JP5930073B2

JP5930073B2 - 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: JP5930073B2
Application number: JP2014556356A
Authority: JP
Inventors: 吉野　太容; 太容吉野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: WO2014109195A1; US20150353090A1; JPWO2014109195A1; CN104903169B; CN104903169A; US9809225B2

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制御するパワートレーントルクディマンド制御に関する。

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、いわゆるエンジントルクディマンド（ＥＴＤ）制御が広く採用されてきた。この制御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。

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。

この従来技術は、無段変速機を搭載した車両において、車両の目標駆動力を運転状態に基づき設定し、目標駆動力に基づき内燃エンジンの目標回転速度と目標トルクを決定している。また、車両の走行負荷が大きい場合に、内燃エンジンの目標回転速度を高めに補正すること、目標回転速度が高めに補正された場合に、補正前の目標回転速度を用いて目標トルクを計算することを教えている。

しかしながら、この制御方法では、目標回転速度を補正した場合に、補正前の目標回転速度を用いて目標トルクを計算するため、結果として駆動力が目標駆動力から乖離しがちである。

また、目標トルクを保持したままで、目標回転速度のみを高めに補正すると、駆動力の増大感度が過大となり、運転性が悪化する可能性がある。

この発明の目的は、したがって、ＰＴＤ制御におけるこうした問題を解決して、従来のＥＴＤ制御と同様の駆動力制御のレスポンスと追従性を実現することである。

以上の目的を達成するために、この発明は動力源の回転を無段階に変速して駆動輪に伝達する無段変速機を備える車両の駆動力制御装置に適用される。駆動力制御装置は車両が備えるアクセラレータペダルのアクセル開度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る。

コントローラは、アクセル開度に応じて目標駆動力を算出し、目標駆動力に基づき目標トランスミッション入力回転速度を算出し、目標駆動力に基づき動力源の目標トランスミッション入力トルクを算出し、目標トランスミッション入力回転速度が得られるように無段変速機の変速比を制御し。目標トランスミッション入力トルクが得られるように動力源の出力トルクを制御するようプログラムされる。

コントローラは、目標駆動力に基づき目標トランスミッション入力回転基本値を算出し、目標トランスミッション入力回転基本値及び個別要求目標トランスミッション入力回転速度に基づき目標トランスミッション入力回転速度を算出するとともに、アクセル開度に基づき目標駆動力基本値を算出し、個別要求に基づき目標トランスミッション入力回転下限基本値を算出し、目標駆動力基本値及び目標トランスミッション入力回転下限基本値に基づいて目標駆動力を算出するようさらにプログラムされる。

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は駆動力制御装置が備える目標駆動力生成部と配分算出部の機能を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３は目標駆動力生成部と配分算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．４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）入力回転下限基本値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．５は目標駆動力生成部が備える目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．６は目標駆動力生成部が備える逆引きアクセル開度算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．７は逆引きアクセル開度算出部が備える仮想目標ＴＭ入力回転速度算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．８は逆引きアクセル開度算出部が備える仮想目標ＴＭ入力トルク算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．９は逆引きアクセル開度算出部が備える仮想目標体積効率算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１０は逆引きアクセル開度算出部が備える逆引きアクセル開度出力部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１１は目標駆動力算出部が備える目標駆動力基本値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１２は目標駆動力算出部が備える目標駆動力下限補正値算出並びに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．１３は目標駆動力下限補正値算出並びに駆動力減少側補正禁止判定部が備える目標ＴＭ入力回転下限値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１４は目標駆動力下限補正値算出並びに駆動力減少側補正禁止判定部が備える目標体積効率下限補正値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１５は目標駆動力下限補正値算出並びに駆動力減少側補正禁止判定部が備える目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１６は目標駆動力下限補正値算出並びに駆動力減少側補正禁止判定部が備える目標駆動力下限補正値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１７は目標駆動力下限補正値算出並びに駆動力減少側補正禁止判定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．１８は目標駆動力算出部が備える目標駆動力出力部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．１９は目標駆動力生成部が備える目標ＴＭ入力回転速度算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２０は配分算出部が備える目標ＴＭ入力トルク算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２１はこの発明の第２の実施形態による目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２２はこの発明の第２の実施形態による逆引きアクセル開度算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２３はこの発明の第３の実施形態によるコントローラの構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２４はこの発明の第３の実施形態によるマニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２５はこの発明の第３の実施形態による目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２６はこの発明の第３の実施形態によるマニュアルモード目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２７はこの発明の第３の実施形態によるマニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２８はこの発明の第３の実施形態によるマニュアルモード目標体積効率算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．２９はこの発明の第３の実施形態によるマニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３０はこの発明の第３の実施形態によるマニュアルモード目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３１はこの発明の第３の実施形態による目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３２はこの発明の第３の実施形態による目標ＴＭ入力回転速度算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３３はこの発明の第４の実施形態による目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３４はこの発明の第４の実施形態によるマニュアルモード目標駆動力算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。ＦＩＧ．３５はこの発明の第４の実施形態によるマニュアルモード目標体積効率算出部の構成を説明するブロックダイアグラムである。

以下に、この発明の第１の実施形態による車両の駆動力制御装置を説明する。

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。ＣＶＴ１２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はファイナルギア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は中央算出装置（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。

次に駆動力制御装置が実行する制御の基本概念を説明する。

ＦＩＧ．２を参照すると、コントローラ２１は、目標駆動力生成部Ａと配分算出部Ｂとを備える。目標駆動力生成部Ａはアクセル開度、車速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、配分算出部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。

配分算出部Ｂのブロック内に示されたダイアグラムを参照すると、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、負の駆動力すなわちエンジンブレーキ、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が大きく低下する。

目標駆動力生成部Ａにおいて、例えば図の実線に示すようにＨｉリミッタで目標駆動力を増大補正しても、配分算出部Ｂのダイアグラムに示すように、駆動力の境界付近でのエンジン回転速度Ｎｅの谷ができ、エンジン回転速度Ｎｅが大きく変動することは避けられない。この変動領域では、アクセル操作に対する出力応答が低下するだけでなく、運転性に関してドライバに違和感を感じさせる可能性がある。

