JP2008280938A - 回転駆動力源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標回転数に基づいてエンジンを制御する回転駆動力源制御装置において制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止する。
【解決手段】目標回転数調停部３０ｅは目標モデル回転数ＮＥｍを目標回転数ＮＥｔの初期値とし、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差のＰＩ制御計算に基づいて、この差を限度として補正することにより目標回転数ＮＥｔを算出している。したがって目標回転数ＮＥｔには無駄時間の長い実回転数ＮＥそのものを最初から用いていないので、エンジンモデル３０ｆが目標回転数ＮＥｔに基づいて目標スロットル開度ＴＡｔを算出してもエンジン出力トルク制御にハンチングが生じることはない。最終的には目標回転数ＮＥｔは実回転数ＮＥに収束することにより実際のエンジンに高精度に対応する目標回転数ＮＥｔとなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、目標回転数に基づいて回転駆動力源を制御する回転駆動力源制御装置に関する。

例えば車両用内燃機関の分野において、ドライバーのアクセル操作に対応したトルク出力や車両加速度などが達成されるように内燃機関を制御する装置が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
特開２００３−１２０３４９号公報（第２７頁、図１１−１３） 特開２００３−１７０７５９号公報（第７頁、図１５）

特許文献１，２では目標トルクなどの目標駆動力を達成するための制御量を算出するために、パラメータの１つとして実際の機関回転数を用いている。しかしこの制御により実際のトルクが目標トルクに近づいても、あるいは一致しても、機関回転数が実際に目標トルクに対応するレベルに到達するまでには比較的長い無駄時間を要する。このため実際の機関回転数に基づいて制御量を算出すると内燃機関の駆動力にハンチングが生じるおそれがある。

このハンチングの発生を防止するために、予め設定した内燃機関モデルや出力伝達モデル等の関係を用いて、内燃機関駆動系の目標駆動力に対応する目標回転数を求め、この目標回転数に基づいて制御量を求める手法が考えられる。しかしこれらのモデル等の関係は標準的、あるいは平均的な関係を表しており、実際の個々の内燃機関や出力伝達系に対して高精度に適合するとは限らない。このため実際に到達する機関回転数と目標回転数とにずれが定常的に生じるおそれがあり、各種制御精度の低下を生じるおそれがある。

本発明は、回転駆動力源制御装置において制御上のハンチングや、実回転数と目標回転数とのずれを防止することを目的とするものである。

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に記載の回転駆動力源制御装置は、目標回転数に基づいて回転駆動力源を制御する回転駆動力源制御装置であって、回転駆動力源の目標駆動力に対応する回転数を目標モデル回転数として算出する目標モデル回転数算出手段と、回転駆動力源の実回転数を検出する回転駆動力源回転数検出手段と、前記目標モデル回転数算出手段にて算出される目標モデル回転数の値に対して、前記回転駆動力源回転数検出手段にて検出される実回転数に次第に近づける補正を加えることにより前記目標回転数を設定する目標回転数調停手段とを備えることを特徴とする。

目標回転数調停手段は、目標モデル回転数の値に対して、実回転数に次第に近づける補正を加えることで目標回転数を算出している。
このように制御量を算出するために用いる目標回転数としては、目標モデル回転数を初期の値として用いている。したがって目標回転数には、無駄時間が長い実回転数そのものを最初から用いていないので、この目標回転数に基づいて回転駆動力源を制御しても回転駆動力源制御にハンチングが生じることはない。

更に実回転数に次第に近づける補正がなされることにより、最終的には目標回転数は実回転数に収束する。したがって目標モデル回転数算出手段にて目標モデル回転数を求めるための関係が標準的あるいは平均的な関係であることにより、定常時での目標モデル回転数と実回転数との間でずれが存在していても、最終的に目標回転数は実際の関係に対応する目標回転数となる。したがって個々の回転駆動力源に対して高精度に適合した目標回転数となる。

こうして回転駆動力源制御装置において、制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。
請求項２に記載の回転駆動力源制御装置は、回転駆動力源の目標回転数を算出する目標回転数算出手段と、回転駆動力源による目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、予め設定した回転駆動力源モデルを用い、前記目標回転数算出手段にて算出される目標回転数と前記目標駆動力設定手段にて設定される目標駆動力とに基づいて回転駆動力源の制御量を算出する制御量算出手段とを備えた回転駆動力源制御装置であって、前記目標回転数算出手段は、予め設定した前記回転駆動力源の回転駆動力源出力伝達モデルを用い、前記目標駆動力設定手段にて設定される目標駆動力に基づいて、該目標駆動力に対応する回転数を目標モデル回転数として算出する目標モデル回転数算出手段と、回転駆動力源の実回転数を検出する回転駆動力源回転数検出手段と、前記目標モデル回転数算出手段にて算出される目標モデル回転数の値に対して、前記回転駆動力源回転数検出手段にて検出される実回転数に次第に近づける補正を加えることにより前記目標回転数を設定する目標回転数調停手段とを備えることを特徴とする。

