つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。この発明を適用することのできる車両は、エンジンが出力する動力を変速して駆動輪に伝達することが可能な自動変速機を搭載した車両である。この発明における自動変速機は、例えばベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機のように、変速比を連続的に変化させることが可能な無段変速機であってもよい。また、エンジンおよびモータが出力する動力を合成・分割する動力分割機構を備えたハイブリッド車両にもこの発明を適用することができる。すなわち、そのようなハイブリッド車両における動力分割機構は、いわゆる電気式無段変速機構として機能するため、そのような電気式無段変速機構もこの発明における自動変速機に含めることができる。
この発明を適用することのできる車両の一例として、エンジンの出力側に自動変速機を搭載した車両の構成および制御系統を図1に示してある。この図1に示す車両Veは、前輪1および後輪2を有している。この図1に示す例では、車両Veは、エンジン(ENG)3が出力する動力を自動変速機(AT)4およびデファレンシャルギヤ5を介して後輪2に伝達して駆動力を発生させる後輪駆動車として構成されている。なお、この発明を適用することのできる車両Veは、エンジン3が出力する動力を前輪2に伝達して駆動力を発生させる前輪駆動車であってもよい。あるいは、エンジン3が出力する動力を前輪1および後輪2にそれぞれ伝達して駆動力を発生させる四輪駆動車であってもよい。
エンジン3には、例えば電子制御式のスロットルバルブあるいは電子制御式の燃料噴射装置、および、吸入空気の流量を検出するエアフローセンサが備えられている。この図1に示す例では、電子スロットルバルブ6およびエアフローセンサ7が備えられている。したがって、例えば後述のアクセルセンサ9の検出データを基に電子スロットルバルブ6の動作を電気的に制御することにより、エンジン3の出力を自動制御することができる。
エンジン3の出力側に、エンジン3の出力トルクを変速して駆動輪側へ伝達する自動変速機4が設けられている。自動変速機4は、例えば、遊星歯車機構およびクラッチ・ブレーキ機構から構成される従来一般的な有段式の自動変速機であり、クラッチ機構やブレーキ機構の動作を制御することにより、自動変速機4で設定する変速段(もしくは変速比)を自動制御することができるように構成されている。
エンジン3の出力および自動変速機4の変速動作を制御するためのコントローラ(ECU)8が備えられている。コントローラ8は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。このコントローラ8に、制御のための通信が可能なように、エンジン1が接続されている。また、このコントローラ8に、制御のための通信が可能なように、油圧制御装置(図示せず)を介して自動変速機4が接続されている。なお、図1では1つのコントローラ8が設けられた例を示しているが、コントローラ8は、例えば制御する装置や機器毎に、あるいは制御内容毎に、複数設けられていてもよい。
上記のコントローラ8には、車両Ve各部の各種センサ類からの検出信号や各種車載装置からの情報信号などが入力されるように構成されている。例えば、前述のエアフローセンサ7、アクセル開度を検出するアクセルセンサ9、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ(もしくはブレーキスイッチ)10、エンジン3の出力軸3aの回転数を検出するエンジン回転数センサ11、自動変速機4の出力軸4aの回転数を検出するアウトプット回転数センサ12、および、各車輪1,2の回転速度をそれぞれ検出して車速を求める車速センサ13などからの検出信号がコントローラ8に入力されるように構成されている。そして、それら入力されたデータおよび予め記憶させられているデータ等を使用して演算を行い、その演算結果を基に制御指令信号を出力するように構成されている。
上記のよう構成された車両Veでは、前述したように、車両Veが減速走行した後に再加速走行する際に、運転者がアクセルペダルを踏み込むことによってダウンシフトが行われる場合がある。減速走行時に実施されるダウンシフトが適切でないと、再加速走行時に駆動力が不足し、再加速走行を開始する際に更に変速段を下げる(変速比を大きくする)ダウンシフトが行われることになる。その結果、運転者が違和感を覚えたり、加速フィーリングがよくないと感じてしまったりする場合がある。また、運転者の意図や運転志向は、運転者の個人差や走行環境などによっても変化する。それに対して上記のような減速走行時のダウンシフトが一律に実行されると、再加速走行を開始する際に、運転者が意図する駆動力や加速度を得られない可能性がある。
