JP2000120472A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車速センサの検出誤差による駆動力制御精度
の低下を防止する。 【解決手段】 有段の自動変速機を備える車両の駆動力
制御装置において、車速とアクセル開度とに基づいて車
両の目標駆動力を演算手段３４が演算し、この目標駆動
力に対応するエンジントルクを第１目標トルクとして演
算手段３５が演算する。また、アクセル開度に応じた要
求トルクを第２目標トルクとして演算手段３６が演算す
る。車速が所定値以上であるとき第１目標トルクを、ま
た車速が所定値未満であるとき第２目標トルクを選択手
段３８が選択し、この選択された目標トルクが得られる
ようにスロットル弁制御装置３１を駆動手段３９が駆動
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車両の駆動力制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車の駆動力はエンジンの発生
するトルクの大きさと、変速機における変速比の両者で
決まる。両者を同時に、最適に制御することができれ
ば、ＮＯｘやＣＯ₂の低減といった環境への対応を図り
ながら運転性も損なわないようにすることが可能にな
る。たとえば、運転者が望む駆動力を得ながら、エミッ
ションと燃費の低減を両立させ得るエンジンの運転が可
能となったり、あるいは変速機の変速遅れを応答の速い
エンジンで補う、といったことがこと可能となる。エン
ジンの発生トルクと変速機の変速比を協調させて制御す
る、このような駆動力制御が、近年いくつか提案されて
いる（たとえば特開平７−１７２２１７号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の駆動
力制御は、制御精度の制約等により走行中にも駆動力制
御を非作動としたほうが、運転性上、好ましい領域が存
在する。たとえば、図３に車速とアクセル開度（アクセ
ルの操作量のこと）に対する要求駆動力の例を示すと、
低車速側でアクセル開度に対する要求駆動力の変化が急
峻であることがわかる。一方、車速センサは、一般的に
低車速側では精度が悪い。したがって、低車速域におい
ても、車速とアクセル開度から図３を内容とするマップ
を検索して目標駆動力を求めたのでは、図７に示したよ
うに、わずかな車速センサ出力値の変動に対して目標駆
動力が大きく変動し、これによって車両の運転性が悪く
なる。これを避けるため低車速域における目標駆動力の
変化を緩やかにすると、アクセルペダルを踏んでも運転
者の所望する駆動力が得られない（つまり、アクセルの
踏み込みに対し車両のレスポンスが鈍く感じられる）と
いう、別の問題が生じる。

【０００４】そこで本発明は、低車速域になると、車速
を用いた駆動力制御を非作動とし、代わってアクセル開
度に対応させた要求トルクを目標エンジントルク（以下
単に「目標トルク」という）として演算し、この目標ト
ルクが得られるようにスロットル弁開度を制御すること
により、車速センサの検出誤差による駆動力制御精度の
低下を防止することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、有段の自
動変速機を備える車両の駆動力制御装置において、図８
に示すように、アクセルペダルとは独立にスロットル弁
開度を制御可能な装置３１と、アクセル開度を検出する
手段３２と、車速と前記アクセル開度とに基づいて車両
の目標駆動力を演算する手段３４と、この目標駆動力に
対応するエンジントルクを第１目標トルクｔＴＥ１とし
て演算する手段３５と、アクセル開度に応じた要求トル
クを第２目標トルクｔＴＥ２として演算する手段３６
と、車速が所定値以上であるかそれとも所定値未満であ
るかを判定する手段３７と、この判定結果より車速が所
定値以上であるとき前記第１目標トルクｔＴＥ１を、ま
た車速が所定値未満であるとき前記第２目標トルクｔＴ
Ｅ２を選択する手段３８と、この選択された目標トルク
が得られるように前記スロットル弁制御装置３１を駆動
する手段３９とを備える。

【０００６】第２の発明は、有段の自動変速機を備える
車両の駆動力制御装置において、図９に示すように、ア
クセルペダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能な
装置３１と、アクセル開度を検出する手段３２と、エン
ジン回転数を検出する手段４１と、これらアクセル開
度、エンジン回転数および車両の運転状態に応じた要求
トルクを第１目標トルクｔＴＥ１として演算する手段４
２と、アクセル開度に応じた要求トルクを第２目標トル
クｔＴＥ２として演算する手段３６と、車速が所定値以
上であるかそれとも所定値未満であるかを判定する手段
３７と、この判定結果より車速が所定値以上であるとき
前記第１目標トルクｔＴＥ１を、また車速が所定値未満
であるとき前記第２目標トルクｔＴＥ２を選択する手段
３８と、この選択された目標トルクが得られるように前
記スロットル弁制御装置３１を駆動する手段３９とを備
える。

