別することができない。
 そこで、本実施形態では、図5に示す加速度センサ21の異常時ルーチンを行うようにしている。なお、このルーチンも、電子制御ユニット1によって所定周期毎に繰り返し実行される。
 本ルーチンが開始されると、まず、加速度センサ21に異常があるか否かが判定される(S200)。加速度センサ21の異常判定は、適宜の方法で行うことができる。例えば、加速度センサ21の検出値が異常な値となっているときや、同検出値の変化しない時間が過度に長いときなどに、加速度センサ21に異常ありと判定することができる。
 そして、加速度センサ21に異常がないときには(S200:NO)、本処理は一旦終了される。
 一方、加速度センサ21に異常があるときには(S200:YES)、図2のステップS110で設定される目標加速度KApに係数Kを乗算した値が新たな目標加速度KApとして設定される(S210)。この係数Kは、目標加速度KApを大きくする(より大きい加速度にする)ための値であり、「1」以上の値が適宜設定されている。
 次に、加速度センサ21に異常が生じているときには勾配加速度GAの値が信頼できないため、勾配加速度GAに基づいて算出される上記FF駆動力Pffの値は「0」に設定されて(S230)、本処理は一旦終了される。
 次に、図6を参照して上記異常時ルーチンの作用を説明する。なお、同図6に示す実線は、加速度センサ21に異常が生じていないときの目標加速度KApを示し、一点鎖線は、加速度センサ21に異常が生じているときの目標加速度KApを示す。
 まず、加速度センサ21に異常が生じているときには、FF駆動力Pffの値が「0」に設定されるため、誤った勾配加速度GAに基づいたエンジン6の出力制御が抑えられる。
 また、図6に一点鎖線にて示すように、加速度センサ21に異常があるときには、異常が無いときに比べて目標加速度KApが大きくされる。このように目標加速度KApが大きくされると、車両の実際の加速度が増大され易くなるため、加速度不足といったドライバビリティの悪化が避けられるようになる。
 また、本実施形態では、加速度センサ21に異常が生じているときの目標加速度KApは、加速度センサ21に異常が生じていないときの目標加速度KApに係数Kを乗算した値となっている。従って、車速Vが上記第2車速V2以上のときには、加速度センサ21の異常の有無にかかわらず、目標加速度KApは「0」に設定される。従って、加速度センサ21に異常が生じているときも、車速Vが第2車速V2以下となるように制限される。
 このように本実施形態では、アクセル操作量ACCPに応じて変化する車両の走行状態を示すパラメータ、すなわち車両の加速度を検出する加速度センサ21を有しており、エンジン6の出力を抑制する出力抑制処理を行うときには加速度センサ21によって検出されたセンサ加速度SAを利用してするようにしている。そして、加速度センサ21に異常が生じているときには、そうでないときに比して目標加速度KApを大きくすることにより、出力抑制処理による出力の抑制度合が小さくされる。従って、加速度センサ21の異常が出力抑制処理に与える悪影響を抑えることができる。そのため、エンジン6の出力の過不足による実際の加速度の過不足も抑えられる。これにより加速度の過不足によるドライバビリティの悪化や、意図した加速度が得られないことによる運転者の不安感を抑えることもでき、ドライバビリティの向上及び安心感の確保を両立させることができる。
 以上説明したように、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
 (1)加速度センサ21に異常が生じているときには異常が生じていないときに比べて目標加速度KApを大きくするとともに、車速Vが第2車速V2以下となるように制限するようにしている。従って、車両の加速度が必要以上に制限される可能性が少なくなり、これにより加速度不足といったドライバビリティの悪化が避けられるようになる。
 (2)加速度センサ21の検出値を用いてエンジン6の出力を勾配補償するようにしているが、この加速度センサ21に異常が生じているときには、上述したようにFF駆動力Pffの値を「0」に設定することで勾配補償を禁止するようにしているため、誤った勾配加速度GAに基づくエンジン6の出力制御を抑えることができる。そして、加速度センサ21に異常が生じているときには、上述したように目標加速度KApが大きくされることで出力の抑制度合が小さくされる。
