JP2000303899A - 無段変速機を備える車両の駆動力推定装置 - Google Patents
無段変速機を備える車両の駆動力推定装置Info
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Abstract
損失要因に応じて正確に駆動力を推定しうるようにして
ドライバビリティを向上させる。 【解決手段】 無段変速機を介してエンジントルクを駆
動輪に伝達して走行する車両の駆動力推定装置におい
て、エンジントルクを推定するエンジントルク推定手段
57と、エンジントルクと無段変速機の変速比とに基づ
いて無段変速機への入力トルク依存損失トルクを推定す
る入力トルク依存損失トルク推定手段54と、エンジン
トルクから入力トルク依存損失トルクを減算して車両駆
動力を推定する駆動力推定手段56とを備える。
Description
る車両の駆動力推定装置に関し、特に走行路の道路勾配
に応じた変速制御に用いて好適の、無段変速機を備える
車両の駆動力推定装置に関する。
両では、ドライバビリティを向上させるべく、道路勾配
に応じた変速制御を行なっている(例えば、特許第26
77042号の技術)。このような変速制御を行なう場
合、道路勾配SLは重量・勾配抵抗RSを車両重量Wで
除算することにより推定され、次式(1)で表される。
駆動力FEから加速抵抗RA,空気抵抗RL及びころが
り抵抗RRを減算することにより推定され、次式(2)
で表される。 RS=FE−RA−RL−RR ・・・(2) このうち、エンジンによる車両の駆動力FEは次式
(3)により推定される。
失トルクであり、tはトルクコンバータのトルク比であ
り、iT は変速比(変速機のギヤ比)であり、iF は終
減速比(ディファレンシャルのギヤ比)であり、ηは変
速機の伝達効率であり、rはタイヤ径である。このう
ち、無負荷損失トルクTL及び変速機の伝達効率ηは有
段の自動変速機に特有の損失トルクである。
変速機の開発が進められているが、この無段変速機の変
速制御においても、従来の有段の自動変速機の変速制御
と同様にドライバビリティを向上させるべく道路勾配S
Lに応じた変速制御を行なうことが考えられ、この場合
にも、上述の有段の自動変速機の変速制御の場合と同様
に、道路勾配SL、さらにはエンジンによる車両の駆動
力FEを推定する必要がある。
機は有段の自動変速機とはその構成が異なるため、無段
変速機を備える車両のエンジントルクの損失要因は有段
の自動変速機を備える車両のエンジントルクの損失要因
とは必然的に異なるものとなる。このため、無段変速機
を備える車両の場合には、道路勾配SLを推定するのに
必要なエンジンによる車両の駆動力FEを、上述の有段
の自動変速機を備える車両の場合のエンジンによる車両
の駆動力FEの推定方法と同様の方法により推定するこ
とはできない。
たもので、無段変速機を備える車両のエンジントルクの
損失要因に応じて正確に車両駆動力を推定することがで
きるようにしてかかる車両のドライバビリティを向上さ
せることができるようにした、無段変速機を備える車両
の駆動力推定装置を提供することを目的とする。
の本発明の無段変速機を備える車両の駆動力推定装置で
は、エンジントルク推定手段によりエンジントルクを推
定し、入力トルク依存損失トルク推定手段がエンジント
ルクと無段変速機の変速比とに基づいて無段変速機への
車両の入力トルク依存損失トルクを推定し、駆動力推定
手段がエンジントルクから入力トルク依存損失トルクを
減算して車両駆動力を推定する。
回転速度と無段変速機の変速比とに基づいて入力回転速
度依存損失トルクを推定し、エンジントルクから入力ト
ルク依存損失トルク及び入力回転速度依存損失トルクを
減算して車両駆動力を推定する。また、好ましくは、エ
ンジン回転速度と無段変速機のライン圧とに基づいてオ
イルポンプ駆動損失トルクを推定し、エンジントルクか
ら該入力トルク依存損失トルク,入力回転速度依存損失
トルク及びオイルポンプ駆動損失トルクを減算して車両
駆動力を推定する。
の形態について説明する。本発明の一実施形態にかかる
無段変速機を備える車両の駆動力推定装置について、図
1〜図5を参照しながら説明する。なお、本実施形態で
