(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の加減速度が目標加減速度に一致するようにフィードバック制御を行うと共に、駆動力と車輪速度とに基づいて道路勾配を求め、その道路勾配に基づいて目標加減速度を補正する駆動力制御装置において、車両の走行速度が所定値以下になったら、それ以前の道路勾配を保持し、その保持された道路勾配に基づいて目標加減速度を補正することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
車両の加減速度が目標加減速度に一致するようにフィードバック制御を行う駆動力制御装置において、駆動力と車輪速度とに基づいて道路勾配を検出する道路勾配検出手段と、前記道路勾配検出手段で検出された道路勾配に基づいて前記目標加減速度を補正する目標加減速度補正手段と、車両の走行速度を検出する走行速度検出手段とを備え、前記道路勾配検出手段は、前記走行速度検出手段で検出された車両の走行速度が所定値以下になったときには、それ以前に検出された道路勾配を保持することを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項３】
車両の走行している走行路が変更されたことを検出する走行路変更検出手段を備え、前記道路勾配検出手段は、前記走行路変更検出手段で走行路の変更が検出されたときには、検出された道路勾配を初期化す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】
操舵角度を検出する操舵角度検出手段を備え、前記走行路変更検出手段は、前記操舵角度検出手段で検出された操舵角度が所定値以上であるときに走行路が変更されたことを検出することを特徴とする請求項３に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
車両の旋回角度を検出する旋回角度検出手段を備え、前記走行路変更検出手段は、前記旋回角度検出手段で検出された車両の旋回角度が所定値以上であるときにＵターンによって走行路が変更されたことを検出し、前記目標加減速度補正手段は、前記走行路変更検出手段でＵターンによる走行路の変更が検出されたときに前記保持されている道路勾配の傾斜を逆向きにすることを特徴とする請求項３に記載の駆動力制御装置。
【請求項６】
方向指示装置の操作を検出する方向指示装置操作検出手段を備え、前記走行路変更検出手段は、前記方向指示装置操作検出手段で方向指示装置の操作が検出されたときに走行路の変更を検出することを特徴とする請求項３乃至５の何れか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、車両の加減速度を目標加減速度に一致させるように駆動力を制御する駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような駆動力制御装置としては、例えば特開２００１−１７３４７４号公報に記載されるものがある。この駆動力制御装置では、道路勾配に比例する道路勾配抵抗力を駆動輪の加速度、つまり車輪回転速度の微分値と駆動力とから検出し、当該道路勾配抵抗力に応じて目標加減速度を補正する。つまり、道路勾配抵抗力が増加する上り坂では目標加減速度を減少し、道路勾配抵抗力が減少する下り坂では目標加減速度を増加し、その目標加減速度に車両の加減速度が一致するようにエンジントルクと変速比とをフィードバック制御する。この駆動力制御装置によれば、道路勾配から感じる運転者の加減速感を実際の道路勾配に合わせることで違和感を解消しようとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の駆動力制御装置では、車両の走行速度が小さいときには車輪回転速度の検出精度が低下するので、路面勾配の推定精度も低下する。また、車両が完全に停車してしまうと、路面勾配の推定が困難である。
本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、路面勾配を適切に推定し続けることが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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明の駆動力制御装置は、車両の加減速度が目標加減速度に一致するようにフィードバック制御を行うと共に、駆動力と車輪速度とに基づいて道路勾配を求め、その道路勾配に基づいて目標加減速度を補正する駆動力制御装置において、車両の走行速度が所定値以下になったら、それ以前の道路勾配を保持し、その保持された道路勾配に基づいて目標加減速度を補正することを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の効果】
而して、本発明の駆動力制御装置によれば、車両の走行速度が小さくなり、それが所定値以下になったときには、それ以前の道路勾配を保持し、その保持された道路勾配に基づいて目標加減速度を補正する構成としたため、車両の走行速度が小さくなって路面勾配の推定精度が低下するような状況であっても、その直前の道路勾配に基づいて目標加減速度が補正されるので、加減速度が大幅に変動することがない。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の駆動力制御装置を車両の加減速度制御装置に適用した第１実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の加減速度制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。図中、符号１はエンジン、符号２は無段変速機、符号３はエンジン１と無段変速機２との間に介装されたロックアップ機構付きトルクコンバータ、符号４は駆動輪である。エンジン１は、スロットルアクチュエータ１１によってスロットルバルブ１２の開度を調整し、吸入空気量を制御することによりエンジントルクを制御することができるように構成されている。また、前記無段変速機２は、所謂ベルト式無段変速機であり、プライマリプーリ（入力側プーリ）１３とセカンダリプーリ（出力側プーリ）１４の夫々のベルト接触半径を制御することにより変速比を制御することができるように構成されている。そして、この無段変速機２のセカンダリプーリ１４は、最終減速機１５を介して駆動輪４に連結されている。また、前記トルクコンバータ３は、ロックアップクラッチ１６を備えている。
【０００７】
前記エンジン１は、エンジンコントローラ７によって制御される。そのため、エンジン１の回転速度を検出するためのクランク角センサ２１を備え、その検出値に基づいてエンジン１の運転状態を制御する。また、前記無段変速機２及びトルクコンバータ３のロックアップクラッチ１６は変速機コントローラ５によって制御される。そのため、前記プライマリプーリ１３の回転速度、即ち変速機入力軸回転数を検出するプライマリ速度センサ２２及び変速機出力軸回転数であり、車両の走行速度でもあるセカンダリプーリ１４の回転速度を検出するセカンダリ速度センサ２３を備え、その検出値に基づいて無段変速機２の変速比及びロックアップクラッチ１６の締結状態を制御する。ちなみに、本実施形態では、ロックアップクラッチ１６は極低速域でのみ解放され、停止・発進を可能とする以外は、ほとんどの速度域で締結される。
【０００８】
更に、この車両は、自車両の加減速度を制御するための加減速度コントローラ６を備えている。この加減速度コントローラ６は、前記エンジントルクコントローラ７や変速機コントローラ５と高速通信線で接続され、それらの情報及びアクセルセンサ２４で検出されるアクセル開度及び車輪速度センサ２５で検出される車輪速度及び操舵角度センサ２６で検出される操舵角度及び方向指示スイッチ２７の作動状態及びブレーキスイッチ２８の作動状態に基づいて自車両の加減速度を制御する。具体的には、目標とする加減速度及び変速比と実際の加減速度及び変速比との差に基づいて、変速機入力トルク及び変速比の目標値を設定し、それらを夫々エンジンコントローラ４及び変速機コントローラ５に向けて出力して、自車両の加減速度を制御する。従来のエンジントルクコントローラは、アクセル開度とエンジン回転速度とに応じてエンジントルクを制御し、従来の変速機コントローラは、アクセル開度とエンジン回転速度と走行速度とに基づいて変速比を制御しており、運転者の要求する加減速感と燃費とは或る程度両立されていたが、加減速感と燃費とのさらなる向上を図るために、車両全体を考慮した加減速度コントローラを設け、そこで算出設定された変速機入力トルク、即ちエンジントルクと変速比とに応じてそれらを制御するようにした。なお、各コントローラは、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成されている。
