JP3551772B2 - 車両駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両駆動力制御装置、特に走行路の勾配に対応して車両駆動力が得られるようにするものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より走行路の勾配に応じた最適な特性となるように、たとえば変速特性を変更して制御するようにしたものがある（▲１▼特公昭５９−８６９８号公報、▲２▼特開平８−２１９２４２号公報参照）。▲１▼は平坦路か登坂路かを判定して変速マップを切換えることにより、また▲２▼は登坂走行時に路面の勾配に応じて連続的に変速比を補正することにより、それぞれ勾配によって加速度が鈍らないようにするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲２▼において、勾配に応じて補正される変速比に基づいて得られる駆動力とドライバーが実際に期待する駆動力との間には何の関連もないので、勾配に応じて補正される変速比に基づいて得られる駆動力では、ドライバーが加速のしすぎやこの逆に加速の不足を感じる可能性がある。
【０００４】
これに対して、▲１▼の場合は、登坂路でドライバーが期待する駆動力が得られるように登坂路用の変速マップをマッチングすることが考えられる。しかしながら、登坂路用の変速マップを、様々に変化する勾配をもパラメータとして適合するのでは、メモリ容量を増大させるだけでなく適合の工数も膨大になる。
【０００５】
また、この場合、駆動力補正を変速機の変速制御で行うことが考えられるが、変速機が有段の場合に、要求される変速制御を行うことができない。
【０００６】
そこで本発明は、平坦路でドライバーが満足できる加速感が得られるように平坦路用の駆動力特性を予め定めておき、登り勾配路でもドライバーが満足できる加速感が得られるように、平坦路用の駆動力特性に対して補正駆動力を調整するとともに、駆動力補正をスロットル制御で行うことにより、メモリ容量や適合工数を増大させることなく、かつ平坦路、登り勾配路に関係なく常に違和感のない加速感が得られるようにするほか、有段の自動変速機を搭載する車両に対しても適用可能とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図９に示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして設定する手段２と、重量勾配抵抗（力）ＲＦＯＲＣＥを検出する手段３と、この検出された重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥを前記通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎでの車両駆動力に加算した駆動力を勾配対応目標駆動力としたとき、この勾配対応目標駆動力が発生する目標スロットル開度を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして演算する手段４と、この演算された勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを実現する手段５とを備える。
【０００８】
第２の発明は、図１０に示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして演算する手段２と、重量勾配抵抗（力）ＲＦＯＲＣＥを検出する手段３と、この検出された重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥを演算する手段１２１と、車両に搭載された変速機の変速比ＲＡＴＩＯを検出する手段１２２と、前記演算された駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥをこの検出された変速比ＲＡＴＩＯで除算した値をエンジントルク補正量ΔＴｅとして演算する手段１２３と、この演算されたエンジントルク補正量ΔＴｅをスロットル開度補正量ΔＴＶＯに換算する手段１２４と、この換算されたスロットル開度補正量ΔＴＶＯを前記通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに加算した値を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして演算する手段１２５と、この演算された勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを実現する手段５とを備える。
【０００９】
第３の発明では、第２の発明において前記駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥが、前記重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥの大きさの３０％〜７０％である。
【００１０】
第４の発明では、第２の発明において前記重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに対する前記駆動力補正量ΔＲＦＯＣＥの割合が、前記重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが大きくなるにつれて小さくなる値である。
【００１１】
第５の発明は、図１１に示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして設定する手段２と、平坦路ではない所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を平坦路での車両の目標駆動力に加算した値に相当する目標駆動力を勾配対応基準目標駆動力としたとき、この勾配対応基準目標駆動力の得られる目標スロットル開度を勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐとして設定する手段１３１と、重量勾配抵抗（力）ＲＦＯＲＣＥを検出する手段３と、この検出された重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥと前記所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓとから補間係数β０を演算する手段１３２と、この補間係数β０を用いて前記勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐと前記通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとを補間計算した値を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして演算する手段１３３と、この演算された勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを実現する手段５とを備える。
【００１２】
第６の発明では、第１から第５までのいずれか一つの発明において前記重量勾配抵抗を検出する手段４が、車両の絶対位置を検出する手段と、この検出値に基づいて車両が存在する道路の勾配を予め持っている地図情報から推定する手段と、この推定された道路勾配から重量勾配抵抗を演算する手段とからなる。
【００１３】
第７の発明では、第１から第５までのいずれか一つの発明において前記重量勾配抵抗を検出する手段４が、駆動軸回転力を演算する手段と、前記車両速度に応じた平坦路での基準となる走行抵抗を基準走行抵抗として演算する手段と、車両の加速度を検出する手段と、この検出された加速度に基づいて車両の加速抵抗（力）を推定する手段と、前記演算された駆動軸回転力から前記基準走行抵抗と前記加速抵抗を差し引いた値を前記重量勾配抵抗として推定する手段とからなる。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明では、平坦路で一対一を基本とするリニアリティのある通常目標スロットル開度を、これに対して登り勾配路でドライバーが満足できる加速感が得られるようにスロットル開度補正量をそれぞれ演算させることで、登り勾配路においても常に気持ちよい加速感が得られるほか、変速機の変速比に関係なく適切な登坂力をアシストができるので、有段の自動変速機が搭載された車両に対しても適用可能になった。
【００１５】
第２の発明でも、重量勾配抵抗に対し勾配抵抗係数を一つ持ち合わせるだけで平坦路での目標スロットル開度から勾配対応の目標スロットル開度へと変換できるので、従来装置のように勾配対応である高出力モードなどの通常とは異なる目標マップを持つ必要がなく、ＲＯＭ容量の肥大化を防ぐことができ、また、勾配抵抗係数の変更による特性チューニングを簡便に行うことができるほか、第１の発明と同様、有段の自動変速機が搭載された車両に対しても適用可能である。
【００１６】
第３の発明によれば、登坂走行時などで駆動力補正を最も違和感なくアシストできることから、登坂走行時に加速不足や突っ張り感を感じないばかりか、常に自然な感じの加速感が得られる。
