JP2021032139A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンに指示するトルク値をより適切な値にする。【解決手段】車両制御装置１は、車両Ｓに搭載されたトルクコンバータ３の特性を特定する特性特定部１２１と、車両Ｓが受ける抵抗、車両Ｓが走行する路面の勾配、及び前記車両の加速度に基づいて算出したトルクの値である暫定トルク値を、トルクコンバータの特性に基づいて補正することにより、エンジンに指示するトルク値である指示トルク値を決定するトルク決定部１２２と、指示トルク値に基づいてエンジン２を制御するエンジン制御部１２３と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、トルクコンバータを有する車両を制御するための車両制御装置に関する。

従来、トルクコンバータを有する車両が知られている。特許文献１には、トルクコンバータのタービン回転数の変化に基づいてトルクダウン指示タイミングを決定するエンジンの制御装置が開示されている。

特開２０１４−２１８１１１号公報

トルクコンバータの特性は、トルクコンバータの状態によって変化する。例えばトルクコンバータのトルク比は、トルクコンバータの入力軸回転数（すなわちエンジン回転数）に対する出力軸回転数の比である速度比によって変化する。従来の制御装置においては、トルクコンバータの特性を考慮することなくエンジンに指示するトルク値（以下、「指示トルク値」という。）が決定されていたため、指示トルク値が適切な値でない場合があるという問題が生じていた。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、エンジンに指示するトルク値をより適切な値にすることを目的とする。

本発明の第１の態様の車両制御装置は、車両に搭載されたトルクコンバータの特性を特定する特性特定部と、前記車両が受ける抵抗、前記車両が走行する路面の勾配、及び前記車両の加速度に基づいて算出したトルクの値である暫定トルク値を、トルクコンバータの特性に基づいて補正することにより、エンジンに指示するトルク値である指示トルク値を決定するトルク決定部と、前記指示トルク値に基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御部と、を有する。

前記特性特定部は、前記トルクコンバータの入力軸回転数に対する出力軸回転数である速度比と、入力軸のトルクに対する出力軸のトルクであるトルク比との関係を示す前記特性を特定してもよい。

前記トルク決定部は、前記暫定トルク値に前記トルク比の逆数を乗算することにより前記指示トルク値を決定してもよい。

前記車両制御装置は、複数の前記特性を記憶する記憶部と、前記トルクコンバータの周辺温度を検出する温度検出部と、をさらに有し、前記トルク決定部は前記周辺温度に基づいて前記複数の特性から選択した特性に基づいて前記暫定トルク値を補正することにより前記指示トルク値を決定してもよい。

前記トルク決定部は、前記車両を駆動するエンジンの摩擦損失にさらに基づいて前記指示トルク値を決定してもよい。

本発明によれば、エンジンに指示するトルク値をより適切な値にすることができるという効果を奏する。

本実施形態に係る車両制御装置を搭載した車両の概要を説明するための図である。 トルクコンバータの特性を模式的に示す図である。 車両制御装置の構成を示す図である。 トルク決定部の動作を模式的に示す図である。 車両制御装置による効果を示す図である。 車両制御装置の変形例の構成を示す図である。

［車両制御装置１の概要］
図１は、本実施形態に係る車両制御装置１を搭載した車両Ｓの概要を説明するための図である。車両Ｓは、車両制御装置１と、エンジン２と、トルクコンバータ３と、トランスミッション４と、駆動輪５と、センサ部６とを有する。

車両制御装置１は、車両のエンジンを制御するための装置であり、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）に含まれている。車両制御装置１の詳細については後述するが、車両制御装置１は、センサ部６が有する各種のセンサ等が生成する信号又は情報に基づいて特定される車両Ｓ又は車両Ｓの周辺の状態に基づいてエンジン２に指示トルク値を入力することにより、エンジン２を制御する。

エンジン２は、車両制御装置１から入力された指示トルク値に対応するトルクを発生するように動作する。エンジン２の出力軸はトルクコンバータ３の入力軸と連結されており、エンジン２の出力軸が回転することによりトルクコンバータ３の入力軸が回転する。

トルクコンバータ３は、エンジン２とトランスミッション４との間に設けられている。トルクコンバータ３の入力軸は、エンジン２の出力軸の回転数と同じ回転数で回転する。本明細書における「回転数」は、単位時間（例えば１分間）あたりの回転数である。

トルクコンバータ３の出力軸は、トランスミッション４の入力軸と連結されている。トルクコンバータ３の入力軸の回転数とトルクコンバータ３の出力軸の回転数とは同一ではない。本明細書において、入力軸の回転数に対する出力軸の回転数の比（すなわち出力軸の回転数／入力軸の回転数）を速度比という。速度比は、運転者の操作に基づいて決定される変速比、エンジン回転数の変化、及び車速の変化等に応じて変化する。

