車両走行制御装置
【課題】加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制できる車両走行制御装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関と無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、任意の動作点で内燃機関が運転されるように内燃機関および無段変速機を制御する制御手段と、パワートレーンを適切な効率で動作させる動作点の集合である動作線１０２と、動作線上で要求駆動力を実現できる動作線上動作点Ｘ２を算出する手段と、要求駆動力を実現でき、かつ、内燃機関の回転数が、現在の回転数Ｎｅ０と、動作線上動作点の回転数Ｎｅ２との間の値Ｎｅ１となる中間動作点Ｘ１を算出する手段とを備え、制御手段は、内燃機関が中間動作点で運転されるように制御する第一制御Ｓ１と、動作線上動作点で運転されるように制御する第二制御Ｓ２を実行する機能を有し、要求駆動力が増加した場合に、第一制御の後で第二制御が実行される。
【解決手段】内燃機関と無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、任意の動作点で内燃機関が運転されるように内燃機関および無段変速機を制御する制御手段と、パワートレーンを適切な効率で動作させる動作点の集合である動作線１０２と、動作線上で要求駆動力を実現できる動作線上動作点Ｘ２を算出する手段と、要求駆動力を実現でき、かつ、内燃機関の回転数が、現在の回転数Ｎｅ０と、動作線上動作点の回転数Ｎｅ２との間の値Ｎｅ１となる中間動作点Ｘ１を算出する手段とを備え、制御手段は、内燃機関が中間動作点で運転されるように制御する第一制御Ｓ１と、動作線上動作点で運転されるように制御する第二制御Ｓ２を実行する機能を有し、要求駆動力が増加した場合に、第一制御の後で第二制御が実行される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行制御装置に関し、特に、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の要求駆動力に基づいて車両を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、機関のみを考慮したとき、運転可能な運転方式選択肢の中から、車両の要求負荷（目標駆動力）および車速に基づいて燃費性能が最良となるように運転方式を切り換え、切り換えられた運転方式に応じたエンジントルクと変速比（レシオ）の組み合わせを決定する車両用駆動力制御装置が開示されている。上記特許文献１の車両用駆動力制御装置では、エンジン運転方式指令値に対応するマップを用いて、自動変速機の目標変速比と、目標エンジントルクが決定される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９８６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように目標駆動力（要求駆動力）に基づいて、マップ（例えば、変速線）を用いて自動変速機および内燃機関の制御指令値を決定する場合、内燃機関の回転数の変化が大きなものとなり、燃費の低下を招くことがある。例えば、無段変速機を搭載した車両において、予め定められた変速線に基づいて内燃機関および無段変速機の制御指令値が算出される場合である。加速要求がなされた場合に、上記変速線と要求駆動力とに基づいて目標変速比が設定され、上記変速線に沿った変速制御が行われた場合、内燃機関の回転数の変化が大きなものとなってしまう。その結果、イナーシャトルクにより駆動力が低下し、燃費の低下を招くこととなる。
【０００５】
運転者により加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制できることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置において、運転者により加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制できる車両走行制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両走行制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、予め定められた前記内燃機関の複数の動作点のうち任意の前記動作点で前記内燃機関が運転されるように前記内燃機関および前記無段変速機を制御する制御手段と、前記複数の動作点のうち、前記内燃機関と前記無段変速機とを含む前記車両のパワートレーンを適切な効率で動作させることができる前記動作点の集合として予め定められた動作線と、運転者の要求駆動力を設定する設定手段と、前記動作線上において前記設定された要求駆動力を実現できる前記動作点である動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段と、前記設定された要求駆動力を実現でき、かつ、前記内燃機関の回転数が、現在の前記回転数と、前記動作線上動作点の前記回転数との間の値となる前記動作点である中間動作点を算出する中間動作点算出手段とを備え、前記制御手段は、前記内燃機関が前記中間動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第一制御を実行する第一制御手段と、前記内燃機関が前記動作線上動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第二制御を実行する第二制御手段とを有し、前記設定された要求駆動力が増加した場合に、前記第一制御手段により前記第一制御が実行された後で、前記第二制御手段により前記第二制御が実行されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両走行制御装置において、前記中間動作点は、前記第一制御および前記第二制御が実行される場合の前記車両の燃費に基づいて設定されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両走行制御装置において、前記中間動作点は、前記第一制御における前記回転数の増加率が予め定められた増加率となるように設定されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両走行制御装置において、前記回転数の増加率とは、前記車両の車速の増加量に対する前記回転数の増加量の比率であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両走行制御装置において、前記設定された要求駆動力の増加量が予め定められた所定値以上である場合に、前記第一制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両走行制御装置は、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、予め定められた内燃機関の複数の動作点のうち任意の動作点で内燃機関が運転されるように内燃機関および無段変速機を制御する制御手段と、複数の動作点のうち、内燃機関と無段変速機とを含む車両のパワートレーンを適切な効率で動作させることができる動作点の集合として予め定められた動作線と、運転者の要求駆動力を設定する設定手段と、動作線上において設定された要求駆動力を実現できる動作点である動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段と、設定された要求駆動力を実現でき、かつ、内燃機関の回転数が、現在の回転数と、動作線上動作点の回転数との間の値となる動作点である中間動作点を算出する中間動作点算出手段とを備える。
【００１３】
制御手段は、内燃機関が中間動作点で運転されるように、内燃機関および無段変速機を制御する第一制御を実行する第一制御手段と、内燃機関が動作線上動作点で運転されるように、内燃機関および無段変速機を制御する第二制御を実行する第二制御手段とを有する。設定された要求駆動力が増加した場合に、第一制御手段により第一制御が実行された後で、第二制御手段により第二制御が実行される。
【００１４】
初めに第一制御が実行されてから第二制御が実行されることで、第一制御が行われずに第二制御が実行される場合と比較して、内燃機関の回転数の上昇を抑制しつつ、要求駆動力を実現することができる。これにより、要求駆動力を実現する際のイナーシャトルクによる損失が低減される。よって、加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の車両走行制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置に関する。
【００１７】
本実施形態では、無段変速機（図２の符号２参照）の変速制御において、加速時にエンジン回転の変化を抑制することで、イナーシャトルクによる損失を低減させる。これにより、イナーシャトルクによるドライバビリティの低下と燃費の低下を抑制する。また、定常走行時には、エンジン（図２の符号１参照）とトランスミッション双方の効率を考慮して、パワートレーン全体の効率が最大となる変速比を実現する変速制御を行う。これにより、ドライバビリティと燃費の向上を図る。
【００１８】
本実施形態の構成としては、以下の（１）から（６）の構成を備えていることが前提となる。
（１）エンジン（内燃機関）
（２）無段変速機
（３）エンジン制御装置
（４）無段変速機制御装置
（５）車速センサ
（６）アクセル開度センサ
【００１９】
図２は、本実施形態の車両走行制御装置のブロック図である。
【００２０】
図２において、符号１は、エンジン（内燃機関）を示し、符号２は、無段変速機を示す。無段変速機２は、変速比を無段階（連続的）に制御するものであり、エンジン１の動力を図示しない車両の駆動軸に伝達する。エンジン１の出力軸（図示せず）は、無段変速機２の入力軸（図示せず）と連結可能に構成されており、無段変速機２の入力回転数（入力軸回転数）は、エンジン１の回転数（出力軸回転数）と対応している。
【００２１】
エンジン１および無段変速機２が搭載された車両には、車両を制御する制御部２０が設けられている。制御部２０は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力ポート、出力ポート、及びコモンバス等を備えている。
【００２２】
制御部２０には、車両の車速を検出する車速センサ２１、現在のエンジン１の出力トルク（エンジントルク）を検出するエンジントルク検出手段２２、および、図示しないアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ２３が接続されている。車速センサ２１により検出された車速を示す信号、エンジントルク検出手段２２により検出された現在のエンジントルクを示す信号、および、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度を示す信号は、それぞれ制御部２０に入力される。
【００２３】
制御部２０は、車速センサ２１により検出された車速と、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度とに基づいて、運転者の要求駆動力および要求パワーを算出（設定）する。要求パワーは、例えば、要求駆動力と車速との積として算出することができる。制御部２０は、要求パワーに基づいて、エンジン１の目標回転数Ｎｅ、および、エンジン１の目標出力トルクＴｅをそれぞれ算出する。本実施形態の制御部２０は、要求駆動力を設定する設定手段、予め定められたエンジン１の複数の動作点のうち、任意の動作点でエンジン１が運転されるようにエンジン１および無段変速機２を制御する制御手段として機能する。さらに、制御部２０は、後述する動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段、後述する中間動作点を算出する中間動作点算出手段、後述する第一制御を実行する第一制御手段、および、後述する第二制御を実行する第二制御手段として機能する。
【００２４】
従来の無段変速機２の変速制御では、以下に図３を参照して説明するように、ドライバーの加速要求（要求パワー変化）に対してエンジン回転数の変化が大きくなっていた。このため、イナーシャトルクにより駆動力が低下し、ドライバビリティの悪化や、燃費の低下を招いていた。
【００２５】
図３は、従来の無段変速機２の変速制御について説明するための図である。
【００２６】
