JP4435725B2 - 車両の駆動トルク推定装置および駆動トルク推定方法、並びに四輪駆動車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されたエンジンの駆動トルクを推定する駆動トルク推定装置および駆動トルク推定方法に関する。また、エンジンが搭載された四輪駆動車両に関する。

本発明に近い技術として、例えば、特開平１１−３０３９７９号公報に開示された駆動トルク推定制御装置が知られている。この装置は、例えば、予め設定記憶させておいたエンジンのトルク特性よりエンジントルクを推定する第１のトルク推定手段と、予め設定記憶させておいたトルクコンバータのポンプ容量係数特性よりポンプトルクを推定する第２のトルク推定手段とを有して構成され、所定の運転状態に応じて第１および第２のトルク推定手段を切り替えて用い、推定トルク値にそのときの自動変速比の変速比を乗算して自動変速機の出力軸トルクを推定するようになっている。
特開平１１−３０３９７９号公報

しかしながら、上述のような従来の駆動トルク推定制御装置においては、トルクの推定精度を高めることは可能であるが、例えば、推定トルク値をベースに前後輪への駆動力配分比を決定する電子制御の四輪駆動車両、特に、前後および左右輪への自由な駆動力配分を行うための多板クラッチ締結力を制御するアクチュエータを備えた四輪駆動車両の場合、アクチュエータが有する物理的な応答遅れのため、精度良くトルクを推定できても実際の制御トルクが遅れて本来の配分比が得られない。そのため、上述のような四輪駆動車両において、低μ路での発進時に駆動力の配分が不適切となると、タイヤスリップ量が増加して車両の走行安定性が低下するおそれがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高いトルク推定精度を維持しつつ車両の走行安定性を向上させた車両の駆動トルク推定装置および方法を提供することを目的とする。また、このような駆動トルク推定装置および方法を利用した四輪駆動車両を提供することを目的とする。

このような目的達成のため、本発明に係る車両の駆動トルク推定装置は、車輪（例えば、実施形態における左右の前輪２Ｌ，２Ｒおよび左右の後輪３Ｌ，３Ｒ）と、車輪を駆動するためのエンジンと、エンジンから出力された駆動トルクを車輪へ伝達するためのトルクコンバータとを有して構成された車両（例えば、実施形態における四輪駆動車両１）において、エンジンによる駆動トルクを推定する車両の駆動トルク推定装置（例えば、実施形態における推定駆動トルク算出部１２０）であって、エンジンに吸気される空気の空気量に基づいてエンジンの第１の推定駆動トルクを算出する第１駆動トルク算出手段（例えば、実施形態における第１駆動トルク算出部１２１）と、エンジンの出力軸の回転数に基づいてエンジンの第２の推定駆動トルクを算出する第２駆動トルク算出手段（例えば、実施形態における第２駆動トルク算出部１２２）と、トルクコンバータのスリップ率を算出するスリップ率算出手段（例えば、実施形態におけるスリップ率算出部１２８）と、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを比較するトルク比較手段（例えば、実施形態における第１トルク比較部１５１）と、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせた合成駆動トルクを算出するトルク合成手段（例えば、実施形態におけるトルク合成部１５３）とを備える。

ここで、所定の割合は、第１の推定駆動トルクの割合と第２の推定駆動トルクの割合との合計が１であって、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合であり、スリップ率算出手段により算出されたトルクコンバータのスリップ率が所定値以下であり、かつトルク比較手段の比較により第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクよりも大きい場合に、トルク合成手段が合成駆動トルクをエンジンの推定駆動トルクとして算出し、スリップ率算出手段により算出されたトルクコンバータのスリップ率が所定値よりも大きいか、またはトルク比較手段の比較により第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクよりも小さい場合に、トルク合成手段が第１の推定駆動トルクをエンジンの推定駆動トルクとして算出するように構成されている。

なお、上述の駆動トルク推定装置において、エンジンが過給機付きエンジンであることが好ましい。

また、本発明に係る四輪駆動車両は、前輪および後輪がともに駆動輪である四輪駆動車両において、本発明に係る車両の駆動トルク推定装置により算出されたエンジンの推定駆動トルクに基づいて、前輪および後輪の駆動力配分が行われるように構成される。

また、本発明に係る車両の駆動トルク推定方法は、車輪と、車輪を駆動するためのエンジンと、エンジンから出力された駆動トルクを車輪へ伝達するためのトルクコンバータとを有して構成された車両において、エンジンによる駆動トルクを推定する車両の駆動トルク推定方法であって、エンジンに吸気される空気の空気量に基づいてエンジンの第１の推定駆動トルクを算出し、エンジンの出力軸の回転数に基づいてエンジンの第２の推定駆動トルクを算出し、トルクコンバータのスリップ率を算出し、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを比較し、算出したトルクコンバータのスリップ率が所定値以下であり、かつ比較した第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクよりも大きい場合に、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせた合成駆動トルクをエンジンの推定駆動トルクとして算出し、算出したトルクコンバータのスリップ率が所定値よりも大きいか、または比較した第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクよりも小さい場合に、第１の推定駆動トルクをエンジンの推定駆動トルクとして算出するように構成されている。

ここで、所定の割合は、第１の推定駆動トルクの割合と第２の推定駆動トルクの割合との合計が１であって、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合である。

なお、上述の駆動トルク推定方法において、エンジンが過給機付きエンジンであることが好ましい。

さらに、本発明に係る四輪駆動車両は、前輪および後輪がともに駆動輪である四輪駆動車両において、本発明に係る車両の駆動トルク推定方法により算出されたエンジンの推定駆動トルクに基づいて、前輪および後輪の駆動力配分が行われるように構成される。

