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発明の名称 エンジン車両の変速制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−2887(P2007−2887A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−181513(P2005−181513)
出願日 平成17年6月22日(2005.6.22)
代理人 【識別番号】100119644
【弁理士】
【氏名又は名称】綾田 正道
発明者 中野 達雄
要約 課題
変速マップを予め設定することなく、排気量の減少と燃費の改善とを両立することができるエンジン車両の変速制御装置を提供すること。

解決手段
エンジンと自動変速機とを有し、前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段を備えたエンジン車両の変速制御装置において、前記エンジンの性能データを設定するエンジン性能データ設定手段(ステップS3)を設け、前記変速制御手段は、前記エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる性能点である燃費排気率バランス点を計算し(ステップS15)、前記燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行う手段(図2)とした。
特許請求の範囲
【請求項1】
エンジンと自動変速機とを有し、前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段を備えたエンジン車両の変速制御装置において、
前記エンジンの性能データを設定するエンジン性能データ設定手段を設け、
前記変速制御手段は、前記エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる性能点(以降、「燃費排気率バランス点」と呼ぶ。)を計算し、前記燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行うことを特徴とするエンジン車両の変速制御装置。
【請求項2】
請求項1に記載されたエンジン車両の変速制御装置において、
前記エンジンは、ディーゼルエンジンであり、
前記自動変速機は、無段階の変速比を得る無段変速機であり、
現在のエンジン回転数、エンジントルク、エンジン出力に基づき、前記エンジン性能データ上での最小排気率点エンジン回転数を計算する最小排気率点エンジン回転数計算手段と、前記エンジン性能データ上での最小燃費率点エンジン回転数を計算する最小燃費率点エンジン回転数計算手段を設け、
前記変速制御手段は、前記最小排気率点エンジン回転数と前記最小燃費率点エンジン回転数に基づき、燃費排気率バランス点としてのバランスエンジン回転数を計算し、該バランスエンジン回転数を用いて変速制御を行うことを特徴とするエンジン車両の変速制御装置。
【請求項3】
請求項2に記載されたエンジン車両の変速制御装置において、
前記エンジン性能データ上で計算された最小排気率点エンジン回転数からエンジン回転数の排気許容領域を計算する排気許容領域計算手段と、
前記エンジン性能データ上で計算された最小燃費率点エンジン回転数からエンジン回転数の燃費許容領域を計算する燃費許容領域計算手段と、を設け、
前記変速制御手段は、排気許容領域と燃費許容領域との共存領域に基づきバランスエンジン回転数を計算することを特徴とするエンジン車両の変速制御装置。
【請求項4】
請求項3に記載されたエンジン車両の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、排気許容領域と燃費許容領域との共存領域内の燃費率最高点エンジン回転数を計算し、燃費率最高点エンジン回転数に任意に設定した回転数を加算してバランスエンジン回転数を計算することを特徴とするエンジン車両の変速制御装置。
【請求項5】
請求項2乃至4の何れか1項に記載されたエンジン車両の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、現在のエンジン回転数とバランスエンジン回転数との差の絶対値が回転数変化上限値よりも大きいときには、現在のエンジン回転数に回転数変化上限値を加算した値を目標エンジン回転数とし、現在のエンジン回転数とバランスエンジン回転数との差の絶対値が回転数変化上限値以下のときには、バランスエンジン回転数を目標エンジン回転数とすることを特徴とするエンジン車両の変速制御装置。
【請求項6】
請求項1乃至5の何れか1項に記載されたエンジン車両の変速制御装置において、
前記変速制御手段は、走行開始後、アクセル開度が規定値未満で、かつ、アクセル開度変化量がアクセル開度変化量規定値未満のときに燃費排気率バランス点の計算を開始し、アクセル開度変化量がアクセル開度変化量規定値以上になると燃費排気率バランス点の計算を終了することを特徴とするエンジン車両の変速制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンジンと自動変速機とを有し、前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段を備えたエンジン車両の変速制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【0002】
