JP5892245B2

JP5892245B2 - 車両の駆動力制御装置及び駆動力制御方法

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Publication number: JP5892245B2
Application number: JP2014521399A
Authority: JP
Inventors: 吉野　太容; 太容吉野; 入山　正浩; 正浩入山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2033-06-13
Also published as: US20150151758A1; EP2862763A4; EP2862763B1; JPWO2013187464A1; CN104364134A; US9260116B2; WO2013187464A1; EP2862763A1; CN104364134B

Description

この発明は、目標車両駆動力に基づき変速比と内燃エンジンの運転とを統合制御するパワートレーントルクディマンド制御の改良に関する。

車両の駆動力制御に関しては、従来はアクセルペダルの踏み込み量に基づき内燃エンジンの出力を制御し、一方でアクセルペダルの踏み込み量と車速に基づき自動変速機の変速比を制御する方式が広く採用されてきた。この方式ではエンジンと変速機はそれぞれ個別の目標値に従って独立制御される。

これに対して日本国特許庁が２００１年に発行したＪＰ２００１−３２８４６２Ａは、アクセルペダルの踏み込み量と車速から、目標車両駆動力を設定し、目標車両駆動力が得られるように自動変速機の変速比と内燃エンジンのトルクとを統合制御するパワートレーントルクディマンド（ＰＴＤ）制御を提案している。

自動変速機の変速比は一般に変速マップを参照して決定される。具体的には、アクセル開度と車速とから変速比が決定される。

この場合に、複数の変速マップを用意することで、ドライバの好みに応じて例えばスポーツモードのような形で、同一アクセル開度と同一車速においてより大きな変速比を適用することで、レスポンスや加速性能を高めることが行われている。

従来の独立制御においては、内燃エンジン出力制御と自動変速機の変速比とは独立して制御可能であり、変速マップの切り替えのみでスポーツモードが実現する。

しかしながら、ＰＴＤ制御では、単に変速マップを切り替えるのみでは、最終的な車両の駆動力が、目標駆動力から乖離してしまう。

この発明の目的は、したがって、ＰＴＤ制御において、スポーツモードのような入力回転速度の上昇操作に対して期待される駆動力特性を実現させることである。

以上の目的を達成するために、この発明は、自動変速機を備えた車両の駆動力制御装置を提供する。駆動力制御装置は、アクセル開度を検出するセンサと、車速を検出するセンサと、プログラマブルコントローラと、を備えている。

コントローラは、次のようにプログラムされる。すなわち、アクセル開度に応じて目標駆動力を演算し、車速と自動変速機の変速範囲に基づき自動変速機への目標入力回転速度下限基本値を演算し、目標入力回転速度下限基本値に基づき目標駆動力下限補正値を演算し、目標駆動力下限補正値に基づき前記目標駆動力を補正し、補正後の目標駆動力に基づき自動変速機の目標入力トルクを演算し、自動変速機への入力トルクを目標入力トルクへと制御する、ようプログラムされる。

この発明の詳細並びに他の特徴や利点は、明細書の以下の記載の中で説明されるとともに、添付された図面に示される。

ＦＩＧ．１はこの発明の実施形態による車両の駆動力制御装置の概略構成図である。ＦＩＧ．２は、エンジンと変速機をそれぞれ個別の目標値に従って独立制御するＥＴＤ制御による車速とアクセル開度に応じた自動変速機の入力回転速度との関係を説明するダイアグラムである。ＦＩＧ．３は、ＥＴＤ制御によるハイリミッタを説明するダイアグラムである。ＦＩＧ．４は、ＥＴＤ制御の通常モードにおける成行き駆動力を示すダイアグラムである。ＦＩＧ．５は、ＥＴＤ制御のスポーツモードでハイリミッタが作動した状態における成行き駆動力を示すダイアグラムである。ＦＩＧ．６は、ＦＩＧ．４の成行き駆動力を車速とアクセル開度の表示軸を代えて示したダイアグラムである。ＦＩＧ．７は、ＦＩＧ．５の成行き駆動力を車速とアクセル開度の表示軸を代えて示したダイアグラムである。ＦＩＧ．８は、駆動力制御装置が備える目標駆動力下限補正値演算部が演算する目標駆動力下限補正値の特性を示すダイアグラムである。ＦＩＧ．９は、駆動力制御装置が備える目標駆動力下限補正部が演算する補正後の目標駆動力の特性を示すダイアグラムである。ＦＩＧ．１０は、ＦＩＧ．８の目標駆動力下限補正値を車速とアクセル開度の表示軸を代えて示したダイアグラムである。ＦＩＧ．１１は、ＦＩＧ．９の補正後の目標駆動力を車速とアクセル開度の表示軸を代えて示したダイアグラムである。ＦＩＧ．１２は、駆動力制御装置が実現する駆動力補正の一例を示すダイアグラムである。ＦＩＧ．１３は、駆動力制御装置が備える目標駆動力生成部と配分演算部の機能を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１４は、目標駆動力生成部と配分演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１５は、目標駆動力生成部が備える目標トランスミッション（ＴＭ）入力回転速度下限基本値演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１６は、目標駆動力生成部が備える目標駆動力演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１７は、目標駆動力演算部が備える目標駆動力下限補正値演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１８は、目標駆動力下限補正値演算部が備える目標ＴＭ入力回転速度下限値演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１９は、目標駆動力下限補正値演算部が備える目標体積効率下限補正値演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２０は、目標駆動力下限補正値演算部が備える目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２１は、目標駆動力下限補正値演算部が備える目標駆動力下限補正値演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２２は、目標駆動力下限補正値演算部が備える駆動力減少側補正禁止判定部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２３は、目標駆動力演算部が備える目標駆動力下限補正部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２４は、配分演算部が備える目標ＴＭ入力回転速度演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２５は、配分演算部が備える目標ＴＭ入力トルク演算部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２６は、駆動力制御装置による目標ＴＭ入力回転速度の制御の一例を示すダイアグラムである。

