JP4200899B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の駆動力要求操作量に対する動力源のトルクを制御する制御装置に関するものである。

最近では、ガソリンエンジンなどの車両用内燃機関の回転数を、その出力側に連結した無段変速機などによって、燃費が最適（最小）となる回転数に制御することがおこなわれている。これは、無段変速機での変速比を連続的に変化させ得ることに加えて、電子スロットルバルブなどによって内燃機関の出力トルクを電気的に制御できることが要因となっている。したがって無段変速機を搭載した車両では、燃費を重視した変速制御が広くおこなわれており、例えばアクセル開度などで代表される駆動力要求操作量と車速などの車両の駆動状態とに基づいて要求駆動力を求めるとともに、その要求駆動力と車両の駆動状態とに基づいて目標出力を求め、その目標出力に対する最適燃費となる内燃機関の目標回転数（無段変速機の入力回転数）を算出し、その目標回転数となるように無段変速機を制御する。その一方で、目標出力に基づいて内燃機関の目標出力トルクを求め、その目標出力トルクとなるように電子スロットルバルブなどの出力制御機構を制御する。このような内燃機関のトルク制御が、いわゆるトルクデマンド制御である。

なお、上記のような燃費を重視した制御では、駆動トルクの変化が相対的に緩慢になる。そのため、加減速の応答性が必ずしも充分ではない場合が生じる。そこで従来では、アクセル開度の変化率（変化速度）などに応じて変速比を過渡的に急速に変化させることがおこなわれ、さらには変速比を手動操作に基づいて変化させるいわゆる手動変速（マニュアルシフト）が可能なように無段変速機を構成することもおこなわれている。

前述のトルクデマンド制御をおこなう装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する発明は、通常の走行時にトルクデマンド制御を実行し、内燃機関のアイドル運転状態時には、他の何らかの制御を実行することによって内燃機関を制御する制御装置であって、アイドル運転状態と非アイドル運転状態との間で制御状態が切り換えられる際、すなわちトルクデマンド制御を実行している状態（実行モード）とトルクデマンド制御を実行していない状態（非実行モード）との間で制御状態が切り換えられる際に、ショックや違和感の発生を防止して、その切り換え時の移行が滑らかにおこなわれるように、スロットルバルブのスロットル開度を制御するように構成されている。

また、このような制御の切り換え時に生じるショックや違和感を防ぐための技術に関連した発明として、制御状態の切り換えを予測し、その切り換え前後のスロットル開度を調整して制御する装置の一例が、特許文献２に記載されている。この特許文献２に記載された発明は、内燃機関の気筒内燃焼室に燃料を直接噴射供給するとともに、内燃機関を成層燃焼モード、もしくは均一燃焼モードに切り換えて運転するようにした筒内噴射式内燃機関の制御装置であって、成層燃焼モードでの加速運転時に、目標負荷の変化に基づいて均一燃焼モードへの切り換えが予測された場合に、燃焼室への吸入空気量を調整するスロットルバルブのスロットル開度を、均一燃焼モードにおける目標開度に近づけるように制御を実行するように構成されている。
特開平１０−３２５３４８号公報 特開２０００−２０５００６号公報

上記の各特許文献に記載された発明では、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モード、あるいは内燃機関の成層燃焼モードと均一燃焼モードのように、互いに異なる複数の制御状態が存在する。すると、このような場合は、トルクデマンド制御の実行モードでのスロットル開度と非実行モードでのスロットル開度、あるいは内燃機関の成層燃焼モードでのスロットル開度と均一燃焼モードでのスロットル開度のように、互いに異なる複数のスロットル開度が存在し、ある一つのアクセル開度などの駆動力要求操作量に対して、複数のスロットル開度のいずれかに設定されることになる。

このように、ある一つの駆動力要求操作量に対して複数のスロットル開度が対応することになると、駆動力要求操作量が変更されていなくとも、車両の走行状態や内燃機関の運転状態の変化などによって、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの間、あるいは内燃機関の成層燃焼モードと均一燃焼モードとの間などでの制御状態が切り換えられて、スロットル開度が変更される場合がある。すなわち、駆動力要求操作量が変更されていないにもかかわらず、制御状態が切り換えられることによりスロットル開度が変更され、出力トルクが変化してしまう場合がある。その結果、この制御状態の切り換えに伴って、スロットル開度が急変し出力トルクが変化することによるショックや違和感などが生じてしまう可能性がある。

上記のような、制御状態の切り換え時に生じるショックや違和感を防止もしくは抑制するための解決手段として、上記の特許文献１に記載された発明と、特許文献２に記載された発明とを組み合わせることが考えられる。すなわち、制御状態の切り換えを予測し、その切り換えが予測された場合に、切り換えが実行される前に、スロットル開度を、切り換え後の制御状態における目標開度に近づけるように制御することによって、制御状態の切り換え時におけるショックや違和感の発生を防ぐことができる。

