JPH11342768A - 無段変速機付エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】運転者の要求駆動力に応じた駆動力を、最適な
変速比とエンジンの発生トルクとの相互作用により実現
する。 【解決手段】アクセル開度θthと車速Ｓとに基づき、ス
ロットル弁の目標スロットル開度θtho と燃費率の最良
な目標エンジン回転数Ｎｅoとの双方を設定し（Ｓ３，
Ｓ４）、目標エンジン回転数Ｎｅoに基づき無段変速機
の目標変速比を設定する。目標変速比を燃費率の最良と
なる目標エンジン回転数Ｎｅoに基づいて設定されるた
め、燃費率の良好な最適変速比を得ることができ、又、
スロットル弁の開度制御により適正な発生トルクを得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機の変速
比とスロットル開度とを有機的に制御する無段変速機付
エンジンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無段変速機（ＣＶＴ）は、プラ
イマリプーリとセカンダリプーリとに供給されている油
圧を車両の運転状態に応じて給排することで、プライマ
リプーリ側で変速比を制御し、セカンダリプーリ側でト
ルク伝達に必要なベルトに対する張力を制御する。尚、
各プーリに供給する油圧はエンジンを駆動源とするオイ
ルポンプからの吐出圧を元圧としている。

【０００３】無段変速機の変速制御は、例えば特開平４
−７８３６７号公報に開示されているように、スロット
ル開度と、車速の代用であるセカンダリプーリ回転数に
基づいて行われる。

【０００４】又、搭載されているエンジンのスロットル
弁がアクセルペダルと機械的に連動していない電子制御
式スロットル弁である場合、例えば、実開平３−３２１
４９号公報には、エンジン負荷、或いはエンジン回転数
をパラメータとして設定した最小燃費率が得られる領域
では、予め設定したスロットル開度特性に従いアクセル
ペダル踏込み量に応じてスロットル開度の目標値を設定
し、この目標値に実際のスロットル開度が収束するよう
に制御する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、変速機とし
て無段変速機を備えるエンジンに電子制御式スロットル
弁が設けられている場合であっても、その両者の制御は
個別に行なわれる場合が多い。その結果、例えば、スロ
ットル開度を最小燃費率が得られるような最適な値に制
御した場合であっても、無段変速機側において変速比が
スロットル開度と車速とに基づいて無段階に制御されて
しまうため、スロットル開度に応じて設定される目標エ
ンジン回転数が変動してしまい、燃費効率の良い回転数
が維持できなくなり、燃費率が悪化してしまうばかりで
なく、運転者の要求駆動力を満足させることができず違
和感を与えてしまう。

【０００６】同様に、変速比がスロットル開度と車速と
に基づいて設定される場合、燃費率の最も良い状態で運
転しようとしても、この変速比がスロットル開度に依存
して設定されるため、常に最小燃費率領域での運転が困
難となってしまう。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、運転者の要求
駆動力に対応する最適な変速比を燃費率の最も良い領域
で設定することのできる無段変速機付エンジンの制御装
置に提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決るすための手段】本発明による無段変速機
付エンジンの制御装置は、動力伝達系に無段変速機を設
け、車両の走行状態に応じて無段変速機の変速比を設定
し、又、車両の走行状態及びアクセル開度に基づき電子
制御式スロットル弁の目標スロットル開度を設定するも
のにおいて、アクセル開度と車速とに基づき目標エンジ
ン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、ア
クセル開度と車速とに基づき電子制御式スロットル弁の
目標スロットル開度を設定する目標スロットル開度設定
手段と、目標エンジン回転数に基づき無段変速機の目標
変速比を設定する目標変速比設定手段とを備えているこ
とを特徴とする。

【０００９】この場合、好ましくは、目標変速比設定手
段では、目標エンジン回転数を該目標エンジン回転数と
実際のエンジン回転数との偏差に応じて設定した補正量
で補正した後の値に基づき目標変速比を設定することを
特徴とする。

