JP5899812B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置に関し、特にエンジン及び変速機の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device, and more particularly to an engine and transmission control device.
従来の車両の制御装置、例えばエンジン及び変速機の制御装置においては、ドライバによるアクセル操作量をエンジンコントローラ（以下、エンジンＥＣＵという）と変速機コントローラ（以下、変速機ＥＣＵ）とにそれぞれ入力することで、エンジン及び変速機が操作されている（例えば、特許文献１参照）。 In a conventional vehicle control device, such as an engine and transmission control device, an accelerator operation amount by a driver is input to an engine controller (hereinafter referred to as an engine ECU) and a transmission controller (hereinafter referred to as a transmission ECU). Therefore, the engine and the transmission are operated (see, for example, Patent Document 1).
エンジン及び変速機を制御するマップとしては、例えば図８のようなアクセル開度、エンジン回転数、エンジントルク及び、エンジン出力の相関を示すマップがある。図８において、太線Ａは等力線上で単位時間当たりの燃料噴射量が最も少ない点をつないだライン（以下、最少燃料噴射量ラインという）である。この最少燃料噴射量ライン上でエンジンを運転すれば、各出力毎に最も燃料噴射量が少ない点でエンジンの運転を継続することが可能である。 As a map for controlling the engine and the transmission, for example, there is a map as shown in FIG. 8 showing the correlation between the accelerator opening, the engine speed, the engine torque, and the engine output. In FIG. 8, a thick line A is a line connecting the points where the fuel injection amount per unit time is the smallest on the constant force line (hereinafter referred to as the minimum fuel injection amount line). If the engine is operated on this minimum fuel injection amount line, it is possible to continue the engine operation at the point where the fuel injection amount is the smallest for each output.
ところで、一般的なエンジン及び変速機の制御装置では、アクセル操作量に応じてエンジンを直接的に制御しているため、エンジンは必ずしも最少燃料噴射量ライン上で運転されない。すなわち、エンジンはアクセル操作量に応じた図８のマップ上のあらゆる点を使って運転されることになる。また、アクセル操作量は、変速機ＥＣＵにも入力され、変速機の変速比を決定するために用いられている。しかし、変速機のギア段も車速及びアクセル開度の２次元マップで設定されるため、必ずしも最少燃料噴射量ライン上でエンジンを運転するように設定されることにならない。そのため、一般的にエンジンの効率は３０〜４０％と認識されているが、これは図８のマップ上の領域Ｂ近傍における効率であって、実走行レベルでは他の領域も多く使用されるため、エンジンの効率は１０〜２０％まで低下する。 By the way, in a general engine and transmission control device, the engine is directly controlled in accordance with the accelerator operation amount. Therefore, the engine is not necessarily operated on the minimum fuel injection amount line. That is, the engine is operated using every point on the map of FIG. 8 according to the accelerator operation amount. The accelerator operation amount is also input to the transmission ECU, and is used to determine the transmission gear ratio. However, since the gear stage of the transmission is also set by a two-dimensional map of the vehicle speed and the accelerator opening, it is not always set to operate the engine on the minimum fuel injection amount line. Therefore, the efficiency of the engine is generally recognized as 30 to 40%, but this is the efficiency in the vicinity of the region B on the map of FIG. 8, and other regions are also used at the actual driving level. The engine efficiency is reduced to 10-20%.
このようなエンジンの効率を改善する手法として、惰行制御と呼ばれるものがある。この惰行制御では、エンジンはエンジン出力がゼロの時に単位時間当たりの燃料噴射量が最も少なくなるアイドル回転数及び、アクセル開度をゼロにして運転される（図８の太線Ｃの範囲）。すなわち、惰行制御によれば、クラッチを切断してアクセル開度をゼロにし、エンジンをアイドル回転に落とすことで、無駄な燃料消費を抑制することができる。 One technique for improving the efficiency of such an engine is called coasting control. In this coasting control, the engine is operated with the idling engine speed at which the fuel injection amount per unit time is minimized and the accelerator opening degree being zero when the engine output is zero (range of thick line C in FIG. 8). In other words, according to coasting control, wasteful fuel consumption can be suppressed by disengaging the clutch to reduce the accelerator opening to zero and dropping the engine to idle rotation.
しかし、惰行制御の適用範囲は、エンジン出力がゼロ近傍の範囲（図８の太線Ｃの範囲）に限定されるため、エンジン出力がゼロ近傍から離れた場合は適用することができず、エンジンの燃費を効果的に向上させることができない。 However, the application range of coasting control is limited to the range where the engine output is near zero (the range of the thick line C in FIG. 8), and therefore cannot be applied when the engine output is away from the vicinity of zero. The fuel consumption cannot be improved effectively.
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、最少の燃料噴射量でドライバが所望する車両走行を可能にしつつ、エンジンの燃費を効果的に向上することができる車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle capable of effectively improving the fuel consumption of an engine while enabling the vehicle to travel by a driver with a minimum fuel injection amount. It is to provide a control device.
