JP2008128149A

JP2008128149A - 車両用エンジン制御装置

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Publication number: JP2008128149A
Application number: JP2006316279A
Authority: JP
Inventors: Jun Nishizawa; 純西澤; Kohei Ito; 浩平伊藤; Yasuhiro Saito; 靖浩斎藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供する。
【解決手段】予め定められた関係から駆動力伝達装置８に入力されるトルクに基づいてその駆動力伝達装置８の疲労程度を算出する疲労程度算出手段１０６と、その疲労程度算出手段１０６により算出された疲労程度に応じてエンジン２６の出力トルクを制限するエンジントルク制限手段１０８とを、有するものであることから、前記駆動力伝達装置８の残存寿命に応じて過剰にならない範囲で前記エンジントルクの制限を行うことができる。すなわち、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両の駆動力を発生させるエンジンを制御するための車両用エンジン制御装置に関し、特に、その出力トルクの制限を好適化するための改良に関する。

車両の駆動力を発生させるエンジンを制御するための車両用エンジン制御装置が各種車両に用いられている。斯かる車両用エンジン制御装置の一例として、駆動系の耐久性向上等を目的として、エンジンの出力トルクを制限するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載されたブースト圧力出力の規制装置がそれである。この技術によれば、エンジン（トルクコンバータ）の出力トルクを、変速機の入力限界値に規制することにより、過剰トルク状態での作動を阻止すると共に、エンジンの耐久性を低下させる状態の発生を回避できるとされている。

特開平５−１８７２４１号公報特許第２７６３５５４号公報

しかし、前記従来の技術によれば、エンジンの出力トルクを一律に駆動力伝達装置の入力トルク限界値（変速機の仕様に基づく所定の値）に制限するものであることから、実際には駆動力伝達装置の強度が十分な場合であってもその入力トルク限界値を超えるトルクを入力することができず、エンジントルクの制限が過剰となるという不具合があった。このため、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、駆動力を発生させるエンジンと、そのエンジンから出力される駆動力を駆動輪へ伝達するための駆動力伝達装置とを、備えた車両において、前記エンジンを制御するための車両用エンジン制御装置であって、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置に入力されたトルクに基づいてその駆動力伝達装置の疲労程度を算出する疲労程度算出手段と、その疲労程度算出手段により算出された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するエンジントルク制限手段とを、有することを特徴とするものである。

このようにすれば、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置に入力されたトルクに基づいてその駆動力伝達装置の疲労程度を算出する疲労程度算出手段と、その疲労程度算出手段により算出された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するエンジントルク制限手段とを、有するものであることから、前記駆動力伝達装置の残存寿命に応じて過剰にならない範囲で前記エンジントルクの制限を行うことができる。すなわち、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することができる。

ここで、好適には、前記疲労程度算出手段により算出された疲労程度を記憶する記憶装置を備えたものであり、前記エンジントルク制限手段は、その記憶装置に記憶された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するものである。このようにすれば、算出された前記駆動力伝達装置の疲労程度を随時記憶して用いることで、実用的な態様でエンジントルクの制限を行うことができる。

また、好適には、前記駆動力伝達装置における所定の部分に入力されるトルクを推定するトルク推定手段を有し、前記疲労程度算出手段は、その部分に対応して予め定められた関係からそのトルク推定手段により推定されるトルクに基づいてその部分の疲労程度を算出するものである。このようにすれば、前記駆動力伝達装置において特に強度が問題となる部分における疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限することで、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。

