JPH02124330A - 車両駆動系の車速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両駆動系の血速制御装置に関する。

【従来の技術】

従来、アクセル操作と独立してエンジントルクを変え得
る手段を備えた車両駆動システムが提案されている。 この種の駆動システムでは、アクセル開度によってエン
ジントルクが一義的に決まらず、同一のアクセル開度で
あっても種々の走行条件に応じて、例えばスロットルバ
ルブの開度や燃料噴射量を変えさせることにより、異な
ったエンジントルクを発生させることができる。 このようにアクセル操作と独立してエンジントルクを変
え得る場合、例えば、運転者によるアクセル操作に応じ
て目標車速を設定し、車速がその設定された目標車速に
なるようにエンジントルクをフィードバック制御するよ
うな構成とすることができるようになる。その結果、車
両が平地走行から登板走行に切り換わった場合のように
、車両の走行条件が変化したときに、運転者がアクセル
操作によって車速を制御しなくてもよくなり、それだけ
運転者のアクセル操作の負担を軽減することができるよ
うになる（例えば特願昭６２−１７８１１７　：未公知
）。 一方、車両駆動系の１つのタイプとしてベルト等によっ
て駆動される無段変速機構が提案されている。この無段
変速機構は一般に、有効径が可変とされた■型プーリー
装置を入力軸上及び出力軸上にそれぞれ有し、該Ｖ型プ
ーリー装置間に掛は渡された伝動ベルトにより、前記入
力軸側の回転を出力軸側に無段階の変速比で伝達するこ
とができるようにしたものである０通常、入力側の油圧
サーボ装置へのオイル流量を流量制御弁によって変更し
て該入力（ｌｌＩｖ型プーリー装置の有効径を強制的に
変更し、一方、出力軸側の油圧サーボ装置の油圧を圧力
制御弁によって変更し、この入力側Ｖ型プーリー装置の
有効径の変更に追随して伝動ベルトがスリップしないで
トルク伝達が行なえるように構成しである。 車両の駆動系においてこのような無段変速機構を導入す
ると、例えば車両を常にエンジン使用域の中のいわゆる
最適燃費ラインの部分で走行させ、実車燃費を改善させ
たり、或いは、落差がなく従って変速ショックの小さな
変速を実行することができるようになる。

【発明が解決しようとする課題］ しかしながら、特に無段変速機構を採用した駆動系においてアクセル操作と独立してエンジントルクを変え得る手段を併せて採用するようにした場合、変速比が異なると、エンジントルクを変え得る手段の最適Ｉｉｌ！（フィードバックゲインの概念を含む）が異なるため、全域で最適値を適正に決定することができず、アクセル操作に対する車速の応答が悪くなったりハンチング等が生じることがあるという問題があった。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、アクセル操作と独立してエンジントルクを変えるような制御を採用した車両の駆動系において、該車両の走行状態に応じた補正を適正に行ない、全走行領域において常に最適な車速制御を実行することのできる車両駆動系の車速制御装置を提供することを目的とする。 【課題を解決するための手段】

本発明は、第１図にその要旨を示すように、アクセル操
作と独立してエンジントルクを変え得る手段を備えた車
両駆動系の制御装置において、目標車速を少なくともア
クセルの開度に依存して設定する目標車速設定手段と、
実車速を検出する手段と、前記検出された実車速が設定
された目標車速となるように前記エンジントルクを変え
得る手段をフィードバック制御する手段と、変速比を検
出する手段と、前記フィードバック制御を前記変速比に
依存して実行する手段と、を備えたことにより、上記目
的を達成したものである。 なお、本発明においては、「アクセル操作と独立してエ
ンジントルクを変え得る手段」の具体的な構成を限定す
るものではない、この「アクセル操作と独立してエンジ
ントルクを変え得る手段」としては、例えば、■エンジ
ンのスロットルバルブがアクセルペダルと完全に独立し
ており、このスロットルバルブの開度をコンピュータか
らの指令によって動くステップモータ等によって独自に
制御することによりエンジントルクを任意に制御し得る
ように構成したもの、或いは、■アクセルペダルとスロ
ットルバルブとはリンクされているが、走行条件に応じ
てバイパスバルブ等を開閉し、同一アクセル開度であっ
てもエンジントルクを変え得るように構成したもの、更
には、■ディーゼルエンジン等にあって、アクセルペダ
ルと独立して燃料噴射ポンプの燃料噴射量が制御できる
ように構成したもの、等が考えられる。 又、本発明の適用対象は、いわゆる無段変速機構を採用
した駆動系に限定されるものではない。