従来のディーゼルエンジン車の変速制御装置では、燃費と排気が両立する変速線による変速マップを使用して変速制御を行っていた。この燃費と排気が両立する変速線とは、ディーゼルエンジン特性において、低燃費消費エリアに向かう燃費最適変速線と、低排気量エリアに向かう排気最適変速線と、の間を取る変速線であり、予め設定される(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2000−343984号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、従来のエンジン車両の変速制御装置にあっては、燃費と排気の両立変速線が排気規制値を特定のパターンにおいて下回るように設計されているため、実際の走行では極端に排気量が多くなることがある。また、1つの変速線では実際の使用に対し、走行状況において燃費寄りの走行をしている場合や、排気寄りの走行をしている場合に、排気の規制値から乖離が生じる場合がある、という問題があった。
【0004】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、変速マップを予め設定することなく、排気量の減少と燃費の改善とを両立することができるエンジン車両の変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】
【0005】
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンと自動変速機とを有し、前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段を備えたエンジン車両の変速制御装置において、
前記エンジンの性能データを設定するエンジン性能データ設定手段を設け、
前記変速制御手段は、前記エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる燃費排気率バランス点を計算し、前記燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
よって、本発明のエンジン車両の変速制御装置にあっては、変速制御手段において、エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる燃費排気率バランス点が計算され、この燃費排気率バランス点を用いて変速制御が行われる。すなわち、変速制御手段にエンジン性能データさえ保有しておけば、計算により得られた燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行うことができる。そして、燃費排気率バランス点は、燃費性能と排気性能のバランスにより決められることで、排気量の減少と燃費の改善とが両立する変速制御となる。この結果、変速マップを予め設定することなく、排気量の減少と燃費の改善とを両立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明のエンジン車両の変速制御装置を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例1に基づいて説明する。
【実施例1】
【0008】
まず、構成を説明する。
図1は実施例1の変速制御装置が適用されたディーゼルエンジン車両を示す全体システム図である。
実施例1のディーゼルエンジン車両の駆動系は、図1に示すように、ディーゼルエンジン1(エンジン)と、エンジン出力軸2と、ベルト式無段変速機3(自動変速機)と、変速機出力軸4と、を備えている。前記変速機出力軸4からは、図外の出力ギヤ、ディファレンシャルギヤ、ドライブシャフト等を介して駆動輪に回転駆動力が伝達される。
【0009】
前記ベルト式無段変速機3は、ロックアップクラッチ5と、トルクコンバータ6と、タービン回転軸7と、オイルポンプ8と、フォワードクラッチ9と、遊星ギヤ10と、リバースブレーキ11と、変速機入力軸12と、プライマリープーリ13と、ベルト14と、セカンダリープーリ15と、を有する。
【0010】
前記トルクコンバータ6は、発進要素として設けられ、発進時等で、車速が設定車速となるまでは、ロックアップクラッチ5を開放してトルク増大機能を発揮し、車速が設定車速以上の走行域ではロックアップクラッチ5を締結し、コンバータ滑りによる燃費低下を防止している。
【0011】
前記フォワードクラッチ9は、前記タービン回転軸7と前記変速機入力軸11との間に介装され、前進時、フォワードクラッチ9を締結することによりタービン回転軸7と変速機入力軸11とを直結する。
【0012】
前記遊星ギヤ10は、1組の単純遊星歯車による構成で、サンギヤ10aが変速機入力軸12に連結され、ピニオン10bを支持するキャリア10cがリバースブレーキ11を介して変速機ケース16に対し固定可能とされ、リングギヤ10dがタービン回転軸7に直結されている。
