(57)【要約】制御装置は、変速時における無段変速機の伝達効率と内燃機関の燃料消費量とに基づいて内燃機関および無段変速機を制御する。ＥＣＵは、アクセル開度に応じた必要駆動力を算出し（ステップＳ１２）、変速後のエンジン回転数に応じた燃料消費量Ｇを算出する（ステップＳ１３）。次に、ＥＣＵは、アクセル開度の変化量と、アクセル開度の変化速度を算出すると、変速時間マップを参照し、変速に必要となる時間を算出する（ステップＳ１４）。そして、ＥＣＵは、変速後のエンジン回転数に応じた変速速度を算出し（ステップＳ１５）、変速速度に基づいてＣＶＴ伝達効率ηを算出する（ステップＳ１６）。そして、ＥＣＵは、変速後のエンジン回転数に応じた燃料消費量Ｇと伝達効率ηとの比Ｇ／ηを算出し（ステップＳ１７）、最も比が小さくなるエンジン回転数を目標エンジン回転数に設定する。
2013132534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関の出力軸の回転を変速して駆動輪側に出力する無段変速機と、を備え、運転者の加速要求操作に応じて前記内燃機関の出力および前記無段変速機の変速比を制御する車両の制御装置であって、
前記加速要求操作に応じた前記無段変速機の変速速度に対応する伝達効率と、前記内燃機関における燃料消費量と、に基づいて、前記内燃機関の出力および前記無段変速機の変速比を設定することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
現在の機関回転数と、変速後における前記内燃機関の効率が最大となる機関回転数と、の間の機関回転数において前記伝達効率に対する前記燃料消費量の比を算出し、前記比が最も小さくなる機関回転数を目標回転数に設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記加速要求操作の操作速度が速いほど前記変速速度を高く設定し、
前記変速速度が速いほど前記伝達効率を低く算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記伝達効率を算出する伝達効率算出部と、前記内燃機関における燃料消費量を算出する燃料消費量算出部と、前記伝達効率算出部により算出された前記伝達効率および前記燃料消費量算出部により算出された前記燃料消費量に基づいて前記内燃機関の出力および前記無段変速機の変速比を設定する設定部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関および無段変速機を搭載した車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関を搭載した車両において、内燃機関の動力を連続的に変速して駆動輪に伝達する無段変速機を搭載したものがある。このような無段変速機を搭載した車両においては、車両の燃費が最適になるよう内燃機関により生成されるトルクおよび無段変速機の変速比を制御する制御装置を備えており、制御装置は、運転者によりアクセルペダルが操作されると、アクセル開度および車速から内燃機関の目標トルクを決定するようになっている。【０００３】
また、この制御装置は、内燃機関の機関回転数およびトルクと要求駆動力とが対応付けられているとともに、機関回転数およびトルクと対応付けられた最適燃費線が設定されている燃費マップを記憶している。そして、制御装置は、内燃機関の機関回転数およびトルクにより表される動作点が、要求駆動力まで最適燃費線上を移動するように内燃機関および変速機を制御するようになっている。【０００４】
このような車両の制御装置として、現在の内燃機関の燃費マップにおける動作点が最適燃費線上にある場合において、運転者によるアクセルペダルの操作に応じて、目標とする内燃機関の動作点が移動した場合に、動作点が最適燃費線と異なる線上で移動するように内燃機関および無段変速機を制御することにより、機関回転数を一定に保持し、運転者に違和感を与えることを抑制するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００５】
この特許文献１に記載の車両の制御装置は、動作点が最適燃費線上にある状態でアクセル開度の変化により目標動作点が移動した場合、この目標動作点が、最適燃費線を中心とする所定の幅の領域に含まれているか否かを判定する。【０００６】
そして、制御装置は、この目標動作点が、最適燃費線を中心とする所定の幅の領域に含まれると判定した場合には、最適燃費線上ではなく機関回転数が一定となる線上で動作点を移動させることにより、機関回転数を変化させずトルクのみを変化させるようになっている。そして、制御装置は、所定時間をかけて動作点を最適燃費線上に移動するようになっている。【０００７】
これにより、特許文献１に記載の車両の制御装置は、内燃機関の機関回転数を変化させずに駆動力を目標駆動力と一致させるので、運転者に対し機関回転数の変化に起因した違和感を与えることを防止するようになっていた。【０００８】
ところで、一般に、無段変速機を備えた車両の制御装置は、特許文献１に記載の車両の制御装置を含め、可能な限り上述した燃費マップにおける最適燃費線に沿って動作点が移動するよう内燃機関および無段変速機を制御することにより、内燃機関における燃料消費量を低減し燃費の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２５５６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、この特許文献１に記載された車両の制御装置は、内燃機関における燃料消費量に基づいた燃費の向上を図っているものの、変速中に無段変速機内で発生する動力の伝達効率の低下を考慮して動作点を変更するようなものではなかった。【００１１】
