JPH03117651A - パワートレイン制御装置 - Google Patents

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、パワートレイン制御装置における制御パラメ
ータ調整手段に関する。

（従来技術） 従来のパワートレイン制御装置では、車両の走り感向上
を目的としたスロットル制御において、アクセル開度に
込められた運転者の意志を反映した最適な走り感を実現
すべく、車種、パワープラント別に代表車両を使用して
実験的に求めたゲインマツプを用いて制御を行っていた
。

（発明が解決しようとする課題） しかし、かかる従来の制御では、車両の固体差や経時変
化に対応できないという問題があった。

また、アクセル踏込量とその変化量が大きく制御系が非
線型となる車両の過渡走行時と、アクセル踏込量とその
変化量が小さく制御系が線型と見なしつる車両の定常走
行時とでは、最適の走り感を実現するための駆動トルク
制御のアルゴリズムは異なると考えられるが、従来の制
御では、かかる点に対する配慮がなされていなかったた
め、車両の走行状態に応じた最適な車両の走り感が得ら
れ難いという問題があった。

従って、本発明の目的は、車両の固体差や経時変化に対
応して、また車両の走行状態に対応して、適切な、車両
の走り感向上を目的としたスロットル制御ができる、パ
ワートレイン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） 上記課題を解決するために、本発明においては、規範モ
デルを用いてアクセル開度に対する駆動トルクの目標応
答特性を求める手段と、前記規範モデルにより得られた
駆動トルクの目標応答特性に実際の駆動トルクの応答特
性を一致させる手段とを備えた第１の駆動トルク制御手
段と、前記第１の駆動トルク制御手段とは異種の第２の
駆動トルク制御手段と、車両の走行状態に応じて第１の
駆動トルク制御手段と第２の駆動トルク制御手段のうち
の何れか一方を選択する手段とを有するパワートレイン
制御装置を提供する。

（作用） 本発明にあっては、規範モデルにより得られた駆動トル
クの目標応答特性に実際の駆動トルクの応答特性を一致
させるように制御パラメータが調整されるので、車両の
固体差や経時変化に対応した適切な制御ができ゛る。ま
た、車両の走行状態に応じて適切な駆動トルク制御手段
が選択されるので、車両の走行状態に対応した適切な制
御ができる。

（実施例） 以下、添付の図面に基づいて、本発明の詳細な説明する
。

第１図は、本発明の実施例にかかる制御装置を備えたパ
ワートレインの構成を示す。

第１図において、パワートレイン１はエンジン２とトラ
ンンスミッション３とにより構成されており、トランン
スミッション３から出力される駆動トルクは、プロペラ
シャフト４を介して後車輪５に伝達される。エンジン２
のスロットルバルブ６に取付けられたスロットル開度セ
ンサ７、プロペラシャフト４に取付けられたトルクセン
サ８からスロットル開度信号、駆動トルク信号がそれぞ
れコントロールユニット９に入力されている。また、後
車輪５に取付けられた後車輪速度センサ５ａ、前車輪１
０に取付けられた前車輪速度センサ１０ａから、それぞ
れ後車輪速度信号、前車輪速度信号がコントロールユニ
ット９に入力されている。コントロールユニット９から
は、スロットルバルブ６の駆動モータ６ａにモータ制御
信号が出力される。

コントロールユニット９は、上記各信号を受は入れる入
力インターフェイスと、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとから
成るマイクロコンピュータと、出力インターフェイスと
、モータ６ａを駆動する駆動回路とを備えており、ＲＯ
Ｍにはエンジン制御プログラムが、またＲ　Ａ　Ｍには
制御を実行するのに必要な各種メモリが設けられている
。

第２図に、第１図のコントロールユニット内部の制御プ
ログラムの構造を示す。制御プログラムは、走り感向上
のためのスロットル制御、急加速制御等の従来のパワー
トレイン制御プログラムと、各パワートレイン制御に用
いられる制御パラメータを調整する制御パラメータ調整
プログラムとから成る。

