JPH115461A - 自動車の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】車両の安全性を確保するための制御量と運転者
が意図する状態とするための制御量との切り換えが、パ
ワートレインからのショックを低減しつつ実行可能とし
て、安全性と運転性の両立を図る。 【解決手段】駆動軸トルク，駆動力，加減速度の少なく
ともいずれかの制御の目標値として変更前の第一の目標
値と、運転者が意図する走行モードあるいは前方走行環
境に応じて演算された第二の目標値との間に、予め定め
られた値を越える偏差が生じた場合、駆動軸トルク，駆
動力，加減速度の少なくともいづれかの変動を抑制する
ように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の制御装置
及び制御方法に係り、特に前方の走行車両等の認識結果
及び運転者の走行意図に応じてエンジン，変速機からな
るパワートレインの出力を制御する制御装置及び制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】前方車両の走行状態、または運転者意図
の走行状態に応じて、車両の運転状態を変更可能にした
従来の技術として、特開平7−47862号公報に記載された
ものがある。この公報には、前方車両の走行状態に応じ
て車両を走行させるか、あるいは運転者の意図により車
両を走行させるかを、運転者自身による操作によって選
択し、それぞれの運転を切り換える方式が記載されてい
る。すなわち、２つの走行状態の切り換えを運転者自身
の判断に委ね、運転者が意図する駆動力で走行できるよ
うにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自車両と前方車両（含
む障害物など）との距離および相対速度をレーダを用い
て検出し、自車両の安全性を確保する技術の確立が重要
な課題となってきている。前記従来の技術では、運転者
が意図する走行状態（アクセルペダル踏み込み量に応じ
たリニアな加速感）と安全性（衝突防止）とを両立する
ことが不可欠である。

【０００４】しかし、未だ既存の車両の走行状態の制御
方法では、必ず運転者の意図が最優先されるように設定
されているため、前方車両の走行状態と自車両の安全性
を考慮した走行状態とを自動的に切り換えることは技術
的に難しく、この切り換えを運転者の操作に依存してい
た。その結果、前述した２つの走行状態の切り換え時の
両者の演算値の偏差が大きい場合、急激なトルク変化が
生じてしまい、運転者が予期しない加減速度変動の発生
が避けられない。

【０００５】例えば、上記従来の技術では、運転者がア
クセルペダル踏み込み量を小さくしていた状態から前方
車両の走行状態に応じた走行、すなわち前方車両への追
従制御へ切り換えた際、運転者が意図していた目標値と
追従制御による実際の制御目標値とに偏差が生じ、運転
者が不快と感じるトルク変動が発生してしまうという問
題点があった。

【０００６】本発明は、車両の安全性を確保するための
制御量と運転者が意図する状態とするための制御量との
切り換えが、パワートレインからのショックを低減しつ
つ実行可能であり、安全性と運転性の両立を図ることが
できる自動車の制御装置及び制御方法の提供を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動軸トル
ク，駆動力，加減速度の少なくともいずれかの制御の目
標値として変更前の第一の目標値と、運転者が意図する
走行モードあるいは前方走行環境に応じて演算された第
二の目標値との間に、予め定められた値を越える偏差が
生じた場合、駆動軸トルク，駆動力，加減速度の少なく
ともいずれかの変動を抑制するように制御する自動車の
制御装置を提供するものである。

【０００８】好ましくは、少なくともアクセルペダル踏
み込み量に基づいて変速機出力軸側の駆動軸トルクの目
標値を設定し、該目標値に応じて少なくともエンジント
ルクを制御する自動車の制御装置において、運転者が意
図する走行モードを設定する走行モード設定手段、ある
いは前方走行環境を認識する環境認識手段と、前記２つ
の手段のいずれかで得られた信号に応じて前記目標値を
変更する目標値変更手段と、前記目標値を変更する際、
変更前の第一の目標値と上記信号により演算された第二
の目標値とにある一定以上の偏差が生じた場合、前記駆
動軸トルクの変動を抑制するよう制御するトルク変動抑
制手段を備える。

【０００９】好ましくは、前記駆動軸トルクの目標値演
算に使用する信号として、前記アクセルペダル踏み込み
量以外に、車両の実際の加減速度を検出する手段と車両
の実際の車速を検出する手段とを備える。

【００１０】好ましくは、トルク変動抑制手段は、前記
目標値が前記変更手段で変更される際、変更前の第一の
目標値を初期値とし所定期間一定割合で変化させ、前記
第一の目標値と第二の目標値との偏差が所定の値まで小
さくなった時点で、第二の目標値に変更することであ
る。

【００１１】好ましくは、トルク変動抑制手段は、前記
目標値が前記変更手段で変更される際、第二の目標値か
ら第一の目標値に切り換える場合には瞬時に切り換える
ことである。

【００１２】好ましくは、前記走行モード設定手段と環
境認識手段のいずれかで得られた信号は、前方車両との
車間距離及び相対速度である。

【００１３】好ましくは、少なくともアクセルペダル踏
み込み量及び車両の実際の減速度に基づいて変速機出力
軸側の駆動軸トルクの目標値を設定し、該目標値に応じ
て少なくともエンジントルク及び変速比を制御する自動
車の制御装置において、前記目標値に応じて変速機入力
側回転数の目標値を演算する目標回転数演算手段と、前
記変速機入力側回転数に制限を設ける目標回転数制限設
定手段とを設けたことである。

【００１４】好ましくは、少なくともアクセルペダル踏
み込み量及び車両の実際の減速度に基づいて変速機出力
軸側の駆動軸トルクの目標値を設定し、該目標値に応じ
て少なくともエンジントルク及び変速比を制御する自動
車の制御装置において、前記目標値に応じて前記変速比
の目標値を演算する目標変速比演算手段と、前記変速比
に制限を設ける目標変速比制限設定手段とを設けたこと
である。