【０００７】第３の発明は、手動変速機能と自動変速機
能を選択的に切換可能な有段変速機を備える車両の駆動
力制御装置において、図１０に示すように、アクセルペ
ダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能な装置３１
と、アクセル開度を検出する手段３２と、車速と前記ア
クセル開度とに基づいて車両の目標駆動力を演算する手
段３４と、この目標駆動力に対応するエンジントルクを
第１目標トルクｔＴＥ１として演算する手段３５と、ア
クセル開度に応じた要求トルクを第２目標トルクｔＴＥ
２として演算する手段３６と、車速が所定値以上かつ前
記自動変速機能が選択されている場合であるか、それと
もそれ以外の場合であるかを判定する手段５１と、この
判定結果より車速が所定値以上かつ自動変速機能が選択
されている場合に前記第１目標トルクｔＴＥ１を、また
それ以外の場合に前記第２目標トルクｔＴＥ２を選択す
る手段５２と、この選択された目標トルクが得られるよ
うに前記スロットル弁制御装置３１を駆動する手段３９
とを備える。

【０００８】第４の発明は、手動変速機能と自動変速機
能を選択的に切換可能な有段変速機を備える車両の駆動
力制御装置において、図１１に示すように、アクセルペ
ダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能な装置３１
と、アクセル開度を検出する手段３２と、エンジン回転
数を検出する手段４１と、これらアクセル開度、エンジ
ン回転数および車両の運転状態に応じた要求トルクを第
１目標トルクｔＴＥ１として演算する手段４２と、アク
セル開度に応じた要求トルクを第２目標トルクｔＴＥ２
として演算する手段３６と、車速が所定値以上かつ前記
自動変速機能が選択されている場合であるか、それとも
それ以外の場合であるかを判定する手段５１と、この判
定結果より車速が所定値以上かつ自動変速機能が選択さ
れている場合に前記第１目標トルクｔＴＥ１を、またそ
れ以外の場合に前記第２目標トルクｔＴＥ２を選択する
手段５２と、この選択された目標トルクが得られるよう
に前記スロットル弁制御装置３１を駆動する手段５２と
を備える。

【０００９】第５の発明では、第１から第４までのいず
れか一つの発明において前記第２目標トルクが、アクセ
ルとスロットル弁を１：１で動かしたときの要求トルク
である。

【００１０】

【発明の効果】第１、第２、第３、第４の各発明では、
低車速域で車速を用いる駆動力制御を非作動とし、代わ
って、アクセル開度に対応した第２目標トルクが発生す
るようにしているので、発進加速時（十分な車速センサ
の精度が得られない低車速域）の運転性の悪化を防ぐこ
とができる。

【００１１】第５の発明によれば、低車速域において、
アクセルペダルとスロットル弁がワイヤにより連結され
ている従来のマニュアル車と同等の運転性を確保でき
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン本体
である。エンジンの吸気通路２には、モータ５などでス
ロットル弁４を開閉駆動する、いわゆる電子制御スロッ
トル装置３が介装されており、スロットルセンサ６によ
り検出される実際の開度が、コントロールユニット１１
からの目標開度指令と一致するようにスロットル弁４が
駆動される。このとき定まるスロットル弁４の開度によ
ってエンジンに吸入される空気量が調整され、エンジン
の出力軸トルクが制御される。

【００１３】アクセルペダル７にはアクセルセンサ１２
を備える。このアクセルセンサ１２は、アクセル開度が
最大のときをスロットル弁全開位置に相当する値として
アクセル開度を検出するものである。たとえば、スロッ
トル弁４の全開位置における開度が８０゜であったとす
れば、アクセル開度が最大のとき８０゜の信号が出力さ
れる。また、アクセル開度が最大でないときは、アクセ
ル開度に比例した信号が出力される。

【００１４】このエンジン出力トルクは、動力断接手段
としてのトルクコンバータ（図示しない）を介して周知
の周知のＣＶＴ（Ｖベルト式無段変速機）２１に伝達さ
れ、このＣＶＴ２１の出力トルクがさらにファイナルド
ライブギア２２、ディファレンシャルギア２３を介して
駆動輪２４へと伝達される。プライマリプーリと、これ
に整列配置されるセカンダリプーリと、これら両プーリ
間にかけ回されるＶベルトとを備えるＣＶＴでは、変速
のため、プライマリプーリおよびセカンダリプーリのそ
れぞれのＶ溝を形成するフランジのうち、一方の可動フ
ランジが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な
っており、両可動フランジを、目標変速比指令に応動す
る油圧アクチュエータからのプライマリプーリ圧および
セカンダリプーリ圧に応じた位置に変位させることで、
ＣＶＴの実変速比が目標変速比と一致するように変速さ
れる。