【００１７】
第４の発明によれば、勾配がどのように変化しても常にドライバーの違和感を小さくしながら自然な加速感を演出することができる。
【００１８】
第５の発明では、勾配対応基準目標スロットル開度を予め設定する手段を持ち合わせているので、いろいろな制約条件に対して作り込みを簡便に行うことができる。たとえば、実際に出力不可能なスロットル開度とならないように設定することができる。
【００１９】
第６の発明では、予め持っている地図情報と衛星などからの絶対位置情報により車両の存在する位置の道路勾配を推定できるので、タイヤのパンクや経年劣化など車両状態の変化による駆動力特性の変化に影響されることなく、常に道路勾配を正確に検出できる。また、現在、存在している道路だけでなく、この先に進む予定の走行路の勾配を推定することができるので、勾配を先読みしての駆動力補正などが可能になり、ドライバーにとって一段と応答性の良い駆動力補正が可能になる。
【００２０】
第７の発明では、重量勾配抵抗を検出するための新たなセンサを設ける必要がないので、非常に安価に重量勾配抵抗を推定できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は制御システム全体の構成図である。
【００２２】
エンジン１０１の出力は、トルクコンバータ内蔵の自動変速機１０３を介して駆動輪（図示省略）に伝達される。ここでの自動変速機は、遊星歯車とクラッチ部材を応用した有段の自動変速機である。有段の変速機に限定されるものでなく、Ｖベルト式やトロイダル式などの無段変速機に対しても本発明を適用できる。
【００２３】
エンジン１０１の吸気通路には、モータなどでスロットルバルブを開閉駆動する、いわゆる電子制御スロットル装置１０２が介装されており、スロットルバルブ開度によってエンジン１０１に吸入される空気量が調整され、エンジンの出力トルクが制御される。
【００２４】
上記の電子制御スロットル装置１０２を駆動するため、スロットルコントロールモジュール（以下ＴＣＭ）５１を備える。パワートレインコントロールモジュール（以下ＰＣＭ）５０からのスロットルバルブ開度指令が送信されるＴＣＭ５１では、スロットルバルブ開度指令をモータ駆動電圧に変換してモータに出力するとともに、実際のスロットルバルブ開度がＰＣＭ５０からの開度指令と一致するようにモータ駆動電圧（スロットルバルブ開度）をフィードバック制御する。
【００２５】
アクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）センサ１０５からのアクセル操作量信号、ブレーキ操作スイッチ１０６からのブレーキ操作信号、自動変速機のレンジ選択レバー１０７からのセレクトレンジ信号などが入力されるＰＣＭ５０では、これらの信号に基づいてエンジン制御（たとえば主にエンジン１０１への燃料供給量と点火時期の制御）、自動変速機制御（自動変速機１０３へのギア位置制御、油圧制御）、制動力制御（ブレーキアクチュエータ１０４への各輪毎のブレーキ油圧制御）の各制御を行う。
【００２６】
一方、１１１は車両の前方の状況を画像として撮影するするためのカメラであり、カメラ１１１からの信号は画像処理装置５３で前方の道路状況や、車両状況、障害物情報などとして処理され、外部環境情報処理モジュール５２に送信される。
【００２７】
１１３は衛星からの信号を受信するＧＰＳアンテナ１１３であり、衛星からの情報は、車両の現在位置を把握するため、位置情報処理装置５４に送信される。予め地理上の属性や道路の各情報などを組み込んだ地図情報をＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として格納している位置情報処理装置５４では、この情報と前記ＧＰＳアンテナ１１３からの信号とから現在存在している地域の情報などをまとめて、外部環境情報処理モジュール５２に送信する。
【００２８】
外部環境情報処理モジュール５２では、現在の車両の環境を適切にまとめてＰＣＭ５０に送信し、ＰＣＭ５０では、この信号を受けて前記エンジン１０１の出力や、自動変速機１０３の変速などを制御する。この逆に、ＰＣＭ５０は、エンジン１０１の出力トルク情報、自動変速機１０３のギア位置情報、アクセル開度センサ１０５、ブレーキ操作スイッチ１０６からの信号状態などを外部環境情報処理モジュール５２に送信する。外部環境情報処理モジュール５２では、この信号を受けて外部環境の判断精度を高めたり、運転者の心理状態を推測したりすることがある。
【００２９】
本発明の第１実施形態では、平坦路でドライバーが満足できる加速感が得られるように平坦路用の目標駆動力を通常目標駆動力として予め定めておき、登り勾配走行時にもドライバーが満足できる加速感が得られるように、前記通常目標駆動力に対して補正駆動力を調整するとともに、駆動力補正をスロットル制御で行う。
【００３０】
上記のＰＣＭ５０で行われるこの制御を図２のブロック図により説明する。
【００３１】
アクセル操作量センサ１０５によって検出されるアクセル操作量ＡＰＯが入力される通常目標スロットル開度設定手段１１では、この値に応じて、平坦路走行時におけるスロットル開度の目標値が通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして設定される。
【００３２】
勾配対応目標スロットル開度演算手段１６は、駆動力補正量演算手段（乗算手段から構成）１７、除算手段１８、スロットル開度補正量演算手段１９、スロットル開度補正手段（加算手段から構成）２０からなる。
【００３３】
重量勾配抵抗検出手段１２により検出される重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが入力される駆動力補正量演算手段１７では、この重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに勾配抵抗係数α（ただし０＜α＜１）を乗算することにより駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥ（＝α×ＲＦＯＲＣＥ）が求められ、この駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥは、除算手段１８により変速比ＲＡＴＩＯで乗算されてエンジントルク補正量ΔＴｅ（＝ΔＲＦＯＲＣＥ／ＲＡＴＩＯ）が導かれる。なお、変速比ＲＡＴＩＯは変速比検出手段１３により検出される。
【００３４】
そして、スロットル開度補正量演算手段１９では、このエンジントルク補正量ΔＴｅとそのときのエンジンの状態（エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯから定まる）でのスロットル開度補正量ΔＴＶＯが演算され、この補正量ΔＴＶＯがスロットル開度補正手段２０において上記の通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに加算され、勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯ（＝ＴＶＯ ｎ＋ΔＴＶＯ）が計算される。
【００３５】
手段１９での操作をさらに説明すると、実スロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅからそのときのエンジン出力軸トルクＴｅが分かる。この場合に、エンジン回転数Ｎｅを一定に保ったまま、エンジン出力軸トルクをＴｅからＴｅ＋ΔＴｅへと変化させたとき、スロットル開度がどれだけ変化するかがΔＴＶＯである。
【００３６】
なお、エンジン回転数Ｎｅはエンジン回転数検出手段１４により検出される。また、実スロットル開度ＴＶＯはスロットル開度検出手段１５により検出される。
【００３７】
こうして得られた勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯは、目標スロットル開度を実現するための公知の手段である電子制御スロットル装置１０２により実現される。
【００３８】
図３は図２のブロック図に対応して構成したフローチャートである。
【００３９】
図２において説明したところと重複する部分が出てくるが、かまわず説明すると、図３はたとえば１０ｍｓｅｃ毎に実行する。
【００４０】
ステップ１では、アクセル操作量ＡＰＯ、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ、変速比ＲＡＴＩＯを読み込み、このうちアクセル操作量ＡＰＯに応じた通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎをステップ２において設定する。ここで、通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎは平坦路走行時におけるスロットル開度の目標値のことである。
【００４１】
