説明

車両の駆動力制御装置

【課題】操舵時に運転者が感じる違和感を抑えることのできる車両の駆動力制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御ユニット1は、エンジン6から出力される駆動力をアクセル操作量に応じた駆動力よりも低下させる駆動力抑制処理を実行する。この駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力は、車両の操舵角が大きいときほど小さくなるように制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の駆動力制御装置として、例えば特許文献1に記載されているように、アクセルペダルが強く踏み込まれたときには、エンジンから出力される駆動力をアクセルペダルの操作量に応じた駆動力よりも低下させる駆動力抑制処理を行うものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開昭61−190135号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、車両が直進状態から操舵されると、コーナリングドラッグ(車両旋回中の操舵輪に作用する横力の分力であって車両後進方向に作用する力)による走行抵抗が発生するために車両は減速する。
【0005】
ここで、上述した駆動力抑制処理の実行中には、車両の過剰な加速等を抑えつつ車両走行が可能な程度の駆動力となるように原動機の出力制御を行うことが望ましい。この場合に、上述したコーナリングドラッグによる車両の減速を考慮することなく駆動力抑制処理を実行すると、コーナリングドラッグによる車両の減速を補うために駆動力が増大されるおそれがある。この場合には、操舵によって減速するはずの車両が減速しないため、運転者は違和感を感じてしまう。
【0006】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操舵時に運転者が感じる違和感を抑えることのできる車両の駆動力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、原動機から出力される駆動力をアクセル操作量に応じた駆動力よりも低下させる駆動力抑制処理を実行する車両の駆動力制御装置において、前記駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を車両の操舵角に応じて変更することをその要旨とする。
【0008】
一般に、コーナリングドラッグは車両の操舵角が大きいときほど大きくなる。そこで、同構成では、駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を操舵角に応じて変更するようにしている。そのため、操舵時に駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を、コーナリングドラッグの大きさに応じて低下させることも可能になり、操舵時に駆動力抑制処理が実行されると操舵角に応じて車両が減速するようになる。従って、同構成によれば、操舵時に運転者が感じる違和感を抑えることができるようになる。
【0009】
駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力は、請求項2に記載の発明によるように、前記操舵角が大きいときほど、駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力は小さくすることにより、操舵時に運転者が感じる違和感を好適に抑えることができる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の車両の駆動力制御装置において、前記駆動力抑制処理は、アクセル操作量が所定の条件を満たし、かつ車両の加速度が所定の判定値以上のときに実行されることをその要旨とする。
【0011】
同構成によれば、駆動力抑制処理は、アクセル操作量が所定の条件を満たし、かつ車両の加速度が所定の判定値以上のときに実行される。この場合には、アクセル操作量が所定の条件を満たしていても、車両の加速度が所定の判定値に満たないときには、駆動力抑制処理が実行されない。従って、運転者による車両の加速度の調整をある程度許容することが可能となり、ドライバビリティを向上させることができる。なお、アクセル操作量が所定の条件を満たすとは、例えばアクセル操作量が所定値を超えるという条件や、単位時間当たりのアクセル操作量が所定値を超える、つまりアクセル操作量の変化速度が所定値を超えるという条件、あるいは単位時間当たりのアクセル操作量の変化速度が所定値を超える、つまりアクセル操作量の変化加速度が所定値を超えるという条件などを満たすことなどが挙げられる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置前において、前記駆動力抑制処理の実行中には、車速が高いときほど車両の加速度が小さくなるように駆動力が抑制されることをその要旨とする。
【0013】
