WO2018079347A1 - 車両の制御装置及び車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
コントローラは、シフトバイワイヤシステムが搭載されている自動変速機を有する車両の制御装置を構成する。コントローラは、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われたときに、動力伝達クラッチの解放判定がなされた後に、レンジインジケータの表示をNレンジ表示に変更する。
Description
本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。
シフトバイワイヤシステムを搭載した自動変速機が知られている(例えば、JP5-288267A参照)。
シフトバイワイヤシステムでは、レンジ信号に基づきインジケータのレンジ表示が行われる。このため、ドライバは主にインジケータのレンジ表示に基づき、現在のレンジを判断することになる。
ところが、ドライバが走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作を行った際に、自動変速機の締結要素が解放不能になるフェールが生じていた場合、インジケータを即座にニュートラル表示にしてしまうと、次のような事態が発生する虞がある。すなわちこの場合、インジケータがニュートラル表示にも関わらず、車両が移動してしまう事態が発生する虞がある。結果、ドライバの認識と車両の挙動とが異なってくる虞がある。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われたときに、インジケータの表示がニュートラル表示にも関わらず、車両が移動してしまうことを防止可能な車両の制御装置及び車両の制御方法を提供することを目的とする。
本発明のある態様の車両の制御装置は、シフトバイワイヤシステムが搭載されている自動変速機を有する車両の制御装置であって、走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われたときに、前記自動変速機の締結要素の解放判定がなされた後に、インジケータの表示をニュートラル表示に変更する制御部、を有する。
本発明の別の態様によれば、シフトバイワイヤシステムが搭載されている自動変速機を有する車両の制御方法であって、走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われたときに、前記自動変速機の締結要素の解放判定がなされた後に、インジケータの表示をニュートラル表示に変更すること、を含む車両の制御方法が提供される。
これらの態様によれば、走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われたときに、自動変速機の締結要素の解放判定がなされた後に、インジケータの表示をニュートラル表示に変更するので、インジケータの表示がニュートラル表示にも関わらず、車両が移動してしまうことを防止できる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、車両の概略構成図である。車両は、駆動源としてエンジン1を備える。エンジン1の動力は、自動変速機TM、差動装置4を介して、駆動輪5へと伝達される。
自動変速機TMは、トルクコンバータ2と変速機構3とを備える。自動変速機TMは、レンジとして、ドライブ(D)レンジ、リバース(R)レンジ、ニュートラル(N)レンジ、駐車(P)レンジ等を有し、そのいずれか一つを設定レンジとして設定することができる。DレンジとRレンジとは走行レンジを構成し、NレンジとPレンジとは、非走行レンジを構成する。
自動変速機TMは具体的には、シフトバイワイヤシステムShBWが搭載された構成となっている。シフトバイワイヤシステムShBWは、シフター6、シフター位置センサ21を有して構成される。
自動変速機TMのシフター6には、操作後に初期位置である中立位置HOMEに自動的に復帰するモーメンタリ式のシフターが用いられる。自動変速機TMの設定レンジは、ドライバがシフター6を操作することによって設定される。シフター6によってどのレンジが選択されたかは、シフター位置センサ21によって検出される。シフター6は具体的には、シフトレバーであるが、シフトスイッチ等であってもよい。シフトバイワイヤシステムShBWはさらに、変速機構3、ATCU10、SCU20、MCU50及びレンジインジケータ51等を有して構成される。
