(57)【要約】【課題】たとえ経時変化等が生じても、常に最新の特性により正確なエンジントルクの推定が行え、安定して精度の良い車両制御を維持する。【解決手段】エンジントルク推定部６０は、ロックアップクラッチＯＮ状態の際に、タービン回転数、変速位置、各駆動輪の回転トルクから第１のエンジントルクを演算し、エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップにより第２のエンジントルクを演算する。そして、第１のエンジントルクと第２のエンジントルクとを比較し、エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップを補正しトラクション制御部５０に出力する。【選択図】図１
2005256682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各駆動輪に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、
エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、
少なくとも上記回転トルク検出手段で検出した上記各駆動輪に作用する回転トルクを基にエンジントルクを第１のエンジントルクとして演算する第１のエンジントルク演算手段と、
上記エンジン運転状態検出手段で検出した上記エンジン運転状態に応じて予め設定しておいたエンジントルク情報を基にエンジントルクを第２のエンジントルクとして推定する第２のエンジントルク演算手段と、
上記第１のエンジントルクと上記第２のエンジントルクを比較して上記予め設定しておいたエンジントルク情報を補正するエンジントルク補正手段とを備えたことを特徴とするエンジントルク推定装置。
【請求項２】
上記エンジントルク補正手段は、エンジンから各駆動輪まで略直結した条件の下で上記予め設定しておいたエンジントルク情報の補正を実行することを特徴とする請求項１記載のエンジントルク推定装置。
【請求項３】
上記エンジン運転状態検出手段で検出する上記エンジン運転状態は、エンジン回転数とスロットル開度であり、上記予め設定しておいたエンジントルク情報は、上記エンジン回転数と上記スロットル開度に応じて設定しておいたエンジントルク情報であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジントルク推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン回転数とスロットル開度等のエンジン運転状態から正確にエンジントルクを推定可能にするエンジントルク推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両においては、エンジン回転数とスロットル開度等のエンジン運転状態からエンジントルクを推定し、このエンジントルクを基にトラクション制御、４輪駆動制御、変速制御等の各種制御を実行するものがある。
【０００３】
例えば、特開平７−１７４０４２号公報には、エンジン回転数とスロットル開度との関係からマップを用いて推定駆動トルクを算出し、駆動輪にスリップが発生したときに、少なくともそのスリップの大きさに応じて駆動トルクを減少するように目標駆動トルクを設定し、推定駆動トルクと目標駆動トルクに応じて駆動力を制御するトラクション制御装置が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１７４０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１のような技術では、エンジン回転数とスロットル開度との関係からマップを用いてエンジントルクを推定するため、経時変化等でエンジン回転数とスロットル開度との関係が変化した場合、正確なエンジントルクの推定が行えず、精度の良い制御が実行できなくなる虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、たとえ経時変化等が生じても、常に最新の特性により正確なエンジントルクの推定が行え、安定して精度の良い車両制御を維持することができるエンジントルク推定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、各駆動輪に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段と、エンジンの運転状態を検出するエンジン運転状態検出手段と、少なくとも上記回転トルク検出手段で検出した上記各駆動輪に作用する回転トルクを基にエンジントルクを第１のエンジントルクとして演算する第１のエンジントルク演算手段と、上記エンジン運転状態検出手段で検出した上記エンジン運転状態に応じて予め設定しておいたエンジントルク情報を基にエンジントルクを第２のエンジントルクとして推定する第２のエンジントルク演算手段と、上記第１のエンジントルクと上記第２のエンジントルクを比較して上記予め設定しておいたエンジントルク情報を補正するエンジントルク補正手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるエンジントルク推定装置は、たとえ経時変化等が生じても、常に最新の特性により正確なエンジントルクの推定が行え、安定して精度の良い車両制御を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１〜図５は本発明の実施の形態を示し、図１は車両全体の概略構成図、図２はエンジントルク推定部の機能ブロック図、図３はエンジントルク推定プログラムのフローチャート、図４はトランスミッション伝達効率のマップの説明図、図５はエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクの説明図である。