【００１５】好ましくは、少なくともアクセルペダル踏
み込み量に基づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆
動力，加減速度の少なくともいずれかを目標値として設
定し、該目標値に応じて少なくともエンジントルクを制
御する自動車の制御装置において、前記自動車の走行負
荷を演算する走行負荷演算手段と、前記自動車の実際の
減速度を演算する減速度演算手段と、少なくとも前記減
速度演算手段で演算された減速度と前記アクセルペダル
踏み込み量に基づいて、目標の減速度を演算する目標減
速度演算手段とを備え、前記走行負荷演算手段で演算さ
れた走行負荷と前記目標減速度演算手段で演算された目
標減速度に応じて前記目標値を演算する目標値演算手段
を設けたことである。

【００１６】好ましくは、前記走行負荷演算手段は、演
算された走行負荷の大きさを書き換え可能な重み書き換
え手段であることである。

【００１７】以上の手段により、前述の課題を解決する
ことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

（実施例）以下、本発明にかかわる一実施例を図面を用
いて説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例の制御のブロック
図である。まず、一般的な運転者がアクセルペダル（図
示されていない）を操作し自動車（図示されていない）
を走行させる場合の制御ロジックについて説明する。

【００２０】アクセルペダル踏み込み量α及び車速Ｎｏ
が第一の目標駆動軸トルク演算手段１に入力され、第一
の目標値Ｔtar１ が演算され、目標値変更手段２に入力
される。前記変更手段２からは、第一の目標値Ｔtar１
がそのままの値で目標値Ｔtarに代入され、目標値Ｔtar
が直接目標ブレーキ力演算手段３，目標エンジントル
ク演算手段４及び目標変速比演算手段５に入力される。

【００２１】前記演算手段３では、図８に示す目標値Ｔ
tar と目標変速機入力軸側回転数から成るブレーキ制御
域を検索し、目標ブレーキ力Ｂｔを演算する。この目標
ブレーキ力Ｂｔがブレーキアクチュエータ６に入力さ
れ、ブレーキ制御が実行される。

【００２２】目標変速比演算手段５では、加速時におい
て、目標値Ｔtar と車速Ｎｏをパラメータとする目標の
変速比Ｉｔを演算する。また、減速時は、図８に示す目
標値Ｔtar と目標変速機入力軸側回転数から成るエンジ
ンブレーキ制御域を検索し、目標の変速比Ｉｔを演算す
る。この目標の変速比Ｉｔが変速アクチュエータ７に入
力され、加速制御及びエンジンブレーキ制御が実行され
る。

【００２３】さらに、目標エンジントルク演算手段４で
は、目標値Ｔtar と目標の変速比Ｉｔから目標のエンジ
ントルクＴetが演算され、目標スロットル開度演算手段
８に入力される。そして、目標のスロットル開度θｔが
演算され、スロットルアクチュエータ９へ出力される。
この時、目標の変速比Ｉｔの代わりに変速機の入力軸回
転数Ｎｔと車速Ｎｏの比である実際の変速比Ｉｒを用い
ることにより、目標値Ｔtar に対する実駆動軸トルクの
追従性が良くなり、良好なトルク制御が可能となる。

【００２４】また、前記駆動軸トルクの代わりに車両前
後加速度、あるいは駆動力を用いても同様の結果が得ら
れる。さらに、本実施例ではブレーキ制御を用いている
が、エンジントルク及び変速比の制御のみでも従来の車
両以上の良好な加減速度制御を実行することが可能とな
り、運転者が意図する走行が可能となる。

【００２５】また、上記説明では、吸気ポートへ燃料を
噴射する方式のエンジンを搭載した自動車を対象とした
が、燃焼筒内へ燃料を噴射する方式のエンジンでは、空
燃比を大きくすることが可能となるため、スロットル制
御と燃料量制御とを組み合わせた空燃比制御を採用する
ことにより、より高精度の駆動軸トルク制御が可能とな
る。

【００２６】次に、運転者が走行モードを変更スイッチ
ＳＷなどにより、通常走行に代わって一定車速制御ある
いは一定車間距離制御を要求した場合の制御ロジックに
ついて説明する。

【００２７】図１において、一定車速制御を要求した場
合は、目標車速Ｖｔと車速Ｎｏが第二の目標駆動軸トル
ク演算手段１０に入力され、目標車速Ｖｔと車速Ｎｏの
偏差及び目標車速Ｖｔになるまでの時間により目標加減
速度を求め、さらに車重，タイヤ半径，重力加速度及び
平地走行抵抗を用いて、第二の目標値Ｔtar２ が演算さ
れる。そして、第二の目標値Ｔtar２ がリミッタ設定手
段１１に入力され、図４に記載したように、もし第二の
目標値Ｔtar２ が目標の限界駆動軸トルクＴtar２′を
超えた場合は、限界駆動軸トルクＴtar２′に制限する
ようにする。これにより、一定車速走行時の急加速が回
避でき、運転者に対し違和感のない加速制御が可能にな
る。そして、通常走行時の第一の目標値Ｔtar１ に代わ
り限界駆動軸トルクＴtar２′あるいは第二の目標値Ｔt
ar２そのものの値を目標値としてアクチュエータ６，
７，９を駆動して車両を走行させる。

【００２８】この目標値の変更は、上記変更スイッチＳ
Ｗの信号によって実行される。あるいは車間距離Ｓｔが
かなり小さくなり危険と判断した場合は、自動的に目標
値を変更するロジックが入っている。つまり、前方の走
行環境をレーダ，カメラなどにより認識し、この認識結
果を目標値変更手段２に入力して、第一の目標値Ｔtar
１ から第二の目標値Ｔtar２ へと駆動軸トルクの目標
値を自動的に変更するのである。

