JP2020183186A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両旋回時においてアクセル開度がゼロでないにもかかわらず、駆動力がゼロとなることを回避し得る技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示する制御装置は、車両の駆動力源を制御する。制御装置は、アクセル開度に基づいて駆動力源の目標出力を決定する。制御装置は、操舵角に基づいて目標出力に対する補正量を決定する。制御装置は、アクセル開度が正値であって補正量による補正後の目標出力が所定の正値の下限値を下回っている場合に、下限値を最終的な目標出力として設定する。【選択図】図４

Description

本明細書が開示する技術は、車両の制御装置に関する。

操舵角に基づいて車両の駆動力を制御する制御装置が例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の制御装置では、操舵角に基づいて、駆動源の出力の補正量を決定する。その制御装置は、最初に決定された目標出力に補正量を加えて最終的な目標出力を決定する。補正量が正値の場合には補正量をゼロ以下に制限する。また、その制御装置では、補正量が過大とならないように補正量の絶対値を制限値以下に制限する。

特開２０１４−１２５０４９号公報

一般に、最初の目標出力は、アクセル開度に依存して決定される。ところが特許文献１の技術では、補正量の絶対値を制限するが、補正後の目標出力に対しては制限を設けていない。特許文献１の技術では、アクセル開度が正値であるにも関わらずに補正後の目標出力が正値の下限値（アイドリングトルクに近い下限値）を下回ってしまうおそれがある。目標出力がアイドリングトルクに近い下限値を下回ると、車両の駆動力がほぼゼロになってしまう。アクセル開度が正値であるにも関わらずに車両の駆動力がほぼゼロになってしまうと、運転者に違和感をあたえてしまうおそれがある。さらには、補正量を更新しているうちに補正量の絶対値が小さくなり、車両の駆動力がほぼゼロの状態から再び駆動状態に復帰するときにも違和感を与えるおそれがある。本明細書では、車両旋回時においてアクセル開度がゼロでないにもかかわらず、駆動力がゼロとなることを回避し得る技術を提供する。

本明細書が開示する制御装置は、車両の駆動力源を制御する。制御装置は、アクセル開度に基づいて駆動力源の目標出力を決定する。制御装置は、操舵角に基づいて目標出力に対する補正量を決定する。制御装置は、アクセル開度が正値であって補正量による補正後の目標出力が所定の正値の下限値を下回っている場合に、下限値を最終的な目標出力として設定する。上記の構成によれば、車両のアクセル開度が正値であるにも関わらず、車両の出力が所定の正値の下限値を下回ることはない。従って、車両旋回時においてアクセル開度がゼロでないにもかかわらず、駆動力がゼロとなることを回避し得る。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の制御装置が搭載される車両を表す模式図である。 従来技術において、制御装置が実行するエンジンのトルクの制御時における各値のタイムチャートである。 実施例の制御装置が実行するエンジンのトルク制御のフローチャートである。 本明細書が開示する技術において、制御装置が実行するエンジンのトルクの制御時における各値のタイムチャートである。

図面を参照して実施例の制御装置１２を説明する。実施例の制御装置１２は、車両２に搭載される。図１は、車両２を表す模式図である。車両２は、前輪３、４と、後輪５、６と、エンジン１０と、制御装置１２と、アクセル開度センサ１４と、操舵角センサ１６とを備える。本実施例においては、前輪３、４は不図示の操舵装置に接続されている。詳細は省略するが、操舵装置は、運転者が操作するステアリングホイールや、ステアリングホイールの操作を前輪３、４に伝達するためのギアなどを備える。操舵装置は、運転者の操作によるステアリングホイールの操舵角に基づいて、車軸に対する前輪３、４の角度（切れ角）を調整する。すなわち、前輪３、４は車両２の操舵輪である。