目標回転数調停手段は、目標モデル回転数の値に対して、実回転数に次第に近づける補正を加えることで目標回転数を算出している。
このように制御量を算出するために用いる目標回転数としては、目標モデル回転数を初期の値として用いている。したがって目標回転数には、無駄時間が長い実回転数そのものを最初から用いていないので、この目標回転数に基づいて制御量を算出しても回転駆動力源の駆動力にハンチングが生じることはない。

更に実回転数に次第に近づける補正がなされることにより、最終的には目標回転数は実回転数に収束する。したがって目標モデル回転数算出手段にて目標モデル回転数を求めるための回転駆動力源出力伝達モデル等の関係が標準的あるいは平均的な関係であることにより、定常時での目標モデル回転数と実回転数との間でずれが存在していても、最終的に目標回転数は実際の関係に対応する目標回転数となる。したがって個々の回転駆動力源に対して高精度に適合した目標回転数となる。

こうして回転駆動力源制御装置において、制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。
請求項３に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項２において、前記回転駆動力源の回転駆動力源出力伝達系にはトルクコンバータを含み、該トルクコンバータが前記回転駆動力源出力伝達モデルに反映されていることを特徴とする。

トルクコンバータが回転駆動力源出力伝達モデルに反映されていることにより、目標モデル回転数は標準的あるいは平均的なトルクコンバータを基準として求められることになる。しかしこのような回転駆動力源出力伝達モデルに起因して実際の関係との間でずれが存在していても、最終的に実際の関係に対応する目標回転数となる。したがって、個々の回転駆動力源に対して高精度に適合した目標回転数となる。

こうして回転駆動力源制御装置において制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。
請求項４に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項３において、前記トルクコンバータの出力側における出力側回転数を検出する出力側回転数検出手段を備え、前記目標モデル回転数算出手段は、回転駆動力源出力伝達モデルとしてトルクコンバータモデルを用い、前記出力側回転数検出手段にて検出される出力側回転数と前記目標駆動力設定手段にて設定される目標駆動力とに基づいて前記目標モデル回転数を算出することを特徴とする。

このようにトルクコンバータモデルを用い、トルクコンバータの出力側における出力側回転数と目標駆動力とに基づいて目標モデル回転数を算出しても良い。このトルクコンバータモデルと実際のトルクコンバータとにおいて回転駆動力源出力伝達のずれが存在しても、最終的には目標回転数は実回転数に収束する。すなわち最終的に実際の関係に対応する目標回転数となり、個々の回転駆動力源に対して高精度に適合した目標回転数となる。

請求項５に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項４において、回転駆動力源出力伝達系にはトルクコンバータの出力側に変速機を配置していると共に、該変速機の出力軸回転数を検出する変速機出力軸回転数検出手段を備え、前記出力側回転数検出手段は前記変速機出力軸回転数検出手段にて検出される出力軸回転数と前記変速機のギヤ比とから前記トルクコンバータの出力側における出力側回転数を算出することを特徴とする。

このように変速機の出力軸回転数を検出し、変速機のギヤ比からトルクコンバータの出力側における出力側回転数を算出して、目標モデル回転数を算出するようにしても良い。
請求項６に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記回転駆動力源は、車両用回転駆動力源であることを特徴とする。

このように車両用回転駆動力源を制御することにより、円滑な車両走行を実現することができる。
請求項７に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜６のいずれかにおいて、前記回転駆動力源は、内燃機関と電動モータとのいずれか、又は両者を用いたハイブリッドエンジンであることを特徴とする。

このように内燃機関、電動モータあるいはハイブリッドエンジンを制御することにより、円滑な駆動力出力を実現することができる。
請求項８に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜７のいずれかにおいて、回転駆動力源の目標駆動力とは、目標トルクであることを特徴とする。

このように目標駆動力として目標トルクを設定することができ、制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。
請求項９に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数と前記実回転数との差に対して、該差を限度としてＰＩ制御計算又はＩ制御計算して求めた補正量により、前記補正を実行することを特徴とする。

目標回転数を、目標モデル回転数から実回転数へと次第に近づけるために目標モデル回転数の値になされる補正としては、目標モデル回転数と実回転数との差によるＰＩ制御計算又はＩ制御計算による補正量を用いることができる。この補正量は目標モデル回転数と実回転数との差を限度としている。

このことにより、目標モデル回転数から実回転数へと、目標回転数を次第に移行させることができ、回転駆動力源制御装置において制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。

請求項１０に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数と前記実回転数との差の一次遅れ処理に基づいて、前記補正を実行することを特徴とする。

目標回転数を、目標モデル回転数から実回転数に次第に近づけるために目標モデル回転数になされる補正としては、目標モデル回転数と実回転数との差の一次遅れ処理に基づく補正が挙げられる。

このことにより、目標モデル回転数から実回転数へと、目標回転数を次第に移行させることができ、回転駆動力源制御装置において制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。

請求項１１に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜８のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数と前記実回転数との差を限度として次第に増加する補正量にて前記補正を実行することを特徴とする。

目標回転数を、目標モデル回転数から実回転数に次第に近づけるために目標モデル回転数の値になされる補正としては、目標モデル回転数と実回転数との差を限度として、次第に増加する補正量にて補正する処理が挙げられる。

このことにより、目標モデル回転数から実回転数へと、目標回転数を次第に移行させることができ、回転駆動力源制御装置において制御上のハンチングや実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。