 (3)加速度センサ21に異常が生じているときには、異常が生じていないときに比べて目標加速度KApが大きくされることにより、出力抑制処理による出力の抑制度合が小さくされる。そのため、加速度センサ21の異常が出力抑制処理に与える悪影響を抑えることができ、エンジン6の出力の過不足による実際の加速度の過不足も抑えられる。従って、加速度の過不足によるドライバビリティの悪化や、意図した加速度が得られないことなどによる運転者の不安感を抑えることができ、ドライバビリティの向上及び安心感の確保を両立させることができる。
(第2実施形態)
 次に、本発明の車両の制御装置を具体化した第2実施形態を、図7を参照して説明する。
 第1実施形態では、加速度センサ21の異常時には、出力抑制処理による出力の抑制度合を小さくするようにした。より具体的には、目標加速度KApを大きくするようにした。
 一方、本実施形態では、加速度センサ21の異常時には、出力抑制処理による出力の抑制度合がより小さくなるようにしている。より具体的には、加速度センサ21の異常時には出力抑制処理の実行を禁止することで、出力抑制処理による出力の抑制度合が実質的に「0」となるようにしている。
 以下、図7を参照して、本実施形態における加速度センサ21の異常時ルーチンを説明する。なお、このルーチンも、電子制御ユニット1によって所定周期毎に繰り返し実行される。
 本ルーチンが開始されると、まず、加速度センサ21に異常があるか否かが判定される(S300)。ここでの加速度センサ21の異常判定も、適宜の方法で行うことができる。例えば、加速度センサ21の検出値が異常な値となっているときや、同検出値の変化しない時間が過度に長いときなどに、加速度センサ21に異常ありと判定することができる。
 そして、加速度センサ21に異常がないときには(S300:NO)、本処理は一旦終了される。
 一方、加速度センサ21に異常があるときには(S300:YES)、出力抑制処理の実行が禁止される(S310)。このステップS310の処理が実行されることにより、加速度KAが目標加速度KApとなるようにエンジン6の出力を制御する処理、より詳細には第1実施形態で説明した目標駆動力Pの算出に関する処理が中止されることにより、エンジン6の出力調整を行う加速度制御が中止される。
 次に、現在の車速Vが所定の速度(例えば第1実施形態で説明した第2車速V2など)を超えているか否かが判定される(S320)。そして、車速Vが所定の速度以下であるときには(S320:NO)、本処理は一旦終了される。
 一方、車速Vが所定の速度を超えているときには(S320:YES)、車速制限が実行される(S330)。この車速制限では、車速Vが所定の速度(例えば上記第2車速V2)以下となるようにエンジン6の出力調整を行う速度制限制御が行われる。なお、こうした車速制限は、アクセル操作量ACCPが上記判定値α以上であって、アクセルペダル2が強く踏み込まれていると判定されるときに実行される。また、こうして車速制限が実行されると、本処理は一旦終了される。
 次に、本実施形態の異常時ルーチンの作用を説明する。
 まず、加速度センサ21に異常が生じているときには、その加速度センサ21の検出値であるセンサ加速度SA(より詳細には勾配加速度GA)を利用する出力抑制処理の実行が禁止されるため、誤った勾配加速度GAに基づく出力抑制が禁止される。従って、出力の抑制度合が不足して加速度が過度に大きくなったり、逆に出力の抑制度合が過剰になって加速度が不足したりすることがなくなるため、ドライバビリティの悪化が避けられるようになる。特に、誤った勾配加速度GAに基づいて加速度が減少されることがない。
 ここで、加速度KAが目標加速度KApを超えないようにエンジン6の出力を調整する出力抑制処理の実行が禁止されると、車速Vが過度に増大するおそれがある。この点、本実施形態では、加速度センサ21に異常が生じているときには、車速Vが所定の速度以下となるように制限される。従って、運転者の安心感を確保することもできる。
 このように本実施形態でも、アクセル操作量ACCPに応じて変化する車両のパラメータ、すなわち車両の加速度を検出する加速度センサ21を有しており、エンジン6の出力を抑制する出力抑制処理を行うときには加速度センサ21によって検出されたセンサ加速度SAを利用してするようにしている。そして、加速度センサ21に異常が生じているときには、出力抑制処理の実行が禁止されることにより、出力抑制処理による出力の抑制度合が「0」にされる。従って、加速度センサ21の異常が出力抑制処理に与える悪影響がより適切に抑えられる。そのため、エンジン6の出力抑制度合の過不足による実際の加速度の過不足もさらに抑えられる。これにより加速度の過不足によるドライバビリティの悪化や、意図した加速度が得られないことによる運転者の不安感を抑えることもでき、ドライバビリティの向上及び安心感の確保を両立させることができる。
