JP5816363B2 - 車両の制御装置、車両の制御方法及び鞍乗型車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置、車両の制御方法及び鞍乗型車両に関し、特には、無段変速機の変速比とスロットルバルブの開度とを制御する技術に関する。

従来、無段変速機の変速比とスロットルバルブの開度（スロットル開度）とを制御する車両の制御装置がある（例えば、特許第３７５４１８８号公報）。従来の制御では、まず、運転者によるアクセル操作の量（アクセル操作量）と車速とに基づいて要求駆動力が算出される。そして、この要求駆動力が得られるように、目標エンジン回転数と目標スロットル開度とが算出される。目標エンジン回転数には、最も燃費効率の良い回転数が設定される。

自動二輪車では、四輪の自動車に比して乗車感に対するエンジン回転数の影響が大きいので、エンジン回転数を快適な乗車感が得られる回転数に設定したいとする要望がある。ところが、従来の制御では、最も燃費効率の良い回転数が目標エンジン回転数として設定されるため、快適な乗車感を得ることができる回転数にエンジン回転数を設定するのが難しい。すなわち、従来の制御では、エンジン回転数は必ずしも運転者のアクセル操作にマッチした回転数には設定されない。

また、自動二輪車では、四輪の自動車と同様に低燃費制御を行うことが望まれている。通常、低燃費走行は、エンジン回転数を下げることによって実現される。また、エンジントルクが十分に低い場合には、エンジンに対する燃料供給を中断することでも、低燃費走行を実現することができる。しかし、スロットルが開いたまま燃料供給を中断すると、エンジントルクに急激な変動が生じるおそれがある。

本発明の目的は、エンジン回転数を快適な乗車感を得ることができる回転数に設定でき、且つ、エンジントルクの急激な変動を抑制しつつ燃費の向上を図ることが可能な、車両の制御装置、車両の制御方法及び鞍乗型車両を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の車両の制御装置は、無段変速機の変速比とスロットル開度とを制御する車両の制御装置であって、基準エンジン回転数算出部と、目標エンジン回転数算出部と、目標変速比算出部と、基準エンジントルク算出部と、目標スロットル開度算出部と、中断指示信号出力部と、を備える。前記基準エンジン回転数算出部は、基準エンジン回転数を算出する。前記目標エンジン回転数算出部は、前記基準エンジン回転数に基づいて目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出部であって、前記目標エンジン回転数が、前記基準エンジン回転数に等しい値と、前記基準エンジン回転数より低い値と、で切り替えられる。前記目標変速比算出部は、前記目標エンジン回転数に基づいて目標変速比を算出する。前記基準エンジントルク算出部は、アクセル操作量と前記基準エンジン回転数とに基づいて基準エンジントルクを算出する。前記目標スロットル開度算出部は、前記基準エンジントルクと前記目標エンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出部であって、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、前記目標スロットル開度を減少させる。前記中断指示信号出力部は、前記目標スロットル開度が０になった後に、エンジンに対する燃料供給の中断を指示する中断指示信号を出力する。

また、本発明の車両の制御方法は、無段変速機の変速比とスロットル開度とを制御する車両の制御方法であって、基準エンジン回転数算出ステップと、目標エンジン回転数算出ステップと、目標変速比算出ステップと、基準エンジントルク算出ステップと、目標スロットル開度算出ステップと、中断指示信号出力ステップと、を備える。前記基準エンジン回転数算出ステップでは、基準エンジン回転数を算出する。前記目標エンジン回転数算出ステップは、前記基準エンジン回転数に基づいて目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出ステップであって、前記目標エンジン回転数が、前記基準エンジン回転数に等しい値と、前記基準エンジン回転数より低い値と、で切り替えられる。前記目標変速比算出ステップでは、前記目標エンジン回転数に基づいて目標変速比を算出する。前記基準エンジントルク算出ステップでは、アクセル操作量と前記基準エンジン回転数とに基づいて基準エンジントルクを算出する。前記目標スロットル開度算出ステップは、前記基準エンジントルクと前記目標エンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出ステップであって、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、前記目標スロットル開度を減少させる。前記中断指示信号出力ステップでは、前記目標スロットル開度が０になった後に、エンジンに対する燃料供給の中断を指示する中断指示信号を出力する。

また、本発明の鞍乗型車両は、上記本発明の車両の制御装置を備える。

本発明によると、目標エンジン回転数を算出し、この目標エンジン回転数をベースとして目標エンジントルク及び目標スロットル開度が算出されるので、快適な乗車感を得ることができる回転数にエンジン回転数を設定できる。また、目標スロットル開度が０になった後にエンジンに対する燃料供給の中断を指示するので、エンジントルクの急激な変動を抑制しつつ燃費の向上を図ることが可能である。

なお、目標エンジン回転数の算出には、例えば、アクセル操作量とエンジン回転数と対応づけるマップが利用される。このマップは、アクセル操作量とエンジン回転数を直接的に対応付けるマップだけでなく、それらを間接的に対応付けるマップでもよい。すなわち、マップは、アクセル操作量とスロットル開度とを対応付けるマップと、そのスロットル開度とエンジン回転数とを対応付けるマップとを含んでもよい。

本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の側面図である。 本発明の実施形態に係る鞍乗型車両の機能ブロック図である。 制御装置により実現される制御を示した制御ブロック図である。 エンジン回転数マップの例を示す図である。 エンジントルクマップの例を示す図である。 換算部の制御ブロックの一例を示す図である。 逆換算部の制御ブロックの一例を示す図である。 あるスロットル開度におけるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグラフである。 運転状態値の値と、それにより定まる補正量の上限値との関係を示す図である。 アクセル操作量と車速により第１の負荷係数Ｌ１を求めるマップの一例である。 アクセル操作量変化速度により第２の負荷係数Ｌ２を求めるマップの一例である。 車速と加速度により第３の負荷係数Ｌ３を求めるマップの一例である。 車速に対する下限エンジン回転数を定めるマップの一例である。 制御装置の機能の変形例を示すブロック図である。 制御装置の動作の変形例を示すフローチャートである。 制御装置の機能及び動作の変形例を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る鞍乗型車両１の側面図である。ここで、鞍乗型車両とは、乗員が跨るように着座するサドルを有する自動車両を指しており、自動二輪車、自動三輪車、ＡＴＶ（Ａｌｌ Ｔｅｒｒａｉｎ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等と呼ばれる三輪又は四輪バギーやスノーモービルを含むものである。ここで、本実施形態では、鞍乗型車両１として自動二輪車を例示しているが、これは鞍乗型車両１の一例として示されているものである。