また、好適には、前記疲労程度算出手段は、前記トルク推定手段により推定されるトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度を前記疲労程度として算出するものであり、前記エンジントルク制限手段は、前記疲労程度算出手段により算出される累積トルク頻度が所定の閾値より大きい場合には前記エンジンの出力トルクを制限するものである。このようにすれば、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される駆動力伝達装置８の構成を説明する骨子図である。また、図２は、その駆動力伝達装置８に備えられた自動変速機１０において複数のギヤ段（変速段）を成立させる際の係合装置（係合要素）の作動の組み合わせを説明する作動図表（係合作動表）である。この自動変速機１０は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース（以下、ケースと表す）３０内において、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６及びダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを共通の軸心Ｃ上に備え、入力軸２２の回転を変速して出力軸２４から出力する。入力軸２２は入力回転部材に相当するものであり、本実施例ではガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である走行用の駆動力源としてのエンジン２６によって回転駆動されるトルクコンバータ２８のタービン軸である。出力軸２４は出力回転部材に相当するものであり、例えば差動歯車装置（終減速機）７０や一対の車軸７２等を順次介して左右の駆動輪７４を回転駆動する（図３参照）。なお、この自動変速機１０は中心線（軸心）Ｃに対して略対称的に構成されており、図１の骨子図においてはその軸心Ｃの下半分が省略されている。

上記第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１、そのピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ１、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備え、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、及びリングギヤＲ１によって３つの回転要素が構成されている。キャリヤＣＡ１は上記入力軸２２に連結されて回転駆動され、サンギヤＳ１は回転不能に上記ケース３０に一体的に固定されている。リングギヤＲ１は中間出力部材として機能し、上記入力軸２２に対して減速回転させられて、回転を上記第２変速部２０へ伝達する。本実施例では、上記入力軸２２の回転をそのままの速度で上記第２変速部２０へ伝達する経路が、予め定められた一定の変速比（＝１．０）で回転を伝達する第１中間出力経路ＰＡ１であり、第１中間出力経路ＰＡ１には、上記入力軸２２から上記第１遊星歯車装置１２を経ることなく上記第２変速部２０へ回転を伝達する直結経路ＰＡ１ａと、上記入力軸２２から上記第１遊星歯車装置１２のキャリヤＣＡ１を経て上記第２変速部２０へ回転を伝達する間接経路ＰＡ１ｂとがある。また、上記入力軸２２からキャリヤＣＡ１、そのキャリヤＣＡ１に配設されたピニオンギヤＰ１、及びリングギヤＲ１を経て上記第２変速部２０へ伝達する経路が、第１中間出力経路ＰＡ１よりも大きい変速比（＞１．０）で上記入力軸２２の回転を変速（減速）して伝達する第２中間出力経路ＰＡ２である。

前記第２遊星歯車装置１６は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、そのピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ２、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備えている。また、前記第３遊星歯車装置１８は、サンギヤＳ３、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２及びＰ３、そのピニオンギヤＰ２及びＰ３を自転及び公転可能に支持するキャリヤＣＡ３、ピニオンギヤＰ２及びＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲ３を備えている。

前記第２遊星歯車装置１６及び第３遊星歯車装置１８では、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されている。具体的には、前記第２遊星歯車装置１６のサンギヤＳ２によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、前記第２遊星歯車装置１６のキャリヤＣＡ２及び第３遊星歯車装置のキャリヤＣＡ３が互いに一体的に連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、前記第２遊星歯車装置１６のリングギヤＲ２及び第３遊星歯車装置１８のリングギヤＲ３が互いに一体的に連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、前記第３遊星歯車装置１８のサンギヤＳ３によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。この第２遊星歯車装置１６及び第３遊星歯車装置１８は、キャリアＣＡ２及びＣＡ３が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤＲ２及びＲ３が共通の部材にて構成されており、且つ第２遊星歯車装置１６のピニオンギヤＰ２が第３遊星歯車装置１８の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。

上記第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２）は、第１ブレーキＢ１を介して前記ケース３０に選択的に連結されて回転停止され、第３クラッチＣ３を介して中間出力部材である前記第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１（すなわち第２中間出力経路ＰＡ２）に選択的に連結され、さらに第４クラッチＣ４を介して前記第１遊星歯車装置１２のキャリヤＣＡ１（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１の間接経路ＰＡ１ｂ）に選択的に連結されている。上記第２回転要素ＲＭ２（キャリヤＣＡ２及びＣＡ３）は、第２ブレーキＢ２を介して前記ケース３０に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第２クラッチＣ２を介して前記入力軸２２（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１の直結経路ＰＡ１ａ）に選択的に連結されている。上記第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ２及びＲ３）は、前記出力軸２４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。上記第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ３）は、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に連結されている。なお、上記第２回転要素ＲＭ２とケース３０との間には、その第２回転要素ＲＭ２の正回転（入力軸２２と同じ回転方向）を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチＦ１が第２ブレーキＢ２と並列に設けられている。