 以上説明したように、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
 (1)加速度センサ21に異常が生じているときには、出力抑制処理の実行を禁止するとともに、車速Vが所定の速度以下となるように制限するようにしている。従って、誤った加速度検出値に基づく出力抑制が禁止される。これにより出力の抑制度合が不足して加速度が過度に大きくなったり、逆に出力の抑制度合が過剰になって加速度が不足したりすることがなくなるため、ドライバビリティの悪化が避けられるようになる。
 (2)上記出力抑制処理では、加速度センサ21の検出値を用いてエンジン6の出力を勾配補償するようにしている。しかし、加速度センサ21に異常が生じているときには、同加速度センサ21の検出値を用いる出力抑制処理の実行を禁止することで、勾配補償を含んだ加速度制御の実行を禁止するようにしている。そのため、誤った勾配加速度GAに基づいて加速度が減少されることがない。
 (3)加速度センサ21に異常が生じているときには、加速度KAが目標加速度KApとなるように出力を制御する出力抑制処理の実行が禁止されることにより、出力抑制処理による出力の抑制度合は実質的に「0」にされる。そのため、加速度センサ21の異常が出力抑制処理に与える悪影響を抑えることができ、エンジン6の出力抑制度合の過不足による実際の加速度の過不足も抑えられる。従って、加速度の過不足によるドライバビリティの悪化や、意図した加速度が得られないことなどによる運転者の不安感を抑えることができ、ドライバビリティの向上及び安心感の確保がより促されるようになる。
 なお、上記各実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
 ・先の図2に示したルーチンでは、出力抑制処理を実行するか否かを判断するために、アクセルペダル2が強く踏み込まれているか否かを判定するようにした。そしてこの判定に際しては、アクセル操作量ACCPと判定値αとを比較するようにしたが、この他の態様でアクセル操作量が所定の条件を満たしているか否かを判定するようにしてもよい。例えば、単位時間当たりのアクセル操作量が所定値を超える、つまりアクセル操作量の変化速度が所定値を超えるという条件や、単位時間当たりのアクセル操作量の変化速度が所定値を超える、つまりアクセル操作量の変化加速度が所定値を超えるという条件などを設定してもよい。
 ・目標加速度KApの設定に際しては、先の図3に示したように、車速Vが「0」から第1車速V1未満であるときには、目標加速度KApは固定値KAp1に設定するようにした。この他、図8に示すように、車速Vが「0」から上記第2車速V2未満であるときには、目標加速度KApは車速Vの上昇に伴って徐々に小さくなるように可変設定してもよい。なお、この変形例でも、一点鎖線にて示すように、加速度センサ21に異常があるときには、異常が無いときに比べて目標加速度KApは大きくされる。
 ・出力抑制処理が実行されているときの出力の抑制度合を路面の勾配に応じて変更するために、勾配加速度GAに基づいてFF駆動力Pffの算出を行った。そして、これにより勾配における出力不足をフィードフォワード制御にて補償するようにしたが、この他の態様で出力の抑制度合を路面の勾配に応じて変更してもよい。例えば、FF駆動力Pffの算出に代えて、目標加速度KApを勾配の大きさに応じて補正するようにしてもよい。この変形例は、例えば勾配加速度GAが大きいときほど値が大きくなる補正係数HKを設け、この補正係数HKを目標加速度KApに反映することで具現化できる。そして、この変形例の場合には、先の図5に示したステップS230の処理に代えて、補正係数HKを「1」に設定するようにすれば、第1実施形態と同様な作用効果が得られる。
 ・また、出力抑制処理が実行されているときの出力の抑制度合を路面の勾配に応じて変更するために、勾配における出力不足をフィードフォワード制御にて補償するようにしたが、この他の態様で出力の抑制度合を路面の勾配に応じて変更してもよい。例えば、FF駆動力Pffの算出に代えて、FB駆動力Pfbを算出するためにフィードバック制御で用いられるフィードバックゲインGを勾配の大きさに応じて変更するようにしてもよい。なお、この場合には、勾配が大きいときほどフィードバックゲインGが大きくなるように同フィードバックゲインGを可変設定することが望ましい。そして、この変形例の場合には、先の図5に示したステップS230の処理に代えて、フィードバックゲインGの可変設定を禁止して勾配角が「0°」のときのフィードバックゲインGを設定するようにすれば、第1実施形態と同様な作用効果が得られる。
