JP2010096093A - 駆動源の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの制御精度を向上する。
【解決手段】パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０およびＥＣＴトルク制御システム９０３０において定められる要求エンジントルクは、パワートレーンマネージャ９１００のトルク調停部９１０２に集約される。トルク調停部９１０２は、複数の要求エンジントルクの中からエンジンの制御に用いる要求エンジントルクを決定するように複数の要求エンジントルクを調停するとともに、エンジンを決定された要求エンジントルクに応じて制御する時期を定める。エンジン制御システム９２００は、トルク調停部９１０２により定められた時期において、エンジンをトルク調停部９１０２により決定された要求エンジントルクに応じて制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動源の制御装置に関し、特に、複数のシステムからの要求に応じて駆動源を制御する技術に関する。

従来より、スロットルバルブの開度（以下、スロットル開度とも記載する）などにより、出力トルクの値などが定まるエンジンが知られている。一般的に、スロットル開度は、アクセルペダルの位置（以下、アクセル開度とも記載する）と一義的に対応するように作動する。しかしながら、スロットル開度とアクセル開度とが常に一義的に対応していると、たとえば車両の挙動が乱れた場合などにおいて、車両の駆動力などをドライバの意思と関係なく制御することが困難である。そこで、アクセル開度に依存せずに出力トルクなどを制御することが可能であるように、アクチュエータにより作動する電子スロットルバルブがエンジンに設けられた車両がある。電子スロットルバルブが設けられた車両においては、アクセル開度の他、車両の挙動などに基づいて要求エンジントルクを設定し、実際のエンジントルクが設定された要求エンジントルクになるようにエンジンを制御することが可能である。

アクセル開度に依存せずに、すなわちドライバの操作に依存せずにエンジンを制御すべく、車両には種々の制御システムが搭載される。たとえば、車両のスリップおよび横滑りなどを防止する制御システム、ドライバにより設定される車速を維持する制御システムなどが搭載される。

これらのシステムは、たとえばそれぞれのシステムに対して専用に用いられるＥＣＵ（Electronic Control Unit）に実装される。したがって、システム全体の構造は複雑になり易い。そこで、システムの簡素化を図る技術が提案されている。

特開平５−８５２２８号公報（特許文献１）は、少なくともエンジン出力、駆動出力、制動工程に関して制御課題を実行する要素と、制御課題を実行する要素の協働を調整しドライバの意図に従って車両の運転特性を制御する要素とからなり、各要素が階層構造の形で配置されており、ドライバの意図を対応する運転特性に変換する際に、車両のシステムの所定の下位システムにそれぞれ高位の階層レベルからこの下位システムに要求される特性を供給して作用する車両の電子制御装置を開示する。

この公報に記載の電子制御装置によれば、システム全体を階層構造にすることによって、命令を上から下へだけに伝達することができる。これにより、ドライバの意図を実行する命令はこの方向に伝達される。それによって互いに独立した要素の分かりやすい構成が得られる。そのため、個々のシステムの結合はかなりの程度まで減少させることができる。
特開平５−８５２２８号公報

ところで、車両に搭載された各システムを実装したＥＣＵの性能ならびに通信速度は、ＥＣＵ毎に異なり得る。したがって、各ＥＣＵから要求される要求エンジントルクを実現するにあたり、各ＥＣＵにおいては、ＥＣＵ間の通信速度差などが要求エンジントルクを実現する時期に対して影響を与えることを考慮して要求エンジントルクを定めなければならない。

しかしながら、全てのＥＣＵの通信速度を考慮して要求エンジントルクを定めるようにするのは容易なことではない。そのため、実際に要求エンジントルクが実現される時期が、適切な時期とは異なり得る。したがって、エンジントルクの実現精度が悪化し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、駆動源の制御精度を向上することができる駆動源の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る駆動源の制御装置は、車両に搭載された駆動源の制御装置である。この制御装置は、車両の駆動力に関する要求値を定める複数の要求部と、複数の要求部において定められる要求値を集約し、複数の要求値の中から駆動源の制御に用いる要求値を決定するように複数の要求値を調停するとともに、駆動源を決定された要求値に応じて制御する時期を定める調停部と、調停部により定められた時期において、駆動源を調停部により決定された要求値に応じて制御する制御部とを備える。