図２の係合作動表は、前記自動変速機１０の各ギヤ段を成立させる際のクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態を説明する図表であり、「○」は係合状態を、「（○）」はエンジンブレーキ時のみ係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。このように、前記自動変速機１０においては、３組の遊星歯車装置１２、１６、１８を備え、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２を選択的に係合することにより変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎ_ＩＮ／出力軸回転速度Ｎ_ＯＵＴ）が異なる複数のギヤ段例えば前進８段の多段変速が達成される。また、特に、第２ブレーキＢ２と並列に一方向クラッチＦ１が設けられていることから、第１ギヤ段（1st）を成立させる際に、第２ブレーキＢ２はエンジンブレーキ時には係合させられる一方、駆動時には解放させられる。

また、各ギヤ段毎に異なる変速比は、前記第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、及び第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。また、クラッチＣ１〜Ｃ４、及びブレーキＢ１、Ｂ２（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢと表す）は、好適には、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置（以下、係合装置という）であり、図４に示す油圧制御回路７６内のリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ６の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられるとともに係合、解放時の過渡油圧などが制御される。

図３は、前記自動変速機１０やエンジン２６等を制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。この図３に示す電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵによりＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。斯かる信号処理により、後述するエンジン２６の出力制御や自動変速機１０の変速制御等を実行するようになっている。また、必要に応じてエンジン制御用やリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ６を制御する変速制御用等に分けて構成される。

また、図３に示すように、車両に設けられたセンサやスイッチなどから各種信号が上記電子制御装置１００に供給される。例えば、クランク角度（位置）ＡＣＲ（°）及びエンジン２６の回転速度Ｎ_Eに対応するクランクポジションを検出するクランクポジションセンサ３２、前記トルクコンバータ２８のタービン回転速度Ｎ_Tすなわち前記自動変速機１０の入力軸２２の回転速度Ｎ_INを検出するタービン回転速度センサ３４、車速Ｖに対応する前記出力軸２４の回転速度Ｎ_OUTを検出する出力軸回転速度センサ３６、前記エンジン２６の吸入空気量Ｑ_AIRを検出する吸入空気量センサ３８、手動変速操作装置としてのシフトレバー４０のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するシフトポジションセンサ４２、アクセルペダル４４の操作量であるアクセル開度Ａ_CCを検出するアクセル開度センサ４６、吸気配管４８に設けられた電子スロットル弁５０の開き角すなわちスロットル弁開度θ_THを検出するスロットルポジションセンサ５２、常用ブレーキであるフットブレーキ５４の操作の有無を表すブレーキ操作信号Ｂ_ONを検出するブレーキスイッチ５６、前記油圧制御回路７６内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_OILを検出するためのＡＴ油温センサ５８、車両の加速度（減速度）Ｇを検出するための加速度センサ６０等から、クランク角度（位置）ＡＣＲ（°）及びエンジン回転速度Ｎ_E、タービン回転速度Ｎ_T（＝入力軸回転速度Ｎ_IN）、車速Ｖ、出力軸回転速度Ｎ_OUT、吸入空気量Ｑ_AIR、レバーポジションＰ_SH、アクセル開度Ａ_CC、スロットル弁開度θ_TH、ブレーキ操作信号Ｂ_ON、ＡＴ油温Ｔ_OIL、加速度（減速度）Ｇなどを表す信号が電子制御装置１００に供給される。

