(57)【要約】【課題】曲線路を含む登坂路における車両のドライバビリティを向上させる。【解決手段】車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を走行中であると判断したときに所定の登坂制御を実施するものであって、車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を脱したと判断したとしても、車両が曲線路を走行中であると判断した場合には、登坂制御を終了せずに続行する車両の制御装置を構成した。本制御装置は、例えば、運転者による操舵の舵角が閾値以上に大きく、車両の横加速度若しくは横向き加速度が閾値以上に高いときに、車両が曲線路を走行中であると判断する。【選択図】図３
2020045079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を走行中であると判断したときに所定の登坂制御を実施するものであって、
車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を脱したと判断したとしても、車両が曲線路を走行中であると判断した場合には、登坂制御を終了せずに続行する車両の制御装置。
【請求項２】
運転者による操舵量が閾値以上に大きい、または車両の横加速度若しくは横向き加速度が閾値以上に高いときに、車両が曲線路を走行中であると判断する請求項１記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力源である内燃機関と車両の駆動輪とを繋ぐ駆動系に、トルクコンバータ及び自動変速機を実装した車両が周知である。
【０００３】
車両が登坂路を走行している間、自動変速機の変速比のシフトアップを抑制したり、内燃機関の気筒に充填する吸気量及び燃料噴射量を増量補正したりする制御を実施することがある（例えば、下記特許文献を参照）。このような登坂制御により、登坂路上で駆動輪に入力される駆動力を大きく確保し、車両の走行性能を維持することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在車両が登坂路を走行中であるか否かは、車両の前進加速度を基に判断することができる。例えば、前進加速度がアクセル開度に応じた閾値を下回る場合に、車両が登坂路を走行中であると判断する。
【０００６】
車両が曲線路に差し掛かるときには、運転者がアクセルペダルの踏み込みを緩め、アクセル開度が縮小する。その帰結として、車両が登坂路から脱したと判断して、登坂制御を終了してしまうことがある。車両が幾重にも曲がりくねったつづら折りの坂路を走行する際には、登坂制御の終了と再開とが繰り返され、もたつきが生じることがあり得る。
【０００７】
本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、曲線路を含む登坂路における車両のドライバビリティを向上させることを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を走行中であると判断したときに所定の登坂制御を実施するものであって、車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を脱したと判断したとしても、車両が曲線路を走行中であると判断した場合には、登坂制御を終了せずに続行する車両の制御装置を構成した。
【０００９】
本制御装置は、例えば、運転者による操舵量が閾値以上に大きい、及び／または、車両の横加速度若しくは横向き加速度が閾値以上に高いときに、車両が曲線路を走行中であると判断する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、曲線路を含む登坂路における車両のドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の構成を示す図。
【図２】同実施形態における車両の駆動系の構成を示す図。
【図３】同実施形態の車両の制御装置がプログラムに従い実行する制御の手順を示すフロー図。
【図４】同実施形態の車両の制御装置が制御するスロットルバルブの開度とアクセルペダルの踏込量との相関を示す図。
【図５】同実施形態の車両の制御装置が制御する自動変速機の変速比を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関１００の概要を示す。本実施形態における内燃機関１００は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子を有するイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。
【００１３】
吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。
【００１４】
排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。
【００１５】
排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、排気通路４を流れる排気の一部を吸気通路３に還流させて吸気に混交する、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、特にサージタンク３３に接続している。
【００１６】
図２に、車両が備える駆動系のトランスミッションの例を示す。このトランスミッションは、トルクコンバータ７及び自動変速機８、９を備えてなる。本実施形態では、自動変速機８、９の構成要素として、遊星歯車機構を含む前後進切換装置８、及び無段変速機の一種であるベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）９を採用している。
【００１７】
