JPH07277038A - 車両制御装置 - Google Patents

車両制御装置

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JPH07277038A
JPH07277038A JP6072057A JP7205794A JPH07277038A JP H07277038 A JPH07277038 A JP H07277038A JP 6072057 A JP6072057 A JP 6072057A JP 7205794 A JP7205794 A JP 7205794A JP H07277038 A JPH07277038 A JP H07277038A
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setting
target vehicle
setting means
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Mitsuo Hara
光雄 原
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライバーの運転要求を満たすとともに、燃
料消費量が最小となるように、ATの減速比とスロット
ル開度とを制御すること。 【構成】 目標加速度設定手段83は目標車速選択手段
82により選択された目標車速VTXと実車速SPDと
に基づき目標加速度GTを設定する。目標駆動トルク設
定手段84は、実車速SPDと目標加速度GTとにより
目標駆動トルクTDRVを設定する。ここで設定された
目標駆動トルクTDRVは減速比制御手段85に入力さ
れ、この減速比制御手段85はこの目標駆動トルクTD
RVと目標車速VTXとに基づき、目標駆動トルクTD
RVが達成でき、かつ、燃料消費量が最小となるよう
に、AT3の減速比とロックアップの状態とを制御す
る。目標スロットル開度設定手段86は実車速SPDと
目標加速度GTと減速比およびロックアップ状態とに基
づいて目標スロットル開度TTAを算出し、設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機とスロット
ルコントロールとを備える車両用制御装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、ドライバーの運転要求を満たしつ
つ、燃料消費量(以下、燃費という)を最小にする自動
変速機(以下、ATという)を備えた車両の制御装置が
切望されている。従来の燃料消費量(または、燃料消費
率)を最小にするATを備えた車両制御装置として、特
開昭62−199534号公報や特開昭63−4693
1号公報に記載の装置がある。
【0003】特開昭62−199534号公報では、ア
クセル開度,車速およびエンジントルクから、燃料消費
率が最小となるようエンジントルクと無段階変速機の減
速比を制御する装置が開示されている。また、特開昭6
3−46931号公報では、定常走行時に燃費が最小と
なる無段階変速機の減速比を学習し、燃料消費量が最小
となるように制御する装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
62−199534号公報に記載の装置では、単位トル
ク当たりの燃料消費量(燃料消費率)を最小にするもの
であり、これは必ずしも単位時間当たりの燃料消費量
(燃費)を最小とする点とは一致しない。これは例え
ば、燃料消費率をf(g/PS・h),エンジントルク
をTE(kg・m),エンジン回転数をNe (rpm)
とすると燃料消費量F(g/h)は次式で表される。
【0005】
【数1】 F=f・2π・TE・Ne /75・60 (g/h) =const.×f×TE×Ne (但し、const.
は定数) この式からも分かるように、燃料消費率fとエンジント
ルクTEとエンジン回転数Ne との積が最小となる組み
合わせをとれば燃料消費量は最小となる。つまり、燃料
消費率を最小とする(f,TE,Ne )の組み合わせよ
りも、燃料消費率fは最小ではないがエンジントルクT
Eとエンジン回転数Ne が小さい(f,TE,Ne )の
組み合わせのほうがその積が小さくなる場合がある。よ
って、必ずしも燃料消費率fを最小とする燃料消費率f
とエンジントルクTEとエンジン回転数Ne との組み合
わせが燃料消費量を最小とする組み合わせになるとは限
らない。
【0006】また、ドライバーの運転要求は、主に車速
と加速度により満たされるものであるため、目標エンジ
ントルクを達成しても運転要求は必ずしも満足されな
い。特開昭63−46931号公報に記載の装置では、
燃費は最小にできるものの、変速機の減速比のみを制御
するため、減速比変更時にドライバーの意志に反する
(ドライバーがアクセル操作をしていないにもかかわら
ず)加減速が発生するという問題点がある。また、定常
走行時以外の走行時、例えば加減速時には燃費制御が実
行されないため、当然のことながら加減速時の燃費が改
善されないという問題点がある。
【0007】そこで、本発明では、ドライバーの運転要
求を満たし、かつ、燃費を最小とするATを備える車両
の制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで請求項1に記載の
発明では、図29に例示するように内燃機関の動力を変
速して車輪に伝達する自動変速機と、車両の実車速を検
出する実車速検出手段と、車両の目標車速を設定する目
標車速設定手段と、実車速検出手段により検出された実
車速と目標車速設定手段により設定された目標車速とに
基づいて目標加速度を設定する目標加速度設定手段と、
車両の車輪を駆動する目標駆動トルクを設定する目標駆
動トルク設定手段と、目標駆動トルク設定手段により設
定された目標駆動トルクと目標車速設定手段により設定
された目標車速とに基づいて、目標駆動トルクが達成で
き、かつ、燃料消費量が最小となる減速比を設定して自
動変速機を制御する自動変速機制御手段と、目標加速度
設定手段により設定された目標加速度に基づいてスロッ
トル開度を制御するスロットル開度制御手段とを備える
ことを特徴とする車両制御装置を提供する。
【0009】また、請求項2に記載の発明では、目標車
速設定手段を複数備え、この複数の目標車速設定手段に
より設定された複数の目標車速のなかから1つの目標車
速を選択する目標車速選択手段を備えることを特徴とす
