(57)【要約】【課題】運転者が体感する要求駆動力に対応する駆動力を出力できる、車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】車両制御システムは、シートクッション荷重ＷＣおよびシートバック荷重ＷＢを検知するステップ（Ｓ１００）と、荷重ＷＣの変化量ΔＷＣおよび荷重ＷＢの変化量ΔＷＢを算出するステップ（Ｓ２００）と、荷重ＷＣの変化量ΔＷＣおよび荷重ＷＢの変化量ΔＷＢがそれぞれ定められたしきい値により規定される快適領域にあるか否かを判断するステップ（Ｓ３００）と、快適領域にないと（Ｓ３００にてＮＯ）、快適領域に入るような加速度αを算出するステップ（Ｓ４００）と、加速度αに基づいて要求トルクを算出するステップ（Ｓ５００）と、要求トルクに基づいてトルクディマンド制御を実行するステップ（Ｓ６００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシートに設けられ、シートにかかる荷重を検知するための検知手段と、
前記検知された荷重が、前記シートに着座した者が感じる加減速についての条件を満足するか否かを判断するための判断手段と、
前記条件を満足しない場合には、前記条件を満足するように、前記車両の駆動力を制御するための制御手段とを含む、車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
前記検知手段は、着座した者と接触するように、少なくともシートクッションおよびシートバックのいずれかに設けられた荷重センサであって、
前記条件は、前記荷重センサが検知した荷重の変化が予め定められた範囲内にあるか否かという条件である、請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記検知手段は、着座した者と接触するように、シートクッションおよびシートバックに少なくとも１個ずつ設けられた荷重センサであって、
前記条件は、前記荷重センサが検知した荷重の分布の変化が予め定められた範囲内にあるか否かという条件である、請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記検知手段は、着座した者と接触するように、シートクッションおよびシートバックに少なくとも１個ずつ設けられた荷重センサであって、
前記条件は、前記荷重センサが検知した荷重の合計の変化が予め定められた範囲内にあるか否かという条件である、請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記予め定められた範囲は、前記シートに着座した者が加減速に対して快適であると感じる範囲に対応する範囲である、請求項２〜４のいずれかに記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記条件を満足するような目標駆動力を算出するための手段を含み、
前記制御装置は、前記算出された目標駆動力に基づいて、車両に発生するトルクを制御するように、エンジンおよび変速機を制御するためのトルクディマンド型制御手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の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、エンジンと自動変速機とを有するパワートレーンが搭載された車両の制御装置に関し、特に、運転者が体感する要求駆動力に対応する駆動力を出力できる、車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者のアクセルペダル操作とは独立にエンジン出力トルクを制御することが可能なエンジンと自動変速機とを備えた車両において、運転者のアクセルペダル操作量や車両の運転条件等に基づいて算出された正負の目標駆動トルクを、エンジントルクと自動変速機の変速ギヤ比で実現する「駆動力制御」という考え方がある。また、「駆動力要求型」や「駆動力ディマンド型」や「トルクディマンド方式」などと呼ばれる制御手法も、これに類する。
【０００３】
トルクディマンド方式のエンジン制御装置は、アクセル操作量とエンジン回転数と外部負荷とに基づき、エンジンの目標トルクを算出し、この目標トルクに応じて燃料噴射量と供給空気量とを制御する。
【０００４】
このようなトルクディマンド方式のエンジン制御装置では、実際は、要求出力トルクに対し、エンジンやパワートレーン系でロスとなる摩擦トルクなどの損失負荷トルクを加えて、目標発生トルクとして算出し、これを実現するように燃料噴射量と供給空気量を制御することになる。
【０００５】
このトルクディマンド方式のエンジン制御装置によると、車両の制御に直接作用する物理量であるエンジンのトルクを制御の基準値とすることにより、常に一定の操縦感覚を維持できる等、運転性を向上させることができる。
【０００６】
