JP2010284989A

JP2010284989A - 車両の駆動制御装置

Info

Publication number: JP2010284989A
Application number: JP2009138143A
Authority: JP
Inventors: Michiki Araki; 道樹荒木; Hiroshi Hakata; 浩博田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】クルーズコントロールの制御時にも簡単な演算処理により通常制御時と同じ内容の制御入力を通常制御時と同じ制御系の同じ位置（最上流位置）に入力してエンジンのスロットル開度の制御およびトランスミッションの変速制御を行なう。
【解決手段】クルーズコントロールの制御時、擬似アクセルペダル開度演算部９３により、目標出力演算部９２の目標出力Ｐ＊に対応する擬似アクセルペダル開度θａ＊を、特性マップＧ１、Ｇ２と、車速センサ３の検出車速Ｖとに基づき、目標トルクと回転数の積が目標出力Ｐ＊となるアクセルペダル開度から逆引き演算して簡単に算出する。さらに、スイッチ８により、制御入力としてのアクセルペダルの開度を、検出アクセルペダル開度θａから擬似アクセルペダル開度θａ＊に切替え、擬似アクセルペダル開度θａ＊と検出車速Ｖとに基づく目標スロットル開度θｔ＊にしたがってエンジンスロットル６を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、少なくとも車速一定の走行制御を行なうクルーズコントロールの制御機能を備えた車両の駆動制御装置に関し、詳しくは制御の向上に関する。

一般に、クルーズコントロールの制御は基本的には車速一定の走行制御であるが、クルーズコントロールの一種であるアダプティブクルーズコントロール（以下、ＡＣＣという）の制御は、先行車が存在しなければ車速一定の走行制御を行ない、先行車が存在すれば車間距離（あるいは車間時間）一定の走行制御を行なうものである。

そして、これらのクルーズコントロールの制御機能を備えた車両は、エンジンおよびトランスミッションの電子制御のコントローラを備え、ドライバ操作の通常運転が行なわれる通常制御時、アクセルペダル開度（検出アクセルペダル開度）と車速（検出車速）とに基づくフィードバック（以下、ＦＢという）制御により、時々刻々の目標スロットル開度を演算し、目標スロットル開度に基づいてエンジンコントローラ（エンジン制御部）が燃料噴射のスロットル開度（スロットルアクチュエータ開度）を制御する。また、時々刻々の目標回転数にしたがってトランスミッションコントローラ（変速制御部）がトランスミッションの変速制御を行なう。

つぎに、例えばＡＣＣオン操作によりＡＣＣの走行に設定されるＡＣＣ制御時、先行車が存在しなければ、設定された車速（セット車速）を目標車速として、検出車速を目標車速に近づけるのに必要な駆動力を算出し、この駆動力を発生して一定車速（セット車速）の走行に制御する（例えば、特許文献１（段落［００６１］−［００７４］、図１、図３等）参照）。

また、ＡＣＣ制御時に先行車が存在すれば、測距レーダ等で先行車との車間距離を計測し、車間距離一定（または車間時間一定）の制御で先行車に追従する走行制御を行なう。

図４は前記特許文献１に記載の車両制御装置（本発明の車両の駆動制御装置に対応）の概略のブロック図であり、通常制御時にはアクセル開度検出手段（アクセルペダル開度センサ）１００の検出アクセルペダル開度、車速検出手段（車速センサ）２００の検出車速とを目標駆動力算出部３００に入力し、目標駆動力算出部３００により、所定のマップを参照して検出車速と検出アクセルペダル開度の組み合わせに対応する目標駆動力を算出する。さらに、制御量算出部４００により、前記目標駆動力と検出車速の積からエンジンの目標出力を算出し、目標出力を得るエンジン制御の目標トルクおよび変速制御の目標回転数を前記マップから選んで算出し、算出した目標トルク、目標回転数および検出アクセルペダル開度にしたがってエンジン制御部（エンジンコントローラ）５００のスロットル開度の制御、変速制御部（トランスミッションコントローラ）６００の変速制御を実行し、車両をドライバの運転操作に即した走行に制御する。

