JP6094892B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンと、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する無段変速機と、前記エンジンへの燃料供給を遮断および再開するフュエルカット制御手段とを備える車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device including an engine, a continuously variable transmission that transmits driving force of the engine to driving wheels, and fuel cut control means that shuts off and restarts fuel supply to the engine.
自動変速機を備える車両において、車両の減速走行時にトルクコンバータのロックアップクラッチをスリップ制御しながらエンジンに対する燃料供給を遮断するフュエルカット制御を実行し、車速が所定値以下に低下したときにロックアップクラッチを係合解除して燃料供給を再開することで、エンジンをストールさせることなくアイドリング運転に移行させるものが、下記特許文献1あるいは下記特許文献2により公知である。 In a vehicle equipped with an automatic transmission, when the vehicle is decelerating, fuel cut control is performed to shut off the fuel supply to the engine while slip-controlling the lock-up clutch of the torque converter, and the vehicle is locked up when the vehicle speed falls below a predetermined value. Patent Document 1 or Patent Document 2 below is known in which the clutch is disengaged and the fuel supply is restarted to shift to the idling operation without causing the engine to stall.
図7は、従来の自動変速機を備える車両が1速変速段でフュエルカットを伴う減速走行状態から停止状態に至るまでの車速およびエンジン回転数の関係を示すグラフである。エンジンのアイドリング回転数は例えば700rpmであり、エンジン回転数がアイドリング回転数以下に低下するとストールしてしまうため、エンジン回転数がアイドリング回転数以下に低下する前に燃料供給を再開(フュエルカット復帰)してアイドリング運転に移行することで、エンジンのストールを防止する必要がある。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the vehicle speed and the engine speed from a deceleration running state with a fuel cut to a stop state at a first speed shift stage of a vehicle equipped with a conventional automatic transmission. The engine idling speed is, for example, 700 rpm, and stalls when the engine speed drops below the idling speed. Therefore, the fuel supply is resumed before the engine speed drops below the idling speed (return to fuel cut). Therefore, it is necessary to prevent engine stall by shifting to idling operation.
トルクコンバータにロックアップクラッチが設けられている場合には、車速がV2に低下してアイドリング回転数より高い回転数でロックアップクラッチを係合解除してフュエルカット復帰することで、エンジンをストールすることなくアイドリング運転に移行することができる。 When the torque converter is provided with a lock-up clutch, the vehicle speed drops to V2, the engine is stalled by disengaging the lock-up clutch at a higher rotational speed than the idling rotational speed and returning to the fuel cut. It is possible to shift to idling operation without any problem.
この場合、車両が停止するかなり前にフュエルカット復帰してエンジンへの燃料供給を再開する必要があるが、車両が停止する直前までフュエルカットを継続してもエンジンをアイドリング運転に移行することが可能になれば、エンジンの燃料消費量を更に節減することができる。 In this case, the vehicle needs to resume the fuel supply to the engine by fuel cut return well before stopping, but can migrate engines to continue the fuel cut until just before the vehicle stops idling If possible, the fuel consumption of the engine can be further reduced.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の減速時に実行されるフュエルカットからの復帰を最大限に遅らせることで、エンジンの燃料消費量を節減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to reduce the fuel consumption of the engine by maximally delaying the return from the fuel cut executed when the vehicle is decelerated.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、エンジンと、前記エンジンの駆動力を駆動輪に伝達する無段変速機と、前記エンジンへの燃料供給を遮断および再開するフュエルカット制御手段とを備え、前記無段変速機は、前記エンジンに接続された入力軸と、前記駆動輪に接続された出力軸と、前記入力軸および前記出力軸間の変速比を無段階に変更する変速機構と、前記入力軸および前記出力軸間に前記変速機構と並列に配置された遊星歯車機構とを備え、前記遊星歯車機構は、前記入力軸に接続された第1要素と、前記出力軸に接続された第2要素と、前記変速機構の出力部材にクラッチを介して接続された第3要素とを備える車両の制御装置であって、前記フュエルカット制御手段は、運転者が指示する目標加速度を算出する目標加速度算出手段と、前記目標加速度が負値となる車両の減速時に前記エンジンへの燃料供給を遮断するフュエルカット手段と、前記クラッチが係合し、かつ前記エンジンへの燃料供給を遮断しているときに、前記目標加速度を達成するための前記変速機構の目標変速比を算出する目標変速比算出手段と、前記変速機構の実変速比を前記目標変速比に一致するように制御する変速比制御手段と、前記変速比制御手段による実変速比の制御中に車両が停止するまで前記クラッチを係合状態に保持するクラッチ制御手段と、車両が停止する直前に前記エンジンへの燃料供給を再開するフュエルカット復帰手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an engine, a continuously variable transmission that transmits driving force of the engine to driving wheels, and fuel supply to the engine are shut off and restarted. The continuously variable transmission includes an input shaft connected to the engine, an output shaft connected to the drive wheel, and a speed ratio between the input shaft and the output shaft. And a planetary gear mechanism disposed in parallel with the transmission mechanism between the input shaft and the output shaft, the planetary gear mechanism including a first element connected to the input shaft, A vehicle control device comprising: a second element connected to the output shaft; and a third element connected to an output member of the transmission mechanism via a clutch, wherein the fuel cut control means is a driver Target acceleration indicated by Target acceleration calculating means for calculating the fuel, fuel cut means for cutting off fuel supply to the engine when the vehicle is decelerated when the target acceleration is negative, and the clutch is engaged, and fuel supply to the engine is performed. Target speed ratio calculating means for calculating a target speed ratio of the speed change mechanism for achieving the target acceleration when shut off, and control so that the actual speed ratio of the speed change mechanism matches the target speed ratio. Gear ratio control means for controlling the clutch, clutch control means for holding the clutch engaged until the vehicle stops during control of the actual gear ratio by the gear ratio control means, and fuel to the engine immediately before the vehicle stops There is proposed a vehicle control device comprising fuel cut return means for restarting supply.