JP2006143000A

JP2006143000A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2006143000A
Application number: JP2004336120A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogawa; 裕之小川; Yoshiharu Harada; 吉晴原田; Atsushi Yuki; 篤志幸
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-08
Also published as: US20060111220A1; CN100381313C; US7396315B2; CN1775599A; DE102005053964A1

Abstract

【課題】ダウンシフト時のショックを抑制する。
【解決手段】ＥＣＴ＿ＥＣＵは、車両がコースト状態である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、オルタネータ１０２による電気負荷を予め定められた変化率で増大するステップ（Ｓ１０２）と、ダウンシフトが行なわれた場合（Ｓ１０４にＹＥＳ）、オルタネータ１０２による電気負荷を低減させるステップ（Ｓ１０６）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両を制動する技術に関し、特に、補機によりエンジンブレーキを増大して車両を制動する技術に関する。

従来より、自動で変速を行なう自動変速機が知られている。このような自動変速機を搭載した車両が、アクセルオフでのコースト（惰性走行）状態である場合において減速すると、ダウンシフトが行なわれる場合がある。ダウンシフトが行なわれると、変速後にエンジン回転数が上昇して、エンジンブレーキによる制動力が強くなる。これにより、変速前後で減速度が変化するため、乗員がショックを感じる場合がある。

特開平１０−２３６２９０号公報（特許文献１）は、パワーオフ（アクセルオフ）状態でのダウンシフト時において、シフトショックを防止可能な車両の制動制御装置を開示する。特許文献１に記載の車両の制動制御装置は、車両に搭載された自動変速機と、車両に制動力を与える制動装置とを有した車両を制御する。この制動制御装置は、自動変速機のシフトダウン（ダウンシフト）を予見するシフトダウン予見部と、シフトダウン予見部からの情報に基づき、予見時からシフトダウン完了後所定時間が経過するまでの間、制動装置に自動的に制動力を付加する制動力付加制御部と、シフトダウンの実施中には制動力付加制御部による制動力の付加量を減少させる付加量制限部とを含む。そして、シフトダウンが予見されると制動力を漸増付加して減速度を漸増し、シフトダウンの開始と同時に制動力付加量を減少させるとともに、シフトダウンが完了すると中断していた制動力付加を再開し漸減させる。

この公報に記載の制動制御装置によると、自動変速機のシフトダウンが予見されると、制動力付加制御部によって制動力の付加が行われるが、実際にシフトダウンが実施されているときには付加量制限部によって制動力の付加量が減少させられる。これにより、シフトダウン開始前に車両が減速されるとともに、シフトダウン実施時には、変速前後でのギヤ比の差に基づく回転速度差によって発生するエンジンブレーキの増長が防止され、変速前と変速時の車両の減速度差が小さく抑えられる。故に、シフトダウン実施時にエンジンブレーキによって引き起こされるシフトショックが大きく低減され、シフトダウン時において乗員が違和感を感じることが好適に防止される。
特開平１０−２３６２９０号公報

しかしながら、特開平１０−２３６２９０号公報に記載の制動制御装置においては、シフトダウンの完了後に、シフトダウン開始前の制動力付加を再開し漸減させる。そのため、シフトダウンにより増大されたエンジンブレーキと制動力付加制御部により付加された制動力とにより比較的大きな減速度が生じて乗員がショックを感じるとともに、シフトダウン完了後に制動力付加量を漸減させるため、シフトダウンしたにも関わらず制動力が減少し、また、シフトダウン完了後に再度シフトダウンが予見されたときには減速度が漸増されるため、同一の変速段であるにも関わらず減速度が増減され乗員に違和感を与えるおそれがあるという問題点があった。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、乗員が感じるショックを抑制するとともに、違和感を与えることなく車両を減速させることができる車両の制御装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、エネルギロスを抑制することができる、車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、駆動源と、駆動源に連結された変速機とを含む車両を制御する。この制御装置は、車両に制動力を付加するための付加手段と、アクセル開度を検出するための手段と、変速機のダウンシフトの完了を検出するための手段と、アクセル開度が予め定められた開度よりも小さい場合に制動力を付加させるとともに、ダウンシフトが完了した場合に制動力を減少させるように付加手段を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、アクセル開度が予め定められた開度よりも小さく、車両がコースト状態である場合において、ダウンシフトが行なわれると、ダウンシフトの完了後に制動力が減少される。これにより、減少された制動力の分だけ、ダウンシフト前後における制動力差が抑制される。そのため、シフトダウンによるショックの発生を抑制することができる。また、アクセル開度が予め定められた開度よりも小さく、車両がコースト状態である場合においては、付加手段による制動力がダウンシフトのタイミング以外で減少されない。これにより、同一の変速段において減速度が増減することを抑制することができる。そのため、乗員に違和感を与えることなく車両を減速させることができる。その結果、乗員が感じるショックを抑制するとともに、違和感を与えることなく車両を減速させることができる車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、制御手段は、アクセル開度が予め定められた開度よりも小さいことが検出された場合は、制動力を、予め定められた変化率で増加させるように、付加手段を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、アクセル開度が予め定められた開度よりも小さい場合、付加手段による制動力が、予め定められた変化率で増加される。これにより、車両を徐々に減速させることができる。そのため、車両の急減速を抑制することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１または第２の発明の構成に加え、付加手段は、発電機である。

