JP4754405B2 - 車両用出力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの制御モードとして、少なくともエンジン出力を制限する出力制限モードを有する車両用出力制御装置に関する。

１台の車両を複数人が運転する場合、運転スタイルや運転技術が運転者毎に異なるため、１台の車両で各運転者の運転スタイルや運転技術に適合した動力性能が得られるようにすれば、使い勝手が良くなり、幅広いニーズに対応することが可能となる。

又、一人の運転者であっても、市街地走行や高速道路走行等の走行環境の変化、或いは運転時の気分に応じて動力性能をチューニングできれば、１台の車両でより高い運転フィーリング（運転者の意思に沿った動力性能）を得ることが出来る。

このような運転者のニーズに対応するために、エンジンの最大出力にあえて一定の制限を設け、１台の車両に複数の出力特性を設定し、運転者が当該出力特性の中から１つの出力特性を適宜選択できるようにした技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００３−８９３９２号公報）には、小型滑走艇において、エンジン制御モードとして、エンジンの出力を制限しないノーマルモードと、エンジンの出力を低く制限するセーブモード（出力制限モード）とを備え、運転者が切換スイッチを操作することで、ノーマルモードとセーブモードとを任意に切換えることの出来る技術が開示されている。
特開２００３−８９３９２号公報

ところで、図１０は、横軸にエンジン回転数、縦軸にエンジンの軸トルク（エンジン出力トルク）をとる、周知の等燃料消費率[g/Ps・h]を表す等燃料消費率（等燃費率）曲線図であり、細線で示す等燃費率曲線に、一点鎖線で示す等馬力曲線が併記されている。又、同図に示す破線はトルクコンバータ付き自動変速機におけるセーブモード時の制限を設けた最大トルクである。

制御モードとして、エンジンの最大出力に一定の制限を設けたセーブモードを選択し、目標トルクが最大トルク付近の点Ｐ１で、しかもトルクコンバータのロックアップ状態で走行している際に、加速運転等、駆動力を増加させようとする場合、セーブモードでは最大出力が制限されているため、駆動力をこれ以上増加させることは出来ない。

駆動力を増加させる手段としては、ロックアップを解除し、トルクコンバータのトルク増幅作用により駆動力を増加させる方法が考えられる。しかし、走行中にロックアップの解除が頻繁に起きることで，運転フィーリングに悪影響を与える恐れがある。ところで、点Ｐ１はエンジンの最大出力に対して余裕があり、例えば点Ｐ２と同等の駆動力は、最小燃費率の範囲内の点Ｐ３で得ることが出来る。

しかし、セーブモードにおける最大トルクを点Ｐ３付近まで大きく設定すると、トルクコンバータが非ロックアップ状態の場合、トルク増幅作用により駆動力が更に高くなってしまうため、セーブモードとノーマルモードとの出力特性の差異が曖昧となり、エンジン出力を低く制限しているセーブモードと、通常のノーマルモードとを明確に区別する意味が無くなってしまう不都合がある。

そのため、自動車等の車両に、上述した文献に記載されている小型滑走艇の技術をそのまま適用することは出来ない。

本発明は、上記事情に鑑み、エンジンの制御モードとしてエンジン出力を制限する出力制限モードが設定されている場合に、通常の制御モードとの機能上の差異を運転者に明確に示すことができ、且つ燃料消費率のよい出力特性を得ることのできる車両用出力制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、エンジンの制御モードとして、少なくともエンジン出力を制限する出力制限モードを有し、該出力制限モードに基づいて設定したエンジン出力トルクをトルクコンバータを介して駆動系へ伝達する車両用出力制御装置において、前記出力制限モード時に設定される前記エンジン出力トルクの上限値が、前記トルクコンバータのロックアップ状態と非ロックアップ状態とで相違しており、前記ロックアップ状態で設定される前記上限値は、所定エンジン回転数よりも低い領域では前記出力制限モード時の最大トルクと同じかやや低い値に設定され、前記所定エンジン回転数よりも高い領域では前記非ロックアップ状態で設定される上限値と同じ値に設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、出力制限モードにおいて設定されるエンジン出力トルクの上限値が、トルクコンバータのロックアップ状態では、所定エンジン回転数よりも低い領域では前記出力制限モード時の最大トルクと同じかやや低い値に設定し、所定エンジン回転数よりも高い領域では前記非ロックアップ状態で設定される上限値と同じ値に設定したので、トルクコンバータのロックアップ状態、非ロックアップ状態に拘わらず、出力制限モードが設定されている場合に、通常の制御モードとの機能上の差異を運転者に明確に示すことができ、且つ燃料消費率のよい出力特性を得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１にインストルメントパネル及びセンタコンソールを運転席側から見た斜視図を示す。同図に示すように、車両の車室内前部に配設されているインストルメントパネル（以下「インパネ」と略称）１は、車幅方向左右に延出されており、運転席２の前方に位置するインパネ１にコンビネーションメータ（以下「コンビメータ」と略称）３が配設されている。又、このインパネ１の車幅方向ほぼ中央に、周知のカーナビゲーションシステムを構成するセンタディスプレイ４が配設されている。