本発明に係る車両の駆動トルク推定装置および方法によれば、算出したトルクコンバータのスリップ率が所定値以下であり、かつ比較した第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクよりも大きい場合に、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせた合成駆動トルクをエンジンの推定駆動トルクとして算出するように構成されているため、多板クラッチ締結力を制御するアクチュエータの応答遅れによる影響が懸念される第２の推定駆動トルクの値を単独で使用することがなく、アクチュエータの応答遅れを補償した推定駆動トルクを算出することが可能になり、高いトルク推定精度を維持しつつ車両の走行安定性を向上させることができる。

また、エンジンは過給機付きエンジンであることが好ましく、このようにすれば、過給機付きエンジンにおいて、車両発進時にエンジンに吸気される空気の空気量が急激に変化することに起因する第１の推定駆動トルクの誤差を効果的に補正することができることから、トルク推定精度を効果的に向上させることができる。

さらに、所定の割合は、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合であることが好ましく、このようにすれば、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとが適度に加え合わされるため、高いトルク推定精度を維持しつつ車両の走行安定性をより向上させることができる。また、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるため、アクチュエータの応答遅れを抑えることが可能になり、制御ロジックにおいて応答遅れに対する遅れ補償を省くことができる。

また、本発明に係る四輪駆動車両によれば、本発明により算出されたエンジンの推定駆動トルクに基づいて、前輪および後輪の駆動力配分が行われるように構成されるため、四輪駆動車両の走行安定性を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係る駆動トルク推定装置を備えた四輪駆動車両１を図２に模式的に示している。この四輪駆動車両１は、駆動輪である左右の前輪２Ｌ，２Ｒおよび左右の後輪３Ｌ，３Ｒと、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒをそれぞれ回転駆動するためのエンジンＥＮＧと、エンジンＥＮＧから出力される回転駆動トルク（回転駆動力）を伝達する自動変速機ＡＴと、自動変速機ＡＴから出力される回転駆動トルク（回転駆動力）を前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒにそれぞれ伝達するプロペラシャフト４、左右のフロントドライブシャフト５Ｌ，５Ｒ、および左右のリヤドライブシャフト６Ｌ，６Ｒとを備えて構成される。

また、四輪駆動車両１には、前輪２Ｌ，２Ｒの向きを変えるためのステアリング装置７や、ディファレンシャル機構８および駆動力制御装置６０、各種ＥＣＵ（電子制御ユニット）１０，１１，１００等が配設される。なお、ＥＣＵには、エンジンＥＮＧおよび自動変速機ＡＴの作動を制御するＦＩ／ＡＴ−ＥＣＵ１０、車両挙動安定化制御システムの電子制御ユニットであるＥＳＣ−ＥＣＵ１１、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒの駆動力配分を行う４ＷＤ−ＥＣＵ１００等があり、ＦＩ／ＡＴ−ＥＣＵ１０およびＥＳＣ−ＥＣＵ１１はそれぞれ４ＷＤ−ＥＣＵ１００と電気的に接続される。

また、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒには、各車輪の車輪速度を測定する車輪速センサ１３がそれぞれ配設されており、ＥＳＣ−ＥＣＵ１１と電気的に接続されている。ステアリング装置７には、前輪２Ｌ，２Ｒの操舵角を測定する舵角センサ１４が配設されており、ＥＳＣ−ＥＣＵ１１と電気的に接続されている。さらに、四輪駆動車両１には、ヨーレイトを測定するヨーレイトセンサ１５、横Ｇ（加速度）を測定する横Ｇセンサ１６、および前後Ｇ（加速度）を測定する前後Ｇセンサ１７が配設されており、それぞれＥＳＣ−ＥＣＵ１１と電気的に接続されている。

図３に示すように、エンジンＥＮＧには、外部空気が吸い込まれるエアクリーナ３１と、エアクリーナ３１で吸い込まれた空気を圧縮してエンジンＥＮＧに送る過給機としてのコンプレッサ３２と、コンプレッサ３２から送られた空気を冷却するインタークーラ３３と、エンジンＥＮＧに吸気される空気の空気量を調節するスロットル３４と、スロットル３４からの空気をエンジンＥＮＧのシリンダ３６に送るインテークマニホールド３５とが備えられる。これから分かるように、エンジンＥＮＧは過給機付きエンジンである。

エアクリーナ３１とコンプレッサ３２との間の管路には、エアクリーナ３１で吸い込まれた空気の空気量、すなわちエンジンＥＮＧに吸気される空気の空気量を測定するエアフローメータ４１が取り付けられる。また、インタークーラ３３とスロットル３４との間の管路には、インタークーラ３３とスロットル３４との間を流れる空気の圧力を測定する第１圧力センサ４２が取り付けられる。さらに、インテークマニホールド３５には、インテークマニホールド３５内を流れる空気の圧力を測定する第２圧力センサ４３が取り付けられる。

図４に示すように、エンジンＥＮＧの出力軸３７は、自動変速機ＡＴと連結される。なお、エンジンＥＮＧの出力軸３７は、エンジンＥＮＧ内のクランクシャフト３８と繋がっており、クランクシャフト３８はコンロッド３９を介してシリンダ３６（図３を参照）内のピストン４０と繋がっている。

