JP3622591B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクセルペダル操作以外の因子によっても任意に出力を変更可能なエンジンと、自動変速機との組み合わせになる車両用パワートレーンの駆動力制御装置、特に高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中において有用な車両の駆動力制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動変速機を搭載した車両が、高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中において適切な駆動力特性となるようにする制御システムとしては従来、例えば特開平10−141491号公報に記載されたごときものが知られている。
このシステムは、当該接続路での走行中に車速が高速になり過ぎないよう減速を補助するために、運転者の減速操作に基づいて自動変速機の変速比が高速側になるのを制限するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかして上記のような従来のシステムにおいては、接続路走行時に運転者が減速操作を行うと変速比が低速側になるよう自動変速機を変速制御するために、運転者が減速操作を中断した時に自動変速機が通常の変速制御に戻る結果、自動変速機が高速側の変速比にされる。
ところで接続路においては、一般道路におけるような交差点や歩行者などの外乱が存在せず、運転者は通常よりも大きな駆動力を必要とすることが多く、接続路において運転者の減速操作があるとき自動変速機を上記従来のごとくに変速制御するというのでは、運転者が減速操作を中断した後において上記のごとく自動変速機が高速側の変速比に戻されることから運転者の駆動力要求に十分に応えることができず、不満が生ずる可能性を払拭しきれない。
【0004】
請求項1に記載の第1発明は、上記の問題が運転者の減速操作に応じた自動変速機の変速制御であることに起因するとの観点から、この変速制御に代え接続路での走行中は、運転状態に応じた通常の目標駆動力を基準にこれを接続路での上記要求にかなうよう補正して求めた目標駆動力が達成されるようなパワートレーンの駆動力制御とすることで、運転者の意図を汲んだ接続路での走行が可能となるようにして運転者の負担を軽減し、もって上記した従来の駆動力要求に関する問題を解消することを目的とする。
また請求項1に記載の第1発明は、接続路での上記した駆動力の補正が不必要になされることのないようにした車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0005】
さらに請求項1に記載の第1発明は、接続路では一般道路におけるような交差点や歩行者などの外乱が存在しないため運転者は通常よりも大きな駆動力を必要とすることから、この事実に良く符合するようにした上記パワートレーンの駆動力制御を構築することを目的とする。
【0006】
請求項2に記載の第2発明は、上記パワートレーンの駆動力制御を安価に実現するとともに、車種が異なる場合においても容易に適用し得るようにした車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0011】
請求項3に記載の第3発明は、上記した補正済みの駆動力を最低燃費で発生させるようにした車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
これらの目的のため、先ず第1発明による車両の駆動力制御装置は、
アクセルペダル操作以外の因子によっても任意に出力を変更可能なエンジンと、自動変速機との組み合わせになるパワートレーンを搭載した車両において、
高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中は、アクセルペダル踏み込み量および車速から求めた通常目標駆動力を増大するよう補正して目標駆動力とし、この目標駆動力が達成されるようパワートレーンを制御するとともに、
設定車速以上の高車速では前記接続路走行中における目標駆動力の補正を禁止して前記通常目標駆動力が達成されるようパワートレーンを制御する構成にしたことを特徴とするものである。
【0014】
第2発明による車両の駆動力制御装置は、第1発明において、
前記通常目標駆動力に予定の駆動力補正量を加算して目標駆動力とするよう構成したことを特徴とするものである。
【0019】
