JP6784149B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に係り、特にアクセル踏込みにより車両を加速させる際の駆動力を制御する駆動力制御装置に関する。

この種の車両の駆動力制御装置として、例えば特許文献１に記載のものを挙げることができる。特許文献１の技術では、アクセル開度及び車速に基づき車両の目標加速度を算出し、この目標加速度と、車重、タイヤ半径、変速機の変速比、トルクコンバータのトルク比・容量係数及び終減速比とに基づき目標エンジン回転速度を算出している。
そして、目標エンジン回転速度とトルク容量係数とから目標エンジントルクを算出し、これらの目標エンジン回転速度及び目標エンジントルクを達成可能な目標スロットル開度を算出してエンジンのスロットル制御に適用している。また、並行して目標エンジン回転速度が達成されるようにＣＶＴ（無段変速機）を変速制御しており、これにより目標加速度による車両の加速を実現している。

特開２００７−１６６２４号公報

上記特許文献１の技術は、運転者の操作によるアクセル開度を反映した目標加速度に基づきエンジン出力を制御すれば、運転者の意図通りの良好な加速感を実現できるとの知見に基づく。確かにアクセル開度を反映させることにより、アクセルを踏込み操作したときに運転者が期待する加速度として目標加速度を算出でき、この目標加速度に基づくエンジン及びＣＶＴの制御により、アクセル開度に対応する車両の加速度を得ることはできる。しかしながら、目標加速度を達成しただけでは、必ずしも運転者に良好な加速感を与えられるとは限らない。

アクセル踏込み時の車両の加速度はエンジン出力と相関し、エンジン出力はエンジン回転速度とエンジントルクとの積である。このため、目標加速度による車両の加速は、エンジン回転速度を増加させてもエンジントルクを増加させても同様に達成できる。上記特許文献１の技術では、目標加速度の算出後に目標エンジン回転速度を算出し、その目標エンジン回転速度を前提として目標エンジントルクを算出している。このため、目標加速度は主にエンジン回転速度の増加によって達成され、エンジントルクの増加は補助的な役割を果たすだけとなる。

このときの車両は、エンジン回転速度の増加と共にエンジン音を急激に高めながら加速するため、運転者はエンジン音の高まりから期待するだけの良好な加速が得られない印象、所謂回転先行感を抱いてしまう。このような運転者の感覚と車両の加速とのズレは、運転者が受ける加速感を損ねる要因、ひいては車両のドライバビリティを悪化させる要因になる。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、アクセル踏込みによる車両の加速時にエンジン出力を適切に制御でき、これにより運転者の感覚と一致する良好な車両の加速を実現してドライバビリティを向上することができる車両の駆動力制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の車両の駆動力制御装置は、少なくともアクセル開度に基づき、アクセル踏込みに応じて車両を加速させる際の目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度算出手段により算出された目標加速度を達成するために必要なエンジンの目標出力を算出する目標出力算出手段と、前記目標出力算出手段により算出された目標出力を達成すべく前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御手段とを備え、前記エンジン出力制御手段が、前記目標出力を達成する際に、前記エンジンの回転速度の増加よりも高い寄与度をもって該エンジンのトルクを増加させ、前記エンジン出力制御手段が、現在のエンジン回転速度で前記目標出力を達成可能な目標トルクを算出し、該目標トルクが前記エンジンの前記現在のエンジン回転速度での最大トルク以下のときには、変速機の変速比を維持したまま前記エンジンで前記目標トルクを発生させ、前記目標トルクが前記最大トルクを超えるときには、前記目標トルクを前記最大トルクに設定して前記エンジンで前記最大トルクを発生させつつ、トルク不足分を補って前記目標出力を達成すべく前記変速機を低ギヤ側へ変速させてエンジン回転速度を増加させることを特徴とする。