鞍乗型車両１は、図示の通り、前輪２と前輪２を操舵するハンドル３を有している。ハンドル３の右側のグリップはアクセルグリップとなっており（図１では見えない）、乗員がアクセルグリップを回転させる操作をすることにより、その操作量であるアクセル操作量がアクセルグリップに設けられたアクセルセンサにより検出されるようになっている。

また、駆動輪である後輪８には、エンジン４により発生させられた回転動力が電子制御式無段変速機５を介して伝達されるようになっている。電子制御式無段変速機５の下流には、図示されないクラッチ及び最終減速機構が後輪８との間に配置されている。

エンジン４は一般的なレシプロエンジンであり、その形式、例えば、２ストロークあるいは４ストロークの別や、シリンダ数は特に問わない。また、エンジン４は電子制御式スロットルバルブを備えており、その吸気量を後述する制御装置１０からの指令に応じて制御するようになっている。

また、電子制御式無段変速機５は、エンジン４のクランク軸に連動する入力軸と、出力軸とを有しており、後述する制御装置１０からの指令に応じて入力軸に対する出力軸の変速比を連続的に変化させるものである。電子制御式無段変速機５の形式は特に問わないが、本実施形態では、入力軸上に配置された駆動プーリと出力軸上に配置された被駆動プーリとの間にＶベルトを掛け回す形式のものであり、無段変速機アクチュエータにより駆動プーリを構成する２つのシーブのうちの一方を軸方向に動かすことにより、Ｖベルトと駆動プーリが噛み合う見掛け上の径を変化させ、それに伴い変速比を制御するものである。

制御装置１０は、鞍乗型車両１全体の動作を制御する装置であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等からなる一般的なコンピュータやいわゆるマイクロコントローラ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の電子回路により構成してよい。制御装置１０からは、前述の電子制御式スロットルバルブ及び無段変速機アクチュエータへ指令を送るほか、後述するように各種センサからの信号が入力される。制御装置１０を搭載した基板は、鞍乗型車両１の車体の適宜の位置に配置される。

図２は、本実施形態に係る鞍乗型車両１の機能ブロック図である。エンジン４から後輪８に至るトルク伝達経路には、順に、電子制御式無段変速機５、クラッチ６、最終減速機構７が配置されている。また、ハンドル３（図１参照）に設けられたアクセルグリップ３ａ操作量を検出するアクセルセンサ２４からの出力信号であるアクセル操作量、エンジン４に設けられ、電子制御式スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ２２からの出力信号であるスロットル開度、エンジン４に設けられ、クランク軸の回転数を検出するエンジン回転数センサ２１からの出力信号であるエンジン回転数、電子制御式無段変速機５に設けられ、電子制御式無段変速機５の出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサ２６からの出力信号である出力軸回転数、及び、後輪８の車軸に設けられ、鞍乗型車両１の車速を検出する車速センサ２７からの出力信号である車速は制御装置１０に入力される。また、制御装置１０は、スロットルアクチュエータ２３に指令を送り、エンジン４に設けられた電子制御式スロットルバルブの開度を制御し、また、ＣＶＴアクチュエータ２５に指令を送り、電子制御式無段変速機５の変速比を制御する。

なお、本実施形態における制御装置１０は、エンジン制御装置１０ａとＣＶＴ制御装置１０ｂを含んでおり、エンジン制御装置１０ａとＣＶＴ制御装置１０ｂはそれぞれ独立した集積回路により構成されている。そして、アクセル操作量、スロットル開度及びエンジン回転数はエンジン制御装置１０ａに入力され、出力軸回転数及び車速はＣＶＴ制御装置１０ｂに入力され、エンジン制御装置１０ａとＣＶＴ制御装置１０ｂとは相互に通信可能とされている。この構成により、例えば、ＣＶＴ制御装置１０ｂは、アクセル操作量、スロットル開度及びエンジン回転数並びにエンジン制御装置１０ａにより演算された結果を受け取ることができる。同様に、エンジン制御装置１０ａは出力軸回転数及び車速並びにＣＶＴ制御装置１０ｂにより演算された結果を受け取ることができる。また、エンジン制御装置１０ａ及びＣＶＴ制御装置１０ｂはそれぞれ記憶装置１０ｃを有しており、エンジン制御装置１０ａ及びＣＶＴ制御装置１０ｂにより実行されるべきコンピュータプログラムや、鞍乗型車両１の制御に用いるパラメータ、テーブル及びマップ等の各種データを格納している。なお、この制御装置１０の構成は一例であり、同様の機能が実現される限り、どのような回路構成であってもよい。例えば、１つの集積回路により制御装置１０を実現してもよい。

続いて、制御装置１０により実現される鞍乗型車両１の制御を説明する。

図３は、制御装置１０により実現される制御を示した制御ブロック図である。なお、ここに示した制御は、制御装置１０全体で実現されていればよく、個々の制御ブロックが前述のエンジン制御装置１０ａ及びＣＶＴ制御装置１０ｂのいずれで実現されているかは任意である。また、個々の制御ブロックは、物理的な電気回路により実現されていてもよいが、本実施形態では、エンジン制御装置１０ａ又はＣＶＴ制御装置１０ｂ上で実行されるソフトウェアにより仮想的に実現されている。

