JP4600540B2

JP4600540B2 - 駆動源の制御装置

Info

Publication number: JP4600540B2
Application number: JP2008198302A
Authority: JP
Inventors: 清二桑原; 俊弥大石; 章吾松本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: US20100030398A1; JP2010037951A; US7983826B2

Description

本発明は、駆動源の制御装置に関し、特に、駆動源の出力値の要求値を設定し、設定された要求値に応じて駆動源の出力値を制御する技術に関する。

従来より、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度とも記載する）などにより、出力トルクの値などが定まるエンジンが知られている。一般的に、スロットル開度は、アクセルペダルの位置（以下、アクセル開度とも記載する）と一義的に対応するように作動する。しかしながら、スロットル開度とアクセル開度とが常に一義的に対応していると、たとえば車両の挙動が乱れた場合などにおいて、車両の駆動力などを運転者の意思と関係なく制御することが困難である。そこで、アクセル開度に依存せずに出力トルクなどを制御することが可能であるように、アクチュエータにより作動する電子スロットルバルブがエンジンに設けられた車両がある。電子スロットルバルブが設けられた車両においては、アクセル開度の他、車両の挙動などに基づいて要求エンジントルクを設定し、実際のエンジントルクが設定された要求エンジントルクになるようにエンジンを制御することが可能である。

たとえば、アクセル開度に応じて定められる要求エンジントルクは、静的な要求エンジントルクとして定められる。車両の挙動などに基づいて自動的に定められる要求エンジントルクは、動的な要求エンジントルクとして定められる。

ここで、静的な要求エンジントルクは、たとえばエンジンの定常状態におけるエンジントルクであって、将来的に実現されるべきエンジントルクを意味する。動的な要求エンジントルクはエンジンの過渡状態におけるエンジントルクであって、速やかに実現されるべきエンジントルクを意味する。

静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとが加減算されたり、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとが比較されたりした結果に応じて、最終的な要求エンジントルクが定められる。

特開２００３−１２９８７６号公報（特許文献１）には、静トルクの１次的な値と動トルクとのうちのより大きい方を選ぶことが開示されている。
特開２００３−１２９８７６号公報（第００８５段落，図８）

ところで、エンジンの制御では、たとえば、アクセル開度に応じて定められる静的な要求エンジントルクと、エンジンのアイドル状態を維持するための最小限のトルクとして定められる動的な要求エンジントルクとを加減算することにより得られる要求エンジントルクを実現することが望ましい場合がある。

しかしながら、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとは、時間的な特性、すなわち実現される時期が異なるため、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとを単純に加減算しても、要求すべきエンジントルクは不明である。すなわち、将来的に実現される要求エンジントルクと速やかに実現される要求エンジントルクとを加減算しても、現時点で実現すべき最適な要求エンジントルクは不明である。したがって、エンジンの制御に用いることができる要求エンジントルクを得ることはできない。

特開２００３−１２９８７６号公報においては、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとを比較して最終的な要求エンジントルクを設定する場合について記載されているものの、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとを加減算して最終的な要求エンジントルクを設定する場合については何等記載がない。したがって、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとを加減算して最終的な要求エンジントルクを設定することができなかった。

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、静的な要求値と動的な要求値との和に応じて駆動源を制御することができる駆動源の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る駆動源の制御装置は、駆動源の出力値の静的な第１の要求値を設定するための手段と、出力値の動的な第２の要求値を設定するための手段と、第１の要求値および第２の要求値に応じて、出力値の動的な第３の要求値に第１の要求値を変換するための変換手段と、第２の要求値および第３の要求値の和に応じて駆動源を制御するための手段とを備える。

この構成によると、駆動源の出力値の静的な第１の要求値ならびに出力値の動的な第２の要求値が設定される。静的な第１の要求値は、第１の要求値および第２の要求値に応じて、動的な第３の要求値に変換される。これにより、第１の要求値による影響ならびに第２の要求値による影響の両方を考慮して、静的な第１の要求値を動的な第３の要求値に精度よく変換することができる。第２の要求値ならびに第３の要求値はともに動的な要求値であるため、第２の要求値が実現される時期と第３の要求値が実現される時期とのズレは小さい。そこで、第２の要求値および第３の要求値との和に応じて駆動源が制御される。これにより、静的な第１の要求値から変換された動的な第３の要求値と動的な第２の要求値との和に応じて、駆動源を制御することができる。言い換えると、動的な第３の要求に変換された静的な第１の要求と動的な第２の要求値との和に応じて、駆動源を制御することができる。そのため、静的な要求値と動的な要求値との和に応じて駆動源を制御することができる駆動源の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、変換手段は、第１の要求値と第２の要求値との和に応じて、第３の要求値に第１の要求値を変換するための手段を含む。

