JP2004276681A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】路面勾配の影響により自車速と目標車速との乖離が生じた場合でも、最終的に自車速を目標車速に到達させることができ、更に加えて、急勾配下り坂走行で不要なダウンシフトによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感を与えることのないようにした、車両の駆動力制御装置を提案する。
【解決手段】アクセルペダル踏み込み量および車速から求めた目標加速度を積分して目標車速ｔＶＳＰを算出し、自車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰと、積分制御ゲインＫｉを含むフィードバックゲインとにより車両の駆動力を制御して自車速ａＶＳＰを目標車速ｔＶＳＰに追従させる駆動力制御中の瞬時ｔ１にアクセル釈放がなされた後は、ａＶＳＰおよびｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ、また、アクセル釈放速度が低いほど積分制御ゲインＫｉを含むフィードバックゲインを低下させる。
【選択図】 図１９
【解決手段】アクセルペダル踏み込み量および車速から求めた目標加速度を積分して目標車速ｔＶＳＰを算出し、自車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰと、積分制御ゲインＫｉを含むフィードバックゲインとにより車両の駆動力を制御して自車速ａＶＳＰを目標車速ｔＶＳＰに追従させる駆動力制御中の瞬時ｔ１にアクセル釈放がなされた後は、ａＶＳＰおよびｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ、また、アクセル釈放速度が低いほど積分制御ゲインＫｉを含むフィードバックゲインを低下させる。
【選択図】 図１９
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運転者のアクセル操作に応じた車両の加速度や車速を実現させるように駆動力を制御するための、車両の駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かかる装置としては、従来、例えば特許文献１に記載されているものがある。
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ものである。
具体的には、検出車速を微分して車両の実加減速度を求め、こ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修正するというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０５０１５号公報
【０００４】
【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おいては、アクセルペダル踏み込み量から算出した目標加減速度に実加減速度が追従するようにスロットル開度を制御する構成となっているため、アクセルペダル踏み込み量一定として車両が登坂路に進入した場合、図１８に示すように、実加速度は一旦低下した後に目標値に到達させることができるものの、登坂路進入時に一旦低下した実車速はこれを元の車速に戻す制御でないため低下したままとなる、という問題があった。
【０００５】
他方で上記の問題解決のために、目標加速度を積分することにより目標車速を求め、自車速がこの目標車速に追従するよう、これら自車速および目標車速間における車速偏差に応じた積分制御のようなフィードバック制御により駆動力制御を行うことや、この駆動力制御のみでは狙い通りの駆動力が得られない場合自動変速機の変速制御をも同時に行うことが考えられるが、この場合以下の問題が懸念される。
つまり、上記の駆動力制御中に急勾配下り坂走行となって、アクセルペダルの釈放によっても実車速ａＶＳＰが図２０の急勾配下り坂走行開始時ｔ１以後もなかなか低下しなかった場合上記の制御によると、実車速ａＶＳＰが目標車速から大きく乖離して両者間における車速偏差ΔＶＳＰに応じた駆動力のフィードバック制御が積分制御の出力値を加速度的に増大させ、図２０の瞬時ｔ２以後における駆動トルク指令値ｃＴＤＲの変化に見られるごとく目標駆動力を大きく低下させる。
【０００６】
これがため駆動力制御装置は、上記の駆動力制御に加えて自動変速機をダウンシフトさせることとなり、このダウンシフトがエンジン回転数ａＮｅを瞬時ｔ２以後において急上昇させ、運転者に違和感を与える。
また上記のダウンシフトは、運転者が急勾配下り坂走行であるから車両減速度が小さくなったり加速傾向になると予感しているのに、それに反して車両減速度を増大させることとなり、不要な減速により運転者を戸惑わせることにもなって不自然である。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑み、路面勾配の影響により自車速と目標車速との乖離が生じた場合でも、最終的に自車速を目標車速に到達させることができ、更に加えて、急勾配下り坂走行で不要なダウンシフトによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感を与えることのないようにした、車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
ところで、急勾配下り坂走行で不要なダウンシフトによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感の程度は、運転者がアクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度に応じて異なり、急減速を要求しないためアクセルペダルをゆっくり釈放する時ほど上記の違和感を強く感じ、急減速を要求してアクセルペダルを急速に釈放する時はむしろ上記の違和感はない。
そこで本発明は、アクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度に応じ、上記の違和感を解消する対策の程度を加減して、当該対策の程度がアクセルペダル戻し速度ごとに要求通りのものとなるような改良も付加した、車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明による車両の駆動力制御装置は、
アクセルペダル踏み込み量に基づいて目標加速度を算出し、この算出した目標加速度より目標車速を求め、自車速がこの目標車速に追従するよう車両の駆動力を制御することを基本とするが、
アクセルペダル踏み込み量が０の時、前記目標車速と実車速との間における車速偏差が大きいほど、また、アクセルペダル踏み込み量を０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いほど、上記駆動力制御のフィードバックゲインを小さくするよう構成したものである。
【０００９】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、アクセルペダル踏み込み量に基づいて算出した目標加速度より目標車速を求め、自車速が当該目標車速に追従するよう車両の駆動力を制御するため、
目標加速度から目標車速が算出・設定されることとなって、加速度を目標加速度に一致させ得るのは勿論のこと、路面勾配などの影響により自車速と目標車速との乖離が生じた場合でも、最終的に自車速も目標車速に到達させることができる。
【００１０】
前述した従来の駆動力制御装置の如く、単に自車の加速度を目標加速度に一致させるのみの制御を行った場合、路面勾配の影響、例えば上り勾配の走行中に駆動力不足から変速機のダウンシフトを行って駆動力を増大させた場合につき述べると、ダウンシフト前に一時的に自車速が低下すると、自車速を目標車速に到達させるためには、両者の差に相当する分だけアクセルペダル踏み込み量を増加させなければならない。
【００１１】
これに対して本発明によれば、目標加速度から求めた目標車速に自車速が追従するよう車両の駆動力を制御することから、アクセルペダル踏み込み量を一定とした状態で登坂路に進入した場合にアクセルペダルの踏み増しに頼ることなく自車速を目標車速に一致させることができ、登坂路で車速が低下したままにされるような問題を解消することができる。
【００１２】
本発明によれば更に、アクセルペダル踏み込み量が０の時、目標車速と実車速との間における車速偏差が大きいほど上記駆動力制御のフィードバックゲインを小さくするため、
急勾配下り坂走行で実車速がなかなか低下しないような走行条件のため実車速と目標車速との間における車速偏差が大きくなる場合でも、駆動力制御のフィードバックゲインを小さくすることによって不要なダウンシフトが行われるのを抑制することができ、これによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感を回避し、前記の問題を解消することができる。
【００１３】
加えて本発明によれば、アクセルペダル踏み込み量が０の時における上記駆動力制御のフィードバックゲインを更に、アクセルペダル踏み込み量を０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いほど小さくするため、
急減速を要求しないため運転者がアクセルペダルをゆっくり釈放したにもかかわらず、上記の不要なダウンシフトによりエンジン回転数の急上昇を伴った急減速が発生したり、運転者の運転意図に反して車両減速度が急増する不具合をも解消することができ、
アクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度ごとに運転者が意図する通りの車両減速度を実現することができる。
【００１４】
【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であるが、そのスロットルバルブ５を運転者が操作するアクセルペダル３とは機械的に連結させず、これらから切り離してスロットルアクチュエータ４によりスロットルバルブ５の開度を電子制御するようになす。
【００１５】
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）に応じ動作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に制御するが、エンジントルク指令値ｃＴＥの与え方によっては、アクセルペダル操作以外の因子によっても制御可能とする。
【００１６】
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、これらにより図示しない車輪を回転駆動するものとする。
【００１７】
無段変速機２の変速動作は、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させてＶ溝幅を狭めたり、逆に離間させてＶ溝幅を拡げることにより行うようにし、
両可動フランジのストローク位置を、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により決定する。
【００１８】
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、実変速比が変速比指令値ｃＲＡＴＩＯと一致するように無段変速させることができる。
【００１９】
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、駆動力制御用コントローラ１６が後述する演算により求めることとする。
その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。
【００２０】
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毎にこれら入力情報を読み込み、これらの入力情報を基に、図２に機能別ブロック線図で示す処理を実行して、以下のよう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を求める。
エンジンコントローラ１４および変速機コントローラ１５はそれぞれ、これらエンジントルク指令値ｃＴＥおよび変速比指令値ｃＲＡＴＩＯをもとに無段変速機２の変速制御およびエンジン１のスロットル開度（出力）制御を行い、本発明が狙いとする車両の駆動力制御を遂行する。
【００２１】
