JP3812391B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセルペダルによるアクセル操作に応じた車両の加速度や車速を達成するよう駆動力を制御するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の駆動力制御装置としては従来、例えば特開平２０００−２０５０１５号公報に記載のごときものが知られている。
この文献に記載の駆動力制御装置は、アクセルペダル踏み込み量から車両の目標加速度または目標減速度を求め、これら目標加減速度が達成されるようにエンジンのスロットル開度を制御するが、この際、検出車速を微分して求めた車両の実加減速度が上記の目標加減速度に一致しているか否かを判定し、一致していなければ実加減速度が目標加減速度に一致するようスロットル開度を補正するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記した従来の駆動力制御装置にあっては、図２２に示すごとく瞬時ｔ１にアクセルペダルを釈放してその踏み込み量ＡＰＯが０になった場合について代表的に説明すると、図２３（ａ）に示すように車両が平坦路走行中であっても、同図（ｂ）に示すように車両が上り坂走行中であっても、同図（ｃ）に示すように車両が下り坂走行中であっても、目標減速度を図２２に例示するごとくアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯで決まる値αに設定するものであったため、
路面勾配にかかわらず定めた当該目標減速度αが達成されるようにスロットル開度（駆動力）を制御する従来の装置では、図２３（ｂ）に示す上り坂走行中も、同図（ｃ）に示す下り坂走行中も車両を、同図（ａ）に示す平坦路走行中と同じ減速度αが発生するような態様で車両を走行させることになる。
【０００４】
しかし、図２３（ｂ）のごとく上り坂でアクセルペダルを釈放しているのに同図（ａ）の平坦路走行中と同じ減速度αしか発生しないのでは、運転者が平坦路よりも大きな減速度を予測していることから予測よりも減速しないという違和感をもって運転することになり、逆に図２３（ｃ）のごとく下り坂でアクセルペダルを釈放しているのに同図（ａ）の平坦路走行中と同じ減速度αが発生するのでは、運転者が平坦路よりも小さな減速度を予測していることから予測よりも減速しているという違和感をもって運転することになる。
【０００５】
本発明は、上記の違和感がとりもなおさず路面勾配の変化によってもアクセルペダル踏み込み量に応じた同じ減速度が生ずるような駆動力制御を行うことに起因するとの事実認識に基づき、上記の違和感が生じないよう路面勾配に応じて加減速度が変化するような駆動力制御が可能となるようにした車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、請求項１に記載の発明による車両の駆動力制御装置は、
車両の運転状態に応じた目標加速度または該目標加速度のための目標車速が達成されるよう車両の駆動力を制御するための装置であって、
前記目標加速度をアクセルペダル踏み込み量に応じた目標エンジントルクおよび目標変速比から演算により求めるよう構成した装置において、
前記アクセルペダル踏み込み量が０の時は、前記目標車速から求めた車両の平坦路走行抵抗を路面勾配に応じ補正して得られる補正済走行抵抗を車両の走行抵抗推定値とし、アクセルペダルが踏み込まれている間は前記平坦路走行抵抗をそのまま車両の走行抵抗推定値とし、この走行抵抗推定値が大きいほど前記目標加速度を小さくなるよう補正する構成にしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明による車両の駆動力制御装置は、
上記の目標車速を前記目標加速度の積分により求めるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項3に記載の発明による車両の駆動力制御装置は、
上記平坦路走行抵抗に、路面勾配に応じた走行抵抗補正係数を掛けて前記補正済走行抵抗を求めるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項4に記載の発明による車両の駆動力制御装置は、
上記の走行抵抗補正係数を、路面勾配が微少範囲内の小さな勾配である時は１にするよう構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項5に記載の発明による車両の駆動力制御装置は、
前記平坦路走行抵抗を、路面勾配に応じた走行抵抗補正量だけ補正して前記補正済走行抵抗を求めるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項6に記載の発明による車両の駆動力制御装置は、
上記の走行抵抗補正量を、路面勾配が微少範囲内の小さな勾配である時は０にするよう構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車両の運転状態に応じた目標加速度または該目標加速度のための目標車速が達成されるよう車両の駆動力を制御するに際し、アクセルペダル踏み込み量が０、すなわちアクセルペダルを釈放した時は、車両の平坦路走行抵抗を路面勾配に応じ補正して得られる補正済走行抵抗を車両の走行抵抗推定値とし、走行抵抗推定値が大きいほど上記の目標加速度を小さくなるよう補正するため、
上記の走行抵抗となって現れる路面勾配に応じ、つまり登坂路勾配が急であるほど目標加速度が小さくなり、逆に降坂路勾配が急であるほど目標加速度が大きくなり、これらが達成されるような駆動力制御が行われることとなる。
【００１６】
これにより、路面勾配に応じて車両の加減速度が変化するような駆動力制御が行われることになり、例えば図２２および図２３につき前述したと同様にアクセルペダルを釈放した場合の走行形態について説明すると、登坂路走行中なら平坦路走行中よりも大きな減速度が発生するような走行を可能ならしめ、逆に降坂路走行中なら平坦路走行中よりも小さな減速度が発生するような走行を可能ならしめる。
【００１７】
