JP3627500B2 - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用駆動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機を備えた車両において、アクセルの踏み込み量等によって、目標駆動力を設定し、その目標駆動力に応じて、内燃機関の出力トルクを制御する装置として、例えば特開平３−１６３２５６号公報に記載されているようなものがある。
【０００３】
このような装置は、アクセル踏み込み量、車速等の走行状態から目標駆動力および自動変速機の目標変速比を設定すると共に、目標駆動力と目標変速比から内燃機関に対する要求出力トルクを演算して、変速比操作手段が目標変速比に実際の変速比が一致するように自動変速機を操作すると共に、出力トルク操作手段が要求出力トルクに実際の出力トルクが一致するように内燃機関を操作する。
【０００４】
この場合、要求出力トルクは、例えば（１）式のような計算を行って求める。（１）式は、実際の変速比が目標変速比にほぼ一致することを前提にしている。
【０００５】
ｔＴｅ＝（ｔＦｄ×Ｒｔｉｒｅ）／（ｔＧ×Ｇｆ） …（１）
ただし、ｔＴｅ ： 要求出力トルク（Ｎ・ｍ）
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
ｔＧ ： 自動変速機の目標変速比
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
ここで、ＲｔｉｒｅとＧｆは定数として与える。
【０００６】
なお、（１）式の要求出力トルクの演算は、内燃機関の出力トルクと駆動力の関係が近似的に（２）式のように表せることを前提としている。
【０００７】
Ｆｄ＝Ｔｅ×Ｇ×Ｇｆ／Ｒｔｉｒｅ …（２）
ただし、Ｆｄ ： 駆動力（Ｎ）
Ｔｅ ： 出力トルク（Ｎ・ｍ）
Ｇ ： 自動変速機の変速比
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のような車両用駆動力制御装置にあっては、以下のような問題がある。
【０００９】
加速時のように大きな駆動力を必要とする運転状態においては、内燃機関の出力トルクを大きくする必要があるが、出力トルクを操作する手段が操作範囲の上限に到達すると、必要な駆動力が達成できない可能性があり、運転性が悪化しかねないのである。
【００１０】
また、目標駆動力と変速比に基づき出力トルクの制御を行うものだと、出力トルクを操作する手段が操作範囲の下限に達した場合、要求の駆動力を実現できない可能性があり、低速走行時等の運転性が悪化しかねないのである。
【００１１】
この発明は、このような従来の問題点に注目してなされたもので、目標の駆動力に対して出力トルク操作手段による操作量が操作範囲の上限あるいは下限に到達した場合、目標変速比を切り替えることによって、目標の駆動力を得ることができる車両用駆動力制御装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、前記要求出力トルクに基づいて、内燃機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が実現可能な操作量の上限に到達していることを仮定した場合の出力トルクを、前記機関回転速度から推定する操作量上限到達時の出力トルク推定手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記操作量上限到達時の出力トルクから、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達していることを判定する操作量上限到達判定手段と、
前記第１の目標変速比と、前記第２の目標変速比から、前記操作量上限到達判定手段の判定結果に基づいて、前記出力トルク操作手段による操作量が上限に到達していないときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記出力トルク操作手段による操作量が上限値に到達しているときは前記第２の目標変速比を自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比選定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなる。
【００１４】
第２の発明は、 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、内燃機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
前記自動変速機の出力軸回転速度を検出する手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記出力軸回転速度から、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達していることを判定する操作量上限到達判定手段と、
前記第１の目標変速比と、前記第２の目標変速比から、前記操作量上限到達判定手段の判定結果に基づいて、前記出力トルク操作手段による操作量が上限に到達していないときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記出力トルク操作手段による操作量が上限値に到達しているときは前記第２の目標変速比を自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比選定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなる。
【００１５】
第３の発明は、 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、目標操作量を設定する目標操作量設定手段と、
前記目標操作量にしたがって、機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が操作範囲の下限に到達していることを仮定した場合の出力トルクを、前記機関回転速度ならびに燃料カット状態から推定する出力トルク推定手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記出力トルク推定手段の推定出力トルクから、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値以上のときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値未満のときは前記第２の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比設定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなる。
【００１７】
第４の発明は、第１、第２、第３の発明において、
前記変速比は、前記変速比検出手段が検出する代わりに、前記目標変速比設定手段が設定した目標変速比から推定によって求める。
【００１９】
第５の発明は、第３の発明において、
前記目標変速比設定手段は、前記第１の目標変速比から前記第２の目標変速比への移行ならびに前記第２の目標変速比から前記第１の目標変速比への移行を平滑的に行う。
【００２０】
第６の発明は、第５の発明において、
目標変速比の移行は、所定時間をかけて行われる。
【００２１】
第７の発明は、第５の発明において、
目標変速比の移行は、移行による目標変速比の変化速度が所定値となるように行われる。
【００２２】
第８の発明は、第３の発明において、
前記目標操作量設定手段は、目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値未満になった場合、その時点での目標駆動力に対して、目標駆動力が所定量大きくなるまでは、目標操作量をその下限値未満とする。
【００２３】
第９の発明は、第１、第２、第３の発明において、
前記機関は、ガソリン内燃機関またはディーゼル内燃機関またはモータにガソリン内燃機関を組み合わせたものまたはモータにディーゼル内燃機関を組み合わせたもの、のいずれかである。
【００２４】
第１０の発明は、第９の発明において、
出力トルク操作手段は、機関の吸入空気量または空燃比またはモータトルクを調整するものである。
第１１の発明は、第１、第２に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記目標変速比設定手段は、前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達したら、前記出力トルク操作手段による操作量が実現可能な操作量の上限よりも所定量小さくなるまでは、第２の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に設定し続ける。
【００２５】
【発明の効果】
第１、第２の発明によれば、内燃機関の出力トルク操作手段の操作量が操作範囲の上限に到達すると、これを前提にして設定された第２の目標変速比を自動変速機の最終的な目標変速比にする。したがって、内燃機関の出力トルク操作手段の操作量が操作範囲の上限に到達している場合においても、目標変速比が実現可能な変速比の範囲内にある限りにおいて、目標とする駆動力を得ることが可能となり、運転性が向上する。
【００２６】
第３の発明によれば、機関の出力トルク操作手段の操作量が操作範囲の下限に達した場合においても、目標とする駆動力を実現することができ、低速走行時等の運転性が向上する。
【００２７】
第４の発明によれば、変速比を検出する測定手段が不要になり、構造が簡単になる。
【００２８】
第５〜第８の発明によれば、低速走行時等に違和感なく目標とする駆動力を実現することができる。
【００２９】
第９、第１０の発明によれば、ガソリン内燃機関またはディーゼル内燃機関またはモータにガソリン内燃機関を組み合わせたものまたはモータにディーゼル内燃機関を組み合わせたものを動力とする車両に適用できる。
第１１の発明によれば、目標変速比が頻繁に切り替わるのを防ぐことができる。
【００３０】
【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いて説明する。
【００３１】
図１は駆動系の構成を示すもので、１はエンジン、２は自動変速機（無段変速機）、３は駆動軸、４はディファレンシャルギヤ、５は駆動輪である。
【００３２】
６はアクセルペダル７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ、８はエンジン１の吸気通路９のスロットル１０を駆動するスロットルアクチュエータ、１１はスロットル１０の開度を検出するスロットル開度センサ、１２は自動変速機２の出力軸側から車速を検出する車速センサである。
【００３３】
エンジンおよび変速制御部（コントローラ）１３は、スロットルアクチュエータ８を介してスロットル１０の開度、図示しない燃料噴射弁の燃料噴射、および自動変速機２の変速を制御する。
【００３４】
図２は第１の実施の形態の制御系（コントローラ１３）のブロック構成を示すもので、６はアクセル踏み込み量検出手段（アクセルセンサ）、１２は車速検出手段（車速センサ）、１４は変速比検出手段、１５は目標駆動力設定手段、１６は要求出力トルク演算手段、１７は出力トルク操作手段、１８は第１の目標変速比設定手段、１９は第２の目標変速比設定手段、２０は操作量上限到達判定手段、２１は目標変速比選定手段、２２は変速比操作手段、からなる。
【００３５】
変速比検出手段１４は、自動変速機２の入力軸回転数と出力軸回転数（図示しない回転センサと車速センサ１２により検出）との比から変速比を検出する。
【００３６】