このように構成した車両の駆動力制御装置によれば、アクセル開度等に基づき算出された目標加速度に倣って車両を加速させるために、エンジン回転速度の増加よりも高い寄与度をもってエンジントルクが増加される。このため、エンジン回転速度の増加を抑制しつつ、エンジントルクの増加により目標加速度に倣った車両の加速が実現され、運転者はエンジントルクの増加により良好な加速感を受けると共に、エンジン音の急激な高まりによる回転先行感が防止される。
また、目標トルクが最大トルクを超えるときには、低ギヤ側への変速制御によりエンジン回転速度を増加させるため、トルク不足分を補って確実に目標加速度が達成される。

その他の態様として、前記アクセル開度が大であるほど、前記車両の駆動力が走行抵抗と釣り合ったときの平衡車速が高速域側に設定されると共に、アクセル踏込みに応じて立ち上げられるときの目標加速度がより大きな値に設定されて車速の増加に伴って次第に低下して前記平衡車速で目標加速度が０となる特性のマップが予め設定され、前記目標加速度算出手段が、前記マップに従って前記アクセル開度及び前記車速に基づき前記目標加速度を算出することが好ましい。

このように構成した車両の駆動力制御装置によれば、目標加速度に基づくエンジン出力の制御の結果、如何なるアクセル踏込みが行われた場合でも、その後のアクセル開度の加減を要することなく車両が平衡車速に到達する。
その他の態様として、前記目標出力算出手段が、前記車両の車重及び走行抵抗を反映して前記目標加速度から前記エンジンの目標出力を算出することが好ましい。

このように構成した車両の駆動力制御装置によれば、車重及び走行抵抗を反映してエンジンの目標出力が算出されるため、車重や走行抵抗が異なる車種間で同一の車両挙動、より具体的にはアクセル開度や車速変化に対して同一の加速状態が実現される。

本発明の車両の駆動力制御装置によれば、アクセル踏込みによる車両の加速時にエンジン出力を適切に制御でき、これにより運転者の感覚と一致する良好な車両の加速を実現してドライバビリティを向上することができる。

実施形態の車両の駆動力制御装置を示す全体構成図である。 ＥＣＵによるエンジン制御及びＣＶＴ制御の機能を示す制御ブロック図である。 目標加速度を算出するためのマップを示す図である。 アクセル開度ＡＰＳ＝２０％に保持された場合の目標加速度の設定状況及び車速変化を示すタイムチャートである。 アクセル開度ＡＰＳ＝６０％に保持された場合の目標加速度の設定状況及び車速変化を示すタイムチャートである。 アクセル開度ＡＰＳ＝１００％に保持された場合の目標加速度の設定状況及び車速変化を示すタイムチャートである。 通常時の変速制御を示す特性図である。 低ギヤ側への変速を実行したときの変速比Ｒの変化状況を示す特性図である。 ＥＣＵが実行するＥ/Ｇトルク・変速比制御ルーチンを示すフローチャートである。 車両加速の際にエンジンが目標トルクを発生可能な場合の制御状況を示すタイムチャートである。 車両加速の際にエンジンが目標トルクを発生不能な場合の制御状況を示すタイムチャートである。 エンジン回転速度を上限値と下限値との間に保持する別例の変速制御を示す特性図である。

以下、本発明をＦＲ車両の駆動力制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の車両の駆動力制御装置を示す全体構成図である。
車両１には走行用動力源としてエンジン２が搭載され、エンジン２にはＣＶＴ３（無段変速機）が連結されている。ＣＶＴ３の出力側はプロペラシャフト４を介してディファレンシャルギア５に連結され、ディファレンシャルギア５は左右のドライブシャフト６を介して駆動輪７（後輪）に連結されている。図示はしないが、ＣＶＴ３はプライマリプーリとセカンダリプーリとを無端状ベルトで連結して構成され、プライマリプーリはトルクコンバータ及びクラッチを介してエンジン２の出力軸に連結され、セカンダリプーリはプロペラシャフト４に連結されている。

プライマリプーリ及びセカンダリプーリは油圧ユニット８により駆動され、これにより両プーリの変速比Ｒが変更されるようになっている。エンジン２が発生したトルクはＣＶＴ３、プロペラシャフト４、ディファレンシャルギア５、ドライブシャフト６を経て駆動輪７に伝達され、駆動輪７に発生した駆動力により車両１が走行する。
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ１０（電子制御ユニット）が設置されており、エンジン２及びＣＶＴ３の総合的な制御を行う。