【０００９】
図１において、符号１は自動車等の車両であり、この車両１のエンジン２による駆動力は、エンジン２後方の自動変速装置（トルクコンバータも含んで示す）３からトランスミッション出力軸３ａを経てセンターデファレンシャル装置４に伝達される。
【００１０】
更に、このセンターデファレンシャル装置４に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン軸部７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、センターデファレンシャル装置４からはギヤ列（図示せず）、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に入力されるように構成されている。
【００１１】
また、後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左アクスル軸１１rlを経て左後輪１２rlに、後輪右アクスル軸１１rrを経て右後輪１２rrに伝達される一方、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左アクスル軸１１flを経て左前輪１２flに、前輪右アクスル軸１１frを経て右前輪１２frに伝達される。
【００１２】
また、図１中、符号３０はエンジン制御部を示し、公知の燃料噴射制御や、点火時期制御等を実行してエンジン２を制御する。更に、このエンジン制御部３０には、後述するトラクション制御部５０からトラクション制御時に必要なトルクダウン量が入力される。
【００１３】
また、図１中、符号４０はトランスミッション制御部を示し、公知の自動変速制御や、車速、エンジン回転数が所定の値に達した時にトルクコンバータのインペラーとタービンとを直結するロックアップクラッチ（図示せず）の制御等を実行する。
【００１４】
トラクション制御部５０は、各車輪の車輪速度を検出する車輪速センサ（左前輪車輪速センサ２１fl、右前輪車輪速センサ２１fr、左後輪車輪速センサ２１rl、右後輪車輪速センサ２１rr）が接続され、各車輪速が入力される。また、エンジン回転数センサ２２、スロットル開度センサ２３が接続され、エンジン回転数ＮE、スロットル開度θthが入力される。更に、トラクション制御部５０には、後述するエンジントルク推定部６０が接続され、エンジントルク推定部６０により補正された常に新しいエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップが予め設定しておいたエンジントルク情報として入力される。
【００１５】
そして、トラクション制御部５０は、公知のトラクション制御を行い、低減すべきエンジントルクを演算してエンジン制御部３０に出力する。具体的には、各車輪速から基準とする車体速を演算し、この車体速と各車輪速とから各輪１２fl、１２fr、１２rl、１２rrのスリップ率を演算し、スリップ率の最も大きい値を基に目標とするエンジントルクを算出する。また、エンジントルク推定部６０からのエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップを参照してエンジントルクを推定し、このエンジントルクと目標エンジントルクを基に、低減すべきトルク量を演算してエンジン制御部３０に出力する。
【００１６】
エンジントルク推定部６０は、エンジン回転数センサ２２、スロットル開度センサ２３、変速位置スイッチ２４、タービン回転数センサ２５が接続され、エンジン回転数ＮE、スロットル開度θth、トランスミッションギヤ位置、タービン回転数Ｎtが入力される。また、エンジントルク推定部６０には、ベアリング（図示せず）を介してそれぞれのアクスル軸１１fl，１１fr，１１rl，１１rrを回転自在に支持するアクスルハウジング１３fl，１３fr，１３rl，１３rrに埋設した、各駆動輪に作用する回転トルクを検出する回転トルク検出手段としての回転トルク検出センサ２６fl，２６fr，２６rl，２６rrが接続され、各輪の回転トルクＴwfl，Ｔwfr，Ｔwrl，Ｔwrrが入力される。回転トルク検出センサとしては、例えば、特開平９−２２４０号公報、又は、特開２００３−１４５６３号公報等に開示される。更に、エンジントルク推定部６０には、トランスミッション制御部４０から、ロックアップクラッチを締結した際（すなわち、エンジン２から各駆動輪まで略直結した際）に、ロックアップクラッチのＯＮ（締結）信号が入力される。
【００１７】
そして、エンジントルク推定部６０は、後述の如く、ロックアップクラッチがＯＮ状態となった時に、上述の各入力信号を基にエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップを補正する処理を行って、この補正したマップをトラクション制御部５０に出力する。
【００１８】
すなわち、エンジントルク推定部６０は、図２に示すように、補正条件判定部６１、総回転トルク演算部６２、トランスミッション伝達効率演算部６３、第１のエンジントルク演算部６４、第２のエンジントルク演算部６５、エンジントルク補正・出力部６６から主要に構成されている。
【００１９】
補正条件判定部６１は、トランスミッション制御部４０から、ロックアップクラッチを締結した際に、ロックアップクラッチのＯＮ信号が入力され、この条件（ロックアップクラッチのＯＮ）を補正を実行する条件が成立したと判定して、エンジントルク補正・出力部６６に信号を出力する。
