JP2022123739A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバビリティを向上させることができる車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】制御部は、車両の走行状態に基づいて自動変速機の変速条件の成立までの近さを予測し（ステップＳ１）、変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、変速条件の成立が近いことを報知部によってドライバに報知する（ステップＳ３）。制御部は、変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、閾値以内であることを、変速条件の成立までの近さに応じて異なる報知態様でドライバに報知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

従来、自動変速機の変速に関する情報をドライバに知らせる技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、自動変速機の変速段の切替動作中にアクセルペダルの踏み込み反力を大きくしている。これにより、特許文献１に記載のものは、インジケータを目視することなく変速段の切替動作の完了を知覚できる。

特開平９－２０７６０４号公報

ここで、自動変速機には、手動変速機を元に変速操作を自動化したＡＭＴ（Automated Manual Transmission）がある。ＡＭＴを搭載する車両においては、変速動作中はクラッチが開放され、駆動輪に動力が伝達されないトルク抜けの状態が一時的に発生する。このため、道路のカーブを走行中等のドライバが意図しないタイミングで変速動作が行われた場合、クラッチの開放によるトルク抜けが発生し、ドライバビリティが損なわれるおそれがある。

しかしながら、特許文献１に記載の技術において自動変速機がＡＭＴから構成されている場合、ドライバは、変速動作の発生タイミングを前もって知ることができないため、ドライバの意図しないタイミングで変速が行われることでドライバビリティを損なってしまうおそれがあった。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたもので、ドライバビリティを向上させることができる車両の制御装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的達成のため、変速中にエンジンから駆動輪への動力を切断するクラッチを有する自動変速機を搭載する車両の制御装置であって、ドライバに情報を報知する報知部と、車両の走行状態に基づいて前記自動変速機の変速条件の成立までの近さを予測する制御部と、を備え、前記制御部は、前記自動変速機の変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、前記変速条件の成立が近いことを前記報知部によってドライバに報知することを特徴とする。

本発明によれば、ドライバビリティを向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を搭載した車両の構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置によって実行される変速タイミング報知動作の流れを示すフローチャートである。 図３は、図２のインジケータ制御処理の詳細を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置が参照するダウンシフト変速マップである。 図５は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置が参照するアップシフト変速マップである。 図６は、本発明の一実施例に係る車両の制御装置の通知周期と変速間隔との相関を定める報知態様マップである。

本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、変速中にエンジンから駆動輪への動力を切断するクラッチを有する自動変速機を搭載する車両の制御装置であって、ドライバに情報を報知する報知部と、車両の走行状態に基づいて自動変速機の変速条件の成立までの近さを予測する制御部と、を備え、制御部は、自動変速機の変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、変速条件の成立が近いことを報知部によってドライバに報知することを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両の制御装置は、ドライバビリティを向上させることができる。

以下、図１から図６を参照して、本発明の一実施例について説明する。図１に示すように、本発明の一実施例に係る車両の制御装置を搭載した車両１０は、エンジン１、自動変速機４、アクセルペダルセンサ７、ブレーキペダルセンサ８、車速センサ９、駆動輪１１、制御部６を含んで構成されている。

エンジン１は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うとともに、圧縮行程及び膨張行程の間に点火を行い車両１０の駆動力を発生させる４サイクルのガソリンエンジンによって構成されている。なお、エンジン１は、ディーゼルエンジンで構成されてもよい。

自動変速機４は、変速機構２と、クラッチ３と、アクチュエータ１２とを備えている。変速機構２は、手動変速機に一般的に用いられる平行軸歯車式の変速機構として構成されており、常時噛み合い式の複数の変速ギヤを有する。

クラッチ３は、乾式単板クラッチとして構成されており、エンジン１のクランクシャフト１Ａに連結されたフライホール３Ａと、変速機構２の入力軸２Ａに連結されたクラッチディスク３Ｂとを有する。クラッチ３は、変速機構２の変速段の切替え中（以下、単に変速中ともいう）は、エンジン１から駆動輪１１への動力を切断する。

