JP3671699B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【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要求車軸駆動力を、最適なエンジン出力および変速比との組み合わせにより発生し得るようにした車両の駆動力制御装置、特に、無段変速機が走行中に中立レンジにされた場合や、その後走行レンジに戻された場合に有用な動作を行い得る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】
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例えば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】
例えばかように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などのために、当該要求駆動力をエンジンの出力制御と無段変速機の変速制御(エンジン回転数制御)との最適な組み合わせにより実現する車両の駆動力制御が考えられる。
【0006】
そのための駆動力制御システムとしては例えば、車速およびアクセルペダル踏み込み量など車両の運転状態や走行条件から前記特開平7−172217号公報に記載の方法等により必要最小限の要求車軸駆動力を求め、
当該要求車軸駆動力を例えば最低燃費で実現するための目標エンジン回転数および目標エンジン出力の最適な組み合わせを求め、
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ともに、目標エンジン出力となるようエンジンをスロットル開度操作により出力制御する駆動力制御装置が考えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かように要求車軸駆動力を達成するための最適な目標エンジン回転数および目標エンジン出力の組み合わせを求めて、これらが実現されるよう無段変速機を変速制御すると共にエンジンのスロットル開度(エンジン出力)を制御する駆動力制御装置においては以下の問題があることを確かめた。
【0008】
エンジンの出力(トルク)特性はスロットル開度とエンジン回転数とによって決まり、スロットル開度が大きいほどエンジンの出力(トルク)は大きくなり、エンジン回転数が高いほどエンジンの出力(トルク)は大きくなる。
従って同じ目標エンジン出力を実現する場合でも、そのための目標スロットル開度はエンジン回転数が高いときほど大きくなる。
これがため、上記のスロットル開度(エンジン出力)制御を行っている間に運転者が無段変速機を走行レンジから動力伝達不能な中立レンジにしたり、故障により無段変速機が動力伝達不能な中立状態になって、エンジンが無負荷状態であるにもかかわらずエンジン回転数とは無関係に決定した上記の目標エンジン出力に応じてスロットル開度(エンジン出力)制御が行われることになった場合、スロットル開度がどんなに微小開度であったとしても、エンジンが無負荷状態になることで起きるエンジン回転数の増加に伴いスロットル開度がどんどん増大するよう制御されることとなり、エンジン回転の吹け上がりを生ずる。
【0009】
請求項1に記載の第1発明は、上記の問題がエンジン無負荷状態のもとでもエンジン回転数に関係なく定めた通常の目標エンジン出力をそのまま継続的にエンジン出力(スロットル開度)制御に資することに起因するとの事実認識に基づき、エンジン無負荷時は別のエンジン出力目標値をエンジン出力制御に資するようにすることで上記の問題解決を実現することを目的とする。
【0010】
請求項2に記載の第2発明は、上記別のエンジン出力目標値の好適な求め方を提案して第1発明の作用効果を顕著なものにすることを目的とする。
【0011】
請求項3に記載の第3発明は、無負荷状態でのエンジン出力制御で与えるべき上記別のエンジン出力目標値を、アクセルペダル踏み込み量が一定であるとすると、エンジン回転数の上昇につれ小さくすることにより前記の問題を解消し得るとの観点から、この着想を具体化した駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0012】
請求項4に記載の第4発明は、上記別のエンジン出力目標値を更に簡単に求め得るようにした駆動力制御装置を提案することを目的とする
【0013】
請求項5に記載の第5発明は、無段変速機が中立状態から動力伝達可能状態に復帰する時も、該復帰を行うための摩擦要素が締結を完了するまでの間はエンジンが無負荷状態であって、未だエンジン回転の吹け上がりに関する前記の問題を生ずることから、この間も上記別のエンジン出力目標値をエンジン出力制御に用い続けることで当該復帰時におけるエンジン回転の吹け上がりをも回避し得るようにした駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0014】