【０００９】
この車両では、加減速度制御システムが図２のように構成されている。図中のプラントモデル３４は自車両である。自車両の出力は、加減速度αw と変速機入力軸回転速度ωp である。例えば、アクセル開度Ａp0と走行速度、即ち車輪速度Ｖw とから目標加減速度α* w が決まると共に、エンジン回転速度、即ち変速機入力軸回転速度及びエンジントルク、即ち変速機入力トルクとから目標変速機入力軸回転速度ω* p が決まるとすると、フィードフォワード補償器３１では、伝達関数ＧFF(s) に従って、前記目標加減速度α* p から目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ff及び目標変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffを算出設定する。一方、規範モデル部３２では、所定の規範モデルＧM (s) に従って、規範加減速度αw-ref 及び規範変速機入力軸回転速度ωp-ref を算出設定し、夫々から加減算器３５、３６で前記加減速度αw 及び変速機入力軸回転速度ωp を減じて加減速度差Δαw 及び変速機入力軸回転速度差（−Δωp ）を算出する。フィードバック補償器３３では、この加減速度差Δαw 及び変速機入力軸回転速度差（−Δωp ）に対し、所定の伝達関数ＧFB(s) に従って、目標変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fb及び目標変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbを算出設定する。そして、前記目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ffと目標変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbとを加算機３７で加算して目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p を算出し、前記目標変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffと目標変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbとを加算機３８で加算して目標変速比指令値Ｉ* p を算出する。
【００１０】
図３は、前記プラントモデル３４である車両モデルと前記規範モデル部３２のうち前記目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p から規範変速機入力軸回転速度ωp-ref を算出する規範変速機入力軸回転速度算出部３２ａ及び前記加減算器３６とを示したものである。まず、前記プラントモデル３４である車両では、上下限リミッタ３０１で、変速機入力軸回転速度ωp に応じて前記目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p を規制し（実質的には前記フィードバック補償器３３内で行われる）、その値が一次遅れ系のエンジントルク制御系３０２を介して変速機入力トルクＴp となる。一方、もう一つの上下限リミッタ３０３で、車輪速度Ｖw に応じて目標変速比指令値Ｉ* p を規制し（実質的には前記フィードバック補償器３３内で行われる）、その値が一次遅れ系の変速比制御系３０４を介して変速比Ｉp 及び変速比変化率Ｉ' p となる。前記車輪速度Ｖw を、除算器３０５で、タイヤ有効半径で除すと車輪角速度ωw が得られるので、この車輪角速度ωw と前記変速比変化率Ｉ' p とを乗算器３０６で乗じ、更に乗算器３０７で駆動系イナーシャＪ1 と最終減速比Ｉf とを乗じてイナーシャトルクＴine となる。
【００１１】
従って、前記変速機入力トルクＴp からイナーシャトルクＴine を加減算器３０８で減じた値が駆動トルクＴw となる。この駆動トルクＴw に、乗算器３０９で、前記変速比Ｉp を乗じ、更に乗算器３１０で、最終減速比Ｉf を乗じ且つタイヤ有効半径Ｒで除すことによって駆動力Ｆw となる。また、走行抵抗系３１１では、車輪速度Ｖw に応じた走行抵抗力Ｆr が得られるから、前記駆動力ＦW から、加減算器３１２で走行抵抗力Ｆr を減じた値が車輪駆動力Ｆd となり、これを除算器３１３で、車両質量Ｍで除すことにより車輪加速度αw となり、更に積分器３１４で積分して車輪速度Ｖw となる。また、前記変速比Ｉp に、乗算器３１６で、前記車輪角速度ωw を乗じ、更に乗算器３１７で、最終減速比Ｉf を乗じて変速機入力軸回転速度ωp となる。なお、本実施形態では、前記車輪速度Ｖw をバンドパスフィルタ３１５に通して車輪加減速度αwfを算出する。
【００１２】
一方、前記規範変速機入力軸回転速度算出部３２ａでは、前述のようにエンジントルク制御系３０２を介して目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p が変速機入力トルクＴp となるから、この変速機入力トルクＴp から、目標変速機入力軸回転速度設定部３１８で、エンジン運転拘束マップに従って、目標変速機入力軸回転速度ω* p を算出設定し、この目標変速機入力軸回転速度ω* p を一次遅れ系の規範モデル部３１９で規範化して前記規範変速機入力軸回転速度ωp-ref が得られる。なお、このエンジン運転拘束マップについては後段に詳述する。
【００１３】
図４は、前記フィードフォワード補償器３１を示したものである。このフィードフォワード補償器３１では、まず前記目標加減速度α* w に、乗算器４０１で車両質量Ｍを乗じて目標車輪駆動力Ｆ* d が得られる。一方、平坦路走行抵抗力算出部４０２で平坦路走行抵抗マップに従って、車輪速度Ｖw に応じた平坦路走行抵抗力Ｆr を算出し、この平坦路走行抵抗力Ｆr と前記目標車輪駆動力Ｆ* d とを加算器４０３で加算して目標駆動力Ｆ* w が得られる。この目標駆動力Ｆ* w に対し、乗算器４０４で、タイヤ有効半径Ｒを乗じ且つ最終減速比Ｉf で除し、更に減算器４０５で、変速比Ｉp で除すことにより、フィードフォワード制御用目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p0が得られる。フィードフォワード制御用目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p0の算出式を下記１式に示す。
【００１４】
【数１】
0004059009.tif 000002
【００１５】
そして、加減速度モデルマッチング補償器４０６により、前記フィードフォワード制御用目標変速機入力トルク指令値Ｔ* p0から変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ffが得られる。加減速度モデルマッチング補償器４０６の伝達関数ＧFF-1(s) を下記２式に示す。この加減速度モデルマッチング補償器４０６は、加減速度に関する規範モデルを用いて規範化する（式中の分母）と共に、出力の先方にある一次遅れ系の変速機入力トルク制御系、つまりエンジントルク制御系の応答遅れの逆数（式中の分子）を乗じて位相合わせを行っている。なお、式中のｓはラプラス演算子、τeng はエンジントルク制御系の応答遅れ時定数、ωr 、ζr は目標加減速度α* p に対する加減速度αp の規範モデル応答（二次遅れモデル）のカットオフ周波数とダンピング定数である。
【００１６】
【数２】
0004059009.tif 000003