【作用】

本発明においては、アクセル操作と独立してエンジント
ルクを変え得る手段を備え、このエンジントルクを制御
するに当たって、基本的に目標車速と実車速との偏差に
依存したフィードバック制御を実行するようにしたため
、例えば上り坂や下り坂の多い道路を走行するような場
合であっても、アクセルペダルを一定に保つ限り一定の
車速を得ることができ、よりアクセル操作の負担の少な
い走行を行なうことができるようになる。 又、そのうえで、本発明においては、駆動系の変速比に
依存して前記フィードバック制御を実行するようにして
いる。従って、車両がどのような状態で運行されている
場合であっても、車速を変化させるような走行条件変化
に対して速やかに対応することができ、且つ安定した車
速制御を実行することができるようになる。 即ち、今、 Ｆｒ・・・タイヤが地面に対して与える力、Ｔｄ・・・
タイヤ駆動力、 Ｔｅ・・・エンジントルク、 Ｔｅｒ・・・目標基本エンジントルク、Ｔｉ・・・負荷
トルク、 Ｄ・・・変速比、 ω・・・エンジン回転速度、 ω「・・・目標エンジン回転速度、 ωｔ・・・タイヤの回転速度、 Ｍ・・・タイヤ半径上の等価車両質量、■・・・車速、 ｒ・・・タイヤ半径、 ■・・・無段変速機前方（主にエンジン）の等何回転慣
性モーメント、 Ｉｔ・・・無段変速機を含む後方（車輪側）の等何回転
慣性モーメント、 Ｒ・・・走行抵抗、 とした場合、車両運動モデル及びエンジン挙動モデルと
して、（１）〜（５）式を仮定することができる。 Ｍ　（ｄＶ／ｄｔ）　＝Ｆｒ　−Ｒ・・・（１）Ｉｔ　
　（ｄ　ωｔ　／ｄｔ）　＝Ｔｄ　−Ｆｒ　・ｒ　−＝
　（２）Ｉ　（ｄ　ω／ｄｔ）　＝＝’ｒｅ　−Ｔｉ　
　＋＋　（３）ω＝Ｄ・ωｔ　　　　　　　　　・・・
（４）Ｄ−Ｔｅ　＝Ｔｄ　　　　　　　　　＝−（５）
（１）〜（５）式より、（６）式が導かれる。 ｄ　ｃ、＞／ｄｔ＝　（１／　Ａ　）　・Ｔｅ（１／Ａ
）・（Ｒ・「／Ｄ）、 Ａ＝　＋　（Ｍ・ｒ　”−、Ｉｔ　）／Ｄ’　）　＋Ｉ
・・・・・・・・・　（６） ω＝ωｒのときのエンジントルクＴｅｒがそのときの走
行抵抗Ｒｒと変速比りを用いて（７）式のように表わさ
れると仮定すると（８）式が導かれる。 Ｔｅｒ＝Ｒｒ　　・ｒ　／Ｄ　　　　　　　　・＝　　
（７）ｄ　　（ω−ωｒ　　）／ｄｔ＝１／Ａ　（Ｔｅ
　−Ｔｅｒ）・・・　（８） 従って、ω−ω「−〇とする制御則は、（９）式のよう
に表わすことができ、その結果、エンジントルクの最適
値は（１０）式のように表わすことができる。なお、（
９）式においてＦｌは定数である。 １／Ａ　（Ｔｅ　　’ｒｅｒ）＝Ｆ　＋　　＜（１）　
　ｃｓｉｒ　）・・・（９） Ｔｅ　＝ＡＰ＋　　（（，１−ωｒ　）　＋Ｒｒ　−ｒ
　／Ｄ・・・（１０） （１０）式と（６）式とより、エンジントルクを変え得
る手段の最適値は速度比りの変化に大きく依存している
ことがわかる。 従って、このように求められた最適値によりエンジント
ルクを変え得る手段をフィードバック制御することによ
り、応答性がよく、しかも安定した制御を実行すること
ができるようになる。

