JP3463566B2 - 車両駆動力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両駆動力制御
装置、特に走行路の勾配に対応して車両駆動力が得られ
るようにするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より走行路の勾配に応じた最適な特
性となるように、たとえば変速特性を変更して制御する
ようにしたものがある（特公昭５９−８６９８号公報、
特開平８−２１９２４２号公報参照）。これらは平坦路
か登坂路かを判定して変速マップを切換えたり、登坂走
行時に路面の勾配に応じて連続的に変速比を補正するこ
とにより、勾配によって加速度が鈍らないようにするも
のである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平坦路
の駆動力特性から登り勾配対応の駆動力特性に変更する
場合に、路面勾配の変化量に関係なく、変速比制御を行
ったのでは、望みの加速感が得られない。

【０００４】たとえば、平坦路から登り勾配路にさしか
かったとき、加速感が鈍らないように駆動力を一定量だ
け増量補正してやることが考えられる。この場合に、路
面勾配が切換わるときの駆動力の切換速度を急な登り勾
配路に対応させて適合してあるのでは、緩やかな登り勾
配路にさしかかった場合に、駆動力の増加が不満足なも
のとなり、加速不足として感じられる。この逆に、路面
勾配が切換わるときの駆動力の切換速度を緩やかな登り
勾配路に対応させて適合してあると、急な登り勾配路に
さしかかった場合に、駆動力の増加が過剰なものとして
感じられ突っ張り感が生じる。

【０００５】そこで本発明は、平坦路から勾配路にさし
かかったときに、その路面勾配の変化量に対応して目標
駆動力の変化速度（＝単位時間当たり変化量）を調整す
ることにより、勾配路にさしかかったときの路面勾配に
関係なく、望みの加速感を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１４に
示すように、アクセル操作量を検出する手段１と、車両
速度を検出する手段２と、これら検出されたアクセル操
作量と車両速度に応じた平坦路での車両の目標駆動力を
通常目標駆動力として演算する手段３と、重量勾配抵抗
（力）を検出する手段４と、この検出された重量勾配抵
抗と前記通常目標駆動力に応じた車両の目標駆動力を勾
配対応目標駆動力として演算する手段５と、この演算さ
れた勾配対応目標駆動力の変化に応じて勾配対応目標駆
動力の変化速度を調整し、その調整された勾配対応目標
駆動力を最終目標駆動力として演算する手段６と、この
最終目標駆動力を実現する手段７とを備える。

【０００７】第２の発明では、第１の発明において前記
勾配対応目標駆動力の変化速度の調整が、前記勾配対応
目標駆動力が大きくなる側に変化しかつその変化量が大
きい領域でその変化量に対する前記最終目標駆動力の変
化速度の割合を小さくすることである。

【０００８】第３の発明は、第１の発明において前記勾
配対応目標駆動力の変化速度の調整が、前記勾配対応目
標駆動力の変化がゼロ近傍の所定範囲内である場合に、
前記最終目標駆動力の変化速度をゼロにすることであ
る。

【０００９】第４の発明では、第１から第３までのいず
れか一つの発明において前記勾配対応目標駆動力演算手
段５が、前記重量勾配抵抗RFORCEを100パーセントとし
てこれ未満のパーセントの駆動力補正量ΔRFORCEを演算
する手段と、この演算された駆動力補正量ΔRFORCEを前
記通常目標駆動力tTd nに加算した値を勾配対応目標駆
動力tTd cとする手段とからなる。

【００１０】第５の発明では、第４の発明において前記
駆動力補正量ΔRFORCEが、前記重量勾配抵抗RFORCEの大
きさの30％〜70％である。

【００１１】第６の発明は、第４の発明において前記重
量勾配抵抗RFORCEに対する前記駆動力補正量ΔRFORCEの
割合が、前記重量勾配抵抗RFORCEが大きくなるにつれて
小さくなる値である。

【００１２】第７の発明では、第１から第３までのいず
れか一つの発明において前記勾配対応目標駆動力演算手
段５が、平坦路ではない所定の重量勾配抵抗RFORCE Sを
100パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を前記
通常目標駆動力tTd nに加算した値に相当する目標駆動
力を勾配対応基準目標駆動力tTd upとして予め設定する
手段と、前記検出された重量勾配抵抗RFORCEと前記所定
の重量勾配抵抗RFORCE Sとから補間係数β0を演算する手
段と、この補間係数β0を用いて前記勾配対応基準目標
駆動力tTd upと前記通常目標駆動力tTd nとを補間計算
した値を勾配対応目標駆動力tTd cとして演算する手段
とからなる。

【００１３】第８の発明は、図１５に示すように、アク
セル操作量を検出する手段１と、車両の速度を検出する
手段２と、これら検出されたアクセル操作量と車両速度
に応じた平坦路での車両の目標駆動力を通常目標駆動力
tTd nとして演算する手段３と、平坦路ではない所定の
重量勾配抵抗RFORCE Sを100パーセントとしてこれ未満
のパーセントの値を前記通常目標駆動力tTd nに加算し
た値に相当する目標駆動力を勾配対応基準目標駆動力tT
d upとして設定する手段141と、重量勾配抵抗（力）を
検出する手段4と、この検出された重量勾配抵抗RFORCE
と前記所定の重量勾配抵抗RFORCE Sとから補間係数β0
を演算する手段142と、この演算された補間係数β0の変
化に応じて補間係数の変化速度を調整し、その調整され
た補間係数を最終補間係数βとして演算する手段143
と、この最終補間係数βを用いて前記勾配対応基準目標
駆動力tTd upと前記通常目標駆動力tTd nとを補間計算
した値を最終目標駆動力tTdとして演算する手段144と、
この最終目標駆動力を実現する手段７とを備える。

【００１４】第９の発明では、第８の発明において前記
補間係数の変化速度の調整が、前記補間係数β0が大き
くなる側に変化しかつその変化量が大きい領域でその変
化量に対する前記最終補間係数の変化速度Δβの割合を
小さくすることである。

【００１５】第１０の発明は、第８の発明において前記
補間係数の変化速度の調整が、前記補間係数の変化がゼ
ロ近傍の所定範囲内である場合に、前記最終補間係数の
変化速度Δβをゼロにすることである。