上記目的を達成するため、本発明の車両の制御装置は、エンジンの駆動力が変速機を介して駆動輪に伝達される車両の制御装置であって、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、前記変速機の出力回転数を検出する回転数検出手段と、シフトレンジ位置を検出するシフトレンジ位置検出手段と、変速機の出力回転数と出力トルクとに対応する座標平面上に所定開度毎に複数本の等アクセル開度線が設定された第１のマップから、検出された前記アクセル開度と前記出力回転数とに応じた出力トルクを読み取ることで、前記変速機の出力トルクを設定する変速機出力トルク設定手段と、検出された前記出力回転数と設定された前記変速機の出力トルクとに基づいて、前記エンジンのエンジン出力を算出するエンジン出力演算手段と、エンジン出力とエンジン回転数とに対応する座標平面上に最適エンジン回転数線が設定されると共に、該最適エンジン回転数線がエンジン出力負側の領域において各シフトレンジに応じて複数本設定された第２のマップから、検出された前記シフトレンジ位置と算出された前記エンジン出力とに応じた最適エンジン回転数を読み取ることで、前記エンジンの目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、検出された前記出力回転数と設定された前記目標エンジン回転数とに基づいて、前記変速機の目標変速比を算出する目標変速比演算手段と、前記変速機の変速比が前記目標変速比となるように前記変速機を制御する変速機制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a vehicle control apparatus according to the present invention is a vehicle control apparatus in which driving force of an engine is transmitted to drive wheels via a transmission, and an accelerator opening degree detection that detects an accelerator opening degree. Means for detecting the output speed of the transmission, shift range position detecting means for detecting the shift range position, and a predetermined coordinate plane corresponding to the output speed and output torque of the transmission. By reading the output torque corresponding to the detected accelerator opening and the output rotational speed from the first map in which a plurality of equal accelerator opening lines are set for each opening, the output of the transmission Transmission output torque setting means for setting torque, engine output calculation means for calculating engine output of the engine based on the detected output rotational speed and the set output torque of the transmission, The optimum engine speed line is set on the coordinate plane corresponding to the engine output and the engine speed, and a plurality of optimum engine speed lines are set in accordance with each shift range in the engine output negative region. A target engine speed setting means for setting a target engine speed of the engine by reading an optimum engine speed according to the detected shift range position and the calculated engine output from the second map; A target speed ratio calculating means for calculating a target speed ratio of the transmission based on the detected output speed and the set target engine speed, and the speed ratio of the transmission is the target speed ratio. Transmission control means for controlling the transmission so as to become.
また、前記複数本の最適エンジン回転数線は、エンジン出力負側の領域において、エンジン出力が低下するにつれてエンジン回転数が上昇するように設定されてもよい。 The plurality of optimum engine speed lines may be set so that the engine speed increases as the engine output decreases in the engine output negative region.
また、前記複数本の最適エンジン回転数線は、エンジン出力負側の領域において、シフトレンジ位置が低速レンジになるほど、エンジン回転数の上昇率が大きくなるように設定されてもよい。 Further, the plurality of optimum engine speed lines may be set so that the rate of increase of the engine speed increases as the shift range position becomes the low speed range in the engine output negative side region.
また、エンジン出力と燃料噴射量とに対応する座標平面上に前記エンジンの燃料噴射量を最も少なくする最少燃料噴射量線が設定された第３のマップから、算出された前記エンジン出力に応じた最少燃料噴射量を読み取ることで、前記エンジンの目標燃料噴射量を設定する目標燃料噴射量設定手段と、前記エンジンの燃料噴射量が前記目標燃料噴射量となるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段とをさらに備えてもよい。 Further, the third fuel map corresponding to the engine output calculated from the third map in which the minimum fuel injection amount line that minimizes the fuel injection amount of the engine is set on the coordinate plane corresponding to the engine output and the fuel injection amount. Target fuel injection amount setting means for setting the target fuel injection amount of the engine by reading the minimum fuel injection amount, and engine control for controlling the engine so that the fuel injection amount of the engine becomes the target fuel injection amount And a means.
また、前記第３のマップの最少燃料噴射量線は、エンジン出力負側の領域では、燃料噴射量がゼロとなるように設定されてもよく、前記変速機は、無段変速機であってもよい。 Further, the minimum fuel injection amount line of the third map may be set so that the fuel injection amount becomes zero in a region on the negative side of the engine output, and the transmission is a continuously variable transmission. Also good.
本発明の車両の制御装置によれば、最少の燃料噴射量でドライバが所望する車両走行を可能にしつつ、エンジンの燃費を効果的に向上することができる。 According to the vehicle control apparatus of the present invention, the fuel consumption of the engine can be effectively improved while enabling the vehicle to travel as desired by the driver with the minimum fuel injection amount.
以下、図１〜７に基づいて、本発明の一実施形態に係る車両の制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 Hereinafter, based on FIGS. 1-7, the control apparatus of the vehicle which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. The same parts are denoted by the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
図１に示すように、車両１には内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）１０が搭載されている。エンジン１０の出力軸は、クラッチ１１を介して無段変速機１２の入力軸に接続されている。また、無段変速機１２の出力軸は、プロペラシャフト１３、終減速機１４及び、ドライブシャフト１５を介して駆動輪１６に接続されている。すなわち、エンジン１０の駆動力は、クラッチ１１が接続されると、無段変速機１２で連続的に変速された後に、プロペラシャフト１３、終減速機１４及び、ドライブシャフト１５を介して駆動輪１６へと伝達されるように構成されている。 As shown in FIG. 1, a vehicle 1 is equipped with a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine) 10 as an internal combustion engine. The output shaft of the engine 10 is connected to the input shaft of the continuously variable transmission 12 via the clutch 11. The output shaft of the continuously variable transmission 12 is connected to the drive wheels 16 via the propeller shaft 13, the final reduction gear 14, and the drive shaft 15. That is, when the clutch 11 is connected, the driving force of the engine 10 is continuously shifted by the continuously variable transmission 12 and then the driving wheel 16 via the propeller shaft 13, the final reduction gear 14, and the drive shaft 15. It is configured to be transmitted to.
アクセルセンサ１８は、ドライバによるアクセルペダルの操作量を検出するもので、検出された操作量は電気的に接続された演算ＥＣＵ４０にアクセル開度Ａpとして出力される。 An accelerator sensor 18 is for detecting an operation amount of the accelerator pedal by the driver, the detected operation amount is output to the arithmetic ECU40 electrically connected as an accelerator opening A p.
回転数センサ１９は、無段変速機１２の出力回転数を検出するもので、検出された出力回転数は電気的に接続された演算ＥＣＵ４０に変速機出力回転数Ｎtとして出力される。 Speed sensor 19 is for detecting the output speed of the continuously variable transmission 12, the detected output rotational speed is outputted to the arithmetic ECU40 electrically connected as the transmission output rotational speed N t.