請求項１２に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数の急変時には、前記補正をキャンセルして前記目標回転数を前記目標モデル回転数の値に戻す初期化を実行することを特徴とする。

このように目標モデル回転数の急変時には補正をキャンセルし、かつ目標回転数を初期化することで、目標モデル回転数の急変時において、直前の補正に影響されずに最初から目標回転数の補正を実行して、目標回転数の挙動を常に同様な状態にすることができる。

請求項１３に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１２において、前記目標モデル回転数の急変時とは、前記目標モデル回転数の単位時間当たりの変化量の絶対値が基準値より大きくなった場合であることを特徴とする。

このように目標モデル回転数の急変時を捉えて、補正のキャンセルと目標回転数の初期化とを実行しても良い。
請求項１４に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１２において、前記目標モデル回転数の急変時とは、前記目標モデル回転数が前記実回転数から離れたあるいは前記実回転数を横切った場合であることを特徴とする。

このように目標モデル回転数が実回転数から離れたあるいは実回転数を横切った場合を、目標モデル回転数の急変時として、補正のキャンセルと目標回転数の初期化とを実行しても良い。

請求項１５に記載の回転駆動力源制御装置では、請求項１〜１４のいずれかにおいて、前記回転駆動力源に内燃機関を用いると共に、回転駆動力源を制御する制御量はスロットル開度又は燃料噴射量であることを特徴とする。

このように内燃機関を回転駆動力源として、この内燃機関に上述した回転駆動力源制御装置を適用することにより、スロットル開度又は燃料噴射量が高精度に制御されて、内燃機関制御上のハンチングや内燃機関の実回転数と目標回転数とのずれを防止することができる。

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された回転駆動力源制御装置、回転駆動力源及び回転駆動力源出力伝達系のブロック図を表す。この駆動系では、車両用回転駆動力源であるガソリンエンジン２が出力する回転駆動力は、トルクコンバータ４、自動変速機６及びデファレンシャルギヤ８を介して駆動輪１０，１２に伝達される。

ガソリンエンジン２の吸気経路１４にはスロットルバルブ１６が設けられている。このスロットルバルブ１６は駆動モータ１６ａによりスロットル開度ＴＡの調節が可能となっている。このスロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ１６ｂにより検出されて、回転駆動力源制御装置としてのエンジン出力トルク制御装置１８に入力されている。

エンジン出力トルク制御装置１８は、スロットル開度ＴＡ以外に、ガソリンエンジン２のクランク軸の実際の回転数である実回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ２０及び自動変速機６の出力側回転数ＮＯを検出するアウトプット回転数センサ２２から信号を入力している。更にエンジン出力トルク制御装置１８は、ドライバーが操作するアクセルペダル２４の操作量であるアクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセル開度センサ２６から検出信号を入力し、自動変速機６の変速状態を制御している変速制御装置から変速段を表すシフト信号を入力している。エンジン出力トルク制御装置１８は、これらの信号や各種データに基づいて演算を実行して目標スロットル開度ＴＡｔを算出し、この目標スロットル開度ＴＡｔにより駆動モータ１６ａを制御してガソリンエンジン２の回転駆動力出力状態を調節している。

図２に、エンジン出力トルク制御装置１８内にて、回転駆動力、ここではトルク出力を制御するエンジン出力トルク制御部３０の制御ブロック図を示す。このエンジン出力トルク制御部３０は、タービン回転数算出部３０ａ、車速算出部３０ｂ、目標エンジントルク算出部３０ｃ、トルクコンバータモデル３０ｄ、目標回転数調停部３０ｅ、及びエンジンモデル３０ｆを備えている。

タービン回転数算出部３０ａは、自動変速機６の変速段と出力側回転数ＮＯとから、トルクコンバータ４のタービン軸４ａにおける回転数であるタービン回転数ＮＴを算出するものである。車速算出部３０ｂは、出力側回転数ＮＯとデファレンシャルギヤ比とから車速ＳＰＤを算出するものである。尚、車速ＳＰＤは別途、他の車両制御システムにて算出されている値を用いても良い。目標エンジントルク算出部３０ｃは、車速ＳＰＤとアクセル開度ＡＣＣＰとから目標エンジントルクＴｅを算出するものである。トルクコンバータモデル３０ｄは、タービン回転数ＮＴと目標エンジントルクＴｅとからガソリンエンジン２の目標モデル回転数ＮＥｍを算出するものである。目標回転数調停部３０ｅは、実回転数ＮＥと目標モデル回転数ＮＥｍとから目標回転数ＮＥｔを算出するものである。エンジンモデル３０ｆは、目標回転数ＮＥｔと目標エンジントルクＴｅとから、これらに対応する目標スロットル開度ＴＡｔを算出するものである。このエンジンモデル３０ｆは、ここでは標準エンジンあるいは平均的エンジンに基づいて得られている後述するごとくのマップＭＡＰｔａｔ（図５）が用いられる。

ここで目標エンジントルク算出部３０ｃは、ガソリンエンジン２の出力性能設計上のモデルに基づいて決定されている部分であり、例えば図３に示すごとく車速ＳＰＤ、アクセル開度ＡＣＣＰ及び目標エンジントルクＴｅの関係を表している。