る請求項1に記載の車両制御装置を提供する。また、請
求項3に記載の発明では、複数の目標車速設定手段の中
の1つはアクセル操作量に基づいて目標車速を設定する
手段であることを特徴とする請求項2に記載の車両制御
装置を提供する。
【0010】また、請求項4に記載の発明では、目標加
速度設定手段は、実車速検出手段より検出された実車速
と目標車速設定手段により設定された目標車速との差が
大きいほど目標加速度の値が大きくなるように設定する
手段を含むことを特徴とする請求項1から請求項3のい
ずれかに記載の車両制御装置を提供する。また、請求項
5に記載の発明では、自動変速機制御手段は、目標車速
と目標駆動トルクとを達成できる減速比の中から燃料消
費量が最小となる減速比を選択することにより作成され
たマップに基づいて減速比を設定する手段を含むことを
特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の車
両制御装置を提供する。
【0011】また、請求項6に記載の発明では、内燃機
関の動力を流体を介して自動変速機に伝達するトルクコ
ンバータと、トルクコンバータに設けられ、内燃機関の
動力が伝えられる入力軸と自動変速機へ出力する出力軸
とを機械的に結合することにより、動力を自動変速機に
伝達するロックアップクラッチと、ロックアップクラッ
チの結合・解除を制御するロックアップクラッチ制御手
段とを備え、自動変速機制御手段は、目標駆動トルク設
定手段により設定された目標駆動トルクと目標車速設定
手段により設定された目標車速とに基づいて、目標駆動
トルクが達成でき、かつ、燃料消費量が最小となる減速
比とロックアップクラッチの結合状態とを設定する手段
を含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれ
かに記載の車両制御装置を提供する。
【0012】また、請求項7に記載の発明では、自動変
速機制御手段は、目標車速と目標駆動トルクとを達成で
きる減速比とロックアップクラッチの結合状態との組み
合わせの中から燃料消費量が最小となる減速比を選択す
ることにより作成されたマップに基づいて減速比を設定
する手段を含むことを特徴とする請求項6に記載の車両
制御装置を提供する。
【0013】また、請求項8に記載の発明では、自動変
速機制御手段は、目標車速設定手段により設定された目
標車速の代わりに、実車速検出手段により検出された実
車速を用いて減速比を設定する手段を含むことを特徴と
する請求項1から請求項7のいずれかに記載の車両制御
装置を提供する。また、請求項9に記載の発明では、目
標駆動トルク設定手段は、目標加速度設定手段により設
定された目標加速度と実車速検出手段により検出された
実車速とから目標駆動トルクを設定する手段を含むこと
を特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の
車両制御装置を提供する。
【0014】また、請求項10に記載の発明では、複数
の目標車速設定手段の中の1つは、一定の速度で車両を
走行させる目標車速を設定する手段であることを特徴と
する請求項3に記載の車両制御装置を提供する。また、
請求項11に記載の発明では、複数の目標車速設定手段
の中の1つは、駆動輪にスリップが発生したときに、駆
動トルクが減少するように目標車速を設定する手段であ
ることを特徴とする請求項3または請求項10に記載の
車両制御装置を提供する。
【0015】
【作用】請求項1に記載の発明において、自動変速機は
内燃機関の動力を変速して車輪に伝達する。また、実車
速検出手段は車両の実車速を検出し、目標車速設定手段
は車両の目標車速を設定する。そして、目標加速度設定
手段は、実車速検出手段により検出された実車速と目標
車速設定手段により設定された目標車速とに基づいて目
標加速度を設定する。
【0016】目標駆動トルク設定手段は車両の車輪を駆
動する目標駆動トルクを設定する。また、自動変速機制
御手段は目標駆動トルク設定手段により設定された目標
駆動トルクと目標車速設定手段により設定された目標車
速とに基づいて、目標駆動トルクが達成でき、かつ、燃
料消費量が最小となる減速比を設定して自動変速機を制
御する。そして、スロットル開度制御手段は目標加速度
設定手段により設定された目標加速度に基づいてスロッ
トル開度を制御する。
【0017】また、請求項2に記載の発明においては、
目標車速選択手段は、複数の目標車速設定手段により設
定された複数の目標車速のなかから1つの目標車速を選
択する。また、請求項3に記載の発明においては、複数
の目標車速設定手段の中の1つはアクセル操作量に基づ
いて目標車速を設定する。
【0018】また、請求項4に記載の発明において、目
標加速度設定手段は、実車速検出手段より検出された実
車速と目標車速設定手段により設定された目標車速との
差が大きいほど目標加速度の値が大きくなるように設定
する。また、請求項5に記載の発明においては、自動変
速機制御手段は、目標車速と目標駆動トルクとを達成で
きる減速比の中から燃料消費量が最小となる減速比を選
択することにより作成されたマップに基づいて減速比を
設定する。
【0019】また、請求項6に記載の発明においては、
トルクコンバータは内燃機関の動力を流体を介して自動
変速機に伝達し、ロックアップクラッチは内燃機関の動
力が伝えられる入力軸と自動変速機へ出力する出力軸と
を機械的に結合することにより、動力を自動変速機に伝
達する。また、ロックアップクラッチ制御手段はロック
アップクラッチの結合・解除を制御する。
【0020】そして、自動変速機制御手段は、目標駆動
トルク設定手段により設定された目標駆動トルクと目標
車速設定手段により設定された目標車速とに基づいて、
目標駆動トルクが達成でき、かつ、燃料消費量が最小と
なる減速比とロックアップクラッチの結合状態とを設定
する。また、請求項7に記載の発明では、自動変速機制
御手段は、目標車速と目標駆動トルクとを達成できる減
速比とロックアップクラッチの結合状態との組み合わせ
の中から燃料消費量が最小となる減速比を選択すること
により作成されたマップに基づいて減速比を設定する。
【0021】また、請求項8に記載の発明では、自動変
速機制御手段は、目標車速設定手段により設定された目
標車速の代わりに、実車速検出手段により検出された実
車速を用いて減速比を設定する。また、請求項9に記載
の発明では、目標駆動トルク設定手段は、目標加速度設
