JP2000255287A - 無段変速機を装備した車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負の駆動力指令値および負の駆動トルク指令
値を正確に達成する。 【解決手段】 エンジンブレーキ特性を学習し、学習し
たエンジンブレーキ特性に基づいて負の駆動力指令値ま
たは負の駆動トルク指令値を達成するためのエンジント
ルク指令値と変速比指令値を演算し、エンジンと無段変
速機を制御する。これにより、個々のエンジンによるエ
ンジンブレーキ特性のばらつきや、経年変化、温度変
化、補機負荷状態などによる変動のない、正確なエンジ
ンブレーキ特性が得られ、負の駆動力指令値および負の
駆動トルク指令値を正確に達成することができる。

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を装備し
た車両の駆動力を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無段変速機を装備した車両において、車
速指令値を維持するために必要な駆動力を実現するエン
ジントルクと変速比の組合せの中から、最適燃費を実現
できる組合せを算出してスロットルバルブ開度と変速比
を制御するようにした駆動力制御装置が開示されている
（例えば、自動車技術学会紙VOL.48,No.10,1994参
照）。この装置では、駆動力指令値と車速とに基づいて
出力指令値を演算し、エンジン回転速度とエンジントル
クとの二次元平面上で予め設定した最適燃費運転線と出
力指令値に相当する等出力線との交点を求め、その点を
エンジンの運転点とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の無段変速機を装備した車両の駆動力制御装置で
は、負の駆動力指令値に対しては適用できないという問
題がある。

【０００４】本発明の目的は、負の駆動力指令値および
負の駆動トルク指令値を正確に達成することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明の第１の実施の形態
を示す図１と第２の実施の形態を示す図９とに対応づけ
て本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、車両の駆動力指令値または
駆動トルク指令値を決定する指令値決定手段３と、エン
ジンブレーキ特性を学習するエンジンブレーキ特性学習
手段３と、エンジンブレーキ特性に基づいて負の駆動力
指令値または負の駆動トルク指令値を達成するためのエ
ンジントルク指令値と変速比指令値を演算する指令値演
算手段３と、エンジントルクがエンジントルク指令値に
一致するようにエンジン１を制御するエンジン制御手段
４と、変速比が変速比指令値に一致するように無段変速
機２を制御する無段変速機制御手段５とを備える。 （２） 請求項２の無段変速機を装備した車両の駆動力
制御装置は、エンジンブレーキ特性学習手段３によっ
て、エンジン１をスロットルバルブ全閉で且つ燃料カッ
ト状態にして走行している時にエンジン回転速度を検出
するとともにエンジントルクを推定し、少なくとも２組
のエンジン回転速度検出値とエンジントルク推定値によ
りエンジンブレーキ特性を表す近似線を求めるようにし
たものである。 （３） 請求項３の無段変速機を装備した車両の駆動力
制御装置は、エンジンとモーターのいずれか一方または
両方の動力を無段変速機を介して駆動輪へ伝達する車両
であって、エンジンブレーキ特性学習手段３によって、
エンジン１をスロットルバルブ全閉で且つ燃料カット状
態にするとともに、モーター１１からトルクを発生させ
て走行している時に、エンジン回転速度を検出するとと
もにエンジントルクを推定し、少なくとも２組のエンジ
ン回転速度検出値とエンジントルク推定値によりエンジ
ンブレーキ特性を表す近似線を求めるようにしたもので
ある。 （４） 請求項４の無段変速機を装備した車両の駆動力
制御装置は、エンジンブレーキ特性学習手段３によっ
て、ナビゲーション装置１０により得られた現在地の道
路勾配と車速とにより走行抵抗を求め、この走行抵抗を
用いてエンジントルクを推定するようにしたものであ
る。 （５） 請求項５の無段変速機を装備した車両の駆動力
制御装置は、指令値決定手段３によって、車速を車速指
令値に一致させるための駆動力指令値または駆動トルク
指令値を決定するようにしたものである。 （６） 請求項６の無段変速機を装備した車両の駆動力
制御装置は、指令値決定手段３によって、乗員のアクセ
ルペダル踏み込み量に基づいて駆動力指令値または駆動
トルク指令値を決定するようにしたものである。 （７） 請求項７の無段変速機を装備した車両の駆動力
制御装置は、指令値決定手段３によって、前車との車間
距離を車間距離指令値に一致させるための駆動力指令値
または駆動トルク指令値を決定するようにしたものであ
る。

【０００６】上述した課題を解決するための手段の項で
は、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を
用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定され
るものではない。

