(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセルペダル操作以外の因子によっても補正可能な目標値に向けてスロットル開度を制御されるエンジンと、無段変速機との組み合わせになるパワートレーンを搭載した車両において、
各エンジン出力馬力を最低燃費で発生させ得るエンジン回転数とエンジン出力との組み合わせを表した最低燃費線上における個々の点を、変速比に関する係数によって上記エンジン回転数を車速に、また上記エンジン出力を要求車軸駆動力に置き換えた２次元座標上に移記してエンジン回転数ごとの車速と要求車軸駆動力との関係に置き換え、更にこれら車速と、要求車軸駆動力と、エンジン回転数との関係を、要求車軸駆動力ごとの車速に対するエンジン回転数変化に置き換えた変速パターンを求めると共に、最低燃費よりも優先させるべき条件が要求される領域内の変速パターンを該条件が満足されるよう変更し、
前記変速パターンをもとに、車両の運転状態や走行条件により決まる要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン回転数を求め、
該目標エンジン回転数に対応した変速機目標入力回転数となるよう前記無段変速機を変速制御する構成にすると共に、
前記要求車軸駆動力および変速比から、この要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン出力を演算し、
該目標エンジン出力となるようスロットル開度を制御する構成にしたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記要求車軸駆動力ごとの車速に対するエンジン回転数変化を表した変速パターンのうち、最大変速比線と、最小変速比線と、最低入力回転線と、最高入力回転線と、最高車速線とで囲まれた領域の変速パターンのみを用いるよう構成したことを特徴とする車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機を搭載された車両の車輪駆動力を、エンジンの燃費が最低になるような態様で発生させるためのエンジン制御および変速制御を行う車両の駆動力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｖベルト式無段変速機や、トロイダル型無段変速機に代表される無段変速機は、一般的にエンジン要求負荷および車速から目標変速比を求め、実変速比がこの目標変速比になるよう変速制御する。
従って、運転者がアクセルペダルを踏み込んでエンジン要求負荷を増すような加速時は、目標変速比が大きくなる（低速側の変速比になる）よう変更され、無段変速機は当該大きくされた目標変速比へダウンシフト変速され、
逆に運転者がアクセルペダルを戻してエンジン要求負荷を低下させるような低負荷運転時は、目標変速比が小さくなる（高速側の変速比になる）よう変更され、無段変速機は当該小さくされた目標変速比へアップシフト変速される。
【０００３】
一方で、車両の要求駆動力を求める技術としては従来、例えば特開平７−１７２２１７号公報に記載されているようなものがある。
この技術は、車速とアクセルペダル踏み込み量から車両の目標駆動力を求め、これに、車速から推定可能な走行抵抗分を加算して車輪に伝達すべき要求駆動力とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した一般的な無段変速機の変速制御では、上記の文献による技術で求めた要求駆動力を正確に実現することができないし、まして、無段変速機の変速制御のみでは如何にしても、求めた要求駆動力をエンジンの燃費が最低になるような態様で実現することは不可能である。
【０００５】
本発明は、エンジンの出力制御と無段変速機の変速制御との適切な組み合わせにより、エンジンの燃費が最低になるような態様で要求駆動力を正確に実現し得るようにした車両の駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明による車両の駆動力制御装置は、
アクセルペダル操作以外の因子によっても補正可能な目標値に向けてスロットル開度を制御されるエンジンと、無段変速機との組み合わせになるパワートレーンを搭載した車両において、
