駆動力制御装置
【課題】加速時の不要なエンジン効率低下を防止することが可能な駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る駆動力制御装置では、駆動力制御装置５は、余裕駆動力Ｆｍと目標駆動力Ｆｒの差が閾値以下の場合に、吸気バルブの進角制御を行い、余裕駆動力Ｆｍが不足している場合には、吸気バルブの進角制御を行い、その進角量を、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、余裕駆動力Ｆｍに基づいて決定する。
【解決手段】本発明に係る駆動力制御装置では、駆動力制御装置５は、余裕駆動力Ｆｍと目標駆動力Ｆｒの差が閾値以下の場合に、吸気バルブの進角制御を行い、余裕駆動力Ｆｍが不足している場合には、吸気バルブの進角制御を行い、その進角量を、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、余裕駆動力Ｆｍに基づいて決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力制御装置に関し、特に、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、当該内燃機関の回転数が燃費を考慮して予め設定された回転数となるように変速比を制御される無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機は、無段階に変速比を変化させることが可能に構成されている。このため、無段変速機が搭載された車両の駆動力を制御する場合に、無段変速機の変速比を無段階に調節することにより、運転者の加速要求等に応じて比例的に駆動力を変化させることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１では、バルブタイミングと無段変速機の変速比とを協調制御して加速応答性と燃費との両立を図るために、出力要求量が所定値以上であることが出力要求判定手段で判定された場合に、吸気バルブの動作状態を高出力トルク側に制御するとともに、無段変速機の変速比を内燃機関の回転数が増大する方向に変更する出力増大手段と、吸気バルブの動作状態と無段変速機の変速比とが出力増大手段で制御されて車両の走行状態が所定の状態になった後、吸気バルブの動作状態を燃費効率に基づいて予め定められた動作状態に制御し、かつ無段変速機の変速比を内燃機関の回転数が燃費を考慮して予め定められた回転数となる変速比に制御する復帰手段とを備えた駆動力制御装置が開示されている。
【０００４】
かかる特許文献１によれば、吸気バルブの動作状態および無段変速機の変速比を出力要求量に基ついて決定するものであるが、吸気バルブの動作状態によりエンジン効率が異なるため、必ずしもエンジンの効率のよい状態を使いきれていなかったという問題がある。
【０００５】
また、無段変速機が組み合わされるバルブタイミングを制御可能なエンジンにおいて、必ずしもエンジンの効率が良い状態で運転できていなく、燃費が悪化する問題が生じていた。すなわち、無段変速機の変速制御において、エンジンの最も燃費率の良い動作点に合わせて目標回転速度を制御することが前提となる。しかしながら、従来のエンジン単体に対して、出力要求の大きさだけでバルブタイミングの進角量を決定していた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２９８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加速時の不要なエンジン効率低下を防止することが可能な駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度に基づいて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、最大駆動力と現在駆動力との差分で規定される余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、前記算出した余裕駆動力と前記算出した目標駆動力との差分が閾値以下の場合に、通常運転状態に比して、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させる当該吸気バルブの進角制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、前記吸気バルブの進角制御を行う場合に、前記吸気バルブの進角量を前記余裕駆動力に基づいて算出することが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置において、アクセル開度に基づいて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、最大駆動力と現在駆動力との差分で規定される余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、前記算出した余裕駆動力と前記算出した目標駆動力との差分が閾値以下の場合に、通常運転状態に比して、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させる当該吸気バルブの進角制御を行う制御手段と、を備えているので、加速時の不要なエンジン効率低下を防止することが可能な駆動力制御装置を提供することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る駆動力制御装置を適用した車両の駆動系の概略構成を示す図である。同図において、エンジン１の出力トルクは、無段変速機２へ伝達される。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の出力を図示しない駆動軸へ伝達する。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。
【００１３】
エンジン１および無段変速機２が搭載された車両（図示せず）には、車両の駆動力を制御する駆動力制御装置５が設けられている。駆動力制御装置５は、目標駆動力算出部６と、目標出力算出部７と、目標制御量算出部８と、制御部９とを備えている。駆動力制御装置５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、及びコモンバスを備えている。
【００１４】
目標駆動力算出部６は、アクセル開度（アクセル操作量）ａｃｃｐおよび車速ｓｐｄに基づいて、目標駆動力Ｆｒを算出する。目標駆動力算出部６には、アクセル開度検出手段３、および車速検出手段４が接続されている。アクセル開度検出手段３は、図示しないアクセルに対する運転者の操作量であるアクセル操作量を検出する。なお、アクセルとは、所謂アクセルペダルに限らず、運転者が要求する加速度（駆動力）を車両に指示する操作機器のことである。アクセル操作に基づいて、運転者の加速要求の大きさが検出（推定）される。アクセル開度検出手段３は、アクセルが全開とされた場合のアクセル開度を１００％とするアクセル開度ａｃｃｐを検出し、検出結果に対応する信号を目標駆動力算出部６に出力する。目標駆動力算出部６は、アクセル開度検出手段３から取得した信号に基づいてアクセル開度ａｃｃｐを検出する。
【００１５】
