JP2014114768A - 駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動力の停滞に対応して、その後の駆動力の増大を規制する場合に、その規制の度合いを適切なものとして、車両の加速性能やドライバビリティの低下を極力、抑制しながら、乗員の違和感を十分に緩和できるようにする。
【解決手段】少なくとも乗員の加速要求操作（アクセル開度Ａｃｃ）に応じて決定される要求駆動力Ｐreqに対して、車両の実駆動力Ｐactの増大が所定以上に停滞していると判定した場合に（ステップＳＴ１０２）、その後の実駆動力Ｐactの増大を規制する（ステップＳＴ１０６）駆動力規制手段（一例としてＥＣＵ５００）を備える。駆動力の停滞時間Δｔが長いほど、実駆動力Ｐactの増大変化率βが小さくなるように規制する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両などの駆動力を制御する駆動力制御装置に関し、特に駆動力源からの出力の応答遅れへの対策に係る。

従来より、自動車などの車両に搭載される内燃機関には、乗員の操作に対し出力の応答遅れがあることは知られている。特にターボ過給器を備える場合は、排気の流量が少ない運転領域においてアクセル踏み操作が行われても、排気流量の増大によってタービンの回転数が所定以上に高くなるまでの間は十分な過給が行われず、内燃機関の出力、即ち車両の駆動力が立ち上がるまで数秒程度の遅れが生じる。

このようにアクセル踏み操作に対する駆動力の応答が遅れると、乗員は、自らの操作に対して駆動力が追いついてこず、停滞しているように感じるので、その後、過給圧の上昇によって駆動力が急に立ち上がるときに違和感を覚えるようになる。つまり、アクセル踏み操作に対する駆動力の立ち上がりに段差ができることによって、応答遅れが強調されてしまう。

このような応答遅れの問題について、例えば特許文献１に記載の駆動力制御装置では、応答遅れによって駆動力の停滞する時間が設定時間（応答遅れ規制時間）以上になれば、その後の駆動力の増大を規制して、乗員の違和感を緩和するようにしている。一方、その設定時間未満の停滞であれば駆動力は規制しないことで、車両の加速性能を確保するようにしている。

また、前記の従来例では、加速要求操作量の大きい急加速時には乗員があまり駆動力の段差を気にしないと考えて、駆動力の停滞を判定するための時間を長めに設定しているので、駆動力の規制は行われ難くなる。一方、緩加速時には乗員が駆動力の段差に違和感を覚えやすいと考えて、判定時間を短めにしているので、このときには駆動力の規制が行われ易くなる。

特開２０１０−２４９７０号公報

しかしながら前記の従来例では、乗員の加速要求操作量によって駆動力の規制が行われ易くなったり、行われ難くなったりするだけであり、規制する場合には駆動力を一律に低下させるようにしている。このため、必要以上に駆動力が低下してしまい、加速性能やドライバビリティが低下することがあり、反対に駆動力の低下が不十分で乗員の違和感を拭い切れないこともあり得る。

かかる点に鑑みて本発明の目的は、車両などの駆動力源の応答遅れに起因する駆動力の停滞に対応して、その後の駆動力の増大を規制する場合に、その規制の度合いを適切なものとして、車両の加速性能やドライバビリティの低下を極力、抑制しながら乗員の違和感は十分に緩和することである。

前記の目的を達成するために本発明では、乗員が駆動力の停滞を感じる時間の長短によって、その後の駆動力の増大による違和感の覚え易さが異なることに着目し、停滞時間が長いほど駆動力の規制を強める一方、停滞時間が短ければ規制を緩めるようにした。

すなわち本発明は、乗員の加速要求操作に応じて車両の駆動力を増大させる駆動力制御装置を対象として、少なくとも前記加速要求操作に応じて決定される要求駆動力に対し、車両の実駆動力の増大が所定以上に停滞していると判定した場合に、その後の実駆動力の増大を規制する駆動力規制手段を備えるとともに、この駆動力規制手段は、前記駆動力の停滞時間が長いほど、実駆動力の増大変化率が小さくなるように規制するものとする。

前記の特定事項により、車両の走行中に例えば車速や乗員の加速要求操作などに応じて要求駆動力が決定され、この要求駆動力に追従するように駆動力制御装置によって車両の駆動力が増大されることになる。このときに例えばターボラグなどの内燃機関の出力応答の遅れによって、車両の実駆動力の増大が所定以上に停滞していると判定されれば、その後の駆動力の急な増大が駆動力規制手段によって規制されることで、乗員の違和感が緩和される。

その際、駆動力の停滞する時間が長いほど、その後の駆動力の増大に対して乗員が違和感を覚え易いことを考慮して、この場合は駆動力の増大変化率がより小さくなるように規制することで、違和感を十分に緩和することができる。一方、停滞時間が短めであれば、その後に駆動力が立ち上がっても乗員は一体的な加速と感じるようになり、違和感は覚え難いので、駆動力の増大変化率があまり小さくならないようにして、加速性能を確保することができる。

