JP3846143B2 - 無段変速機を備えた車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力源の出力側に連結されている変速機が、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機によって構成されている車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両用の変速機として、ベルト式やトロイダル式の無段変速機が知られている。前者の無段変速機は、溝幅を変更できる入力プーリと出力プーリとにベルトを巻き掛け、これらのプーリの溝幅を互いに反対方向に変化させることにより、ベルトの巻き掛け半径を連続的に、すなわち無段階に変化させ、その結果、入力回転数と出力回転数その比率すなわち変速比を連続的に変化させるように構成されている。また後者のトロイダル式の無段変速機は、対向面をトロイダル面とした一対のディスクの間に、回転面を傾斜させることのできるパワーローラを挟み込んで各ディスクをトルク伝達可能に連結し、そのパワーローラが傾動することによって、入力ディスクとパワーローラとの接触半径および出力ディスクとパワーローラとの接触半径が互いに反対方向に増減し、その結果、各ディスクの回転数の比率すなわち変速比が連続的に変化するように構成されている。
【０００３】
上記の無段変速機を、エンジンの出力側に連結した車両では、駆動力の要求量や車速などの走行状態に基づいて変速比を大小に変化させることにより、エンジン回転数を無段階に制御することができる。このような特性を有効に利用して、例えばエンジンを常時最適燃費線に沿って運転するように制御することが試みられている。
【０００４】
本出願人はその一例を特願平１１−１２００８１号によって提案した。その制御装置では、アクセル開度などの要求駆動量と車速もしくは車速相当量とから目標駆動力を求めるとともに、その目標駆動力と車速もしくは車速相当量とに基づいて目標出力を求める。その目標出力に基づいて、一方では、最適燃費線に沿うようにエンジンの目標回転数を算出して無段変速機の変速比を制御し、他方で、目標出力とエンジン回転数もしくはエンジン回転数相当量とに基づいて目標エンジントルクを求めてエンジン（スロットル開度）を制御する。このような制御によれば、車両の動力性能を低下させずに燃費を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の制御装置では、要求駆動力を満たす目標エンジントルクを求める場合、目標出力とエンジン回転数とに基づいて演算をおこなっている。そのため、エンジン回転数が変動した場合には、目標エンジントルクも変動してしまい、車両のいわゆるギクシャク感が生じて乗り心地やドライバビリティが悪化する可能性がある。
【０００６】
すなわち、車両の走行中においては、エンジンなどの動力源と駆動輪とが連結された状態となっているので、動力源から駆動輪に対してトルクを伝達することができる反面、駆動輪に路面から入力されたトルクが動力源に伝達される。したがって凹凸の激しい悪路などを走行している場合には、駆動輪の負荷が変動することに伴って動力源の出力回転数が大きく変動し、その結果、目標エンジントルクが変動してしまう。また一方、動力源のトルク制御には、不可避的な遅れがあるので、動力源のトルクを目標値に制御する際にトルクと回転数との位相がずれると駆動力の変化が大きくなり、これが原因となって車両のギクシャク感が生じる可能性がある。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、外乱によるトルク変動を抑制でき、また駆動力を要求に応じて変更する過渡時に必要充分なトルクを出力してドライバビリティを向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、実際の車両の走行状態と要求されている走行状態とが大きく相違している場合とその相違が小さい場合とで、目標出力トルクの算出の仕方を異ならせ、それぞれの状態に適した目標出力トルクを得るようにしたことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、運転状態に基づいて目標駆動力を求める手段と、その目標駆動力を達成するための動力源の目標出力を求める手段と、その目標出力に対して予め設定された目標出力回転数を求める手段と、動力源の実際の出力回転数がその目標出力回転数となるように、前記動力源の出力側に連結された無段変速機の変速比を制御する手段と、前記目標駆動力に基づいて動力源の目標出力トルクを求める手段と、その目標出力トルクとなるように前記動力源を制御する手段と、を有する無段変速機を備えた車両の制御装置において、前記目標出力トルクを求める手段は、前記目標駆動力から除算により前記目標出力トルクを算出するために用いられる算出用回転数として、前記実際の出力回転数と前記目標回転数との偏差が大きい場合には前記実際の出力回転数を用い、前記偏差が小さい場合には前記目標出力回転数を用いて、前記目標駆動力から前記目標出力トルクを算出するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【０００９】