この発明によるコントローラ２１は、減速時に目標駆動力を補正し、補正した目標駆動力に基づき減速時のＣＶＴ１２の目標入力回転速度を計算する一方、非減速時のＣＶＴ１２の目標入力回転速度を減速時のＣＶＴ１２の目標入力回転速度に基づき補正することで、再加速時の回転速度低下を防止する。

ＦＩＧＳ．３−２０を参照して、そのためにコントローラ２１が実行する駆動力制御について説明する。なお、ＦＩＧＳ．３−２０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。ＦＩＧＳ．２１−３５に示す各ブロックについても同様である。

ＦＩＧ．３を参照すると、ＦＩＧ．２の目標駆動力生成部Ａは目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１と目標駆動力算出部５２とで構成される。配分算出部Ｂは目標ＴＭ入力回転速度算出部５３と目標ＴＭ入力トルク算出部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３とＣＶＴ１２を制御する。

最初に目標駆動力生成部Ａの構成を個別に説明する。

ＦＩＧ．４を参照すると、ＦＩＧ．３の目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１は、目標ＴＭ入力回転下限基本値検索部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、車速から目標ＴＭ入力回転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。

以上のスポーツモード要求、エンジンブレーキ要求、余裕駆動力要求を個別要求と総称する。

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入力回転下限基本値検索部６１が求めた目標ＴＭ入力回転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入力回転下限基本値からゼロへと切り替える。

ＦＩＧ．５を参照すると、ＦＩＧ．３の目標駆動力算出部５２は目標駆動力基本値算出部７１、逆引きアクセル開度算出部７２、目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３、及び目標駆動力出力部７４とを備える。

目標駆動力基本値算出部７１の構成はＦＩＧ．１１に示される。

ＦＩＧ．１１を参照すると、目標駆動力基本値算出部７１は車速とアクセル開度から、あらかじめコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップ１３１を参照して、目標駆動力基本値を算出する。

逆引きアクセル開度算出部７２の構成はＦＩＧ．６に示される。仮想目標ＴＭ入力トルク算出部８１、仮想目標ＴＭ入力回転速度算出部８２、仮想目標体積効率算出部８３、及び逆引きアクセル開度出力部８４を備える。

仮想目標ＴＭ入力回転速度算出部８２の構成はＦＩＧ．７に示される。

ＦＩＧ．７を参照すると、仮想目標ＴＭ入力回転速度算出部８２は、最高回転速度制限値算出部９２、最Ｌｏ変速回転速度算出部９３、最Ｈｉ変速回転速度算出部９４、最低回転速度制限値算出部９５、乗算器９１、目標ＴＭ入力回転基本値算出部９６、最大値出力回路９７と９８、及び最小値出力回路９９と１００を備える。

最高回転速度制限値算出部９２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変速回転速度算出部９３は車速から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して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変速回転速度算出部９４は車速から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して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算出部９５は車速から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して最低回転速度制限値を計算する。乗算器９１は、秒速に換算した車速に目標駆動力算出部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。目標出力にさらに補機の負荷相当の出力を加算することも可能である。また、ハイブリッド駆動自動車（ＨＥＶ）の場合は、目標発電出力を加算することも可能である。目標ＴＭ入力回転基本値算出部９６は目標出力から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して目標ＴＭ入力回転基本値を計算する。

最大値出力回路９７は目標ＴＭ入力回転基本値算出部９６の出力と最低回転速度制限値算出部９５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９８は最大値出力回路９７の出力と最Ｈｉ変速回転速度算出部９４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９９は最大値出力回路９８の出力と最Ｌｏ変速回転速度算出部９３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１００は最小値出力回路９９の出力と最高回転速度制限値算出部９２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仮想目標ＴＭ入力回転速度として出力する。

仮想目標ＴＭ入力トルク算出部８１の構成はＦＩＧ．８に示される。

ＦＩＧ．８を参照すると、仮想目標ＴＭ入力トルク算出部８１は単位換算器１０１、除算器１０３、１０５、１０６、及び乗算器１０２、１０４、１０７、１０８を備える。

単位換算器１０１は車速をｍ／ｍｉｎの単位に変換する。乗算器１０２はタイヤの径からタイヤの一周距離を計算する。除算器１０３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１０４は、車両のＣＶＴ１２と駆動輪との間に設けたファイナルギア１８のギア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１０５は仮想目標ＴＭ入力回転速度算出部８２が算出した仮想目標ＴＭ入力回転下限値をＣＶＴ１２の出力回転速度で除すことで、ＣＶＴ１２の変速比に換算する。

除算器１０６は仮想目標ＴＭ入力トルク下限補正値をＣＶＴ１２の変速比で除算することで、ＣＶＴ１２の仮想目標出力トルク下限補正値を算出する。乗算器１０７は仮想目標出力トルク下限補正値にファイナルギア比を乗じることで、仮想ファイナルトルク補正値を計算する。乗算器１２８はタイヤ有効半径Ｒ＿ＴＩＲＥを仮想ファイナルトルク補正値に乗じることで仮想目標ＴＭ入力トルクを算出する。

仮想目標体積効率算出部８３の構成はＦＩＧ．９に示される。

ＦＩＧ．９を参照すると、仮想目標体積効率算出部８３は仮想目標ＴＭ入力回転下限値からＣＶＴ１２への入力トルクの最小値を求める最小トルク算出部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算出部１１２、入力トルクの最大値と最小値の差を求める減算器１１３、仮想目標ＴＭ入力トルク算出部８１が算出した仮想目標ＴＭ入力トルクと最小トルクとの差を乗算する減算器１１４、減算器１１４の出力を減算器１１３の出力で除算することで仮想目標体積効率を得る除算器１１５を備える。

ＦＩＧ．９の仮想目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部８３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、減算器１１４が仮想目標ＴＭ入力トルクと最小トルクとの差を求め、求めた値を除算器１１５が最大トルクと最小トルクの差で除算することで、仮想目標体積効率を算出する。