つまり、停滞時間の長短に応じてその後の駆動力の規制の度合いを好適に調整することによって、車両の加速性能やドライバビリティの低下を極力、抑制しながら、乗員の違和感を十分に緩和することができる。

また、前記駆動力規制手段は、前記のように駆動力の停滞を判定した場合に、要求駆動力を一旦、減少させるとともに、その後は徐々に増大させることが好ましい。こうして要求駆動力を一旦、減少させることで、停滞後の実駆動力の急増をより確実に規制できるとともに、その後は徐々に要求駆動力を増大させることによって、実駆動力を滑らかに増大させることができる。

すなわち、その要求駆動力の増大変化率を、駆動力の停滞時間が長くて、乗員が違和感を覚え易いほど小さな値にすることで、実駆動力をより滑らかに増大させることができる。また、先に減少させる要求駆動力の減少変化量は、駆動力の停滞時間が長いほど大きくするのが好ましい。こうすれば、乗員が違和感を覚え易いときほど、要求駆動力を小さな値にして、実駆動力の増大をより確実に規制することができる。

さらに、前記駆動力規制手段は、例えば駆動力が所定以上に長く停滞していると判定した場合に、その増大を規制するようにしてもよいが、実駆動力の要求駆動力に対する追従性も考慮して、追従性が所定以下まで低い場合に、駆動力の増大を規制するようにしてもよい。こうすれば、駆動力の停滞する状況に応じて、それを規制するタイミングを適切に判定することが可能になって、停滞から増大への駆動力の変化がより自然なものとなるので、乗員に一体的な加速感を感じさせる上で有利になる。

前記のように駆動力の停滞が所定以上であることについて、具体的には前記駆動力規制手段は、前記要求駆動力に対する実駆動力の偏差量が所定以上であって、かつ要求駆動力及び実駆動力の変化率がそれぞれ所定以下のときに、実駆動力が所定以上に停滞していると判定するようにしてもよい。こうすれば、駆動力の規制を行うべき状況を的確に判定することができる。

同様に前記実駆動力の追従性については、前記要求駆動力に対する実駆動力の偏差量が所定以上であるか、その偏差量の変化率が所定以下であるか、若しくは実駆動力の増大変化率が所定以下であるか、の少なくとも一つの条件が成立したときに、実駆動力の要求駆動力に対する追従性が所定以下であると判定するようにしてもよい。こうすれば、駆動力の規制を行うべき状況を、より的確に判定することができる。

本発明に係る駆動力制御装置によると、乗員の操作に対して車両の駆動力の増大が所定以上に停滞しているときに、その後の駆動力の増大を規制するとともに、この駆動力の規制の度合いを停滞時間の長短に応じて好適に調整することによって、車両の加速性能やドライバビリティの低下を極力、抑制しながら、乗員の違和感を十分に緩和することができる。

本発明に係る駆動力制御装置が搭載された車両におけるエンジンの一例を示す概略構成図である。 図１のエンジンの１気筒のみを示す概略構成図である。 ＥＣＵ等、駆動力制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 駆動力を規制しない場合の要求駆動力、実駆動力、及び車両の加速度の変化を示すタイミングチャート図である。 駆動力規制制御の手順を示すフローチャート図である。 駆動力規制制御における要求駆動力の補正を模式的に示す説明図である。 要求駆動力の減少補正量及び増大補正率を停滞時間に応じて設定したマップの一例を示す図である。 本発明の駆動力規制制御を行った場合についての図４相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、駆動力源として内燃機関（以下、エンジンともいう）を搭載した車両に本発明を適用した場合について説明する。

−エンジンの全体構成−
図１及び図２は本発明を適用するエンジンの概略構成を示す図である。なお、図２にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。また、図２においてターボチャージャ及びＥＧＲ装置の図示は省略している。

この例のエンジン１は、車両に搭載される４気筒ガソリンエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。

図示は省略するがエンジン１には変速機が連結されており、クランクシャフト１５の回転は、変速機からドライブシャフトなどを介して車両の駆動輪に伝達される。また、クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の歯（突起）１７ａが等角度（この例では、例えば１０°ＣＡ（クランク角度））ごとに設けられている。また、シグナルロータ１７は、歯１７ａの２枚分が欠落した欠歯部１７ｂを有している。

シグナルロータ１７の側方近傍には、クランク角度を検出するクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）３０１が配置されている。クランクポジションセンサ３０１は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の歯１７ａに対応するパルス状の信号（電圧パルス）を発生する。このクランクポジションセンサ３０１の出力信号からエンジン回転数を算出することができる。

エンジン１のシリンダブロック１ａにはエンジン冷却水の水温を検出する水温センサ３０３が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。エンジン１の燃焼室１ｄには点火プラグ３が配置されている。点火プラグ３の点火タイミングはイグナイタ４によって調整される。なお、イグナイタ４は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００によって制御される。

