JPWO2016124962A1 - 車両用のトルク制御装置およびトルク制御方法 - Google Patents

Abstract

車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出竿段と、出力トルクを制御するトルク制御手段とを具え、理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１関値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、理論駆動輪回転数に近づくように出力トルクを高めるように構成する。

Description

本発明は、特に急なクラッチ接続操作やギヤシフトダウン操作時における出力トルクを制御する、車両用のトルク制御装置およびトルク制御方法に関する。

従来の、自動車等の車両のエンジン出力制御装置は、駆動輪のスリップ状態を検出し、駆動輪にスリップ状態が生じた時点で制御を開始し、燃料供給の停止を解除してエンジンへの燃料供給を再開し、エンジン回転数を増加させてエンジンブレーキの効果を低減し、駆動輪のスリップ発生を防止する構成を採用するのが一般的である。

駆動輪、例えば後輪駆動車の後輪におけるスリップは、エンジンブレーキによる制動力を作用させたときに、車体の荷重を支持する前後輪に作用する荷重割合が、前輪で増加すると共に後輪で減少することにより発生しやすくなる。このとき、従来のエンジン出力制御装置においては、後輪にスリップ状態が生じた時点で制御を開始し、エンジンへの燃料供給を再開させてエンジンブレーキによる制動力を減じることで、車両が深いスリップ状態になることを抑制している。

例えば、特許文献１には、後輪のスリップ率が高いほど旋回外側前輪の目標スリップ率が高くなるよう後輪のスリップ率に基づいて旋回外側前輪の目標スリップ率が演算され、旋回外側前輪のスリップ率が目標スリップ率となるよう旋回外側前輪の制動力を制御し、旋回外側前輪に制動力が与えられることで車両に与えられるアンチスピン方向のヨーモーメントを後輪のスリップ率に応じた大きさにして、車両が摩擦係数の低い路面において後輪のスリップ率が過大な状態にて旋回する場合にも、車両がスピン状態になることを防止する、後輪駆動車の制動力制御装置が開示されている。すなわち、特許文献１記載の制動力制御装置は、駆動輪である後輪のスリップ率に基づいて、従動輪である前輪の目標スリップ率を演算した後に、前輪のスリップ率が目標スリップ率になるように、前輪の制動力を制御しており、後輪にスリップ状態が生じた時点で制御を開始する構成を採用している。

ところで、自動二輪車の場合、ギヤをシフトダウンしエンジンブレーキが急激に作用して後輪（駆動輪）にスリップ状態が生じるとき、特許文献１記載の装置のように、後輪（駆動輪）にスリップ状態が生じた時点で制御を開始する構成では、既に車体が不安定な状態になっていて、運転者に不安感を与える場合が多い。このため、自動二輪車では、後輪にスリップ状態が生じる前に制御できる手段を開発することが望ましい。特に、自動二輪車は、コーナリング走行時に、ギヤをシフトダウンしエンジンブレーキを作動させた状態で減速しながら車体を傾けて走行する場合が多く、この場合、後輪（駆動輪）のスリップ率を検出してから制御を開始するのでは遅すぎると考えられ、最悪の場合には、車両が転倒する事態も想定されるため、安全面の点で問題があった。

特許第３４５４０１１号

本発明の目的は、特に急なクラッチ接続操作やギヤシフトダウン操作時に作用する、例えばエンジンブレーキ力に起因して後輪（駆動輪）で実際にスリップが生じる前に早期にトルク制御を開始して、後輪でのスリップ発生を抑制することが可能なトルク制御手段を具えることにより、エンジンブレーキ作用時における車体の安定性を向上させた車両用のトルク制御装置およびトルク制御方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。

（１）車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、出力トルクを制御するトルク制御手段とを具え、前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記出力トルクを高めることを特徴とする、車両用のトルク制御装置。

（２）第１のギヤ段から、第２のギヤ段にシフトダウンした場合に、前記出力トルクの制御を開始することを特徴とする、上記（１）に記載の車両用のトルク制御装置。

（３）前記記憶部は、前記所定のエンジン回転数と、前記理論駆動輪回転数とから演算された理論ドライブ比をさらに記憶し、前記第２のギヤ段に基づいて検出された、前記エンジン回転数および前記駆動輪回転数から現在のドライブ比を演算するドライブ比演算手段と、前記第２のギヤ段における前記理論ドライブ比および前記現在のドライブ比から、ドライブ比の差および／または割合を演算する演算手段とをさらに具え、前記相対値が、前記ドライブ比の差および／または割合であることを特徴とする、上記（２）に記載の車両用のトルク制御装置。

（４）前記相対値が、前記理論駆動輪回転数から前記検出された駆動輪回転数の差および／または割合であることを特徴とする、上記（１）、（２）または（３）に記載の車両用のトルク制御装置。