【００１７】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記２ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ffを算出する。なお、式中のMTN0、MTN1、MTN2、MTD1、MTD2は、前記時定数τeng 、カットオフ周波数ωr 、ダンピング定数ζr 、演算処理のサンプリング周期ΔＴから決まる定数である。また、(k) は今回値、(k-1) は前回値、(k-2) は前々回値を示す。
【００１８】
【数３】
0004059009.tif 000004
【００１９】
一方、前記目標駆動力Ｆ* w と車輪速度Ｖw とを乗算器４０７で乗じると目標エンジンパワー（出力）Ｐ* が得られるので、目標変速機入力回転速度設定部４０８では前述したエンジン運転拘束マップを用いて当該目標エンジンパワーＰ* を達成し且つ最適な燃費が得られる目標変速機入力回転速度ω* p を算出設定する。目標エンジンパワーＰ* の算出式を下記３式に示す。
【００２０】
【数４】
0004059009.tif 000005
【００２１】
従って、除算器４０９で、この目標変速機入力回転速度ω* p を前記車輪速度Ｖw で除し、更に乗算器４１０で、タイヤ有効半径Ｒを乗じ且つ最終減速比Ｉf で除して、フィードフォワード制御用目標変速比Ｉ* p0が得られる。フィードフォワード制御用目標変速比Ｉ* p0の算出式を下記４式に示す。
【００２２】
【数５】
0004059009.tif 000006
【００２３】
そして、変速比モデルマッチング補償器４１１により、前記フィードフォワード制御用目標変速比Ｉ* p0から変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffが得られる。変速比モデルマッチング補償器４１１の伝達関数ＧFF-2(s) を下記５式に示す。この変速比モデルマッチング補償器４１１は、変速比に関する規範モデルを用いて規範化する（式中の分母）と共に、出力の先方にある一次遅れ系の変速比制御系の応答遅れの逆数（式中の分子）を乗じて位相合わせを行っている。なお、式中のτcvt は変速比制御系の応答遅れ時定数、τref-wpは目標変速機入力軸回転速度ω* p に対する変速機入力軸回転速度ωp の規範モデル応答（一次遅れモデル）の時定数である。
【００２４】
【数６】
0004059009.tif 000007
【００２５】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記５ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffを算出する。なお、式中のMIN0、MIN1、MID1は、前記時定数τcvt 、τref-wp、演算処理のサンプリング周期ΔＴから決まる定数である。
【００２６】
【数７】
0004059009.tif 000008
【００２７】
次に、前記エンジン運転拘束マップについて図５を用いて説明する。例えば、図のように横軸にエンジン回転数ωe （＝変速機入力回転速度ωp ）をとり、縦軸にエンジントルクＴe （＝変速機入力トルクＴp ）をとると、同等のエンジンパワー（出力）を結んだ等出力線（図では破線）や、最適燃費点を中心とする等燃料消費線（図では一点鎖線）が描ける。等出力線上の最適燃費点を連続した曲線が最適燃費運転線となる。一般に、昨今のエンジンでは、アクセルオフの状態で燃料を噴射しないので、最適燃費点や等燃費線はエンジントルクＴe が正の領域にのみ存在する。従って、最適燃費運転線もエンジントルクＴe が正の領域にしか存在しない。逆に、エンジントルクＴe が負の領域では、エンジンブレーキトルクとエンジン回転速度との関係を示すエンジンブレーキ特性線が表れる。前述のように、エンジントルクＴe が負の領域では燃料を噴射しないので、エンジンブレーキトルクを制御するためにはエンジン回転速度を制御する必要がある。本実施形態では、変速機に無段変速機を用いているので、任意の走行速度で所望するエンジンブレーキトルクを得るためには、無段変速機の変速比を制御すればよい。これらの曲線の関係を、燃費を考慮してマップ化したものがエンジン運転拘束マップである。
【００２８】
次に、本実施形態でのフィードバック補償器３３の設計手法を簡潔に説明する。前述した図３の非線形制御対象モデルを、変速機入力トルク指令値Ｔ* p 、変速比指令値Ｉ* p の二入力、加減速度αw 、変速機入力軸回転速度差Δωp の二出力の非線形制御対象モデルであると仮定する。本実施形態では、フィードバック制御系の安定性を確保する目的で、前記検出部や一部制御部を車両モデルと組合せて制御対象モデルとしている。この非線形制御対象モデルを、特定の動作点で線形近似を行って、制御系設計用の線形近似制御対象モデルを導出する。「ロバスト制御理論」の一つである「μシンセシス」を用いてフィードバック補償器を設計するためには、更に変動要素をモデル化して一般化プラントモデルに拡張する必要があるが、ここではその詳細は割愛する。
【００２９】
前記フィードバック補償器３３への入力は、前述のように加減速度差Δαw 、変速機入力軸回転速度差（−Δωp ）であるから、出力変速機入力トルク指令値Ｔ* p 、変速比指令値Ｉ* p を当該フィードバック補償器３３の伝達関数ＧFB(s) で示すと下記６式となり、当該伝達関数ＧFB(s) の各要素は７式で表れる。
【００３０】
【数８】
0004059009.tif 000009
【００３１】
実際の車両諸元、或いは要求する応答特性を代入し、前記「μシンセシス」によって各要素Ｇ11(s) 〜Ｇ22(s) を求めると、下記８式〜１１式のように表れる。
【００３２】
【数９】
0004059009.tif 000010
【００３３】
これら各要素Ｇ11(s) 〜Ｇ22(s) を子細に考察すると、極が虚軸上又はその近傍にある部分が存在する。この虚軸上又はその近傍にある極は、応答の遅い極であり、目標値と実際値との差を蓄積する、換言すれば積分的特性を持つ部分であるといえる。そこで、前記７式のフィードバック補償器の伝達関数を、積分的特性を有する部分ＧA (s) と、それ以外の部分ＧB (s) とに分離し、下記１２式のように表す。
【００３４】
【数１０】
0004059009.tif 000011
【００３５】
具体的な要素Ｇ11-A(s) 〜Ｇ22-A(s) 、Ｇ11-B(s) 〜Ｇ22-B(s) は下記１３式〜２０式で表れる。
【００３６】
【数１１】
0004059009.tif 000012
【００３７】
そして、前記加減速度αw 及び変速機入力軸回転速度差（−Δωp ）に前記積分的特性を有さない要素Ｇ11-B(s) 〜Ｇ22-B(s) を施した要素をｘ11〜ｘ22とし、これらの要素に前記積分的特性を有する要素Ｇ11-A(s) 〜Ｇ22-A(s) をｙ11〜ｙ22とすると、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fb、変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbは、夫々、下記２１式、２２式で表れる。
【００３８】
【数１２】
0004059009.tif 000013
【００３９】
次に、前記フィードフォワード補償器３１及びフィードバック補償器３３で行われる演算処理について図６のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、例えば１０msec. 程度の所定サンプリング周期ΔＴで行われる。なお、この演算処理では、通信のための全てのステップを記載していないが、必要な情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受されるし、演算処理で得られた情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受される。
【００４０】
この演算処理では、まずステップＳ１で前記アクセルセンサ２４で検出されたアクセル開度Ａp0を読込む。
次にステップＳ２に移行して、前記車輪速度センサ２５で検出された車輪速度Ｖw を読込む。
次にステップＳ３に移行して、前記変速機コントローラ５からプライマリ回転速度ωp 、セカンダリ回転速度ωs 、両者の比である変速比Ｉp を読込むと共に、前記エンジントルクコントローラ７からエンジン回転速度ωe を読込む。
【００４１】
