JP2011126424A - 車両制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機の状態に応じた適切な要求加速度を決定可能な車両制御システムを提供すること。
【解決手段】車両に加速度を発生する加速度発生装置と、運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量と、車両の車速と、に基づく要求加速度Ｇｘに基づいて加速度発生装置を制御する車両制御装置６と、を備える車両制御システム１であって、加速度発生装置は、動力源４と、動力源と車両の駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機５１とを有し、車両制御装置は、自動変速機の現在の変速比に基づいて要求加速度を変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両制御システムに関する。

近年の車両制御においては、例えば特許文献１に示すように、車両の車速と、運転者がアクセルペダルを操作した際のアクセル操作量（アクセル開度、踏力等）とに基づいて運転者の要求する加速度である目標加速度を決定し、決定された目標加速度に基づいて例えばエンジンのスロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を制御する、いわゆるトルクディマンド制御が行われている。上記トルクディマンド制御では、車速と、アクセル操作量とに基づいて目標加速度が決定される。

特開昭６３−０２５３４２号公報

ここで、運転者の要求する要求加速度を実現する自動変速機等の実現系（駆動系）の状態によって、発生できる加速度についての特性が異なる。例えば、自動変速機ではギア比に応じて実現可能な加速度の範囲が決まる。トルクディマンド制御のように、運転者によるアクセルの操作に基づく要求加速度の設定方法について、従来十分な検討がなされていなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自動変速機の状態に応じた適切な要求加速度を決定可能な車両制御システムを提供することを目的とする。

本発明の車両制御システムは、車両に加速度を発生する加速度発生装置と、運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量と、前記車両の車速と、に基づく要求加速度に基づいて前記加速度発生装置を制御する車両制御装置と、を備える車両制御システムであって、前記加速度発生装置は、動力源と、前記動力源と前記車両の駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機とを有し、前記車両制御装置は、前記自動変速機の現在の変速比に基づいて前記要求加速度を変化させることを特徴とする。

本発明の車両制御システムにおいて、前記車両制御装置は、前記現在の変速比において前記動力源の出力する前記動力により実現可能な加速度の範囲内で前記要求加速度を変化させることを特徴とする。

本発明の車両制御システムにおいて、前記車両制御装置は、前記現在の変速比が小さい場合には、前記現在の変速比が大きい場合と比較して前記要求加速度を低加速度側の値に変化させることを特徴とする。

本発明の車両制御システムにおいて、前記車両制御装置は、現在の走行条件において目標変速比として設定可能な変速比のうち最大加速度を発生可能な変速比に対する前記現在の変速比の割合に応じて前記要求加速度を変化させ、前記割合が小さい場合には、前記割合が大きい場合と比較して前記要求加速度を低加速度側の値に変化させることを特徴とする。

本発明の車両制御システムにおいて、前記車両制御装置は、前記現在の変速比が小さい場合には、前記現在の変速比が大きい場合と比較して、前記自動変速機の変速比の変化に対する前記要求加速度の変化の度合いを小さくすることを特徴とする。

本発明にかかる車両制御システムでは、車両制御装置は、自動変速機の現在の変速比に基づいて要求加速度を変化させる。したがって、自動変速機の状態に応じた適切な要求加速度を決定することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両制御システムの概略構成例を示す図である。 図２は、車速一定時における要求加速度とアクセル開度との関係を示す図である。 図３は、ギア段と発生加速度との関係の一例を示す図である。 図４は、要求加速度に基づく加速度制御について説明するための図である。 図５は、一定アクセル開度における加速度と車速との関係を示す図である。

以下に、本発明にかかる車両制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。また、下記の実施形態における加速度には、車両を加速させる方向の加速度のみならず、車両を減速させる方向の加速度も含まれる。

（実施形態）
図１から図５を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御システムに関する。図１は、実施形態に係る車両制御システムの概略構成例を示す図である。また、図２は、車速一定時における要求加速度とアクセル開度との関係を示す図である。

本実施形態の車両制御システムは、車両に加速度を発生する加速度発生装置と、運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量と、車両の車速と、に基づく要求加速度に基づいて加速度発生装置を制御する車両制御装置（図１の符号６参照）と、を備える。加速度発生装置は、動力源（図１の符号４参照）と、動力源と車両の駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機（図１の符号５参照）とを有し、車両制御装置は、自動変速機の現在の変速比に基づいて要求加速度を変化させる。

車両制御装置としてのＥＣＵ６は、運転者のアクセル操作に応じた要求加速度を実現するように、車両の加速度制御（駆動力制御）を行う。ここで、アクセル開度（アクセル操作量）とスロットル開度との関係が一対一である従来の車両においては、アップシフトするに従い、発生加速度がギア比に応じて小さくなる。このような車両特性に慣れた運転者は、アップシフト後の発生加速度低減を予期して運転する可能性があるため、等駆動力変速がなされてアップシフトの前後で発生加速度の低減がないと、違和感を覚えることがある。また、等駆動力変速を行う車両において、実現系のばらつきにより、アップシフト前に対してアップシフト後の加速度の低下や上昇が生じる可能性がある。アップシフト後の加速度が落ち込む場合の違和感と比較して、過剰に加速度が発生する場合の押し出され感（飛び出し感）に対する運転者の感度が高い可能性がある。

