(57)【要約】【課題】ステップモータの初期化動作中にアクセルが踏み込まれた際にも、Ｖベルト式無段変速機のベルトのすべりを防止したエンジンのトルク制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】車両のエンジン始動時や車両の停止中にステップモータ２７の初期化動作を行う際に、バックアップ電源２９等の不具合によりＥＥＰＲＯＭ２８に実変速比等の情報が記憶されていない場合には、初期化動作の前にエンジンの出力トルクの制限を行う。これにより、十分なプライマリプーリ圧を確保することができないステップモータ２７の初期化動作中にアクセルが踏み込まれたとしても、エンジンの出力トルクが制限されているためＶベルト式無段変速機に入力されるトルクが小さく、プライマリプーリおよびセカンダリプーリ間においてＶベルトの滑りが発生することがない。【選択図】            図２
2004257342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに接続された入力側のプライマリプーリと、出力側のセカンダリプーリとの間にＶベルトを掛け渡し、
ライン圧を元圧として前記プライマリプーリに作用させるプライマリプーリ圧、およびセカンダリプーリに作用させるセカンダリプーリ圧を生成し、
変速アクチュエータを目標変速比に対応した作動位置に設定することで、前記プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間に差圧を生じさせて前記両プーリのＶ溝幅を変更し、前記プライマリプーリおよびセカンダリプーリそれぞれの回転比より得られる実変速比が前記目標変速比となるようにした車両用のＶベルト式無段変速機において、
前記車両の停止直前のプーリ情報を記憶する記憶部と、
該記憶部に前記プーリ情報が記憶されているかどうかの判断を行う記憶判断手段と、
前記プライマリプーリへの入力トルクの制限を行うトルク制限手段とを備え、
前記変速アクチュエータを基準位置に設定する初期化動作を行う前に、前記記憶判断手段によって前記記憶部に前記プーリ情報が記憶されていないと判断された場合に、前記トルク制限手段によって前記プライマリプーリへの入力トルクの制限を行うことを特徴とするエンジンのトルク制御装置。
【請求項２】
前記プライマリプーリへの入力トルクは、前記エンジンの出力トルクであることを特徴とする請求項１記載のエンジントルク制御装置。
【請求項３】
前記プーリ情報は、
前記Ｖベルト式無段変速機の変速比、および前記変速アクチュエータの作動位置のうち少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１または２記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項４】
前記変速アクチュエータの初期化動作は、
前記エンジンの始動時、または前記車両の停止時に行われることを特徴とする請求項１、２または３記載のエンジンのトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖベルト式無段変速機に接続されたエンジンのトルク制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平８−１７８０６３号公報
従来、車両用に適した無段変速機としてＶベルトを用いた無段変速機がある。一般にこれらの無段変速機においては、プライマリプーリのシリンダ室にライン圧を元圧として、これを変速制御弁で調圧した油圧（以下、プライマリプーリ圧）を供給し、変速制御弁でプライマリプーリ圧を増減操作してプライマリプーリの溝幅を変更し、プライマリプーリとセカンダリプーリとの径比を変えることによって、自動車等の車両の変速比を無段階に制御している。この変速制御弁は、例えばメカニカルフィードバック機構を構成する変速リンクの中程付近に連結されており、変速リンクの両端にはそれぞれプライマリプーリの可動フランジと変速アクチュエータであるステップモータとが連結されている。そして、変速制御弁を所望の変速指令値に対応した位置へストロークさせるステップモータの作動位置と、ステップモータへの指示値との不一致が生じることを防ぐため、車両の停止中やエンジン始動時にはステップモータの初期化動作を行う。
【０００３】
このような従来の装置におけるステップモータの初期化動作の一例として、モータ初期化動作手段がイグニッションスイッチをオンにした時にステップモータを一方向のハードウェア限界位置に作動させた後、他方向の基準位置まで戻し、次いでモータ初期化手段がステップモータの初期化動作が終了するとステップモータへの指令値を前記基準位置として初期化する。それによって、ステップモータへの指令値をモータ作動位置に精度よく符合させ、変速制御を正確なものとしたものがある。（特許文献１参照）
