出力トルクの算出装置
【課題】エンジンの将来の出力トルクを精度よく算出する。
【解決手段】ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッションの変速のための要求などに基づいてエンジンの第１目標トルクが設定される。第１目標トルクとエンジンの実際の出力トルクとの差が小さくなるようにエンジンが制御される。エンジンの運転状態から検出トルクが算出される。第１目標トルクから、エンジンの制御上の無駄時間が加味された算出トルクが算出されるとともに、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、エンジンにおける無駄時間が除かれた第１先読みトルクが算出される。
【解決手段】ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッションの変速のための要求などに基づいてエンジンの第１目標トルクが設定される。第１目標トルクとエンジンの実際の出力トルクとの差が小さくなるようにエンジンが制御される。エンジンの運転状態から検出トルクが算出される。第１目標トルクから、エンジンの制御上の無駄時間が加味された算出トルクが算出されるとともに、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、エンジンにおける無駄時間が除かれた第１先読みトルクが算出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力トルクの算出装置に関し、特に、駆動源における無駄時間が除かれた出力トルクを算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動的に変速を行なう自動変速機が知られている。自動変速機は、たとえば複数の摩擦係合要素のうちの、係合する摩擦係合要素の組合せに応じたギヤを形成する。摩擦係合要素の係合力は、摩擦係合要素に供給される油圧に応じて定まる。すなわち、自動変速機は油圧により作動する。油圧は、たとえばエンジンにより駆動されるオイルポンプにより発生される。
【０００３】
燃費を向上するためには、オイルポンプの負荷をできるだけ小さくすることが望ましい。オイルポンプの負荷を小さくするためには、摩擦係合要素に供給される油圧を低くすればよい。しかしながら、摩擦係合要素の供給される油圧が低すぎると、摩擦係合要素が滑り得る。したがって、自動変速機の入力トルク、すなわちエンジンの出力トルクを正確に把握し、エンジンの出力トルクに対して過不足のない油圧を実現することが望ましい。
【０００４】
特開２００６−４６１７７号公報（特許文献１）は、エンジンの回転数および各気筒の点火時期に基づいて、第１のエンジントルクを算出するステップと、各気筒の点火時期の変動量に基づいて、第１のエンジントルクをなまし処理することにより自動変速機の制御に用いられる第２のエンジントルクを算出するステップとを含む、エンジンのトルク算出方法を開示する。
【０００５】
この公報に記載のトルク算出方法によれば、エンジンの回転数に基づいて、第１のエンジントルク（実エンジン図示トルク）が算出される。たとえば、実エンジン図示トルクを繰返し算出し、前回算出された実エンジン図示トルクおよび今回算出された実エンジン図示トルクの差に基づいて算出された加算値を、前回算出された実エンジン図示トルクに加算するなまし処理により、第２のエンジントルク（実エンジン正味トルク）が算出される。点火時期の変動量が大きい場合は、小さい場合に比べて、加算値は抑制される。これにより、実エンジン図示トルクの変動量が大きい場合であっても、なまし処理により、滑らかに変動する実エンジン正味トルクを算出することができる。そのため、実エンジン正味トルクの急変を抑制することができる。その結果、自動変速機の制御に好ましいトルクを算出することができる。
【特許文献１】特開２００６−４６１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動変速機の制御に用いられる油圧を所望の油圧に調圧するには、ある程度時間が必要である。したがって、エンジンの運転状態に基づいて得られた出力トルクに対して過不足のない油圧を即座に得られるとは限らない。油圧を調圧している間に出力トルクが変化した場合、油圧が目標値に達しても、その時の出力トルクに対して油圧が過剰であったり不足したりし得る。よって、エンジンの出力トルクと自動変速機の制御に用いられる油圧とを精度よく対応させるためには、将来の出力トルクを予め把握しておき、将来の出力トルクに対して過不足が無いように油圧を前もって調圧することが望ましい。しかしながら、特開２００６−４６１７７号公報に記載のトルク算出方法により算出される実エンジン正味トルクは、実時間におけるエンジンの運転状態に基づいた出力トルクであるため、将来の出力トルクではない。
【０００７】
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、駆動源の将来の出力トルクを精度よく算出することができる出力トルクの算出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る出力トルクの算出装置は、駆動源の目標トルクを設定するための設定手段と、駆動源の運転状態を検出するための検出手段と、駆動源の運転状態に応じて駆動源の第１の出力トルクを算出するための第１の算出手段と、駆動源における無駄時間が加味された駆動源の第２の出力トルクを目標トルクから算出するとともに、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じて目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクを目標トルクから算出するための第２の算出手段とを備える。
【０００９】
この構成によると、駆動源の目標トルクが設定される。駆動源の実際の出力トルクは、目標トルクに対して１次遅れおよび無駄時間などの分だけ遅れて実現される。また、駆動源の実際の出力トルクは、外乱（たとえば摩擦抵抗の変化）などの影響を受けて、目標トルクとは異なり得る。駆動源の実際の出力トルクを得るために、駆動源の運転状態に応じて駆動源の第１の出力トルクが算出される。これにより、駆動源の実際の運転状態に応じて、駆動源の実際の出力トルクを表わす第１の出力トルクを精度よく得ることができる。第１の出力トルクとは別に、駆動源における無駄時間が加味された駆動源の第２の出力トルクが目標トルクから算出される。これにより、駆動源の実際の出力トルクを表わす第２の出力トルクを演算により得ることができる。第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差、すなわち、目標トルクから第２の出力トルクを算出するために用いられる演算において生じる誤差に応じて目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクが目標トルクから算出される。これにより、駆動源の運転状態に基づいて得られる第１の出力トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、駆動源の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。そのため、駆動源の将来の出力トルクを精度よく算出することができる出力トルクの算出装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る出力トルクの算出装置においては、第１の発明の構成に加え、設定手段は、複数の種類のトルクを考慮して第１の目標トルクを設定するための手段と、複数の種類のトルクのうちの少なくともいずれか一つのトルクが除かれた第２の目標トルクを設定するための手段とを含む。第２の算出手段は、駆動源における無駄時間が加味された駆動源の第２の出力トルクを第１の目標トルクから算出するとともに、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じて第２の目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクを第２の目標トルクから算出するための手段を含む。
【００１１】
この構成によると、複数の種類のトルクを考慮した第１の目標トルクを用いて算出された、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じて、第３の出力トルクが、複数の種類のトルクのうちの少なくともいずれか一つのトルクが除かれた第２の目標トルクから算出される。これにより、複数の種類のトルクのうちのいずれかのトルクが除かれた第２の目標トルクが実現されることが無くても、駆動源の運転状態から得られる第１の出力トルクと同程度の精度を有する出力トルクを、駆動源の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。そのため、たとえば変速時のショックを低減するために過渡的に要求されるトルクなどの、自動変速機の油圧の制御に対しては必要のないトルクが除かれた目標トルクから、自動変速機の油圧の制御に用いるべき出力トルクを無駄時間分だけ早く得ることができる。その結果、自動変速機の油圧の制御に対しては必要のないトルクが除かれた出力トルクを用いて、自動変速機を安定的に制御することができる。