本実施形態では、以下に説明するように、要求加速度を車両のギア段情報に基づいて変化させることで、加速のコントロール性向上や不感帯の低減を図る。まず、車両制御システム１および要求加速度Ｇｘの算出方法について説明する。

運転者が搭乗する車両（以下、単に「車両ＣＡ」と称する）は、図１に示すように、少なくとも車両制御システム１が搭載されている。車両制御システム１は、アクセルセンサ２と、車速センサ３と、エンジン４と、トランスミッション（以下、単に「Ｔ／Ｍ」と称する。）５と、ＥＣＵ６とにより構成されている。車両制御システム１は、アクセルセンサ２から出力されるアクセル操作量と、車速センサ３から出力される車速ｖとを入力値として、ＥＣＵ６において要求値が決定され、決定された要求値に基づいてエンジン４およびＴ／Ｍ５が制御され、車両ＣＡに要求値に応じた加速度Ｇ〔ｍ／ｓ^２〕を発生させるものである。つまり、車両制御システム１は、要求値ディマンド制御を行うものである。ここで、車両制御システム１は、アクセル操作量と車速ｖとを入力値として要求値を決定するものであり、車両１に対する周辺車両や障害物との位置関係を入力値として要求値を決定することはない。また、要求値は、実施形態では、要求加速度Ｇｘ〔ｍ／ｓ^２〕であるがこれに限定されるものではなく車両ＣＡに発生する加速度Ｇに対応するものであれば良く、例えば要求駆動力Ｆｏ〔Ｎ〕であっても良い。なお、車両制御システム１は、アクセル操作量と車速ｖ〔ｋｍ／ｈ〕とを入力値として要求車速を決定することはない。

アクセルセンサ２は、運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量を検出するものである。アクセルセンサ２は、実施形態では、運転者が操作する図示しないアクセルペダルの操作に応じたアクセル開度Ｐａ〔％〕を検出するものである。アクセルセンサ２は、ＥＣＵ６と接続されており、アクセル開度Ｐａに係る信号がＥＣＵ６に出力され、アクセル開度Ｐａが入力値としてＥＣＵ６により取得される。取得されたアクセル開度Ｐａは、要求加速度Ｇｘ〔ｍ／ｓ^２〕を決定する際に用いられる。

車速センサ３は、車両ＣＡの車速ｖを検出するものである。車速センサ３は、ＥＣＵ６と接続されており、車速ｖに係る信号がＥＣＵ６に出力され、車速ｖが入力値としてＥＣＵ６により取得される。取得された車速ｖは、要求加速度Ｇｘを決定する際に用いられる。ここで、車速センサ３は、車両ＣＡの各車輪に取り付けられている車輪速センサ、エンジン４から図示しない駆動輪までの経路における回転体の回転数を検出するセンサなどに限られず、ＧＰＳに代表される車両ＣＡの位置データを検出するセンサなどであっても良い。この場合は出力された位置データに基づいてＥＣＵ６が車速ｖを算出する。

エンジン４は、車両ＣＡに加速度Ｇを発生する加速度発生装置を構成するものである。エンジン４は、動力源であり、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であり、ピストン往復動機関である。エンジン４は図示しない燃料噴射装置、エンジン４の図示しない吸気系統に設けられたスロットル弁、エンジン４の図示しない燃焼室に設けられた点火プラグ及び各種センサ等を有しており、これら装置はＥＣＵ６により制御される。エンジン４の図示しない出力軸は、Ｔ／Ｍ５の入力軸と連結されており、エンジン４が出力する機械的動力（エンジントルクＴ）がＴ／Ｍ５を介して、図示しない駆動輪に伝達され、車両ＣＡに加速度Ｇが発生する。エンジン４が出力するエンジントルクＴは、ＥＣＵ６により決定された要求加速度Ｇｘに基づいて決定された目標エンジントルクＴｏに基づいて制御される。なお、エンジン４には、出力軸の回転角位置（以下、「クランク角」と記す）を検出する図示しないクランク角センサが設けられており、クランク角に係る信号がＥＣＵ６に出力され、クランク角が入力値としてＥＣＵ６により取得される。

Ｔ／Ｍ５は、車両ＣＡに加速度Ｇを発生する加速度発生装置を構成するものである。Ｔ／Ｍ５は、エンジン４と駆動輪との間に設けられているものであり、エンジン４が発生した機械的動力を駆動輪に伝達するとともに、エンジントルクＴを変換する自動変速機５１を備える動力伝達機構である。Ｔ／Ｍ５は、図示しないトルクコンバータ、自動変速機５１および各種センサ等を有しており、これら装置は、ＥＣＵ６により制御される。Ｔ／Ｍ５の図示しない出力軸は、駆動輪と連結されている。Ｔ／Ｍ５の自動変速機５１の変速比γは、ＥＣＵ６により決定された要求加速度Ｇｘに基づいて決定された目標変速比γｏに基づいて制御される。Ｔ／Ｍ５に伝達されたエンジントルクＴは、変速比γに応じて変換され、駆動輪に伝達されることから、変速比γに応じて車両ＣＡに発生する加速度Ｇが変化する。ここで、自動変速機５１は、有段変速機、無段変速機のいずれであっても良い。なお、有段変速機の場合は、目標変速比γｏが目標変速段となる。以下の説明では、自動変速機５１が、６段変速の可能な有段変速機である場合を例に説明する。