ところで、登坂路走行中にアクセルペダルを釈放する場合は運転者が平坦路走行中よりも大きな減速度を予測しており、予測通りの上記の大きな減速度の発生により運転者は違和感を持つことがないし、逆に降坂路走行中にアクセルペダルを釈放する場合は運転者が平坦路走行中よりも小さな減速度を予測しており、予測通りの上記の小さな減速度の発生により運転者はこの場合も違和感を持つことがなく、前記した従来の駆動力制御装置が抱える問題を解消することができる。
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば更に、車両の運転状態に応じた目標加速度または該目標加速度のための目標車速が達成されるよう車両の駆動力を制御するに際し、アクセルペダルが踏み込まれている間は前記平坦路走行抵抗をそのまま車両の走行抵抗推定値とするため、
アクセルペダルが踏み込まれている間は実質上、路面勾配に応じた目標加速度の上記補正が行われないこととなって、アクセルペダルを踏み込んだまま平坦路走行から登坂路走行や降坂路走行に移行した場合に平坦路走行中の車速を維持したまま登坂路走行や降坂路走行を継続することができて、アクセルペダルを踏み込んだ状態での走行を実情に即したものにすることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、上記の目標車速を上記目標加速度の積分により求めるため、
目標加速度に代えこの目標車速が達成されるように駆動力制御を行う場合において、当該目標車速の設定が容易である。
【００２１】
請求項3に記載の発明によれば、上記平坦路走行抵抗に、路面勾配に応じた走行抵抗補正係数を掛けて上記補正済走行抵抗を求めるため、この補正済走行抵抗を簡単に求めることができる。
【００２２】
請求項4に記載の発明によれば、上記の走行抵抗補正係数を、路面勾配が微少範囲内の小さな勾配である時は１にするため、
運転者が感じることのない微少な路面勾配である時に不必要に目標加速度が補正されるのを防止して制御の無駄をなくすことができる。
【００２３】
請求項5に記載の発明によれば、前記平坦路走行抵抗を、路面勾配に応じた走行抵抗補正量だけ補正して前記補正済走行抵抗を求めるため、この補正済走行抵抗を簡単に求めることができる。
【００２４】
請求項6に記載の発明によれば、上記の走行抵抗補正量を、路面勾配が微少範囲内の小さな勾配である時は０にするため、
運転者が感じることのない微少な路面勾配である時に不必要に目標加速度が補正されるのを防止して制御の無駄をなくすことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になる駆動力制御装置を具えた車両のパワートレーンと、その制御系を示し、該パワートレーンをエンジン１と無段変速機２とで構成する。
エンジン１はガソリンエンジンとするも、運転者が操作するアクセルペダル３に機械的に連結せず、これから切り離されて、スロットルアクチュエータ４により開度を電子制御されるようにしたスロットルバルブ５を具える。
スロットルアクチュエータ４は、エンジンコントローラ１４が後で詳述するエンジントルク指令値ｃＴＥに対応して出力した目標スロットル開度（ｔＴＶＯ）に応動することでスロットルバルブ５の開度を当該目標スロットル開度に一致させ、エンジン１の出力を基本的にはアクセルペダル操作に応じた値となるよう制御するが、エンジントルク指令値ｃＴＥの与え方次第でアクセルペダル操作以外の因子によっても制御し得るものとする。
【００２７】
無段変速機２は周知のＶベルト式無段変速機とし、トルクコンバータ６を介してエンジン１の出力軸に駆動結合されたプライマリプーリ７と、これに整列配置したセカンダリプーリ８と、これら両プーリ間に掛け渡したＶベルト９とを具える。
そして、セカンダリプーリ８にファイナルドライブギヤ組１０を介してディファレンシャルギヤ装置１１を駆動結合し、これらにより図示せざる車輪を回転駆動するものとする。
【００２８】
無段変速機２の変速のために、プライマリプーリ７およびセカンダリプーリ８のそれぞれのＶ溝を形成するフランジのうち、一方の可動フランジを他方の固定フランジに対して相対的に接近してＶ溝幅を狭めたり、離反してＶ溝幅を広め得るようにし、
両可動フランジを、変速制御油圧回路１２からのプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃに応じた位置に変位させることで、無段変速機構２の変速を行い得るものとする。
【００２９】
変速制御油圧回路１２は変速アクチュエータとしてのステップモータ１３を具え、これを変速機コントローラ１５が、後で詳述する変速比指令値（ｃＲＡＴＩＯ）に対応したステップ位置ＳＴＰに駆動させることで、無段変速機２を実変速比が指令変速比（ｃＲＡＴＩＯ）に一致するよう無段変速させることができる。
【００３０】
エンジンコントローラ１４へのエンジントルク指令値ｃＴＥ、および変速機コントローラ１５への変速比指令値（ｃＲＡＴＩＯ）はそれぞれ、駆動力制御用のコントローラ１６が演算して求めることとする。
これがため駆動力制御用コントローラ１６には、アクセルペダル３の踏み込み位置（アクセルペダル踏み込み量もしくはアクセル開度とも言う）ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１７からの信号と、
エンジンの点火信号からエンジン回転数ａＮＥを検出するエンジン回転センサ１８からの信号と、
車輪の回転数から車速ａＶＳＰを検出する車速センサ１９からの信号と、
ブレーキペダル（図示せず）を踏み込む制動時にＯＮとなるブレーキスイッチ２０からの信号と、
運転者が本発明による駆動力制御を希望した時に押してＯＮ状態にするための駆動力制御スイッチ２１からの信号とをそれぞれ入力する。
【００３１】
駆動力制御用コントローラ１６は定時割り込みにより一定の制御周期ごとにこれら入力情報を読み込み、これら入力情報を基に、図２に機能別ブロック線図で示す処理を実行して以下のごとくにエンジンコントローラ１４へのエンジントルク指令値ｃＴＥおよび変速機コントローラ１５への変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを求め、これらを介して無段変速機２の変速制御およびエンジン１のスロットル開度（出力）制御を行うことにより本発明が狙いとする車両の駆動力制御を遂行する。