目標駆動力設定手段１５は、走行状態に合わせて目標駆動力を設定する。例えば、車速とアクセルペダル踏み込み量とから、目標駆動力を設定する。この場合、車速とアクセルペダル踏み込み量と目標駆動力の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標駆動力設定マップ例を図４に示す。
【００３７】
要求出力トルク演算手段１６は、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力と、変速比検出手段１４の出力である変速比を用いて、例えば（３）式のような計算を行い要求出力トルクを求める。（３）式は、前（２）式に示した内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づいている。
【００３８】
ｔＴｅ＝（ｔＦｄ×Ｒｔｉｒｅ）／（Ｇ×Ｇｆ） …（３）
ただし、ｔＴｅ ： 要求出力トルク（Ｎ・ｍ）
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
Ｇ ： 自動変速機の変速比
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
ここで、ＲｔｉｒｅとＧｆは定数として与える。
【００３９】
出力トルク操作手段１７は、要求出力トルク演算手段１６の出力である要求出力トルクに、実際の出力トルクが一致するように、エンジンの吸入空気量を調整しているスロットル１０の開度を操作する。
【００４０】
この場合、まず要求出力トルク演算手段１６の出力である要求出力トルクと、機関回転速度検出手段２３の出力であるエンジン回転速度から、目標スロットル開度を設定する。要求出力トルクとエンジン回転速度と目標スロットル開度の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標スロットル開度設定マップ例を図５に示す。次に、目標スロットル開度に、実際のスロットル開度が一致するように、スロットルアクチュエータ８を介してスロットル１０を操作する。燃料噴射弁の燃料噴射制御は、このスロットル開度を基に行う。
【００４１】
なお、ディーゼル機関であれば、燃料噴射量を調整している燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ位置等を操作する。
【００４２】
操作量上限到達判定手段２０は、出力トルク操作手段１７による操作量が操作範囲の上限に到達しているかどうか、即ち出力トルク操作手段１７で設定される目標スロットル開度が、実現可能な操作範囲の上限を越えている場合に、実際のスロットル開度が上限に到達していると判断し、その場合に信号を発する。
【００４３】
なお、目標変速比が頻繁に切り替わるのを防ぐために、一旦信号を発したら、目標スロットル開度が実現可能な操作範囲の上限よりも所定開度小さい開度にならないと、信号が停止しないようにしても良い。
【００４４】
第１の目標変速比設定手段１８は、運転状態に基づき、燃費、騒音等を考慮して第１の目標変速比を設定する。例えば、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力と車速から、第１の目標変速比を設定する。この場合、目標駆動力と車速と第１の目標変速比の関係はあらかじめマップとして用意しておく。第１の目標変速比設定マップ例を図６に示す。
【００４５】
第２の目標変速比設定手段１９は、図３のように機関回転速度検出手段２３、操作量上限到達時出力トルク推定手段２４、第２の目標変速比演算手段２５からなる。
【００４６】
機関回転速度検出手段２３は、エンジン回転速度を検出する。
【００４７】
操作量上限到達時出力トルク推定手段２４は、出力トルク操作手段１７の操作量が上限に到達しているものと仮定した場合の、エンジン１の出力トルク（以下、操作量上限到達時出力トルクとする）を、機関回転速度検出手段２３の出力であるエンジン回転速度から推定する。この場合、エンジン回転速度と操作量上限到達時出力トルクの関係は、あらかじめマップとして用意しておく。操作量上限到達時出力トルク推定マップ例を図７に示す。
【００４８】
第２の目標変速比演算手段２５は、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力と、操作量上限到達時出力トルク推定手段２４の出力である操作量上限到達時出力トルクを用いて、例えば（４）式のような計算を行い第２の目標変速比を求める。
【００４９】
ｔＧ２＝（ｔＦｄ×Ｒｔｉｒｅ）／（ｙＴｅ×Ｇｆ） …（４）
ただし、ｔＧ２ ： 第２の目標変速比
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
ｙＴｅ ： 操作量上限到達時出力トルク（Ｎ・ｍ）
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
ここで、ＲｔｉｒｅとＧｆは定数として与える。
【００５０】
なお、（４）式は（２）式をもとに導いた式である。
【００５１】
目標変速比選定手段２１は、操作量上限到達判定手段２０の判定結果に基づいて、第１の目標変速比と第２の目標変速比から、最終的な目標変速比を選択する。即ち、目標変速比選定手段２１は、操作量上限到達判定手段２０が信号を発している場合に、目標変速比を第２の目標変速比設定手段１９（第２の目標変速比演算手段２５）の出力である第２の目標変速比とし、信号を発していない場合は、第１の目標変速比設定手段１８の出力である第１の目標変速比を目標変速比とする。
【００５２】
変速比操作手段２２は、目標変速比選定手段２１の出力である自動変速機の目標変速比に、実際の変速比が一致するように自動変速機２を操作する。この場合、自動変速機２の油圧変速機構の変速制御弁を介して変速比を操作する。
【００５３】
次に、制御の流れを図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５４】
ステップ１では、アクセルペダル踏み込み量と車速から目標駆動力を設定する。
【００５５】
ステップ２では、目標駆動力と車速から第１の目標変速比を設定する。
【００５６】
ステップ３では、エンジン回転速度から操作量上限到達時出力トルクを推定する。
【００５７】
ステップ４では、目標駆動力と操作量上限到達時出力トルクから第２の目標変速比を設定する。
【００５８】
ステップ５では、検出変速比と目標駆動力から要求出力トルクを演算する。
【００５９】
ステップ６では、要求出力トルクにしたがってエンジン１の出力トルクを操作する。
【００６０】
ステップ７では、出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達しているかどうかを判定する。
【００６１】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達していない場合は、ステップ８に進み、第１の目標変速比を目標変速比とする。
【００６２】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達している場合は、ステップ９に進み、第２の目標変速比を目標変速比とする。
【００６３】
ステップ１０では、その目標変速比にしたがって自動変速機２の変速比を操作する。
【００６４】
この制御のシミュレーション結果を図９〜図１１に示す。この場合、目標駆動力を一定にして、１５０秒から増加させ、１６５秒から減少させた。スロットル開度の上限は８０％、第１の目標変速比は１．０固定とした。
【００６５】
図９のように、目標駆動力の増加によって、目標スロットル開度はおよそ１５３秒から１７２秒までの間、操作範囲の上限に到達している。なお、１６０秒を含む、その前後の時間において、目標スロットル開度が若干８０％を下回っているが、操作量上限到達判定手段２０が、信号を発すると目標スロットル開度が８０％よりも所定開度小さくならないと信号を停止しないようにしているため、１５３秒から１７２秒にかけては、操作範囲の上限の到達状態にある。
【００６６】
この目標スロットル開度が操作範囲の上限に到達した結果から、目標変速比は、図１０のようにおよそ１５３秒の時点から第２の目標変速比に切り替わり、およそ１７２秒の時点から再び第１の目標変速比に戻る。
【００６７】
図１１は目標駆動力（ｔＦｄ）と、本例による駆動力（Ｆｄ １）と、比較として、従来例による駆動力（Ｆｄ ２）を示す。なお、従来例では、目標変速比を１．０とし、スロットル開度の上限は８０％とした。
【００６８】
このシミュレーション結果から分かるように、従来例では目標スロットル開度が操作範囲の上限に到達した場合、必要な駆動力を達成できないことがあるが、本例では目標スロットル開度が操作範囲の上限に到達しても、目標駆動力をほぼ実現することができる。
【００６９】
なお、自動変速機２の変速比を、前記変速比検出手段１４が検出する代わりに、変速比推定手段２６（図１２）を設けて、前記目標変速比選定手段２１の出力である目標変速比から推定によって求めることもできる。
【００７０】
この場合、変速比推定手段２６は、目標変速比設定手段２１の出力である目標変速比を用いて、例えば（５）式のような計算を行ない変速比を求める。（５）式は、自動変速機２の変速比が目標変速比に対して時定数τの一次遅れで近似的に表されるものとした場合の例である。（５）式中のＺはＺ変換の演算子で、Ｚ−１は１演算遅れを表す。
【００７１】
ただし、Ｇ ： 自動変速機の変速比
ｔＧ ： 自動変速機の目標変速比
τ ： 変速比の遅れ時定数（Ｓ）
△ｔ ： サンプリングタイム（Ｓ）
ここで、△ｔは定数として与える。τは時定数が運転状態によって変化するのであれば、運転状態から推定して求めても良いし、ほとんど変化しないのであれば定数として与えてもよい。
【００７２】
このように変速比を推定して求めるようにすれば、変速比を検出するための測定手段（自動変速機２の入力軸回転数を検出する回転センサ等）が不要になる。なお、変速比が目標変速比にほぼ一致して追従し、要求出力トルク演算手段１６で使用する変速比として目標変速比を用いることが可能ならば、本推定手段２６も不要になる。
【００７３】
図１２は第２の実施の形態の制御系のブロック構成を示す。この場合、第１の実施の形態とは第２の目標変速比設定手段３０のみ異なり、その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００７４】
この第２の目標変速比設定手段３０は、図１３のように出力軸回転速度検出手段３１、第２の目標変速比演算手段３２からなる。
【００７５】
出力軸回転速度検出手段３１（車速センサ１２が兼ねて良い）は、自動変速機２の出力軸回転速度を検出する。
【００７６】
第２の目標変速比演算手段３２は、前（２）式に基づいて、目標駆動力を実現すためのエンジン回転速度を演算し、出力軸回転速度で除して、第２の目標変速比とする。以下、本手段で使用する演算式の導出方法を説明する。
【００７７】
前（２）式は（６）式のように表すことができる。
【００７８】
目標駆動力を実現するためのエンジン回転速度（以下、目標エンジン回転速度とする）は、（６）式をもとに、目標エンジン回転速度を変数とした（７）式の方程式を解くことによって求められる。ここで、Ｆ（ ）は、出力トルク操作手段が上限に到達している場合において、エンジン回転速度から出力トルクを算出する関数である。
【００７９】
なお、（７）式は（８）式のようにすることができる。
【００８０】
具体的な演算方法については、出力軸回転速度検出手段３１の出力である出力軸回転速度と、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力を用いて、例えば（１０）式のような計算を行い目標エンジン回転速度を求め、（１１）式から第２の目標変速比を求める。（１０）式は（８）式から導いた式であり、Ｈ−１（）とは、Ｈ（ ）の逆関数である。関数Ｈ（ ）については、実験結果等から求めた関数Ｆ（ ）をもとに、（９）式に従ってを求め、この逆関数をＨ−１（ ）とする。