そのため、従来の車両の制御装置においては、変速速度に応じて無段変速機における動力の伝達効率が変化するという事象があるにもかかわらず、内燃機関の出力効率に応じた燃費の変化のみに基づいて内燃機関および無段変速機を制御するようになっていた。【００１２】
このため、最適燃費線に沿って動作点を移動させることにより、変速時における無段変速機内の動力の伝達効率の低下に起因して燃費が悪化する場合があるにもかかわらず、このような無段変速機の伝達効率の低下を考慮していなかったため、燃費が十分に向上されないという問題があった。【００１３】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、変速時における無段変速機の伝達効率と内燃機関の燃料消費量とに基づいて内燃機関および無段変速機を制御することにより、従来よりも燃費を向上することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る制御装置は、上記目的達成のため、内燃機関と、前記内燃機関の出力軸の回転を変速して駆動輪側に出力する無段変速機と、を備え、運転者の加速要求操作に応じて前記内燃機関の出力および前記無段変速機の変速比を制御する車両の制御装置であって、前記加速要求操作に応じた前記無段変速機の変速速度に対応する伝達効率と、前記内燃機関における燃料消費量と、に基づいて、前記内燃機関の出力および前記無段変速機の変速比を設定することを特徴とする。【００１５】
この構成により、本発明に係る制御装置は、無段変速機内における変速中の動力の伝達効率と内燃機関における燃料消費量とに基づいて内燃機関の出力および無段変速機の変速比を設定することができる。そのため、内燃機関における燃料消費量のみに基づいて内燃機関の出力および無段変速機の変速比を設定していた従来の制御装置と異なり、無段変速機における変速速度に応じた伝達効率の低下を加味し、内燃機関および無段変速機に対する制御を最適化できる。したがって、無段変速機における変速速度が速いほど動力の伝達効率が低下するという新しい知見を反映した内燃機関および無段変速機に対する制御を実現でき、従来よりも燃費を向上することができる。【００１６】
好ましくは、制御装置は、現在の機関回転数と、変速後における前記内燃機関の効率が最大となる機関回転数と、の間の機関回転数において前記伝達効率に対する前記燃料消費量の比を算出し、前記比が最も小さくなる機関回転数を目標回転数に設定することを特徴とする。【００１７】
この構成により、本発明に係る制御装置は、現在の機関回転数と従来の内燃機関の最適燃費状態となる機関回転数との間の機関回転数において、燃料消費量が最も少なくなる機関回転数を目標機関回転数に設定することができる。【００１８】
好ましくは、制御装置は、前記加速要求操作の操作速度が速いほど前記変速速度を高く設定し、前記変速速度が速いほど前記伝達効率を低く算出することを特徴とする。【００１９】
この構成により、本発明に係る制御装置は、運転者の加速要求に応じた変速制御を実行できるとともに、変速速度に応じて燃費が最適となるよう内燃機関および無段変速機を制御することができる。【００２０】
好ましくは、制御装置は、前記伝達効率を算出する伝達効率算出部と、前記内燃機関における燃料消費量を算出する燃料消費量算出部と、前記伝達効率算出部により算出された前記伝達効率および前記燃料消費量算出部により算出された前記燃料消費量に基づいて前記内燃機関の出力および前記無段変速機の変速比を設定する設定部と、を備えることを特徴とする。【００２１】
この構成により、本発明に係る制御装置は、伝達効率算出部により算出された無段変速機内における動力の伝達効率と、燃料消費量算出部により算出された内燃機関における燃料消費量とに基づいて、内燃機関の出力および無段変速機の変速比を設定することができる。そのため、内燃機関における燃料消費量のみに基づいて内燃機関の出力および無段変速機の変速比を設定していた従来の制御装置と異なり、無段変速機における変速中の伝達効率の低下を加味し内燃機関および無段変速機に対する制御を最適化できる。したがって、無段変速機における変速速度が速いほど動力の伝達効率が低下するという新しい知見を反映した内燃機関および無段変速機に対する制御を実現でき、従来よりも燃費を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、変速時における無段変速機の伝達効率と内燃機関の燃料消費量とに基づいて内燃機関および無段変速機を制御することにより、従来よりも燃費を向上することができる車両の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る車両の制御装置の構成を示す骨子図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る必要駆動力マップを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る燃費マップを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る無段変速機の伝達効率の変化を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る効率マップを示す図であり、図６Ａは、入力回転数が１０００ｒｐｍの場合の基準伝達効率を、図６Ｂは、入力トルクが１００Ｎｍの場合の基準伝達効率をそれぞれ表す効率マップである。
【図７】本発明の実施の形態に係る燃料消費量と伝達効率との比を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る変速制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置について、図１ないし図８を参照して説明する。まず、構成について説明する。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
