JPH0441940A - 車両用エンジンの制御装置 - Google Patents

車両用エンジンの制御装置

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JPH0441940A
JPH0441940A JP2146088A JP14608890A JPH0441940A JP H0441940 A JPH0441940 A JP H0441940A JP 2146088 A JP2146088 A JP 2146088A JP 14608890 A JP14608890 A JP 14608890A JP H0441940 A JPH0441940 A JP H0441940A
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JP
Japan
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drive shaft
shaft torque
torque
engine
target
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JP2146088A
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English (en)
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Hideo Nakamura
英夫 中村
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/710,177 priority patent/US5184527A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/16—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to, or preventing, skidding of wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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    • B60W2710/105—Output torque
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36—Inputs being a function of speed
    • F16H59/46—Inputs being a function of speed dependent on a comparison between speeds
    • F16H2059/465—Detecting slip, e.g. clutch slip ratio
    • F16H2059/467—Detecting slip, e.g. clutch slip ratio of torque converter

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、トルクコンバータを備える車両用エンジンの
制御装置に関する。
〈従来の技術〉 車両用エンジンの制御装置として、過渡の運転状態にお
いて時々刻々変化する吸入空気量に応じて燃料を供給す
ることが困難であることに鑑み、車両制御に直接作用す
る物理量であるエンジン出力軸トルクを制御の基準量と
して燃料供給量と吸入空気量とを決定するいわゆるトル
ク主導方式のものが提案されており、この方式では、ア
クセル操作量に応じて目標エンジン出力軸トルクが設定
され、この設定された目標エンジン出力軸トルクが得ら
れるように、燃料供給量と吸入空気量とが制御される（
特開平１−３１３６３６号公報参照）。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、このようなトルク主導方式をトルクコン
バータを備える車両にそのまま適用すると、必ずしも車
両の駆動軸トルクがアクセル操作量に応じたものとなら
ない。
例えば、発進時にアクセルペダルを大きく踏込んだ場合
で考えると、この場合には車両加速度つまり駆動軸トル
クが応答良く上昇することが望まれるところ、応答良く
上昇するのはエンジン回転速度のみで、車両加速度につ
いてはすぐには上昇し得ない。
これは、トルクコンバータで伝達されるトルク比（トル
クコンバータの入出力軸トルク比）が必ずしも１：１で
はないからである。
また、アクセル操作量に対する駆動軸トルクの応答特性
は、エンジンやトルクコンバータの構造的特性に依存し
ているので、車両のいろいろな走行状態に応じて最適な
応答特性を自由に選択することかできない。
例えば、旋回中に駆動軸トルクを急激に変化させること