【００２０】
総回転トルク演算部６２は、各駆動輪の回転トルク検出センサ２６fl，２６fr，２６rl，２６rrから、各輪の回転トルクＴwfl，Ｔwfr，Ｔwrl，Ｔwrrが入力され、これらの総和を演算することで、４輪の総回転トルクＴswを演算し、第１のエンジントルク演算部６４に出力する。すなわち、
Ｔsw＝Ｔwfl＋Ｔwfr＋Ｔwrl＋Ｔwrr      …（１）
トランスミッション伝達効率演算部６３は、タービン回転数センサ２５からタービン回転数Ｎtが入力され、変速位置スイッチ２４からトランスミッションギヤ位置が入力され、これらを基に予め設定しておいたマップを参照してトランスミッション伝達効率ηを求め、第１のエンジントルク演算部６４に出力する。このトランスミッション伝達効率ηのマップは、例えば、図４に示すような、タービン回転数Ｎtを変数とするマップであり、各変速位置毎に予め設定されているものである。
【００２１】
第１のエンジントルク演算部６４は、変速位置スイッチ２４からトランスミッションギヤ位置が入力され、総回転トルク演算部６２から４輪の総回転トルクＴswが入力され、トランスミッション伝達効率演算部６３からトランスミッション伝達効率ηが入力される。そして、次の、（２）式により、エンジントルクを第１のエンジントルクＴeg1として演算し、エンジントルク補正・出力部６６に出力する。  
Ｔeg1＝Ｔsw／ｉfnl／ｉgr／η      …（２）
ここで、ｉfnlは、前輪終減速装置１０、後輪終減速装置８のファイナルギヤ比であり、ｉgrは、トランスミッションギヤ位置によるトランスミッションギヤ比である。
【００２２】
このように本実施の形態では、総回転トルク演算部６２、トランスミッション伝達効率演算部６３、第１のエンジントルク演算部６４で第１のエンジントルク演算手段が構成されている。
【００２３】
第２のエンジントルク演算部６５は、エンジン回転数センサ２２からエンジン回転数ＮEが入力され、スロットル開度センサ２３からスロットル開度θthが入力され、エンジントルク補正・出力部６６からエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップが入力される。
【００２４】
そして、エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップ（例えば、図５に示す）を参照して、エンジントルクを求め、このエンジントルクを第２のエンジントルクＴeg2としてエンジントルク補正出力部６６に出力する。このように本実施の形態では、エンジン回転数センサ２２、スロットル開度センサ２３がエンジン運転状態検出手段として設けられ、第２のエンジントルク演算部６５は、第２のエンジントルク演算手段として設けられている。
【００２５】
エンジントルク補正出力部６６は、補正条件判定部６１から補正の実行信号が、第１のエンジントルク演算部６４から第１のエンジントルクＴeg1が、第２のエンジントルク演算部６５から第２のエンジントルクＴeg2が入力される。そして、ロックアップクラッチがＯＮ状態の際に、第１のエンジントルクＴeg1と第２のエンジントルクＴeg2とを比較して、その結果に応じてエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップを補正し、第２のエンジントルク演算部６５とトラクション制御部５０に出力する。
【００２６】
このエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップの補正は、例えば、以下のように行う。
【００２７】
第１のエンジントルクＴeg1と第２のエンジントルクＴeg2との差ΔＴegを演算し、差ΔＴegの値が予め設定しておいた閾値より小さい場合は、第１のエンジントルクＴeg1と第２のエンジントルクＴeg2の平均Ｔav（＝（Ｔeg1＋Ｔeg2）／２）が、その時のスロットル開度θthの真のエンジントルクと判断する。そして、その時のスロットル開度θthにおけるマップ上のエンジントルクがＴavとなるように、マップ上のスロットル開度一定の曲線を上方或いは下方に平行移動する。
【００２８】
また、第１のエンジントルクＴeg1と第２のエンジントルクＴeg2との差ΔＴegが予め設定しておいた閾値を超える場合には、制御、或いは、センサ等に異常がある可能性があるため補正を行わず、異常を示すフラグ等をセットし、メモリしておく。そして、この異常を示すフラグが連続する時間をカウントし故障診断等に用いられるようにする。この故障診断は、例えば、異常を示すフラグが予め設定しておいた時間連続してセットされている場合、トラクション制御部５０によるトラクション制御がキャンセルされ、図示しないアラームランプ等が点灯される。
【００２９】
尚、上述の例では、差ΔＴegの値が予め設定しておいた閾値より小さい場合は、第１のエンジントルクＴeg1と第２のエンジントルクＴeg2の平均Ｔavを、その時のスロットル開度θthの真のエンジントルクと判断するようにしているが、検出するセンサの精度等に応じて重み付けを変えても良い。例えば、第１のエンジントルクＴeg1の方が精度的に信頼性がある場合、その時のスロットル開度θthの真のエンジントルクは、（２・Ｔeg1＋Ｔeg2）／３のように設定するのである。
【００３０】
このように、本実施の形態では、補正条件判定部６１、エンジントルク補正・出力部６６がエンジントルク補正手段として設けられている。
【００３１】
次に、エンジントルク推定部６０で実行されるエンジントルク推定プログラムを、図３のフローチャートで説明する。
【００３２】
