JP3709715B2 - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用駆動力制御装置、特に車体速や変速比が変化している過渡状態における制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ＣＶＴ（無段変速機：Continuous Variable Transmission）とを備えた車両において、アクセルペダル操作量や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所定のエンジントルクとＣＶＴ変速比で実現する「駆動力制御」という考え方がある。
【０００３】
この駆動力制御方式では、目標駆動トルクの作り方で車両の動特性を容易に変えることが可能であり、エンジントルクとＣＶＴ変速比を算出する際にエンジンの燃料消費率が最も小さい点を用いるようにロジックを構成しておけば、所望の目標駆動トルクを燃費最適で実現することができるというメリットがある。
【０００４】
ここで、エンジンやＣＶＴに慣性があり、ＣＶＴの変速時にこの影響を受けて（つまり変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルクにより）駆動トルクが目標値からずれるので、この駆動トルクのずれを補償するため、変速比の時間的変化に対応したトルク補正量を演算し、この補正量でエンジントルクを補正することにより、駆動トルクが目標値に一致するように制御する技術が公知である（特開昭６２−１９９５３６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加減速時には上記変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルクだけでなく、車輪速（車体速）の時間的変化に対応したイナーシャトルクによっても駆動トルクが目標値からずれるので、従来装置のように変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルク分だけのトルク補正を行ったのでは、加減速時に目標駆動トルクが得られず、したがって、運転者の意図した通りの車両挙動が実現されない。
【０００６】
そこで、変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルク分の補正に加えて、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正をも行うことにより、加減速時においても目標駆動トルクが得られるようにすることを本発明の第１の目的とする。
【０００７】
その一方で、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正量を、駆動輪の車輪速から求めたのでは、低μ路などで駆動輪にホイールスピンが生じたとき、そのトルク補正がホイールスピンをより増長する方向に働いてしまい、これによって、運転者の頻繁なアクセル操作が必要となったり、駆動力制御をＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）に用いている場合にはＴＣＳの作動頻度の増加を招くことがある。
【０００８】
そこで、車輪速の時間的変化に代えて、変速比と目標駆動トルクとに基づいて、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正量相当を演算することにより、駆動輪にホイールスピンが生じたとしても、目標駆動トルクが得られるようにすることを本発明の第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図２０に示すように、車両の目標駆動トルクtTdを演算する手段101と、変速機の変速比Gの時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段102と、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段103と、これら２つの補正量で前記目標駆動トルクtTdを補正して目標エンジントルクtTeを演算する手段104と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段105とを備え、駆動輪にホイールスピンが生じているかどうかを判定する手段と、この判定結果に基づきホイールスピンが生じていないとき駆動輪速に基づいて、またホイールスピンが生じているとき従動輪速に基づいてそれぞれ前記第２補正量を演算する。
第２の発明は、図２０に示すように、車両の目標駆動トルク tTd を演算する手段 101 と、変速機の変速比 G の時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段 102 と、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段 103 と、これら２つの補正量で前記目標駆動トルク tTd を補正して目標エンジントルク tTe を演算する手段 104 と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段 105 とを備え、常に従動輪速に基づいて前記第２補正量を演算する。
【００１０】
第３の発明は、図２１に示すように、車両の目標駆動トルクtTdを演算する手段101と、変速機の変速比Gの時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段102と、前記変速比Gと前記目標駆動トルクtTdに基づいて車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算する手段111と、これら第１補正量と第２補正量相当とで前記目標駆動トルクtTdを補正して目標エンジントルクtTeを演算する手段104と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段105とを備える。
【００１１】
第４の発明は、図２２に示すように、車両の目標駆動トルクtTdを演算する手段101と、変速機の変速比Gの時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段102と、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段103と、前記変速比Gと前記目標駆動トルクtTdに基づいて車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算する手段111と、駆動輪にホイールスピンが生じているかどうかを判定する手段121と、この判定結果に基づきホイールスピンが生じているときは前記第２補正量相当を、またホイールスピンが生じていないときは前記第２補正量を選択する手段122と、この選択された補正量と前記第１補正量とで前記目標駆動トルクtTdを補正して目標エンジントルクtTeを演算する手段123と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段105とを備える。
【００１３】
第５の発明では、第４の発明において常に従動輪速に基づいて前記第２補正量を演算する。
【００１４】
第６の発明では、第３または第４の発明において走行抵抗に基づいても前記第２補正量相当を演算する。
【００１５】
第７の発明では、第６の発明において前記走行抵抗を駆動輪速に基づいて演算する。
【００１６】
第８の発明では、第６の発明において前記走行抵抗を従動輪速に基づいて演算する。
【００１７】
第９の発明では、第６の発明において前記走行抵抗を一定値に固定する。
【００１８】
第１０の発明では、第１または第４の発明において前記ホイールスピンを駆動輪速と従動輪速に基づいて判定する。
【００１９】
第１１の発明では、第１または第４の発明において前記ホイールスピンを駆動輪速の変化率に基づいて判定する。
【００２０】
第１２の発明では、第１から第１１までのいずれか一つの発明において車輪速（駆動輪速または従動輪速）の変化率が所定値以上である過渡時にだけ前記第２補正量または前記第２補正量相当によるトルク補正を行う。
【００２１】
第１３の発明では、第１０から第１２までのいずれか一つの発明において前記ホイールスピンの有無の判定にヒステリシス特性をもたせる。
【００２２】
第１４の発明では、第１０から第１２までのいずれか一つの発明において 前記ホイールスピン有無の判定に時間差を設ける（ホイールスピンが実際に生じなくなったときから所定の時間の経過後にホイールスピンが生じなくなったと判定させる）。
【００２３】
【発明の効果】
第１、２の発明によれば、車両の加減速時に、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルクの影響を受けて発生する駆動トルクのずれを補償することができ、これによって、車両の加減速時においても高精度に目標駆動トルクを実現することができる。
【００２４】
第３の発明によれば、車輪速の時間的変化を用いることなく車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算することが可能となり、これによって、ホイールスピン時にも車輪速の急激な上昇を生じることなく目標駆動トルクを実現することができる。
【００２５】