又、運転席２と助手席５との間に配設されて、インパネ１側から車体後方へ延出するセンタコンソール６に、自動変速機のレンジを選択するセレクトレバー７が配設され、その後方に、主にエンジンの駆動力特性を選択するモード選択スイッチ８が配設されている。更に、運転席２の前方にステアリングホイール９が配設されている。

ステアリングホイール９は、エアバッグ等を収容するセンタパッド部９ａを有し、このセンタパッド部９ａと外周のグリップ部９ｂとの左右及び下部が、３本のスポーク９ｃを介して連設されている。このセンタパッド部９ａの左下部に表示切換スイッチ１０が配設され、又、右下部に、一時切換スイッチ１１が配設されている。

又、図２に示すように、モード選択スイッチ８は、プッシュスイッチを併設するシャトルスイッチであり、外部操作者（一般的には運転者であるため、以下においては、「運転者」と称して説明する）がリング状の操作つまみ８ａを操作することで、後述する３種類の制御モードとしてのエンジンモードＭ（ノーマルモードｍ１、セーブモード(出力制限モード)ｍ２、パワーモードｍ３）を選択することができる。すなわち、本実施形態では、操作つまみ８ａを左方向（同図の符号１方向）へ回転させることで左側スイッチがＯＮ動作されてノーマルモードｍ１が選択され、右方向（同図の符号３方向）へ回転させることで右側スイッチがＯＮ動作されてパワーモードｍ３が選択される。一方、操作つまみ８ａを下方向（同図の符号２を押圧する方向）にプッシュすることでプッシュスイッチがＯＮ動作してセーブモードｍ２が選択される。尚、プッシュスイッチにセーブモードｍ２を割り当てることで、例えば運転中に誤ってプッシュスイッチをＯＮした場合であっても、セーブモードｍ２は後述するように出力トルクが抑制されているため、エンジンモードＭがセーブモードｍ２に切換えられても駆動力が急に増加されてしまうことがなく、運転者は安心して運転することができる。

ここで、各モードｍ１〜ｍ３の出力特性について簡単に説明する。ノーマルモードｍ１は、アクセルペダル１４の踏込み量（アクセル開度）に対して出力トルクがほぼリニアに変化するように設定されている（図８(a)参照）、通常運転に適したモードである。

又、セーブモードｍ２は、エンジントルクのセーブ、及び自動変速機搭載車では変速機のロックアップ制御に同期させてエンジントルクをセーブする等して、十分な出力を確保しながらスムーズな出力特性とし、アクセルワークを楽しむことができるモードに設定されている。

更に、セーブモードｍ２は出力トルクを抑制しているのでイージードライブ性と低燃費性（経済性）との双方をバランス良く両立させることができる。例えば、３リッタエンジンを搭載する車両であっても、２リッタエンジン相当の十分な出力を確保しながらスムーズな出力特性とし、特に市街地走行等の実用領域における扱い易さを重視した性能が設定されている。

又、パワーモードｍ３は、エンジンの低回転域から高回転域までレスポンスに優れる出力特性とし、更に、自動変速機搭載車の場合には、エンジントルクに同期させてシフトアップポイントを変更させる等してワインディング路などでのスポーティな走行状況にも積極的に対応可能として、きびきびとした運転ができるようなパワー重視のモードに設定されている。すなわち、このパワーモードｍ３では、アクセルペダル１４の踏込み量に対して高いレスポンス特性が設定されており、例えば３リッタエンジンを搭載する車両であれば、３リッタエンジンの有するポテンシャルを最大限に発揮できるように、早いタイミングで最大トルクを発生させるように設定されている。

尚、この各エンジンモード（ノーマルモードｍ１、セーブモードｍ２、パワーモードｍ３）の目標トルクは、後述するように、エンジン回転数とアクセル開度との２つのパラメータに基づいて設定される。

表示切換スイッチ１０は、インパネ１やコンビメータ３等の運転者から見易い位置に配設されているマルチインフォメーションディスプレイ（図示せず）に表示される情報を切換える際に操作するもので、順送りスイッチ部１０ａと逆送りスイッチ部１０ｂと初期画面復帰スイッチ部１０ｃとが設けられている。マルチインフォメーションディスプレイは、例えば、走行距離（オドメータ、及びトリップメータ）表示画面、燃費（平均燃費、及び瞬間燃費）表示画面、イグニッションＯＮ後の運転時間表示画面、燃料残量に応じた走行可能距離表示画面、選択したエンジンモードのアクセル−トルク線表示画面等が切換え表示される。尚、アクセル−トルク線表示画面におけるアクセル−トルク線は、縦軸にエンジの出力トルク、横軸にアクセル開度が示されており、表示されるアクセル−トルク線がアクセル開度の増減に連動してインジケータ表示される。

