JP2011185185A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動力制御装置において、車両の走行状態に応じた最適な圧縮比を設定することで燃費の向上を可能とする。
【解決手段】車両の駆動輪１９に駆動力を伝達して駆動回転可能なエンジン１１と、このエンジン１１の圧縮比を変更可能な駆動装置を有する圧縮比可変機構２０と、車両の運転状態に応じて圧縮比を変更可能とすると共に車両が加速と惰行を繰り返す走行時に駆動装置の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定するＥＣＵ２１とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動力制御装置に関する。

車両が走行抵抗の小さくなる領域で走行する場合、エンジン出力を一定に保持して走行しても、燃費が最適とならないことから、このとき、目標速度を維持しつつ、燃費を向上させるものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された速度維持制御装置は、クルーズ目標速度に上限速度及び下限速度を設定し、上限速度までエンジンを駆動源として加速させ、上限速度に到達後にエンジンを停止して走行させ、下限速度に到達後にエンジンを始動して上限速度までエンジンを駆動源として加速させることを繰り返すものである。

特開２００７−１８７０９０号公報 特開２００５−１４７１０４号公報

上述した特許文献１の速度維持制御装置のように、上限速度と下限速度との間でエンジンを駆動して加速させる走行と、エンジンを停止して走行させる走行を繰り返す場合、エンジンの圧縮比に応じて燃費の状態が変動する。例えば、特許文献２に記載された可変圧縮比内燃機関の制御装置では、ギヤ比に応じて目標圧縮比を補正し、高ギヤ比の圧縮比特性を、低ギヤ比の特性に比べて、高圧縮比となる回転速度・負荷の領域が相対的に広いものとし、低ギヤ比では急加速に対して確実にノッキングを回避し、高ギヤ比では、燃費を向上するようにしている。

そこで、特許文献１の速度維持制御装置にて、車両が加速と惰行を繰り返すとき、燃費の良い圧縮比を切り替えることが考えられる。しかし、このとき、圧縮比を切り替える駆動装置を作動させるための電力が必要となり、十分な燃費の向上が図られていない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、車両の走行状態に応じた最適な圧縮比を設定することで燃費の向上を可能とする駆動力制御装置を提供することを目的とする。

本発明の駆動力制御装置は、車両の駆動輪に駆動力を伝達して駆動回転可能な内燃機関と、該内燃機関の圧縮比を変更可能な駆動装置を有する圧縮比可変機構と、車両の運転状態を検出する車両運転状態検出部と、車両の運転状態に応じて圧縮比を変更可能とすると共に車両が加速と惰行を繰り返す走行時に前記駆動装置の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定する圧縮比制御部と、を備えることを特徴とする。

上記駆動力制御装置にて、前記圧縮比制御部は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を可変としたときの燃料消費量と圧縮比を固定したときの燃料消費量とを比較し、燃料消費量の少ない方に決定することが好ましい。

上記駆動力制御装置にて、前記圧縮比制御部は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、走行抵抗が予め設定された判定値より大きいとき、または、走行路が登坂路であるとき、圧縮比を固定することが好ましい。

上記駆動力制御装置にて、前記圧縮比制御部は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を固定するものと決定したとき、走行抵抗が大きいほど、または、走行路の登坂傾斜が大きいほど、圧縮比を低い値に固定することが好ましい。

本発明に係る駆動力制御装置は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に圧縮比可変機構の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定するので、車両の走行状態に応じた最適な圧縮比を設定することで燃費の向上を可能とすることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係る駆動力制御装置を表すブロック構成図である。 図２は、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行状態を表す説明図である。 図３は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変状態の燃費を説明するための説明図である。 図４は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比固定状態の燃費を説明するための説明図である。 図５は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変状態を説明するためのグラフである。 図６は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変と圧縮比固定を走行抵抗により決定する方法を表すグラフである。 図７は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変と圧縮比固定を道路勾配により決定する方法を表すグラフである。 図８は、実施形態１の駆動力制御装置による駆動力制御の処理の流れを表すフローチャートである。 図９は、本発明の実施形態２に係る駆動力制御装置における圧縮比と燃料消費量との関係を表すグラフである。 図１０は、実施形態２の駆動力制御装置における圧縮比と惰行時間との関係を表すグラフである。 図１１は、実施形態２の駆動力制御装置における圧縮比を走行抵抗により決定する方法を表すグラフである。 図１２は、実施形態２の駆動力制御装置における圧縮比を道路勾配により決定する方法を表すグラフである。 図１３は、実施形態２の駆動力制御装置による駆動力制御の処理の流れを表すフローチャートである。

