JPS6338742A - 車両駆動系の制御装置 - 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、車両駆動系の制御装置に係り、特に、アクセ
ルペダルと独立してエンジントルクを変え得る手段を有
したエンジンと、速度比を無段階に制御できる無段変速
殿とを備えた車両駆動系の制ｔ１１装置の改良に関する
。

【従来の技術】

車両用自動変速機構の一つとしてベルト等によって駆動
される無段変速機構がある。この無段変速機構は一般に
、固定ブーり及び可動ブーりからなり油圧サーボ装置に
よって有効径が可変とされたＶ型ブーり装置を入力軸上
及び出力軸上にそれぞれ有し、該■型ブーり装置間に掛
渡された伝動ベルトにより前記入力軸側の回転を出力軸
側に無段階に変速して伝達することができるようにした
ものである。通常、入力側の油圧サーボ装置へのオイル
流量を滝口制御弁によって変更して該入力側■型ブーり
装置の有効径を強制的に変更し、一方、出力側の油圧サ
ーボ装置の油圧を圧力制御弁によって変更し、この入力
側■型ブーり装置の有効径変更に追随して伝動ベルトが
スリップしないでトルク伝達が行えるように構成しであ
る。 車両の駆動系においてこのような無段変速機構を導入す
ると、車両を常にエンジン使用域の中の最適燃費ライン
上で走行させることができ、笑事燃費を改善することが
できる。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、従来開示されている技術は、いずれも未
だ改良の余地を残しているというのが実情である。 例えば、特開昭５９−３２６４２では、車両走行におけ
る過渡時をも含めて常にエンジンを最適燃費ライン上で
運転する方法が開示されているが、この方法では、変速
の過渡時に出力トルクが不足して走行性能、特に加速性
能が悪化するという問題を有している。 又、特開昭５８−３９８７０では、定常状態では最適燃
費ライン上を走行し、一方、変速過渡時には、スロット
ルアクチュエータより無段変速機構の変速の応答性が遅
いため実際には第６図破線で示ずような動作となり、結
果として最適燃費ラインから外れて走行性が前述の特開
昭５９−３２６４２より優れたものとなる方法が開示さ
れている。しかしながら、この方法は、変速過渡時にお
いて結果的に第６図破線に示すような動作となるのであ
って、変速過渡時の出力を任意に制御し１ｑるものでは
ない。 一方、特開昭５８−１６０６６１では、その特許請求の
範囲第６項において、変速過渡時に出力馬力を要求馬力
となるように制御する方法が開示されている。この方法
によれば、変速過渡時においてその出力を所定の値に設
定することができる。 しかしながら、定常時、過渡時というのは、無段変速機
においては必ずしも明確に分けられるものではない。又
、定常時から過渡時に移行したと別語されたときに、目
標値にステップ的な変化が生じるのは制御の円滑性の点
で好ましいことではない。

【発明の目的】

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
で、優れた燃費効率と良好な走行特性とを連続的に両立
させることのできる車両駆動系の制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【問題点を解決するための手段１ 本発明は、アクセルペダルと独立してエンジントルクを
変え得る手段を有したエンジンと、速度比を無段階に制
御できる無段変速機とを備えた車両駆動系の制御装置に
おいて、前記エンジンを最適燃料ライン上近傍で運転す
るための基本目的値をエンジン回転速度に依存して確定
する手段と、目標出力値と対応する実出力値との差を検