一方で、このような制御状態の切り換え時におけるショックや違和感の発生を防ぐためにおこなわれる制御は、制御状態の切り換えを事前に予測することによって、スロットル開度が急変されないようにするため、制御状態の切り換えを予測できない条件のもとでは、上記のような制御状態の切り換え時におけるショックや違和感の発生を防止するための制御をおこなうことができない場合がある。例えば、無段変速機のシフトポジションが、ドライブポジション（Ｄ）とマニュアルシフトをおこなうためのマニュアルポジション（Ｍ）との間で変更される場合は、運転者の手動操作により高速のシフトポジションの変更操作がおこなわれるため、その高速の変更操作に制御状態の切り換えが追従できず、制御状態の切り換えを予測できない場合がある。その場合、上記の制御状態の切り換え時におけるショックや違和感の発生を防止するための制御をおこなうことができず、ショックや違和感の発生を回避できない可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、駆動力要求操作量に対して互いに異なる複数の制御状態が設定可能な車両において、その制御状態の切り換えに伴うショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、スロットル開度を変化させて出力トルクを制御する動力源と、その動力源の出力側に連結され変速比制御により前記動力源の出力回転数を制御する無段変速機と、前記動力源の出力トルクを駆動力要求操作量に基づいて設定される目標トルクとなるように制御するトルクデマンド制御を実行する出力制御機構とを備え、前記トルクデマンド制御を実行している第１の制御状態と前記トルクデマンド制御を実行していない第２の制御状態との駆動力要求操作量に対する実駆動力が相互に異なる２つの制御状態を設定可能な車両の制御装置において、前記第１の制御状態と第２の制御状態との間で制御状態が切り換えられることを予測する切り換え予測手段と、前記切り換えの予測が成立した場合には、前記切り換え前の制御状態における前記駆動力要求操作量に対応する実駆動力が前記切り換え後の制御状態における目標駆動力となるように出力制御するとともに、前記駆動力要求操作量の変化の勾配と同じ傾向となるように前記スロットル開度の変化の勾配を設定する出力制御手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記切り換えの予測が成立していない状態で前記第１の制御状態と前記第２の制御状態との間で制御状態が切り換えられた場合に、前記駆動力要求操作量に対する実駆動力が、前記切り換え前の制御状態における駆動力から前記切り換え後の制御状態における目標駆動力に変化するまで、前記第１の制御状態と前記第２の制御状態との間での制御状態の切り換えを遅延させる切り換え遅延手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。

さらに、請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記第１の制御状態と前記第２の制御状態との間での制御状態の切り換えが前記切り換え遅延手段で遅延させられている間に、前記切り換え前の制御状態における駆動力から前記切り換え後の制御状態における目標駆動力に変化させる駆動力変更手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。

またさらに、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記駆動力変更手段による前記実駆動力の変化の勾配を車両の走行状態に応じて異ならせる駆動力変化率設定手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。

そして、請求項５の発明は、上記の請求項１の発明において、前記車両が、動力源と、その出力側に連結され変速比制御によりその動力源の出力回転数を制御する無段変速機と、前記動力源の出力トルクを駆動力要求操作量に基づいて設定される目標トルクとなるように制御するトルクデマンド制御を実行する出力制御機構とを備え、前記第１の制御状態が、前記トルクデマンド制御を実行している状態と実行していない状態とのいずれか一方であり、前記第２の制御状態が、前記トルクデマンド制御を実行している状態と実行していない状態との他方であることを特徴とする制御装置である。

請求項１の発明によれば、駆動力要求操作量に対する実駆動力が互いに異なるトルクデマンド制御の実行状態と非実行状態との間で、その制御状態が切り換えられて動力源の出力が制御される場合に、その切り換えが有るか否かの予測がおこなわれ、切り換えが有ることが予測されると、切り換え前の制御状態における駆動力要求操作量に対する実駆動力が、切り換え後の制御状態における駆動力の目標値になるように無段変速機の変速比および動力源の出力が制御される。その結果、駆動力要求操作量に対応する、制御状態の切り換えの前後における駆動力の差をなくすことができ、制御状態の切り換えに伴うショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、上記請求項１の発明による効果に加えて、制御状態の切り換えが予測されない状態で切り換えが実行された場合には、切り換え前の制御状態における駆動力要求操作量に対する実駆動力が、切り換え後の制御状態における駆動力の目標値になるまで、その制御状態の切り換え速度が遅延されて、切り換えが実行される。その結果、制御状態の切り換えの前後における駆動力の差による影響を緩和することができ、制御状態の切り換えに伴うショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、上記請求項２の発明による効果に加えて、制御状態の切り換えが予測されない状態で切り換えが実行され、その切り換えが遅延させられている場合に、切り換え前の制御状態における駆動力要求操作量に対する実駆動力が、切り換え後の制御状態における駆動力の目標値に速やかに変化するように動力源の出力が制御される。その結果、制御状態の切り換えの前後における駆動力の差をなくし、かつ迅速に切り換えをおこなうことができ、制御状態の切り換えや、その切り換えの遅れに伴うショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

