JPS6233092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両のエンジンおよび変速機の制御を
総合的に行う車両の動力系制御装置に関するもの
である。

一般にエンジンにおいて、その回転数と出力ト
ルクとの関係は第１図に示すようになり（吸気マ
ニホールドの負圧をパラメータとする。）、空気と
燃料の混合気の吸入圧力が一定であれば回転数に
よつて出力トルクが変化し、低速回転および高速
回転では出力トルクが小さくその間のある適当な
回転数で出力トルクは最大になる。又、空気と燃
料の混合気の吸入圧力が高くなれば出力トルクも
大きくなる。第１図のａはスロシトル弁全開で混
合気の吸入圧力が最も高くなつた場合を示す。さ
らに、エンジンの出力トルクは空気と燃料との混
合比即ち空燃比や点火時期によつても変化する。
このため、エンジンの制御は主として空燃比と点
火時期を制御することによつて意図した運転性能
が得られるように行われる。

しかるに従来における車両の動力系の制御はエ
ンジンの制御と変速機の制御が個別に行われてお
り、エンジンの制御はエンジンのみにおいて行わ
れるために変速機の変速比が適当でないと動力系
は十分に性能を発揮できないという問題があつ
た。例えば、車両を急加速したい場合にエンジン
の出力トルクを高くしても変速機の変速比が小さ
いと十分なトルクが得られずに燃料の消費量だけ
が多くなる。又、高速の一定速度で走行したい場
合に変速比を大きくすればエンジンの回転数は多
くなり、やはり燃料の消費量が多くなる。一方、
変速機においても個別に制御を行つているために
同様の問題が生じた。

本発明は上記のような問題点を除去しようとし
て成されたものであり、車両におけるエンジンと
変速機とを総合的に制御することにより車両の運
転を燃料消費量が最小で効率良く行うことができ
る車両の動力系制御装置を提供することを目的と
する。

第２図はエンジンの出力パワー当りの燃料消費
量の一例を示すもので、実線は等燃費曲線であ
り、点線はエンジン回転数を増加していつた際に
等燃費曲線を垂直に切る線で最低燃費曲線であ
る。等燃費曲線の中心へ行く程燃量消費量は少く
なる。変速機の出力側の出力トルクと回転数をあ
る値にしようとする場合、エンジンの状態と変速
機の変速比との組合せは種々考えられるが、本発
明による制御装置では燃料消費量が最小となるよ
うにエンジンの状態と変速比を制御するものであ
る。

以下本発明の実施例を図面とともに説明する。
第３図において、１はエンジンで、エンジン１に
はその出力軸２を介して変速比を連続的に変える
ことができる無段変速機３が連結され、無段変速
機３には駆動軸４などを介して駆動輪５が連結さ
れる。６は車両の運転者が操作するアクセルペダ
ル、７はアクセルペダル６の動作量を検出しこれ
に対応したエンジン出力指令信号、エンジン回転
数指令信号および駆動軸回転数指令信号を出す検
出器で、アクセルペダル６と検出器７により指令
手段を形成する。８はエンジン１の吸入空気流量
を測定する空気流量センサで、空気流量センサ８
はエンジン出力計測手段を形成する。９は無段変
速機３の変速比を調整する変速比調整装置で、変
速比調整装置９はエンジン回転数計測手段の役目
もする。１０は駆動軸４に設けられてその回転数
を計測する駆動軸回転数センサ、１１は検出器７
からのエンジン出力指令信号と空気流量センサ８
の出力信号とを入力されてその差信号を出力する
エンジン制御装置、１２はエンジン１の気化器又
は混合器のスロツトル弁で、スロツトル弁１２は
エンジン１に吸入される空気量および燃料量を調
節してエンジン出力を調節する。スロツトル弁１
２はアクセルペダル６とは連動しない。１３はエ
ンジン制御装置１１の出力に対応してスロツトル
弁１２の開度を調節するスロツトル弁調整装置、
１４は検出器７からの駆動軸回転数指令信号と駆
動軸回転数センサ１０の出力信号とを入力されて
その差信号を出力する比較器、１５は検出器７か
らのエンジン回転数指令信号と比較器１４の出力
信号とを入力されてその和信号を出力する加算
器、１６は加算器１５の出力信号と変速比調整装
置９の出力信号とを入力されてその差信号を出力
する変速機制御装置である。

