KR101565459B1 - 차량의 구동력 제어 장치 - Google Patents

Abstract

운전자에 의해 감속 조작되는 브레이크 조작 기구의 조작량에 기초하여 요구제동력을 구함과 함께, 차량의 전체로서의 제동력이 상기 요구 제동력이 되도록, 가속력 및 제동력을 발생시키는 구동력원을 포함하는 파워 플랜트에 의한 제동력과 상기 브레이크 조작 기구가 조작됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 기구에 의한 제동력을 협조하여 제어하도록 구성된 차량의 구동력 제어 장치로서, 상기 차량의 횡가속도를 포함하는 가속도 정보를 검출함과 함께, 상기 브레이크 조작 기구가 조작된 경우에, 상기 파워 플랜트에 의한 제동력을, 상기 가속도 정보에 기초하여 제어하도록 구성되어 있다.

Description

차량의 구동력 제어 장치{VEHICLE DRIVING FORCE CONTROL APPARATUS}

본 발명은, 차량의 정(正) 또는 부(負)의 구동력을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 특히 선회 주행시에 있어서의 구동력을 제어하는 장치에 관한 것이다.

차량의 속도 또는 구동력을 변화시키기 위한 주된 장치는, 내연 기관인 엔진이나 모터 등의 구동력원(源)이며, 액셀러레이터 페달 등의 가감속 조작 기구에 의해 제어된다. 또, 수동 또는 자동의 변속기에 의해 구동력을 변화시키고, 그것에 의해 차속을 변화시킬 수 있다. 또한, 브레이크 장치는, 구동력을 증대시킬 수는 없지만, 구동력을 감하여 차속을 저하시킬 수 있다. 한편, 구동력은 차량을 주행시키고, 또한 차속을 증감시키도록 작용할 뿐만 아니라, 선회 성능에도 크게 영향을 주며, 예를 들면 구동력을 증대시킨 경우, 스티어링 특성이, 차량의 구조에 따라, 오버 스티어링 경향이 되거나, 또는 반대로 언더 스티어링 경향이 된다. 그 때문에, 차량의 거동의 안정화를 위하여, 또는 주행 안정성의 향상을 위하여, 차속 또는 구동력을 변화시킬 수 있는 각 장치를 단독으로 제어하지 않고, 서로 관련 지어 제어하는 것이 바람직하다.

그래서 예를 들면, 일본 특허 공개 제2007-296959호 공보에는, 브레이크 장치에 의한 제동력과 파워 플랜트에 의한 제동력을 서로 관련지어 제어하도록 구성된 장치가 기재되어 있다. 구체적으로 설명하면, 일본 특허 공개 제2007-296959호 공보에 기재된 장치에서는, 브레이크 페달의 밟음량 또는 밟는 힘에 기초하여 목표 감속도가 구해지고, 그 목표 감속도에 기초하여 브레이크 장치가 제어된다. 브레이크 장치가 제어됨으로써 제동력이 발생하여 차속이 저하되므로, 차속에 기초하여 판정되는 감속도가, 상기의 목표 감속도가 되도록 변속비가 제어된다. 즉, 변속비가 증대된다.

또, 일본 특허 공개 제2006-97862호 공보에는, 변속기와 제동 장치를 협조 제어함으로써 감속도를 발생시키도록 구성된 장치가 기재되어 있고, 특히 이 일본 특허 공개 제2006-97862호 공보에 기재된 장치는, 운전 지향이 이른바 스포츠 지향인 경우에는, 변속기에 의해 발생시키는 감속도의 비율을 크게 하도록 구성되어 있다. 또한, 운전자의 스포츠 지향의 정도 또는 운전 지향을 판정하기 위한 장치의 일례가 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있다. 이 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재된 장치는, 차량의 전후 가속도와 횡(橫)가속도를 합성한 가속도(합성 가속도)에 기초하여 운전 지향을 판정하도록 구성되어 있다. 또, 판정된 운전 지향에 기초하여 구동력을 제어하는 장치가, 일본 특허 공개 제2007-297958호 공보에 기재되어 있고, 이 일본 특허 공개 제2007-297958호 공보에 기재된 장치에서는, 스포츠 지향이 강한 것이 판정되어 있는 경우, 코너에 진입할 때의 액셀러레이터 오프에서의 구동력이, 스포츠 지향이 낮은 경우에 비하여, 더 큰 감속도가 발생시키도록 제어된다.

