(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機と、を備え、エンジントルクが目標トルクになるようにエンジンのスロットル開度を制御すると共に、前記目標トルクから算出した無段変速機伝達トルクに基づいて無段変速機の挟圧力を制御する車両の制御装置において、
大気圧あるいは大気温度の変化により標準大気状態より大気密度が高くなる場合、エンジンの目標トルクの最大制限値を標準大気状態に基づくものよりも大きくすることを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両の制御装置において、
大気圧あるいは大気温度の変化により標準大気状態より大気密度が高くなる場合、前記スロットル開度を標準大気状態に基づくものよりも小さくすることを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の車両の制御装置において、
大気状態検出に失敗した場合、大気状態に基づく演算を車両使用環境で想定される最大の吸気圧、あるいは、車両使用環境で想定される最低の吸気温度に従って行うことを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３の記載の車両の制御装置において、
前記無段変速機伝達トルクを、燃料供給量に応じて決定されるエンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた上限計算トルクを加算することにより算出した上限トルクと、エンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた下限計算トルクを減算することにより算出した下限トルクとの、少なくとも一方により制限することを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
【請求項５】
エンジンと、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機と、を備え、エンジントルクが目標トルクになるようにエンジンのスロットル開度を制御すると共に、前記目標トルクから算出した無段変速機伝達トルクに基づいて無段変速機の挟圧力を制御する車両の制御装置において、
大気圧あるいは大気温度の変化により標準大気状態より大気密度が高くなる場合、前記スロットル開度を標準大気状態に基づくものよりも小さくすると共に、前記無段変速機伝達トルクを、燃料供給量に応じて決定されるエンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた上限計算トルクを加算することにより算出した上限トルクと、エンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた下限計算トルクを減算することにより算出した下限トルクとの、少なくとも一方により制限することを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両の制御装置において、大気状態の認識が所定時間以上行われない場合、エンジンの燃焼状態を成層燃焼にするとともに、スロットル開度を全開として大気状態の認識を強制的に行うことを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機とを備えた車両の制御装置に関し、特に車両の周囲の大気状態が変化した場合でも、適切なエンジン及び無段変速機の制御を行い、走行特性の違和感の低減や走行燃費の悪化の低減及び、無段変速機への過負荷軽減を行うことのできる車両の制御装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車に用いる変速機の一つとして、無段変速機（以下、ＣＶＴ；Continuously Variable Transmissionという）が知られている。前記ＣＶＴとエンジンとが協調制御を行う車両の場合、走行制御を行う制御部は、アクセルの踏み込み量等に基づき算出される目標トルクを発生するためのスロットル開度の計算を行うと共に、目標トルクから計算したＣＶＴ伝達トルクに基づいてＣＶＴベルト挟圧力の制御を行っている。このＣＶＴは、エンジン出力がＣＶＴの入力側プーリから出力側プーリへベルトを介して伝達される。前記入力側プーリ及び出力側プーリは固定回転体（回転軸方向に固定）と移動回転体（回転軸方向に移動可能）で構成され、移動回転体側の押圧力（狭圧力）をライン圧で制御してプーリの溝幅を変化させている。その結果、前記ベルトの入力側プーリに対する巻き掛け半径と出力側プーリに対する巻き掛け半径とを変化させて変速比を変化させている。前記ライン圧を制御するライン圧制御装置は、目標トルクに基づいて算出されるスロットル開度によって制御している。この時、目標トルクは、車両が平地を走行していることを想定して算出され、平地走行において、最も効率の良い燃費効率で運転できるように制御される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の車両の制御装置は、平地走行における標準大気状態を基準に制御が行われ、その時に設定される最大トルクも標準大気状態（例えば、２５℃、１０１３ｈｐａ）で制限されている。