JP6024762B2

JP6024762B2 - 車両の駆動力制御装置及び制御方法

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Publication number: JP6024762B2
Application number: JP2014551951A
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: 2012-12-10
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: WO2014091889A1; US9493165B2; CN104838177B; US20150353089A1; JPWO2014091889A1; CN104838177A

Description

この発明は、目標車両駆動力に基づき自動変速機の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。

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、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している。

しかしながら、この従来技術は減速から加速に転じる過程のエンジン回転速度の制御について記載していない。

この発明の目的は、トルクデマンド制御を適用した車両において、車両の減速後の加速における動力源の制御を適切に行なうことである。

以上の目的を達成するために、この発明は、アクセルペダルと、アクセルペダルのアクセル開度に応じて駆動力を回転の形で出力する動力源と、駆動輪と、動力源の出力した回転を変速した後に駆動輪に伝達するトランスミッションと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、アクセル開度を検出するアクセル開度センサと、車両の走行状態を検出する車両走行状態検出センサと、プログラマブルコントローラを備える。コントローラは、クセル開度に基づき目標車両駆動力を計算し、目標車両駆動力に基づきトランスミッションの目標入力回転速度を計算し、目標車両駆動力に基づきトランスミッションの目標入力トルクを計算し、車両の走行状態に応じて値を変化させる、車両減速中の目標駆動力を計算し、車両減速中の目標駆動力に基づき車両減速中のトランスミッションの目標入力回転速度を計算し、車両の非減速運転におけるトランスミッションの目標入力回転速度を、車両が非減速運転に移行する直前の車両減速中のトランスミッションの目標入力回転速度に基づき補正する、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．３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．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．５は、目標駆動力生成部が備える目標減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．６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．７は、目標駆動力演算部が備える目標駆動力基本値検索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、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．９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．１０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．１１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．１２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．１３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．１４は、目標駆動力演算部が備える目標減速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．１５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．１６は、目標駆動力生成部が備える目標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．１７は、目標ＴＭ入力回転速度演算部が備える目標ＴＭ入力回転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．１８は、目標ＴＭ入力回転速度演算部が備える目標減速度要求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．１９は、目標ＴＭ入力回転速度演算部が備える第１目標ＴＭ入力回転中間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ＴＭ入力回転基本値演算部が格納する目標ＴＭ入力回転基本値のマップの特性を説明するダイアグラムである。ＦＩＧ．２１は、目標ＴＭ入力回転速度演算部が備える第２目標ＴＭ入力回転中間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ＴＭ入力回転速度演算部が備える第３目標ＴＭ入力回転中間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．２３は、目標ＴＭ入力回転速度演算部が備える目標ＴＭ入力回転速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．２４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。ＦＩＧＳ．２５Ａ-２５Ｆは、第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部の機能を説明するタイミングチャートである。ＦＩＧＳ．２６Ａ-２６Ｆは、第３目標ＴＭ入力回転中間値演算部の機能を説明するタイミングチャートである。

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。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破線で示す通常の目標駆動力に基づいた目標駆動力ＴＦＤを求め、スポーツモード要求時や余裕駆動力要求時には実線で示すＨｉリミッタ適用時の目標駆動力ＴＦＤを求める。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を参照すると、エンジン回転速度を増加させることで車両へ付与する出力が増大している。これは加速時の正の出力を付与する場合に限らず、減速時の負の出力を付与する場合も同じである。すなわち、減速時もエンジン回転速度が増加することでより大きなエンジンブレーキ力を得ることができる。また、このダイアグラムでは、車両へ付与する出力が加速方向、減速方向ともに０のときに、エンジン回転速度が最小となるように設定されている。

この発明によるコントローラ２１は、エンジンブレーキを伴う減速状態から加速状態に移行した時に、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。

ＦＩＧ．３−ＦＩＧ．２４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、ＦＩＧ．３−ＦＩＧ．１９とＦＩＧ．２１−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．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演算部５１と目標減速度演算部５２と目標駆動力演算部５３とで構成される。配分演算部Ｂは目標ＴＭ入力トルク演算部５４と目標ＴＭ入力回転速度演算部５５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。