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、目標車速算出部４０、目標駆動力算出部５０、実変速比算出部６０、駆動力分配部７０、および制御ゲイン補正係数算出部８０により構成し、以下にこれらの詳細を順次説明する。
【００２２】
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または０により設定する。
図３のステップＳ１においては、駆動力制御スイッチ２１がＯＮ，ＯＦＦのいずれであるかをチェックし、次いでステップＳ２においてブレーキスイッチ２０がＯＮ，ＯＦＦのいずれであるかをチェックする。
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している）と判定し、かつ、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、運転者が駆動力制御を希望しており、また当該制御を行っても差し支えない非制動中であるから、ステップＳ３において、駆動力制御を行うべきであると判断して駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを１にセットする。
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、運転者が駆動力制御を希望していなかったり、希望していても制動中のため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判断して駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを０にリセットする。
【００２３】
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、制動中の場合、本発明によるエンジン出力制御および変速制御を行ったとしても、狙い通りの車速制御を達成することができず、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に本発明による駆動力制御を常に行うようにする場合には、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のセット、リセットを行えばよい。
上記のようにして設定された駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴは、目標車速算出部４０へ供給するほか、図１にも示すように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。
【００２４】
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に、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。
しかし駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の間は、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。
【００２５】
図２における制御ゲイン補正係数算出部８０は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯをもとに図４に示す処理により、詳しくは後述するごとくに本発明の駆動力制御に用いる比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの補正係数αおよびβを求めると共に、制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔおよび制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄを決定する。
先ずステップＳ２１においては、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中か否かをチェックし、アクセルペダル釈放中でなく踏み込み状態であると判定する時、ステップＳ２２において制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔが、１（制御ゲインの補正開始）を示しているのか、０（制御ゲインの非補正中）を示しているのかを判定する。
【００２６】
ステップＳ２１で、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中であると判定する時はステップＳ２３において、制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔを１にセットして制御ゲインの補正中であることをメモリし、次いでステップＳ２４において、実車速ａＶＳＰと後述のごとくに求めた目標車速ｔＶＳＰとの間における車速偏差ΔＶＳＰ、およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを上記の通り０にするアクセルペダルの釈放時における戻し速度から、図５に例示する予定のデータマップをもとに比例制御ゲイン補正係数αを、また、図６に例示する予定のデータマップをもとに積分制御ゲイン補正係数βを検索により求める。
これら比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βはそれぞれ、上記の車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じて、この車速偏差ΔＶＳＰが大きいほど、また、アクセルペダル戻し速度が遅いほど、駆動力制御用の比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを低下させるためのものである。
【００２７】
従って、比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βはそれぞれ図５および図６に示すごとく、車速偏差ΔＶＳＰが小さい設定値ΔＶＳＰ１，ΔＶＳＰ３未満である間は１近傍の一定値とし、車速偏差ΔＶＳＰが大きい設定値ΔＶＳＰ２，ΔＶＳＰ４以上である間は１より小さな例えば０．２とし、車速偏差ΔＶＳＰが小さい設定値と大きい設定値との間にある時は車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ１近傍から０．２に向け低下するものとし、
更に比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βはそれぞれ、図５および図６に示すごとく、車速偏差ΔＶＳＰに対して上記の傾向を持ったまま、アクセルペダル戻し速度が遅いものほど小さくなるものとする。
【００２８】
なお上記のアクセルペダル戻し速度は、例えば図７に示すプログラムを実行して算出する。
ステップＳ３１では、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０か否かをチェックし、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０でなければステップＳ３２で、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯの今回読み込み値が前回読み込み値より小さいか否かにより、アクセルペダルの戻し操作中か否かをチェックする。
ステップＳ３１でアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが既に０であると判定したり、ステップＳ３２でアクセルペダルの戻し操作中でないと判定する時は制御をそのまま終了するが、ステップＳ３２でアクセルペダルをアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ＝０に向けて戻し操作していると判定する時は、ステップＳ３３において、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯの今回読み込み値から前回読み込み値を差し引いて求めた差値を、図７の制御プログラムの演算周期により除算してアクセルペダル戻し速度を求める。
【００２９】
図４のステップＳ２１でアクセルペダル踏み込み状態であると判定し、且つ、ステップＳ２２で制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔが未だ１である（アクセルペダル踏み込み状態になって１回目である）と判定する時は、先ずステップＳ２５において、制御ゲインの補正を終了させるために制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔを０にリセットし、ステップＳ２６において、比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βをそれぞれ、制御ゲインの補正が行われない１とし、ステップＳ２７において、制御ゲインの補正終了を指令するために制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄを１にセットする。
以後はステップＳ２２が制御をステップＳ２８に進めるようになり、ここで制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄを０にリセットして制御を終了することにより、次にアクセルペダルの釈放があるまで比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βを１に保つと共に両フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔおよびｆＧＡＩＮｅｎｄを０に保つ。
【００３０】
図２における目標車速算出部４０は図８に詳細に示す如きもので、目標加速度決定部４１および積分処理部４２により構成し、駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ、車速ａＶＳＰ、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ、および制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄをもとに目標車速ｔＶＳＰを求めて出力する。
なお、この目標車速算出部４０においては、後述する処理手順により目標車速ｔＶＳＰを求める際に必要となるため、１回の制御周期において求めた目標車速ｔＶＳＰを、図示しない記憶部において、次の制御周期まで記憶しておくものとする。
【００３１】
目標加速度決定部４１は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを入力すると共に、積分処理部４２で後述する処理手順により算出された目標車速ｔＶＳＰをフィードバック入力し、これらアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯおよび目標車速ｔＶＳＰから、図９に示すマップに基づいて目標加速度ｔＡＣＣを決定する。
図９は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯごとの、車速ＶＳＰ（目標車速ｔＶＳＰ）に対する目標加速度ｔＡＣＣの関係を例示するもので、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが大きいほど目標加速度ｔＡＣＣも大きくなるように設定する。
また、車速が大きくなるにつれ走行抵抗が増大して実現可能な加速度が小さくなることに対応させるため、図９では、同じアクセルペダル踏み込み量であれば、車速が高いほど目標加速度ｔＡＣＣが小さくなるように設定する。
【００３２】
積分処理部４２は、制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ、実車速ａＶＳＰ、目標加速度ｔＡＣＣ、および制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄに基づいて目標車速ｔＶＳＰを算出するもので、この算出に際し積分処理部４２は図１０に示すような処理を行う。
