JP6806228B1 - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達系構成部品の劣化の進行を効率的に抑制する。【解決手段】車両制御装置は、エンジンのトルク制御に係る制御構造として、車両の駆動源と車輪との動力伝達経路に設置された動力伝達系構成部品の劣化度を推定する劣化度推定部Ｓ２と、車両の現在以降のメンテナンス時期と劣化度の推定値とに基づき、エンジントルクの上限値を低下させるトルク制限制御を実施するトルク制限部Ｓ３と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両制御装置に関し、動力伝達系の構成部品の耐久性を向上するための制御構造の改良に関する。

上記のような動力伝達系の構成部品の耐久性を向上するための車両制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。同文献に記載の車両制御装置では、動力伝達系の構成部品に加えられたトルクから同構成部品の疲労程度を算出するとともに、その疲労程度が一定の値以上となったことを条件にエンジンのトルク制限を実施することで同部品の耐久性を向上している。

特開２００８−１２８１４９号公報

構成部品に加えられたトルクの累積値が増加するにつれ、同構成部品が疲労破壊に至るまでの寿命は減少する。構成部品の疲労がある程度に進行しても、エンジントルクの制限量を多くして構成部品に加わるトルクを抑えれば、構成部品の余寿命は長くなる。一方、１０年を超える長期の使用が想定される車両において、その動力伝達系の構成部品にも車両の使用期間と同程度の長い寿命を求めるのであれば、疲労の進行と共に大幅なトルク制限が必要となって車両の走行性能が低下してしまう。

上記課題を解決する車両制御装置は、車両の駆動源と車輪との動力伝達経路に設置された動力伝達系構成部品の劣化度を推定する劣化度推定部と、車両の現在以降のメンテナンスの予定日と上記劣化度の推定値とに基づき、駆動源の出力トルクの上限値を低下させるトルク制限制御を実施するトルク制限部と、を備えている。

動力伝達系構成部品に加わるトルクが大きいほど、同構成部品の劣化の進行が早くなるため、駆動源の出力トルクを制限して同構成部品に加わるトルクを抑えることで、同構成部品の劣化の進行を抑制できる。このときの駆動源の出力トルクの制限が不十分であれば、車両の走行中に動力伝達系構成部品の劣化が許容可能な限界を超えてしまう虞がある。一方、駆動源の出力トルクを過剰に制限すれば、車両の走行性能が低下してドライバビリティが低下してしまう。なお、車両のメンテンナンス時には、劣化が進行した動力伝達系構成部品の修理交換もそのときに行われるものと期待できる。よって、許容可能な限界を超える劣化の進行を遅延すべき最小の期間は、そのメンテンナンスの予定日までの期間となる。したがって、動力伝達系構成部品の劣化度と車両の現在以降のメンテンナンスの予定日とに基づくことで、許容可能な限界を超えるまでの動力伝達系構成部品の劣化の進行を適度な期間遅延可能にトルク制限制御を実施可能となる。

ここで、動力伝達系構成部品の劣化が許容可能な限界まで進行したときの上記劣化度の値を限界劣化度とする。次回のメンテナンスの予定日まで動力伝達系部品の劣化度を限界劣化度以下に留められる範囲で車両の走行性能の低下を抑えつつ、トルク制限を実施するには、下記の態様でトルク制限制御を実施するとよい。すなわち、上記車両制御装置における劣化度推定部を、現在の上記劣化度の推定値である現在劣化度と、車両の次回のメンテナンスの予定日における上記劣化度の推定値である次回入庫時劣化度と、を推定するものとする。そして、上記車両制御装置における劣化度推定部を、限界劣化度から現在劣化度を引いた差を、次回入庫時劣化度から現在劣化度を引いた差で割った商が小さい値であるときには、同商が大きい値であるときよりも出力トルクの上限値を小さくするようにトルク制限制御を実施するものとする。

上記劣化度推定部による次回入庫時劣化度の推定は、例えば次の態様で行える。すなわち、動力伝達系構成部品の現在までの使用日数を「Ｘ０」とし、現在から車両の次回のメンテナンスの予定日までの日数を「Ｘ１」としたときの「（Ｘ０＋Ｘ１）／Ｘ０」を現在劣化度に掛けた積を劣化度推定部が次回入庫時劣化度の値として算出する。

なお、次回のメンテナンスの予定日まで、動力伝達系構成部品の劣化度が限界劣化度に達しないようにする場合、次回入庫時劣化度が限界劣化度未満の場合にはトルク制限制御を実施する必要はない。よって、上記トルク制限制御は、次回入庫時劣化度が限界劣化度以上であることを条件に実施するとよい。