変速機構3は、有段の自動変速機構であり、遊星歯車機構と、複数の摩擦係合要素とを有して構成される。変速機構3は、複数の摩擦係合要素の締結状態を変更することでギヤ比及び前進後進を切り換えることができる。以下の説明では、自動変速機TMの設定レンジが走行レンジに設定されているときに締結されるクラッチ、ブレーキを動力伝達クラッチ33と総称する。
変速機構3は、コントロールバルブ部31と、パークモジュール32とをさらに有して構成される。コントロールバルブ部31は、変速機構3の複数の摩擦係合要素の作動油圧を制御する複数のソレノイドバルブを有して構成される。
パークモジュール32は、駐車時に変速機構3の出力軸を機械的にロックする。自動変速機TMの設定レンジがPレンジに設定された場合は、アクチュエータ32aによってパークロッド32bがロック位置に駆動される。これにより、図示しない係合爪が変速機構3の出力軸に設けられた図示しないパークギヤに係合し、変速機構3の出力軸が機械的にロックされる(パークロック状態)。これに対し、自動変速機TMの設定レンジがPレンジ以外のレンジに設定された場合は、アクチュエータ32aによってパークロッド32bがロック解除位置に駆動される。これにより、図示しない係合爪とパークギヤとの係合が解かれ、変速機構3の出力軸のロックが解除される(パークロック解除状態)。
ATCU10は、自動変速機TMのコントロールユニットであり、自動変速機TMの制御を行う。ATCU10には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ11、車速VSPを検出する車速センサ12、パークモジュール32のパークロッド32bの位置を検出するパーキングポジションセンサ13、トルクコンバータ2のタービン回転速度Ntbnを検出する回転速度センサ14等からの信号が入力される。
ATCU10は、CAN60を介してSCU20、ECU30、BCM40、MCU50と相互通信可能に接続される。
SCU20は、シフトコントロールユニットである。SCU20は、シフター位置センサ21からの信号に基づき、シフター6によって選択されたレンジに対応する要求レンジ信号を生成してATCU10に出力する。
ATCU10は、SCU20からの要求レンジ信号に基づき、自動変速機TMの設定レンジを設定する。ATCU10は、自動変速機TMの設定レンジに応じて、次に説明するように制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。
自動変速機TMのレンジをDレンジに設定した場合、ATCU10は、車速VSP、アクセル開度APOに基づき、変速マップを参照して目標変速段を決定し、目標変速段を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。これにより、複数のソレノイドバルブが制御指令値に応じて制御され、複数の摩擦係合要素の作動油圧が調整され、目標変速段が達成される。
自動変速機TMの設定レンジをRレンジに設定した場合、ATCU10は、Rレンジ制御を行う。Rレンジ制御は、Rレンジの選択に応じて行われる自動変速機TMの変速制御であり、後進段を達成するための制御である。Rレンジ制御では、目標変速段を後進段に決定し、目標変速段を達成するための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。この場合、後進段を達成するように複数のソレノイドバルブが制御される。
自動変速機TMの設定レンジをPレンジ又はNレンジに設定した場合、ATCU10は、動力伝達クラッチ33を解放させるための制御指令値をコントロールバルブ部31に出力する。設定レンジがPレンジである場合は、さらに、ATCU10は、パークモジュール32のアクチュエータ32aを動作させ、自動変速機TMをパークロック状態にする。
ECU30は、エンジンコントロールユニットであり、エンジン1を制御する。ECU30は、エンジン1の回転速度NE、スロットル開度TVO等をATCU10に出力する。
BCM40は、ボディコントロールモジュールであり、車体側動作要素を制御する。車体側動作要素は例えば、車両のドアロック機構等であり、エンジン1のスタータを含む。BCM40は、車両のドアロックを検出するドアロックスイッチのON・OFF信号、エンジン1のイグニッションスイッチのON・OFF信号等をATCU10に出力する。
MCU50は、メータコントロールユニットであり、車室内に設けられたメータ、警告灯、ディスプレイ、自動変速機TMの設定レンジを表示するレンジインジケータ51等を制御する。
