JP2015209921A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

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大輔 田丸
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Abstract

【課題】クラッチ伝達トルクに対応したクラッチ操作量、あるいはクラッチ操作量に対応したクラッチ伝達トルクを得るための参照用のデータのサイズをより小さくすることが可能な車両の駆動力制御装置を得る。
【解決手段】関数データ記憶部に記憶する参照用のデータを、クラッチ操作量とクラッチ伝達トルクとの相関関係を示す関数を特徴付けるデータとすることができる。よって、本実施形態によれば、一例としては、参照用のデータが複数のデータの対を含むマップである場合に比べて、参照用のデータのサイズがより小さくなる。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関する。
従来、クラッチを操作するクラッチ操作量と、所謂半クラッチ状態で当該クラッチ操作量に対応してクラッチにより伝達されるトルク(クラッチ伝達トルク)と、の相関関係を示す参照用のデータとして、マップ(テーブル)を有し、当該マップを参照することにより、クラッチ伝達トルクの目標値(指令値)に対応したクラッチ操作量を得る、車両の駆動力制御装置が知られている。マップは、互いに対応付けられた、クラッチ操作量を示すデータとクラッチ伝達トルクを示すデータとの複数の対を、含んでいる。従来の車両の駆動力制御装置では、マップを参照することにより、クラッチ操作量に対応したクラッチ伝達トルクを得ることもできる。
特許第4394386号公報
上記従来の車両の駆動力制御装置では、マップに含まれるクラッチ操作量のデータとクラッチ伝達トルクのデータとの対の数が多いほど、車両の駆動力制御装置のデータ記憶領域における、当該マップ、すなわち参照用のデータのサイズが大きくなり、記憶部における参照用のデータが記憶される領域の記憶容量が大きくなる。
そこで、本発明の課題の一つは、クラッチ伝達トルクに対応したクラッチ操作量を得る、あるいはクラッチ操作量に対応したクラッチ伝達トルクを得るための、参照用のデータのサイズを、より小さくすることが可能な車両の駆動力制御装置を得ることである。
実施形態の車両の駆動力制御装置は、クラッチにより伝達されるクラッチ伝達トルクを変化させるクラッチ操作量を取得するクラッチ操作量取得部と、上記クラッチ操作量に対応した上記クラッチ伝達トルクを取得するクラッチ伝達トルク取得部と、上記クラッチ操作量取得部で取得された複数の上記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量のそれぞれに対応して上記クラッチ伝達トルク取得部で取得された複数の上記クラッチ伝達トルクとの回帰分析により、上記クラッチ操作量と上記クラッチ伝達トルクとの関数を算出する関数算出部と、上記関数を特徴付けるデータを、関数データ記憶部に書き込む関数データ書込部と、上記クラッチ操作量および上記クラッチ伝達トルクのうち一方の入力値を取得する入力値取得部と、上記関数に基づいて、上記入力値に対応した上記クラッチ操作量および上記クラッチ伝達トルクのうち他方の出力値を取得する出力値取得部と、を備える。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、クラッチ伝達トルクに対応したクラッチ操作量を得る、あるいはクラッチ操作量に対応したクラッチ伝達トルクを得るための、参照用のデータを、例えば関数の係数等の関数を特徴付けるデータとすることができる。よって、参照用のデータが複数のデータの対を含むマップである場合に比べて、参照用のデータのサイズがより小さくなる。よって、記憶部における参照用のデータが記憶される領域の記憶容量がより小さくなる。
また、上記車両の駆動力制御装置では、上記関数算出部は、上記クラッチ伝達トルクまたは上記クラッチ操作量の複数の領域毎の一次関数でありかつ当該複数の領域の境界で互いに連続した複数の関数を算出する。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、関数が複数の一次関数の組み合わせであるため、関数が高次関数である場合に比べて、関数算出部による回帰分析がより容易に実行されうる。また、関数が一つの一次関数である場合に比べて、関数の精度がより高い。
また、上記車両の駆動力制御装置では、上記関数算出部は、一つの上記領域について算出した上記関数の当該領域の境界での上記クラッチ伝達トルクの関数値を、当該領域に隣接した他の上記領域について上記関数を算出する際に境界条件として用いる。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、関数が不連続となって出力値が不連続となるのが、抑制される。
また、上記車両の駆動力制御装置では、一つの上記領域内で上記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した上記クラッチ伝達トルクとの所定数の対が取得された場合に、上記関数算出部は、当該所定数の対の上記クラッチ操作量および上記クラッチ伝達トルクから、一つの上記領域に対応した上記関数を算出し、上記関数データ書込部は、上記関数データ記憶部に記憶された上記関数を特徴付けるデータを、上記関数算出部で算出された上記関数を特徴付けるデータに更新する。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、実際の値とのずれがより小さい関数が得られやすい。
