JPS58160661A - 車両用動力装置 - 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】 本発明は無段変速機な備える車両用動力装置に関する。

従来の車両では吸気系スロットル弁は運転室の加速ペダ
ルへリンクあるいはワイヤな介して連結していてスロッ
トル開度が運転者の加速ペダルの操作により直接制御さ
れ、それに応じた供給空気量により機関の出力トルクを
増減している◇また従来の変速機では変速比は手動変速
機の場合には運転者のシフトレバ−の操作により直接、
自動変速機の場合にはスロットル開度と車速との関数と
して数段に選択されている。

内燃機関は最小燃費率で運転されることが−好ましいが
、従来の変−機の変速比は加速の場合の運転性（ドライ
ブアビリティ）を考慮して設定され・かつ有段フあるた
めに、内燃機関の全運転範囲に渡って最小燃費率で運転
することは困難であった。

本発明の目的は、内燃機関を全運転範囲に渡って最小燃
費率で運転制御することが１きる車両用動力装置を提供
することである。

この目的を達成するために本発明によれば、内燃機−の
回”転が無段変速機を介して駆動輪へ伝達される車両用
動力装置において、内燃機関の要求馬力を加速ペダルの
操作量の関数として定め、要求馬力を最小燃費率で達成
できる内燃機関の出力トルクと回転速度とを目標出力ト
ルクおよび目標回転速度として定め、内燃機関の回転速
度が目標回転速度となるように無段変速機の変速比をフ
ィードバック制御し、内燃機関の出力トルクが目標出力
トルクとなるように内燃機関に供給される空気量あるい
は燃料量をフィートノζツク制御する。

さらに本発明によれば、内燃機関の回転が無段変速機を
介して駆動輪へ伝達される車両用動力装置において、内
燃機関の要求馬力を加速ペダルの操作量の関数として定
め、要求馬力を最小燃費率を達成できる内燃機関の出力
トルクと回転速度とを目標出力トルクおよび目標回転速
度として定め、内燃機関の回転速度がアクセル操作量に
より示された要求馬力に応じた目標回転速度となるよう
に無段変速機の変速比をフィードバック制御し、かつ目
標回転速度−目標出力トルクの特性線上において内燃機
関の実際の機関回転速度に対応する目標出力トルクに機
関の出力トルクがなるように吸気系スロットル開度ｌ内
燃機関に供給される空気量あるいは燃料量をフィードバ
ック制御する。

また本発明によれば、 内燃機関の回転が無段変速機を介して駆動輪へ伝達され
る車両用動力装置において、内燃機関の要求馬力な加速
ペダルの操作量の関数として定め、要求馬力を最小燃費
率で達成できる内燃機関の出力トルクと回転速度とを目
標出力トルクおよび目標回転速度として定め、内燃機関
の回転速度がアクセル操作量により示された要求馬力に
応じた目標回転速度となるように無段変速機の変速比を
フィード・々ツク制御し、内燃機関の実際の回転速度で
要求馬力を発生するのに必要な内燃機関の出力トル、り
に内燃機関の出力トルクがなるように内燃機関に供給さ
れる空気量あるいは燃料量をフィードノック制御する。

図面を参照して本発明なさらに詳細に説明する。

第１図は機関回転速度一機関出力トルク上における等燃
費率Ｍ（実線）および等馬力線（破線）を図示している
。なお等馬力線の単位は２８１等燃費率線の単位はｇ／
ＰＳ−ｈ！ある。一点鎖線はスロットル弁が全開である
場合の特性であり・機関の運転限界〒ある。Ａｉは各出
力馬力において最小燃費率となる点を結んだ線であり、
従来の変速機における変速比ｆはＢ線のように設定され
燃費率が悪かった。本発明では加速ペダルの操作量、す
なわち踏込み量の関数として機関の要求馬力企設定し、
各要求馬力において機関回転速度および機関出力トルク
がＡ線により規定されるものとなるように内燃機関が運
転される。機関回転速度は無段変速機（ｃｏｎｔｉｎｕ
ｏｕｓｌｙｖａｒｉａ’ｂｊｆ’ｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓ
ｓｉｏｎ　：以下ＣＶＴと称する。）の速度比の変更に
より制御され、機関出力トルクぼ吸気系スロットル開度
の変更により制御される。加速ペダルの踏込み量の増大
に連れて要求馬力も増大するものとして前記関数は決め
られる。

