JP2015175237A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求駆動量の増大に対するエンジン回転数の増大制御の遅れによる違和感を防止する。【解決手段】要求駆動量の増大に基づいてエンジンの回転数を目標回転数に向けて増大させるように前記エンジンの出力側に連結された変速機の変速比を制御する回転数制御を行うように構成された車両用制御装置であって、前記エンジンがアイドリング運転されている状態から前記要求駆動量の増大によってエンジン出力を増大させる場合に、前記要求駆動量の増大に伴う前記回転数制御を開始するまでの遅れ時間が所定値のときの前記回転数制御による前記エンジンの回転数の増大勾配を、前記遅れ時間が前記所定値より短いときの前記エンジンの回転数の増大勾配に比較して小さくする（ステップＳ４）ように構成されている。【選択図】図１

Description

この発明は、車両が走行するための駆動力源を制御する装置に関し、特に要求駆動量の増大に伴って駆動力源の回転数を増大させる制御を行う装置に関するものである。

車両の駆動力源である内燃機関のスロットル開度をフィードバック制御するように構成された装置が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された装置は、アイドリング状態でのスロットル開度を、内燃機関の回転数が目標回転数となるようにフィードバック制御する第１制御と、アクセルペダルが踏み込まれるなどの要求駆動量が増大した負荷運転状態では、内燃機関の出力トルクが要求駆動量に応じた目標トルクとなるようにスロットル開度をフィードバック制御する第２制御とを行うように構成されている。

特開２０１２−０５１４３０号公報

特許文献１に記載されているように、内燃機関についての制御を第１制御から第２制御に切り替える場合、第２制御を所期どおりに行うためには、第１制御が終了しているなど、内燃機関の挙動に対する第１制御の影響が治まった後に第２制御を開始することが好ましい。このような状況は、加速要求に伴う内燃機関の回転数制御についても同様であり、加速要求が発生する以前に実行されていた制御もしくは加速要求に基づいて開始された制御による内燃機関の挙動の乱れが解消もしくは低減した状態で内燃機関の回転数制御を行うことが好ましい。したがって、このような場合には、内燃機関の回転数制御の開始を遅延させることになるが、内燃機関の運転状態は冷却水温度や補機類の運転状態などによって多様に異なるから、加速要求に伴う内燃機関の回転数制御の開始までのいわゆる遅れ時間が長短に多様に変化する。そのため、内燃機関についての上記の回転数制御を一律に実行するとすれば、上記の遅れ時間が長い場合には加速要求があった時点から遅れて内燃機関の回転数が突然増大するなどの事態が生じ、これが違和感の要因になる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、エンジンの運転状態をアイドリング状態から負荷運転状態に切り替えることに伴ってエンジン回転数を増大させる制御が違和感とならないようにすることを目的とするものである。

上記の目的を達成するためにこの発明は、要求駆動量の増大に基づいてエンジンの回転数を目標回転数に向けて増大させるように前記エンジンの出力側に連結された変速機の変速比を制御する回転数制御を行うように構成された車両用制御装置において、前記エンジンがアイドリング運転されている状態から前記要求駆動量の増大によってエンジン出力を増大させる場合に、前記要求駆動量の増大に伴う前記回転数制御を開始するまでの遅れ時間が所定値のときの前記回転数制御による前記エンジンの回転数の増大勾配を、前記遅れ時間が前記所定値より短いときの前記エンジンの回転数の増大勾配に比較して小さくするように構成されていることを特徴とするものである。

この発明の制御装置によれば、エンジンがアイドリング運転されている状態でアクセルペダルが踏み込まれるなどのことによって要求駆動量が増大すると、その要求駆動量の増大から所定の遅れ時間を経過した時点に、変速比を変更することによるエンジン回転数制御が開始される。すなわちエンジン回転数が次第に増大させられ、その増大勾配が、上記の遅れ時間に応じて小さく設定される。具体的には遅れ時間が所定値の場合の勾配に対して、遅れ時間がその所定値より長い場合には勾配が小さく設定される。その結果、要求駆動量が増大してから長い遅れ時間を経過した後にエンジン回転数を増大させるとしてもその増大勾配が小さくなるので、エンジン回転数の増大が体感されにくくなり、長い遅れ時間の後のエンジン回転数の増大が違和感となり難くなる。

この発明に係る制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 その制御を行った場合のエンジン回転数や車両加速度などの変化の一例を模式的に示すタイムチャートである。 この発明に係る制御装置における制御系統を模式的に示す図である。

図３はこの発明に係る制御装置における制御系統を説明するための模式図であり、ここで対象とする車両は、駆動力源としてエンジン１を備え、その出力側に変速機２が連結されている。エンジン１は、スロットル開度や燃料噴射量あるいは点火時期さらにはバルブの開閉タイミングなどが電気的に制御されるように構成されている。また変速機２は、従来知られている有段式自動変速機あるいはベルト式もしくはトロイダル型の無段変速機であってよく、さらには発電機能のあるモータおよび差動機能のある動力分割機構を備えた電気式無段変速機と称されるハイブリッド式の変速機構（ハイブリッド駆動機構）であってもよい。したがって、この変速機２は電気的に制御されて変速比を適宜に設定でき、その変速比に応じてエンジン１の回転数が変化するように構成されている。そして、この変速機２から図示しないデファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪３に動力を伝達するように構成されている。