ステップ３では重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに勾配抵抗係数α（ただし０＜α＜１）を乗算して駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥ（＝α×ＲＦＯＲＣＥ）を求め、この値をステップ４において変速比ＲＡＴＩＯで割った値をエンジントルク補正量ΔＴｅとして求める。さらに、この補正量ΔＴｅからステップ５においてそのときのエンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力軸トルクＴｅ、アクセル操作量ＡＰＯでのスロットル開度補正量ΔＴＶＯを演算する。
【００４２】
このようにして得た補正量ΔＴＶＯをステップ６で上記の通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに加算した値を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして求める。
【００４３】
このように、第１実施形態では、平坦路でドライバーが満足できる加速感が得られるように平坦路用の駆動力特性を予め定めておき、登り勾配路でもドライバーが満足できる加速感が得られるように、平坦路用の駆動力特性に対して補正駆動力を調整するので、次の効果が生じる。すなわち、アクセル操作量に応じて平坦路走行時は一対一を基本とするリニアリティのあるスロットル制御が行われ、これに対して登坂路走行時など重量勾配低抵抗により、平坦路走行時より加速不足を感じてしまうような場合には、重量勾配抵抗を１００％としてこれよりも小さな駆動力補正量を加えることで加速しすぎを防ぎつつ適度な駆動力補正が行われる。この結果、登り勾配路において広範なアクセル操作量、重量勾配抵抗に応じて滑らかに気持ちの良い加速感が得られる。
【００４４】
この場合、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに対し勾配抵抗係数αを一つ持ち合わせるだけで平坦路での目標スロットル開度から勾配対応の目標スロットル開度へと変換できるので、従来装置のように勾配対応である高出力モードなどの通常とは異なる目標マップを持つ必要がなく、ＲＯＭ容量の肥大化を防ぐことができる。また、勾配抵抗係数の変更による特性チューニングを簡便に行うことができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、さらに駆動力補正をスロットル制御で行うようにしたので、次の効果が生じる。すなわち、変速機の変速比に関係なく適切な登坂力をアシストできることから、変速機が有段の場合にも適用が可能となった。
【００４６】
図４は第２実施形態の勾配抵抗係数演算手段３１である。
【００４７】
第１実施形態では勾配抵抗係数αが一定値であったのに対して、第２実施形態では、勾配抵抗係数αを重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥの関数、つまり重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが大きくなるにつれて小さくしたものである。
【００４８】
ここで、重量勾配抵抗が大きくなるほどαの値を小さくしたのは重量勾配抵抗が大きくなればなるほど、ドライバーが勾配を強く認識することに着目したものである。すなわち、緩やかな勾配のときはドライバーはあまり勾配に気付かないため、アクセル操作量が平坦路のそれとあまり変わらないので、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥの割合を大きくしてやらないと加速不足を感じがちになる。一方、勾配が大きくなってくるにつれ、ドライバーは勾配を認識して意識的にアクセルペダルを深く踏み込むので、緩やかな勾配に比べて、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥの割合は小さくても加速不足を感じることがない。そこで、重量勾配抵抗が大きくなるにつれて、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥの割合が小さくなるようにαを与えておくと、勾配がどのように変化してもドライバーの抱く違和感を小さくしながら、常に自然な加速感を演出することができる。
【００４９】
また、勾配抵抗係数αを３０％〜７０％の間で変化させているのは、登坂走行時などで駆動力補正を最も違和感なくアシストできるのは、重量勾配抵抗の３０％〜７０％の範囲であるからである。これによって、登坂走行時に加速不足や突っ張り感を感じないばかりか、常に自然な感じの加速感が得られる。
【００５０】
図５、図６は第３実施形態で、それぞれ第１実施形態の図２、図３に置き換わるものである。図５において図２と同一部分には同一の符号を、また図６において図３と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【００５１】
図５において、勾配対応目標スロットル開度演算手段４２は、勾配対応基準目標スロットル開度設定手段４３、除算手段４４、目標スロットル開度補間計算手段４５から構成されている。
【００５２】
このうち、勾配対応基準目標スロットル開度設定手段４３では、アクセル操作量ＡＰＯと、車両速度検出手段４１により検出される車両速度ＶＳＰから所定のマップを検索することにより、勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐが求められる。 ここで、勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐとは、通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに対し、エンジンの出力トルク特性を考慮して、
【００５３】
【数１】
駆動力［ｔＴＶＯ ｕｐ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯ］＝駆動力［ＴＶＯ ｎ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯ］＋α×ＲＦＯＲＣＥ Ｓ
ただし、ＲＦＯＲＣＥ Ｓ：所定の重量勾配抵抗
の関係式を満足するように予め定めたものである。
【００５４】
この場合、数１式において駆動力［ＴＶＯ ｎ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯ］とあるのは、スロットル開度（ＴＶＯ ｎ）、エンジン回転数（Ｎｅ）、変速機の変速比（ＲＡＴＩＯ）の３つから車両の駆動力が定まることを表している。
【００５５】
さらに述べると、数１式の右辺第１項は、ＴＶＯ ｎ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯから定まる駆動力、つまり平坦路走行時の目標駆動力である。これに対して、左辺の駆動力を勾配対応基準目標駆動力とおけば、この勾配対応基準目標駆動力は、平坦路ではない所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を上記平坦路走行時の目標駆動力に加算した値に相当する目標駆動力になる。こうした勾配対応基準目標駆動力が得られるように予め定めた目標スロットル開度が勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐである。
【００５６】
一方、除算手段４４では、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ（検出値）を上記所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓで割ることによって、つまり
【００５７】
【数２】
β０＝ＲＦＯＲＣＥ／ＲＦＯＲＣＥ Ｓ
の式により補間係数β０（無次元数）が計算され、この補間係数β０と上記２つの目標スロットル開度ＴＶＯ ｎ、ｔＴＶＯ ｕｐを用い、目標スロットル開度補間計算手段４５において、
【００５８】
【数３】
ｔＴＶＯ＝β０×ＴＶＯ ｕｐ＋（１−β０）×ｔＴＶＯ ｎ
の補間計算式により勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯが求められる。
【００５９】
図６は図５に対応させて構成したフローチャートである。
【００６０】
ここでも、図５で説明したところと重複する部分があるが、かまわず説明すると、ステップ１１ではアクセル操作量ＡＰＯ、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ、車両速度ＶＳＰを読み込み、このうちアクセル操作量ＡＰＯに応じた通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎをステップ１２で、またアクセル操作量ＡＰＯと車両速度ＶＳＰに応じた勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐをステップ１３でそれぞれ設定する。
【００６１】