言い換えれば、大気状態の変化を考慮した制御は行われていないと言える。このような制御において、例えば、車両が寒冷地に進入した場合、大気密度が高くなるため、その大気状態においては、さらに高トルクを発生することができるにも関わらず、標準大気状態に基づく最大トルクにより制限を受け、高トルクによる走行ができなくなる。逆に、車両が高地に進入した場合、大気密度が低下するため、高トルクが出力できないにも関わらず、標準大気状態に基づく最大トルクの制限により実際に出せるトルクより高いトルクの設定が可能になってしまい、実際に出すことのできない目標トルクを要求してしまう。つまり、エンジンやＣＶＴの持つ特性を最大限に引き出すことができなかったり、制御の矛盾を招いたりしてしまうという問題がある。また、大気状態を考慮せずに、目標トルクを算出し、さらにスロットル開度の算出を行うと、実トルクが大気状態に応じて大きくなったり小さくなったりするので、車両の走行特性が変化し、車両搭乗者が違和感を感じてしまうという問題がある。
【０００４】
さらに、大気状態を考慮しない目標トルクからスロットル開度やＣＶＴ伝達トルクを算出して制御を行っている場合、車両の周囲の大気状態が変化すると、スロットル開度に関係なく実トルクが大気状態により大きくなったり小さくなったりしてしまうので、ベルト狭圧力制御が不正確になり、狭圧力不足によるベルト滑りや、逆に狭圧力の過剰によるベルトの疲労や燃費悪化等を招く虞がある。これに対して、特開昭６０−８４４６２号公報では、大気圧に関連させてＣＶＴのライン圧を制御する構成が開示されているが、ライン圧の制御を中心に構成されるもので、制御が煩雑になると共にベルトの疲労や燃費の改善は完全ではなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、車両の周囲の大気状態が変化した場合でも、適切なエンジン及びＣＶＴの制御を行い、エンジンやＣＶＴの能力を最大限まで引き出すとともに、走行特性の違和感や走行燃費の悪化の低減及び、無段変速機への過負荷の軽減を行うことのできる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、第１の発明は、エンジンと、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機と、を備え、エンジントルクが目標トルクになるようにエンジンのスロットル開度を制御すると共に、前記目標トルクから算出した無段変速機伝達トルクに基づいて無段変速機の挟圧力を制御する車両の制御装置において、大気圧あるいは大気温度の変化により標準大気状態より大気密度が高くなる場合、エンジンの目標トルクの最大制限値を標準大気状態に基づくものよりも大きくすることを特徴とする。
【０００７】
ここで、大気状態とは、大気圧及びその大気圧における大気温度を含むものとする。この構成によれば、車両が高地などに進入し大気圧が低下（空気密度が低下）し、実際に発生できるトルクが減少してしまうような場合、目標トルクの最大制限値を大気圧に基づいて低く設定する。また、車両が寒冷地等に進入し大気密度が増加し、実際に発生できるトルクが増加するような場合、目標トルクの最大制限値を大気温度に基づいて高く設定する。また、逆の環境に進入した場合にはそれぞれ逆の設定が行われる。その結果、車両の周囲の大気条件で発生可能な最大トルクまで正確かつ効率よくエンジン及びＣＶＴを使用することが可能になる。また、目標トルクに対して実際に発生できるトルクがほぼ等しくなり、制御上の矛盾のない安定したエンジンとＣＶＴの制御を行うことができる。
【０００８】
上記のような目的を達成するために、第２の発明は、第１の発明において、大気圧あるいは大気温度の変化により標準大気状態より大気密度が高くなる場合、前記スロットル開度を標準大気状態に基づくものよりも小さくすることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、大気状態に応じたスロットル開度が適切に制御され大気状態の変動に影響されることなく制御上安定したトルク発生を行うことができる。また、大気状態によって補正されたスロットル開度によって、ＣＶＴ伝達トルクの算出が行われる。その結果、ＣＶＴ挟圧力を安定かつ正確に制御することが可能になる。
【００１０】
上記のような目的を達成するために、第３の発明は、第１または第２の発明において、大気状態検出に失敗した場合、大気状態に基づく演算を車両使用環境で想定される最大の吸気圧、あるいは、車両使用環境で想定される最低の吸気温度に従って行うことを特徴とする。
【００１１】