第３の発明によると、発電機により発電しつつ、発電機の負荷を増減することで、車両の制動力を調整することができる。これにより、制動力を付加しつつ、運動エネルギを電気エネルギとして有効に回収することができる。そのため、エネルギロスを抑制することができる、車両の制御装置を提供することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１または第２の発明の構成に加え、付加手段は、車両の空調装置のコンプレッサである。

第４の発明によると、コンプレッサによる冷媒の加圧量を増減したり、回転数を増減したりすることで、車両の制動力を調整することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第１または第２の発明の構成に加え、駆動源は、内燃機関である。付加手段は、内燃機関に吸入される空気の量を調整するスロットルバルブである。

第５の発明によると、スロットルバルブの開度を増減することで、ポンピングロスを増減し、車両の制動力を調整することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る車両の制御装置は、図１に示すＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０００により実行されるプログラムにより実現される。本実施の形態では、自動変速機を、流体継手としてトルクコンバータを備えた、歯車式変速機構を有する自動変速機として説明する。なお、本発明は、歯車式変速機構を有する自動変速機に限定されるものではなく、たとえばベルト式などの無段変速機であってもよい。また、歯車式変速機構は、遊星歯車から構成されるものであってもよく、常時噛み合い式の歯車から構成されるものであってもよい。

図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、ＥＣＵ１０００とから構成される。

エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサにより検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。

トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチと、入力軸側のポンプ羽根車と、出力軸側のタービン羽根車と、ワンウェイクラッチを有しトルク増幅機能を発現するステータとから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサにより検知される。自動変速機３００の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサにより検知される。

このような自動変速機３００は、その内部に複数の摩擦要素であるクラッチやブレーキを備える。予め定められた作動表に基づいて、摩擦要素であるクラッチ要素（たとえばクラッチＣ１〜Ｃ４）や、ブレーキ要素（たとえばブレーキＢ１〜Ｂ４）、ワンウェイクラ
ッチ要素（たとえばワンウェイクラッチＦ０〜Ｆ３）が、要求された各ギヤ段に対応して、係合および解放されるように油圧回路が制御される。自動変速機３００の変速ポジション（シフトポジション）には、パーキング（Ｐ）ポジション、後進走行（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）、前進走行（Ｄ）ポジションがある。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機３００を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０と、エアーコンディショナ４００を制御するＡ／Ｃ＿ＥＣＵ１０３０とを含む。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、出力軸回転数センサにて検知された出力軸回転数ＮＯＵＴを表わす信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、エンジン回転数センサにて検知されたエンジン回転数ＮＥを表わすエンジン回転数信号が入力される。

これら回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。

さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０にエンジン制御信号（たとえばスロットル開度信号）を出力し、エンジンＥＣＵ１０１０は、そのエンジン制御信号や他の制御信号に基づいてエンジン１００およびオルタネータ１０２を制御する。エンジンＥＣＵ１０１０は、たとえば電子スロットル（スロットルバルブ）１０４の開度を制御したり、点火時期を制御したりして、エンジン１００を制御する。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチ制御信号を出力する。このロックアップクラッチ制御信号に基づいて、ロックアップクラッチの係合圧が制御される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機３００にソレノイド制御信号を出力する。このソレノイド制御信号に基づいて、自動変速機３００の油圧回路のリニアソレノイドバルブやオンオフソレノイドバルブなどが制御され、所定の変速ギヤ段（たとえば第１速〜第５速）を構成するように、摩擦係合要素が係合および解放されるように制御される。

また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、アクセル開度センサ２１００から運転者により操作されたアクセルペダルの開度を表わす信号が入力される。また、ＥＣＵ１０００は、各種データやプログラムが記憶されたメモリを有する。

Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ１０３０は、乗員の操作に基づいて、車室内が所望の温度になるように、エアーコンディショナ４００を制御する。エアーコンディショナ４００は、コンプレッサ４０２と、エバポレータ４０４と、リリーフバルブ４０６とを含む。コンプレッサ４０２は、エンジン１００のクランクシャフトにベルトを介して連結されている。

コンプレッサ４０２により加圧された冷媒が、エバポレータ４０４内で蒸発することにより、空気から熱が奪われる。この空気が、車室内の空調に用いられる。コンプレッサ４０２の加圧量は、リリーフバルブ４０６により調整される。このリリーフバルブ４０６は、Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ１０３０により制御される。