なお、このように単一のＥＣＵ１０で制御することなく、エンジン制御用のＥＣＵとＣＶＴ制御用のＥＣＵとに機能を分け、例えばエンジン制御用のＥＣＵからＣＶＴ制御用のＥＣＵに変速比を指示する等、何れか一方のＥＣＵが他方のＥＣＵに指示を与える構成としてもよい。
ＥＣＵ１０の入力側には、運転者によるアクセル開度ＡＰＳを検出するアクセルセンサ１１、エンジン２の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ１２、車両１の走行時の車速Ｖを検出する車速センサ１３、車両１の前後方向の加速度Ｇsを検出する加速度センサ１４等の各種センサ類が接続され、それらの検出情報が入力されるようになっている。

また、ＥＣＵ１０の出力側には、図示はしないがエンジン２の筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁、点火プラグを点火するイグナイタ、スロットル弁の開度を調整するモータ等が接続されると共に、ＣＶＴ３の油圧ユニット８が接続されている。ＥＣＵ１０からの指令に基づき、燃料噴射弁の噴射量及び噴射時期、点火プラグの点火時期、スロットル弁の開度等が制御されて、エンジン２が所定のトルクＴe及び回転速度Ｎeで運転されると共に、油圧ユニット８が駆動されてＣＶＴ３の変速比Ｒが調整される。

図２はＥＣＵ１０によるエンジン制御及びＣＶＴ制御の機能を示す制御ブロック図である。
目標Ｇ算出部１６には、アクセルセンサ１１により検出されたアクセル開度ＡＰＳ及び車速センサ１３により検出された車速Ｖが入力され、それらの情報に基づき、図３に示すマップから車両１の目標加速度Ｇが算出される（目標加速度算出手段）。予めアクセル開度ＡＰＳ及び車速Ｖに基づき、目標加速度Ｇの算出特性を異にした複数のマップがアクセル開速度ΔＡＰＳ毎に設定されており、目標Ｇ算出部では、アクセル開度ＡＰＳに基づき算出したアクセル開速度ΔＡＰＳに対応するマップを逐次選択し、そのマップに基づき、時々刻々と変化するアクセル開度ＡＰＳ及び車速Ｖから目標加速度Ｇを逐次算出する。

アクセル開度ＡＰＳ、アクセル開速度ΔＡＰＳ及び車速Ｖに対し、目標加速度Ｇは以下に述べる特性で算出される。
図４〜６は緩急２種のアクセル踏込み（ΔＡＰＳ＝高・低）後に異なる３種のアクセル開度ＡＰＳ（２０，６０，１００％）に保持された場合の時間経過に応じた目標加速度Ｇの設定状況及び車速変化を示すタイムチャートである。

何れの場合も基本的に目標加速度Ｇは、アクセル踏込みによるアクセル開度ＡＰＳの増加に呼応して立ち上げられ、その後の時間経過（車速増加とも見なせる）に従って次第に低下し、最終的には、後述のように車両１の駆動力が走行抵抗と釣り合った車速Ｖで平衡して当該車速Ｖに保たれる。この平衡状態は所謂ロードロードに相当し、このときの車速Ｖを以下の説明では平衡車速と称し、平衡車速への到達時に車両１の加速度は０となる。

図３のマップでは、ロードロードの観点に基づき目標加速度が設定されており、アクセル開度ＡＰＳに応じて目標加速度Ｇ＝０の平衡車速を設定することにより、その平衡車速に到達するように車両１を加速させている。
より詳しくは図３のマップでは、アクセル開度ＡＰＳが大であるほど目標加速度Ｇ＝０の平衡車速が高速域側に設定されると共に、その目標加速度Ｇ＝０に相当する平衡車速に車両１を到達させるべく、アクセル踏込みの当初により大きな目標加速度Ｇが設定された上で、車速Ｖの増加に伴って０に向けて次第に低下される。結果として図４〜６の比較から判るように、アクセル開度ＡＰＳが大であるほど、車速Ｖが急激に上昇してより高速域まで車両１が加速し、何れの場合も車両１は逐次算出されるそれぞれの目標加速度Ｇに倣って加速して個々の平衡車速に到達する。