これらエンジン１および変速機２を制御する電子制御装置４が設けられている。この電子制御装置４はマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータおよび予め記憶させてあるデータなどを使用して演算もしくはデータ処理を行い、その結果を制御指令信号としてエンジン１や変速機２に出力するように構成されている。この電子制御装置４に入力されるデータは、エンジン回転数センサ５の検出信号やアクセル開度センサ６の検出信号であり、その他に車速信号やエンジン水温の検出信号あるいは補機類の動作信号などが入力されている。

この発明に係る制御装置は、要求駆動量を増大させる制御が行われた場合、所定の条件が成立することによりエンジン回転数を増大させる制御を実行するように構成されている。エンジン１の駆動力を増大させる場合、その出力トルクが増大するだけでなく、回転数が増大するのが一般的であるから、要求駆動量が増大した場合にエンジン回転数を、その時点のアクセル開度変化率（アクセル開度速度もしくはアクセルペダルの踏み込み速度）や車速あるいはエンジン水温などのエンジン１の運転状態に応じた目標値に向けて積極的に増大させて加速感を体感させるためである。この制御は、具体的には変速機２の変速比を増大させることにより行われる。

図１はこの発明に係る制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートであり、エンジン１がアイドリング状態になっている場合に所定の短時間ごとに繰り返し実行される。先ず、ステップＳ１ではエンジン１の運転状態（運転モード）が負荷運転モードになっており（負荷運転モードＯＮ）、かつエンジン回転数制御が実行されていない（エンジン回転数制御ＯＦＦ）か否かが判断される。負荷運転モードは、アクセルペダルが踏み込まれてスロットル開度が「０」より大きくなっており、そのスロットル開度に応じた動力を出力するエンジン１の制御態様である。これは、アクセル開度やスロットル開度あるいはアイドルスピードコントロール（ＩＳＣ）の実行・不実行（アイドルスイッチのＯＮ・ＯＦＦ）などに基づいて判断することができる。また、エンジン回転数制御のＯＮ・ＯＦＦは、エンジン回転数制御が実行されていることを示す適宜の制御フラグに基づいて判断することができる。

このステップＳ１で否定的に判断された場合には、アイドリング状態を継続することになるので、特には制御を行うことなくリターンする。これに対してステップＳ１で肯定的に判断された場合には、エンジン回転数制御の開始までの遅れ時間が積算される（ステップＳ２）。例えば、時間のカウントが開始される。その状態でエンジン回転数制御がＯＦＦからＯＮに移行したか否か、すなわちエンジン回転数制御が開始されるか否かが判断される（ステップＳ３）。このエンジン回転数制御は、エンジン１がアイドリング状態になっているときに要求駆動量が増大した場合に、その要求駆動量に応じて決まる目標回転数に向けてエンジン回転数を増大させる制御であり、エンジン回転数が安定していることを条件の一つとして実行される。したがって、ステップＳ３の判断は、フィードバック制御されているエンジン回転数とその目標値との偏差（制御偏差）もしくはその絶対値が予め定めたしきい値以下になったか否かを判断することにより行うことができる。なお、そのしきい値は実験やシミュレーションなどによって予め決めておくことができる。また、ステップＳ３の判断は、アクセル開度の踏み込み速度や踏み込み量、エンジン水温などのエンジン１の動作状態もしくは制御状態に応じて予め決めた時間が経過したか否かを判断することにより行うことができる。

ステップＳ３で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンして従前の制御状態が維持される。これに対してステップＳ３で肯定的に判断された場合には、遅れ時間とアクセル開度速度とに基づいてエンジン回転数制御でのエンジン回転数の増加勾配が求められる（ステップＳ４）。ここで遅れ時間は要求駆動量が増大した時点からエンジン回転数制御が開始された時点までの経過時間であり、上記のステップＳ２でカウントされている時間である。また、アクセル開度速度は、前述したアクセル開度センサ６の検出値に基づいて求めることができる。さらに、エンジン回転数の増加勾配は、実験やシミュレーションなどによって予め求めておき、上記の電子制御装置４にマップなどとして記憶させておくことができる。そのマップは、アクセル開度速度ごとに設けられた二次元マップであってよく、あるいはアクセル開度速度および遅れ時間に応じて勾配を決めた三次元マップであってもよい。そして、そのマップにおけるエンジン回転数増加勾配と遅れ時間との関係は、遅れ時間が長い場合の勾配が遅れ時間が短い場合の勾配より小さくなる関係に決められている。言い換えれば、所定の遅れ時間に対する勾配よりも、遅れ時間が更に長い場合の勾配が小さくなる。また、アクセル開度速度とエンジン回転数増加勾配との関係は、アクセル開度速度が小さい場合には、アクセル開度速度が大きい場合に比較してエンジン回転数増加勾配が小さくなる関係に設定されている。