そこで、コントローラ8は、運転者の意図や運転志向を制御に反映させて車両Veの駆動力制御を実行することにより、適切に車両Veを再加速走行させることができるように構成されている。具体的には、コントローラ8は、車両Veが減速走行した後に再加速走行する際の制御指標とする「再加速時加速度」を求め、再加速走行を開始する前に、求めた「再加速時加速度」を実現可能な自動変速機4の変速比を設定するように構成されている。「再加速時加速度」は、減速走行後の再加速走行時に制御指標となるものであって、再加速走行時に運転者が所望する加速度、あるいは運転者が期待する加速度を推定したものである。この「再加速時加速度」は、加速特性、および、車両Veの走行データに基づいて求められる。加速特性は、「再加速時加速度」と車速との関係性を定めたものであって、例えば演算式やマップなどの形で予め記憶されている。車両Veの走行データは、例えば、車速、加速度、自動変速機4の変速比、あるいはエンジン回転数など、車両Veの走行状態を表す物理量であって、現在の減速走行以前の走行履歴から抽出される。現在の減速走行以前の走行履歴とは、例えば、コントローラ8が、イグニションスイッチ(もしくは、メインスイッチ)がOFFにされる際に走行データをクリアする構成であれば、現在の走行のために最後に車両VeのイグニションスイッチがONにされ、以下の図2に説明する制御が最初に開始された時点から、現在に至るまでに取得された走行データの履歴である。
コントローラ8によって実行されるより具体的な制御内容を以下に示してある。図2は、基本となる制御の一例を説明するためのフローチャートである。先ず、車両Veの加速走行が終了したか否かが判断される(ステップS1)。例えば、車速センサ13あるいは前後加速度センサ(図示せず)の検出値を基に、加速走行が終了したか否かを判断することができる。なお、このステップS1で「車両Veの加速走行が終了した」と判断されるのは、一旦、車両Veが加速走行していると判定された後に、車両Veの加速度が0になった場合、もしくは、車両Veの加速度が0以下となる減速走行へ以降した場合である。あるいは、ブレーキスイッチ10がONになった場合などである。したがって、それら以外の場合は、全て、このステップS1で否定的に判断される。例えば、この制御の開始以降に未だ車両Veの加速走行が行われていない場合、車両Veが減速走行中である場合、車両Veが加速走行中である場合、あるいは、車両Veが定常走行中である場合には、このステップS1で否定的に判断される。
車両Veの加速走行が終了したことにより、このステップS1で肯定的に判断された場合は、ステップS2へ進む。ステップS2では、期待車速Vexpおよび勾配係数Kが算出されて更新される。具体的には、ステップS1で終了が判定された加速走行中に記憶された車両Veの走行データ(例えば、加速開始時の車速、加速走行中の最大加速度等)が読み込まれ、その走行データに基づいて、期待車速Vexpおよび勾配係数Kが更新される。運転者が車両Veを運転操作する際には、運転者は常に所定の車速を狙いながら運転していると仮定できる。このコントローラ8による制御では、上記のような運転者が目標とする車速、あるいは運転者が所望すると推定される車速を「期待車速」と定義している。一般に、同一の走行環境の下では、運転者の運転志向が、通常よりも動力性能や運動性能を重視する走行志向(スポーツ走行志向)になれば、「期待車速」は高くなる。反対に、運転者の運転志向が、通常よりも燃費や効率を重視する走行志向(燃費走行志向)になれば、「期待車速」は低くなる。この期待車速Vexpは、例えば、車速、前後加速度、横加速度、操舵角、路面勾配、車両姿勢などのデータを記録した車両Veの走行履歴を基に求めることができる。勾配係数Kは、後述するように、「期待車速」を求める際に用いる相関線の傾きを表している。これら期待車速Vexpおよび勾配係数Kの詳細については後述する。
一方、上記のステップS1で否定的に判断された場合には、ステップS3へ進む。ステップS3では、期待車速Vexpおよび勾配係数Kの各前回値が保持される。すなわち、前回の加速走行が終了した際に算出されて記憶されている期待車速Vexpおよび勾配係数Kが、それぞれ、今回の加速走行が終了するまで保持される。なお、この制御の開始以降に未だ加速走行が行われていない場合は、例えば、イグニションスイッチがONにされ、今回の制御が最初に開始された時点に記憶されている期待車速Vexpおよび勾配係数Kが、引き続き保持される。イグニションスイッチがOFFにされる際に期待車速Vexpおよび勾配係数Kがクリアされる構成では、予め設定されたそれぞれの初期値がイグニションスイッチがONにされる際に読み込まれ、期待車速Vexpおよび勾配係数Kとして記憶される。したがって、上記のようにこの制御の開始以降に未だ加速走行が行われていない場合は、期待車速Vexpおよび勾配係数Kのそれぞれの初期値が保持される。また、イグニションスイッチがOFFにされる際にその時点の期待車速Vexpおよび勾配係数Kが記憶される構成では、上記のようにこの制御の開始以降に未だ加速走行が行われていない場合は、最後にイグニションスイッチがOFFにされた際に記憶された期待車速Vexpおよび勾配係数Kが読み込まれ、引き続き保持される。