エンジン１のシリンダブロック１ａの下部には、潤滑油（エンジンオイル）を貯留するオイルパン１８が設けられている。オイルパン１８に貯留された潤滑油は、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナを介してオイルポンプ（図示せず）によって汲み上げられて、ピストン１ｃ、クランクシャフト１５、コネクティングロッド１６などエンジン各部に供給され、その各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給された潤滑油は、エンジン各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１８に戻され、再びオイルポンプによって汲み上げられるまでオイルパン１８内に貯留される。

エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２とが接続されている。吸気通路１１の一部は吸気ポート１１ａ及び吸気マニホールド１１ｂによって形成されている。また、排気通路１２の一部は排気ポート１２ａ及び排気マニホールド１２ｂによって形成されている。

吸気通路１１には、吸入空気（新気）を濾過するエアクリーナ７、エアフロメータ３０４、後述するターボチャージャ１００のコンプレッサインペラ１０２、ターボチャージャ１００での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ８、エンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ５などが配置されている。また、吸気通路１１（吸気マニホールド１１ｂ）には、吸気温センサ３０７及びインマニ圧センサ３０８が配置されている。

エアフロメータ３０４は、吸入空気量（新規空気量）を検出する。吸気温センサ３０７は、インタークーラ８にて冷却された後であって、エンジン１に吸入される前の空気の温度（吸気温）を検出する。インマニ圧センサ３０８は、吸気マニホールド１１ｂ内の圧力つまり過給圧（吸気圧）を検出する。

スロットルバルブ５のスロットル開度は、後述するＥＣＵ５００によって制御される。具体的には、クランクポジションセンサ３０１の出力信号から算出されるエンジン回転数、及び、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度Ａｃｃ）等のエンジン１の運転状態に応じた最適な吸入空気量が得られるようにスロットルバルブ５のスロットル開度を制御している。なお、こうしたスロットルバルブ５の制御システムは、「電子スロットルシステム」と称されており、乗員によるアクセルペダルの操作とは独立してスロットル開度を制御することも可能である。

吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転がタイミングチェーン等を介して伝達される吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２の各回転によって行われる。

吸気カムシャフト２１の近傍には、特定の気筒（例えば第１気筒＃１）のピストン１ｃが圧縮上死点（ＴＤＣ）に達したときにパルス状の信号を発生するカムポジションセンサ３０２が設けられている。カムポジションセンサ３０２は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト２１に一体的に設けられたロータ外周面の１個の歯（図示せず）に対向するように配置されており、その吸気カムシャフト２１が回転する際にパルス状の信号（電圧パルス）を出力する。なお、吸気カムシャフト２１（及び排気カムシャフト２２）は、クランクシャフト１５の１／２の回転速度で回転するので、クランクシャフト１５が２回転（７２０°回転）するごとにカムポジションセンサ３０２が１つのパルス状の信号を発生する。

このようなカムポジションセンサ３０２及び前記クランクポジションセンサ３０１の各出力信号から、エンジン運転時において、各気筒（第１気筒＃１〜第４気筒＃４）のピストン位置（吸入行程・圧縮行程・爆発行程・排気行程）を認識することができ、精密な燃料噴射制御や点火時期制御などのエンジン運転制御を行うことができる。

一方、排気通路１２には、ターボチャージャ１００のタービンホイール１０１の下流側（排気流れの下流側）に三元触媒９が配置されている。三元触媒９においては、燃焼室１ｄから排気通路１２に排気された排気ガス中のＣＯ、ＨＣの酸化及びＮＯｘの還元が行われ、それらを無害なＣＯ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｎ₂とすることで排気ガスの浄化が図られている。

三元触媒９の上流側（排気流れの上流側）の排気通路１２に空燃比（Ａ／Ｆ）センサ３０９が配置されている。空燃比センサ３０９は、空燃比に対してリニアな特性を示すセンサである。また、三元触媒９の下流側の排気通路１２にはＯ₂センサ３１０が配置されている。Ｏ₂センサ３１０は、排気ガス中の酸素濃度に応じて起電力を発生するものであって、理論空燃比に相当する電圧（比較電圧）よりも出力が高いときはリッチと判定し、逆に比較電圧よりも出力が低いときはリーンと判定する。

−燃料噴射系−
次に、エンジン１の燃料噴射系について説明する。

エンジン１の各気筒には、それぞれ、各燃焼室１ｄ内に燃料を直接噴射することが可能な筒内噴射用インジェクタ（筒内用燃料噴射弁）２ａが配置されている。これら筒内噴射用インジェクタ２ａ・・２ａは、共通の高圧燃料用デリバリパイプ２０ａに接続されている。

また、エンジン１の吸気通路１１には、各吸気ポート１１ａ内に燃料を噴射可能なポート噴射用インジェクタ（吸気通路用燃料噴射弁）２ｂが配置されている。ポート噴射用インジェクタ２ｂは各気筒毎に設けられている。これらポート噴射用インジェクタ２ｂ・・２ｂは共通の低圧燃料用デリバリパイプ２０ｂに接続されている。