エンジン回転数の増加勾配がステップＳ４で求められた後、エンジン回転数制御が実行される（ステップＳ５）。したがって、要求駆動量の増大に基づいてエンジン回転数を増大させる場合、その制御の開始までの遅れ時間が長ければ、エンジン回転数は遅れ時間が短い場合に比較してゆっくり増大させられる。そのため、アクセルペダルを踏み込んだ後、大きく遅れてエンジン回転数が増加し始めるとしても、エンジン回転数の増大が顕著にはならず、運転者が体感しにくくなる。あるいはエンジン回転数の増大が、スロットル開度の増大に伴う増大と連続したものとなる。したがって、アクセル操作とそれに起因するエンジン回転数の変化との時間的な乖離が目立たないので、違和感を防止もしくは抑制することができる。なお、アクセル開度速度が大きい場合や前述した遅れ時間が短い場合には、エンジン回転数が上記の場合に比較して大きく増大させられる。その結果、運転者の加速意図がエンジン回転数の増大として現れて体感されるので、運転者の意図と車両の挙動とのずれが少なくなって違和感を防止もしくは抑制することができる。

なお、エンジン回転数の増大勾配を小さくした場合、駆動力が抑制されるので、加速感が不足する場合がある。その場合には、モータによって駆動力を補填する（ステップＳ６）。そのモータは、ハイブリッド車であれば、エンジン回転数制御あるいは駆動力補助などのために設けられているモータであってよく、また一般的な自動変速機を搭載した車両であれば、駆動力補助のために付加的に設けたモータであってもよい。

そして、エンジン回転数がアクセル開度や車速に基づいて求まる目標回転数に達したか否かが判断される（ステップＳ７）。このステップＳ７で否定的に判断された場合には、上述したエンジン回転数制御が継続される。これに対してステップＳ７で肯定的に判断された場合には、リターンして図１に示す制御を終了する。

図２は、上記の制御を行った場合のエンジン回転数や車両加速度などの変化の一例を模式的に示すタイムチャートであって、アクセル開度が「０」であることによりエンジン１がアイドリング状態に制御され、その回転数は所定のアイドリング回転数にフィードバック制御（ＩＳＣ）されている。この状態でアクセルペダルが踏み込まれて要求駆動量が増大すると（ｔ1 時点）、アイドリング状態を示すフラグもしくはアイドルスイッチがＯＮからＯＦＦに切り替わり、またエンジン負荷運転状態を示すフラグもしくはスイッチがＯＦＦからＯＮに切り替わる。これと同時に前述した遅れ時間のカウントが開始される。その後、アクセルペダルが踏み込まれてスロットル開度が増大していることによりエンジントルクが増大し、車両加速度が増大し始める。

そして、要求駆動量が増大してエンジン負荷運転に移行した状態でのエンジン回転数が安定するなどのことによりエンジン回転数制御の開始が判断される（ｔ2 時点）。図２においては、この時点にエンジン回転数制御作動状態を示すフラグがＯＮに切り替えられる。併せて、遅れ時間のカウントが停止し、そのカウント値が遅れ時間となり、その遅れ時間に応じたエンジン回転数の増大勾配が設定される。その増大勾配は、前述したように、アクセル開度速度に応じた勾配および遅れ時間が長いほど小さい勾配である。したがって、アクセル開度速度が小さく、また遅れ時間が長い場合には、図２に実線で示すようにエンジン回転数の増大勾配が緩やかになり、加速度はほぼ連続して変化し、加速度の変化を示す線に屈曲点と目される変化が現れない。

図２には、エンジン回転数の増大勾配を一定値に設定した比較例による変化を破線で示してあり、遅れ時間が長い場合であってもエンジン回転数が急激に増大し、アクセル操作した時点とエンジン回転数が増大する時点との時間的な乖離が大きくなって運転者に違和感を与える可能性がある。また、車両加速度を表す線に屈曲点と目される変化が現れ、これがショックとなり、あるいはドライバビリティを悪化させる可能性がある。

１…エンジン、 ２…変速機、 ４…電子制御装置、 ６…アクセル開度センサ。

Claims (1)

1. 要求駆動量の増大に基づいてエンジンの回転数を目標回転数に向けて増大させるように前記エンジンの出力側に連結された変速機の変速比を制御する回転数制御を行うように構成された車両用制御装置において、
   前記エンジンがアイドリング運転されている状態から前記要求駆動量の増大によってエンジン出力を増大させる場合に、前記要求駆動量の増大に伴う前記回転数制御を開始するまでの遅れ時間が所定値のときの前記回転数制御による前記エンジンの回転数の増大勾配を、前記遅れ時間が前記所定値より短いときの前記エンジンの回転数の増大勾配に比較して小さくするように構成されていることを特徴とする車両用制御装置。

Images