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記目標変速比算出手段は、車両が停止する直前のエンジン回転数がアイドリング回転数に一致するように前記変速機構の目標変速比を算出することを特徴とする車両の制御装置が提案される。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the target speed ratio calculating unit is configured to change the speed of the engine so that the engine speed immediately before the vehicle stops coincides with the idling speed. A vehicle control device is proposed, which calculates a target gear ratio of the mechanism.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、車両の急減速あるいは車輪のロックが検出されたときに、前記クラッチ制御手段は前記クラッチを係合解除するとともに、前記フュエルカット復帰手段は前記エンジンへの燃料供給を再開することを特徴とする車両の制御装置が提案される。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the clutch control means engages the clutch when a sudden deceleration of the vehicle or a wheel lock is detected. A vehicle control apparatus is proposed in which the fuel cut return means restarts the fuel supply to the engine while releasing the connection.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、前記目標変速比算出手段は、現在の車速に対してエンジン回転数がアイドリング回転数になるように前記変速機構の目標変速比を算出し、前記目標変速比では目標減速度に対して減速過剰になる場合に、前記フュエルカット復帰手段は前記エンジンへの燃料供給を再開することを特徴とする車両の制御装置が提案される。 According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the target gear ratio calculating means is configured such that the engine speed is idling with respect to the current vehicle speed. wherein calculating a target gear ratio of the transmission mechanism so that the rotational speed, when becomes excessive deceleration against targets deceleration in the target gear ratio, the fuel-cut return means the fuel supply to the engine A vehicle control device is proposed which is characterized by restarting.
また請求項5に記載された発明によれば、請求項1〜請求項3の何れか1項の構成に加えて、前記目標変速比算出手段は、現在の車速に対してエンジン回転数がアイドリング回転数になるように前記変速機構の目標変速比を算出し、前記目標変速比では目標減速度に対して減速不足になる場合に、エンジンブレーキ以外の手段で車両を減速する制動制御手段を備えることを特徴とする車両の制御装置が提案される。 According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, the target speed ratio calculating means is configured such that the engine speed is idling with respect to the current vehicle speed. wherein calculating a target gear ratio of the transmission mechanism so that the rotational speed, wherein when made in the deceleration insufficient for the goal deceleration at the target speed ratio, the brake control means for decelerating the vehicle by means other than the engine brake There is proposed a vehicle control device comprising:
また請求項6に記載された発明によれば、請求項1〜請求項5の何れか1項の構成に加えて、前記フュエルカット復帰手段は、エンジン回転数がアイドリング回転数を下回ったときに前記エンジンへの燃料供給を再開することを特徴とする車両の制御装置が提案される。 According to the invention described in claim 6, in addition to the configuration of any one of claims 1 to 5, the fuel cut return means is configured such that when the engine speed falls below the idling speed. A vehicle control device is proposed, which restarts fuel supply to the engine.
尚、実施の形態のトロイダル変速機構11は本発明の変速機構に対応し、実施の形態の出力ディスク22は本発明の出力部材に対応し、実施の形態の低速用クラッチ39は本発明のクラッチに対応し、実施の形態サンギヤ44は本発明の第3要素に対応し、実施の形態のリングギヤ45は本発明の第2要素に対応し、実施の形態のキャリヤ46は本発明の第1要素に対応し、実施の形態の電子制御ユニットUは本発明のフュエルカット制御手段に対応する。
The
請求項1の構成によれば、車両の制御装置は、エンジンに接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、入力軸および出力軸間の変速比を無段階に変更する変速機構と、入力軸および出力軸間に変速機構と並列に配置された遊星歯車機構とを備えるので、クラッチを係合した状態でエンジンの駆動力を変速機構および遊星歯車機構間で循環させることで、エンジンを運転しながら駆動輪を停止させるギヤドニュートラル状態を実現することができる。 According to the configuration of the first aspect of the present invention, the vehicle control device shifts the input shaft connected to the engine, the output shaft connected to the drive wheels, and the gear ratio between the input shaft and the output shaft in a stepless manner. And a planetary gear mechanism arranged in parallel with the speed change mechanism between the input shaft and the output shaft, so that the driving force of the engine is circulated between the speed change mechanism and the planetary gear mechanism with the clutch engaged. A geared neutral state in which the driving wheel is stopped while the engine is operating can be realized.
よって車両の減速走行時にフュエルカット手段でエンジンをフュエルカットした状態で、クラッチ制御手段でクラッチを係合して変速比制御手段で変速機構の変速比を制御することで、車両が停止する直前までエンジン回転数をアイドリング回転数以上に維持してエンジンのストールを防止し、車両が停止する直前にフュエルカット復帰手段でフュエルカット復帰してエンジンを始動してアイドリング運転に移行することができる。これにより、フュエルカットが実行される期間を最大限に拡大してエンジンの燃料消費量を節減することができるだけでなく、エンジンブレーキを最大限に利用してブレーキパッドの寿命を延長することができる。 Therefore, when the vehicle is decelerated and the engine is fuel cut by the fuel cut means, the clutch control means engages the clutch and the speed ratio control means controls the speed ratio of the speed change mechanism until just before the vehicle stops. prevent stalling of the engine to maintain the engine speed above idling speed, can be shifted to the idling operation to start the engine by fuel cut operation in the fuel cut recovery Kite stage just before the vehicle stops . This not only maximizes the period during which fuel cuts are performed to save engine fuel consumption, but also maximizes engine brakes to extend the life of the brake pads. .