【００１６】第１１の発明では、第１から第１０までの
いずれか一つの発明において前記重量勾配抵抗を検出す
る手段4が、車両の絶対位置を検出する手段と、この検
出値に基づいて車両が存在する道路の勾配を予め持って
いる地図情報から推定する手段と、この推定された道路
勾配から重量勾配抵抗を演算する手段とからなる。

【００１７】第１２の発明では、第１から第１０までの
いずれか一つの発明において前記重量勾配抵抗を検出す
る手段4が、駆動軸回転力を演算する手段と、前記車両
速度に応じた平坦路での基準となる走行抵抗を基準走行
抵抗として演算する手段と、車両の加速度を検出する手
段と、この検出された加速度に基づいて車両の加速抵抗
（力）を推定する手段と、前記演算された駆動軸回転力
から前記基準走行抵抗と前記加速抵抗を差し引いた値を
前記重量勾配抵抗として推定する手段とからなる。

【００１８】

【発明の効果】第１の発明では、目標駆動力の変化（路
面勾配の変化に対応する）に応じて目標駆動力の変化速
度を調整するようにしたので、平坦路から勾配路にさし
かかったときの路面勾配に関係なく、望みの加速感を得
ることができる。

【００１９】平坦路から登り勾配路にさしかったときの
勾配が大きい領域では、第２の発明によれば勾配対応目
標駆動力が大きくなる側に変化しかつその変化量が大き
いことからその変化量に対する最終目標駆動力の変化速
度の割合が小さくされ、また第９の発明によれば補間係
数が大きくなる側に変化しかつその変化量が大きいこと
からその変化量に対する最終補間係数の切換速度の割合
が小さくされる（つまり２つの発明とも勾配路にさしか
かったときの路面勾配が大きい場合は最終目標駆動力の
変化速度が抑制される）ことから、たとえば急な登り勾
配路にさしかかった瞬間に急激に駆動力が補正されて突
っ走り感を感じたりすることがない。

【００２０】第３、第１０の各発明によれば、運転者が
感じないような微小な路面勾配の変化に対して大げさな
駆動力補正が行われることがなく、また、勾配を推定
（あるいは計測）する場合のノイズなどに起因する微小
な勾配推定バラツキによって目標駆動力が微小に変化し
ても、最終目標駆動力の変化を抑制することができる。

【００２１】第４の発明において、重量勾配抵抗を100
パーセントとしてこれ未満のパーセントの駆動力補正量
ΔRFORCEを演算するには、重量勾配抵抗に１未満の係数
を乗算するだけでよい。すなわち、重量勾配抵抗に対し
係数を一つ持ち合わせるだけで平坦路での目標駆動力
(通常目標駆動力)を勾配対応の目標駆動力に変換できる
ので、第４の発明によれば従来装置のように勾配対応で
ある高出力モードなどの通常とは異なる目標マップを持
つ必要がなく、ＲＯＭ容量の肥大化を防ぐことができ
る。また、勾配抵抗係数の変更による特性チューニング
を簡便に行うことができる。

【００２２】第５の発明によれば、登坂走行時などで駆
動力補正を最も違和感なくアシストできることから、登
坂走行時に加速不足や突っ張り感を感じないばかりか、
常に自然な感じの加速感が得られる。

【００２３】第６の発明によれば、勾配がどのように変
化しても常にドライバーの違和感を小さくしながら自然
な加速感を演出することができる。

【００２４】第７の発明では、勾配対応基準目標駆動力
を予め設定する手段を持ち合わせているので、いろいろ
な制約条件に対して作り込みを簡便に行うことができ
る。たとえば、搭載されているエンジンの出力トルク特
性により実際に出力不可能な駆動力にならないように勾
配対応基準目標駆動力を設定することが可能である。ま
た、たとえば他の走行レンジ（たとばスポーツモード）
での目標駆動力よりも小さく勾配対応基準目標駆動力を
設定することで、スポーツモードへの切換時にドライバ
ーの意思に関係なく勝手に加速したり減速したりするこ
とを避けることができる。あるいは、常にドライバーの
期待通り加速側へ変更するような設定も可能である。

【００２５】第８の発明では、目標駆動力の変化速度を
調整する代わりに、補間計算に用いる補間係数の変化速
度を調整するので、各手段のモジュール化が簡単にな
り、駆動力制御を、CPUを備えるコントローラで行わせ
る場合に、そのCPUでの処理負荷を軽くできる。たとえ
ば、重量勾配抵抗を検出するための外付けセンサを利用
する場合、そのセンサ信号を、駆動力制御を行うCPUに
送信するため外部で別のCPU処理を行わせることが多い
のであるが、第８の発明によれば、補間係数の演算から
補間係数の調整までを前記外付けセンサの信号処理用CP
Uで処理することが可能となる。

【００２６】第１１の発明では、予め持っている地図情
報と衛星などからの絶対位置情報により車両の存在する
位置の道路勾配を推定できるので、タイヤのパンクや経
年劣化など車両状態の変化による駆動力特性の変化に影
響されることなく、常に道路勾配を正確に検出できる。
また、現在、存在している道路だけでなく、この先に進
む予定の走行路の勾配を推定することができるので、勾
配を先読みしての駆動力補正などが可能になり、ドライ
バーにとって一段と応答性の良い駆動力補正が可能にな
る。

【００２７】第１２の発明では、重量勾配抵抗を検出す
るための新たなセンサを設ける必要がないので、非常に
安価に重量勾配抵抗を推定できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１は制御システム全体の構成図
である。

【００２９】エンジン101の出力は、トルクコンバータ
内蔵の自動変速機103を介して駆動輪（図示省略）に伝
達される。ここでの自動変速機は、遊星歯車とクラッチ
部材を応用した有段の自動変速機である。有段の変速機
に限定されるものでなく、Ｖベルト式やトロイダル式な
どの無段変速機に対しても本発明を適用できる。

【００３０】エンジン101の吸気通路には、モータなど
でスロットルバルブを開閉駆動する、いわゆる電子制御
スロットル装置102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101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。

