JPS58189713A - 車両用動力装置 - Google Patents

車両用動力装置

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JPS58189713A
JPS58189713A JP57071466A JP7146682A JPS58189713A JP S58189713 A JPS58189713 A JP S58189713A JP 57071466 A JP57071466 A JP 57071466A JP 7146682 A JP7146682 A JP 7146682A JP S58189713 A JPS58189713 A JP S58189713A
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speed
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vehicle
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Takashi Shigematsu
重松 崇
Tomoyuki Watanabe
智之 渡辺
Setsuo Tokoro
節夫 所
Daisaku Sawada
沢田 大作
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/08Safety, indicating, or supervising devices
    • F02B77/084Safety, indicating, or supervising devices indicating economy

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Control Devices For Change-Speed Gearing (AREA)

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】 本発明;ま無段変速機を備えろ車両用動力装置に関する
従来の車両では吸気系スロットル弁は運転室Q)+川床
ペダルへリンクあるいはワイヤを介して連結していてス
ロットル開度が運転者の加M aダルの操作((より直
災制御され、それに応じた供給空気量1足より機関の出
力トルクを増減している。また従来の変速機では変速比
は手動変速機の場合には運転苔のシフトレ/S−の操作
により直接、自動変速機・7)場合にはスロワ)/し開
度と車速との関数として数段に選択されている。
内燃@関は最小燃費率で運転されることが好ましいが、
従来の変速機の変速比は加速の場合の回転性(ドライブ
アビリティ)?考慮して設定され、かつG段であるため
に、内燃機関の全運転範囲に渡って最小燃費率で運転す
ることは困難であった。
そこで本出願人は先に、無段変速機を用いて内燃機関を
全運転範囲に渡って最小燃費率で運転制御することがで
きろ車両用動力装置を提供した。それによZlば、内燃
機関の回転が無段変速機を介して駆動輪へ伝達されろ車
両用動力装置Hにおいて、内燃機関の要求馬力を7JO
逮にダルの操作]itまたはそれに対応した信号の関数
として定め、要求馬力?最小燃費率で達成できろ内燃機
関の出力トルクと回転速度とを目標出力トルクおよび1
」槽回転速度として定め、内燃機関の回転速度が目標回
転速度となるように無段変速機の変速比をフィードバッ
ク制御し、内燃機関の出力トルクが目標出力トルクとな
るように内燃機関に供給されろ空気量あるいは燃料量を
ワイ ド・ぞツク制御する。その車両用動力装置θの場
合、要求馬力が生じるように機関回転速度を速やかに1
」槽回転速度へ変化させろことが燃料消費率ト、最良で
あるが、運転性能(ドライブアビリティ)の艶地からは
次のような小都合が11ミじろ。Te:機関の出力トル
ク、J:機関およびそれと連結されたC V T (c