また、上記車両の駆動力制御装置では、一つの上記領域内で上記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した上記クラッチ伝達トルクとの複数の対が取得された場合であって、当該複数の対について、上記クラッチ操作量の差および上記クラッチ伝達トルクの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値と同じかあるいは大きい場合に、上記関数算出部は、当該複数の対の上記クラッチ操作量および上記クラッチ伝達トルクから、一つの上記領域に対応した上記関数を算出し、上記関数データ書込部は、上記関数データ記憶部に記憶された上記関数を特徴付けるデータを、上記関数算出部で算出された上記関数を特徴付けるデータに更新する。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、近い値の対に基づく回帰分析によって実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
また、上記車両の駆動力制御装置では、一つの上記領域内の上記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した上記クラッチ伝達トルクとの複数の対について、上記クラッチ操作量の差および上記クラッチ伝達トルクの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値より小さい場合に、当該複数の対を代表する上記クラッチ操作量の代表値および上記クラッチ伝達トルクの代表値を算出する代表値算出部を備え、上記関数算出部は、上記関数の算出に、当該複数の対の上記クラッチ操作量の代表値および上記クラッチ伝達トルクの代表値を用いる。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、近い値の対に基づく回帰分析によって実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
また、上記車両の駆動力制御装置では、一つの上記領域内に設定された複数のサブ領域の中の少なくとも一つで上記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した上記クラッチ伝達トルクとの所定数の対が取得された場合に、当該サブ領域を代表する上記クラッチ操作量の代表値および上記クラッチ伝達トルクの代表値を算出する代表値算出部を備え、上記関数算出部は、上記関数の算出に、当該サブ領域を代表する上記クラッチ操作量の代表値および上記クラッチ伝達トルクの代表値を用いる。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、サブ領域毎に代表値を設定することにより、代表値の算出がより容易に行われうる。
また、上記車両の駆動力制御装置では、上記サブ領域毎に、過去の上記クラッチ操作量の平均値、当該クラッチ操作量の平均値に対応した過去の上記クラッチ伝達トルクの平均値、ならびに過去の上記クラッチ操作量および上記クラッチ伝達トルクの取得回数を得るための過去データを、過去データ記憶部に書き込む、過去データ書込部を備え、上記代表値算出部は、過去の上記クラッチ操作量の平均値をxa、過去の上記クラッチ伝達トルクの平均値をTa、過去の上記取得回数をn、上記クラッチ操作量取得部で取得されたクラッチ操作量をxc、当該クラッチ操作量に対応して上記クラッチ伝達トルク取得部で取得されたクラッチ伝達トルクをTc、上記クラッチ操作量の代表値をxn、ならびに上記クラッチ伝達トルクの代表値をTnとしたとき、当該クラッチ操作量の代表値xn、ならびに当該クラッチ伝達トルクの実績値の代表値Tnを、上記過去データ記憶部を参照して、次の式
xn=(xa×n+xc)/(n+1)、および
Tn=(Ta×n+Tc)/(n+1)
から算出する。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、過去の履歴が反映された代表値が得られる。
また、上記車両の駆動力制御装置では、上記関数算出部は、一つの上記領域に隣接した他の領域の上記関数の上記クラッチ操作量に対する上記クラッチ伝達トルクの変化率が所定範囲内となるよう、当該他の領域の上記関数を算出する。よって、上記車両の駆動力制御装置によれば、実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
図1は、実施形態の車両の駆動力制御装置を含む車両の構成が示された概略図である。 図2は、実施形態の車両の駆動力制御装置が示された機能ブロック図である。 図3は、実施形態の車両の駆動力制御装置でのクラッチ操作量とクラッチ伝達トルクとの関係が示されたグラフである。 図4は、実施形態の車両の駆動力制御装置における回帰分析(最小二乗近似)が示された模式図である。 図5は、実施形態の車両の駆動力制御装置によるクラッチ操作量とクラッチ伝達トルクとの相関関係を示す関数を算出(更新)する手順が示されたフローチャートである。 図6は、実施形態の車両の駆動力制御装置による領域毎に関数を算出する手順が示されたフローチャートである。 図7は、実施形態の車両の駆動力制御装置におけるクラッチ伝達トルク特性の一つの領域に隣接した他の領域における関数の変化率の制限が示された模式図である。 図8は、実施形態の車両の駆動力制御装置によるエンジンの制御の手順が示されたフローチャートである。
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成に基づく種々の効果(派生的な効果も含む)を得ることが可能である。
本実施形態では、図1に例示されるように、車両1(例えば、四輪の自動車)は、駆動源としてエンジン2を備える。車両1では、エンジン2のトルク(回転)は、シャフト31や、クラッチ4、シャフト32、トランスミッション5、シャフト33、デファレンシャルギヤ6、シャフト34等を介して、車輪7に伝達される。なお、本実施形態では、車両1は、後輪駆動車として構成されているが、車両1は、前輪駆動車あるいは四輪駆動車(全輪駆動車)としても構成されうる。なお、車両1は、駆動源としてモータジェネレータ(図示されず)を備えてもよい。