【0013】
前記フォワードクラッチ9を締結し、リバースブレーキ11を開放した前進時、前記ディーゼルエンジン1からの回転駆動力は、エンジン出力軸2→ロックアップクラッチ5→タービン回転軸7→フォワードクラッチ5→変速機入力軸12→プライマリープーリ13→ベルト14→セカンダリープーリ15→変速機出力軸4へと伝達される。
【0014】
前記リバースブレーキ11は、締結によりキャリア10cを変速機ケース16に対し固定し、後進時、リバースブレーキ11を締結することで、タービン回転軸7からの正方向の入力回転は、キャリア10cが固定された遊星ギヤ10を介し、逆方向で、且つ、増速された出力回転となり、変速機入力軸12に伝達される。
【0015】
前記リバースブレーキ11を締結し、フォワードクラッチ9を開放した後進時、前記ディーゼルエンジン1からの回転駆動力は、エンジン出力軸2→ロックアップクラッチ5→タービン回転軸7→遊星ギヤ10→変速機入力軸12→プライマリープーリ13→ベルト14→セカンダリープーリ15→変速機出力軸4へと伝達される。
【0016】
前記オイルポンプ8は、変速機ケース16に内蔵され、そのポンプ軸は、エンジン出力軸2により駆動される。そして、図外のコントロールバルブユニットにおいて、前記オイルポンプ8からの吐出圧を油圧源とし、変速比制御のためにプライマリープーリ圧とセカンダリープーリ圧を作り出すと共に、前記フォワードクラッチ9と前記リバースブレーキ11の締結・開放圧を作り出す。
【0017】
実施例1のディーゼルエンジン車両の制御系は、図1に示すように、エンジンコントロールユニット20と、変速機コントロールユニット21と、を備えていて、前記エンジンコントロールユニット20には、エンジン回転数センサ22、アクセル開度センサ23、車速センサ24等から情報が入力される。なお、この入力情報は、前記変速機コントロールユニット21とで共有する。
【0018】
そして、前記変速機コントロールユニット21は、前記ベルト式無段変速機3の変速比を、燃費寄り変速線に基づき設定された低燃費変速マップと、排気寄り変速線に基づき設定された低排気量変速マップと、の何れか一方を選択して制御する。この変速制御は、図外のコントロールバルブユニット内のソレノイドバルブに対し、変速機コントロールユニット21からプライマリープーリ圧とセカンダリープーリ圧を作り出す変速制御指令を出力することで行われる。
【0019】
次に、作用を説明する。
[変速制御処理]
図2は実施例1の変速機コントロールユニット21にて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する(変速制御手段)。
【0020】
ステップS1では、エンジン始動後の走行距離Dが予め設定した規定値Dbを超えたか、あるいは、エンジン始動後からの経過時間Tが予め設定した規定値Tbを超えたかが判断され、Yesの場合はステップS2へ移行し、Noの場合は上記判断を繰り返す。
【0021】
ステップS2では、ステップS1での走行距離条件または時間条件の成立判断に続き、アクセル開度APOが任意のアクセル開度規定値APObよりも小さく、かつ、アクセル開度変化量ΔAPOが任意のアクセル開度変化量規定値ΔAPObよりも小さいか否かを判断し、Yesの場合はステップS3へ移行して本制御を開始し、Noの場合は終了(エンド)へ移行する。終了した場合は、終了した時点から再度上記ステップS1の条件が成立したときにアクセル開度APOの読み込みを開始する。
【0022】
ステップS3では、ステップS2でのAPO<APOb、かつ、ΔAPO<ΔAPObであるとの判断に続き、予め変速機コントロールユニット21に設定されている車載のディーゼルエンジン1におけるエンジン回転数Neとアクセル開度APOとエンジントルクTeとの関係を示すエンジンMAP1を読み出し、ステップS4へ進む(エンジン性能データ設定手段)。
【0023】
ステップS4では、ステップS3でのエンジンMAP1の読み出しに続き、アクセル開度APOとエンジン回転数NeとエンジンMAP1からエンジントルクTeを算出し、ステップS5へ移行する。
【0024】
ステップS5では、ステップS4でのエンジントルクTeの算出に続き、エンジン回転数Neと算出したエンジントルクTeにより、エンジン出力Peを推定算出し、ステップS6へ移行する。
【0025】
ステップS6では、ステップS5でのエンジン出力Peの推定に続き、上記エンジンMAP1を、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとエンジン出力Peと排気率Emiと燃費率Fuelとの関係を示すエンジンMAP2に書き換え、ステップS7とステップS10へ移行する。
ここで、エンジンMAP2は、図3に示すように、エンジン回転数Neを横軸とし、エンジントルクTeを縦軸とし、エンジン出力Peを太破線によるPkW等出力線で示し、排気率Emiを高低をあらわす複数の等排気率線で示し、燃費率Fuelを高低をあらわす複数の等燃費率線で示す。
【0026】
ステップS7では、ステップS6でのエンジンMAP2の書き換えに続き、ステップS5で算出したエンジン出力PeとエンジンMAP2により最小排気率点エンジン回転数Nemi-G(=図4(1)の排気率最良エンジン回転数)を計算し、ステップS8へ移行する。
