(57)【要約】【課題】目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができる車両の駆動力制御装置を提供すること。【解決手段】駆動力制御装置１は、空燃比を変更可能なエンジン１２と自動変速機１８とを備える車両１０に用いられる。駆動力制御装置１は、自動変速機１８による変速中に目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値よりも大きな場合には、変速完了前にリーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換える。【選択図】図１
2015218715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空燃比を変更可能なエンジンと変速機とを備える車両の駆動力制御装置であって、
前記変速機による変速中に目標駆動力と実駆動力との差が所定値よりも大きな場合には、変速完了前に前記空燃比をリッチ側に変更する
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低燃費を実現する駆動力制御装置がある。例えば、特許文献１には、アクセル開度と車速から駆動輪の目標トルクを算出し、現在の車速に対して、目標トルクを実現しつつ燃料消費率を最小にするエンジンと変速機の目標値を算出し、目標値を実現するようにエンジンと変速機を制御する駆動力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】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２５７１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した駆動力制御装置では、なお改善の余地がある。例えば、駆動力制御装置は、アクセル開度と車速などから算出されるエンジンの目標エンジントルク（目標駆動力）に対する実際にエンジンが発生した実エンジントルク（実駆動力）の追従性が高いことが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができる車両の駆動力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両の駆動力制御装置は、空燃比を変更可能なエンジンと変速機とを備える車両の駆動力制御装置であって、前記変速機による変速中に目標駆動力と実駆動力との差が所定値よりも大きな場合には、変速完了前に前記空燃比をリッチ側に変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両の駆動力制御装置は、目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】図２は、実施形態に係る駆動力制御の一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、駆動力制御の一例に係るタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の実施形態に係る車両の駆動力制御装置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。
【００１０】
［実施形態］
図１から図３を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両の駆動力制御装置に関する。図１は、本発明の実施形態に係る車両の概略構成図、図２は、実施形態に係る駆動力制御の一例を示すフローチャート、図３は、駆動力制御の一例に係るタイムチャートである。
【００１１】
図１に示すように、車両１０は、エンジン１２と、トルクコンバータ１４と、自動変速機１８（変速機に相当）と、駆動輪２６と、駆動力制御装置１を含んで構成されている。エンジン１２は、駆動力源の一例であり、空気と燃料を含んだ混合気の燃焼エネルギーを回転運動に変換して出力する。エンジン１２は、空気と燃料の比、即ち、空燃比を変更可能である。エンジン１２は、トルクコンバータ１４を介して自動変速機１８の入力軸１６に接続されている。自動変速機１８の出力軸２０は、デファレンシャルギヤ２２および左右の駆動軸２４を介して左右の駆動輪２６に接続されている。
【００１２】
トルクコンバータ１４は、エンジン１２に接続されたポンプインペラと、自動変速機１８の入力軸１６に接続されたタービンランナとの間で流体伝達によりトルクを伝達する。トルクコンバータ１４は、更に、ロックアップクラッチを有している。
【００１３】