【００８１】
ただし、Ｆｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｔｅ ： 操作量上限到達時出力トルク（Ｎ・ｍ）
Ｎｅ ： エンジン回転速度（ｒｐｍ）
Ｎｏｕｔ ： 自動変速機の出力軸回転速度（ｒｐｍ）
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
ｔＮｅ ： 目標エンジン回転速度（ｒｐｍ）
ｔＧ２ ： 第２の目標変速比
ここで、Ｒｔｉｒｅ，Ｇｆは定数として与える。
【００８２】
この例の制御の流れを図１４のフローチャートに基づいて説明する。
【００８３】
ステップ２１では、アクセルペダル踏み込み量と車速から目標駆動力を設定する。
【００８４】
ステップ２２では、目標駆動力と車速から第１の目標変速比を設定する。
【００８５】
ステップ２３では、目標駆動力と出力軸回転速度から第２の目標変速比を設定する。
【００８６】
ステップ２４では、推定変速比（または検出変速比）と目標駆動力から要求出力トルクを演算する。
【００８７】
ステップ２５では、要求出力トルクにしたがってエンジン１の出力トルクを操作する。
【００８８】
ステップ２６では、出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達しているかどうかを判定する。
【００８９】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達していない場合は、ステップ２７に進み、第１の目標変速比を目標変速比とする。
【００９０】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達している場合は、ステップ２８に進み、第２の目標変速比を目標変速比とする。
【００９１】
ステップ２９では、その目標変速比にしたがって自動変速機２の変速比を操作する。
【００９２】
図１５は第３の実施の形態の制御系のブロック構成を示す。これは、後述の第４の実施の形態に同じく、出力トルク操作手段の操作範囲の下限におけるものである。
【００９３】
図１５のように、機関回転速度検出手段４０（前述の機関回転速度検出手段２３に相当する）、変速比推定手段４１（前述の変速比推定手段２６に相当する、または変速比検出手段１４でも良い）、目標駆動力設定手段４２（前述の目標駆動力設定手段１５に相当する）、目標出力トルク設定手段４３（前述の要求出力トルク演算手段１６に相当する）、目標操作量設定手段４４、出力トルク操作手段４５（前述の出力トルク操作手段１７に相当する）、出力トルク推定手段４６、第１の目標変速比設定手段４７、第２の目標変速比設定手段４８、目標変速比設定手段４９、変速比操作手段５０（前述の変速比操作手段２２に相当する）、燃料カット指令手段５１からなる。
【００９４】
変速比推定手段４１は、目標変速比設定手段４９の出力である目標変速比を用いて自動変速機２の変速比を推定する。
【００９５】
目標駆動力設定手段４２は、走行状態に合わせて目標駆動力を設定する。例えば、車速とアクセルペダル踏み込み量とから、目標駆動力を設定する。車速とアクセルペダル踏み込み量と目標駆動力の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標駆動力設定マップ例を図１６に示す。
【００９６】
目標出力トルク設定手段４３は、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と、変速比推定手段４１の出力である変速比を用いて、例えば前（３）式のような計算を行い目標出力トルク（要求出力トルク）を求める。なお、目標変速比と変速比がほぼ一致している場合、変速比として目標変速比を用いても良い。
【００９７】
目標操作量設定手段４４は、目標出力トルク設定手段４３の出力である目標出力トルクに基づき、出力トルク操作手段４５に対する目標操作量を設定する。エンジンの吸入空気量を調整しているスロットル１０の場合、目標操作量は目標スロットル開度として（以下、目標スロットル開度として説明する）、例えば目標出力トルクと、機関回転速度検出手段４０の出力であるエンジン回転速度から、目標スロットル開度を設定する。目標出力トルクとエンジン回転速度と目標スロットル開度の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標スロットル開度設定マップ例を図１７に示す。
【００９８】
また、目標操作量設定手段４４は、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満になった場合、その時点での目標駆動力に対して、目標駆動力が所定量大きくなるまでは、目標スロットル開度をその下限値未満とする制限処理を行う。出力トルク操作手段４５によるスロットル開度の操作範囲の下限値を０％とする。
【００９９】
出力トルク操作手段４５は、目標操作量設定手段４４の出力である目標スロットル開度に、実際のスロットル開度が一致するように、スロットルアクチュエータ８を介してスロットル１０を操作する。燃料噴射弁の燃料噴射制御は、このスロットル開度を基に行う。
【０１００】
なお、ディーゼル機関であれば、燃料噴射量を調整している燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ位置等を操作する。
【０１０１】
出力トルク推定手段４６は、出力トルク操作手段４５による操作量が操作範囲の下限（スロットル開度０％）に到達しているものと仮定した場合の、エンジン１の出力トルク（以下、操作量下限到達時出力トルクとする）を、機関回転速度検出手段４０の出力であるエンジン回転速度から推定する。この操作量下限到達時出力トルクは、減速時の慣性力に相当するもので、エンジン回転速度と操作量下限到達時出力トルクの関係は、燃料カット状態を含め、あらかじめマップとして用意しておく。操作量下限到達時出力トルク推定マップ例を図１８に示す。この操作量下限到達時出力トルクは、燃料カットを行っているときのほうが、行っていないときよりも大きいため、参照するマップデータは、燃料カット指令手段５１の出力に基づき、燃料カットを行っているときと、行っていないときとで切り替える。
【０１０２】
燃料カット指令手段５１は、運転状態に合わせて燃料カット指令を出力する。例えば、アクセルペダル７が解放されるとＯＮするアイドルスイッチとエンジン回転速度の状態から、減速時等に燃料カットの開始と停止の判断を行う。燃料カットの開始は、エンジン回転速度が所定値以上のときにアイドルスイッチがＯＦＦからＯＮになった場合に実施する。燃料カットの停止は、アイドルスイッチがＯＮからＯＦＦになった場合またはエンジン回転速度が所定値以下になった場合に実施する。
【０１０３】
第１の目標変速比設定手段４７は、運転状態に基づき、第１の目標変速比を設定する。例えば、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と車速から、第１の目標変速比を設定する。この場合、目標駆動力と車速と第１の目標変速比の関係はあらかじめマップとして用意しておく。第１の目標変速比設定マップ例を図１９（または前図６）に示す。
【０１０４】
第２の目標変速比設定手段４８は、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と、出力トルク推定手段４６の出力である操作量下限到達時出力トルクを用いて、例えば、前（４）式のような計算を行い第２の目標変速比を求める。
【０１０５】
目標変速比設定手段４９は、目標操作量設定手段４４の出力である目標スロットル開度に基づいて、第１の目標変速比と第２の目標変速比から、自動変速機の目標変速比を設定する。即ち、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値以上のときは、目標変速比を第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比とし、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満のときは、目標変速比を第２の目標変速比設定手段４８の出力である第２の目標変速比とする。
【０１０６】
変速比操作手段５０は、目標変速比設定手段４９の出力である自動変速機の目標変速比に、実際の変速比が一致するように自動変速機２を操作する。この場合、自動変速機２の油圧変速機構の変速制御弁を介して変速比を操作する。
【０１０７】
次に、制御の流れを図２０のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０８】
ステップ４１では、アクセルペダル踏み込み量と車速から目標駆動力を設定する。
【０１０９】
ステップ４２では、目標駆動力と車速から第１の目標変速比を設定する。
【０１１０】
ステップ４３では、目標駆動力と操作量下限到達時出力トルクから第２の目標変速比を設定する。
【０１１１】
ステップ４４では、検出変速比と目標駆動力から要求出力トルク（目標出力トルク）を演算する。
【０１１２】
ステップ４５では、要求出力トルクにしたがって目標スロットル開度を演算する。
【０１１３】
ステップ４６では、目標スロットル開度の制限処理を行う。
【０１１４】
この目標スロットル開度の制限処理は、図２１のように目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値（０％）未満かどうかを判定する（ステップ６１）。
【０１１５】
目標スロットル開度が下限値以上から下限値未満になった場合、制限処理設定フラグをセットして、そのときの目標駆動力をｔＦｄ１として記憶する（ステップ６２〜６４）。
【０１１６】
この際、目標スロットル開度が下限値以上になっても（ステップ６１）、目標駆動力がｔＦｄ１より所定値ΔｔＦｄ以上増加するまで、出力する目標スロットル開度を下限値未満とする（ステップ６５，６６）。
【０１１７】
この後、目標駆動力がｔＦｄ１より所定値ΔｔＦｄ以上増加すると、制限処理設定フラグをリセットし、出力する目標スロットル開度の制限を解除する（ステップ６８，６９）。
【０１１８】
この制限処理は、変速比のハンチングを防止するためのもので、図２２のように目標駆動力の低下と共に目標スロットル開度が低下して下限値未満になると、この後目標駆動力がｔＦｄ１＋所定値ΔｔＦｄ以上増加するまで、出力する目標スロットル開度を下限値未満に保持する。
【０１１９】
そして、図２０のステップ４７では、ステップ４６の制限処理を行った目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値（０％）未満かどうかを判定する。
【０１２０】
この目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値以上の場合は、ステップ４８で目標変速比を第１の目標変速比に移行する。
【０１２１】
この目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満の場合は、ステップ４９で目標変速比を第２の目標変速比に移行する。
【０１２２】
ステップ５０では、その目標変速比にしたがって自動変速機２の変速比を操作する。
【０１２３】
この制御のシミュレーション結果を図２３〜図２５に示す。この場合、スロットル開度の下限は０％、第１の目標変速比は１．０固定とした。
【０１２４】
図２３〜図２５のように、第１の目標変速比ｔＧ１での走行中、アクセルペダルを放していくと、目標駆動力ｔＦｄが低下して負側の値になると共に、目標スロットル開度ｔＴＶＯが低下していく。この際、目標スロットル開度ｔＴＶＯが下限値（０％）未満になると、目標変速比ｔＧは、第１の目標変速比ｔＧ１から第２の目標変速比ｔＧ２に切り替わる。したがって、スロットル開度が下限値（０％）に達して、エンジンの出力トルクが変わらずとも、変速比が大きくなるので、本例による駆動力（Ｆｄ １）はほぼ目標駆動力ｔＦｄとなる。なお、比較に従来例の駆動力（Ｆｄ ２）を示す。
