JP2022117620A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバビリティの低下を抑制した車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両が出力可能な駆動力として予め設計された駆動力を実際に出力可能な実駆動力として補正した補正済駆動力として算出し、アクセル開度に応じた補正済駆動力を車両への要求駆動力として算出する車両の制御装置において、エンジンのトルクの最小値である推定最小エンジントルクを推定する推定部と、推定された推定最小エンジントルクに対してなまし処理を実行するなまし処理部と、なまし処理された推定最小エンジントルクに基づいて補正済駆動力を算出する算出部とを備え、なまし処理部は、所定時間当たりのアクセル開度の変化量の絶対値が所定値以下の場合には、絶対値が所定値よりも大きい場合よりも、推定された推定最小エンジントルクの変化を抑制するなまし度合いを大きくして推定最小エンジントルクに対してなまし処理を実行する車両の制御装置。【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

推定されたエンジンのトルクの最小値である推定最小エンジントルクに基づいて車両への要求駆動力を算出し、車両が実際に出力する実駆動力が要求駆動力に一致するようにエンジンの駆動を制御する技術がある（例えば特許文献１）。

特開２００６－３０００３２号公報

例えばエンジンでの燃焼状態の変化等により推定最小エンジントルクが変動すると、車両への要求駆動力も変動して、車両の実駆動力も変動するおそれがある。例えばアクセル開度が略一定に維持されているような定速走行が要求されている際にこのような変動が生じると、ドライバーに違和感を与え、ドライバビリティが低下するおそれがある。

そこで本発明は、ドライバビリティの低下を抑制した車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的は、エンジンが搭載された車両が出力可能な駆動力として予め設計された設計駆動力を、前記車両が実際に出力可能な実駆動力に対応するように補正した補正済駆動力として算出し、アクセル開度に応じた前記補正済駆動力を前記車両への要求駆動力として算出する、車両の制御装置において、前記エンジンのトルクの最小値である推定最小エンジントルクを推定する推定部と、推定された前記推定最小エンジントルクに対してなまし処理を実行するなまし処理部と、なまし処理された前記推定最小エンジントルクに基づいて前記補正済駆動力を算出する算出部と、を備え、前記なまし処理部は、所定時間当たりの前記アクセル開度の変化量の絶対値が所定値以下の場合には、前記絶対値が前記所定値よりも大きい場合よりも、推定された前記推定最小エンジントルクの変化を抑制するなまし度合いを大きくして前記推定最小エンジントルクに対してなまし処理を実行する、車両の制御装置によって達成できる。

本発明によれば、ドライバビリティの低下を抑制した車両の制御装置を提供できる。

図１は、車両の概略構成を示した模式図である。 図２は、設計駆動力、実駆動力、及び補正済駆動力のそれぞれの範囲を示した図である。 図３は、ＥＣＵが実行する補正済駆動力Ｆａの算出制御の一例を示したフローチャートである。 図４は、制限値Ａと変化量Δθａｃｃとの関係を規定したマップである。

［車両の概略構成］
図１は、車両１の概略構成を示した模式図である。車両１は、エンジン(ＥＮＧ)１０、トルクコンバータ(Ｔ／Ｃ)１２、および有段式の自動変速機(Ａ／Ｔ)１４を備えている。エンジン１０は、ガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンであってもよい。エンジン１０のクランクシャフト１１には、トルクコンバータ１２が連結されている。トルクコンバータ１２のタービンシャフト１３は、自動変速機１４の入力側に連結されて、エンジン１０の駆動力が自動変速機１４に伝達される。自動変速機１４の出力シャフト１５は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１６に連結されている。デファレンシャルギヤ１６には、左右の車軸１７が連結されている。出力シャフト１５に伝達される駆動力は、車軸１７を介して駆動輪１８に伝達される。

エンジン１０は、燃料の供給や点火時期などを電気的に制御できるように構成されている。電子制御装置（ＥＣＵ）２０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号としてエンジン１０に出力するように構成されている。また、ＥＣＵ２０は、詳しくは後述するが推定部、なまし処理部、及び算出部を機能的に実現する。