図３において、横軸は、エンジン回転数、縦軸は、エンジントルクをそれぞれ示す。符号１０１は、エンジン最適動作線を示す。符号Ｆ１から符号Ｆ４は、エンジン等燃費線を示す。エンジン等燃費線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、燃費（エンジン１の効率）が等しくなるエンジン１の動作点（エンジン回転数とエンジントルクの組み合わせ）同士を結んだ曲線である。エンジン最適動作線１０１は、エンジン等燃費線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に基づいており、ドライバーの要求するパワーに対して、エンジン１の効率が最大となるエンジン回転数とエンジントルクの組み合わせ（動作点）の集合として予め設定されている。符号Ｐ１およびＰ２は、等パワー線を示す。等パワー線Ｐ１，Ｐ２は、それぞれエンジン１のパワー（出力）が等しくなる動作点同士を結んだ曲線である。等パワー線Ｐ２上では、等パワー線Ｐ１上と比較して、エンジン１のパワーが大きい。
【００２７】
従来の変速制御では、エンジン最適動作線１０１に沿って無段変速機２の変速制御が行われていた。すなわち、ドライバーの要求するパワーに対して、エンジン１の効率が最大となるエンジン回転数、出力トルクとなるような目標変速比γが設定されていた。具体的には、エンジン最適動作線１０１と、要求パワーに対応する等パワー線（例えば、等パワー線Ｐ１）との交点として求められる動作点に基づいて、無段変速機２の目標変速比γが設定されていた。
【００２８】
例えば、現在のドライバーの要求パワーに対応する等パワー線が、符号Ｐ１で示す曲線である場合、等パワー線Ｐ１とエンジン最適動作線１０１との交点Ｘ１０に基づいて、無段変速機２の目標変速比γが設定される。この場合、交点Ｘ１０に対応する目標回転数Ｎｅ１０および目標出力トルクＴｅ１０でエンジン１を運転できるように、無段変速機２の目標変速比γが設定される。また、目標回転数Ｎｅ１０および目標出力トルクＴｅ１０でエンジン１を運転できるように、エンジン制御量（エンジン１の制御指令値）が設定される。これにより、ドライバーの要求パワーを実現しつつ、エンジン１の効率の最大化を図ることができる。
【００２９】
しかしながら、従来の制御では、ドライバーにより加速要求がなされて変速制御を行う場合に、燃費の低下を招くことがあった。現在の動作点がエンジン最適動作線１０１と等パワー線Ｐ１との交点Ｘ１０である場合に、ドライバーによる加速要求がなされて、要求パワーが等パワー線Ｐ２に対応する値へ増加した場合を例に説明すると、等パワー線Ｐ２とエンジン最適動作線１０１との交点Ｘ２０に基づいて、無段変速機２の目標変速比γが更新される。この場合、交点Ｘ１０から交点Ｘ２０まで、エンジン最適動作線１０１に沿って無段変速機２の変速制御が行われる。その結果、ドライバーの要求するパワーは実現されるものの、要求パワーの変化に対して、エンジン回転数の変化が大きなものとなり、イナーシャトルクにより駆動力が低下していた。
【００３０】
エンジン回転数が変化する過渡走行時における出力軸（ドライブシャフト）トルクは、下記［数１］で示される。
【数１】
一方、エンジン回転数が一定の定常走行時における出力軸トルクは、下記［数２］で示される。
【数２】
【００３１】
上記［数１］において、下記［数３］で示す項は、イナーシャトルク損失分を示す。
【数３】
［数１］および［数３］からわかるように、エンジン回転数の変化（エンジン回転角加速度）が大きくなると、イナーシャトルク損失分が大きなものとなり、エンジン出力トルクが減少してしまう。その結果、ドライバビリティの低下や燃費の低下を招くこととなっていた。
【００３２】
また、従来の制御では、エンジン１の効率を最大化するような動作線（エンジン最適動作線１０１）に基づいて無段変速機２の変速制御がなされていた。この場合、エンジン１の効率を最大とすることが可能ではあるものの、エンジン１と無段変速機２とを含むパワートレーン全体で考えた場合の効率の向上については、従来十分な検討がなされていなかった。
【００３３】
本実施形態では、エンジン最適動作線１０１に代えて、後述するパワートレーン最適動作線（図４の符号１０２参照）に基づいて、無段変速機２の変速制御が行われる。パワートレーン最適動作線１０２は、エンジン１と無段変速機２のトータルで考えた場合の燃料消費量が最小になる動作点の集合として設定された動作線である。パワートレーン最適動作線１０２に基づいてエンジン１および無段変速機２の変速比γを制御することで、エンジン最適動作線１０１に基づく変速制御がなされる場合と比較して、燃費を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、要求パワーが増加した場合に、エンジン回転数の変化（変化速度）を抑制しつつ要求パワーを実現する変速制御がなされる。この場合、一時的（過渡的）にパワートレーン最適動作線１０２から外れた動作点でエンジン１が運転されることにはなるものの、エンジン回転数の変化が抑制されることで、燃費の低下を抑制することができる。これにより、以下に説明するように、要求パワーを実現しつつイナーシャトルクによる損失を抑制して燃費を向上させることができる。本実施形態の制御によれば、燃費の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。
【００３５】
図４は、本実施形態の変速制御について説明するための図である。図５は、パワートレーン効率およびパワートレーン最適動作線について説明するための図である。
【００３６】
図４において、符号１０２は、パワートレーン最適動作線（動作線）を示す。パワートレーン最適動作線１０２は、以下に図５を参照して説明するように、エンジン１と無段変速機２のトータルの効率に基づいて設定される。
【００３７】
図５において、横軸は無段変速機２の変速比γ、縦軸は効率を示す。符号２００は、エンジン１の効率を示す。符号２０１は、無段変速機２の効率（伝達効率）を示す。また、符号２０２は、エンジン１および無段変速機２を含むパワートレーンの効率を示す。パワートレーンの効率２０２は、エンジン１の効率２００と無段変速機２の効率２０１との積として算出することができる。図５には、ある走行状態におけるエンジン１の効率２００と、無段変速機２の効率２０１との関係の一例が示されている。
【００３８】
無段変速機２の効率２０１は、変速比γが１の近傍にあるときに最大となる。従来の制御では、エンジン１の効率２００が最大となるエンジン回転数およびエンジントルクとなるように変速比γが設定されていた。符号γ０は、従来のエンジン最適動作線１０１に基づく変速制御で設定される変速比γ（以下、単に「従来の変速比γ０」とする）を示す。従来の変速比γ０は、例えば、図５に示すように、無段変速機２の効率２０１が最大となる変速比γの値「１」よりも小さな値に設定されていた。この場合、従来の変速比γ０よりもエンジン回転数が高い側（変速比γが大である側）に燃料消費最小点、言い換えると、パワートレーンの効率が最大となる最適変速比が存在する。一方、従来の変速比γ０が、１よりも大きな値に設定される場合には、最適変速比は、従来の変速比γ０よりもエンジン回転数が低い側に存在する。
【００３９】
図４に示すパワートレーン最適動作線１０２は、この最適変速比に対応するエンジン１の動作点の集合として予め定められた動作線である。例えば、ドライバーの要求パワーに対応する等パワー線が、符号Ｐ１で示す曲線である場合、等パワー線Ｐ１とパワートレーン最適動作線１０２との交点Ｘ０の動作点でエンジン１が運転されるように、無段変速機２の変速制御、および、エンジン１の運転制御がなされる。パワートレーン最適動作線１０２に基づいて無段変速機２の変速制御、および、エンジン１の運転制御が実行されることにより、パワートレーンを最適な効率で動作させ、燃費を向上させることができる。例えば、定常走行時においては、エンジン回転数の変化がないため、イナーシャトルクによる損失は生じない。このため、定常走行時においてパワートレーン最適動作線１０２上の動作点でエンジン１を運転することにより、最適な効率で車両を走行させることができる。
【００４０】
本実施形態では、要求パワーが増加した場合には、エンジン回転数の変化を抑制しつつ要求パワーを実現する変速制御がなされる。ドライバーの要求パワーが増加した場合、二段階の変速制御が行われる。第一段階では、要求パワーを実現しつつ、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御と比較してエンジン回転数の変化を低減させる制御（第一制御、符号Ｓ１参照）を行う。第一制御Ｓ１では、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御と比較して、エンジン回転数の上昇を抑制する一方でエンジントルクを増加させることで、必要なパワーを出力する。要求パワーが実現されると、定常走行とみなし、第二段階として、等パワー線に沿ってパワートレーン最適動作線１０２上へ動作点を移す（第二制御、符号Ｓ２参照）。すなわち、第一制御Ｓ１から、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御に移行する。
【００４１】
例えば、動作点Ｘ０でエンジン１が運転されていた状態から、矢印Ｙ１で示すように要求パワーが増加し、増加後の要求パワーに対応する等パワー線が符号Ｐ２で示す曲線となった場合について説明すると、等パワー線Ｐ２上において、パワートレーン最適動作線１０２との交点である動作線上動作点Ｘ２よりもエンジン回転数が低回転となる中間動作点Ｘ１でエンジン１が運転されるように変速制御が行われる。言い換えると、等パワー線Ｐ２とパワートレーン最適動作線１０２との交点である動作線上動作点Ｘ２のエンジン回転数Ｎｅ２よりも小さなエンジン回転数Ｎｅ１で要求パワーを実現できる動作点である中間動作点Ｘ１に動作点を移す変速制御（第一制御Ｓ１）がなされる。
【００４２】
第一制御Ｓ１で要求パワーが実現される（中間動作点Ｘ１でエンジン１が運転される）と、次に、パワートレーン最適動作線１０２上の動作線上動作点Ｘ２でエンジン１が運転されるようにエンジン１および無段変速機２を制御する第二制御Ｓ２が実行される。等パワー線Ｐ２に沿って、中間動作点Ｘ１から動作線上動作点Ｘ２にエンジン１の動作点を移す変速制御がなされる。
【００４３】
図１は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、ステップＳ１０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが変化したか否かが判定される。制御部２０は、車速センサ２１により検出された車速と、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度とに基づいて、ステップＳ１０の判定を行う。ステップＳ１０の判定の結果、要求パワーが変化したと判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、ステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ５０へ進む。
【００４５】
ステップＳ２０では、制御部２０により、エンジン１の目標回転数Ｎｅ１と目標出力トルクＴｅ１、および無段変速機２の目標変速比γ１がそれぞれ決定される。目標回転数Ｎｅ１、および目標出力トルクＴｅ１は、中間動作点Ｘ１（図４）に対応している。中間動作点Ｘ１は、例えば、変速制御（第一制御Ｓ１および第二制御Ｓ２）における燃費が最適となるように設定される。変速前の動作点Ｘ０から中間動作点Ｘ１を経て動作線上動作点Ｘ２へエンジン１の実動作点を変化させる変速制御において、消費される燃料が少量（例えば、中間動作点Ｘ１として設定可能な動作点の候補のうちで燃料消費量が最小）となるように、中間動作点Ｘ１が設定される。
【００４６】
この場合、中間動作点Ｘ１は、例えば、現在の動作点Ｘ０から中間動作点Ｘ１へエンジン１の動作点を変化させる場合（第一制御Ｓ１）のエンジン回転数の変化率を予め定められた増加率とするように決定することができる。第一制御Ｓ１におけるエンジン回転数の変化率に応じて、イナーシャトルクによる損失が変化する。設定可能なエンジン回転数の変化率のうちで、イナーシャトルクによる損失を低減することによる燃費向上の効果が、実動作点がパワートレーン最適動作線１０２から外れることによる燃費低下分を最も大きく上回るものを、最適な増加率として決定することができる。このように決定された最適な増加率を実現するように、中間動作点Ｘ１を設定することで、燃費を最大限に向上させることができる。ここで、エンジン回転数の変化率は、車速の増加に対するエンジン回転数の変化率、あるいは、エンジン回転数の単位時間当たりの変化率とすることができる。
【００４７】
なお、変速制御における燃費に代えて、あるいは、変速制御における燃費に加えて、ドライバビリティを向上させる観点から中間動作点Ｘ１を設定してもよい。加速の開始後にすぐにエンジン回転数を大きく上昇させてしまうと、加速途中でエンジン回転数が頭打ちとなり、その後にドライバーが加速感を得にくくなることがある。加速中にエンジン回転数を徐々に上昇させた場合には、車速の上昇に合わせてエンジン回転数が上昇していくこととなり、ドライバーに加速感を感じさせてドライバビリティを向上させることができる。この場合、中間動作点Ｘ１は、例えば、変速前の動作点Ｘ０から中間動作点Ｘ１を経て動作線上動作点Ｘ２へエンジン１の動作点を変化させる際のエンジン回転数の変化率に基づいて設定することができる。ここで、エンジン回転数の変化率は、車速の増加に対するエンジン回転数の変化率、あるいは、エンジン回転数の単位時間当たりの変化率とすることができる。
