(57)【要約】【課題】加速時におけるエンジントルクの必要以上の制限を抑制する。【解決手段】エンジン回転数及びタービン回転数に基づいてトルクコンバータの許容トルクを算出し、出力エンジントルクが算出した許容トルクを超えた場合に出力エンジントルクを算出した許容トルク以下に制限する車両制御装置であって、エンジンにおけるスロットル開度が全開である場合エンジン回転数の加速度に基づいてトルクの制限を行う際のエンジン回転数を予測し、予測したエンジン回転数に基づいてトルクコンバータの許容トルクをマップから索出し、エンジンに要求された出力エンジントルクが、索出したトルクコンバータの許容トルクを超えている場合に、出力エンジントルクをトルクコンバータの許容トルク以下に制限した後トルクコンバータのタービントルクを計測し、タービントルクが計測時の許容トルクを超えていない場合エンジントルクの制限を補正する制御を行う制御手段を備える。【選択図】図３
2019132238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのエンジン回転数およびトルクコンバータのタービン回転数に基づいて前記トルクコンバータの許容トルクを算出し、前記エンジンからの出力エンジントルクが前記算出した許容トルクを超える場合に、前記出力エンジントルクを前記算出した許容トルク以下に制限する車両制御装置であって、
前記エンジンにおけるスロットル開度が全開である場合、
前記エンジン回転数の加速度に基づいてトルクの制限を行う際の前記エンジン回転数を予測し、
前記予測したエンジン回転数に基づいて、前記トルクコンバータの許容トルクをマップから索出し、
前記エンジンに要求された前記出力エンジントルクが、前記索出したトルクコンバータの許容トルクを超えている場合に、前記出力エンジントルクを前記トルクコンバータの許容トルク以下に制限した後、前記トルクコンバータのタービントルクを計測して、前記タービントルクが計測時の前記許容トルクを超えていない場合に、前記エンジントルクの制限を補正する制御を行う制御手段を備える
ことを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジン回転数およびタービン回転数に基づいてトルクコンバータの許容トルクを算出して、出力エンジントルクが、算出されたトルクコンバータの許容トルクを超えている場合は、出力エンジントルクをトルクコンバータの許容トルク以下に制限する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１１５７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術においては、トルクコンバータの流体特性によって、特に加速時におけるフィードバック制御においては遅れが発生し、さらにはエンジントルクが必要以上に制限されるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、加速時におけるエンジントルクの必要以上の制限を抑制することができる車両制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御装置は、エンジンのエンジン回転数およびトルクコンバータのタービン回転数に基づいて前記トルクコンバータの許容トルクを算出し、前記エンジンからの出力エンジントルクが前記算出した許容トルクを超える場合に、前記出力エンジントルクを前記算出した許容トルク以下に制限する車両制御装置であって、前記エンジンにおけるスロットル開度が全開である場合、前記エンジン回転数の加速度に基づいてトルクの制限を行う際の前記エンジン回転数を予測し、前記予測したエンジン回転数に基づいて、前記トルクコンバータの許容トルクをマップから索出し、前記エンジンに要求された前記出力エンジントルクが、前記索出したトルクコンバータの許容トルクを超えている場合に、前記出力エンジントルクを前記トルクコンバータの許容トルク以下に制限した後、前記トルクコンバータのタービントルクを計測して、前記タービントルクが計測時の前記許容トルクを超えていない場合に、前記エンジントルクの制限を補正する制御を行う制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車両制御装置によれば、スロットル開度が全開となった加速時であることを判定した場合、車両の加速度に基づいて、制御タイムラグを考慮したトルクコンバータの許容トルクを予測するとともに、予測したトルクコンバータの許容トルク以下に出力エンジントルクを制限した後、トルクコンバータのタービントルクを計測し、計測したタービントルクが許容トルクを超えていない場合に、出力エンジントルクの制限を緩和していることにより、加速時に出力エンジントルクが必要以上に制限されることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態による車両のパワートレーンを示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態による車両の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態による車両の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態によるエンジントルク制限値、Ｇの理想値、およびエンジン回転数の経時変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。