【００１０】即ち、本発明では運転者の意思が反映され
ているアクセル開度と車速とに基づいて目標エンジン回
転数と目標スロットル開度との双方を設定し、又、目標
エンジン回転数に基づいて無段変速機の目標変速比を設
定する。

【００１１】この場合、好ましくは、目標変速比を、目
標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との偏差に応
じて設定した補正量で目標エンジン回転数を補正した値
に基づいて設定する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１に無段変速機付エンジンの
全体構成を示す。

【００１３】図１の符号１は車両に搭載されているエン
ジン、２はエンジン１と図示しない駆動輪との間の回転
数差を変速する無段変速機であり、エンジン１と無段変
速機２との間に、両者間の動力伝達を制御する電磁クラ
ッチなどの発進デバイス３が介装されている。尚、無段
変速機２の変速比制御、及び発進デバイス３の断続制御
は、後述する制御装置（ＥＣＵ）１１で実行される。

【００１４】エンジン１の吸気通路１ａに介装されてい
るスロット弁４は電子制御式スロットル弁であり、スロ
ットル弁４のスロットル軸に、スロットル弁４を駆動す
る電動モータ、油圧モータ等のスロットルアクチュエー
タ５ａとスロットル開度を検出するスロットル開度検出
手段５ｂとが連設されている。尚、スロットル弁４の開
度により、エンジン１１の出力トルクが決定される。
又、吸気通路１ａの上流にエアクリーナ６が設けられて
いる。

【００１５】又、符号７はアクセルペダルであり、アク
セルペダル７に、アクセルペダル７の踏み込み量を検出
するアクセル開度検出手段８が連設されている。

【００１６】又、エンジン１に、図示しないクランク軸
等の回転数を検出するエンジン回転数検出手段９が併設
されており、更に、無段変速機２に、無段変速機２の出
力軸の回転数を検出する車速検出手段１０が併設されて
いる。

【００１７】制御装置１１の入力側には、各検出手段５
ｂ，８〜１０が接続されていると共に、無段変速機２の
プライマリプーリ（図示せず）の回転数を検出するプラ
イマリプーリ回転数検出手段２ａ、セカンダリプーリ
（図示せず）の回転数を検出するセカンダプーリ回転数
検出手段２ｂが接続されている。

【００１８】制御装置１１では、アクセル開度検出手段
８で検出したアクセル開度θACに基づき、運転者の要求
駆動力Ｔo を設定し、要求駆動力Ｔo と車速検出手段１
０で検出した車速Ｓとに基づき目標エンジン回転数Ｎｅ
oを設定し、目標エンジン回転数Ｎｅoに基づき目標スロ
ットル開度θthoと目標変速比ｉｓとの双方を設定す
る。

【００１９】図２に、制御装置１１で実行するスロット
ル開度制御処理、及び変速比制御処理の機能ブロック図
を示す。

【００２０】要求駆動力設定手段２１では、アクセル開
度検出手段８で検出したアクセル開度θACをパラメータ
としてアクセル開度テーブルを補間計算付きで参照し
て、運転者の要求駆動力Ｔo を設定する。

【００２１】目標スロットル開度設定手段２２では、要
求駆動力Ｔo と車速検出手段１０で検出した車速Ｓとに
基づき目標スロットル開度テーブルを補間計算付きで参
照して目標スロットル開度θtho を設定する。

【００２２】スロットル弁駆動量設定手段２３では、目
標スロットル開度θtho とスロットル開度検出手段５ｂ
で検出した実スロットル開度θthとの偏差Δθthを算出
し、対応する駆動信号をスロットルアクチュエータ５ａ
へ出力する。

【００２３】目標エンジン回転数設定手段２４では、要
求駆動力Ｔo と車速Ｓとに基づき目標エンジン回転数テ
ーブルを補間計算付きで参照して目標エンジン回転数Ｎ
ｅoを設定する。