上記のステップS2で期待車速Vexpおよび勾配係数Kが更新されると、もしくは、上記のステップS3で期待車速Vexpおよび勾配係数Kの各前回値が保持されると、ステップS4へ進む。ステップS4では、再加速時加速度Gexpが求められる。車両Veが停止することなく減速走行する場合は、その減速走行を終えた後に再加速走行する状態に移行する。例えば、車両Veがコーナーを旋回走行する場合、一般に、車両Veは、コーナー手前から減速走行しながらコーナーに進入する。コーナー内では減速しながら、あるいは一定速度で、旋回走行する。そして、コーナーを脱出する際に再加速走行する。このように車両Veが減速走行後に再加速走行する場合、運転者は、期待車速Vexpに向けて車両Veを加速させると仮定できる。したがって、期待車速Vexpと現在車速Vcurとの車速差ΔV(ΔV=Vexp−Vcur)が大きければ、運転者は、その車速差ΔVを縮めるために大きな加速度を要求して車両Veを再加速走行させるものと推測できる。
上記のような仮定により、このステップS4では、期待車速Vexpと現在車速Vcurとの車速差ΔVから、再加速走行時に運転者が期待する加速度として、再加速時加速度Gexpが求められる。例えば、図3,図4に示すように、走行実験やシミュレーション等の結果から、上記のような「再加速時加速度」と車速との間には負の相関があることが分かっている。再加速走行を開始する時点の車速をx軸にし、その際の加速度(最大対地加速度)をy軸にすると、図4において「y=a・x+b」で示すような一次関数の相関線(近似線)を求めることができる。この相関線は、図3に破線f1,f2,f3で示すように、運転者の運転志向毎に求めておくこともできる。
上述したように、「期待車速」は、加速走行時に運転者が目標とする車速として定義されたものである。そのため、車速がこの「期待車速」に到達した場合は、それ以上車両Veを加速させる必要がなくなり、その結果、加速度は0になると推測できる。したがって、図4に示すような一次関数の相関線において、y軸の加速度が0になるx切片(−a/b)を算出することにより、「期待車速」を求めることができる。
なお、上記の対地加速度は、例えばアウトプット回転数センサ12あるいは車速センサ13の検出データの微分値として求めることのできる加速度である。車両Veに搭載した加速度センサによって加速度を求めることもできるが、その場合は、車両Veの姿勢や路面勾配の影響を受けて加速度の検出データにノイズが入る可能性がある。そのため、この制御では、上記のような回転数センサから求めた対地加速度を用いている。
上記のような「再加速時加速度」と車速との間の相関関係を用いて、予め「再加速時加速度」と車速との関係性を車両Veの加速特性として定め、コントローラ8に記憶しておくことができる。そのような加速特性を車速の関数として定めておくことにより、上記のような「期待車速」および「現在車速」に対応する「再加速時加速度」を算出することができる。
また、「期待車速」および「現在車速」に対応する「再加速時加速度」は、例えば図5に示すような制御マップから求めることができる。すなわち、以前の加速走行時の走行履歴あるいは走行情報から求めた上記のような「再加速時加速度」と車速との間の相関関係を用いて、予め「再加速時加速度」と車速との関係性を車両Veの加速特性として定め、それを図5に示すような制御マップとしてコントローラ8に記憶しておくことができる。
図5で、直線fは、上述の相関線「y=a・x+b」に相当していて、「再加速時加速度」と車速との関係性を定めた加速特性を示している。この直線fの傾きが、勾配係数Kを示している。直線fにおいて、対地加速度が0になる車速、すなわち直線fのx切片が「期待車速」である。したがって、図5において、前述のステップS2で求めた期待車速Vexpを通る直線fに対して、その直線fおよび勾配係数Kで示される関係式に現在車速Vcurを当てはめることにより、再加速時加速度Gexpを求めることができる。
また、直線fは、例えば図5において直線fsおよび直線fmで示すように、上記のような「期待車速」毎に、あるいは、運転志向に応じて、複数設定しておくこともできる。その場合、以前の加速走行時における走行履歴から、その相関線として、複数設定された中から所定の直線fが決定される。それと共に、その直線fのx切片として「期待車速」が求められる。このようにして以前の加速走行時の履歴に基づいて求められる「期待車速」は、以前の加速走行時に現れていた運転志向が反映されたものとなっている。そして、上記のようにして求められた「期待車速」、および、例えば車速センサ13の検出値として求められた「現在車速」に基づいて、「再加速時加速度」が求められる。図5に示すように、「期待車速」と「現在車速」との差が大きいほど、「再加速時加速度」は大きくなる。また、運転志向としてスポーツ走行志向が強いほど、「期待車速」が大きい直線fsが選択され、それによって求められる「再加速時加速度」も大きくなる。反対に、運転志向として燃費走行志向が強いほど、「期待車速」が小さい直線fmが選択され、それによって求められる「再加速時加速度」も小さくなる。
上記のようにして、ステップS4で再加速時加速度Gexpが求められると、その再加速時加速度Gexpを実現可能な自動変速機4の変速段が求められる(ステップS5)。すなわち、車両Veが再加速時加速度Gexpで加速走行するために自動変速機4で設定する最適な変速段が求められる。そのような変速段を求める手法の一例を図6に示してある。先ず、出力可能加速度Gablが設定される。出力可能加速度Gablは、エンジン3の出力トルクの最大値をTemax、走行抵抗をR、車両重量をW、ギヤ比をgとすると、
Gabl=(Temax・g−R)/W