後輪５、６は、エンジン１０に接続されている。エンジン１０は車両２の駆動力源である。車両２は、エンジン１０のトルクが後輪５、６に伝達されることにより走行可能である。図示省略しているが、エンジン１０の出力側には、手動変速機や自動変速機といった変速機が備えられる。なお、車両２はエンジン１０を駆動力源とするものに限られず、例えばモータを駆動力源とする電気自動車であってもよい。あるいは、駆動力源としてエンジン及びモータの両方を備えるハイブリッド自動車であってもよい。車両２がモータを備える電気自動車又はハイブリッド自動車である場合には、車両２には、モータの駆動力源であるバッテリや、バッテリの出力電力をモータの駆動電力に変換する電力変換装置といった装置が搭載される。

制御装置１２は、エンジン１０のトルクを制御する。制御装置１２は、エンジン１０への燃料噴射量を制御することにより、エンジン１０のトルクを制御する。制御装置１２が実行するエンジン１０の制御は後ほど詳しく説明する。

アクセル開度センサ１４は、車両２のアクセル開度を計測する。アクセル開度センサ１４は、制御装置１２に接続されている。アクセル開度センサ１４の計測値は、制御装置１２へ伝達される。操舵角センサ１６は、ステアリングホイールの操舵角を計測する。操舵角センサ１６は制御装置１２に接続されている。操舵角センサ１６の計測値は、制御装置１２へ伝達される。

制御装置１２は、アクセル開度に応じてエンジン１０の目標トルクを決定するとともに、エンジン１０の実際の出力が目標トルクに一致するようにエンジン１０を制御する。制御装置１２は、車両２の旋回中は、アクセル開度に応じて決定した目標トルクを下げる場合がある。高車速で旋回すると、車両２に遠心力が作用し、運転者が希望する軌道を保持できなくなるおそれがある。それゆえ、旋回中は、アクセル開度に応じて決めた目標トルクを下方へ補正し、円滑なコーナリングを実現する。旋回半径が小さいほど車両２に作用する遠心力が大きくなるので、補正量は操舵角と負の相関を有するように定められる。すなわち、目標トルクに加算する補正量は負値であり、操舵角が大きいほど、その絶対値が大きくなるように定められる。

従来提案されていた制御（旋回中の目標トルク決定のアルゴリズム）について説明する。従来の制御では、補正量の絶対値に制限は設けられていたが、補正量を加算した後の目標トルクについては制限を設けていなかった。図２に、従来提案されていた制御における各値のタイムチャートを示す。図２には、アクセル開度、操舵角、目標トルク、アイドル判定フラグのそれぞれのタイムチャートが示されている。アイドル判定フラグとは、従来の制御装置のプログラム内での変数であり、従来の制御装置がアイドル状態と判定すると、フラグにＯＮを設定する（アイドル状態で無い場合にはフラグにＯＦＦを設定する）。従来の制御装置は、目標トルクがアイドリングトルクＴａ以下のときにアイドル状態と判定するようにプログラムされている。アイドル判定フラグは、別の制御プログラムで参照されている。別のプログラムの中には、アイドル判定フラグがＯＮに設定されたことをトリガに起動するものがある。

図２のタイムチャートに沿って従来の制御の一例を説明する。時刻ｔ１までは、アクセル開度がゼロであり、慣性で車両が直線走行していると仮定する。時刻ｔ１までは、従来の制御装置は、アクセル開度（ゼロ）に基づいて、目標トルクをアイドリングトルクＴａに設定するとともに、実際のエンジントルクが目標トルク（アイドリングトルクＴａ）に一致するように燃料噴射量を制御する。目標トルクがアイドリングトルクＴａに等しいので、従来の制御装置は、アイドル判定フラグにＯＮを設定する。

時刻ｔ１以降、アクセル開度がゼロより大きくなる時刻ｔ２まで操舵角はゼロであり、車両は直進している。時刻ｔ２以降、操舵角がゼロでなくなる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの直進走行中は、従来の制御装置は、アクセル開度が大きくなるにつれて目標トルクも大きくする。目標トルクがアイドリングトルクＴａを超えている間、従来の制御装置はアイドル判定フラグにＯＦＦを設定する。

