JP2010236416A - 車両の異常判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の加速度が目標よりも大きくなる異常を精度よく判定する。
【解決手段】エンジン１０００は、設定された目標駆動力に応じて制御される。異常判定システム９３００のトルク推定部９３０２は、エンジントルクＴＥを推定する。駆動力推定部９３０４は、推定されたエンジントルクに応じて車両の駆動力Ｆを推定する。第１判定部９３１０は、推定された駆動力Ｆと駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦとを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両の異常判定装置に関し、特に、設定された目標駆動力に応じて制御されるエンジンを搭載した車両の異常を検出する技術に関する。

従来より、エンジンを駆動源として搭載した車両が一般的に普及している。エンジンの出力は、ドライバがアクセルペダルを操作することによって制御される。通常は、アクセル開度が大きいほど出力トルクが大きくなるようにエンジンが制御される。

ところが、たとえばエンジンに連結された自動変速機の変速中においてエンジンの出力トルクが大きいと、大きなショックが発生し得る。したがって、エンジンの出力トルクを制限することが望ましい。

特開２００８−２３２０３２号公報（特許文献１）は、変速機の変速比を特定する変速比特定部と、特定された変速比に基づいて内燃機関の出力トルクを制限すべきか否かの判別を行う判別部と、出力トルクを制限すべき旨の判別が行われた場合に、出力トルクが制限されるように内燃機関を制御する制御部と、出力トルクを特定するトルク特定部と、特定された変速比に応じて出力トルクの上限を規定する第１の上限値を設定する第１の上限値設定部とを備え、判別部は、特定された出力トルクと設定された第１の上限値との比較に基づいて判別を行ない、制御部は、出力トルクを制限すべき旨の判別が行われた場合に、出力トルクが設定された第１の上限値以下となるように内燃機関を制御する内燃機関の制御装置を開示する。

特開２００８−２３２０３２号公報

しかしながら、変速比のギヤ比が低い状態では、出力トルクが大きくても加速度は大きくなり難いため、車両の加速度が目標よりも大きくなり得る異常を判定する異常判定装置において、出力トルクと上限値とを比較しても異常を精度よく判定できない場合があり得る。すなわち、変速比のギヤ比が低い状態では、所望の加速度を実現するために大きな出力トルクが必要であるため、加速度が大きくなくても異常を誤って判定し得る。仮に上限値を高くすると、加速度が大きい場合でも異常を判定できなくなり得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の加速度が目標よりも大きくなる異常を精度よく判定することができる車両の異常判定装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の異常判定装置においては、エンジンと、エンジンに連結された変速機とを搭載した車両の異常判定装置である。異常判定装置は、車両の目標駆動力を設定するための設定手段と、目標駆動力に応じてエンジンを制御するための制御手段と、エンジンの出力トルクを推定するためのトルク推定手段と、推定された出力トルクに応じて車両の駆動力を推定するための駆動力推定手段と、推定された駆動力と駆動力のしきい値とを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定するための判定手段とを備える。

この構成によると、エンジンは、設定された目標駆動力に応じて制御される。車両における何等かの異常によって、車両の実際の加速度が目標よりも大きくなるか否かを判断するために、エンジンの出力トルクが推定され、推定された出力トルクに応じて車両の駆動力が推定される。駆動力は加速度と車重との積と等しいため、車両の駆動力には、車両の加速度が直接的に反映されている。そこで、推定された駆動力と駆動力のしきい値とを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かが判定される。これにより、加速度に相当する物理量である駆動力を基準にして、車両の加速度が大きくなる異常の有無を判定することができる。そのため、車両の加速度が目標よりも大きくなる異常を精度よく判定することができる車両の異常判定装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の異常判定装置においては、第１の発明の構成に加え、駆動力推定手段は、エンジンの出力軸回転数を車輪の回転数ならびに車輪の半径で除算することにより算出される値を、推定された出力トルクに乗算することにより、車両の駆動力を推定するための手段を含む。

この構成によると、エンジンの出力軸回転数を車輪の回転数ならびに車輪の半径で除算することにより、すなわち、エンジンの出力軸回転数を車速で除算することにより算出される値を、推定された出力トルクに乗算することにより、車両の駆動力が推定される。これにより、変速比のギヤ比を用いずにトルクを駆動力に変換することができる。