またステップモータの初期化動作を行う際には、ステップモータを現在のモータ作動位置から一方向のハードウェア限界位置まで作動させる必要があるため、無段変速機はステップモータの現在のモータ作動位置とプーリ比等をプーリ情報として記憶することが可能なＥＥＰＲＯＭを備えている。またＥＥＰＲＯＭにはデータを書き込むためのバックアップ用電源が備えられ、車両の電源がオフされた場合でもバックアップ用電源からの電力供給を受けてプーリ情報を記憶していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バックアップ用電源の不具合等により電力供給が不能となった場合には、ＥＥＰＲＯＭにプーリ情報を書き込むことができない。よって現在のモータ作動位置が不明なため、ステップモータの初期化動作においてモータを一方向のハードウェア限界位置に作動させる際に、モータの作動位置が前記ハードウェア限界位置から最も遠い位置にあると仮定し、モータの作動位置が前記仮定した位置から前記ハードウェア限界位置に到達するまでに必要な時間と同じ時間だけステップモータを作動させていた。このためステップモータの初期化動作を行うための時間が長くなってしまっていた。
このように、ステップモータの初期化中は一方向のハードウェア限界位置、すなわちプーリ比が最Ｌｏとなる方向にステップモータを作動させるため、プライマリプーリ圧がドレン側と連通して低下してしまう。このときに運転者がアクセルを踏み込むと、プライマリプーリ圧の不足によりベルトの滑りが発生し、ベルトの耐久性の低下を招く恐れがあった。
【０００５】
そこで本発明はこのような従来の問題点に鑑み、バックアップ用電源の不具合等によりＥＥＰＲＯＭにプーリ情報が記憶されていない場合において、ステップモータの初期化動作中に運転者がアクセルを踏み込んだ際にもベルトの滑りを防止した無段変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンに接続された入力側のプライマリプーリと、出力側のセカンダリプーリとの間にＶベルトを掛け渡し、ライン圧を元圧としてプライマリプーリに作用させるプライマリプーリ圧、およびセカンダリプーリに作用させるセカンダリプーリ圧を生成し、変速アクチュエータを目標変速比に対応した作動位置に設定することで、プライマリプーリ圧およびセカンダリプーリ圧間に差圧を生じさせて両プーリのＶ溝幅を変更し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリそれぞれの回転比より得られる実変速比が目標変速比となるようにした車両用のＶベルト式無段変速機において、車両の停止直前のプーリ情報を記憶する記憶部と、該記憶部にプーリ情報が記憶されているかどうかの判断を行う記憶判断手段と、プライマリプーリへの入力トルクの制限を行うトルク制限手段とを備え、変速アクチュエータを基準位置に設定する初期化動作を行う前に、記憶判断手段によって記憶部にプーリ情報が記憶されていないと判断された場合に、トルク制限手段によってプライマリプーリへの入力トルクの制限を行うものとした。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、変速アクチュエータの初期化動作を行う際に、記憶判断手段によって記憶部にプーリ情報が記憶されていないと判断された場合には、トルク制限手段によってエンジンの出力トルクの制限を行う。これにより、十分なプライマリプーリ圧を確保することができない変速アクチュエータの初期化動作中においてアクセルが踏み込まれたとしても、エンジンの出力トルクが制限されているためＶベルト式無段変速機に入力されるトルクが小さくなり、プライマリプーリおよびセカンダリプーリ間に掛け渡されたＶベルトに滑りが発生することがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１はＶベルト式無段変速機の構成の概略を示すものである。
プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３が、両者のＶ溝が整列するように配置され、これらプーリ２、３のＶ溝にＶベルト４が掛け渡されている。駆動源であるエンジン５をプライマリプーリ２と同軸に配置し、このエンジン５とプライマリプーリ２との間に、エンジン５から順次ロックアップ機構を有するトルクコンバータ６および前後進切り替え機構７を設ける。トルクコンバータ６、前後進切り替え機構７、プライマリプーリ２、セカンダリプーリ３およびＶベルト４よりＶベルト式無段変速機１が構成される。
【０００９】
前後進切り替え機構７は、ダブルピニオン遊星歯車組７ａを主たる構成要素とし、そのサンギヤをトルクコンバータ６を介してエンジン５に結合し、キャリアをプライマリプーリ２に結合する。前後進切り替え機構７は更に、ダブルピニオン遊星歯車組７ａのサンギヤおよびキャリア間を直結する前進クラッチ７ｂ、およびリングギヤを固定する後進ブレーキ７ｃを備え、前進クラッチ７ｂの締結時にエンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転をそのままプライマリプーリ２に伝達する。また後進ブレーキ７ｃの締結時には、エンジン５からトルクコンバータ６を経由した入力回転を逆転減速してプライマリプーリ２へ伝達する。