時刻ｔ２以降、操舵角に応じて補正量（目標トルクの補正量）を算出する。先に述べたように、補正量は負値であり、操舵角が大きいほどその絶対値が大きくなる。

従来の制御装置は、アクセル開度から求めた目標トルクに補正量を加えた値（補正後の目標トルク）を最終的な目標トルクに設定し、実際のエンジントルクが最終的な目標トルクに追従するように燃料噴射装置を制御する。

時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、補正量の絶対値が大きくなりすぎて、補正後の目標トルクがアイドリングトルクＴａを下回る。時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、アクセル開度がゼロでないにも関わらずにエンジントルクがアイドリングトルクＴａになってしまうと、車両は加速しなくなる。アクセルを踏んでいるにも関わらず加速しないと運転者に違和感を与えてしまう。

また、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、補正後の目標トルクがアイドリングトルクＴａを下回るので、従来の制御装置はアイドル判定フラグにＯＮを設定する。

時刻ｔ４以降、補正量が小さくなり、補正後の目標トルクがアイドリングトルクＴａを超える。時刻ｔ４を挟んで車両は加速しない状態から加速状態へと変化する。アクセルペダルを踏み続けているときに生じるこの変化も運転者に違和感を与えてしまう。

本明細書では、車両旋回時においてアクセル開度がゼロでないにもかかわらず、目標トルクがアイドリングトルクＴａ以下となることを回避し得る技術を提供する。

本実施例の制御装置１２の説明に戻る。図３は、本実施例の制御装置１２が実行するエンジン１０のトルク制御のフローチャートである。まず制御装置１２は、車両２のアクセル開度を取得する（ステップＳ２）。すなわち、制御装置１２は、アクセル開度センサ１４の計測値を取得する。

その後制御装置１２は、ステップＳ２で取得したアクセル開度センサ１４の計測値に基づいて、エンジン１０の目標トルクを決定する（ステップＳ３）。なお、アクセル開度センサ１４の計測値がゼロである場合においては、エンジンの目標トルクはアイドリングトルクＴａに設定される。

アクセル開度に基づいた目標トルクが決定されたら、制御装置１２は、ステアリングホイールの操舵角を取得する（ステップＳ４）。すなわち制御装置１２は、操舵角センサ１６の計測値を取得する。

その後制御装置１２は、ステップＳ４で取得した操舵角センサ１６の計測値に基づいて、目標トルクの補正量を算出する（ステップＳ５）。本実施例で算出される目標トルクの補正量は負値である。

制御装置１２は、ステップＳ３で決定された目標トルクに、ステップＳ５で算出されたゼロ以下の値である補正量を加算した値が、所定の下限値ＴＬを上回っているか否かを判断する（ステップＳ６）。所定の下限値ＴＬは、アイドリングトルクＴａよりもわずかに大きい値に設定されている。

ステップＳ３で決定された目標トルクに、ステップＳ５で算出された補正量を加算した値（補正後の目標トルク）が所定の下限値ＴＬを上回っていた場合、制御装置１２は、補正後の目標トルクを最終的な目標トルクとして設定する（ステップＳ６：ＹＥＳ、Ｓ７）。一方で、ステップＳ３で決定された目標トルクに、ステップＳ５で算出された補正量を加算した値（補正後の目標トルク）が所定の下限値ＴＬを下回っていた場合、制御装置１２は、補正後の目標トルクに代えて下限値ＴＬを最終的な目標トルクとして設定する（ステップＳ６：ＮＯ、Ｓ８）。

その後制御装置１２は、エンジン１０の実際の出力トルクが、最終的な目標トルクに追従するようにエンジン１０を制御する。最終的な目標トルクは、ステップＳ７又はＳ８で決定される。具体的には、制御装置１２は、エンジン１０の出力トルクが最終的な目標トルクに追従するようにエンジン１０への燃料噴射量を制御する（ステップＳ９）。