はスピンなどを招き危険であるので、直進走行時に比べ
て緩やかなアクセル操作か運転者に求められる。
本発明は、このような従来の問題点を解決することを目
的とする。
〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、トルクコンバータを備える車両用
エンジンの制御装置において、第１図（Ａ）に示すよう
に、下記の（ａ）〜（ｉ）の手段を設ける構成とする。
（ａ）　　アクセル操作量を検出するアクセル操作量検
出手段 （ｂ）トルクコンバータの出力軸回転速度を検出するト
ルコン出力軸回転速度検出手段 （Ｃ）トランスミッションにおける変速比を検出する変
速比検出手段 （ｄ）　　車両の駆動軸にかかる駆動軸トルクを検出す
る駆動軸トルク検出手段 （ｅｌ　　少なくとも前記検出されたアクセル操作量に
基づいて目標駆動軸トルクを決定する目標駆動軸トルク
決定手段 げ）下記の駆動軸トルクモデルマツチング制御手段で演
算されたエンジン制御操作量と、エンジン及びトルクコ
ンバータを含む駆動系モデルとに基づいて、規範駆動軸
トルクを演算する規範駆動軸トルク演算手段 （ｇ）　　前記検出された駆動軸トルクと前記演算され
た規範駆動軸トルクとの偏差を演算する偏差演算手段 （ｈ）　　前記演算された偏差により、前記決定された
目標駆動軸トルクに補正を施す目標駆動軸トルク補正手
段 （ｉｌ　　前記補正された目標駆動軸トルクと、前記検
出された変速比と、トルクコンバータの出力軸回転速度
とに基づいて、実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルク
に、予め選択された規範モデルの応答特性に従って一致
させるように、エンジン制御操作量を演算して、エンジ
ンを制御する駆動軸トルクモデルマツチング制御手段 又は、第１図（Ｂ）に示すように、下記の（ａ）〜（ｉ
）の手段を設ける構成とする。
（ａ）　　アクセル操作量を検出するアクセル操作量検
出手段 （ｂ）トルクコンバータの出力軸回転速度を検出するト
ルコン出力軸回転速度検出手段 （Ｃ）トランスミッションにおける変速比を検出する変
速比検出手段 （ｄ）　　車両の駆動軸にかかる駆動軸トルクを検出す
る駆動軸トルク検出手段 （ｅ）　　少なくとも前記検出されたアクセル操作量に
基づいて目標駆動軸トルクを決定する目標駆動軸トルク
決定手段 （ｆ）　　下記の目標駆動軸トルク補正手段により補正
された目標駆動軸トルクに、予め選択された規範モデル
の遅延を施して、規範駆動軸トルクを演算する規範駆動
軸トルク演算手段 （ｇ）　　前記検出された駆動軸トルクと前記演算され
た規範駆動軸トルクとの偏差を演算する偏差演算手段 伍）前記演算された偏差により、前記決定された目標駆
動軸トルクに補正を施す目標駆動軸トルク補正手段 （ｉ）　　前記補正された目標駆動軸トルクと、前記検
出された変速比と、トルクコンバータの出力軸回転速度
とに基づいて、実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルク
に、前記規範モデルの応答特性に従って一致させるよう
に、エンジン制御操作量を演算して、エンジンを制御す
る駆動軸トルクモデルマツチング制御手段 さらに、第１図（Ａ）又は（Ｂ）の基本構成に対し、第
２図（Ａ）又は（Ｂ）に示すような限定を付した構成が
可能である。
駆動軸トルクモデルマツチング制御手段（ｉ）として、 前記補正された目標駆動軸トルクと、前記検出された変
速比と、トルクコンバータの出力軸回転速度とに基づい
て、実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルクに一致させ
るために必要な目標エンジン回転速度を演算する目標エ
ンジン回転速度演算手段（１１）と、 実際のエンジン回転速度を前記演算された目標エンジン
回転速度に一致させるように、エンジン制御操作量を演
算して、エンジンを制御するエンジン回転速度モデルマ
ッチッグ制御手段（１２）とを設ける。
このエンジン回転速度モデルマッチッグ制御手段（１２
）として、 実際のエンジン回転速度を前記演算された目標エンジン
回転速度に、前記規範モデルの応答特性に従って一致さ
せるような、目標エンジン出力軸トルクを演算する目標
エンジン出力軸トルク演算手段（ｉ、）と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに基づいて、
エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段（
ｉ４）とを設ける。
また、目標駆動軸トルク決定手段（ｅ）を、車両の走行
状態を検出する走行状態検量手段（ｊ）からの信号を受
け、前記検出された走行状態と、前記検出されたアクセ
ル操作量とに基づいて、目標駆動軸トルクを決定するも
のとする。
さらに、規範モデルを選択する手段として、車両の走行
