(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンに接続された自動変速機とを備えた車両に用いられる駆動力制御装置において、
運転状態に基づき目標駆動力を演算する手段と、
車両前進時は前記変速機の状態に基づき演算される値を、車両後進時は実現される駆動力が前記目標駆動力よりも所定率だけ小さくなるように前記変速機の状態に基づき演算される値を大側に補正した値をそれぞれ目標エンジントルク演算用変速比として演算する手段と、
前記目標駆動力を前記目標エンジントルク演算用変速比で除して目標エンジントルクを演算する手段と、
前記エンジンのトルクが目標エンジントルクとなるように前記エンジンのトルクを制御する手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前後進切換え時に前記目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理を施す手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記遅れ処理とは、前記目標エンジントルク演算用変速比の変化速度を制限することであることを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理を施す手段は、前後進の切換え前後で変速比が小さくなる場合にのみ前記目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理を施すことを特徴とする請求項２または３に記載の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は車両用駆動力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の駆動力制御装置としては特開平11-78620号に開示されたものがある。これに示される駆動力装置は無段変速機（以下、「ＣＶＴ」という。）を搭載した車両を前提としており、目標駆動力を実変速比で除して目標とするエンジントルクを演算している。これにより、複雑な制御なしにその時々の変速比に合わせた最適な目標エンジントルクを生成でき、変速前後での駆動力段差を最小限に抑えることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとしている問題点】
駆動力制御を行う車両においては目標駆動力が実現されるようパワートレインが制御されるが、後進時の場合は前進時と比べて加速要求（目標駆動力）が低い。したがって、後進時も駆動力制御を行うならば、前進時とは異なる特性にする必要がある。
【０００４】
ここで前進時と異なる特性を持たせる方法としては目標駆動力マップを前進用、後進用とそれぞれ用意することが考えられるが、この場合、前進時と後進時で使用するマップを切換える必要がある等システム構成を複雑し、また、そのような後進時専用の目標駆動力マップを記憶しておくためのＲＯＭ容量が増加するため得策ではない。
【０００５】
本発明はかかる技術的課題を鑑みてなされたもので、簡単な構成で後進時においても運転者の加速要求に合致した駆動力制御を実現すること、さらには、前進後進切換え時におけるショックの発生を抑えることを目的とする。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンと、前記エンジンに接続された自動変速機とを備えた車両に用いられる駆動力制御装置において、運転状態に基づき目標駆動力を演算する手段と、車両前進時は前記変速機の状態に基づき演算される値を、車両後進時は実現される駆動力が前記目標駆動力よりも所定率だけ小さくなるように前記変速機の状態に基づき演算される値をそれぞれ目標エンジントルク演算用変速比として演算する手段と、前記目標駆動力を前記目標エンジントルク演算用変速比で除して目標エンジントルクを演算する手段と、前記エンジンのトルクが目標エンジントルクとなるように前記エンジンのトルクを制御する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、前後進切換え時に前記目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理を施す手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
第３の発明は、第２の発明において、遅れ処理が、前記目標エンジントルク演算用変速比の変化速度を制限することであることを特徴とするものである。
【００１０】