又、図３に示すように、車両には、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等の車内通信回線１６を通じて、メータ制御装置（メータ＿ＥＣＵ）２１、エンジン制御装置（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）２２、変速機制御装置（Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ）２３、ナビゲーション制御装置（ナビ＿ＥＣＵ）２４等の、車両を制御する制御装置が相互通信可能に接続されている。各ＥＣＵ２１〜２４は、マイクロコンピュータ等のコンピュータを主体に構成され、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶手段等を有している。

メータ＿ＥＣＵ２１は、コンビメータ３の表示全体を制御するもので、入力側にモード選択スイッチ８、表示切換スイッチ１０、一時切換スイッチ１１、及びトリップメータの表示をリセットするトリップリセットスイッチ３ｇが接続されている。又、出力側に、コンビメータ３に配設されている各メータ類、及びマルチインフォメーションディスプレイ（図示せず）を駆動するコンビメータ駆動部２６が接続されている。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２は、エンジンの運転状態を制御するもので、入力側に、クランク軸等の回転からエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２９、エアクリーナの直下流等に配設されて吸入空気量を検出する吸入空気量センサ３０、アクセルペダル１４の踏込み量から、運転者の要求出力であるアクセル開度を検出する要求出力検出手段（アクセル開度検出手段）としてのアクセル開度センサ３１、吸気通路に介装されてエンジンの各気筒に供給する吸入空気量を調整するスロットル弁（図示せず）の開度を検出するスロットル開度センサ３２、エンジン温度を示す冷却水温を検出する水温センサ３３等、車両及びエンジン運転状態を検出するセンサ類が接続されている。又、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２の出力側に、各気筒の燃焼室に対して所定に計量された燃料を噴射するインジェクタ３６、電子制御スロットル装置（図示せず）に設けられているスロットルアクチュエータ３７等、エンジン駆動を制御するアクチュエータ類が接続されている。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２は、入力された各センサ類からの検出信号に基づき、インジェクタ３６に対する燃料噴射タイミング、及び燃料噴射パルス幅（パルス時間）を設定する。更に、スロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ３７に対しスロットル開度信号を出力してスロットル弁の開度を制御する。

ところで、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２に設けられている不揮発性記憶手段には、異なる複数の駆動力特性がマップ形式で格納されている。各駆動力特性として、本実施形態では３種類のモードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３を備えており、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、各モードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３は、アクセル開度とエンジン回転数とを格子軸とし、各格子点に基本目標トルクＴＲＱ１，ＴＲＱ２，ＴＲＱ３を各々格納する３次元マップで構成されている。

この各モードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３は、基本的には、モード選択スイッチ８の操作により選択される。すなわち、モード選択スイッチ８にてノーマルモードｍ１を選択した場合、モードマップとしてノーマルモードマップＭｐ１が選択され、セーブモードｍ２を選択した場合、セーブモードマップＭｐ２が選択され、又、パワーモードｍ３を選択した場合、パワーモードマップＭｐ３が選択される。

以下、各モードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３の駆動力特性について説明する。図８（ａ）に示すノーマルモードマップＭｐ１は、アクセル開度が比較的小さい領域で基本目標トルクＴＲＱ１をリニアに変化させる特性に設定されており、又、スロットル弁の開度が全開付近で最大トルクとなるように設定されている。

又、同図（ｂ）に示すセーブモードマップＭｐ２は、上述したノーマルモードマップＭｐ１に比し、基本目標トルクＴＲＱ２の上昇が抑えられており、アクセルペダル１４を全踏しても、出力トルクを抑制することで、アクセルペダル１４を思い切り踏み込む等のアクセルワークを楽しむことができる。更に、基本目標トルクＴＲＱ２の上昇が抑えられているため、イージードライブ性と低燃費性との双方をバランス良く両立させることができる。例えば３リッタエンジンを搭載する車両であっても、２リッタエンジン相当の充分な出力を確保しながらスムーズな出力特性とし、特に市街地走行等の実用領域における扱い易さを重視したトルクが設定される。

又、同図（ｃ）に示すパワーモードマップＭｐ３は、ほぼ全運転領域でアクセル開度の変化に対する基本目標トルクＴＲＱ３の変化率が大きく設定されている。従って、例えば３リッタエンジンを搭載する車両であれば、３リッタエンジンの有するポテンシャルを最大限に発揮できるような基本目標トルクＴＲＱ３が設定される。尚、各モードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３のアイドル回転数を含む極低回転領域は、ほぼ同じ駆動力特性に設定されている。

このように、本実施形態によれば、運転者がモード選択スイッチ８を操作して、何れかのモードｍ１，ｍ２，ｍ３を選択すると、対応するモードマップＭｐ１，Ｍｐ２，或いはＭｐ３が選択され、当該モードマップＭｐ１，Ｍｐ２，或いはＭｐ３に基づいて基本目標トルクＴＲＱ１，ＴＲＱ２，ＴＲＱ３が設定されるため、１つの車両で全く異なる３種類のアクセルレスポンスを楽しむことができる。尚、スロットル弁の開閉速度も、セーブモードマップＭｐ２では緩やかに、パワーモードマップＭｐ３では素早く動作するように設定されている。