【００１２】
第３の発明に係る出力トルクの算出装置は、第１または２の発明の構成に加え、第３の出力トルクに対して予め定められた時間だけ遅れた出力トルクを算出するための手段をさらに備える。
【００１３】
この構成によると、駆動源の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得られた将来の出力トルクに対して、予め定められた時間だけ遅れた出力トルクが算出される。これにより、将来の出力トルクを駆動源の実際の出力トルクよりも所望の時間だけ早く得ることができる。そのため、目標トルクに対応するトルクが実現される時期と、将来の出力トルクを用いた制御が実現される時期とを精度よく一致させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る出力トルクの算出装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じた補正量を、駆動源の運転状態毎に学習するための手段をさらに備える。第２の算出手段は、学習された補正量を用いて第３の出力トルクを算出するための手段を含む。
【００１５】
この構成によると、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じた補正量が、駆動源の運転状態毎に学習される。学習された補正量に応じて目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクが目標トルクから算出される。これにより、駆動源の実際の運転状態から算出される第１の出力トルクと目標トルクから算出される第２の出力トルクとの差に応じた補正量が、駆動源の運転状態に応じて変化する場合であっても、駆動源における無駄時間が除かれた第３の出力トルクを目標トルクから速やかに算出することができる。そのため、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じた補正量を算出するために生じ得る遅れを短くすることができる。
【００１６】
第５の発明に係る出力トルクの算出装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、駆動源は内燃機関である。検出手段は、内燃機関に吸入される空気量を検出するための手段を含む。第１の算出手段は、検出された空気量に応じて内燃機関の第１の出力トルクを算出するための手段を含む。
【００１７】
この構成によると、内燃機関に吸入される空気量から、内燃機関の実際の出力トルクを表わす第１の出力トルクを精度よく算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を有する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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、動力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。
【００２２】
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。
【００２３】
オートマチックトランスミッション２０００から出力されたトルクは、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。
【００２４】
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とがハーネスなどを介して接続されている。
【００２５】
シフトレバー８００４の位置（シフトポジション）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、運転者の操作に応じて、運転者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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
本実施の形態においては、ドライバの操作（アクセル開度、車速）、車両の挙動およびオートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づいてエンジンの目標トルクが設定される。より具体的には、ドライバの操作および車両の挙動などに基づいて車両の駆動力が設定され、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ比などを考慮して駆動力がトルクに変換される。得られたトルクに、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づくトルクが加味されて、目標トルクが設定される。目標トルクを実現するように、エンジン１０００が制御される。
【００３４】
オートマチックトランスミッション２０００の油圧制御は、エンジン１０００の出力トルクに基づいて実行される。なお、エンジン１０００およびオートマチックトランスミッション２０００の制御方法はこれに限らない。また、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。また、ＥＣＵ８０００を複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。
【００３５】
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。オートマチックトランスミッション２０００の入力軸と出力軸とを連結するように、後述する摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキ）が予め定められた組合せで係合されることにより、ギヤ段が形成される。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と、後輪７０００にトルクが伝達され得る。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。
【００３６】
シフトレバー８００４がＮ（ニュートラル）ポジションもしくはＰ（パーキング）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Ｎ（ニュートラル）レンジもしくはＰ（パーキング）レンジが選択された場合、摩擦係合要素が解放され、オートマチックトランスミッション２０００はニュートラル状態になる。ニュートラル状態では、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸と出力軸とが遮断される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションもしくはＰ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
図５を参照して、ＥＣＵ８０００についてさらに説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ８０００の各機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。
【００６３】
ＥＣＵ８０００は、設定部９０００と、制御部９０１０と、検出部９０２０と、第１算出部９０３１と、第２算出部９０３２と、第３算出部９０３３と、学習部９０４０とを備える。
【００６４】
設定部９０００は、ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づいてエンジン１０００の第１目標トルクを設定する。
【００６５】
たとえば、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マップに従って、アクセル開度および車速などから、ドライバの操作に基づいた出力トルクが設定される。
【００６６】
また、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)、制振制御、クルーズコントロールなどによりエンジン１０００の出力トルクが設定される。
【００６７】
ＶＤＩＭ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（エンジン１０００の出力トルク）、ブレーキ油圧などを制御する。
【００６８】
ＶＳＣは、前後輪が横滑りしそうな状態をセンサが検出した場合において、各輪のブレーキ油圧および車両の駆動力（エンジン１０００の出力トルク）などを自動的に設定し、車両の安定性を確保する制御である。
【００６９】
ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に、駆動輪の空転をセンサが感知すると、各輪のブレーキ油圧および車両の駆動力（エンジン１０００の出力トルク）などを自動的に設定し、最適な駆動力を確保する制御である。
【００７０】
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。
【００７１】