第４の発明は、第２または第３の発明において、目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理を施す手段が、前後進の切換え前後で変速比が小さくなる場合にのみ前記目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理を施すことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用及び効果】
したがって、本発明に係る車両用駆動力制御装置を備えた車両においては、アクセル操作量と車速等に基づき目標とする駆動力が演算され、この目標駆動力が実現されるように目標駆動力を目標エンジントルク演算用変速比で除して目標エンジントルクが演算され、エンジンのトルク制御が行われる。これにより、運転者の要求通りの駆動力が実現され、良好な運転性能が確保される。
【００１２】
ここで車両が後進時にあるときは、目標エンジントルク演算用変速比として、前進時と同じ処理を経て演算される値をさらに大側（Ｌｏｗ側）に補正した値が用いられる。後進時の加速要求は一般に前進時と比べて低いものになるが、このように後進時に大側に補正された値を目標エンジントルク演算用変速比として目標エンジントルクを演算すれば、演算される目標エンジントルクは小さな値となり、実際に実現される駆動力は抑えられる。
【００１３】
このように、本発明によれば、前進時と後進時で異なる駆動力特性をもたせることができるが、目標エンジントルクを演算するにあたっての前進時と後進時との主な違いは後進時に目標エンジントルク演算用変速比をより大きな値とする補正処理が入るだけで、その他の処理（目標駆動力を演算する処理等）を前進時後進時で共通にすることができるため、システム構成を簡略化することができるという利点がある。例えば、目標駆動力を所定のマップを参照して演算する構成では、当該マップを前進時と後進時とで共通のものを用いることができる。
【００１４】
後進時の補正処理においては、補正後の値に基づき実現される駆動力が目標駆動力よりも所定率だけ小さくなるように補正する。ここでの所定率は、例えば、目標駆動力演算用マップを前進時と後進時で切換える構成とした場合において、同一運転条件下での前進時用マップの参照値に対する後進時用マップの参照値の減少率に等しくなるように設定される。
【００１５】
また、第２の発明によれば、シフトレバーが操作されて前後進が切換えられるときは目標エンジントルク演算用変速比に遅れ処理が施される。これにより、前後進の切換え前後で目標エンジントルク演算用変速比が急変してエンジントルクが急変するのを防止でき、それによるショックの発生を抑えることができる。遅れ処理としては、例えば目標エンジントルク演算用変速比の変化速度を制限する方法がある（第３の発明）。
【００１６】
なお、このようなショックは前後進の切換え前後で変速比が小さくなる場合、つまり、切換え前後でエンジントルクが増加する場合に生じやすいことから、上記遅れ処理は切換え前後で変速比が小さくなる場合にのみ行うようにしてもよい（第４の発明）。このようにすることにより、問題となりやすいショックの発生は抑えつつ、制御システムへの負担を軽減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明に係る車両用駆動力制御装置及びそれが適用される車両の概略構成を、図２はその車両のパワートレインの概略構成を示したものである。図中１はエンジン、２は有段自動変速機であり、それらの間にはトルクコンバータ２aが介装される。
【００１９】
エンジン１の吸気通路５には、運転者のアクセルペダル操作から独立して開度を電気的に制御可能なスロットルバルブ(以下、「電制スロットル」）７が設けられており、エンジン１のトルクはトルクコンバータ２ａ、変速機２、出力軸２２、ディファレンシャルギア２５を介して駆動輪２６Ｒ、２６Ｌに伝達される。
【００２０】
変速機２は、遊星歯車式変速機構、クラッチ、バンドブレーキ等の各摩擦要素、油圧制御回路２ｂ等で構成され、油圧制御回路２ｂには、シフトソレノイド、その他のライン圧ソレノイド、ロックアップソレノイド等のソレノイドが備えられ、これらソレノイドはコントローラ１０によって制御される。
【００２１】
コントローラ１０には、アクセルペダル６の操作量APSを検出するアクセル操作量センサ１１からの信号、車速VSPを検出する車速センサ１２からの信号、エンジン回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ１３からの信号、変速機入力軸２１の回転速度INPREVFLを検出する入力回転速度センサ１４からの信号、変速機出力軸２２の回転速度OUTREVFLを検出する出力回転速度センサ１５からの信号、アクセルペダル６が離されていることを検出するアイドルスイッチ１６からの信号、シフトレバー１７の位置を検出するインヒビタスイッチ１８からの信号等が入力される。そして、コントローラ１０は、アクセル操作量APS、車速VSPに基づき所定の変速マップを参照することによって変速段を選択し、油圧制御回路２ｂのシフトソレノイドをON、OFFさせて変速機２の変速を行う。