エンジン2(内燃機関)は、ガソリンや、軽油、アルコール、水素等の燃料を用いる内燃機関であり、例えば、ポート噴射式や、筒内噴射式(直噴式)等のエンジンである。エンジン2は、制御装置10によって制御される。制御装置10は、例えば、エンジン2のスロットルバルブ21の開度や、燃料噴射弁22の噴射量等を制御することにより、エンジン2のトルク(エンジントルク)や回転速度(回転数)等を制御することができる。また、エンジン2の出力側のシャフト31に対応して、当該シャフト31の回転速度を検出するためのセンサ23が設けられている。制御装置10は、センサ23から得た信号により、エンジン2の回転速度(回転数、出力回転速度、出力回転数)を得ることができる。なお、エンジン2の回転速度は、他の部分(シャフト等)の回転速度からも得られる。また、制御装置10は、センサ23から、回転速度を示すデータを得てもよい。
また、制御装置10は、エンジン2のトルク、回転速度等を、操作部24(例えば、アクセルペダル)の可動部材24a(例えば、アーム)のクラッチ操作量(ストローク、変位、位置)に応じて変化させる。可動部材24aに対応して、当該可動部材24aのクラッチ操作量を検出するためのセンサ25が設けられている。制御装置10は、当該可動部材24aのクラッチ操作量をセンサ25の信号から得る。また、制御装置10は、センサ25から、可動部材24aのクラッチ操作量を示すデータを得てもよい。
制御装置10は、例えばECU(Electronic Control Unit)として構成される。ECUは、例えば、MCU(Micro Control Unit)を有する。MCUは、CPU(Central Processing Unit)や、主記憶装置(メモリ)、補助記憶装置、インタフェース(入出力装置)、通信装置、バス等(いずれも図示されず)を有する。主記憶装置は、例えば、ROM(Read Only Memory)や、RAM(Random Access Memory)等である。補助記憶装置は、例えば、フラッシュメモリ等である。また、制御装置10は、統合ECUとして構成されうるし、あるいは、エンジン2用のECUであるエンジンECUや、トランスミッション5のECUであるトランスミッションECU等を有することができる。MCUにおいて、CPUは、主記憶装置等にインストールされたプログラムにしたがって演算処理を実行し、エンジン2等の各部を制御することができる。なお、MCUは、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等を含んでもよい。
クラッチ4は、例えば、乾式単板クラッチである。クラッチ4は、シャフト31からシャフト32にトルク(回転)が伝達される接続状態(伝達状態)、シャフト31からシャフト32にトルクが伝達されない遮断状態(非伝達状態)、およびシャフト31とシャフト32とが互いに滑る滑り状態(所謂半クラッチ状態)のうちいずれかの状態にある。クラッチ4は、回転部材41(例えば、フライホイール、プレッシャプレート等)と、回転部材42(例えば、クラッチディスク)とを有する。回転部材41は、入力側のシャフト31と一体で回転し、回転部材42は、出力側のシャフト32と一体で回転する。回転部材41,42の間には、摩擦部材43が介在している。クラッチ4では、これら回転部材41,42(例えば、回転部材41と摩擦部材43)の滑り度合いが変化することにより、シャフト31からシャフト32へのトルク(回転)の伝達状態(伝達率、伝達度)が変化する。可動部材44は、一方の回転部材(本実施形態では、回転部材42)の他方の回転部材(本実施形態では、回転部材41)に対する位置(軸方向の相対的な位置、距離、近接状態、離間状態)を変化させる。可動部材44は、部材44a(例えば、レリーズベアリング)と部材44b(例えば、ダイヤフラムスプリング)とを有する。アクチュエータ45(例えば、ピストン機構や、リニアアクチュエータ、モータ、移動機構、駆動機構)が、可動部材44を動かすことで、回転部材42の回転部材41に対する相対位置が変化する。
また、アクチュエータ45によって動かされる可動部材44の操作量(変位、位置、ストローク、制御量)は、操作部46(例えば、クラッチペダル)の可動部材46a(例えば、アーム)の操作量(変位、位置、ストローク、制御量)に応じて変化する。アクチュエータ45は、油圧式の場合には、油圧機構47を介して動かされる。油圧機構47は、マスタシリンダ47aと、スレーブシリンダ47bと、配管47cと、を有する。マスタシリンダ47aのピストン(図示されず)が可動部材46aによって押されて生じた油圧が、配管47c内の油路を介してスレーブシリンダ47bのピストン(図示されず)に伝達され、スレーブシリンダ47bのピストンが可動部材44を動かす。この構成では、スレーブシリンダ47bは、アクチュエータ45の少なくとも一部である。また、アクチュエータ45は、電気的なアクチュエータ(例えば、リニアアクチュエータや、モータ等、図示されず)として構成されうる。この場合、制御装置10がアクチュエータ45を制御することにより、可動部材44が動き、これにより、クラッチ4の接続状態が変化する。また、センサ48は、可動部材46aの操作量(位置)を検出する。すなわち、制御装置10は、当該センサ48から得た信号またはデータにより、可動部材46aの操作量を得ることができる。また、センサ49は、スレーブシリンダ47b内の可動部の操作量を検出する。スレーブシリンダ47bの可動部の操作量は、可動部材44の操作量と対応している。すなわち、制御装置10は、センサ49から得た信号またはデータにより、可動部材44の操作量を得ることができる。また、可動部材44を動かすアクチュエータ45の制御量は、可動部材44の操作量に対応している。よって、制御装置10は、アクチュエータ45を制御してクラッチ4を動かす場合、当該アクチュエータ45の制御量から、可動部の操作量を得ることができる。本実施形態では、可動部材44や、可動部材46a等が、クラッチ伝達トルクを変化させる可動部(操作部)の一例である。なお、クラッチ4は、本実施形態では、乾式単板クラッチであるが、摩擦式の他の形式のクラッチ(例えば、湿式多板クラッチ)としても構成されうる。