【００２４】尚、目標スロットル開度テーブルと目標エ
ンジン回転数テーブルとには、目標スロットル開度θth
o と目標エンジン回転数Ｎｅoとの関係から、最も燃費
率の良い状態で運転することのできる最適値が予め実験
などから求めて格納されている。

【００２５】実スロットル開度５ｂ、目標エンジン回転
数Ｎｅoは、無段変速機２を制御するＣＶＴ制御ユニッ
ト２５で読込まれる。

【００２６】ＣＶＴ制御ユニット２５では、入力された
各パラメータに基づき、ライン圧制御用ソレノイドバル
ブ２６ａ、及びプライマリ圧制御用ソレノイドバルブ２
６ｂに対する制御量（デューティ比）を演算する。

【００２７】先ず、ライン圧制御用ソレノイドバルブ２
６ａを駆動するライン圧ＰL を設定するライン圧制御系
について説明する。エンジントルク設定部３１では、エ
ンジン回転数検出手段９で検出したエンジン回転数Ｎｅ
とスロットル開度検出手段５ｂで検出した実スロットル
開度θthとに基づきエンジントルクテーブルを補間計算
付きで参照してエンジントルクＴを推定する。

【００２８】実変速比設定部３２では、プライマリプー
リ回転数検出手段２ａ、及び、セカンダリプーリ回転数
検出手段２ｂで検出したプライマリプーリ回転数Ｎｐ、
及びセカンダリプーリ回転数Ｎｓからテーブル参照によ
り実変速比ｉ（ｉ＝Ｎｐ／Ｎｓ）を算出する。

【００２９】必要ライン圧設定部３３では、実変速比ｉ
に基づきテーブルを参照して、単位トルク当たりの必要
ライン圧ＰLL1 を設定する。

【００３０】目標ライン圧設定部３４では必要ライン圧
ＰLL1とエンジントルクＴとに基づき、目標ライン圧ＰL
Oを算出する（ＰLO＝ＰLL1・Ｔ）。

【００３１】デューディ比設定部３５では、目標ライン
圧ＰLOを読込み、予め設定されている最大ライン圧ＰLM
を１００％とした場合の目標ライン圧ＰLOの割合である
デューティ比ＤL を設定し、駆動部３６を介して、ライ
ン圧制御用ソレノイドバルブ２６ａへ出力する。その結
果、ライン圧制御用ソレノイドバルブ２６ａが作動し、
ライン圧ＰL が目標ライン圧ＰLOに収束するように制御
する。

【００３２】そして、ライン圧ＰL が、セカンダプーリ
に供給されて、セカンダリプーリにトルク伝達に必要な
ベルト張力が付与される。

【００３３】次に、プライマリ圧制御用ソレノイドバル
ブ２６ｂを駆動するプライマリ圧Ｐｐを設定するプライ
マリ圧制御系について説明する。補正量設定部４１で
は、目標エンジン回転数Ｎｅoと実際のエンジン回転数
Ｎｅとの偏差ΔＮに基づき、補正量テーブルを補間計算
付きで参照して補正量Ｋoを設定する。補正量Ｋo は、
後述する目標変速比ｉｓを設定する際のパラメータとな
る目標エンジン回転数Ｎｅoを補正するもので、図７に
示すように、偏差ΔＮに対して比例関係にあり、予め実
験等により求めたものである。

【００３４】目標変速比設定部４２では、目標エンジン
回転数Ｎｅoに補正量Ｋo を加算して補正した値に基づ
き、目標変速比テーブルを補間計算付きで参照して目標
変速比ｉｓを設定する。