シフトポジションセンサ１７は、シフトレバー４の操作位置（以下、シフトレンジという）を検出するもので、検出された各シフトレンジは電気的に接続された演算ＥＣＵ４０に出力される。 The shift position sensor 17 detects an operation position of the shift lever 4 (hereinafter referred to as a shift range), and each detected shift range is output to the arithmetic ECU 40 that is electrically connected.
エンジンＥＣＵ２０は、エンジン１０の燃料噴射等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。このエンジンＥＣＵ２０は、演算ＥＣＵ４０と電気配線を介して相互通信可能に接続されており、演算ＥＣＵ４０から入力される制御信号に応じてエンジン１０の運転状態を制御する。具体的には、エンジン１０の燃料噴射量が演算ＥＣＵ４０から入力される目標燃料噴射量Ｆtとなるように、図示しないインジェクタの電磁ソレノイドに所定パルスの電流を印可するように構成されている。 The engine ECU 20 performs various controls such as fuel injection of the engine 10 and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. The engine ECU 20 is connected to the arithmetic ECU 40 via electric wiring so as to be able to communicate with each other, and controls the operating state of the engine 10 in accordance with a control signal input from the arithmetic ECU 40. More specifically, as the fuel injection amount of the engine 10 becomes the target fuel injection amount F t which is input from the operation ECU 40, it is configured to apply a current of a predetermined pulse to the electromagnetic solenoid of the injector (not shown).
変速機ＥＣＵ３０は、無段変速機１２の動作を制御するもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。この変速機ＥＣＵ３０は、演算ＥＣＵ４０と電気配線を介して相互通信可能に接続されており、演算ＥＣＵ４０から入力される制御信号に応じて無段変速機１２の変速比を制御する。具体的には、無段変速機１２の変速比が演算ＥＣＵ４０から入力される目標変速比Ｓtとなるように、図示しない変速用アクチュエータに所定の作動信号を出力するように構成されている。 The transmission ECU 30 controls the operation of the continuously variable transmission 12, and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like. The transmission ECU 30 is connected to the arithmetic ECU 40 via an electrical wiring so as to be able to communicate with each other, and controls the gear ratio of the continuously variable transmission 12 according to a control signal input from the arithmetic ECU 40. Specifically, as the gear ratio of the continuously variable transmission 12 becomes the target speed ratio S t which is input from the operation ECU 40, and is configured to output a predetermined operation signal to the gear shift actuator (not shown).
演算ＥＣＵ４０は、エンジン１０の目標燃料噴射量Ｆtや無段変速機１２の目標変速比Ｓtを演算するもので、前述のエンジンＥＣＵ２０や変速機ＥＣＵ３０と同様に公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。これら目標燃料噴射量Ｆtや目標変速比Ｓtを演算するために、演算ＥＣＵ４０には、アクセルセンサ１８、回転数センサ１９、シフトポジションセンサ１７及び図示しない車速センサ等の各種センサの出力信号がＡ／Ｄ変換された後に入力される。 Calculation ECU40 is for calculating a target gear ratio S t of the target fuel injection amount F t and the continuously variable transmission 12 of the engine 10, known as well as the previous engine ECU20 and the transmission ECU 30 CPU and ROM, RAM, An input port, an output port, and the like are provided. To compute these target fuel injection amount F t and the target speed ratio S t, the arithmetic ECU40 an accelerator sensor 18, speed sensor 19, the output signals of various sensors of the vehicle speed sensor or the like, not the shift position sensor 17 and shown, Input after A / D conversion.
また、図２に示すように、演算ＥＣＵ４０は、変速機出力トルク設定部４１と、エンジン出力演算部４２と、目標エンジン回転数設定部４３と、目標変速比演算部４４と、目標燃料噴射量設定部４５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである演算ＥＣＵ４０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。 As shown in FIG. 2, the calculation ECU 40 includes a transmission output torque setting unit 41, an engine output calculation unit 42, a target engine speed setting unit 43, a target gear ratio calculation unit 44, and a target fuel injection amount. The setting unit 45 is included as a part of functional elements. In the present embodiment, these functional elements are described as being included in the arithmetic ECU 40, which is an integral piece of hardware. However, any one of these functional elements may be provided in separate hardware.
変速機出力トルク設定部４１は、アクセルセンサ１８から入力されるアクセル開度Ａpと、回転数センサ１９から入力される変速機出力回転数Ｎtとに基づいて、無段変速機１２の変速機出力トルクＴtを設定する。より詳しくは、演算ＥＣＵ４０には、予め実験等で作成された車速とアクセル開度毎の要求駆動力との関係を示す図３の要求駆動力マップ（第１のマップ）が記憶されている。この要求駆動力マップは、横軸を変速機出力回転数Ｎt、縦軸を変速機出力トルクＴtとした座標平面上に、複数本の等アクセル開度ライン（図３中の破線参照）が所定開度毎、例えば１０％毎に設定されている。また、要求駆動力マップにおいて、アクセル開度０％のラインはシフトレンジ位置に応じて切り替えられる一方、アクセル開度１００％のラインは固定されている。特にアクセル開度０％のラインは、シフトレンジ位置がドライブの時は出力トルクに近いラインとなり（図３（ａ）参照）、２速・１速の時は出力トルクの負側に移動する（図３（ｂ）参照）。なお、要求駆動力マップの座標平面上において、変速機出力トルクＴtが０（ゼロ）よりも小さい領域はエンジンブレーキが作用する領域を示している。 The transmission output torque setting unit 41 changes the speed of the continuously variable transmission 12 based on the accelerator opening A p input from the accelerator sensor 18 and the transmission output rotation speed N t input from the rotation speed sensor 19. Set machine output torque Tt . More specifically, the calculation ECU 40 stores a required driving force map (first map) shown in FIG. 3 showing a relationship between a vehicle speed and a required driving force for each accelerator opening, which are created in advance through experiments or the like. This required driving force map has a plurality of equal accelerator opening lines (see broken lines in FIG. 3) on a coordinate plane with the horizontal axis representing the transmission output speed N t and the vertical axis representing the transmission output torque T t . Is set every predetermined opening, for example, every 10%. In the required driving force map, the line with the accelerator opening 0% is switched according to the shift range position, while the line with the accelerator opening 100% is fixed. In particular, the 0% accelerator opening line is a line close to the output torque when the shift range position is drive (see FIG. 3 (a)), and moves to the negative side of the output torque at the 2nd and 1st speeds ( (Refer FIG.3 (b)). On the coordinate plane of the required driving force map, the region where the transmission output torque T t is smaller than 0 (zero) indicates the region where the engine brake acts.