ここで、大気状態検出に失敗したとは、大気状態検出センサ（吸気圧センサや吸気温度センサ）の故障（断線等も含む）等により車両の現在おかれている大気状態の検出ができなくなった場合である。この構成によれば、大気状態検出の失敗が確認された場合、大気状態に基づく演算を車両使用環境に基づき予め定められた最大条件値により行い、強制的に制御上の最大補正を行い制御状態を安全側に移行させる。つまり、車両側には現在最大条件で制御が行われていると認識させ、無段変速機の狭圧力制御等を行わせる。その結果、大気状態によって実際に発生するトルクに変動が生じた場合でも、無段変速機の狭圧力は最大条件状態で制御され、狭持力不足等による無段変速機のベルト滑り等の発生を防止することができる。具体的には、吸気圧センサが故障した場合、車両使用環境で想定される最大の吸気圧（例えば、１０４０ｈｐａ）に設定する。また、吸気温度センサが故障した場合、車両使用環境で想定される最低の吸気温度（例えば、−２５℃）に設定する。
【００１２】
上記のような目的を達成するために、第４の発明は、第２または第３の発明において、前記無段変速機伝達トルクを、燃料供給量に応じて決定されるエンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた上限計算トルクを加算することにより算出した上限トルクと、エンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた下限計算トルクを減算することにより算出した下限トルクとの、少なくとも一方により制限することを特徴とする。
【００１３】
上記のような目的を達成するために、第５の発明は、エンジンと、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機と、を備え、エンジントルクが目標トルクになるようにエンジンのスロットル開度を制御すると共に、前記目標トルクから算出した無段変速機伝達トルクに基づいて無段変速機の挟圧力を制御する車両の制御装置において、大気圧あるいは大気温度の変化により標準大気状態より大気密度が高くなる場合、前記スロットル開度を標準大気状態に基づくものよりも小さくすると共に、前記無段変速機伝達トルクを、燃料供給量に応じて決定されるエンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた上限計算トルクを加算することにより算出した上限トルクと、エンジントルク推定値から補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、エンジントルク推定値に応じて予め定められた下限計算トルクを減算することにより算出した下限トルクとの、少なくとも一方により制限することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、例えば、大気状態が適切なタイミングで認識できない場合、例えば、高地で大気状態の検出を行い、連続降坂し、その間大気状態検出の機会が無いまま平地に至ってしまった場合等、大気状態の誤学習が発生した場合でも、燃料供給量に応じたエンジントルク推定値に基づいて無段変速機伝達トルクの上限値または下限値のガードをかけるので、無段変速機伝達トルクが規定値内に定められ、不適当な挟圧力制御やベルト滑りを防止することができる。
【００１５】
上記のような目的を達成するために、第６の発明は、第１から第５のいずれかの発明において、大気状態の認識が所定時間以上行われない場合、エンジンの燃焼状態を成層燃焼にするとともに、スロットル開度を全開として大気状態の認識を強制的に行うことを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、大気状態の認識が所定時間以上行われない場合でも、スロットル開度を所定値以上開き強制的に大気を吸気し大気状態を検出可能にすることができる。この時に、エンジンの燃焼状態は成層燃焼状態とすることで、点火栓近傍の混合気は着火及び火炎伝播可能な空燃比を維持できるので、スロットル開放により燃焼室内に吸入空気が増加しても失火等の問題は発生しない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）を図面に基づき説明する。
【００１８】
図１には、本発明の実施形態に係る車両の構成概念図が示されている。この実施形態で対象とする車両は、エンジン１０と駆動輪（不図示）との間に無段変速機（ＣＶＴ）１２が配置されたものである。図１において、エンジン１０のクランク軸１０ａは、前後進切換機構１４及びロックアップクラッチ（クラッチ）１６を有するトルクコンバータ１８を介して、ベルト式のＣＶＴ１２の入力軸１２ａと連結されている。また、ＣＶＴ１２の出力軸１２ｂは、図示しない差動歯車装置等を介して車両の駆動輪と連結されている。そして、前記ロックアップクラッチ１６が機械的に接続（係合）状態になることによって、エンジン１０の回転力を駆動輪に伝達したり、駆動輪の回転力をエンジン１０に伝達することができる。また、ロックアップクラッチ１６が切断（係合解除）状態になることで、エンジン１０側と駆動輪（ＣＶＴ１２）側とが独立（トルクコンバータ１８により流体接続はされている）になり、エンジン１０は駆動輪側からの必要以上の負荷を受けることなく自律駆動可能になり、例えばアイドリング回転を維持することが可能になる。
【００１９】