以下に、本発明に係る駆動力制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。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。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る駆動力制御装置を表すブロック構成図、図２は、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行状態を表す説明図、図３は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変状態の燃費を説明するための説明図、図４は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比固定状態の燃費を説明するための説明図、図５は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変状態を説明するためのグラフ、図６は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変と圧縮比固定を走行抵抗により決定する方法を表すグラフ、図７は、実施形態１の駆動力制御装置における圧縮比可変と圧縮比固定を道路勾配により決定する方法を表すグラフ、図８は、実施形態１の駆動力制御装置による駆動力制御の処理の流れを表すフローチャートである。

実施形態１の駆動力制御装置において、図１に示すように、駆動源としてのエンジン（内燃機関）１１は、クランクシャフトにトルクコンバータ１２が連結され、このトルクコンバータ１２の駆動軸１３に前後進切換機構１４を介して無段式の自動変速機（例えば、ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）１５が連結されている。そして、自動変速機１５にプロペラシャフト１６が連結され、このプロペラシャフト１６にデファレンシャルギア１７を介して左右のドライブシャフト１８が連結され、このドライブシャフト１８に左右の駆動輪１９が連結されている。

従って、エンジン１１が駆動すると、その駆動力がクランクシャフトから出力され、トルクコンバータ１２から前後進切換機構１４を介して自動変速機１５の入力軸に入力され、ここで所定の変速比に減速される。そして、減速後の駆動力が自動変速機１５の出力軸からプロペラシャフト１６に出力され、このプロペラシャフト１６からデファレンシャルギア１７を介して左右のドライブシャフト１８に伝達され、左右の駆動輪１９を駆動回転することができる。

また、エンジン１１は、燃焼室における圧縮比を変更可能な圧縮比可変機構２０を有している。この圧縮比可変機構２０は、例えば、コネクティングロッドの長さを変更可能とすることで、エンジン１１の運転状態に応じてピストンのストローク、つまり、ピストンの上支点位置を変更することで、圧縮比を変更可能とするものである。なお、圧縮比可変機構２０は、この構成に限らず、吸気バルブの閉じタイミングを変更したり、シリンダヘッドの位置を変更して燃焼室の容積を変更したりして、圧縮比を変更可能としてもよい。但し、この場合、圧縮比可変機構２０は、圧縮比を変更可能とするための電動式の駆動装置（例えば、電動モータなど）を有している。

車両には、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２１が搭載されており、このＥＣＵ２１は、エンジン１１の駆動を制御することができる。即ち、吸入空気量を計測するエアフローセンサ２２、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ２３、電子スロットル装置におけるスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ２４、エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２５などが設けられている。ＥＣＵ２１は、各センサ２２，２３，２４，２５が検出した検出結果に基づいて、インジェクタによる燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火プラグによる点火時期などを制御する。

また、車両には、この車両の速度を検出する車速センサ２６が設けられており、検出結果をＥＣＵ２１に出力している。また、車両には、ドライバが車両の速度を所望の速度にセットするためのクルーズコントロールスイッチ２７が設けられており、検出結果をＥＣＵ２１に出力している。

また、ＥＣＵ（圧縮比制御部）２１は、車両の運転状態に応じて圧縮比を変更可能としている。ここで、車両の運転状態とは、エンジン負荷であり、このエンジン負荷とは、吸入空気量、アクセル開度、スロットル開度エンジン回転数、燃料噴射量（燃料消費量）などである。そのため、本発明の車両運転状態検出部とは、エアフローセンサ２２、アクセルポジションセンサ２３、スロットルポジションセンサ２４、エンジン回転数センサ２５などである。

また、自動変速機１５は、ベルト式無段変速機であって、エンジン１１からの駆動力をベルトにより入力側部材から出力側部材に伝達可能であると共に、入力側部と出力側部との回転数比である変速比を無段階（連続的）に変更することができる。即ち、この自動変速機は、エンジン１１からの駆動力が伝達される入力側部としてのプライマリプーリと、プライマリプーリに伝達された駆動力を変化させて出力する出力側部としてのセカンダリプーリと、プライマリプーリに伝達された駆動力をセカンダリプーリに伝達するベルトとにより構成されている。

