(57)【要約】【課題】燃費の向上を図ることができる車両制御システムを提供すること。【解決手段】エンジンと、エンジンの出力する動力を車両の駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、エンジンの出力トルクと回転数との関係を示す予め定められた所定動作線と、車両の加速度に関する目標値とに基づいてエンジンの目標トルクおよび自動変速機の目標変速比を決定し（５４）、かつエンジンに目標トルクを実現させる指令であるトルク指令、あるいは自動変速機に目標変速比を実現させる指令である変速指令の少なくともいずれか一方に遅れ補償を施して出力する（５４−５６−５８Ａ，５４−５７−５８Ｂ）ことが可能である。遅れ補償は、出力トルクおよび回転数を示す動作点が目標トルクおよび目標変速比に対応する目標動作点まで変化する過程において、遅れ補償が施されない場合よりも、動作点が所定動作線から離れることを抑制するものである。【選択図】図１
2011207240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの出力する動力を車両の駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、
前記エンジンの出力トルクと回転数との関係を示す予め定められた所定動作線と、前記車両の加速度に関する目標値とに基づいて前記エンジンの目標トルクおよび前記自動変速機の目標変速比を決定し、かつ前記エンジンに前記目標トルクを実現させる指令であるトルク指令、あるいは前記自動変速機に前記目標変速比を実現させる指令である変速指令の少なくともいずれか一方に遅れ補償を施して出力することが可能であり、
前記遅れ補償は、前記出力トルクおよび前記回転数を示す動作点が前記目標トルクおよび前記目標変速比に対応する目標動作点まで変化する過程において、前記遅れ補償が施されない場合よりも、前記動作点が前記所定動作線から離れることを抑制するものである
ことを特徴とする車両制御システム。
【請求項２】
前記所定動作線は、最適な燃費で前記エンジンを運転できる前記出力トルクと前記回転数との関係を示すものである
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記車両制御システムは、前記エンジンの前記トルク指令に対する応答遅れ、あるいは前記自動変速機の前記変速指令に対する応答遅れの少なくともいずれか一方に基づいて前記遅れ補償を施す
請求項１または２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記車両制御システムは、前記目標動作点まで変化する過程において、前記動作点が前記所定動作線上の動作点となるように前記遅れ補償を施す
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【請求項５】
前記車両制御システムは、運転者により操作される操作部材の操作量に基づいて前記加速度に関する目標値を決定するものであり、
前記加速度に関する目標値の大きさ、あるいは前記加速度に関する目標値の変化速度の大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記遅れ補償を施すか否かを決定する
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンおよび自動変速機を備えた車両において、エンジンの運転状態および自動変速機の変速比の目標値をそれぞれ決定し、その目標値に基づいてエンジンおよび自動変速機を制御する技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、運転者又は自動運転装置の要求に基づいて制御目標値を一次的に生成し、該制御目標値に基づいて、該制御目標値と同一の物理量次元で且つ互いに値が異なる２つの制御目標値を中間的に生成し、該中間的に生成したそれぞれの制御目標値に基づいて、駆動源及びトランスミッションそれぞれの制御に見合った物理量次元又は形式の制御目標（目標エンジントルク、目標ギア段）を最終的に生成し、該最終的に生成したそれぞれの制御目標に向けて駆動源及びトランスミッションを制御する車両統合制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２８１９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、予め定められたエンジンの動作線（所定動作線）に基づいてエンジンに対する目標トルクおよび自動変速機に対する目標変速比が決定される車両において、エンジンの応答性と自動変速機の応答性とが異なる場合、燃費の低下を招くことがある。例えば、エンジンの動作点が目標動作点まで変化する過程において、エンジンの応答性と自動変速機の応答性との違いにより、動作点が所定動作線から離れた動作点となり、動的な燃費が低下することがある。
【０００６】
