JP2006152959A - 車両の駆動力制御装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 運転者の加速期待を満足しつつ違和感が軽減した変速制御を行なう車両の駆動力制御装置およびそれを備える車両を提供する。
【解決手段】 駆動力の増加補正が行なわれた伸び感向上モードに突入する条件は、アクセルペダル操作が所定期間一定値以上踏み込みが行なわれており（Ｓ１）、かつ少なくともアクセルペダルを戻し気味にしていない（Ｓ２）場合である。この条件が満たされると、自動変速機に対してアップシフトを行なう判断をすること（Ｓ５）に同期してモード切換を行なう（Ｓ７）。変速判断時に同期させることにより、伸び感向上モードに変更になる時点を運転者が受入れやすい。また変速に同期して伸び感向上モードに切換えることにより、違和感もなくすことができる。さらに車の設計においては、駆動力可変制御に切換えるタイミングを設定しやすい。
【選択図】 図４

Description

この発明は、車両の駆動力制御装置および車両に関し、特に自動変速装置を備えた車両の駆動力制御装置および車両に関する。

従来は、エンジンのスロットル開度は、アクセルペダルの踏み込み量に対応して一義的に定まっていた。一方、近年、アクセルペダルの踏み込み量に対して補正を行なう制御が行なわれるようになってきている。

このような制御を用いた車両の駆動力制御装置としては、例えば特開２００３−３１２３１８号公報（特許文献１）に開示がある。

特開２００３−３１２３１８号公報（特許文献１）では、ドライバーの加速期待を原動機負荷量の増加により検知し、目標駆動力の増加補正により効果的な「伸び感」の演出を行なうことで、ドライバーの加速期待に応える発進加速性や追い越し加速性を得ることができる車両の駆動力制御装置について記載されている。
特開２００３−３１２３１８号（図５）

ところで、特開２００３−３１２３１８号公報（特許文献１）における駆動力補正は、その図５に示されるように、変速比が変化した場合に駆動力が落ち込みスムーズな加速感を得ることができない。

この発明は、運転者の加速期待を満足しつつ違和感が軽減した変速制御を行なう車両の駆動力制御装置およびそれを備える車両を提供することを目的とする。

この発明は、要約すると、車両の駆動力制御装置であって、運転者の加速要求の有無を判断する判断手段と、判断手段が加速要求有りと判断した場合に自動変速機の低速側から高速側への変速比の切換に同期して車両を推進させる駆動力を増加補正する制御手段とを備える。

好ましくは、判断手段は、運転者によるアクセル操作量が所定値以上の状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき加速要求の有無を判断する。

好ましくは、判断手段は、アクセル操作量の変化量が所定範囲内である状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき加速要求の有無を判断する。

この発明の他の局面に従うと、車両であって、スロットル開度が電気的信号に応じて変更可能なスロットル装置を含む内燃機関と、内燃機関の出力軸と車輪の回転軸との間に接続される自動変速機と、加速を指示するためのアクセルペダルの位置を検出するアクセル開度センサと、アクセル開度センサの出力および車速信号に応じて自動変速機および内燃機関を制御する駆動力制御装置とを備える。駆動力制御装置は、アクセル開度センサの出力に基づき加速要求の有無を判断する判断手段と、判断手段が加速要求有りと判断した場合に自動変速機の低速側から高速側への変速比の切換指示に同期して車両を推進させる目標駆動力を増加補正して内燃機関を制御する制御手段とを含む。

好ましくは、判断手段は、アクセルペダル位置で示されるアクセル開度が所定値以上である状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき加速要求の有無を判断する。

好ましくは、判断手段は、アクセルペダル位置で示されるアクセル開度の変化量が所定範囲内である状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき加速要求の有無を判断する。

好ましくは、制御手段は、アクセル開度センサの出力に対して増加補正させた実スロットル開度をスロットル装置に出力する。

好ましくは、制御手段は、切換指示時の駆動力に対応する目標駆動力を記憶した記憶手段を含む。

本発明によれば、アップシフトと同期して駆動力補正を行なうことで、変速後の駆動力の落ち込みを防ぐことができるとともに、運転者にとって違和感の無い駆動力補正を行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、本発明の駆動力制御装置を搭載する車両を示すブロック図である。

図１を参照して、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、自動変速機３００と、ＥＣＵ１０００と、アクセル開度センサ２１００とを含む。

エンジン１００の出力軸１０１は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸２０１により連結されている。したがって、エンジン回転数センサにより検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。