動力伝達系構成部品の劣化度が次回のメンテナンスの予定日には限界劣化度に達しないが、次々回のメンテナンスの予定日までには限界劣化度に達すると予測される場合には、可能であれば次回のメンテナンスの時点で早めの同構成部品の修理交換を行うことが望ましい。しかしながら、次回のメンテナンスの前に車両に不調がなければ、ユーザが次回のメンテナンスを見送ってしまい、早期の修理交換の機会が得られない虞がある。そうした場合にも、上記車両制御装置における劣化度推定部を、現在劣化度、及び次回入庫時劣化度に加えて、車両の次々回のメンテナンスの予定日における前記劣化度の推定値である次々回入庫時劣化度を推定するものとし、トルク制限部を、次回入庫時劣化度が限界劣化度未満の場合にも、次々回入庫時劣化度が限界劣化度以上、かつ車両の次回のメンテナンスの予定日までの日数が既定の日数以下の場合には、出力トルクの上限値を低下させるものとするとよい。そうした場合、次回のメンテナンスの予定日が近づくと、出力トルクの上限値が低下されて車両の走行性能が低下するため、ユーザが車両に不調があると感じて次回のメンテナンスが予定通りに実施され易くなる。よって、劣化が進んだ動力伝達系構成部品が早期に交換され易くなる。

第１実施形態の車両制御装置の構成を模式的に示す図。 同車両制御装置におけるエンジントルクの制御に係る制御構造のブロック図。 同車両制御装置が実行するトルク制限制御ルーチンのフローチャート。 同トルク制限制御ルーチンにおいて設定される保護制御判定トルクと車速との関係を示すグラフ。 トルク制限率Ｋが「０」、「０．２５」、「０．５」、「０．７５」、「１」のそれぞれの場合における要求トルクと目標トルクとの関係を示すグラフ。 第１実施形態の車両制御装置における次回劣化度が「１」を超える場合のトルク制限率の設定態様を示す図。 第２実施形態の車両制御装置が実行するトルク制限制御ルーチンのフローチャート。

（第１実施形態）
以下、車両制御装置の第１実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の車両制御装置２０が適用される車両Ｃは、エンジン１０を駆動源として備えている。エンジン１０の吸気通路１１には、スロットルバルブ１２が設置されている。そして、エンジン１０の出力トルクであるエンジントルクＴＥは、スロットルバルブ１２の開度であるスロットル開度ＴＡの制御を通じて調整されている。エンジン１０は、自動変速機１３、ドライブシャフト１４、及びディファレンシャル１５を介して左右の車輪１６に接続されている。自動変速機１３は、流体継ぎ手であるトルクコンバータ１７と、遊星歯車機構により構成された有段式変速機構１８と、を備えている。有段式変速機構１８の入力軸は、トルクコンバータ１７を介してエンジン１０の出力軸に連結されている。また、有段式変速機構１８の出力軸は、ドライブシャフト１４に連結されている。

こうした車両Ｃの制御を司る車両制御装置２０は、車両制御に係る処理を実行する演算処理回路２１と、車両制御のためのプログラムやデータが格納された記憶装置２２と、を備える電子制御ユニットとして構成されている。車両制御装置２０は、車両Ｃの各部に設置された各種のセンサから車両Ｃの走行状況についての各種の情報を取得している。車両制御装置２０が取得する情報には、エンジン１０の吸気量ＧＡやエンジン回転速度ＮＥなどのエンジン１０の運転状況に関する情報が含まれる。また、車両制御装置２０には、有段式変速機構１８の入力軸の回転速度であるタービン回転速度ＮＴや、同有段式変速機構１８の出力軸の回転速度である出力軸回転速度ＮＯＵＴなどの自動変速機１３の状態についての情報が含まれる。さらに、アクセルペダルの踏込量であるアクセル開度ＡＣＣやシフトレバーの操作位置であるシフトポジションＳＦＴなどの運転者の操作状況に関する情報も車両制御装置２０が取得する情報に含まれる。なお、車両制御装置２０は、出力軸回転速度ＮＯＵＴから車両Ｃの走行速度である車速Ｖを求めている。そして、車両制御装置２０は、取得した情報に基づき、記憶装置２２に格納されたプログラムを演算処理回路２１が読み込んで実行することで、車両Ｃの各種制御を実施する。なお、車両制御装置２０は、エンジン制御の一環として、同エンジン１０の出力トルクであるエンジントルクＴＥの制御を行っている。

図２に、エンジントルクＴＥの制御に係る車両制御装置２０の制御構造を示す。同図に示すように、エンジントルクＴＥの制御に係る制御構造として、要求トルク演算部Ｓ１、劣化度推定部Ｓ２、トルク制限部Ｓ３、及びスロットル操作部Ｓ４を備えている。

要求トルク演算部Ｓ１は、既定の制御周期毎に、アクセル開度ＡＣＣ及びエンジン回転速度ＮＥに基づき、エンジントルクＴＥの要求値である要求トルクＴＲＥＱを演算する。具体的には、要求トルクＴＲＥＱの演算に際して要求トルク演算部Ｓ１はまず、エンジン回転速度ＮＥに応じて最大トルクＴＭＡＸを算出する。続いて要求トルク演算部Ｓ１は、アクセル開度ＡＣＣが「０」ときの値である「０」からアクセルペダルが最大限に踏み込まれたときの値である最大トルクＴＭＡＸへと、アクセル開度ＡＣＣの増加に応じて大きくなる値として要求トルクＴＲＥＱの値を演算する。

