JP6004003B2 - 車両制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は車両制御装置及びその制御方法に関するものである。

従来、大気圧に応じて駆動力を補正し、補正した駆動力に基づいて原動機を制御するものがＪＰ２００９−１７３２３５Ａに開示されている。

しかし、上記の発明では、補正した駆動力に基づいて原動機の目標トルクと、原動機の目標回転速度が設定されるために、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量が、大気圧が高い場合と大気圧が低い場合とで同じであった場合に、目標回転速度が変化するので運転者に違和感を与えるおそれがある。

本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量が略一定であり、大気圧が異なる場合に、原動機の目標回転速度の変化を抑制し、運転者に与える違和感を低減することを目的とする。

本発明のある態様に係る車両制御装置は、アクセル開度に基づいて第１目標駆動力を算出する第１目標駆動力算出部と、第１目標駆動力に基づいて無段変速機の目標変速比を算出する目標変速比算出部と、第１目標駆動力に基づいて駆動源の目標トルクを算出する目標トルク算出部と、空気密度を検出する空気密度検出部と、目標変速比と目標トルクとのうち、空気密度に応じて前記目標トルクのみを補正する第１補正部とを備える。

図１は第１実施形態の車両の概略構成図である。 図２は、第１実施形態における、目標変速比、目標エンジントルクを設定するための制御ブロック図である。 図３は第１実施形態を用いた場合の第１目標駆動力、第２目標駆動力について説明するタイムチャートである。 図４は第２実施形態の車両の概略構成図である。 図５は第２実施形態における、目標変速比、目標エンジントルクを設定するための制御ブロック図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

本発明の第１実施形態の構成について図１を用いて説明する。

車両のエンジン１の出力はトルクコンバータ１１を介して無段変速機１２に入力される。無段変速機１２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、無段変速機１２は油圧Ｐｐｒｉと油圧Ｐｓｅｃとの制御に応じて、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とは油圧供給装置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。

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、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４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）およ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２１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、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、車両の走行速度を検出する車速センサ２６、および大気圧を検出する大気圧センサ２７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を介した無段変速機１２の変速制御とを行うことで、車両の駆動力を制御する。

次に本実施形態の目標変速比、目標エンジントルクを設定する設定部１００について図２の制御ブロック図を用いて説明する。以下で説明する制御は、コントローラ２１によって実行される。

設定部１００は、目標駆動力算出部１０１と、目標出力算出部１０２と、目標エンジン回転速度算出部１０３と、目標出力回転速度算出部１０４と、目標変速比算出部１０５と、大気圧補正部１０６と、目標エンジントルク算出部１０７とから構成される。

目標駆動力算出部１０１は、車速とアクセル開度とに基づいて予め設定したマップから第１目標駆動力を算出する。車速は、車速センサ２６からの検出信号に基づいて検出される。アクセル開度は、アクセル開度センサ２２からの検出信号に基づいて検出される。

目標出力算出部１０２は、第１目標駆動力と車速とを乗算し、目標出力を算出する。

目標エンジン回転速度算出部１０３は、目標出力に基づいて予め設定したマップから目標エンジン回転速度を算出する。

目標出力回転速度算出部１０４は、車速に基づいて無段変速機１２のセカンダリプーリ１４の回転速度を算出する。

目標変速比算出部１０５は、目標エンジン回転速度をセカンダリプーリ１４の回転速度で除算することで、目標変速比を算出する。目標エンジン回転速度は、第１目標駆動力に基づいて算出されているので、大気圧の影響を受けない回転速度である。そのため、大気圧が異なる場合でも、目標変速比は変化しない。

大気圧補正部１０６は、大気圧と第１目標駆動力とに基づいて予め設定したマップから第２目標駆動力を算出する。大気圧は、大気圧センサ２７からの検出信号に基づいて検出される。大気圧補正部１０６は、大気圧に応じて第１目標駆動力を補正して第２目標駆動力を算出する。大気圧が低くなるにつれて、第２目標駆動力は小さくなる。

