JPWO2013042177A1

JPWO2013042177A1 - 車両の駆動力制御装置

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Publication number: JPWO2013042177A1
Application number: JP2013534467A
Authority: JP
Inventors: 啓祐竹内; 一夫鶴岡; 棚橋　敏雄; 敏雄棚橋; 義満安形; 博貴金子; 幸司鶴村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-03-26
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: CN103814201A; JP5742949B2; US9494091B2; US20140195090A1; EP2759693A4; EP2759693A1; WO2013042177A1; CN103814201B

Abstract

駆動力源を構成しているエンジンの目標回転数を、目標出力を最適燃費で達成する回転数に設定する第１モードと、前記エンジンの目標回転数を、前記目標出力を前記最適燃費で達成する回転数よりも低い回転数に設定する第２モードとを選択でき、かつ運転者の運転志向を表す指標に基づいて前記第１モードと第２モードとのいずれかを選択して設定する車両の駆動力制御装置において、前記第２モードが選択されている状態で前記指標に応じて前記エンジンの下限回転数を設定し、前記第２モードが選択されている状態で前記エンジンの目標回転数が前記下限回転数以上になった場合に前記エンジンの目標回転数の下限値を前記下限回転数に制限するように構成されている。

Description

この発明は、車両の駆動力を制御する装置に関し、特に駆動力源として備えているエンジン（内燃機関）の出力を運転者の運転志向（嗜好もしくは指向）に適するように制御する装置に関するものである。

車両の駆動力源であるエンジンの回転数や出力トルクは、車両の走行性能や加速性能あるいは燃費性能などに大きく影響する。最近では、エンジンの回転数と出力トルクとを個別に適宜に制御できるようになってきており、その例が、モータによってエンジン回転数を制御できるハイブリッド車や無段変速機を搭載した車両であり、このような制御機能を有効に利用して走行性能や燃費性能を向上させることが試みられている。

例えば特開２００１ー１１２１１５号公報には、ハイブリッド車の燃費性能と動力性能とを共に向上させることを目的として、充電時にはエンジンの運転点が燃費優先ラインに沿って変化するようにエンジン回転数を制御し、またパワー要求時には、先ず、エンジン回転数の増大を抑えて出力トルクを増大させ、運転点をパワー重視のライン上に移行させ、その後にエンジン回転数を目標出力ライン上の回転数に変化させるように構成された制御装置が記載されている。また、特開２００５ー７６６７３号公報には、コーナーを抜ける際の再加速性を向上させることを目的として、主として走行抵抗に基づいて求められる必要エンジン出力から必要最低エンジン回転数を算出し、コーナーの走行中にその必要最低エンジン回転数を維持するべくアップシフトを禁止するとともに、ダウンシフトを含む変速制御を行うように構成された制御装置が記載されている。さらに、国際公開第２０１１／０２１６３４号には、前後加速度と横加速度との合成加速度に基づいて、運転者の運転志向を示す指標に相当する指示指標を求め、その指示指標に基づいて駆動力特性や変速特性あるいは懸架特性などを制御するように構成された装置が記載されている。その指示指標は、合成加速度の増大によって増大するものの、合成加速度が低下した場合には、所定の条件が成立するまで、従前の値を維持するように構成されている。

上記の特開２００１ー１１２１１５号公報に記載された装置によれば、大きく加速するなどのために駆動要求量が増大した場合、エンジンは最適燃費線上の運転点もしくはこれに近い運転点を離れて運転され、エンジンの出力トルクが増大するので、要求に応じた走行を行うことが可能になる。しかしながら、特開２００１ー１１２１１５号公報に記載されている制御を、要求パワーが減少した後、再加速する場合に上述したように実施すると、エンジン回転数を変化させるために消費されるトルクが大きくなって再加速性が損なわれる可能性がある。すなわち、上記の特開２００１ー１１２１１５号公報に記載された装置では、要求パワーが増大した場合に、エンジンの運転点をパワー重視ライン上の運転点に移行させるから、要求パワーが減少すれば、エンジンの運転点は燃費重視ライン上の運転点に移行し、その回転数が大きく低下する。その状態から再加速のために要求パワーが増大すると、エンジンの回転数はパワー重視ライン上の運転点で決まる回転数にまで増大させることになるので、エンジン回転数の変化幅（変化量）が大きくなり、再加速時にエンジン回転数の増大のために消費されるトルクが大きくなってしまい、再加速性が損なわれる可能性がある。

また、上記の特開２００５ー７６６７３号公報に記載されている装置は、コーナーを抜けて再加速する際の加速性を向上させるために、コーナーへの進入の際あるいはコーナー走行中にアップシフトを禁止してエンジン回転数を高めに維持する技術を前提として、その際の必要最低エンジン回転数を維持するように構成された装置であるが、その必要最低エンジン回転数は、主として走行抵抗に基づいて求めているので、走行抵抗に打ち勝つのに十分な駆動力を得ることができるとしても、運転者の意図を十分に反映した走行特性あるいは加速特性を生じさせ得ない可能性がある。