【００３２】
すなわち駆動力制御用コントローラ１６は図２に示すように、駆動力 制御可否判定部３０と、目標車速算出部４０と、目標駆動力算出部５０と、実変速比算出部６０と、駆動力分配部７０とから成るものである。
【００３３】
駆動力制御可否判定部３０は図３に示す制御プログラムを実行して、駆動力制御を行うべきか否かを判定し、その結果を駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴの１，０により示すもので、先ずステップＳ１において駆動力制御スイッチ２１がＯＮかＯＦＦかをチェックし、次いでステップＳ２においてブレーキスイッチ２０がＯＮかＯＦＦかをチェックする。
ステップＳ１で駆動力制御スイッチ２１がＯＮ（運転者が駆動力制御を希望中）と判定し、且つ、ステップＳ２でブレーキスイッチ２０がＯＦＦ（非制動中）と判定する間は、駆動力制御を運転者が希望しており、また当該制御を行っても差し支えないことから、ステップＳ３において駆動力制御を行うべきとして駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを１となす。
しかし、ステップＳ１で駆動力制御スイッチ２１がＯＦＦ（運転者が駆動力制御を希望していない）と判定したり、または、ステップＳ２でブレーキスイッチ２０がＯＮ（制動中）と判定する間は、駆動力制御を運転者が希望していなかったり、希望していても制動中のため当該駆動力制御が有効に機能しないことから、ステップＳ４において駆動力制御を行うべきでないとして駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを０となす。
【００３４】
ここでブレーキスイッチ２０がＯＮ（制動中）の間は駆動力制御を行わないこととした理由は、制動中だと本発明によるエンジン出力制御および変速制御を行っても狙い通りの車速制御を達成し得ず、制御そのものが無駄になるからである。
なお、運転者の意志によらず本発明による駆動力制御を常に行うようにする場合、駆動力制御スイッチ２１は必ずしも必要でなく、ブレーキスイッチ２０のＯＮ（制動中）、ＯＦＦ（非制動中）のみに応じて駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを設定すればよい。
上記のようにして設定した駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴは、目標車速算出部４０に供給するほか、図１にも示すごとくエンジンコントローラ１４および変速機コントローラ１５へも供給する。
【００３５】
エンジンコントローラ１４および変速機コントローラ１５は駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１の間、駆動力制御用コントローラ１６からのエンジントルク指令値ｃＴＥおよび変速比指令値ｃＲＡＴＩＯに基づきこれらが達成されるよう、スロットルアクチュエータ４への目標スロットル開度ｔＴＶＯおよび変速アクチュエータ１３への指令ステップ位置ＳＴＰを決定して本発明による駆動力制御を遂行するが、
駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の間、上記した本発明による駆動力制御に代えて通常通りにエンジン１のスロットル開度制御および無段変速機２の変速制御を行うものとする。
【００３６】
図２における目標車速算出部４０は図４に明示するごときもので、目標エンジントルク設定部４０１と、エンジンモデル４０２と、目標変速比設定部４０３と、トランスミッションモデル４０４と、目標加速度算出部４１０と、目標車速設定部４２０と、エンジン回転数変換部４３０とで構成する。
先ず概略説明すると、目標エンジントルク設定部４０１およびエンジンモデル４０２は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯおよび目標エンジン回転数ｔＮＥを基に目標エンジントルクｔＴＥを求め、また、目標変速比設定部４０３およびトランスミッションモデル４０４は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯおよび目標車速ｔＶＳＰを基に目標変速比ｔＲＴＩＯを求める。
【００３７】
目標加速度算出部４１０は、目標エンジントルクｔＴＥおよび目標変速比ｔＲＴＩＯから後で詳述するようにして目標加速度ｔＡＣＣを算出し、
目標車速設定部４２０は目標加速度ｔＡＣＣを達成するための目標車速ｔＶＳＰを求め、
エンジン回転数変換部４３０は、上記した目標変速比ｔＲＡＴＩＯおよび目標車速ｔＶＳＰから目標エンジン回転数ｔＮＥを算出する。
【００３８】
以下に詳細に説明するに目標エンジントルク設定部４０１は、図５に例示したアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯをパラメータとしエンジン回転数およびエンジントルクの関係を表す予定のマップを基にアクセル踏込み量ＡＰＯおよび目標エンジン回転数ｔＮＥからフィルタ処理前の目標エンジントルクｔＴＥ０を検索して設定する。
エンジンモデル４０２は、エンジン１を数学モデル化してその遅れ補償を行うためのフィルタで、例えば次式のように定義される。
【数１】
Figure 0003812391
ただし、τｅ ： 時定数
Ｌｅ ： 無駄時間
このエンジンモデル４０２に上記のフィルタ処理前目標エンジントルクｔＴＥ０を通過させると目標エンジントルクｔＴＥが得られ、この目標エンジントルクｔＴＥはエンジンモデル４０２により遅れ補償がなされ、一層実車に即した目標エンジントルクになると共に各種パラメータの設定も容易となる。
【００３９】