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。

逆引きアクセル開度出力部８４の構成はＦＩＧ．１０に示される。

ＦＩＧ．１０を参照すると、逆引きアクセル開度出力部８４は体積効率逆変換部１２１、除算器１２２、開口面積変換器１２３を備える。

体積効率逆変換部１２１は仮想目標体積効率算出部８３が出力した仮想目標体積効率を予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して吸気スロットル装置３の仮想目標開口面積に変換する。除算器１２２は仮想目標開口面積を内燃エンジン１の排気量と仮想目標入力回転速度で除算することで、単位排気量当たりかつ単位回転当たりの単位仮想目標開口面積を算出する。開口面積変換部１２３は、単位仮想目標開口面積から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してアクセル開度を求める。つまり、逆引きアクセル開度出力部８４は仮想目標体積効率と仮想目標ＴＭ入力速度が得られるアクセル開度を逆算している。得られた値は逆引きアクセル開度と称する。

以上で、逆引きアクセル開度算出部７２の説明を終える。

次に、目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３について説明する。

ＦＩＧ．１２を参照すると、目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３は、目標ＴＭ入力回転下限値算出部１４１、目標体積効率下限補正値算出部１４２、目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３、目標駆動力下限補正値算出部１４４、及び駆動力減少側補正禁止判定部１４５からなる。

目標ＴＭ入力回転下限値算出部１４１の構成はＦＩＧ．１３に示される。

ＦＩＧ．１３を参照すると、目標ＴＭ入力回転下限値算出部１４１は最高回転速度制限値算出部１５１、最Ｌｏ変速回転速度算出部１５２、最Ｈｉ変速回転速度算出部１５３、最低回転速度制限値算出部１５４、最大値出力回路１５５と１５６、及び最小値出力回路１５７と１５８を備える。

最高回転速度制限値算出部１５１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変速回転速度算出部１５２は車速とＣＶＴ１２の最Ｌｏ変速比から最Ｌｏ変速比に対応するＴＭ入力回転速度を最Ｌｏ変速回転速度として算出する。最Ｈｉ変速回転速度算出部１５３は車速とＣＶＴ１２の最Ｈｉ変速比から最Ｈｉ変速比に対応するＴＭ入力回転速度を最Ｈｉ変速回転速度として算出する。最低回転速度制限値算出部１５４は内燃エンジン１の最低回転速度から車速に対応する最低回転速度制限値を設定する。

最大値出力回路１５５は、目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１が算出した目標ＴＭ入力回転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１５６は、最大値出力回路１５５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１５５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１５７は、最大値出力回路１５６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１５６の上限を最Ｌｏ変速回転速度で制限する。最小値出力回路１５８は最小値出力回路１５７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１５７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入力回転下限値算出部１４１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入力回転下限値として出力する。

目標体積効率下限補正値算出部１４２の構成はＦＩＧ．１４に示される。

ＦＩＧ．１４を参照すると、目標体積効率下限補正値算出部１４２は開口面積変換部１６１、除算器１６２、及び体積効率変換部１６３を備える。

開口面積変換部１６１は逆引きアクセル開度算出部７２が算出した逆引きアクセル開度を、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して吸気スロットル装置３の開口面積に変換する。除算器１６２は、開口面積を内燃エンジン１の排気量と目標ＴＭ入力回転下限値算出部１４１が算出した目標ＴＭ入力回転下限値とで除算することにより、単位排気量当たりかつ単位回転当たりの単位開口面積を算出する。体積効率変換部１６３は、除算器１６２が算出した単位開口面積から、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して目標体積効率下限補正値を算出する。

目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３の構成はＦＩＧ．１５に示される。

ＦＩＧ．１５を参照すると、目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３は最小トルク算出部１７１、最大トルク算出部１７２、減算器１７３、乗算器１７４、及び加算器１７５を備える。

最小トルク算出部１７１は、目標ＴＭ入力回転下限値算出部１４１が算出した目標ＴＭ入力回転下限値から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してＣＶＴ１２へ入力される最小トルクを求める。

最大トルク算出部１７２は、目標ＴＭ入力回転下限値算出部１４１が算出した目標ＴＭ入力回転下限値から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してＣＶＴ１２へ入力される最大トルクを求める。

減算器１７３は最大トルクと最小トルクの差を計算する。乗算器１７４は目標体積効率下限補正値算出部１４２が算出した目標体積効率下限補正値に最大トルクと最小トルクの差を乗じる。加算器１７５は最小トルクに乗算器１７４の出力を加算して目標ＴＭ入力トルク下限補正値を算出する。

目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３における上記の目標ＴＭ入力トルク下限補正値の計算は、内燃エンジン１の体積効率とエンジントルクとが基本的に直線関係にあることを利用している。これに対して、内燃エンジンの回転速度と体積効率とから、エンジントルクは一義的に定まるので、回転速度と体積効率とをパラメータとしてエンジントルクを割りつけた３次元マップを予めコントローラ２１のＲＯＭに格納し、目標ＴＭ入力回転速度下限値と目標体積効率下限補正値とから、マップを参照して直接目標ＴＭ入力トルク下限補正値を求めることも好ましい。

目標駆動力下限補正値算出部１４４の構成はＦＩＧ．１６に示される。

ＦＩＧ．１６を参照すると、目標駆動力下限補正値算出部１４４は、単位換算器１８１、乗算器１８２、１８４、１８６、１８７、及び除算器１８３、１８５、１８８を備える。

単位換算器１８１は車速をｍ／ｍｉｎの単位に変換する。乗算器１８２はタイヤの径からタイヤの一周距離を計算する。除算器１８３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１８４は、車両のＣＶＴ１２と駆動輪との間に設けたファイナルギア１８のギア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１８５は目標ＴＭ入力回転下限値をＣＶＴ１２の出力回転速度で除算することで、ＣＶＴ１２の目標変速比に換算する。

乗算器１８６は目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３が算出した目標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１８７は目標出力トルク下限補正値にファイナルギア比を乗じることで、ファイナルトルク補正値を計算し、除算器１８８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。

駆動力減少側補正禁止判定部１４５の構成はＦＩＧ．１７に示される。

ＦＩＧ．１７を参照すると、駆動力減少側補正禁止判定部１４５は減算器１９１、比較器１９２と１９３、スイッチ１９４、及び遅延器１９５を備える。減算器１９１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１９２に入力する。比較器１９２は目標体積効率下限補正値算出部１４２が算出した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１９４に入力する。

