JP2015013532A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速要求時に車両が減速する場合に、減速を抑制する車両制御装置を提供する。
【解決手段】車速に基づいて目標駆動力を設定し、目標駆動力に基づいて無段変速機の目標変速比、及び駆動源の目標トルクを設定する車両制御装置であって、加速要求がされている場合に、加速要求時の車速に基づいて目標駆動力を設定し、加速要求が継続している間に車両が減速する場合には、実車速に基づいて目標駆動力を設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は車両制御装置に関するものである。

従来、アクセル開度と車速とに基づいて算出される目標出力を達成するように無段変速機の目標入力回転速度と、目標入力トルクとを算出する制御装置が特許文献１に開示されている。この制御装置では、加速要求時に走行抵抗が大きくなり、車両が減速状態となると、エンジン回転速度の低下を抑制することで、駆動力不足を抑制し、車両が減速することを抑制し、運転者に与える違和感を抑制している。

特開２００９−１２１３９４号公報

しかし、車両の目標駆動力（目標出力）は、目標入力回転速度と、目標入力トルクとが制御されることで実現されるので、目標入力回転速度（エンジン回転速度）のみを制御した場合には、駆動力不足の抑制が不十分となる場合がある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、加速要求時に車両が減速状態となる場合に、車両が減速することを抑制し、運転者に与える違和感を抑制することを目的とする。

本発明のある態様に係る車両制御装置は、車速に基づいて目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、目標駆動力を実現するように無段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、目標駆動力と変速比とに基づいて駆動源の目標トルクを設定する目標トルク設定手段とを備えた車両制御装置であって、運転者の操作に基づいて加速要求を判定する加速要求判定手段を備える。目標駆動力設定手段は、加速要求がされている場合に、加速要求時の車速に基づいて目標駆動力を設定し、加速要求が継続している間に車両が減速する場合には、実車速に基づいて目標駆動力を設定する。

この態様によると、加速要求時に車両が減速する場合に、実車速に基づいて目標駆動力を設定し、その目標駆動力を実現するように目標変速比、及び目標トルクが設定されるので、車両が減速することを抑制し、運転者に与える違和感を抑制することができる。

本実施形態の車両の概略構成図である。 本実施形態の目標変速比、目標エンジントルクの設定方法を説明する制御ブロック図である。 車速とアクセル開度と目標駆動力との関係を示す図である。 加速要求がされ、車両が減速する場合の目標駆動力を説明する図である。 再加速要求がされた場合の目標駆動力を説明する図である。 加速要求がされ、車両が減速し、再加速要求がされるまでの駆動力算出車速を説明するフローチャートである。 加速要求がされ、車両が減速し、再加速要求がされるまでの目標駆動力を説明するフローチャートである。 加速要求がされ、車両が減速する場合の目標駆動力などの変化を示すタイムチャートである。 加速要求がされ、車両が減速し、再加速要求がされた場合の目標駆動力などの変化を示すタイムチャートである。

図１を参照すると、車両の内燃エンジン１の出力はトルクコンバータ１１を介して無段変速機１２に入力される。無段変速機１２はプライマリプーリ１３とセカンダリプーリ１４と、これらに掛け回されたＶベルト１５とを備える。プライマリプーリ１３は油圧Ｐｐｒｉに応じて溝幅を変化させることで、Ｖベルト１５との接触半径を変化させる。セカンダリプーリ１４は油圧Ｐｓｅｃに応じて溝幅を変化させることで、Ｖベルト１５との接触半径を変化させる。結果として、無段変速機１２は油圧Ｐｐｒｉと油圧Ｐｓｅｃの制御に応じて、入力回転速度と出力回転速度の比、すなわち変速比を無段階に変化させる。油圧Ｐｐｒｉと油圧Ｐｓｅｃは油圧供給装置１６により生成される。

セカンダリプーリ１４はファイナルギア１８とディファレンシャル１９を介して駆動輪に結合する。

内燃エンジン１は吸気量を調整する吸気スロットル装置３を備える。吸気スロットル装置３は、内燃エンジン１の吸気通路２に設けた吸気スロットル４と、吸気スロットル４の開度を入力信号に応じて変化させる電動モータ５を備える。