ontinuouse、Yvariabte tran
smission )の一部分の慣性モーメント、Ne
:Mi4Aの回転速度、Taut:M関からCVTへの
伝帽トルクとそれぞれ定義すると、連動方程式乃)ら次
式が成Q、 f 2> 。
’f’e = JNe −1−Tout −・・・・(
1)、’、 Tout = i’e −J−Ne−・(
2まただしNeはNeの時間微分、すなわち機関回転の
7JII 速度である。(21式からCVTの出IJ)
 /レクToutがJ−Neにも関係していることが分
かる。
したがって7J[+速のために加速ペダルを踏込んで南
関回転速度Neが急激に増大した場合、IJe力1増大
し、Toutが減少し、極端な場合にはTe(J・Ne
となり、Toutが負となり、車両が減速し、また・)
ノ11速ペダルの踏込みを戻した場合には逆に11を両
が加速するという事態が生じ、運転性能か著しく悪化す
る。
ざらに先(で提供した車両用動力装置によれば、機関の
目標回転速度および(]標出力トルりが唯一の関KiI
により定義されており、加速要求時わよび暖機中では運
転性能が悪化している。
本発明の1」的は、加速ペダルの操作量またはそれに対
応した信号の関数として目標機関回転速度および目標出
力トルク?定義し、機関と駆動輪との間に設けられてい
る無段変速機の速度比を変化させろことにより機関回転
速度をフィー ドパツク制御し、吸気系への燃料供給流
鼠あるいは空気供給流量を変化させることにより機関の
出力トルクをフィードバック制御する重両用動力装置に
おいて、機関およびCVTの慣性モーメントのために過
渡期間、ざらには暖機期間の運転性能?改善することで
ある。
こ0月」的を達成するために本発明によれば・目標機関
回転速度および目標出力トルクを定義する関数号複数昭
設定し、車両の運転状態に関係してこれら関数のうちの
1個?選択する。
また本発明では、嘔位時間に対する無段変速機の速度比
の変化量を車両の運転状態に関係して変化させろ。
さらに本発明では、機関回転の過渡期間では慣性モーメ
ントのために吸収されろ損失トルクと前記目標出力トル
クとの和を新たな目標出力トルクとして機関の出力トル
クをフィードバック制御する。
図面を参照して本発明?さらに詳細に説明する。
第1図は機関回転速度一機関出力トルク上における等燃
費率線(実線)および等馬力線(破線)を図示している
。なお等馬力線の栄位はPS、等燃費率線の単位はg、
/ps−hである。 一点鎖線はスロットル弁が全開で
ある場合の特性であり・機関の運転限界である。A線は
各出力馬力において最小燃費率となる点?結んだ線であ
り、本発明では加速ペダルの操作量、すなわち踏込み量
の関数として機関の要求馬力ご設定し、暖機終r前の定
常時では各要求馬力において機関回転速度および機関出
力トルクがA線により規定されるものとなるように内燃
機関が運転されろ。
暖機中ではA線より下側のB線に従って機関運転が制御
され、排気系に設けられて排気ガス中の有害成分を浄化
する触媒が速やかに活性温度まで1−昇する。運転性能
を重視する場合にはC線に従って機関運転が制御される
。CVTを用いない従来の有段型変速機の車両では過渡
時に出力トルクの増大により出力馬力を増大させ、した
がって応答遅れが少ないのに対し、特にA線により規定
される制御を行なうCVT塔載の機関では機関回転速度
の増大により出力馬力を増大させなければならないため
に、CVTの応答遅れが運転性能に悪影響?与える。し
たがって過渡時では出力トルクに余裕がある。すなわち
υ11速時出力トルクを大幅に増大可能なC線に従って
機関運転が制御されろ。機関回転速度はCVTの速度比
の変更により制御され、機関出力トルクは吸気系スロッ
トル開度の変更により開制御されろ。加速ペダルの踏込
み量の増大に連れて要求馬力も増大するものとして前記
関数は決められろ。CVTには従来種々の機構が提案さ
れているが、第21¥1では伝達0■能なトルクが大き
く、かつ小型であるベルト駆動式にて説明する。