【実施例】

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。 第２図に本発明に係る車両駆動系の車速制御装置の概略
を示す、装置の全体構成を簡単に説明すると、エンジン
１０の出力はロックアツプクラッチ１２の付設された流
体継手１４、無段変速機１６、デファレンシャル装置１
８を介してタイヤ２０側に伝達される。流体継手１４は
、発進後油圧ライン２１を介したオイルの給排によりロ
ックアツプクラッチ１２が周知の方法で係合又は解放さ
れ、機械的に直結又は非直結の状態とされる。 無段変速機１６は、油圧ライン２２を介して入力側の油
圧サーボ装置２４内にオイルが供給され、これにより有
効半径が連続的に変更・制御される。 又、油圧ライン２６を介して出力側の油圧サーボ装置２
８にオイルが供給され、これにより入力側の有効半径の
変更に追随してベルト３０がスリップせずにトルクの伝
達ができるように、ベルト３０の押え力が変更・制御さ
れる。 なお、符号３０は、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）
、Ｎにュートラル）、Ｄ（ドライブ）等を選択するため
のセレクトレバーを示している。 無段変速機１６の変速比制御、流ｔ＋、ｇ１手１４のロ
ックアツプクラッチ１２の係合制御は、油圧制御装置３
２により、コンピュータ３４の指令に応じて行なわれる
。無段変速機２の入力軸回転数口ｉ、出力軸回転数ｎｏ
は、マグネットピックアップ４０．４２で検出され、コ
ンピュータ３４に送られる。コンピュータ３４には、エ
ンジン回転数センサ４４、アクセル開度センサ４６から
のエンジン回転速度ω、アクセル開度θａＣの情報も同
時に入力されている。 以上の信号から、ステップモータ５０によってスロット
ルバルブ（エンジントルクを変え得る手段）５２の開度
θｔｈを制御する。 第３図にコンピュータ３４によって行なわれる制御を機
能的に示したブロック図を示す。 アクセル開度θａＣに応じて目標車速設定手段７０によ
って目標車速■「を設定し、無段変速機１６の入出力軸
回転数ｎｉ、ｎ、に応じて変速比計算手段７２によって
変速比りが求められる。求められた変速比り及び前記目
標車速Ｖ「とから、目標エンジン回転速度計算手段７４
により目標エンジン回転速度ω「が計算される。 一方、実エンジン回転速度ωと目標エンジン回転速度ω
「との差からフィードバック量計算手段７６によりフィ
ードバックｆＦ＋（ω−ωｒ）が計算される。 更に、出力軸回転数ｎｏから車速計算手段７８によって
車速Ｖが計算され、この車速■から走行抵抗計算手段８
０により走行抵抗Ｒが計算される。 この走行抵抗Ｒと変速比りとから目標エンジントルク計
算手段８２により目標基本エンジントルクＴｅｒが求め
られる。この目標基本エンジントルクＴｅｒは、目標エ
ンジントルク計算手段８６においてフィードバック量補
正手段８４からの出力と加算され、目標エンジントルり
Ｔｅａとされる。そしてこの目標エンジントルクＴｅａ
とエンジン回転速度ωとに応じてスロットル開度演算手
段８８によりスロットルバルブ５２の開度θｔｈが求め
られ、ステップモータ５０によりスロットルバルブ５２
が制御される。前記フィードバック量補正手段８４にお
ける出力値は、フィードバック量計算手段７６からの出
力Ｆｌ（ω−ωｒ）と変速比計算手段７２の出力である
変速比りとから後述する演算式により計算されるように
なっている。 なお、無段変速機１６の変速比ｎ、／ｒ＋Ｂは、油圧ラ
イン２２を介して制御されるが、例として、車速Ｖとス
ロットル開度θｔｈに対し第４図に示されるような目標
入力軸回転数ｎｉｒに無段変速機１６の入力軸回転数ｎ
ｉがなるように制御する方法がある。しかしながら、本
発明では、無段変速１ｉ１１６の変速比をどのようにし
て制御するかを限定するものではない。 第５図に、上記コンピュータ３４において実行される制
御のフローチャートを示す。 まずステップ１０１で無段変速機１６の入力軸回転数ｎ
ｉ、出力軸回転数ｎｏ、アクセル開度θａＣ、エンジン
回転速度ωを検出する。 ステップ１０２では、車速Ｖをタイヤ半径ｒ、デファレ
ンシャル比ｄ１、中間ギヤ減速比ｄ２として、（１１）
式を用いて計算する。 Ｖ＝　ｒ−ｎｏ　／　（ｄｌ・ｄ２）　　　　　−（１
