JP2007071160A - 車両の制御装置 - Google Patents

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宏紀 近藤
Tadashi Tamura
忠司 田村
Yasunari Matsui
康成 松井
Koji Taniguchi
浩司 谷口
Shinya Toyoda
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Abstract

【課題】車両減速開始後における内燃機関のアイドル運転時に機関出力を増大させる際、内燃機関の燃費が悪化するのを抑制する。
【解決手段】自動車の減速開始後に次回の発進及び加速に備えて変速比を最もロー側の変速比となるようベルト式無段変速機4を変速動作させる際には、プライマリプーリ18に作用する油圧を高くする必要があることからオイルポンプ11の仕事量が増える。そして、同ポンプ11の仕事量の増大分がエンジン1における同ポンプ11の駆動負荷Tlossの増大に繋がる。自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時には、駆動負荷Tlossの増大に伴うエンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを抑制すべく、駆動負荷Tlossの大きさに応じた増加量だけエンジン出力が増加させられる。従って、このときに必要以上にエンジン出力が増加させられ、エンジン1の燃費が悪化するのを抑制することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、内燃機関により駆動されるオイルポンプの吐出圧を用いて変速動作させられる変速機を備えた車両の制御装置に係り、詳しくは同車両の減速開始後における内燃機関のアイドル運転時の出力制御の改良に関するものである。
自動車等の車両においては、内燃機関と車輪との間の回転伝達経路上に変速機が設けられ、内燃機関により駆動されるオイルポンプの吐出圧を利用して変速機を変速動作させることで、内燃機関側の回転速度と車輪側の回転速度との比である変速比を変更するようにしている。
こうした変速機の変速比については、アクセル操作量及び車速等に基づき変更される。例えば、アクセル操作量が「0(機関出力要求なし)」の状態で車両が車速「0」まで減速させられるときには、車両の次回の発進及び加速に備えて、変速比が最もロー側の変速比となるまで変更されることとなる。
そして、上記のような車両の減速開始後、アクセル操作量が「0」の状態で車速が「0」に近い所定値以下まで低下すると、内燃機関はアイドル運転に移行する。このアイドル運転時には、実際の機関回転速度と予め定められた目標アイドル回転速度との差に基づき機関出力の指令値が算出され、当該指令値が得られるよう機関出力を調整することで、実際の機関回転速度を目標アイドル回転速度とするアイドル回転速度制御が行われる。
ところで、高車速から急減速される場合においては、車両減速開始後の内燃機関のアイドル運転時、同機関におけるオイルポンプの駆動負荷に起因して機関回転速度が落ち込み、内燃機関がストールするおそれがある。
これは、上記車両減速開始後に内燃機関がアイドル運転に移行するとき、次回の発進及び加速に備えて、変速比を最もロー側の変速比とすべく、変速機がオイルポンプから吐出されるオイルの油圧を受けて変速動作することが関係している。すなわち、上述した変速機の変速動作を高車速からの急減速時に行おうとする場合、当該変速動作を速やかに行わなければならないため、オイルポンプの仕事量が増えて内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷が大きくなる。そして、このように内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷が大きくなると、上述したアイドル回転速度制御での機関出力の調整だけでは、機関回転速度を目標アイドル回転速度に維持することができずに機関回転速度の落ち込みが生じ、内燃機関のストールに繋がる。
こうした機関回転速度の落ち込み、及び、内燃機関のストールを抑制するため、例えば特許文献1に示されるように、機関回転速度の減少割合に基づき急減速状態にある旨判断されたとき、アイドル運転時の吸入空気量及び燃料噴射量を最大とすることが考えられる。この場合、アイドル運転時の機関出力が最大とされるため、上述した機関回転速度の落ち込み、及び、内燃機関のストールを的確に抑制することができる。
特許第2722856号公報(段落番号[0020])
上述したように、車両急減速開始後における内燃機関のアイドル運転時の機関出力を最大とすれば、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷に起因した機関回転速度の落ち込みや内燃機関のストールを的確に抑制することはできる。ただし、上記機関回転速度の落ち込み及び内燃機関のストールを抑制するのに、必ずしもアイドル運転時の機関出力を最大とする必要はないため、機関出力を上記のように最大とした場合には必要以上に機関出力が高められる可能性が高い。また、アイドル運転時に機関出力を増大させると、その分だけ内燃機関の燃費が悪化することは避けられない。このため、アイドル運転時の機関出力を最大とすることで、必要以上に機関出力が高められた場合には、内燃機関の燃費悪化が無視できない問題となる。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両減速開始後における内燃機関のアイドル運転時に機関出力を増大させる際、内燃機関の燃費が悪化するのを抑制することのできる車両の制御装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明では、内燃機関により駆動されるオイルポンプの吐出圧を用いて変速動作させられる変速機を備えた車両に適用され、その車両の減速過程にて前記変速機を変速比がロー側に変化するように変速動作させ、内燃機関のアイドル運転時には機関回転速度が目標アイドル回転速度となるよう機関出力を制御する車両の制御装置において、内燃機関における前記オイルポンプの駆動負荷の大きさを検出する検出手段と、車両減速開始後の内燃機関のアイドル運転時に機関出力を前記駆動負荷の大きさに応じた増加量だけ増加させる出力増加手段とを備えた。
同構成によれば、車両減速開始後の内燃機関のアイドル運転時、その内燃機関における前記オイルポンプの駆動負荷の大きさに応じた増加量だけ機関出力が増加させられるため、その駆動負荷に起因する機関回転速度の落ち込み及び内燃機関のストールを抑制するのに必要な分だけ機関出力を増加させることができる。従って、上記アイドル運転時に必要以上に機関出力が増加させられ、それに伴い内燃機関の燃費が悪化するのを抑制することができる。