そして、この自動変速機１５は、変速機油圧制御部２８により油圧制御される。ＥＣＵ２１は、変速機油圧制御部２８を制御して自動変速機１５を油圧制御することで、変速制御することができる。即ち、ＥＣＵ２１は、車両の運転状態（例えば、速度、アクセル開度、ブレーキペダルストロークなど)と、制御マップ（例えば、機関回転数、スロットル開度に基づく最適燃費曲線、等出力線など）とに基づいて、エンジン１１の運転状態が最適となるように自動変速機１５の変速比を制御する。この自動変速機１５の変速比の制御には、変速比の変更と、変速の固定とがある。この変速比の変更、変速比の固定は、プライマリプーリのプライマリ油圧室の油圧を制御することで行われる。

また、前後進切換機構１４は、伝達された駆動力の駆動輪１９への伝達方向を切り換えるものであり、ＥＣＵ２１により駆動制御され、これにより自動変速機１５が搭載された車両が前進あるいは後進をする。前後進切換機構１４は、例えば、遊星歯車機構と、フォワードクラッチ（摩擦クラッチ）及びリバースブレーキ（摩擦ブレーキ）などによって構成される。この前後進切換機構１４により伝達方向が決定された駆動力は、自動変速機１５に伝達される。

ところで、自動変速機１５は、車両の運転状態と制御マップに基づいて、エンジン１１の運転状態が最適となるように変速比が設定される。ところが、自動変速機１５がベルト式無段変速機であることから、車両の定常走行時には、変速比の制約を受け、エンジン回転数に対して出力トルクの低い領域で運転され、効率の良い出力トルクの高い領域を使用できていない。

そのため、実施形態１の駆動力制御装置は、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行時に、車両の運転状態と圧縮比可変機構２０の駆動装置における消費エネルギを考慮し、燃費が良好となるようにエンジン１１の圧縮比を設定している。具体的に、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を可変としたときの燃料消費量と圧縮比を固定したときの燃料消費量とを比較し、燃料消費量の少ない方に決定する。

車両の燃費走行とは、図２に示すように、ドライバがアクセルペダルを踏込み量に関係なく、スロットル開度を開と閉との間で繰り返し作動させるものであり、車速が点線で表す車両の定常走行時に対して、所定の期間（例えば、４〜６秒）で、所定の上下範囲（例えば、上下に２ｋｍ／ｈ）で若干変動する状態である。このような車両の燃費走行では、スロットル開度が開のとき、エンジン効率の良い高トルク領域を使用することができ、一方、スロットル開度が閉のとき、燃料カットを実施して必要なトルクの大きい分を調整する。その結果、スロットル開度が開のときは、定常走行時に比べて燃料消費量がＱ１だけ増加するものの、スロットル開度が閉のときは、定常走行時に比べて燃料消費量がＱ２だけ減少することとなり、定常走行時に比べてＱ１−Ｑ２だけ燃費の向上を図ることができる。

また、このような車両の燃費走行にて、加速時と惰行時で最適な圧縮比を設定することで、更なる燃費の向上を図ることができる。この場合、基本的には、エンジン１１がノッキングしやすい高負荷領域では、このノッキングを抑制するために圧縮比を低くすることが望ましい。一方、エンジン１１がノッキングしにくい低負荷領域では、エンジン効率を上げるために圧縮比を高くすることが望ましい。また、エンジン１１の中負荷領域では、圧縮比をその中間にすることが望ましい。更に、燃料カットを実行する車両の減速時では、減速しすぎず、燃料カット時間を長く保ち、燃費を良くしたいために、エンジンフリクションが小さくなるように、圧縮比を低くすることが望ましい。

具体的には、加速時と惰行時で異なる圧縮比を設定した場合、図３に示すように、車両の加速時には、圧縮比を中とすることで、車両の定常走行時における燃料消費量に対して、燃料消費量に増加量が発生する。一方、車両の惰行時には、圧縮比を低とすることで、車両の加速走行時における燃料消費量に対して、燃料消費量に減少量が発生する。そのため、このときの燃料消費量だけを考えると、燃料消費量の増加量と燃料消費量の減少量との偏差分が燃費向上分となる。しかし、車両の加速時と惰行時で圧縮比を変更した場合、圧縮比可変機構２０を駆動するための駆動エネルギ、つまり、電動式の駆動装置を作動させるための電力が必要となり、圧縮比変更に伴う電力消費量に対応する燃料消費量の増加量が発生する。そのため、燃料消費量の増加量と燃料消費量の減少量の偏差から、圧縮比可変機構２０を駆動するための燃料消費量の増加量を減算した分が実際の燃費向上分となる。