又、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２３は、自動変速機の変速制御を行うもので、入力側にトランスミッション出力軸の回転数等から車速を検出する車速検出手段としての車速センサ４１、セレクトレバー７のセットされているレンジを検出するインヒビタスイッチ４２等が接続され、出力側に自動変速機の変速制御を行うコントロールバルブ４３、及びエンジンの出力を駆動系へ伝達するトルクコンバータのロックアップクラッチをロックアップ動作させるロックアップアクチュエータ４４が接続されている。このＴ／Ｍ＿ＥＣＵ２３では、インヒビタスイッチ４２からの信号に基づきセレクトレバー７のセットレンジを判定し、Ｄレンジにセットされているときは、所定の変速パターンに従い、その変速信号をコントロールバルブ４３へ出力して変速制御を行う。尚、この変速パターンは、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２で設定されているモードｍ１，ｍ２，ｍ３に対応して可変設定される。

又、ロックアップ条件が満足されたときは、ロックアップアクチュエータ４４にスリップロックアップ信号或いはロックアップ信号を出力し、トルクコンバータの入出力要素間を、コンバータ（非ロックアップ）状態からスリップロックアップ状態、或いはロックアップ状態に切換える。その際、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２は、所望のエンジン出力値を発生させるための目標トルクτｅをスリップロックアップ状態、及びロックアップ状態に同期させて補正する。その結果、例えばエンジンモードＭがセーブモードｍ２に設定されている場合は、目標トルクτｅが、より経済的な走行ができる領域に補正される。

ナビ＿ＥＣＵ２４は、周知のカーナビゲーションシステムに設けられているもので、ＧＰＳ衛星等から得られる位置データに基づいて車両の位置を検出すると共に、目的地までの誘導路を演算する。そして、自車の現在地及び誘導路がセンタディスプレイ４上の地図データに表示される。

次に、上述したＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２２で実行されるエンジンの運転状態を制御する手順について、図４〜図７のフローチャートに従って説明する。

イグニッションスイッチをＯＮすると、先ず、図４に示す始動時制御ルーチンが１回のみ起動される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、前回のイグニッションスイッチＯＦＦ時に設定されていたエンジンモードＭ（Ｍ：ノーマルモードｍ１、セーブモードｍ２、パワーモードｍ３）を読込む。

そして、ステップＳ２へ進み、エンジンモードＭが、パワーモードｍ３か否かを調べる。パワーモードｍ３に設定されているときは、エンジンモードＭをノーマルモードｍ１に強制的に設定して（Ｍ←ｍ１）、ルーチンを終了する。又、エンジンモードＭが、パワーモードｍ３以外の、ノーマルモードｍ１、或いはセーブモードｍ２に設定されているときはそのままルーチンを終了する。

このように、前回のイグニッションスイッチをＯＦＦしたときのエンジンモードＭがパワーモードｍ３に設定されている場合であっても、イグニッションスイッチをＯＮしたときのエンジンモードＭは、ノーマルモードｍ１へ強制的に切換えられるため（Ｍ←ｍ１）、アクセルペダル１４をやや踏み込んでも車両が急発進してしまうことが無く、良好な発進性能を得ることができる。

そして、この始動時制御ルーチンが終了すると、図５〜図７に示すルーチンが所定演算周期毎に実行される。先ず、図５に示すモードマップ選択ルーチンについて説明する。

このルーチンは、先ず、ステップＳ１１で、現在設定されているエンジンモードＭを読込み、ステップＳ１２で、エンジンモードＭの値を参照して、何れのモード（ノーマルモードｍ１、セーブモードｍ２、或いはパワーモードｍ３）が設定されているかを調べる。そして、ノーマルモードｍ１が設定されているときはステップＳ１３へ進み、セーブモードｍ２に設定されているときはステップＳ１４へ分岐し、又、パワーモードｍ３に設定されているときはステップＳ１５へ分岐する。尚、イグニッションスイッチをＯＮした後の、最初のルーチン実行時においては、エンジンモードＭが、ノーマルモードｍ１かセーブモードｍ２の何れかであるため、ステップＳ１５へ分岐することはない。但し、イグニッションスイッチをＯＮした後、運転者がモード選択スイッチ８の操作つまみ８ａを右回転させて、パワーモードｍ３を選択した場合、後述するステップＳ２３でエンジンモードＭがパワーモードｍ３に設定されるため、それ以降のルーチン実行時においては、ステップＳ１２からステップＳ１５へ分岐される。