그러나, 일본 특허 공개 제2007-296959호 공보에 기재된 장치는, 브레이크 장치에 의한 제동력과, 변속비에 따른 이른바 엔진 브레이크력에 의해 목표 감속도를 달성할 수 있지만, 그 목표 감속도가 브레이크 장치의 밟음량이나 밟는 힘 등의 조작량에 기초하여 구해지는 것이기 때문에, 차량이 코너에 진입할 때 운전자가 행한 브레이크 장치의 조작량이 부족한 경우에는, 코너의 주행 중에 브레이크 오프의 상태가 되면 감속도가 부족하게 된다. 예를 들면, 코너의 구조나 운전자의 차속의 오인 등에 의해 브레이크 장치의 조작량이 부족한 경우가 있고, 또한 도로의 구조나 운전자에 의한 브레이크 조작량의 과부족 등에 의해 코너 주행중에 차속이 충분히 또는 과도하게 저하하여 브레이크 조작이 해제되어, 브레이크 오프가 되는 경우가 있다. 그러한 경우, 부족한 브레이크 조작량에 기초하여 목표 감속도가 구해지므로, 브레이크 오프가 된 후에 변속비에 따라 달성하는 엔진 브레이크력이, 그 부족한 목표 감속도에 따른 것이 되어, 감속도가 부족하게 된다. 그 결과, 차량이 코너에서의 목표로 하는 선회 라인으로부터 벗어나, 이를 시정하기 위해 핸들 조작이나 액셀러레이터 조작을 행할 필요가 생기고, 그 때문에 운전하기 어려운 차량이 되거나, 또는 드라이버빌리티가 악화되는 등의 가능성이 있었다.

한편, 상기의 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 운전 지향을 판정하고, 이것을 차량의 구동력이나 조타 특성 등의 제어에 반영시키면, 운전자의 의도를 더 양호하게 반영한 제어를 행하여, 운전자가 의도한 차량의 거동을 행하게 할 수 있다. 이러한 운전 지향을 예를 들면 상기의 일본 특허 공개 제2006-097862호 공보나 일본 특허 공개 제2007-297958호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 코너 주행시의 구동력의 제어에 채용하는 것이 가능하지만, 그 경우의 구체적인 기술 또는 실용으로 제공할 수 있는 기술은 아직 충분히는 개발되어 있지 않은 것이 실정이다.

본 발명은 상기의 기술적 과제에 착목하여 이루어진 것으로서, 차량을, 의도한 주행 라인을 따라 용이하게 주행시키는 것이 가능해지는 구동력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 운전자에 의해 감속 조작되는 브레이크 조작 기구의 조작량에 기초하여 요구 제동력을 구함과 함께, 차량의 전체로서의 제동력이 상기 요구 제동력이 되도록, 가속력 및 제동력을 발생하는 구동력원을 포함하는 파워 플랜트에 의한 제동력과 상기 브레이크 조작 기구가 조작됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 기구에 의한 제동력을 협조하여 제어하도록 구성된 차량의 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 횡가속도를 포함하는 가속도 정보를 검출함과 함께, 상기 브레이크 조작 기구가 조작된 경우에, 상기 파워 플랜트에 의한 제동력을, 상기 가속도 정보에 기초하여 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 있어서의 상기 파워 플랜트는, 전동 모터를 포함하고, 본 발명의 구동력 제어 장치는, 상기 파워 플랜트의 제동력은 상기 전동 모터의 회생 토크를 상기 가속도 정보에 기초하여 제어함으로써 발생되도록 구성되어 있어도 된다.

또, 본 발명은, 상기 가속도 정보에 기초하여 운전자의 운전 지향을 판정하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은, 운전자에 의한 상기 브레이크 조작 기구의 조작이 해제된 후의 감속 상태에서 상기 구동력원의 회전수를, 상기 감속 종료 후의 가속에 대비하여 가속 응답성이 양호한 회전수로 증대시키도록 구성할 수 있다.

그 가속 응답성이 좋은 회전수는, 상기 운전자에 의한 브레이크 조작이 해제된 후의 감속 상태에서의 제동력을 상기 구동력원에서 발생시킨다고 한 경우의 상기 구동력원의 회전수 또는 그 회전수를 보정한 회전수여도 된다.

또, 가속도 정보는, 상기 요구 제동력에 의해 발생시킬 수 있는 가속도를 포함할 수 있다.

또한, 운전 지향을 판정하도록 구성한 경우, 판정된 운전 지향이, 차량의 기민한 거동을 필요로 하는 요구가 강한 운전 지향이 될수록, 상기 파워 플랜트의 제동력의 증대의 비율이 점차 작아지도록 구성할 수 있다.

따라서, 본 발명에 관련된 구동력 제어 장치에 의하면, 브레이크 조작 기구가 조작되어 제동력이 요구되고 있는 경우, 엔진 등의 구동력원을 포함하는 파워 플랜트에 의한 제동력이, 횡가속도를 포함하는 가속도 정보에 기초하여 제어되기 때문에, 예를 들면 차량이 코너에 진입할 때 운전자가 브레이크 조작하면, 파워 플랜트에 의한 제동력은 가속도 정보에 따른 제동력이 된다. 즉, 파워 플랜트에 의한 제동력은, 브레이크 조작 기구의 조작량에 상관없이 제어되므로, 브레이크 조작량이 제로가 되어도(브레이크 오프가 되어도), 횡가속도를 포함하는 가속도가 발생하고 있으면, 차량에는 브레이크 조작중에 제어되어 있었던 파워 플랜트에 의한 제동력이 브레이크 오프 후에도 계속해서 작용한다. 그리고, 그 제동력이 상기한 바와 같이 횡가속도를 포함하는 가속도 정보에 따른 것이 되므로, 횡가속도가 발생하고 있는 선회 주행시의 제동력을 선회 상태에 적합한 것으로 하는 것이 가능해지고, 의도한 선회 주행이 용이해져서 운전하기 쉬운 차량 또는 드라이버빌리티가 우수한 차량을 얻을 수 있다.