しかもエンジンをフュエルカットしている間に、目標加速度算出手段で運転者が指示する目標加速度を算出し、目標変速比算出手段で目標加速度を達成するための変速機構の目標変速比を算出し、変速比制御手段で変速機構の実変速比を目標変速比に一致するように制御するので、エンジン回転数を任意に制御してエンジンブレーキの効きを調整することで、運転者の意図する減速度を発生させて制動フィーリングを高めることができる。 Moreover, while the engine is being fuel cut, the target acceleration calculated by the driver is calculated by the target acceleration, and the target transmission ratio is calculated by the target transmission ratio calculation means to achieve the target acceleration. The speed ratio control means controls the actual speed ratio of the speed change mechanism so that it matches the target speed ratio. Therefore, the engine speed can be arbitrarily controlled to adjust the effectiveness of the engine brake. Can be generated to improve the braking feeling.
また請求項2の構成によれば、目標変速比算出手段は、車両が停止する直前のエンジン回転数がアイドリング回転数に一致するように変速機構の目標変速比を算出するので、車両が停止する直前までエンジン回転数をアイドリング回転数以上に保持してエンジンのストールを確実に防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, the target speed ratio calculating means calculates the target speed ratio of the speed change mechanism so that the engine speed immediately before the vehicle stops coincides with the idling speed, so that the vehicle stops. It is possible to reliably prevent the engine from stalling by maintaining the engine speed equal to or higher than the idling speed until just before .
また請求項3の構成によれば、車両の急減速あるいは車輪のロックが検出されたときに、クラッチ制御手段はクラッチを係合解除するとともに、フュエルカット復帰手段はエンジンへの燃料供給を再開するので、変速機構の変速比の制御が困難になってエンジン回転数がアイドリング回転数を下回らないように制御できない場合であっても、アイドリング運転への移行を可能にすることができる。 According to the third aspect of the present invention, when a sudden deceleration of the vehicle or a wheel lock is detected, the clutch control means disengages the clutch, and the fuel cut return means resumes fuel supply to the engine. Therefore, even when it is difficult to control the speed ratio of the speed change mechanism and the engine speed cannot be controlled to be lower than the idling speed, the shift to the idling operation can be made possible.
また請求項4の構成によれば、目標変速比算出手段は、現在の車速に対してエンジン回転数がアイドリング回転数になるように変速機構の目標変速比を算出し、目標変速比では目標減速度に対して減速過剰になる場合に、フュエルカット復帰手段はエンジンへの燃料供給を再開するので、再始動したエンジンの駆動力で車両の減速度を減少させて目標減速度で減速することができる。このとき、トロイダル変速機構の変速比を小さくしてエンジンブレーキの効きを弱めることで車両の減速度を減少させると、エンジン回転数がアイドリング回転数を下回ってアイドリング運転に移行できなくなるが、その前にフュエルカット復帰を行うことでアイドリング運転への移行が可能になる。 According to the fourth aspect of the present invention, the target speed ratio calculating means calculates the target speed ratio of the speed change mechanism so that the engine speed becomes the idling speed with respect to the current vehicle speed, and the target speed ratio is reduced by the target speed ratio. In the case of excessive deceleration with respect to speed, the fuel cut return means resumes fuel supply to the engine, so the deceleration of the vehicle can be reduced by the restarted engine driving force and decelerated at the target deceleration. it can. At this time, if the deceleration of the vehicle is reduced by reducing the speed ratio of the toroidal transmission mechanism and reducing the effectiveness of the engine brake, the engine speed becomes lower than the idling speed and the engine can not shift to idling. It is possible to shift to idling operation by performing fuel cut return before.
また請求項5の構成によれば、目標変速比算出手段は、現在の車速に対してエンジン回転数がアイドリング回転数になるように変速機構の目標変速比を算出し、目標変速比では目標減速度に対して減速不足になる場合に、制動制御手段がエンジンブレーキ以外の手段で車両を減速するので、エンジン回転数をアイドリング回転数になるように維持してアイドリング運転への移行を可能にしながら車両を目標減速度で減速することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the target speed ratio calculating means calculates the target speed ratio of the speed change mechanism so that the engine speed becomes the idling speed relative to the current vehicle speed, and the target speed ratio is reduced by the target speed ratio. When the deceleration becomes insufficient with respect to the speed, the braking control means decelerates the vehicle by means other than the engine brake, so that it is possible to shift to the idling operation while maintaining the engine speed at the idling speed. The vehicle can be decelerated at the target deceleration.
また請求項6の構成によれば、フュエルカット復帰手段は、エンジン回転数がアイドリング回転数を下回ったときにエンジンへの燃料供給を再開するので、変速比制御手段の異常等により変速機構の変速制御が不能になってエンジン回転数がアイドリング回転数以下になったときに、エンジンのストールを防止しながらアイドリング運転に移行することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the fuel cut return means restarts the fuel supply to the engine when the engine speed falls below the idling speed. When control becomes impossible and the engine speed becomes equal to or lower than the idling speed, the engine can be shifted to idling while preventing the engine from stalling.
