JP3975654B2

JP3975654B2 - 車両の駆動力制御装置

Info

Publication number: JP3975654B2
Application number: JP2000177841A
Authority: JP
Inventors: 幹生野崎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: JP2001354051A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に採用される駆動力制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンと無段変速機を組み合わせて、運転状態に応じた目標駆動力となるように制御するものが知られており、例えば、特許第２６４１００４号公報や、特開平１１−２０５１２号公報などが知られている。
【０００３】
上記前者の従来例では、加速意志を示す指標（アクセル開度等）の変化率に応じて変速比変化速度を増大補正して、アクセルペダルを急激に踏み込んだときの駆動力の応答性を向上させようとするものである。
【０００４】
しかし、無段変速機においては、ダウンシフト中にイナーシャトルクが増大して実際の駆動力から差し引かれてしまい、目標とする駆動力を達成できない場合があるため、上記後者の従来例では、加速中のダウンシフトが原因で生じるイナーシャトルクに応じて、実際の駆動力が減少する分を相殺するように、予め目標エンジントルクを増大側に補正する制御を提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許第２６４１００４号公報に開示されたような制御構成をとる場合、変速遅れにより実駆動力の発生が応答遅れを生じる分については、変速速度を増大することにより軽減できるが、エンジン及び無段変速機のエンジン側部分の慣性モーメントが大きい場合には、変速速度の増大により逆に回転エネルギーの増大の為に使われ、イナーシャトルク損失分だけ実駆動力は減少する。
【０００６】
これに対し特開平１１−２０５１２号公報では、予めイナーシャトルク分のトルク損失分を目標エンジントルクに上乗せし、変速時のイナーシャトルク損失によるショックを軽減することを提案している。
【０００７】
しかしながら、実際のエンジンの特性においては、通常の動作点に於ける最大エンジントルクまでのトルク余裕代はそれ程大きくなく、速い変速速度が求められているときでは、上記後者の従来例のように、エンジントルク補正分を加えると、発生可能な最大エンジントルクを大きく超えて、結果としてあまりイナーシャトルク損失分を補償できていないという結果になる場合が多い。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エンジン回転速度とエンジントルクの組合せによりエンジン動作点の目標値を設定する場合に、急加速が求められたときには、加速中のイナーシャトルク損失を抑制ながらも、実駆動力をできる限り目標駆動力に近づけることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、トルクを制御可能なエンジンと、エンジンに連結されて変速比を連続的に変更可能な変速機と、アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、検出されたアクセルペダル開度と車両の運転状態に基づいて、車両の駆動力の目標値を定める目標駆動力設定手段と、この目標駆動力に基づいてエンジンまたは変速機を制御する駆動力制御手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、前記駆動力制御手段は、エンジン回転速度とエンジントルクの組合せによって決定される多数のエンジン動作点の中から予め設定した目標動作点範囲内で前記目標駆動力を実現するように基本目標エンジントルクと目標エンジン回転速度を演算する基本目標動作点演算手段と、前記基本目標エンジントルクに対し、変速に伴う駆動力の不足分に基づいて修正目標エンジントルクを演算する修正目標エンジントルク演算手段と、前記基本目標エンジントルクに修正目標エンジントルクを加えて最終目標エンジントルクを演算する最終目標エンジントルク演算手段と、この最終目標エンジントルクと目標エンジン回転速度に応じて前記エンジンまたは変速機を制御する制御手段とを有し、前記基本目標動作点演算手段は、目標駆動力を実現する複数の動作点の中で、各目標駆動力毎に最も燃費率の良い動作点の燃費率に対して燃費率悪化の割合が予め設定した値以内である動作点により目標動作点範囲を設定し、前記目標動作点範囲のうちエンジントルクが高い側の第１の境界線と、目標駆動力に相当する等駆動力線との交点に於けるエンジン回転速度を最低目標エンジン回転速度とし、前記目標動作点範囲のうちエンジントルクが低い側の第２の境界線と、目標駆動力に相当する等駆動力線との交点に於けるエンジン回転速度を最高目標エンジン回転速度として、これら最低目標エンジン回転速度と最高目標エンジン回転速度の間の内分点を目標エンジン回転速度として演算する際に、この内分点を車両の加速状態に応じて内分比率を変化させる。
【００１１】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記駆動力制御手段は、車両の急加速を検出する急加速検出手段を有し、急加速検出手段により急加速が検出されたときには、前記目標エンジン回転速度を算出するための内分比率を、目標エンジン回転速度が減少しない範囲で減じる一方、急加速が検出されないときは、内分比率を増加させる。
【００１２】