内燃機関１００が出力するエンジントルクは、内燃機関１００の出力軸であるクランクシャフトからトルクコンバータ７の入力側のポンプインペラ７１に入力され、出力側のタービンランナ７２に伝達される。タービンランナ７２の回転は、前後進切換装置８を介してＣＶＴ９の駆動軸９４に伝わり、ＣＶＴ９における変速を経て従動軸９５を回転させる。従動軸９５の回転は、出力ギア１０１に伝達される。出力ギア１０１は、デファレンシャル装置のリングギア１０２と噛合し、デファレンシャル装置を介して車軸（ドライブシャフト）１０３、及び車軸１０３に取り付けられた駆動輪を回転させる。
【００１８】
トルクコンバータ７は、ロックアップ機構を備える。ロックアップ機構は、この分野では既知のもので、トルクコンバータ７の入力側と出力側とを相対回転不能に締結するロックアップクラッチ７３と、ロックアップクラッチ７３を断接切換駆動するための作動液圧（油圧）を制御するロックアップソレノイドバルブ（図示せず）とを要素とする。
【００１９】
ＣＶＴ９を搭載した車両においては、車速がある程度以上（例えば、１０ｋｍ／ｈ以上）である場合、ほぼ常時トルクコンバータ７をロックアップする。車速がそれ以下（例えば、５ｋｍ／ｈないし８ｋｍ／ｈ以下）となれば、トルクコンバータ７のロックアップを解除する。ロックアップ時、トルクコンバータ７の出力側回転数の入力側回転数に対する比である速度比は１となる。翻って、非ロックアップ時には、トルクコンバータ７の速度比が、駆動状態に応じて１よりも小さくなったり大きくなったりする。
【００２０】
前後進切換装置８は、そのサンギア８１がタービンランナ７２と連絡し、リングギア８２が駆動軸９４と連絡している。プラネタリギア８３１を支持するプラネタリキャリア８３と変速機ケースとの間には、断接切換可能な液圧クラッチたるフォワードブレーキ８４を介設している。また、プラネタリキャリア８３とサンギア８１（または、トルクコンバータ７の出力側）との間にも、断接切換可能な液圧クラッチたるリバースクラッチ８５を介設している。
【００２１】
走行レンジのうちのＤレンジでは、フォワードブレーキ８４を締結し、リバースクラッチ８５を切断する。これにより、トルクコンバータ７の出力軸の回転が逆転されかつ減速されて駆動軸９４に伝達され、前進走行となる。翻って、Ｒレンジでは、リバースクラッチ８５を締結し、フォワードブレーキ８４を切断する。これにより、サンギア８１とプラネタリキャリア８３とが一体的に回転し、トルクコンバータ７の出力軸と駆動軸９４とが直結して後進走行となる。
【００２２】
非走行レンジのうちのＮレンジでは、フォワードブレーキ８４及びリバースクラッチ８５をともに切断する。Ｐレンジでは、車軸１０３が動かないよう機械的にロックする。
【００２３】
ＣＶＴ９は、駆動プーリ９１及び従動プーリ９２と、両プーリ９１、９２に巻き掛けられたベルト９３とを要素とする。駆動プーリ９１は、駆動軸９４に固定した固定シーブ９１１と、駆動軸９１上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９１２と、可動シーブ９１２の後背に配設された液圧サーボ９１３とを有している。並びに、従動プーリ９２は、従動軸９５に固設した固定シーブ９２１と、従動軸９５上にローラスプラインを介して軸方向に変位可能に支持させた可動シーブ９２２と、可動シーブ９２２の後背に配設された液圧サーボ９２３とを有している。そして、液圧サーボ９１３、９２３を操作し可動シーブ９１２、９２２を変位させることを通じて、ベルト９３を巻き掛けるプーリ９１、９２の径を変化させ、以てＣＶＴ９が具現する変速比を無段階に変更することができる。
【００２４】
本実施形態の車両の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。
【００２５】
ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関１００のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関１００に対して要求されるエンジン負荷率）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関１００の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、ステアリングホイール即ち運転者が操舵のために操作するハンドルに入力された操舵トルク、ステアリングホイールの操舵量（角度）及び操舵速度（操舵量の単位時間あたり変化量）を検出するためのセンサから出力される操舵量信号ｆ、車両の横加速度若しくは横向き加速度を検出するセンサから出力される横加速度信号ｇ、トルクコンバータ７のタービン７２の回転数を検出する回転センサから出力されるタービン回転数信号ｈ等が入力される。
【００２６】
ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、イグナイタ１３に対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ロックアップクラッチ７３の断接切換用のロックアップソレノイドバルブに対して開度操作信号ｔ、フォワードブレーキ８４またはリバースクラッチ８５の断接切換用のソレノイドバルブに対して開度操作信号ｕ、ＣＶＴ９に対して変速比制御信号ｖ等を出力する。
【００２７】
ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納しているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数や吸気圧等を知得するとともに、気筒１に充填される吸気量（または、新気量）に見合った要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、混合気への点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）、トルクコンバータ７のロックアップを行うか否か、自動変速機８、９の変速比及びプーリ９１、９２によるベルト９３の挟圧力、等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｔ、ｕ、ｖを出力インタフェースを介して印加する。
【００２８】