請求項2記載の発明では、請求項1記載の発明において、前記変速機は、前記オイルポンプから吐出されるオイルの油圧を受けて可動させられるプーリと、そのプーリに巻き掛けられたベルトとを備え、前記プーリに作用する前記油圧の調整により前記ベルトに対するベルト挟圧を変更して同プーリの回転中心から前記ベルトまでの距離を変更することで、変速比の変更を行うベルト式無段変速機であることを要旨とした。
ベルト式無段変速機においては、車両減速開始後に次回の発進及び加速に備えて変速比を最もロー側の変速比となるよう変速動作する際、プーリに作用する油圧をかなり高く設定する必要がある。従って、このときにはオイルポンプの仕事量の増大が顕著になり、その仕事量の増大分が内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷の増大に繋がるため、機関回転速度の落ち込み及び内燃機関のストールを招き易くなる。しかし、車両減速開始後の内燃機関のアイドル運転時には、こうした駆動負荷の大きさに応じた増加量だけ機関出力が増加させられるため、上記機関回転速度の落ち込み及び内燃機関のストールを的確に抑制することができるとともに、必要以上に機関出力が増加させられて内燃機関の燃費が悪化するのを抑制することができる。
請求項3記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記検出手段は、前記プーリに作用する前記油圧の大きさを検出する油圧センサを備え、その油圧センサの検出値に基づき前記オイルポンプの駆動負荷の大きさを検出することを要旨とした。
変速比をロー側に変更すべくベルト挟圧を大とする際には、プーリに作用する油圧が大とされる。このようにベルト挟圧を大とすべく上記油圧を大とするほどオイルポンプの仕事量が増え、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷が大となる。従って、上記油圧の大きさを検出する油圧センサの検出値に基づき、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷の大きさを正確に検出することができる。そして、その駆動負荷の大きさに基づき、内燃機関のアイドル運転時における機関出力の増加量を適切な値に定めることができる。
請求項4記載の発明では、請求項2記載の発明において、前記ベルト式無段変速機は、変速動作時、前記ベルト挟圧が当該変速動作に必要な値である指示値となるよう、前記プーリに作用する前記油圧の調整が行われるものであり、前記検出手段は、前記ベルト挟圧の指示値に基づき前記オイルポンプの駆動負荷の大きさを検出するものとした。
変速比をロー側に変更すべくベルト挟圧を大とする際には、ベルト挟圧の指示値が大となり、その指示値が得られるようプーリに作用する油圧が大とされる。このようにベルト挟圧を大とすべく上記油圧を大とするほどオイルポンプの仕事量が増え、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷が大となる。従って、ベルト挟圧の指示値に基づき内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷を正確に検出することができ、その駆動負荷の大きさに基づき内燃機関のアイドル運転時における機関出力の増加量を適切な値に定めることができる。また、上記指示値はプーリに作用する油圧の目標値に対応した値であるため、当該指示値に基づく駆動負荷の検出では、その検出を応答性よく行うことができる。従って、車両減速開始後の内燃機関のアイドル運転時、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷の増大に伴い、機関出力を応答性よく増加させることができる。
請求項5記載の発明では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記内燃機関は、アイドル運転時、機関回転速度を目標アイドル回転速度とするための機関出力の指令値を算出し、その指令値が得られるよう機関出力の制御が行われるものであり、前記出力増加手段は、前記駆動負荷の大きさに応じて前記指令値の補正量を算出し、その補正量分だけ当該指令値を補正するものとした。
内燃機関のアイドル運転時においては、機関回転速度を目標アイドル回転速度とするための機関出力の指令値が算出され、その指令値が得られるよう機関出力が制御されることとなる。従って、車両減速開始後のアイドル運転時、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷の大きさに応じて上記指令値の補正量を算出し、その補正量の分だけ指令値を補正することにより、機関出力を的確に上記駆動負荷の分だけ増加させることができる。
請求項6記載の発明では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、前記内燃機関は、アイドル運転時、実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度とに基づき両者を一致させるための機関出力の指令値を算出し、その指令値が得られるよう機関出力の制御が行われるものであり、前記出力増加手段は、前記駆動負荷の大きさに応じて前記目標アイドル回転速度の補正量を算出し、その補正量分だけ当該目標アイドル回転速度を補正するものとした。
内燃機関のアイドル運転時においては、機関回転速度と目標アイドル回転速度とに基づき両者を一致させるための機関出力の指令値が算出され、その指令値が得られるよう機関出力が制御されることとなる。従って、車両減速開始後のアイドル運転時、内燃機関におけるオイルポンプの駆動負荷の大きさに応じて上記目標アイドル回転速度の補正量を算出し、その補正量の分だけ目標アイドル回転速度を補正することにより、機関出力の指令値が大となり、機関出力を的確に上記駆動負荷の分だけ増加させることができる。
[第1実施形態]
以下、本発明を、ガソリンエンジンを原動機として搭載する自動車に適用した第1実施形態について、図1〜図7に従って説明する。
図1に示されるように、自動車の駆動系においては、エンジン1の回転がトルクコンバータ2、前後進切換装置3、及びベルト式無段変速機(CVT)4等を介して車輪に伝達される。
エンジン1においては、その吸気通路5に設けられたスロットルバルブ6の開度(スロットル開度)が、自動車の運転者によって操作されるアクセルペダル7の踏み込み量(アクセル踏込量)など、運転者のエンジン1に対する出力要求に応じて制御される。このスロットル開度制御によってエンジン1の吸入空気量が調整されるとともに、同吸入空気量に対応した量の燃料噴射が燃料噴射弁13によって行われる。そして、エンジン1の燃焼室内に充填される燃料と空気とからなる混合気の量が調整され、これによりエンジン出力が変更される。従って、エンジン出力の制御は、スロットルバルブ6の開度制御を通じた吸入空気量の調整によって実現されることとなる。