第2図において内燃機関1の出力軸2はクラッチ3を介
してCVT 4の人力軸5へ接続されている。人力軸5
および出力軸6は1fいに平行に設けられており、入力
端固定ディスク7は人力軸5に固定され、入力端可動デ
ィスク8は軸線方向へ移動可能に人力軸5の外周にスプ
ラインまたはボールベアリング等で嵌合し、出力側固定
ディスク9は出力軸6に固定され、出力側II丁動ディ
スク10は軸線方向へ移動可能に出力軸6の外周にスプ
ラインまたはボールベアリング等m1合している。なお
可動側ディスクの受圧面積は入力端〉出力側となるよう
に設定されており、入力端と出力側とにおいて、固定デ
ィスクと国側ディスクとの軸線方向の配置はLfいに逆
である。固定ディスク7.9およびdf動ディスク8 
、10の対向面は半径方向外方へ向かってお互いの距離
を増大す゛ろテ=・2面状に形成され、円錐台型断面の
ベルト11が入力側および出力側のディスク間に掛けら
れろ。したがって固定およびi1動ディスクの締付は力
の変化に伴ってディスク面上におけろベルト11の半径
方向接触(U置が連続的に変化する。入力側ディスク7
.8の面一[:におけろペル) 11の接触位置力1半
径方1ムJ外方へ移動すると、出力側ディスク9,10
の而11におけろベルト11の接触位置が半径方向1)
−J方ろ。出力軸6の動力は図示していなl/X駆動輪
へ伝MEれろ。トルクセンサ15は入力軸5vこお+1
ろ捩つ応力または捩れ角度の変化から人力tllll 
5のトルク、したがって内燃機関1の出jJ トtレク
Tef検出する。加速ペダルセンサ16は運転考σ)足
1.71(こよって踏込まれろ7J[I w <ダノ[
の踏込/み量を検出する。内燃機関lの吸気スロ゛ン)
/しの開Ifは電磁式スロットルアク千ユエータ19に
より制御されろ。入力端および出力側回転角センサ2(
1、21はそれぞれディスク7.10の回転角、したが
って回転数を検出する。ライン圧発/IE 弁24はオ
イルポンプ25によりリザーノ々26から油路ルの油路
28への逃がし量を制御することにより油路29のライ
ン圧Plを調整する。出力側iiJ動ディスクIOの油
圧サーボは油路29 ?i:介してライン圧Peを供給
されろ。流量制御弁30は入力側可動ディスク8へのオ
イルの流入流出壜を制御する。
CVT4の速度比eを一定に維持するためには、油路3
3と油路29から分岐するライン圧油路31およびドレ
ン油路32との接続を断ち、すなわち入力端国側ディス
ク8の軸線方向の位置を一定に維持し、速度比eを増大
させるためには油路31から33へオイルを供給して入
力端ディスク7゜8間の締付は力を増大し、速度比eを
減少させろためには口■動ディスク8の油圧サーボの油
圧1ドレン油路32号介して大気側へ導通させて入力端
ディスク7.8間の推力を減少させろ。油路33におけ
ろ油圧はライン圧Pl以Fであるが、入力端ロエ動fイ
スク8の油圧サーボのピストン作用面積は出力側可動デ
ィスク10の油圧ザ−]ざのピストンの作用面積より大
きいため・入力(If!1ディスク7.8の締付は力を
出力側ディスク9゜10の締付は力より大きくすること
が可能である。
′、M、Filj制御装置、(8はアドレスデータ・ζ
ス39(Cより互いに接続されているD/A (デジタ
ル/アナログ)変換器40、入力インタフェース41、
A/D(アナログ/デジタル)変換器42、CP U 
43、RAM44、ROM45を含んでいろ。トルクセ
ンサ15、加速ペダルセンサ16、およびオイルリザー
バ26の油温センサ46のアナログ出力はA/D変換藩
42へ送られ、回転角センサ20 、21のパルスおよ
びスポーティスイッチ47の信号は人力インタフェース
41へ送られる。電磁アクチュエータ19、流喰制御井
30、およびライン圧発生弁24への出力はD/A変換
器40からそれぞれ増1陥器49 、50 、51 ′
?i:介して送られろ。
第3図はスロットルアクチュエータ19用m幅器49の
入力電圧の出力電流との関係を示してい:’:+、、第