まず、アクセル操作量及び車速から、スロットルアクチュエータ２３及びＣＶＴアクチュエータ２５への指令値（又はその換算値）となる目標スロットル開度及び目標変速比を求める基本的な制御について説明する。なお、目標スロットル開度は、制御により実現されるべき電子制御式スロットルバルブの開度であり、目標変速比は、制御により実現されるべき電子制御式無段変速機５の変速比である。

まず、目標変速比を得るための処理を説明する。制御装置１０は、図３に示す目標エンジン回転数算出部１１と目標変速比算出部１３を有している。さらに、目標エンジン回転数算出部１１は、基準回転数算出部１１Ａ、回転数補正部１１Ｂ及び補正制限部１１Ｃを含んでいる。制御装置１０は、これらの制御ブロックにおいて実行される処理を、あらかじめ設定された周期で繰り返し実行する。

基準回転数算出部１１Ａはアクセルセンサ２４によって検出されたアクセル操作量及び車速に基づいて、基準エンジン回転数を算出する。ここで、基準エンジン回転数とは、アクセル操作量に関する情報及び車速に関する情報から一義的に換算されるエンジン４のクランク軸の回転数の目標値であって、後述する回転数補正部１１Ｂによる補正がなされていないものを指している。なおここで、アクセル操作量に関する情報とは、適当な換算によりアクセル操作量と一対一に対応する情報を指しており、車速に関する情報とは、適当な換算によりアクセル操作量と一対一に対応する情報を指す。例えば、後輪８の回転数は、後輪８の周長を乗ずることにより車速に換算されるため、車速に関する情報である。本実施形態では、アクセル操作量に関する情報及び車速に関する情報としてそれぞれアクセル操作量及び車速を用いているが、アクセル操作量に関する情報及び車速に関する情報であればこれ以外の情報を用いてもよい。

記憶装置１０ｃには、アクセル操作量及び車速とエンジン回転数を関係付けるマップ（以下、エンジン回転数マップ）が格納されている。基準回転数算出部１１Ａはエンジン回転数マップを参照し、アクセル操作量及び車速に応じたエンジン回転数を算出し、当該エンジン回転数を基準エンジン回転数とする。

図４は、エンジン回転数マップの例を示す図である。記憶装置１０ｃには、かかるマップを数値化されたデータが格納されている。ここに示したエンジン回転数マップでは、横軸を車速、縦軸をエンジン回転数とし、アクセル操作量に応じた曲線である曲線Ａｃ１乃至Ａｃ３が例示されている。ここで、曲線Ａｃ１乃至Ａｃ３は、特定のアクセル操作量に対応付けられており、例えば、アクセル操作量が大である特定の状態では曲線Ａｃ１が選択され、アクセル操作量が小である特定の状態では曲線Ａｃ３が選択され、その中間では曲線Ａｃ２が選択される、といった具合である。なお、実際にはより細かなアクセル操作量の変化に対応すべく、曲線は図示のものより多数用意される。

ここで、あるアクセル操作量に対して対応する曲線、ここでは例として曲線Ａｃ１を選択すると、その時点における車速に応じてエンジン回転数が求められることになる。同図より理解できるように、同じ車速であっても、アクセル操作量が小さいと選択される曲線が異なり（図中ではより下側の曲線が選択される）、より小さいエンジン回転数が得られることになる。

なお、このエンジン回転数マップにおいて原点を通る直線は、変速比一定の状態を示している。図中Ｌｌｏｗで示した直線は、電子制御式無段変速機５の変速比が最も大きいローギアの状態を示し、Ｌｈｉｇｈで示した直線は電子制御式無段変速機５の変速比が最も小さいハイギアの状態を示し、Ｌｍｉｄで示した直線はその中間の変速状態を示している。同図より読み取れるように、各曲線は、この例では、車速が小さい間は直線Ｌｌｏｗ（ローギアの状態）に沿ってエンジン回転数を上昇させ、車速が中間的な値となるとエンジン回転数を緩やかに上昇させ、車速が大きくなると直線Ｌｈｉｇｈ（ハイギアの状態）に沿ってエンジン回転数を上昇させるような曲線となっている。

基準回転数算出部１１Ａにより得られた基準エンジン回転数は、回転数補正部１１Ｂに受け渡される。回転数補正部１１Ｂは、低燃費走行を実現すべく基準エンジン回転数に適宜の補正を施す処理を行う部分である。基準エンジン回転数にかかる補正が施すことにより目標エンジン回転数が得られる。ここで、目標エンジン回転数とは、エンジン４のクランク軸の回転速度として制御すべき目標値である。このとき、前述したように、低燃費走行のみを考慮する制御では、加速指示に対する応答性の低下や、変速比の変更に伴う小さいショック様の振動を引き起こす。そこで、補正制限部１１Ｃが回転数補正部１１Ｂにおける補正を制限することにより、低燃費走行と加速指示に対する応答性の両立を図るのである。ここで言う補正の制限は、補正そのものを禁止するのみならず、補正量を変化させることを含む。回転数補正部１１Ｂ及び補正制限部１１Ｃでの処理の詳細については後述する。

目標変速比算出部１３は、エンジン４の回転数が目標エンジン回転数となるように目標変速比を算出する。すなわち、目標変速比算出部１３は、目標エンジン回転数と車速に関する情報に基いて目標変速比を算出する。本実施形態では、車速に関する情報として車速を用いている。この算出は、例えば、目標エンジン回転数を、車速を後輪８の周長で除し最終減速機構７の減速比を乗じた値で除すことにより目標変速比を得るものとしてよい。なお、得られた目標変速比が、電子制御式無段変速機５の変速比の上限又は下限を越える場合には、目標変速比算出部１３はその上限または下限を目標変速比としてよい。

次に、目標スロットル開度を得るための処理を説明する。制御装置１０は、図３に示す角度換算部１４と、目標エンジントルク算出部１５及び目標スロットル開度算出部１８を有している。さらに、目標エンジントルク算出部１５は、基準エンジントルク算出部１５Ａと、換算部１５Ｂと、駆動力補正部１５Ｃと、逆換算部１５Ｄとを含んでいる。制御装置１０は、これらの制御ブロックにおいて実行される処理を、あらかじめ設定された周期で繰り返し実行する。

