JP2007247417A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動力cTDRをフィードバック制御する平坦路走行時のフィードバック出力値F/B_heitanを、道路勾配に応じた補正分F/B_hoseiによって補正するようにした車両の駆動力制御装置において、車速センサ4が故障したときの加減速の急変を回避する。
【解決手段】車速センサ故障時には、平坦路フィードバック出力値F/B_heitanとその勾配補正分F/B_hoseiとの和からなる出力値を初期値F/B_FAILとして、故障発生後に前記初期値から勾配補正分を漸減させた出力により駆動力を制御する。
【選択図】図１５−１

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関し、特に車両の運転状態に応じた目標加速度が達成されるように車両の駆動力を制御する駆動力制御装置の改良に関する。

車両の駆動力制御装置として特許文献１に示されるような加減速度制御システムが知られている。これはアクセル踏み込み量から設定した目標加減速度に基づいてスロットルバルブの開度を制御するもので、車速センサからの実車速信号に基づいて演算した実加減速度が目標加減速度に一致するようにスロットルバルブ開度に補正を加えることで運転しやすい加減速度を実現している。すなわち、下り坂にてアクセルペダルを踏み込んでいる場合は、目標加速度よりも実加速度が大きくなって加速しすぎないようにスロットルバルブの開度を減少側に補正し、登り坂にてアクセルペダルを踏み込んでいる場合は、目標加速度よりも実加速度が小さくなって運転者に加速不足を感じさせることがないようにスロットルバルブの開度を増大側に補正するようにしている。

一方、特許文献２には、車速センサの故障に対応する技術として、車速センサを２種類設け、何れかが故障した場合でも正常なほうのセンサを使用することで実車速を検出できるようにした走行制御装置が開示されている。もし両方の車速センサが故障した場合には、故障直前の変速比を保持するか、あるいは通常より長い時間をかけて所定の変速比へと変速することで、故障モードに切り替わるときにシフトダウンが起こらないようにして、車両の急激なエンジンブレーキ作用による急減速を回避するようにしている。
特開２０００−２０５０１５号公報 特開平１１−１８０１８２号公報

特許文献１のものでは、登降坂路走行中に車速センサが故障して制御が中止されてしまうと、前述したスロットルバルブ開度の補正がされなくなるので、下り坂では運転者が意図した以上に車速が上昇し、登り坂では運転者が思うような車速が得られないという問題を生じる。

また、特許文献２のものでは、２種類の車速センサが共に故障した場合、故障直前の変速比を保持し、あるいは通常よりも長い時間をかけて変速するという構成であることから、登り坂では駆動力不足が生じて思うような加速力が得られず、下り坂ではエンジンブレーキ不足によって思うような減速感が得られないという問題が生じる。

本発明は、車両の運転状態に応じた目標加速度が達成されるように車両の駆動力を制御する駆動力制御装置である。本発明は、基本的な構成として、アクセルペダル踏み込み量等の要求負荷を検出する要求負荷検出手段、車両の実車速を検出する車速検出手段、車両走行中の道路勾配を検出する勾配検出手段、前記要求負荷に基づいて目標駆動力tTDRと目標加速度tACCとを演算する目標加速度演算手段、前記目標加速度を達成するための目標車速tVSPを演算する目標車速演算手段、前記実車速と目標車速との差に基づき、平坦路走行時のフィードバック出力値F/B_heitanを演算する平坦路フィードバック出力値演算手段、前記道路勾配に基づいて前記平坦路フィードバック出力値を補正する勾配補正分F/B_hoseiを演算する勾配補正分演算手段、前記フィードバック出力値と前記目標駆動力とに基づき、前記実車速を目標車速に追従させるのに必要な駆動力指令値cTDRを演算する駆動力指令値演算手段を備える。