【００４８】
制御部２０は、中間動作点Ｘ１に対応する目標回転数Ｎｅ１と、車速センサ２１で検出された車速とに基づいて、無段変速機２の目標変速比γ１を算出する。ステップＳ２０を実行すると、ステップＳ３０に進む。
【００４９】
ステップＳ３０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ２０で決定された目標変速比γ１とする変速制御（第一制御Ｓ１）が行われる。制御部２０は、目標変速比γ１を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ１および目標出力トルクＴｅ１を実現する運転制御を実行する。この場合、例えば、エンジン回転数を現在の回転数Ｎｅ０から目標回転数Ｎｅ１まで漸増させるように、エンジン１の運転制御および無段変速機２の変速制御を行う。
【００５０】
次に、ステップＳ４０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが実現されたか否かが判定される。制御部２０は、エンジン１が、中間動作点Ｘ１で運転されているか否かに基づいて、ステップＳ４０の判定を行う。その判定の結果、要求パワーが実現されたと判定された場合（ステップＳ４０−Ｙ）にはステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ４０−Ｎ）にはステップＳ３０へ戻り、変速制御を続ける。
【００５１】
ステップＳ５０では、制御部２０により、パワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、目標変速比γ２が決定される。制御部２０は、要求パワーに対応する等パワー線Ｐ２とパワートレーン最適動作線１０２との交点である動作線上動作点Ｘ２に基づいて、目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、目標変速比γ２を算出する。なお、ステップＳ１０で否定判定がなされてステップＳ５０に進んだ場合、要求パワーは変化していないため、パワートレーン最適動作線１０２上での運転が継続される（定常運転）。
【００５２】
次に、ステップＳ６０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ５０で決定された目標変速比γ２とする変速制御（第二制御Ｓ２）が行われる。制御部２０は、目標変速比γ２を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ２および目標出力トルクＴｅ２を実現する運転制御を実行する。ステップＳ６０が実行されると、本制御フローは終了される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では、要求駆動力が増加した場合に、まず、第一制御Ｓ１が実行される。第一制御Ｓ１では、設定された要求駆動力を実現でき、かつ、エンジン１の回転数が、現在の回転数Ｎｅ０と、動作線上動作点Ｘ２の回転数Ｎｅ２との間の値（Ｎｅ１）となる動作点である中間動作点Ｘ１でエンジン１が運転されるように、エンジン１および無段変速機２が制御される。第一制御Ｓ１が実行された後で、エンジン１が動作線上動作点Ｘ２で運転されるようにエンジン１および無段変速機２を制御する第二制御Ｓ２が実行される。
【００５４】
加速時において、運転者の要求パワーを実現しつつ、エンジン回転数の変化（速度）を低減することで、燃費の低下を抑制することができる。イナーシャトルクによる損失が低減することで、速やかに要求パワーを実現することが可能となる。よって、ドライバビリティの向上と燃費の向上とを両立させることができる。また、加速時以外の定常走行時等において、パワートレーンのトータルの効率を最適とするパワートレーン最適動作線１０２に基づいて変速制御がなされることにより、エンジン１と無段変速機２のトータルの燃料消費量を最小とし、従来と比較して車両の走行制御における効率を高めることができる。
【００５５】
また、パワートレーン最適動作線１０２に基づいて変速制御がなされる場合、エンジン最適動作線１０１に基づいて変速制御がなされる場合と比較して、同じ要求パワーの増加量に対して、エンジン回転数の変化の抑制を図ることができる。図４に示すように、本実施形態のパワートレーンでは、パワートレーン最適動作線１０２の傾き（エンジン回転数の変化量に対するエンジントルクの変化量の比率）は、エンジン最適動作線１０１の傾きと比較して大きい。例えば、エンジン回転数Ｎｅ０の前後のエンジン回転数の領域では、パワートレーン最適動作線１０２の傾きは、エンジン最適動作線１０１の傾きよりも大きくなっている。
【００５６】
このため、等パワー線Ｐ１からＰ２まで要求パワーが増加した場合に、エンジン最適動作線１０１に基づいて変速制御がなされる場合の従来のエンジン回転数の変化量ΔＮｅ１（図３参照）と比較して、パワートレーン最適動作線１０２に基づいて変速制御がなされる本実施形態のエンジン回転数の変化量ΔＮｅ２は小さなものとなる。特に、このようにパワートレーン最適動作線１０２の傾きがエンジン最適動作線１０１の傾きよりも大きくなるパワートレーンにおいて、パワートレーン最適動作線１０２に基づく変速制御を行うことにより、加速時におけるイナーシャトルクによる損失をより一層低減することができる。
【００５７】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。
【００５８】
上記第１実施形態（図１）では、中間動作点Ｘ１に動作点を移す第一制御Ｓ１（ステップＳ３０，Ｓ４０）の後で、動作線上動作点Ｘ２を決定していた（ステップＳ５０）が、本変形例では、これに代えて、まず、動作線上動作点Ｘ２を算出し、その後に中間動作点Ｘ１を算出する。
【００５９】
図６は、本変形例の動作を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、ステップＳ１１０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが変化したか否かが判定される。ステップＳ１１０の判定の結果、要求パワーが変化したと判定された場合（ステップＳ１１０−Ｙ）には、ステップＳ１２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１１０−Ｎ）には本制御フローは終了され、定常運転の状態が継続される。
【００６１】
ステップＳ１２０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーを実現するパワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、無段変速機２の目標変速比γ２が決定される。言い換えると、動作線上動作点Ｘ２が算出される。
【００６２】
次に、ステップＳ１３０では、制御部２０により、中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、および、無段変速機２の目標変速比γ１が決定される。制御部２０は、中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１が、ステップＳ１２０で算出した目標回転数Ｎｅ２よりも小さくなるように、中間動作点Ｘ１を決定する。
【００６３】
次に、ステップＳ１４０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ１３０で決定された目標変速比γ１とする変速制御が行われる。制御部２０は、目標変速比γ１を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ１および目標出力トルクＴｅ１を実現する運転制御を実行する。
【００６４】
次に、ステップＳ１５０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが実現されたか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが実現されたと判定された場合（ステップＳ１５０−Ｙ）にはステップＳ１６０に進み、そうでない場合（ステップＳ１５０−Ｎ）にはステップＳ１４０に戻り、変速制御を続ける。
【００６５】
ステップＳ１６０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ１２０で算出された目標変速比γ２とする変速制御が行われる。制御部２０は、目標変速比γ２を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ２および目標出力トルクＴｅ２を実現する運転制御を実行する。ステップＳ１６０が実行されると、本制御フローは終了される。
【００６６】
本変形例では、動作線上動作点Ｘ２が算出された後で中間動作点Ｘ１が決定される。この場合、動作線上動作点Ｘ２の目標回転数Ｎｅ２に基づいて、中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１を設定することができる。例えば、変速前の動作点Ｘ０のエンジン回転数Ｎｅ０から中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１まで上昇させる際のエンジン回転数の上昇量を、変速制御におけるエンジン回転数の総上昇量（変速前の動作点Ｘ０のエンジン回転数Ｎｅ０から動作線上動作点Ｘ２の目標回転数Ｎｅ２までの上昇量）に基づいて算出することができる。言い換えると、変速制御全体で考えた場合の燃費やドライバビリティをより適切なものとするように、中間動作点Ｘ１を決定することが可能となる。
【００６７】
（第２実施形態）
図７から図９を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６８】
上記第１実施形態では、ドライバーの要求パワーが増加した場合には、常に、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御がなされた。本実施形態では、ドライバーの要求パワーの時間的な変化率（増加率）に基づいて、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を実行するか否かが判定される。言い換えると、加速時におけるドライバーの要求パワーの変化量に応じた過渡目標値を設定する。要求パワーの増加率が小さいときには、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御は実行されずに、パワートレーン最適動作線１０２に沿って変速制御が行われる。本実施形態によれば、ドライバビリティの向上と燃費の向上とを最大限両立することが可能となる。
【００６９】
図７は、本実施形態の車両走行制御装置のブロック図である。
【００７０】
本実施形態の制御部３０は、ドライバー要求パワー算出手段３１と、要求パワー時間変化率算出手段３２とを有する。ドライバー要求パワー算出手段３１は、上記第１実施形態の制御部２０と同様に、車速センサ２１により検出された車速と、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度とに基づいて、運転者の要求駆動力（要求パワー）を算出する。要求パワー時間変化率算出手段３２は、ドライバー要求パワー算出手段３１により算出された要求パワーの時間的な変化率を算出する。
【００７１】
制御部３０は、要求パワーが増加した場合、要求パワー時間変化率算出手段３２により算出された要求パワーの時間的な変化率に応じて、変速制御の態様を変更する。要求パワーの時間的な変化率（増加率）が、予め定められた閾値以上である場合には、上記第１実施形態と同様に、加速時におけるエンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行う。一方、要求パワーの時間的な変化率が上記閾値未満である場合には、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御に代えて、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行する。
【００７２】
図８は、要求パワーの時間的な変化率が小さい場合の変速制御について説明するための図である。図８において、矢印Ｙ２は、単位時間当たりの要求パワーの増加量、すなわち、要求パワーの時間的な変化率に相当する。要求パワーの時間的な変化率が小さい場合には、新たな（変化後の）要求パワーを実現するようにパワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御Ｓ３を実行したとしても、エンジン回転数の上昇速度が比較的小さい。よって、エンジン回転数の上昇を抑制する制御を行わずとも、イナーシャトルクによる損失は小さなものとなる。そこで、本実施形態では、要求パワーの時間的な変化率が小さい場合には、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御に代えて（エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御は行われずに）、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御Ｓ３が実行される。