第４、第５、第６、第１０、第１１の各発明によれば、ホイールスピンが生じても車輪速の急激な上昇が生じることがなく、また、ホイールスピンが生じていないときは高精度に目標駆動トルクを実現することができる。
【００２６】
走行抵抗と車体速との間には密接な関係があり、この場合に、第７、第８の各発明によれば車体速に代えて車輪速を用いることで、車体速を検出する手段がなくても、おおよその走行抵抗を求めることができる。
【００２７】
第９の発明によれば、第２補正量相当を演算する際の演算負荷を抑えることができる。
【００２８】
第１２の発明によれば、過渡時以外では第２補正量または第２補正量相当によるトルク補正が行われることがないので、演算負荷を抑えることができる。
【００２９】
第１３、第１４の各発明によれば、ホイールスピンが生じているときの目標エンジントルクの演算とホイールスピンが生じていないときの目標エンジントルクの演算とでの間で頻繁な切換が発生することを防止できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は一実施形態の制御システム図、図２は制御装置11の回路構成図である。
【００３１】
図１において、エンジン１の出力は、トルクコンバータ２、ＣＶＴ３、ファイナルギア４を介して駆動輪５に伝達される。
【００３２】
エンジン１の吸気通路には、モータ８などでスロットルバルブ７を開閉する、いわゆる電子制御スロットル装置６が介装されており、スロットルバルブ開度によってエンジンに吸入される空気量が調整され、エンジンの出力トルクが制御される。
【００３３】
上記の電子制御スロットル装置６を駆動するため、TCM（スロットルコントロールモジュール）９を備える。PCM（パワートレインコントロールモジュール）11からのスロットルバルブ開度指令が送信されるTCM９では、スロットルバルブ開度指令をモータ駆動電圧に変換してモータ８に出力するとともに、スロットル開度センサにより検出される実際のスロットルバルブ開度がPCM11からの開度指令と一致するようにモータ駆動電圧（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００３４】
アクセルセンサからのアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）信号、車速センサからの車体速信号、ＣＶＴのレンジ選択レバーからのセレクトレンジ信号が、ブレーキ操作スイッチからのブレーキ操作信号などとともに入力されるPCM11では、アクセル操作量と車体速に基づいて目標駆動トルクを算出し、その目標駆動トルクが得られるようにエンジントルクとＣＶＴ変速比を制御する。
【００３５】
PCM11ではまた、エンジン制御（たとえば主にエンジンへの燃料供給量と点火時期の制御）、制動力制御（ブレーキアクチュエータへの各輪毎のブレーキ油圧制御）なども行っている。
【００３６】
このように、目標駆動トルクを算出し、その目標駆動トルクが得られるようにエンジントルクとＣＶＴ変速比とを制御する、いわゆる駆動力制御方式によれば、前述したように目標駆動トルクの作り方で車両の動特性を容易に変えることが可能であるため、エンジントルクとＣＶＴ変速比を算出する際に、エンジンの燃料消費率が最も小さい点を用いるようにロジックを構成しておけば、所望の目標駆動力を燃費最適で実現することができる。
【００３７】
この駆動力制御方式をさらに定量的に説明する。駆動系モデルの各パラメータを図３に示すようにとり、
【００３８】
【数１】
Td＝F×R …▲１▼
ただし、F:駆動力
R:タイヤ有効半径
の式により車両の駆動トルクTdを定義したとき、実際の駆動トルクTdを目標駆動トルクtTdに一致させるためには、次式の目標エンジントルクtTeを実現できれば良いことが分かる。
【００３９】
【数２】
ただし、G:ＣＶＴ変速比
Gf:ファイナルギアの減速比
J1:エンジンおよびＣＶＴの入力側の慣性モーメント
J2:ＣＶＴ出力からファイナルギア入力までの慣性モーメント
J3:ファイナルギアから駆動輪までの慣性モーメント
ωW:車輪の角速度
なお、▲２▼式右辺カッコ内の第２項のdωW/dtは角速度ωWの変化率であるが、車輪速VWの変化率dVW/dtとの間にはdVW/dt＝R・dωW/dtの関係があり、その差は比例定数としてのRでしかないこと、また角速度より車輪速のほうがよく使われることから、以下ではωWを車輪速、dωW/dtを車輪速の変化率という。また、駆動輪と従動輪を区別するときは、ωW1を駆動輪速、dωW1/dtを駆動輪速の変化率、またωW2を従動輪速、dωW2/dtを従動輪速の変化率という。
【００４０】
ここで、▲２▼式の右辺カッコ内の第３項が変速比の時間的変化に対応した（変速比の変化率dG/dtに比例した）イナーシャトルク分の補正量、同じく第２項が車輪速の時間的変化に対応した（車輪速の変化率dωW/dtに比例した）イナーシャトルク分の補正量である。
【００４１】
▲２▼式において、変速比Gと車輪速ωWが分かれば、これらと車両の諸元値（Gf、J1、J2、J3）を用いて、▲２▼式の右辺カッコ内の第２項、第３項のトルク補正量を演算することができ、これらのトルク補正量で右辺カッコ内の第１項の目標駆動トルクtTdを補正することにより、目標エンジントルクtTeを求めることができる。
【００４２】
しかしながら、従来装置では▲２▼式の右辺カッコ内の第２項を省略した次式、
【００４３】
【数３】
tTe＝(１/(G・Gf))×｛tTd＋J1・ωW・G・Gf2・(dG/dt)｝ …▲３▼
によって目標エンジントルクtTeを演算していた。つまり従来は変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルク分だけの補正であったので、加減速時に目標駆動トルクが得られず、運転者の意図した通りの車両挙動を実現できなかったわけである。
【００４４】
これに対処するため本発明では、目標エンジントルクを上記の▲２▼式で演算することにより、加減速時に車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルクの影響を受けても、目標駆動トルクからのずれが生じないようにする。たとえば、加速動作が行われた場合に、▲３▼式を用いて目標エンジントルクを算出したときは、図４に示したように、車体速が変化している間は目標駆動トルクが得られないのに対して、図４と同じ条件で、▲２▼式を用いて目標エンジントルクを算出したときは、図５のように車体速が変化している間も目標駆動トルクを精度良く実現することが可能となるのである。
【００４５】
しかしながら、上記の▲２▼式を用いる場合、右辺カッコ内の第２項（車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分の補正量）に車輪速変化率dωW/dtが入っているため、車輪速を駆動輪で検出している場合に、駆動輪にホイールスピンが生じたときは、同第２項の影響により車輪速（エンジン回転）が急激に上昇する可能性がある。
【００４６】
そこで、いま駆動輪にホイールスピンが生じていないと仮定すると、次式
【００４７】
【数４】
(F−Fr)/M＝R・(dωW/dt) …▲４▼
ただし、F:駆動力
Fr:走行抵抗
M:車両質量
R:タイヤ有効半径
が成り立つ。
【００４８】
ここで、エンジンの遅れは微小であると仮定し、この▲４▼式を用いて▲２▼式を変形すると、次式
【００４９】
【数５】
に変形される。
【００５０】
ただし、▲５▼式右辺カッコ内の第２項の係数αは
【００５１】
【数６】
α＝(J1・G2・Gf2＋J2・Gf2＋J3)/(M・R2) …▲６▼
である（Gと車両の諸元により定まる値）。
【００５２】
この数５式右辺カッコ内の第２項の（ tTd − Fr ・ R ）・α（第２補正量相当）は、車輪速変化率dωW/dtを陽に含んでいないため、数２式を用いた場合のように車輪速（エンジン回転）が急激に上昇する可能性はない。よって、数５式を用いれば、ホイールスピンを生じていないときは目標駆動トルクを精度良く実現でき、また、ホイールスピンを生じるような低μ路でも、車輪速（エンジン回転）が急激に上昇するのを防止できる。
【００５３】
たとえば、低μ路において、図４、図５の場合と同じ条件で加速動作が行われた場合の作用を図６、図７に示すと、▲２▼式を用いて目標エンジントルクの算出したときは図６のようになり、ひとたびホイールスピンが生じると、駆動トルクは所望の値を実現できないまま駆動輪速のみが上昇する現象が生じている。これに対して、▲５▼式を用いて目標エンジントルクを算出したときは図７のようになり、ホイールスピンが生じても駆動輪速の上昇を防止できている。ホイールスピンが生じていないとき（図５参照）と比較すれば、精度は若干落ちるものの駆動トルクもほぼ目標値を実現することができている。
【００５４】
このように本発明では、▲２▼式または▲５▼式を用いて目標エンジントルクを算出することになると、車輪速に駆動輪の車輪速を用いるのか、従動輪の車輪速を用いるのかをも考え合わせて、次の５つの実施形態が考えられる。
【００５５】
〈１〉ホイールスピンを生じていないとき駆動輪速を用いて▲２▼式により、またホイールスピンを生じたとき従動輪速を用いて▲２▼式により目標エンジントルクを演算する。
【００５６】
〈２〉ホイールスピンの有無に関係なく、常に従動輪速を用いて▲２▼式により目標エンジントルクを演算する。
【００５７】