つぎに、ＡＣＣスイッチ（図示せず）がオン操作されてＡＣＣの走行に設定されるＡＣＣ制御時は、先行車が存在しなければ、第２目標駆動力算出部７００により、設定された車速（セット車速）を目標車速として、検出車速を目標車速に近づけるのに必要な駆動力を第２目標駆動力として算出し、この第２目標駆動力を制御量算出部４００に出力する。制御量算出部４００は、第２目標駆動力と検出車速の積からエンジンの目標出力を算出し、目標出力からエンジン制御の目標トルクおよび変速制御の目標回転数を算出し、算出した目標トルク、目標回転数にしたがってエンジン制御部５００のスロットル開度の制御、変速制御部６００の変速制御を実行し、車両をセット車速の定速走行に制御する。なお、前記第２目標駆動力は目標駆動力算出部３００にも入力され、目標駆動力算出部３００は前記マップを参照して仮想的なアクセルペダル開度を逆算し、そのアクセル開度を制御量算出部４００に出力する。制御量算出部４００は制御量としての前記アクセルペダル開度をエンジン制御部５００および変速制御部６００に出力し、エンジン制御部５００および変速制御部６００は必要に応じてこのアクセルペダル開度を用いる。

特開２００６−２１９０６６号公報

図４の従来装置の場合、通常制御時は、アクセル開度検出手段１００の検出アクセルペダル開度と車速検出手段２００の検出車速とを制御入力とし、この制御入力に基づき、目標駆動力算出部３００、制御量算出部４００を介してエンジン制御部５００、変速制御部６００に至る制御系により制御が行なわれるのに対して、ＡＣＣ制御時は、第２目標駆動力算出部７００により検出車速を目標車速に近づけるのに必要な第２目標駆動力を制御入力として演算し、この駆動力を前記制御系の途中の制御量算出部４００に入力してエンジン制御部５００、変速制御部６００の制御が行なわれる。したがって、通常制御時とＡＣＣ制御時とでは制御入力の内容および入力位置が異なり、制御の構成が複雑になるとともに通常制御時とＡＣＣ制御時とで制御特性（応答性等）が異なって制御特性のばらつき等が生じる。しかも、ＡＣＣ制御時の制御入力の第２目標駆動力が制御系の途中から入力されるので、通常制御の構成では得られるトラクションコントロール等の制御出力がＡＣＣ制御では得られなくなるおそれもある。

すなわち、ＡＣＣ等のクルーズコントロールの制御機能を備えた従来の車両においては、前記したように通常制御時とクルーズコントロールの制御時とで制御入力の内容および入力位置が異なるため、制御の構成が複雑であり、しかも、通常制御時とクルーズコントロールの制御時とで制御特性に差が生じてクルーズコントロールの機能を十分に発揮することができないおそれがある。また、通常制御の構成では得られるトラクションコントロール等の制御出力が、ＡＣＣ制御では得られなくなるおそれもある。

本発明は、ＡＣＣ制御等のクルーズコントロールの制御時にも簡単な演算処理により通常制御時と同じ内容の制御入力を通常制御時と同じ制御系の同じ位置（最上流位置）に入力してエンジンのスロットル開度の制御およびトランスミッションの変速制御を行なうようにし、クルーズコントロールの機能を十分に発揮できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両の駆動制御装置は、制御入力としてのアクセルペダル開度と車速とに基づいてエンジンの目標スロットル開度、トランスミッションの目標回転数を演算し、前記目標スロットル開度、前記目標回転数にしたがってエンジンのスロットル開度を制御する車両の駆動制御装置であって、アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度センサと、車速を検出する車速センサと、クルーズコントロールの目標加速度と目標車速からエンジンの目標出力を演算する目標出力演算手段と、アクセルペダル開度と車速に対してエンジンが発生すべき目標トルクの特性マップおよび、アクセルペダル開度と車速に対するトランスミッションの回転数の特性マップと、前記車速センサの検出車速とに基づき、目標トルクと回転数の積が前記目標出力となる擬似アクセルペダル開度を逆引き演算する擬似アクセルペダル開度演算手段と、クルーズコントロールの制御により、前記制御入力としてのアクセルペダルの開度を、前記アクセルペダル開度センサの検出アクセルペダル開度から前記擬似アクセルペダル開度に切替える開度切替手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。