この構成によると、複数の要求部において定められる要求値は、調停部に集約される。調停部は、複数の要求値の中から駆動源の制御に用いる要求値を決定するように複数の要求値を調停するとともに、駆動源を決定された要求値に応じて制御する時期を定める。制御部は、調停部により定められた時期において、駆動源を調停部により決定された要求値に応じて制御する。これにより、駆動源を要求値に応じて制御する時期を定める機能を調停部に一元化することができる。そのため、要求部から調停部への通信速度を考慮せずとも、正確な時期において、駆動源を各要求部からの要求値に応じて制御することができる。その結果、駆動源の制御精度を向上することができる駆動源の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、駆動源には、変速比を変更可能な変速機が連結される。調停部は、駆動源を調停部により決定された要求値に応じて制御する時期を変速機の入力軸回転数に応じて定める。

この構成によると、駆動源を調停部により決定された要求値に応じて制御する時期が、変速機の入力軸回転数に応じて定められる。これにより、たとえば、変速機をアップシフトする際に、複数の要求部のうちのいずれか一つの要求部から駆動源のトルクダウンが要求されていれば、変速機の入力軸回転数が低下することによりイナーシャ相の開始を検出して、イナーシャ相の開始に合わせて駆動源のトルクダウンを行なうことができる。

第３の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、車両には車輪が設けられる。調停部は、駆動源を調停部により決定された要求値に応じて制御する時期を車輪の回転速度に応じて定める。

この構成によると、駆動源を調停部により決定された要求値に応じて制御する時期が、車輪の回転速度に応じて定められる。これにより、たとえば、複数の要求部のうちのいずれか一つの要求部から、車輪のグリップ力を回復するための駆動源のトルクダウンが要求されていれば、車輪の回転速度が急増したことにより車輪のスリップを検出して、スリップの検出を起点にして駆動源のトルクダウンを行なうことができる。

第４の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、要求値は、駆動源の出力トルクである。制御部は、駆動源の出力トルクが調停部によって決定された出力トルクになるように制御する。

この構成によると、駆動源の出力トルクが調停部によって決定された出力トルクになるように制御される。これにより、駆動源の出力トルクに対する要求を精度よく実現することができる。

第５の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、要求値は、車両の駆動力である。制御部は、車両の駆動力が調停部によって決定された駆動力になるように駆動源を制御する。

この構成によると、車両の駆動力が調停部によって決定された駆動力になるように駆動源が制御される。これにより、車両の駆動力に対する要求を精度よく実現することができる。

第６の発明に係る駆動源の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、要求値は、車両の加速度である。制御部は、車両の加速度が調停部によって決定された加速度になるように駆動源を制御する。

この構成によると、車両の加速度が調停部によって決定された加速度になるように駆動源が制御される。これにより、車両の加速度に対する要求を精度よく実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両である。なお、ＦＲ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、トルクコンバータ２１００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、オートマチックトランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、プロペラシャフト５０００と、デファレンシャルギヤ６０００と、後輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。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せられる。エンジン１０００により、オルタネータおよびエアコンディショナーなどの補機１００４が駆動される。エンジン１０００の出力トルク（エンジントルクＴＥ）は、電子スロットルバルブ８０１６の作動量、すなわちスロットル開度などに応じて変化する。なお、エンジン１０００の代わりにもしくは加えて、駆動源にモータを用いるようにしてもよい。また、ディーゼルエンジンを用いるようにしてもよい。ディーゼルエンジンにおいては、インジェクタの開弁時間（作動量）、すなわち燃料噴射量に応じて出力トルクが変化する。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ２１００を介してエンジン１０００に連結される。オートマチックトランスミッション２０００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数を所望の回転数に変速する。なお、ギヤ段を形成するオートマチックトランスミッションの代わりに、ギヤ比を無段階に変更するＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を搭載するようにしてもよい。さらに、油圧アクチュエータもしくは電動モータにより変速される常時噛合式歯車からなる自動変速機を搭載するようにしてもよい。

