JPH0794214B2 - 無段変速機を有する動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装置 - Google Patents

無段変速機を有する動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装置

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JPH0794214B2
JPH0794214B2 JP61228493A JP22849386A JPH0794214B2 JP H0794214 B2 JPH0794214 B2 JP H0794214B2 JP 61228493 A JP61228493 A JP 61228493A JP 22849386 A JP22849386 A JP 22849386A JP H0794214 B2 JPH0794214 B2 JP H0794214B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車等に使用可能な連続可変（無段）変速機
を有する動力伝達装置の制御における改良に関する。本
発明は特に，駆動のために動力伝達装置の負トルクを使
用するための装置（システム）に関する。
従来の技術 自動車のより優れた燃料経済性の要求からエンジンおよ
び変速機の設計と制御が大きく改良された。無段変速機
（CVT）はこの点に関して特に期待されている。ある車
輌速度とある必要とされる推力とに関して，各エンジン
には最大燃料経済性を与える変速比が存在すると考えら
れる。更に，ある車両速度には，そのエンジンで最大加
速を許す変速比が１個存在する。適当な変速比範囲を持
つCVTは任意の所望の変速比を提供できるので，経済
性，排出物抑制，および性能の観点から自動車にとって
明らかに魅力的である。CVTの機械的効率が高く，変速
比範囲が十分広ければ，同一車両において最大経済性と
最大作動特性を得ることも可能である。利点には完全自
動運転，操縦者要求に対する無理のない連続的迅速応
答，および低騒音走行が含まれる。
従来，多くの各種CVT構成が開発されている。例えば，
流体変速機，転がり接触トラクション変速装置，過回転
クラッチ，電気式構成，滑りクラッチ付多段ギヤボック
ス,Vベルトトラクション変速装置等がある。これらの中
で,Vベルトトラクション変速装置はその設計が小型，軽
量，および簡単なことから小型から中型の乗用車の応用
に適していると考えられる。基本的には，この型のCVT
は駆動プーリを被駆動プーリに相互接続するＶベルトを
含み，これらプーリの直径はCVTの比を変化させるため
に可変である。ベルト設計の最近の進歩によってベルト
耐久性および寿命が改善されている。ベルトに不当な応
力がかからないようにプーリの運動を適当に制御できれ
ば，ベルト寿命は著しく延びると期待できる。
燃料経済性を最良にするためエンジン−CVTシステムに
対して多くの制御方式が考案されている。これらは個々
のエンジン作動特性に関する経験的分析，および所望の
動力出力に対して最小燃費を達成するエンジン速度とト
ルクの最適組合せを実現することに基礎を置いている。
第１図にこの関係を示す。
第１図は排気量約2.5リットルの４気筒乗用車用火花点
火エンジンの典型的な特性線図である。ここにはエンジ
ントルクTEとエンジン出力BHP（正味馬力）とエンジン
回転速度NEの関数として示してある。図の上部近くの一
点鎖線は最大スロットル開度でのエンジントルクを示
す。黒い実線の一連の曲線は燃費線で，正味燃料消費率
（BSFC）を1b.M/BHP−hr単位で示す。最小燃費は0.41b
s./BHP・hrの点で発生する。点線群はエンジン動力出力
を示す。低燃費用理想操作線は太い実線ｆ（NE）で示さ
れ，これはエンジン回転速度の関数である。低燃費理想
操作線はエンジン特性の純粋な関数であって車両の路面
速度に無関係に最適なものである。特性線図には他の理
想線例えば排出物抑制用理想操作線も描くことができ
る。
従来の手動切替ギヤボックス付き車両では，前進速度に
対し通常，僅かに４段または５段だけが可能である。特
性線図上のエンジン作動点は駆動軸回転速度，指令され
た動力またはトルク，および変速ギヤ比で決定される。
代表的変速機では使用可能なギヤ比は数個だけなので，
エンジンは多くの時間スロットルを閉状態にせねばなら
ない。従って，エンジンは殆どの時間高BSFC値で作動せ
ねばならない。これに対して,CVTは速度比を連続的に変
化させ，エンジンをより広いスロットル開度かつ低BSFC
値で運転させ得る。
恐らく，エンジン−CVTシステム用制御装置に要求され
る最も難かしい機能はエンジン作動を理想操作線にそっ
て維持することである。これは自動車が殆んど連続的に
過渡的状態にある性質を有するためであって，路面荷重
（抵抗）および指令されたトルクまたは動力が一定であ
る時間は殆んどない。過渡的条件は通常CVT比，エンジ
ン回転速度，およびスロットル開度の変化に基づいて取
扱われる。従来の制御システムはその本質から，エンジ
ン作動が定常状態に戻る前に理想操作線から外れること
を許していた。このような動きの例を第１図に破線Ｘ−
Ｙ−Ｚで示す。上記の結果，エンジン作動は理想操作線
に近づくが決してその状態に維持されない。
実質的に全てのエンジンCVT制御システムでは，スロッ
トル位置は車両加速ペダルによって直接に，ペダル位置
の直接の関数として，（またはさらに他のパラメータを
も関数として）制御される。エンジンおよび変速機の制
御は通常互いに直接に関連している。このような制御方
式では過渡期中のエンジン作動は理想操作線から外れる
ことがよくある。理想操作線から外れた動きの結果，定
常状態のシステムによって効果的制御が実行されるま
で，最適エンジン状態を達成しないこととなり（例えば
過燃費，過排出物が発生する）。しかし既に指摘のよう
に，殆んどの車両作動は本質的に過渡的であって定常状
態を示さないので，ほぼ全てのエンジン作動は理想曲線
から外れる。従って排出物抑制のための校正はエンジン
特性線図上の主要部分において実施されねばならない。
殆んどの従来の制御システムは特定エンジン用に特に適
合されねばならなかった。このことは，別の動力の車両
に対して多くの特注設計の制御システムを必要とするこ
とを意味する。更に，従来の殆んどの制御システムはエ
ンジン状態の変化を補償できないので，その結果，車両
ドライバビリティはエンジン温度，整備状態，使用期
間，および高度によって変化する。従来の車両特性の重
複も従来技術のCVT制御方式での問題であった。
上述の従来のCVT制御方式の上記欠点，欠陥は，本出願
人に付与された米国特許第4,515,041号，第4,459,878
号，および第4,458,560号に開示された制御装置によっ
て除去される。これら特許の記載事項は本明細書に参照
により援用し，ここに詳述は略する。上記特許において
は完全に独立したエンジン制御と変速機制御を用いるこ
とによってエンジン作動を理想操作線にそって容易に維
持できることを開示している。即ち，エンジンスロット
ルの位置は加速ペダルの位置からは完全に独立してい
る。スロットル位置，従ってエンジン出力トルクは単に
エンジン回転速度のみの関数であって，この関数は所望
の関係，例えば低燃費理想操作線，低排出物理想操作
線，または低燃費と低排出物の複合理想操作線であって
よい。加速ペダルによって指令されたトルク，動力，ま
たは他の所望の性能パラメータはCVT比を制御し，エン
ジン回転速度はエンジン負荷によって決定されるが，こ
の負荷は路面荷重（抵抗）およびCVT比の関数である。
従ってスロットル位置はエンジンに印加される任意の負
加に対する理想関数に従って正確に調整される。従来の
出願で開示された制御システムでは，エンジンの過大回
転および過小回転状態等のエンジンおよび車両の不適正
な作動が防止でき，停止状態からの過渡的始動が可能と
なり，上記車両は殆んど全ゆる点において従来の自動変
速機を有する車両と同様な性能を示すことができる。
発明により解決しようとする問題点及び実施の態様 以下に本発明の装置は複雑であるため，実施の態様の記
載を兼ねて，発明により解決しようとする問題点を詳述
する。
便宜上，従来出願で開示され本発明で改良された制御シ
ステムおよび方法を自動車用エンジン−CVT駆動システ
ムに関連して本明細書で説明する。しかし，これは制限
的でなく，任意の設計の内燃または外燃エンジンを使用
する他の車両システムまたは，圧縮機，発電機または他
の任意のタイプの機械を駆動するための静置型原動機を
含む任意のタイプの動力伝達システムに対して，ここで
開示される原理は等しく使用され得る。用語“スロット
ル”が使用された場合，これは，エンジンまたは他の主
発動機，例えばスロットル弁位置によって燃料流量の変
化する従来の気化器付火花点火エンジン，燃料噴射火花
点火エンジン，ディーゼルエンジン，ガスタービン等へ
の燃料供給を制御するための任意の機構を含むものとす
る。
ここで第２図乃至第９図を参照して，本発明の一実施例