前記高圧燃料用デリバリパイプ２０ａ、及び、前記低圧燃料用デリバリパイプ２０ｂへの燃料供給は、低圧ポンプとしてのフィードポンプ４０１及び高圧ポンプ４０２によって行われる。フィードポンプ４０１は、燃料タンク４００内の燃料（ガソリン等）を汲み上げて、低圧燃料用デリバリパイプ２０ｂ及び高圧ポンプ４０２に供給する。高圧ポンプ４０２は、フィードポンプ４０１からの低圧燃料を加圧して高圧燃料用デリバリパイプ２０ａに供給する。

筒内噴射用インジェクタ２ａは、所定電圧が印加されたときに開弁して燃焼室１ｄ内に燃料を直接噴射する電磁駆動式の開閉弁である。なお、筒内噴射用インジェクタ２ａの開閉（噴射時間・噴射タイミング）も、後述するＥＣＵ５００によってデューティ制御される。

ポート噴射用インジェクタ２ｂも、同様に、所定電圧が印加されたときに開弁して吸気ポート１１ａ内に燃料を噴射する電磁駆動式の開閉弁である。ポート噴射用インジェクタ２ｂについてもＥＣＵ５００によって開閉（噴射時間・噴射タイミング）がデューティ制御される。

そして、以上の筒内噴射用インジェクタ２ａ及びポート噴射用インジェクタ２ｂのいずれか一方または両方のインジェクタからの燃料噴射により、燃焼室１ｂ内に混合気（燃料＋空気）が形成される。この混合気は点火プラグ３にて点火されて燃焼・爆発する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１ｃが往復動され、クランクシャフト１５が回転されてエンジン１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼室１ｄ内で燃焼した燃焼ガスは、排気バルブ１４の開弁にともない排気通路１２に排出される。

−ターボチャージャ−
この例のエンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）１００が装備されている。

ターボチャージャ１００は、図１に示すように、排気通路１２に配置されたタービンホイール１０１、吸気通路１１に配置されたコンプレッサインペラ１０２、及び、これらタービンホイール１０１とコンプレッサインペラ１０２とを回転一体に連結する連結シャフト１０３などを備えており、排気通路１２に配置のタービンホイール１０１が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路１１に配置のコンプレッサインペラ１０２が回転する。そして、コンプレッサインペラ１０２の回転により吸入空気が圧縮されて、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄに強制的に送り込まれる（過給）。

タービンホイール１０１はタービンハウジング１１０内に収容されており、コンプレッサインペラ１０２はコンプレッサハウジング１２０内に収容されている。これらタービンハウジング１１０とコンプレッサハウジング１２０とはセンターハウジング１３０の両側に取り付けられている。そして、前記コンプレッサインペラ１０２及びコンプレッサハウジング１２０などによってコンプレッサ１００Ｂが構成されており、また、前記タービンホイール１０１及びタービンハウジング１１０などによってタービン１００Ａが構成されている。

また、この例のターボチャージャ１００においては、タービンホイール１０１の上流側と下流側とを連通（タービンホイール１０１をバイパス）する排気バイパス通路１０４、及び、その排気バイパス通路１０４を開閉するウエストゲートバルブ（ＷＧＶ）１０５が設けられており、そのウエストゲートバルブ１０５の開度を調整し、タービンホイール１０１をバイパスする排気ガス量を調整することにより過給圧を制御することができる。ウエストゲートバルブ１０５の開度についてもＥＣＵ５００によって調整される。

なお、図１に表れているように本実施形態では、排気マニホールド１２ｂから吸気マニホールド１１ｂまでＥＧＲ通路２０１が配設され、このＥＧＲ通路２０１に設けられたＥＧＲクーラ２０２、及び、ＥＧＲバルブ２０３などによって、ＥＧＲ装置（Exhaust Gas Recirculation装置）２００が構成されている。ＥＧＲ装置２００によって吸入空気に排気ガスの一部を導入することで、燃焼室１ｄ内の燃焼温度を低下させてＮＯｘの発生量を低減させることができる。

−ＥＣＵ−
ＥＣＵ５００は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３、及び、バックアップＲＡＭ５０４などを備えている。

ＲＯＭ５０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ５０４は、例えばエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

以上のＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３及びバックアップＲＡＭ５０４は、バス５０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース５０５及び出力インターフェース５０６と接続されている。

入力インターフェース５０５には、クランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）３０１、カムポジションセンサ３０２、水温センサ３０３、エアフロメータ３０４、スロットル開度センサ３０５、アクセル開度Ａｃｃに応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ３０６、吸気温センサ３０７、インマニ圧センサ３０８、空燃比センサ３０９、Ｏ₂センサ３１０、筒内噴射用インジェクタ２ａに供給する高圧燃料の圧力（燃圧）を検出する高圧燃料用燃圧センサ３１１、及び、ポート噴射用インジェクタ２ｂに供給する低圧燃料の圧力（燃圧）を検出する低圧燃料用燃圧センサ３１２などの各種センサ類が接続されている。また、入力インターフェース５０５にはイグニッションスイッチ３１３が接続されており、このイグニッションスイッチ３１３がオン操作されると、スタータモータ（図示せず）によるエンジン１のクランキングが開始される。