上記装置においては、運転者がアクセルペダル
６を踏込むと検出器２はアクセルペダル６の踏込
み状態を検出し、これによつて加速するのかどう
かあるいは車速はいくらかなど運転者の意志を検
出し、これに対応してエンジン出力指令信号、エ
ンジン回転数指令信号および駆動軸回転数指令信
号を出す。従つて、エンジン回転数指令信号と駆
動軸回転数指令信号とから無段変速機３の変速比
は自動的に決定される。上記三つの指令信号は
夫々フイードバツク制御回路を介してエンジン１
および無段変速機３を制御する装置に与えられ
る。

まず、エンジン１に対しては、エンジン出力指
令信号がエンジン制御装置１１を介してスロツト
ル弁調整装置１３にスロツトル弁１２の開操作を
行うよう与えられる。急加速の場合には燃料を増
量するような指令も与えられる。一方、エンジン
出力はエンジン１の吸入混合気の質量に対応して
いるので例えばエンジン１への空気流量あるいは
燃料流量を測定することによりエンジン出力を測
定することができる。従つて、空気流量センサ８
の出力によりエンジン出力を検知することがで
き、この出力信号をエンジン制御装置１１にフイ
ードバツクし、スロツトル弁１２はエンジン出力
指令信号と空気流量センサ８の出力信号とが等し
くなるように制御される。

次に変速機はエンジン１とマツチした任意の変
速比が得られるよう無段変速機３を使用する。駆
動軸回転数センサ１０の出力信号は比較器１４に
おいて駆動軸回転数指令信号と比較され、その差
信号が変速比偏差信号として加算器１５に加えら
れる。又、加算器１５にはエンジン回転数指令信
号が変速比指令信号として加えられ、この信号と
比較器１４の出力信号とが加算器１５において加
算され、変速比信号として変速機制御装置１６に
与えられる。この変速比信号と変速比調整装置９
の出力信号とが変速機制御装置１６で比較され、
その差信号が変速比調整装置９に加えられ、これ
によつて無段変速機３の変速比はフイードバツク
制御される。

いま、アクセルペダル６を踏込んで加速しよう
とした場合、検出器７からの各指令信号は上昇す
るが、エンジン１の出力および回転数と駆動軸４
の回転数とは急には上昇しない。このため、、エ
ンジン制御装置１１からスロツトル弁調整装置１
３への信号が大きくなり、これによつてスロツト
ル弁１２の開度が大きくなつてエンジン出力が増
大し、指令値になつて安定する。一方、駆動軸回
転数センサ１０の出力も急には増大しないため比
較器１４の出力が大きくなつて加算器１５の出力
はさらに大きくなり、変速機制御装置１６から変
速比調整装置９へ大きな信号が加わり、変速比は
大きくなる。車速を大きくするには駆動軸４のト
ルクを大きくする必要があるが、上記のように変
速比が大きくなつたことにより駆動軸４のトルク
が増大し、車速が増大する。これによつて、出力
軸２および駆動軸４の回転数が増大し、駆動軸回
転数センサ１０の出力が増大するので比較器１４
の出力は次第に零に近づき、変速機制御装置１６
の出力も次第に零に近づくので変速比は小さくな
つて指令値で安定する。もちろん、この間におい
てエンジン１の制御と無段変速機３の制御は独立
ではなく、変速比の変化とともにエンジン１の回
転数も変化するのでエンジン１の出力も変化す
る。このため、エンジン制御装置１１からスロツ
トル弁調整装置１３への信号が変化し、スロツト
ル弁１２はエンジン出力が指令値になるよう動作
する。このようにエンジン１および無段変速機３
をフイードバツク制御することによりエンジン１
の出力および回転数と駆動軸４の回転数はアクセ
ルペダル６の踏込みに応じたものになるよう制御
され、又変速比は急加速時には大きく定速運転時
には小さくなるよう制御される。