【００１０】
プライマリプーリ２の回転はＶベルト４を介してセカンダリプーリ３に伝達され、セカンダリプーリ３の回転はその後、出力軸８、歯車組９およびディファレンシャルギヤ１０を経て図示しない車輪へ伝達される。上記の動力伝達中にプライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間における回転伝動比（変速比）を変更可能にするために、プライマリプーリ２およびセカンダリプーリ３のＶ溝を形成するフランジのうち一方を固定フランジ２ａ、３ａとし、他方のフランジ２ｂ、３ｂを軸線方向へ変位可能な可動フランジとする。これら可動フランジ２ｂ、３ｂはそれぞれ、詳しくは後述するライン圧を元圧として作り出したプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉ、およびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃをプライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃに供給することにより固定フランジ２ａ、３ａ側に附勢され、Ｖベルト４を固定フランジ２ａと可動フランジ２ｂ間、および固定フランジ３ａと可動フランジ３ｂ間に摩擦係合させて、プライマリプーリ２とセカンダリプーリ３との間での前記動力伝達を可能にする。
【００１１】
なお本実施例においては特に、プライマリプーリ室２ｃおよびセカンダリプーリ室３ｃの受圧面積を同じにし、プーリ２、３の一方が大径になることのないようにし、これによりＶベルト式無段変速機の小型化を図る。
また変速に際しては、後述のごとく目標変速比に対応させて発生させたプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃ間の差圧により、両プーリ２、３のＶ溝幅を変更して、これらプーリ２、３に対するＶベルト４の巻き掛け円弧径を連続的に変化させることで目標変速比を実現することができる。
【００１２】
プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉおよびセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃの出力は、前進走行レンジの選択時に締結すべき前進クラッチ７ｂおよび後進走行レンジの選択時に締結すべき後進ブレーキ７ｃの締結油圧の出力と共に変速制御油圧回路１１により制御し、この変速制御油圧回路１１は変速機コントローラ１２からの信号に応答して当該制御を行うものとする。
【００１３】
このため変速機コントローラ１２には、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉを検出するプライマリプーリ回転センサ１３からの信号と、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃを検出するセカンダリプーリ回転センサ１４からの信号と、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを検出するセカンダリプーリ圧センサ１５からの信号と、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１６からの信号と、インヒビタスイッチ１７からの選択レンジ信号と、変速作動油温ＴＭＰを検出する油温センサ１８からの信号と、エンジン５の制御を行うエンジンコントローラ１９からの変速機入力トルクに関した信号（エンジン回転数や燃料噴射時間）とが入力される。
【００１４】
次に図２を用いて、変速制御油圧回路１１および変速機コントローラ１２で行われる制御について説明する。
変速制御油圧回路１１は、エンジン駆動されるオイルポンプ２１を備え、これから油路２２への作動油を媒体として、これをプレッシャレギュレータ弁（Ｐ．Ｒｅｇ弁）２３により所定のライン圧ＰＬに調圧する。油路２２のライン圧ＰＬは、一方で減圧弁２４により調圧されセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとしてセカンダリプーリ室（ＳＥＣ）３ｃに供給され、他方で変速制御弁２５により調圧されプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉとしてプライマリプーリ室（ＰＲＩ）２ｃに供給される。なお、プレッシャレギュレータ弁２３は、ソレノイド２３ａへの駆動デューティーによりライン圧ＰＬを制御し、減圧弁２４は、ソレノイド２４ａへの駆動デューティーによりセカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃを制御するものとする。