定手段により設定された目標加速度と実車速検出手段に
より検出された実車速とから目標駆動トルクを設定する
また、請求項10に記載の発明では、複数の目標車速設
定手段の中の1つは、一定の速度で車両を走行させる目
標車速を設定する。
【0022】また、請求項11に記載の発明では、複数
の目標車速設定手段の中の1つは、駆動輪にスリップが
発生したときに、駆動トルクが減少するように目標車速
を設定する。
【0023】
【実施例】以下に本発明の一実施例を説明する。図1は
本発明を用いた自動変速機(以下、ATという)を備え
る車両の制御装置の概略構成図である。内燃機関(以
下、エンジンという)1により発生された機関出力は、
出力軸2を介してトルクコンバータ12に入力される。
このトルクコンバータ12は機関出力を流体によって伝
達するものであるが、ロックアップクラッチ12aを結
合することによってエンジン1の軸出力を機械的にもA
T3に伝達することができるように構成されている。
【0024】AT3はトルクコンバータ12を通した機
関出力を所定の減速比で変速し、出力する機構である。
また、AT3の出力軸にはその回転速度を検出するため
の回転速度センサ9が設けられている。そして、この回
転速度センサ9の検出信号に基づく車速信号SPDがマ
イクロコンピュータ等により構成されている制御装置8
に入力される。
【0025】また、エンジン1にはその回転速度を検出
するための回転角度センサ4が設けられている。さら
に、エンジン1に空気を送り込む吸気管10にはスロッ
トル弁5が設けられ、さらに、このスロットル弁5の開
度を調整するためのスロットルアクチュエータ6と同開
度を検出するためのスロットル開度センサ7とが設けら
れている。また、このスロットル弁開度を調整するスロ
ットルアクチュエータ6は制御装置8により、アクセル
ポジションセンサ11からの検出信号(アクセル操作
量)に基づいて制御されるものであり、スロットル弁開
度はアクセル操作により直接操作されない。そして、回
転角度センサ4からの検出信号に基づくエンジン回転数
信号Ne およびスロットル開度センサ7からの検出信号
に基づくスロットル開度信号TAが制御装置8に入力さ
れる。
【0026】図2は制御装置8にて実行される処理をブ
ロック図として示したものである。以下、このブロック
図にしたがって説明する。図2において、目標車速設定
手段811はアクセルポジションセンサ11からの検出
信号に基づくアクセル操作量APに基づき目標車速を設
定する。また目標車速設定手段812〜81nでは、そ
の他のエンジンの運転状態(例えば、トラクション制
御,クルーズ制御等)に基づき目標車速を後述するよう
に設定する手段である。この目標車速設定手段の個数は
必要に応じて設定すればよく、設定個数に制限はない。
目標車速選択手段82は目標車速設定手段により設定さ
れた複数の目標車速の中から、運転条件に応じて実際に
使用する目標車速VTXを選択する手段である。なお、
この目標車速選択手段82は、前記目標車速設定手段が
1つの時には必要ないため省くことができる。
【0027】次に目標加速度設定手段83は目標車速選
択手段82により選択された目標車速VTXと実車速S
PDとに基づき目標加速度GTを算出し、設定する手段
である。なお本実施例では、実車速検出手段としての回
転速度センサ9からの出力に基づく車速信号SPDを実
車速SPDとしている。目標駆動トルク設定手段84
は、実車速検出手段により検出された実車速SPDと目
標加速度設定手段83により設定された目標加速度GT
とにより目標駆動トルクTDRVを算出し、設定する手
段である。ここで設定された目標駆動トルクTDRVは
減速比制御手段85に入力され、この減速比制御手段8
5はこの目標駆動トルクTDRVと目標車速VTXとに
基づき、目標駆動トルクTDRVが達成でき、かつ、燃
料消費量が最小となるように、AT3の減速比とロック
アップの状態とを制御する。
【0028】目標スロットル開度設定手段86は実車速
SPDと目標加速度GTと減速比およびロックアップ状
態とに基づいて目標スロットル開度TTAを算出し、設
定する手段である。そして、この目標スロットル開度T
TAに基づいてスロットル制御手段87はスロットルア
クチュエータ6を制御する。次に、本実施例において、
制御装置8にて実行される処理を図3に示すフローチャ
ートにしたがって具体的に説明する。なお、本処理は所
定時間(例えば、10ms)毎に実行される。
【0029】本処理が実行されると、ステップ11〜ス
テップ13にて目標車速VT1〜VT3が設定される。
本実施例では、まず、ステップ11にて、図4に示す目
標車速設定処理(1)のフローチャートにしたがって、
アクセル操作量APより目標車速VT1を設定する。つ
まり、図4のステップ111にて、アクセル操作量AP
を読み込む。続くステップ112にて、図5に示すVT
1マップに基づいて目標車速VT1を読み込み、本処理
を終了し、図3のステップ12に進む。ここで図5に示
すVT1マップはアクセル操作量が大きいほど下に凸の
放物線状に増加するように設定されている。
【0030】次に、ステップ12にて、図6(a)に示
す目標車速設定処理(2)のフローチャートにしたがっ
て、クルーズ制御に基づいた目標車速VT2を求める。
なお、クルーズ制御とは、周知のようにドライバーがア
クセルペダルから足を離しても、あらかじめドライバー
によって設定された車速となるように車両を制御するも
のである。
【0031】本処理が実行されると、ステップ121に
て、現在クルーズ制御実行中であるかを判断する。この
判断は、例えば、ドライバーによって操作されるクルー
ズ制御スイッチのオン・オフ状態により行う。ここで、
肯定判断されるとステップ123に進む。そして、クル
ーズ制御実行中は目標車速VT2として一般にドライバ
ーが設定したセット車速を目標車速VT2とする。ま
た、ステップ121にて否定判断されると、ステップ1
22において、クルーズ制御実行中でないとし、目標車
速VT2を0に設定する。そして、本処理を終了し、図
3のステップ13に進む。
【0032】次に、ステップ13にて、図6(b)に示
す目標車速設定処理(3)のフローチャートにしたがっ
て、トラクション制御(TRC)に基づいた目標車速V
T3を求める。ここで、トラクション制御とは、周知の
ように例えば、車両の発進時にスリップが発生しそうな
場合に駆動トルクを抑えることにより、スリップの発生
を抑制するものである。
【0033】本処理が実行されると、ステップ131に