クラッチ３は、クラッチディスク３Ｂとフライホール３Ａとが締結（接続）状態に切換えられた場合にエンジン１の動力を変速機構２に伝達し、開放状態に切換えられた場合にエンジン１から変速機構２への動力の伝達を切断（遮断）する。

アクチュエータ１２は、電動アクチュエータまたは電動油圧アクチュエータとして構成されており、自動変速機４の変速操作を行うように駆動する。アクチュエータ１２が行う変速操作には、クラッチ３を締結または開放するクラッチ断続操作と、変速機構２の変速段（ギヤ段）を切換える変速段切換操作とがある。アクチュエータ１２は、制御部６に電気的に接続されており、制御部６からの制御信号によって制御される。このように、自動変速機４は、手動変速機の構造を元に変速操作を自動化したＡＭＴ（Automated Manual Transmission）により構成されている。

アクチュエータ１２は図示しない変速アクチュエータを備えており、この変速アクチュエータにより変速段切換操作を行う。また、アクチュエータ１２は図示しないクラッチアクチュエータを備えており、このクラッチアクチュエータによりクラッチ３を締結または開放する。詳しくは、クラッチアクチュエータは、自動変速機４の図示しないレリーズロッドを操作することで、変速段切換操作の前にクラッチ３を開放し、変速段切換操作の後にクラッチ３を締結する。

このように構成された車両１０において、エンジン１から出力された回転は、自動変速機４で成立している変速段に応じた変速比で変速され、図示しないディファレンシャル装置と、左右のドライブシャフト１１Ａとを介して左右の駆動輪１１に伝達される。

アクセルペダルセンサ７は、アクセルペダル７Ａに設けられており、アクセルペダル７Ａの踏み込み量を検出する。ブレーキペダルセンサ８は、ブレーキペダル８Ａに設けられており、ブレーキペダル８Ａの踏み込み量を検出する。

車速センサ９は、ドライブシャフト１１Ａに設けられており、このドライブシャフト１１Ａの回転速度に基づく車速を検出する。

アクセルペダルセンサ７、ブレーキペダルセンサ８および車速センサ９は、制御部６に電気的に接続されており、検出信号を制御部６に出力する。

本実施例では、車両１０は、ドライバに情報を報知する報知部２０を備えている。詳しくは、報知部２０は、運転席に設けられたインジケータランプとして構成されている。報知部２０としてのインジケータランプは、ドライバに光によって情報を報知する。なお、報知部２０は、アクセルペダル７Ａまたはシートを振動させる振動発生装置、または、アクセルペダル７Ａの反力を調整する反力調整装置であってよく、かかる構成であれば目視する必要がないため、ドライバは運転中に前方への注意を維持することができる。

制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されており、制御対象を電気的に制御する。すなわち、制御部６は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）から構成されている。

制御部６のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットを制御部６として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、制御部６において、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、制御部６として機能する。

制御部６の入力ポートには、上述したアクセルペダルセンサ７、ブレーキペダルセンサ８および車速センサ９等の各種センサ類が接続されている。

制御部６の出力ポートには、エンジン１と、自動変速機４のアクチュエータ１２とが接続されている。制御部６は、各種センサ類の検出情報に基づいてエンジン１と自動変速機４を制御する。

ここで、本実施例の車両１０は、自動変速機４の変速動作中（以下、単に変速中ともいう）は、クラッチ３が切断されることでエンジン１と駆動輪１１との間の動力伝達が遮断され、いわゆるトルク抜けという状態が発生する。この変速動作に伴うトルク抜けは、カーブ路の走行中などの車両１０の走行状態によってはドライバビリティを損なうことがある。また、通常は変速動作に伴うトルク抜けの発生タイミングをドライバが知ることをできないため、ドライバの心理的負担になることがある。