また、前記電子制御装置１００からは各種装置の作動を制御するための信号が出力される。例えば、前記エンジン２６の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓ_E、アクセル開度Ａ_CCに応じて電子スロットル弁５０の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータ６２への駆動信号や燃料噴射装置６４から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号やイグナイタ６６によるエンジン２６の点火時期を制御するための点火時期信号などが出力される。また、前記自動変速機１０の変速制御の為の変速制御指令信号Ｓ_P、例えばその自動変速機１０の変速段を切り換えるために前記油圧制御回路７６内のリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ６の励磁、非励磁などを制御するためのバルブ指令信号やライン油圧ＰＬを制御するためのリニアソレノイド弁ＳＬＴへの駆動信号などが出力されている。

図４は、クラッチＣ及びブレーキＢの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ６等に関する回路図であって、油圧制御回路７６の要部を示す回路図である。この図４において、クラッチＣ１、Ｃ２、及びブレーキＢ１、Ｂ２の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）７８、８０、８６、８８には、油圧供給装置９０から出力されたＤレンジ圧（前進レンジ圧、前進油圧）ＰＤがそれぞれリニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ５、ＳＬ６により調圧されて供給され、クラッチＣ３及びＣ４の各油圧アクチュエータ８２、８４には、油圧供給装置９０から出力されたライン油圧ＰＬ１がそれぞれリニアソレノイド弁ＳＬ３、ＳＬ４により調圧されて供給されるようになっている。なお、ブレーキＢ２の油圧アクチュエータ８８には、リニアソレノイド弁ＳＬ６の出力油圧及びリバース圧（後進レンジ圧、後進油圧）ＰＲのうち何れか供給された油圧がシャトル弁９９を介して供給される。

上記油圧供給装置９０は、前記エンジン２６によって回転駆動される機械式のオイルポンプ６８（図１参照）から発生する油圧を元圧としてライン油圧ＰＬ１（第１ライン油圧ＰＬ１）を調圧する例えばリリーフ型の第１調圧弁（プライマリレギュレータバルブ）９２、ライン油圧ＰＬ１の調圧のためにその第１調圧弁９２から排出される油圧を元圧としてライン油圧ＰＬ２（第２ライン油圧ＰＬ２、セカンダリ圧ＰＬ２）を調圧する第２調圧弁（セカンダリレギュレータバルブ）９４、アクセル開度Ａ_CC或いはスロットル弁開度θ_THで表されるエンジン負荷等に応じたライン油圧ＰＬ１、ＰＬ２に調圧されるために第１調圧弁９２及び第２調圧弁９４へ信号圧Ｐ_SLTを供給するリニアソレノイド弁ＳＬＴ、ライン油圧ＰＬ１を元圧としてモジュレータ油圧ＰＭを一定値に調圧するモジュレータ弁９６、及びケーブルやリンクなどを介して機械的に連結されるシフトレバー４０の操作に伴い機械的に作動させられて油路が切り換えられることにより入力されたライン油圧ＰＬ１をシフトレバー４０が「Ｄ」ポジション或いは「Ｓ」ポジションへ操作されたときにはＤレンジ圧ＰＤとして出力し或いは「Ｒ」ポジションへ操作されたときにはリバース圧ＰＲとして出力するマニュアル弁９８等を備えており、ライン油圧ＰＬ１、ＰＬ２、モジュレータ油圧ＰＭ、Ｄレンジ圧ＰＤ、及びリバース圧ＰＲを供給する。

前記リニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ６は、基本的には何れも同じ構成で、前記電子制御装置１００により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータ７８〜８８の油圧が独立に調圧制御されてクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の係合圧が制御される。それにより、前記自動変速機１０は、例えば図２の係合作動表に示すように予め定められた係合装置が係合されることによって各変速段が成立させられる。また、前記自動変速機１０の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチＣやブレーキＢの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチ・ツウ・クラッチ変速が実行される。例えば、図２の係合作動表に示すように５速→４速のダウンシフトでは、クラッチＣ２が解放されると共にクラッチＣ４が係合され、変速ショックを抑制するようにクラッチＣ２の解放過渡油圧とクラッチＣ４の係合過渡油圧とが適切に制御される。このように、前記自動変速機１０の係合装置（クラッチＣ、ブレーキＢ）がリニアソレノイド弁ＳＬ１〜ＳＬ６により各々制御されるので、係合装置の作動の応答性が向上される。或いはまた、その係合装置の係合／解放作動の為の油圧回路が簡素化される。