또, 회생 기능이 있는 전동 모터를 구비하고 있는 경우에는, 전동 모터에 의한 회생 토크의 제어 응답성이 우수하기 때문에, 예를 들면 횡가속도의 변화에 신속하게 응답하여 제동력을 변화시킬 수 있고, 나아가서는 선회 성능이 우수한 차량으로 할 수 있다.

또한, 횡가속도를 포함하는 가속도 정보는, 운전자에 의한 운전 조작에 의해서도 변화되기 때문에, 그 가속도 정보에 기초하여 운전 지향을 판정할 수 있고, 이 발명에서는, 그렇게 하여 판정된 운전 지향을, 구동력 제어뿐만 아니라, 차량에 있어서의 조타 제어 등의 다른 제어에도 반영시킬 수 있고, 이렇게 함으로써, 운전자의 의도를 더 양호하게 반영한 주행이 가능해진다.

또, 이 발명에서는, 브레이크 조작이 해제된 후의 감속 상태에서, 구동력원의 회전수를, 그 후의 가속에 대비한 회전수로 증대시켜 둠으로써, 예를 들면, 감속 상태에서의 코너를 빠져나갈 때의 가속 등의 가속 응답성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 가속도 정보가 요구 제동력에 의해 가속도(감속도)를 포함하는 경우에는, 상기 목표 감속도와 감속 구동력의 각각의 연산에 사용하는 가속도값이 공통화되어, 제어성이 향상된다.

또한, 운전 지향과 파워 플랜트의 제동력의 관계를 상기와 같은 비선형 특성으로 하면, 운전이 편한 차량을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 구동력 제어 장치에서 실행되는 제어의 일례를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 2는 차속 및 가속도에 따른 감속 구동력을 정하고 있는 맵의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 그 감속 구동력을 감속 가속도로 치환한 맵을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제어 장치에 의해 실행되는 것 이외의 제어예를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명에서 대상으로 할 수 있는 차량을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 그 파워 플랜트의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 7은 그 파워 플랜트의 다른 예를 나타내는 모식도이다.

본 발명에 관련된 구동력 제어 장치를 더 구체적으로 설명한다. 우선, 본 발명에서 대상으로 할 수 있는 차량에 대하여 설명하면, 도 5에는 본 발명에서 대상으로 할 수 있는 차량의 구동 계통 및 그 제어 계통을 모식적으로 나타내고 있고, 적어도 주행을 위한 동력을 출력하는 파워 플랜트(1)가 후륜 등의 구동륜(2)에 연결되어 있다. 이 파워 플랜트(1)는, 종래의 일반적인 차량에 탑재되어 있는 파워 플랜트와 동일한 구성이면 되고, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이, 구동력원인 가솔린 엔진 등의 내연 기관(E/G: 이하, 엔진으로 기재함)(3)과, 그 출력측에 연결된 록 업(lock up) 클러치(4)가 장착된 토크 컨버터(5)와, 그 토크 컨버터(5)의 출력측에 연결된 변속기(T/M)(6)를 구비하고 있다. 또한, 그 변속기(6)는, 유단 자동 변속기와 자동 무단 변속기의 어느 것이어도 된다. 따라서, 엔진(3)을 구동하면, 그 토크나 변속기(6)에서의 변속비에 따른 구동력 또는 가속력이 발생한다. 또, 엔진(3)에서는 마찰력이나, 공기 또는 혼합기를 압축하고 또한 배기하기 위한 펌핑 로스 등의 동력 손실이 생기기 때문에, 이것을 감속력(제동력)으로서 작용시킬 수 있다.