さらに、上記の国際公開第２０１１／０２１６３４号には、合成加速度が大小に変化する場合、指示指標を増大させる技術やその指示指標を維持する技術もしくは低下を抑制する技術が開示されているが、高い値の指示指標が保持されている状態で減速操作と加速操作とが連続して行われる場合、高い値の指示指標として表されている運転志向を車両の実際の挙動として実現するためには上記の国際公開第２０１１／０２１６３４号に開示されている技術では不十分な点があり、未だ改良の余地がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、燃費が良好になるようにエンジン回転数を制御できる車両において、再加速する際に運転者の運転志向を、より良く反映させることのできる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源を構成しているエンジンの目標回転数を、目標出力を最適燃費で達成する回転数に設定する第１モードと、前記エンジンの目標回転数を、前記目標出力を前記最適燃費で達成する回転数よりも低い回転数に設定する第２モードとを選択でき、かつ運転者の運転志向を表す指標に基づいて前記第１モードと第２モードとのいずれかを選択して設定する車両の駆動力制御装置において、前記第２モードが選択されている状態で前記指標に応じて前記エンジンの下限回転数を設定し、前記第２モードが選択されている状態で前記エンジンの目標回転数が前記下限回転数以上になった場合に前記エンジンの目標回転数の下限値を前記下限回転数に制限するように構成されていることを特徴としている。

なお、この発明では、目標回転数の下限値を上記の下限回転数に制限する替わりに、目標回転数が前記下限値を下回った場合に、前記エンジンの目標回転数を前記下限回転数に保持するように構成してもよい。

この発明では、上記の下限回転数は、前記指標の値が前記車両の挙動が機敏になる値であるほど高い回転数に設定するように構成することができる。

また、この発明における上記の目標回転数は、前記車両の車速の変化量もしくは駆動要求量の変化量が予め定めた範囲以下の定常走行状態で設定するべきエンジン回転数であってよい。

エンジンの出力は回転数と出力トルクとによって定まり、この発明においては、目標出力を燃費が最適になるように目標回転数を設定して達成する第１モードと、その第１モードによるよりは出力トルクが大きくなる目標回転数を設定して達成する第２モードとを選択することができる。これらのモードは、運転志向を表す指標に基づいて選択され、第２モードが選択されている状態では、エンジンの下限回転数が前記指標に基づいて設定され、その状態でエンジンの目標回転数（特に定常走行状態での目標回転数）がその下限回転数以上になった後は、エンジンの回転数がその下限回転数以下にならないように制御される。したがって、燃費が良好になるように走行している場合よりも高トルクで走行している場合、一旦減速操作を行ってもエンジン回転数は、前記指標すなわち運転志向に応じた高い回転数に維持されるので、その後に加速操作を行った場合、エンジン回転数が既に高くなっていることにより、エンジンが出力するトルクのうちエンジン回転数を増大させるために消費されるトルクが少なく、その分駆動トルクを大きくでき、加速性が良好になる。特に、前記下限回転数を、運転志向を表している指標に応じて高回転数に設定するように構成している場合には、車両の挙動の機敏さが要求されているほど、下限回転数が高い回転数になって、運転志向に合致した再加速性を得ることができる。

この発明に係る駆動力制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。指示ＳＰＩと要求エネルギー効率との関係を示すマップである。エンジンの動作ラインおよび運転点を示す線図である。下限回転数を求めるためのマップの一例を模式的に示す図である。ハイブリッド車におけるパワートレーンの一例を模式的に示すブロック図である。無段変速機を搭載している車両におけるパワートレーンの一例を模式的に示すブロック図である。前後加速度および横加速度の検出値をタイヤ摩擦円上にプロットして示す図である。瞬時ＳＰＩに基づく指示ＳＰＩの変化の一例を示す図である。瞬時ＳＰＩと指示ＳＰＩとの偏差の時間積分とその積分値のリセットの状況を説明するための図である。

この発明で対象とする車両は、内燃機関であるエンジンを駆動力源とした車両、あるいはエンジンが駆動力源に含まれている車両であって、そのエンジンの回転数を適宜の目標回転数に向けて制御できるように構成された車両である。その具体的な例は、ハイブリッド車や、無段変速機を搭載した車両である。