前記シフトレバー４０は例えば運転席の近傍に配設され、図５に示すように、５つのレバーポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、又は「Ｓ」へ手動操作されるようになっている。この「Ｐ」ポジション（レンジ）は前記自動変速機１０内の動力伝達経路を解放しすなわちその自動変速機１０内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態（中立状態）とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に前記出力軸２４の回転を阻止（ロック）するための駐車ポジション（位置）であり、「Ｒ」ポジションは前記自動変速機１０の出力軸２４の回転方向を逆回転とするための後進走行ポジション（位置）であり、「Ｎ」ポジションは前記自動変速機１０内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための中立ポジション（位置）であり、「Ｄ」ポジションは前記自動変速機１０の変速を許容する変速範囲（Ｄレンジ）で第１ギヤ段「１ｓｔ」〜第８ギヤ段「８ｔｈ」の総ての前進ギヤ段を用いて自動変速制御を実行させる前進走行ポジション（位置）であり、「Ｓ」ポジションはギヤ段の変化範囲を制限する複数種類の変速レンジすなわち変速可能な高速側のギヤ段が異なる複数種類の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能な前進走行ポジション（位置）である。

「Ｓ」ポジションにおいては、前記シフトレバー４０の操作毎に変速範囲をアップ側にシフトさせるためのレバーポジションＰ_SHとしての「＋」ポジション、前記シフトレバー４０の操作毎に変速範囲をダウン側にシフトさせるためのレバーポジションＰ_SHとしての「−」ポジションが備えられている。例えば、「Ｓ」ポジションにおいては、「８」レンジ〜「Ｌ」レンジの何れかが前記シフトレバー４０の「＋」ポジション或いは「−」ポジションへの操作に応じて変更される。また、「Ｓ」ポジションにおける「Ｌ」レンジは第１ギヤ段「１ｓｔ」にて第２ブレーキＢ２を係合させて一層エンジンブレーキ効果が得られるためのエンジンブレーキレンジでもある。

また、「Ｄ」ポジションは前記自動変速機１０の変速可能な例えば図２に示すような第１速ギヤ段乃至第８速ギヤ段の範囲で自動変速制御が実行される制御様式である自動変速モードを選択するシフトポジションでもあり、「Ｓ」ポジションは前記自動変速機１０の各変速レンジの最高速側ギヤ段を超えない範囲で自動変速制御が実行されると共に前記シフトレバー４０の手動操作により変更された変速レンジ（すなわち最高速側ギヤ段）に基づいて手動変速制御が実行される制御様式である手動変速モードを選択するシフトポジションでもある。

図６は、前記電子制御装置１００による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図６に示すトルク推定手段１０２は、前記エンジン２６から出力されるエンジントルクや前記自動変速機１０に入力されるトルク等、前記駆動力伝達装置８における各部のトルクを推定する。例えば、予め実験的に求められて記憶されたスロットル開度に対するエンジントルク特性（エンジントルクマップ等の関係）から実際のエンジン回転速度Ｎ_E及びスロットル開度に基づいてエンジントルクＴ_Eを推定し、そのエンジントルクＴ_Eに基づいて前記駆動力伝達装置８の入力軸２２に入力される入力トルクＴ_INを推定する。好適には、上述のようにして推定されるエンジントルクＴ_E乃至は前記入力軸２２への入力トルクＴ_INに基づいて前記駆動力伝達装置８における所定の部分例えばその駆動力伝達装置８において特に強度が問題となる部分（ドライブシャフトのうち最も径寸法が小さい部分等）に入力されるトルクＴ_PAを推定する。