第3発明による車両の駆動力制御装置は、第1発明または第2発明において、
前記目標駆動力が最小燃費で実現される最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせを求め、エンジンの出力制御および自動変速機の変速制御によりこれら最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせが達成されるよう構成したことを特徴とするものである。
【0020】
【発明の効果】
第1発明においては、高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中、アクセルペダル踏み込み量および車速から求めた通常目標駆動力を補正して目標駆動力とし、この目標駆動力が達成されるようパワートレーンを制御する。
従って接続路での走行中、運転状態に応じた通常目標駆動力を基準にこれを接続路での要求にかなうよう補正して求めた目標駆動力が達成されるようなパワートレーンの駆動力制御が行われることとなり、運転者の意図を汲んだ接続路での走行を可能にして運転者の負担を軽減することができ、もって運転者からの大きな駆動力の要求に応えることができる。
また、設定車速以上の高車速では接続路走行中における目標駆動力の補正を禁止して通常目標駆動力が達成されるようパワートレーンを制御するから、接続路での上記した駆動力の補正が不必要になされるのを防止することができる。
【0021】
しかも第1発明においては、上記通常目標駆動力を増大して接続路走行中の目標駆動力とするため以下の作用効果が得られる。
つまり、当該接続路では一般道路におけるような交差点や歩行者などの外乱が存在しないため運転者は通常より大きな駆動力を必要とするが、第1発明の駆動力制御はこの事実に良く符合することになって運転者からの大きな駆動力の要求に確実に応えることができる。
【0022】
第2発明においては、前記通常目標駆動力に予定の駆動力補正量を加算して目標駆動力とするため、第1発明におけるパワートレーンの駆動力制御を安価に実現し得ると共に、車種が異なる場合においても容易に適用することができる。
【0027】
第3発明においては、前記の目標駆動力が最小燃費で実現される最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせを求め、エンジンの出力制御および自動変速機の変速制御によりこれら最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせを達成するから、前記した補正済みの駆動力を最低燃費で発生させることができて付加価値が高まる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態になる駆動力制御装置を具えた車両のパワートレーンと、その制御系を示し、該パワートレーンをエンジン1と無段変速機2とで構成する。
エンジン1は内燃機関で構成するも、そのスロットル系を、運転者が操作するアクセルペダル3にリンク連結せず、これから切り離されて、ステップモータ4により開度を電子制御されるようにした電子制御式スロットルバルブ5を具えた構成にする。
ステップモータ4は目標スロットル開度(TVO* )指令に対応した回転位置にされ、この時スロットルバルブ5を目標スロットル開度TVO* にして、エンジン1の出力を、アクセルペダル操作以外の因子によっても制御し得るようなものとする。
【0029】
無段変速機2は周知のVベルト式無段変速機とし、トルクコンバータ6を介してエンジン1の出力軸に駆動結合されたプライマリプーリ7と、これに整列配置したセカンダリプーリ8と、これら両プーリ間に掛け渡したVベルト9とを具える。
そして、セカンダリプーリ8にファイナルドライブギヤ組10を介してディファレンシャルギヤ装置11を駆動結合し、これらにより図示せざる車輪を回転駆動するものとする。
【0030】
変速機2の無段変速を可能にするために、プライマリプーリ7およびセカンダリプーリ8のそれぞれのV溝を形成するフランジのうち、一方の可動フランジを他方の固定フランジに対して相対的に接近してV溝幅を狭めたり、離反してV溝幅を広め得るようにし、
両可動フランジを、目標変速比(i* )指令に応動する油圧アクチュエータ12からのプライマリプーリ圧Ppri およびセカンダリプーリ圧Psec に応じた位置に変位させることで、無段変速機2を実変速比が目標変速比i* に一致するよう無段変速させ得るものとする。
【0031】
目標スロットル開度TVO* および目標変速比i* はそれぞれ、コントローラ13により演算して求めることとする。