まずステップＳ１１で駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１，０のいずれであるかを判断し、制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の場合、すなわち駆動力制御スイッチ２１（図１および図２参照）がＯＦＦ、またはブレーキスイッチ２０がＯＮ（制動中）である場合には、ステップＳ１２へ進み、目標車速ｔＶＳＰおよび前回の制御周期で求めた目標車速ｔＶＳＰ前回値にそれぞれ車速ａＶＳＰの値を代入してこれらを初期化する。
【００３３】
一方、ステップＳ１１で制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１と判定する場合、すなわち駆動力制御スイッチ２１がＯＮで、且つブレーキスイッチ２０がＯＦＦ（非制動中）である場合には、制御をステップＳ１３に進め、ここで制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１であるか否かをチェックする。
制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１であれば、ステップＳ１１で制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０であると判定する場合と同様に、制御をステップＳ１２に進めて目標車速ｔＶＳＰおよび前回の制御周期で求めた目標車速ｔＶＳＰ前回値にそれぞれ車速ａＶＳＰの値を代入する初期化を行う。
【００３４】
ステップＳ１３で制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１でない（０である）と判定する場合は、制御をステップＳ１４へ進め、ｔＶＳＰ前回値に目標加速度ｔＡＣＣを加算した値を目標車速ｔＶＳＰとし、ｔＶＳＰ前回値を、今回の演算で求めた目標車速ｔＶＳＰ値に更新する。
【００３５】
上記のように新たに算出した目標車速ｔＶＳＰは目標駆動力算出部５０（図２参照）へ出力すると共に、目標加速度決定部４１（図６参照）へフィードバックして前記した目標加速度ｔＡＣＣの演算に供される。
【００３６】
図１１は、図２における目標駆動力算出部５０の構成を示す制御ブロック図である。
この目標駆動力算出部５０は、フィードフォワード制御部およびフィードバック制御部からなる２自由度制御系と、駆動トルク変換部５４とを具え、
フィードフォワード制御部を位相補償器５１により構成し、フィードバック制御部を規範モデル５２およびフィードバック補償器５３により構成する。
【００３７】
そして目標駆動力算出部５０は、目標車速ｔＶＳＰを入力とし、自車速ａＶＳＰを出力とする場合の伝達特性が図示の規範モデル５２の伝達特性となるように、フィードフォワード制御部およびフィードバック制御部を用いて制御を行う。
規範モデル５２の伝達関数ＧＴ（ｓ）は次式
【数１】
で表され、時定数τＨの１次ローパスフィルタと、無駄時間Ｌｖとからなる。
なお、ｓはラプラス演算子である。
【００３８】
ここで制御対象となる車両を、駆動トルク指令値ｃＴＤＲを操作量とし、自車速ａＶＳＰを制御量としてモデル化することによって、車両のパワートレーンの挙動を図１２に示す簡易非線形モデル５５で表すことができる。すなわち、
【数２】
ここで、Ｍは車両質量、Ｒｔはタイヤ動半径、Ｌｐは無駄時間をそれぞれ表す。
駆動トルク指令値ｃＴＤＲを入力とし、自車速ａＶＳＰを出力とする車両モデルは積分特性となる。
但し、パワートレーン系の遅れにより無駄時間が含まれることとなり、また使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Ｌｐは変化する。
【００３９】
フィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御部を構成する位相補償器５１において、Ｆ／Ｆ指令値は、目標車速ｔＶＳＰを入力とし、実車速ａＶＳＰを出力とした場合の制御対象の応答特性を、予め定めた一次遅れと無駄時間要素を有する所定の伝達関数ＧＴ（ｓ）の特性に一致させる。
ここで、制御対象の無駄時間を考慮しないものと仮定し、規範モデル５２の伝達関数ＧＴ（ｓ）を時定数τＨの１次のローパスフィルタとすると、位相補償器５１の伝達関数ＧＣ（ｓ）は次式で表される。
【数３】
【００４０】
一方、規範モデル５２およびフィードバック補償器５３から成るフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部においては、規範モデル５２から出力される規範応答Ｖｒｅｆと自車速ａＶＳＰとの差をフィードバック補償器５３の入力とし、Ｆ／Ｂ指令値を出力する。このＦ／Ｂ指令値により、外乱やモデル化誤差による影響を抑制する。
【００４１】
フィードバック補償器５３としてここでは、駆動力制御のフィードバックゲインである比例制御ゲインＫｐと積分制御ゲインＫｉとをそれぞれ内包した比例制御部５３ａおよび積分制御部５３ｂからなる伝達関数ＧＦＢ（ｓ）のＰＩ補償器を用いる。
ここで比例制御部５３ａにおける比例制御ゲインＫｐは、例えば平坦路走行時を想定して定めた基準となる比例制御ゲインＰｇａｉｎに、図４および図５のごとくに求める制御ゲイン補正係数αを乗じて補正した比例制御ゲイン（Ｋｐ＝Ｐｇａｉｎ×α）を用い、積分制御部５３ｂにおける積分制御ゲインＫｉは、例えば平坦路走行時を想定して定めた基準となる積分制御ゲインＩｇａｉｎに、図４および図６のごとくに求める制御ゲイン補正係数βを乗じて補正した積分制御ゲイン（Ｋ＝Ｉｇａｉｎ×β）を用いる。
【００４２】
比例制御部５３ａは、規範応答Ｖｒｅｆと自車速ａＶＳＰとの差から伝達関数（Ｋｐ・ｓ）を用いて比例制御による目標加速度ｔＡＣＣｐを求め、積分制御部５３ｂは、規範応答Ｖｒｅｆと自車速ａＶＳＰとの差から伝達関数（Ｋｉ／ｓ）を用いて積分制御による目標加速度ｔＡＣＣｉを求め、フィードバック補償器５３はこれらｔＡＣＣｐ， ｔＡＣＣｉの和をフィードバック制御指令値（Ｆ／Ｂ指令値）とする。
従って、フィードバック補償器５３の伝達関数ＧＦＢ（ｓ）は次式で与えられる。
【数４】
【００４３】
ところで、駆動力制御のフィードバックゲインである比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉがそれぞれ、基準となる比例制御ゲインＰｇａｉｎおよび基準となる積分制御ゲインＩｇａｉｎに、対応する制御ゲイン補正係数α，βを乗じたフィードバックゲインであることから、そして制御ゲイン補正係数α，βが実車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間における車速偏差ΔＶＳＰと、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを０にする時のアクセルペダル戻し速度とに応じて、図５および図６のごとくに変化することから、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉは、図２０と同じ条件での動作タイムチャートである図１９に積分制御ゲインＫｉに関して示すごとく、車速偏差ΔＶＳＰが大きくなるほど小さくなるよう、そして、アクセルペダル戻し速度が遅い時ほど小さくなるよう補正されることとなる。
【００４４】
なお上記では比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの双方を補正することとしたが、いずれか一方のみを補正するだけでもよいし、本実施の形態におけるように比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを個々に補正できるようにする場合、チューニングの自由度が高くなって一層好ましい。
そして比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの上記補正は、アクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３（図１９参照）に図４のステップＳ２６でα＝１、β＝１にされることで中止されることは言うまでもない。
また当該アクセルペダルの踏み込み時は、図４のステップＳ２７で当該瞬時に制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１にされることから、これを受けて図１０のステップＳ１２およびステップＳ１３が図１９に示すごとく目標車速ｔＶＳＰを今の車速ａＶＳＰに初期化して以後の制御を継続することができる。
この時制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄは、図１１に示すように位相補償器５１、規範モデル５２、およびフィードバック補償器５３ａ，５３ｂを初期化すること、勿論である。
【００４５】
図１１に示すように、上記フィードフォワード制御部からの指令値（Ｆ／Ｆ指令値）およびフィードバック制御部からの指令値（Ｆ／Ｂ指令値）は加算されて駆動トルク変換部５４に入力され、ここで、これら両者の和値と車両質量Ｍとタイヤ動半径Ｒｔとの乗算により最終的に駆動トルク指令値ｃＴＤＲを求めて出力する。
出力された駆動トルク指令値ｃＴＤＲは駆動力分配部７０（図２参照）へ供給する。
【００４６】
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、目標車速ｔＶＳＰに対する自車速ａＶＳＰの応答と、目標駆動力算出部５０で上記のごとくに求めた駆動トルク指令値ｃＴＤＲの時系列変化を示すタイムチャートであり、
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は車両が停止状態から発進して平坦路を走行する場合のタイムチャート、図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は車両が停止状態から発進して平坦路から登坂路へ進入して走行する場合のタイムチャートである。
図１３から明らかなように、目標車速ｔＶＳＰに対して自車速ａＶＳＰが非常に良好に追従していることが判る。
また図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から明らかなように、車両が登坂路に進入した際には、駆動トルク指令値ｃＴＤＲを増加させ、その後ほぼ一定値に保つことにより、一時的に低下した自車速ａＶＳＰを目標車速ｔＶＳＰへ追従・復帰させていることが判る。
【００４７】
図２における実変速比算出部６０は、自車速ａＶＳＰと、エンジン回転センサ１８から入力されるエンジン回転数ａＮＥより、次式にしたがって実変速比ａＲＡＴＩＯを算出する。
【数５】
算出された実変速比ａＲＡＴＩＯは駆動力分配部７０（図２参照）へ供給する。
【００４８】
図１５は、駆動力分配部７０（図２参照）の構成を示す。この駆動力分配部７０は、変速比指令値設定部７１およびエンジントルク指令値算出部７２からなり、自車速ａＶＳＰ、駆動トルク指令値ｃＴＤＲおよび実変速比ａＲＡＴＩＯをもとに変速比指令値ｃＲＡＴＩＯおよびエンジントルク指令値ｃＴＥを出力する。
【００４９】
変速比指令値設定部７１は、図１６に例示する車速および駆動トルクと、変速比との関係を表したマップを基に自車速ａＶＳＰおよび駆動トルク指令値ｃＴＤＲから変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを設定する。なお、ここで図１６は無段変速機を用いた場合のマップを示す。
図１６から明らかなように、変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは駆動トルク指令値ｃＴＤＲが大きいほど大きくなるように設定され、また、駆動トルク指令値ｃＴＤＲが同じである場合、車速が高いほど変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは小さくなるように設定されている。
【００５０】
図１５のエンジントルク指令値算出部７２は、駆動トルク指令値ｃＴＤＲおよび実変速比ａＲＡＴＩＯより、次式にしたがってエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。
【数６】
【００５１】
上式により得られたエンジントルク指令値ｃＴＥはエンジンコントローラ１４（図２参照）へ入力され、エンジンコントローラ１４はスロットルアクチュエータ４に対して、エンジントルク指令値ｃＴＥに対応する目標スロットル開度ｔＴＶＯを出力する。