このようなトルクディマンド方式とは別の観点から、アクセルペダルの踏み込み等のような運転者の加速意思や減速意思を示す指標に対応して、運転者の要求に合致した加速感もしくは減速感を得ることができるような無段変速機の制御方法が、特開平２−２４９７２７号公報（特許文献１）に開示されている。この無段変速機の制御方法は、アクセルペダル踏み込み量等のような運転者の加速意思・減速意思を示す指標および車速を示す指標に対応して目標到達加速度を設定し、無段変速機を駆動するエンジンの余裕馬力に基づいて現在の計算加速度を算出し、目標到達加速度と現在の計算加速度との差に対応して、現在の加速度を目標到達加速度まで所望の特性で変化させるために必要な目標加速度を設定し、この目標加速度が得られるようにエンジンのスロットル制御および無段変速機の変速制御を行なわせることを特徴とする。
【０００７】
この無段変速機の制御方法によると、アクセルペダルの踏み込み等のような運転者の加速意思・減速意思を示す指標変化に対して、車両の加速度（減速度）を、所望の特性となるように直接制御するので、運転者のアクセルペダル操作に伴う加速要求に合致した走行が実現できる。すなわち、運転者が加速変化・減速変化を感じる加速度（減速度）を目標値として変速制御およびスロットル制御を行なうので、運転者の要求に合致した所望の特性が確実に実現する。なお、この場合において、目標加速度の設定に際し、加速度センサ、車速センサ等の実測値に基づく加速度を用いずに、エンジンの余裕馬力に基づいて計算される計算加速度が用いられる。
【特許文献１】特開平２−２４９７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、エンジンの余裕馬力を用いて算出された目標加速度であっても、加速度センサ、車速センサ等の実測値に基づいて算出された目標加速度であっても、いずれであっても車両に作用する加速度であって、運転者が体感する加速度ではない。そのため、運転者が体感したい加速度とは異なる場合には、運転者には加速フィーリング・減速フィーリングに対して違和感が発生する。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、運転者が体感する要求駆動力に対応する駆動力を出力できる、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】
【００１０】
第１の発明に係る車両の駆動力制御装置は、車両のシートに設けられ、シートにかかる荷重を検知するための検知手段と、検知された荷重が、シートに着座した者が感じる加減速についての条件を満足するか否かを判断するための判断手段と、条件を満足しない場合には、条件を満足するように、車両の駆動力を制御するための制御手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、シートに着座した者が感じる加減速について、検知された、シートにかかる荷重に基づいて判断される。たとえば、シートバックにかかる運転者の荷重を検知して、その荷重の変化が大き過ぎると要求トルクを小さくして、その荷重の変化が小さ過ぎると要求トルクを大きくして、加速度を制御できる。このようにすると、車両を発進させようとしたり、加速させようとしたときには、運転者が実際に感じる体感加速度を運転者が着座したシートの荷重の変化に基づいて判断でき、体感加速感が快適領域にないときには快適領域に入るように要求トルクを変化させてエンジンやパワートレーンを制御する。その結果、運転者が体感する要求駆動力に対応する駆動力を出力できる、車両の駆動力制御装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る車両の駆動力制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検知手段は、着座した者と接触するように、少なくともシートクッションおよびシートバックのいずれかに設けられた荷重センサであって、条件は、荷重センサが検知した荷重の変化が予め定められた範囲内にあるか否かという条件である。
【００１３】
第２の発明によると、シートに着座した者が感じる加減速の良否が、荷重センサにより検知された荷重の変化に基づいて判断される。たとえば、シートバックにかかる運転者の荷重を検知したり、シートクッションにかかる運転者の荷重を検知したり、それらの荷重の変化を検知したりする。その荷重の変化が大き過ぎると要求トルクを小さくして、その荷重の変化が小さ過ぎると要求トルクを大きくして、加速度を制御することができる。
【００１４】
第３の発明に係る車両の駆動力制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検知手段は、着座した者と接触するように、シートクッションおよびシートバックに少なくとも１個ずつ設けられた荷重センサであって、条件は、荷重センサが検知した荷重の分布の変化が予め定められた範囲内にあるか否かという条件である。
【００１５】
第３の発明によると、シートに着座した者が感じる加減速の良否が、荷重センサにより検知された荷重の分布に基づいて判断される。たとえば、シートクッションとシートバックとにかかる運転者の荷重の分布や比率を検知する。その荷重の分布の変化が大き過ぎると要求トルクを小さくして、その荷重の変化が小さ過ぎると要求トルクを大きくして、加速度を制御することができる。
【００１６】