トルクコンバータ2は、エンジン1の出力軸であるクランクシャフト1aに連結されたポンプ翼車8と、前後進切換装置3及びベルト式無段変速機4にタービンシャフト9を介して連結されたタービン翼車10とを備え、流体を介してポンプ翼車8とタービン翼車10との間の回転伝達を行うようになっている。ポンプ翼車8にはオイルポンプ11が連結されている。このオイルポンプ11は、ポンプ翼車8の回転(エンジン回転)に基づき駆動され、ベルト式無段変速機4を油圧駆動したり前後進切換装置3を作動させたりするためのオイルを吐出する。なお、オイルポンプ11のオイル吐出圧についてはエンジン回転速度が大となるほど高くなる。
前後進切換装置3は、ベルト式無段変速機4の入力軸4aに対するタービンシャフト9からの入力回転の方向を正回転方向と逆回転方向との間で切り換えたり、当該入力軸4aへのタービンシャフト9からの回転の入力を遮断したりするものである。こうした前後進切換装置3の作動は、自動車の運転者によるシフトレバー28の操作に基づき、オイルポンプ11のオイル吐出圧を元に行われる。このシフトレバー28は、駐車用の「P」ポジション、後進走行用の「R」ポジション、エンジン側から車輪側への回転伝達を遮断する「N」ポジション、並びに、前進走行用の「D」ポジション及び「L」ポジションのいずれかに操作される。
そして、シフトレバー28が「D」ポジション又は「L」ポジションに操作されると、前後進切換装置3の作動によってベルト式無段変速機4の入力軸4aが正回転方向に回転する。また、シフトレバー28が「R」ポジションに操作されると、前後進切換装置3によってベルト式無段変速機4の入力軸4aが逆回転方向に回転する。更に、シフトレバー28が「P」ポジション又は「N」ポジションに操作されると、前後進切換装置3の作動によって入力軸4aへのタービンシャフト9からの回転の入力が遮断され、同入力軸4aが回転することはなくなる。
ベルト式無段変速機4は、入力軸4aに設けられたプライマリプーリ18と、出力軸4bに設けられたセカンダリプーリ19と、それらプーリ18,19に巻き掛けられたベルト20とを備えている。プライマリプーリ18は、その回転中心からベルト20までの距離を変更してベルト式無段変速機4の変速比を変更すべく、入力軸4aの軸方向に所定の可動力でもって変位させられる。このプライマリプーリ18の変位による変速比の調整は、油圧制御回路21を通じてプライマリプーリ18に作用する油圧を調整することで実現される。また、セカンダリプーリ19は、プーリ18,19に対するベルト20の滑りが生じないようベルト挟圧を調整すべく出力軸4bの軸方向に変位させられる。このセカンダリプーリ19の変位によるベルト挟圧の調整は、油圧制御回路21を通じてセカンダリプーリ19に作用する油圧を調整することで実現される。
上記油圧制御回路21は、オイルポンプ11のオイル吐出圧をベルト式無段変速機4や前後進切換装置3の駆動に用いられる油圧であるライン圧へと調圧し、更に当該ライン圧を元にしてプライマリプーリ18及びセカンダリプーリ19に作用する油圧を調圧するものである。
ここで、油圧制御回路21におけるベルト式無段変速機4の駆動を行う部分の詳細について図2を参照して説明する。
油圧制御回路21においては、オイルポンプ11から吐出されたオイルが油路31に供給される。この油路31は、ベルト式無段変速機4のプライマリプーリ18にオイルを供給して同プーリ18に油圧を作用させるとともに、ベルト式無段変速機4のセカンダリプーリ19にオイルを供給して同プーリ19に対し油圧を作用させるためのものである。
油圧制御回路21には、オイルポンプ11のオイル吐出圧をベルト式無段変速機4の油圧駆動等に用いられる油圧であるライン圧に調圧するプライマリレギュレータバルブ32が設けられている。更に、油圧制御回路21には、上記ライン圧を元にしてプライマリプーリ18に作用する油圧を調圧するプライマリプーリコントロールバルブ35と、同じくライン圧を元にしてセカンダリプーリ19に作用する油圧を調圧するセカンダリプーリコントロールバルブ33とが設けられている。プライマリプーリコントロールバルブ35はリニアソレノイドバルブ36により油圧を利用して駆動制御され、セカンダリプーリコントロールバルブ33はリニアソレノイドバルブ34により油圧を利用して駆動制御される。
そして、ベルト式無段変速機4の変速比を変更する際には、プライマリプーリ18によるベルト挟圧が当該変速比の変更動作に必要な値となるよう、リニアソレノイドバルブ36の駆動制御を通じてプライマリプーリ18に作用する油圧が調整される。例えば、変速比をロー側に変更しようとする際には、プライマリプーリ18によるベルト挟圧が大となるよう、リニアソレノイドバルブ36の駆動制御を通じてプライマリプーリ18に作用する油圧が大とされる。また、このようにプライマリプーリ18に作用する油圧を大とすべくリニアソレノイドバルブ36を駆動する際には、それに伴いプライマリレギュレータバルブ32が駆動されて上記ライン圧も大とされるようになる。従って、ライン圧は、プライマリプーリ18に作用する油圧の大きさ、言い換えればプライマリプーリ18によるベルト挟圧の大きさに対応して増減することとなる。
なお、ベルト式無段変速機4の変速動作中等には、セカンダリプーリ19によるベルト挟圧がベルト20とプーリ18,19との間に滑りが生じることのない値となるよう、リニアソレノイドバルブ34の駆動制御を通じてセカンダリプーリ19に作用する油圧が調整される。
次に、本実施形態における自動車の制御装置の電気的構成について、図1を参照して説明する。
この制御装置は、エンジン1の運転制御を行うエンジンコントロールコンピュータ25を備えている。このエンジンコントロールコンピュータ25には、前後進切換装置3の制御を行うとともに油圧制御回路21を制御してベルト式無段変速機4を油圧駆動するトランスミッションコントロールコンピュータ26が互いに通信可能に接続されている。
エンジンコントロールコンピュータ25には、アクセルペダル7の踏み込み量(アクセル踏込量)を検出するアクセルポジションセンサ27からの検出信号が入力される。エンジンコントロールコンピュータ25は、アクセル踏込量等に基づきスロットルバルブ6を開度制御することによってエンジン1の吸入空気量を調整するとともに、吸入空気量に対応した量の燃料が噴射されるよう燃料噴射弁13を駆動して燃料噴射量制御を行う。エンジン1においては、こうしたスロットルバルブ6の開度制御による吸入空気量の調整を通じてエンジン出力が調整されるようになる。