同構成によれば、駆動力抑制処理の実行中には、車速が高いときほど車両の加速度が小さくなるように駆動力が抑制される。この場合には、アクセル操作による車速の上昇過程において、車速が高くなるに伴って車速の上昇率が抑えられるようになる。従って、アクセル操作量が所定の条件を満たしているときの車速の上昇を抑えることが可能になる。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置において、車両の目標加速度を車速に基づいて算出するとともに、車両を減速させる減速加速度を操舵角に基づいて算出し、前記目標加速度から前記減速加速度を減じた値と車両の実際の加速度との偏差に基づき、前記駆動力抑制処理の実行中の目標駆動力を算出することをその要旨とする。
【0015】
同構成によれば、車両の実際の加速度と目標加速度との偏差に基づき、駆動力抑制処理の実行中における目標駆動力が算出される。つまり、駆動力抑制処理の実行中における車両の加速度は、目標加速度となるようにフィードバック制御される。ここで、同構成では、車両を減速させるコーナリングドラッグの大きさが操舵角と相関関係にあるため、車両を減速させる減速加速度を操舵角に基づいて算出している。そして、この減速加速度を目標加速度から減算するようにしている。従って、コーナリングドラッグの大きさに応じて目標加速度を適切に補正することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態の全体構成を示す模式図。
【図2】車両に作用するコーナリングドラッグの模式図。
【図3】同実施形態における駆動力抑制制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図4】車速と目標加速度との関係を示すグラフ。
【図5】コーナリングドラッグが発生しているときの目標加速度の変更態様を示すグラフ。
【図6】同実施形態の変形例における車速と目標加速度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の車両の駆動力制御装置を具体化した一実施形態を、図1〜図5を参照して説明する。なお、本実施形態の駆動力制御装置は、原動機であるエンジン6の出力で駆動力を得るように構成された車両に適用されるものとなっている。
【0018】
図1に示すように、本実施形態の車両の駆動力制御装置は、車載の電子制御ユニット1を中心に構成されている。電子制御ユニット1は、車両制御に係る各種演算処理を実施する中央演算処理装置(CPU)1a、制御用のプログラムやデータの記憶された読み出し専用メモリー(ROM)1b、CPU1aの演算結果やセンサーの検出結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリー(RAM)1cを備えている。
【0019】
こうした電子制御ユニット1には、車両各部に設けられたセンサーやスイッチ、例えばアクセルペダル2の踏み込み量であるアクセル操作量ACCPを検出するアクセルペダルセンサ3、車両の速度(車速V)を検出する車速センサ20、ステアリングホイール5の回転角であるハンドル角θを検出するハンドル角センサ21などが接続されている。なお、電子制御ユニット1は、操舵装置におけるステアリングギア比とハンドル角θとに基づき、車両の操舵輪の操舵角δを算出する。
【0020】
また、電子制御ユニット1には、車両各部に設けられたアクチュエーター、例えばエンジン6の吸気通路7に設けられた、エンジン出力調整用のスロットルバルブ8を駆動するスロットルモーター9などが接続されている。
【0021】
こうした車両において電子制御ユニット1は、各センサー、スイッチの検出結果から車両の運転状況を把握する。そして電子制御ユニット1は、把握された車両の運転状況に応じて各アクチュエーターに指令信号を出力することで車両を制御している。例えば、アクセル操作量ACCPに応じてスロットルバルブ8の開度を制御することにより、エンジン6から出力される駆動力を調整する。
【0022】
他方、電子制御ユニット1は、車両の駆動力制御の一環として、アクセル操作量ACCPが所定の条件を満たしており、アクセルペダル2が強く踏み込まれていると判定したときには、エンジン6から出力される駆動力をアクセル操作量ACCPに応じた駆動力よりも抑制する駆動力抑制処理を実施して、車両の過剰な加速等を抑えるようにする。
【0023】
本実施形態では、駆動力抑制処理の実行中における車両の実際の加速度KAが目標加速度KApとなるように、加速度KAと目標加速度KApとの偏差ΔKAに基づいて駆動力を調整することで車両の加速度をフィードバック制御するようにしている。このフィードバック制御により、駆動力抑制処理の実行中には、車両の過剰な加速等を抑えつつ車両走行が可能な程度の駆動力となるようにエンジン6の出力制御が行われる。
【0024】
ここで、車両が操舵されると、コーナリングドラッグが発生する。このコーナリングドラッグは、図2に示すように、ステアリングホイール5の操作によって前輪FRに操舵角δが生じたときに、その前輪FRに作用する横力Fyfの車両後進方向への分力成分であり、sinδ・Fyfにより計算することができる。この式からも分かるように、操舵角δが大きいほど、また横力Fyfが大きいほどコーナリングドラッグも大きくなる。