ＥＣＵ２０には、回転速度センサｓ１～ｓ３、及びアクセル開度センサｓ４が接続されており、これらセンサの出力値が入力される。回転速度センサｓ１は、クランクシャフト１１の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥ［ｒｐｍ］を検出する。回転速度センサｓ２は、タービンシャフト１３の回転速度であるタービン回転速度ＮＴ［ｒｐｍ］を検出する。回転速度センサｓ３は、出力シャフト１５の回転速度である出力回転速度ＮＯ［ｒｐｍ］を検出する。アクセル開度センサｓ４は、アクセルペダルの開度であるアクセル開度θａｃｃ［％］を検出する。

トルクコンバータ１２は、入力軸側のポンプインペラ、出力軸側のタービンランナ、およびトルク増幅機能を発現するステータ（図示せず）などを備え、ポンプインペラとタービンランナとの間で流体を介して動力伝達を行う。トルクコンバータ２には、このトルクコンバータ２の入力側と出力側とを直結またはスリップ係合状態で連結するロックアップクラッチが設けられている。

自動変速機１４は、有段式の変速機であり、複数の油圧式の摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキ等）と遊星歯車装置とを含んでいる。自動変速機１４では、複数の摩擦係合要素が選択的に係合されることにより、複数の前進ギヤ段、後進ギヤ段、またはニュートラルの各ギヤポジションを選択的に成立させることが可能である。

［設計駆動力の補正］
次に、設計駆動力の補正について説明する。図２は、設計駆動力、実駆動力、及び補正済駆動力のそれぞれの範囲を示した図である。ＥＣＵ２０は、運転者により操作されるアクセル開度θａｃｃに基づいて車両１への要求駆動力を算出する。ここで、ＥＣＵ２０のメモリには、予め設計された車両１が出力可能な設計駆動力の最大値Ｆ_{ｍａｐ＿ｍａｘ}及び最小値Ｆ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}が記憶されている。しかしながら、実際に車両１が出力可能な実駆動力の最大値Ｆ_{ｔ＿ｍａｘ}及び最小値Ｆ_{ｔ＿ｍｉｎ}は、それまでのエンジン１０の使用状態や使用環境によって、設計駆動力の最大値Ｆ_{ｍａｐ＿ｍａｘ}及び最小値Ｆ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}とは異なる値となっている。

特に、図２に示すように、実駆動力の最小値Ｆ_{ｔ＿ｍｉｎ}が設計駆動力の最小値Ｆ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}よりも大きくなると、アクセル開度θａｃｃがゼロから所定開度となるまでアクセル開度θａｃｃが実駆動力に反映されない、いわゆるトルク不感帯が生じる。例えば図２に示すように、アクセル開度θａｃｃが比較的小さい場合に対応した所定の設計駆動力値Ｆ_ｍａｐ１［Ｎ］は、設計駆動力の範囲には含まれるが、トルク不感帯に属して、実駆動力の範囲には含まれない。このように、アクセル開度θａｃｃが小さい場合には、アクセルペダルの操作が車両１の駆動力に反映されないこととなり、ドライバーに違和感を与えるおそれがある。

従ってＥＣＵ２０は、設計駆動力を実駆動力に対応するように補正する。具体的には、設計駆動力値Ｆ_ｍａｐ１の補正済みの駆動力を補正済駆動力値Ｆａ１［Ｎ］とすると、設計駆動力の範囲の大きさに対する設計駆動力値Ｆ_ｍａｐ１の大きさの比が、補正済みの駆動力の範囲の大きさに対する補正済駆動力値Ｆａ１の大きさの比とほぼ一致するように、設計駆動力を補正する。これにより、トルク不感帯を解消し、アクセル開度θａｃｃが微小な場合であっても、アクセル開度θａｃｃが補正済駆動力値Ｆａ１に反映され、この補正済駆動力値Ｆａ１が車両１への要求駆動力として使用される。

補正済駆動力Ｆａは、推定最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｘｍｏｄ}［Ｎ・ｍ］、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎ［Ｎ・ｍ］、設計最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｐ＿ｍａｘ}［Ｎ・ｍ］、設計最小エンジントルクＴｅ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}［Ｎ・ｍ］、設計駆動力Ｆ_ｍａｐ、設計最小駆動力Ｆ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}、最小駆動力Ｆ_ｍｉｎ［Ｎ］に基づいて算出する。具体的には、上記の値を用いて、設計エンジントルクの範囲の大きさに対する推定エンジントルクの大きさに、設計最小駆動力Ｆ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}からの設計駆動力Ｆ_ｍａｐの大きさを乗算して、最小駆動力Ｆ_ｍｉｎを加算することにより、補正済駆動力Ｆａを算出する。