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演算部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ＶＳＰ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、ナビゲーションシステムの情報に基づき、例えばワインディングロードな走行中に、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の目標減速度演算部５２は判定器７１，７２、スイッチ７３，７４、セレクタ７５とを備える。判定器７１は車両の現在の走行環境が住宅地に該当するかどうかを判定する。車両の現在の走行環境が住宅地に該当する場合にはＯＮを、該当しない場合にはＯＦＦを出力する。

判定器７２は車両の現在の走行環境が市街地に該当するかどうかを判定する。車両の現在の走行環境が市街地に該当する場合にはＯＮを、該当しない場合にはＯＦＦを出力する。

スイッチ７４は、判定器７２の出力がＯＮの場合には数値の２を出力し、判定器７１の出力がＯＦＦの場合には数値の１を出力する。

スイッチ７３は、判定器７１の出力がＯＮの場合には数値の３を出力し、判定器７１の出力がＯＦＦの場合にはスイッチ７４の出力値を出力する。

セレクタ７５は、スイッチ７３からの入力値に該当する番号の目標減速度を出力する。すなわち、スイッチ７３からの入力値が１の場合には、目標減速度＃１のＴＧＤ１を出力する。スイッチ７３からの入力値が２の場合には、目標減速度＃２のＴＧＤ２を出力する。スイッチ７３からの入力値が３の場合には、目標減速度＃３のＴＧＤ３を出力する。

目標減速度演算部５２は、以上のように、車両の現在の走行環境を住宅地、市街地、その他の３種類に分別し、走行環境に応じた目標減速度を出力する。その他には郊外が含まれる。設定される減速度は住宅地、市街地、その他の順に小さくなる。

ＦＩＧ．６を参照すると、ＦＩＧ．３の目標駆動力演算部５３は、目標駆動力基本値検索部８１と、目標駆動力下限補正値演算部８２と、目標減速駆動力演算部８３と、目標駆動力下限補正部８４とを備える。

ＦＩＧ．７を参照すると、目標駆動力基本値検索部８１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。

ＦＩＧ．８を参照すると、目標駆動力下限補正値演算部８２は、目標ＴＭ入力回転下限値演算部９１、目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部９２、目標駆動力下限補正値演算部９３、目標体積効率下限補正値演算部９４、及び駆動力減少側補正禁止判定部９５からなる。

ＦＩＧ．９を参照すると、目標ＴＭ入力回転下限値演算部９１は最高回転速度制限値演算部１０１、最Ｌｏ変速回転速度演算部１０２，最Ｈｉ変速回転速度演算部１０３、最低回転速度制限値演算部１０４、最大値出力回路１０５と１０６、及び最小値出力回路１０７と１０８とを備える。

最高回転速度制限値演算部１０１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１０２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１０３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１０４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１０５は、目標ＴＭ入力回転下限基本値演算部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値の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１０６は、最大値出力回路１０５の出力と、最Ｈｉ変速回転速度とを比較して値の大きい方を出力する。言い換えれば、最大値出力回路１０５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１０７は、最大値出力回路１０６の出力と最Ｌｏ変速回転速度とを比較して値の小さい方を出力する。言い換えれば、最大値出力回路１０６の上限を最Ｌｏ変速回転速度で制限する。最小値出力回路１０８は最小値出力回路１０７の出力を最高回転速度制限値と比較して値の小さい方を出力する。言い換えれば、最小値出力回路１０７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入力回転下限値演算部９１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。

ＦＩＧ．１０を参照すると、目標体積効率下限補正値演算部９４は開口面積変換部１１１と、乗除算部１１２と、体積効率変換部１１３とからなる。

開口面積変換部１１１はアクセル開度を開口面積に換算する。乗除算部１１２は開口面積と、内燃エンジン１の総排気量と、目標ＴＭ入力回転下限値演算部９１が演算した目標ＴＭ入力回転下限値とから、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１１３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９４が行う以上の計算に関して、日本国における特許第３５４１６６１号の内容をここに引用により合体する。特に同資料の段落００１９から段落００５０には発明の実施の影響が詳述されている。