自動変速機ＡＴは、図４に示すように、トルクコンバータ５１と、ギヤトレイン５８とを主体に構成される。トルクコンバータ５１は、エンジンＥＮＧの出力軸３７と繋がるケース５２と、ケース５２の内側に繋がって配設されたインペラ５３と、ケース５２の内部に配設されてトルクコンバータ５１の出力軸であるメインシャフト５５と繋がるタービン５４と、ケース５２の内部におけるインペラ５３とタービン５４との間に配設されたステータ５６とを有して構成される。そして、エンジンＥＮＧの出力軸３７が回転すると、エンジンＥＮＧの出力軸３７と繋がるケース５２およびインペラ５３が回転するとともに、ケース５２内に充満されたオイルを介してタービン５４およびメインシャフト５５が回転し、エンジンＥＮＧから出力される回転駆動トルクがトルクコンバータ５１を介してギヤトレイン５８に伝達されるようになっている。

メインシャフト５５は、ギヤトレイン５８の入力軸でもあり、メインシャフト５５が回転すると、ギヤトレイン５８によってその回転数が所定の変速比で変速されて、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒに向け伝達されるようになっている。

また、駆動力制御装置６０は、図２に示すように、プロペラシャフト４および左右のリヤドライブシャフト６Ｌ，６Ｒと繋がっており、多板式の左右のブレーキクラッチ６１Ｌ，６１Ｒと、左右の電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒと、左右のブレーキクラッチ６１Ｌ，６１Ｒをブレーキ作動させるための左右のアーマチュア６３Ｌ，６３Ｒと、左右のリヤドライブシャフト６Ｌ，６Ｒとそれぞれ連結された左右のプラネタリギヤ６４Ｌ，６４Ｒとを有して構成される。

左右の電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒは、４ＷＤ−ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、４ＷＤ−ＥＣＵ１００から駆動電流が左電磁コイル６２Ｌに流れると、左電磁コイル６２Ｌから発生する電磁力により左アーマチュア６３Ｌが左ブレーキクラッチ６１Ｌを押して締結させるため、プロペラシャフト４の回転駆動トルクが左プラネタリギヤ６４Ｌ側に伝達されて、締結力に応じたクラッチトルクが発生するようになっている。そして、左ブレーキクラッチ６１Ｌで発生したクラッチトルクは、左プラネタリギヤ６４Ｌにより倍力化されて左リヤドライブシャフト６Ｌに出力され、このクラッチトルクにより左リヤドライブシャフト６Ｌおよび左後輪３Ｌが回転駆動される。なお、左電磁コイル６２Ｌに駆動電流が流れない場合、電磁力が発生せずに左ブレーキクラッチ６１Ｌが締結されないため、クラッチトルクは発生しない。

一方、４ＷＤ−ＥＣＵ１００から駆動電流が右電磁コイル６２Ｒに流れると、右電磁コイル６２Ｒから発生する電磁力により右アーマチュア６３Ｒが右ブレーキクラッチ６１Ｒを押して締結させるため、プロペラシャフト４の回転駆動トルクが右プラネタリギヤ６４Ｒ側に伝達されて、締結力に応じたクラッチトルクが発生するようになっている。そして、右ブレーキクラッチ６１Ｒで発生したクラッチトルクは、右プラネタリギヤ６４Ｒにより倍力化されて右リヤドライブシャフト６Ｒに出力され、このクラッチトルクにより右リヤドライブシャフト６Ｒおよび右後輪３Ｒが回転駆動される。なお、右電磁コイル６２Ｒに駆動電流が流れない場合、電磁力が発生せずに右ブレーキクラッチ６１Ｒが締結されないため、クラッチトルクは発生しない。

また、駆動力制御装置６０には、左右の電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒとアーマチュア６３Ｌ，６３Ｒとの間のエアギャップをそれぞれ検出する左右のサーチコイル６５Ｌ，６５Ｒや、駆動力制御装置６０内のオイルの油温を測定する油温センサ６６が所定箇所に取り付けられている。

そして、エンジンＥＮＧから出力される駆動トルクは、自動変速機ＡＴからディファレンシャル機構８および左右のフロントドライブシャフト５Ｌ，５Ｒを介して左右の前輪２Ｌ，２Ｒに伝達されるとともに、自動変速機ＡＴからディファレンシャル機構８、プロペラシャフト４、駆動力制御装置６０、および左右のリヤドライブシャフト６Ｌ，６Ｒを介して左右の後輪３Ｌ，３Ｒに伝達されるが、このとき、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒへの駆動力配分は、４ＷＤ−ＥＣＵ１００および駆動力制御装置６０により制御される。

そこで、４ＷＤ−ＥＣＵ１００について図５を参照しながら説明する。図５に示すように、４ＷＤ−ＥＣＵ１００のセンサ入力部１０１には、ＦＩ／ＡＴ−ＥＣＵ１０およびＥＳＣ−ＥＣＵ１１からの情報がいわゆるＣＡＮ（Controller Area Network）を利用して入力される。ＦＩ／ＡＴ−ＥＣＵ１０から入力される情報には、エンジン回転数Ｎｅ（エンジンＥＮＧの出力軸３７の回転数）、シリンダ吸入空気量Ｇaircyl、トルクコンバータ５１のメインシャフト５５の回転数Ｎｍ、シフトポジション等がある。また、ＥＳＣ−ＥＣＵ１１から入力される情報には、車輪速センサ１３で測定された車輪速度、ヨーレイトセンサ１５で測定されたヨーレイト、横Ｇセンサ１６で測定された横Ｇ、前後Ｇセンサ１７で測定された前後Ｇ等がある。