目標エンジントルク算出部１０７は、第２目標駆動力と駆動輪の半径とを乗算し、乗算した値を目標変速比とファイナルギア比とで除算することで目標エンジントルクを算出する。例えば車両が高地を走行しており、大気圧が低く、空気密度が低い場合には、大気圧が標準的な平地を車両が走行している場合と比較して、目標エンジントルクは小さくなる。

本実施形態を用いた場合の第１目標駆動力、第２目標駆動力について図３のタイムチャートを用いて説明する。図３では車両が高地に停車している状態から走行を開始した場合のアクセル開度、第１目標駆動力、第２目標駆動力の変化について示している。図３においては、同じアクセル開度で車両が平地を走行した場合の駆動力を破線で示す。

時間ｔ０においてアクセルペダル７が踏み込まれ、車両は走行を開始する。これに伴い、第１目標駆動力、および第２目標駆動力が徐々に増加する。第２目標駆動力は、大気圧に基づいて補正されるので、車両が平地を走行した場合の目標駆動力と比較して小さくなる。そのため、第２目標駆動力に基づいて算出される目標エンジントルクは、車両が平地を走行した場合の目標エンジントルクと比較して小さくなる。一方、第１目標駆動力は、大気圧に基づいて補正されないので、車両が平地を走行した場合の目標駆動力と同じ値となる。そのため、第１目標駆動力に基づいて算出される目標変速比は、車両が平地を走行した場合と同じ値となる。

本発明の第１実施形態の効果について説明する。

本実施形態では、アクセル開度に基づいて第１目標駆動力を算出し、第１目標駆動力に基づいて目標変速比を算出する。また、大気圧と第１目標駆動力とに基づいて目標エンジントルクを算出する。このように、目標変速比と目標エンジントルクのうち、目標エンジントルクのみを大気圧の影響を考慮して算出するので、例えば車両が同じアクセル開度で平地、または高地を走行している場合に、大気圧が異なっていても目標変速比は同じ変速比となる。

同じアクセル開度で走行している場合に、大気圧の影響でエンジン回転速度が変化すると運転者に違和感を与えることがある。

本実施形態では、目標変速比と目標エンジントルクのうち、目標エンジントルクのみを大気圧の影響を考慮して算出するので、大気圧に応じて目標変速比が変化することを防止し、エンジン回転速度が変化することを防止し、運転者に違和感を与えることを防止することができる。

大気圧が低くなると、エンジン１が出力可能なトルクが小さくなる。そのため、例えば運転者がアクセルペダル７を徐々に踏み込んだ場合に、大気圧の影響により途中でエンジントルクが最大トルクとなり、その後アクセルペダル７の踏み込みに対するトルク増加がなくなる（小さくなる）おそれがある。本実施形態では、目標エンジントルクを大気圧に基づいて算出するので、大気圧が低い場合には、目標エンジントルクを小さくするのでエンジントルクが最大トルクとなることを抑制し、アクセルペダル７の踏み込みに対するトルク増加がなくなる（小さくなる）ことを抑制することができる。

次に本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態については図１と異なる部分を説明する。第２実施形態の車両は、図４に示すように、図１に示す構成に加えてＡＳＣＤ（Automatic Speed Control Device）スイッチ２８を備える。コントローラ２１は、ＡＳＣＤスイッチ２８の操作に応じてオートクルーズを実行する。

次に本実施形態の目標変速比、目標エンジントルクを設定する設定部２００について図５の制御ブロック図を用いて説明する。以下で説明する制御は、コントローラ２１によって実行される。

設定部２００は、目標駆動力算出部２０１と、大気圧補正部２０２と、オートクルーズ目標駆動力算出部２０３と、大気圧逆補正部２０４と、第１目標駆動力選択部２０５と、目標出力算出部２０６と、目標エンジン回転速度算出部２０７と、目標出力回転速度算出部２０８と、目標変速比算出部２０９と、第２目標駆動力選択部２１０と、目標エンジントルク算出部２１１とから構成される。