オートマチックトランスミッション２０００から出力された駆動力は、プロペラシャフト５０００およびデファレンシャルギヤ６０００を介して、左右の後輪７０００に伝達される。

ＥＣＵ８０００には、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、エアフローメータ８０１２と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、油温センサ８０２６と、水温センサ８０２８と、車輪速センサ８０３０とがハーネスなどを介して接続されている。

シフトレバー８００４の位置（ポジション）は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、ドライバの操作に応じて、ドライバが任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。エアフローメータ８０１２は、エンジン１０００に吸入される空気量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量が調整される。

なお、電子スロットルバルブ８０１６の代わりにもしくは加えて、吸気バルブ（図示せず）や排気バルブ（図示せず）のリフト量や開閉する位相を変更する可変バルブリフトシステムにより、エンジン１０００に吸入される空気量を調整するようにしてもよい。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（以下、エンジン回転数ＮＥとも記載する）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ２１００のタービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

油温センサ８０２６は、オートマチックトランスミッション２０００の作動や潤滑に用いられるオイル（ＡＴＦ：Automatic Transmission Fluid）の温度（油温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

水温センサ８０２８は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

車輪速センサ８０３０は、２つの前輪ならびに２つの後輪７０００のそれぞれに対して設けられる。すなわち、車輪速センサ８０３０は、４つの車輪のそれぞれに対して設けられる。車輪速センサ８０３０は、各車輪の回転速度を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、エアフローメータ８０１２、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４、油温センサ８０２６、水温センサ８０２８、車輪速センサ８０３０などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）８００２に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。なおＥＣＵ８０００により実行されるプログラムをＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に記録して市場に流通させてもよい。

本実施の形態において、ＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションであることにより、オートマチックトランスミッション２０００のシフトレンジにＤ（ドライブ）レンジが選択された場合、前進１速〜８速ギヤ段のうちのいずれかのギヤ段が形成されるように、オートマチックトランスミッション２０００を制御する。前進１速〜８速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り、オートマチックトランスミッション２０００は後輪７０００に駆動力を伝達し得る。なおＤレンジにおいて、８速ギヤ段よりも高速のギヤ段を形成可能であるようにしてもよい。形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして実験等により予め作成された変速線図に基づいて決定される。なお、ＥＣＵ８０００は複数のＥＣＵに分割される。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸２１０２を有するトルクコンバータ２１００に接続されている。

プラネタリギヤユニット３０００は、フロントプラネタリ３１００と、リアプラネタリ３２００と、Ｃ１クラッチ３３０１と、Ｃ２クラッチ３３０２と、Ｃ３クラッチ３３０３と、Ｃ４クラッチ３３０４と、Ｂ１ブレーキ３３１１と、Ｂ２ブレーキ３３１２と、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０とを含む。

フロントプラネタリ３１００は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構である。フロントプラネタリ３１００は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２と、１対の第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４と、キャリア（ＣＡ）３１０６と、リングギヤ（Ｒ）３１０８とを含む。

第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４は、第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２および第１リングギヤ（Ｒ）３１０８と噛合っている。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、第１ピニオンギヤ（Ｐ１）３１０４が公転および自転可能であるように支持している。

第１サンギヤ（Ｓ１）３１０２は、回転不能であるようにギヤケース３４００に固定される。第１キャリア（ＣＡ）３１０６は、プラネタリギヤユニット３０００の入力軸３００２に連結される。