一方で変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは変速機コントローラ１５（図２参照）へ入力され、変速機コントローラ１５は変速アクチュエータ１３に対して、変速比指令値ｃＲＡＴＩＯに対応する指令ステップ位置ＳＴＰを出力する。
【００５２】
以上のような本実施の形態になる駆動力制御装置によれば、その駆動力制御動作タイムチャートである図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように以下の作用効果が得られる。
図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）におけると同様に、アクセルペダル踏み込み量を一定として車両が登坂路に進入した場合の加速度および車速の時系列変化を示すものである。
本実施の形態においてはこの図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から明らかなごとく、登坂路に進入したことにより実加速度が一旦低下しても、その後直ちに実加速度は上昇して目標加速度を上回り、最終的に目標加速度に到達すると共に、これに伴って一旦低下した実車速も目標車速に追従して最終的にはこの目標車速に到達し、
図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）につき前述した従来装置のように、加速度の復帰にもかかわらず実車速が低下したままにされるという問題を解消することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば更に、図２０と同じ条件での動作タイムチャートである図１９に示すごとく以下のような作用効果も奏し得られる。
つまり、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを０にする図１９のアクセルペダル釈放時ｔ１以後は、上記駆動力制御のフィードバックゲインである比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを、図５および図６につき前述した補正係数α，βにより補正するため、実車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ、また、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いときほど、これら比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉは、図１９に積分制御ゲインＫｉにつき代表的に図示するごとくに小さくなる。
【００５４】
先ず、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ小さくなることによる作用効果を説明する。
図１９のアクセルペダル釈放時ｔ１以後、急勾配降坂路走行故にアクセルペダル釈放状態にもかかわらず車速ａＶＳＰがなかなか低下せず、図示のごとく実車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰが増大する場合においても、駆動力制御のフィードバックゲインＫｐ，Ｋｉを上記の通り車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ小さくすることにより駆動トルク指令値ｃＴＤＲが大きく低下することがなくなり、変速比ａＲＡＴＩＯの経時変化から明らかなように不要に大きなダウンシフトが行われるのを抑制することができ、これにより図２０につき前述したエンジン回転数ａＮｅが急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇する違和感を回避することができる。
【００５５】
次に、アクセルペダル戻し速度が遅いときほど比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが小さくなることによる作用効果を説明する。
図１９のアクセルペダル釈放時ｔ１以後における、アクセルペダル戻し速度が速い時の二点鎖線で示す動作波形と、アクセルペダル戻し速度が遅い時の実線で示す動作波形との比較から明らかなように、
急減速を要求しないため運転者がアクセルペダルをゆっくり釈放した時は、速い釈放時よりも比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが小さいことにより、駆動トルク指令値ｃＴＤＲの低下量が少なく、実線で示す変速比ａＲＡＴＩＯの経時変化から明らかなように、アクセルペダルを急速に釈放した時よりダウンシフト傾向が弱くなる。
よって、実線で示すエンジン回転数ａＮｅの時系列変化から明らかなように、急減速を要求しないためアクセルペダル戻し速度を遅くしたにもかかわらず、不要なダウンシフトによりエンジン回転数ａＮｅの急上昇を伴った急減速が発生したり、運転者の運転意図に反して車両減速度が急増する不具合を解消することができる。
【００５６】
逆に運転者がアクセルペダルを急速に釈放した時は、遅い釈放時よりも比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが大きいことにより、駆動トルク指令値ｃＴＤＲの低下量が大きくなり、二点鎖線で示す変速比ａＲＡＴＩＯの経時変化から明らかなように、アクセルペダルをゆっくり釈放した時よりダウンシフト傾向が強くなる。
よって、アクセルペダル戻し速度が速い場合は、比較的速やかなダウンシフトにより運転者が要求する通りの急減速を発生させることができ、アクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度ごとに運転者が意図する通りの車両減速度を得ることができる。
【００５７】
なお比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの、上記車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じた補正は、図１９のアクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３に、図４のステップＳ２６でα＝１、β＝１にされることで中止され、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉは図１９に積分制御ゲインＫｉにつき代表的に図示するごとく、前記した基準となる標準的な制御ゲインＰｇａｉｎおよびＩｇａｉｎに戻される。
また当該アクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３には、図４のステップＳ２７で当該瞬時に制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１にされることから、これを受けて図１０のステップＳ１２が目標車速ｔＶＳＰを図１９にも示すごとくアクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３の車速ａＶＳＰに初期化する。
これらにより以後の制御を継続することができるが、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの上記標準的なゲインへの復帰、および目標車速ｔＶＳＰの実車速ａＶＳＰへの初期化は、運転者のアクセルペダル踏み込み操作による加速意図に対して車速を遅滞なく上昇させることができてストレスを与える懸念もない。
【００５８】
また本実施の形態によれば、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉをアクセルペダル釈放中、車速偏差ΔＶＳＰの増大およびアクセルペダル戻し速度に応じて補正するに際し、基準となる標準的な比例制御ゲインＰｇａｉｎおよび積分制御ゲインＩｇａｉｎに補正係数α，βを乗じて比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを求めるようにし、車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じた補正係数α，βの操作により比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じて補正するようにしたから、当該補正を少ないデータ量で簡単、且つ、安価に行うことができる。
【００５９】
なお、上記の実施形態において比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの補正に用いた車速偏差ΔＶＳＰは、図１１における積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉに等価であり、図５および図６に示すごとく車速偏差ΔＶＳＰに代え、積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉの関数として比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βを定めておき、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを車速偏差ΔＶＳＰに代え積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉに応じ、この積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉが大きいほど小さくするよう決定しても前記したと同様の作用効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施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系統図である。
【図２】図１の制御システムにおける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における制御ゲイン補正係数算出部が実行する処理のプログラムを示すフローチャートである。
【図５】比例制御ゲイン補正係数の変化特性を示す線図である。
【図６】積分制御ゲイン補正係数の変化特性を示す線図である。
【図７】アクセルペダル踏み込み量を０にする時におけるアクセルペダル戻し速度の算出プログラムを示すフローチャートである。
【図８】図２における目標車速算出部の機能別ブロック線図である。
【図９】同目標車速算出部における目標加速度決定部が、目標加速度の設定に際して用いる目標加速度の変化特性図である。
【図１０】同目標車速算出部の積分処理部における、目標車速算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図２における目標駆動力算出部の機能別ブロック線図である。
【図１２】本発明に係る駆動力制御装置により駆動力制御を行う車両の制御モデルを示すブロック線図である。
【図１３】同実施の形態になる駆動力制御装置の動作を、車両が平坦路を走行する場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１４】同実施の形態になる駆動力制御装置の動作を、車両が平坦路から登坂路にさしかかった場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１５】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１６】同駆動力分配部の変速比指令値設定部が、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１７】同駆動力制御装置の動作を、車両が平坦路から登坂路にさしかかった場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１８】従来の駆動力制御装置による駆動力制御動作を、車両が平坦路から登坂路に進入した場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１９】図１〜図１５に示す駆動力制御装置の動作を、運転者がアクセルペダルを釈放した降坂路走行中である場合につき示す動作タイムチャートである。
【図２０】従来の駆動力制御装置の動作を、運転者がアクセルペダルを釈放した降坂路走行中である場合につき示す動作タイムチャートである。