本発明ではさらに、前記構成において車速検出手段の故障を検出する故障検出手段と、前記故障検出時に、前記勾配補正分を含む平坦路フィードバック出力値を故障検出時のフィードバック出力値F/B_FAILとして前記駆動力指令値演算手段に出力する故障検出時フィードバック出力値出力手段と、前記故障検出後に時間経過にしたがって前記故障検出時フィードバック出力値の勾配補正分を減少させる勾配補正分低減手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、車両が登り坂または下り坂などの勾配路を走行中に車速センサが故障した場合においても、勾配によるフィードバック補正が急に中止されるようなことが無く、そのときの勾配補正分が一定の時間をかけて次第に減少してゆくので、勾配走行中に不意に急な加減速を生じるようなことがなく、円滑に走行を続けることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態のシステム構成を示す機能ブロック図である。図中の制御開始スイッチ（SW）1は、ドライバーによって操作されるスイッチであり、その状態に応じて駆動力制御を実行するか否かを検出する。オン状態のときは駆動力制御を実行させ、オフ状態のときは駆動力制御を停止させる。ブレーキスイッチ（SW）2は、ドライバーが車両のブレーキペダルを踏んでいるか否かを検出するためのスイッチであり、ブレーキペダルが踏まれている場合はオン状態、踏まれていない場合はオフ状態となる。アクセル開度センサ3は、ドライバーによるアクセルペダルの踏み込み量を検出し、車速センサ4は、タイヤの回転数から実車速aVSPを検出する。エンジン回転数センサ5は、例えばエンジンの点火信号からエンジン回転数aNEを検出する。ナビゲーションシステム8は、ナビゲーション情報のうち道路勾配情報として勾配抵抗Slope(単位[m/s^2])を検出する。本発明との関係では、前記アクセル開度センサ3、車速センサ4、ナビゲーションシステム8がそれぞれ要求負荷検出手段、車速検出手段、勾配検出手段に相当する。

駆動力制御装置(ECU)10は、マイクロコンピュータおよびその周辺装置から構成され、一定周期（例えば約10ms）毎に、前記の制御開始スイッチ1、ブレーキスイッチ2、アクセル開度センサ3、車速センサ4、エンジン回転数センサ5、ナビゲーションシステム8からの信号を取り込んで、エンジン制御装置6、トランスミッション制御装置7に所要の指令値を出力し、エンジンのスロットル開度とトランスミッションの変速比を操作することで駆動力および車速を制御する。すなわち、エンジン制御装置6は、駆動力制御装置10から出力されたエンジントルク指令値cTEをもとにスロットル開度を算出し、スロットルアクチュエータ61にスロットル開度信号を出力する。スロットルアクチュエータ61は、スロットル開度信号にしたがってエンジンのスロットルバルブの開度を調節する。トランスミッション制御装置7は、駆動力制御装置10から出力された変速比指令値cRATIOをもとに変速機の変速比を調節する。本願発明との関係では、前記駆動力制御装置10は、目標加速度演算手段、目標車速演算手段、平坦路フィードバック出力値演算手段、勾配補正分演算手段、駆動力指令値演算手段、故障検出手段、故障検出時フィードバック出力値出力手段、勾配補正分低減手段、および車速推定手段の各構成要件に対応している。この場合、ECU10は、図示したようにマイクロコンピュータのソフトウエア形態により構成される制御開始判定部20、車速センサ故障判定部30、車速切替判断部40、駆動力制御部50、推定車速演算部60、駆動力分配部70、実変速比演算部80を備えている。次に前記各部の構成および作用につき個々に詳述する。

《制御開始判定部》
図２は制御開始判定部20の動作内容を表すフローチャートである。なお以下の説明または図面中で符号Sを付して示した数字は処理ステップ番号を表す。図において、S1では制御開始スイッチlからの信号を取込んでスイッチ1がオン状態であるか、オフ状態であるかを判定する。オン状態である場合はS2へ進み、オフ状態である場合はS4へ進む。S2では、ブレーキスイッチ2からの信号を取込んでスイッチ2がオン状態であるか、オフ状態であるかを判定する。オン状態である場合はS4へ進み、オフ状態である場合はS3へ進む。S3では制御実行フラグfSTARTを1として処理を終了する。S4では制御実行フラグfSTARTをOとして処理を終了する。

制御実行フラグfSTARTがOの場合は駆動力制御は停止される。ドライバーがブレーキペダルを踏んでいる場合は、スロットル開度と変速比では目標車速tVSPに実車両の速度aVSPを追従させることができないため、フラグをOとして制御を停止する。制御実行フラグが1の場合は制御実行となる。

制御実行フラグfSTARTは、駆動力制御装置1Oからエンジン制御装置6およびトランスミッション制御装置7に出力され、エンジン制御装置6、トランスミッション制御装置7はフラグに従って以下のように割御される。