図１に示すＣＶＴ１２は、可動回転体２０ａと固定回転体２０ｂで構成される一対の可変プーリ２０の溝幅を油圧によって変化させて、これらの可変プーリ２０に対するベルト２２の巻き掛け半径を、その張力が一定に維持されるように変化させることにより変速比を変えるものであり、溝幅の変化速度が変速速度となる。従って、各可変プーリ２０における可動シーブを駆動するアクチュエータ２４に給排するライン圧の制御により、変速速度を任意に制御することができる。この他、ＣＶＴとしてはトロイダル面を備えた一対のディスクの間にパワーローラを挟み込み、そのパワーローラを傾動させてディスクとの接触点の半径を変化させて変速を行うトロイダル式のものを用いることもできる。
【００２０】
また、前記トルクコンバータ１８は、基本的には、車両が停止している状態であってもエンジン１０を断続的に動作させるようにするためのものである。なお、前後進切換機構１４は、エンジン１０の回転方向が一方向に限定されており、かつＣＶＴ１２が反転動作機構を備えていないために設けられたものであり、遊星歯車機構を主体とした機構やリバースギア及び同期連結機構を備えた機構等を採用することができる。
【００２１】
入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂの回転速度を検出するために、それぞれ回転速度センサ２６及び２８が設けられている。これら回転速度センサ２６，２８は、マイクロコンピュータを主体として構成された電子制御装置（以下ＥＣＵという）３０に接続されており、当該ＥＣＵ３０は、回転速度センサ２６，２８の検出信号に基づいてＣＶＴ１２の変速比を算出する。
【００２２】
また、エンジン１０の吸気配管近傍には、吸入圧を検知する吸気圧センサ３２ａや吸気温度を検出する吸気温度センサ３２ｂが設けられ、クランク軸１０ａ近傍にはエンジン回転速度を検知するための回転センサ３４が設けられている。ＥＣＵ３０は、吸気圧センサ３２ａの検出した吸入圧や回転センサ３４の検出したエンジン回転速度に応じて燃料噴射量、点火時期を最適に制御する。
【００２３】
他方、アクセルペダル３６近傍には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ３８が設けられており、検出結果をＥＣＵ３０に提供している。ＥＣＵ３０は、このアクセルセンサ３８の検出したアクセル開度、回転速度センサ２８の検出した車速及び回転速度センサ３４の検出したエンジン回転速度により、例えば燃費が最良となるように、スロットルアクチュエータ４０を通じて吸入圧を制御する。
【００２４】
また、運転席の近傍に設けられたシフトレバー４２には、その操作位置を検出するためのシフトセンサ４４が設けられており、ＥＣＵ３０は、このシフトセンサ４４の検出したドライブレンジ等の情報や車速、アクセル開度等の情報により、ロックアップクラッチ１６の動作やＣＶＴ１２の変速比を制御する。
【００２５】
さらに、ブレーキペダル４６の近傍にはブレーキペダルの操作量や操作速度を検出するブレーキペダルセンサ４８が設けられている。このブレーキペダルセンサ４８は、ブレーキペダルブラケット部に配置され、ブレーキペダルの踏み込み量に比例した電圧をＥＣＵ３０に提供する。
【００２６】
また、前記ＥＣＵ３０には補機である空気調和装置（以下、エアコンという）５０等が接続され、その駆動制御を行っている。エアコン５０のコンプレッサ等はエンジン１０によって駆動させている。
【００２７】
本実施形態の特徴的事項は、エンジンの目標トルクの最大制限値を大気状態に基づいて設定し、車両の周囲の大気条件で発生可能な最大トルクまで正確かつ効率よくエンジン及びＣＶＴが使用できるようにするところである。また、合わせて前記スロットル開度に関しても、大気状態に基づいて補正を行うことにより、目標トルクと実際に発生される実トルクとの制御上の矛盾を低減すると共に、大気状態に応じたＣＶＴ伝達トルクの算出を行い、ＣＶＴ挟圧力を安定かつ正確に制御することを可能にするところである。なお、大気状態とは、大気圧及びその大気圧における大気温度を含むものとする。
【００２８】
図２のフローチャートには、大気状態に応じた目標トルクと要求するスロットル開度の算出手順が示されている。
【００２９】
まず、大気状態を考慮しない通常のエンジン１０の目標トルクを算出する（Ｓ１００）。この目標トルクはアクセルペダル３６の踏み込み量等に基づき算出される目標出力を現在のエンジン１０の角速度で除算することによって求める。続いて、現在の車両の周囲の大気状態における大気補正係数の算出を行う（Ｓ１０１）。大気補正係数とは、標準大気と現在の車両周囲の大気状態の違いを補正するもので、以下の式で算出される。
【００３０】
【数１】
0003817980.tif 000002
この時の運転条件での大気圧は、図１において、吸気圧センサ３２ａでエンジン停止時（負圧が発生していない時）か、スロットル開度が一定角度以上（例えば、開度９０％以上）かつエンジン回転数が一定回転数以下（例えば、１２００ｒｐｍ以下）の時（負圧の影響が無い時）に検出された吸気圧を用いる。また、運転条件での吸気温度は図１における吸気温度センサ３２ｂで検出した値を用いる。この時、例えば、標準大気圧が１０１３ｈｐａであり、標準大気温度が２５℃（２９８．１５Ｋ）である場合、現実的な環境で車両が使用されることを考慮すると、算出される大気補正係数は、０．８〜１．０５程度の値となる。