このようなアクセル開度ＡＰＳに応じた目標加速度Ｇは、アクセル踏込みの当初から図３のマップに基づき逐次算出され続ける。加速中のアクセル開度ＡＰＳが一定保持された図４〜６では、アクセル踏込みの当初に設定された平衡車速が変更されることはないが、加速中にアクセル開度ＡＰＳが増減すると、増減後の値に応じてマップから新たな平衡車速（目標加速度Ｇ＝０）が設定され、その平衡車速に向けて次第に低下するように目標加速度Ｇが逐次算出される。

また、アクセル開速度ΔＡＰＳに関しては、特にアクセル踏込み当初の目標加速度Ｇの設定が大きく相違する。即ち、図４〜６に示すように何れのアクセル開度ＡＰＳであっても、アクセル開速度ΔＡＰＳが高い（アクセル踏込みが急激）ほど踏込み当初により大きな目標加速度Ｇが設定される。急激なアクセル踏込みは運転者が急加速を望んでいると見なせるが、そのように場合には目標加速度Ｇが急激に立ち上げられて良好な加速感を達成するように配慮されている。

このようなアクセル開度ＡＰＳ、アクセル開速度ΔＡＰＳ及び車速Ｖに基づく目標加速度Ｇの設定により、アクセル踏込み操作に応じた車両１の加速が実現される。
図２に戻って説明を続けると、以上のようにして目標Ｇ算出部１６で算出された目標加速度Ｇは目標Ｗ算出部１７に入力される。目標Ｗ算出部１７には車速Ｖが入力されると共に、走行抵抗算出部１８から現在の車両１の走行抵抗が入力される。それらの情報に基づき目標Ｗ算出部１７ではエンジン２の目標出力Ｗが算出されるが、その説明の前に、走行抵抗算出部１８による走行抵抗の算出処理について述べる。

車両１に作用する走行抵抗は、次式(1)で示すように空気抵抗、転がり抵抗及び勾配抵抗に大別される。
走行抵抗＝空気抵抗＋転がり抵抗＋勾配抵抗 ……(1)
このため、走行抵抗算出部１８では、次式(2)に基づき走行抵抗を算出している。
走行抵抗＝{（μa×Ａ×Ｖ²）＋（ｍ×μr×cosθ）＋（m×sinθ）}×9.8……(2)
ここに、μaは空気抵抗係数、Ａは前面投影面積（ｍ²）、Ｖは車速（km/h）、ｍは車重（kg）、μrは転がり抵抗係数、θは路面勾配（％）である。

空気抵抗係数μa、前面投影面積Ａ、車重ｍ、転がり抵抗係数μrは車両１の仕様等に基づき予め判明しており、車速Ｖは車速センサ１３により検出される。また、路面勾配θは路面勾配算出部１９で算出される。
路面勾配θの算出処理としては従来から種々の手法が提案されており、例えば特開２０００−９７９４５号公報に記載のものを挙げることができる。登坂路や降坂路を走行中の車両１に作用する重力加速度には、路面勾配θに起因する加速度Ｇrが含まれる。このため、車両１の搭載された加速度センサ１４の検出値Ｇsは、実際の車両１の前後加速度Ｇvに加速度Ｇrを加算した値となる。従って、例えば車速センサ１３により検出された車速Ｖ等に基づき実際の前後加速度Ｇvを算出した上で、前後加速度Ｇs，Ｇvに基づき次式(3)に従って路面勾配θに起因する加速度Ｇrを特定でき、求めた加速度Ｇrから次式(4)に従って路面勾配θを算出できる。なお、算出処理の詳細は上記公報を参照されたい。