まず、構成について説明する。 
図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置を備えた車両の概略ブロック構成図である。
【００２７】
図１に示すように、本実施の形態に係る車両１０は、動力源としてのエンジン１１と、エンジン１１において発生した動力を伝達する出力軸としてのクランクシャフト１５と、エンジン１１において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態に応じて変速比を連続的に変化させるベルト式無段変速機（以下、単に「ＣＶＴ」という）７０を備えた変速機２０と、変速機２０を油圧により制御するための油圧制御装置３０と、変速機２０によって伝達された動力を減速する減速歯車８０（図２参照）と、減速歯車８０から動力が入力されるディファレンシャル機構４０と、ディファレンシャル機構４０によって伝達された動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４３Ｌ、４３Ｒと、ドライブシャフト４３Ｌ、４３Ｒによって伝達された動力を用いて回転することにより車両１０を駆動させる駆動輪４５Ｌ、４５Ｒと、を備えている。
【００２８】
さらに、車両１０は、搭載されている機器類や機構類全体を制御するためのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備えている。また、車両１０には、クランクセンサ８１と、シフトセンサ８２と、駆動軸回転数センサ８３と、その他図示しない各種センサが設けられている。各種センサは、検出した検出信号を、ＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００２９】
エンジン１１は、ガソリンあるいは軽油等の燃料と空気との混合気を、図示しないシリンダの燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の動力装置により構成されている。エンジン１１は、燃焼室内で混合気の吸気、燃焼および排気を断続的に繰り返すことによりシリンダ内のピストンを往復動させ、ピストンと動力伝達可能に連結されたクランクシャフト１５を回転させることにより、変速機２０に動力を伝達するようになっている。なお、エンジン１１に用いられる燃料は、エタノール等のアルコールを含むアルコール燃料であってもよい。
【００３０】
油圧制御装置３０は、公知の油圧制御回路を有し、オイルポンプによってオイルパンから汲み上げられたオイルの油路および油圧を切替えて変速機２０に出力することにより、変速機２０を制御するようになっている。また、油圧制御回路は、複数のソレノイドバルブを有しており、ＥＣＵ１００は、これらのソレノイドバルブの状態を切替えることにより、油圧制御回路における油路およびオイルの油圧を制御するようになっている。
【００３１】
ディファレンシャル機構４０は、カーブ等を走行する場合に、駆動輪４５Ｌと駆動輪４５Ｒとの回転数の差を許容するものである。ディファレンシャル機構４０は、減速歯車８０により伝達された動力を、ドライブシャフト４３Ｌ、４３Ｒを回転させることによって駆動輪４５Ｌ、４５Ｒに伝達するようになっている。なお、ディファレンシャル機構４０は、駆動輪４５Ｌと駆動輪４５Ｒとの回転数の差を許容しないデフロック状態をとることができるものであってもよい。
【００３２】
駆動輪４５Ｌ、４５Ｒは、ドライブシャフトに取り付けられた例えば金属製のホイールと、ホイールの外周を覆うように取り付けられた例えば樹脂製のタイヤとを備えている。また、駆動輪４５Ｌ、４５Ｒは、ドライブシャフト４３Ｌ、４３Ｒによって伝達された動力により回転し、タイヤと路面との摩擦作用によって、車両１０を駆動させるようになっている。
【００３３】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるバックアップメモリ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力インターフェース回路（いずれも図示しない）を有している。なお、ＥＣＵ１００は、車両１０の制御を統括するようになっている。
【００３４】
さらに、ＥＣＵ１００は、クランクセンサ８１と、シフトセンサ８２と、駆動軸回転数センサ８３と、アクセル開度センサ８８と、に接続されている。
【００３５】
クランクセンサ８１は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、クランクシャフト１５の回転数を検出して、検出結果を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。なお、ＥＣＵ１００は、クランクセンサ８１によって入力された検出信号を、エンジン回転数Ｎｅとして取得する。
【００３６】
シフトセンサ８２は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、シフトレバー２１の複数の切り替え位置のうちいずれの切り替え位置にあるかを検出し、シフトレバー２１の切り替え位置を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００３７】
駆動軸回転数センサ８３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、ドライブシャフト４３Ｌ（または４３Ｒ）の回転数を検出し、ドライブシャフト４３Ｌ（または４３Ｒ）の回転数を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。なお、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ８３によって入力された上記検出信号に基づいて、車両１０の走行速度を算出するようになっている。