なお、エンジンＥＮＧに吸気される空気の空気量であるシリンダ吸入空気量Ｇaircylは、ＦＩ／ＡＴ−ＥＣＵ１０にて次の式（１）により算出される。

ここで、Ｇairthはエアフローメータ４１で測定される空気量、ΔＰ３は第１圧力センサ４２で測定される圧力の単位時間当たりの変化量、ΔＰＢは第２圧力センサ４３で測定される圧力の単位時間当たりの変化量、Ｖ３はコンプレッサ３２とスロットル３４との間を流れる空気の体積、ＶＢはインテークマニホールド３５内を流れる空気の体積、ＴＡはエンジンＥＮＧに吸気される空気の温度である。また、Ｒは気体定数であり、ＫＶ３およびＫＩＮＶＯは調整ゲインである。

また、センサ入力部１０１には、舵角センサ１４で測定された操舵角と、油温センサ６６で測定された駆動力制御装置６０内のオイルの油温と、左サーチコイル６５Ｌで検出された電圧値と、右サーチコイル６５Ｒで検出された電圧値等が入力される。

センサ入力部１０１から推定駆動トルク算出部１２０に、エンジン回転数Ｎｅ、シリンダ吸入空気量Ｇaircyl、メインシャフト５５の回転数Ｎｍ、およびシフトポジションが入力され、入力された各データに基づいて推定駆動トルク算出部１２０はエンジンＥＮＧによる推定駆動トルクを算出し、算出した推定駆動トルクを操安制御部１０３に出力する。

操安制御部１０３には、推定駆動トルク算出部１２０から出力されたエンジンＥＮＧの推定駆動トルク、並びにセンサ入力部１０１から出力された横Ｇ、操舵角、および車輪速度が入力され、入力された各データに基づいて操安制御部１０３は操安制御トルクを算出し、算出した操安制御トルクをトルク加算部１０５に出力する。また、センサ入力部１０１からＬＳＤ制御部１０４に車輪速度が入力され、入力された車輪速度に基づいてＬＳＤ制御部１０４はＬＳＤトルクを算出し、算出したＬＳＤトルクをトルク加算部１０５に出力する。

トルク加算部１０５において、操安制御トルクとＬＳＤトルクとが加算され、加算されたトルクがクラッチトルク補正部１０６に入力される。クラッチトルク補正部１０６は、トルク加算部１０５から入力されたトルク値、並びにセンサ入力部１０１から入力された車輪速度および駆動力制御装置６０内のオイルの油温に基づいて、駆動力制御装置６０で生じさせるクラッチトルクを算出し、算出したクラッチトルクを電流出力部１０７に出力する。

電流出力部１０７は、クラッチトルク補正部１０６で算出されたクラッチトルクを得るための左電磁コイル６２Ｌおよび右電磁コイル６２Ｒの駆動電流値を算出し、算出した電流値を駆動回路部１０８に出力する。そして、駆動回路部１０８は、電流出力部１０７で算出された電流値が得られるように左電磁コイル６２Ｌおよび右電磁コイル６２Ｒに駆動電流を出力する。このようにして、４ＷＤ−ＥＣＵ１００から駆動力制御装置６０の各電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒに駆動電流が出力され、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒの駆動力配分が行われる。

なお、磁束学習部１０９は、センサ入力部１０１から入力されたサーチコイル電圧に基づいて、左電磁コイル６２Ｌおよび右電磁コイル６２Ｒの駆動電流値を補正する電流補正値を算出し、算出した電流補正値を電流出力部１０７に出力する。そして、電流出力部１０７において、左右の電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒで所望の電磁力を得るための駆動電流値の補正が行われる。

また、フェイルセーフ部１１０には、センサ入力部１０１から各センサの値や検出電流等が入力され、故障等といった所定の条件の場合に、フェイルセーフ部１１０は駆動回路部１０８にフェイルセーフ信号を出力する。駆動回路部１０８にフェイルセーフ信号が入力されると、駆動回路部１０８からＦ／Ｓリレー部１１５にリレー駆動電流が出力され、左右の電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒに駆動電流が流れないようにＦ／Ｓリレー部１１５が作動する。さらには、４ＷＤ−ＥＣＵ１００からＦＩ／ＡＴ−ＥＣＵ１０にトルクダウン要求信号が出力され、メータ部１１６に警告灯表示信号が出力される。

また、センサ入力部１０１から中点学習部１１１にヨーレイト、横Ｇ、および前後Ｇが入力され、中点学習部１１１でヨーレイトセンサ１５、横Ｇセンサ１６、および前後Ｇセンサ１７の中点学習が行われる。

続いて、本発明に係る駆動トルク推定装置である推定駆動トルク算出部１２０について図１および図６を参照しながら説明する。図６に示すように、推定駆動トルク算出部１２０は、第１の推定駆動トルクを算出する第１駆動トルク算出部１２１と、第２の推定駆動トルクを算出する第２駆動トルク算出部１２２と、推定駆動トルクを補正して操安制御部１０３に出力するトルク補正部１５０とを主体に構成される。

第１駆動トルク算出部１２１は、シリンダ吸入空気量Ｇaircylに基づいてエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを算出する第１トルク演算部１２３を主体に構成される。第１トルク演算部１２３は、エンジントルクマップであるＮｅ−Ｇairマップを用いて、センサ入力部１０１から入力されたエンジン回転数Ｎｅおよびシリンダ吸入空気量Ｇaircylから、エンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを算出し、算出したエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを第１演算部１３５に出力する。