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．１１を参照すると、目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部９２は、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演算部１２１、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１２２、入力トルクの最大値と最小値の差を求める減算器１２３、目標体積効率下限補正値演算部９４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１２４、及び最小トルクと乗算器１２４の出力を加算する加算器１２５を備える。

ＦＩＧ．１１の目標ＴＭ入力トルク下限補正値演算部９２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１２４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１２５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．１２を参照すると、目標駆動力下限補正値演算部９３は単位換算器１３１、除算器１３２、１３５、１３８、及び乗算器１３３、１３４、１３６、１３７を備える。

単位換算器１３１は車速をｍ／ｍｉｎの単位に変換する。乗算器１３３はタイヤの径からタイヤの一周距離を計算する。除算器１３２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１３４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１３５は目標ＴＭ入力回転下限値をＣＶＴ１２の出力回転速度で除すことで、ＣＶＴ１２の目標変速比に換算する。

乗算器１３６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１３７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１３８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．１３を参照すると、駆動力減少側補正禁止判定部９５は減算器１４１、比較器１４２と１４３、スイッチ１４４、及び遅延器１４５を備える。減算器１４１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１４２に入力する。比較器１４２は体積効率変換部１１３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１４４に入力する。

一方、比較器１４３は体積効率変換部１１３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１４４に出力する。スイッチ１４４は遅延器１４５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１４２からの入力値と比較器１４３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９５の処理内容を要約すると、基本的には体積効率変換部１１３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．１４を参照すると、ＦＩＧ．６の目標減速駆動力演算部８３は目標減速度演算部５２が出力した目標減速度に重力加速度を乗じる単位換算器１５１と、単位換算器１５１の出力に車両重量を乗じて目標減速駆動力を演算する乗算器１５２とを備える。ここで、目標減速度の単位は重力定数（Ｇ），目標減速駆動力の単位はニュートン（Ｎ）である。

ＦＩＧ．１５を参照すると、ＦＩＧ．６の目標駆動力下限補正部８４は、ＯＲ回路１６１と１６２、最大値出力回路１６３、スイッチ１６４，１６６，１６８、及び最小値出力回路１６５と１６７を備える。

ＯＲ回路１６１は駆動力減少側補正禁止判定部９５が出力した駆動力減少側補正禁止判定結果と、ＦＩＧ．４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１６２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１６３は目標駆動力基本値検索部８１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９３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１６４は、ＯＲ回路１６２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１６３の出力値を出力する。最小値出力回路１６５はスイッチ１６４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１６６はＯＲ回路１６１の出力がＯＮの場合にはスイッチ１６４の出力値を出力し、ＯＦＦの場合には、最小値出力回路１６５の出力値を出力する。

最小値出力回路１６７は、スイッチ１６６の出力値とＦＩＧ．１４の目標減速駆動力のうち小さい方の値を出力する。スイッチ１６８はアイドルスイッチがＯＮの場合には、スイッチ１６６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１６７の出力を目標駆動力として出力する。アイドルスイッチはアクセルペダルが踏まれていない場合に、ＯＮ信号を出力し、その他の場合にＯＦＦ信号を出力するスイッチである。

以上を要約すると、目標駆動力下限補正部８４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、回路１６３の機能である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、回路１６５の機能である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。

次に、ＦＩＧ．２の配分演算部Ｂの構成を説明する。配分演算部Ｂは前述のようにＦＩＧ．３の目標ＴＭ入力トルク演算部５４と目標ＴＭ入力回転速度演算部５５とで構成される。

ＦＩＧ．１６を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度演算部５５は、目標ＴＭ入力回転基本値演算部１７１、目標減速度要求回転速度演算部１７２、第１目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７３、第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４、第３目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７５，及び目標ＴＭ入力回転速度出力部１７６を備える。