トルクコンバータモデル３０ｄは、標準トルクコンバータあるいは平均的トルクコンバータに基づいて得られているインプット側とアウトプット側との入力トルク、入力回転数、出力トルク及び出力回転数の関係を示しているものである。この入力トルク、入力回転数、出力トルク、及び出力回転数の内のいずれか２つが決定されると他の２つの値が一意に決定する。したがって目標エンジントルクＴｅとタービン回転数ＮＴとが決定することにより、目標モデル回転数ＮＥｍを一意に求めることができる。

目標回転数調停部３０ｅとしては、図４の制御ブロック図に示すごとくの処理が行われる。すなわち目標モデル回転数ＮＥｍを目標回転数ＮＥｔの初期値として、この目標モデル回転数ＮＥｍを、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差に基づいて補正することにより、目標回転数ＮＥｔを算出している。ここでは目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘを、ＰＩ制御計算部３２にてＰＩ制御計算を実行することにより制御補正量ｄｙを算出している。そしてこの制御補正量ｄｙを補正量制限処理部３４による制限処理、ここでは制御補正量ｄｙが目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘを限度とするように制限することにより、最終補正量ｄｚを求めている。そしてこの最終補正量ｄｚにより目標モデル回転数ＮＥｍを補正することにより、目標回転数ＮＥｔを算出している。

エンジンモデル３０ｆとしては、図５に示すごとく目標回転数ＮＥｔと目標エンジントルクＴｅとをパラメータとして目標スロットル開度ＴＡｔを求めるマップＭＡＰｔａｔが挙げられる。このマップＭＡＰｔａｔは実験により標準エンジンあるいは平均的エンジンについて得られている回転数、エンジントルク及びスロットル開度の定常状態での関係を表している。

上述した制御ブロック図の処理をコンピュータ処理として実現するフローチャートを、図６に示す。本処理は、例えば、５０ｍｓ毎の割り込みで実行される。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

本処理が開始されると、まず既に各センサ２０，２２，２６，１６ｂ、及び変速制御装置側から得られている実回転数ＮＥ、出力側回転数ＮＯ、アクセル開度ＡＣＣＰ、スロットル開度ＴＡ及び変速段（あるいは変速ギヤ比）が、エンジン出力トルク制御装置１８内の作業メモリに読み込まれる（Ｓ１００）。

次にタービン回転数ＮＴが式１に示すごとく算出される（Ｓ１０２）。
［式１］ ＮＴ ← ＮＯ × 変速ギヤ比
次に車速ＳＰＤが式２に示すごとく算出される（Ｓ１０４）。

［式２］ ＳＰＤ ← ＮＯ × デファレンシャルギヤ比
尚、この車速ＳＰＤの計算は行わずに、別途、他の車両制御システムにて算出されている車速ＳＰＤの値を用いても良い。

次に前記図３に示したマップＭＡＰｔｅにより、アクセル開度ＡＣＣＰと車速ＳＰＤとから目標エンジントルクＴｅを算出する（Ｓ１０６）。
次にトルクコンバータモデルにより、前述したごとくタービン回転数ＮＴと目標エンジントルクＴｅとに基づいて目標モデル回転数ＮＥｍを算出する（Ｓ１０８）。

次に目標回転数調停処理（Ｓ１１０）が実行されて目標回転数ＮＥｔが算出される。
この目標回転数調停処理（Ｓ１１０）としては図４に対応する図７に示すごとくの処理を行うことができる。すなわち目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘが式３に示すごとく算出される（Ｓ１２０）。

［式３］ ｄｘ ← ＮＥｍ − ＮＥ
そしてこの差ｄｘを用いて、式４のごとくＰＩ制御計算が実行される（Ｓ１２２）。
［式４］ ｄｙ ← Ｋｐ・ｄｘ ＋ Ｋｉ・Σｄｘ
ここでＫｐ，Ｋｉは比例係数でありΣｄｘは、制御周期毎の差ｄｘの積算を表している。

そしてこのように求められた制御補正量ｄｙの値が、前記差ｄｘを限度として、最終補正量ｄｚに設定される制限処理が行われる（Ｓ１２４）。すなわち制御補正量ｄｙ＞０の場合に制御補正量ｄｙ＞ｄｘとなると最終補正量ｄｚには前記差ｄｘの値が用いられ、ｄｙ＜０の場合にｄｙ＜ｄｘとなると最終補正量ｄｚには前記差ｄｘが設定される。これ以外の場合は、最終補正量ｄｚには制御補正量ｄｙが設定される。

このようにして算出した最終補正量ｄｚにより式５に示すごとく、目標モデル回転数ＮＥｍが補正されて目標回転数ＮＥｔが算出される（Ｓ１２６）。
［式５］ ＮＥｔ ← ＮＥｍ − ｄｚ
図８は本実施の形態における制御の一例を示すタイミングチャートである。ドライバーがアクセルペダル２４を踏み込むことにより（ｔ０）、目標エンジントルクＴｅが急上昇する（Ｓ１０６）。このことにより目標モデル回転数ＮＥｍについても急上昇する（Ｓ１０８）。実回転数ＮＥについては長い無駄時間の存在により遅延して上昇する。この目標モデル回転数ＮＥｍの値に対して実回転数ＮＥに次第に近づけるように補正した値を、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘを限度として目標回転数ＮＥｔに設定する（図７，ｔ０〜）。したがって、最終的に目標回転数ＮＥｔは実回転数ＮＥに近づき、一致する（ｔ１〜）。