以下、図1〜図6に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、トロイダル変速機構11を備える無段変速機Tは、相互に平行に配置された入力軸12、出力軸13、副軸14およびアイドル軸15を備える。入力軸12にはエンジンEのクランクシャフト16がダンパ17を介して接続され、出力軸13にはファイナルドライブギヤ18、ファイナルドリブンギヤ19、ディファレンシャルギヤDおよびドライブシャフト20,20を介して左右の駆動輪W,Wが接続される。
As shown in FIG. 1, the continuously variable transmission T including the
入力軸12上に配置されるトロイダル変速機構11は、実質的に同一構造の第1無段変速機構11Fおよび第2無段変速機構11Rからなり、第1無段変速機構11Fは、入力軸12に固定された概略コーン状の入力ディスク21と、入力軸12に相対回転自在かつ軸方向摺動自在に支持された概略コーン状の出力ディスク22と、入力軸12を挟むように配置された一対のトラニオン23,23と、トラニオン23,23に一端を回転自在に支持された一対のクランク状のピボットシャフト24,24と、ピボットシャフト24,24の他端に回転自在に支持されて入力ディスク21および出力ディスク22に当接可能な一対のパワーローラ25,25とを備える。
The
入力ディスク21および出力ディスク22がパワーローラ25,25に当接する面はトロイダル曲面から構成されており、一対のトラニオン23,23が自己の軸線であるトラニオン軸に沿って相互に逆方向に移動すると、一対のパワーローラ25,25がトラニオン軸まわりに傾転し、入力ディスク21および出力ディスク22に対するパワーローラ25,25の当接点が変化する。
The surfaces on which the
第2無段変速機構11Rは、ドライブギヤ26を挟んで前記第1無段変速機構11Fと実質的に面対称に配置されており、第1、第2無段変速機構11F,11Rの出力ディスク22,22およびドライブギヤ26は一体に形成される。但し、第1無段変速機構11Fの入力ディスク21が入力軸12に固着されるのに対し、第2無段変速機構11Rの入力ディスク21は入力軸12に対して相対回転不能かつ軸方向移動可能にスプライン結合され、油圧ローダ27により軸方向に付勢される。
The second continuously
その結果、第2無段変速機構11Rの入力ディスク21および出力ディスク22間にパワーローラ25,25が挟圧されるとともに、第1無段変速機構11Fの入力ディスク21および出力ディスク22間にパワーローラ25,25が挟圧され、入力ディスク21,21および出力ディスク22,22とパワーローラ25…との間のスリップを抑制する挟圧力を発生させることができる。
As a result, the
第1無段変速機構11Fの一対のトラニオン23,23を図示せぬ油圧アクチュエータで相互に逆方向に駆動するとパワーローラ25,25が図1の矢印a方向に傾転し、入力ディスク21との当接点が入力軸12に対して半径方向外側に移動するとともに、出力ディスク22との当接点が入力軸12に対して半径方向内側に移動するため、入力ディスク21の回転が増速して出力ディスク22に伝達され、変速比が連続的に減少する。一方、パワーローラ25,25が図1の矢印b方向に傾転すると、入力ディスク21との当接点が入力軸12に対して半径方向内側に移動するとともに、出力ディスク22との当接点が入力軸12に対して半径方向外側に移動するため、入力ディスク21の回転が減速して出力ディスク22に伝達され、変速比が連続的に増加する。
When the pair of
第2無段変速機構11Rの作用は上述した第1無段変速機構11Fの作用と同一であり、第1、第2無段変速機構11F,11Rは同期して変速作用を行う。従って、エンジンEのクランクシャフト16から入力軸12に入力された駆動力は、トロイダル変速機構11の変速比のレンジ内の任意の変速比で無段階に変速され、ドライブギヤ26から出力される。
The operation of the second continuously
副軸14には前記ドライブギヤ26に噛合するドリブンギヤ33が固設される、また副軸14に相対回転自在に嵌合する第1スリーブ34に固設された第1ギヤ35が出力軸13に固設した第2ギヤ36に噛合する。第1ギヤ35は高速用クラッチ37を介してドリブンギヤ33に結合可能である。
A driven
また副軸14に第2スリーブ38が相対回転自在に嵌合しており、この第2スリーブ38は低速用クラッチ39を介して副軸14に結合可能である。入力軸12に固設した第3ギヤ40がアイドル軸15に固設した第4ギヤ41に噛合し、第4ギヤ41は第2スリーブ38に相対回転自在に支持した第5ギヤ42に噛合する。副軸14上に配置された遊星歯車機構43は、第2スリーブ38に固設されたサンギヤ44と、第1スリーブ34に固設されたリングギヤ45と、第5ギヤ42に固設されたキャリヤ46と、キャリヤ46に回転自在に支持されてサンギヤ44およびリングギヤ45に噛合する複数のピニオン47…とを備える。
Further, a
次に、上記構成を備えた無段変速機Tの変速作用を説明する。 Next, the shifting operation of the continuously variable transmission T having the above-described configuration will be described.