第３図は、第２図の走り感向上スロットル制御のための
制御パラメ゛−タ調整プログラムの構成図である。制御
パラメータ調整プログラムは、操作対象であるスロット
ル開度Ｕをアクセル開度αに対して比例項と微分項とか
ら成る伝達関数を用いて補償制御するコントローラプロ
グラムＡと、前記スロットル開度Ｕを所定のゲインマツ
プに従って制御するマツプコントロールプログラムＢと
、アクセル開度の状況に応じて前記プログラムＡ、８間
で制御の切り換えを行う制御切換プログラムＣと、規範
モデルプログラムＤと、コントローラプログラムＡの制
御パラメータを調整するためのコントローラパラメータ
調整プログラムＪと、前車輪速度ｖＦと後車輪速度ＶＲ
とに基づいて走行環境を判別する走行環境判別プログラ
ムＦと、走行環境判別プログラムＦの判別結果に基づい
て規範モデルプログラムＤ中の制御定数を変更する規範
モデル変更プログラムＧとから成る。図中、α、ｙはそ
れぞれ入力、パワートレイン１の出力、より詳細には、
アクセル開度、駆動トルクである。

規範モデルプログラムＤは、入力αの変化に対して、パ
ワートレイン１としての望ましい応答特性、ひいては望
ましい出力ｙを与えるように設定したシミュレーション
プログラムであり、操作対象百をアクセル開度αに対し
て比例項と微分項とから成る伝達関数をもちいて補償制
御するコントローラプログラムλと、操作対象石の変化
に対するパワートレイン１の応答シミュレーションプロ
グラムＨとから成る。パワートレイン応答シミュレーシ
ョンプログラムＨはパワートレイン１を同定したもので
ある。コントローラプログラムＡのパラメータはパワー
トレイン１の応答が連応性や安定性等において最適とな
るように設定されている。コントローラパラメータ調整
プログラムＪは、人力αの変化に対して規範モデルプロ
グラムＤによるシミュレーションの結果として得られた
パワートレイン出力ｙ、すなわち入力αの変化に対して
パワートレイン１としての望ましい出カフと、入力αの
変化に対するパワートレインｌの実際の出力ｙの差ｅに
基づいて、該差ｅの自乗の所定時間内累積値を零に近づ
けるように、換言すればパワートレイン１の実゛際の出
力ｙを規範モデルプログラムＤの出力ｙに近づけるよう
に、コントローラプログラムＡの制御パラメータを調整
するプログラムである。

次に、制御パラメータ調整プログラムのブロック図であ
る第４図に基づき、前述の走り感向上スロットル制御の
ための制御パラメータ調整プログラムを詳説する。

コントローラプログラムＡは、操作対象Ｕであるスロッ
トル開度をアクセル開度αに対して補償制御するルーチ
ンｗ１を備えている。ルーチンｗ１は比例要素と微分要
素とを有する伝達関数から成る。コントローラプログラ
ムＡ中、ｋ３、ｋｎは一般にＰ、Ｄゲインと呼ばれる制
御パラメータである。

マツプコントロールプログラムＢは、操作対象Ｕである
スロットル開度をアクセル開度αの関数として求めるゲ
インマツプを持っている。

規範モデルプログラムＤは、操作対象石をアクセル開度
αに対して補償制御するコントローラプログラムＡと、
操作対象ｎの変化に対するパワートレインｌの応答を線
形シミュレートするパワートレイン応答シミュレーショ
ンプログラムＨとから成る。コントローラプログラムＡ
は比例要素と微分要素とを有する伝達関数から成るルー
チン１１を備えている。コントローラプログラムＡ中に
、　、ｋｏ　、は制御パラメータである。前述のごとく
、パラメータに３、ｋ８、は、パワートレイン１の応答
が連応性や安定性等において最適となるように設定され
ている。パワートレイン応答シミュレーションプログラ
ムＨは、前述のごと（パワートレイン１を同定したもの
であり、スロットル開度百の変化に対するエンジン２の
応答をシミュレートするルーチンＷ２と、エンジントル
ク変化の位相遅れをシミュレートするルーチンＷ３と、
エンジントルクを駆動トルクとしてプロペラシャフトに
伝達するトンランスミッション３中のトルクコンバータ
の応答をシミュレートするルーチンＷ、と、トルクコン
バータの位相遅れをシミュレートするルーチンＷ５と、
トンランスミッション３中の変速機のギヤ′比、タイヤ
半径等を含めた駆動ゲインをシミュレートするルーチン
Ｗ、とを備えている。エンジンやトルクコンバータの応
答特性を勘案して、ルーチンｗ２とルーチンｗ４とは１
次遅れ要素から成る伝達関数で構成されている。