そしてドライバーがアクセルペダル２４を戻すことにより（ｔ２）、目標エンジントルクＴｅが急下降する（Ｓ１０６）。このことにより目標モデル回転数ＮＥｍについても急下降する（Ｓ１０８）。実回転数ＮＥについては長い無駄時間の存在により遅延して下降する。この目標モデル回転数ＮＥｍの値に対して実回転数ＮＥに次第に近づけるように補正した値を、差ｄｘを限度として目標回転数ＮＥｔに設定する（図７，ｔ２〜）。したがって、最終的に目標回転数ＮＥｔは実回転数ＮＥに近づき、一致する（ｔ３〜）。

本実施の形態では、車速算出部３０ｂ、目標エンジントルク算出部３０ｃ、トルクコンバータモデル３０ｄ及び目標回転数調停部３０ｅが目標回転数算出手段に、車速算出部３０ｂ及び目標エンジントルク算出部３０ｃが目標駆動力設定手段に、エンジンモデル３０ｆが制御量算出手段に相当する。タービン回転数算出部３０ａが出力側回転数検出手段に、トルクコンバータモデル３０ｄが目標モデル回転数算出手段に エンジン回転数センサ２０が回転駆動力源回転数検出手段に、目標回転数調停部３０ｅが目標回転数調停手段に、アウトプット回転数センサ２２が変速機出力軸回転数検出手段に相当する。エンジン出力トルク制御処理（図６）においてステップＳ１００〜Ｓ１１０が目標回転数算出手段としての処理に、ステップＳ１０４，Ｓ１０６が目標駆動力設定手段としての処理に、ステップＳ１１２が制御量算出手段としての処理に相当する。更にステップＳ１０８が目標モデル回転数算出手段としての処理に、ステップＳ１１０（図７：目標回転数調停処理）が目標回転数調停手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．目標回転数調停手段として機能する目標回転数調停処理（図７）では、目標モデル回転数ＮＥｍの値に対して、実回転数ＮＥに次第に近づける補正を加えることで目標回転数ＮＥｔを算出している。

このように制御量、ここでは目標スロットル開度ＴＡｔを算出するために用いる目標回転数ＮＥｔとしては目標モデル回転数ＮＥｍを初期の値として用いている。したがって目標回転数ＮＥｔには、無駄時間が長い実回転数ＮＥそのものを最初から用いていないので、この目標回転数ＮＥｔに基づいて目標スロットル開度ＴＡｔを算出してもガソリンエンジン２の駆動力（ここではエンジン出力トルク）制御にハンチングが生じることはない。

目標回転数ＮＥｔを、ＰＩ制御計算にて実回転数ＮＥに次第に近づける補正がなされることにより、最終的には目標回転数ＮＥｔは実回転数ＮＥに収束する。ここで回転駆動力源モデル（エンジンモデル３０ｆ）及び回転駆動力源出力伝達モデル（トルクコンバータモデル３０ｄ）に表されている関係は標準あるいは平均的な関係を表しているものであり、定常時での目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの間にずれが存在するおそれがある。しかし目標回転数ＮＥｔは、最終的に実回転数ＮＥに収束することにより実際の関係に対応する目標回転数となる。したがって個々の実際のガソリンエンジン２に対して高精度に適合した目標回転数となる。

こうして回転駆動力源制御装置であるエンジン出力トルク制御装置１８において、制御上のハンチングや実回転数ＮＥと目標回転数ＮＥｔとのずれを防止することができる。そして、このように制御される車両用のガソリンエンジン２は円滑な車両走行を実現することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、前記図２に示した目標回転数調停部３０ｅは、前記図４の代わりに、図９に示す制御ブロック図に示すごとくの処理を実行する。図９は目標モデル回転数ＮＥｍを目標回転数ＮＥｔの初期値として、この目標モデル回転数ＮＥｍを、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘに基づいて補正することにより、目標回転数ＮＥｔを算出している点については図４と同じである。ただし図９では差ｄｘに対して一次遅れ処理部３６にて一次遅れ処理を実行することにより最終補正量ｄｚを算出している。そしてこの最終補正量ｄｚにより目標モデル回転数ＮＥｍを補正することにより、目標回転数ＮＥｔを算出している。したがって目標回転数調停処理としては図７の代わりに図１０に示す処理が実行される。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので図１〜３、５，６を参照して説明する。

目標回転数調停処理（図１０）では一次遅れ処理を利用して目標回転数ＮＥｔを実回転数ＮＥに次第に近づける補正がなされる。すなわち前記式３に示したごとく、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘが算出される（Ｓ２２０）。

