車両の走行制御機構

【課題】エンジン回転数が高精度に目標回転数となるよう制御できるとともに、エンストの発生も確実に防止できる走行制御機構を提供する。
【解決手段】エンジン回転数ＳＥを算出しＳ８１、さらに、過去５サイクルに検知した歯車の歯数から平均エンジン回転数ＳＥa を算出するＳ８２。そして、所定の目標エンジン回転数ＤＳＥより下であって、かつ、エンジン回転数ＳＥエンスト回転数ＳＥ0 以下であるかの判断を行うＳ８３。そして、ＤＳＥを下回っており、かつＳＥ0 以下であれば、ＨＳＴの速度比を最大速度で下げることによりエンスト防止制御を行うＳ８４。ＤＳＥを超えているか、ＳＥ0 に至っていない場合は、ＳＥaが、ＤＳＥを超えているか否かを判断しＳ８５、超えている場合は、速度比を増大させＳ８６、超えていない場合は、減少させるＳ８７。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、トラック、フォークリフト等の車両の走行を無段変速機を用いて制御する車両の走行制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、無段変速機を用いた車両の走行制御機構のブロック図であり、アクセル４の開度に応じて目標車速が設定され、車速センサ３ｃで検出された実車速が目標車速となるようエンジン２のスロットル開度がスロットル開度駆動手段２ａを介して演算制御手段５により制御される。そして、この演算制御手段５により、スロットル開度に応じた目標エンジン回転数が設定され、回転数センサ３ｂで検出された実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数となるよう偏心駆動手段６を介して無断変速機（以下「ＨＳＴ」という。）１の速度比が制御されるよう構成されている。
【０００３】従来、かかる構成の車両の走行制御機構において、回転数センサ３ｂは、エンジン２の駆動軸に配設した歯車２ｂを介した歯車２ｃの歯の通過を１パルスとして検出する電磁式回転検出器等が用いられており、回転数の検出精度向上のため複数制御サイクルで平均した検出信号から算出したエンジン回転数が速度比制御のために用いられている。
【０００４】すなわち、１制御サイクルを８ｍｓｅｃ、歯車２ｃの歯数を３９、エンジン回転数を７００ｒｐｍとすると、対応するパルス数は、３９〔歯数〕×７００〔ｒｐｍ〕×０．００８〔ｓｅｃ〕／６０〔ｓｅｃ〕＝３．６４パルスとなり、実際に１制御サイクル平均で検出できるのは、３パルスか４パルスとなる。このため、１制御サイクル平均でエンジン回転数は、５７７ｒｐｍまたは７６９ｒｐｍと算出され、エンジン回転数の検出誤差が大きくなる。
【０００５】これに対して、図６のようにエンジン回転数が変化して現時点の回転数である７００ｒｐｍとなったとすると、例えば、５制御サイクル分の対応するパルス数は、（７２０＋７１０＋６８０＋６９０＋７００）×３９×０．００８×５／６０＝９０．７４パルスとなり、実際に５制御サイクル平均で検出できるのは、９０パルスか９１パルスとなる。このため、５制御サイクル平均でエンジン回転数は、６９２ｒｐｍまたは７００ｒｐｍと算出され、実際のエンジン回転数７００ｒｐｍに近い値となり、測定精度が向上することがわかる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エンジンのエンスト寸前には、図７に示すように、エンジン回転数の下降が急激に生じるため、エンジン回転数がエンストが生じると考えられる回転数、例えば、３００ｒｐｍ以下となるとエンストを防止するためのＨＳＴの速度比制御を行う必要があるが、従来の車両走行制御機構では、回転数センサ３ｂから５制御サイクル平均で得られるパルス数は、（８００＋７００＋６００＋５００＋３００）×３９×０．００８×５／６０＝７５．４パルスとなる。このため、５制御サイクル平均で算出されるエンジン回転数は、５７７ｒｐｍまたは５８４ｒｐｍとなり、実際にエンスト回転数以下となった場合であっても、その回転数を検出できず、エンスト防止制御の遅れにより、実際にエンストが生じてしまうという問題があった。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するために創案されたもので、実エンジン回転数が高精度に目標エンジン回転数となるよう制御できるとともに、エンストの発生も確実に防止できる車両の走行制御機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと車輪の間に介在して速度比を無段階に変化させる無断変速機と、前記エンジンの所定の目標回転数を与える目標回転数設定手段と、前記エンジンの実回転数を検出する回転数検出手段と、検出された実回転数から前記無断変速機の速度比を制御する制御手段と、を具備する車両の走行制御機構において、前記演算制御手段は、前記回転数検出手段の信号を前記制御サイクルの短サイクルで平均してエンジン回転数を求め、求めたエンジン回転数からエンストが起こらないよう前記速度比を制御すると共に、前記回転数検出手段の信号を前記制御サイクルの長サイクルで平均してエンジン回転数を求め、求めたエンジン回転数から前記エンジンが前記目標回転数で動作するよう前記速度比を制御することを特徴とする車両の走行制御機構。