【００２９】次に、一定車間距離制御を要求した場合
は、前方車両との相対速度Ｖｓ，車間距離Ｓｔ，目標車
間距離Ｓttと車速Ｎｏが第二の目標駆動軸トルク演算手
段１０に入力され、前方車両との相対速度Ｖｓ，車間距
離Ｓｔと目標車間距離Ｓttから求まる目標車速Ｖttと車
速Ｎｏとの偏差及び目標とする車速までの時間により目
標加減速度を求め、さらに車重，タイヤ半径，重力加速
度及び平地走行抵抗を用いて第二の目標値Ｔtar２ が演
算される。その後は上記一定車速制御と同様の制御を実
行する。

【００３０】そこで、上記第一の目標値Ｔtar１ と第二
の目標値Ｔtar２ の変更方法について図３及び図４を用
いて説明する。

【００３１】図３は第一から第二への目標値変更を実行
した場合のタイムチャート、図４は第二から第一への目
標値変更を実行した場合のタイムチャートである。図３
において、例えばαが０より大きい、つまり加速してい
る状態で駆動軸トルクの目標値を第一から第二へａ時期
で変更する場合を考える。ａ時期では、第二の目標値Ｔ
tar２ が演算され目標値が第一の目標値Ｔtar１ から第
二の目標値Ｔtar２ へ変更されるが、もし目標車速Ｖｔ
あるいは目標車速Ｖttが現在の車速Ｎｏよりもかなり大
きい場合は、第一の目標値Ｔtar１ と第二の目標値Ｔta
r２ の偏差Δｋが大きくなる。よって、ａ時期に即座に
目標値を変更すると実際のホイールトルクが変動（従
来）し乗り心地が悪化する。

【００３２】これに対し、本発明では、ａ時期に目標値
が第一の目標値Ｔtar１ から第二の目標値Ｔtar２ へ変
更される際、目標値変更手段２内で所定期間Ｔｓだけ経
ったｂ時期まで目標値Ｔtar を除々に増加させ第二の目
標値Ｔtar２と目標値Ｔtarがトルク変動の生じない所定
値ｋ１になるまで第二の目標値Ｔtar２ の値を用いない
ようにした。これにより、ａ時期後に発生した実際のホ
イールトルクの変動が抑制でき、滑らかな目標値変更、
つまり一定車速制御，一定車間距離制御への違和感のな
い移行が可能になる。

【００３３】次に、図４において、例えばアクセルペダ
ル踏み込み量αが０より大きい、つまり加速している状
態で、駆動軸トルクの目標値を第二の目標値Ｔtar２ か
ら第一の目標値Ｔtar１ へｃ時期で変更する場合を考え
る。ｃ時期では、アクセルペダル踏み込み量αと車速Ｎ
ｏから第一の目標値Ｔtar１ が演算され、目標値を第二
の目標値Ｔtar２ から第一の目標値Ｔtar１ へ変更する
が、この場合は、運転者の加速意図を重視するため、瞬
時に上記目標値を変更する。また、加速感の悪化を招か
ない程度、つまり２００ミリ秒以下程度の時定数を設け
ても良い。

【００３４】図２は本発明のシステム構成図である。車
体１５には、エンジン１６及び変速機１７が搭載されて
おり、エンジン１６からホイール１８までのパワートレ
インに伝達される駆動馬力をエンジンパワートレイン制
御ユニット１９により制御する。このエンジンパワート
レイン制御ユニット１９では、上記駆動軸トルクの第一
の目標値Ｔtar１ （または駆動力，加減速度）が演算さ
れ、この演算された目標値に応じて目標のスロットル開
度θｔ（または空気流量），燃料量，点火時期，ブレー
キ圧Ｂｔ，変速比Ｉｔ及び変速機制御油圧ＰＬが算出さ
れる。燃料制御には、現在主流の吸気ポート噴射方式、
または制御性の良い筒内噴射方式等が用いられる。

【００３５】また、車体１５には、外界状況を検出する
ためのテレビカメラ２０やインフラ情報検出のためのア
ンテナ２１が搭載されている。テレビカメラ２０の画像
は、画像処理ユニット２２に入力され、画像処理して道
路勾配，コーナ曲率半径，信号機情報，道路標識，交通
規制，他の車両，歩行者，障害物等を認識する。この認
識された走行環境信号が環境対応パワートレイン制御ユ
ニット２３に入力される。

【００３６】また、ＦＭ−ＣＷ方式等のレーダシステム
２４が車体１５の前方に設置され、前方車両あるいは物
体との距離Ｓｔ及び相対速度Ｖｓを検出する。上記アン
テナ２１はインフラ情報端末器２５と接続しており、イ
ンフラ情報により、前方の路面状況（ウェット，ドラ
イ，水たまりの深さ，雪の状態，凍結の有無，砂利や砂
の有無等），気象情報（降雨量，降雪量等）や渋滞情報
等が検出され、さらに路面状況によりタイヤと道路の路
面間の摩擦係数μが算出され、上記制御ユニット２３に
入力される。

【００３７】また、ＣＤ−ＲＯＭ２６等に記憶された地
図情報でも走行環境が判別でき、前方の道路状況（勾
配，コーナ曲率半径，交通規制等）の検出ができる。

【００３８】上記制御ユニット２３では、上記道路勾
配，コーナ曲率半径，車間距離Ｓｔ，相対速度Ｖｓ，摩
擦係数μなどの信号を基に、今後遭遇する走行環境に応
じたパワートレインの駆動軸トルクの第二の目標値Ｔta
r２（または駆動力，加減速度)を演算し、上記制御ユニ
ット１９に入力される。