たる制御システムを説明する。第２図は制御システムを
実施するために使用される構成要素の機能的関係を示
す。エンジン10はクラッチまたは流体カップリング（図
示せず）を介して無段変速機（CVT）14に駆動的に連結
される。燃料は燃料供給手段12によってエンジン10に供
給され，該手段はスロットルおよび従来の気化器による
燃料噴流，燃料噴射システム等でもよい。CVTは上記多
くの無段変速機のいずれかのタイプでよい。出力軸16は
動力およびトルクをエンジンおよびCVTから伝達する。C
VTの比はCVT比制御器17によって設定され，該制御器はC
VT比信号kRの変化率をトルク検出器19によって測定され
た出力トルクT0と加速ペダル18によって指令された指令
出力またはトルクの関数として生成する。エンジン−CV
T作動特性の他のパラメータは同様な方法でCVT比の変化
を得るために比制御装置17で使用され得る。例えば，所
望の出力動力またはトルクおよび測定された実出力トル
クを使用しないで，指令されたおよび実測された車両加
速度，出力軸加速度，または他のパラメータを使用する
こともできる。しかし第２図の制御システムにおいては
CVT比は厳密に，指令出力またはトルクと実測出力トル
クとの関数であって，エンジン作動からは完全に独立し
ている。他方エンジン制御は燃料供給手段12を実測エン
ジン回転速度NEに従って調整するエンジン制御装置100
によって行なわれる。この関係は望ましくは低燃費理想
エンジン操作線，低排出物理想操作線，これら２個の複
合理想操作線，または他の任意のエンジン作動特性であ
ってよい。
第３図は制御システム全体の詳細図である。第３図の特
定タイプのCVTは可変直径プーリＶベルトトラクション
駆動タイプであって，出力軸16に接続された被駆動プー
リ20とエンジン10に結合された駆動プーリ30とを有す
る。ベルト15はプーリ20と30を相互接続しこれらの間で
動力を伝達する。プーリ20と30は駆動直径を変化させる
ために加圧液体によって液圧で動かされる。プーリ20は
軸方向に固定な部分22と軸方向に可動な部分24を持つ。
可動部分24の後部の液室26内の加圧液体は軸方向力を供
給し，これによって部分22と24を互いから一定の距離に
保持し（即ち，プーリ20の駆動直径を一定に保ち）駆動
直径を変えるために部分24を部分22に近接・離間移動さ
せる。同様に，プーリ30は軸方向に固定部分32と，液室
36内の液圧の影響下にある可動部分34とを含む。ベルト
15を適当な張力下に保持するための液室26と36内の適当
な圧力は以下のように制御システムによって維持され
る。
スロットル（燃料供給手段）12の位置はエンジン制御回
路100からの信号を受信するスロットルサーボ13によっ
て制御される。ある過渡的作動（以下に説明する）中，
燃料供給は燃料減少弁11によって減少されるかまたは燃
料遮断機構９によって完全に停止される。燃料減少およ
び遮断機能は例えば可変モードで作動可能な一個の筒線
輪弁によって実行され得る。エンジン制御回路100は加
速ペダル入力（α），エンジン回転速度（NE），操作を
自動または手動モードとする手動オーバライドスイッチ
入力，およびエンジン始動時に車両が停止状態であるこ
とを確実にする始動／中立（S/N）スイッチ入力に応動
する。
被駆動プーリを作動させるための液圧は圧力サーボ制御
装置250と液体分配回路500を介して働くプーリ圧力発生
装置200によって供給される。同様に駆動プーリ30を作
動させるための液圧はサーボ制御装置350と液圧分配回
路500とを介して働くプーリ圧力発生装置300によって供
給される。圧力発生装置200はエンジン回転速度NE,加速
ペダル位置α，駆動軸16に関連する検出器によって測定
された駆動軸回転速度NDS,およびCVT比Ｒの各入力に応
動する。比ＲはCVT比回路600によって生成され，これは
エンジン回転速度NEを駆動軸回転速度NDSで除算したと
きの商で表わされる。
始動クラッチ40はエンジン10とCVT14を連結するために
備えられる。クラッチ40は車両停止時には切断され，低
速運転中は部分的に係合され次第に完全係合状態に近づ
くが，この作動は以下に説明するように所定の作動位置
で実行される。始動クラッチ40は，加速ペダル位置α，
エンジン速度NE,および自動／手動スイッチに応動する
制御回路400によって，サーボ制御装置450と液体分配回
路500を介して制御される。
第５図乃至第７図は第２図の構成要素の機能的関係を詳
細に示す。第５図は主にエンジン制御回路100を示して
いる。制御回路100のキー要素は関数発生装置102であっ
て，これは所望の任意のエンジン作動特性を示す関数を
発生し得る。本実施例では，関数θ＝ｆ（NE）は低燃料
消費用理想エンジン操作線として選択される。スロット
ル角はθで表わされ，所望エンジン出力トルクに比例す
る。第１図は該関数をｆ（NE）として図示している。発
生装置102によって生成される関数の値は増幅器104を介
してスロットルサーボ13に直接供給される。自動制御装
置の障害時にはモードスイッチ106を使用して手動モー
ドに切替可能である。手動モードでは，加速ペダル位置
αは増幅器104を介してスロットルサーボ13に直接結合
される。始動／中立／（S/N）スイッチもモードスイッ
チ106を介して動作する。
燃料遮断比較装置108はエンジンの過大速度制御のため
に設けられる。過大速度は急激な加速時または制御シス
テム内の誤作動時に発生する可能性のあるものである。
比較器108はエンジン回転速度を例えば6000rpmの最大許
容エンジン回転速度と比較する。NEが6000rpmを上回る
と燃料遮断機構９が起動されエンジン10への燃料供給を
停止する。燃料遮断機構９は例えばソレノイド遮断弁で
よい。
他のエンジン回転速度制御は加速ペダル解放時に速度上
昇を呈するという車両固有の傾向に対処するために設け
られる。この現象は減速時に発生するがその理由は，オ
ーバードライブに変化中の変速機を介して車両慣性が比
較的開いたスロットル状態でのエンジンの慣性に結合さ
れるためである。この望ましくない傾向は加速ペダルが
急激かつ完全に放された時にはより顕著である。上記異
常作動は加速ペダルへの圧力が除去された時にエンジン
への燃料流量を減少させること（この場合，燃料の流量
の減少はペダル位置の減少率（−）に比例する）更
に，加速ペダル位置が総ペダル踏込量の3.6％を下回っ
た時に更に燃料流量を減少させることで防止できる。上
記制御を実行するため，パルス幅変調装置110は燃料減
少弁11を制御するが，該変調装置110のデューティサイ
クル（即ち燃料減少弁が開状態に保持されるパルス幅の
パルス１周期に対する割合）はペダル位置αの減少率
（−）に逆比例する。この−は，が０未満の場合
にのみ微分器112から得られる。更に，燃料減少比較器1
14はペダル位置αが3.6％以下に低下時，パルス幅変調
装置110のデューティサイクル（開パルス幅）をゼロま
たはゼロ近くに減少させる。
第６図は主に始動クラッチ制御回路400に関する。車両
停止状態でエンジンのアイドリングを可能とするために
エンジンとCVTの間にある種の係合部（カップリング）
が必要と考えられる。流体係合部も可能であるが，その
ような装置に固有の機械的損失は燃料経済性を最大にす
る本目的とは相容れない。ロックアップクラッチ付トル
クコンバータは改善にはなるが機械的クラッチが好まし
く，本目的には液圧駆動のものが旨く適合する。従来の
自動車と同様にここでの目的は車両停止時にはクラッチ
を完全に切断し，始動時には徐々に係合し，車両速度の
上昇と共に次第により強く係合することである。このた
めに，実測変速比Ｒ（CVT比回路600によりエンジン回転
速度NEを駆動軸回転速度NDSで除算した商NE/NDSとして
計算される）は比較器402に送られる。比較器402はＲが
4.7を超えると該信号を増幅器406から増幅器104を介し
てスロットルサーボ13に供給するためスイッチ404を閉
成する。この信号はα−NE′に等しくNE′は関数発生器
408によって生成された関数でｋ（NE−1000rpm）であ
る。従って加速ペダル18はα−NE′で決まる種々の方法
で直接スロットル12に接続される。定数ｋはクラッチが
完全に係合していない時エンジン回転速度が2500rpmを
超えないように選択される。加速ペダルをスロットルに
直接接続することで本システムは停止位置からの車両始
動が可能となる。
比較器402はペダル位置を被制御側クラッチ圧力サーボ4
50に直接送出するためにスイッチ410も閉成する。従っ
てクラッチ40の係合度合はＲ＝4.7となる位置まではペ
ダル位置に比例する。この期間において，スロットル12
に対する加速ペダルの直接制御度合は上記関係に従って
エンジン回転速度上昇と共に減少する。
比Ｒが4.7を下回るとスイッチ404と410が開成し比較器4
11は最大圧力をクラッチサーボ制御器450に送るために
スイッチ412を閉成する。最大圧力においてクラッチは
完全に係合される。この点を超えて車両が加速されると
完全に自動制御になる。
始動／中立（S/N）スイッチが備えられていなければ始