ステップ１４では重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ（検出値）と所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥＳから上記の数２式により補間係数β０を計算し、この補間係数β０を用いステップ１５において上記の数３式により勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを計算する。
【００６２】
このように第３実施形態では、勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐを予め設定する手段を持ち合わせているので、いろいろな制約条件に対して作り込みを簡便に行うことができる。たとえば、実際に出力不可能なスロットル開度にならないように目標スロットル開度を設定することが可能である。
【００６３】
図７は第４実施形態で、これは標高を含む地図データから路面の勾配を推定する方法を示したものである。
【００６４】
同図において図中に示される車両７１の位置での道路の勾配を推定することを考える。この場合に、地図情報を図のように格子状に分割し、それぞれ格子点（黒丸で示す）の標高データを記憶させておけば、車両７１が存在するセクションの４つの格子の標高データ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、そのセクションのＸ軸方向、Ｙ軸方向の各平均勾配が、
【００６５】
【数４】
Ｘ軸方向の平均勾配＝（ｄ−ｂ＋ｃ−ａ）／２Ｌ
Ｙ軸方向の平均勾配＝（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）／２Ｌ
ただし、Ｌ：格子の間隔
の式で与えられるので、車両７１がＸ軸方向に対して反時計回りに角度ξの方向に進行しているとすると、
【００６６】
【数５】
ｔａｎΘ＝｛（ｄ−ｂ＋ｃ−ａ）／２Ｌ｝×ｃｏｓξ＋｛（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）／２Ｌ｝×ｓｉｎξ
の式により車両７１が存在する位置の道路勾配Θを求めることができる。
【００６７】
なお、この道路勾配Θから重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥを求めるには、特開平８−２１９２４２号公報を参照して
【００６８】
【数６】
ＲＦＯＲＣＥ＝ｍ×ｇ×ｓｉｎΘ
ただし、ｍ：車両の重量
ｇ：重力加速度
の式を用いればよい。
【００６９】
ここでは、格子状に標高データが記憶されている地図情報の場合で説明したが、これに限られるものでなく、道路上のポイントに標高データを記憶しておいたり、道路の傾きを道路上のポイントに記憶させたりすることでも、道路勾配を推定することができる。
【００７０】
このように、第４実施形態では、予め持っている地図情報と衛星などからの絶対位置情報により車両の存在する位置の道路勾配を推定するようにしたので、タイヤのパンクや経年劣化など車両状態の変化による駆動力特性の変化に影響されることなく、道路勾配を正確に検出できる。
【００７１】
また、現在、存在している道路だけでなく、この先に進む予定の走行路の勾配を推定することができるので、勾配を先読みした駆動力補正などが可能になり、ドライバーにとって一段と応答性の良い駆動力補正が可能になる。通常、出力、駆動力と車両加速度などから道路勾配を推定しようとしても、演算遅れや車両の駆動力伝達遅れなどで実勾配とは完全にマッチングしない（つまりズレが生じる）のであるが、勾配を先読みすることで、このズレを回避できるのである。
【００７２】
図８は第５実施形態で、これは、駆動軸回転力を演算し、これに平坦路での基準走行抵抗と加速抵抗を加味することにより、重量勾配抵抗を推定するようにしたものである。
【００７３】
まず、駆動軸回転力演算手段８１は、エンジン出力軸トルク演算手段８２、トルクコンバータのトルク増幅比演算手段８３、駆動系の損失トルク推定手段８４から主に構成される。このうちエンジン出力軸トルク演算手段８２では、エンジンの燃料噴射量Ｔｐとエンジン回転数ＥＮＧＲＥＶから所定のマップを検索することにより、エンジンの出力軸トルクＴｅが求められる。トルクコンバータのトルク増幅比演算手段８３では、エンジン回転数ＥＮＧＲＥＶとトランスミッションの入力軸回転数ＩＮＰＲＥＶ（トルクコンバータの出力軸回転数）との比が変速比ＳＬＰＲＴＯとして演算され、この値から所定のマップを検索することにより、トルクコンバータのトルク増幅比ＴＡＵＲＴＯが求められる。駆動系の損失トルク推定手段８４では、最も駆動系の損失トルクに影響の大きい作動油圧ＴＧＴＰＲＳから所定のマップを検索することにより、損失トルクＬＯＳＳＴＲＱが求められる。
【００７４】
乗算手段８５では、エンジンの出力軸トルクＴｅにトルクコンバータのトルク増幅比ＴＡＵＲＴＯが乗算されて、プライマリ軸出力トルクＴｉｎ（＝Ｔｅ×ＴＡＵＲＴＯ）が求められ、乗算手段８６と加算手段８７により、
【００７５】
【数７】
Ｔｓｅｃ＝Ｔｉｎ×ＲＡＴＩＯ−ＬＯＳＳＴＲＱ
ただし、ＲＡＴＩＯ：変速機の入出力回転数比
の式で駆動軸の出力軸トルク（＝駆動軸回転力）Ｔｓｅｃが計算される。
【００７６】
一方、基準走行抵抗演算手段９１では、車両速度ＶＳＰから所定のマップを検索することにより、基準走行抵抗（平坦路での基準となる走行抵抗のこと）ＲＬＤＴＲＱが求められる。
【００７７】
加速度検出手段９２では車両速度ＶＳＰの差分より車両加速度ＧＤＡＴＡが求められ、加速抵抗力推定手段９３ではこの車両加速度ＧＤＡＴＡに出力軸からみた車両の等価重量Ｉｖを乗算することにより、出力軸上での推定加速抵抗ＡｃｃＴＲＱが求められる。
【００７８】
このようにして求められる上記の駆動軸の出力軸トルクＴｓｅｃ、基準走行抵抗ＲＬＤＴＲＱ、推定加速抵抗ＡｃｃＴＲＱを用い、重量勾配抵抗推定手段９４において、
【００７９】
【数８】
ＲＦＯＲＣＥ＝Ｔｓｅｃ−ＲＬＤＴＲＱ−ＡｃｃＴＲＱ
の式により、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが演算される。
【００８０】
図９では車両速度より車両加速度を推定しているが、加速度センサにより直接車両加速度を検出してもかまわない。
【００８１】
このように第５実施形態では、重量勾配抵抗を検出するための新たなセンサを設ける必要がないので、非常に安価に重量勾配抵抗を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両全体の制御システム図。
【図２】ＰＣＭ５０で行われる処理を示すブロック図。
【図３】図２のブロック図に対応するフローチャート。
【図４】第２実施形態のブロック図。
【図５】第３実施形態のＰＣＭ５０で行われる処理を示すブロック図。
【図６】図５のブロック図に対応するフローチャート。
【図７】第４実施形態の道路勾配の演算を説明するための道路地図。
【図８】第５実施形態のブロック図。
【図９】第１の発明のクレーム対応図。
【図１０】第２の発明のクレーム対応図。
【図１１】第５の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
１１ 通常目標スロットル開度設定手段
１６ 勾配対応目標スロットル開度演算手段
１７ 駆動力補正量演算手段
１９ スロットル開度補正量演算手段
３１ 勾配抵抗係数演算手段
４２ 勾配対応目標スロットル開度演算手段
４３ 勾配対応基準目標スロットル開度設定手段
４４ 除算手段
４５ 目標スロットル開度補間計算手段
５０ ＰＣＭ
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両駆動力制御装置、特に走行路の勾配に対応して車両駆動力が得られるようにするものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より走行路の勾配に応じた最適な特性となるように、たとえば変速特性を変更して制御するようにしたものがある（▲１▼特公昭５９−８６９８号公報、▲２▼特開平８−２１９２４２号公報参照）。▲１▼は平坦路か登坂路かを判定して変速マップを切換えることにより、また▲２▼は登坂走行時に路面の勾配に応じて連続的に変速比を補正することにより、それぞれ勾配によって加速度が鈍らないようにするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲２▼において、勾配に応じて補正される変速比に基づいて得られる駆動力とドライバーが実際に期待する駆動力との間には何の関連もないので、勾配に応じて補正される変速比に基づいて得られる駆動力では、ドライバーが加速のしすぎやこの逆に加速の不足を感じる可能性がある。
【０００４】
これに対して、▲１▼の場合は、登坂路でドライバーが期待する駆動力が得られるように登坂路用の変速マップをマッチングすることが考えられる。しかしながら、登坂路用の変速マップを、様々に変化する勾配をもパラメータとして適合するのでは、メモリ容量を増大させるだけでなく適合の工数も膨大になる。
【０００５】
また、この場合、駆動力補正を変速機の変速制御で行うことが考えられるが、変速機が有段の場合に、要求される変速制御を行うことができない。
【０００６】