【０１２５】
このシミュレーション結果から分かるように、従来例では目標スロットル開度が操作範囲の下限に達した場合、必要な駆動力を達成できないことがあるが、本例では目標駆動力をほぼ実現することができ、スロットル開度が下限付近にあるような低速走行時等の運転性を向上できる。
【０１２６】
なお、第２の目標変速比を、燃料カットを行っているときと行っていないときの操作量下限到達時出力トルクを推定して設定するので、燃料のカット状態、非カット状態に合った目標変速比を設定できる。
【０１２７】
また、目標スロットル開度が下限値未満になると、この後目標駆動力が所定値以上に増加するまで、出力する目標スロットル開度を下限値未満に保持する制限処理を行うので、変速比のハンチングを防止できる。
【０１２８】
図２６は第４の実施の形態の制御系のブロック構成を示す。この場合、第３の実施の形態とは第２の目標変速比設定手段６０、目標変速比設定手段６１のみ異なり、その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
【０１２９】
第２の目標変速比設定手段６０は、第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比を用いて、例えば（１２）式のような計算を行い第２の目標変速比を求める。
【０１３０】
ｔＧ２＝ｔＧ１＋ΔｔＧ …（１２）
ただし、ｔＧ２ ： 第２の目標変速比
ｔＧ１ ： 第１の目標変速比
ΔｔＧ ： 第２の目標変速比設定用定数
ここで、第２の目標変速比は第１の目標変速比に対してダウンシフト側とするため、ΔｔＧは正の定数として与える。
【０１３１】
目標変速比設定手段６１は、目標操作量設定手段４４の出力である目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値以上のときは、目標変速比を第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比とし、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満のときは、目標変速比を第２の目標変速比設定手段６０の出力である第２の目標変速比とすると共に、第１の目標変速比から第２の目標変速比への移行ならびに第２の目標変速比から第１の目標変速比への移行を平滑的に行う。
【０１３２】
即ち、目標スロットル開度に基づいて、第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比と、第２の目標変速比設定手段６０の出力である第２の目標変速比を用いて、例えば（１３）式のような計算を行い目標変速比を求める。
【０１３３】
ｔＧ＝（１−α）×ｔＧ１＋α×ｔＧ２ …（１３）
ただし、ｔＧ ： 自動変速機の目標変速比
α ： 目標変速比設定定数
（１３）式のαは（１４）式を用いて計算する。（１４）式はβを入力、αを出力とした場合の一次遅れの関係を表したものである。
【０１３４】
ただし、τｇ ： α設定時定数（Ｓ）
△ｔ ： サンプリングタイム（Ｓ）
ここで、△ｔとτｇは定数として与える。
【０１３５】
（１４）式のβは、目標スロットル開度ｔＴＶＯ＜下限値（０％）のときβ＝１、目標スロットル開度ｔＴＶＯ≧下限値（０％）のときβ＝０を与える。
【０１３６】
したがって、図２７のように目標スロットル開度が下限値未満になると、αは時定数τｇで０から１に収束する。これによって、目標変速比は第１の目標変速比から第２の目標変速比へ滑らかに移行する。また、目標スロットル開度が下限値以上になると、αは時定数τｇで１から０に収束する。これによって、目標変速比は第２の目標変速比から第１の目標変速比へ滑らかに移行する。
【０１３７】
このようにすれば、スロットル開度が下限付近にあるような低速走行時等に変速による違和感を与えることなく、目標駆動力を実現できる。
【０１３８】
なお、目標変速比の移行は、所定期間内に完了するように設定しても良く、また移行による目標変速比の変化速度を所定値に、つまり所定の速度で変化させるようにしても良い。
【０１３９】
また、この実施の形態では、第１の目標変速比に一定の値を加えて第２の目標変速比を設定するようにしたが、前記第３の実施の形態に同じく、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と、出力トルク推定手段４６の出力である操作量下限到達時出力トルクを用いて、前（４）式のような計算を行い第２の目標変速比を設定するものでも良い。
【０１４０】
また、各実施の形態は、ガソリン機関に適用した例を示したが、ディーゼル機関、あるいはモータにガソリン機関を組み合わせた複合動力構造のもの、あるいはモータにディーゼル機関を組み合わせた複合動力構造のものにももちろん適用することができる。なお、出力トルク操作手段としては、ディーゼル機関の場合は、燃料噴射量（空燃比）を調整している燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ位置等を操作するもの、モータの場合は、モータトルクを調整するインバータ等になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動系の構成図である。
【図２】第１の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図３】第２の目標変速比設定手段の構成図である。
【図４】目標駆動力設定マップの例を示す図である。
【図５】目標スロットル開度設定マップの例を示す図である。
【図６】第１の目標変速比設定マップの例を示す図である。
【図７】操作量上限到達時出力トルク推定マップの例を示す図である。
【図８】制御内容を示すフローチャートである。
【図９】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図１０】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図１１】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図１３】第２の目標変速比設定手段の構成図である。
【図１４】制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図１６】目標駆動力設定マップの例を示す図である。
【図１７】目標スロットル開度設定マップの例を示す図である。
【図１８】操作量上限到達時出力トルク推定マップの例を示す図である。
【図１９】第１の目標変速比設定マップの例を示す図である。
【図２０】制御内容を示すフローチャートである。
【図２１】制御内容を示すフローチャートである。
【図２２】動作状態を示すタイミングチャートである。
【図２３】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図２４】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図２５】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図２６】第４の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図２７】動作状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 自動変速機
３ 駆動軸
４ ディファレンシャルギヤ
５ 駆動輪
６ アクセルセンサ（アクセル踏み込み量検出手段）
７ アクセルペダル
８ スロットルアクチュエータ
１０ スロットル
１１ スロットル開度センサ
１２ 車速センサ（車速検出手段）
１３ コントローラ
１４ 変速比検出手段
１５ 目標駆動力設定手段
１６ 要求出力トルク演算手段
１７ 出力トルク操作手段
１８ 第１の目標変速比設定手段
１９ 第２の目標変速比設定手段
２０ 操作量上限到達判定手段
２１ 目標変速比選定手段
２２ 変速比操作手段
２３ 機関回転速度検出手段
２４ 操作量上限到達時出力トルク推定手段
２５ 第２の目標変速比演算手段
２６ 変速比推定手段
３０ 第２の目標変速比設定手段
３１ 出力軸回転速度検出手段
３２ 第２の目標変速比演算手段
４０ 機関回転速度検出手段
４１ 変速比推定手段
４２ 目標駆動力設定手段
４３ 目標出力トルク設定手段
４４ 目標操作量設定手段
４５ 出力トルク操作手段
４６ 出力トルク推定手段
４７ 第１の目標変速比設定手段
４８ 第２の目標変速比設定手段
４９ 目標変速比設定手段
５０ 変速比操作手段
５１ 燃料カット指令手段５１
６０ 第２の目標変速比設定手段
６１ 目標変速比設定手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用駆動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機を備えた車両において、アクセルの踏み込み量等によって、目標駆動力を設定し、その目標駆動力に応じて、内燃機関の出力トルクを制御する装置として、例えば特開平３−１６３２５６号公報に記載されているようなものがある。
【０００３】
このような装置は、アクセル踏み込み量、車速等の走行状態から目標駆動力および自動変速機の目標変速比を設定すると共に、目標駆動力と目標変速比から内燃機関に対する要求出力トルクを演算して、変速比操作手段が目標変速比に実際の変速比が一致するように自動変速機を操作すると共に、出力トルク操作手段が要求出力トルクに実際の出力トルクが一致するように内燃機関を操作する。
【０００４】
この場合、要求出力トルクは、例えば（１）式のような計算を行って求める。（１）式は、実際の変速比が目標変速比にほぼ一致することを前提にしている。
【０００５】
ｔＴｅ＝（ｔＦｄ×Ｒｔｉｒｅ）／（ｔＧ×Ｇｆ） …（１）
ただし、ｔＴｅ ： 要求出力トルク（Ｎ・ｍ）
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
ｔＧ ： 自動変速機の目標変速比
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
ここで、ＲｔｉｒｅとＧｆは定数として与える。
【０００６】
なお、（１）式の要求出力トルクの演算は、内燃機関の出力トルクと駆動力の関係が近似的に（２）式のように表せることを前提としている。
【０００７】
Ｆｄ＝Ｔｅ×Ｇ×Ｇｆ／Ｒｔｉｒｅ …（２）
ただし、Ｆｄ ： 駆動力（Ｎ）
Ｔｅ ： 出力トルク（Ｎ・ｍ）
Ｇ ： 自動変速機の変速比
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のような車両用駆動力制御装置にあっては、以下のような問題がある。
【０００９】
加速時のように大きな駆動力を必要とする運転状態においては、内燃機関の出力トルクを大きくする必要があるが、出力トルクを操作する手段が操作範囲の上限に到達すると、必要な駆動力が達成できない可能性があり、運転性が悪化しかねないのである。
【００１０】
また、目標駆動力と変速比に基づき出力トルクの制御を行うものだと、出力トルクを操作する手段が操作範囲の下限に達した場合、要求の駆動力を実現できない可能性があり、低速走行時等の運転性が悪化しかねないのである。
【００１１】