（５）クラッチ接続を検出するクラッチ接続検出手段をさらに具え、前記クラッチ接続検出手段からのクラッチ接続信号に基づいて、前記トルク制御手段は、前記出力トルクを制御することを特徴とする、上記（１）から（４）までのいずれか１に記載の車両用のトルク制御装置。

（６）前記トルク制御手段は、前記相対値が、予め設定されている、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である時点で前記出力トルクの制御を終了することを特徴とする、上記（１）から（５）までのいずれか１に記載の車両用のトルク制御装置。

（７）前記第１閾値および前記第２閾値は、検出された、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数のうち少なくとも１つの走行情報から演算されており、前記第１閾値および前記第２閾値は、可変に設定可能であることを特徴とする、上記（６）に記載の車両用のトルク制御装置。

（８）前記走行情報は、外部センサ情報、クラッチ情報、トルク情報、アクセル開度およびエンジンバルブ開度のうち少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする、上記（７）に記載の車両用のトルク制御装置。

（９）前記出力トルクの制御量は、前記走行情報に基づいて決定されることを特徴とする、上記（７）または（８）に記載の車両用のトルク制御装置。

（１０）電動モータを動力源とする車両の、前記電動モータの所定のモータ回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、前記モータ回転数を検出するモータ回転数検出手段と、駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、モータ出力トルクを制御するモータトルク制御手段と、を具え、前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記モータ出力トルクを高めることを特徴とする、電動車両用のモータトルク制御装置。

（１１）車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、出力トルクを制御するトルク制御手段とを具えるトルク制御装置を用いたトルク制御方法であって、現在の走行時における、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数を検出し、前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記出力トルクを高めることを特徴とする、車両用のトルク制御方法。

（１２）第１のギヤ段から、第２のギヤ段にシフトダウンした場合に、前記出力トルクの制御を開始することを特徴とする、上記（１１）に記載の車両用のトルク制御方法。

（１３）前記記憶部は、前記所定のエンジン回転数と、前記理論駆動輪回転数とから演算された理論ドライブ比をさらに記憶し、前記第２のギヤ段に基づいて検出された、前記エンジン回転数および前記駆動輪回転数から現在のドライブ比を演算し、前記第２のギヤ段における前記理論ドライブ比および前記現在のドライブ比から、ドライブ比の差および／または割合を演算し、前記相対値を、前記ドライブ比の差および／または割合とすることを特徴とする、上記（１２）に記載の車両用のトルク制御方法。

（１４）前記相対値を、前記理論駆動輪回転数から前記検出された駆動輪回転数の差および／または割合とすることを特徴とする、上記（１１）、（１２）または（１３）に記載の車両用のトルク制御方法。

（１５）クラッチ接続を検出し、クラッチ接続検出手段からのクラッチ接続信号に基づいて、前記出力トルクを高めることを特徴とする、上記（１１）から（１４）までのいずれか１に記載の車両用のトルク制御方法。

（１６）前記相対値が、予め設定されている、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である時点で前記出力トルクの制御を終了することを特徴とする、上記（１１）から（１５）までのいずれか１に記載の車両用のトルク制御方法。

（１７）前記第１閾値および前記第２閾値を、検出された、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数から得られる走行情報から演算し、前記第１閾値および前記第２閾値は、可変に設定可能であることを特徴とする、上記（１６）に記載の車両用のトルク制御方法。

（１８）前記走行情報は、外部センサ情報、クラッチ情報、トルク情報、アクセル開度およびエンジンバルブ開度の少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする、上記（１７）に記載の車両用のトルク制御方法。

（１９）前記出力トルクの制御量を、前記走行情報に基づいて決定することを特徴とする、上記（１７）または（１８）に記載の車両用のトルク制御方法。

（２０）電動モータを動力源とする車両の、前記電動モータの所定のモータ回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、前記モータ回転数を検出するモータ回転数検出手段と、駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、モータ出力トルクを制御するモータトルク制御手段と、を具えるモータトルク制御装置を用いたモータトルク制御方法であって、前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記モータ出力トルクを高めることを特徴とする、電動車両用のモータトルク制御方法。

本発明によれば、車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、出力トルクを制御するトルク制御手段とを具え、理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、理論駆動輪回転数に近づくように出力トルクを高めることができるようになる。この構成により、駆動系のエンジン回転数および駆動輪回転数を用いて、出力トルクの制御介入判断を行うことができるので、従来のように、例えば被動輪および駆動輪の回転数に基づいてスリップを検出してから、出力トルクの制御介入を開始するよりも早期にトルク制御の介入をすることができる結果、スリップに起因して車体が不安定になるのを防いで、運転者に安心感を与えると共に、車両の転倒を回避することができる。