【００２２】
また、コントローラ１０は、エンジン回転速度Ne等のエンジン運転パラメータに基づき燃費や排ガス特性等が最適になるよう、燃料噴射制御その他のエンジン制御に必要な制御を実行し、さらに、アクセル操作量APS、車速VSPに基づき演算される目標エンジントルクが実現されるよう電制スロットル７の開度を制御する。
【００２３】
図３はコントローラ１０の駆動力制御に係る部分の構成を示した図である。これに示すように、駆動力制御に関する部分は、目標駆動力演算部３１と、除算部３３、３５と、目標スロットル開度演算部３７と、目標エンジントルク演算用変速比演算部４０とで構成される。
【００２４】
各構成部分における処理について説明すると、目標駆動力演算部３１は、運転状態（アクセル操作量APS及び車速VSP）に基づき車両の目標駆動力Tt*を演算する部分であり、所定の目標駆動力特性マップを参照してその時点におけるアクセル操作量APSと車速VSPに対応する目標駆動力Tt*を演算する。
【００２５】
除算部３３では、この目標駆動力Tt*を後述する目標エンジントルク演算用変速比演算部４０からの目標エンジントルク演算用変速比Rneで割って目標コンバータトルクが演算され、さらに後段の除算部３５では、この目標コンバータトルクを、図４に示すトルク比−速度比(変速機入力回転速度INPREVFLとエンジン回転速度Neとの比)特性テーブルを参照して得られるトルコントルク比で割って目標エンジントルクTe*が演算される。
【００２６】
目標スロットル開度演算部３７では、目標エンジントルクTe*を実現するのに必要なスロットル開度の目標値TVO*が演算される。ここでは目標エンジントルクTe*とエンジン回転速度Neとに基づき図５に示すような特性マップを参照して目標スロットル開度TVO*が演算される。そして、コントローラ１０は電制スロットル７の開度が目標とするスロットル開度TVO*となるように電制スロットル７を制御し、エンジン１のトルクを制御する。
【００２７】
ここで、目標エンジントルク演算用変速比演算部４０は、非変速中は変速機２の変速段に対応する変速比を、変速中は実変速比をそれぞれ目標エンジントルク演算用変速比Rneとして出力し、変速中における駆動力変化を抑え、車両が後進時にあるときは、さらにそれらの値を大側に補正した値を目標エンジントルク演算用変速比Rneとして出力し、後進時において実現される駆動力を抑制する。
【００２８】
図６は目標エンジントルク演算用変速比演算部４０の具体的な構成を示したものである。
【００２９】
これに示すように、目標エンジントルク演算用変速比演算部４０は、除算部４１、変速段決定部４２、変速段−変速比変換部４３、変速制御状態判断部４４、目標エンジントルク演算用変速比選択部４５、目標エンジントルク演算用変速比補正部４６とで構成される。以下、各構成部分における処理について説明する。
【００３０】
除算部４１は、センサ１４、１５によって検出された変速機２の入力軸回転速度INPREVFLと出力軸回転速度OUTREVFLに基づき、変速機２の実変速比Rr（＝INPREVFL／OUTREVFL）を演算する。
【００３１】
また、変速段決定部４２はアクセル操作量APSと車速VSPとに基づき変速制御に用いられる変速前変速段CURGPと変速後変速段NEXTGPを決定する。ここで変速前変速段CURGPは実変速終了に合わせてその時点における変速後変速段NEXTGPに更新される値（例えば変速開始からタイマを利用して所定時間後に変速後変速段NEXTGPに更新される）であり、変速後変速段NEXTGPはその時点のアクセル操作量APSと車速VSPに基づき図中に示すような所定の変速マップを参照してリアルタイムに得られる値である。
【００３２】
また、変速段−変速比変換部４３は、変速前変速段CURGPを対応する変速比Rcur（変速前変速比）に所定の変換テーブルを参照して変換する。
【００３３】
また、変速制御状態判断部４４は上記変速制御用の変速段情報CURGP、NEXTGPに基づき変速制御中か否かを判断する。具体的には、両者の値が一致しないときに変速制御中であると判断して変速制御フラグFspcに変速制御中であることを示す「１」を設定し、両者の値が一致するときに変速制御中ではないと判断して変速制御フラグFspcに変速制御中でないことを示す「０」を設定する。
【００３４】