本発明の目的は、目標トルクおよび目標変速比に基づいてエンジンおよび自動変速機の制御がなされる車両において、燃費の向上を図ることができる車両制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両制御システムは、エンジンと、前記エンジンの出力する動力を車両の駆動輪に伝達する自動変速機とを備え、前記エンジンの出力トルクと回転数との関係を示す予め定められた所定動作線と、前記車両の加速度に関する目標値とに基づいて前記エンジンの目標トルクおよび前記自動変速機の目標変速比を決定し、かつ前記エンジンに前記目標トルクを実現させる指令であるトルク指令、あるいは前記自動変速機に前記目標変速比を実現させる指令である変速指令の少なくともいずれか一方に遅れ補償を施して出力することが可能であり、前記遅れ補償は、前記出力トルクおよび前記回転数を示す動作点が前記目標トルクおよび前記目標変速比に対応する目標動作点まで変化する過程において、前記遅れ補償が施されない場合よりも、前記動作点が前記所定動作線から離れることを抑制するものであることを特徴とする。
【０００８】
上記車両制御システムにおいて、前記所定動作線は、最適な燃費で前記エンジンを運転できる前記出力トルクと前記回転数との関係を示すものであることが好ましい。
【０００９】
上記車両制御システムにおいて、前記エンジンの前記トルク指令に対する応答遅れ、あるいは前記自動変速機の前記変速指令に対する応答遅れの少なくともいずれか一方に基づいて前記遅れ補償を施すことが好ましい。
【００１０】
上記車両制御システムにおいて、前記目標動作点まで変化する過程において、前記動作点が前記所定動作線上の動作点となるように前記遅れ補償を施すことが好ましい。
【００１１】
上記車両制御システムにおいて、運転者により操作される操作部材の操作量に基づいて前記加速度に関する目標値を決定するものであり、前記加速度に関する目標値の大きさ、あるいは前記加速度に関する目標値の変化速度の大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記遅れ補償を施すか否かを決定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる車両制御システムは、予め定められた所定動作線と、車両の加速度に関する目標値とに基づいてエンジンの目標トルクおよび自動変速機の目標変速比を決定し、かつエンジンに目標トルクを実現させる指令であるトルク指令、あるいは自動変速機に目標変速比を実現させる指令である変速指令の少なくともいずれか一方に遅れ補償を施して出力することが可能である。上記遅れ補償は、動作点が目標トルクおよび目標変速比に対応する目標動作点まで変化する過程において、遅れ補償が施されない場合よりも、動作点が所定動作線から離れることを抑制するものである。よって、本発明にかかる車両制御システムによれば、燃費の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両制御システムの要部を示す図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる車両を示す概略構成図である。
【図３】図３は、目標値を決定する方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる車両制御システムの一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
（第１実施形態）
図１から図３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御システムに関する。図１は、本発明の実施形態にかかる車両制御システムの要部を示す図、図２は、実施形態にかかる車両を示す概略構成図である。
【００１６】
本実施形態の車両制御システム１−１は、燃費最適線上で常にエンジンを動作させるように、エンジントルクと変速機の変速比を制御し、燃費向上を図る。エンジンの応答性および変速機の応答性を考慮して、動的に燃費最適線上でエンジンが動作するよう、エンジンおよび変速機変速比への指令に遅れあるいは進み補償をすることにより、動的燃費の向上を可能とする。
【００１７】
より具体的には、車両制御システム１−１は、エンジンの燃料消費率情報に基づいて、燃費が最小になるようにエンジントルク、自動変速機の変速比（変速段）を決定するエンジンおよび自動変速機の制御装置において、その決定した目標エンジントルクおよび目標変速比に対してそれぞれの応答を補償する応答補償手段（応答性補償器）を介して、エンジンおよび変速機へ要求する。それぞれの応答補償手段は、目標エンジントルクから実際のエンジントルクまでの応答時間と、目標変速比から実際の変速比までの応答時間とが同じになるように設定されている。これにより、動的に燃費最適ライン上でのエンジン運転が可能となり、頻繁に要求走行パワーが変化する場合においても燃費の悪化が抑制される。
【００１８】
また、ドライバーが意図的に加速／減速をしていないシーンに限定して、上記の応答補償手段が設定される。よって、本実施形態の車両制御システム１−１では、アクセルから車両Ｇまでの速い応答が求められるシーンでは加減速の応答性重視、そうでないときには実燃費重視のエンジントルクおよび変速比制御となり、ドライバビリティと実燃費向上の両立が可能となっている。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る車両制御システムが適用された車両の概略構成図を示している。図２において、符号１は、車両を示す。車両１のパワートレーンは、エンジン１０、トルクコンバータ２０および無段変速機３０を備える。内燃機関としてのエンジン１０には、トルクコンバータ２０を介して自動変速機としての無段変速機（ＣＶＴ）３０が連結されている。エンジン１０のエンジン出力トルク（駆動力）は、トルクコンバータ２０を介して無段変速機３０に入力され、デファレンシャルギヤ１８及びドライブシャフト１９を介して駆動輪９０に伝達される。つまり、無段変速機３０は、エンジン１０の出力する動力を車両１の駆動輪９０に伝達する自動変速機である。