【００３９】制御ユニット１９では、運転者が操作する
変更スイッチＳＷの信号により、第一の目標値Ｔtar１
と第二の目標値Ｔtar２ のどちらかが選択される。も
し、第二の目標値Ｔtar２ が選択された場合は、この
値、つまり走行環境に対応した目標駆動軸トルクに基づ
き、スロットル開度θｔ，燃料量，点火時期，変速機制
御油圧ＰＬ，変速比Ｉｔ及びブレーキ力Ｂｔが算出され
る。また、上記制御ユニット１９には、アクセルペダル
踏み込み量α，車速Ｎｏ，エンジン回転数Ｎｅ，スイッ
チ信号Ｍsw（後述する），加速度センサ信号Ｇｄ，ハン
ドル舵角Ｓａ等が入力される。

【００４０】図５は他の実施例の制御のブロック図であ
る。但し、ベースとなるパワートレイン制御部は図１と
同一である。違いはエンジンブレーキ制御であり、図１
では変速比制御でエンジンブレーキ制御を実行していた
のに対し、図５では新たにエンジンブレーキ制御手段３
０及びエンブレ（エンジンブレーキ）アクチュエータ３
１が設けてある。つまり、有段変速機のワンウェイクラ
ッチとこのワンウェイクラッチの機能をＯＮ−ＯＦＦす
るクラッチにより、下り坂などで生じるタイヤからの逆
駆動力をエンジン側へ伝達するか否かを制御する。この
ようなシステムとすることにより、滑らかな減速制御を
実現することができる。

【００４１】図６，図５に記載の目標減速度制御を実行
した場合のタイムチャートを示す。まず、アクセルペダ
ル踏み込み量αと車速Ｎｏ、あるいはアクセルペダル踏
み込み量α，車速Ｎｏ，車両の実際の減速度Ｇｄ（図１
０で詳述する）の組合せにより、マイナスの値をもつ目
標駆動軸トルクＴtar が演算される。あるいは、前記環
境対応パワートレイン制御ユニット２３からの駆動軸ト
ルクの第二の目標値Ｔtar２ により駆動軸トルクの目標
値Ｔtarが設定される。この目標値Ｔtarに応じてブレー
キ制御が必要とされる大きな減速制御の場合（期間ｅ−
ｆ間）、駆動軸トルクが目標値Ｔtar となるように目標
エンジントルクＴetをほぼ０、つまり最小値付近に設定
し、さらに目標変速比Ｉｔを目標エンジントルクＴetの
値に応じて設定する。しかし、上記ｅ−ｆの期間は、ブ
レーキ制御と変速比制御のエンジンブレーキ制御との干
渉による減速感悪化を防止するため、エンジンブレーキ
制御信号ＥｂをＯＦＦにする必要がある。これにより、
減速制御がブレーキ制御のみとなるため減速時の制御性
及び運転性が向上する。

【００４２】さらに、減速時に変速比がＬow側（変速比
の値が大きい側）に移行しているため、再びアクセルペ
ダルを踏み込んだ時の加速感が向上する。

【００４３】次に、図５及び図７を用いてコーナリング
の制御を例にとり、減速から加速への切り換え制御の方
法について説明する。図７は減速−加速切り換え制御の
タイムチャートである。

【００４４】図５の加減速度変化判定手段３２におい
て、アクセルペダル踏み込み量αが０、駆動軸トルクの
目標値Ｔtar 及び目標エンジントルクＴetがマイナスの
状態からアクセルペダル踏み込み量α、つまり駆動軸ト
ルクの目標値Ｔtar がプラスになったか否かを判断す
る。駆動軸トルクの目標値Ｔtar がプラスとなり加速と
判断した場合、変速比変化制限手段３３において、現在
の変速比を保持あるいは変化幅に制限を持たせる。よっ
て、減速時に変速比がＬow側（変速比の値が大きい側）
に移行しているため、加速時のエンジン回転数上昇が速
くなり（図示されていない）、加速感が良好となる。

【００４５】また、図７において前記変速比保持あるい
は変化幅制限の期間Ｔｌ１は、駆動軸トルクの目標値Ｔ
tar の大きさなどにより決定される。駆動軸トルクの目
標値Ｔtar が大きい場合は、大きな加速を要求している
ことであるため、前記保持あるいは制限期間も大きくす
る必要がある。また、前記期間Ｔｌ１中にハンドル舵角
Ｓａが変化した場合、つまりコーナリング中と判断され
た場合は、ハンドル舵角Ｓａが０（すなわち直進走行）
に戻った後（期間Ｔｌ２経過の状態）まで、前記保持あ
るいは制御期間を延長する。さらに、コーナリングが続
く場合は、期間Ｔｌ３までの延長も考えられる。また、
コーナかどうかの判断は、ハンドル舵角Ｓａ以外に、ハ
ンドル舵角Ｓａから求まる道路曲率半径Ｒ（道路曲率半
径推定手段３４により演算する），横加速度センサ，ヨ
ーレイトセンサ，インフラ情報，ナビゲーション情報な
どからも検出し判断することが可能である。ここで、前
記変速比幅の制限値は、本実施例では、加速感に影響を
及ぼさない範囲として±０.５ 以内とした。

【００４６】次に、上記目標減速制御時の変速比の設定
法について説明する。加速の場合は、従来の変速比マッ
プあるいは燃費を考慮した変速比を適用することができ
るが、減速の場合はエンジンブレーキが必要なため、変
速比の設定が難しい。従来においては、自動変速機が運
転者の意図通りに動作しない運転域はこの減速側であっ
た。本発明では、図５及び以下の図８の説明の内容を用
いてこの問題を解決している。