目標エンジントルク演算用変速比選択部４５では、変速制御状態判断部４４で設定される変速制御フラグFspcの値に基づき変速制御中か否か判断し、それに応じて目標エンジントルクの演算に用いる変速比を選択する。具体的には、変速制御中であると判断された場合は前進用目標エンジントルク演算用変速比Rfとして実変速比Rrを選択し、変速制御中ではないと判断された場合は前進用目標エンジントルク演算用変速比Rfとして変速前変速比Rcurを選択する。変速制御中に実変速比Rrを選択するのは変速中においても目標駆動力が実現されるようにし、変速時に駆動力に段差が生じるのを防止するためである。
【００３５】
目標エンジントルク演算用変速比補正部４６は、インヒビタスイッチ１８からのレンジ信号に基づき車両が後進時にあるか否かを判断し、シフトレバー１７が後進用レンジ（Ｒレンジ）にあり、車両が後進時にあると判断された場合には目標エンジントルク演算用変速比選択部４５から入力される値Rfに代えて、後進用ギアに対応する変速比を大側（Ｌｏｗ側）に補正して出力する。これにより、後進時には目標エンジントルク演算用変速比Rneとして実際の変速比と比べて大きな値が設定され、目標エンジントルクが小さな値となり、実際に実現される駆動力が目標駆動力よりも小さな値に抑制される。後進時の目標エンジントルク演算用変速比の補正量は、例えば、前進時と後進時で目標駆動力演算用マップを切換える構成において使用するマップを前進用から後進用に切換える際の目標駆動力の減少率と同じだけ実際の駆動力が目標駆動力に対して減少するように設定される。
【００３６】
また、目標エンジントルク演算用変速比４６は、前進後進の切換え時において、少なくとも目標エンジントルク演算用変速比がハイ側（変速比小側）に変化する場合には、それによるエンジントルクの急増を抑えてショックが発生するのを抑えるべく、目標エンジントルク演算用変速比の変化速度を制限する処理も合わせて行う。
【００３７】
図７は目標エンジントルク演算用変速比補正部４６において、前進後進の切換え時に行われる目標エンジントルク演算用変速比の変化速度の制限処理（遅れ処理）の内容を示したものである。
【００３８】
これによると、まず、ステップＳ１では、インヒビタスイッチ１８からの信号に基づき、シフトレバー１７が後進用レンジ（Ｒレンジ）にあるか否かが判断され、後進用レンジにあると判断した場合は前進から後進への切換えであると判断してステップＳ２に進む。
【００３９】
ステップＳ２では前進から後進への切換え時の目標エンジントルク演算用変速比の変化速度（リバース時移行速度）ΔRnerをアクセル操作量APSと車速VSPに基づき所定のテーブルを参照して演算する。
【００４０】
ステップＳ３ではリバース時変速比Rrevと、前回処理時の目標エンジントルク演算用変速比Rnezから上記変化速度ΔRnerを引いた値とを比較し、大きいほうの値を目標エンジントルク演算用変速比Rneとして出力する。ここでいうリバース時変速比Rrevとは後進用ギアに対応する変速比ではなく、上述したように後進時に実現される駆動力を抑えるべく、後進用ギアに対応する変速比を大側に補正した値である。
【００４１】
一方、ステップＳ１でシフトレバー１７が後進用レンジにないと判断した場合は後進から前進への切換えであると判断し、ステップＳ４に進み、後進から前進への切換え時の目標エンジントルク演算用変速比の変化速度（非リバース時変化速度）ΔRnefがアクセル操作量APSと車速VSPと変速後変速段NEXTGPに基づき演算される。
【００４２】
そして、ステップＳ５では、前進用目標エンジントルク演算用変速比Rfと、前回処理時の目標エンジントルク演算用変速比Rnezから変化速度ΔRnefを引いた値とを比較し、大きいほうの値を目標エンジントルク演算用変速比Rneとして出力する。
【００４３】
したがって、後進から前進への切換え時、前進から後進への切換え時ともに、目標エンジントルク演算用変速比Rnezから変化速度（ΔRner、ΔRnef）を引いた値が変速後の変速比よりも大きいとき、すなわち変速前後で変速比が小さくなる時は目標エンジントルク演算用変速比Rneとして目標エンジントルク演算用変速比Rnezから変化速度（ΔRner、ΔRnef）を引いた値が出力され、目標エンジントルク演算用変速比Rneの変化速度が制限される。これに対し、目標エンジントルク演算用変速比Rnezから変化速度（ΔRner、ΔRnef）を引いた値が変速後の変速比よりも大きくないとき、すなわち切換え前後で変速比が大きくなる時、あるいは上記制限処理において目標エンジントルク演算用変速比Rneが前進用目標エンジントルク演算用変速比Rfに達した場合には目標エンジントルク演算用変速比Rneとして前進用目標エンジントルク演算用変速比Rfが出力されることになる。
【００４４】
なお、図７に示した処理は、前後進の切換え前後で変速比が大きくなる時、あるいは上記制限処理において目標エンジントルク演算用変速比Rneが切換後の変速比に達した場合に終了するものとする。また、ここでは目標エンジントルク演算用変速比Rneの変化速度を制限することにより目標エンジントルク演算用変速比Rneを緩やかに変化させているが、緩やかに変化させる方法は他の方法、例えば一次遅れ処理であってもよい。
