JP2011219021A - 車両の駆動力制御装置及び駆動力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無用な変速制御を回避してドライバーに違和感を感じさせない車両の駆動力制御装置及び駆動力制御方法を提供する。
【解決手段】アクセルペダル及びブレーキペダルの両方の踏み込みに基づいて、フェールセーフ制御が必要であるか否かを判定するフェールセーフ判定部(１１０)と、アクセル操作量に基づいて、エンジンを制御するためのエンジン制御用アクセル操作量を設定し、フェールセーフ制御が必要であるときに、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいてエンジン出力を制限するエンジン制御部(１３０〜１６０)と、フェールセーフ制御が必要であるときに、エンジン制御部(１３０〜１６０)がエンジン出力を制限するのに遅れて、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいて変速制御するトランスミッション制御部(１７０，２００)と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の駆動力を制御する装置及び方法に関する。

アクセルペダルの操作量を電気信号に変換して、この信号に基づいてアクチュエーターを駆動してスロットルバルブの開度を調整する、いわゆるドライブ・バイ・ワイヤ(drive-by-wire)システムが広く採用されている。

そして、特許文献１では、スロットルバルブが固着した場合に備えて、アクセルペダルがたとえ踏まれていると検知したときでも、ブレーキペダルが踏まれたら、即時にトランスミッションを最小変速比に制御する。

特開平４−５０５５１号公報

しかしながら、前述した従来の方法では、ドライバーが意図に反して誤ってブレーキペダルを踏みすぐにブレーキペダルから足を離したり、スポーツ走行で極短時間だけブレーキペダルを踏んですぐにブレーキペダルから足を離した場合に、再び元の変速比に戻すためにシフトダウンしなければならない。変速制御は時間がかかり、ひとつのシーケンスが完了するまでは次のシーケンスを実行できない。したがってブレーキペダルから足を離して遅れて変速制御が開始することとなる。そして変速ショックが生じるので、ドライバーは違和感を感じてしまう。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、無用な変速制御を回避してドライバーに違和感を感じさせない車両の駆動力制御装置及び駆動力制御方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。

本発明の車両の駆動力を制御する装置は、アクセルペダル及びブレーキペダルの両方の踏み込みに基づいて、フェールセーフ制御が必要であるか否かを判定するフェールセーフ判定部と、アクセル操作量に基づいて、エンジンを制御するためのエンジン制御用アクセル操作量を設定し、フェールセーフ制御が必要であるときに、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいてエンジン出力を制限するエンジン制御部と、フェールセーフ制御が必要であるときに、前記エンジン制御部がエンジン出力を制限するのに遅れて、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいて変速制御するトランスミッション制御部と、を備える。

本発明によれば、フェールセーフ制御が必要であるときに、エンジン出力を制限するのに遅れて、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいて変速制御するので、無用な変速制御を回避してドライバーに違和感を感じさせない。

本発明による車両の駆動力制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 フェールセーフ制御判定ユニット１１０の制御ルーチンを説明する図である。 エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０の制御ルーチンを説明する図である。 トランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット１７０の制御ルーチンを説明する図である。 変速マップの一例を示す図である。 実施形態を実行したときにトランスミッションに入力されるトランスミッション制御用アクセル操作量の変化を示すタイムチャートである。

以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について、さらに詳しく説明する。

図１は、本発明による車両の駆動力制御装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。

本発明による車両の駆動力制御装置は、何らかの異状事態、たとえば、ドライバーがフロアマットを新たに設置し、アクセルペダルがこの新たに設置したフロアマットに引っかかることによってアクセルペダルから足を離してもアクセルペダルが戻らなくなっても、車両を安全に停止可能にする駆動力制御装置である。

車両の駆動力制御装置１は、エンジンコントロールモジュール(Engine Control Module；以下「ＥＣＭ」と称す)１００と、オートマチックトランスミッションコントロールユニット(Automatic Transmission Control Unit；以下「ＡＴＣＵ」と称す)２００と、を含む。車両の駆動力制御装置１は、スタートスイッチがオンされると、微小時間(たとえば数ミリ秒)ごとに以下の制御を繰り返し実行する。