各エンジン出力馬力を最低燃費で発生させ得るエンジン回転数とエンジン出力との組み合わせを表した最低燃費線上における個々の点を、変速比に関する係数によって上記エンジン回転数を車速に、また上記エンジン出力を要求車軸駆動力に置き換えた２次元座標上に移記してエンジン回転数ごとの車速と要求車軸駆動力との関係に置き換え、更にこれら車速と、要求車軸駆動力と、エンジン回転数との関係を、要求車軸駆動力ごとの車速に対するエンジン回転数変化に置き換えた変速パターンを求めると共に、最低燃費よりも優先させるべき条件が要求される領域内の変速パターンを該条件が満足されるよう変更し、
前記変速パターンをもとに、車両の運転状態や走行条件により決まる要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン回転数を求め、
該目標エンジン回転数に対応した変速機目標入力回転数となるよう前記無段変速機を変速制御する構成にすると共に、
上記要求車軸駆動力および変速比から、この要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン出力を演算し、この目標エンジン出力となるようスロットル開度を制御する構成にしたものである。
【０００７】
【発明の効果】
本発明においてはエンジンが、アクセルペダル操作以外の因子によっても補正可能な目標値に向けてスロットル開度を制御され、該エンジンからのスロットル開度に応じた出力が無段変速機により変速されてパワートレーンの出力となる。
ところで本発明においては特に、各エンジン出力馬力を最低燃費で発生させ得るエンジン回転数とエンジン出力との組み合わせを表した最低燃費線上における個々の点を、変速比に関する係数によって上記エンジン回転数を車速に、また上記エンジン出力を要求車軸駆動力に置き換えた２次元座標上に移記してエンジン回転数ごとの車速と要求車軸駆動力との関係に置き換え、更にこれら車速と、要求車軸駆動力と、エンジン回転数との関係を、要求車軸駆動力ごとの車速に対するエンジン回転数変化に置き換えた変速パターンを求めると共に、最低燃費よりも優先させるべき条件が要求される領域内の変速パターンを該条件が満足されるよう変更し、
前記変速パターンをもとに、車両の運転状態や走行条件により決まる要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン回転数を求め、
該目標エンジン回転数に対応した変速機目標入力回転数となるよう無段変速機を変速制御すると共に、
上記要求車軸駆動力および変速比から、この要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン出力を演算し、この目標エンジン出力となるようスロットル開度を制御することから、
要求車軸駆動力を最低燃費で発生させるような態様で無段変速機の変速制御およびエンジンのスロットル開度制御を行い得ることとなり、燃費の改善と過不足のない動力性能とを両立させることができる。
【０００８】
また本発明によれば、各エンジン出力馬力を最低燃費で発生させ得るエンジン回転数とエンジン出力との組み合わせを表した最低燃費線上における個々の点を、変速比に関する係数によって上記エンジン回転数を車速に、また上記エンジン出力を要求車軸駆動力に置き換えた２次元座標上に移記してエンジン回転数ごとの車速と要求車軸駆動力との関係に置き換え、更にこれら車速と、要求車軸駆動力と、エンジン回転数との関係を、要求車軸駆動力ごとの車速に対するエンジン回転数変化に置き換えた変速パターンを求めると共に、最低燃費よりも優先させるべき条件が要求される領域内の変速パターンを該条件が満足されるよう変更し、
前記変速パターンをもとに、車両の運転状態や走行条件により決まる要求車軸駆動力を発生させるための目標エンジン回転数を求めて上記の変速制御に資するから、
当該変速制御のための上記の変速パターンが、従来の変速パターンに対してパラメータをアクセル開度から要求車軸駆動力に変更しただけのものとなり、特定の運転領域のみを必要に応じて或る条件（騒音条件など）が優先して満たされるよう上記の最低燃費用の変速制御から外す設定を行う場合にも、従来と同じ考え方により当該設定を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になる駆動力制御装置を具えた車両のパワートレーンと、その制御系を示し、該パワートレーンをエンジン１と無段変速機２とで構成する。
エンジン１は、運転者が操作するアクセルペダル３にリンク連結せず、これから切り離されて、ステップモータ４により開度を電子制御されるようにしたスロットルバルブ５を具え、