トルクコンバータ２００は、図示しないが、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチと、入力軸側のポンプ羽根車と、出力軸側のタービン羽根車と、ワンウェイクラッチを有しトルク増幅機能を発現するステータとから構成される。トルクコンバータ２００と自動変速機３００とは、回転軸２０１により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサにより検知される。自動変速機３００の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサにより検知される。

このような自動変速機３００は、その内部に複数の摩擦要素であるクラッチやブレーキを備える。予め定められた作動表に基づいて、摩擦要素であるクラッチ要素（たとえば第１〜第４クラッチ）や、ブレーキ要素（たとえば第１〜第４ブレーキ）、ワンウェイクラ
ッチ要素（たとえば第１〜第４ワンウェイクラッチ）が、要求された各ギヤ段に対応して、係合および解放されるように油圧回路が制御される。自動変速機３００の変速ポジション（シフトポジション）には、パーキング（Ｐ）ポジション、後進走行（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）、前進走行（Ｄ）ポジションがある。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機３００を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０とを含む。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、出力軸回転数センサにて検知された出力軸回転数ＮＯＵＴを表わす信号ＳＤが入力される。エンジンＥＣＵ１０１０には、エンジン回転数センサにて検知されたエンジン回転数ＮＥを表わすエンジン回転数信号ＳＡが入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、エンジン回転数ＮＥを表わすエンジン回転数信号ＳＧが入力される。

これら回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および自動変速機３００の出力軸の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。

さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジンＥＣＵ１０１０にエンジン制御信号ＳＦ（たとえばスロットル開度信号）を出力し、エンジンＥＣＵ１０１０は、そのエンジン制御信号ＳＦや他の制御信号に基づいてエンジン１００を制御する。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、エンジン１００においてアクセル開度に応じて電子スロットルを制御する。これにより、エンジン１００から駆動輪にトルクが伝達されて車両が加速する。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、トルクコンバータ２００のロックアップクラッチを制御する制御信号ＳＣを出力する。この制御信号ＳＣに基づいて、ロックアップクラッチの係合圧が制御される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機３００にソレノイド制御信号ＳＥを出力する。このソレノイド制御信号ＳＥに基づいて、自動変速機３００の油圧回路のリニアソレノイドバルブやオンオフソレノイドバルブなどが制御され、所定の変速ギヤ段（たとえば第１速〜第５速）を構成するように、摩擦係合要素が係合および解放されるように制御される。

また、ＥＣＵ１０００は、各種データやプログラムが記憶され、加えて後に説明する目標駆動力を記憶したメモリである記憶部１０３０を有する。

図２は、自動変速機３００に対する変速指示に適用される変速線図である。

図２を参照して、変速線図は、横軸が車速で縦軸がアクセルペダル開度である座標平面上に、使用する変速ギヤ段の領域を示したものである。使用する変速ギヤ段の境界部分が線で示されている。

変速ギヤ段が低速側から高速側にシフトする場合すなわちアップシフトする場合と、変速ギヤ段が高速側から低速側に変化する場合すなわちダウンシフトする場合とは異なる変速線図で示されるが図２はアップシフトの場合を示している。

たとえば、アクセルペダル開度を２０％固定で維持した場合において、加速により車速が増加した場合を考える。図２によれば、車速が０から５０ｋｍ／ｈに至るまでは第１速で走行し、車速が５０ｋｍ／ｈに達した時点で第１速から第２速への変速が実行される。

そして車速が６５ｋｍ／ｈに至るまでは第２速での走行が維持され、時速が６５ｋｍ／ｈに達した時点で第２速から第３速への変速が実行される。

さらに加速されると、９０ｋｍ／ｈに至るまでは第３速での走行が維持され、車速が９０ｋｍ／ｈに達した時点で第３速から第４速への変速が行なわれる。

図３は、車速に対して駆動力および実スロットル開度の変化を示した図である。

図２、図３を参照して、アクセルペダル開度を２０％に維持した状態で発進加速を行なった場合について説明する。

まず車速が０から５０ｋｍ／ｈに至るまでは第１速での走行が行なわれる。そして変速がアクセルペダル開度と車速に基づき図２の変速線図に基づいて行なわれる。

従来では、図３の破線で示すように、車速が５０ｋｍ／ｈで第１速から第２速の変速が行なわれると、駆動力が階段状に低下する。これは、同じエンジン回転数でギヤのシフトが高速側に起こると、駆動輪に伝達される駆動トルクがシフトに同期して急に小さくなるからである。