図１は、トルク制御手段を含むトルク制御装置の構成を概念的に示す図である。 図２は、トルク制御の開始を判断するフローの一例を示す図である。 図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実際の走行中にギヤ段をシフトダウンし、本発明のトルク制御装置を用いて制御したときの状態を示したものであって、図３（ａ）が、前輪（従動輪）速度および後輪（駆動輪）速度と時間との関係を示す図、図３（ｂ）が、トルク制御情報と時間との関係を示す図、そして、図３（ｃ）が、現在のドライブ比および理論ドライブ比と時間との関係を示す図である。 図４は、図３（ｂ）および（ｃ）の図の上下位置関係を逆にして抜き出し、トルク制御情報を詳細に説明するための図である。

次に、本発明に従うトルク制御装置の実施形態について、図面を参照しながら以下で説明する。なお、以下の実施形態においては、トルク制御手段３００の一例として、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ））／ドラッグ・トルク・コントロール（ＤＴＣ（Ｄｒａｇ Ｔｏｒｑｕｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ））および電子制御ユニット（ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ））を挙げて説明する。

図１は、本発明のトルク制御装置１００の構成を概略的に示すものであって、車両のエンジン２００と、ギヤボックス２１０と、複数個のスプロケット２２０、２２０と、これらのスプロケット２２０、２２０の周りに巻き掛けられた、例えばリンクプレートチェーン等のベルト２３０と、車両の後輪に相当する駆動輪２４０と、この駆動輪２４０を制動するブレーキ２５０と、ギヤのシフトダウン時にトルク制御をするトルク制御手段３００と、このトルク制御手段３００に電気的に接続されている各種センサを含む外部情報源２６０とを内蔵するトルク制御装置１００のブロック図であり、図２は、ギヤのシフトダウン時に本発明のトルク制御手段３００による、出力トルクの制御介入の開始を判断するフロー図であり、図３（ａ）は、ギヤのシフトダウン時における、従動輪速度および駆動輪速度と時間との関係を概念的に示す図、図３（ｂ）は、ギヤのシフトダウン時における、出力トルクの制御介入の有無を示すトルク制御情報を概念的に示す図、図３（ｃ）は、ギヤのシフトダウン時における、理論ドライブ比と現在のドライブ比との関係を概念的に示す図であり、そして、図４は、図３（ｂ）および図３（ｃ）の図の上下位置関係を逆にして抜き出し、トルク制御情報を詳細に説明するための図である。

図１に示した、本実施形態のトルク制御手段３００を含むトルク制御装置は、車両のエンジン２００と、このエンジン２００からトルク（駆動力）を伝達するためのギヤボックス２１０と、入力側のスプロケット２２０および出力側のスプロケット２２０との間に巻き掛けられている、チェーン若しくはベルト２３０と、伝達された駆動力によって回転駆動される駆動輪２４０と、この駆動輪２４０の駆動力を制動するためのブレーキ２５０とを具える。また、駆動輪２４０および従動輪である前輪（図示せず）は、ともに車輪速センサが取り付けられている。なお、本明細書において「車両」とは、二輪、三輪、四輪等の複数の車輪を有し、原動機の動力を駆動輪に伝達することで走行するものを意味する。

また、トルク制御装置１００は、例えば車体のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の加速度を検出する加速度センサ及び車体のヨーレートを検出するヨーレートセンサ等が収容されたセンサボックスを含む外部情報源２６０を有している。外部情報源２６０は、車両の加速度を求めるためにＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号や、従動輪である前輪のフロントフォークの伸縮量等、各種センサからの情報を受信することができる。

さらに、トルク制御装置１００は、外部情報源２６０からの情報を、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような通信手段等を介して利用可能なトルク制御手段（ＡＢＳ／ＤＴＣ ＥＣＵ）３００を具えている。ＡＢＳ−ＥＣＵは、主として車両に搭載され、制動（エンジンブレーキによる制動も含む）時に車輪のスリップ率が所定の閾値以上になったときに、路面に対する車輪のグリップ力を回復させるべく、ブレーキ装置のアンチロックブレーキ制御を行うための制御装置である。つまり、ＡＢＳ−ＥＣＵは、ブレーキ２５０における制動力を制御する役割を担う装置であり、エンジン２００を制御するエンジン制御部であるエンジンＥＣＵ（図示せず）と、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信によって、相互の情報のやり取りを行なうことができるように、有線または無線で接続されている。

そして、本発明の構成上の主な特徴は、特に急なクラッチ接続操作、例えば急なクラッチ接続やギヤシフトダウン操作時に作用するエンジンブレーキ力に起因して後輪（駆動輪）で実際にスリップが生じる前に早期にトルク制御を開始できるトルク制御手段３００を具えることにあり、より具体的には、トルク制御手段３００がさらに、ＤＴＣ−ＥＣＵとして、また、トルク制御部として機能し、車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段、および駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、出力トルクを制御するトルク制御手段とを具え、理論駆動輪回転を用いて演算された演算値に対する、検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、理論駆動輪回転数に近づくように出力トルクを高めることにある。