【0027】
ステップS8では、ステップS7での最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gの計算に続き、最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gを中心としてサンプリング回転数ΔNemi内(図5(1))での排気率の変化量ΔEmi(図5(2))を計算し、ステップS9へ移行する。
【0028】
ステップS9では、ステップS8での排気率の変化量ΔEmiの計算に続き、最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gを中心として排気率の変化量ΔEmiが規定変化量αE以下となるエンジン回転数領域AreaEmi(図6(1))を計算し、ステップS13へ移行する。
【0029】
ステップS10では、ステップS6でのエンジンMAP2の書き換えに続き、ステップS5で算出したエンジン出力PeとエンジンMAP2により最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-G(=図4(2)の燃費率最良エンジン回転数)を計算し、ステップS11へ移行する。
【0030】
ステップS11では、ステップS10での最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gの計算に続き、最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gを中心としてサンプリング回転数ΔNfuel内(図5(3))での燃費率の変化量ΔFuel(図5(4))を計算し、ステップS12へ移行する。
【0031】
ステップS12では、ステップS11での燃費率の変化量ΔFuelの計算に続き、最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gを中心として燃費率の変化量ΔFuelが規定変化量αF以下となるエンジン回転数領域AreaFuel(図6(2))を計算し、ステップS13へ移行する。
【0032】
ステップS13では、ステップS9でのエンジン回転数領域AreaEmiとステップS12でのエンジン回転数領域AreaFuelの計算に続き、燃費率のエンジン回転数領域AreaEmiと排気率のエンジン回転数領域AreaFuelとの共存領域AreaEF(図7(1))を把握し、ステップS14へ移行する。
【0033】
ステップS14では、ステップS13での共存領域AreaEFの把握に続き、共存領域AreaEF内の燃費率最高点エンジン回転数NFEG(図7(2))を計算し、ステップS15へ移行する。
【0034】
ステップS15では、ステップS14での燃費率最高点エンジン回転数NFEGの計算に続き、燃費率最高点エンジン回転数NFEGに、任意に設定した回転数β(図7(3))を加算した回転数をバランスエンジン回転数Nbala(図7(4))とし、ステップS16へ移行する。
【0035】
ステップS16では、ステップS15でのバランスエンジン回転数Nbalaの計算に続き、現在のエンジン回転数Neとバランスエンジン回転数Nbalaとの回転数差の絶対値|Ne−Nbala|を求め、|Ne−Nbala|が任意に設定した回転数変化上限値γを超えているか否かを判断し、Yesの場合はステップS18へ移行し、Noの場合はステップS17へ移行する。
【0036】
ステップS17では、ステップS16での|Ne−Nbala|≦γとの判断に続き、バランスエンジン回転数Nbalaを目標エンジン回転数TNeとし、ステップS2へ戻る。
【0037】
ステップS18では、ステップS16での|Ne−Nbala|>γとの判断に続き、現在のエンジン回転数Neに回転数変化上限値γを加えた値を目標エンジン回転数TNeとし、ステップS2へ戻る。
【0038】
[背景技術]
ディーゼルエンジン車では、窒素酸化物Nox対策を行うと、黒煙(パティキュレート)が増加すると言われている。問題になっているパーティキュレートとは、大気を浮遊する特に10ミクロン以下の粒径の粒子で浮遊粒子状物質といい、SPM(Suspended Particulate Matter)と略している。SPMには、トラック・バスから排出されるディーゼル排気粒子のようにエンジンから直接排気される一次粒子と、排出されたガスに含まれるSO2やNO2等のガス状物質が大気中で冷やされ粒子状物質に変化する二次生成粒子がある。
ディーゼルエンジンから排出されるパーティキュレートは、タバコの煙よりも細かく、非常に細かい粒子が含まれている。SPMのうち、直径が2.5ミクロン以下の微小粒子状物質をPM2.5と呼んでいる。PM2.5は肺の奧まで進入しやすく、一度入り込むと排出されるまでに数ヶ月から数年かかる。
そこで、環境問題を改善するため、ディーゼルエンジン車の排ガス規制は強化される方向にあり、事実上、DPF(Diesel Particulate Filter)の装着が義務づけられる方向にある。例えば、ヨーロッパでは、2005年に導入されるユーロ4でPMの排出量を現状の10分の1に削減することが義務づけられているし、グローバル化が急速に進む中、日本でも2年前倒しして、2005年までにPMを現行規制の3分の1にまで削減することが発表されている。