要求駆動力マップ上では、アクセル開度が３０〜１００％の範囲にある等アクセル開度ラインは、変速機出力回転数Ｎtが上昇するにつれて、変速機出力トルクＴtは次第に低下するように設定されている。また、アクセル開度が０〜２０％の範囲にある等アクセル開度ラインは、変速機出力回転数Ｎtが所定回転数に達するまでは、変速機出力トルクＴtは次第に低下するように設定される一方、変速機出力回転数Ｎtが所定回転数よりも上昇すると、変速機出力トルクＴtは次第に増加するように設定されている。変速機出力トルク設定部４１は、要求駆動力マップから、アクセル開度Ａpと変速機出力回転数Ｎtとに対応する変速機出力トルクＴtを読み取ることで、無段変速機１２の変速機出力トルクＴtを設定するように構成されている。 On the required driving force map, in the equal accelerator opening line in which the accelerator opening is in the range of 30 to 100%, the transmission output torque T t gradually decreases as the transmission output rotation speed N t increases. Is set. Further, the equal accelerator opening line in which the accelerator opening is in the range of 0 to 20% is set so that the transmission output torque T t gradually decreases until the transmission output rotation speed N t reaches the predetermined rotation speed. On the other hand, the transmission output torque T t is set to gradually increase when the transmission output rotational speed N t rises above a predetermined rotational speed. The transmission output torque setting unit 41 reads the transmission output torque T t corresponding to the accelerator opening degree A p and the transmission output rotation speed N t from the required driving force map, thereby changing the speed of the continuously variable transmission 12. The machine output torque T t is set.
エンジン出力演算部４２は、回転数センサ１９から入力される変速機出力回転数Ｎt及び、変速機出力トルク設定部４１で設定された変速機出力トルクＴtに基づいて、エンジン１０のエンジン出力（仕事率）Ｗeを算出する。ここで、エンジン出力Ｗeは、以下の式（１）で算出することができる。
Ｗe＝Ｎt×Ｔt・・・（１）
The engine output calculation unit 42 is configured to output the engine output of the engine 10 based on the transmission output rotational speed N t input from the rotational speed sensor 19 and the transmission output torque T t set by the transmission output torque setting unit 41. to calculate the (work rate) W e. Here, the engine output W e can be calculated by the following equation (1).
W e = N t × T t (1)
このようにして算出されたエンジン出力Ｗeは、詳細を後述する目標エンジン回転数設定部４３と目標燃料噴射量設定部４５とにそれぞれ入力されるように構成されている。 Thus the engine output W e that is calculated is configured to be input to the target engine rotational speed setting unit 43 and the target fuel injection amount setting unit 45, which will be described in detail later.
目標エンジン回転数設定部４３は、エンジン出力演算部４２で算出されたエンジン出力Ｗeに基づいて、エンジン１０の目標エンジン回転数Ｎeを設定する。より詳しくは、演算ＥＣＵ４０には、図４の最少燃料噴射量ラインを示すマップを読み替えた、図５のエンジン出力Ｗeとエンジン回転数Ｎとの関係を示す出力回転数マップ（第２のマップ）が記憶されている。さらに、この出力回転数マップには、横軸をエンジン出力Ｗe、縦軸をエンジン回転数Ｎとした座標平面上に、エンジン１０の出力に応じた最適エンジン回転数ライン（図５中の太線Ａ〜Ｅ参照）が設定されている。最適エンジン回転数ラインは、エンジン出力Ｗeの正側領域において、エンジン出力Ｗeが増加するにつれて、エンジン回転数Ｎeは上昇するように設定される（太線Ａ参照）。一方、エンジン出力Ｗeの負側領域における最適エンジン回転数ラインは、各シフトレンジにそれぞれ対応するように複数本（本実施形態では４本）設定されている（太線Ｂ〜Ｅ参照）。 The target engine speed setting unit 43 sets the target engine speed N e of the engine 10 based on the engine output W e calculated by the engine output calculation unit 42. More specifically, the calculation ECU40 has replaced a map indicating the minimum fuel injection amount line in FIG. 4, the output rotational speed map showing a relationship between the engine output W e and the engine speed N in FIG. 5 (second map ) Is stored. Further, in this output speed map, an optimum engine speed line corresponding to the output of the engine 10 (thick line in FIG. 5) is plotted on a coordinate plane with the horizontal axis representing the engine output W e and the vertical axis representing the engine speed N. A to E) are set. Optimal engine speed lines, the positive-side region of the engine output W e, as the engine output W e increases, the engine speed N e is set to rise (see a thick line A). On the other hand, the optimal engine speed lines in the negative-side region of the engine output W e are a plurality of (four in this embodiment) so as to correspond to each shift range is set (see a thick line B to E).