そこで本発明は、平坦路でドライバーが満足できる加速感が得られるように平坦路用の駆動力特性を予め定めておき、登り勾配路でもドライバーが満足できる加速感が得られるように、平坦路用の駆動力特性に対して補正駆動力を調整するとともに、駆動力補正をスロットル制御で行うことにより、メモリ容量や適合工数を増大させることなく、かつ平坦路、登り勾配路に関係なく常に違和感のない加速感が得られるようにするほか、有段の自動変速機を搭載する車両に対しても適用可能とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図９に示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして設定する手段２と、重量勾配抵抗（力）ＲＦＯＲＣＥを検出する手段３と、この検出された重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥを前記通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎでの車両駆動力に加算した駆動力を勾配対応目標駆動力としたとき、この勾配対応目標駆動力が発生する目標スロットル開度を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして演算する手段４と、この演算された勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを実現する手段５とを備える。
【０００８】
第２の発明は、図１０に示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして演算する手段２と、重量勾配抵抗（力）ＲＦＯＲＣＥを検出する手段３と、この検出された重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥを演算する手段１２１と、車両に搭載された変速機の変速比ＲＡＴＩＯを検出する手段１２２と、前記演算された駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥをこの検出された変速比ＲＡＴＩＯで除算した値をエンジントルク補正量ΔＴｅとして演算する手段１２３と、この演算されたエンジントルク補正量ΔＴｅをスロットル開度補正量ΔＴＶＯに換算する手段１２４と、この換算されたスロットル開度補正量ΔＴＶＯを前記通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに加算した値を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして演算する手段１２５と、この演算された勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを実現する手段５とを備える。
【０００９】
第３の発明では、第２の発明において前記駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥが、前記重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥの大きさの３０％〜７０％である。
【００１０】
第４の発明では、第２の発明において前記重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに対する前記駆動力補正量ΔＲＦＯＣＥの割合が、前記重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが大きくなるにつれて小さくなる値である。
【００１１】
第５の発明は、図１１に示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして設定する手段２と、平坦路ではない所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を平坦路での車両の目標駆動力に加算した値に相当する目標駆動力を勾配対応基準目標駆動力としたとき、この勾配対応基準目標駆動力の得られる目標スロットル開度を勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐとして設定する手段１３１と、重量勾配抵抗（力）ＲＦＯＲＣＥを検出する手段３と、この検出された重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥと前記所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓとから補間係数β０を演算する手段１３２と、この補間係数β０を用いて前記勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐと前記通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとを補間計算した値を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして演算する手段１３３と、この演算された勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを実現する手段５とを備える。
【００１２】
第６の発明では、第１から第５までのいずれか一つの発明において前記重量勾配抵抗を検出する手段４が、車両の絶対位置を検出する手段と、この検出値に基づいて車両が存在する道路の勾配を予め持っている地図情報から推定する手段と、この推定された道路勾配から重量勾配抵抗を演算する手段とからなる。
【００１３】
第７の発明では、第１から第５までのいずれか一つの発明において前記重量勾配抵抗を検出する手段４が、駆動軸回転力を演算する手段と、前記車両速度に応じた平坦路での基準となる走行抵抗を基準走行抵抗として演算する手段と、車両の加速度を検出する手段と、この検出された加速度に基づいて車両の加速抵抗（力）を推定する手段と、前記演算された駆動軸回転力から前記基準走行抵抗と前記加速抵抗を差し引いた値を前記重量勾配抵抗として推定する手段とからなる。
【００１４】
【発明の効果】
第１の発明では、平坦路で一対一を基本とするリニアリティのある通常目標スロットル開度を、これに対して登り勾配路でドライバーが満足できる加速感が得られるようにスロットル開度補正量をそれぞれ演算させることで、登り勾配路においても常に気持ちよい加速感が得られるほか、変速機の変速比に関係なく適切な登坂力をアシストができるので、有段の自動変速機が搭載された車両に対しても適用可能になった。
【００１５】
第２の発明でも、重量勾配抵抗に対し勾配抵抗係数を一つ持ち合わせるだけで平坦路での目標スロットル開度から勾配対応の目標スロットル開度へと変換できるので、従来装置のように勾配対応である高出力モードなどの通常とは異なる目標マップを持つ必要がなく、ＲＯＭ容量の肥大化を防ぐことができ、また、勾配抵抗係数の変更による特性チューニングを簡便に行うことができるほか、第１の発明と同様、有段の自動変速機が搭載された車両に対しても適用可能である。
【００１６】
第３の発明によれば、登坂走行時などで駆動力補正を最も違和感なくアシストできることから、登坂走行時に加速不足や突っ張り感を感じないばかりか、常に自然な感じの加速感が得られる。
【００１７】
第４の発明によれば、勾配がどのように変化しても常にドライバーの違和感を小さくしながら自然な加速感を演出することができる。
【００１８】
第５の発明では、勾配対応基準目標スロットル開度を予め設定する手段を持ち合わせているので、いろいろな制約条件に対して作り込みを簡便に行うことができる。たとえば、実際に出力不可能なスロットル開度とならないように設定することができる。
【００１９】
第６の発明では、予め持っている地図情報と衛星などからの絶対位置情報により車両の存在する位置の道路勾配を推定できるので、タイヤのパンクや経年劣化など車両状態の変化による駆動力特性の変化に影響されることなく、常に道路勾配を正確に検出できる。また、現在、存在している道路だけでなく、この先に進む予定の走行路の勾配を推定することができるので、勾配を先読みしての駆動力補正などが可能になり、ドライバーにとって一段と応答性の良い駆動力補正が可能になる。
【００２０】
第７の発明では、重量勾配抵抗を検出するための新たなセンサを設ける必要がないので、非常に安価に重量勾配抵抗を推定できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は制御システム全体の構成図である。
【００２２】
エンジン１０１の出力は、トルクコンバータ内蔵の自動変速機１０３を介して駆動輪（図示省略）に伝達される。ここでの自動変速機は、遊星歯車とクラッチ部材を応用した有段の自動変速機である。有段の変速機に限定されるものでなく、Ｖベルト式やトロイダル式などの無段変速機に対しても本発明を適用できる。
【００２３】
エンジン１０１の吸気通路には、モータなどでスロットルバルブを開閉駆動する、いわゆる電子制御スロットル装置１０２が介装されており、スロットルバルブ開度によってエンジン１０１に吸入される空気量が調整され、エンジンの出力トルクが制御される。