油圧供給装置１６と吸気スロットル装置３はコントローラ２１が出力する指令信号に応じて作動する。

コントローラ２１は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ２１を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

コントローラ２１には吸気スロットル４のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ６、運転者によって操作されるアクセルペダル７のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２２、内燃エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２３、プライマリプーリ１３の回転速度を検出するプライマリプーリ回転速度センサ２４、及び車速を検出する車速センサ２６から検出信号がそれぞれ信号として入力される。

コントローラ２１はこれらの検出信号に応じて、吸気スロットル４の開度制御と、油圧供給装置１６を介した無段変速機１２の変速制御を行うことで、車両の駆動力を制御する。

次に本実施形態の目標変速比、目標エンジントルクの設定方法について図２の制御ブロック図を用いて説明する。以下で説明する制御は、コントローラ２１によって実行される。

加速要求判定部３０は、アクセル開度センサ２２からの信号に基づいて運転者による加速要求を判定する。具体的には、加速要求判定部３０は、アクセル開度が第１所定開度以上であり、かつアクセル開度の単位時間あたりの増加量が第１所定増加量よりも大きくなると、加速要求がされていると判定する。加速要求判定部３０は、加速要求がされている場合には、加速要求判定フラグを「１」にし、加速要求がされていない場合には、加速要求判定フラグを「０」にする。なお、加速要求判定フラグが「１」になった後は、アクセル開度が小さくなる場合、例えばアクセル開度の単位時間あたりの増加量が負の値となった場合に、加速要求判定フラグは「０」になる。

再加速要求判定部３１は、アクセル開度センサ２２からの信号に基づいて運転者による再加速要求を判定する。具体的には、再加速要求判定部３１は、アクセル開度が第２所定開度以上であり、アクセル開度の単位時間あたりの増加量が第１所定増加量よりも大きくなった時に、再加速要求がされていると判定する。第２所定開度は、第１所定開度よりも大きい開度であり、アクセルペダル７が踏み増しされたと判定可能な開度である。再加速要求判定部３１は、再加速要求がされた瞬間に、再加速要求判定フラグを「０」にし、それ以外の場合には、再加速要求判定フラグを「１」にする。つまり、再加速要求判定フラグは、再加速要求がされた瞬間に「０」となり、その後すぐに「１」となる。

なお、再加速要求判定部３１は、再加速要求がされた時に再加速要求判定フラグを一旦「１」にし、反転させて「０」とし、再加速要求がされていない場合には再加速要求判定フラグを一旦「０」にし、反転させて「１」としてもよい。

車速切替判定部３２は、加速要求判定フラグと再加速要求判定フラグとに基づいて車速切替判定フラグを切り替える。車速切替判定部３２は、加速要求判定フラグ、及び再加速要求判定フラグが共に「１」である場合に、車速切替判定フラグを「１」にし、それ以外の場合には車速切替判定フラグを「０」にする。具体的には、加速要求がされていない場合には、加速要求判定フラグが「０」であるので、車速切替判定フラグは「０」である。また、加速要求がされると加速要求判定フラグが「１」となり、再加速要求判定フラグも「１」となっているので、車速切替判定フラグは「１」となる。再加速要求がされると、再加速要求がされた瞬間に、再加速要求フラグが「０」になるので、車速切替判定フラグも「０」になる。その後、再び再加速要求フラグは「１」になるので、車速切替判定フラグは「１」になる。

車速選択部３３は、車速切替判定フラグが「０」の場合には、車速センサ２６によって検出された実車速を選択し、車速切替判定フラグが「０」から「１」に切り替わると、切り替わった時の実車速を記憶し、車速切替判定フラグが「１」に保持されている間は、記憶した車速を選択する。具体的には、車速選択部３３は、加速要求がされていない場合には実車速を選択し、加速要求がされると加速要求がされた時の車速を記憶し、記憶した車速を選択する。また、車速選択部３３は、加速要求がされている間に、再加速要求がされると、記憶していた車速を、再加速要求がされた時の実車速に更新し、その後は更新した車速を選択する。