この構成によると、静的な第１の要求値は、第１の要求値と第２の要求値との和に応じて、動的な第３の要求値に変換される。これにより、第１の要求値と第２の要求値とから得られる要求値毎に、静的な第１の要求値を動的な第３の要求値に精度よく変換することができる。

第３の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、変換手段は、第１の要求値および第２の要求値をパラメータに有するマップを用いて、第３の要求値に第１の要求値を変換するための手段を含む。

この構成によると、静的な第１の要求値は、第１の要求値および第２の要求値をパラメータに有するマップを用いて、動的な第３の要求値に変換される。これにより、第１の要求値と第２の要求値との組合せ毎に、静的な第１の要求値を動的な第３の要求値に精度よく変換することができる。

第４の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、出力値は、出力トルクである。

この構成によると、静的な要求トルクと動的な要求トルクとの和に応じた出力トルクを得ることができる。

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。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の第１の形態に係る制御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、運転者の操作に応じて、運転者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。

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、ＥＣＵは複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。

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、本実施の形態に係る制御装置のシステム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、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。

図５に示すように、制御装置は、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）９０２４と、パワートレーンマネージャ（PTM: Power Train Manager）９１００と、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)システム９１１０と、制振制御システム９１２０と、最高車速制限システム９１３０と、ＥＣＴ(Electronic controlled Transmission)トルク制御システム９１４０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、車両に対するドライバの要求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エンジントルクマップに従って、アクセル開度から要求駆動力（駆動力の要求値）が設定される。

より具体的には、静的トルク設定部９００２において、エンジン１０００に対する静的な要求エンジントルク（エンジン１０００の出力トルクの要求値）がアクセル開度から設定される。静的な要求エンジントルクとは、エンジン１０００の出力トルクが安定した状態における要求エンジントルクであって、過渡的な状態を経て所定の時間の経過後に実現される要求エンジントルクを意味する。静的な要求エンジントルクは、図６に示すように、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性、制御時の遅れなど、時間的な影響を考慮せずに定められる。

静的トルク設定部９００２において設定された静的な要求エンジントルクは、変換部９００４において、動的な要求エンジントルクに変換される。動的な要求エンジントルクとは、エンジン１０００の出力トルクが変化し得る過渡状態における要求エンジントルクであって、速やかに実現される要求エンジントルクを意味する。動的な要求エンジントルクは、電子スロットルバルブ８０１６などの機器の応答性、制御時の遅れなどの時間的な影響を考慮して定められる。

たとえば、図７に示すように、１次遅れの関数で表現されたエンジンモデルＣ（ｓ）を用いてスロットルバルブ８０１６などの機器の制御時（作動時）における遅れを静的な要求エンジントルクに加えることにより、静的な要求エンジントルクを動的な要求エンジントルクに変換する。

図７に示すエンジンモデルＣ（ｓ）の時定数Ｔは、図５に示す時定数算出部９００６により算出される。時定数算出部９００６は、静的トルク設定部９００２において設定された静的な要求エンジントルクと動的トルク設定部９００８において設定された動的な要求エンジントルクとの和に応じて、時定数Ｔを算出する。たとえば、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとの和をパラメータに有するマップに従って、時定数Ｔが算出される。なお、時定数Ｔを算出する方法はこれに限らない。

静的トルク設定部９００２において設定された静的な要求エンジントルクと動的トルク設定部９００８において設定された動的な要求エンジントルクとの和に応じて時定数Ｔを算出することにより、静的トルク設定部９００２において設定された静的な要求エンジントルクと動的トルク設定部９００８において設定された動的な要求エンジントルクとから得られる要求エンジントルク毎に、静的な要求エンジントルクを動的な要求エンジントルクに精度よく変換することができる。

本実施の形態において、動的トルク設定部９００８は、エンジン１０００が出力すべき最小限のエンジントルクに相当する動的な要求エンジントルクを設定する。たとえば、動的トルク設定部９００８は、ＩＳＣ（Idle Speed Control）により動的な要求エンジントルクを設定する。すなわち、エンジンのアイドル時において、エンジン回転数ＮＥが予め定められた目標アイドル回転数より高くなると、予め定められた補正量だけ要求エンジントルクが小さくなるように設定される。逆に、エンジンのアイドル時において、エンジン回転数ＮＥが予め定められた目標アイドル回転数より小さくなると、予め定められた補正量だけ要求エンジントルクが大きくなるように設定される。

なお、動的な要求エンジンを設定する方法はこれに限らず、その他、周知のＩＳＣと同様にしてエンジン１０００のアイドル時のスロットル開度を設定し、ＩＳＣにより設定されたスロットル開度から動的な要求エンジントルクを算出するようにしてもよい。

変換部９００４において静的な要求エンジントルクから変換された動的な要求エンジントルクには、動的トルク設定部９００８において設定された動的な要求エンジントルクが加算される。