またさらに、請求項４の発明によれば、上記請求項３の発明による効果に加えて、切り換え前の制御状態における駆動力要求操作量に対する実駆動力が、切り換え後の制御状態における駆動力の目標値に変化するように動力源の出力が制御される場合に、その実駆動力の変化の勾配（変化率）が、車両の走行状態に応じて変更されて設定される。その結果、制御状態の切り換えの前後における駆動力の差をなくし、さらに迅速に切り換えをおこなうことができ、制御状態の切り換えあるいはその切り換えの遅れに伴う、燃費の低下およびショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明を適用できる車両のパワートレーン、およびその車両の制御系統を、図５に示す。図５に示す車両Ｖｅにおいては、動力源１と車輪２との間の動力伝達経路に、流体伝動装置３、ロックアップクラッチ４、前後進切り換え機構５、無段変速機６などが設けられている。動力源１としては、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができ、好ましくは電子スロットルバルブ７を備えた内燃機関などの出力を電気的に制御できる機構を備えた内燃機関が使用される。電動機としては、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有するモータ・ジェネレータを用いることが可能である。この実施例では、動力源１として、電子スロットルバルブ７を備えたガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関が用いられている場合について説明する。

また、流体伝動装置３およびロックアップクラッチ４は、動力源１と前後進切り換え機構５との間の動力伝達経路に設けられており、流体伝動装置３とロックアップクラッチ４とは相互に並列に配置されている。流体伝動装置３は、流体の運動エネルギにより動力を伝達する装置であり、例えば従来のトルクコンバータと同様の構成であって、動力源１によって回転させられるポンプインペラと、これに対向させて配置したタービンランナと、これらの間に配置したステータとを有し、ポンプインペラで発生させたフルードの螺旋流をタービンランナに供給することよりタービンランナを回転させ、トルクを伝達するように構成されている。

このような流体を介したトルクの伝達では、ポンプインペラとタービンランナとの間に不可避的な滑りが生じ、これが動力伝達効率の低下要因となる。そのため、ポンプインペラなどの入力側の部材と、タービンランナーなどの出力側の部材とを直接連結するロックアップクラッチ４が設けられている。このロックアップクラッチ４は、油圧によって制御するように構成され、完全係合状態および完全解放状態、ならびにこれらの中間の状態であるスリップ係合状態に制御され、さらにそのスリップ回転数を適宜に制御できるようになっている。また、前後進切り換え機構５は、入力されたトルクを選択的に反転して出力する装置であって、例えば遊星歯車機構を主体として構成されている。

無段変速機６は、要は、変速比を連続的に変化させることのできる機構であって、ベルト式あるいはトロイダル型の無段変速機を使用することができる。図５にはベルト式のものが示されており、この無段変速機６は、前後進切り換え機構５と車輪２との間の動力伝達経路に設けられている。無段変速機６についてより具体的に説明すると、相互に平行に配置されたプライマリシャフト８およびセカンダリシャフト９が設けられている。このプライマリシャフト８にはプライマリプーリ１０が設けられており、セカンダリシャフト９にはセカンダリプーリ１１が設けられている。プライマリプーリ１０は、プライマリシャフト８に固定された固定シーブ１２と、プライマリシャフト８の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ１３とを有している。そして、固定シーブ１２と可動シーブ１３との間にＶ字形状の溝Ｍ１が形成されている。

また、この可動シーブ１３をプライマリシャフト８の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ１３と固定シーブ１２とを接近・離隔させる油圧サーボ機構１４が設けられている。この油圧サーボ機構１４は、油圧室１５と、油圧室１５のオイル量または油圧に応じてプライマリシャフト８の軸線方向に動作しかつ可動シーブ１３に接続されたピストン（図示せず）とを備えている。

一方、セカンダリプーリ１１は、セカンダリシャフト９に固定された固定シーブ１６と、セカンダリシャフト９の軸線方向に移動できるように構成された可動シーブ１７とを有している。そして、固定シーブ１６と可動シーブ１７との間にはＶ字形状の溝Ｍ２が形成されている。そして、これらの溝Ｍ１，Ｍ２に挟持された状態でベルト１８が各プーリ１０，１１に巻き掛けられている。

また、この可動シーブ１７をセカンダリシャフト９の軸線方向に動作させることにより、可動シーブ１７と固定シーブ１６とを接近・離隔させる油圧サーボ機構１９が設けられている。この油圧サーボ機構１９は、油圧室２０と、油圧室２０の油圧またはオイル量に応じてセカンダリシャフト９の軸線方向に動作しかつ可動シーブ１７に接続されたピストン（図示せず）とを備えている。

一方、無段変速機６の油圧サーボ機構１４，１９およびロックアップクラッチ４、および前後進切り換え機構５を制御する機能を有する油圧制御装置２１が設けられている。さらに、動力源１、ロックアップクラッチ４、前後進切り換え機構５、無段変速機６、油圧制御装置２１を制御するコントローラとしての電子制御装置２２が設けられている。この電子制御装置２２は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。

図５に示す無段変速機６の変速比を車両Ｖｅの走行状態、すなわちアクセル開度や車速などに基づいて制御する自動変速制御と、手動変速操作に基づいて変速を実行する手動変速（マニュアルシフト）制御とを実行できるように構成されている。シフト装置２３は、その自動変速制御と手動変速制御とを選択するように構成されている。その一例を説明すると、シフトレバー２４をガイドするガイド溝が図５に模式的に示すように変形したＨ字形に形成され、一方の直線部分にパーキングポジション（Ｐ）、リバースポジション、ニュートラルポジション、ドライブポジション（Ｄ）、ブレーキポジション（Ｂ）が割り付けられ、かつドライブポジションから分岐した他方の直線部分の中央部がマニュアルポジション（Ｍ）に割り付けられ、このマニュアルポジションを挟んでアップシフトポジション（＋）とダウンシフトポジション（−）とが設けられている。そして、各ポジションを検出するスイッチなどのセンサ（図示せず）が設けられており、そのセンサの出力信号が前記電子制御装置２２に入力されている。また、シフトレバーの移動を前記油圧制御装置２１に伝達するためのケーブルなどのリンゲージ（図示せず）が設けられている。