【０００７】

【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、エン
ジンブレーキ特性を学習し、学習したエンジンブレーキ
特性に基づいて負の駆動力指令値または負の駆動トルク
指令値を達成するためのエンジントルク指令値と変速比
指令値を演算し、エンジンと無段変速機を制御するよう
にしたので、個々のエンジンによるエンジンブレーキ特
性のばらつきや、経年変化、温度変化、補機負荷状態な
どによる変動のない、正確なエンジンブレーキ特性が得
られ、負の駆動力指令値および負の駆動トルク指令値を
正確に達成することができる。 （２） 請求項２の発明によれば、エンジンをスロット
ルバルブ全閉で且つ燃料カット状態にして走行している
時にエンジン回転速度を検出するとともにエンジントル
クを推定し、少なくとも２組のエンジン回転速度検出値
とエンジントルク推定値によりエンジンブレーキ特性を
表す近似線を求めるようにしたので、マイクロコンピュ
ーターに演算処理の負担をかけずに、正確なエンジンブ
レーキ特性を得ることができる。 （３） 請求項３の発明によれば、エンジンをスロット
ルバルブ全閉で且つ燃料カット状態にするとともに、モ
ーターからトルクを発生させて走行している時に、エン
ジン回転速度を検出するとともにエンジントルクを推定
し、少なくとも２組のエンジン回転速度検出値とエンジ
ントルク推定値によりエンジンブレーキ特性を表す近似
線を求めるようにしたので、請求項２の上記効果に加
え、エンジンブレーキ特性の学習時にエンジントルクと
モータートルクとの配分を自由に変えることができ、学
習時にエンジンの運転点を任意の点に留めることが容易
になり、エンジンブレーキ特性の学習機会が増える。そ
のため、実際の正確なエンジンブレーキ特性が早期に得
られる。 （４） 請求項４の発明によれば、ナビゲーション装置
により得られた現在地の道路勾配と車速とにより走行抵
抗を求め、この走行抵抗を用いてエンジントルクを推定
するようにしたので、エンジンブレーキ特性の学習精度
を上げることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】《発明の第１の実施の形態》図１
は第１の実施の形態の構成を示す図である。希薄燃焼型
エンジン１は、スロットルバルブアクチュエータ１ａに
よる吸入空気量制御と、インジェクター（不図示）によ
る燃料噴射量制御と、点火プラグ（不図示）による点火
時期制御とによって、エンジントルクが指令値に一致す
るように制御される。この希薄燃焼型エンジン１では、
理想空燃比（ストイキ）状態と希薄燃焼用空燃比状態と
が不連続的に切り換えられるとともに、低回転用カムと
高回転用カムとが不連続的に切り換えられて吸排気バル
ブの開閉タイミングが不連続的に変化する。エンジン１
には、エンジン回転速度Ｎe[rpm]を検出するためのクラ
ンク角センサー１ｂが設置される。このエンジン１の動
力は、ベルト式無段変速機２および減速機９ａを介して
車輪９ｂに伝達される。

【０００９】ベルト式無段変速機２は、プライマリー・
プーリーとセカンダリー・プーリーの半径を油圧制御で
変えることによって、変速比が指令値に一致するように
制御される。また、ベルト式無段変速機２は発進用のロ
ックアップクラッチ付きトルクコンバーター（不図示）
を備えている。なお、この実施の形態ではベルト式無段
変速機２を例に上げて説明するが、無段変速機はベルト
式に限定されず、トロイダル式でもよい。また、ベルト
式無段変速機には金属ベルトや乾式複合ベルトなどを用
いることができる。

【００１０】統括コントローラー３、エンジンコントロ
ーラー４および無段変速機コントローラー５はそれぞ
れ、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチ
ュエータの駆動回路などを備え、互いに通信線６を介し
て通信を行なう。統括コントローラー３は、駆動力指令
値Ｆor、駆動トルク指令値Ｔor、エンジントルク指令値
Ｔer、変速比指令値Ｇcvtrなどの演算や、車速制御、車
間距離制御などを行う。統括コントローラー３には、ア
クセルセンサー７、車速センサー８などが接続される。
アクセルセンサー７はアクセルペダルの踏み込み量acc
を検出し、車速センサー８は車速Ｖspを検出する。

【００１１】エンジンコントローラー４は、エンジン回
転速度ＮeをパラメーターとしたエンジントルクＴeに対
するスロットルバルブ開度TVOのマップデータから、エ
ンジントルク指令値Ｔerとエンジン回転速度Ｎeに対応
するスロットルバルブ開度指令値TVOrを表引き演算し、
エンジン１のスロットルバルブ開度TVOを制御する。エ
ンジンコントローラー４はまた、空燃比、吸排気バルブ
開閉タイミングや、燃料カットフラグＦfcによる燃料カ
ット／リカバーなど、エンジン１の運転状態の切り換え
制御を行なう。エンジンコントローラー４にはクランク
角センサー１ｂが接続される。無段変速機コントローラ
ー５は変速比指令値Ｇcvtrにしたがって無段変速機２の
変速比を制御する。

【００１２】統括コントローラー３にはまた、通信線６
を介してナビゲーションコントローラー１０が接続され
る。ナビゲーションコントローラー１０は、道路地図デ
ータとＧＰＳ機能により現在地の道路勾配θを検出す
る。

【００１３】ここで、駆動力指令値Ｆorまたは駆動トル
ク指令値Ｔorを達成するエンジン運転点の決定方法を説
明する。図２はエンジン１の特性図を示す。図２のエン
ジントルクが正の第１象限には、等燃費線と等出力線と
の交点を連ねた最適燃費運転線が示されている。駆動力
指令値Ｆorまたは駆動トルク指令値Ｔorが正の場合に
は、基本的にこの最適燃費運転線上でエンジン１を運転
する。一方、エンジントルクが負の第４象限には、スロ
ットルバルブ全閉で且つ燃料カット状態で実現される負
のエンジントルク特性線、すなわちエンジンブレーキ特
性線が示されている。駆動力指令値Ｆorまたは駆動トル
ク指令値Ｔorが負の場合には、このエンジンブレーキ特
性線上でエンジン１を運転する。

【００１４】駆動力指令値Ｆorまたは駆動トルク指令値
Ｔorが正の場合には、まず駆動力指令値Ｆorまたは駆動
トルク指令値Ｔorからエンジンの出力指令値Ｌrを演算
する。そして、図２に示すエンジン特性図の第１象限に
おいて、出力指令値Ｌrに相当する等出力線（破線）と
最適燃費運転線との交点を、駆動力指令値Ｆorおよび駆
動トルク指令値Ｔorを最少燃費で実現するエンジン１の
運転点に決定する。実際には、正のエンジン出力値に対
応した目標とするエンジン運転点、すなわち等出力線と
最適燃費運転線との交点で決まるエンジントルクおよび
エンジン回転速度を予めマップデータとして記憶してお
き、正の出力指令値Ｌrに対応するエンジントルク指令
値Ｔerとエンジン回転速度指令値Ｎerを表引き演算によ
り求める。このエンジントルク指令値Ｔerにしたがって
エンジン１を制御するとともに、エンジン回転速度指令
値Ｎerと車速Ｖspに基づいて無段変速機２の変速比指令
値Ｇcvtrを求め、無段変速機２を制御する。