請求項6に記載の第6発明は、第5発明における摩擦要素の締結完了を回転センサに頼ることなく安価に判断し得るようにした駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0015】
請求項7に記載の第7発明は、第5発明における摩擦要素の締結完了を、トルクコンバータが存在する場合でも回転センサからの出力により確実に判定し得るようにした駆動力制御装置を提案することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
これらの目的のため、先ず第1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任意に出力を変更可能なエンジンと、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であって、
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実現するための目標エンジン回転数および目標エンジン出力トルクの最適な組み合わせを求め、
前記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とともに、前記目標エンジン出力トルクとなるようエンジンを出力制御するようにした車両の駆動力制御装置において、
車両走行中に前記無段変速機が動力伝達不能な中立状態にされる時、該中立状態でもエンジン回転の吹け上がりが生ずることのないよう前記目標エンジン出力トルクをエンジン回転数に応じ制限したものを中立用エンジン出力トルク目標値とし、前記目標エンジン出力トルクに代えて、該中立用エンジン出力トルク目標値を前記エンジン出力制御に資するよう構成したことを特徴とするものである。
【0017】
第2発明による車両の駆動力制御装置は、前記第1発明において、
前記中立用エンジン出力トルク目標値をアクセルペダル踏み込み量およびエンジン回転数から予定の特性を基に求めるよう構成したことを特徴とするものである。
【0018】
第3発明による車両の駆動力制御装置は、前記第2発明における予定の特性を、エンジン回転数の上昇につれて中立用エンジン出力トルク目標値が低下するようアクセルペダル踏み込み量に対する中立用エンジン出力トルク目標値の特性を割り付けたものにしたことを特徴とするものである。
【0019】
第4発明による車両の駆動力制御装置は、前記第1発明乃至第4発明のいずれかにおいて、
前記無段変速機が中立状態から動力伝達可能状態に復帰する時、該復帰を行うための摩擦要素が締結を完了するまでの間は、引き続き前記中立用エンジン出力トルク目標値を前記エンジン出力トルク制御に資するよう構成したことを特徴とするものである。
【0020】
第5発明による車両の駆動力制御装置は、前記第4発明において、
前記無段変速機を中立状態から動力伝達可能状態にする指令が発せられてから設定時間が経過した時をもって前記摩擦要素が締結を完了したと判断するよう構成したことを特徴とするものである。
【0021】
第6発明による車両の駆動力制御装置は、前記第4発明または第5発明において、
前記無段変速機およびエンジン間におけるトルクコンバータが入出力要素間を直結されたロックアップ状態である時は、変速機入力回転数がエンジン回転数に一致した時をもって前記摩擦要素が締結を完了したと判断するよう構成したことを特徴とするものである。
【0022】
【発明の効果】
第1発明においては、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実現するための目標エンジン回転数および目標エンジン出力トルクの最適な組み合わせを求め、
上記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ともに上記目標エンジン出力トルクとなるようエンジンを出力制御する、駆動力制御を行う。
かように制御されるエンジンからの出力は、上記のように変速制御される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。
【0023】
そして、かかる駆動力制御下での車両走行中に無段変速機がレンジ切り換えや故障で動力伝達不能な中立状態にされる時、かかる中立状態でもエンジン回転の吹け上がりが生ずることのないよう前記目標エンジン出力トルクをエンジン回転数に応じ制限したものを中立用エンジン出力トルク目標値とし、前記目標エンジン出力トルクに代えて、該中立用エンジン出力トルク目標値を前記エンジン出力制御に資する。
【0024】
よって、走行中に無段変速機が中立状態にされた場合も引き続き、エンジン回転数とは無関係に定められた上記目標エンジン出力トルクを用いることで従来生じていたエンジン回転の吹け上がりに関する前記の問題を確実に解消することができる。
【0025】
第2発明においては、上記中立用エンジン出力トルク目標値をアクセルペダル踏み込み量およびエンジン回転数から予定の特性を基に求めることから、
当該中立用エンジン出力トルク目標値をマップ検索などにより簡単に求め得ると共に、走行条件にマッチした正確なものにすることができる。