て、トラクション制御実行条件を満たしているかを判断
する。ここで、トラクション制御実行条件とは例えば、
駆動輪の回転速度が、他の車輪の回転速度より所定値以
上速いとき等である。このようなときには駆動輪がスリ
ップしているとして、トラクション制御を実行する。ス
テップ131において、トラクション制御実行条件を満
たしていると判断された場合には、ステップ132に進
み、トラクション制御実行フラグXTRCを1にする。
そして、ステップ133にて、トルクを減少させる目標
車速VT3を設定し、本処理を終了する。また、ステッ
プ131にて否定判断されると、ステップ134に進
み、トラクション制御実行フラグXTRCを0として本
処理を終了し、図3のステップ2に進む。なお、本実施
例では上記3つの方法で目標車速を設定したが、他にも
複数設定するようにしてもよい。
【0034】次に、図3のステップ2にて、目標車速選
択処理を実行する。本実施例では、図7に示すフローチ
ャートのように、ステップ201にて、目標車速VT1
と目標車速VT2とを比較し、大きいほうをそれぞれス
テップ202およびステップ203にて、目標車速VT
Xとするようにしている。そして、ステップ204に進
み、上述したトラクション制御実行フラグXTRCが1
かを判断する。XTRC=1でなければ、そのまま、ス
テップ202またはステップ203にて設定された目標
車速VTXを最終的な目標車速VTXとして本処理を終
了する。また、XTRC=1であれば、ステップ205
に進み、先に設定した目標車速VTXと図6(b)で設
定された目標車速VT3とを比較し、目標車速VT3が
目標車速VTXより小さければ、ステップ206に進
み、このVT3を最終的な目標車速VTXとして設定
し、本処理を終了する。また、ステップ205にて、目
標車速VT3が目標車速VTX以上であれば、そのまま
本処理を終了する。
【0035】以上のようにして目標車速VTXを選択す
ることにより、クルーズ制御時には一般的にドライバー
はアクセルオフとするため、アクセル開度から求められ
る目標車速VT1はほぼ0となるため、目標車速VTX
としてクルーズ制御時の目標車速VT2が選ばれること
になる。また、ドライバーがアクセルを踏み込んだとき
には、アクセル開度から求められる目標車速VT1の値
がクルーズ制御時の目標車速VT2の値より大きくなる
ため、目標車速VTXとしてVT1が選ばれることにな
る。
【0036】さらに、トラクション制御が実行されてい
るときには、ステップ205,ステップ206にて、目
標車速が低いほうを最終的な目標車速とすることによ
り、トルクを減少させる目標車速が設定される。よっ
て、複数の目標車速から1つの目標車速を選択すること
により、トラクション制御の効果を損なうことはない。
このようにして、図3のステップ2の処理が終了する
と、次に、ステップ3に進む。
【0037】ステップ3では目標加速度GTを算出し、
設定する。本実施例では、図8に示すフローチャートに
したがって設定される。図8にて目標加速度設定処理が
実行されると、まずステップ301にて実車速SPDを
読み込む。そして、次のステップ302にて、目標加速
度GTを次式より設定する。
【0038】
【数2】GT=KGT×(VTX−SPD) ここで、KGTは定数であり、例えば図9に示すフローチ
ャートより求められる。図9において、ステップ901
では、シフト位置がD(ドライブ)レンジであるか、つ
まり、現在前進中であるかを判断する。前進中であれば
ステップ902に進む。前進中でなければ、シフト位置
がR(リバース)レンジであるとして、つまり、後退中
であるとしてステップ903に進む。そして、ステップ
902では、前進時定数KGT1 を定数KGTとして設定す
る。また、ステップ903にて、後退時定数KGT2 を定
数KGTとして設定し、本処理を終了する。なお、本実施
例ではKGT1 >KGT2 の関係があるものとし、KGT1
7.1×10-4,KGT2 を1.7×10-4としている。
【0039】以上のように目標加速度GTを設定するこ
とにより、図10に示すように、目標車速VTXと実車
速SPDとの偏差が0のときには、目標加速度GTが0
に、偏差が大きいとき、目標加速度GTも大きくなるよ
う設定される。よって、実際のドライバーの運転要求に
応じた加速を与えることが出来る。また、本実施例で
は、定数KGTを後退時と前進時とに分けて、KGT1 >K
GT2 となるように設定することにより、後退時のラフな
アクセル操作に対しても急な走りだしが起きないように
している。このようにして目標加速度GTが設定される
と,図3のステップ4に進む。
【0040】図3のステップ4では目標駆動トルク設定
処理を実行する。まず、目標駆動トルクについて説明す
る。目標駆動トルクは走行抵抗Rから算出され、この走
行抵抗Rは、ころがり抵抗Rr ,空気抵抗Ra ,勾配抵
抗Rg ,加速抵抗Ri の4つの成分の和から算出され
る。ころがり抵抗Rr は、車速,タイヤ分担荷重等の影
響を受けるが、一般には自動車総重量の1次式とみな
し、次式で表される。
【0041】
【数3】Rr =μr ・W ここで、μr はころがり抵抗係数,Wは自動車総重量で
ある。また、ころがり抵抗係数μr はタイヤの種類によ
り異なるが、0.010〜0.015が一般的な値であ
る。
【0042】空気抵抗Ra は車速の2乗に比例し、次式
から算出できる。
【0043】
【数4】Ra =μa ・A・SPD2 ここで、μa は空気抵抗係数,Aは全面投影面積,SP
Dは車速である。また、空気抵抗係数μa は惰性走行試
験にて求められる値である。勾配抵抗Rg は、車体の傾
斜角度をθとすると、次式より算出することができる。
【0044】
【数5】Rg =W・sin θ 車体の傾斜角度θの求め方は後述する。加速抵抗Ri
加速度Gを用いて次式より算出することができる。
【0045】
【数6】Ri =(1+φ)・W・G ここで、φはみかけの重量増加率を表し、エンジン動力
伝達系,車軸,車輪等の慣性モーメントを駆動軸の有効
半径上の重量に置き換えた値を自動車総重量Wで割った
値である。しかし、上記の各慣性モーメントを図面ある
いは振動測定等から求めるのは非常に煩雑かつ困難なた
め、表1に示す近似値を用いて重量増加率φを求める。
【0046】
【表1】 次に、以上に説明した走行抵抗R(ころがり抵抗Rr
空気抵抗Ra ,勾配抵抗Rg ,加速抵抗Ri の和)から