制御実行フラグfSTARTが1の場合、エンジン制御装置6は駆動力制御実行状態と判定し、駆動力制御装置1Oから出力されたエンジントルク指令値cTEに基づいたエンジントルクを出力するようにスロットルアクチュエータ（ACTR）61を制御する。制御実行フラグfSTARTが0の場合、エンジン制御装置6は駆動力制御停止状態と判定し、アクセル踏込み量APOに応じたエンジントルクを出力するようにスロットルアクチュエータ61を制御する。

同様に制御実行フラグfSTARTが1の場合、トランスミッション制御装置7は駆動力制御実行状態と判定し、駆動力制御装置10から出力された変速比指令値cRATIOに変速比を設定する。制御実行フラグfSTARTがOの場合、トランスミッション制御装置7は駆動力制御停止状態と判定し、アクセル踏込み量APOと実車速aVSPに応じた変速比を設定する。

《車速センサ故障判定部》
図３は車速センサ故障判定部30の動作内容を表すフローチャートである。車速センサ故障判定の手法は種々のものが知られており、図３はその一例を示している。図において、S1では車速センサ故障未検出であるか否かを判定する。車速センサ故障フラグfVSPFAILがOであって故障未検出の場合はS2へ進む。故障検出済みの場合は処理を終了する。S2では、実車速aVSPの前回値が20[km/h]以上であるか否かを判定する。aVSP前回値が20[km/h]以
上である場合はS3へ進み、20[km/h]未満である場合はS5へ進む。S3では、車速信号の変
化量（加速度）が-2.5[G]以下であるか否かを判定する。-2.5[G]以下の変化量である場合はS4へ進む。-2.5[G]よりも大きい場合はS5へ進む。S4では、車速センサ故障フラグfVSPFAILをセットして処理を終了する。S5では、aVSP前回値を今回のaVSPで更新して処理を終了する。以上の処理は車速センサ4が断線し、実車速aVSPがOとなって車速が急変した場合を想定している。

《車速切替え判断部》
図４は車速切替え判断部40の動作内容を表すフローチャートである。S1では、車速センサ故障判定部30から車速センサ故障検出フラグfVSPFAILを取り込んで、車速センサ4が故障しているか否かを判定する。車速センサ故障検出フラグfVSPFAILが1であって車速センサ故障と判定された場合はS2へ進む。車速センサ故障検出フラグfVSPFAILがOであって車速センサ正常と判定された場合はS3へ進む。S2では、後述する推定車速演算部60にて算出された推定車速rVSPを最終車速sVSPとして処理を終了する。S2では、実車速aVSPを最終車速sYSPとして処理を終了する。

《駆動力制御部》
図５は駆動力制御部50の詳細な機能ブロック図を、図６は駆動トルク指令値を操作量とする車両駆動系の簡易非線形モデルを示している。駆動力制御部50は、図示するように目標駆動トルクマップ51、エンジンモデル52、走行抵抗マップ53、加速度変換54、積分器55、フィードバック（以下「F/B」と表す。)補償器56、トルク変換57、平坦路走行時F/B補償器演算部58、シャットダウン処理部59、位相補償器510から構成され、アクセル踏込み量APO、最終車速sVSPを取り込み、駆動トルク（駆動力）の指令値cTDRを算出する。駆動力制御部50のうち、エンジンモデル52、走行抵抗マップ53、加速度変換54、積分器55により規範モデルG_R(s)を構成する。規範モデルG_R(s)には、平坦路走行している車両特性を定義してある。

目標駆動トルクマップ51は、アクセル踏込み量APOと最終車速sVSPから図７に示すマップをもとに目標駆動トルクtTDRを決定する。図７に示されるように目標駆動トルクtTDRは、アクセル踏込み量が大きいほど大きくなる。また車速が高くなるほどトランスミッションの変速比も高くなるので、同じアクセル踏込み量であれば、車速が高いほど目標駆動トルクtTDRは小さくなるように設定されている。

エンジンモデル52は、次式[数1]に示されるように時定数tau_Emの一次遅れと、制御対象と同じ無駄時間Lが設定された無駄時間処理により構成される。

ただし、sはラプラス演算子である。

走行抵抗マップ53は、車速を入力とし、走行抵抗[Nm]を出力する。走行抵抗は制御対象の転がり抵抗と空気抵抗を設定している。転がり抵抗には、燃料量や積載物等による車両質量の変化分と駆動系の経時劣化分が反映するものとしている。