上記の電子制御装置２２に入力されている信号を例示すると、エンジン回転数、アクセルペダルの操作状態、ブレーキペダルの操作状態、スロットルバルブのスロットル開度、シフトポジション、プライマリシャフト８の回転数、セカンダリシャフト９の回転数、油圧制御装置２１のソレノイドバルブのフェールの有無、エンジンの吸入空気量、登坂路か否かなどを検知するセンサの信号、シフト装置２３で選択されているシフトポジションを示す信号、前記アップシフトポジションに設けられたセンサからのアップシフト信号、前記ダウンシフトポジションに設けられているセンサからのダウンシフト信号などが入力されている。また、電子制御装置２２には各種のデータが記憶されており、電子制御装置２２に入力される信号、および記憶されているデータに基づいて、電子制御装置２２から、動力源１を制御する信号、無段変速機６を制御する信号、前後進切り換え機構５を制御する信号、ロックアップクラッチ４を制御する信号、油圧制御装置２１を制御する信号などが出力される。

電子制御装置２２に記憶されているデータとしては、エンジントルク制御マップ、変速機制御マップ、ロックアップクラッチ制御マップなどが挙げられる。エンジントルク制御マップは、例えば電子スロットルバルブ７の制御量の一時的な増大量を設定したマップである。また、変速機制御マップには、変速比の制御マップ、トルク容量の制御マップなどが含まれる。変速比制御マップは、車速、アクセル開度、減速度もしくはブレーキの操作状態などに基づいて、無段変速機６の変速比もしくは動力源１の目標回転数を設定するマップである。動力源１としてエンジンが用いられている場合は、無段変速機６の変速比の制御により、エンジン回転数を最適燃費曲線に近づけるように制御できる。なお、この回転数制御は、主として目標回転数と実回転数との偏差に基づくフィードバック制御によっておこなわれ、必要に応じてフィードフォワード制御が実行もしくは併用される。トルク容量制御マップは、変速比、伝達するべきトルクなどに基づいて、無段変速機６のトルク容量を制御する場合に用いるマップである。また、ロックアップクラッチ制御マップは、車速、アクセル開度などに基づいて、ロックアップクラッチ４のトルク容量を設定するマップである。

上述したように、無段変速機６は動力源１の回転数を燃費が最適になる回転数に制御するように機能させることができる。このいわゆる通常の制御では、一例として、アクセル開度などで代表される駆動力要求操作量と車速とに基づいて適宜のマップから要求駆動力を求め、その要求駆動力と車速とから動力源の目標出力を算出する。その目標出力を最適燃費で出力することのできる目標回転数を、いわゆる最適燃費線と目標出力線との交点での回転数としてマップなどから求め、その目標回転数と実際の動力源回転数との差を制御偏差として無段変速機６の変速比がフィードバック制御される。一方、目標出力とその時点の車速などに基づいて目標トルクが算出され、その目標トルクを達成するように電子スロットルバルブ７などによって動力源１の出力トルクが制御される。

このような制御例が、主に、無段変速機６の変速制御の方式が自動変速制御に選択され、その際のシフトポジションがドライブポジション（Ｄ）にある場合に実行される、いわゆるトルクデマンド制御である。このトルクデマンド制御が実行されることによって、車両Ｖｅがドライブポジション（Ｄ）で走行する場合に、動力源１がいわゆる最適燃費線に追従した条件で制御され、燃費の向上を図ることができるとともに、運転者の駆動力要求に対する動力源１の制御の応答性を向上させることができる。

前述のいわゆる通常制御は、車速や流体伝動装置３のタービン回転数などとアクセル開度などの要求駆動量とで定まる走行状態に基づいて無段変速機６を制御するものであるが、無段変速機６の変速比の制御としては、手動変速操作に基づく制御も可能である。その制御は、シフト装置２３のアップシフトポジションあるいはダウンシフトポジションに設けられているスイッチもしくはセンサを、シフトレバーによってオン動作させて信号を出力させ、その信号に基づいて、動力源１の目標回転数をステップ的に変化させ、あるいは信号の出力している間、目標回転数を連続的に変化させる制御である。このような変速制御が、手動変速制御（マニュアルシフト制御）である。

マニュアルシフトは、車両Ｖｅの機敏な動作を期待して実行するから、変速速度（変速比変化率）が大きくなるように無段変速機６が制御される。例えば、減速時にマニュアルダウンシフト操作した場合には、変速比を通常より速い速度で増大させる。また反対に加速中にマニュアルアップシフト操作した場合には、通常より速い速度で変速比を減少させる。このような変速制御は、通常のマニュアルシフト制御として実行される。