一方、加速時と惰行時で同じ圧縮比を設定した場合、図４に示すように、車両の加速時には、例えば、圧縮比を低に固定することで、車両の定常走行時における燃料消費量に対して、燃料消費量に増加量が発生する。一方、車両の惰行時にも、圧縮比を低に固定することで、車両の加速走行時における燃料消費量に対して、燃料消費量に減少量が発生する。そのため、燃料消費量の増加量と燃料消費量の減少量との偏差が燃費向上分となる。ここで、車両の加速時と惰行時で圧縮比を固定して変更しないため、圧縮比可変機構２０を駆動するための駆動エネルギ、つまり、圧縮比可変機構２０を駆動するための燃料消費量は増加せず、両者の偏差がそのまま燃費向上分となる。

この場合、車両の加速時と惰行時で異なる圧縮比を設定した場合、図５に示すように、燃費最適線に沿って圧縮比を変更する。即ち、車両の加速時には、圧縮比を中として加速する一方、車両の惰行時には、圧縮比を低として燃料カットを実行する。

また、車両の加速時と惰行時で異なる圧縮比を設定するか、同じ圧縮比を設定するかは、車両の運転状態と圧縮比可変機構２０における消費エネルギを考慮して決定するが、具体的には、車両の走行状態に応じて決定される。車両の加速時は、圧縮比を中に設定した方が、エンジン効率が高く、且つ、燃料消費量の増加量が少ない。車両の惰行時は、圧縮比を低に設定した方が、エンジンフリクションが小さく、且つ、減速力が弱くなるので惰行時間が長くなり、燃料消費量の減少量が多い。そのため、この点だけを考えると、車両の加速時と惰行時で異なる圧縮比を設定する方が良いと考えることができる。しかし、実際には、ここに、変圧縮比変更機構２０における消費エネルギ（燃料消費量の増加量）を考慮する必要があることから、それを考慮していずれの方が良いかを決定する必要がある。

例えば、図６に示すように、車両の走行抵抗が大きい場合には、車両の惰行時間が短くなる。この場合、車両は加速と惰行を頻繁に繰り返すために、圧縮比を頻繁に変更することとなり、圧縮比可変機構２０を駆動する駆動装置の消費エネルギが増加することから、圧縮比を固定することが望ましい。即ち、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、走行抵抗が予め設定された判定値より大きいときに、圧縮比を固定し、走行抵抗がこの判定値以下のときに、圧縮比を可変とする。

この場合、車両の走行抵抗は、エンジン回転数と、自動変速機１５における変速位置に基づいて得られる変速比とに基づいて、駆動輪１９の推定車輪速度を算出し、この推定車輪速度に基づいて推定車輪加速度を算出し、この推定車輪加速度を利用して車両の推定加速度を算出する。また、車両に搭載した加速度センサが検出した実際の車両に作用する前後加速度を利用して実加速度を算出する。そして、推定加速度と実加速度に基づいて、つまり、推定加速度から実加速度を減算して車両の走行抵抗を検出する。なお、車両の走行抵抗を算出する方法としては、上述した方法に限定されず、各車輪速センサが検出した回転速度に基づいて推定車輪加速度、道路の勾配、車両重量、車両前面投影面積、車速などから求めてもよい。

また、図７に示すように、車両が緩い登り坂などを走行する場合、つまり、車両が走行する道路勾配が登坂側に大きい場合には、車両の惰行時間が短くなる。この場合、車両は加速と惰行を頻繁に繰り返すために、圧縮比を頻繁に変更することとなり、圧縮比可変機構２０を駆動する駆動装置の消費エネルギが増加することから、圧縮比を固定することが望ましい。即ち、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、走行路が登坂路であるときに、圧縮比を固定し、走行路が登坂路でないときに、圧縮比を可変とする。