そこで、本実施例において、制御部６は、車両１０の走行状態に基づいて自動変速機４の変速条件の成立までの近さを予測する。そして、制御部６は、自動変速機４の変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、変速条件の成立が近いことを報知部２０によってドライバに報知する。また、制御部６は、報知部２０によるドライバへの報知を、変速条件の成立までの近さに応じて異なる報知態様で行う。

例えば、制御部６は、図４に示すダウンシフト変速マップまたは図５に示すアップシフト変速マップを参照し、変速条件の成立までの近さを予測する。図４、図５において、縦軸はアクセル開度を示し、横軸は車速を示している。図４は、３速から２速に変速段のダウンシフトを行う場合の変速マップを示し、図５は、３速から４速に変速段のアップシフトを行う場合の変速マップを示している。図４、図５の変速マップにおいて、アクセル開度と車速との組み合わせからなる変速線が設定されており、制御部６は、アクセル開度または車速の組み合わせがこの変速線を横断する場合に、変速条件が成立したと判断して変速を行う。制御部６には、全ての変速段の変速マップが記憶されている。

制御部６は、図４のダウンシフト変速マップまたは図５のアップシフト変速マップを参照し、現在のアクセル開度および車速から特定される点（図中、黒丸で記す）から変速線までの変速間隔Ａを、変速条件の成立までの近さとして予測する。この変速間隔Ａは、現在のアクセル開度が維持された場合の現在の車速から変速線までの速度差であり、変速間隔Ａが小さいほど変速条件の成立が近くなる。このように、本実施例では、変速マップ上の変速線までの変速間隔Ａを用いることで、変速条件の成立までの近さを定量化している。なお、変速間隔Ａの値に代わって、変速が行われるまでの予測時間（例えば、２秒後）によって変速条件の成立までの近さを表してもよい。

また、制御部６は、図６に示す報知態様マップを参照し、報知部２０の報知態様としての通知周期を決定する。報知態様マップは制御部６に記憶されている。図６において、縦軸は通知周期を示し、横軸は変速間隔Ａ（図中、間隔Ａと記す）を示している。通知周期とは、報知部２０がインジケータランプから構成される場合は、インジケータランプの一秒当たりの点灯回数（Ｈｚ）である。この報知態様マップにおいて、変速間隔Ａが小さいほど、通知周期が大きくなり、インジケータランプの一秒当たりの点灯回数が増大している。なお、報知態様マップの縦軸は、シートの振動強度または振動周期であってもよく、アクセルペダル７Ａの反力の大きさまたは振動周期であってもよい。また、変速間隔Ａが小さいほど通知周期、振動強度または振動周期を小さくしてもよい。報知部２０による報知動作のＯＮ（報知する）またはＯＦＦ（報知しない）がドライバによって選択できるようになっていてもよい。

次に、図２を参照して、本実施例に係る制御部６によって実行される変速タイミング報知動作の流れについて説明する。この変速タイミング報知動作は所定の短い周期で繰り返し実行される。

図２に示すように、制御部６は、変速予測を行う（ステップＳ１）。ここでは、制御部６は、現在のアクセル開度および車速に基づいて、変速マップ上の変速線までの変速間隔を演算する。

次いで、制御部は、変速間隔が所定の閾値以下か否かを判別し（ステップＳ２）、変速間隔が閾値以下ではない場合（ステップＳ２でＮＯ）は、今回の動作を終了する。

一方、変速間隔が閾値以下の場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御部６はインジケータ制御処理を行い（ステップＳ３）、その後に今回の動作を終了する。

図３に示すように、インジケータ制御処理において、制御部６は、自動変速機４が変速中か否かを判別し（ステップＳ１１）、変速中である場合はインジケータランプを点灯し（ステップＳ１２）、変速中でない場合はインジケータランプを点滅させる（ステップＳ１３）。