エンジン駆動制御手段１０４は、前記エンジン２６の駆動を制御する。例えば、前記スロットルアクチュエータ６２により前記電子スロットル弁５０を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射装置６４を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ６６を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓ_Eを出力する。前記電子スロットル弁５０の開閉制御では、例えば、図７に示すようなスロットル弁開度θ_THをパラメータとしてエンジン回転速度Ｎ_Eとエンジントルク推定値Ｔ_EOとの予め実験的に求めて記憶された関係（エンジントルクマップ）から実際のエンジン回転速度Ｎ_E及びアクセル開度Ａ_CCに基づいて求められる目標エンジントルクＴ_E ^*が得られるように前記スロットルアクチュエータ６２によりスロットル弁開度θ_THを制御する。

図８は、前記駆動力伝達装置８における所定の部分（例えば遊星歯車装置のリングギヤ）に入力されるトルクの経時的な変化を例示する図である。この図８に示すように、車両の走行に際しては、その走行状態に応じて前記駆動力伝達装置８における過渡トルクが時々刻々と変化していく。また、そのようにして前記駆動力伝達装置８に入力された過渡トルクにより、その駆動力伝達装置８に金属疲労等の形で疲労（疲れ）が蓄積されていき、残存寿命（使用可能期間）は漸減していく。

図９は、前記駆動力伝達装置８への入力の繰り返し数（横軸）及び入力トルクの大きさ（縦軸）によって定義されるトルク頻度線図の一例である。この図９に示す一点鎖線は、前記駆動力伝達装置８の所定部分へのトルクの入力回数とその入力トルクの大きさに応じて予め実験的に求められたその所定部分の寿命を示す相関線を示しており、累積トルク頻度がこの相関線に達すると前記駆動力伝達装置８における該当部分が寿命（使用限界）となる。なお、この相関線は、Ｔを入力トルク、Ｎを繰り返し回数、κ、Ｃを定数として次の（１）式のように表される。また、図９に示す疲労強度限界トルクＴｓは、前記駆動力伝達装置８における該当部分への入力が許容されるトルクの上限値であり、好適には、その部分の残存寿命に応じて定められる可変値であるが、固定値であっても構わない。また、図９に示すＮｘは所定の入力トルクＴｘに対応して前記駆動力伝達装置８における該当部分の寿命を示す繰り返し回数であり、ｎｘは、図９に実線で示す前記駆動力伝達装置８における該当部分への実際の入力相関線に関して等価トルクとしての上記入力トルクＴｘに相当する（その等価トルクに換算した）繰り返し回数である。

ｌｏｇＴ＝（−１／κ）×ｌｏｇＮ＋Ｃ・・・（１）

図６に戻って、疲労程度算出手段１０６は、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置８に入力されるトルクに基づいてその駆動力伝達装置８の疲労程度を算出する。好適には、前記トルク推定手段１０２により推定されるトルクに基づいてよく知られたマイナー則に従い累積トルク頻度Ｄを斯かる疲労程度として算出する。すなわち、上述したような所定の等価トルクＴｘにおける前記駆動力伝達装置８における該当部分の寿命を示す繰り返し回数Ｎｉと、前記駆動力伝達装置８における該当部分への実際の入力を上記等価トルクＴｘに換算した繰り返し回数ｎｉとから、次の（２）式に従って前記駆動力伝達装置８における該当部分の疲労程度としての累積トルク頻度Ｄを算出する。また、そのようにして上記疲労程度算出手段１０６により算出された累積トルク頻度Ｄは、図６に示す記憶装置１１０に累積的に記憶（蓄積）される。

Ｄ＝Σ（ｎｉ／Ｎｉ）・・・（２）

エンジントルク制限手段１０８は、前記疲労程度算出手段１０６により算出された疲労程度に応じて前記エンジン２６の出力トルクＴ_Eを制限する。好適には、前記疲労程度算出手段１０６により算出されて前記記憶装置１１０に記憶された累積トルク頻度Ｄが所定の閾値（例えば１）より大きい場合には前記エンジン２６の出力トルクを前述した図９に示す疲労強度限界Ｔｓ以下に制限する。このエンジン２６の出力トルク制限は、前記エンジン駆動制御手段１０４を介して前記電子スロットル弁５０の開閉制御、燃料噴射装置６４による燃料噴射量制御、イグナイタ６６による点火時期制御等により行われる。このようにして、前記駆動力伝達装置８における所定部分の累積トルク頻度Ｄが所定の閾値以上であり、その部分の寿命が迫っていると判断される場合にのみ前記エンジン２６の出力トルクを制限することで、必要にして十分なエンジントルク制限を実現することができる。