目標変速比設定部４０３は、図６に例示したアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯをパラメータとし車速および変速比の関係を表す予定のマップを基にアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯおよび目標車速ｔＶＳＰからフィルタ処理前の目標変速比ｔＲＡＴＩＯ０を検索して設定する。
トランスミッションモデル４０４は、無段変速機２を数学モデル化してその遅れ補償を行うためのフィルタで、例えば次式のように定義される。
【数２】
Figure 0003812391
ただし、τｔｍ ： 時定数
Ｌｔｍ ： 無駄時間
このトランスミッションモデル４０４に上記のフィルタ処理前目標変速比ｔＲＡＴＩＯを通過させると目標変速比ｔＲＡＴＩＯが得られ、この目標変速比ｔＲＡＴＩＯはトランスミッションモデル４０４により遅れ補償がなされ、一層実車に即した目標変速比になると共に各種パラメータの設定も容易となる。
【００４０】
図４における目標加速度算出部４１０は、目標エンジントルクｔＴＥと目標変速比ｔＲＡＴＩＯとを基に次式により車両の目標加速度ｔＡＣＣを算出する。
【数３】
Figure 0003812391
ただし、Ｍ ： 車両質量
Ｒｔ： タイヤ動半径
Ｇｆ： ファイナルギア比
【００４１】
図４における目標車速設定部４２０は、図２の駆動力制御可否判定部３０からの前記した駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴと、同図における目標駆動力算出部５０からの後述する外乱推定値ｄＶ ’（概ね路面勾配を表す）と、車速ａＶＳＰと、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯとを入力され、これらを基に詳しくは後述するごとくにして目標車速ｔＶＳＰを算出する。
【００４２】
図４における目標車速設定部４２０の詳細を説明する前に、先ずこれに入力する上記の外乱推定値ｄＶ ’（概ね路面勾配を表す）を明らかにすべく、図２における目標駆動力算出部５０を説明するに、これを図７に明示するごとく、路面勾配変化などの外乱に強い制御系とするため、例えば、外乱推定器であるロバスト補償器５１０と、全体の応答特性を規範モデルの応答特性とするモデルマッチング補償器５２０とで構成し、所謂「ロバストモデルマッチング制御手法」を用いて設計する。
【００４３】
ロバスト補償器５１０は、制御対象のモデル化誤差や走行抵抗という外乱を推定・補正することで、実際の特性を線形モデル｛Ｇｖ（ｓ）｝に一致させる制御系を構築できる。
なお、ロバスト補償器５１０におけるＨ（ｓ）は外乱除去性能を決めるロバストフィルタで例えば次式のようなものとする。
【数４】
Figure 0003812391
ただし、τＣ ：１次遅れ時定数
【００４４】
ここで、近似ゼロイング手法によりロバスト補償器５１０で算出された外乱推定値ｄｖ ’ は、主に路面勾配を表していると考えられ、従って詳しくは後述するが、この外乱推定値ｄｖ ’を本発明の目的が達成されるよう図４における目標車速設定部４２０に供給して目標加速度を路面勾配に応じ補正し得るようにする。
【００４５】
図７におけるモデルマッチング補償器５２０は、フイードフォワード（Ｆ・Ｆ）部の規範モデルＲ２ （ｓ）により入出力の応答特性を、また、フイードバック（Ｆ・Ｂ）部の規範モデルＲｌ （ｓ）により外乱除去性能と安定性を決定するもので、これら規範モデルはそれぞれ、例えば次式で表されるような１次遅れのローパスフィルターで構成する。
【数５】
Figure 0003812391
ただし、Ｔ１ ：１次遅れ時定数
【数６】
Figure 0003812391
ただし、Ｔ２ ：１次遅れ時定数
【００４６】
なお、制御対象である車両の線形近似モデルＧｖ （ｓ）は、積分特性で次式となる。
【数７】
Figure 0003812391
ただし、ＭＶ ：車両質量
【００４７】
以上のことから、目標車速ｔＶＳＰに対応する駆動力指令値Ｆｏｒおよび目標駆動力Ｆｏｒ’と、外乱推定値ｄＶ ’は以下のように求めることができる。
【数８】
Figure 0003812391
【数９】
Figure 0003812391
【数１０】
Figure 0003812391
【００４８】
図２における実変速比算出部５０を詳述するに、これは、実車速ａＶＳＰとエンジン回転数ａＮＥとから次式により実変速比ａＲＡＴＩＯを算出する。
【数１１】
Figure 0003812391
ただし、Ｇｆ：ファイナルギア比
Ｒｔ：タイヤ動半径
【００４９】
図２における駆動力分配部７０は図８に明示するごときもので、駆動トルク指令値算出部７１と、変速比指令値設定部７２と、エンジントルク指令値算出部７３とにより構成し、車速ａＶＳＰ、目標駆動力Ｆｏｒ’、実変速比ａＲＡＴＩＯから変速比指令値ｃＲＡＴＩＯとエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。
駆動トルク指令値算出部７１は、目標駆動力Ｆｏｒ’から次式により駆動トルク指令値ｃＴＤＲを算出する。
【数１２】
ｃＴＤＲ＝Ｆｏｒ ’×Ｒｔ
ただし、Ｒｔ：タイヤ動半径
変速比指令値設定部７２は、図８に例示したごとく駆動トルクをパラメータとし車速および変速比の関係として示されるマップを基に駆動トルク指令値ｃＴＤＲおよび実車速ａＶＳＰから変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを検索により求めて決定する。
【００５０】
エンジントルク指令値算出部７３は、駆動トルク指令値ｃＴＤＲと実変速比ａＲＡＴＩ０から次式によりエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。
【数１３】
Figure 0003812391
ただし、Ｇｆ：ファイナルギア比
【００５１】
上記のごとく駆動力分配部７０により算出された変速比指令ｃＲＡＴＩＯおよびエンジントルク指令値ｃＴＥはそれぞれ、図１および図２に示すように変速機コントローラ１５およびエンジンコントローラ１４へ出力され、変速機コントローラ１５およびエンジンコントローラ１４は前記したごとくこれらの指令値が達成されるよう無段変速機２の変速比およびエンジン１のスロットル開度を制御して、前記の目標駆動力Ｆｏｒ’を発生させることができる。