請求項１の発明の場合、ＡＣＣ等のクルーズコントロールの制御時、目標出力演算手段により目標加速度と目標車速からエンジンの目標出力を演算し、擬似アクセルペダル開度演算手段により、前記目標出力に対応する擬似アクセルペダル開度を、アクセルペダル開度と車速に対してエンジンが発生すべき目標トルクの特性マップおよび、アクセルペダル開度と車速に対するトランスミッションの回転数の特性マップと、車速センサの検出車速とに基づき、目標トルクと回転数の積が前記目標出力となるアクセルペダル開度から逆引き演算して簡単に算出する。さらに、開度切替手段により、制御入力としてのアクセルペダルの開度を、アクセル開度検出手段が検出した検出アクセルペダル開度から前記擬似アクセルペダル開度に切替え、擬似アクセルペダル開度と車速とに基づいてエンジンの目標スロットル開度およびを演算し、目標スロットル開度にしたがってエンジンスロットル、トランスミッションを制御する。

したがって、クルーズコントロールの制御時に、通常制御時と同じ制御系の最上流のアクセルペダル開度の入力位置に、通常制御時のアクセル開度センサの検出アクセルペダル開度に代えて擬似アクセルベダル開度演算手段が演算した擬似アクセルペダル開度を入力し、通常制御時と同じようにしてエンジンのスロットル開度の制御およびトランスミッションの変速制御が行なえる。そのため、クルーズコントロールの制御時にも通常制御時と同じ内容の制御入力を通常制御時と同じ位置（最上流位置）に入力し、通常制御時と同様の制御でクルーズコントロールの機能を十分に発揮することができる。また、通常制御時およびクルーズコントロールの制御時の制御出力をトラクションコントロール等に利用することができる。

本発明の一実施形態のブロック図である。図１の要部の詳細なブロック図である。図２の一部の処理を説明する特性図である。従来例のブロック図である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図３を参照して詳述する。

図１は車両（自車）１に備えられた車両の駆動制御装置の概略のブロック構成を示し、通常走行時は、アクセルペダル開度センサ２の検出アクセルペダル開度θａと車速センサ３の検出車速Ｖが、エンジンコントローラ４、トランスミッションコントローラ５それぞれに入力される。

エンジンコントローラ４は検出アクセルペダル開度θａと検出車速Ｖに基づき、後述するように要求トルクτ＊を算出し、要求トルクτ＊とトランスミッションコントローラ５が算出したエンジンの目標回転数Ｒ＊とからエンジンの目標スロットル開度θｔ＊を算出し、エンジンスロットル６の開度θｔを目標スロットル開度θｔ＊にＦＢ制御する。

トランスミッションコントローラ５は検出アクセルペダル開度θａと検出車速Ｖに基づいてエンジンの目標回転数Ｒ＊を算出し、算出した目標回転数Ｒ＊をエンジンコントローラ４に供給するとともに、目標回転数Ｒ＊に応じてトランスミッション７の変速をＦＢ制御する。なお、トランスミッション７は無段変速機、有段変速機のいずれであってもよいが、本実施形態においては、トランスミッション７はＣＶＴの無段変速機である。