状態を検出する車両走行状態検出手段（ｊ）と、前記検
出された走行状態に基づいて、規範モデルを選択する規
範モデル選択手段（幻とを設ける。
〈作用〉 上記の構成においては、アクセル操作量、あるいはこれ
と車両の走行状態とから、目標駆動軸トルクを決定する
。そして、下記の駆動軸トルクモデルマツチング制御あ
るいはエンジン回転速度モデルマツチング制御において
求められたエンジン制御操作量と、駆動系モデルとに基
づいて、規範駆動軸トルクを演算する。そして、実際に
検出された駆動軸トルクと規範駆動軸トルクとの偏差を
用いて、目標駆動軸トルクを補正する。そして、この補
正された目標駆動軸トルクと、トランスミッションの変
速比と、トルクコンバータの出力軸回転速度とに基づい
て、実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルクに、好まし
くは車両の走行状態に基づいて予め選択された規範モデ
ルの応答特性に従って一致させるように、エンジン制御
操作量を演算・出力して、駆動軸トルクモデルマツチン
グ制御を行う。あるいは、補正された目標駆動軸トルク
を、トランスミッションの変速比とトルクコンバータの
出力軸回転速度とを用いて、目標エンジン回転速度に変
換し、実際のエンジン回転速度を目標エンジン回転速度
に、好ましくは車両の走行状態に基づいて予め選択され
た規範モデルの応答特性に従って一致させるように、エ
ンジン回転速度モデルマツチング制御を行う。
又は、アクセル操作量、あるいはこれと車両の走行状態
とから、目標駆動軸トルクを決定する。
そして、下記の目標駆動軸トルク補正において補正され
た目標駆動軸トルクに、好ましくは車両の走行状態に基
づいて予め選択された規範モデルの遅延を施して、規範
駆動軸トルクを演算する。そして、実際に検出された駆
動軸トルクと規範駆動軸トルクとの偏差を用いて、目標
駆動軸トルクを補正する。そして、この補正された目標
駆動軸トルクと、トランスミッションの変速比と、トル
クコンバータの出力軸回転速度とに基づいて、実際の駆
動軸トルクを目標駆動軸トルクに、前記規範モデルの応
答特性に従って一致させるように、エンジン制御操作量
を演算・出力して、駆動軸トルクモデルマツチング制御
を行う。あるいは、補正された目標駆動軸トルクを、ト
ランスミッションの変速比とトルクコンバータの出力軸
回転速度とを用いて、目標エンジン回転速度に変換し、
実際のエンジン回転速度を目標エンジン回転速度に、前
記規範モデルの応答特性に従って一致させるように、エ
ンジン回転速度モデルマツチング制御を行う。
従って、駆動軸トルクの定常特性が、アクセル操作量、
あるいはこれと車両の走行状態とにより決定された目標
駆動軸トルクに定常偏差なく一致し、また、駆動軸トル
クの過渡特性が、好ましくは車両の走行状態に基づいて
予め選択された規範モデルに一致するように制御される
。
〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。
第３図はシステム図を示す。
エンジン１においては、吸気通路２に設けたスロットル
弁３により吸入空気量が制御される一方、この空気量に
応じた量の燃料が各気筒の吸気ポートに設けたインジェ
クタ４より噴射されて、所望の空燃比の混合気が形成さ
れ、燃焼室内にて点火栓５により点火されて燃焼し、そ
の燃焼エネルギーか出力軸６の回転に変換される。
エンジン１の出力軸６の回転は、トルクコンバータ（以
下トルコンという）７を介して、トルコン出力軸８に伝
達され、更に、トランスミッション９を経て、車両の駆
動軸１０に伝達される。
ここにおいて、本発明に係るエンジン制御のため、各種
の検出手段か設けられている。
すなわち、アクセル操作量検出手段として、ポテンショ
メータ式のアクセル開度センサ１１か設けられていて、
アクセル開度（アクセル操作量）Ａｃｃか検出される。
また、エンジン回転速度検出手段として、エンジン回転
速度センサ１２が設けられていて、エンジン回転速度Ｎ
ｅか検出される。尚、このセンサ１２としては、単位角
毎の単位信号と基準位置毎の基準信号とを出力するクラ
ンク角センサが用いられ、所定時間内における単位信号
の発生数又は基準信号の周期よりエンジン回転速度Ｎｅ
が算出される。
また、トルコン出力軸回転速度検出手段として、トルコ
ン出力軸回転速度センサ１３が設けられていて、トルコ
ン出力軸８の回転速度Ｎｔが検出される。
また、変速比検出手段として、シフト位置センサ１４が
設けられていて、トランスミッション９のシフト位置Ｐ
か検出され、これにより変速比Ｇｒが検出される。
また、駆動軸トルク検出手段として、磁歪式のトルクセ
ンサ１５が設けられていて、駆動軸ＩＯに加わる駆動軸
トルクＴｏが検出される。
また、走行状態検出手段として、車速センサ１６か設け
られていて、駆動軸ｌＯの回転速度であるところの車速
Ｖｓｐか検出される。
また、同じく走行状態検出手段として、操舵角センサ１