【００１５】この場合、自動変速機としてのＣＶＴ２１
は、有段の手動変速機能を備える（特開平９−１９６１
６５号公報参照）。ＡＴモード（自動変速モード）では
自動変速用の目標変速比のマップが用いられるのに対し
て、ＭＴモード（手動変速モード）に切換えられると、
手動変速用の目標変速比のマップが用いられる。

【００１６】コントロールユニット１１には、アクセル
センサ１２からのアクセル開度の信号、クランク角セン
サ１３からのエンジン回転数の信号が、車速センサ２５
からの車速信号、実変速比信号、自動変速モードと手動
変速モードのいずれにあるかを示す信号などとともに入
力され、これら入力情報をもとに、コントローラ１１で
は、ＡＴモードのとき、アクセル開度と車速に基づいて
目標駆動力を演算したあと、この目標駆動力から目標変
速比と目標トルクを演算し、その目標変速比（指令）に
従って実変速比が目標変速比と一致するように変速比の
制御を行うとともに、目標トルクが得られるようにスロ
ットル弁開度を制御する。また、ＭＴモードのときは、
アクセル開度とエンジン回転数に基づいて目標トルクを
演算し、その目標トルクが得られるようにスロットル弁
開度を制御する。

【００１７】なお、スロットル装置３の上流に位置する
エアフローメータ１４からの吸入空気量、水温センサ１
５からの冷却水温度、排気通路７の酸素濃度センサ１６
からの酸素濃度の各信号もコントロールユニット１１に
入力されており、コントロールユニット１１ではこれら
の信号に基づいて理論空燃比やこれよりもリーン側の空
燃比を目標空燃比として設定し、この設定した目標空燃
比の混合気が得られるように、吸入空気量に比例させて
供給燃料量を演算し、その演算値にしたがって燃料噴射
弁８からの燃料噴射を行う。９は点火栓である。

【００１８】コントロールユニット１１で実行される上
記スロットル弁開度の制御内容を、図２のフローチャー
トにしたがって説明する。

【００１９】図２は、目標スロットル弁開度ｔＴＶＯを
演算して出力するためのもので、一定時間毎（たとえば
４ｍｓ毎）に実行する。

【００２０】ステップ１、２、３ではエンジンの運転状
態を検出するためアクセル開度とエンジン回転数を読み
込み、ステップ３では車両の運転状態を検出するため、
車速、ＣＶＴ２１の実変速比、トルコントルク比などを
読み込む。

【００２１】ステップ４では、車速ＶＳＰとアクセル開
度ＡＰＳとに基づいて第１目標トルクｔＴＥ１を演算す
る。この演算方法としては、たとえば、アクセル開度と
車速から図３を内容とするマップを検索することにより
目標駆動力を求め、

【００２２】

【数１】ｔＴＥ１＝目標駆動力×ＲＴＢＹＧＦ＃／（ト
ルコントルク比×実変速比） ただし、ＲＴＢＹＧＦ＃：タイヤ有効半径／ファイナル
ギア比 の式により第１目標トルクｔＴＥ１を求めればよい。

【００２３】第１目標トルクｔの演算方法はこの第１の
演算方法に限られない。たとえば、特開平４−１０１０
３７号公報に開示されているように、

【００２４】

【数２】ｔＴＥ１＝Ｋ１×ＡＰＳ−Ｋ２×Ｎｅ の演算式により第１目標トルクを得る方法でもかまわな
い。数２式の係数Ｋ１、Ｋ２は車両の運転状態に基づい
て設定する。

【００２５】なお、この第２の演算方法では、直接的に
は車速を用いていないが、エンジン回転数と実変速比
（ロックアップ時でないときはこれに加えてトルコント
ルク比）が決まれば、必然的に車速が決まってくるはず
であるので、低車速域での目標駆動力の変化が急峻にな
るように第１目標トルクを設定した場合、第１の演算方
法と同様に、低車速域で車速誤差に伴って駆動力制御の
精度が低下することはいうまでもない。