の計算式から算出することができる。図6に示すように、出力可能加速度Gablは、自動変速機4の各変速段毎に算出されている。
図6には、自動変速機4が前進8速の有段変速機である例を示してある。この図6に示す例では、「期待車速」および「現在車速」から求められた「再加速時加速度」に対して、その「再加速時加速度」を達成することが可能な変速段(この図6の例では、第2速、第3速、第4速、第5速)の内の最も高速段(この図6の例では、第5速)が選択される。すなわち、図6において、期待車速Vexpを通る相関線と現在車速Vcurを示す直線との交点として、再加速時加速度Gexpが表されている。この再加速時加速度Gexpを示す点は、第5速の出力可能加速度Gablと第6速の出力可能加速度Gablとの間に位置している。これは、エンジン3で最大トルクを出力した場合に、自動変速機4で第6速以上の変速段(第6速,第7速,第8速)が設定されていると、再加速時加速度Gexpを達成できないことを表している。したがって、この図6に示す例では、再加速時加速度Gexpを達成可能な自動変速機4の第5速以下の変速段(第5速から第1速)の中の最高速段である第5速が選択される。
ステップS5で再加速時加速度Gexpを実現可能な自動変速機4の変速段(変速比)が算出されると、車両Veが減速走行中であるか否かが判断される(ステップS6)。例えば、車速センサ13あるいは前後加速度センサ(図示せず)の検出値や、ブレーキスイッチ10の動作信号などを基に、車両Veが減速走行中である否かを判断することができる。車両Veが減速走行中でないことにより、このステップS6で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。
それに対して、車両Veが減速走行中であることにより、ステップS6で肯定的に判断された場合には、ステップS7へ進む。ステップS7では、現在、自動変速機4で設定されている変速段が、上記のステップS5で算出された変速段よりも高速段であるか否か、すなわち、現在の変速段の変速比が算出された変速段の変速比よりも小さいか否かが判断される。現在の変速段が算出された変速段よりも低速段であることにより、このステップS7で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。
それに対して、現在の変速段が算出された変速段よりも高速段であることにより、ステップS7で肯定的に判断された場合には、ステップS8へ進み、算出された変速段に向けて自動変速機4でダウンシフトが実施される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
上記のような減速走行時の制御を実行するコントローラ8の具体的な構成を、図7のブロック図に示してある。このコントローラ8は、一例として、加速度算出部B1、期待車速算出部B2、再加速時加速度算出部B3、出力可能加速度算出部B4、目標変速段算出部B5、および、変速出力判断部B6から構成されている。
加速度算出部B1は、アウトプット回転数センサ12の検出データを基に車両Veの加速度を算出する。車速センサ13の検出データから車両Veの加速度を算出することもできる。期待車速算出部B2は、上記の加速度算出部B1で算出された加速度データおよび車速センサ13の検出データを基に期待車速Vexpを算出する。再加速時加速度算出部B3は、上記の期待車速算出部B2で算出された期待車速Vexpと車速センサ13の検出データから求まる現在車速Vcurとの車速差ΔVを基に再加速時加速度Gexpを算出する。一方、出力可能加速度算出部B4は、エアフローセンサ7の検出データを基に自動変速機4の各変速段(もしくは、変速比)毎の出力可能加速度Gablを算出する。目標変速段算出部B5は、上記の再加速時加速度算出部B3で算出された再加速時加速度Gexpおよび出力可能加速度算出部B4で算出された出力可能加速度Gablを基に自動変速機4に対する目標変速段(もしくは、目標変速比)を算出する。そして、変速出力判断部B6は、上記の目標変速段算出部B5で算出された目標変速段ならびにアクセルセンサ9の検出データおよびブレーキスイッチ10の検出データを基に自動変速機4に対する変速指令に関する判断を行う。具体的には、自動変速機4に対するダウンシフトの実行の要否を判断する。
前述の図6では、自動変速機4が前進8速の有段変速機である例を示しているが、この発明の自動変速機4は、ベルト式やトロイダル式の無段変速機、あるいはハイブリッド車両における電気式の無段変速機構を対象にすることもできる。自動変速機4が上記のような無段変速機あるいはハイブリッド車両の電気式無段変速機構である場合には、「再加速時加速度」を実現可能な自動変速機4の変速比が算出され、その算出された変速比に基づいて自動変速機4が制御される。例えば、図8の(a)に示すように、「現在車速」および「期待車速」から「再加速時加速度」を実現可能な変速比γが求められ、その変速比γに基づいて自動変速機4が制御される。その場合のエンジン回転数の挙動を図8の(b)に示してある。