【００２４】
上記の電子制御スロットル装置１０２を駆動するため、スロットルコントロールモジュール（以下ＴＣＭ）５１を備える。パワートレインコントロールモジュール（以下ＰＣＭ）５０からのスロットルバルブ開度指令が送信されるＴＣＭ５１では、スロットルバルブ開度指令をモータ駆動電圧に変換してモータに出力するとともに、実際のスロットルバルブ開度がＰＣＭ５０からの開度指令と一致するようにモータ駆動電圧（スロットルバルブ開度）をフィードバック制御する。
【００２５】
アクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）センサ１０５からのアクセル操作量信号、ブレーキ操作スイッチ１０６からのブレーキ操作信号、自動変速機のレンジ選択レバー１０７からのセレクトレンジ信号などが入力されるＰＣＭ５０では、これらの信号に基づいてエンジン制御（たとえば主にエンジン１０１への燃料供給量と点火時期の制御）、自動変速機制御（自動変速機１０３へのギア位置制御、油圧制御）、制動力制御（ブレーキアクチュエータ１０４への各輪毎のブレーキ油圧制御）の各制御を行う。
【００２６】
一方、１１１は車両の前方の状況を画像として撮影するするためのカメラであり、カメラ１１１からの信号は画像処理装置５３で前方の道路状況や、車両状況、障害物情報などとして処理され、外部環境情報処理モジュール５２に送信される。
【００２７】
１１３は衛星からの信号を受信するＧＰＳアンテナ１１３であり、衛星からの情報は、車両の現在位置を把握するため、位置情報処理装置５４に送信される。予め地理上の属性や道路の各情報などを組み込んだ地図情報をＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として格納している位置情報処理装置５４では、この情報と前記ＧＰＳアンテナ１１３からの信号とから現在存在している地域の情報などをまとめて、外部環境情報処理モジュール５２に送信する。
【００２８】
外部環境情報処理モジュール５２では、現在の車両の環境を適切にまとめてＰＣＭ５０に送信し、ＰＣＭ５０では、この信号を受けて前記エンジン１０１の出力や、自動変速機１０３の変速などを制御する。この逆に、ＰＣＭ５０は、エンジン１０１の出力トルク情報、自動変速機１０３のギア位置情報、アクセル開度センサ１０５、ブレーキ操作スイッチ１０６からの信号状態などを外部環境情報処理モジュール５２に送信する。外部環境情報処理モジュール５２では、この信号を受けて外部環境の判断精度を高めたり、運転者の心理状態を推測したりすることがある。
【００２９】
本発明の第１実施形態では、平坦路でドライバーが満足できる加速感が得られるように平坦路用の目標駆動力を通常目標駆動力として予め定めておき、登り勾配走行時にもドライバーが満足できる加速感が得られるように、前記通常目標駆動力に対して補正駆動力を調整するとともに、駆動力補正をスロットル制御で行う。
【００３０】
上記のＰＣＭ５０で行われるこの制御を図２のブロック図により説明する。
【００３１】
アクセル操作量センサ１０５によって検出されるアクセル操作量ＡＰＯが入力される通常目標スロットル開度設定手段１１では、この値に応じて、平坦路走行時におけるスロットル開度の目標値が通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎとして設定される。
【００３２】
勾配対応目標スロットル開度演算手段１６は、駆動力補正量演算手段（乗算手段から構成）１７、除算手段１８、スロットル開度補正量演算手段１９、スロットル開度補正手段（加算手段から構成）２０からなる。
【００３３】
重量勾配抵抗検出手段１２により検出される重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが入力される駆動力補正量演算手段１７では、この重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに勾配抵抗係数α（ただし０＜α＜１）を乗算することにより駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥ（＝α×ＲＦＯＲＣＥ）が求められ、この駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥは、除算手段１８により変速比ＲＡＴＩＯで乗算されてエンジントルク補正量ΔＴｅ（＝ΔＲＦＯＲＣＥ／ＲＡＴＩＯ）が導かれる。なお、変速比ＲＡＴＩＯは変速比検出手段１３により検出される。
【００３４】
そして、スロットル開度補正量演算手段１９では、このエンジントルク補正量ΔＴｅとそのときのエンジンの状態（エンジン回転数Ｎｅとスロットル開度ＴＶＯから定まる）でのスロットル開度補正量ΔＴＶＯが演算され、この補正量ΔＴＶＯがスロットル開度補正手段２０において上記の通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに加算され、勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯ（＝ＴＶＯ ｎ＋ΔＴＶＯ）が計算される。
【００３５】
手段１９での操作をさらに説明すると、実スロットル開度ＴＶＯとエンジン回転数Ｎｅからそのときのエンジン出力軸トルクＴｅが分かる。この場合に、エンジン回転数Ｎｅを一定に保ったまま、エンジン出力軸トルクをＴｅからＴｅ＋ΔＴｅへと変化させたとき、スロットル開度がどれだけ変化するかがΔＴＶＯである。
【００３６】
なお、エンジン回転数Ｎｅはエンジン回転数検出手段１４により検出される。また、実スロットル開度ＴＶＯはスロットル開度検出手段１５により検出される。
【００３７】
こうして得られた勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯは、目標スロットル開度を実現するための公知の手段である電子制御スロットル装置１０２により実現される。
【００３８】
図３は図２のブロック図に対応して構成したフローチャートである。
【００３９】
図２において説明したところと重複する部分が出てくるが、かまわず説明すると、図３はたとえば１０ｍｓｅｃ毎に実行する。
【００４０】
ステップ１では、アクセル操作量ＡＰＯ、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ、変速比ＲＡＴＩＯを読み込み、このうちアクセル操作量ＡＰＯに応じた通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎをステップ２において設定する。ここで、通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎは平坦路走行時におけるスロットル開度の目標値のことである。
【００４１】
ステップ３では重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに勾配抵抗係数α（ただし０＜α＜１）を乗算して駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥ（＝α×ＲＦＯＲＣＥ）を求め、この値をステップ４において変速比ＲＡＴＩＯで割った値をエンジントルク補正量ΔＴｅとして求める。さらに、この補正量ΔＴｅからステップ５においてそのときのエンジン回転数Ｎｅ、エンジン出力軸トルクＴｅ、アクセル操作量ＡＰＯでのスロットル開度補正量ΔＴＶＯを演算する。
【００４２】
このようにして得た補正量ΔＴＶＯをステップ６で上記の通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに加算した値を勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯとして求める。
【００４３】
このように、第１実施形態では、平坦路でドライバーが満足できる加速感が得られるように平坦路用の駆動力特性を予め定めておき、登り勾配路でもドライバーが満足できる加速感が得られるように、平坦路用の駆動力特性に対して補正駆動力を調整するので、次の効果が生じる。すなわち、アクセル操作量に応じて平坦路走行時は一対一を基本とするリニアリティのあるスロットル制御が行われ、これに対して登坂路走行時など重量勾配低抵抗により、平坦路走行時より加速不足を感じてしまうような場合には、重量勾配抵抗を１００％としてこれよりも小さな駆動力補正量を加えることで加速しすぎを防ぎつつ適度な駆動力補正が行われる。この結果、登り勾配路において広範なアクセル操作量、重量勾配抵抗に応じて滑らかに気持ちの良い加速感が得られる。
【００４４】
この場合、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥに対し勾配抵抗係数αを一つ持ち合わせるだけで平坦路での目標スロットル開度から勾配対応の目標スロットル開度へと変換できるので、従来装置のように勾配対応である高出力モードなどの通常とは異なる目標マップを持つ必要がなく、ＲＯＭ容量の肥大化を防ぐことができる。また、勾配抵抗係数の変更による特性チューニングを簡便に行うことができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、さらに駆動力補正をスロットル制御で行うようにしたので、次の効果が生じる。すなわち、変速機の変速比に関係なく適切な登坂力をアシストできることから、変速機が有段の場合にも適用が可能となった。