１）ステップ１０３では、エンジン１０からタイヤ２０
に至るまでの変速比りを（１２）式に基づいて計算する
。 Ｄ＝　　（ｎｔ／　　ｎｏ　）　　・　（ｄｌ・ｄ２）
　　　−（１２＞ステップ１０４では、（１１）式で求
めた車速■に基づいて、走行抵抗Ｒを（１３）式、或い
は車速Ｖに対する走行抵抗マツプによって求める。 Ｒ＝α１　・Ｖ２＋α２　　（α１、α２は定数）・・
・・・・（１３） ステップ１０５では、アクセル開度θａＣに対する目標
車速Ｖ「を設定する。この目標車速Ｖ「の設定にあたっ
ては、例えば第６図で示されるようなマツプが用いられ
る。 ステップ１０６では、変速比りと目標車速Ｖｒとから（
１４）式により目標エンジン回転速度ω「が求められる
。 ωｒ　＝　（Ｖｒ　／ｒ　）　・Ｄ　　　　　−（１４
）ステップ１０７においては、目標基本エンジントルク
Ｔｅｒが（１５）式に基づいて求められる。 Ｔｅｒ＝Ｒ・ｒ／Ｄ　　　　　　　　−（１５）ステッ
プ１０８では、エンジン回転速度ωと目標エンジン回転
速度ω「との差を補償するフィードバックゲインをＦｌ
とし、エンジンの回転部等価慣性モーメントをＩとし、
フィードバック量ΔＴｅｃを（１６）式により求める。 ΔＴｅＣ＝ＩＰ＋（ω−ωｒ）　　＝（１６）ステップ
１０９では、変速比の補正を行い、補正フィードバック
量を（１７）式により求める。 Δ’ｒ’ｅ　＝　（（Ｍｒ　’÷Ｉｔ）／Ｄ２＋Ｉｌ×
Ｆ１　（ω−ωｒ）　・・・（１７）ステップ１１０で
は、（１５）式と（１６）式とを加え、目標エンジント
ルクＴｅａを（１８）式により求める。 Ｔｅｃ＝　Ｉ　（Ｍｒ　２＋Ｉｔ　）／Ｄ２＋Ｉ　）ｘ
ｌ：’　１　　（ω−ωｒ　　）　　＋Ｒ−ｒ　　／Ｄ
・・・　（１８） この（１８）式は前述のくｌＯ）式に相当しているもの
である。 ステップ１１１では、目標エンジントルりＴｅｃとエン
ジン回転速度ωのマツプから要求スロットル開度θｔｈ
ｒを求め、ステップモータ５０によりスロットルバルブ
５２を駆動しエンジントルクの制御を行なう。 この実施例では、エンジントルクを変え得る手段である
スロットルバルブ５２の最適値（補正要求エンジントル
ク）Ｔ”ｅｃが、基本的に目標車速Ｖｒと実車速Ｖとの
差に依存して決定され、しかもそれが変速比りに依存し
て補正されるため、応答性がよく、且つ安定したフィー
ドバック制御を実行することができる。 なお、上記実施例では本発明を、変速比りが無段階に変
化するような無段変速機を搭載した車両駆動系に適用し
たが、本発明は、変速比りが制御可能なものであれば、
特にそれが無段階に制御される必要はない。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、全走行域でエンジ
ントルクを変え得る手段を、応答性よく且つ安定して制
御できるようになるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
本発明の実施例が適用された車両駆動系の車速制御装置
の全体概略図、第３図は、コンピュータによって実行さ
れる制御内容を機能的に示したブロック図、第４図は、
無段変速機の速度比を決定する際に用いるマツプの例を
示す線図、第５図は、コンピュータ内で実行される制御
フローを示す流れ図、第６図は、アクセル開度から目標
車速を求める際のマツプの例を示す線図である。 １０・・・エンジン、　　　　１６・・・無段変速機、
３２・・・油圧制御装置、　　３４・・・コンピュータ
、５０・・・ステップモータ、 ５２・・・スロットルバルブ 得る手段）、 ■・・・車速、 Ｄ・・・変速比。 （エンジントルクを変え Ｖｒ ・・・目標車速、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　アクセル操作と独立してエンジントルクを変え
   得る手段を備えた車両駆動系の車速制御装置において、 目標車速を少なくともアクセルの開度に依存して設定す
   る目標車速設定手段と、 実車速を検出する手段と、 前記検出された実車速が設定された目標車速となるよう
   に前記エンジントルクを変え得る手段をフイードバツク
   制御する手段と、 変速比を検出する手段と、 前記フイードバツク制御を前記変速比に依存して実行す
   る手段と、 を備えたことを特徴とする車両駆動系の車速制御装置。