【００２０】
無段変速機３０は、公知のベルト式無段変速機であり、エンジン側に設けられ、トルクコンバータ２０の出力軸７０に連結されたプライマリプーリ３１と、デファレンシャルギヤ１８に接続される出力軸８０に連結されたセカンダリプーリ３２と、これらの間に掛け渡されたベルト３３とを備えている。油圧制御装置４０は、ＥＣＵ５０から入力される変速比変更指令に応じて、無段変速機３０の変速比を変更する。この油圧制御装置４０は、所定のライン圧をプライマリプーリ側アクチュエータおよびセカンダリプーリ側アクチュエータに供給し、プライマリプーリ側アクチュエータの作動油圧（プライマリ油圧）およびセカンダリプーリ側アクチュエータの作動油圧を調整するものである。油圧制御装置４０は、プライマリプーリ側アクチュエータの作動油圧、及びセカンダリプーリ側アクチュエータの作動油圧を調整することにより、プーリ比を変化させて、変速比を無段階に変化させることができる。
【００２１】
また、無段変速機３０には、プライマリプーリ３１の回転数（プライマリ回転数）を検出するプライマリプーリ回転センサ３４と、セカンダリプーリ３２の回転数（セカンダリ回転数）を検出するセカンダリプーリ回転センサ３５が設けられており、検出されたプライマリ回転数およびセカンダリ回転数は、ＥＣＵ５０に出力される。
【００２２】
トルクコンバータ２０は、無段変速機３０とエンジン１０とを接続している。トルクコンバータ２０は、公知のロックアップ機構を有しており、結合及び開放が可能な動力断続手段であるロックアップクラッチ付きのトルクコンバータとなっている。このロックアップクラッチは、エンジン１０と無段変速機３０との機械的な結合（ロックアップ状態）または開放（コンバータ状態）を行う。また、トルクコンバータ２０の入力軸６０には、この入力軸６０の回転数を検出する回転数センサ２１が設けられている。回転数センサ２１により検出された入力軸回転数は、ＥＣＵ５０に出力される。
【００２３】
車両１には、エンジン１０や無段変速機３０などを制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）５０が設けられており、このＥＣＵ５０はエンジン１０、トルクコンバータ２０、及び無段変速機３０（油圧制御装置４０）の総合的な制御を行う。ＥＣＵ５０は、入出力装置、制御マップや制御プログラムなどを記憶する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、演算装置、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、および通信ドライバ回路等で構成されている。本実施形態の車両制御システムは、エンジン１０、無段変速機３０およびＥＣＵ５０を備えている。
【００２４】
さらに、車両には、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ１１が設けられており、検出したアクセル開度はＥＣＵ５０に出力される。エンジン１０の吸気管１２には電子スロットルバルブ１３が設けられており、この電子スロットルバルブ１３はスロットルアクチュエータ１４により開閉可能となっている。ＥＣＵ５０はこのスロットルアクチュエータ１４により電子スロットルバルブ１３を駆動し、アクセル開度にかかわらずスロットル開度を任意の開度に制御することができる。電子スロットルバルブ１３の全閉状態及びスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ１５が設けられており、検出したスロットル開度はＥＣＵ５０に出力される。符号２３は、エンジン１０の排気管を示す。
【００２５】
エンジン１０には、エンジン回転数（エンジン回転速度）を検出するエンジン回転数センサ１７が設けられており、検出したエンジン回転数はＥＣＵ５０に出力される。また、車両には、車両の走行速度を検出する車速センサ４１が設けられていると共に、運転者が操作するシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ４２が設けられており、検出した車速やシフトポジションはＥＣＵ５０に出力される。
【００２６】
上記ＥＣＵ５０は、エンジン回転数、吸入空気量、スロットル開度などのエンジン１０の運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタや点火プラグなどを制御する。また、ＥＣＵ５０は、変速マップを有しており、スロットル開度、車速などに基づいて、無段変速機３０の変速比を決定し、この決定された変速比を成立させるように油圧制御装置４０を制御する。
【００２７】