本発明は、上記構成を採用することによって、駆動輪２４０におけるスリップ発生を検出する前に、駆動系におけるパラメータである、エンジン回転数と駆動輪回転数とを含む基本情報および走行情報に基づいて駆動輪２４０への出力トルク制御の早期介入を開始することができるので、コーナリング中の車体を早期に安定させることができる。さらに、例えばギヤをシフトダウンしながらコーナリング走行する場合、トルク制御手段３００が、高速段である第１のギヤ段から、低速段である第２のギヤ段にシフトダウンした場合に、出力トルクの制御を開始することが好ましく、これにより、出力トルクの制御介入がシフトダウン時に既に行われているので、その後の加速もスムーズに行うことができる。この出力トルク制御の介入が、シフトダウン後の、被動輪である前輪回転数（もしくは前輪速）と駆動輪２４０である後輪回転数（もしくは後輪速）との比較により演算して、スリップ発生を検出してから開始されると、特に自動二輪車のコーナリング走行時には車体が不安定な状態にあるので、転倒に対する運転者の不安感は著しく大きくなる。このため、本発明では、ギヤのシフトダウン後の出力トルクの制御介入の早期開始を可能にするために、スリップ以外の情報として、基本情報と走行情報とを用い、例えばシフトダウン後のギヤ段における、理論駆動輪回転数と、現在の駆動輪回転数とを用いた演算により、被動系のパラメータを一切用いずに駆動系のパラメータを演算時の入力値として用いることにした。なお、理論駆動輪回転数とは、車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく駆動輪回転数である。

トルク制御手段３００は、基本情報として、所定のエンジン回転数と、理論駆動輪回転数とから演算された理論ドライブ比をさらに含み、第２のギヤ段に基づいて検出された、エンジン回転数および駆動輪回転数から現在のドライブ比を演算するドライブ比演算手段と、第２のギヤ段における理論ドライブ比および現在のドライブ比から、ドライブ比の差および／または割合を演算する演算手段とをさらに具え、上記相対値が、ドライブ比の差および／またはドライブ比の割合であることが好ましい。なお、ここでいう「ドライブ比」とは、エンジン回転数と駆動輪回転数との比を意味し、例えば、図３（ｃ）および図４の縦軸に示すドライブ比は、エンジン回転数の駆動輪回転数に対する比で示したものであるが、逆比であってもよい。

また、上記相対値が、理論駆動輪回転数と、検出された駆動輪回転数との差および／または割合であってもよい。この制御は、より精度の高いトルク制御介入の判断を行うことが必要とされる場合には、ドライブ比を用いた制御と併用することもできる。

上記２つの実施形態において、トルク制御手段３００は、上記相対値が、予め設定されている、第１閾値よりも小さい第２閾値以下である時点で出力トルクの制御を終了することが好ましい。また、第１閾値および第２閾値は、ＥＣＵ３００の記憶部に予め書き込まれた基本情報、および走行時の走行情報から演算されており、第１閾値は第２閾値よりも大きく設定されている。また、第１閾値および第２閾値は可変に設定可能であることが好ましく、さらに、出力トルクの制御量も、走行情報に基づいて決定されることが好ましい。これにより、車両、特に自動二輪車のコーナリング走行時もしくは直線走行といった走行状態、または走行路面状況（例えば平坦路、登り坂路、下り坂路、舗装路、砂利道、勾配、濡れた路面、凍結路など）や車両の姿勢（例えばバンク角等）に合わせて、各閾値および出力トルクの制御量を設定変更可能であるので、より正確な車両制御が可能になる。

出力トルクの制御介入を開始する、ならびに各閾値および出力トルクの制限量を設定するための走行情報として、上記実施形態においては、ギヤ位置と、駆動輪回転数およびエンジン回転数を用いているが、さらに、外部センサ情報、クラッチ情報、トルク情報、アクセル開度、エンジンバルブ開度等を単独でまたはこれらを組合せて使用することが好ましい。

ギヤ位置は、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段によって検出され、このギヤ位置の情報のみを用いて出力トルクの制御介入を開始することもできる。この構成においては、ギヤのシフトダウンの最中でギヤがニュートラル位置に入った時点で出力トルクの制御介入を終了することもできる。

エンジン回転数は回転数検出手段によって検出され、エンジン回転数のみを用いて出力トルクの制御介入を開始することもできる。この構成においては、エンジン回転数やその変化量が所定の閾値を超えた時点で出力トルクの制御介入を開始することもできる。

外部センサ情報は、外部情報源２６０に収容されている、速度センサ、ヨーレートセンサ、バンク角検知装置等からもたらされる。例えばギヤのシフトダウン時にバンク角が所定の閾値以上である時点で出力トルクのトルク制御介入が開始されるようになっていてもよい。