ＦＩＧ．１７を参照すると、目標ＴＭ入力回転基本値演算部１７１は、単位換算器１８１と乗算器１８２と目標ＴＭ入力回転基本値出力部１８３とを備える。

単位換算器１８１は車速を時速単位から秒速単位に変換する。乗算器１８２は単位換算器１８１が秒速に換算した車速にＦＩＧ．３の目標駆動力演算部５３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ＴＭ入力回転基本値出力部１８３は目標出力に基づきあらかじめコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して、目標ＴＭ入力回転基本値を演算する。

ＦＩＧ．２０を参照して、このマップの内容を説明する。ＦＩＧ．の横軸は目標出力を表し、縦軸は目標ＴＭ入力回転速度を表す。ドライブ領域はＣＶＴ１２においてプライマリプーリ１３からセカンダリプーリ１４とトルクが伝達されている状態、つまり、内燃エンジン１が駆動輪を回転駆動している状態、を意味する。減速領域はセカンダリプーリ１４からプライマリプーリ１３へトルクが伝達されている状態、つまり、エンジンブレーキ状態を意味する。

なお、目標ＴＭ入力回転基本値出力部１８３が参照するのはマップのドライブ領域の部分である。

図の実線に示すように、ドライブ領域と減速領域の境目となる目標出力ゼロｋｗの状態で目標ＴＭ入力回転速度の値は最小値となる。

ＦＩＧ．１８を参照すると、目標減速度要求回転速度演算部１７２は単位換算器１９１と１９２、乗算器１９３と１９４、及び目標減速度要求回転速度出力部１９５を備える。

単位換算器１９１は車速を時速単位から秒速単位に変換する。単位換算器１９２は目標減速度演算部５２が出力した目標減速度に重力加速度を乗じる。乗算器１９３は単位換算器１９２の出力に車両重量を乗じて目標減速駆動力を算出する。目標減速度の単位は重力定数（Ｇ）、目標減速駆動力の単位はニュートン（Ｎ）である。

乗算器１９４は、単位換算器１９１が出力した秒速単位の車速を目標減速駆動力に乗じることで目標減速度を計算する。目標減速度要求回転速度出力部１９５は目標減速度に基づきあらかめコントローラ２１のＲＯＭに格納されたマップを参照して、目標減速度要求回転速度を演算する。このマップはＦＩＧ．２０のマップの減速領域の部分に相当する。

ＦＩＧ．１９を参照すると、第１目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７３は最大値出力回路２０１を備える。最大値出力回路２０１は目標ＴＭ入力回転基本値演算部１７１が算出した目標ＴＭ入力回転基本値と目標ＴＭ入力回転下限基本値演算部５１が算出した目標ＴＭ入力回転下限基本値のうち、大きい方の値を目標ＴＭ入力回転中間値１として出力する。

ＦＩＧ．２１を参照すると、第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４は比較器２１１、ＮＯＴ回路２１２、ＡＮＤ回路２１３、フリップフロップ回路２１４、ＯＲ回路２１５、遅延器２１６、スイッチ２１７、及び最大値出力回路２１８を備える。

比較器２１１は第１目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７３が算出した目標ＴＭ入力回転中間値１と後述のオフアイドル下限回転速度とを比較し、ＹＥＳ／ＮＯを示すブール値を出力する。具体的には前者が後者より大きい場合にＯＮ信号をその他の場合にＯＦＦ信号を出力する。ＮＯＴ回路２１２はアイドルスイッチがＯＦＦの場合にＯＮ信号を、その他の場合にＯＦＦ信号を出力する。ＡＮＤ回路２１３は比較器２１１とＮＯＴ回路２１２からの出力信号がともにＯＮの場合、及びともにＯＦＦの場合に、ＯＮ信号を出力する。フリップフロップ回路２１４はＡＮＤ回路２１３の出力信号とアイドルスイッチの出力信号とがともにＯＮの場合に、ＯＮ信号を出力する。ＯＲ回路２１５はフリップフロップ回路２１４の出力信号またはアイドルスイッチの出力信号がＯＮの場合にはＯＮ信号を出力する。