目標駆動力算出部２０１は、車速とアクセル開度とに基づいて予め設定したマップから第１目標駆動力を算出する。

大気圧補正部２０２は、大気圧と第１目標駆動力とに基づいて予め設定したマップから第２目標駆動力を算出する。

オートクルーズ目標駆動力算出部２０３は、オートクルーズにおける目標駆動力である第３目標駆動力を算出する。オートクルーズ目標駆動力算出部２０３は、オートクルーズ時の目標車速と実際の車速とに基づいて第３目標駆動力を算出する。オートクルーズ目標駆動力算出部２０３は、目標車速に基づいて走行抵抗を算出し、この走行抵抗をベースとなる目標駆動力とし、実際の車速と目標車速との偏差から更に必要な駆動力を算出し、目標駆動力と更に必要な駆動力とを加算して第３目標駆動力を算出する。第３目標駆動力は、現在、車両が走行している環境における大気圧の影響を含んだ駆動力である。例えば、大気圧が低い高地を車両が走行している場合には、第３目標駆動力は、大気圧が標準的な平地を車両が走行している場合よりも小さくなる。

大気圧逆補正部２０４は、大気圧に基づいて第３目標駆動力を補正し、第４目標駆動力を算出する。第４目標駆動力は、現在、車両が走行している環境における大気圧の影響を受けない値である。例えば、車両が高地をオートクルーズにより走行している場合には、第４目標駆動力は、車両が平地をオートクルーズにより走行している場合の駆動力に相当する駆動力となる。より具体的には、１気圧相当の駆動力となる。

第１目標駆動力選択部２０５は、ＡＳＣＤスイッチ２８からの信号に基づいて、目標変速比算出用駆動力を選択する。第１目標駆動力選択部２０５は、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＮの場合には、第４目標駆動力を目標変速比算出用駆動力として選択し、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＦＦの場合には、第１目標駆動力を目標変速比算出用駆動力として選択する。

目標出力算出部２０６は、目標変速比算出用駆動力と車速とを乗算し、目標出力を算出する。

目標エンジン回転速度算出部２０７は、目標出力に基づいて予め設定したマップから目標エンジン回転速度を算出する。

目標出力回転速度算出部２０８は、車速に基づいて無段変速機１２のセカンダリプーリ１４の回転速度を算出する。

目標変速比算出部２０９は、目標エンジン回転速度をセカンダリプーリ１４の回転速度で除算することで、目標変速比を算出する。ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＮの場合には、大気圧の影響を受けないように補正された第４目標駆動力に基づいて目標変速比は算出される。また、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＦＦの場合には、大気圧の影響を受けない第１目標駆動力に基づいて目標変速比は算出される。そのため、大気圧が異なる場合でも、他の運転状態が同じであれば、目標変速比は変化しない。

第２目標駆動力選択部２１０は、ＡＳＣＤスイッチ２８からの信号に基づいて、目標エンジントルク算出用駆動力を算出する。第２目標駆動力選択部２１０は、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＮの場合には、第３目標駆動力を目標エンジントルク算出用駆動力として選択し、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＦＦの場合には、第２目標駆動力を目標エンジントルク算出用駆動力として選択する。

目標エンジントルク算出部２１１は、目標エンジントルク算出用駆動力と駆動輪の半径とを乗算し、乗算した値を目標変速比とファイナルギア比とで除算することで目標エンジントルクを設定する。

本発明の第２実施形態の効果について説明する。

オートクルーズにより走行している場合には、オートクルーズにおける目標駆動力である第３目標駆動力に対して大気圧に基づいて、大気圧の影響を受けなくなるように補正した第４目標駆動力を算出する。そして、第４目標駆動力に基づいて目標変速比を算出する。これにより、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＮからＯＦＦに切り替わった場合に、大気圧の影響により目標変速比が変更されることを抑制することができる。例えば、オートクルーズでアクセル開度が全開であり、アクセル開度が全開となるように運転者がアクセルペダル７を踏み込んでＡＳＣＤスイッチ２８がＯＮからＯＦＦへ切り替わった場合に、目標変速比算出用駆動力は変化せず、目標変速比は変更されない。そのため、例えば大気圧が低い高地を車両が走行している場合でも、ＡＳＣＤスイッチ２８がＯＮからＯＦＦに切り替わった場合に大気圧の影響によって目標変速比が変更されることを防止し、変速ショックが発生することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態、例えば第１実施形態では、大気圧に基づいて目標エンジントルクを算出したが、これに限られることはなく、気温など空気密度に影響を及ぼす要因に基づいて目標エンジントルクを算出してもよい。また、第２実施形態においても、空気密度に影響を及ぼす要因に基づいて第４目標駆動力を算出してもよい。