車速検出手段４は、車両の速度である車速ｓｐｄを検出するものである。車速検出手段４は、例えば、車速ｓｐｄに比例する無段変速機２の出力軸の回転数を検出し、検出結果に対応する信号を目標駆動力算出部６に出力する。目標駆動力算出部６は、車速検出手段４から取得した信号に基づいて車速ｓｐｄを検出する。
【００１６】
目標駆動力算出部６は、検出されたアクセル開度ａｃｃｐおよび車速ｓｐｄに基づいて、図２に示すマップを参照して目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）を算出する。図２において、横軸は車速ｓｐｄ、縦軸は駆動力ｆｏｒｃｅをそれぞれ示す。符号ａｃｃｐ１、ａｃｃｐ２、およびａｃｃｐ３は、アクセル開度ａｃｃｐの大きさに応じた車速ｓｐｄと目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）との関係を示す曲線である。ａｃｃｐ１からａｃｃｐ３の順でアクセル開度ａｃｃｐが大きな値となっている。図２に示すように、所定の車速ｓｐｄに対して、アクセル開度ａｃｃｐが大きな値となるほど、目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）が大きな値として算出される。目標駆動力算出部６は、算出された目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）、および車速ｓｐｄを目標出力算出部７に出力する。
【００１７】
目標出力算出部７は、目標駆動力算出部６から取得した目標駆動力Ｆｒおよび車速ｓｐｄに基づいて、エンジン１の目標パワー（目標出力）Ｐ（ｋＷ）を算出する。目標出力算出部７は、目標駆動力Ｆｒと車速ｓｐｄの乗算により目標パワーＰ（ｋＷ）を算出する。
【００１８】
目標制御量算出部８は、目標出力算出部７で算出された目標パワーＰ（ｋＷ）に基づいて、目標制御量を算出する。ここで、目標制御量は、エンジン１の回転速度Ｎｅの目標値である目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇ、および、エンジン１の出力トルクＴｅの目標値である目標エンジントルクＴｅｔｒｇである。目標制御量算出部８は、目標パワーＰおよび最適燃費線に基づいて、図３に示すマップを参照して、目標制御量（目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇ、目標エンジントルクＴｅｔｒｇ）を算出する。
【００１９】
図３において、横軸はエンジン回転速度Ｎｅ、縦軸はエンジン１の出力トルクＴｅをそれぞれ示す。符号Ｐ１，Ｐ２，およびＰ３は、エンジン１の出力（パワー）が等しくなる等パワー線を示す。エンジン１の動作点（回転速度Ｎｅと出力トルクＴｅ組み合わせ）が同一の等パワー線上にある場合には、エンジン１の出力（パワー）が等しくなる。符号Ｐ１で示す等パワー線から符号Ｐ３で示す等パワー線の順でエンジン１の出力が大きな値となる。
【００２０】
符号１０１は、エンジン１の最適燃費線を示す。最適燃費線１０１は、エンジン１を最適な燃費で（効率良く）運転できる運転領域を示す。エンジン１の動作点が最適燃費線１０１上にある場合には、燃費を優先してエンジン１を運転することができる。本実施形態では、必要なパワー（目標パワーＰ）と最適燃費線１０１とから目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇを算出する制御を基本とする。例えば、目標パワーＰに対応する等パワー線が符号Ｐ２で示す等パワー線である場合について説明すると、等パワー線Ｐ２と最適燃費線１０１との交点（動作点）Ｘ２を求める。符号Ｘ２で示す動作点と現在の動作点との関係に基づいて、動作点Ｘ２を目標の動作点として設定可能である場合には、動作点Ｘ２に対応する回転速度Ｎｅ２および出力トルクＴｅ２が、目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇとしてそれぞれ設定される。
【００２１】
定常的な走行状態においては、通常運転制御、すなわち、最適燃費線１０１に沿った最適燃費制御が行われる。しかしながら、上述したように、吸気バルブの動作状態によりエンジン効率が異なるため、必ずしもエンジン効率のよい状態を使いきれていなかったという問題がある。そこで、本実施の形態では、余裕駆動力Ｆｍ＝最大駆動力Ｆｍａｘ−現在駆動力Ｆ＝（最大エンジントルクＴｅｍａｘ−現在エンジントルクＴｅｉｎｉ）×変速比／タイヤ半径を算出する。そして、余裕駆動力Ｆｍと目標駆動力Ｆｒとの差分が閾値α以下の場合、すなわち、余裕駆動力Ｆｍが不足している場合には、通常運転制御（通常運転状態）に比して、吸気バルブタイミングを進角させた吸気バルブタイミングの進角制御（高出力制御）を行うことにより、エンジン１を高出力化（エンジントルクＵＰ）して、不要なエンジン効率低下を抑制する。他方、余裕駆動力Ｆｍと目標駆動力Ｆｒとの差分が閾値α以下でない場合、すなわち、余裕駆動力Ｆｍが余剰の場合には、吸気バルブタイミングの進角制御を行わないで、最適燃費制御（通常運転制御）を行う。
【００２２】
図４および図５は、余裕駆動力と目標駆動力の関係を説明するための図であり、図４は、目標駆動力Ｆｒに対して余裕駆動力Ｆｍが大きい場合、図５は、目標駆動力Ｆｒに対して余裕駆動力Ｆｍが小さい場合の一例をそれぞれ示している。図４および図５において、横軸はエンジン回転速度Ｎｅ、縦軸はエンジントルクＴｅを示しており、Ｔｅｍａｘは最大エンジントルク、Ｔｅｔｒｇは目標エンジントルク、Ｔｅｉｎｉは現在エンジントルクを示している。図４および図５の場合は、余裕駆動力Ｆｍ（＝（最大エンジントルクＴｅｍａｘ−現在エンジントルクＴｅｉｎｉ）×変速比／タイヤ半径）は同一であるが、図４の条件では、余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒの差が大きいため、最適燃費制御を行い、図５の条件では、余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒの差が小さいため、吸気バルブタイミングの進角制御を行う。
【００２３】
図１に戻り、算出された目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇは、目標制御量算出部８から制御部９へ出力される。制御部９は、エンジン１に接続されており、制御部９からエンジン１へ、エンジン１の運転状態を制御するための指令値が出力される。制御部９は、選択された運転状態に応じた吸気バルブの開閉タイミングでエンジン１を制御すると共に、目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇを実現するようにエンジン１を制御する。また、制御部９は、無段変速機２に接続されており、制御部９から無段変速機２へ変速比の目標値を示す信号が出力される。制御部９は、エンジン１の回転速度Ｎｅ（無段変速機２の入力回転数）を目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇとするように無段変速機２の変速比の目標値を決定する。無段変速機２は、制御部９から取得した変速比の目標値に従って変速を実行する。
【００２４】