ＥＣＵ６は、運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量と、車両ＣＡの車速ｖとに基づいて加速度発生装置であるエンジン４およびＴ／Ｍ５を制御する車両制御装置である。つまり、ＥＣＵ６は、エンジンＥＣＵおよびトランスミッションＥＣＵとしての機能を有する。ＥＣＵ６は、算出された目標エンジントルクＴｏに基づいて、噴射信号、点火信号、開度信号などをエンジン４に出力し、これらの出力信号によりエンジン４に供給される燃料の燃料供給量や噴射タイミングなどの燃料噴射制御、図示しない点火プラグの点火制御、スロットル弁の開度制御などが行われる。また、ＥＣＵ６は、算出された目標変速比γｏに基づいて、各種油圧制御信号などをＴ／Ｍ５に出力し、これらの出力信号によりＴ／Ｍ５の自動変速機５１の変速制御などが行われる。なお、ＥＣＵ６のハード構成は、主に演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムや情報を格納するメモリ（ＳＲＡＭなどのＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭなどのＲＯＭ（Read Only Memory））、入出力インターフェースなどから構成され、既知の車両に搭載されるＥＣＵと同様であるため、詳細な説明は省略する。

ＥＣＵ６は、実施形態では、アクセル開度Ｐａと、車両ＣＡの車速ｖとに基づいて要求加速度Ｇｘを決定し、決定された要求加速度Ｇｘに基づいて動的要求加速度Ｇｙを決定し、決定された動的要求加速度Ｇｙに基づいて要求駆動力Ｆｏを決定し、決定された要求駆動力Ｆｏに基づいて目標エンジントルクＴｏおよび目標変速比γｏを決定し、決定された目標エンジントルクＴｏおよび目標変速比γｏに基づいてエンジン４およびＴ／Ｍ５を制御する。ＥＣＵ６は、静的要求加速度算出部６１と、動的要求加速度算出部６２と、要求駆動力算出部６３と、目標値算出部６４とにより構成されている。

静的要求加速度算出部６１は、アクセル操作量の一定時における速度ｖと加速度Ｇとの関係（以下、単に「ｖ−Ｇ関係」と称する。）により定められたアクセル操作量一定時加速度を条件とするアクセル操作量と要求値との関係に基づいて要求加速度Ｇｘを決定するものである。静的要求加速度算出部６１は、アクセル開度Ｐａと車速ｖとに基づいて、一定アクセル開度Ｐａ１におけるｖ−Ｇ関係により定められたアクセル一定時加速度Ｇｘ１を条件とするアクセル開度Ｐａと要求加速度Ｇｘとの関係（以下、単に「Ｐａ−Ｇｘ関係」と称する。）に基づいて静的要求加速度である要求加速度Ｇｘを算出し、動的要求加速度算出部６２に出力する。図５は、一定アクセル開度における加速度と車速との関係を示す図である。実施形態では、一定アクセル開度Ｐａ１におけるｖ−Ｇ関係は、図５に示す実線のように設計することができる。同図における一点鎖線は、アクセル開度Ｐａの全域に後述するウェーバー・フェフナーの法則を適用した場合（「全域ＷＦ領域」と称する）の一定アクセル開度Ｐａ１におけるｖ−Ｇ関係である。静的要求加速度算出部６１は、アクセル開度Ｐａと、車速ｖと、ウェーバー・フェフナー（Weber-Fechner）の法則に基づく指数関数（以下、単に「ＷＦ指数関数」と称する。）とに基づいて要求加速度Ｇｘを算出する。ＷＦ指数関数は、任意の車速ｖにおいてアクセル開度Ｐａが一定アクセル開度Ｐａ１であると、任意の車速ｖにおけるアクセル一定時加速度Ｇｘ１が要求加速度Ｇｘとして算出されるように定められている。従って、静的要求加速度算出部６１は、同一車速ｖであり、かつ一定アクセル開度Ｐａ１であると、同じアクセル一定時加速度Ｇｘ１が要求加速度Ｇｘとして算出される。つまり、実施形態に係るＰａ−Ｇｘ関係は、ＷＦ指数関数に基づいて要求加速度Ｇｘを算出するという所定の特性を有する。また、実施形態に係るＰａ−Ｇｘ関係は、一定アクセル開度Ｐａ１におけるｖ−Ｇ関係により定められたアクセル一定時加速度Ｇｘ１を一定アクセル開度Ｐａ１における要求加速度Ｇｘとして算出するという所定の特性を有する。なお、一定アクセル開度Ｐａ１は、実施形態では６０％とするがこれに限定されるものではなく、車種、搭載される加速度発生装置の構成、車両ＣＡの諸元などの諸条件で適宜設定されるものである。また、一定アクセル開度Ｐａ１は、最大アクセル開度Ｐａｍａｘに近くならない程度の大きいアクセル開度Ｐａが好ましい。これは、一定アクセル開度Ｐａ１が最大アクセル開度Ｐａｍａｘに近づくと後述する関係線Ｘ２の傾きが大きくなるためである。