ATCU10、SCU20、ECU30、BCM40、MCU50は、本実施形態における車両の制御装置であるコントローラ100を構成する。
ところで、シフトバイワイヤシステムShBWでは、レンジ信号、具体的にはATCU10から入力され設定レンジを示す設定レンジ信号に基づき、レンジインジケータ51のレンジ表示が行われる。このため、ドライバは主にレンジインジケータ51のレンジ表示に基づき、現在のレンジを判断することになる。
ところが、ドライバがDレンジやRレンジからNレンジへのシフト操作を行った際に、動力伝達クラッチ33が解放不能になる解放不能フェールが生じていた場合、レンジインジケータ51を即座にニュートラル表示つまりNレンジ表示にしてしまうと、次のような事態が発生することが懸念される。
すなわちこの場合、レンジインジケータ51がNレンジ表示にも関わらず、車両が移動してしまう事態が発生することが懸念される。結果、ドライバの認識と車両の挙動とが異なってくることが懸念される。特に、シフト操作後に初期位置に復帰するシフター6が用いられる場合、ドライバのレンジインジケータ51への依存度が高くなる分、ドライバの認識と車両の挙動とが異なる状況になり易い。
このような事情に鑑み、本実施形態ではコントローラ100が次に説明する制御を実行する。
図2は、コントローラ100が行う制御の一例をフローチャートで説明する図である。ステップS1で、コントローラ100は、DレンジからのNレンジセレクトが発生したか否か、つまりDレンジからNレンジへのシフト操作が行われたか否かを判定する。ステップS1の処理は例えば、SCU20からの要求レンジ信号に基づき、ATCU10で行うことができる。ステップS1で否定判定であれば、処理は一旦終了する。ステップS1で肯定判定であれば、処理はステップS3に進む。
ステップS3で、コントローラ100は、レンジインジケータ51のレンジ表示をDレンジの点灯表示からDレンジの点滅表示に変更する。Dレンジの点灯表示は、設定レンジがDレンジであることを示すDレンジ表示である。Dレンジの点滅表示は、上記シフト操作によるドライバの要求を受け付けたことを示す要求受付表示であり、設定レンジがDレンジであることを示すわけではない点で、Dレンジ表示とは異なる。ステップS3の処理は例えば、ステップS1の判定結果に基づき、MCU50で行うことができる。
ステップS5で、コントローラ100は、エンジン1のトルク制限制御を実行する。トルク制限制御は、Nレンジセレクト時のトルク制限制御であり、これによりドライバがアクセルペダルを踏んでも、エンジン1のトルクを増加させないようにする。
このようなトルク制限制御は例えば、トルクダウン要求値Treqでエンジン1のトルクを減少させることで行われる。トルクダウン要求値Treqは、加速要求に応じてエンジン1のトルクを増加させない値に設定することができる。ステップS5の処理は例えば、ステップS1の判定結果に基づき、ECU30で行うことができる。
ステップS7で、コントローラ100は、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われてから、所定時間Trが経過したか否かを判定する。所定時間Trは、当該シフト操作が行われてから動力伝達クラッチ33が解放されるまでに要する時間であり、例えば正常時におけるこのような時間の最大値に設定される。所定時間Trは、実験等により予め設定することができる。ステップS7の処理は例えば、ATCU10で行うことができる。ステップS7で否定判定であれば、ステップS7の処理が繰り返され、ステップS7で肯定判定であれば、処理はステップS9に進む。
ステップS9で、コントローラ100は、トルクコンバータ2のタービン回転速度Ntbnがニュートラル判定値Ntbn1よりも低いか否かを判定する。
ここで、例えば車両が停車している場合には、駆動輪5の回転も停止している。このとき、自動変速機TMで動力伝達クラッチ33が接続されていれば、タービン回転速度Ntbnは、駆動輪5の回転速度に依存してゼロになる。
この状態で、DレンジからNレンジへのシフト操作に応じて動力伝達クラッチ33が解放方向に制御される。そしてこれに応じて、動力伝達クラッチ33が解放され始めてスリップ状態になると、エンジン1の回転速度NEに応じてタービン回転速度Ntbnが上昇し始める。動力伝達クラッチ33は、このようにしてタービン回転速度Ntbnが上昇するスリップ状態を経て解放される。