【００１５】駆動力指令値Ｆorまたは駆動トルク指令値
Ｔorが負の場合には、まず駆動力指令値Ｆorまたは駆動
トルク指令値Ｔorからエンジンの出力指令値Ｌrを演算
する。そして、図２に示すエンジン特性図の第４象限に
おいて、負の出力指令値Ｌrに相当する等出力線（破
線）とエンジンブレーキ特性線との交点を、負の駆動力
指令値Ｆorおよび負の駆動トルク指令値Ｔorを実現する
エンジン１の運転点に決定する。実際には、負のエンジ
ン出力値に対応した目標とするエンジン運転点、すなわ
ち等出力線とエンジンブレーキ特性線との交点で決まる
エンジントルクおよびエンジン回転速度を予めマップデ
ータとして記憶しておき、負の出力指令値Ｌrに対応す
るエンジントルク指令値Ｔerとエンジン回転速度指令値
Ｎerを表引き演算により求める。このエンジントルク指
令値Ｔerにしたがってエンジン１を制御する。この実施
の形態では、スロットルバルブ全閉で且つ燃料カット状
態でエンジントルク指令値Ｔerを実現する。また、エン
ジン回転速度指令値Ｎerと車速Ｖspに基づいて無段変速
機２の変速比指令値Ｇcvtrを求め、無段変速機２を制御
する。

【００１６】ところで、エンジンブレーキ力は、エンジ
ンのフリクションロス、ポンピングロス、オルターネー
ターやウオーターポンプなどの補機負荷により決まり、
個々のエンジンによる特性のばらつきや、経年変化、温
度変化、補機負荷状態による変動がある。つまり、実際
のエンジンブレーキ特性線（実際値）は、図３に示すよ
うに、予め計測したエンジンブレーキ特性線（初期値）
と異なる値を示す。したがって、負の駆動力指令値Ｆor
および負の駆動トルク指令値Ｔorを実現するためのエン
ジンの運転点は、実際のエンジンブレーキ特性線を用い
て決定する必要がある。

【００１７】この実施の形態では、実際の車両使用環境
において実際のエンジンブレーキ特性線を学習により推
定し、推定したエンジンブレーキ特性線を用いて負の駆
動力指令値Ｆorおよび負の駆動トルク指令値Ｔorを実現
するエンジンの運転点を決定する。

【００１８】具体的には、スロットルバルブ全閉で且つ
燃料カット状態でエンジンブレーキ力により走行してい
る時に、異なる学習条件においてエンジン回転速度を検
出するとともにエンジントルクを推定し、エンジン回転
速度とエンジントルクの二次元平面上にエンジン回転速
度検出値とエンジントルク推定値とにより決まる学習点
を２点プロットする。そして、それらの学習点を通る直
線を実際のエンジンブレーキ特性線とする。

【００１９】また、実際のエンジンブレーキ特性線の推
定精度を上げるために、２つの学習点の間の距離を大き
くする。すなわち、図３に示すように、出力指令値Ｌr
が範囲０＞Ｌr＞Ｌ１（Ｌ１は所定値）にある場合と、
範囲Ｌ２＞Ｌr（Ｌ２は所定値でＬ１＞Ｌ２とする）に
ある場合の、異なる条件において学習を行う。さらに、
車両が過渡状態にある時に学習を行うとエンジンブレー
キ特性線の推定精度が悪くなるので、出力指令値Ｌrが
上記範囲に所定時間留まった定常状態において学習を行
う。

【００２０】今、出力指令値Ｌrが０＞Ｌr＞Ｌ１の範囲
の学習（以下、学習１と呼ぶ）において、エンジン回転
速度Ｎe1が検出されたとする。このエンジン回転速度Ｎ
e1に基づいて学習１の時のエンジントルクＴe1を次式に
より推定する。

【数１】 Ｔe1・Ｇcvt・Ｇf／Ｒt−Ｆroad｛Ｖsp，θ｝＝Ｍ・α 上式において、Ｇcvtは無段変速機２の実際の変速比、
Ｇfは減速機９ａの減速比、Ｒtは車輪９ｂの有効半径、
Ｆroad｛Ｖsp，θ｝は車速Ｖspと道路勾配θにより決ま
る走行抵抗関数、θはナビゲーションコントローラー１
０で求められた現在地の道路勾配、Ｍは車両質量、αは
加減速度である。

【００２１】同様に、出力指令値ＬrがＬ２＞Ｌrの範囲
の学習（以下、学習２と呼ぶ）において、エンジン回転
速度Ｎe2が検出されたとする。このエンジン回転速度Ｎ
e2に基づいて学習２の時のエンジントルクＴe2を次式に
より推定する。

【数２】 Ｔe2・Ｇcvt・Ｇf／Ｒt−Ｆroad｛Ｖsp，θ｝＝Ｍ・α

【００２２】図３に示すように、学習１におけるエンジ
ン回転速度検出値Ｎe1とエンジントルク推定値Ｔe1とに
より決まる学習点Ａと、学習２におけるエンジン回転速
度検出値Ｎe2とエンジントルク推定値Ｔe2とにより決ま
る学習点Ｂとを通る直線を、実際のエンジンブレーキ特
性を表す近似線とする。この近似線は一次関数Ｆeb｛Ｎ
e｝、

【数３】Ｔe＝Ｆeb｛Ｎe｝＝ｋ１・Ｎe＋ｋ２ で表され、この一次関数に学習１のデータ（Ｎe1，Ｔe
1）と学習２のデータ（Ｎe2，Ｔe2）を代入して定数ｋ
１、ｋ２を決定し、実際のエンジンブレーキ特性線を数
式で表す。なお、学習１と学習２が完了するまでは、定
数ｋ１、ｋ２に、予めエンジンブレーキ特性線を測定し
て得られた初期値を設定する。

【００２３】このようにして推定されたエンジンブレー
キ特性線は、個々のエンジンによる特性のばらつきや、
経年変化、温度変化、補機負荷状態による変動のない、
正確な特性線であり、このエンジンブレーキ特性線を用
いてエンジンの運転点を決定することによって、負の駆
動力指令値Ｆorと負の駆動トルク指令値Ｔorを正確に実
現することができる。