【００７３】
図９は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、ステップＳ２１０では、制御部３０のドライバー要求パワー算出手段３１により、ドライバーの要求パワーが算出される。
【００７５】
次に、ステップＳ２２０では、制御部３０の要求パワー時間変化率算出手段３２により、要求パワーの時間的な変化率が算出される。
【００７６】
次に、ステップＳ２３０では、制御部３０により、ステップＳ２２０で算出された要求パワーの時間的な変化率が、予め定められた閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ２３０の判定における閾値は、例えば、要求パワーを実現するために、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行する場合のエンジン回転数の変化率に基づいて設定されることができる。上記閾値は、例えば、上記第１実施形態と同様にエンジン回転数の上昇を抑制する制御がなされる（第一制御Ｓ１の実行後に第二制御Ｓ２が実行される）場合のエンジン回転数の変化率と比較して、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行した場合のエンジン回転数の変化率が上回るか否かを判定する値であることができる。あるいは、上記閾値は、上記第１実施形態のようにエンジン回転数の上昇を抑制する制御がなされる場合の燃費と比較して、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行した場合の燃費が悪化するか否かを判定する値であることができる。
【００７７】
また、ドライバビリティを向上させる観点から上記閾値が設定されてもよい。例えば、加速時において、加速の初期に一度に大きくエンジン回転数を増加させてしまうと、運転者が違和感を覚える場合がある。このため、要求パワーの時間的な変化率がある程度大きい場合に、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を実行することで、ドライバビリティを向上させることができる。また、要求パワーの時間的な変化率が大きい場合には、ドライバーの加速要求が大きいとみなすことができる。このような場合に、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を実行し、加速中に車速の増加と共に徐々にエンジン回転数を上昇させていくことで、運転者が加速感を感じやすくなり、ドライバビリティを向上させることができる。
【００７８】
ステップＳ２３０の判定の結果、要求パワーの時間的な変化率が、上記閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２３０−Ｙ）にはステップＳ２４０に進み、エンジン回転数の上昇を抑制する制御が実行される。一方、要求パワーの時間的な変化率が、上記閾値以上であると判定されなかった場合（ステップＳ２３０−Ｎ）にはステップＳ２７０に進み、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御が実行される。
【００７９】
ステップＳ２４０からステップＳ２８０は、上記第１実施形態（図１）のステップＳ２０からステップＳ６０までと同様であることができる。中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、および無段変速機２の目標変速比γ１を決定し（ステップＳ２４０）、目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、目標変速比γ１を実現するようにエンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ２５０）。要求パワーが実現されると（ステップＳ２６０−Ｙ）、ドライバーの要求パワーを実現するパワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、無段変速機２の目標変速比γ２が算出される（ステップＳ２７０）。次に、ステップＳ２７０で算出された目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および目標変速比γ２を実現するように、エンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ２８０）。ステップＳ２８０が実行されると、本制御フローは終了される。
【００８０】
本実施形態では、加速時に、要求パワーの時間的な変化率に基づいてエンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行うか否かが判定される。要求パワーの時間的な変化率が小さい場合には、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御が行われても、エンジン回転数の変化率は小さいため、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御へは移行しない。これにより、エンジン１の動作点がパワートレーン最適動作線１０２から外れることを抑制し、燃費の低下を抑制することができる。一方、要求パワーの時間的な変化率が大きい場合には、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行い、イナーシャトルクによる損失を低減させることで燃費の低下を抑制する。本実施形態の車両走行制御によれば、走行状況（走行場面）に応じて、ドライバビリティの向上と燃費の向上とを最大限に両立することができる。
【００８１】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例について説明する。
【００８２】
上記第２実施形態（図９）では、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行う場合（ステップＳ２３０−Ｙ）に、中間動作点Ｘ１に動作点を移す第一制御Ｓ１（ステップＳ２５０，Ｓ２６０）の後で、動作線上動作点Ｘ２を決定していた（ステップＳ２７０）が、本変形例では、これに代えて、まず、動作線上動作点Ｘ２を算出し、その後に中間動作点Ｘ１を算出する。
【００８３】
図１０は、本変形例の動作を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、ステップＳ３１０では、制御部３０のドライバー要求パワー算出手段３１により、ドライバーの要求パワーが算出される。
【００８５】
次に、ステップＳ３２０では、制御部３０により、ステップＳ３１０で算出されたドライバーの要求パワーを実現するパワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、無段変速機２の目標変速比γ２が算出される。言い換えると、動作線上動作点Ｘ２が算出される。
【００８６】
次に、ステップＳ３３０では、制御部３０の要求パワー時間変化率算出手段３２により、要求パワーの時間的な変化率が算出される。
【００８７】
次に、ステップＳ３４０では、制御部３０により、ステップＳ３３０で算出された要求パワーの時間的な変化率が、予め定められた閾値以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーの時間的な変化率が、上記閾値以上であると判定された場合（ステップＳ３４０−Ｙ）にはステップＳ３５０に進み、そうでない場合（ステップＳ３４０−Ｎ）には、ステップＳ３８０に進む。
【００８８】
ステップＳ３５０からステップＳ３８０までは、上記第１実施形態の変形例（図６）のステップＳ１３０からステップＳ１６０までと同様であることができる。中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１が、ステップＳ３２０で算出された目標回転数Ｎｅ２よりも小さくなるように、中間動作点Ｘ１（目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、および無段変速機２の目標変速比γ１）を決定し（ステップＳ３５０）、エンジン１の動作点が中間動作点Ｘ１となるように、エンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ３６０）。要求パワーが実現されたと判定される（ステップＳ３７０−Ｙ）と、エンジン１の動作点が動作線上動作点Ｘ２となるように、エンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ３８０）。ステップＳ３８０が実行されると、本制御フローは終了される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態のブロック図である。
【図３】従来の無段変速機の変速制御について説明するための図である。
【図４】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の変速制御について説明するための図である。
【図５】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態のパワートレーン効率およびパワートレーン最適動作線について説明するための図である。
【図６】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の変形例の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態のブロック図である。
【図８】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態において要求パワーの時間的な変化率が小さい場合の変速制御について説明するための図である。
【図９】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態の変形例の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１ エンジン
２ 無段変速機
２０ 制御部
２１ 車速センサ
２２ エンジントルク検出手段
２３ アクセル開度センサ
３０ 制御部
３１ ドライバー要求パワー算出手段
３２ 要求パワー時間変化率算出手段
１０１ エンジン最適動作線
１０２ パワートレーン最適動作線
２００ エンジンの効率
２０１ 無段変速機の効率
２０２ パワートレーンの効率
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ エンジン等燃費線
Ｐ１，Ｐ２ 等パワー線
Ｎｅ１，Ｎｅ２ 目標回転数
Ｔｅ１，Ｔｅ２ 目標出力トルク
γ１，γ２ 目標変速比
Ｓ１ 第一制御
Ｓ２ 第二制御
Ｘ１ 中間動作点
Ｘ２ 動作線上動作点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両走行制御装置に関し、特に、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者の要求駆動力に基づいて車両を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、機関のみを考慮したとき、運転可能な運転方式選択肢の中から、車両の要求負荷（目標駆動力）および車速に基づいて燃費性能が最良となるように運転方式を切り換え、切り換えられた運転方式に応じたエンジントルクと変速比（レシオ）の組み合わせを決定する車両用駆動力制御装置が開示されている。上記特許文献１の車両用駆動力制御装置では、エンジン運転方式指令値に対応するマップを用いて、自動変速機の目標変速比と、目標エンジントルクが決定される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９８６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように目標駆動力（要求駆動力）に基づいて、マップ（例えば、変速線）を用いて自動変速機および内燃機関の制御指令値を決定する場合、内燃機関の回転数の変化が大きなものとなり、燃費の低下を招くことがある。例えば、無段変速機を搭載した車両において、予め定められた変速線に基づいて内燃機関および無段変速機の制御指令値が算出される場合である。加速要求がなされた場合に、上記変速線と要求駆動力とに基づいて目標変速比が設定され、上記変速線に沿った変速制御が行われた場合、内燃機関の回転数の変化が大きなものとなってしまう。その結果、イナーシャトルクにより駆動力が低下し、燃費の低下を招くこととなる。