は、無段変速機(CVT)としてベルト式無段変速機を
用いている。
ついて説明すると、図2に示すように、本動力伝達機構
では、エンジン1から出力された駆動力は、トルクコン
バータ(トルコン)2,ベルト式無段変速機20及びデ
ィファレンシャル31を介してタイヤ30へ伝達される
ようになっている。トルコン2の出力軸7とベルト式無
段変速機20の入力軸24との間には、前後進切換機構
4が配設されており、エンジン1からトルコン2を介し
て入力される回転は、この前後進切換機構4を介して無
段変速機構20に入力されるようになっている。
(入力側プーリ)21とセカンダリプーリ(出力側プー
リ)22とベルト23とから構成されており、前後進切
換機構4からプライマリシャフト24に入力された回転
は、プライマリシャフト24と同軸一体のプライマリプ
ーリ21からベルト23を介してセカンダリシャフト2
5と同軸一体のセカンダリプーリ22へ入力されるよう
になっている。
22はそれぞれ一体に回転する2つのシーブ21a,2
1b,22a,22bから構成されている。それぞれ一
方のシーブ21a,22aは軸方向に固定された固定シ
ーブであり、他方のシーブ21b,22bは油圧アクチ
ュエータ(例えば油圧ピストン)21c,22cによっ
て軸方向に可動する可動シーブになっている。
の油を加圧,吐出するが、その吐出圧は調圧弁63によ
り所定圧(所定ライン圧)に調圧される。セカンダリプ
ーリ22の油圧アクチュエータ22cには調圧弁63に
より調圧されたライン圧PLが加えられ、プライマリプ
ーリ21の油圧ピストン21cには調圧弁63の下流側
に配設された流量調整弁64により流量調整された作動
油が供給されて、この作動油が変速比調整用油圧として
作用するようになっている。
を回避して動力伝達性を確保できる範囲で可能な限り低
い圧力にすることが、オイルポンプ62によるエネルギ
損失の低減や変速機自体の耐久性を高める上で重要であ
り、CVT入力トルクTIN,CVT入力回転速度(プ
ライマリ回転速度)NP及び変速比RATに基づいてベ
ルト張力制御圧(ライン圧PLに対応する圧力)Pout
を設定し、このベルト張力制御圧Pout に基づいて、調
圧弁63を制御してオイルポンプ62の吐出圧を調圧す
ることにより、ライン圧制御を行なうようになってい
る。
は、コントローラ(電子制御コントロールユニット=E
CU)50の指令信号により制御されるようになってい
る。ECU50には、エンジン回転数センサ(クランク
角センサ又はカム角センサ)41,エアフローセンサ4
2,プライマリプーリ21の回転速度を検出するプライ
マリ回転速度センサ(第1回転速度センサ)43,セカ
ンダリプーリ22の回転速度を検出するセカンダリ回転
速度センサ(第2回転速度センサ)44,ライン圧PL
を検出するライン圧センサ45の各検出信号等が入力さ
れるようになっており、ECU50では、これらの検出
信号に基づいて調圧弁63や流量調整弁64を制御する
ようになっている。
無段変速機を備える車両におけるドライバビリティの向
上を図るべく、道路勾配SLに応じた変速制御を行なう
ようにしている。このため、ECU50には道路勾配推
定手段51が備えられており、この道路勾配推定手段5
1により道路勾配SLを推定するようになっている。
は、従来技術と同様に重量・勾配抵抗RSを車両重量W
で除算することにより求められ、次式(4)で表され
る。 SL=RS/W ・・・(4) そして、重量・勾配抵抗RSは、エンジンによる車両の
駆動力FEから加速抵抗RA,空気抵抗RL及びころが
り抵抗RRを減算することにより求められ、次式(5)
で表される。
SLを求めるために必要な車両駆動力FEを求めるため
に駆動力推定装置60が備えられている。本駆動力推定
装置60は、図1の機能ブロック図に示すように、オイ
ルポンプ駆動損失トルク推定手段52と、CVT入力ト
ルク推定手段53と、入力トルク依存損失トルク推定手
段54と、入力回転速度依存損失トルク推定手段55
と、駆動力推定手段56とを備えて構成される。
定手段52は、エンジン回転速度NEとライン圧センサ
43により検出されるライン圧PLとからオイルポンプ