すなわち、本実施の形態においては、アクセル開度に基づいて算出された静的な要求エンジントルクから変換された動的な要求エンジントルクと、ＩＳＣにより設定された動的な要求エンジントルクとの和が算出される。

言い換えると、動的な要求エンジントルクに変換される、アクセル開度に基づいて算出された静的な要求エンジントルクと、ＩＳＣにより設定された動的な要求エンジントルクとの和が算出される。

最終的に得られた動的な要求エンジントルクは、駆動力変換部９０２０において、動的な要求駆動力に変換される。動的な要求駆動力とは、車両の駆動力が変化し得る過渡状態における要求駆動力であって、速やかに実現される要求駆動力を意味する。逆に、静的な要求駆動力とは、車両の駆動力が安定した状態における要求駆動力であって、過渡的な状態を経て所定の時間の経過後に実現される要求駆動力を意味する。

たとえば、要求エンジントルクにオートマチックトランスミッション２０００の現在のギヤ比およびデファレンシャルギヤ６０００のギヤ比を乗じ、後輪７０００の半径で除算することにより、要求エンジントルクが要求駆動力に変換される。なお、トルクを駆動力に変換する方法は、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り返さない。

駆動力変換部９０２０において動的な要求エンジントルクから変換された動的な要求駆動力は、調停部９０２２において、ドライバーズサポートシステム９０２４により設定される動的な要求駆動力と調停される。本実施の形態においては、駆動力変換部９０２０において変換された動的な要求駆動力およびドライバーズサポートシステム９０２４により設定される動的な要求駆動力のうち、大きい方の要求駆動力が選択され、パワートレーンマネージャ９１００に対して出力される。

ドライバーズサポートシステム９０２４は、クルーズコントロールシステム、パーキングアシストシステムおよびプリクラッシュセーフティシステムなどにより、車両の挙動に応じて動的な要求駆動力を自動的に設定する。

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、ＶＤＩＭシステム９１１０、制振制御システム９１２０、最高車速制限システム９１３０から入力される動的な要求駆動力およびＥＣＴトルク制御システム９１４０から入力される動的な要求エンジントルクに基づいて、最終的にエンジン１０００の制御に用いられる動的な要求エンジントルクを設定する。

より具体的には、調停部９１０２において、パワートレーンドライバモデル９０００、ＶＤＩＭシステム９１１０、制振制御システム９１２０、最高車速制限システム９１３０から入力される動的な要求駆動力が調停される。本実施の形態においては、最も小さい要求駆動力が選択され、トルク変換部９１０４に対して出力される。

調停部９１０２において調停された動的な要求駆動力は、トルク変換部９１０４において動的な要求エンジントルクに変換される。

トルク変換部９１０４において要求駆動力から変換された動的な要求エンジントルクおよびＥＣＴトルク制御システム９１４０から入力される動的な要求エンジントルクは、調停部９１０６において調停される。２つの要求エンジントルクのうちの小さい方の要求エンジントルクもしくは大きい方の要求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。小さい方の要求エンジントルクおよび大きい方の要求エンジントルクのうちのどちらの要求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。

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から入力された動的な要求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に設けられた機器を制御する。

したがって、パワートレーンドライバモデル９０００から出力された動的な要求駆動力に応じてエンジン１０００が制御されるのであれば、動的な要求エンジントルクに変換される、アクセル開度に基づいて算出された静的な要求エンジントルクと、ＩＳＣにより設定された動的な要求エンジントルクとの和に応じて、エンジン１０００が制御される。

ＶＤＩＭシステム９１１０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動的な要求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動的な要求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。

ＶＤＩＭシステム９１１０において設定された動的な要求駆動力は、パワートレーンマネージャ９１００の調停部９１０２に入力される。

制振制御システム９１２０は、車両の実際の駆動力などから、車両モデルを用いて算出される車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための動的な要求駆動力を設定す
る。車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力を設定する方法については、従来の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り返さない。

最高車速制限システム９１３０は、車速を予め定められた最高車速以下に制限するための静的な要求駆動力を、たとえば現在の加速度および車速などに応じて設定する。最高車速制限システム９１３０により設定された静的な要求駆動力は、変換部９１３２において動的な要求駆動力に変換される。

ＥＣＴトルク制御システム９１４０は、オートマチックトランスミッション２０００の変速時にエンジン１０００に対して要求する静的な要求エンジントルクを設定する。ＥＣＴトルク制御システム９１４０が設定する静的な要求エンジントルクは、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。