これがためコントローラ13には、アクセルペダル3の踏み込み量(アクセル開度)APSを検出するアクセル開度センサ14からの信号と、
スロットル開度TVOを検出するスロットル開度センサ16からの信号と、
プライマリプーリ7の回転数(プライマリ回転数)Npri を検出するプライマリプーリ回転センサ17からの信号と、
セカンダリプーリ8の回転数(セカンダリ回転数)Nsec を検出するセカンダリプーリ回転センサ18からの信号と、
車速VSPを検出する車速センサ19からの信号と、
車載のナビゲーションシステムを可とする接続路検出部20からの信号ZOKU−APとをそれぞれ入力する。
【0032】
接続路検出部20は、自車が高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中であるか否かを検出するためのもので、例えば図2に示すプログラムに基づき当該検出を行う。
ステップ21では自車位置情報を入力し、次いで例えば図3のように読み込んだ自車位置近辺の地図情報から現在位置の道路番号を検索する。
ステップ22では、当該道路番号に係わるデータベースをもとに現在位置の道路種別ZOKU=data〔node〕(Hiway,city,Ramp,etc)が高速道路(Hiway)、一般道路(city)、接続路(Ramp)、その他のいずれであるのかを検索する。
【0033】
ステップ23では、上記のようにして検索した現在位置の道路種別ZOKUをチェックし、ZOKUがRampであるか否かにより現在位置の道路種別が接続路であるか否かを検出する。
ZOKU=Ramp(接続路)であると判定する場合、ステップ24においてこのことを示すように出力ZOKU−APに1をセットし、ZOKU=Ramp(接続路)でないと判定する場合、ステップ25においてこのことを示すように出力ZOKU−APに0をセットし、以後の制御に資する。
【0034】
コントローラ13は基本的には上記した入力情報を基に、図4に機能別ブロック線図で示すように無段変速機2の変速制御およびエンジン1のスロットル開度制御を以下のごとくに行って、本発明が狙いとする車両の駆動力制御を実行する。
通常目標駆動力演算部31では、例えば特開平7−172217号公報に記載されていると同様の方法により、または図9に実線で例示した予定のマップをもとに、センサ19で検出した車速VSPおよびセンサ14で検出したアクセル開度APSから、車両の運転状態や走行条件に応じた必要最小限の通常目標駆動力TSを求める。
【0035】
目標駆動力補正部32には、接続路検出部20からの出力ZOKU−APに応答する切り換え器33と、接続路で用いる一定の接続路用駆動力補正量ΔTS (ΔTS >0)を設定するための接続路用駆動力補正量設定部34と、加算器35とを設ける。
切り換え器33は、接続路検出部20からの出力ZOKU−APが0である時(接続路以外での走行時)実線位置となって出力である駆動力補正量ΔTd を0にし、接続路検出部20からの出力ZOKU−APが1である時(接続路での走行時)破線位置となって出力である駆動力補正量ΔTd を、補正量設定部34からの接続路用駆動力補正量ΔTS にするものとする。
加算器35は前記通常目標駆動力TS に駆動力補正量ΔTd を加算することにより通常目標駆動力TS を駆動力補正量ΔTd だけ補正(増大)して最終的な目標駆動力Td を求める。
【0036】
補正後の最終的な目標駆動力Td を実現するための変速(変速比)制御系およびスロットル(エンジン出力)制御系は以下の構成とする。
目標変速比決定部36は、例えば図10に示す予定のマップをもとに目標駆動力Td および車速VSPから目標変速比i* を求める。ここで図10に示す目標変速比i* のマップは、目標駆動力Td が最低燃費で実現される最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせにおける最適変速比のマップとして予め実験などによりデータベース化しておくものとする。
【0037】
なお目標駆動力Td を最低燃費で実現するための最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせは、本願出願人が特願平11−257113号公報において提案したような方法で求めることもできる。
つまり、目標駆動力Td に車軸回転数を掛けて要求馬力に換算し、エンジンの性能線図からこの要求馬力を最低燃費で発生させるための目標エンジン出力トルクおよび目標エンジン回転数の組み合わせを求める。