【００４５】
図８は変速段が１速ギアにあるときにシフトレバーを前進用レンジ（Ｄレンジ）から後進用レンジ（Ｒレンジ）に操作した場合に目標エンジントルク演算用変速比Rneが変化する様子を示したものである。
【００４６】
一般に、自動変速機における後進用ギアの変速比は１速ギアでの変速比と２速ギアでの変速比の間に設定されているので、変速段が１速ギアにあるときにシフトレバーを後進用レンジに操作すると変速比は増大する。このように前後進切換え前後で変速比が増大する状況においては、切換え前後で目標エンジントルクが増大し、それが原因となってショックが生じやすいが、本発明に係る駆動力制御装置においては図８に示すように前後進切換え時は目標エンジントルク演算用変速比の変化速度が制限され、エンジントルクは緩やかに変化するので、ショックの発生は抑えられる。
【００４７】
なお、切換え前後で変速比が増大する場合は変速前後でエンジントルクは小さくなり上記ショックは生じにくいことから、ここでは目標エンジントルク演算用変速比の変化速度の制限は行わないようにしているが、コントローラ１０の処理能力に余裕があるときは変速比が増大する場合においても同様の制限処理を行うようにしてもよい。
【００４８】
次に上記駆動力制御を行うことによる全体的な作用について説明する。
【００４９】
上記駆動力制御装置を備えた車両においては、アクセル操作量APSと車速VSPに基づき目標とする駆動力が演算され、この目標駆動力が実現されるように目標駆動力を目標エンジントルク演算用変速比で除して目標エンジントルクが演算され、スロットル開度制御によりエンジン１のトルクが制御される。これにより、運転者が要求した通りの駆動力が実現されることになり、良好な運転性能が確保される。
【００５０】
このとき、目標エンジントルク演算用変速比としては、非変速中は変速機の変速段に対応する変速比が、変速中は実変速比がそれぞれ用いられ、変速時における駆動力変化が抑えられる。さらに、車両が後進時にあるときは、図９に示すように変速機の変速段（後進用ギア）に対応する変速比（変速中は実変速比）よりも大きな値が目標エンジントルク演算用変速比として用いられ、後進時における駆動力が抑えられる。
【００５１】
また、前後進切換え前後で目標エンジントルク演算用変速比が小側（Ｈｉｇｈ側）に変化する場合、すなわち、変速前後で目標エンジントルクが増大し、エンジントルクが増大する場合は、目標エンジントルク演算用変速比の変化速度が制限され、エンジントルクの急増によるショックの発生が抑えられる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の技術的範囲を定めるものではなく、本発明が適用される構成の一例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の構成に限定するものではない。例えば、上記実施形態は本発明を有段自動変速機を搭載した車両に適用した場合を示したものであるが、無段変速機を搭載した車両であっても同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用駆動力制御装置を備えた車両の概略構成図である。
【図２】そのパワートレインの概略構成図である。
【図３】駆動力制御の全体的な機能を説明するためのブロック図である。
【図４】トルコントルク比を演算するためのテーブルである。
【図５】目標スロットル開度を演算するためのマップである。
【図６】目標エンジントルク演算用変速比演算部における処理を説明するためのブロック図である。
【図７】前後進切換え時に行われる目標エンジントルク演算用変速比の変化速度の制限処理の内容を示したフローチャートである。
【図８】１−Ｒシフト時に目標エンジントルク演算用変速比が速度制限を受けて変化する様子を示したタイムチャートである。
【図９】シフトレバーがＤレンジからＲレンジに操作された場合に駆動力、変速比、目標エンジントルクがそれぞれ変化する様子を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１  エンジン
２  有段自動変速機
６  アクセルペダル
７  電制スロットル
１０  コントローラ
１１  アクセル操作量センサ
１２  車速センサ
１３  エンジン回転速度センサ
１４  入力回転速度センサ
１５  出力回転速度センサ
１６  アイドルスイッチ
１７  シフトレバー
１８  インヒビタスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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