７か設けられていて、ステアリングシャフトの操舵角α
か検出される。
これらのセンサ１１〜１７からの検出信号はマイクロコ
ンピュータ内蔵のコントロールユニット１８に入力され
る。
コントロールユニット１８においては、後述する第４図
に示す制御ルーチンを実行して、これらの検出信号を基
に、エンジン制御操作量として、目標スロットル弁開度
θ０を演算し、これをサーボ駆動回路２０に出力する。
サーボ駆動回路２０は、スロットル弁３に付設されたポ
テンショメータ式のスロットルセンサ２１により検出さ
れた実際のスロットル弁開度θｒと、コントロールユニ
ット１８から入力された目標スロットル弁開度θ０との
偏差に応じて、スロットル弁３に連結されたサーボモー
タ２２を正逆転駆動し、スロットル弁３の開度を目標ス
ロットル弁開度θ０に追従させる。
尚、コントロールユニット１８は、この他、周知の方法
により、吸入空気量に応じた燃料噴射パルスをインジェ
クタ４に出力して燃料噴射制御を行い、また、最適なタ
イミングで点火パルスをイグニッションコイル２３に出
力して点火栓５による点火制御を行う。
次に、コントロールユニット】８内のマイクロコンピュ
ータにより実行される第４図の制御ルーチンについて説
明する。尚、本例は請求項１．３〜６に記載の発明に対
応する。
第４図の制御ルーチンは一定周期（例えば１０ｍ５）毎
に実行される。
ステップ１　（図にはＳｌと記しである。以下同様）〜
ステップ７ては、前記センサ１１−１７の出力値を読込
み、適宜計算して、アクセル開度Ａ　ｃｃ。
エンジン回転速度Ｎｅ、　　トルコン出力軸回転速度Ｎ
ｔ、　　シフト位置Ｐ、駆動軸トルクＴｏ、車速Ｖｓｐ
及び操舵角αを検出する。
ステップ８では、目標駆動軸１〜ルクＴｏｒを決定する
。この目標駆動軸トルクＴｏｒは、そのときの運転者の
要求であるアクセル開度Ａｃｅと車両の走行状態（車速
Ｖｓｐ、操舵角α）とに基づいて、以下のように決定す
る。
例えば、第５図に示すように、ＡｃｃとＶｓｐとに基づ
いてＴｏｒを予め定めたテーブルをαに応じて複数設け
ておき、αの大小によりテーブルを選択して、そのテー
ブルからＡｃｃとＶｓｐとに基づいてＴｏｒをテーブル
ルックアップする。ここでは、車両の最大動力性能と旋
回中の安定性とを考慮して、Ｖｓｐ又はαの増加と共に
Ｔｏｒが減少するように設定する。
また、テーブルデータを用いずに、次式のような単純な
線形式によりＴｏｒを設定してもよい。
Ｔｏｒ＝に、　ｍ　Ａｃｃ−Ｌ　・Ｖｓｐ−Ｌ　・ａこ
の部分か目標駆動軸トルク決定手段に相当する。
ステップ９では、駆動軸トルクの応答特性を規定する規
範モデルＨ（Ｓ）を、予め設定された幾つかの規範モデ
ル（時間−ゲイン特性）の中から選択する。
例えば、第６図に示すように、走行状態（操舵角α）に
応じて複数の規範モデルを設けておき、操舵角αの大小
に従って選択する。ここでは、旋回中の車両の安定性を
考慮して、操舵角αの増加と共に緩やかな特性を有する
規範モデルを選択するようにする。
この部分か規範モデル選択手段に相当する。
尚、本実施例では、規範モデルＨ（ｓ）として、次式の
ような二次遅れ要素とむだ時間要素からなるものを用い
る。
ステップ１０では、■サンプル周期前に後述するステッ
プ１７で演算された車両の駆動系モデルの応答出力であ
る規範駆動軸トルクＴ　ｏｒｅｆを読込む。
ステップ１１では、実際に検出された駆動軸トルクＴＯ
と、１サンプル周期前の規範駆動軸トルクＴｏｒｅｆと
の、トルク偏差△Ｔｏ（次式参照）を求める。
ΔＴ　ｏ　＝Ｔ　ｏ　−Ｔｏｒｅｆ この部分か偏差演算手段に相当する。
ステップ１２ては、トルク偏差ΔＴｏを用いて、目標駆
動軸トルクＴａｒを補正し、目標駆動軸トルク補正値Ｔ
ｏｒ’　　（次式参照）を求める。
Ｔｏｒ’　＝Ｔｏｒ−△Ｔ。
この部分が目標駆動軸トルク補正手段に相当する。
ステップ１３では、目標エンジン回転速度Ｎｅｒを演算
する。
これは、先ず、目標駆動軸トルク補正値Ｔｏｒと、シフ
ト位置Ｐに対応する変速比Ｇｒとから、次式に従って、
目標トルコン出力軸トルクＴｔｒを算出する。
Ｔ　ｔｒ＝　Ｔ　ｏｒ’　／　Ｇ　ｒ　　　−（２）続
いて、目標トルコン出力軸トルクＴｔｒとトルコン出力
軸回転速度Ｎｔとから目標エンジン回転速度Ｎｅｒ＝ｆ
　（Ｔｔｒ、Ｎｔ）を算出する。
ここでの目標エンジン回転速度Ｎｅｒ＝　ｆ　（Ｔ　ｔ
ｒ。
Ｎｔ）の算出は以下のように行われる。
第７図に示すように、トルコンの特性は、トルコン入力
軸回転速度（エンジン回転速度Ｎｅに等しい）と、トル
コン出力軸回転速度Ｎｔとに依存するので、トルコン出
力軸トルクＴｔは下記の２次式でモデル化されることが
公知である。
非カップリング領域： Ｔ　ｔ”Ａｏ−Ｎｔ”＋Ａ＋’　Ｎ　ｔ　−Ｎｅ＋　Ａ
　２　・Ｎ　ｅ　２−（３） カップリング領域： Ｔｔ＝Ｂｏ−Ｎｔ２＋Ｂ＋−Ｎｔ　−Ｎｅ十Ｂ２　・Ｎ
　ｅ　’　　　　　　　　・”（４）但し、Ａ０〜Ａ２