動時に加速ペダル18を押したときクラッチ40が係合され
車両は急発進する。従ってS/Nスイッチは安全な始動の
ためにクラッチ40に対するαの影響を効果的に除去す
る。
第７図は主として被駆動側プーリの圧力発生器200と駆
動側プーリの圧力発生器300とを示す。圧力発生器200は
エンジンが最大動作回転速度5500rpm（NMAX）を超えそ
うになるとエンジンへの負荷を増加させるべく変速比を
対応調節する回路を有する。更に，エンジン速度がアイ
ドリング速度1000rpm（NMIN）を下回る傾向であるとエ
ンジンへの負荷を減少させるべく変速比Ｒを変化させる
回路も含まれている。これは加算計数器230,232とクリ
ッパ回路234,236とによって実現される。加算計数器232
とクリッパ回路236はエンジンへの負荷を増加するため
に被駆動側プーリ200の圧力を減少するように働く。計
数器232はその負入力端子に印加されたNEとその正入力
端子に印加されたNMAXとを入力し，加算計数結果の出力
信号NMAX−NEを生成する。該加算出力はクリッパ回路23
6に送出されるが，該回路は第７図に示す特性を持つ非
線型装置である。例えばこの回路は逆バイアスを印加さ
れたダイオードでもよく，入力信号の負での変化に対し
て主として線型の負出力を生成し，正での変化に対して
はゼロ出力を生成する。
従って,NEがNMAXを超えると回路236に印加される入力信
号は負となり，従って負出力信号を送出する。該負出力
信号は続いて加算計数器210に印加され,NMAXを超えるNE
の大きさに比例して加算出力信号値を減少させる。この
結果被駆動プーリ200上の圧力は比例して低減される。
他方,NEがNMAXを下回るとクリッパ回路236に印加される
入力信号は正となり，加算器210にはゼロ出力信号が送
出される。該出力信号は加算器210の加算出力信号に影
響を与えないので被駆動側サーボ制御に供給される信号
は変化しない。
加算計算器230とクリッパ回路234はエンジンへの負荷を
減少させるため被駆動側プーリ200に対する圧力を増加
するように働く。計算器230はその負入力端子に印加さ
れたNEとその正入力端子に印加されたNMINを受信し，加
算出力信号NMIN−NEを生成する。該加算出力は回路236
と同様なクリッパ回路234に印加される。但し，回路234
は非線型伝達特性を持ち，入力信号の正での変化に対し
てほぼ線型の正出力を生成しその負での変化に対してゼ
ロ出力を生成する。例えば回路234は正方向にバイアス
されたダイオードでもよい。NEがNMINを下回るとクリッ
パ回路234に印加された入力信号は正であって従って正
の出力信号を送出する。該正出力信号は次に加算計数器
210に印加されNMINを下回るNEの大きさに比例して加算
出力信号値を上昇させる。この結果，被駆動側プーリ20
0に対する圧力は比例して上昇する。他方,NEがNMINを上
回るとゼロ出力信号が回路234によって生成されるがこ
れはサーボ制御装置250への加算信号に影響を与えな
い。
圧力発生器200は従来車両の“感じ”に一層近づけるた
めに車両速度に依存して加速ペダル18の感度を調整する
ための回路をも含む。これはエンジンおよびCVTの固有
作動測定の由に必要である。即ち，より高い車両速度で
は，エンジンによって生成されるトルクはかなり高く一
定である（第１図）。従来車両においてはエンジンから
取出し得るトルクの残りの小部分は固定の極めて低い減
速比を持つ変速機を介して後輪に伝達される。従って車
両加速度は高速での加速ペダルの動きに対して過敏では
ない。しかし,CVTを備えた車両では高速車両速度におけ
る加速ペダル踏込によって減速比が上昇し，従来車両で
のトルクを超えてトルクが上昇する。従って，もし仮り
に高速車両速度においてCVT比を制御するために加速ペ
ダル位置αそのものだけを使用するとすると車両の応答
は加速ペダル動作に極端に敏感となる。つまり加速ペダ
ル18の感度は高速では低くなければならない。
ペダル感度は２個の比較器212,214によって制御され
る。車両速度が1173rpm以下の駆動軸回転速度に相当す
る閾値を下回っている限りスイッチ216は閉状態でα信
号を加算器210に直接供給する。これによってトルクは
効果的に制御される。駆動軸回転速度NDSが1173rpmを超
えるとスイッチ216が開成しスイッチ218が閉成し，ペダ
ル位置信号αをNDSで除算した値（除算器220から与えら
れる）は加算器210に送出される。これによって動力制
御が効果的に実行される。このようにして，高速域での
加速ペダル18の動きの影響は弱められ従来車両のペダル
応答により近いものになる。
第８図はプーリ圧力発生器200の変形でここでは加速ペ
ダル感度は速度比Ｒの関数として制御される。比Ｒが３
以上になると比較器212′はスイッチ216′を閉成し加速
ペダル位置信号αを加算計数器210に直接出力する。比
Ｒが３を下回ると比較器214′はスイッチ218を閉成し除
算器220′からの感度を低下させた信号を加算器210に供
給する。
上記変速比制御は実際にはレシオレート制御，であ
る。即ち，加速ペダル18に指令された被駆動側プーリ20
の液圧の増加（または減少）の変化率が大きいほどプー
リ径変化は速く行なわれる。従って例えば加速ペダル18
の急速な踏込によって,CVT比の急速変化および急加速が
生じる。当然これは従来車両の特性に近いものである。
第４図乃至第11図に開示した制御システムはその部分と
して単にCVT比でなくCVTのレシオレートの制御がCVT
制御を改善するという認識を含む。該改良型制御を以下
の車両性能方程式を参照して説明する。
ここでIEQ＝ICDS＋R2IE は変速のレシオレート（変速比変化率） Ｒは変速比 IEはエンジンの慣性 NEはエンジンの回転速度 TEはエンジンのトルク TRLは駆動軸に反映される路面荷重トルクで，タイヤ，
最終駆動部，および車軸での損失を含む。
Tlossは変速損失 ICDSは駆動軸に反映される車両慣性DS は駆動軸で測定された車両加速度である。
車両加速度DSは例えばTE,R,または等の上記変数の
１個以上の制御に主として依存することは明らかであ
る。一般に従来車両システムは所望の変速制御および車
両制御を提供するため変速比Ｒおよびエンジン出力トル
クTEを変化させる。しかし,Rを制御することではエンジ
ントルクと回転速度を理想操作線にそって定常的に維持
することは困難である。これは,Rの変化の都度エンジン
への負荷が変化し，従ってエンジン出力トルクと車両加
速度が影響を受けるからである。
エンジン作動を理想線に強制的に戻すためのエンジント
ルクと回転速度の同時変化を実現させようとすると，制
御が該システムの数個の変数に依存しているために一般
的には極めて複雑な制御システムを必要とする。例えば
制御システムはエンジン作動を理想線に戻すために必要
な目標スロットル位置およびCVT比Ｒを計算する複雑な
作業を実行せねばならない。更に上記システムは変速比
変化率を計算し，比の変化率を目標値に一致させるこ
とによって望ましくない車両作動が生じないようにせね
ばならない。例えばが過剰な状態に選択されると車両
が加速可能になる前に不要な減速が発生する。この現象
は上記性能方程式の項の負符号に由来する。
しかし本制御システムはが容易に検出され得て，他の
変数がエンジン特性に悪影響を出さないように制御され
得ることの認識に基づく。これはエンジントルクおよび
回転速度が理想操作線に固定されるようにエンジン制御
を変速制御から分離することで達成される。Ｒの制御の
結果，他の従属変数への悪影響は発生しない。特に，付
随的なＲの変化を伴うの変化においても，エンジン回
転速度とトルクは燃料関数ｆ（NE）のみで決定されるの
でエンジン動作は理想操作線から外されることはない。
この結果，車両加速度DSと出力トルクT0は該システム
の他の変数でなく変速比変化率のみによって制御され
る。
変速比変化率（）は以下の関係式で極めてよく近似さ
れることが分った。
上記Ｖベルトトラクション駆動CVTでは，加速ペダル位
置αと出力トルクT0の比較は変速比変化を率で実現す
るためベルトおよびプーリ構成要素で本質的に実行され
る。他種類のCVTは上記関係を得るために別の制御要素
を必要とすることもある。しかし既に述べたようにシス
テム特性を表わす他のパラメータを率をもって比変化
を実行するために使用してもよい。ここでは所望特性
パラメータと実測特性パラメータとの差に比例する。
上記制御手段の特性を第９図にグラフで示す。本図はエ
ンジン回転速度NEを車両速度または駆動軸回転速度NDS
の関数として図示している。最小と最大のCVT比はグラ
フ原点から延びる各直線で示される。アイドリング運転
の回転速度（NMIN＝1000rpm）は下部の水平線で示さ
れ，最大許容エンジン回転速度（NMAX＝5000rpm）は上
部の水平線で示される。最高車両速度はグラフ右端の垂
直線で定められる。
第９図のグラフはいくつかの別々の動作範囲に分別され
る“A"はエンジン−CVTシステムの通常作動域を示す。
領域“A"は最大CVT比線，最大エンジン回転速度線，最
大車両速度線，最小CVT比線，およびアイドリング運転