【００５２】
ここで、本発明の要旨部分を成す図４における目標車速設定部４２０を詳述するに、これは図１０に明示するように、積分処理部４２１と、平坦路走行抵抗設定部４２２と、走行抵抗補正部４２３と、走行抵抗切り替え部４２４とで構成する。
積分処理部４２１は、前記した駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴと、実車速ａＶＳＰと、図４の目標加速度算出部４１０で前記のごとくに求めた目標加速度ｔＡＣＣを後述する通り路面勾配に応じ補正して得られる補正済目標加速度ｔＡＣＣ’から、後で詳述するようにして目標車速ｔＶＳＰを算出する。
【００５３】
ここで、目標加速度ｔＡＣＣを路面勾配に応じ補正して補正済目標加速度ｔＡＣＣ’を求める要領を以下に説明する。
平坦路走行抵抗設定部４２２は、図１１に例示する車速と平坦路での走行抵抗との関係を表した予定のマップを基に目標車速ｔＶＳＰから平坦路走行抵抗Ｒｓｆを算出する。
走行抵抗補正部４２３は、図７の目標駆動力算出部５０で前記のごとくに求めた外乱推定値ｄＶ ’（主として路面勾配を表す）と平坦路走行抵抗値Ｒｓｆに基づき補正済走行抵抗値Ｒｓｈを算出する。
【００５４】
走行抵抗補正部４２３が補正済走行抵抗値Ｒｓｈを算出する方法としては、走行抵抗補正部４２３を図１２に示す構成として図１３に示すデータに基づき算出する方法と、走行抵抗補正部４２３を図１４に示す構成として図１５に示すデータに基づき算出する方法とがある。
図１２および図１３に示す算出方法は、図１２における走行抵抗補正係数算出部４２３Ａで図１３に示す予定のデータマップを基に外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）から走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ を検索する。
ここで走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ は、平坦路走行抵抗値Ｒｓｆから路面勾配に応じた補正済走行抵抗値Ｒｓｈを求めるための補正係数として予め図１３に例示するごとくに求めておくが、予め実験などにより、例えば外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）に応じた最適なコースト減速を実現するための目標車速ｔＶＳＰとなるような補正係数とする。
しかして外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）が設定値±ｄＶ ’２を越える大きな領域では走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ を限界値に保持する。
【００５５】
次に図１２の補正済走行抵抗算出部４２３Ｂで、平坦路走行抵抗Ｒｓｆに走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ を掛ける次式の演算により路面勾配に応じた補正済走行抵抗値Ｒｓｈを求める。
【数１４】
Ｒｓｈ＝Ｒｓｆ・ＫＲｓｆ
ところで走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ は、図１３に示すごとく外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）が微少な範囲±ｄＶ ’１内の小さな時は走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ を１. ０とするから、実質上この領域では上記した走行抵抗の補正が行われず、平坦路走行抵抗Ｒｓｆが補正済走行抵抗値Ｒｓｈとなる。
【００５６】
図１４および図１５に示す補正済走行抵抗値Ｒｓｈの算出方法は、図１４における走行抵抗補正量算出部４２３Ｃで図１５に示す予定のデータマップを基に外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）から走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ を検索する。
ここで走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ は、平坦路走行抵抗値Ｒｓｆから路面勾配に応じた補正済走行抵抗値Ｒｓｈを求めるための補正量として予め図１５に例示するごとくに求めておくが、予め実験などにより、例えば外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）に応じた最適なコースト減速を実現するための目標車速ｔＶＳＰとなるような補正量とする。
しかして外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）が設定値±ｄＶ ’２を越える大きな領域では走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ を限界値に保持する。。
【００５７】
次に図１４の補正済走行抵抗算出部４２３Ｄで、平坦路走行抵抗Ｒｓｆに走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ を加算する次式の演算により路面勾配に応じた補正済走行抵抗値Ｒｓｈを求める。
【数１５】
Ｒｓｈ＝Ｒｓｆ＋ＫＲｓｆ
ところで走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ は、図１５に示すごとく外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）が微少な範囲±ｄＶ ’１内の小さな時は走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ を０にするから、実質上この領域では上記した走行抵抗の補正が行われず、平坦路走行抵抗Ｒｓｆが補正済走行抵抗値Ｒｓｈとなる。
【００５８】
