JP2529429Y2

JP2529429Y2 - 車両の駆動トルク検出装置

Info

Publication number: JP2529429Y2
Application number: JP6365391U
Authority: JP
Inventors: 益夫柏原
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2006-08-12
Also published as: JPH0514876U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、車両の駆動トルク検出
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の駆動トルクの検出結果を用いる制
御は、従来から種々提案されている。例えば、本願出願
人は、駆動輪の軸トルクを検出し、エンジンの非減速時
に前記軸トルクが減少した時にはスリップが発生したと
判断して、軸トルクの減少の直前に発生していた軸トル
クを当該走行路面で発生し得る最大軸トルクとして求
め、当該最大トルク発生時には駆動輪と走行路面との間
に最大摩擦力を生じているから前記最大軸トルクと車両
の諸元 (駆動輪に加わる車重，駆動輪の径) とから走行
路面の摩擦係数μを演算により検出するものを提案した
(特願平３−１０９１号) 。

【０００３】前記摩擦係数μは、車両のスリップを検出
したときにエンジントルクを減ずるトラクション制御
や、自動変速機における変速パターンの自動切り換えな
どに用いられる。また、自動変速機において、変速時の
エンジン出力トルク制御のためや変速機にライン圧制御
のために、変速機の出力軸トルクやエンジン発生トルク
を検出するよう構成されたものもある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】このように、トラクシ
ョン制御や自動変速機の制御において、車両の駆動トル
クを検出することが行われており、例えば前記摩擦係数
μを精度良く検出するためには、駆動輪の接地面のトル
クを検出する必要があるが、実際上は前記接地面でのト
ルクを検出することは困難であるので、変速機の出力軸
などの駆動軸に設けたトルクセンサによって検出された
駆動軸トルクに基づいて、前述のように摩擦係数μを求
めるようにしていた。このため、前記接地面のトルクと
トルクセンサによる検出トルクとの間には各トルク発生
部間の慣性モーメントに角加速度が作用する分だけ相違
し、その分、路面摩擦係数μの検出値に誤差を生じるも
のであった。

【０００５】即ち、上記のような問題は、真にトルクを
求めたい注目部位と、実際のトルクの検出部位とが異な
ることによって発生するものであり、上記のように、駆
動輪の接地面トルクを求める場合に限って発生する問題
ではない。例えば変速機の出力軸トルクを、エンジンの
発生トルクで代表させてしまうと、定常時には前記出力
軸トルクとエンジン発生トルクとは比例関係にあるが、
加減速時には、変速機等における慣性モーメントに角加
速度が作用する分だけ相違を生じることになる。

【０００６】本考案は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、車両の駆動系において真にトルクを検出したい注
目部位におけるトルクを、異なる部位でのトルク検出値
に基づいて精度良く推定できるようにして、前記注目部
位でのトルクに基づく制御の精度を向上させることを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、本考案に係る
車両の駆動トルク検出装置は、車両の駆動系における所
定の注目部位でのトルクを検出する車両の駆動トルク検
出装置であって、図１に示すように構成される。図１に
おいて、トルク検出手段は、前記所定の注目部位とは異
なる部位におけるトルクを検出するものである。

【０００８】また、角加速度検出手段は、トルク検出手
段による検出部位と所定の注目部位との間の回転要素に
おける角加速度を検出する。そして、検出トルク補正手
段は、トルク検出手段で検出されたトルクを、トルク検
出手段による検出部位と所定の注目部位との間の回転要
素における慣性モーメントと角加速度検出手段で検出さ
れる角加速度とに基づいて補正して、所定注目部位にお
けるトルクに換算する。

【０００９】

【作用】即ち、注目部位とトルク検出手段による検出部
位とは異なるから、この間の回転要素に角加速度が発生
すると、前記回転要素の慣性モーメントによって、検出
されるトルクと注目部位におけるトルクとに誤差を生じ
るので、前記慣性モーメントに角加速度が作用する分を
補正することで、異なる部位での検出値を注目部位にお
いて検出した場合と同等の検出値に補正するようにし
た。

【００１０】

【実施例】以下に本考案の実施例を説明する。一実施例
のシステム構成を示す図２において、車両に搭載された
エンジン１の吸気通路２には、ステップモータ等のアク
チュエータ３によって駆動されるスロットル弁４が介装
されている。