速度線によって囲まれる。領域Ａ内でのシステム作動
中，クラッチは完全に係合しスロットル位置は燃料関数
ｆ（NE）に従って完全にエンジン回転速度の関数であ
る。駆動軸回転速度1173rpmを示す破線の垂直線の左側
領域での作動はトルク制御下であり，該垂直線の右側で
の作動は動力制御下にある。（上記２方程式および第９
図と第10図に示す加速ペダル感度回路を参照され度
い。）領域“B"は始動制御領域，即ち，クラッチ40が部
分的にのみ係合した低車両動作中のエンジン−CVTシス
テムの動作域である。該動作の制御（400）を第８図に
示す。
残りの領域“C",“D",および“E"でのエンジン−CVTシ
ステムの作動は上記制御システムによって効果的に禁止
される。つまり，領域Ｃ内での作動は最小CVT比という
物理的制限により，更に燃料減少弁11とエンジン制御回
路100（第７図）のパルス幅変調器110と微分器112と燃
料比較器114とを含む燃料減少回路によって禁止され
る。領域“D"は過大速度制御領域であって，燃料遮断機
構９とエンジン制御回路100（第７図）の燃料遮断比較
器108により，更にプーリ圧発生器200（第７図）の加算
計数器232とクリッパ回路236によって制御される。領域
Ｅはプーリ圧発生器200（第７図）の加算計数器230とク
リッパ回路234によって制御されるエンジンアイドリン
グ回転制御の領域である。
第９図のグラフは更に，平坦路上である一定車両速度を
維持するのに必要なエンジン回転速度を示す負荷線を示
す。ここに“負荷”という語は路面負荷（荷重），最終
駆動損失等を含み，エンジン−CVTシステムの実負荷を
表わす。本発明の制御方式がエンジン動作を理想操作線
にそって維持するため燃料関数のみに従って機能できる
ようにするためには,CVT比範囲は通常遭遇する路面上で
一定車両速度を維持するのに必要なほぼ全ての比を含む
ことが望ましい。即ち，最小CVT比が望ましく平坦路上
で一定車両速度を維持するのに必要な比より低く，最大
CVT比は望ましくは遭遇する可能性のある最大急勾配で
一定車両速度を維持するのに必要な比よりも大きい。こ
の関係は第９図の領域Ａ内の最小CVT比線上方の負荷線
の物理的位置によってグラフとして示される。他の全て
の負荷線は最大CVT比線の下方になるべきである。これ
を達成するための所望CVT比範囲は例えば最大CVT比が2
2:1（最終駆動比を含む総車両CVT比）で最小CVT比が2:1
の場合に約11:1である。このように広い比範囲を持つ変
速機は1981年８月５日出願の本出願人に譲渡された米国
特許出願第290,293号に開示されている。当然なこと
に，より狭い比範囲を有するCVTも作動可能であるが広
い範囲のものに比べて融通性の点で劣る。
第４図を参照して，液室26と36内の加圧液体によって生
成される軸方向力に関してCVT比変化の力学を説明す
る。第４図の下部の曲線は被駆動側プーリ20の可動部24
上の定常状態軸力をCVT比の関数として図示する。同様
に，上部の曲線は可動部34の内側への動きに対向する定
常状態軸力をCVT比の関数として描いている。以下に説
明するように，例えばCVT比を1.0から約1.7へ上昇させ
るための信号が生成されると液室37内の液圧は幅力を約
175kgから最終的には約270kgまで上げるために増加され
る。しかし可動部24はシステムの慣性のために瞬時には
移動しない。従ってプーリ20内での過渡的変化を示す曲
線は一定比1.0でＡ点からＢ点へ動きＣ点へ達し平衡に
なる動きとして画成される。これに対応して駆動側プー
リ30の液室36内の圧力増加によってプーリ30の可動部34
の軸力は約315kg（Ｄ点）から約380kg（平衡点Ｅ）に上
昇する。軸力の該上昇に拘らずプーリ20の直径増加によ
る帯15上の引張力増加によってプーリ30の両側部分32と
34とは離れ，プーリ30の駆動直径は小さくなる。従って
駆動側プーリ30は被駆動側プーリ20の全ゆる変化に対し
て無理なく追随する。
プーリ圧発生器300は駆動側プーリ30に適当な圧力を比
Ｒと実測出力トルクT0の関数として生成する。この関数
はベルト15に不要な応力をかけずに十分な引張力を与
え，無理のない比変化を実現するものとして発見された
ものである。この目的に適しい関数側は で,PDRは駆動側プーリ30の液室36内の液圧,k1,k2,k3は
適当に選ばれた定数を示す。
発明の目的 上述のCVT制御システムは,CVT制御システムに関連する
多くの問題を解決するが，その実施のために多数の個々
の構成要素（部品）を必要とする。そのため，コストが
増大し，車両に組込むことが困難になり，さらに故障の
確率も高いという問題がある。さらに，上述のシステム
では，このような制御システムとして充足すべきことが
望まれる全ての特性を充足させることは実際的ではな
い。もし上述のタイプのシステムでそれを充足しよとす
れば，システムは不相応に複雑化するであろう。例え
ば，エンジンがある所定最低速度での回転中において第
５図に示す如き燃料減少機能を作動させると，エンジン
は停止する傾向がある。これに対する対策をするには，
上述のシステムではさらに幾つかの要素を付加的に要す
る。
かくて，本発明の基本的目的は，上述の従来技術のCVT
制御システムにおける欠点を解消することにあり、特に
最低の構成要素でCVT制御に求められるできる限り多く
の所要特性を充足しドライバビリティの優れたものを提
供しようとすることである。
以下に具体的要求事項をまとめる。
（１）出力の低下要求指令に対するエンジンの加速傾向
を抑制すること， （２）（１）において，より少い構成要素により低コス
トでかつ車両への組込が容易なものとすること， （３）より精密な燃料減少制御を実現すること， （４）（１）において，より応答性の高い制御システム
とすること。
発明による問題点の解決手段 本発明によれば，制御システムとしてマイクロプロセッ
サを用いて機構的に簡単化すると共に最適のアルゴリズ
ムを設定してドライバビリティに優れたCVT制御システ
ムが提供される。
特に，本発明によれば，制動用エンジン負トルクを使用
することによって該システムがさらに改良されることが
発見された。
かくて，本発明の具体的課題はエンジンのスロットル開
度が負エンジントルクを生成するように制御され得るCV
T用制御システムを提供することである。
本発明の上記目的は燃料が減少された後にエンジンスロ
ットル開度を調整するCVT制御システムを提供すること
によって達成される。このようにスロットルを調整する
ことによって必要時に動力伝達システムに制動をかける
ためのより大きな負トルクをエンジンに発生させること
が可能となる。
即ち，本発明によれば解決手段の項に既述の通り，無段
変速機を有する動力伝達装置の制動用負トルクを使用す
るための装置が提供される。
エンジン駆動車両のエンジンとエンジンからの動力を出
力軸に伝達するためエンジンに連結される連続可変比変
速機とを含む動力伝達装置の作動を制御するための装置
において，エンジンは可変量の燃料をエンジンに供給す
るための燃料供給手段を有し，指令手段の指令する動力
伝達装置の所望の作動特性に基づいて動力伝達装置を制
御する制御装置であって，制御装置は：動力伝達装置の
実作動特性を測定し，実作動特性に係る信号を出力する
装置実作動特性測定手段と；指令手段と装置実作動特性
測定手段とに機能的に組合され，変速機の変速比を指令
手段により指令された動力伝達装置の所望の作動特性と
測定された装置実作動特性との関数として制御するよう
に設けられ，エンジンの速度は変速比の関数として変化
する構成の変速比制御手段と；エンジンの速度に関連し
て燃料要求量を定めるための燃料関数手段と；エンジン
速度の測定手段と；燃料関数手段と燃料供給手段とに機
能的に組合され，燃料関数手段によって定められる燃料
要求量のみに従って燃料供給手段を制御し，エンジンへ
供給される燃料がエンジンの速度のみによって決定され
るようにした燃料制御手段と；燃料制御手段と分離され
ると共に燃料供給手段とに機能的に組合され，指令手段
によって指令された装置作動特性の減少時に燃料供給手
段への燃料流量を燃料関数手段からの該要求量よりも減
少させる燃料減少手段と;,を含み，燃料制御手段は，燃
料減少手段による燃料流量の減少後，伝達装置の制動用
負トルクの絶対値を増加するように燃料供給手段を制御
することを特徴とする無段変速機を有する動力伝達装置
の制動用負トルクを使用するための装置。
なお，負トルクとは制動用（ブレーキ用）負トルクのこ
とであり（第19図参照），エンジンが伝達装置を停止さ
せる方向に作用する力（いわゆるエンジンブレーキ）で
ある。また制動用負トルク（又は単に負トルク）の増加
とは，制動用負トルク（又は単に負トルク）の絶対値の
増加（制動力の増加）を意味する。
上記のように燃料が一旦減少されると，負エンジントル
クはエンジン回転速度およびスロットル開度に依存して
変化する。
本発明は，上述の通り,CVT変速システムにおける出力低
下指令に対するエンジンの加速傾向を制御するためのマ
イクロプロセッサを用いた制御システムに関する。即