出する手段と、前記目標出力値と実出力値との差に依存
した補正値を確定する手段と、前記基本目標値と補正値
との和を目標値とし、該目標値に関連して前記エンジン
トルクを変え得る手段をフィードバック制御する手段と
、を備えることにより、上記本発明においては、エンジ
ントルクを変え得る手段を用いて、エンジンを最適燃費
ライン上近傍で運転するための基本目標値をエンジン回
転速度に依存してまず確定し、一方、目標出力値と対応
する実出力直との差くずれ）を検出し、この目標出力値
と実出力値との差に依存した補正値を前記基本目標値に
加えるようにして目標値を確定し、この目標値に関連し
て前記エンジントルクを変え得る手段をフィードバック
制御するようにしている。従って、いわゆる定常時に近
い走行を行っていたときには最適燃費ライン上か、又は
その近傍においてエンジンを制御し、走行状態がより過
渡的な状態となってきたときに目標値が連続的に前記基
本目標値からよりずれていくように制御することができ
る。従って、燃費の向上と動力特性の向上とを連続的に
両立させることができる。 なお、好ましい実施態様は、前記エンジントルクを変え
得る手段がスロットルアクチュエータとされていること
である。 又、好ましい実施ｉ／１様は、前記エンジントルクを変
え得る手段が、ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプと
されいることである。 又、好ましい実ｊｆｆｌＢ様は、前記目標出力値の対象
が出力馬力とされていることである。 又、好ましい実施態様は、前記目標出力値の対象が駆動
トルクとされていることである。 又、好ましい実施態様は、前記目標出力値の対象が前記
無段変速機の入力側回転速度とされていることである。 【実施例】 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 第２図に本発明に係る車両駆動系のｖ制御＠買の実施例
が適用された自動車用エンジン及び無段変速機の全体概
略を示す。 図において、エンジンＥ／Ｇの出力軸２はクラッチ機構
４を介してベルト駆動式の無段変速機（以下ＣＶＴと称
する）に接続されている。 このＣＶＴは、入力軸６上、及び出力軸８上にそれぞれ
固定プーリ１１．１５、可動プーリ１２．１６からなる
■型子−り装置１０．１４を備える。 入力側固定プーリ１１は入力軸６に固定され、入力側可
動プーリ１２は軸方向へ移動可能に入力軸６の外周にス
プライン又はボールベアリング等で嵌合している。同様
に、出力側固定プーリ１５は出力軸８に固定され、出力
側可動プーリ１６は軸方向へ移動可能に出力＠８の外周
にスプライン又はボールベアリング等で嵌合している。 各可動側プーリ１２．１６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、該入力側で速度比変更
のための強制的な有効径変更ができるようになっている
。 又、入力側と出力側において固定プーリ１１．１５と可
動プーリ１２．１６との軸線方向の配置は互いに逆とさ
れ、伝動ベルト１８が常に人、出力軸６．８に対して直
角に掛かるようにしである。 固定プーリ１１．１５及び可動プーリ１２．１６の対向
面は半径方向外方へ向ってお互いの距離を増大するテー
バ面上に形成されている。又、断面が等脚台形の伝動ベ
ルト１８が入力側及び出力側のＶ型ブーり装置１０．１
４間に掛けられる。 この伝動ベルト１８は各Ｖ型ブーり装ａｉｏ、ｉ４の固
定及び可動ブーりの締付力の変化に伴ってブーり面上に
おける半径方向接触位置が連続的に変化する。入力側Ｖ
型ブーり装置１０における伝動ベルト１８の接触位置が
半径方向外方へ移動すると、出力側■型子−り装置にお