また、第３の発明は、前記第２の発明において、前記急加速検出手段は、アクセルペダル開度の時間変化率に関して急加速判定を行うことを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明は、前記第２の発明において、前記急加速検出手段は、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせからなる動作点が、予め設定した急加速判定動作線をエンジントルクが高い側に超えた場合に、急加速と判定する。
【００１４】
また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記急加速判定動作線は、エンジン回転速度に応じて発生可能な最大エンジントルクに応じて設定される。
【００１５】
また、第６の発明は、前記第４の発明において、前記急加速判定動作線は、前記目標動作点範囲のうち、エンジントルクが高い側の第１の境界線と一致する。
【００１６】
また、第７の発明は、前記第１の発明において、直前の基本目標動作点に対し、同一エンジン回転速度での最大エンジントルクまでの余裕トルクと、前記修正エンジントルクがこの余裕トルクを超えないために必要な目標エンジン回転速度変化率上限値を求め、前回の目標エンジン回転速度、目標エンジン回転速度変化率上限値から求まる現在の目標エンジン回転速度を用い、現在の演算ステップに於ける前記内分比率を求める。
【００１７】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、エンジンの目標動作点は同一の目標駆動力に対し、ある幅を持った範囲で選択できる為、車両の加速状態に応じて動作点を使い分けることができる。例えば定常走行時は今後起こりうる突然の急加速要求に備える為、高回転低エンジントルク側で運転することができ、急加速要求が発生したきにはエンジン全開トルクまでの大きなトルク余裕を利用することができるし、エンジン自体のトルク応答性も高回転状態からだとすばやいレスポンスが期待できる。
【００１８】
また、急加速中は変速比の変化率を小さくしても目標駆動力を実現する動作点に幅があるので対応が可能であり、変速に伴うイナーシャトルク損失を小さくすることができ、加速中のイナーシャトルク損失を抑制ながらも、実駆動力をできる限り目標駆動力に近づけることが可能となる。また、燃費に着目して目標動作点範囲を設定することができるので、動作点に自由度をある程度与えても、最適燃費動作線だけで運転する場合に対して燃費をほとんど悪化させることなくレスポンス改善に利用することが可能である。
【００２０】
また、第２の発明は、目標駆動力を実現する動作点の中で、運転状態に応じていかに動作点を選択すれば駆動力応答性が良いかがわかる。すなわち急加速の有無を判定すると共に、急加速時には動作点を、エンジン回転速度ができる限り上昇しないように、内分比率を減少させることができる。
【００２１】
ただし、エンジン回転速度の絶対値が減少してしまうと増加に転じさせる為に、更に応答が遅れることになるので、目標エンジン回転速度は減少しない範囲で内分比率を減少させる。また、急加速でないときには、次の急加速に備えて内分比率を高めておく必要があるため、内分比率を増加させておく。
【００２２】
また、第３の発明は、急加速判定はアクセルペダル開度の時間変化率に関して行うことができる。加速指令はアクセルを通じて制御装置に伝わるため、制御装置が一番早く加速指令の急激な変化を判断するために用いることのできる情報がアクセルペダル開度である。
【００２３】
また、第４の発明は、急加速判定は実エンジン回転速度と最終目標エンジントルクの組合せによりなる動作点のオーバーシュートの度合いにより行うことができる。本発明に於いては、エンジン回転速度の変動率に関して決まるイナーシャトルク分による実駆動力損失を軽減することにあるので実際にイナーシャトルク分によって修正エンジントルクが増大したことを急加速判定の為の情報として用い、動作点の制御を行うことができる。
【００２４】
また、第５の発明は、前記第４の発明における急加速判定を、実エンジン回転速度と最終目標エンジントルクの組合せからなる動作点が、最大エンジントルクを超えることをトリガーとして判定できる。こうすることにより、イナーシャトルクによる実駆動力損失をエンジントルクによって補償できる範囲では、動作点制御によるイナーシャトルクの軽減は行わず、それを超えて補償できなくなってから動作点制御によるイナーシャトルクの軽減を行うことができ、必要以上に動作点を高エンジントルク側に移動させることを防ぐことができる。
【００２５】
また、第６の発明は、前記第４の発明における急加速判定を、実エンジン回転速度と最終目標エンジントルクの組合せによりなる動作点が、目標動作点範囲のトルク上限側境界線を超えることをトリガーとして判定できる。こうすることにより、修正エンジントルクの上乗せにより燃費悪化率が所定の割合以内である目標動作点範囲のトルク上限を超えて実際の動作点が逸脱する頻度は低くなり、燃費の悪化を抑制することができる。
【００２６】
また、第７の発明は、急加速判定は行わず、イナーシャトルク損失をエンジントルク余裕で補償できる範囲で変速させても目標動作点範囲を逸脱せずに目標駆動力を実現できる場合には逆に変速速度をイナーシャトルク補償により補償できる範囲で変速することができる。
【００２７】