第３の発明に係る車両の異常判定装置は、第２の発明の構成に加え、エンジンの出力軸回転数を車輪の回転数で除算することにより算出される値を、変速機の１速ギヤ段のギヤ比以下に制限するための手段をさらに備える。

この構成によると、エンジンの出力軸回転数を車輪の回転数で除算することにより算出される値は、変速機のギヤ比に相当する。したがって、エンジンの出力軸回転数を車輪の回転数で除算することにより算出される値は、変速機の１速ギヤ段のギヤ比以下に制限される。これにより、推定される駆動力が現実的には得られない値にならないようにすることができる。

第４の発明に係る車両の異常判定装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、判定手段は、推定された駆動力が駆動力のしきい値よりも大きいと、車両が異常であると判定するための手段を含む。

この構成によると、推定された駆動力が駆動力のしきい値よりも大きいと、車両が異常であると判定する。これにより、車両の加速度が目標よりも大きくなり得る異常を検出することができる。

第５の発明に係る車両の異常判定装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、設定手段は、アクセル開度および車速をパラメータとして有するマップに従って目標駆動力を設定するための手段を含む。異常判定装置は、アクセル開度および車速をパラメータとして有するマップに従って、駆動力のしきい値を設定するための手段をさらに備える。

この構成によると、加速度が目標よりも大きくなるか否かを判定するために用いられる駆動力のしきい値が、目標駆動力と同様の態様で算出される。これにより、目標駆動力が設定される運転条件と同じ運転条件で、加速度が目標よりも大きくなるか否かを判定するために用いられる駆動力を設定することができる。そのため、加速度が目標よりも大きくなり得る駆動力をしきい値として精度よく設定することができる。

第６の発明に係る車両の異常判定装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加え、予め定められた条件が満たされた場合、エンジンの目標出力トルクを設定するための手段をさらに備える。制御手段は、予め定められた条件が満たされた場合、目標出力トルクに応じてエンジンを制御するための手段を含む。判定手段は、予め定められた条件が満たされた場合、推定された駆動力と駆動力のしきい値とを比較する代わりに、推定された出力トルクと出力トルクのしきい値とを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定するための手段を含む。

この構成によると、たとえば、推定された出力トルクから駆動力を推定するために必要なセンサ（車速センサなど）、アクチュエータ、計算機能などの異常がある場合、推定された駆動力と駆動力のしきい値とを比較する代わりに、推定された出力トルクと出力トルクのしきい値とを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かが判定される。これにより、推定された出力トルクから駆動力を正しく推定できない場合であっても、異常であるか否かの判定を継続することができる。

第７の発明に係る車両の異常判定装置は、第１〜６のいずれかの発明の構成に加え、変速機が変速中である場合、車速を一定に維持するようにエンジンを制御する場合、車両の挙動が安定するようにエンジンを制御する場合、変速機の変速のためにエンジンを制御する場合のうちの少なくともいずれか１つの場合において、車両が異常であるか否かの判定を中止するための手段をさらに備える。

この構成によると、車両の実際の駆動力が目標駆動力とは異なり得る場合には、加速度が目標よりも大きくなる異常の有無は判定されない。これにより、車両が異常であるか否かを誤って判定することを回避することができる。

車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 オートマチックトランスミッションのプラネタリギヤユニットを示すスケルトン図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 オートマチックトランスミッションの油圧回路を示す図である。 制御装置システムの構成を示す図である。 アップシフト中における目標エンジントルクを示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る異常判定装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、トルクコンバータ２１００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、プロペラシャフト５０００と、デファレンシャルギヤ６０００と、後輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。エンジン１０００により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機１００４が駆動される。エンジン１０００の出力トルク（エンジントルクＴＥ）は、電子スロットルバルブ８０１６の作動量、すなわちスロットル開度などに応じて変化する。なお、エンジン１０００の代わりにもしくは加えて、駆動源にモータを用いるようにしてもよい。また、ディーゼルエンジンを用いるようにしてもよい。ディーゼルエンジンにおいては、インジェクタの開弁時間（作動量）、すなわち燃料噴射量に応じて出力トルクが変化する。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ２１００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、ギヤ比を無段階に変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータもしくは電動モータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション２０００から出力された駆動力は、プロペラシャフト５０００およびデファレンシャルギヤ６０００を介して、左右の後輪７０００に伝達される。