【0026】
第3発明においては、上記第2発明における予定の特性を、エンジン回転数の上昇につれて中立用エンジン出力トルク目標値が低下するようアクセルペダル踏み込み量に対する中立用エンジン出力トルク目標値の特性を割り付けたものとしたから、
中立用エンジン出力トルク目標値が、同じアクセルペダル踏み込み量のもとで、エンジン回転数の上昇につれ小さくなり、エンジン回転の吹け上がりに関する前記の問題を更に確実に解消することができる。
【0027】
第4発明においては、無段変速機が中立状態から動力伝達可能状態に復帰する時、該復帰を行うための摩擦要素が締結を完了するまでの間は、引き続き目標エンジン出力に代えて中立用エンジン出力トルク目標値をエンジン出力トルク制御に資することから、以下の作用効果が得られる。
【0028】
つまり無段変速機が中立状態から動力伝達可能状態に復帰する時も上記の摩擦要素が締結を完了するまでの間はエンジンが無負荷状態であって、この間に目標エンジン出力をエンジン出力制御に用いると未だエンジン回転の吹け上がりに関する前記の問題を生ずるところながら、この間も目標エンジン出力トルクに代えて中立用エンジン出力トルク目標値をエンジン出力トルク制御に用い続けることで当該復帰時におけるエンジン回転の吹け上がりをも回避することができる。
【0029】
第5発明においては、上記摩擦要素の締結完了を判断するに際し、無段変速機を中立状態から動力伝達可能状態にする指令が発せられてから設定時間が経過した時をもって摩擦要素が締結を完了したと判断するから、
摩擦要素の締結完了を回転センサに頼ることなく安価に判断することができて有利である。
【0030】
第6発明においては、上記摩擦要素の締結完了を判断するに際し、無段変速機およびエンジン間におけるトルクコンバータが入出力要素間を直結されたロックアップ状態である時は、変速機入力回転数がエンジン回転数に一致した時をもって摩擦要素が締結を完了したと判断するから、
無段変速機およびエンジン間にトルクコンバータが存在する場合でも回転センサからの出力により確実に摩擦要素の締結完了を判断することができる。
【0031】
【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は内燃機関で構成するも、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。
【0032】
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および発進クラッチ15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。
ここで発進クラッチ15は、トルクコンバータ6およびプライマリプーリ7間に挿置された前後進切り換え機構に内蔵され、前進時に締結されて前進回転をプライマリプーリ7に伝達する前進用のものと、後退時に締結されて逆回転をプライマリプーリ7に伝達する後退用のものとが存在し、前進用の発進クラッチおよび後退用の発進クラッチが共に解放される時プライマリプーリ7をトルクコンバータ6から切り離して無段変速機を動力伝達不能な中立状態にするものであるが、図1では便宜上、前後進切り換え機構の図示を省略し、且つこれらクラッチを1個の発進クラッチ15として示した。
従って発進クラッチ15は、無段変速機を中立状態にしたり動力伝達可能状態にする摩擦要素を構成する
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。
【0033】
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。
【0034】
目標スロットル開度TVO* および目標変速比i* はそれぞれ、トルクコンバータ6のロックアップ制御および発進クラッチ15の締結・解放制御をも行うコントローラ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(アクセルペダル踏み込み量)APSを検出するアクセルペダル踏み込み量センサ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、
エンジン回転数Ne を検出するエンジン回転センサ20からの信号と、
無段変速機の選択レンジを検出するインヒビタスイッチ21からの信号と、
発進クラッチ15の締結完了を判定する発進クラッチ締結判定回路22からの信号とをそれぞれ入力する。
【0035】
なお発進クラッチ締結判定回路22はコントローラ13より、インヒビタスイッチ21からの選択レンジ信号や、センサ17からのプライマリプーリ回転数(Npri )信号や、センサ20からのエンジン回転数(Ne )信号や、トルクコンバータ6のためのロックアップ(L/U)信号を受けて、図2または図3の構成により発進クラッチ15の締結完了を判定するものとする。
【0036】