또, 상기의 파워 플랜트(1)는 내연 기관과 전동 모터를 구동력원으로 한 하이브리드 구동 장치이어도 된다. 도 7에는, 이른바 투 모터 타입의 하이브리드 구동 장치의 일례를 모식적으로 나타내고 있고, 싱글 피니언형 유성 톱니바퀴 기구로 이루어지는 동력 분할 장치(7)에 엔진(3)과 제1 모터·제너레이터(MG1)(8)가 연결되어 있다. 즉, 이 동력 분할 장치(7)는, 선 기어(9)와, 그 선 기어(9)에 대하여 동심원상에 배치된 내측 톱니바퀴인 링 기어(10)와, 이들 선 기어(9)와 링 기어(10)의 사이에 배치되어 이들 선 기어(9) 및 링 기어(10)에 맞물려 있는 피니언 기어를 자전 또한 공전 가능하게 유지하고 있는 캐리어(11)를 회전 요소로서 구비하고 있고, 그들 회전 요소가 서로 차동 회전하도록 구성되어 있다. 엔진(3)은 캐리어(11)에 연결되어 있고 캐리어(11)가 입력 요소가 되어 있으며, 또한 제 1 모터·제너레이터(8)는 선 기어(9)에 연결되어 있고 선 기어(9)가 반력 요소가 되어 있다. 따라서, 링 기어(10)가 출력 요소가 되어 있고, 이 링 기어(10)에 제2 모터·제너레이터(MG2)(12)가 연결되어 있다. 따라서, 도 7에 나타내는 바와 같이 구성된 하이브리드 구동 장치에서는, 엔진(3)이 출력한 동력이 동력 분할 장치(7)에 의해 선 기어(9) 측과 링 기어(10) 측으로 분할되고, 제1 모터·제너레이터(8)는 선 기어(9)로부터 전달된 토크에 의해 회전되어 발전기로서 기능한다. 즉, 엔진(3)이 출력한 동력의 일부가 전력으로 변환된다. 그 경우, 제1 모터·제너레이터(8)의 회전수를 제어함으로써, 엔진(3)의 회전수를 연속적으로 변화시킬 수 있고, 따라서 엔진(3)의 회전수를 연비가 좋은 회전수로 설정할 수 있다. 한편, 제1 모터·제너레이터(8)는 배터리(도시 생략)를 개재하거나, 또는 배터리를 개재하지 않고 제2 모터·제너레이터(12)에 전기적으로 접속되어 있고, 제1 모터·제너레이터(8)에서 발전한 전력에 의해 제2 모터·제너레이터(12)를 구동함으로써, 동력 분할 장치(7)에서 일단 분할한 동력을 합성하여 구동륜(2)으로 출력한다. 또한, 감속시 등에 있어서는, 제2 모터·제너레이터(12)를 발전기로서 기능시켜서 제동력을 발생시키고, 그 전력에 의해 제1 모터·제너레이터(8)를 구동하여 엔진 회전수를 적절히 제어할 수 있다.

도 5에 나타내는 예에서는, 후륜(2)이 구동륜인 것에 대하여 전륜(13)이 조타륜이 되어 있고, 조타 장치(14)에 의해 전타(轉舵)되게 되어 있다. 그리고, 이들 후륜(2) 및 전륜(13)의 각각에 브레이크 기구(15)가 설치되고, 브레이크 페달(16) 등의 브레이크 조작 기구를 운전자가 조작함으로써, 브레이크 기구(15)가 동작하여, 조작량에 따른 제동력을 발생시키도록 구성되어 있다. 또한, 도 5에는 도시하지 않았으나, 가감속 조작을 행하기 위한 액셀러레이터 페달, 액셀러레이터 개도(開度) 센서, 차속을 검출하기 위한 센서, 조타 각도를 검출하기 위한 센서, 횡가속도(Gy)나 전후 가속도(Gx)를 검출하는 가속도 센서, 요(yaw) 레이트를 검출하는 센서 등이 탑재되어 있다.

그리고, 파워 플랜트(1)에 의한 구동력이나 제동력, 및 브레이크 기구(15)에 의한 제동력을 제어하기 위한 전자 제어 장치(ECU)(17)가 설치되어 있다. 이 전자 제어 장치(17)는, 연산기(마이크로프로세서) 및 메모리를 주체로 하여 구성되고, 입력된 데이터 및 미리 기억하고 있는 데이터, 및 소정의 프로그램에 의해 연산을 행하여, 파워 플랜트(1)나 브레이크 기구(15) 등에 소정의 지령 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 이 전자 제어 장치(17)에 입력되는 데이터(신호)의 일례를 들면, 브레이크 페달(16)의 밟는 힘이나 밟음 각도 등의 브레이크 조작량(θ_B), 액셀러레이터 개도(A_cc), 조타 각도(δ), 차속(V), 전후 가속도(Gx) 및 횡가속도(Gy), 요 레이트(γ) 등이 각종 센서로부터 전자 제어 장치(17)로 입력되어 있다. 또한, 상기의 전자 제어 장치(17)는, 파워 플랜트(1)나 브레이크 기구(15)를 일괄하여 제어하도록 구성되어 있어도 되고, 또는 파워 플랜트(1)를 위한 마이크로 컴퓨터나 브레이크 기구(15)를 위한 마이크로 컴퓨터 등을 통합하여 제어하도록 구성되어 있어도 된다.

본 발명에 관련된 구동력 제어 장치는, 제동시의 구동력 또는 제동시부터 그 후의 가속시에 있어서의 구동력을 제어하도록 구성되어 있고, 구체적으로는 도 1에 나타내는 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 도 1에 플로우 차트에서 나타내는 루틴은, 상기 서술한 차량이 주행하고 있는 상태, 또는 차량의 메인 스위치가 온의 상태일 때 반복 실행되고, 먼저, 가속도 정보가 취득된다(단계 S1). 이 가속도 정보는, 적어도 횡가속도(Gy)를 포함하는 정보이며, 구체적으로는, 센서에 의해 검출된 횡가속도(Gy)와 전후 가속도(Gx)이며, 또는 차속 및 액셀러레이터 개도(Acc) 및 조타 각도(δ) 등으로부터 연산하여 구해진 횡가속도(Gy) 및 전후 가속도(Gx)의 추정값이다.