そして、この目標エンジン回転数をセカンダリプーリ回転数Nsec で除算することにより目標変速比i* を求めることができる。
【0038】
上記のようにして求めた目標変速比i* を無段変速機2(詳しくは図1の油圧アクチュエータ12)に出力し、無段変速機2を目標変速比i* が達成されるよう変速制御する。
【0039】
除算機37は前記した目標駆動力Td を、無段変速機2のプライマリプーリ回転数Npri とセカンダリプーリ回転数Nsec との比で表される変速比i(=Npri /Nsec )で除算することにより目標エンジン出力トルクTe * を求める。目標スロットル開度演算部38では、エンジンの出力トルクが目標エンジン出力トルクTe * となるような目標スロットル開度TVO* を求め、この目標スロットル開度TVO* をエンジン1(詳しくは図1のステップモータ4)に指令してスロットルバルブ5を目標スロットル開度TVO* となるよう電子的に開度制御する。
この目標スロットル開度TVO* は前記の目標変速比i* との組み合わせにより目標駆動力Td を最低燃費で発生させることができる。
【0040】
なお本実施の形態においては、自動変速機として無段変速機2を用いたが、有段の自動変速機を用いてこれを目標変速比i* に最も近い変速段へ変速させるようにしても、無段変速機ほど正確ではないがほぼ同様の最適燃費制御が可能であること勿論である。また、無段変速機を用いる例として、Vベルト式の無段変速機を示したが、この代わりにトロイダル型無段変速機等、他の方式の無段変速機を用いるようにしてもよいことは言うまでもない。
また、エンジン出力トルクの制御に際して電子制御式スロットルを開度制御することとしたが、この代わりに、或いはこれと共に、エンジン2の燃料噴射量や点火時期を調整してエンジン出力トルクを加減するようにしてもよいことは言うまでもない。
【0041】
以上のような本実施の形態になる駆動力制御装置においては、高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中、切り換え器33が破線位置にされて駆動力補正量ΔTd を接続路用駆動力補正量ΔTS となし、アクセル開度APSおよび車速VSPから求めた通常目標駆動力TS を当該駆動力補正量ΔTd だけ増大して最終的な目標駆動力Td とし、この目標駆動力が達成されるよう無段変速機2を変速制御すると共に、エンジン1のスロットル開度TVO(エンジン出力トルク)を制御することから、
接続路での走行中、運転状態に応じた通常目標駆動力TS を基準にこれを接続路での要求にかなうよう増大して求めた目標駆動力Td が達成されるような変速制御およびエンジン出力制御が行われることとなる。
これがため、当該接続路では一般道路におけるような交差点や歩行者などの外乱が存在しないため運転者が通常より大きな駆動力を必要とするという事実に良く符合する駆動力制御が行われ、運転者の意図を汲んだ接続路での走行が可能となって運転者の負担を軽減することができ、もって前記した従来装置の駆動力要求に関する問題を解消することができる。
【0042】
また本実施の形態においては、通常目標駆動力TS に一定の駆動力補正量ΔTd (接続路用駆動力補正量ΔTS )を加算して接続路用の目標駆動力Td とするため、上記のパワートレーンの駆動力制御を安価に実現し得ると共に、車種が異なる場合においても接続路用駆動力補正量ΔTS の値を変更するだけで容易に適用することができる。
【0043】
更に本実施の形態においては、上記の補正済み目標駆動力Td が最小燃費で実現される目標変速比i* および目標エンジン出力トルクTe * の組み合わせを求め、これらが達成されるよう無段変速機2を変速制御すると共にエンジンのスロットル開度TVOを電子制御するから、上記の目標駆動力Td を最低燃費で発生させることができて付加価値が高まる。
【0044】
しかして上記説明においては便宜上、目標駆動力補正部32内の設定部34が設定する接続路用駆動力補正量ΔTSを所定の一定値としたが、具体的には、駆動力補正量設定部34は図5に示すように、センサ19で検出した車速VSPを入力され、これに応じて接続路用駆動力補正量ΔTSを例えば図6に示すように車速VSP1から漸減させ、車速VSP2以上で0となるよう変化させる。
この場合、車速VSP2以上においてはΔTS=0により目標駆動力Tdが常に通常目標駆動力TSと同じに保たれ、前記した目標駆動力の増大補正が行われないこととなり、当該高車速域においては接続路であっても駆動力が十分であるにもかかわらず駆動力が不必要に増大補正されるのを回避することができ、駆動力の過大により車両が運転しにくくなるのを防止することができる。