劣化度推定部Ｓ２は、車両Ｃの次回のメンテナンス時期における動力伝達系構成部品の劣化度である次回入庫時劣化度Ｄ１を推定する。なお、ここでの動力伝達系構成部品には、エンジン１０と車輪１６との動力伝達経路を形成する車両Ｃの動力伝達系の構成部品の中で、許容可能な限界への劣化の進行が最も早い部品が選定されている。本実施形態の場合、有段式変速機構１８を構成する遊星歯車機構において、ドライブシャフト１４に連結されたリングギア１８Ａが、そうした動力伝達系構成部品となっている。

トルク制限部Ｓ３は、次回入庫時劣化度Ｄ１に基づきトルク制限制御を実施した上で、エンジントルクＴＥの制御目標値である目標トルクＴＥ＊を設定する。そして、スロットル操作部Ｓ４は、エンジン回転速度ＮＥ及び目標トルクＴＥ＊に基づき、目標トルクＴＥ＊分のエンジントルクＴＥが得られるスロットル開度ＴＡを目標開度ＴＡ＊の値として算出する。そして、スロットル操作部Ｓ４は、スロットル開度ＴＡが目標開度ＴＡ＊に近づくように、スロットルバルブ１２を駆動する。

（次回入庫時劣化度の推定）
劣化度推定部Ｓ２による次回入庫時劣化度Ｄ１の推定の詳細を説明する。次回入庫時劣化度Ｄ１の推定に際して劣化度推定部Ｓ２はまず、動力伝達系構成部品である上記リングギア１８Ａの現在の劣化度の推定値である現在劣化度Ｄ０を算出する。リングギア１８Ａの現在劣化度Ｄ０の算出は、次の態様で行われる。すなわち、現在劣化度Ｄ０の算出に際して劣化度推定部Ｓ２はまず、出力軸回転速度ＮＯＵＴからリングギア１８Ａの単位時間当たりの回転数であるギア回転数を算出する。次に、劣化度推定部Ｓ２は、有段式変速機構１８の入力トルク、同有段式変速機構１８の変速比、及び有段式変速機構１８の動力伝達効率を掛け合わせた積を、リングギア１８Ａに加えられているトルクであるギア入力トルクの値として算出する。そして、劣化度推定部Ｓ２は、ギア入力トルクを底とするとともに既定のギア負荷係数を冪指数とする冪に、ギア回転数を掛けた積をギア負荷の値として算出する。

劣化度推定部Ｓ２は、こうしたギア負荷の算出を既定の演算周期毎に行っている。さらに劣化度推定部Ｓ２は、その演算周期に算出したギア負荷の値が、リングギア１８Ａの劣化が進行しないギア負荷の上限値である疲労限界負荷を超えている場合には、ギア負荷の算出値から疲労限界負荷を引いた差を、積算劣化度の値に加算する。そして、劣化度推定部Ｓ２は、予め設定された限界劣化度により積算劣化度を割った商を現在劣化度Ｄ０の値として算出する。限界劣化度は、リングギア１８Ａが許容可能な限界まで劣化した状態にあるときの積算劣化度の値を示している。よって、リングギア１８Ａが許容可能な限界まで劣化した状態にあるときの現在劣化度Ｄ０の値は「１」となる。ちなみに、車両Ｃの工場出荷時における現在劣化度Ｄ０の値は「０」に設定されている。また、車両Ｃのメンテンナンス時にリングギア１８Ａが交換されたときには、現在劣化度Ｄ０の値は「０」にリセットされるようになっている。

さらに、劣化度推定部Ｓ２は、現在劣化度Ｄ０に「（Ｘ０＋Ｘ１）／Ｘ０」を掛けた積を次回入庫時劣化度Ｄ１の値として演算する。「Ｘ０」は現在までのリングギア１８Ａの使用日数を、「Ｘ１」は現在から車両Ｃの次回のメンテナンス予定日までの日数を、それぞれ示している。次回のメンテナンス予定日は、下記の（イ）〜（ハ）のいずれかの方法により求められている。

（イ）車両Ｃのメンテナンスが定期的に行われる場合、車両Ｃの工場出荷日又は登録日にメンテナンス周期の倍数を加えた日付のうち、現在の日付よりも遅く、かつ現在の日付に最も近い日を次回のメンテナンス予定日とする。

（ロ）車両Ｃの製造業者やメンテナンス業者が各車両Ｃのメンテナンス履歴の情報を、車両制御装置２０がアクセス可能なサーバに保管して公開している場合、そのサーバから取得した当該車両Ｃの直近のメンテナンス日にメンテナンス周期を加えた日を次回のメンテナンス予定日とする。

（ハ）メンテナンス業者が各車両Ｃの次回のメンテナンス予定日の情報を、車両制御装置２０がアクセス可能なサーバに保管して公開している場合、そのサーバから次回のメンテナンス予定日を取得する。