リアプラネタリ３２００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。リアプラネタリ３２００は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２と、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４と、リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６と、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８と、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と、第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２とを含む。

第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４は、第２サンギヤ（Ｓ２）３２０２、リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２と噛合っている。第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４に加えて、第３サンギヤ（Ｓ３）３２１０と噛合っている。

リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、第２ピニオンギヤ（Ｐ２）３２０４および第３ピニオンギヤ（Ｐ３）３２１２が公転および自転可能であるように支持している。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０に連結される。リアキャリア（ＲＣＡ）３２０６は、１速ギヤ段の駆動時（エンジン１０００から出力された駆動力を用いた走行時）に回転不能となる。リアリングギヤ（ＲＲ）３２０８は、プラネタリギヤユニット３０００の出力軸３００４に連結される。

ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０は、Ｂ２ブレーキ３３１２と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチ（Ｆ）３３２０のアウターレースはギヤケース３４００に固定され、インナーレースはリアキャリア（ＲＣＡ）３２０６に連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組み合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、前進１速〜８速のギヤ段と、後進１速および２速のギヤ段が形成される。

図４を参照して、油圧回路４０００の要部について説明する。なお、油圧回路４０００は、以下に説明するものに限られない。

油圧回路４０００は、オイルポンプ４００４と、プライマリレギュレータバルブ４００６と、マニュアルバルブ４１００と、ソレノイドモジュレータバルブ４２００と、ＳＬ１リニアソレノイド（以下、ＳＬ（１）と記載する）４２１０と、ＳＬ２リニアソレノイド（以下、ＳＬ（２）と記載する）４２２０と、ＳＬ３リニアソレノイド（以下、ＳＬ（３）と記載する）４２３０と、ＳＬ４リニアソレノイド（以下、ＳＬ（４）と記載する）４２４０と、ＳＬ５リニアソレノイド（以下、ＳＬ（５）と記載する）４２５０と、ＳＬＴリニアソレノイド（以下、ＳＬＴと記載する）４３００と、Ｂ２コントロールバルブ４５００とを含む。

オイルポンプ４００４は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４００４が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ４００４で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６により調圧され、ライン圧が生成される。

プライマリレギュレータバルブ４００６は、ＳＬＴ４３００により調圧されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路４０１０を介してマニュアルバルブ４１００に供給される。

マニュアルバルブ４１００は、ドレンポート４１０５を含む。ドレンポート４１０５から、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の油圧が排出される。マニュアルバルブ４１００のスプールがＤポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＤレンジ圧油路４１０２とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２に油圧が供給される。このとき、Ｒレンジ圧油路４１０４とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＲポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＲレンジ圧油路４１０４とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４に油圧が供給される。このとき、Ｄレンジ圧油路４１０２とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションにある場合、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の両方と、ドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧およびＲレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

Ｄレンジ圧油路４１０２に供給された油圧は、最終的には、Ｃ１クラッチ３３０１、Ｃ２クラッチ３３０２およびＣ３クラッチ３３０３に供給される。Ｒレンジ圧油路４１０４に供給された油圧は、最終的には、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給される。

ソレノイドモジュレータバルブ４２００は、ライン圧を元圧とし、ＳＬＴ４３００に供給する油圧（ソレノイドモジュレータ圧）を一定の圧力に調圧する。

ＳＬ（１）４２１０は、Ｃ１クラッチ３３０１に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（２）４２２０は、Ｃ２クラッチ３３０２に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（３）４２３０は、Ｃ３クラッチ３３０３に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（４）４２４０は、Ｃ４クラッチ３３０４に供給される油圧を調圧する。ＳＬ（５）４２５０は、Ｂ１ブレーキ３３１１に供給される油圧を調圧する。