図面のＦＩＧ．１を参照すると、車両の内燃エンジン１の出力はトルクコンバータ１１を介して無段変速機（ＣＶＴ）１２に入力される。無段変速機はプライマリプーリ１３とセカンダリプーリ１４と、これらに掛け回されたＶベルト１５とを備える。プライマリプーリ１３は油圧Ｐｐｒｉに応じて溝幅を変化させることで、Ｖベルト１５との接触半径を変化させる。セカンダリプーリ１４は油圧Ｐｓｅｃに応じて溝幅を変化させることで、Ｖベルト１５との接触半径を変化させる。結果として、ＣＶＴ１２は油圧Ｐｐｒｉと油圧Ｐｓｅｃの制御に応じて、入力回転速度と出力回転速度の比、すなわち変速比を無段階に変化させる。油圧Ｐｐｒｉと油圧Ｐｓｅｃは油圧供給装置１６により生成される。

セカンダリプーリ１４はファイナルギヤ１８とディファレンシャル１９を介して駆動輪に結合する。

内燃エンジン１は吸気量を調整する吸気スロットル装置３を備える。吸気スロットル装置３は、内燃エンジン１の吸気通路２に設けた吸気スロットル４と、吸気スロットルの開度を入力信号に応じて変化させる電動モータ５を備える。

油圧供給装置１６と吸気スロットル装置３はコントローラ２１が出力する指令信号に応じて作動する。

コントローラ２１は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラを複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

コントローラ２１には吸気スロットル４のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ６、車両が備えるアクセルペダル７のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２２、内燃エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２３、プライマリプーリ１３の回転速度を検出するプライマリプーリ回転速度センサ２４、セカンダリプーリ１４の回転速度を検出するセカンダリプーリ回転速度センサ２５、及び車両の走行速度を検出する車速センサ２６から検出信号がそれぞれ信号として入力される。

コントローラ２１はこれらの検出信号に応じて、吸気スロットル４の開度制御と、油圧供給装置１６を介したＣＶＴ１２の変速制御を行うことで、車両の駆動力を制御する。

以上のように構成された駆動力制御装置が実行する制御の概念を説明する。

ＦＩＧ．２は、ＥＴＤ制御において、ドライバが通常モードの変速特性を選択した場合の変速特性を示す。ここでは、アクセル開度が一定であると、車速の上昇に伴い、変速比が減少方向、すなわちハイ（Ｈｉ）側に変化し、最終的には最も小さな変速比、すなわち最Ｈｉ側の変速比で一定する。

ＦＩＧ．３は、ＥＴＤ制御において、ドライバがスポーツモードの変速特性を選択した場合の変速特性を示す。ここでは、ＦＩＧ．２の特性と比べて、変速比が最 Hi 側の変速比まで変速しないようハイリミッタがロー（Ｌｏ）側に設定されており、多くの領域で同一の車速に対して通常モードより入力回転速度が高くなるように変速特性が設定されている。