Ｇr＝Ｇs−Ｇv ………(3)
sinθ＝Ｇr/ｇ ………(4)
ここに、ｇは重力加速度である。
以上のようにして路面勾配算出部１９で算出された路面勾配θが走行抵抗算出部１８に入力され、上式(2)に従って算出された走行抵抗が目標Ｗ算出部１７に入力される。

目標加速度Ｇは次式(5)で表すことができる。
Ｇ＝｛（Ｋ/Ｖ）×（Ｗ/ｍ）−（走行抵抗/ｍ）｝×（1/9.8） ……(5)
ここに、Ｋは3.6×ＣＶＴ３の効率、Ｗ/ｍはパワーウエイトレシオ、Ｗはエンジン２の出力である。
ＣＶＴ効率はＣＶＴ３の仕様等に基づき予め判明しているため、目標Ｗ算出部１７では、上式(5)に従って目標加速度Ｇを達成するために必要なエンジン２の目標出力Ｗ、換言すると車両１を走行させるための駆動力が算出される（目標出力算出手段）。

目標Ｗ算出部１７で算出された目標出力Ｗは目標Ｔe算出部２０に入力され、目標Ｔe算出部２０では、目標出力Ｗを達成するために必要なエンジン２の目標トルクＴeが算出される。
エンジン出力はエンジン回転速度Ｎeとエンジントルクとの積であるため、エンジン回転速度Ｎeを増加させてもエンジントルクを増加させても目標出力Ｗを達成できるが、本実施形態では、エンジントルクの増加を優先している。

詳しくは、目標Ｔe算出部２０では、現在のエンジン回転速度Ｎe（換言すると現在の変速比Ｒ）を維持したままで目標出力Ｗを達成可能な目標トルクＴeを算出し、その算出値が現在エンジン２により発生可能な最大トルク以下の場合には、目標トルクＴeを達成すべく、エンジン２のスロットル開度、燃料噴射量及び噴射時期、点火時期等を制御する（エンジン出力制御手段）。

また、算出した目標トルクＴeが最大トルクを超える場合には、目標トルクＴeとして最大トルクを設定した上で、エンジン２のトルク不足分を補って目標出力Ｗを達成可能なエンジン回転速度Ｎeを目標回転速度Ｎeとして算出し、この目標回転速度Ｎeを達成するために必要なＣＶＴ３の変速比Ｒを算出する。具体的には、現在の車速Ｖを前提として、現在のエンジン回転速度Ｎeを目標回転速度Ｎeまで増加できる低ギヤ側の変速比Ｒを算出し、この変速比Ｒを達成するように油圧ユニット８を駆動してＣＶＴ３を変速制御する（エンジン出力制御手段）。

図７は通常時の変速制御、即ち、上記したトルク不足分を補うための低ギヤ側への変速を実行していない場合の変速制御を示す特性図、図８は低ギヤ側への変速を実行したときの変速比Ｒの変化状況を示す特性図である。
図７中に実線で示すように本実施形態では、車速Ｖの増加に伴ってＣＶＴ３の変速比Ｒが次第に高ギヤ側に制御される。このためエンジン回転速度Ｎeの上昇が抑制され、エンジン２が効率の良好な回転域に保たれる。

但し、通常時の変速制御はこれに限るものではなく、例えば図７中に破線で示すように所定の変速比Ｒに固定してもよい。或いは一般的な自動変速機と同様に、アクセル開度ＡＰＳ及び車速Ｖに基づき変速マップから算出した変速比Ｒを達成するように変速制御を行ってもよい。これらの変速制御を実行する場合も本発明に含まれるものとする。
そして、トルク不足分を補うための低ギヤ側への変速を実行する場合、例えばＣＶＴ３では図８中のハッチング領域内であれば任意のポイントに変速比Ｒを制御可能である。このため、例えば変速比ＲがポイントＡにあるときに目標トルクＴeが最大トルクに達すると、エンジン回転速度Ｎeを目標回転速度に一致可能なポイントＢを狙って変速比Ｒが制御される。なお、遊星歯車式の自動変速機では変速段が有段のため、エンジン回転速度Ｎeが最も目標回転速度に接近する変速段が選択される。即ち、本願はＣＶＴのみならずＡＴ(オートマチックトランスミッション)にも利用できる。