【００１１】そして、通常はアクセルセンサ６により検
出される図示しないアクセルペダルの操作量 (踏込量)
等に応じてエンジン１の目標トルクがコントロールユニ
ット５によって設定され、実際エンジントルクを該目標
トルクに近づけるべくコントロールユニット５からアク
チュエータ３に開度制御信号が出力され、該信号により
アクチュエータ３を介してスロットル弁４の開度が制御
される。

【００１２】また、前記スロットル弁４の開制御におい
てスリップを発生させない範囲で最大の駆動トルクを発
生させるためのトラクション制御用として、エンジン１
の出力軸に連結されたトルクコンバータ付自動変速機９
の出力軸に軸トルクを検出するトルク検出手段としての
トルクセンサ８が設けられている。また、同じく変速機
９の出力軸には、該出力軸の回転速度を検出することに
よって車速を検出する回転センサ10が設けられ、これら
トルクセンサ８，回転センサ10からの信号は前記コント
ロールユニット５に入力され、コントロールユニット５
は、各検出信号に基づきスリップ発生時に路面の摩擦係
数μを検出し、該摩擦係数μに応じて後述するトラクシ
ョン制御を行う。

【００１３】以下に、前記コントロールユニット５によ
る摩擦係数μの検出と、該検出値に基づくエンジントル
ク制御を図３に示したフローチャートに従って説明す
る。図３のフローチャートにおいて、ステップ (図では
Ｓと記す。以下同様) １では、アクセルセンサ６により
検出されるアクセルペダルの操作量を含む運転条件に応
じて第１の目標トルクＴ₁を設定する。

【００１４】ステップ２では、トルクセンサ８により検
出される変速機９出力軸の軸トルクＴＲＱをＡ／Ｄ変換
して読み込むと共に、該軸トルクを駆動輪７の接地面ト
ルクＴ_Wに換算する補正を行う。即ち、本実施例では、
エンジン１の非減速時に駆動トルクが減少したときには
スリップが発生したと判断し、減少の直前に発生してい
た駆動トルクを当該走行路面で発生し得る最大駆動トル
クとして求め、この最大駆動トルク発生時には駆動輪と
走行路面との間に最大摩擦力を生じているものとし、前
記最大駆動トルク及び駆動輪荷重，駆動輪径などから走
行路面の摩擦係数μを求め、この摩擦係数μに基づいて
トラクション制御用の第２の目標トルクＴ₂を設定す
る。

【００１５】従って、精度良く摩擦係数μを求めるに
は、摩擦係数μ検出における注目部位である駆動輪７の
接地面におけるトルクを検出する必要があるが、前述の
ように、トルクセンサ８は、前記注目部位とは異なる変
速機９の出力軸に設けられているので、トルクセンサ８
から駆動輪接地面までの駆動軸や駆動輪などの回転要素
の慣性モーメントに角加速度が作用する分だけ、トルク
センサ８による検出値と駆動輪７の接地面トルクとに間
に誤差が生じる。

【００１６】ここで、トルクセンサ８による検出トルク
ＴＲＱと、前記注目部位としての駆動輪７の接地面トル
クＴ_Wとの関係は、前記慣性モーメントをＩ、該慣性モ
ーメントＩの回転要素部分の角加速度をα、デファレン
シャルギヤ11のギヤ比をｉとすると以下のようにして表
すことができる。ＴＲＱ＝（Ｔ_W＋Ｉα）ｉ従って、トルクセンサ８の検出値ＴＲＱを、駆動輪７の
接地面トルクＴ_Wに換算する式は、Ｔ_W＝ＴＲＱ／ｉ−Ｉα・・・・（１）となる。そこで、ステップ２では、予め求めておいた慣
性モーメントＩ、検出された角加速度α、更に、トルク
センサ８の検出値ＴＲＱを上記（１）式に代入すること
で、駆動輪７の接地面トルクＴ_Wを得る。尚、前記角加
速度αは、回転センサ10で検出される車速の微分値とし
て求めることができ、本実施例における角加速度検出手
段は、前記回転センサ10が相当する。また、上記ステッ
プ２の部分が検出トルク補正手段に相当する。