【0025】
横力Fyfは、車両に作用する遠心力に起因するものであるから、旋回している車両の回転角速度と車両の質量(重量)とにより力学的に求めることができる。本実施形態では、旋回している車両の回転角速度に代えて操舵角δに対応する前輪FRのハンドル角θと車速Vとを用いて横力Fyfを推定するようにしている。なお、ハンドル角θが大きいほど、あるいは車速Vが高いほど、横力Fyfは大きい値となるように推定される。
【0026】
そして、コーナリングドラッグは車両に対して減速力として作用するため、「sinδ・Fyf」を車両の質量Mで除すことにより、コーナリングドラッグに起因する車両後進方向の加速度(以下、減速加速度という)Gxを求めることができる。このように操舵によって発生するコーナリングドラッグに起因した減速加速度Gxは、次式(1)にて算出可能である。
【0027】

Gx=(sinδ・Fyf)/M ・・・(1)

このように操舵によってコーナリングドラッグが発生すると、減速加速度Gxによって車両が減速するため、駆動力抑制処理の実行中における車両の加速度KAが目標加速度KApを下回るようになる。そして、加速度KAと目標加速度KApとの偏差ΔKAを小さくするために駆動力が増大される。このように駆動力が増大されると、操舵によって減速するはずの車両が減速しないため、運転者は違和感を感じてしまう。
【0028】
そこで、本実施形態では、コーナリングドラッグによる減速も考慮して駆動力抑制処理を行うことにより、操舵時に運転者が感じる違和感を抑えるようにしている。
図3に、本実施形態で行われる駆動力抑制制御ルーチンの処理手順を示す。なお、このルーチンは、電子制御ユニット1によって所定周期毎に繰り返し実行される。
【0029】
本ルーチンが開始されると、まず、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であるか否かが判定される(S100)。そして、アクセル操作量ACCPが判定値α未満であるときには(S100:NO)、本ルーチンは一旦終了される。
【0030】
一方、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であるときには(S100:YES)、アクセルペダル2が強く踏み込まれていると判定されて、ステップS110以降の処理が引き続き行われる。
【0031】
ステップS110では、車速Vに基づいて車両の目標加速度KApが設定される。ここでは、図4に示すように、車速Vが第1車速V1未満であるときには、目標加速度KApは予め定められた一定の固定値KAp1に設定される。また、車速Vが上記第1車速V1以上であり、かつ同第1車速V1よりも高い値が設定されている第2車速V2未満であるときには、目標加速度KApは車速Vの上昇に伴って固定値KAp1から徐々に小さくされる。更に、車速Vが上記第2車速V2以上であるときには、目標加速度KApは「0」とされる。従って、車速Vが第1車速V1を超えると、車速の上昇は緩やかになっていき、車速Vが第2車速V2に達すると、車速Vは第2車速V2に維持される。
【0032】
次に、車両の実際の加速度KAが目標加速度KAp以上であるか否かが判定される(S120)。なお、加速度KAは、車速Vの微分値から求められる。
そして、加速度KAが目標加速度KAp未満であるときには(S120:NO)、本ルーチンは一旦終了される。
【0033】
一方、加速度KAが目標加速度KAp以上であるときには(S120:YES)、実際に駆動力を抑制するために、ステップS130以降の駆動力抑制処理が行われる。
まず、ステップS130では、ハンドル角θと車速Vとに基づき、上記式(1)からコーナリングドラッグに起因した減速加速度Gxが算出される。この減速加速度Gxは、式(1)からも分かるように、操舵角δが大きいときほどより大きい値となる。
【0034】
次に、補正後目標加速度KApHが算出される(S140)。ここでは、ステップS110にて設定された目標加速度KApから上記減速加速度Gxを減算した値が補正後目標加速度KApHとして設定される。従って、図5に示すように、ハンドル角θが「0」のときには、実線で示すように、ステップS110にて設定された目標加速度KApがそのまま補正後目標加速度KApHとして設定される。
【0035】
一方、ハンドル角θが「0」以外のときには、図5に一点鎖線で示すように、ステップS110にて設定された目標加速度KApから減速加速度Gxを減じた値が補正後目標加速度KApHとして設定される。つまり、車速Vに基づいて設定された目標加速度KApから減速加速度Gxを減じた値が補正後目標加速度KApHとして設定されることにより、同補正後目標加速度KApHは減速加速度Gxの分だけ小さい値にされる。
【0036】
次に、ステップS150では、加速度KAと補正後目標加速度KApHとの偏差ΔKA(=KA−KApH)に基づいて目標駆動力Pが算出される。この目標駆動力Pは、偏差ΔKAに基づき、フィードバック制御を通じて算出される値であり、偏差ΔKAの大きさに応じて可変設定される。このようにして目標駆動力Pが算出されると、本ルーチンは一旦終了される。そして目標駆動力Pが得られるようにエンジン6の出力制御が行われる。