上述した実施例では、例えば図4に示すような相関線、あるいは図5に示すような制御マップから「期待車速」が求められる。それら図4に示す相関線や図5に示す制御マップは、過去の加速走行時の走行データを基に設定される。その場合に使用する過去の走行データを単純に蓄積していくと、データ量が膨大になってしまう。また、過去の走行データを過度に重視すると、走行環境や運転志向が変化した場合であっても、その変化以前の走行データが適用されてしまい、その結果、「期待車速」や「再加速時加速度」の推定精度が低下してしまう場合がある。そこで、このコントローラ8による駆動力制御では、「期待車速」を求めるために使用される走行データに対して重み付けが行われる。
上記のような走行データの重み付けは、過去の走行データに対して所定の重み係数を乗じることにより実施される。あるいは、全ての走行データの履歴の中から所定の走行データを選択して「期待車速」の算出に用いることにより実施される。例えば、図4に示す相関線や図5に示す制御マップを設定するために用いられる過去の走行データに対して重み係数w(w<1)を乗じることにより、走行データの重み付けを行うことができる。あるいは、最新から所定の回数分遡った直近の走行データのみを用いて、図4に示す相関線を設定することにより、走行データの重み付けを行うことができる。
例えば、図9のグラフに示すように、所定の走行データをグラフ上にプロットしたデータを点(x
0,y
0)とし、走行データの履歴から得られる近似線を「y=a・x+b」とすると、点(x
0,y
0)の誤差dは、
d=(y
0−a・x
0−b)
となる。これに重み付けのための重み係数wを考慮した二乗誤差(w)・d
2は、
(w)・d
2=(w)・(y
0−a・x
0−b)
2
となる。したがって、この二乗誤差(w)・d
2が最小となる係数aおよび係数bを算出することにより、近似線「y=a・x+b」を求めることができる。そのような二乗誤差(w)・d
2が最小となる係数aおよび係数bは、それぞれ、次の(1)式および(2)式で示す漸化式によって算出される。
上記の(1)式および(2)式において、x
2の総和の項をA
nとすると、A
n−1およびA
nは、それぞれ、次の(3)式および(4)式のような漸化式で表される。
上記の(1)式および(2)式の漸化式におけるx2の総和の項に関して、総和の前回値(An−1)にx2の今回値(xn 2)を加え、その和に重み係数wを乗じることにより、総和の今回値(An)を求めることができる。このことは、上記の(1)式および(2)式の漸化式における他の総和の項についても同様に当てはまる。そのため、上記の(1)式および(2)式で表される係数aおよび係数bについては、総和の前回値が分かっていれば、今回値も求めることができる。したがって、過去の走行データの履歴が全て記憶されていなくとも、総和の前回値が記憶されていれば、その総和の前回値と今回値とから、重み係数wによって重み付けされた近似線「y=a・x+b」を求めることができる。
上記のような重み係数wを、例えば「w=0.7」として走行データの重み付けを行った場合、図10に示すように、直近の4回分のデータだけで全体の約75%の情報量を占めることになる。このように、上記のような重み付けを行うことにより、直近のデータに対する重要度を高めることができ、例えば、重要度が低くなった過去のデータをクリアすることもできる。また、重み係数wを一定値とすることにより、上記のような漸化式における1回毎の変化が一定となり、その結果、上記のような漸化式の計算によって近似線「y=a・x+b」を容易に求めることができる。したがって、上記のように走行データに対して重み付けを行うことにより、「期待車速」や「再加速時加速度」の一定の推定精度を確保しつつ、データを記憶するメモリの負荷および演算処理の際の負荷を軽減することができる。
このように、コントローラ8による駆動力制御では、減速走行後の再加速走行時に、その再加速走行が開始される以前に、「再加速時加速度」で加速走行することが可能な変速比を設定する自動変速機4の変速制御を完了させておくことができる。また、上記のような「期待車速」に基づいて「再加速時加速度」を求めることにより、その「再加速時加速度」を、運転者の意図や運転志向等を反映した変速制御の制御指標とすることができる。そのため、減速走行後の再加速走行の開始時点では、事前に、再加速のために必要な駆動力を得ることが可能な変速比を自動変速機4で設定しておくことができる。また、その際に設定されている変速比は、運転者が意図する加速度、あるいは運転者が要求する加速度で車両を加速させることが可能であると推定される変速比となっている。
例えば、車両Veがコーナーを旋回走行する場合には、コーナーへの進入段階からコーナー内での旋回走行段階における車両Veの減速走行中に、予め、コーナーからの脱出段階における車両Veの再加速走行時に適した変速比、すなわち「再加速時加速度」を実現可能な変速比へ、自動変速機4をダウンシフトさせておくことができる。したがって、車両Veがコーナーに進入して旋回走行する場合に、大きな駆動力を得ることが可能な状態を維持しつつ、車両Veを適切に減速させて安定した旋回走行を行うことができる。そして、車両Veがコーナーから脱出して再加速走行を開始する際には、上記のように、既に、十分な駆動力を得ることが可能な状態にまでダウンシフトが完了されている。