【0039】
このようなディーゼル車を取り巻く環境の下で、ディーゼルエンジンと無段変速機とを組み合わせる場合、燃費性能と排気性能の両立を考慮する必要がある。これは、ディーゼルエンジンの特徴として、エンジン特性上、燃費性能は低回転・高トルク領域が良く、排気性能は高回転・低トルクの領域が良いとされており、上記エンジン特性より燃費性能と排気性能は相対すると考えられているからである。
【0040】
ちなみに、図3はディーゼルエンジン特性の概念図を示す。燃費最適領域は低回転・高トルク領域に存在し(図3(1))、排気最適領域は高回転・低トルクの領域に存在することがわかる(図3(2))。すなわち、PkW等出力線上(図3(3))ではエンジン回転数の低い領域は燃費性能が最適となり排気性能は悪化し、逆に、エンジン回転数が高い領域では排気性能が最適となり燃費性能が悪化することになる。また、燃費性能を最適にするためには常に燃費率最適線(図3(4))を追従し、排気性能を最適にするためには常に排気率最適線(図3(5))を追従するように、ベルト式無段変速機3を変速させればよい。
【0041】
そこで、上記ディーゼルエンジン特性に対する無段変速制御方法としては、最適燃費率線追従制御と最適排気率線追従制御とを切り替える方法が考えられる。
しかしながら、上記切り替え制御には下記の問題がある。
1. 最適燃費率線追従制御と最適排気率線追従制御とを切り替える手段を用いた場合、切り替えを行う条件が走行状態毎に存在し、切り替え条件を複数考える必要がある。
2. 上記最適燃費率線、最適排気率線はエンジンコントローラや変速機コントローラに予め設定しておくため、ディーゼルエンジン毎に最適燃費率線、最適排気率線を考える必要がある。
3. 切り替え制御は、使用する上記2つの最適線の単純切り替えなので、燃費と排気の両極端の性能となり、本来の燃費性能と排気性能との両立の考え方とは異なっている。
4. 燃費最適線は低回転数領域に存在し、排気最適線は高回転領域に存在するので、切り替えを行ったときにエンジン回転数の変動量が大きくなり、運転者に違和感を与える可能性がある。
【0042】
[フローチャートによる変速制御作用]
上記問題点に対し、実施例1のディーゼルエンジン車の変速制御装置では、エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる性能点、つまり、燃費排気率バランス点を計算し、燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行うことで、変速マップを予め設定することなく、排気量の減少と燃費の改善とを両立するようにした。
【0043】
エンジン始動後の走行距離Dが予め設定した規定値Dbを超えたか、あるいは、エンジン始動後からの経過時間Tが予め設定した規定値Tbを超えた場合であって、アクセル開度APOが任意のアクセル開度規定値APObよりも小さく、かつ、アクセル開度変化量ΔAPOが任意のアクセル開度変化量規定値ΔAPObよりも小さい場合、図2のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3→ステップS4→ステップS5→ステップS6へと進む。すなわち、車両を発進し、走行距離条件または時間条件が成立した後、アクセル操作量をほぼ一定に保つ状況になると、初回の燃費排気率バランス点の計算処理を開始し、その後は、アクセル操作量をほぼ一定に保つ状況になる毎に燃費排気率バランス点の計算処理が繰り返される。そして、ステップS3〜ステップS6では、アクセル開度APOとエンジン回転数NeとエンジンMAP1からエンジントルクTeを算出し、エンジン回転数Neと算出したエンジントルクTeにより、エンジン出力Peを推定算出し、エンジンMAP1を、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとエンジン出力Peと排気率Emiと燃費率Fuelとの関係を示すエンジンMAP2(図3参照)に書き換える。
【0044】
次に、ステップS7〜ステップS9の排気許容領域としてのエンジン回転数領域AreaEmiを計算する処理と、ステップS10〜ステップS12の燃費許容領域としてのエンジン回転数領域AreaFuelを計算する処理と、を並列にて行う。一方の排気許容領域の計算処理は、エンジン出力PeとエンジンMAP2により最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gを計算し、最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gを中心としてサンプリング回転数ΔNemi内での排気率の変化量ΔEmiを計算し、最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gを中心として排気率の変化量ΔEmiが規定変化量αE以下となるエンジン回転数領域AreaEmiを計算することで行う。他方の燃費許容領域の計算処理は、エンジン出力PeとエンジンMAP2により最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gを計算し、最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gを中心としてサンプリング回転数ΔNfuel内での燃費率の変化量ΔFuelを計算し、最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gを中心として燃費率の変化量ΔFuelが規定変化量αF以下となるエンジン回転数領域AreaFuelを計算することで行う。