クラッチ情報は、例えばエンジン２００とギヤボックス２１０との間に配置されたクラッチの物理的な接続状態を検出するためのクラッチ接続検出手段によって検出される。このクラッチ接続検出手段から出力されたクラッチ接続信号を、トルク制御手段３００が検知した時点で出力トルクのトルク制御介入が開始されるようになっていてもよいが、上記相対値が、クラッチ接続時に、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、理論駆動輪回転数に近づくように出力トルクを高めるように、トルク制御介入が開始されるようになっていることが好ましい。これにより、走行中の車体の安定性が向上し、運転者の運転フィーリングも改善されると共に、クラッチが接続されていない状態では、出力トルクを高める制御は行われないので、クラッチ接続時の入力側および出力側のクラッチ盤の回転数差が小さく、クラッチ接続時の両クラッチ盤の摩耗を低減することができる。なお、クラッチの配置は、エンジン２００からの動力を、駆動輪２４０に伝達することができれば、上記位置に限定されない。

アクセル開度は、アクセル開度センサによって、スロットルバルブの開き具合に基づいて検出される。このアクセル開度やその変化量が所定の閾値を超えた時点で出力トルクのトルク制御介入が開始されるようになっていてもよい。

このエンジントルクやその変化量が所定の閾値を超えた時点で出力トルクのトルク制御介入が開始されるようになっていてもよい。

エンジンバルブ開度は、スロットル開度センサによって検出される。このエンジンバルブ開度やその変化量が所定の閾値を超えた時点で出力トルクのトルク制御介入が開始されるようになっていてもよい。

次に、図２に基づいて、ドライブ比を用いて出力トルクの制御介入の開始を判断する実施形態における、出力トルクの制御介入開始までの第０〜第８ステップＳ０〜Ｓ８を説明する。トルクの制御開始判断は、車両の走行中、継続的に行われている（第０ステップＳ０）。

まず、ドライブ比演算手段によって現在のギヤ段に基づく、現在のエンジン回転数と、現在の駆動輪回転数とに基づいた現在のドライブ比を演算する（第１ステップＳ１）。次に、トルク制御手段（ＡＢＳ／ＤＴＣ ＥＣＵ）３００の記憶部に記憶されている、車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数から演算された理論ドライブ比の中から、現在のギヤ段に対応する理論ドライブ比を演算により選択する（第２ステップＳ２）。その後、第２ステップＳ２において演算された理論ドライブ比と、第１ステップＳ１において演算された現在のドライブ比との、ドライブ比の差を演算する（第３ステップＳ３）。次に、第３ステップＳ３において演算された差が、所定の閾値（以下、第１閾値）以上であるか、ないかの判断が行われ（第４ステップＳ４）、第１閾値以上である場合、トルク制御の介入が必要と判断され、現在のドライブ比を理論ドライブ比に近づけるべく、出力トルクを高めるようにトルク制御手段３００による制御が始まる（第６ステップＳ６）。

第４ステップＳ４において、第３ステップＳ３のドライブ比の差が、第１閾値以上でない場合、次のステップとして、第１閾値とは異なる所定の閾値（以下、第２閾値）以下であるか、ないかの判断が行われ（第５ステップＳ５）、第２閾値以下である場合、理論ドライブ比と現在のドライブ比とは、極めて近い状態にあるため、出力トルクの制御介入は必要ないと判断され、このとき、トルク制御は行なわれない（ステップＳ７）。

第６ステップＳ６において開始された出力トルクの制御介入は、その後、制御介入により現在のドライブ比が、理論ドライブ比に近づいた結果、ドライブ比の差が第１閾値以上でなくなる、つまり第１閾値を下回ると、第５ステップＳ５において第２閾値以下であるか、ないかの判断がなされる。そして、第２閾値以下になったと判断された場合には、現在のドライブ比が理論ドライブ比に極めて近い状態にあるので、出力トルクの供給は終了し、トルク制御を終了する（第７ステップＳ７）。これに対して、ドライブ比の差が、第２閾値以下でない場合には、出力トルクの制御は、前サイクルと同じ、つまり出力トルクの供給は継続されることになる（第８ステップＳ８）。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実際の走行中にギヤ段をシフトダウンし、本発明のトルク制御装置を用いて制御したときの状態を示したものであって、図３（ａ）が、前輪（従動輪）速度および後輪（駆動輪）速度と時間との関係を示す図、図３（ｂ）が、トルク制御情報（制御のＯＮ、ＯＦＦ）と時間との関係を示す図、そして、図３（ｃ）が、現在のドライブ比および理論ドライブ比と時間との関係を示す図である。図３（ｃ）に示すドライブ比と時間の推移を表す図では、高速ギヤ段からシフトダウンした場合よりも、低速ギヤ段からシフトダウンした場合の方が、従動輪速度と駆動輪速度との間、および理論ドライブ比と現在のドライブ比との間に大きな差が生じ、この差に応じてトルク制御情報が示すＯＮの時間が長くなっているのが分かる。ところで、通常、ギヤ段６からギヤ段５へのシフトダウン時には、エンジンブレーキの作用はほとんど起きず、図示の従動輪速度と駆動輪速度との間、理論ドライブ比と現在のドライブ比との間の差は、より低速のギヤ段へのシフトダウン時の場合と比べて小さく、エンジンブレーキの作用に起因するスリップが発生することは稀であるため、図示の制御においては、出力トルクの制御介入は行われていない。しかし、出力トルクの制御介入を開始するか否かは、第１閾値に基づいて決定されるものであり、図示の制御においても、第１閾値の設定変更により、ギヤ段６のような高速ギヤ段からのシフトダウンや急なクラッチ接続の場合でも、必要に応じて出力トルクの制御を行なうことは可能である。また、図３では、説明の便宜上、ギヤ段を１段ずつシフトダウンする場合について示したが、２段あるいは３段以上のシフトダウンを行なう場合も想定されるため、その場合も考慮して、第１および第２閾値を場合に応じて設定することも可能である。