ＥＣＴトルク制御システム９１４０により設定された静的な要求エンジントルクは、変換部９１４２により動的な要求エンジントルクに変換される。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、アクセル開度に基づいた静的な要求エンジントルクおよびＩＳＣによる動的な要求エンジントルクが設定される。静的な要求エンジントルクは、静的な要求エンジントルクおよび動的な要求エンジントルクに応じて、動的な要求エンジントルクに変換される。これにより、静的な要求エンジントルクによる影響ならびに動的な要求エンジントルクによる影響の両方を考慮して、静的な要求エンジントルクを動的な要求エンジントルクに精度よく変換することができる。アクセル開度に基づいた静的な要求エンジントルクから変換された動的な要求エンジントルクには、ＩＳＣにより設定された動的な要求エンジントルクが加算される。最終的に得られた要求エンジントルクに応じてエンジンが制御される。これにより、アクセル開度に基づいて算出された静的な要求エンジントルクから変換された動的な要求エンジントルクと、ＩＳＣにより設定された動的な要求エンジントルクとの和に応じてエンジンを制御することができる。言い換えると、動的な要求エンジントルクに変換される、アクセル開度に基づいて算出された静的な要求エンジントルクと、ＩＳＣにより設定された動的な要求エンジントルクとの和に応じて、エンジンを制御することができる。

なお、エンジントルクの代わりにタービントルク（トルクコンバータ２１００の出力トルク）の要求値を算出するようにしてもよい。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、静的な要求エンジントルクおよび動的な要求エンジントルクの２つのパラメータを有するマップを用いて、静的な要求エンジントルクを動的な要求エンジントルクに変換する点で、前述の第１の実施の形態と相違する。

図８を参照して、本実施の形態における時定数算出部９０３０は、静的な要求エンジントルクおよび動的な要求エンジントルクの２つのパラメータを有するマップに従って、エンジンモデルＣ（ｓ）の時定数Ｔを算出する。

これにより、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクとをパラメータとして有するマップを用いて、静的トルク設定部９００２において設定された静的な要求エンジントルクを動的な要求エンジントルクに変換することができる。

時定数Ｔを算出するために用いられるマップは、図９に示すように、静的な要求エンジントルクと動的な要求エンジントルクと用いて収束演算を行なって、静的な要求エンジントルクから動的な要求エンジントルクへの変換に用いられるパラメータ（時定数Ｔ）を予め算出しておくことにより、予め用意される。

このようにすれば、静的トルク設定部９００２において設定された静的な要求エンジントルクと動的トルク設定部９００８において設定された動的な要求エンジントルクとの組み合せ毎に、静的な要求エンジントルクを動的な要求エンジントルクに精度よく変換することができる。

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。

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。第１の実施の形態における制御装置のシステム構成を示す図である。静的な要求エンジントルクを示す図である。１次遅れの関数で表現されたエンジンモデルを示す図である。第２の実施の形態における制御装置のシステム構成を示す図である。時定数Ｔを定めたマップを作成するために行なわれる収束演算の概念を示す図である。

符号の説明

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、２１００トルクコンバータ、５０００プロペラシャフト、６０００デファレンシャルギヤ、７０００後輪、８０００ＥＣＵ、８００２ＲＯＭ、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、９０００パワートレーンドライバモデル、９００２静的トルク設定部、９００４変換部、９００６，９０３０時定数算出部、９００８動的トルク設定部、９０２０駆動力変換部、９０２２調停部、９０２４ドライバーズサポートシステム、９１００パワートレーンマネージャ、９１０２調停部、９１０４トルク変換部、９１０６調停部、９１１０ＶＤＩＭシステム、９１２０制振制御システム、９１３０最高車速制限システム、９１３２変換部、９１４０トルク制御システム、９１４２変換部、９２００エンジン制御システム。

Claims

駆動源としてのエンジンの定常状態における前記エンジンの出力トルクの要求値である静的な第１の要求値を、アクセル開度に応じて設定するための手段と、
前記エンジンの過渡状態における前記エンジンの出力トルクの要求値である動的な第２の要求値を、車両の挙動に基づいて自動的に設定するための手段と、
前記第１の要求値および前記第２の要求値に応じて、前記エンジンの出力トルクの動的な第３の要求値に前記第１の要求値を変換するための変換手段と、
前記第２の要求値および前記第３の要求値の和に応じて前記エンジンを制御するための手段とを備える、駆動源の制御装置。
前記変換手段は、前記第１の要求値と前記第２の要求値との和に応じて、前記第３の要求値に前記第１の要求値を変換するための手段を含む、請求項１に記載の駆動源の制御装置。
前記変換手段は、前記第１の要求値および前記第２の要求値をパラメータに有するマップを用いて、前記第３の要求値に前記第１の要求値を変換するための手段を含む、請求項１に記載の駆動源の制御装置。
前記第２の要求値は、前記エンジンが出力すべき最小限の出力トルクに相当する、請求項１〜３のいずれかに記載の駆動源の制御装置。