制振制御は、車両の実際の駆動力などから、車両モデルを用いて算出される車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力（エンジン１０００の出力トルク）を設定する制御である。車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力を設定する方法については、従来の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
【００７２】
クルーズコントールは、車速を予め定められた車速に維持するための駆動力（エンジン１０００の出力トルク）を設定する制御である。
【００７３】
さらに、オートマチックトランスミッション２０００の変速時に発生し得るショックなど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な出力トルクが設定される。
【００７４】
ＥＣＵ８０００は、これらの出力トルクを調停したり、加減算したりすることにより、最終的なエンジン１０００の第１目標トルクを設定する。たとえば、ドライバの操作に基づいた出力トルクおよび車両の挙動に基づいたトルクのうちの最も小さい出力トルクもしくは最も大きい出力トルクが選択される。選択された出力トルクに対して、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクを加算もしくは減算することにより、エンジン１０００の目標トルクが設定される。なお、第１目標トルクの設定方法はこれに限らない。
【００７５】
また、ＥＣＵ８０００は、ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づく出力トルクのうちの、少なくともいずれか一つの出力トルクが除かれた第２目標トルクを設定する。
【００７６】
たとえば、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクが除かれた第２目標トルクが設定される。すなわち、ドライバの操作および車両の挙動に基づいて第２目標トルクが設定される。
【００７７】
ドライバの操作に基づいた出力トルクおよび車両の挙動に基づいたトルクのうちの最も小さい出力トルクもしくは最も大きい出力トルクが、第２目標トルクとして設定される。なお、第２目標トルクの設定方法はこれに限らない。ドライバの操作または車両の挙動に基づく出力トルクを除いて第２目標トルクが設定するようにしてもよい。
【００７８】
制御部９０１０は、第１目標トルクとエンジン１０００の実際の出力トルクとの差が小さくなるようにエンジン１０００を制御する。より具体的には、第１目標トルクとエンジン１０００の実際の出力トルクとの差が小さくなるように、すなわち、エンジン１０００の実際の出力トルクが第１目標トルクに一致するように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量などが制御される。
【００７９】
検出部９０２０は、エンジン１０００の運転状態を検出する。検出される運転状態には、エンジン１０００に吸入される空気量（吸気量）、エンジン回転数ＮＥなどが含まれる。
【００８０】
第１算出部９０３１は、エンジン１０００の運転状態に応じてエンジン１０００の実際の出力トルクを算出（推定）する。たとえば、吸気量およびエンジン回転数などをパラメータとして有するマップに従って、エンジン１０００の実際の出力トルクが算出される。
【００８１】
なお、吸気量の代わりに吸気管内の圧力を用いてもよい。また、トルクセンサによりエンジン１０００の出力トルクを直接検出するようにしてもよい。エンジン１０００の運転状態に応じてエンジン１０００の実際の出力トルクを算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰り返さない。
【００８２】
以下、検出された運転状態に基づいて算出されるエンジン１０００の出力トルクを検出トルクとも記載する。エンジン１０００の検出トルクには、エンジン１０００の制御上の一次遅れならびに無駄時間が反映される。
【００８３】
第２算出部９０３２は、エンジン１０００の制御上の一次遅れならびに無駄時間が加味された、エンジン１０００の実際の出力トルクを、第１目標トルクから算出する。以下、第１目標トルクから算出されるエンジン１０００の出力トルクを算出トルクとも記載する。
【００８４】
算出トルクは、たとえばエンジン回転数ＮＥなどの運転状態ならびに第１目標トルクをパラメータとして有するマップなどに従って、エンジン１０００の制御上の一次遅れならびに無駄時間を反映するように算出される。
【００８５】
また、第２算出部９０３２は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、エンジン１０００における無駄時間が除かれた、エンジン１０００の出力トルクを第１目標トルクから算出する。以下、第１目標トルクから算出される、エンジン１０００における無駄時間が除かれたエンジン１０００の出力トルクを第１先読みトルクとも記載する。
【００８６】
第１目標トルクの補正量は、ＰＩＤ（Proportion Integration Differential）制御により定められる。すなわち、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが小さくなるように、ＰＩＤ制御により第１目標トルクの補正量が定められる。たとえば、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅ、誤差ｅの微分値および誤差ｅの積分値が大きいほどより大きくなるように補正量が定められる。なお、補正量を定める方法はこれに限らない。
【００８７】
検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量を用いて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、図６に示すように、エンジン１０００の運転状態から得られる検出トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、第１目標トルクに応じたトルクが実現される時期よりも無駄時間の分だけ早く第１先読みトルクとして得ることができる。そのため、エンジン１０００の将来の出力トルクを精度よく算出することができる。
【００８８】
本実施の形態においては、第１先読みトルクを用いてエンジン１０００以外の制御システム（たとえば、ＶＳＣおよびクルーズコントロール）が制御される。これにより、エンジン１０００以外の制御システムにおける無駄時間の分だけ早めに制御システムを作動することができる。そのため、第１目標トルクに対応する出力トルクが実現される時期と、エンジン１０００以外の制御システムにおける制御が実現される時期との差を小さくすることができる。その結果、エンジン１０００の実際の出力トルクに応じて、精度よく制御システムを作動することができる。
【００８９】
図５に戻って、さらに、第２算出部９０３２は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第２目標トルクを補正することにより、エンジン１０００における無駄時間が除かれた、エンジン１０００の出力トルクを第２目標トルクから算出する。以下、第２目標トルクから算出される、エンジン１０００における無駄時間が除かれたエンジン１０００の出力トルクを第２先読みトルクとも記載する。第２先読みトルクには１次遅れが反映される。
【００９０】
第２目標トルクの補正量は、第１目標トルクの補正量と同じである。すなわち、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクを含む第１目標トルクを用いて算出される、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクが除かれた第２目標トルクを補正することにより、第２先読みトルクが算出される。
【００９１】
仮に第２目標トルクを実現するようにエンジン１０００を制御した場合にエンジン１０００の運転状態から得られる検出トルクと第２目標トルクから得られる算出トルクとの誤差は、第１目標トルクを実現するようにエンジン１０００を制御した場合の検出トルクと第１目標トルクから得られる算出トルクとの誤差ｅと同程度と考えられるからである。
【００９２】
これにより、第２目標トルクが実現されることが無くても、運転状態から得られる出力トルクと同程度の精度を有する出力トルクを、第２先読みトルクとしてエンジン１０００の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。
【００９３】
本実施の形態においては、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクが除かれた第２目標トルクから、第２先読みトルクが算出される。これにより、図７に示すように、変速時のショックを低減するために過渡的に要求されるトルクなどが除かれた第２目標トルクから、第２先読みトルクを無駄時間分だけ早く得ることができる。
【００９４】
第２先読みトルクは、たとえばオートマチックトランスミッション２０００の油圧回路４０００におけるライン圧ならびに摩擦係合要素に供給する油圧を定めるために用いられる。すなわち、ライン圧ならびに摩擦係合要素に供給する油圧は、第２先読みトルクに応じて制御される。そのため、オートマチックトランスミッション２０００の油圧の制御に対しては必要のないトルクが除かれた第２先読みトルクを用いて、オートマチックトランスミッション２０００を安定的に制御することができる。