【００２４】この実施の形態では、学習１と学習２の２
点でエンジンブレーキ特性線を推定する例を示したが、
３点以上の学習によりエンジンブレーキ特性線を推定し
てもよい。Ｎ点の学習により推定を行う場合には、（Ｎ
−１）次の関数で近似計算すればよい。ただし、多くの
点で学習を行うとそれだけ学習精度を上げることはでき
るが、その分だけマイクロコンピューターの演算負荷が
増加することに留意しなければならない。

【００２５】図４は、第１の実施の形態の駆動力制御プ
ログラムを示すフローチャートである。このフローチャ
ートにより、第１の実施の形態の動作を説明する。統括
コントローラー３は、所定の時間（１０msec）ごとにこ
の駆動力制御プログラムを実行する。ステップ１におい
て、アクセルセンサー７によりアクセルペダル踏み込み
量accを計測する。次に、ステップ２で車速センサー８
により車速Ｖspを計測し、デジタルフィルターにより車
速Ｖspを近似微分して加減速度αを算出する。ステップ
３では、ナビゲーションコントローラー１０から現在地
の道路勾配θを読み込むとともに、エンジンコントロー
ラー４からエンジン回転速度Ｎe[rpm]を読み込み、さら
に無段変速機コントローラー５から無段変速機２の変速
比Ｇcvtを読み込む。

【００２６】ステップ４において、駆動トルク指令値Ｔ
orを算出する。まず、乗員のアクセルペダル踏み込み量
accに基づいて通常走行用駆動トルク指令値Ｔor1を求め
る。具体的には、車速Ｖspをパラメーターとしたアクセ
ルペダル踏み込み量accに対する駆動トルクＴoのマップ
を予め設定しておき、アクセルペダル踏み込み量ａｃｃ
と車速Ｖｓｐに対応する通常走行用駆動トルク指令値Ｔ
or1を表引き演算する。次に、車速Ｖspを乗員より設定
された車速指令値Ｖsprに一致させるための車速制御用
駆動トルク指令値Ｔor2を演算する。

【００２７】図５は、車速フィードバック制御を示す制
御ブロック図である。この図を参照して車速制御用駆動
トルク指令値Ｔor2の演算方法を説明する。この演算
は、図５に示すように、線形制御手法であるモデルマッ
チング手法と近似ゼロイング手法による車速フィードバ
ック補償器を用いて行なう。車速フィードバック補償器
に組み込まれた制御対象の車両モデル（数式化モデル）
は、駆動力指令値ｙ１（＝Ｆor）を操作量とし、車速Ｖ
spを制御量としてモデル化することによって、相対的に
応答性の速いエンジンやトルクコンバータの過渡特性、
およびトルクコンバータの非線形定常特性を省略するこ
とができる。そして、例えば図６に示すような予め計測
されたエンジン非線形定常特性マップを用いて車両の駆
動力が駆動力指令値ｙ１に一致するようなスロットルバ
ルブ開度指令値TVOrを算出し、実際のスロットルバルブ
開度TVOをサーボコントロールすることによって、エン
ジン非線形定常特性を線形化することができる。したが
って、駆動力指令値ｙ１を入力とし、車速Ｖspを出力と
する車両モデルは積分特性となり、補償器ではこの車両
モデルの伝達特性をパルス伝達関数Ｐ（ｚ^-1）とおくこ
とができる。

【００２８】図５において、ｚは遅延演算子であり、ｚ
^-n（ｎ＝１，２，・・）を乗ずるとｎサンプリング周期
前の値となる。また、Ｃ１（ｚ^-1）、Ｃ２（ｚ^-1）は近
似ゼロイング手法による外乱推定器であり、外乱やモデ
ル化誤差による影響を抑制する。さらに、Ｃ３（ｚ^-1）
はモデルマッチング手法による補償器であり、図７に示
すように、車速指令値Ｖsprを入力とし実車速Ｖspを出
力とした場合の制御対象の応答特性を、予め定めた一次
遅れとむだ時間要素を持つ規範モデルＨ（ｚ^-1）の特性
に一致させる。

【００２９】制御対象の伝達特性は、パワートレインの
遅れであるむだ時間を考慮する必要がある。駆動力指令
値ｙ１を入力とし実車速Ｖspを出力とする制御対象のパ
ルス伝達関数Ｐ（ｚ^-1）は、次式に示す積分要素Ｐ１
（ｚ^-1）と、むだ時間要素Ｐ２（ｚ^-1）（＝ｚ^-n）の積
で表わすことができる。

【数４】 Ｐ１（ｚ^-1）＝Ｔ・ｚ^-1／｛Ｍ・（１−ｚ^-1）｝， Ｐ（ｚ^-1）＝Ｔ・ｚ^-1・ｚ^-n／｛Ｍ・（１−ｚ^-1） ここで、Ｔはサンプリング周期（この実施形態では１０
msec）、Ｍは平均車重である。

【００３０】このとき、補償器Ｃ１（ｚ^-1）は次式で表
わされる。

【数５】 Ｃ１（ｚ^-1）＝（１−γ）・ｚ^-1／（１−γ・ｚ^-1）， γ＝ｅｘｐ（−Ｔ／Ｔb） すなわち、補償器Ｃ１（ｚ^-1）は時定数Ｔbのローパス
フィルターである。

【００３１】さらに、補償器Ｃ２（ｚ^-1）はＣ１／Ｐ１
として次式で表わされる。

【数６】Ｃ２（ｚ^-1）＝Ｍ・（１−γ）・（１−ｚ^-1）
／｛Ｔ・（１−γ・ｚ^-1）｝ なお、補償器Ｃ２は、車両モデルの逆系にローパスフィ
ルターをかけたものであり、この補償器Ｃ２に実車速Ｖ
spを入力することによって実車速Ｖspに応じた駆動力、
すなわち走行抵抗などの外乱が含まれない実車速Ｖspの
みに応じた駆動力を求めることができる。