具体的には、エンジン出力Ｗeの負側領域において、１速レンジに対応する最適エンジン回転数ラインは、図５の太線Ｂで示すように、エンジン出力Ｗeが低下するにつれて、アイドル回転数からエンジン１０の最大回転数まで上昇するように設定されている。また、２速レンジに対応する最適エンジン回転数ラインは、図５の太線Ｃで示すように、１速レンジの最適エンジン回転数ラインよりもエンジン回転数の上昇率が小さくなるように設定されている。また、３速レンジに対応する最適エンジン回転数ラインは、図５の太線Ｄで示すように、２速レンジの最適エンジン回転数ラインよりもエンジン回転数の上昇率が小さくなるように設定されている。さらに、ドライブレンジに対応する最適エンジン回転数ラインは、図６の太線Ｅで示すように、３速レンジの最適エンジン回転数ラインよりもエンジン回転数の上昇率が小さくなるように設定されている。 Specifically, the negative-side region of the engine output W e, optimum engine speed lines corresponding to the first speed range, as indicated by a thick line B in FIG. 5, as the engine output W e is lowered, idle speed To the maximum speed of the engine 10 is set. Further, the optimum engine speed line corresponding to the second speed range is set so that the rate of increase of the engine speed is smaller than that of the optimum engine speed line of the first speed range, as shown by a thick line C in FIG. Yes. Further, the optimum engine speed line corresponding to the 3rd speed range is set so that the rate of increase of the engine speed is smaller than that of the optimum engine speed line of the 2nd speed range, as indicated by a thick line D in FIG. Yes. Further, the optimum engine speed line corresponding to the drive range is set so that the rate of increase in the engine speed is smaller than that of the optimum engine speed line in the third speed range, as indicated by a thick line E in FIG. .
すなわち、エンジン出力Ｗeの負側領域における各最適エンジン回転数ラインは、シフトレンジが高速レンジになるほど、エンジン回転数の上昇率は小さくなるように設定されている。エンジン回転数設定部４３は、出力回転数マップからエンジン出力Ｗeとシフトポジションセンサ１７で検出されたシフトレンジに対応するエンジン回転数Ｎを読み取ることで、目標エンジン回転数Ｎeを設定するように構成されている。 That is, each optimal engine speed lines in the negative-side region of the engine output W e, the more the shift range is a high speed range, the rate of increase in the engine rotational speed is set to be smaller. The engine speed setting unit 43 reads the engine output W e and the engine speed N corresponding to the shift range detected by the shift position sensor 17 from the output speed map, thereby setting the target engine speed N e. It is configured.
目標変速比演算部４４は、回転数センサ１９から入力される変速機出力回転数Ｎt及び、目標エンジン回転数設定部４３で設定された目標エンジン回転数Ｎeに基づいて、無段変速機１２の目標変速比Ｒtmを算出する。ここで、目標変速比Ｒtmは、以下の式（２）で算出することができる。
Ｒtm＝Ｎe／Ｎt・・・（２）
Target transmission ratio calculation unit 44, the transmission input from the rotational speed sensor 19 outputs the rotation speed N t and, based on the target engine speed N e set by the target engine rotation speed setting unit 43, the continuously variable transmission 12 target gear ratio R tm is calculated. Here, the target gear ratio R tm can be calculated by the following equation (2).
R tm = N e / N t (2)
このようにして算出された目標変速比Ｒtmは、変速機ＥＣＵ３０に出力される。これにより、変速機ＥＣＵ３０から図示しない変速用アクチュエータに目標変速比Ｓtに応じた作動信号が入力され、無段変速機１２の変速比は目標変速比Ｓtとなるよう制御される。 The target speed ratio R tm calculated in this way is output to the transmission ECU 30. Accordingly, the hydraulic signal according to the target speed ratio S t to the shift actuator (not shown) from the transmission ECU30 is input, the gear ratio of the continuously variable transmission 12 is controlled to be a target gear ratio S t.
目標燃料噴射量設定部４５は、エンジン出力演算部４２で算出されたエンジン出力Ｗeに基づいて、エンジン１０の目標燃料噴射量Ｆtを設定する。より詳しくは、演算ＥＣＵ４０には、図４の最少燃料噴射量ラインを示すマップを読み替えた、図６のエンジン出力Ｗeと燃料噴射量Ｆとの関係を示す出力噴射量マップ（第３のマップ）が記憶されている。この出力噴射量マップには、横軸をエンジン出力Ｗe、縦軸を燃料噴射量Ｆとした座標平面上に、エンジン１０の燃料噴射量を最も少なくする最少燃料噴射量ライン（図５中の太線参照）が設定されている。特に、この最少燃料噴射量ラインは、エンジン出力Ｗeの正側領域では、エンジン出力Ｗeが増加するにつれて、燃料噴射量Ｆは多くなるように設定される一方、エンジン出力Ｗeの負側領域では、燃料噴射量Ｆは０（ゼロ）となるように設定されている。 Target fuel injection amount setting unit 45 based on the engine output W e calculated by the engine output calculation unit 42 sets the target fuel injection amount F t of the engine 10. More specifically, the calculation ECU40 has replaced a map indicating the minimum fuel injection amount line in FIG. 4, the output injection amount map showing a relationship between the engine output W e and the fuel injection amount F in FIG. 6 (third map ) Is stored. The output injection amount map, the engine horizontal axis output W e, the vertical axis on the coordinate plane which is a fuel injection amount F, minimum fuel injection quantity line for the least fuel injection quantity of the engine 10 (in FIG. 5 Thick line reference) is set. In particular, the minimum fuel injection amount line, the positive-side region of the engine output W e, as the engine output W e increases, while being set so that the fuel injection amount F is increased, the negative side of the engine output W e In the region, the fuel injection amount F is set to be 0 (zero).