一方、出力インターフェース５０６には、筒内噴射用インジェクタ２ａ、ポート噴射用インジェクタ２ｂ、点火プラグ３のイグナイタ４、及び、スロットルバルブ５のスロットルモータ６などが接続されている。なお、入力インターフェース５０５及び出力インターフェース５０６の両方に、変速機の制御を行う変速機ＥＣＵ６００が接続されており、ＥＣＵ５００との間で所定の情報の授受を行う。例えば、変速機ＥＣＵ６００からＥＣＵ５００には、変速機の出力回転センサからの信号によって算出された車速Ｖの情報が提供される。

そして、ＥＣＵ５００は、前記した各種センサの検出信号及び変速機ＥＣＵ６００からの情報に基づいて、筒内噴射用インジェクタ２ａ及びポート噴射用インジェクタ２ｂによる燃料噴射量制御、点火プラグ３による点火時期制御、並びにスロットルバルブ５のスロットルモータ６の駆動制御（吸入空気量制御）などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

すなわち、ＥＣＵ５００は、前記アクセル開度センサ３０６によって検出されるアクセル開度Ａｃｃと、変速機ＥＣＵ６００から提供される車速Ｖとに基づいて車両への要求駆動力Ｐreqを算出する。そして、変速比も考慮して、要求駆動力Ｐreqに対応するエンジントルクが出力されるように、スロットルバルブ５のスロットルモータ６と、筒内噴射用インジェクタ２ａ及びポート噴射用インジェクタ２ｂとを制御するとともに、エンジン１の運転状態に応じた好適な点火時期において点火プラグ３に通電する。

それに加えてＥＣＵ５００は、以下に説明する加速時の駆動力規制制御を実行するものであり、このＥＣＵ５００により実行されるプログラムによって、本発明の駆動力規制手段を備えた駆動力制御装置が実現される。

−駆動力規制制御−
次に、ＥＣＵ５００が実行する加速時（エンジン１の加速過渡時）の駆動力規制制御について概略を説明する。本実施形態のようにターボチャージャ１００を備えたエンジン１は、排気の流量が少ない運転領域においてアクセル踏み操作がなされても、排気流量の増大によってタービンホイール１０１の回転が立ち上がるまでの間は十分な過給が行われない。このため、アクセル踏み操作からエンジン１の出力が立ち上がるまで数秒程度の応答遅れが生じてしまう。

一例として図４に示すように、時刻ｔ０にてアクセルペダルが踏み込まれると（加速要求があると）、一点鎖線で示すように要求駆動力Ｐreqはステップ状に立ち上がるものの、エンジントルクの増大には遅れ（ターボラグ）があるので、実線で示すように車両の実駆動力Ｐactはなかなか立ち上がらない。すなわち、乗員がアクセル踏み操作を継続している（要求駆動力Ｐreqが一定）にもかかわらず、数秒程度は実駆動力Ｐactが十分に増大しない。

図４に実線で示す実駆動力Ｐactは、変速機の変速比やデファレンシャルの減速比も考慮して、エンジントルクを基に計算した値であり、時刻ｔ１までは増大しているが、その後の時刻ｔ２までは概ね一定の大きさになっている（停滞）。このとき、実際に車両に生じている駆動力を表す加速度ａの値（車速Ｖの微分値やＧセンサによる検出値など）も、前記計算した実駆動力Ｐactと同じく概ね一定になっており、この加速度ａを体感する乗員は、自身のアクセル踏み操作に対して車両の駆動力が追いついてこない、即ち停滞していると感じる。

そして、その後の時刻ｔ３において過給圧が立ち上がって（図には示さず）エンジントルクが急上昇すると、実線で示すように実駆動力Ｐactが段差状に立ち上がって、乗員は加速ショックを感じることになる。つまり、それまで停滞していた駆動力（加速度ａ）が段差状に立ち上がるように感じることから、ターボラグが強調されて違和感を覚えるようになる。

これに対し本実施形態では、前記のように駆動力が停滞しており、要求駆動力Ｐreqに追従する見込みが低いと考えられる状況で、その後の駆動力の増大を規制することにより、乗員の違和感を緩和するようにした（駆動力規制制御）。しかも、ターボラグが大きくて実駆動力Ｐactの停滞時間Δｔが長いほど、その後の駆動力の規制を強める一方、停滞時間Δｔが短ければ規制を緩めるようにしている。

以下に、ＥＣＵ５００において実行される駆動力規制制御について、図５のフローチャートを参照して具体的に説明する。なお、図示の制御ルーチンは、ＥＣＵ５００において所定時間毎（例えば数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返して実行される。

まず、ステップＳＴ１０１では、加速時であるか否かを判定する。具体的には、例えば、アクセル開度Ａｃｃの単位時間当たりの変化量が所定の加速判定閾値以上であるか否かを判定する。その判定結果が否定判定（ＮＯ）である場合はリターンする一方、肯定判定（ＹＥＳ）であれば、即ちアクセル開度Ａｃｃ変化量≧加速判定閾値であり、加速時と判定した場合はステップＳＴ１０２に進む。