先ず図2の発進クラッチ締結判定回路を説明するに、切り換えスイッチ31は選択レンジ信号に応答して中立(N)レンジの時は実線位置となり、走行(D)レンジの時は破線位置となる。
ここで、中立(N)レンジから走行(D)レンジへ切り換えにより切り換えスイッチ31が実線位置から破線位置に切り換わると、中立(N)レンジの間にブロック32で初期値TMS を与えられていたタイマTMがブロック33で減算を開始され、タイマ減算値がブロック34にメモリされて次回のブロック33での減算に供される。
これによりタイマTMが0になったことをブロック35で検知した時に、つまり中立(N)レンジから走行(D)レンジへ切り換え瞬時から初期値(設定時間)TMS が経過した時に発進クラッチ15が締結を完了したと判定して発進クラッチ締結信号を出力する。
この場合、発進クラッチ15の締結完了を回転センサからの信号に頼ることなく判定することができ、若干精度上の不利益はあるものの、安価に目的を達成することができて有利である。
【0037】
次いで図3の発進クラッチ締結判定回路を説明するに、本実施の形態においては図2のものに付加してブロック36および切り換えスイッチ37を設ける。
切り換えスイッチ37は、ロックアップ(L/U)信号が存在してトルクコンバータ6が入出力要素間を直結されたロックアップ状態であるとき実線位置となって、図2につき前記したブロック35からの判定結果に代え、ブロック36の判定結果に応じ発進クラッチ締結信号を出力するものとする。
ブロック36は、プライマリプーリ回転数Npri がエンジン回転数Ne に一致したか否かを判定し、一致したときに発進クラッチ15が締結を完了したと判定して発進クラッチ締結信号を出力する。
【0038】
当該ブロック36により発進クラッチ15の締結完了を判定する場合、判定が正確になるもののトルクコンバータ6がロックアップ状態である場合のみ可能であることから、ロックアップ(L/U)信号が存在してない場合は切り換えスイッチ37を破線位置にして、図2につき前述したように中立(N)レンジから走行(D)レンジへ切り換え瞬時から設定時間TMS が経過した時に発進クラッチ締結信号を出力する簡易的な方式を用いることとする。
なお発進クラッチ15の締結完了を判定するに際してはその他に、発進クラッチ15の作動油圧がクラッチの締結完了を示すような値に上昇した時をもって締結完了と判定するようにしても良い。
【0039】
コントローラ13は、上記した発進クラッチ締結判定回路22からの発進クラッチ締結信号を含む入力情報を基に、図4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って、本発明が狙いとする車両の駆動力制御を実行する。
要求車軸駆動力演算部41では、センサ14により検出したアクセルペダル踏み込み量APSおよびセンサ19により検出した車速VSPを基に、例えば前記特開平7−172217号公報に記載されている方法により、車両の運転状態や走行条件に応じた必要最小限の要求車軸駆動力TS を求める。
【0040】
車軸回転数演算部42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、現在の車軸回転数NS を求める。
そして要求馬力演算部43は、上記のようにして夫々求めた要求車軸駆動力TS と車軸回転数NS との乗算により要求馬力HPS を算出する。
【0041】
変速機目標入力回転数兼目標エンジン出力演算部44では、実験などにより予め求めておいた図7に例示するエンジンの特性線図を基に、上記算出した要求馬力HPS を最低燃費で発生させるための最適なエンジン回転数Ne の目標値Ne * および目標エンジン出力Te * の組み合わせを求め、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。
【0042】
ここで図7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7上において、要求馬力HPS に対応した1本の等馬力線βと最低燃費線δとの交点が例えば図7のZ点であるとすると、当該要求馬力HPS を最低燃費で発生させるための最適な目標エンジン回転数Ne * および目標エンジン出力Te * の組み合わせは、図7に示すようにZ点から横軸および縦軸に下ろした目盛り値として求めることができる。
【0043】
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、本実施の形態では変速機目標入力回転数Npri * を目標エンジン回転数Ne * に便宜上同じ値として取り扱うこととする。
【0044】
変速機目標入力回転数Npri * は目標変速比演算部45に入力され、この演算部45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制御する。
【0045】
他方で、演算部44からの目標エンジン出力Te * は切り換えスイッチ46の一方の入力端子に供給し、切り換えスイッチ46の他方の入力端子には中立用エンジン出力目標値演算部47からの中立用エンジン出力目標値TeHを供給することとする。