したがって、コントローラ8による駆動力制御によれば、減速走行時のダウンシフトが不十分なために、その減速走行後の再加速走行時に駆動力の不足を補うために更にダウンシフトが行われるようなことを回避して、適切に車両を加速走行させることができる。そのため、運転者に違和感やショックを与えてしまうようなことを抑制し、車両Veの加速性能および加速フィーリングを向上させることができる。
また、コントローラ8による駆動力制御において、「期待車速」は、加速走行が行われる度に更新される。そのように「期待車速」が更新されることにより、運転者の最新の運転志向を制御に反映させることができる。例えば、運転者の運転志向が燃費走行志向からスポーツ走行志向へ変化した場合には、「期待車速」が増大する側に更新され、その結果、自動変速機4では、より低速段側の大きな変速比が設定され易い状態になる。そのため、その後の再加速走行の際には、より大きな駆動力を発生させて力強い加速走行が可能になり、上記のようなスポーツ走行志向への運転志向の変化を反映させて、車両Veを適切に加速走行させることができる。
ところで、「期待車速」は、上記のような加速走行時だけにしか更新されないとすると、大抵の場合は増大する側(すなわち、スポーツ走行志向側)に更新され、低下する側(すなわち、燃費走行志向側)に更新される頻度は少なくなってしまう。その結果、例えば、運転者の運転志向が、スポーツ走行志向から通常走行志向に低下した場合、あるいは、通常走行志向から燃費走行志向に低下した場合には、その後の再加速走行の際に運転者が意図するよりも低速段側の大きな変速比が設定されてしまう可能性がある。
そのため、このコントローラ8は、運転志向が燃費走行志向側に低下する状態を推測し、運転志向が燃費走行志向に低下したと判断した場合にも、「期待車速」を更新するように構成されている。具体的には、このコントローラ8による駆動力制御では、上記のような加速走行時に加えて、負側の加速度すなわち減速度が所定値よりも小さい緩減速走行時や、ほとんど加速度が生じない定常走行時に、「期待車速」が低下する側に更新される。例えば、運転志向が通常走行志向であることを想定して予め設定された値となるように「期待車速」が低下させられて更新される。あるいは、運転志向が燃費走行志向であることを想定して予め設定された値となるように「期待車速」が低下させられて更新される。上記のように「期待車速」を低下させる場合、例えば後述する定常走行車速に応じて、通常走行志向を想定して設定された「期待車速」と、燃費走行志向を想定して設定された「期待車速」とを適宜選択してもよい。
緩減速走行とは、例えば車両Veが惰行時に緩やかに減速する走行状態である。具体的には、緩減速走行は、所定の減速度よりも低い減速度範囲(判定領域)内の減速度で車両Veが減速走行する状態、あるいは、車両が負の加速度側の所定減速度よりも0に近い判定領域内の減速度で減速走行する走行状態のことである。この緩減速走行は、運転者の明確な意図に基づいた制動操作によって車両Veが減速走行する状態と区別するために定義されている。例えば、上記のように所定の減速度よりも低い減速度範囲(判定領域)内の減速度で車両Veが減速走行する状態が所定時間以上継続している場合、あるいは、上記のように車両が負の加速度側の所定減速度よりも0に近い判定領域内の減速度で減速走行する状態が所定時間以上継続している場合に、車両Veの走行状態が緩減速走行であると判定される。
定常走行とは、ほとんど加速度が生じない走行状態であって、車両Veが0よりも大きい加速度および0よりも小さい加速度を含む所定の加速度範囲内の加速度で定速もしくはほぼ定速で走行する走行状態である。例えば、上記のように車両Veが0を含む所定の加速度範囲内でほぼ定速走行する状態が所定時間以上継続している場合、あるいは、上記のように車両Veが0よりも大きい加速度および0よりも小さい加速度を含む所定の加速度範囲内の加速度で定速もしくはほぼ定速で走行する状態が所定時間以上継続している場合に、車両Veの走行状態が定常走行であると判定される。
なお、このコントローラ8で実行される制御では、上記の緩減速走行を含めて定常走行と定義している。すなわち、この制御では、上記のような緩減速走行の状態を含む、車両Veが正の加速度および負の加速度を含む0に近い所定の加速度範囲内の加速度で走行している状態を、定常走行と定義している。
車両Veが上記のような定常走行をしている場合は、運転者は今以上の加速を必要としていない状態、あるいは大きな駆動力を要求していない状態である推定することができる。したがって、運転者の運転志向は、燃費走行志向側へ変化していると推定することができる。そのため、このコントローラ8による駆動力制御では、上記のような定常走行が判定された場合には、「期待車速」が低下させられて更新される。「期待車速」が低くなることにより、自動変速機4では、駆動力よりも燃費やエネルギ効率を重視する変速比が設定され易くなり、低速段側の大きな変速比は設定され難くい状態になる。その結果、その後の再加速走行の際には、駆動力の変化が少ない滑らかな加速走行が可能になる。
このように、コントローラ8による駆動力制御によれば、車両Veが加速走行する場合だけではなく、車両Veが上記のような定常走行する場合にも、「期待車速」が更新されて設定される。したがって、運転者の運転志向がスポーツ走行志向と燃費走行志向との間で変化する場合であっても、その都度、最新の運転志向に応じた「期待車速」を設定することができる。