一方、比較器１９３は目標体積効率下限補正値算出部１４２が算出した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１９４に出力する。スイッチ１９４は遅延器１９５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１９２からの入力値と比較器１９３からの入力値とを切り換える。

駆動力減少側補正禁止判定部１４５の処理内容を要約すると、基本的には目標体積効率下限補正値算出部１４２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。

さらに、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。

以上で目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３の説明を終える。

目標駆動力出力部７４の構成はＦＩＧ．１８に示される。

ＦＩＧ．１８を参照すると、目標駆動力出力部７４はＯＲ回路２０１と２０２、最大値出力回路２０３、スイッチ２０４と２０６、及び最小値出力回路２０５を備える。

ＯＲ回路２０１は目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３が出力した駆動力減少側補正禁止判定結果と、前述の余裕駆動力要求のいずれかがＯＮの場合にＯＮ信号を出力する。ＯＲ回路２０２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２０３は目標駆動力基本値算出部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算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３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２０４は、ＯＲ回路２０２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２０３の出力値を出力する。最小値出力回路２０５はスイッチ２０４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２０６はＯＲ回路２０１の出力がＯＮの場合にはスイッチ２０４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２０５の出力を目標駆動力として出力する。

以上を要約すると、目標駆動力出力部７４は、目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１が目標ＴＭ入力回転下限基本値の算出に用いたエンジンブレーキ要求、余裕駆動力要求などの様々な要求に基づいて目標駆動力下限補正値に基づく目標駆動力補正を行なう。

すなわち、目標駆動力部７４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。

なお、図には示されていないが、スポーツモード要求に対しては、駆動力の増大側補正についても減少側補正についても禁止されず、常に目標駆動力下限補正値による補正が適用される。

以上で目標駆動力出力部７４及び目標駆動力算出部５２の説明を終える。

目標ＴＭ入力回転速度算出部５３の構成はＦＩＧ．１９に示される。

ＦＩＧ．１９を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度算出部５３は、最高回転速度制限値算出部２１２、最Ｌｏ変速回転速度算出部２１３、最Ｈｉ変速回転速度算出部２１４、最低回転速度制限値算出部２１５、乗算器２１１、目標ＴＭ入力回転基本値算出部２１６、最大値出力回路２１７−２１９、及び最小値出力回路２２０と２２１を備える。

最高回転速度制限値算出部２１２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変速回転速度算出部２１３は車速からＣＶＴ１２の最Ｌｏ変速比において入力可能な最Ｌｏ変速回転速度を計算する。最Ｈｉ変速回転速度算出部２１４は車速からＣＶＴ１２の最Ｈｉ変速比において入力可能な最Ｈｉ変速回転速度を計算する。最低回転速度制限値算出部２１５は車速に応じて最低回転速度制限値を計算する。乗算器２１１は、秒速に換算した車速に目標駆動力算出部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可能である。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可能である。目標ＴＭ入力回転基本値算出部２１６は目標出力に基づき目標ＴＭ入力回転基本値を計算する。

最大値出力回路２１７は目標ＴＭ入力回転基本値と目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１が出力した目標ＴＭ入力回転下限基本値のうち大きい方の値を出力する。最大値出力回路２１８は最大値出力回路２１７の出力と最低回転速度制限値算出部２１５が出力した最低回転速度制限値のうち大きい方の値を出力する。最大値出力回路２１９は最大値出力回路２１８の出力と最Ｈｉ変速回転速度算出部２１４が出力した最Ｈｉ変速回転速度のうち大きい方の値を出力する。

最小値出力回路２２０は最大値出力回路２１９の出力と最Ｌｏ変速回転速度算出部２１３が出力した最Ｌｏ変速回転速度のうち小さい方の値を出力する。最小値出力回路２２１は最小値出力回路２２０の出力と最高回転速度制限値算出部２１２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。

目標ＴＭ入力トルク算出部５４の構成はＦＩＧ．２０に示される。

ＦＩＧ．２０を参照すると、目標ＴＭ入力トルク算出部５４は、単位換算器２３１、乗算器２３２、２３４、２３８と除算器２３３、２３５−２３７とを備える。単位換算器２３１は車速をｍ／ｍｉｎの単位に変換する。乗算器２３２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２３３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算出する。乗算器２３４はタイヤの回転速度にファイナルギア比を乗じることで、ＣＶＴ１２のＴＭ出力回転速度を算出する。除算器２３５は目標ＴＭ入力回転速度算出部５３が算出した目標ＴＭ入力回転速度とＴＭ出力回転速度との比からＣＶＴ１２のＴＭ変速比を算出する。除算器２３６と２３７は目標駆動力算出部５２が算出した目標駆動力をＴＭ変速比とファイナルギア比で除してＴＭ目標入力駆動力を算出する。乗算器２３８はＴＭ目標入力駆動力にタイヤの有効半径を乗じることで、目標ＴＭ入力トルクを算出する。

目標ＴＭ入力トルク算出部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入力トルクの算出において、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入力回転速度を算出する。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。

以上説明した駆動力制御装置において、目標駆動力算出部５２が目標駆動力算出手段を、目標ＴＭ入力回転速度算出部５３が目標トランスミッション入力回転速度算出手段を、目標ＴＭ入力トルク算出部５４が目標トランスミッション入力トルク算出手段を、目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１が個別要求目標トランスミッション入力回転速度算出手段を構成する。

この駆動力制御装置においては、スポーツモード要求、エンジンブレーキ要求、余裕駆動力要求などの個別要求に基づき算出された個別要求目標ＴＭ入力回転速度から目標駆動力下限補正値を求め、アクセル開度に基づく目標駆動力基本値と目標駆動力下限補正値を個別要求に応じて選択的に出力する。

このため、個別要求により目標ＴＭ入力回転速度が補正された場合であっても、目標ＴＭ入力トルクが一義的に制御されずに個別要求に応じて制御されるので、目標ＴＭ入力回転速度の変化に対してＥＴＤ制御と同様の目標ＴＭ入力トルクの感度を実現することができる。言い換えれば、ＰＴＤ制御においてＥＴＤ制御に近い駆動力操作を実現できる。