【００３８】
アクセル開度センサ８８は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、運転者のアクセル操作量を表すアクセル開度を検出し、アクセル開度を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００３９】
次に、変速機２０の構成について、図２を参照して説明する。 
エンジン１１において発生した動力は、クランクシャフト１５を介してトルクコンバータ５０に伝達されるようになっている。トルクコンバータ５０に伝達された動力は、さらに、前後進切り替え機６０、ＣＶＴ７０、減速歯車８０を介してディファレンシャル機構４０に伝達され、左右の駆動輪４５Ｌ、４５Ｒに分配されるようになっている。すなわち、ＣＶＴ７０は、エンジン１１から左右の駆動輪（例えば、前輪）４５Ｌ、４５Ｒに至る動力伝達経路に設けられている。
【００４０】
また、トルクコンバータ５０は、クランクシャフト１５に連結されたポンプインペラー５１ｐと、タービン軸５５を介して前後進切り替え機６０に連結されたタービンランナー５１ｔと、一方向クラッチを介して非回転部材に回転可能に支持されたステータ５１ｓと、を有しており、流体を介して動力伝達を行う公知のトルクコンバータにより構成されている。
【００４１】
また、ポンプインペラー５１ｐとタービンランナー５１ｔとの間には、燃費向上のため、ポンプインペラー５１ｐおよびタービンランナー５１ｔを一体的に連結して相互に一体回転させることができるようにするロックアップクラッチ（直結クラッチ）５２が設けられている。
【００４２】
前後進切り替え機６０は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置によって構成されている。サンギヤ６１ｓは、トルクコンバータ５０のタービン軸５５に連結され、キャリア６２ｃは、ＣＶＴ７０の入力軸であるプライマリシャフト７１に連結されている。
【００４３】
そして、キャリア６２ｃとサンギヤ６１ｓとの間に配設された前進クラッチ６４が油圧により係合させられると、サンギヤ６１ｓと、キャリア６２ｃと、リングギヤ６３ｒとが一体回転させられてタービン軸５５がプライマリシャフト７１に直結され、車両１０を前進させる動力が駆動輪４５Ｌ、４５Ｒに伝達される。
【００４４】
また、リングギヤ６３ｒとハウジング６５との間に配設された後進ブレーキ６６が油圧により係合させられるとともに前進クラッチ６４が解放されると、タービン軸５５と一体的に回転するサンギヤ６１ｓの回転方向に対してピニオンギヤが相対回転しながら公転することによって、キャリア６２ｃはタービン軸５５の回転方向とは反対の方向に回転することとなる。したがって、キャリア６２ｃと連結したプライマリシャフト７１はタービン軸５５に対して逆回転させられるため、車両１０を後進させる動力が駆動輪４５Ｌ、４５Ｒに伝達される。
【００４５】
一方、ＣＶＴ７０は、プライマリシャフト７１に設けられた有効径が可変のプライマリプーリ７２と、ＣＶＴ７０の出力軸であるセカンダリシャフト７９に設けられた有効径が可変のセカンダリプーリ７７と、プライマリプーリ７２およびセカンダリプーリ７７のそれぞれに形成されたＶ溝に巻き掛けられた伝動ベルト７５と、を有している。ＣＶＴ７０は、動力伝達要素として機能する伝動ベルト７５と、プライマリプーリ７２およびセカンダリプーリ７７のＶ溝の内壁面との間の摩擦力を利用して動力を伝達するようになっている。
【００４６】
具体的には、プライマリプーリ７２は、互いに対向し対向面によってＶ溝を形成する可動シーブ７２ａおよび固定シーブ７２ｂを有しており、可動シーブ７２ａと固定シーブ７２ｂにより形成されるＶ溝に伝動ベルト７５が巻き掛けられている。
【００４７】
また、セカンダリプーリ７７は、互いに対向し対向面によってＶ溝を形成する可動シーブ７７ａおよび固定シーブ７７ｂを備えており、可動シーブ７７ａと固定シーブ７７ｂにより形成されるＶ溝に伝動ベルト７５が巻き掛けられている。
【００４８】
プライマリプーリ７２およびセカンダリプーリ７７には、それぞれのＶ溝幅、すなわち伝動ベルト７５の掛かり径を変更するために可動シーブ７２ａに形成された入力側油圧シリンダ７３および可動シーブ７７ａに形成された出力側油圧シリンダ７８が設置されている。
【００４９】
そして、可動シーブ７２ａの入力側油圧シリンダ７３に供給、あるいは、排出されるオイルの流量が油圧制御装置３０によって制御されることにより、プライマリプーリ７２およびセカンダリプーリ７７のＶ溝幅が変化して伝動ベルト７５の掛かり径（有効径）が変更されるようになっている。これにより、変速比γ（＝プライマリプーリ７２のプライマリシャフト７１の実際の回転数Ｎｉｎ／セカンダリプーリ７７のセカンダリシャフト７９の実際の回転数Ｎｏｕｔ）を連続的、すなわち無段階に変化させることができる。
【００５０】
また、可動シーブ７７ａの出力側油圧シリンダ７８内の油圧ＰＢは、セカンダリプーリ７７の伝動ベルト７５に対する挟圧力および伝動ベルト７５の張力にそれぞれ対応しており、伝動ベルト７５が滑りを生じないように、油圧制御装置３０により調圧されるようになっている。また、この油圧ＰＢは、伝動ベルト７５の張力、すなわち、伝動ベルト７５のプライマリプーリ７２およびセカンダリプーリ７７のＶ溝内壁面に対する押圧力に密接に関係しているので、ベルト張力制御圧、ベルト挟圧力制御圧、ベルト押圧力制御圧とも称される。
【００５１】
また、変速機２０には、タービン軸回転数センサ８４、入力軸回転数センサ８５および出力軸回転数センサ８６が設置されており、ＥＣＵ１００は、これらのセンサと接続されている。
【００５２】