また、エンジンコントロールコンピュータ25には、クランクシャフト1aの回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ14、及びエンジン1の冷却水温を検出する水温センサ15といった各種センサからの検出信号が入力される。
一方、トランスミッションコントロールコンピュータ26には、シフトレバー28の操作位置に対応した位置情報、自動車の車速を検出する車速センサ29からの検出信号、及びプライマリプーリ18に作用する油圧の大きさを検出する油圧センサ16等が入力される。トランスミッションコントロールコンピュータ26は、油圧制御回路21の制御を通じて、ベルト式無段変速機4の変速及び前後進切換装置3の駆動を行う。
次に、エンジン出力の調整のために行われるスロットルバルブ6の開度制御について説明する。
スロットルバルブ6は、エンジンコントロールコンピュータ25を通じてスロットル開度指令値TAtに基づき開度制御される。このスロットル開度指令値TAtは、以下の式(1)を用いて算出される。
TAt=TAbase+Qcal ・kt …(1)
TAbase:基本スロットル開度
Qcal :ISC補正量
kt :変換係数
上記式(1)において、基本スロットル開度TAbaseは、アクセルポジションセンサ27からの検出信号に基づき求められるアクセル踏込量、及び、クランクポジションセンサ14からの検出信号に基づき求められるエンジン回転速度等に基づき算出される値である。そして、エンジン回転速度一定の条件下では、アクセル踏込量が大となってエンジン1に対する出力要求が大となるほど、基本スロットル開度TAbase(スロットル開度指令値TAt)が大とされるようになる。その結果、スロットル開度指令値TAtに基づき開度制御されるスロットルバルブ6の開度が大となり、エンジン1の吸入空気量が増量されてエンジン出力が高められる。
上記基本スロットル開度TAbaseについては、エンジン1のアイドル運転時には例えば「0」とされる。従って、アイドル運転時のスロットル開度指令値TAtは、式(1)における「Qcal ・kt」という項によって決定されることになる。この「Qcal ・kt」という項において、ISC補正量Qcal はアイドル回転速度制御でのエンジン回転速度の調整を行うべく増減する無次元のパラメータであり、変換係数ktは当該ISC補正量Qcal をスロットル開度というパラメータに変換するためのものである。
そして、アイドル回転速度制御中においては、ISC補正量Qcal の増減を通じてスロットルバルブ6の開度調整、言い換えればアイドル運転時の吸入空気量の調整が行われ、エンジン出力が変更されるようになる。具体的には、ISC補正量Qcal が大とされるほど、スロットルバルブ6の開度が大となってエンジン出力が高められ、エンジン回転速度が上昇させられる。逆に、ISC補正量Qcal が小とされるほど、スロットルバルブ6の開度が小となってエンジン出力が低下させられ、エンジン回転速度が低下させられる。従って、ISC補正量Qcal については、エンジン1のアイドル運転時、エンジン回転速度NEを目標アイドル回転速度NEiとするためのエンジン出力の指令値と言い換えることもできる。
次に、アイドル回転速度制御に用いられる上記ISC補正量Qcal の算出手順について説明する。
ISC補正量Qcal は、暖機完了状態でのエンジン1のアイドル運転中であることを条件に、フィードバック項qi、ISC学習値qg、及び、その他の補正項Aに基づき、以下の式(2)を用いて算出される。
Qcal =qi+qg+A …(2)
Qcal :ISC補正量
qi :フィードバック項
qg :ISC学習値
A :その他の補正項
式(2)のフィードバック項qiは、クランクポジションセンサ14からの検出信号に基づき求められる実際のエンジン回転速度NE、及び、エンジン1のアイドル時の負荷状態等に応じて予め設定される目標アイドル回転速度NEiに基づき、以下の式(3)を用いて算出される。
qi=(NEi−NE)・kfb …(3)
qi :フィードバック項
NEi:目標アイドル回転速度
NE :エンジン回転速度
kfb:係数
このように算出されるフィードバック項qiは、実際のエンジン回転速度NEを目標アイドル回転速度NEiに近づけるべく増減することとなる。すなわち、エンジン回転速度NEが目標アイドル回転速度NEiよりも小さい場合には、フィードバック項qiが大きくされてISC補正量Qcal が大きくされる。これにより、スロットル開度指令値TAtが大となってスロットルバルブ6が開き側に制御され、アイドル運転時のエンジン1の吸入空気量が増量される。その結果、エンジン出力が増加し、エンジン回転速度NEが上昇して目標アイドル回転速度NEiに近づくようになる。また、エンジン回転速度が目標アイドル回転速度NEiよりも大きい場合には、フィードバック項qiが小さくされてISC補正量Qcal が小さくされる。これにより、スロットル開度指令値TAtが小となってスロットルバルブ6が閉じ側に制御され、アイドル運転時のエンジン1の吸入空気量が減量される。その結果、エンジン出力が低下し、エンジン回転速度NEが低下して目標アイドル回転速度NEiに近づくようになる。
式(2)のISC学習値qgは、エンジン1の吸気系におけるデポジットの付着など当該吸気系の経時変化による吸入空気量の適正値からの定常的なずれを補償するための値である。このISC学習値qgは、エンジン運転状態の安定し易いエンジン1の温間時、例えば水温センサ15によって検出される冷却水温が70℃以上のとき、フィードバック項qiを所定範囲内に収束させるよう増減される。そして、フィードバック項qiを上記所定範囲内に収束させた状態でのISC学習値qg(学習完了したISC学習値qg)は、上記定常的なずれに対応した値となり、このときのISC学習値qg分のスロットル開度(吸入空気量)の調整により当該定常的なずれが補償されるようになる。
次に、ベルト式無段変速機4の変速比を変更する変速制御について説明する。
ベルト式無段変速機4の変速比の変更は、トランスミッションコントロールコンピュータ26による油圧制御回路21の駆動制御を通じて行われる。詳しくは、シフトレバー28の位置、アクセル踏込量、及び車速等に基づきベルト式無段変速機4の変速比が設定され、その変速比を得るためのプライマリプーリ18のベルト挟圧の指示値が設定される。そして、この指示値(ベルト挟圧)が得られるよう、油圧制御回路21におけるプライマリプーリコントロールバルブ35(リニアソレノイドバルブ34)の駆動制御を通じて、プライマリプーリ18に作用する油圧が調整される。これにより、ベルト式無段変速機4が変速動作して、同変速機4の変速比がシフトレバー28の位置、アクセル踏込量、及び車速等に基づき設定される変速比へと変更される。