ＳＬＴ４３００は、アクセル開度センサ８０１０により検出されたアクセル開度に基づいたＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、ソレノイドモジュレータ圧を調圧し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、ＳＬＴ油路４３０２を介して、プライマリレギュレータバルブ４００６に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６のパイロット圧として利用される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、ＳＬ（４）４２４０、ＳＬ（５）４２５０およびＳＬＴ４３００は、ＥＣＵ８０００から送信される制御信号により制御される。

Ｂ２コントロールバルブ４５００は、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｂ２ブレーキ３３１２に供給する。Ｂ２コントロールバルブ４５００に、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｂ２コントロールバルブ４５００は、ＳＬＵソレノイドバルブ（図示せず）から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬＵソレノイドバルブがオンの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、ＳＬＵソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Ｄレンジ圧を調圧した油圧が供給される。

ＳＬＵソレノイドバルブがオフの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３３１２には、Ｒレンジ圧が供給される。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置のシステム構成について説明する。図５に示すように、制御装置は、パワートレーンドライバモデル（PDRM: Power train Driver Model）９０００と、ドライバーズサポートシステム（DSS: Drivers Support System）９０１０と、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)システム９０２０と、ＥＣＴ(Electronic controlled Transmission)トルク制御システム９０３０と、パワートレーンマネージャ（PTM: Power Train Manager）９１００と、エンジン制御システム９２００とを備える。

広義のドライバモデル（パワートレーンドライバモデル９０００とドライバーズサポートシステム９０１０）に対して、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数条件に合わせたスムージングが行なわれ、そのタイミングはＥＣＴトルク制御システム９０３０とのタイミングの整合がとれるようにされる。

パワートレーンドライバモデル９０００は、ドライバの操作に基づいて、エンジン１０００に対するドライバの要求エンジントルクを設定するために用いられるモデル（関数）である。

エンジントルクにオートマチックトランスミッション２０００の現在のギヤ比およびデファレンシャルギヤ６０００のギヤ比を乗じ、後輪７０００の半径で除算することにより、エンジントルクは駆動力に変換される。したがって、要求エンジントルクは車両の駆動力に関する要求値である。

本実施の形態においては、実験およびシミュレーションの結果などに基づいて予め定められたエンジントルクマップに従って、アクセル開度ならびに車速などからエンジン１０００に対する要求エンジントルク（エンジン１０００の出力トルクの要求値）が設定される。なお、ドライバの要求エンジントルクを設定する方法はこれに限らない。

ドライバーズサポートシステム９０１０は、クルーズコントロールシステム、パーキングアシストシステムおよびプリクラッシュセーフティシステムなどにより、車両の挙動に応じて要求エンジントルクを自動的に設定する。

クルーズコントロールシステムは、ドライバにより設定された車速を維持するシステムである。パーキングアシストシステムは、運転者が設定した位置への駐車を全自動もしくは一部自動で行なうシステムである。たとえば、運転者が設定した位置へ駐車するためのステアリング操作ならびに車速制御が自動で行なわれる。プリクラッシュセーフティシステムは、車両の衝突を防止するシステムである。たとえば、車両が前方を走行する車両に接近すると、減速するように車速が制御される。

ドライバーズサポートシステム９０１０は、これらの制御を行なうために必要な要求エンジントルクを、設計者により予め作成されたマップなどに基づいて自動的に設定する。

ＶＤＩＭシステム９０２０は、ＶＳＣ(Vehicle Stability Control)、ＴＲＣ(TRaction Control)、ＡＢＳ(Anti lock Brake System)、ＥＰＳ(Electric Power Steering)などを統合するシステムであって、アクセル、ステアリング、ブレーキの操作量によるドライバの走行イメージと、各種センサ情報による車両挙動との差を算出し、その差を縮めるように車両の駆動力、ブレーキ油圧などを制御する。

ＶＳＣは、前後輪が横滑りしそうな状態をセンサが検出して場合において、各輪のブレーキ油圧および要求エンジントルクなどの最適値を自動的に設定し、車両の安定性を確保する制御である。

ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に、駆動輪のスリップをセンサが検出すると、各輪のブレーキ油圧およびエンジン１０００の要求エンジントルクなどの最適値を自動的に設定し、最適な駆動力を確保する制御である。

ＡＢＳは、ブレーキ油圧の最適値を自動的に設定し、車輪のロックを防止する制御システムである。ＥＰＳは、電動モータの力によってステアリングホイールの操舵をアシストする制御システムである。

ＥＣＴトルク制御システム９０３０は、オートマチックトランスミッション２０００の変速時にエンジン１０００に対して要求する要求エンジントルクを設定する。ＥＣＴトルク制御システム９０３０が設定する要求エンジントルクは、たとえば、変速ショックを低減するためのトルクダウンもしくはトルクアップを実現し得るように設定される。

図６に示すように、アップシフトする際、トルク相中において、エンジン１０００に対するドライバの要求エンジントルクよりもエンジントルクが大きくなるようにトルクアップが行なわれ、イナーシャ相中において、エンジン１０００に対するドライバの要求エンジントルクよりもエンジントルクが小さくなるようにトルクダウンが行なわれる。

図５に戻って、パワートレーンマネージャ９１００は、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０およびＥＣＴトルク制御システム９０３０から要求される要求エンジントルクを集約するトルク調停部９１０２を備える。

トルク調停部９１０２は、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０およびＥＣＴトルク制御システム９０３０から要求される複数の要求エンジントルクの中から、エンジン１０００の制御に用いる要求エンジントルクを決定するように、複数の要求エンジントルクを調停する。

たとえば、車両の運転状態に応じて、最大の要求エンジントルク、もしくは最小の要求エンジントルクをエンジン１０００の制御に用いる要求エンジントルクとして決定する。また、予め定められた条件が満たされた場合には、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０およびＥＣＴトルク制御システム９０３０のうちの特定のシステムから要求される要求エンジントルクをエンジン１０００の制御に用いる要求エンジントルクとして決定する。なお、要求エンジントルクを調停する方法はこれらに限らない。

決定された要求エンジントルクは、エンジン制御システム９２００に入力される。すなわち、エンジン制御システム９２００を介して、要求エンジントルクがエンジン１０００に対して要求される。

また、トルク調停部９１０２は、エンジン１０００を決定された要求エンジントルクに応じて制御する時期を定める。すなわち、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０およびＥＣＴトルク制御システム９０３０から要求されるそれぞれの要求エンジントルクがエンジン１０００に要求される時期を定める機能は、トルク調停部９１０２に一元化される。

たとえば、トルク調停部９１０２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩ（タービン回転数ＮＴ）を検出する機能を有し、入力軸回転数ＮＩから、エンジン１０００を決定された要求エンジントルクに応じて制御する時期を定める。

より具体的には、入力軸回転数ＮＩから、オートマチックトランスミッション２０００のアップシフト中におけるエンジン１０００のトルクダウンを行なう時期が定められる。

すなわち、ＥＣＴトルク制御システム９０３０からエンジン１０００のトルクダウンが要求されていれば、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩが低下することによりイナーシャ相の開始が検出され、イナーシャ相の開始に合わせてエンジン１０００のトルクダウンが行なわれる。

さらに言い換えると、イナーシャ相が検出されると、ＥＣＴトルク制御システム９０３０からの要求エンジントルクがエンジン１０００の制御に用いる要求エンジントルクとして決定され、決定された要求エンジントルクがエンジン１０００に対して要求される。

また、トルク調停部９１０２は、車輪の回転速度を検出する機能を有し、車輪の回転速度から、エンジン１０００を決定された要求エンジントルクに応じて制御する時期を定める。