次にステップＳ４に移行して、図７に示す制御マップに従って、前記ステップＳ１で読込んだアクセル開度Ａp0、前記ステップＳ２で読込んだ車輪速度Ｖw に基づいて目標加減速度α* w を算出設定する。
次にステップＳ５に移行して、下記２３式で示す伝達関数Ｇbp(s) のバンドパスフィルタを用い、車輪速度Ｖw からノイズを除去した、所定周波数領域のみの車輪加減速度αw を算出する。なお、式中のωn は固有角周波数、ζn は減衰率であり、ωn 、ζn は、検出される車輪速度のノイズレベルによって決定される。
【００４２】
【数１３】
0004059009.tif 000014
【００４３】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記２３ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて車輪加減速度αw を算出する。なお、式中のBPN0、BPN1、BPN2は、前記固有角周波数ωn 、減衰率ζn 、サンプリング周期ΔＴによって決まる定数である。
【００４４】
【数１４】
0004059009.tif 000015
【００４５】
次にステップＳ６に移行して、例えば前回演算時の変速機入力トルク指令値Ｔ* p からエンジントルク応答遅れモデルによる変速機入力トルクＴp を算出する。このエンジントルク応答遅れモデルは、下記２５式の伝達関数で示す一次遅れ系である。
【００４６】
【数１５】
0004059009.tif 000016
【００４７】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記２５ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて変速機入力トルクＴp を算出する。なお、式中のTEN0、TEN1、TEN2は、前記時定数τeng 、サンプリング周期ΔＴによって決まる定数である。
【００４８】
【数１６】
0004059009.tif 000017
【００４９】
次にステップＳ７に移行して、後述する図１０の演算処理に従って、道路勾配推定値ｇｒａを算出する。
次にステップＳ８に移行して、前記ステップＳ７で算出した道路勾配推定値ｇｒａから目標加減速度補正値αgra を算出する。ここでは、道路勾配推定値ｇｒａが上り坂であるときに目標加減速度α* w が小さくなるように、また道路勾配推定値ｇｒａが下り坂であるときに目標加減速度α* w が大きくなるようにして、テーブルデータに記憶された目標加減速度補正値αgra を道路勾配推定値ｇｒａに基づいて設定する。なお、このテーブルデータは、例えば運転者に違和感を与えないように官能評価実験などによって設定する。
【００５０】
次にステップＳ９に移行して、前記目標加減速度α* w に前記ステップＳ８で算出された目標加減速度補正値αgra を加算した値を、新たな目標加減速度α* w として補正する。
次にステップＳ１０に移行して、前述したエンジン運転拘束条件による規範変速機入力軸回転速度ωp-ref と変速機入力軸回転速度ωp との変速機入力軸回転数差Δωp を算出する。具体的には、まず前記ステップＳ６で算出した変速機入力トルクＴp から前記最適燃費運転線又はエンジンブレーキ特性線上の変速機入力軸回転速度を目標変速機入力軸回転速度ω* p とし、これを下記２６式の伝達関数Ｇref-wp(s) で示す規範モデル応答特性を用いて規範化し、規範変速機入力回転速度ωp-ref を算出する。
【００５１】
【数１７】
0004059009.tif 000018
【００５２】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記２６ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて規範変速機入力回転速度ωp-ref を算出する。なお、式中のPRN0、PRN1、PRD2は、前記時定数τref-wp、サンプリング周期ΔＴによって決まる定数である。
【００５３】
【数１８】
0004059009.tif 000019
【００５４】
そして、下記２７式で示すように、求めた規範変速機入力回転速度ωp-ref から前記変速機入力軸回転速度ωp を減じて変速機入力軸回転速度差Δωp を算出する。
【００５５】
【数１９】
0004059009.tif 000020
【００５６】
次にステップＳ１１に移行して、前記フィードフォワード補償器３１により、目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ff及び目標変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffを算出する。
次にステップＳ１２に移行して、フィードバック制御用規範加減速度αw-ref と加減速度αw との加減速度差Δαw を算出する。具体的には、下記２８式で示す伝達関数Ｇref-a からなる加減速度の規範モデル応答に相当する遅れ補償（二次遅れモデル）と、同じく伝達関数Ｇbp(s) からなる前記加減速度算出用バンドパスフィルタに相当する遅れ補償（二次遅れモデル）とを目標加減速度α* w に施して規範加減速度αw-ref を算出する。
【００５７】
【数２０】
0004059009.tif 000021
【００５８】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記２８ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて規範加減速度αw-ref を算出する。なお、式中のREN0、REN1、REN2、REN3、REN4、RED1、RED2、RED3、RED4は、前記カットオフ周波数ωr 、ダンピング定数ζr 、固有角周波数ωn 、減衰率ζn 、サンプリング周期ΔＴから決まる定数である。また、(k-4) は前々々回値を示す。
【００５９】
【数２１】
0004059009.tif 000022
【００６０】
次にステップＳ１３に移行して、前述したように加減速度差Δαw 、変速機入力軸回転速度差（−Δωp ）に対し、前記積分的特性を除いたフィードバック補償器Ｇ11-B(s) 〜Ｇ22-B(s) による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｘ11、ｘ12、及び変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｘ21、ｘ22を算出する。
【００６１】
次にステップＳ１４に移行して、後述する図１１の演算処理に従って、前記ステップＳ１３で算出された変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｘ11、ｘ12、及び変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｘ21、ｘ22に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器Ｇ11-A(s) 〜Ｇ22-A(s) による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｙ11、ｙ12、及び変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｙ21、ｙ22を算出する。
【００６２】
次にステップＳ１５に移行して、前記２１式、２２式に従って、前記ステップＳ１４で算出した要素ｙ11、ｙ12の加算値から変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbを算出すると共に、前記要素ｙ21、ｙ22の加算値から変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbを算出する。
次にステップＳ１６に移行して、下記２９式、３０式に従って、前記変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ffとフィードバック制御分Ｔ* p-fbとの加算値から変速機入力トルク指令値Ｔ* p を算出すると共に、変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffとフィードバック制御分Ｉ* p-fbとの加算値から変速比指令値Ｉ* p を算出する。