【００３１】上記の電子制御スロットル装置102を駆動
するため、スロットルコントロールモジュール（以下TC
M）51を備える。パワートレインコントロールモジュー
ル（以下PCM）50からのスロットルバルブ開度指令が送
信されるTCM51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に出力するとともに、実際
のスロットルバルブ開度がPCM50からの開度指令と一致
するようにモータ駆動電圧（スロットルバルブ開度）を
フィードバック制御する。

【００３２】アクセル操作量（アクセルペダルの踏み込
み量）センサ105からのアクセル操作量信号、ブレーキ
操作スイッチ106からのブレーキ操作信号、自動変速機
のレンジ選択レバー107からのセレクトレンジ信号など
が入力されるPCM50では、これらの信号に基づいてエン
ジン制御（たとえば主にエンジン101への燃料供給量と
点火時期の制御）、自動変速機制御（自動変速機103へ
のギア位置制御、油圧制御）、制動力制御（ブレーキア
クチュエータ104への各輪毎のブレーキ油圧制御）の各
制御を行う。

【００３３】一方、111は車両の前方の状況を画像とし
て撮影するするためのカメラであり、カメラ111からの
信号は画像処理装置53で前方の道路状況や、車両状況、
障害物情報などとして処理され、外部環境情報処理モジ
ュール52に送信される。

【００３４】113は衛星からの信号を受信するGPSアンテ
ナ113であり、衛星からの情報は、車両の現在位置を把
握するため、位置情報処理装置54に送信される。予め地
理上の属性や道路の各情報などを組み込んだ地図情報を
CD-ROMなどの記録媒体として格納している位置情報処理
装置54では、この情報と前記GPSアンテナ113からの信号
とから現在存在している地域の情報などをまとめて、外
部環境情報処理モジュール52に送信する。

【００３５】外部環境情報処理モジュール52では、現在
の車両の環境を適切にまとめてPCM50に送信し、PCM50で
は、この信号を受けて前記エンジン101の出力や、自動
変速機103の変速などを制御する。この逆に、PCM50は、
エンジン101の出力トルク情報、自動変速機103のギア位
置情報、アクセル開度センサ105、ブレーキ操作スイッ
チ106からの信号状態などを外部環境情報処理モジュー
ル52に送信する。外部環境情報処理モジュール52では、
この信号を受けて外部環境の判断精度を高めたり、運転
者の心理状態を推測したりすることがある。

【００３６】さて、従来より走行路の勾配に応じた最適
な特性となるように、たとえば変速特性を変更して制御
するようにしたものがある。

【００３７】しかしながら、平坦路の駆動力特性から登
り勾配対応の駆動力特性に変更する場合に、路面勾配の
変化量に関係なく、変速比制御を行ったのでは、望みの
加速感が得られない。たとえば、平坦路から登り勾配路
にさしかかったとき、加速感が鈍らないように駆動力を
一定量だけ増量補正してやることが考えられる。この場
合に、路面勾配が切換わるときの駆動力の切換速度を急
な登り勾配路に対応させて適合してあるのでは、緩やか
な登り勾配路にさしかかった場合に、駆動力の増加が不
満足なものとなり、加速不足として感じられる。この逆
に、路面勾配が切換わるときの駆動力の切換速度を緩や
かな登り勾配路に対応させて適合してあると、急な登り
勾配路にさしかかった場合に、駆動力の増加が過剰なも
のとして感じられ突っ張り感が生じる。

【００３８】これに対処するため本発明の第１実施形態
では、平坦路の駆動力特性から登り勾配対応の駆動力特
性に変更する場合に、路面勾配の変化に対応して目標駆
動力の変化速度（＝単位時間当たり変化量）を調整す
る。

【００３９】上記のPCM50で行われるこの制御を図２の
ブロック図により説明する。

【００４０】アクセル操作量センサ105によって検出さ
れるアクセル操作量APOと、車両速度検出手段11によっ
て検出される車両速度VSPとが入力される通常目標駆動
力設定手段12では、これらの値に応じて、平坦路走行時
における車両駆動力の目標値が通常目標駆動力tTd nと
して設定される。

【００４１】勾配対応目標駆動力演算手段15は、駆動力
補正量演算手段（乗算手段から構成）16と駆動力補正手
段（加算手段から構成）17からなる。重量勾配抵抗検出
手段14により検出される重量勾配抵抗RFORCEが入力され
る駆動力補正量演算手段16では、この重量勾配抵抗RFOR
CEに勾配抵抗係数α(ただし０＜α＜１)を乗算すること
により駆動力補正量ΔRFORCE（＝α×RFORCE）が求めら
れ、この補正量ΔRFORCEの値が駆動力補正手段17におい
て上記の通常目標駆動力tTd nに加算され、勾配対応目
標駆動力tTd c（＝tTd n＋ΔRFORCE）が計算される。

【００４２】平坦路でドライバーが満足できる加速感が
得られるように通常目標駆動力tTd nを、また登り勾配路
でドライバーが満足できる加速感が得られるように駆動
力補正量ΔRFORCEをそれぞれ演算させることで、平坦
路、登り勾配路に関係なく常に気持ちよい加速感が得ら
れる。

【００４３】この場合、重量勾配抵抗RFORCEに対し勾配
抵抗係数αを一つ持ち合わせるだけで平坦路での目標駆
動力から勾配対応の目標駆動力へと変換できるので、従
来装置のように勾配対応である高出力モードなどの通常
とは異なる目標マップを持つ必要がなく、ＲＯＭ容量の
肥大化を防ぐことができる。また、勾配抵抗係数αの変
更による特性チューニングを簡便に行うことができる。

【００４４】こうして求められる勾配対応目標駆動力tT
d cは、目標駆動力変化速度調整手段20を介して最終の
目標駆動力tTdへと変換される。

【００４５】目標駆動力変化速度調整手段20は、目標駆
動力変化量設定手段21、加算手段22、遅延演算手段23か
らなる。

【００４６】上記の勾配対応目標駆動力tTd cが入力さ
れる目標駆動力変化量設定手段21では目標駆動力の単位
時間当たり変化量（このブロックが10msec毎に処理され
るときは10msec当たり変化量）ΔTdが設定される。たと
えば、10msec前に求められた最終の目標駆動力をtTd_-1
とすると、今回求めた勾配対応目標駆動力tTd cとこのt
Td_-1との偏差（目標駆動力の変化）から所定のマップを
検索することにより、目標駆動力の単位時間当たり変化
量ΔTdが求められる。