【００９５】
図５に戻って、学習部９０４０は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量を、エンジン１０００の運転状態毎に学習（記憶）する。たとえば、図８に示すように、第１目標トルクならびに検出トルクをパラメータとして区分される領域毎に、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量が学習される。
【００９６】
なお、図８における破線は、補正量が学習される領域の境界を示す。第１目標トルクおよび検出トルクの代わりにもしくは加えて、エンジン回転数ＮＥおよび負荷をパラメータとして用いるようにしてもよい。
【００９７】
第２算出部９０３２は、エンジン１０００の運転状態毎に学習された補正量を用いて、第１先読みトルクおよび第２先読みトルクを算出する。すなわち、ＰＩＤ制御により定められる補正量に、エンジン１０００の運転状態毎に学習された補正量が加算される。
【００９８】
これにより、図９において実線で示すように、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅがエンジン１０００の運転状態に応じて変化するために、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量が変化する場合であっても、第１目標トルクおよび第２目標トルクを速やかに補正することができる。そのため、エンジン１０００における無駄時間が除かれた第１先読みトルクおよび第２先読みトルクを、第１目標トルクおよび第２目標トルクから速やかに算出することができる。その結果、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量を算出するために生じ得る遅れを短くすることができる。
【００９９】
なお、図９における一点鎖線は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが零になる理想的な状態を示す。図９における破線との距離が、誤差ｅの大きさを示す。図９における二点鎖線は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが略一定になる状態を示す。検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが略一定になる場合は、補正量を逐次更新する必要性が小さい。そのため、略全ての運転状態において同程度の補正量を用いることができる。この場合、補正量を学習せずとも、第１先読みトルクおよび第２先読みトルクを速やかに算出することができる。
【０１００】
第３算出部９０３３は、図１０に示すように、第２先読みトルクに対して、無駄時間から先読み時間を減算して得られる時間だけ遅れた出力トルクを算出する。言い換えると、実際の出力トルクに対して先読み時間分だけ早い出力トルクが算出される。これにより、検出トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、エンジン１０００の実際の出力トルクよりも所望の時間だけ早く得ることができる。
【０１０１】
本実施の形態においては、第２先読みトルクに対して無駄時間から先読み時間を減算して得られる時間だけ遅れた出力トルクに基づいて、オートマチックトランスミッション２０００の油圧が制御される。そのため、第１目標トルクに応じた実際の出力トルクが実現される時期と、第２先読みトルクを用いた制御が実現される時期とを精度よく一致させることができる。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態に係る出力トルクの算出装置によれば、ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッションの変速のための要求などに基づいてエンジンの目標トルクが設定される。目標トルクとエンジンの実際の出力トルクとの差が小さくなるようにエンジンが制御される。エンジンの運転状態にから、エンジンの実際の出力トルクを表わす検出トルクが算出される。さらに、エンジンの無駄時間を加味して、エンジンの実際の出力トルクを表わす算出トルクが第１目標トルクから算出されるとともに、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、エンジンにおける無駄時間が除かれた出力トルクを表わす先読みトルクが算出される。これにより、エンジンの運転状態から得られる検出トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、第１目標トルクに応じた出力トルクが実現される時期よりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。そのため、エンジンの将来の出力トルクを精度よく算出することができる。
【０１０３】
なお、図１１に示すように、第２算出部９０３２において、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅをローパスフィルタＬＰＦに通すようにしてもよい。このようにすれば、図１２に示すように、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに含まれるノイズを除去することができる。
【０１０４】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】車両のパワートレーンを示す概略構成図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】ＥＣＵの機能ブロック図（その１）である。
【図６】第１目標トルク、検出トルクおよび第１先読みトルクを示す図である。
【図７】第２目標トルク、検出トルクおよび第２先読みトルクを示す図である。
【図８】補正量が学習される領域を示す図である。
【図９】検出トルクと算出トルクとの誤差ｅを示す図である。
【図１０】第２先読みトルクに対して、無駄時間から先読み時間を減算して得られる時間だけ遅れた出力トルクを示す図である。
【図１１】ＥＣＵの機能ブロック図（その２）である。
【図１２】ノイズが除去された検出トルクと算出トルクとの誤差ｅを示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０００ エンジン、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、３０００ プラネタリギヤユニット、４０００ 油圧回路、４００４ オイルポンプ、４００６ プライマリレギュレータバルブ、４０１０ ライン圧油路、４１００ マニュアルバルブ、４１０２ Ｄレンジ圧油路、４１０４ Ｒレンジ圧油路、４１０５ ドレンポート、４２００ ソレノイドモジュレータバルブ、４２１０ ＳＬ１リニアソレノイド、４２２０ ＳＬ２リニアソレノイド、４２３０ ＳＬ３リニアソレノイド、４２４０ ＳＬ４リニアソレノイド、４２５０ ＳＬ５リニアソレノイド、４３００ ＳＬＴリニアソレノイド、４３０２ ＳＬＴ油路、４５００ Ｂ２コントロールバルブ、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、９０００ 設定部、９０１０ 制御部、９０２０ 検出部、９０３１ 第１算出部、９０３２ 第２算出部、９０３３ 第３算出部、９０４０ 学習部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力トルクの算出装置に関し、特に、駆動源における無駄時間が除かれた出力トルクを算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動的に変速を行なう自動変速機が知られている。自動変速機は、たとえば複数の摩擦係合要素のうちの、係合する摩擦係合要素の組合せに応じたギヤを形成する。摩擦係合要素の係合力は、摩擦係合要素に供給される油圧に応じて定まる。すなわち、自動変速機は油圧により作動する。油圧は、たとえばエンジンにより駆動されるオイルポンプにより発生される。
【０００３】
燃費を向上するためには、オイルポンプの負荷をできるだけ小さくすることが望ましい。オイルポンプの負荷を小さくするためには、摩擦係合要素に供給される油圧を低くすればよい。しかしながら、摩擦係合要素の供給される油圧が低すぎると、摩擦係合要素が滑り得る。したがって、自動変速機の入力トルク、すなわちエンジンの出力トルクを正確に把握し、エンジンの出力トルクに対して過不足のない油圧を実現することが望ましい。
【０００４】
特開２００６−４６１７７号公報（特許文献１）は、エンジンの回転数および各気筒の点火時期に基づいて、第１のエンジントルクを算出するステップと、各気筒の点火時期の変動量に基づいて、第１のエンジントルクをなまし処理することにより自動変速機の制御に用いられる第２のエンジントルクを算出するステップとを含む、エンジンのトルク算出方法を開示する。
【０００５】