【0045】
次に、排気許容領域と燃費許容領域との設定に続き、燃費・排気の共存領域に基づきバランスエンジン回転数Nbalaを決定する。すなわち、ステップS13において、燃費率のエンジン回転数領域AreaEmiと排気率のエンジン回転数領域AreaFuelとの共存領域AreaEFを把握し、ステップS14において、共存領域AreaEF内の燃費率最高点エンジン回転数NFEGを計算し、ステップS15において、燃費率最高点エンジン回転数NFEGに、任意に設定した回転数βを加算した回転数をバランスエンジン回転数Nbalaとする。
【0046】
最後に、エンジン回転数Neの急変を防止するため、回転数変化上限値γを用いて目標エンジン回転数TNeを決める。すなわち、ステップS16において、現在のエンジン回転数Neとバランスエンジン回転数Nbalaとの回転数差の絶対値|Ne−Nbala|が任意に設定した回転数変化上限値γを超えているか否かを判断し、|Ne−Nbala|≦γの場合はステップS17へ進み、バランスエンジン回転数Nbalaを目標エンジン回転数TNeとし、|Ne−Nbala|>γの場合はステップS18へ進み、現在のエンジン回転数Neに回転数変化上限値γを加えた値を目標エンジン回転数TNeとする。なお、ベルト式無段変速機3において、変速比は、入力回転数(=エンジン回転数)と出力回転数(=車速)との比により与えられ、走行中であって瞬間的にみた場合に車速は一定とみなせるので、目標エンジン回転数を決めることは、直ちに変速比を制御することになる。つまり、現在のエンジン回転数よりも目標エンジン回転数を高くすれば変速比としては減速側への変速となり、逆に、現在のエンジン回転数よりも目標エンジン回転数を低くすれば変速比としては増速側への変速となる。
【0047】
[タイムチャートによる変速制御作用]
次に、図8に示すタイムチャートの一例に基づき実施例1での変速制御作用について説明する。まず、T>Tb(図8(1))、アクセル開度APO<APOb(図8(2))、ΔAPO<ΔAPOb(図8(3))、となっているので制御開始判定信号が立ち上がり、制御が開始されたことが分かる(図8(4))。
【0048】
制御が開始されると、排気許容領域と燃費許容領域の共存領域と、任意に設定した回転数βに基づきバランスエンジン回転数Nbalaを決定するが、開始直後は、|Ne−Nbala|が回転数変化上限値γに達せず、|Ne−Nbala|≦γであり、加算回転数非制限判定であるため(図8(5))、燃費率最高点エンジン回転数NFEGに任意に設定した回転数βを加算したバランスエンジン回転数Nbalaが目標エンジン回転数TNeとされる(図8(6))。
【0049】
次に、アクセル開度APOを閉じることにより(図8(7))、バランスエンジン回転数Nbalaが高くなり(図8(8))、|Ne−Nbala|が回転数変化上限値γを超え、|Ne−Nbala|>γになると(図8(9))、加算回転数制限判定の状態になるため(図8(10))、現在のエンジン回転数Neに回転数変化上限値γを加えた値が目標エンジン回転数TNeとされる(図8(11))。
【0050】
その直後、2巡目までは|Ne−Nbala|>γになったままであるため(図8(12))、加算回転数制限判定の状態が維持され(図8(13))、前回のエンジン回転数Neに回転数変化上限値γを加えた値が目標エンジン回転数TNeとされる(図8(14))。そして、3巡目以降は、再び|Ne−Nbala|≦γとなり、加算回転数非制限判定になるため、燃費率最高点エンジン回転数NFEGに任意に設定した回転数βを加算したバランスエンジン回転数Nbalaが目標エンジン回転数TNeとされる。
【0051】
その後、アクセル開度APOが大きく変化し(図8(15))、アクセル開度変化量ΔAPOがアクセル開度変化量規定値ΔAPObを超えると(図8(16))、ΔAPO>ΔAPObとなり制御が終了する(図8(17))。
【0052】
上記のように、エンジン性能データ(エンジンMAP1)、現在のエンジン回転数Ne、エンジントルクTe、エンジン出力Peから、最適燃費線と指摘肺kりつ線を計算し、燃費性能と排気性能のバランスが取れる燃費排気率バランス点を計算する手段(ステップS15)を備えるため、ディーゼルエンジン1の排気量などを変更しても、エンジンし得能データとエンジン回転数とエンジントルク情報を入手できれば、エンジンコントローラ20や変速機コントローラ21に、予め燃費排気率バランス線等を設定することなく、自動で燃費排気率バランス点を求めることが可能となる。
【0053】