同様に、時速６５ｋｍ／ｈで第２速から第３速への変速が行なわれ、さらに時速９０ｋｍ／ｈで第３速から第４速への変速が行なわれる。これらの変速が行なわれた結果駆動力は変速時点で急に減少する。

すなわち、図３の破線で示すように車速が５０ｋｍ／ｈ，６５ｋｍ／ｈおよび９０ｋｍ／ｈの３点において階段状に低下してしまい、スムーズな加速感が得られない。

これに対し、本発明では、図３の実線に示すように、運転者がアクセルペダル開度を２０％に維持していても、自動変速機３００で変速が生じるタイミングにおいてＥＣＵ１０００はエンジン１００に与える電子スロットル制御信号ＳＢを変速と同期して変化させていく。その結果駆動力はスムーズに変化するため、発進加速度の伸び感が向上する。

図４は、ＥＣＵ１０００が行なう制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。

図４を参照して、まず制御が開始されると、ステップＳ１において、アクセル開度センサ２１００から送信される信号ＳＨを受けて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０はアクセルペダル開度が所定値Ａと所定値Ｂの間に入っているか否かを判断する。ステップＳ１の条件は、アクセルペダルを運転者が一定値以上踏み込んでいることを判定するための条件である。

アクセルペダル開度がこの条件を満たす場合にはステップＳ２に進み、満たさない場合にはステップＳ３に進む。

ステップＳ２においては、アクセル開度センサ２１００から送られる信号ＳＨの時間変化を観測してアクセルペダル開度の変化量が所定値Ｘと所定値Ｙの間にあるか否かが判断される。これにより、運転者がアクセルペダルを少なくとも戻し気味でないということが判定できる。

ステップＳ２の条件を満たす場合にはアクセルペダルは少なくとも戻し気味ではないので処理はステップＳ４に進む。一方ステップＳ２の条件を満たさない場合にはステップＳ３に進む。

ステップＳ４では、アクセルペダルがステップＳ１，Ｓ２の条件を両方満たす場合の加速走行を行なっている時間が積算される。この時間は変数Ｃとしてこのルーチンを通るたびに加算されていく。一方これに対し、ステップＳ３では、ステップＳ１，Ｓ２のいずれかの条件が満たされなかったため、この積算されていた時間変数Ｃをクリアして処理はメインルーチンに戻る。

ステップＳ４の時間加算が終了すると、続いて処理はステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０が、第１速から第２速への変速判断または第２速から第３速への変速判断を行なったか否かが判定される。この変速の判断は、図２に示した変速線図に基づき、アクセル開度センサ２１００から送られる信号ＳＨで検出されるアクセルペダル開度と車速信号ＳＤとによってマップから判断される。このときまだ変速が起こらないのであれば処理はメインルーチンに戻る。

ステップＳ５において、いずれかの変速判断がちょうど行なわれた場合にはステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ステップＳ４において積算されてきた時間の変数Ｃが所定値を超えたか否かが判断される。変数Ｃが所定値を超えていなければ処理はメインルーチンに戻る。一方ステップＳ６において変数Ｃが所定値を超えた場合にはステップＳ７に進み伸び感向上モードが選択される。伸び感向上モードへの切換タイミングはどの時点で設定するのか難しいが、本発明では変速と同期して行なわれるようにしている。

伸び感向上モードが選択されると、図３の駆動力は実線に示したようにスムーズに変化するようになる。

図５は、伸び感向上モードにおいて使用される目標駆動力を示した図である。図５の目標駆動力は、図１の記憶部１０３０に記憶されている。

図５の初期駆動力は、図４においてステップＳ７に至るまでの条件がすべて満たされステップＳ７において伸び感向上モードが選択された時点の駆動力である。

再び図３を参照して、発進加速時にアクセルペダル開度が２０％に維持され車速が５０ｋｍ／ｈに至った場合について考える。この時点で図４のステップＳ１，Ｓ２の条件が満たされ、アクセルが一定である加速時間の積算値を示す変数Ｃも所定値を超えていたとする。すると、第１速から第２速への変速を行なうことをＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０が判断した時点で伸び感向上モードが選択されることになる。

すると図３のΔＶ＝０と示した時点の駆動力３０００Ｎ（ニュートン）が初期駆動力として設定される。そうすると、図５の初期駆動力３０００Ｎの行が選択されてこの行に記載されている目標駆動力に基づいて駆動力制御が行なわれる。すなわち図３において初期速度は５０ｋｍ／ｈであり、ΔＶ＝１０ｋｍ／ｈである車速６０ｋｍ／ｈの点では図５の表に基づいて駆動力が２８００Ｎになるように目標駆動力が設定されこの目標駆動力を実現するようにエンジンＥＣＵ１０１０から電子スロットル制御信号ＳＢが出力される。その結果、図３に示すように実スロットル開度は２０％よりも増加されて制御が行なわれる。