【００３１】
続いて、現在の車両の周囲の大気状態における目標トルクの最大値（最大制限トルク）を算出する（Ｓ１０２）。この最大制限トルクは、現在のエンジン１０の回転数を基準に、図３に示すように予め準備されたマップ等により与えられる標準大気最大トルク（例えば、２５℃、１０１３ｈｐａにおける大気状態を標準大気という）に摩擦損失トルク（エンジン１０の回転数に応じて変化する損出トルク）を加算したものに、大気補正係数を乗算し、摩擦損失トルクを減算して求めることができる。続いて、（Ｓ１００）で算出した目標トルクと（Ｓ１０２）で算出した最大制限トルクとの比較を行う（Ｓ１０３）。もし、目標トルク＞最大制限トルクの場合、目標トルクを設定された最大制限トルクに置き換え目標トルクを確定し（Ｓ１０４）、目標トルクを現在の車両周囲の大気状態に基づく最大制限トルクで制限をかける。さらに、ＥＣＵ３０はスロットルを制御するための要求開度算出用トルクの算出を行う（Ｓ１０５）。要求開度算出用トルクは、現在の大気状態における要求スロットル開度を得るためのトルク値であり、（Ｓ１０４）で確定した目標トルク（最大制限トルクで）に摩擦損失トルク（図３参照）を加算したものを前記大気補正係数で除算して、さらに、摩擦損失トルクを減算することにより求めることができる。そして、算出した要求開度算出用トルクを用いて要求スロットル開度を導き出す（Ｓ１０６）。要求スロットル開度は、図４に示すような、予め準備されるトルク−スロットル開度の関係を示す相関マップより、現在の大気状態における要求スロットル開度を導く。なお、トルク−スロットル開度の相関マップは、通常、標準大気状態のマップのみを持ち、車両周囲の現在の大気状態を考慮して算出した要求開度算出用トルクを標準大気状態のマップに適用して要求スロットル開度を導くが、参考のため、車両周囲の現在の大気状態を考慮した最大制トルクと関連付けたトルク−要求スロットル開度相関マップも示している。この時、大気補正係数が大きい場合、要求開度算出用トルクは、小さくなる。つまり、車両が寒冷地に進入し空気密度が上昇した場合でも実トルクが大きくなることを抑制し過剰なトルクによりＣＶＴ１２のベルト２２が滑ってしまうことを防止することができる。
【００３２】
一方、（Ｓ１０３）で、目標トルク＜最大制限トルクであると判断された場合、ＥＣＵ３０は、エンジン１０をアクセルの踏み込み量等から算出した目標トルクで制御しても効率的かつ正確な制御ができると見なして、（Ｓ１００）で算出した目標トルクをそのまま利用し、（Ｓ１０５）、（Ｓ１０６）の処理を行い、要求スロットル開度を導き出す。なお、上述した目標トルクと要求スロットル開度の算出処理は、所定時間Δｔ毎、例えば１６ｍｓ毎に繰り返され、車両周囲の環境の変化に追従した値が常に算出される。
【００３３】
従って、例えば、車両が寒冷地に進入し周囲の大気温度が標準大気温度より低下した場合、大気補正係数は、増加し、（Ｓ１０２）で算出される最大制限トルクも図３に符号Ａで示すように標準大気最大トルクより増加する。その結果、寒冷地等では、さらに高いトルクの設定が可能になる。また、要求スロットル開度は、大気補正係数が増加したことにより、大気密度が上昇した分下方修正されるので、大気密度の上昇により増大するトルクが相殺され、ＥＣＵ３０が求めるトルクと実際に発生される実トルクとがほぼ等しくなり制御上の矛盾が解消される。一方、車両が高地等に進入し周囲の大気圧が標準大気圧より低下した場合、大気補正係数は減少し、（Ｓ１０２）で算出される最大制限トルクも図３に符号Ｂで示すように標準大気最大トルクより減少する。その結果、高地では、実際に出すことのできないような過剰なトルクの要求が抑制される。また、要求スロットル開度は、大気補正係数が減少したことにより、大気圧（大気密度）が低下した分上方修正されるので、ＥＣＵ３０が求めるトルクと実際に発生される実トルクとがほぼ等しくなり制御上の矛盾が解消される。
【００３４】
さらに、要求スロットル開度が大気状態に応じて補正されるため、ＣＶＴ１２の挟圧力を制御するためのＣＶＴ伝達トルクも車両周囲の大気状態に適した値に補正されるので、挟圧力不足によりＣＶＴ１２のベルト２２が滑ったり、逆に過剰な挟圧力によりベルト２２に負荷がかかったりすることを防止することができる。また、適切な挟圧力制御が可能になるので、車両の燃費向上にも繋がる。
【００３５】
前述したような大気状態に基づく制限や補正を行うためには、常時、大気圧（吸気圧）と大気温度（吸気温度）をセンサにより検出する必要がある。図１の場合、吸気配管近傍に配置された吸気圧センサ３２ａや吸気温度センサ３２ｂを使用している。これらのセンサは、誤動作を起こしたり断線等の故障を起こす可能性もあり、正確な大気状態の検出に失敗する場合もある。例えば、この状態で、車両が寒冷地に進入した場合、標準大気状態であると認識され制御が行われる場合があり、実際に発生されるトルクが大きくなりＣＶＴ１２のベルト２２が滑る虞がある。ベルト２２の滑りはベルト２２や可変プーリ２０の摩耗や劣化を招き正常動作の妨げになる。そこで、本実施形態においては、各センサの検出の失敗を認識した場合、強制的に制御上の安全側吸気圧値や安全側吸気温度値を採用するようにしている。
