JP3671699B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【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
【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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