駆動損失トルクTLPを推定するものである〔TLP=
f(NE,PL)〕。ここで、オイルポンプ駆動損失ト
ルクTLPとは、エンジントルクTEのうちオイルポン
プ62を駆動するために使われてしまう損失トルクであ
る。
求めるのは以下の理由による。つまり、上述のようにオ
イルポンプ62はエンジン1により駆動されるため、エ
ンジン1によって発生したエンジントルクTEがオイル
ポンプ62を駆動するために使われてしまう。特にCV
T20では有段自動変速機に比べてオイルポンプ62か
らの油圧を高くする必要があるためエンジントルクTE
の損失は無視できず、このようにオイルポンプ62を駆
動することはエンジントルクTEの損失要因となる。さ
らに、CVT20では、有段自動変速機の場合と異な
り、ライン圧PLを可変とするため、オイルポンプ62
の負荷も変動し、これにより、エンジントルクTEの損
失度合も変わってしまう。このため、エンジンによる車
両の駆動力FEを正確に算出するには、このようなエン
ジントルクTEの損失要因を考慮し、さらにエンジント
ルクTEの損失度合も考慮する必要がある。そこで、本
実施形態では、これらを考慮して正味エンジントルクを
算出するために、オイルポンプ駆動損失トルクTLPを
求めているのである。
定手段52は、エンジン回転速度NEとライン圧PLと
オイルポンプ駆動損失トルクTLPとを関係づけたマッ
プを備えており、このTLP検出用マップによりオイル
ポンプ駆動損失トルクTLPを求めるようになってい
る。CVT入力トルク推定手段53は、エンジントルク
TEと、オイルポンプ駆動損失トルクTLPと、トルコ
ントルク比(トルクコンバータのトルク比)tとからC
VT入力トルクTINを推定するものである。
には、エンジントルク推定手段57,上述のオイルポン
プ駆動損失トルク推定手段52及びトルコントルク比推
定手段58からそれぞれエンジントルクTE,オイルポ
ンプ駆動損失トルクTLP,トルコントルク比tが入力
されるようになっている。ここで、エンジントルク推定
手段57は、エンジン回転数センサ41からのエンジン
回転数(エンジン回転速度)NEと、エアフローセンサ
42により検出される検出値Aとエンジン回転数センサ
41により検出されるエンジン回転数NEとに基づいて
算出される充填効率A/NEとからエンジントルクTE
を求めるものである。
平均有効圧力(トルク/排気量;目標Pe)とエンジン
回転数NEとから求めても良いし、ブースト圧とエンジ
ン回転数NEとから求めても良い。トルコントルク比推
定手段58は、エンジン回転数センサ41により検出さ
れるエンジン回転数NEとプライマリ回転速度センサ4
4により検出されるプライマリ回転速度NPとからトル
コントルク比tを推定するものである。
は、エンジントルクTEからオイルポンプ駆動損失トル
クTLPを減算してエンジン1からトルコン2へ入力さ
れる正味エンジントルク(TE−TLP)を算出する機
能と、この正味エンジントルク(TE−TLP)にトル
コントルク比tを乗算してCVT20へ入力されるCV
T入力トルクTINを算出する機能とを備えて構成さ
れ、これらの機能を用いて次式(6)によりCVT入力
トルクTINを算出する。
軸慣性トルク(エンジンの回転加速度×クランク軸イナ
ーシャ)を考慮しても良い。入力トルク依存損失トルク
推定手段54は、CVT入力トルク推定手段53により
検出されたCVT入力トルクTINと変速比算出手段5
9により算出された変速比RATとから入力トルク依存
損失トルクTLTを推定するものである〔TLT=f
(TIN,RAT)〕。
回転速度センサ44により検出されるプライマリ回転速
度NPとセカンダリ回転速度センサ45により検出され
るセカンダリ回転速度NSとから変速比RAT(=速度
比=プライマリ回転速度NP/セカンダリ回転速度N
S)を算出するものである。この入力トルク依存損失ト
ルクTLTを求めるのは、車両駆動力FEを正確に算出
するにあたり、CVT20の構造上、特有のトルク損失
要因であるCVT20の各プーリ21,22とベルト2
3との間に生じる摩擦等を考慮する必要があるからであ
る。そこで、本実施形態では、これを考慮して正味CV