ここで、Ｐａ−Ｇｘ関係は、アクセル一定時加速度Ｇｘ１とともに、アイドルがオンからオフに切り替わった場合における加速度Ｇである最小加速度Ｇｘ０を条件とする。ここで、アイドルがオンとはアクセル開度Ｐａが０％、すなわち全閉アクセル開度Ｐａ０の状態（アクセルがオフ）をいい、アイドルがオフとは全閉アクセル開度Ｐａ０以外である状態（アクセルがオン）をいう。ＷＦ指数関数は、アイドルがオン時、すなわち全閉アクセル開度Ｐａ０であると、最小加速度Ｇｘ０が要求加速度Ｇｘとして算出されるように定められている。実施形態では、アイドルがオンからオフに切り替わる際に加速度発生装置であるエンジン４およびＴ／Ｍ５により発生可能な加速度Ｇである最小発生加速度Ｇｘｍｉｎ、あるいは車速ｖ応じて決定された値、すなわち設定最小加速度Ｇｘ０´のいずれかが最小加速度Ｇｘ０に決定される。最小発生加速度Ｇｘｍｉｎは、現在の車速ｖ、変速比γ、ロックアップ付きトルクコンバータを備える場合はロックアップ係合状態、燃料流量学習値、燃料流量に対するフィードバック補正量、燃料流量に対する始動時における補正量、フューエルカット状態、エンジン水温、エアコンプレッサ負荷、オルタネータ負荷（電気負荷）、燃料流量に対する排気系統に備えられる触媒暖機補正量、燃料流量に対するエンジンストップ回避補正量、燃料流量に対するパージによる補正量、燃料流量に対する減速過渡時補正量などの要素に基づいて算出される。設定最小加速度Ｇｘ０´は、車速ｖとの関係で予め設定されているものであり、例えば図５に示すように、車速ｖの増加に伴い減少するように設定されている。

静的要求加速度算出部６１は、実施形態では、アイドルがオン時に設定最小加速度Ｇｘ０´を最小加速度Ｇｘ０に決定し、アイドルがオンからオフに切り替わった場合に、アイドルがオンからオフに切り替わる際の設定最小加速度Ｇｘ０´が算出された最小発生加速度Ｇｘｍｉｎと異なる場合は、最小発生加速度Ｇｘｍｉｎを最小加速度Ｇｘ０に決定し、さらにアイドルがオフ時に最小加速度Ｇｘ０を車速ｖに拘わらず上記最小発生加速度Ｇｘｍｉｎに維持する。つまり、アイドルがオン時、すなわちアクセル開度Ｐａが全閉アクセル開度Ｐａ０以外では、最小発生加速度Ｇｘｍｉｎを最小発生加速度Ｇｘ０とする。

また、Ｐａ−Ｇｘ関係は、アクセル開度Ｐａが少なくとも一定アクセル開度Ｐａ１よりも大きい領域となると、実施形態では、アクセル開度Ｐａが一定アクセル開度Ｐａ１よりも大きい境界アクセル開度Ｐａ２（＞Ｐａ１）を超えると、アクセル開度Ｐａが最大の１００％（アクセル操作量最大）の場合、すなわち最大アクセル開度Ｐａｍａｘ時にエンジン４およびＴ／Ｍ５により発生可能な加速度Ｇである最大発生加速度Ｇｘｍａｘを条件とする。静的要求加速度算出部６１は、任意の車速ｖにおいてアクセル開度Ｐａが境界アクセル開度Ｐａ２を超える場合、任意の車速ｖと境界アクセル開度Ｐａ２とＷＦ指数関数とにより基づいて算出された境界要求加速度Ｇｘ２を任意の車速ｖにおける最大発生加速度Ｇｘｍａｘに基づいて補完することで要求加速度Ｇｘを算出する。具体的には、静的要求加速度算出部６１は、境界要求加速度Ｇｘ２および最大発生加速度Ｇｘｍａｘに基づき線形補間を行うことで、要求加速度Ｇｘを算出する。ここで、静的要求加速度算出部６１は、任意の車速ｖにおいてアクセル開度Ｐａが最大アクセル開度Ｐａｍａｘである場合、任意の車速ｖにおける最大発生加速度Ｇｘｍａｘを要求加速度Ｇｘとして算出する。つまり、Ｐａ−Ｇｘ関係は、最大アクセル開度Ｐａｍａｘ時に要求加速度Ｇｘが最大発生加速度Ｇｘｍａｘとなるように定められる。従って、Ｐａ−Ｇｘ関係は、図２に示すように、車速ｖにかかわらず、アクセル一定時加速度Ｇｘ１を含むアクセル開度Ｐａと要求加速度Ｇｘとの関係線Ｘ１（ＷＦ指数関数に基づく関係線）と、最大発生加速度Ｇｘｍａｘを含むアクセル開度Ｐａと要求加速度Ｇｘとの関係線Ｘ２（境界要求加速度Ｇｘ２と最大発生加速度Ｇｘｍａｘとの間を線形補間する関係線）とを組み合わせたものとなる。要求加速度Ｇｘは、アクセル開度Ｐａが０、すなわちアイドルがオンからアクセル一定時加速度Ｇｘ１、最小加速度Ｇｘ０を条件とするＷＦ指数関数に基づいて算出されるが、アクセル開度Ｐａが少なくとも一定アクセル開度Ｐａ１よりも大きい領域となると、加速度発生装置の最大出力特性を考慮して最大発生加速度Ｇｍａｘにより補完される。つまり、実施形態に係るＰａ−Ｇｘ関係は、アクセル開度Ｐａが少なくとも一定アクセル開度Ｐａ１よりも大きい領域となると、要求加速度Ｇｘが最大発生加速度Ｇｍａｘにより補完されるという所定の特性を有する。また、実施形態に係るＰａ−Ｇｘ関係は、最大発生加速度Ｇｘｍａｘが最大アクセル開度Ｐａｍａｘにおける要求加速度Ｇｘとなるという所定の特性を有する。なお、境界アクセル開度Ｐａ２は、実施形態では８０％とするがこれに限定されるものではなく、車種、搭載される加速度発生装置の構成、車両ＣＡの諸元などの諸条件で適宜設定される。また、補完方法は、線形補間に限定されるものではなく、他の多項式補間を用いてもよい。