図２は、トルクコンバータ３の特性を模式的に示す図である。図２の横軸はトルクコンバータ３の速度比であり、縦軸は入力軸のトルクに対する出力軸のトルクの比（すなわち出力軸のトルク／入力軸のトルク）である。図２に示すように、トルクコンバータ３は、速度比が大きくなるにつれてトルク比が小さくなるという特性を有している。本実施形態に係る車両制御装置１は、図２に示すトルクコンバータ３の特性を用いてエンジン２に入力する指示トルク値を決定することを特徴としている。

図１に戻ってトランスミッション４について説明する。トランスミッション４は、トルクコンバータ３の出力軸の回転に伴って入力軸が回転する。トランスミッション４は、入力軸の第１回転数を第２回転数に変換し、第２回転数で回転する出力軸により駆動輪５を駆動する。

駆動輪５は、トランスミッション４の出力軸の回転に伴って回転する。駆動輪５に必要なトルクが生じるように車両制御装置１がエンジン２を制御するので、駆動輪５は、走行中の車両Ｓ又は車両Ｓの周辺環境の状態に適したトルクを発生しながら回転する。

センサ部６は、車両Ｓ又は車両Ｓの周辺環境の状態を検出するための各種のデバイスを有している。センサ部６は、例えば、車両Ｓの走行速度（車速）を検出する車速センサ、車両Ｓの勾配を検出するジャイロセンサ、エンジン２の回転数、及びトルクコンバータ３の入力軸の回転数を検出する複数のセンサを有する。センサ部６は、これらのセンサが検出した結果を示すデータを車両制御装置１に入力する。

［車両制御装置１の構成］
図３は、車両制御装置１の構成を示す図である。車両制御装置１は、記憶部１１と制御部１２とを有する。制御部１２は、特性特定部１２１と、トルク決定部１２２と、エンジン制御部１２３とを有する。

記憶部１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部１１は、制御部１２が実行するプログラムを記憶している。また、記憶部１１は、トルクコンバータ３の特性を示すデータ、エンジン２の摩擦による損失の大きさを示すデータ等のように、車両制御装置１が指示トルク値を決定するために用いる各種のデータを記憶する。

記憶部１１は、トルクコンバータ３の特性を示すデータを、例えば、エンジン２の回転数とトルクコンバータ３の入力軸の回転数との組み合わせに対応するトルク比が示されるルックアップテーブル（ＬＵＴ）として記憶する。また、記憶部１１は、エンジン２の摩擦による損失の大きさを示すデータを、例えばエンジン２の回転数とエンジンフリクショントルクとの関係を示すルックアップテーブルとして記憶する。

制御部１２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を有しており、記憶部１１に記憶されたプログラムを実行することにより、特性特定部１２１、トルク決定部１２２及びエンジン制御部１２３として機能する。

特性特定部１２１は、トルクコンバータ３の特性を特定する。具体的には、特性特定部１２１は、トルクコンバータ３の入力軸回転数に対する出力軸回転数である速度比と、入力軸のトルクに対する出力軸のトルクであるトルク比との関係を示す特性を特定する。

特性特定部１２１は、例えば記憶部１１に記憶されたトルクコンバータ３の特性を示すデータを参照することにより、トルクコンバータ３の特性を特定する。特性特定部１２１は、ネットワークを介して接続されたサーバが記憶しているトルクコンバータ３の特性を示すデータを参照することにより、トルクコンバータ３の特性を特定してもよい。特性特定部１２１は特定した特性をトルク決定部１２２に通知する。

トルク決定部１２２は、車両Ｓが受ける抵抗、車両Ｓが走行する路面の勾配、及び車両Ｓの加速度に基づいて算出したトルクの値である暫定トルク値ｕ_０を、トルクコンバータ３の特性に基づいて補正することにより、エンジンに指示するトルク値である指示トルク値を決定する。図４は、トルク決定部１２２の動作を模式的に示す図である。

トルク決定部１２２は、例えば、以下の式（１）に基づいて暫定トルク値ｕ_０を算出する。

上記の式において、ｒ_ｄは駆動輪（タイヤ）の半径、ｉは総減速比、η_ｔは伝達効率、λは空気抵抗係数、Ｓは車両前面投影面積、Ｖは車両Ｓの速度、ｍは車両Ｓの重量、ｇは重力加速度、μは転がり抵抗、θは車両Ｓが走行する路面の勾配角、Δｍは駆動機構の慣性重量、ｋ_ｔは車両Ｓの加速度である。λＳＶ²は、車両Ｓが受ける抵抗に相当し、ｍｇ（μ・ｃｏｓθ＋ｓｉｎθ）は、路面の勾配により生じる力に相当し、（ｍ＋Δｍ）ｋ_ｔは、車両Ｓの加速に伴って生じる力に相当する。

トルク決定部１２２は、例えば、記憶部１１に記憶されたトルクコンバータ３の特性を示すルックアップテーブルを参照することにより、センサ部６から入力されたエンジン２の回転数（すなわちトルクコンバータ３の入力軸の回転数）とトランスミッション４の入力軸の回転数（すなわちトルクコンバータ３の出力軸の回転数）との組み合わせに対応するトルク比を特定する。トルク決定部１２２は、暫定トルク値ｕ_０にトルク比の逆数を乗算して暫定トルク値ｕ_０を補正することにより、指示トルク値ｕ_１を決定する。