この公報に記載のトルク算出方法によれば、エンジンの回転数に基づいて、第１のエンジントルク（実エンジン図示トルク）が算出される。たとえば、実エンジン図示トルクを繰返し算出し、前回算出された実エンジン図示トルクおよび今回算出された実エンジン図示トルクの差に基づいて算出された加算値を、前回算出された実エンジン図示トルクに加算するなまし処理により、第２のエンジントルク（実エンジン正味トルク）が算出される。点火時期の変動量が大きい場合は、小さい場合に比べて、加算値は抑制される。これにより、実エンジン図示トルクの変動量が大きい場合であっても、なまし処理により、滑らかに変動する実エンジン正味トルクを算出することができる。そのため、実エンジン正味トルクの急変を抑制することができる。その結果、自動変速機の制御に好ましいトルクを算出することができる。
【特許文献１】特開２００６−４６１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動変速機の制御に用いられる油圧を所望の油圧に調圧するには、ある程度時間が必要である。したがって、エンジンの運転状態に基づいて得られた出力トルクに対して過不足のない油圧を即座に得られるとは限らない。油圧を調圧している間に出力トルクが変化した場合、油圧が目標値に達しても、その時の出力トルクに対して油圧が過剰であったり不足したりし得る。よって、エンジンの出力トルクと自動変速機の制御に用いられる油圧とを精度よく対応させるためには、将来の出力トルクを予め把握しておき、将来の出力トルクに対して過不足が無いように油圧を前もって調圧することが望ましい。しかしながら、特開２００６−４６１７７号公報に記載のトルク算出方法により算出される実エンジン正味トルクは、実時間におけるエンジンの運転状態に基づいた出力トルクであるため、将来の出力トルクではない。
【０００７】
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、駆動源の将来の出力トルクを精度よく算出することができる出力トルクの算出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係る出力トルクの算出装置は、駆動源の目標トルクを設定するための設定手段と、駆動源の運転状態を検出するための検出手段と、駆動源の運転状態に応じて駆動源の第１の出力トルクを算出するための第１の算出手段と、駆動源における無駄時間が加味された駆動源の第２の出力トルクを目標トルクから算出するとともに、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じて目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクを目標トルクから算出するための第２の算出手段とを備える。
【０００９】
この構成によると、駆動源の目標トルクが設定される。駆動源の実際の出力トルクは、目標トルクに対して１次遅れおよび無駄時間などの分だけ遅れて実現される。また、駆動源の実際の出力トルクは、外乱（たとえば摩擦抵抗の変化）などの影響を受けて、目標トルクとは異なり得る。駆動源の実際の出力トルクを得るために、駆動源の運転状態に応じて駆動源の第１の出力トルクが算出される。これにより、駆動源の実際の運転状態に応じて、駆動源の実際の出力トルクを表わす第１の出力トルクを精度よく得ることができる。第１の出力トルクとは別に、駆動源における無駄時間が加味された駆動源の第２の出力トルクが目標トルクから算出される。これにより、駆動源の実際の出力トルクを表わす第２の出力トルクを演算により得ることができる。第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差、すなわち、目標トルクから第２の出力トルクを算出するために用いられる演算において生じる誤差に応じて目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクが目標トルクから算出される。これにより、駆動源の運転状態に基づいて得られる第１の出力トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、駆動源の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。そのため、駆動源の将来の出力トルクを精度よく算出することができる出力トルクの算出装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る出力トルクの算出装置においては、第１の発明の構成に加え、設定手段は、複数の種類のトルクを考慮して第１の目標トルクを設定するための手段と、複数の種類のトルクのうちの少なくともいずれか一つのトルクが除かれた第２の目標トルクを設定するための手段とを含む。第２の算出手段は、駆動源における無駄時間が加味された駆動源の第２の出力トルクを第１の目標トルクから算出するとともに、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じて第２の目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクを第２の目標トルクから算出するための手段を含む。
【００１１】
この構成によると、複数の種類のトルクを考慮した第１の目標トルクを用いて算出された、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じて、第３の出力トルクが、複数の種類のトルクのうちの少なくともいずれか一つのトルクが除かれた第２の目標トルクから算出される。これにより、複数の種類のトルクのうちのいずれかのトルクが除かれた第２の目標トルクが実現されることが無くても、駆動源の運転状態から得られる第１の出力トルクと同程度の精度を有する出力トルクを、駆動源の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。そのため、たとえば変速時のショックを低減するために過渡的に要求されるトルクなどの、自動変速機の油圧の制御に対しては必要のないトルクが除かれた目標トルクから、自動変速機の油圧の制御に用いるべき出力トルクを無駄時間分だけ早く得ることができる。その結果、自動変速機の油圧の制御に対しては必要のないトルクが除かれた出力トルクを用いて、自動変速機を安定的に制御することができる。
【００１２】
第３の発明に係る出力トルクの算出装置は、第１または２の発明の構成に加え、第３の出力トルクに対して予め定められた時間だけ遅れた出力トルクを算出するための手段をさらに備える。
【００１３】
この構成によると、駆動源の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得られた将来の出力トルクに対して、予め定められた時間だけ遅れた出力トルクが算出される。これにより、将来の出力トルクを駆動源の実際の出力トルクよりも所望の時間だけ早く得ることができる。そのため、目標トルクに対応するトルクが実現される時期と、将来の出力トルクを用いた制御が実現される時期とを精度よく一致させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る出力トルクの算出装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じた補正量を、駆動源の運転状態毎に学習するための手段をさらに備える。第２の算出手段は、学習された補正量を用いて第３の出力トルクを算出するための手段を含む。
【００１５】
この構成によると、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じた補正量が、駆動源の運転状態毎に学習される。学習された補正量に応じて目標トルクを補正することにより、駆動源における無駄時間が除かれた駆動源の第３の出力トルクが目標トルクから算出される。これにより、駆動源の実際の運転状態から算出される第１の出力トルクと目標トルクから算出される第２の出力トルクとの差に応じた補正量が、駆動源の運転状態に応じて変化する場合であっても、駆動源における無駄時間が除かれた第３の出力トルクを目標トルクから速やかに算出することができる。そのため、第１の出力トルクと第２の出力トルクとの差に応じた補正量を算出するために生じ得る遅れを短くすることができる。
【００１６】
第５の発明に係る出力トルクの算出装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加え、駆動源は内燃機関である。検出手段は、内燃機関に吸入される空気量を検出するための手段を含む。第１の算出手段は、検出された空気量に応じて内燃機関の第１の出力トルクを算出するための手段を含む。
【００１７】
この構成によると、内燃機関に吸入される空気量から、内燃機関の実際の出力トルクを表わす第１の出力トルクを精度よく算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を有する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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、動力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。
【００２２】
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。
【００２３】
オートマチックトランスミッション２０００から出力されたトルクは、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。