図１０は、前記電子制御装置１００によるエンジントルク制限制御の要部を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、予め実験的に求められて記憶されたスロットル開度に対するエンジントルク特性から実際のエンジン回転速度Ｎ_E及びスロットル開度に基づいてエンジントルクＴ_Eが算出（推定）される。次に、Ｓ２において、Ｓ１にて算出されたエンジントルクＴ_Eに基づいて前記駆動力伝達装置８において特に強度が問題とされる部分（最弱部分）であるドライブシャフトへの入力トルク波形が推定される。次に、前記疲労程度算出手段１０６の動作に対応するＳ３において、前記記憶装置１１０に記憶された情報が読み出されると共に、よく知られたマイナー則に従いＳ２にて推定された入力トルク波形に基づいて該当部分の疲労程度（累積トルク頻度）Ｄが算出され、その算出結果が前記記憶装置１１０へ累積的に記憶される。次に、Ｓ４において、Ｓ３にて算出された疲労程度Ｄが所定の閾値例えば１よりも大きいか否かが判断される。このＳ４の判断が否定される場合には、前記エンジン２６の出力トルク制限は行われず、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ４の判断が肯定される場合には、Ｓ５において、前記エンジン２６の出力トルクが疲労強度限界Ｔｓ以下に制限された後、本ルーチンが終了させられる。以上の制御において、Ｓ１及びＳ２が前記トルク推定手段１０２の動作に、Ｓ４及びＳ５が前記エンジントルク制限手段１０８の動作にそれぞれ対応する。

このように、本実施例によれば、予め定められた関係から前記駆動力伝達装置８に入力されたトルクに基づいてその駆動力伝達装置８の疲労程度を算出する疲労程度算出手段１０６（Ｓ３）と、その疲労程度算出手段１０６により算出された疲労程度に応じて前記エンジン２６の出力トルクを制限するエンジントルク制限手段１０８（Ｓ４及びＳ５）とを、有するものであることから、前記駆動力伝達装置８の残存寿命に応じて過剰にならない範囲で前記エンジントルクの制限を行うことができる。すなわち、必要にして十分なエンジントルク制限を行う車両用エンジン制御装置を提供することができる。

また、前記疲労程度算出手段１０６により算出された疲労程度を記憶する記憶装置１１０を備えたものであり、前記エンジントルク制限手段１０８は、その記憶装置１１０に記憶された疲労程度に応じて前記エンジン２６の出力トルクを制限するものであるため、算出された前記駆動力伝達装置８の疲労程度を随時記憶して用いることで、実用的な態様でエンジントルクの制限を行うことができる。

また、前記駆動力伝達装置８における所定の部分に入力されるトルクを推定するトルク推定手段１０２（Ｓ１及びＳ２）を有し、前記疲労程度算出手段１０６は、その部分に対応して予め定められた関係からそのトルク推定手段１０２により推定されるトルクに基づいてその部分の疲労程度を算出するものであるため、前記駆動力伝達装置８において特に強度が問題となる部分における疲労程度に応じて前記エンジン２６の出力トルクを制限することで、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。

また、前記疲労程度算出手段１０６は、前記トルク推定手段１０２により推定されるトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度Ｄを前記疲労程度として算出するものであり、前記エンジントルク制限手段１０８は、前記疲労程度算出手段１０６により算出される累積トルク頻度Ｄが所定の閾値より大きい場合には前記エンジン２６の出力トルクを制限するものであるため、実用的な態様で必要にして十分なエンジントルク制限を行うことができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施されるものである。