こうして劣化度推定部Ｓ２が推定する現在劣化度Ｄ０は、現在のリングギア１８Ａの劣化度合の推定結果を、リングギア１８Ａが全く劣化していない状態を「０」とするとともに、リングギア１８Ａが許容可能な限界まで劣化した状態にあるときの値を「１」として示すものとなる。また、次回入庫時劣化度Ｄ１は、車両Ｃの次回のメンテナンスの予定日におけるリングギア１８Ａの劣化度合の推定結果を、現在劣化度Ｄ０と同様の態様で示すものとなる。なお、こうした現在劣化度Ｄ０、及び次回入庫時劣化度Ｄ１では、「１」が限界劣化度に対応する値となる。

（トルク制限制御）
図３に、トルク制限部Ｓ３が実施するトルク制限制御ルーチンのフローチャートを示す。トルク制限部Ｓ３は、エンジン１０の運転中、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行している。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、要求トルク演算部Ｓ１が演算した要求トルクＴＲＥＱと、劣化度推定部Ｓ２が推定した現在劣化度Ｄ０、及び次回入庫時劣化度Ｄ１と、が読み込まれる。続いて、ステップＳ１１０において、車速Ｖに基づき保護制御判定トルクＴＪの値が演算される。保護制御判定トルクＴＪの値は、リングギア１８Ａの入力トルクが、同リングギア１８Ａの劣化の進行がほぼ「０」となるエンジントルクＴＥの上限値となるように演算されている。すなわち、ギア負荷が疲労限界負荷となるエンジントルクＴＥの値が、保護制御判定トルクＴＪの値として演算される。図４に示すように、保護制御判定トルクＴＪは、車速Ｖが高いときには、車速Ｖが低いときよりも小さい値となるように演算されている。

続いて、ステップＳ１２０において、現在劣化度Ｄ０が「１」以上であるか否かが判定される。そして、現在劣化度Ｄ０が「１」以上の場合（ＹＥＳ）、すなわちリングギア１８Ａが許容可能な限界以上に劣化している場合には、ステップＳ１２５において「１」がトルク制限率Ｋの値として設定された後、ステップＳ１５０に処理が進められる。一方、現在劣化度Ｄ０が「１」未満の場合（Ｓ１２０：ＮＯ）にはステップＳ１３０に処理が進められる。

ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」以上であるか否かが判定される。そして、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」未満の場合（ＮＯ）には、ステップＳ１３５において「０」がトルク制限率Ｋの値として設定された後、ステップＳ１５０に処理が進められる。これに対して、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１４０において、現在劣化度Ｄ０及び次回入庫時劣化度Ｄ１に対して式（１）の関係を満たす値がトルク制限率Ｋの値として算出される。そしてその後に、ステップＳ１５０に処理が進められる。

ステップＳ１５０に処理が進められると、そのステップＳ１５０において、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以上であるか否かが判定される。要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ未満の値である場合（ＮＯ）には、ステップＳ１６０において、要求トルクＴＲＥＱの値がそのまま目標トルクＴＥ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以上である場合（Ｓ１５０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１７０において、要求トルクＴＲＥＱから保護制御判定トルクＴＪを引いた差にトルク制限率Ｋを乗算した積が、トルク制限量ＲＤの値として算出される。そして、ステップＳ１７５において、要求トルクＴＲＥＱからトルク制限量ＲＤを引いた差が目標トルクＴＥ＊の値として演算された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

なお、トルク制限部Ｓ３は、「０」以外の値がトルク制限率Ｋの値として設定されたときに、リングギア１８Ａが許容可能な限界近くまで、或いは限界以上に劣化していることを示す情報を記憶装置２２に書き込んでいる。一方、車両Ｃのメンテナンスに際しては、記憶装置２２にそうした情報が書き込まれているか否かを確認し、書き込まれている場合には、リングギア１８Ａの交換を行うことが取り決められている。

本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の車両制御装置２０におけるトルク制限部Ｓ３は、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以下の場合には、要求トルクＴＲＥＱの値をそのまま目標トルクＴＥ＊の値として設定する。また、トルク制限部Ｓ３は、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪを超える場合には、要求トルクＴＲＥＱから保護制御判定トルクＴＪを引いた差にトルク制限率Ｋを掛けた積をトルク制限量ＲＤの値として算出するとともに、要求トルクＴＲＥＱからトルク制限量ＲＤを引いた差を目標トルクＴＥ＊の値として設定する。こうして設定される目標トルクＴＥ＊の上限値は、すなわちエンジントルクＴＥの上限値は、トルク制限率Ｋの値により変化する。