以上説明したように、本実施例では、車両１０は、ドライバに情報を報知する報知部２０と、車両の走行状態に基づいて自動変速機４の変速条件の成立までの近さを予測する制御部６と、を備えている。そして、制御部６は、自動変速機４の変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、変速条件の成立が近いことを報知部２０によってドライバに報知する。

これにより、変速条件の成立が近いことがドライバに報知されるので、ドライバは、変速動作に伴うトルク抜けを考慮して運転ができる。また、変速条件の成立が近い時点で報知が行われるので、ドライバはアクセル操作またはブレーキ操作の操作量を変更する等、状況に対応した運転を行うことで、変速動作のタイミングを早めたり遅くしたり、変速の発生を回避する等の対応ができる。

例えば、一定のアクセル開度で上り坂を走行中にカーブの手前で車速が減速し、ダウンシフトの成立が近づいた場合、ダウンシフトが発生することが前もってドライバに報知される。この場合、ドライバはカーブの手前で変速動作を終了できるようにアクセルペダル７Ａを踏み足すことにより、カーブ中に変速動作が行われてトルク抜けが発生することを防止できる。

また、エンジンブレーキが作動するように小さなアクセル開度で下り坂を走行中に車速が上昇し、アップシフトの成立が近づいた場合、アップシフトが発生することが前もってドライバに報知される。この場合、ドライバはブレーキを踏んで車速の上昇を防止することにより、アップシフトに伴うトルク抜けを防止でき、トルク抜けによるエンジンブレーキの中断を防止できる。

この結果、ドライバビリティを向上させることができる。

また、本実施例では、制御部６は、自動変速機４の変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、変速条件の成立が近いことを、変速条件の成立までの近さに応じて異なる報知態様で報知部２０によってドライバに報知する。

これにより、ドライバは、変速が発生するタイミングを正確に認識できる。そのため、ドライバの予期せぬタイミングで変速およびトルク抜けが発生することを防止できる。

また、ドライバは、変速条件の成立までの近さを認識できるので、アクセル操作またはブレーキ操作の操作量を変更する等、状況に対応した運転を行うことで、変速動作のタイミングを早めたり遅くしたり、変速の発生を回避する等の対応ができる。

例えば、ドライバは、カーブまでの距離と変速条件の成立までの近さを考慮して、カーブ前に変速を完了するか、カーブ後に変速させるかの判断を行うことができる。詳しくは、上り坂で車速が低下した場合、ドライバは、アクセルペダル７Ａを踏み足して車速を増加させることによりダウンシフトを防止できるが、車両１０の走行条件、上り坂の勾配、またはアクセルペダル７Ａを踏み足し量によっては、逆にキックダウンによるダウンシフトを引き起こすおそれがある。このような状況でも、変速条件成立までの近さが分かることにより、ドライバは予期せぬタイミングでのダウンシフトによるトルク抜けを防止できる。

また、ドライバが走行中に前方に黄色の信号機を見たのでアクセルペダル７Ａから一気に足を離して車速を落とそうと考えたときに、アップシフトが近いことが報知された場合、ドライバは、徐々にアクセルペダル７Ａを弱めることにより、変速条件の成立がさらに近づくことを回避し、信号機での停車前に無用なアップシフトが発生することを防止できる。

上述の通り、本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

４ 自動変速機
６ 制御部
１０ 車両
２０ 報知部

Claims (2)

1. 変速中にエンジンから駆動輪への動力を切断するクラッチを有する自動変速機を搭載する車両の制御装置であって、
   ドライバに情報を報知する報知部と、
   車両の走行状態に基づいて前記自動変速機の変速条件の成立までの近さを予測する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記自動変速機の変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、前記変速条件の成立が近いことを前記報知部によってドライバに報知することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記変速条件の成立までの近さが所定の閾値以内であると予測した場合、前記変速条件の成立が近いことを、前記変速条件の成立までの近さに応じて異なる報知態様で前記報知部によってドライバに報知することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。

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