〈３〉ホイールスピンの有無に関係なく、▲５▼式により目標エンジントルクを演算する。
【００５８】
〈４〉ホイールスピンを生じていないときは、▲５▼式より▲２▼式のほうが精度良く目標駆動トルクを実現できるため、ホイールスピンを生じていないとき、▲２▼式を用いて、またホイールスピンを生じたとき▲５▼式を用いて目標エンジントルクを演算する。
【００５９】
〈５〉加減速時にだけ車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分の補正量（▲２▼式、▲５▼式の右辺カッコ内の各第２項）を演算する。
【００６０】
なお、上記の〈３〉、〈４〉において▲５▼式を用いるときは、▲５▼式右辺カッコ内の第２項の演算に走行抵抗Frが必要である。この場合、一般に車体速と走行抵抗Frとの間には後述する図１８のような関係があるため、図１８のデータをテーブル値としてプログラム中に持たせておけば、車体速から走行抵抗Frを求めることができる。また、車体速に代えて従動輪速あるいは駆動輪速を用いても、およその走行抵抗Frの値を演算することができる。さらに、▲５▼式右辺カッコ内の第２項において、走行抵抗Frの項（Fr・R）が目標駆動トルクtTdに対して微小であれば、運転条件によらず常に一定値あるいはこの項を無視（Fr＝０に相当）してもよい。
【００６１】
上記の〈１〉、〈４〉、〈５〉においては、ホイールスピンが生じたときと生じていないときとで目標エンジントルクの演算式を切換えなければいけないので、この切換に伴って制御のハンチングが生じないようにする必要がある。
【００６２】
以下、フローチャートを用いて具体的に説明する。
【００６３】
なお、上記の〈１〉〜〈５〉の順に対応して、後述する図８、図１５、図１６、図１７、図１９の各フローチャートが組まれている。
【００６４】
図８のフローチャートは第１実施形態で、10ms毎に実行する。
【００６５】
ステップ1101では、スロットルセンサにより検出されるアクセル操作量APS、車速センサにより検出される車体速VV、駆動輪速センサ（図２参照）により検出される駆動輪速ωW1、従動輪速センサ（図２参照）により検出される従動輪速ωW2、ＣＶＴの実変速比（駆動輪速とＣＶＴ入力軸回転数に基づいて計算される）Gを読み込む。
【００６６】
このうちアクセル操作量APSと車体速VVから、ステップ1102において図９を内容とするマップを検索して目標駆動トルクtTdを求める。
【００６７】
ステップ1103では、実変速比Gからその変化率dG/dtを計算する。この値は変速制御の目標変速比を用いて計算してもかまわない。
【００６８】
ステップ1104、1105では駆動輪速ωW1からその変化率dωW1/dtを、従動輪速ωW2からその変化率dωW2/dtをそれぞれ計算する。
【００６９】
ステップ1106では、フラグFSPINをみる。このフラグFSPINは、FSPIN＝１のときホイールスピンが生じていることを、またFSPIN＝０のときホイールスピンが生じていないことを表す。このフラグの設定（ホイールスピンの有無の判定）については図１０〜図１２のフローにより説明する。
【００７０】
図１０〜図１２のフローは図８のフローと独立に10ms毎に実行する。
【００７１】
まず図１０から説明すると、ステップ1201、1202で駆動輪速ωW1と従動輪速ωW2を読み込み、これらの速度差dω（＝ωW1−ωW2）をステップ1203において計算する。
【００７２】
ステップ1204〜1206はヒステリシスつきのホイールスピンの有無判定部分で、上記の速度差dωが第１判定値dωHを超えたときホイールスピンが発生したと判断し、速度差dωが第１判定値dωHよりも小さな第２判定値dωL以下になったときホイールスピンは発生していないと判断する。
【００７３】
詳細には、ステップ1204でフラグFSPIN（“０”に初期設定）をみる。初期設定の状態であれば、FSPIN＝０よりステップ1205に進み、速度差dωと第１判定値dωHを比較する。dω＞dωHであるときはホイールスピンが発生したと判断し、ステップ1207に進んでFSPIN＝１として今回の処理を終了する。
【００７４】
このFSPIN＝１より次回からはステップ1204よりステップ1206に進み、今度は速度差dωと第２判定値dωLを比較する。ここで、第２判定値dωLは第１判定値dωHより小さな値である。dω≧dωLであるときはステップ1207の処理を行って（つまりフラグの値はそのまま）今回の処理を終了する。dωがdωL未満となったときホイールスピンが発生していないと判断し、ステップ1206よりステップ1208に進んでFSPIN＝０とする。
【００７５】
上記２つの判定値dωH、dωLは定数でも良いし、スロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などでもよい。
【００７６】
このように、フラグFSPINの“０”から“１”への、あるいはその逆への切換にヒステリシスを設けることで、ハンチングの発生を防止できる。
【００７７】
図１０のフローではヒステリシスによってハンチングの発生を防止したのに対して、図１１のフローは、ホイールスピンが実際に生じなくなったときから所定の時間の経過後にフラグFSPINを“１”から“０”へと切換えることにより、ハンチングの発生を防止するものである。
【００７８】
なお、図１０と同一部分には同一のステップ番号を付けており、図１０と異なる部分を中心に説明する。
【００７９】
ステップ1205で速度差dωが判定値dωHより大きいときはステップ1207に進んでフラグFSPIN＝１とした後、ステップ1301でカウンタTを０にリセットして今回の処理を終了する。
【００８０】
速度差dωがdωH以下になるとホイールスピンが生じなくなったと判断し、ステップ1205よりステップ1302に進んでカウンタTと所定値T0を比較する。ここで、所定値T0は経過時間を定める値である。T0は定数でも良いし、スロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などでもよい。
【００８１】
カウンタTが所定値T0以下であれば、ステップ1303、1304に進み、フラグFSPIN＝１とするとともに、カウンタTを１インクリメントして今回の処理を終了する。
【００８２】
dω≦dωHの状態でステップ1304のインクリメントが繰り返され、やがてT＞T0となった（つまりホイールスピンが生じなくなったときから所定の時間T0が経過した）とき、ステップ1208に進んでフラグFSPIN＝０とする。
【００８３】
図１０、図１１では駆動輪速ωW1と従動輪速ωW2の速度差dωに基づいてホイールスピンの有無を判定する構成としたが、これに限るものでなく、両車輪速の比率に基づいてホイールスピンの有無を判定する構成としてもよい。
【００８４】
図１２のフローは、駆動輪速の変化率に基づいてホイールスピンの有無を判定するようにしたものである。図１０と同一部分には同一のステップ番号を付けており、図１１と異なる部分を中心に説明する。
【００８５】
初期設定の状態であれば、FSPIN＝０であるので、ステップ1204よりステップ1401に進み、駆動輪速ωW1からその変化率dωW1/dtを計算し、この変化率dωW1/dtと判定値dωW1H/dtをステップ1402において比較する。
【００８６】
dωW1/dt≦dωW1H/dtであるときは、ホイールスピンが生じていないので、ステップ1402よりステップ1403に進み、フラグFSPIN＝０として今回の処理を終了する。dωW1/dt＞dωW1H/dtになるとホイールスピンが生じたと判断し、ステップ1402よりステップ1207に進み、FSPIN＝１として今回の処理を終了する。
【００８７】
一方、FSPIN＝１のときは、ステップ1204より1404に進み、駆動輪速ωW1と判定値ωW1Hを比較する。
【００８８】
駆動輪速ωW1が判定値ωW1Hを超えているときは、まだスリップが生じていると判断し、ステップ1207でフラグFSPIN＝１として今回の処理を終了する。やがて、ωW1≦ωW1Hとなれば、スリップがやんだとしてステップ1404よりステップ1208に進み、FSPIN＝０として今回の処理を終了する。
【００８９】
上記の判定値dωW1H/dtとωW1Hは、たとえばスロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などである。判定値dωW1H/dtのマップの例を図１３に、判定値ωW1Hのマップの例を図１４に示す。
【００９０】
以上、図１０〜図１２によりフラグFSPINの設定について３つの方法を説明したが、いずれを用いてもかまわない。
【００９１】
図８に戻り、フラグFSPIN＝０（ホイールスピンが生じていない）のときはステップ1108に進み、駆動輪速変化率dωW1/dtを用いて前述の▲２▼式により目標エンジントルクtTeを、これに対して、FSPIN＝１（ホイールスピンが生じている）のときはステップ1107に進み、従動輪速変化率dωW2/dtを用いて前述の▲２▼式により目標エンジントルクtTeを演算する。
【００９２】
このように第１実施形態は、目標エンジントルクの演算に前述の▲２▼式を用い、ホイールスピンの有無により演算に用いる車輪速変化率を切換えるようにしたので、ホイールスピンが生じても車輪速の急激な上昇が生じることがなく、また、ホイールスピンが生じていないときは高精度に目標駆動トルクを実現することができる。
【００９３】