図５に、トルク制限率Ｋが「０」、「０．２５」、「０．５」、「０．７５」、「１」のそれぞれの場合における要求トルクＴＲＥＱと目標トルクＴＥ＊との関係を示す。要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以上の領域では、「１」からトルク制限率Ｋを引いた差（１−Ｋ）は、要求トルクＴＲＥＱの増加量に対する目標トルクＴＥ＊の増加量の比率を、すなわち図中の要求トルクＴＲＥＱと目標トルクＴＥ＊との関係を示す直線の傾きを示している。そして、目標トルクＴＥ＊の上限値は、ひいてはエンジントルクＴＥの上限値は、トルク制限率Ｋが「０」から「１」へと増加するにつれて、トルク制限率Ｋが「０」のときの値である最大トルクＴＭＡＸからトルク制限率Ｋが「１」のときの値である保護制御判定トルクＴＪへと低下する。

また、本実施形態の車両制御装置２０におけるトルク制限部Ｓ３は、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」未満の場合、すなわち次回のメンテナンス予定日までにリングギア１８Ａの劣化が許容可能な限界に達しないと予想される場合には、「０」をトルク制限率Ｋの値として設定する。このときには、要求トルクＴＲＥＱがそのまま目標トルクＴＥ＊の値として設定される。一方、トルク制限部Ｓ３は、現在劣化度Ｄ０が「１」以上の場合、すなわちリングギア１８Ａの劣化が既に許容可能な限界以上に進行している場合には、「１」をトルク制限率Ｋの値として設定する。このときには、保護制御判定トルクＴＪの目標トルクＴＥ＊の上限値となるため、リングギア１８Ａの劣化を現状に留められる。

さらに、トルク制限部Ｓ３は、現在劣化度Ｄ０が「１」未満、かつ次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」以上の場合、すなわちリングギア１８Ａの劣化が現在は許容可能な範囲にあるが、次回のメンテナンス予定日までには許容可能な限界に達すると予想される場合には、式（１）の関係を満たす値をトルク制限率Ｋの値として設定する。このときのトルク制限率Ｋの値は、次のような値となる。

リングギア１８Ａの劣化は、エンジントルクＴＥが保護制御判定トルクＴＪ以上のときに進行し、保護制御判定トルクＴＪに対するエンジントルクＴＥの超過量（＝ＴＥ−ＴＪ）が大きいほどその劣化の進行度合も大きくなる。ここでは、エンジントルクＴＥが保護制御判定トルクＴＪ以上となったときに、保護制御判定トルクＴＪに対するエンジントルクＴＥの超過量に比例した量ずつ、リングギア１８Ａの劣化が進行するものとする。

上述のようにトルク制限制御ルーチンでは、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以上の場合、要求トルクＴＲＥＱから保護制御判定トルクＴＪを引いた差にトルク制限率Ｋを乗算した積がトルク制限量ＲＤの値として求められ、要求トルクＴＲＥＱからそのトルク制限量ＲＤを引いた差が目標トルクＴＥ＊の値として設定される。すなわち、このときの目標トルクＴＥ＊は、式（２）の関係を満たす値として設定される。

よって、このときの保護制御判定トルクＴＪに対する目標トルクＴＥ＊の超過量（＝ＴＥ＊−ＴＪ）は、式（３）に示される関係を満たす値となる。すなわち、このときの保護制御判定トルクＴＪに対する目標トルクＴＥ＊の超過量（＝ＴＥ＊−ＴＪ）は、保護制御判定トルクＴＪに対する要求トルクＴＲＥＱの超過量（＝ＴＲＥＱ−ＴＪ）の「１−Ｋ」倍となる。したがって、「０」以外の値がトルク制限率Ｋの値として設定されているときのリングギア１８Ａの劣化の進行速度は、「０」がトルク制限率Ｋの値として設定されているときの「１−Ｋ」倍の速度となる。よって、式（１）の関係を満たす値をトルク制限率Ｋの値として設定した場合のリングギア１８Ａの劣化の進行速度は、「０」がトルク制限率Ｋの値として設定されているときの「（１−Ｄ０）／（Ｄ１−Ｄ０）」倍の速度となる。

図６に示すように、式（１）の関係を満たす値をトルク制限率Ｋの値として設定した場合のリングギア１８Ａの劣化度は、車両Ｃの次回のメンテナンス予定日に「１」に達するようになる。すなわち、このときのリングギア１８Ａの劣化は、車両Ｃの次回のメンテナンス予定日に許容可能な限界に達するようになる。このように、本実施形態では、リングギア１８Ａの劣化が現在は許容可能な範囲にあるが、次回のメンテナンス予定日までには許容可能な限界に達すると予想される場合には、次回のメンテナンス予定日にリングギア１８Ａの劣化が許容可能な限界となるように、エンジン１０のトルク制限を行っている。