ステップモータ４を目標スロットル開度（ＴＶＯ* ）指令に対応した回転位置にすることでスロットルバルブ５を目標スロットル開度ＴＶＯ* にして、エンジン１の出力を、アクセルペダル操作以外の因子によっても制御し得るようなものとする。
【００１０】
無段変速機２は周知のＶベルト式無段変速機とし、トルクコンバータ６を介してエンジン１の出力軸に駆動結合されたプライマリプーリ７と、これに整列配置したセカンダリプーリ８と、これら両プーリ間に掛け渡したＶベルト９とを具える。
そして、セカンダリプーリ８にファイナルドライブギヤ組１０を介してディファレンシャルギヤ装置１１を駆動結合し、これらにより図示せざる車輪を回転駆動するものとする。
【００１１】
無段変速機２の変速のために、プライマリプーリ７およびセカンダリプーリ８のそれぞれのＶ溝を形成するフランジのうち、一方の可動フランジを他方の固定フランジに対して相対的に接近してＶ溝幅を狭めたり、離反してＶ溝幅を広め得るようにし、
両可動フランジを、目標変速比（ｉ* ）指令に応動する油圧アクチュエータ１２からのプライマリプーリ圧Ｐpri およびセカンダリプーリ圧Ｐsec に応じた位置に変位させることで、無段変速機２を実変速比が目標変速比ｉ* に一致するよう無段変速させ得るものとする。
【００１２】
目標スロットル開度ＴＶＯ* および目標変速比ｉ* はそれぞれ、コントローラ１３により演算して求めることとする。
これがためコントローラ１３には、アクセルペダル３の踏み込み位置（アクセル開度）ＡＰＳを検出するアクセル開度センサ１４からの信号と、
スロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ１６からの信号と、
プライマリプーリ７の回転数（プライマリ回転数）Ｎpri を検出するプライマリプーリ回転センサ１７からの信号と、
セカンダリプーリ８の回転数（セカンダリ回転数）Ｎsec を検出するセカンダリプーリ回転センサ１８からの信号と、
車速ＶＳＰを検出する車速センサ１９からの信号とをそれぞれ入力する。
【００１３】
コントローラ１３はこれら入力情報を基に、図２に機能別ブロック線図で示すように無段変速機２の変速制御およびエンジン１のスロットル開度制御を以下のごとくに行う。
要求車軸駆動力演算部２１では、センサ１４により検出したアクセル開度ＡＰＳおよびセンサ１９により検出した車速ＶＳＰを基に、例えば前記文献に記載された方法により車両の運転状態や走行条件に応じた要求車軸駆動力ＴS を求める。
【００１４】
目標変速機入力回転数演算部２２では、要求車軸駆動力ＴS およびセンサ１９による車速検出値ＶＳＰから、エンジンの特性線図に基づき後述のごとくに求めた例えば図７に示すデータに対応するマップを基に、現在の車速ＶＳＰのもと上記要求車軸駆動力ＴS を最低燃費で発生させるためのエンジン回転数Ｎe の目標値Ｎe * を求め、次に目標エンジン回転数Ｎe * に対応した変速機目標入力回転数（目標プライマリ回転数）Ｎpri * を求める。
【００１５】
ここで図７のデータを説明するに、このデータは図５に示すエンジンの特性線図から以下のごとくに求めた、車速ＶＳＰと、車軸駆動力ＴS と、エンジン回転数Ｎe との関係とする。
図５は、エンジン回転数Ｎe と、エンジン出力（トルク）Ｔe との関係を、燃料消費率が同じになる等燃費線αとして、また、出力馬力が同じになる等馬力線βとして示し、更に各等馬力線β上で最も燃料消費率が良くなる点を結んだ最低燃費線をδにより示したものである。
図５に示す最低燃費線δ上の個々の点を図６のごとく、変速比（これに関する係数も含む）によってエンジン回転数Ｎe を車速ＶＳＰに、またエンジン出力（トルク）Ｔe を車軸駆動力ＴS に置き換えた２次元座標上に移記し、変速比ごとの最低燃費となる車速ＶＳＰと車軸駆動力（トルク）ＴS との組み合わせを求めると、図６に示す通りのものとなる。
【００１６】
そして、変速比ごとの特性線図上にエンジン回転数Ｎe が等しくなる点をプロットすると、或るエンジン回転数Ｎe の場合、図６にＡで示すごときものとなり、これらの点を結んで、エンジン回転数Ｎe ごとに車速ＶＳＰおよび車軸駆動力ＴS の関係を示すと、図５の最低燃費線δは図７に示すような線で表すことができる。
なお図７においては便宜上、エンジン回転数Ｎe を目標エンジン回転数Ｎe *として表記し、また、車軸駆動力ＴS を要求車軸駆動力（同じ符号ＴS で示した）として表記した。