このため、所定時間Tr経過後に、タービン回転速度Ntbnがニュートラル判定値Ntbn1よりも低ければ、動力伝達クラッチ33は解放されておらず、解放不能フェールが発生していると判定することができる。
逆に、所定時間Tr経過後に、タービン回転速度Ntbnがニュートラル判定値Ntbn1以上になっていれば、動力伝達クラッチ33が解放され自動変速機TMがニュートラル状態になったと判定することができる。
つまり、ニュートラル判定値Ntbn1は、動力伝達クラッチ33が解放され自動変速機TMがニュートラル状態になったか否かを判定するための判定値であり、実験等により予め設定することができる。ステップS9の処理は例えば、ATCU10で行うことができる。ステップS9で肯定判定であれば、解放不能フェールが発生していると判定され、処理はステップS11に進む。
ステップS11で、コントローラ100は、レンジ表示をDレンジの点滅表示からDレンジの点灯表示に変更する。Dレンジの点滅表示からのDレンジの点灯表示は、シフト操作によるドライバの要求に反して自動変速機TMがNレンジにならなかったことを意味する。ステップS11の処理は例えば、ステップS9の判定結果に基づき、MCU50で行うことができる。
ステップS13で、コントローラ100は、エンジン1のトルク制限制御を継続する。これにより、解放不能フェールが発生している状況で、シフト操作を行ったドライバが、アクセルペダルを踏み込んでしまったような場合でも、車両が急加速してしまうことが防止される。ステップS13の後には、処理は一旦終了する。
ステップS9で否定判定であれば、動力伝達クラッチ33の解放判定がなされる。つまり、動力伝達クラッチ33は解放されたと判定される。この場合、処理はステップS15に進む。
ステップS15で、コントローラ100は、レンジ表示をNレンジの点灯表示に変更する。また、ステップS17で、コントローラ100は、トルク制限制御を解除する。ステップS17の後には処理は一旦終了する。
図3は、図2に示す制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。破線は、比較例を示す。比較例では、動力伝達クラッチ33の正常時の変化を示す。トルクダウン要求値Treqは、エンジン1のトルク制限制御で減少させるトルクを示し、ゼロ以下の値に設定される。トルクダウン要求値Treqは、負の値が大きくなるほど、トルクを大きく減少させることを表す。出力側回転速度Noutputは、トルクコンバータ2に駆動輪5側から入力される回転速度を示す。
タイミングT1では、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われる。比較例では、これによって動力伝達クラッチ33への供給油圧Pclが低下し、動力伝達クラッチ33が解放方向に制御される。このため、レンジ表示をNレンジ表示に変更しても支障はない。比較例でも、タイミングT1でトルク制限制御が開始される。
比較例では、タイミングT2で動力伝達クラッチ33が解放され始めてスリップ状態になる。結果、タービン回転速度Ntbnが上昇し始める。タービン回転速度Ntbnは、最終的にエンジン1の回転速度NEになる。
比較例では、タイミングT1から所定時間Trが経過したタイミングT3で、スリップ状態にあった動力伝達クラッチ33が解放される。タイミングT3では、トルク制限制御も解除される。トルク制限制御の解除は、トルクダウン要求値Treqを絶対値で次第に小さくすることで行われる。
解放不能フェールが発生している場合、タイミングT1でシフト操作が行われても、供給油圧Pclは低下しない。この場合、比較例のようにレンジ表示をNレンジ表示に変更すると、実際には自動変速機TMがDレンジに応じた状態のままであるにも関わらず、ドライバがニュートラル状態になったと誤認識してしまうことになる。
本実施形態では、タイミングT1でシフト操作が行われると、レンジ表示がDレンジの点灯表示から点滅表示に変更される。これにより、シフト操作によるドライバの要求を受け付けたことを知らせつつ、解放不能フェールが発生している場合に、自動変速機TMがニュートラル状態になったとドライバが誤認識することが防止される。
解放不能フェールが発生している場合、タービン回転速度Ntbnは、出力側回転速度Noutputに依存する。このためこの場合には、タイミングT2以降も、タービン回転速度Ntbnは出力側回転速度Noutputのままとなる。
本実施形態では、タイミングT1から所定時間Trが経過したタイミングT3で、動力伝達クラッチ33の解放判定が行われる。タイミングT3では、タービン回転速度Ntbnは、ニュートラル判定値Ntbn1よりも低くなっている。