そして、ノーマルモードｍ１に設定されていると判定されて、ステップＳ１３へ進むと、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２２の不揮発性記憶手段に格納されているノーマルモードマップＭｐ１を、今回のモードマップとして設定して、ステップＳ１９へ進む。又、セーブモードｍ２に設定されていると判定されて、ステップＳ１４へ分岐すると、セーブモードマップＭｐ２を、今回のモードマップとして設定して、ステップＳ１９へ進む。

一方、パワーモードｍ３に設定されていると判定されて、ステップＳ１５へ分岐すると、ステップＳ１５，Ｓ１６において、水温センサ３３で検出した冷却水温Ｔｗと暖機判定温度ＴＬ、及び高温判定温度ＴＨとを比較する。そして、ステップＳ１５において、冷却水温Ｔｗが暖機判定温度ＴＬ以上と判定され（Ｔｗ≧ＴＬ）、且つ、ステップＳ１６で冷却水温Ｔｗが高温判定温度ＴＨ未満と判定されたときは（Ｔｗ＜ＴＨ）、ステップＳ１７へ進む。

一方、ステップＳ１５で冷却水温Ｔｗが暖機判定温度ＴＬ未満と判定され（Ｔｗ＜ＴＬ）、或いはステップＳ１６で冷却水温Ｔｗが高温判定温度ＴＨ以上と判定されたときは（Ｔｗ≧ＴＨ）、ステップＳ１８へ分岐し、エンジンモードＭをノーマルモードｍ１に設定して（Ｍ←ｍ１）、ステップＳ１３へ戻る。

このように、本実施形態では、イグニッションスイッチをＯＮした後、運転者がモード選択スイッチ８を操作して、パワーモードｍ３を選択した場合であっても、冷却水温Ｔｗが暖機判定温度ＴＬ以下、或いは高温判定温度ＴＨ以上のときは、強制的にノーマルモードｍ１へ戻すようにしたので、暖機運転時においては排気エミッションの排出量が抑制され、又、高温時においては出力を抑えることでエンジン、及び周辺機器を熱害から保護することができる。尚、エンジンモードＭが強制的にノーマルモードｍ１に設定されたとき、ウォーニングランプ（図示せず）が点灯或いは点滅し、エンジンモードＭが強制的にノーマルモードｍ１へ戻されたことを運転者に報知する。この場合、ブザーや音声でその旨を知らせるようにしても良い。

次いで、ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１７の何れかからステップＳ１９へ進むと、モード選択スイッチ８がＯＮ操作されたか否かを調べ、操作されていないときは、そのままルーチンを抜ける。又、ＯＮ操作されたときは、ステップＳ２０へ進み、運転者が何れのモードを選択したかを判別する。

そして、運転者がノーマルモードｍ１を選択した（操作つまみ８ａを左回転させた）と判断したとき、ステップＳ２１へ進み、エンジンモードＭをノーマルモードｍ１で設定して（Ｍ←ｍ１）、ルーチンを抜ける。又、運転者がセーブモードｍ２を選択した（操作つまみ８ａをプッシュした）と判断したとき、ステップＳ２２へ進み、エンジンモードＭをセーブモードｍ２で設定して（Ｍ←ｍ２）、ルーチンを抜ける。又、運転者がパワーモードｍ３を選択した（操作つまみ８ａを右回転させた）と判断したとき、ステップＳ２３へ進み、エンジンモードＭをパワーモードｍ３で設定して（Ｍ←ｍ３）、ルーチンを抜ける。

ところで、本実施形態では、イグニッションスイッチをＯＮした後、モード選択スイッチ８の操作つまみ８ａを操作することで、エンジンモードＭをパワーモードｍ３に設定することができるため、パワーモードｍ３で発進させることも可能である。しかし、この場合、運転者が意識的にパワーモードｍ３を選択したものであるため、発進に際して大きな駆動力が発生したとしても運転者が慌てることはない。

次に、図６に示すエンジン駆動制御ルーチンについて説明する。

このルーチンでは、先ず、ステップＳ３２でエンジン回転数センサ２９で検出したエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度センサ３１で検出したアクセル開度θａｃｃ[％]を読込む。尚、アクセル開度θａｃｃは比率で表されており０[％]がアクセル開放状態、１００[％]がアクセル全踏状態となる。

その後、ステップＳ３３へ進み、所望のエンジン出力を発生させるための目標トルクτｅを設定する。この目標トルクτｅは、図７に示す目標トルク設定サブルーチンで設定される。このサブルーチンでは、先ず、ステップＳ４１でエンジン回転数Ｎｅとアクセル開度θａｃｃとに基づき、各モードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３を補間計算付きで参照して、基本目標トルクＴＲＱ１，ＴＲＱ２，ＴＲＱ３を設定する。

次いで、ステップＳ４２で、エンジンモードＭの値を参照して、何れのエンジンモードＭ（ノーマルモードｍ１、セーブモードｍ２、或いはパワーモードｍ３）が選択されているかを調べる。そして、ノーマルモードｍ１が設定されているときはステップＳ４３へ進み、セーブモードｍ２に設定されているときはステップＳ４４へ分岐し、又、パワーモードｍ３に設定されているときはステップＳ４５へ進む。