したがって、請求項１の発明では、発進時などのようにアクセルペダルなどを操作して目標駆動力が増大し、それに伴って目標出力回転数と実際の出力回転数との偏差が所定範囲を超えて大きくなった場合、実際の出力回転数を用いて目標出力トルクが求められ、その結果、車両の駆動トルクが実際の走行状態に応じたトルクとなり、かつ車速の変化に伴って変化するので、加減速の要求に適合した駆動力を得ることができる。また、目標出力回転数と実際の出力回転数との偏差が小さい定常的な走行状態の場合には、目標出力回転数に基づいて目標出力トルクが求められる。したがって動力源の実際の出力回転数が悪路などでの外乱によって変動しても目標出力トルクが変動することがないので、ドライバビリティが向上する。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明における前記目標出力トルクを求める手段が、前記算出用回転数として、前記偏差が所定範囲よりも大きい場合には、前記実際の出力回転数を用い、前記偏差が所定範囲よりも小さい場合には、前記目標出力回転数を用い、前記偏差が前記所定範囲内にある場合には、前記実際の出力回転数と前記目標出力回転数とを所定の割合で重み付けした回転数を用いて、前記目標出力トルクを算出するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
したがって請求項２の発明では、目標出力トルクを求めるために用いる回転数を、実際の出力回転数と目標出力回転数との間で変更する場合、その変更の過渡時に、それらの回転数を所定の割合で重み付けした回転数を用いて目標出力トルクを求めるので、目標出力トルクの変化が滑らかになり、その結果、ドライバビリティが向上する。
【００１２】
さらに、請求項３の発明は、上記の請求項１もしくは２の発明において、前記出力回転数が、前記無段変速機の入力軸回転数であり、かつ前記目標出力トルクを求める手段が、前記算出用回転数として、前記入力回転数が所定の下限回転数より小さい場合にはその下限回転数を用いて、前記目標出力トルクを算出するように構成されていることを特徴とする制御装置である。
【００１３】
したがって請求項３の発明では、無段変速機の入力軸の回転数を用いて目標出力が求められるので、動力源と無段変速機との間に配置されているトルクコンバータなどの動力伝達機構での滑りなどが生じていて動力源の実際の出力回転数と無段変速機の入力軸回転数とが相違している場合であっても、目標出力トルクが発進時に大きく変動するなどの事態が防止され、また、その入力軸回転数が予め設定した下限回転数より小さい場合には、その下限回転数を使用して目標出力トルクが求められるので、目標出力トルクが過度に大きくなることなく一定に維持され、出力トルクの変動によるショックが回避されるなどドライバビリティが向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ずこの発明が対象とする車両の動力伝達系統の一例を説明すると、図７において、動力源１が変速機構２に連結され、その変速機構２の出力軸３がディファレンシャル４を介して左右の駆動輪５に連結されている。ここで、動力源１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関あるいはモータなどの電動機、さらにはこれら内燃機関と電動機とを組み合わせた装置など、車両に使用可能な種々の動力源を含む。以下の説明では、動力源１として、スロットル開度を電気的に制御する電子スロットルバルブを備え、かつ燃料をシリンダの内部に直接噴射し、その噴射量およびタイミングを制御することにより均質燃焼や成層燃焼の可能ないわゆる直噴ガソリンエンジンを採用した例を説明する。
【００１５】
このエンジン１は電気的に制御できるように構成されており、その制御のためのマイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）６が設けられている。この電子制御装置６は、少なくともエンジン１の出力トルクを制御するように構成されており、その制御のためのデータとして出力軸回転数（エンジン回転数）ＮE とアクセル開度θなどの要求駆動量とが入力されている。