そしてこの差ｄｘを用いて、式６のごとく一次遅れ処理計算にて最終補正量ｄｚが算出される（Ｓ２２２）。
［式６］ ｄｚ ← ｄｘ・（１−exp(-t/T)）
ここで「（１−exp(-t/T)）」は一次遅れ系を表し、Ｔは時定数、ｔはアクセル開度ＡＣＣＰ変化等による目標モデル回転数ＮＥｍのステップ的変化等の急変時からの経過時間である。この時定数Ｔは、得られる最終補正量ｄｚが、目標回転数ＮＥｔを目標モデル回転数ＮＥｍ側から実回転数ＮＥ側へと次第に移行するように設定されている。

このようにして算出した最終補正量ｄｚにより前記式５に示したごとく、目標モデル回転数ＮＥｍの値が補正されて目標回転数ＮＥｔが算出される（Ｓ２２４）。
図１１は本実施の形態における制御の一例を示すタイミングチャートである。ドライバーがアクセルペダル２４を踏み込むことにより（ｔ１０）、目標エンジントルクＴｅが急上昇する（Ｓ１０６）。このことにより目標モデル回転数ＮＥｍについても急上昇する（Ｓ１０８）。実回転数ＮＥについては長い無駄時間の存在により遅延して上昇する。この目標モデル回転数ＮＥｍの値に対して、実回転数ＮＥに次第に近づけるように、一次遅れ処理（Ｓ２２２）にて算出した最終補正量ｄｚにて補正した値を目標回転数ＮＥｔに設定する（図１０，ｔ１０〜）。したがって、最終的に目標回転数ＮＥｔは実回転数ＮＥに近づき、一致する（ｔ１１〜）。

そしてドライバーがアクセルペダル２４を戻すことにより（ｔ１２）、目標エンジントルクＴｅが急下降する（Ｓ１０６）。このことにより目標モデル回転数ＮＥｍについても急下降する（Ｓ１０８）。実回転数ＮＥについては長い無駄時間の存在により遅延して下降する。この目標モデル回転数ＮＥｍの値に対して実回転数ＮＥに次第に近づけるように前述したごとく最終補正量ｄｚにより補正して目標回転数ＮＥｔを設定する（図１０，ｔ１２〜）。したがって、最終的に目標回転数ＮＥｔは実回転数ＮＥに近づき、一致する（ｔ１３〜）。

本実施の形態では、ステップＳ１１０（図１０：目標回転数調停処理）が目標回転数調停手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば以下の効果が得られる。

（イ）．ＰＩ制御計算の代わりに一次遅れ処理を実行しているが、前記実施の形態１と同様な効果を生じ、回転駆動力源制御装置における制御上のハンチングや実回転数ＮＥと目標回転数ＮＥｔとのずれを防止することができる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、前記実施の形態１の目標回転数調停部３０ｅの処理である前記図７の代わりに、図１２に示す目標回転数調停処理が行われる。この目標回転数調停処理（図１２）では、目標モデル回転数ＮＥｍが急変した場合に、目標回転数ＮＥｔを目標モデル回転数ＮＥｍから実回転数ＮＥに向けて一定回転数分ずつ繰り返し変化させている。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので図１〜３、５，６を参照して説明する。

目標回転数調停処理（図１２）が実行されると、まず目標モデル回転数ＮＥｍが急変したか否かが判定される（Ｓ３２０）。この目標モデル回転数ＮＥｍの急変は、単位時間当たりの目標モデル回転数ＮＥｍの変化量の大きさにて判定する。例えばこの変化量の絶対値が基準値より大きくなった場合に急変時であると判定する。このように実回転数ＮＥと目標モデル回転数ＮＥｍとの間で大きな差が生じるような目標モデル回転数ＮＥｍの急変を判定している。

目標モデル回転数ＮＥｍが急変したと判定されると（Ｓ３２０でyes）、最終補正量ｄｚがクリアされる（Ｓ３２２）。そして目標回転数ＮＥｔに目標モデル回転数ＮＥｍが設定される（Ｓ３２４）。

次に最終補正量ｄｚが、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差の絶対値（｜ＮＥｍ−ＮＥ｜）以上か否かが判定される（Ｓ３２６）。目標モデル回転数ＮＥｍの急変当初は、ｄｚ＜｜ＮＥｍ−ＮＥ｜であるので（Ｓ３２６でno）、次に最終補正量ｄｚが式７にて示すごとく漸増量ｄｎｅ分増加される（Ｓ３２８）。

［式７］ ｄｚ ← ｄｚ ＋ ｄｎｅ
この漸増量ｄｎｅとしては例えば数ｒｐｍ〜十数ｒｐｍの値が設定されている。
次に目標モデル回転数ＮＥｍが実回転数ＮＥより大きいか否かが判定される（Ｓ３３０）。ここでＮＥｍ＞ＮＥである場合には（Ｓ３３０でyes）、式８に示すごとく目標モデル回転数ＮＥｍから最終補正量ｄｚを減少補正することで目標回転数ＮＥｔを設定する（Ｓ３３２）。

［式８］ ＮＥｔ ← ＮＥｍ − ｄｚ
一方、ＮＥｍ＞ＮＥではない場合には（Ｓ３３０でno）、式９に示すごとく目標モデル回転数ＮＥｍに最終補正量ｄｚを増加補正することで目標回転数ＮＥｔを設定する（Ｓ３３４）。