推定最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｘｍｏｄ}は、所定のトルクモデルに基づいて推定されるエンジントルクの最大値を示す。推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは、推定されるエンジントルクの最小値を示す。推定最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｘｍｏｄ}及び推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは、エンジン回転速度ＮＥや、燃料噴射量、エンジンフリクション、補機負荷を考慮して算出される。具体的には、推定最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｘｍｏｄ}及び推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは、燃料噴射量が多いほど大きく、エンジンフリクションが大きいほど小さく、補機負荷が大きいほど小さい値として算出される。燃料噴射量は、エンジン１０の燃料噴射弁の開弁期間と燃圧とに基づいて算出できる。エンジンフリクションは、エンジン１０の油温に基づいて算出できる。補機負荷は、補機の駆動状態に基づいて算出できる。尚、推定最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｘｍｏｄ}は、エンジン回転速度ＮＥが増大するほど大きい値として算出されるが、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは、エンジン回転速度ＮＥが増大するほど小さい値として算出される。エンジン回転速度ＮＥが増大するほど、エンジンストールが発生しにくくなり、その分推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎを低下させることができるからである。エンジン回転速度ＮＥは、上述したように回転速度センサｓ１の検出値に基づいて算出できる。尚、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは詳しくは後述するが、所定の場合に推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎのなまし処理後の値を用いて補正済駆動力Ｆａを算出する。

設計最大エンジントルクＴｅ_{ｍａｐ＿ｍａｘ}は、予め設計されたエンジントルクの最大値を示す。設計最小エンジントルクＴｅ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}は、予め設計されたエンジントルクの最小値を示す。ＥＣＵ２０のメモリには、これらのトルクはタービン回転速度ＮＴに応じて規定したマップが記憶されており、ＥＣＵ２０はこのマップを参照してこれらのトルクを算出する。

設計駆動力Ｆ_ｍａｐは、上述したように現在のアクセル開度θａｃｃに応じて規定される設計駆動力であり、ＥＣＵ２０のメモリにはアクセル開度θａｃｃに応じて設計駆動力Ｆ_ｍａｐを規定したマップが記憶されている。ＥＣＵ２０はこのマップを参照して、設計駆動力Ｆ_ｍａｐを算出する。設計最小駆動力Ｆ_{ｍａｐ＿ｍｉｎ}は、設計駆動力の最小値であり、ＥＣＵ２０のメモリに記憶されている。これらの駆動力は、出力回転速度ＮＯに応じて算出される。

最小駆動力Ｆ_ｍｉｎは、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎを駆動力に変換した値である。具体的には、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎに、自動変速機１４のギヤ比、デファレンシャルギヤ１６の変速比、及び車両１の固有値である伝達効率を乗算し、更にタイヤの動荷重半径で除算することにより、最小駆動力Ｆ_ｍｉｎを算出できる。

［補正済駆動力の算出制御］
次に、ＥＣＵ２０が実行する補正済駆動力Ｆａの算出制御について説明する。図３は、ＥＣＵ２０が実行する補正済駆動力Ｆａの算出制御の一例を示したフローチャートである。尚、以下のフローチャートでは、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの算出を中心に説明する。

最初にＥＣＵ２０は、上述したようにエンジン回転速度ＮＥ等に基づいて推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎを推定する（ステップＳ１）。ステップＳ１の処理は、推定部が実行する処理の一例である。

次にＥＣＵ２０は、所定時間（例えば数ｍｓｅｃ）当たりでの、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変化量ΔＴｅ_ｍｉｎと、アクセル開度θａｃｃの変化量Δθａｃｃとを算出する（ステップＳ２）。具体的には、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの今回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ）}から前回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ－１）}を減算することにより、変化量ΔＴｅ_ｍｉｎが算出される。同様に、アクセル開度θａｃｃの今回値θａｃｃ_（ｎ）から前回値_{（ｎ－１）}を減算することにより、変化量Δθａｃｃが算出される。尚、今回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ）}と今回値θａｃｃ_（ｎ）が算出されるタイミングは略同じであり、前回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ－１）}と前回値θａｃｃ_{（ｎ－１）}が算出されるタイミングも略同じである。