41Jはスロットルアクチュエータ19の入力端子と吸
気系スロットル開度との関係?示している。したがって
増幅器490入力電圧に比例してスロットル開度が増大
する。第5図は流量制御弁30用増幅′a50の入力端
子と出力゛電流との関係を示し、第6図は流計制御弁3
00入力端子とCVT4の入力側油圧サーボへの流量と
の関係を示している。したがって増幅器50の人力′電
流の変化IIζ速度比eは比例する。第7図はライン圧
発生弁24用増(唱器51の入力端子と出力′電流との
関係を示し、第8図はライン圧発生弁24の入力端子と
ライン圧Plとの関係を示している。
したがって増幅器51の入力電圧の変化に対してライン
圧Peは線形的に変化する。ライン圧PIはCVT4に
おけるトルク伝達を確保できる最小の値となるように制
御さnろ。なおライン圧発生弁24の入力電流がOであ
っても、ライン圧Pl&I P61 (Pl〜O)K維
持されるので・断線や’i[f制御装置38に故障が生
じても、可動ディスク8,10の油圧す=−ボヘ所定油
圧が供給され・CVT4におけろ最小限のトルク伝達が
確保されろ。
第9図は本発明の実施例のブロック線図であろ。ブロッ
ク55で加速ペダルの踏込み量Xaccが要求馬力PS
’へ変換される。要求馬力PS′は踏込み1lXacc
の増大に伴って増大するようなXac cの関数として
設定されている。ブロック56では要求馬力PS′が機
関の目標回転速度N′、すなわち人力軸5の目標回転速
度N’in (N’−N’in )へ変換されろ。要求
馬力ps’と目標回転速度N’inとの関係は第1図の
A、B、あるいはC線で示されろものである。A、B、
C線にそれぞれ基づく関数Fa 、 Fb 、 Fcの
うちいずれの関数が選択されろかGま、CVT4の油圧
サーゼに用いられろ油圧媒体の温度To11および加速
性ご上昇させろために運転者により操作されろ運転室の
スポーティスイッチの作動状態SWにより決まる。油温
T o i、gが所定値a以上でかつスポーティスイッ
チがオフである場合にはすなわち暖機終丁後で定常走行
中ではFaが選択されて燃費率ご最小にし・flh 1
Ait ’roilが所定値8未満である場合では・す
なわち暖機中ではFbが選択されて触媒コン・ζ−タ内
の触媒が速やかに活性温度まで上昇させられ、スポーテ
ィスイッチがオンである場合にはFcが選択されて加速
性能を改善する。ざらにCVT4の油温To11が低い
場合には油圧媒体の粘性が49人し、CVT4へ送られ
ろ油圧媒体の流量が減少し、運転性能が悪化するおそれ
があるが、Fbo)選択により運転性能の悪化を防d二
することができる・57では目標回転速度Ninと実際
の回転速度Ninとの偏差N’in −Ninが求めら
れろ。
偏差N’in −Ninはフィードバックゲイン58に
おいてK (:<’1n −Nin )に増幅されてが
ら流置制御弁用増幅姦50を介して流量制御弁3oへ送
られて・CVT4の速度比eが変化されろ。前述の(2
)式より Taut    J−亀 Te      Te  ・・・・(3)Taut (−Nin )か□に対して逆に変化するようTe tこ■]御すればよい。したがって本発明ではフィート
ノζツクゲイン58におけるフィードバックゲインに3
次式で定めろ。
K = −k(1−、J’Ne/Te  )  ・・・
・・(4まただしkは正の数であり、車両の運転状態の
関数とするn Neの減小はCVT4における速度比e
の時間変化を緩やかにすることにより達成されろ。ブロ
ック62は、微分器63企介して送られて<、6CVT
4の入力側回転速度Nin 、すなわちNinと、機関
1の出力トルクTeとから(4)式に従ってに企算出す
る。kは、暖機状態に関係して変化するCVT4の油温
Toilとスポーティスイッチの操作状態SWとの関数
とする。暖機中およびスポーティスイッチがオンである
期間でCまkを減少させて、運転性能企向上させる。ブ
ロック67では要求馬力PS′とCVT4の入力側回転