［式９］ ＮＥｔ ← ＮＥｍ ＋ ｄｚ
ステップＳ３３２又はステップＳ３３４が終了すると、一旦、目標回転数調停処理を出る。

そして次の制御周期にて目標モデル回転数ＮＥｍの急変が終了していれば（Ｓ３２０でno）、次にｄｚ≧｜ＮＥｍ−ＮＥ｜か否かが判定される（Ｓ３２６）。ここでｄｚ＜｜ＮＥｍ−ＮＥ｜の状態が継続していれば（Ｓ３２６でno）、前述したステップＳ３２８にて前記式７の処理が行われて最終補正量ｄｚが漸増量ｄｎｅ分増加され、ＮＥｍ＞ＮＥが満足されるか否かにより（Ｓ３３０）、ステップＳ３３２あるいはステップＳ３３４が実行される。

以後、ステップＳ３２０でno、ステップＳ３２６でnoと判定されて、ステップＳ３２８にて最終補正量ｄｚの漸増、及びステップＳ３３２又はステップＳ３３４での目標回転数ＮＥｔの設定が繰り返しなされる。このことにより目標回転数ＮＥｔは目標モデル回転数ＮＥｍから実回転数ＮＥへと次第に変化する。

そして目標モデル回転数ＮＥｍや実回転数ＮＥの変化も生じることで最終的にｄｚ≧｜ＮＥｍ−ＮＥ｜となる（Ｓ３２６でyes）と、目標回転数ＮＥｔには実回転数ＮＥの値がそのまま設定される（Ｓ３３６）。

以後、目標モデル回転数ＮＥｍの急変がなく（Ｓ３２０でno）、目標モデル回転数ＮＥｍ及び実回転数ＮＥが安定していれば（Ｓ３２６でyes）、目標回転数ＮＥｔには実回転数ＮＥが設定される状態（Ｓ３３６）が継続する。

上述した処理により一例として前記図１１のタイミングチャートと同様な制御が行われる。
本実施の形態では、ステップＳ１１０（図１２：目標回転数調停処理）が目標回転数調停手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態３によれば以下の効果が得られる。
（イ）．ＰＩ制御計算の代わりに目標回転数ＮＥｔを目標モデル回転数ＮＥｍから実回転数ＮＥへ一定回転数分ずつ次第に変化させている。このことによっても前記実施の形態１と同様な効果を生じ、エンジン出力トルク制御装置１８の制御上のハンチングや実回転数ＮＥと目標回転数ＮＥｔとのずれを防止することができる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１において、制御補正量ｄｙはエンジン出力トルク制御装置１８の起動中は継続的にＰＩ制御計算にて求められていた。このように継続させるのではなく、目標モデル回転数ＮＥｍの急変時には、目標回転数ＮＥｔを目標モデル回転数ＮＥｍに初期化して、制御補正量ｄｙをクリアした状態から、ＰＩ制御計算を開始させても良い。

（ｂ）．前記実施の形態２，３では目標モデル回転数ＮＥｍの急変時を、目標モデル回転数ＮＥｍのステップ的変化、あるいは単位時間当たりの変化量にて判定していた。これ以外に、図８，１１のタイミングｔ０，ｔ２，ｔ１０，ｔ１２に示すごとく目標モデル回転数ＮＥｍが実回転数ＮＥから離れた、あるいは実回転数ＮＥを横切ったタイミングを目標モデル回転数ＮＥｍの急変時としても良い。

（ｃ）．前記実施の形態１ではＰＩ制御計算を実行していたが、この代わりにＩ制御計算でも良い。すなわち目標回転数調停処理（図７）にてステップＳ１２２の前記式４の計算において、「Ｋｉ・Σｄｘ」のみにより制御補正量ｄｙを算出するようにしても良い。

（ｄ）．前記実施の形態３では、目標回転数ＮＥｔにおける、目標モデル回転数ＮＥｍから実回転数ＮＥへの変化は一定回転数ずつ行われたが、目標モデル回転数ＮＥｍと実回転数ＮＥとの差ｄｘの一定割合ずつ行っても良い。

（ｅ）．前記各実施の形態において回転駆動力源としてはガソリンエンジンであったが、ディーゼルエンジンでも良く、この場合には燃料噴射量が制御量となる。
このような内燃機関以外に、燃料電池車などのごとく電動モータでも良く、ハイブリッドエンジンでも良い。

又、回転駆動力源出力伝達系にトルクコンバータを備えない手動クラッチその他のクラッチを備えた回転駆動力源に本発明を適用しても良い。

実施の形態１の回転駆動力源制御装置、回転駆動力源及び回転駆動力源出力伝達系のブロック図。 同じくエンジン出力トルク制御部を表す制御ブロック図。 同じく目標エンジントルクＴｅを算出するマップＭＡＰｔｅの構成説明図。 同じく目標回転数調停部を表す制御ブロック図。 同じく目標スロットル開度ＴＡｔを算出するマップＭＡＰｔａｔの構成説明図。 同じくエンジン出力トルク制御処理のフローチャート。 同じく目標回転数調停処理のフローチャート。 同じく制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の目標回転数調停部を表す制御ブロック図。 同じく目標回転数調停処理のフローチャート。 同じく制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態３の目標回転数調停処理のフローチャート。