【００２４】
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とがハーネスなどを介して接続されている。
【００２５】
シフトレバー８００４の位置（シフトポジション）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、運転者の操作に応じて、運転者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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
本実施の形態においては、ドライバの操作（アクセル開度、車速）、車両の挙動およびオートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づいてエンジンの目標トルクが設定される。より具体的には、ドライバの操作および車両の挙動などに基づいて車両の駆動力が設定され、オートマチックトランスミッション２０００のギヤ比などを考慮して駆動力がトルクに変換される。得られたトルクに、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づくトルクが加味されて、目標トルクが設定される。目標トルクを実現するように、エンジン１０００が制御される。
【００３４】
オートマチックトランスミッション２０００の油圧制御は、エンジン１０００の出力トルクに基づいて実行される。なお、エンジン１０００およびオートマチックトランスミッション２０００の制御方法はこれに限らない。また、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。また、ＥＣＵ８０００を複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。
【００３５】
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。オートマチックトランスミッション２０００の入力軸と出力軸とを連結するように、後述する摩擦係合要素（クラッチおよびブレーキ）が予め定められた組合せで係合されることにより、ギヤ段が形成される。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と、後輪７０００にトルクが伝達され得る。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。
【００３６】
シフトレバー８００４がＮ（ニュートラル）ポジションもしくはＰ（パーキング）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Ｎ（ニュートラル）レンジもしくはＰ（パーキング）レンジが選択された場合、摩擦係合要素が解放され、オートマチックトランスミッション２０００はニュートラル状態になる。ニュートラル状態では、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸と出力軸とが遮断される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションもしくはＰ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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
図５を参照して、ＥＣＵ８０００についてさらに説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ８０００の各機能は、ハードウエアにより実現するようにしてもよく、ソフトウエアにより実現するようにしてもよい。
【００６３】
ＥＣＵ８０００は、設定部９０００と、制御部９０１０と、検出部９０２０と、第１算出部９０３１と、第２算出部９０３２と、第３算出部９０３３と、学習部９０４０とを備える。
【００６４】
設定部９０００は、ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づいてエンジン１０００の第１目標トルクを設定する。
【００６５】
たとえば、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マップに従って、アクセル開度および車速などから、ドライバの操作に基づいた出力トルクが設定される。
【００６６】
また、ＶＤＩＭ(Vehicle Dynamics Integrated Management)、制振制御、クルーズコントロールなどによりエンジン１０００の出力トルクが設定される。
【００６７】
ＶＤＩＭ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（エンジン１０００の出力トルク）、ブレーキ油圧などを制御する。
【００６８】
ＶＳＣは、前後輪が横滑りしそうな状態をセンサが検出した場合において、各輪のブレーキ油圧および車両の駆動力（エンジン１０００の出力トルク）などを自動的に設定し、車両の安定性を確保する制御である。
【００６９】
ＴＲＣは、滑りやすい路面での発進時および加速時に、駆動輪の空転をセンサが感知すると、各輪のブレーキ油圧および車両の駆動力（エンジン１０００の出力トルク）などを自動的に設定し、最適な駆動力を確保する制御である。
【００７０】
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。
【００７１】
制振制御は、車両の実際の駆動力などから、車両モデルを用いて算出される車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力（エンジン１０００の出力トルク）を設定する制御である。車両のピッチングおよびバウンシングを抑制するための駆動力を設定する方法については、従来の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
【００７２】
クルーズコントールは、車速を予め定められた車速に維持するための駆動力（エンジン１０００の出力トルク）を設定する制御である。
【００７３】
さらに、オートマチックトランスミッション２０００の変速時に発生し得るショックなど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な出力トルクが設定される。
【００７４】
ＥＣＵ８０００は、これらの出力トルクを調停したり、加減算したりすることにより、最終的なエンジン１０００の第１目標トルクを設定する。たとえば、ドライバの操作に基づいた出力トルクおよび車両の挙動に基づいたトルクのうちの最も小さい出力トルクもしくは最も大きい出力トルクが選択される。選択された出力トルクに対して、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクを加算もしくは減算することにより、エンジン１０００の目標トルクが設定される。なお、第１目標トルクの設定方法はこれに限らない。
【００７５】
また、ＥＣＵ８０００は、ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求などに基づく出力トルクのうちの、少なくともいずれか一つの出力トルクが除かれた第２目標トルクを設定する。
【００７６】
たとえば、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクが除かれた第２目標トルクが設定される。すなわち、ドライバの操作および車両の挙動に基づいて第２目標トルクが設定される。
【００７７】
ドライバの操作に基づいた出力トルクおよび車両の挙動に基づいたトルクのうちの最も小さい出力トルクもしくは最も大きい出力トルクが、第２目標トルクとして設定される。なお、第２目標トルクの設定方法はこれに限らない。ドライバの操作または車両の挙動に基づく出力トルクを除いて第２目標トルクが設定するようにしてもよい。
【００７８】
制御部９０１０は、第１目標トルクとエンジン１０００の実際の出力トルクとの差が小さくなるようにエンジン１０００を制御する。より具体的には、第１目標トルクとエンジン１０００の実際の出力トルクとの差が小さくなるように、すなわち、エンジン１０００の実際の出力トルクが第１目標トルクに一致するように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量などが制御される。
【００７９】
検出部９０２０は、エンジン１０００の運転状態を検出する。検出される運転状態には、エンジン１０００に吸入される空気量（吸気量）、エンジン回転数ＮＥなどが含まれる。
【００８０】
第１算出部９０３１は、エンジン１０００の運転状態に応じてエンジン１０００の実際の出力トルクを算出（推定）する。たとえば、吸気量およびエンジン回転数などをパラメータとして有するマップに従って、エンジン１０００の実際の出力トルクが算出される。
【００８１】
なお、吸気量の代わりに吸気管内の圧力を用いてもよい。また、トルクセンサによりエンジン１０００の出力トルクを直接検出するようにしてもよい。エンジン１０００の運転状態に応じてエンジン１０００の実際の出力トルクを算出する方法については、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰り返さない。