ＦＩＧ．４とＦＩＧ．６は、ＥＴＤ制御の通常モードにおける成行き駆動力を示す。ＦＩＧ．５とＦＩＧ．７は、ＥＴＤ制御のスポーツモードにおける成行き駆動力を示す。ＥＴＤ制御においては、スポーツモードでＦＩＧ．２の変速マップをＦＩＧ．３の変速マップに置き換えることで、中車速領域での駆動力を上昇させている。具体的には、Ｈｉ側の変速比を制限するハイリミッタの設定により、これを行っている。

この実施形態による駆動力制御装置は、同様の駆動力制御をＰＴＤ制御の中で実現する。

ＦＩＧ．１３を参照して、駆動力制御装置が実行する制御について説明する。なお、ＦＩＧ．１３−ＦＩＧ．２４に示す各ブロックはコントローラ２１の各機能を仮想的なユニットとして示したものであり、物理的な存在を意味しない。

ＦＩＧ．１３を参照すると、コントローラ２１は、目標駆動力生成部Ａと配分演算部Ｂとを備える。目標駆動力生成部Ａはアクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰなどの入力信号に基づきハイリミッタ適用時の目標駆動力ＴＦＤを求め、配分演算部Ｂは、目標駆動力を得るためのＣＶＴ１２の目標トランスミッション（ＴＭ）入力トルクと目標ＴＭ入力回転速度を計算する。

配分演算部Ｂのブロック内に示されたダイアグラムについて説明する。車両の駆動力とエンジン回転速度Ｎｅとの関係は通常の変速制御においては、駆動力がゼロ、すなわち、負の駆動力とエンジンブレーキと正の駆動力との境界付近、で破線に示すようにエンジン回転速度Ｎｅが最も低くなるように設定している。配分演算部ＢはＰＴＤ制御において同じ結果が得られるようにＣＶＴ１２の目標駆動力を得るためのＣＶＴ１２の目標ＴＭ入力トルクと目標ＴＭ入力回転速度を計算する。

目標駆動力生成部Ａは、そのために、ブロック内に示されたダイアグラムに示すように、アクセル開度ＡＰＯに対する目標駆動力を破線に示す通常時の特性に対して、実線に示すようにアクセル開度ＡＰＯのある領域で割り増す。

ＦＩＧ．１４を参照すると、目標駆動力生成部Ａは目標ＴＭ入力回転速度下限基本値演算部５１と目標駆動力演算部５２とで構成される。配分演算部Ｂは目標ＴＭ入力回転速度演算部５３と目標ＴＭ入力トルク演算部５４とで構成される。これらの構成のもとで、コントローラ２１は吸気スロットル装置（ＥＴＣ）３とＣＶＴ１２を制御する。

以下に、各部の構成を個別に説明する。

ＦＩＧ．１５を参照すると目標ＴＭ入力回転速度下限基本値演算部５１は、目標ＴＭ入力回転速度下限基本値検索部６１と、ＯＲ回路６２と、スイッチ６３とを備える。

目標ＴＭ入力回転速度下限基本値検索部６１は予めＲＯＭに格納されたマップを参照して、車速ＶＳＰから目標ＴＭ入力回転速度下限基本値を検索する。ＯＲ回路６２はスポーツモード要求、エンジンブレーキ要求、余裕駆動力要求のいずれかがあった場合にＯＮ信号をスイッチ６３に出力する。

スポーツモード要求は、ドライバが車両のシフトレバーに付設されたスイッチ操作を行うことでＯＮになる。エンジンブレーキ要求はエンジンブレーキを強化したい場合に発せられる要求であり、例えばシフトレバーがＬレンジに入ることでＯＮになる。

余裕駆動力要求は、車両がナビセゲーションシステムを備える場合に、例えばワインディングロードなどの情報に基づき、アクセル操作に対する駆動力のレスポンス向上を目的としてＯＮに設定される。

ＯＲ回路６２はこれらのいずれかの要求がＯＮの場合に、スイッチ６３をゼロから目標ＴＭ入力回転速度下限基本値検索部６１が求めた目標ＴＭ入力回転速度下限基本値へと切り替える。ＯＲ回路６２は入力されるすべての要求がＯＦＦの場合に、スイッチ６３を目標ＴＭ入力回転速度下限基本値からゼロへと切り替える。

ＦＩＧ．１６を参照すると、目標駆動力演算部５２は、目標駆動力基本値検索部７１と、目標駆動力下限補正値演算部７２と、目標駆動力下限補正部７３とを備える。

目標駆動力基本値検索部７１はあらかじめＲＯＭに格納された公知のマップを参照して、車速とアクセル開度から車両の目標駆動力基本値を出力する。

目標駆動力下限補正値演算部７２の構成はＦＩＧ．１７に示される。

ＦＩＧ．１７を参照すると、目標駆動力下限補正値演算部７２は、目標ＴＭ入力回転速度下限値演算部８１、目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部８２、目標駆動力下限補正値演算部８３、目標体積効率下限補正値演算部８４、及び駆動力減少側補正禁止判定部８５からなる。