すなわち現在の目標動作点を元にイナーシャトルク補償に用いることができるトルク余裕を求め、イナーシャトルク損失がトルク余裕以下である為のエンジン回転速度変化率を算出する。現在の目標動作点のエンジン回転速度に、前記エンジン回転速度変化率に制御周期△ｔを掛けたものを加算してエンジン回転速度を求め、そのエンジン回転速度が次の演算時間ステップに於ける目標駆動力を目標動作点範囲の中で実現できればそのエンジン回転速度を次の演算ステップの目標エンジン回転速度とする。実現できなければ第１発明に表記するところの最低目標エンジン回転速度または最高目標エンジン回転速度を目標エンジン回転速度とする。こうすることにより目標動作点範囲の中で、駆動力応答性を最大にする目標動作点を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は本発明に係わる車両駆動力制御装置の全体構成を示したものである。
【００３０】
図１に於いて、エンジン１の出力は、クラッチ１５を介してベルト方式の無段変速機２（以下ＣＶＴと呼ぶ）の入力軸プーリ１６と接続されている。
【００３１】
入力軸プーリ１６の回転速度ＣＶＴ実入力軸回転速度ｒＮｉｎは、回転速度センサ１３により計測され変速機制御ユニット４及びエンジン制御ユニット３にそれぞれ入力される。
【００３２】
また、ＣＶＴ２の出力軸プーリ１７は、出力軸を介してディファレンシャルギア１９に連結され、出力軸プーリ回転速度ｒＮｏｕｔは回転速度センサ１４により計測され、変速機制御ユニット４及びエンジン制御ユニット３にそれぞれ入力される。
【００３３】
入力軸プーリ１６と出力軸プーリ１７の間には、伝動ベルト１８がかかっており、この伝動ベルト１８を挟持する各プーリの巻き掛け半径を、油圧等で制御することにより変速比が無段階に変化するように制御される。
【００３４】
出力軸プーリ１７、ディファレンシャルギア１９により駆動トルクは左右駆動輪に分配され、タイヤ５により地面へ伝えられる。
【００３５】
エンジンコントロールユニット３には、アクセルペダル６の開度（＝踏み込み量）ＡＰＯを検出するアクセル開度センサー７、エンジン１の吸気通路に設けたスロットルバルブ９の開度ｒＴＶＯを検出するスロットル開度センサー１１、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサー１２、ＣＶＴ入力軸回転速度センサ１３、ＣＶＴ出力軸回転速度センサ１４の信号が入力回路２３を介してそれぞれ入力される。
【００３６】
またエンジン制御ユニット３からは、スロットル開度フィードバック制御の結果出力される電子制御スロットルモータ１０への制御電流及び、ＣＶＴ目標入力回転速度ｔＮｉｎが出力回路２４を介してそれぞれ出力される。
【００３７】
ＣＶＴ目標入力回転速度ｔＮｉｎは変速機制御ユニット４に入力され、上記検出した実際の入力軸回転速度ＣＶＴ実入力軸回転速度ｒＮｉｎとの偏差に基づいてフィードバック制御される。
【００３８】
図２は、上記図１に示した制御系の構成のうち、目標駆動力を生成し各アクチュエータの動作量指令値を出力するまでの制御ブロック構成を示したものである。
【００３９】
この中で、ＡＰＯはアクセル開度、ＶＳＰは車速、ｔＴｄは目標駆動力、ｔＮｉｎはＣＶＴ目標入力軸回転速度、ｒＮｉｎはＣＶＴ実入力軸回転速度、ｒＮｏｕｔはＣＶＴ実出力軸回転速度、ｔＲＡＴＩＯはＣＶＴ目標変速比、ｒＲＡＴＩＯは実変速比、ｔＴｅ０は基本目標エンジントルク、ｔＴｅは最終目標エンジントルク、ｔＴＶＯは目標スロットル開度をそれぞれ示している。
【００４０】
目標駆動力演算ブロック１０１では、アクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰの信号に基づいてマップ検索にて目標駆動力ｔＴｄを演算する。なお、車速ＶＳＰは、ＣＶＴ実出力軸回転速度ｒＮｏｕｔに所定の定数を乗じて演算したものである。
【００４１】
ブロック１０２では目標駆動力ｔＴｄ、車速ＶＳＰの信号に基づいてマップ検索にてＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎを演算する。
【００４２】
ＣＶＴ２はＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎとＣＶＴ実入力軸回転速度ｒＮｉｎが一致するようにフィードバック制御が行われ、また、このＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎをＣＶＴ実出力軸回転速度ｒＮｏｕｔで除したものを、ＣＶＴ目標変速比ｔＲＡＴＩＯとして演算しておく。
【００４３】
そして、上記目標駆動力演算ブロック１０１で算出された目標駆動力ｔＴｄを、ＣＶＴ目標変速比ｔＲＡＴＩＯで除したものより基本目標エンジントルクｔＴｅ０を算出する。
【００４４】
イナーシャ演算ブロック１０５では、ＣＶＴ実入力軸回転速度ｒＮｉｎをＣＶＴ実出力軸回転速度ｒＮｏｕｔで除した実変速比ｒＲＡＴＩＯを求めておき、この実変速比ｒＲＡＴＩＯの変化率を用いて、変速に伴うイナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓを算出する。
【００４５】
そして、上記基本目標エンジントルクｔＴｅ０に、このイナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓを加算したものを最終目標エンジントルクｔＴｅとして演算する。
【００４６】
トルク制御ブロック１０３は、この最終目標エンジントルクｔＴｅに見合った目標スロットル開度ｔＴＶＯを演算して出力する。
【００４７】
なお、上記ブロック１０２の演算に於いては、後述する図３のように、目標動作点範囲の変速比Ｈｉ側（エンジン回転速度Ｎｅが低い側）の目標動作線Ａと、変速比Ｌｏ側（エンジン回転速度Ｎｅの高い側）の目標動作線Ｂの２つのマップがあり、目標動作線ＡからＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ１を求め、目標動作線ＢからＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ２を求める。