ける伝動ベルト１８の接触位置が半径方向内方へ移動し
、ＣＶＴの速度比ｅ　（−出力軸８の回転速度Ｎｏｕｔ
／入力軸６の回転速度Ｎ　ｉｎ）は増大し、逆の場合に
は速度比ｅは減少する。 出力軸８の動力は図示していない萌後進切換え用の遊星
歯車装置、減速用の歯車装置、差動歯車装置等を介して
駆動輪へ伝達される。 一方、アクセルペダルセンサ３４は運転者の足３５によ
って踏込まれるアクセルペダル３６の開度θａＣを検出
する。又、エンジンＥ／Ｇの吸気スロットルの開度は、
アクセルペダル３６とは独立したスロットルアクチュエ
ータ１９によって制御される。 入力側及び出力側回転角センサ２０，２１はそれぞれプ
ーリ１１．１６の回転角を検出し、その結果回転速度（
出力側の回転速度からは車速■）が検出・換算される。 圧力制御ｊｌＩ弁２４は、オイルポンプ２５によりすザ
ーバ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２８への逃し洛を制６１１すること
により、油路２９のライン圧ＰＬを調圧する。出力側可
動プーリ１６の油圧サーボ装置には、油路２９を介して
ライン圧ＰＬが供給される。 流ｊ制御弁３０は、入力側可動プーリ１２へのオイルの
流入・流出口を制御する。ＣＶＴの速度比ｅを一定に維
持するためには、油路３３と油路２９から分岐するライ
ン圧油路３１及びドレン油路３２との接続が断たれる。 その結果、入力側可動プーリ１２の軸方向の位置が一定
に維持され、速度比ｅも一定に維持される。又、速度比
ｅを増大させるためには、ライン圧油路３１から油路３
３を介して入力側可動プーリ１２の油圧サーボ装置内へ
オイルを供給するようにする。その結果、入力側プーリ
１１．１２間の締付力が増大され、該入力側プーリ１１
．１２面上における伝動ベルト１８の接触位置が半径方
向外方へ移動して速度比ｅが増大される。逆に、速度比
ｅを減少させるためには、入力側可動プーリ１２の油圧
サーボ装置内のオイルをドレン油路３２を介して大気側
へ導通させて該入力側プーリ１１．１２間の締付力を減
少させるようにする。 油路３３における油圧はライン圧ＰＬ以下であるが、前
述のように、入力側可動プーリ１２の油圧サーボｇｉ首
のピストン受圧面積が出力側可動プーリ１６の油圧サー
ボ装置のピストン受圧面積よりも大きく設定しであるた
め、入力側プーリ１１．１２の締付力を出力側プーリ１
５．１６の締付力よりも大きくすることが可能である。 入力側プーリ１１．１２の締付力を流口制御弁３０で変
化さぜることによって該入力側プーリ１１．１２間にお
ける有効径を変化させ、一方、出力側プーリ１５．１６
において入力側の有効径変化に追随して伝動ベルト１８
が滑らずにトルク伝達が確保されるような締付力が生じ
るようにライン圧ＰＬが圧力制御弁２４によって調圧さ
れる。 電子制御装置３８は、アドレスデータバス３９により互
いに接続されているＤ／Ａコンバータ４０、入力インタ
ーフェイス４１、Ａ／Ｄコンバータ４２、ＣＰＵ４３、
ＲＡＭ４４、ＲＯＭ４５を含んでいる。アクヒルペダル
センサ３４のアナログ出力θａＣはＡ／Ｄコンバータ４
２へ通られ、回転角センサ２０．２１のパルスは入力イ
ンターフェイス４１へ送られる。スロットルアクチュエ
ータ１９、流量制御弁３０、及び圧力制御弁２４への制
御電圧Ｖｔｈ１Ｖｉｎ１ＶｏｕｔはＤ／ＡＤンバータ４
０からそれぞれ増幅器４９．５０．５１を介して送られ
る。 増幅器４９への入力電圧の変化に応じてスロットルアク
チュエータ１９が制御され、吸気スロットル開度が変化
するようになっている。又、増幅器５０への入力電圧の
変化に応じて流量制御弁３０が制御され、可動プーリ１
２の入力側油圧サーボへの流ｄが変化するようになって
いる。結局、増幅器５０の入力電流の変化に応じて速度