なお、前記の加速判定閾値については、対象とするエンジン機種などを考慮して、実験・計算等によって適合した値を設定すればよい。例えば、加速判定閾値を２０％／ｓｅｃ〜３０％／ｓｅｃと設定して、加速時であるか否かを判定すればよいが、この数値に限定されることはなく、他の数値を採用してもよい。また、スロットル開度センサ３０５の出力信号から得られるスロットル開度などの他のエンジン運転状態に基づいて加速判定するようにしてもよいし、他の公知の手法で加速判定するようにしてもよい。

ステップＳＴ１０２においては、駆動力の増大が所定以上、停滞しているか否かを判定するための演算を行う。具体的には、例えば、以下の停滞判定条件が全て成立しているときに「所定以上の停滞」と判定する。停滞判定条件としては第１に、要求駆動力Ｐreqに対する実駆動力Ｐactの偏差量（絶対値）が所定以上であること、第２に要求駆動力Ｐreqの変化率が所定以下で殆ど変化していないこと、第３に実駆動力Ｐactの変化率も所定以下で非常に小さいこと、などとすればよい。

前記第１の条件は、乗員の要求に対する実駆動力Ｐactの不足分が所定以上に大きい、ということである。例えば要求駆動力Ｐreqが５０００Ｎであるにもかかわらず、実駆動力Ｐactが３０００Ｎに留まっている場合、その偏差の絶対値は２０００Ｎであるから、実駆動力Ｐactの不足分が２０００Ｎ以上のときに第１の条件の成立と判定することができる。但し、この数値に限定されることはなく、対象とする車種やエンジン機種などを考慮して実験・計算等によって適合した値を設定すればよい。

また、第２の条件は、アクセル開度Ａｃｃの増減幅が小さく、乗員が自らの意志でアクセルペダルを踏み込んでいることを判定するもので、第３の条件は、それにもかかわらず実駆動力Ｐactがあまり増大していないことを判定する。例えば要求駆動力Ｐreqの変化率の絶対値（単位時間あたりの変化量）が１０％／ｓｅｃ以下のときに第２の条件の成立と判定し、実駆動力Ｐactの増大変化率（単位時間あたりの増大変化量）が１５％／ｓｅｃ以下のときに、第３の条件の成立と判定してもよい。但し、この数値に限定されることはなく、対象とする車種やエンジン機種などを考慮して実験・計算等によって適合した値を設定すればよい。

そして、そのようにアクセル踏み操作が継続してなされているにもかかわらず、実駆動力Ｐactがあまり増大しておらず、要求駆動力Ｐreqに対する実駆動力Ｐactの偏差量（絶対値）が大きいままであるときに、前記所定以上の停滞と判定する。すなわち、ステップＳＴ１０３において前記第１〜第３の全ての条件が成立しているか否か判定し、一つでも不成立であれば否定判定（ＮＯ）して前記ステップＳＴ１０２に戻る一方、全ての条件が成立していて肯定判定（ＹＥＳ）であればステップＳＴ１０４に進む。

このステップＳＴ１０４では、駆動力の停滞時間Δｔを計測（タイマーカウント）するための停滞フラグをオンするとともに、以下のように駆動力の追従性判定のための演算を行う。具体的には、例えば、実駆動力Ｐactの増大変化率に基づいて要求駆動力Ｐreqへの追従性を判定するための追従性判定閾値を算出する。すなわち、前記のように停滞する実駆動力Ｐactの増大変化率がさらに小さくなれば、乖離する要求駆動力Ｐreqに追従する見込みはないと考えられるので、追従性判定閾値は前記停滞判定における第３の条件の成立条件よりも小さく、例えば実駆動力Ｐactの増大変化率が１０％／ｓｅｃとすればよい。

但し、前記の数値に限定されることはなく、対象とする車種やエンジン機種などを考慮して、実験・計算等によって適合した値を設定すればよい。また、実駆動力Ｐactの増大変化率だけで判定するのではなく、そのときの要求駆動力Ｐreqとの偏差量（絶対値）が所定以上に大きいか否かも考慮して、判定するようにしてもよい。実駆動力Ｐactの増大変化率に代えて、実駆動力Ｐactと要求駆動力Ｐreqとの偏差量（絶対値）の減少変化率によって判定するようにしてもよい。

続いてステップＳＴ１０５では、実駆動力Ｐactの増大変化率が追従性判定閾値以下であるか否かを判定し、否定判定（ＮＯ）であれば一旦、制御ルーチンを終了する一方、肯定判定（ＹＥＳ）であれば、即ち実駆動力Ｐactの増大変化率≦追従性判定閾値であり、追従の見込みなしと判定すれば、ステップＳＴ１０６に進んで、その後の実駆動力Ｐactの増大を規制するために要求駆動力Ｐreqを以下のように補正する。また、この時点で停滞フラグはオフとする。