このように本実施形態では、車両Ｃの次回のメンテナンスの予定日に基づき、その予定日にリングギア１８Ａの劣化が許容可能な限界に達するようにエンジン１０のトルク制限を実施している。これに対して、現在劣化度Ｄ０が「１」に到達したときから保護制御判定トルクＴＪを上限値としたエンジン１０のトルク制限を実施するだけでも、リングギア１８Ａの劣化が許容可能な限界以上に進行することを防止することは可能である。これは、上記トルク制限制御ルーチンにおいて、ステップＳ１３０の判定処理を割愛して、現在劣化度Ｄ０が「１」未満の場合（Ｓ１２０：ＮＯ）には常にステップＳ１３５に処理を進めて「０」をトルク制限率Ｋの値として設定することに相当する。しかしながら、現在劣化度Ｄ０が「１」に達したときには既に、それ以上のリングギア１８Ａの劣化の進行が許容できない状態となっている。そのため、エンジン１０のトルク制限が全くされていない状態から、劣化の進行を留められるだけの大幅なトルク制限がいきなり開始されることになる。そして、その開始と共に車両Ｃの走行性能が大きく低下するため、ユーザに違和を感じさせてしまう。これに対して本実施形態では、次回のメンテナンス時には、劣化の進んだリングギア１８Ａの交換がなされることを前提に、そのメンテナンスの予定日よりも前には許容可能な限界に達しない範囲でエンジン１０のトルク制限を実施している。そのため、ユーザが違和を感じにくいかたちで、リングギア１８Ａの保護のためのエンジン１０のトルク制限を実施できる。

以上の本実施形態の車両制御装置２０によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）車両Ｃの次回のメンテナンスの予定日よりも前にリングギア１８Ａの劣化が許容可能な限界を超えないようにエンジントルクＴＥの制限を実施している。そのため、次回のメンテナンス時期までは許容可能な限界を超えるリングギア１８Ａの劣化を回避可能な範囲で、リングギア１８Ａの保護のためのエンジントルクＴＥの制限による車両Ｃの走行性能の低下を抑えられる。

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・第１実施形態では、現在劣化度Ｄ０が「１」未満、かつ次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」以上の場合、現在劣化度Ｄ０と次回入庫時劣化度Ｄ１とに基づき、式（１）の関係を満たす値をトルク制限率Ｋとして設定していた。このときのトルク制限率Ｋを、図６に示す「ＸＬ」「Ｘ０」の２つの日数に基づいて設定するようにしてもよい。上述のように「Ｘ１」は、現在から次回のメンテナンスの予定日までの日数である。これに対して、「ＸＬ」は、リングギア１８Ａの使用開始から現在までの期間と同じペースでリングギア１８Ａの劣化が進行していった場合に、リングギア１８Ａの劣化が限界に達する日付を示している。なお、「ＸＬ」の値は、現在までのリングギア１８Ａの使用日数Ｘ０に「（１−Ｄ０）／Ｄ０」を乗算した積として求められる。そして、この場合には、「ＸＬ」を「Ｘ１」で割った商を「１」から引いた差（＝１−ＸＬ／Ｘ１）がトルク制限率Ｋの値として求められる。なお、「ＸＬ」を「Ｘ１」で割った商（＝ＸＬ／Ｘ１）は、限界劣化度から現在劣化度Ｄ０を引いた差（＝１−Ｄ０）を、次回入庫時劣化度Ｄ１から現在劣化度Ｄ０を引いた差（＝Ｄ１−Ｄ０）で割った商と等しくなる。

（第２実施形態）
続いて、車両制御装置の第２実施形態を、図７を併せ参照して説明する。本実施形態の車両制御装置は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、エンジントルクＴＥの制御に係る制御構造として、要求トルク演算部Ｓ１、劣化度推定部Ｓ２、トルク制限部Ｓ３、及びスロットル操作部Ｓ４を備えている。ただし、本実施形態における劣化度推定部Ｓ２は、次回入庫時劣化度Ｄ１に加えて、車両Ｃの次々回のメンテナンス時期におけるリングギア１８Ａの劣化度の推定値である次々回入庫時劣化度Ｄ２を推定している。そして、本実施形態におけるトルク制限部Ｓ３は、要求トルクＴＲＥＱ、及び次回入庫時劣化度Ｄ１に加えて、次々回入庫時劣化度Ｄ２に基づいてトルク制限制御を実施している。

なお、本実施形態の劣化度推定部Ｓ２による次々回入庫時劣化度Ｄ２の推定は、上述した次回入庫時劣化度Ｄ１に準じた態様で行われる。具体的には、次々回入庫時劣化度Ｄ２は、現在劣化度Ｄ０に「（Ｘ０＋Ｘ２）／Ｘ０」を掛けた積である。ここでの「Ｘ２」は現在から車両Ｃの次々回のメンテナンス予定日までの日数を示している。次々回のメンテナンス予定日は、上述した次回のメンテナンス予定日にメンテナンス周期を加えた日付として求められている。

図７に、本実施形態におけるトルク制限制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンの処理は、エンジン１０の運転中にトルク制限部Ｓ３によって、既定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ２００において、要求トルクＴＲＥＱ、現在劣化度Ｄ０、次回入庫時劣化度Ｄ１、及び次々回入庫時劣化度Ｄ２が読み込まれる。続いて、ステップＳ２１０において、車速Ｖに基づき、保護制御判定トルクＴＪが演算される。本実施形態の場合にも、保護制御判定トルクＴＪは、第１実施形態と同様に演算されている。