この発明は、このような従来の問題点に注目してなされたもので、目標の駆動力に対して出力トルク操作手段による操作量が操作範囲の上限あるいは下限に到達した場合、目標変速比を切り替えることによって、目標の駆動力を得ることができる車両用駆動力制御装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、前記要求出力トルクに基づいて、内燃機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が実現可能な操作量の上限に到達していることを仮定した場合の出力トルクを、前記機関回転速度から推定する操作量上限到達時の出力トルク推定手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記操作量上限到達時の出力トルクから、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達していることを判定する操作量上限到達判定手段と、
前記第１の目標変速比と、前記第２の目標変速比から、前記操作量上限到達判定手段の判定結果に基づいて、前記出力トルク操作手段による操作量が上限に到達していないときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記出力トルク操作手段による操作量が上限値に到達しているときは前記第２の目標変速比を自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比選定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなる。
【００１４】
第２の発明は、 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、内燃機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
前記自動変速機の出力軸回転速度を検出する手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記出力軸回転速度から、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達していることを判定する操作量上限到達判定手段と、
前記第１の目標変速比と、前記第２の目標変速比から、前記操作量上限到達判定手段の判定結果に基づいて、前記出力トルク操作手段による操作量が上限に到達していないときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記出力トルク操作手段による操作量が上限値に到達しているときは前記第２の目標変速比を自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比選定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなる。
【００１５】
第３の発明は、 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、目標操作量を設定する目標操作量設定手段と、
前記目標操作量にしたがって、機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が操作範囲の下限に到達していることを仮定した場合の出力トルクを、前記機関回転速度ならびに燃料カット状態から推定する出力トルク推定手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記出力トルク推定手段の推定出力トルクから、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値以上のときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値未満のときは前記第２の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比設定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなる。
【００１７】
第４の発明は、第１、第２、第３の発明において、
前記変速比は、前記変速比検出手段が検出する代わりに、前記目標変速比設定手段が設定した目標変速比から推定によって求める。
【００１９】
第５の発明は、第３の発明において、
前記目標変速比設定手段は、前記第１の目標変速比から前記第２の目標変速比への移行ならびに前記第２の目標変速比から前記第１の目標変速比への移行を平滑的に行う。
【００２０】
第６の発明は、第５の発明において、
目標変速比の移行は、所定時間をかけて行われる。
【００２１】
第７の発明は、第５の発明において、
目標変速比の移行は、移行による目標変速比の変化速度が所定値となるように行われる。
【００２２】
第８の発明は、第３の発明において、
前記目標操作量設定手段は、目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値未満になった場合、その時点での目標駆動力に対して、目標駆動力が所定量大きくなるまでは、目標操作量をその下限値未満とする。
【００２３】
第９の発明は、第１、第２、第３の発明において、
前記機関は、ガソリン内燃機関またはディーゼル内燃機関またはモータにガソリン内燃機関を組み合わせたものまたはモータにディーゼル内燃機関を組み合わせたもの、のいずれかである。
【００２４】
第１０の発明は、第９の発明において、
出力トルク操作手段は、機関の吸入空気量または空燃比またはモータトルクを調整するものである。
第１１の発明は、第１、第２に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記目標変速比設定手段は、前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達したら、前記出力トルク操作手段による操作量が実現可能な操作量の上限よりも所定量小さくなるまでは、第２の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に設定し続ける。
【００２５】
【発明の効果】
第１、第２の発明によれば、内燃機関の出力トルク操作手段の操作量が操作範囲の上限に到達すると、これを前提にして設定された第２の目標変速比を自動変速機の最終的な目標変速比にする。したがって、内燃機関の出力トルク操作手段の操作量が操作範囲の上限に到達している場合においても、目標変速比が実現可能な変速比の範囲内にある限りにおいて、目標とする駆動力を得ることが可能となり、運転性が向上する。
【００２６】
第３の発明によれば、機関の出力トルク操作手段の操作量が操作範囲の下限に達した場合においても、目標とする駆動力を実現することができ、低速走行時等の運転性が向上する。
【００２７】
第４の発明によれば、変速比を検出する測定手段が不要になり、構造が簡単になる。
【００２８】
第５〜第８の発明によれば、低速走行時等に違和感なく目標とする駆動力を実現することができる。
【００２９】
第９、第１０の発明によれば、ガソリン内燃機関またはディーゼル内燃機関またはモータにガソリン内燃機関を組み合わせたものまたはモータにディーゼル内燃機関を組み合わせたものを動力とする車両に適用できる。
第１１の発明によれば、目標変速比が頻繁に切り替わるのを防ぐことができる。
【００３０】
【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いて説明する。
【００３１】
図１は駆動系の構成を示すもので、１はエンジン、２は自動変速機（無段変速機）、３は駆動軸、４はディファレンシャルギヤ、５は駆動輪である。
【００３２】
６はアクセルペダル７の踏み込み量を検出するアクセルセンサ、８はエンジン１の吸気通路９のスロットル１０を駆動するスロットルアクチュエータ、１１はスロットル１０の開度を検出するスロットル開度センサ、１２は自動変速機２の出力軸側から車速を検出する車速センサである。
【００３３】
エンジンおよび変速制御部（コントローラ）１３は、スロットルアクチュエータ８を介してスロットル１０の開度、図示しない燃料噴射弁の燃料噴射、および自動変速機２の変速を制御する。
【００３４】
図２は第１の実施の形態の制御系（コントローラ１３）のブロック構成を示すもので、６はアクセル踏み込み量検出手段（アクセルセンサ）、１２は車速検出手段（車速センサ）、１４は変速比検出手段、１５は目標駆動力設定手段、１６は要求出力トルク演算手段、１７は出力トルク操作手段、１８は第１の目標変速比設定手段、１９は第２の目標変速比設定手段、２０は操作量上限到達判定手段、２１は目標変速比選定手段、２２は変速比操作手段、からなる。
【００３５】
変速比検出手段１４は、自動変速機２の入力軸回転数と出力軸回転数（図示しない回転センサと車速センサ１２により検出）との比から変速比を検出する。
【００３６】
目標駆動力設定手段１５は、走行状態に合わせて目標駆動力を設定する。例えば、車速とアクセルペダル踏み込み量とから、目標駆動力を設定する。この場合、車速とアクセルペダル踏み込み量と目標駆動力の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標駆動力設定マップ例を図４に示す。
【００３７】
要求出力トルク演算手段１６は、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力と、変速比検出手段１４の出力である変速比を用いて、例えば（３）式のような計算を行い要求出力トルクを求める。（３）式は、前（２）式に示した内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づいている。
【００３８】
ｔＴｅ＝（ｔＦｄ×Ｒｔｉｒｅ）／（Ｇ×Ｇｆ） …（３）
ただし、ｔＴｅ ： 要求出力トルク（Ｎ・ｍ）
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
Ｇ ： 自動変速機の変速比
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
ここで、ＲｔｉｒｅとＧｆは定数として与える。
【００３９】
出力トルク操作手段１７は、要求出力トルク演算手段１６の出力である要求出力トルクに、実際の出力トルクが一致するように、エンジンの吸入空気量を調整しているスロットル１０の開度を操作する。
【００４０】
この場合、まず要求出力トルク演算手段１６の出力である要求出力トルクと、機関回転速度検出手段２３の出力であるエンジン回転速度から、目標スロットル開度を設定する。要求出力トルクとエンジン回転速度と目標スロットル開度の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標スロットル開度設定マップ例を図５に示す。次に、目標スロットル開度に、実際のスロットル開度が一致するように、スロットルアクチュエータ８を介してスロットル１０を操作する。燃料噴射弁の燃料噴射制御は、このスロットル開度を基に行う。
【００４１】
なお、ディーゼル機関であれば、燃料噴射量を調整している燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ位置等を操作する。
【００４２】
操作量上限到達判定手段２０は、出力トルク操作手段１７による操作量が操作範囲の上限に到達しているかどうか、即ち出力トルク操作手段１７で設定される目標スロットル開度が、実現可能な操作範囲の上限を越えている場合に、実際のスロットル開度が上限に到達していると判断し、その場合に信号を発する。
【００４３】
なお、目標変速比が頻繁に切り替わるのを防ぐために、一旦信号を発したら、目標スロットル開度が実現可能な操作範囲の上限よりも所定開度小さい開度にならないと、信号が停止しないようにしても良い。
【００４４】
第１の目標変速比設定手段１８は、運転状態に基づき、燃費、騒音等を考慮して第１の目標変速比を設定する。例えば、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力と車速から、第１の目標変速比を設定する。この場合、目標駆動力と車速と第１の目標変速比の関係はあらかじめマップとして用意しておく。第１の目標変速比設定マップ例を図６に示す。
