JP5862673B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の駆動力を制御する装置に関し、特に運転者の運転志向（嗜好もしくは指向）に基づいて駆動力源を制御する装置に関するものである。

車両における駆動力は、アクセル開度に対するエンジンの出力やエンジンに連結されている変速機での変速比などによって適宜に設定することができ、通常は、企画・設計の段階で、車格などに応じて予め決められる。これに対して実際に車両を運転する運転者の好みや道路状況などによっては要求される駆動力が異なるから、駆動力特性や変速特性は、車両が走行している状況や運転者の要求などに応じて変更できることが望まれる。

そこで例えば国際公開第２０１１／０２１６３４号には、前後加速度と横加速度との合成加速度に基づいて、運転者の運転志向を示す指標に相当する指示指標を求め、その指示指標に基づいて駆動力特性や変速特性あるいは懸架特性などを制御するように構成された装置が記載されている。また、特開２００５ー１１３９４６号公報には、無段変速機の変速比をステップ的に変化させて無段変速機を有段的に使用する制御装置であって、エンジン回転数が無段変速機の耐久性の観点から決められた上限回転数に達したことによりアップシフトを実行してエンジン回転数を低下させ、またエンジン回転数がエンジンストールの観点から決められた下限回転数に達したことによりダウンシフトを実行してエンジン回転数を増大させるように構成された制御装置に記載されている。

ところで、ベルト式やトロイダル型などの無段変速機を搭載した車両や、エンジンの回転数をモータによって適宜に変更できることにより実質的な変速比を連続的に変化させることのできるハイブリッド車においては、変速比を連続的に変化させることができる特性を有効に利用して、要求出力に対するエンジンの運転点が燃費の良好な運転点となるように変速比を制御するのが通常である。すなわち、エンジントルクとエンジン回転数とで規定できる等出力線上で燃費が最適となるエンジン回転数を求め、その時点の車速もしくは出力回転数に対してエンジン回転数がその最適燃費となる回転数になるように変速比を制御し、また同時にスロットル開度などによってエンジントルクを制御している。このような車両の制御に前述した国際公開第２０１１／０２１６３４号に記載された発明を適用して、運転志向に応じた駆動力を発生し、また懸架特性をいわゆるスポーティな走行に適する特性に設定することも可能である。

しかしながら、車両を大きく加速するために運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合、目標出力はそのアクセル開度に応じた出力に変化するが、エンジンがその目標出力に達するのには、不可避的な遅れがあるので、運転者が急速な加速を求めている場合には、エンジン出力の増大の遅れが要因となっているエンジン出力の不足を補うべく、アクセルペダルを更に踏み込むことがある。このように大きい加速度が迅速に発生することが要求されている場合、アクセルペダルが更に踏み込まれることになるので、目標出力に応じたエンジン回転数が増大し、車両としての最大回転数にまで到ってしまう。また、エンジン回転数が最大回転数に達してしまった後、車速が増大したことによりアクセルペダルを戻すと、エンジン回転数は、低下した要求出力を最適燃費で達成する回転数に低下することになる。結局、従来では、いわゆる無段変速機能のある車両で大きく加速操作すると、エンジン回転数が車両に許容されている最大回転数に達してしまい、また車速が増大して各操作を解除するとエンジン回転数が最適燃費となる回転数にまで大きく低下してしまい、その結果、エンジン回転数の変化量が大きくなるだけでなく、これらの回転数の間の回転数を設定したり、あるいはそのいわゆる中間の回転数の運転点でエンジンを運転できない可能性がある。また、大きく加速操作した場合のエンジン回転数が、加速操作量の程度によらずに常に上記の最大回転数になってしまい、いわゆる貼り付き感が生じる可能性があった。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、変速比を連続的に変化させることのできる車両において駆動要求に応じたエンジン回転数の上限値を設定することにより運転者の要求に適する走行を可能にする駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンの回転数を車速に応じて連続的に変化させることのできる変速機構を備えた車両における前記変速機構の変速比を前記車速と前記車両の運転者によるアクセル操作量とに基づいて制御する車両の駆動力制御装置において、車両の加速度が大きいほど前記車両の挙動が機敏になることの要求の度合いが強いことを示す値となる指標を求め、前記車両の挙動の機敏さが増す方向へは素早く変化し、前記車両の挙動の機敏さが減る方向へは遅く変化するように、前記指標の値の変化の仕方を異ならせてあり、前記指標が予め定めた所定値以上であることにより前記車両の制御モードとしてスポーツモードを選択し、前記スポーツモードにおいては、前記車両の加速要求があった場合に前記加速要求があった時点における所定の変速比の下で設定可能なエンジン回転数を、前記変速機構で設定可能な最大回転数より低い所定の上限値に制限するとともに、エンジン回転数が前記上限値に達することにより前記変速比を低下させるアップシフトを実行し、かつ前記上限値を、前記指標の値が前記車両の挙動の機敏さが増す値であるほど大きい値に設定し、前記上限値は、前記車両が出力できる最大加速度に対する要求加速度の割合である要求最大加速度率が前記指標に基づいて求められ、前記要求最大加速度率に基づいて各変速比ごとに設定されたエンジン回転数であり、かつ前記上限値は、所定の変速比が設定されている場合の値より、前記所定の変速比よりも小さい変速比が設定されている場合の値を大きくするように構成されていることを特徴とするものである。

この発明では、前記指標に基づいて、前記エンジン回転数の下限値が変更されるとともに、前記下限値は、前記指標の値が前記車両の挙動の機敏さが増す値であるほど大きい値に設定されるように構成されていてよい。
さらに、この発明では、前記指標がしきい値を超えるまで、前記指標の変化を要因とせずに、アクセル開度および前記車速に応じて前記エンジン回転数を連続的に変化させるように構成されていてよい。

一方、この発明における車両は、エンジン回転数をモータによって変化させることのできるハイブリッド車両であってもよく、その場合には、エンジン回転数の上限値あるいは下限値を前記指標の値に応じて制限するように構成することができ、その制限された回転数は、前記指標の値が車両の機敏さを増す値であるほど高回転数に設定される。

したがって、この発明によれば、エンジン回転数は基本特性に従って、燃費を優先した回転数に設定されるが、加速要求があった場合、エンジン出力の増大要求に従ってエンジン回転数が増大させられる。その場合、運転志向が車両の機敏さを強く求めているものであれば、その運転志向を表している前記指標に応じて、エンジン回転数の上限値は高い回転数に設定され、したがって運転者の走行意図をより良く反映した走行を行うことができる。また、加速要求があるものの、車両の機敏さを求めている度合いが小さければ、エンジン回転数の上限値は、その運転志向を表している前記指標に応じて、相対的に低い回転数に設定される。その結果、加速操作した場合のエンジン回転数は、走行の意図に応じたものとなり、また加速性も同様に運転者の意図に即したものとなるので、気持ちのよい走行を行うことができる。

このような制御は、無段変速機を搭載している車両では、変速を有段的に実行し、かつそれぞれの変速比を、機敏な走行が要求されているほど大きい値に設定することにより実行できる。

また、ハイブリッド車両では、モータによってエンジン回転数を制御できるから、エンジン回転数の上限値をそのモータによって規定すればよく、また併せて下限回転数を、機敏な走行が要求されているほど高回転数に制限することにより、運転者の走行意図もしくは運転志向に適合した走行を行うことが可能になる。

この発明に係る駆動力制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 指示ＳＰＩと要求最大加速度率との関係を示すマップである。 スポーツモードでのエンジン回転数と車速との基本特性の一例を説明するための図である。 要求最大加速度率と車速とに基づいて加速度を求めるマップと、その加速度を実現するためのエンジン回転数を求めるマップの一例を模式的に示す線図である。 変速比をステップ的に変化させる変速機を備えた車両にこの発明を適用した場合の車速とエンジン回転数との関係を示すマップの他の例を示す線図である。 ノーマルモード（もしくは手動モード）でのエンジン回転数と車速との基本特性の一例を説明するための図である。 この発明に係る駆動力制御装置によって実行される制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 ハイブリッド機構の一例を模式的に示す図である。 ハイブリッド車に適用したこの発明に係る駆動力制御装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。 下限回転数を求めるためのマップの一例を模式的に示す図である。 この発明の駆動力制御装置の制御対象とすることのできる車両を模式的に示す図である。 前後加速度および横加速度の検出値をタイヤ摩擦円上にプロットして示す図である。 瞬時ＳＰＩに基づく指示ＳＰＩの変化の一例を示す図である。 瞬時ＳＰＩと指示ＳＰＩとの偏差の時間積分とその積分値のリセットの状況を説明するための図である。