かかる車速ＶＳＰと、要求車軸駆動力ＴS と、目標エンジン回転数Ｎe * との関係を表すデータによれば、現在の車速ＶＳＰと要求車軸駆動力ＴS との組み合わせが例えば点Ｚに対応したものである場合について説明すると、当該車速ＶＳＰのもとで要求車軸駆動力ＴS を最低燃費で発生させるための目標エンジン回転数Ｎe * は、図７におけるＺ点を通る線に係わるパラメータ値（エンジン回転数）として求めることができる。
なお無段変速機搭載車においては、動力伝達中の大半時間に亘りトルクコンバータ６を、入出力要素間が直結されたロックアップ状態にしているため、図示する実施の形態においては図７に示したが、前記の変速機目標入力回転数Ｎpri *を目標エンジン回転数Ｎe * に同じ値として取り扱うこととする。
【００１７】
上記のようにして検索した変速機目標入力回転数Ｎpri * は目標変速比演算部２３に入力され、この演算部２３は、当該変速機目標入力回転数Ｎpri * を変速機出力回転数Ｎsec で除算することにより、変速機目標入力回転数Ｎpri * に対応した目標変速比ｉ* を求めて図１のように油圧アクチュエータ１２に出力し、無段変速機２を目標変速比ｉ* が達成されるよう、つまり目標入力回転数Ｎpri* が達成されるよう変速させる。
【００１８】
他方で車軸回転数演算部２４は、センサ１８により検出したセカンダリ回転数Ｎsec 、つまり変速機出力回転数を、ファイナルドライブギヤ組１０のギヤ比（ファイナルドライブギヤ比）ｉF で除算することによって、車軸回転数ＮS を求める。
そして車輪駆動系目標変速比演算部２５は、上記の変速機目標入力回転数Ｎpri * を車軸回転数ＮS により除算して車輪駆動系目標変速比ｉT * を求め、
目標エンジン出力演算部２６は、前記の要求車軸駆動力ＴS を車輪駆動系目標変速比ｉT * で除算することにより目標エンジン出力（トルク）Ｔe * を求める。
【００１９】
目標エンジン出力Ｔe * は目標スロットル開度演算部２７に入力され、この演算部２７は、当該目標エンジン出力Ｔe * が発生するような目標スロットル開度ＴＶＯ* を求めて図１に示すようにステップモータ４に出力し、スロットルバルブ５を目標スロットル開度ＴＶＯ* となるよう開度制御する。
【００２０】
以上のような本実施の形態によれば、運転条件や走行条件から求めた要求車軸駆動力ＴS を最低燃費で発生させるような態様で無段変速機の変速制御およびエンジンのスロットル開度制御が行われることとなり、燃費の改善と過不足のない動力性能とを両立させることができる。
そして、要求車軸駆動力ＴS を最低燃費で発生させるための目標エンジン回転数Ｎe * （目標変速機入力回転数Ｎpri * ）のみを、図７に対応するマップから検索し、同じ目的のための目標エンジン出力Ｔe * は、これを前記の演算により求めることから、マップ検索の手間を半減させることができる。
【００２１】
図３は本発明の他の実施形態を示し、本実施の形態においては、目標エンジン出力Ｔe * を上記と異なる別の方式により算出する。
つまり、変速機目標変速比演算部２８において、演算部２２からの目標エンジン回転数Ｎe * （目標変速機入力回転数Ｎpri * ）を変速機出力回転数Ｎsec で除算することにより、変速機目標変速比ｉC * を算出し、
一方で変速機目標出力演算部２９において、要求車軸駆動力ＴS をファイナルドライブギヤ比ｉF で除算することにより変速機目標出力ＴC * を演算する。
そして目標エンジン出力演算部３０で、変速機目標出力ＴC * を変速機目標変速比ｉC * により除算することにより目標エンジン出力Ｔe * を演算する。
【００２２】
なお、図２および図３に示す実施の形態においては、目標エンジン出力Ｔe *の演算に当たって、目標変速機入力回転数Ｎpri * から求めた目標変速比ｉT *（ｉC * ）を用いることから、変速機目標入力回転数Ｎpri * が変速速度制御などのために制限されるときに目標エンジン出力Ｔe * がずれることとなる。
この場合、例えば図２に対応する図４に示すように当該目標変速機入力回転数Ｎpri * を制限するために設けた目標変速機入力回転数制限器３１で制限された後の目標回転数ＮpriS* を演算部２３，２５での演算に資するのが良い。
本実施の形態によれば、変速速度制御などのために目標変速機入力回転数Ｎpri * を制限する場合においても、目標エンジン出力Ｔe * を本来の目的に符合したものに維持することができる。
【００２３】