ＦＩＧ．１８を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度下限値演算部８１は最高回転速度制限値演算部９１、最Ｌｏ変速回転速度演算部９２，最Ｈｉ変速回転速度演算部９３、最低回転速度制限値演算部９４、最大値出力回路９５と９６、及び最小値出力回路９７と９８とを備える。

最高回転速度制限値演算部９１は内燃エンジン１の最高回転速度から最高回転速度制限値を設定する。最Ｌｏ変速回転速度演算部９２は車速とＣＶＴ１２の最Ｌｏ変速比から最Ｌｏ変速比に対応する変速回転速度を演算する。最Ｈｉ変速回転速度演算部９３は車速とＣＶＴ１２の最Ｈｉ変速比から最Ｈｉ変速比に対応する変速回転速度を演算する。最低回転速度制限値演算部９４は内燃エンジン１の最低回転速度から最低回転速度制限値を設定する。

最大値出力回路９５は、目標ＴＭ入力回転速度下限基本値演算部５１が算出した目標ＴＭ入力回転速度下限基本値と最低回転速度制限値とを比較して大きい方を出力する。言い換えれば、目標ＴＭ入力回転速度下限基本値の下限を最低回転速度制限値で制限する。

最大値出力回路９６は、最大値出力回路９５の出力と、最Ｈｉ変速回転速度とを比較して大きい方を出力する。言い換えれば、最大値出力回路９５の出力の下限を最Ｈｉ変速回転速度で制限する。

最小値出力回路９７は、最大値出力回路９６の出力と最Ｌｏ変速回転速度とを比較して小さい方を出力する。言い換えれば、最大値出力回路９６の出力の上限を最Ｌｏ変速回転速度で制限する。最小値出力回路９８は最小値出力回路９７の出力を最高回転速度制限値と比較して小さい方を出力する。言い換えれば、最小値出力回路９７の出力の上限を最高回転速度制限値で制限する。

このようにして、目標ＴＭ入力回転速度下限値演算部８１は、内燃エンジン１やＣＶＴ１２の仕様に基づく制限を加えた値を目標ＴＭ入力回転速度下限値として出力する。

ＦＩＧ．１９を参照すると、目標体積効率下限補正値演算部８４は開口面積変換部１０１と、乗除算部１０２と、体積効率変換部１０３とからなる。

開口面積変換部１０１はアクセル開度を開口面積に換算する。乗除算部１０２は開口面積と、内燃エンジン１の総排気量と、目標ＴＭ入力回転速度下限値演算部８１が演算した目標ＴＭ入力回転速度下限値とから、単位排気量当たりかつ単位回転当たりのアクセル要求開口面積を計算する。これを体積効率変換部１０３が体積効率に変換し、得られた値を目標体積効率下限補正値として出力する。

目標体積効率下限補正値演算部８４が行う以上の計算は、特許第３５４１６６１号として公知である。

なお、内燃エンジン１の総排気量は既知の一定値なので、開口面積と目標ＴＭ入力回転速度下限値とをパラメータとする目標体積効率下限補正値の３次元マップをあらかじめＲＯＭに格納しておき、開口面積と目標ＴＭ入力回転速度下限値からマップを検索して直接、目標体積効率下限補正値を求めることも可能である。

ＦＩＧ．２０を参照すると、目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部８２は目標ＴＭ入力回転速度下限値からＣＶＴ１２への入力トルクの最小値を求める最小トルク演算部１１１、同じくＣＶＴ１２への入力トルクの最大値を求める最大トルク演算部１１２、入力トルクの最大値と最小値の差を求める減算器１１３、目標体積効率下限補正値演算部８４が演算した目標体積効率下限補正値と入力トルクの差を乗算する乗算器１１４、及び最小トルクと乗算器１１４の出力を加算する加算器１１５を備える。

ＦＩＧ．２０の目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部８２の構成は、体積効率とエンジントルクが直線的な関係を有することを利用した簡易計算法である。すなわち、乗算器１１４が入力トルクの差に目標体積効率下限補正値を乗じることで入力トルクの最小値に加える補正量を計算し、加算器１１５が入力トルクの最小値に補正量を加えることで、目標ＴＭ入力トルク下限補正値を算出する。