 ・センサ加速度SAから車両の加速度KA(KA=車速Vの微分値)を減算して得られる勾配加速度GAを、坂路の勾配の代用値として利用したが、この他の態様で坂路の勾配を検出するようにしてもよい。例えば、勾配検出用のセンサを別途設けてもよい。
 ・先の図2に示した出力抑制制御ルーチンでは、ステップS140の処理等を行うことでエンジン6の出力を勾配補償するようにした。この他、こうした勾配補償を行わない場合でも、本発明は同様に適用することができる。つまり、車両の加速度が所定の閾値を超えないように加速度センサの検出値を用いてエンジン6の出力抑制処理を行う制御装置や、アクセル操作量に応じて変化する車両の走行状態を示すパラメータを検出する検出部を有しており、エンジン6の出力を抑制する出力抑制処理の実行時には同パラメータを用いる車両の制御装置であれば、本発明は同様に適用することができる。なお、この場合には車両の加速度として、車速センサ20にて検出される車速Vの微分値を用いることも可能であり、加速度センサ21の代用として車速センサ20を用いることもできる。
 ・アクセル操作量に応じて変化する車両の走行状態を示すパラメータが、車両の加速度を検出する加速度センサ21の検出値であったが、この他のパラメータを採用するようにしてもよい。例えば車速センサで検出される車速の単位時間当たりの変化量(車速の微分値)を算出し、この算出された値を同パラメータとしてもよい。
 ・上記実施形態では、アクセルペダル2の踏み込みを通じてアクセル操作を行うようにしたが、ペダルの踏み込み以外の操作を通じてアクセル操作を行うようにしてもよい。ペダルの踏み込み以外のアクセル操作としては、例えば、パドルシフトなどの手を使った操作や音声操作などがある。
 ・上記実施形態では、原動機としてエンジン6を備える車両に本発明の駆動力制御装置を適用した場合を説明したが、本発明は、原動機としてモーターを備える電気自動車や、原動機としてモーター及びエンジンを備えるハイブリッド自動車などにも同様に適用することができる。
 1…電子制御ユニット(1a…中央演算処理装置(CPU)、1b…読み込み専用メモリー(ROM)、1c…ランダムアクセスメモリー(RAM))、2…アクセルペダル、3…アクセルペダルセンサ、6…エンジン(原動機)、7…吸気通路、8…スロットルバルブ、9…スロットルモーター、20…車速センサ、21…加速度センサ、100…車両。

Claims (5)

  1.  車両の加速度を検出する加速度検出部と、
     前記加速度が所定の閾値を超えないように前記加速度検出部の検出値を用いて前記車両の原動機の出力を抑制する出力抑制処理を実行する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記加速度検出部に異常が生じているときには、異常が生じていないときに比べて前記閾値を大きくするとともに、車速を所定値以下に制限する
     車両の制御装置。
  2.  車両の加速度を検出する加速度検出部と、
     前記加速度が所定の閾値を超えないように前記加速度検出部の検出値を用いて前記車両の原動機の出力を抑制する出力抑制処理を実行する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記加速度検出部に異常が生じているときには、前記出力抑制処理の実行を禁止するとともに、車速を所定値以下に制限する
     車両の制御装置。
  3.  アクセル操作量に応じて変化する車両の走行状態を示すパラメータを検出する検出部と、
     前記パラメータを用いて前記車両の原動機の出力を抑制する出力抑制処理を実行する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記検出部に異常が生じているときには、異常が生じていないときに比べて前記出力抑制処理による出力の抑制度合を小さくする
     車両の制御装置。
  4.  前記制御部は、前記検出部に異常が生じているときには、前記出力の抑制度合を「0」にする
     請求項3に記載の車両の制御装置。
  5.  前記パラメータは、車両の加速度を検出する加速度センサの検出値である
     請求項3または4に記載の車両の制御装置。
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