つまり、この例では実駆動力Ｐactが要求駆動力Ｐreqに対して所定以上に停滞していて、しかも、それが要求駆動力Ｐreqに追従する見込みがないと判定したときに、要求駆動力Ｐreqを補正する。具体的には、例えば、図６に模式的に示すように要求駆動力Ｐreqを、まず、所定の減少補正量αだけ一気に減少させた後に、所定の増大補正率βでもって徐々に増大させる。

そのように要求駆動力Ｐreqを一旦、減少させることで、実駆動力Ｐactが段差状に増大することを規制できるとともに、その後は徐々に増大する要求駆動力Ｐreqに対応して実駆動力Ｐactが滑らかに増大するようになる。よって、ターボラグによる駆動力の停滞があっても、その後の駆動力の増大と一体的な加速感を実現し、乗員の違和感を十分に緩和することができる。

ここで、前記要求駆動力Ｐreqの減少補正量αや増大補正率βは、対象とする車種やエンジン機種などを考慮して、実験・計算等によって適合した値を設定すればよいが、例えば減少補正量αは、要求駆動力Ｐreqが実駆動力Ｐactよりも或る程度、大きな値になるように設定して、制御のオーバーシュート防止することが好ましい。図６に示す例では一例として減少補正量αや増大補正率βを、駆動力規制制御までの停滞時間Δｔ１〜Δｔ３に応じて変化させるようにしている。

すなわち、車両の乗員は、自身のアクセル踏み操作に対して駆動力の停滞する時間が長いほど、その後の駆動力の増大に対して違和感を覚え易いので、停滞時間Δｔが比較的長い（図の例ではΔｔ３）ときには、駆動力を強めに規制する。具体的には要求駆動力Ｐreqの減少変化量αを大きくして、より小さな値まで要求駆動力Ｐreqを減少させるとともに、その後の増大変化率βも小さめの値にして、実駆動力Ｐactの増大をより確実に規制するものである。

一方、停滞時間Δｔが比較的短いΔｔ１のときには、その後の駆動力の立ち上がりがやや急であっても乗員は一体的な加速と感じるようになり、違和感は覚え難いので、駆動力の規制を緩めにする。具体的には要求駆動力Ｐreqの減少変化量αを小さめの値にするとともに、その後の増大変化率βは大きめの値にして、比較的早く駆動力が増大するようにし、車両の加速性能を確保するものである。

本実施形態では、前記のように停滞時間Δｔが短めであればあまり要求駆動力Ｐreqを減少させず、一方、停滞時間Δｔが長めであればその分、大めに要求駆動力Ｐreqを減少させるようにしている。そのために駆動力の停滞時間Δｔに対応づけて好適な減少補正量α及び増大補正率βの値を実験・計算等によって適合し、図７に一例を示すようなマップに設定している。このマップはＥＣＵ５００のＲＯＭに記憶されていて、駆動力規制制御の際に参照される。

こうして、ＥＣＵ５００において駆動力の停滞時間Δｔに応じて要求駆動力Ｐreqが補正され、これに応じてエンジントルクの制御目標値が変更されて、エンジン１のスロットル開度や燃料噴射量、さらには点火時期が変更される。これにより、応答遅れの後のエンジントルクの増大が規制され、停滞後の車両の駆動力の増大が好適に規制される。以下、このような駆動力規制制御における要求駆動力Ｐreq、実駆動力Ｐact、及び車両の加速度ａの変化の一例を、図８のタイミングチャートを参照して説明する。

まず、時刻ｔ０にてアクセルペダルが踏み込まれると、図４を参照して上述した場合と同様に、一点鎖線で示すように要求駆動力Ｐreqはステップ状に立ち上がるものの、実線で示すように車両の実駆動力Ｐactはなかなか立ち上がらない。時刻ｔ１から時刻ｔ３までアクセル開度Ａｃｃに対応して要求駆動力Ｐreqが概ね一定の大きさになっているにもかかわらず、実駆動力Ｐactはあまり増大せず、停滞している。

その実駆動力Ｐactの増大変化率が所定値（例えば１５％／ｓｅｃ）以下になると（時刻ｔ２）、この時点において、要求駆動力Ｐreqに対する実駆動力Ｐactの偏差（絶対値）が所定値（例えば２００Ｎ）以上であって、かつアクセル開度Ａｃｃの変化率は所定値（例えば１０％／ｓｅｃ）以下であるから、停滞判定の第１〜第３の条件が全て成立して、所定以上の停滞と判定される（停滞フラグがオン）。

一方、その時点（時刻ｔ２）では、未だ実駆動力Ｐactの増大変化率は追従性判定閾値（例えば１０％／ｓｅｃ）以下にはなっておらず、駆動力の規制制御は開始されない。その後、さらに実駆動力Ｐactの増大変化率が小さくなって、時刻ｔ３において追従性判定閾値以下になると、この実駆動力Ｐactが要求駆動力Ｐreqに追従する見込みはないと判定されて、駆動力の規制制御が開始される。なお、この際、停滞フラグはオフになる。