より具体的には、車輪の回転速度から、ＶＤＩＭシステム９０２０により要求される要求エンジントルクに応じてエンジン１０００を制御する時期が定められる。

すなわち、ＶＤＩＭシステム９０２０から、車輪のグリップ力を回復するためのエンジン１０００のトルクダウンが要求されていれば、車輪の回転速度が急増したことにより車輪のスリップが検出されて、スリップの検出を起点にしてエンジン１０００のトルクダウンが行なわれる。

エンジン制御システム９２００は、パワートレーンマネージャ９１００から入力された要求エンジントルクを実現するように、電子スロットルバルブ８０１６、点火時期、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブなど、エンジン１０００の出力トルクを制御するためにエンジン１０００に設けられた機器を制御する。

すなわち、エンジン制御システム９２００は、トルク調停部９１０２により定められた時期において、エンジン１０００をトルク調停部９１０２により決定された要求エンジントルクに応じて制御する。エンジン制御システム９２００は、エンジントルクがトルク調停部９１０２により決定された要求エンジントルクになるように制御する。

パワートレーンマネージャ９１００、パワートレーンドライバモデル９０００、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０、ＥＣＴトルク制御システム９０３０およびエンジン制御システム９２００は、複数のＥＣＵあるいはコンピュータに分散して実装される。

たとえば、パワートレーンマネージャ９１００、パワートレーンドライバモデル９０００は、共通のＥＣＵに実装され、ドライバーズサポートシステム９０１０、ＶＤＩＭシステム９０２０、ＥＣＴトルク制御システム９０３０およびエンジン制御システム９２００は、それぞれ別々のＥＣＵに実装される。

すなわち、車両には、パワートレーンマネージャ９１００およびパワートレーンドライバモデル９０００の機能を有するＥＣＵ、ドライバーズサポートシステム９０１０の機能を有するＥＣＵ、ＶＤＩＭシステム９０２０の機能を有するＥＣＵ、およびＥＣＴトルク制御システム９０３０の機能を有するＥＣＵ、エンジン制御システム９２００の機能を有するＥＣＵの、少なくとも５つのＥＣＵが搭載される。

なお、ＥＣＵの数は５つに限らない。パワートレーンマネージャ９１００と、パワートレーンドライバモデル９０００とを、それぞれ別々のＥＣＵに実装するようにしてもよい。その他、任意の組合せで、ＥＣＵを統合するようにしてもよい。

各ＥＣＵの性能（仕様）は、実装するシステムの要件に応じてＥＣＵ毎に異なり得る。また、ＥＣＵ間の通信速度もＥＣＵ毎に異なり得る。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、パワートレーンドライバモデル、ドライバーズサポートシステム、ＶＤＩＭシステムおよびＥＣＴトルク制御システムにおいて定められる要求エンジントルクは、パワートレーンマネージャのトルク調停部に集約される。トルク調停部は、複数の要求エンジントルクの中からエンジンの制御に用いる要求エンジントルクを決定するように複数の要求エンジントルクを調停するとともに、エンジンを決定された要求エンジントルクに応じて制御する時期を定める。エンジン制御システムは、トルク調停部により定められた時期において、エンジンをトルク調停部により決定された要求エンジントルクに応じて制御する。これにより、エンジンを要求エンジントルクに応じて制御する時期を定める機能をパワートレーンマネージャのトルク調停部に一元化することができる。そのため、パワートレーンドライバモデル、ドライバーズサポートシステム、ＶＤＩＭシステムおよびＥＣＴトルク制御システムを実装する各ＥＣＵから、パワートレーンマネージャを実装するＥＣＵへの通信速度を考慮せずとも、正確な時期において、エンジンを、パワートレーンドライバモデル、ドライバーズサポートシステム、ＶＤＩＭシステムおよびＥＣＴトルク制御システムからの要求エンジントルクに応じて制御することができる。そのため、エンジンの制御精度を向上することができる。