ＥＣＵ５０は、以下に説明するように、入力値としてのアクセル開度と車速（無段変速機３０の出力回転数に対応）とに基づいて、運転者の要求に基づく目標駆動力を決定し、決定した目標駆動力に基づいて、エンジン１０の出力トルクの制御等を行う、いわゆる駆動力デマンド制御を行う。更に、ＥＣＵ５０は、エンジン１０の応答性および無段変速機３０の応答性を考慮して、動的に燃費最適線上でエンジンが動作するよう、エンジンおよび無段変速機３０への指令に遅れまたは進み補償をする機能を有する。
【００２８】
図１は、ＥＣＵ５０の詳細を示す図である。ＥＣＵ５０は、目標加速度算出部５１、目標駆動力算出部５２、走行抵抗算出部５３、目標値算出部５４、走行状態判定部５５、ＣＶＴ変速応答性補償器５６、エンジントルク応答性補償器５７、スイッチ部５８（５８Ａ，５８Ｂ）を有する。
【００２９】
目標加速度算出部５１は、目標加速度を算出するものである。車速センサ４１により検出された車速、およびアクセルポジションセンサ１１により検出されたアクセル開度は、それぞれ目標加速度算出部５１に送られる。目標加速度算出部５１は、取得した現在の車速およびアクセル開度に基づいて、目標加速度を算出する。ＥＣＵ５０は、車速と、アクセル開度と、目標加速度との対応関係を示すマップ（目標加速度マップ）を予め記憶しており、目標加速度算出部５１は、この目標加速度マップを参照して目標加速度を決定する。つまり、目標加速度算出部５１は、運転者により操作される操作部材（アクセルペダル等）の操作量（アクセル開度）に基づいて加速度に関する目標値（目標加速度）を決定する。決定された目標加速度は、目標駆動力算出部５２に送られる。
【００３０】
目標駆動力算出部５２は、目標加速度算出部５１から送られる目標加速度に基づいて、目標加速度相当分の目標駆動力を算出するものである。目標駆動力算出部５２は、例えば、取得した目標加速度と、車両１の質量とに基づき、目標駆動力を決定する。
【００３１】
走行抵抗算出部５３は、車両１の走行抵抗を計算するものである。走行抵抗算出部５３は、例えば、空気抵抗、転がり抵抗、勾配抵抗のそれぞれの抵抗分の駆動力を算出する。走行抵抗算出部５３は、例えば、車速、路面摩擦係数、走路の勾配等に基づいて走行抵抗を計算する。走行抵抗算出部５３は、算出された走行抵抗を車両１に作用する駆動力に換算した値を走行抵抗分の駆動力として決定する。
【００３２】
目標値算出部５４は、エンジン１０の制御目標および無段変速機３０の制御目標をそれぞれ算出するものである。具体的には、目標値算出部５４は、エンジン回転数の目標値である目標エンジン回転数およびエンジン出力トルクの目標値である目標エンジントルクをそれぞれ算出する。目標値算出部５４には、目標パワーが入力される。目標パワーは、目標駆動力算出部５２により決定された目標駆動力と、走行抵抗算出部５３により決定された走行抵抗分の駆動力と、車速センサ４１により検出された車速とに基づいて決定されるものである。目標パワーは、例えば、目標駆動力および走行抵抗分の駆動力から決定される必要駆動力と車速との積として算出される。
【００３３】
目標値算出部５４は、取得した目標パワーに基づき、以下に図３を参照して説明するように目標値を決定する。図３は、目標値を決定する方法について説明するための図である。
【００３４】
図３において、横軸はエンジン回転数、縦軸はエンジン出力トルクを示す。符号１０１は、等パワー線を示す。等パワー線１０１は、エンジン１０の出力（パワー）が等しい値となるエンジン１０の動作点（エンジン回転数とエンジン出力トルクとの組み合わせ）を結ぶ線である。また、符号１０２は、予め定められた燃費最適線を示す。燃費最適線１０２は、エンジン１０の出力トルクとエンジン回転数との関係を示す予め定められた所定動作線である。エンジン１０の動作線が燃費最適線１０２上の動作点であると、良好な燃費でエンジン１０を動作させることができ、動作点が燃費最適線１０２から離れると、燃費が低下する。本実施形態の燃費最適線１０２は、エンジン１０において等しいパワーを出力する場合に最良の燃費でエンジン１０を動作させることができる動作点を結ぶ線である。つまり、燃費最適線１０２は、最適な燃費でエンジン１０を運転できるエンジン１０の出力トルクとエンジン回転数との関係を示すものである。
【００３５】
エンジン１０で出力すべきパワーが決定された場合に、その目標パワーに対応する等パワー線１０１と燃費最適線１０２との交点の動作点Ｘでエンジン１０を動作させるようにすれば、最良の燃費でエンジン１０を動作させて目標パワーを実現することができる。符号Ｎｅ１およびＴｅ１は、等パワー線１０１と燃費最適線１０２との交点の動作点（目標動作点）Ｘに対応する目標エンジン回転数および目標エンジントルクをそれぞれ示す。
【００３６】
なお、燃費最適線１０２は、幅を有する帯状のものであってもよく、外部環境等に応じて選択される複数の燃費最適線が存在してもよい。
【００３７】
ＥＣＵ５０は、エンジン１０の出力するパワーと、最適な燃費でそのパワーを出力できるエンジン１０の動作点との対応関係を例えばマップとして予め記憶している。目標値算出部５４は、そのマップを参照して、目標パワーに基づいて目標エンジン回転数Ｎｅ１および目標エンジントルクＴｅ１をそれぞれ決定する。ここで、目標パワーは車両１の加速度に関する目標値である目標加速度から決定されるものであり、無段変速機３０の目標変速比である要求変速比は、目標エンジン回転数Ｎｅ１から決定される。つまり、ＥＣＵ５０は、車両１の加速度に関する目標値と燃費最適線とに基づいてエンジン１０の目標トルクおよび無段変速機３０の目標変速比を決定する。
【００３８】