【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 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
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
４１ 目標加速度決定部
４２ 積分処理部
５０ 目標駆動力算出部
５１ 位相補償器
５２ 規範モデル
５３ フィードバック補償器
５４ 駆動トルク変換部
５５ 車両モデル
６０ 実変速比算出部
７０ 駆動力分配部
７１ 変速比指令値設定部
７２ エンジントルク指令値算出部
８０ 制御ゲイン補正係数算出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセルペダルによる運転者のアクセル操作に応じた車両の加速度や車速を実現させるように駆動力を制御するための、車両の駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かかる装置としては、従来、例えば特許文献１に記載されているものがある。
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ものである。
具体的には、検出車速を微分して車両の実加減速度を求め、こ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修正するというものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０５０１５号公報
【０００４】
【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おいては、アクセルペダル踏み込み量から算出した目標加減速度に実加減速度が追従するようにスロットル開度を制御する構成となっているため、アクセルペダル踏み込み量一定として車両が登坂路に進入した場合、図１８に示すように、実加速度は一旦低下した後に目標値に到達させることができるものの、登坂路進入時に一旦低下した実車速はこれを元の車速に戻す制御でないため低下したままとなる、という問題があった。
【０００５】
他方で上記の問題解決のために、目標加速度を積分することにより目標車速を求め、自車速がこの目標車速に追従するよう、これら自車速および目標車速間における車速偏差に応じた積分制御のようなフィードバック制御により駆動力制御を行うことや、この駆動力制御のみでは狙い通りの駆動力が得られない場合自動変速機の変速制御をも同時に行うことが考えられるが、この場合以下の問題が懸念される。
つまり、上記の駆動力制御中に急勾配下り坂走行となって、アクセルペダルの釈放によっても実車速ａＶＳＰが図２０の急勾配下り坂走行開始時ｔ１以後もなかなか低下しなかった場合上記の制御によると、実車速ａＶＳＰが目標車速から大きく乖離して両者間における車速偏差ΔＶＳＰに応じた駆動力のフィードバック制御が積分制御の出力値を加速度的に増大させ、図２０の瞬時ｔ２以後における駆動トルク指令値ｃＴＤＲの変化に見られるごとく目標駆動力を大きく低下させる。
【０００６】
これがため駆動力制御装置は、上記の駆動力制御に加えて自動変速機をダウンシフトさせることとなり、このダウンシフトがエンジン回転数ａＮｅを瞬時ｔ２以後において急上昇させ、運転者に違和感を与える。
また上記のダウンシフトは、運転者が急勾配下り坂走行であるから車両減速度が小さくなったり加速傾向になると予感しているのに、それに反して車両減速度を増大させることとなり、不要な減速により運転者を戸惑わせることにもなって不自然である。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑み、路面勾配の影響により自車速と目標車速との乖離が生じた場合でも、最終的に自車速を目標車速に到達させることができ、更に加えて、急勾配下り坂走行で不要なダウンシフトによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感を与えることのないようにした、車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
ところで、急勾配下り坂走行で不要なダウンシフトによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感の程度は、運転者がアクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度に応じて異なり、急減速を要求しないためアクセルペダルをゆっくり釈放する時ほど上記の違和感を強く感じ、急減速を要求してアクセルペダルを急速に釈放する時はむしろ上記の違和感はない。
そこで本発明は、アクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度に応じ、上記の違和感を解消する対策の程度を加減して、当該対策の程度がアクセルペダル戻し速度ごとに要求通りのものとなるような改良も付加した、車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明による車両の駆動力制御装置は、
アクセルペダル踏み込み量に基づいて目標加速度を算出し、この算出した目標加速度より目標車速を求め、自車速がこの目標車速に追従するよう車両の駆動力を制御することを基本とするが、
アクセルペダル踏み込み量が０の時、前記目標車速と実車速との間における車速偏差が大きいほど、また、アクセルペダル踏み込み量を０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いほど、上記駆動力制御のフィードバックゲインを小さくするよう構成したものである。
【０００９】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、アクセルペダル踏み込み量に基づいて算出した目標加速度より目標車速を求め、自車速が当該目標車速に追従するよう車両の駆動力を制御するため、
目標加速度から目標車速が算出・設定されることとなって、加速度を目標加速度に一致させ得るのは勿論のこと、路面勾配などの影響により自車速と目標車速との乖離が生じた場合でも、最終的に自車速も目標車速に到達させることができる。
【００１０】
前述した従来の駆動力制御装置の如く、単に自車の加速度を目標加速度に一致させるのみの制御を行った場合、路面勾配の影響、例えば上り勾配の走行中に駆動力不足から変速機のダウンシフトを行って駆動力を増大させた場合につき述べると、ダウンシフト前に一時的に自車速が低下すると、自車速を目標車速に到達させるためには、両者の差に相当する分だけアクセルペダル踏み込み量を増加させなければならない。
【００１１】
これに対して本発明によれば、目標加速度から求めた目標車速に自車速が追従するよう車両の駆動力を制御することから、アクセルペダル踏み込み量を一定とした状態で登坂路に進入した場合にアクセルペダルの踏み増しに頼ることなく自車速を目標車速に一致させることができ、登坂路で車速が低下したままにされるような問題を解消することができる。
【００１２】
本発明によれば更に、アクセルペダル踏み込み量が０の時、目標車速と実車速との間における車速偏差が大きいほど上記駆動力制御のフィードバックゲインを小さくするため、
急勾配下り坂走行で実車速がなかなか低下しないような走行条件のため実車速と目標車速との間における車速偏差が大きくなる場合でも、駆動力制御のフィードバックゲインを小さくすることによって不要なダウンシフトが行われるのを抑制することができ、これによりエンジン回転数が急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇される違和感を回避し、前記の問題を解消することができる。
【００１３】
加えて本発明によれば、アクセルペダル踏み込み量が０の時における上記駆動力制御のフィードバックゲインを更に、アクセルペダル踏み込み量を０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いほど小さくするため、
急減速を要求しないため運転者がアクセルペダルをゆっくり釈放したにもかかわらず、上記の不要なダウンシフトによりエンジン回転数の急上昇を伴った急減速が発生したり、運転者の運転意図に反して車両減速度が急増する不具合をも解消することができ、
アクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度ごとに運転者が意図する通りの車両減速度を実現することができる。
【００１４】
【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であるが、そのスロットルバルブ５を運転者が操作するアクセルペダル３とは機械的に連結させず、これらから切り離してスロットルアクチュエータ４によりスロットルバルブ５の開度を電子制御するようになす。
【００１５】
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）に応じ動作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に制御するが、エンジントルク指令値ｃＴＥの与え方によっては、アクセルペダル操作以外の因子によっても制御可能とする。
【００１６】
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、これらにより図示しない車輪を回転駆動するものとする。
【００１７】
無段変速機２の変速動作は、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させてＶ溝幅を狭めたり、逆に離間させてＶ溝幅を拡げることにより行うようにし、
両可動フランジのストローク位置を、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により決定する。
【００１８】
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、実変速比が変速比指令値ｃＲＡＴＩＯと一致するように無段変速させることができる。
【００１９】
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、駆動力制御用コントローラ１６が後述する演算により求めることとする。
その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。
【００２０】
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毎にこれら入力情報を読み込み、これらの入力情報を基に、図２に機能別ブロック線図で示す処理を実行して、以下のよう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を求める。
エンジンコントローラ１４および変速機コントローラ１５はそれぞれ、これらエンジントルク指令値ｃＴＥおよび変速比指令値ｃＲＡＴＩＯをもとに無段変速機２の変速制御およびエンジン１のスロットル開度（出力）制御を行い、本発明が狙いとする車両の駆動力制御を遂行する。
【００２１】
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、目標車速算出部４０、目標駆動力算出部５０、実変速比算出部６０、駆動力分配部７０、および制御ゲイン補正係数算出部８０により構成し、以下にこれらの詳細を順次説明する。
【００２２】
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または０により設定する。
図３のステップＳ１においては、駆動力制御スイッチ２１がＯＮ，ＯＦＦのいずれであるかをチェックし、次いでステップＳ２においてブレーキスイッチ２０がＯＮ，ＯＦＦのいずれであるかをチェックする。
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している）と判定し、かつ、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、運転者が駆動力制御を希望しており、また当該制御を行っても差し支えない非制動中であるから、ステップＳ３において、駆動力制御を行うべきであると判断して駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを１にセットする。