【００６３】
【数２２】
0004059009.tif 000023
【００６４】
次にステップＳ１７に移行して、図８、図９に示す制御マップから、前記変速機入力トルク指令値Ｔ* p 、変速比指令値Ｉ* p に制限処理を施す。つまり、目標値を、実際に発生可能な制御量の上下限値で制限する。
次にステップＳ１８に移行して、前記変速機入力トルク指令値Ｔ* p 、変速比指令値Ｉ* p を、夫々、前記エンジントルクコントローラ７、変速機コントローラ５に向けて出力してからメインプラグラムに復帰する。
【００６５】
次に、前記図６の演算処理のステップＳ７で行われるマイナプログラムについて図１０のフローチャートに従って説明する。この演算処理では、まずステップＳ７１で、前記ブレーキスイッチ（図ではブレーキＳＷ）２８が、足離し状態を意味するオフであるか否かを判定し、当該ブレーキスイッチ２８がオフである場合にはステップＳ７２に移行し、そうでない場合には前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。
【００６６】
前記ステップＳ７２では、前記車輪速度センサ２５で検出された駆動輪の車輪速度ＶW を車両の走行速度として捉え、当該車輪速度ＶW が所定値ＶW1以上であるか否かを判定し、当該車輪速度ＶW が所定値ＶW1以上である場合にはステップＳ７３に移行し、そうでない場合にはステップＳ７４に移行する。
前記ステップＳ７３では、道路勾配推定値ｇｒａを算出する。具体的には、前述したように、前記図６の演算処理のステップＳ６で算出した変速機入力トルクＴp 、変速比Ｉp 、最終減速比Ｉf 、タイヤ有効半径Ｒを用いて、下記３１式に従って駆動力Ｆd を算出する。次いで、下記３２式に従って、前記駆動力Ｆd から平坦路走行抵抗力Ｆr 及び前記図６の演算処理のステップＳ５で算出した加減速度αw と車両質量Ｍとの積値を減じてノイズ除去前道路勾配抵抗力Ｆgra を算出する。更に、このノイズ除去前道路勾配抵抗力Ｆgra を前記車両質量Ｍで除してノイズ除去前道路勾配推定値ｇｒａsin を算出する。
【００６７】
【数２３】
0004059009.tif 000024
【００６８】
次に、下記３４式の伝達関数Ｇgra (s) で示すローパスフィルタで不必要な高域ノイズ成分を除去して道路勾配推定値ｇｒａを算出する。なお、式中のτgra はローパスフィルタのカットオフ周波数である。
【００６９】
【数２４】
0004059009.tif 000025
【００７０】
但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記３４ａ式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて道路勾配推定値ｇｒａを算出する。なお、式中のSLPNO 、SLPN1 、SLPD1 は、前記カットオフ周波数τgra 、サンプリング周期ΔＴによって決まる定数である。
【００７１】
【数２５】
0004059009.tif 000026
【００７２】
一方、前記ステップＳ７３では、前記方向指示スイッチ（図では方向指示ＳＷ）２７が作動状態を示すオンであるか否かを判定し、当該方向指示スイッチ２７がオンである場合にはステップＳ７５に移行し、そうでない場合には前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ７５では、前記操舵角度センサ６で検出された操舵角度θが予め設定された所定値θ0 以上であるか否かを判定し、当該操舵角度θが所定値θ0 以上である場合にはステップＳ７６に移行し、そうでない場合には前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。
【００７３】
前記ステップＳ７６では、前記道路勾配推定値ｇｒａの初期化を行ってから前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。具体的には、当該道路勾配推定値ｇｒａを“０”とすると共に、前記ノイズ除去前道路勾配推定値ｇｒａsin も、前記３４ａ式で用いる過去値ｇｒａ(k-1) 、ｇｒａsin (k-1) も全て“０”とする。
【００７４】
次に、前記図６の演算処理のステップＳ１４で行われるマイナプログラムについて図１１のフローチャートに従って説明する。この演算処理では、まずステップＳ２１で、変速機入力トルク指令値の前回値Ｔ* p (k-1) が上限値で且つ前記加減速度差Δαw が“０”以上であるか、又は変速機入力トルク指令値の前回値Ｔ* p (k-1) が下限値で且つ前記加減速度差Δαw が“０”以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ２３に移行する。
【００７５】
前記ステップＳ２３では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｘ11に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器Ｇ11-A(s) による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｙ11を算出してからステップＳ２４に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値ｙ11(k) を更新する。
【００７６】
前記ステップＳ２２では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素の前回値ｙ11(k-1) を今回値ｙ11(k) として出力してから前記ステップＳ２４に移行する。実質的には、前記ステップＳ２３で説明した差分方程式の要素の今回値ｙ11(k) を更新せず、前回値ｙ11(k-1) のまま保存する。
前記ステップＳ２４では、変速機入力トルク指令値の前回値Ｔ* p (k-1) が上限値で且つ前記変速機入力軸回転速度差Δωp が“０”以上であるか、又は変速機入力トルク指令値の前回値Ｔ* p (k-1) が下限値で且つ前記変速機入力軸回転速度差Δωp が“０”以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップＳ２５に移行し、そうでない場合にはステップＳ２６に移行する。
【００７７】
前記ステップＳ２６では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｘ12に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器Ｇ12-A(s) による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素ｙ12を算出してからステップＳ２７に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値ｙ12(k) を更新する。
【００７８】
前記ステップＳ２５では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fbの要素の前回値ｙ12(k-1) を今回値ｙ12(k) として出力してから前記ステップＳ２７に移行する。実質的には、前記ステップＳ２６で説明した差分方程式の要素の今回値ｙ12(k) を更新せず、前回値ｙ12(k-1) のまま保存する。
前記ステップＳ２７では、変速比指令値の前回値Ｉ* p (k-1) が上限値で且つ前記加減速度差Δαw が所定値Δαw1以上であるか、又は変速比指令値の前回値Ｉ* p (k-1) が下限値で且つ前記加減速度差Δαw が所定値Δαw2以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップＳ２８に移行し、そうでない場合にはステップＳ２９に移行する。なお、前記所定値Δαw1は正値であって加速指令を意味し、前記所定値Δαw2は負値であって減速指令を意味する。
【００７９】