以上のエンジン制御及びＣＶＴ制御に関する機能を果たすために、ＥＣＵ１０は車両１の走行中に図９に示すＥ/Ｇトルク・変速比制御ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず、ステップＳ１でアクセル開度ＡＰＳ、車速Ｖ及び加速度Ｇsを取り込み、続くステップＳ２で目標加速度Ｇを算出する（目標Ｇ算出部１６）。続くステップＳ３では走行抵抗を算出し（走行抵抗算出部１８、路面勾配算出部１９）、ステップＳ４で目標出力Ｗを算出する（目標Ｗ算出部１７）。

その後、ステップＳ５で目標出力Ｗを達成可能な目標トルクＴeを算出し（目標Ｔe算出部２０）、続くステップＳ６で目標トルクＴeをエンジン２が発生可能な否か、換言すると、目標Ｔeがエンジン２の最大トルク以下であるか否かを判定する。判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ７に移行して、目標トルクＴeを達成すべくエンジン制御を実行した後にルーチンを終了する。

また、ステップＳ６の判定がＮo（否定）のときにはステップＳ８に移行し、エンジン２のトルク不足分を補って目標出力Ｗを達成可能な目標回転速度Ｎeを算出する。そして、ステップＳ９で目標回転速度Ｎeを達成可能なＣＶＴ３の変速比Ｒを算出し、続くステップＳ１０で変速比Ｒを達成すべくＣＶＴ制御を実行し、その後にステップＳ７に移行する。

次に、以上のＥＣＵ１０の処理によるエンジン２及びＣＶＴ３の制御状況について述べる。
図７に基づき説明したように、通常時の変速制御が実行されながら車両１が一定車速で走行している状況で、運転者によりアクセル踏込みがなされると、図１０，１１に示すように、アクセル開度ＡＰＳの増加に呼応して目標加速度Ｇが立ち上げられる。上記したように、このときの目標加速度Ｇは、時々刻々と変化するアクセル開度ＡＰＳ、車速Ｖ及びアクセル開速度ΔＡＰＳから逐次算出され、常にそれらのパラメータに応じた値に設定される。そして、これと並行して目標加速度Ｇを達成可能な目標出力Ｗ、及び目標出力Ｗを達成可能な目標トルクＴeも逐次算出される。

エンジン２が目標トルクＴeを発生可能な場合には、図１０に示すようにエンジントルクの増加だけによって目標出力Ｗが達成される。
また、エンジン２が目標トルクＴeを発生不能な場合には、図１１に示すように目標トルクＴeがエンジン２の最大トルクに達した時点で最大トルクに保持され、以降は低ギヤ側へのＣＶＴ３の変速制御によりエンジン回転速度Ｎeが高められて目標出力Ｗが達成される。何れの場合も逐次算出される目標加速度Ｇに倣って車両１は加速し、最終的にアクセル開度ＡＰＳに対応する平衡車速に到達する。

以上のように本実施形態の車両１の駆動力制御装置によれば、アクセル開度ＡＰＳ、アクセル開速度ΔＡＰＳ及び車速Ｖに基づき目標加速度Ｇを算出し、その目標加速度Ｇに倣って車両１を加速させるためにエンジントルクの増加を優先して実行し、エンジン２がトルク不足の場合に限り、エンジン回転速度Ｎeの増加によりトルク不足分を補って目標加速度Ｇを達成している。即ち、目標加速度Ｇを達成するための寄与度で表現すれば、その達成にエンジントルクの増加が大きく寄与する（寄与度が高い）のに対し、エンジン回転速度Ｎeの増加の寄与は相対的に小さなもの（寄与度が低い）となる。