【００４５】
第２の目標変速比設定手段１９は、図３のように機関回転速度検出手段２３、操作量上限到達時出力トルク推定手段２４、第２の目標変速比演算手段２５からなる。
【００４６】
機関回転速度検出手段２３は、エンジン回転速度を検出する。
【００４７】
操作量上限到達時出力トルク推定手段２４は、出力トルク操作手段１７の操作量が上限に到達しているものと仮定した場合の、エンジン１の出力トルク（以下、操作量上限到達時出力トルクとする）を、機関回転速度検出手段２３の出力であるエンジン回転速度から推定する。この場合、エンジン回転速度と操作量上限到達時出力トルクの関係は、あらかじめマップとして用意しておく。操作量上限到達時出力トルク推定マップ例を図７に示す。
【００４８】
第２の目標変速比演算手段２５は、目標駆動力設定手段１５の出力である目標駆動力と、操作量上限到達時出力トルク推定手段２４の出力である操作量上限到達時出力トルクを用いて、例えば（４）式のような計算を行い第２の目標変速比を求める。
【００４９】
ｔＧ２＝（ｔＦｄ×Ｒｔｉｒｅ）／（ｙＴｅ×Ｇｆ） …（４）
ただし、ｔＧ２ ： 第２の目標変速比
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
ｙＴｅ ： 操作量上限到達時出力トルク（Ｎ・ｍ）
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
ここで、ＲｔｉｒｅとＧｆは定数として与える。
【００５０】
なお、（４）式は（２）式をもとに導いた式である。
【００５１】
目標変速比選定手段２１は、操作量上限到達判定手段２０の判定結果に基づいて、第１の目標変速比と第２の目標変速比から、最終的な目標変速比を選択する。即ち、目標変速比選定手段２１は、操作量上限到達判定手段２０が信号を発している場合に、目標変速比を第２の目標変速比設定手段１９（第２の目標変速比演算手段２５）の出力である第２の目標変速比とし、信号を発していない場合は、第１の目標変速比設定手段１８の出力である第１の目標変速比を目標変速比とする。
【００５２】
変速比操作手段２２は、目標変速比選定手段２１の出力である自動変速機の目標変速比に、実際の変速比が一致するように自動変速機２を操作する。この場合、自動変速機２の油圧変速機構の変速制御弁を介して変速比を操作する。
【００５３】
次に、制御の流れを図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００５４】
ステップ１では、アクセルペダル踏み込み量と車速から目標駆動力を設定する。
【００５５】
ステップ２では、目標駆動力と車速から第１の目標変速比を設定する。
【００５６】
ステップ３では、エンジン回転速度から操作量上限到達時出力トルクを推定する。
【００５７】
ステップ４では、目標駆動力と操作量上限到達時出力トルクから第２の目標変速比を設定する。
【００５８】
ステップ５では、検出変速比と目標駆動力から要求出力トルクを演算する。
【００５９】
ステップ６では、要求出力トルクにしたがってエンジン１の出力トルクを操作する。
【００６０】
ステップ７では、出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達しているかどうかを判定する。
【００６１】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達していない場合は、ステップ８に進み、第１の目標変速比を目標変速比とする。
【００６２】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達している場合は、ステップ９に進み、第２の目標変速比を目標変速比とする。
【００６３】
ステップ１０では、その目標変速比にしたがって自動変速機２の変速比を操作する。
【００６４】
この制御のシミュレーション結果を図９〜図１１に示す。この場合、目標駆動力を一定にして、１５０秒から増加させ、１６５秒から減少させた。スロットル開度の上限は８０％、第１の目標変速比は１．０固定とした。
【００６５】
図９のように、目標駆動力の増加によって、目標スロットル開度はおよそ１５３秒から１７２秒までの間、操作範囲の上限に到達している。なお、１６０秒を含む、その前後の時間において、目標スロットル開度が若干８０％を下回っているが、操作量上限到達判定手段２０が、信号を発すると目標スロットル開度が８０％よりも所定開度小さくならないと信号を停止しないようにしているため、１５３秒から１７２秒にかけては、操作範囲の上限の到達状態にある。
【００６６】
この目標スロットル開度が操作範囲の上限に到達した結果から、目標変速比は、図１０のようにおよそ１５３秒の時点から第２の目標変速比に切り替わり、およそ１７２秒の時点から再び第１の目標変速比に戻る。
【００６７】
図１１は目標駆動力（ｔＦｄ）と、本例による駆動力（Ｆｄ １）と、比較として、従来例による駆動力（Ｆｄ ２）を示す。なお、従来例では、目標変速比を１．０とし、スロットル開度の上限は８０％とした。
【００６８】
このシミュレーション結果から分かるように、従来例では目標スロットル開度が操作範囲の上限に到達した場合、必要な駆動力を達成できないことがあるが、本例では目標スロットル開度が操作範囲の上限に到達しても、目標駆動力をほぼ実現することができる。
【００６９】
なお、自動変速機２の変速比を、前記変速比検出手段１４が検出する代わりに、変速比推定手段２６（図１２）を設けて、前記目標変速比選定手段２１の出力である目標変速比から推定によって求めることもできる。
【００７０】
この場合、変速比推定手段２６は、目標変速比設定手段２１の出力である目標変速比を用いて、例えば（５）式のような計算を行ない変速比を求める。（５）式は、自動変速機２の変速比が目標変速比に対して時定数τの一次遅れで近似的に表されるものとした場合の例である。（５）式中のＺはＺ変換の演算子で、Ｚ−１は１演算遅れを表す。
【００７１】
ｔＧ ： 自動変速機の目標変速比
τ ： 変速比の遅れ時定数（Ｓ）
△ｔ ： サンプリングタイム（Ｓ）
ここで、△ｔは定数として与える。τは時定数が運転状態によって変化するのであれば、運転状態から推定して求めても良いし、ほとんど変化しないのであれば定数として与えてもよい。
【００７２】
このように変速比を推定して求めるようにすれば、変速比を検出するための測定手段（自動変速機２の入力軸回転数を検出する回転センサ等）が不要になる。なお、変速比が目標変速比にほぼ一致して追従し、要求出力トルク演算手段１６で使用する変速比として目標変速比を用いることが可能ならば、本推定手段２６も不要になる。
【００７３】
図１２は第２の実施の形態の制御系のブロック構成を示す。この場合、第１の実施の形態とは第２の目標変速比設定手段３０のみ異なり、その他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００７４】
この第２の目標変速比設定手段３０は、図１３のように出力軸回転速度検出手段３１、第２の目標変速比演算手段３２からなる。
【００７５】
出力軸回転速度検出手段３１（車速センサ１２が兼ねて良い）は、自動変速機２の出力軸回転速度を検出する。
【００７６】
第２の目標変速比演算手段３２は、前（２）式に基づいて、目標駆動力を実現すためのエンジン回転速度を演算し、出力軸回転速度で除して、第２の目標変速比とする。以下、本手段で使用する演算式の導出方法を説明する。
【００７７】
前（２）式は（６）式のように表すことができる。
【００７８】
【００７９】
【００８０】
【００８１】
Ｔｅ ： 操作量上限到達時出力トルク（Ｎ・ｍ）
Ｎｅ ： エンジン回転速度（ｒｐｍ）
Ｎｏｕｔ ： 自動変速機の出力軸回転速度（ｒｐｍ）
Ｇｆ ： ファイナルギアの減速比
Ｒｔｉｒｅ ： 駆動輪有効半径（ｍ）
ｔＦｄ ： 目標駆動力（Ｎ）
ｔＮｅ ： 目標エンジン回転速度（ｒｐｍ）
ｔＧ２ ： 第２の目標変速比
ここで、Ｒｔｉｒｅ，Ｇｆは定数として与える。
【００８２】
この例の制御の流れを図１４のフローチャートに基づいて説明する。
【００８３】
ステップ２１では、アクセルペダル踏み込み量と車速から目標駆動力を設定する。
【００８４】
ステップ２２では、目標駆動力と車速から第１の目標変速比を設定する。
【００８５】
ステップ２３では、目標駆動力と出力軸回転速度から第２の目標変速比を設定する。
【００８６】
ステップ２４では、推定変速比（または検出変速比）と目標駆動力から要求出力トルクを演算する。
【００８７】
ステップ２５では、要求出力トルクにしたがってエンジン１の出力トルクを操作する。
【００８８】
ステップ２６では、出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達しているかどうかを判定する。
【００８９】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達していない場合は、ステップ２７に進み、第１の目標変速比を目標変速比とする。
【００９０】
出力トルク操作量が操作範囲の上限に到達している場合は、ステップ２８に進み、第２の目標変速比を目標変速比とする。
【００９１】
ステップ２９では、その目標変速比にしたがって自動変速機２の変速比を操作する。
【００９２】
図１５は第３の実施の形態の制御系のブロック構成を示す。これは、後述の第４の実施の形態に同じく、出力トルク操作手段の操作範囲の下限におけるものである。
【００９３】
図１５のように、機関回転速度検出手段４０（前述の機関回転速度検出手段２３に相当する）、変速比推定手段４１（前述の変速比推定手段２６に相当する、または変速比検出手段１４でも良い）、目標駆動力設定手段４２（前述の目標駆動力設定手段１５に相当する）、目標出力トルク設定手段４３（前述の要求出力トルク演算手段１６に相当する）、目標操作量設定手段４４、出力トルク操作手段４５（前述の出力トルク操作手段１７に相当する）、出力トルク推定手段４６、第１の目標変速比設定手段４７、第２の目標変速比設定手段４８、目標変速比設定手段４９、変速比操作手段５０（前述の変速比操作手段２２に相当する）、燃料カット指令手段５１からなる。
【００９４】
変速比推定手段４１は、目標変速比設定手段４９の出力である目標変速比を用いて自動変速機２の変速比を推定する。
【００９５】
目標駆動力設定手段４２は、走行状態に合わせて目標駆動力を設定する。例えば、車速とアクセルペダル踏み込み量とから、目標駆動力を設定する。車速とアクセルペダル踏み込み量と目標駆動力の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標駆動力設定マップ例を図１６に示す。
【００９６】
目標出力トルク設定手段４３は、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と、変速比推定手段４１の出力である変速比を用いて、例えば前（３）式のような計算を行い目標出力トルク（要求出力トルク）を求める。なお、目標変速比と変速比がほぼ一致している場合、変速比として目標変速比を用いても良い。
【００９７】
目標操作量設定手段４４は、目標出力トルク設定手段４３の出力である目標出力トルクに基づき、出力トルク操作手段４５に対する目標操作量を設定する。エンジンの吸入空気量を調整しているスロットル１０の場合、目標操作量は目標スロットル開度として（以下、目標スロットル開度として説明する）、例えば目標出力トルクと、機関回転速度検出手段４０の出力であるエンジン回転速度から、目標スロットル開度を設定する。目標出力トルクとエンジン回転速度と目標スロットル開度の関係はあらかじめマップとして用意しておく。目標スロットル開度設定マップ例を図１７に示す。
【００９８】