図１５は第２実施形態で、第１実施形態の図８に対応する。図８と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【００９４】
第２実施形態は、ホイールスピンの有無に関係なく、常に従動輪速の変化率dωW2/dtを用いて前述の▲２▼式により目標エンジントルクtTeを演算するようにしたもので、この実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果が生じる。
【００９５】
なお、フラグFSPINによる切換が無くなった以外、各ステップは第１実施形態の図８と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００９６】
図１６は第３実施形態、図１７は第４実施形態で、第１実施形態の図８に対応する。図８と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【００９７】
図１６の第３実施形態は、ホイールスピンの有無に関係なく前述の▲５▼式により目標エンジントルクtTeを演算するようにしたもの、図１７の第４実施形態は、ホイールスピンが生じていないとき前述の▲２▼式に基づいて、またホイールスピンが生じているとき前述の▲５▼式に基づいてそれぞれ目標エンジントルクを演算するようにしたもので、これら２つの実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果が生じる。
【００９８】
図１６、図１７において、図８と異なる部分を主に説明すると、ステップ1601で変速比Gを用いて上記の▲６▼式により係数αを計算し、ステップ1602では車体速VVから図１８を内容とするテーブルを検索して走行抵抗Frを求める。ステップ1603ではこれらの係数α、走行抵抗Frを用いて前述の▲５▼式により目標エンジントルクtTeを演算する。
【００９９】
ここで、走行抵抗Frを求めるに際しては、車体速の代わりに従動輪速を用いてもかまわない。従動輪速を検出するセンサを備えていない場合は、駆動輪速を用いてもよいが、その場合は、駆動輪速が大きくなった場合にテーブル値が発散することを防止するため、リミッタを用いる。
【０１００】
図１９は第５実施形態で、第１実施形態の図８に対応する。図８と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【０１０１】
第５実施形態は、従動輪速の変化率dωW2/dtの絶対値が所定値を超える過渡時にのみ、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正を行うようにしたものである。
【０１０２】
図８と異なる部分を主に説明すると、ステップ1801では、
【０１０３】
【数７】
tTe＝(1/(G・Gf))×｛tTd＋J1・ωW2・G・Gf2・(dG/dt)｝ …▲７▼
の式により基本目標エンジントルクtTe0を演算する。
【０１０４】
ここで、▲７▼式は前述の▲２▼式において、右辺第１項と右辺第３項を足し合わせたものである。
【０１０５】
ステップ1802では従動輪速の変化率dωW2/dtの絶対値と所定値dωWL/dtを比較する。ここで、所定値dωWL/dtは、たとえばスロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などである。
【０１０６】
｜dωW2/dt｜＞dωWL/dtであるとき（過渡時）は、ステップ1106に進み、フラグ FSPIN ＝１のときはステップ1803で従動輪速変化率dωW2/dtを用いて、またFSPIN＝０のときはステップ1804で駆動輪速変化率dωW1/dtを用いてdTeを演算する。また、｜dωW2/dt｜≦dωWL/dtである（過渡時でない）ときはステップ1802よりステップ1805に進み、dTe＝０とする。
【０１０７】
ステップ1806では上記の基本目標エンジントルクtTe0とdTeとを足し合わせたものを目標エンジントルクtTeとして演算する。
【０１０８】
このように第５実施形態では、従動輪速の変化率dωW2/dtの絶対値が所定値を超える過渡時にのみ、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの補正を行うようにした。これによって、過渡時以外では車輪速の時間的変化に対応したトルク補正量の演算を行う必要がないので、演算負荷を抑えることができる。
【０１０９】
第５実施形態では、第１実施形態のエンジントルク補正を、従動輪速変化率dωW2/dtの絶対値が所定値を超える過渡時にのみ行うようにしたものであるが、第２から第４の各実施形態に対しても、同様の考え方を適用することができる。
【０１１０】
実施形態では、ガソリンエンジンを用いた場合で説明したが、これに限られるものでなく、ディーゼルエンジンあるいはモータを用いる場合でも同様の効果を実現することができる。
【０１１１】
また、本発明の駆動力制御を行うことにより、駆動力の実現精度が向上するため、特にＡＳＣＤ（オートスピードコントロールデバイス）やＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール：前車追従車間距離制御）等での車速追従性等の性能が向上し、運転者のフィーリング感も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両全体のシステム図。
【図２】PCM11の構成図。
【図３】駆動系モデルのパラメータの説明図。
【図４】数３式を用いたときの加速時の車両挙動を説明するための波形図。
【図５】数２式を用いたときの加速時の車両挙動を説明するための波形図。
【図６】低μ路で数２式を用いたときの車両挙動を説明するための波形図。
【図７】低μ路で数５式を用いたときの車両挙動を説明するための波形図。
【図８】第１実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図９】目標駆動トルクの特性図。
【図１０】ホイールスピンの有無の判定を説明するためのフローチャート。
【図１１】ホイールスピンの有無の判定を説明するためのフローチャート。
【図１２】ホイールスピンの有無の判定を説明するためのフローチャート。
【図１３】判定値dωW1H/dtの特性図。
【図１４】判定値ωW1Hの特性図。
【図１５】第２実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図１６】第３実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図１７】第４実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図１８】走行抵抗の特性図。
【図１９】第５実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図２０】第１、２の発明のクレーム対応図。
【図２１】第３の発明のクレーム対応図。
【図２２】第４の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
３ ＣＶＴ
６ 電子制御スロットル装置
11 PCM
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両用駆動力制御装置、特に車体速や変速比が変化している過渡状態における制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ＣＶＴ（無段変速機：Continuous Variable Transmission）とを備えた車両において、アクセルペダル操作量や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所定のエンジントルクとＣＶＴ変速比で実現する「駆動力制御」という考え方がある。
【０００３】
この駆動力制御方式では、目標駆動トルクの作り方で車両の動特性を容易に変えることが可能であり、エンジントルクとＣＶＴ変速比を算出する際にエンジンの燃料消費率が最も小さい点を用いるようにロジックを構成しておけば、所望の目標駆動トルクを燃費最適で実現することができるというメリットがある。
【０００４】
ここで、エンジンやＣＶＴに慣性があり、ＣＶＴの変速時にこの影響を受けて（つまり変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルクにより）駆動トルクが目標値からずれるので、この駆動トルクのずれを補償するため、変速比の時間的変化に対応したトルク補正量を演算し、この補正量でエンジントルクを補正することにより、駆動トルクが目標値に一致するように制御する技術が公知である（特開昭６２−１９９５３６号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加減速時には上記変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルクだけでなく、車輪速（車体速）の時間的変化に対応したイナーシャトルクによっても駆動トルクが目標値からずれるので、従来装置のように変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルク分だけのトルク補正を行ったのでは、加減速時に目標駆動トルクが得られず、したがって、運転者の意図した通りの車両挙動が実現されない。
【０００６】