また、従来技術のように補正前の目標回転速度を用いて目標ＴＭ入力トルクを計算する場合と比較して、駆動力が目標駆動力から乖離する傾向や、駆動力の増大感度が過大となる傾向を排除して、好ましい運転性を実現できる。

この駆動力制御装置においては、目標駆動力下限補正値を、個別要求目標トランスミッション入力回転速度とアクセル開度に基づいて算出するので、ドライバの期待に即した駆動力変化を実現することができる。

この駆動力制御装置においては、個別要求目標トランスミッション入力回転速度算出手段としての目標ＴＭ入力回転下限基本値算出部５１が、目標トランスミッション入力回転下限値算出手段として車速から目標ＴＭ入力回転下限基本値を求める目標ＴＭ入力回転下限基本値検索部６１を備えている。また、目標駆動力下限補正値算出手段として、目標トランスミッション入力回転下限値及びアクセル開度に基づいて目標駆動力下限補正値を算出する目標体積効率下限補正値算出部１４２、目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３、及び目標駆動力下限補正値算出部１４４を備えている。

そのため、目標トランスミッション入力回転下限値に基づき算出される目標トランスミッション入力回転速度と、目標駆動力下限補正値に基づき算出される目標駆動力により、ドライバの期待に即した駆動力変化を実現することができる。

目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３は、目標トランスミッション入力回転下限値及びアクセル開度に基づいて目標トランスミッション入力トルク下限補正値を算出する目標トランスミッション入力トルク下限補正値算出手段として機能する。目標駆動力下限補正値算出部１４４はこの目標トランスミッション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算出する目標駆動力下限補正値算出手段として機能する。

このように、目標トランスミッション入力回転下限値とアクセル開度に基づいて目標トランスミッション入力トルク下限補正値を決めることで、ＥＴＤ制御と同様のトルク特性を容易かつ適切に実現でき、違和感のない駆動力変化を実現することが可能となる。

さらに、目標駆動力補正手段としての目標駆動力算出部５２は、目標駆動力下限補正値に基づく目標駆動力の補正を実施するか否かを判定し、判定結果に基づいて目標駆動力の補正を行うよう構成されている。そのため、ＴＭ入力回転速度の下限回転速度の補正と、それに伴う駆動力変化を独立して制御することが可能となる。結果として、従来のＰＴＤ制御と比べて運転性に関する制御自由度が向上する。例えば、ＴＭ入力回転速度の上昇制御のみ、で余裕駆動力を操作することが可能となる。

さらに、目標駆動力下限補正実施判定手段としての目標駆動力出力部７４は、目標駆動力基本値の増大補正を実施するか否かを判定する増大側補正実施判定手段として機能する。同じく目標駆動力下限補正実施判定手段としての目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３は、目標駆動力基本値の減少補正を実施するか否かを判定する減少側補正実施判定手段としても機能する。そのため、必要に応じて駆動力増大側あるいは駆動力減少側のみの駆動力補正を行うことが可能となり、運転性制御に関する高い自由度が得られる。例えば、エンジンブレーキ要求にのみ応える駆動力制御が可能となる。

さらに、目標駆動力補正手段としての目標駆動力算出部５２は、目標トランスミッション入力回転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算出するよう構成され、目標駆動力下限補正の減少側補正実施判定手段としての目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３は、目標体積効率下限補正値に基づき減少側補正の実施判定を行うように構成されている。

その結果、駆動力の減少側補正を行うべきではない状態、すなわち減少側補正を行なうことで運転性悪化が懸念される高負荷領域、を容易かつ適切に判定して、駆動力制御に反映させることができる。

さらに、この駆動力制御装置は、目標駆動力下限補正値の算出に用いるアクセル開度として、目標駆動力基本値から算出される逆引きアクセル開度を用いている。そのため、目標駆動力基本値を任意に設定した場合でも、ＴＭ入力回転速度の変化に対する駆動力変化の感度を適切に実現することができる。

次に、この発明の第２の実施形態による車両の駆動力制御装置を説明する。この実施形態は第１の実施形態と、目標駆動力算出部５２の構成が異なる。その他の構成は第１の実施形態と同一である。

ＦＩＧ．２１を参照すると、この実施形態による目標駆動力算出部５２は目標駆動力基本値算出部７１、逆引きアクセル開度算出部２４１、目標駆動力下限補正値算出及び駆動力減少側補正禁止判定部７３、及び目標駆動力出力部７４とを備える。

ＦＩＧ．２２を参照すると、逆引きアクセル開度算出部２４１は車速とアクセル開度から、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納された図に示す内容のマップを参照して逆引きアクセル開度を算出する。

第１の実施形態における逆引きアクセル開度算出部７２は、車速と目標駆動力基本値に基づき逆引きアクセル開度を計算している。ここで、目標駆動力基本値はＦＩＧ．１１に示されるように、車速とアクセル開度により一義的に決まる。またＦＩＧ．６の逆引きアクセル開度算出部７２の構成から分かるように、逆引きアクセル開度は車速と目標駆動力基本値から一義的に決まる。そのため、逆引きアクセル開度は車速とアクセル開度とをパラメータとするマップとしてあらかじめ設定しておくことが可能である。ＦＩＧ．２２に示されたマップがこれに当たる。逆引きアクセル開度算出部２４１はこのマップを参照することで、車速とアクセル開度から逆引きアクセル開度を直接得ている。

第２の実施形態により、逆引きアクセル開度算出部７２と目標駆動力算出部５２の構成を簡易化することができる。

ＦＩＧＳ．２３−３２を参照して、この発明の第３の実施形態による車両の駆動力制御装置を説明する。

この実施形態は自動変速モードとマニュアルモードをドライバの選択に応じて適用する車両に適用される。ここでは、マニュアルモードとして第１速−第６速からなる固定変速比が設定され、ドライバの操作に応じてこれらの変速比が適用される。この実施形態は駆動力制御装置のマニュアルモードへの適用に関する。

ＦＩＧ．２３を参照すると、この実施形態によるコントローラ２１は、マニュアルモードＴＭ入力回転基本値算出部２５１と、目標駆動力算出部２５２と、目標ＴＭ入力回転速度算出部２５３と、目標ＴＭ入力トルク算出部５４とを備える。