【００４７】図８は減速時の変速比制御の概略を示す特
性図である。図８において、横軸は目標変速機入力軸側
回転数(これは車速Ｎｏが一定の時の目標変速比Ｉｔに
なる)、縦軸はマイナスの値をとる駆動軸トルクの目標
値Ｔtar （すなわち目標減速度を示す）である。

【００４８】横線の領域はブレーキ制御域、斜線の領域
はエンジンブレーキ制御を含む変速比制御域である。無
段変速機の場合は、斜線部全ての領域で任意に制御を設
定することができるが、有段変速機（例えば前進４段の
変速比を有する変速機）の場合は、斜線部内でも実線の
上の部分のみが設定可能である。

【００４９】まず、無段変速機について説明する。例え
ば、駆動軸トルクの目標値Ｔtar が図中の点Ａの値に設
定された場合、斜線部の点Ｂから点Ｃまでの間の実線上
の全ての変速比を選択することが可能である。そこで、
無数に存在する前記変速比の中から目標の変速比を決定
するためには、何らかの条件を用いる必要がある。例え
ば、運転者の減速意図，安全性，燃料経済性などが挙げ
られる。ここでは、これらの条件を満足するためのパラ
メータとして目標限界エンジン回転数を適用した。例え
ば、目標限界エンジン回転数Ｎlmt を点Ｄの値に設定す
ることにより、点Ｄにおける目標変速機入力軸側回転
数、すなわち目標変速比が決定される。

【００５０】次に、有段変速機について説明する。この
場合、駆動軸トルクの目標値Ｔtarが点Ａの値に設定さ
れると、斜線部内の４本の細い実線で表された変速比の
うち、点Ａの値と交差している１速あるいは２速の変速
段の変速比のみ選択することになる。しかし、前述のよ
うに目標限界エンジン回転数Ｎlmt を点Ｄの値に設定す
ると、点Ｄの値より大きな値となる２速の選択は不可能
になり、必然的に１速が選択される。このままでは、点
Ｅの減速度になり、目標の減速度が得られないため、エ
ンジントルクを増加させて目標値の点Ｄへ設定するので
ある。エンジントルクはスロットル開度を増加させた
り、燃料量を増加させたりして増加させる。

【００５１】上述のように、マイナス側の変速比を駆動
軸トルクの目標値Ｔtar 及び限界エンジン回転数Ｎlmt
に基づいて設定することにより、従来の自動変速機が運
転者の意図通りに動作しない減速側の運転域の問題点を
解決することができる。上記の目標限界エンジン回転数
Ｎlmt が、図５に示したマニュアル限界回転数設定スイ
ッチＭswの信号に基づいて変速比制限手段３５内で設定
され、目標変速比演算手段５に入力される。目標変速比
演算手段５では、駆動軸トルクの目標値Ｔtar,目標限界
エンジン回転数Ｎlmt 及びメモリ等（図示せず）に記憶
された図８の特性に基づいて目標変速比Ｉｔが演算され
出力される。

【００５２】図９は図８のマニュアル限界回転数設定ス
イッチＭswで設定されるマニュアル限界回転数の設定方
法の概略を説明するシフトレバー４０の斜視図である。

【００５３】シフトレバー４０の操作によりエコモミー
モード（ＥＭ：Ｅconomy Ｍode），ノーマルドライブモ
ード（ＮＤＭ：Ｎormal Ｄrive Ｍode），スポーツモー
ド（ＳＭ：Ｓport Ｍode）が選択できるような構成にな
っている。ＮＤＭでは、エンジンブレーキのための限界
エンジン回転数が１５００rpm 程度の低い値の一定の回
転数に設定されており、大きな減速度が得られないよう
になっている。ＥＤでは、加速感よりも燃費が重視され
るので、燃費を考慮した変速比が設定されている。減速
の場合は、目標減速度を満足しつつなるべくエンジンブ
レーキ領域を広げ、燃料供給を中断して燃費低減を図
る。これに対し、ＳＭでは運転者の操作によって図８に
示した目標限界エンジン回転数Ｎlmt が設定できるよう
になっている。つまり、図９のＨigh の位置にシフトレ
バー４０を何回か操作することにより、目標限界エンジ
ン回転数Ｎlmt が大きくなり、Ｌowの位置では小さくな
り、この大小をマニュアル限界回転数設定スイッチＭsw
により検出する。このマニュアル限界回転数設定スイッ
チＭswの信号をエンジンパワートレイン制御ユニット１
９に入力し、変速比制限手段３５で目標限界エンジン回
転数Ｎlmt を設定する。また、エンジンパワートレイン
制御ユニット１９から目標限界エンジン回転数Ｎlmt が
表示手段４１に出力され、例えばＳport Ｍode，Ｌimit
er Ｒev4000rpm というように表示され、運転者に現在
の運転モードを知らせる。また、駆動軸トルクの目標値
として第二の目標値Ｔtar２ を用いる場合は、どのモー
ドの状態でも安全性を重視した加減速制御が実行され
る。

【００５４】図１０は実際の減速度Ｇｄを用いた場合の
目標減速制御のタイムチャートである。アクセルペダル
踏み込み量αが０以下になったことを判断し、任意時間
（期間ｇ−ｈ）、実際の減速度Ｇｄの信号を検出し、目
標の減速度を演算する。つまり、減速度Ｇｄの変化がア
クセルペダル踏み込み量αの変化よりも遅れるため、目
標の減速度を判定する任意の長さの期間を設ける必要が
ある。例えば、この判定期間中にブレーキ踏み込み力β
が増加した場合は、その時の減速度Ｇｄを目標の減速度
とする。その結果、実際のパワートレインの制御開始時
期はｈ時点となる。