エンジン回転速度と体積効率からエンジントルクは一義的に定まるので、これらをパラメータとする目標ＴＭ入力トルク下限補正値の３次元マップをあらかじめＲＯＭに格納しておき、エンジン回転速度と体積効率からマップを検索して直接、目標ＴＭ入力トルク下限補正値を求めることも可能である。

ＦＩＧ．２１を参照すると、目標駆動力下限補正値演算部８３は単位換算器１２１、除算器１２２、１２５、１２８、及び乗算器１２３、１２４、１２６、１２７を備える。

単位換算器１２１は車速をｍ／ｍｉｎの単位に変換する。乗算器１２３はタイヤの径からタイヤの一周距離を計算する。除算器１２２は車速とタイヤの一周距離からタイヤの回転速度を計算する。乗算器１２４は、車両のＣＶＴ１２と駆動輪との間に設けたファイナルギヤ１８のギヤ比をタイヤの回転速度に乗じてＣＶＴ１２の出力回転速度を計算する。除算器１２５は目標ＴＭ入力回転速度下限値をＣＶＴ１２の出力回転速度で除すことで、ＣＶＴ１２の目標変速比に換算する。

乗算器１２６は目標ＴＭ入力トルク下限補正値にＣＶＴ１２の目標変速比を乗じることで、ＣＶＴ１２の目標出力トルク下限補正値を算出する。乗算器１２７は目標出力トルク下限補正値にファイナルギヤ比を乗じることで、ファイナルトルク補正値を計算し、除算器１２８はタイヤ有効半径Ｒ＿ＴＩＲＥでファイナルトルク補正値を除することで目標駆動力下限補正値を算出する。ＦＩＧ．８とＦＩＧ．１０に目標駆動力下限補正値演算部８３が演算する目標駆動力下限補正値の例を示す。

ＦＩＧ．２２を参照すると、駆動力減少側補正禁止判定部８５は減算器１３１、比較器１３２と１３３、スイッチ１３４、及び遅延器１３５を備える。減算器１３１は駆動力減少側補正実施上限体積効率ｍＴＱＨＬＳＨからヒステリシス値ｍＨＳＴＱＬＳを差し引いた値を比較対象値として比較器１３２に入力する。比較器１３２は体積効率変換部１０３が出力する目標体積効率下限補正値が比較対象値以上かどうかを判定し、判定結果をＹＥＳ／ＮＯを示すブール値としてスイッチ１３４に入力する。

一方、比較器１３３は体積効率変換部１０３が出力する目標体積効率下限補正値が駆動力減少側補正実施上限体積効率ｍＴＱＨＬＳＨ以上かどうかを判定し、判定結果をＹＥＳ／ＮＯを示すブール値としてスイッチ１３４に出力する。スイッチ１３４は遅延器１３５を介して入力される前回の駆動力減少側補正禁止判定結果をトリガーとして比較器１３２からの入力値と比較器１３３からの入力値とを切り換える。

動力減少側補正禁止判定部８５の処理内容を要約すると、基本的には体積効率変換部１０３が出力する目標体積効率下限補正値が駆動力減少側補正実施上限体積効率ｍＴＱＨＬＳＨ以上かどうかを判定し、判定が肯定的な場合に駆動力減少側補正を禁止している。すなわち、低負荷状態での減速時にのみ駆動力減少側の補正を行うために、負荷が中負荷以上であるかどうかを体積効率を用いて判定し、中負荷以上の領域では駆動力減少側補正を禁止するのである。ただし、ヒステリシスを考慮し、目標体積効率下限補正値が駆動力減少側補正実施上限体積効率ｍＴＱＨＬＳＨ以上となった場合には、目標体積効率下限補正値駆動力減少側補正実施上限体積効率ｍＴＱＨＬＳＨからヒステリシス値ｍＨＳＴＱＬＳを差し引いた比較対象値を下回るまで、駆動力減少側補正の禁止を解除しないようにしている。

ＦＩＧ．２３を参照すると、目標駆動力下限補正部７３は、ＯＲ回路１４１と１４２、最大値出力回路１４３、スイッチ１４４と１４６、及び最小値出力回路１４５を備える。

ＯＲ回路１４１は駆動力減少側補正禁止判定部８５が出力した駆動力減少側補正禁止判定結果と、ＦＩＧ．１５で説明した余裕駆動力要求とのいずれかがＯＮの場合にＯＮ信号を出力する。ＯＲ回路１４２は余裕駆動力要求とエンジンブレーキ要求のいずれかがＯＮの場合にＯＮ信号を出力する。最大値出力回路１４３は目標駆動力基本値検索部７１が出力した目標駆動力基本値と、目標駆動力下限補正値演算部８３が出力した目標駆動力下限補正値のうち大きい方の値を出力する。