ここで、図６を参照して、駆動力制御装置５に制御されるエンジン１について説明する。このエンジン１は、多気筒の筒内噴射式ガソリンエンジンである。エンジン１は、下部からクランクケース１０と、クランクケース１０の上部に設けられたシリンダブロック１１と、ヘッドガスケット（図示省略）を介してシリンダブロック１１の上部に設けられたシリンダヘッド１２とで外郭が形成されている。シリンダブロック１１の上部には、上下動可能にピストン１３が気筒数（図示では１つ）に応じて複数収容され、また、シリンダブロック１１の下部およびクランクケース１０により形成された収容部には、クランクシャフト１４が収容されている。各ピストン１３とクランクシャフト１４とは、コンロッド１５により連結されており、各ピストン１３の上下動作をクランクシャフト１４に伝達している。そして、上記シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびピストン１３により、ペントルーフ型の燃焼室１６が気筒数に応じて複数形成されている。
【００２５】
クランクケース１０には、クランク角センサ２０が配設されており、クランクシャフト１４の回転角度を検知している。クランク角センサ２０は、駆動力制御装置５に接続されており、駆動力制御装置５は、クランク角センサ２０の検出結果に基づいて、後述する点火プラグ４４による点火時期や、後述する燃料噴射弁４５による燃料の噴射時期を制御している。
【００２６】
シリンダブロック１１は、その内部に複数のピストン１３を収容するための複数のシリンダボア２４が形成されている。そして、各ピストン１３は、各シリンダボア２４に嵌合するように円柱状に形成されており、このシリンダボア２４内で上死点と下死点との間を上下動可能に支持されている。また、各ピストン１３のヘッド面には、ピストンキャビティ２５が没入形成されている。さらに、シリンダブロック１１の内部には、エンジン１を冷却する冷却水の冷却水循環通路となるウォータージャケット２６が形成されており、ウォータージャケット２６は各シリンダボア２４の周りを取り囲むように配設されている。そして、シリンダブロック１１には、冷却水の水温を検出するエンジン水温検出センサ２７が配設され、エンジン水温検出センサ２７は、駆動力制御装置５に接続されている。
【００２７】
シリンダヘッド１２は、その内部の各燃焼室１６に連通する複数の吸気ポート３０（図示では１つ）と、各吸気ポート３０に対向配置され、各燃焼室１６に連通する複数の排気ポート３１（図示では１つ）とが形成されている。複数の排気ポート３１には、その下流側に排気通路３６が接続されており、排気通路３６には、空燃比センサ（以下、Ａ／Ｆセンサ３７という）が設けられている。このとき、Ａ／Ｆセンサ３７は、エンジン１の燃焼サイクル毎に空燃比を検出可能となっていると共に、気筒毎に空燃比を検出可能となっている。
【００２８】
また、燃焼室１６と吸気ポート３０との間の吸気側連通口３２には、吸気バルブ３４が配設され、また、燃焼室１６と排気ポート３１との間の排気側連通口３３には、排気バルブ３５が配設されている。
【００２９】
吸気バルブ３４および排気バルブ３５は、ラッパ形状をなす末広がりの円錐状に形成されており、吸気側連通口３２および排気側連通口３３を開放する開放位置（下降端位置）と、吸気側連通口３２および排気側連通口３３を閉塞する閉塞位置（上昇端位置）との間で移動自在に構成されている。そして、吸気バルブ３４の基端部には吸気側カムシャフト４０が、また、排気バルブ３５の基端部には排気側カムシャフト４１が、それぞれ配設されており、各カムシャフト４０，４１が回転することにより吸気バルブ３４および排気バルブ３５が開閉可能となっている。また、このエンジン１の動弁機構は、運転状態に応じて吸気バルブ３４及び排気バルブ３５を最適な開閉タイミングに制御する可変動弁機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ-ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）５０となっている。この可変動弁手段としての可変動弁機構５０は、カムスプロケットに対するカムシャフト４０，４１の位相を変更し、吸気バルブ３４及び排気バルブ３５の開閉時期を進角又は遅角することができるものである。制御部９は、可変動弁機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ-ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）５０の動作を制御する。
【００３０】
また、燃焼室１６の頂部には、先端部が突出するように点火プラグ４４が配設され、また、シリンダヘッド１２の吸気ポート３０の下部には、燃焼室１６の壁面から燃料を噴射する燃料噴射弁４５が配設されている。
【００３１】
ここで、エンジン１の各気筒における一燃焼サイクルの燃焼動作について説明する。燃焼サイクルでは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程が順に行われている。
【００３２】
吸気行程では、ピストン１３が上死点から下死点へ向けて移動を開始すると共に、吸気バルブ３４を下降移動させて吸気側連通口３２を開放する。すると、燃焼室１６の負圧により空気が吸気側連通口３２を介して燃焼室１６内に吸入され、この後、吸気バルブ３４を上昇移動させて吸気側連通口３２を閉塞する。このとき、燃料噴射弁４５から燃料の噴射が開始され、吸入された空気と燃料とが混合して混合気となる。
【００３３】
圧縮行程では、ピストン１３が下死点から上死点へ向けて移動する。ピストン１３が上死点に移動すると、この移動に伴って混合気は圧縮される。そして、ピストン１３が上死点近傍に達すると、点火プラグ４４をスパークさせて、混合気に着火する。なお、燃料噴射弁４５からの燃料噴射は、点火プラグ４４の放電前に終了している。
【００３４】
膨張行程では、着火による混合気の燃焼により、混合気が膨張（爆発）して、ピストン１３を上死点から下死点へ向けて移動させる。
【００３５】
排気行程では、下死点へ到達したピストン１３が、慣性により再び上死点へ向けて移動する。このとき、排気バルブ３５を下降移動させて排気側連通口３３を開放し、ピストン１３の上死点への移動に伴って、燃焼後の排気ガスを排気側連通口３３から排出させる。排気ガスの排出後、排気バルブ３５を上昇移動させて排気側連通口３３を閉塞する。
【００３６】
以上の燃焼サイクルを繰り返し行うことで、各ピストン１３を上下動作させ、この動力をコンロッド１５を介してクランクシャフト１４に伝達することで、エンジン１は駆動力を得ることができる。
【００３７】
つぎに、上記図１の駆動力制御装置５の駆動力制御を説明する。図７は、図１の駆動力制御装置５の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。図７において、まず、加速要求か否かを判断する（ステップＳ１）。加速要求でない場合には（ステップＳ１の「Ｎｏ」）、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。他方、加速要求である場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≧閾値Ｔｈ１であるか否かを判断する（ステップＳ２）。現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≧閾値Ｔｈ１でない場合には（ステップＳ２の「Ｎｏ」）、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。他方、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≧閾値Ｔｈ１である場合には（ステップＳ２の「Ｙｅｓ」）、余裕駆動力Ｆｍ＝最大駆動力Ｆｍａｘ−現在駆動力Ｆを算出する（ステップＳ３）。
