JP5124398B2 - トルク推定システムおよび車両 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態に係る自動二輪車を示す概略側面図である。
次に、図1のミッションケース111に設けられる変速機およびシフト機構について説明する。
次に、自動二輪車100の変速制御システムについて説明する。
本実施の形態においては、定常トルクマップおよびトルク推定物理モデルがECU50のROM53(またはRAM54)に予め記憶される。定常トルクマップとは、標準的な走行環境下において測定されたエンジン107の回転速度、スロットル開度およびエンジン107のトルクの関係を示すマップである。また、トルク推定物理モデルは、下記式(1)で示される数式としてROM53(またはRAM54)に記憶される。
なお、上記式(1)における時定数T1および無駄時間T2は、CPU52の補正動作により変動する値としてRAM54に記憶されている。また、時定数T1および無駄時間T2の初期値は、実験またはシミュレーション等により算出され、予めRAM54(またはROM53)に記憶されている。なお、時定数T1および無駄時間T2は、例えば、エンジン107のサイクル時間(クランク2の2回転に要する時間)により正規化されており、エンジン107のサイクル時間と予め設定された係数との積で表される。この場合、エンジン107の回転速度に関係なく、同じ値の時定数T1および同じ値の無駄時間T2を用いることができる。
まず、運転者によりシフトペダル112(図1)が操作されていない場合におけるCPU52によるエンジン107の出力調整について説明する。
次に、運転者がシフトチェンジを行うためにシフトペダル112を操作した場合におけるCPU52によるエンジン107の出力調整について説明する。
次に、上記式(1)における時定数T1および無駄時間T2の補正方法について説明する。
まず、シフトダウン時に行われる補正動作について説明する。
なお、上記式(2)において、Jは、クラッチ3の切断時にエンジン107により回転される回転体の慣性モーメントであり、実験またはシミュレーション等に基づいて予め設定される。慣性モーメントJは、例えば、クランク2(図2)とクラッチディスク3b(図2)との間における複数のトルク伝達部材(クランク2およびクラッチディスク3bを含む)の慣性モーメントを加算することにより算出される。
次に、シフトアップ時に行われる補正動作について説明する。
CPU52は、メンテナンス作業者が補正スイッチSWをオンにした場合に、シフトダウン時およびシフトアップ時と同様に時定数T1および無駄時間T2の補正を行う。
図9および図10は、CPU52の補正動作を示すフローチャートである。
本実施の形態においては、変速機5がシフトチェンジされる際に、トルク推定物理モデルに基づいて算出されるトルクの過渡応答特性がエンジン107において実際に発生されているトルクの過渡応答特性に近づくように、トルク推定物理モデルの時定数T1および無駄時間T2が補正される。それにより、トルク推定物理モデルに基づくエンジン107の高精度な制御が可能になる。
(a)補正方法の他の例
上記実施の形態においては、メンテナンス作業者により補正スイッチSWがオンにされた場合にエンジン107の回転速度を1000rpmずつ上昇または下降させてトルク推定物理モデルの補正を行っているが、エンジン107の回転速度の上昇または下降の程度は上記の例に限定されない。例えば、トルク推定物理モデルの補正時におけるエンジン107の回転速度の上昇または下降の程度が1000rpm未満(例えば、500rpm)であってもよく、1000rpmより大きくてもよい。
上記実施の形態においては、運転者がシフト操作を行うためにシフトペダル112が設けられているが、ハンドル105に運転者のシフト操作を検出するためのシフトスイッチを設けてもよい。この場合、運転者は、シフトスイッチを操作することにより、容易に変速機5のシフトチェンジを行うことができる。
上記実施の形態においては、運転者のシフト操作に基づいて自動的に変速機5のシフトチェンジを行う半自動の変速制御システム200について説明したが、本発明は完全自動の変速制御システムにも適用することができる。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
3b クラッチディスク
3c フリクションディスク
4 クラッチアクチュエータ
5 変速機
5a メイン軸
5b ドライブ軸
5c,5d 変速ギア
6 シフト機構
7 シフトアクチュエータ
8 スロットルアクチュエータ