図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００のＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、アクセル開度センサ２１００から送信された信号に基づいて、車両がコースト状態にあるか否かを判別する。たとえば、アクセル開度が０である場合（アクセル開度が予め定められた開度よりも小さい場合に対応）、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、車両がコースト状態にあると判別する。コースト状態である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０に制御信号を送信して、オルタネータ１０２による電気負荷を予め定められた変化率で増大する（漸増する）。なお、オルタネータ１０２による電気負荷を増大する代わりに、その他、コンプレッサ４０２の回転数を増大させたり、加圧量を増大させたりしてもよい。また、電子スロットル１０２の開度を小さくしてポンピングロスを増大させたり、他の補機による負荷を増大させたりしてもよい。特に、オルタネータ１０２の負荷を増大した場合は、オルタネータ１０２の発電量が増え、運動エネルギを電気エネルギとして有効に回収して、エネルギロスを抑制することができるという効果がある。

Ｓ１０４にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ダウンシフトが行なわれたか（ダウンシフトを実行し、そのダウンシフトが完了したか）否かを判別する。なお、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０自体がダウンシフトを行なうか否かを決定しているため、ダウンシフトが行なわれたか否かは、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の内部で判別される。ダウンシフトが行なわれた場合（実行したダウンシフトが完了した場合）（Ｓ１０４にＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０に制御信号を送信して、オルタネータ１０２による電気負荷を低減させる。本実施の形態においては、オルタネータ１０２による電気負荷を０にする。その後、この処理は終了する。

なお、オルタネータ１０２による電気負荷を、予め定められた量だけ低減してもよい。また、オルタネータ１０２による電気負荷を低減する代わりに、その他、コンプレッサ４０２の回転数を減少させたり、加圧量を減少させたりしてもよい。さらに、電子スロットル１０２の開度を大きくしてポンピングロスを減少させたり、他の補機による負荷を減少させたりしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置のＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の動作について説明する。

アクセル開度が０（アクセルオフ）となり、車両がコースト状態になると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、オルタネータ１０２による電気負荷が予め定められた変化率で増大される（Ｓ１０２）。

これにより、図３において実線で示すように、電気負荷がない状態（一点鎖線）に比べて減速度が徐々に増大する。なお、図３において、破線は、電気負荷が最大である場合の減速度を示す。

この状態で、車両が減速することにより、たとえば５速から４速へのダウンシフトが実行され、そのダウンシフトが完了すると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、オルタネータ１０２による電気負荷が０にされる（Ｓ１０６）。これにより、ダウンシフト前後における減速度の差を、電気負荷の分だけ抑制することができる。そのため、ダウンシフト時のショックを抑制することができる。

また、車両がコースト状態である場合においては、オルタネータ１０２による電気負荷は、ダウンシフトのタイミング以外で減少されない。これにより、同一の変速段において減速度が増減することを抑制することができる。そのため、乗員に違和感を与えることなく車両を減速させることができる。

さらに、車輪に設けられたディスクブレーキなどのブレーキ装置（図示せず）を用いずに制動力が付加されるため、長時間コースト状態が続いた場合であっても、ブレーキ装置が摩擦熱により劣化することがない。さらに、オルタネータ１０２による電気負荷を増大させることで、発電量が増大する。そのため、車両の運動エネルギを、電気エネルギに変換して有効に利用することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置のＥＣＵは、車両がコースト状態である場合にオルタネータによる電気負荷を予め定められた変化率で増大させる。コースト状態時に実行されたダウンシフトが完了すると、オルタネータによる電気負荷が減少される。これにより、ダウンシフト前後における減速度の差を、電気負荷の分だけ抑制することができる。そのため、ダウンシフト時のショックを抑制することができる。また、車両がコースト状態である場合においては、オルタネータによる電気負荷は、ダウンシフトのタイミング以外で減少されない。これにより、同一の変速段において減速度が増減することを抑制することができる。そのため、乗員に違和感を与えることなく車両を減速させることができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る車両の制御装置を含む車両の制御ブロック図である。本発明の実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。減速度の推移を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００エンジン、１０２オルタネータ、１０４電子スロットル、２００トルクコンバータ、３００自動変速機、４００エアーコンディショナ、４０２コンプレッサ、４０４エバポレータ、４０６リリーフバルブ、１０００ＥＣＵ、１０１０エンジンＥＣＵ、１０２０ＥＣＴ＿ＥＣＵ、１０３０Ａ／Ｃ＿ＥＣＵ、２１００アクセル開度センサ。

Claims

駆動源と、前記駆動源に連結された変速機とを含む車両の制御装置であって、
前記車両に制動力を付加するための付加手段と、
アクセル開度を検出するための手段と、
前記変速機のダウンシフトの完了を検出するための手段と、
前記アクセル開度が予め定められた開度よりも小さい場合に前記制動力を付加させるとともに、前記ダウンシフトが完了した場合に前記制動力を減少させるように前記付加手段を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
前記制御手段は、前記アクセル開度が予め定められた開度よりも小さいことが検出された場合は、前記制動力を、予め定められた変化率で増加させるように、前記付加手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
前記付加手段は、発電機である、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
前記付加手段は、前記車両の空調装置のコンプレッサである、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
前記駆動源は内燃機関であって、
前記付加手段は、前記内燃機関に吸入される空気の量を調整するスロットルバルブである、請求項１または２に記載の車両の制御装置。