つぎにこの発明を具体例を参照して説明する。この発明の制御装置を適用できる車両は、運転者が所定の操作機器を操作することによって加減速し、また旋回する車両であり、その典型的な例は内燃機関（エンジン）やモータを駆動力源とした自動車である。特に、車速もしくは出力軸回転数に対するエンジン回転数の比率である変速比を連続的に変化させる機構を備えた車両であり、その変速比を手動操作によってステップ的に変化させる変速モード（手動モード）を選択もしくは設定できるように構成されていてもよい。この種の車両は、ベルト式もしくはトロイダル型などの無段変速機を搭載した車両である。他の例は、エンジンとモータとを動力源としたハイブリッド車であって、入力要素および反力要素ならびに出力要素の三つの回転要素によって差動作用を行う動力分割機構を備え、その入力要素にエンジンが連結されるとともに、反力要素にモータが連結され、そのモータによってエンジン回転数を制御できるように構成されたハイブリッド車である。この種の車両では、基本特性として、エンジン回転数は燃費が最適となる回転数に制御される。

図１１には、変速機を備えた車両の例をブロック図で示してある。ここに示す車両１は、操舵輪である左右の前輪２と、駆動輪である左右の後輪３との四輪を備えた車両であり、これらの四輪２，３のそれぞれは懸架装置４を介して車体（図示せず）を支持している。この懸架装置４は、従来知られているものと同様であって、スプリングとショックアブソーバー（ダンパー）とを主体として構成されており、図１１にはそのショックアブソーバー５を示してある。このショックアブソーバー５は、気体や液体などの流体の流動抵抗を利用して緩衝作用を生じさせるように構成され、モータ６などのアクチュエータによってその流動抵抗を大小に変更できるように構成されている。すなわち、流動抵抗を大きくした場合には、車体が沈み込みにくく、いわゆる堅い感じとなり、車両の挙動としては、コンフォートな感じが少なくなって、スポーティ感が増大する。なお、これらのショックアブソーバー５に加圧気体を給排することによって車高の調整（ハイトコントロール）を行うように構成することもできる。

上記の前後輪２，３には、図示しないブレーキ装置がそれぞれ設けられており、運転席に配置されているブレーキペダル７を踏み込むことにより各ブレーキ装置が動作して前後輪２，３に制動力を与えるように構成されている。

また一方、車両１の駆動力源は、内燃機関やモータあるいはこれらを組み合わせた機構など、従来知られている構成の駆動力源である。図１１には内燃機関（エンジン）８を搭載している車両を示してあり、このエンジン８の吸気管９には、吸気量を制御するためのスロットルバルブ１０が設けられている。このスロットルバルブ１０は、電子スロットルバルブと称される構成のものであって、モータなどの電気的に制御されるアクチュエータ１１によって開閉動作させられ、かつ開度が調整されるように構成されている。そして、このアクチュエータ１１は、運転席に配置されているアクセルペダル１２の踏み込み量すなわちアクセル開度に応じて動作してスロットルバルブ１０を所定の開度（スロットル開度）に調整する。

アクセルペダル１２の踏み込み量であるアクセル開度とスロットルバルブ１０の開度との関係は適宜に設定でき、両者の関係が一対一に近いほど、いわゆるダイレクト感が強くなって車両の挙動は、スポーティな感じになる。これとは反対にアクセル開度に対してスロットル開度が相対的に小さくなるように制御特性を設定すれば、車両の挙動あるいは加速特性はいわゆるマイルドな感じになる。なお、駆動力源としてモータを使用した場合には、スロットルバルブ１０に替えてインバータあるいはコンバータなどの電流制御器を設け、アクセル開度に応じてその電流を調整するとともに、アクセル開度に対する電流値の関係すなわち挙動特性もしくは加速特性を適宜に変更するように構成する。

図１１に示す例では、エンジン８の出力側に変速機１３が連結されている。この変速機１３は、入力回転数と出力回転数との比率すなわち変速比を適宜に変更するように構成されており、例えば従来知られているベルト式無段変速機あるいはトロイダル型無段変速機などのいずれかであってよい。したがって、変速機１３は、図示しないアクチュエータを備え、そのアクチュエータを適宜に制御することにより変速比を連続的に変化させ、あるいはステップ的（段階的）に変化させるように構成されている。なお、その変速制御は、基本的には、燃費効率が良好になる変速比を設定するように行われる。具体的には、車速やアクセル開度などの車両の状態に基づいて目標出力を算出し、その目標出力と最適燃費線とから目標エンジン回転数を求め、その目標エンジン回転数となるように変速比制御を実行する。

なお、エンジン８と変速機１３との間に、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータなどの伝動機構を、必要に応じて設けることができる。そして、変速機１３の出力軸が終減速機であるデファレンシャルギヤ１４を介して後輪３に連結されている。

さらに、前輪２を転舵する操舵機構１５について説明すると、ステアリングホイール１６の回転動作を左右の前輪２に伝達するステアリングリンケージ１７が設けられ、またステアリングホイール１６の操舵角度もしくは操舵力をアシストするアシスト機構１８が設けられている。このアシスト機構１８は、図示しないアクチュエータによるアシスト量を調整できるように構成されており、したがってアシスト量を少なくすることにより操舵角と前輪２の実際の転舵角とが一対一の関係に近くなり、いわゆる操舵のダイレクト感が増して、車両の挙動特性がいわゆるスポーティな感じになるように構成されている。

なお、特には図示しないが、上記の車両１には挙動あるいは姿勢を安定化させるためのシステムとして、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム、これらのシステムを統合して制御するビークルスタビリティコントロール（ＶＳＣ）システムなどが設けられている。これらのシステムは従来知られているものであって、車体速度と車輪速度との偏差に基づいて車輪２，３に掛かる制動力を低下させ、あるいは制動力を付与し、さらにはこれらと併せてエンジントルクを制御することにより、車輪２，３のロックやスリップを防止もしくは抑制して車両の挙動を安定させるように構成されている。また、走行路や走行予定路に関するデータ（すなわち走行環境）を得ることのできるナビゲーションシステムや、スポーツモード（スポーツＤ）とノーマルモード（ノーマルＤ）および低燃費モード（エコモード）となどの走行モードを手動操作で選択するためのスイッチを設けてあってもよく、さらには登坂性能や加速性能あるいは回頭性などの挙動特性を変化させることのできる四輪駆動機構（４ＷＤ）を備えていてもよい。

上記のエンジン８や変速機１３あるいは懸架装置４のショックアブソーバー５、前記アシスト機構１８、上述した図示しない各システムなどを制御するためのデータを得る各種のセンサーが設けられている。その例を挙げると、前後輪２，３の回転速度を検出する車輪速センサー１９、アクセル開度センサー２０、スロットル開度センサー２１、エンジン回転数センサー２２、変速機１３の出力回転数を検出する出力回転数センサー２３、操舵角センサー２４、前後加速度（Ｇｘ）を検出する前後加速度センサー２５、横方向（左右方向）の加速度（横加速度Ｇｙ）を検出する横加速度センサー２６、ヨーレートセンサー２７などが設けられている。なお、加速度センサーＧｘ，Ｇｙは、上記のアンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）やビークルスタビリティコントロール（ＶＳＣ）システムなどの車両挙動制御で用いられている加速度センサーと共用することができ、あるいはエアバッグを搭載している車両では、その展開制御のために設けられている加速度センサーと共用することができる。これらのセンサー１９，〜２７は、電子制御装置（ＥＣＵ）２８に検出信号（データ）を伝送するように構成されており、また電子制御装置２８はそれらのデータおよび予め記憶しているデータならびにプログラムに従って演算を行い、その演算結果を制御指令信号として上述した各システムあるいはそれらのアクチュエータに出力するように構成されている。