図５にハイブリッド車のパワートレーンの一例を模式的に示してある。エンジン１は、その出力した動力を分割する動力分割機構２に連結されている。この動力分割機構２は、要は、三つの回転要素で差動作用を行う機構であって、図５に示す例ではシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されており、回転要素として、サンギヤ３と、そのサンギヤ３に対して同心円上に配置されたリングギヤ４と、これらサンギヤ３とリングギヤ４とに噛み合って自転かつ公転するピニオンギヤを保持しているキャリヤ５とを備え、そのキャリヤ５にエンジン１が連結されていて、キャリヤ５が入力要素となっている。また、サンギヤ３に発電機能を備えているモータ（あるいはモータ・ジェネレータ：以下仮に第１モータと記す）６が連結されていて、サンギヤ３が反力要素となっている。そして、リングギヤ４が出力要素であって、そのリングギヤ４は出力軸７およびデファレンシャル８を介して駆動輪９に連結されている。また、リングギヤ４には発電機能のあるモータ（もしくはモータ・ジェネレータ：以下仮に第２モータ記す）１０が連結されており、これら第１モータ６と第２モータ１０とは相互に電力を授受できるように構成されている。すなわち、これらのモータ６，１０はインバータ１１を介して蓄電装置１２に接続されており、いずれかのモータ６，１０で発電した電力を蓄電装置１２に充電し、あるいは一方のモータ６（１０）で発電した電力を他方のモータ１０（６）を駆動し、さらに蓄電装置１２から放電した電力でいずれかのモータ６，１０を駆動するように構成されている。したがって、このハイブリッド車では、第１モータ６を発電機として機能させ、あるいはモータとして機能させてその回転数を変化させることにより、エンジン１の回転数を適宜に変化させることができる。なお、エンジン１の出力トルクは、ガソリンエンジンであれば、スロットル開度によって制御できる。

図６に無段変速機１３を搭載した車両のパワートレーンの一例を模式的に示してある。ここに示す無段変速機１３は、それぞれ溝幅を変更できる駆動プーリ１４と従動プーリ１５とにベルト１６を巻き掛けたベルト式無段変速機であって、その駆動プーリ１４に、トルクコンバータ１７およひ前後進切替機構１８を介してエンジン１が連結されている。また、従動プーリ１５は、デファレンシャル８を介して左右の駆動輪９に連結されている。したがって、図６に示すパワートレーンを備えた車両では、無段変速機１３による変速比を適宜に変更することにより、エンジン１の回転数を適宜に変化させることができる。また、上記のとおり、エンジン１の出力トルクは、ガソリンエンジンであれば、スロットル開度によって制御できる。

この発明で対象とする車両は、エンジン１の回転数を適宜に（もしくは任意に）制御できるので、基本的には、燃費が最適になるようにエンジン回転数を制御するように構成されている。その一例を説明すると、アクセル開度などで代表される駆動要求量と車速とに基づいて要求駆動力が求められ、その要求駆動力と車速とに基づいて要求出力（要求パワー）が求められる。なお、要求駆動力は、予め用意したマップを利用して求めることができる。エンジン回転数を横軸に採り、エンジントルクを縦軸に採ったエンジン出力線図に燃費の等しい領域を書き加え、エンジン回転数が低い側で最も燃費の良い点を線で結ぶと、最適燃費線を得ることができ、上記の要求パワーを示す線と最適燃費線との交点が上記の目標パワーを最小燃費で出力できる運転点となり、したがってその交点のエンジン回転数が目標回転数とされる。そして、その目標回転数で目標パワーを除算することにより、エンジン１の目標トルクが求められる。ハイブリッド車であれば、前述したモータ６の回転数を制御することによりエンジン１の回転数を目標回転数に設定することができ、また無段変速機１３を搭載した車両では、その変速比を制御することにより、エンジン１の回転数を目標回転数に設定することができる。また、エンジン１のスロットル開度を電気的に制御することによりエンジン１の出力トルクを上記の目標トルクに設定することができる。なお、上記の目標パワーや目標回転数は、駆動要求量を達成して定常的に走行するための目標パワーや目標回転数であり、その定常的な走行とは、アクセル開度などの駆動要求量や車速の変化が所定の小さい範囲内に収まっている走行状態である。

このようにエンジン１の運転点を最適燃費線上の運転点もしくはこれに近い運転点に設定する制御は、いわゆる燃費優先制御であり、この発明における第１モードに相当する制御である。この制御では、燃費が良好になることが優先されるため、加速度やエンジンブレーキ力を増大させるなど、車両の挙動を機敏にさせることが困難であり、また運転者の運転志向は多様であるから運転志向にそぐわない走行を余儀なくされる可能性がある。そこでこの発明では、運転意図もしくは運転志向を、車両の挙動もしくはその挙動を生じさせる運転者の操作量などから求めて指標とし、その指標に基づいてエンジン回転数を制御するように構成されている。

その指標の一例は、前述した国際公開第２０１１／０２１６３４号に記載された指示ＳＰＩであり、この指示ＳＰＩについて説明すると以下のとおりである。

指示ＳＰＩは、車両の前後加速度と横加速度とを合成したいわゆる合成加速度に基づいて求められる指標であり、その合成加速度は、下記の式で演算され、その値は「各瞬間毎のスポーティ度を表している」という意味で、瞬時ＳＰＩ（瞬時スポーティ指標）とされる。
瞬時ＳＰＩ＝（Ｇｘ^２＋Ｇｙ^２）^１／２
ここで、Ｇｘは前後加速度、Ｇｙは横加速度である。