前記ステップＳ２９では、前記変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｘ21に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器Ｇ21-A(s) による変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｙ21を算出してからステップＳ３０に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値ｙ21(k) を更新する。
【００８０】
前記ステップＳ２８では、前記変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素の前回値ｙ21(k-1) を今回値ｙ21(k) として出力してから前記ステップＳ３０に移行する。実質的には、前記ステップＳ２９で説明した差分方程式の要素の今回値ｙ21(k) を更新せず、前回値ｙ21(k-1) のまま保存する。
前記ステップＳ３０では、変速比指令値の前回値Ｉ* p (k-1) が上限値で且つ前記変速機入力軸回転速度差Δωp が“０”以上であるか、又は変速比指令値の前回値Ｉ* p (k-1) が下限値で且つ変速機入力軸回転速度差Δωp が“０”以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップＳ３１に移行し、そうでない場合にはステップＳ３２に移行する。
【００８１】
前記ステップＳ３２では、前記変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｘ22に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器Ｇ22-A(s) による変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素ｙ22を算出してから前記図６の演算処理のステップＳ１５に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値ｙ22(k) を更新する。
【００８２】
前記ステップＳ３１では、前記変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbの要素の前回値ｙ22(k-1) を今回値ｙ22(k) として出力してから前記図６の演算処理のステップＳ１５に移行する。実質的には、前記ステップＳ３２で説明した差分方程式の要素の今回値ｙ22(k) を更新せず、前回値ｙ22(k-1) のまま保存する。
【００８３】
これらの演算処理によれば、目標加減速度α* w に応じた目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分Ｔ* p-ff及び目標変速比指令値のフィードフォワード制御分Ｉ* p-ffが算出設定され、同じく加減速度差Δαw 及び変速機入力軸回転速度差（−Δωp ）に応じた変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fb及び変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbが算出設定され、両者の加算値から変速機入力トルク指令値Ｔ* p 及び変速比指令値Ｉ* p が算出設定される。しかしながら、操作量である変速機入力トルク指令値Ｔ* p や変速比指令値Ｉ* p が飽和しているときには、変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分Ｔ* p-fb及び変速比指令値のフィードバック制御分Ｉ* p-fbを算出設定するときの積分的特性を有するフィードバック補償器だけが停止される。前述のように積分的特性を有するフィードバック補償器は、目標値と実際値との差を蓄積する特性があるので、操作量が飽和しているときに、この積分的特性を有するフィードバック補償器を停止すれば、目標値と実際値との差は蓄積されず、操作量が飽和しなくなったときに制御量のオーバシュートが抑制防止される。
【００８４】
また、前記積分的特性を有するフィードバック補償器の停止条件については、変速機入力トルク指令値Ｔ* p が上限値であるのに、加減速度差Δαw が正値である、即ち更なる加速が要求されるときや、或いは変速機入力トルク指令値Ｔ* p が下限値であるのに、加減速度差Δαw が負値である、即ち更なる減速が要求されるときには、当該加減速度差Δαw から変速機入力トルク指令値Ｔ* p を算出する要素ｙ11のみの演算が停止される。また、変速機入力トルク指令値Ｔ* p が上限値であるのに、変速機入力軸回転速度差Δωp が正値である、即ち更なる増速が要求されるときや、或いは変速機入力トルク指令値Ｔ* p が下限値であるのに、変速機入力軸回転速度差Δωp が負値である、即ち更なる減速が要求されるときには、当該変速機入力軸回転速度差Δωp から変速機入力トルク指令値Ｔ* p を算出する要素ｙ12のみの演算が停止される。また、変速比指令値Ｉ* p が上限値であるのに、加減速度差Δαw が所定値Δαw1以上である、即ち更なる加速が要求されているときや、或いは変速比指令値Ｉ* p が下限値であるのに、加減速度差Δαw が所定値Δαw2以下である、即ち更なる減速が要求されているときには、当該加減速度差Δαw から変速比指令値Ｉ* p を算出する要素ｙ21のみの演算が停止される。また、変速比指令値Ｉ* p が上限値であるのに、変速機入力軸回転速度差Δωp が正値である、即ち更なる増速が要求されるときや、或いは変速比指令値Ｉ* p が下限値であるのに、変速機入力軸回転速度差Δωp が負値である、即ち更なる減速が要求されるときには、当該変速機入力軸回転速度差Δωp から変速比指令値Ｉ* p を算出する要素ｙ22のみの演算が停止される。従って、操作量が飽和していない要素の演算は継続されることとなり、その分だけ、より一層頑健なフィードバック制御が可能となる。
【００８５】
また、前述したように操作量が飽和したとき、積分的特性を有するフィードバック補償器のみの演算が停止され、それ以外のフィードバック補償器の演算は継続される。前述のように、現代制御理論に基づくフィードバック補償器を分離して、積分的特性を除いたフィードバック補償器は、逆に言えば、微分的特性、即ち位相進みの特性を有してもおり、従ってフィードバック補償器全体を停止することは、フィードバック補償器演算再開時に、この微分的特性を有するフィードバック補償器が過敏に反応してしまう可能性がある。本実施形態では、このように積分的特性を除いたフィードバック補償器の演算を継続することにより、制御量の過敏な応答を抑制防止することができるのである。
【００８６】
図１２は、本実施形態の加減速度フィードバック制御装置において、発進加速後、所定の間隔でアクセルペダルをオンオフしたときの加減速度、変速機入力軸回転速度、変速機入力トルク、変速比、走行速度、スロットル開度の経時変化を示したものである。このシミュレーションは加減速度の目標値追従を優先している。このシミュレーションでは、時刻ｔ01以後と、時刻ｔ02以後の夫々で、変速機入力トルクが上限値に飽和しており、本実施形態では、それ以後、前記積分的特性を有するフィードバック補償器の演算を停止している。そのため、その後の加減速度のオーバシュートが抑制されている。これに対し、図１３は、フィードバック補償器の演算を一切停止していない。そのため、時刻ｔ01の後、及び時刻ｔ02の後、夫々、加減速度がオーバシュートしている。
【００８７】
また、本実施形態では、道路勾配推定値ｇｒａを検出（算出）して目標加減速度α* w を補正する。これにより、運転者に与える違和感を小さくすることができる。更に、本実施形態では、駆動輪の車輪速度ＶW 、即ち自車両の走行速度が所定値ＶW1以下になると道路勾配推定値ｇｒａの算出を停止し、その値を保持して、その保持された道路勾配推定値ｇｒａを用いて目標加減速度α* w を補正する。これは、自車両の走行速度が小さくなることで道路勾配推定値ｇｒａの精度が低下することを予測して行うものであり、このような状況であっても目標加減速度α* w の変動を小さくすることが可能となる。更に、本実施形態では、操舵角度θが所定値θ0 以上になると、例えば右左折やＵターンによって走行路が変更されたものとみなし、道路勾配推定値ｇｒａ（ノイズ除去前道路勾配推定値ｇａｒsin 及びそれらの過去値を含む）を“０”に初期化する。これによると、勿論、当該走行路の正しい道路勾配に応じた目標加減速度α* w の適切な補正はできないが、少なくとも誤った道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の不適切な補正や変動を抑制防止することが可能となる。