駆動力算出車速選択部３４は、車速選択部３３によって選択された車速と、実車速とを比較し、低い方の車速を駆動力算出車速として選択する。具体的には、加速要求がされていない場合には、車速選択部３３によって選択される車速も実車速なので、実車速が駆動力算出車速として選択される。また、加速要求がされて車両が加速し、実車速が記憶している車速よりも高い場合には、記憶している車速が駆動力算出車速として選択される。また、加速要求がされているにもかかわらず、例えば走行抵抗が大きくなり、車両が減速している場合であって、実車速が記憶している車速よりも高い場合には、記憶している車速が駆動力算出車速として選択され、実車速が記憶している車速以下になると、実車速が駆動力算出車速として選択される。以下において、実車速が駆動力算出車速として選択されている場合を「通常モード」と言い、記憶している車速が駆動力算出車速として選択されている場合を「リニアモード」と言う。

目標駆動力算出部３５は、駆動力算出車速選択部３４によって選択した車速と、アクセル開度とに基づいて目標駆動力を算出する。具体的には、目標駆動力算出部３５は、通常モードの場合には、実車速とアクセル開度とに基づいて目標駆動力を算出し、リニアモードの場合には、記憶している車速とアクセル開度とに基づいて目標駆動力を算出する。

ここで、目標駆動力と車速との関係について図３を用いて説明する。図３は、車速とアクセル開度と目標駆動力との関係を示している。

アクセル開度が一定の場合に、車速が高くなると目標駆動力は小さくなる。そのため、アクセルペダル７が踏み込まれ、加速要求がされている場合に、実車速に基づいて目標駆動力を算出すると、車両の加速性が不十分となる場合があった。そこで、本実施形態では、加速要求がされた場合には、加速要求時の車速Ｖ０を用いたリニアモードで目標駆動力を算出している（この目標駆動力を矢印Ａで示す。）。これにより、実車速を用いた通常モードで目標駆動力を算出する場合（この目標駆動力を矢印Ｂで示す。）よりも目標駆動力が大きくなり、車両の加速性を向上することができる。

また、加速要求がされた場合であっても、例えば路面が登坂路となり、走行抵抗が大きくなると車両が減速する場合がある。このような場合における目標駆動力と車速との関係について図４を用いて説明する。図４には走行抵抗を記載しており、ここでは走行抵抗が目標駆動力よりも大きくなると車両が減速するものとする。なお、アクセル開度は一定である。

車速Ｖ０の時に加速要求がされて通常モードからリニアモードに移行し、その時の走行抵抗が図４において一点鎖線で示す走行抵抗であって場合には、目標駆動力は走行抵抗よりも大きいので車両は加速する。その後走行抵抗が図４において二点差線で示すように大きくなり、走行抵抗が目標駆動力よりも大きくなると車両は減速する。リニアモードであっても、走行抵抗が目標駆動力よりも大きい場合には、車両は減速する。本実施形態では、このような場合に、実車速が加速要求時の車速Ｖ０以下となるまでは、リニアモードを継続し、実車速が加速要求時の車速Ｖ０以下となると、リニアモードから通常モードに移行する。これにより、加速要求が継続している場合に走行抵抗が大きくなることで車両が減速する場合でも、走行抵抗に対して駆動力が不足することを抑制し、車両の減速を抑制することができる。

なお、通常モードに移行した後に、走行抵抗が小さくなった場合には、再び実車速が加速要求時の車速Ｖ０となるまでは、通常モードを継続し、実車速が加速要求時の車速Ｖ０よりも高くなると、通常モードからリニアモードに移行する。アクセル開度が一定であり、図４において走行抵抗が一点鎖線で示す走行抵抗に戻った場合に、実車速が同じであっても、その時のモードが異なると目標駆動力も異なり、車両の加速性が異なる。そのため、アクセル開度、走行抵抗、実車速が同じであるにもかかわらず、車両の加速性が異なり、運転者に違和感を与えるおそれがある。本実施形態では、このような違和感を運転者に与えることを抑制することができる。