この場合、車両が走行する道路の勾配は、車両に傾斜センサを搭載し、この傾斜センサの検出結果に基づいて登坂路を判定すればよい。

ここで、実施形態１の駆動力制御装置による駆動力制御の処理の流れを、図８のフローチャートに基づいて説明する。

実施形態１の駆動力制御装置による駆動力制御において、図８に示すように、ステップＳ１１にて、ＥＣＵ２１は、クルーズコントロールスイッチ２７がＯＮされているかどうかを判定し、クルーズコントロールスイッチ２７がＯＮされていると判定されたら、ステップＳ１４に移行する。一方、クルーズコントロールスイッチ７がＯＮされていないと判定されたら、ステップＳ１２にて、車速とアクセル開度を読み込み、ステップＳ１３にて、車両が定常走行中であるかどうかを判定する。ここで、定常走行中でないと判定されたら、ステップＳ２２に移行し、通常の定常走行を実施する。一方、定常走行中であると判定されたら、ステップＳ１４に移行する。なお、定常走行の判定は、例えば、車速の変化量が所定の範囲（例えば、±２ｋｍ／ｈ）にあるかどうかを判定すればよい。

ステップＳ１４にて、ＥＣＵ２１は、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件を算出する。ここで、ＥＣＵ２１は、前述したように、車両の加速時と惰行時で異なる圧縮比を、図５に示す燃費最適線に基づいて設定する。また、ステップＳ１５にて、ＥＣＵ２１は、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件を算出する。ここで、ＥＣＵ２１は、前述したように、車両の加速時と惰行時で同じ圧縮比を、変圧縮比変更機構２０における消費エネルギ（燃料消費量の増加量）を考慮し、図６に示す車両の走行抵抗や図７に示す道路勾配に基づいて設定する。

続いて、ステップＳ１６にて、ＥＣＵ２１は、ステップＳ１４で求めた圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量と、ステップＳ１５で求めた圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量とを算出する。そして、ステップＳ１７にて、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量と、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量とを比較する。つまり、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量より少ないかどうかを判定する。

ここで、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量より少ないと判定されたら、ステップＳ１８にて、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、定常走行時での燃料消費量より少ないかどうかを判定する。そして、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、定常走行時での燃料消費量より少ないと判定されたら、ステップＳ１９にて、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行制御を実行する。一方、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、定常走行時での燃料消費量より少なくないと判定されたら、ステップＳ２２にて、通常の定常走行を実施する。

また、ステップＳ１７にて、圧縮比を可変とすることによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量より少なくないと判定されたら、ステップＳ２０にて、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、定常走行時での燃料消費量より少ないかどうかを判定する。そして、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、定常走行時での燃料消費量より少ないと判定されたら、ステップＳ２１にて、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行制御を実行する。一方、圧縮比を固定することによる最適な加速惰行条件での燃料消費量が、定常走行時での燃料消費量より少なくないと判定されたら、ステップＳ２２にて、通常の定常走行を実施する。

このように実施形態１の駆動力制御装置にあっては、車両の駆動輪１９に駆動力を伝達して駆動回転可能なエンジン１１と、このエンジン１１の圧縮比を変更可能な駆動装置を有する圧縮比可変機構２０と、車両の運転状態に応じて圧縮比を変更可能とすると共に車両が加速と惰行を繰り返す走行時に圧縮比可変機構２０の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定するＥＣＵ２１とを設けている。

従って、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行時に、圧縮比可変機構２０の駆動エネルギを考慮して圧縮比を可変とするか、または、固定とするかを決定しており、車両の走行状態に応じた最適な圧縮比を設定することができ、その結果、燃費の向上を可能とすることができる。

また、実施形態１の駆動力制御装置では、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行時に、圧縮比を可変としたときの燃料消費量と圧縮比を固定したときの燃料消費量とを比較し、燃料消費量の少ない方に決定している。従って、圧縮比を可変としたときの燃料消費量と圧縮比を固定したときの燃料消費量を算出し、両者を比較することで圧縮の可変、固定を決定しており、圧縮比を可変とするか固定とするかの判定を、燃料消費量を用いて高精度に行うことができ、適正に燃費を向上することができる。