次にＥＣＵ２０は、算出したアクセル開度θａｃｃの変化量Δθａｃｃに基づいて、後述するなまし処理の実行の適否を判定するために用いられる制限値Ａ［Ｎ・ｍ］を算出する（ステップＳ３）。図４は、制限値Ａと変化量Δθａｃｃとの関係を規定したマップである。このマップは予めＥＣＵ２０のメモリに記憶されている。図４に示すように、Δθａｃｃ＞ｂ、又はΔθａｃｃ＜－ｂが成立する場合には、制限値Ａは値ａ１として算出される。－ｂ≦Δθａｃｃ≦ｂが成立する場合には、制限値Ａは値ａ１よりも小さい値ａ２として算出される。値ａ１、ａ２、ｂ、及び（－ｂ）についての詳細は後述する。

次にＥＣＵ２０は、－Ａ≦ΔＴｅ_ｍｉｎ≦Ａが成立するか否かを判定する（ステップＳ４）。例えば、変化量Δθａｃｃの絶対値が大きい急加速又は急減速が要求されている際には制限値Ａは値ａ１として算出され、変化量ΔＴｅ_ｍｉｎの絶対値がこの制限値Ａに対して比較的小さい場合には、ステップＳ４でＹｅｓと判定される。また、変化量Δθａｃｃの絶対値が小さい定速走行や緩やかな加減速が要求されている際には制限値Ａは値ａ２として算出され、変化量ΔＴｅ_ｍｉｎの絶対値が制限値Ａに対して比較的大きい場合には、ステップＳ４でＮｏと判定される。

ステップＳ４でＹｅｓの場合、ＥＣＵ２０は推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎに対してなまし処理は実行しない（ステップＳ５）。ステップＳ４でＮｏの場合、ＥＣＵ２０は推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎに対してなまし処理を実行する（ステップＳ６）。なまし処理とは、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの急激な変化を抑制するための処理である。なまし処理は、具体的には以下のようにして実行される。

なまし処理ではΔＴｅ_ｍｉｎ＞Ａが成立する場合、今回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ）}は、前回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ－１）}に制限値Ａを加算した値に制限される。ΔＴｅ_ｍｉｎ＜－Ａが成立する場合には、今回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ）}は、前回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ－１）}から制限値Ａを減算した値に制限される。このようにして、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎに対してなまし処理が実行される。ステップＳ６の処理は、なまし処理部が実行する処理の一例である。

ここで、上述したように－ｂ≦Δθａｃｃ≦ｂが成立する場合には制限値Ａは小さい値ａ２として算出され、Δθａｃｃ＞ｂ、又はΔθａｃｃ＜－ｂが成立する場合には制限値Ａは大きい値ａ１として算出される。従って、制限値Ａが小さい値ａ２である場合には、制限値Ａが大きい値ａ１である場合よりも、なまし処理後の今回値Ｔｅ_{ｍｉｎ（ｎ）}には、実際の推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変化量が小さく反映されている。即ち、制限値Ａが小さい値ａ２であることは、制限値Ａが大きい値ａ１である場合よりも、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの急激な変化を抑制するなまし度合いが大きいことを示す。

次にＥＣＵ２０は、このようにして算出された推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎ等により補正済駆動力Ｆａを算出する（ステップＳ７）。ＥＣＵ２０はこのようにして算出された補正済駆動力Ｆａに基づいて、車両１の実際の出力が補正済駆動力Ｆａと一致するように、エンジン１０の出力を制御する。ステップＳ７の処理は、算出部が実行する処理の一例である。

このように、変化量Δθａｃｃに応じて制限値Ａが設定される。例えば、アクセル開度θａｃｃが一定に維持された定速走行やアクセル開度θａｃｃが僅かに増減した緩やかな加減速が要求されている際には、変化量Δθａｃｃの絶対値も小さいため制限値Ａも小さい値ａ２に設定される。このため、ステップＳ４でＮｏと判定されるような推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変動が大きい場合であっても、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎがなまし処理がなされる。これにより、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変動による補正済駆動力Ｆａへの影響を抑制でき、実際に車両１が出力する実駆動力の変動を抑制できる。このようにドライバビリティが確保されている。