【００５５】但し、前記判定期間が長過ぎると、運転者
の意図及び安全性に問題が生じ、短か過ぎると運転者が
意図する減速度の判定が困難なため、経験上前記判定期
間は３００ミリ秒から８００ミリ秒の間で設定するのが
妥当である。

【００５６】そして、有段変速機の場合は、制御開始
後、図８で説明した変速比制御に基づき、ブレーキ踏み
込みなしの場合は４速から３速へ、ありの場合は４速か
ら２速へと、目標変速比Ｉｔが設定される。また、変速
時の目標スロットル開度θｔの開き制御は、変速応答性
向上のための制御であり、以下、図１１で詳細に説明す
る。

【００５７】図１１は変速中スロットル制御のタイムチ
ャートである。特に、有段変速機の場合、変速比を大き
くステップ的に変化させる必要があり、エンジントルク
制御による補助制御が有効である。つまり、現在変速中
か否かを実際の変速比Ｉｒを適用し、変速比Ｉｒがスロ
ットル制御の開始時期ｋ２になったかどうかを判断す
る。そして、時期ｋ２になった場合は、変速後に変化す
ると予想されるエンジン回転数を予測し、このエンジン
回転数に対応するスロットル開度を演算し出力する。こ
の時、変速機のクラッチに供給する油圧ＰＬは、変速開
始指令信号発生時点で予め下げておく。これにより、高
速のシフトダウンが可能となる。そして、時期ｋ３でエ
ンジン回転数上昇制御のためのスロットル制御を終了
し、図８で説明した目標減速制御に移行する。同時に目
標エンジントルクＴet、つまり目標スロットル開度θｔ
に応じた油圧ＰＬを設定し、油圧ＰＬを上昇させる。以
上のように、目標減速制御では、エンジン回転数の低下
に伴いシフトダウンが困難であり、図１１に示したスロ
ットルと油圧の協調制御が不可欠である。

【００５８】図１２は道路勾配を変えた場合の減速度特
性を示すタイムチャート、図１３は走行負荷に対応する
目標値の演算ブロック図である。

【００５９】図１２において、実線は平地でアクセルペ
ダル踏み込み量αをゼロにした場合の減速特性、点線は
下り坂でアクセルペダル踏み込み量αをゼロにした場合
の減速特性、波線は上り坂でアクセルペダル踏み込み量
αをゼロにした場合の減速特性である。実線と点線，波
線との偏差が走行負荷ＴＬである。前述のように、アク
セルペダル踏み込み量αがゼロになった後の任意時間で
運転者が要求する目標減速度を把握する。例えば、運転
者が前記アクセルペダル踏み込み量αをゼロにした時、
実線の減速度になるようパワートレインが制御されると
考える。この減速度が運転者要求の目標値である。

【００６０】これに対し、下り坂では、前記走行負荷が
小さくなるため、減速度が小、つまり加速方向に移行す
る。よって、運転者は違和感を持ち、自分が要求する減
速度と異なるためブレーキ操作を実行する。また、上り
坂では、前記走行負荷が大きくなるため、減速度が大き
く、つまり減速方向に移行する。よって、運転者は違和
感が生じ、自分が要求する減速度と異なるためアクセル
操作を実行する。

【００６１】そこで、前記走行負荷を求めることによ
り、この走行負荷に応じて目標の減速度を求め補正する
ことにより、道路勾配の変化に対応した加速度制御が実
現可能になる。さらに、ここで、運転者の年齢，性別な
どにより前記走行負荷を補正することにより、さらなる
運転性能向上が図れる。

【００６２】次に、図１３を用いて図１２に示した制御
のロジックを説明する。まず、車速Ｎｏが減速度演算手
段４５に入力され、車両の実際の減速度Ｇｄが演算され
る。減速度Ｇｄ、前記アクセルペダル踏み込み量α及び
ブレーキ踏力βが目標減速度演算手段４６に入力され、
目標減速度Ｇdtが演算される。

【００６３】目標減速度Ｇdtの演算は、図１２の目標減
速度把握期間で、前述のように、アクセルペダル踏み込
み量αがゼロ、かつ、ブレーキ踏力βが変化した場合に
実行される。

【００６４】次に、車速Ｎｏ，タービン回転数Ｎｔ及び
エンジン回転数Ｎｅが駆動軸トルク演算手段４７に入力
され実際の駆動軸トルクＴｏが演算される。駆動軸トル
ク演算手段４７では、トルクコンバータ特性と実際の変
速開始時に急変する変速比により駆動軸トルクＴｏが求
まる。駆動軸トルクの演算の詳細に関しては、特開平6
−207660 号公報に詳述されている方法と同様である。

【００６５】駆動軸トルクＴｏ，減速度Ｇｄ及び車速Ｎ
ｏが走行負荷演算手段４８に入力され、走行負荷ＴLが
演算される。図１３では走行負荷ＴLを関数式で表して
いるが、実際には次の車両の運転方程式（１）で求める
ことができる。

【００６６】 ＴL＝Ｔｏ−Ｉｖ・Ｇｄ …（１） Ｉｖ：車両慣性重量 最後に、走行負荷ＴL と目標減速度Ｇdtが前記第一の目
標駆動軸トルク演算手段１に入力され、前記第一の目標
値Ｔtarが演算される。この換算式は、式（１)がベース
になっている。また、実際の車両特性から実験にて求め
ても良い。目標エンジントルク演算手段４からのその後
の演算は、図１のものと同様である。

【００６７】また、図１３の走行負荷演算手段４８の関
数式の重みｂについて以下説明する。

【００６８】一般に、運転者によって登降坂時の減速度
の好みが異なっているため、本発明ではこれを自由に変
更できるようにしてある。運転者が手動で操作する書き
換えスイッチ信号が重み書き換え手段４９に入力され、
登降坂時の減速度を自由に変更することができる。つま
り、走行負荷演算手段４８に重み書き換え手段４９で演
算された重みｂが入力され、走行負荷ＴL の大きさを変
更することが可能になる。