第１演算部１３５は、第１トルク演算部１２３から入力された推定駆動トルクにリタード補正部１２４から入力されたリタード補正値を乗算して第２演算部１３６に出力する。リタード補正部１２４は、エンジンＥＮＧの点火時期を遅らせることにより生じるエンジンＥＮＧの出力（駆動トルク）低下分を補正するリタード補正値を算出して第１演算部１３５に出力する。

第２演算部１３６は、第１演算部１３５から入力された推定駆動トルクにＡＣＧ補正部１２５から入力されたＡＣＧ補正値を減算して第３演算部１３７に出力する。ＡＣＧ補正部１２５は、発電機（オルタネータ）を作動させることにより生じるエンジンＥＮＧの出力（駆動トルク）低下分を補正するＡＣＧ補正値を算出して第２演算部１３６に出力する。

第３演算部１３７は、第２演算部１３６から入力された推定駆動トルクにエアコン補正部１２６から入力されたエアコン補正値を減算して第４演算部１３８に出力する。エアコン補正部１２６は、エアコンを作動させることにより生じるエンジンＥＮＧの出力（駆動トルク）低下分を補正するエアコン補正値を算出して第３演算部１３７に出力する。

第４演算部１３８は、第３演算部１３７から入力された推定駆動トルクにトルク比算出部１２７から入力されたトルク入出力比を乗算して第５演算部１３９に出力する。トルク比算出部１２７は、スリップ率算出部１２８から入力されたトルクコンバータ５１のスリップ率に基づいて、トルクコンバータ５１の入力トルクと出力トルクとの比であるトルク入出力比を算出し、算出したトルク入出力比を第４演算部１３８および後述する第９演算部１４３に出力する。スリップ率算出部１２８は、センサ入力部１０１から入力されたエンジン回転数Ｎｅ（すなわち、トルクコンバータ５１の入力軸の回転数）およびトルクコンバータ５１の出力軸であるメインシャフト５５の回転数Ｎｍから、トルクコンバータ５１のスリップ率を算出してトルク比算出部１２７およびトルク補正部１５０に出力する。

第５演算部１３９は、第４演算部１３８から入力された推定駆動トルクに変速比算出部１２９から入力された変速比を乗算して第６演算部１４０に出力する。変速比算出部１２９は、センサ入力部１０１から入力されたシフトポジションに基づいて、シフトポジションに応じて設定された自動変速機ＡＴの変速比を算出し、算出した変速比を第５演算部１３９および後述する第１０演算部１４４に出力する。

第６演算部１４０は、第５演算部１３９から入力された推定駆動トルクにギヤ効率算出部１３０から入力されたギヤ効率を乗算して第７演算部１４１に出力する。ギヤ効率算出部１３０は、センサ入力部１０１から入力されたシフトポジションに基づいて、シフトポジションに応じて設定された自動変速機ＡＴのギヤ効率（伝達効率）を算出し、算出したギヤ効率を第６演算部１４０および後述する第１１演算部１４５に出力する。

第７演算部１４１は、第６演算部１４０から入力された推定駆動トルクに慣性補正部１３１から入力された慣性補正値を減算して第８演算部１４２に出力する。慣性補正部１３１は、センサ入力部１０１から入力されたシフトポジションに基づいて、シフトポジションに応じた慣性補正値を算出し、算出した慣性補正値を第７演算部１４１および後述する第１２演算部１４６に出力する。

第８演算部１４２は、第７演算部１４１から入力された推定駆動トルクに駆動系損出部１３２から入力された駆動系損出補正値を減算してトルク補正部１５０に出力する。このようにして、第１駆動トルク算出部１２１は、シリンダ吸入空気量Ｇaircylに基づいて算出したエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクに変速比や各補正値等を加味した、自動変速機ＡＴの出力軸で出力される第１の推定駆動トルクを算出し、算出した第１の推定駆動トルクをトルク補正部１５０に出力する。

第２駆動トルク算出部１２２は、エンジン回転数Ｎｅ（エンジンＥＮＧの出力軸３７の回転数）に基づいてエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを算出する第２トルク演算部１３３を主体に構成される。第２トルク演算部１３３は、回転エネルギー式である次式（２）を用いてエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを算出し、算出したエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを第９演算部１４３に出力する。

Ｅrot＝Ｊ×Ｎｅ²／１８２．４ …（２）

ここで、ＥrotはエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクであり、Ｊは慣性モーメントである。

第９演算部１４３は、第２トルク演算部１３３から入力された推定駆動トルクにトルク比算出部１２７から入力されたトルク入出力比を乗算して第１０演算部１４４に出力する。次に、第１０演算部１４４は、第９演算部１４３から入力された推定駆動トルクに変速比算出部１２９から入力された変速比を乗算して第１１演算部１４５に出力する。

続いて、第１１演算部１４５は、第１０演算部１４４から入力された推定駆動トルクにギヤ効率算出部１３０から入力されたギヤ効率を乗算して第１２演算部１４６に出力する。次に、第１２演算部１４６は、第１１演算部１４５から入力された推定駆動トルクに慣性補正部１３１から入力された慣性補正値を減算して第１３演算部１４７に出力する。

そして、第１３演算部１４７は、第１２演算部１４６から入力された推定駆動トルクに駆動系損出部１３２から入力された駆動系損出補正値を減算してトルク補正部１５０に出力する。このようにして、第２駆動トルク算出部１２２は、エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出したエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクに変速比や各補正値等を加味した、自動変速機ＡＴの出力軸で出力される第２の推定駆動トルクを算出し、算出した第２の推定駆動トルクをトルク補正部１５０に出力する。