スイッチ１４４は、ＯＲ回路１４２の出力がＯＮの場合には目標駆動力基本値を、ＯＦＦの場合には最大値出力回路１４３の出力値を出力する。最小値出力回路１４５はスイッチ１４４の出力と目標駆動力下限補正値のうち小さい方の値を出力する。スイッチ１４６はＯＲ回路１４１の出力がＯＮの場合にはスイッチ１４４の出力値を目標駆動力として出力し、ＯＦＦの場合には、最小値出力回路１４５の出力を目標駆動力として出力する。ＦＩＧ．９とＦＩＧ．１１に目標駆動力下限補正部７３による補正を行った後の目標駆動力を示す。

以上を要約すると、目標駆動力下限補正部７３は、余裕駆動力要求またはエンジンブレーキ要求が発生している場合には、駆動力の増大側補正を禁止する。駆動力減少側補正が禁止されている場合、あるいは余裕駆動力要求が発生している場合には、駆動力の減少側補正を禁止する。結果として、余裕駆動力要求が発生している場合には、駆動力の増大側補正も減少側補正も禁止される。この場合には、別ルーチンによりエンジン回転速度のみが上昇側へと補正されるので、結果的に余裕駆動力が増大する。余裕駆動力要求が発生しておらず、エンジンブレーキ要求が発生している場合には、駆動力の増大側への補正が禁止される。駆動力減少側補正が禁止されておらず、余裕駆動力要求も、エンジンブレーキ要求も発生していない状態で、スポーツモードが選択されている場合には、駆動力の増大側補正も減少側補正も実施される。

ＦＩＧ．２４を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度演算部５３は、最高回転速度制限値演算部１５１、最Ｌｏ変速回転速度演算部１５２、最Ｈｉ変速回転速度演算部１５３、最低回転速度制限値演算部１５４、乗算器１５５、目標ＴＭ入力回転速度基本値演算部１５６、最大値出力回路１５７−１５９、及び最小値出力回路１６０と１６１を備える。

最高回転速度制限値演算部１５１は予め記憶された一定値である最高回転速度制限値を出力する。最Ｌｏ変速回転速度演算部１５２は車速からＣＶＴ１２の最Ｌｏ変速比に基づき最Ｌｏ変速回転速度を計算する。最Ｈｉ変速回転速度演算部１５３は車速からＣＶＴ１２の最Ｈｉ変速比に基づき最Ｈｉ変速回転速度を計算する。最低回転速度制限値演算部１５４は車速に応じて最低回転速度制限値を計算する。乗算器１５５は、秒速に換算した車速に目標駆動力演算部５２が出力した目標駆動力を乗じることで目標出力を計算する。目標出力にはさらに補機の負荷相当の出力を加算することもあり得る。また、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）目標発電出力を加算することもあり得る。目標ＴＭ入力回転速度基本値演算部１５６は目標出力に基づき目標ＴＭ入力回転速度基本値を計算する。

最大値出力回路１５７は目標ＴＭ入力回転速度基本値と目標ＴＭ入力回転速度下限基本値演算部５１が出力した目標ＴＭ入力回転速度下限基本値のうちの大きい方の値を出力する。最大値出力回路１５８は最大値出力回路１５７の出力と最低回転速度制限値演算部１５４が出力した最低回転速度制限値のうちの大きい方の値を出力する。最大値出力回路１５９は最大値出力回路１５８の出力と最Ｈｉ変速回転速度演算部１５３が出力した最Ｈｉ変速回転速度のうちの大きい方の値を出力する。

最小値出力回路１６０は最大値出力回路１５９の出力と最Ｌｏ変速回転速度演算部１５２が出力した最Ｌｏ変速回転速度のうちの小さい方の値を出力する。最小値出力回路１６１は最小値出力回路１６０の出力と最高回転速度制限値演算部１５１が出力した最高回転速度制限値のうちの小さい方の値を目標ＴＭ入力回転速度として出力する。