【００４７】加算手段22ではこのΔTdの値が前回値のtT
d_-1に加えられることにより、今回値である最終の目標
駆動力tTd（＝tTd_-1＋ΔTd）が求められる。なお、遅延
演算手段23は、離散時間系で表したときｚ^-1となり、tT
dにこのｚ^-1を乗じることで、１サンプル周期前（10mse
c前）の値であるtTd_-1(＝tTd×ｚ^-1)が求められてい
る。

【００４８】上記のΔTdの特性は、図示のように、横軸
に示す偏差（tTd c−tTd_-1）が所定値以内の範囲で偏差
に比例させ、偏差が所定値を超える範囲になると偏差に
対する目標駆動力の単位時間当たり変化量ΔTdの割合を
小さくした値である。目標駆動力の単位時間当たり変化
量ΔTdを、目標駆動力の変化である上記の偏差tTd c−t
Td_-1（この偏差は平坦路から勾配路にさしかかったとき
の路面勾配の変化量を表す）に対応させて設定すること
で、平坦路から勾配路にさしかかったときの駆動力の切
換速度を調整するのである。

【００４９】図３は図２のブロック図に対応して構成し
たフローチャートである。

【００５０】図２において説明したところと重複する部
分が出てくるが、かまわず説明すると、図３はたとえば
10msec毎に実行する。

【００５１】ステップ１では、アクセル操作量APO、車
両速度VSP、重量勾配抵抗RFORCEを読み込み、このうち
アクセル操作量APOと車両速度VSPに応じた通常目標駆動
力tTd nをステップ２において設定する。ここで、通常目
標駆動力tTd nは平坦路走行時における車両駆動力の目
標値のことである。

【００５２】ステップ３では重量勾配抵抗RFORCEに勾配
抵抗係数α（ただし０＜α＜１）を乗算して駆動力補正
量ΔRFORCE（＝α×RFORCE）を求め、この値ΔRFORCEを
ステップ４において上記の通常目標駆動力tTd nに加算
することにより、勾配対応目標駆動力tTd c（＝tTd n＋
ΔRFORCE）を求める。

【００５３】ステップ５では今回演算したこのTd cと最
終目標駆動力の前回値であるtTd_-1との偏差から所定の
マップを検索して、目標駆動力の単位時間当たり変化量
ΔTdを求め、この値ΔTdをステップ６において最終目標
駆動力の前回値であるtTd_-1に加算することにより、今
回の最終目標駆動力tTd（＝tTd_-1＋ΔTd）を求める。

【００５４】このように、本発明の第１実施形態では、
平坦路での目標駆動力（通常目標駆動力）から登り勾配
対応目標駆動力に変更する場合に、目標駆動力の変化で
ある偏差Td c−tTd_-1（路面勾配の変化に対応する）に
対応して目標駆動力の単位時間当たり変化量ΔTd（目標
駆動力の変化速度）を調整するようにしたので、平坦路
から勾配路にさしかかったときの路面勾配に関係なく、
望みの加速感を得ることができる。

【００５５】また、平坦路から登り勾配路にさしかった
ときの勾配が大きい領域では、勾配対応目標駆動力が大
きくなる側に変化しかつその変化量が大きいことからそ
の変化量に対する最終目標駆動力の変化速度の割合が小
さくされる（つまり勾配路にさしかかったときの路面勾
配が大きい場合は最終目標駆動力の変化速度が抑制され
る）ことから、たとえば急な登り勾配路にさしかかった
瞬間に急激に駆動力が補正されて突っ走り感を感じたり
することがない。

【００５６】図４は第２実施形態の勾配抵抗係数演算手
段31である。

【００５７】第１実施形態では勾配抵抗係数αが一定値
であったのに対して、第２実施形態では、勾配抵抗係数
αを重量勾配抵抗RFORCEの関数、つまり重量勾配抵抗RF
ORCEが大きくなるにつれて小さくしたものである。

【００５８】ここで、重量勾配抵抗が大きくなるほどα
の値を小さくしたのは重量勾配抵抗が大きくなればなる
ほど、ドライバーが勾配を強く認識することに着目した
ものである。すなわち、緩やかな勾配のときはドライバ
ーはあまり勾配に気付かないため、アクセル操作量が平
坦路のそれとあまり変わらないので、重量勾配抵抗に対
する駆動力補正量ΔRFORCEの割合を大きくしてやらない
と加速不足を感じがちになる。一方、勾配が大きくなっ
てくるにつれ、ドライバーは勾配を認識して意識的にア
クセルペダルを深く踏み込むので、緩やかな勾配に比べ
て、重量勾配抵抗に対する駆動力補正量ΔRFORCEの割合
は小さくても加速不足を感じることがない。そこで、重
量勾配抵抗が大きくなるにつれて、重量勾配抵抗に対す
る駆動力補正量ΔRFORCEの割合が小さくなるようにαを
与えておくと、勾配がどのように変化してもドライバー
の抱く違和感を小さくしながら、常に自然な加速感を演
出することができる。

【００５９】また、勾配抵抗係数αを30％〜70％の間で
変化させているのは、登坂走行時などで駆動力補正を最
も違和感なくアシストできるのは、重量勾配抵抗の30％
〜70％の範囲であるからである。これによって、登坂走
行時に加速不足や突っ張り感を感じないばかりか、常に
自然な感じの加速感が得られる。

【００６０】図５、図６は第３実施形態で、それぞれ第
１実施形態の図２、図３に置き換わるものである。図５
において図２と同一部分には同一の符号を、また図６に
おいて図３と同一部分には同一のステップ番号をつけて
いる。

【００６１】図５において図２と異なる部分を主に説明
すると、図２と異なるのは、勾配対応目標駆動力演算手
段41の内容で、これは勾配対応基準目標駆動力設定手段
42、除算手段43、目標駆動力補間計算手段44から構成さ
れている。