高速用クラッチ37を係合して低速用クラッチ39を係合解除した高速モードでは、入力軸12の回転はトロイダル変速機構11→ドライブギヤ26→ドリブンギヤ33→高速用クラッチ37→第1スリーブ34→第1ギヤ35→第2ギヤ36→出力軸13→ファイナルドライブギヤ18→ファイナルドリブンギヤ19の経路でディファレンシャルギヤDに伝達され、車両を前進走行させる。トロイダル変速機構11の変速比を無段階に変更することで、エンジンEおよびディファレンシャルギヤD間のトータルの変速比を無段階に変更することができる。
In the high speed mode in which the
このとき、遊星歯車機構43は、入力軸12に第3ギヤ40、第4ギヤ41および第5ギヤ42を介して接続されたキャリヤ46が回転するが、低速用クラッチ39が係合解除していてサンギヤ44が自由回転可能であるため、リングギヤ45も自由回転可能となり、遊星歯車機構43を介しての駆動力伝達は行われない。
At this time, in the
高速用クラッチ37を係合解除して低速用クラッチ39を係合した低速モードでは、入力軸12の回転はトロイダル変速機構11→ドライブギヤ26→ドリブンギヤ33→副軸14→低速用クラッチ39→第2スリーブ38の経路で遊星歯車機構43のサンギヤ44に伝達されるとともに、入力軸12の回転は第3ギヤ40→第4ギヤ41→第5ギヤ42の経路で遊星歯車機構43のキャリヤ46に伝達されるため、遊星歯車機構43のリングギヤ45から第1スリーブ34→第1ギヤ35→第2ギヤ36→出力軸13→ファイナルドライブギヤ18→ファイナルドリブンギヤ19の経路でエンジンEの駆動力がディファレンシャルギヤDに出力される。
In the low speed mode in which the
このとき、入力軸12の回転を変速してサンギヤ44に伝達するトロイダル変速機構11の変速比を所定値に制御すると、リングギヤ45の回転数がゼロになってディファレンシャルギヤDに駆動力が伝達されなくなり、ギヤドニュートラル状態が実現される。このギヤドニュートラル状態からトロイダル変速機構11の変速比を一方向に変化させるとリングギヤ45が一方向に回転して車両を低速で前進走行させることができ、トロイダル変速機構11の変速比を他方向に変化させるとリングギヤ45が他方向に回転して車両を低速で後進走行させることができる。
At this time, if the speed ratio of the
このように、低速モードにおいてギヤドニュートラル状態で車両が停止しているとき、エンジンEの駆動力がトロイダル変速機構11および遊星歯車機構43を循環することで、エンジンEは停止することなく運転状態に維持され、そのときのエンジン回転数はトロイダル変速機構11の変速比を制御することで任意に調整可能である。
In this way, when the vehicle is stopped in the geared neutral state in the low speed mode, the driving force of the engine E circulates through the
次に、図2に基づいて、エンジンEのフュエルカットおよびフュエルカット復帰を制御する電子制御ユニットUの回路構成を説明する。電子制御ユニットUは、目標加速度算出手段M1、フュエルカット手段M2、目標変速比算出手段M3、変速比制御手段M4、クラッチ制御手段M5、フュエルカット復帰手段M6および制動制御手段M7を備える。 Next, the circuit configuration of the electronic control unit U that controls the fuel cut and the fuel cut return of the engine E will be described with reference to FIG. The electronic control unit U includes target acceleration calculation means M1, fuel cut means M2, target speed ratio calculation means M3, speed ratio control means M4, clutch control means M5, fuel cut return means M6, and braking control means M7.
目標加速度算出手段M1は、運転者によるアクセルペダルやブレーキペダルの操作量と、車両の走行状態(車速、路面傾斜、加速度、操舵角、エンジン回転数等)とから、車両の目標加速度を算出する。フュエルカット手段M2は、目標加速度算出手段M1が算出した目標加速度が負値(目標減速度)である場合に、エンジンEの燃料消費量を節減すべく、エンジンEへの燃料供給を遮断するフュエルカットを実行する。 The target acceleration calculation means M1 calculates the target acceleration of the vehicle from the amount of operation of the accelerator pedal and the brake pedal by the driver and the running state of the vehicle (vehicle speed, road surface inclination, acceleration, steering angle, engine speed, etc.). . The fuel cut means M2 is a fuel that cuts off the fuel supply to the engine E in order to reduce the fuel consumption of the engine E when the target acceleration calculated by the target acceleration calculation means M1 is a negative value (target deceleration). Perform a cut.