【００８８】
図１４は、道路勾配が一定の下り坂の途中で、時刻ｔ10からアクセルオフの直進惰性走行状態、所謂コースト状態を継続し、時刻ｔ11でブレーキペダルを踏込み、時刻ｔ13でブレーキペダルの踏込みを解除するのと同時にアクセルペダルを少し踏込み、合わせてステアリングホイールを切ってＵターンを開始し、時刻ｔ16でＵターンを終了するのと同時にアクセルペダルを更に踏増ししたときの走行速度と道路勾配推定値及び目標加減速度の経時変化を示したものである。自車両から見た走行路の道路勾配を図中に破線で示す。つまり、時刻ｔ16でＵターンを終了したときには、車両が逆に上り坂を上ることになる。なお、Ｕターン中は、常時、方向指示スイッチがオン状態になっていたものとする。
【００８９】
このシミュレーションでは、ブレーキペダルが踏込まれる時刻ｔ11から、前記図１０の演算処理では新たな道路勾配推定値ｇｒａの算出が停止され、その直前の道路勾配推定値ｇｒａが保持されるので、これ以後、その保持された道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の補正がなされる。また、前記時刻ｔ13よりも早い時刻ｔ12で、走行速度とみなした駆動輪速度ＶW が前記所定値ＶW1以下となるが、この時点でもブレーキペダルが踏込まれたままの状態なので、前記時刻ｔ11の直前の値に保持された道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の補正がなされる。そして、時刻ｔ13でブレーキスイッチがオフとなった後も、駆動輪速度ＶW は所定値ＶW1以下であり、しかしながら操舵角度θは所定値θ0 以下であったため、道路勾配推定値ｇｒａは保持され続け、当該時刻ｔ13でアクセルペダルが踏込まれたときには、そのアクセルペダルの踏込み量に応じた目標加減速度α* w を、当該保持されている道路勾配推定値ｇｒａで補正した値が目標加減速度α* w に設定されている。その後、時刻ｔ14で操舵角度θが所定値θ0 以上となると、それまで保持されていた道路勾配推定値ｇｒａが“０”に初期化されるので、当該道路勾配推定値ｇｒａに応じた補正は実質的になされず、前記アクセルペダルの踏込み量に応じた目標加減速度α* w に、平坦路補正を加えた値が目標加減速度α* w に設定される。この間、目標加減速度α* w は短時間の間に収束し、誤った加減速が抑制されている。
【００９０】
Ｕターンが終了し始めると、操舵角度θは時刻ｔ15で所定値θ0 以下となるが、走行速度とみなした駆動輪速度ＶW が所定値ＶW1以下のままであるため、“０”に初期化された道路勾配推定値ｇｒａが保持され続けることになり、それまでと同じ目標加減速度α* w が設定され続けた。そして、前記時刻ｔ16でＵターンを終了すると同時にアクセルペダルを踏増しした後も、“０”に初期化された道路勾配推定値ｇｒａが保持され続けるので、そのアクセルペダルの踏込み量に応じた目標加減速度α* w に、平坦路補正を加えた値が目標加減速度α* w に設定される。この加速によって、走行速度とみなした駆動輪速度ＶW が時刻ｔ17で所定値ＶW1以上となると、道路勾配推定値ｇｒａの算出が開始され、前記ローパスフィルタの影響によって、次第に真値に近づく。これに伴って、目標加減速度α* w は、算出された新たな道路勾配推定値ｇｒａに基づいて補正されるので、誤った道路勾配推定値による変動はない。
【００９１】
これに対し、図１５は、前記走行速度とみなした駆動輪速度ＶW が所定値ＶW1以下である間、その直前の道路勾配推定値ｇｒａを保持したときの走行速度と道路勾配推定値及び目標加減速度の経時変化を示したものである。即ち、前記図１０の演算処理のステップＳ７４〜ステップＳ７６がない場合のシミュレーションである。走行条件は、前記図１４のシミュレーションと同等とした。このシミュレーションでは、前記時刻ｔ12から時刻ｔ17まで、その直前の道路勾配推定値ｇｒａ、即ち下り坂に相当する道路勾配が保持され、その保持された道路勾配推定値ｇｒａに応じて目標加減速度α* w が設定され続けるので、例えば時刻ｔ13以後、アクセルペダルを少し踏込んだだけであるのに、目標加減速度α* w が大きく設定され、適切な徐行走行ができない（実際の走行速度は更に増速している）。また、時刻ｔ16で更にアクセルペダルを踏増しした後も、目標加減速度α* w が大きく設定され、適切な加速走行ができない（実際の走行速度は更に増速している）。
【００９２】
このように本実施形態の駆動力制御装置によれば、駆動輪の車輪速度ＶW 、即ち自車両の走行速度が所定値ＶW1以下になると、その直前の道路勾配推定値ｇｒａの値を保持して、その保持された道路勾配推定値ｇｒａを用いて目標加減速度α* w を補正することにより、自車両の走行速度が小さくなることで道路勾配推定値ｇｒａの精度が低下したときの目標加減速度α* w の変動を小さくすることが可能となる。更に、本実施形態では、操舵角度θが所定値θ0 以上になると、例えば右左折やＵターンによって走行路が変更されたものとみなし、道路勾配推定値ｇｒａを初期化することにより、誤った道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の不適切な補正や変動を抑制防止することが可能となる。また、操舵角度が所定値以上であるときに走行路変更が行われたと検出することにより、より確実に走行路の変更を検出することができる。また、方向指示スイッチのオン時、即ち方向指示装置が操作されているときに走行路変更の判定を行うことにより、より確実に走行路の変更を検出することができる。
【００９３】
以上より、前記図６の演算処理のステップＳ７及び前記図１０の演算処理全体が本発明の道路勾配検出手段を構成し、以下同様に、前記図６の演算処理のステップＳ８及びステップＳ９が目標加減速度補正手段を構成し、前記車輪速度センサ２５及び前記図６の演算処理のステップＳ２が走行速度検出手段を構成し、前記図１０の演算処理のステップＳ７５が走行路変更検出手段を構成し、前記操舵角度センサ２６が操舵角度検出手段を構成している。
【００９４】
次に、本発明の駆動力制御装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の駆動力制御装置は、前記第１実施形態の図１０の演算処理に代えて、図１６の演算処理が行われるほかは、全て前記第１実施形態と同様である。この図１６の演算処理には、前記第１実施形態の図１０の演算処理と同じステップもあり、同等のステップには同等の符号を附して、その詳細な説明を省略する。この図１６の演算処理では、前記第１実施形態の図１０の演算処理のステップＳ７４及びステップＳ７５が、夫々ステップＳ７４’及びステップＳ７５’に変更され、新たにステップＳ７７〜ステップＳ７９が追加されている。
【００９５】
この演算処理では、前記ステップＳ７３に次いでステップＳ７７に移行し、後述する車両旋回角度δを“０”にクリアしてからステップＳ７８に移行する。
前記ステップＳ７８では、前記ステップＳ７３で算出された道路勾配推定値ｇｒａをＵターン用道路勾配記憶値ｇｒａm として記憶してから前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。
【００９６】
また、前記ステップＳ７４’で方向指示スイッチ２７がオン状態である場合にはステップＳ７５’に移行し、そうでない場合には前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。
前記ステップＳ７５’では、下記３５式で算出される車両の旋回角度δが凡そ１８０°（図ではπ）である場合にはステップＳ７９に移行し、そうでない場合にはステップＳ７６に移行する。
【００９７】
【数２６】
0004059009.tif 000027
【００９８】
前記ステップＳ７９では、前記Ｕターン用道路勾配記憶値ｇｒａm の符号逆転値（図ではーｇｒａm ）を道路勾配推定値ｇｒａに設定してから前記図６の演算処理のステップＳ８に移行する。