．Ｂ、〜Ｂ２は、トルコンに固有の定数である。
上記（３）、　（４）式は、第７図において、トルク容
量τ（＝Ｔｔ／Ｎｅ”）の２次曲線が、回転速度比Ｎ　
ｔ　／　Ｎ　ｅを用いて、 Ｔｔ／Ｎｅ”　＝Ｃｏ・（Ｎｔ／Ｎｅ）２＋　Ｃ＋　・
（Ｎ　ｔ　／　Ｎ　ｅ　）　十Ｃ２と表される（但し、
００〜Ｃ２は曲線の膨らみを定める定数）ことから、こ
の式をＴｔについて整理して、得られるものである。
尚、第７図において、効率ηは、Ｎｔ−ＴｔとＮｅ−Ｔ
ｅとの比である（但し、Ｔｅは入力トルク）。
上記（３）、　（４）式において、目標トルコン出力軸
トルクＴｔｒの得られるエンジン回転速度をＮｅｒとす
れば、これらを代入して、 Ｔｔｒ＝Ａｏ・Ｎｔ’＋Ａ＋・Ｎｔ　−Ｎｅｔ＋Ａ　ｔ
　、Ｎ　ｅｒ２−（５） Ｔｔｒ＝Ｂｏ＠　Ｎ　ｔ　２＋Ｂ＋　・Ｎｔ　−Ｎｅｒ
＋　Ｂ　ｔ　・Ｎｅｔ’　　　　　　　　　−（６）と
なる。
ここで、Ｔｔｒ及びＮｔを変数として、上記（５）。
（６）式の連立２次方程式を解くと、目標エンジン回転
速度Ｎｅｒを求めることができる。
尚、予め計算したＮｅｒの値をテーブルに入れておいて
、そのときのＴｔｒとＮｔとからテーブルルックアップ
によりＮｅｔを求めるようにしてもよい。
ステップ１４ては、実際のエンジン回転速度Ｎｅが目標
エンジン回転速度Ｎｅｒに、前記選択された規範モデル
Ｈ（Ｓ）の応答特性に沿って一致するように、目標エン
ジン出力軸トルクＴｅｒを演算する。
本実施例では、制御対象モデルの通糸を用いたＥＸＡＣ
Ｔモデルマツチング補償を行う。
後述のステップ１５．１６に示すように、目標エンジン
出力軸トルクＴｅｒに基づいてスロットル弁開度を制御
し、エンジン出力軸トルクが目標値に追従するように制
御したエンジンの応答特性をＧＭ（Ｓ）（（８）式）で
モデル化できると仮定すると、ＥＸＡＣＴモデルマツチ
ング補償器Ｃ（Ｓ＋は、（力式で示される。
Ｃ（Ｓ）＝Ｈ（Ｓ）／ＧＭ（Ｓ）　　　・・・（７）Ｎ
ｅ＝ＧＭ（ｓ）・Ｔｅｒ　　　−（８）Ｔ　ｅｒ＝　Ｃ
（Ｓ）　・Ｎｅｒ　　　　＝（９）（８）、　（９）式
から明らかなように、目標エンジン回転速度Ｎｅｔとエ
ンジン回転速度Ｎｅとの関係は、ＱＯ）式のごとくとな
る。
Ｎ　ｅ　＝　Ｈ（Ｓ）　・Ｎ　ｅｒ　　　　−ＱＯ）実
際には、公知の方法を用いて、（８）式をサンプル周期
Ｔｓ　（１０ｍｓ）で離散化して得られる漸化式０υに
より、目標エンジン出力軸トルクＴｅｒを計算する。
Ｔ　ｅｒ（ｋ）　−Ｋｇ　・Ｔｅｒ（ｋ−１）＋Ｋｔ　
・Ｔｅｒ（ｋ−２）十に、　・Ｎｅｒ（ｋ）＋Ｋｓ　・
Ｎｅｔ（ｋ−１）＋Ｌｏ　ＨＮｅｒ（ｋ−２）・・・α
υ ステップ１５では、ステップ１４で求められた目標エン
ジン出力軸トルクＴｅｒとそのときのエンジン回転速度
Ｎｅとから、第８図に示した目標スロットル弁開度テー
ブルを参照して、目標スロットル弁開度θ０を読出す。
第８図で与えたデータは車両に搭載されたエンジンの性
能から定まるデータである。
ステップ１６では、目標スロットル弁開度θ０をサーボ
駆動回路２０へ出力する。これにより、サーボモータ２
２によってスロットル弁３が駆動されて、その開度が０
０に一致するようにフィードバック制御される。
ここで、ステップ１３〜１６の部分が駆動軸トルクモデ
ルマツチング制御手段に相当する。
また、この駆動軸トルクモデルマツチング制御手段（ス
テップ１３〜１６）については、ステップ１３の部分か
目標エンジン回転速度演算手段に相当し、ステップ１４
〜１６の部分かエンジン回転速度モデルマツチング制御
手段に相当する。
さらに、このエンジン回転速度モデルマツチング制御手
段（ステップ１４〜１６）については、ステップ１４の
部分が目標エンジン出力軸トルク演算手段に相当し、ス
テップ１５．１６の部分が吸入空気量制御手段に相当す
る。
ステップ１７では、ステップ１５で求められた目標スロ
ットル弁開度θ０を入力として、制御対象である車両の
駆動系モデルの応答出力である規範駆動軸トルクＴｏｒ
ｅｆ＝ｆ　（θ０）を演算する。但し、エンジン定常特
性（第８図）、エンジン過渡特性（（８）式）、トルコ
ン特性（（３）又は（４）式）、変速機特性（（２）式
）をそのまま用いる。従って、αＯ）式などから明らか
なように、目標駆動軸トルク補正値Ｔ　ｏｒ’　と規範
駆動軸トルクＴ　ｏｒｅｆの関係は、前記の規範モデル
Ｈ（Ｓ）を用いて、０３式のように示される。
Ｔ　ｏｒｅｆ　＝　Ｈ（Ｓ）　・Ｔ　ｏｒ’　　　　−
＝αり尚、ステップ１４で求められた目標エンジン出力
軸トルクＴｅｒを入力として、制御対象である車両の駆
動系モデルの応答出力である規範駆動軸トルクＴ　ｏｒ
ｅｆを計算しても同様の結果となる。
このステップ１７の部分か規範駆動軸トルク演算手段に
相当する。
ここで、この例の作用を説明する。
アクセル操作量に応じてエンジン出力軸トルクを制御す
る方式（従来方式）をトルコンを備える車両にそのまま
採用したのでは、アクセル操作量に的確に対応した駆動