トルク補正部１５０は、図１に示すように、第１トルク比較部１５１と、第２トルク比較部１５２と、トルク合成部１５３と、パラメータ出力部１５４とを備えて構成される。第１トルク比較部１５１には、第１駆動トルク算出部１２１から出力された第１の推定駆動トルクと、第２駆動トルク算出部１２２から出力された第２の推定駆動トルクとが入力される。そして、第１トルク比較部１５１は、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを比較し、小さい方の推定駆動トルクを第２トルク比較部１５２に出力する。

第２トルク比較部１５２には、第１トルク比較部１５１から出力された推定駆動トルクと、第１駆動トルク算出部１２１から出力された第１の推定駆動トルクと、スリップ率算出部１２８から出力されたトルクコンバータ５１のスリップ率とが入力される。そして、第２トルク比較部１５２は、入力されたスリップ率が所定値（例えば、６０％）以下の場合には第１トルク比較部１５１から入力された推定駆動トルクをトルク合成部１５３に出力し、入力されたスリップ率が所定値より大きい場合には第１駆動トルク算出部１２１から入力された第１の推定駆動トルクをトルク合成部１５３に出力する。

トルク合成部１５３には、第２トルク比較部１５２から出力された推定駆動トルクと、第１駆動トルク算出部１２１から出力された第１の推定駆動トルクと、パラメータ出力部１５４から出力された演算パラメータとが入力される。パラメータ出力部１５４から出力される演算パラメータは、第２トルク比較部１５２から入力される推定駆動トルクと第１駆動トルク算出部１２１から入力される第１の推定駆動トルクとを加え合わせる割合であり、本実施形態においては、第２トルク比較部１５２から入力される推定駆動トルクの割合が０．４５であるのに対して第１駆動トルク算出部１２１から入力される第１の推定駆動トルクの割合が０．５５である。そして、トルク合成部１５３は、第２トルク比較部１５２から入力された推定駆動トルクに０．４５を乗じた値と、第１駆動トルク算出部１２１から入力された第１の推定駆動トルクに０．５５を乗じた値とを加え合わせた合成駆動トルクを算出し、算出した合成駆動トルクを自動変速機ＡＴの出力軸で出力されるエンジンＥＮＧの推定駆動トルクとして操安制御部１０３に出力する。

このような構成の推定駆動トルク算出部１２０による、駆動トルク推定方法について以下に説明する。まず、第１駆動トルク算出部１２１が前述したようにシリンダ吸入空気量Ｇaircylに基づいて第１の推定駆動トルクを算出し、算出した第１の推定駆動トルクをトルク補正部１５０に出力する。これと平行して、第２駆動トルク算出部１２２が前述したようにエンジン回転数Ｎｅに基づいて第２の推定駆動トルクを算出し、算出した第２の推定駆動トルクをトルク補正部１５０に出力する。またこのとき、スリップ率算出部１２８が前述したようにトルクコンバータ５１のスリップ率を算出し、算出したスリップ率をトルク補正部１５０に出力する。

次に、トルク補正部１５０において、第１トルク比較部１５１が第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを比較し、小さい方の推定駆動トルクを第２トルク比較部１５２に出力する。

次に、第２トルク比較部１５２が、トルクコンバータ５１のスリップ率が所定値（例えば、６０％）以下の場合に第１トルク比較部１５１から入力された推定駆動トルクをトルク合成部１５３に出力し、スリップ率が所定値より大きい場合に第１の推定駆動トルクをトルク合成部１５３に出力する。すなわち、トルクコンバータ５１のスリップ率が所定値以下であり、かつ第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクより大きい場合に、第２トルク比較部１５２が第２の推定駆動トルクをトルク合成部１５３に出力し、トルクコンバータ５１のスリップ率が所定値より大きいか、第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクより小さい場合に、第２トルク比較部１５２が第１の推定駆動トルクをトルク合成部１５３に出力する。

そして、トルク合成部１５３が、第２トルク比較部１５２から入力された推定駆動トルクに０．４５を乗じた値と、第１駆動トルク算出部１２１から入力された第１の推定駆動トルクに０．５５を乗じた値とを加え合わせた合成駆動トルクを算出し、算出した合成駆動トルクを自動変速機ＡＴの出力軸で出力されるエンジンＥＮＧの推定駆動トルクとして操安制御部１０３に出力する。すなわち、トルクコンバータ５１のスリップ率が所定値以下であり、かつ第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクより大きい場合には、第２トルク比較部１５２からトルク合成部１５３に第２の推定駆動トルクが入力されるため、トルク合成部１５３が、第２の推定駆動トルクに０．４５を乗じた値と、第１の推定駆動トルクに０．５５を乗じた値とを加え合わせた合成駆動トルクをエンジンＥＮＧの推定駆動トルクとして算出することになる。

ところで、第１駆動トルク算出部１２１により算出される第１の推定駆動トルクは、車両１の発進時において、実際の駆動トルクよりも過大な値となってしまう。そのため、第１の推定駆動トルクのみに基づいて前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒの駆動力配分を行うと、車両１の発進時に適切な駆動力配分が行われなくなって車両１の走行安定性が低下するおそれがある。