【００６２】このうち、勾配対応基準目標駆動力設定手
段42では、アクセル操作量APOと車両速度VSPから所定の
マップを検索することにより、勾配対応基準目標駆動力
tTd upが求められる。ここで、勾配対応基準目標駆動力t
Td upとは、平坦路ではない所定の重量勾配抵抗RFORCE
Sを100パーセントとしてこれ未満のパーセントの値を前
記通常目標駆動力tTd nに加算した値に相当する目標駆
動力のことで、具体的には通常目標駆動力tTd nに対
し、

【００６３】

【数１】tTd up＝tTd n＋α×RFORCE S となるように予め定めたものである。

【００６４】一方、除算手段43では、重量勾配抵抗RFOR
CE（検出値）を上記所定の重量勾配抵抗RFORCE Sで割る
ことによって、つまり

【００６５】

【数２】β0＝RFORCE/RFORCE S の式により補間係数β0（無次元数）が計算され、この
補間係数β0を用い目標駆動力補間計算手段44におい
て、

【００６６】

【数３】tTd c＝β0×tTd up＋（１−β0）×tTd n の補間計算式により勾配対応目標駆動力tTd cが求めら
れる。

【００６７】たとえばRFORCE＝RFORCE Sのとき、数２式
よりβ0＝１となり、このとき数３式よりtTd c＝tTd up
となる。

【００６８】こうして演算された勾配対応目標駆動力tT
d cは図２のtTd cと同様に、目標駆動力変化速度調整手
段20を介して最終の目標駆動力tTdへと変換される。

【００６９】図６は図５に対応させて構成したフローチ
ャートである。図６において図３と異なるのはステップ
１１、１２、１３である。

【００７０】ここでも、図５で説明したところと重複す
る部分があるが、かまわず説明すると、ステップ１１で
は通常目標駆動力tTd n、勾配抵抗係数α、基準重量勾
配抵抗RFORCE Sを用いて、上記の数１式により勾配対応
基準目標駆動力tTd upを求める。

【００７１】ステップ１２では重量勾配抵抗RFORCE（検
出値）と基準重量勾配抵抗RFORCE Sから上記の数２式に
より補間係数β0を計算し、この補間係数β0を用いステ
ップ１３において上記の数３式により勾配対応目標駆動
力tTd cを求める。

【００７２】このように第３実施形態では、勾配対応基
準目標駆動力tTd upを予め設定する手段を持ち合わせて
いるので、いろいろな制約条件に対して作り込みを簡便
に行うことができる。たとえば、搭載されているエンジ
ンの出力トルク特性により実際に出力不可能な駆動力に
ならないように勾配対応基準目標駆動力tTd upを設定す
ることが可能である。また、たとえば他の走行レンジ
（たとばスポーツモード）での目標駆動力よりも小さく
勾配対応基準目標駆動力tTd upを設定することで、スポ
ーツモードへの切換時にドライバーの意思に関係なく勝
手に加速したり減速したりすることを避けることができ
る。あるいは、常にドライバーの期待通り加速側へ変更
するような設定も可能である。

【００７３】図７、図８は第４実施形態で、それぞれ第
３実施形態の図５、図６に置き換わるものである。図７
において図５と同一部分には同一の符号を、また図８に
おいて図６と同一部分には同一のステップ番号をつけて
いる。

【００７４】図７に示したように、第４実施形態は、図
５の目標駆動力変化速度調整手段20に代えて補間係数変
化速度調整手段60を設けたもので、この補間係数変化速
度調整手段60は、補間係数変化量設定手段61、加算手段
62、遅延演算手段63からなっている。

【００７５】このうち補間係数β0が入力される補間係
数変化量設定手段61では補間係数の単位時間当たり変化
量（このブロックが10msec毎に処理されるときは10msec
当たり変化量）Δβが設定される。たとえば、10msec前
に求められた最終の補間係数をβ_-1とすると、今回求め
た補間係数β0とこのβ_-1との偏差（補間係数の変化）
から所定のマップを検索することにより、補間係数の所
定時間当たり変化量Δβが計算される。

【００７６】加算手段62ではこのようにして設定される
所定時間当たり変化量Δβが前回値のβ_-1に加えられる
ことにより、今回値である最終の補間係数β（＝β_-1＋
Δβ）が求められる。

【００７７】上記のΔβの特性は、図示のように、横軸
に示す偏差（β0−β_-1）が所定値以内の範囲で偏差に
比例させ、偏差が所定値を超える範囲になると偏差に対
する補間係数の単位時間当たり変化量Δβの割合を小さ
くした値である。ここでも、補間係数の単位時間当たり
変化量Δβを補間係数の変化である上記の偏差β0−β
_-1（この偏差は平坦路から勾配路にさしかかったときの
勾配の変化を表す）に対応させて設定することで、結果
的に、第３実施形態と同様に駆動力の変化速度を調整す
るのである。

【００７８】一方、勾配対応目標駆動力演算手段65のう
ちの目標駆動力補間計算手段66では、このようにして求
められた最終の補間係数βを用いて、

【００７９】

【数４】tTd＝β×tTd up＋（１−β）×tTd n の補間計算式より最終の目標駆動力tTdが求められる。

【００８０】図８は図７のブロック図に対応するフロー
チャートである。

【００８１】図８において第３実施形態の図６と異なる
のは、ステップ２１、２２、２３である。

【００８２】ここでも、図７で説明したところと重複す
る部分があるが、かまわず説明すると、ステップ２１で
は、今回求めた補間係数β0と10msec前に求められた最
終の補間係数であるβ_-1との偏差（補間係数の変化）か
ら所定のマップを検索することにより、補間係数の単位
時間当たり変化量Δβを求める。このΔβをステップ２
２で前回値のβ_-1に加算することにより、今回値である
最終の補間係数β（＝β_-1＋Δβ）を求め、この最終の
補間係数βを用い、ステップ２３において上記の数４式
により最終の目標駆動力tTdを計算する。