ここで、目標エンジン回転数Ｎｅ１に基づく無段変速機３０の変速制御、および目標エンジントルクＴｅ１に基づくエンジン１０のトルク制御がなされる場合に、下記のようなシチュエーションでの実燃費が大幅に悪化することがある。
（１）ＪＣ０８モード等、緩加減速の多い走行パターン
（２）アップダウン（勾配）のある道路での走行
（３）追従走行
（４）運転の不得手なドライバーが運転
（５）パワーウエイトレシオの小さな非力な車での運転
【００３９】
これは、必要駆動力（パワー）が変化する場合には、エンジン１０の応答性とＴ／Ｍ（無段変速機３０）の応答性の違いにより、燃費最適線上の動作点でのエンジン運転がほとんどできないためである。ドライバーが運転を不得手とするほど、またパワーウエイトレシオが小さいほど、また勾配変化の大きい道路であるほど、頻繁に要求パワーが変化するため、より実燃費が悪化しやすくなる。
【００４０】
本実施形態の車両制御システム１−１は、以下に説明するＣＶＴ変速応答性補償器５６およびエンジントルク応答性補償器５７により、無段変速機３０に対する変速指令およびエンジン１０に対するトルク指令にそれぞれ遅れ補償を施すことができる。ＣＶＴ変速応答性補償器５６は、目標エンジン回転数Ｎｅ１に少なくとも遅れ補償を施して出力できるものである。目標エンジン回転数Ｎｅ１に遅れ補償がなされることで、無段変速機３０に目標変速比を実現させる指令である変速指令に遅れ補償が施されて出力される。また、エンジントルク応答性補償器５７は、目標エンジントルクＴｅ１に少なくとも遅れ補償を施して出力できるものである。目標エンジントルクＴｅ１に遅れ補償が施されることで、エンジン１０に目標トルクを実現させる指令であるトルク指令に遅れ補償が施されて出力される。こうした遅れ補償がなされることにより、エンジン１０の応答性と無段変速機３０の応答性との違いに起因する動的な燃費の低下が抑制される。
【００４１】
ＣＶＴ変速応答性補償器５６は、目標値算出部５４により決定された目標エンジン回転数Ｎｅ１に基づく目標変速比の無段変速機３０への指令に遅れあるいは進み補償を施すものである。ＣＶＴ変速応答性補償器５６は、遅れ補償器５６Ａおよび進み補償器５６Ｂを有する。遅れ補償器５６Ａおよび進み補償器５６Ｂは、直列に連結されている。遅れ補償器５６Ａは、エンジン応答遅れ分の遅れ補償をするものである。トルク指令に対するエンジン１０の応答遅れであるエンジン応答遅れは、エンジンの応答時定数Ｔｅｎｇおよびエンジンの応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇによるものである。応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇは、エンジン１０の出力トルクを変更するトルク指令が出力されてから実際のエンジン出力トルクが変化し始めるまでの無駄時間である。また、応答時定数Ｔｅｎｇは、エンジン出力トルクが変化し始めてから、変化開始時のエンジン出力トルクと目標エンジントルクとの間の所定のエンジン出力トルクに到達するまでの所要時間である。
【００４２】
ＣＶＴ変速応答性補償器５６の伝達関数ＣＣＶＴ（ｓ）は、例えば、下記［数１］に示されたものとすることができる。なお、ｓはラプラス演算子であり、Ｔ１およびＴ２は、進み補償器５６Ｂの時定数である。
【００４３】
【数１】
2011207240.tif 000003
【００４４】
上記［数１］において、右辺の括弧内は、遅れ補償器５６Ａの伝達関数であり、Ｔ１およびＴ２を含む分数部分が進み補償器５６Ｂの伝達関数である。遅れ補償器５６Ａは、エンジンの応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇに応じて、入力信号に対して遅れを生じさせて無段変速機３０に対する要求エンジン回転数として出力することができる。例えば、エンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇが、無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔよりも大きい場合に、遅れ補償器５６Ａが要求エンジン回転数を遅らせるようにしてもよい。また、遅れ補償器５６Ａは、エンジン１０の応答時定数Ｔｅｎｇに応じて、入力信号の変化速度に対して要求エンジン回転数の変化速度を小さなものとして出力することができる。例えば、エンジン１０の応答時定数Ｔｅｎｇが、無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴよりも大きい（エンジン出力トルクの変化に要する時間が、変速比の変化に要する時間よりも大きい）場合に、遅れ補償器５６Ａが要求エンジン回転数の変化速度を入力信号に対して低減させるようにしてもよい。
【００４５】