現走行時のエンジン出力上の燃費・排気率の最適値から燃費・排気率の変化率が大きくなるエンジン回転数領域を検知する計算手段(ステップS7〜ステップS12)を備えているため、燃費若しくは排気を極端に犠牲にすることなく調和の取れたエンジン回転数領域での運転が可能となる。
【0054】
現走行時のエンジン回転数Neとバランスエンジン回転数Nbalaとの差の絶対値|Ne−Nbala|と、エンジン回転数変化量の規制量としての回転数変化上限値γを比較する計算手段(ステップS16)から目標エンジン回転数TNeを計算する手段(ステップS17,ステップS18)を備え、目標エンジン回転数TNeまでのエンジン回転数変化量が大きい場合、目標エンジン回転数TNeまでの全変化量を数回に分けてエンジン回転数Neを変化させ、最終目標回転数に到達するように制御する。このため、現走行時のエンジン回転数Neとバランスエンジン回転数Nbalaとの差の絶対値|Ne−Nbala|が大きい場合、エンジン回転数Neの変化量が大きくなり、短い時間内で変化させると運転者に違和感を与えたり、運転性に違和感が生じるが、目標エンジン回転数TNeまでの変化量を分割することで、一回のエンジン回転数変化量を少なくすることができ、運転者や運転性に違和感を与えることが無くなる。
【0055】
次に、効果を説明する。
実施例1のエンジン車両の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【0056】
(1) エンジンと自動変速機とを有し、前記自動変速機の変速比を制御する変速制御手段を備えたエンジン車両の変速制御装置において、前記エンジンの性能データを設定するエンジン性能データ設定手段(ステップS3)を設け、前記変速制御手段は、前記エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる性能点である燃費排気率バランス点を計算し(ステップS15)、前記燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行うため、変速マップを予め設定することなく、排気量の減少と燃費の改善とを両立することができる。
【0057】
(2) 前記エンジンは、ディーゼルエンジン1であり、前記自動変速機は、無段階の変速比を得るベルト式無段変速機3であり、現在のエンジン回転数Ne、エンジントルクTe、エンジン出力Peに基づき、前記エンジン性能データ上での最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gを計算する最小排気率点エンジン回転数計算手段(ステップS7)と、前記エンジン性能データ上での最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gを計算する最小燃費率点エンジン回転数計算手段(ステップS10)を設け、前記変速制御手段は、前記最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gと前記最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gに基づき、燃費排気率バランス点としてのバランスエンジン回転数Nbalaを計算し、該バランスエンジン回転数Nbalaを用いて変速制御を行うため、ディーゼルエンジン1に要求される燃費性能と排気性能とを両立するバランスエンジン回転数Nbalaの計算を、最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gと最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gに基づき適切に行うことができる。
【0058】
(3) 前記エンジン性能データ上で計算された最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gからエンジン回転数Neの排気許容領域AreaEmiを計算する排気許容領域計算手段(ステップS9)と、前記エンジン性能データ上で計算された最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gからエンジン回転数Neの燃費許容領域AreaFuelを計算する燃費許容領域計算手段(ステップS12)と、を設け、前記変速制御手段は、排気許容領域AreaEmiと燃費許容領域AreaFuelとの共存領域AreaEFに基づきバランスエンジン回転数Nbalaを計算するため、ディーゼルエンジン1に要求される燃費性能と排気性能とを両立するバランスエンジン回転数Nbalaの計算を、排気許容領域AreaEmiと燃費許容領域AreaFuelとの共存領域AreaEFに基づき適切に行うことができる。
【0059】
(4) 前記変速制御手段は、排気許容領域AreaEmiと燃費許容領域AreaFuelとの共存領域AreaEF内の燃費率最高点エンジン回転数NEFGを計算し、燃費率最高点エンジン回転数NEFGに任意に設定した回転数βを加算してバランスエンジン回転数Nbalaを計算するため、ディーゼルエンジン1に要求される燃費性能と排気性能とを両立するバランスエンジン回転数Nbalaの計算を、燃費率最高点エンジン回転数NEFGを基準とし排気側にスライドさせる簡単な計算式に基づき適切に行うことができる。