また、ルーチンＷ、とルーチンｗ５とは位相遅れを表現
するむだ時間要素から成る伝達関数で、ルーチンＷ、は
比例要素から成る伝達関数で、それぞれ構成されている
。パワートレイン応答シミュレーションプログラムＨ中
ｋＥ、に工、ｋａ、ａＥ、ａＴ、τ６、τ□、はそれぞ
れ定数である。

ここで、ルーチンｗ２、ｗ３、ｗ４）ｗ５）ｗ６に用い
られている定数ｋｔ、ｋ□、ｋＧ　％　ａＥ％ａ工、τ
５、τ、は、最良°の状態に調整されたパワートレイン
１の応答を与えるように設定されている。換言すれば、
パワートレイン応答シミュレーションプログラムＨは、
最良の状態に調整されたパワートレイン１に同定されて
いる。

コントローラパラメータ調整プログラムＪは、規範モデ
ルプログラムＤの出力〒と実機パワートレイン１の出力
ｙの差を所定時間（ｔｏ＝ｔｏ＋τ）にわたって時間関
数ｅとして求めると共に前記所定時間内のｅの自乗累積
値Ｅを求めるルーチンｗ７と、△Ｅ１△に３、Δに、す
なわちＥｌに、、ｋＤの前記所定時間（ｔ　ｏ　−ｔ　
ｏ十τ）とその前の所定時間（ｔｏ−τ〜ｔｏ）との差
を用いて、Ｅが現状よりも小さくなるように制御パラメ
ータ、ｋｐ　、ｋｎを修正するルーチンｗ８とを備えて
いる。ルーチンｗ８において、Ｃｐ、Ｃ。

は定数である。またτ１、τ、は、−旦△Ｅ、Δに３、
△ｋＤが零になると以降ｋＰ　、ｋＤが変化しなくなる
ことに鑑み、かかる事態を防止するためにｋｐ　、ｋｎ
の微小誤差分として付加した定数である。

走行環境判別プログラムＦは、後車輪速度信号と前車輪
速度信号とに基づいて、後車輪速度ＶＲと前車輪速度Ｖ
、の比が所定値Ｖ８を超えたか否かを判別するように構
成されている。

規範モデル変更プログラムＧは、走行環境判別プログラ
ムＦの判別結果に基づいて、ＶＲ／ＶＦがＶ、を超える
場合゛、すなわち後輪がスリップを起こしている場合に
は、アクセル開度αの変化に対して出力ｙの小さな変化
をもたらすような一組の制御定数、ｋＥｓ、ａＥｓｓ　
τ６をパワートレイン応答シミュレーションプログラム
Ｈに与え、一方、ＶＲ／ＶＦがＶｓ以下の場合、すなわ
ち後輪がスリップを起こしていない場合には、アクセル
開度αの変化に対して、後輪がスリップを起こしている
場合に比べ大きな出力ｙの変化をもたらすような一組の
制御定数、ｋ８いａＥＬ、τ。、をパワートレイン応答
シミュレーションプログラムＨに与えるように構成され
ている。

制御切換プログラムＣは、所定時間（ｔｏ〜ｔｏ＋τ）
内のアクセル開度αの自乗累積値が所定値Ｓを超え且つ
現時点でのアクセル開度αか所定値α５を超える場合に
は、すなわちアクセル踏込量とその変化量が大きく制御
系が非線形となる車両の過渡走行時には、アクセル開度
信号をマツプコントロールプログラムＢに接続し、しか
らざる場合、すなわちアクセル踏込量とその変化量が小
さく制御系が線形とみなし得る車両の定常走行時には、
アクセル開度信号をコントローラプログラムＡに接続す
るように構成されている。