スイッチ２１７は、ＯＲ回路２１５の出力信号に応じて切り換わり、ＯＲ回路２１５の出力信号がＯＮの場合には、目標ＴＭ入力回転中間値１をオフアイドル下限回転速度として出力する。一方、ＯＲ回路２１５の出力信号がＯＦＦの場合には、遅延器２１６が出力するオフアイドル下限回転速度の前回値をオフアイドル下限回転速度として出力する。遅延器２１６は、スイッチ２１７が出力したオフアイドル下限回転速度を、次回の制御においてオフアイドル下限回転速度の前回値として比較器２１１とスイッチ２１７に出力する。最大値出力回路２１８は目標ＴＭ入力回転中間値１とオフアイドル下限回転速度のうち値の大きい方を目標ＴＭ入力回転中間値２として出力する。

次にＦＩＧＳ．２５Ａ−２５Ｆを参照して、以上の構成を備える第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４の機能を説明する。

第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４の役割は車両が減速運転から再加速する際の、内燃エンジン１の回転速度の低下を防止することである。

車両が減速運転中は、アイドルスイッチはＯＮになる。その結果ＮＯＴ回路２１２の出力がＯＮになり、ＦＩＧ．２５Ｆに示すように、スイッチ２１７は目標ＴＭ入力回転中間値１をオフアイドル下限回転速度として出力し続ける。

一方、アイドルスイッチがＯＦＦの場合にはＯＲ回路２１５の入力信号の一方がＯＦＦ信号となる。ここで、ＯＲ回路２１５の入力信号のもう一方がＯＮになる条件は次のとおりである。すなわち、比較器２１１で目標ＴＭ入力回転中間値１がオフアイドル下限回転速度の前回値を上回り、ＡＮＤ回路２１３の出力がＯＮになることで、フリップフロップ回路２１４のセットＳが１になる場合である。このとき、アイドルスイッチがＯＦＦのため、リセットＲは０となり、フリップフロップ回路２１４はＯＮ信号を出力する。この条件が続く限り、フリップフロップ回路２１４はＯＮ信号を出力し続ける。アイドルスイッチがＯＮに切り換わると、フリップフロップ回路２１４はリセットされ、以後フリップフロップ回路２１４はＯＦＦ信号を出力する。

車両が減速運転中であって、目標ＴＭ入力回転基本値よりも目標ＴＭ入力回転下限基本値が高い場合には、第１目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７３は目標ＴＭ入力回転下限基本値を目標ＴＭ入力回転中間値１として出力する。したがって、ＦＩＧ．２５Ｄに示すように、目標ＴＭ入力回転中間値１は目標ＴＭ入力回転基本値を上回る。この状態で、ＦＩＧ．２５Ａに示すように再加速への移行が行なわれると、ＦＩＧ．２５Ｄに示すようにエンジンブレーキ要求がＯＦＦになる。その結果、ＦＩＧ．４のＯＲ回路６２の出力信号がＯＦＦになり、スイッチ６３は目標ＴＭ入力回転下限基本値をゼロに切り換える。ＦＩＧ．１９で第１目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７３が出力する目標ＴＭ入力回転中間値１は、それまで適用されていた目標ＴＭ入力回転下限基本値から目標ＴＭ入力回転基本値へと切り換えられる。

この切り換えに伴い、目標ＴＭ入力回転中間値１には、ＦＩＧ．２５Ｆに示すように、アイドルスイッチがＯＮからＯＦＦに切り換わった直後に落ち込みが生じる。一方、第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４は、遅延器２１６が出力するオフアイドル下限回転速度を維持する。最大値出力回路２１８はオフアイドル下限回転速度と目標ＴＭ入力回転中間値１のうちの大きい方を目標ＴＭ入力回転中間値２として出力する。したがって、目標ＴＭ入力回転中間値１が落ち込んでも、目標ＴＭ入力回転中間値２はオフアイドル下限回転速度を下回らない。