また、図４は、図３（ｂ）および（ｃ）の図の上下位置関係を逆にして抜き出し、トルク制御情報を詳細に説明するための図である。図４に示すように、ギヤ段６のまま走行し、理論ドライブ比と現在のドライブ比がほぼ一致している時間領域である安定走行領域４００においては、出力トルクの制御介入は行われない。この状態は、図２の第７ステップＳ７に相当する。ギヤ段６からギヤ段５へのシフトダウン時の、理論ドライブ比から外れた現在のドライブ比が理論ドライブ比に戻るまでの時間領域である第１遷移走行領域４１０においては、図３のトルク制御情報から分かるように、出力トルクの制御介入は行われておらず、これは図２に示した第８ステップＳ８の状態に相当する。

次に、ギヤ段５からギヤ段４へのシフトダウン時の、理論ドライブ比から外れた現在のドライブ比が理論ドライブ比に戻るまでの時間領域である第２遷移走行領域４２０におけるトルク制御について説明する。この第２遷移走行領域４２０は、第１制御領域４３０、第２制御領域４４０および第３制御領域４５０の３つに区分され、トルク制御情報はＯＦＦからＯＮになっている。これは、現在のドライブ比と理論ドライブ比との差が、図２の第４ステップＳ４における第１閾値以上であることを意味し、トルク制御手段３００による出力トルクの制御介入が開始される（第６ステップＳ６）。この制御介入はギヤのシフトダウン後、極めて早い段階で開始されるので、スリップを早期に抑制することができる。第２遷移走行領域４２０の第１制御領域４３０における制御介入の開始後は、第２制御領域４４０において、ドライブ比の差が、図２における第２閾値以下になるまで制御介入は継続し（第８ステップＳ８）、第３制御領域４５０において、第２閾値以下になった時点で制御介入は終了する（第７ステップＳ７）。この第２遷移走行領域４２０における制御と同様の制御が、ギヤ段４からギヤ段３、ギヤ段３からギヤ段２、ギヤ段２からギヤ段１へのシフトダウン時にも行われている。また、図３の実施形態においては、全部で６段のギヤ段の例を示したが、本発明に係るトルク制御装置１００が搭載される車両の具体的な構成に応じて、ギヤ段の数は変更することができる。さらに、トルク制御情報のＯＮの幅は、図３においても分かるように、ギヤ段に応じて異なっていてもよく、車体が急加速しないように制限時間に上限を設定することができる。制御時間は、例えば数十〜数百マイクロ秒オーダで可変に設定されていることが好ましい。また、ギヤ段がニュートラル位置にある場合には、出力トルクを高める制御をキャンセルすることができるようになっている。

図２〜図４の実施形態においては、第２ステップＳ２において演算された理論ドライブ比と、第１ステップＳ１において演算された現在のドライブ比との差を用いて、第１閾値および第２閾値と対比したが、「ドライブ比の差」とともに、または「ドライブ比の差」の代わりに、第２ステップＳ２において選択された理論ドライブ比、および第１ステップＳ１において演算された現在のドライブ比から演算される「ドライブ比の割合」を、第１閾値および第２閾値との対比に用いてもよい。

本発明のトルク制御装置１００は、走行情報のうち主に、ギヤ位置、エンジン回転数および駆動輪回転数を用いて、シフトダウン時の出力トルクの制御介入を行う判断をしており、シフトダウン後から制御介入までの時間が、従来のような従動輪速度および駆動輪速度を比較し、スリップが発生してから制御介入を行っていたのに比べて短く、スリップが発生する前に早期に出力トルクを高めることができるため、スリップの発生を抑制することができる。

また、上記本発明の制御は、従来のように前・後輪速度を比較してスリップを検出してからトルクの介入を行う制御と組み合わせてもよい。

さらに上述したトルク制御装置を用いたトルク制御方法としては、例えば、現在の走行時における、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数を検出し、理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、理論駆動輪回転数に近づくように出力トルクを高める構成を採用すればよい。