軸トルクが得られない。また、駆動軸トルクの応答特性
は、エンジンやトルコンの構造的特性に依存し、車両が
直進中でも、旋回中でも同一の特性しか得られない。こ
のため、運転者には、直進走行又は旋回走行に適した微
妙なアクセル操作か求められた。
これに対して、この例では、目標駆動軸トルク（定常特
性）がアクセル操作量Ａｃｃと車速Ｖｓｐと操舵角αと
により決定され、さらに規範モデル（過渡特性）が操舵
角αにより決定され、これらの特性か得られるようにス
ロ・ノトル弁開度か制御される。従って、運転者の要求
（アクセル操作量）に的確に対応した駆動軸トルクが得
られ、また、直進、旋回を問わず安定した走行か、運転
者に負担をかけることなく実現できる。
ところで、制御計算に用いる駆動系モデル（（２）式、
（３）式、（４）式、（８）式、第８図）と、実際の駆
動系の応答特性との間に差異かある場合のみ、トルク偏
差ΔＴＯが生じ、フィードバック補正かなされる。従っ
て、駆動系モデルがある程度正確であれば、フィードフ
ォワード制御の利点（即応性）と、フィードバックの利
点（定常偏差なし）とが同時に得られる。つまり、本例
では、駆動軸トルクを規範モデルに基づいて定常偏差な
く制御できる。
次に、他の実施例として、第９図の制御ルーチンについ
て説明する。尚、本例は請求項２に記載の発明を基調と
するものである。
第９図の制御ルーチンも一定周期（例えば１０ｍ５）毎
に実行される。
ステップ１〜９は、前述の実施例と同じである。
すなわち、ステップ１〜７で、アクセル間度Ａｃｃエン
ジン回転速度Ｎｅ、　　トルコン出力軸回転速度Ｎｔ、
　　シフト位置Ｐ、駆動軸トルクＴｏ、車速Ｖｓｐ及び
操舵角αを検出し、ステップ８で、目標駆動軸トルクＴ
ｏｒを決定し、ステップ９て、駆動軸トルクの応答特性
を規定する規範モデルＨ（Ｓ）を選択する。
ステップ１０″ては、前回（１周期前）においてステッ
プ１２で演算された目標駆動トルク補正値Ｔｏｒを入力
として、前記選択された規範モデルの応答出力である規
範駆動軸トルクＴ　ｏｒｅｆを演算する。
実際には、前記（１）式を公知の方法を用いてサンプル
周期Ｔｓ（−１０ｍｓ）で離散化して得られる下記の漸
化式を用いて規範駆動軸トルクＴ　ｏｒｅｆを求める。
Ｔｏｒｅｆ（ｋ）　＝　ｙ　（ｋ　−ｒ　ｐ／Ｔ　ｓ　
）ｙ（ｋ）＝に、・ｙ　（ｋ−１）　＋　Ｋ　２・ｙ（
ｋ−２）十に３　・Ｔｏｒ’（ｋ）＋に４・Ｔｏｒ’（
ｋ−１）＋Ｋｓ　・Ｔｏｒ’（ｋ−２）この部分か規範
駆動軸トルク演算手段に相当する。
従って、次のステップ１１では、実際に検出された駆動
軸トルクＴＯと、ステップ１０°で演算した規範駆動軸
トルクＴ　ｏｒｅｆとの、トルク偏差ΔＴ。
＝Ｔｏ　−Ｔｏｒｅｆを求める。
その後のステップ１２〜１６は、前述の実施例と同しで
ある。すなわち、ステップ１２で、目標駆動軸トルクＴ
ｏｒを補正し、ステップ１３で、目標エンジン回転速度
Ｎｅｒを演算し、ステップ１４で、目標エンジン出力軸
トルクＴｅｒを演算する。そして、ステップ１５で、目
標スロットル弁開度θ０を読出し、ステップ１６で、こ
のθ０をサーボ駆動回路２０へ出力する。
次に、車両の走行状態として、他の要素を用いた例■〜
■につき説明する。
■　降雨量を用いた例 降雨量センサを用いて、降雨量Ｒを検出し、これに基づ
いて目標駆動軸トルクＴｏｒを決定し、また規範モデル
Ｈ（Ｓ）を選択する。
目標駆動軸トルクＴｏｒは、そのときの運転者の要求で
あるアクセル開度Ａｃｅと車両の走行状態（車速Ｖｓｐ
、降雨量Ｒ）とに基づいて決定するが、第１Ｏ図に示す
ように、Ｔｏｒテーブルを降雨量Ｒに応じて複数設けて
おき、その大小によりテーブルを選択して、前述の実施
例と同様の手順で決定する。この場合、降雨量Ｒ大の時
には、路面の摩擦率μが低下するので、スリップを起こ
さないようにＴｏｒを減少させる。
尚、テーブルデータを用いずに次式のように単純な線形
式によりＴｏｒを決定してもよい。
Ｔｏｒ＝に＋　＊　Ａｃｅ−に２−　Ｖｓｐ−Ｌ　・Ｒ
また、走行状態（降雨量Ｒ）に基づいて、駆動軸トルク
の応答特性を規定する規範モデルＨ（Ｓ）を、予め設定
された幾つかの規範モデルの中から選択する。この場合
、車両の安定性を考慮して、第１１図に示すように、降
雨量Ｒの増加と共に緩やかな特性の規範モデルを選択す
るようにする。
■　車両の積載重量を用いた例 サスペンションのストロークセンサを用いて乗車人員等
の積載重量Ｗを推定し、これに基づいて目標駆動軸トル
クＴｏｒを決定する。
目標駆動軸トルクＴｏｒは、そのときの運転者の要求で
あるアクセル開度Ａｃｅと車両の走行状態（車速Ｖｓｐ
、積載重量Ｗ）とに基づいて決定するか、第１Ｏ図に示
すように、Ｔｏｒテーブルを積載重量Ｗに応じて複数設
けておき、その大小によりテーブルを選択して、前述の
実施例と同様の手順で決定する。この場合、常に同一の
加速感を得るために、積載重量Ｗの増加に伴ってＴｏｒ
を増加させる。