【００１６】
この要求駆動量は、要は、エンジン１の出力トルクの増大・減少のための信号であり、運転者が操作するアクセルペダルなどの加減速操作装置７の操作量信号やその操作量を電気的に処理して得た信号を採用することができ、またそれ以外に、電子スロットルバルブの開度制御信号や、車速を設定車速に維持するためのクルーズコントロールシステム（図示せず）などからの要求駆動量信号を含む。
【００１７】
また、変速機構２は、流体伝動機構８と、歯車変速機構９と、無段変速機（ＣＶＴ）１０とから構成されている。その流体伝動機構８は、要は、オイルなどの流体を介して入力側の部材と出力側の部材との間でトルクを伝達するように構成された装置であって、一例として、一般の車両に採用されているトルクコンバータを挙げることができる。また、この流体伝動機構８は、直結クラッチ１１を備えている。すなわち直結クラッチ１１は、入力側の部材と出力側の部材とを摩擦板などの機械的手段で直接連結するように構成されたクラッチであって、緩衝をおこなうためのコイルスプリングなどの弾性体からなるダンパー１２を備えている。
【００１８】
その流体伝動機構８の入力部材がエンジン１の出力部材に連結され、また流体伝動機構８の出力部材が歯車変速機構９の入力部材に連結されている。この歯車変速機構９は、複数の歯車を有し、それらの歯車によって形成されるトルクの伝達経路を変更することにより、入力部材と出力部材との回転数の比率すなわち変速比を適宜に変更し、また出力部材を入力部材に対して反対方向に回転させるように構成されている。この歯車変速機構９として、例えば、シングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構もしくはラビニョ型遊星歯車機構を用いた機構、あるいは常時噛み合っている複数対のギヤ対を同期連結機構（シンクロナイザー）によって選択的に出力部材や入力部材に連結するように構成された機構などを採用することができる。
【００１９】
なお、この歯車変速機構９は、次ぎに説明する無段変速機１０で設定できる変速比の幅が小さいこと、および無段変速機１０ではその出力側の部材を入力側の部材に対して反対方向に回転させるいわゆる後進機能がないことを補うために設けられている。したがって無段変速機１０で設定可能な変速比が、車両に対する要求を満たす場合には、歯車変速機構９として後進機能のみを備えた機構を採用してもよい。
【００２０】
図７に示してある無段変速機１０は、その入力軸の回転数と出力軸の回転数との比率すなわち変速比を無段階に（連続的に）変化させることのできる機構であり、前述したベルト式無段変速機やトロイダル式無段変速機などを採用することができる。
【００２１】
上記の変速機構２における直結クラッチ１１の係合・解放ならびに滑りを伴う半係合の各状態の制御および歯車変速機構９での変速比の制御ならびに無段変速機１０での変速比の制御は、基本的には、車両の走行状態に基づいて制御されるようになっている。その制御のためにマイクロコンピュータを主体として構成された電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１３が設けられている。
【００２２】
この電子制御装置１３は、前述したエンジン用の電子制御装置６とデータ通信可能に連結される一方、制御のためにデータとして車速Ｖや変速機構２の出力回転数Ｎo などのデータが入力されている。また、変速機構２を停止状態（パーキング）、後進状態（リバース）、中立状態（ニュートラル）、車両の走行状態に応じて変速比を自動的に設定する自動前進状態（ドライブ：Ｄ）などのシフトポジションを選択するシフト装置１４が設けられており、このシフト装置１４が電子制御装置１３に電気的に連結されている。
【００２３】
上述した車両を対象とするこの発明に係る制御装置は、アクセル開度などの要求駆動量の変化幅が比較的小さい定常的な走行状態では、その要求出力量に基づく目標出力を使用してエンジン１の目標エンジン回転数あるいは無段変速機１０の目標入力回転数を求める一方、その目標出力とエンジン回転数もしくは無段変速機１０の入力回転数とに基づいてエンジン１０の目標出力トルクを求めるように構成されている。また、要求駆動量に基づいて求まる目標エンジン回転数もしくは前記目標入力回転数が所定の条件を満たす状態となる場合には、目標出力トルクを、定常的な走行状態の場合とは異なる方式で求めるように構成されている。