【００４８】
最終的なＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎは、急加速判定ブロック１０４により算出される係数ｔＲＮ（０≦ｔＲＮ≦１で内分比率である）を用い、
ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ＝
（１−ｔＲＮ）×ｔＮｉｎ１＋ｔＲＮ×Ｎｉｎ２
によって求められる。
【００４９】
次に、図３はエンジン１の目標動作点範囲を説明するマップを示し、図中破線で示した等駆動力線と、図中実線で示した等燃費率線が、エンジントルクＴｅとエンジン回転速度Ｎｅの関係に応じて設定される。
【００５０】
そして、等燃費線のうち最も燃費率が良い点で、等駆動力線と交差する点を結んだものを最適燃費線として設定する。
【００５１】
さらに、最適燃費線から各等駆動力線に沿って燃費率の悪化が所定の値となる点を、エンジン回転速度Ｎｅの高い側（＝エンジントルクの低い側）と、エンジン回転速度Ｎｅの低い側（＝エンジントルクの高い側）にそれぞれ一点ずつ設定し、エンジン回転速度Ｎｅの低い側の点を結んだものを目標動作線Ａとし、エンジン回転速度Ｎｅの高い側の点を結んだものを目標動作線Ｂとする。
【００５２】
例えば、図３において、最適燃費線と等駆動力線が交差する点から、等駆動力線に沿って燃費率の悪化割合が所定の値となる両側で、エンジン回転速度Ｎｅの高い側（エンジントルクの低い側）に点Ｐｌを設定し、エンジン回転速度Ｎｅの低い側（エンジントルクの高い側）に点Ｐｈを設定し、各等駆動力線上の点Ｐｈを結んだものが目標動作線Ａ（第１の境界線）となり、各等駆動力線上の点Ｐｌを結んだものが目標動作線Ｂ（第２の境界線）となる。そして、後述するように、エンジン１及びＣＶＴ２は、最適燃費線を中心として、目標動作線Ａ、Ｂの範囲内で、内分比率ｔＲＮに応じて動作することになる。
【００５３】
次に、上記図２の目標駆動力演算ブロック１０１、ブロック１０２及び急加速判定ブロック１０４で行われるＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの演算について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、このフローチャートは、エンジン制御ユニット３で所定時間毎に実行されるものである。
【００５４】
ステップＳ１では、現在のアクセル開度ＡＰＯと前回値ＡＰＯ＿ＯＬＤを読み込み、ステップＳ２、Ｓ３では、内分比率ｔＲＮの前回値ｔＲＮ＿ＯＬＤとＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの前回値ｔＮｉｎ＿ＯＬＤをそれぞれ読み込む。
【００５５】
ステップＳ４では、ステップＳ１で読み込んだアクセル開度ＡＰＯの現在値と前回値の差からアクセル開度ＡＰＯの変化率を演算して、ステップＳ５では、アクセル開度ＡＰＯの変化率が所定値以下であるか否かを判定する。
【００５６】
アクセル開度ＡＰＯの変化率が所定値以下であれば、急加速中以外であるため、ステップＳ７へ進んで、内分比率ｔＲＮの前回値と所定の増分値ΔｔＲＮ２より、
ｔＲＮ＝ｔＲＮ＿ＯＬＤ＋ΔｔＲＮ２
として演算する。
【００５７】
一方、アクセル開度ＡＰＯの変化率が所定値を超えて、急加速中と判定された場合には、ステップＳ６へ進んで、内分比率ｔＲＮの前回値と所定の減少値ΔｔＲＮ１より、
ｔＲＮ＝ｔＲＮ＿ＯＬＤ−ΔｔＲＮ１
として演算する。なお、ΔｔＲＮ１＞ΔｔＲＮ２
そして、ステップＳ８、Ｓ９では、内分比率ｔＲＮを一定の割合（ΔｔＲＮ２）で増加させるときには１を上限とし、内分比率ｔＲＮを一定の割合（ΔｔＲＮ１）で減少させるときには０を下限として制限する。上記ステップＳ４〜Ｓ９が、急加速判定ブロック１０４に相当する。
【００５８】
次に、ステップＳ１０、Ｓ１１では、車速ＶＳＰと上記アクセル開度ＡＰＯより、予め設定したマップより目標駆動力ｔＴｄの演算を行う。これらステップＳ１０、Ｓ１１が上記目標駆動力演算ブロック１０１に相当する。
【００５９】
そして、ステップＳ１２、Ｓ１３では、図３に示したマップから、目標動作線Ａと目標駆動力ｔＴｄより、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ１を求め、目標動作線Ｂと目標駆動力ｔＴｄより、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ２を求めて、ステップＳ１４で、
ｔＮｉｎ＝（１−ｔＲＮ）×ｔＮｉｎ１＋ｔＲＮ×ｔＮｉｎ２
より、最終的なＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎを求める。
【００６０】
そして、ステップＳ１５では、上記ステップＳ４で求めたアクセル開度ＡＰＯの変化率より急加速中であるかを判定し、急加速中であればステップＳ１６に進む一方、そうでない場合にはそのまま処理を終了する。
【００６１】
ステップＳ１６ではＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化率を前回値ｔＮｉｎ＿ＯＬＤに基づいて演算して、ステップＳ１７でこの変化率が所定値以上でないときには、前回値ｔＮｉｎ＿ＯＬＤに所定の増分値ΔｔＮｉｎを加え、
ｔＮｉｎ＝ｔＮｉｎ＿ＯＬＤ＋ΔｔＮｉｎ
として、エンジン回転速度Ｎｅの上昇を加えて加速感を向上させる。