また、各システムを実装するＥＣＵ間の性能および通信速度の差を考慮せずに、要求エンジントルクを設定できるようになるため、要求エンジントルクを定める際に用いられるマップを作成するために要する工数を抑制することができる。そのため、車両の開発期間を短縮することができる。

なお、要求エンジントルクの代わりに、車両に対する要求駆動力を用いるようにしてもよい。この場合、エンジン制御システム９２００は、車両の駆動力がトルク調停部９１０２により決定された要求駆動力になるようにエンジン１０００を制御するようにしてもよい。すなわち、要求駆動力に後輪７０００の半径を乗じ、オートマチックトランスミッション２０００の現在のギヤ比およびデファレンシャルギヤ６０００のギヤ比で除算することにより要求駆動力から変換された要求エンジントルクを実現するようにエンジン１０００を制御するようにしてもよい。

また、要求エンジントルクの代わりに、車両に対する要求加速度を用いるようにしてもよい。この場合、エンジン制御システム９２００は、車両の加速度がトルク調停部９１０２により決定された要求加速度になるようにエンジン１０００を制御するようにしてもよい。すなわち、要求加速度に車重を乗じて算出される要求駆動力を実現するようにエンジン１０００を制御するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

車両のパワートレーンを示す概略構成図である。 オートマチックトランスミッションのプラネタリギヤユニットを示すスケルトン図である。 オートマチックトランスミッションの作動表を示す図である。 オートマチックトランスミッションの油圧回路を示す図である。 本実施の形態に係る制御装置のシステム構成を示す図である。 アップシフト中における要求エンジントルクを示す図である。

符号の説明

１０００ エンジン、１００４ 補機、２０００ オートマチックトランスミッション、２１００ トルクコンバータ、５０００ プロペラシャフト、６０００ デファレンシャルギヤ、７０００ 後輪、８０００ ＥＣＵ、８００２ ＲＯＭ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ エアフローメータ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ 油温センサ、８０２８ 水温センサ、８０３０ 車輪速センサ、９０００ パワートレーンドライバモデル、９０１０ ドライバーズサポートシステム、９０２０ ＶＤＩＭシステム、９０３０ ＥＣＴトルク制御システム、９１００ パワートレーンマネージャ、９１０２ トルク調停部、９２００ エンジン制御システム。

Claims (6)

1. 車両に搭載された駆動源の制御装置であって、
   前記車両の駆動力に関する要求値を定める複数の要求部と、
   前記複数の要求部において定められる要求値を集約し、前記複数の要求値の中から前記駆動源の制御に用いる要求値を決定するように前記複数の要求値を調停するとともに、前記駆動源を決定された要求値に応じて制御する時期を定める調停部と、
   前記調停部により定められた時期において、前記駆動源を前記調停部により決定された要求値に応じて制御する制御部とを備える、駆動源の制御装置。
2. 前記駆動源には、変速比を変更可能な変速機が連結され、
   前記調停部は、前記駆動源を前記調停部により決定された要求値に応じて制御する時期を前記変速機の入力軸回転数に応じて定める、請求項１に記載の駆動源の制御装置。
3. 前記車両には車輪が設けられ、
   前記調停部は、前記駆動源を前記調停部により決定された要求値に応じて制御する時期を前記車輪の回転速度に応じて定める、請求項１に記載の駆動源の制御装置。
4. 前記要求値は、前記駆動源の出力トルクであり、
   前記制御部は、前記駆動源の出力トルクが前記調停部によって決定された出力トルクになるように制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の駆動源の制御装置。
5. 前記要求値は、前記車両の駆動力であり、
   前記制御部は、前記車両の駆動力が前記調停部によって決定された駆動力になるように前記駆動源を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の駆動源の制御装置。
6. 前記要求値は、前記車両の加速度であり、
   前記制御部は、前記車両の加速度が前記調停部によって決定された加速度になるように前記駆動源を制御する、請求項１〜３のいずれかに記載の駆動源の制御装置。

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