【００２４】
これを具体的に説明すると、図１は、この発明に係る制御装置で実行される制御例を機能別に示すブロック図であり、目標駆動力算出部Ｂ１では、アクセル開度θなどの要求駆動量と車速Ｖもしくは車速Ｖに相当する検出値（車速相当量）とに基づいて目標駆動力Ｆが求められる。そして、目標出力算出部Ｂ２では、、その目標駆動量Ｆと車速Ｖとに基づいてエンジン１の目標出力Ｐが求められる。ここで、目標駆動力Ｆは、例えば、アクセル開度θと車速Ｖとをパラメータとしたマップに基づいて求めることができ、また目標出力Ｐは、その目標駆動力Ｆと車速Ｖとに基づいて、すなわちこれらの積として求めることができる。
【００２５】
無段変速機１０の変速比を制御するために、目標出力回転数算出部Ｂ３では、上記の目標出力Ｐに基づいてエンジン１の目標エンジン回転数もしくは無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT が求められ、その目標回転数を達成するための無段変速機１０の制御量が求められる。ガソリンエンジンなどの内燃機関では、各出力毎の燃費が最小となるエンジン回転数が決まるので、各出力に応じた最適燃費となるエンジン回転数をマップとして求めておき、上記の目標出力Ｐに応じたエンジン回転数をそのマップから求める。そのマップは、出力からエンジン回転数を求めるように設定することができるが、エンジン１と無段変速機１０の入力軸回転数との間に機構上定まる関係があるので、出力と無段変速機１０の入力軸回転数との関係、すなわち目標出力Ｐと目標入力回転数ＮINT との関係を定めるマップとして設定することもできる。したがって目標出力Ｐに基づいて、エンジン１の目標エンジン回転数と無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT とのいずれをも求めることができる。
【００２６】
図１においては、目標入力回転数ＮINTと無段変速機１０の出力軸回転数とに基づいて、無段変速機１０で設定すべき変速比が求められ、その変速比となるように無段変速機１０の制御量が求められる。具体的には、ベルト式の無段変速機の場合、可動プーリに対して供給する油圧が求められる。そして、その制御量に基づく制御指令信号が無段変速機１０に出力される。
【００２７】
これに対してエンジン１を制御するために、目標出力トルク算出部Ｂ４では、上記の目標出力Ｐに基づいてエンジン１で出力するべき目標出力トルクＴETが求められ、またその目標出力トルクＴETを出力するためのエンジン制御量が求められる。エンジン１の出力は、トルクと回転数との積で表されるから、目標出力トルクＴETは、上記の目標出力Ｐを、目標出力トルク算出用の回転数ＮINPCT で割り算することにより求められる。なお、図１においてＫは係数であって、無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT もしくは実入力回転数ＮINを用いて目標出力トルクＴETを演算することに伴う値をエンジントルクに置き換えるためのものである。
【００２８】
エンジン１が出力するトルクは、吸入空気量および燃料の量に基づいて定まるから、目標出力トルクＴETに基づいて、エンジン１の制御量として、吸入空気量および／または燃料量が求められる。そして、その制御量に基づく制御指令信号が、エンジン１に出力される。
【００２９】
その目標出力トルク算出用の回転数（以下、算出用回転数と記す）ＮINPCT は、その時点のエンジン回転数と対応関係のある無段変速機１０の入力回転数ＮINあるいはエンジン回転数であり、これは、算出用回転数設定部Ｂ５によって設定される。具体的に説明すると、この算出用回転数設定部Ｂ５では、目標エンジン回転数に対応する目標入力回転数ＮINT とその時点の実際のエンジン回転数に対応する無段変速機１０の入力回転数ＮINとが比較される。例えば、これらの回転数の差の絶対値が、下限値をαとし、かつ上限値のβとした範囲に入っているか否かが判断される。アクセル開度θの変化幅が小さいことに伴って上記の回転数の差の絶対値が、上記の下限値α未満の場合、すなわち
【式１】

の場合には、算出用回転数ＮINPCT として無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT （エンジン１の目標エンジン回転数）が採用される（ＮINPCT ＝ＮINT ）。したがって目標出力トルクＴETは、
ＴET＝Ｐ／ＮINT
として演算される。
【００３０】
これとは反対に、アクセル開度θの変化幅が大きいことにより上記の回転数の差の絶対値が、上限値β以上の場合、すなわち