こうしたベルト式無段変速機4の変速動作の一例として、自動車の減速中から停止にかけては変速比がロー側に変更されるようになる。これは、自動車の減速中から停止にかけて、次回の自動車の発進及び加速に備えて、変速比を最もロー側の変速比としておくためである。従って、例えば高車速状態にあってアクセル踏込量が「0」とされるとともにブレーキ操作がなされ、自動車が車速「0」に近い所定値以下まで急速に低下してエンジン1がアイドル運転に移行するような場合にも、変速比が最もロー側の変速比となるようベルト式無段変速機4が変速動作することとなる。
しかしながら、上記のように高車速から急減速される場合には、自動車の減速開始後のエンジン1のアイドル運転時、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷に起因してエンジン回転速度NEが落ち込み、エンジン1がストールするおそれがある。ここで、こうした不具合が生じる理由について、図3のタイムチャートを参照して詳しく説明する。なお、図3において、(a)〜(g)はそれぞれ、自動車の減速時における車速、プライマリプーリ18によるベルト挟圧、同プーリ18に作用する油圧、変速比、エンジンにおけるオイルポンプ11の駆動負荷、エンジン回転速度NE、及び、エンジン出力の推移を示している。
高車速状態にあってアクセル踏込量が「0(アクセルオフ)」とされるとともにブレーキ操作がなされると(タイミングT1)、図3(a)に示されるように車速が急速に低下する。そして、アクセル踏込量が「0」の状態で車速が「0」に近い値まで低下すると、エンジン1がアイドル運転に移行する(タイミングT2)。このように自動車の減速開始後にエンジン1がアイドル運転に移行するときには、次回の自動車の発進及び加速に備えて、ベルト式無段変速機4の変速比が最もロー側の変速比に向けて変更される。
このように変速比を最もロー側とするため、プライマリプーリ18によるベルト挟圧の指示値が図3(b)の破線で示されるように大きくされる。そして、上記ベルト挟圧の指示値が大きくされると、当該指示値(ベルト挟圧)が得られるよう、プライマリプーリコントロールバルブ35の駆動制御を通じて、プライマリプーリ18に作用する油圧が図3(c)に示されるように大きくされる。なお、このときには、上記油圧の上昇に対応して、ライン圧も上昇することとなる。
そして、プライマリプーリ18に作用する油圧を上述したように上昇させることで、プライマリプーリ18によるベルト挟圧が図3(b)に実線で示されるように指示値(破線)に向けて上昇させられる。これにより、図3(d)に示されるように変速比が最もロー側の変速比となるよう、ベルト式無段変速機4が変速動作させられる。その後、車速が「0」になると(タイミングT3)、指示値が変速比を最もロー側に維持するのに必要な値(ベルト挟圧)に設定され、その値が得られるようプライマリプーリ18に作用する油圧が調整される。
ところで、高車速状態からの急減速が行われる場合には、変速比が最もロー側となるようベルト式無段変速機4を変速動作させる際、その変速動作を速やかに行わなければならない。このため、プライマリプーリ18によるベルト挟圧の指示値(図3(b)の破線)が急速に大きくされ、それに合わせてプライマリプーリ18に作用する油圧(図3(c))も急速に上昇させられる。このようにプライマリプーリ18に作用する油圧を急速に上昇させようとすると、エンジン1によって駆動されるオイルポンプ11の仕事量が増え、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷が図3(e)に示されるように急速に大きくなる。そして、上記のようにエンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷が大きくなると、上述したISC補正量Qcal を用いたアイドル回転速度制御でのエンジン出力の調整だけでは、エンジン回転速度NEを目標アイドル回転速度NEiに維持できなくなる。その結果、図3(f)に破線で示されるようなエンジン回転速度NEの落ち込みが生じ、エンジン1がストールするおそれがある。
こうした問題に対処するため、[背景技術]の欄に記載したように、自動車が急減速状態にある旨判断されたとき、その後のアイドル運転時における吸入空気量及び燃料噴射量を最大とすることが考えられる。この場合、アイドル運転時のエンジン出力を最大となるため、上述したエンジン回転速度NEの落ち込み、及び、エンジン1のストールを的確に抑制することはできる。ただし、アイドル運転時のエンジン出力を最大にすると、必要以上にエンジン出力が高められる可能性があり、エンジン1の燃費悪化に繋がることは[発明が解決しようとする課題]の欄に記載したとおりである。
そこで本実施形態では、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷の大きさを検出し、自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時にエンジン出力を上記駆動負荷の大きさに応じた増加量だけ増加させる。
この場合、エンジン出力の増加量は、図3(g)の矢印で示される大きさとなり、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷が大となるほど大きくされるようになる。その結果、エンジン出力については、上記駆動負荷が大となるほど大きくされ、図中の実線で示されるように推移する。これにより、自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時、エンジン回転速度NEが図3(f)に実線で示されるように目標アイドル回転速度NEiに維持されることとなる。このことは、言い換えれば上記駆動負荷に起因するエンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを抑制するのに必要な分だけエンジン出力が増加されていることを意味する。従って、このようにエンジン出力を増加させることで、上記アイドル運転時に必要以上にエンジン出力が増加させられ、それに伴いエンジン1の燃費が悪化するのを抑制することができる。
次に、自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時にエンジン出力を増大させる際の具体的な手順について説明する。
アイドル運転時のエンジン出力は、アイドル回転速度制御に用いられるISC補正量Qcal によって定められる。このISC補正量Qcal については、アイドル運転時におけるエンジン出力の指令値と言い換えることが可能なのは上述したとおりである。この実施形態では、ISC補正量Qcal を算出するための式として、上記式(2)の右辺に補正量H1を加算した以下の式(4)が用いられる。