自動変速機１８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース内に配置された１組あるいは複数組の遊星歯車装置と、複数の係合装置とを含んで構成されている。自動変速機１８は、係合装置によって複数のギヤ段が択一的に実現される遊星歯車式の有段式の自動変速機である。自動変速機１８は、複数の係合装置の掴み替え、すなわち解放側の係合装置の解放と係合側の係合装置の係合とによりクラッチトゥクラッチ変速を行う。複数の係合装置は、それぞれ、入力軸１６と出力軸２０との間でトルクを伝達する。係合装置として、油圧式の摩擦係合装置であり、例えば、湿式の多板クラッチを用いることができる。
【００１４】
駆動力制御装置１は、車両１０の各部を制御する。本実施形態の駆動力制御装置１は、コンピュータを含む電子制御ユニットである。
【００１５】
駆動力制御装置１には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、トルクコンバータ１４のタービンランナの回転数を検出するタービン回転数センサ、出力軸２０の回転数を検出する出力軸回転数センサが接続されている。駆動力制御装置１は、出力軸２０の回転数から車両１０の車速を算出する。駆動力制御装置１には、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、エンジン１２のスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ、シフトレバーやパドルスイッチに対するシフト操作を検出するシフトセンサが接続されている。
【００１６】
駆動力制御装置１は、要求されるエンジントルクに基づいて、エンジン１２のスロットル制御、燃料噴射制御、点火制御等に関する指令値を出力する。また、駆動力制御装置１は、車両１０に対する目標駆動力を算出する。目標駆動力は、例えば、アクセル開度と車速に基づいて算出される。駆動力制御装置１は、自動変速機１８の変速後のギヤ段の変速比、トルクコンバータ１４のトルク比等に基づいて目標駆動力を発生させることができるトルク値を目標エンジントルク（目標駆動力に相当）として算出する。トルク比は、例えば、速度比（＝タービンランナの回転数／ポンプ（エンジン回転数））とトルク比、効率、および容量係数との関係に基づいて算出される。
【００１７】
駆動力制御装置１は、自動変速機１８の変速制御を実行する。駆動力制御装置１は、車速およびアクセル開度を変数として予め記憶された関係（変速マップや変速線図）に基づいて変速判断を行う。駆動力制御装置１は、自動変速機１８の変速を実行すべきと判断した場合には、自動変速機１８の変速を実行し、変速前のギヤ段から変速後のギヤ段へと切り替える。駆動力制御装置１は、自動変速機１８のギヤ段を目標のギヤ段へと切り替える油圧指令信号を自動変速機１８の油圧制御回路２８へ出力する。
【００１８】
変速制御としては、例えば、変速ショックや変速時間等が適切であるかを実車にて評価しつつ適合により定められた制御マップに基づいて、変速時の各係合装置のトルク容量（あるいは油圧指令値）を決定して自動変速機１８の変速を実行する手法がある。制御マップとしては、パワーオンアップシフト、パワーオフアップシフト、パワーオンダウンシフト、パワーオフダウンシフトのうちのいずれかの変速パターンに応じた制御マップが用いられる。
【００１９】
駆動力制御装置１は、各センサの検出結果に基づいて、目標クラッチトルクを算出する。駆動力制御装置１は、燃料噴射量と空気量と点火タイミングとエンジン回転数との関係によりエンジン１２が実際に発生しているエンジントルク（実駆動力に相当し、以下、実エンジントルクと呼ぶ）を算出可能なトルク換算マップを記憶しており、燃料噴射量と空気量と点火タイミングとエンジン回転数とトルク換算マップに基づいて実エンジントルクを算出する。
【００２０】
駆動力制御装置１は、各センサの検出結果に基づいて、「回転数変化量の目標値」と「出力軸トルクの目標値」を算出可能なマップなどを記憶している。駆動力制御装置１は、「回転数変化量の目標値」と「出力軸トルクの目標値」により、ギヤトレーン運動方程式を用いて目標クラッチトルクと目標エンジントルクを算出する。駆動力制御装置１は、目標クラッチトルクと目標エンジントルクを制御目標値として、エンジン１２、トルクコンバータ１４及び自動変速機１８などを制御する、モデルベース制御を行う。
【００２１】
駆動力制御装置１は、エンジン１２の燃焼モードをリーン燃焼モードと、ストイキ燃焼モードとに切り換える。リーン燃焼モードとは、理論空燃比よりも高い空燃比の混合気を燃焼させるモードをいい、ストイキ燃焼モードとは、理論空燃比の混合気を燃焼させるモードをいう。また、駆動力制御装置１は、エンジン作動条件のリーン燃焼領域を記憶している。リーン燃焼領域は、エンジン回転数、目標エンジントルク等により定められている。また、駆動力制御装置１は、スロットルバルブの開度やエンジンの点火プラグの点火時期などを制御する。