ち，燃料減少機構として，第５図のパルス幅変調器110
及び微分器112によって司られる機能をマイクロプロセ
ッサシステムを用いて行う。かくて，燃料減少弁11のデ
ューティサイクルはマイクロプロセッサにより決定さ
れ，燃料減少弁11が開となるデューティ比（デューティ
サイクルのパルス幅ONの割合）はアクセルベダルの開度
減少率（−）に逆比例する。さらに，燃料減少機構は
エンジン速度が所定の最低速度以上の時にのみ作動さ
れ，エンジン速度がそれより低い時に燃料減少が働いて
エンストに至ることはない。
以下，本発明について図示の好適な実施の態様に基づい
て詳述する。
第２図乃至第９図のシステムはマイクロプロセッサ技術
を使用しても実施できる。第10図はそのような制御シス
テムのブロック図を示す。該制御システムは水晶発振器
701によって制御されるクロック周波数で作動するCPU70
0を含む。CPU700は従来技術で公知の多くのマイクロプ
ロセッサ装置でよく,4,8,または16ビット装置でよい。
水晶発振器701の周波数はCPU700を作動させるのに適当
な任意の周波数でよい。CPU700には番地／データバス70
5を介してROM702,RAM703および入出力ポート704が接続
される。ROM702は制御システムの作動時にCPU700が実行
するための記憶されたプログラムを含む。ROM702に記憶
されたプログラムのアルゴリズムを第12図乃至第14図を
参照して以下に説明する。RAM703はスクラッチパッドメ
モリで,ROM702内に記憶されたプログラム実行中にCPU70
0によって計算された中間値を一時的に記憶したり，入
出力ポート704の入力ポートから読込まれた値を記憶し
たりするために使用される。ROM702およびRAM703も各々
現在周知の多くの読取り専用メモリおよび読取り／書込
みメモリから選択され得る。入出力ポート704は以下に
詳述されるようにCPU700と外部装置間で信号をやりとり
するために使用される。入出力ポート704は現在周知の
多くの周辺インターフェースLSI回路またはANDゲート,O
Rゲート，インバータ等のアドレス可能なバッファ回路
により構成され得る。更に,ROM702,RAM703,および入出
力ポート704はCPU700に必要な適当な番地選択，データ
インターフェース回路を備えているものとする。
入出力ポート704は外部装置から入力信号を受信するた
めの複数個のデータ入力ポート706,707および外部装置
へ出力信号を送出するためのデータ出力ポート708,709
を含む。アナログ／ディジタル（A/D）変換器710は入力
ポート707に接続されて示され，これはアナログ入力信
号をCPU700での処理用に対応するディジタル値に変換す
る。ただ１個のA/D変換器が示されているがこのような
変換器を入力ポート707に複数個接続してもよいものと
する。本発明においてはA/D変換器710の入力は，加速ペ
ダル位置，スロットル位置，エンジントルク（TE），お
よび吸入マニホルド圧力をアナログ信号表示する表示位
置に接続される。上記アナログ信号はA/D変換器710によ
ってCPU700での処理のためのディジタル形式に変換され
る。変換を要しない入力信号を送出する装置は入力ポー
ト706に直接接続され得る。第11図に示すようにこれら
にはクラッチ係合信号，シフトレバー位置指示信号，エ
ンジン回転速度検出信号，および軸回転速度検出信号が
含まれる。図示されないが使用速度検出器の種類によっ
ては速度検出信号は周波数／電圧（F/V）変換器に接続
されてもよく，この変換器の出力は次にA/D変換器710に
接続されるものとしてもよい。入出力ポート704に直接
接続される装置は適当な緩衝回路（図示せず）を介して
入力ポート706に接続され得て，各々複数個の別々の入
力を有してもよいものと解されるべきである。
ディジタル／アナログ（D/A）変換器711は出力ポート70
8に接続されCPU700からのディジタル出力信号を外部装
置を制御するための対応するアナログ値に変換する。た
だ１個のD/A変換器が示されているが複数個のD/A変換器
を出力ポート708に接続してもよい。第10図に示される
ように,D/A変換器711の出力はソレノイド駆動回路712〜
714に接続され，該駆動回路は被駆動側プーリ圧力，駆
動側プーリ圧力，およびスロットル位置を各々制御する
ため各ソレノイドを作動させる。数値信号によって直接
駆動され得るこれらの外部装置は出力ポート709を介し
て直接に入出力ポート704に接続できる。図を見やすく
するため，燃料減少弁を制御するためのソレノイド駆動
回路715は出力ポート709を介して入出力ポート704に直
接接続されている。ソレノイド駆動回路712−715が直接
入出力ポート704に接続されるかD/A変換器を介して接続
されるかは各ソレノイドに使用される駆動回路に依存す
るものと解すべきである。第10図においてソレノイド駆
動回路712−715は図を見やすくするためにのみ接続され
ている。更に、入出力ポート704に直接接続される装置
は適当なバッファ回路（図示せず）を介して出力ポート
に接続され得て，各々は複数個の別々の出力を有しても
よい。
第10図のマイクロプロセッサ制御システムは電池716に
よって付勢される。電池716は特に制御システム用でも
よいし，ホスト車両のクランク回転スタータ等の複数個
の機能に使用される電池であってよい。電池716は制御
システムの各要素に必要な電圧レベルを供給する電源71
7に供給される。電源717は従来技術で公知のように１個
以上の電圧制御器と関連フィルタ回路とを含むものとす
る。
第11図は本発明に従ってCVT制御システムを実現するた
めに入出力ポート704へまたそれから供給される各種信
号をまとめたものである。
ここでマイクロプロセッサ制御システムを第12図乃至第
14図に関して説明する。第12図はROM702内に記憶された
プログラムのアルゴリズムを示す主流れ図である。この
アルゴリズムは流れ図のステップ３の反復レートクロッ
クで設定される所定の一定反復レートでCPU700によって
実行される。第13図は主流れ図のステップ８で使用され
る燃料減少サブルーチンのアルゴリズムを示す流れ図で
ある。第14図は燃料減少機能を実行するか否かを決定す
るために比較されうる他のパラメータを示す流れ図であ
る。
制御システムがステップ１で起動されると，例えばホス
ト車両のエンジンが始動されると,CPU700はステップ２
に進み初期設定ルーチンが実行される。ステップ２では
全ての作動変数が所定値に設定されRAM703に記憶され
る。全変数の初期設定と保存後,CPUはステップ３に進み
アルゴリズムに対する反復レートが設定される。反復レ
ートは,CPU700が入力ポート706,707からデータを読込
み，処理し，出力ポート708,709に適当な制御命令を発
するための周波数を設定する。データはステップ４でCP
U700に読込まれ続くステップで処理され，以下に説明す
るように適当な制御命令が提供される。
ステップ５でCPU700はシフト位置レバーがニュートラ
ル，ドライブ，またはリバースのいずれの位置かを決定
する。ニュートラル位置ならばCPU700はステップに９進
み，サブルーチンはステップ４で入力されたデータを処
理したプーリ圧制御（第７図，第８図），エンジン制御
（第５図）およびクラッチ滑り制御（第６図）のための
適当な命令を提供する。CPU700はステップ７からステッ
プ10へ進む。
シフト位置レバーがドライブまたはリバースにあればCP
U700はステップ５からステップ６へ進み，そこでクラッ
チ状態が判定される。クラッチが解除のとき,CPU700は
ステップ９に進み上記サブルーチンを実行し，ステップ
10に進む。クラッチが係合していればCPU700はステップ
６からステップ７へ進む。ステップ７でCVT比Ｒはエン
ジン回転速度NEを駆動軸回転速度NDSで除算することに
よって（第６図のCVT比回路600）決定される。続いてCP
U700はステップ８に進み，ここでサブルーチンはステッ
プ４で入力されたデータを更に処理しエンジン制御（第
５図），プーリ圧制御（第９図，第10図），および燃料
減少制度（第５図の微分器112およびパルス幅変調器11
0）のための適当な命令を出力する。本発明による燃料
減少制御を行なうサブルーチンの動作を第15図に関して
以下に詳述する。
ステップ８のサブルーチン実行後,CPU700はステップ10
に進み，上記サブルーチンの実行中に計算され決定され
た各種制御命令が命令の計式で出力ポート708,709を介
して各種制御装置に出力される。ステップ８の完了後,C
PU700はステップ11に示す待ち状態に入る。待ち状態は
ステップ３で設定された反復クロックが経過し終るまで
続き，その後CPUはステップ３に戻り，反復クロックを
リセットしアルゴリズムを繰返す。
前述のように，加速ペダル解放時には車両速度は上昇す
る傾向になる。この現象は減速時にも発生するがその理
由は車両の慣性が変速比がオーバドライブに変化中の変
速機を介してスロットルを比較的開状態にしたエンジン
の慣性に結合されるからである。上記望ましくない傾向
は加速ペダルが急激かつ完全に放された場合に特に顕著