なお、前記した各実施の形態においては、図７に示すデータマップに基づいて目標エンジン回転数Ｎe * （目標変速機入力回転数Ｎpri * ）を検索することとしたが、これに代えて図９の実線に対応するデータマップを用いても同様に目的とする目標エンジン回転数Ｎe * （目標変速機入力回転数Ｎpri * ）を検索することができる。
ここで図９のデータマップを詳述するに、図５に示すエンジンの特性線図から前述のように求めた、図７における車速ＶＳＰと、要求車軸駆動力ＴS と、変速機目標入力回転数Ｎpri * との関係は、要求車軸駆動力ＴS をパラメータとし、車速ＶＳＰに対する変速機目標入力回転数Ｎpri * の変化特性に置き換えると図８の如くになる。
この図８に対して図９に示すように、最大変速比線ａと、最小変速比線ｂと、最低入力回転線ｃと、最高入力回転線ｄと、最高車速線ｅとで囲まれた変速可能領域を規定すると、実線で示すごとき要求車軸駆動力ＴS をパラメータとした車速ＶＳＰに対する変速機目標入力回転数Ｎpri * の関係を示す変速パターンが得られ、
これを基に、車速ＶＳＰおよび要求車軸駆動力ＴS から変速機目標入力回転数Ｎpri * を求めても、前記各実施の形態におけると同様の作用効果を達成することができる。
【００２４】
ところで図９に示す変速パターンは、従来の無段変速機用変速パターンに対して、パラメータをアクセル開度から要求車軸駆動力ＴS に変更したものに等しく、
従って、図９に例えば一点鎖線で囲んで示す領域を騒音対策などの目的で最低燃費運転制御から外す対策を従来と同じに行う場合でも、特殊なことを何ら要することなしに当該領域を従来と同じ考え方により設定することができるし、
また、特定の領域だけ或る条件を優先させるために最低燃費運転制御から外すという操作も、従来と全く同じノウハウで設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態になる駆動力制御装置を具えた無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御システムと共に示す概略説明図である。
【図２】  同実施の形態においてコントローラが実行する変速制御およびスロットル開度制御の機能別ブロック線図である。
【図３】  本発明の他の実施の形態を示す変速制御およびスロットル開度制御の機能別ブロック線図である。
【図４】  図２に示す実施の形態において変速機目標入力回転数が制限される場合の制限器の配置に関する提案を示す変速制御およびスロットル開度制御の機能別ブロック線図である。
【図５】  エンジン回転数軸およびエンジン出力トルク軸により規定した２次元座標系の上に、等燃費線、等馬力線、最低燃費線を示すエンジンの特性線図である。
【図６】  同最低燃費線を変速比ごとに車速と車軸駆動力との関係線図として書き直した場合の線図である。
【図７】  図６の線図上で、変速比ごとに入力回転が等しくなる点を結んだ線図として表した無段変速機の変速パターン図である。
【図８】  図７の変速パターンを、要求車軸駆動力がパラメータとなるように書き直した線図である。
【図９】  図８の線図をもとに起こした無段変速機の変速パターン図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  無段変速機
３  アクセルペダル
４  ステップモータ
５  電子制御スロットルバルブ
６  トルクコンバータ
７  プライマリプーリ
８  セカンダリプーリ
９  Ｖベルト
10  ファイナルドライブギヤ組
11  ディファレンシャルギヤ装置
12  油圧アクチュエータ
13  コントローラ
14  アクセル開度センサ
16  スロットル開度センサ
17  プライマリプーリ回転センサ
18  セカンダリプーリ回転センサ
19  車速センサ
21  要求車軸駆動力演算部
22  変速機目標入力回転数演算部
23  目標変速比演算部
24  車軸回転数演算部
25  車輪駆動系目標変速比演算部
26  目標エンジン出力演算部
27  目標スロットル開度演算部
28  変速機目標変速比演算部
29  変速機目標出力演算部
30  目標エンジン出力演算部
31  目標入力回転数制限器
【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】
0003754188.tif 000008
【図８】
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【図９】
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