【００１０】
まず、本発明の実施形態による車両制御装置を備えた車両について説明する。図１は、本発明の実施形態による車両のパワートレーンを示す概略構成図である。この実施形態による車両Ｖｅは、例えば、有段変速機を搭載したＦＦ（Front  engine  Front  drive）車両である。なお、車両ＶｅはＦＦ車両以外であってもよい。
【００１１】
車両Ｖｅのパワートレーンは、エンジン１、自動変速機２、プラネタリギヤユニット３、油圧制御回路４、ディファレンシャルギヤ５、ドライブシャフト６、車輪７、トルクコンバータ８、およびＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１０を備える。プラネタリギヤユニット３および油圧制御回路４はそれぞれ、自動変速機２の一部を構成する。エンジン１と自動変速機２とはトルクコンバータ８を介して連結されている。
【００１２】
エンジン１は、燃料を燃焼させて動力を出力する動力装置である。エンジン１としては内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、またはＬＰＧエンジンなどを用いることができる。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れる。自動変速機２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速度を所望の回転速度に変速する。自動変速機２の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５にはドライブシャフト６がスプライン嵌合などによって連結されている。エンジン１の出力は、ドライブシャフト６を介して、左右の車輪７に動力が伝達される。
【００１３】
車両制御装置の制御手段としてのＥＣＵ１０は、物理的には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）および入出力等のインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。ＥＣＵ１０の機能は、記録部としてのＲＯＭが保持するアプリケーションプログラムを記憶部としてのＲＡＭにロードしてＣＰＵにより実行し、ＣＰＵの制御のもとで制御対象を動作させつつ、ＲＡＭやＲＯＭのデータの読み出しおよび書き込みを行うことで実現される。ＥＣＵ１０は、上述のように構成された車両Ｖｅ内における各種センサ１１〜１５から供給される情報に基づいて、車両Ｖｅ内の各構成要素を制御する。すなわち、ＥＣＵ１０には、ハーネスなどを介して各種センサ１１〜１５が接続されている。この実施形態においてＥＣＵ１０は、各種センサ１１〜１５から供給された信号、ＲＯＭに記憶された許容エンジントルクのマップ、および所定のプログラムに基づいて、車両Ｖｅが所望の状態となるように、エンジン１やトルクコンバータ８などの機器類を制御する。
【００１４】
ＥＣＵ１０には、エンジン回転数センサ１１、エンジントルクセンサ１２、タービン回転数センサ１３、タービントルクセンサ１４、およびスロットル開度センサ１５からそれぞれ、計測値の信号が供給される。エンジン回転数センサ１１およびエンジントルクセンサ１２はそれぞれ、エンジン１のエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）および、出力エンジントルクＴｅ（Ｎｍ）を検出して、計測値をＥＣＵ１０に供給する。タービン回転数センサ１３およびタービントルクセンサ１４はそれぞれ、トルクコンバータ８のタービンライナのタービン回転数Ｎｔ（ｒｐｍ）およびタービントルクＴｔ（Ｎｍ）を検出して、計測値をＥＣＵ１０に供給する。スロットル開度センサ１５は、エンジン１のスロットル弁（図示せず）のスロットル開度を検出して、計測値をＥＣＵ１０に供給する。ＥＣＵ１０は、各種センサ１１〜１５の出力値に基づいて、エンジン１や自動変速機２などの機器類を制御する。
【００１５】
自動変速機２は、入力回転数と出力回転数との間の比、すなわち変速比を、不連続で段階的に変更可能な有段変速機である。なお、自動変速機２を連続的に変更可能な変速機としても良い。ＥＣＵ１０は、車両Ｖｅの走行において、例えば１〜８速のギヤ段（変速比）のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、自動変速機２を制御する。１〜８速の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って、自動変速機２は車輪７に駆動力を伝達する。なお、ギヤ段は１〜８速であることに限定されない。また、プラネタリギヤユニット３、油圧制御回路４、ディファレンシャルギヤ５、ドライブシャフト６、車輪７、およびトルクコンバータ８についてはそれぞれ、従来公知の構成である。