エンジンモードＭがノーマルモードｍ１と判定されて、ステップＳ４３へ進むと、目標トルクτｅを、ノーマルモードマップＭｐ１を参照して設定した基本目標トルクＴＲＱ１に基づいて設定し（τｅ←ＴＲＱ１）、ルーチンを抜け、図６のステップＳ３４へ進む。又、エンジンモードＭがセーブモードｍ２と判定されて、ステップＳ４４へ進むと、目標トルクτｅを、セーブモードマップＭｐ２を参照して設定した基本目標トルクＴＲＱ２に基づいて設定し（τｅ←ＴＲＱ２）、ステップＳ４６へ進む。更に、エンジンモードＭがパワーモードｍ３と判定されて、ステップＳ４５へ進むと、目標トルクτｅを、パワーモードマップＭｐ３を参照して設定した基本目標トルクＴＲＱ３に基づいて設定し（τｅ←ＴＲＱ３）、ルーチンを抜け、図６のステップＳ３４へ進む。

ステップＳ４４からステップＳ４６へ進むと、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２３から出力されるロックアップ信号を読込み、トルクコンバータに設けられているロックアップクラッチが締結されているロックアップ状態か否かを調べる。そして、ロックアップクラッチが開放されている非ロックアップ状態のときはステップＳ４７へ進み、エンジン回転数Ｎｅに基づき非ロックアップ用上限ガード値テーブルを補間計算付きで参照して非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１を設定し、ステップＳ４８で、上限値としてのセーブモード用上限ガード値Ｌを、非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１で設定して（Ｌ←Ｌ１）、ステップＳ５１へ進む。又、ロックアップ状態のときはステップＳ４９へ進み、エンジン回転数Ｎｅに基づきロックアップ用上限ガード値テーブルを補間計算付きで参照してロックアップ用上限ガード値Ｌ２を設定し、ステップＳ５０でセーブモード用上限ガード値Ｌを、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２で設定して（Ｌ←Ｌ２）、ステップＳ５１へ進む。

ここで、非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１及びロックアップ用上限ガード値Ｌ２について簡単に説明する。非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１はセーブモードにおける運動性能の微調整のために用いられる。各モードの出力特性は基本的には、図８に示すマップに基づいて決定されているが、この非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１を調整することにより他のモード（パワーモード、ノーマルモード）との差異を強調したり、車両ごとに特性に違いを持たせたりすることができる。

次に、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２はエンジンの出力を最大出力より制限したことによって利用することができなくなった燃費率のよいエンジン出力特性の領域をロックアップ時に限り利用することができるようにするために用いられる。前述のようにエンジンの出力をトルクコンバータの状態によらず一律に最大出力より低く制限した場合、エンジン回転数の低い領域に、セーブモードにおける目標トルク（図１０の最大トルクを示す破線に相当する。本実施形態の場合、この破線は非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１と一致する）より軸トルクを高く設定した場合であっても、燃費率のよい領域が生じる場合がある。よって、この燃費率のよい領域をロックアップ時のみ利用できるように、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２は非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１より高い値に設定されている。

尚、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２を高く設定することで燃費率のよい領域を広く利用することができるようになるが、必要以上に高く設定すると、セーブモードとロックアップ時のノーマルモードとの差異が曖昧になる。又、トルクコンバータによるトルク増幅分を加味しても非ロックアップ時とロックアップ時とで得られる駆動力に大きな違いが生ずることとなる。従って、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２を非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１より高く設定するに当たっては、燃費率とセーブモードにおいて必要とされる運動性能の両者を考慮しつつ設定することになる。

図９に非ロックアップ用上限ガード値テーブル及びロックアップ用上限ガード値テーブルごとに格納されている各上限ガード値Ｌ１，Ｌ２と、当該エンジンの最大トルクと、セーブモードｍ２のスロットル全開（本実施形態では６０［％］）時における最大出力としての最大トルク（セーブモード全開トルク）との関係を示す。

本実施形態においては、非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１は最大トルクよりも低い値に設定されている。一方、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２はエンジン回転数の低い領域では、セーブモードｍ２における最大トルクと同じかやや低い値に設定されており、設定エンジン回転数よりも高い領域では非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１と同じ値に設定されている。

そして、図５のステップＳ４８、或いはステップＳ５０からステップＳ５１へ進むと、目標トルクτｅとセーブモード用上限ガード値Ｌとを比較し、τｅ≦Ｌのときは、そのままルーチンを抜け、図６のステップＳ３４へ進む。一方、τｅ＞Ｌのときは、ステップＳ５２へ進み、目標トルクτｅをセーブモード用上限ガード値Ｌで設定して（τｅ←Ｌ）、ルーチンを抜け、図６のステップＳ３４へ進む。従って、目標トルクτｅは、必ずセーブモード用上限ガード値Ｌ以下に設定されることになる。