図３に示すように、本実施形態のＥＣＵ０は、車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を走行中であると判断したとき（ステップＳ１）、登坂制御を実行開始する（ステップＳ２）。ステップＳ１では、例えば、現在の車両の前進加速度を、アクセル開度に応じて設定する登坂判定閾値と比較する。前進加速度は、車速の時間微分値である。そして、前進加速度が登坂判定閾値を下回ったならば、車両が登坂路を走行中であると判断する。登坂判定閾値は、アクセル開度が大きいほど高位の値とする。
【００２９】
あるいは、ステップＳ１にて、現在の車両の前進加速度から登坂路の勾配の大きさを推算し、その勾配が所定値を上回る場合に、車両が登坂路を走行中であると判断しても構わない。
勾配＝理論駆動力／車重−走行抵抗分−前進加速度
理論駆動力＝内燃機関１００の出力するエンジントルク×駆動系の変速比×効率／駆動輪のタイヤ径
ステップＳ２の登坂制御では、図４に示すように、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量に対するスロットルバルブ３２の開度Ｔ２を、平時のそれＴ１と比較して拡大する。図４において、実線Ｔ１は平時のアクセルペダルの踏込量とスロットルバルブ３２の開度との関係を表し、破線Ｔ２は登坂制御中のアクセルペダルの踏込量とスロットルバルブ３２の開度との関係を表している。これにより、気筒１に充填する吸気量及び燃料噴射量を増量してエンジントルクを増強、ひいては駆動輪に入力される駆動力を増大する。
【００３０】
加えて、図５に示すように、登坂制御中、トルクコンバータ７のタービン７２の目標回転数（即ち、ＣＶＴ９の入力軸９４の目標回転数）の下限Ｄ２を、平時のそれＤ１よりも引き上げる。図５において、太い実線Ｄ１は平時の目標回転数の下限を表し、太い破線Ｄ２は登坂制御中の目標回転数の下限を表している。ＥＣＵ０は、タービン７２の実測回転数が目標回転数に追従するようにＣＶＴ９の変速比を操作する。目標回転数の下限を引き上げることで、ＣＶＴ９の変速比のシフトアップが抑制され、駆動輪に伝達される駆動力をより大きく保つことができる。因みに、図５の変速線図は、車速及びアクセル開度に対応した目標回転数、換言すれば車速及びアクセル開度に対応したＣＶＴ９の変速比を規定する。図５には、登坂制御中でない平時におけるアクセル開度が１００％の場合の変速線を細い一点鎖線で、５０％の場合の変速線を細い実線で、０％の場合の変速線を細い二点鎖線で、それぞれ描画している。ＣＶＴ９の変速比は、ＣＶＴ９がハードウェア的に実現し得るローギア側の限界Ｌ及びハイギア側の限界Ｈの間の値をとる。
【００３１】
登坂制御は、原則として、車両の前進加速度に基づいて車両が登坂路を脱したと判断した（ステップＳ３）ことを条件として終了する（ステップＳ６）。ステップＳ３では、例えば、現在の車両の前進加速度を、アクセル開度に応じて設定する登坂終了判定閾値と比較する。そして、前進加速度が登坂終了判定閾値以上に高まったならば、車両が登坂路を脱したと判断する。登坂終了判定閾値は、アクセル開度が大きいほど高位の値とする。
【００３２】
あるいは、ステップＳ３にて、現在の車両の前進加速度から登坂路の勾配の大きさを推算し、その勾配が所定値以下である場合に、車両が登坂路を脱したと判断しても構わない。
【００３３】
但し、ステップＳ３の判断が真であったとしても、運転者による操舵量が閾値以上に大きい（ステップＳ４）、または車両の横加速度若しくは横向き加速度が閾値以上に高い（ステップＳ５）場合には、現在車両が曲線路を走行中であると判断し、登坂制御を終了せずに続行する（ステップＳ６）。
【００３４】
本実施形態によれば、登坂走行をしている車両が曲線路に差し掛かることで一時的に登坂制御が解除されてしまう問題を回避できる。特に、車両が幾重にも曲がりくねったつづら折りの坂路を走行する際に、適正に登坂制御が継続されるようになり、走行にもたつきが生じず、ドライバビリティが向上する。
【００３５】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、内燃機関１００のクランクシャフトと車両の車軸１０３及び駆動輪との間に介在する駆動系の変速機は、上記実施形態のような前後進切換装置８及びベルト式ＣＶＴ９には限定されない。
【００３６】
また、上記実施形態では、運転者による操舵量が閾値以上に大きいこと（ステップＳ４）と、車両の横加速度若しくは横向き加速度が閾値以上に高い（ステップＳ５）こととをＯＲ条件として、車両が曲線路を走行中であると判断していた。だが、これらをＡＮＤ条件とし、運転者による操舵量が閾値以上に大きく、かつ車両の横加速度若しくは横向き加速度が閾値以上に高い場合に、車両が曲線路を走行中であると判断してもよい。あるいは、ステップＳ４とＳ５とのうちの何れか一方を削除してもよい。
【００３７】
車両の制御装置０が地図データを保有しているならば、その地図データを参照することで、車両が曲線路を走行中であるか否かを判断することができる。または、先行車両等と通信して道路の線形を知得し、車両が曲線路を走行中であるか否かを判断することも考えられる。
【００３８】
その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、車両が登坂路を走行するときの制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
０…制御装置（ＥＣＵ）
１００…内燃機関
１…気筒
１１…インジェクタ
３…吸気通路
３２…スロットルバルブ
８、９…変速機（前後進切換装置、ベルト式ＣＶＴ）
１０３…車軸
ａ…車速信号
ｃ…アクセル開度信号
ｆ…操舵量信号
ｇ…横加速度信号
ｊ…燃料噴射信号
ｋ…スロットルバルブの開度操作信号
ｖ…変速比制御信号
【図１】
2020045079.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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