T入力トルクを算出するために、入力トルク依存損失ト
ルクTLTを求めているのである。
とは、CVT入力トルクTINのうちCVT20の各プ
ーリ21,22とベルト23との間に伝達トルクに応じ
て生じるCVT内各部の摩擦等により失われる損失トル
クである。例えば、CVT入力トルクTINが大きくな
ると、CVT20のベルト23を各プーリ21,22へ
押し付ける押付力を大きくするため、各プーリ21,2
2とベルト23との間に生じる摩擦は大きくなり、これ
により入力トルク依存損失トルクTLTも大きくなる。
逆に、CVT入力トルクTINが小さくなると、CVT
20のベルト23を各プーリ21,22へ押し付ける押
付力を小さくするため、各プーリ21,22とベルト2
3との間に生じる摩擦は小さくなり、これにより入力ト
ルク依存損失トルクTLTも小さくなる。
との有効半径に応じてセカンダリプーリ22とベルト2
3との間の摩擦も変化し、例えば変速比RATが小さく
なると(OD側)、セカンダリプーリ22の有効半径が
小さくなって摩擦力は小さくなり、これにより入力トル
ク依存損失トルクTLTも小さくなる。逆に、変速比R
ATが大きくなると(ロー側)、セカンダリプーリ22
の有効半径が大きくなって摩擦力は大きくなり、これに
より入力トルク依存損失トルクTLTも大きくなる。
手段54は、図3に示すようなCVT入力トルクTIN
及び変速比RATに対して入力トルク依存損失トルクT
LTを関係づけたTLT推定用マップを備えており、こ
のTLT推定用マップにより入力トルク依存損失トルク
TLTを推定するようになっている。入力回転速度依存
損失トルク推定手段55は、プライマリ回転速度(CV
T入力回転速度)NPと変速比RATとから入力回転速
度依存損失トルクTLRを推定するものである〔TLR
=f(NP,RAT)〕。
求めるのは、車両駆動力FEを正確に算出するには、C
VT20の構造上、特有のトルク損失要因であるCVT
入力回転速度、即ちプライマリ回転速度NPを考慮する
必要があるからである。そこで、本実施形態では、これ
を考慮して正味CVT入力トルクを算出するために、入
力回転速度依存損失トルクTLRを求めているのであ
る。
Rとは、CVT入力回転速度、即ちプライマリ回転速度
NPに依存して例えばCVT内各部の摩擦等により失わ
れる損失トルクである。例えば、プライマリ回転速度N
Pが大きくなると例えばCVT内各部の摩擦等が大きく
なり、これにより入力回転速度依存損失トルクTLRも
大きくなる。一方、プライマリ回転速度NPが小さくな
ると例えばCVT内各部の摩擦等が小さくなり、これに
より入力回転速度依存損失トルクTLRも小さくなる。
との有効半径に応じてセカンダリプーリ22とベルト2
3との間の摩擦も変化し、例えば変速比RATが小さく
なると(OD側)、セカンダリプーリ22の有効半径が
小さくなって摩擦力は小さくなり、これにより入力回転
速度依存損失トルクTLRも小さくなる。逆に、変速比
RATが大きくなると(ロー側)、セカンダリプーリ2
2の有効半径が大きくなって摩擦力は大きくなり、これ
により入力回転速度依存損失トルクTLRも大きくな
る。
定手段55は、図4に示すようなプライマリ回転速度N
P及び変速比RATに対して入力回転速度依存損失トル
クTLRを関係づけたTLR推定用マップを備えてお
り、このTLR推定用マップにより入力回転速度依存損
失トルクTLRを求めるようになっている。駆動力推定
手段56は、上述のCVT入力トルク推定手段53によ
り推定されたCVT入力トルクTIN〔=(TE−TL
P)・t〕と、入力トルク依存損失トルク推定手段54
により推定された入力トルク依存損失トルクTLTと、
入力回転速度依存損失トルク推定手段55により推定さ
れた入力回転依存損失トルクTLRとから車両駆動力F
Eを推定し、この車両駆動力FEを道路勾配推定手段5
1へ出力するものである。
入力トルクTINから入力トルク依存損失トルクTLT
及び入力回転依存損失トルクTLRを減算して正味CV
T入力トルク(TIN−TLT−TLR)を算出する機
能(正味CVT入力トルク算出手段)と、この正味CV
T入力トルク(TIN−TLT−TLR)に変速比RA