実車速が加速要求時の車速Ｖ０よりも低い車速Ｖ０’となった時にアクセルペダル７が踏み増しされて再加速要求がされた場合には、通常モードからリニアモードに移行し、図５に示すように再加速要求時の車速Ｖ０’に基づいて目標駆動力が算出される。これにより、目標駆動力が大きくなり、車両の加速性を向上することができる。

図２に戻り、目標出力設定部３６は、目標駆動力算出部３５によって設定された目標駆動力と、車速センサ２６によって検出された実車速とを乗算し、目標出力を設定する。

目標エンジン回転速度設定部３７は、目標出力に基づいてマップから目標エンジン回転速度を設定する。

目標出力回転速度演算部３８は、車速センサ２６によって検出した実車速に基づいて無段変速機１２のセカンダリプーリ１４の回転速度を算出する。

目標変速比設定部３９は、目標エンジン回転速度をセカンダリプーリ１４の回転速度で除算することで、目標変速比を設定する。

目標エンジントルク設定部４０は、目標駆動力と駆動輪の半径とを乗算し、乗算した値を目標変速比とファイナルギア比とで除算することで目標エンジントルクを設定する。

このようにして設定した、目標変速比に基づいて無段変速機１２が制御され、目標エンジントルクに基づいて吸気スロットル４が制御される。

ここで、上記するブロック図によって選択される駆動力算出車速について図６のフローチャートを用いて説明する。ここでは、加速要求がされ、車両が減速し、再加速要求がされるまでの駆動力算出車速について説明する。

加速要求判定フラグが「０」の場合（ステップＳ１００、「Ｎｏ」）には、実車速が駆動力算出車速として選択される（ステップＳ１０１）。

加速要求判定フラグが「１」であり（ステップＳ１００、「Ｙｅｓ」）、実車速が加速要求時の車速よりも高い場合（ステップＳ１０２、「Ｙｅｓ」）には、加速要求時の車速が駆動力算出車速として選択される（ステップＳ１０３）。

加速要求判定フラグが「１」であり（ステップＳ１００、「Ｙｅｓ」）、実車速が加速要求時の車速以下であり（ステップＳ１０２、「Ｎｏ」）、再加速要求判定フラグが「０」の場合（ステップＳ１０４、「Ｙｅｓ」）には、再加速要求時の車速が駆動力算出車速として選択される（ステップＳ１０５）。

加速要求判定フラグが「１」であり（ステップＳ１００、「Ｙｅｓ」）、実車速が加速要求時の車速以下であり（ステップＳ１０２、「Ｎｏ」）、再加速要求判定フラグが「１」の場合（ステップＳ１０４、「Ｎｏ」）には、実車速が駆動力算出車速として選択される（ステップＳ１０６）。

次に、上記するブロック図によって設定される目標駆動力について図７のフローチャートを用いて説明する。ここでは、加速要求がされ、車両が減速し、再加速要求がされるまでの目標駆動力について説明する。

加速要求判定フラグが「０」の場合（ステップＳ２００、「Ｎｏ」）には、実車速とアクセル開度とに基づいて目標駆動力が算出される（ステップＳ２０１）。

加速要求判定フラグが「１」であり（ステップＳ２００、「Ｙｅｓ」）、実車速が加速要求時の車速よりも高い場合（ステップＳ２０２、「Ｙｅｓ」）には、加速要求時の車速とアクセル開度とに基づいて目標駆動力が算出される（ステップＳ２０３）。

加速要求判定フラグが「１」であり（ステップＳ２００、「Ｙｅｓ」）、実車速が加速要求時の車速以下であり（ステップＳ２０２、「Ｎｏ」）、再加速要求判定フラグが「０」の場合（ステップＳ２０４、「Ｙｅｓ」）には、再加速要求時の車速とアクセル開度とに基づいて目標駆動力が算出される（ステップＳ２０５）。