ＥＣＵ８０００には、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、エアフローメータ８０１２と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、油温センサ８０２６と、水温センサ８０２８と、車速センサ８０３０とがハーネスなどを介して接続されている。

シフトレバー８００４の位置（ポジション）は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、ドライバの操作に応じて、ドライバが任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。エアフローメータ８０１２は、エンジン１０００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量が調整される。

なお、電子スロットルバルブ８０１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更する可変バルブリフトシステムにより、エンジン１０００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（以下、エンジン回転数ＮＥとも記載する）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ２１００のタービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

油温センサ８０２６は、オートマチックトランスミッション２０００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

水温センサ８０２８は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

車速センサ８０３０は、２つの前輪ならびに２つの後輪７０００のそれぞれに対して設けられる。すなわち、車速センサ８０３０は、４つの車輪のそれぞれに対して設けられる。車速センサ８０３０は、各車輪の回転数を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

車速は、車輪の回転数と車輪の円周との積として算出される。車輪の円周は、車輪の直径（半径の２倍）と円周率との積として算出される。したがって、本実施の形態においては、車輪の回転数と車輪の半径との積が、車速を表わす物理量として利用される。なお、車速を表わす方法はこれに限らない。

ＥＣＵ８０００は、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、エアフローメータ８０１２、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、油温センサ８０２６、水温センサ８０２８、車速センサ８０３０などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）８００２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。なおＥＣＵ８０００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されることにより、オートマチックトランスミッション２０００は後輪７０００に駆動力を伝達し得る。なおＤレンジにおいて、８速ギヤ段よりも高速のギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。なお、ＥＣＵ８０００は複数のＥＣＵに分割される。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸２１０２を有するトルクコンバータ２１００に接続されている。

プラネタリギヤユニット３０００は、フロントプラネタリ３１００と、リアプラネタリ３２００と、Ｃ１クラッチ３３０１と、Ｃ２クラッチ３３０２と、Ｃ３クラッチ３３０３と、Ｃ４クラッチ３３０４と、Ｂ１ブレーキ３３１１と、Ｂ２ブレーキ３３１２と、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０とを含む。

フロントプラネタリ３１００は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構である。フロントプラネタリ３１００は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２と、１対の第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４と、キャリア（ＣＡ）３１０６と、リングギヤ（Ｒ）３１０８とを含む。

第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２および第１リングギヤ（Ｒ）３１０８と噛合っている。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４が公転および自転可能であるように支持している。

第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２は、回転不能であるようにギヤケース３４００に固定される。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、プラネタリギヤユニット３０００の入力軸３００２に連結される。

リアプラネタリ３２００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。リアプラネタリ３２００は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２と、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４と、リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６と、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８と、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と、第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２とを含む。

第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２と噛合っている。第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４に加えて、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と噛合っている。

リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２が公転および自転可能であるように支持している。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０に連結される。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、１速ギヤ段の駆動時（エンジン１０００から出力された駆動力を用いた走行時）に回転不能となる。リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８は、プラネタリギヤユニット３０００の出力軸３００４に連結される。

ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０は、Ｂ２ブレーキ３３１２と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０のアウターレースはギヤケース３４００に固定され、インナーレースはリアキャリア（ＲＣＡ）３２０６に連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、前進１速〜８速のギヤ段と、後進１速および２速のギヤ段が形成される。

図４を参照して、油圧回路４０００の要部について説明する。なお、油圧回路４０００は、以下に説明するものに限られない。

油圧回路４０００は、オイルポンプ４００４と、プライマリレギュレータバルブ４００６と、マニュアルバルブ４１００と、ソレノイドモジュレータバルブ４２００と、ＳＬ１リニアソレノイド（以下、ＳＬ（１）と記載する）４２１０と、ＳＬ２リニアソレノイド（以下、ＳＬ（２）と記載する）４２２０と、ＳＬ３リニアソレノイド（以下、ＳＬ（３）と記載する）４２３０と、ＳＬ４リニアソレノイド（以下、ＳＬ（４）と記載する）４２４０と、ＳＬ５リニアソレノイド（以下、ＳＬ（５）と記載する）４２５０と、ＳＬＴリニアソレノイド（以下、ＳＬＴと記載する）４３００と、Ｂ２コントロールバルブ４５００とを含む。