また、目標操作量設定手段４４は、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満になった場合、その時点での目標駆動力に対して、目標駆動力が所定量大きくなるまでは、目標スロットル開度をその下限値未満とする制限処理を行う。出力トルク操作手段４５によるスロットル開度の操作範囲の下限値を０％とする。
【００９９】
出力トルク操作手段４５は、目標操作量設定手段４４の出力である目標スロットル開度に、実際のスロットル開度が一致するように、スロットルアクチュエータ８を介してスロットル１０を操作する。燃料噴射弁の燃料噴射制御は、このスロットル開度を基に行う。
【０１００】
なお、ディーゼル機関であれば、燃料噴射量を調整している燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ位置等を操作する。
【０１０１】
出力トルク推定手段４６は、出力トルク操作手段４５による操作量が操作範囲の下限（スロットル開度０％）に到達しているものと仮定した場合の、エンジン１の出力トルク（以下、操作量下限到達時出力トルクとする）を、機関回転速度検出手段４０の出力であるエンジン回転速度から推定する。この操作量下限到達時出力トルクは、減速時の慣性力に相当するもので、エンジン回転速度と操作量下限到達時出力トルクの関係は、燃料カット状態を含め、あらかじめマップとして用意しておく。操作量下限到達時出力トルク推定マップ例を図１８に示す。この操作量下限到達時出力トルクは、燃料カットを行っているときのほうが、行っていないときよりも大きいため、参照するマップデータは、燃料カット指令手段５１の出力に基づき、燃料カットを行っているときと、行っていないときとで切り替える。
【０１０２】
燃料カット指令手段５１は、運転状態に合わせて燃料カット指令を出力する。例えば、アクセルペダル７が解放されるとＯＮするアイドルスイッチとエンジン回転速度の状態から、減速時等に燃料カットの開始と停止の判断を行う。燃料カットの開始は、エンジン回転速度が所定値以上のときにアイドルスイッチがＯＦＦからＯＮになった場合に実施する。燃料カットの停止は、アイドルスイッチがＯＮからＯＦＦになった場合またはエンジン回転速度が所定値以下になった場合に実施する。
【０１０３】
第１の目標変速比設定手段４７は、運転状態に基づき、第１の目標変速比を設定する。例えば、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と車速から、第１の目標変速比を設定する。この場合、目標駆動力と車速と第１の目標変速比の関係はあらかじめマップとして用意しておく。第１の目標変速比設定マップ例を図１９（または前図６）に示す。
【０１０４】
第２の目標変速比設定手段４８は、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と、出力トルク推定手段４６の出力である操作量下限到達時出力トルクを用いて、例えば、前（４）式のような計算を行い第２の目標変速比を求める。
【０１０５】
目標変速比設定手段４９は、目標操作量設定手段４４の出力である目標スロットル開度に基づいて、第１の目標変速比と第２の目標変速比から、自動変速機の目標変速比を設定する。即ち、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値以上のときは、目標変速比を第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比とし、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満のときは、目標変速比を第２の目標変速比設定手段４８の出力である第２の目標変速比とする。
【０１０６】
変速比操作手段５０は、目標変速比設定手段４９の出力である自動変速機の目標変速比に、実際の変速比が一致するように自動変速機２を操作する。この場合、自動変速機２の油圧変速機構の変速制御弁を介して変速比を操作する。
【０１０７】
次に、制御の流れを図２０のフローチャートに基づいて説明する。
【０１０８】
ステップ４１では、アクセルペダル踏み込み量と車速から目標駆動力を設定する。
【０１０９】
ステップ４２では、目標駆動力と車速から第１の目標変速比を設定する。
【０１１０】
ステップ４３では、目標駆動力と操作量下限到達時出力トルクから第２の目標変速比を設定する。
【０１１１】
ステップ４４では、検出変速比と目標駆動力から要求出力トルク（目標出力トルク）を演算する。
【０１１２】
ステップ４５では、要求出力トルクにしたがって目標スロットル開度を演算する。
【０１１３】
ステップ４６では、目標スロットル開度の制限処理を行う。
【０１１４】
この目標スロットル開度の制限処理は、図２１のように目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値（０％）未満かどうかを判定する（ステップ６１）。
【０１１５】
目標スロットル開度が下限値以上から下限値未満になった場合、制限処理設定フラグをセットして、そのときの目標駆動力をｔＦｄ１として記憶する（ステップ６２〜６４）。
【０１１６】
この際、目標スロットル開度が下限値以上になっても（ステップ６１）、目標駆動力がｔＦｄ１より所定値ΔｔＦｄ以上増加するまで、出力する目標スロットル開度を下限値未満とする（ステップ６５，６６）。
【０１１７】
この後、目標駆動力がｔＦｄ１より所定値ΔｔＦｄ以上増加すると、制限処理設定フラグをリセットし、出力する目標スロットル開度の制限を解除する（ステップ６８，６９）。
【０１１８】
この制限処理は、変速比のハンチングを防止するためのもので、図２２のように目標駆動力の低下と共に目標スロットル開度が低下して下限値未満になると、この後目標駆動力がｔＦｄ１＋所定値ΔｔＦｄ以上増加するまで、出力する目標スロットル開度を下限値未満に保持する。
【０１１９】
そして、図２０のステップ４７では、ステップ４６の制限処理を行った目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値（０％）未満かどうかを判定する。
【０１２０】
この目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値以上の場合は、ステップ４８で目標変速比を第１の目標変速比に移行する。
【０１２１】
この目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満の場合は、ステップ４９で目標変速比を第２の目標変速比に移行する。
【０１２２】
ステップ５０では、その目標変速比にしたがって自動変速機２の変速比を操作する。
【０１２３】
この制御のシミュレーション結果を図２３〜図２５に示す。この場合、スロットル開度の下限は０％、第１の目標変速比は１．０固定とした。
【０１２４】
図２３〜図２５のように、第１の目標変速比ｔＧ１での走行中、アクセルペダルを放していくと、目標駆動力ｔＦｄが低下して負側の値になると共に、目標スロットル開度ｔＴＶＯが低下していく。この際、目標スロットル開度ｔＴＶＯが下限値（０％）未満になると、目標変速比ｔＧは、第１の目標変速比ｔＧ１から第２の目標変速比ｔＧ２に切り替わる。したがって、スロットル開度が下限値（０％）に達して、エンジンの出力トルクが変わらずとも、変速比が大きくなるので、本例による駆動力（Ｆｄ １）はほぼ目標駆動力ｔＦｄとなる。なお、比較に従来例の駆動力（Ｆｄ ２）を示す。
【０１２５】
このシミュレーション結果から分かるように、従来例では目標スロットル開度が操作範囲の下限に達した場合、必要な駆動力を達成できないことがあるが、本例では目標駆動力をほぼ実現することができ、スロットル開度が下限付近にあるような低速走行時等の運転性を向上できる。
【０１２６】
なお、第２の目標変速比を、燃料カットを行っているときと行っていないときの操作量下限到達時出力トルクを推定して設定するので、燃料のカット状態、非カット状態に合った目標変速比を設定できる。
【０１２７】
また、目標スロットル開度が下限値未満になると、この後目標駆動力が所定値以上に増加するまで、出力する目標スロットル開度を下限値未満に保持する制限処理を行うので、変速比のハンチングを防止できる。
【０１２８】
図２６は第４の実施の形態の制御系のブロック構成を示す。この場合、第３の実施の形態とは第２の目標変速比設定手段６０、目標変速比設定手段６１のみ異なり、その他の構成は第３の実施の形態と同じである。
【０１２９】
第２の目標変速比設定手段６０は、第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比を用いて、例えば（１２）式のような計算を行い第２の目標変速比を求める。
【０１３０】
ｔＧ２＝ｔＧ１＋ΔｔＧ …（１２）
ただし、ｔＧ２ ： 第２の目標変速比
ｔＧ１ ： 第１の目標変速比
ΔｔＧ ： 第２の目標変速比設定用定数
ここで、第２の目標変速比は第１の目標変速比に対してダウンシフト側とするため、ΔｔＧは正の定数として与える。
【０１３１】
目標変速比設定手段６１は、目標操作量設定手段４４の出力である目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値以上のときは、目標変速比を第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比とし、目標スロットル開度が出力トルク操作手段４５の操作範囲の下限値未満のときは、目標変速比を第２の目標変速比設定手段６０の出力である第２の目標変速比とすると共に、第１の目標変速比から第２の目標変速比への移行ならびに第２の目標変速比から第１の目標変速比への移行を平滑的に行う。
【０１３２】
即ち、目標スロットル開度に基づいて、第１の目標変速比設定手段４７の出力である第１の目標変速比と、第２の目標変速比設定手段６０の出力である第２の目標変速比を用いて、例えば（１３）式のような計算を行い目標変速比を求める。
【０１３３】
ｔＧ＝（１−α）×ｔＧ１＋α×ｔＧ２ …（１３）
ただし、ｔＧ ： 自動変速機の目標変速比
α ： 目標変速比設定定数
（１３）式のαは（１４）式を用いて計算する。（１４）式はβを入力、αを出力とした場合の一次遅れの関係を表したものである。
【０１３４】
△ｔ ： サンプリングタイム（Ｓ）
ここで、△ｔとτｇは定数として与える。
【０１３５】
（１４）式のβは、目標スロットル開度ｔＴＶＯ＜下限値（０％）のときβ＝１、目標スロットル開度ｔＴＶＯ≧下限値（０％）のときβ＝０を与える。
【０１３６】
したがって、図２７のように目標スロットル開度が下限値未満になると、αは時定数τｇで０から１に収束する。これによって、目標変速比は第１の目標変速比から第２の目標変速比へ滑らかに移行する。また、目標スロットル開度が下限値以上になると、αは時定数τｇで１から０に収束する。これによって、目標変速比は第２の目標変速比から第１の目標変速比へ滑らかに移行する。
【０１３７】
このようにすれば、スロットル開度が下限付近にあるような低速走行時等に変速による違和感を与えることなく、目標駆動力を実現できる。
【０１３８】
なお、目標変速比の移行は、所定期間内に完了するように設定しても良く、また移行による目標変速比の変化速度を所定値に、つまり所定の速度で変化させるようにしても良い。
【０１３９】
また、この実施の形態では、第１の目標変速比に一定の値を加えて第２の目標変速比を設定するようにしたが、前記第３の実施の形態に同じく、目標駆動力設定手段４２の出力である目標駆動力と、出力トルク推定手段４６の出力である操作量下限到達時出力トルクを用いて、前（４）式のような計算を行い第２の目標変速比を設定するものでも良い。
【０１４０】