【００１６】
（第１の実施形態）
次に、上述した車両制御装置としてのＥＣＵ１０による、本発明の第１の実施形態による車両Ｖｅの制御方法について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態による車両Ｖｅの制御方法を説明するためのフローチャートである。なお、以下に説明する制御方法は、車両Ｖｅのエンジン１の稼働状態において、所定時間間隔で繰り返し実行される。
【００１７】
図２に示すように、ステップＳＴ１においてＥＣＵ１０は、あらかじめＥＣＵ１０の記憶部に格納された許容エンジントルクのマップから、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxを索出する。エンジントルク制限値Ｔｅ_maxとは、エンジン回転数Ｎｅおよびタービン回転数Ｎｔから定まる、出力エンジントルクＴｅの許容値であり、本明細書においてトルク制限値とも言う。
【００１８】
その後、ステップＳＴ２に移行してＥＣＵ１０は、要求された出力エンジントルクＴｅの値（以下、要求値）が、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxより大きいか否かの判定を行う。ＥＣＵ１０が、出力エンジントルクＴｅの要求値がエンジントルク制限値Ｔｅ_max以下であると判定した場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、制御処理を終了する。一方、ステップＳＴ２においてＥＣＵ１０が、出力エンジントルクＴｅの要求値がエンジントルク制限値Ｔｅ_maxより大きいと判定した場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ３に移行する。
【００１９】
ステップＳＴ３においてＥＣＵ１０は、エンジン１に対して出力エンジントルクＴｅの要求値をエンジントルク制限値Ｔｅ_maxに制限する指令信号を出力する。その後、ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ４においてＥＣＵ１０は、タービントルクセンサ１４から供給されたタービントルクＴｔの実測値が、トルクコンバータ８の許容トルクとしての、自動変速機２における入力許容トルクＴｔ_maxであるか否かの判定を行う。タービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxと一致する場合（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、制御処理を終了する。一方、タービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxと一致しない場合（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、ステップＳＴ５に移行する。
【００２０】
ステップＳＴ５においてＥＣＵ１０は、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxの補正を行う。すなわち、ＥＣＵ１０は、タービントルクＴｔと入力許容トルクＴｔ_maxとの差に基づいて、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxを再計算する。具体的には、以下の（１）式に従って、補正後のエンジントルク制限値Ｔｅ_maxを算出して、再計算されたエンジントルク制限値Ｔｅ_maxは、補正後のエンジントルク制限値Ｔｅ_maxとされる。
補正後のエンジントルク制限値Ｔｅ_max＝Ｔｔ_max／Ｔｔ×Ｔｅ  …（１）
【００２１】
その後、ステップＳＴ６に移行して、エンジン回転数Ｎｅおよびタービン回転数Ｎｔによって定まるエンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップを、補正後のエンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップに書き換える。その後、ステップＳＴ１に復帰する。以上の制御方法は、ＥＣＵ１０が、ステップＳＴ２において出力エンジントルクＴｅの要求値がエンジントルク制限値Ｔｅ_max以下であると判定するか、またはステップＳＴ４においてタービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxと一致すると判定するかの、いずれかの判定が生じるまで繰り返し実行される。
【００２２】