角度換算部１４は、アクセルセンサ２４によって検出されたアクセル操作量を、スロットル開度に換算する部分である。ここで、角度換算部１４により得られるスロットル開度を基準スロットル開度と称する。このスロットル開度とアクセル操作量との間には一対一の関係があり、任意の換算式を用いたり、テーブル或いはマップを参照したりすることによりアクセル操作量は基準スロットル開度に換算される。ここでは、アクセル操作量がより大きければ基準スロットル開度もまた大きいものとなるような換算がなされる。

目標エンジントルク算出部１５は、基準回転数算出部１１Ａにより得られた基準エンジン回転数に基づいて、制御すべきエンジントルクの目標値である目標エンジントルクを算出する。

基準エンジントルク算出部１５Ａは、基準エンジン回転数及び基準スロットル開度に基づいて、基準エンジントルクを算出する。基準エンジントルク算出部１５Ａは、例えば次の処理により、基準エンジントルクを算出する。

記憶装置１０ｃには、エンジン４の出力特性により定まる、スロットル開度及びエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すマップが格納されている（以下、このマップをエンジントルクマップと称する）。基準エンジントルク算出部１５Ａは、このエンジントルクマップを参照することにより、基準スロットル開度及び基準エンジン回転数から基準エンジントルクを一意に算出する。なお、先に説明したように、基準回転数算出部１１Ａは、アクセル操作量と車速から基準エンジン回転数を算出するものであり、角度換算部１４はアクセル操作量を基準スロットル開度に換算するものであるため、基準スロットル開度及び基準エンジン回転数に基く算出は、結局、アクセル操作量及び車速に基く算出であることになる。従って、基準エンジントルク算出部１５Ａは、必ずしもここで説明したように基準エンジン回転数及び基準スロットル開度に基づかなくともよく、アクセル操作量及び車速から直接基準エンジントルクを求めるようにしてもよい。

図５はエンジントルクマップの例を示す図である。記憶装置１０ｃには、かかるマップを数値化されたデータが格納されている。ここに示したエンジントルクマップでは、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとし、アクセル操作量に応じた曲線である曲線Ｔｈ１乃至Ｔｈ４が例示されている。ここで、曲線Ｔｈ１乃至Ｔｈ４は、特定のアクセル操作量に対応付けられており、例えば、アクセル操作量が大である特定の状態では曲線Ｔｈ４が選択され、アクセル操作量が小である特定の状態では曲線Ｔｈ１が選択され、その中間では曲線Ｔｈ２やＴｈ３が選択される、といった具合である。なお、実際にはより細かなアクセル操作量の変化に対応すべく、曲線は図示のものより多数用意される。

基準エンジントルク算出部１５Ａはこのエンジントルクマップを参照し、基準スロットル開度と基準エンジン回転数とに対応する基準エンジントルクを算出する。すなわち、あるアクセル操作量に対して対応する曲線、ここでは例として曲線Ｔｈ４を選択すると、その時点における基準エンジン回転数に応じて基準エンジントルクが求められることになる。

得られた基準エンジントルクは、換算部１５Ｂにより一旦駆動力（これを基準駆動力と称する）へと換算され、駆動力補正部１５Ｃにより必要な補正を施されて目標駆動力とされた後、逆換算部１５Ｄにより再度換算され、目標エンジントルクへと変換される。駆動力補正部１５Ｃは、基準エンジントルク算出部１５Ａにより得られる基準エンジントルクにより発生する鞍乗型車両１の駆動力の時間変化が、乗員に不自然な印象や違和感を与えて乗り心地を損なうことがないよう、基準駆動力を補正するものであり、主として時間に関するフィルターとして機能するものである。ここで行われる処理としては、例えば、基準駆動力の急峻な変化（例えばステップ上の変化）をなだらかな変化へと成形する、基準駆動力の波形成形処理を例示できる。なお、駆動力補正部１５Ｃが直接基準エンジントルクを補正するものでなく、基準エンジントルクを変換して得られる基準駆動力に対して補正を施すものとしている理由は、エンジントルクに対して駆動力はエンジン４や電子制御式無段変速機５の慣性トルクや損失を加味したものとできるため、かかる慣性トルクの変化や損失を含めて、鞍乗型車両１の実挙動をより忠実に反映したものだからである。

図６は、換算部１５Ｂの制御ブロックの一例を示す図である。同図に示すように、換算部１５Ｂは、目標エンジントルクから、慣性トルク算出部１５ａにより算出されるエンジンの慣性トルク及びＣＶＴ損失算出部１５ｂにより算出される電子制御式無段変速機５において失われるトルクを減じたのち、変速比算出部１５ｃにより算出される電子制御式無段変速機５の変速比及び最終減速機構７の減速比（最終減速比と称する）を乗ずることにより基準駆動力を得る。ここで、エンジンの慣性トルクは、エンジン回転数の変化により生じる慣性トルクであり、基準エンジン回転数の時間変化に基いて慣性トルク算出部１５ａにより算出される。また、電子制御式無段変速機５において失われるトルクは、電子制御式無段変速機５における伝達損失を意味しており、基準エンジン回転数に基いてＣＶＴ損失算出部１５ｂにより算出される。なお、この際にさらに電子制御式無段変速機５の変速比を加味するようにしてもよい。さらに、電子制御式無段変速機５の変速比は、基準エンジン回転数及び現在の車速に関する情報に基いて変速比算出部１５ｃにより算出されるものである。なお、ここで算出される変速比が電子制御式無段変速機５の変速比の上限又は下限を超える場合には、変速比算出部１５ｃはこの上限又は下限を変速比として用いる。