【００３５】目標変速速度設定部４３では、目標変速比
ｉｓに基づき、一定時間Δｔ毎の目標変速速度（ｄｉｓ
／ｄt ）を算出する。

【００３６】変速速度設定部４４では、実変速比ｉ、目
標変速比ｉｓ、目標変速速度ｄｉｓ／ｄt 、及び係数設
定部４５に格納されている係数Ｋ1 ，Ｋ2 を読み込み、
変速速度ｄｉ／ｄt を次式から算出する。 ｄｉ／ｄt ←Ｋ1 ・（ｉｓ−ｉ）＋Ｋ2 （ｄｉｓ／ｄt ）…（１） ここで、Ｋ1 ・（ｉｓ-ｉ）の項は目標変速比ｉｓと実
変速比ｉとの偏差による制御量であり、制御量に対し操
作量を同一にして制御すると、無段変速機２の制御系の
種々の遅れ要素により一次遅れとなって、収束性が悪
い。そこで、車両全体の系における目標変速比変化速度
ｄｉｓ／ｄt の位相進み要素を求め、これを予め制御量
に付加して操作量を決める。フィードフォワード制御を
行い、これにより遅れ成分が吸収されて収束性が向上す
る。

【００３７】デューティ比設定部４６では、実変速比ｉ
と実変速速度ｄｉ／ｄt とに基づき、Ｄｐ＝ｆ（ｉ，ｄ
ｉ／ｄt ）の関係からプライマリ圧テーブルを補間計算
付きで参照して、デューティ比Ｄｐを設定し、駆動部４
７を介してプライマリ圧制御用ソレノイド弁２６ｂへ出
力する。

【００３８】その結果、プライマリ圧制御ソレノイドバ
ルブ２６ｂにて、プライマリプーリに供給されるプライ
マリ圧Ｐｐが設定され、プライマリプーリの溝幅が変化
して、実変速比ｉが目標変速比ｉｓに収束するように制
御される。

【００３９】制御装置１１で実行される変速比制御処理
は、具体的には、図４〜図６のフローチャートに従って
行われる。

【００４０】図４に示すメインルーチンでは、先ず、ス
テップＳ１で車速Ｓと運転者の意思が反映されるアクセ
ル開度θACとを読込み、ステップＳ２で、アクセル開度
θACに基づきアクセル開度テーブルを参照して、運転者
の要求駆動力Ｔo を設定する。

【００４１】次いで、ステップＳ３、Ｓ４で、要求駆動
力Ｔo と車速Ｓとに基づき目標エンジン回転数テーブ
ル、目標スロットル開度テーブルを、それぞれ参照して
目標エンジン回転数Ｎｅo、目標スロットル開度θtho
を設定する。

【００４２】その後、ステップＳ５へ進み、目標スロッ
トル開度θtho と実スロットル開度θthとの偏差Δthを
算出し、ステップＳ６で、変速比制御サブルーチンを実
行した後、ルーチンを抜ける。

【００４３】変速比制御サブルーチンは、図５に示すフ
ローチャートに従って実行される。

【００４４】先ず、ステップＳ１１で、目標エンジン回
転数Ｎｅoに、後述する補正量算出ルーチンで算出した
補正量Ｋo を加算した値（Ｎｅo＋Ｋo ）に基づき目標
変速比テーブルを参照して目標変速比ｉｓを設定する。

【００４５】目標変速比ｉｓが、燃費率の最良となる目
標エンジン回転数Ｎｅoに基づいて設定されるため、燃
費の向上を図ることができるばかりでなく、目標エンジ
ン回転数Ｎｅoと目標スロットル開度θtho とが、共通
のパラメータに基づいて設定されているため、無段変速
機２の変速比ｉとスロットル弁４のスロットル開度θth
とが制御され、これらに基づいて運転者の要求駆動力Ｔ
o を最適な変速比ｉとエンジンの発生トルクとの相互作
用により実現でき、運転性能の向上を図ることができ
る。

【００４６】そして、ステップＳ１２へ進むと、無段変
速機２のプライマリプーリ回転数Ｎｐとセカンダプーリ
回転数Ｎｓとの比（Ｎｐ／Ｎｓ）に基づき変速比テーブ
ルを参照して実変速比ｉを設定し、ステップＳ１３で、
目標変速比ｉｓに基づき、一定時間Δｔ毎の目標変速速
度（ｄｉｓ／ｄt ）を算出する。