【００６９】以上のような制御ロジックの適用により、
車両の安全性を確保するための制御量と運転者が意図す
る状態とするための制御量との切り換え時のパワートレ
インからのトルク変動を抑制するとともに、運転者が意
図しないような加減速度の発生を防止して、平地から登
降坂までのあらゆる走行領域において運転者が要求する
減速度が得られ、心地よい走行が可能になり、安全性と
運転性の両立を図ることができる。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、車両の安全性を確保す
るための制御量と運転者が意図する状態とするための制
御量との切り換えが、パワートレインからのショックを
低減しつつ実行可能であり、安全性と運転性の両立を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の制御のブロック図。

【図２】本発明のシステム構成図。

【図３】第一から第二への目標値変更を実行した場合の
タイムチャート。

【図４】第二から第一への目標値変更を実行した場合の
タイムチャート。

【図５】他の実施例の制御のブロック図。

【図６】目標減速度制御のタイムチャート。

【図７】減速−加速切り換え制御のタイムチャート。

【図８】減速時の変速比制御の概略を示す特性図。

【図９】マニュアル限界回転数設定方法の概略を説明す
るシフトレバー４０の斜視図。

【図１０】実減速度Ｇｄを用いた場合の目標減速制御の
タイムチャート。

【図１１】変速中スロットル制御のタイムチャート。

【図１２】道路勾配を変えた場合の減速度特性を示すタ
イムチャート。

【図１３】走行負荷に対応する目標値の演算のブロック
図。

【符号の説明】

１…第一の目標駆動軸トルク演算手段、２…目標値変更
手段、３…目標ブレーキ力演算手段、４…目標エンジン
トルク演算手段、５…目標変速比演算手段、１０…第二
の目標駆動軸トルク演算手段、１１…リミッタ設定手
段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３３０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３３０ (72)発明者 萱野 光男 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉川 徳治 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともアクセルペダル踏み込み量に基
   づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆動力，加減速
   度の少なくともいずれかを目標値として設定し、該目標
   値に応じて少なくともエンジントルクを制御する自動車
   の制御装置において、 前記目標値として変更前の第一の目標値と、運転者が意
   図する走行モードあるいは前方走行環境に応じて演算さ
   れた第二の目標値との間に、予め定められた値を越える
   偏差が生じた場合、前記駆動軸トルク，駆動力，加減速
   度の少なくともいずれかの変動を抑制するように制御す
   ることを特徴とする自動車の制御装置。
2. 【請求項２】少なくともアクセルペダル踏み込み量に基
   づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆動力，加減速
   度の少なくともいずれかを目標値として設定し、該目標
   値に応じて少なくともエンジントルクを制御する自動車
   の制御装置において、 運転者が意図する走行モードを設定する走行モード設定
   手段、あるいは前方走行環境を認識する環境認識手段
   と、 前記２つの手段の少なくともいずれかで得られた信号に
   応じて前記目標値を変更する目標値変更手段と、 前記目標値を変更する際、変更前の第一の目標値と上記
   信号により演算された第二の目標値との偏差がある一定
   以上の値になった場合、前記駆動軸トルクの変動を抑制
   するように制御するトルク変動抑制手段とを設けたこと
   を特徴とする自動車の制御装置。
3. 【請求項３】請求項２の記載において、 前記目標値変更手段は、前記目標値が前記目標値変更手
   段で変更される際、変更前の第一の目標値を初期値とし
   て所定期間一定割合で変化させ、前記第一の目標値と第
   二の目標値との偏差が所定の値まで小さくなった時点
   で、前記第一の目標値を第二の目標値に変更することを
   特徴とする自動車の制御装置。
4. 【請求項４】請求項２の記載において、 前記第一の目標値は、運転者の操作量に基づいて演算さ
   れる前記駆動軸トルク，駆動力，加減速度の少なくとも
   いずれかであり、 前記第二の目標値は、前記モード設定手段あるいは環境
   認識手段で得られた信号に応じて演算される前記駆動軸
   トルク，駆動力，加減速度の少なくともいずれかである
   とともに、少なくとも上限リミッタが設けられているこ
   とを特徴とする自動車の制御装置。
5. 【請求項５】請求項２の記載において、 前記走行モード設定手段あるいは環境認識手段で得られ
   る信号は、少なくとも前方車両との車間距離及び相対速
   度であることを特徴とする自動車の制御装置。
6. 【請求項６】少なくともアクセルペダル踏み込み量及び
   車両の実際の減速度に基づいて変速機出力軸側の駆動軸
   トルクの目標値を設定し、該目標値に応じて変速比を制
   御する自動車の制御装置において、 車輪からの逆駆動力をエンジンに伝達するエンジンブレ
   ーキを制御するエンジンブレーキ制御手段と、 前記目標値に応じて、あるいは追従するよう車輪のブレ
   ーキ力を制御するブレーキ力制御手段と、 前記目標値に応じて少なくともエンジントルク及び変速
   比を制御し、前記目標値が減速要求を表す場合、前記エ
   ンジントルクを最小値付近に制御するとともに、前記ブ
   レーキ力が制御されている期間中、前記エンジンブレー
   キ制御手段によるエンジンブレーキ制御を禁止し、且つ
   前記変速比を前記目標値に応じて変更する変速比変更手
   段とからなることを特徴とする自動車の制御装置。
7. 【請求項７】少なくともアクセルペダル踏み込み量及び