【００３２】また、制御対象のむだ時間を無視して規範
モデルＨ（ｚ^-1）を時定数Ｔaの１次ローパスフィルタ
ーとすると、補償器Ｃ３は次のような定数となる。

【数７】 Ｃ３＝Ｋ＝｛１−ｅｘｐ（−Ｔ／Ｔa）｝・Ｍ／Ｔ

【００３３】次に、モデルマッチング補償器Ｃ３
（ｚ^-1）に相当する部分の演算を行ない、実車速Ｖspか
ら車速指令値Ｖsprまで加速するための駆動力ｙ４を求
める。データｙ(k)は今回のサンプリング時点における
駆動力、データｙ(k-1)は１サンプリング周期前の駆動
力を表わすものとすると、

【数８】ｙ４(k)＝Ｋ・｛Ｖspr(k)−Ｖsp(k)｝

【００３４】また、図５に示す外乱推定器の一部のロバ
スト補償器Ｃ２（ｚ^-1）に相当する部分の演算を行な
い、実車速Ｖspに応じた駆動力、すなわち走行抵抗など
の外乱が含まれない実車速Ｖspのみに応じた駆動力ｙ３
を演算する。

【数９】ｙ３(k)＝γ・ｙ３(k-1)＋（１−γ）・Ｍ・
｛Ｖsp(k)−Ｖsp(k-1)｝／Ｔ

【００３５】駆動力ｙ４を走行抵抗などの外乱推定値Ｆ
ｒで補正して駆動力指令値ｙ１(k)を求める。上述した
ように、駆動力ｙ３(k)は実車速Ｖspに応じた駆動力、
すなわち走行抵抗などの外乱が含まれない実車速Ｖspの
みに応じた駆動力である。一方、補償器Ｃ１はローパス
フィルターであるから、駆動力ｙ２(k)はリミッター処
理後の駆動力ｙ５をローパスフィルター処理した駆動力
である。この駆動力ｙ２(k)にｚ^-2を乗じた駆動力ｙ２
(k-2)は駆動力ｙ２(k)の２サンプリング周期前の値であ
り、パワートレインの遅れ（むだ時間）を考慮したパワ
ートレインの現在の実駆動力と見なすことができる。し
たがって、現在のパワートレインの駆動力ｙ２(k-2)か
ら、走行抵抗などの外乱が含まれない実車速Ｖsp分の駆
動力ｙ３(k)を減じれば、走行抵抗などの外乱を推定す
ることができる。そして、駆動力ｙ４(k)を走行抵抗な
どの外乱推定値Ｆｒで補正し、外乱混入による駆動力不
足を補償するための駆動力指令値ｙ１(k)（＝Ｆor）を
求める。

【数１０】 ｙ１(k)＝ｙ４(k)−｛ｙ３(k)−ｙ２(k-2)｝ ＝ｙ４(k)＋｛ｙ２(k-2)−ｙ３(k)｝， Ｆｒ＝ｙ２(k-2)−ｙ３（ｋ）

【００３６】このように、近似ゼロイング手法で構成さ
れた外乱推定器は、制御対象モデルの出力と実際の制御
対象の出力との差に基づいて走行抵抗などの外乱を正確
に推定することができる。

【００３７】次に、駆動力指令値ｙ１を上下限値以内に
制限する。まず、スロットルバルブ全開時および全閉時
のエンジントルクをエンジン回転速度ごとに測定したマ
ップデータを用いて、現在のエンジン回転速度Ｎｅに対
応する最大エンジントルクＴemaxと最小エンジントルク
Ｔeminを表引き演算する。さらに、最大エンジントルク
Ｔemaxと最小エンジントルクＴeminから、次式により最
大駆動力Ｆmaxと最小駆動力Ｆminを求める。

【数１１】Ｆmax＝Ｔemax・Ｇmax・Ｇf／Ｒt， Ｆmin＝Ｔemin・Ｇmax・Ｇf／Ｒt ここで、Ｇmaxは無段変速機２の最大変速比、Ｇfは減速
機９ａの減速比、Ｒtは車輪９ｂの有効半径である。

【００３８】駆動力指令値ｙ１(k)を最大駆動力Ｆmaxと
最小駆動力Ｆmin以内に制限して駆動力ｙ５(k)を求め
る。

【数１２】 ｙ１(k)≧Ｆmaxの場合は、ｙ５(k)＝Ｆmax， ｙ１(k)≦Ｆminの場合は、ｙ５(k)＝Ｆmin， Ｆmin＜ｙ１(k)＜Ｆmaxの場合は、ｙ５(k)＝ｙ１(k)

【００３９】また、外乱推定器の一部であるローパスフ
ィルターとしての補償器Ｃ１（ｚ-1）に相当する部分の
演算を行なう。

【数１３】 ｙ２(k)＝γ・ｙ２(k-1)＋（１−γ）・ｙ５（ｋ−１）

【００４０】最後に、駆動力指令値ｙ１（ｋ）（＝Ｆo
r）に基づいて車輪９ｂの有効半径Ｒｔにより車速制御
用駆動トルク指令値Ｔor2を演算する。

【数１４】Ｔor2＝ｙ１・Ｒt

【００４１】ふたたび図４のステップ４へ戻って説明を
続ける。通常走行用駆動トルク指令値Ｔor1と車速制御
用駆動トルク指令値Ｔor2の内の大きい方を最終的な駆
動トルク指令値Ｔorとする。続くステップ５で次式によ
り出力指令値Ｌrを算出する。

【数１５】Ｌr＝Ｔor・Ｖsp／Ｒt ステップ６において、出力指令値Ｌrの正負を確認す
る。出力指令値Ｌrが０または正の場合はステップ７へ
進み、負の場合はステップ８へ進む。