そして接続路用駆動力補正量ΔTSを車速VSP1から車速VSP2まで漸減させるから、接続路用駆動力補正量ΔTSの急変による駆動力段差の発生も回避することができる。
【0045】
ところで目標駆動力の増大補正に当たっては、前記各実施の形態におけるように通常目標駆動力TSを一旦求めておいてこれを接続路で増大補正する代わりに、アクセルペダル踏み込み量APSに対する目標駆動力のゲインを接続路で高めて前記補正後の最終的な目標駆動力Tdを直接的に求めるようにしても同様の作用効果を達成することができる。
図7はこの着想を具体化した一参考形態を示し、本参考形態においてはアクセルペダル踏み込み量APSの検出値に、前記各実施の形態における目標駆動力の増大補正と同様な効果をもたらす接続路アクセルゲイン係数GAP(>1)を掛けて前記補正後の最終的な目標駆動力の直接的な算出に供する。
【0046】
具体的には、アクセル開度検出値補正部41における接続路アクセルゲイン係数設定部42で上記の接続路アクセルゲイン係数GAPを設定し、これを切り換え器43に入力する。
切り換え器43は、前記した接続路検出部20からの出力ZOKU−APが0である時(接続路以外での走行時)実線位置となって出力であるアクセル開度検出値ゲインGを1にし、接続路検出部20からの出力ZOKU−APが1である時(接続路での走行時)破線位置となって出力であるアクセル開度検出値ゲインGを設定部42からの接続路アクセルゲイン係数GAPにするものとする。
【0047】
アクセル開度検出値補正部41における乗算器44は、アクセルペダル踏み込み量(アクセル開度)APSの検出値にアクセル開度検出値ゲインGを掛けて補正済みアクセル開度APSG を求め、これを通常目標駆動力演算部31においてアクセルペダル踏み込み量(アクセル開度)APSの代わりに用い、図9のマップをもとに通常目標駆動力TS を演算し、この通常目標駆動力TS をそのまま前記補正後の最終的な目標駆動力Td としてパワートレーンの駆動力制御に資する。
ところで、接続路走行時はアクセル開度検出値ゲインGが接続路アクセルゲイン係数GAPとなって、アクセルペダル踏み込み量(アクセル開度)APSの検出値そのものではなく、これに係数GAPを掛けて求めた補正済みアクセル開度APSG をもとに通常目標駆動力TS を演算し、これをそのまま前記補正後の最終的な目標駆動力Td とするから、接続路走行時に目標駆動力Td を前記各実施の形態におけると同様に増大補正することができ、所期の目的を達成することができる。
【0048】
しかも本参考形態のようにアクセルペダル踏み込み量APSに対する目標駆動力のゲインを接続路で高める構成によれば、アクセルペダル踏み込み量APSが大きい領域ではアクセルペダル操作に対する駆動力変化を大きくして従来装置の前記問題解決を確実なものにすることができ、他方で大きな駆動力変化が必要でないアクセルペダルの釈放から僅かな踏み込みがあった時は大きな駆動力段差が起きないようにしてショックが発生しない制御にすることができる。
【0049】
図8は図7と異なる方法により、アクセルペダル踏み込み量APSに対する目標駆動力のゲインを接続路で高めるようにした他の参考形態を示す。
本参考形態においては目標駆動力選択部51を設け、これを切り換え器52および接続路目標駆動力演算部53により構成する。切り換え器52の一方の入力には、通常目標駆動力演算部31で前記したようにして求めた通常目標駆動力TSを入力し、他方の入力には接続路目標駆動力演算部53で以下のごとくに求める接続路目標駆動力TRを入力する。
【0050】
通常目標駆動力演算部31では、図9に実線で例示した予定のマップをもとに、センサ19で検出した車速VSPおよびセンサ14で検出したアクセル開度APSから通常目標駆動力TS を求め、
接続路目標駆動力演算部53では、図9に破線で例示した予定のマップをもとに、センサ19で検出した車速VSPおよびセンサ14で検出したアクセル開度APSから接続路目標駆動力TR を求める。
ここで接続路目標駆動力TR は、通常目標駆動力TS よりも接続路で要求される分だけ大きな値とし、予め実験などにより求めておくか、若しくは通常目標駆動力TS に前記接続路用駆動力補正量ΔTS を加算してマップ化しておくか、通常目標駆動力TS に1よりも大きな所定の係数(前記接続路アクセルゲイン係数GAPに相当する係数)を掛けてマップ化しておくこととする。
【0051】