上記のように、例えば車両Ｖｅの燃費や動力源１の出力制御の応答性を向上させるために、トルクデマンド制御を実行可能とした制御装置では、トルクデマンド制御の実行モードでのスロットル開度と非実行モードでのスロットル開度とのように、ある駆動力要求操作量に対して、互いに異なった複数のスロットル開度が対応することになり、それらのいずれかが設定されることになる。

図４により具体的に説明すると、ある一定のアクセル開度に対して、トルクデマンド制御が実行されている状態（実行モード）（図４の期間Ｉ）におけるスロットル開度TTACVTと、トルクデマンド制御が実行されていない状態（非実行モード）（図４の期間Ｊ）におけるスロットル開度TA０との、互いに異なった複数のスロットル開度が対応している。ここで、図４の（ａ）は、制御状態がトルクデマンド制御の実行モードから非実行モードへ切り換えられ、再び実行モードへ切り換えられる場合を示し、反対に図４の（ｂ）は、制御状態がトルクデマンド制御の非実行モードから実行モードへ切り換えられ、再び非実行モードへ切り換えられる場合を示している。

また、図４の（ａ）では、トルクデマンド制御の実行モードにおけるスロットル開度TTACVTが、トルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度TA０よりも大きな値に設定されている場合を示し、図４の（ｂ）では、スロットル開度TA０が、スロットル開度TTACVTよりも大きな値に設定されている場合を示している。したがって、制御状態の切り換えが実行される図４のＫ−Ｌ点間およびＯ−Ｐ点間における変化では、スロットル開度が大きい状態から小さい状態、すなわち出力トルクが大きい状態から小さい状態へ変化することになり、その結果、減速ショックが発生する。これに対して、もう一方の制御状態の切り換えが実行される図４のＭ−Ｎ点間およびＱ−Ｒ点間における変化では、スロットル開度が小さい状態から大きい状態、すなわち出力トルクが小さい状態から大きい状態へ変化することになり、その結果、加速ショックが発生する。

このように、ある駆動力要求操作量に対し、互いに異なった複数のスロットル開度が対応して、それらのいずれかが設定されることになると、駆動力要求操作量の変更がないにもかかわらず、スロットル開度が変更され出力トルクが変化してしまう場合がある。すなわち、駆動力要求操作量の変更がない場合でも、走行状態や動力源１の運転状態などが変化することよって、スロットル開度の複数の制御状態の間で、その制御状態が切り換えられ、スロットル開度が変更されてしまう場合がある。その結果、そのスロットル開度の変更によって出力トルクが変化することになり、それに伴ってショックや違和感が生じてしまう可能性がある。そこでこの発明の制御装置は、以下の制御を実行するように構成されている。

図１はその制御の一例（第１の制御例）を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図１において、先ず、アクセル開度PAと、トルクデマンド制御の実行モードにおけるスロットル開度TTACVTと、トルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度TA０とが算出される（ステップＳ１）。アクセル開度PAは、例えば、車速や、運転者によるアクセルペダルの踏み込みや解放などのアクセル操作などの、車両Ｖｅの走行状態に基づいて予め定められた値に設定される駆動力要求操作量である。そして、互いに異なる制御状態であるトルクデマンド制御の実行モードとトルクデマンド制御の非実行モードにおける、スロットル開度TTACVTとスロットル開度TA０とが、そのアクセル開度PAすなわち駆動力要求操作量に対応して、エンジントルク制御マップなどによって求められる。

次に現在の制御状態について判断される。すなわち、現在の制御状態が、トルクデマンド制御の実行中であるか否かが判断される（ステップＳ２）。現在の制御状態が、トルクデマンド制御が実行されている状態、すなわちトルクデマンド制御の実行モードであることによって、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、トルクデマンド制御の実行モードにおけるスロットル開度TTACVTに設定される。一方、現在の制御状態が、トルクデマンド制御が実行されていない状態、すなわちトルクデマンド制御の非実行モードであることによって、ステップＳ２で否定的に判断された場合は、ステップＳ４へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、トルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度TA０に設定される。

このように、ステップＳ３もしくはステップＳ４で、現在のスロットル開度TA(i) がスロットル開度TTACVTもしくはスロットル開度TA０に設定されると、ステップＳ５へ進み、フラグＦが“１”であるか否かが判断される。このフラグＦは、後述するように、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの間で、その制御状態の切り換えが有るか否かについて予測され、その切り換えが有ると予測された場合に“１”にセットされ、切り換えが有ると予測された後に、実際に制御状態の切り換えが実行される場合に“０”にセットされるフラグであって、当初は“０”に設定されている。

したがって、制御の開始当初はこのフラグＦが“０”であることによって、ステップＳ５で否定的に判断され、ステップＳ６へ進み、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの間で、その制御状態の切り換えが有るか否かについて判断される。このような制御状態の切り換えの有無の判断（予測）は、例えば、この具体例のようにトルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの間の制御状態の切り換えであれば、無段変速機６のシフトポジションが、ドライブポジション（Ｄ）から他のシフトポジション（例えばニュートラルポジション（Ｎ）やリバースポジション（Ｒ）など）へ変更された場合、あるいはその反対に、無段変速機６のシフトポジションが、ドライブポジション（Ｄ）以外の他のシフトポジションからドライブポジション（Ｄ）へ変更された場合に、その制御状態の切り換えが有ることを判断（予測）することができる。これは、前述したように、このトルクデマンド制御は、主に走行中の燃費向上を目的として実行される制御であり、無段変速機６のシフトポジションが自動変速制御のドライブポジション（Ｄ）に選択されている場合に、その制御が実行されるからである。

トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの間で、その制御状態の切り換えの有ることが判断（予測）されない場合は、このステップＳ６で否定的に判断され、その後、特に制御をおこなうことなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、制御状態の切り換えの有ることが判断（予測）されたことによって、ステップＳ６で肯定的に判断された場合は、ステップＳ７へ進み、前述したように、フラグＦが“１”にセットされ、次のステップＳ８へ進む。なお、前述のフラグＦが“１であることによって、ステップＳ５で肯定的に判断された場合は、後のステップＳ６，７の制御を飛ばし、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しいか否かについて判断される。これは、制御状態の切り換えの有ることが判断（予測）された場合に、その時点の、すなわち制御状態の切り換え前のスロットル開度TA(i) を、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しくすることによって、実際に制御状態の切り換えが実行される際の、切り換え前後におけるスロットル開度の差をなくし、その切り換えに伴うショックや違和感の発生を防止するための制御である。したがって、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しいことによって、このステップＳ８で否定的に判断された場合は、後述するステップＳ１７へ進み、フラグＦが“０”にセットされるとともに、制御状態の切り換えが実行される。

一方、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しくないことによって、ステップＳ８で否定的に判断された場合は、ステップＳ９へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度より小さいか否かについて判断される。すなわち、このステップＳ９の制御は、後述のステップＳ１０ないしステップＳ１５の各制御で、スロットル開度TAの変化の勾配（変化率）を車両の走行状態に応じて適宜変更して設定するために、スロットル開度TAの変化の傾向をみることによって、車両の走行状態を判断するためのものである。

現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度以上であることによって、このステップＳ９で否定的に判断された場合は、ステップＳ１０へ進み、現在のアクセル開度PA(i) が前回のアクセル開度PA(i-1) よりも小さいか否か、すなわち、アクセルペダルの踏み込み、もしくは解放などのアクセル操作があるか否かが判断される。

そして、現在のアクセル開度PA(i) が前回のアクセル開度PA(i-1) よりも小さい、すなわちアクセルペダルが開放され、アクセルペダルの踏み込み操作がおこなわれていないことによって、このステップＳ１０で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１１へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、
TA(i) ＝TA(i-1) −TKA1
として設定される。すなわち、現在のスロットル開度TA(i) が、前回のスロットル開度TA(i-1) から所定値KTA1だけスイープダウンされる。

また、現在のアクセル開度PA(i) が前回のアクセル開度PA(i-1) 以上である、すなわちアクセルペダルの踏み込み操作がおこなわれていることによって、ステップＳ１０で否定的に判断された場合は、ステップＳ１２へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、
TA(i) ＝TA(i-1) ＋TKA3
として設定される。すなわち、現在のスロットル開度TA(i) が、前回のスロットル開度TA(i-1) から所定値KTA3だけスイープアップされる。

これに対して、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度より小さいことによって、ステップＳ９で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１３へ進み、前述のステップＳ１０と同様に、現在のアクセル開度PA(i) が前回のアクセル開度PA(i-1) よりも小さいか否か、すなわち、アクセルペダルの踏み込み、もしくは解放などのアクセル操作があるか否かが判断される。

現在のアクセル開度PA(i) が前回のアクセル開度PA(i-1) よりも小さい、すなわちアクセルペダルが開放され、アクセルペダルの踏み込み操作がおこなわれていないことによって、このステップＳ１３で肯定的に判断された場合は、ステップＳ１４へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、
TA(i) ＝TA(i-1) −TKA2
として設定される。すなわち、現在のスロットル開度TA(i) が、前回のスロットル開度TA(i-1) から所定値KTA2だけスイープダウンされる。ここで、このステップＳ１３でスロットル開度TAをスイープダウンさせる場合の所定値KTA2は、前述のステップＳ１１でスロットル開度TAをスイープダウンさせる場合の所定値KTA1よりも小さな値に設定される所定値である。

そして、現在のアクセル開度PA(i) が前回のアクセル開度PA(i-1) 以上である、すなわちアクセルペダルの踏み込み操作がおこなわれていることによって、ステップＳ１３で否定的に判断された場合は、ステップＳ１５へ進み、現在のスロットル開度TA(i) が、
TA(i) ＝TA(i-1) ＋TKA4
として設定される。すなわち、現在のスロットル開度TA(i) が、前回のスロットル開度TA(i-1) から所定値KTA4だけスイープアップされる。ここで、このステップＳ１５でスロットル開度TAをスイープアップさせる場合の所定値KTA4は、前述のステップＳ１２でスロットル開度TAをスイープアップさせる場合の所定値KTA3よりも大きな値に設定される所定値である。

このように、アクセル開度PAの変化の状態を判断し、その判断結果に応じて、互いに大きさが異なるように設定された二つの所定値KTA1，KTA3により、スロットル開度TAをスイープダウンさせ、あるいは互いに大きさが異なるように設定された二つの所定値KTA2，KTA4により、スロットル開度TAをスイープアップさせることによって、アクセル開度PA（すなわち駆動力要求操作量）の変化を適切にスロットル開度TAに反映させることができ、運転者の駆動力要求に対する制御の応答性を向上させることができる。