【００４２】出力指令値Ｌrが０または正の場合は、ス
テップ７において、図２で説明したように出力指令値Ｌ
rに相当する等出力線と最適燃費運転線との交点からエ
ンジン回転速度指令値Ｎerとエンジントルク指令値Ｔer
を求め、さらに、エンジン回転速度指令値Ｎerと車速Ｖ
spに基づいて無段変速機２の変速比指令値Ｇcvtrを算出
する。続くステップ１８で、通信線６を介してエンジン
トルク指令値Ｔerをエンジンコントローラー４へ送ると
ともに、変速比指令値Ｇcvtrを無段変速機コントローラ
ー５へ送る。

【００４３】一方、出力指令値Ｌrが負の場合は、ステ
ップ８において、学習１終了フラグＦsf1によりエンジ
ンブレーキ特性の学習１が終了しているか否かを確認す
る。学習１が終了していない時はステップ９へ進み、負
の駆動力指令値Ｆorおよび負の駆動トルク指令値Ｔorを
達成するためのエンジン１の状態を設定する。この実施
の形態では、スロットルバルブ全閉で且つ燃料カット状
態においてエンジンブレーキ力を発生させるものとし、
スロットルバルブ開度指令値TVOrに０を設定するととも
に、燃料カットフラグＦfcをセットしてエンジンコント
ローラー４へ出力する。

【００４４】ステップ１０において、出力指令値Ｌrが
所定範囲（０＞Ｌr＞Ｌ１）にあることを確認してエン
ジンブレーキ特性の学習を行う。すなわち、上述したよ
うに、エンジン回転速度Ｎe1を検出するとともに、エン
ジントルクＴe1を推定する。続くステップ１１で、学習
１の前後において出力指令値Ｌrが所定時間の間、所定
範囲（０＞Ｌr＞Ｌ１）に留まっていたことを確認し、
学習１終了フラグＦsf1をセットして学習１を終了す
る。もし、学習１の前後において出力指令値Ｌrが所定
時間の間、所定範囲に留まっていなかった場合には、エ
ンジンブレーキの定常特性が学習できなかったと判断し
て学習１終了フラグＦsf1をセットせず、次回にふたた
び学習１をやり直す。

【００４５】ステップ８において、学習１終了フラグＦ
sf1がセットされ、学習１が終了している場合にはステ
ップ１２へ進み、学習２終了フラグＦsf2により学習２
が終了しているか否かを確認する。学習２が終了してい
る場合はステップ１６へ進み、終了していない場合はス
テップ１３〜１５において学習２を行う。

【００４６】ステップ１３で、負の駆動力指令値Ｆorお
よび負の駆動トルク指令値Ｔorを達成するためのエンジ
ン１の状態を設定する。学習１の場合と同様に、スロッ
トルバルブ全閉で且つ燃料カット状態においてエンジン
ブレーキ力を発生させるものとし、スロットル開度指令
値TVOrに０を設定するとともに、燃料カットフラグＦfc
をセットしてエンジンコントローラー４へ出力する。

【００４７】ステップ１４において、出力指令値Ｌrが
所定範囲（Ｌ２＞Ｌr）にあることを確認してエンジン
ブレーキ特性の学習を行う。すなわち、上述したよう
に、エンジン回転速度Ｎe2を検出するとともに、エンジ
ントルクＴe2を推定する。続くステップ１５で、学習２
の前後において出力指令値Ｌrが所定時間の間、所定範
囲（Ｌ２＞Ｌr）に留まっていたことを確認し、学習２
終了フラグＦsf2をセットして学習２を終了する。も
し、学習２の前後において出力指令値Ｌrが所定時間の
間、所定範囲に留まっていなかった場合には、エンジン
ブレーキの定常特性が学習できなかったと判断して学習
２終了フラグＦsf2をセットせず、次回にふたたび学習
２をやり直す。

【００４８】ステップ１６において、学習１と学習２が
すべて終了している場合は、学習１のデータ（Ｎe1，Ｔ
e1）と学習２のデータ（Ｎe1，Ｔe1）に基づいて上記数
式３の定数ｋ１とｋ２を決定し、エンジンブレーキ特性
線を推定する。なお、学習１，２が終了していない場合
は、予め設定されたエンジンブレーキ特性線（初期値）
を読み出す。続くステップ１７では、出力指令値Ｌrに
相当する等出力線と推定したエンジンブレーキ特性線と
の交点を求め、エンジン１の運転点を決定する。具体的
には、出力指令値Ｌrの等出力線を表す数式、

【数１６】Ｌr＝Ｔe・Ｎe と、推定したエンジンブレーキ特性線を表す数式、

【数１７】Ｔe＝Ｆeb｛Ｎe｝ とを満たすＮeを求め、エンジン回転速度指令値Ｎerと
する。さらに、次式によりエンジントルク指令値Ｔerと
変速比指令値Ｇcvtrを求める。

【数１８】Ｔer＝Ｌr／Ｎe， Ｇcvtr＝Ｎer・Ｒt／Ｖsp／Ｇf

【００４９】次に、ステップ１８で、通信線６を介して
エンジンコントローラー４へエンジントルク指令値Ｔer
を出力するとともに、無段変速機コントローラー５へ変
速比指令値Ｇcvtrを出力する。

【００５０】図８は、第１の実施の形態による負の駆動
力の制御結果を示す。１回目の制動時は、予め設定され
たエンジンブレーキ特性線（初期値）を用いて負の駆動
力を制御するので、指令値Ｆor（破線）と実駆動力Ｆo
（実線）との誤差が大きい。２回目の制動時は、１回目
の制動時に学習したエンジンブレーキ特性線を用いて負
の駆動力を制御するので、指令値Ｆorと実駆動力Ｆoと
の誤差が小さくなる。

【００５１】《発明の第２の実施の形態》エンジンとモ
ーターのいずれかまたは両方の駆動力により走行するハ
イブリッド車両に本発明を適用した第２の実施の形態を
説明する。