【０００５】
運転者により加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制できることが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置において、運転者により加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制できる車両走行制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車両走行制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、予め定められた前記内燃機関の複数の動作点のうち任意の前記動作点で前記内燃機関が運転されるように前記内燃機関および前記無段変速機を制御する制御手段と、前記複数の動作点のうち、前記内燃機関と前記無段変速機とを含む前記車両のパワートレーンを適切な効率で動作させることができる前記動作点の集合として予め定められた動作線と、運転者の要求駆動力を設定する設定手段と、前記動作線上において前記設定された要求駆動力を実現できる前記動作点である動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段と、前記設定された要求駆動力を実現でき、かつ、前記内燃機関の回転数が、現在の前記回転数と、前記動作線上動作点の前記回転数との間の値となる前記動作点である中間動作点を算出する中間動作点算出手段とを備え、前記制御手段は、前記内燃機関が前記中間動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第一制御を実行する第一制御手段と、前記内燃機関が前記動作線上動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第二制御を実行する第二制御手段とを有し、前記設定された要求駆動力が増加した場合に、前記第一制御手段により前記第一制御が実行された後で、前記第二制御手段により前記第二制御が実行されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の車両走行制御装置において、前記中間動作点は、前記第一制御および前記第二制御が実行される場合の前記車両の燃費に基づいて設定されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両走行制御装置において、前記中間動作点は、前記第一制御における前記回転数の増加率が予め定められた増加率となるように設定されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両走行制御装置において、前記回転数の増加率とは、前記車両の車速の増加量に対する前記回転数の増加量の比率であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両走行制御装置において、前記設定された要求駆動力の増加量が予め定められた所定値以上である場合に、前記第一制御を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両走行制御装置は、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、予め定められた内燃機関の複数の動作点のうち任意の動作点で内燃機関が運転されるように内燃機関および無段変速機を制御する制御手段と、複数の動作点のうち、内燃機関と無段変速機とを含む車両のパワートレーンを適切な効率で動作させることができる動作点の集合として予め定められた動作線と、運転者の要求駆動力を設定する設定手段と、動作線上において設定された要求駆動力を実現できる動作点である動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段と、設定された要求駆動力を実現でき、かつ、内燃機関の回転数が、現在の回転数と、動作線上動作点の回転数との間の値となる動作点である中間動作点を算出する中間動作点算出手段とを備える。
【００１３】
制御手段は、内燃機関が中間動作点で運転されるように、内燃機関および無段変速機を制御する第一制御を実行する第一制御手段と、内燃機関が動作線上動作点で運転されるように、内燃機関および無段変速機を制御する第二制御を実行する第二制御手段とを有する。設定された要求駆動力が増加した場合に、第一制御手段により第一制御が実行された後で、第二制御手段により第二制御が実行される。
【００１４】
初めに第一制御が実行されてから第二制御が実行されることで、第一制御が行われずに第二制御が実行される場合と比較して、内燃機関の回転数の上昇を抑制しつつ、要求駆動力を実現することができる。これにより、要求駆動力を実現する際のイナーシャトルクによる損失が低減される。よって、加速要求がなされた場合に、要求駆動力を実現しつつ、燃費の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の車両走行制御装置の一実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１から図５を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、内燃機関と、内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置に関する。
【００１７】
本実施形態では、無段変速機（図２の符号２参照）の変速制御において、加速時にエンジン回転の変化を抑制することで、イナーシャトルクによる損失を低減させる。これにより、イナーシャトルクによるドライバビリティの低下と燃費の低下を抑制する。また、定常走行時には、エンジン（図２の符号１参照）とトランスミッション双方の効率を考慮して、パワートレーン全体の効率が最大となる変速比を実現する変速制御を行う。これにより、ドライバビリティと燃費の向上を図る。
【００１８】
本実施形態の構成としては、以下の（１）から（６）の構成を備えていることが前提となる。
（１）エンジン（内燃機関）
（２）無段変速機
（３）エンジン制御装置
（４）無段変速機制御装置
（５）車速センサ
（６）アクセル開度センサ
【００１９】
図２は、本実施形態の車両走行制御装置のブロック図である。
【００２０】
図２において、符号１は、エンジン（内燃機関）を示し、符号２は、無段変速機を示す。無段変速機２は、変速比を無段階（連続的）に制御するものであり、エンジン１の動力を図示しない車両の駆動軸に伝達する。エンジン１の出力軸（図示せず）は、無段変速機２の入力軸（図示せず）と連結可能に構成されており、無段変速機２の入力回転数（入力軸回転数）は、エンジン１の回転数（出力軸回転数）と対応している。
【００２１】
エンジン１および無段変速機２が搭載された車両には、車両を制御する制御部２０が設けられている。制御部２０は、周知のマイクロコンピュータによって構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力ポート、出力ポート、及びコモンバス等を備えている。
【００２２】
制御部２０には、車両の車速を検出する車速センサ２１、現在のエンジン１の出力トルク（エンジントルク）を検出するエンジントルク検出手段２２、および、図示しないアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ２３が接続されている。車速センサ２１により検出された車速を示す信号、エンジントルク検出手段２２により検出された現在のエンジントルクを示す信号、および、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度を示す信号は、それぞれ制御部２０に入力される。
【００２３】
制御部２０は、車速センサ２１により検出された車速と、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度とに基づいて、運転者の要求駆動力および要求パワーを算出（設定）する。要求パワーは、例えば、要求駆動力と車速との積として算出することができる。制御部２０は、要求パワーに基づいて、エンジン１の目標回転数Ｎｅ、および、エンジン１の目標出力トルクＴｅをそれぞれ算出する。本実施形態の制御部２０は、要求駆動力を設定する設定手段、予め定められたエンジン１の複数の動作点のうち、任意の動作点でエンジン１が運転されるようにエンジン１および無段変速機２を制御する制御手段として機能する。さらに、制御部２０は、後述する動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段、後述する中間動作点を算出する中間動作点算出手段、後述する第一制御を実行する第一制御手段、および、後述する第二制御を実行する第二制御手段として機能する。
【００２４】
従来の無段変速機２の変速制御では、以下に図３を参照して説明するように、ドライバーの加速要求（要求パワー変化）に対してエンジン回転数の変化が大きくなっていた。このため、イナーシャトルクにより駆動力が低下し、ドライバビリティの悪化や、燃費の低下を招いていた。
【００２５】
図３は、従来の無段変速機２の変速制御について説明するための図である。
【００２６】
図３において、横軸は、エンジン回転数、縦軸は、エンジントルクをそれぞれ示す。符号１０１は、エンジン最適動作線を示す。符号Ｆ１から符号Ｆ４は、エンジン等燃費線を示す。エンジン等燃費線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、燃費（エンジン１の効率）が等しくなるエンジン１の動作点（エンジン回転数とエンジントルクの組み合わせ）同士を結んだ曲線である。エンジン最適動作線１０１は、エンジン等燃費線Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４に基づいており、ドライバーの要求するパワーに対して、エンジン１の効率が最大となるエンジン回転数とエンジントルクの組み合わせ（動作点）の集合として予め設定されている。符号Ｐ１およびＰ２は、等パワー線を示す。等パワー線Ｐ１，Ｐ２は、それぞれエンジン１のパワー（出力）が等しくなる動作点同士を結んだ曲線である。等パワー線Ｐ２上では、等パワー線Ｐ１上と比較して、エンジン１のパワーが大きい。
【００２７】
従来の変速制御では、エンジン最適動作線１０１に沿って無段変速機２の変速制御が行われていた。すなわち、ドライバーの要求するパワーに対して、エンジン１の効率が最大となるエンジン回転数、出力トルクとなるような目標変速比γが設定されていた。具体的には、エンジン最適動作線１０１と、要求パワーに対応する等パワー線（例えば、等パワー線Ｐ１）との交点として求められる動作点に基づいて、無段変速機２の目標変速比γが設定されていた。
【００２８】
例えば、現在のドライバーの要求パワーに対応する等パワー線が、符号Ｐ１で示す曲線である場合、等パワー線Ｐ１とエンジン最適動作線１０１との交点Ｘ１０に基づいて、無段変速機２の目標変速比γが設定される。この場合、交点Ｘ１０に対応する目標回転数Ｎｅ１０および目標出力トルクＴｅ１０でエンジン１を運転できるように、無段変速機２の目標変速比γが設定される。また、目標回転数Ｎｅ１０および目標出力トルクＴｅ１０でエンジン１を運転できるように、エンジン制御量（エンジン１の制御指令値）が設定される。これにより、ドライバーの要求パワーを実現しつつ、エンジン１の効率の最大化を図ることができる。
【００２９】
しかしながら、従来の制御では、ドライバーにより加速要求がなされて変速制御を行う場合に、燃費の低下を招くことがあった。現在の動作点がエンジン最適動作線１０１と等パワー線Ｐ１との交点Ｘ１０である場合に、ドライバーによる加速要求がなされて、要求パワーが等パワー線Ｐ２に対応する値へ増加した場合を例に説明すると、等パワー線Ｐ２とエンジン最適動作線１０１との交点Ｘ２０に基づいて、無段変速機２の目標変速比γが更新される。この場合、交点Ｘ１０から交点Ｘ２０まで、エンジン最適動作線１０１に沿って無段変速機２の変速制御が行われる。その結果、ドライバーの要求するパワーは実現されるものの、要求パワーの変化に対して、エンジン回転数の変化が大きなものとなり、イナーシャトルクにより駆動力が低下していた。
【００３０】
エンジン回転数が変化する過渡走行時における出力軸（ドライブシャフト）トルクは、下記［数１］で示される。
【数１】
一方、エンジン回転数が一定の定常走行時における出力軸トルクは、下記［数２］で示される。
【数２】
【００３１】
上記［数１］において、下記［数３］で示す項は、イナーシャトルク損失分を示す。
【数３】
［数１］および［数３］からわかるように、エンジン回転数の変化（エンジン回転角加速度）が大きくなると、イナーシャトルク損失分が大きなものとなり、エンジン出力トルクが減少してしまう。その結果、ドライバビリティの低下や燃費の低下を招くこととなっていた。