そうして駆動力の規制制御が開始されると、図示のように要求駆動力Ｐreqは一旦、大幅に減少した後に徐々に増大するようになり、その後、過給圧が立ち上がってもエンジントルクが急上昇することはない。実駆動力Ｐactは、図の例では時刻ｔ４あたりから滑らかに上昇するようになり、これに応じて車両の加速度ａも段差なく滑らかに立ち上がるから、乗員は加速ショックを感じることがない。

したがって、本実施形態に係る駆動力制御装置によると、車両の加速時に増大する要求駆動力Ｐreqに対して、実駆動力Ｐactの増大が所定以上に停滞していると判定した場合に、その要求駆動力Ｐreqを補正して、停滞後の実駆動力Ｐactの増大を規制するようにしたので、停滞後に実駆動力Ｐactが段差状に立ち上がるのではなく、徐々に立ち上がるようになる。よって、乗員は駆動力の停滞があっても一体的な加速と感じ易く、違和感を覚え難い。

しかも、その際に駆動力の停滞時間Δｔが長いほど規制を強めて、実駆動力Ｐactがより緩やかに立ち上がるようにし、停滞時間Δｔが短めであれば規制を緩めて、実駆動力Ｐactが比較的速く立ち上がるようにしたから、乗員の違和感の覚え易さに対応して好適に駆動力の増大を規制し、車両の加速性能やドライバビリティの低下を極力、抑制しながら乗員の違和感を十分に緩和することができる。

−他の実施形態−
以上、説明した実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定することを意図しない。例えば前記の実施形態においては、実駆動力Ｐactの所定以上の停滞を判定した上で、それが要求駆動力Ｐreqに追従する見込みがないと判定した場合に、その後の駆動力の増大を規制するようにしているが、これに限らず、例えば実駆動力Ｐactの所定以上の停滞が所定時間以上、継続した場合に駆動力の増大を規制するようにしてもよい。

また、前記の実施形態は、一例としてガソリンエンジンを搭載した車両に本発明を適用した場合について説明したが、これにも限定されず本発明は、ディーゼルエンジン等の他のエンジンを搭載した車両に対しても適用可能である。また、駆動力源としてエンジンのみを搭載した車両にも限定されず、例えばハイブリッド車両（駆動力源としてエンジン及び電動モータを搭載した車両）にも本発明を適用することができる。

本発明は、車両の駆動力源の応答遅れに対し、その後の駆動力の増大を適切に規制することにより、加速性能やドライバビリティの低下を極力、抑制しながら乗員の違和感を十分に緩和できるので、乗用車の駆動力の制御に適用して特に効果が高い。

５００ ＥＣＵ（駆動力規制手段）
Ａｃｃ アクセル開度（加速要求操作）
Ｐreq 要求駆動力
α 要求駆動力の減少変化量
β 要求駆動力の増大変化率
Ｐact 実駆動力
Δｔ 駆動力の停滞時間

Claims (6)

1. 乗員の加速要求操作に応じて車両の駆動力を増大させる駆動力制御装置であって、
   少なくとも前記加速要求操作に応じて決定される要求駆動力に対して、車両の実駆動力の増大が所定以上に停滞していると判定した場合に、その後の実駆動力の増大を規制する駆動力規制手段を備え、
   前記駆動力規制手段は、前記駆動力の停滞時間が長いほど、実駆動力の増大変化率が小さくなるように規制するものであることを特徴とする駆動力制御装置。
2. 請求項１記載の駆動力制御装置において、
   前記駆動力規制手段は、前記駆動力の停滞を判定した場合に、前記要求駆動力を一旦、減少した後に徐々に増大するように変化させるとともに、その増大変化率を前記駆動力の停滞時間が長いほど小さな値とする、駆動力制御装置。
3. 請求項２記載の駆動力制御装置において、
   前記駆動力規制手段は、前記駆動力の停滞時間が長いほど前記要求駆動力の減少変化量を大きくする、駆動力制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動力制御装置において、
   前記駆動力規制手段は、前記駆動力の停滞の判定に加えて、前記実駆動力の要求駆動力に対する追従性が所定以下であると判定した場合に、実駆動力の増大を規制する、駆動力制御装置。
5. 請求項４に記載の駆動力制御装置において、
   前記駆動力規制手段は、前記要求駆動力に対する実駆動力の偏差量が所定以上であるか、その偏差量の変化率が所定以下であるか、若しくは実駆動力の増大変化率が所定以下であるか、の少なくとも一つの条件が成立したとき、前記実駆動力の要求駆動力に対する追従性が所定以下であると判定する、駆動力制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の駆動力制御装置において、
   前記駆動力規制手段は、前記要求駆動力に対する実駆動力の偏差量が所定以上であって、かつ要求駆動力及び実駆動力の変化率がそれぞれ所定以下のときに、前記駆動力の停滞を判定する、駆動力制御装置。

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