そこで、変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルク分の補正に加えて、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正をも行うことにより、加減速時においても目標駆動トルクが得られるようにすることを本発明の第１の目的とする。
【０００７】
その一方で、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正量を、駆動輪の車輪速から求めたのでは、低μ路などで駆動輪にホイールスピンが生じたとき、そのトルク補正がホイールスピンをより増長する方向に働いてしまい、これによって、運転者の頻繁なアクセル操作が必要となったり、駆動力制御をＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）に用いている場合にはＴＣＳの作動頻度の増加を招くことがある。
【０００８】
そこで、車輪速の時間的変化に代えて、変速比と目標駆動トルクとに基づいて、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正量相当を演算することにより、駆動輪にホイールスピンが生じたとしても、目標駆動トルクが得られるようにすることを本発明の第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図２０に示すように、車両の目標駆動トルクtTdを演算する手段101と、変速機の変速比Gの時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段102と、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段103と、これら２つの補正量で前記目標駆動トルクtTdを補正して目標エンジントルクtTeを演算する手段104と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段105とを備え、駆動輪にホイールスピンが生じているかどうかを判定する手段と、この判定結果に基づきホイールスピンが生じていないとき駆動輪速に基づいて、またホイールスピンが生じているとき従動輪速に基づいてそれぞれ前記第２補正量を演算する。
第２の発明は、図２０に示すように、車両の目標駆動トルク tTd を演算する手段 101 と、変速機の変速比 G の時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段 102 と、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段 103 と、これら２つの補正量で前記目標駆動トルク tTd を補正して目標エンジントルク tTe を演算する手段 104 と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段 105 とを備え、常に従動輪速に基づいて前記第２補正量を演算する。
【００１０】
第３の発明は、図２１に示すように、車両の目標駆動トルクtTdを演算する手段101と、変速機の変速比Gの時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段102と、前記変速比Gと前記目標駆動トルクtTdに基づいて車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算する手段111と、これら第１補正量と第２補正量相当とで前記目標駆動トルクtTdを補正して目標エンジントルクtTeを演算する手段104と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段105とを備える。
【００１１】
第４の発明は、図２２に示すように、車両の目標駆動トルクtTdを演算する手段101と、変速機の変速比Gの時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段102と、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段103と、前記変速比Gと前記目標駆動トルクtTdに基づいて車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算する手段111と、駆動輪にホイールスピンが生じているかどうかを判定する手段121と、この判定結果に基づきホイールスピンが生じているときは前記第２補正量相当を、またホイールスピンが生じていないときは前記第２補正量を選択する手段122と、この選択された補正量と前記第１補正量とで前記目標駆動トルクtTdを補正して目標エンジントルクtTeを演算する手段123と、この演算された目標エンジントルクを実現する手段105とを備える。
【００１３】
第５の発明では、第４の発明において常に従動輪速に基づいて前記第２補正量を演算する。
【００１４】
第６の発明では、第３または第４の発明において走行抵抗に基づいても前記第２補正量相当を演算する。
【００１５】
第７の発明では、第６の発明において前記走行抵抗を駆動輪速に基づいて演算する。
【００１６】
第８の発明では、第６の発明において前記走行抵抗を従動輪速に基づいて演算する。
【００１７】
第９の発明では、第６の発明において前記走行抵抗を一定値に固定する。
【００１８】
第１０の発明では、第１または第４の発明において前記ホイールスピンを駆動輪速と従動輪速に基づいて判定する。
【００１９】
第１１の発明では、第１または第４の発明において前記ホイールスピンを駆動輪速の変化率に基づいて判定する。
【００２０】
第１２の発明では、第１から第１１までのいずれか一つの発明において車輪速（駆動輪速または従動輪速）の変化率が所定値以上である過渡時にだけ前記第２補正量または前記第２補正量相当によるトルク補正を行う。
【００２１】
第１３の発明では、第１０から第１２までのいずれか一つの発明において前記ホイールスピンの有無の判定にヒステリシス特性をもたせる。
【００２２】
第１４の発明では、第１０から第１２までのいずれか一つの発明において 前記ホイールスピン有無の判定に時間差を設ける（ホイールスピンが実際に生じなくなったときから所定の時間の経過後にホイールスピンが生じなくなったと判定させる）。
【００２３】
【発明の効果】
第１、２の発明によれば、車両の加減速時に、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルクの影響を受けて発生する駆動トルクのずれを補償することができ、これによって、車両の加減速時においても高精度に目標駆動トルクを実現することができる。
【００２４】
第３の発明によれば、車輪速の時間的変化を用いることなく車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算することが可能となり、これによって、ホイールスピン時にも車輪速の急激な上昇を生じることなく目標駆動トルクを実現することができる。
【００２５】
第４、第５、第６、第１０、第１１の各発明によれば、ホイールスピンが生じても車輪速の急激な上昇が生じることがなく、また、ホイールスピンが生じていないときは高精度に目標駆動トルクを実現することができる。
【００２６】
走行抵抗と車体速との間には密接な関係があり、この場合に、第７、第８の各発明によれば車体速に代えて車輪速を用いることで、車体速を検出する手段がなくても、おおよその走行抵抗を求めることができる。
【００２７】
第９の発明によれば、第２補正量相当を演算する際の演算負荷を抑えることができる。
【００２８】
第１２の発明によれば、過渡時以外では第２補正量または第２補正量相当によるトルク補正が行われることがないので、演算負荷を抑えることができる。
【００２９】
第１３、第１４の各発明によれば、ホイールスピンが生じているときの目標エンジントルクの演算とホイールスピンが生じていないときの目標エンジントルクの演算とでの間で頻繁な切換が発生することを防止できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は一実施形態の制御システム図、図２は制御装置11の回路構成図である。
【００３１】
図１において、エンジン１の出力は、トルクコンバータ２、ＣＶＴ３、ファイナルギア４を介して駆動輪５に伝達される。
【００３２】
エンジン１の吸気通路には、モータ８などでスロットルバルブ７を開閉する、いわゆる電子制御スロットル装置６が介装されており、スロットルバルブ開度によってエンジンに吸入される空気量が調整され、エンジンの出力トルクが制御される。
【００３３】
上記の電子制御スロットル装置６を駆動するため、TCM（スロットルコントロールモジュール）９を備える。PCM（パワートレインコントロールモジュール）11からのスロットルバルブ開度指令が送信されるTCM９では、スロットルバルブ開度指令をモータ駆動電圧に変換してモータ８に出力するとともに、スロットル開度センサにより検出される実際のスロットルバルブ開度がPCM11からの開度指令と一致するようにモータ駆動電圧（スロットル開度）をフィードバック制御する。
【００３４】
アクセルセンサからのアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）信号、車速センサからの車体速信号、ＣＶＴのレンジ選択レバーからのセレクトレンジ信号が、ブレーキ操作スイッチからのブレーキ操作信号などとともに入力されるPCM11では、アクセル操作量と車体速に基づいて目標駆動トルクを算出し、その目標駆動トルクが得られるようにエンジントルクとＣＶＴ変速比を制御する。