【００３２】
また、従来の制御では、エンジン１の効率を最大化するような動作線（エンジン最適動作線１０１）に基づいて無段変速機２の変速制御がなされていた。この場合、エンジン１の効率を最大とすることが可能ではあるものの、エンジン１と無段変速機２とを含むパワートレーン全体で考えた場合の効率の向上については、従来十分な検討がなされていなかった。
【００３３】
本実施形態では、エンジン最適動作線１０１に代えて、後述するパワートレーン最適動作線（図４の符号１０２参照）に基づいて、無段変速機２の変速制御が行われる。パワートレーン最適動作線１０２は、エンジン１と無段変速機２のトータルで考えた場合の燃料消費量が最小になる動作点の集合として設定された動作線である。パワートレーン最適動作線１０２に基づいてエンジン１および無段変速機２の変速比γを制御することで、エンジン最適動作線１０１に基づく変速制御がなされる場合と比較して、燃費を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、要求パワーが増加した場合に、エンジン回転数の変化（変化速度）を抑制しつつ要求パワーを実現する変速制御がなされる。この場合、一時的（過渡的）にパワートレーン最適動作線１０２から外れた動作点でエンジン１が運転されることにはなるものの、エンジン回転数の変化が抑制されることで、燃費の低下を抑制することができる。これにより、以下に説明するように、要求パワーを実現しつつイナーシャトルクによる損失を抑制して燃費を向上させることができる。本実施形態の制御によれば、燃費の向上とドライバビリティの向上とを両立することができる。
【００３５】
図４は、本実施形態の変速制御について説明するための図である。図５は、パワートレーン効率およびパワートレーン最適動作線について説明するための図である。
【００３６】
図４において、符号１０２は、パワートレーン最適動作線（動作線）を示す。パワートレーン最適動作線１０２は、以下に図５を参照して説明するように、エンジン１と無段変速機２のトータルの効率に基づいて設定される。
【００３７】
図５において、横軸は無段変速機２の変速比γ、縦軸は効率を示す。符号２００は、エンジン１の効率を示す。符号２０１は、無段変速機２の効率（伝達効率）を示す。また、符号２０２は、エンジン１および無段変速機２を含むパワートレーンの効率を示す。パワートレーンの効率２０２は、エンジン１の効率２００と無段変速機２の効率２０１との積として算出することができる。図５には、ある走行状態におけるエンジン１の効率２００と、無段変速機２の効率２０１との関係の一例が示されている。
【００３８】
無段変速機２の効率２０１は、変速比γが１の近傍にあるときに最大となる。従来の制御では、エンジン１の効率２００が最大となるエンジン回転数およびエンジントルクとなるように変速比γが設定されていた。符号γ０は、従来のエンジン最適動作線１０１に基づく変速制御で設定される変速比γ（以下、単に「従来の変速比γ０」とする）を示す。従来の変速比γ０は、例えば、図５に示すように、無段変速機２の効率２０１が最大となる変速比γの値「１」よりも小さな値に設定されていた。この場合、従来の変速比γ０よりもエンジン回転数が高い側（変速比γが大である側）に燃料消費最小点、言い換えると、パワートレーンの効率が最大となる最適変速比が存在する。一方、従来の変速比γ０が、１よりも大きな値に設定される場合には、最適変速比は、従来の変速比γ０よりもエンジン回転数が低い側に存在する。
【００３９】
図４に示すパワートレーン最適動作線１０２は、この最適変速比に対応するエンジン１の動作点の集合として予め定められた動作線である。例えば、ドライバーの要求パワーに対応する等パワー線が、符号Ｐ１で示す曲線である場合、等パワー線Ｐ１とパワートレーン最適動作線１０２との交点Ｘ０の動作点でエンジン１が運転されるように、無段変速機２の変速制御、および、エンジン１の運転制御がなされる。パワートレーン最適動作線１０２に基づいて無段変速機２の変速制御、および、エンジン１の運転制御が実行されることにより、パワートレーンを最適な効率で動作させ、燃費を向上させることができる。例えば、定常走行時においては、エンジン回転数の変化がないため、イナーシャトルクによる損失は生じない。このため、定常走行時においてパワートレーン最適動作線１０２上の動作点でエンジン１を運転することにより、最適な効率で車両を走行させることができる。
【００４０】
本実施形態では、要求パワーが増加した場合には、エンジン回転数の変化を抑制しつつ要求パワーを実現する変速制御がなされる。ドライバーの要求パワーが増加した場合、二段階の変速制御が行われる。第一段階では、要求パワーを実現しつつ、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御と比較してエンジン回転数の変化を低減させる制御（第一制御、符号Ｓ１参照）を行う。第一制御Ｓ１では、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御と比較して、エンジン回転数の上昇を抑制する一方でエンジントルクを増加させることで、必要なパワーを出力する。要求パワーが実現されると、定常走行とみなし、第二段階として、等パワー線に沿ってパワートレーン最適動作線１０２上へ動作点を移す（第二制御、符号Ｓ２参照）。すなわち、第一制御Ｓ１から、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御に移行する。
【００４１】
例えば、動作点Ｘ０でエンジン１が運転されていた状態から、矢印Ｙ１で示すように要求パワーが増加し、増加後の要求パワーに対応する等パワー線が符号Ｐ２で示す曲線となった場合について説明すると、等パワー線Ｐ２上において、パワートレーン最適動作線１０２との交点である動作線上動作点Ｘ２よりもエンジン回転数が低回転となる中間動作点Ｘ１でエンジン１が運転されるように変速制御が行われる。言い換えると、等パワー線Ｐ２とパワートレーン最適動作線１０２との交点である動作線上動作点Ｘ２のエンジン回転数Ｎｅ２よりも小さなエンジン回転数Ｎｅ１で要求パワーを実現できる動作点である中間動作点Ｘ１に動作点を移す変速制御（第一制御Ｓ１）がなされる。
【００４２】
第一制御Ｓ１で要求パワーが実現される（中間動作点Ｘ１でエンジン１が運転される）と、次に、パワートレーン最適動作線１０２上の動作線上動作点Ｘ２でエンジン１が運転されるようにエンジン１および無段変速機２を制御する第二制御Ｓ２が実行される。等パワー線Ｐ２に沿って、中間動作点Ｘ１から動作線上動作点Ｘ２にエンジン１の動作点を移す変速制御がなされる。
【００４３】
図１は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
まず、ステップＳ１０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが変化したか否かが判定される。制御部２０は、車速センサ２１により検出された車速と、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度とに基づいて、ステップＳ１０の判定を行う。ステップＳ１０の判定の結果、要求パワーが変化したと判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）には、ステップＳ２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ５０へ進む。
【００４５】
ステップＳ２０では、制御部２０により、エンジン１の目標回転数Ｎｅ１と目標出力トルクＴｅ１、および無段変速機２の目標変速比γ１がそれぞれ決定される。目標回転数Ｎｅ１、および目標出力トルクＴｅ１は、中間動作点Ｘ１（図４）に対応している。中間動作点Ｘ１は、例えば、変速制御（第一制御Ｓ１および第二制御Ｓ２）における燃費が最適となるように設定される。変速前の動作点Ｘ０から中間動作点Ｘ１を経て動作線上動作点Ｘ２へエンジン１の実動作点を変化させる変速制御において、消費される燃料が少量（例えば、中間動作点Ｘ１として設定可能な動作点の候補のうちで燃料消費量が最小）となるように、中間動作点Ｘ１が設定される。
【００４６】
この場合、中間動作点Ｘ１は、例えば、現在の動作点Ｘ０から中間動作点Ｘ１へエンジン１の動作点を変化させる場合（第一制御Ｓ１）のエンジン回転数の変化率を予め定められた増加率とするように決定することができる。第一制御Ｓ１におけるエンジン回転数の変化率に応じて、イナーシャトルクによる損失が変化する。設定可能なエンジン回転数の変化率のうちで、イナーシャトルクによる損失を低減することによる燃費向上の効果が、実動作点がパワートレーン最適動作線１０２から外れることによる燃費低下分を最も大きく上回るものを、最適な増加率として決定することができる。このように決定された最適な増加率を実現するように、中間動作点Ｘ１を設定することで、燃費を最大限に向上させることができる。ここで、エンジン回転数の変化率は、車速の増加に対するエンジン回転数の変化率、あるいは、エンジン回転数の単位時間当たりの変化率とすることができる。
【００４７】
なお、変速制御における燃費に代えて、あるいは、変速制御における燃費に加えて、ドライバビリティを向上させる観点から中間動作点Ｘ１を設定してもよい。加速の開始後にすぐにエンジン回転数を大きく上昇させてしまうと、加速途中でエンジン回転数が頭打ちとなり、その後にドライバーが加速感を得にくくなることがある。加速中にエンジン回転数を徐々に上昇させた場合には、車速の上昇に合わせてエンジン回転数が上昇していくこととなり、ドライバーに加速感を感じさせてドライバビリティを向上させることができる。この場合、中間動作点Ｘ１は、例えば、変速前の動作点Ｘ０から中間動作点Ｘ１を経て動作線上動作点Ｘ２へエンジン１の動作点を変化させる際のエンジン回転数の変化率に基づいて設定することができる。ここで、エンジン回転数の変化率は、車速の増加に対するエンジン回転数の変化率、あるいは、エンジン回転数の単位時間当たりの変化率とすることができる。
【００４８】
制御部２０は、中間動作点Ｘ１に対応する目標回転数Ｎｅ１と、車速センサ２１で検出された車速とに基づいて、無段変速機２の目標変速比γ１を算出する。ステップＳ２０を実行すると、ステップＳ３０に進む。
【００４９】
ステップＳ３０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ２０で決定された目標変速比γ１とする変速制御（第一制御Ｓ１）が行われる。制御部２０は、目標変速比γ１を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ１および目標出力トルクＴｅ１を実現する運転制御を実行する。この場合、例えば、エンジン回転数を現在の回転数Ｎｅ０から目標回転数Ｎｅ１まで漸増させるように、エンジン１の運転制御および無段変速機２の変速制御を行う。
【００５０】
次に、ステップＳ４０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが実現されたか否かが判定される。制御部２０は、エンジン１が、中間動作点Ｘ１で運転されているか否かに基づいて、ステップＳ４０の判定を行う。その判定の結果、要求パワーが実現されたと判定された場合（ステップＳ４０−Ｙ）にはステップＳ５０に進み、そうでない場合（ステップＳ４０−Ｎ）にはステップＳ３０へ戻り、変速制御を続ける。
【００５１】
ステップＳ５０では、制御部２０により、パワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、目標変速比γ２が決定される。制御部２０は、要求パワーに対応する等パワー線Ｐ２とパワートレーン最適動作線１０２との交点である動作線上動作点Ｘ２に基づいて、目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、目標変速比γ２を算出する。なお、ステップＳ１０で否定判定がなされてステップＳ５０に進んだ場合、要求パワーは変化していないため、パワートレーン最適動作線１０２上での運転が継続される（定常運転）。
【００５２】
次に、ステップＳ６０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ５０で決定された目標変速比γ２とする変速制御（第二制御Ｓ２）が行われる。制御部２０は、目標変速比γ２を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ２および目標出力トルクＴｅ２を実現する運転制御を実行する。ステップＳ６０が実行されると、本制御フローは終了される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では、要求駆動力が増加した場合に、まず、第一制御Ｓ１が実行される。第一制御Ｓ１では、設定された要求駆動力を実現でき、かつ、エンジン１の回転数が、現在の回転数Ｎｅ０と、動作線上動作点Ｘ２の回転数Ｎｅ２との間の値（Ｎｅ１）となる動作点である中間動作点Ｘ１でエンジン１が運転されるように、エンジン１および無段変速機２が制御される。第一制御Ｓ１が実行された後で、エンジン１が動作線上動作点Ｘ２で運転されるようにエンジン１および無段変速機２を制御する第二制御Ｓ２が実行される。