なお、エンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇおよび応答時定数Ｔｅｎｇは、エンジン回転数等の運転状態によって変化するものである。ＥＣＵ５０は、エンジン１０の運転状態とエンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇおよび応答時定数Ｔｅｎｇと運転状態との対応関係を例えばマップとして予め記憶している。また、無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔおよび応答時定数ＴＣＶＴは、変速前の変速比等の運転状態によって変化するものである。ＥＣＵ５０は、無段変速機３０の運転状態と無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔおよび応答時定数ＴＣＶＴとの対応関係を例えばマップとして予め記憶している。ＣＶＴ変速応答性補償器５６およびエンジントルク応答性補償器５７は、これらのマップによって決定される各応答無駄時間および応答時定数で遅れ補償を施すことができる。
【００４６】
進み補償器５６Ｂは、変速制御とトルク制御とを合わせた総合的な制御の応答性を調節する補償器である。例えば、進み補償器５６Ｂにおいて、Ｔ１＞Ｔ２とすれば位相進み要素とすることができ、アクセル操作から目標パワーを実現するまでの応答性を向上させることができる。また、進み補償器５６Ｂにおいて、Ｔ１＜Ｔ２とすれば、位相遅れ要素とすることができる。時定数Ｔ１およびＴ２は、エンジン１０の応答性および無段変速機３０の応答性に基づき、燃費向上の観点や、制御の応答性などのドライバビリティの観点から予め決定される。
【００４７】
ＣＶＴ変速応答性補償器５６は、入力された目標エンジン回転数Ｎｅ１に対して、伝達関数ＣＣＶＴ（ｓ）による遅れ補償および進み補償を施して要求エンジン回転数として出力する。要求エンジン回転数は、スイッチ部５８Ａを介して出力される。ＥＣＵ５０は、要求エンジン回転数に基づいて無段変速機３０の要求変速比を決定する。要求変速比は、要求エンジン回転数に対応する無段変速機３０の入力軸（トルクコンバータ２０の出力軸７０）の回転数と、出力軸８０の現在の回転数とに基づいて決定される。ＥＣＵ５０は、決定された要求変速比を実現するように油圧制御装置４０に対して油圧制御指令（変速指令）を出力する。油圧制御装置４０は、プライマリプーリ側アクチュエータの作動油圧およびセカンダリプーリ側アクチュエータの作動油圧を調整し、要求変速比を実現する。
【００４８】
エンジントルク応答性補償器５７は、目標値算出部５４により決定された目標エンジントルクＴｅ１のエンジン１０への指令に遅れあるいは進み補償を施すものである。エンジントルク応答性補償器５７は、遅れ補償器５７Ａおよび進み補償器５７Ｂを有する。遅れ補償器５７Ａおよび進み補償器５７Ｂは、直列に連結されている。遅れ補償器５７Ａは、ＣＶＴ応答遅れ分の遅れ補償をするものである。変速指令に対する無段変速機３０の応答遅れであるＣＶＴ応答遅れは、無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴおよび無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔによるものである。ＣＶＴ応答遅れは、無段変速機３０（油圧制御装置４０）に対して変速指令が出力されたときの油圧制御装置４０および無段変速機３０の応答遅れを示すものである。応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔは、変速指令がなされてから無段変速機３０の変速比が変化し始めるまでの無駄時間である。また、応答時定数ＴＣＶＴは、変速比が変化し始めてから、変速前の変速比と目標変速比との間の所定の変速比に変化するまでの所要時間である。なお、目標変速比とは、目標エンジン回転数Ｎｅ１に対応する無段変速機３０の変速比である。
【００４９】
エンジントルク応答性補償器５７の伝達関数ＣＥＮＧ（ｓ）は、例えば、下記［数２］に示されたものとすることができる。
【００５０】
【数２】
2011207240.tif 000004
【００５１】
上記［数２］において、右辺の括弧内は、遅れ補償器５７Ａの伝達関数であり、Ｔ１およびＴ２を含む分数部分が進み補償器５７Ｂの伝達関数である。遅れ補償器５７Ａは、無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔに応じて、入力信号に対して遅れを生じさせてエンジン１０に対する要求エンジントルクとして出力することができる。例えば、無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔが、エンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇよりも大きい場合に、遅れ補償器５７Ａが要求エンジントルクを遅らせるようにしてもよい。また、遅れ補償器５７Ａは、無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴに応じて、入力信号の変化速度に対して要求エンジントルクの変化速度を小さなものとして出力することができる。例えば、無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴが、エンジン１０の応答時定数Ｔｅｎｇよりも大きい場合に、遅れ補償器５７Ａが要求エンジントルクの変化速度を入力信号に対して低減させるようにしてもよい。
【００５２】
進み補償器５７Ｂは、上記進み補償器５６Ｂと同様に、変速制御とトルク制御とを合わせた総合的な制御の応答性を調節する補償器である。本実施形態では、ＣＶＴ変速応答性補償器５６の進み補償器５６Ｂとエンジントルク応答性補償器５７の進み補償器５７Ｂとは同じ特性とされている。