加速要求判定フラグが「１」であり（ステップＳ２００、「Ｙｅｓ」）、実車速が加速要求時の車速以下であり（ステップＳ２０２、「Ｎｏ」）、再加速要求判定フラグが「１」の場合（ステップＳ２０４、「Ｎｏ」）には、実車速とアクセル開度とに基づいて目標駆動力が算出される。

次に加速要求がされ、車両が減速する場合の目標駆動力などの変化について図８のタイムチャートを用いて説明する。

アクセルペダル７が踏み込まれて加速要求がされ、時間ｔ１において加速要求判定フラグが「１」になる。これにより、通常モードからリニアモードに移行し、実車速は高くなるが、駆動力算出車速としては、加速要求時の車速Ｖ０が選択される。

時間ｔ２において、例えば車両が走行している路面が登坂路となり、走行抵抗が大きくなり、これによって車両が減速する。

時間ｔ３において、実車速が加速要求時の車速Ｖ０よりも低くなると、リニアモードから通常モードに移行し、実車速に基づいて目標駆動力が算出される。これにより目標駆動力は、リニアモードの目標駆動力よりも大きくなるので、車両の減速を抑制することができる。図８においては、リニアモードを継続した場合の目標駆動力、及び実車速を破線で示す。

時間ｔ４において、走行抵抗が元の走行抵抗まで小さくなると、車両は再び加速する。本実施形態を用いて通常モードに移行した場合には、リニアモードを継続した場合よりも、実車速の上昇が早くなる。

時間ｔ５において、実車速が加速要求時の車速Ｖ０になると、通常モードからリニアモードに移行し、加速要求時の車速Ｖ０に基づいて目標駆動力が算出される。

次に加速要求がされ、走行抵抗が大きくなり、さらに再加速要求がされた場合の目標駆動力の変化などについて図９のタイムチャートを用いて説明する。

アクセルペダル７が踏み込まれて加速要求がされ、時間ｔ１において加速要求判定フラグが「１」になる。これにより、通常モードからリニアモードに移行し、実車速は高くなるが、駆動力算出車速としては、加速要求時の車速Ｖ０が選択される。

時間ｔ２において、例えば車両が走行している路面の勾配が大きくなり、走行抵抗が大きくなり、車両が減速する。

時間ｔ３において、実車速が加速要求時の車速Ｖ０よりも低くなると、リニアモードから通常モードに移行し、実車速に基づいて目標駆動力が算出される。これにより目標駆動力は、リニアモードの目標駆動力よりも大きくなるので、車両の減速を抑制することができる。

時間ｔ４において、アクセルペダル７が踏み増しされ、再加速要求がされると、通常モードからリニアモードに移行し、再加速要求がされた時の車速Ｖ０’が駆動力算出車速として選択され、目標駆動力が大きくなる。図９においては通常モードを継続した場合の目標駆動力を破線で示す。

本発明の実施形態の効果について説明する。

加速要求がされた場合に、加速要求時の車速に基づいて目標駆動力を算出する車両の制御装置であって、加速要求が継続している間に、例えば走行抵抗が大きくなり、車両が減速するような場合には、実車速に基づいて目標駆動力を算出する。これにより、加速要求が継続している間に、例えば走行抵抗が大きくなり、車両が減速する場合であっても、駆動力不足を抑制することで車両が減速することを抑制することができ、運転者に与える違和感を抑制することができる。

本実施形態では、加速要求がされている場合に、実車速が加速要求時の車速よりも高い場合には、リニアモードとし、加速要求時の車速に基づいて目標駆動力を算出し、実車速が加速要求時の車速以下となる場合には、リニアモードから通常モードに移行し、実車速に基づいて目標駆動力を算出する。これにより、加速要求が継続している間に、車両が減速する場合であっても、駆動力不足を抑制することで車両が減速することを抑制することができ、運転者に与える違和感を抑制することができる。