また、アクセル開度θａｃｃの変化量Δθａｃｃの絶対値が大きい急加速や急減速が要求されている際には、制限値Ａは大きい値ａ１に設定される。このため、ステップＳ４でＹｅｓの場合には推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎに対してなまし処理は実行されない。従って、ドライバーがアクセル開度θａｃｃに応じて要求する駆動力と車両１に要求される補正済駆動力Ｆａとの乖離を抑制でき、実際に車両１が出力する実駆動力をドライバーの走行要求に対応させることができる。これによってもドライバビリティが確保されている。

以上により、図４に示した値ｂは、ａ２＜ΔＴｅ_ｍｉｎ＜ａ１が成立する場合であって、Δθａｃｃ＞ｂが成立するような急加速が要求されている場合に、上述のなまし処理を実行しなくても推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変動がドライバビリティに影響を与えるおそれが少ない値に設定されている。換言すれば、値ｂは、ａ２＜ΔＴｅ_ｍｉｎ＜ａ１が成立する場合であって、０≦Δθａｃｃ≦ｂが成立するような定速走行や緩やかな加速が要求されている場合に、上述のなまし処理を実行しないと、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変動によりドライバビリティに影響を与えるおそれがある値に設定されている。同様に、値（－ｂ）は、－ａ１＜ΔＴｅ_ｍｉｎ＜－ａ２が成立する場合であって、Δθａｃｃ＜－ｂが成立するような急減速が要求されている場合に、なまし処理を実行しなくてもドライバビリティに影響を与えるおそれが少ない値に設定されている。換言すれば、値（－ｂ）は、－ａ１＜ΔＴｅ_ｍｉｎ＜－ａ２が成立する場合であって、－ｂ≦Δθａｃｃ≦０が成立するような定速走行や緩やかな減速が要求されている場合に、上述のなまし処理を実行しないと、推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎの変動によりドライバビリティに影響を与えるおそれがある値に設定されている。値ｂ及び（－ｂ）は、それぞれ所定値に相当する。

上記実施例では、図４に示したように制限値Ａは２つの値ａ１と値ａ２の何れかとして算出されるが、これに限定されない。例えば、変化量Δθａｃｃの絶対値がゼロに近づくにつれて直線的に、又は二次曲線的に、又は段階的に小さくなるように制限値Ａを規定してもよい。何れの場合も、変化量Δθａｃｃが小さいほど、制限値Ａが小さい値として算出されてなまし度合いが大きくなればよい。また、上記実施例では、値ｂと値（－ｂ）の絶対値は同じ大きさであるが、これに限定されない。

上記実施例は、走行動力源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車両にも適用できる。この場合、モータの運転状態を考慮して推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎ等を算出すればよい。例えば、車両の減速時であってモータが回生運転状態の場合には、回生運転によるトルク分だけ推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは低い値として算出される。車両の加速時であってモータが力行運転状態の場合には、力行運転のトルク分だけ推定最小エンジントルクＴｅ_ｍｉｎは大きい値として算出される。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１ 車両
１０ エンジン
１２ トルクコンバータ
１４ 自動変速機
１６ デファレンシャルギヤ
２０ ＥＣＵ（制御装置、推定部、処理部、算出部）
ｓ１～ｓ３ 回転速度センサ
ｓ４ アクセル開度センサ

Claims (1)

1. エンジンが搭載された車両が出力可能な駆動力として予め設計された設計駆動力を、前記車両が実際に出力可能な実駆動力に対応するように補正した補正済駆動力として算出し、アクセル開度に応じた前記補正済駆動力を前記車両への要求駆動力として算出する、車両の制御装置において、
   前記エンジンのトルクの最小値である推定最小エンジントルクを推定する推定部と、
   推定された前記推定最小エンジントルクに対してなまし処理を実行するなまし処理部と、
   なまし処理された前記推定最小エンジントルクに基づいて前記補正済駆動力を算出する算出部と、を備え、
   前記なまし処理部は、所定時間当たりの前記アクセル開度の変化量の絶対値が所定値以下の場合には、前記絶対値が前記所定値よりも大きい場合よりも、推定された前記推定最小エンジントルクの変化を抑制するなまし度合いを大きくして前記推定最小エンジントルクに対してなまし処理を実行する、車両の制御装置。
   

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