尚、テーブルデータを用いずに次式のように単純な線形
式によりＴｏｒを決定してもよい。
Ｔｏｒ＝に、−Ａｃｃ−に２・Ｖｓｐ十Ｌ　・Ｗ■　登
板・降板を推定する例 定速走行時に加速度センサを用いて、路面の前後方向傾
斜θＳを検出し、これに基づいて目標駆動軸トルクＴｏ
ｒを決定し、また規範モデルＨ（Ｓ）を選択する。
目標駆動軸トルクＴｏｒは、そのときの運転者の要求で
あるアクセル開度Ａｃｅと車両の走行状態（車速Ｖｓｐ
、路面傾斜θＳ）とに基づいて決定するが、第１０図に
示すように、Ｔｏｒテーブルを路面傾斜θＳに応じて複
数設けておき、その大小によりテーブルを選択して、前
述の実施例と同様の手順で決定する。この場合、登板路
（θｓ〉０）を走行中にはＴｏｒを増加させ、降板路（
θｓ〈０）を走行中にはＴｏｒを減少させて、良好な運
転性を得るようにする。
尚、テーブルデータを用いずに次式のように単純な線形
式によりＴａｒを決定してもよい。
Ｔｏｒ＝に＋　＃　Ａｃｃ−Ｌ　・Ｖｓｐ＋ｋａ　Ｔｅ
３また、走行状態（路面傾斜θＳ）に基づいて、駆動軸
トルクの応答特性を規定する規範モデルＨ（Ｓｌを、予
め設定された幾つかの規範モデルの中から選択する。こ
の場合、車両の安定性を考慮して、第１１図に示すよう
に、降板路（θ＜０）を走行中には緩やかな特性を有す
る規範モデルを選択するようにする。
■　駆動輪荷重を用いた例 駆動輪サスペンションのストロークセンサを用いて駆動
輪荷重Ｎを検出し、これに基づいて目標駆動軸トルクＴ
ｏｒを決定し、また規範モデルＨ（Ｓ）を選択する。
目標駆動軸トルクＴｏｒは、そのときの運転者の要求で
あるアクセル開度Ａｃｅと車両の走行状態（車速Ｖｓｐ
、駆動輪荷重Ｎ）とに基づいて決定するが、第１０図に
示すように、Ｔｏｒテーブルを駆動輪荷重Ｎに応じて複
数設けておき、その大小によりテーブルを選択して、前
述の実施例と同様の手順で決定する。この場合、駆動輪
荷重Ｎの減少に伴って路面に伝達される駆動力が減少す
るので、スリップを起こさないようにＴｏｒを減少させ
る。
尚、テーブルデータを用いずに次式のように単純な線形
式によりＴｏｒを決定してもよい。
Ｔｏｒ＝に＋　ｍ　Ａｃｅ−ｋｚ　−Ｖｓｐ＋ｋｓ　・
Ｎまた、走行状態（駆動輪荷重Ｎ）に基づいて、駆動軸
トルクの応答特性を規定する規範モデルＨ（Ｓ）を、予
め設定された幾つかの規範モデルの中から選択する。こ
の場合、スリップを防ぐために、第１１図に示すように
、駆動輪荷重Ｎの減少と共に緩やかな特性を有する規範
モデルを選択するようにする。
さらに、駆動輪荷重Ｎを推定する方法として、車両の空
力特性（車速に対するダウンフォースの発生関係）を予
めメモリに記憶しておき、これによって車速から輪荷重
を推定し、上記と同様の操作を行う。これは特に可変ス
ポイラ−等空力特性を可変にする制御を行う車両の場合
、その空力制御系の制御状態によって車両のダウンフォ
ースも変化しうるため必要になってくる。このような場
合、スポイラ−等の空力制御アクチュエータの位置、車
速から、車のダウンフォースを推定、あるいは事前にメ
モリに記憶された値をルックアップすればよい。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、車両の挙動に大き
く関与する駆動軸トルクの定常特性と過渡特性を各々別
々に、車両の走行状態等に適合するように、定常偏差な
く制御できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）、　（Ｂ）及び第２図（Ａ）、　（Ｂ）は
本発明の構成を示す機能ブロック図、第３図は本発明の
一実施例を示すシステム図、第４図は制御ルーチンのフ
ローチャート、第５図は目標駆動軸トルクテーブルを示
す図、第６図は規範モデルテーブルを示す図、第７図は
トルコンの基本的特性を示す図、第８図は目標スロット
ル弁開度テーブルを示す図、第９図は他の実施例を示す
制御ルーチンのフローチャート、第１Ｏ図は目標駆動軸
トルクテーブルの他の例を示す図、第】１図は規範モデ
ルテーブルの他の例を示す図である。 ルユニット ットルセンサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）トルクコンバータを備える車両用エンジンの制御
    装置において、 アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、 トルクコンバータの出力軸回転速度を検出するトルコン
    出力軸回転速度検出手段と、 トランスミッションにおける変速比を検出する変速比検
    出手段と、 車両の駆動軸にかかる駆動軸トルクを検出する駆動軸ト
    ルク検出手段と、 少なくとも前記検出されたアクセル操作量に基づいて目
    標駆動軸トルクを決定する目標駆動軸トルク決定手段と
    、 下記の駆動軸トルクモデルマッチング制御手段で演算さ
    れたエンジン制御操作量と、エンジン及びトルクコンバ