速度N i nとの関数f′として定常状態の必要出力
トルクT1を算出する。
T1−b−PS′/N1n・・・・・(5)ただしbは
定数。ブロック68ではCVT4の入力側回転の力II
速度Ninの関数f“とじて、慣性モーメントJにより
吸収される過渡状態の損失トルクT2を算出する。
T2 = J−N1n   ・ ・ ・ ・ ・ (6
)69では目標出力トルクTe’をTe’−Tl + 
T2とし、tj標出力トルタTe’と機関1の実際の出
力トルクTeとの偏差Te’−Teを求め、Te′−T
eはフィー ドs+ツタゲイン70 i介してスロット
ルアクチュエータ用増1−器49へ送られろ。
第10図は第9図のブロック線図に従うプログラムの7
0−チャートである。ステップ75では加速ペダルセン
サ16からの人力信号から要求馬力PS′を算出する。
ステップ76ではCVT4の油温Toilが所定値a以
りか否か?判別し、TO1l≧aであればステップ78
へ、TO]l<aであればステップ77へ進む。ステッ
プ77では、すなわち暖機中では前述の関数Fbに基づ
いて目標回転速度N’jr+li算出し、kl ikに
代入する。ステップ78ではスポーティスイッチ47が
オンか否力1を判別し、オンであればステップ80へ進
み、オフであればステップ79へ進む。ステップ79で
はttiJ ’+A:の関数Fcに基づいて目標回転速
度N’inを算出し、k2をkに代入する。ステップ8
0では前述の関数Fa[基づいて目標回転速度Ninを
算出し、k3をkに代入する。なおに3〉kl〉k2で
ある。ステップ81ではスロットル開度あるいは加速ペ
ダルの踏込み社の変化率(単位時間あたりのスロットル
開度あるいは加速ペダルの踏込み量の変化星)に関係し
てkを補正する。加速ペダル18が急激に踏込まれた場
合程、CVT4の速度比の時間変化を小さくして、機関
の出力トルクの増大を図る。ステップ84ではフィート
ノζツクゲインKを前述の(4)式に基づいて算出する
。ステップ85では流量制御弁用増幅器5oの入力端子
Vir1を次式から算出する。
Vin = K (N’in −Nin ) ・・=・
(71ステツプ86では定常状態での必要トルクT1を
iJ述の(5)式から算出する。ステップ87では慣性
モーメン)Jのために吸収されろ過渡時の損失トルクT
2を前述の(6)式から算出する。ステップ88ではT
I十T2を目標出力トルクT’eとする。ステップ89
ではスロットルアク千ユエータ用増幅’1549の人力
電圧vth企次式から算出する。
vth = K’(Te’−Te  )  ・・・・・
f8)ただしに′は定数である。ステップ89の実行後
ステップ76へ戻る。
このように本発明によれば、CVTを用いて速度比か無
段階に制御され、目標回転速度−目標出力トルク座標系
における制御パターンが暖機状態、スポーティスイッチ
の操作状態等の東向の炬転状態に関係して選択されるの
で、あるいは、慣性モーメントのために吸収されろトル
ク分を考慮してCVTの速度比の時間変化が制御される
ので、あろいは慣性モーメントのために吸収されろトル
ク分を補償するように機関出力トルクが1tilJ御さ
れるので、燃費率、運転性能を大幅に向−トさせろこと
ができろ。
【図面の簡単な説明】
第1図は機関の回転速度−出力トルクの座標系上におい
て等馬力線および等燃費率線を示す図、第2図は本発明
が適用ぎわろ車両用動力装置の構成図、第3図はスロッ
トルアク千ユエータ用増幅器の入出力特性を示す図、第
4図はスロットルアクチュエータの入力とスロットル開
度との関係を示す図、第5図は流量制御弁用増幅器の人
出力特性を示す図、第6図は流量刊御弁の人力とCVT
の速度比との関係を示す図、第7図Oまライン圧発生弁
用増幅器の入出力特性を示す図、第8図はライン圧発生
弁の入力とライン圧との関係?示す図、第9図は本発明
の実顧例のブロック線図、第10図は第9図のブロック
線図に従うプログラムのフローチャートチある。 1・・・内燃機関、4・・・CVT、15・・・トルク