【００２６】ステップ５では、アクセルとスロットル弁
を１：１で動かしたときの要求トルクを第２目標トルク
ｔＴＥ２として演算する。この第２目標トルクｔＴＥ２
は、たとえばアクセル開度ＡＰＳとエンジン回転数Ｎｅ
から図４を内容とするマップを検索することにより求め
ればよい。

【００２７】ステップ６では、車速と所定値を比較す
る。ここで、所定値は、車速センサ２５の精度が確保で
きる領域の下限値である。したがって、車速が所定値以
上である場合は、車速センサの精度を確保できるのに対
して、車速が所定値未満になると、車速センサの精度を
確保できない。ステップ６ではこのときの変速機のモー
ドがＡＴモードとＭＴモードのいずれにあるのかも判定
する。

【００２８】その結果、車速が所定値以上かつ変速機の
モードがＡＴモードである場合は、ステップ７、８、９
に進み、従来装置と同様のスロットル弁開度の制御を行
う。すなわち、ステップ７において第１目標トルクｔＴ
Ｅ１を、ラベル名の異なる目標トルク（選択目標トル
ク）ｔＴＥにストアし、この選択目標トルクｔＴＥとエ
ンジン回転数に基づき、ステップ８で目標スロットル弁
開度ｔＴＶＯを演算し、この目標スロットル弁開度をス
テップ９で出力レジスタに転送する。目標トルク（選択
目標トルクｔＴＥ）に基づいて目標スロットル弁開度を
演算する方法は公知である。たとえば、エンジントルク
とエンジン回転数をパラメータとするマップを予め作成
しておき（図５参照）、このマップを検索することによ
り求めることができる。なお、図５に示すスロットル弁
開度の特性が理論空燃比に対する特性であるとすれば、
空燃比が理論空燃比よりリーンになったときは、その理
論空燃比に対する目標スロットル弁開度を増量補正する
ことになる。

【００２９】このようにして出力レジスタに転送された
目標スロットル弁開度ｔＴＶＯは、電子制御スロットル
装置３の駆動ユニットに出力され、この出力により、セ
ンサ６により検出される実際のスロットル弁開度が目標
スロットル弁開度指令と一致するように駆動される。

【００３０】これに対して、ステップ６における比較の
結果、車速が所定値未満かつ変速機のモードがＡＴモ
ード、車速が所定値未満かつ変速機のモードがＭＴモ
ード、車速が所定値以上かつ変速機のモードがＭＴモ
ード のいずれかとなったときは、ステップ６よりステップ１
０に進み、従来装置と異なり、第２目標トルクｔＴＥ２
を、選択目標トルクｔＴＥにストアした後、ステップ
８、９の処理を実行する。

【００３１】ここで、車速が所定値未満である場合
（、の場合）だけでなく、の場合にもＳ１０に進
ませるのは次の理由からである。ＭＴモードのときは、
運転者がアクセルペダルと変速機を操作して所望の駆動
力となるようにするのであるから、このときまで目標駆
動力に基づく第１目標トルクｔＴＥ１を演算させる必要
はないからである。

【００３２】このように本実施形態では、低車速域で車
速センサ２５を用いる駆動力制御を非作動とし、代わっ
て、アクセル開度に対応した第２目標トルクが発生する
ようにしているので、図６に示したように発進加速時
（十分な車速センサの精度が得られない低車速域）の運
転性の悪化を防ぐことができる。

【００３３】また、低車速域で用いる第２目標トルクｔ
ＴＥ２により、アクセルペダル７とスロットル弁４を
１：１で動かしたときの要求トルクが発生するため、低
車速域ではアクセルペダルとスロットル弁がワイヤによ
り連結されている従来のマニュアル車と同等の運転性を
確保することが可能となる。

【００３４】実施形態では、いわゆる成層燃焼を行わせ
るため燃料噴射弁８を燃焼室に臨んで設けているが、本
発明はこのものに限定されるものでなく、燃料噴射弁を
吸気ポートに設けたタイプにも適用がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の制御システム図。