フュエルカット中に車速が次第に低下すると、無段変速機Tは、高速用クラッチ37が係合解除し、低速用クラッチ39が係合して低速モードに切り換えられる。この低速モードでは、トロイダル変速機構11の変速比を制御することで車速とエンジン回転数との関係を任意に調整することができるため、フュエルカット中のエンジン回転数、つまりエンジンブレーキの効きを調整することができる。この原理に基づき、目標変速比算出手段M3は、目標加速度算出手段M1が算出した目標減速度を達成するためのトロイダル変速機構11の目標変速比を算出する。
When the vehicle speed gradually decreases during the fuel cut, the continuously variable transmission T is switched to the low speed mode with the high speed clutch 37 disengaged and the
図3は、フュエルカットを伴う減速走行状態から停止状態に至るまでのエンジン回転数(実線参照)と、無段変速機Tのオーバーオール変速比(破線参照)と、トロイダル変速機構11の変速比(鎖線参照)との変化を示すものである。無段変速機Tのオーバーオール変速比とは、トロイダル変速機構11および遊星歯車機構43を含む無段変速機T全体の変速比である。
FIG. 3 shows the engine speed (see the solid line) from the decelerated running state with fuel cut to the stop state, the overall transmission ratio of the continuously variable transmission T (see the broken line), and the transmission ratio of the toroidal transmission mechanism 11 (see FIG. Change with reference to the chain line). The overall transmission ratio of the continuously variable transmission T is a transmission ratio of the entire continuously variable transmission T including the
図3の例では、車速がVに低下するまで破線で示すオーバーオール変速比は一定に維持され、その間に実線で示すエンジン回転数は次第に低下し、車速がVに達したときにエンジン回転数はアイドリング回転数(例えば680rpm)になる。車速がVからゼロに低下するまでの間、オーバーオール変速比が次第に低下することでエンジン回転数はアイドリング回転数に維持される。車速がゼロになって車両が停止する直前に、オーバーオール変速比は無限大(ギヤドニュートラル状態)になる。鎖線で示すトロイダル変速機構11の変速比は、車速がVに低下するまでは一定に維持され、車速がVからゼロに低下するまでは次第に減少する。
In the example of FIG. 3, the overall speed change ratio indicated by the broken line is maintained constant until the vehicle speed decreases to V, during which the engine speed indicated by the solid line gradually decreases, and when the vehicle speed reaches V, the engine speed is It becomes idling rotation speed (for example, 680 rpm). Until the vehicle speed decreases from V to zero, the overall speed ratio gradually decreases, so that the engine speed is maintained at the idling speed. The overall gear ratio becomes infinite (geared neutral state) immediately before the vehicle speed becomes zero and the vehicle stops. The transmission ratio of the
よって、フュエルカット中に変速比制御手段M4が、実変速比が目標変速比算出手段M3が算出した目標変速比に一致するようにトロイダル変速機構11の変速比を制御するとともに、その間にクラッチ制御手段M5が、低速用クラッチ39を係合状態に維持することで、図3に示すように、車速がVに低下してエンジン回転数がアイドリング回転数に達しても、そこから車速がゼロになるまでの間エンジン回転数をアイドリング回転数に維持することができる。
Therefore, during the fuel cut, the gear ratio control means M4 controls the gear ratio of the
これにより、従来は車速Vでエンジン回転数がアイドリング回転数に達したときにフュエルカット復帰しないとエンジンEのストールを防止できなかったものが、車両が停止する直前までフュエルカットを継続し、車両が停止する直前にフュエルカット復帰手段M6によりフュエルカット復帰して燃料消費量を節減しながら、エンジンEをストールすることなくアイドリング運転に移行することができる。 As a result, in the past, when the engine speed reached the idling speed at the vehicle speed V, the fuel cut could not be prevented unless the fuel cut was restored, but the fuel cut was continued until just before the vehicle stopped. Immediately before the engine stops, the fuel cut can be returned by the fuel cut return means M6 to reduce the fuel consumption, and the engine E can be shifted to idling without stalling.
制動制御手段M7は、目標変速比算出手段M3が算出した目標変速比に制御しても目標加速度算出手段M1が算出した目標減速度を達成できない場合に、エンジンブレーキ以外の制動力、例えば自動制動装置や回生制動装置を作動させて目標減速度を達成する。 The braking control means M7, when controlled to the target speed ratio calculated by the target speed ratio calculating means M3, cannot achieve the target deceleration calculated by the target acceleration calculating means M1, for example, braking force other than engine braking, for example, automatic braking The target deceleration is achieved by operating the device and the regenerative braking device.
図3の例では、エンジン回転数の特性ラインが車速Vにおいて折れ曲がっており、それに応じてオーバーオール変速比およびトロイダル変速機構11の変速比の特性ラインも車速Vにおいて折れ曲がっているが、図4の例ではエンジン回転数の特性ラインが直線状になっており、それに応じてオーバーオール変速比およびトロイダル変速機構11の変速比の特性ラインも直線に近い曲線状になっている。このように設定すれば、エンジン回転数の急変を防止することで、エンジンブレーキの制動力の急変を防止して乗員の違和感を解消することができるだけでなく、エンジン回転数を任意に制御してエンジンブレーキの効きを調整することで、運転者の意図する減速度を発生させて制動フィーリングを高めることができる。
In the example of FIG. 3, the characteristic line of the engine speed is bent at the vehicle speed V, and the characteristic line of the overall transmission ratio and the transmission ratio of the
上述した電子制御ユニットUの機能を、図5および図6のフローチャートに基づいて更に詳細に説明する。 The function of the electronic control unit U described above will be described in more detail based on the flowcharts of FIGS. 5 and 6.