本実施形態では、前記第１実施形態の作用に加えて、駆動輪の車輪速度ＶW 、即ち自車両の走行速度が所定値ＶW1以下になり、且つ方向指示スイッチ２７がオンになると、車両の旋回角度δが凡そ１８０°にならない限り、道路勾配推定値ｇｒａ（ノイズ除去前道路勾配推定値ｇａｒsin 及びそれらの過去値を含む）を“０”に初期化する。これによると、勿論、当該走行路の正しい道路勾配に応じた目標加減速度α* w の適切な補正はできないが、少なくとも誤った道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の不適切な補正や変動を抑制防止することが可能となる。一方、上述の状態から車両の旋回角度δが増加して凡そ１８０°になると、前記自車両の走行速度が所定値ＶW1以下になる直前の道路勾配推定値ｇｒａ（＝Ｕターン用道路勾配記憶値ｇｒａm ）の符号逆転値、つまり傾斜を逆向きにした値を道路勾配推定値ｇｒａに設定する。これによると、車両旋回角度δが１８０°となってＵターンが終了した時点で、直ちにそれまでと逆向きの道路勾配が得られるので、その後、当該走行路の正しい道路勾配に応じた目標加減速度α* w の適切な補正が可能となる。
【００９９】
図１７は、道路勾配が一定の下り坂の途中で、時刻ｔ20からアクセルオフの直進惰性走行状態、所謂コースト状態を継続し、時刻ｔ21でブレーキペダルを踏込み、時刻ｔ23でブレーキペダルの踏込みを解除するのと同時にアクセルペダルを少し踏込み、合わせてステアリングホイールを切ってＵターンを開始し、時刻ｔ26でＵターンを終了するのと同時にアクセルペダルを更に踏増ししたときの走行速度と道路勾配推定値及び目標加減速度の経時変化を示したものである。自車両から見た走行路の道路勾配を図中に破線で示す。つまり、時刻ｔ26でＵターンを終了したときには、車両が逆に上り坂を上ることになる。なお、Ｕターン中は、常時、方向指示スイッチがオン状態になっていたものとする。
【０１００】
このシミュレーションでは、ブレーキペダルが踏込まれる時刻ｔ21から、前記図１６の演算処理では新たな道路勾配推定値ｇｒａの算出が停止され、その直前の道路勾配推定値ｇｒａが保持されるので、これ以後、その保持された道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の補正がなされる。なお、この時刻ｔ21直前の道路勾配推定値ｇｒａがＵターン用道路勾配記憶値ｇｒａm として記憶されている。また、前記時刻ｔ23よりも早い時刻ｔ22で、走行速度とみなした駆動輪速度ＶW が前記所定値ＶW1以下となるが、この時点でもブレーキペダルが踏込まれたままの状態なので、前記時刻ｔ21の直前の値に保持された道路勾配推定値ｇｒａに応じた目標加減速度α* w の補正がなされる。一方、時刻ｔ23でブレーキスイッチがオフとなった後も、駆動輪速度ＶW は所定値ＶW1以下であり、しかしながら車両の旋回角度δは凡そ１８０°でないため、それまで保持されていた道路勾配推定値ｇｒａが“０”に初期化されるので、当該道路勾配推定値ｇｒａに応じた補正は実質的になされず、前記アクセルペダルの踏込み量に応じた目標加減速度α* w に、平坦路補正を加えた値が目標加減速度α* w に設定される。従って、これ以後、誤った加減速がない。
【０１０１】
Ｕターンが終了し始めると、車両の旋回角度δが時刻ｔ25で凡そ１８０°（図ではπ）となるため、前記Ｕターン用道路勾配記憶値ｇｒａm として記憶されている時刻ｔ21直前の道路勾配推定値ｇｒａの符号逆転値が新たな道路勾配推定値ｇｒａに設定される。この新たな道路勾配推定値ｇｒａは、それまで車両が下っていた下り坂の道路勾配を、Ｕターンの結果、上り坂として捉えた値であり、当該走行路の適切な道路勾配である。そのため、これ以後、当該道路勾配推定値ｇｒａに応じた適切な目標加減速度α* w の補正がなされる。そして、前記時刻ｔ26でＵターンを終了すると同時にアクセルペダルを踏増しした後、走行速度とみなした駆動輪速度ＶW が時刻ｔ17で所定値ＶW1以上となると、道路勾配推定値ｇｒａの算出が開始されるが、既に用いられている道路勾配推定値ｇｒａそのものが真値であるから、その後も正しい道路勾配推定値ｇｒａが算出され、その道路勾配推定値ｇｒａに基づいて補正されるので、誤った道路勾配推定値による変動はない。
【０１０２】
このように本実施形態の駆動力制御装置によれば、駆動輪の車輪速度ＶW 、即ち自車両の走行速度が所定値ＶW1以下になると、その直前の道路勾配推定値ｇｒａを用いて目標加減速度α* w を補正することにより、自車両の走行速度が小さくなることで道路勾配推定値ｇｒａの精度が低下したときの目標加減速度α* w の変動を小さくすることが可能となる。更に、本実施形態では、車両の旋回角度δが凡そ１８０°になると、Ｕターンによって走行路が変更された、即ち方向転換がなされたものとみなし、Ｕターン以前に記憶された道路勾配推定値ｇｒａの符号逆転値、即ち傾斜を逆にした値を新たな道路勾配推定値ｇｒａに設定することにより、正しい道路勾配推定値ｇｒａを速やかに検出し、目標加減速度α* w の適正な補正を可能とする。また、車両の旋回角度が１８０°であるときに走行路変更が行われたと検出することにより、より確実に走行路の変更を検出することができる。また、方向指示スイッチのオン時、即ち方向指示装置が操作されているときに走行路変更の判定を行うことにより、より確実に走行路の変更を検出することができる。
【０１０３】
以上より、前記図６の演算処理のステップＳ７及び前記図１６の演算処理全体が本発明の道路勾配検出手段を構成し、以下同様に、前記図６の演算処理のステップＳ８及びステップＳ９が目標加減速度補正手段を構成し、前記車輪速度センサ２５及び前記図６の演算処理のステップＳ２が走行速度検出手段を構成し、前記図１６の演算処理のステップＳ７５’が走行路変更検出手段を構成し、前記操舵角度センサ２６が操舵角度検出手段を構成している。
【０１０４】
なお、前記実施形態では各コントローラとしてマイクロコンピュータを適用した場合について説明したが、これに代えてカウンタ、比較器等の電子回路を組み合わせて構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動力制御装置の一実施形態を示す加減速度フィードバック制御装置の概略構成図である。
【図２】図１の加減速度フィードバック制御装置のシステム構成図である。
【図３】図２のプラントモデルを示す構成図である。
【図４】図２のフィードフォワード補償器の構成図である。
【図５】エンジン運転拘束マップである。
【図６】図２のフィードバック補償器及びフィードフォワード補償器で行われる演算処理のフローチャートである。
【図７】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図８】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図９】図６の演算処理に用いられる制御マップである。
【図１０】図６の演算処理で行われるマイナプログラムのフローチャートである。
【図１１】図６の演算処理で行われるマイナプログラムのフローチャートである。
【図１２】第１実施形態の作用の説明図である。
【図１３】従来の駆動力制御装置の作用の説明図である。
【図１４】第１実施形態の作用の説明図である。
【図１５】従来の駆動力制御装置の作用の説明図である。
【図１６】図６の演算処理で行われるマイナプログラムのフローチャートである。
【図１７】第２実施形態の作用の説明図である。
【符号の説明】
１はエンジン
２は無段変速機
３はトルクコンバータ
４は車輪
５は変速機コントローラ
６は加減速度コントローラ
７はエンジントルクコントローラ
１１はスロットルアクチュエータ
１２はスロットルバルブ
１３はプライマリプーリ
１４はセカンダリプーリ
１６はロックアップクラッチ
２６は操舵角度センサ
２７は方向指示スイッチ
２８はブレーキスイッチ
３１はフィードフォワード補償器
３３はフィードバック補償器
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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