また、上記の演算式に用いられる前後加速度Ｇｘのうち、加速側加速度もしくは減速側の加速度（すなわち減速度）の少なくともいずれか一方は、正規化処理されたものを用いることが好ましい。すなわち、一般的な車両では、加速側の加速度に対して減速側の加速度の方が大きいが、その相違は運転者にはほとんど体感もしくは認識されず、多くの場合、加速側および減速側の加速度がほぼ同等に生じていると認識されている。正規化処理とは、このような実際の値と運転者が抱く感覚との相違を是正するための処理であり、前後加速度Ｇｘについては、加速側の加速度を大きくし、あるいは減速側の加速度を小さくする処理である。より具体的には、それぞれの加速度の最大値に対する比率を求め、その比率を加速側あるいは減速側の加速度に掛ける処理である。もしくは横加速度に対する減速側の加速度を補正する処理である。要は、タイヤで生じさせることのできる前後駆動力および横力がタイヤ摩擦円で表されるのと同様に、各方向の最大加速度が所定半径の円周上に位置するように、前後の少なくともいずれか一方を重み付けするなどの補正を行う処理である。したがって、このような正規化処理を行うことにより、加速側の加速度と減速側の加速度との挙動特性に対する反映の程度が異なることになる。

このように、加速度の実際値と運転者が抱く感覚とには、加速度の方向によって相違がある。例えばヨーイング方向やローリング方向での加速度と前後加速度とには、そのような相違があることが考えられる。そこで、方向が異なる加速度ごとの挙動特性に対する反映の程度、言い換えれば、いずれかの方向の加速度に基づく挙動特性の変化の程度を、他の方向の加速度に基づく挙動特性の変化の程度とは異ならせるように構成することが好ましい。

横加速度Ｇｙのセンサー値および上記の正規化処理を行った前後加速度Ｇｙをタイヤ摩擦円上にプロットした例を図７に示してある。これは、一般道を模擬したテストコースを走行した場合の例であり、大きく減速する場合に横加速度Ｇｙが大きくなる頻度は少ないが、減速時にある程度の横加速度Ｇｙが生じるのは一般的な傾向であることが見て取れる。

上記の瞬時ＳＰＩから指示ＳＰＩが求められる。この指示ＳＰＩは、挙動特性を変更する制御に用いられる指標であり、その算出の元になる前記瞬時ＳＰＩの増大に対しては直ちに増大し、瞬時ＳＰＩの低下に対して遅れて低下するように構成した指標である。特に、所定の条件の成立を要因として指示ＳＰＩを低下させるように構成されている。図８には、制動時に加速度（制動Ｇ）が生じ、それに伴って変化する瞬時ＳＰＩに基づいて求められた指示ＳＰＩの変化を示してある。ここに示す例では、瞬時ＳＰＩは上記の図７にプロットしてある値で示し、これに対して、指示ＳＰＩは、瞬時ＳＰＩの極大値に設定され、所定の条件が成立するまで、従前の値を維持するように構成されている。すなわち、指示ＳＰＩは、増大側には迅速に変化し、低下側には相対的に遅く変化する指標として構成されている。

具体的に説明すると、図８における制御の開始からＴ1 の時間帯では、車両に加減速が生じ、その加速度の変化によって得られる瞬時ＳＰＩが増減するが、前回の極大値を上回る瞬時ＳＰＩが、前述した所定の条件の成立に先行して生じるので、指示ＳＰＩが段階的に増大する。これに対してｔ2 時点あるいはｔ3 時点では、低下のための条件が成立したことにより指示ＳＰＩが低下する。このように指示ＳＰＩを低下させる条件は、要は、指示ＳＰＩを従前の大きい値に保持することが好ましくないと考えられる状態が成立することであり、ここで説明している例では時間の経過を要因として成立するように構成されている。

すなわち、指示ＳＰＩを従前の大きい値に保持することが好ましくないと考えられる状態は、保持されている指示ＳＰＩとその間に生じている瞬時ＳＰＩとの乖離が相対的に大きく、かつその状態が継続している状態である。したがって、加速後の車速を維持したり、運転者の癖などによってアクセルペダル１２を一時的に戻すなど、減速の意図が特にはない操作に起因する瞬時ＳＰＩによっては指示ＳＰＩを低下させずに、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩを下回っている状態が所定時間継続した場合に、指示ＳＰＩを低下させる条件が成立した、とするようになっている。このような指示ＳＰＩの低下開始条件（すなわち指示ＳＰＩの変更条件）は、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩを下回っている状態の継続時間とすることができ、また実際の走行状態をより的確に指示ＳＰＩに反映させるために、指示ＳＰＩと瞬時ＳＰＩとの偏差の時間積分値（あるいは累積値）が予め定めたしきい値に達することを指示ＳＰＩの低下開始条件とすることができる。なお、そのしきい値は、実験やシミュレーションを行って適宜に設定すればよい。後者の積分値を用いるとすれば、指示ＳＰＩと瞬時ＳＰＩとの偏差および時間を加味して指示ＳＰＩを低下させることになるので、実際の走行状態あるいは挙動をより的確に反映した挙動特性の変更制御が可能になる。