【００１７】ステップ３では、エンジントルクＴ_eが演
算される。これは、図示しない別ルーチンで求められる
電子制御燃料噴射装置における基本燃料噴射量Ｔ_P (＝
Ｋ・Ｑ／Ｎ；Ｋは定数，Ｑは吸入空気流量，Ｎはエンジ
ン回転数) に比例する値として求められる。ステップ４
では、前記エンジントルクＴ_eが減少中であるか否かを
判定する。

【００１８】ステップ４の判定がＮＯであるとき、つま
りエンジントルクＴ_eの非減少時 (単調増加時) である
ときは、ステップ５へ進み、ステップ２で求めた接地面
トルクＴ_Wが減少しているか否かを判定する。ステップ
５の判定がＹＥＳであるとき、つまりエンジントルクＴ
_eが単調増加中に接地面トルクＴ_Wが減少している場合
には、ステップ６へ進んで、減少傾向への移行初回であ
るか否かを判定する。

【００１９】ステップ６で初回と判定された場合は、駆
動輪７にスリップを生じた結果として接地面トルクＴw
が減少傾向に転じたものと判断し、スリップが検出され
る直前、即ち、本ルーチン前回実行時においてステップ
２で求められた接地面トルクＴ_W-1が現在の走行路面の
摩擦係数μに対して発生し得る最大接地面トルクである
から、ステップ７において次のようにして摩擦係数μを
演算する。

【００２０】μ＝（４・Ｔ_W-1）／（Ｒ・Ｗ・ｇ）ここで、Ｒは駆動輪７の半径，Ｗは車両重量，ｇは重力
加速度である。上記の摩擦係数μの演算において用いら
れるトルクＴ_Wは、トルクセンサ８の検出値ＴＲＱを、
トルクセンサ８から駆動輪７の接地面までの間の回転要
素の慣性モーメントに基づいて補正した値であり、接地
面トルクを精度良く表したものであるから、摩擦係数μ
を精度良く演算できることになる。

【００２１】尚、前記Ｔ_W-1が現在の走行路面の摩擦係
数μに対して発生し得る最大接地面トルクであるが、こ
れをエンジン１における最大発生トルクＴmax に換算す
ると以下のようになり、現在の走行路面の摩擦係数μに
おいてトルクセンサ８の検出値として最大発生し得るト
ルクＴＱＲmax は（Ｔ_W-1＋Ｉα）ｉとなる。Ｔmax ＝ＴＱＲmax ／変速機のギヤ比＝（Ｔ_W-1＋Ｉα）ｉ／変速機のギヤ比次いでステップ８へ進み、トラクション制御用の目標ト
ルクＴ₂を、スリップ検出時における初期値から漸増さ
せるために、前述のようにしてスリップ時に求めた摩擦
係数μを漸増させるための増大割合Δμを設定する。こ
れは、ステップ７で求めた摩擦係数μの値か、又は該摩
擦係数μに関連する値として車両の走行加速度ａや前記
接地面トルクＴ_W-1に対して予め設定されたマップから
の検索等により設定する。尚、Δμは、前記各値が大き
い時ほど大きく設定する。

【００２２】ステップ９では、ステップ７で求められた
摩擦係数μ又はステップ７で演算された後前記Δμで漸
増させられた摩擦係数μに基づいて、トラクション制御
用の第２の目標トルクＴ₂を次式により設定する。Ｔ₂＝Ｋ_s・μ・Ｗ／４・Ｒ・ｇ／ｉ_tl 但し、Ｋ_sはトルク過剰率であり、発生し得る最大駆動
トルクに対して駆動輪７のスリップ率を最適に保持する
ようにエンジントルクを出力すべく、１より小の適度な
値に設定されている。また、ｉ_tlは、ｉ_tl＝ディファレ
ンシャルギヤ比（最終減速比）×変速機のギア比×トル
クコンバータのトルク比である。

【００２３】また、ステップ４の判定がＹＥＳ，ステッ
プ５の判定がＮＯ，ステップ６の判定がＮＯのいずれか
の場合、つまり駆動輪７にスリップを生じた直後以外の
ときはステップ10へ進み、前記ステップ７で設定された
増大割合Δμをμに加算した値でμを更新した後ステッ
プ９へ進んで前述の演算式により第２の目標トルクＴ₂
を設定更新する。