また、実施形態１の駆動力制御装置では、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行時に、走行抵抗が予め設定された判定値より大きいとき、または、走行路が登坂路であるとき、圧縮比を固定している。従って、車両の走行抵抗が大きいと、車両の惰行時間が短くなって加速と惰行を頻繁に繰り返すため、圧縮比を頻繁に変更して圧縮比可変機構２０の消費エネルギが増加することから、圧縮比を固定するとよい。また、車両が緩い登り坂などを走行すると、車両の惰行時間が短くなって加速と惰行を頻繁に繰り返すため、圧縮比を頻繁に変更して圧縮比可変機構２０の消費エネルギが増加することから、圧縮比を固定するとよい。そして、この場合、各種のセンサや演算により求めることができる走行抵抗や道路勾配を用いることで、制御の簡素化を可能とすることができる。

〔実施形態２〕
図９は、本発明の実施形態２に係る駆動力制御装置における圧縮比と燃料消費量との関係を表すグラフ、 図１０は、実施形態２の駆動力制御装置における圧縮比と惰行時間との関係を表すグラフ、図１１は、実施形態２の駆動力制御装置における圧縮比を走行抵抗により決定する方法を表すグラフ、図１２は、実施形態２の駆動力制御装置における圧縮比を道路勾配により決定する方法を表すグラフ、図１３は、実施形態２の駆動力制御装置による駆動力制御の処理の流れを表すフローチャートである。なお、本実施例の駆動力制御装置の基本的な構成は、上述した実施例１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の記号を付して詳細な説明は省略する。

実施形態２の駆動力制御装置において、図１に示すように、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行時に、車両の運転状態と圧縮比可変機構２０の駆動装置における消費エネルギを考慮し、燃費が良好となるようにエンジン１１の圧縮比を設定している。具体的に、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を可変としたときの燃料消費量と圧縮比を固定したときの燃料消費量とを比較し、燃料消費量の少ない方に決定する。そして、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を固定するものと決定したときには、走行抵抗が大きいほど、または、走行路の登坂傾斜が大きいほど、圧縮比を低い値に固定している。

図９に示すように、車両の加速時は、圧縮比を中に設定した方が、エンジン効率が高く、且つ、燃料消費量の増加量が少ない。また、図１０に示すように、車両の惰行時は、圧縮比を低に設定した方が、エンジンフリクションが小さく、且つ、減速力が弱くなるので惰行時間が長くなり、燃料消費量の減少量が多い。そのため、この車両の加速時と惰行時とのバランスを考慮し、圧縮比を固定する領域で、最適な圧縮比を設定する。

即ち、図１１に示すように、車両の走行抵抗が大きい場合には、車両の惰行時間が短くなり、車両が加速と惰行を頻繁に繰り返して圧縮比を頻繁に変更することから、圧縮比可変機構２０を駆動する駆動装置の消費エネルギが増加し、車両を惰行させるメリットが出にくいため、圧縮比を低側に固定する。即ち、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、走行抵抗が予め設定された判定値より大きいときに、圧縮比を固定し、且つ、この圧縮比を低側とする。

また、図１２に示すように、車両が緩い降り坂などを走行する場合、つまり、車両が走行する道路勾配が降坂側に大きい場合には、車両の惰行時間が長くなることから、エンジン効率を考慮し、圧縮比を中側に固定する。即ち、ＥＣＵ２１は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、走行路が降坂路であるときに、圧縮比を固定し、且つ、この圧縮比を中側とする。

ここで、実施形態２の駆動力制御装置による駆動力制御の処理の流れを、図１３のフローチャートに基づいて説明する。

実施形態２の駆動力制御装置による駆動力制御において、図１３に示すように、ステップＳ３１にて、ＥＣＵ２１は、クルーズコントロールスイッチ２７がＯＮされているかどうかを判定し、クルーズコントロールスイッチ２７がＯＮされていると判定されたら、ステップＳ３４に移行する。一方、クルーズコントロールスイッチ２７がＯＮされていないと判定されたら、ステップＳ３２にて、車速とアクセル開度を読み込み、ステップＳ３３にて、車両が定常走行中であるかどうかを判定する。ここで、定常走行中でないと判定されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。