トランスミッション5(変速装置)は、本実施形態では、ドライバの手動操作によって変速するマニュアルトランスミッションとして構成されている。トランスミッション5の入力側(クラッチ4の出力側)のシャフト32、ならびにトランスミッション5の出力側のシャフト33のそれぞれに対応して、それらシャフト32,33の回転速度(回転数)を検出するためのセンサ52,53が設けられている。制御装置10は、センサ52,53から得た信号により、シャフト32,33の回転速度(回転数)を得ることができる。
制御装置10は、トランスミッション5に設けられたセンサ54(例えば、シフトセンサ)から得た信号により、トランスミッション5で噛み合っているギヤ対(ギヤ段)を得ることができ、変速操作の開始や変速操作の終了等で用いることができる。また、制御装置10は、センサ54から、ギヤ段や、変速操作の開始、変速操作の終了を示すデータを得てもよい。
また、本実施形態では、制御装置10は、変速操作中には、操作部24の可動部材24aの操作量(変位、位置、角度、ストローク)によらず、クラッチ4に対応した可動部(例えば、可動部材46aや可動部材44)の操作量に応じて、エンジン2を制御する。クラッチ4でシャフト31(回転部材41)とシャフト32(回転部材42)との間で相対回転が生じる滑り状態(所謂半クラッチ状態)では、クラッチ4で伝達されるトルク(以下、クラッチ伝達トルクと称される)は、クラッチ4に対応した可動部の操作量に応じて変化する。また、エンジン2の出力トルクが高い状態であっても、クラッチ伝達トルクよりも高いトルクは伝達されない。このため、本実施形態では、制御装置10は、変速操作中には、エンジン2のトルクがクラッチ伝達トルクの増減に応じて増減するように、当該エンジン2を制御する。これにより、例えば、エンジン2の無駄なエネルギ消費が減ったり、不必要な回転速度の上昇が抑制されたり、といった効果が得られる。なお、クラッチ伝達トルクに応じたエンジン2のトルクの制御は、変速操作以外でも行われうる。
ここで、図2〜8が参照され、処理部11(制御装置10)による演算処理ならびに制御の一例が説明される。
図2に示されるように、制御装置10は、処理部11(例えば、CPU)と、記憶部12(例えば、補助記憶装置)とを有する。処理部11は、ハードウエアとソフトウエア(プログラム)との協働により、図2に示されるような、クラッチ操作量取得部11aや、クラッチ伝達トルク取得部11b、保持部11c、関数算出部11d、関数データ書込部11e、過去データ書込部11f、代表値算出部11g、入力値取得部11h、出力値取得部11i、出力部11j等として機能(動作)することができる。すなわち、プログラムには、一例としては、図2に示される処理部11の各ブロックに対応したモジュールが含まれる。
本実施形態では、処理部11は、クラッチ4に対応した可動部の操作量(クラッチ操作量)とクラッチ伝達トルクとの相関関係を示す関数を算出する。クラッチ操作量取得部11aは、操作量を取得する。クラッチ伝達トルク取得部11bは、クラッチ操作量取得部11aで取得された操作量に対応したクラッチ伝達トルクの実績値(推定値、算出値、関数の元データ)を取得する。保持部11cは、関数の算出の候補となる操作量ならびにクラッチ伝達トルクの実績値のデータを一時的に保持する。関数算出部11dは、クラッチ操作量取得部11aならびにクラッチ伝達トルク取得部11bで取得された値の複数の対(以下、単にデータ対と称することがある)に基づく回帰分析により、操作量とクラッチ伝達トルクとの関数を算出する。関数データ書込部11eは、関数のデータ(関数を示すデータ、関数を特徴付けるデータ、例えば、係数、定数等)を、記憶部12の関数データ記憶部12a(第一の記憶領域)に書き込む。過去データ書込部11fは、後の関数の算出で利用するための過去データ(例えば、過去の実績値や、代表値等)を、記憶部12の過去データ記憶部12b(第二の記憶領域)に書き込む。代表値算出部11gは、操作量とクラッチ伝達トルクとの複数の対の代表値(例えば、平均値)を算出する。以上は、関数の算出に関わる処理部である。なお、関数データ記憶部12aには、車両1の使用開始時点では、予め設定された関数のデータが記憶されている。なお、代表値は、平均値には限定されず、例えば、中央値等であってもよいし、平均値に所定数を加算した値等であってもよい。
また、処理部11(制御装置10)は、関数データ記憶部12aに記憶された(設定された、算出された、あるいは更新された)関数を用いて、入力値としての操作量に対応した出力値としてのクラッチ伝達トルク、あるいは入力値としてのクラッチ伝達トルクに対応した出力値としての操作量を得て、当該出力値に応じた各部の制御を実行する。入力値取得部11hは、操作量またはクラッチ伝達トルクの入力値を取得する。出力値取得部11iは、関数に基づいて、入力値取得部11hで取得された入力値に対応した関数値として出力値を取得する。出力部11jは、出力値に基づく信号(例えば、エンジン2の制御信号や、クラッチ4の制御信号等)を出力する。すなわち、出力部11jは、制御信号出力部とも称されうる。
また、本実施形態では、クラッチ伝達トルクは、図3に示されるような、操作量xに対する関数Tc(x)として定義されている。関数Tc(x)は、クラッチ伝達トルクの複数(本実施形態では、一例として三つ)の領域A1〜A3(範囲)毎の一次関数Tc1(x),Tc2(x),Tc3(x)を含んでいる。複数の領域A1〜A3は、互いに重ならず、互いに隣接して設定され、クラッチ伝達トルクの値によって区分されている。領域A1は、クラッチ伝達トルクの値が小さい領域、領域A3は、クラッチ伝達トルクの値が大きい領域、領域A2は、クラッチ伝達トルクの値が中間値の領域である。互いに隣接する複数の関数Tc1(x)およびTc2(x)、ならびにTc2(x)およびTc3(x)は、それぞれの境界点P12,P23で連続している。また、本実施形態では、クラッチ4における実際の特性に合わせて、関数Tc2(x)の傾き(操作量xでの微分値)が、関数Tc1(x)ならびに関数Tc3(x)の傾きより大きく設定されている。なお、複数の領域は、操作量xの値でも区分されうる。