である。上記異常作動は加速ペダルへの圧力が除かれた
時にペダル位置減少率（−）に比例してエンジンへの
燃料流量を減少すること，および加速ペダル位置が全踏
込可能量の3.6％を下回る場合には燃料流量を減少する
ことによって避けられる。
本発明においては，この機能は本発明の新規な処理を使
用してマイクロプロセッサによって実行される。既に説
明したように，本発明の燃料減少（diminishing）機能
は，本出願人による先願の出願に開示され，別個の構成
要素で実現された燃料減少（diminishing）と本発明に
開示されマイクロプロセッサ技術で実現される該処理と
の混乱を避けるため，燃料減少（cutting）と称する。
本発明による燃料減少処理を第13図乃至第18図に関して
以下に説明する。
第16図は垂直軸方向に加速ペダル位置を，水平軸には時
間ｔの増加を示した加速ペダルの動きのグラフである。
グラフに示されるように，加速装置は１から８までの時
間には正方向に進み，加速ペダルが踏込まれていること
を示す。この時刻マーク８の後，加速ペダルは負方向に
進み，加速装置が解放されつつあることを示す。検知さ
れた第１と第２の加速ペダル位置から，加速ペダル位置
が以下の関係式で決定され得る。
＝α（ｉ）−α（ｉ−１） ここで＝加速ペダル位置の変化 α（ｉ−１）＝第１ペダル位置 α（ｉ）＝第２ペダル位置である。
この関係から，＝０ではペダル位置の変化は無いこと
が分る。＞０では加速器位置の変化は正方向で加速ペ
ダルが踏込まれていることを示す。＜０ではペダル位
置の変化は負方向で加速ペダルが解放されつつあること
を示す。従って，＜０の状態ではエンジンが低速回転
になるべき時に逆に加速する傾向がある。
第17図は燃料減少弁11に対するソレノイド駆動回路のペ
ダル位置変化の負の値に対するデューティサイクルを示
す。燃料減少ソレノイド駆動回路715は加速ペダル位置
の値に逆比例して変化するデューティサイクルを持つソ
レノイドでよい。従って＜０で大きい値の場合，該ソ
レノイドデューティサイクルはこれに対応して長くな
り，エンジン加速を補償するため，より多量の燃料減少
を行なう。＜０で小さい値では，ソレノイドデューテ
ィサイクルはこれに対応して短くなり，エンジン加速を
補償するため，より少量の燃料減少を行なう。従って，
燃料減少ソレノイド駆動回路715のデューティサイクル
は＞０の変化量に従って変えられることが分る。燃料
はソレノイドデューティサイクルの“オン”部分の間だ
けエンジンへ流入する点に注意され度い。従って，制御
システム障害時には燃料減少ソレノイド駆動回路715は
オフのままであり，エンジンには燃料は流れない。
加速ペダル位置は，加速ペダル位置に対応するアナログ
信号を生成する検出器によって感知されてもよい。この
信号は第12図に示すようにCPU700での処理用にA/D変換
器707によって数値形式に変換され得る。A/D変換器707
は，各数値レベルが全加速ペダル踏込量の100％/256つ
まり0.3870％を示す256数値レベルのアナログ変換を実
行する８ビット装置でもよい。該分解能は本発明の燃料
減少制御システムには十二分である。５ビット変換器も
実用的であって，各数値レベルが全加速ペダル踏込量の
100％/32即ち3.13％を示す32数値レベルのアナログ変換
を行なうこともできる。第12図の流れ図のステップ８で
使用される燃料減少サブルーチンの動作を第13図に関し
て以下に説明する。
第13図は第12図の流れ図のステップ４で入力されたデー
タを処理し燃料減少ソレノイド715に対する適当な命令
信号を生成するサブルーチンの流れ図である。以下の説
明のため，制御システムは起動直後であって第13図のサ
ブルーチンは初めて実行されるものと仮定する。ステッ
プ１ではCPU700は現時点での加速ペダル位置α（ｉ）を
A/D変換器710から読出しRAM703に保存する。CPU700はス
テップ２に進みエンジン回転速度NEと所定エンジン回転
速度NSが比較される。NE＜NSであれば燃料減少は発生し
ないでCPU700はステップ16に進み，ここから主制御ルー
チンに戻る。第12図の主流れ図のステップ２においてNS
は所定の最小エンジン回転速度に設定される。燃料減少
機能実施中にエンジンが失速するのを防ぐのに十分な高
さの値をNSに設定せねばならない。エンジン回転速度NE
がNS以上になるとCPU700はステップ３へ進む。ステップ
３では,CPU700はステップ１で読取られた現時点での加
速ペダル位置α（ｉ）を直前の加速ペダル位置α（ｉ−
１）と比較し，加速ペダル位置変化を求める。これは
サブルーチンの最初の実行なのでα（ｉ−１）は，第12
図の主制御ルーチンの初期設定ステップ２で指定される
値となる。次にCPU700はステップ４へ進みソレノイドデ
ューティサイクルタイマ（ｊタイマ）の状態が検査され
る。該ｊタイマに記憶された値は燃料減少ソレノイドの
デューティサイクルを決定し，加速ペダル位置変化に
依存して決定される。該ｊタイマは初めゼロの値に設定
され，この値は燃料減少ソレノイドが活状態でないこと
を示す。従ってCPU700はステップ４からステップ５へ進
む。ステップ５ではステップ３で決定された加速ペダル
位置変化に対する値が検査される。この値が正であれ
ば減速は発生しないで従って燃料減少も必要でない。次
にCPU700はステップ５からステップ16に進み，ここから
主制御ルーチンに戻る。が負の値であると減速が指示
され，燃料減少が要求される。従ってCPU700はステップ
５からステップ７に進む。ステップ７ではCPU700はステ
ップ３で決定されたの値を所定のの値（１）と比
較する。ステップ７とそれに続くステップ９の目的は加
速ペダル位置変化の程度に適当な燃料減少ソレノイドデ
ューティサイクルを決定することである。従ってステッ
プ７で１と比較されステップ９で２と比較される。
これら１と２の値は予め定められている主ルーチン
のステップ２で初期設定される。ステップ７での比較の
結果，が１より大きい場合にはCPU700はステップ９
に進みと２が比較される。が１より小さければ
CPU700はステップ10に進みｊタイマは所定値j1に設定さ
れる。CPU700はステップ10からステップ13に進み，ルー
プカウンタはゼロに設定される。ｊタイマがゼロでない
値を保持していると“COUNT"に記憶された値はサブルー
チンが以下のように実施される都度増加される。CPU700
はステップ13からステップ14に進み，燃料減少ソレノイ
ドが起動される。ステップ14からCPU700はステップ16へ
進み，ここから主ルーチンに戻る。
ステップ７を戻び参照して，が１より大きいとCPU7
00は上記のようにステップ７からステップ９へ進む。ス
テップ９ではは２と比較される。が２より小さ
ければCPU700はステップ11へ進みｊタイマは所定の値j2
に設定される。続いてCPU700は上記のようにステップ13
へ進む。が２より大きければCPU700はステップ12に
進みｊタイマは所定の値j3に設定される。次にCPU700は
上記のようにステップ13に進む。
該サブルーチンが２度目に実行されるとステップ１乃至
ステップ３は上記のように実行される。しかしステップ
３で，（ｉ−１）の値は直前のサブルーチン処理でCP
U700によって読込まれた（ｉ）になる。ｊタイマはも
はやゼロに設定されないので,CPU700がステップ４に達
すると，ステップ６に進みCOUNTに記憶された値が増加
される。次にCPU700はステップ８に進む。ステップ８で
はｊタイマに記憶された値がCOUNTに記憶された値と比
較される。COUNT値がｊタイマ値未満であれば燃料減少
ソレノイドデューティサイクルの“オン”部分はまだ終
了していないのでCPU700はステップ８からステップ14に
進み上記のように処理を続ける。しかしCOUNT値がｊタ
イマ値より大きければ燃料減少ソレノイドデューティサ
イクルの“オン”部分は終了しているのでCPU700はステ
ップ８からステップ15へ進み，ここでソレノイドはオフ
にされる。ステップ15からCPU700はステップ16に進み主
ルーチンに戻る。
第13図の流れ図に示すサブルーチンでは，燃料減少サブ
ルーチンは，燃料減少ソレノイドが起動された時にエン
ジンが失速するのを防ぐためエンジン回転速度NEが所定
回転速度NSを超えた場合に実行される。第14図は第13図
の流れ図のステップ２における他の比較パラメータを示
す。第14a図では，燃料減少サブルーチンは上記のよう
に実施される。第14b図では，燃料減少サブルーチンは
エンジントルクTEが所定エンジントルクTS以上になると
実行される。第14c図では，燃料減少サブルーチンはス
ロットルの角度θが所定スロットル角度θＳ以上になる
と実行される。第14d図では，燃料減少サブルーチンは
吸入マニホルド圧力PMが所定吸入マニホルド圧力PMS以
下になると実行される。上記パラメータに関しては，エ
ンジン回転速度NEと所定の最小エンジン回転速度NSの比
較によって，燃料減少ソレノイドの起動時にエンジンが
停止するか否かが最も理想的に決定されることに留意す
べきである。