図７は、逆換算部１５Ｄの制御ブロックの一例を示す図である。逆換算部１５Ｄは、換算部１５Ｂの逆変換を行うものであり、目標駆動力を最終減速比、変速比算出部１５ｅにより算出される変速比で除し、慣性トルク算出部１５ｆにより算出される慣性トルク及びＣＶＴ損失算出部１５ｇにより算出されるトルクを加算して目標エンジントルクを得るものである。ここで、図示のように、変速比算出部１５ｃ、慣性トルク算出部１５ｆ及びＣＶＴ損失算出部１５ｇは目標エンジン回転数に基いてそれぞれの算出を行うものとなっている。

なお、図３に示した駆動力補正部１５Ｃにおける基準駆動力の補正を行わない場合には、換算部１５Ｂ、駆動力補正部１５Ｃ及び逆換算部１５Ｄを省略してもよい。その場合には、基準エンジントルク算出部１５Ａにより得られた基準エンジントルクがそのまま目標エンジントルクとなる。

得られた目標エンジントルクは、目標エンジン回転数と共に目標スロットル開度算出部１８に入力される。そして、目標スロットル開度算出部１８は目標エンジントルク、目標エンジン回転数に基づいて目標スロットル開度を算出する。この算出は、基準エンジントルク算出部１５Ａにおいて行われた算出の逆変換となる。すなわち、目標スロットル開度算出部１８は図５に示したエンジントルクマップを再度参照し、目標エンジントルク及び目標エンジン回転数により特定されるマップ上の点が、どのスロットル開度を示す曲線上に位置するかを調べることにより目標スロットル開度が得られるのである。

上述した構成では、制御すべきエンジン回転数に密接に関連する値である基準エンジン回転数及び目標エンジン回転数を求め、これらの値を目標スロットル開度及び目標変速比の算出に使用している。このような構成をとることにより、エンジン回転数の制御（具体的には、回転数補正部１１Ｂによる基準エンジン回転数の補正）を実現している。

続いて、上述した構成を有する鞍乗型車両１の走行時の挙動について説明する。ここでは、まず、回転数補正部１１Ｂによる基準エンジン回転数の補正及び駆動力補正部１５Ｃにおける駆動力の補正が行われない場合を説明する。

図８は、あるスロットル開度におけるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示すグラフである。同図では、横軸にエンジン回転数、縦軸にエンジントルクをとり、図中示された曲線Ｔｈ１、Ｔｈ２及びＴｈ３は、それぞれ、特定のスロットル開度におけるエンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す曲線である。ここで曲線Ｔｈ１に比して、曲線Ｔｈ２、曲線Ｔｈ３の方がよりスロットル開度は大きいものとする。また、一点鎖線で示した曲線Ａは、燃費が最も良くなる条件を示す曲線であり、以降最適効率運転線と呼ぶ。図中において、最適効率運転線Ａは、グラフ上の任意の点としてあらわされる鞍乗型車両１の状態が最適効率運転線Ａにより近ければ、それだけ燃費が良いことを示している。

ここで、適宜図３を参照すると、回転数補正部１１Ｂにより基準エンジン回転数への補正が全くない状態では、目標スロットル開度算出部１８において用いられる目標エンジン回転数は基準エンジン回転数と等しく、また、基準エンジントルク算出部１５Ａにおける算出と目標スロットル開度算出部１８における算出は逆変換の関係にあるため、駆動力補正部１５Ｃにおける駆動力の補正もない状態では、結局、目標スロットル開度算出部１８により得られる目標スロットル開度は角度換算部１４により得られる基準スロットル開度と等しい。基準スロットル開度は、アクセル操作量より一意に定まる値であるから、結局、この場合には目標スロットル開度は乗員のアクセルグリップ３ａの操作量により定まることになる。なお、この状態での走行を、通常走行と呼ぶ。

このとき、図８において仮にエンジン回転数がＮ１の状態にあるときに目標スロットル開度が曲線Ｔｈ１の状態にあるならば、鞍乗型車両１は同グラフ上の点としてあらわされる状態Ｐ１にあることになる。この状態Ｐ１は、最適効率運転線Ａから離れた位置にあり、燃費の観点からはあまり好ましい状態とは言えない。

ここで、同図中破線で示した曲線Ｂは、状態Ｐ１を通過する等出力曲線である。等出力曲線とは、その曲線上では等しいエンジン出力（すなわち、駆動力）を得ることができる状態の集合である。従って、鞍乗型車両１の状態を曲線Ｂに沿ってエンジン回転数を下げる方向に移動させ、状態Ｐ３、すなわち、エンジン回転数がＮ３でありスロットル開度がＴｈ３となる点とすることにより燃費が最も向上する。このように、等出力曲線と最適効率運転線Ａが交わる点におけるエンジン回転数を、最適効率エンジン回転数と呼ぶ。このとき、鞍乗型車両１の車速が維持されるよう、電子制御式無段変速機５の変速比は、目標変速比算出部１３の処理により自動的に調節され、よりハイギア側の変速比が目標変速比として選択されることになる。

以上の考察から、回転数補正部１１Ｂにおいて、鞍乗型車両１の状態を、等出力曲線に沿って最適効率運転線Ａに近づけるように基準エンジン回転数を補正することにより鞍乗型車両１の走行時の燃費が向上することが分かる。従って、記憶装置１０ｃに、多数の等出力曲線と、最適効率運転線Ａを示すマップを数値化したデータを格納しておき、回転数補正部１１Ｂが当該マップを参照することにより基準エンジン回転数の補正量を求めるようにしてよい。なお、このように基準エンジン回転数に補正が施される状態での走行を、低燃費走行と呼ぶ。

しかしながら、単純に鞍乗型車両１の状態を最適効率運転線Ａ上の点となるように補正するだけでは、前述したように、目標エンジン回転数が低くなりすぎ、鞍乗型車両１を運転する乗員にとって好ましくない状態となり得る。具体的には、加速指示に対する応答性が低下し、また、電子制御式無段変速機５の変速比の変更幅が大きいために小さなショック様の振動が発生する。

そこで、補正制限部１１Ｃにより、回転数補正部１１Ｂにおける基準エンジン回転数への補正を制限する。これにより、基準エンジン回転数への補正自体を禁止したり、補正幅を変化させ（より具体的には、補正幅を小さくする方向に変化させ）、目標エンジン回転数が過度に低くならないように制御するのである。