【００８２】
以下、検出された運転状態に基づいて算出されるエンジン１０００の出力トルクを検出トルクとも記載する。エンジン１０００の検出トルクには、エンジン１０００の制御上の一次遅れならびに無駄時間が反映される。
【００８３】
第２算出部９０３２は、エンジン１０００の制御上の一次遅れならびに無駄時間が加味された、エンジン１０００の実際の出力トルクを、第１目標トルクから算出する。以下、第１目標トルクから算出されるエンジン１０００の出力トルクを算出トルクとも記載する。
【００８４】
算出トルクは、たとえばエンジン回転数ＮＥなどの運転状態ならびに第１目標トルクをパラメータとして有するマップなどに従って、エンジン１０００の制御上の一次遅れならびに無駄時間を反映するように算出される。
【００８５】
また、第２算出部９０３２は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、エンジン１０００における無駄時間が除かれた、エンジン１０００の出力トルクを第１目標トルクから算出する。以下、第１目標トルクから算出される、エンジン１０００における無駄時間が除かれたエンジン１０００の出力トルクを第１先読みトルクとも記載する。
【００８６】
第１目標トルクの補正量は、ＰＩＤ（Proportion Integration Differential）制御により定められる。すなわち、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが小さくなるように、ＰＩＤ制御により第１目標トルクの補正量が定められる。たとえば、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅ、誤差ｅの微分値および誤差ｅの積分値が大きいほどより大きくなるように補正量が定められる。なお、補正量を定める方法はこれに限らない。
【００８７】
検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量を用いて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、図６に示すように、エンジン１０００の運転状態から得られる検出トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、第１目標トルクに応じたトルクが実現される時期よりも無駄時間の分だけ早く第１先読みトルクとして得ることができる。そのため、エンジン１０００の将来の出力トルクを精度よく算出することができる。
【００８８】
本実施の形態においては、第１先読みトルクを用いてエンジン１０００以外の制御システム（たとえば、ＶＳＣおよびクルーズコントロール）が制御される。これにより、エンジン１０００以外の制御システムにおける無駄時間の分だけ早めに制御システムを作動することができる。そのため、第１目標トルクに対応する出力トルクが実現される時期と、エンジン１０００以外の制御システムにおける制御が実現される時期との差を小さくすることができる。その結果、エンジン１０００の実際の出力トルクに応じて、精度よく制御システムを作動することができる。
【００８９】
図５に戻って、さらに、第２算出部９０３２は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第２目標トルクを補正することにより、エンジン１０００における無駄時間が除かれた、エンジン１０００の出力トルクを第２目標トルクから算出する。以下、第２目標トルクから算出される、エンジン１０００における無駄時間が除かれたエンジン１０００の出力トルクを第２先読みトルクとも記載する。第２先読みトルクには１次遅れが反映される。
【００９０】
第２目標トルクの補正量は、第１目標トルクの補正量と同じである。すなわち、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクを含む第１目標トルクを用いて算出される、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクが除かれた第２目標トルクを補正することにより、第２先読みトルクが算出される。
【００９１】
仮に第２目標トルクを実現するようにエンジン１０００を制御した場合にエンジン１０００の運転状態から得られる検出トルクと第２目標トルクから得られる算出トルクとの誤差は、第１目標トルクを実現するようにエンジン１０００を制御した場合の検出トルクと第１目標トルクから得られる算出トルクとの誤差ｅと同程度と考えられるからである。
【００９２】
これにより、第２目標トルクが実現されることが無くても、運転状態から得られる出力トルクと同程度の精度を有する出力トルクを、第２先読みトルクとしてエンジン１０００の実際の出力トルクよりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。
【００９３】
本実施の形態においては、オートマチックトランスミッション２０００の変速のための要求に基づく出力トルクが除かれた第２目標トルクから、第２先読みトルクが算出される。これにより、図７に示すように、変速時のショックを低減するために過渡的に要求されるトルクなどが除かれた第２目標トルクから、第２先読みトルクを無駄時間分だけ早く得ることができる。
【００９４】
第２先読みトルクは、たとえばオートマチックトランスミッション２０００の油圧回路４０００におけるライン圧ならびに摩擦係合要素に供給する油圧を定めるために用いられる。すなわち、ライン圧ならびに摩擦係合要素に供給する油圧は、第２先読みトルクに応じて制御される。そのため、オートマチックトランスミッション２０００の油圧の制御に対しては必要のないトルクが除かれた第２先読みトルクを用いて、オートマチックトランスミッション２０００を安定的に制御することができる。
【００９５】
図５に戻って、学習部９０４０は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量を、エンジン１０００の運転状態毎に学習（記憶）する。たとえば、図８に示すように、第１目標トルクならびに検出トルクをパラメータとして区分される領域毎に、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量が学習される。
【００９６】
なお、図８における破線は、補正量が学習される領域の境界を示す。第１目標トルクおよび検出トルクの代わりにもしくは加えて、エンジン回転数ＮＥおよび負荷をパラメータとして用いるようにしてもよい。
【００９７】
第２算出部９０３２は、エンジン１０００の運転状態毎に学習された補正量を用いて、第１先読みトルクおよび第２先読みトルクを算出する。すなわち、ＰＩＤ制御により定められる補正量に、エンジン１０００の運転状態毎に学習された補正量が加算される。
【００９８】
これにより、図９において実線で示すように、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅがエンジン１０００の運転状態に応じて変化するために、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量が変化する場合であっても、第１目標トルクおよび第２目標トルクを速やかに補正することができる。そのため、エンジン１０００における無駄時間が除かれた第１先読みトルクおよび第２先読みトルクを、第１目標トルクおよび第２目標トルクから速やかに算出することができる。その結果、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じた補正量を算出するために生じ得る遅れを短くすることができる。
【００９９】
なお、図９における一点鎖線は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが零になる理想的な状態を示す。図９における破線との距離が、誤差ｅの大きさを示す。図９における二点鎖線は、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが略一定になる状態を示す。検出トルクと算出トルクとの誤差ｅが略一定になる場合は、補正量を逐次更新する必要性が小さい。そのため、略全ての運転状態において同程度の補正量を用いることができる。この場合、補正量を学習せずとも、第１先読みトルクおよび第２先読みトルクを速やかに算出することができる。
【０１００】
第３算出部９０３３は、図１０に示すように、第２先読みトルクに対して、無駄時間から先読み時間を減算して得られる時間だけ遅れた出力トルクを算出する。言い換えると、実際の出力トルクに対して先読み時間分だけ早い出力トルクが算出される。これにより、検出トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、エンジン１０００の実際の出力トルクよりも所望の時間だけ早く得ることができる。
【０１０１】