【００２４】次にステップ11では、ステップ１で求めた
アクセル操作量に対する第１の目標トルクＴ₁と、前記
ステップ９で求めたトラクション制御用の第２の目標ト
ルクＴ₂との大小を比較判定し、Ｔ₁≦Ｔ₂の時はステ
ップ12へ進んでＴ₁を選択しＴ₁＞Ｔ₂のときはステッ
プ13へ進んでＴ₂を選択して夫々出力すべき目標トルク
Ｔとしてセットする。

【００２５】ステップ14では、前記目標トルクＴに応じ
たスロットル弁開度となるように、アクチュエータ３に
駆動信号を出力する。係る駆動信号の出力制御において
は、予め目標トルクＴに応じたスロットル弁開度をマッ
プに設定しておき、このマップを参照することによって
フィードホワード制御しても良いし、また、前記エンジ
ントルクＴ_eが目標トルクに一致するようにフィードバ
ック制御することも可能である。更に、目標トルクをト
ルクセンサ８の検出部位における発生トルクとなるよう
に設定し、トルクセンサ８の検出トルクが目標に一致す
るようにフィードバック制御しても良い。

【００２６】このようにすれば、走行路面の摩擦係数μ
をトルクセンサ８から駆動輪の接地面までの慣性モーメ
ントにより作用する損失トルクを考慮して正確に検出で
きるため、路面状況のに対応して最適なトラクション制
御性能が得られる。尚、本実施例では、変速機９の出力
軸に設けられたトルクセンサ８を用いて、駆動輪７の接
地面トルクを推定し、これに基づいて路面の摩擦係数μ
を検出する実施例を示したが、トルクセンサ８を設ける
部位及び係る部位とは異なるトルク検出の注目部位とを
上記実施例に限るものではなく、従って、注目部位の変
化に応じて慣性モーメントと角加速度とに基づいて換算
されたトルクに応じた制御は種々に変化可能なものであ
る。

【００２７】また、トルク検出手段は、トルクセンサ８
による直接検出に限らず、前記図３のフローチャートの
ステップ３において演算されるように、エンジントルク
を表すパラメータ（基本燃料噴射量）を演算することで
あっても良く、この場合、エンジントルクを前述のよう
に慣性モーメントと角加速度とに基づいて、自動変速機
９の入力トルクや出力トルクに換算することが可能であ
る。

【００２８】更に、回転センサ10としては、従来から車
速センサを備えたものがあるが、通常の車速センサには
高精度な検出精度が要求されないため比較的分解能の低
いセンサが用いられるので、別途高精度な検出が可能な
回転センサ10を設け、この回転センサ10で検出された回
転速度から角加速度αを求めるようにすることが好まし
い。

【００２９】但し、高精度な回転センサ10を設けること
はコストアップになるので、トルクセンサ８による検出
値ＴＲＱと、車速の検出値から求めた走行抵抗と、車両
重量や駆動輪７の半径などの車両諸元とに基づいて角加
速度を推定演算するように構成し、従来から備えられて
いる車速センサを用いる構成としても良い。また、本実
施例のようにして求めた摩擦係数μは、トラクション制
御の他、自動変速機９における変速パターンの可変制御
や、ロックアップ制御などにも用いることができる。

【００３０】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、ト
ルクを検出したい注目部位と、実際にトルクが検出され
る検出部位とが異なっても、検出されたトルクを前記注
目部位におけるトルクに換算することができ、トルク検
出に基づく各種制御の精度を向上させることができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本構成を示すブロック図

【図２】本考案の一実施例を示すシステム図

【図３】同上実施例におけるトルク検出及びトラクショ
ン制御の様子を示すフローチャート。

【符号の説明】

１エンジン５コントロールユニット７駆動輪８トルクセンサ 10 回転センサ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】車両の駆動系における所定の注目部位での
トルクを検出する車両の駆動トルク検出装置であって、前記所定の注目部位とは異なる部位におけるトルクを検
出するトルク検出手段と、該トルク検出手段による検出部位と前記所定の注目部位
との間の回転要素における角加速度を検出する角加速度
検出手段と、前記トルク検出手段で検出されたトルクを、前記トルク
検出手段による検出部位と前記所定の注目部位との間の
回転要素における慣性モーメントと前記角加速度検出手
段で検出される角加速度とに基づいて補正して、前記所
定注目部位におけるトルクに換算する検出トルク補正手
段と、を含んで構成されたことを特徴とする車両の駆動トルク
検出装置。