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、運転者が駆動力制御を希望していなかったり、希望していても制動中のため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判断して駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴを０にリセットする。
【００２３】
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、制動中の場合、本発明によるエンジン出力制御および変速制御を行ったとしても、狙い通りの車速制御を達成することができず、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に本発明による駆動力制御を常に行うようにする場合には、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のセット、リセットを行えばよい。
上記のようにして設定された駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴは、目標車速算出部４０へ供給するほか、図１にも示すように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。
【００２４】
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に、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。
しかし駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の間は、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。
【００２５】
図２における制御ゲイン補正係数算出部８０は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯをもとに図４に示す処理により、詳しくは後述するごとくに本発明の駆動力制御に用いる比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの補正係数αおよびβを求めると共に、制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔおよび制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄを決定する。
先ずステップＳ２１においては、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中か否かをチェックし、アクセルペダル釈放中でなく踏み込み状態であると判定する時、ステップＳ２２において制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔが、１（制御ゲインの補正開始）を示しているのか、０（制御ゲインの非補正中）を示しているのかを判定する。
【００２６】
ステップＳ２１で、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中であると判定する時はステップＳ２３において、制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔを１にセットして制御ゲインの補正中であることをメモリし、次いでステップＳ２４において、実車速ａＶＳＰと後述のごとくに求めた目標車速ｔＶＳＰとの間における車速偏差ΔＶＳＰ、およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを上記の通り０にするアクセルペダルの釈放時における戻し速度から、図５に例示する予定のデータマップをもとに比例制御ゲイン補正係数αを、また、図６に例示する予定のデータマップをもとに積分制御ゲイン補正係数βを検索により求める。
これら比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βはそれぞれ、上記の車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じて、この車速偏差ΔＶＳＰが大きいほど、また、アクセルペダル戻し速度が遅いほど、駆動力制御用の比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを低下させるためのものである。
【００２７】
従って、比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βはそれぞれ図５および図６に示すごとく、車速偏差ΔＶＳＰが小さい設定値ΔＶＳＰ１，ΔＶＳＰ３未満である間は１近傍の一定値とし、車速偏差ΔＶＳＰが大きい設定値ΔＶＳＰ２，ΔＶＳＰ４以上である間は１より小さな例えば０．２とし、車速偏差ΔＶＳＰが小さい設定値と大きい設定値との間にある時は車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ１近傍から０．２に向け低下するものとし、
更に比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βはそれぞれ、図５および図６に示すごとく、車速偏差ΔＶＳＰに対して上記の傾向を持ったまま、アクセルペダル戻し速度が遅いものほど小さくなるものとする。
【００２８】
なお上記のアクセルペダル戻し速度は、例えば図７に示すプログラムを実行して算出する。
ステップＳ３１では、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０か否かをチェックし、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが０でなければステップＳ３２で、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯの今回読み込み値が前回読み込み値より小さいか否かにより、アクセルペダルの戻し操作中か否かをチェックする。
ステップＳ３１でアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが既に０であると判定したり、ステップＳ３２でアクセルペダルの戻し操作中でないと判定する時は制御をそのまま終了するが、ステップＳ３２でアクセルペダルをアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ＝０に向けて戻し操作していると判定する時は、ステップＳ３３において、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯの今回読み込み値から前回読み込み値を差し引いて求めた差値を、図７の制御プログラムの演算周期により除算してアクセルペダル戻し速度を求める。
【００２９】
図４のステップＳ２１でアクセルペダル踏み込み状態であると判定し、且つ、ステップＳ２２で制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔが未だ１である（アクセルペダル踏み込み状態になって１回目である）と判定する時は、先ずステップＳ２５において、制御ゲインの補正を終了させるために制御ゲイン補正開始フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔを０にリセットし、ステップＳ２６において、比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βをそれぞれ、制御ゲインの補正が行われない１とし、ステップＳ２７において、制御ゲインの補正終了を指令するために制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄを１にセットする。
以後はステップＳ２２が制御をステップＳ２８に進めるようになり、ここで制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄを０にリセットして制御を終了することにより、次にアクセルペダルの釈放があるまで比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βを１に保つと共に両フラグｆＧＡＩＮｓｔａｒｔおよびｆＧＡＩＮｅｎｄを０に保つ。
【００３０】
図２における目標車速算出部４０は図８に詳細に示す如きもので、目標加速度決定部４１および積分処理部４２により構成し、駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ、車速ａＶＳＰ、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ、および制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄをもとに目標車速ｔＶＳＰを求めて出力する。
なお、この目標車速算出部４０においては、後述する処理手順により目標車速ｔＶＳＰを求める際に必要となるため、１回の制御周期において求めた目標車速ｔＶＳＰを、図示しない記憶部において、次の制御周期まで記憶しておくものとする。
【００３１】
目標加速度決定部４１は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを入力すると共に、積分処理部４２で後述する処理手順により算出された目標車速ｔＶＳＰをフィードバック入力し、これらアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯおよび目標車速ｔＶＳＰから、図９に示すマップに基づいて目標加速度ｔＡＣＣを決定する。
図９は、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯごとの、車速ＶＳＰ（目標車速ｔＶＳＰ）に対する目標加速度ｔＡＣＣの関係を例示するもので、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯが大きいほど目標加速度ｔＡＣＣも大きくなるように設定する。
また、車速が大きくなるにつれ走行抵抗が増大して実現可能な加速度が小さくなることに対応させるため、図９では、同じアクセルペダル踏み込み量であれば、車速が高いほど目標加速度ｔＡＣＣが小さくなるように設定する。
【００３２】
積分処理部４２は、制御実行フラグｆＳＴＡＲＴ、実車速ａＶＳＰ、目標加速度ｔＡＣＣ、および制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄに基づいて目標車速ｔＶＳＰを算出するもので、この算出に際し積分処理部４２は図１０に示すような処理を行う。
まずステップＳ１１で駆動力制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１，０のいずれであるかを判断し、制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０の場合、すなわち駆動力制御スイッチ２１（図１および図２参照）がＯＦＦ、またはブレーキスイッチ２０がＯＮ（制動中）である場合には、ステップＳ１２へ進み、目標車速ｔＶＳＰおよび前回の制御周期で求めた目標車速ｔＶＳＰ前回値にそれぞれ車速ａＶＳＰの値を代入してこれらを初期化する。
【００３３】
一方、ステップＳ１１で制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが１と判定する場合、すなわち駆動力制御スイッチ２１がＯＮで、且つブレーキスイッチ２０がＯＦＦ（非制動中）である場合には、制御をステップＳ１３に進め、ここで制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１であるか否かをチェックする。
制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１であれば、ステップＳ１１で制御実行フラグｆＳＴＡＲＴが０であると判定する場合と同様に、制御をステップＳ１２に進めて目標車速ｔＶＳＰおよび前回の制御周期で求めた目標車速ｔＶＳＰ前回値にそれぞれ車速ａＶＳＰの値を代入する初期化を行う。
【００３４】