比ｅが変化するようになっている。更に、増幅器５１へ
の入力電圧の変化に応じて力制御弁２４が制御され、ラ
イン圧ＰＬが変化するようになっている。 圧力制御弁２４の入力電流が零であってもライン圧ＰＬ
は所定値ＰＬ１に維持されるようになっており、断線や
電子制御装置３８に万一不具合が生じても、可動プーリ
１２．１６の油圧サーボへ所定油圧が供給され、ＣｖＴ
ｌ、：おける最少限のトルク伝達が確保される。 第３図にこの装置の制御系のブロック図を示寸。 図において、ブロック１００はアクセル開度θａＣと車
速Ｖにより目標出力馬力ＰＳ’を周知の方法で式又はマ
ツプによって求める演算器を示している。 ブロック１０２は目標出力馬力ＰＳ°より目標入力側回
転速度Ｎｉｎ”を求める演算器を示している。この求め
方は、例えば第５図に示されるような最適燃費ラインＡ
に設定する。なお、第５図において実線は等燃費率線（
ｇ／ＰＳ−Ｈ）、破線は等馬力重線（ＰＳ）を示してい
る。 ブロック１０４は、ＣＶＴの実入力側回転速度Ｎｉｎが
目標入力側回転速度Ｎｉｎ”　となるように流量υ＋１
１１弁３０の制ｔｉ電圧■ｔｎをフィードバック調整す
ることによってＣＶＴの速度比ｅを制御する制御系を示
している。この制御には、例えば（１）式のような演算
式を用いる。 ｖｉｎ−ｋ　＋　　（Ｎｉｎ−Ｎｉｎ”　）　−（１）
なお、この制御に当って例えば油温等に応じて補正をし
、より精度の高いａ算式を用いるようにするのは自由で
ある。 ブロック１０６は、目標エンジントルりＴｅ”（特許請
求の範囲に記載の「目標値」に相当）を求める演算器を
示している。この演算器については後に詳述する。 ブロック１０８は、目標エンジントルクＴｅ”と実エン
ジン回転速度Ｎｅとにより、目標スロットル開度θｔｈ
”を式又はマツプによって計算する演算器を示している
。 ブロック１１０は、実スロツトル開度θｔｈが、目標ス
ロットル開度θｔｈ”になるようにスロットルアクチュ
エータ１９のｌ１ｌＪ　ｔｉｔ電圧ｖｔｈをフィードバ
ック調整する制御系を示している。例えば、この制御に
は（３）式を用いるとよい。 Ｖｔｈ−ｋ　　３Ｘ　　（θｔｈ”　　−θｔｈ）　　
　　・・・（３）なお、前記ブロック１００において、
目標出力馬力ＰＳ°は他の要因、例えば走行路勾配、車
重、外部スイッチ〈エコノミーパターン、あるいはパワ
ーパターン等の選択スイッチ）等をパラメータとして修
正・変更してもよい。 又、ブロック１０２において、目標入力側回転速度Ｎｉ
ｎ”は、他の要因、例えば車速、エンジン冷却水温、走
行路勾配、車重、外部スイッチ、空燃比等をパラメータ
として、修正・変更してもよい。 更に、ブロック１０８において、目標スロットル開度θ
ｔｈ”は、他の要因、例えばエンジン冷却水温、空燃比
、あるいはＣＶＴの入力側回転速度の時間的変化間等を
パラメータとして修正・変更してもよい。 次に、前記ブロック１０６内における各機器の詳細を説
明する。 ブロック１０６−１　：Ｗ本目標エンジントルクＴｅ’
１（特許請求の範囲の「基本目標値」に相当）をエンジ
ン回転速度Ｎｅの関数として次式によって求める。 Ｔｅ　’　１−！＋　、（Ｎｅ　）　　　　＝　（４）
（４）式は例えば第５図に示されるような最適燃費ライ
ンＡ上に定めるようにする。 ブロック１０６−３：エンジン・クラッチ・無段変速機
の入力側の慣性モーメント■による出力トルクの変化分
Δ７ｅｉを次式によって求める。 ΔＴｅｉ　−Ｉ　−ｄ　Ｎｅ　／　　ｄｔ　　・・・（
５）半クラツチ時を除けば、Ｎｅ　−Ｎｉｎ（無段変速
機の入力側回転速度）であるため、Ｎｅの代わりにＮｉ
ｎを用いてもよい。又、半クラッチのときは、Δ−ｒｅ
ｉ−１ｔ　・ｄ　Ｎｅ　／ｄｊ＋　Ｉ　２　ｄ　Ｎｉｎ