    ータを含む駆動系モデルとに基づいて、規範駆動軸トル
    クを演算する規範駆動軸トルク演算手段と、 前記検出された駆動軸トルクと前記演算された規範駆動
    軸トルクとの偏差を演算する偏差演算手段と、 前記演算された偏差により、前記決定された目標駆動軸
    トルクに補正を施す目標駆動軸トルク補正手段と、 前記補正された目標駆動軸トルクと、前記検出された変
    速比と、トルクコンバータの出力軸回転速度とに基づい
    て、実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルクに、予め選
    択された規範モデルの応答特性に従って一致させるよう
    に、エンジン制御操作量を演算して、エンジンを制御す
    る駆動軸トルクモデルマッチング制御手段と、 を設けて構成したことを特徴とする車両用エンジンの制
    御装置。
  2. （２）トルクコンバータを備える車両用エンジンの制御
    装置において、 アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、 トルクコンバータの出力軸回転速度を検出するトルコン
    出力軸回転速度検出手段と、 トランスミッションにおける変速比を検出する変速比検
    出手段と、 車両の駆動軸にかかる駆動軸トルクを検出する駆動軸ト
    ルク検出手段と、 少なくとも前記検出されたアクセル操作量に基づいて目
    標駆動軸トルクを決定する目標駆動軸トルク決定手段と
    、 下記の目標駆動軸トルク補正手段により補正された目標
    駆動軸トルクに、予め選択された規範モデルの遅延を施
    して、規範駆動軸トルクを演算する規範駆動軸トルク演
    算手段と、 前記検出された駆動軸トルクと前記演算された規範駆動
    軸トルクとの偏差を演算する偏差演算手段と、 前記演算された偏差により、前記決定された目標駆動軸
    トルクに補正を施す目標駆動軸トルク補正手段と、 前記補正された目標駆動軸トルクと、前記検出された変
    速比と、トルクコンバータの出力軸回転速度とに基づい
    て、実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルクに、前記規
    範モデルの応答特性に従って一致させるように、エンジ
    ン制御操作量を演算して、エンジンを制御する駆動軸ト
    ルクモデルマッチング制御手段と、 を設けて構成したことを特徴とする車両用エンジンの制
    御装置。
  3. （３）駆動軸トルクモデルマッチング制御手段が、前記
    補正された目標駆動軸トルクと、前記検出された変速比
    と、トルクコンバータの出力軸回転速度とに基づいて、
    実際の駆動軸トルクを目標駆動軸トルクに一致させるた
    めに必要な目標エンジン回転速度を演算する目標エンジ
    ン回転速度演算手段と、 実際のエンジン回転速度を前記演算された目標エンジン
    回転速度に一致させるように、エンジン制御操作量を演
    算して、エンジンを制御するエンジン回転速度モデルマ
    ッチッグ制御手段と、からなる請求項１又は請求項２記
    載の車両用エンジンの制御装置。
  4. （４）エンジン回転速度モデルマッチッグ制御手段が、 実際のエンジン回転速度を前記演算された目標エンジン
    回転速度に、前記規範モデルの応答特性に従って一致さ
    せるような、目標エンジン出力軸トルクを演算する目標
    エンジン出力軸トルク演算手段と、 前記演算された目標エンジン出力軸トルクに基づいて、
    エンジンの吸入空気量を制御する吸入空気量制御手段と
    、 からなる請求項３記載の車両用エンジンの制御装置。
  5. （５）目標駆動軸トルク決定手段が、 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段からの信号
    を受け、 前記検出された走行状態と、前記検出されたアクセル操
    作量とに基づいて、目標駆動軸トルクを決定するもので
    ある請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両用
    エンジンの制御装置。
  6. （６）規範モデルを選択する手段として、 車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、前記検
    出された走行状態に基づいて、規範モデルを選択する規
    範モデル選択手段と、 を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれ
    か１つに記載の車両用エンジンの制御装置。
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