ここで、図4が参照されて、回帰分析の一例である最小二乗近似による関数の算出の一例が説明される。便宜上、ここでは、操作量xがXi(またはX、i=1〜n、図4ではn=4)と記され、クラッチ伝達トルクの実績値TcrがYi(またはY、i=1〜n、図4ではn=4)と記される。関数の算出の元となるXiとYiのデータ対(以下では、便宜上「点」とも記される)の個数は、n個である。最小二乗近似では、例えば、各点からのY方向の距離di(i=1〜n、図4ではn=4)の和が最も近い一次関数が取得される。すなわち、関数Y=aX+b(すなわち、Tc2(x)=a×x+b)と各点との距離の和Sは、
Figure 2015209921
で表せる。関数算出部11dは、このSが最小となる関数を算出する。公知の手法であるため、その計算過程の説明は省略され、この場合、係数aは、
Figure 2015209921
となり、係数bは、
Figure 2015209921
となる。関数算出部11dは、上記式(2)および式(3)から、領域A2での関数(の係数)を算出することができる。なお、式(2)および式(3)では、
Figure 2015209921
である。
関数算出部11dは、領域A2(図3参照)については、上記式(1)〜(3)によって関数の係数を算出する。ただし、関数算出部11dは、領域A1,A3については、領域A2における関数の端点、すなわち境界点P12,P23を通る操作量とクラッチ伝達トルクとの関数(Tc1(x),Tc3(x))を算出する。境界点P12または境界点P23の値が(p,q)である場合、境界点P12または境界点P23を通る関数Y=a(x−p)+q(すなわち、Tc1(x)=a(x−p)+q、またはTc3(x)=a(x−p)+q)と各点との距離の和Sは、上記式(1)と同様に、
Figure 2015209921
で表せる。関数算出部11dは、このSが最小となる関数を算出する。公知の手法であるため、その計算過程の説明は省略され、この場合、係数aは、
Figure 2015209921
となり、係数bは、係数aに基づいて
b=−a×p+q ・・・(7)
として得ることができる。関数算出部11dは、領域A1ならびに領域A3での関数(の係数)を、それぞれに対応する上記式(6)および式(7)から、算出することができる。
処理部11は、関数Tc(x)を、図5に示される手順で算出する。処理部11は、関数Tc(x)を、操作量xとクラッチ伝達トルクの実績値Tcrとの複数のデータ対に対する回帰分析(例えば、最小二乗近似)により算出する。ここで、処理部11において、クラッチ伝達トルクの実績値Tcrは、エンジン2のトルクの時間変化が無い状態(無視できる状態)、すなわち、エンジン2の回転速度の時間変化(時間微分)が閾値以内の状態では、エンジントルクとクラッチ伝達トルクとがほぼ同じ値になるという考えのもとに算出される。すなわち、処理部11は、まず、クラッチ操作量取得部11aおよびクラッチ伝達トルク取得部11bとして機能し、クラッチ伝達トルクの実績値Tcrが得られる条件が満たされる場合、すなわち、一例としてはエンジン2の回転速度の時間変化が閾値以内である場合に(S11でYes)、操作量xならびにクラッチ伝達トルクの実績値Tcrを取得する(S12)。S12で、クラッチ操作量取得部11aは、操作量xを取得する。また、クラッチ伝達トルク取得部11bは、クラッチ伝達トルクとして、エンジン2の回転速度や、燃料噴射量、空気流量等から、公知の手法でエンジン2のトルク(出力トルク)を取得し、当該エンジン2のトルクをクラッチ伝達トルクの実績値Tcrとして取得する。次に、処理部11は、保持部11c(保持制御部、保持処理部)として機能し、S12で取得した操作量xおよびクラッチ伝達トルクの実績値Tcr、すなわち、関数Tc(x)の算出の候補となるデータ対を一時的に保持する(S13)。なお、S13では、データの対は、RAMのような揮発性の記憶部(メモリ)に保持されてもよいし、フラッシュメモリのような不揮発性の記憶部に記憶されてもよい。なお、S11でNoの場合、図5のフローによる処理は終了する。
次に、処理部11は、代表値算出部11gとして機能し、S13で保持された複数のデータ対が、代表値を算出する条件を満たしている場合、すなわち、複数のデータ対において、操作量xの値の差が対応する閾値以内であるか、あるいはクラッチ伝達トルクの値の差が対応する閾値以内である場合に(S14でYes)、それら条件を満たすデータ対について代表値(例えば、平均値、相加平均値)を算出する(S15)。次に、処理部11は、過去データ書込部11fとして機能し、S15で算出された代表値を、過去データ記憶部12bに書き込む(更新する、S16)。値の近い複数のデータ対から回帰分析(最小二乗近似)によって算出された関数は、誤差が大きくなる虞がある。本実施形態では、値が近い複数のデータ対については、それら複数のデータ対を代表する代表値を算出することにより、関数の誤差が大きくなるのを抑制することができる。なお、S14でNoの場合、S17へ進む。
さらに、本実施形態では、一例として、図3に示されるように、関数を算出する領域A1〜A3のそれぞれに、クラッチ伝達トルクの値によって区分された複数のサブ領域(A21〜A24,A31〜A34)が設定されうる。複数のサブ領域は、互いに重ならず、互いに隣接して設定され、クラッチ伝達トルクの値によって区分されている。そして、代表値算出部11gは、クラッチ伝達トルクの実績値Tcrの値によって、S12で取得されたデータ対を、属するサブ領域毎に区分することができる。この場合、S13で、保持部11cは、データ対を、サブ領域に対応付けて保持し、S14で、代表値算出部11gは、例えば、サブ領域のそれぞれに対応するデータ対の数が所定数(例えば、2点)となった場合や、サブ領域のそれぞれに対応するデータ対の数が既に所定数(例えば、2点)以上であって(保持あるいは記憶されていて)新規に当該サブ領域に対応するデータ対が取得された場合等に、当該サブ領域の代表値を算出することができる。また、S16で、過去データ書込部11fは、S15で算出された代表値を、サブ領域に対応付けて、過去データ記憶部12bに記憶することができる。なお、図3には示されていないが、領域A1にも複数のサブ領域が設定されている。