なお本実施形態では、ＥＣＭ１００とＡＴＣＵ２００とを分けて図示しているが、単一のコントローラーであってもよい。

以下では実施形態の理解を容易にするために、各コントローラーの機能を仮想的なユニットとして説明する。

ＥＣＭ１００は、フェールセーフ制御判定ユニット１１０と、Ａ／Ｄ変換ユニット１２０と、エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０と、トルク変換各種補正ユニット１４０と、スロットル目標開度変換ユニット１５０と、スロットルモーター制御ユニット１６０と、トランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット１７０と、を含む。

フェールセーフ制御判定ユニット１１０は、ニュートラルスイッチ信号、車速信号、ブレーキスイッチ信号、アクセル実操作量に基づいてフェールセーフ制御が必要であるか否かを判定する。詳細は、後述する。なおニュートラルスイッチ信号は、シフトレバーがＮレンジ又はＰレンジのときにオン／それ以外のレンジのときにオフとなる信号である。ブレーキスイッチ信号は、ブレーキが踏まれていればオン／踏まれていなければオフとなる信号である。アクセル操作量センサーは、アクセルペダルの実操作量を検出して電圧として出力する。

Ａ／Ｄ変換ユニット１２０は、電圧として出力されたアクセル操作量センサー信号をアクセル実操作量に換算する。

エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０は、エンジン制御するためのアクセル操作量を出力する。詳細は、後述する。またトランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット１７０は、オートマチックトランスミッションを制御するためのアクセル操作量を出力する。詳細は、後述する。

トルク変換各種補正ユニット１４０は、エンジン制御用アクセル操作量に基づいて必要なエンジントルクを演算する。そして、そのエンジントルクを、ビークルダイナミックコントロール(Vehicle Dynamic Control)、トラクションコントロール(Traction Control)、クルーズコントロール(Cruise Control)のような、車両側からの要求トルクで補正して、目標トルクを算出する。

スロットル目標開度変換ユニット１５０は、算出された目標トルクに基づいて、吸気スロットルの目標開度を算出する。

スロットルモーター制御ユニット１６０は、算出された目標開度になるように、スロットルモーターを制御する。

ＡＴＣＵ２００は、オートマチックトランスミッションをコントロールする。詳細は、後述する。

図２は、フェールセーフ制御判定ユニット１１０の制御ルーチンを説明する図である。

ステップＳ１１１においてＥＣＭ１００は、フェールセーフ制御中であるか否かを判定する。具体的にはフェールセーフ制御フラグが「１」であればフェールセーフ制御中であると判定する。フェールセーフ制御フラグが「０」であればフェールセーフ制御中ではないと判定する。制御中でなければＥＣＭ１００はステップＳ１１２に処理を移行する。制御中であればＥＣＭ１００はステップＳ１１７に処理を移行する。

ステップＳ１１２においてＥＣＭ１００は、ニュートラルスイッチがオンであるか否かを判定する。オフであればＥＣＭ１００はステップＳ１１３に処理を移行する。オンであればＥＣＭ１００は一旦処理を抜ける。

ステップＳ１１３においてＥＣＭ１００は、アクセル操作量が基準値よりも大きいか否かを判定する。大きければＥＣＭ１００はステップＳ１１７に処理を移行する。大きくなければＥＣＭ１００は一旦処理を抜ける。

ステップＳ１１４においてＥＣＭ１００は、ブレーキスイッチがオンであるか否かを判定する。オフであればＥＣＭ１００は一旦処理を抜ける。オンであればＥＣＭ１００はステップＳ１１５に処理を移行する。

ステップＳ１１５においてＥＣＭ１００は、車速が基準値よりも大きいか否かを判定する。大きくなければＥＣＭ１００は一旦処理を抜ける。大きければＥＣＭ１００はステップＳ１１６に処理を移行する。

ステップＳ１１６においてＥＣＭ１００は、フェールセーフ制御フラグに「１」をセットする。

ステップＳ１１７においてＥＣＭ１００は、ブレーキスイッチがオフであるか否かを判定する。オンであればＥＣＭ１００は一旦処理を抜ける。オフであればＥＣＭ１００はステップＳ１１８に処理を移行する。

ステップＳ１１８においてＥＣＭ１００は、フェールセーフ制御フラグに「０」をセットする。

図３は、エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０の制御ルーチンを説明する図である。

ステップＳ１３１においてＥＣＭ１００は、フェールセーフ制御フラグが「１」であるか否かを判定する。「０」であればＥＣＭ１００はステップＳ１３２に処理を移行する。「１」であればＥＣＭ１００はステップＳ１３３に処理を移行する。