また、各実施の形態は、ガソリン機関に適用した例を示したが、ディーゼル機関、あるいはモータにガソリン機関を組み合わせた複合動力構造のもの、あるいはモータにディーゼル機関を組み合わせた複合動力構造のものにももちろん適用することができる。なお、出力トルク操作手段としては、ディーゼル機関の場合は、燃料噴射量（空燃比）を調整している燃料噴射ポンプのコントロールスリーブ位置等を操作するもの、モータの場合は、モータトルクを調整するインバータ等になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動系の構成図である。
【図２】第１の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図３】第２の目標変速比設定手段の構成図である。
【図４】目標駆動力設定マップの例を示す図である。
【図５】目標スロットル開度設定マップの例を示す図である。
【図６】第１の目標変速比設定マップの例を示す図である。
【図７】操作量上限到達時出力トルク推定マップの例を示す図である。
【図８】制御内容を示すフローチャートである。
【図９】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図１０】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図１１】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図１３】第２の目標変速比設定手段の構成図である。
【図１４】制御内容を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図１６】目標駆動力設定マップの例を示す図である。
【図１７】目標スロットル開度設定マップの例を示す図である。
【図１８】操作量上限到達時出力トルク推定マップの例を示す図である。
【図１９】第１の目標変速比設定マップの例を示す図である。
【図２０】制御内容を示すフローチャートである。
【図２１】制御内容を示すフローチャートである。
【図２２】動作状態を示すタイミングチャートである。
【図２３】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図２４】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図２５】シミュレーション結果を示す説明図である。
【図２６】第４の実施の形態を示す制御系のブロック構成図である。
【図２７】動作状態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 自動変速機
３ 駆動軸
４ ディファレンシャルギヤ
５ 駆動輪
６ アクセルセンサ（アクセル踏み込み量検出手段）
７ アクセルペダル
８ スロットルアクチュエータ
１０ スロットル
１１ スロットル開度センサ
１２ 車速センサ（車速検出手段）
１３ コントローラ
１４ 変速比検出手段
１５ 目標駆動力設定手段
１６ 要求出力トルク演算手段
１７ 出力トルク操作手段
１８ 第１の目標変速比設定手段
１９ 第２の目標変速比設定手段
２０ 操作量上限到達判定手段
２１ 目標変速比選定手段
２２ 変速比操作手段
２３ 機関回転速度検出手段
２４ 操作量上限到達時出力トルク推定手段
２５ 第２の目標変速比演算手段
２６ 変速比推定手段
３０ 第２の目標変速比設定手段
３１ 出力軸回転速度検出手段
３２ 第２の目標変速比演算手段
４０ 機関回転速度検出手段
４１ 変速比推定手段
４２ 目標駆動力設定手段
４３ 目標出力トルク設定手段
４４ 目標操作量設定手段
４５ 出力トルク操作手段
４６ 出力トルク推定手段
４７ 第１の目標変速比設定手段
４８ 第２の目標変速比設定手段
４９ 目標変速比設定手段
５０ 変速比操作手段
５１ 燃料カット指令手段５１
６０ 第２の目標変速比設定手段
６１ 目標変速比設定手段
Claims (11)
- 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、内燃機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が実現可能な操作量の上限に到達していることを仮定した場合の出力トルクを、前記機関回転速度から推定する操作量上限到達時の出力トルク推定手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記操作量上限到達時の出力トルクから、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達していることを判定する操作量上限到達判定手段と、
前記第１の目標変速比と、前記第２の目標変速比から、前記操作量上限到達判定手段の判定結果に基づいて、前記出力トルク操作手段による操作量が上限に到達していないときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記出力トルク操作手段による操作量が上限値に到達しているときは前記第２の目標変速比を自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比選定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなることを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、内燃機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
前記自動変速機の出力軸回転速度を検出する手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記出力軸回転速度から、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作量の上限に到達していることを判定する操作量上限到達判定手段と、
前記第１の目標変速比と、前記第２の目標変速比から、前記操作量上限到達判定手段の判定結果に基づいて、前記出力トルク操作手段による操作量が上限に到達していないときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記出力トルク操作手段による操作量が上限値に到達しているときは前記第２の目標変速比を自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比選定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなることを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 車両の目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
自動変速機の変速比を検出する変速比検出手段と、
前記目標駆動力と、前記変速比から、内燃機関に要求される出力トルクを演算する要求出力トルク手段と、
前記要求出力トルクに基づいて、目標操作量を設定する目標操作量設定手段と、
前記目標操作量にしたがって、機関の出力トルクを操作する出力トルク操作手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
前記目標駆動力と、前記車速から、第１の目標変速比を設定する第１目標変速比設定手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
前記出力トルク操作手段による操作量が操作範囲の下限に到達していることを仮定した場合の出力トルクを、前記機関回転速度ならびに燃料カット状態から推定する出力トルク推定手段と、
前記自動変速機の変速比を変数とした内燃機関の出力トルクと駆動力の関係式に基づき、前記目標駆動力と、前記出力トルク推定手段の推定出力トルクから、第２の目標変速比を設定する第２目標変速比設定手段と、
前記目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値以上のときは前記第１の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に、前記目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値未満のときは前記第２の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に設定する目標変速比設定手段と、
前記目標変速比選定手段が設定した目標変速比に基づいて、前記自動変速機の変速比を操作する手段と、
からなることを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 請求項１または請求項２または請求項３に記載の車両用駆動力制御装置において、前記変速比は、前記変速比検出手段が検出する代わりに、前記目標変速比設定手段が設定した目標変速比から推定によって求めることを特徴とする車両用駆動制御装置。
- 請求項３に記載の車両用駆動制御装置において、
前記目標変速比設定手段は、前記第１の目標変速比から前記第２の目標変速比への移行ならびに前記第２の目標変速比から前記第１の目標変速比への移行を平滑的に行うことを特徴とする車両用駆動制御装置。 - 請求項５に記載の車両用駆動制御装置において、
目標変速比の移行は、所定時間をかけて行われることを特徴する車両用駆動制御装置。 - 請求項５に記載の車両用駆動制御装置において、
目標変速比の移行は、移行による目標変速比の変化速度が所定値となるように行われることを特徴する車両用駆動制御装置。 - 請求項３に記載の車両用駆動制御装置において、
前記目標変速比設定手段は、目標操作量が前記出力トルク操作手段の操作範囲の下限値未満になった場合、その時点での目標駆動力に対して、目標駆動力が所定量大きくなるまでは、目標操作量をその下限値未満とすることを特徴とする車両用駆動制御装置。 - 請求項１または請求項２または請求項３に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記機関は、ガソリン内燃機関またはディーゼル内燃機関またはモータにガソリン内燃機関を組み合わせたものまたはモータにディーゼル内燃機関を組み合わせたもの、のいずれかであることを特徴とする車両用駆動制御装置。 - 請求項９に記載の車両用駆動制御装置において、
出力トルク操作手段は、機関の吸入空気量または空燃比またはモータトルクを調整するものであることを特徴とする車両用駆動制御装置。 - 請求項１または請求項２に記載の車両用駆動力制御装置において、
前記目標操作量設定手段は、前記出力トルク操作手段による操作量が、実現可能な操作 量の上限に到達したら、前記出力トルク操作手段による操作量が実現可能な操作量の上限よりも所定量小さくなるまでは、第２の目標変速比を前記自動変速機の目標変速比に設定し続けることを特徴とする車両用駆動力制御装置。
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| JP06875498A JP3627500B2 (ja) | 1997-12-17 | 1998-03-18 | 車両用駆動力制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP34804197 | 1997-12-17 | ||
| JP9-348041 | 1997-12-17 | ||
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-
1998
- 1998-03-18 JP JP06875498A patent/JP3627500B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH11235939A (ja) | 1999-08-31 |
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