   車両の実際の減速度に基づいて変速機出力軸側の駆動軸
   トルクの目標値を設定し、該目標値に応じて少なくとも
   エンジントルク及び変速比を制御する自動車の制御装置
   において、 前記目標値が減速要求から加速要求に変化したか否かを
   判断する加減速度変化判定手段と、 前記加減速度変化判定手段により減速要求から加速要求
   に変化したと判断された場合、一定期間現在の変速比か
   らの変化幅を制限する変速比変化幅制限手段を設けたこ
   とを特徴とする自動車の制御装置。
8. 【請求項８】少なくともアクセルペダル踏み込み量及び
   車両の実際の減速度に基づいて変速機出力軸側の駆動軸
   トルクの目標値を設定し、該目標値に応じて少なくとも
   エンジントルク及び変速比を制御する自動車の制御装置
   において、 前記目標値に応じて変速機入力側回転数の目標値を演算
   する目標回転数演算手段と、 前記変速機入力側回転数に制限を設ける目標回転数制限
   設定手段とを設けたことを特徴とする自動車の制御装
   置。
9. 【請求項９】少なくともアクセルペダル踏み込み量及び
   車両の実際の減速度に基づいて変速機出力軸側の駆動軸
   トルクの目標値を設定し、該目標値に応じて少なくとも
   エンジントルク及び変速比を制御する自動車の制御装置
   において、 前記目標値に応じて前記変速比の目標値を演算する目標
   変速比演算手段と、 前記変速比に制限を設ける目標変速比制限設定手段とを
   設けたことを特徴とする自動車の制御装置。
10. 【請求項１０】少なくともアクセルペダル踏み込み量に
    基づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆動力，加減
    速度の少なくともいずれかを目標値として設定し、該目
    標値に応じて少なくともエンジントルクを制御する自動
    車の制御方法において、 前記目標値として変更前の第一の目標値と、運転者が意
    図する走行モードあるいは前方走行環境に応じて演算さ
    れた第二の目標値との間に、予め定められた値を越える
    偏差が生じた場合、前記駆動軸トルク，駆動力，加減速
    度の少なくともいずれかの変動を抑制するように制御す
    ることを特徴とする自動車の制御方法。
11. 【請求項１１】少なくともアクセルペダル踏み込み量に
    基づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆動力，加減
    速度の少なくともいずれかを目標値として設定し、該目
    標値に応じて少なくともエンジントルクを制御する自動
    車の制御方法において、 運転者が意図する走行モード、あるいは前方走行環境の
    少なくともいずれかで得られた信号に応じて前記目標値
    を変更する際、変更前の第一の目標値と上記信号により
    演算された第二の目標値との偏差がある一定以上の値に
    なった場合、前記駆動軸トルクの変動を抑制するように
    制御することを特徴とする自動車の制御方法。
12. 【請求項１２】少なくともアクセルペダル踏み込み量及
    び車両の実際の減速度に基づいて変速機出力軸側の駆動
    軸トルクの目標値を設定し、該目標値に応じて変速比を
    制御する自動車の制御方法において、 車輪からの逆駆動力をエンジンに伝達するエンジンブレ
    ーキを制御し、 前記目標値に応じて、あるいは追従するよう車輪のブレ
    ーキ力を制御し、 前記目標値に応じて少なくともエンジントルク及び変速
    比を制御し、 前記目標値が減速要求を表す場合、前記エンジントルク
    を最小値付近に制御し、 前記ブレーキ力が制御されている期間中、前記エンジン
    ブレーキ制御を禁止し、 前記変速比を前記目標値に応じて変更することを特徴と
    する自動車の制御方法。
13. 【請求項１３】少なくともアクセルペダル踏み込み量に
    基づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆動力，加減
    速度の少なくともいずれかを目標値として設定し、該目
    標値に応じて少なくともエンジントルクを制御する自動
    車の制御装置において、 前記自動車の車速とエンジン回転数と前記変速機のター
    ビン回転数とから駆動軸トルクを演算する駆動軸トルク
    演算手段と、 前記自動車の車速の変化に基づいて前記自動車の実際の
    減速度を演算する減速度演算手段と、 前記車速と前記減速度演算手段で演算された減速度と前
    記駆動軸トルク演算手段で演算された駆動軸トルクとか
    ら前記自動車の走行負荷を演算する走行負荷演算手段
    と、 少なくとも前記減速度演算手段で演算された減速度と前
    記アクセルペダル踏み込み量に基づいて、目標の減速度
    を演算する目標減速度演算手段とを備え、 前記走行負荷演算手段で演算された走行負荷と前記目標
    減速度演算手段で演算された目標減速度に応じて前記目
    標値を演算する目標値演算手段を設けたことを特徴とす
    る自動車の制御装置。
14. 【請求項１４】請求項１３の記載において、 前記走行負荷演算手段は、演算された走行負荷の大きさ
    を書き換え可能な重み書き換え手段を有することを特徴
    とする自動車の制御装置。
15. 【請求項１５】少なくともアクセルペダル踏み込み量に
    基づいて変速機出力軸側の駆動軸トルク，駆動力，加減
    速度の少なくともいずれかを目標値として設定し、該目
    標値に応じて少なくともエンジントルクを制御する自動
    車の制御方法において、 前記自動車の車速とエンジン回転数と前記変速機のター
    ビン回転数とから駆動軸トルクを演算し、 前記自動車の車速の変化に基づいて前記自動車の実際の
    減速度を演算し、 演算された前記減速度と前記車速と前記駆動軸トルクと
    から前記自動車の走行負荷を演算し、 少なくとも前記減速度と前記アクセルペダル踏み込み量
    とに基づいて、目標の減速度を演算し、 前記走行負荷と前記目標減速度に応じて前記目標値を演
    算することを特徴とする自動車の制御方法。