【００５３】
エンジントルク応答性補償器５７は、入力された目標エンジントルクＴｅ１に対して、伝達関数ＣＥＮＧ（ｓ）による遅れ補償および進み補償を施して要求エンジントルクとして出力する。ＥＣＵ５０は、スイッチ部５８Ｂを介してエンジントルク応答性補償器５７から出力される要求エンジントルクに基づいてエンジン１０を制御する。ＥＣＵ５０は、実際のエンジン出力トルクを要求エンジントルクとするように、電子スロットルバルブ１３のスロットル開度、燃料噴射量、噴射時期、点火時期等に関する指令（トルク指令）を出力する。
【００５４】
このように、エンジン１０の応答性に基づいて無段変速機３０の変速指令に遅れあるいは進み補償が施され、無段変速機３０の応答性に基づいてエンジン１０のトルク指令に遅れあるいは進み補償が施されることで、エンジン１０において要求エンジントルクが実現されるタイミングと無段変速機３０において要求変速比が実現されるタイミングとにずれが生じることが抑制される。エンジンの応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇや無段変速機の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔに基づく遅れ補償が施されることで、エンジン出力トルクＴｅが先行して変化したり、エンジン回転数Ｎｅが先行して変化したりしてエンジン１０の動作点が燃費最適線から離れた動作点となることが抑制される。また、エンジンの応答時定数Ｔｅｎｇや無段変速機の応答時定数ＴＣＶＴに基づく遅れ補償が施されることによっても、動作点が燃費最適線から離れた動作点となることが抑制される。すなわち、車両制御システム１−１により施される遅れ補償は、動作点が目標動作点Ｘまで変化する過程において、遅れ補償が施されない場合よりも、動作点が燃費最適線から離れることを抑制するものである。
【００５５】
また、車両制御システム１−１による遅れ補償が施されることで、目標エンジン回転数Ｎｅ１および目標エンジントルクＴｅ１を示す目標動作点Ｘに向けて、エンジン１０の動作点は直線状の軌跡を描く。よって、現在の燃費最適線上の動作点から、燃費最適線上の新たな目標動作点まで、動作点を燃費最適線に沿って推移させることができる。すなわち、車両制御システム１−１は、動作点が目標動作点Ｘまで変化する過程において、動作点が燃費最適線上の動作点となるように遅れ補償を施すものである。
【００５６】
このように、本実施形態の車両制御装置１−１によれば、エンジン１０の動作点が燃費最適線から外れた動作点となることが抑制され、燃費の向上が可能となる。目標パワーが変化して動作点が変化する過程において常に燃費最適線上の動作点でエンジン１０を運転させることが可能となり、動的燃費の向上が可能となる。
【００５７】
なお、本実施形態では、運転者が意図的に加速あるいは減速をしていないシーンに限定して、遅れ補償が施される。走行状態判定部５５は、現在の走行状態が、定常走行・緩加速走行・緩減速走行のいずれかの走行状態であるか、あるいはこれらのいずれの走行状態とも異なる走行状態であるかを判定する。すなわち、走行状態判定部５５は、運転者が意図的に加速操作あるいは減速操作をしているか否かを判定する。走行状態判定部５５は、例えば、目標駆動力算出部５２により決定された目標駆動力に基づいてこの判定を行う。ここで、目標駆動力は、運転者により操作される操作部材（ここでは、アクセルペダル）の操作量（アクセル開度）に基づいて決定される車両１の加速度に関する目標値である。
【００５８】
走行状態判定部５５は、加速分の目標駆動力が予め定められた所定値よりも小さな場合、あるいは目標駆動力の変化速度の大きさが予め定められた所定速度以下である場合の少なくともいずれか一方の場合に、現在の走行状態が、定常走行・緩加速走行・緩減速走行のいずれかの走行状態であると判定することができる。
【００５９】
走行状態判定部５５は、現在の走行状態が、定常走行・緩加速走行・緩減速走行のいずれかの走行状態である場合、目標エンジン回転数Ｎｅ１および目標エンジントルクＴｅ１がそれぞれＣＶＴ変速応答性補償器５６およびエンジントルク応答性補償器５７を介して出力されるようにスイッチ部５８Ａおよびスイッチ部５８Ｂを切替える。
【００６０】
スイッチ部５８Ａは、目標値算出部５４から出力される目標エンジン回転数Ｎｅ１がＣＶＴ変速応答性補償器５６を介して出力されて変速指令がなされる状態と、目標エンジン回転数Ｎｅ１がＣＶＴ変速応答性補償器５６を介さずに出力されて変速指令がなされる状態との切替えをおこなうものである。ＣＶＴ変速応答性補償器５６を介さずに（バイパスされて）目標エンジン回転数Ｎｅ１がそのまま出力される場合、無段変速機３０に対する変速指令に遅れ補償（および進み補償）がなされることなく、目標エンジン回転数Ｎｅ１に基づく要求変速比を実現するように変速指令が出力される。
【００６１】
スイッチ部５８Ｂは、目標値算出部５４から出力される目標エンジントルクＴｅ１がエンジントルク応答性補償器５７を介して出力されてトルク指令がなされる状態と、目標エンジントルクＴｅ１がエンジントルク応答性補償器５７を介さずに出力されてトルク指令がなされる状態との切替えをおこなうものである。エンジントルク応答性補償器５７を介さずに（バイパスされて）目標エンジントルクＴｅ１がそのまま出力される場合、エンジン１０に対するトルク指令に遅れ補償（および進み補償）がなされることなく、目標エンジントルクＴｅ１を実現するようにトルク指令が出力される。