図１０における走行抵抗切り替え部４２４は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰ０に基づいて、平坦路走行抵抗Ｒｓｆをそのまま最終走行抵抗Ｒｓとするか、路面勾配対応の補正済走行抵抗Ｒｓｈを最終走行抵抗Ｒｓとするかを切り替えるもので、図１６に明示するごとく走行抵抗切り替え判断部４２４Ａと、走行抵抗選択部４２４Ｂと、ローパスフィルタ部４２４Ｃとにより構成する。
【００５９】
走行抵抗切り替え判断部４２４Ａは図１７に示す処理によりアクセルペダル踏み込み量ＡＰ０に基づいて平坦路走行抵抗から路面勾配対応の走行抵抗への切り替えを許可するかどうかを判断するもので、先ずステップＳ１１においてアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０であるか否かをチェックする。
アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０のアクセルペダル釈放状態なら、ステップＳ１２において平坦路走行抵抗から路面勾配対応の走行抵抗への切り替えを許可すべく走行抵抗切り替え許可フラグｆＨＲｓを１にし、
アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０でないアクセルペダル踏み込み状態なら、ステップＳ１３において平坦路走行抵抗から路面勾配対応の走行抵抗への切り替えを許可しないようにすべく走行抵抗切り替え許可フラグｆＨＲｓを０にする。
【００６０】
図１６における走行抵抗選択部４２４Ｂは図１８に示す制御プログラムを実行するもので、先ずステップＳ２１において走行抵抗切り替え許可フラグｆＨＲｓが１か否かをチェックする。
走行抵抗切り替え許可フラグｆＨＲｓが１なら前記した通り平坦路走行抵抗Ｒｓｆから路面勾配対応の補正済走行抵抗Ｒｓｈへの切り替えが許可されているから、ステップＳ２２において補正済走行抵抗Ｒｓｈをフィルタ処理前走行抵抗Ｒｓ’とし、
走行抵抗切り替え許可フラグｆＨＲｓが１でない（０）なら前記した通り平坦路走行抵抗Ｒｓｆから路面勾配対応の補正済走行抵抗Ｒｓｈへの切り替えが許可されていないから、ステップＳ２３において平坦路走行抵抗Ｒｓｆをフィルタ処理前走行抵抗Ｒｓ’とする。
【００６１】
かようにして決定されたフィルタ処理前走行抵抗Ｒｓ’は図１６に示すように、これを一層実車に近い走行抵抗にするためのローパスフィルタ部４２４Ｃに供給され、このローパスフィルタ部４２４Ｃは、フィルタ処理前走行抵抗Ｒｓ’から次式に示すローパスフィルタを用いて最終走行抵抗Ｒｓを算出する。
【数１６】
Figure 0003812391
ただし、ＴＲｓ ：１次遅れ時定数
【００６２】
そして図１０に示すように、 目標加速度ｔＡＣＣから上記の 最終走行抵抗Ｒｓを差し引いて目標加速度ｔＡＣＣを外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）に応じ補正した補正済目標加速度ｔＡＣＣ’を求める。
ちなみに補正済目標加速度ｔＡＣＣ’は、図１３に示す走行抵抗補正係数ＫＲｓｆ および図１５に示す走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆ につき前述したところから明らかなように、外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）に応じた最適なコースト減速を実現するための目標車速ｔＶＳＰとなるような車両減速度を表す。
【００６３】
図１０に示すように上記の補正済目標加速度ｔＡＣＣ’は積分処理部４２１に供給され、この積分処理部４２１はそのほかに車速ａＶＳＰおよび駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを入力され、これらに基づき図１９の制御プログラムを実行して以下のごとくに目標車速ｔＶＳＰを算出する。
先ずステップＳ３１において駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ＝１であるか否かを判断する。駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１の場合、つまり図３につき前述したごとく駆動力制御スイッチ２１がＯＮで運転者が本発明による駆動力制御を希望しており、且つ、ブレーキスイッチ２０がＯＦＦで制動が行われていない場合、ステップＳ３２において、目標車速ｔＶＳＰの前回値に補正済目標加速度ｔＡＣＣ’を加算して今回の目標車速ｔＶＳＰとし、その後、かかる今回の目標車速ｔＶＳＰに目標車速ｔＶＳＰの前回値を更新して次回の制御に資する。
【００６４】
ところでステップＳ３１において駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ＝１でないと判定する場合、つまり図３につき前述したごとく駆動力制御スイッチ２１がＯＦＦで運転者が本発明による駆動力制御を希望していなかったり、希望していてもブレーキスイッチ２０がＯＮで制動が行われている場合は、ステップＳ３３において、目標車速ｔＶＳＰの今回値に実車速ｔＶＳＰをセットすると共に目標車速ｔＶＳＰの前回値にも実車速ｔＶＳＰをセットすることによりこれら目標車速ｔＶＳＰの今回値および前回値の双方を実車速ａＶＳＰで初期化する。
【００６５】
上記した本実施の形態によれば、一方で図４に示すごとくアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯから求めた目標エンジントルクｔＴｅおよび目標変速比ｔＲＡＴＩＯを基に目標加速度ｔＡＣＣを求め、
他方で図１０に示すごとく目標車速ｔＶＳＰから求めた平坦路走行抵抗Ｒｓｆおよび外乱推定値ｄＶ ’（路面勾配）から路面勾配に応じた補正済走行抵抗Ｒｓｈを算出すると共に、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０の時この補正済走行抵抗Ｒｓｈを最終走行抵抗Ｒｓとし、
上記の目標加速度ｔＡＣＣから最終走行抵抗Ｒｓを差し引いて求めた補正済目標加速度ｔＡＣＣ’の積分により得られる目標車速ｔＶＳＰに実車速ａＶＳＰが追従するようエンジン１のスロットル開度制御および無段変速機２の変速比制御を介して車両の駆動力を制御するから、以下の作用効果が奏し得られる。