계속하여, 브레이크 온인지의 여부가 판단된다(단계 S2). 이것은, 브레이크 페달(16)이 밟힘으로써 온이 되는 브레이크 스위치로부터의 신호에 의해 판단할 수 있고, 브레이크 조작되고 있지 않음으로써 단계 S2에서 부정적으로 판단된 경우에는 특별히 제어를 행하지 않고 도 1에 나타내는 루틴을 일단 종료한다. 이와는 반대로 브레이크 조작되어 있고 단계 S2에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 브레이크 조작량이 취득된다(단계 S3). 이 브레이크 조작량은, 운전자의 제동 또는 감속의 의도를 나타내는 것이며, 브레이크 페달(16)의 밟는 힘 또는 밟음 각도 등을 센서로 검출하면 된다.

그 브레이크 조작량에 기초하여 목표 감속도(또는 요구 제동력)가 연산된다(단계 S4). 브레이크 조작량과 목표 감속도의 관계는 설계상, 적절히 정해야 하는 것이며, 실험이나 시뮬레이션 등에 의해, 차체 중량이나 차량의 종류, 차속마다 정하여 맵으로서 준비해 둘 수 있다. 따라서, 단계 S4에서의 연산은, 취득된 브레이크 조작량이나 그 시점의 차속 및 미리 기억하고 있는 다른 데이터와, 미리 준비되어 있는 맵에 기초하여 실행된다.

또, 단계 S1에서 취득한 가속도 정보에 기초하여 감속 구동력이 연산된다(단계 S5). 이 감속 구동력이란, 파워 플랜트(1)에서 발생하는 감속력 또는 제동력이며, 엔진(3)을 탑재하고 있는 차량에서는 엔진 브레이크력이라고 불리는 부의 구동력이다. 주로 엔진(3)의 펌핑 로스에 의해 감속 구동력을 발생시키는 경우, 엔진(3)은 퓨엘 컷트 복귀 회전수 이하의 회전수로 연료를 공급하여 구동 상태로 하기 때문에, 엔진 브레이크력은 소정의 낮은 회전수 이상의 회전수(또는 차속)로 발생된다. 또, 감속 구동력은, 하이브리드차나 전기 자동차이면, 전동 모터 또는 모터·제너레이터에 의해 에너지 회생함에 의한 부의 토크이다.

그리고, 고차속 상태보다 저차속 상태에서 상대적으로 큰 감속 구동력이 요구되는 것이 일반적이다. 이것은, 시가지를 주행하는 경우의 차속은 저중 차속이 일반적임에 더하여, 시가지에서는 가감속의 빈도가 높은 것이 요인으로 생각된다. 따라서, 감속 구동력은 맵으로서 미리 준비해 둘 수 있고, 단계 S5에서의 연산은 그 맵을 사용하여 행할 수 있다. 그 맵의 일례를 도 2에 나타내고 있다. 도 2에 있어서 「대」, 「소」는, 횡가속도(Gy)를 포함하는 가속도의 대소를 나타내고 있고, 단계 S1에서 받아들인 가속도가 클수록, 감속 구동력이 커진다(부의 구동력이 커진다). 또한, 도 2의 감속 구동력을 감속 가속도[감속(G)]로 고쳐 쓴 맵은 도 3과 같이 된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 고차속이면, 감속 가속도가 상대적으로 작은 경우에도 감속 가속도는 커지고, 차속이 급속히 저하한다.

상기 서술한 바와 같이, 차량의 가속도 또는 감속도는, 운전자가 가감속 조작을 행하거나, 또는 조타함으로서 발생하므로, 전후 가속도(Gx)나 횡가속도(Gy)는 운전 조작을 반영한 것이 되고, 따라서 이들의 가속도(Gx, Gy)로부터 운전 의도를 짐작할 수 있다. 상기 서술한 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있는 지시 SPI는, 합성 가속도(＝√(Gx²+Gy²))로부터 구해진 스포츠도를 나타내는 지표이며, 이것은 횡가속도(Gy)를 포함하는 것이기 때문에, 이 합성 가속도 또는 지시 SPI를 감속 구동력에 반영시키는 것도 가능하다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 단계 S1에서의 가속도 정보에 포함되는 전후 가속도(Gx)와 횡가속도(Gy)를 사용하여 합성 가속도를 산출하고, 그 합성 가속도[또는 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있는 순간 SPI]로부터 지시 SPI를 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 하여 구한다(단계 S6). 이와 같이 하여 구해진 지시 SPI는 도 2 또는 도 3에 곡선으로 나타나 있는 가속도에 상당하는 것이기 때문에, 지시 SPI에 기초하여, 도 2에 나타내는 어느 것의 곡선을 선택하고, 그 선택한 곡선을 맵으로서 감속 구동력을 구한다. 이와 같이 함으로써, 운전자의 운전 지향 또는 운전 의도를 더욱 양호하게 반영한 감속 구동력을 얻을 수 있다.