50 ECU
52 CPU
53 ROM
54 RAM
100 自動二輪車
107 エンジン
116 後輪
200 変速制御システム
Claims (9)
- スロットルバルブを有する車両のエンジンで発生されるトルクを推定するトルク推定システムであって、
前記エンジンの回転速度に基づいて前記エンジンで発生されるトルクを推定するための第1式および前記エンジンの回転速度に基づいて前記エンジンのクランクの慣性トルクを算出するための第2式を記憶する記憶部と、
前記第1式に基づいて前記エンジンの推定トルクを算出する演算処理部とを備え、
前記演算処理部は、前記エンジンで発生されたトルクが駆動輪に伝達されていない場合の前記クランクの慣性トルクを前記第2式に基づいて算出するとともに、前記スロットルバルブの開度の変化に続いて、前記第1式に基づいて算出される推定トルクの変化が開始する時点と前記第2式に基づいて算出される慣性トルクの変化が開始する時点とが互いに実質的に一致するように前記第1式を補正する、トルク推定システム。 - 前記第1式は前記エンジンで発生されるトルクの立ち上がりの一次遅れ要素を含み、
前記演算処理部は、前記第1式に基づいて算出される推定トルクと前記第2式に基づいて算出される前記クランクの慣性トルクとの差が小さくなるように前記第1式の一次遅れ要素の時定数を補正する、請求項1記載のトルク推定システム。 - 前記第1式は前記エンジンで発生されるトルクの立ち上がりの無駄時間を含み、
前記演算処理部は、前記第1式に基づいて算出される推定トルクと前記第2式に基づいて算出される前記クランクの慣性トルクとの差が小さくなるように前記第1式の無駄時間を補正する、請求項1または2記載のトルク推定システム。 - 前記第1式は一次遅れ要素および無駄時間を含み、
前記演算処理部は、前記第1式に基づいて算出される推定トルクと前記第2式に基づいて算出される前記クランクの慣性トルクとの差が小さくなるように前記第1式の前記一次遅れ要素の時定数および無駄時間を補正し、
前記無駄時間の補正が前記時定数の補正前に行われる、請求項1記載のトルク推定システム。 - 前記車両は変速機を有し、
トルク推定システムは、前記変速機のシフトダウン時に前記エンジンの回転速度を上昇させる制御部をさらに備え、
前記演算処理部は、前記変速機のシフトダウン時に前記第1式を補正する、請求項1〜4のいずれかに記載のトルク推定システム。 - 前記車両は変速機を有し、
トルク推定システムは、前記変速機のシフトアップ時に前記エンジンの回転速度を下降させる制御部をさらに備え、
前記演算処理部は、前記変速機のシフトアップ時に前記第1式を補正する、請求項1〜4のいずれかに記載のトルク推定システム。 - 前記車両は前記エンジンで発生されるトルクを前記駆動輪に伝達する伝達機構を有し、
トルク推定システムは、
前記車両の停車時に前記伝達機構を制御することにより前記エンジンから前記駆動輪へのトルク伝達を遮断するとともに前記エンジンの回転速度を上昇または下降させる制御部をさらに備える、請求項1〜4のいずれかに記載のトルク推定システム。 - 前記車両は、エンジンに供給される空気の量を調整するスロットルバルブおよび前記クランクのトルクを前記駆動輪に伝達する複数の回転部材を有し、
前記記憶部は、前記エンジンの回転速度、前記スロットルバルブの開度および前記エンジンにおいて発生されるトルクの関係に基づいて予め作成されるトルクマップを記憶し、
前記第1式は、Tcal=Tmap・e−T2・s/(1+T1・s)であり、
前記第2式は、Tr=J×(dω/dt)であり、
前記第1式において、前記Tcalは前記推定トルクであり、前記Tmapは前記エンジンの回転速度および前記スロットル開度に基づいて前記トルクマップから求められるトルクであり、前記T1は前記エンジンで発生されるトルクの立ち上がりの一次遅れ要素の時定数であり、前記T2は前記エンジンで発生されるトルクの立ち上がりの無駄時間であり、前記sはラプラス変換子であり、
前記第2式において、前記Trは前記クランクの慣性トルクであり、前記Jは前記クランクおよび前記複数の回転部材のうち前記クランクから伝達されるトルクにより回転する回転部材の慣性モーメントであり、前記(dω/dt)はクランクの角加速度である、請求項1〜7のいずれかに記載のトルク推定システム。 - 駆動輪と、
エンジンと、
前記エンジンにより発生されるトルクを前記駆動輪に伝達する伝達機構と、
請求項1〜8のいずれかに記載のトルク推定システムとを備えた、車両。
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