ＣＶＴには従来種々の機構が提案されているが、第２図
では伝達可能なトルクが大きく・がつ小型であるベルト
駆動式にて説明する。

第２図において内燃機関１の出力軸２．はクラッチ３を
介してＣＶＴ４の入力軸５へ接続されている。入力軸５
および出力軸６は互いに平行に設けられており、入力側
固定ディスク７は入力軸５に固定され、入力側可動ディ
スク８は軸線方向へ移動可能に、入力軸５の外周にスプ
ラインまたはぜ一ルベアリング等で嵌合し、出方側　　
　　“固定ディスク９は出力軸６に固定され、出力側可
動ディスク１０は軸線方向へ移動可能に出力軸６の外周
にスプラインまたはゼールベアリング等嵌合している。

なお可動側ディスクの受圧面積は入力側〉出力側となる
ように設定されており、入力側と出力側とにおいて、固
定ディスクと可動ディスクとの軸線方向の配置は互いに
逆である。固定ディスク７．９および可動ディスク８，
１００対向面は半径方向外方へ向かってお互いの距離？
増大するチー、６面状に形成さ゛れ、円錐台型断面のベ
ルト１１が入力側および出力側のディスク間に掛けられ
る。したがって固定および可動ディスクの締付は力の変
化に伴ってディスク面上におけるベルト１１の半径方向
接触位置が連続的に変化する。入力側ディスク７．８０
面上におけろベルト１１の接触位置が半径方向外方へ移
動すると、出力側ディスク９，１ｏの面上にｉけろベル
ト１１の接触位置が半径方向内方る０出力軸６の動力は
図示していない駆動輪へ伝達される。トルクセンサ１５
は入力軸５における捩り応力または捩れ角度の変化から
入力軸５のトルク、したがって内燃機関１の出力トルク
Ｔｅを検出する。加速ペダルセンサ１６は運転者の足１
７によって踏込まれる加速ペダル１８の踏込み量ご検出
する。内燃機関ｌの吸気スロットルの開度は電磁式スロ
ットルアクチュエータ１９により制御される。入力側お
よび出力側回転角センサ加、２１はそれぞれディスク７
．１ｏの回転角、したがって回転数を検出する。ライン
圧発生弁２４はオイルポンプ２５によりリザーノ々２６
から油路２７を介して送られてくる油圧媒体としてのオ
イルの油路路への逃がし量を制御することにより油路２
９のライン圧Ｐ１２調整する。出力側可動ディス４りｌ
Ｏの油圧サーゼは油路２９を介してライン７圧ＰＡ’を
供給される。流量制御弁３０は入力側可動ディスク８へ
のオイルの流入流出量を制御する。

ＣＶＴ４の速度比ｅを一定に維持するためには、油路３
３と油路２９から分岐するライン圧油路３１およびドレ
ン油路３２との接続を断ち、すなわち入力側可動ディス
ク８の軸線方向の位置ご一定に維持し、速度比ｅを増大
させるためには油路３１から３３へオイルを供給して入
力側ディスク７゜８※間の締付は力を増大し、速度比ｅ
を減少させろためには可動ディスク８の油圧サーゼの油
圧をドレン油路３２企介して大気側へ導通させて入力側
ディスク７．８間の推力を減少させる。