切り換え器52は、前記した接続路検出部20からの出力ZOKU−APが0である時(接続路以外での走行時)実線位置となって通常目標駆動力TS を最終的な目標駆動力Td とし、接続路検出部20からの出力ZOKU−APが1である時(接続路での走行時)破線位置となって接続路目標駆動力TR を最終的な目標駆動力Td とするものである。
かくて接続路では、目標駆動力Td が通常目標駆動力TS よりも(TR −TS)だけ増大されることとなり、接続路で運転者の大きな駆動力の要求に応えられなくなる前記従来装置の問題解決を実現することができ、所期の目的を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態になる駆動力制御装置を具えた無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御システムと共に示す概略説明図である。
【図2】同実施の形態における接続路検出部が実行して、自車が高速道路と一般道路との間を結ぶ接続路を走行しているか否かをチェックするプログラムを示すフローチャートである。
【図3】同接続路検出部が自車位置から読み出した自車の近辺における道路地図を例示する説明図である。
【図4】同実施の形態においてコントローラが実行する駆動力制御を示す機能別ブロック線図である。
【図5】同実施の形態になる駆動力制御をより具体的に示す機能別ブロック線図である。
【図6】同実施の形態において用いる接続路用駆動力補正量の変化特性を示す線図である。
【図7】本発明の参考形態になる駆動力制御装置の目標駆動力演算ブロックを示す機能別ブロック線図である。
【図8】本発明の参考形態になる駆動力制御装置の目標駆動力演算ブロックを示す機能別ブロック線図である。
【図9】アクセルペダル踏み込み量および車速により規定した通常目標駆動力および接続路目標駆動力の変化特性を示す線図である。
【図10】目標駆動力および車速により規定した、目標駆動力を最低燃費で達成するための目標変速比を例示する線図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 無段変速機
3 アクセルペダル
4 ステップモータ
5 電子制御スロットルバルブ
6 トルクコンバータ
7 プライマリプーリ
8 セカンダリプーリ
9 Vベルト
10 ファイナルドライブギヤ組
11 ディファレンシャルギヤ装置
12 油圧アクチュエータ
13 コントローラ
14 アクセル開度センサ
16 スロットル開度センサ
17 プライマリプーリ回転センサ
18 セカンダリプーリ回転センサ
19 車速センサ
20 接続路検出部
31 通常目標駆動力演算部
32 目標駆動力補正部
33 切り換え器
34 接続路用駆動力補正量設定部
35 加算器
36 目標変速比決定部
37 除算機
38 目標スロットル開度演算部
41 アクセル開度検出値補正部
42 接続路アクセルゲイン係数設定部
43 切り換え器
44 乗算器
51 目標駆動力選択部
52 切り換え器
53 接続路目標駆動力演算部
Claims (3)
- アクセルペダル操作以外の因子によっても任意に出力を変更可能なエンジンと、自動変速機との組み合わせになるパワートレーンを搭載した車両において、
高速道路と一般道路との間を連絡する接続路での走行中は、アクセルペダル踏み込み量および車速から求めた通常目標駆動力を増大するよう補正して目標駆動力とし、この目標駆動力が達成されるようパワートレーンを制御するとともに、
設定車速以上の高車速では前記接続路走行中における目標駆動力の補正を禁止して前記通常目標駆動力が達成されるようパワートレーンを制御する構成にしたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 請求項1において、前記通常目標駆動力に予定の駆動力補正量を加算して目標駆動力とするよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
- 請求項1または2において、前記目標駆動力が最小燃費で実現される最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせを求め、エンジンの出力制御および自動変速機の変速制御によりこれら最適エンジン出力および最適変速比の組み合わせが達成されるよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
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