このため、タイミングT3では、解放不能フェールが発生していると判定され、レンジ表示がDレンジの点滅表示からDレンジの点灯表示に変更される。また、トルク制限制御がそのまま継続される。これにより、ドライバが自動変速機TMの状態を誤認識することが防止され、また、ドライバがアクセルペダルを踏んでしまったような場合でも、車両が急加速することが防止される。
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。
コントローラ100は、シフトバイワイヤシステムShBWが搭載されている自動変速機TMを有する車両の制御装置を構成する。コントローラ100は、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われたときに、動力伝達クラッチ33の解放判定がなされた後に、レンジインジケータ51の表示をNレンジ表示に変更する。
具体的にはコントローラ100は、前述の図2に示すフローチャートにおいて、ステップS1の肯定判定及びステップS9の否定判定を経て、ステップS15の処理を実行するように構成されることで、このような変更を行う制御部を有した構成とされる。
このような構成によれば、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われたときに、動力伝達クラッチ33の解放判定がなされた後に、レンジインジケータ51の表示をNレンジ表示に変更するので、レンジインジケータ51の表示がNレンジ表示にも関わらず、車両が移動してしまうことを防止できる。
特に、シフト操作後に初期位置に復帰するシフター6が用いられる場合には、ドライバのレンジインジケータ51への依存度が高くなる。このため、Nレンジ表示で車両が移動してしまうことを防止することで、ドライバの認識と異なる車両の挙動が発生することを防止するメリットが高い。
コントローラ100は、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われてから所定時間Trが経過した後も動力伝達クラッチ33の解放判定がなされない場合は、レンジインジケータ51の表示をDレンジ表示とする。
具体的にはコントローラ100は、ステップS1の肯定判定及びステップS7の肯定判定を経て、ステップS9で肯定判定であった場合に、ステップS11の処理を実行するように構成されることで、制御部がさらにこのような表示を行う構成とされる。
このような構成によれば、DレンジからNレンジへのシフト操作を行ったにも関わらず、解放判定がなされない場合でも、レンジインジケータ51の表示を実際の自動変速機TMの状態に合わせることができる。このため、実際の状態と表示との間でずれが生じることをなくすことができる。
本実施形態では、車両は、自動変速機TMの入力側に接続されたエンジン1を有する。コントローラ100は、動力伝達クラッチ33の解放判定がなされるまでエンジン1のトルク制限制御を実行する。
具体的にはコントローラ100は、ステップS5の処理を実行した後、ステップS7の肯定判定及びステップS9の否定判定を経て、ステップS17の処理を実行するように構成されることで、制御部がさらに、解放判定がなされるまでトルク制限制御を実行する構成とされる。
このような構成によれば、DレンジからNレンジへのシフト操作を行った際に、解放不能フェールが発生していた場合に、ドライバがアクセルペダルを踏み込んだような状況において、車両が急加速してしまうことを防止できる。
コントローラ100は、次に説明する制御を行うように構成されてもよい。
図4は、コントローラ100が行う制御の変形例をフローチャートで示す図である。図4に示すフローチャートは、ステップS9が設けられていない点と、ステップS5に続いてステップS6が設けられている点と、ステップS7の代わりにステップS7´が設けられている点以外、図2に示すフローチャートと同じである。このため、ここでは特にこれらについて説明する。
ステップS6で、コントローラ100は、動力伝達クラッチ33の解放が開始されたか否かを判定する。このような判定は例えば、タービン回転速度Ntbnが解放開始判定値Ntbn2を上回ったか否かを判定することで行うことができる。解放開始判定値Ntbn2は例えば、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われた際のタービン回転速度Ntbnよりも所定値αだけ高い回転速度に設定することができる。所定値αは実験等により予め設定することができる。