油路３３における油圧はライン圧Ｐｌ以下ｆあるが、入
力側可動ディスク８の油圧サーゼのピストン作用面積は
出力側可動ディスク１０の油圧サーＩのピストンの作用
面積より大きいため、入力側ディスク７．８の締付は力
を出力側ディスク９゜１００締付は力より大きくするこ
とが可能である。

電子制御装置３８はアドレスデータノ々ス３９により互
いに接続されているＤ／Ａ　（デジタル／アナログ）変
換器４０、入力インタフェース４１　、Ａ／Ｄ（アナロ
グ／デジタル）変換器４２、ＣＰ　Ｕ　４３、ＲＡ　Ｍ
　４４、ＲＯＭ４５を含んでいる。トルクセンサ１５お
よび加速ペダルセンサ１６のアナログ出力はＡ／Ｄ変換
器４２へ送られ、回転角センサ２０゜２１のノξルスは
入力インタフェース４１へ送られる。

電磁アクチュエータ１９、流量制御弁３０、およびライ
ン圧発生弁２４への出力はＤ／Ａ変換器４０がらそれぞ
れ増幅器４９　、５０　、５１を介して送られる◇第３
図はスロットルアクチュエータ１９　用増１ｆｌｌｌ器
４９の入力電圧の出力電流との関係を示している。第４
図はスロットルアクチュエータ１９０入力電流と吸気系
スロットル開度との関係２示している。したがって増幅
器４９０入力電圧に比例してスロットル開度が増大する
。第５図は流緻制御弁３０用増、幅器５０の入力電圧と
出力電流との関係を示し、第６図は流量制御弁３０の入
力電流とＣＶＴ４の入力側油圧サー２への流量との関係
を示している。したがって増幅器５００入力電流の変化
に速、度比ｅは比例する。第７図はライン圧発生弁２４
用増幅器５１の入力電圧と出力電流との関係を示し、第
８図はライン圧発生弁２４０入力電流とライン圧Ｐｌと
の関係な示している。

したがって増幅器５１の入力電圧の変化に対して　　　
１ライン圧Ｐ／は線形的に変化する。ライン圧発生弁２
４の入力電流が０であっても、ライン圧ＰｌはＰ／１　
（ＰＡ’ｌ　十〇　）に維持されるので、断線や電子制
御装置３８に故障が生じても、可動ディスク８．１０の
油圧サー−へ所定油圧が供給され、ＣｖＴ４における最
小限のトルク伝達が確保される。

第９図は本発明の実施例のブロックＩｉ図である。ブロ
ック５５で加速ペダルの踏込み量Ｘａｃｃが要求馬力ｐ
ｓ’へ変換される。要求馬力Ｐｓ′は踏込み量Ｘａｃｃ
の増大に伴って増大するようなＸａｃｃの関数として設
定されている。ブロック５６′ｔ％は要求馬力ＰＳ′が
機関の、すなわち入力軸５の目標回転速度Ｎ’ｉｎへ変
換される。要求馬力ＰＳ／と目標回転速度Ｎ’ｉｎとの
関係は第１図のＡ線フ示されるものである。すなわち要
求馬力ＰＳ′を最小燃費率で得ることができる機関回転
速度が目標回転速度である。５７マ目標回転速度Ｎｕｍ
と実際の回転速度Ｎ１ｎとの偏差Ｎ’１ｎ＝Ｎｉｎが求
められる。