【図２】目標スロットル弁開度の演算と出力を説明する
ためのフローチャート。

【図３】目標駆動力の特性図。

【図４】第２目標トルクｔＴＥ２の特性図。

【図５】目標スロットル弁開度の特性図。

【図６】発進加速時の概略の波形図。

【図７】従来装置の作用を説明するための波形図。

【図８】第１の発明のクレーム対応図。

【図９】第２の発明のクレーム対応図。

【図１０】第３の発明のクレーム対応図。

【図１１】第４の発明のクレーム対応図。

【符号の説明】

３ 電子制御スロットル装置（スロットル弁開度制御装
置） ４ スロットル弁 ７ アクセルセンサ １１ コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大羽 拓 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G065 CA00 DA05 GA05 GA07 GA11 GA31 GA32 GA41 GA46 3G084 BA02 BA06 FA05 FA07 FA10 FA20 FA32 FA33 3G301 HA01 JA03 LA03 ND01 PA01Z PA11A PA11Z PD03A PD03Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF03Z PF08Z PF09Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有段の自動変速機を備える車両の駆動力制
   御装置において、 アクセルペダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能
   な装置と、 アクセル開度を検出する手段と、 車速と前記アクセル開度とに基づいて車両の目標駆動力
   を演算する手段と、 この目標駆動力に対応するエンジントルクを第１目標ト
   ルクとして演算する手段と、 アクセル開度に応じた要求トルクを第２目標トルクとし
   て演算する手段と、 車速が所定値以上であるかそれとも所定値未満であるか
   を判定する手段と、 この判定結果より車速が所定値以上であるとき前記第１
   目標トルクを、また車速が所定値未満であるとき前記第
   ２目標トルクを選択する手段と、 この選択された目標トルクが得られるように前記スロッ
   トル弁制御装置を駆動する手段とを備えることを特徴と
   する車両の駆動力制御装置。
2. 【請求項２】有段の自動変速機を備える車両の駆動力制
   御装置において、 アクセルペダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能
   な装置と、 アクセル開度を検出する手段と、 エンジン回転数を検出する手段と、 これらアクセル開度、エンジン回転数および車両の運転
   状態に応じた要求トルクを第１目標トルクとして演算す
   る手段と、 アクセル開度に応じた要求トルクを第２目標トルクとし
   て演算する手段と、 車速が所定値以上であるかそれとも所定値未満であるか
   を判定する手段と、 この判定結果より車速が所定値以上であるとき前記第１
   目標トルクを、また車速が所定値未満であるとき前記第
   ２目標トルクを選択する手段と、 この選択された目標トルクが得られるように前記スロッ
   トル弁制御装置を駆動する手段とを備えることを特徴と
   する車両の駆動力制御装置。
3. 【請求項３】手動変速機能と自動変速機能を選択的に切
   換可能な有段変速機を備える車両の駆動力制御装置にお
   いて、 アクセルペダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能
   な装置と、 アクセル開度を検出する手段と、 車速と前記アクセル開度とに基づいて車両の目標駆動力
   を演算する手段と、 この目標駆動力に対応するエンジントルクを第１目標ト
   ルクとして演算する手段と、 アクセル開度に応じた要求トルクを第２目標トルクとし
   て演算する手段と、 車速が所定値以上かつ前記自動変速機能が選択されてい
   る場合であるか、それともそれ以外の場合であるかを判
   定する手段と、 この判定結果より車速が所定値以上かつ自動変速機能が
   選択されている場合に前記第１目標トルクを、またそれ
   以外の場合に前記第２目標トルクを選択する手段と、 この選択された目標トルクが得られるように前記スロッ
   トル弁制御装置を駆動する手段とを備えることを特徴と
   する車両の駆動力制御装置。
4. 【請求項４】手動変速機能と自動変速機能を選択的に切
   換可能な有段変速機を備える車両の駆動力制御装置にお
   いて、 アクセルペダルとは独立にスロットル弁開度を制御可能
   な装置と、 アクセル開度を検出する手段と、 エンジン回転数を検出する手段と、 これらアクセル開度、エンジン回転数および車両の運転
   状態に応じた要求トルクを第１目標トルクとして演算す
   る手段と、 アクセル開度に応じた要求トルクを第２目標トルクとし
   て演算する手段と、 車速が所定値以上かつ前記自動変速機能が選択されてい
   る場合であるか、それともそれ以外の場合であるかを判
   定する手段と、この判定結果より車速が所定値以上かつ
   自動変速機能が選択されている場合に前記第１目標トル
   クを、またそれ以外の場合に前記第２目標トルクを選択
   する手段と、 この選択された目標トルクが得られるように前記スロッ
   トル弁制御装置を駆動する手段とを備えることを特徴と
   する車両の駆動力制御装置。
5. 【請求項５】前記第２目標トルクは、アクセルとスロッ
   トル弁を１：１で動かしたときの要求トルクであること
   を特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載
   の車両の駆動力制御装置。