【００１５】
変速制御弁２５は、中立位置２５ａと、増圧位置２５ｂと、減圧位置２５ｃとを有し、これら弁位置を切り換えるために変速制御弁２５を変速リンク２６の中程に連結し、該変速リンク２６の一端に、変速アクチュエータとしてのステップモータ（Ｍ）２７を、また他端にプライマリプーリの可動フランジ２ｂを連結する。ステップモータ２７は、基準位置から目標変速比に対応したステップ数だけ進んだ作動位置に駆動され、かかるステップモータ２７の駆動により変速リンク２６が可動フランジ２ｂとの連結部を支点にして揺動することにより、変速制御弁２５を中立位置２５ａから増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃに変化させる。
【００１６】
その結果、目標変速比が高速側（アップシフト側）である場合にはライン圧ＰＬがプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉ側と連通し、一方低速側（ダウンシフト側）である場合にはプライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがドレン側と連通することとなる。これにより、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉがライン圧ＰＬを元圧として増圧、またはドレンにより減圧され、セカンダリプーリ圧Ｐｓｅｃとの差圧が変化することでＨｉ側変速比へのアップシフトまたはＬｏ側変速比へのダウンシフトを生じ、目標変速比に向けての変速動作が行われる。
【００１７】
当該変速の進行は、プライマリプーリの可動フランジ２ｂを介して変速リンク２６にフイードバックされ、変速リンク２６がステップモータ２７との連結部を支点にして、変速制御弁２５を増圧位置２５ｂまたは減圧位置２５ｃから中立位置２５ａに戻す方向へ揺動する。これにより、目標変速比が達成される時に変速制御弁２５が中立位置２５ａに戻され、目標変速比を保つことができる。なお、プーリが最Ｌｏ位置にある場合には、プライマリプーリ圧Ｐｐｒｉの有無にかかわらず、図示しない機械的なストッパがプーリに反力を与えることとしているため、Ｖベルト４の伝達トルクの容量は確保されることとなっている。
【００１８】
プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティー、減圧弁２４のソレノイド駆動デューティー、およびステップモータ２７への変速指令（ステップ数Ｓｔｅｐ）は、図１に示す前進クラッチ７ｂおよび後進ブレーキ７ｃへ締結油圧を供給するか否かの制御と共に変速機コントローラ１２により決定し、このコントローラ１２を図２に示すように圧力制御部１２ａおよび変速制御部１２ｂで構成する。圧力制御部１２ａは、プレッシャレギュレータ弁２３のソレノイド駆動デューティー、および減圧弁２４のソレノイド駆動デューティーを決定し、変速制御部１２ｂは以下のようにしてステップモータ２７の駆動ステップ数Ａｓｔｅｐを決定する。
【００１９】
変速制御部１２ｂは先ず、セカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃから求め得る車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯを用いて予定の変速マップを基に目標入力回転数を求め、これをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより、運転状態（車速およびアクセルペダル踏み込み量ＡＰＯ）に応じた目標変速比を求める。
【００２０】
次いで、プライマリプーリ回転数Ｎｐｒｉをセカンダリプーリ回転数Ｎｓｅｃで除算することにより実変速比（到達変速比）を演算し、上記目標変速比に対する実変速比の偏差に応じて外乱補償しながら実変速比を目標変速速度で目標変速比に漸近させるための変速比指令を求める。そして、この変速比指令を実現するためのステップモータ２７のステップ数（ステップモータ２７の作動位置）Ａｓｔｅｐを求め、これをステップモータ２７に指令することで前記の変速動作により目標変速比を達成することができる。
【００２１】
また変速機コントローラ１２にはＥＥＰＲＯＭ２８が備えられ、プライマリプーリ回転センサ１３、セカンダリプーリ回転センサ１４から入力されるプライマリプーリ２の回転数Ｎｐｒｉおよびセカンダリプーリ３の回転数Ｎｓｅｃより求められる実変速比の値を記憶し、さらに、変速制御部１２ｂがステップモータ２７に対して指示するステップモータ２７の作動位置を記憶する。またＥＥＰＲＯＭ２８にはバックアップ用電源２９が接続され、ＥＥＰＲＯＭ２８は車両の電源がオフされた時にも、バックアップ用電源２９からの電力供給を受けて、車両の電源がオフされた時点の実変速比やステップモータ２７の作動位置等をプーリ情報として記憶する。