尚、制御の過程において、検出器７からの各指
令信号はアクセルペダル６の状態に応じた一定の
信号とし、自動車の慣性による応答に任せて適値
になるまで待つても良いが、その場合には必ずし
も運転性や燃料消費量が意図したようになるとは
限らない。そこで、予め検出器７にプログラムし
ておき、エンジン１の燃料消費量が最低となるよ
うにアクセルペダル６の踏込みに応じてエンジン
出力指令信号、エンジン回転数指令信号および駆
動軸回転数指令信号が時間的に変化するようにす
ることもできる。特にエンジン出力指令信号とエ
ンジン回転数指令信号とがエンジン１の最低燃費
曲線に沿う関係となるようにすると良い。又、上
記実施例においては、エンジン出力計測手段とし
て空気流量センサ８を用いたが、エンジン１の吸
入燃料流量を計測する燃料流量センサを用いても
良い。又、エンジン回転数計測手段として変速比
調整装置９を兼用したが、出力軸２にエンジン回
転数センサを設けても良い。

以上のように本発明においては、エンジン出
力、エンジン回転数および駆動軸回転数を指令す
る指令手段、エンジン出力、エンジン回転数およ
び駆動軸回転数を夫々計測する各計測手段、スロ
ツトル弁および変速比調節手段などを設け、エン
ジン出力指令信号とエンジン出力計測信号との差
信号によりスロツトル弁を制御するとともに、エ
ンジン回転数指令信号に駆動軸回転数指令信号と
駆動軸回転数計測信号との差信号を加えた信号と
エンジン回転数計測信号との差信号により変速比
調節手段を制御している。このため、エンジン出
力と変速比の制御を同時に行うことができ、例え
ば急加速時には変速比が自動的に大きくなり大き
なトルクが得られて急加速が円滑に行われ、又車
速が上昇してくると変速比が自動的に小さくなり
エンジン回転数を不必要に大きくしなくて良い。
このような結果、車両の運転を運転者が意図する
ようにかつ燃料消費量が最小となるように効率良
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンの出力特性図、第２図はエン
ジンの燃料消費量の特性図、第３図は本発明に係
る車両の動力系制御装置の構成図。 １……エンジン、２……エンジンの出力軸、３
……無段変速機、４……駆動軸、５……駆動輪、
６……アクセルペダル、７……検出器、８……空
気流量センサ、９……変速比調整装置、１０……
駆動軸回転数センサ、１１……エンジン制御装
置、１２……スロツトル弁、１３……スロツトル
弁調整装置、１４……比較器、１５……加算器、
１６……変速機制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン出力を変速比連続可変の動力伝達装
   置を介して駆動軸に伝えるようにした車両におい
   て、車両の運転者がエンジン出力とエンジン回転
   数と駆動軸の回転数とを指令する指令手段と、エ
   ンジン出力を計測するエンジン出力計測手段と、
   エンジン回転数を計測するエンジン回転数計測手
   段と、駆動軸の回転数を計測する駆動軸回転数計
   測手段と、指令手段のエンジン出力指令信号とエ
   ンジン出力計測手段の出力信号との差信号に応じ
   てエンジン出力を調節するスロツトル弁と、指令
   手段のエンジン回転数指令信号に指令手段の駆動
   軸回転数指令信号と駆動軸回転数計測手段の出力
   信号との差信号を加えた信号とエンジン回転数計
   測手段の出力信号との差信号に応じて動力伝達装
   置の変速比を調節する変速比調節手段とを備えた
   ことを特徴とする車両の動力系制御装置。 ２ 前記指令手段をそのエンジン出力指令信号と
   エンジン回転数指令信号とが最低燃費曲線に沿う
   関係を有するように構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の車両の動力系制御装
   置。