先ずステップS1でクラッチ制御手段M5により低速用クラッチ39が係合して無段変速機Tがギヤドニュートラル状態を実現可能な低速モードの状態にあるとき、ステップS2で運転者によるアクセルペダルやブレーキペダルの操作量を読み込むとともに、ステップS3で車速、路面傾斜、加速度、操舵角、エンジン回転数等の車両走行状態を読み込み、ステップS4で目標加速度算出手段M1により前記操作量および前記車両走行状態に基づいて車両の目標加速度を算出する。
First, in step S1, when the
続くステップS5で目標加速度が正値であれば、ステップS6で無段変速機Tのトロイダル変速機構11を通常通り変速制御する。前記ステップS5で目標加速度が負値(目標減速度)であって車両を減速する場合には、ステップS7でフュエルカット手段M2によりエンジンEに対する燃料供給を遮断するフュエルカットを実行して燃料消費量の節減を図る。
If the target acceleration is a positive value in the subsequent step S5, the
続くステップS8で車輪がロックした場合や、トロイダル変速機構11の変速比を制御不能な急減速が発生した場合には、トロイダル変速機構11の変速比制御が間に合わないと判断してフュエルカットの継続による燃料消費量の節減を断念し、ステップS9でクラッチ制御手段M5により低速用クラッチ39を係合解除し、ステップS10でフュエルカット復帰手段M6によりエンジンEに対する燃料供給を再開してフュエルカット復帰する。これにより、トロイダル変速機構11の変速比の制御が困難になってエンジン回転数がアイドリング回転数を下回らないように制御できない場合であっても、アイドリング運転への移行を可能にすることができる。
When the wheel is locked in the subsequent step S8, or when a sudden deceleration that cannot control the transmission ratio of the
前記ステップS8で車輪のロックやトロイダル変速機構11の変速比を制御不能な急減速が発生していない場合には、ステップS11で目標変速比算出手段M3により目標減速度を達成可能なトロイダル変速機構11の目標変速比を算出した後、ステップS12でスロットルバルブを閉弁する。低速用クラッチ39が係合する低速モードでは、トロイダル変速機構11の変速比を制御することでエンジン回転数を任意に調整可能であるため、エンジンブレーキの効き具合を調整して任意の目標減速度を発生させることができるだけでなく、エンジン回転数がアイドリング回転数以下に低下しないように制御することができる。
In step S8, when there is no sudden deceleration in which the wheel lock or the transmission ratio of the
続くステップS13でトロイダル変速機構11の変速比が現在の車速でエンジン回転数がアイドリング回転数を上回る値であり、かつステップS14で車両の減速度が目標減速度に足りており、かつステップS16で車両の減速度が過剰でなく、かつステップS21でエンジン回転数がアイドリング回転数以下でなければ、ステップS23で車両が停止するまで前記ステップS1にリターンする。
In subsequent step S13, the speed ratio of the
このループを繰り返して車速が次第に低下する間に、前記ステップS14で車両の減速度が目標減速度に対して不足している場合には、ステップS15でトロイダル変速機構11の目標変速比をLOW側に増加させてエンジン回転数を増加させることで、エンジンブレーキの制動力を強めて車両の減速度を増加させ、車両の減速度を目標減速度に一致させることができる。
If the deceleration of the vehicle is insufficient with respect to the target deceleration in step S14 while the vehicle speed gradually decreases by repeating this loop, the target speed ratio of the
前記ステップS13でトロイダル変速機構11の変速比が現在の車速でエンジン回転数がアイドリング回転数を下回る値である場合には、フュエルカット復帰してもアイドリング運転に移行できずにエンジンEがストールする可能性があるため、ステップS18で変速比制御手段M4によりトロイダル変速機構11の変速比を現在の値に維持する。図3および図4から明らかなように、エンジン回転数をアイドリング回転数に維持するには、車速の低下に応じて鎖線で示すトロイダル変速機構11の変速比を次第に減少させる必要があるが、その変速比を減少させずに維持することで、エンジン回転数を増加させてアイドリング回転数以上に維持することができる。
If the speed ratio of the toroidal
そしてステップS19で車両の減速度が目標減速度に対して足りている場合には前記ステップS16に移行し、足りていない場合にはステップS20に移行して制動制御手段M7(図2参照)により例えば自動ブレーキを作動させて車両を制動することで、車両の減速度を目標減速度に一致させることができる。 If the vehicle deceleration is sufficient with respect to the target deceleration in step S19, the process proceeds to step S16. If not, the process proceeds to step S20 and the braking control means M7 (see FIG. 2). For example, the vehicle deceleration can be matched with the target deceleration by operating the automatic brake to brake the vehicle.
また前記ステップS16で車両の停止前に車両の減速度が過剰になった場合には、ステップS17でエンジンEに対する燃料供給を再開してフュエルカット復帰することで、エンジンEを再始動しアイドリング状態に移行し、エンジンブレーキを終了して車両の減速度を適正に維持することができる。また前記ステップS21で何らかの理由でエンジン回転数がアイドリング回転数以下に低下した場合には、ステップS22でフュエルカット復帰することで、エンジンEのストールを防止しながらアイドリング運転に移行することができる。 If the deceleration of the vehicle becomes excessive before the vehicle stops in step S16, the fuel supply to the engine E is restarted and the fuel cut is resumed in step S17, so that the engine E is restarted and idling. The engine braking is terminated and the vehicle deceleration can be properly maintained. Further, when the engine speed has decreased below the idling speed for some reason in step S21, it is possible to shift to the idling operation while preventing the engine E from stalling by returning to the fuel cut in step S22.
尚、前記ステップS23で車両が停止する最後の段階まで前記ステップS17あるいは前記ステップS22のルートを通過しなければ、フュエルカットの期間を最大限に延長して燃料消費量を節減することができる。 If the route of step S17 or step S22 is not passed until the last stage where the vehicle stops in step S23, the fuel cut period can be extended to the maximum to reduce fuel consumption.
車両が停止する直前に目標減速度はゼロになるため、前記ステップS16で車両の減速度が過剰になり、前記ステップS17でフュエルカット復帰してエンジンEがアイドリング運転に移行する。続く前記ステップS16では既にエンジンEがアイドリング運転しているために車両は減速し過ぎでなくなり、かつ続くステップS21では既にエンジンEがアイドリング運転しているためにエンジン回転数はアイドリング回転数以下でなくなるためにステップS23に移行し、ステップS23で車両が停止したために本ルーチンを終了する。 Since the target deceleration becomes zero immediately before the vehicle stops, the deceleration of the vehicle becomes excessive in step S16, the fuel cut is restored in step S17, and the engine E shifts to idling operation. In the following step S16, since the engine E has already been idling, the vehicle will not decelerate too much. In the following step S21, since the engine E has already been idling, the engine speed will not be less than the idling speed. proceeds to step S23 in order, vehicles terminates this routine to stopped in step S23.