目標燃料噴射量設定部４５は、出力噴射量マップからエンジン出力Ｗeに対応する燃料噴射量Ｆを読み取ることで、目標燃料噴射量Ｆtを設定すると共に、設定した目標燃料噴射量ＦtをエンジンＥＣＵ２０に出力するように構成されている。これにより、エンジンＥＣＵ２０から図示しないインジェクタの電磁ソレノイドに目標燃料噴射量Ｆtに応じた所定パルスの電流が印可され、エンジン１０の燃料噴射量は目標燃料噴射量Ｆtとなるように制御される。 Target fuel injection amount setting portion 45, by reading the fuel injection amount F corresponding the output injection quantity map to the engine output W e, and sets the target fuel injection amount F t, the target fuel injection amount F t set It is configured to output to the engine ECU 20. As a result, a current of a predetermined pulse corresponding to the target fuel injection amount F t is applied from the engine ECU 20 to an electromagnetic solenoid of an injector (not shown), and the fuel injection amount of the engine 10 is controlled to become the target fuel injection amount F t. .
次に、本実施形態に係る車両の制御装置による制御フローを図７に基づいて説明する。なお、本制御はエンジン１０の始動（イグニッションスイッチのキースイッチＯＮ）と同時にスタートする。 Next, a control flow by the vehicle control apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. This control starts simultaneously with the start of the engine 10 (key switch ON of the ignition switch).
ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、変速機出力トルク設定部４１により、アクセルセンサ１８から入力されるアクセル開度Ａpと、回転数センサ１９から入力される変速機出力回転数Ｎtとに基づいて、図３に示す要求駆動力マップから無段変速機１２の変速機出力トルクＴtが設定される。 In step (hereinafter, simply referred to as S) In 100, the transmission output torque setting section 41, the accelerator opening A p input from the accelerator sensor 18, transmission output rotation inputted from the speed sensor 19 Based on the number N t , the transmission output torque T t of the continuously variable transmission 12 is set from the required driving force map shown in FIG.
Ｓ１１０では、エンジン出力演算部４２により、回転数センサ１９から入力される変速機出力回転数Ｎt及び、変速機出力トルク設定部４１で設定された変速機出力トルクＴtに基づいて、エンジン１０のエンジン出力Ｗeが算出される。 In S110, based on the transmission output rotation speed N t input from the rotation speed sensor 19 by the engine output calculation section 42 and the transmission output torque T t set by the transmission output torque setting section 41, the engine 10 Engine output W e is calculated.
Ｓ１２０では、Ｓ１１０で算出されたエンジン出力Ｗeが正側領域にあるか、もしくは負側領域にあるかが確認される。正側領域の場合はＳ１３０へと進み、負側領域の場合はＳ１４０へと進む。Ｓ１３０に進んだ場合は、エンジン回転数設定部４３により、図５に示す出力回転数マップからエンジン出力Ｗeに対応するエンジン回転数Ｎが読み取られることで、目標エンジン回転数Ｎeが設定される。 In S120, the engine output W e calculated in S110 whether it is in positive region or a negative region is confirmed. If it is the positive region, the process proceeds to S130, and if it is the negative region, the process proceeds to S140. When the routine proceeds to S130, the engine speed setting unit 43 reads the engine speed N corresponding to the engine output W e from the output speed map shown in FIG. 5, so that the target engine speed N e is set. The
一方、Ｓ１４０に進んだ場合は、シフトポジションセンサ１７から現在選択されているシフトレンジが読み込まれる。その後、Ｓ１５０で、エンジン回転数設定部４３により、図５に示す出力回転数マップからエンジン出力Ｗeとシフトレンジとに対応するエンジン回転数Ｎが読み取られることで、目標エンジン回転数Ｎeが設定される。例えば、シフトレンジが１速レンジの場合は、出力回転数マップ上の太線Ｂに示す最適エンジン回転数ラインから目標エンジン回転数Ｎeが読み取られる。同様に、シフトレンジが２速レンジの場合は太線Ｃ、３速レンジの場合は太線Ｄ、ドライブレンジの場合は太線Ｅから目標エンジン回転数Ｎeが読み取られる。 On the other hand, when the process proceeds to S140, the currently selected shift range is read from the shift position sensor 17. Thereafter, in S150, the engine rotation speed setting unit 43, that the engine speed N corresponding from the output rotational speed map on the engine output W e and the shift range shown in FIG. 5 is read, the target engine speed N e is Is set. For example, when the shift range is the first speed range, the target engine speed Ne is read from the optimum engine speed line indicated by the thick line B on the output speed map. Similarly, the target engine speed Ne is read from the thick line C when the shift range is the second speed range, from the thick line D when the shift range is the third speed range, and from the thick line E when the drive range is the drive range.
Ｓ１６０では、目標変速比演算部４４により、回転数センサ１９から入力される変速機出力回転数Ｎt及び、前述のＳ１３０もしくはＳ１５０で設定された目標エンジン回転数Ｎeに基づいて、無段変速機１２の目標変速比Ｒtmが算出される。さらに、Ｓ１７０では、目標燃料噴射量設定部４５により、図６に示す出力噴射量マップから前述のＳ１１０で設定されたエンジン出力Ｗeに対応する燃料噴射量Ｆが読み取られることで、目標燃料噴射量Ｆtが設定される。 In S160, the target transmission ratio calculating section 44, the transmission input from the rotational speed sensor 19 outputs the rotation speed N t and, based on the target engine speed N e, which is set in S130 or S150 described above, the continuously variable transmission A target gear ratio R tm of the machine 12 is calculated. Further, in S170, the target fuel injection amount setting unit 45, by the fuel injection amount F corresponding to the engine output W e from the output injection amount map is set in S110 described above shown in FIG. 6 is read, the target fuel injection A quantity F t is set.