ＦＩＧ．２５を参照すると、目標ＴＭ入力トルク演算部５４は、除算器１７２，１７４−１７６と乗算器１７１，１７３，１７７とを備える。乗算器１７１は車両のタイヤの有効半径からタイヤの周長を求める。除算器１７２は車速（ｍ／ｍｉｎ）をタイヤの周長で除してタイヤの回転速度を演算する。乗算器１７３はタイヤの回転速度にファイナルギヤ比を乗じることで、ＣＶＴ１２のＴＭ出力回転速度を演算する。除算器１７４は目標ＴＭ入力回転速度演算部５３が演算した目標ＴＭ入力回転速度とＴＭ出力回転速度との比からＣＶＴ１２のＴＭ変速比を演算する。除算器１７５と１７６は目標駆動力演算部５２が演算した目標駆動力をＴＭ変速比とファイナルギヤ比で除してＴＭ目標入力駆動力を演算する。乗算器１７７はＴＭ目標入力駆動力にタイヤの周長を乗じることで、目標ＴＭ入力トルクを演算する。

目標ＴＭ入力トルク演算部５４によれば、目標駆動力を補正せずに、目標ＴＭ入力回転速度のみを補正する場合には、目標ＴＭ入力トルクは変化するが、結果としての車両の駆動力は変化しない。つまり、車両の駆動力は一定のまま内燃エンジンの余裕トルクが変化する。

なお、目標ＴＭ入力回転速度の代わりに、プライマリプーリ回転速度センサ２４が検出する実ＴＭ入力回転速度を用いることも可能である。ただし、その場合には、ＣＶＴ１２の変速応答遅れを考慮し、目標駆動力を実現するための目標ＴＭ入力トルクの演算において、応答遅れを補償する処理を行うことが望ましい。

コントローラ２１は、以上説明したプロセスにより、目標ＴＭ入力トルクと目標ＴＭ入力回転速度を演算する。コントローラ２１は公知の手法により、目標ＴＭ入力トルクが得られるように吸気スロットル装置３の電動モータ５の運転を通じてスロットル開度を制御する。また、目標ＴＭ入力回転速度が得られるようにＣＶＴ１２の変速比を制御する。

以上のプロセスにおいて、目標ＴＭ入力回転速度演算部５３は目標ＴＭ入力回転速度基本値の下限を目標ＴＭ入力回転速度下限基本値と、最低回転速度制限値と、最Ｈｉ変速回転速度とで制限し、目標ＴＭ入力回転速度基本値の上限を最Ｌｏ変速回転速度と最高回転速度制限値とで制限することで、目標ＴＭ入力回転速度を計算する。つまり、目標ＴＭ入力回転速度下限基本値による制限とともに、内燃エンジン１，ＣＶＴ１２，及び騒音振動抑制などの機能的要求に基づく制限を加えている。

ＦＩＧ．２５を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度演算部５３による処理の結果、減速時を含む低出力領域において、ＣＶＴ１２の目標入力回転速度に目標ＴＭ入力回転速度下限値による制限が加えられる。したがって、減速時を含む低出力領域において内燃エンジン１の回転速度は一定以下には低下しないことになる。

この発明による以上の制御により、ＰＴＤ制御においてもアクセル開度と車両の駆動力との関係を任意に補正することが可能となる。その結果、ＦＩＧ．１２に示すように、体積効率に基づき定められたしきい値より大きなアクセル開度では駆動力の増大補正のみを行い、しきい値以下のアクセル開度では駆動力の増大補正と減少補正の双方を行って、アクセルペダル操作に対する駆動力の好ましいレスポンスを実現することができる。

以上のように、この駆動力制御装置によれば、車両のＰＴＤ制御において、ＥＴＤ制御と同様の回転速度上昇操作による駆動力操作を実現することができる。すなわち、ＣＶＴ１２への入力回転速度の下限回転速度を補正することで、入力回転速度の上昇に対する駆動力変化のレスポンス向上を実現する。これにより、実駆動力を目標駆動力から乖離させることなく、例えばスポーツモードのような機能要求を満足させることが可能となる。

この駆動力制御装置は、さらに目標入力回転速度下限値とアクセル開度に基づいて目標駆動力下限補正値を演算している。そのため、アクセルペダルの操作量と入力回転速度の上昇によってドライバの期待どおりの駆動力変化を実現することが可能となる。

さらに、この駆動力制御装置は、目標入力回転速度下限値とアクセル開度に基づいて目標入力トルク下限補正値を演算し、目標入力トルク下限補正値に基づいて目標駆動力下限補正値を演算している。つまり、入力回転速度とアクセル開度に基づいて目標入力トルクを決めるので、ＥＴＤ制御と同様のトルク特性を容易かつ適切に実現でき、ドライバに違和感を感じさせない駆動力変化を実現することが可能となる。

さらに、この駆動力制御装置は、基本駆動力を増大側へ補正するかどうかを判定し、基本駆動力を減少側へ補正するかどうかを判定している。これにより、必要に応じて駆動力増大側あるいは駆動力減少側のみについて駆動力の補正を行うことが可能となる。例えば、エンジンブレーキ時の駆動力のみを補正するといった制御が可能となり、運転性の制御の自由度が向上する。