【００２２】
次に、本実施形態の駆動力制御の一例について、図２および図３を参照して説明する。図３には、パワーオンダウンシフト時の動作が示されている。図３には、（ａ）自動変速機１８の目標ギヤ段、（ｂ）アクセル開度、（ｃ）目標エンジントルク（点線で示す）及び実エンジントルク（実線で示す）、（ｄ）エンジンの燃焼モード、（ｅ）エンジンへの吸気量、（ｆ）エンジンの点火時期、（ｇ）エンジン回転数、（ｈ）出力軸２０の回転数が示されている。
【００２３】
図２に示す制御フローは、所定の間隔で繰り返し実行される。ステップＳ１０では、駆動力制御装置１により、変速中（パワーオンダウンシフト）でかつイナーシャ相であるか否かが判定される。ステップＳ１０の判定の結果、変速中（パワーオンダウンシフト）でかつイナーシャ相中であると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）には本制御フローは終了する。図３では、時刻ｔ１から時刻ｔ５の間は、変速中（パワーオンダウンシフト）中であると判定される。時刻ｔ２から時刻ｔ４の間は、イナーシャ相中であると判定される。なお、図３（ａ）には、ギヤ段を２段のみ示し、他のギヤ段を省略している。
【００２４】
ステップＳ２０では、駆動力制御装置１により、「回転数変化量の目標値」と「変速中の目標駆動力」により、ギヤトレーン運動方程式から目標クラッチトルクと目標エンジントルクが算出される。具体的には、駆動力制御装置１により、各センサの検出結果や予め記憶されたマップなどに基づいて、「回転数変化量の目標値」と「変速中の目標駆動力」が算出され、算出された「回転数変化量の目標値」と「変速中の目標駆動力」により、ギヤトレーン運動方程式を用いて目標クラッチトルクと目標エンジントルクが算出される。さらに、駆動力制御装置１により、各センサなどの検出結果、トルク換算マップなどに基づいて、実エンジントルクが算出される。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。
【００２５】
ステップＳ３０では、駆動力制御装置１により目標エンジントルク（図３（ｃ）中に点線で示す）と実エンジントルク（図３（ｃ）中に実線で示す）との差が予め定められた所定値αよりも大きいか否かが判定される。ステップＳ３０の結果、所定値αよりも大きいと判定された場合（ステップＳ３０−Ｙ）にはステップＳ４０に進み、そうでない場合（ステップＳ３０−Ｎ）には本制御フローは終了する。図３では、イナーシャ相中である時刻ｔ２と時刻ｔ４の間の時刻ｔ３には、所定値αよりも大きいと判定される。
【００２６】
ステップＳ４０では、駆動力制御装置１によりエンジン１２の燃焼モードがリーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換えられる（変更される）。すると、時刻ｔ３と時刻ｔ４の間では、エンジン回転数の増加量（図３（ｇ）中に実線で示す）が、リーン燃焼モードによる増加量（図３（ｇ）中に点線で示す）よりも多くなる。ステップＳ４０が実行されると、ステップＳ５０に進む。
【００２７】
ステップＳ５０では、駆動力制御装置１により各センサなどの検出結果などに基づいて変速が完了したか否かが判定される。ステップＳ５０の結果、変速が完了したと判定された場合（ステップＳ５０−Ｙ）にはステップＳ６０に進み、そうでない場合（ステップＳ５０−Ｎ）には本制御フローは終了する。図３では、時刻ｔ５には、変速が完了したと判定される。
【００２８】
ステップＳ６０では、駆動力制御装置１により各センサなどの検出結果などに基づいてエンジンの作動条件がリーン燃焼領域であるか否かが判定される。リーン燃焼領域であると判定された場合（ステップＳ６０−Ｙ）にはステップＳ７０に進み、そうでない場合（ステップＳ６０−Ｎ）には本制御フローは終了する。図３では、時刻ｔ６には、リーン燃焼領域であると判定される。
【００２９】
ステップＳ７０では、駆動力制御装置１によりスロットルバルブが制御されてリーン燃焼モードに必要な量まで吸気量が増加され、点火プラグが制御されてストイキ燃焼による余剰トルクを相殺（減少）することができるように点火時期が遅角される。ステップＳ７０が実行されると、ステップＳ８０に進む。
【００３０】
ステップＳ８０では、駆動力制御装置１により各センサなどの検出結果などに基づいて吸気量がリーン燃焼に必要な吸気量に到達したか否かが判定される。リーン燃焼に必要な吸気量に到達したと判定された場合（ステップＳ８０−Ｙ）にはステップＳ９０に進み、そうでない場合（ステップＳ８０−Ｎ）には本制御フローは終了する。図３では、時刻ｔ６には、リーン燃焼に必要な吸気量に到達したと判定される。