【００３５】
PCM11ではまた、エンジン制御（たとえば主にエンジンへの燃料供給量と点火時期の制御）、制動力制御（ブレーキアクチュエータへの各輪毎のブレーキ油圧制御）なども行っている。
【００３６】
このように、目標駆動トルクを算出し、その目標駆動トルクが得られるようにエンジントルクとＣＶＴ変速比とを制御する、いわゆる駆動力制御方式によれば、前述したように目標駆動トルクの作り方で車両の動特性を容易に変えることが可能であるため、エンジントルクとＣＶＴ変速比を算出する際に、エンジンの燃料消費率が最も小さい点を用いるようにロジックを構成しておけば、所望の目標駆動力を燃費最適で実現することができる。
【００３７】
この駆動力制御方式をさらに定量的に説明する。駆動系モデルの各パラメータを図３に示すようにとり、
【００３８】
【数１】
Td＝F×R …▲１▼
ただし、F:駆動力
R:タイヤ有効半径
の式により車両の駆動トルクTdを定義したとき、実際の駆動トルクTdを目標駆動トルクtTdに一致させるためには、次式の目標エンジントルクtTeを実現できれば良いことが分かる。
【００３９】
【数２】
Gf:ファイナルギアの減速比
J1:エンジンおよびＣＶＴの入力側の慣性モーメント
J2:ＣＶＴ出力からファイナルギア入力までの慣性モーメント
J3:ファイナルギアから駆動輪までの慣性モーメント
ωW:車輪の角速度
なお、▲２▼式右辺カッコ内の第２項のdωW/dtは角速度ωWの変化率であるが、車輪速VWの変化率dVW/dtとの間にはdVW/dt＝R・dωW/dtの関係があり、その差は比例定数としてのRでしかないこと、また角速度より車輪速のほうがよく使われることから、以下ではωWを車輪速、dωW/dtを車輪速の変化率という。また、駆動輪と従動輪を区別するときは、ωW1を駆動輪速、dωW1/dtを駆動輪速の変化率、またωW2を従動輪速、dωW2/dtを従動輪速の変化率という。
【００４０】
ここで、▲２▼式の右辺カッコ内の第３項が変速比の時間的変化に対応した（変速比の変化率dG/dtに比例した）イナーシャトルク分の補正量、同じく第２項が車輪速の時間的変化に対応した（車輪速の変化率dωW/dtに比例した）イナーシャトルク分の補正量である。
【００４１】
▲２▼式において、変速比Gと車輪速ωWが分かれば、これらと車両の諸元値（Gf、J1、J2、J3）を用いて、▲２▼式の右辺カッコ内の第２項、第３項のトルク補正量を演算することができ、これらのトルク補正量で右辺カッコ内の第１項の目標駆動トルクtTdを補正することにより、目標エンジントルクtTeを求めることができる。
【００４２】
しかしながら、従来装置では▲２▼式の右辺カッコ内の第２項を省略した次式、
【００４３】
【数３】
tTe＝(１/(G・Gf))×｛tTd＋J1・ωW・G・Gf2・(dG/dt)｝ …▲３▼
によって目標エンジントルクtTeを演算していた。つまり従来は変速比の時間的変化に対応したイナーシャトルク分だけの補正であったので、加減速時に目標駆動トルクが得られず、運転者の意図した通りの車両挙動を実現できなかったわけである。
【００４４】
これに対処するため本発明では、目標エンジントルクを上記の▲２▼式で演算することにより、加減速時に車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルクの影響を受けても、目標駆動トルクからのずれが生じないようにする。たとえば、加速動作が行われた場合に、▲３▼式を用いて目標エンジントルクを算出したときは、図４に示したように、車体速が変化している間は目標駆動トルクが得られないのに対して、図４と同じ条件で、▲２▼式を用いて目標エンジントルクを算出したときは、図５のように車体速が変化している間も目標駆動トルクを精度良く実現することが可能となるのである。
【００４５】
しかしながら、上記の▲２▼式を用いる場合、右辺カッコ内の第２項（車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分の補正量）に車輪速変化率dωW/dtが入っているため、車輪速を駆動輪で検出している場合に、駆動輪にホイールスピンが生じたときは、同第２項の影響により車輪速（エンジン回転）が急激に上昇する可能性がある。
【００４６】
そこで、いま駆動輪にホイールスピンが生じていないと仮定すると、次式
【００４７】
【数４】
(F−Fr)/M＝R・(dωW/dt) …▲４▼
ただし、F:駆動力
Fr:走行抵抗
M:車両質量
R:タイヤ有効半径
が成り立つ。
【００４８】
ここで、エンジンの遅れは微小であると仮定し、この▲４▼式を用いて▲２▼式を変形すると、次式
【００４９】
【数５】
【００５０】
ただし、▲５▼式右辺カッコ内の第２項の係数αは
【００５１】
【数６】
α＝(J1・G2・Gf2＋J2・Gf2＋J3)/(M・R2) …▲６▼
である（Gと車両の諸元により定まる値）。
【００５２】
この数５式右辺カッコ内の第２項の（ tTd − Fr ・ R ）・α（第２補正量相当）は、車輪速変化率dωW/dtを陽に含んでいないため、数２式を用いた場合のように車輪速（エンジン回転）が急激に上昇する可能性はない。よって、数５式を用いれば、ホイールスピンを生じていないときは目標駆動トルクを精度良く実現でき、また、ホイールスピンを生じるような低μ路でも、車輪速（エンジン回転）が急激に上昇するのを防止できる。
【００５３】
たとえば、低μ路において、図４、図５の場合と同じ条件で加速動作が行われた場合の作用を図６、図７に示すと、▲２▼式を用いて目標エンジントルクの算出したときは図６のようになり、ひとたびホイールスピンが生じると、駆動トルクは所望の値を実現できないまま駆動輪速のみが上昇する現象が生じている。これに対して、▲５▼式を用いて目標エンジントルクを算出したときは図７のようになり、ホイールスピンが生じても駆動輪速の上昇を防止できている。ホイールスピンが生じていないとき（図５参照）と比較すれば、精度は若干落ちるものの駆動トルクもほぼ目標値を実現することができている。
【００５４】
このように本発明では、▲２▼式または▲５▼式を用いて目標エンジントルクを算出することになると、車輪速に駆動輪の車輪速を用いるのか、従動輪の車輪速を用いるのかをも考え合わせて、次の５つの実施形態が考えられる。
【００５５】
〈１〉ホイールスピンを生じていないとき駆動輪速を用いて▲２▼式により、またホイールスピンを生じたとき従動輪速を用いて▲２▼式により目標エンジントルクを演算する。
【００５６】
〈２〉ホイールスピンの有無に関係なく、常に従動輪速を用いて▲２▼式により目標エンジントルクを演算する。
【００５７】
〈３〉ホイールスピンの有無に関係なく、▲５▼式により目標エンジントルクを演算する。
【００５８】
〈４〉ホイールスピンを生じていないときは、▲５▼式より▲２▼式のほうが精度良く目標駆動トルクを実現できるため、ホイールスピンを生じていないとき、▲２▼式を用いて、またホイールスピンを生じたとき▲５▼式を用いて目標エンジントルクを演算する。
【００５９】
〈５〉加減速時にだけ車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分の補正量（▲２▼式、▲５▼式の右辺カッコ内の各第２項）を演算する。
【００６０】
なお、上記の〈３〉、〈４〉において▲５▼式を用いるときは、▲５▼式右辺カッコ内の第２項の演算に走行抵抗Frが必要である。この場合、一般に車体速と走行抵抗Frとの間には後述する図１８のような関係があるため、図１８のデータをテーブル値としてプログラム中に持たせておけば、車体速から走行抵抗Frを求めることができる。また、車体速に代えて従動輪速あるいは駆動輪速を用いても、およその走行抵抗Frの値を演算することができる。さらに、▲５▼式右辺カッコ内の第２項において、走行抵抗Frの項（Fr・R）が目標駆動トルクtTdに対して微小であれば、運転条件によらず常に一定値あるいはこの項を無視（Fr＝０に相当）してもよい。
【００６１】
上記の〈１〉、〈４〉、〈５〉においては、ホイールスピンが生じたときと生じていないときとで目標エンジントルクの演算式を切換えなければいけないので、この切換に伴って制御のハンチングが生じないようにする必要がある。
【００６２】
以下、フローチャートを用いて具体的に説明する。
【００６３】
なお、上記の〈１〉〜〈５〉の順に対応して、後述する図８、図１５、図１６、図１７、図１９の各フローチャートが組まれている。
【００６４】
図８のフローチャートは第１実施形態で、10ms毎に実行する。
【００６５】
ステップ1101では、スロットルセンサにより検出されるアクセル操作量APS、車速センサにより検出される車体速VV、駆動輪速センサ（図２参照）により検出される駆動輪速ωW1、従動輪速センサ（図２参照）により検出される従動輪速ωW2、ＣＶＴの実変速比（駆動輪速とＣＶＴ入力軸回転数に基づいて計算される）Gを読み込む。
【００６６】
このうちアクセル操作量APSと車体速VVから、ステップ1102において図９を内容とするマップを検索して目標駆動トルクtTdを求める。
【００６７】
ステップ1103では、実変速比Gからその変化率dG/dtを計算する。この値は変速制御の目標変速比を用いて計算してもかまわない。
【００６８】