オイルポンプ４００４は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４００４が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ４００４で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６により調圧され、ライン圧が生成される。

プライマリレギュレータバルブ４００６は、ＳＬＴ４３００により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路４０１０を介してマニュアルバルブ４１００に供給される。

マニュアルバルブ４１００は、ドレンポート４１０５を含む。ドレンポート４１０５から、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の油圧が排出される。マニュアルバルブ４１００のスプールがＤポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＤレンジ圧油路４１０２とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２に油圧が供給される。このとき、Ｒレンジ圧油路４１０４とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＲポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＲレンジ圧油路４１０４とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４に油圧が供給される。このとき、Ｄレンジ圧油路４１０２とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションにある場合、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の両方と、ドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧およびＲレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

Ｄレンジ圧油路４１０２に供給された油圧は、最終的には、Ｃ１クラッチ３３０１、Ｃ２クラッチ３３０２およびＣ３クラッチ３３０３に供給される。Ｒレンジ圧油路４１０４に供給された油圧は、最終的には、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給される。

ソレノイドモジュレータバルブ４２００は、ライン圧を元圧とし、ＳＬＴ４３００に供給する油圧（ソレノイドモジュレータ圧）を一定の圧力に調圧する。

ＳＬ（１）４２１０は、Ｃ１クラッチ３３０１に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（２）４２２０は、Ｃ２クラッチ３３０２に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（３）４２３０は、Ｃ３クラッチ３３０３に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（４）４２４０は、Ｃ４クラッチ３３０４に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（５）４２５０は、Ｂ１ブレーキ３３１１に供給される油圧を調圧する。

ＳＬＴ４３００は、アクセル開度センサ８０１０により検出されたアクセル開度に基づいたＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、ＳＬＴ油路４３０２を介して、プライマリレギュレータバルブ４００６に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６のパイロット圧として利用される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０、ＳＬ（５）４２５０およびＳＬＴ４３００は、ＥＣＵ８０００から送信される制御信号により制御される。

Ｂ２コントロールバルブ４５００は、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給する。Ｂ２コントロールバルブ４５００に、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｂ２コントロールバルブ４５００は、ＳＬＵソレノイドバルブ（図示せず）から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬＵソレノイドバルブがオンの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、ＳＬＵソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Ｄレンジ圧を調圧した油圧が供給される。

ＳＬＵソレノイドバルブがオフの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、Ｒレンジ圧が供給される。

図５を参照して、ＥＣＵ８０００に実装される車両の制御システムの構成について説明する。図５中の「Ｆ」は駆動力を、「ＴＥ」はエンジントルクを示す。なお、以下に説明する各構成の機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエア（プログラム）により実現するようにしてもよい。

制御システムは、パワートレーンドライバモデル（PDRM: Power train Driver Model）９０００と、ドライバーズサポートシステム（DSS: Drivers Support System）９０１０と、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)システム９０２０と、ＥＣＴ(Electronic controlled Transmission)トルク制御システム９０３０と、パワートレーンマネージャ（PTM: Power Train Manager）９１００と、エンジン制御システム９２００とを備える。

パワートレーンドライバモデル９０００は、ドライバの操作に基づいて、車両の目標駆動力を設定するために用いられるモデル（関数）である。本実施の形態においては、実験およびシミュレーションの結果などに基づいて予め定められたマップに従って、アクセル開度ならびに車速から、駆動力設定部９００２により目標駆動力が設定される。

ドライバーズサポートシステム９０１０は、クルーズコントロールなどにより、車両の挙動に応じて目標駆動力を自動的に設定する。クルーズコントロールにより、ドライバにより設定された車速が維持される。ドライバーズサポートシステム９０１０は、クルーズコントロールなどを行なうために必要な目標駆動力を、設計者により予め作成されたマップなどに基づいて自動的に設定する。

ＶＤＩＭシステム９０２０は、ＶＳＣ(Vehicle Stability Control)、ＴＲＣ(TRaction Control)、ＡＢＳ(Anti lock Brake System)、ＥＰＳ(Electric Power Steering)などを統合するシステムであって、アクセル、ステアリング、ブレーキの操作量によるドライバの走行イメージと、各種センサ情報による車両挙動との差を算出し、その差を縮めるように車両の駆動力、ブレーキ油圧などを制御する。