タービン軸回転数センサ８４は、トルクコンバータ５０のタービンランナー５１ｔに連結されたタービン軸５５の回転数を検出するようになっている。また、タービン軸回転数センサ８４は、タービン軸５５の回転数を表す検出信号を、ＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００５３】
入力軸回転数センサ８５は、キャリア６２ｃに連結されたプライマリプーリ７２のプライマリシャフト７１の回転数を検出するようになっている。また、入力軸回転数センサ８５は、プライマリシャフト７１の回転数を表す検出信号を、ＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００５４】
出力軸回転数センサ８６は、減速歯車８０に連結されたセカンダリプーリ７７のセカンダリシャフト７９の回転数を検出するようになっている。また、出力軸回転数センサ８６は、セカンダリシャフト７９の回転数を表す検出信号を、ＥＣＵ１００に入力するようになっている。
【００５５】
ここで、ＥＣＵ１００は、入力軸回転数センサ８５によって入力された検出信号が示すプライマリシャフト７１の回転数Ｎｉｎと、出力軸回転数センサ８６によって入力された検出信号が示すセカンダリシャフト７９の回転数Ｎｏｕｔと、に基づいて、実変速比γ（＝プライマリプーリ７２のプライマリシャフト７１の実際の回転数Ｎｉｎ／セカンダリプーリ７７のセカンダリシャフト７９の実際の回転数Ｎｏｕｔ）を算出するようになっている。
【００５６】
また、ＥＣＵ１００は、上述のように算出した車両１０の速度や運転者のアクセル開度などの条件と、後述する必要駆動力マップ（最適燃費曲線）とに基づいて、エンジン１１の運転状態が最適となるように、油圧制御装置３０を介して、ＣＶＴ７０の変速比を制御する。
【００５７】
ＥＣＵ１００は、エンジン１１の運転状態が最適となるように目標変速比を設定し、目標変速比に実変速比を近づけるよう入力側油圧シリンダ７３および出力側油圧シリンダ７８に供給する作動油圧を算出し、算出結果に基づいて油圧制御装置３０を制御する。
【００５８】
ここで、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ８８から入力された信号に基づいて、アクセル開度が変化したと判定すると、必要駆動力マップを参照し、必要駆動力を取得するようになっている。
【００５９】
必要駆動力マップは、図３に示すように、車速およびアクセル開度と、必要駆動力とを対応付けたマップであり、予めＲＯＭに記憶されている。そして、アクセル開度が大きいほど必要駆動力が大きく設定されるよう定義されている。
【００６０】
したがって、ＥＣＵ１００は、この必要駆動力マップを参照することにより、必要駆動力を取得し、この必要駆動力を目標駆動力に設定するようになっている。なお、ＥＣＵ１００は、必要駆動力マップを参照する代わりに、必要駆動力マップに相当する数式に基づいて必要駆動力を算出するようにしてもよい。
【００６１】
図４は、目標駆動力と最適燃費線に基づいて、目標制御量（目標エンジン回転数および目標エンジントルク）を算出するための燃費マップを示す図である。なお、このマップはエンジン１１の効率のみに基づいて目標エンジン回転数および目標エンジントルクを設定するためのものである。本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、後述するように、この燃費マップのみならず、ＣＶＴ７０の伝達効率をも用いて目標エンジン回転数および目標エンジントルクを設定するようになっている。
【００６２】
図４において、横軸はエンジン回転数Ｎｅ、縦軸はエンジン１１により生成されるトルクＴｅをそれぞれ示す。曲線Ｐ１およびＰ２は、エンジン１１の出力が等しくなる等駆動力線を示す。エンジン１１の動作点（回転数ＮｅとトルクＴｅの組み合わせ）が同一の等駆動力線上にある場合には、エンジン１１の出力が等しくなる。また、曲線Ｐ１で示す等駆動力線上の動作点よりも、曲線Ｐ２で示す等駆動力線上の動作点の方がエンジン１１の出力が大きい値となる。
【００６３】
また、燃費マップには、エンジン回転数ＮｅおよびトルクＴｅにより表される各動作点に対し、燃費がそれぞれ対応付けられている。この燃費は、予め実験的な測定により求められている。なお、図４においては、燃費が等しくなる点を結んだ等燃費線８９が示されている。
【００６４】
図４には、さらに、エンジン１１の最適燃費線９０が示されている。最適燃費線９０は、エンジン１１を最適な燃費で効率良く運転できる動作点を示す。エンジン１１の動作点が最適燃費線９０上にある場合には、燃費を優先してエンジン１１を運転することができる。したがって、ＥＣＵ１００は、要求駆動力を表す等駆動力線と最適燃費線９０との交点を動作点とすることにより、エンジン１１が当該要求駆動力を生成する際にエンジン効率が最大となる。本実施形態では、ＥＣＵ１００は、エンジン効率のみを考慮して変速を実行する場合には、必要駆動力および最適燃費線９０から目標エンジン回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇを算出し、算出結果に応じてエンジン１１を制御するようになっている。例えば、目標駆動力Ｐに対応する等駆動力線が曲線Ｐ２で示す等駆動力線である場合について説明すると、ＥＣＵ１００は、等駆動力線Ｐ２と最適燃費線９０との交点（動作点）Ｘ２を求める。ＥＣＵ１００は、交点Ｘ２で示す動作点と現在の動作点との関係に基づいて、交点Ｘ２を目標の動作点として設定可能である場合には、動作点Ｘ２に対応する回転数Ｎｅおよび出力トルクＴｅが、目標エンジン回転数Ｎｅｔａｇおよび目標トルクＴｅｔａｇとしてそれぞれ設定される。
【００６５】
ところで、ＣＶＴ７０においては、上記のように、ＥＣＵ１００がプライマリプーリ７２およびセカンダリプーリ７７のＶ溝幅を変化させ、伝動ベルト７５の掛かり径を変更することにより変速が行われる。この変速が開始されてから終了するまでの変速時間、すなわち変速速度に応じて、ＣＶＴ７０の入力トルクに対する出力トルクの比である伝達効率ηが変化し、燃費に影響を与えることが明らかになった。