以上説明した第１の実施形態によれば、車両Ｖｅの制御装置において、エンジン１の出力エンジントルクＴｅが、自動変速機２における入力許容トルクＴｔ_maxよりも大きなトルクにできる場合、出力エンジントルクＴｅを所定のエンジントルク制限値Ｔｅ_max以下にし、エンジン１のトルク制限値をトルクコンバータ８の特性によるトルクの増幅分を考慮して、自動変速機２における入力許容トルクＴｔ_max以下にしている。これにより、従来のトルクコンバータの流体特性からトルク制限値を算出する場合に比して、処理負荷を低減できるとともに制御応答性を向上できる。さらに、タービントルクＴｔが要求通りになっていない場合に、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxを補正して、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップを書き換えている。これにより、トルクコンバータ８の製造上のばらつきによる個体差に応じて、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxを変えて、車両Ｖｅにおいて、最大加速度を出しやすくできる。
【００２３】
以上説明した第１の実施形態においては、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxを設定し、出力エンジントルクＴｅがエンジントルク制限値Ｔｅ_maxより大きい場合、出力エンジントルクＴｅをエンジントルク制限値Ｔｅ_max以下に制限するトルク制限値の指令信号が出力される。この場合、トルクコンバータ８を備えた自動変速機２においては、出力エンジントルクＴｅを制限する必要がある。すなわち、現在の情報とあらかじめ定数として設定されたトルクコンバータ８の流体特性に基づいて、トルクコンバータ８を介して自動変速機２に入力されるタービントルクＴｔを算出し、タービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxを超えないように制御する。最大加速度を出し続けるために自動変速機２の入力許容トルクＴｔ_maxとなるように出力エンジントルクＴｅを制御する必要があり、トルクコンバータ８の性能に応じて、エンジントルク制限を状況に応じて変更したり追従させたりする必要がある。この場合、トルクコンバータ８の流体特性によるトルク落ち込みが生じてしまう。
【００２４】
特に、スロットル開度が全開（ＷＯＴ：Wide  Open  Throttle）となる発進加速時においても、現在の情報からエンジントルク制限値Ｔｅ_maxを予測して制御を行うことになる。そのため、トルクコンバータ８の過渡特性に追従することができず、出力エンジントルクＴｅに制限が過度にかかる可能性がある。発進や加速タイムを追求するスポーツ車両のカテゴリにおいては、過剰な制限によるロスを低減して、発進時や加速時だけでもトルクコンバータ８の過渡特性に応じて、タービントルクＴｔの制限を精度良く行う必要がある。換言すると、車両Ｖｅの発進時や加速時においては、トルクコンバータ８の流体特性によって、エンジン１から出力される出力エンジントルクＴｅが一定であっても、タービントルクＴｔが落ち込む場合がある。この場合、タービントルクＴｔを要求値になるようにエンジン１の出力エンジントルクＴｅを制御する。ところが、０〜１００ｋｍ／ｈの加速などのようなスロットル弁を全開にした加速時においては、フィードバック制御では遅延が生じ、理想的なタービントルクＴｔを出力できない場合がある。そこで、加速時におけるトルクコンバータ８の特性を学習しておき、この学習した特性値をベースとして出力エンジントルクＴｅを制御する。
【００２５】
（第２の実施形態）
そこで、以下に説明する第２の実施形態において、ＷＯＴにおける加速性能の向上に特化する。すなわち、ＷＯＴでの加速時において、タービントルクＴｔを自動変速機２の入力許容トルクＴｔ_maxに精度良く合わせ込むため、ＷＯＴでの加速時におけるエンジン回転数Ｎｅとエンジントルク制限値Ｔｅ_maxとの関係をあらかじめマップとして設定する。さらに、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxの要求から実現までの時間のずれ（タイムラグ）を事前に計測して、タイムラグの分を補正してエンジントルク制限値Ｔｅ_maxによって出力エンジントルクＴｅを制御する。
【００２６】
本発明の第２の実施形態による車両Ｖｅの制御方法について、以下に説明する。図３は、この第２の実施形態による車両Ｖｅの制御方法を説明するためのフローチャートである。図４は、この第２の実施形態によるエンジントルクの制限値、Ｇの理想値、およびエンジン回転数の経時変化の一例を示すグラフである。なお、以下に説明する制御方法は、車両Ｖｅのエンジン１の稼働状態において、所定時間間隔で繰り返し実行される。
【００２７】
図３に示すように、ステップＳＴ１１においてＥＣＵ１０は、スロットル開度センサ１５から供給された、エンジン１のスロットル弁のスロットル開度が全開（ＷＯＴ）であるか否かの判定を行う。スロットル開度が全開でない場合（ステップＳＴ１１：Ｎｏ）、ステップＳＴ１１を繰り返し実行する。