【００５２】図９は第２の実施の形態の構成を示す。な
お、図１に示す第１の実施の形態の構成機器と同様な機
器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明す
る。無段変速機２のプライマリープーリーには交流モー
ター１１が連結され、エンジン１とモーター１１のいず
れかまたは両方の動力が無段変速機２、減速機９ａを介
して車輪９ｂへ伝達される。この交流モーター１１に
は、同期電動機、誘導電動機などを用いることができ
る。

【００５３】インバーター１２はバッテリー１３の直流
電力を交流電力に変換して交流モーター１１へ印加し、
駆動する。モーターコントローラー１４はマイクロコン
ピューターとその周辺部品から構成され、インバーター
１２によりモーター１１の回転速度とトルクを制御す
る。バッテリーコントローラー１５はマイクロコンピュ
ーターとその周辺部品から構成され、バッテリー１３の
充電状態ＳＯＣを制御する。

【００５４】この第２の実施の形態では、図４に示す駆
動力制御プログラムの学習１（ステップ９〜１１）と学
習２（ステップ１３〜１５）を、図１０に示すように実
行する。ステップ８において、学習１が終了していない
場合はステップ９Ａ〜１１Ａで学習１を実行する。まず
ステップ９Ａで、負の駆動力指令値Ｆorおよび負の駆動
トルク指令値Ｔorを達成するためのエンジン１の状態を
設定するとともに、変速比指令値Ｇcvtrとモータートル
ク指令値Ｔmrを設定する。この実施の形態では、スロッ
トルバルブ全閉で且つ燃料カット状態においてエンジン
ブレーキ力を発生させるものとし、スロットルバルブ開
度指令値TVOrに０を設定するとともに、燃料カットフラ
グＦfcをセットしてエンジンコントローラー４へ出力す
る。また、変速比指令値Ｇcvtrを次式により算出して無
段変速機コントローラー５へ出力する。

【数１９】Ｇcvtr＝Ｎe3・Ｒt／Ｖsp／Ｇf さらに、モータートルク指令値Ｔmrを次式により算出し
てモーターコントローラー１４へ出力する。

【数２０】Ｔmr＝（Ｌr−Ｔe3・Ｎe3）／Ｎe3 ここで、Ｎe3，Ｔe3は予め設定されたエンジンブレーキ
特性線（初期値）上の、所定範囲（０＞（Ｎe3・Ｔe3）
＞Ｌ１’）（Ｌ１’は所定値）にある点である。

【００５５】次に、ステップ１０Ａにおいて、エンジン
出力（Ｔe3・Ｎe3）が所定範囲（０＞（Ｔe3・Ｎe3）＞
Ｌ１’）にあることを確認してエンジンブレーキ特性の
学習を行う。すなわち、上述したようにエンジン回転速
度Ｎe3’を検出するとともに、エンジントルクＴe3’を
次式により推定する。

【数２１】（Ｔe3’＋Ｔmr）・Ｇcvtr・Ｇf／Ｒt−Ｆro
ad｛Ｖsp，θ｝＝Ｍ・α 続くステップ１１Ａで、学習１の前後においてエンジン
出力（Ｔe3・Ｎe3）が所定時間の間、所定範囲（０＞
（Ｔe3・Ｎe3）＞Ｌ１’）に留まっていたことを確認
し、学習１終了フラグＦsf1をセットして学習１を終了
する。もし、学習１の前後においてエンジン出力が所定
時間の間、所定範囲に留まっていなかった場合には、エ
ンジンブレーキの定常特性が学習できなかったと判断し
て学習１終了フラグＦsf1をセットせず、次回にふたた
び学習１をやり直す。

【００５６】ステップ１２において、学習２が終了して
いない場合はステップ１３Ａ〜１５Ａで学習２を実行す
る。まずステップ１３Ａで、負の駆動力指令値Ｆorおよ
び負の駆動トルク指令値Ｔorを達成するためのエンジン
１の状態を設定するとともに、変速比指令値Ｇcvtrとモ
ータートルク指令値Ｔmrを設定する。学習１と同様に、
スロットルバルブ全閉で且つ燃料カット状態においてエ
ンジンブレーキ力を発生させるものとし、スロットルバ
ルブ開度指令値TVOrに０を設定するとともに、燃料カッ
トフラグＦfcをセットしてエンジンコントローラー４へ
出力する。また、変速比指令値Ｇcvtrを次式により算出
して無段変速機コントローラー５へ出力する。

【数２２】Ｇcvtr＝Ｎe4・Ｒt／Ｖsp／Ｇf さらに、モータートルク指令値Ｔmrを次式により算出し
てモーターコントローラー１４へ出力する。

【数２３】Ｔmr＝（Ｌr−Ｔe4・Ｎe4）／Ｎe4 ここで、Ｎe4，Ｔe4は予め設定されたエンジンブレーキ
特性線（初期値）上の、所定範囲（Ｌ２’＞（Ｎe4・Ｔ
e4））（Ｌ２’は所定値で、Ｌ１’＞Ｌ２’とする）に
ある点である。

【００５７】次に、ステップ１４Ａにおいて、エンジン
出力（Ｎe4・Ｔe4）が所定範囲（Ｌ２’＞（Ｎe4・Ｔe
4））にあることを確認してエンジンブレーキ特性の学
習を行う。すなわち、上述したようにエンジン回転速度
Ｎe4’を検出するとともに、エンジントルクＴe4’を次
式により推定する。

【数２４】（Ｔe4’＋Ｔmr）・Ｇcvtr・Ｇf／Ｒt−Ｆro
ad｛Ｖsp，θ｝＝Ｍ・α 続くステップ１５Ａで、学習１の前後においてエンジン
出力（Ｎe4・Ｔe4）が所定時間の間、所定範囲（Ｌ２’
＞（Ｎe4・Ｔe4））に留まっていたことを確認し、学習
２終了フラグＦsf2をセットして学習２を終了する。も
し、学習２の前後においてエンジン出力が所定時間の
間、所定範囲に留まっていなかった場合には、エンジン
ブレーキの定常特性が学習できなかったと判断して学習
２終了フラグＦsf2をセットせず、次回にふたたび学習
２をやり直す。