そして演算部47は、アクセルペダル踏み込み量APSおよびエンジン回転数Ne から図10に例示した予定の特性に対応するマップをもとに中立用エンジン出力目標値TeHを検索する。
しかして図10に例示した中立用エンジン出力目標値TeHの特性は、アクセルペダル踏み込み量APSごとに中立用エンジン出力目標値TeHがエンジン回転数Ne の上昇につれて低下するようなものとし、これにより、無段変速機が走行中に中立状態にされてエンジン回転数が上昇した時にエンジン出力目標値が低下されるようなものとし、換言すれば、この時エンジン出力制御のためのスロットル開度制御がスロットル開度をどこまでの開度増大させることのないようなものとして前記エンジン回転の吹け上がりに関する問題を生じなくする。
【0046】
切り換えスイッチ46は、ブロック48で選択レンジが中立(N)レンジである(発進クラッチ15が解放状態)と判定する間や、若しくはブロック49,50で中立(N)レンジから走行(D)レンジへの切り換え指令があっても未だ発進クラッチ15の締結完了を検知していないと判定する間は実線位置にされて、演算部47からの上記中立用エンジン出力目標値TeHをエンジン出力制御資料TeTとし、
上記以外の走行(D)レンジであって、且つ当該Dレンジで締結すべき発進クラッチ15が締結を完了している間切り換えスイッチ46は破線位置にされて演算部44からの目標エンジン出力Te * をエンジン出力制御資料TeTにするよう機能するものとする。
【0047】
上記のようにして求めたエンジン出力制御資料TeTは目標スロットル開度演算部51に入力され、この演算部51は、当該エンジン出力制御資料TeT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。
【0048】
以上のような本実施の形態によれば、発進クラッチ15が締結状態にある走行(D)レンジにおいては、切り換えスイッチ46が破線位置にされて演算部44からの目標エンジン出力Te * をエンジン出力制御資料TeTとするから、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(i* )およびエンジンのスロットル開度制御(TVO* )を行うことができる。
【0049】
ところで、発進クラッチ15を解放して無段変速機を中立状態にするNレンジである間や、NレンジからDレンジへの切り換え直後で未だ発進クラッチ15が締結を完了していない間は、つまりエンジンが無負荷状態にされている間は、切り換えスイッチ46が実線位置にされて、演算部44からの目標エンジン出力Te * に代え、演算部47からの中立用エンジン出力目標値TeHをエンジン出力制御資料TeTとするから、そして中立用エンジン出力目標値TeHが図10に例示するごとくエンジン回転数Ne の上昇につれて低下するものであることから、以下の作用効果を達成し得る。
つまり、無段変速機が走行中にNレンジにされて中立状態になったり、Dレンジに戻しても未だ発進クラッチ15が締結を完了していないために無段変速機が中立状態である間は、エンジンが無負荷状態になってエンジン回転数を上昇させるが、かかる無負荷状態に伴うエンジン回転数の上昇時は中立用エンジン出力目標値TeHが低下されるために、この時エンジン出力制御のためのスロットル開度制御がスロットル開度をどこまでの開度増大させるようなことがなくなり、前記エンジン回転の吹け上がりに関する問題を解消することができる。
【0050】
図5は本発明の他の実施の形態を示し、当該図5に示す駆動力制御装置は、変速機目標入力回転数Npri * および目標エンジン出力Te * を、前記実施の形態とは異なり以下のようにして求める。
要求車軸駆動力演算部41でアクセルペダル踏み込み量APSおよび車速VSPを基に求めた必要最小限の要求車軸駆動力TS を変速機目標入力回転数演算部61に入力し、この演算部61には更にセンサ19からの車速検出値VSPを入力する。
【0051】
変速機目標入力回転数演算部61では、要求車軸駆動力TS および車速VSPから、図7に示す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9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、次にこの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 * を求めて、演算部45における目標変速比i* の演算に資する。
【0052】
ここで図9のデータを説明するに、このデータは図7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7は既に前記したが、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7に示す最低燃費線δ上の個々の点を図8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とエンジン出力(トルク)Te の組み合わせを求めると、図8に示す通りのものとなる。