マニュアルモードＴＭ入力回転基本値算出部２５１の構成はＦＩＧ．２４に示される。

ＦＩＧ．２４を参照すると、マニュアルモードＴＭ入力回転基本値算出部２５１はマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部♯１−♯６（部材番号３０１−３０６）、セレクタ３０７、及びスイッチ３０８を備える。マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部♯１−♯６は第１速から第６速のギア比と車速から、目標ＴＭ入力回転速度をそれぞれ算出する。セレクタ３０７は車両が備えるインヒビタスイッチからのマニュアルモードシフト番号信号に対応するマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部♯１−♯６の算出結果を出力する。スイッチ３０８はマニュアルモード許可判定信号がＯＮ、すなわちマニュアルモードの適用が許可されている場合には、目標ＴＭ入力回転基本値としてセレクタ３０７が選択したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部♯１−♯６のいずれかの出力を出力する。一方、マニュアルモード許可判定信号がＯＦＦの場合には、目標ＴＭ入力回転基本値としてゼロを出力する。

目標駆動力算出部２５２の構成はＦＩＧ．２５に示される。

ＦＩＧ．２５を参照すると、目標駆動力算出部２５２は目標駆動力基本値算出部７１、マニュアルモード目標駆動力算出部３１１、及び目標駆動力出力部３１２を備える。目標駆動力基本値算出部７１の構成は第１の実施形態の目標駆動力基本値算出部７１と同一である。

マニュアルモード目標駆動力算出部３１１の構成はＦＩＧ．２６に示される。

ＦＩＧ．２６を参照すると、マニュアルモード目標駆動力算出部３１１はマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１、マニュアルモード目標体積効率算出部４０２、マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３、及びマニュアルモード目標駆動力出力部４０４を備える。

マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１の構成はＦＩＧ．２７に示される。

ＦＩＧ．２７を参照すると、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１は最高回転速度制限値算出部５０１、最Ｌｏ変速回転速度算出部５０２、最Ｈｉ変速回転速度算出部５０３、最低回転速度制限値算出部５０４、最大値出力回路５０５と５０６、及び最小値出力回路５０７と５０８を備える。

最高回転速度制限値算出部５０１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変速回転速度算出部５０２は車速と最Ｌｏ変速比に相当する第１速変速比から最Ｌｏ変速比に対応するＴＭ入力回転速度を最Ｌｏ変速回転速度として算出する。最Ｈｉ変速回転速度算出部５０３は車速と最Ｈｉ変速比に相当する第６速変速比から最Ｈｉ変速比に対応するＴＭ入力回転速度を最Ｈｉ変速回転速度として算出する。最低回転速度制限値算出部５０４は内燃エンジン１の最低回転速度から車速に対応する最低回転速度制限値を設定する。

最大値出力回路５０５は、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値算出部２５１が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転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、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転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５０６は、最大値出力回路５０５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５０５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５０７は、最大値出力回路５０６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５０６の上限を最Ｌｏ変速回転速度で制限する。最小値出力回路５０８は最小値出力回路５０７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５０７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、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１は、内燃エンジン１やＣＶＴ１２のマニュアルモード仕様に基づく制限を加えた値をマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度として出力する。

マニュアルモード目標体積効率算出部４０２の構成はＦＩＧ．２８に示される。

ＦＩＧ．２８を参照すると、マニュアルモード目標体積効率算出部４０２は開口面積変換部５１１、除算器５１２、及び体積効率変換部５１３を備える。

開口面積変換部５１１はアクセル開度を、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して吸気スロットル装置３の開口面積に変換する。除算器５１２は、開口面積を内燃エンジン１の排気量とマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度とで除算することにより、単位排気量当たりかつ単位回転当たりの単位開口面積を算出する。体積効率変換部５１３は、除算器５１２が算出した単位開口面積から、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してマニュアルモード目標体積効率を算出する。

マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３の構成はＦＩＧ．２９に示される。

ＦＩＧ．２９を参照すると、マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３は最小トルク算出部５２１、最大トルク算出部５２２、減算器５２３、乗算器５２４、及び加算器５２５を備える。

最小トルク算出部５２１は、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してＣＶＴ１２へ入力される最小トルクを求める。

最大トルク算出部５２２は、目標ＴＭ入力回転速度値算出部４０１が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度から予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してＣＶＴ１２へ入力される最大トルクを求める。

減算器５２３は最大トルクと最小トルクの差を計算する。乗算器５２４はマニュアルモード目標体積効率算出部４０２が算出したマニュアルモード目標体積効率に最大トルクと最小トルクの差を乗じる。加算器５２５は最小トルクに乗算器５２４の出力を加算してマニュアルモード目標ＴＭ入力トルクを算出する。

マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３における上記のマニュアルモード目標ＴＭ入力トルクの計算は、第１の実施形態の目標ＴＭ入力トルク下限補正値算出部１４３と同様に、内燃エンジン１の体積効率とエンジントルクとが基本的に直線関係にあることを利用している。これに対して、内燃エンジンの回転速度と体積効率とから、エンジントルクは一義的に定まるので、回転速度と体積効率とをパラメータとしてエンジントルクを割りつけた３次元マップを予めコントローラ２１のＲＯＭに格納し、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度とマニュアルモード目標体積効率とから、マップを参照して直接マニュアルモード目標ＴＭ入力トルクを求めることも好ましい。

マニュアルモード目標駆動力出力部４０４の構成はＦＩＧ．３０に示される。

ＦＩＧ．３０を参照すると、マニュアルモード目標駆動力出力部４０４は、単位換算器５３１、乗算器５３２、５３４、５３６、５３７、及び除算器５３３、５３５、５３８を備える。

単位換算器５３１は車速をｍ／ｍｉｎの単位に変換する。乗算器５３２はタイヤの径からタイヤの一周距離を計算する。除算器５３３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５３４は、車両のＣＶＴ１２と駆動輪との間に設けたファイナルギア５３のギア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５３５はマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度をＣＶＴ１２の出力回転速度で除算することで、ＣＶＴ１２の目標変速比に換算する。