加速要求が継続している間に、走行抵抗が大きくなり、その後、走行抵抗が元の走行抵抗に戻る場合がある。このような場合に、車両が減速するとすぐにリニアモードから通常モードに移行すると、走行抵抗が元の走行抵抗に戻った場合に、実車速が加速要求時の車速よりも高い場合であっても、通常モードで目標駆動力が算出される。そのため、例えばアクセル開度、実車速、走行抵抗が同じであっても、モードが異なるために目標駆動力が異なり、車両の加速性が異なり、運転者に違和感を与えるおそれがある。本実施形態では、このような場合でも車速が加速要求時の車速となるまでは、リニアモードが継続されるので、上記する違和感を運転者に与えることを抑制することができる。

また、加速要求が継続している間に、走行抵抗が大きくなり、車両が減速し、実車速が加速要求時の車速よりも低くなり、リニアモードから通常モードに移行した後に走行抵抗が元の走行抵抗に戻る場合がある。このような場合に、走行抵抗が元の走行抵抗に戻り、車両が加速した時に通常モードからリニアモードに移行し、加速した時の実車速を用いて目標駆動力を算出すると、アクセル開度、走行抵抗が同じであっても、実車速が加速要求時の車速となった時の目標駆動力が異なるため、運転者に違和感を与えるおそれがある。本実施形態では、このような場合でも再び実車速が加速要求時の車速となるまでは、通常モードを継続し、実車速が加速要求時の車速になると通常モードからリニアモードに移行するので、上記する違和感を運転者に与えることを抑制することができる。

加速要求が継続している間に、車両が減速し、実車速が加速要求時の車速よりも低くなり、リニアモードから通常モードに移行した状態で、再加速要求がされた場合には、通常モードからリニアモードに移行し、再加速要求時の車速に基づいて目標駆動力を算出する。これにより、再加速要求に応じて目標駆動力を設定して車両を加速させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

なお、上記実施形態では、ベルト式の無段変速機を用いた車両について説明したが、これに限られることはなく、チェーン式の無段変速機やハイブリッド車両などに用いてもよい。

１ 内燃エンジン（駆動源）
１２ 無段変速機
２１ コントローラ（目標駆動力設定手段、目標変速比設定手段、目標トルク設定手段、加速要求判定手段、再加速要求判定手段）
２２ アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
２６ 車速センサ（車速検出手段）

Claims (4)

1. 車速に基づいて目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
   前記目標駆動力を実現するように無段変速機の目標変速比を設定する目標変速比設定手段と、
   前記目標駆動力と変速比とに基づいて駆動源の目標トルクを設定する目標トルク設定手段とを備えた車両制御装置であって、
   運転者の操作に基づいて加速要求を判定する加速要求判定手段とを備え、
   前記目標駆動力設定手段は、
   前記加速要求がされている場合に、加速要求時の車速に基づいて前記目標駆動力を設定し、
   前記加速要求が継続している間に車両が減速する場合には、実車速に基づいて前記目標駆動力を設定することを特徴とする車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記目標駆動力設定手段は、
   前記加速要求が継続している間に前記車両が減速する場合に、前記実車速が前記加速要求時の車速となるまでは、前記加速要求時の車速に基づいて前記目標駆動力を設定し、
   前記実車速が前記加速要求時の車速以下となると、前記実車速に基づいて前記目標駆動力を設定することを特徴とする車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記目標駆動力設定手段は、
   前記加速要求が継続している間に前記車両が減速し、前記実車速が前記加速要求時の車速よりも低くなった後は、再び前記実車速が前記加速要求時の車速よりも高くなるまでは前記実車速に基づいて前記目標駆動力を設定し、
   前記実車速が前記加速要求時の車速よりも高くなると、前記加速要求時の車速に基づいて前記目標駆動力を設定することを特徴とする車両制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の車両制御装置であって、
   前記加速要求がされた後に、前記運転者の操作に基づいて、更なる加速要求がされたかどうか判定する再加速要求判定手段を備え、
   前記目標駆動力設定手段は、前記加速要求が継続している間に前記車両が減速し、前記実車速が前記加速要求時の車速よりも低い状態で、前記更なる加速要求がされた場合には、前記更なる加速要求がされた時の車速に基づいて前記目標駆動力を設定することを特徴とする車両制御装置。

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