上記実施形態は、エンジン２００を搭載した車両に関するものであるが、当業者であれば、上記本発明の実施形態の、図１に併記した別の実施形態として、車両の動力源を電動モータ２００Ａにして、この電動モータ２００Ａからの出力（モータ出力トルク）を、変速機を介して駆動輪２４０に伝達する電動車両１００Ａに応用することも当然に可能である。モータトルクの出力は、図示されていないバッテリから電動モータ２００Ａに供給される電流または電圧に基づく。
本発明の別の実施形態の構成上の主な特徴は、特に急なクラッチ接続操作、例えば急なクラッチ接続やギヤシフトダウン操作時に、駆動輪２４０が、シフトダウン後のギヤ段におけるモータ回転数に対応した理論駆動輪回転数ではない回転数となることに起因して後輪（駆動輪）で実際にスリップが生じる前に早期にモータトルク制御を開始できるモータトルク制御手段３００Ａを具えることにあり、より具体的には、モータトルク制御手段３００Ａがさらに、ＤＴＣとして、また、モータトルク制御部として機能し、電動車両の変速機の各ギヤ段における所定のモータ回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、現在の走行時における、ギヤ段を検出するギヤ段検出手段、モータ回転数を検出するモータ回転数検出手段、および駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、モータ出力トルクを制御するモータトルク制御手段３００Ａとを具え、理論駆動輪回転を用いて演算された演算値に対する、検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、理論駆動輪回転数に近づくようにモータ出力トルクを高めることにある。

上記構成を採用することによって、駆動輪２４０におけるスリップ発生を検出する前に、駆動系におけるパラメータである、モータ回転数と駆動輪回転数とを含む基本情報および走行情報に基づいて駆動輪２４０へのモータ出力トルク制御の早期介入を開始することができるので、コーナリング中の車体を早期に安定させることができる。さらに、例えばギヤをシフトダウンしながらコーナリング走行する場合、モータトルク制御手段３００Ａが、高速段である第１のギヤ段から、低速段である第２のギヤ段にシフトダウンした場合に、モータ出力トルクの制御を開始することが好ましく、これにより、モータ出力トルクの制御介入がシフトダウン時に既に行われているので、その後の加速もスムーズに行うことができる。このモータ出力トルク制御の介入が、シフトダウン後の、被動輪である前輪回転数（もしくは前輪速）と駆動輪２４０である後輪回転数（もしくは後輪速）との比較により演算して、スリップ発生を検出してから開始されると、特に電動二輪車のコーナリング走行時には車体が不安定な状態にあるので、転倒に対する運転者の不安感は著しく大きくなる。このため、本発明の別の実施形態では、ギヤのシフトダウン後のモータ出力トルクの制御介入の早期開始を可能にするために、スリップ以外の情報として、基本情報と走行情報とを用い、例えばシフトダウン後のギヤ段における、理論駆動輪回転数と、現在の駆動輪回転数とを用いた演算により、被動系のパラメータを一切用いずに駆動系のパラメータを演算時の入力値として用いることにした。なお、本発明の別の実施形態における、理論駆動輪回転数とは、電動車両の変速機の各ギヤ段における所定のモータ回転数との対応関係に基づく駆動輪回転数である。

本発明によれば、駆動系のエンジン回転数および駆動輪回転数を用いて、出力トルクの制御介入判断を行うことができるので、従来のように、例えば被動輪および駆動輪の回転数に基づいてスリップを検出してから、出力トルクの制御介入を開始するよりも早期にトルク制御の介入をすることができる結果、スリップに起因して車体が不安定になるのを防いで、運転者に安心感を与えると共に、車両の転倒を回避することができる。

１００ トルク制御装置
１００Ａ モータトルク制御装置
２００ エンジン
２００Ａ 電動モータ
２１０ ギヤボックス
２２０ スプロケット
２３０ チェーン、ベルト
２４０ 駆動輪（または後輪）
２５０ ブレーキ
２６０ 外部情報源
３００ トルク制御手段（またはＡＢＳ／ＤＴＣ ＥＣＵ）
３００Ａ モータトルク制御手段
４００ 安定走行領域
４１０ 第１遷移走行領域
４２０ 第２遷移走行領域
４３０ 第１制御領域
４４０ 第２制御領域
４５０ 第３制御領域

Claims (20)