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる車両の走行制御機構を示すブロック図であり、エンジン２と車輪７の間には速度比を無段階に変化させるＨＳＴ１が配設されている。ＨＳＴ１は、可変容量ポンプ１ａと可変容量モータ１ｂとを組み合わせてなり、それぞれの偏心量を適宜変更することでエンジン回転数を無段階に変速して車輪７に伝えることを可能とする。また、エンジン２の動力で駆動する固定容量ポンプ１ｄにより、チェック弁１ｃを介して接続されたＨＳＴ１の高圧路と低圧路に、作動液が供給されている。
【００１０】エンジン２のスロットル開度及びＨＳＴ１の速度比は、それぞれスロットル駆動手段２ａ及び偏心駆動手段６を介して演算制御手段５によって制御される。すなわち、演算制御手段５は、アクセル開度センサ３ｄにより検出されたアクセル４の開度に応じて所定の目標車速を設定し、車速センサ３ｃにより検出された実車速がこの目標車速となるようスロットル駆動手段２ａに指示を与えると共に、スロットル開度センサ３ａにより検出されたスロットル開度に応じて所定の目標エンジン回転数を設定し、回転数センサ３ｂにより検出された実エンジン回転数が前記目標エンジン回転数となるよう偏心駆動手段６に指示を与える。
【００１１】ここで、回転数センサ３ｂは、エンジン２の駆動軸に配設した歯車２ｂを介在して固定ポンプ１ｄを駆動するための歯車２ｃの歯数を検出するよう構成されており、電磁式回転検出器等が用いられる。
【００１２】次に、本発明の作用を演算制御手段５の動作を示す図２のフローチャートに基づいて説明する。まず、アクセル開度センサ３ｄによりアクセル開度を検出し（Ｓ１）、検出した開度に対応する目標車速を設定する（Ｓ２）。ここで、目標車速の設定は、車速マップに基づいて行われるが、通常はアクセル開度に比例する目標車速が設定される。
【００１３】次に、車速センサ３ｃにより実車速を検出し（Ｓ３）、上記Ｓ２で設定された目標車速と検出された実車速とを比較する（Ｓ４）。そして、目標車速が実車速を上回っていればスロットル開度を増大させ（Ｓ５）、目標車速が実車速を下回っていればスロットル開度を減少させる（Ｓ６）。
【００１４】スロットル開度が増大或いは減少すると、図３に示される目標エンジン回転数マップに基づいて、スロットル開度センサ３ａにより検出されたスロットル開度に対応する目標エンジン回転数ＤＳＥを設定する（Ｓ７）。
【００１５】ここで、図４に示される目標エンジン回転数マップは、例えば、車両の走行時に最適燃費が達成できるようにスロットル開度とエンジン回転数とを対応づけるものが考えられる。すなわち、図４に示されるように、エンジン回転数ＳＥに対して、得られるエンジントルクＴＥは、スロットル開度ＴＨＬに応じて定まり、また、エンジン回転数ＳＥとエンジントルクＴＥとの関係で最適燃費ラインも一意的に定まる。このため、スロットル開度ＴＨＬが定まれば、そのエンジンの最適燃費条件を満足するエンジン回転数ＳＥが、一意的に定まることとなり、これらの関係づけたのが図４に示される目標エンジン回転数マップである。なお、これらは、製造されたエンジン毎に固有の特性を有するものである。
【００１６】目標エンジン回転数ＤＳＥが設定されると、エンジン回転数の制御が行われる（Ｓ８）。エンジン回転数の制御の詳細を図５に示すフローチャートに基づいて説明すると、まず、エンジン回転数ＳＥをエンジンの駆動軸に設けた歯車の歯数を１制御サイクル分検知することにより算出し（Ｓ８１）、さらに、現検出データも含めて過去５サイクル分検知した歯車の歯数から平均エンジン回転数ＳＥaを算出する（Ｓ８２）。
【００１７】そして、算出した平均エンジン回転数ＳＥa が、図２のフローチャートのＳ７で設定した目標エンジン回転数ＤＳＥより下であって、かつ、エンスと寸前の状態、即ち、算出したエンジン回転数ＳＥがエンストが生じると考えられるエンスト回転数ＳＥ0 以下であるかの判断を行う（Ｓ８３）。目標回転数ＤＳＥを下回っており、かつエンスト回転数ＳＥ0 以下と判断された場合は、ＨＳＴの速度比を最大速度で下げることによりエンスト防止制御を行う（Ｓ８４）。
【００１８】ここで、図７に示されるように、エンジン回転数の下降が急激に生じるエンジン２のエンスト寸前状態にある場合に、本発明を適用した例を上述した「発明が解決しようとする課題」で示した例、すなわち、１制御サイクルを８ｍｓｅｃ、エンジンの駆動軸介在する歯車の歯数を３９として説明する。