５８はフィードバックゲインフある。こうしてＮ′１ｎ
−Ｎｉｎ　−０、したがってＮｉｎがＮ’ｉｎに等しく
なるようにＣＶＴ４の速度比ｅが制御される。

ブロック６０では要求馬力ＰＳ′が機関の目標出力トル
クＴ’ｓへ変換される。要求馬力Ｐｓ′と目標出力トル
クＴ’ｅ　　との関係は第１図のＡ線で示されるもので
あり、すなわち要求局カｐ’ｓＢ最小燃費率で得ること
ができる／出力トルクが目標出方トルク１ある。６１で
目標出方トルクＴ’ｓと実際の出力トルクＴｅとの偏差
Ｔ’ｅ−Ｔｅが求められる。６２はフィードツマツタゲ
インである。こうしてＴ’ｅ−Ｔｅ−０、したがってＴ
ｅがＴ’ｅに等しくなるようにスロットル開度が制御さ
れるブロック６６ではライン圧Ｐｌが入力軸５０回転速
度Ｎｉｎ　ｓ出カ軸６の回転速度Ｎｏ％ｔｔｑ機関の出
力トルクＴｅの関数ｆとして設定される。ベルト１１が
ら出力側ディスク９，１０への伝達トルクＴｏｕｔ　％
出力側ディスク９．１０上におけるベルト１１の接触位
置トティスク９，１０の中心との距１ｉＤｏｕｔと定義
すると・ベルト１１が出力側ディスク９．ｌｏ上におい
て清らないようにトルク伝達ご確保できる出方側ディス
ク９，１０の必要締付はカはＴｏｕ　ｔ／Ｄｏｕ　ｔに
比例ＰＪ−α・Ｔｅ−土・・・・・（１） ただしαは定数、ｅ−１「とすれば、ライン圧Ｐｌ！が
必要最小限に制御されて、機関の損失な抑制することが
できる。なおりｏｕｔは別の近似式によっても算出でき
る。

第１Ｏ図は第９図のブロック１１１図による制御を行な
うプログラムのフローチャートチある。ステップ６９で
は加速ペダルセンサ１６からの入力から加速ペダル１８
の踏込み量Ｘａｃｃを読込む。ステップ７０′ｔ％はＸ
ａｃｃ　−ＰＳ’ｖッゾから要求馬力ｐｓ’を算出する
。Ｘａｃｃ　−ＰＳ’マツプに１ステップ６９１読込ん
だＸａｃｃがない場合には掃間法を用いる。ステップ７
１−’＋１’はＰＳ’−Ｎ’ｉｎマツプから目標回転速
度Ｎ’ｉｎ　ｆ算出する。ステップ７２では入力側回転
角センサ２０からの入力から現在の回転数Ｎｉｎを読込
む。ステップ７３では流量制御弁用増幅器５ｏへの出力
電圧ＶｉｎをＶｉｎ　＝　Ｋ　１　（Ｎ’ｉｎ　−Ｎｉ
ｎ　）から算出Ｔる。ただしＫｌはフィートノ々ツタゲ
イン５８の利得である。ステップ７４１はＰＳ’−Ｔ’
ｅマツプから目標出力トルクＴ’ｅ’を算出する。ステ
ップ７５ではトルクセンサ１５からの入力から現在の出
力トルクＴｅを読込む。ステップ７６ではスロットルア
クチュエータ用増幅器４９への出力電圧ｖｔｈをＶｔｈ
　−Ｖｔｈ−１−１−Ｋ　２　（Ｔ’ｅ　＝Ｔｅ　）か
ら算出する。

ただしｖｔｈ　　はステップ７６の前回の実行時に算出
されたＶｔｈ、に２はフィートノ上ツクゲイン６２の利
得１ある。ステップ７７ではライン圧発生弁用増幅器５
１への出力電圧ＶｌをＶｌ−に３・Ｔｅ−リ１７１．．
□□。ｒ、ニア’６ｔ、に３゜、。、ああ。。