ステップ1104、1105では駆動輪速ωW1からその変化率dωW1/dtを、従動輪速ωW2からその変化率dωW2/dtをそれぞれ計算する。
【００６９】
ステップ1106では、フラグFSPINをみる。このフラグFSPINは、FSPIN＝１のときホイールスピンが生じていることを、またFSPIN＝０のときホイールスピンが生じていないことを表す。このフラグの設定（ホイールスピンの有無の判定）については図１０〜図１２のフローにより説明する。
【００７０】
図１０〜図１２のフローは図８のフローと独立に10ms毎に実行する。
【００７１】
まず図１０から説明すると、ステップ1201、1202で駆動輪速ωW1と従動輪速ωW2を読み込み、これらの速度差dω（＝ωW1−ωW2）をステップ1203において計算する。
【００７２】
ステップ1204〜1206はヒステリシスつきのホイールスピンの有無判定部分で、上記の速度差dωが第１判定値dωHを超えたときホイールスピンが発生したと判断し、速度差dωが第１判定値dωHよりも小さな第２判定値dωL以下になったときホイールスピンは発生していないと判断する。
【００７３】
詳細には、ステップ1204でフラグFSPIN（“０”に初期設定）をみる。初期設定の状態であれば、FSPIN＝０よりステップ1205に進み、速度差dωと第１判定値dωHを比較する。dω＞dωHであるときはホイールスピンが発生したと判断し、ステップ1207に進んでFSPIN＝１として今回の処理を終了する。
【００７４】
このFSPIN＝１より次回からはステップ1204よりステップ1206に進み、今度は速度差dωと第２判定値dωLを比較する。ここで、第２判定値dωLは第１判定値dωHより小さな値である。dω≧dωLであるときはステップ1207の処理を行って（つまりフラグの値はそのまま）今回の処理を終了する。dωがdωL未満となったときホイールスピンが発生していないと判断し、ステップ1206よりステップ1208に進んでFSPIN＝０とする。
【００７５】
上記２つの判定値dωH、dωLは定数でも良いし、スロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などでもよい。
【００７６】
このように、フラグFSPINの“０”から“１”への、あるいはその逆への切換にヒステリシスを設けることで、ハンチングの発生を防止できる。
【００７７】
図１０のフローではヒステリシスによってハンチングの発生を防止したのに対して、図１１のフローは、ホイールスピンが実際に生じなくなったときから所定の時間の経過後にフラグFSPINを“１”から“０”へと切換えることにより、ハンチングの発生を防止するものである。
【００７８】
なお、図１０と同一部分には同一のステップ番号を付けており、図１０と異なる部分を中心に説明する。
【００７９】
ステップ1205で速度差dωが判定値dωHより大きいときはステップ1207に進んでフラグFSPIN＝１とした後、ステップ1301でカウンタTを０にリセットして今回の処理を終了する。
【００８０】
速度差dωがdωH以下になるとホイールスピンが生じなくなったと判断し、ステップ1205よりステップ1302に進んでカウンタTと所定値T0を比較する。ここで、所定値T0は経過時間を定める値である。T0は定数でも良いし、スロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などでもよい。
【００８１】
カウンタTが所定値T0以下であれば、ステップ1303、1304に進み、フラグFSPIN＝１とするとともに、カウンタTを１インクリメントして今回の処理を終了する。
【００８２】
dω≦dωHの状態でステップ1304のインクリメントが繰り返され、やがてT＞T0となった（つまりホイールスピンが生じなくなったときから所定の時間T0が経過した）とき、ステップ1208に進んでフラグFSPIN＝０とする。
【００８３】
図１０、図１１では駆動輪速ωW1と従動輪速ωW2の速度差dωに基づいてホイールスピンの有無を判定する構成としたが、これに限るものでなく、両車輪速の比率に基づいてホイールスピンの有無を判定する構成としてもよい。
【００８４】
図１２のフローは、駆動輪速の変化率に基づいてホイールスピンの有無を判定するようにしたものである。図１０と同一部分には同一のステップ番号を付けており、図１１と異なる部分を中心に説明する。
【００８５】
初期設定の状態であれば、FSPIN＝０であるので、ステップ1204よりステップ1401に進み、駆動輪速ωW1からその変化率dωW1/dtを計算し、この変化率dωW1/dtと判定値dωW1H/dtをステップ1402において比較する。
【００８６】
dωW1/dt≦dωW1H/dtであるときは、ホイールスピンが生じていないので、ステップ1402よりステップ1403に進み、フラグFSPIN＝０として今回の処理を終了する。dωW1/dt＞dωW1H/dtになるとホイールスピンが生じたと判断し、ステップ1402よりステップ1207に進み、FSPIN＝１として今回の処理を終了する。
【００８７】
一方、FSPIN＝１のときは、ステップ1204より1404に進み、駆動輪速ωW1と判定値ωW1Hを比較する。
【００８８】
駆動輪速ωW1が判定値ωW1Hを超えているときは、まだスリップが生じていると判断し、ステップ1207でフラグFSPIN＝１として今回の処理を終了する。やがて、ωW1≦ωW1Hとなれば、スリップがやんだとしてステップ1404よりステップ1208に進み、FSPIN＝０として今回の処理を終了する。
【００８９】
上記の判定値dωW1H/dtとωW1Hは、たとえばスロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などである。判定値dωW1H/dtのマップの例を図１３に、判定値ωW1Hのマップの例を図１４に示す。
【００９０】
以上、図１０〜図１２によりフラグFSPINの設定について３つの方法を説明したが、いずれを用いてもかまわない。
【００９１】
図８に戻り、フラグFSPIN＝０（ホイールスピンが生じていない）のときはステップ1108に進み、駆動輪速変化率dωW1/dtを用いて前述の▲２▼式により目標エンジントルクtTeを、これに対して、FSPIN＝１（ホイールスピンが生じている）のときはステップ1107に進み、従動輪速変化率dωW2/dtを用いて前述の▲２▼式により目標エンジントルクtTeを演算する。
【００９２】
このように第１実施形態は、目標エンジントルクの演算に前述の▲２▼式を用い、ホイールスピンの有無により演算に用いる車輪速変化率を切換えるようにしたので、ホイールスピンが生じても車輪速の急激な上昇が生じることがなく、また、ホイールスピンが生じていないときは高精度に目標駆動トルクを実現することができる。
【００９３】
図１５は第２実施形態で、第１実施形態の図８に対応する。図８と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【００９４】
第２実施形態は、ホイールスピンの有無に関係なく、常に従動輪速の変化率dωW2/dtを用いて前述の▲２▼式により目標エンジントルクtTeを演算するようにしたもので、この実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果が生じる。
【００９５】
なお、フラグFSPINによる切換が無くなった以外、各ステップは第１実施形態の図８と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００９６】
図１６は第３実施形態、図１７は第４実施形態で、第１実施形態の図８に対応する。図８と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【００９７】
図１６の第３実施形態は、ホイールスピンの有無に関係なく前述の▲５▼式により目標エンジントルクtTeを演算するようにしたもの、図１７の第４実施形態は、ホイールスピンが生じていないとき前述の▲２▼式に基づいて、またホイールスピンが生じているとき前述の▲５▼式に基づいてそれぞれ目標エンジントルクを演算するようにしたもので、これら２つの実施形態によっても、第１実施形態と同様の作用効果が生じる。
【００９８】
図１６、図１７において、図８と異なる部分を主に説明すると、ステップ1601で変速比Gを用いて上記の▲６▼式により係数αを計算し、ステップ1602では車体速VVから図１８を内容とするテーブルを検索して走行抵抗Frを求める。ステップ1603ではこれらの係数α、走行抵抗Frを用いて前述の▲５▼式により目標エンジントルクtTeを演算する。
【００９９】
ここで、走行抵抗Frを求めるに際しては、車体速の代わりに従動輪速を用いてもかまわない。従動輪速を検出するセンサを備えていない場合は、駆動輪速を用いてもよいが、その場合は、駆動輪速が大きくなった場合にテーブル値が発散することを防止するため、リミッタを用いる。
【０１００】
図１９は第５実施形態で、第１実施形態の図８に対応する。図８と同一部分には同一のステップ番号を付けている。
【０１０１】
第５実施形態は、従動輪速の変化率dωW2/dtの絶対値が所定値を超える過渡時にのみ、車輪速の時間的変化に対応したイナーシャトルク分のトルク補正を行うようにしたものである。
【０１０２】
図８と異なる部分を主に説明すると、ステップ1801では、
【０１０３】
【数７】