乗算器５３６はマニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力トルクにＣＶＴ１２の目標変速比を乗じることで、ＣＶＴ１２の目標出力トルクを算出する。乗算器５３７は目標出力トルクにファイナルギア比を乗じることで、ファイナルトルクを計算し、除算器５３８はタイヤ有効半径Ｒ＿ＴＩＲＥでファイナルトルクを除することでマニュアルモード目標駆動力を算出する。

目標駆動力出力部３１２の構成はＦＩＧ．３１に示される。

ＦＩＧ．３１を参照すると、目標駆動力出力部３１２はスイッチ５３１からなる。

スイッチ５３１はマニュアルモード許可判定信号がＯＮの場合には、マニュアルモード目標駆動力出力部４０４が出力するマニュアルモード目標駆動力を目標駆動力として出力する。マニュアルモード許可判定信号がＯＦＦの場合には、目標駆動力基本値算出部７１が出力する目標駆動力基本値を目標他駆動力として出力する。

目標ＴＭ入力回転速度算出部２５３の構成はＦＩＧ．３２に示される。

ＦＩＧ．３２を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度算出部２５３は、最高回転速度制限値算出部５４２、最Ｌｏ変速回転速度算出部５４３、最Ｈｉ変速回転速度算出部５４４、最低回転速度制限値算出部５４５、乗算器５４１、目標ＴＭ入力回転基本値算出部５４６、スイッチ５４７、最大値出力回路５４８−５４９、及び最小値出力回路５５０と５５１を備える。

最高回転速度制限値算出部５４２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変速回転速度算出部５４３は車速からＣＶＴ１２の最Ｌｏ変速比に相当する第１速変速比において入力可能な最Ｌｏ変速回転速度を計算する。最Ｈｉ変速回転速度算出部５４４は車速からＣＶＴ１２の最Ｈｉ変速比に相当する第６速変速比において入力可能な最Ｈｉ変速回転速度を計算する。最低回転速度制限値算出部５４５は車速に応じて最低回転速度制限値を計算する。乗算器５４１は、秒速に換算した車速に目標駆動力算出部２５２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。目標出力にさらに補機の負荷相当の出力を加算することも可能である。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可能である。目標ＴＭ入力回転基本値算出部５４６は目標出力に基づき目標ＴＭ入力回転基本値を計算する。

スイッチ５４７はマニュアルモード許可信号がＯＮの場合は、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値算出部２５１が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値を出力する。マニュアルモード許可信号がＯＦＦの場合は、目標ＴＭ入力回転基本値算出部５４６が算出した目標ＴＭ入力回転基本値を出力する。

最大値出力回路５４８はスイッチ５４７の出力と最低回転速度制限値算出部５４５が出力した最低回転速度制限値のうち大きい方の値を出力する。最大値出力回路５４９は最大値出力回路５４８の出力と最Ｈｉ変速回転速度算出部５４４が出力した最Ｈｉ変速回転速度のうち大きい方の値を出力する。

最小値出力回路５５０は最大値出力回路５４９の出力と最Ｌｏ変速回転速度算出部５４３が出力した最Ｌｏ変速回転速度のうち小さい方の値を出力する。最小値出力回路５５１は最小値出力回路２２０の出力と最高回転速度制限値算出部５４２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。

目標ＴＭ入力トルク算出部５４の構成は、ＦＩＧ．３に示す第１の実施形態による目標ＴＭ入力トルク算出部５４と同一である。すなわち、車速と、目標駆動力算出部２５２が算出した目標駆動力と、目標ＴＭ入力回転速度算出部２５３が算出した目標ＴＭ入力回転速度とから、目標ＴＭ入力回転トルクを算出する。

この実施形態によれば、マニュアルモードを備えた車両において、アクセルペダルの操作量とシフト操作に応じてドライバが期待するのと同等の駆動力変化を実現することが可能となる。

この実施形態においては、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値算出部２５１が個別要求目標トランスミッション入力回転速度算出手段を、目標駆動力算出部２５２が目標駆動力算出手段を、目標ＴＭ入力回転速度算出部２５３が目標トランスミッション入力回転速度算出手段を構成する。

ＦＩＧＳ．３３−３５を参照して、この発明の第４の実施形態による車両の駆動力制御装置を説明する。

この実施形態による駆動力制御装置も、第３の実施形態と同様に、自動変速モードとマニュアルモードをドライバの選択に応じて適用する車両に適用される。ただし、この実施形態による駆動力制御装置は、第１の実施形態と同様に目標駆動力基本値に基づき逆引きアクセル開度を算出し、逆引きアクセル開度に基づきマニュアルモード目標駆動力を算出する点が第３の実施形態と異なる。

具体的には、この実施形態による駆動力制御装置の、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転基本値算出部２５１、目標ＴＭ入力回転速度算出部２５３，目標ＴＭ入力トルク算出部５４の構成は第３の実施形態と同一であり、目標駆動力算出部２５２の構成のみが第３の実施形態と異なる。

ＦＩＧ．３３を参照すると、目標駆動力算出部２５２は目標駆動力基本値算出部７１、逆引きアクセル開度算出部７２、マニュアルモード目標駆動力算出部６０２、目標駆動力出力部６０３を備える。

目標駆動力基本値算出部７１の構成は第１の実施形態の目標駆動力基本値算出部７１と同一である。逆引きアクセル開度算出部７２の構成は第１の実施形態の逆引きアクセル開度算出部７２と同一である。

マニュアルモード目標駆動力算出部６０２の構成はＦＩＧ．３４に示される。

ＦＩＧ．３４を参照すると、マニュアルモード目標駆動力算出部６０２はマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１、マニュアルモード目標体積効率算出部７０１、マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３、及びマニュアルモード目標駆動力出力部４０４を備える。

このうち、マニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１、マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３、及びマニュアルモード目標駆動力出力部４０４は第３の実施形態のマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１、マニュアルモード目標ＴＭ入力トルク算出部４０３、及びマニュアルモード目標駆動力出力部４０４とそれぞれ同一構成である。