【式２】

の場合には、算出用回転数ＮINPCT として無段変速機１０の実際の入力回転数ＮIN（エンジン１の実際のエンジン回転数）が採用される（ＮINPCT ＝ＮIN）。したがって目標出力トルクＴETは、
ＴET＝Ｐ／ＮIN
として演算される。
【００３１】
そして、上記の回転数の差の絶対値が上記の範囲内にある場合、すなわち
【式３】

の場合には、算出用回転数ＮINPCT として、無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT と実入力回転数ＮINと（エンジン１の目標エンジン回転数と実エンジン回転数と）を所定の割合で重み付けして得た回転数が採用される。その重み付けの方法としては、例えば
【式４】

の式によって演算すればよい。したがって目標出力トルクＴETは、
ＴET＝Ｐ／ＮINPCT
として演算される。
【００３２】
無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT と実入力回転数ＮINとの差が小さい走行状態は、加減速操作を殆どおこなわない定常的な走行状態であり、その場合、その時点のアクセル開度θおよび車速に基づいて定まる無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT を用いて目標出力トルクＴETが演算される。したがって悪路を走行している場合のように、路面から入力されるトルクによってエンジン回転数および無段変速機１０の入力回転数ＮINが変動しても、目標入力回転数ＮINT が変動しないので目標出力トルクＴETが安定する。そのため、出力トルクの変動や出力トルクと回転数との位相のずれなどに起因する駆動トルクの変動が回避され、いわゆるギクシャク感やそれに伴う乗り心地あるいはドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００３３】
また反対に、発進時のようにアクセルペダルを大きく踏み込むなどのことにより要求駆動量が増大した場合には、目標出力Ｐおよび最適燃費線から求められる目標入力回転数ＮINT （目標エンジン回転数）が大きくなり、その結果、上述した目標入力回転数ＮINT と実入力回転数ＮINとの差の絶対値が、上記の範囲の上限値βを超えて大きくなる。その場合には、実入力回転数ＮINを用いて目標出力トルクＴETが演算される（ＴET＝Ｐ／ＮIN）。この実入力回転数ＮINは、目標入力回転数ＮINT より小さい値であるから、演算して求まる目標出力トルクＴETが大きくなり、また実入力回転数ＮINが次第に増大することに伴って目標出力トルクＴETが次第に低下するので、出力トルクが急激に低下することはない。
【００３４】
これを図によって示すと図２のとおりである。すなわち図２は、発進時にアクセルペダルを最大限踏み込んだ場合の例を示しており、演算して求まる無段変速機（ＣＶＴ）１０の目標入力回転数ＮINT は、破線で示すようになり、これに対して実際の入力回転数ＮINは実線で示すように変化する。したがって実入力回転数ＮINに基づいて求まる目標出力トルク（エンジントルク）は、実線で示すように、当初、充分に大きくなり、その後、実入力回転数ＮINの増大に伴って次第に小さくなる。すなわちエンジン１と無段変速機１０とで得られる実際の出力が、実線で示すように目標出力に一致し、アクセル操作に適合した駆動状態が得られる。
【００３５】
比較のために、目標入力回転数ＮINT を用いて演算をおこなった場合の例を示すと、図２の破線のとおりである。すなわち目標入力回転数ＮINT がほぼ限度まで大きくなるので、それに伴って目標出力トルクＴETが相対的に小さい値となり、したがってエンジン１と無段変速機１０とで得られる実際の出力は、目標出力に対して小さくなり、アクセル操作に適合した駆動状態を得ることができない。
【００３６】
上述したように発進時のようにアクセルペダルを大きく踏み込むなどのことによって要求駆動量を増大させると、目標入力回転数ＮINT （目標エンジン回転数）と実入力回転数ＮIN（実エンジン回転数）との偏差が大きくなり、その後、車速Ｖが次第に増大することにより、その偏差が次第に小さくなって上述した上限値βと下限値αとで決まる範囲に入る。この状態では、目標入力回転数ＮINT と実入力回転数ＮINとのそれぞれに所定の割合で重み付けをして得られた算出用回転数ＮINPCT を用いて目標出力トルクＴETが演算され、しかもその目標入力回転数ＮINT と実入力回転数ＮINとの偏差が次第に小さくなるので、演算して得られる目標出力トルクＴETが、目標入力回転数ＮINT に基づいて演算される目標出力トルクＴETの値に次第に近似する。したがってこのような過渡的な演算をおこなうことによって、目標出力トルクを求めるための算出用回転数ＮINPCT を、実入力回転数ＮINから目標入力回転数ＮINT に変更することに伴う目標出力トルクＴETの急激な変化が防止され、ドライバビリティが向上する。