機−の回転速度はＣＶＴ４の入力側ディスクのサーブ油
圧の制御により行なわれるが、ＣｖＴ４の応答性はスロ
ットルアクチュエータ１９の応答性に対して劣るため、
第９図の実施例では過渡時において例えば第１図のＤＩ
からＤ２へ移る場合、あるいは逆の場合、出力トルクの
変化が先行し・機関の運転がＡｔ１ｊｌ上を移動しない
でＬｌ、Ｌ２上を移動することになって燃費率が悪化す
る。第１１図のブロック線図による実施例□、□、おい
７、□、□、□お　　　□゛ことが１きる。第１１図に
おいて第９図に対応する部分は同符号で指示して説明す
省略し、異なろ部分についてのみ説明する。目標出力ト
ルクＴ’ｅはブロック８１において要求馬力からｆはな
く・実際の回転速度Ｎｉｎから算出されるｏ　Ｎｉｎと
ガとの関係は第１図のＡ線で定義されるものである。し
たがって目標出力トルクＴ’ｅが実際の機関回転速度Ｎ
ｉｎからＡ線に従って設定されるので、過度時にも機関
の制御がＡ　Ｉ！　；Ｉ＞ら離れることが回避される。

なお第１１図ｆは第９図のライン圧制御のブロック６６
　、５１　、２４の記載が省略されているが、実際の装
置ではライン圧の制御が同時に行われる。

第１２図は第１１図のブロックｉ図で示される制御？実
−行するプログラムのフシ−チャートである。第１２図
において第１０図の；テップと同様の処理を行なうステ
ップは添字すを付けた符号により示し説明を省略する。

ステップ８４−ｔ’は実際の回転速度Ｎｉｎと目標出力
トルクＴ’ｅとの関係を第１図のＡ線に従って定めたマ
ツプから目標出力トルクＴ４３を算出する。

第１１図の実施例ｆは過渡時では、運転者の要求馬力Ｐ
Ｓ′と実際の馬力ｐｓとの差が大きく（過渡時ｆは実際
の馬力ｐｓが要求馬力ｐｓ’より小さい。）、運転性が
悪化する。次の第１３図の実施例は第１１図の実施例の
欠点を改善することが↑きる。目標出力トルクＴ’ｅは
ブロック８６において現在の機関回転速度Ｎｉｎｆｆ１
要求馬力ｐｓ’を達成する機関出力トルクとして設定さ
れる。すなわちＴ’ｓ　−Ｋ　４・Ｐ　Ｓ’／　Ｎｉｎ
、ただしに４は定数１ある。この場合、設定された機関
出力を実現〒きる能力を内燃機関１に付与する必要があ
る。これにより過渡時の運転性が向上する。なお第１３
図のブロック線図においても第９図のライン圧制御のブ
ロック６６　、５１　、２４の記載が省略されているが
、実際の駆動装置１はライン圧の制御が同時に行なわれ
る。

第１４図は第１３図のブロック線図で示される制御を実
行するプログラムのフローチャートである。第１０図の
ステップと同様の処理を行なうステップは添字Ｃを付け
た符号により示して説明ご省略する。ステップ８８にお
いて目標出力トルりＴｅ　ｆ　Ｔ’ｅ　＝　Ｋ　４　・
Ｐ　Ｓ’／　Ｎｉｎから算出する。

このように本発明によれば加速ペダルの操作量の関数と
して要求馬力を定め、要求馬力を最小燃費率で達成する
機関出力トルクおよび機関回転速度を目標値とし、機関
回転速度が目標値となるようにＣＶＴの速度比を制御し
・機関出力が目標値となるように吸気系スロットル開度
を制御する。この結果、機関を要求馬力の全範囲におい
て最小燃比率で運転することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は機関の回転速度−出力トルクの座標系上におい
て等馬力重線および等燃費率線を示す図、第２図は本発
明が適用される車両用動力装置の構成図・第３図はスロ
ットルアクチュ、エータ用増幅器の入出力特性を示す図
、第。４図はスロットルアクチュエータの入力とスロッ
トル開度との関係を示す図、第５図は流量制御井用増＠
器の入出力特性を示す図、第６図は流量制御弁の入力と
ＣＶＴの速度比との関係な示す図、第７図はライン圧発
生弁用増幅器の入出力特性３示す図、第８図はライン圧
発生弁の人力とライン圧との関係を示す図、第９図は本
発明の実施例のブロック線図、第１０図は第９図のブロ
ック線図に従うプログラムのフローチャート、第１１図
は本発明の別の実施例のブロック線図、第１２図は第１
１図のブロック線図に従うプログラムのフローチャート
、第１３図は本発明のざらに他の実施例のブロック線図
、第１４図は第１３図のブロック線図に従うプログラム
のフローチャートである。 １・・・内燃機関、４・・・ｃ　Ｖ　Ｔ　ｉ　１５・・
・トルクセンサ、１８・・・加速ペダル、１９・・・ス
ロットルアクチュエータ、２ｏ・・・回転角センサ、３
０・・・流量制御弁、３８・・・電子制御装置。 為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｄデ
＠ヨＱ−Ｌ÷へ 第３図 増幅器４９の入力電圧 スロットルアクチュエータ１９の入カ電流０　　　増幅
器５１の入力電圧 第８図 ライン圧発生弁２４の入力電流