ＶＳＣは、前後輪が横滑りしそうな状態をセンサが検出して場合において、各輪のブレーキ油圧および車両の目標駆動力などの最適値を自動的に設定し、車両の安定性を確保する制御である。

ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に、駆動輪の空転をセンサが感知すると、各輪のブレーキ油圧および車両の目標駆動力などの最適値を自動的に設定し、最適な駆動力を確保する制御である。

ＡＢＳは、ブレーキ油圧の最適値を自動的に設定し、車輪のロックを防止する制御システムである。ＥＰＳは、電動モータの力によってステアリングホイールの操舵をアシストする制御システムである。

ＥＣＴトルク制御システム９０３０は、オートマチックトランスミッション２０００の変速時におけるエンジン１０００の目標エンジントルクを自動的に設定する。ＥＣＴトルク制御システム９０３０が設定する目標エンジントルクは、たとえば、変速ショックを低減するためのトルクダウンもしくはトルクアップを実現し得るように設定される。

図６に示すように、アップシフトする際、トルク相中において、エンジントルクが大きくなるようにトルクアップが行なわれ、イナーシャ相中において、エンジン１０００に対するエンジントルクが小さくなるようにトルクダウンが行なわれる。

図５に戻って、パワートレーンマネージャ９１００は、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０およびＶＤＩＭシステム９０２０から入力される目標駆動力を調整する駆動力調停部９１０２を備える。たとえば、最も小さい目標駆動力を選択するように、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０およびＶＤＩＭシステム９０２０から入力される目標駆動力が調停される。なお、車両の運転状態に応じて目標駆動力の調停方法を変更するようにしてもよい。たとえば、最も大きい目標駆動力を選択したり、予め定められたシステムの目標駆動力を選択するようにしてもよい。

駆動力調停部９１０２において調停された目標駆動力は、トルク変換部９１０４において目標エンジントルクに変換される。たとえば、目標駆動力と後輪７０００の半径との積を、オートマチックトランスミッション２０００の現在のギヤ比などで除算することにより、目標駆動力が目標エンジントルクに変換される。なお、駆動力をトルクに変換する方法には周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

トルク変換部９１０４において目標駆動力から変換された目標エンジントルクおよびＥＣＴトルク制御システム９０３０から入力される目標エンジントルクは、トルク調停部９１０６において調停される。２つの目標エンジントルクのうちの小さい方の目標エンジントルクもしくは大きい方の目標エンジントルクが選択され、エンジン制御システム９２００に対して出力される。小さい方の目標エンジントルクおよび大きい方の目標エンジントルクのうちのどちらの目標エンジントルクを選択するかは、車両の運転状態などに応じて決定される。

また、たとえばオートマチックトランスミッション２０００の変速中には、ＥＣＴトルク制御システム９０３０から入力される目標エンジントルクが選択される。

エンジン制御システム９２００は、パワートレーンマネージャ９１００から入力された目標エンジントルクを実現するように、電子スロットルバルブ８０１６、点火時期、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブなど、エンジン１０００の出力トルクを制御するためにエンジン１０００に設けられた機器（アクチュエータ）を制御する。

ところで、何等かの異常により、エンジン１０００の出力トルクが目標エンジントルクよりも高くなると、車両の加速度が目標よりも大きくなり得る。そこで、車両の加速度が目標よりも大きくなるような異常が発生しているか否かを判定すべく、車両の制御システムには、さらに、異常判定システム９３００が含まれる。

異常判定システム９３００は、トルク推定部９３０２と、駆動力推定部９３０４と、制限部９３０６と、第１判定部９３１０と、第１しきい値設定部９３１２と、第２判定部９３２０と、第２しきい値設定部９３２２とを備える。

トルク推定部９３０２は、エンジントルク（エンジン１０００の出力トルク）ＴＥを推定する。たとえば、エアフローメータ８０１２により検出される吸気量、エンジン回転数センサ８０２０により検出されるエンジン回転数ＮＥ、点火時期などをパラメータに有するマップに従って、実際のエンジントルクＴＥが推定される。トルクセンサを用いてエンジントルクを検出するようにしてもよい。なお、エンジントルクＴＥを推定する方法には周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。

駆動力推定部９３０４は、推定されたエンジントルクに応じて車両の駆動力Ｆを推定する。駆動力Ｆは、エンジントルクＴＥ、エンジン回転数ＮＥおよび車速Ｖを用いて、下記の式１に従って算出される。