なお、図８に示す例では、上記のｔ2 時点に到るまでの指示ＳＰＩの保持時間が、ｔ3 時点に到るまでの指示ＳＰＩの保持時間より長くなっているが、これは以下の制御を行うように構成されているためである。すなわち、前述したＴ1 の時間帯の終期に指示ＳＰＩが所定値に増大させられて保持され、その後、前述した低下開始条件が成立する前のｔ1 時点に瞬時ＳＰＩが増大して、保持されている指示ＳＰＩとの偏差が予め定めた所定値以下となっている。なお、その所定値は、実験やシミュレーションを行って、あるいは瞬時ＳＰＩの算出誤差を考慮して適宜に設定すればよい。このように瞬時ＳＰＩが保持されている指示ＳＰＩに近くなったということは、保持されている指示ＳＰＩの元になった瞬時ＳＰＩを生じさせた加減速状態あるいは旋回状態もしくはそれに近い状態になっていることを意味している。すなわち指示ＳＰＩを保持されている値に増大させた時点からある程度時間が経過しているとしても、走行状態はその時間が経過する前の時点の走行状態と近似しているので、瞬時ＳＰＩが指示ＳＰＩを下回る状態が生じていたとしても、前述した低下開始条件の成立を遅延させ、指示ＳＰＩを従前の値に保持させることとしたのである。その遅延のための制御もしくは処理は、経過時間の積算値（累積値）や前述した偏差の積分値をリセットして、経過時間の積算や前記偏差の積分を再開したり、あるいはその積算値もしくは積分値を所定量減じたり、さらには積算もしくは積分を一定時間中断したりするなどのことによって行えばよい。

図９は前述した偏差の積分とそのリセットとを説明するための模式図であり、図９にハッチングを施してある部分の面積が積分値に相当する。その過程で、瞬時ＳＰＩと指示ＳＰＩとの差が所定値Δｄ以下になったｔ11時点に積分値がリセットされ、再度、前記偏差の積分が開始される。したがって、指示ＳＰＩを所定の値に保持している継続時間が長くなっても、その低下開始条件が成立しないので、指示ＳＰＩは従前の値に維持される。そして、積分を再開した後、瞬時ＳＰＩが直前の指示ＳＰＩより大きい値になると、指示ＳＰＩが瞬時ＳＰＩに応じた大きい値に更新され、かつ保持される。

なお、この発明における指標は、運転志向を表すものであれば、上述した指示ＳＰＩに限られないのであり、例えばアクセル操作量あるいはその変化率などの他のパラメータに基づいて求めた指標であってもよい。またその指標は、その算出の元になったパラメータが、挙動の機敏さを低下させる方向に変化した場合に、直ちに低下せずに、所定の条件の成立を待って低下するものであることが好ましい。

この発明に係る駆動力制御装置は、以上のようにして求められる指標に基づいて、エンジン１の運転点を高トルク側に変更するいわゆる第２モードを設定し、またエンジン１の下限回転数を設定して、指標に応じた再加速性を得るように構成されている。その制御の一例として、前述した指示ＳＰＩを指標として採用した例を説明する。図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示すルーチンは所定の短時間毎に繰り返し実行される。先ず、その時点の走行状態に基づいて、あるいは加速度センサーの検出値に基づいて瞬時ＳＰＩが演算され（ステップＳ１）、その瞬時ＳＰＩに基づいて指示ＳＰＩが演算される（ステップＳ２）。これらの瞬時ＳＰＩおよび指示ＳＰＩの求め方は上述したとおりである。ついで、要求エネルギー効率が演算される（ステップＳ３）。このエネルギー効率は、その時点のエンジン回転数で出力できる最大トルクを「１」もしくは「１００％」とし、指示ＳＰＩが大きいほど大きい値となるように設定したパラメータであり、その一例を図２に模式的に示してある。すなわち、前述した合成加速度が小さいことにより指示ＳＰＩが所定値以下となっている場合には、要求エネルギー効率は前述した最適燃費線上の運転点でエンジン１を運転した場合の値（「０」より大きく「１」より小さい値）であり、また合成加速度が大きいことにより指示ＳＰＩが高い値になっている状態では「１」に設定され、指示ＳＰＩがこれらの中間の値になっている状態では、指示ＳＰＩの増大に従って大きくなる値に設定されている。なお、要求エネルギー効率の値を燃費優先の状態から増大させる場合、図２に示す例ではステップ的に増大させてある。このように増大させた後は、後述するように、高トルクを優先した制御状態になり、そのような制御状態がこの発明における第２モードに相当する。