【００５４】
加速時において、運転者の要求パワーを実現しつつ、エンジン回転数の変化（速度）を低減することで、燃費の低下を抑制することができる。イナーシャトルクによる損失が低減することで、速やかに要求パワーを実現することが可能となる。よって、ドライバビリティの向上と燃費の向上とを両立させることができる。また、加速時以外の定常走行時等において、パワートレーンのトータルの効率を最適とするパワートレーン最適動作線１０２に基づいて変速制御がなされることにより、エンジン１と無段変速機２のトータルの燃料消費量を最小とし、従来と比較して車両の走行制御における効率を高めることができる。
【００５５】
また、パワートレーン最適動作線１０２に基づいて変速制御がなされる場合、エンジン最適動作線１０１に基づいて変速制御がなされる場合と比較して、同じ要求パワーの増加量に対して、エンジン回転数の変化の抑制を図ることができる。図４に示すように、本実施形態のパワートレーンでは、パワートレーン最適動作線１０２の傾き（エンジン回転数の変化量に対するエンジントルクの変化量の比率）は、エンジン最適動作線１０１の傾きと比較して大きい。例えば、エンジン回転数Ｎｅ０の前後のエンジン回転数の領域では、パワートレーン最適動作線１０２の傾きは、エンジン最適動作線１０１の傾きよりも大きくなっている。
【００５６】
このため、等パワー線Ｐ１からＰ２まで要求パワーが増加した場合に、エンジン最適動作線１０１に基づいて変速制御がなされる場合の従来のエンジン回転数の変化量ΔＮｅ１（図３参照）と比較して、パワートレーン最適動作線１０２に基づいて変速制御がなされる本実施形態のエンジン回転数の変化量ΔＮｅ２は小さなものとなる。特に、このようにパワートレーン最適動作線１０２の傾きがエンジン最適動作線１０１の傾きよりも大きくなるパワートレーンにおいて、パワートレーン最適動作線１０２に基づく変速制御を行うことにより、加速時におけるイナーシャトルクによる損失をより一層低減することができる。
【００５７】
（第１実施形態の変形例）
第１実施形態の変形例について説明する。
【００５８】
上記第１実施形態（図１）では、中間動作点Ｘ１に動作点を移す第一制御Ｓ１（ステップＳ３０，Ｓ４０）の後で、動作線上動作点Ｘ２を決定していた（ステップＳ５０）が、本変形例では、これに代えて、まず、動作線上動作点Ｘ２を算出し、その後に中間動作点Ｘ１を算出する。
【００５９】
図６は、本変形例の動作を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、ステップＳ１１０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが変化したか否かが判定される。ステップＳ１１０の判定の結果、要求パワーが変化したと判定された場合（ステップＳ１１０−Ｙ）には、ステップＳ１２０に進み、そうでない場合（ステップＳ１１０−Ｎ）には本制御フローは終了され、定常運転の状態が継続される。
【００６１】
ステップＳ１２０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーを実現するパワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、無段変速機２の目標変速比γ２が決定される。言い換えると、動作線上動作点Ｘ２が算出される。
【００６２】
次に、ステップＳ１３０では、制御部２０により、中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、および、無段変速機２の目標変速比γ１が決定される。制御部２０は、中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１が、ステップＳ１２０で算出した目標回転数Ｎｅ２よりも小さくなるように、中間動作点Ｘ１を決定する。
【００６３】
次に、ステップＳ１４０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ１３０で決定された目標変速比γ１とする変速制御が行われる。制御部２０は、目標変速比γ１を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ１および目標出力トルクＴｅ１を実現する運転制御を実行する。
【００６４】
次に、ステップＳ１５０では、制御部２０により、ドライバーの要求パワーが実現されたか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーが実現されたと判定された場合（ステップＳ１５０−Ｙ）にはステップＳ１６０に進み、そうでない場合（ステップＳ１５０−Ｎ）にはステップＳ１４０に戻り、変速制御を続ける。
【００６５】
ステップＳ１６０では、制御部２０により、無段変速機２の変速比γをステップＳ１２０で算出された目標変速比γ２とする変速制御が行われる。制御部２０は、目標変速比γ２を実現する無段変速機２の変速制御、および、エンジン１において目標回転数Ｎｅ２および目標出力トルクＴｅ２を実現する運転制御を実行する。ステップＳ１６０が実行されると、本制御フローは終了される。
【００６６】
本変形例では、動作線上動作点Ｘ２が算出された後で中間動作点Ｘ１が決定される。この場合、動作線上動作点Ｘ２の目標回転数Ｎｅ２に基づいて、中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１を設定することができる。例えば、変速前の動作点Ｘ０のエンジン回転数Ｎｅ０から中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１まで上昇させる際のエンジン回転数の上昇量を、変速制御におけるエンジン回転数の総上昇量（変速前の動作点Ｘ０のエンジン回転数Ｎｅ０から動作線上動作点Ｘ２の目標回転数Ｎｅ２までの上昇量）に基づいて算出することができる。言い換えると、変速制御全体で考えた場合の燃費やドライバビリティをより適切なものとするように、中間動作点Ｘ１を決定することが可能となる。
【００６７】
（第２実施形態）
図７から図９を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６８】
上記第１実施形態では、ドライバーの要求パワーが増加した場合には、常に、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御がなされた。本実施形態では、ドライバーの要求パワーの時間的な変化率（増加率）に基づいて、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を実行するか否かが判定される。言い換えると、加速時におけるドライバーの要求パワーの変化量に応じた過渡目標値を設定する。要求パワーの増加率が小さいときには、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御は実行されずに、パワートレーン最適動作線１０２に沿って変速制御が行われる。本実施形態によれば、ドライバビリティの向上と燃費の向上とを最大限両立することが可能となる。
【００６９】
図７は、本実施形態の車両走行制御装置のブロック図である。
【００７０】
本実施形態の制御部３０は、ドライバー要求パワー算出手段３１と、要求パワー時間変化率算出手段３２とを有する。ドライバー要求パワー算出手段３１は、上記第１実施形態の制御部２０と同様に、車速センサ２１により検出された車速と、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度とに基づいて、運転者の要求駆動力（要求パワー）を算出する。要求パワー時間変化率算出手段３２は、ドライバー要求パワー算出手段３１により算出された要求パワーの時間的な変化率を算出する。
【００７１】
制御部３０は、要求パワーが増加した場合、要求パワー時間変化率算出手段３２により算出された要求パワーの時間的な変化率に応じて、変速制御の態様を変更する。要求パワーの時間的な変化率（増加率）が、予め定められた閾値以上である場合には、上記第１実施形態と同様に、加速時におけるエンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行う。一方、要求パワーの時間的な変化率が上記閾値未満である場合には、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御に代えて、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行する。
【００７２】
図８は、要求パワーの時間的な変化率が小さい場合の変速制御について説明するための図である。図８において、矢印Ｙ２は、単位時間当たりの要求パワーの増加量、すなわち、要求パワーの時間的な変化率に相当する。要求パワーの時間的な変化率が小さい場合には、新たな（変化後の）要求パワーを実現するようにパワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御Ｓ３を実行したとしても、エンジン回転数の上昇速度が比較的小さい。よって、エンジン回転数の上昇を抑制する制御を行わずとも、イナーシャトルクによる損失は小さなものとなる。そこで、本実施形態では、要求パワーの時間的な変化率が小さい場合には、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御に代えて（エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御は行われずに）、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御Ｓ３が実行される。
【００７３】
図９は、本実施形態の動作を示すフローチャートである。
【００７４】
まず、ステップＳ２１０では、制御部３０のドライバー要求パワー算出手段３１により、ドライバーの要求パワーが算出される。
【００７５】
次に、ステップＳ２２０では、制御部３０の要求パワー時間変化率算出手段３２により、要求パワーの時間的な変化率が算出される。
【００７６】
次に、ステップＳ２３０では、制御部３０により、ステップＳ２２０で算出された要求パワーの時間的な変化率が、予め定められた閾値以上であるか否かが判定される。ステップＳ２３０の判定における閾値は、例えば、要求パワーを実現するために、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行する場合のエンジン回転数の変化率に基づいて設定されることができる。上記閾値は、例えば、上記第１実施形態と同様にエンジン回転数の上昇を抑制する制御がなされる（第一制御Ｓ１の実行後に第二制御Ｓ２が実行される）場合のエンジン回転数の変化率と比較して、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行した場合のエンジン回転数の変化率が上回るか否かを判定する値であることができる。あるいは、上記閾値は、上記第１実施形態のようにエンジン回転数の上昇を抑制する制御がなされる場合の燃費と比較して、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御を実行した場合の燃費が悪化するか否かを判定する値であることができる。
【００７７】
また、ドライバビリティを向上させる観点から上記閾値が設定されてもよい。例えば、加速時において、加速の初期に一度に大きくエンジン回転数を増加させてしまうと、運転者が違和感を覚える場合がある。このため、要求パワーの時間的な変化率がある程度大きい場合に、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を実行することで、ドライバビリティを向上させることができる。また、要求パワーの時間的な変化率が大きい場合には、ドライバーの加速要求が大きいとみなすことができる。このような場合に、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を実行し、加速中に車速の増加と共に徐々にエンジン回転数を上昇させていくことで、運転者が加速感を感じやすくなり、ドライバビリティを向上させることができる。
【００７８】
ステップＳ２３０の判定の結果、要求パワーの時間的な変化率が、上記閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２３０−Ｙ）にはステップＳ２４０に進み、エンジン回転数の上昇を抑制する制御が実行される。一方、要求パワーの時間的な変化率が、上記閾値以上であると判定されなかった場合（ステップＳ２３０−Ｎ）にはステップＳ２７０に進み、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御が実行される。