【００２８】
ステップＳＴ１１においてＥＣＵ１０が、スロットル開度が全開であると判定した場合（ステップＳＴ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１２に移行する。ステップＳＴ１２においてＥＣＵ１０は、エンジン回転数センサ１１から供給されたエンジン回転数Ｎｅの実測値と、エンジン回転数Ｎｅの加速度から、出力エンジントルクＴｅをエンジントルク制限値Ｔｅ_maxに制限する時点におけるエンジン回転数Ｎｅを導出する。その後、ステップＳＴ１３に移行する。
【００２９】
ステップＳＴ１３においてＥＣＵ１０は、導出したエンジン回転数Ｎｅから決まるエンジントルク制限値Ｔｅ_maxを決定する。すなわち、図４に示すように、車両Ｖｅのエンジン１のエンジン回転数Ｎｅが時間の経過に従って増加する場合、エンジン回転数Ｎｅ（図４中、一点鎖線）に応じて、エンジントルク制限値Ｔｅ_max（図４中、実線）が定まる。このようにして、ステップＳＴ１２において導出された、出力エンジントルクＴｅの制限時におけるエンジン回転数Ｎｅに応じて、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxが決定される。その後、図３に示すステップＳＴ１４に移行する。
【００３０】
ステップＳＴ１４，ＳＴ１５，ＳＴ１６，ＳＴ１７においてはそれぞれ、第１の実施形態におけるステップＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５と同様である。ＥＣＵ１０が、ステップＳＴ１４において出力エンジントルクＴｅの要求値がエンジントルク制限値Ｔｅ_maxより大きいと判定し、ステップＳＴ１６においてタービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxと一致していないと判定すると、ステップＳＴ１７に移行する。
【００３１】
ステップＳＴ１７においては、ステップＳＴ５と同様にして、（１）式に基づいてエンジントルク制限値Ｔｅ_maxの補正を行う。その後、ステップＳＴ１８に移行して、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップを、補正後のエンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップに書き換える。
【００３２】
ここで、タービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxと乖離があった場合、ステップＳＴ１８において、ＥＣＵ１０はマップを補正する。このＥＣＵ１０によるマップの補正の間においても、時々刻々とエンジン回転数Ｎｅは上昇していく。そのため、ステップＳＴ１８においてエンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップを書き換えた後、制御処理はステップＳＴ１２に復帰し、直ちにエンジン回転数Ｎｅの現在の実測値を確認する。なお、ステップＳＴ１５におけるエンジントルク制限値Ｔｅ_maxの指令の出力と、ステップＳＴ１７，ＳＴ１８におけるエンジントルク制限値Ｔｅ_maxの補正、およびマップの書き換えの処理を並列に行うことも可能である。以上の制御方法は、ＥＣＵ１０が、ステップＳＴ１４において出力エンジントルクＴｅの要求値がエンジントルク制限値Ｔｅ_max以下であると判定するか、またはステップＳＴ１６においてタービントルクＴｔが入力許容トルクＴｔ_maxと一致していると判定するかのいずれかの判定が生じるまで、繰り返し実行される。
【００３３】
以上説明した第２の実施形態によれば、出力エンジントルクＴｅを所定のエンジントルク制限値Ｔｅ_max以下にし、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxを補正してエンジントルク制限値Ｔｅ_maxのマップを書き換えていることにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、エンジントルク制限値Ｔｅ_maxの要求から出力エンジントルクＴｅの制限の実現までタイムラグを計算して、ＷＯＴでの加速時に特化して制御していることにより、車両Ｖｅの加速度Ｇの落ち込みを抑制することができ、加速度Ｇを図４中破線で示す加速度Ｇの理想値に近づけることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  エンジン
２  自動変速機
８  トルクコンバータ
１０  ＥＣＵ
１１  エンジン回転数センサ
１２  エンジントルクセンサ
１３  タービン回転数センサ
１４  タービントルクセンサ
１５  スロットル開度センサ
【図１】
2019132238.tif 000003
【図２】
2019132238.tif 000004
【図３】
2019132238.tif 000005
【図４】
2019132238.tif 000006