【００３６】
図５は、安全側吸気圧値や安全側吸気温度値の採用手順を示すフローチャートを示している。まず、図２において、大気状態を考慮しない目標トルクが算出されると（Ｓ１００）、ＥＣＵ３０は、吸気温度センサ３２ｂが故障か否かの判断を行う（Ｓ２００）。故障か否かの判断は、吸気温度センサ３２ｂ自身から出力されるフェール信号を検出したり、検出値の異常（出力無しや異常値等）等を認識することにより判断する。（Ｓ２００）でもし、吸気温度センサ３２ｂが故障であると判断された場合、ＥＣＵ３０は、吸気温度補正係数算出用の温度を車両使用環境で想定される最大条件値、すなわち、最も実トルクが大きくなってしまう最低の吸気温度（例えば、−２５℃）に設定する（Ｓ２０１）。一方、（Ｓ２００）において、吸気温度センサ３２ｂは正常であると判断された場合、吸気温度センサ３２ｂの出力値をそのまま吸気温度補正係数算出用の温度として採用する（Ｓ２０２）。続いて、ＥＣＵ３０は、吸気圧センサ３２ａが故障か否かの判断を行う（Ｓ２０３）。故障か否かの判断は、吸気温度センサ３２ｂと同様に吸気圧センサ３２ａ自身から出力されるフェール信号を検出したり、検出値の異常等を認識することにより判断する。（Ｓ２０３）でもし、吸気圧センサ３２ａが故障であると判断された場合、ＥＣＵ３０は、吸気圧補正係数算出用の圧力を車両使用環境で想定される最大条件値、すなわち、最も実トルクが大きくなってしまう最大の吸気圧（例えば、１０４０ｈｐａ）に設定する（Ｓ２０４）。一方、（Ｓ２０３）において、吸気圧センサ３２ａは正常であると判断された場合、吸気圧センサ３２ａの出力値をそのまま吸気圧補正係数算出用の圧力として採用する（Ｓ２０５）。そして、図２に戻り、確定した吸気温度補正係数算出用の温度と吸気圧補正係数算出用の圧力に基づいて、（Ｓ１０１）で大気補正係数の算出を行う。なお、吸気温度センサ３２ｂが故障した場合の大気補正係数は、以下の式で算出される。
【００３７】
【数２】
0003817980.tif 000003
また、吸気圧センサ３２ａが故障した場合の大気補正係数は、以下の式で算出される。
【００３８】
【数３】
0003817980.tif 000004
さらに、両者が故障した場合の大気補正係数は、以下の式で算出される。
【００３９】
【数４】
0003817980.tif 000005
なお、両者が正常に機能している場合には、図２のフローチャートで説明した式を用いる。
【００４０】
従って、いずれの場合も算出される大気補正係数は増加する。その結果、図２のフローチャートの（Ｓ１０５）以下の処理で、寒冷地等で、大気状態により実際に発生する実トルクが制御量より増加してしまう場合でも、要求されるスロットル開度が減少することで、大気状態の変動による実トルクの増大を相殺し、過大なトルク発生を防止し、ＣＶＴ１２のベルト２２の滑りを防止する。
【００４１】
ところで、前述したように、ＣＶＴ伝達トルクの見積もりに大気状態に基づく補正値を用いたり、目標トルクを実現するために大気状態に基づく補正を行い目標スロットル開度を算出する場合、各センサは正常でも適切なタイミングで大気状態の検出ができない場合がある。例えば、高地で大気圧を測定した後、アクセルペダル３６をほとんど踏まずに連続降坂を行い、平地に至ってしまう場合、アクセルペダル３６がほとんど踏まれないためスロットルがほとんど開かない。その結果、大気圧センサ３２ａの周囲は常に負圧状態（空気密度が低い状態）になり、高地から平地に降りたことで、実際は空気密度が高くなったにも関わらず、ＥＣＵ３０は、大気密度（大気圧）は低いものと認識し、前述したような補正制御を行ってしまう場合がある。その結果、計算したトルクより実際にＣＶＴ１２に伝達される実トルクが大きくなりＣＶＴ１２のベルト２２が滑ってしまう場合ある。そこで、本実施形態においては、ＣＶＴ伝達トルクの計算値を使用されている燃料量によって求めたトルク推定値に基づいて計算した上限値や下限値等により制限している。
【００４２】
図６のフローチャートには、ＣＶＴ伝達トルクの推定計算手順が示されている。まず、現在認識されている大気状態に基づく目標トルクから補機駆動トルク（エアコン等の駆動により消費されるトルク）及び慣性力トルク（回転の変動により発生したり吸収されたりするトルク）を減算してＣＶＴ伝達トルクを算出する（Ｓ３００）。続いて、燃料量から発生可能と推定される燃料量推定トルクを算出する（Ｓ３０１）。この燃料量推定トルクは、エンジン１０の気筒当たり燃料噴射量にトルク換算係数（エンジン毎に定まる単位噴射量当たりのトルク増加量；例えば、４．１Ｎｍ／ｍｍ3）を乗算し、摩擦損失トルク（エンジン回転数によって決まる損失トルク；図３参照）を減算して求める（Ｓ３０１）。
【００４３】