次のステップＳ２２０では、現在劣化度Ｄ０が「１」以上であるか否かが判定される。そして、現在劣化度Ｄ０が「１」以上の場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２２５において「１」がトルク制限率Ｋの値として設定された後、ステップＳ２７０に処理が進められる。一方、現在劣化度Ｄ０が「１」未満の場合（ＮＯ）には、ステップＳ２３０に処理が進められる。

ステップＳ２３０に処理が進められると、そのステップＳ２３０において、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」以上であるか否かが判定される。そして、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ２３５において、現在劣化度Ｄ０及び次回入庫時劣化度Ｄ１に対して上述の式（１）の関係を満たす値がトルク制限率Ｋの値として算出された後、ステップＳ２７０に処理が進められる。

これに対して、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」未満の場合（Ｓ２２０：ＮＯ）には、ステップＳ２４０において、現在から車両Ｃの次回のメンテナンスの予定日までの日数Ｘ１が「α」以下であるか否かが判定される。そして、日数Ｘ１が「α」を超える場合（ＹＥＳ）にはステップＳ２４５において「０」がトルク制限率Ｋの値として設定された後、ステップＳ２７０に処理が進められる。

一方、日数Ｘ１が「α」以下の場合（Ｓ２４０：ＹＥＳ）にはステップＳ２５０に処理が進められ、そのステップＳ２５０において、次々回入庫時劣化度Ｄ２が「１」以上であるか否かが判定される。このとき、次々回入庫時劣化度Ｄ２が「１」未満の場合（ＮＯ）には上記ステップＳ２４５に処理が進められ、そのステップＳ２４５において「０」がトルク制限率Ｋの値として設定された後、ステップＳ２７０に処理が進められる。これに対して、次々回入庫時劣化度Ｄ２が「１」以上の場合（Ｓ２６０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２６０において、「０」を超え、かつ「１」未満の既定の値「Ｙ」がトルク制限率Ｋの値として設定された後、ステップＳ２７０に処理が進められる。なお、上記「Ｙ」の値としては、車両Ｃの走行性能の低下をユーザが感じる程度のトルク制限が実施されるトルク制限率Ｋの値、例えば「０．５」が設定されている。

ステップＳ２７０に処理が進められると、そのステップＳ２７０において、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以上であるか否かが判定される。要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ未満の値である場合（ＮＯ）には、ステップＳ２７５において、要求トルクＴＲＥＱの値がそのまま目標トルクＴＥ＊の値として設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、要求トルクＴＲＥＱが保護制御判定トルクＴＪ以上である場合（Ｓ２７０：ＹＥＳ）には、ステップＳ２８０において、要求トルクＴＲＥＱから保護制御判定トルクＴＪを引いた差にトルク制限率Ｋを乗算した積が、トルク制限量ＲＤの値として算出される。そして、ステップＳ２８５において、要求トルクＴＲＥＱからトルク制限量ＲＤを引いた差が目標トルクＴＥ＊の値として演算された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

本実施形態の作用を説明する。本実施形態の車両制御装置では、次回入庫時劣化度Ｄ１が「１」未満、かつ次々回入庫時劣化度Ｄ２が「１」以上の場合以外は、第１実施形態と同様の態様でトルク制限制御が実施される。第１実施形態の車両制御装置２０では、上記の場合、すなわちリングギア１８Ａの劣化が、次回のメンテナンス予定日までは限界に達しないが、次々回のメンテナンス予定日までには限界に達すると予想される場合には、エンジン１０のトルク制限は実施しないようにしていた。これに対して本実施形態では、上記の場合、次回のメンテナンス予定日よりも「α」日前の日からエンジン１０のトルク制限が開始される。

上記の場合のリングギア１８Ａの劣化は、次回のメンテナンスの予定日には限界に達しないものの、次々回のメンテナンスの予定日までには限界に達してしまうため、次回のメンテナンスでリングギア１８Ａを交換することが望ましい。ただし、次回のメンテナンスがユーザの任意である場合、車両Ｃに不調がなければ、ユーザが次回のメンテナンスを見合わせる可能性がある。

これに対して本実施形態では、上記の場合、次回のメンテナンスの予定日までの日数が「α」日となると、エンジン１０のトルク制限が前倒しで開始される。そして、そのトルク制限により車両Ｃの走行性能が低下して、ユーザが車両Ｃに不調があると感じるため、次回のメンテナンスが予定通りに実施され易くなる。よって、劣化が進んだリングギア１８Ａが早期に交換され易くなる。

上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記各実施形態では、保護制御判定トルクＴＪを車速Ｖに基づき算出していたが、アクセル開度ＡＣＣなど、リングギア１８Ａの入力トルクに関連する他のパラメータを用いて保護制御判定トルクＴＪを算出するようにしてもよい。また、保護制御判定トルクＴＪを固定した値としてもよい。