Ｓ１８０では、前述のＳ１６０で算出された目標変速比Ｒtmが、演算ＥＣＵ４０から変速機ＥＣＵ３０に入力されると共に、前述のＳ１７０で設定された目標燃料噴射量Ｆtが、演算ＥＣＵ４０からエンジンＥＣＵ２０に入力される。さらに、Ｓ１９０では、エンジン１０の燃料噴射量が目標燃料噴射量Ｆtとなるように制御され、かつ、無段変速機１２の変速比が目標変速比Ｒtmとなるように制御されてリターンされる。その後、本制御のＳ１００〜１９０までの各ステップは、エンジン１０の停止（イグニッションスイッチのキースイッチＯＦＦ）まで繰り返し行われる。 In S180, the target gear ratio R tm calculated in S160 described above is input from the calculation ECU 40 to the transmission ECU 30, and the target fuel injection amount F t set in S170 is input from the calculation ECU 40 to the engine ECU 20. Entered. Furthermore, in S190, it is controlled so that the fuel injection amount of the engine 10 becomes the target fuel injection amount F t, and the gear ratio of the continuously variable transmission 12 is controlled by a return to be a target speed ratio R tm The Thereafter, the steps from S100 to S190 of this control are repeated until the engine 10 is stopped (key switch of the ignition switch is turned off).
次に、本実施形態に係る車両の制御装置による作用効果について説明する。 Next, effects of the vehicle control apparatus according to the present embodiment will be described.
本実施形態の車両の制御装置では、アクセルセンサ１８で検出されるアクセル開度Ａpと、回転数センサ１９で検出される変速機出力回転数Ｎtとに基づいて、図３に示す要求駆動力マップから変速機出力トルクＴtが設定される。さらに、この設定された変速機出力トルクＴtと、回転数センサ１９で検出される変速機出力回転数Ｎtとに基づいてエンジン出力Ｗeが算出される。 In the control apparatus for a vehicle of this embodiment, the accelerator opening A p detected by the accelerator sensor 18, on the basis of the transmission output speed N t detected by the speed sensor 19, the required driving shown in FIG. 3 The transmission output torque T t is set from the force map. Further, the thus set the transmission output torque T t, the engine output W e on the basis of the transmission output speed N t detected by the speed sensor 19 is calculated.
このようして算出されたエンジン出力Ｗeとシフトポジションセンサ１７で検出されたシフトレンジは、図５に示す出力回転数マップから目標エンジン回転数Ｎeの設定に用いられる。また、設定された目標エンジン回転数Ｎeと、回転数センサ１９で検出される変速機出力回転数Ｎtとに基づいて、無段変速機１２の目標変速比Ｒtmが算出される。また、算出されたエンジン出力Ｗeは、図６に示す出力噴射量マップから最少燃料噴射量ラインに応じた目標燃料噴射量Ｆtの設定に用いられる。その後、設定された目標変速比Ｒtmは変速機ＥＣＵ３０に出力されると共に、目標燃料噴射量ＦtはエンジンＥＣＵ２０に出力されるように構成されている。これにより、無段変速機１２の変速比は目標変速比Ｒtmとなるように制御され、かつ、エンジン１０の燃料噴射量は目標燃料噴射量Ｆtとなるように制御される。 Thus was detected shift range at the engine output W e calculated shift position sensor 17 is used for setting the output speed map shown in FIG. 5 of the target engine speed N e. Further, the target speed ratio R tm of the continuously variable transmission 12 is calculated based on the set target engine speed N e and the transmission output speed N t detected by the speed sensor 19. The engine output W e calculated is used to set the output injection amount map shown in FIG. 6 of the target fuel injection amount F t corresponding to the minimum fuel injection quantity line. Thereafter, the set target speed ratio R tm is output to the transmission ECU 30 and the target fuel injection amount F t is output to the engine ECU 20. Thereby, the gear ratio of the continuously variable transmission 12 is controlled to be the target gear ratio R tm , and the fuel injection amount of the engine 10 is controlled to be the target fuel injection amount F t .
したがって、本実施形態の車両の制御装置によれば、ドライバのアクセル操作から、無段変速機１２の変速比とエンジン１０の運転状態とを一意に決定することができる。さらに、最少の燃料噴射量でドライバが所望する車両の走行を可能にしつつ、エンジン１０の燃費を向上することができる。 Therefore, according to the vehicle control apparatus of the present embodiment, the speed ratio of the continuously variable transmission 12 and the operating state of the engine 10 can be uniquely determined from the driver's accelerator operation. Furthermore, the fuel consumption of the engine 10 can be improved while allowing the vehicle to travel as desired by the driver with the minimum fuel injection amount.
また、本実施形態の車両の制御装置では、図５の出力回転数マップに示すように、エンジン出力Ｗeの負側領域において、エンジン出力Ｗeが低下するにつれて、エンジン回転数Ｎは上昇するように設定されている。さらに、図６の出力噴射量マップに示すように、エンジン出力Ｗeの負側領域において、燃料噴射量Ｆは０（ゼロ）となるように設定されている。 Further, in the control apparatus for a vehicle of the present embodiment, as shown in the output rotational speed map in FIG 5, the negative-side region of the engine output W e, as the engine output W e is reduced, the engine speed N increases Is set to Furthermore, as shown in the output injection amount map of FIG. 6, the negative-side region of the engine output W e, fuel injection amount F is set to be zero.
したがって、本実施形態の車両の制御装置によれば、エンジン出力Ｗeの負側領域において、無駄な燃料噴射を行わないことで、エンジン１０の燃費を効果的に向上することができると共に、エンジン回転数を上昇させることで、エンジンブレーキを効果的に作用させることができる。 Therefore, according to the control apparatus for a vehicle of the present embodiment, the negative-side region of the engine output W e, by not performing unnecessary fuel injection, it is possible to effectively improve the fuel consumption of the engine 10, the engine By increasing the rotational speed, the engine brake can be effectively applied.
また、本実施形態の車両の制御装置では、図５の出力回転数マップに示すように、エンジン出力Ｗeの負側領域において、各シフトレンジ毎に複数本の最適エンジン回転数ラインが設定されている。この最適エンジン回転数ラインは、シフトレンジが高速レンジになるほど、エンジン回転数の上昇率は小さくなるように設定されている。 Further, in the control apparatus for a vehicle of the present embodiment, as shown in the output rotational speed map in FIG 5, the negative-side region of the engine output W e, a plurality of optimum engine speed line is set for each shift range ing. The optimum engine speed line is set so that the rate of increase of the engine speed becomes smaller as the shift range becomes higher.