なお、この状態は、アイドルスイッチがＯＮに切り換わることで解除される。したがって、内燃エンジン１の回転速度の低下を無用に制限することにはならない。

ＦＩＧ．２２を参照すると、第３目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７５は最大値出力回路２２１によって構成される。最大値出力回路２２１は第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４が算出した目標ＴＭ入力回転中間値２と目標減速度要求回転速度演算部１７２が算出した目標減速度要求回転速度のうち値の大きい方を目標ＴＭ入力回転中間値３として出力する。

次にＦＩＧＳ．２６Ａ−２６Ｆを参照して、以上の構成を備える第３目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７５の機能を説明する。

第３目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７５の役割は、第２目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７４が算出した目標ＴＭ入力回転中間値２の下限を、目標減速度要求回転速度に基づき制限することである。

目標減速度要求回転速度は車両が減速中かどうかに関係なく、常時算出される。したがって、非減速段階で、次の減速のための下限回転速度を適切に設定できる。ここではＦＩＧ．２６Ｃに示すようにアイドルスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わる直前に、ＦＩＧ．２６Ｆに示すように目標ＴＭ入力回転中間値２に落ち込みが生じる。第３目標ＴＭ入力回転中間値演算部１７５はこの場合に、目標ＴＭ入力回転中間値２の下限を目標減速度要求回転速度で制限した目標ＴＭ入力回転中間値３を出力する。その結果、ＦＩＧ．２６Ｆに示すように、アイドルスイッチがＯＦＦからＯＮに切り換わる直前に、目標ＴＭ入力回転中間値２に落ち込みが生じても、目標ＴＭ入力回転中間値３には落ち込みが生じない。

ＦＩＧ．２３を参照すると、目標ＴＭ入力回転速度出力部１７６は最高回転速度制限値演算部２３１、最Ｌｏ変速回転速度演算部２３２、最Ｈｉ変速回転速度演算部２３３、最低回転速度制限値演算部２３４、最大値出力回路２３５と２３６、及び最小値出力回路２３８と２３９と、を備える。

最高回転速度制限値演算部２３１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２３２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２３３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２３４は車速に応じて最低回転速度制限値を計算する。

最大値出力回路２３５は最低回転速度制限値演算部２３４が出力した最低回転速度制限値と目標ＴＭ入力回転下限基本値演算部５１が出力した目標ＴＭ入力回転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２３６は最大値出力回路２３５の出力とＨｉ変速回転速度演算部２３３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２３７は最大値出力回路２３６の出力と最Ｌｏ変速回転速度演算部２３２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２３８は最小値出力回路２３７の出力と最高回転速度制限値演算部２３１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．２４を参照すると、ＦＩＧ．３の目標ＴＭ入力トルク演算部５４は、除算器２４２，２４４−２４６と乗算器２４１，２４３，２４７とを備える。乗算器２４１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２４２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２４３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２４４は目標ＴＭ入力回転速度演算部５５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２４５と２４６は目標駆動力演算部５３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２４７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。

目標駆動力を変化させずに、目標ＴＭ入力回転速度のみを補正すると、目標ＴＭ入力トルク演算部５４が算出する目標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。この場合には、駆動力一定のまま内燃エンジン１の余裕トルクが変化する。

なお、除算器２４４への入力値として目標ＴＭ入力回転速度の代わりに、実際のＴＭ入力回転速度の検出値を用いることも可能である。検出値を用いることで、ＣＶＴ１２の変速に応答遅れが生じた場合に、応答遅れを補償するように、目標駆動力を実現するための目標ＴＭ入力トルクが算出される。

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。

以上のように、この発明による車両の駆動力制御装置は、コントローラ２１が車両の減速時目標駆動力を車両の走行状態に基づいて計算し、減速時目標駆動力に基づいて減速時目標トランスミッション入力回転速度を計算し、減速時目標トランスミッション入力回転速度に基づいて車両の非減速中の目標トランスミッション入力回転速度を補正する