本実施の形態においては、第２先読みトルクに対して無駄時間から先読み時間を減算して得られる時間だけ遅れた出力トルクに基づいて、オートマチックトランスミッション２０００の油圧が制御される。そのため、第１目標トルクに応じた実際の出力トルクが実現される時期と、第２先読みトルクを用いた制御が実現される時期とを精度よく一致させることができる。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態に係る出力トルクの算出装置によれば、ドライバの操作、車両の挙動およびオートマチックトランスミッションの変速のための要求などに基づいてエンジンの目標トルクが設定される。目標トルクとエンジンの実際の出力トルクとの差が小さくなるようにエンジンが制御される。エンジンの運転状態にから、エンジンの実際の出力トルクを表わす検出トルクが算出される。さらに、エンジンの無駄時間を加味して、エンジンの実際の出力トルクを表わす算出トルクが第１目標トルクから算出されるとともに、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに応じて第１目標トルクをフィードバック補正することにより、エンジンにおける無駄時間が除かれた出力トルクを表わす先読みトルクが算出される。これにより、エンジンの運転状態から得られる検出トルクと同程度の精度を有する将来の出力トルクを、第１目標トルクに応じた出力トルクが実現される時期よりも無駄時間の分だけ早く得ることができる。そのため、エンジンの将来の出力トルクを精度よく算出することができる。
【０１０３】
なお、図１１に示すように、第２算出部９０３２において、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅをローパスフィルタＬＰＦに通すようにしてもよい。このようにすれば、図１２に示すように、検出トルクと算出トルクとの誤差ｅに含まれるノイズを除去することができる。
【０１０４】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】車両のパワートレーンを示す概略構成図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】ＥＣＵの機能ブロック図（その１）である。
【図６】第１目標トルク、検出トルクおよび第１先読みトルクを示す図である。
【図７】第２目標トルク、検出トルクおよび第２先読みトルクを示す図である。
【図８】補正量が学習される領域を示す図である。
【図９】検出トルクと算出トルクとの誤差ｅを示す図である。
【図１０】第２先読みトルクに対して、無駄時間から先読み時間を減算して得られる時間だけ遅れた出力トルクを示す図である。
【図１１】ＥＣＵの機能ブロック図（その２）である。
【図１２】ノイズが除去された検出トルクと算出トルクとの誤差ｅを示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０００ エンジン、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、３０００ プラネタリギヤユニット、４０００ 油圧回路、４００４ オイルポンプ、４００６ プライマリレギュレータバルブ、４０１０ ライン圧油路、４１００ マニュアルバルブ、４１０２ Ｄレンジ圧油路、４１０４ Ｒレンジ圧油路、４１０５ ドレンポート、４２００ ソレノイドモジュレータバルブ、４２１０ ＳＬ１リニアソレノイド、４２２０ ＳＬ２リニアソレノイド、４２３０ ＳＬ３リニアソレノイド、４２４０ ＳＬ４リニアソレノイド、４２５０ ＳＬ５リニアソレノイド、４３００ ＳＬＴリニアソレノイド、４３０２ ＳＬＴ油路、４５００ Ｂ２コントロールバルブ、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、９０００ 設定部、９０１０ 制御部、９０２０ 検出部、９０３１ 第１算出部、９０３２ 第２算出部、９０３３ 第３算出部、９０４０ 学習部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力トルクの算出装置であって、
駆動源の目標トルクを設定するための設定手段と、
駆動源の運転状態を検出するための検出手段と、
前記駆動源の運転状態に応じて前記駆動源の第１の出力トルクを算出するための第１の算出手段と、
前記駆動源における無駄時間が加味された前記駆動源の第２の出力トルクを前記目標トルクから算出するとともに、前記第１の出力トルクと前記第２の出力トルクとの差に応じて前記目標トルクを補正することにより、前記駆動源における無駄時間が除かれた前記駆動源の第３の出力トルクを前記目標トルクから算出するための第２の算出手段とを備える、出力トルクの算出装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
複数の種類のトルクを考慮して第１の目標トルクを設定するための手段と、
前記複数の種類のトルクのうちの少なくともいずれか一つのトルクが除かれた第２の目標トルクを設定するための手段とを含み、
前記第２の算出手段は、前記駆動源における無駄時間が加味された前記駆動源の前記第２の出力トルクを前記第１の目標トルクから算出するとともに、前記第１の出力トルクと前記第２の出力トルクとの差に応じて前記第２の目標トルクを補正することにより、前記駆動源における無駄時間が除かれた前記駆動源の前記第３の出力トルクを前記第２の目標トルクから算出するための手段を含む、請求項１に記載の出力トルクの算出装置。
【請求項３】
前記第３の出力トルクに対して予め定められた時間だけ遅れた出力トルクを算出するための手段をさらに備える、請求項１または２に記載の出力トルクの算出装置。
【請求項４】
前記第１の出力トルクと前記第２の出力トルクとの差に応じた補正量を、前記駆動源の運転状態毎に学習するための手段をさらに備え、
前記第２の算出手段は、学習された補正量を用いて前記第３の出力トルクを算出するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の出力トルクの算出装置。
【請求項５】
前記駆動源は内燃機関であって、
前記検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するための手段を含み、
前記第１の算出手段は、検出された空気量に応じて前記内燃機関の第１の出力トルクを算出するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の出力トルクの算出装置。
【請求項１】
出力トルクの算出装置であって、
駆動源の目標トルクを設定するための設定手段と、
駆動源の運転状態を検出するための検出手段と、
前記駆動源の運転状態に応じて前記駆動源の第１の出力トルクを算出するための第１の算出手段と、
前記駆動源における無駄時間が加味された前記駆動源の第２の出力トルクを前記目標トルクから算出するとともに、前記第１の出力トルクと前記第２の出力トルクとの差に応じて前記目標トルクを補正することにより、前記駆動源における無駄時間が除かれた前記駆動源の第３の出力トルクを前記目標トルクから算出するための第２の算出手段とを備える、出力トルクの算出装置。
【請求項２】
前記設定手段は、
複数の種類のトルクを考慮して第１の目標トルクを設定するための手段と、
前記複数の種類のトルクのうちの少なくともいずれか一つのトルクが除かれた第２の目標トルクを設定するための手段とを含み、
前記第２の算出手段は、前記駆動源における無駄時間が加味された前記駆動源の前記第２の出力トルクを前記第１の目標トルクから算出するとともに、前記第１の出力トルクと前記第２の出力トルクとの差に応じて前記第２の目標トルクを補正することにより、前記駆動源における無駄時間が除かれた前記駆動源の前記第３の出力トルクを前記第２の目標トルクから算出するための手段を含む、請求項１に記載の出力トルクの算出装置。
【請求項３】
前記第３の出力トルクに対して予め定められた時間だけ遅れた出力トルクを算出するための手段をさらに備える、請求項１または２に記載の出力トルクの算出装置。
【請求項４】
前記第１の出力トルクと前記第２の出力トルクとの差に応じた補正量を、前記駆動源の運転状態毎に学習するための手段をさらに備え、
前記第２の算出手段は、学習された補正量を用いて前記第３の出力トルクを算出するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の出力トルクの算出装置。
【請求項５】
前記駆動源は内燃機関であって、
前記検出手段は、前記内燃機関に吸入される空気量を検出するための手段を含み、
前記第１の算出手段は、検出された空気量に応じて前記内燃機関の第１の出力トルクを算出するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の出力トルクの算出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１３９４９（Ｐ２０１０−１３９４９Ａ）
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７２５３８（Ｐ２００８−１７２５３８）
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２１日（２０１０．１．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１日（２００８．７．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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