【００８３】このように第４実施形態では、目標駆動力
の変化速度を調整する代わりに、通常目標駆動力tTd n
と勾配対応基準目標駆動力tTd upとの補間計算に用いる
補間係数βの変化速度を調整する構成としたので、各手
段のモジュール化が簡単になり、駆動力制御をCPUを備
えるコントロールモジュール(PCM50)で行わせる場合
に、そのCPUでの処理負荷を軽くできる。たとえば、重
量勾配抵抗を検出するための外付けセンサを利用する場
合、そのセンサ信号を、駆動力制御を行うCPUに送信す
るため、外部で別のCPU処理をすることが多いのである
が、第４実施形態によれば、補間係数の演算から補間係
数の調整までを行う手段43、60を前記外付けセンサの信
号処理用CPUで処理することが可能である。

【００８４】図２の構成では目標駆動力変化速度調整手
段20が直列的に連結されているので、同手段20の処理速
度によって目標駆動力の更新速度が決まってしまうのに
対して、図７では、除算手段43、補間係数切換速度調整
手段60がそれ以外の手段12、42、66に対して並列的に連
結されるので、手段43、60の処理速度を手段12、42、66
の処理速度とは別に設定可能である。

【００８５】図９は第５実施形態で、これは標高を含む
地図データから路面の勾配を推定する方法を示したもの
である。

【００８６】同図において図中に示される車両71の位置
での道路の勾配を推定することを考える。この場合に、
地図情報を図のように格子状に分割し、それぞれ格子点
（黒丸で示す）の標高データを記憶させておけば、車両
71が存在するセクションの４つの格子の標高データ
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を用いて、そのセクションのＸ軸方
向、Ｙ軸方向の各平均勾配が、

【００８７】

【数５】Ｘ軸方向の平均勾配＝(d-b+c-a)/2L Ｙ軸方向の平均勾配＝（ａ−ｂ＋ｃ−ｄ）／２Ｌ ただし、Ｌ：格子の間隔 の式で与えられるので、車両71がＸ軸方向に対して反時
計回りに角度ξの方向に進行しているとすると、

【００８８】

【数６】tanΘ＝｛(d-b+c-a)/2L｝×cosξ＋｛(a-b+c-
d)/2L｝×sinξ の式により車両71が存在する位置の道路勾配Θを求める
ことができる。

【００８９】なお、この道路勾配Θから重量勾配抵抗RF
ORCEを求めるには、特開平８−２１９２４２号公報を参
照して

【００９０】

【数７】RFORCE＝ｍ×ｇ×sinΘ ただし、ｍ:車両の重量 ｇ:重力加速度 の式を用いればよい。

【００９１】ここでは、格子状に標高データが記憶され
ている地図情報の場合で説明したが、これに限られるも
のでなく、道路上のポイントに標高データを記憶してお
いたり、道路の傾きを道路上のポイントに記憶させたり
することでも、道路勾配を推定することができる。

【００９２】このように、第５実施形態では、予め持っ
ている地図情報と衛星などからの絶対位置情報により車
両の存在する位置の道路勾配を推定するようにしたの
で、タイヤのパンクや経年劣化など車両状態の変化によ
る駆動力特性の変化に影響されることなく、道路勾配を
正確に検出できる。

【００９３】また、現在、存在している道路だけでな
く、この先に進む予定の走行路の勾配を推定することが
できるので、勾配を先読みした駆動力補正などが可能に
なり、ドライバーにとって一段と応答性の良い駆動力補
正が可能になる。通常、出力、駆動力と車両加速度など
から道路勾配を推定しようとしても、演算遅れや車両の
駆動力伝達遅れなどで実勾配とは完全にマッチングしな
い（つまりズレが生じる）のであるが、勾配を先読みす
ることで、このズレを回避できるのである。

【００９４】図１０は第６実施形態で、これは、駆動軸
回転力を演算し、これに平坦路での基準走行抵抗と加速
抵抗を加味することにより、重量勾配抵抗を推定するよ
うにしたものである。

【００９５】まず、駆動軸回転力演算手段81は、エンジ
ン出力軸トルク演算手段82、トルクコンバータのトルク
増幅比演算手段83、駆動系の損失トルク推定手段84から
主に構成される。このうちエンジン出力軸トルク演算手
段82では、エンジンの燃料噴射量Tpとエンジン回転数EN
GREVから所定のマップを検索することにより、エンジン
の出力軸トルクTeが求められる。トルクコンバータのト
ルク増幅比演算手段83では、エンジン回転数ENGREVとト
ランスミッションの入力軸回転数INPREV（トルクコンバ
ータの出力軸回転数）との比が変速比SLPRTOとして演算
され、この値から所定のマップを検索することにより、
トルクコンバータのトルク増幅比TAURTOが求められる。
駆動系の損失トルク推定手段84では、最も駆動系の損失
トルクに影響の大きい作動油圧TGTPRSから所定のマップ
を検索することにより、損失トルクLOSSTRQが求められ
る。

【００９６】乗算手段85では、エンジンの出力軸トルク
Teにトルクコンバータのトルク増幅比TAURTOが乗算され
て、プライマリ軸出力トルクTin(＝Te×TAURTO)が求め
られ、乗算手段86と加算手段87により、

【００９７】

【数８】Tsec＝Tin×RATIO−LOSSTRQ ただし、RATIO:変速機の入出力回転数比 の式で駆動軸の出力軸トルク(＝駆動軸回転力)Tsecが計
算される。

【００９８】一方、基準走行抵抗演算手段91では、車両
速度VSPから所定のマップを検索することにより、基準
走行抵抗（平坦路での基準となる走行抵抗のこと）RLDT
RQが求められる。

【００９９】加速度検出手段92では車両速度VSPの差分
より車両加速度GDATAが求められ、加速抵抗力推定手段9
3ではこの車両加速度GDATAに出力軸からみた車両の等価
重量Ivを乗算することにより、出力軸上での推定加速抵
抗AccTRQが求められる。

【０１００】このようにして求められる上記の駆動軸の
出力軸トルクTsec、基準走行抵抗RLDTRQ、推定加速抵抗
AccTRQを用い、重量勾配抵抗推定手段94において、