【００６２】
上記制御により、アクセル開度ＡＰＯの変化率が所定の値未満である場合は、急加速中ではないと判定し、内分比率ｔＲＮは１を上限に一定の割合で増加し、急加速中以外では、図３に示した目標動作線Ｂに沿って運転を継続する。
【００６３】
アクセル開度ＡＰＯの変化率が、所定値を超える場合には、急加速中であると判定し、内分比率ｔＲＮは０を下限に一定の割合で減少する。したがって、エンジン１の動作点は、図３に示した目標動作線Ｂから目標動作線Ａへ向けて変化する。
【００６４】
このとき、急加速中であると判定した場合の内分比率ｔＲＮの減少率は、急加速中でないと判定した場合の内分比率ｔＲＮの増加率よりも絶対値を大きくすると良い。
【００６５】
何故ならば、急加速中に内分比率ｔＲＮを減少させるのは、変速比の増加率（ダウンシフトの速度）を低下させ、イナーシャトルクによる実駆動力の損失を抑えることが目的であるので、急激な変速要求に対しては即座に内分比率ｔＲＮを減少させることが必要である一方、急加速でないときに内分比率ｔＲＮを増加させるのは、次の急加速に備えて変速比のＬｏ側（エンジン回転速度Ｎｅの大側で目標動作線Ｂ側）にシフトさせておくためであり、変速比をそれほど急激に変化させる必要がないからである。
【００６６】
次に、演算された内分比率ｔＲＮ、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ１、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ２を用いて、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎを求めるが、このとき、急加速中はＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化率には一定の下限値を与えると良く、例えば、上記ステップＳ１８のように所定の変化率ΔｔＮｉｎずつ増大させる。何故ならば、運転者が加速を指示している動作に対し、ある程度のエンジン回転速度の上昇が無いと、加速感が鈍いと運転者が感じるからである。
【００６７】
いま、図５は、駆動力ｔＡの状態から、急加速によって目標駆動力ｔＢへ移行する場合を示しており、上記図４のフローチャートによる制御を行った場合を示している。
【００６８】
目標動作点範囲は、図３に示す最適燃費線の各点に対し、等駆動力で燃費率の悪化率が一定値である点の集合として構成された動作線に囲まれた範囲として定義される。
【００６９】
加速前は定常走行であったので、図５において、駆動力ｔＡの線上のうち、内分比率ｔＲＮが１となる点Ｐａで走行する。
【００７０】
急加速に伴いアクセル開度ＡＰＯの変化率が、所定の急加速しきい値を超えたと判定されると共に、内分比率ｔＲＮは１より急激に減少される（図３参照）。
【００７１】
内分比率ｔＲＮを用いて求められたＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎが、前回制御時のＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎに対して減少する場合は、前回のＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎをそのまま用いる。
【００７２】
急加速が終わった直後の動作点は、図中点Ｐｂ１となるがその後は、内分比率ｔＲＮを徐々に１を上限に増加させるため、最終的な動作点は図中点Ｐｂ２になる。
【００７３】
この結果、目標動作点の軌跡は図中太線となる。
【００７４】
急加速中は、図５において点Ｐａから点Ｐｂ２への移動となり、修正目標エンジントルクとして用いることができるトルク余裕Ｔｄｉｆは比較的大きいが、加速に伴うエンジン回転速度Ｎｅの変動幅は小さい為、イナーシャトルクによる実駆動量の減少を防いで、前記従来例に比して加速感を改善することができる。
【００７５】
ここで、前記従来例についても説明すると、図１０、図１２は、横軸にエンジン回転速度、縦軸にエンジントルクとした平面上での目標動作点、実動作点の動作例を示す。
【００７６】
図１０及び図１２は、従来例として１本の目標動作線のみを基本目標動作線としてトレースする場合のマップを示している。
【００７７】
まず、図１０は従来例として、最適燃費率線のみをトレースする場合の動作線を示している。
【００７８】
駆動力ｔＡから駆動力ｔＢへと、急加速により目標駆動力が増大する場合、基本目標変速比もＬｏ側に大きく移動する為、このダウンシフトに対するイナーシャ補償分の修正分Ｔｌｏｓｓも増大する。
【００７９】
上記図２に示すような制御構成をとる場合には、図１０のようにエンジン動作線は太線のようにトルク増大側に移動する。
【００８０】
しかしながら、一般的にエンジンの最適燃費線は、最大トルクに対してあまり余裕の大きくない領域を通る場合が多いので、エンジントルクは上限（最大トルク）にはりつき、その間は実駆動力は達成できない。
【００８１】
次に、図１２には従来例として、最適燃費率線よりも高エンジン回転速度、低エンジントルク側の動作線のみをトレースする場合の動作線を示している。
【００８２】
この場合、上記と同様に駆動力ｔＡから駆動力ｔＢへと急加速により目標駆動力が増大する場合を考えると、図５の場合よりも全開トルクに対する余裕トルクＴｄｉｆは大きいが、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化代が大きい為、イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓは逆に大きくなる。したがって、この場合もエンジントルクは上限にはりつくことが多く実駆動力は達成できない。