・次回入庫時劣化度Ｄ１や次々回入庫時劣化度Ｄ２を、上記実施形態とは異なる方法で求めるようにしてもよい。
・次回入庫時劣化度Ｄ１や次々回入庫時劣化度Ｄ２に応じたエンジントルクＴＥの上限値の変更を上記実施形態とは異なる態様で行うようにしてもよい。例えば、次回入庫時劣化度Ｄ１や次々回入庫時劣化度Ｄ２から上限値を算出し、その上限値以下の値となるように目標トルクＴＥ＊を設定することでも、次回入庫時劣化度Ｄ１や次々回入庫時劣化度Ｄ２に応じたエンジントルクＴＥの上限値の変更は可能である。

・上記実施形態では、スロットル開度ＴＡの調整を通じてエンジントルクＴＥを制御していたが、点火時期や燃料噴射量などの他のパラメータの調整によりエンジントルクＴＥを制御するようにしてもよい。

・上記実施形態では、自動変速機１３の有段式変速機構１８に設けられたリングギア１８Ａをトルク制限制御による劣化の進行抑制の対象となる動力伝達系構成部品としていたが、エンジン１０と車輪１６との動力伝達経路に設置されたそれ以外の部品を、上記動力伝達系構成部品としてトルク制限制御を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、自動変速機１３の有段式変速機構１８に設けられたリングギア１８Ａをトルク制限制御による劣化の進行抑制の対象となる動力伝達系構成部品としていたが、エンジン１０と車輪１６との動力伝達経路に設置されたそれ以外の部品を、劣化の進行抑制の対象となる動力伝達系構成部品としてトルク制限制御を行うようにしてもよい。

・上記実施形態の車両制御装置は、有段式変速機構１８を有した自動変速機１３の代わりに無段式変速機構を備える自動変速機や手動変速機が設けられた車両にも適用できる。
・上記実施形態の車両制御装置は、エンジン１０を駆動源として備える車両Ｃに適用されていたが、モータを駆動源とする電気自動車や、モータ及びエンジンのハイブリッドシステムを駆動源とするハイブリッド車両にも適用してもよい。そうした場合には、上記実施形態におけるエンジントルクＴＥの制御を、該当車両の駆動源の出力トルクの制御に適用すれば、次回のメンテナンスの予定日までは許容可能な限界を超える動力伝達系構成部品の劣化を回避可能な範囲で、上記出力トルクの制限による車両の走行性能の低下を抑えられる。

Ｃ…車両
１０…エンジン
１１…吸気通路
１２…スロットルバルブ
１３…自動変速機
１４…ドライブシャフト
１５…ディファレンシャル
１６…車輪
１７…トルクコンバータ
１８…有段式変速機構
１８Ａ…リングギア
２０…車両制御装置
２１…演算処理回路
２２…記憶装置
Ｓ１…要求トルク演算部
Ｓ２…劣化度推定部
Ｓ３…トルク制限部
Ｓ４…スロットル操作部

Claims (4)

1. 車両の駆動源と車輪との動力伝達経路に設置された動力伝達系構成部品の劣化度を推定する劣化度推定部と、
   車両の現在以降のメンテナンスの予定日における前記劣化度の推定値に基づき、前記駆動源の出力トルクの上限値を低下させるトルク制限制御を実施するトルク制限部と、
   を備え、
   前記動力伝達系構成部品の劣化が許容可能な限界まで進行したときの前記劣化度の値を限界劣化度としたとき、
   前記劣化度推定部は、現在の前記劣化度の推定値である現在劣化度と、前記車両の次回のメンテナンスの予定日における前記劣化度の推定値である次回入庫時劣化度と、を推定しており、
   前記トルク制限部は、前記限界劣化度から前記現在劣化度を引いた差を、前記次回劣化度から前記現在劣化度を引いた差で割った商が小さい値であるほど、前記出力トルクの上限値を小さくするように前記トルク制限制御を実施する
   車両制御装置。
2. 前記動力伝達系構成部品の現在までの使用日数を「Ｘ０」とし、現在から前記車両の次回のメンテナンスの予定日までの日数を「Ｘ１」としたとき、前記劣化度推定部は、前記現在劣化度に「（Ｘ０＋Ｘ１）／Ｘ０」を掛けた積を前記次回入庫時劣化度の値として算出する請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記トルク制限部は、前記次回入庫時劣化度が前記限界劣化度以上であることを条件に前記トルク制限制御を実施する
   請求項１又は２に記載の車両制御装置。
4. 前記劣化度推定部は、前記現在劣化度、及び前記次回入庫時劣化度に加えて、前記車両の次々回のメンテナンスの予定日における前記劣化度の推定値である次々回入庫時劣化度を推定しており、
   前記トルク制限部は、前記次回入庫時劣化度が前記限界劣化度未満の場合にも、前記次々回入庫時劣化度が前記限界劣化度以上、かつ現在から前記車両の次回のメンテナンスの予定日までの日数が既定の日数以下の場合には、前記出力トルクの上限値を低下させる
   請求項３に記載の車両制御装置。