アクセル開度Ｐａが境界アクセル開度Ｐａ２以下である場合の要求加速度Ｇｘは、例えば、下記式（１）から（３）に基づいて算出される。
Ｇｘ１＝Ａ×ｅ^Ｂ・ｖ …（１）
ここで、Ａは、０より大きく、車速ｖが０のときの要求加速度Ｇｘを定めるものである。Ｂは、０より小さく、車速ｖの増加に伴う要求加速度Ｇｘの減速具合を定めるものである。

Ｃ（ｖ）＝（Ｇｘ１−Ｇｘ０）／Ｐａ１^ｋ …（２）
Ｇｘ＝Ｃ（ｖ）Ｐａ^ｋ＋Ｇｘ０ …（３）
ここで、ｋはウェーバー比である。

また、アクセル開度Ｐａが境界アクセル開度Ｐａ２を超える場合の要求加速度Ｇｘは、例えば、上記式（２）および下記式（４）、（５）に基づいて算出される。
Ｇｘ２＝Ｃ（ｖ）Ｐａ２^ｋ＋Ｇｘ０ …（４）
Ｇｘ＝（Ｇｘｍａｘ−Ｇｘ２）／（Ｐａｍａｘ−Ｐａ２）Ｐａ＋Ｇｘ２ …（５）

ここで、上記式（１）乃至（５）により算出される要求加速度Ｇｘは、加速度発生装置であるエンジン４およびＴ／Ｍ５で発生させることができる加速度範囲外の値として算出される場合がある。本実施形態では、自動変速機５１の現在のギア段に基づいて、要求加速度Ｇｘが変化する。図３は、自動変速機５１のギア段と発生加速度との関係の一例を示す図である。

図３において、横軸は車速ｖ、縦軸は加速度発生装置で発生させることができる加速度を示す。最大発生加速度Ｇｘｍａｘを発生させるギア段は、速度領域によって異なり、最も低速の速度領域Ｖ１では、１速ギア段において最大発生加速度Ｇｘｍａｘを発生させることができる。符号Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５およびＶ６は、それぞれ２速，３速，４速，５速および６速ギア段において加速度発生装置が最大発生加速度Ｇｘｍａｘを発生させる速度領域を示す。このように、最大発生加速度Ｇｘｍａｘには車速ｖに応じた上限が存在し、同じ速度領域であってもギア段に応じて加速度発生装置で発生可能な加速度には制限がある。このため、静的要求加速度算出部６１は、静的要求加速度Ｇｘが最大発生加速度Ｇｘｍａｘを超える場合には、要求加速度Ｇｘを車速ｖに応じた最大発生加速度Ｇｘｍａｘ以下の値に決定する。言い換えると、車両制御装置としてのＥＣＵ６は、現在の変速比において動力源としてのエンジン４の出力する動力により実現可能な加速度の範囲内で要求加速度Ｇｘを変化させる。これにより、加速度発生装置で発生させることができる加速度範囲外に要求加速度Ｇｘが設定されることを未然に抑制し、加速のコントロール性向上や不感帯の低減を実現することができる。また、静的要求加速度算出部６１は、現在のギア段と車速ｖとに基づいて、要求加速度Ｇｘが、現在のギア段で加速度発生装置が発生させることができる加速度の上限を超える場合に、その加速度の上限で要求加速度Ｇｘを規制するようにしてもよい。