【0053】
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8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7の最低燃費線δは図9に示すような線で表すことができる。
なお図9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 * として表記した。
かかる車速VSPと、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9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9に示したが、前記の変速機目標入力回転数(目標プライマリ回転数)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。
【0054】
他方で本実施の形態においては、車輪駆動系実変速比演算部62で、センサ17により検出したプライマリプーリ回転数(変速機入力回転数)Npri を前記演算部42からの車軸回転数NS で除算することにより車輪駆動系実変速比iT を演算し、
目標エンジン出力演算部63で、演算部41からの要求車軸駆動力TS を車輪駆動系実変速比iT で除算することにより、この要求車軸駆動力TS を最低燃費で実現するための目標エンジン出力(トルク)Te * を求め、
この目標エンジン出力(トルク)Te * を切り換えスイッチ46の対応する入力端子に供給する。
ここで目標エンジン出力(トルク)Te * は、図7に例示するとZ点から縦軸に下した線のトルク目盛り値に相当する値となり、求め方は違っても図4におけると実質的に同じものである。
【0055】
本実施の形態においても、発進クラッチ15が締結状態にある走行(D)レンジにおいては、切り換えスイッチ46が破線位置にされて演算部63からの目標エンジン出力Te * をエンジン出力制御資料TeTとするから、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(i* )およびエンジンのスロットル開度制御(TVO* )を行うことができる。
【0056】
また、発進クラッチ15を解放して無段変速機を中立状態にするNレンジである間や、NレンジからDレンジへの切り換え直後で未だ発進クラッチ15が締結を完了していない間は、つまりエンジンが無負荷状態にされている間は、切り換えスイッチ46が実線位置にされて、演算部63からの目標エンジン出力Te * に代え、演算部47からの中立用エンジン出力目標値TeHをエンジン出力制御資料TeTとするから、かかる無負荷状態に伴うエンジン回転数の上昇時にエンジン出力制御のためのスロットル開度制御がスロットル開度をどこまでの開度増大させるようなことがなくなり、前記エンジン回転の吹け上がりに関する問題を解消することができる。
【0057】
図6は本発明の更に他の実施の形態を示し、本実施の形態においては基本的には図5の構成を踏襲しつつ、中立用エンジン出力目標値演算部47が前記各実施の形態とは別の方法により中立用エンジン出力目標値TeHを求めるようにしたものである。
つまり本実施の形態において中立用エンジン出力目標値演算部47は、目標エンジン出力演算部63で求めた目標エンジン出力(トルク)Te * をエンジン回転数Ne に応じ、前記した実施の形態におけると同様、無負荷時におけるエンジン回転の吹け上がりに関する問題を解消し得るような値に制限したものを中立用エンジン出力目標値TeHにしても良い。
この場合、中立用エンジン出力目標値TeHを簡単、且つ安価に求めることができて、経済的に前記各実施の形態におけると同様な作用効果を達成することができる。
【0058】
なお、何れの実施の形態においても走行レンジがDレンジである場合について説明したが、走行レンジが後退(R)レンジである場合も、N→Rセレクト操作時に発進クラッチ15が締結を完了するまでの間、目標エンジン出力(トルク)Te * に代え、中立用エンジン出力目標値TeHをエンジン出力(スロットル開度)制御に資するようにすることで同様の作用効果が奏し得られることは言うまでもない。
【0059】
また各実施の形態において、変速機目標入力回転数(目標プライマリ回転数)Npri * を達成するための変速制御は、無負荷状態になった時も負荷時と同じように要求車軸駆動力TS を実現するような態様で行わせるから、D→Nセレクト時に目標変速比i* が変化せず、従ってN→Dセレクト操作により再度Dレンジに戻した時、変速比変化がなくてスムーズな変速を維持することができる。
【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】同実施の形態における発進クラッチ締結判定回路の一例構成を示す説明用ブロック線図である。
【図3】同じく発進クラッチ締結判定回路の他の構成例を示す説明用ブロック線図である。