【００５８】ステップ１６では、上述したように、学習
１のデータ（Ｎe3’，Ｔe3’）と学習２のデータ（Ｎe
4’，Ｔe４’）に基づいて上記数式３の定数ｋ１とｋ２
を決定し、エンジンブレーキ特性線を推定する。

【００５９】このように、エンジン１とモーター１１の
いずれかまたは両方の動力により走行するハイブリッド
車両では、エンジンブレーキ特性の学習時にエンジント
ルクとモータートルクの配分を自由に変えることができ
るので、学習時にエンジン１の運転点を任意の点に留め
ることが容易になり、エンジンブレーキ特性の学習機会
が増える。そのため、実際の正確なエンジンブレーキ特
性が早期に得られ、負の駆動力指令値Ｆorおよび負の駆
動トルク指令値Ｔorを達成することができる。

【００６０】なお、上述した一実施の形態では乗員のア
クセルペダル踏み込み量と車速制御により駆動力指令値
または駆動トルク指令値を決定する車両に本発明を適用
した例を示したが、本発明は車間距離制御などの各種制
御により駆動力指令値または駆動トルク指令値を決定す
る車両にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施の形態の構成を示す図である。

【図２】 エンジンの特性図である。

【図３】 実際のエンジンブレーキ特性線の学習方法を
説明するための図である。

【図４】 第１の実施の形態の駆動制御プログラムを示
すフローチャートである。

【図５】 車速フィードバック制御を示す制御ブロック
図である。

【図６】 エンジン非線形定常特性マップを示す図であ
る。

【図７】 モデルマッチング補償器を説明するための図
である。

【図８】 第１の実施の形態の駆動力の制御結果を示す
タイムチャートである。

【図９】 第２の実施の形態の構成を示す図である。

【図１０】 第２の実施の形態の駆動力制御プログラム
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン １ａ スロットルバルブアクチュエーター １ｂ クランク角センサー ２ 無段変速機 ３ 統括コントローラー ４ エンジンコントローラー ５ 無段変速機コントローラー ６ 通信線 ７ アクセルセンサー ８ 車速センサー １０ ナビゲーションコントローラー １１ 交流モーター １２ インバーター １３ バッテリー １４ モーターコントローラー １５ バッテリーコントローラー

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D041 AA26 AA34 AA41 AA66 AB01 AC01 AC19 AC20 AD01 AD02 AD10 AD37 AD47 AD50 AD51 AE00 AE02 AE05 AE08 AE11 AE36 AE45 AF01 AF07 3G084 BA05 BA11 BA32 CA06 DA02 DA04 DA16 EB08 EB20 FA04 FA05 FA10 FA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の駆動力指令値または駆動トルク指令
   値を決定する指令値決定手段と、 エンジンブレーキ特性を学習するエンジンブレーキ特性
   学習手段と、 エンジンブレーキ特性に基づいて負の駆動力指令値また
   は負の駆動トルク指令値を達成するためのエンジントル
   ク指令値と変速比指令値を演算する指令値演算手段と、 エンジントルクがエンジントルク指令値に一致するよう
   にエンジンを制御するエンジン制御手段と、 変速比が変速比指令値に一致するように無段変速機を制
   御する無段変速機制御手段とを備えることを特徴とする
   無段変速機を装備した車両の駆動力制御装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の無段変速機を装備した車
   両の駆動力制御装置において、 前記エンジンブレーキ特性学習手段は、エンジンをスロ
   ットルバルブ全閉で且つ燃料カット状態にして走行して
   いる時にエンジン回転速度を検出するとともにエンジン
   トルクを推定し、少なくとも２組のエンジン回転速度検
   出値とエンジントルク推定値によりエンジンブレーキ特
   性を表す近似線を求めることを特徴とする無段変速機を
   装備した車両の駆動力制御装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の無段変速機を装備した車
   両の駆動力制御装置において、 前記車両は、エンジンとモーターのいずれか一方または
   両方の動力を無段変速機を介して駆動輪へ伝達する車両
   であって、 前記エンジンブレーキ特性学習手段は、エンジンをスロ
   ットルバルブ全閉で且つ燃料カット状態にするととも
   に、モーターからトルクを発生させて走行している時
   に、エンジン回転速度を検出するとともにエンジントル
   クを推定し、少なくとも２組のエンジン回転速度検出値
   とエンジントルク推定値によりエンジンブレーキ特性を
   表す近似線を求めることを特徴とする無段変速機を装備
   した車両の駆動力制御装置。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３に記載の無段変速
   機を装備した車両の駆動力制御装置において、 前記エンジンブレーキ特性学習手段は、ナビゲーション
   装置により得られた現在地の道路勾配と車速とにより走
   行抵抗を求め、この走行抵抗を用いてエンジントルクを
   推定することを特徴とする無段変速機を装備した車両の
   駆動力制御装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかの項に記載の無段
   変速機を装備した車両の駆動力制御装置において、 前記指令値決定手段は、車速を車速指令値に一致させる
   ための駆動力指令値または駆動トルク指令値を決定する
   ことを特徴とする無段変速機を装備した車両の駆動力制
   御装置。
6. 【請求項６】請求項１〜４のいずれかの項に記載の無段
   変速機を装備した車両の駆動力制御装置において、 前記指令値決定手段は、乗員のアクセルペダル踏み込み
   量に基づいて駆動力指令値または駆動トルク指令値を決
   定することを特徴とする無段変速機を装備した車両の駆
   動力制御装置。
7. 【請求項７】請求項１〜４のいずれかの項に記載の無段
   変速機を装備した車両の駆動力制御装置において、 前記指令値決定手段は、前車との車間距離を車間距離指
   令値に一致させるための駆動力指令値または駆動トルク
   指令値を決定することを特徴とする無段変速機を装備し
   た車両の駆動力制御装置。