なお、静的要求加速度算出部６１は、要求加速度Ｇｘが、例えば加速度発生装置が発生させることのできる加速度範囲の下限を下回る場合に、要求加速度Ｇｘをその下限以上の値に変化させるようにしてもよい。なお、要求加速度Ｇｘが、加速度発生装置が発生させることのできる加速度範囲内の加速度である場合、要求加速度Ｇｘは、ギア段に基づいて変化しない場合もある。

また、本実施形態の静的要求加速度算出部６１は、自動変速機５１のギア段に応じて、要求加速度Ｇｘを低加速度側に補正する。この補正では、静的要求加速度算出部６１は、現在のギア段が高速側のギア段である（現在の変速比が小さい）場合には、低速側のギア段である（現在の変速比が大きい）場合と比較して、要求加速度Ｇｘを低加速度側の値に変化させる。これにより、以下に説明するように、アップシフト時の押し出され感の発生等を抑制することができる。

図４は、要求加速度Ｇｘに基づく加速度制御について説明するための図である。図４において、横軸は時間、縦軸は車両ＣＡに発生する加速度Ｇを示す。符号１０１は、ギア段に基づく補正がなされる前の要求加速度Ｇｘ（以下、単に「補正前の要求加速度」と記載する）、符号１０２は、ギア段に基づく補正がなされた要求加速度Ｇｘ（以下、単に「補正後の要求加速度」と記載する）の推移を示す。また、符号２０１は、補正前の要求加速度Ｇｘ（１０１）を実現するように加速度発生装置が制御された場合の発生加速度を示し、符号２０２は、補正後の要求加速度Ｇｘ（１０２）を実現するように加速度発生装置が制御された場合の発生加速度を示す。また、符号Ｔ１は、自動変速機５１がアップシフトされるタイミングを示す。アップシフトがなされると、変速中に発生加速度２０１，２０２がそれぞれ低下する（符号２０１ａ，２０２ａ参照）。補正前の要求加速度Ｇｘ（１０１）は、アップシフトの前後で連続的であり、直線状に推移している。この場合、補正前の要求加速度Ｇｘ（１０１）に基づく加速度制御では、符号２０１ｂに示すように、アップシフト後に発生加速度２０１が大きく上昇する。例えば、変速後の発生加速度２０１ｂが、変速前の発生加速度２０１と同程度まで上昇し、押し出され感が発生してしまう。また、変速直後の駆動力段差が大きなものとなってしまう。

これに対して、本実施形態では、ギア段に応じて補正前の要求加速度Ｇｘ（１０１）に対して補正後の要求加速度Ｇｘ（１０２）が低加速度側に補正される。また、現在のギア段が高速側のギア段である場合には、低速側のギア段である場合と比較して、補正後の要求加速度Ｇｘはより低加速度側の値に決定される。これにより、アップシフト前における補正後の要求加速度Ｇｘ（１０２ａ）に対して、アップシフト後における補正後の要求加速度Ｇｘ（１０２ｂ）が、階段状に低下している。

静的要求加速度算出部６１は、例えば、下記式（６）、（７）により要求加速度Ｇｘを補正する。
α ＝ ｒ＋（１−ｒ）γｃ／γ１ …（６）
ただし、α；加速度補正係数、ｒ；定数（０＜ｒ＜１）、γｃ；現在のギア段の変速比、γ１；１速ギア段の変速比
補正後のＧｘ＝補正前のＧｘ × α …（７）

上記式（６）において定数ｒ＝１とした場合には、補正後の要求加速度Ｇｘ＝補正前の要求加速度Ｇｘとなり、等駆動力変速となる。一方、定数ｒ＝０とした場合には、等エンジントルク変速となる。本実施形態では、定数ｒは、（０＜ｒ＜１）とされており、同じ補正前の要求加速度Ｇｘに対して、高速側のギア段（変速比の小さなギア段）ほど補正後の要求加速度Ｇｘが小さな値となる。アップシフト前における補正後の要求加速度Ｇｘ（１０２ａ）に対して、アップシフト後における補正後の要求加速度Ｇｘ（１０２ｂ）が低下するため、変速直後の駆動力段差を抑制することができる。また、アップシフト後の押し出され感を抑制することができる。例えば、加速度を発生する実現系の精度に起因する変速後の過剰な駆動力の発生を抑制することができる。よって、運転者に違和感を与えることを抑制し、ドライバビリティの向上を実現することができる。