上記のように、ステップＳ１１，Ｓ１２もしくはステップＳ１４，Ｓ１５のいずれかのステップにおいて現在のスロットル開度TA(i) が設定されると、ステップＳ１６へ進み、前述のステップＳ８と同様に、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しくなったか否かについて判断される。

現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しくないことによって、このステップＳ１６で否定的に判断された場合は、特に後の制御をおこなうことなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、現在のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度と等しいことによって、このステップＳ１６で肯定的に判断された場合は、次のステップＳ１７へ進み、フラグＦが“０”にセットされるとともに、制御状態の切り換えが実行される。すなわち、トルクデマンド制御の実行モードから非実行モードへの切り換え、あるいはトルクデマンド制御の非実行モードから実行モードへの切り換えが実行される。そして、その後、このルーチンを一旦終了する。

すなわち、上記のステップＳ１６で肯定的な判断が成立するまで、制御状態の実質的な切り替えが遅延される。そのため、制御状態の切り換えの前後における出力トルクの差による影響を緩和することができ、制御状態の切り換えに伴うショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

上記の例は、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの切り換えの予測が成立した場合、およびその予測ができない場合に、スロットル開度を変更する制御の例である。これに対して、上記のようにしてスロットル開度を変更した後に、車両の走行状態もしくは駆動状態が変更されて、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの切り換えをおこなう場合、例えば、無段変速機６のシフトポジションが、ニュートラルポジション（Ｎ）からドライブポジション（Ｄ）へ切り換えられて、トルクデマンド制御の制御状態が非実行モードから実行モードへの切り換えをおこなうような場合には、スロットル開度の急激な変化に起因するショックや違和感などを防止するために、図２に示すように制御する（第２の制御例）。

図２に示す制御例は、前述した図１におけるステップＳ５からステップＳ７の制御内容を変更したものであって、その時点のスロットル開度TA(i) が、トルクデマンド制御の実行モードあるいは非実行モードでのスロットル開度TTACVT，TA０に設定された後、前述した図１に示す制御の終了後にトルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの切り換えが実行されているか否かが判断される（ステップＳ５−１）。他の各ステップは、図１に示す制御例と同様であるため、図２に図１と同様の参照符号を付してその説明を省略する。

したがって、図２に示す制御を実行するように構成したこの発明の制御装置によれば、スロットル開度の制御モードが変更され、それに伴って、アクセル開度などの駆動力要求操作量に応じたスロットル開度が変化する場合であっても、所定の勾配（変化率）でスロットル開度が変化するので、エンジン回転数などの動力源１の挙動の変化あるいは駆動トルクの変化が緩やかとなり、ショックや違和感などを防止もしくは抑制することができる。

図３は、上記の図１，２に示す制御を実施した場合のアクセル開度やスロットル開度の状態を模式的に示したタイムチャートであって、トルクデマンド制御の実行モードから非実行モードへの切り換えが実行される場合を示している。図中のTTACVTはトルクデマンド制御の実行モードにおけるスロットル開度を示し、TA０はトルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度を示している。すなわち、これらの異なった制御状態におけるそれぞれのスロットル開度TTACVT，TA０は、互いに異なったスロットル開度の値となっているが、アクセル開度の変化の傾向に対応して、同じ傾向で変化するように設定されている。

図３の（ａ）は、トルクデマンド制御の実行モードにおけるスロットル開度TTACVTが、トルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度TA０よりも大きい場合の例を示したものである。図のＡ点において制御状態の切り換えの有ることが判断（予測）されると、その時点のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度（すなわちこの場合は、トルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度TA０）となるように変化させられる。この時、Ｂ−Ｃ点間およびＣ−Ｄ点間のように、例えばアクセル操作の変化などの、車両Ｖｅの走行状態の変化によってアクセル開度の変化勾配が変更されると、トルクデマンド制御の実行モード，非実行モードにおけるスロットル開度TTACVT，TA０も、アクセル開度の変化勾配と同じ傾向となるように設定されるが、その時点のスロットル開度TA(i) も、スロットル開度TA０に収束することができる程度の勾配で、アクセル開度の変化勾配と同じ傾向となるように、その変化の勾配が設定される。

また、図３の（ｂ）は、上記の図３の（ａ）に示した例とは反対に、トルクデマンド制御の実行モードにおけるスロットル開度TTACVTが、トルクデマンド制御の非実行モードにおけるスロットル開度TA０よりも小さい場合の例を示したものである。上記の図３の（ａ）の場合と同様、Ｅ点において制御状態の切り換えの有ることが判断（予測）されると、その時点のスロットル開度TA(i) が、切り換えが実行された後の制御状態における目標スロットル開度であるTA０となるように変化させられる。この時、Ｆ−Ｇ点間およびＧ−Ｈ点間のように、車両Ｖｅの走行状態の変化によってアクセル開度の変化勾配が変更されると、その時点のスロットル開度TA(i) も、スロットル開度TA０に収束することができる程度の勾配で、アクセル開度の変化勾配と同じ傾向となるように、その変化の勾配が設定される。