なお、トルク決定部１２２は、エンジン２の摩擦損失等の他の要因で生じるトルクの大きさにさらに基づいて指示トルク値を決定してもよい。トルク決定部１２２は、例えば図４に示すように、エンジン２の摩擦により生じる損失に対応するエンジンフリクショントルクに相当する値を指示トルク値ｕ_１に加算することにより、指示トルク値ｕ_１をさらに補正する。トルク決定部１２２は、例えば、記憶部１１に記憶されたエンジン２の回転数とエンジンフリクショントルクとの関係を示すルックアップテーブルを参照することにより、エンジンフリクショントルクを特定する。

また、トルク決定部１２２は、車両Ｓの目標加速度又は目標減速度に対する偏差（すなわち、目標加速度と現在加速度との差、又は目標減速度と現在減速度との差）に応じて変化するトルク値を指示トルク値ｕ_１に加算することにより、指示トルク値ｕ_１をさらに補正してもよい。図４に示す例においては、暫定トルク値ｕ_０が、トルクコンバータ３の特性、エンジンフリクショントルク、及び加減速度に対応するトルクによって補正することにより、エンジン２に入力される指示トルク値ｕ_２が算出されている。

エンジン制御部１２３は、トルク決定部１２２から入力される指示トルク値（例えば図４に示した指示トルク値ｕ_２）に基づいてエンジン２を制御する。

［車両制御装置１による効果］
図５は、車両制御装置１による効果を示す図である。図５（ａ）は、トルクコンバータ３の特性及びエンジンフリクショントルクを用いて暫定トルク値ｕ_０を補正しない場合における車速と必要トルク値及び指示トルク値との関係を示している。図５（ｂ）は、トルクコンバータ３の特性及びエンジンフリクショントルクを用いて暫定トルク値ｕ_０を補正した場合における車速と必要トルク値及び指示トルク値との関係を示している。図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると明らかなように、トルク決定部１２２が、トルクコンバータ３の特性及びエンジンフリクショントルクを用いて暫定トルク値ｕ_０を補正することで、必要トルク値と指示トルク値との差が小さくなる。

［変形例］
図６は、車両制御装置１の変形例である車両制御装置１ａの構成を示す図である。図６に示す車両制御装置１ａは、温度検出部１２４をさらに有する点で図３に示した車両制御装置１と異なり、他の点で同じである。

車両制御装置１ａにおける記憶部１１は、トルクコンバータ３の特性を複数記憶する。複数の特性のそれぞれは、トルクコンバータ３又はトルクコンバータ３の周辺の温度に対応している。

温度検出部１２４は、トルクコンバータ３の周辺温度を検出する。温度検出部１２４は、検出した周辺温度をトルク決定部１２２に通知する。そして、トルク決定部１２２は．温度検出部１２４が検出した周辺温度に基づいて複数の特性から選択した特性に基づいて暫定トルク値ｕ_０を補正することにより指示トルク値を決定する。

トルク決定部１２２がこのように動作することで、トルクコンバータ３の周辺温度によってトルクコンバータ３の特性が変化する場合に、トルク決定部１２２は、トルクコンバータ３の周辺温度に対応する特性を用いて暫定トルク値ｕ_０を補正することができる。したがって、車両制御装置１は、トルクコンバータ３の周辺温度によらず、指示トルク値の精度を向上させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

１ 車両制御装置
２ エンジン
３ トルクコンバータ
４ トランスミッション
５ 駆動輪
６ センサ部
１１ 記憶部
１２ 制御部
１２１ 特性特定部
１２２ トルク決定部
１２３ エンジン制御部
１２４ 温度検出部

Claims (5)

1. 車両に搭載されたトルクコンバータの特性を特定する特性特定部と、
   前記車両が受ける抵抗、前記車両が走行する路面の勾配、及び前記車両の加速度に基づいて算出したトルクの値である暫定トルク値を、トルクコンバータの特性に基づいて補正することにより、エンジンに指示するトルク値である指示トルク値を決定するトルク決定部と、
   前記指示トルク値に基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御部と、
   を有する車両制御装置。
2. 前記特性特定部は、前記トルクコンバータの入力軸回転数に対する出力軸回転数である速度比と、入力軸のトルクに対する出力軸のトルクであるトルク比との関係を示す前記特性を特定する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記トルク決定部は、前記暫定トルク値に前記トルク比の逆数を乗算することにより前記指示トルク値を決定する、
   請求項２に記載の車両制御装置。
4. 複数の前記特性を記憶する記憶部と、
   前記トルクコンバータの周辺温度を検出する温度検出部と、
   をさらに有し、
   前記トルク決定部は前記周辺温度に基づいて前記複数の特性から選択した特性に基づいて前記暫定トルク値を補正することにより前記指示トルク値を決定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の車両制御装置。
5. 前記トルク決定部は、前記車両を駆動するエンジンの摩擦損失にさらに基づいて前記指示トルク値を決定する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
   
   
   

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