【００６６】
図５は、変速速度に応じた伝達効率の低下を示すグラフであり、横軸が変速速度を、縦軸が伝達効率の変化代を表している。
【００６７】
ここで、伝達効率の変化代が０％であると、変速が実行されていない状態におけるＣＶＴ７０の伝達効率ηと一致する。以下、伝達効率の変化代が０％の状態におけるＣＶＴ７０の伝達効率ηを、基準伝達効率ηｒｅｆという。この基準伝達効率ηｒｅｆは、車両１０の走行状態に応じて変化する。基準伝達効率ηｒｅｆは、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ＣＶＴ７０の変速比、入力回転数（プライマリシャフト７１の回転数Ｎｉｎ）、および入力トルクにより求まるようになっている。したがって、ＥＣＵ１００は、ＣＶＴ７０の変速比、入力回転数および入力トルクを算出すると、ＲＯＭに記憶されている効率マップを参照し、基準伝達効率ηｒｅｆを取得するようになっている。そして、変速速度に応じて定まる伝達効率の変化代を基準伝達効率ηｒｅｆから引くことにより、伝達効率ηを算出するようになっている。
【００６８】
なお、図６Ａおよび図６Ｂにおける効率マップは、ＲＯＭに記憶されている実際の効率マップの一部を表したものである。例えば、ＥＣＵ１００は、図６Ａに示す効率マップを含め入力回転数に応じた複数の効率マップをＲＯＭに記憶している。そして、ＥＣＵ１００は、現在の入力回転数に応じて複数の効率マップの中から使用する効率マップを選択し、基準伝達効率ηｒｅｆを取得するようになっている。したがって、ＥＣＵ１００は、変速比、入力回転数および入力トルクをより広い範囲において細分化した複数の効率マップをＲＯＭに記憶している。また、ＥＣＵ１００は、効率マップを用いる代わりに、予めＲＯＭに記憶されている数式により伝達効率ηを算出するようにしてもよい。
【００６９】
図５に戻り、伝達効率ηの変化代は、例えば、変速が行われていなかったり、非常に遅い速度で変速が実行される場合には、変速が実行されない場合とほぼ等しい０％の近傍になる。この場合、伝達効率ηは、効率マップより得られる基準伝達効率ηｒｅｆとほぼ等しい値となる。一方、伝達効率ηの変化代は、変速速度が大きくなるにつれて増大する。そのため、伝達効率ηは、基準伝達効率ηｒｅｆより変化代分低い値となる。つまり、伝達効率ηは、変速速度が大きいほど悪化することが明らかになった。これは、変速時にプライマリプーリ７２の有効径が変化する際に、可動シーブ７２ａおよび固定シーブ７２ｂと伝動ベルト７５との間の摩擦力が変化したり、伝動ベルト７５の垂直抗力が変化することに起因している。
【００７０】
なお、変速速度に対する伝達効率ηの変化代は、ＣＶＴ７０の諸元値により変化するものであり、予め実験的な測定により求められる。そして、ＥＣＵ１００は、変速速度に対する伝達効率ηの変化代を予め変化代マップとしてＲＯＭに記憶している。変化代マップは、例えば、図５に示すグラフに対し公知の補間を行うことにより得られる。したがって、ＥＣＵ１００は、効率マップを参照して基準伝達効率ηｒｅｆを取得すると、変化代マップを参照して伝達効率ηの変化代を算出し、この値を基準伝達効率ηｒｅｆから引くこととにより、伝達効率ηを算出するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、伝達効率算出部を構成する。
【００７１】
ＥＣＵ１００は、通常図４に示す最適燃費線９０にしたがって変速を実行するようになっているが、伝達効率ηが低下する変速が実行された場合には、この最適燃費線９０に沿ってエンジン回転数およびトルクを上昇させることにより、ＣＶＴ７０における伝達効率ηが低下し、この伝達効率ηの低下を補うためにかえって燃料消費量が増加することになる。
【００７２】
そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、以下に説明するように、変速要求が発生した場合に、変速速度に応じたＣＶＴ７０の伝達効率ηと、エンジン１１における燃料消費量とを、変速後に想定される所定範囲のエンジン回転数Ｎｅに対しそれぞれ算出し、これらの値から燃料消費量が最も少なくなる変速後のエンジン回転数Ｎｅを算出し、目標エンジン回転数Ｎｅとして設定するようになっている。
【００７３】
ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ８８から入力される信号に基づいて、アクセル開度の変化量および変化速度を算出するようになっている。なお、変化速度は、アクセル開度の変化量を当該アクセル開度の変化に要した時間で割ることにより算出される。
【００７４】
そして、ＥＣＵ１００は、これらの値から、目標駆動力および変速時間を算出するようになっている。ここで、目標駆動力は、図３に示したように、アクセル開度および現在の車速に応じて算出される。また、変速時間は、アクセル開度の変化速度に応じて設定されるようになっており、アクセル開度の変化速度が速いほど、運転者による加速要求が大きいことを表しているため、変速時間が短く設定されるようになっている。変速時間とアクセル開度の変化速度とは、変速時間算出マップとして予めＲＯＭに記憶されている。
【００７５】
また、ＥＣＵ１００は、目標駆動力と図４に示す燃費マップに基づいて、最適燃費線上の目標エンジン回転数である最大効率エンジン回転数を算出する。
【００７６】
そして、現在のエンジン回転数と最大効率エンジン回転数との間のエンジン回転数に対し、現在のエンジン回転数からこれらのエンジン回転数に上記変速時間で変速するために必要となる変速速度を算出するようになっている。
【００７７】