【0037】
次に、本実施形態の作用を説明する。
アクセル操作量ACCPが判定値α以上であって、かつ車両の加速度KAが加速度判定値KH以上となっているときには、エンジン6から出力される駆動力を抑制する駆動力抑制処理を実行するようにしている。そして、この駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を操舵角δに応じて変更するようにしている。
【0038】
より詳細には、車速Vに基づいて目標加速度KApを算出するとともに、車両を減速させる減速加速度Gxを操舵角δ(ハンドル角θ)に基づいて算出し、目標加速度KApから減速加速度Gxを減じて補正後目標加速度KApHを算出している。そして、この補正後目標加速度KApHと車両の実際の加速度KAとの偏差ΔKAに基づき、駆動力抑制処理の実行中の目標駆動力Pを算出している。
【0039】
このように駆動力抑制処理の実行中における車両の加速度KAは、補正後目標加速度KApHとなるようにフィードバック制御される。ここで、本実施形態では、車両を減速させるコーナリングドラッグの大きさが操舵角δと相関関係にあるため、車両を減速させる減速加速度Gxを操舵角δに基づいて算出している。そして、この減速加速度Gxを目標加速度KApから減算して最終的な補正後目標加速度KApHを算出するようにしている。従って、コーナリングドラッグの大きさに応じて目標加速度KApが適切に補正される。
【0040】
このような補正後目標加速度KApHの算出を通じて、駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力が操舵角δに応じて変更される。より具体的には、操舵角δが大きいときほど、減速加速度Gxの値は大きくなるため、設定される補正後目標加速度KApHの値は小さくなる。このように補正後目標加速度KApHの値が小さくなると、操舵によって減速している車両の加速度KAとの偏差ΔKAも小さくなるため、駆動力抑制処理が実行されているときの目標駆動力Pは小さくされる。従って、操舵中の駆動力の増大が抑えられるようになり、これにより操舵時に運転者が感じる違和感が抑えられる。
【0041】
また、先の図3に示したステップS130以降の処理、つまり駆動力抑制処理は、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であり(S100:YES)、かつ車両の加速度KAが目標加速度KAp以上のとき(S120:YES)に実行される。従って、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であり、アクセルペダル2が強く踏み込まれていても、車両の加速度KAが目標加速度KApに満たないときには、駆動力抑制処理は実行されず、車両の運転者のアクセル操作量ACCPに応じた加速度が得られる。従って、運転者による車両の加速度の調整をある程度許容することが可能となり、ドライバビリティを向上させることができる。
【0042】
また、先の図4に示したように、駆動力抑制処理の実行中において、車速Vが第1車速V1を超えると目標加速度KApは徐々に小さくされる。従って、車速Vが第1車速V1以上に高く、目標加速度KApが徐々に小さくされていく過程では、車速Vが高いときほど補正後目標加速度KApHも徐々に小さくされることにより、車両の加速度KAは徐々に小さくなるように駆動力は抑制される。そのため、アクセル操作による車速の上昇過程において、車速が高くなるに伴って車速の上昇率が抑えられるようになる。従って、アクセル操作量ACCPが判定値α以上となっているときの車速Vの上昇を抑えることが可能になる。
【0043】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を車両の操舵角δに応じて変更するようにしている。そのため、操舵時に駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を、コーナリングドラッグの大きさに応じて低下させることができ、操舵時に駆動力抑制処理が実行されると操舵角δに応じて車両が減速するようになる。従って、操舵時に運転者が感じる違和感を抑えることができるようになる。
【0044】
(2)操舵角δが大きいときほど、駆動力抑制処理が実行されているときの目標駆動力Pが小さくなるようにしているため、操舵時に運転者が感じる違和感を好適に抑えることができる。
【0045】
(3)アクセル操作量ACCPが判定値α以上であり、かつ車両の加速度KAが目標加速度判定値KAp以上のときに駆動力抑制処理を実行するようにしている。そのため、運転者による車両の加速度の調整をある程度許容することが可能となり、ドライバビリティを向上させることができる。
【0046】
(4)駆動力抑制処理の実行中には、車速Vが高いときほど車両の加速度KAが小さくなるように駆動力を抑制するようにしている。従って、アクセル操作量ACCPが判定値α以上であるときの車速の上昇を抑えることが可能になる。
【0047】