【００７９】
ステップＳ２４０からステップＳ２８０は、上記第１実施形態（図１）のステップＳ２０からステップＳ６０までと同様であることができる。中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、および無段変速機２の目標変速比γ１を決定し（ステップＳ２４０）、目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、目標変速比γ１を実現するようにエンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ２５０）。要求パワーが実現されると（ステップＳ２６０−Ｙ）、ドライバーの要求パワーを実現するパワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、無段変速機２の目標変速比γ２が算出される（ステップＳ２７０）。次に、ステップＳ２７０で算出された目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および目標変速比γ２を実現するように、エンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ２８０）。ステップＳ２８０が実行されると、本制御フローは終了される。
【００８０】
本実施形態では、加速時に、要求パワーの時間的な変化率に基づいてエンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行うか否かが判定される。要求パワーの時間的な変化率が小さい場合には、パワートレーン最適動作線１０２に沿った変速制御が行われても、エンジン回転数の変化率は小さいため、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御へは移行しない。これにより、エンジン１の動作点がパワートレーン最適動作線１０２から外れることを抑制し、燃費の低下を抑制することができる。一方、要求パワーの時間的な変化率が大きい場合には、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行い、イナーシャトルクによる損失を低減させることで燃費の低下を抑制する。本実施形態の車両走行制御によれば、走行状況（走行場面）に応じて、ドライバビリティの向上と燃費の向上とを最大限に両立することができる。
【００８１】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の変形例について説明する。
【００８２】
上記第２実施形態（図９）では、エンジン回転数の上昇を抑制する変速制御を行う場合（ステップＳ２３０−Ｙ）に、中間動作点Ｘ１に動作点を移す第一制御Ｓ１（ステップＳ２５０，Ｓ２６０）の後で、動作線上動作点Ｘ２を決定していた（ステップＳ２７０）が、本変形例では、これに代えて、まず、動作線上動作点Ｘ２を算出し、その後に中間動作点Ｘ１を算出する。
【００８３】
図１０は、本変形例の動作を示すフローチャートである。
【００８４】
まず、ステップＳ３１０では、制御部３０のドライバー要求パワー算出手段３１により、ドライバーの要求パワーが算出される。
【００８５】
次に、ステップＳ３２０では、制御部３０により、ステップＳ３１０で算出されたドライバーの要求パワーを実現するパワートレーン最適動作線１０２上の目標回転数Ｎｅ２、目標出力トルクＴｅ２、および、無段変速機２の目標変速比γ２が算出される。言い換えると、動作線上動作点Ｘ２が算出される。
【００８６】
次に、ステップＳ３３０では、制御部３０の要求パワー時間変化率算出手段３２により、要求パワーの時間的な変化率が算出される。
【００８７】
次に、ステップＳ３４０では、制御部３０により、ステップＳ３３０で算出された要求パワーの時間的な変化率が、予め定められた閾値以上であるか否かが判定される。その判定の結果、要求パワーの時間的な変化率が、上記閾値以上であると判定された場合（ステップＳ３４０−Ｙ）にはステップＳ３５０に進み、そうでない場合（ステップＳ３４０−Ｎ）には、ステップＳ３８０に進む。
【００８８】
ステップＳ３５０からステップＳ３８０までは、上記第１実施形態の変形例（図６）のステップＳ１３０からステップＳ１６０までと同様であることができる。中間動作点Ｘ１の目標回転数Ｎｅ１が、ステップＳ３２０で算出された目標回転数Ｎｅ２よりも小さくなるように、中間動作点Ｘ１（目標回転数Ｎｅ１、目標出力トルクＴｅ１、および無段変速機２の目標変速比γ１）を決定し（ステップＳ３５０）、エンジン１の動作点が中間動作点Ｘ１となるように、エンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ３６０）。要求パワーが実現されたと判定される（ステップＳ３７０−Ｙ）と、エンジン１の動作点が動作線上動作点Ｘ２となるように、エンジン１および無段変速機２を制御する（ステップＳ３８０）。ステップＳ３８０が実行されると、本制御フローは終了される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図２】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態のブロック図である。
【図３】従来の無段変速機の変速制御について説明するための図である。
【図４】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の変速制御について説明するための図である。
【図５】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態のパワートレーン効率およびパワートレーン最適動作線について説明するための図である。
【図６】本発明の車両走行制御装置の第１実施形態の変形例の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態のブロック図である。
【図８】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態において要求パワーの時間的な変化率が小さい場合の変速制御について説明するための図である。
【図９】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の車両走行制御装置の第２実施形態の変形例の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１ エンジン
２ 無段変速機
２０ 制御部
２１ 車速センサ
２２ エンジントルク検出手段
２３ アクセル開度センサ
３０ 制御部
３１ ドライバー要求パワー算出手段
３２ 要求パワー時間変化率算出手段
１０１ エンジン最適動作線
１０２ パワートレーン最適動作線
２００ エンジンの効率
２０１ 無段変速機の効率
２０２ パワートレーンの効率
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４ エンジン等燃費線
Ｐ１，Ｐ２ 等パワー線
Ｎｅ１，Ｎｅ２ 目標回転数
Ｔｅ１，Ｔｅ２ 目標出力トルク
γ１，γ２ 目標変速比
Ｓ１ 第一制御
Ｓ２ 第二制御
Ｘ１ 中間動作点
Ｘ２ 動作線上動作点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、
予め定められた前記内燃機関の複数の動作点のうち任意の前記動作点で前記内燃機関が運転されるように前記内燃機関および前記無段変速機を制御する制御手段と、
前記複数の動作点のうち、前記内燃機関と前記無段変速機とを含む前記車両のパワートレーンを適切な効率で動作させることができる前記動作点の集合として予め定められた動作線と、
運転者の要求駆動力を設定する設定手段と、
前記動作線上において前記設定された要求駆動力を実現できる前記動作点である動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段と、
前記設定された要求駆動力を実現でき、かつ、前記内燃機関の回転数が、現在の前記回転数と、前記動作線上動作点の前記回転数との間の値となる前記動作点である中間動作点を算出する中間動作点算出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記内燃機関が前記中間動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第一制御を実行する第一制御手段と、
前記内燃機関が前記動作線上動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第二制御を実行する第二制御手段とを有し、
前記設定された要求駆動力が増加した場合に、前記第一制御手段により前記第一制御が実行された後で、前記第二制御手段により前記第二制御が実行される
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両走行制御装置において、
前記中間動作点は、前記第一制御および前記第二制御が実行される場合の前記車両の燃費に基づいて設定される
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両走行制御装置において、
前記中間動作点は、前記第一制御における前記回転数の増加率が予め定められた増加率となるように設定される
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両走行制御装置において、
前記回転数の増加率とは、前記車両の車速の増加量に対する前記回転数の増加量の比率である
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両走行制御装置において、
前記設定された要求駆動力の増加量が予め定められた所定値以上である場合に、前記第一制御を実行する
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の動力を駆動軸に伝達する無段変速機とが搭載された車両を制御する車両走行制御装置であって、
予め定められた前記内燃機関の複数の動作点のうち任意の前記動作点で前記内燃機関が運転されるように前記内燃機関および前記無段変速機を制御する制御手段と、
前記複数の動作点のうち、前記内燃機関と前記無段変速機とを含む前記車両のパワートレーンを適切な効率で動作させることができる前記動作点の集合として予め定められた動作線と、
運転者の要求駆動力を設定する設定手段と、
前記動作線上において前記設定された要求駆動力を実現できる前記動作点である動作線上動作点を算出する動作線上動作点算出手段と、
前記設定された要求駆動力を実現でき、かつ、前記内燃機関の回転数が、現在の前記回転数と、前記動作線上動作点の前記回転数との間の値となる前記動作点である中間動作点を算出する中間動作点算出手段とを備え、
前記制御手段は、
前記内燃機関が前記中間動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第一制御を実行する第一制御手段と、
前記内燃機関が前記動作線上動作点で運転されるように、前記内燃機関および前記無段変速機を制御する第二制御を実行する第二制御手段とを有し、
前記設定された要求駆動力が増加した場合に、前記第一制御手段により前記第一制御が実行された後で、前記第二制御手段により前記第二制御が実行される
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両走行制御装置において、
前記中間動作点は、前記第一制御および前記第二制御が実行される場合の前記車両の燃費に基づいて設定される
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両走行制御装置において、
前記中間動作点は、前記第一制御における前記回転数の増加率が予め定められた増加率となるように設定される
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車両走行制御装置において、
前記回転数の増加率とは、前記車両の車速の増加量に対する前記回転数の増加量の比率である
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両走行制御装置において、
前記設定された要求駆動力の増加量が予め定められた所定値以上である場合に、前記第一制御を実行する
ことを特徴とする車両走行制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３００３（Ｐ２０１０−１３００３Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７５９９２（Ｐ２００８−１７５９９２）
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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