T及び終減速比(ディファレンシャルのギヤ比)iF を
乗算して図示しないアクスルシャフトへ伝達される駆動
トルク〔(TIN−TLT−TLR)・RAT・iF 〕
を算出する機能(駆動トルク算出手段)と、この駆動ト
ルク〔(TIN−TLT−TLR)・RAT・iF 〕を
タイヤ径rで除算して車両駆動力FEを算出する機能
(駆動力算出手段)とを備えて構成される。
機能を用いて次式(7)により車両駆動力FEを算出す
る。 FE=〔(TIN−TLT−TLR)・RAT・iF 〕/r ・・・(7) 次に、図5のフローチャートに沿って、その推定方法を
示す。
ンプ駆動損失トルク推定手段52に備えられたTLP推
定用マップにより、エンジン回転速度NEとライン圧P
Lとからオイルポンプ駆動損失トルクTLPを推定し、
ステップS20へ進む。ステップS20では、CVT入
力トルク推定手段53により、エンジントルクTEと、
ステップS10で推定されたオイルポンプ駆動損失トル
クTLPと、トルク比(トルクコンバータのトルク比)
tとからCVT入力トルクTINを推定して、ステップ
S30へ進む。
転数NEと充填効率A/NEとからエンジントルクTE
を推定し、次に、このエンジントルクTEからオイルポ
ンプ駆動損失トルクTLPを減算してエンジンからトル
コン2へ入力されるトルコン入力トルク(TE−TL
P)を推定し、次いで、このトルコン入力トルク(TE
−TLP)にトルコントルク比tを乗算してCVT20
へ入力されるCVT入力トルクTINを推定する〔TI
N=(TE−TLP)・t〕。
トルク推定手段54に備えられたTLT推定用マップに
より、ステップS20で推定されたCVT入力トルクT
INと、変速比RATとから入力トルク依存損失トルク
TLTを推定して、ステップS40へ進む。ステップS
40では、入力回転速度依存損失トルク推定手段55に
備えられたTLR推定用マップにより、プライマリ回転
速度(CVT入力回転速度)NPと変速比RATとから
入力回転速度依存損失トルクTLRを推定して、ステッ
プS50へ進む。
により、ステップS20で推定されたCVT入力トルク
TINと、ステップS30で推定された入力トルク依存
損失トルクTLTと、ステップS40で推定された入力
回転依存損失トルクTLRとから車両駆動力FEを推定
する。つまり、駆動力推定手段56により、CVT入力
トルクTINから入力トルク依存損失トルクTLT及び
入力回転依存損失トルクTLRを減算して正味CVT入
力トルク(TIN−TLT−TLR)を推定し、次に、
この正味CVT入力トルク(TIN−TLT−TLR)
に変速比RAT及び終減速比(ディファレンシャルのギ
ヤ比)iF を乗算して図示しないアクスルシャフトへ伝
達される駆動トルク〔(TIN−TLT−TLR)・R
AT・iF 〕を推定し、次いで、この駆動トルク〔(T
IN−TLT−TLR)・RAT・iF 〕をタイヤ径r
で除算して車両駆動力FEを推定する。
力FEを道路勾配SLを推定する道路勾配推定手段51
へ出力してリターンする。なお、ここでは、ステップS
10〜S30の処理後にステップS40の処理を行なう
ようにしているが、ステップS10〜S30の処理の前
に、あるいはこれらの処理と平行して、ステップS40
の処理を行なっても良い。
機を備える車両の駆動力推定装置によれば、CVT20
を備える車両のエンジントルクTEの損失要因に応じて
正確に車両駆動力FEを推定することができるという利
点がある。これにより、このようにして推定された車両
駆動力FEを用いて道路勾配SLを推定することで、C
VT20を備える車両においても道路勾配SLを正確に
推定することができるため、これに基づいて道路勾配S
Lに応じたきめこまかい変速制御を行なえるようにな
り、登坂路や降坂路でのドライバビリティを向上させる
ことができるという利点がある。
置60により推定された車両駆動力FEを道路勾配推定
手段51へ出力して、この車両駆動力FEに基づいて道
路勾配SLを推定するものとして説明しているが、これ
に限られるものではなく、車両駆動力FEを用いたCV
T20の制御に用いることができる。また、上述の実施
形態では、車両駆動力FEを推定するのに、CVT入力