【００８３】
図６、図１１、図１３は、図５、図１０、図１２のマップ上に示した、駆動力ｔＡからｔＢへの急加速時のタイミングチャートを示したものである。
【００８４】
アクセル開度ＡＰＯがほぼステップ状に急増したとき、目標駆動力ｔＴｄも同様の形状でステップ状に変化する。
【００８５】
前記従来例の図１１に於いては、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎは比較的小さい値に変化する。一方、前記従来例の図１３に於いては、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎが比較的大きい値に変化する。
【００８６】
これに対して、本発明による図６に於いては、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎは、急加速直後には比較的小さい値に変化する。その後徐々にＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎを増大させる。
【００８７】
目標エンジントルクに関しては、従来例の図１１に於いては比較的小さい値に変化する。同じく従来例の図１３に於いては比較的大きい値へ変化した後、小さい値に変化する。
【００８８】
これに対して、本発明の図６に於いては、比較的小さい値から急加速直後には比較的大きい値に変化する。その後、徐々に基本目標エンジントルク基本目標エンジントルクｔＴｅ０を減少させる。
【００８９】
最終目標エンジントルクについては、始点は基本目標エンジントルクと一致し、図２に示したように、急加速に伴いイナーシャ損失トルク分の修正目標エンジントルクが加算される。
【００９０】
しかし、いずれも急加速の途中に於いて最終目標エンジントルクは最大エンジントルクを超えるか等しい為、最大エンジントルク相当の値にはりつく。
【００９１】
イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓについては、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化率に依存しているので、そのピーク値は、変速比変化が最も大きい従来例の図１３が一番大きくなるのに対して、本発明による図６では、変速比変化が微小であるため、イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓも小さくなる。
【００９２】
目標駆動力と実駆動力の関係に関しては、前記従来例の図１１に於いては、目標エンジントルクが最大エンジントルクにはりついている間（図１０参照）は実駆動力が目標駆動力を下回っている。
【００９３】
同様に従来例の図１３に於いても、最大エンジントルクにはりついている間（図１２参照）は、実駆動力が目標駆動力を下回っているが、トルク余裕が大きい分下回り方が小さいはずではあるが、実際には図１３の場合には、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化幅が大きい為にイナーシャトルク損失分が大きくなって、最終的な実駆動力は小さくなってしまう。
【００９４】
これに対し本発明の図６に於いては、トルク余裕Ｔｄｉｆも十分大きく、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化幅も小さい為、前記従来例に比べて実駆動力の目標駆動力に対する目減り幅が小さくなって、イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓによる実駆動力の減少を抑制していることが分かる。
【００９５】
図７は、第２の実施形態を示し、ＣＶＴ目標変速比ｔＲＡＴＩＯに基づいて、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎを求める場合である。
【００９６】
図７のフローチャートについて説明する。このフローチャートは、上記エンジン制御ユニット３で所定時間毎に実行されるものである。
【００９７】
ステップＳ２１では、現在のアクセル開度ＡＰＯを読み込み、ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４では、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの前回値ｔＮｉｎ＿ＯＬＤと、ＣＶＴ目標変速比ｔＲＡＴＩＯの前回値ｔＲＡＴＩＯ＿ＯＬＤ及び目標エンジントルクｔＴｅの前回値ｔＴｅ＿ＯＬＤをそれぞれ読み込む。
【００９８】
ステップＳ２５では、図３のマップに基づいて、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの前回値ｔＮｉｎ＿ＯＬＤのときに、発生可能なエンジントルクの最大値Ｔｍａｘを演算する。
【００９９】
次に、ステップＳ２６では、余裕トルクＴｄｉｆを、ステップＳ２５で求めた最大エンジントルクＴｍａｘと、目標エンジントルクｔＴｅの前回値ｔＴｅ＿ＯＬＤより、
Ｔｄｉｆ＝Ｔｍａｘ−ｔＴｅ＿ＯＬＤ
として余裕トルクＴｄｉｆを演算する。
【０１００】
次にステップＳ２７では、余裕トルクＴｄｉｆに基づいて、次式から変速比変化率ΔＲＡＴＩＯ（目標エンジン速度変化率上限値）を、
ΔＲＡＴＩＯ＝Δｔ×Ｔｄｉｆ／(Ｊｅ×Ｇｆ×ＶＳＰ／Ｒ)
より演算する。ただし、
Δｔ：制御周期
Ｊｅ：エンジン１及びＣＶＴ２の入力軸プーリ１６を合わせた慣性モーメント
Ｇｆ：ディファレンシャルギアのギア比
Ｒ：タイヤ半径