【0060】
(5) 前記変速制御手段は、現在のエンジン回転数Neとバランスエンジン回転数Nbalaとの差の絶対値|Ne− Nbala|が回転数変化上限値γよりも大きいときには、現在のエンジン回転数Neに回転数変化上限値γを加算した値を目標エンジン回転数TNeとし、現在のエンジン回転数Neとバランスエンジン回転数Nbalaとの差の絶対値|Ne− Nbala|が回転数変化上限値γ以下のときには、バランスエンジン回転数Nbalaを目標エンジン回転数TNeとするため、1制御周期でのエンジン回転数Neの変化量が小さく抑えられ、運転者や運転性に違和感を与えることを回避することができる。
【0061】
(6) 前記変速制御手段は、走行開始後、アクセル開度APOが規定値APOb未満で、かつ、アクセル開度変化量ΔAPOがアクセル開度変化量規定値ΔAPOb未満のときに燃費排気率バランス点の計算を開始し、アクセル開度変化量ΔAPOがアクセル開度変化量規定値ΔAPOb以上になると燃費排気率バランス点の計算を終了するため、エンジントルクTeやエンジン出力Peの変動が小さい走行状況で、精度良く燃費排気率バランス点の計算を行うことができる。
【0062】
以上、本発明のエンジン車両の変速制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【0063】
実施例1では、変速制御手段として、エンジン性能データ上で最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gと前記最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gとを計算し、最小排気率点エンジン回転数Nemi-Gからエンジン回転数Neの排気許容領域AreaEmiを計算し、最小燃費率点エンジン回転数Nfuel-Gからエンジン回転数Neの燃費許容領域AreaFuelを計算し、さらに、排気許容領域AreaEmiと燃費許容領域AreaFuelとの共存領域AreaEFを計算し、この共存領域AreaEF内の燃費率最高点エンジン回転数NEFGに任意に設定した回転数βを加算してバランスエンジン回転数Nbalaを計算する例を示した。しかしながら、具体的な制御演算処理の内容はこれに限るものではなく、様々な演算手法を採用することができる。要するに、エンジン性能データ上にて燃費性能と排気性能のバランスが取れる性能点である燃費排気率バランス点を計算し、この燃費排気率バランス点を用いて変速制御を行う変速制御手段であれば実施例1の手段に限られることはない。
【産業上の利用可能性】
【0064】
実施例1では、ディーゼルエンジンとベルト式無段変速機と持ち、トルクコンバータを発進要素とする駆動系への適用例を示したが、トルクコンバータを省略し、湿式多板クラッチによるフォワードクラッチとリバースブレーキとを発進要素とする構成の駆動系にも適用できる。また、実施例1では、駆動源として排出ガス規制が厳しいディーゼルエンジンを搭載したディーゼルエンジン車の変速制御装置の例を示したが、ガソリンエンジン車やモータと共に内燃機関を搭載したハイブリッド車にも適用できる。さらに、自動変速機として自動変速により無段変速比を得る無段変速機の例を示したが、自動変速により多段階の変速比を得る多段変速機へも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】実施例1の変速制御装置が適用されたディーゼルエンジン車の駆動系を示す全体システム図である。
【図2】実施例1の変速機コントロールユニットにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図3】ディーゼルエンジン特性マップ上で燃費最適領域・排気最適領域・燃費率最適線・排気率最適線・等出力線(PkW等出力線)・最大トルク線を示す図である。
【図4】エンジン出力がPkWでの燃費率と排気率の特性線(1)を示す図である。
【図5】エンジン出力がPkWでの燃費率と排気率の特性線(2)を示す図である。
【図6】エンジン出力がPkWでの燃費率と排気率の特性線(3)を示す図である。
【図7】エンジン出力がPkWでの燃費率と排気率の特性線(4)を示す図である。
【図8】具体的な走行パターンの一例により実施例1の変速制御作用を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【0066】
1 ディーゼルエンジン(エンジン)
2 エンジン出力軸
3 ベルト式無段変速機(自動変速機)
4 変速機出力軸
5 ロックアップクラッチ
6 トルクコンバータ
7 タービン回転軸
8 オイルポンプ
9 フォワードクラッチ
10 遊星ギヤ
11 リバースブレーキ
12 変速機入力軸
13 プライマリープーリ
14 ベルト
15 セカンダリープーリ
20 エンジンコントロールユニット
21 変速機コントロールユニット
22 エンジン回転数センサ
23 アクセル開度センサ
24 車速センサ




 

 


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