第４の発明に係る車両の駆動力制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検知手段は、着座した者と接触するように、シートクッションおよびシートバックに少なくとも１個ずつ設けられた荷重センサであって、条件は、荷重センサが検知した荷重の合計の変化が予め定められた範囲内にあるか否かという条件である。
【００１７】
第４の発明によると、シートに着座した者が感じる加減速の良否が、荷重センサにより検知された荷重の合計に基づいて判断される。たとえば、シートクッションとシートバックとにかかる運転者の荷重の合計を検知する。その荷重の合計の変化が大き過ぎると要求トルクを小さくして、その荷重の合計の変化が小さ過ぎると要求トルクを大きくして、加速度を制御することができる。
【００１８】
第５の発明に係る車両の駆動力制御装置においては、第２〜４のいずれかの発明の構成に加えて、予め定められた範囲は、シートに着座した者が加減速に対して快適であると感じる範囲に対応する範囲である。
【００１９】
第５の発明によると、シートに着座した者が加減速に対して快適であると感じる範囲に対応するので、良好な体感加速度を実現できる。
【００２０】
第６の発明に係る車両の駆動力制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、条件を満足するような目標駆動力を算出するための手段を含む。この制御装置は、算出された目標駆動力に基づいて、車両に発生するトルクを制御するように、エンジンおよび変速機を制御するためのトルクディマンド型制御手段をさらに含む。
【００２１】
第６の発明によると、トルクディマンド型制御により、運転者の要求駆動力に対応する駆動力を出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２３】
図１を参照して、本実施の形態に係る車両制御システム１０００の全体ブロックについて説明する。なお、制動系、操舵系、サスペンション系などは、図示を省略している。
【００２４】
車両制御システム１０００は、アクセル操作入力検知部１１００と、ＰＤＲＭ（Power Train Driver Model）１２００と、ＰＴＭ（Power Train Manager）１４００、エンジン制御部１６００および変速（ＥＣＴ（Electronically Controlled Automatic Transmission））制御部１７００とから構成される。
【００２５】
アクセル操作入力検知部１１００は、運転者がエンジントルクの要求値を入力する、最も一般的なデバイスであるアクセルペダルの開度を検知する。ここで、検知されたアクセルペダル開度（以下、アクセル開度を記載する場合がある）は、ＰＤＲＭ１２００に出力される。
【００２６】
ＰＤＲＭ１２００は、ドライバモデル１２１０と調停部１２２０とを含む。アクセル操作入力検知部１１００で検知されたアクセル開度に基づいて、エンジンの基準スロットル開度を、マップや関数から算出する。このマップや関数は、非線形なものである。調停部１２２０は、たとえばクルーズコントロールなどの運転支援部１３００において算出されたエンジンの要求スロットル開度と、ドライバモデル１２１０にて算出された基準スロットル開度とを調停する。なお、調停部１２２０は、たとえば、そのときの車両の状態に基づいて、運転支援部１３００において算出された要求スロットル開度と、ドライバモデル１２１０にて算出された基準スロットル開度とのいずれか一方を優先させたりする関数や、いずれか大きい開度を選択する関数や、いずれか小さい開度を選択する関数等で実現される。
【００２７】
ＰＴＭ１４００は、調停部１４１０と、エンジントルク要求部１４２０と、ＥＣＴのギヤ段決定部１４３０とを含む。
【００２８】
調停部１４１０は、体感加速度補償部１５００において算出されたエンジンの要求スロットル開度と、ＰＤＲＭ１２００にて算出された要求スロットル開度とを調停する。なお、調停部１４１０も調停部１２２０と同様に、たとえば、そのときの車両の状態に基づいて、体感加速度補償部１５００において算出されたエンジンの要求スロットル開度と、ＰＤＲＭ１２００にて算出された要求スロットル開度とのいずれか一方を優先させたりする関数や、いずれか大きい開度を選択する関数や、いずれか小さい開度を選択する関数等で実現される。調停部１４１０で調停された要求スロットル開度に基づいて、エンジントルク要求部１４２０において要求エンジントルクＴＥＲＥＱおよび要求エンジン回転数ＮＥＲＥＱが算出され、ギヤ段決定部１４３０においてギヤ段が決定される。これらについての詳細は後述する。なお、体感加速度補償部１５００は、ブレーキ制御・車両運動補償部として機能させて、たとえばＶＳＣ（Vehicle Stability Control）やＶＤＩＭ（Vehicle Dynamics Integrated Management）などを含ませるようにしてもよい。
【００２９】