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要パラメータ、すなわち、エンジン回転数センサ２２、スロットル開度センサ２３、変速位置スイッチ２４、タービン回転数センサ２５、回転トルク検出センサ２６fl，２６fr，２６rl，２６rr、トランスミッション制御部４０から、エンジン回転数ＮE、スロットル開度θth、トランスミッションギヤ位置、タービン回転数Ｎt、各輪の回転トルクＴwfl，Ｔwfr，Ｔwrl，Ｔwrr、ロックアップクラッチの信号を読み込む。
【００３３】
次いで、Ｓ１０２に進み、補正条件判定部６１は、ロックアップクラッチがＯＮか否か判定し、ロックアップクラッチがＯＮでなければ、エンジン２から各駆動輪まで略直結した状態ではなく、エンジン駆動力が各駆動輪までロスなく伝達する状態ではないので、本補正は行わず、プログラムを抜ける。
【００３４】
Ｓ１０２の判定の結果、ロックアップクラッチがＯＮの場合は、Ｓ１０３に進み、総回転トルク演算部６２は、各輪の回転トルクＴwfl，Ｔwfr，Ｔwrl，Ｔwrrを基に、前述の（１）式により、４輪の総回転トルクＴswを演算する。
【００３５】
次いで、Ｓ１０４に進み、トランスミッション伝達効率演算部６３は、タービン回転数Ｎtとトランスミッションギヤ位置を基に、図４に示すマップを検索して、トランスミッション伝達効率ηを推定する。
【００３６】
次に、Ｓ１０５に進み、第１のエンジントルク演算部６４は、トランスミッションギヤ位置、４輪の総回転トルクＴsw、トランスミッション伝達効率ηを基に、前述の（２）式により、第１のエンジントルクＴeg1を演算する。
【００３７】
次いで、Ｓ１０６に進み、第２のエンジントルク演算部６５は、エンジン回転数ＮE、スロットル開度θthを基に、エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップを参照して、第２のエンジントルクＴeg2を演算する。
【００３８】
そして、Ｓ１０７に進み、エンジントルク補正出力部６６は、第１のエンジントルクＴeg1と第２のエンジントルクＴeg2とを比較して、その結果に応じてエンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップを補正し、第２のエンジントルク演算部６５とトラクション制御部５０に出力する。このエンジントルク補正出力部６６におけるマップの補正の詳細は、前述した通りである。
【００３９】
このように、本実施の形態によれば、エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップは、常に新たなものに補正されるため、たとえ経時変化等が生じても、常に最新の特性により正確なエンジントルクの推定が行え、安定して精度の良い車両制御を維持することが可能となる。
【００４０】
また、通常、軸に作用するトルクを直に検出するには、比較的高価で大型のトルクセンサを用いることがあるが、本実施の形態によれば、このようなトルクセンサは必要とせず、小型の回転トルク検出センサ２６fl，２６fr，２６rl，２６rrを用いてエンジントルクが推定できる。
【００４１】
尚、本実施の形態では、エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクのマップをトラクション制御部５０に適用する例を示しているが、他の公知の４輪駆動制御や変速制御におけるエンジントルクの推定でも用いることができることは云うまでもない。
【００４２】
また、本実施の形態では、回転トルク検出センサ２６fl，２６fr，２６rl，２６rrを用いて各輪の回転トルクＴwfl，Ｔwfr，Ｔwrl，Ｔwrrを直に検出するようにしているが、各輪に作用する力検出センサを用い、この力検出センサで検出した各輪の力にタイヤ径を乗算して回転トルクを得るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】車両全体の概略構成図
【図２】エンジントルク推定部の機能ブロック図
【図３】エンジントルク推定プログラムのフローチャート
【図４】トランスミッション伝達効率のマップの説明図
【図５】エンジン回転数とスロットル開度の関係によるエンジントルクの説明図
【符号の説明】
【００４４】
１    車両
２    エンジン
３    自動変速装置
１２fl，１２fr，１２rl，１２rr  車輪
２２    エンジン回転数センサ（エンジン運転状態検出手段）
２３    スロットル開度センサ（エンジン運転状態検出手段）
２４    変速位置スイッチ
２５    タービン回転数センサ
２６fl，２６fr，２６rl，２６rr  回転トルク検出センサ（回転トルク検出手段）
４０    トランスミッション制御部
５０    トラクション制御部
６０    エンジントルク推定部
６１    補正条件判定部（エンジントルク補正手段）
６２    総回転トルク演算部（第１のエンジントルク演算手段）
６３    トランスミッション伝達効率演算部（第１のエンジントルク演算手段）
６４    第１のエンジントルク演算部（第１のエンジントルク演算手段）
６５    第２のエンジントルク演算部（第２のエンジントルク演算手段）
６６    エンジントルク補正・出力部（エンジントルク補正手段）
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2005256682.tif 000003
【図２】
2005256682.tif 000004
【図３】
2005256682.tif 000005
【図４】
2005256682.tif 000006
【図５】
2005256682.tif 000007