【００３８】
つぎに、余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αであるか否かを判断する（ステップＳ４）。余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αでない場合には（ステップＳ４の「Ｎｏ」）、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αである場合には（ステップＳ４の「Ｙｅｓ」）、吸気バルブ３４をＶＶＴ進角とし（ステップＳ５）、高出力制御を開始する（ステップＳ６）。そして、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２であるか否かを判定する（ステップＳ７）。現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２でない場合には（ステップＳ７の「Ｎｏ」）、ステップＳ４に戻る一方、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２である場合には（ステップＳ７の「Ｙｅｓ」）、高出力制御を停止して、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。
【００３９】
図８は、上記駆動力制御に関するタイミングチャートの一例であり、余裕駆動力Ｆｒ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αを満たさなくなった場合に、高出力制御を停止する場合を示している。同図において、（Ａ）はアクセル開度、（Ｂ）は駆動力、（Ｃ）はエンジン回転速度、（Ｄ）はＶＶＴ進角量の推移の一例を示している。
【００４０】
同図において、ｔ１で余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αとなるので、ＶＶＴ進角として高出力制御を行う。ｔ２で余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αを満たさなくなるので、高出力制御を停止して、最適燃費制御を行う。
【００４１】
図９は、上記駆動力制御に関するタイミングチャートの一例であり、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２となり、高出力制御を停止する場合を示している。同図において、（Ａ）はアクセル開度、（Ｂ）は駆動力、（Ｃ）はエンジン回転速度、（Ｄ）はＶＶＴ進角量の推移の一例を示している。
【００４２】
同図において、アクセルが踏み込まれ、ｔ１で余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αとなったので、ＶＶＴ進角として高出力制御を行う。この後、ｔ２で現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２となるので、高出力制御を停止して、最適燃費制御を行う。
【００４３】
以上説明したように、実施の形態１によれば、余裕駆動力Ｆｍ（＝最大駆動力Ｆｍａｘ−現在駆動力Ｆ）と目標駆動力Ｆｒの差が閾値以下の場合に、吸気バルブ３４の進角制御を行うこととしたので、余裕駆動力Ｆｍが不足している場合には、吸気バルブ３４の進角制御を行ってエンジンを高出力化（エンジントルクＵＰ）することができ、加速時の不要なエンジン効率低下を抑制することが可能となる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２では、駆動力制御装置５は、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、余裕駆動力Ｆｍに基づいて、吸気バルブ３４のＶＶＴ進角量を決定する。
【００４５】
図１０は、実施の形態２に係る駆動力制御装置５の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。図１１は、実施の形態２に係る駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。図１０において、図７と同様な処理を行うステップには同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図１０のステップＳ１０では、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、および余裕駆動力Ｆｍと吸気バルブのＶＶＴ進角量を関連づけたマップを参照して、現在エンジン回転速度Ｎｅｉｎｉ、現在エンジントルクＴｅｉｎｉ、および余裕駆動力Ｆｍに基づいて、ＶＶＴ進角量を決定する。これにより、余裕駆動力Ｆｍの大きさに応じて、連続的に吸気バルブ３４の開閉タイミングの進角量を決定できるため、幅広い走行条件において必要な駆動力が得ることができ、また、不必要なエンジン効率の低下状態を防ぐことが可能となり、ドライバビリティと燃費の向上を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る駆動力制御装置は、加速時の不要なエンジン効率低下を防止する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る駆動力制御装置を適用した車両の駆動系の概略構成を示す図である。
【図２】アクセル開度および車速と目標駆動力との対応関係を示す図である。
【図３】目標パワーと目標制御量との対応関係を示す図である。
【図４】目標駆動力に対して余裕駆動力が大きい場合を示す図である。
【図５】目標駆動力に対して余裕駆動力が小さい場合を示す図である。
【図６】図１のエンジンの概略構成を示す図である。
【図７】図１の駆動力制御装置の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図９】駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る駆動力制御装置の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ エンジン
２ 無段変速機
３ アクセル開度検出手段
４ 車速検出手段
５ 駆動力制御装置
６ 目標駆動力算出部
７ 目標出力算出部
８ 目標制御量算出部
９ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力制御装置に関し、特に、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、当該内燃機関の回転数が燃費を考慮して予め設定された回転数となるように変速比を制御される無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機は、無段階に変速比を変化させることが可能に構成されている。このため、無段変速機が搭載された車両の駆動力を制御する場合に、無段変速機の変速比を無段階に調節することにより、運転者の加速要求等に応じて比例的に駆動力を変化させることができる。