ここでこの発明における「モード」について説明すると、この発明における「モード」とは、車両の挙動の制御態様であって、設計・製造の段階で車両に備えさせてある制御態様以外の制御態様であり、車両の走行状態に基づいて選択され、あるいは手動操作によって選択される制御態様である。具体的には、燃費や静粛性ならびに加速性などの各特性が共にある程度のレベルになる通常モード（ノーマルモード）や、機敏性や加速性あるいは動力性能がノーマルモードよりも優れているスポーツモード、燃費に優れているエコノミーモード（エコモード）などがある。それぞれのモードでは、設計上想定した挙動が実現されるように、アクセル開度に対するスロットル開度（もしくは駆動力源の出力）あるいはエンジン回転数の関係（すなわち出力特性）、車速およびアクセル開度に対する変速比の関係（すなわち変速特性）、車速や操舵角に対する操舵アシスト量の関係（すなわち操舵特性）、サスペンション機構による車体の支持高さ（すなわち車高）やショックアブソーバーの減衰力の関係（すなわち懸架特性）の各特性が、それぞれのモードに応じて設定される。より具体的には、スポーツモードでは、機敏な挙動を実現するように、出力が大きく、また変速比を相対的に大きくしてエンジン回転数を高くし、さらに操舵アシスト量を少なくしていわゆるダイレクト感を高めるとともに、ショックアブソーバーの減衰力を大きくして車体の沈み込みを小さくし、さらには車高が低くなるように制御される。これに対してエコモードでは、燃費が良好になるように、スロットル開度や変速比の制御特性が設定され、また車体の振動が少なくなるように懸架特性が設定され、さらには操舵アシスト量が増大される。ノーマルモードでは、各特性がこれらスポーツモードとノーマルモードとの中間の挙動を実現する特性に設定される。

そして、この発明に係る駆動力制御装置は、駆動力源の回転数を車速に応じて変化させるだけでなく、車両の挙動もしくはその挙動を生じさせる運転者の操作（アクセル操作や操舵など）に基づいて求まる指標に応じて変化させるように構成されている。この発明で採用することのできる指標は、運転者の意図あるいは運転志向（嗜好もしくは指向）を表していると考えられるものであることが好ましく、車両の加速度やこれを修正して得られる所定の演算値、アクセル開度やその操作速度もしくはこれらの値から得られる所定の演算値、操舵角や操舵速度もしくはこれらの値から得られる所定の演算値などであってよい。その一例は、前掲の国際公開第２０１１／０２１６３４号に記載された指示ＳＰＩであり、この指示ＳＰＩについて説明すると以下のとおりである。

指示ＳＰＩは、車両の前後加速度と横加速度とを合成したいわゆる合成加速度に基づいて求められる指標であり、その合成加速度は、下記の式で演算され、その値は「各瞬間毎のスポーティ度を表している」という意味で、瞬時ＳＰＩ（瞬時スポーティ指標）とされる。
瞬時ＳＰＩ＝（Ｇｘ^２＋Ｇｙ^２）^１／２
ここで、Ｇｘは前後加速度、Ｇｙは横加速度である。

また、上記の演算式に用いられる前後加速度Ｇｘのうち、加速側加速度もしくは減速側の加速度（すなわち減速度）の少なくともいずれか一方は、正規化処理されたものを用いることが好ましい。すなわち、一般的な車両では、加速側の加速度に対して減速側の加速度の方が大きいが、その相違は運転者にはほとんど体感もしくは認識されず、多くの場合、加速側および減速側の加速度がほぼ同等に生じていると認識されている。正規化処理とは、このような実際の値と運転者が抱く感覚との相違を是正するための処理であり、前後加速度Ｇｘについては、加速側の加速度を大きくし、あるいは減速側の加速度を小さくする処理である。より具体的には、それぞれの加速度の最大値に対する比率を求め、その比率を加速側あるいは減速側の加速度に掛ける処理である。もしくは横加速度に対する減速側の加速度を補正する処理である。要は、タイヤで生じさせることのできる前後駆動力および横力がタイヤ摩擦円で表されるのと同様に、各方向の最大加速度が所定半径の円周上に位置するように、前後の少なくともいずれか一方を重み付けするなどの補正を行う処理である。したがって、このような正規化処理を行うことにより、加速側の加速度と減速側の加速度との挙動特性に対する反映の程度が異なることになる。

このように、加速度の実際値と運転者が抱く感覚とには、加速度の方向によって相違がある。例えばヨーイング方向やローリング方向での加速度と前後加速度とには、そのような相違があることが考えられる。そこで、方向が異なる加速度ごとの挙動特性に対する反映の程度、言い換えれば、いずれかの方向の加速度に基づく挙動特性の変化の程度を、他の方向の加速度に基づく挙動特性の変化の程度とは異ならせるように構成することが好ましい。

横加速度Ｇｙのセンサー値および上記の正規化処理を行った前後加速度Ｇｙをタイヤ摩擦円上にプロットした例を図１２に示してある。これは、一般道を模擬したテストコースを走行した場合の例であり、大きく減速する場合に横加速度Ｇｙが大きくなる頻度は少ないが、減速時にある程度の横加速度Ｇｙが生じるのは一般的な傾向であることが見て取れる。

上記の瞬時ＳＰＩから指示ＳＰＩが求められる。この指示ＳＰＩは、挙動特性を変更する制御に用いられる指標であり、その算出の元になる前記瞬時ＳＰＩの増大に対しては直ちに増大し、瞬時ＳＰＩの低下に対して遅れて低下するように構成した指標である。特に、所定の条件の成立を要因として指示ＳＰＩを低下させるように構成されている。図１３には、制動時に加速度（制動Ｇ）が生じ、それに伴って変化する瞬時ＳＰＩに基づいて求められた指示ＳＰＩの変化を示してある。ここに示す例では、瞬時ＳＰＩは上記の図１２にプロットしてある値で示し、これに対して、指示ＳＰＩは、瞬時ＳＰＩの極大値に設定され、所定の条件が成立するまで、従前の値を維持するように構成されている。すなわち、指示ＳＰＩは、増大側には迅速に変化し、低下側には相対的に遅く変化する指標として構成されている。

具体的に説明すると、図１３における制御の開始からＴ1 の時間帯では、車両に加減速が生じ、その加速度の変化によって得られる瞬時ＳＰＩが増減するが、前回の極大値を上回る瞬時ＳＰＩが、前述した所定の条件の成立に先行して生じるので、指示ＳＰＩが段階的に増大する。これに対してｔ2 時点あるいはｔ3 時点では、低下のための条件が成立したことにより指示ＳＰＩが低下する。このように指示ＳＰＩを低下させる条件は、要は、指示ＳＰＩを従前の大きい値に保持することが好ましくないと考えられる状態が成立することであり、ここで説明している例では時間の経過を要因として成立するように構成されている。

すなわち、指示ＳＰＩを従前の大きい値に保持することが好ましくないと考えられる状態は、保持されている指示ＳＰＩとその間に生じている瞬時ＳＰＩとの乖離が相対的に大きく、かつその状態が継続している状態である。したがって、加速後の車速を維持したり、運転者の癖などによってアクセルペダル１２を一時的に戻すなど、減速の意図が特にはない操作に起因する瞬時ＳＰＩによっては指示ＳＰＩを低下させずに、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩを下回っている状態が所定時間継続した場合に、指示ＳＰＩを低下させる条件が成立した、とするようになっている。このような指示ＳＰＩの低下開始条件（すなわち指示ＳＰＩの変更条件）は、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩを下回っている状態の継続時間とすることができ、また実際の走行状態をより的確に指示ＳＰＩに反映させるために、指示ＳＰＩと瞬時ＳＰＩとの偏差の時間積分値（あるいは累積値）が予め定めたしきい値に達することを指示ＳＰＩの低下開始条件とすることができる。なお、そのしきい値は、実験やシミュレーションを行って適宜に設定すればよい。後者の積分値を用いるとすれば、指示ＳＰＩと瞬時ＳＰＩとの偏差および時間を加味して指示ＳＰＩを低下させることになるので、実際の走行状態あるいは挙動をより的確に反映した挙動特性の変更制御が可能になる。