つぎに、クルーズコントロールの走行に設定されると、エンジンコントローラ４およびトランスミッションコントローラ５の前段のスイッチ（本発明の開度切替手段）８がアクセルペダル開度センサ２側からＡＣＣコントローラ９側に切替わり、ＡＣＣコントローラ９は検出アクセルペダル開度θａに対応する後述の擬似アクセルペダル開度θａ＊を発生してエンジンコントローラ４およびトランスミッションコントローラ５に供給する。このとき、エンジンコントローラ４およびトランスミッションコントローラ５は、擬似アクセルペダル開度θａ＊と検出車速Ｖに基づき、エンジンスロットル６の開度θｔ、トランスミッション７の変速を制御する。

なお、各コントローラ４、５、９は、マイクロコンピュータのソフトウェア処理（プログラムの実行）によって実現される。また、図１のαは先行車を示す。さらに、スイッチ８はエンジンコントローラ４内で構成されていてもよい。

図２は図１のエンジンコントローラ４、トランスミッションコントローラ５、ＡＣＣコントローラ９の詳細なブロック構成を示す。

エンジンコントローラ４は要求トルク演算部４１、スロットル開度演算部４２を備える。要求トルク演算部４１は入力端子ｉｎ１にスイッチ８の検出アクセルペダル開度θａ、擬似アクセルペダル開度θａ＊が入力され、入力端子ｉｎ２に車速センサ３の検出車速Ｖが入力される。また、要求トルク演算部４１には、アクセルペダル開度と車速（現在の車速）に対してエンジンが発生すべき要求トルクを算出する特性マップ（データマップ）Ｇ１が予め設定されている。よって、要求トルク演算部４１では、検出アクセルペダル開度θａまたは擬似アクセルペダル開度θａ＊と検出車速Ｖに対応する要求トルク（目標トルク）τ＊が前記特性マップＧ１から求められ、求められた要求トルクτ＊は、出力端子ｏｕｔからスロットル開度演算部４２の入力端子ｉｎ１に出力される。スロットル開度演算部４２には、入力端子ｉｎ２に後述するトランスミッションの回転数演算部５１からのエンジンの目標回転数Ｒ＊が入力されている。そして、スロットル開度演算部４２は、入力端子ｉｎ１の要求トルクτ＊と入力端子ｉｎ２の目標回転数Ｒ＊に基づいて目標スロットル開度θｔ＊を求めて出力端子ｏｕｔからエンジンスロットル６に出力し、エンジンのスロットル開度θｔを目標スロットル開度θｔ＊に制御する。

トランスミッションコントローラ５はトランスミッション７の回転数演算部５１を備え、回転数演算部５１は、要求トルク演算部４１と同様、入力端子ｉｎ１にスイッチ８の検出アクセルペダル開度θａ、擬似アクセルペダル開度θａ＊が入力され、入力端子ｉｎ２に車速センサ３の検出車速Ｖが入力される。また、回転数演算部５１には、アクセルペダル開度と車速（現在の車速）に対してトランスミッション７の回転数を演算する特性マップ（データマップ）Ｇ２が予め設定されている。よって、回転数演算部５１では、検出アクセルペダル開度θａまたは擬似アクセルペダル開度θａ＊と検出車速Ｖとに対応するトランスミッションの目標回転数Ｒ＊が前記特性マップＧ２から求められて出力端子ｏｕｔからスロットル開度演算部４２の入力端子ｉｎ２およびトランスミッション７に出力され、トランスミッション７の回転数が制御される。なお、トランスミッション７の回転数は、エンジンからトランスミッション７への入力軸の回転数であり、本発明のトランスミッションの回転数である。

ＡＣＣコントローラ９は、目標速度演算部９１、目標出力演算部（本発明の目標出力演算手段）９２、擬似アクセルペダル開度演算部（本発明の擬似アクセルペダル開度演算手段）９３を備える。