加速度変換54は、駆動トルクを車両質量Mとタイヤ有功半径Rtで割ることにより、目標加速度tACCを算出する。積分器55は、制御実行フラグfSTART、最終車速sVSP、目標加速度tACCをもとに目標車速tVSPを算出する。

図８に積分器55の処理内容を示す。制御実行フラグfSTARTがOの場合、つまり制御開始スイッチlがオフ状態、またはブレーキペダルが踏まれてブレーキスイッチ2がオン状態である場合は、目標車速tVSPとtVSP前回値を最終車速sVSPで初期化する。制御実行フラグfSTARTが1の場合、つまり制御開始スイッチ1がオン状態かつブレーキペダルが解放状態でブレーキスイッチ2がオフ状態である場合は、tVSP前回値に目標加速度tACCと制御周期を乗じた値を加算して目標車速tVSPとする。目標車速tVSP算出後、tVSP前回値を目標車速tVSPで更新する。

F/B補償器56は、目標車速tVSPに最終車速sVSPが一致するようF/B出力を算出する。このF/B出力により平坦路走行時の外乱やモデル化誤差による影響を抑える。図のF/B補償器56は比例ゲインK_P、微分ゲインK_DからなるPD補償器である。

トルク変換57は、加速度を車両質量Mとタイヤ有功半径Rtでかけることにより、トルクに単位変換する。F/B補償器56で算出された値のトルク変換値をF/B補償器演算値F/B _hosyoとする。

平坦路走行時F/B補償器演算部58の動作を図９に示したフローチャートに基づいて説明する。S1では、道賂勾配抵抗が正であるか否か(登り坂であるか)を判定する。正であった場合はS2へ進む。0もしくは負であった場合はS3へ進む。S2では、勾配状態を代表する判定値SIope_koubaiを1で更新して処理を終了する。S3では、道路勾配が負であるか否か(下り坂であるか)を判定する。負であった場合はS4へ進む。Oであった場合はS5へ進む。S4では、勾配判定値Slope_koubaiを-1で更新し、処理を終了する。S5では、勾配判定値Slope_koubaiをOで更新してS6へ進む。S6では、勾配が無いときの平坦路フィードバック出力値F/B_heitanをF/B補償器演算値F/B_hosyoで更新して処理を終了する。

シャットダウン処理部59は、図１０に示されるように勾配変曲点判定部591、故障検出時F/B出力値算出部592、F/B補正時間マップ593、最終F/B出力値算出部594より構成され、勾配判定値Slope_koubai、車速センサ故障検出フラグfVSPFAIL、アクセル踏込み量APO、F/B補償器演算値F/B_hosyo、平坦路走行時F/B補償器演算値F/B_heitanをもとに最終F/B出力値F/B_outと車速センサ故障時処理完了フラグfVSPFAIL_FNSHを算出する。

勾配変曲点判定部591は、前記勾配判定値Slope_koubaiより勾配の変曲点、すなわち平坦路、登坂路、降坂路が相互に変化する地点を判定する。勾配変曲点判定部591の動作を図１１に示したフローチャートに基づいて説明する。S1では、前回平坦路を走行していたか否かを判定する。平坦路を走行していた場合(Slope_koubai前回値が0である場合)はS2へ進む。登降坂路を走行していた場合はS4へ進む。S2ではフラグfSlopeをOで更新する。処理終了後、S3へ進む。S4では勾配判定値Slope_koubaiをSIope_koubai前回値と比較する。Slope_koubaiとSlope_koubai前回値が等しい場合はS5へ進む。等しくない場合はS6へ進む。S5ではフラグfSlopeを0で更新してS3へ進む。S6ではフラグfSlopeを1で更新してS3へ進む。S3ではSlope_koubai前回値を今回のSlope_koubaiで更新して処理を終了する。