また、ＥＣＵ１００は、図６に示す伝達効率ηを表す効率マップを予めＲＯＭに記憶しており、ＥＣＵ１００は、現在のエンジン回転数と最大効率エンジン回転数との間のエンジン回転数に対する伝達効率ηを算出するようになっている。
【００７８】
同様に、ＥＣＵ１００は、現在のエンジン回転数と最大効率エンジン回転数との間のエンジン回転数に対して、エンジン１１の燃料消費量Ｇ（ｇ／ｋｗｈ）を算出するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る燃料消費量算出部を構成する。
【００７９】
なお、本実施の形態においては、例えば、車両１０が街中を走行中に運転者が走行状況に応じてアクセルペダル８７を随時操作することによりエンジン１１の動作点が変化している場合において、ＥＣＵ１００がエンジン１１およびＣＶＴ７０を制御することを想定している。したがって、エンジン１１の燃料消費量Ｇ（ｇ／ｋｗｈ）とは、変速後に当該燃料消費量が継続すると想定される所定の短時間を意味し、この時間は、実験的な測定などにより、例えば、１秒に設定されている。
【００８０】
そして、ＥＣＵ１００は、現在のエンジン回転数と最大効率エンジン回転数との間のエンジン回転数に対し、燃料消費量Ｇに対する伝達効率ηの比Ｇ／ηを算出するようになっている。
【００８１】
また、ＥＣＵ１００は、当該比Ｇ／ηが最も小さくなるエンジン回転数を目標エンジン回転数に設定するとともに、燃費マップを参照して、目標エンジン回転数および目標駆動力に対応するトルクを目標トルクＴｅｔａｇに設定するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る設定部を構成する。
【００８２】
そして、ＥＣＵ１００は、エンジン１１が目標トルクＴｅｔａｇを生成するよう、エンジン１１の燃焼室内に供給される燃料量や空気量を調節するとともに、変速時間算出マップにより算出された変速時間でＣＶＴ７０の変速比を変化させ、エンジン回転数を目標エンジン回転数に一致させる。
【００８３】
次に、本実施の形態に係る変速制御の動作について、図８を参照して説明する。なお、以下に説明する処理は、予めＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されているプログラムによって実現され、ＣＰＵにより所定の時間間隔で実行される。
【００８４】
図８に示すように、まず、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ８８から入力される信号に基づいて、アクセル開度に変化が発生したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ１００は、アクセル開度に変化が生じていないと判定した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ＥＮＤに移行する。
【００８５】
一方、ＥＣＵ１００は、アクセル開度が変化したと判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、必要駆動力を算出する（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度および車速と、必要駆動力とを対応付けた必要駆動力マップ（図３参照）を予めＲＯＭに記憶している。そしてＥＣＵ１００は、ステップＳ１１において入力された信号からアクセル開度を算出し、駆動軸回転数センサ８３から入力される信号に基づいて車速を算出すると、必要駆動力マップを参照し、必要駆動力を算出する。
【００８６】
次に、ＥＣＵ１００は、変速後エンジン回転数に応じた燃料消費量Ｇを算出する（ステップＳ１３）。具体的には、ＥＣＵ１００は、図４に示した燃費マップにおいて、ステップＳ１２において算出した必要駆動力に対応する等駆動力線上の点Ａ、Ｂ間の燃料消費量Ｇを読み込む。本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、等駆動力線Ｐ２上の点Ａ、Ｂ間における燃料消費量を燃費マップから読み込む。
【００８７】
次に、ＥＣＵ１００は、変速に必要となる変速時間を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度の変化量および変化速度と、変速に必要となる変速時間とを対応付けられた変速時間算出マップをＲＯＭに記憶している。この変速時間算出マップは、上記のように予め実験的な測定に基づいて設定されている。
【００８８】
そして、ＥＣＵ１００は、アクセル開度の変化量と、アクセル開度の変化速度を算出すると、変速時間算出マップを参照し、変速に必要となる変速時間を算出する。
【００８９】
次に、ＥＣＵ１００は、変速後エンジン回転数に応じた変速速度を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１４で算出した変速時間において、現在の変速比を、等駆動力線上の点Ａ、Ｂ間のエンジン回転数を実現するための目標変速比に変更するための変速速度を算出する。なお、等駆動力線上の点Ａ、Ｂ間のエンジン回転数は、変速後に目標エンジン回転数となり得る範囲を表している。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、変速速度とは、単位時間当たりの変速比の変化量を意味する。しかしながら、変速速度として、プライマリプーリ７２の可動シーブ７２ａの移動速度など、変速に応じて変化する他のパラメータを用いて表すようにしてもよい。
【００９１】
次に、ＥＣＵ１００は、ＣＶＴ７０における変速時の伝達効率ηを算出する（ステップＳ１６）。具体的には、ＥＣＵ１００は、上述した効率マップおよび変化代マップを予めＲＯＭに記憶している。そして、ＥＣＵ１００は、等駆動力線上の点Ａ、Ｂ間のエンジン回転数に対しステップＳ１５において算出した変速速度に応じた伝達効率ηを、効率マップおよび変化代マップを参照し、基準伝達効率ηｒｅｆから伝達効率の変化代を引くことにより求める。