Qcal =qi+qg+A+H1 …(4)
Qcal :ISC補正量
qi :フィードバック項
qg :ISC学習値
A :その他の補正項
H1 :補正量
式(4)の補正量H1は、アイドル運転時におけるエンジン出力の指令値であるISC補正量Qcal を、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossの大きさに応じて補正するためのものである。従って、式(4)を用いてISC補正量Qcal を算出することにより、算出されたISC補正量Qcal には補正量H1分の補正が加えられることになる。そして、こうして算出されたISC補正量Qcal (スロットル開度指令値TAt)に基づきアイドル運転時におけるスロットルバルブ6の開度制御を行い、エンジン1の吸入空気量を調整することで、アイドル運転時におけるエンジン出力が上記駆動負荷Tlossの大きさに応じて増加させられる。
ここで、上記駆動負荷Tloss及び補正量H1の算出手順について説明する。
図4は、駆動負荷Tlossを算出するための駆動負荷算出ルーチンを示すフローチャートである。この駆動負荷算出ルーチンは、トランスミッションコントロールコンピュータ26を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
同ルーチンにおいて、ステップS101〜S103の処理は、油圧センサ16によって検出される油圧、すなわちプライマリプーリ18に作用する油圧に基づき、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossを検出するためのものである。
具体的には、まずプライマリプーリ18によるベルト挟圧Pが、油圧センサ16によって検出される油圧に基づき求められる(S101)。続いて、求められたベルト挟圧Pに基づき、プライマリプーリ18に作用する油圧の元圧であるライン圧PLが算出される(S102)。このようにベルト挟圧Pに基づきライン圧PLを算出することができるのは、ライン圧PLがプライマリプーリ18によるベルト挟圧の大きさに対応して増減するものであるためである。その後、ライン圧PLに基づき駆動負荷Tlossが算出される(S103)。こうして算出された駆動負荷Tlossについては、図5に示されるようにライン圧PLが大となるほど大きい値となる。
以上のステップS101〜S103の処理により、油圧センサ16によって検出される油圧に基づき、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossが検出されることとなる。この駆動負荷Tlossについては、油圧センサ16によって検出される油圧、すなわちプライマリプーリ18に作用する油圧が大となり、オイルポンプ11の仕事量が大となるほど大きい値になる。そして、このように算出された駆動負荷Tlossは、エンジンコントロールコンピュータ25に出力される(S104)。
図6は、補正量H1を算出するための補正量算出ルーチンを示すフローチャートである。この補正量算出ルーチンは、エンジンコントロールコンピュータ25を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
同ルーチンにおいては、トランスミッションコントロールコンピュータ26から出力される駆動負荷Tlossを取り込み(S201)、その駆動負荷Tlossの大きさに基づき補正量H1が算出される(S202)。こうして算出される補正量H1については、図7に示されるように駆動負荷Tlossが大となるほど大きい値となる。従って、駆動負荷Tlossが大となるほど補正量H1によってISC補正量Qcal の増加側に大きく補正され、アイドル運転時におけるエンジン出力が上記駆動負荷Tlossの大きさに応じた分だけ増加させられる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)ベルト式無段変速機4については、自動車の減速開始後、次回の発進及び加速に備えて変速比を最もロー側の変速比となるよう変速動作させられる。その際、プライマリプーリ18に作用する油圧をかなり高くする必要があることから、オイルポンプ11の仕事量の増大が顕著になる。そして、そのオイルポンプ11の仕事量の増大分がエンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossの増大に繋がり、エンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを招き易くなる。しかし、自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時には、こうした駆動負荷Tlossの大きさに応じた増加量だけエンジン出力が増加させられるため、その駆動負荷Tlossに起因するエンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを抑制するのに必要な分だけエンジン出力を増加させることができる。従って、このアイドル運転時のエンジン出力の増加により、エンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを的確に抑制することができるとともに、必要以上にエンジン出力が増加させられてエンジン1の燃費が悪化するのを抑制することができる。
(2)ベルト式無段変速機4の変速比をロー側に変更すべく、プライマリプーリ18によるベルト挟圧を大とする際には、プライマリプーリ18に作用する油圧が大とされる。このようにベルト挟圧を大とすべく上記油圧を大とするほど、オイルポンプ11の仕事量が増え、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossが大となる。従って、上記油圧の大きさを検出する油圧センサ16の検出値に基づき、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossを検出することで、その駆動負荷Tlossの大きさを正確なものとすることができる。そして、自動車の減速開始後におけるアイドル運転時にエンジン出力を増加させる際、その増加量を上記駆動負荷Tlossの大きさに応じて適切に定めることができる。