故障検出時F/B出力値算出部592は、車速センサ故障検出フラグfVSPFAILとF/B補償器演算値F/B_hosyoより故障検出時のF/B出力値F/B_FAILを算出する。故障検出時F/B出力値算出部592の動作を図１２−１に示したフローチャートに基づいて説明する。S1では、車速センサ4の故障が検出されているか否かを判定する。車速センサ4が正常である場合(fVSPFAILが0である場合)はS2へ進む。車速センサ4が故障である場合は処理を終了する。S2では故障検出時F/B出力値F/B_FAILをF/B補償器演算値F/B_hosyoで更新して処理を終了する。これにより、図１２−２に示したタイムチャートに示すとおり、故障検出時F/B出力値F/B_FAILは車速センサ故障検出時のF/B補償器演算値F/B_hosyoを保持する。F/B補正時間マップ593は、F/B補正量演算値F/B_hoseiとアクセル踏込み量APOから図１３に示すマップをもとにF/B補正時間Δt_OFFを決定する。図示のように、F/B_hoseiが正の場合は、F/B_hosei値が大きいほどF/B補正時間△t_OFFは長くなる。F/B_hosei値が大きいほど、時間をかけて0に戻すことにより運転者への減速感を少なくすることができる。また、同じF/B_hosei値であればアクセル踏込み量が大きいほどF/B補正時間△t_OFFは長くなる。これはアクセル開度が大きいほど運転者の加速意思が強いことに対応したものである。逆に、F/B_hoseiが負の時はF/B_hoseiが大きいほどF/B補正時間△t_OFFは短くなる。F/B_hosei値が負側に大きいほど、時間をかけてOに戻すことにより運転者への加速感を少なくすることができる。また、同じF/B_hosei値であればアクセル踏込み量が大きいほどF/B補正時間△t_OFFは短くなるよう設定されている。これはアクセル開度が小さいほど運転者の減速意思が強いことに対応したものである。

最終F/B出力値算出部594は、車速センサ故障検出フラグfVSPFAIL、F/B補正時間△t_OFF、故障検出時F/B出力値F/B_FAIL、F/B補償器演算値F/B_hosyo、F/B補正量演算値F/B_hosei、勾配変曲点検出フラグfSlopeより最終F/B出力値F/B_out、車速センサ故障時処理完了フラグfVSPFAIL_FNSHを算出する。最終F/B出力値算出部594の動作を図１４に示したフローチャートに基づいて説明する。S1では、車速センサ故障時処理が完了しているか否かを判定する。fVSPFAIL_FNSHが1であり故障時処理が完了してしている場合は処理を終了する。故障時処理が完了していない場合はS2へ進む。S2では、車速センサ故障が検出されているか否かを判定する。車速センサ故障が検出されている場合はS3へ進む。車速センサ正常である場合はS15へ進む。S3では勾配変曲点が検出されたか否かを判定する。勾配変曲点が検出されている場合はS4へ進み、検出されていない場合はS13へ進む。S4では、△F/B_hosei_SUM前回値にF/B_hosei/△t_OFFを加算して△F/B_hosei_SUMとする。処理終了後、S5へ進む。S5では、S4で算出された△F/B_hosei_SUMを△F/B_hosei_SUM前回値で更新する。処理終了後、S6へ進む。S6では故障検出時F/B出力値F/B_hoseiが0未満であるか否か(正であるか負であるか)を判定する。O未満である場合はS7へ進み、0以上である場合はS10へ進む。

S7では、F/B_hoseiとΔF/B_hosei_SUMを比較する。F/B_hoseiが△F/B_hosei_SUMより大きい場合は、S8へ進み、F/B_hoseiが△F/B_hosei_SUM以下である場合はS9へ進む。S8では、最終F/B出力値F/B_outをF/B_heitanで更新し、車速センサ故障時処理完了フラグfVSPFAIL_FNSHをセットして処理を終了させる。S9では、最終F/B出力値F/B_out=F/B_hosei-△F/B_hosei_SUMとして最終F/B出力値F/B_outを更新し処理を終了させる。S10では、F/B_hoseiと△F/B_hosei_SUMを比較する。F/B_hoseiが△F/B_hosei_SUM未満である場合はS11へ進み、F/B_hoseiが△F/B_hosei_SUM以上である場合はS12へ進む。Sllでは、最終F/B出力値F/B_outをF/B_heitanで更新し、車速センサ故障時処理完了フラグfVSPFAIL_FNSHをセットして処理を終了させる。S12では、最終F/B出力値F/B_out=F/B_hosei-△F/B_hosei_SUMとして最終F/B出力値F/B_outを更新し、処理を終了させる。