以上の制御により、車両の減速走行時におけるフュエルカットを車両が停止する直前まで継続することが可能となり、エンジンブレーキを最大限に使用してブレーキパッドの寿命を延長しながら、フュエルカットによるエンジンEの燃料消費量の節減効果が更に高められる。 With the above control, it becomes possible to continue the fuel cut when the vehicle is decelerating until just before the vehicle stops. The engine E by the fuel cut is used while maximizing the engine brake and extending the life of the brake pad. The fuel consumption saving effect is further enhanced.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本発明の変速機構は実施の形態のトロイダル変速機構11に限定されず、ベルト式無段変速機構やクランク式無段変速機構等の任意の変速機構であっても良い。
For example, the speed change mechanism of the present invention is not limited to the toroidal
また実施の形態のトロイダル変速機構11はダブルキャビティ型のものであるが、シングルキャビティ型のものであっても良い。
The
また実施の形態の遊星歯車機構43は、キャリヤ46を第1要素とし、リングギヤ45を第2要素とし、サンギヤ44を第3要素としているが、第1〜第3要素の選択はそれに限定されるものではない。
In the
11 トロイダル変速機構(変速機構)
12 入力軸
13 出力軸
22 出力ディスク(出力部材)
39 低速用クラッチ(クラッチ)
43 遊星歯車機構
44 サンギヤ(第3要素)
45 リングギヤ(第2要素)
46 キャリヤ(第1要素)
E エンジン
T 無段変速機
U 電子制御ユニット(フュエルカット制御手段)
W 駆動輪
M1 目標加速度算出手段
M2 フュエルカット手段
M3 目標変速比算出手段
M4 変速比制御手段
M5 クラッチ制御手段
M6 フュエルカット復帰手段
M7 制動制御手段
11 Toroidal transmission mechanism (transmission mechanism)
12
39 Low-speed clutch (clutch)
43
45 Ring gear (second element)
46 Carrier (first element)
E engine T continuously variable transmission U electronic control unit (fuel cut control means)
W driving wheel M1 target acceleration calculating means M2 fuel cut means M3 target gear ratio calculating means M4 gear ratio control means M5 clutch control means M6 fuel cut return means M7 braking control means
Claims (6)
前記無段変速機(T)は、前記エンジン(E)に接続された入力軸(12)と、前記駆動輪(W)に接続された出力軸(13)と、前記入力軸(12)および前記出力軸(13)間の変速比を無段階に変更する変速機構(11)と、前記入力軸(12)および前記出力軸(13)間に前記変速機構(11)と並列に配置された遊星歯車機構(43)とを備え、
前記遊星歯車機構(43)は、前記入力軸(12)に接続された第1要素(46)と、前記出力軸(13)に接続された第2要素(45)と、前記変速機構(11)の出力部材(22)にクラッチ(39)を介して接続された第3要素(44)とを備える車両の制御装置であって、
前記フュエルカット制御手段(U)は、運転者が指示する目標加速度を算出する目標加速度算出手段(M1)と、前記目標加速度が負値となる車両の減速時に前記エンジン(E)への燃料供給を遮断するフュエルカット手段(M2)と、前記クラッチ(39)が係合し、かつ前記エンジン(E)への燃料供給を遮断しているときに、前記目標加速度を達成するための前記変速機構(11)の目標変速比を算出する目標変速比算出手段(M3)と、前記変速機構(11)の実変速比を前記目標変速比に一致するように制御する変速比制御手段(M4)と、前記変速比制御手段(M4)による実変速比の制御中に車両が停止するまで前記クラッチ(39)を係合状態に保持するクラッチ制御手段(M5)と、車両が停止する直前に前記エンジン(E)への燃料供給を再開するフュエルカット復帰手段(M6)とを備えることを特徴とする車両の制御装置。 An engine (E), a continuously variable transmission (T) for transmitting the driving force of the engine (E) to driving wheels (W), and a fuel cut control means for shutting off and restarting fuel supply to the engine (E) (U),
The continuously variable transmission (T) includes an input shaft (12) connected to the engine (E), an output shaft (13) connected to the drive wheels (W), the input shaft (12), and A transmission mechanism (11) that changes the transmission ratio between the output shafts (13) steplessly, and the transmission mechanism (11) arranged in parallel between the input shaft (12) and the output shaft (13). A planetary gear mechanism (43),
The planetary gear mechanism (43) includes a first element (46) connected to the input shaft (12), a second element (45) connected to the output shaft (13), and the speed change mechanism (11). And a third element (44) connected to the output member (22) via a clutch (39),
The fuel cut control means (U) includes target acceleration calculation means (M1) for calculating a target acceleration instructed by the driver, and fuel supply to the engine (E) when the vehicle decelerates when the target acceleration is a negative value. The speed change mechanism for achieving the target acceleration when the fuel cut means (M2) and the clutch (39) are engaged and the fuel supply to the engine (E) is cut off. Target speed ratio calculating means (M3) for calculating the target speed ratio of (11), speed ratio control means (M4) for controlling the actual speed ratio of the speed change mechanism (11) to coincide with the target speed ratio; A clutch control means (M5) for holding the clutch (39) in an engaged state until the vehicle stops during the control of the actual speed ratio by the speed ratio control means (M4), and the engine immediately before the vehicle stops. ( ) Control device for a vehicle, characterized in that it comprises a fuel-cut return means (M6) to resume the fuel supply to the.
The fuel cut return means (M6) restarts fuel supply to the engine (E) when the engine speed falls below the idling speed. The vehicle control device according to claim 1.
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