【００３１】
ステップＳ９０では、駆動力制御装置１によりエンジンの燃焼モードがリーン燃焼モードに切り換えられ、点火プラグの点火時期も元に戻される。図３では、時刻ｔ６以降には、吸気量が一定に保たれるとともに、本制御フロー中には、出力軸２０の回転数が一定に保たれる。ステップＳ９０が実行されると、本制御フローは終了する。
【００３２】
このように、本実施形態の駆動力制御装置１は、自動変速機１８による変速中に目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値αよりも大きな場合には、変速完了前のイナーシャ相中にエンジン１２の空燃比をリーン燃焼モードよりもリッチ側のストイキ燃焼モードに変更する。本実施形態の駆動力制御装置１は、リーン燃焼モード中にパワーオンダウンシフトされると、目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値αよりも大きいと、ストイキ燃焼モードに切り換える。元々、リーン燃焼モードは、ストイキ燃焼モードと比較して、同じエンジントルクを出力するために多くの吸気量を必要とする。このために、リーン燃焼モードは、過給器などの応答性なども影響して、実エンジントルクを増加させる際の応答性が低く、アクセル開度をより開いても目標エンジントルクに対して実エンジントルクの遅れが生じる。一方、ストイキ燃焼モードは、同一吸気量の場合に、リーン燃焼モードよりも大きなエンジントルクを出力できる。このために、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換えると、吸気量が同じままであっても、実エンジントルクを急増させることができる。
【００３３】
このために、駆動力制御装置１は、リーン燃焼モードでエンジン１２を燃焼させていても、ストイキ燃焼モードに切り換えるので、目標駆動力に対する実駆動力の追従性を高めることができる。
【００３４】
また、駆動力制御装置１は、自動変速機１８による変速中でかつイナーシャ相中に目標エンジントルクと実エンジントルクとの差が所定値αよりも大きいと、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換える。このために、駆動力制御装置１は、自動変速機１８のクラッチ滑りによって、実エンジントルクの急増に起因する変速ショックを抑制することができる。また、駆動力制御装置１は、自動変速機１８のクラッチ滑りによって実エンジントルクの急増に起因する変速ショックを抑制できるので、ギヤ段固定時に燃焼モードを切り換える場合よりも、リーン燃焼モードからストイキ燃焼モードに切り換える際の切り換えショックを緩和することができる。
【００３５】
さらに、駆動力制御装置１は、変速完了後に目標エンジントルクやエンジン回転数などのエンジン作動条件がリーン燃焼領域であると、エンジン１２の燃焼モードをリーン燃焼モードに切り換える。このために、駆動力制御装置１は、車両の燃量消費量が増加することを抑制することができる。また、駆動力制御装置１は、リーン燃焼モードに切り換える際には、ストイキ燃焼モード中にリーン燃焼モードに必要とされる吸気量まで増加し、実エンジントルクを抑制させるために点火時期を遅角させる。このために、駆動力制御装置１は、ストイキ燃焼モードからリーン燃焼モードに切り換える際の実エンジントルクの変化を抑制することができる。
【００３６】
また、前述した実施形態では、駆動力制御装置１は、ステップＳ１０でパワーオンダウンシフトでかつイナーシャ相中であるか否かを判定している。しかし、本発明では、これに限ることなく、駆動力制御装置１は、ステップＳ１０でパワーオンアップシフトでかつイナーシャ相中であるか否かを判定してもよい。駆動力制御装置１は、ステップＳ３０で、目標エンジントルクの変化率が所定値βよりも大きいか否かを判定してもよい。さらに、本発明では、駆動力制御装置１は、ステップＳ４０で必ずしもストイキ燃焼モードに切り換えることなく、リーン燃焼モードにおいて燃料がリッチ側（ストイキよりも空燃比が高い）に変更してもよい。
【００３７】
上記の実施形態に開示された内容は、適宜変更して実行することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  駆動力制御装置
１０  車両
１２  エンジン
１８  自動変速機（変速機）
【図１】
2015218715.tif 000003
【図２】
2015218715.tif 000004
【図３】
2015218715.tif 000005