S13では、最終F/B出力値F/B_out=F/B_FAILとして故障検出時F/B出力値算出部592で演算された値を最終出力とする。S13終了後は、S14へ進む。S14では、△F/B_hosei_SUM=0として△F/B_hosei_SUMの初期化処理を実行し、処理を終了させる。

最終F/B出力値算出部594の具体的動作例を、図１５−１，１５−２に示す。図１５−１は登り坂走行中に車速センサ故障を検出し、勾配が下り坂へ変化した場合について説明する図、図１５−２は下り坂走行中に車速センサ故障を検出し、勾配が登り坂へ変化した場合について説明する図である。

図１４に戻って、S15では、最終F/B出力値F/B_out=F/B_hosyoとしてF/B補償器56で演算された値を最終出力とする。S15終了後はS16へ進む。S16では、△F/B_hosei_SUM=0として△F/B_hosei_SUMの初期化処理を実行し、処理を終了させる。F/B_out値をメモリに格納するような構成になっている場合は、イグニッションをオフにした後、再びオンにした際にメモリをリセットするようにする。

位相補償器510は、目標駆動トルクtTDR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、規範モデルG_R(s)の特性に一致させるよう位相補償を行う(図１６参照)。位相補償器の伝達特性は、規範モデルG_R(s)の構成要素であるエンジンモデル動特性Gre(s)に制御対象のエンジン特性Ge(s)の逆系をかけた式で表される。制御対象の車両モデルは、駆動トルク指令値を操作量とし、車速を制御量としてモデル化することによって、車両の駆動系の挙動は図６に示す簡易非線形モデルで表すことができる。図６は平坦路を走行している車両の特性を定義している。よって走行抵抗は、車両の転がり抵抗と空気抵抗となる。ここでLは無駄時間を表す。駆動トルク指令値を入力とし、車速を出力とする車両モデルは積分特性となる。ただし、制御対象の特性には駆動系の遅れにより無駄時間も含まれることになり、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。

《推定車速演算部》
推定車速演算部60は、図１７に示すようにエンジン特性61、トルク変換62、走行抵抗マップ63、加速度変換64、積分器65により構成され、駆動トルク指令値cTDR、車速センサ故障検出フラグfVSPFAIL、実車速aVSP、道路勾配抵抗Slopeを取り込み、推定車速rVSPを算出する。

エンジン特性61には、制御対象のエンジン特性を用いている。トルク変換62では、道路勾配抵抗Slopeを駆動軸トルクに変換し、道路勾配トルク変換値Slope_TRQとする。

走行抵抗マップ63は、車速を入力とし、走行抵抗[Nm]を出力する。走行抵抗は制御対象の転がり抵抗と空気抵抗を設定している。

加速度変換64は、駆動トルク指令値から走行抵抗と道路勾配抵抗を差し引いた値を車両質量Mとタイヤ有功半径Rtで割ることにより、推定加速度rACCを算出する。

積分器65は、車速センサ故障検出フラグ、実車速aVSP、推定加速度rACCをもとに推定車速rVSPを算出する。積分器65の処理内容を図１８に示したフローチャートに基づいて説明する。S1では、車速センサ故障が検出されているか否かを判定する。車速センサ故障が検出されている場合はS2へ進む。車速センサが正常である場合はS3へ進む。S2では、推定加速度rACCに基づき推定車速rVSPの算出を行う。rVSP前回値に推定加速度rACCと制御周期をかけた値を加算して推定車速rVSPとする。推定車速rVSP算出後、rVSPの前回値を推定車速rVSPで更新し、処理を終了する。S3では、推定車速rVSPとrVSP前回値に実車速aVSPを設定し、処理を終了する。

《駆動力分配部》
駆動力分配部70について図１９をもとに説明する。駆動力分配部70では、最終車速sVSP、駆動トルク指令値cTDR、実変速比aRATIOを入力として変速比指令値cRATIOとエンジントルク指令値cTEを算出する。

変速比指令値cRATIOは、変速比指令値設定部71にて算出される。変速比指令値設定部71では、図２０に示されるようなマップを用いて駆動トルク指令値cTDRと最終車速sVSPから変速比指令値cRATIOを決定する。なお、図２０は無段変速機を用いた場合のマップを示している。

エンジントルク指令値算出部72では、駆動トルク指令値cTDRと実変速比aRATIOより次式[数２]に従ってエンジントルク指令値cTEを算出する。

駆動力分配部70にて算出された変速比指令値cRATIOは、図１に示したとおり、トランスミッション制御装置7へ出力される。エンジントルク指令値cTEは、エンジン制御装置6へ出力される。