符号の説明

２…車両用のガソリンエンジン、４…トルクコンバータ、４ａ…タービン軸、６…自動変速機、８…デファレンシャルギヤ、１０，１２…駆動輪、１４…吸気経路、１６…スロットルバルブ、１６ａ…駆動モータ、１６ｂ…スロットル開度センサ、１８…エンジン出力トルク制御装置、２０…エンジン回転数センサ、２２…アウトプット回転数センサ、２４…アクセルペダル、２６…アクセル開度センサ、３０…エンジン出力トルク制御部、３０ａ…タービン回転数算出部、３０ｂ…車速算出部、３０ｃ…目標エンジントルク算出部、３０ｄ…トルクコンバータモデル、３０ｅ…目標回転数調停部、３０ｆ…エンジンモデル、３２…ＰＩ制御計算部、３４…補正量制限処理部、３６…一次遅れ処理部。

Claims (15)

1. 目標回転数に基づいて回転駆動力源を制御する回転駆動力源制御装置であって、
   回転駆動力源の目標駆動力に対応する回転数を目標モデル回転数として算出する目標モデル回転数算出手段と、
   回転駆動力源の実回転数を検出する回転駆動力源回転数検出手段と、
   前記目標モデル回転数算出手段にて算出される目標モデル回転数の値に対して、前記回転駆動力源回転数検出手段にて検出される実回転数に次第に近づける補正を加えることにより前記目標回転数を設定する目標回転数調停手段と、
   を備えることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
2. 回転駆動力源の目標回転数を算出する目標回転数算出手段と、
   回転駆動力源による目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
   予め設定した回転駆動力源モデルを用い、前記目標回転数算出手段にて算出される目標回転数と前記目標駆動力設定手段にて設定される目標駆動力とに基づいて回転駆動力源の制御量を算出する制御量算出手段と、
   を備えた回転駆動力源制御装置であって、
   前記目標回転数算出手段は、
   予め設定した前記回転駆動力源の回転駆動力源出力伝達モデルを用い、前記目標駆動力設定手段にて設定される目標駆動力に基づいて、該目標駆動力に対応する回転数を目標モデル回転数として算出する目標モデル回転数算出手段と、
   回転駆動力源の実回転数を検出する回転駆動力源回転数検出手段と、
   前記目標モデル回転数算出手段にて算出される目標モデル回転数の値に対して、前記回転駆動力源回転数検出手段にて検出される実回転数に次第に近づける補正を加えることにより前記目標回転数を設定する目標回転数調停手段と、
   を備えることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
3. 請求項２において、前記回転駆動力源の回転駆動力源出力伝達系にはトルクコンバータを含み、該トルクコンバータが前記回転駆動力源出力伝達モデルに反映されていることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
4. 請求項３において、前記トルクコンバータの出力側における出力側回転数を検出する出力側回転数検出手段を備え、
   前記目標モデル回転数算出手段は、回転駆動力源出力伝達モデルとしてトルクコンバータモデルを用い、前記出力側回転数検出手段にて検出される出力側回転数と前記目標駆動力設定手段にて設定される目標駆動力とに基づいて前記目標モデル回転数を算出することを特徴とする回転駆動力源制御装置。
5. 請求項４において、回転駆動力源出力伝達系にはトルクコンバータの出力側に変速機を配置していると共に、該変速機の出力軸回転数を検出する変速機出力軸回転数検出手段を備え、前記出力側回転数検出手段は前記変速機出力軸回転数検出手段にて検出される出力軸回転数と前記変速機のギヤ比とから前記トルクコンバータの出力側における出力側回転数を算出することを特徴とする回転駆動力源制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記回転駆動力源は、車両用回転駆動力源であることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、前記回転駆動力源は、内燃機関と電動モータとのいずれか、又は両者を用いたハイブリッドエンジンであることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、回転駆動力源の目標駆動力とは、目標トルクであることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数と前記実回転数との差に対して、該差を限度としてＰＩ制御計算又はＩ制御計算して求めた補正量により、前記補正を実行することを特徴とする回転駆動力源制御装置。
10. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数と前記実回転数との差の一次遅れ処理に基づいて、前記補正を実行することを特徴とする回転駆動力源制御装置。
11. 請求項１〜８のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数と前記実回転数との差を限度として次第に増加する補正量にて前記補正を実行することを特徴とする回転駆動力源制御装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかにおいて、前記目標回転数調停手段は、前記目標モデル回転数の急変時には、前記補正をキャンセルして前記目標回転数を前記目標モデル回転数の値に戻す初期化を実行することを特徴とする回転駆動力源制御装置。
13. 請求項１２において、前記目標モデル回転数の急変時とは、前記目標モデル回転数の単位時間当たりの変化量の絶対値が基準値より大きくなった場合であることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
14. 請求項１２において、前記目標モデル回転数の急変時とは、前記目標モデル回転数が前記実回転数から離れたあるいは前記実回転数を横切った場合であることを特徴とする回転駆動力源制御装置。
15. 請求項１〜１４のいずれかにおいて、前記回転駆動力源に内燃機関を用いると共に、回転駆動力源を制御する制御量はスロットル開度又は燃料噴射量であることを特徴とする回転駆動力源制御装置。

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