ステップS6の判定は例えば、動力伝達クラッチ33への供給油圧Pclが、供給油圧Pclについての解放開始判定値Pcl1を下回ったか否かで判定されてもよい。解放開始判定値Pcl1は例えば、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われた際の供給油圧Pclよりも所定値βだけ低い油圧に設定することができる。所定値βは実験等により予め設定することができる。
ステップS6で肯定判定であれば、処理はステップS15に進む。つまりこの例では、動力伝達クラッチ33の解放が開始されたことを以て、動力伝達クラッチ33の解放判定がなされ、レンジ表示がNレンジの点灯表示に変更される。
ステップS6で否定判定であれば、処理はステップS7´に進み、コントローラ100は、DレンジからNレンジへのシフト操作が行われてから、所定時間Tr´が経過したか否かを判定する。所定時間Tr´は、当該シフト操作が行われてから動力伝達クラッチ33の解放が開始されるまでに要する時間であり、例えば正常時におけるこのような時間の最大値に設定される。
ステップS7´で否定判定であれば、処理はステップS6に戻る。つまりこの例では、解放判定がなされない場合には、所定時間Tr´が経過するまでの間、動力伝達クラッチ33の解放が開始されたか否かが判定される。そして、ステップS7´で肯定判定であれば、解放不能フェールが発生していると判定され、処理はステップS11に進む。
このような変形例によれば、動力伝達クラッチ33の解放判定が、動力伝達クラッチ33の解放が行われ始めたことを示す判定とされる。Nレンジへのシフト操作後に、ニュートラルへの変化が生じ始めた場合は、その後にニュートラルに変わることがほぼ確実であるため、このような変形例によれば、ドライバの認識と異なる車両挙動の発生を防止しつつ、シフト操作に応じたレンジインジケータ51の表示レスポンスを向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
上述した実施形態では、走行レンジをDレンジとして、DレンジからのNレンジセレクトが発生した場合について説明した。しかしながら走行レンジは例えば、Rレンジであってもよい。
上述した実施形態では、コントローラ100が制御部を有する構成とされる場合について説明した。しかしながら、制御部は例えば、ある単一のコントローラで機能的に実現される結果、当該コントローラが有する構成として機能的に把握される部分であってもよい。
上述した実施形態では、自動変速機TMが、有段の自動変速機である場合について説明した。しかしながら、自動変速機TMは例えば無段変速機であってもよい。
本願は2016年10月26日に日本国特許庁に出願された特願2016-209453に基づく優先権を主張し、この出願のすべての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (5)
- シフトバイワイヤシステムが搭載されている自動変速機を有する車両の制御装置であって、
走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われたときに、前記自動変速機の締結要素の解放判定がなされた後に、インジケータの表示をニュートラル表示に変更する制御部、
を有する車両の制御装置。 - 請求項1に記載の車両の制御装置であって、
前記解放判定は、前記締結要素の解放が行われ始めたことを示す判定である、
車両の制御装置。 - 請求項1又は2に記載の車両の制御装置であって、
前記制御部は、走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われてから所定時間が経過した後も前記解放判定がなされない場合は、前記インジケータの表示を走行レンジ表示とする、
車両の制御装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、前記自動変速機の入力側に接続された駆動源を有し、
前記制御部は、前記解放判定がなされるまで前記駆動源のトルク制限制御を実行する、
車両の制御装置。 - シフトバイワイヤシステムが搭載されている自動変速機を有する車両の制御方法であって、
走行レンジからニュートラルレンジへのシフト操作が行われたときに、前記自動変速機の締結要素の解放判定がなされた後に、インジケータの表示をニュートラル表示に変更すること、
を含む車両の制御方法。
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