この補正制限部１１Ｃによる補正の制限をどのようにするかは、鞍乗型車両１の車種や用途により定まる望ましい運転特性に応じて設計すべきであり、種々の基準に基いてなされてよい。以降、自動二輪車を例にとり、本実施形態の鞍乗型車両１においてなされる補正の制限の基準を例示する。
＜基準１＞

この基準は、鞍乗型車両１の走行状態に応じて、回転数補正部１１Ｂによる基準エンジン回転数への補正を制限するとともに、その補正量を変化させるものである。

具体的には、補正制限部１１Ｃは、アクセル操作量、車速、アクセル操作量の微分値であるアクセル操作量変化速度及び加速度から選ばれる少なくとも１以上のパラメータに基いて運転状態値と称する値を算出し、かかる運転状態値の値に応じて基準エンジン回転数への補正を制限するとともに、その補正量を変化させる。

ここで、図９は、運転状態値の値と、それにより定まる補正量の上限値との関係を示す図である。記憶装置１０ｃには、かかる関係を数値化したデータが格納される。図示のように、運転状態値の値が小さい状態では補正値の上限値は０、すなわち、一切の補正が許可されず、基準エンジン回転数への補正は制限される。そして、運転状態値の値が閾値であるＤｔｈを超えると、運転状態値の値に応じて補正値の上限値は直線状に増加していく。すなわち、補正量を変化させる。なお、ここで示した補正量の上限値の曲線は一例であり、適宜変更してよい。例えば運転状態値の値が閾値であるＤｔｈを超えた後、補正値の上限値は直線状でなく、任意の曲線状に増加するようにしてもよいし、階段状に増加するようにしてもよい。また、補正量の上限値自体に上限を設けてもよい。

運転状態値をどのように求めるかは任意であるが、本実施形態では、アクセル操作量と車速、アクセル操作量変化速度、及び車速と加速度により定められる負荷係数に基いて運転状態値を定めている。なお、ここで負荷係数とは、鞍乗型車両１の運転状態に関するパラメータに基いて定められる値であって、鞍乗型車両１の運転状態が変化する蓋然性の大きさを示す値である。本実施形態で示した例では、負荷係数の値が大きいほど鞍乗型車両１の運転状態は安定しており加速指示等による変化が生じにくく、負荷係数の値が小さいほど鞍乗型車両１の運転状態は変化しやすく、加減速が頻繁に起こると予期される状態であることを示している。

図１０は、アクセル操作量と車速により第１の負荷係数Ｌ１を求めるマップの一例である。記憶装置１０ｃには、かかるマップを数値化したデータが格納される。図中示した実線は第１の負荷係数Ｌ１の等高線を示しており、車速とアクセル操作量から第１の負荷係数Ｌ１が一意に求められるようになっている。

図１１は、アクセル操作量変化速度により第２の負荷係数Ｌ２を求めるマップの一例である。記憶装置１０ｃには、かかる関係を数値化したデータが格納される。図中示した実線は、アクセル操作量に応じた第２の負荷係数Ｌ２の値を示している。

図１２は、車速と加速度により第３の負荷係数Ｌ３を求めるマップの一例である。記憶装置１０ｃには、かかる関係を数値化したデータが格納される。ここで、加速度は車速の微分値である。図中示した実線は第３の負荷係数Ｌ３の等高線を示しており、車速とアクセル操作量から第３の負荷係数Ｌ３が一意に求められるようになっている。

そして、補正制限部１１Ｃは次のいずれかの方法により、運転状態値を求める上で使用する負荷係数を選ぶ。方法１：第１の負荷係数Ｌ１、第２の負荷係数Ｌ２及び第３の負荷係数Ｌ３の符号が全て一致する場合には全ての負荷係数を使用し、そうでない場合には全ての負荷係数を使用しない。方法２：第１の負荷係数Ｌ１、第２の負荷係数Ｌ２及び第３の負荷係数Ｌ３のうち、その符号が多数となる符号を採用し、採用した符号と同符号の負荷係数を使用する。

そして、補正制限部１１Ｃは選ばれた負荷係数を使用して、次のいずれかの演算により運転状態値の修正値を求める。なお、選ばれた負荷係数がない場合には運転状態値は変更されず、運転状態値の修正値は０である。演算１：使用する全ての負荷係数を積算する。演算２：使用する全ての負荷係数を加算する。演算３：使用する全ての負荷係数の平均値又は中央値を用いる。

最後に、補正制限部１１Ｃは現在の運転状態値に、求められた運転状態値の修正値を加算する。なお、運転状態値には適宜の上限値及び下限値（０とは限らない）を設けてよい。

本実施形態では、上記の方法２及び演算２を採用しているが、これに替え他の方法及び演算としてもよい。また、ここで示した運転状態値の算出方法は一例であり、鞍乗型車両１の運転状態を反映する適宜のパラメータに基づき運転状態値を導き出す合理的な方法であればどのような方法を用いてもよい。
＜基準２＞

この基準は、回転数補正部１１Ｂによる基準エンジン回転数への補正の結果得られる目標エンジン回転数が、最適効率運転線Ａ（図８参照）より定まる最適効率エンジン回転数以上となるように補正量を変化させるものである。この点について図８を参照し説明すると、基準エンジン回転数及び基準スロットル開度により示される点がＰ１である場合に、例えば、基準エンジン回転数への補正量を仮に一定値或いは図９に示した補正値の上限量に等しいものとして定めたとして、当該補正量は、目標エンジン回転数が最小でも最適効率エンジン回転数であるＮ３以上となるように修正されることになる。
＜基準３＞

この基準は、回転数補正部１１Ｂによる基準エンジン回転数への補正の結果得られる目標エンジン回転数が、車速より定まる下限エンジン回転数以上となるように補正量を変化させるものである。図１３は、車速に対する下限エンジン回転数を定めるマップの一例である。記憶装置１０ｃには、かかる関係を数値化したデータが格納される。この下限エンジン回転数は、鞍乗型車両１の車速に応じて、再加速時の応答速度やエンジン４の振動などを総合的に考慮して定めるとよい。
＜基準４＞