なお、図１３に示す例では、上記のｔ2 時点に到るまでの指示ＳＰＩの保持時間が、ｔ3 時点に到るまでの指示ＳＰＩの保持時間より長くなっているが、これは以下の制御を行うように構成されているためである。すなわち、前述したＴ1 の時間帯の終期に指示ＳＰＩが所定値に増大させられて保持され、その後、前述した低下開始条件が成立する前のｔ1 時点に瞬時ＳＰＩが増大して、保持されている指示ＳＰＩとの偏差が予め定めた所定値以下となっている。なお、その所定値は、実験やシミュレーションを行って、あるいは瞬時ＳＰＩの算出誤差を考慮して適宜に設定すればよい。このように瞬時ＳＰＩが保持されている指示ＳＰＩに近くなったということは、保持されている指示ＳＰＩの元になった瞬時ＳＰＩを生じさせた加減速状態あるいは旋回状態もしくはそれに近い状態になっていることを意味している。すなわち指示ＳＰＩを保持されている値に増大させた時点からある程度時間が経過しているとしても、走行状態はその時間が経過する前の時点の走行状態と近似しているので、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩを下回る状態が生じていたとしても、前述した低下開始条件の成立を遅延させ、指示ＳＰＩを従前の値に保持させることとしたのである。その遅延のための制御もしくは処理は、経過時間の積算値（累積値）や前述した偏差の積分値をリセットして、経過時間の積算や前記偏差の積分を再開したり、あるいはその積算値もしくは積分値を所定量減じたり、さらには積算もしくは積分を一定時間中断したりするなどのことによって行えばよい。

図１４は前述した偏差の積分とそのリセットとを説明するための模式図であり、図１４にハッチングを施してある部分の面積が積分値に相当する。その過程で、瞬時ＳＰＩと指示ＳＰＩとの差が所定値Δｄ以下になったｔ11時点に積分値がリセットされ、再度、前記偏差の積分が開始される。したがって、指示ＳＰＩを所定の値に保持している継続時間が長くなっても、その低下開始条件が成立しないので、指示ＳＰＩは従前の値に維持される。そして、積分を再開した後、瞬時ＳＰＩが直前の指示ＳＰＩより大きい値になると、指示ＳＰＩが瞬時ＳＰＩに応じた大きい値に更新され、かつ保持される。

つぎに上記の指示ＳＰＩを指標として採用した、この発明に係る駆動力制御装置による制御例を説明する。図１は、ベルト式あるいはトロイダル型などの無段変速機を搭載した車両であってノーマルモード（もしくは手動モード）とスポーツモードとを選択できるように構成された車両を対象とする制御装置にこの発明を適用した例を説明するためのフローチャートである。先ず、その時点の走行状態に基づいて、あるいは加速度センサーの検出値に基づいて瞬時ＳＰＩが演算され（ステップＳ１）、その瞬時ＳＰＩに基づいて指示ＳＰＩが演算される（ステップＳ２）。これらの瞬時ＳＰＩおよび指示ＳＰＩの求め方は上述したとおりである。この指示ＳＰＩを使用して、一方で、要求最大加速度率が演算され（ステップＳ３）、他方で、指示ＳＰＩが所定のしきい値Ｘより小さいか否かが判断される（ステップＳ４）。

ここで要求最大加速度率について説明すると、その例を図２に示してある。ここで要求最大加速度率とは、余裕駆動力を規定するものであって、例えば要求最大加速度率が１００％とは、車両が発生し得る最大の加速度を可能にする状態であり、変速機１３についてはエンジン回転数が最大になる変速比もしくは最も大きい変速比（最も低車速側の変速比）を設定することであり、また例えば要求最大加速度率が５０％とは、車両が発生し得る最大の加速度の半分の加速度を可能にする状態であり、変速機１３については中間の変速比を設定することである。図２に示す例では、指示ＳＰＩが大きくなるほど要求最大加速度率が大きくなるように構成されている。図２に実線で示す基本特性は、車両を実際に走行させて得られたデータに基づいて指示ＳＰＩと要求最大加速度率との関係を計算して求めたものであり、実車による走行やシミュレーションを行って適宜に修正を加えたものである。この基本特性に対して要求最大加速度率が大きくなる側に特性線を設定した場合には、車両の加速度が相対的に大きくなるので、いわゆるスポーティな挙動特性もしくは加速特性となる。これとは反対に要求最大加速度率が小さくなる側に特性線を設定した場合には、車両の加速度が相対的に小さくなるので、いわゆるコンフォートな挙動特性もしくは加速特性となる。

こうして演算された要求最大加速度率を使用して、一方で、補正変速比が演算される（ステップＳ５）。これは、ここで対象としている車両が本来備えている無段変速制御によって求められる変速比（もしくは目標エンジン回転数）を指示ＳＰＩによって補正する制御である。この補正は、例えば要求最大加速度率に応じた変速比補正量を予め定めておき、上記のステップＳ３で求められた要求最大加速度率を引数として変速比補正量を求めることにより行うことができる。

他方で、スポーツモード変速比が演算される（ステップＳ６）。このスポーツモード変速比を、車速に対するエンジン回転数Ｎｅとして表せば図３のとおりである。すなわち、この変速比は、車速を横軸に採り、エンジン回転数Ｎｅを縦軸に採ったグラフで原点を通る所定の勾配の直線で表すことができ、車速とエンジン回転数Ｎｅとは比例関係になり、車速の増大に伴ってエンジン回転数Ｎｅが増大する。また、この発明に係る駆動力制御装置は、上記の関係を示す直線が複数存在するように構成されており、変速比もしくは変速段が変更された場合に、車速とエンジン回転数Ｎｅとが他の直線で表される関係となるように制御される。これに加えて、スポーツモードで指示ＳＰＩの値が変化した場合に、車速と駆動要求量（例えばアクセル開度）との関係で決められる変速比もしくは変速段に変更がないとしても、指示ＳＰＩの変化を要因として、車速とエンジン回転数Ｎｅとの関係が、従前とは異なる直線で表される関係となるよう制御される。具体的には、図３に示すように、車両の挙動が機敏になるように指示ＳＰＩが変化（増大）した場合には、図３に大きい勾配で示してある直線で表されるエンジン回転数Ｎｅに制御される。このような制御は、いわゆる変速線図（変速マップ）を変更しないものの、実質的には変速制御であり、変速比を決める入力データを補正したり、変速比を指示する制御指令値を補正することにより実行できる。

このスポーツモード変速比およびその変速比に基づく変速制御について、より具体的に説明すると、スポーツモードでは上記の変速比を規定する変速線を使用して、変速比をステップ的に変化させる変速制御が実行される。このように変速制御を行う車両では、各変速比（各変速段）で出力できる最大発生加速度（加速度率が１００％の加速度）は車速に応じてほぼ決まっており、したがって図４のいわゆるマップに示す関係から、要求最大加速度率と車速とを引数として加速度が求まる。その加速度を発生できる変速比（もしくは変速段）が複数存在することがあり、それらの変速比（もしくは変速段）のうち、上記の要求最大加速度率に基づいて各変速比（各変速段）毎に予め定めたエンジン回転数Ｎｅの上限回転数以下でその上限回転数に近い回転数となる変速比（もしくは変速段）が選択される。したがって、図４に示す例では、エンジン回転数Ｎｅは車速に応じて増大し、その変速比での上限の回転数に達するとアップシフトが実行されてエンジン回転数が一旦低下し、その後、新たな変速比での上限の回転数に到るまで、車速に応じてエンジン回転数Ｎｅが増大する。すなわち、所定の車速の範囲内で変速比が一定に維持され、このように変速比が維持されている間においては、車速の増大に従ってエンジン回転数Ｎｅが増大する。その結果、運転者はその音や振動などによって加速を体感できる。すなわち、この発明に係る駆動力制御装置によれば、前述した貼り付き感を回避もしくは抑制して気持ちの良い走行を行うことができる。