《実変速比算出部》
実変速比算出部80は、車速sVSPとエンジン回転数aNEに基づき、次式[数３]に従って実変速比aRATIOを算出する。

ただし、Gf:ファイナルギア比,Rt:タイヤ有功半径[m]である。

次に、前記構成に基づく作用効果について説明する。前記構成によれば、車速センサ4の故障検出時に、勾配補正分F/B_hoseiを含む平坦路フィードバック出力値F/B_heitanを故障検出時のフィードバック出力値F/B_FAILとし、故障検出後に時間経過にしたがってF/B_FAILから勾配補正分F/B_hoseiを減じた出力値F/B_outにより駆動トルク指令値cTDRを演算するようにしたので（図５，１０，１４，１５−１、１５−２参照。請求項１に対応する構成。）、車両が登り坂または下り坂などの勾配路を走行中に車速センサ4が故障した場合においても、勾配によるフィードバック補正が急に中止されるようなことが無く、したがって勾配走行中に不意に急な加減速を生じるようなことがなく円滑に走行を続けることができる。

特に、この実施形態では車速センサ4の故障検出後に勾配の変曲点を検出したときから勾配補正分FF/B_hoseiの低減を開始するように構成したので（図１４，１５−１，１５−２参照。請求項２に対応する構成。）、登り坂または下り坂を走行中にF/B出力値が変化することによる加減速の変化を防止し、かつ登り坂から下り坂、または下り坂から登り坂に勾配が変化した際に逆方向にF/Bが作用する不都合を回避することができる。

図２１と２２は前記効果を示しており、図２１は登り坂走行の途中で車速センサ4が故障し、その後下り坂走行となった場合、図２２は下り坂走行の途中で車速センサ4が故障し、その後登り坂走行となった場合である。図２１において、t1,t2,t3はそれぞれ登り坂開始、車速センサ4故障、下り坂走行開始の時点を示している。また、図２２において、t4,t5,t6はそれぞれ下り坂開始、車速センサ4故障、登り坂開始の時点を示している。各図に示したように、登り坂（または下り坂）の途中でセンサ故障が生じた場合、その時点の勾配補正分F/B_hoseiを含むF/B出力値が変曲点である下り坂（または登り坂）にさしかかるまで保持され、その後に勾配補正分F/B_hoseiが漸減してゆくので、破線で示したように勾配の途中で加速度が大きく変化するようなことが無く、ドライバーに違和感を与えることのない円滑な走行状態が実現される。

また、前記実施形態では、平坦路フィードバック出力値F/B_heitanを演算するにあたり、車両質量変化分と駆動系の経時劣化分を考慮したモデルを設定しているので（図５，９参照。請求項３に対応する構成。）、そのときの車両質量と駆動系の劣化状態に応じた適切な加減速特性を基準として車速変化をより円滑にすることができる。

また、前記実施形態では、勾配補正分F/B_hoseiを低減するにあたり、車速センサ4の故障検出時のフィードバック出力値が大であるほど、勾配補正分の単位時間当たりの減少量を小さくするように構成し、さらには勾配補正分の単位時間当たりの減少量を、故障検出時のフィードバック出力値が正である加速側へのフィードバック補正時には要求負荷が大であるほど小さく設定し、故障検出時のフィードバック出力値が負である減速時のフィードバック補正時には要求負荷が大であるほど大きく設定するように構成したので（図１０，１２−１，１２−２，１３参照。請求項４または請求項５に対応する構成。）、ドライバーの意図ないしは感覚に合致した、違和感のより少ない走行性能を実現することができる。

また、前記実施形態では、車速センサ4の故障判定時に、その直前の車速aVSP、駆動トルク指令値cTDR、道路勾配抵抗Slopeから実車速の推定値rVSPを求めるようにしているので（図１，４，１７，１８参照。請求項６に対応する構成。）、推定した車速により変速比を決定することで、駆動力の不足やエンジブレーキの不足が発生することなく走行を続けることができる。