【図4】図1に示す実施の形態においてコントローラが実行する駆動力制御のための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】本発明の実施の形態を示す駆動力制御のための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6】本発明の更に別の実施の形態を示す駆動力制御のための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7】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8】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9】図9の線図上で、変速比ごとに入力回転数が等しくなる点を結んだ線図として表した、車速と車軸駆動力との関係線図である。
【図10】図4および図5の実施形態における中立用エンジン出力目標値演算部が求める中立用エンジン出力目標値の変化特性図である。
【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 アクセルペダル踏み込み量センサ
15 発進クラッチ(摩擦要素)
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
20 エンジン回転センサ
21 インヒビタスイッチ
22 発進クラッチ締結判定回路
41 要求車軸駆動力演算部
42 車軸回転数演算部
43 要求馬力演算部
44 変速機目標入力回転数兼目標エンジン出力演算部
45 目標変速比演算部
46 切り換えスイッチ
47 中立用エンジン出力目標値演算部
48 中立レンジ判定ブロック
49 N→Dセレクト検知ブロック
50 発進クラッチ未締結判定ブロック
51 目標スロットル開度演算部
61 変速機目標入力回転数演算部
62 車輪駆動系実変速比演算部
63 目標エンジン出力演算部
Claims (6)
- アクセルペダル操作以外の因子によっても任意に出力を変更可能なエンジンと、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であって、
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実現するための目標エンジン回転数および目標エンジン出力トルクの最適な組み合わせを求め、
前記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とともに、前記目標エンジン出力トルクとなるようエンジンを出力制御するようにした車両の駆動力制御装置において、
車両走行中に前記無段変速機が動力伝達不能な中立状態にされる時、該中立状態でもエンジン回転の吹け上がりが生ずることのないよう前記目標エンジン出力トルクをエンジン回転数に応じ制限したものを中立用エンジン出力トルク目標値とし、前記目標エンジン出力トルクに代えて、該中立用エンジン出力トルク目標値を前記エンジン出力制御に資す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。 - 請求項1において、前記中立用エンジン出力トルク目標値をアクセルペダル踏み込み量およびエンジン回転数から予定の特性を基に求め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。
- 請求項2において、前記予定の特性はエンジン回転数の上昇につれて中立用エンジン出力トルク目標値が低下するようアクセルペダル踏み込み量に対する中立用エンジン出力トルク目標値の特性を割り付けたものであることを特徴とする車両の駆動力制御装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項において、前記無段変速機が中立状態から動力伝達可能状態に復帰する時、該復帰を行うための摩擦要素が締結を完了するまでの間は、引き続き前記中立用エンジン出力トルク目標値を前記エンジン出力トルク制御に資す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。
- 請求項4において、前記無段変速機を中立状態から動力伝達可能状態にする指令が発せられてから設定時間が経過した時をもって前記摩擦要素が締結を完了したと判断す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。
- 請求項4または5において、前記無段変速機およびエンジン間におけるトルクコンバータが入出力要素間を直結されたロックアップ状態である時は、変速機入力回転数がエンジン回転数に一致した時をもって前記摩擦要素が締結を完了したと判断す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。
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