目標駆動トルクを設定する処理を図11に示すフローチ
ャートにしたがって説明する。なお、この図11のフロ
ーチャートは図3のステップ4に相当する。
【0047】本処理が実行されるとステップ401にお
いて、車体の傾斜角度θを算出する。本実施例におい
て、この傾斜角度θは駆動トルクと走行抵抗とが釣り合
うことを利用して算出している。今、駆動トルクDRV
【0048】
【数7】DRV=GEAR・TCNV・TE で表されるとする。ここで、GEARは後述する図3の
ステップ5にて前回に算出された(つまり、現在の)減
速比である。また、TCNVはトルク比,TEはエンジ
ントルクであり、算出方法は後述する。
【0049】走行抵抗Rは上述したように、
【0050】
【数8】R=Rr +Ra +Rg +Ri であわらされ、駆動トルクDRVと走行抵抗Rとが等し
いので、数式5,数式7および数式8より、以下の関係
式が成立する。
【0051】
【数9】θ=sin-1〔{DRV−(Rr +Ra
i )}/W〕 これより傾斜角度θを求めることが出来る。また、ここ
で、ころがり抵抗Rr と空気抵抗Ra とは、後述する図
11のステップ402,ステップ403にて求めた値を
読み込めばよい。しかし、ステップ405にて加速抵抗
i を求める時には、加速度Gとして目標加速度GTを
用いているため、ここでは実際の加速度を用いて求める
必要がある。実際の加速度をGBとすると加速抵抗Ri
は、
【0052】
【数10】Ri =(1+φ)・W・GB で求めることが出来る。また、実際の加速度GBは、前
回に検出された車速SPDn-1 と今回検出された車速S
PDn との差分を用いて、
【0053】
【数11】GB=(SPDn −SPDn-1 )×KGB より算出することが出来る。ここでKGBは、
【0054】
【数12】 から求まる定数である。
【0055】以上に述べた原理により傾斜角度θを算出
する処理を示すフローチャートが図12である。以下、
図12にしたがって説明する。本処理が実行されると、
ステップ1201にて、実際の加速度GBを、数式11
と数式12とから算出する。次のステップ1202では
トルク比TCNVを求める。トルク比TCNVとトルク
コンバータのタービン入出力回転数の速度比SLIPと
の間には図14に示す関係がある。よって、タービン入
出力回転数の速度比SLIPを求めることにより、トル
ク比TCNVを図14から求めることが出来る。図14
に示すように、このトルク比TCNVは速度比が大きく
なるほど小さくなる。このTCNV算出ルーチンを示す
フローチャートが図13である。以下、この図13にし
たがって説明する。
【0056】本処理が実行されると、ステップ1301
にて、速度比SLIPを次式より求める。
【0057】
【数13】 SLIP=(SPD・KSLIP・GEAR)/NE ここで、KSLIPは速度比定数であり、次式より与えられ
る。
【0058】
【数14】KSLIP=1000/(60・2π・rD ) ここで、rD は駆動輪タイヤ有効半径である。数式13
および数式14にて速度比SLIPが求められると、ス
テップ1302に進む。ステップ1302では、図14
に示すマップに基づいてステップ1301にて求めた速
度比SLIPに対応するトルク比TCNVを読み込み、
本処理を終了する。以上の処理によりトルク比TCNV
が演算されると、図12のステップ1203に進む。
【0059】ステップ1203ではエンジントルクTE
を求める。エンジントルクTEとエンジン回転数NEと
スロットル開度TAとの間には図15に示す関係があ
る。図に示すように、エンジン回転数NEが大きいほ
ど、エンジントルクTEはだいたい小さくなっていく。
また、スロットル開度TAが大きいほどエンジントルク
TEも大きくなる。なお、本実施例では、図15に示す
特性図に基づいて作成されたエンジン回転数NEとスロ
ットル開度TAとの2次元マップからエンジントルクT
Eを求めるようにしている。
【0060】そして、ステップ1204において、傾斜
角度θを次式より求める。
【0061】
【数15】θ=sin -1〔{GEAR・TCNV・TE−
(Rr +Ra +Ri')}/W〕 ここで、Ri'は実際の加速度GBを用いて算出される加
速抵抗であり、次式より求められる。
【0062】
【数16】Ri'=(1+φ)・W・GB また、減速比GEARは後述する図3のステップ5にて
算出された値である。以上の処理が図11のステップ4
01にて実行される。ステップ401にて傾斜角度θが
算出されると、ステップ402に進む。ステップ402
では、数式3よりころがり抵抗Rr を求める。ステップ
403では数式4より空気抵抗Ra を、ステップ404
では数式5とステップ401にて求めたθとから勾配抵
抗Rgを求める。ステップ405では数式6より加速抵
抗Ri を求める。ただしこのとき、加速度Gとして目標
加速度GTを用いている。そして、ステップ406にお
いて、目標駆動トルクTDRVを次式より求め、本処理
を終了する。
【0063】
【数17】TDRV=Rr +Ra +Rg +Ri 以上の処理が図3のステップ4にて実行される処理であ
る。ステップ4の処理が終了するとステップ5に進む。
ステップ5では減速比GEARを求める。この減速比G
EARの設定処理を示すフローチャートが図16であ
る。本処理が実行されると、ステップ501にて、ステ
ップ4にて設定された目標駆動トルクTDRVとステッ
プ2にて選択された目標車速VTXとに基づいて、図1
7に示す2次元マップから減速比GEARおよびロック
アップクラッチのオン・オフ状態XLUを読み込んで本
処理を終了し、図3のステップ6に進む。
【0064】次に、上述した図17の2次元マップの作
成方法について、ロックアップクラッチ付き4速ATを
例にあげて説明する。ロックアップクラッチ付き4速A
Tの場合、減速比とロックアップクラッチのオン・オフ
状態で8通りの組み合わせが考えられる。しかしなが
ら、この組み合わせのなかには、目標車速と目標駆動ト
ルクを実現することが不可能な組み合わせ(エンジンの
過回転,エンジンのトルク不足等が発生するため)も含
まれているので、まずそれらの組み合わせをマップの候
補値から除外する。次に、残った組み合わせについて、
それぞれ燃料消費量を求め、その値が最小となる組み合
わせをマップ値として選んでいる。以上の作業をマップ
の目標駆動トルクTDRVと目標車速VTXとの組み合
わせの各格子点について実施すると、ほぼ図18に示す