クルーズコントロールの設定操作により、ＡＣＣコントローラ９の前段の図示省略した目標加速度設定部は、例えば測距レーダにより先行車αが検出されない（先行車αが存在しない）ときに目標速度演算部９１の入力端子ｉｎ１に一定車速（設定車速）に制御するための目標加速度Ａ＊を入力し、前記測距レーダにより先行車αが検出される（先行車αが存在する）ときは目標速度演算部９１の入力端子ｉｎ１に一定の車間時間の車速に制御するための目標加速度Ａ＊を入力する。また、目標速度演算部９１の入力端子ｉｎ２には検出車速Ｖが入力される。そして、目標速度演算部９１は例えば目標加速度Ａ＊の積分により求められる到達車速と検出車速（現在車速）Ｖとの差から、目標車速Ｖ＊を演算して出力端子ｏｕｔから出力する。

目標出力演算部９２は入力端子ｉｎ１に目標加速度Ａ＊が入力され、入力端子ｉｎ２に目標車速Ｖ＊が入力される。そして、目標出力演算部９２は、目標加速度Ａ＊と目標車速Ｖ＊とに基づき、例えばＰ＊＝（ｒ＋Ｍ×Ａ＊）×Ｖ＊、ｒ：車両１の走行負荷（既値）、Ｍ：車両１の重量の周知の式の演算からエンジンの目標出力Ｐ＊を求めて出力端子ｏｕｔから出力する。擬似アクセルペダル開度演算部９３は入力端子ｉｎ１に目標出力Ｐ＊が入力されて、入力端子ｉｎ２に検出車速Ｖが入力される。そして、擬似アクセルペダル開度演算部９３は、後述する逆引き演算により目標出力Ｐ＊のアクセルペダル開度を擬似アクセルペダル開度θａ＊として算出し、算出した擬似アクセルペダル開度θａ＊を出力端子ｏｕｔからスイッチ８に出力する。

ところで、前記特性マップＧ１、Ｇ２の積（Ｇ１×Ｇ２）は、（特性マップＧ１の要求トルクτ＊）×（特性マップＧ２の目標回転数Ｒ＊）であり、検出車速Ｖに依存した目標出力（エンジン出力）Ｐ＊である。

図３はアクセルペダル開度に対するエンジンのトルクτ、出力Ｐおよび、トランスミッション７の回転数Ｒの特性の一例を示し、この特性例からも要求トルクτ＊、目標出力（エンジン出力）Ｐ＊および、目標回転数Ｒ＊、の関係は明らかである。

そして、アクセルペダル開度と車速に対して求められる特性マップＧ１、Ｇ２の積（Ｇ１×Ｇ２）が検出車速Ｖに依存した目標出力（エンジン出力）Ｐ＊を意味しており、この関係から、目標出力Ｐ＊と検出車速Ｖに対するアクセルペダル開度を求めるマップ（逆引きマップ）を導き出すことができる。そこで、擬似アクセルペダル開度演算部９３は、特性マップＧ１、Ｇ２の積（Ｇ１×Ｇ２）のエンジン出力（目標出力Ｐ＊）と、車速、アクセルペダル開度の組み合わせとのマップが逆引きマップとして設定され、該逆引きマップの車速センサ３の検出車速Ｖ（および目標出力Ｐ＊）に対応するアクセルペダル開度を擬似アクセルペダル開度θａ＊として逆引き演算する。

さらに、通常制御時は、スイッチ８がアクセルペダル開度センサ２側に保持され、アクセルペダル開度センサ２の検出アクセルペダル開度θａがエンジンコントローラ４の要求トルク演算部４１、トランスミッションコントローラ５の回転数演算部５１に入力され、検出アクセルペダル開度θａと検出車速Ｖを入力として、エンジンコントローラ４からエンジンスロットル６に至るエンジン制御系および、トランスミッションコントローラ５からトランスミッション７に至るトランスミッション制御系により、エンジンのスロットル開度、トランスミッションの変速がＦＢ制御される。