／ｄｔ・・・（６） とすればよい。ここで１１はエンジン側慣性モーメント
、Ｉ２は無段変速機の入力側慣性モーメントである。な
お、無段変速抑の速度比制御において、例えば特願昭６
０−１１５０５５のように変速速度が目標値ｄＮｉｎ’
　となるように制御するような方法おいては、 ΔＴｅｉ　−ｒ　−ｄ　Ｎｉｎ”　　　　　　−・・（
７）としてΔＴｅｉを求めるようにしてもよい。（７）
式を用いるようにすると、回転速度の微分値を計算する
必要がなくなる。 ブロック１０６−５　：スロットル開度θｔｈとエンジ
ン回転速度Ｎｅからエンジントルクの推定値Ｔｅを次式
によって計算する。 Ｔｅ　−Ｑ　２　＜Ｎｅ　１θｔｈ）　　　−（８）ブ
ロック１０６−７　：目標出力馬力Ｐｓ°がら必要とさ
れるエンジントルクＴｅ　Ｘ　（特許請求の範囲の「目
標出力値」に相当）を次式によって計算する。 Ｔｅ　ｘ−ＰＳ”　／Ｎｅ　　　　　　　・　（９）ブ
ロック１０６−９　：必要とされるエンジントルクＴｅ
　”と実際のトルクとの差ΔＴｅを次式によって求める
。 ΔＴＱ　−Ｔｅ　”−（Ｉ６−ΔＴｅｉ＞　−＜　１０
　）この（Ｔｅ−ΔＴｅ１）が特許請求の範囲の「対応
する実出力値」に相当する。 ７０”／り１０６−１１　ニア０ツク１０６−９ｒ求め
たトルク差ΔＴｅに関係して前記基本目標エンジントル
クＴｆ３’１の補正値ΔＴｅ’２を次式によって求める
。なお、このｇ３の特性例を図中の同ブロック１０６−
１１内に示す。 ΔＴｅ”　２−Ｑ　３　（ΔＴｅ）　　　−（１１）ブ
ロワ１０６−１３：目標エンジントルク（エンジントル
クの最終目標値）　Ｔｅ　”を次式によって求める。 Ｔｅ”−Ｔｅ”　１＋ΔＴｅ”２　　・　（１２）ブロ
ック１０６−１１の関数ｇ３の特性により、トルク差Δ
Ｔｅが小さいときは補正値ΔＴｅ”２を小さく、又は零
とし、ΔＴ８が大きいときはΔＴｅ’２を大きくするこ
とによって目標出力と実出力との差が小さいとぎには最
適燃費ランイ上を、逆に目標出力と実出力との差が大き
いときには最適燃費ライン上から外して走行性を確保す
ることができるようになり、燃費と走行性との両立を図
ることができるようになる。 第６図に、第４図に対応するフローチャートを示す。同
図から明らかなように、Ｔｅ’１、ΔＴｅｉ、　　Ｔｅ
　　、　　Ｔｅ　　ｘ、　　ΔＴｅ、　　ΔＴｅ”２、
Ｔｅ　。 の順序でそれぞれ演算がなされる。各ステップにおける
演算式の内容自体については既に詳述したため重複説明
を省略する。 なお、上記実施例においては、目標エンジントルクの補
正値ΔＴｅ’２は、必要エンジントルクＴｅ８と実際値
Ｔｅ−ΔＴｅｉとの差ΔＴｅのみの関数としていたが、
このΔＴｅと使用域に対応した他の信号とを組合わせて
もよい。例えば、Δ　Ｔｅ’　　２＝　ｇ　ｓ　　１　
　＜　　Δ　Ｔｅ　　１　ＰＳ）ＰＳ−Ｎｅｘ”ｒｅ　
　　・・・（１３−１）ΔＴｅ’　２＝Ｑ　３２　（Δ
Ｔｅ　、　Ｔｅ　）・・・（１３−２） ΔＴｅ　”　２＝’０３３（ΔＴｅ　、　Ｎｅ　）・・
・（１３−３） ΔＴｅ’　２−ａ　３４　（ΔＴｅ　ＳＮｅ　、Ｔｅ　
）・・・（１３−４） 等である。これらの式の意味は、トルク差ΔＴｅに対す
る補正トルクΔＴｅ”２を、そのときのエンジン使用域
を表わすＰＳ％Ｔｅ　、ｐｉｅ等で変更しようとするも
のである。これによってエンジン使用域に応じた目標エ
ンジントルクの補正値の変更が可能となる。 更に、ブロック１０６−１１はトルク差ΔＴｅの代わり
に、目標出力値との差を表わす他の信号を用いてもよい
。例えば、 Δｐｓ−ｐｓ”　−ｐｓ　　　　・・・（１４）ΔＮｉ
ｎ−Ｎ１ｎ”　−Ｎｉｎ　　　　・＝　（１５）等であ
る。 又、上記実施例においては、ＣＶＴを出力馬力を目標と
して定めるようにしていたが、車両駆動トルクＴｏ”を