【００９２】
次に、ＥＣＵ１００は、等駆動力線上の点Ａ、Ｂ間のエンジン回転数に応じた燃料消費量Ｇと伝達効率ηとの比Ｇ／ηを算出する（ステップＳ１７）。
【００９３】
次に、ＥＣＵ１００は、目標エンジン回転数を設定する（ステップＳ１８）。具体的には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１７において、等駆動力線上の点Ａ、Ｂ間のエンジン回転数に応じて算出した比Ｇ／ηのうち、最も比が小さくなるエンジン回転数を目標エンジン回転数Ｎｅｔａｇに設定する。そして、ＥＣＵ１００は、燃費マップにおいて、ステップＳ１２において算出した必要駆動力を表す等駆動力線上の点であり、ステップＳ１８で設定したエンジン回転数Ｎｅｔａｇに位置する点に動作点が移行するよう、エンジン１１の出力トルクおよびＣＶＴ７０の変速比を算出する。
【００９４】
なお、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１８において算出した出力トルクおよび変速比になるようエンジン１１およびＣＶＴ７０を制御した後、所定の時間が経過した場合には、エンジン１１の動作点が等駆動力線上において最適燃費線と重なる点に移行するよう、エンジン１１およびＣＶＴ７０を制御するようにしてもよい。この場合、変速速度を小さくすることにより、伝達効率ηの低下を抑制することができる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、ＣＶＴ７０内における変速中の動力の伝達効率ηとエンジン１１における燃料消費量とに基づいてエンジン１１の出力およびＣＶＴ７０の変速比を設定することができる。そのため、エンジンにおける燃料消費量のみに基づいてエンジンの出力およびＣＶＴの変速比を設定していた従来の制御装置と異なり、ＣＶＴ７０における変速速度に応じた伝達効率の低下を加味しエンジン１１およびＣＶＴ７０に対する制御を最適化できる。したがって、ＣＶＴ７０における変速速度が速いほど動力の伝達効率が低下するという新しい知見を反映したエンジン１１およびＣＶＴ７０に対する制御を実現でき、従来よりも燃費を向上することができる。
【００９６】
また、ＥＣＵ１００は、現在のエンジン回転数と従来のエンジン１１の最適燃費状態となるエンジン回転数との間のエンジン回転数において、燃料消費量が最も少なくなるエンジン回転数を目標エンジン回転数Ｎｅｔａｇに設定することができる。
【００９７】
また、ＥＣＵ１００は、運転者の加速要求に応じた変速制御を実行できるとともに、変速速度に応じて燃費が最適となるようエンジン１１およびＣＶＴ７０を制御することができる。
【００９８】
なお、以上の説明においては、本発明に係る制御装置がＦＦ車両に適用される場合について説明した。しかしながら、本発明に係る制御装置は、ＦＲ（Front engine Rear drive）車両に適用されるようにしてもよい。
【００９９】
また、以上の説明においては、エンジン１１の動作点が燃費マップ上の最適燃費線から離れている時間が短時間である場合において、燃料消費量Ｇを、変速後のエンジン回転数に応じて燃費マップから求める場合を例に説明した。しかしながら、高速走行時など、アクセル開度の変化の頻度が非高速走行時と比較して小さい場合には、変速後の動作点が最適燃費線から離れている時間が長くなるほど、燃費に対するエンジン１１の燃料消費量Ｇの影響が、ＣＶＴ７０における伝達効率ηの影響よりも大きくなる。
【０１００】
したがって、ＥＣＵ１００は、車速に応じて上記制御に用いられる燃料消費量Ｇの値を変更するようにしてもよい。この場合、例えば、ＥＣＵ１００は、車速が予め設定されている所定値以上であると判定したならば、燃料消費量Ｇとして非高速走行時と異なる値を用いるようにする。
【０１０１】
以上説明したように、本発明に係る制御装置は、変速時における無段変速機の伝達効率と内燃機関の燃料消費量とに基づいて内燃機関および無段変速機を制御することにより、従来よりも燃費を向上することができるという効果を奏するものであり、内燃機関および無段変速機を搭載した車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  車両
１１  エンジン
１５  クランクシャフト
２０  変速機
２１  シフトレバー
３０  油圧制御装置
４０  ディファレンシャル機構
５０  トルクコンバータ
５２  ロックアップクラッチ
５５  タービン軸
７０  ＣＶＴ
７１  プライマリシャフト
７２  プライマリプーリ
７２ａ  可動シーブ
７２ｂ  固定シーブ
７３  入力側油圧シリンダ
７５  伝動ベルト
７７  セカンダリプーリ
７７ａ  可動シーブ
７７ｂ  固定シーブ
７８  出力側油圧シリンダ
７９  セカンダリシャフト
８０  減速歯車
８１  クランクセンサ
８２  シフトセンサ
８３  駆動軸回転数センサ
８４  タービン軸回転数センサ
８５  入力軸回転数センサ
８６  出力軸回転数センサ
８７  アクセルペダル
８８  アクセル開度センサ
９０  最適燃費線
１００  ＥＣＵ
【図１】
2013132534.tif 000003
【図２】
2013132534.tif 000004
【図３】
2013132534.tif 000005
【図４】
2013132534.tif 000006
【図５】
2013132534.tif 000007
【図６】
2013132534.tif 000008
【図７】
2013132534.tif 000009
【図８】
2013132534.tif 000010
【国際調査報告】
2013132534.tif 000011
2013132534.tif 000012