以上のように構成された、本実施例に係る制御パラメー
タ調整プログラムの作動を以下に説明する。

運転者のアクセル操作の下に、車両が走行している場合
を想定する。

この時、先ず切り換え制御プログラムＣによって、車両
の走行状態が判断され、車両が過渡走行状態にある時に
は、アクセル開度信号がマツプコントロールプログラム
Ｂに接続され、所定のマツプに従って、アクセル開度α
に応じたパワートレイン１の制御が行われる。

車両が定常走行状態にある時には、アクセル開度信号が
コントローラプログラムＡに接続される。

コントローラプログラムＡは、アクセル開度αの変化に
対し、スロットル開度Ｕを補償制御して（ルーチンｗ１
）パワートレイン１のスロットル制御を行う。

一方、コントローラプログラムＡによるパワートレイン
１の制御と同時に、規範モデルプログラムＤが作動する
。すなわち、コントローラプログラムＡは、アクセル開
度αの変化に対して、スロットル開度石を補償制御しく
ルーチンｗｌ）、制御されたスロットル開度石に基づい
てパワートレイン応答シミュレーションプログラムＨは
パワートレインｌの応答をシミュレートしくルーチンｗ
２〜ｗ６）、駆動トルクを算出する。

コントローラパラメータ調整プログラムＪは、規範モデ
ルプログラムＤの出力ｙと実機パワートレイン１の出力
ｙの差を所定時間にわたって時間関数ｅとして求めると
共に前記所定時間内のｅの自乗累積値Ｅを求め（ルーチ
ンｗ７）、前記所定時間とその前の所定時間との間にお
けるＥの増分を用いて、Ｅが現状よりも小さくなるよう
に、すなわち、実機パワープラント１の出力ｙが現状よ
りも規範モデルプログラムＤの出力〒に近づくように、
制御パラメータＫＰ、ＫＤを修正する（ルーチンｗ、）
。ルーチンｗ７とルーチンｗ８は、Ｅが所定値以下にな
るまで繰り返され、これによって制御パラメータＫｐ、
Ｋｏが調整される。

一方、走行環境判別プログラムＦによって、車両の走行
環境が判別され、該判別結果に基づき、規範モデル変更
プログラムＧによって、車両がスリップ状態にある時に
は、アクセル開度αの変化に対し小さな出カフ変動、す
なわちトルク変動をもたらすような一組の定数（ＫＥＳ
Ｎ　ａｚｓ、τ。、）か、規範モデルプログラムＤ中の
パワートレイン応答シミュレーションプログラムＨの制
御定数として選択され、車両がスリップを起こしていな
い時には、アクセル開度αの変化に対しより大きなトル
ク変動をもたらすような他の一組の定数（Ｋ　ＥいａＥ
Ｌｓ　τＥＬ）が、規範モデルプログラムＤ中のパワー
トレイン応答シミュレーションプログラムＨの制御定数
として選択される。かかる、規範モデルプログラムＤの
出力ｙ変化にともない、実機パワートレイン１のコント
ローラプログラムＡの制御パラメータＫｐ、Ｋｏも、車
両かスリップ状態に宵る時には、アクセル開度αの変化
による実機パワートレインＩの駆動トルク変動が小さく
なるように、また車両がスリップ状態にない時には、ア
クセル開度αの変化による実機パワートレイン１の駆動
トルク変動がより大きくなるように、調整される。

以上の説明から分かるごとく、本実施例に係る制御装置
にあっては、規範モデルプログラムＤによる応答ｙに実
機パワートレイン１の応答ｙを一致させるように、コン
トローラパラメータ調整プログラムＪによって、実機パ
ワートレイン１の制御パラメータ（Ｋｐ　、Ｋｏ　）が
調整されるので、パワートレインの固体差に応じた適切
な制御パラメータの設定が可能となる。