【００３７】
ここでこの発明と上記の具体例との関係を説明すると、上記の目標駆動力算出部Ｂ１の機能的手段が、この発明における目標駆動力を求める手段に相当し、上記の目標出力算出部Ｂ２の機能的手段が、この発明における目標出力を求める手段に相当する。また上記の目標出力回転数算出部Ｂ３の機能的手段が、この発明に目標出力回転数を求める手段に相当し、目標出力回転数算出部Ｂ３で設定された制御量に基づいて無段変速機１０を制御する電子制御装置１３が、この発明の変速比を制御する手段に相当する。そして、目標出力トルク算出部Ｂ４で設定された制御量に基づいてエンジン１を制御する電子制御手段６が、この発明の動力源を制御する手段に相当する。さらに、上述した算出用回転数ＮINPCT を設定する算出用回転数設定部Ｂ５およびその算出用回転数ＮINPCT に基づいて目標出力トルクＴETを算出する目標出力トルク算出部Ｂ４の各機能的手段が、請求項１および請求項２に規定する「目標出力トルクを求める手段」に相当する。
【００３８】
上述した制御によれば、発進のためにアクセルペダルを大きく踏み込むなどの要求駆動量を増大させる操作をおこなうと、その時点の無段変速機１０の実入力回転数ＮINを用いて目標出力トルクＴETが求められ、したがって加速要求に即した出力トルクを得ることができる。しかしながら、実入力回転数ＮINは、発進時に、アイドル回転数からトルクコンバータなどの流体伝動機構８もしくはこれに替わる発進用のクラッチで制御される回転数まで変化する。すなわち発進のための加速操作をおこなうと、エンジン回転数が次第に上昇するものの、エンジン１の出力側に流体伝動機構８やこれに替わる発進用クラッチを介して連結されている無段変速機１０の入力回転数ＮINは、当初は、流体伝統機構８や発進用クラッチでの滑りによって殆ど増大しない。その後、流体伝動機構８や発進用クラッチの伝達トルク容量が増大して滑りがなくなることにより、実入力回転数ＮINが増大し始める。そのため、実入力回転数ＮINを用いて目標出力トルクＴETを求めると、実入力回転数ＮINが増加し始めるまでは、大きい値となり、その直後に実入力回転数ＮINの増大に伴って急激に低下する。エンジン１の出力トルクをこの目標出力トルクＴETに基づいて制御するから、車両の駆動トルクは、発進操作とほぼ同時に大きくなり、その直後、急激に低下してアクセル操作を解除したと同様の状況が生じる。このような事態を解消するための制御は、以下のように実行すればよい。
【００３９】
すなわち上述した算出用回転数設定部Ｂ５において、算出用回転数ＮINPCT の下限ガード値ＮING を設定し、発進時のように無段変速機１０の実入力回転数ＮINがほぼ零であってそれに替わる小さい値が演算に使用される場合には、下限ガード値ＮING を制御入力軸回転数ＮINPCT として採用し、目標出力トルクＴETを求める。
【００４０】
このような制御をおこなった場合の目標出力トルクＴET の変化を図３のタイムチャートに示してある。発進操作をおこなうと、エンジン回転数ＮE が上昇し始めるが、流体伝動機構８での滑りによって無段変速機１０の入力回転数ＮINは零のままであり、その後、エンジン回転数ＮE が上昇し、かつ流体伝動機構８での滑りが少なくなることにより、無段変速機１０の入力回転数ＮINが僅かずつ上昇し始める。この間における入力回転数ＮINに対して下限ガード値ＮING の方が大きいので、目標出力トルクＴETを算出するための算出用回転数ＮINPCT として下限ガード値ＮING が採用される。その結果、演算して求められる目標出力トルクＴETが下限ガード値ＮING に応じた一定値となる。そして、実入力回転数ＮINが下限ガード値ＮING にまで増大した後は、実入力回転数ＮINに基づいて目標出力トルクＴETが求められる。その結果、発進時のエンジントルクがほぼ一定に維持され、急激な加速感や減速感が回避される。
【００４１】
比較のために上記の下限ガード値ＮING を設けない場合の例を説明すると、目標出力トルクＴETを算出するための実入力回転数ＮINが、図３に破線で示すように発進操作に遅れて次第に上昇するから、それまでの間の目標出力トルクＴETは、破線で示すように大きい値になる。その後、実入力回転数ＮINが増大することにより演算して求められる目標出力トルクＴETが、破線で示すように急激に低下する。その結果、発進操作と共に大きい駆動力が生じ、その直後に加速力が低下してしまい、これがドライバビリティの悪化要因になる。