このようにスロットル開度TA(i) の変化の勾配を、車両Ｖｅの走行状態の変化に応じて変更することで、トルクデマンド制御の制御状態が切り換えられる際に、スロットル開度が急変しショックが発生することを防止するとともに、その制御の切り換えに要する期間を可及的に短くすることができ、切り換えの遅れに伴う燃費の悪化を防止もしくは抑制することができる。

以上のように制御が実行されることによって、トルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの間の切り換えのような、アクセル開度の変化（すなわち駆動力要求操作量の変化）などに対応する、スロットル開度（すなわち実駆動力）が互いに異なる複数の制御状態間の制御状態の切り換えが実行される場合に、その切り換え前後におけるスロットル開度（実駆動力）の差をなくすこと、あるいはその差による影響を緩和することができ、制御状態の切り換えに伴うショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

また、切り換え前の制御状態におけるアクセル開度の変化など（駆動力要求操作量）に対するスロットル開度（実駆動力）が、切り換え後の制御状態における目標スロットル開度（駆動力の目標値）に変化するように動力源１の出力が制御される場合に、そのスロットル開度（実駆動力）の変化の勾配（変化率）が、車両の走行状態に応じて変更される。そのため、制御状態の切り換えの前後におけるスロットル開度（実駆動力）の差をなくし、さらに迅速に切り換えをおこなうことができ、制御状態の切り換えあるいはその切り換えの遅れに伴う、燃費の低下およびショックや違和感の発生を防止もしくは抑制することができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ６の機能的手段が、この発明の切り換え予測手段に相当し、ステップＳ８ないしＳ１６の各機能的手段が、この発明の出力制御手段に相当する。また、ステップＳ１６の機能的手段が、この発明の切り換え遅延手段に相当し、ステップＳ９ないしＳ１６の各機能的手段が、この発明の駆動力変更手段に相当する。そして、ステップＳ９ないしＳ１５の各機能的手段が、この発明の駆動力変化率設定手段に相当する。

なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、この発明に係る車両に搭載される変速機構としては、上記の具体例のような無段変速機以外に、有段変速機であってもよい。また無段変速機を採用した場合、その無段変速機はベルト式以外にトロイダル型のものであってもよい。

また、上記の具体例では、駆動力要求操作量に対する実駆動力が、相互に異なる第１の制御状態と第２の制御状態との例して、アクセル開度に対するスロットル開度が、相互に異なるトルクデマンド制御の実行モードと非実行モードとの例を示しているが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えばアクセル開度に対するスロットル開度が、相互に異なる内燃機関の成層燃焼モードと均一燃焼モードとを設定可能な車両の制御装置などに適用してもよく、要は、ある一つの駆動力要求操作量に対する実駆動力が相互に異なる、複数の制御状態を設定可能な車両の制御装置に適用することができる。

この発明の車両の制御装置による第１の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の車両の制御装置による第２の制御例を説明するためのフローチャートである。 図１，２の制御例に対応するタイムチャートである。 この発明におけるトルクデマンド制御の例を説明するためのタイムチャートである。 この発明の制御装置を適用可能な車両のパワートレーンおよび制御系統を示す概念図である。

符号の説明

１…動力源（エンジン）、 ６…無段変速機、 ２２…電子制御装置、 ２３…シフト装置。

Claims (4)

1. スロットル開度を変化させて出力トルクを制御する動力源と、その動力源の出力側に連結され変速比制御により前記動力源の出力回転数を制御する無段変速機と、前記動力源の出力トルクを駆動力要求操作量に基づいて設定される目標トルクとなるように制御するトルクデマンド制御を実行する出力制御機構とを備え、前記トルクデマンド制御を実行している第１の制御状態と前記トルクデマンド制御を実行していない第２の制御状態との駆動力要求操作量に対する実駆動力が相互に異なる２つの制御状態を設定可能な車両の制御装置において、
   前記第１の制御状態と第２の制御状態との間で制御状態が切り換えられることを予測する切り換え予測手段と、
   前記切り換えの予測が成立した場合には、前記切り換え前の制御状態における前記駆動力要求操作量に対応する実駆動力が前記切り換え後の制御状態における目標駆動力となるように出力制御するとともに、前記駆動力要求操作量の変化の勾配と同じ傾向となるように前記スロットル開度の変化の勾配を設定する出力制御手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記切り換えの予測が成立していない状態で前記第１の制御状態と前記第２の制御状態との間で制御状態が切り換えられた場合に、前記駆動力要求操作量に対する実駆動力が、前記切り換え前の制御状態における駆動力から前記切り換え後の制御状態における目標駆動力に変化するまで、前記第１の制御状態と前記第２の制御状態との間での制御状態の切り換えを遅延させる切り換え遅延手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記第１の制御状態と前記第２の制御状態との間での制御状態の切り換えが前記切り換え遅延手段で遅延させられている間に、前記切り換え前の制御状態における駆動力から前記切り換え後の制御状態における目標駆動力に変化させる駆動力変更手段を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記駆動力変更手段による前記実駆動力の変化の勾配を車両の走行状態に応じて異ならせる駆動力変化率設定手段を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。

Images