一方、第２駆動トルク算出部１２２により算出される第２の推定駆動トルクは、車両１の発進時においても高いトルク推定精度を得ることができる。しかしながら、第２の推定駆動トルクのみに基づいて前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒの駆動力配分を行うと、多板式のブレーキクラッチ６１Ｌ，６１Ｒの締結力を制御する電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒ（アクチュエータ）が有する物理的な応答遅れのため、精度良くトルクを推定できても実際の制御トルク（クラッチトルク）が遅れて本来の配分比が得られない。そのため、低μ路での発進時に駆動力配分が不適切となると、タイヤスリップ量が増加して車両１の走行安定性が低下するおそれがある。

そのため、上述のように、車両１の発進時が想定される、トルクコンバータ５１のスリップ率が所定値以下であり、かつ第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクより大きい場合に、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせることにより、多板式のブレーキクラッチ６１Ｌ，６１Ｒの締結力を制御する電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒ（アクチュエータ）の応答遅れによる影響が懸念される第２の推定駆動トルクの値を単独で使用することがなく、電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒの応答遅れを補償した推定駆動トルクを算出することが可能になり、高いトルク推定精度を維持しつつ四輪駆動車両１の走行安定性を向上させることが可能になる。

さらに、上述したように、所定の割合は、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合、具体的には、第１の推定駆動トルクの割合が０．５５であるのに対して第２の推定駆動トルクの割合が０．４５であることが好ましく、このようにすれば、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとが適度に加え合わされるため、高いトルク推定精度を維持しつつ四輪駆動車両１の走行安定性をより向上させることが可能になる。また、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるため、電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒ（アクチュエータ）の応答遅れを抑えることが可能になり、制御ロジックにおいて応答遅れに対する遅れ補償を省くことができる。

また、過給機付きエンジンＥＮＧを備えた四輪駆動車両１に、本実施形態による推定駆動トルク算出部１２０を用いることで、過給機付きエンジンにおいて、車両発進時にエンジンに吸気される空気の空気量が急激に変化することに起因する第１の推定駆動トルクの誤差を効果的に補正することができることから、トルク推定精度を効果的に向上させることができる。

なお、トルクコンバータ５１のスリップ率が所定値より大きいか、第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクより小さい場合には、第２トルク比較部１５２からトルク合成部１５３に第１の推定駆動トルクが入力されるため、トルク合成部１５３が、第１の推定駆動トルクに０．４５を乗じた値と、第１の推定駆動トルクに０．５５を乗じた値とを加え合わせた値、すなわち、（１００％の）第１の推定駆動トルクをエンジンＥＮＧの推定駆動トルクとして算出することになる。このようにして、推定駆動トルク算出部１２０によりエンジンＥＮＧの駆動トルクが推定算出される。

以上のような構成の推定駆動トルク算出部１２０および、推定駆動トルク算出部１２０による駆動トルク推定方法によれば、スリップ率算出部１２８で算出したトルクコンバータ５１のスリップ率が所定値以下であり、かつ第１トルク比較部１５１で比較した第１の推定駆動トルクが第２の推定駆動トルクよりも大きい場合に、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせた合成駆動トルクをエンジンＥＮＧの推定駆動トルクとして算出するように構成されているため、多板式のブレーキクラッチ６１Ｌ，６１Ｒの締結力を制御する電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒ（アクチュエータ）の応答遅れによる影響が懸念される第２の推定駆動トルクの値を単独で使用することがなく、電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒの応答遅れを補償した推定駆動トルクを算出することが可能になり、高いトルク推定精度を維持しつつ車両１の走行安定性を向上させることができる。

また、エンジンＥＮＧは過給機付きエンジンであることが好ましく、このようにすれば、過給機付きエンジンにおいて、車両発進時にエンジンに吸気される空気の空気量が急激に変化することに起因する第１の推定駆動トルクの誤差を効果的に補正することができることから、トルク推定精度を効果的に向上させることができる。

さらに、所定の割合は、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合であることが好ましく、このようにすれば、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとが適度に加え合わされるため、高いトルク推定精度を維持しつつ車両１の走行安定性をより向上させることができる。また、第１の推定駆動トルクの割合が第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるため、電磁コイル６２Ｌ，６２Ｒ（アクチュエータ）の応答遅れを抑えることが可能になり、制御ロジックにおいて応答遅れに対する遅れ補償を省くことができる。

また、本発明に係る四輪駆動車両１によれば、本実施形態で算出されたエンジンＥＮＧの推定駆動トルクに基づいて、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒの駆動力配分が行われるように構成されるため、四輪駆動車両１の走行安定性を向上させることができる。

なお、上述の実施形態において、自動変速機ＡＴの出力軸で出力されるトルクを推定して第１および第２の推定駆動トルクを算出するように構成されているが、これに限られるものではなく、エンジン回転数Ｎｅおよびシリンダ吸入空気量Ｇaircylから算出したエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクにリタード補正部１２４、ＡＣＧ補正部１２５、およびエアコン補正部１２６による補正を行った値を第１の推定駆動トルクとするとともに、エンジン回転数Ｎｅに基づいて算出したエンジンＥＮＧ単体の推定駆動トルクを第２の推定駆動トルクとするようにしてもよい。

また、上述の実施形態において、多板式の左右のブレーキクラッチ６１Ｌ，６１Ｒを備えた駆動力制御装置６０を用いて、前輪２Ｌ，２Ｒおよび後輪３Ｌ，３Ｒの駆動力配分を行うように構成されているが、これに限られるものではなく、このようなブレーキクラッチを一つプロペラシャフトの中間部に設けた四輪駆動車両にも、本発明を適用することができる。

さらに、上述の実施形態において、第１の推定駆動トルクと第２の推定駆動トルクとを加え合わせる割合は、第１の推定駆動トルクの割合が０．５５であるのに対して第２の推定駆動トルクの割合が０．４５となっているが、これに限られるものではなく、この割合を状況に応じて変化させるようにしてもよい。