【００４２】
したがって、上記の下限ガード値ＮING を設定して算出用回転数ＮINPCT を決定する上記の算出用回転数設定部Ｂ５の機能的手段が、請求項３の発明における「目標出力トルクを求める手段」に相当する。
【００４３】
ところで、上述した制御装置では、無段変速機１０の目標入力回転数ＮINT を、アクセル開度θなどの要求駆動量に基づいて決まる目標出力Ｐに応じた最小燃費となる回転数に設定する。したがって車速Ｖの高低に関わらず、目標出力Ｐが同じであれば、目標入力回転数ＮINT は同一になり、そのため、低車速であるにもかかわらずエンジン回転数が相対的に高くなったり、その反対に高車速であるにも関わらずエンジン回転数が相対的に低回転数になるなど、違和感を生じる可能性がある。このような違和感を解消することのできる制御例を、次に説明する。
【００４４】
図４はその制御例を示すフローチャートであって、先ず、基本目標入力回転数（ベース目標回転数）ＮINB が算出される（ステップＳ１１）。これは、目標出力Ｐに対応した最小燃費線上の回転数としてマップから求めることができる。次に、ガード回転数ＮINGRD が算出される（ステップＳ１２）。このガード回転数ＮINGRD は、車速Ｖをパラメータとして予め定めた回転数であって、アクセルペダルを最大限踏み込んだＷＯＴ時の例を図５に太い実線で示してある。すなわち、このガード回転数ＮINGRD は、機構上設定可能な上限回転数より低回転数であり、かつ車速Ｖに応じて増大するように設定した回転数である。
【００４５】
ステップＳ１１で求められたベース目標回転数ＮINB がこのガード回転数ＮINGRD 以上か否かが判断される（ステップＳ１３）。このステップＳ１３で肯定的に判断された場合、すなわちベース目標回転数ＮINB がガード回転数ＮINGRD 以上である場合には、目標入力回転数ＮINT としてそのガード回転数ＮINGRD が設定され（ステップＳ１４）、これとは反対にベース目標回転数ＮINB がガード回転数ＮINGRD 未満であれば、目標入力回転数ＮINT としてベース目標回転数ＮINB が設定される（ステップＳ１５）。すなわち要求駆動量が最大のＷＯＴ時の目標入力回転数ＮINT が、車速Ｖに応じて設定されたガード回転数ＮINGRD に規制され、最適燃費線に基づいて決まる回転数より低回転数となる。
【００４６】
この制御によれば、目標出力Ｐをアクセル開度θなどの要求駆動量に応じた出力に設定でき、また、目標出力トルクＴETはその目標出力Ｐに基づいて決定できるので、ＷＯＴ時には機構上可能な最大限の出力およびエンジントルクを設定することができる。これを図に示せば、図６に実線で示すとおりである。比較のために、車速Ｖごとに目標入力回転数ＮINT （目標エンジン回転数）を異ならせるために、目標出力を制限した場合の例を図６に破線で示してある。すなわち、目標入力回転数ＮINT は目標出力Ｐに応じて設定されるから、その目標出力Ｐを車速Ｖに応じて大きくなる値に制限すれば、ＷＯＴ時のエンジン回転数を車速Ｖに応じて増大させることができる。しかしながら、図６に示すように、目標出力Ｐを制限すれば、それに応じてエンジントルクも低下する。そのため、エンジン１の性能を充分に使用できなくなり、車両の動力性能が低下してしまう。
【００４７】
以上、この発明を具体例に基づいて説明したが、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、動力源の出力回転数と無段変速機の入力回転数とは、動力源と無段変速機との間に配置された流体伝動機構などの伝動機構に滑りがない場合には、一対一の関係にあるから、制御データもしくは制御目標量としてこれら動力源の出力回転数と無段変速機の入力回転数とを同等に扱ってよい。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、発進時などのようにアクセルペダルなどを操作して目標駆動力が増大し、それに伴って目標出力回転数と実際の出力回転数との偏差が所定範囲を超えて大きくなった場合、実際の出力回転数を用いて目標出力トルクが求められるので、車両の駆動トルクが、実際の走行状態に応じたトルクとなり、かつ車速の変化に伴って変化し、そのため、加減速の要求に適合した駆動力を得ることができる。また、目標出力回転数と実際の出力回転数との偏差が小さい定常的な走行状態の場合には、目標出力回転数に基づいて目標出力トルクが求められるので、動力源の実際の出力回転数が悪路などでの外乱によって変動しても目標出力トルクが変動することがなく、その結果、ドライバビリティを向上させることができる。