ステップＳ３で要求エネルギー効率が演算されると、一方で、高トルク要求時の動作ラインと燃費優先時の動作ラインとの間に指示ＳＰＩに応じたエンジン動作ラインが設定される（ステップＳ４）。ここで「動作ライン」とは、エンジン回転数を横軸に採り、エンジントルクを縦軸に採ったグラフにプロットしたエンジン運転点を結んだラインであり、前述した最適燃費線と同様のラインである。図３にその一例を示してあり、図３において、符号Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３はそれぞれ動作ラインを示し、符号ＷＯＴは出力可能な最大トルクとなる運転点を結んだパワーラインを示し、符号Ｐ１，Ｐ２は等出力線（Ｐ１＜Ｐ２）を示している。また、閉じた細い線は燃費が同じになる運転点を結んだ等燃費率線である。さらに、第一の動作ラインＬ０は、最適燃費線と同様もしくはこれに近似した線であり、指示ＳＰＩが所定値ａ以下の場合に選択される動作ラインである。第二の動作ラインＬ１は、指示ＳＰＩが他の所定値ｂ（＞ａ）のときに選択される動作ラインである。以下同様に、第三の動作ラインＬ２は、指示ＳＰＩが他の所定値ｃ（＞ｂ）のときに選択される動作ライン、第四の動作ラインＬ３は、指示ＳＰＩが他の所定値ｄ（＞ｃ）のときに選択される動作ラインである。これら第二ないし第四の動作ラインＬ１〜Ｌ３は、設計上定めた、車両の走行性能もしくは走行特性を発揮するように設定され、したがって実験やシミュレーションなどの結果に基づいて適宜に設定される。なお、この発明では、これらの動作ラインＬ０〜Ｌ３のいずれか複数であってもよく、あるいは更に多くの動作ラインを設定してもよい。ステップＳ４での制御は、このような動作ラインを設定する制御であり、これは予め用意しておくことができるから、ステップＳ４ではその用意された動作ラインもしくは図３に示す構成のマップを読み込む制御であってよい。

これに続けて、指示ＳＰＩに応じた動作ラインが設定される（ステップＳ５）。具体的には、上記のステップＳ２で演算された指示ＳＰＩの値に応じた動作ラインが選択され、その選択された動作ラインに基づいた制御が実行される。すなわち、この発明で対象としている車両は、前述したように、目標出力を所定の動作ライン上の運転点でエンジン１を運転することにより達成するように構成されており、したがって目標出力が図３に符号Ｐ１で示される出力の場合、その等出力線とステップＳ５で選択された動作ラインとの交点で表されるエンジン回転数が目標エンジン回転数（目標Ｎｅ）とされる（ステップＳ６）。

上記のステップＳ３で要求エネルギー効率を演算した後に、一方では上記のように動作ラインが演算され、他方で下限エンジン回転数（下限Ｎｅ）が演算される（ステップＳ７）。変速比を連続的に変化させることのできるハイブリッド車における車速と加速度との関係はエンジン８についての要求回転数毎に予め決めておくことができ、その例を図４に模式的に示してある。この図４に前述した要求エネルギー効率を加えると、その時点の車速および要求回転数に対する加速度が求められるから、前述した上限値を求める場合と同様に、車体重量などを考慮してエンジン回転数Ｎｅの下限値を求めることができる。ここで要求回転数は、前述した指示ＳＰＩに基づいて設定され、また選択された動作ラインと目標出力とに基づいて求められる回転数であるから、指示ＳＰＩを反映した回転数、すなわち運転志向を反映した回転数になっている。したがって、エンジン回転数Ｎｅの下限値（下限回転数）は、挙動の機敏さを要求する度合いが強いほど、高回転数に設定される。

このステップＳ７で演算された下限回転数（下限Ｎｅ）と目標エンジン回転数（目標Ｎｅ）とが比較される（ステップＳ８）。この目標エンジン回転数は、図３に即して説明すれば、指示ＳＰＩに基づいて選択された動作ラインと目標出力との交点で表される回転数である。この目標エンジン回転数が上記の下限回転数以下であることによりステップＳ８で否定的に判断された場合には特に制御を行うことなく、図１のルーチンを一旦終了する。これとは反対に目標エンジン回転数が下限回転数より大きいことによりステップＳ８で肯定的に判断された場合には、駆動力制御で採用されるエンジン回転数の目標値の下限値（目標下限値）がステップＳ７で求められた値に設定される（ステップＳ９）。すなわち、車速や駆動要求量に基づいて求まるエンジン回転数の目標値がステップＳ７で演算された下限値を下回った場合には、その目標値がステップＳ７で演算された下限値に制限される。これを言い換えれば、エンジン回転数はその目標回転数が上記の下限値を下回った場合にはその下限値に保持される。

なお、指示ＳＰＩに基づく動作ラインが選択されていない状態、すなわち前述した第一の動作ラインＬ０を使用した制御が実行されている第１モードの状態での下限目標値（ノーマル状態での下限目標値）も演算することも可能であり、そこでそのノーマル状態での下限目標値とステップＳ９で求められた目標下限値との調停が行われる（ステップＳ１０）。これは、選択可能な二つの目標値のうち大きい方の目標値を選択（マックスセレクト）して挙動の機敏さを高めるための制御である。このステップＳ１０の後に前述したステップＳ６に進んで、マックスセレクトされた下限目標値に基づいて目標エンジン回転数が演算される。