このように、本実施形態では、エンジンモードＭとしてセーブモードｍ２が選択されている場合、目標トルクτｅの上限を、トルクコンバータの非ロックアップ状態とロックアップ状態とで、異なる特性を有する上限ガード値Ｌ１，Ｌ２で規制し、エンジン回転数が低い領域でのロックアップ状態ではロックアップ用上限ガード値Ｌ２を高く設定することで、最小燃費率の範囲内で高い軸トルクに設定して駆動力の増加を図ることができる。一方、エンジン回転数が低い領域での非ロックアップ状態ではトルク増幅作用により駆動力の増加が実現できるので、この非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１をロックアップ用上限ガード値Ｌ２よりも低く設定することで、相対的に同等の駆動力が得られるようになる。

従って、セーブモードｍ２でエンジン回転数が低い領域での走行中に、加速運転等、駆動力を増量させようとする場合、ロックアップ状態ではロックアップ用上限ガード値Ｌ２が最小燃費率の範囲内で高く設定されているので、軸トルクを高めることで駆動力の増加が実現でき、非ロックアップ状態ではトルク増幅作用により駆動力の増加を図ることができる。その結果、燃費率の小さい領域で駆動力の増加を得ることができる。

又、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２が非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１よりもトルクコンバータのトルク増幅を考慮して高く設定されているので、ロックアップ状態と非ロックアップ状態とでほぼ同じ駆動力を得ることができる。又、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２を必要以上に高い値に設定しないことでセーブモードとノーマルモードとの出力特性の差異が明確となり、運転者に両モードの差異を体感させることができる。

その後、図６のステップＳ３４へ進むと、目標トルクτｅに対応する目標スロットル開度θｅ[％]を決定する。

次いで、ステップＳ３５で、スロットル開度センサ３２で検出したスロットル開度θｔｈを読込み、ステップＳ３６で、スロットル開度θｔｈが目標スロットル開度θｅに収束するように、電子制御スロットル装置に設けられているスロットル弁を開閉動作させるスロットルアクチュエータ３７をフィードバック制御して、ルーチンを抜ける。

その結果、運転者がアクセルペダル１４を操作すると、アクセル開度θａｃｃとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとして、運転者が選択したエンジンモードＭ（Ｍ：ノーマルモードｍ１、セーブモードｍ２、パワーモードｍ３）に対応するモードマップＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３に従いスロットル弁が開閉動作し、エンジンモードＭがノーマルモードｍ１に設定されている場合は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度θａｃｃ）に対して出力トルクがほぼリニアに変化するため、通常の運転を行うことができる。

又、セーブモードｍ２に設定されている場合は、目標トルクの上昇が抑えられているため、アクセルペダル１４を思い切り踏み込む等のアクセルワークを楽しむことができるばかりでなく、イージードライブ性と低燃費性との双方をバランス良く両立させることができる。従って、例えば３リッタエンジンを搭載する車両であっても、２リッタエンジン相当の十分な出力を確保しながらスムーズな運転を行うことができ、市街地走行等の実用領域に良好な運転性能を得ることができる。更に、パワーモードｍ３に設定されている場合は、高いレスポンスが得られるため、よりスポーティな走りを得ることができる。

その結果、１台の車両で全く異なる３種類のアクセルレスポンスを楽しむことができる。従って、運転者は、車両を購入後も好みの駆動力特性を任意に選択することができ、１台の車両で、異なる特性を有する３台分の車両を運転することができる。

更に、セーブモードｍ２では、トルクコンバータが非ロックアップ状態かロックアップ状態かで、目標トルクτｅの上限を規制する上限ガード値Ｌ１，Ｌ２を切換えて使用し、エンジン回転数Ｎｅの低い領域では、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２を非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１よりも高く設定して軸トルクを増加させて駆動力の増加を図り、一方、非ロックアップ状態では、軸トルクを増加させることなくトルクコンバータのトルク増幅作用により駆動力を増加させるようにしたので、トルクコンバータが非ロックアップ状態かロックアップ状態かに拘わらず燃費率の小さい領域で駆動力の増加を図ることが出来る。

この場合、例えばアクセルペダルを踏み込んだ加速初期の段階で非ロックアップ状態になるとロックアップ用上限ガード値Ｌは、非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１に基づいて設定され（Ｓ４８参照）、目標トルクτｅは上限ガード値Ｌで低く抑えられた状態で、換言すれば、目標トルクτｅを増加させることなくトルク増幅により駆動力が増加される。そして、加速途中で、ロックアップ状態になると、ロックアップ用上限ガード値Ｌは、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２に基づいて設定され（Ｓ５０参照）、上限ガード値Ｌが高く設定される。従って、加速途中で非ロックアップ状態からロックアップ状態に切換えられてトルクコンバータによるトルク増幅が得られなくなった場合には、目標トルクτｅ自体が引き上げられるので、駆動力の低下が補間されスムーズな切換えが行われる。