さらに、複数のサブ領域が設定される場合、代表値算出部11gは、代表値を、新たに取得されたデータ対と過去データ記憶部12bに記憶された過去のデータ対とを含む平均値として、算出することができる。具体的に、代表値算出部11gは、操作量xの代表値xn、ならびにクラッチ伝達トルクの実績値Tcrの代表値Tnを、以下の式(8),(9)によって算出することができる。
xn=(xa×n+xc)/(n+1) ・・・(8)
Tn=(Ta×n+Tc)/(n+1) ・・・(9)
上記式(8),(9)では、代表値xn,Tnが、過去の操作量xの平均値xa、過去のクラッチ伝達トルクの実績値Tcrの平均値Ta、過去のデータ対の取得回数n、新たにクラッチ操作量取得部11aで取得された操作量xc、当該操作量xcに対応してクラッチ伝達トルク取得部11bで取得されたクラッチ伝達トルクの実績値Tc(過去データ)に基づいて算出される。この場合、S16で、過去データ書込部11fは、平均値xa、平均値T、ならびに取得回数nを、サブ領域に対応付けて、過去データ記憶部12bに記憶することができる。これにより、過去の全てのデータ対が過去データ記憶部12bに記憶された場合に比べて、過去データ記憶部12bに記憶される過去データのサイズがより小さくなる。
次に、処理部11は、関数算出部11dとして機能し、S12で取得された(S13で保持された)複数のデータの対、あるいはS15で算出された(S16で書き込まれた)代表値が、関数を算出(更新)する条件を満たしている場合、すなわち、関数の元となるデータ対や代表値の対の数が所定数(例えば4点以上)となった場合や、サブ領域の代表値が更新された場合等に(S17でYes)、上述した手法で関数を算出する(S18)。次に、処理部11は、関数データ書込部11eとして機能し、関数データ記憶部12aに、関数(のデータ、係数)を書き込む(S19)。なお、S17でNoの場合、図5のフローによる処理は終了する。
また、本実施形態では、S18で算出される関数は、サブ領域のそれぞれの代表値を元にして算出される。これにより、関数の算出の元とする複数のデータ対について、操作量の差がある程度確保される、あるいは複数のデータ対についてのクラッチ伝達トルクの実績値の差がある程度確保される、という条件が設定される。すなわち、本実施形態によれば、複数のサブ領域が設定されているため、値が近い複数のデータ対から回帰分析による関数が算出されて誤差が大きくなるのが、抑制される。なお、複数のサブ領域の設定に代えて、複数のデータ対の操作量の差およびクラッチ伝達トルクの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値と同じかあるいは大きい場合に、当該データ対を関数の算出の元としてもよい。この場合も、複数のサブ領域を設定した場合と同様の効果が得られる。
また、本実施形態では、図6に示されるように、S16,S18については、関数算出部11dによる領域A2(一つの領域、第二の領域)の関数Tc2(x)の算出および関数データ書込部11eによる当該関数Tc2(x)のデータの書き込み(S21)が、関数算出部11dによる領域A1(一つの領域に隣接した他の領域、第一の領域)の関数Tc1(x)の算出および関数データ書込部11eによる当該関数Tc1(x)のデータの書き込み(S22)、ならびに関数算出部11dによる領域A3(一つの領域に隣接した他の領域、第三の領域)の関数Tc3(x)の算出および関数データ書込部11eによる当該関数Tc3(x)の書き込み(S23)よりも、優先して行われる。そして、領域A1および領域A3の関数は、領域A2の境界点P12,P23のデータ対を境界条件として、上述した式(5)〜(7)によって関数が算出される。なお、S22およびS23は、どちらが先に行われてもよい。また、例えば、複数の領域毎に、データ対が取得される頻度が異なる場合、データ対が取得される頻度(数、回数、単位時間当たりの取得回数)が高い(大きい)領域(一つの領域)でまずは関数が算出され、当該頻度が高い領域(一つの領域)の端部でのデータ対を境界条件として、当該頻度が高い領域に隣接する領域(他の領域)の関数が算出されてもよい。
また、領域A2(一つの領域)についての関数Tc2(x)の算出を先に行った場合(S21)における、領域A1,A3(他の領域)についての関数Tc1(x),Tc3(x)の算出については、図7に示されるように、操作量xに対するクラッチ伝達トルクの変化率dTc1(x)/dx,dTc3(x)/dx(以下、単に変化率と称する)に、制限を設けることができる。具体的には、図7に示されるように、領域A1,A3の変化率dTc1(x)/dx,dTc3(x)/dxが、領域A2の変化率dTc2(x)/dxを基準として定まる所定範囲θmin〜θmax内であることを条件とすることができる。関数算出部11dは、他の領域について、一つの領域を基準とした変化率の条件を満たす関数が得られなかった場合には、変化率をθminまたはθmaxとした関数(得られた傾きに近い方)を、最小二乗法により算出することができる。
処理部11(制御装置10)は、上記のようにして得られた関数を用いて、例えば、図8に示される手順でエンジン2を制御することができる。すなわち、処理部11は、まず、入力値取得部11hとして機能し、操作量を取得する(S31)。S31で、入力値取得部11hで取得された操作量は入力値の一例である。次に、処理部11は、出力値取得部11iとして機能し、関数データ記憶部12aに記憶された関数を参照し、操作量に対応したクラッチ伝達トルクを取得する(S32)。S32で、出力値取得部11iで取得されたクラッチ伝達トルクは出力値の一例である。そして、処理部11は、出力部11j(制御信号出力部)として機能し、クラッチ伝達トルクに対応して設定されたエンジン2のトルクが得られるよう、当該エンジン2を制御する信号を出力する(S33)。なお、図8に示された手順(制御)は、あくまで一例であって、例えば、入力値取得部11hが、クラッチ伝達トルクの指令値(目標値)を取得し、出力値取得部11iが関数データ記憶部12aに記憶された関数を参照して、当該指令値(目標値)に対応する操作量を取得し、出力部11jが、当該操作量となるよう、クラッチ4を電気的に駆動するアクチュエータ(図示されず)を制御する信号を出力してもよい。