Ｆ＝ＴＥ×（ＮＥ／Ｖ）…（１）
さらに、車速Ｖは、たとえば、車輪（後輪７０００）の回転数ＮＷと車輪の半径Ｒとの積として算出される。

したがって、駆動力Ｆは、エンジン回転数ＮＥを車輪の回転数ＮＷならびに車輪の半径Ｒで除算することにより算出される値を、推定されたエンジントルクＴＥに乗算することにより推定される。

ここで、エンジン回転数ＮＥを車輪の回転数ＮＷで除算することにより算出される値は、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ比に相当する。オートマチックトランスミッション２０００のギヤ比の最大値は、１速ギヤ段のギヤ比である。したがって、エンジン回転数ＮＥを車輪の回転数ＮＷで除算することにより算出される値は、制限部９３０６により、オートマチックトランスミッション２０００の１速ギヤ段のギヤ比以下に制限される。

第１判定部９３１０は、推定された駆動力Ｆと駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦとを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定する。たとえば、推定された駆動力Ｆが駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦよりも大きいと、車両が異常であると判定される。

駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦは、第１しきい値設定部９３１２により設定される。第１しきい値設定部９３１２は、アクセル開度および車速をパラメータとして有するマップに従って、駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦを設定する。

第２判定部９３２０は、予め定められた実行条件が満たされた場合、第１判定部９３１０の代わりに、推定されたエンジントルクＴＥとエンジントルクＴＥのしきい値ＳＨＴＥとを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定する。

すなわち、推定された駆動力Ｆと駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦとを比較する代わりに、推定されたエンジントルクＴＥとエンジントルクＴＥのしきい値ＳＨＴＥとを比較した結果に応じて車両が異常であるか否かが判定される。

たとえば、車速センサ８０３０に断線などの異常が発生した場合、ＥＣＵ８０００の計算機能に異常がある場合、車両に搭載されたアクチュエータに異常がある場合など、駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦを正常に設定できない場合や、駆動力Ｆを正常に推定できない場合に、推定されたエンジントルクＴＥとエンジントルクＴＥのしきい値ＳＨＴＥとを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かが判定される。ただし、アクセル開度センサ８０１０が異常である場合には、退避走行（電子スロットルバルブ８０１６への通電停止）が実行される。

車速センサ８０３０の異常、ＥＣＵ８０００の計算機能の異常、車両に搭載されたアクチュエータの異常などを判定する方法には、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。

エンジントルクＴＥのしきい値ＳＨＴＥは、第２しきい値設定部９３２２により設定される。第２しきい値設定部９３２２は、たとえば、アクセル開度およびエンジン回転数ＮＥをパラメータとして有するマップに従って、エンジントルクＴＥのしきい値ＳＨＴＥを設定する。

推定されたエンジントルクＴＥとエンジントルクＴＥのしきい値ＳＨＴＥとを比較した結果に応じて車両が異常であるか否かを判定するための実行条件が満たされた場合、パワートレーンドライバモデル９０００は、目標駆動力を設定する代わりに、トルク設定部９００４により目標エンジントルクを設定する。トルク設定部９００４は、たとえば、アクセル開度をパラメータに有するマップに従って、目標エンジントルクを設定する。

トルク設定部９００４により設定された目標エンジントルクが、エンジン１０００の制御に用いられるトルクとして最終的に調停部９１０６により選択されると、エンジン制御システム９２００は、トルク設定部９００４により設定された目標エンジントルクに応じてエンジン１０００を制御する。すなわち、トルク設定部９００４により設定された目標エンジントルクを実現するようにエンジン１０００が制御される。

異常判定システム９３００は、中止部９３３０をさらに含む。中止部９３３０は、オートマチックトランスミッション２０００が変速中である場合、ドライバーズサポートシステム９０１０のクルーズコントロールにより車速を一定に維持するようにエンジン１０００を制御する場合、ＶＤＩＭシステム９０２０により車両の挙動が安定するようにエンジン１０００を制御する場合、ＥＣＴトルク制御システム９０３０によりオートマチックトランスミッション２０００の変速のためにエンジン１０００を制御する場合のうちの少なくともいずれか１つの場合において、車両が異常であるか否かの判定を中止する。