【０１０１】

【数９】RFORCE＝Tsec−RLDTRQ−AccTRQ の式により、重量勾配抵抗RFORCEが演算される。

【０１０２】図１０では車両速度より車両加速度を推定
しているが、加速度センサにより直接車両加速度を検出
してもかまわない。

【０１０３】このように第６実施形態では、重量勾配抵
抗を検出するための新たなセンサを設ける必要がないの
で、非常に安価に重量勾配抵抗を推定できる。

【０１０４】図１１は第７実施形態の目標駆動力変化量
設定手段121で、これは図２(第１実施形態)、図５(第３
実施形態)の目標駆動力変化量設定手段21に置き換えら
れるものである。

【０１０５】図１１では、横軸に示した目標駆動力の変
化(今回の目標駆動力から所定時間前の最終目標駆動力
を差し引いた値)が正の場合でかつその変化量が大きい
領域になると、目標駆動力の単位時間当たり変化量を緩
やかに変化させている。

【０１０６】これにより、平坦路から勾配路にさしかか
ったときに、その路面勾配が急な場合は、その路面勾配
が緩やかな場合に比べて駆動力の変化が抑えられること
になり、急激なトルクショックを感じることが少なくな
る。

【０１０７】また、図１１において目標駆動力の変化が
負の場合には、その変化量が大きい領域でも単位時間当
たり変化量を目標駆動力の変化にほぼ比例させている。
目標駆動力の変化が負で、その変化量が大きい場合と
は、登り勾配が緩やかになったときにその路面勾配の変
化が急激な場合であるが、このような場合の駆動力の急
減少時のトルク段差に対してドライバーは鈍感になるの
で、原則通り、目標駆動力の変化（登り勾配が緩やかに
なったときのその路面勾配の変化）に比例させて目標駆
動力の切換速度を与えるようにしたものである。

【０１０８】図１２は第８実施形態の補間係数変化量設
定手段131で、これは図７(第４実施形態)の補間係数変
化量設定手段61に置き換えられるものである。

【０１０９】図１２では、横軸に示した補間係数の変化
（β0−β_-1）がゼロの近傍であるとき、補間係数の単
位時間当たり変化量をゼロに設定している。

【０１１０】これは、平坦路走行時に、推定勾配がノイ
ズなどにより微小に変動する場合に対処するものであ
る。たとえば、推定勾配がノイズなどにより微小に変動
すると、この推定勾配に基づいて演算される重量勾配抵
抗が微小に変動し、この重量勾配抵抗より得られる補間
係数β0が微小に変動する。したがって、このような微
小に変動する補間係数β0の変化に対応させて単位時間
当たり変化量Δβを求めさせたのでは、平坦路走行時で
ありながら、微小な駆動力変化が生じてしまう。

【０１１１】これに対して、図１２の特性によれば、ノ
イズなどの推定勾配への影響を受けて補間係数β0が微
小に変動する場合でも、最終の補間係数βが変動するこ
とがないので、平坦路走行時の意に沿わない微小な駆動
力変化を抑制することができる。

【０１１２】図１３は第９実施形態の目標駆動力実現手
段151である。

【０１１３】この目標駆動力実現手段151は変速機入出
力比制御手段152、変速機入出力比実現手段153、目標エ
ンジン出力トルク演算手段154、エンジン出力トルク実
現手段155から構成される。

【０１１４】まず、勾配対応目標駆動力tTdと車両速度V
SPが入力される変速機入出力比制御手段152では、これ
らの値から所定のマップを検索することにより、変速機
の目標入出力回転数比tRATIOが求められる。ここでは、
両パラメータに対して目標入出力回転数比tRATIOを求め
るマップが用いられているが、これに限られるものでな
い。たとえば、変速機の入出力比制御では、通常、入力
軸回転数の目標値を求めることが多いので、目標入力軸
回転数を求めてから車両速度VSPとの関係で目標入出力
回転数比tRATIOを求めてもよい。

【０１１５】こうして求められた目標入出力回転数比tR
ATIOは変速機入出力比実現手段153により実現される。

【０１１６】目標エンジン出力トルク演算手段154で
は、勾配対応目標駆動力tTdを、変速機103で実現された
入出力回転数比RATIOで割ることにより、目標エンジン
出力トルクtTeが演算される。そして、エンジントルク
制御手段156とエンジン101から構成されるエンジン出力
トルク実現手段155では、目標エンジントルクtTeを実現
するためスロットル操作量、燃料噴射量、点火時期など
がエンジントルク制御手段156により制御され、エンジ
ントルク制御手段66からの指令（スロットル操作量、燃
料噴射量、点火時期などの指令値）がエンジン101に送
られる。

【０１１７】このように第９実施形態では、勾配対応目
標駆動力を実現するため、変速機の目標入出力回転数比
と目標エンジン出力トルクを決めるに当たり、応答性の
遅い変速機の目標入出力回転数比を先に決めるようにし
ているので、勾配対応目標駆動力を応答性よく実現する
ことができる。

【０１１８】図１１に示した実施形態では、目標駆動力
の場合で説明したが、補間係数に対しても同様に適用す
ることができる。たとえば、図１１の特性において、目
標駆動力を補間係数に置き換えればよい。同様にして、
図１２に示した実施形態では、補間係数の場合で説明し
たが、目標駆動力に対しても同様に適用することができ
る。たとえば、図１２の特性において、補間係数を目標
駆動力に置き換えればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両全体の制御システム図。