또한, 도 2 또는 도 3에 나타내는 예에서는, 가속도 혹은 지시 SPI의 증대에 대하여 감속 구동력 또는 감속 가속도의 변화 비율이 점차 작아져 있다. 즉, 가속도 또는 지시 SPI와, 감속 구동력 또는 감속 가속도의 관계는, 비선형 특성으로 되어 있다. 그 경향은, 저(低)차속측에서 현저해져 있다. 다시 말하면, 차량의 기민한 거동을 필요로 하는 요구가 강한 운전 지향이 될수록, 파워 플랜트(1)의 제동력의 증대 비율이 점차 작아진다. 가감속이나 조타 등의 조작을 천천히 한 것이어도, 운전자에게 큰 조작을 요구하지 않고, 차량의 거동을 충분히 변화시키기 때문이며, 이렇게 함으로써 운전이 편한 차량으로 할 수 있다.

이상과 같이 하여 브레이크 조작된 것에 기초하여 목표 감속도를 구함과 함께, 가속도 정보에 기초하여 감속 구동력을 구한 후, 그 목표 감속도를 달성하도록 브레이크 기구(15)에 의한 제동력과 감속 구동력[파워 플랜트(1)에 의한 제동력]의 협조 제어가 실행된다(단계 S7). 즉, 각 제동력의 합에 의한 감속도가 목표 감속도가 되도록 제어된다. 따라서, 어느 일방의 제동력을 작게 한 경우에는, 타방의 제동력을 크게 한다. 그 경우, 각 제동력의 비율은 적절히 설정할 수 있고, 예를 들면, 파워 플랜트(1)로 회생하는 동력을 많게 하는 경우에는, 파워 플랜트(1)에 의한 제동력이 커지므로, 브레이크 기구(15)에 의한 이른바 마찰 제동력은 상대적으로 작게 한다. 이와는 반대로 축전지의 충전이 제한되어 있는 등에 의해 파워 플랜트(1)에 의한 에너지 회생량이 제한되어 있는 경우에는, 파워 플랜트(1)에 의한 제동력이 작아지므로, 브레이크 기구(15)에 의한 제동력을 크게 한다.

또한, 단계 S6에서 지시 SPI를 연산하는 경우, 전후 가속도(Gx)로서 단계 S1에서 취득된 전후 가속도(Gx)로 바꾸어 단계 S4에서 연산된 목표 감속도를 채용할 수 있다. 이처럼 하면, 단계 S7에서의 협조 제어에 사용하는 목표 감속도와 그 협조 제어에서의 제어 대상인 감속 구동력의 동기(同期)를 취할 수 있다. 즉, 그들의 값의 연산 또는 그 연산의 기초가 되는 데이터에 오차가 생기지 않고, 그 결과, 제어성이 향상된다.

다음으로, 본 발명에 관련된 구동력 제어 장치에서 실행되는 다른 제어예에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 여기에 나타내는 예는, 스포츠 주행이 요구되고 있는 경우에 그 운전 지향에 맞추도록 엔진 회전수를 제어하는 단계를 부가한 예이다. 그 운전 지향은, 상기 서술한 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있는 지시 SPI로서 구하도록 구성되어 있고, 따라서 먼저, 전후 가속도 Gx와 횡가속도 Gy를 합성한 합성 가속도인 순간 SPI(＝√(Gx²+Gy²))가 연산된다(단계 S11). 계속하여, 그 순간 SPI에 기초하여 지시 SPI가 연산된다(단계 S12). 그 지시 SPI의 산출 방법은 상기의 국제 공개 제2011/021634호 공보에 기재되어 있는 방법이면 된다. 또, 액셀러레이터 개도가 오프 상태의 개도보다 큰지의 여부가 판단된다(단계 S13). 이것은, 액셀러레이터 개도 센서로부터 출력되는 신호에 기초하여 판단할 수 있다. 이 단계 S13에서 부정적으로 판단된 경우에는, 액셀러레이터 페달이 되돌려져 있어 그 개도가 액셀러레이터 오프시의 개도 이하로 되어 있게 되므로, 차량으로서는 감속 상태이며, 따라서 이 경우에는 감속 구동력이 연산된다(단계 S14). 이 단계 S14의 제어는 상기 서술한 도 1에 나타내는 단계 S5와 동일한 제어이다.

모터·제너레이터나 얼터네이터 등의 발전기를 구비하고 있는 차량에서는, 감속시에 차량의 가지고 있는 운동 에너지를 회생하지만, 축전 장치의 충전 용량 등에 의해 회생 에너지량이 제한되는 경우가 있다. 그래서, 단계 S14에 계속하여 최적 회생량이 연산된다(단계 S15). 그 연산은, 예를 들면 축전 장치의 충전 용량에 기초하여 그 시점에서 회생하여 충전할 수 있는 전력을 구함으로써 행하면 된다.