ような特性図となる。
【0065】この特性図からも分かるように、目標車速
が高いほど減速比が小さいギアに、また、目標駆動トル
クが大きいほど減速比が大きいギアに設定される。よっ
て、目標駆動トルクが小さいときには、目標車速が高く
なるとすぐにシフトアップされていく(減速比の低いギ
アに変えられていく)。また、ロックアップクラッチ
は、図に斜線で示すように、3速および4速の運転領域
において、低目標駆動トルク,高目標車速のときに結合
される。1速,2速時にてロックアップクラッチの結合
が行われないのは、低車速でロックアップクラッチを結
合すると、こもり音が発生するためである。そして、こ
の特性図に基づいて図17に示すマップが作成されてい
る。よって、図17に示すマップの特性も図18の特性
図と同様であるため説明は省略する。
【0066】図3のステップ5の処理が終了すると、ス
テップ6に進み目標スロットル開度TTAを算出する。
目標スロットル開度算出処理の詳細を図19に示すフロ
ーチャートにしたがって説明する。本実施例では、加速
度フィードバックによる比例・積分制御(PI制御)に
て目標スロットル開度TTAを算出している。本処理が
実行されると、ステップ601にて比例制御用の制御ゲ
インKP および積分制御用の制御ゲインKI を図20に
示す減速比GEARとロックアップ状態XLUとの2次
元マップから求める。ここで、これらの制御ゲインはL
OW(一速)ギアから4速ギアになるにしたがって値が
大きくなるように設定されている。また、ロックアップ
クラッチが結合しているときの方が解除されているとき
よりも若干小さい値となるように設定されている。よっ
て、本実施例においてはKP 1<KP 2<・・・<KP
8,KI 1<KI 2<・・・<KI 8となるように設定
されている。なお、本実施例においては、ロックアップ
クラッチの結合状態に応じて制御定数の値を変えている
が必ずしも変える必要はなく、同じ値としてメモリを節
約してもよい。
【0067】次に、ステップ602において、目標加速
度GTと実際の加速度GBとから次式により加速度差G
ERRを求める。
【0068】
【数18】GERR=GT−GB 次にステップ603にて、次式より比例スロットル制御
量PTAを求める。
【0069】
【数19】PTA=KP ・GERR また、ステップ604にて、次式より積分スロットル制
御量ITAを求める。
【0070】
【数20】ITA=ITAn-1 +KI ・GERR ここで、ITAn-1 は前回の積分スロットル制御量IT
Aである。そして、ステップ605にて目標スロットル
開度TTAを次式より求め、本処理を終了する。
【0071】
【数21】TTA=PTA+ITA 次に、目標スロットル開度算出処理を図21に示す制御
ブロック図にしたがって説明する。目標加速度GTが入
力されると、実際の加速度GBを取り込み目標加速度G
Tとの差(加速度差)GERRが算出される。そして、
この加速度差GERRに基づいて、比例制御ゲインKP
から比例スロットル制御量PTAを求めるともに、積分
制御ゲインKI から積分スロットル制御量ITAを求め
る。ここで、比例制御ゲインKP と積分制御ゲインKI
とは減速比GEARとロックアップ状態XLUとに基づ
いて求められる。
【0072】そして、比例スロットル制御量PTAと積
分スロットル制御量ITAとを加算することにより目標
スロットル制御量TTAを求める。制御装置8は、以上
の処理によって算出された減速比GEARとロックアッ
プ状態XLUとなるように、トルクコンバータ12のロ
ックアップクラッチ12aとAT3のギア位置を制御
し、目標スロットル開度となるようにスロットルアクチ
ュエータ6を制御する。
【0073】上記実施例において、回転速度センサ9が
実車速検出手段に、ステップ11〜ステップ1nが目標
車速設定手段に、ステップ3が目標加速度設定手段に、
ステップ4が目標駆動トルク設定手段に、ステップ5が
自動変速機制御手段に、ステップ6およびスロットルア
クチュエータ6がスロットル開度制御手段に、それぞれ
相当し、機能する。さらに、ステップ2が目標車速選択
手段に相当し、機能する。
【0074】また、上記実施例にて説明した制御を実行
することにより、ドライバーの運転要求を満たしつつ、
燃費を最小とすることができる。特に、加減速時の燃費
を良くすることができる。なお、上記実施例では、目標
車速を複数設定しているが、必ず複数設定する必要はな
く、目標車速は1つでもよい。また、上記実施例では、
目標加速度を目標車速と実車速の差に基づいて設定して
いるが、目標加速度の設定方法はこれに限定されるもの
でなく、ドライバーの意志が反映されている目標車速に
基づいて設定されていればよい。例えば、図22に示す
ような目標車速と実車速とから目標加速度を求める2次
元マップを予め作成し、目標加速度を必要に応じてこの
マップから読み込むようにしてもよい。このマップは、
実車速が速いほど目標加速度が大きくなるように、ま
た、目標加速度が速いほど目標加速度が小さくなるよう
に作成されている。
【0075】また、上記実施例にて目標加速度を数式1
より求めるときに、定数KGTを運転状態(シフト位置)
により可変としているが、固定値でもよい。また、上記
実施例では、目標駆動トルクを算出するときに車両の傾
斜角度θを数式9より求めているが、この検出方法に限
定される必要はない。たとえば、車両の上下方向の加速
度を検出できるGセンサを備える車両においては、図2
3に示すフローチャートから求めるようにしてもよい。
【0076】以下、このフローチャートにしたがって説
明する。まず、ステップ2301において、Gセンサ出
力GEを読み込む。そして、ステップ2302にて、次
式より傾斜角度θを求めて本処理を終了する。
【0077】
【数22】θ=COS -1GE 次に図24,図25を用いて、この傾斜角度θの算出処
理の原理を説明する。図24において、車両11に設け
られているGセンサ12は、車両に対して垂直方向、つ
まり、地面に対して垂直方向の加速度を出力し、制御装
置8にその出力信号GEを入力する。このGセンサ出力
は上下方向の加速がないとき、平地では1G(重力加速
度)に相当する値を出力するが、図25に示すような坂
路走行時には車両にかかる重力が斜面垂直方向と斜面水
平方向とに分力されるため、傾斜角度をθとすると、1
G・COS θに相当する値を出力することになる。よっ
て、傾斜角度θの坂路を走行しているときにはGセンサ