続いて、ＣＶＴ伝達トルクの値に制限をかける上限トルクと下限トルクを算出する。上限トルクは、（Ｓ３０１）で算出した燃料量推定トルクから補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、図７に示すように予め与えられた燃料量推定トルクと計算トルクとの関連を示すマップから導き出される上限計算トルクを加算することにより求めることができる（Ｓ３０２）。同様に、下限トルクは、（Ｓ３０１）で算出した燃料量推定トルクから補機駆動トルク及び慣性力トルクを減算し、図７のマップから導き出される下限計算トルクを減算することにより求めることができる（Ｓ３０３）。例えば、燃料量推定トルクが５０Ｎｍの場合、上限計算トルクは１０Ｎｍになる。同様に、下限計算トルク８Ｎｍになる。
【００４４】
そして、（Ｓ３００）で算出したＣＶＴ伝達トルクと（Ｓ３０２）で算出した上限トルクとの比較を行い（Ｓ３０４）、ＣＶＴ伝達トルク＜上限トルクでない場合、上限トルクによりＣＶＴ伝達トルクを制限する（置き換える）（Ｓ３０５）。同様に、（Ｓ３００）で算出したＣＶＴ伝達トルクと（Ｓ３０３）で算出した下限トルクとの比較を行い（Ｓ３０６）、ＣＶＴ伝達トルク＞下限トルクでない場合、下限トルクによりＣＶＴ伝達トルクを制限する（置き換える）（Ｓ３０７）。
【００４５】
この結果、大気状態が最適なタイミングで検出できた場合には、使用されている燃料量から算出される発生可能なトルクの上限トルク及び下限トルクに基づいてＣＶＴ伝達トルクの制限が行われる。この場合、上限トルクによりＣＶＴ伝達トルクに制限を加えることにより、大気状態により実トルクが低減してしまっているような場合に、ＣＶＴ１２のベルト２２に過大な挟圧力が付与されることを防止する。また、下限トルクによりＣＶＴ伝達トルクに制限を加えることにより、大気状態により実トルクが増加してしまっているような場合に、ＣＶＴ１２のベルト２２の挟圧力が不足し、ベルト２２の滑りが発生することを防止する。なお、本実施形態では、図７に示すようなマップを用いて、補正トルクを算出し上限トルク及び下限トルクを算出したが、エンジン回転数と使用される燃料量とを引数とする二次元マップから導き出してもよい。
【００４６】
なお、前述した各例においては、エンジントルクが目標トルクになるようにスロットル開度を算出する制御を行うものであるが、前述したような上限トルクや下限トルクによる制限は、アクセルとスロットルが直結されてアクセルの踏み込み量によりスロットル開度が直接決定されるような車両においても、使用される燃料量による上限トルクと下限トルクを用いて、ＣＶＴの挟圧力制御を行い同様な効果を得ることができる。
【００４７】
前述した例では、大気状態の検出が最適なタイミングで行えない場合、使用されている燃料量に基づいて、発生可能なトルクの推定を行いＣＶＴ伝達トルク等の計算が不適当に行われることを防止する場合を説明したが、以下の説明では、強制的に大気検出可能状態にする例を説明する。
【００４８】
図８のフローチャートは、大気圧計測手順を示すものである。Δｔ（例えば、１６ｍｓ）毎に、ＥＣＵ３０の大気圧計測後経過カウンタは、『＋１』処理が行われ（Ｓ４００）、大気圧計測後経過カウンタ＞計測判定期間か否かの判断を行う（Ｓ４０１）。もし、大気圧計測後経過カウンタ＞計測判定期間であると判断された場合、ＥＣＵ３０は大気圧計測要求フラグを立てる（フラグ０→フラグ１）（Ｓ４０２）。続いて、ＥＣＵ３０は、スロットル開度＞９０％かつエンジン回転数Ｎｅ＜１２００ｒｐｍか否かの判断を行う（Ｓ４０３）。スロットル開度＞９０％かつエンジン回転数Ｎｅ＜１２００ｒｐｍの場合、スロットルは十分に開かれ吸気圧センサ３２ａの周囲が負圧状態ではなく、かつ空気の吸入流速があまり早くない（吸気脈流が発生していない）と判断して、ＥＣＵ３０は、通常の検出方法による吸気圧センサ３２ａの現在の指示値が実際の大気圧であると判断し、その指示値を計算に用いる大気圧として採用する（Ｓ４０４）。その後、大気圧計測後経過カウンタをリセット（０の代入）及び、大気圧計測要求フラグのリセット（０の代入）を行い（Ｓ４０５）、次回の大気圧計測タイミングのための処理準備を行う。
【００４９】
（Ｓ４０１）で、まだ大気圧計測後経過カウンタ＞計測判定期間でない場合、または、（Ｓ４０３）でスロットル開度＞９０％かつエンジン回転数Ｎｅ＜１２００ｒｐｍではない判断された場合、（Ｓ４００）に戻り大気圧計測後経過カウンタの加算処理を行う。ところで、ＥＣＵ３０においては、図８のフローチャートに基づく処理と平行して、図９及び図１０に示すフローチャートの処理を行っている。
【００５０】