この基準は、基準エンジン回転数が最適効率運転線Ａ（図８参照）より定まる最適効率エンジン回転数又は前記車速より定まる下限エンジン回転数（図１３参照）を下回る場合には、回転数補正部１１Ｂによる基準エンジン回転数への補正を禁止し、補正を行わないこととするものである。この基準が満たされる状況では、鞍乗型車両１の状態に対し十分基準エンジン回転数が低く、これをあえて補正する必要性に乏しい。

以上４つの基準を例示したが、本実施形態では、これら４つの基準全てを同時に用いている。しかしながら、これに限定されず、これらのいずれか一つ又は複数のみを用いても、さらに異なる基準を別途用いてもよい。

さらに、回転数補正部１１Ｂにより基準エンジン回転数に施される補正量を、過去に算出された補正量に基いて補正するようにしてもよい。このことは、換言すれば、上述した処理により得られた現在の鞍乗型車両１の走行状態に基いて得られた補正量を、過去に算出された補正量に基いて修正するということである。このような修正は、例えば補正量の急峻な変化による鞍乗型車両１の不自然な挙動の変化を抑制するために行われるものである。かかる修正として代表的なものを挙げれば、現在からあらかじめ定められた一定の過去までの補正量の時間平均をとって補正量とする処理や、アナログ回路又はその等価回路により実現されるいわゆるローパスフィルターを用いる処理がある。

以上説明した実施形態は、本発明に係る鞍乗型車両の一例を示すものであり、例示された具体例に本発明が限定されるものではない。各部材の詳細な形状や配置、その数等は当業者が必要に応じて任意に変更してよい。また、具体例として示された機能ブロック図あるいは制御ブロック図は一例を示すものであり、同等の機能を発揮する構成であれば任意の変形を行って差し支えない。

以下、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態では、図５に示される回転数補正部１１Ｂが、目標エンジン回転数を基準エンジン回転数よりも低い値に切り替えることによって低燃費走行を実現している。ところで、エンジントルクが十分に低い場合には、エンジンに対する燃料供給を中断することによっても低燃費走行を実現することができるが、スロットルが開いたまま燃料供給を中断すると、エンジントルクに急激な変動が生じるおそれがある。そこで、本例では、以下に説明する機能及び動作によってエンジントルクの急激な変動を抑制しつつ燃費の向上を図っている。

図１４及び図１５は、制御装置１０の機能及び動作の変形例を示すブロック図及びフローチャートである。また、図１６は、制御装置１０の機能及び動作の変形例を説明するための図である。上記実施形態と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。本例の制御装置１０は、上記図３に示される各部の他に、中断指示信号出力部１９を備えている。

目標エンジン回転数算出部１１の回転数補正部１１Ｂは、現在の運転状態Ｐ１（エンジン回転数Ｎ１，エンジントルクＴ１）におけるエンジントルクＴ１が負である場合に、次のような低燃費補正を行う。回転数補正部１１Ｂは、目標エンジン回転数を、現在の運転状態Ｐ１におけるエンジン回転数Ｎ１（基準エンジン回転数に等しい値）から、現在の運転状態Ｐ１の等出力曲線Ｄと燃料カット曲線Ｃとの交点Ｐ３におけるエンジン回転数Ｎ３に切り替える。燃料カット曲線Ｃは、エンジン４への燃料供給を中断したときに生じる燃料カット出力の集合である。燃料カット曲線Ｃを表すマップや関係式は、記憶装置１０ｃに格納されている。

このとき、回転数補正部１１Ｂは、現在の運転状態Ｐ１におけるエンジン回転数Ｎ１と燃料カット曲線Ｃとの交点Ｐ２を算出すると共に、現在の運転状態Ｐ１の等出力曲線Ｄと燃料カット曲線Ｃとの交点Ｐ３を算出する（フローチャートのＳ１及びＳ２）。また、回転数補正部１１Ｂは、低燃費補正前の目標エンジン回転数であるエンジン回転数Ｎ１と、低燃費補正後の目標エンジン回転数であるエンジン回転数Ｎ３との差分絶対値ΔＮが閾値Ｄ１以下であるか否かを判定する（フローチャートのＳ３）。

目標変速比算出部１３は、差分絶対値ΔＮが閾値以下である場合に（Ｓ３：ＹＥＳ）、目標変速比の時間変化率（変速速度）の制御を開始する。低燃費補正により目標エンジン回転数を基準エンジン回転数に等しい値からそれよりも低い値に切り替える場合、目標変速比を急激に変化させると、それに伴う慣性トルクの変化によって駆動輪出力に急激な変動が生じるおそれがある。そこで、本例では、変速速度を制御することによって駆動輪出力の急激な変動を抑制している。

具体的には、目標変速比算出部１３は、駆動輪出力算出部としての換算部１５Ｂから入力される駆動輪出力と、燃料カット曲線Ｃから求まる燃料カット出力との差分に基づいて変速速度を決定する（フローチャートのＳ４）。下記数式１は、目標変速比算出部１３による変速速度の算出例を表す式である。このように変速速度を決定することで、エンジン出力が等出力線Ｄから下方に外れても、駆動輪出力にはその減少分に相当する慣性トルクが加算されるため、駆動輪出力は等出力線Ｄ上に維持される。

当該数式１において、ＭCvtは変速比、Ｔsampは計算周期、Ｍinertiaは変速機の上流の慣性相当質量、Ｖsecondaryは変速機の出力軸の回転数、Ｗcutは燃料カット出力、Ｗdriveは駆動輪出力、Ｗcvtlossは変速機損失である。なお、数式１では、仕事率を用いた例を示したが、これに限られず、トルクを用いても同様の計算が成立する。