【図２】PCM50で行われる処理を示すブロック図。

【図３】図２のブロック図に対応するフローチャート。

【図４】第２実施形態のブロック図。

【図５】第３実施形態のPCM50で行われる処理を示すブ
ロック図。

【図６】図５のブロック図に対応するフローチャート。

【図７】第４実施形態のPCM50で行われる処理を示すブ
ロック図。

【図８】図７のブロック図に対応するフローチャート。

【図９】第５実施形態の道路勾配の演算を説明するため
の道路地図。

【図１０】第６実施形態のブロック図。

【図１１】第７実施形態のブロック図。

【図１２】第８実施形態のブロック図。

【図１３】第９実施形態のブロック図。

【図１４】第１の発明のクレーム対応図。

【図１５】第８の発明のクレーム対応図。

【符号の説明】

１２ 通常目標駆動力演算手段 １５ 勾配対応目標駆動力演算手段 ２０ 目標駆動力変化速度調整手段 ２１ 目標駆動力変化量設定手段 ４１ 勾配対応目標駆動力演算手段 ４４ 目標駆動力補間計算手段 ５０ PCM ６０ 補間係数変化速度調整手段 ６１ 補間係数変化量設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３１０Ｃ Ｆ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 59:18 59:18 59:44 59:44 59:66 59:66 (72)発明者 西島 寛朗 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−219242（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−42148（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−9374（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−72591（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−149163（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−219433（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−9018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−111151（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−86224（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−8698（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 45/00 B60K 41/00 - 41/28 B60K 31/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクセル操作量を検出する手段と、 車両速度を検出する手段と、 これら検出されたアクセル操作量と車両速度に応じた平
   坦路での車両の目標駆動力を通常目標駆動力として演算
   する手段と、 重量勾配抵抗を検出する手段と、 この検出された重量勾配抵抗と前記通常目標駆動力に応
   じた車両の目標駆動力を勾配対応目標駆動力として演算
   する手段と、 この演算された勾配対応目標駆動力の変化に応じて勾配
   対応目標駆動力の変化速度を調整し、その調整された勾
   配対応目標駆動力を最終目標駆動力として演算する手段
   と、 この最終目標駆動力を実現する手段とを備えることを特
   徴とする車両駆動力制御装置。
2. 【請求項２】前記勾配対応目標駆動力の変化速度の調整
   は、前記勾配対応目標駆動力が大きくなる側に変化しか
   つその変化量が大きい領域でその変化量に対する前記最
   終目標駆動力の切換速度の割合を小さくすることである
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両駆動力制御装
   置。
3. 【請求項３】前記勾配対応目標駆動力の変化速度の調整
   は、前記勾配対応目標駆動力の変化がゼロ近傍の所定範
   囲内である場合に、前記最終目標駆動力の切換速度をゼ
   ロにすることであることを特徴とする請求項１に記載の
   車両駆動力制御装置。
4. 【請求項４】前記勾配対応目標駆動力演算手段は、前記
   重量勾配抵抗を100パーセントとしてこれ未満のパーセ
   ントの駆動力補正量を演算する手段と、この演算された
   駆動力補正量を前記通常目標駆動力に加算した値を勾配
   対応目標駆動力とする手段とからなることを特徴とする
   請求項１から３までのいずれか一つに記載の車両駆動力
   制御装置。
5. 【請求項５】前記駆動力補正量は、前記重量勾配抵抗の
   大きさの30％〜70％であることを特徴とする請求項４に
   記載の車両駆動力制御装置。
6. 【請求項６】前記重量勾配抵抗に対する前記駆動力補正
   量の割合は、前記重量勾配抵抗が大きくなるにつれて小
   さくなる値であることを特徴とする請求項４に記載の車
   両駆動力制御装置。
7. 【請求項７】前記勾配対応目標駆動力演算手段は、平坦
   路ではない所定の重量勾配抵抗を100パーセントとして
   これ未満のパーセントの値を前記通常目標駆動力に加算
   した値に相当する目標駆動力を勾配対応基準目標駆動力
   として予め設定する手段と、前記検出された重量勾配抵
   抗と前記所定の重量勾配抵抗とから補間係数を演算する
   手段と、この補間係数を用いて前記勾配対応基準目標駆
   動力と前記通常目標駆動力とを補間計算した値を勾配対
   応目標駆動力として演算する手段とからなることを特徴
   とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の車両
   駆動力制御装置。
8. 【請求項８】アクセル操作量を検出する手段と、 車両の速度を検出する手段と、 これら検出されたアクセル操作量と車両速度に応じた平
   坦路での車両の目標駆動力を通常目標駆動力として演算
   する手段と、 平坦路ではない所定の重量勾配抵抗を100パーセントと
   してこれ未満のパーセントの値を前記通常目標駆動力に
   加算した値に相当する目標駆動力を勾配対応基準目標駆
   動力として設定する手段と、 重量勾配抵抗を検出する手段と、 この検出された重量勾配抵抗と前記所定の重量勾配抵抗
   とから補間係数を演算する手段と、 この演算された補間係数の変化に応じて補間係数の変化
   速度を調整し、その調整された補間係数を最終補間係数
   として演算する手段と、 この最終補間係数を用いて前記勾配対応基準目標駆動力
   と前記通常目標駆動力とを補間計算した値を最終目標駆
   動力として演算する手段と、 この最終目標駆動力を実現する手段とを備えることを特
   徴とする車両駆動力制御装置。
9. 【請求項９】前記補間係数の変化速度の調整は、前記補
   間係数が大きくなる側に変化しかつその変化量が大きい
   領域でその変化量に対する前記最終補間係数の変化速度
   の割合を小さくすることであることを特徴とする請求項
   ８に記載の車両駆動力制御装置。
10. 【請求項１０】前記補間係数の変化速度の調整は、前記
    補間係数の変化がゼロ近傍の所定範囲内である場合に、
    前記最終補間係数の変化速度をゼロにすることであるこ
    とを特徴とする請求項８に記載の車両駆動力制御装置。
11. 【請求項１１】前記重量勾配抵抗を検出する手段は、車
    両の絶対位置を検出する手段と、この検出値に基づいて
    車両が存在する道路の勾配を予め持っている地図情報か
    ら推定する手段と、この推定された道路勾配から重量勾
    配抵抗を演算する手段とからなることを特徴とする請求
    項１から１０までのいずれか一つに記載の車両駆動力制
    御装置。
12. 【請求項１２】前記重量勾配抵抗を検出する手段は、駆
    動軸回転力を演算する手段と、前記車両速度に応じた平
    坦路での基準となる走行抵抗を基準走行抵抗として演算
    する手段と、車両の加速度を検出する手段と、この検出
    された加速度に基づいて車両の加速抵抗を推定する手段
    と、前記演算された駆動軸回転力から前記基準走行抵抗
    と前記加速抵抗を差し引いた値を前記重量勾配抵抗とし
    て推定する手段とからなることを特徴とする請求項１か
    ら１０までのいずれか一つに記載の車両駆動力制御装
    置。