目標値として制御する方法（例えば特願昭６Ｏ−２４８
３９７）に本発明を適用することもできる。第７図及び
第８図にそのブロック図を示す。この第７図及び第８図
は、それぞれ先の実施例の第３回及び第１図に相当する
ものである。本発明に係る部分の基本原理自体は共通で
あるため、図面で示すのみにとどめ、詳細な説明は省略
するものとする。 本発明を実施するに当って、他の信号、あるいは要素等
を考慮して、種々の補正を加えることは、制御性、精度
の向上等の点で有効であるのはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両駆動系の制御装置の実施例
の構成の一部を示すブロック図、第２図は、上記実施例
が適用された自動車用エンジンと自動変速機の全体概要
を示すスケルトン図、第３図は、本発明に係る車両駆動
系の制！２１１装置の実茄例の構成を示す全体ブロック
図、第４図は、上記実施例装置における制御ルーチンの
一部を示す流れ図、第５図は、Ｒ適燃費ラインを示すた
めのエンジン回転速度と出力トルクとの関係を示す線図
、第６図は、特開昭５８−３９８７０に開示されている
技術を説明するための、エンジン回転速度と出力トルク
との関係を示す線図、第７図及び第８図は本発明の第２
実施例を示す、それぞれ第３図及びＭ１図相当のブロッ
ク図である。 Ｅ／Ｇ・・・エンジン、 θａＣ・・・アクセル開度、 Ｎｉｎ・・・入力側回転速度、 Ｎｉｎ”・・・目標入力側回転速度、 ＰＳｏ・・・目標出力馬力、 Ｔｅ’１・・・最適燃費ライン上で走行できる基本目標
エンジントルク（基本目標値）、ΔＴｅ”２・・・補正
値、 Ｔ６　Ｘ・・・必要とされるエンジントルク（目標出力
値）、 丁ｅ・・・エンジントルクの推定値 ΔＴｅｉ・・・慣性モーメント Ｔｅ”・・・目標エンジントルク（目標値）、θｔｈ・
・・スロットル開度、 θｔｈ’・・・目標スロットル開度。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセルペダルと独立してエンジントルクを変え
   得る手段を有したエンジンと、速度比を無段階に制御で
   きる無段変速機とを備えた車両駆動系の制御装置におい
   て、 前記エンジンを最適燃費ライン上近傍で運転するための
   基本目標値をエンジン回転速度に依存して確定する手段
   と、 目標出力値と対応する実出力値との差を検出する手段と
   、 前記目標出力値と実出力値との差に依存した補正値を確
   定する手段と、 前記基本目標値と前記補正値との和を目標値とし、該目
   標値に関連して前記エンジントルクを変え得る手段をフ
   ィードバック制御する手段と、を備えたことを特徴とす
   る車両駆動系の制御装置。
2. （２）前記エンジントルクを変え得る手段が、スロット
   ルアクチュエータである特許請求の範囲第１項記載の車
   両駆動系の制御装置。
3. （３）前記エンジントルクを変え得る手段が、ディーゼ
   ルエンジンの燃料噴射ポンプである特許請求の範囲１項
   記載の車両駆動系の制御装置。
4. （４）前記目標出力値の対象が出力馬力とされている特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の車両駆
   動系の制御装置。
5. （５）前記目標出力値の対象が、駆動トルクとされてい
   る特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の車
   両駆動系の制御装置。
6. （６）前記目標出力値の対象が、前記無段変速機の入力
   側回転速度とされている特許請求の範囲第１項〜第３項
   のいずれかに記載の車両駆動系の制御装置。