この図１の制御を行った場合の運転点の変化の一例を図３を参照して説明すると以下のとおりである。指示ＳＰＩが小さい値になっていることにより動作ラインとして前述した第一の動作ラインＬ０が選択されている状態で、Ｐ１で示す出力で走行していれば、エンジン１は図３に符号Ａで示す運転点で動作している。この状態でアクセル開度が増大し、あるいは前後加速度もしくは横加速度が増大して指示ＳＰＩが前述した所定値ｄ以上になると、第四の動作ラインＬ３が設定もしくは選択される。また、例えばアクセル開度の増大によって動作ラインが符号Ｌ３で示すラインに切り替えられ、その動作ラインＬ３と、アクセル開度が増大することによる符号Ｐ２で示す等出力線との交点Ｂが目標動作点になる。

また、指示ＳＰＩに応じた下限回転数が設定され、これを図３に符号Ｘ1 を付した直線で示してある。上記の符号Ｐ２の等出力線上の動作点Ｂのエンジン回転数は、符号Ｘ1 の下限回転数を超えているから、この状態から目標出力が低下した場合の下限回転数は符号Ｘ1 で示す回転数に制限され、もしくは目標出力が低下した場合にエンジン回転数Ｎｅはその符号Ｘ1 の下限回転数に保持される。すなわち、目標出力が符号Ｐ２で示す出力から符号Ｐ１で示す出力に低下すると、エンジン１の運転点は符号Ｃで示す運転点、すなわち符号Ｐ１の等出力線上で符号Ｘ1 の回転数での運転点Ｃに変化する。

前述したようにこの発明における指標に相当する上記の指示ＳＰＩは、加速度やアクセル開度などが低下して前記瞬時ＳＰＩが低下しても、前述した所定の条件が成立するまでは、従前の値に保持される。したがって上記のように運転点が符号Ｃに変化しても、その時点では指示ＳＰＩは未だ従前の値（所定値ｄ以上の値）に保持されている。そのため、アクセルペダルが踏み込まれるなどのことによって目標出力が例えば符号Ｐ２で示す出力に増大すると、運転点は符号Ｂで示す運転点に変化することになる。その場合のエンジン回転数Ｎｅの変化量（増大量）は、等出力線Ｐ１上の運転点Ｃでのエンジン回転数Ｎｅが、前述した下限値の制限によって高い回転数になっていることにより、僅かな増大量になる。そのため、要求出力が符号Ｐ１で示す出力から符号Ｐ２で示す出力に増大するとしても、その際にエンジン回転数Ｎｅを変化させるために消費されるトルクもしくは動力が少なく、加速のための十分なトルクが使用されるので、加速性が良好になる。

前述したようにこの発明においては、指示ＳＰＩに応じて、すなわち機敏さの要求の大きさに応じて、下限回転数が高い回転数に設定される。また、指示ＳＰＩが大きい値であれば、エンジン１の運転点が高回転数側の運転点となるので、駆動要求量の低下に伴ってエンジン回転数を低下させるとしても、下限回転数が高い回転数に設定されていることによりエンジン回転数の低下量（低下幅）が小さくなる。したがって、この発明によれば、エンジン回転数の変化量（変化幅）を小さくすることができ、それに伴って減速後の再加速性が良好になり、指標として現れている運転志向に適した走行もしくは加速が可能になって心地良い走行を行うことができる。

なお、エンジン１の出力を制御する前述した動作ラインを変更する制御は、エンジン１やその制御システムに応じて適宜に行うことができる。例えばアクセル開度に対するスロットル開度を増大させて出力トルクの増大側に動作ラインを変更し、あるいは吸気圧を増大させて動作ラインを高出力トルク側に変更し、さらには排気圧を減少させ、もしくはバルブタイミングやバルブリフト量により吸入空気量や実圧縮率を増大させ、あるいは排気の再循環量を減少させて動作ラインを高出力トルク側に変更することができる。

【０００３】
［０００６］
さらに、上記の国際公開第２０１１／０２１６３４号には、合成加速度が大小に変化する場合、指示指標を増大させる技術やその指示指標を維持する技術もしくは低下を抑制する技術が開示されているが、高い値の指示指標が保持されている状態で減速操作と加速操作とが連続して行われる場合、高い値の指示指標として表されている運転志向を車両の実際の挙動として実現するためには上記の国際公開第２０１１／０２１６３４号に開示されている技術では不十分な点があり、未だ改良の余地がある。
発明の概要
［０００７］
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、燃費が良好になるようにエンジン回転数を制御できる車両において、再加速する際に運転者の運転志向を、より良く反映させることのできる駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
［０００８］
上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源を構成しているエンジンの目標回転数を、目標出力を最適燃費で達成する回転数に設定する第１モードと、前記エンジンの目標回転数を、前記目標出力を前記最適燃費で達成する回転数よりも低い回転数に設定する第２モードとを選択でき、かつ運転者の運転志向を表す指標に基づいて前記第１モードと第２モードとのいずれかを選択して設定する車両の駆動力制御装置において、前記第２モードが選択されている状態で前記指標に応じて前記エンジンの下限回転数を設定し、前記第２モードが選択されている状態で前記エンジンの目標回転数が前記下限回転数以上になった場合に前記エンジンの目標回転数の下限値をその時点の前記指標に応じた下限回転数に制限するように構成されていることを特徴としている。
［０００９］
なお、この発明では、目標回転数の下限値を上記の下限回転数に制限する替わりに、目標回転数が前記下限値を下回った場合に、前記エンジンの目標回転数をその時点の前記指標に応じた下限回転数に保持するように構成してもよい。
［００１０］
この発明では、上記の下限回転数は、前記指標の値が前記車両の挙動が機敏になる値であるほど高い回転数に設定するように構成することができる。
［００１１］
また、この発明における上記の目標回転数は、前記車両の車速の変化量も