推定駆動トルク算出部に構成されるトルク補正部の制御ブロック図である。 四輪駆動車両を示す模式図である。 エンジンの吸気系を示す模式図である。 エンジンおよび自動変速機の模式図である。 ４ＷＤ−ＥＣＵの制御ブロック図である。 推定駆動トルク算出部の制御ブロック図である。

符号の説明

１ 四輪駆動車両
２Ｌ 左前輪（車輪）
２Ｒ 右前輪（車輪）
３Ｌ 左後輪（車輪）
３Ｒ 右後輪（車輪）
３２ コンプレッサ（過給機）
３７ 出力軸
５１ トルクコンバータ
１２０ 推定駆動トルク算出部（駆動トルク推定装置）
１２１ 第１駆動トルク算出部（第１駆動トルク算出手段）
１２２ 第２駆動トルク算出部（第２駆動トルク算出手段）
１２８ スリップ率算出部（スリップ率算出手段）
１５０ トルク補正部
１５１ 第１トルク比較部（トルク比較手段）
１５２ 第２トルク比較部
１５３ トルク合成部（トルク合成手段）
ＡＴ 自動変速機
ＥＮＧ エンジン

Claims (6)

1. 車輪と、前記車輪を駆動するためのエンジンと、前記エンジンから出力された駆動トルクを前記車輪へ伝達するためのトルクコンバータとを有して構成された車両において、
   前記エンジンによる駆動トルクを推定する車両の駆動トルク推定装置であって、
   前記エンジンに吸気される空気の空気量に基づいて前記エンジンの第１の推定駆動トルクを算出する第１駆動トルク算出手段と、
   前記エンジンの出力軸の回転数に基づいて前記エンジンの第２の推定駆動トルクを算出する第２駆動トルク算出手段と、
   前記トルクコンバータのスリップ率を算出するスリップ率算出手段と、
   前記第１の推定駆動トルクと前記第２の推定駆動トルクとを比較するトルク比較手段と、
   前記第１の推定駆動トルクと前記第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせた合成駆動トルクを算出するトルク合成手段とを備え、
   前記所定の割合は、前記第１の推定駆動トルクの割合と前記第２の推定駆動トルクの割合との合計が１であって、前記第１の推定駆動トルクの割合が前記第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合であり、
   前記スリップ率算出手段により算出された前記トルクコンバータの前記スリップ率が所定値以下であり、かつ前記トルク比較手段の比較により前記第１の推定駆動トルクが前記第２の推定駆動トルクよりも大きい場合に、前記トルク合成手段が前記合成駆動トルクを前記エンジンの推定駆動トルクとして算出し、
   前記スリップ率算出手段により算出された前記トルクコンバータの前記スリップ率が前記所定値よりも大きいか、または前記トルク比較手段の比較により前記第１の推定駆動トルクが前記第２の推定駆動トルクよりも小さい場合に、前記トルク合成手段が前記第１の推定駆動トルクを前記エンジンの推定駆動トルクとして算出するように構成されていることを特徴とする車両の駆動トルク推定装置。
2. 前記エンジンが過給機付きエンジンであることを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動トルク推定装置。
3. 前輪および後輪がともに駆動輪である四輪駆動車両において、
   請求項１または２に記載の車両の駆動トルク推定装置により算出された前記エンジンの推定駆動トルクに基づいて、前記前輪および前記後輪の駆動力配分が行われるように構成されることを特徴とする四輪駆動車両。
4. 車輪と、前記車輪を駆動するためのエンジンと、前記エンジンから出力された駆動トルクを前記車輪へ伝達するためのトルクコンバータとを有して構成された車両において、
   前記エンジンによる駆動トルクを推定する車両の駆動トルク推定方法であって、
   前記エンジンに吸気される空気の空気量に基づいて前記エンジンの第１の推定駆動トルクを算出し、
   前記エンジンの出力軸の回転数に基づいて前記エンジンの第２の推定駆動トルクを算出し、
   前記トルクコンバータのスリップ率を算出し、
   前記第１の推定駆動トルクと前記第２の推定駆動トルクとを比較し、
   算出した前記トルクコンバータの前記スリップ率が所定値以下であり、かつ比較した前記第１の推定駆動トルクが前記第２の推定駆動トルクよりも大きい場合に、前記第１の推定駆動トルクと前記第２の推定駆動トルクとを所定の割合で加え合わせた合成駆動トルクを前記エンジンの推定駆動トルクとして算出し、
   算出した前記トルクコンバータの前記スリップ率が前記所定値よりも大きいか、または比較した前記第１の推定駆動トルクが前記第２の推定駆動トルクよりも小さい場合に、前記第１の推定駆動トルクを前記エンジンの推定駆動トルクとして算出するように構成され、
   前記所定の割合は、前記第１の推定駆動トルクの割合と前記第２の推定駆動トルクの割合との合計が１であって、前記第１の推定駆動トルクの割合が前記第２の推定駆動トルクの割合よりも大きくなるような割合であることを特徴とする車両の駆動トルク推定方法。
5. 前記エンジンが過給機付きエンジンであることを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動トルク推定方法。
6. 前輪および後輪がともに駆動輪である四輪駆動車両において、
   請求項４または５に記載の車両の駆動トルク推定方法により算出された前記エンジンの推定駆動トルクに基づいて、前記前輪および前記後輪の駆動力配分が行われるように構成されることを特徴とする四輪駆動車両。

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