マニュアルモード目標体積効率算出部７０１の構成はＦＩＧ．３５に示される。

ＦＩＧ．３５を参照すると、マニュアルモード目標体積効率算出部７０１は開口面積変換部７１１、除算器７１２、及び体積効率変換部７１３を備える。

開口面積変換部７１１は逆引きアクセル開度算出部７２が算出した逆引きアクセル開度を、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して吸気スロットル装置３の開口面積に変換する。除算器７１２は、開口面積を内燃エンジン１の排気量とマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度算出部４０１が算出したマニュアルモード目標ＴＭ入力回転速度とで除算することにより、単位排気量当たりかつ単位回転当たりの単位開口面積を算出する。体積効率変換部７１３は、除算器７１２が算出した単位開口面積から、予めコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照してマニュアルモード目標体積効率を算出する。

再びＦＩＧ．３３を参照すると、目標駆動力出力部６０３はマニュアルモード許可判定信号がＯＮの場合には、マニュアルモード目標駆動力算出部６０２が算出したマニュアルモード目標駆動力を目標駆動力として出力する。マニュアルモード許可判定信号がＯＦＦの場合には、目標駆動力基本値算出部７１が算出した目標駆動力基本値を目標駆動力として出力する。

以上のように、この実施形態による駆動力制御装置は、目標駆動力基本値に基づいて逆引きアクセル開度を算出し、逆引きアクセル開度に基づいてマニュアルモード目標駆動力を算出する。したがって、目標駆動力基本値を任意に設定した場合でも、ＴＭ入力回転速度の変化に対する駆動力変化の感度を適切に実現することができる。

以上説明したように、この発明によればＰＴＤ制御においても、従来のＥＴＤ制御同様にハイリミッタやマニュアルモードの駆動力要求に対応した駆動力制御を実現できる。すなわち、内燃エンジンの回転要求に対する駆動力変化の感度を従来のＥＴＤ制御同様と同様に実現できる。また、目標駆動力と実現駆動力が乖離することなく、従来のＥＴＤ制御同様の機能要求を満たすことができる。

以上の説明に関して２０１３年１月１１日を出願日とする日本国における特願２０１３−００３９８７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

動力源の回転を無段階に変速して駆動輪に伝達する無段変速機を備える車両の駆動力制御装置において：
車両が備えるアクセラレータペダルのアクセル開度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算出し、
目標駆動力に基づき目標トランスミッション入力回転速度を算出し、
目標駆動力に基づき動力源の目標トランスミッション入力トルクを算出し、
目標トランスミッション入力回転速度が得られるように無段変速機の変速比を制御し、
目標トランスミッション入力トルクが得られるように動力源の出力トルクを制御する、
とを備え
コントローラは、目標駆動力に基づき目標トランスミッション入力回転基本値を算出し、目標トランスミッション入力回転基本値及び個別要求目標トランスミッション入力回転速度に基づき目標トランスミッション入力回転速度を算出するとともに、
アクセル開度に基づき目標駆動力基本値を算出し、個別要求に基づき目標トランスミッション入力回転下限基本値を算出し、目標駆動力基本値及び目標トランスミッション入力回転下限基本値に基づいて目標駆動力を算出するようさらにプログラムされる。
コントローラは、目標トランスミッション入力回転下限基本値及びアクセル開度に基づいて目標駆動力下限補正値を算出し、目標駆動力下限補正値と目標駆動力基本値に基づき目標駆動力を算出するようさらにプログラムされる、請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
コントローラは、目標トランスミッション入力回転下限基本値に基づき目標トランスミッション入力回転下限値を算出し、目標トランスミッション入力回転下限値とアクセル開度とに基づいて目標駆動力下限補正値を算出するようさらにプログラムされる、請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
コントローラは、目標トランスミッション入力回転下限値とアクセル開度とに基づいて目標トランスミッション入力トルク下限補正値を算出し、目標トランスミッション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算出するようさらにプログラムされる、請求項３に記載の車両の駆動力制御装置。
コントローラは、目標駆動力下限補正値に基づく目標駆動力基本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基本値の補正を行うとともに、目標駆動力基本値の増大側への補正を実施するか否かを余裕駆動力要求及びエンジンブレーキ要求に基づき判定するとともに、目標駆動力基本値の減少側への補正を実施するか否かをエンジン体積効率に基づき判定するようにさらにプログラムされる、請求項３または４に記載の車両の駆動力制御装置。
コントローラは、目標駆動力基本値に基づいて算出される逆引きアクセル開度と目標トランスミッション入力回転下限値とエンジンの排気量とから目標体積効率下限補正値を算出し、目標体積効率下限補正値に基づき目標駆動力基本値の減少側への補正を実施するか否かを判定するようさらにプログラムされる、請求項５に記載の車両の駆動力制御装置。
前記目標駆動力下限補正値の算出に用いるアクセル開度として、前記目標駆動力基本値に基づき算出される逆引きアクセル開度を用い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。
無段変速機は複数段の固定変速比を選択的に適用するマニュアルモードを有し、
コントローラは、マニュアルモードにおけるマニュアルモード目標トランスミッション入力回転速度を算出し、マニュアルモード目標トランスミッション入力回転速度及びアクセル開度に基づきマニュアルモード目標駆動力を算出するようさらにプログラムされる、請求項１または２または７に記載の車両の駆動力制御装置。
動力源の回転を無段階に変速して駆動輪に伝達する無段変速機を備える車両の駆動力制御方法において：
車両が備えるアクセラレータペダルのアクセル開度を検出し；
アクセル開度に応じて目標駆動力を算出し、
少なくとも目標駆動力に基づき目標トランスミッション入力回転速度を算出し、
目標駆動力に基づき動力源の目標トランスミッション入力トルクを算出し、
目標トランスミッション入力回転速度が得られるように無段変速機の変速比を制御し、
目標トランスミッション入力トルクが得られるように動力源の出力トルクを制御するとともに、
目標トランスミッション入力回転速度は、目標駆動力に基づき算出された目標トランスミッション入力回転基本値と、個別要求目標トランスミッション入力回転速度と、に基づき算出され、
目標駆動力は、アクセル開度に基づきされた目標駆動力基本値と、個別要求に基づき算出された目標トランスミッション入力回転下限基本値と、に基づき算出される。