動的要求加速度算出部６２は、動的要求加速度Ｇｙ〔ｍ／ｓ^２〕を決定するものである。動的要求加速度算出部６２は、静的要求加速度算出部６１において算出された要求加速度Ｇｘに基づいて動的要求加速度Ｇｙを算出し、要求駆動力算出部６３に出力する。動的要求加速度算出部６２は、動的フィルタを用いて車両ＣＡに発生する加速度Ｇが決定された要求加速度Ｇｘに至るまでの変化（カーブ）を決定する。従って、動的要求加速度算出部６２は、アクセル開度Ｐａに対する加速度Ｇに影響を与えるスロットル開度Ｓａの応答性を変化させることができる。例えば、車両ＣＡの発進時などは、加速度Ｇの応答性が低くなるように、動的フィルタによりなまし度合いを大きくして動的要求加速度Ｇｙを算出し、滑らかな発進を可能とする。また、運転者によるアクセルの操作速度が速い場合などでは、加速度Ｇの応答性が高くなるように、動的フィルタによりなまし度合いを小さくして動的要求加速度Ｇｙを算出し、エンジン４のスロットル弁を一時的に過剰に開かせて、高応答な加速度を車両ＣＡに発生させる。つまり、ＥＣＵ６は、静的要求加速度算出部６１と動的要求加速度算出部６２とを別々に設けることにより、静的要求加速度算出部６１により決定されるアクセル開度に対するスロットル開度の非線形、すなわちアクセル開度に対する加速度Ｇの非線形と、動的要求加速度算出部６２により決定されるアクセル開度に対するスロットル開度の応答性、すなわちアクセル開度に対する加速度Ｇの応答性を分離することができる。

要求駆動力算出部６３は、要求駆動力Ｆｏを決定するものである。要求駆動力算出部６３は、動的要求加速度算出部６２において算出された動的要求加速度Ｇｙに基づいて要求駆動力Ｆｏを算出し、目標値算出部６４に出力する。要求駆動力Ｆｏは、車両ＣＡの諸元と走行抵抗とに基づいて算出される。要求駆動力算出部６３は、例えば、動的要求加速度Ｇｙと車両ＣＡの質量とに基づいた駆動力と走行抵抗に基づいた駆動力とを加えた駆動力を要求駆動力Ｆｏとして算出する。

目標値算出部６４は、加速度発生装置を制御するための目標値を決定するものである。目標値算出部６４は、要求駆動力算出部６３において算出された要求駆動力Ｆｏに基づいて、目標エンジントルクＴｏおよび目標変速比γｏを算出し、エンジン４及びＴ／Ｍ５にそれぞれ出力する。

以上のように、実施形態に係る車両制御システム１では、自動変速機５１の現在のギア段（変速比）に基づいて、要求加速度Ｇｘが変化する。これにより、自動変速機５１の状態に応じた適切な要求加速度Ｇｘに基づく加速度制御が可能となる。自動変速機５１のギア段に応じて、要求加速度Ｇｘが低加速度側に補正され、かつ現在のギア段が高速側のギア段である場合には、低速側のギア段である場合と比較して、要求加速度Ｇｘがより低加速度側の値に決定される。これにより、変速直後の駆動力段差を低減し、また、変速時の押し出され感を抑制することができる。なお、補正前の要求加速度Ｇｘの決定方法は、実施形態で説明した方法には限定されない。運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量と車速ｖとに基づく他の方法で補正前の要求加速度Ｇｘが決定されてもよい。また、実施形態では、アクセル操作量と車速ｖとに基づく補正前の要求加速度Ｇｘがギア段に応じて補正されて補正後の要求加速度Ｇｘが決定されたが、これに代えて、アクセル操作量と車速ｖとギア段とに基づいて直接要求加速度Ｇｘが決定されてもよい。

なお、Ｔ／Ｍ５がロックアップクラッチを有している場合は、ロックアップクラッチも加速度発生装置を構成する。これは、ロックアップクラッチのクラッチ状態によって、ロックアップクラッチの下流側に伝達されるエンジン４が発生するエンジントルクＴが変化し、車両ＣＡに発生する加速度Ｇが変化するためである。

（実施形態の第１変形例）
実施形態の第１変形例について説明する。上記実施形態では、加速度補正係数αは、現在のギア段の変速比γｃと１速ギア段の変速比γ１との比に基づいて決定された。これに代えて、本変形例の加速度補正係数βは、現在のギア段の変速比γｃと、現在の走行条件において目標ギア段として設定可能なギア段のうち最大加速度を発生可能なギア段の変速比γｍとの比に基づいて決定される。静的要求加速度算出部６１は、現在の走行条件において目標変速比として設定可能な変速比のうち最大加速度を発生可能な変速比に対する現在の変速比の割合に応じて要求加速度Ｇｘを変化させ、上記割合が小さい場合には、上記割合が大きい場合と比較して要求加速度Ｇｘを低加速度側の値に変化させる。これにより、現在の走行条件で最大発生加速度Ｇｘｍａｘを発生させるギア段を基準として要求加速度Ｇｘに対する補正の度合いを決定することができる。よって、変速直後の駆動力段差の低減や、変速時の押し出され感の抑制を図りつつ、過剰に駆動力を低減させてしまうことを抑制できる。

静的要求加速度算出部６１は、下記式（８）、（９）により補正後の要求加速度Ｇｘを算出する。
β ＝ ｒ＋（１−ｒ）γｃ／γｍ …（８）
ただし、β；加速度補正係数、γｍ；現在の走行条件において目標ギア段として設定可能なギア段のうち最大加速度を発生可能なギア段の変速比
補正後のＧｘ＝補正前のＧｘ × β …（９）