第13図において,jタイマは加速ペダル位置変化量に従っ
て３個の別々のレベルに設定される。しかし,jタイマは
燃料減少ソレノイドのデューティサイクルに対するより
精密な制御を行なうために更に他のレベルに設定され得
ることとする。
ｊタイマの適当な設定は以下の線型関係式からも決定で
きることが分った。
ｊ＝INT（（＊ｋ）＋k1） ここでｊはｊタイマへの設定値 INTは括弧内の量から整数値を生成するプログラム操作 は加速ペダル位置の変化 ｋは第１定数 k1は第２定数である。
上記線型関係式は第13図のステップ７および９−12に代
替できる。
燃料減少量も変速比Ｒの関数とすることができる。変速
比が高く＜０となり燃料減少が実行されると，変速機
はオーバドライブに突然入り，対応する衝撃が操縦者に
伝わる。従って，変速比が高い場合には燃料減少ソレノ
イドのデューティサイクルは変速機がオーバドライブに
入り衝撃が操縦者に伝わらないようにするためにより低
下されるべきことが分った。つまり変速比Ｒが所定値RS
より大きければｊタイマ値は以下の線型関数で設定でき
る。
ここでｊはｊタイマの値 INTは括弧内の量から整数値を生成するプログラム操作 は加速ペダル位置の変化 1/Rは変速比の逆数 ｋは第１定数 k1は第２定数である。
第13図の流れ図のステップ７および９−12に示す別々の
値にｊタイマ値を設定する場合で，変速比Ｒが所定値RS
より大きいときには,jタイマ値は次式で設定できる。
ここでｊはｊタイマの値 INTは括弧内の量から整数値を生成するプログラム操作 Ｊはステップ10,11,または12で生成されるｊタイマの所
定値 1/Rは変速比の逆数 ｋは第１定数 k1は第２定数である。
上記関係から変速比の逆比例する燃料減少ｊタイマ値が
得られる。従って高変速比では燃料減少はこれに対応し
て減少され変速機が突然オーバドライブに入り衝撃を操
縦者に伝えるという悪影響を避ける。
上記のマイクロプロセッサ制御燃料減少システムは標準
気化器燃料供給システム，スロットルボデー噴射（TB
I）燃料供給システム，または電気式燃料噴射（EFI）燃
料供給システムによって実施され得る。気化器燃料供給
システムでは上記の燃料減少ソレノイド技術が使用され
る。TBIおよびEFI燃料供給システムでは燃料噴射制御手
段のデューティサイクルは上記燃料減少ソレノイドと同
様に起動される。
第15図は第14図A,B,Cの実施例の対応関係を示すエンジ
ン作動特性線図を示す。第18図は本発明の燃料減少ソレ
ノイドの駆動に使用され得る駆動回路を示す。
上記制御システムは従来技術のシステムに対する重要な
改善であるが，なお構成の複雑化,CVTに一般的な欠点の
解消（ドライバビリティの改善等）においてさらに改善
が望まれると共に簡単な制御システムとすることが要望
されることは既述の通りである。
従って本発明は既述の通り，従来技術で公知の該システ
ムを使用するよりもさらに有利でドライバビリティの良
いCVT用制御システムを提供することが具体的課題とな
る。
本発明によれば，制動用エンジン負トルクを使用するこ
とによって該システムがさらに改良されることが発見さ
れた。
かくて，本発明の具体的課題はエンジンのスロットル開
度が負エンジントルクを生成するように制御され得るCV
T用制御システムを提供することである。
本発明の上記目的は燃料が減少された後にエンジンスロ
ットル開度を調整するCVT制御システムを提供すること
によって達成される。このようにスロットルを調整する
ことによって必要時に動力伝達システムに制動をかける
ためのより大きな負トルクをエンジンに発生させること
が可能となる。
即ち，本発明によれば解決手段の項に既述の通り，無段
変速機を有する動力伝達装置の制動用負トルクを使用す
るための装置が提供される。
本発明の好適な実施の態様は次の通りである。
（１）前記燃料減少手段は，前記指令手段によって指令
された該装置作動特性が減少される減少率に対応する量
だけ該燃料流量を減少させることが好ましい。
（２）前記燃料制御手段は，前記伝達装置の該負トルク
または前記エンジンの該速度の関数を増加させるために
制御されることが好ましい。
（３）前記燃料制御手段は，前記伝達装置の該負トルク
または前記変速機の該駆動変速比の関数を増加するため
に制御されることが好ましい。
（４）前記燃料制御手段は，前記伝達装置の該負トルク
を該エンジン駆動軸の該速度の関数として増加するため
に制御されることが好ましい。
上記のように燃料が一旦減少されると，負エンジントル
クはエンジン回転速度およびスロットル開度に依存して
変化する。エンジン回転速度はスロットル開度によって
は制御され得ない。第19図を参照すると，エンジン動作
が加速ペダル位置がゼロになる等の結果Ａ点からｑ点へ
移動すると，曲線Ｂで示されるような負エンジントルク
が生成される。このトルクは動力伝達システムの制動と
なるには十分な大きさではない。従来のCVT制御システ
ムではスロットル開度は単にエンジン速度に依存する。
しかし，上記のように燃料が減少された後には，スロッ
トル開度は更に負のエンジントルクを生成するために制
御され得る。
上記のように燃料減少を要求する２個の条件がある。
1.指令された減速 エンジン過大回転速度に対する保護 本発明においては，燃料減少期間とスロットル開度調整
は以下の要素に依存して制御される。
1.（αN+1−dN） 2.NE（エンジン回転速度） 本発明のこの特徴は第13図の流れ図に示すマイクロプロ
セッサルーチンを第20図の流れ図に示すルーチンに単に
代えるだけで実施され得る。
ステップ１において，エンジン回転速度NEが所定最大値
を上回っているかが決定される。上回っている場合に
は，燃料減少機能が起動される。ステップ２では，エン
ジン回転速度が所定最小値を下回っているかが決定され
る。下回っている場合には燃料減少は行なわれない。ス
テップ３では，現時点での駆動軸回転速度NDSが直前の
駆動軸回転速度NDS1より低いかが決定される。低い場合
には燃料減少は実施されない。ステップ４では現在のス
ロットルペダル位置αが直前のスロットペダル位置α１
を下回るかどうかおよび現時点のCVT比Ｒが直前のCVT比
R1を下回るかどうかが決定される。いずれも下回る場合
には燃料減少機能は起動されない。ステップ５では，現
時点での加速ペダル位置変化(-)が直前の加速ペダル
位置変化（１）を下回るかどうかが決定される。下回
るときには燃料減少機能が起動される。
燃料減少機能の起動後，スロットル開度θはステップ８
で調整され得，上記パラメータの任意の組合せに従って
更に大きいエンジントルクを生成する。
本発明を望ましい実施例に関連して詳述したが，これら
は例であって，本発明を制限するものではない。当業者
には，他の変形および修正は本発明の範囲を逸脱するこ
となく容易に可能であると解されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は約2.5リットルの排気量を持つ典型的４気筒乗
用車エンジンの特性線図である。 第２図は米国特許第4,459,878号および第4,458,560号に
開示されたエンジン−CVT制御方式の構成要素の機能的
関係を示す概略図である。 第３図は第４図のエンジン制御システム全体とCVTプー
リベルト駆動および車両始動クラッチとの関係を示す。 第４図はCVTの駆動側および被駆動側プーリにかかる力
を変速比の関数として示す。 第５図乃至第８図は第２図のエンジン−CVT制御方式の
全体図で線Ａ−ＢとＣ−Ｄで示したように相互関連して
いる。 第５図は主にエンジン制御回路に関する。 第６図は主に始動クラッチ制御回路に関する。 第７図は主としてプーリ圧力発生器に関する。 第８図は第７図の被駆動側プーリ用の圧力発生器の変形
を示す。 第９図は第２図の制御方式に従ったエンジン−CVTシス
テムの作動をグラフにしたものである。 第10図は本発明によるエンジン−CVT用のマイクロプロ
セッサ制御方式を示すブロック図である。 第11図は第10図の入出力ポートへ／から供給／出力され
る各種信号をまとめたものである。 第12図は第10図のマイクロプロセッサで実行される主制
御ルーチンのための流れ図である。 第13図は第12図の主制御ルーチンで実行される燃料減少
サブルーチンのための流れ図を示す。 第14図は第13図のサブルーチン実行時に比較され得る他
のパラメータを示す。 第15図は本発明の制御方式によるエンジン−CVTシステ
ムの動作を示すグラフである。 第16図は加速ペダル位置の変化を示すグラフである。 第17図は本発明による燃料減少スロットルの各種デュー
ティサイクルを示すグラフである。 第18図は第10図の各種スロットルを駆動するために使用
され得る電気回路を示す。 第19図はエンジン作動特性のグラフである。 第20図は第10図のマイクロプロセッサの主制御ルーチン
（第12図）で実行される本発明による燃料減少サブルー
チンのための流れ図を示す。 図中符号 ９……燃料遮断機構、10……エンジン 11……燃料減少弁、12……燃料供給手段 13……スロットルサーボ、14……CVT 19……トルク検出器、20,30……プーリ 40……始動クラッチ、100……エンジン制御回路 200,300……プーリ圧力発生器 250,350……圧力サーボ制御器 400……始動クラッチ制動回路 450……始動クラッチ用圧力サーボ制御器 500……液体分配回路、600……CVT比回路