トルク推定手段53により、エンジントルクTEと、オ
イルポンプ駆動損失トルクTLPと、トルク比(トルク
コンバータのトルク比)tとからCVT入力トルクTI
Nを推定しているが、推定ロジックを簡略化するために
はオイルポンプ駆動損失トルクTLPを考慮しなくても
良いし、また、トルコン2が備えられていない場合には
当然のことながらトルコントルク比tを考慮する必要は
ない。
53により推定されるCVT入力トルクTINは、エン
ジントルクTEにトルコントルク比tを乗算したものと
されたり、エンジントルクTEからオイルポンプ駆動損
失トルクTLPを減算したものとされたり、さらにエン
ジントルクTEそのものとされたりする。また、上述の
実施形態では、駆動力推定手段56によりCVT入力ト
ルクTINから入力トルク依存損失トルクTLT及び入
力回転速度依存損失トルクTLRを減算して車両駆動力
FEを推定しているが、入力回転速度依存損失トルクT
LRを減算することは必ずしも必要でなく、CVT入力
トルクTINから入力トルク依存損失トルクTLTを減
算して車両駆動力FEを推定しても良い。
ト式CVTに適用するものとして説明しているが、本発
明をトロイダル式CVTに適用することも考えられる。
発明の無段変速機を備える車両の駆動力推定装置によれ
ば、無段変速機を備える車両のエンジントルクの損失要
因に応じて正確に車両駆動力を推定することができると
いう利点がある。
機能ブロック図である。
構成を説明するための模式図である。
より用いられるTLT検出用マップである。
より用いられるTLR検出用マップである。
よる駆動力推定制御を説明するためのフローチャートで
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 無段変速機を介してエンジントルクを駆
動輪に伝達して走行する車両の駆動力推定装置におい
て、 該エンジントルクを推定するエンジントルク推定手段
と、 該エンジントルクと該無段変速機の変速比とに基づいて
無段変速機への入力トルク依存損失トルクを推定する入
力トルク依存損失トルク推定手段と、 該エンジントルクから該入力トルク依存損失トルクを減
算して車両駆動力を推定する駆動力推定手段とを備える
ことを特徴とする、無段変速機を備える車両の駆動力推
定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11825099A JP2000303899A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 無段変速機を備える車両の駆動力推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11825099A JP2000303899A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 無段変速機を備える車両の駆動力推定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000303899A true JP2000303899A (ja) | 2000-10-31 |
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---|---|---|---|
JP11825099A Pending JP2000303899A (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 無段変速機を備える車両の駆動力推定装置 |
Country Status (1)
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---|---|
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1999
- 1999-04-26 JP JP11825099A patent/JP2000303899A/ja active Pending
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