伸び感向上モードに突入した以降はアクセルペダル開度が一定範囲に維持されている限り図５の初期駆動力３０００Ｎの行の数値に従って制御が行なわれる。つまりΔＶ＝２０に対応する車速７０ｋｍ／ｈの点においては駆動力が２６００Ｎになるように制御が行なわれる。また、ΔＶ＝３０に対応する車速８０ｋｍ／ｈの点では駆動力は２５００Ｎになるように制御が行なわれる。同様にΔＶ＝４０に対応する車速９０ｋｍ／ｈの点においては駆動力は２４００Ｎになるように制御が行なわれる。同様にΔＶ＝６０の点では駆動力が２３００Ｎになるように制御が行なわれ、ΔＶ＝９０の点においては駆動力は２２００Ｎになるように制御が行なわれる。

以上説明したように、本発明では、加速感向上のための駆動力を可変にする制御の中で、伸び感を向上させるために図３に示した駆動力の車速方向の右下がり勾配の度合を変更する。このような伸び感向上モードに突入する条件は、アクセルペダル操作が所定期間一定値以上踏み込みが行なわれており、かつ少なくともアクセルペダルを戻し気味にしていない場合である。この条件が満たされると、自動変速機に対してアップシフトを行なう判断をすることに同期してモード切換を行なう。

変速判断時に同期させることにより、伸び感向上モードに変更になる時点を運転者が受入れやすい。また変速に同期して伸び感向上モードに切換えることにより、違和感もなくすことができる。さらに車の設計においては、駆動力可変制御に切換えるタイミングを設定しやすい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の駆動力制御装置を搭載する車両を示すブロック図である。 自動変速機３００に対する変速指示に適用される変速線図である。 車速に対して駆動力および実スロットル開度の変化を示した図である。 ＥＣＵ１０００が行なう制御を説明するためのフローチャートである。 伸び感向上モードにおいて使用される目標駆動力を示した図である。

符号の説明

１００ エンジン、１０１ 出力軸、２００ トルクコンバータ、２０１ 回転軸、３００ 自動変速機、１０３０ 記憶部、２１００ アクセル開度センサ、１０１０ エンジンＥＣＵ。

Claims (8)

1. 運転者の加速要求の有無を判断する判断手段と、
   前記判断手段が前記加速要求有りと判断した場合に自動変速機の低速側から高速側への変速比の切換に同期して車両を推進させる駆動力を増加補正する制御手段とを備える、車両の駆動力制御装置。
2. 前記判断手段は、前記運転者によるアクセル操作量が所定値以上の状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき前記加速要求の有無を判断する、請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
3. 前記判断手段は、前記アクセル操作量の変化量が所定範囲内である状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき前記加速要求の有無を判断する、請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
4. スロットル開度が電気的信号に応じて変更可能なスロットル装置を含む内燃機関と、
   前記内燃機関の出力軸と車輪の回転軸との間に接続される自動変速機と、
   加速を指示するためのアクセルペダルの位置を検出するアクセル開度センサと、
   前記アクセル開度センサの出力および車速信号に応じて前記自動変速機および前記内燃機関を制御する駆動力制御装置とを備え、
   前記駆動力制御装置は、
   アクセル開度センサの出力に基づき加速要求の有無を判断する判断手段と、
   前記判断手段が前記加速要求有りと判断した場合に前記自動変速機の低速側から高速側への変速比の切換指示に同期して車両を推進させる目標駆動力を増加補正して前記内燃機関を制御する制御手段とを含む、車両。
5. 前記判断手段は、前記アクセルペダル位置で示されるアクセル開度が所定値以上である状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき前記加速要求の有無を判断する、請求項４に記載の車両。
6. 前記判断手段は、前記アクセルペダル位置で示されるアクセル開度の変化量が所定範囲内である状態が所定時間継続しているか否かを判定した結果に基づき前記加速要求の有無を判断する、請求項４に記載の車両。
7. 前記制御手段は、前記アクセル開度センサの出力に対して増加補正させた実スロットル開度を前記スロットル装置に出力する、請求項４に記載の車両。
8. 前記制御手段は、前記切換指示時の駆動力に対応する前記目標駆動力を記憶した記憶手段を含む、請求項４に記載の車両。

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