第１実施形態では、目標エンジントルクを大気圧によって補正するために、大気圧補正部１０６によって第２目標駆動力を算出し、第２目標駆動力に基づいて目標エンジントルクを算出したが、これには限定されず、目標エンジントルクを大気圧に応じて補正できればよい。例えば第１目標駆動力に基づいて目標エンジントルクを算出し、その値を大気圧に応じて補正してもよい。第２実施形態においても同様である。

また、第２実施形態では、オートクルーズによって走行している場合に、目標変速比を大気圧による影響を受けないように補正をするために、大気圧逆補正部２０４によって第４目標駆動力を算出し、第４目標駆動力に基づいて目標変速比を算出したが、これに限定されず、オートクルーズによって走行している場合に、目標変速比が大気圧による影響を受けないように補正できればよい。例えば、第３目標駆動力に基づいて目標変速比を算出し、その値を大気圧の影響を受けないように補正してもよい。

本願は２０１２年１１月２７日に日本国特許庁に出願された特願２０１２−２５８６８９に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

1. アクセル開度に基づいて第１目標駆動力を算出する第１目標駆動力算出手段と、
   前記第１目標駆動力に基づいて無段変速機の目標変速比を算出する目標変速比算出手段と、
   前記第１目標駆動力に基づいて駆動源の目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
   空気密度を検出する空気密度検出手段と、
   前記目標変速比と前記目標トルクとのうち、前記空気密度に応じて前記目標トルクのみを補正する第１補正手段とを備える車両制御装置。
2. アクセル開度に基づいて第１目標駆動力を算出する第１目標駆動力算出手段と、
   前記アクセル開度によらない第３目標駆動力を算出する第２目標駆動力算出手段と、
   前記第１目標駆動力または前記第３目標駆動力に基づいて無段変速機の目標変速比を算出する目標変速比算出手段と、
   前記第１目標駆動力又は前記第３目標駆動力に基づいて駆動源の目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
   空気密度を検出する空気密度検出手段と、
   前記第１目標駆動力に基づいて車両を走行させる場合に、前記目標変速比と前記目標トルクとのうち、前記空気密度に応じて前記目標トルクのみを補正する第１補正手段と、
   前記第３目標駆動力に基づいて車両を走行させる場合に、前記目標変速比と前記目標トルクとのうち、前記車両が走行している環境下における空気密度に応じて前記目標変速比のみを補正する第２補正手段とを備える車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記第１補正手段は、前記空気密度に基づいて前記第１目標駆動力を補正して第２目標駆動力を算出し、
   前記目標トルク算出手段は、前記第２目標駆動力に基づいて前記目標トルクを算出する車両制御装置。
4. 請求項２に記載の車両制御装置であって、
   前記第２補正手段は、前記空気密度検出手段によって検出した前記空気密度に基づいて、前記第３目標駆動力を補正し、前記車両が走行している環境下における空気密度の影響を受けない第４目標駆動力を算出し、
   前記目標変速比算出手段は、前記第３目標駆動力に基づいて車両を走行させる場合に、前記第４目標駆動力に基づいて前記目標変速比を算出する車両制御装置。
5. アクセル開度に基づいて第１目標駆動力を算出し、
   前記第１目標駆動力に基づいて無段変速機の目標変速比を算出し、
   前記第１目標駆動力に基づいて駆動源の目標トルクを算出し、
   空気密度を検出し、
   前記目標変速比と前記目標トルクとのうち、前記空気密度に応じて前記目標トルクのみを補正する車両制御装置の制御方法。

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