(3)エンジン1のアイドル運転時においては、エンジン回転速度NEを目標アイドル回転速度NEiとするためのエンジン出力の指令値、すなわちISC補正量Qcal が算出される。そして、そのISC補正量Qcal に対応したエンジン出力が得られるよう、アイドル運転時のスロットルバルブ6の開度(エンジン1の吸入空気量)の調整を通じて、エンジン出力が制御されることとなる。従って、自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷Tlossの大きさに応じてISC補正量Qcal の補正量H1を算出し、その補正量H1の分だけISC補正量Qcal を補正することにより、エンジン出力を的確に上記駆動負荷Tlossの分だけ増加させることができる。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について図8及び図9を参照して説明する。
この実施形態は、ISC補正量Qcal を補正量H1により補正する代わりに、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷の大きさに応じて目標アイドル回転速度NEiを補正することで、アイドル運転時のエンジン出力を上記駆動負荷に対応する分だけ増加させるものである。
具体的には、上記駆動負荷の大きさに応じて算出される補正量H2を目標アイドル回転速度NEiに加えた値(「NEi+H2」)に基づきフィードバック項qiを算出し、そのフィードバック項qiを用いてISC補正量Qcal を算出することで、アイドル運転時のエンジン出力を上記駆動負荷に対応する分だけ増加させる。この場合、ISC補正量Qcal は上記式(2)を用いて算出され、フィードバック項qiは上記式(3)に代えて以下の式(5)を用いて算出される。
qi={(NEi+H2)−NE}・kfb …(5)
qi :フィードバック項
NEi:目標アイドル回転速度
NE :エンジン回転速度
kfb:係数
H2 :補正量
式(5)の補正量H2は、目標アイドル回転速度NEiを、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷の大きさに応じて補正するためのものである。従って、式(5)を用いてフィードバック項qiを算出し、更に式(2)を用いてISC補正量Qcal を算出することで、そのISC補正量Qcal は、エンジン回転速度NEを補正量H2による補正後の目標アイドル回転速度NEiとするためのエンジン出力の指令値ということになる。そして、こうして算出されたISC補正量Qcal (スロットル開度指令値TAt)に基づきアイドル運転時におけるスロットルバルブ6の開度制御を行い、エンジン1の吸入空気量を調整することで、アイドル運転時におけるエンジン出力が上記駆動負荷の大きさに応じて増加させられる。
なお、この実施形態では、上記駆動負荷としてライン圧PLに基づき算出される駆動負荷Tlossを用いる代わりに、同ライン圧PLをそのまま上記駆動負荷に対応する値として用いるようにしている。
ここで、上記補正量H2の算出手順について、補正量算出ルーチンを示す図8のフローチャートを参照して説明する。この補正量算出ルーチンは、エンジンコントロールコンピュータ25を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
同ルーチンにおいては、まずプライマリプーリ18によるベルト挟圧Pが取り込まれる(S301)。このベルト挟圧Pは、トランスミッションコントロールコンピュータ26にて油圧センサ16からの検出信号に基づき求められ、エンジンコントロールコンピュータ25に出力されたものである。そして、ベルト挟圧Pが所定値α以上であるか否か、すなわちエンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷がエンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを招く可能性があるほど高いか否かが判断される(S302)。
ここで肯定判定であれば、ベルト挟圧Pに基づき上記駆動負荷の代用値であるライン圧PLが算出され(S303)、続いてライン圧PLに基づき補正量H2が算出される(S304)。こうして算出される補正量H2については、図9に示されるようにライン圧PLが大になるほど、言い換えれば上記駆動負荷が大になるほど、大きい値とされるようになる。従って、上記駆動負荷が大となるほど、補正量H2による補正を通じて目標アイドル回転速度NEiが大きくされる。その結果、上記補正量H2の分だけフィードバック項qi及びISC補正量Qcal が大きくなり、アイドル運転時におけるエンジン出力が上記駆動負荷の大きさに応じた分だけ増加させられる。
以上詳述した本実施形態によれば、第1実施形態の(1)及び(2)と同等の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
(4)自動車の減速開始後におけるエンジン1のアイドル運転時、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷の大きさに応じて目標アイドル回転速度NEiの補正量H2が算出され、その補正量H2の分だけ目標アイドル回転速度NEiが補正されることとなる。このように目標アイドル回転速度NEiを補正することにより、フィードバック項qi及びISC補正量Qcal が大となり、エンジン出力を的確に上記駆動負荷の分だけ増加させることができる。
(5)補正量算出ルーチンにおいて、補正量H2を算出するためのステップS303,S304の処理は、プライマリプーリ18のベルト挟圧Pが所定値α以上であるとき、すなわちエンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷がエンジン回転速度NEの落ち込み及びエンジン1のストールを招く可能性があるほど高いときのみ実行される。従って、無駄に補正量H2を算出するための処理が行われ、エンジンコントロールコンピュータ25の演算負荷が増すのを抑制することができる。
[その他の実施形態]
なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・プライマリプーリ18によるベルト挟圧Pについては油圧センサ16によって検出される油圧に基づき算出する代わりに、同プーリ18によるベルト挟圧の指示値をそのままベルト挟圧Pとして用いることも可能である。この場合、当該指示値に基づきエンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷の大きさが検出されることとなる。上記指示値はプライマリプーリ18に作用する油圧の目標値に対応した値であるため、こうした指示値に基づく駆動負荷の検出では、その検出を応答性よく行うことができる。従って、自動車における減速開始後のエンジン1のアイドル運転時、エンジン1におけるオイルポンプの駆動負荷の増大に伴い、エンジン出力を応答性よく増加させることができる。
・第1実施形態においては、ライン圧PLに基づき駆動負荷Tlossを算出したが、これに代えて第2実施形態と同じようにライン圧PLをエンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷の代用値として用いてもよい。