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジン駆動車両のエンジンと該エンジン
    からの動力を出力軸に伝達するため該エンジンに連結さ
    れる連続可変比変速機とを含む動力伝達装置の作動を制
    御するための装置において、 前記エンジンは可変量の燃料を該エンジンに供給するた
    めの燃料供給手段を有し、 指令手段の指令する該動力伝達装置の所望の作動特性に
    基づいて前記動力伝達装置を制御する制御装置であっ
    て、 前記制御装置は： 前記動力伝達装置の実作動特性を測定し、該実作動特性
    に係る信号を出力する装置実作動特性測定手段と； 前記指令手段と前記装置実作動特性測定手段とに機能的
    に組合され、前記変速機の変速比を前記指令手段により
    指令された前記動力伝達装置の所望の作動特性と測定さ
    れた該装置実作動特性との関数として制御するように設
    けられ、前記エンジンの速度は該変速比の関数として変
    化する構成の変速比制御手段と； 前記エンジンの速度に関連して燃料要求量を定めるため
    の燃料関数手段と； 前記エンジン速度の測定手段と； 前記燃料関数手段と前記燃料供給手段とに機能的に組合
    され、該燃料関数手段によって定められる前記燃料要求
    量のみに従って該燃料供給手段を制御し、前記エンジン
    へ供給される燃料が前記エンジンの速度のみによって決
    定されるようにした燃料制御手段と； 前記燃料制御手段と分離されると共に前記燃料供給手段
    とに機能的に組合され、前記指令手段によって指令され
    た前記装置作動特性の減少時に前記燃料供給手段への燃
    料流量を前記燃料関数手段からの該要求量よりも減少さ
    せる燃料減少手段と；、を含み、 前記燃料制御手段は、前記燃料減少手段による燃料流量
    の減少後、前記伝達装置の制動用負トルクの絶対値を増
    加するように燃料供給手段を制御すること、 を特徴とする無段変速機を有する動力伝達装置の制動用
    負トルクを使用するための装置。
  2. 【請求項２】前記燃料減少手段は、前記指令手段によっ
    て指令された前記作動特性が減少される減少率に対応す
    る量だけ前記燃料流量を減少させることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の無段変速機を有する動力伝
    達装置の制動用負トルクを使用するための装置。
  3. 【請求項３】前記燃料制御手段は、前記動力伝達装置の
    制動用負トルクの絶対値または前記エンジンの速度の関
    数を増加させることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の無段変速機を有する動力伝達装置の制動用負ト
    ルクを使用するための装置。
  4. 【請求項４】前記燃料制御手段は、前記伝達装置の制動
    用負トルクの絶対値または前記変速機の変速比の関数を
    増加するために制御されることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の無段変速機を有する動力伝達装置の
    制動用負トルクを使用するための装置。
  5. 【請求項５】前記燃料制御手段は、前記伝達装置の制動
    用負トルクの絶対値を前記エンジンの駆動軸の速度の関
    数として増加するために制御されることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項に記載の無段変速機を有する動力伝
    達装置の制動用負トルクを使用するための装置。
  6. 【請求項６】前記燃料減少手段はマイクロプロセッサを
    含み、該マイクロプロセッサへ第１及び第２の装置作動
    特性指令を入力するための入力手段を含み該マイクロプ
    ロセッサは指令された装置作動特性の変化の際に入力す
    る前記第１、第２の指令を演算処理し、さらに、燃料供
    給手段への燃料流量を制御する燃料供給手段を含み、こ
    の供給手段は指令された装置作動特性の変化に逆比例す
    るデューティ比をもって燃料流量を制御することを特徴
    とする特許請求の範囲第１〜５項記載の無段変速機を有
    する動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装
    置。
  7. 【請求項７】請求の範囲第６項記載の前記デューティ比
    は、指令された装置作動特性の変化に応じて複数の異っ
    た値から選択されることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の無段変速機を有する動力伝達装置の制動用負
    トルクを使用するための装置。
  8. 【請求項８】請求の範囲第７項記載の前記デューティ比
    は、 式INT（ｊ・1/R・ｋ＋k1）に従って定められることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の無段変速機を有す
    る動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装置
    （但し、INTは（）内の値から整数を得るマイクロプロ
    セッサのプログラム演算指令を示し、ｊは前記複数の異
    った値から選択された一つの数を示し、1/RはCVT変速比
    の逆数を示し、ｋ、k1は夫々第１、第２の所定の定数を
    示す）。
  9. 【請求項９】請求の範囲第６項記載の前記デューティ比
    は、式INT（・ｋ＋k1）に従って定められることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の無段変速機を有す
    る動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装置
    （但しINTは（）内の値から整数を得るマイクロプロセ
    ッサのプログラム演算指令を示し、は指令された装置
    作動特性の変化を示し、ｋ、k1は第１、第２の所定の定
    数を示す）。
  10. 【請求項１０】請求の範囲第９項記載の前記デューティ
    比は式INT（・1/R・ｋ＋k1）に従って定められること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の無段変速機を
    有する動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための
    装置（但しINTは（）内の値から整数を得るマイクロプ
    ロセッサのプログラム演算指令を示し、は指令された
    装置作動特性の変化を示し、1/RはCVT変速比の逆数を示
    し、ｋ、k1は夫々第１、第２の所定の定数を示す）。
  11. 【請求項１１】請求の範囲第６項記載の前記デューティ
    比は指令された装置作動特性の変化に逆比例する複数の
    レベルにセットされることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項記載の無段変速機を有する動力伝達装置の制動用
    負トルクを使用するための装置。
  12. 【請求項１２】請求の範囲第６項記載の前記デューティ
    比は指令された装置作動特性に対し逆の線型比例関係を
    もって規定されることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の無段変速機を有する動力伝達装置の制動用負ト
    ルクを使用するための装置。
  13. 【請求項１３】請求の範囲第６項記載の前記デューティ
    比はエンジントルクに関連して定められることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載の無段変速機を有する動
    力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装置。
  14. 【請求項１４】請求の範囲第６項記載の前記デューティ
    比はエンジントルクに逆比例することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の無段変速機を有する動力伝達装
    置の制動用負トルクを使用するための装置。
JP61228493A 1985-09-30 1986-09-29 無段変速機を有する動力伝達装置の制動用負トルクを使用するための装置 Expired - Lifetime JPH0794214B2 (ja)

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