【００２２】
次に図３を用いて、変速コントローラ１２によって行われる、ステッピングモータ２７の初期化動作について説明する。
車両のエンジン始動時や車両の停止中にステップモータ２７の初期化動作を行う際に、変速コントローラ１２はステップ３００において、ＥＥＰＲＯＭ２８にＶベルト式無段変速機１のプーリ情報が記憶されているかどうかの判断を行う。
【００２３】
ＥＥＰＲＯＭ２８にプーリ情報が記憶されていない場合には、ステップ３０１において、変速コントローラ１２はエンジンコントローラ１９に対してエンジンのトルクダウン指示を行う。このエンジンコントローラ１９が行うトルクダウン指示によって、例えばエンジンの最高出力トルクが５０Ｎｍに制限される。
【００２４】
ステップ３０２において、変速制御弁を所望の変速指令値に対応した位置へストロークさせるステップモータ２７の作動位置と、ステップモータ２７への指令値との差異を補正するステップモータ２７の初期化動作を行う。
一方、ステップ３００においてＥＥＰＲＯＭ２８にプーリ情報が記憶されている場合には、ステップ３０２へ進み、ステップモータ２７の初期化動作を行う。
【００２５】
ＥＥＰＲＯＭ２８にプーリ情報が書き込まれていない場合に、ステップモータ２７の初期化動作の前に行われるエンジンのトルクダウン制御は、自動車ディーラ等でのバックアップ電源２９等の修理後、または車両の電源オフ後、再度電源をオンした際に正常にＥＥＰＲＯＭ２８にプーリ情報が書き込まれていた場合に終了する。
なお本実施例において、ステップモータ２７が本発明における変速アクチュエータを構成し、ＥＥＰＲＯＭ２８が本発明における記憶部を構成する。またステップ３００が本発明における記憶判断手段を構成し、ステップ３０１とエンジンコントローラ１９が本発明におけるトルク制限手段を構成する。
【００２６】
本実施例は以上のように構成され、ステップモータ２７の初期化動作を行う際に、バックアップ電源２９等の不具合によりＥＥＰＲＯＭ２８にプーリ情報が記憶されていない場合には、エンジンの出力トルクの制限を行う。これにより、十分なプライマリプーリ圧を確保することができないステップモータ２７の初期化動作中においてアクセルが踏み込まれたとしても、エンジン５の出力トルクが制限されているためＶベルト式無段変速機１に入力されるトルクが小さくなり、プーリ２、３間においてＶベルト４の滑りが発生することがない。
【００２７】
また、急停車した場合などＶベルト式無段変速機１のプーリ比がＨｉ（高速側）状態で車両が停止している場合において、ステップモータ２７の初期化動作を開始しプライマリプーリ圧をドレンしている最中にアクセルが踏まれたとしても、エンジン５の出力トルクが制限されていることにより、プライマリプーリ圧不足によるＶベルト４の滑りが発生することがない。
【００２８】
さらに、エンジンの再始動時や車両の停止時にステップモータ２７の初期化動作を行うものとしたことにより、随時ステップモータ２７の作動位置と指示値とのずれが補正され、Ｖベルト式無段変速機１の変速段を正確に設定することができる。
なお、上記実施例ではエンジンの出力トルクを直接制御することを例示として述べたが、このトルクの制限をプライマリプーリへの入力トルクを制限することによって行ってもよい。即ち、エンジンとプライマリプーリの間に介在するトルクコンバータによって当該制御を行ってもよく、また、エンジンとプライマリプーリの間にクラッチやモータが介在している場合には、それらにより上記トルクの制限が行われるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における実施例を示す図である。
【図２】Ｖベルト式無段変速機の変速制御システムの詳細を示す図である。
【図３】ステップモータの初期化動作時に変速コントローラが行うトルクダウン制御の流れを示す図である。
【符号の説明】
１    Ｖベルト式無段変速機
２    プライマリプーリ
３    セカンダリプーリ
４    Ｖベルト
５    エンジン
６    トルクコンバータ
７    前後進切り替え機構
１１    変速制御油圧回路
１２    変速機コントローラ
１３    プライマリプーリ回転センサ
１４    セカンダリプーリ回転センサ
１５    セカンダリプーリ圧センサ
１６    アクセル開度センサ
１７    インヒビタスイッチ
１８    油温センサ
１９    エンジンコントローラ
２１    オイルポンプ
２３    プレッシャレギュレータ弁
２４    減圧弁
２５    変速制御弁
２６    変速リンク
２７    ステップモータ
２８    ＥＥＰＲＯＭ
２９    バックアップ用電源
【図１】
2004257342.tif 000003
【図２】
2004257342.tif 000004
【図３】
2004257342.tif 000005