【０００３】
例えば、特許文献１では、バルブタイミングと無段変速機の変速比とを協調制御して加速応答性と燃費との両立を図るために、出力要求量が所定値以上であることが出力要求判定手段で判定された場合に、吸気バルブの動作状態を高出力トルク側に制御するとともに、無段変速機の変速比を内燃機関の回転数が増大する方向に変更する出力増大手段と、吸気バルブの動作状態と無段変速機の変速比とが出力増大手段で制御されて車両の走行状態が所定の状態になった後、吸気バルブの動作状態を燃費効率に基づいて予め定められた動作状態に制御し、かつ無段変速機の変速比を内燃機関の回転数が燃費を考慮して予め定められた回転数となる変速比に制御する復帰手段とを備えた駆動力制御装置が開示されている。
【０００４】
かかる特許文献１によれば、吸気バルブの動作状態および無段変速機の変速比を出力要求量に基ついて決定するものであるが、吸気バルブの動作状態によりエンジン効率が異なるため、必ずしもエンジンの効率のよい状態を使いきれていなかったという問題がある。
【０００５】
また、無段変速機が組み合わされるバルブタイミングを制御可能なエンジンにおいて、必ずしもエンジンの効率が良い状態で運転できていなく、燃費が悪化する問題が生じていた。すなわち、無段変速機の変速制御において、エンジンの最も燃費率の良い動作点に合わせて目標回転速度を制御することが前提となる。しかしながら、従来のエンジン単体に対して、出力要求の大きさだけでバルブタイミングの進角量を決定していた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２９８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加速時の不要なエンジン効率低下を防止することが可能な駆動力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度に基づいて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、最大駆動力と現在駆動力との差分で規定される余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、前記算出した余裕駆動力と前記算出した目標駆動力との差分が閾値以下の場合に、通常運転状態に比して、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させる当該吸気バルブの進角制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、前記吸気バルブの進角制御を行う場合に、前記吸気バルブの進角量を前記余裕駆動力に基づいて算出することが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置において、アクセル開度に基づいて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、最大駆動力と現在駆動力との差分で規定される余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、前記算出した余裕駆動力と前記算出した目標駆動力との差分が閾値以下の場合に、通常運転状態に比して、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させる当該吸気バルブの進角制御を行う制御手段と、を備えているので、加速時の不要なエンジン効率低下を防止することが可能な駆動力制御装置を提供することが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る駆動力制御装置を適用した車両の駆動系の概略構成を示す図である。同図において、エンジン１の出力トルクは、無段変速機２へ伝達される。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の出力を図示しない駆動軸へ伝達する。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。
【００１３】
エンジン１および無段変速機２が搭載された車両（図示せず）には、車両の駆動力を制御する駆動力制御装置５が設けられている。駆動力制御装置５は、目標駆動力算出部６と、目標出力算出部７と、目標制御量算出部８と、制御部９とを備えている。駆動力制御装置５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、及びコモンバスを備えている。
【００１４】
目標駆動力算出部６は、アクセル開度（アクセル操作量）ａｃｃｐおよび車速ｓｐｄに基づいて、目標駆動力Ｆｒを算出する。目標駆動力算出部６には、アクセル開度検出手段３、および車速検出手段４が接続されている。アクセル開度検出手段３は、図示しないアクセルに対する運転者の操作量であるアクセル操作量を検出する。なお、アクセルとは、所謂アクセルペダルに限らず、運転者が要求する加速度（駆動力）を車両に指示する操作機器のことである。アクセル操作に基づいて、運転者の加速要求の大きさが検出（推定）される。アクセル開度検出手段３は、アクセルが全開とされた場合のアクセル開度を１００％とするアクセル開度ａｃｃｐを検出し、検出結果に対応する信号を目標駆動力算出部６に出力する。目標駆動力算出部６は、アクセル開度検出手段３から取得した信号に基づいてアクセル開度ａｃｃｐを検出する。
【００１５】
車速検出手段４は、車両の速度である車速ｓｐｄを検出するものである。車速検出手段４は、例えば、車速ｓｐｄに比例する無段変速機２の出力軸の回転数を検出し、検出結果に対応する信号を目標駆動力算出部６に出力する。目標駆動力算出部６は、車速検出手段４から取得した信号に基づいて車速ｓｐｄを検出する。
【００１６】
目標駆動力算出部６は、検出されたアクセル開度ａｃｃｐおよび車速ｓｐｄに基づいて、図２に示すマップを参照して目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）を算出する。図２において、横軸は車速ｓｐｄ、縦軸は駆動力ｆｏｒｃｅをそれぞれ示す。符号ａｃｃｐ１、ａｃｃｐ２、およびａｃｃｐ３は、アクセル開度ａｃｃｐの大きさに応じた車速ｓｐｄと目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）との関係を示す曲線である。ａｃｃｐ１からａｃｃｐ３の順でアクセル開度ａｃｃｐが大きな値となっている。図２に示すように、所定の車速ｓｐｄに対して、アクセル開度ａｃｃｐが大きな値となるほど、目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）が大きな値として算出される。目標駆動力算出部６は、算出された目標駆動力Ｆｒ（Ｎ）、および車速ｓｐｄを目標出力算出部７に出力する。
【００１７】
目標出力算出部７は、目標駆動力算出部６から取得した目標駆動力Ｆｒおよび車速ｓｐｄに基づいて、エンジン１の目標パワー（目標出力）Ｐ（ｋＷ）を算出する。目標出力算出部７は、目標駆動力Ｆｒと車速ｓｐｄの乗算により目標パワーＰ（ｋＷ）を算出する。
【００１８】