さらに、コントローラ8は、特に、運転志向が燃費走行志向側へ低下する場合であっても、適切な「期待車速」を設定し、運転者の意図や運転志向をより一層精度よく反映した駆動力制御を実行することができるように構成されている。上記のように、このコントローラ8による駆動力制御では、運転志向が燃費走行志向側へ低下することを推定した場合に、「期待車速」が低下させられる。ただし、運転志向の低下を推測した際に、一律に「期待車速」を低下させると、実際には運転志向は低下していないにもかかわらず、「期待車速」が低下させられてしまう場合がある。例えば、従前から設定されている「期待車速」に近い車速で車両Veが定常走行している場合は、運転者が所望する車速に到達した結果、加速および減速されることのない走行状態になっている可能性がある。したがって、車両Veが上記のような定常走行する場合であっても、運転志向は低下していない可能性もある。そこで、このコントローラ8は、運転志向の低下を推測した場合には、一律に「期待車速」を低下させるのではなく、その場合の車両Veの走行状態に応じて、「期待車速」を低下させるか否かを判断するように構成されている。
上記のような運転志向が低下する状況に対応するためにコントローラ8で実行される制御の一例を、図11に示してある。この図11のフローチャートに示す制御は、前述の図2のフローチャートにおけるステップS1で否定的に判断された場合に、図2のフローチャートにおけるステップS3に替えて実行される。先ず、車両Veの走行状態が定常走行であるか否かが判断される(ステップS101)。具体的には、車両Veが定常走行している場合に、運転志向が燃費走行志向側へ低下したと推測され、期待車速Vexpを低下させる状態であると判断される。
したがって、車両Veの走行状態が、上記のような定常走行でない場合は、期待車速Vexpを低下させる状態ではないと判断される。一方、車両Veの走行状態が、上記のような定常走行である場合には、期待車速Vexpを低下させる状態であると判断される。
車両Veの走行状態が定常走行ではないと判断されたことにより、ステップS101で否定的に判断された場合は、ステップS102へ進む。ステップS102では、期待車速Vexpおよび勾配係数Kの各前回値が保持される。これは、前述の図2のフローチャートにおけるステップS3と同様の制御内容である。そしてその後、図2のフローチャートにおけるステップS4へ進み、前述した内容と同様の制御が実行される。
一方、車両Veの走行状態が定常走行であると判断されたことにより、ステップS101で肯定的に判断された場合には、ステップS103およびステップS104へ進む。ステップS103では、定常走行車速が求められる。定常走行車速は、車両Veが、上記のような定常走行していることが判定された際に検出された車速である。
ステップS104では、従前と同様に期待車速Vexpが算出される。例えば、車両Veのメインスイッチ(もしくは、イグニションスイッチ)がONにされてから現在に至るまでの間の加速走行時に取得された走行データを用いて、期待車速Vexpが算出される。この期待車速Vexpの詳細な算出方法は前述した通りである。
定常走行車速および期待車速Vexpが求められると、定常走行車速が比較車速以上であるか否かが判断される(ステップS105)。比較車速は、最新の期待車速Vexpの推定精度を判断するための閾値である。具体的には、比較車速は、車両Veが定常走行している状況の下で、期待車速Vexpを低下させるべきか否かを判断するための閾値として設定されている。この比較車速は、以下に示す複数の手法によって設定することができる。
例えば、図12に示すように、「加速履歴線に基づいて従前から設定されている期待車速Vexp」、すなわち前回更新された期待車速Vexpを、この比較車速として設定することができる。加速履歴線は、上記のような走行データを用いて算出された近似線(すなわち、前述の相関線)である。前述したように、車両Veが期待車速Vexpに近い定常走行車速で定常走行している場合は、運転者が所望する車速に到達した結果として、車両Veが定常走行している可能性がある。特に、車両Veが期待車速Vexpよりも高い車速から減速した後に、期待車速Vexpに近い定常走行車速で定常走行する状態になった場合は、運転志向は低下していない可能性が高いと推定できる。したがって、この図12に示す例では、定常走行車速が、期待車速Vexp以上、すなわち、この比較車速以上である場合には、期待車速Vexpは低下させるべきではないと判断される。
また、図13に示すように、「加速履歴線上で加速度が知覚下限加速度となる車速」を、この比較車速として設定することができる。知覚下限加速度は、運転者が知覚することのできる最小の加速度として予め設定されている。この知覚下限加速度は、走行実験やシミュレーションの結果に基づいて設定することができる。例えば、Weberの法則の考え方を利用して設定することができる。Weberの法則では、「刺激の弁別閾(ΔX)は、原刺激(X)の強度に比例して変化する(ΔX/X=const)」とされている。このWeberの法則における「X」を車速とすれば、「const」の部分を走行実験やシミュレーション等によって特定することにより、「ΔX」として運転者が感じることのできる最小の車速の変化量、すなわち、運転者が知覚することのできる最小の加速度を推定することができる。