本発明の実施形態の機能ブロック図。 実施形態の制御開始判定部20の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の車速センサ故障判定部30の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の車速切替え判断部40の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の駆動力制御部50の詳細なブロック図。 実施形態における駆動トルク指令値を操作量とする車両駆動系の簡易非線形モデルを示すブロック図。 実施形態の目標駆動トルクマップ51にて用いられる目標駆動トルク算出マップの一例を示す説明図。 実施形態の積分器55の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の平坦路走行時F/B補償器演算部58の動作内容を表すフローチャート。 実施形態のシャットダウン処理部59の詳細なブロック図。 実施形態の勾配変曲点判定部591の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の故障検出時F/B出力値算出部592の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の故障検出時F/B出力値算出部592の動作例を示すタイムチャート。 実施形態のF/B補正時間マップ593にて用いられるF/B補正時間算出マップの一例を示す説明図。 実施形態の最終F/B出力値算出部594の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の最終F/B出力値算出部594の動作例を示す第１のタイムチャート。 実施形態の最終F/B出力値算出部594の動作例を示す第２のタイムチャート。 実施形態の位相補償器510に関する位相補償器と制御対象の結合ブロック図。 実施形態の推定車速演算部60の詳細なブロック図。 実施形態の積分器65の動作内容を表すフローチャート。 実施形態の駆動力分配部70の詳細なブロック図。 実施形態の変速比指令値設定部71にて用いられる変速比算出マップの一例を示す説明図。 本発明による効果を示す第１の説明図。 本発明による効果を示す第２の説明図。

符号の説明

１ 制御開始スイッチ
２ ブレーキスイッチ
３ アクセル開度センサ
４ 車速センサ
５ エンジン回転数センサ
６ エンジン制御装置
６１ スロットルアクチュエータ
７ トランスミッション制御装置
８ ナビゲーションシステム
１０ 駆動力制御装置
２０ 制御開始判定部
３０ 車速センサ故障判定部
４０ 車速切替え判断部
５０ 駆動力制御部
６０ 推定車速演算部
７０ 駆動力分配部
８０ 実変速比演算部

Claims (6)

1. アクセルペダル踏み込み量等の要求負荷を検出する要求負荷検出手段と、
   車両の実車速を検出する車速検出手段と、
   車両走行中の道路勾配を検出する勾配検出手段と、
   前記要求負荷に基づいて目標駆動力と目標加速度とを演算する目標加速度演算手段と、
   前記目標加速度を達成するための目標車速を演算する目標車速演算手段と、
   前記実車速と目標車速との差に基づき、平坦路走行時のフィードバック出力値を演算する平坦路フィードバック出力値演算手段と、
   前記道路勾配に基づいて前記平坦路フィードバック出力値を補正する勾配補正分を演算する勾配補正分演算手段と、
   前記フィードバック出力値と前記目標駆動力とに基づき、前記実車速を目標車速に追従させるのに必要な駆動力指令値を演算する駆動力指令値演算手段と、
   を備えた車両の駆動力制御装置において、
   前記車速検出手段の故障を検出する故障検出手段と、
   前記故障検出時に、前記勾配補正分を含む平坦路フィードバック出力値を故障検出時のフィードバック出力値として前記駆動力指令値演算手段に出力する故障検出時フィードバック出力値出力手段と、
   前記故障検出後に時間経過にしたがって前記故障検出時フィードバック出力値の勾配補正分を減少させる勾配補正分低減手段と
   を備えたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記勾配補正分低減手段は、故障検出後に勾配の変曲点を検出したときから勾配補正分の低減を開始するように構成されている請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
3. 前記平坦路フィードバック出力値演算手段は、車両質量変化分と駆動系の経時劣化分に応じてフィードバック出力値を演算するように構成されている請求項１または請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 前記勾配補正分低減手段は、故障検出時のフィードバック出力値が大であるほど、勾配補正分の単位時間当たりの減少量を小さくするように構成されている請求項１から請求項４の何れかに記載の車両の駆動力制御装置。
5. 前記勾配補正分低減手段は、勾配補正分の単位時間当たりの減少量を、故障検出時のフィードバック出力値が正である加速側へのフィードバック補正時には要求負荷が大であるほど小さく設定し、故障検出時のフィードバック出力値が負である減速時のフィードバック補正時には要求負荷が大であるほど大きく設定するように構成されている請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
6. 故障判定時の車速、駆動力指令値、道路勾配から実車速を推定する車速推定手段を備える請求項１から請求項５の何れかに記載の車両の駆動力制御装置。