一方、クルーズコントロールの制御時は、スイッチ８の切替えにより、アクセルペダル開度センサ２の検出アクセルペダル開度θａに代えてＡＣＣコントローラ９の擬似アクセルペダル開度θａ＊がエンジンコントローラ４の要求トルク演算部４１、トランスミッションコントローラ５の回転数演算部５１に入力され、擬似アクセルペダル開度θａ＊と検出車速Ｖを入力として、エンジンコントローラ４からエンジンスロットル６に至るエンジン制御系および、トランスミッションコントローラ５からトランスミッション７に至るトランスミッション制御系により、エンジンのスロットル開度、トランスミッションの変速が制御される。

したがって、本実施形態の場合、クルーズコントロールの制御が、前記逆引き演算により擬似アクセルペダル開度θａ＊を簡単に演算し、エンジン制御系およびトランスミッション制御系の最も上流の入力であるアクセルペダル開度を検出アクセルペダル開度θaから擬似アクセルペダル開度θａ＊に切替え、通常制御時と同じ制御系を用いて通常制御時と同様にして行なうことができる。この場合、制御の構成が極めて簡単になる。また、エンジン制御系およびトランスミッション制御系の入力は、通常制御、クルーズコントロールの制御のいずれであってもアクセルペダル開度と車速である。そして、クルーズコントロールの制御時、制御入力としてのアクセルペダル開度を擬似アクセルペダル開度θａ＊とする制御で応答性よくエンジンスロットル６のアクセル開度の制御およびトランスミッション７の変速制御を行なうことができる。そのため、通常制御時とクルーズコントロールの制御時とで制御の応答性等に差がなく、簡単な構成でクルーズコントロールの制御精度を向上し、クルーズコントロールの機能を十分に発揮することができる。また、制御出力を通常制御時だけでなくＡＣＣ制御時にもトラクションコントロール等に利用することができる。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、クルーズコントロールは一定速度で走行するだけの機能を備えたものであってもよい。

つぎに、前記実施形態においては、ＡＣＣコントローラ９の目標速度演算部９１により目標加速度Ａ＊と検出速度Ｖから目標車速Ｖ＊を演算したが、目標車速Ｖ＊は設定される構成であってもよい。また、図１の各コントローラ４、５、９の構成等は前記実施形態と異なっていてもよいのは勿論である。さらに、トランスミッション７は有段変速機であってもよい。

そして、本発明は、クルーズコントロールの機能を備えた種々の車両の駆動制御装置に適用することができる。

１車両
２アクセルペダル開度センサ
３車速センサ
６エンジンスロットル
７トランスミッション
８スイッチ
９２目標出力演算部
９３擬似アクセルペダル開度演算部
Ａ＊目標加速度
Ｐ＊目標出力
Ｒ＊目標回転数
Ｖ検出車速
Ｖ＊目標車速
θａ検出アクセルペダル開度
θａ＊擬似アクセルペダル開度
θｔ＊目標スロットル開度

Claims

制御入力としてのアクセルペダル開度と車速とに基づいてエンジンの目標スロットル開度、トランスミッションの目標回転数を演算し、前記目標スロットル開度、前記目標回転数にしたがってエンジンのスロットル開度を制御する車両の駆動制御装置であって、
アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度センサと、
車速を検出する車速センサと、
クルーズコントロールの目標加速度と目標車速からエンジンの目標出力を演算する目標出力演算手段と、
アクセルペダル開度と車速に対してエンジンが発生すべき目標トルクの特性マップおよび、アクセルペダル開度と車速に対するトランスミッションの回転数の特性マップと、前記車速センサの検出車速とに基づき、目標トルクと回転数の積が前記目標出力となる擬似アクセルペダル開度を逆引き演算する擬似アクセルペダル開度演算手段と、
クルーズコントロールの制御により、前記制御入力としてのアクセルペダルの開度を、前記アクセルペダル開度センサの検出アクセルペダル開度から前記擬似アクセルペダル開度に切替える開度切替手段とを備えたことを特徴とする車両の駆動制御装置。