目標制御量算出部８は、目標出力算出部７で算出された目標パワーＰ（ｋＷ）に基づいて、目標制御量を算出する。ここで、目標制御量は、エンジン１の回転速度Ｎｅの目標値である目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇ、および、エンジン１の出力トルクＴｅの目標値である目標エンジントルクＴｅｔｒｇである。目標制御量算出部８は、目標パワーＰおよび最適燃費線に基づいて、図３に示すマップを参照して、目標制御量（目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇ、目標エンジントルクＴｅｔｒｇ）を算出する。
【００１９】
図３において、横軸はエンジン回転速度Ｎｅ、縦軸はエンジン１の出力トルクＴｅをそれぞれ示す。符号Ｐ１，Ｐ２，およびＰ３は、エンジン１の出力（パワー）が等しくなる等パワー線を示す。エンジン１の動作点（回転速度Ｎｅと出力トルクＴｅ組み合わせ）が同一の等パワー線上にある場合には、エンジン１の出力（パワー）が等しくなる。符号Ｐ１で示す等パワー線から符号Ｐ３で示す等パワー線の順でエンジン１の出力が大きな値となる。
【００２０】
符号１０１は、エンジン１の最適燃費線を示す。最適燃費線１０１は、エンジン１を最適な燃費で（効率良く）運転できる運転領域を示す。エンジン１の動作点が最適燃費線１０１上にある場合には、燃費を優先してエンジン１を運転することができる。本実施形態では、必要なパワー（目標パワーＰ）と最適燃費線１０１とから目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇを算出する制御を基本とする。例えば、目標パワーＰに対応する等パワー線が符号Ｐ２で示す等パワー線である場合について説明すると、等パワー線Ｐ２と最適燃費線１０１との交点（動作点）Ｘ２を求める。符号Ｘ２で示す動作点と現在の動作点との関係に基づいて、動作点Ｘ２を目標の動作点として設定可能である場合には、動作点Ｘ２に対応する回転速度Ｎｅ２および出力トルクＴｅ２が、目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇとしてそれぞれ設定される。
【００２１】
定常的な走行状態においては、通常運転制御、すなわち、最適燃費線１０１に沿った最適燃費制御が行われる。しかしながら、上述したように、吸気バルブの動作状態によりエンジン効率が異なるため、必ずしもエンジン効率のよい状態を使いきれていなかったという問題がある。そこで、本実施の形態では、余裕駆動力Ｆｍ＝最大駆動力Ｆｍａｘ−現在駆動力Ｆ＝（最大エンジントルクＴｅｍａｘ−現在エンジントルクＴｅｉｎｉ）×変速比／タイヤ半径を算出する。そして、余裕駆動力Ｆｍと目標駆動力Ｆｒとの差分が閾値α以下の場合、すなわち、余裕駆動力Ｆｍが不足している場合には、通常運転制御（通常運転状態）に比して、吸気バルブタイミングを進角させた吸気バルブタイミングの進角制御（高出力制御）を行うことにより、エンジン１を高出力化（エンジントルクＵＰ）して、不要なエンジン効率低下を抑制する。他方、余裕駆動力Ｆｍと目標駆動力Ｆｒとの差分が閾値α以下でない場合、すなわち、余裕駆動力Ｆｍが余剰の場合には、吸気バルブタイミングの進角制御を行わないで、最適燃費制御（通常運転制御）を行う。
【００２２】
図４および図５は、余裕駆動力と目標駆動力の関係を説明するための図であり、図４は、目標駆動力Ｆｒに対して余裕駆動力Ｆｍが大きい場合、図５は、目標駆動力Ｆｒに対して余裕駆動力Ｆｍが小さい場合の一例をそれぞれ示している。図４および図５において、横軸はエンジン回転速度Ｎｅ、縦軸はエンジントルクＴｅを示しており、Ｔｅｍａｘは最大エンジントルク、Ｔｅｔｒｇは目標エンジントルク、Ｔｅｉｎｉは現在エンジントルクを示している。図４および図５の場合は、余裕駆動力Ｆｍ（＝（最大エンジントルクＴｅｍａｘ−現在エンジントルクＴｅｉｎｉ）×変速比／タイヤ半径）は同一であるが、図４の条件では、余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒの差が大きいため、最適燃費制御を行い、図５の条件では、余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒの差が小さいため、吸気バルブタイミングの進角制御を行う。
【００２３】
図１に戻り、算出された目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇは、目標制御量算出部８から制御部９へ出力される。制御部９は、エンジン１に接続されており、制御部９からエンジン１へ、エンジン１の運転状態を制御するための指令値が出力される。制御部９は、選択された運転状態に応じた吸気バルブの開閉タイミングでエンジン１を制御すると共に、目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇおよび目標エンジントルクＴｅｔｒｇを実現するようにエンジン１を制御する。また、制御部９は、無段変速機２に接続されており、制御部９から無段変速機２へ変速比の目標値を示す信号が出力される。制御部９は、エンジン１の回転速度Ｎｅ（無段変速機２の入力回転数）を目標エンジン回転速度Ｎｅｔｒｇとするように無段変速機２の変速比の目標値を決定する。無段変速機２は、制御部９から取得した変速比の目標値に従って変速を実行する。
【００２４】
ここで、図６を参照して、駆動力制御装置５に制御されるエンジン１について説明する。このエンジン１は、多気筒の筒内噴射式ガソリンエンジンである。エンジン１は、下部からクランクケース１０と、クランクケース１０の上部に設けられたシリンダブロック１１と、ヘッドガスケット（図示省略）を介してシリンダブロック１１の上部に設けられたシリンダヘッド１２とで外郭が形成されている。シリンダブロック１１の上部には、上下動可能にピストン１３が気筒数（図示では１つ）に応じて複数収容され、また、シリンダブロック１１の下部およびクランクケース１０により形成された収容部には、クランクシャフト１４が収容されている。各ピストン１３とクランクシャフト１４とは、コンロッド１５により連結されており、各ピストン１３の上下動作をクランクシャフト１４に伝達している。そして、上記シリンダブロック１１、シリンダヘッド１２およびピストン１３により、ペントルーフ型の燃焼室１６が気筒数に応じて複数形成されている。
【００２５】
クランクケース１０には、クランク角センサ２０が配設されており、クランクシャフト１４の回転角度を検知している。クランク角センサ２０は、駆動力制御装置５に接続されており、駆動力制御装置５は、クランク角センサ２０の検出結果に基づいて、後述する点火プラグ４４による点火時期や、後述する燃料噴射弁４５による燃料の噴射時期を制御している。
【００２６】
シリンダブロック１１は、その内部に複数のピストン１３を収容するための複数のシリンダボア２４が形成されている。そして、各ピストン１３は、各シリンダボア２４に嵌合するように円柱状に形成されており、このシリンダボア２４内で上死点と下死点との間を上下動可能に支持されている。また、各ピストン１３のヘッド面には、ピストンキャビティ２５が没入形成されている。さらに、シリンダブロック１１の内部には、エンジン１を冷却する冷却水の冷却水循環通路となるウォータージャケット２６が形成されており、ウォータージャケット２６は各シリンダボア２４の周りを取り囲むように配設されている。そして、シリンダブロック１１には、冷却水の水温を検出するエンジン水温検出センサ２７が配設され、エンジン水温検出センサ２７は、駆動力制御装置５に接続されている。