以上のように、本実施の形態に係る異常判定装置によれば、推定されたエンジントルクＴＥに応じて車両の駆動力Ｆが推定される。推定された駆動力Ｆと駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦとを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かが判定される。これにより、加速度に比例する物理量である駆動力Ｆを基準にして、車両の加速度が大きくなる異常の有無を判定することができる。そのため、車両の加速度が目標よりも大きくなる異常を精度よく判定することができる。

推定された駆動力Ｆと駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦとを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かが判定する代わりに、駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦをオートマチックトランスミッション２０００のギヤ比を用いてトルクに変換した値と、推定されたエンジントルクＴＥとを比較した結果に応じて車両が異常であるか否かを判定するようにしてもよい。この場合、駆動力Ｆのしきい値ＳＨＦをトルクに変換した値よりも推定されたエンジントルクＴＥが大きいと、車両が異常であると判定するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０００ エンジン、１００４ 補機、２０００ オートマチックトランスミッション、３０００ プラネタリギヤユニット、４０００ 油圧回路、５０００ プロペラシャフト、６０００ デファレンシャルギヤ、７０００ 後輪、８０００ ＥＣＵ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ エアフローメータ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ 油温センサ、８０２８ 水温センサ、８０３０ 車速センサ、９０００ パワートレーンドライバモデル、９００２ 駆動力設定部、９００４ トルク設定部、９０１０ ドライバーズサポートシステム、９０２０ ＶＤＩＭシステム、９０３０ ＥＣＴトルク制御システム、９１００ パワートレーンマネージャ、９１０２ 駆動力調停部、９１０４ トルク変換部、９１０６ トルク調停部、９２００ エンジン制御システム、９３００ 異常判定システム、９３０２ トルク推定部、９３０４ 駆動力推定部、９３０６ 制限部、９３１０ 第１判定部、９３１２ 第１しきい値設定部、９３２０ 第２判定部、９３２２ 第２しきい値設定部、９３３０ 中止部。

Claims (7)

1. エンジンと、前記エンジンに連結された変速機とを搭載した車両の異常判定装置であって、
   前記車両の目標駆動力を設定するための設定手段と、
   前記目標駆動力に応じて前記エンジンを制御するための制御手段と、
   前記エンジンの出力トルクを推定するためのトルク推定手段と、
   前記推定された出力トルクに応じて前記車両の駆動力を推定するための駆動力推定手段と、
   前記推定された駆動力と駆動力のしきい値とを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定するための判定手段とを備える、車両の異常判定装置。
2. 前記駆動力推定手段は、前記エンジンの出力軸回転数を車輪の回転数ならびに前記車輪の半径で除算することにより算出される値を、前記推定された出力トルクに乗算することにより、前記車両の駆動力を推定するための手段を含む、請求項１に記載の車両の異常判定装置。
3. 前記エンジンの出力軸回転数を前記車輪の回転数で除算することにより算出される値を、前記変速機の１速ギヤ段のギヤ比以下に制限するための手段をさらに備える、請求項２に記載の車両の異常判定装置。
4. 前記判定手段は、前記推定された駆動力が駆動力のしきい値よりも大きいと、前記車両が異常であると判定するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の異常判定装置。
5. 前記設定手段は、アクセル開度および車速をパラメータとして有する第１のマップに従って前記目標駆動力を設定するための手段を含み、
   前記異常判定装置は、アクセル開度および車速をパラメータとして有する第２のマップに従って、駆動力のしきい値を設定するための手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の異常判定装置。
6. 予め定められた条件が満たされた場合、前記エンジンの目標出力トルクを設定するための手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記予め定められた条件が満たされた場合、前記目標出力トルクに応じて前記エンジンを制御するための手段を含み、
   前記判定手段は、前記予め定められた条件が満たされた場合、前記推定された駆動力と駆動力のしきい値とを比較する代わりに、前記推定された出力トルクと出力トルクのしきい値とを比較した結果に応じて、車両が異常であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の異常判定装置。
7. 前記変速機が変速中である場合、車速を一定に維持するように前記エンジンを制御する場合、前記車両の挙動が安定するように前記エンジンを制御する場合、前記変速機の変速のために前記エンジンを制御する場合のうちの少なくともいずれか１つの場合において、車両が異常であるか否かの判定を中止するための手段をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の車両の異常判定装置。

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