tTe＝(1/(G・Gf))×｛tTd＋J1・ωW2・G・Gf2・(dG/dt)｝ …▲７▼
の式により基本目標エンジントルクtTe0を演算する。
【０１０４】
ここで、▲７▼式は前述の▲２▼式において、右辺第１項と右辺第３項を足し合わせたものである。
【０１０５】
ステップ1802では従動輪速の変化率dωW2/dtの絶対値と所定値dωWL/dtを比較する。ここで、所定値dωWL/dtは、たとえばスロットル開度、車速等の運転条件に基づくテーブル値、マップ値などである。
【０１０６】
｜dωW2/dt｜＞dωWL/dtであるとき（過渡時）は、ステップ1106に進み、フラグ FSPIN ＝１のときはステップ1803で従動輪速変化率dωW2/dtを用いて、またFSPIN＝０のときはステップ1804で駆動輪速変化率dωW1/dtを用いてdTeを演算する。また、｜dωW2/dt｜≦dωWL/dtである（過渡時でない）ときはステップ1802よりステップ1805に進み、dTe＝０とする。
【０１０７】
ステップ1806では上記の基本目標エンジントルクtTe0とdTeとを足し合わせたものを目標エンジントルクtTeとして演算する。
【０１０８】
このように第５実施形態では、従動輪速の変化率dωW2/dtの絶対値が所定値を超える過渡時にのみ、車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの補正を行うようにした。これによって、過渡時以外では車輪速の時間的変化に対応したトルク補正量の演算を行う必要がないので、演算負荷を抑えることができる。
【０１０９】
第５実施形態では、第１実施形態のエンジントルク補正を、従動輪速変化率dωW2/dtの絶対値が所定値を超える過渡時にのみ行うようにしたものであるが、第２から第４の各実施形態に対しても、同様の考え方を適用することができる。
【０１１０】
実施形態では、ガソリンエンジンを用いた場合で説明したが、これに限られるものでなく、ディーゼルエンジンあるいはモータを用いる場合でも同様の効果を実現することができる。
【０１１１】
また、本発明の駆動力制御を行うことにより、駆動力の実現精度が向上するため、特にＡＳＣＤ（オートスピードコントロールデバイス）やＡＣＣ（アダプティブクルーズコントロール：前車追従車間距離制御）等での車速追従性等の性能が向上し、運転者のフィーリング感も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の車両全体のシステム図。
【図２】PCM11の構成図。
【図３】駆動系モデルのパラメータの説明図。
【図４】数３式を用いたときの加速時の車両挙動を説明するための波形図。
【図５】数２式を用いたときの加速時の車両挙動を説明するための波形図。
【図６】低μ路で数２式を用いたときの車両挙動を説明するための波形図。
【図７】低μ路で数５式を用いたときの車両挙動を説明するための波形図。
【図８】第１実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図９】目標駆動トルクの特性図。
【図１０】ホイールスピンの有無の判定を説明するためのフローチャート。
【図１１】ホイールスピンの有無の判定を説明するためのフローチャート。
【図１２】ホイールスピンの有無の判定を説明するためのフローチャート。
【図１３】判定値dωW1H/dtの特性図。
【図１４】判定値ωW1Hの特性図。
【図１５】第２実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図１６】第３実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図１７】第４実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図１８】走行抵抗の特性図。
【図１９】第５実施形態の目標エンジントルクの演算を説明するためのフローチャート。
【図２０】第１、２の発明のクレーム対応図。
【図２１】第３の発明のクレーム対応図。
【図２２】第４の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
３ ＣＶＴ
６ 電子制御スロットル装置
11 PCM
Claims (14)
- 車両の目標駆動トルクを演算する手段と、
変速機の変速比の時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段と、
車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段と、
これら２つの補正量で前記目標駆動トルクを補正して目標エンジントルクを演算する手段と、
この演算された目標エンジントルクを実現する手段と
を備え、
駆動輪にホイールスピンが生じているかどうかを判定する手段と、
この判定結果に基づきホイールスピンが生じていないとき駆動輪速に基づいて、またホイールスピンが生じているとき従動輪速に基づいてそれぞれ前記第２補正量を演算する
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 車両の目標駆動トルクを演算する手段と、
変速機の変速比の時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段と、
車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段と、
これら２つの補正量で前記目標駆動トルクを補正して目標エンジントルクを演算する手段と、
この演算された目標エンジントルクを実現する手段と
を備え、
常に従動輪速に基づいて前記第２補正量を演算する
ことを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 車両の目標駆動トルクを演算する手段と、
変速機の変速比の時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段と、
前記変速比と前記目標駆動トルクに基づいて車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算する手段と、
これら第１補正量と第２補正量相当とで前記目標駆動トルクを補正して目標エンジントルクを演算する手段と、
この演算された目標エンジントルクを実現する手段と
を備えることを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 車両の目標駆動トルクを演算する手段と、
変速機の変速比の時間的変化に対応したエンジントルクの第１補正量を演算する手段と、
車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量を演算する手段と、
前記変速比と前記目標駆動トルクに基づいて車輪速の時間的変化に対応したエンジントルクの第２補正量相当を演算する手段と、
駆動輪にホイールスピンが生じているかどうかを判定する手段と、
この判定結果に基づきホイールスピンが生じているときは前記第２補正量相当を、またホイールスピンが生じていないときは前記第２補正量を選択する手段と、
この選択された補正量と前記第１補正量とで前記目標駆動トルクを補正して目標エンジントルクを演算する手段と、
この演算された目標エンジントルクを実現する手段と
を備えることを特徴とする車両用駆動力制御装置。 - 常に従動輪速に基づいて前記第２補正量を演算することを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動力制御装置。
- 走行抵抗に基づいても前記第２補正量相当を演算することを特徴とする請求項３または４に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記走行抵抗を駆動輪速に基づいて演算することを特徴とする請求項６に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記走行抵抗を従動輪速に基づいて演算することを特徴とする請求項６に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記走行抵抗を一定値に固定することを特徴とする請求項６に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記ホイールスピンを駆動輪速と従動輪速に基づいて判定することを特徴とする請求項１または４に記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記ホイールスピンを駆動輪速の変化率に基づいて判定することを特徴とする請求項１または４に記載の車両用駆動力制御装置。
- 車輪速の変化率が所定値以上である過渡時にだけ前記第２補正量または前記第２補正量相当によるトルク補正を行うことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記ホイールスピンの有無の判定にヒステリシス特性をもたせることを特徴とする請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の車両用駆動力制御装置。
- 前記ホイールスピン有無の判定に時間差を設けることを特徴とする請求項１０から１２までのいずれか一つに記載の車両用駆動力制御装置。
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