【００６６】
つまり上記の制御によれば、目標加速度ｔＡＣＣが路面勾配に応じて図１３の補正係数ＫＲｓｆ または図１５の補正量ＯｆｆＲｓｆ の特性により決まる態様で補正され、この補正済加速度ｔＡＣＣ’が達成されるような駆動力制御が行われることとなる。
従って、図２２および図２３におけると同様な走行条件でアクセルペダル釈放操作を行った場合の動作を示す図２０および図２１により説明すると、図２１（ａ）に示すごとく平坦路走行中にアクセルペダルを釈放した時の減速度は図２３（ａ）におけると同じαとなるが、
図２１（ｂ）に示すごとく登坂路走行中にアクセルペダルを釈放した時は、補正済目標加速度ｔＡＣＣ’が図２０に例示するような大きな減速度α１に設定されることから、この時における減速度が平坦路での減速度αよりも大きなα１となるように駆動力を制御することができ、
また図２１（ｃ）に示すごとく降坂路走行中にアクセルペダルを釈放した時は、補正済目標加速度ｔＡＣＣ’が図２０に例示するような小さな減速度α２に設定されることから、この時における減速度が平坦路での減速度αよりも小さなα２となるように駆動力を制御することができる。
【００６７】
ところで、登坂路走行中にアクセルペダルを釈放する場合は運転者が平坦路走行中よりも大きな減速度を予測しており、この場合運転者は、予測通りの上記大きな減速度の発生により違和感を持つことがないし、逆に降坂路走行中にアクセルペダルを釈放する場合は運転者が平坦路走行中よりも小さな減速度を予測しており、この場合も運転者は、予測通りの上記小さな減速度の発生により違和感を持つことがなく、前記した従来の駆動力制御装置が抱えていた問題を解消することができる。
【００６８】
また本実施の形態によれば、図１０に示すごとく目標車速ｔＶＳＰから平坦路走行抵抗Ｒｓｆを求め、この平坦路走行抵抗を外乱推定値ｄＶ’（路面勾配）に応じ補正して求めた補正済走行抵抗Ｒｓｈを目標加速度ｔＡＣＣの前記補正に用いるため、走行抵抗に関するデータとして図１１に例示した平坦路走行抵抗Ｒｓｆに関するデータのみを内蔵すればよく、路面勾配ごとの走行抵抗に関するデータを準備する必要がなくてメモリ容量を節約することができる。
【００６９】
なお上記の補正済走行抵抗Ｒｓｈを求めるに際して、図１２および図１３に示すごとく平坦路走行抵抗Ｒｓｆに、外乱推定値ｄＶ’（路面勾配）に応じた走行抵抗補正係数ＫＲｓｆを掛けて求めたり、
図１４および図１５に示すごとく平坦路走行抵抗Ｒｓｆを、外乱推定値ｄＶ’（路面勾配）に応じた走行抵抗補正量ＯｆｆＲｓｆだけ補正して求めることとしたため、
補正済走行抵抗Ｒｓｈを簡単に求めることができる。
【００７０】
ところで何れの方法で補正済走行抵抗Ｒｓｈを求めるにしても、図１３および図１５につき前述した通り、外乱推定値ｄＶ’（路面勾配）が微少範囲±ｄＶ’１内の小さな勾配である時は目標加速度ｔＡＣＣの補正を行わないようにしたため、
運転者が感じることのない微少な路面勾配である時に不必要に目標加速度が補正されるのを防止して制御の無駄をなくすことができる。
【００７１】
更に本実施の形態によれば、図１６〜図１８につき前述した通り、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０の時のみ外乱推定値ｄＶ’（路面勾配）に応じた平坦路走行抵抗の補正、つまり目標加速度の補正を行い、アクセルペダルが踏み込まれている間は平坦路走行抵抗Ｒｓｆをそのまま走行抵抗推定値として用いることにより目標加速度の補正を行わないようにしたため、
アクセルペダルが踏み込まれている間は実質上、目標加速度の補正が行われないこととなって、アクセルペダルを踏み込んだまま平坦路走行から登坂路走行や降坂路走行に移行した場合に平坦路走行中の車速を維持したまま登坂路走行や降坂路走行を継続することができて、アクセルペダルを踏み込んだ状態での走行を実情に即したものにすることができる。
【００７２】
なお図示する実施の形態では、補正済目標加速度ｔＡＣＣ’を図１９に示すように積分して目標車速ｔＶＳＰを求め、実車速ａＶＳＰが目標車速ｔＶＳＰに追従するような駆動力制御としたが、この代わりに車両の実加速度を演算し、これが補正済目標加速度ｔＡＣＣ’に追従するようエンジン１のスロットル開度制御および無段変速機２の変速比制御による駆動力制御を行うようにしても同様の作用効果を達成し得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態になる駆動力制御装置を具えた無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御システムと共に示す概略説明図である。
【図２】 同実施の形態においてコントローラが実行する、無段変速機の変速制御およびエンジンスロットル開度制御を介した駆動力制御の機能別ブロック線図である。
【図３】 図２における駆動力制御可否判定部が実行して、本発明による駆動力制御を行うべきか否かを判定するための制御プログラムを示すフローチャートである。
【図４】 図２における目標車速算出部を示す機能別ブロック線図である。
【図５】 同目標車速算出部における目標エンジントルク設定部が目標エンジントルクの設定に際して用いるエンジントルクの特性図である。
【図６】 同目標車速算出部における目標変速比設定部が目標変速比の設定に際して用いる変速比の特性図である。
【図７】 図２における目標駆動力算出部を示す機能別ブロック線図である。
【図８】 図２における駆動力分配部を示す機能別ブロック線図である。
【図９】 同駆動力分配部における変速比指令値設定部が変速比指令値の設定に際して用いる変速比の特性図である。
【図１０】 図４における目標車速設定部を示す機能別ブロック線図である。
【図１１】 同目標車速設定部における平坦路走行抵抗設定部が平坦路での走行抵抗を求めるのに用いる平坦路走行抵抗の特性図である。
【図１２】 同目標車速設定部における走行抵抗補正部の一例構成を示す機能別ブロック線図である。