【００４６】
図４は第２実施形態の勾配抵抗係数演算手段３１である。
【００４７】
第１実施形態では勾配抵抗係数αが一定値であったのに対して、第２実施形態では、勾配抵抗係数αを重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥの関数、つまり重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが大きくなるにつれて小さくしたものである。
【００４８】
ここで、重量勾配抵抗が大きくなるほどαの値を小さくしたのは重量勾配抵抗が大きくなればなるほど、ドライバーが勾配を強く認識することに着目したものである。すなわち、緩やかな勾配のときはドライバーはあまり勾配に気付かないため、アクセル操作量が平坦路のそれとあまり変わらないので、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥの割合を大きくしてやらないと加速不足を感じがちになる。一方、勾配が大きくなってくるにつれ、ドライバーは勾配を認識して意識的にアクセルペダルを深く踏み込むので、緩やかな勾配に比べて、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥの割合は小さくても加速不足を感じることがない。そこで、重量勾配抵抗が大きくなるにつれて、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔＲＦＯＲＣＥの割合が小さくなるようにαを与えておくと、勾配がどのように変化してもドライバーの抱く違和感を小さくしながら、常に自然な加速感を演出することができる。
【００４９】
また、勾配抵抗係数αを３０％〜７０％の間で変化させているのは、登坂走行時などで駆動力補正を最も違和感なくアシストできるのは、重量勾配抵抗の３０％〜７０％の範囲であるからである。これによって、登坂走行時に加速不足や突っ張り感を感じないばかりか、常に自然な感じの加速感が得られる。
【００５０】
図５、図６は第３実施形態で、それぞれ第１実施形態の図２、図３に置き換わるものである。図５において図２と同一部分には同一の符号を、また図６において図３と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【００５１】
図５において、勾配対応目標スロットル開度演算手段４２は、勾配対応基準目標スロットル開度設定手段４３、除算手段４４、目標スロットル開度補間計算手段４５から構成されている。
【００５２】
このうち、勾配対応基準目標スロットル開度設定手段４３では、アクセル操作量ＡＰＯと、車両速度検出手段４１により検出される車両速度ＶＳＰから所定のマップを検索することにより、勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐが求められる。 ここで、勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐとは、通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎに対し、エンジンの出力トルク特性を考慮して、
【００５３】
【数１】
駆動力［ｔＴＶＯ ｕｐ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯ］＝駆動力［ＴＶＯ ｎ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯ］＋α×ＲＦＯＲＣＥ Ｓ
ただし、ＲＦＯＲＣＥ Ｓ：所定の重量勾配抵抗
の関係式を満足するように予め定めたものである。
【００５４】
この場合、数１式において駆動力［ＴＶＯ ｎ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯ］とあるのは、スロットル開度（ＴＶＯ ｎ）、エンジン回転数（Ｎｅ）、変速機の変速比（ＲＡＴＩＯ）の３つから車両の駆動力が定まることを表している。
【００５５】
さらに述べると、数１式の右辺第１項は、ＴＶＯ ｎ、Ｎｅ、ＲＡＴＩＯから定まる駆動力、つまり平坦路走行時の目標駆動力である。これに対して、左辺の駆動力を勾配対応基準目標駆動力とおけば、この勾配対応基準目標駆動力は、平坦路ではない所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓを１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を上記平坦路走行時の目標駆動力に加算した値に相当する目標駆動力になる。こうした勾配対応基準目標駆動力が得られるように予め定めた目標スロットル開度が勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐである。
【００５６】
一方、除算手段４４では、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ（検出値）を上記所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ Ｓで割ることによって、つまり
【００５７】
【数２】
β０＝ＲＦＯＲＣＥ／ＲＦＯＲＣＥ Ｓ
の式により補間係数β０（無次元数）が計算され、この補間係数β０と上記２つの目標スロットル開度ＴＶＯ ｎ、ｔＴＶＯ ｕｐを用い、目標スロットル開度補間計算手段４５において、
【００５８】
【数３】
ｔＴＶＯ＝β０×ＴＶＯ ｕｐ＋（１−β０）×ｔＴＶＯ ｎ
の補間計算式により勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯが求められる。
【００５９】
図６は図５に対応させて構成したフローチャートである。
【００６０】
ここでも、図５で説明したところと重複する部分があるが、かまわず説明すると、ステップ１１ではアクセル操作量ＡＰＯ、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ、車両速度ＶＳＰを読み込み、このうちアクセル操作量ＡＰＯに応じた通常目標スロットル開度ＴＶＯ ｎをステップ１２で、またアクセル操作量ＡＰＯと車両速度ＶＳＰに応じた勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐをステップ１３でそれぞれ設定する。
【００６１】
ステップ１４では重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥ（検出値）と所定の重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥＳから上記の数２式により補間係数β０を計算し、この補間係数β０を用いステップ１５において上記の数３式により勾配対応目標スロットル開度ｔＴＶＯを計算する。
【００６２】
このように第３実施形態では、勾配対応基準目標スロットル開度ｔＴＶＯ ｕｐを予め設定する手段を持ち合わせているので、いろいろな制約条件に対して作り込みを簡便に行うことができる。たとえば、実際に出力不可能なスロットル開度にならないように目標スロットル開度を設定することが可能である。
【００６３】
図７は第４実施形態で、これは標高を含む地図データから路面の勾配を推定する方法を示したものである。
【００６４】
同図において図中に示される車両７１の位置での道路の勾配を推定することを考える。この場合に、地図情報を図のように格子状に分割し、それぞれ格子点（黒丸で示す）の標高データを記憶させておけば、車両７１が存在するセクションの４つの格子の標高データ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、そのセクションのＸ軸方向、Ｙ軸方向の各平均勾配が、
【００６５】
【数４】
Ｘ軸方向の平均勾配＝（ｄ−ｂ＋ｃ−ａ）／２Ｌ
Ｙ軸方向の平均勾配＝（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）／２Ｌ
ただし、Ｌ：格子の間隔
の式で与えられるので、車両７１がＸ軸方向に対して反時計回りに角度ξの方向に進行しているとすると、
【００６６】
【数５】
ｔａｎΘ＝｛（ｄ−ｂ＋ｃ−ａ）／２Ｌ｝×ｃｏｓξ＋｛（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）／２Ｌ｝×ｓｉｎξ
の式により車両７１が存在する位置の道路勾配Θを求めることができる。
【００６７】
なお、この道路勾配Θから重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥを求めるには、特開平８−２１９２４２号公報を参照して
【００６８】
【数６】