(5)車速Vに基づいて目標加速度KApを算出するとともに、車両を減速させる減速加速度Gxを操舵角δに基づいて算出するようにしている。そして、目標加速度KApから減速加速度Gxを減じた値と車両の実際の加速度KAとの偏差ΔKAに基づき、駆動力抑制処理の実行中の目標駆動力Pを算出するようにしている。従って、コーナリングドラッグの大きさに応じて目標加速度KApを適切に補正することができるようになる。
【0048】
なお、上記実施形態は、次のように変更して実施することもできる。
・駆動力抑制処理を実行するか否かを判断するために、アクセルペダル2が強く踏み込まれているか否かを判定するようにした。そしてこの判定に際しては、アクセル操作量ACCPと判定値αとを比較するようにしたが、この他の態様でアクセル操作量が所定の条件を満たしているか否かを判定するようにしてもよい。例えば、単位時間当たりのアクセル操作量が所定値を超える、つまりアクセル操作量の変化速度が所定値を超えるという条件や、単位時間当たりのアクセル操作量の変化速度が所定値を超える、つまりアクセル操作量の変化加速度が所定値を超えるという条件などを設定してもよい。
【0049】
・先の図3に示したステップS120の処理を省略してもよい。この場合でも、上記(1)、(2)、(4)、及び(5)に記載の作用効果を得ることができる。
・目標加速度KApの設定に際しては、先の図4に示したように、車速Vが「0」から第1車速V1未満であるときには、目標加速度KApは固定値KAp1に設定するようにした。この他、図6に示すように、車速Vが「0」から上記第2車速V2未満であるときには、目標加速度KApは車速Vの上昇に伴って徐々に小さくなるように可変設定してもよい。この場合でも、上記(4)の作用効果を得ることができる。
【0050】
・上記実施形態では、アクセルペダル2の踏み込みを通じてアクセル操作を行うようにしたが、ペダルの踏み込み以外の操作を通じてアクセル操作を行うようにしてもよい。ペダルの踏み込み以外のアクセル操作としては、例えば、パドルシフトなどの手を使った操作や音声操作などがある。
【0051】
・上記実施形態では、原動機としてエンジン6を備える車両に本発明の駆動力制御装置を適用した場合を説明したが、本発明は、原動機としてモーターを備える電気自動車や、原動機としてモーター及びエンジンを備えるハイブリッド自動車などにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【0052】
1…電子制御ユニット(1a…中央演算処理装置(CPU)、1b…読み込み専用メモリー(ROM)、1c…ランダムアクセスメモリー(RAM))、2…アクセルペダル、3…アクセルペダルセンサー、5…ステアリングホイール、6…エンジン(原動機)、7…吸気通路、8…スロットルバルブ、9…スロットルモーター、20…車速センサ、21…ハンドル角センサ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
原動機から出力される駆動力をアクセル操作量に応じた駆動力よりも低下させる駆動力抑制処理を実行する車両の駆動力制御装置において、
前記駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力を車両の操舵角に応じて変更する
ことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項2】
前記駆動力抑制処理が実行されているときの駆動力は、前記操舵角が大きいときほど小さくされる
請求項1に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項3】
前記駆動力抑制処理は、アクセル操作量が所定の条件を満たし、かつ車両の加速度が所定の判定値以上のときに実行される
請求項1または2に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項4】
前記駆動力抑制処理の実行中には、車速が高いときほど車両の加速度が小さくなるように駆動力が抑制される
請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置。
【請求項5】
車両の目標加速度を車速に基づいて算出するとともに、車両を減速させる減速加速度を操舵角に基づいて算出し、前記目標加速度から前記減速加速度を減じた値と車両の実際の加速度との偏差に基づき、前記駆動力抑制処理の実行中の目標駆動力を算出する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の車両の駆動力制御装置。

【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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【公開番号】特開2013−15050(P2013−15050A)
【公開日】平成25年1月24日(2013.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−147363(P2011−147363)
【出願日】平成23年7月1日(2011.7.1)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】