【００４９】
また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用・効果を得ることができ、これに加え、目標出力トルクを求めるために用いる回転数を、実際の出力回転数と目標出力回転数との間で変更する場合、その変更の過渡時に、それらの回転数を所定の割合で重み付けした回転数を用いて目標出力トルクを求めるので、目標出力トルクの変化が滑らかになり、その結果、ドライバビリティを向上させることができる。
【００５０】
さらに、請求項３の発明によれば、請求項１の発明および請求項２の発明と同様の作用・効果を得ることができ、これに加え、無段変速機の入力軸の回転数を用いて目標出力が求められるので、動力源と無段変速機との間に配置されているトルクコンバータなどの動力伝達機構での滑りなどが生じていて動力源の実際の出力回転数と無段変速機の入力軸回転数とが相違している場合であっても、目標出力トルクが発進時に大きく変動するなどの事態が防止され、また、その入力軸回転数が予め設定した下限回転数より小さい場合には、その下限回転数を使用して目標出力トルクが求められるので、目標出力トルクが過度に大きくなることなく所定値に維持され、出力トルクの変動によるショックが回避されるなど、ドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置で実行される制御例を説明するための機能別ブロック図である。
【図２】 図１に示す制御をおこなった場合の目標出力および目標入力回転数ならびにエンジントルクの変化を示すタイムチャートである。
【図３】 その目標出力トルクを算出するための制御入力軸回転数に下限ガード値を設定した制御例での目標出力トルクの変化を示すタイムチャートである。
【図４】 目標入力回転数に上限ガード値を設定した場合の制御例を示すフローチャートである。
【図５】 図４の制御で使用する上限ガード値のマップの一例を示す図である。
【図６】 図４に示す制御をおこなった場合の目標出力およびエンジントルクを車速をパラメータとして示す図である。
【図７】 この発明で対象とする無段変速機を有する車両の駆動系統および制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…変速機構、 ６…電子制御装置、 ７…加減速操作装置、 １０…無段変速機、 １３…電子制御装置。

Claims (3)

1. 運転状態に基づいて目標駆動力を求める手段と、その目標駆動力を達成するための動力源の目標出力を求める手段と、その目標出力に対して予め設定された目標出力回転数を求める手段と、動力源の実際の出力回転数がその目標出力回転数となるように、前記動力源の出力側に連結された無段変速機の変速比を制御する手段と、前記目標駆動力に基づいて動力源の目標出力トルクを求める手段と、その目標出力トルクとなるように前記動力源を制御する手段と、を有する無段変速機を備えた車両の制御装置において、
   前記目標出力トルクを求める手段は、前記目標駆動力から除算により前記目標出力トルクを算出するために用いられる算出用回転数として、前記実際の出力回転数と前記目標回転数との偏差が大きい場合には前記実際の出力回転数を用い、前記偏差が小さい場合には前記目標出力回転数を用いて、前記目標駆動力から前記目標出力トルクを算出するように構成されていることを特徴とする無段変速機を備えた車両の制御装置。
2. 前記目標出力トルクを求める手段が、前記算出用回転数として、前記偏差が所定範囲よりも大きい場合には、前記実際の出力回転数を用い、前記偏差が所定範囲よりも小さい場合には、前記目標出力回転数を用い、前記偏差が前記所定範囲内にある場合には、前記実際の出力回転数と前記目標出力回転数とを所定の割合で重み付けした回転数を用いて、前記目標出力トルクを算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機を備えた車両の制御装置。
3. 前記出力回転数が、前記無段変速機の入力軸回転数であり、かつ前記目標出力トルクを求める手段が、前記算出用回転数として、前記入力回転数が所定の下限回転数より小さい場合にはその下限回転数を用いて、前記目標出力トルクを算出するように構成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の無段変速機を備えた車両の制御装置。

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