또한, 엔진 회전수 Ne가 소정의 회전수 ON보다 큰지의 여부가 판단된다(단계 S16). 이 단계 S16은, 요는, 엔진(3)이 회전하고 있는지의 여부를 판단하기 위한 것이고, 따라서 상기의 소정의 회전수 ON은 「0」에 가까운 작은 회전수이다. 이 단계 S16에서 부정적으로 판단된 경우에는, 상기의 단계 S13에서 액셀러레이터 오프의 판단이 성립하고 있는 것이기 때문에, 차량은 전동 모터 또는 모터·제너레이터에 의해 주행하고 있는 이른바 EV(전기 자동차) 주행 상태가 되어 있다. 즉, 엔진(3)이 정지하고 있는 것이기 때문에, 이 경우에는, 특별히 제어를 행하지 않고, 도 4에 나타내는 루틴을 일단 종료한다. 이에 대하여, 단계 S16에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 차량은 엔진(3) 및 모터·제너레이터에 의해 주행하고 있는 이른바 HV(하이브리드) 주행 상태이며, 엔진(3)이 동작하고 있는 것이기 때문에 노멀 모드에서의 하한 엔진 회전수(Ne) 목표값이 연산된다(단계 S17). 이 노멀 모드는, 연비를 우선하여 엔진 회전수나 변속비 등을 제어하는 제어 형태로서, 차종마다 미리 설정되어 있다. 따라서, 노멀 모드에서는 연비가 양호해지도록 차속에 따른 변속비나 엔진 회전수를 미리 설정하고 있으므로, 그 시점의 차속이나 실질적인 변속비 등에 기초하여 엔진 회전수의 하한 목표값이 구해진다.

한편, 액셀러레이터 오프인 것에 의해 단계 S13에서 부정적으로 판단된 경우에는, 파워 스위치가 온인지의 여부가 판단된다(단계 S18). 이 파워 스위치는, 운전자가 조작함으로써, 제어 모드 또는 주행 모드를, 구동력이 커지는 파워 모드로 전환하기 위한 스위치이며, 이 파워 스위치가 오프인 것에 의해 단계 S18에서 부정적으로 판단된 경우에는, 지시 SPI가 소정의 문턱값 α보다 큰 지의 여부가 판단된다(단계 S19). 상기 서술한 바와 같이 지시 SPI는, 가속도에 기초하여 구해지고, 차량의 가속도(정 및 부의 가속도)가 큰 경우, 또는 액셀러레이터 개도나 조타 각도 등의 조작량으로부터 추정되는 가속도가 큰 경우에 큰 값이 된다. 따라서, 지시 SPI가 문턱값 α보다 크면, 운전자는 큰 가속도가 생기는 기민한 주행을 행하고 있고, 그러한 이른바 스포티한 주행을 지향하고 있는 것으로 판단된다. 즉, 운전 지향이 스포티 지향인 것인 판정이 성립하고, 이 경우에는 지시 SPI의 값에 따라 하한 엔진 회전수(Ne) 목표값이 연산된다(단계 S20).

운전 지향이 스포티한 경우, 즉 지시 SPI가 큰 값이면, 그 운전 지향에 적합한 구동력 또는 제동력을 발생시킬 필요가 있고, 그 때문에 엔진 회전수나 스로틀 개방도 등의 제어 특성은, 이른바 하이파워가 되는 특성으로 설정되고, 따라서 엔진 회전수도 높아지도록 제어되고, 하한 회전수도 높은 회전수로 설정되어 있다. 단계 S20에서는 그와 같이 하여 미리 설정되는 하한 목표 회전수를 맵 등으로부터 구한다. 또한, 단계 S19에서 부정적으로 판단된 경우에는, 특히 제어를 행하지 않고 도 4의 루틴을 일단 종료한다. 또, 액셀러레이터 페달이 밟혀 있고 상기의 단계 S13에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 즉시 단계 S20으로 진행되어 지시 SPI에 따라 하한 엔진 회전수 목표값이 구해진다. 그리고, 상기 서술한 단계 S17에서 연산되어 있는 하한 엔진 회전수 목표값과 단계 S20에서 연산되어 있는 하한 엔진 회전수 목표값 중 높은 회전수의 목표값이 선택된다(단계 S21). 이른바 맥스 셀렉트의 조정이 실행된다. 이처럼 하여 선택된 하한 엔진 회전수 목표값에 기초하여 목표 엔진 회전수가 연산된다(단계 S22).

즉, 도 4에 나타내는 제어예에서는, 감속시의 엔진 회전수가, 감속 후에 생기는 것이 예상되는 가속에 대비하여 엔진 회전수가 증대된다. 다시 말하면, 액셀러레이터 오프이며 감속하고 있을 때의 제동력을 엔진(3)을 포함하는 파워 플랜트(1)에서 발생시킨다고 한 경우의 엔진 회전수를, 그 후의 가속 시에 신속하게 가속을 위한 구동력을 발생하는 가속 응답성이 양호한 회전수를 향하여 증대시키는 제어가 실행된다. 이러한 회전수 제어는, 유단 변속기를 구비하고 있는 경우에는 변속을 제어하여 행하고, 또한 상기 서술한 투 모터 타입의 하이브리드차에서는, 제2 모터·제너레이터(12)에서 제동력을 발생시키면서, 제1 모터·제너레이터(8)에 의해 엔진 회전수를 제어함으로써 실행할 수 있다. 따라서, 도 4에 나타내는 제어를 행함으로써, 코너를 주행할 때의 브레이크 조작이 간소화되고, 그것에 따라 조타에 의식을 집중시켜도 되므로, 운전이 편한 차량이 되고, 이에 더하여 코너를 빠져나갈 때의 가속 응답성이 양호해진다.