である。
【０１０１】
ステップＳ２８では、ＣＶＴ目標変速比ｔＲＡＴＩＯの前回値ｔＲＡＴＩＯ＿ＯＬＤに変速比変化率（＝変速速度）ΔＲＡＴＩＯを加算して、ｔＲＡＴＩＯａを、
ｔＲＡＴＩＯａ＝ｔＲＡＴＩＯ＿ＯＬＤ＋ΔＲＡＴＩＯ
として求めておく。
【０１０２】
そして、ステップＳ２９では、このｔＲＡＴＩＯａと車速ＶＳＰから、
ｔＮｉｎａ＝ｔＲＡＴＩＯａ×ＶＳＰ×ＧＦ／Ｒ
より、前回制御時のＣＶＴ目標変速比ｔＲＡＴＩＯに基づいてｔＮｉｎａを演算しておく。
【０１０３】
そして、ステップＳ３０、Ｓ３１では、図３に示したマップから、目標動作線Ａと目標駆動力ｔＴｄより、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ１を求め、目標動作線Ｂと目標駆動力ｔＴｄより、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ２を求める。
【０１０４】
ステップＳ３２では、上記ステップＳ２９で求めたｔＮｉｎａが目標動作線Ａに応じたｔＮｉｎ１以上であるかを判定し、ｔＮｉｎａがｔＮｉｎ１未満であればステップＳ３５に進んで、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎをｔＮｉｎ１に規制する。
【０１０５】
ｔＮｉｎａがｔＮｉｎ１以上であれば、ステップＳ３３で、ｔＮｉｎａが目標動作線Ｂに応じたｔＮｉｎ２以下であるかを判定し、ｔＮｉｎａがｔＮｉｎ２以内であれば、上記ｔＮｉｎａは目標動作範囲にあるため、ステップＳ３４で、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎとしてｔＮｉｎａを設定する。
【０１０６】
一方、ｔＮｉｎａがｔＮｉｎ２を超えていればステップＳ３６に進んで、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎをｔＮｉｎ２に規制する。
【０１０７】
次に、修正目標エンジントルクＴｌｏｓｓ（イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓ）が、トルク余裕Ｔｄｉｆと等しくなるように目標変速比の変化率（＝ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化率）を制限することにより加速感の改善代が最適になるようにした場合について、図８、図９を参照しながら説明する。
【０１０８】
目標動作点範囲は、上記図３と同様である。急加速前は定常走行であり、上記図５と同様に、内分比率ｔＲＮが１となる点Ｐａで走行する。
【０１０９】
常にトルク余裕とイナーシャトルク損失分が等しくなるようなＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎを求め、前回制御時のＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎ＿ＯＬＤに、所定の増分値△ｔＮｉｎを加えたものを新たなＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎとするが、動作点Ｐａは、同一の駆動力線上において目標動作点範囲のうち最もエンジン回転速度の大きい点であるので、定常状態では動作点はＰａから動かない。
【０１１０】
急加速により駆動力ｔＡから駆動力ｔＢに移動した場合では、目標駆動力ｔＴｄの変化代が大きい割に、増分値△ｔＮｉｎは小さい為、動作点は目標動作点範囲のうち最もエンジン回転速度の大きい方の境界線＝目標動作線Ｂから離れ、図中拡大図のように、目標動作点範囲の内部に移動する。
【０１１１】
急加速状態が続くと、動作点は目標動作点範囲のうち最もエンジン回転速度の小さい側の境界線＝目標動作線Ａ側に到り、その後はそちら側の境界線をトレースする。
【０１１２】
急加速が終わり目標駆動力が変動しなくなると、再び動作点は目標動作点範囲の内部に移動し、最後は再びエンジン回転速度Ｎｅの大きい方の目標動作線Ｂに到る。
【０１１３】
この場合は、ＣＶＴ目標入力軸回転速度ｔＮｉｎの変化率は最もエンジン回転速度の小さい側の境界線である目標動作線Ａによって制限される場合を除いて、変速比変化率が十分小さく制限される為、イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓを抑制して加速感を改善することができるのである。
【０１１４】
こうして、イナーシャトルク損失として失われる駆動力を、エンジン出力軸上のトルクとして換算した値Ｔｌｏｓｓが余裕トルクＴｄｉｆに等しくなるようにしたため、急加速の判定を行わずに、イナーシャトルク損失Ｔｌｏｓｓをエンジントルク余裕Ｔｄｉｆで補償できる範囲で変速させながらも、目標動作点範囲を逸脱せずに目標駆動力ｔＴｄを実現できる場合には、イナーシャトルク補償を行うことができる範囲で変速速度を変化させて、加速中のイナーシャトルク損失を抑制ながらも、実駆動力をできる限り目標駆動力に近づけることが可能となるのである。
【０１１５】
なお、ｔＮｉｎａが目標動作線Ａを超えたときには、急加速状態と判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示し、駆動力制御装置の全体構成を示したものである。
【図２】駆動力制御装置の概要を示すブロック図である。
【図３】等駆動力線と等燃費線をパラメータとした、エンジントルクとエンジン速度に応じた目標動作点のマップである。
【図４】駆動力制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】等駆動力線と等燃費線をパラメータとした、エンジントルクとエンジン速度に応じた目標動作点のマップで、急加速時の動作を示す。