なお、図４に示す例では、変速を生じさせるエンジン回転数Ｎｅが、高車速ほど（すなわち高速側の変速段ほど）、高回転数になるように設定されており、その回転数を結んだ線を破線で示してある。また、変速を生じさせるエンジン回転数は、指示ＳＰＩが大きいほど、高車速側に設定されており、その結果、指示ＳＰＩが大きいほど、エンジン回転数を高くすることになる。

また、この発明では、エンジン回転数Ｎｅが車速に比例して増大するように変速比を制御もしくは設定する以外に、車速毎の駆動トルクの過不足を低減もしくは回避するために、車速に対して二次曲線的にエンジン回転数Ｎｅが変化するように変速比を制御し、あるいは設定するように構成してもよい。そのような車速とエンジン回転数Ｎｅとの関係を図５に模式的に示してある。

ステップＳ２で求められた指示ＳＰＩは、前述したように、ステップＳ４で所定のしきい値Ｘより小さいか否かが判断される。このしきい値Ｘは、モードを選択するための基準となる値であり、この発明では、以下に述べるようにして設定されている。

指示ＳＰＩは、前述したように、加速度に基づいて求められ、運転志向を反映したものであって、実質的に、合成加速度の絶対値であり、したがって指示ＳＰＩが大きい値であれば、車両の挙動がより機敏になるように出力特性や変速特性などの各特性が設定される。例えば、アクセル開度に対するスロットル開度もしくは出力トルクが大きくなり、また駆動力が大きくなるように低速側の変速比（相対的に大きい変速比）が設定される。すなわち、スポーティな走行に適するように各特性が変更される。このように、指示ＳＰＩが大きくなれば、車両の加速度がアクセル開度などの駆動要求量に応じて増大することになる。しかしながら、加速度を増大させ、あるいは大きい駆動力を発生させる制御は、要は、エンジンを搭載した車両ではその最低回転数を増大させる制御であるが、運転者の要求に従った加速度の変化は、所定の範囲では運転者にとってリニアな変化として体感されるものの、その範囲を超えた場合には加速度がどの程度であるかの感触を得にくくなり、加速度のリニアな変化を体感しにくくなる。言い換えれば、加速操作と体感される加速度の変化とが乖離し、違和感となる可能性がある。また、車速が増大すれば、発生可能な最大加速度に達するまでのいわゆる余裕加速度が少なくなり、アクセル操作を行っても加速度が増大しにくくなる。

上記のしきい値Ｘは、後述するようにノーマルモードとスポーツモードとのいずれかを選択し、もしくはいずれかに切り替えるための基準値であり、指示ＳＰＩの値の大小を判定するためのものである。また、その指示ＳＰＩは、合成加速度に基づいて求められ、その合成加速度は、たとえ一時的なハンドル操作やアクセル操作もしくはブレーキ操作であっても、前後加速度もしくは横加速度が大きくなれば、大きい値になる。したがって運転者が機敏な挙動（すなわちスポーツ走行）を意図していなくても、不注意や障害物の回避などのために、一時的に大きく操舵し、もしくはアクセルペダルを踏み込み、あるいはブレーキ操作した場合、指示ＳＰＩの値が大きくなる。そのため、この指示ＳＰＩの値の大小を判定する上記のしきい値Ｘが小さい場合、スポーツモードを設定する判断が成立しやすくなり、しきい値Ｘの値によっては、運転者が意図していないにも拘わらず、頻繁にスポーツモードに切り替わってしまう可能性がある。そこで、上記のしきい値Ｘは、４．５ｍ／ｓ^２を上限とした所定の範囲の値であることが好ましい。その判定の下限値は、スポーツモードへの自動的な切り替えが頻繁に生じない程度の値であり、実験やシミュレーションなどに基づいて設定することができる。この発明では、実験やシミュレーションなどの結果から「３．５ｍ／ｓ^２」をしきい値Ｘの下限値とすることが好ましい。なお、このしきい値Ｘについての具体的な数値は、本発明者等が実車を用いた実験によって得た値である。

したがって、指示ＳＰＩの値がしきい値Ｘより小さいことによりステップＳ４で肯定的に判断された場合には、基本特性としてノーマルモードが選択される（ステップＳ７）。これとは反対に指示ＳＰＩの値がしきい値Ｘ以上であることによりステップＳ４で否定的に判断された場合には、基本特性としてスポーツモードが選択される（ステップＳ８）。すなわち、指示ＳＰＩが増大してしきい値Ｘ以上になればスポーツモードが選択され、その状態から指示ＳＰＩが低下してしきい値Ｘより小さくなれば、ノーマルモードに戻される。これらのモードは、車両の走行特性もしくは制御特性を意味しており、ノーマルモードは無段変速車両を有段変速車両と同様に制御する場合に燃費性能や静粛性などがその車両の企画あるいは設計の段階で想定したものとなる制御特性であり、スポーツモードは、ノーマルモードよりも機敏な挙動となる制御特性である。なお、いわゆるファミリーカーやラグジュアリーカーなどの車両におけるノーマルモードと、いわゆるスポーツカーやＧＴカーなどと称される車両におけるノーマルモードとを比較した場合、後者の車両のノーマルモードでは車両の挙動は相対的に機敏なものになる。なお、この発明においは、ノーマルモードやスポーツモードなどの各制御モードは、上記のように指標に基づいて自動的に選択し、もしくは切り替えるように構成してもよく、あるいは運転者がスイッチ操作することにより切り替えるように構成されていてもよい。

また、各モードに含まれる制御特性は、エンジン８の出力制御特性、変速特性、操舵特性、懸架特性などが含まれ、その出力特性について説明すると、スポーツモードでは、アクセル開度とスロットル開度あるいは燃料噴射量との関係が、直線もしくはこれに近い線で表される比例関係に近い関係となるように設定され、ノーマルモードでは、アクセル開度とスロットル開度あるいは燃料噴射量との関係が二次曲線で表される関係に設定される。すなわち、スポーツモードでは、アクセル開度の変化に対してエンジン出力が敏感に変化し、これに対してノーマルモードでは、アクセル開度が小さい状態では、アクセル開度の変化に対するエンジン出力の変化が小さくなる。また、変速特性について説明すると、スポーツモードでは、駆動力が大きくなるように、高車速でも大きい変速比が設定され、あるいはエンジン回転数が高回転数となるように変速比が制御され、これに対してノーマルモードでは、スポーツモードによるよりも小さい変速比が設定され、あるいはエンジン回転数が低回転数となるように変速比が制御される。

指示ＳＰＩがしきい値Ｘ以上であることによりステップＳ４で肯定的に判断され、それに伴ってステップＳ８において基本特性としてスポーツモードが選択されると、前述したステップＳ５のスポーツモード変速比による変速制御が、図３ないし図５に基づいて説明したように実行される。すなわち、指示ＳＰＩおよび車速に基づいて求められる変速比が設定され、エンジン回転数は車速の増大に伴って増大する。

これに対して指示ＳＰＩがしきい値Ｘより小さいことによりステップＳ４で否定的に判断され、それに伴ってステップＳ７において基本特性としてノーマルモードが選択されると、エンジン回転数Ｎｅは例えば図６に示すように制御される。言い換えれば、車速に対するエンジン回転数Ｎｅが図６に示す関係となるように変速比が制御される。すなわち、ノーマルモードでの車速とエンジン回転数Ｎｅとの関係は、車速を横軸に採り、エンジン回転数Ｎｅを縦軸に採ったグラフで、勾配が小さいことにより横軸にほぼ平行な直線で表すことができ、したがってこの直線は、グラフの原点を通らない直線となる。したがって、ノーマルモードではエンジン回転数Ｎｅは、可及的に変化しないように制御される。なお、そのエンジン回転数Ｎｅは、要求されているパワーを最適燃費で出力できる回転数もしくはこれに近似した回転数であり、したがってアクセル開度毎に異なる直線となる。言い換えれば、ノーマルモードでは、車速やアクセル開度に応じてエンジン回転数Ｎｅが変化するものの、指示ＳＰＩの変化を要因としては変化しない。すなわち変速が実行されることにより、車速とエンジン回転数Ｎｅとの関係は他の直線で表される関係となる。これは、通常の自動変速機における変速制御と同様である。