・第2実施形態においては、ライン圧PLを上記駆動負荷の代用値として用いたが、これに代えて第1実施形態と同じようにライン圧PLに基づき駆動負荷Tlossを算出してもよい。
・第1実施形態において、ベルト挟圧Pが所定値α以上であるときのみ、補正量H1を算出するための処理を実行するようにしてもよい。この場合、第2実施形態における(5)の効果と同等の効果が得られるようになる。
・第2実施形態において、ベルト挟圧Pが所定値α以上であるか否かに関係なく、補正量H2を算出するための処理を実行してもよい。この場合、ベルト挟圧Pが所定値α未満であるときには、補正量H2が「0」となるように算出されることとなる。
・上記各実施形態においては、エンジン1におけるオイルポンプ11の駆動負荷が大となるほどアイドル運転時のエンジン出力をリニアに増加させたが、上記駆動負荷の増大に伴いアイドル運転時のエンジン出力を段階的に増大させてもよい。
・ベルト式無段変速機4を搭載した自動車に本発明を適用したが、遊星歯車機構を備える自動変速機を搭載した自動車に本発明を適用してもよい。
・スロットルバルブを迂回するように吸気通路に接続されるバイパス通路を設け、そのバイパス通路の空気流通面積を可変とするアイドルスピードコントロールバルブの開度調整を通じて、アイドル運転時におけるエンジン出力制御(アイドル回転速度制御)を実施するエンジンに本発明を適用してもよい。
・アイドル運転時等のエンジン出力制御を燃料供給量によって行うディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。この場合、自動車の減速開始後におけるエンジンのアイドル運転時、エンジンにおけるオイルポンプの駆動負荷の大きさに応じてエンジンの燃料供給量が増量され、エンジン回転速度の落ち込み及びエンジンのストールが生じないよう、エンジン出力が増加させられる。
第1実施形態の制御装置が適用される自動車の駆動系を示す概略図。 油圧制御回路におけるベルト式無段変速機を駆動する部分の油圧回路図。 (a)〜(g)は、自動車の減速時における車速、プライマリプーリによるベルト挟圧、同プーリに作用する油圧、変速比、エンジンにおけるオイルポンプの駆動負荷、エンジン回転速度、及び、エンジン出力の推移を示すタイムチャート。 駆動負荷Tlossの算出手順を示すフローチャート。 ライン圧PLの変化に対する駆動負荷Tlossの変化態様を示すグラフ。 第1実施形態における補正量H1の算出手順を示すフローチャート。 駆動負荷Tloss の変化に対する補正量H1の変化態様を示すグラフ。 第2実施形態における補正量H2の算出手順を示すフローチャート。 ライン圧PLの変化に対する補正量H2の変化態様を示すグラフ。
符号の説明
1…エンジン、1a…クランクシャフト、2…トルクコンバータ、3…前後進切換装置、4…ベルト式無段変速機、4a…入力軸、4b…出力軸、5…吸気通路、6…スロットルバルブ、7…アクセルペダル、8…ポンプ翼車、9…タービンシャフト、10…タービン翼車、11…オイルポンプ、13…燃料噴射弁、14…クランクポジションセンサ、15…水温センサ、16…油圧センサ(検出手段)、18…プライマリプーリ、19…セカンダリプーリ、20…ベルト、21…油圧制御回路、25…エンジンコントロールコンピュータ(検出手段、出力増加手段)、26…トランスミッションコントロールコンピュータ(検出手段)、27…アクセルポジションセンサ、28…シフトレバー、29…車速センサ、31…油路、32…プライマリレギュレータバルブ、33…セカンダリプーリコントロールバルブ、34…リニアソレノイドバルブ、35…プライマリプーリコントロールバルブ、36…リニアソレノイドバルブ。

Claims (6)

  1. 内燃機関により駆動されるオイルポンプの吐出圧を用いて変速動作させられる変速機を備えた車両に適用され、その車両の減速過程にて前記変速機を変速比がロー側に変化するように変速動作させ、内燃機関のアイドル運転時には機関回転速度が目標アイドル回転速度となるよう機関出力を制御する車両の制御装置において、
    内燃機関における前記オイルポンプの駆動負荷の大きさを検出する検出手段と、
    車両減速開始後の内燃機関のアイドル運転時に機関出力を前記駆動負荷の大きさに応じた増加量だけ増加させる出力増加手段と、
    を備えることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記変速機は、前記オイルポンプから吐出されるオイルの油圧を受けて可動させられるプーリと、そのプーリに巻き掛けられたベルトとを備え、前記プーリに作用する前記油圧の調整により前記ベルトに対するベルト挟圧を変更して同プーリの回転中心から前記ベルトまでの距離を変更することで、変速比の変更を行うベルト式無段変速機である
    請求項1記載の車両の制御装置。
  3. 前記検出手段は、前記プーリに作用する前記油圧の大きさを検出する油圧センサを備え、その油圧センサの検出値に基づき前記オイルポンプの駆動負荷の大きさを検出する
    請求項2記載の車両の制御装置。
  4. 前記ベルト式無段変速機は、変速動作時、前記ベルト挟圧が当該変速動作に必要な値である指示値となるよう、前記プーリに作用する前記油圧の調整が行われるものであり、
    前記検出手段は、前記ベルト挟圧の指示値に基づき前記オイルポンプの駆動負荷の大きさを検出するものである
    請求項2記載の車両の制御装置。
  5. 前記内燃機関は、アイドル運転時、機関回転速度を目標アイドル回転速度とするための機関出力の指令値を算出し、その指令値が得られるよう機関出力の制御が行われるものであり、
    前記出力増加手段は、前記駆動負荷の大きさに応じて前記指令値の補正量を算出し、その補正量分だけ当該指令値を補正するものである
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  6. 前記内燃機関は、アイドル運転時、実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度とに基づき両者を一致させるための機関出力の指令値を算出し、その指令値が得られるよう機関出力の制御が行われるものであり、
    前記出力増加手段は、前記駆動負荷の大きさに応じて前記目標アイドル回転速度の補正量を算出し、その補正量分だけ当該目標アイドル回転速度を補正するものである
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
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