ステップＳ１３で制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１でない（０である）と判定する場合は、制御をステップＳ１４へ進め、ｔＶＳＰ前回値に目標加速度ｔＡＣＣを加算した値を目標車速ｔＶＳＰとし、ｔＶＳＰ前回値を、今回の演算で求めた目標車速ｔＶＳＰ値に更新する。
【００３５】
上記のように新たに算出した目標車速ｔＶＳＰは目標駆動力算出部５０（図２参照）へ出力すると共に、目標加速度決定部４１（図６参照）へフィードバックして前記した目標加速度ｔＡＣＣの演算に供される。
【００３６】
図１１は、図２における目標駆動力算出部５０の構成を示す制御ブロック図である。
この目標駆動力算出部５０は、フィードフォワード制御部およびフィードバック制御部からなる２自由度制御系と、駆動トルク変換部５４とを具え、
フィードフォワード制御部を位相補償器５１により構成し、フィードバック制御部を規範モデル５２およびフィードバック補償器５３により構成する。
【００３７】
そして目標駆動力算出部５０は、目標車速ｔＶＳＰを入力とし、自車速ａＶＳＰを出力とする場合の伝達特性が図示の規範モデル５２の伝達特性となるように、フィードフォワード制御部およびフィードバック制御部を用いて制御を行う。
規範モデル５２の伝達関数ＧＴ（ｓ）は次式
【数１】
なお、ｓはラプラス演算子である。
【００３８】
ここで制御対象となる車両を、駆動トルク指令値ｃＴＤＲを操作量とし、自車速ａＶＳＰを制御量としてモデル化することによって、車両のパワートレーンの挙動を図１２に示す簡易非線形モデル５５で表すことができる。すなわち、
【数２】
駆動トルク指令値ｃＴＤＲを入力とし、自車速ａＶＳＰを出力とする車両モデルは積分特性となる。
但し、パワートレーン系の遅れにより無駄時間が含まれることとなり、また使用するアクチュエータやエンジンによって無駄時間Ｌｐは変化する。
【００３９】
フィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御部を構成する位相補償器５１において、Ｆ／Ｆ指令値は、目標車速ｔＶＳＰを入力とし、実車速ａＶＳＰを出力とした場合の制御対象の応答特性を、予め定めた一次遅れと無駄時間要素を有する所定の伝達関数ＧＴ（ｓ）の特性に一致させる。
ここで、制御対象の無駄時間を考慮しないものと仮定し、規範モデル５２の伝達関数ＧＴ（ｓ）を時定数τＨの１次のローパスフィルタとすると、位相補償器５１の伝達関数ＧＣ（ｓ）は次式で表される。
【数３】
一方、規範モデル５２およびフィードバック補償器５３から成るフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御部においては、規範モデル５２から出力される規範応答Ｖｒｅｆと自車速ａＶＳＰとの差をフィードバック補償器５３の入力とし、Ｆ／Ｂ指令値を出力する。このＦ／Ｂ指令値により、外乱やモデル化誤差による影響を抑制する。
【００４１】
フィードバック補償器５３としてここでは、駆動力制御のフィードバックゲインである比例制御ゲインＫｐと積分制御ゲインＫｉとをそれぞれ内包した比例制御部５３ａおよび積分制御部５３ｂからなる伝達関数ＧＦＢ（ｓ）のＰＩ補償器を用いる。
ここで比例制御部５３ａにおける比例制御ゲインＫｐは、例えば平坦路走行時を想定して定めた基準となる比例制御ゲインＰｇａｉｎに、図４および図５のごとくに求める制御ゲイン補正係数αを乗じて補正した比例制御ゲイン（Ｋｐ＝Ｐｇａｉｎ×α）を用い、積分制御部５３ｂにおける積分制御ゲインＫｉは、例えば平坦路走行時を想定して定めた基準となる積分制御ゲインＩｇａｉｎに、図４および図６のごとくに求める制御ゲイン補正係数βを乗じて補正した積分制御ゲイン（Ｋ＝Ｉｇａｉｎ×β）を用いる。
【００４２】
比例制御部５３ａは、規範応答Ｖｒｅｆと自車速ａＶＳＰとの差から伝達関数（Ｋｐ・ｓ）を用いて比例制御による目標加速度ｔＡＣＣｐを求め、積分制御部５３ｂは、規範応答Ｖｒｅｆと自車速ａＶＳＰとの差から伝達関数（Ｋｉ／ｓ）を用いて積分制御による目標加速度ｔＡＣＣｉを求め、フィードバック補償器５３はこれらｔＡＣＣｐ， ｔＡＣＣｉの和をフィードバック制御指令値（Ｆ／Ｂ指令値）とする。
従って、フィードバック補償器５３の伝達関数ＧＦＢ（ｓ）は次式で与えられる。
【数４】
ところで、駆動力制御のフィードバックゲインである比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉがそれぞれ、基準となる比例制御ゲインＰｇａｉｎおよび基準となる積分制御ゲインＩｇａｉｎに、対応する制御ゲイン補正係数α，βを乗じたフィードバックゲインであることから、そして制御ゲイン補正係数α，βが実車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間における車速偏差ΔＶＳＰと、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを０にする時のアクセルペダル戻し速度とに応じて、図５および図６のごとくに変化することから、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉは、図２０と同じ条件での動作タイムチャートである図１９に積分制御ゲインＫｉに関して示すごとく、車速偏差ΔＶＳＰが大きくなるほど小さくなるよう、そして、アクセルペダル戻し速度が遅い時ほど小さくなるよう補正されることとなる。
【００４４】
なお上記では比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの双方を補正することとしたが、いずれか一方のみを補正するだけでもよいし、本実施の形態におけるように比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを個々に補正できるようにする場合、チューニングの自由度が高くなって一層好ましい。
そして比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの上記補正は、アクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３（図１９参照）に図４のステップＳ２６でα＝１、β＝１にされることで中止されることは言うまでもない。
また当該アクセルペダルの踏み込み時は、図４のステップＳ２７で当該瞬時に制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１にされることから、これを受けて図１０のステップＳ１２およびステップＳ１３が図１９に示すごとく目標車速ｔＶＳＰを今の車速ａＶＳＰに初期化して以後の制御を継続することができる。
この時制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄは、図１１に示すように位相補償器５１、規範モデル５２、およびフィードバック補償器５３ａ，５３ｂを初期化すること、勿論である。
【００４５】
図１１に示すように、上記フィードフォワード制御部からの指令値（Ｆ／Ｆ指令値）およびフィードバック制御部からの指令値（Ｆ／Ｂ指令値）は加算されて駆動トルク変換部５４に入力され、ここで、これら両者の和値と車両質量Ｍとタイヤ動半径Ｒｔとの乗算により最終的に駆動トルク指令値ｃＴＤＲを求めて出力する。
出力された駆動トルク指令値ｃＴＤＲは駆動力分配部７０（図２参照）へ供給する。
【００４６】
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、目標車速ｔＶＳＰに対する自車速ａＶＳＰの応答と、目標駆動力算出部５０で上記のごとくに求めた駆動トルク指令値ｃＴＤＲの時系列変化を示すタイムチャートであり、
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は車両が停止状態から発進して平坦路を走行する場合のタイムチャート、図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は車両が停止状態から発進して平坦路から登坂路へ進入して走行する場合のタイムチャートである。
図１３から明らかなように、目標車速ｔＶＳＰに対して自車速ａＶＳＰが非常に良好に追従していることが判る。
また図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から明らかなように、車両が登坂路に進入した際には、駆動トルク指令値ｃＴＤＲを増加させ、その後ほぼ一定値に保つことにより、一時的に低下した自車速ａＶＳＰを目標車速ｔＶＳＰへ追従・復帰させていることが判る。
【００４７】
図２における実変速比算出部６０は、自車速ａＶＳＰと、エンジン回転センサ１８から入力されるエンジン回転数ａＮＥより、次式にしたがって実変速比ａＲＡＴＩＯを算出する。
【数５】
【００４８】
図１５は、駆動力分配部７０（図２参照）の構成を示す。この駆動力分配部７０は、変速比指令値設定部７１およびエンジントルク指令値算出部７２からなり、自車速ａＶＳＰ、駆動トルク指令値ｃＴＤＲおよび実変速比ａＲＡＴＩＯをもとに変速比指令値ｃＲＡＴＩＯおよびエンジントルク指令値ｃＴＥを出力する。
【００４９】
変速比指令値設定部７１は、図１６に例示する車速および駆動トルクと、変速比との関係を表したマップを基に自車速ａＶＳＰおよび駆動トルク指令値ｃＴＤＲから変速比指令値ｃＲＡＴＩＯを設定する。なお、ここで図１６は無段変速機を用いた場合のマップを示す。
図１６から明らかなように、変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは駆動トルク指令値ｃＴＤＲが大きいほど大きくなるように設定され、また、駆動トルク指令値ｃＴＤＲが同じである場合、車速が高いほど変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは小さくなるように設定されている。
【００５０】
図１５のエンジントルク指令値算出部７２は、駆動トルク指令値ｃＴＤＲおよび実変速比ａＲＡＴＩＯより、次式にしたがってエンジントルク指令値ｃＴＥを算出する。
【数６】
上式により得られたエンジントルク指令値ｃＴＥはエンジンコントローラ１４（図２参照）へ入力され、エンジンコントローラ１４はスロットルアクチュエータ４に対して、エンジントルク指令値ｃＴＥに対応する目標スロットル開度ｔＴＶＯを出力する。
一方で変速比指令値ｃＲＡＴＩＯは変速機コントローラ１５（図２参照）へ入力され、変速機コントローラ１５は変速アクチュエータ１３に対して、変速比指令値ｃＲＡＴＩＯに対応する指令ステップ位置ＳＴＰを出力する。
【００５２】
以上のような本実施の形態になる駆動力制御装置によれば、その駆動力制御動作タイムチャートである図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように以下の作用効果が得られる。
図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）におけると同様に、アクセルペダル踏み込み量を一定として車両が登坂路に進入した場合の加速度および車速の時系列変化を示すものである。
本実施の形態においてはこの図１７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から明らかなごとく、登坂路に進入したことにより実加速度が一旦低下しても、その後直ちに実加速度は上昇して目標加速度を上回り、最終的に目標加速度に到達すると共に、これに伴って一旦低下した実車速も目標車速に追従して最終的にはこの目標車速に到達し、
図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）につき前述した従来装置のように、加速度の復帰にもかかわらず実車速が低下したままにされるという問題を解消することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば更に、図２０と同じ条件での動作タイムチャートである図１９に示すごとく以下のような作用効果も奏し得られる。