エンジン制御部１６００は、ＰＴＭ１４００から入力された、要求エンジントルクＴＥＲＥＱおよび要求エンジン回転数ＮＥＲＥＱに基づいてエンジンを制御する。変速制御部１７００は、ＰＴＭ１４００から入力された、ギヤ段に基づいてＥＣＴを制御する。なおお、以下の説明では、ＥＣＴは、有段の歯車式自動変速機であるとして説明するが、自動変速機はＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）であってもよく、その場合、ギヤ段はギヤ比となる。また、いずれの自動変速機であってもトルクコンバータを備えている。トルクコンバータは、その入力側（ポンプ側）がエンジンの出力軸に接続され、その出力側（タービン側）が自動変速機の入力軸に接続されている。
【００３０】
図２を参照して、図１のＰＴＭ１４００の制御ブロックについて説明する。
図１の調停部１４１０が図２にも調停部１４１０として記載されている。体感加速度補償部１５００からの要求トルクに基づいてエンジン特性から要求スロットル開度が算出され、この要求スロットル開度とＰＤＲＭ１２００にて算出された基準スロットル開度との間の調停を、調停部１４１０が実行する。
【００３１】
体感加速度補償部１５００は、運転者のシート１５０１のシートクッション１５０２に埋め込まれた荷重センサ１５０４と、シートバック１５０６に埋め込まれた荷重センサ１５０８とから、シートクッション荷重ＷＣとシートバック荷重ＷＢとが入力される。
【００３２】
荷重センサ１５０４および荷重センサ１５０８は、着座した者と接触するように、シートクッションおよびシートバックに設けられている。また、シートクッションおよびシートバックのいずれか一方のみに設けるようにしてもよい。
【００３３】
これらの荷重センサ１５０４、１５０８により検知された、運転者の荷重の変化量（時間偏差、時間微分）が予め定められた体感快適領域を示すしきい値の範囲に包含されていれば、体感加速度補償部１５００は、要求トルクを特に算出しない。運転者の荷重の変化量が体感快適領域を示すしきい値の範囲に包含されていなければ、体感加速度補償部１５００は、要求トルクを算出する。なお、体感する加速度には減速もあるので、しきい値は、加速側と減速側とでそれぞれ設定されている。
【００３４】
調停部１４１０で調停された要求スロットル開度に基づいて、現在タービン回転数（現在ＮＴ）を用いてトルクコンバータ結合線図から基準エンジントルクが算出されるか、変速後の同期タービン回転数（同期ＮＴ）を用いてトルクコンバータ結合線図から基準エンジントルクＴＥが算出される。なお、本実施の形態に係る駆動力制御装置である車両制御システム１０００においては、この基準エンジントルクＴＥを算出する場合に、現在タービン回転数ＮＴを用いるのか、変速後の同期タービン回転数ＮＴを用いるのかを、選択している。
【００３５】
なお、調停部１４１０で調停された要求スロットル開度に基づいて、変速判断部でＥＣＴのギヤ段が決定される。この変速判断部は、ＡＩ（Artificial Intelligence）制御機能を含む。
【００３６】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置である車両制御システム１０００において実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００３７】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、車両制御システム１０００の体感加速度補償部１５００は、シートクッション荷重ＷＣおよびシートバック荷重ＷＢを、荷重センサ１５０４および荷重センサ１５０８からそれぞれ入力された信号に基づいて、検知する。Ｓ２００にて、車両制御システム１０００の体感加速度補償部１５００は、荷重ＷＣの変化量ΔＷＣおよび荷重ＷＢの変化量ΔＷＢを算出する。たとえば、荷重Ｗの変化量ΔＷは、１サイクル前の荷重Ｗとの偏差を求めることにより算出してもよいし、時間微分を求めることにより算出するようにしてもよい。
【００３８】
Ｓ３００にて、車両制御システム１０００の体感加速度補償部１５００は、荷重ＷＣの変化量ΔＷＣがΔＷＣしきい値（１）とΔＷＣしきい値（２）との間の体感快適領域の範囲内にあって、かつ、荷重ＷＢの変化量ΔＷＢがΔＷＢしきい値（１）とΔＷＢしきい値（２）との間の体感快適領域の範囲内にあるか否かを判断する。荷重ＷＣの変化量ΔＷＣがΔＷＣしきい値（１）とΔＷＣしきい値（２）との間の体感快適領域の範囲内にあって、かつ、荷重ＷＢの変化量ΔＷＢがΔＷＢしきい値（１）とΔＷＢしきい値（２）との間の体感快適領域の範囲内にあると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ４００へ移される。
【００３９】
Ｓ４００にて、車両制御システム１０００の体感加速度補償部１５００は、ΔＷＣしきい値（１）、ΔＷＣしきい値（２）、ΔＷＢしきい値（１）、ΔＷＢしきい値（２）により定められる快適領域に入るような加速度αを算出する。Ｓ５００にて、車両制御システム１０００の体感加速度補償部１５００は、算出された加速度αに基づいて要求トルクを算出する。
【００４０】
Ｓ６００にて、車両制御システム１０００は、体感加速度補償部１５００からの要求トルクを用いて、トルクディマンド制御を実行する。