ステップＳ１３２においてＥＣＭ１００は、アクセル操作量制限値としてフルオープン値を設定する。したがって実質的にはアクセル操作量を制限しない。

ステップＳ１３３においてＥＣＭ１００は、アクセル操作量制限値として所定リミット値を設定する。この所定リミット値は、車両の仕様に応じて予め決められている。

ステップＳ１３４においてＥＣＭ１００は、アクセル実操作量がアクセル操作量制限値を超えるか否かを判定する。超えなければＥＣＭ１００はステップＳ１３５に処理を移行する。超えればＥＣＭ１００はステップＳ１３６に処理を移行する。

ステップＳ１３５においてＥＣＭ１００は、エンジン制御用アクセル操作量としてアクセル実操作量を出力する。すなわちアクセル実操作量は制限されずにエンジン制御用アクセル操作量として出力される。

ステップＳ１３６においてＥＣＭ１００は、エンジン制御用アクセル操作量としてアクセル操作量制限値を出力する。すなわちアクセル実操作量は制限されてアクセル操作量制限値がエンジン制御用アクセル操作量として出力される。

図４は、トランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット１７０の制御ルーチンを説明する図である。

ステップＳ１７１においてＥＣＭ１００は、フェールセーフ制御フラグが「１」であるか否かを判定する。「０」であればＥＣＭ１００はステップＳ１７２に処理を移行する。「１」であればＥＣＭ１００はステップＳ１７３に処理を移行する。

ステップＳ１７２においてＥＣＭ１００は、フェールセーフカウンターをリセットする。

ステップＳ１７３においてＥＣＭ１００は、フェールセーフカウンターをインクリメントする。

ステップＳ１７４においてＥＣＭ１００は、フェールセーフカウンターに基づいて所定時間が経過したか否かを判定する。上述のように、この処理は一定時間ごとに実行されるので、インクリメントされたフェールセーフカウンターによってフェールセーフ制御が開始されてからの経過時間が判る。所定時間が経過するまではＥＣＭ１００はステップＳ１７５に処理を移行する。所定時間が経過したらＥＣＭ１００は、ステップＳ１７６に処理を移行する。

ステップＳ１７５においてＥＣＭ１００は、Ａ／Ｄ変換ユニット１２０から出力されるアクセル実操作量をトランスミッション制御用アクセル操作量として出力する。

ステップＳ１７６においてＥＣＭ１００は、エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０から出力されるエンジン制御用アクセル操作量をトランスミッション制御用アクセル操作量として出力する。

そしてＡＴＣＵ２００は、車速とトランスミッション制御用アクセル操作量とを変速マップに適用して変速制御する。

図５は、変速マップの一例を示す図である。

横軸が車速であり、縦軸がアクセル操作量である。図中太線がシフトアップで使用される変速ラインである。図中細線がシフトダウンで使用される変速ラインである。

Ａ点で走行している場合であって３速に制御されているときに白抜き矢印のように、アクセル操作量が制御されると、途中のＢ点で４速にシフトアップされ、さらにＣ点でシフトアップされる。

このようにアクセル操作量が制限されると、トランスミッションはシフトアップする。

本実施形態の制御を実行すると以下のようになる。

すなわち走行中に、何らかの異状事態によってアクセルペダルから足を離してもアクセルペダルが戻らなくなっても、ブレーキペダルが踏まれると、フェールセーフ制御判定ユニット１１０は、ステップＳ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１４→Ｓ１１５→Ｓ１１６と処理して、フェールセーフ制御フラグに「１」をセットする。

そして、エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０は、ステップＳ１３１→Ｓ１３３→Ｓ１３４→Ｓ１３６と処理して、エンジン制御用アクセル操作量として、アクセル実操作量よりも小さいアクセル操作量制限値を出力する。そして、トルク変換各種補正ユニット１４０が目標トルクを算出し、スロットル目標開度変換ユニット１５０が吸気スロットルの目標開度を算出し、スロットルモーター制御ユニット１６０がスロットルモーターを制御する。これによってスロットル開度が絞られてエンジン出力が低下する。またスロットル開度が絞られると吸気負圧が上昇するので、マスターバックの負圧が大きくなりブレーキが効きやすくなる。