このため、エンジン回転速度Ｎeの増加を極力抑制しつつ、エンジントルクの増加により目標加速度Ｇに倣った車両１の加速を実現できる。従って、運転者はエンジントルクの増加により良好な加速感を受けると共に、エンジン音の急激な高まりによる回転先行感を防止される。しかも、エンジン２がトルク不足の場合には、ＣＶＴ３の変速比Ｒの低ギヤ側への制御によりエンジン回転速度Ｎeが増加されるため、トルク不足分を補って確実に目標加速度Ｇを達成できる。従って、運転者の感覚と一致する良好な車両１の加速を実現でき、車両１のドライバビリティを向上することができる。

また、目標加速度Ｇを指標として車両１の駆動力を制御することにより、以下のような利点も得られる。
上記したように平衡車速では車両１の駆動力が走行抵抗と釣り合い、この時点で車両１の加速度は０となる。本実施形態では、アクセル開度ＡＰＳと、アクセル踏込みにより運転者が期待する車速Ｖ（＝平衡車速）とを、ロードロードの観点に基づき目標加速度Ｇ＝０を介して関連付けている。具体的には図３のマップ上において、アクセル開度ＡＰＳに応じて運転者が期待する車速Ｖを目標加速度Ｇ＝０の平衡車速として設定している。このため、目標加速度Ｇに基づくエンジン出力の制御の結果、車両１は図３のマップ上で設定された平衡車速に確実に到達する。

これに対して従来の駆動力制御装置ではエンジン制御とＣＶＴ制御とが個別に実行されており、例えば、エンジン制御側では、エンジン回転速度Ｎe及びアクセル操作量ＡＰＳに基づきエンジントルクが制御され、ＣＶＴ制御側では、アクセル開度と車速Ｖに基づき変速比Ｒが制御されている。事前のキャリブレーションにより双方の制御の連携が図られているものの、アクセル踏込みによる車両１の到達車速は成り行きに任せたものでしかなく、運転者の期待通りとは言い難い。このため運転者は、加速中にアクセル開度ＡＰＳを加減して到達車速を調整する必要が生じてしまう。

また、特許文献１の技術に関して付言すれば、その図５に示すように、アクセル踏込みに呼応して立ち上げた目標車速を車速Ｖの増加に伴って次第に低下させているものの、本実施形態の平衡車速に相当する目標加速度Ｇ＝０のポイントを如何に設定するかの言及は一切ない。
本実施形態によれば、単にアクセル開度ＡＰＳに応じて目標加速度Ｇを設定するだけでなく、図３のマップ上で運転者がアクセル開度ＡＰＳに応じて期待する車速Ｖを目標加速度Ｇ＝０の平衡車速として設定している。このため、如何なるアクセル踏込みが行われた場合でも、その後のアクセル開度ＡＰＳの加減を要することなく車両１は平衡車速、換言すると運転者の期待通りの車速Ｖに確実に到達する。よって、この点も運転者の感覚と一致する良好な車両１の加速を実現することに大きく貢献している。

しかも、アクセル踏込みの開始から平衡車速に到達するまでの過渡的な加速度変化についても、図３のマップに基づききめ細かに設定可能である。このため、その時点の運転者によるアクセル踏込み状態や車両１の走行状態等に対して最適な加速度変化をもって車両１を加速でき、この点も良好な車両加速の実現に貢献する。
また、これに関連して、一般的なオートクルーズ制御では、目標車速への到達に必要なエンジン出力からエンジントルク及びエンジン回転速度Ｎeを算出しているが、これら算出値は到達点での値に過ぎない。よって、目標車速に到達するまでの加速度変化は成り行きに任せたものでしかなく、やはり運転者の期待通りの加速は望めない。本実施形態では、過渡的な加速度変化をきめ細かに設定することにより、オートクルーズ制御においても最適な加速度変化をもって目標車速に到達させることができる。

また、目標加速度Ｇを指標として車両１の駆動力を制御することは、路面勾配θの変化やエンジン２のトルク変動等の外乱の影響を排除することにもつながる。例えば路面勾配θの変化により車両１の加速度が変動したとしても、目標加速度Ｇから算出された目標出力Ｗを達成するように車両１の駆動力が調整される結果、車両１の加速度は目標加速度Ｇに迅速に回復する。また、補機類の作動・停止或いは吸気温の変化等に応じてエンジン２がトルク変動したとしても、そのトルク変動は目標加速度Ｇから算出された目標トルクＴeに基づき迅速に補償される。