【００２７】
シリンダヘッド１２は、その内部の各燃焼室１６に連通する複数の吸気ポート３０（図示では１つ）と、各吸気ポート３０に対向配置され、各燃焼室１６に連通する複数の排気ポート３１（図示では１つ）とが形成されている。複数の排気ポート３１には、その下流側に排気通路３６が接続されており、排気通路３６には、空燃比センサ（以下、Ａ／Ｆセンサ３７という）が設けられている。このとき、Ａ／Ｆセンサ３７は、エンジン１の燃焼サイクル毎に空燃比を検出可能となっていると共に、気筒毎に空燃比を検出可能となっている。
【００２８】
また、燃焼室１６と吸気ポート３０との間の吸気側連通口３２には、吸気バルブ３４が配設され、また、燃焼室１６と排気ポート３１との間の排気側連通口３３には、排気バルブ３５が配設されている。
【００２９】
吸気バルブ３４および排気バルブ３５は、ラッパ形状をなす末広がりの円錐状に形成されており、吸気側連通口３２および排気側連通口３３を開放する開放位置（下降端位置）と、吸気側連通口３２および排気側連通口３３を閉塞する閉塞位置（上昇端位置）との間で移動自在に構成されている。そして、吸気バルブ３４の基端部には吸気側カムシャフト４０が、また、排気バルブ３５の基端部には排気側カムシャフト４１が、それぞれ配設されており、各カムシャフト４０，４１が回転することにより吸気バルブ３４および排気バルブ３５が開閉可能となっている。また、このエンジン１の動弁機構は、運転状態に応じて吸気バルブ３４及び排気バルブ３５を最適な開閉タイミングに制御する可変動弁機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ-ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）５０となっている。この可変動弁手段としての可変動弁機構５０は、カムスプロケットに対するカムシャフト４０，４１の位相を変更し、吸気バルブ３４及び排気バルブ３５の開閉時期を進角又は遅角することができるものである。制御部９は、可変動弁機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ-ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）５０の動作を制御する。
【００３０】
また、燃焼室１６の頂部には、先端部が突出するように点火プラグ４４が配設され、また、シリンダヘッド１２の吸気ポート３０の下部には、燃焼室１６の壁面から燃料を噴射する燃料噴射弁４５が配設されている。
【００３１】
ここで、エンジン１の各気筒における一燃焼サイクルの燃焼動作について説明する。燃焼サイクルでは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程が順に行われている。
【００３２】
吸気行程では、ピストン１３が上死点から下死点へ向けて移動を開始すると共に、吸気バルブ３４を下降移動させて吸気側連通口３２を開放する。すると、燃焼室１６の負圧により空気が吸気側連通口３２を介して燃焼室１６内に吸入され、この後、吸気バルブ３４を上昇移動させて吸気側連通口３２を閉塞する。このとき、燃料噴射弁４５から燃料の噴射が開始され、吸入された空気と燃料とが混合して混合気となる。
【００３３】
圧縮行程では、ピストン１３が下死点から上死点へ向けて移動する。ピストン１３が上死点に移動すると、この移動に伴って混合気は圧縮される。そして、ピストン１３が上死点近傍に達すると、点火プラグ４４をスパークさせて、混合気に着火する。なお、燃料噴射弁４５からの燃料噴射は、点火プラグ４４の放電前に終了している。
【００３４】
膨張行程では、着火による混合気の燃焼により、混合気が膨張（爆発）して、ピストン１３を上死点から下死点へ向けて移動させる。
【００３５】
排気行程では、下死点へ到達したピストン１３が、慣性により再び上死点へ向けて移動する。このとき、排気バルブ３５を下降移動させて排気側連通口３３を開放し、ピストン１３の上死点への移動に伴って、燃焼後の排気ガスを排気側連通口３３から排出させる。排気ガスの排出後、排気バルブ３５を上昇移動させて排気側連通口３３を閉塞する。
【００３６】
以上の燃焼サイクルを繰り返し行うことで、各ピストン１３を上下動作させ、この動力をコンロッド１５を介してクランクシャフト１４に伝達することで、エンジン１は駆動力を得ることができる。
【００３７】
つぎに、上記図１の駆動力制御装置５の駆動力制御を説明する。図７は、図１の駆動力制御装置５の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。図７において、まず、加速要求か否かを判断する（ステップＳ１）。加速要求でない場合には（ステップＳ１の「Ｎｏ」）、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。他方、加速要求である場合には（ステップＳ１の「Ｙｅｓ」）、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≧閾値Ｔｈ１であるか否かを判断する（ステップＳ２）。現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≧閾値Ｔｈ１でない場合には（ステップＳ２の「Ｎｏ」）、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。他方、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≧閾値Ｔｈ１である場合には（ステップＳ２の「Ｙｅｓ」）、余裕駆動力Ｆｍ＝最大駆動力Ｆｍａｘ−現在駆動力Ｆを算出する（ステップＳ３）。
【００３８】
つぎに、余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αであるか否かを判断する（ステップＳ４）。余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αでない場合には（ステップＳ４の「Ｎｏ」）、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αである場合には（ステップＳ４の「Ｙｅｓ」）、吸気バルブ３４をＶＶＴ進角とし（ステップＳ５）、高出力制御を開始する（ステップＳ６）。そして、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２であるか否かを判定する（ステップＳ７）。現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２でない場合には（ステップＳ７の「Ｎｏ」）、ステップＳ４に戻る一方、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２である場合には（ステップＳ７の「Ｙｅｓ」）、高出力制御を停止して、最適燃費制御を行う（ステップＳ８）。
【００３９】
図８は、上記駆動力制御に関するタイミングチャートの一例であり、余裕駆動力Ｆｒ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αを満たさなくなった場合に、高出力制御を停止する場合を示している。同図において、（Ａ）はアクセル開度、（Ｂ）は駆動力、（Ｃ）はエンジン回転速度、（Ｄ）はＶＶＴ進角量の推移の一例を示している。