つまり、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを０にする図１９のアクセルペダル釈放時ｔ１以後は、上記駆動力制御のフィードバックゲインである比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを、図５および図６につき前述した補正係数α，βにより補正するため、実車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ、また、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いときほど、これら比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉは、図１９に積分制御ゲインＫｉにつき代表的に図示するごとくに小さくなる。
【００５４】
先ず、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ小さくなることによる作用効果を説明する。
図１９のアクセルペダル釈放時ｔ１以後、急勾配降坂路走行故にアクセルペダル釈放状態にもかかわらず車速ａＶＳＰがなかなか低下せず、図示のごとく実車速ａＶＳＰおよび目標車速ｔＶＳＰ間の車速偏差ΔＶＳＰが増大する場合においても、駆動力制御のフィードバックゲインＫｐ，Ｋｉを上記の通り車速偏差ΔＶＳＰの増大につれ小さくすることにより駆動トルク指令値ｃＴＤＲが大きく低下することがなくなり、変速比ａＲＡＴＩＯの経時変化から明らかなように不要に大きなダウンシフトが行われるのを抑制することができ、これにより図２０につき前述したエンジン回転数ａＮｅが急上昇する違和感や、運転者の予感に反して車両減速度が上昇する違和感を回避することができる。
【００５５】
次に、アクセルペダル戻し速度が遅いときほど比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが小さくなることによる作用効果を説明する。
図１９のアクセルペダル釈放時ｔ１以後における、アクセルペダル戻し速度が速い時の二点鎖線で示す動作波形と、アクセルペダル戻し速度が遅い時の実線で示す動作波形との比較から明らかなように、
急減速を要求しないため運転者がアクセルペダルをゆっくり釈放した時は、速い釈放時よりも比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが小さいことにより、駆動トルク指令値ｃＴＤＲの低下量が少なく、実線で示す変速比ａＲＡＴＩＯの経時変化から明らかなように、アクセルペダルを急速に釈放した時よりダウンシフト傾向が弱くなる。
よって、実線で示すエンジン回転数ａＮｅの時系列変化から明らかなように、急減速を要求しないためアクセルペダル戻し速度を遅くしたにもかかわらず、不要なダウンシフトによりエンジン回転数ａＮｅの急上昇を伴った急減速が発生したり、運転者の運転意図に反して車両減速度が急増する不具合を解消することができる。
【００５６】
逆に運転者がアクセルペダルを急速に釈放した時は、遅い釈放時よりも比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉが大きいことにより、駆動トルク指令値ｃＴＤＲの低下量が大きくなり、二点鎖線で示す変速比ａＲＡＴＩＯの経時変化から明らかなように、アクセルペダルをゆっくり釈放した時よりダウンシフト傾向が強くなる。
よって、アクセルペダル戻し速度が速い場合は、比較的速やかなダウンシフトにより運転者が要求する通りの急減速を発生させることができ、アクセルペダルを釈放する時のアクセルペダル戻し速度ごとに運転者が意図する通りの車両減速度を得ることができる。
【００５７】
なお比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの、上記車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じた補正は、図１９のアクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３に、図４のステップＳ２６でα＝１、β＝１にされることで中止され、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉは図１９に積分制御ゲインＫｉにつき代表的に図示するごとく、前記した基準となる標準的な制御ゲインＰｇａｉｎおよびＩｇａｉｎに戻される。
また当該アクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３には、図４のステップＳ２７で当該瞬時に制御ゲイン補正終了フラグｆＧＡＩＮｅｎｄが１にされることから、これを受けて図１０のステップＳ１２が目標車速ｔＶＳＰを図１９にも示すごとくアクセルペダルの踏み込み瞬時ｔ３の車速ａＶＳＰに初期化する。
これらにより以後の制御を継続することができるが、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの上記標準的なゲインへの復帰、および目標車速ｔＶＳＰの実車速ａＶＳＰへの初期化は、運転者のアクセルペダル踏み込み操作による加速意図に対して車速を遅滞なく上昇させることができてストレスを与える懸念もない。
【００５８】
また本実施の形態によれば、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉをアクセルペダル釈放中、車速偏差ΔＶＳＰの増大およびアクセルペダル戻し速度に応じて補正するに際し、基準となる標準的な比例制御ゲインＰｇａｉｎおよび積分制御ゲインＩｇａｉｎに補正係数α，βを乗じて比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを求めるようにし、車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じた補正係数α，βの操作により比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを車速偏差ΔＶＳＰおよびアクセルペダル戻し速度に応じて補正するようにしたから、当該補正を少ないデータ量で簡単、且つ、安価に行うことができる。
【００５９】
なお、上記の実施形態において比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉの補正に用いた車速偏差ΔＶＳＰは、図１１における積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉに等価であり、図５および図６に示すごとく車速偏差ΔＶＳＰに代え、積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉの関数として比例制御ゲイン補正係数αおよび積分制御ゲイン補正係数βを定めておき、比例制御ゲインＫｐおよび積分制御ゲインＫｉを車速偏差ΔＶＳＰに代え積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉに応じ、この積分制御部（積分補償器）５３ｂの出力ｔＡＣＣｉが大きいほど小さくするよう決定しても前記したと同様の作用効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施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系統図である。
【図２】図１の制御システムにおける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における制御ゲイン補正係数算出部が実行する処理のプログラムを示すフローチャートである。
【図５】比例制御ゲイン補正係数の変化特性を示す線図である。
【図６】積分制御ゲイン補正係数の変化特性を示す線図である。
【図７】アクセルペダル踏み込み量を０にする時におけるアクセルペダル戻し速度の算出プログラムを示すフローチャートである。
【図８】図２における目標車速算出部の機能別ブロック線図である。
【図９】同目標車速算出部における目標加速度決定部が、目標加速度の設定に際して用いる目標加速度の変化特性図である。
【図１０】同目標車速算出部の積分処理部における、目標車速算出の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図２における目標駆動力算出部の機能別ブロック線図である。
【図１２】本発明に係る駆動力制御装置により駆動力制御を行う車両の制御モデルを示すブロック線図である。
【図１３】同実施の形態になる駆動力制御装置の動作を、車両が平坦路を走行する場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１４】同実施の形態になる駆動力制御装置の動作を、車両が平坦路から登坂路にさしかかった場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１５】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１６】同駆動力分配部の変速比指令値設定部が、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１７】同駆動力制御装置の動作を、車両が平坦路から登坂路にさしかかった場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１８】従来の駆動力制御装置による駆動力制御動作を、車両が平坦路から登坂路に進入した場合につき示す動作タイムチャートである。
【図１９】図１〜図１５に示す駆動力制御装置の動作を、運転者がアクセルペダルを釈放した降坂路走行中である場合につき示す動作タイムチャートである。
【図２０】従来の駆動力制御装置の動作を、運転者がアクセルペダルを釈放した降坂路走行中である場合につき示す動作タイムチャートである。
【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 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
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
４１ 目標加速度決定部
４２ 積分処理部
５０ 目標駆動力算出部
５１ 位相補償器
５２ 規範モデル
５３ フィードバック補償器
５４ 駆動トルク変換部
５５ 車両モデル
６０ 実変速比算出部
７０ 駆動力分配部
７１ 変速比指令値設定部
７２ エンジントルク指令値算出部
８０ 制御ゲイン補正係数算出部
Claims (4)
- 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において、
アクセルペダル踏み込み量に基づいて目標加速度を算出し、この算出した目標加速度より目標車速を求め、自車速がこの目標車速に追従するよう前記駆動力を制御する構成とし、
アクセルペダル踏み込み量が０の時、前記目標車速と実車速との間における車速偏差が大きいほど、また、アクセルペダル踏み込み量を０にする時のアクセルペダル戻し速度が遅いほど、前記駆動力制御のフィードバックゲインを小さく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。 - 請求項１に記載の駆動力制御装置において、前記車速偏差に代え、前記駆動力制御を司る積分制御の出力値を用い、該積分制御の出力値が大きいほど、前記駆動力制御のフィードバックゲインを小さく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。
- 請求項１または２に記載の駆動力制御装置において、前記車速偏差または積分制御の出力値と、前記アクセルペダル戻し速度に応じて変化する制御ゲイン補正係数を設定し、この制御ゲイン補正係数を、基準となる駆動力制御のフィードバックゲインに乗じて駆動力制御のフィードバックゲイン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。
- 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動力制御装置において、アクセルペダル踏み込み量が０の状態からアクセルペダルの踏み込みがなされた時、前記目標車速に実車速を設定すると共に前記車速偏差または積分制御の出力値とアクセルペダル戻し速度とに応じたフィードバックゲインの修正を中止する初期化を行う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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