一方、トランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット１７０は、ステップＳ１７１→Ｓ１７３→Ｓ１７４→Ｓ１７５と処理して、図６の時刻ｔ１でフェールセーフ制御が開始しても所定時間が経過して図６の時刻ｔ２になるまでは、Ａ／Ｄ変換ユニット１２０から出力されるアクセル実操作量に基づいて変速制御する。そして所定時間が経過して図６の時刻ｔ２になったら、トランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット１７０は、ステップＳ１７４→Ｓ１７６と処理してエンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０から出力されるエンジン制御用アクセル操作量に基づいて変速制御する。

上述のように、エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット１３０から出力されるエンジン制御用アクセル操作量に基づいて変速制御すると、シフトアップするが、シフトアップには時間を要する。仮に、フェールセーフ制御が開始したら吸気スロットルの開度を小さくするとともに同タイミングでシフトアップしては、ドライバーが意図に反して誤ってブレーキペダルを踏みすぐにブレーキペダルから足を離したり、スポーツ走行で極短時間だけブレーキペダルを踏んですぐにブレーキペダルから足を離した場合に、再び元の状態に戻すためにシフトダウンしなければならない。変速制御は時間がかかり、ひとつのシーケンスが完了するまでは次のシーケンスを実行できない。したがってブレーキペダルから足を離して遅れて変速制御が開始することとなる。そして変速ショックが生じるので、ドライバーは違和感を感じてしまう。

これに対して本実施形態は、フェールセーフ制御が開始したらまず吸気スロットルの開度を小さくする。そして所定時間が経過してから変速制御する。したがってドライバーが意図に反して誤ってブレーキペダルを踏みすぐにブレーキペダルから足を離したり、スポーツ走行で極短時間だけブレーキペダルを踏んですぐにブレーキペダルから足を離した場合には変速制御しないので、無用なシフトアップ、シフトダウンを回避できる。

なお吸気スロットルの開度制御は、短時間で行えるので、変速制御のように遅らせなくてもよいのである。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。

上記実施形態ではエンジン出力を制限するために吸気スロットルの開度を小さくしたが、これに限られるものではなく、たとえば燃料噴射量を減量させてもよい。また、上記実施形態では、エンジン出力を制限して所定時間が経過してから変速制御したが、これに限られるものではなく、エンジン出力を制限して所定の距離を走行してから変速制御してもよい。

１００ エンジンコントロールモジュール(ＥＣＭ)
１１０ フェールセーフ制御判定ユニット(フェールセーフ判定部)
１３０ エンジン制御用アクセル操作量出力ユニット(エンジン制御部)
１４０ トルク変換各種補正ユニット(エンジン制御部)
１５０ スロットル目標開度変換ユニット(エンジン制御部)
１６０ スロットルモーター制御ユニット(エンジン制御部)
１７０ トランスミッション制御用アクセル操作量出力ユニット(トランスミッション制御部)
２００ オートマチックトランスミッションコントロールユニット(トランスミッション制御部)

Claims (3)

1. アクセルペダル及びブレーキペダルの両方の踏み込みに基づいて、フェールセーフ制御が必要であるか否かを判定するフェールセーフ判定部と、
   アクセル操作量に基づいて、エンジンを制御するためのエンジン制御用アクセル操作量を設定し、フェールセーフ制御が必要であるときに、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいてエンジン出力を制限するエンジン制御部と、
   フェールセーフ制御が必要であるときに、前記エンジン制御部がエンジン出力を制限するのに遅れて、制限されたエンジン制御用アクセル操作量に基づいて変速制御するトランスミッション制御部と、
   を備える車両の駆動力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記エンジン制御部は、前記吸気スロットルの開度を小さくし、
   前記トランスミッション制御部は、シフトアップする、
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
3. アクセルペダル及びブレーキペダルの両方の踏み込みに基づいて、フェールセーフ制御が必要であるか否かを判定するフェールセーフ判定工程と、
   フェールセーフ制御が必要であるときに、エンジン出力を制限するエンジン制御工程と、
   フェールセーフ制御が必要であるときに、前記エンジン制御部がエンジン出力を制限するのに遅れて、シフトアップするトランスミッション制御工程と、
   を備える車両の駆動力制御方法。

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