したがって、エンジン出力負側の領域で、エンジンブレーキ力がシフトレンジに応じて切り替えられるため、車両の下り坂走行中等における車速を一定速度に維持することが可能となり、運転操作性を向上することができる。さらに、無駄な減速が無くなることで燃費を向上できると共に、無駄なブレーキの使用が減ることで車両のブレーキ装置の寿命を効果的に向上することができる。 Therefore, since the engine braking force is switched according to the shift range in the engine output negative side region, the vehicle speed can be maintained at a constant speed while the vehicle is traveling downhill, etc., and driving operability can be improved. it can. Furthermore, fuel consumption can be improved by eliminating unnecessary deceleration, and the life of a brake device of a vehicle can be effectively improved by reducing use of unnecessary brakes.
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably and can implement.
例えば、上述の実施形態において、各ＥＣＵ２０，３０，４０は別体のハードウェアに設けられるものとして説明したが、これら一部もしくは全部を一体のハードウェアとして設けることもできる。 For example, in the above-described embodiment, each of the ECUs 20, 30, and 40 has been described as being provided in separate hardware, but some or all of these may be provided as integral hardware.
また、エンジン１０はディーゼルエンジンに限られず、例えばガソリンエンジンなど、他の内燃機関にも広く適用することができる。 The engine 10 is not limited to a diesel engine, and can be widely applied to other internal combustion engines such as a gasoline engine.
１０ エンジン
１２ 無段変速機（変速機）
１７ シフトポジションセンサ（シフトレンジ検出手段）
１８ アクセルセンサ（アクセル開度検出手段）
１９ 回転数センサ（回転数検出手段）
２０ エンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）
３０ 変速機ＥＣＵ（変速機制御手段）
４０ 演算ＥＣＵ
４１ 変速機出力トルク設定部（変速機出力トルク設定手段）
４２ エンジン出力演算部（エンジン出力演算手段）
４３ 目標エンジン回転数設定部（目標エンジン回転数設定手段）
４４ 目標変速比演算部（目標変速比演算手段）
４５ 目標燃料噴射量設定部（目標燃料噴射量設定手段）
10 engine 12 continuously variable transmission (transmission)
17 Shift position sensor (shift range detection means)
18 Accelerator sensor (accelerator opening detection means)
19 Rotational speed sensor (Rotational speed detection means)
20 engine ECU (engine control means)
30 Transmission ECU (transmission control means)
40 arithmetic ECU
41 Transmission output torque setting section (transmission output torque setting means)
42 Engine output calculation unit (engine output calculation means)
43 Target engine speed setting unit (target engine speed setting means)
44 Target speed ratio calculating unit (target speed ratio calculating means)
45 Target fuel injection amount setting unit (target fuel injection amount setting means)
Claims (6)
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
前記変速機の出力回転数を検出する回転数検出手段と、
シフトレンジ位置を検出するシフトレンジ位置検出手段と、
変速機の出力回転数と出力トルクとに対応する座標平面上に所定開度毎に複数本の等アクセル開度線が設定された第１のマップから、検出された前記アクセル開度と前記出力回転数とに応じた出力トルクを読み取ることで、前記変速機の出力トルクを設定する変速機出力トルク設定手段と、
検出された前記出力回転数と設定された前記変速機の出力トルクとに基づいて、前記エンジンのエンジン出力を算出するエンジン出力演算手段と、
エンジン出力とエンジン回転数とに対応する座標平面上に最適エンジン回転数線が設定されると共に、該最適エンジン回転数線がエンジン出力負側の領域において各シフトレンジ毎に複数本設定された第２のマップから、検出された前記シフトレンジ位置と算出された前記エンジン出力とに応じた最適エンジン回転数を読み取ることで、前記エンジンの目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、
検出された前記出力回転数と設定された前記目標エンジン回転数とに基づいて、前記変速機の目標変速比を算出する目標変速比演算手段と、
前記変速機の変速比が前記目標変速比となるように前記変速機を制御する変速機制御手段と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。 A vehicle control device in which driving force of an engine is transmitted to driving wheels via a transmission,
An accelerator opening detecting means for detecting the accelerator opening;
A rotational speed detection means for detecting an output rotational speed of the transmission;
Shift range position detecting means for detecting the shift range position;
From the first map in which a plurality of equal accelerator opening lines are set for each predetermined opening on a coordinate plane corresponding to the output rotational speed and output torque of the transmission, the detected accelerator opening and the output Transmission output torque setting means for setting the output torque of the transmission by reading the output torque according to the rotational speed;
Engine output calculation means for calculating the engine output of the engine based on the detected output rotational speed and the set output torque of the transmission;
The engine output and the engine speed optimum engine speed line on the corresponding coordinate plane in the are set, the said optimum engine speed line is a plurality of sets for each shift range in the region of the engine output negative A target engine speed setting means for setting a target engine speed of the engine by reading an optimum engine speed corresponding to the detected shift range position and the calculated engine output from the map of 2;
Target speed ratio calculating means for calculating a target speed ratio of the transmission based on the detected output speed and the set target engine speed;
A vehicle control apparatus comprising: a transmission control unit that controls the transmission so that a transmission gear ratio of the transmission becomes the target transmission gear ratio.
前記エンジンの燃料噴射量が前記目標燃料噴射量となるように前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、をさらに備える請求項１から３の何れかに記載の車両の制御装置。 The minimum fuel corresponding to the engine output calculated from the third map in which the minimum fuel injection amount line that minimizes the fuel injection amount of the engine is set on the coordinate plane corresponding to the engine output and the fuel injection amount. Target fuel injection amount setting means for setting the target fuel injection amount of the engine by reading the injection amount;
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising engine control means for controlling the engine so that a fuel injection amount of the engine becomes the target fuel injection amount.
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