또한, 도 4에 나타내는 제어예에서는, 상기 서술한 도 1에 나타내는 제어와 동일한 제어가 병행되어 실행된다. 즉 브레이크 스트로크가 미리 정한 문턱값(β)보다 큰 지의 여부가 판단된다(단계 S23). 브레이크 스트로크란, 브레이크 페달(16)의 밟음량이며, 또한 문턱값(β)은, 브레이크 페달(16)이 쉬는 정도의 값이다. 즉, 단계 S23은 실질적인 브레이크 조작이 행하여졌는지의 여부를 판단하기 위한 단계이다. 따라서, 이 단계 S23에서 부정적으로 판단된 경우에는, 특별히 제어를 행하지 않고, 도 4에 나타내는 루틴을 일단 종료한다. 이에 대하여 브레이크 조작되어 있고 단계 S23에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 상기 서술한 도 1에 나타내는 단계 S4와 마찬가지로, 브레이크 조작량에 기초하여 목표 감속도가 연산된다(단계 S24). 그리고, 상기 서술한 단계 S14에 의한 감속 구동력을 받아들여 브레이크 제동력과 파워 플랜트에 의한 제동력의 협조 제어가 상기 서술한 도 1의 단계 S7과 동일하게 하여 실행된다(단계 S25).

본 발명의 구동력 제어 장치는, 상기 서술한 구체예로부터 알 수 있는 바와 같이, 주로 전자 제어 장치(17)로부터의 제어 지령 신호에 의해 감속 구동력(또는 제동력)을 제어하도록 구성되어 있고, 따라서 본 발명을 기능적 수단으로 기재하면 이하와 같다. 즉, 본 발명에 관련된 차량의 구동력 제어 장치는, 운전자에 의해 감속 조작되는 브레이크 조작 기구의 조작량에 기초하여 요구 제동력을 구함과 함께, 차량의 전체로서의 제동력이 상기 요구 제동력이 되도록, 가속력 및 제동력을 발생시키는 구동력원을 포함하는 파워 플랜트에 의한 제동력과 상기 브레이크 조작 기구가 조작됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 기구에 의한 제동력을 협조하여 제어하도록 구성된 차량의 구동력 제어 장치로서, 상기 차량의 횡가속도를 포함하는 가속도 정보를 검출하는 가속도 정보 검출 수단과, 상기 브레이크 조작 기구가 조작된 경우에, 상기 파워 플랜트에 의한 제동력을, 상기 가속도 정보에 기초하여 제어하는 파워 플랜트 제동력 제어 수단을 구비하고 있다.

또, 그 가속도 정보에 기초하여 운전 지향을 판정하는 운전 지향 판정 수단을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명은, 운전자에 의한 상기 브레이크 조작 기구의 조작이 해제된 후의 감속 상태에서 상기 구동력원의 회전수를, 상기 감속 종료 후의 가속에 대비하여 가속 응답성이 양호한 회전수로 증대시키는 회전수 조정 수단을 구비할 수 있다.

Claims (7)

1. 운전자에 의해 감속 조작되는 브레이크 조작 기구(16)의 조작량에 기초하여 요구제동력을 구함과 함께, 차량의 전체로서의 제동력이 상기 요구 제동력이 되도록, 가속력 및 제동력을 발생하는 구동력원을 포함하는 파워 플랜트(1)에 의한 제동력과 상기 브레이크 조작 기구가 조작됨으로써 제동력을 발생시키는 브레이크 기구(15)에 의한 제동력을 협조하여 제어하도록 구성된 차량의 구동력 제어 장치에 있어서,
   상기 차량의 횡가속도를 포함하는 가속도 정보를 검출함과 함께, 상기 브레이크 조작 기구가 조작된 경우에, 상기 파워 플랜트에 의한 제동력을, 상기 가속도 정보에 기초하여 제어하도록 구성되고,
   운전자에 의한 상기 브레이크 조작 기구의 조작이 해제된 후의 감속 상태에서 상기 구동력원의 회전수를, 상기 감속 종료 후의 가속에 대비하여 가속 응답성이 양호한 회전수로 증대시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 파워 플랜트는, 전동 모터를 포함하고,
   상기 파워 플랜트의 제동력은 상기 전동 모터의 회생 토크를 상기 가속도 정보에 기초하여 제어함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가속도 정보에 기초하여 운전자의 운전 지향을 판정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 가속 응답성이 양호한 회전수는, 상기 운전자에 의한 브레이크 조작이 해제된 후의 감속 상태에서의 제동력을 상기 구동력원에서 발생시킨다고 한 경우의 상기 구동력원의 회전수 또는 그 회전수를 보정한 회전수인 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가속도 정보는, 상기 요구 제동력에 의해 발생시킬 수 있는 가속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 판정된 운전 지향이, 차량의 기민한 거동을 필요로 하는 요구가 강한 운전 지향이 될수록, 상기 파워 플랜트의 제동력의 증대의 비율이 점차 작아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 구동력 제어 장치.

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