なお、操舵特性について説明すると、スポーツモードでは、操舵に対するいわゆるダイレクト感が顕著になるように、操舵アシスト量が小さく設定され、ノーマルモードでは、操舵アシスト量がスポーツモードにおけるより大きく設定される。そして、懸架特性について説明すると、スポーツモードでは、車体のローリングやスクウォートなどを抑制するためにショックアブソーバーの減衰力が大きく設定され、また車高が低くなるように制御され、これに対してノーマルモードでは、振動の吸収性を向上させるためにショックアブソーバーの減衰力が小さく設定され、また車高が高くなるように制御される。

これらの各制御特性は、ノーマルモードおよびスポーツモードとしてそれぞれ一括して（ユニットとして）予め用意されており、いずれかのモードが選択された場合には、各制御特性は、選択されたモードでの特性となるように切り替えられる。具体的には、制御に使用されるマップが変更され、あるいは制御ゲインが変更され、もしくは検出されたデータもしくはそのデータから演算された制御データが補正され、あるいはその補正のための係数が変更される。

上記のステップＳ５で補正変速比が演算され、またステップＳ７でノーマルモードでの変速比が求められ、あるいはステップＳ８でスポーツモードでの変速比が求められると、変速比を調停する制御が実行される（ステップＳ９）。この「調停制御」とは、設定可能なエンジン回転数Ｎｅのうち、より高いエンジン回転数Ｎｅを設定するように変速比を選択する制御である。すなわち、上述したように要求最大加速度率などに基づいて変速比や変速段あるいはエンジン回転数Ｎｅを求めるものの、ノーマルモードあるいはスポーツモードで求めた値より補正変速比の値の方が大きい値になる場合があり、そこで、ステップＳ９において、より大きい値を選択することとしたのである。なお、このステップＳ９での変速比調停は、この発明においては必ずしも不可欠の制御ではなく、実行しなくてもよい。

そして、駆動力特性が演算される（ステップＳ１０）。この特性は、前述したスロットルバルブ１０の制御特性や変速機１３の変速特性などをそれぞれに設けられているアクチュエータによって変化させることにより適宜に設定される。その制御特性の変化の一般的な傾向は、指示ＳＰＩが大きいほど、車両の挙動が機敏ないわゆるスポーティな走行が可能になる特性への変化である。

上述した制御を実行するように構成されたこの発明に係る駆動力制御装置によれば、機構上は変速比を連続的に変化させることのできる車両でありながら、変速比を車速と指示ＳＰＩとに基づいて、所定の車速範囲で一定に維持するから、エンジン回転数はその変速比で決まる回転数に制限される。すなわち、加速要求があった場合には、エンジン回転数の上限値はその時点の変速比で決まる回転数に制限され、また減速操作された場合のエンジン回転数の下限値も同様に、その時点の変速比で決まる回転数に制限される。そして、変速比が維持されている範囲では、エンジン回転数Ｎｅは、車速に応じて変化するだけでなく、指示ＳＰＩに応じて変化するので、運転者が加速操作を行った場合や、制動操作を行った場合、車速の増大や減速度の増大に伴ってエンジン回転数Ｎｅが増大するので、その操作に起因する車両の挙動の変化（すなわち感覚量）を振動や音の変化などによって体感できる。すなわち、操作とその結果としての感覚とがマッチするので、違和感を解消でき、あるいは心地良い走行を行うことができる。特に、車両の挙動が機敏になるいわゆるスポーツモードが設定されている状態では、エンジン回転数Ｎｅが相対的に高い回転数に維持されるとしても、加減速操作を行うと、その操作に応じて更にエンジン回転数Ｎｅが変化するので、よりスポーティ感を得ることができる。

さらに、変速比をステップ的に（有段的に）変化させる場合、アップシフトを生じさせる回転数を、高車速ほど、すなわち指示ＳＰＩが大きいほど、高回転数になるように構成した場合には、加速操作を行うことに伴って指示ＳＰＩが増大し、またエンジン回転数Ｎｅの増大に伴ってアップシフトが順次生じる際のエンジン回転数Ｎｅが高車速ほど高回転数になるから、回転数のいわゆる貼り付き感を回避もしくは抑制できる。したがって、運転者はその走行意図が反映されていることを体感できるので、心地良い走行を行うことができる。

なお、上述した具体例では、前後加速度Ｇｘおよび横加速度Ｇｙはセンサーの検出値として説明したが、車両における加速度は主として運転者の操作に応じて生じるから、この発明における前後加速度や横加速度は、運転者による操作量に基づいて算出したものであってもよい。また、この発明においては、制御モード（もしくは走行モード）を三種類以上設けてもよく、例えば前述したノーマルモード以上に燃費を重視したモード、すなわちエコノミーモード（エコモード）をも選択できるように構成してもよい。上記のノーマルモードおよびスポーツモードに加えてエコモードを選択できるように構成した場合の制御例を図７にフローチャートで示してある。この制御例は、指示ＳＰＩについての下限しきい値Ｘ１と上限しきい値Ｘ２とを設け、指示ＳＰＩとこれらのしきい値Ｘ１，Ｘ２との比較結果に基づいて、スポーツモードおよびノーマルモードならびにエコモードを選択するように構成されている。

具体的に説明すると、瞬時ＳＰＩおよび指示ＳＰＩの演算（ステップＳ１およびステップＳ２）が図１に示す制御例と同様にして行われる。その指示ＳＰＩを使用して、一方で、要求最大加速度率が求められ（ステップＳ３）、その要求最大加速度率に基づいて補正変速比が演算される（ステップＳ５）とともに、スポーツモード変速比が演算される（ステップＳ６）。これらステップＳ５およびステップＳ６の制御は、前述した図１に示す制御例におけるのと同様である。他方、その指示ＳＰＩが下限しきい値Ｘ１より小さいか否かが判断される（ステップＳ４１）。この下限しきい値Ｘ１は、車両に搭乗している人間が通常の運転姿勢で、ゼロから変化を感じ取れる加速度の最小値、もしくはその最小値に相当するアクセル開度などのパラメータであり、低車速の市街地走行時は、１．０ｍ／ｓ^２から１．５ｍ／ｓ^２である。したがって、その下限しきい値Ｘ１は、車両の構造やいわゆる車格によって、車両毎に異なる値として設定されることがある。指示ＳＰＩが下限しきい値Ｘ１以上であることによりステップＳ４１で否定的に判断された場合には、指示ＳＰＩが上限しきい値Ｘ２（＞Ｘ１）より小さいか否かが判断される（ステップＳ４２）。この上限しきい値Ｘ２は、車両に搭乗している平均的な感覚を持っている人間が通常の運転姿勢で、加速度が少なくもほぼゼロからリニアに変化したことを感じ取れる加速度の最大値、もしくはその最大値に相当するアクセル開度などのパラメータであり、車速に因らず３．５ｍ／ｓ^２から４．５ｍ／ｓ^２である。この上限しきい値Ｘ２は、実験などによって予め定められたものであり、したがって車両の構造やいわゆる車格によって、その上限しきい値Ｘ２は車両毎に異なる値として設定されることがある。

指示ＳＰＩが上限しきい値Ｘ２より小さいことによりステップＳ４２で肯定的に判断された場合には、基本特性としてノーマルモードが選択され（ステップＳ７）、反対に指示ＳＰＩが上限しきい値Ｘ２以上であることによりステップＳ４２で否定的に判断された場合には、基本特性としてスポーツモードが選択される（ステップＳ８）。これらステップＳ７およびステップＳ８の制御は前述した図１に示すステップＳ７およびステップＳ８と同様の制御である。