以上、説明されたように、本実施形態では、一例として、関数データ記憶部12aに記憶する参照用のデータを、操作量xとクラッチ伝達トルクとの相関関係を示す関数のデータとすることができる。よって、本実施形態によれば、一例としては、参照用のデータが複数のデータの対を含むマップである場合に比べて、参照用のデータのサイズがより小さくなる。よって、関数データ記憶部12aにおける参照用のデータが記憶される領域の記憶容量がより小さくなる。
また、本実施形態では、一例として、関数は、クラッチ伝達トルクまたは操作量の複数の領域A1〜A3毎の一次関数でありかつ当該複数の領域A1〜A3の境界点P12,P23で互いに連続した複数の関数である。よって、本実施形態によれば、一例としては、関数が一次関数の組み合わせであるため、関数算出部11dによる回帰分析がより容易に実行されうる。また、関数データ記憶部12aにおける参照用のデータが記憶される領域の記憶容量がより小さくなる。また、関数が一つの一次関数である場合に比べて、関数の精度がより高い。
また、本実施形態では、一例として、関数算出部11dは、一つの領域A2について算出した関数の当該領域A2の境界点P12,P23での操作量ならびにクラッチ伝達トルクの関数値(p,q)を、当該領域A2に隣接した他の領域A1,A3について関数を算出する際に境界条件として用いる。よって、本実施形態によれば、一例としては、関数が不連続となって出力値が不連続となるのが、抑制される。
また、本実施形態では、一例として、領域A1〜A3内のそれぞれで操作量と当該操作量に対応したクラッチ伝達トルクの実績値Tcrとの所定数の対が取得された場合に、関数が更新される。よって、本実施形態によれば、一例としては、実際の値とのずれがより小さい関数が得られやすい。
また、本実施形態では、一例として、複数のデータの対について、操作量の差およびクラッチ伝達トルクの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値と同じかあるいは大きい場合に、関数が更新される。よって、本実施形態によれば、一例としては、近い値の対に基づく回帰分析によって実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
また、本実施形態では、一例として、代表値算出部11gは、複数のデータ対について、操作量の差およびクラッチ伝達トルクの実績値Tcrの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値より小さい場合に、当該複数のデータ対を代表する操作量の代表値およびクラッチ伝達トルクの代表値を算出し、関数算出部11dは、関数の算出に、当該複数の対の操作量の代表値およびクラッチ伝達トルクの実績値Tcrの代表値を用いる。よって、本実施形態によれば、一例としては、近い値の対に基づく回帰分析によって実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
また、本実施形態では、一例として、関数算出部11dは、関数の算出に、サブ領域を代表する操作量の代表値およびクラッチ伝達トルクの代表値を用いる。よって、本実施形態によれば、一例としては、サブ領域毎に代表値を設定することにより、代表値の算出がより容易に行われうる。また、一例としては、近い値の対に基づく回帰分析によって実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
また、本実施形態では、一例として、代表値算出部11gは、過去の操作量の平均値をxa、過去のクラッチ伝達トルクの平均値をTa、過去のデータ対の取得回数をn、クラッチ操作量取得部11aで取得された操作量をxc、当該操作量に対応してクラッチ伝達トルク取得部11bで取得されたクラッチ伝達トルクの実績値をTc、操作量の代表値をxn、ならびにクラッチ伝達トルクの実績値の代表値をTnとしたとき、当該操作量の代表値xn、ならびに当該クラッチ伝達トルクの実績値の代表値Tnを、過去データ記憶部12bを参照して、次の式
xn=(xa×n+xc)/(n+1)、および
Tn=(Ta×n+Tc)/(n+1)
から算出する。よって、本実施形態によれば、一例としては、過去の履歴が反映された代表値が得られる。
また、本実施形態では、一例として、関数算出部11dは、一つの領域A2に隣接した他の領域A1,A3の関数の操作量に対するクラッチ伝達トルクの変化率が所定範囲内となるよう、当該他の領域A1,A3の関数を算出する。よって、本実施形態によれば、一例としては、実際の値とのずれがより大きい関数が得られるのが、抑制される。
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。
例示された実施形態にかかる制御装置は、エンジンを制御するエンジン制御装置や、クラッチを制御するクラッチ制御装置など、種々の制御装置として構成することができる。
また、上記実施形態にかかる構成は、上記のようなマニュアルトランスミッションの変速を電気信号に基づいてアクチュエータが行う自動変速式のマニュアルトランスミッション(AMT,automated manual transmission)にも適用することができる。その場合、制御部は、クラッチ伝達トルクを変化させる可動部の制御量(制御指令)に基づいて、各部の制御を実行することができる。この場合の操作量は、制御量である。また、可動部は、クラッチの操作量に応じて移動する他の部材であってもよい。AMT以外で操作者(運転者)がクラッチを操作しない車両の場合も、同様である。
また、クラッチは、他の形式のクラッチであってもよい。また、関数に関する領域ならびにサブ領域の数や、範囲、関数の特性等も、上記実施形態には限定されず、種々に設定することが可能である。