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内燃機関の回転が無段変速機を介して駆動輪へ伝
   達される車両用動力装置において１内燃機関の要求馬力
   を加速ペダルの操作量の関数として定め、要求馬力を最
   小燃費率１達成できる内燃機関の出力トルクと回転速度
   とを目標出力トルクおよび目標回転速度として定め、内
   燃機関の回転速度が目標回転速度となるように無段変速
   機の変速比をフィートノ々ツタ制御し、内燃機関の出力
   トルクが目標出力トルクとなるように内燃機関に供給さ
   れる空気量あるいは燃料量をフィートノセック制御する
   ことな特徴とする、車両用動力装置。 ２、　前記無段変速機がベルト駆動式！あり、このベル
   ト駆動式無段変速機の出力側ディスクのサーボ油圧を、
   出力側ディスクとベルトとの間のトルク伝達を確保でき
   るライン圧に維持し、入力側ディスクのサーボ油圧を変
   更してベルト駆動式無段変速機の速度比ｅをフィートノ
   セック制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の車両用動力装置。 ３、ベルトから出力側ディスクへの伝達トルクＴｏｕｔ
   　、出力側ディスク上におけるベルトの接触位置と出力
   側ディスクの中心との距離をＤｏｕｔと定義すると・ラ
   イン圧Ｐｌをｉの増大に連れて増大させることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の車両用動力装置。 ４、　　ＰｇがＴｅ・−ｅ　＋　１−の関数であること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の車両用動力装
   置。 ５、内燃機関の回転が無段変速機を介して駆動輪へ伝達
   される車両用動力装置において、内燃機関の要求馬力を
   加速ペダルの操作車の関数として定め・要求馬力を最小
   燃費率で達成できる内燃機関の出力トルクと回転速度と
   を目標出力トルクおよび目標回転速度として定め、内燃
   機関の回転速度がアクセル操作量により示された要求馬
   力に応じた目標回転速度となるように無段変速機の変速
   比をフィードバック制御し、かつ目標回転速度−目標出
   力トルクの特性線上において内燃機関の実際の機関す転
   速度に対応する目標出力トルクに機関の出力トルクがな
   るように内燃機関に供給される空気量あるいは燃料量を
   フィートノζツク制御することを特徴とする、車両用動
   力装置０ ６、内燃機関の回転が無段変速機を介して駆動輪へ伝達
   される車両用動力装置において、内燃機関の要求馬力を
   加速ペダルの操作量の関数として定め、要求馬力を最小
   燃費率で達成できる内燃機関の出力トルクと回転速度と
   を目標出力トルクおよび目標回転速度として定め、内燃
   機関の回転速度がアクセル操作量により示された要求馬
   力に応じた目−標回転速度となるように無段変速機の変
   速比をフィードバック制御し、かつ内燃機関の実際の回
   転速度で要求馬力３発生するのに必要な内燃機関ように
   内燃機関に供給される空気量あるいは燃料量を制御する
   ことを特徴とする、車両用動力装置。