上記のような知覚下限加速度を設定することにより、図13に示す例では、「加速履歴線上で加速度が知覚下限加速度となる車速」が、比較車速として設定される。そのため、定常走行車速が比較車速以上の場合は、運転者は車両Veの加速度を知覚できないと判断される。したがって、この図13に示す例では、運転者が加速度を知覚できないような領域で誤判定してしまうことを回避するため、定常走行車速がこの比較車速以上である場合には、期待車速Vexpは低下させるべきではないと判断される。
また、図14に示すように、加速履歴線に対して走行データのばらつきを考慮して設定されたばらつき上限線およびばらつき下限線のうち、「ばらつき下限線に基づいて算出された車速」を、この比較車速として設定することができる。ばらつき上限線は、走行データの上側のばらつきを推測して設定されたものであり、加速履歴線から車速および加速度がいずれも大きくなる方向へ所定距離だけ離れた直線として設定されている。走行データの上側のばらつきとは、加速履歴線に対して走行データにおける車速および加速度がいずれも大きくなる側のばらつきである。ばらつき下限線は、走行データの下側のばらつきを推測して設定されたものであり、加速履歴線から車速および加速度がいずれも小さくなる方向へ所定距離だけ離れた直線として設定されている。走行データの下側のばらつきとは、加速履歴線に対して走行データにおける車速および加速度がいずれも小さくなる側のばらつきである。また、上記の所定距離は、走行実験やシミュレーションの結果に基づいて設定することができる。「ばらつき下限線に基づいて算出された車速」とは、加速履歴線から算出される通常の期待車速Vexpと同様にして、上記のようなばらつき下限線から算出される仮想の期待車速Vexpである。
上記のようなばらつきの範囲を設定し、ばらつき下限線に基づいて仮想の期待車速Vexpを算出することにより、図14に示す例では、「ばらつき下限線に基づいて算出された車速」が、比較車速として設定される。そのため、車速が比較車速以上の場合は、走行データのばらつきが大きいと判断される。したがって、この図14に示す例では、走行データのばらつきが大きい領域で誤判定してしまうことを回避するため、定常走行車速が、この比較車速以上である場合には、期待車速Vexpは低下させるべきではないと判断される。
したがって、定常走行車速が、上記のようにして設定された比較車速よりも低いことにより、ステップS105で否定的に判断された場合は、ステップS106へ進む。ステップS106では、期待車速Vexpが低下する側に更新される。定常走行車速が比較車速よりも低い場合は、一定の推定精度で、運転志向が燃費走行志向側に低下したと判断することができる。そのため、このステップS106では、前述したように、期待車速Vexpが低下する側に更新される。そしてその後、図2のフローチャートにおけるステップS4へ進み、前述した内容と同様の制御が実行される。
一方、定常走行車速が、上記のようにして設定された比較車速以上であることにより、ステップS105で肯定的に判断された場合には、ステップS107へ進む。ステップS107では、期待車速Vexpおよび勾配係数Kの各前回値が保持される。これは、前述の図2のフローチャートにおけるステップS3、および、この図11のフローチャートにおけるステップS102と同様の制御内容である。上記のように、定常走行車速が比較車速以上である場合は、期待車速Vexpは低下させるべきではないと判断される。そのため、このステップS107では、期待車速Vexpは低下させられず、前回更新されて従前から設定されている期待車速Vexpの前回値が保持される。そしてその後、図2のフローチャートにおけるステップS4へ進み、前述した内容と同様の制御が実行される。
このように、コントローラ8による駆動力制御では、上記のような車両Veの定常走行を判定した場合に、最新の期待車速Vexpの推定精度について判断される。すなわち、定常走行車速と比較車速とが比較される。定常走行車速が比較車速よりも低い場合は、期待車速Vexpの推定精度が良くないと判断され、期待車速Vexpは、低下させられて更新される。一方、定常走行車速が比較車速以上である場合は、期待車速Vexpの推定精度は良いと判断され、期待車速Vexpは、低下させられることなく前回値が保持される。すなわち、最後に算出された最新の期待車速Vexpの設定が維持される。したがって、このコントローラ8による駆動力制御によれば、期待車速Vexpの推定精度に応じて、適切に期待車速Vexpを更新することができる。そのため、運転者の意図や運転志向を適切に反映させて、車両Veの駆動力を制御することができる。
なお、上述した具体例では、「加速履歴線」が直線である場合を示しているが、「加速履歴線」は、曲線であってもよい。例えば、「加速履歴線」は、過去の走行データの近似曲線として求めることもできる。さらに、上述した具体例では、「加速履歴線」を、グラフ上に示された線図として説明しているが、「加速履歴線」、および、車速と加速度との相関線(直線f)等は、線図を表す関数、方程式、あるいは、相関式などの形で用いることもできる。