ＲＦＯＲＣＥ＝ｍ×ｇ×ｓｉｎΘ
ただし、ｍ：車両の重量
ｇ：重力加速度
の式を用いればよい。
【００６９】
ここでは、格子状に標高データが記憶されている地図情報の場合で説明したが、これに限られるものでなく、道路上のポイントに標高データを記憶しておいたり、道路の傾きを道路上のポイントに記憶させたりすることでも、道路勾配を推定することができる。
【００７０】
このように、第４実施形態では、予め持っている地図情報と衛星などからの絶対位置情報により車両の存在する位置の道路勾配を推定するようにしたので、タイヤのパンクや経年劣化など車両状態の変化による駆動力特性の変化に影響されることなく、道路勾配を正確に検出できる。
【００７１】
また、現在、存在している道路だけでなく、この先に進む予定の走行路の勾配を推定することができるので、勾配を先読みした駆動力補正などが可能になり、ドライバーにとって一段と応答性の良い駆動力補正が可能になる。通常、出力、駆動力と車両加速度などから道路勾配を推定しようとしても、演算遅れや車両の駆動力伝達遅れなどで実勾配とは完全にマッチングしない（つまりズレが生じる）のであるが、勾配を先読みすることで、このズレを回避できるのである。
【００７２】
図８は第５実施形態で、これは、駆動軸回転力を演算し、これに平坦路での基準走行抵抗と加速抵抗を加味することにより、重量勾配抵抗を推定するようにしたものである。
【００７３】
まず、駆動軸回転力演算手段８１は、エンジン出力軸トルク演算手段８２、トルクコンバータのトルク増幅比演算手段８３、駆動系の損失トルク推定手段８４から主に構成される。このうちエンジン出力軸トルク演算手段８２では、エンジンの燃料噴射量Ｔｐとエンジン回転数ＥＮＧＲＥＶから所定のマップを検索することにより、エンジンの出力軸トルクＴｅが求められる。トルクコンバータのトルク増幅比演算手段８３では、エンジン回転数ＥＮＧＲＥＶとトランスミッションの入力軸回転数ＩＮＰＲＥＶ（トルクコンバータの出力軸回転数）との比が変速比ＳＬＰＲＴＯとして演算され、この値から所定のマップを検索することにより、トルクコンバータのトルク増幅比ＴＡＵＲＴＯが求められる。駆動系の損失トルク推定手段８４では、最も駆動系の損失トルクに影響の大きい作動油圧ＴＧＴＰＲＳから所定のマップを検索することにより、損失トルクＬＯＳＳＴＲＱが求められる。
【００７４】
乗算手段８５では、エンジンの出力軸トルクＴｅにトルクコンバータのトルク増幅比ＴＡＵＲＴＯが乗算されて、プライマリ軸出力トルクＴｉｎ（＝Ｔｅ×ＴＡＵＲＴＯ）が求められ、乗算手段８６と加算手段８７により、
【００７５】
【数７】
Ｔｓｅｃ＝Ｔｉｎ×ＲＡＴＩＯ−ＬＯＳＳＴＲＱ
ただし、ＲＡＴＩＯ：変速機の入出力回転数比
の式で駆動軸の出力軸トルク（＝駆動軸回転力）Ｔｓｅｃが計算される。
【００７６】
一方、基準走行抵抗演算手段９１では、車両速度ＶＳＰから所定のマップを検索することにより、基準走行抵抗（平坦路での基準となる走行抵抗のこと）ＲＬＤＴＲＱが求められる。
【００７７】
加速度検出手段９２では車両速度ＶＳＰの差分より車両加速度ＧＤＡＴＡが求められ、加速抵抗力推定手段９３ではこの車両加速度ＧＤＡＴＡに出力軸からみた車両の等価重量Ｉｖを乗算することにより、出力軸上での推定加速抵抗ＡｃｃＴＲＱが求められる。
【００７８】
このようにして求められる上記の駆動軸の出力軸トルクＴｓｅｃ、基準走行抵抗ＲＬＤＴＲＱ、推定加速抵抗ＡｃｃＴＲＱを用い、重量勾配抵抗推定手段９４において、
【００７９】
【数８】
ＲＦＯＲＣＥ＝Ｔｓｅｃ−ＲＬＤＴＲＱ−ＡｃｃＴＲＱ
の式により、重量勾配抵抗ＲＦＯＲＣＥが演算される。
【００８０】
図９では車両速度より車両加速度を推定しているが、加速度センサにより直接車両加速度を検出してもかまわない。
【００８１】
このように第５実施形態では、重量勾配抵抗を検出するための新たなセンサを設ける必要がないので、非常に安価に重量勾配抵抗を推定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両全体の制御システム図。
【図２】ＰＣＭ５０で行われる処理を示すブロック図。
【図３】図２のブロック図に対応するフローチャート。
【図４】第２実施形態のブロック図。
【図５】第３実施形態のＰＣＭ５０で行われる処理を示すブロック図。
【図６】図５のブロック図に対応するフローチャート。
【図７】第４実施形態の道路勾配の演算を説明するための道路地図。
【図８】第５実施形態のブロック図。
【図９】第１の発明のクレーム対応図。
【図１０】第２の発明のクレーム対応図。
【図１１】第５の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
１１ 通常目標スロットル開度設定手段
１６ 勾配対応目標スロットル開度演算手段
１７ 駆動力補正量演算手段
１９ スロットル開度補正量演算手段
３１ 勾配抵抗係数演算手段
４２ 勾配対応目標スロットル開度演算手段
４３ 勾配対応基準目標スロットル開度設定手段
４４ 除算手段
４５ 目標スロットル開度補間計算手段
５０ ＰＣＭ
Claims (7)
- アクセル操作量を検出する手段と、
この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度として設定する手段と、
重量勾配抵抗を検出する手段と、
この検出された重量勾配抵抗を１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量を前記通常目標スロットル開度での車両駆動力に加算した駆動力を勾配対応目標駆動力としたとき、この勾配対応目標駆動力が発生する目標スロットル開度を勾配対応目標スロットル開度として演算する手段と、
この演算された勾配対応目標スロットル開度を実現する手段と
を備えることを特徴とする車両駆動力制御装置。 - アクセル操作量を検出する手段と、
この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度として演算する手段と、
重量勾配抵抗を検出する手段と、
この検出された重量勾配抵抗を１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量を演算する手段と、
車両に搭載された変速機の変速比を検出する手段と、
前記演算された駆動力補正量をこの検出された変速比で除算した値をエンジントルク補正量として演算する手段と、
この演算されたエンジントルク補正量をスロットル開度補正量に換算する手段と、
この換算されたスロットル開度補正量を前記通常目標スロットル開度に加算した値を勾配対応目標スロットル開度として演算する手段と、
この演算された勾配対応目標スロットル開度を実現する手段と
を備えることを特徴とする車両駆動力制御装置。 - 前記駆動力補正量は、前記重量勾配抵抗の大きさの３０％〜７０％であることを特徴とする請求項２に記載の車両駆動力制御装置。
- 前記重量勾配抵抗に対する前記駆動力補正量の割合は、前記重量勾配抵抗が大きくなるにつれて小さくなる値であることを特徴とする請求項２に記載の車両駆動力制御装置。
- アクセル操作量を検出する手段と、
この検出されたアクセル操作量に応じた平坦路での目標スロットル開度を通常目標スロットル開度として設定する手段と、
平坦路ではない所定の重量勾配抵抗を１００パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を平坦路での車両の目標駆動力に加算した値に相当する目標駆動力を勾配対応基準目標駆動力としたとき、この勾配対応基準目標駆動力の得られる目標スロットル開度を勾配対応基準目標スロットル開度として設定する手段と、
重量勾配抵抗を検出する手段と、
この検出された重量勾配抵抗と前記所定の重量勾配抵抗とから補間係数を演算する手段と、
この補間係数を用いて前記勾配対応基準目標スロットル開度と前記通常目標スロットル開度とを補間計算した値を勾配対応目標スロットル開度として演算する手段と、
この演算された勾配対応目標スロットル開度を実現する手段と
を備えることを特徴とする車両駆動力制御装置。 - 前記重量勾配抵抗を検出する手段は、車両の絶対位置を検出する手段と、この検出値に基づいて車両が存在する道路の勾配を予め持っている地図情報から推定する手段と、この推定された道路勾配から重量勾配抵抗を演算する手段とからなることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の車両駆動力制御装置。
- 前記重量勾配抵抗を検出する手段は、駆動軸回転力を演算する手段と、前記車両速度に応じた平坦路での基準となる走行抵抗を基準走行抵抗として演算する手段と、車両の加速度を検出する手段と、この検出された加速度に基づいて車両の加速抵抗を推定する手段と、前記演算された駆動軸回転力から前記基準走行抵抗と前記加速抵抗を差し引いた値を前記重量勾配抵抗として推定する手段とからなることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の車両駆動力制御装置。
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