出力をGEとすると、その出力は次式より与えられるこ
とになる。
【0078】
【数23】GE=COS θ〔G〕 この式より、傾斜角度θは数式22より求まることが分
かる。以上のように傾斜角度を求めることにより、トル
ク比TCNVやエンジントルクTEを算出する必要がな
くなるが、Gセンサが必要となる。
【0079】さらに、上記実施例では、目標駆動トルク
を算出するためにエンジントルクTEを算出するとき
に、エンジン回転数とスロットル開度との2次元マップ
から求めているが、図26のフローチャートに示すよう
に吸気管内圧力Pm から求めるようにしてもよい。図2
6の処理が実行されると、ステップ2601にて吸気管
内圧力Pm を算出する。この吸気管内圧力Pm は図27
に示すようにスロットル弁下流に設けられた吸気圧セン
サ13を用いて検出する(内燃機関の運転状態に基づい
て推定するようにしてもよい)。そして、ステップ26
02にてエンジントルクTEを図28に示す特性に基づ
いて作成される吸気管内圧力Pm に対する1次元マップ
から読み込む。図28に示すようにエンジントルクTE
は吸気管内圧力Pm に比例する。以上のように、エンジ
ントルクの算出方法は上記実施例に限定されることはな
く、どのような方法で算出してもよい。
【0080】また、上記実施例では減速比を目標駆動ト
ルクと目標車速より求めているが、目標トルクと実車速
より求めてもよい。しかしながら、加速時等の過渡時に
は目標車速を用いて減速比を求めるほうが、より早く目
標の車速とすることができる。さらに、上記実施例にお
いて、目標スロットル開度を目標加速度と実加速度との
差に基づいてPI制御しているが、これに限定される必
要はなくドライバーの加速要求が反映される設定方法で
あればよい。よって、例えば、現代制御やファジー制御
を用いて目標スロットル開度を求めるようにしてもよ
い。
【0081】さらに、上記実施例において、自動変速機
としてロックアップクラッチを備える多段変速機を用い
ているが、ロックアップクラッチのないものや、無段階
変速機に本発明を用いてもよい。
【0082】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1に記載の発
明では、目標トルクを出力することができ、かつ、燃料
消費量が最小となる減速比にて自動変速機を制御すると
ともに、スロットル開度を目標加速度に基づいて制御し
ている。このため、ドライバーの運転要求を満たしつ
つ、燃料消費量を最小に抑えることができる。さらに、
請求項5に記載の発明のように、ドライバーの運転要求
を満たしつつ、燃料消費量を最小に抑えることができる
減速比のマップを作成しておくことにより、制御装置の
演算負荷を低減することができる。
【0083】また、請求項2に記載の発明では、目標車
速を複数設定し、その中から現在の運転状態にもっとも
適した目標車速を選ぶため、ドライバーの運転要求をよ
り満たすことができる。さらに、請求項3に記載の発明
では、複数の目標車速のうち1つを、ドライバーの運転
要求が一番反映されるアクセル操作量に基づいて求める
ため、ドライバーの運転要求をより満たすことができ
る。さらに、請求項10および請求項11に記載のよう
に、目標車速として、クルーズ制御時の目標車速とトラ
クション制御時の目標車速とを設定することにより、さ
らに、ドライバーの運転要求を満たすことができる。
【0084】また、請求項4に記載の発明では、目標速
度と実速度との差に応じて目標加速度を設定しているた
め、ドライバーの要求に応じた加速を得ることができ
る。また、請求項6に記載の発明では、ドライバーの運
転要求が満足でき、かつ、燃料消費量が最小となる減速
比とロックアップクラッチの状態にて自動変速機を制御
するようにしたため、ロックアップクラッチを備える自
動変速機においても、請求項1に記載の発明と同様の効
果を得ることができる。さらに、請求項7に記載の発明
のように、ドライバーの運転要求を満たしつつ、燃料消
費量を最小に抑えることができる減速比とロックアップ
クラッチの作動状態のマップを作成しておくことによ
り、制御装置の演算負荷を低減することができる。
【0085】また、請求項8に記載の発明では、目標駆
動トルクと実車速とから、ドライバーの運転要求を満足
でき、かつ、燃料消費量が最小となる減速比にて自動変
速機を制御している。このため、加速時等の状態では請
求項1に記載の発明よりは効果が劣るものの、従来の装
置に比べ十分に燃料消費量を抑制することができる。さ
らに、請求項9に記載の発明では、目標加速度とを用い
て目標駆動トルクを設定しているため、よりドライバー
の運転要求を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のシステム構成図である。
【図2】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図3】制御装置にて実行されるメインルーチンを示す
フローチャートである。
【図4】制御装置にて実行される目標車速設定処理を示
すフローチャートである。
【図5】アクセル操作量と目標車速との関係を示す相関
図である。
【図6】(a),(b)は制御装置にて実行される目標
車速設定処理を示すフローチャートである。
【図7】制御装置にて実行される目標車速選択処理を示
すフローチャートである。
【図8】制御装置にて実行される目標加速度設定処理を
示すフローチャートである。
【図9】制御装置にて実行される係数KGTを設定する処
理を示すフローチャートである。
【図10】目標車速,実車速および目標加速度の関係を
説明するためのタイムチャートである。
【図11】制御装置にて実行される、目標駆動トルク設
定処理を示すフローチャートである。
【図12】制御装置にて実行される傾斜角度算出処理を
示すフローチャートである。
【図13】制御装置にて実行されるトルク比算出処理を
示すフローチャートである。
【図14】速度比とトルク比との関係を示す相関図であ
る。
【図15】エンジン回転速度とスロットル開度とエンジ
ントルクとの関係を示す相関図である
【図16】 制御装置にて実行される減速比設定処理を
示すフローチャートである。
【図17】 目標駆動トルクと目標車速とから減速比と
ロックアップ状態とを設定するために用いる相関図であ
る。
【図18】 燃費を最小とするときの減速比とロックア
ップ状態との特性を示す特性図である。
【図19】 制御装置にて実行される目標スロットル開