一方、指示ＳＰＩが下限しきい値Ｘ１より小さいことによりステップＳ４１で肯定的に判断された場合には、基本特性としてエコモードが選択される（ステップＳ４３）。このエコモードは、燃費が良好になることを優先した制御を行うモードであるから、このエコモードでは、駆動力が小さく、もしくはその変化が緩やかになり、したがって変速比は小さい変速比が多用され、またショックアブソーバーの減衰力は小さく、車高は高くなるように制御され、さらに操舵アシスト量は他のモードにおけるよりも大きくなる。このような各制御特性は、予め用意しておくことができる。

そして、ステップＳ７によるノーマルモードでの変速比およびステップＳ８によるスポーツモードでの変速比ならびにステップＳ４３によるエコモードでの変速比と、ステップＳ５による補正変速比との調停制御が実行される（ステップＳ９）。すなわち、比較された変速比のうち、大きい値の変速比が選択される。これは、前述した図１に示すステップＳ９と同様の制御である。

ついで、シャシ特性が演算され（ステップＳ９１）、また駆動力特性が演算される（ステップＳ１０）。これらの特性は、前述したスロットルバルブ１０の制御特性、変速機１３の変速特性、懸架装置４におけるショックアブソーバー５による減衰特性、アシスト機構１８のアシスト特性などをそれぞれに設けられているアクチュエータによって変化させることにより適宜に設定される。その制御特性の変化の一般的な傾向は、指示ＳＰＩが大きいほど、車両の挙動が機敏ないわゆるスポーティな走行が可能になる特性への変化である。より具体的には、駆動力が大きくて俊敏な加速が可能な特性、車体がしっかり支持されて沈み込みや浮き上がりが相対的に少ない特性、操舵に対するアシスト量が少なく操舵のいわゆるダイレクト感がある特性である。これらシャシ特性および駆動力特性についてもノーマルモードでの基本特性およびスポーツモードでの基本特性ならびにエコモードでの基本特性が予め設定されており、それぞれの基本特性に従って操舵アシスト量やショックアブソーバーの減衰力、あるいはアクセル開度に対するスロットル開度が制御され、またそれぞれの基本特性の範囲内で、制御量が指示ＳＰＩに応じて大小に補正される。

変速比を連続的に変化させることのできる車両として、上述したベルト式もしくはトロイダル型の無段変速機を搭載した車両以外に、エンジンとモータとを駆動力源として備え、そのモータによってエンジン回転数を制御するように構成されたハイブリッド車が知られている。そのハイブリッド機構の一例を図８に模式的に示してあり、ここに示す例は、動力分割機構４０として、シングルピニオン型の遊星歯車機構を用いた例であり、サンギヤ４１を反力要素、リングギヤ４２を出力要素、これらサンギヤ４１およびリングギヤ４２に噛み合っているピニオンギヤを保持しているキャリヤ４３を入力要素として差動作用を生じるように構成されており、そのキャリヤ４３にエンジン８が連結され、またサンギヤ４１にモータ（もしくはモータ・ジェネレータ）４４が連結されている。リングギヤ４２は図示しない駆動輪にトルクを出力するためのものであり、車体重量が大きいために、モータ４４の回転数を変化させることによりエンジン８の回転数が変化する。すなわち、モータ４４を発電機として機能させ、あるいはモータとして機能させることによりエンジン８の回転数を連続的に変化させることができる。

この種のハイブリッド車では、車速やアクセル開度などから求められる要求パワーを燃費が最適な状態で出力できるようにエンジンの目標回転数を求め、その目標回転数になるようにモータによってエンジン回転数を制御している。したがってこのようなハイブリッド車では、最適燃費線を離れてエンジン８を運転するとすれば、任意の回転数に設定でき、その場合のエンジン回転数の制御の仕方によって車両の挙動が多様に異なるものとなる。そこで、この発明に係る駆動力制御装置は、指示ＳＰＩに基づいて、エンジン回転数の目標上限値および目標下限値を以下に述べるように設定する。すなわち、ハイブリッド車を対象とする場合、この発明に係る駆動力制御装置は、運転者の運転志向もしくは走行の意図を表している指標（前述した指示ＳＰＩ）に応じてエンジン回転数Ｎｅの目標上限値（以下、単に上限値と記す場合もある）と目標下限値（以下、単に下限値と記す場合もある）とを設定するように構成されており、図９にその制御例をフローチャートで示してある。ここに示す例は、要求最大加速度率に基づいて演算された上下限のエンジン回転数を、指標に基づいて更に変更するように構成した例であり、前述した各制御例と同様に、前後および左右の加速度の合成加速度である前記瞬時ＳＰＩが演算され（ステップＳ１）、ついで指示ＳＰＩが演算される（ステップＳ２）。そして、その指示ＳＰＩに基づいて要求最大加速度率が演算される（ステップＳ３）。これは、前述した図２を参照して説明したとおりの制御である。

変速比を連続的に変化させることのできるハイブリッド車で、その変速比をステップ的に変化させるように制御する場合、各変速比毎の車速と加速度との関係は、例えば前述した図４と同様のマップとして定めておくことができる。したがって要求最大加速度率と車速とが判っていれば、加速度をそのマップから求めることができ、その加速度と車体重量とから要求駆動力が求められ、その要求駆動力から要求出力ならびに上限エンジン回転数Ｎｅが求められる（ステップＳ２１）。このステップＳ２１での演算は、予め定めた基本的な特性の下での演算であり、要求最大加速度率および車速に応じた上限エンジン回転数Ｎｅを求めることができるが、運転志向あるいは運転意図を積極的には反映したものとはなっていない。そこで、指示ＳＰＩに基づいて上限エンジン回転数Ｎｅの目標値が求められる（ステップＳ２２）。これは、例えば指示ＳＰＩと車速とに応じてエンジン回転数Ｎｅの上限値もしくはその補正値を定めたマップを用意しておき、そのマップに基づいてステップＳ２２の演算を行えばよい。また、そのマップは、前述した図３に示す線図と同様のものとすることができ、車速を横軸に採り、かつ上限エンジン回転数を縦軸に採った線図であって、指示ＳＰＩもしくはこれに基づく所定値を勾配とし、原点を通る直線で表したマップであり、その勾配は指示ＳＰＩが大きくなるほど大きい値とされている。

一方、上記のステップＳ２１による上限値の演算と並行して、エンジン回転数Ｎｅの下限値が演算される（ステップＳ２３）。変速比を連続的に変化させることのできるハイブリッド車における車速と加速度との関係はエンジン８についての要求回転数毎に予め決めておくことができ、その例を図１０に模式的に示してある。この図１０に前述した要求最大加速度率を加えると、その時点の車速および要求回転数に対する加速度が求められるから、前述した上限値を求める場合と同様に、車体重量などを考慮してエンジン回転数Ｎｅの下限値を求めることができる。こうして求められた下限値は、運転志向あるいは運転意図を積極的には反映したものとはなっていない。そこで、指示ＳＰＩに基づいて下限エンジン回転数Ｎｅの目標値が求められる（ステップＳ２４）。これは、例えば指示ＳＰＩと車速とに応じてエンジン回転数Ｎｅの下限値もしくはその補正値を定めたマップを用意しておき、そのマップに基づいてステップＳ２４の演算を行えばよい。また、そのマップは、前述した図６に示す線図と同様のものとすることができ、車速を横軸に採り、かつ上限エンジン回転数を縦軸に採った線図であって、予め定めた小さい勾配で、かつ原点を通らない直線で表したマップであり、指示ＳＰＩの値に応じた複数の直線が用意され、それらの直線から選択された直線で決まる下限値を採用するようになっている。