目標スロットル開度算出部１８は、変速速度が目標変速速度になると（Ｓ５：ＹＥＳ）、目標スロットル開度を減少させて０にする（フローチャートのＳ６）。これにより、エンジン出力は、図１６の（１）に示されるように燃料カット曲線Ｃ上に移動する。一方、駆動輪出力は、上述した変速速度の制御によって等出力線Ｄ上に維持される。

中断指示信号出力部１９は、目標スロットル開度が０になると（Ｓ７：ＹＥＳ）、エンジン４に対する燃料供給の中断を指示する中断指示信号を出力して、燃料カットを実施する（フローチャートのＳ８）。このように、スロットルが閉じた後に燃料供給が中断されることで、エンジントルクの急激な変動を抑制しつつ、燃費の向上を図ることが可能である。

目標変速比算出部１３は、目標スロットル開度が０になり燃料カットを実施した後も、上述した変速速度の制御を継続する（フローチャートのＳ９）。これにより、エンジン出力は、図１６の（２）に示されるように等出力曲線Ｄと燃料カット曲線Ｃとの交点Ｐ３に向かって燃料カット曲線Ｃ上を移動する一方で、駆動輪出力は、図１６の（３）に示されるように交点Ｐ３に向かって等出力曲線Ｄ上を移動する。この間、目標変速比算出部１３は、上記数式１による計算を行い、等出力線Ｄ上の駆動輪出力と燃料カット曲線Ｃ上のエンジン出力との差分に応じた変速速度を決定する。これにより、駆動輪出力は、エンジン出力に当該差分に相当する慣性トルクが加算された値となるため、直前値より上昇することなく等出力線Ｄ上に維持される。

なお、基準エンジン回転数としてのエンジン回転数Ｎ１と、交点Ｐ３におけるエンジン回転数Ｎ３との差分絶対値ΔＮが閾値Ｄ２以上になった場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、目標変速比算出部１３は上述した変速速度の制御を終了し、目標スロットル開度算出部１８は目標スロットル開度を０にする制御を終了し、中断指示信号出力部１９は燃料カットの実施を終了する。

Claims (9)

1. 無段変速機の変速比とスロットル開度とを制御する車両の制御装置であって、
   基準エンジン回転数を算出する基準エンジン回転数算出部と、
   前記基準エンジン回転数に基づいて目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出部であって、前記目標エンジン回転数が、前記基準エンジン回転数に等しい値と、前記基準エンジン回転数より低い値と、で切り替えられる目標エンジン回転数算出部と、
   前記目標エンジン回転数に基づいて目標変速比を算出する目標変速比算出部と、
   アクセル操作量と前記基準エンジン回転数とに基づいて基準エンジントルクを算出する基準エンジントルク算出部と、
   前記基準エンジントルクと前記目標エンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出部であって、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、前記目標スロットル開度を減少させる目標スロットル開度算出部と、
   前記目標スロットル開度が０になった後に、エンジンに対する燃料供給の中断を指示する中断指示信号を出力する中断指示信号出力部と、
   を備えることを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記目標変速比算出部は、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、車両の駆動輪に発生する駆動輪出力が直前値以下となるように前記目標変速比の時間変化率を決定する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記基準エンジントルクと前記基準エンジン回転数とに基づいて車両の駆動輪に発生する駆動輪出力を算出する駆動輪出力算出部をさらに備え、
   前記目標変速比算出部は、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、前記駆動輪出力が等出力線上に維持されるように前記目標変速比の時間変化率を決定する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記基準エンジントルクと前記基準エンジン回転数とに基づいて車両の駆動輪に発生する駆動輪出力を算出する駆動輪出力算出部をさらに備え、
   前記目標変速比算出部は、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、前記駆動輪出力と、エンジンへの燃料供給を中断したときに生じる燃料カット出力との差分に基づいて前記目標変速比の時間変化率を決定する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 前記目標変速比算出部は、前記目標エンジン回転数と前記基準エンジン回転数との差分が予め定められた第１の閾値以下である場合に、前記目標変速比の時間変化率の制御を開始する、
   請求項２ないし４の何れかに記載の車両の制御装置。
6. 前記目標エンジン回転数算出部は、前記基準エンジントルクと前記基準エンジン回転数とに基づいて算出されるエンジン出力の等出力線と、エンジンへの燃料供給を中断したときに生じる燃料カット出力の等出力線と、が交わるエンジン回転数を、前記目標エンジン回転数とする、
   請求項５に記載の車両の制御装置。
7. 前記目標変速比算出部は、前記目標エンジン回転数と前記基準エンジン回転数との差分が前記第１の閾値より大きい第２の閾値以上である場合に、前記目標変速比の時間変化率の制御を終了する、
   請求項５または６に記載の車両の制御装置。
8. 無段変速機の変速比とスロットル開度とを制御する車両の制御方法であって、
   基準エンジン回転数を算出する基準エンジン回転数算出ステップと、
   前記基準エンジン回転数に基づいて目標エンジン回転数を算出する目標エンジン回転数算出ステップであって、前記目標エンジン回転数が、前記基準エンジン回転数に等しい値と、前記基準エンジン回転数より低い値と、で切り替えられる目標エンジン回転数算出ステップと、
   前記目標エンジン回転数に基づいて目標変速比を算出する目標変速比算出ステップと、
   アクセル操作量と前記基準エンジン回転数とに基づいて基準エンジントルクを算出する基準エンジントルク算出ステップと、
   前記基準エンジントルクと前記目標エンジン回転数とに基づいて目標スロットル開度を算出する目標スロットル開度算出ステップであって、前記目標エンジン回転数が前記基準エンジン回転数より低い値に切り替えられた後に、前記目標スロットル開度を減少させる目標スロットル開度算出ステップと、
   前記目標スロットル開度が０になった後に、エンジンに対する燃料供給の中断を指示する中断指示信号を出力する中断指示信号出力ステップと、
   を備えることを特徴とする車両の制御方法。
9. 請求項１ないし７の何れかに記載の車両の制御装置を備える鞍乗型車両。
   
   

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