このように、本実施形態では、加速途中にトルクコンバータのロックアップクラッチが非ロックアップ状態からロックアップ状態に切換えられた場合であっても、駆動力不足になることはなく、更に、トルクコンバータのロックアップクラッチがロックアップ状態から非ロックアップ状態に切換えられてトルク増幅された場合であっても、駆動力が増加することはない。従って、セーブモードとノーマルモードとの駆動力の差異を運転者に対して明確に体感させることが出来る。

尚、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、例えばアクセル開度とエンジン回転数に基づき異なる複数の駆動力特性を有する複数のモードマップを用いて目標トルクを設定する場合について例示したが、本発明はこれに限らず、各駆動力特性の目標トルクをアクセル開度とエンジン回転数から演算により求めても良い。同様に、非ロックアップ用上限ガード値Ｌ１、ロックアップ用上限ガード値Ｌ２もエンジン回転数Ｎｅをパラメータとして演算により求めるようにしても良い。

この場合、上限ガード値Ｌ１，Ｌ２を設定することなく、セーブモードｍ２時の基本目標トルクＴＲＱ２を、非ロックアップ状態とロックアップ状態とで個別に設定し、当該基本目標トルクＴＲＱ２自体でエンジン出力の上限を規制するようにしても良い。或いはロックアップ状態において設定した基本目標トルクＴＲＱ２を補正することで、非ロックアップ状態において設定する基本目標トルクＴＲＱ２としても良く、その逆でも良い。

更に、本実施形態では、電子制御スロットル装置に装備されているスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ３７を制御対象として説明したが、制御対象は、これに限らず、例えばディーゼルエンジンでは、制御対象をインジェクタ駆動装置とし、このインジェクタ駆動装置から噴射される燃料噴射量を目標トルクτｅに基づいて設定するようにしても良い。又、吸気弁を電磁動弁機構で開閉動作させるエンジンでは、制御対象を電磁動弁機構とし、この電磁動弁機構にて駆動する吸気弁の弁開度を目標トルクτｅに基づいて設定するようにしても良い。

インストルメントパネル及びセンタコンソールを運転席側から見た斜視図 モード選択スイッチの斜視図 車両用制御装置の構成図 始動時制御ルーチンを示すフローチャート モードマップ選択ルーチンを示すフローチャート エンジン駆動制御ルーチンを示すフローチャート 目標トルク設定サブルーチンを示すフローチャート （ａ）はノーマルモードマップの概念図、（ｂ）はセーブモードマップの概念図、（ｃ）はパワーモードマップの概念図 非ロックアップ用上限ガード値とロックアップ用上限ガード値とエンジンの最大トルク、及びセーブモード全開トルクの関係を示す特性図 等馬力曲線を併記した等燃費率曲線図

符号の説明

８…モード選択スイッチ、
１１…一時切換スイッチ、
１４…アクセルペダル、
２１…メータ＿ＥＣＵ、
２２…Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ、
２３…Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ、
２４…ナビ＿ＥＣＵ、
３１…アクセル開度センサ、
３２…スロットル開度センサ、
４４…ロックアップアクチュエータ、
Ｌ…セーブモード用上限ガード値、
Ｌ１…非ロックアップ用上限ガード値、
Ｌ２…ロックアップ用上限ガード値、
Ｍ…エンジンモード、
Ｍｐ１…ノーマルモードマップ、
Ｍｐ２…セーブモードマップ、
Ｍｐ３…パワーモードマップ、
Ｎｅ…エンジン回転数、
ＴＲＱ１，ＴＲＱ２，ＴＲＱ３…基本目標トルク、
ｍ１…ノーマルモード、
ｍ２…セーブモード、
ｍ３…パワーモード、
θａｃｃ…アクセル開度、
θｅ…目標スロットル開度、
θｔｈ…スロットル開度、
τｅ…目標トルク

Claims (2)

1. エンジンの制御モードとして、少なくともエンジン出力を制限する出力制限モードを有し、該出力制限モードに基づいて設定したエンジン出力トルクをトルクコンバータを介して駆動系へ伝達する車両用出力制御装置において、
   前記出力制限モード時に設定される前記エンジン出力トルクの上限値が、前記トルクコンバータのロックアップ状態と非ロックアップ状態とで相違しており、
   前記ロックアップ状態で設定される前記上限値は、所定エンジン回転数よりも低い領域では前記出力制限モード時の最大トルクと同じかやや低い値に設定され、前記所定エンジン回転数よりも高い領域では前記非ロックアップ状態で設定される上限値と同じ値に設定されている
   ことを特徴とする車両用出力制御装置。
2. 前記ロックアップ状態で設定される前記エンジン出力トルクの上限値は、燃料消費率と前記出力制限モードにおいて必要とされる運動性能とに基づいて設定されることを特徴とする請求項１記載の車両用出力制御装置。

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