また、図９に示す制御例では、ルーチンのスタートと同時に前後加速度Ｇｘが「０」より小さいか否か、すなわち負の値になっているか否かが判断される（ステップＳ２５）。このステップＳ２５は減速状態か否かを判断するためのものであり、加速していることによりステップＳ２５で否定的に判断された場合には、指示ＳＰＩが予め定めたしきい値Ｘより小さいか否かが判断される（ステップＳ２６）。このしきい値Ｘは、モードを選択するための基準となる値であり、以下に述べるようにして設定されている。

指示ＳＰＩは、前述したように、加速度に基づいて求められ、運転志向を反映したものであって、実質的に、合成加速度の絶対値であり、したがって指示ＳＰＩが大きい値であれば、車両の挙動がより機敏になるように出力特性や変速特性などの各特性が設定される。例えば、アクセル開度に対するスロットル開度もしくは出力トルクが大きくなり、また駆動力が大きくなるように低速側の変速比（相対的に大きい変速比）が設定される。すなわち、スポーティな走行に適するように各特性が変更される。このように、指示ＳＰＩが大きくなれば、車両の加速度がアクセル開度などの駆動要求量に応じて増大することになる。しかしながら、加速度を増大させ、あるいは大きい駆動力を発生させる制御は、要は、エンジンを搭載した車両ではその最低回転数を増大させる制御であるが、運転者の要求に従った加速度の変化は、所定の範囲では運転者にとってリニアな変化として体感されるものの、その範囲を超えた場合には加速度がどの程度であるかの感触を得にくくなり、加速度のリニアな変化を体感しにくくなる。言い換えれば、加速操作と体感される加速度の変化とが乖離し、違和感となる可能性がある。また、車速が増大すれば、発生可能な最大加速度に対するいわゆる余裕加速度が少なくなり、アクセル操作を行っても加速度が増大しにくくなる。

本発明者等の実験によれば、加速度が増大するのに従って感覚量と刺激量との対応関係が希薄になり、加速度が４．５ｍ／ｓ^２を超えると、殆どの搭乗者が加速度と体感している加速度の関係が判らなくなった。したがって、指示ＳＰＩが、４．５ｍ／ｓ^２を超える加速度を要求するものである場合には、たとえ車両が要求に沿う加速を行ったとしても、加速度の変化を体感できず、意図した走行状態か否かを判断できないことになる。

一方、上記のしきい値Ｘは、後述するようにノーマルモードとスポーツモードとのいずれかを選択し、もしくはいずれかに切り替えるための基準値であり、指示ＳＰＩの値の大小を判定するためのものである。また、その指示ＳＰＩは、合成加速度に基づいて求められ、その合成加速度は、たとえ一時的なハンドル操作やアクセル操作もしくはブレーキ操作であっても、前後加速度もしくは横加速度が大きくなれば、大きい値になる。したがって運転者が機敏な挙動（すなわちスポーツ走行）を意図していなくても、不注意や障害物の回避などのために、一時的に大きく操舵し、もしくはアクセルペダルを踏み込み、あるいはブレーキ操作した場合、指示ＳＰＩの値が大きくなる。そのため、この指示ＳＰＩの値の大小を判定する上記のしきい値Ｘが小さい場合、スポーツモードを設定する判断が成立しやすくなり、しきい値Ｘの値によっては、運転者が意図していないにも拘わらず、頻繁にスポーツモードに切り替わってしまう可能性がある。そこで、上記のしきい値Ｘは、４．５ｍ／ｓ^２を上限とした所定の範囲の値であることが好ましい。その判定の下限値は、スポーツモードへの自動的な切り替えが頻繁に生じない程度の値であり、実験やシミュレーションなどに基づいて設定することができる。この発明では、実験やシミュレーションなどの結果から「３．５ｍ／ｓ^２」をしきい値Ｘの下限値とすることが好ましい。

上記のステップＳ２６で否定的に判断されれば、加速状態でかつ車両の挙動が機敏になることを求められている状態であり、この場合には、フラグＦａが「１」にセットされ（ステップＳ２７）、図９のルーチンを一旦終了する。これに対して、ステップＳ２５あるいはステップＳ２６で肯定的に判断された場合には、フラグＦｂが「１」にセットされ（ステップＳ２８）、図９のルーチンを一旦終了する。

前述したステップＳ２２でエンジン回転数Ｎｅの上限目標値が演算された後、ステップＳ２７によるフラグＦａが「１」か否かが判断され（ステップＳ２９）、否定的に判断された場合には図９のルーチンを一旦終了し、肯定的に判断された場合には調停制御が実行される（ステップＳ３０）。この調停制御は、燃費が良好になるようにエンジン制御を行う通常の制御での上限目標値と、ステップＳ２２で演算された上限目標値とを比較して小さい方の目標値を採用する制御（ミニマムセレクト）である。

また一方、前述したステップＳ２４でエンジン回転数Ｎｅの下限目標値が演算された後、ステップＳ２８によるフラグＦｂが「１」か否かが判断され（ステップＳ３１）、否定的に判断された場合には図９のルーチンを一旦終了し、肯定的に判断された場合には調停制御が実行される（ステップＳ３２）。この調停制御は、燃費が良好になるようにエンジン制御を行う通常の制御での下限目標値と、ステップＳ２４で演算された下限目標値とを比較して大きい方の目標値を採用する制御（マックスセレクト）である。こうして、エンジン回転数についての上限目標値あるいは下限目標値が求められた後、エンジン制御で使用する目標エンジン回転数が演算される（ステップＳ３３）。

したがって、図９に示す制御を実行するように構成した場合には、エンジン回転数Ｎｅの上限値および下限値を、運転志向を反映している指標に応じて変化させるので、運転者の意図に合った動力性能を得ることができ、また減速後に再加速する場合にエンジン回転数が高い回転数に維持されるので再加速性を向上させることができ、ひいては心地良い加速あるいは走行を行うことができる。

Claims (4)

1. エンジンの回転数を車速に応じて連続的に変化させることのできる変速機構を備えた車両における前記変速機構の変速比を前記車速と前記車両の運転者によるアクセル操作量とに基づいて制御する車両の駆動力制御装置において、
   車両の加速度が大きいほど前記車両の挙動が機敏になることの要求の度合いが強いことを示す値となる指標を求め、
   前記車両の挙動の機敏さが増す方向へは素早く変化し、前記車両の挙動の機敏さが減る方向へは遅く変化するように、前記指標の値の変化の仕方を異ならせてあり、
   前記指標が予め定めた所定値以上であることにより前記車両の制御モードとしてスポーツモードを選択し、
   前記スポーツモードにおいては、前記車両の加速要求があった場合に前記加速要求があった時点における所定の変速比の下で設定可能なエンジン回転数を、前記変速機構で設定可能な最大回転数より低い所定の上限値に制限するとともに、エンジン回転数が前記上限値に達することにより前記変速比を低下させるアップシフトを実行し、かつ前記上限値を、前記指標の値が前記車両の挙動の機敏さが増す値であるほど大きい値に設定し、
   前記上限値は、前記車両が出力できる最大加速度に対する要求加速度の割合である要求最大加速度率が前記指標に基づいて求められ、前記要求最大加速度率に基づいて各変速比ごとに設定されたエンジン回転数であり、かつ
   前記上限値は、所定の変速比が設定されている場合の値より、前記所定の変速比よりも小さい変速比が設定されている場合の値を大きくする
   ように構成されていることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記指標に基づいて、前記エンジン回転数の下限値が変更されるとともに、
   前記下限値は、前記指標の値が前記車両の挙動の機敏さが増す値であるほど大きい値に設定される
   ように構成されてい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。
3. 前記指標がしきい値を超えるまで、前記指標の変化を要因とせずに、アクセル開度および前記車速に応じて前記エンジン回転数を連続的に変化させるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
4. 前記車両は、前記変速機構として、前記エンジンが連結された入力要素、反力要素、および出力要素の三つの回転要素で差動作用を行う動力分割機構と、その反力要素に連結されて前記入力要素に連結されている前記エンジンの回転数を変化させるモータとを備え、前記エンジンの回転数が目標回転数となるように前記モータによって前記エンジン回転数が制御されるハイブリッド車を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車両の駆動力制御装置。

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