ステップＳ３４にて、ＥＣＵ２１は、車両の加速時と惰行時で異なる圧縮比を設定するための燃料消費量マップ（図９）を読み込み、ステップＳ３５にて、ＥＣＵ２１は、惰行時間マップ（図１０）に基づいて圧縮比を変化させたときの車両の惰行時間を算出する。また、ステップＳ３６にて、ＥＣＵ２１は、圧縮比を、例えば、高、中、低に固定したときの最適な加速惰行条件を算出する。この場合、ＥＣＵ２１は、図１１に示す車両の走行抵抗や図１２に示す道路勾配に基づいて設定する。そして、ステップＳ３７にて、ＥＣＵ２１は、車両の加速時と惰行時で異なる圧縮比を設定したとき、圧縮比を固定（高、中、低）したときの中で、最も燃料消費量が少ない条件を選定する。その後、ＥＣＵ２１は、選定された条件で加速惰行制御を実行する。

このように実施形態２の駆動力制御装置にあっては、ＥＣＵ２１は、車両の運転状態に応じて圧縮比を変更可能とすると共に車両が加速と惰行を繰り返す走行時に圧縮比可変機構２０の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定し、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を固定するものと決定したとき、走行抵抗が大きいほど、または、走行路の登坂傾斜が大きいほど、圧縮比を低い値に固定している。

従って、車両が加速と惰行を繰り返す燃費走行時に、圧縮比可変機構２０の駆動エネルギを考慮して圧縮比を可変とするか、または、固定とするかを決定しており、車両の走行状態に応じた最適な圧縮比を設定することができ、その結果、燃費の向上を可能とすることができる。また、車両の走行抵抗が大きいと、車両の惰行時間が短くなって車両が加速と惰行を頻繁に繰り返して圧縮比を頻繁に変更することから、圧縮比可変機構２０を駆動する駆動装置の消費エネルギが増加し、車両を惰行させるメリットが出にくいため、圧縮比を固定するものと決定したとき、走行抵抗が大きいほど圧縮比を低い値に固定するとよい。また、車両が緩い降り坂などを走行すると、車両の惰行時間が長くなることから、エンジン効率を考慮し、圧縮比を固定するものと決定したとき、走行路の登坂傾斜が大きいほど圧縮比を低い値に固定するとよい。そして、各種のセンサや演算により求めることができる走行抵抗や道路勾配を用いることで、制御の簡素化を可能とすることができる。

なお、上述した各実施形態では、自動変速機１５をベルト式無段変速機とした場合、車両の定常走行時には、変速比の制約を受けてエンジン回転数に対して出力トルクの低い領域で運転され、効率の良い出力トルクの高い領域を使用できていないという課題があると指摘し、この場合の解決策について説明したが、変速機はベルト式無段変速機に限定されるものではない。例えば、有段変速機や手動変速機であっても、変速比を変えずに本発明を実施することで、燃費の向上を図ることが可能である。

以上のように、本発明にかかる駆動力制御装置は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に圧縮比可変機構の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定することで、車両の走行状態に応じた最適な圧縮比を設定して燃費の向上を可能とするものであり、車両の駆動力や制動力を制御する装置に有用である。

１１ エンジン（内燃機関）
１５ 自動変速機
１９ 駆動輪
２０ 圧縮比可変機構
２１ ＥＣＵ（圧縮比制御部）
２２ エアフローセンサ（車両運転状態検出部）
２３ アクセルポジションセンサ（車両運転状態検出部）
２４ スロットルポジションセンサ（車両運転状態検出部）
２５ エンジン回転数センサ（車両運転状態検出部）

Claims (4)

1. 車両の駆動輪に駆動力を伝達して駆動回転可能な内燃機関と、
   該内燃機関の圧縮比を変更可能な駆動装置を有する圧縮比可変機構と、
   車両の運転状態を検出する車両運転状態検出部と、
   車両の運転状態に応じて圧縮比を変更可能とすると共に車両が加速と惰行を繰り返す走行時に前記駆動装置の駆動エネルギを考慮して圧縮比の可変と固定を決定する圧縮比制御部と、
   を備えることを特徴とする駆動力制御装置。
2. 前記圧縮比制御部は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を可変としたときの燃料消費量と圧縮比を固定したときの燃料消費量とを比較し、燃料消費量の少ない方に決定することを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
3. 前記圧縮比制御部は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、走行抵抗が予め設定された判定値より大きいとき、または、走行路が登坂路であるとき、圧縮比を固定することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御装置。
4. 前記圧縮比制御部は、車両が加速と惰行を繰り返す走行時に、圧縮比を固定するものと決定したとき、走行抵抗が大きいほど、または、走行路の登坂傾斜が大きいほど、圧縮比を低い値に固定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の駆動力制御装置。

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