1. 車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、
   現在の走行時における、
   ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、
   エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
   駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、
   出力トルクを制御するトルク制御手段と、
   を具え、
   前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記出力トルクを高めることを特徴とする、車両用のトルク制御装置。
2. 第１のギヤ段から、第２のギヤ段にシフトダウンした場合に、前記出力トルクの制御を開始することを特徴とする、請求項１に記載の車両用のトルク制御装置。
3. 前記記憶部は、
   前記所定のエンジン回転数と、前記理論駆動輪回転数とから演算された理論ドライブ比をさらに記憶し、
   前記第２のギヤ段に基づいて検出された、前記エンジン回転数および前記駆動輪回転数から現在のドライブ比を演算するドライブ比演算手段と、
   前記第２のギヤ段における前記理論ドライブ比および前記現在のドライブ比から、ドライブ比の差および／または割合を演算する演算手段と、
   をさらに具え、
   前記相対値が、前記ドライブ比の差および／または割合であることを特徴とする、請求項２に記載の車両用のトルク制御装置。
4. 前記相対値が、前記理論駆動輪回転数と、前記検出された駆動輪回転数との差および／または割合であることを特徴とする、請求項１、２または３のいずれか１項に記載の車両用のトルク制御装置。
5. クラッチ接続を検出するクラッチ接続検出手段をさらに具え、前記クラッチ接続検出手段からのクラッチ接続信号に基づいて、前記トルク制御手段は、前記出力トルクを制御することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の車両用のトルク制御装置。
6. 前記トルク制御手段は、前記相対値が、予め設定されている、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である時点で前記出力トルクの制御を終了することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の車両用のトルク制御装置。
7. 前記第１閾値および前記第２閾値は、検出された、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数のうち少なくとも１つの走行情報から演算されており、
   前記第１閾値および前記第２閾値は、可変に設定可能であることを特徴とする、請求項６に記載の車両用のトルク制御装置。
8. 前記走行情報は、外部センサ情報、クラッチ情報、トルク情報、アクセル開度およびエンジンバルブ開度のうち少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の車両用のトルク制御装置。
9. 前記出力トルクの制御量は、前記走行情報に基づいて決定されることを特徴とする、請求項７または８に記載の車両用のトルク制御装置。
10. 電動モータを動力源とする車両の、前記電動モータの所定のモータ回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、
    現在の走行時における、
    ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、
    前記モータ回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
    駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、
    モータ出力トルクを制御するモータトルク制御手段と、
    を具え、
    前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記モータ出力トルクを高めることを特徴とする、電動車両用のモータトルク制御装置。
11. 車両の変速機の各ギヤ段における所定のエンジン回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、
    現在の走行時における、
    ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、
    エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
    駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、
    出力トルクを制御するトルク制御手段と、
    を具えるトルク制御装置を用いたトルク制御方法であって、
    現在の走行時における、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数を検出し、
    前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記出力トルクを高めることを特徴とする、車両用のトルク制御方法。
12. 第１のギヤ段から、第２のギヤ段にシフトダウンした場合に、前記出力トルクの制御を開始することを特徴とする、請求項１１に記載の車両用のトルク制御方法。
13. 前記記憶部は、
    前記所定のエンジン回転数と、前記理論駆動輪回転数とから演算された理論ドライブ比をさらに記憶し、
    前記第２のギヤ段に基づいて検出された、前記エンジン回転数および前記駆動輪回転数から現在のドライブ比を演算し、
    前記第２のギヤ段における前記理論ドライブ比および前記現在のドライブ比から、ドライブ比の差および／または割合を演算し、
    前記相対値を、前記ドライブ比の差および／または割合とすることを特徴とする、請求項１２に記載の車両用のトルク制御方法。
14. 前記相対値を、前記理論駆動輪回転数から前記検出された駆動輪回転数の差および／または割合とすることを特徴とする、請求項１１、１２または１３に記載の車両用のトルク制御方法。
15. クラッチ接続を検出し、クラッチ接続検出手段からのクラッチ接続信号に基づいて、前記出力トルクを高めることを特徴とする、請求項１１から１４までのいずれか１項に記載の車両用のトルク制御方法。
16. 前記相対値が、予め設定されている、前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下である時点で前記出力トルクの制御を終了することを特徴とする、請求項１１から１５までのいずれか１項に記載の車両用のトルク制御方法。
17. 前記第１閾値および前記第２閾値を、検出された、ギヤ段、エンジン回転数および駆動輪回転数から得られる走行情報から演算し、
    前記第１閾値および前記第２閾値は、可変に設定可能であることを特徴とする、請求項１６に記載の車両用のトルク制御方法。
18. 前記走行情報は、外部センサ情報、クラッチ情報、トルク情報、アクセル開度およびエンジンバルブ開度の少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の車両用のトルク制御方法。
19. 前記出力トルクの制御量を、前記走行情報に基づいて決定することを特徴とする、請求項１７または１８に記載の車両用のトルク制御方法。
20. 電動モータを動力源とする車両の、前記電動モータの所定のモータ回転数との対応関係に基づく理論駆動輪回転数を記憶する記憶部と、
    現在の走行時における、
    ギヤ段を検出するギヤ段検出手段と、
    前記モータ回転数を検出するモータ回転数検出手段と、
    駆動輪回転数を検出する駆動輪回転数検出手段と、
    モータ出力トルクを制御するモータトルク制御手段と、
    を具えるモータトルク制御装置を用いたモータトルク制御方法であって、
    前記理論駆動輪回転数を用いて演算された演算値に対する、前記検出された駆動輪回転数を用いて演算された演算値の相対値が、第１閾値以上であるとき、現在の駆動輪回転数が、前記理論駆動輪回転数に近づくように前記モータ出力トルクを高めることを特徴とする、電動車両用のモータトルク制御方法。

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