【図１３】 同走行抵抗補正部における走行抵抗補正係数算出部が走行抵抗補正係数の決定に際し用いる走行抵抗補正係数の特性図である。
【図１４】 図１０における走行抵抗補正部の他の構成例を示す機能別ブロック線図である。
【図１５】 同走行抵抗補正部における走行抵抗補正量算出部が走行抵抗補正量の決定に際し用いる走行抵抗補正量の特性図である。
【図１６】 図１０における走行抵抗切り替え部を示す機能別ブロック線図である。
【図１７】 同走行抵抗切り替え部における走行抵抗切り替え判断部が実行する制御プログラムのフローチャートである。
【図１８】 同走行抵抗切り替え部における走行抵抗選択部が実行する制御プログラムのフローチャートである。
【図１９】 図１０における積分処理部が実行する補正済目標加速度の積分処理を示すフローチャートである。
【図２０】 図１〜図１９に示す実施の形態になる駆動力制御装置を搭載した車両が平坦路走行中、登坂路走行中、降坂路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示す動作タイムチャートである。
【図２１】 図１〜図１９に示す実施の形態になる駆動力制御装置を搭載した車両の走行状態を示し、
（ａ）は、平坦路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示し、
（ｂ）は、登坂路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示し、
（ｃ）は、降坂路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示す説明図である。
【図２２】 従来の駆動力制御装置を搭載した車両が平坦路走行中、登坂路走行中、降坂路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示す動作タイムチャートである。
【図２３】 従来の駆動力制御装置を搭載した車両の走行状態を示し、
（ａ）は、平坦路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示し、
（ｂ）は、登坂路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示し、
（ｃ）は、降坂路走行中にアクセルペダルを釈放した場合における減速度の発生状況を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 無段変速機
３ アクセルペダル
４ スロットルアクチュエータ
５ 電子制御スロットルバルブ
６ トルクコンバータ
７ プライマリプーリ
８ セカンダリプーリ
９ Ｖベルト
10 ファイナルドライブギヤ組
11 ディファレンシャルギヤ装置
12 変速制御油圧回路
13 ステップモータ（変速アクチュエータ）
14 エンジンコントローラ
15 変速機コントローラ
16 駆動力制御用コントローラ
17 アクセル開度センサ
18 エンジン回転センサ
19 車速センサ
20 ブレーキスイッチ
21 駆動力制御スイッチ
30 駆動力 制御可否判定部
40 目標車速算出部
50 目標駆動力算出部
60 実変速比算出部
70 駆動力分配部
71 駆動トルク指令値算出部
72 変速比指令値設定部
73 エンジントルク指令値算出部
401 目標エンジントルク設定部
402 エンジンモデル
403 目標変速比設定部
404 トランスミッションモデル
410 目標加速度算出部
420 目標車速設定部
421 積分処理部
422 平坦路走行抵抗設定部
423 走行抵抗補正部
424 走行抵抗切り替え部
423A 走行抵抗補正係数算出部
423B 補正済走行抵抗算出部
423C 走行抵抗補正量算出部
423D 補正済走行抵抗算出部
424A 走行抵抗切り替え判断部
424B 走行抵抗選択部
424C ローパスフィルタ部
430 エンジン回転数変換部
510 ロバスト補償器
520 モデルマッチング補償器

Claims (6)

  1. 車両の運転状態に応じた目標加速度または該目標加速度のための目標車速が達成されるよう車両の駆動力を制御するための装置であって、
    前記目標加速度をアクセルペダル踏み込み量に応じた目標エンジントルクおよび目標変速比から演算により求めるよう構成した装置において、
    前記アクセルペダル踏み込み量が０の時は、前記目標車速から求めた車両の平坦路走行抵抗を路面勾配に応じ補正して得られる補正済走行抵抗を車両の走行抵抗推定値とし、アクセルペダルが踏み込まれている間は前記平坦路走行抵抗をそのまま車両の走行抵抗推定値とし、この走行抵抗推定値が大きいほど前記目標加速度を小さくなるよう補正する構成にしたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  2. 請求項１において、前記目標車速を前記目標加速度の積分により求めるよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  3. 請求項1 または 2において、前記平坦路走行抵抗に、路面勾配に応じた走行抵抗補正係数を掛けて前記補正済走行抵抗を求めるよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  4. 請求項3において、前記走行抵抗補正係数を、路面勾配が微少範囲内の小さな勾配である時は１にするよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  5. 請求項1 または 2において、前記平坦路走行抵抗を、路面勾配に応じた走行抵抗補正量だけ補正して前記補正済走行抵抗を求めるよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
  6. 請求項5において、前記走行抵抗補正量を、路面勾配が微少範囲内の小さな勾配である時は０にするよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
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