以上の処理によると、ステップＳ５で算出された目標トルクの補正量が大きい場合であっても、最終的な目標トルクは所定の下限値ＴＬ以上に保たれる。すなわち、ステップＳ３で決定される目標トルクに補正量（ステップＳ５で算出された補正量）を加算した値が所定の下限値ＴＬを上回っていた場合は、制御装置１２は、「目標トルク＋補正量」を最終的な目標トルクに設定する。一方、「目標トルク＋補正量」が下限値ＴＬを下回っていた場合、制御装置１２は、下限値ＴＬを最終的な目標トルクに設定する。さらに、所定の下限値ＴＬは、アイドリングトルクＴａよりもわずかに大きい値に設定されている。従って、本実施例の制御装置１２が実行する制御によって、車両２の旋回時においてアクセル開度がゼロでないにもかかわらず、目標トルクがアイドリングトルクＴａ以下となることが回避される。

図４は、本実施例の制御装置１２が実行するエンジン１０のトルクの制御時における各値のタイムチャートである。制御装置１２は、図３のフローチャートに従って目標トルクを決定し、エンジントルクが目標トルクに追従するようにエンジン１０を制御する。図４の目標トルクのグラフに描かれている破線のグラフは、アクセル開度のみに基づいて決定される目標トルク（すなわち図３のステップＳ３で決定される値）を表している。また、目標トルクのグラフに描かれている実線のグラフは、アクセル開度のみに基づいて決定される目標トルクに、操舵角に基づいて決定される補正量を加算した最終的な目標トルク（すなわち図３のステップＳ７又はＳ８で決定される値）を表している。時刻ｔ２までの間のグラフに関しては、図２と同様であるので説明は省略する。

時刻ｔ２以降において、運転者によるステアリングホイールの操作により操舵角が変化するとともに、制御装置１２はその操舵角に基づいて、目標トルクの補正量を算出する。車両の駆動力を過度に低下させないために、目標トルクの補正量には所定の制限が設けられている。さらに、図３のフローチャートで説明したように、補正後の目標トルクには所定の下限値ＴＬが設けられている。下限値ＴＬは、アイドリングトルクＴａよりもわずかに大きい値に設定されている。図４に示すように、図３のステップＳ５で算出された補正量に依らず、最終的な目標トルクは下限値ＴＬ以上に保たれる。上記のように、本実施例の制御装置１２は、目標トルクの補正量に所定の制限を設けることに加え、補正後の目標トルクについても所定の下限値ＴＬを設けている。補正後の目標トルクが下限値ＴＬを下回っている場合、制御装置１２は、下限値ＴＬを最終的な目標トルクに設定する。これにより、アクセル開度がゼロでないにもかかわらず、目標トルクがアイドリングトルクＴａ以下となることが回避される。従って、アクセル開度がゼロでないにもかかわらず、駆動力がゼロとなることが回避される。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本実施例の目標トルクが、目標出力の一例に相当する。本実施例においては、制御装置はアクセル開度及び操舵角に基づいて目標トルクを決定すると述べたが、その他にも、車両の車速やブレーキ開度などの情報をさらに加味して目標トルクを決定してもよい。また、本実施例においては、アクセル開度や目標トルクに基づいて車両のアイドル判定のオンオフを判定したが、その他にも、車両の車速やブレーキ開度といった情報をさらに加味して判定してもよい。

以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：車両
３、４：前輪
５、６：後輪
１０：エンジン
１２：制御装置
１４：アクセル開度センサ
１６：操舵角センサ

Claims (1)

1. 車両の駆動力源を制御する制御装置であり、
   前記制御装置は、
   アクセル開度に基づいて前記駆動力源の目標出力を決定し、
   操舵角に基づいて前記目標出力に対する補正量を決定し、
   アクセル開度が正値であって前記補正量による補正後の前記目標出力が所定の正値の下限値を下回っている場合に前記下限値を最終的な前記目標出力として設定する、制御装置。

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