センサ、18・・・加速ペダル、19・・・スロットル
アク千ユエータ、20・・・回転角センサ、30・・・
流敏朋]御弁、38・・・電子制御装置、46・・・油
;晶センサ、47・・・スポーティスイッチ。 増幅器49の人力電圧 第4図 スロットルアクチュエータ19の入力端子第5図 増幅器51の入力端子

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l 加速被ダルの操作量またはそれに対応した信壮の関
    数として目標機関回転速度および[1標出力トルクを定
    角し、機関と駆動輪との「Illに、投けられている無
    段変速機の速度比を変化させろことにより機関回転速度
    をフィード・ぐツク:tit制御し、吸気系への燃料供
    給流量あるいは空気供給流社?変化させろことにより機
    関の出力トルクごフィートノζツク制御する重両月1動
    力装置において、目標機関回転速度およびL1標出力ト
    ルクを定義する関数を複数昭1投定し、車両の運転状態
    に関係してこれら関数のうちの1個ご選択すること牙特
    徴とする、東向用りJ力装置。 2、 重両の運転状態が、機関の暖機状態、あろいCま
    手動操作の外部スイッチの操作状態であることを特徴と
    する特許請求の範囲第1J貞記載の重両用動力装置。 3− 前記外部スイッチが運転者の重両連動性能変更ス
    イッチであることを特徴とする特許請求り軸囲第2項記
    載の屯1?IJ用動力装置。 44  冊津ペダルの操作量またはそれに対応した1、
    1吋の関数として目標機関回転速度および目標出力トル
    クを定義し、機関と駆動輪との間(C設けられている無
    段変速機の速度比を変化させろことにより機関回転速度
    をフィー ドパツク制御し、吸気系へθつ燃料供給流量
    あろいQま空ス(l其給流量を変化させろことにより機
    関の出ツノトルク?フィードバック制御する重両+、1
    4動力装置(Iておいて、単位時間に対する無段変速機
    の速度比の変化量を重両の運転状態に関係して変化させ
    ろことを特徴とする、7Ji両用動力装置。 5 重両の運転状態が、機関の暖機状態、手動操作の7
    M+速要求スイッチの操作状態、機関同転のQLI速度
    、あろいは単位時IfiJに対ずろrju速ベ速歩グル
    緯分量もしくはそれに対応したイ1;吟の変化量である
    ことご特徴とする、特許請求の範囲第4項記載の屯飢用
    動力装置。 6 機関回転速度のフィードツクツクゲインと変化させ
    ることにより単位時間に対す;!−)@1!y−変途機
    の床度比の変化量を変化させろことを特徴とする特許請
    求の範囲第4項あるいは第5項記載の車両用動力装置。 7 加速ペダルの操作量またはそれに対応した信号の関
    数として目標機関回転速度および目標出力トルクを定義
    し、機関と駆動輪との曲に設けられている無段変速機の
    速度比を変rヒさせろことにより機関回転速度をフィー
    ドバックHilJ御し、吸気系への燃料供給流はあろい
    Gま空気供給流量?変化させることにより機関の出力ト
    ルクをフィードバック制御する車両用動力装置において
    、機関回転の過渡期間では機関およびそれと連結された
    回転部の慣性モーメントのために吸収または出力され石
    トルクと前記目標出力トルクとの和またはそれC(対1
    心した値を新たな目標出力トルクとして機関の出力トル
    クをフィード、Sツク1[1]御することを特徴とする
    、車両用動力装置。
JP57071466A 1982-04-30 1982-04-30 車両用動力装置 Granted JPS58189713A (ja)

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