エンジン１０の燃焼形態は、定速走行時等の低負荷時に低燃費を実現するために用いられる成層燃焼と加速時等のようにハイパワーを必要とする場合に用いられる均質燃焼とがあり、それぞれ車両の走行状態に応じて使い分けられている。成層燃焼は点火プラグ周辺に燃えやすい混合気を集め、周りには燃料の無い空気の層を作ることで、少ない燃料で、超希薄燃焼を起こし低燃費を実現している。一方、発進時や加速時などは均質な混合気を燃焼させる均質燃焼を行うことによりハイパワーを発生させている。本実施形態においては、ＥＣＵ３０は、大気圧計測要求フラグが立っているか否か（１か否か）の判断を行い（Ｓ５００）、大気圧計測要求フラグが立っていない場合、通常の燃焼形態の選択、すなわち、目標トルクやエンジン回転数や水温等に基づいて、予め定められたマップを読み、成層燃焼または均質燃焼の選択を行い（Ｓ５０１）、車両の走行状態に最適なエンジン１０の燃焼を行ってる。一方、ＥＣＵ３０は大気圧計測要求フラグが立っていると判断した場合、目標トルクやエンジン回転数や水温等に関わりなく、一時的に成層燃焼を選択する（Ｓ５０２）。
【００５１】
また、ＥＣＵ３０は、図１０に示すフローチャートの処理に基づいて、大気圧計測要求フラグが立っているか否か（１か否か）の判断を行い（Ｓ６００）、大気圧計測要求フラグが立っていると判断した場合、さらに現在のエンジン１０の燃焼モードが成層燃焼であるか否かの判断を行う（Ｓ６０１）。そして、現在の燃焼モードが成層燃焼であると確認できた場合、ＥＣＵ３０は、スロットル開度の目標値を１００％にする（Ｓ６０２）。この場合、燃焼モードは、成層燃焼になっていて、点火栓近傍の混合気は着火及び火炎伝播可能な空燃比を維持できるので、スロットルを全開にして吸入空気量を増加してもエンジン１０を失火させることなく運転し続けることができる。このように、スロットルを全開にすることにより、一時的に吸気圧センサ３２ａによる大気圧測定を可能な状態にすることができる。つまり、適切なタイミングで正確な大気圧測定が可能になる。なお、大気圧測定が可能になれば、同時に吸入空気の温度を測定することも可能になる。一方、（Ｓ６００）で大気圧計測要求フラグが立っていないと判断した場合や（Ｓ６０１）でまだ成層燃焼モードになっていないと判断された場合には、このサイクルにおいては、目標トルクやエンジン回転数や燃焼形態等に基づいて、スロットルの目標開度の算出を行う（Ｓ６０３）。なお、（Ｓ６０１）から（Ｓ６０３）に移行した場合でも、次のサイクルでは、図９のフローチャートの処理により成層燃焼への移行が完了しているので、（Ｓ６０２）へ移行し、大気圧の測定が可能になる。なお、スロットルの１００％開放指示が行われた後、吸気の遅れ等が発生する場合があるので、タイマーなどを利用し大気圧の測定を遅延させれば、より安定した状態の正確な大気圧測定を行うことが可能になる。
【００５２】
前述したような成層燃焼モードへの強制移行は、大気圧測定を行う僅かな時間のみであるため、本来の燃焼形態の選択による燃費向上やハイパワーの取得を目的とする制御に対する影響は、ほとんどない。
【００５３】
このように、燃焼モードを一時的に成層燃焼にすることで、適切なタイミングで、正確な大気圧測定を可能にすることが可能になり、前述した大気状態の変化の認識が必要な各制御（最大制限トルクの算出や、要求スロットル開度の算出やＣＶＴ伝達トルクの算出等）を正確に行うことができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の周囲の大気状態が変化した場合でも、適切なエンジン及びＣＶＴの制御を行い、エンジンやＣＶＴの能力を最大限まで引き出すとともに、走行特性の違和感や走行燃費の悪化の低減及び、無段変速機への過負荷の軽減を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る制御装置を備える車両の概略構成を示す構成概念図である。
【図２】  本発明の実施形態に係る制御装置における目標トルクと要求スロットル開度の計算手順を説明するフローチャートである。
【図３】  本発明の実施形態に係る制御装置における最大制限トルクと摩擦損失トルクを導き出すマップ図である。
【図４】  本発明の実施形態に係る制御装置における要求スロットル開度を導き出すマップ図である。
【図５】  本発明の実施形態に係る制御装置において、吸気温度センサや吸気圧センサが故障した場合の対応方法を説明するフローチャートである。
【図６】  本発明の実施形態に係る制御装置におけるＣＶＴ伝達トルクの計算手順を説明するフローチャートである。
【図７】  本発明の実施形態に係る制御装置における燃料量推定トルクから上限計算トルク及び下限計算トルクを導き出すマップ図である。
【図８】  本発明の実施形態に係る制御装置における大気圧計測手順を説明するフローチャートである。
【図９】  本発明の実施形態に係る制御装置における燃焼モードを決定する手順を説明するフローチャートである。
【図１０】  本発明の実施形態に係る制御装置におけるスロットル開度を計算する手順を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０  エンジン、１２  無段変速機（ＣＶＴ）、３０  ＥＣＵ（制御装置）、３２ａ  吸気圧センサ、３２ｂ  吸気温度センサ、３６  アクセルペダル、５０エアコン（補機）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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