例えば、前述の実施例では、自動変速機１０を備えた駆動力伝達装置８に本発明が適用された例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、マニュアル式の有段変速機やＣＶＴ等の無段変速機を備えた駆動力伝達装置にも本発明は好適に適用されるものである。

また、前述の実施例では、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン２６の出力トルク制限に本発明が適用された例を説明したが、電動モータや水素燃料エンジン等を駆動力源とする車両に本発明が適用されても構わない。

また、前述の実施例では、予め定められた関係から前記トルク推定手段１０２により推定されたトルクに基づいて前記駆動力伝達装置８の疲労程度を算出するものであったが、例えば、トルクセンサ等により前記駆動力伝達装置８におけるドライブシャフト等への実際の入力トルクを検出し、その検出されたトルクに基づいて前記駆動力伝達装置８の疲労程度を算出するものであってもよい。

また、前述の実施例において、前記疲労程度算出手段１０６は、前記駆動力伝達装置８に入力されたトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度Ｄを前記疲労程度として算出するものであったが、前記駆動力伝達装置８の疲労程度としては種々の値が考えられ、またその算出にも様々な方法や関係が適宜選択されて用いられる。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明が好適に適用される駆動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図１の駆動力伝達装置に備えられた自動変速機において複数のギヤ段を成立させる際の係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。図１の駆動力伝達装置に備えられた自動変速機やエンジンを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図１の駆動力伝達装置に備えられた自動変速機におけるクラッチ及びブレーキの各油圧アクチュエータの作動を制御するリニアソレノイド弁に関する回路図であって、油圧制御回路の要部を示す回路図である。図１の駆動力伝達装置に備えられた自動変速機の手動変速操作装置としてのシフトレバーを説明する図である。図３の電子制御装置による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図１の駆動力伝達装置におけるエンジントルクの推定に用いられる、スロットル弁開度をパラメータとしてエンジン回転速度とエンジントルク推定値との予め実験的に求めて記憶された関係を例示する図である。図１の駆動力伝達装置における所定の部分に入力されるトルクの経時的な変化を例示する図である。図１の駆動力伝達装置への入力の繰り返し数及び入力トルクの大きさによって定義されるトルク頻度線図の一例である。図３の電子制御装置によるエンジントルク制限制御の要部を説明するフローチャートである。

符号の説明

８：駆動力伝達装置
２６：エンジン
７４：駆動輪
１０２：トルク推定手段
１０６：疲労程度算出手段
１０８：エンジントルク制限手段
１１０：記憶装置

Claims

駆動力を発生させるエンジンと、該エンジンから出力される駆動力を駆動輪へ伝達するための駆動力伝達装置とを、備えた車両において、前記エンジンを制御するための車両用エンジン制御装置であって、
予め定められた関係から前記駆動力伝達装置に入力されたトルクに基づいて該駆動力伝達装置の疲労程度を算出する疲労程度算出手段と、
該疲労程度算出手段により算出された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するエンジントルク制限手段と
を、有するものであることを特徴とする車両用エンジン制御装置。
前記疲労程度算出手段により算出された疲労程度を記憶する記憶装置を備えたものであり、前記エンジントルク制限手段は、該記憶装置に記憶された疲労程度に応じて前記エンジンの出力トルクを制限するものである請求項１の車両用エンジン制御装置。
前記駆動力伝達装置における所定の部分に入力されるトルクを推定するトルク推定手段を有し、前記疲労程度算出手段は、該部分に対応して予め定められた関係から該トルク推定手段により推定されるトルクに基づいて該部分の疲労程度を算出するものである請求項１又は２の車両用エンジン制御装置。
前記疲労程度算出手段は、前記トルク推定手段により推定されるトルクに基づいてマイナー則に従い累積トルク頻度を前記疲労程度として算出するものであり、前記エンジントルク制限手段は、前記疲労程度算出手段により算出される累積トルク頻度が所定の閾値より大きい場合には前記エンジンの出力トルクを制限するものである請求項３の車両用エンジン制御装置。