【００１９】本発明の場合、５制御サイクル平均のエンジン回転数の算出とは別に、１制御サイクル平均のエンジン回転数の算出を行っているため、１制御サイクル中に１パルスカウントすれば、エンジン回転数Ｎ1 は、Ｎ1 ＝１×６０／（３９×０．００８）
＝１９２ｒｐｍ１制御サイクル中に２パルスカウントすれば、エンジン回転数Ｎ2 は、Ｎ2 ＝２×６０／（３９×０．００８）
＝３８４ｒｐｍとなる。かかる場合、１制御サイクル中に２パルス分カウントされなければ、エンジン回転数は、エンストが生じる回転数に近い３８４ｒｐｍよりも低いこととなるため、１制御サイクル中に２パルス分カウントされない場合をエンスト寸前状態と判断すれば、図７に示した例では、エンジン回転数が３００ｒｐｍとなった現時点でのエンスト寸前状態の検知が可能となる。このため、エンスト寸前状態から遅れることなくエンスト防止制御を行うことができ、エンジン２のエンスト発生を確実に防止することが可能となる。
【００２０】次に、過去５制御サイクル分検知した歯車の歯数から算出した平均エンジン回転数ＳＥa が、目標エンジン回転数ＤＳＥを超えているか、または、１制御サイクルの信号から算出したエンジン回転数が、エンスト回転数ＳＥ0 に至っていない場合は、算出した平均エンジン回転数ＳＥa が、設定された目標エンジン回転数ＤＳＥを超えているか否かを判断し（Ｓ８５）、超えている場合は、ＨＳＴ１の速度比を増大させ（Ｓ８６）、超えていない場合は、ＨＳＴの速度比を減少させる（Ｓ８７）。そして、図２におけるＳ１〜Ｓ８の動作をくり返し行う。
【００２１】なお、上述した実施例では、エンジン回転数を目標エンジン回転数に一致させるための制御に、５制御サイクル平均の信号から得られるエンジン回転数を用い、エンスト防止の制御を行うのに１制御サイクル平均の信号から得られるエンジン回転数を用いたが、本発明はこれに限らず、エンジン駆動軸に取り付けた歯車の歯数との関係で適宜エンジン回転数を求めるための制御サイクルを定めればよい。
【００２２】また、エンジン回転数として、エンジンの回転数検出手段から得られるパルス数を用い、目標エンジン回転数ＤＳＥ、エンスト回転数ＳＥ0 、およびエンスト寸前状態とするエンジン回転数を全て換算したパルス数として用いてもよいことはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、回転数検出手段の信号を短制御サイクルで平均してエンジン回転数を求め、求めたエンジン回転数からエンジンのエンストが起こらないよう前記速度比を制御すると共に、長制御サイクルで平均してエンジン回転数を求め、求めたエンジン回転数から前記エンジン回転数が前記目標回転数となるよう前記速度比を制御するようにしたため、実エンジン回転数が目標エンジン回転数となるよう高精度に制御できるとともに、エンストの発生も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の走行制御機構の概略図である。
【図２】本発明にかかる演算制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明にかかる目標エンジン回転数マップである。
【図４】エンジンの最適燃費ラインを示す図である。
【図５】本発明にかかるエンジン回転数制御にかかる演算制御手段の動作を示すフローチャートである。
【図６】エンジン回転数変化の例を示す図である。
【図７】エンジン回転数変化の例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・・ＨＳＴ
２・・・・・・エンジン
２ａ・・・・・スロットル駆動手段
３ａ・・・・・スロットル開度センサ
３ｂ・・・・・回転数センサ
３ｃ・・・・・車速センサ
３ｄ・・・・・アクセル開度センサ
４・・・・・・アクセル
５・・・・・・演算制御手段
６・・・・・・偏心駆動手段

【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンと車輪の間に介在して速度比を無段階に変化させる無断変速機と、前記エンジンの所定の目標回転数を与える目標回転数設定手段と、前記エンジンの実回転数を検出する回転数検出手段と、検出された実回転数から前記無断変速機の速度比を制御する演算制御手段と、を具備する車両の走行制御機構において、前記演算制御手段は、前記回転数検出手段の信号を前記制御サイクルの短サイクルで平均してエンジン回転数を求め、求めたエンジン回転数からエンストが起こらないよう前記速度比を制御すると共に、前記回転数検出手段の信号を前記制御サイクルの長サイクルで平均してエンジン回転数を求め、求めたエンジン回転数から前記エンジンが前記目標回転数で動作するよう前記速度比を制御することを特徴とする車両の走行制御機構。

【図１】