【００４１】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る制御装置である車両制御システム１０００を搭載した車両の動作について説明する。以下、車両が加速する場合について説明するが、減速の場合も同じである。
【００４２】
車両の運転者がシートに着座すると、シートクッション１５０２に設けられた荷重センサ１５０４およびシートバック１５０６に設けられた荷重センサ１５０８により、シートにかかる荷重であるシートクッション荷重ＷＣおよびシートバック荷重ＷＢが検知される（Ｓ１００）。
【００４３】
シートクッション荷重ＷＣの変化量ΔＷＣおよびシートバック荷重ＷＢの変化量ΔＷＢが算出されて（Ｓ２００）、これらの変化量ΔＷＣおよび変化量ΔＷＢに基づいて、運転者の体感加速度が快適領域に入っているか否かが判断される（Ｓ３００）。すなわち、荷重の方向が異なる２つの荷重に基づいて、それらの荷重の変化量が快適領域に入っているか否かを判断することにより、車両の運転者が体感する加速感が好ましいもの（すなわち、運転者の加速フィーリングに合致するもの）であるか否かを判断できる。
【００４４】
荷重の変化量が快適領域に入っていないと（Ｓ３００にてＮＯ）、快適領域に入るような加速度αが算出される（Ｓ４００）。このとき、体感加速度補償部１５００は、より強く運転者がシートに押し付けられていることに対応するような２方向の荷重の変化が見られると、加速度が大き過ぎるので加速度を減らすような要求トルクを算出する（Ｓ５００）。また、逆に、体感加速度補償部１５００は、より弱く運転者がシートに押し付けられていることに対応するような２方向の荷重の変化が見られると、加速度が小さ過ぎるので加速度を増やすような要求トルクを算出する（Ｓ５００）。
【００４５】
このようにして算出された要求トルクに基づいて、トルクディマンド制御が実行されて、所望の体感加速度に修正される（Ｓ６００）。
【００４６】
以上のようにして、車両を発進（停止）させようとしたり、加速（減速）させようとしたときには、運転者がイメージする加速感（減速感）に合致するように（合致する分だけ）アクセルペダルを踏む（戻してブレーキペダルを踏む）。このようにしても、様々な要因で運転者が実際に感じる体感加速度（体感減速度）が快適でない場合がある。これを運転者が着座したシートの荷重の変化に基づいて判断して、快適領域にないときには体感加速度（体感減速度）が快適領域に入るように要求トルクを変化させてトルクディマンド制御を実行する。特に、２方向の荷重の変化に基づいて判断すると、的確に体感加速度（体感減速度）を把握することができる。これに基づいて要求トルクを変更してトルクディマンド制御するので、運転者が要求する加速感（減速感）を実現することができる。
【００４７】
なお、荷重センサを１つにしてもよい。この場合には、図３のフローチャートのＳ３００の処理における条件がいずれか一方のみになる。
【００４８】
さらに、以下のような変形例も考えられる。
シートクッションに設けられた荷重センサ１５０４が検知した荷重と、シートバックに設けられた荷重センサ１５０８が検知した荷重との荷重の分布を検知して、この分布の変化が予め定められた範囲内にあるか否かに基づいて、体感加速度が快適領域にあるか否かを判断するようにしてもよい。
【００４９】
また、シートクッションに設けられた荷重センサ１５０４が検知した荷重と、シートバックに設けられた荷重センサ１５０８が検知した荷重との合計の変化が予め定められた範囲内にあるか否かに基づいて、体感加速度が快適領域にあるか否かを判断するようにしてもよい。
【００５０】
また、シートクッション１５０２に複数個の荷重センサ１５０４を設けて、これらの平均値をシートクッション１５０２側の荷重として、シートバック１５０６に複数個の荷重センサ１５０８を設けて、これらの平均値をシートバック１５０６側の荷重として、用いるようにしてもよい。また、平均値ではなく、複数個の荷重センサを用いて、シートクッション１５０２側の荷重分布を算出したり、シートバック１５０６側の荷重分布を算出するようにしてもよい。
【００５１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施の形態に係る車両制御システムの全体ブロック図である。
【図２】図１のパワートレーンマネージャの制御ブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る車両制御システムで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１０００  車両制御システム、１１００  アクセル操作検知部、１２００  ＰＤＲＭ、１２１０  ドライバモデル、１２２０  調停部、１３００  運転支援部、１４００  ＰＴＭ、１４１０  調停部、１４２０  エンジントルク要求部、１４３０  ギヤ段決定部、１５００  体感加速度補償部、１６００  エンジン制御部、１７００  変速制御部。
【図１】
2007153160.tif 000003
【図２】
2007153160.tif 000004
【図３】
2007153160.tif 000005