現在の走行条件において目標ギア段として設定可能なギア段のうち最大加速度を発生可能なギア段の変速比γｍは、例えば、車速ｖに基づいて決定される。図３に示す例において、符号Ｖ２で示す速度領域の車速ｖで走行している場合、最大加速度を発生可能なギア段は、２速ギア段であり、２速ギア段の変速比がγｍとなる。

（実施形態の第２変形例）
実施形態の第２変形例について説明する。自動変速機５１において、高速側のギア段になるほど、隣接するギア段間の変速比の差は小さく、ギア段間の駆動力段差は小さくなる。このため、高速側のギア段になるほど、ギア段に応じて要求加速度Ｇｘを低加速度側に補正する制御の必要性は低下する。このため、高速側のギア段では、低速側のギア段と比較して、変速比の変化に対して要求加速度Ｇｘが変化しにくくなるようにしてもよい。本変形例では、静的要求加速度算出部６１は、現在の変速比が小さい場合には、現在の変速比が大きい場合と比較して、自動変速機５１の変速比の変化に対する前記要求加速度の変化の度合いを小さくする。例えば、上記式（６）において、定数ｒをギア段に応じて可変とし、現在のギア段の変速比γｃが高速側のギア段である場合には、低速側のギア段である場合と比較して定数ｒを大きくする。これにより、高速側のギア段では、低速側のギア段と比較して、変速比の変化に対して、加速度補正係数αの低下の度合いが小さくなる。なお、この場合であっても、高速側のギア段の加速度補正係数αが低速側のギア段の加速度補正係数αと比較して大きくならないようにすることが望ましい。上記第１変形例についても同様に、高速側のギア段では、低速側のギア段と比較して、変速比の変化に対して要求加速度Ｇｘが変化しにくくなるようにすることができる。

また、所定以上に高速側のギア段では、ギア段（ギア比）が変化しても要求加速度Ｇｘを変化させないようにしてもよい。例えば、１速ギア段から４速ギア段までは、変速比の変化に応じて要求加速度Ｇｘを低下させ、５速以上のギア段の要求加速度Ｇｘは、４速ギア段の要求加速度Ｇｘと同一とするようにする。これにより、高ギア段にまでギア段に応じた要求加速度Ｇｘの補正を適用することにより過剰に駆動力が低減してしまうことを抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる車両制御システムは、自動変速機を備えた車両の車両制御システムに有用であり、特に、自動変速機の状態に応じた適切な要求加速度を決定するのに適している。

１ 車両制御システム
２ アクセルセンサ
３ 車速センサ
４ エンジン
５ Ｔ／Ｍ
６ ＥＣＵ
５１ 自動変速機
６１ 静的要求加速度算出部
６２ 動的要求加速度算出部
６３ 要求駆動力算出部
６４ 目標値算出部
Ｇ 加速度
Ｇｘ 要求加速度（静的要求加速度）
Ｇｘ０ 最小加速度
Ｇｘ１ アクセル一定時加速度
Ｇｘ２ 境界要求加速度
Ｇｘｍｉｎ 最小発生加速度
Ｇｘｍａｘ 最大発生加速度
Ｇｙ 動的要求加速度
Ｆｏ 要求駆動力
Ｐａ アクセル開度
Ｐａ０ 全閉アクセル開度
Ｐａ１ 一定アクセル開度
Ｐａ２ 境界アクセル開度
Ｐａｍａｘ 最大アクセル開度
Ｔ エンジントルク
α，β 加速度補正係数
γ 変速比
γ１ １速ギア段の変速比
γｃ 現在のギア段の変速比
γｏ 目標変速比

Claims (5)

1. 車両に加速度を発生する加速度発生装置と、
   運転者によるアクセルの操作に応じたアクセル操作量と、前記車両の車速と、に基づく要求加速度に基づいて前記加速度発生装置を制御する車両制御装置と、
   を備える車両制御システムであって、
   前記加速度発生装置は、動力源と、前記動力源と前記車両の駆動輪との間で動力を伝達する自動変速機とを有し、
   前記車両制御装置は、前記自動変速機の現在の変速比に基づいて前記要求加速度を変化させる
   ことを特徴とする車両制御システム。
2. 請求項１に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両制御装置は、前記現在の変速比において前記動力源の出力する前記動力により実現可能な加速度の範囲内で前記要求加速度を変化させる
   ことを特徴とする車両制御システム。
3. 請求項１または２に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両制御装置は、前記現在の変速比が小さい場合には、前記現在の変速比が大きい場合と比較して前記要求加速度を低加速度側の値に変化させる
   ことを特徴とする車両制御システム。
4. 請求項１または２に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両制御装置は、現在の走行条件において目標変速比として設定可能な変速比のうち最大加速度を発生可能な変速比に対する前記現在の変速比の割合に応じて前記要求加速度を変化させ、前記割合が小さい場合には、前記割合が大きい場合と比較して前記要求加速度を低加速度側の値に変化させる
   ことを特徴とする車両制御システム。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御システムにおいて、
   前記車両制御装置は、前記現在の変速比が小さい場合には、前記現在の変速比が大きい場合と比較して、前記自動変速機の変速比の変化に対する前記要求加速度の変化の度合いを小さくする
   ことを特徴とする車両制御システム。

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