結果として、これらの外乱に関わらずアクセル開度ＡＰＳと車両１の加速度とが図３のマップに基づく所定の関係に保たれるため、運転者はアクセル開度ＡＰＳを加減することなく期待通りの加速を実現することができる。
また、上式(5)に基づき目標加速度Ｇから目標出力Ｗを算出する際に車重ｍや走行抵抗が反映されるため、共通する図３のマップを適用するだけで、車重ｍや走行抵抗（μa，Ａ，μr等）が異なる車種間で同一の車両挙動を実現でき、より具体的にはアクセル開度ＡＰＳや車速変化に対して同一の加速状態を実現できる。結果として、図３のマップの適合等を車種毎に実施する必要がなくなり、事前のキャリブレーションに要する工数を大幅に削減して製造コストを低減できるという効果も得られる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態ではＦＲ車両１の駆動力制御装置に具体化したが、車両の形式はこれに限るものではなく、例えばＦＦ車両或いは４ＷＤ車両に適用してもよい。
また上記実施形態では、低ギヤ側への変速を実行しない通常時に図７に示す変速制御を実行したが、例えば図１２に示すように、エンジン回転速度Ｎeを予め設定された上限値Ｎe1と下限値Ｎe2との間に保持するように制御してもよい。

また上記実施形態では、アクセル開度ＡＰＳ、アクセル開速度ΔＡＰＳ及び車速Ｖから図３のマップに従って目標加速度Ｇを算出したが、これに限るものではない。例えばアクセル開度ＡＰＳ及び車速Ｖに基づき目標加速度Ｇを算出したり、或いはアクセル開度ＡＰＳ及びアクセル踏込みからの経過時間に基づき目標加速度Ｇを算出したりしてもよい。

１ 車両
２ エンジン
３ ＣＶＴ（変速機）
１０ ＥＣＵ（目標加速度算出手段、目標出力算出手段、エンジン出力制御手段）
１６ 目標Ｇ算出部（目標加速度算出手段）
１７ 目標Ｗ算出部（目標出力算出手段）
２０ 目標Ｔe算出部（エンジン出力制御手段）

Claims (3)

1. 少なくともアクセル開度に基づき、アクセル踏込みに応じて車両を加速させる際の目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、
   前記目標加速度算出手段により算出された目標加速度を達成するために必要なエンジンの目標出力を算出する目標出力算出手段と、
   前記目標出力算出手段により算出された目標出力を達成すべく前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御手段と
   を備え、
   前記エンジン出力制御手段は、前記目標出力を達成する際に、前記エンジンの回転速度の増加よりも高い寄与度をもって該エンジンのトルクを増加させ、
   前記エンジン出力制御手段は、現在のエンジン回転速度で前記目標出力を達成可能な目標トルクを算出し、該目標トルクが前記エンジンの前記現在のエンジン回転速度での最大トルク以下のときには、変速機の変速比を維持したまま前記エンジンで前記目標トルクを発生させ、前記目標トルクが前記最大トルクを超えるときには、前記目標トルクを前記最大トルクに設定して前記エンジンで前記最大トルクを発生させつつ、トルク不足分を補って前記目標出力を達成すべく前記変速機を低ギヤ側へ変速させてエンジン回転速度を増加させる
   ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
2. 前記アクセル開度が大であるほど、前記車両の駆動力が走行抵抗と釣り合ったときの平衡車速が高速域側に設定されると共に、アクセル踏込みに応じて立ち上げられるときの目標加速度がより大きな値に設定されて車速の増加に伴って次第に低下して前記平衡車速で前記目標加速度が０となる特性のマップが予め設定され、
   前記目標加速度算出手段は、前記マップに従って前記アクセル開度及び前記車速に基づき前記目標加速度を算出する
   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. 前記目標出力算出手段は、前記車両の車重及び走行抵抗を反映して前記目標加速度から前記エンジンの目標出力を算出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の駆動力制御装置。

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