【図６】同じく急加速時のアクセルペダル開度、目標駆動力、変速比、エンジントルク及び実駆動力と時間の関係を示すグラフ。
【図７】第２の実施形態を示し、駆動力制御の一例を示すフローチャートである。
【図８】等駆動力線と等燃費線をパラメータとした、エンジントルクとエンジン速度に応じた目標動作点のマップで、急加速時の動作を示す。
【図９】同じく図８に対応し、急加速時のアクセルペダル開度、目標駆動力、変速比、エンジントルク及び実駆動力と時間の関係を示すグラフ。
【図１０】従来例を示し、等駆動力線と等燃費線をパラメータとした、エンジントルクとエンジン速度に応じた目標動作点のマップで、急加速時の動作を示す。
【図１１】同じく図１０に対応し、急加速時のアクセルペダル開度、目標駆動力、変速比、エンジントルク及び実駆動力と時間の関係を示すグラフ。
【図１２】他の従来例を示し、等駆動力線と等燃費線をパラメータとした、エンジントルクとエンジン速度に応じた目標動作点のマップで、急加速時の動作を示す。
【図１３】同じく図１２に対応し、急加速時のアクセルペダル開度、目標駆動力、変速比、エンジントルク及び実駆動力と時間の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１エンジン
２ＣＶＴ
３エンジンコントロールユニット
４変速機制御ユニット

Claims

トルクを制御可能なエンジンと、
エンジンに連結されて変速比を連続的に変更可能な変速機と、
アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度検出手段と、
検出されたアクセルペダル開度と車両の運転状態に基づいて、車両の駆動力の目標値を定める目標駆動力設定手段と、
この目標駆動力に基づいてエンジンまたは変速機を制御する駆動力制御手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、
前記駆動力制御手段は、
エンジン回転速度とエンジントルクの組合せによって決定される多数のエンジン動作点の中から予め設定した目標動作点範囲内で前記目標駆動力を実現するように基本目標エンジントルクと目標エンジン回転速度を演算する基本目標動作点演算手段と、
前記基本目標エンジントルクに対し、変速に伴う駆動力の不足分に基づいて修正目標エンジントルクを演算する修正目標エンジントルク演算手段と、
前記基本目標エンジントルクに修正目標エンジントルクを加えて最終目標エンジントルクを演算する最終目標エンジントルク演算手段と、
この最終目標エンジントルクと目標エンジン回転速度に応じて前記エンジンまたは変速機を制御する制御手段とを有し、
前記基本目標動作点演算手段は、目標駆動力を実現する複数の動作点の中で、各目標駆動力毎に最も燃費率の良い動作点の燃費率に対して燃費率悪化の割合が予め設定した値以内である動作点により目標動作点範囲を設定し、前記目標動作点範囲のうちエンジントルクが高い側の第１の境界線と、目標駆動力に相当する等駆動力線との交点に於けるエンジン回転速度を最低目標エンジン回転速度とし、前記目標動作点範囲のうちエンジントルクが低い側の第２の境界線と、目標駆動力に相当する等駆動力線との交点に於けるエンジン回転速度を最高目標エンジン回転速度として、これら最低目標エンジン回転速度と最高目標エンジン回転速度の間の内分点を目標エンジン回転速度として演算する際に、この内分点を車両の加速状態に応じて内分比率を変化させることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
前記駆動力制御手段は、車両の急加速を検出する急加速検出手段を有し、急加速検出手段により急加速が検出されたときには、前記目標エンジン回転速度を算出するための内分比率を、目標エンジン回転速度が減少しない範囲で減じる一方、急加速が検出されないときは、内分比率を増加させることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
前記急加速検出手段は、アクセルペダル開度の時間変化率に関して急加速判定を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
前記急加速検出手段は、目標エンジン回転速度と目標エンジントルクの組み合わせからなる動作点が、予め設定した急加速判定動作線をエンジントルクが高い側に超えた場合に、急加速と判定することを特徴とする請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
前記急加速判定動作線は、エンジン回転速度に応じて発生可能な最大エンジントルクに応じて設定されることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
前記急加速判定動作線は、前記目標動作点範囲のうち、エンジントルクが高い側の第１の境界線と一致することを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動力制御装置。
直前の基本目標動作点に対し、同一エンジン回転速度での最大エンジントルクまでの余裕トルクと、前記修正エンジントルクがこの余裕トルクを超えないために必要な目標エンジン回転速度変化率上限値を求め、前回の目標エンジン回転速度、目標エンジン回転速度変化率上限値から求まる現在の目標エンジン回転速度を用い、現在の演算ステップに於ける前記内分比率を求めることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。