度算出処理を示すフローチャートである。
【図20】 ロックアップ状態と減速比とから制御ゲイ
ンを求めるためのマップである。
【図21】目標スロットル開度を算出する過程を説明す
るための制御ブロック図である。
【図22】他の実施例において、実車速と目標車速と目
標加速度との関係を示す相関図である。
【図23】他の実施例において、制御装置にて実行され
る傾斜角度算出処理を示すフローチャートである。
【図24】他の実施例において、傾斜角度を算出する原
理を説明するための説明図である。
【図25】他の実施例において、傾斜角度を算出する原
理を説明するための説明図である。
【図26】他の実施例において、制御装置にて実行され
るエンジントルク算出処理を示すフローチャートであ
る。
【図27】他の実施例において、システム構成を示す構
成図である。
【図28】他の実施例において、吸気管内圧力とエンジ
ントルクとの関係を示す相関図である。
【図29】本発明の構成要件を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 出力軸 3 自動変速機 4 回転角センサ 5 スロットル弁 6 スロットルアクチュエータ 7 スロットル開度センサ 8 制御装置 9 アクセルポジションセンサ 10 吸気管

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の動力を変速して車輪に伝達す
    る自動変速機と、 車両の実車速を検出する実車速検出手段と、 前記車両の目標車速を設定する目標車速設定手段と、 前記実車速検出手段により検出された実車速と前記目標
    車速設定手段により設定された目標車速とに基づいて目
    標加速度を設定する目標加速度設定手段と、 前記車両の車輪を駆動する目標駆動トルクを設定する目
    標駆動トルク設定手段と、 前記目標駆動トルク設定手段により設定された目標駆動
    トルクと前記目標車速設定手段により設定された目標車
    速とに基づいて、前記目標駆動トルクが達成でき、か
    つ、燃料消費量が最小となる減速比を設定して前記自動
    変速機を制御する自動変速機制御手段と、 前記目標加速度設定手段により設定された目標加速度に
    基づいてスロットル開度を制御するスロットル開度制御
    手段とを備えることを特徴とする車両制御装置。
  2. 【請求項2】 前記目標車速設定手段を複数備え、この
    複数の目標車速設定手段により設定された複数の目標車
    速のなかから1つの目標車速を選択する目標車速選択手
    段を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両制御
    装置。
  3. 【請求項3】 前記複数の目標車速設定手段の中の1つ
    はアクセル操作量に基づいて目標車速を設定する手段で
    あることを特徴とする請求項2に記載の車両制御装置。
  4. 【請求項4】 前記目標加速度設定手段は、前記実車速
    検出手段より検出された実車速と前記目標車速設定手段
    により設定された目標車速との差が大きいほど目標加速
    度の値が大きくなるように設定する手段を含むことを特
    徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の車両
    制御装置。
  5. 【請求項5】 前記自動変速機制御手段は、前記目標車
    速と前記目標駆動トルクとを達成できる減速比の中から
    燃料消費量が最小となる減速比を選択することにより作
    成されたマップに基づいて減速比を設定する手段を含む
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記
    載の車両制御装置。
  6. 【請求項6】 前記内燃機関の動力を流体を介して前記
    自動変速機に伝達するトルクコンバータと、 前記トルクコンバータに設けられ、前記内燃機関の動力
    が伝えられる入力軸と自動変速機へ出力する出力軸とを
    機械的に結合することにより、前記動力を自動変速機に
    伝達するロックアップクラッチと、 前記ロックアップクラッチの結合・解除を制御するロッ
    クアップクラッチ制御手段とを備え、 前記自動変速機制御手段は、前記目標駆動トルク設定手
    段により設定された目標駆動トルクと前記目標車速設定
    手段により設定された目標車速とに基づいて、前記目標
    駆動トルクが達成でき、かつ、燃料消費量が最小となる
    減速比と前記ロックアップクラッチの結合状態とを設定
    する手段を含むことを特徴とする請求項1から請求項5
    のいずれかに記載の車両制御装置。
  7. 【請求項7】 前記自動変速機制御手段は、前記目標車
    速と前記目標駆動トルクとを達成できる減速比と前記ロ
    ックアップクラッチの結合状態との組み合わせの中から
    燃料消費量が最小となる減速比を選択することにより作
    成されたマップに基づいて減速比を設定する手段を含む
    ことを特徴とする請求項6に記載の車両制御装置。
  8. 【請求項8】 前記自動変速機制御手段は、前記目標車
    速設定手段により設定された目標車速の代わりに、前記
    実車速検出手段により検出された実車速を用いて減速比
    を設定する手段を含むことを特徴とする請求項1から請
    求項7のいずれかに記載の車両制御装置。
  9. 【請求項9】 前記目標駆動トルク設定手段は、前記目
    標加速度設定手段により設定された目標加速度と前記実
    車速検出手段により検出された実車速とから目標駆動ト
    ルクを設定する手段を含むことを特徴とする請求項1か
    ら請求項8のいずれかに記載の車両制御装置。
  10. 【請求項10】 前記複数の目標車速設定手段の中の1
    つは、 一定の速度で車両を走行させる目標車速を設定する手段
    であることを特徴とする請求項3に記載の車両制御装
    置。
  11. 【請求項11】 前記複数の目標車速設定手段の中の1
    つは、 駆動輪にスリップが発生したときに、駆動トルクが減少
    するように目標車速を設定する手段であることを特徴と
    する請求項3または請求項10に記載の車両制御装置。
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