10…制御装置(車両の駆動力制御装置)、11a…クラッチ操作量取得部、11b…クラッチ伝達トルク取得部、11d…関数算出部、11e…関数データ書込部、11f…過去データ書込部、11g…代表値算出部、11h…入力値取得部、11i…出力値取得部、12a…関数データ記憶部、12b…過去データ記憶部。

Claims (9)

  1. クラッチにより伝達されるクラッチ伝達トルクを変化させるクラッチ操作量を取得するクラッチ操作量取得部と、
    前記クラッチ操作量に対応した前記クラッチ伝達トルクを取得するクラッチ伝達トルク取得部と、
    前記クラッチ操作量取得部で取得された複数の前記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量のそれぞれに対応して前記クラッチ伝達トルク取得部で取得された複数の前記クラッチ伝達トルクとの回帰分析により、前記クラッチ操作量と前記クラッチ伝達トルクとの関数を算出する関数算出部と、
    前記関数を特徴付ける関数データを、関数データ記憶部に書き込む関数データ書込部と、
    前記クラッチ操作量および前記クラッチ伝達トルクのうち一方の入力値を取得する入力値取得部と、
    前記関数に基づいて、前記入力値に対応した前記クラッチ操作量および前記クラッチ伝達トルクのうち他方の出力値を取得する出力値取得部と、
    を備えた、車両の駆動力制御装置。
  2. 前記関数算出部は、前記クラッチ伝達トルクまたは前記クラッチ操作量の複数の領域毎の一次関数でありかつ当該複数の領域の境界で互いに連続した複数の関数を算出する、請求項1に記載の車両の駆動力制御装置。
  3. 前記関数算出部は、一つの前記領域について算出した前記関数の当該領域の境界での前記クラッチ伝達トルクの関数値を、当該領域に隣接した他の前記領域について前記関数を算出する際に境界条件として用いる、請求項2に記載の車両の駆動力制御装置。
  4. 一つの前記領域内で前記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した前記クラッチ伝達トルクとの所定数の対が取得された場合に、
    前記関数算出部は、当該所定数の対の前記クラッチ操作量および前記クラッチ伝達トルクから、一つの前記領域に対応した前記関数を算出し、
    前記関数データ書込部は、前記関数データ記憶部に記憶された前記関数を特徴付けるデータを、前記関数算出部で算出された前記関数を特徴付けるデータに更新する、請求項2または3に記載の車両の駆動力制御装置。
  5. 一つの前記領域内で前記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した前記クラッチ伝達トルクとの複数の対が取得された場合であって、当該複数の対について、前記クラッチ操作量の差および前記クラッチ伝達トルクの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値と同じかあるいは大きい場合に、
    前記関数算出部は、当該複数の対の前記クラッチ操作量および前記クラッチ伝達トルクから、一つの前記領域に対応した前記関数を算出し、
    前記関数データ書込部は、前記関数データ記憶部に記憶された前記関数を特徴付けるデータを、前記関数算出部で算出された前記関数を特徴付けるデータに更新する、請求項2または3に記載の車両の駆動力制御装置。
  6. 一つの前記領域内の前記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した前記クラッチ伝達トルクとの複数の対について、前記クラッチ操作量の差および前記クラッチ伝達トルクの差のうち少なくとも一方がそれぞれに対応する閾値より小さい場合に、当該複数の対を代表する前記クラッチ操作量の代表値および前記クラッチ伝達トルクの代表値を算出する代表値算出部を備え、
    前記関数算出部は、前記関数の算出に、当該複数の対の前記クラッチ操作量の代表値および前記クラッチ伝達トルクの代表値を用いる、請求項4または5に記載の車両の駆動力制御装置。
  7. 一つの前記領域内に設定された複数のサブ領域の中の少なくとも一つで前記クラッチ操作量と当該クラッチ操作量に対応した前記クラッチ伝達トルクとの所定数の対が取得された場合に、当該サブ領域を代表する前記クラッチ操作量の代表値および前記クラッチ伝達トルクの代表値を算出する代表値算出部を備え、
    前記関数算出部は、前記関数の算出に、当該サブ領域を代表する前記クラッチ操作量の代表値および前記クラッチ伝達トルクの代表値を用いる、請求項4または5に記載の車両の駆動力制御装置。
  8. 前記サブ領域毎に、過去の前記クラッチ操作量の平均値、当該クラッチ操作量の平均値に対応した過去の前記クラッチ伝達トルクの平均値、ならびに過去の前記クラッチ操作量および前記クラッチ伝達トルクの取得回数、を得るための過去データを、過去データ記憶部に書き込む、過去データ書込部を備え、
    前記代表値算出部は、過去の前記クラッチ操作量の平均値をxa、過去の前記クラッチ伝達トルクの平均値をTa、過去の前記取得回数をn、前記クラッチ操作量取得部で取得されたクラッチ操作量をxc、当該クラッチ操作量に対応して前記クラッチ伝達トルク取得部で取得されたクラッチ伝達トルクをTc、前記クラッチ操作量の代表値をxn、ならびに前記クラッチ伝達トルクの代表値をTnとしたとき、当該クラッチ操作量の代表値xn、ならびに当該クラッチ伝達トルクの実績値の代表値Tnを、前記過去データ記憶部を参照して、次の式
    xn=(xa×n+xc)/(n+1)、および
    Tn=(Ta×n+Tc)/(n+1)
    から算出する、請求項7に記載の車両の駆動力制御装置。
  9. 前記関数算出部は、一つの前記領域に隣接した他の領域の前記関数の前記クラッチ操作量に対する前記クラッチ伝達トルクの変化率が所定範囲内となるよう、当該他の領域の前記関数を算出する、請求項2に記載の車両の駆動力制御装置。
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