【００６２】
走行状態判定部５５は、現在の走行状態が、定常走行・緩加速走行・緩減速走行のいずれの走行状態でもないと判定した場合、ＣＶＴ変速応答性補償器５６およびエンジントルク応答性補償器５７がバイパスされるようにスイッチ部５８Ａおよびスイッチ部５８Ｂを切替える。これにより、目標エンジン回転数Ｎｅ１および目標エンジントルクＴｅ１のいずれにも遅れ補償が施されることなく、変速指令およびトルク指令が出力される。つまり、車両制御システム１−１は、加速度に関する目標値の大きさ、あるいは加速度に関する目標値の変化速度の大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、遅れ補償を施すか否かを決定する。遅れ補償が施される場合の加速度に関する目標値の大きさは、遅れ補償が施されない場合の加速度に関する目標値の大きさよりも小さい。また、遅れ補償が施される場合の加速度に関する目標値の変化速度の大きさは、遅れ補償が施されない場合の加速度に関する目標値の変化速度の大きさよりも小さい。
【００６３】
このように、加速度に関する目標値が大きい場合や、加速度に関する目標値の変化速度が大きい場合、言い換えると、アクセル操作から車両加速度までの速い応答が求められるシーンにおいて、遅れ補償がなされずに応答性を重視した車両制御が実行される。よって、本実施形態の車両制御システム１−１によれば、燃費の向上とドライバビリティの向上とを両立させることが可能となる。
【００６４】
なお、本実施形態では、車両１に搭載された自動変速機が無段変速機３０である場合について説明したが、これには限定されず、例えば、自動変速機として有段の変速機など、公知の自動変速機が搭載された車両に対して本実施形態の車両制御システムが適用されてもよい。
【００６５】
本実施形態では、アクセル開度と車速とに基づいて目標加速度が決定される場合について説明したが、これには限定されない。例えば、追従走行等の車両側で目標加速度が決定（や補正）される場合についても、本実施形態の車両制御システム１−１による車両制御により燃費を向上させることが可能である。
【００６６】
（実施形態の第１変形例）
上記実施形態では、応答無駄時間および応答時定数の両方に基づいて遅れ補償がなされたが、これには限定されない。例えば、応答無駄時間あるいは応答時定数の一方のみに基づく遅れ補償がなされてもよい。また、応答無駄時間および応答時定数以外の応答性を示すパラメータに基づいて遅れ補償がなされてもよい。
【００６７】
（実施形態の第２変形例）
上記実施形態では、変速指令およびトルク指令のそれぞれに遅れ補償がなされたが、いずれか一方の遅れ補償の少なくとも一部の要素が省略されてもよい。また、変速指令およびトルク指令のいずれか一方にのみ遅れ補償が施されて出力されてもよい。例えば、無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔが常にエンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇよりも大きい場合には、エンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇがゼロとされてもよい。また、無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴが常にエンジン１０の応答時定数Ｔｅｎｇよりも大きい場合には、エンジン１０の応答時定数Ｔｅｎｇがゼロとされてもよい。
【００６８】
一方、エンジン１０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｅｎｇが常に無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔよりも大きい場合には、無段変速機３０の応答無駄時間Ｔｄ＿ｃｖｔがゼロとされてもよい。また、エンジン１０の応答時定数Ｔｅｎｇが常に無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴよりも大きい場合には、無段変速機３０の応答時定数ＴＣＶＴがゼロとされてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる車両制御システムは、エンジンのトルク制御および自動変速機の変速制御を行う車両の燃費の向上に有用であり、特に、エンジンの動作点が目標動作点まで変化する過程の動的な燃費の向上に適している。
【符号の説明】
【００７０】
１−１  車両制御システム
１  車両
１０  エンジン
１５  スロットルポジションセンサ
３０  無段変速機
４０  油圧制御装置
４１  車速センサ
５０  ＥＣＵ
５６  ＣＶＴ変速応答性補償器
５７  エンジントルク応答性補償器
Ｎｅ１  目標エンジン回転数
Ｔｅ１  目標エンジントルク
Ｔｅｎｇ  エンジンの応答時定数
Ｔｄ＿ｅｎｇ  エンジンの応答無駄時間
ＴＣＶＴ  無段変速機の応答時定数
Ｔｄ＿ｃｖｔ  無段変速機の応答無駄時間
【図１】
2011207240.tif 000005
【図２】
2011207240.tif 000006
【図３】
2011207240.tif 000007