また、走行環境判別プログラムＦと規範モデル変更プロ
グラムＧとにより規範モデルプログラムＤ中のパワート
レイン応答シミュレーションプログラムＨの制御定数が
修正され、その結果、アク−１？　／ｌ／　開度αの変
化に対するパワートレイン１の応答特性が、車両がスリ
ップ状態にある時には低めの感度に、車両がスリップ状
態にない時には高めの感度に自動調整されるので、摩擦
係数の低い路面ではアクセルに対する駆動力ゲインが小
さく、摩擦係数の大きな路面ではアクセルに対する駆動
力ゲインが大きくなり、路面状況、より広義には車両の
走行環境、に応じた適正な車両の制御が可能となる。

さらに、制御切換プログラムＣにより、アクセルの踏込
み状況に応じて、マツプコントロールプログラムＢとコ
ントローラプログラムＡの選択が行われ、アクセルの踏
込量とその変化量が大きく制御系が非線形となる車両の
過渡走行時には、マツプコントロールプログラムＢによ
り、アクセル開度αとスロットル開度Ｕの関係を与える
所定のマツプに基ついてパワートレイン１の制御が行わ
れ、アクセルの踏込量とその変化量が小さく制御系が線
形とみなしうる車両の定常走行時には、コントローラプ
ログラムＡによる補償制御によりパワートレイン１の制
御が行われるので、車両の走行状況に応じた適正な車両
の制御が可能となる。

以上、本発明の詳細な説明したが、本発明は上記の実施
例に限定゛されるものではな（、特許請求の範囲に記載
した発明の範囲内で種々改変が可能なことは言うまでも
ない。例えば、上記の実施例では、制御対象の目標応答
特性を求める手段と、制御対象の目標応答特性に制御対
象の実際の応答特性を一致させる手段等を、規範モデル
プログラム、制御パラメータ調整プログラム等のコンピ
ュータプログラムで構成していたが、これらの手段を他
の機械的な手段を用いて構成してもよい。

（効果） 上述のごとく、本発明に係るパワートレインの制御装置
にあっては、規範モデルにより得られた駆動トルクの目
標応答特性に実際の駆動トルクの応答特性を一致させる
ように制御パラメータが調整されるので、車両の固体差
や経時変化に対応した適切な駆動トルク制御ができる。

また、車両の走行状態に応じて適切な駆動トルク制御手
段が選択されるので、車両の走行状態に対応した適切な
駆動トルク制御ができる。したがって、本発明により、
車両の固体差や経時変化に対応して、また車両の走行状
態に対応して、適切な、車両の走り感向上を目的とした
スロットル制御ができる、パワートレイン制御装置が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例にかかる制御装置を備えたエ
ンジンの全体システム図である。 第２図は、第１図のコントロールユニット内部の制御プ
ログラムの構成図である。 第３図は、第２図の制御パラメータ調整プログラムの構
成図である。 第４図は、制御パラメータ調整プログラムのブロック図
である。 １・・−エンジン、 ９・串・コントロールユニット、 Ａ、Ａ’　　・φ・コントローラプログラム、Ｂ・・・
マツプコントロールプログラム、Ｃ・・・制御切換プロ
グラム、 Ｄ・・・規範モデルプログラム、 Ｊ・・・コントローラパラメータ調整プログラム Ｆ・・・走行環境′判別プログラム、 Ｇ・・・規範モデル変更プログラム、 Ｈ・・・パワートレイン応答シミュレーションプログラ
ム。 制御プログラム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 規範モデルを用いてアクセル開度に対する駆動トルクの
   目標応答特性を求める手段と、前記規範モデルにより得
   られた駆動トルクの目標応答特性に実際の駆動トルクの
   応答特性を一致させる手段とを備えた第１の駆動トルク
   制御手段と、前記第１の駆動トルク制御手段とは異種の
   第２の駆動トルク制御手段と、車両の走行状態に応じて
   第１の駆動トルク制御手段と第２の駆動トルク制御手段
   のうちの何れか一方を選択する手段とを有することを特
   徴とするパワートレイン制御装置。