【００４０】
同図において、ｔ１で余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αとなるので、ＶＶＴ進角として高出力制御を行う。ｔ２で余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αを満たさなくなるので、高出力制御を停止して、最適燃費制御を行う。
【００４１】
図９は、上記駆動力制御に関するタイミングチャートの一例であり、現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２となり、高出力制御を停止する場合を示している。同図において、（Ａ）はアクセル開度、（Ｂ）は駆動力、（Ｃ）はエンジン回転速度、（Ｄ）はＶＶＴ進角量の推移の一例を示している。
【００４２】
同図において、アクセルが踏み込まれ、ｔ１で余裕駆動力Ｆｍ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値αとなったので、ＶＶＴ進角として高出力制御を行う。この後、ｔ２で現在駆動力Ｆ−目標駆動力Ｆｒ≦閾値Ｔｈ２となるので、高出力制御を停止して、最適燃費制御を行う。
【００４３】
以上説明したように、実施の形態１によれば、余裕駆動力Ｆｍ（＝最大駆動力Ｆｍａｘ−現在駆動力Ｆ）と目標駆動力Ｆｒの差が閾値以下の場合に、吸気バルブ３４の進角制御を行うこととしたので、余裕駆動力Ｆｍが不足している場合には、吸気バルブ３４の進角制御を行ってエンジンを高出力化（エンジントルクＵＰ）することができ、加速時の不要なエンジン効率低下を抑制することが可能となる。
【００４４】
（実施の形態２）
実施の形態２では、駆動力制御装置５は、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、余裕駆動力Ｆｍに基づいて、吸気バルブ３４のＶＶＴ進角量を決定する。
【００４５】
図１０は、実施の形態２に係る駆動力制御装置５の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。図１１は、実施の形態２に係る駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。図１０において、図７と同様な処理を行うステップには同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。図１０のステップＳ１０では、エンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅ、および余裕駆動力Ｆｍと吸気バルブのＶＶＴ進角量を関連づけたマップを参照して、現在エンジン回転速度Ｎｅｉｎｉ、現在エンジントルクＴｅｉｎｉ、および余裕駆動力Ｆｍに基づいて、ＶＶＴ進角量を決定する。これにより、余裕駆動力Ｆｍの大きさに応じて、連続的に吸気バルブ３４の開閉タイミングの進角量を決定できるため、幅広い走行条件において必要な駆動力が得ることができ、また、不必要なエンジン効率の低下状態を防ぐことが可能となり、ドライバビリティと燃費の向上を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係る駆動力制御装置は、加速時の不要なエンジン効率低下を防止する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る駆動力制御装置を適用した車両の駆動系の概略構成を示す図である。
【図２】アクセル開度および車速と目標駆動力との対応関係を示す図である。
【図３】目標パワーと目標制御量との対応関係を示す図である。
【図４】目標駆動力に対して余裕駆動力が大きい場合を示す図である。
【図５】目標駆動力に対して余裕駆動力が小さい場合を示す図である。
【図６】図１のエンジンの概略構成を示す図である。
【図７】図１の駆動力制御装置の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図９】駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態２に係る駆動力制御装置の駆動力制御を説明するためのフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る駆動力制御に関するタイミングチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ エンジン
２ 無段変速機
３ アクセル開度検出手段
４ 車速検出手段
５ 駆動力制御装置
６ 目標駆動力算出部
７ 目標出力算出部
８ 目標制御量算出部
９ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度に基づいて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、
最大駆動力と現在駆動力との差分で規定される余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、
前記算出した余裕駆動力と前記算出した目標駆動力との差分が閾値以下の場合に、通常運転状態に比して、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させる当該吸気バルブの進角制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記吸気バルブの進角制御を行う場合に、前記吸気バルブの進角量を前記余裕駆動力に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項１】
吸気バルブの開閉タイミングを変更可能な内燃機関に、無段変速機が連結された車両の駆動力制御装置において、
アクセル開度に基づいて目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段と、
最大駆動力と現在駆動力との差分で規定される余裕駆動力を算出する余裕駆動力算出手段と、
前記算出した余裕駆動力と前記算出した目標駆動力との差分が閾値以下の場合に、通常運転状態に比して、前記吸気バルブの開閉タイミングを進角させる当該吸気バルブの進角制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記吸気バルブの進角制御を行う場合に、前記吸気バルブの進角量を前記余裕駆動力に基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−５３７１５（Ｐ２０１０−５３７１５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１７０３９（Ｐ２００８−２１７０３９）
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【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３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【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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