さらに、この駆動力制御装置は、目標駆動力下限補正値に基づき目標駆動力の下限値の補正を実施するか否かを判定し、判定結果に基づき目標駆動力の補正を行うように構成されている。その結果、目標入力回転速度下限値の補正と、それに伴う駆動力変化とを独立して制御することが可能となる。例えば入力回転速度を上昇させるだけで余裕駆動力を操作することが可能になる。

さらに、この駆動力制御装置は、目標入力回転速度下限値及びアクセル開度に基づいて目標体積効率下限補正値を演算し、目標体積効率下限補正値に基づき基本駆動力を減少側へ補正するかどうかを判定するよう構成されている。例えば高負荷域で減少側補正を実施すると運転性を損なう可能性があるが、こうした駆動力の減少側補正を行うべきではない領域を、この構成によって容易かつ適切に判定できる。

以上の説明に関して２０１２年６月１３日を出願日とする日本国における特願２０１２−１３４０５２号、の内容をここに引用により合体する。

以上、この発明をいくつかの特定の実施例を通じて説明してきたが、この発明は上記の各実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの技術範囲でこれらの実施例にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。

この発明の実施例が包含する排他的性質あるいは特長は以下のようにクレームされる。

Claims

自動変速機を備えた車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度を検出するセンサと；
車速を検出するセンサと；
次のようにプログラムされたプログラマブルコントローラ：
アクセル開度に応じて目標駆動力を演算し；
車速と自動変速機の変速範囲に基づき自動変速機への目標入力回転速度下限基本値を演算し；
目標入力回転速度下限基本値に基づき目標駆動力下限補正値を演算し；
目標駆動力下限補正値に基づき前記目標駆動力を補正し、
補正後の目標駆動力に基づき自動変速機の目標入力トルクを演算し；
自動変速機への入力トルクを目標入力トルクへと制御する、と
を備える駆動力制御装置。
コントローラは、目標入力回転速度下限基本値に車速に基づく補正を加えることで目標入力回転速度下限値を演算し、目標入力回転速度下限値に基づき目標駆動力下限補正値を演算するようさらにプログラムされる、請求項１の駆動力制御装置。
コントローラは、目標駆動力と車速から目標入力回転速度基本値を計算し、目標入力回転速度基本値に目標入力回転速度下限基本値と車速に応じた補正を加えることで自動変速機の目標入力回転速度を計算し、自動変速機への入力回転速度を目標入力回転速度へと制御するよう、さらにプログラムされる、請求項２の駆動力制御装置。
コントローラは、目標入力回転速度下限値とアクセル開度に基づいて目標駆動力下限補正値を演算するよう、さらにプログラムされる、請求項２または３の駆動力制御装置。
コントローラは、目標入力回転速度下限値とアクセル開度に基づいて目標入力トルク下限補正値を演算し、目標入力トルク下限補正値に基づいて目標駆動力下限補正値を演算するよう、さらにプログラムされる、請求項２から４のいずれかの駆動力制御装置。
コントローラは、目標駆動力を増大側へ補正するかどうかを判定し、目標駆動力を減少側へ補正するかどうかを判定するよう、さらにプログラムされる、請求項２から５のいずれかの駆動力制御装置。
コントローラは、目標入力回転速度下限値とアクセル開度に基づき目標駆動力の減少側への補正を禁止するかどうかを判定し、目標駆動力の減少側補正を禁止する場合には、目標駆動力下限値の減少側補正を行わないように、さらにプログラムされる、請求項６の駆動力制御装置。
コントローラは、目標入力回転速度下限値及びアクセル開度に基づいて目標体積効率下限補正値を演算し、目標体積効率下限補正値に基き前記目標駆動力を減少側へ補正するかどうかを判定するよう、さらにプログラムされる、請求項６の駆動力制御装置。
自動変速機を備えた車両の駆動力制御方法において、
アクセル開度を検出し；
車速を検出し；
アクセル開度に応じて目標駆動力を演算し；
車速と自動変速機の変速範囲に基づき自動変速機への目標入力回転速度下限基本値を演算し；
目標入力回転速度下限基本値に基づき目標駆動力下限補正値を演算し；
目標駆動力下限補正値に基づき前記目標駆動力を補正し、
補正後の目標駆動力に基づき自動変速機の目標入力トルクを演算し；
自動変速機への入力トルクを目標入力トルクへと制御する、と
を備える駆動力制御方法。