【００４７】そして、ステップＳ１４へ進み、変速速度
（ｄｉ／ｄt ）を、（１）式に基づいて算出し、ステッ
プＳ１５で、実変速比ｉと変速速度（ｄｉ／ｄt ）とに
基づきプライマリ圧テーブルを参照して、プリイマリプ
ーリの溝幅を変化させるプライマリプーリ圧Ｐｐを生成
するデューティ比Ｄｐを設定し、ステップＳ１６でデュ
ーティ比Ｄｐを所定にセットしてルーチンを抜ける。

【００４８】又、補正量Ｋo は、図６に示す補正量算出
ルーチンで算出される。先ず、ステップＳ２１で目標エ
ンジン回転数Ｎｅoと実際のエンジン回転数Ｎｅとの偏
差ΔＮを算出し、ステップＳ２２で、偏差ΔＮに基づ
き、図７に示す補正量テーブルを参照して補正量Ｋo を
設定し、ルーチンを抜ける。

【００４９】尚、本発明は、上記実施の形態に限るもの
ではなく、例えばＣＶＴ制御ユニット２５は、制御装置
１１から独立した個別のものであっても良い。又、目標
エンジン回転数テーブルと目標スロットル開度テーブル
とに、それぞれ格納されている目標エンジン回転数Ｎｅ
oと目標スロットル開度θtho との特性を駆動力を重視
した設定にすれば、実用燃費の向上と加速性能の向上と
の両立を図ることができる。

【００５０】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
無段変速機の目標変速比を、アクセル開度と車速とをパ
ラメータとして設定した目標エンジン回転数に基づいて
設定すると共に、スロットル弁の目標スロットル開度も
アクセル開度と車速とに基づいて設定するようにしたの
で、スロットル開度と変速比とを有機的に制御すること
ができ、運転者の要求駆動力を、最適なエンジンの発生
トルクと変速比との相互作用により実現することがで
き、運転性能の向上を図ることができるばかりでなく、
変速比が目標エンジン回転数に基づいて設定されるた
め、燃費率の最良な状態で、変速制御することが可能と
なり、燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無段変速機付エンジンの全体構成図

【図２】制御装置の機能ブロック図

【図３】ＣＶＴ制御ユニットの機能ブロック図

【図４】メインルーチンを示すフローチャート

【図５】変速比制御ルーチンを示すフローチャート

【図６】補正量算出ルーチンを示すフローチャート

【図７】補正量テーブルの説明図

【符号の説明】

１…エンジン ２…無段変速機 ２２…目標スロットル開度設定手段 ２４…目標エンジン回転数設定手段 ４２…目標変速比設定手段 ｉ…変速比 ｉｓ…目標変速比 Ｎｅ…エンジン回転数 Ｎｅo…目標エンジン回転数 ΔＮ…偏差 Ｓ…車速 θAC…アクセル開度 θth…スロットル開度 θtho …目標スロットル開度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:44

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力伝達系に無段変速機を設け、車両の
   走行状態に応じて上記無段変速機の変速比を設定し、又
   上記車両の走行状態及びアクセル開度に基づき電子制御
   式スロットル弁の目標スロットル開度を設定する無段変
   速機付エンジンの制御装置において、 上記アクセル開度と車速とに基づき目標エンジン回転数
   を設定する目標エンジン回転数設定手段と、 上記アクセル開度と上記車速とに基づき電子制御式スロ
   ットル弁の目標スロットル開度を設定する目標スロット
   ル開度設定手段と、 上記目標エンジン回転数に基づき上記無段変速機の目標
   変速比を設定する目標変速比設定手段とを備えているこ
   とを特徴とする無段変速機付エンジンの制御装置。
2. 【請求項２】 上記目標変速比設定手段では、上記目標
   エンジン回転数を該目標エンジン回転数と実際のエンジ
   ン回転数との偏差に応じて設定した補正量で補正した後
   の値に基づき上記目標変速比を設定することを特徴とす
   る請求項１記載の無段変速機付エンジンの制御装置。