そのため、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。減速時目標駆動力に基づいて減速時目標ＴＭ入力回転速度を算出し、減速時目標ＴＭ入力回転速度に基づいて非減速中の目標ＴＭ入力回転速度を補正するので、減速時と非減速時との境界付近における目標ＴＭ入力回転速度の落ち込みを防止できる。その結果、減速時と非減速時との境界付近でのＣＶＴ１２への入力回転速度の落ち込みによる車両の運転特性の悪化を回避できる。

コントローラ２１はまた、車両が非減速運転に移行する直前の減速運転中の目標トランスミッション入力回転速度に基づいて補正を行う。そのため、車両がナビゲーションシステムのような特別な走行環境検出手段を備えていない場合でも、直前の減速運転状態に基づいて非減速中の目標トランスミッション入力回転速度を適切に補正できる。

コントローラ２１はさらに、非車両が減速から非減速へ移行する直前の目標トランスミッション入力回転速度に基づいてオフアイドル下限回転速度を計算し、オフアイドル下限回転速度に基づいて目標トランスミッション入力回転速度を補正する。その結果、再加速移行時の無用な回転低下や回転変動を防止することができる。

さらに、コントローラ２１は、車両の走行状態に基づいて、非減速中に次回減速時目標駆動力を予め計算し、次回減速時目標駆動力に基づいて目標トランスミッション入力回転速度を補正する。その結果、車両が減速運転へ移行する際にも、無用な回転低下や回転変動を防止することができる。

以上の説明に関して２０１２年１２月１０日を出願日とする日本国における特願２０１２-２６９５０４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。以上、この発明を特定の実施例を通じて説明して来たが、この発明は上記の実施例に限定されるものではない。当業者にとっては、クレームの範囲に記された技術範囲で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

アクセルペダルと、アクセルペダルのアクセル開度に応じて駆動力を回転の形で出力する動力源と、駆動輪と、動力源の出力した回転を変速した後に駆動輪に伝達するトランスミッションとを備える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アクセル開度センサと；
車両の走行状態を検出する車両走行状態検出センサと；
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：
アクセル開度に基づき目標車両駆動力を計算し；
目標車両駆動力に基づきトランスミッションの目標入力回転速度を計算し；
目標車両駆動力に基づきトランスミッションの目標入力トルクを計算し；
車両の走行状態に応じて値を変化させる、車両減速中の目標駆動力を計算し；
車両減速中の目標駆動力に基づき車両減速中のトランスミッションの目標入力回転速度を計算し；
車両の非減速運転におけるトランスミッションの目標入力回転速度を、車両が非減速運転に移行する直前の車両減速中のトランスミッションの目標入力回転速度に基づき補正する、
と、を備える車両の駆動力制御装置。
コントローラは、車両が減速から非減速への移行直前のトランスミッションの目標入力回転速度に基づいてオフアイドル下限回転速度を計算し、オフアイドル下限回転速度に基づいてトランスミッションの目標入力回転速度を補正するよう、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、車両の走行状態に基づいて、非減速中に次回減速時目標駆動力を予め算出し、次回減速時目標駆動力に基づいてトランスミッションの目標入力回転速度を補正するよう、さらにプログラムされる、請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
アクセルペダルと、アクセルペダルのアクセル開度に応じて駆動力を回転の形で出力する動力源と、駆動輪と、動力源の出力した回転を変速した後に駆動輪に伝達するトランスミッションとを備える車両の駆動力制御方法において：
アクセル開度を検出し；
車両の走行状態を検出し；
アクセル開度に基づき目標車両駆動力を計算し；
目標車両駆動力に基づきトランスミッションの目標入力回転速度を計算し；
目標車両駆動力に基づきトランスミッションの目標入力トルクを計算し；
車両の走行状態に応じて値を変化させる、車両減速中の目標駆動力を計算し；
車両減速中の目標駆動力に基づき車両減速中のトランスミッションの目標入力回転速度を計算し；
車両の非減速運転におけるトランスミッションの目標入力回転速度を、車両が非減速運転に移行する直前の車両減速中のトランスミッションの目標入力回転速度に基づき補正する、車両の駆動力制御方法。