【０００４】
しくは駆動要求量の変化量が予め定めた範囲以下の定常走行状態で設定するべきエンジン回転数であってよい。さらに、この発明で使用する指標は、センサで計測されもしくは運転者の操作量から求められた車両の前後加速度と横加速度とを合成した合成加速度が増大した場合には、車両の挙動が機敏になる方向に直ちに変化し、車両の挙動の機敏さが低下する方向には、前記合成加速度の低下に対して遅れて変化する指標であってもよい。
［００１２］
エンジンの出力は回転数と出力トルクとによって定まり、この発明においては、目標出力を燃費が最適になるように目標回転数を設定して達成する第１モードと、その第１モードによるよりは出力トルクが大きくなる目標回転数を設定して達成する第２モードとを選択することができる。これらのモードは、運転志向を表す指標に基づいて選択され、第２モードが選択されている状態では、エンジンの下限回転数が前記指標に基づいて設定され、その状態でエンジンの目標回転数（特に定常走行状態での目標回転数）がその下限回転数以上になった後は、エンジンの回転数がその下限回転数以下にならないように制御される。したがって、燃費が良好になるように走行している場合よりも高トルクで走行している場合、一旦減速操作を行ってもエンジン回転数は、その時点の前記指標すなわち運転志向に応じた高い回転数に維持されるので、その後に加速操作を行った場合、エンジン回転数がその時点の前記指標すなわち運転志向に応じて既に高くなっていることにより、エンジンが出力するトルクのうちエンジン回転数を増大させるために消費されるトルクが少なく、その分駆動トルクを大きくでき、加速性が良好になる。特に、前記下限回転数を、運転志向を表している指標に応じて高回転数に設定するように構成している場合には、車両の挙動の機敏さが要求されているほど、下限回転数が高い回転数になって、運転志向に合致した再加速性を得ることができる。
図面の簡単な説明
［００１３］
［図１］この発明に係る駆動力制御装置で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
［図２］指示ＳＰＩと要求エネルギー効率との関係を示すマップである。
［図３］エンジンの動作ラインおよび運転点を示す線図である。
［図４］下限回転数を求めるためのマップの一例を模式的に示す図である。
［図５］ハイブリッド車におけるパワートレーンの一例を模式的に示すブロック図である。

Claims

駆動力源を構成しているエンジンの目標回転数を、目標出力を最適燃費で達成する回転数に設定する第１モードと、前記エンジンの目標回転数を、前記目標出力を前記最適燃費で達成する回転数よりも低い回転数に設定する第２モードとを選択でき、かつ運転者の運転志向を表す指標に基づいて前記第１モードと第２モードとのいずれかを選択して設定する車両の駆動力制御装置において、
前記第２モードが選択されている状態で前記指標に応じて前記エンジンの下限回転数を設定し、
前記第２モードが選択されている状態で前記エンジンの目標回転数が前記下限回転数以上になった場合に前記エンジンの目標回転数の下限値を前記下限回転数に制限するように構成されている
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
駆動力源を構成しているエンジンの目標回転数を、目標出力を最適燃費で達成する回転数に設定する第１モードと、前記エンジンの目標回転数を、前記目標出力を前記最適燃費で達成する回転数よりも低い回転数に設定する第２モードとを選択でき、かつ運転者の運転志向を表す指標に基づいて前記第１モードと第２モードとのいずれかを選択して設定する車両の駆動力制御装置において、
前記第２モードが選択されている状態で前記指標に応じて前記エンジンの下限回転数を設定し、
前記第２モードが選択されている状態で前記エンジンの目標回転数が前記下限回転数以上になった後、前記エンジンの目標回転数が前記下限回転数以下になった場合に、前記エンジンの目標回転数を前記下限回転数に保持するように構成されている
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
前記下限回転数は、前記指標の値が前記車両の挙動が機敏になる値であるほど高い回転数に設定するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動力制御装置。
前記目標回転数は、前記車両の車速の変化量もしくは駆動要求量の変化量が予め定めた範囲以下の定常走行状態で設定するべきエンジン回転数であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の駆動力制御装置。
前記車両は、前記エンジンが、三つの回転要素で差動作用を行う動力分割機構におけるいずれかの回転要素に連結され、かつ他の回転要素にモータが連結され、さらに他の回転要素が出力要素とされたハイブリッド車両と、前記エンジンの出力側に無段変速機が連結された車両とのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両の駆動力制御装置。