(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、前記原動機の出力を車両の駆動輪に伝達する動力伝達装置とを含む車両駆動装置であって、
前記動力伝達装置は、前記原動機により駆動されるポンプから供給される作動流体により変速動作を行う連続可変比変速機構を含み、
さらに、
運転者が前記動力伝達装置を中立状態に制御操作したことを検出する中立操作検出手段と、
車両の速度を検出する車速センサと、
前記車両の速度と、０ｋｍ／ｈまたは極低速の所定の速度と比較することにより、車両が走行中か否かを判定する走行判定手段と、
前記中立操作検出手段により中立状態への制御操作が検出された場合において、前記走行判定手段により車両が走行中であると判定されたときには、車両が走行中でないときの前記原動機の回転速度の制御目標値より高い回転速度に前記原動機を制御する回転速度制御手段と、
を含む、
車両駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両駆動装置において、前記高い回転速度は、前記動力伝達装置の変速動作が可能な作動流体圧を前記ポンプが達成できる最低の回転速度である、車両駆動装置。
【請求項３】
請求項１および２に記載の車両駆動装置において、
前記回転速度制御手段は、前記作動流体の流体圧回路を閉止して前記連続可変比変速機構の変速比を保持する制御を行う所定の車両速度以上であることが、前記車速センサにより検出された場合にのみ前記回転速度制御を行う、
車両駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機により駆動されるポンプから供給される作動流体により変速動作を行う変速機構を含む動力伝達装置を備えた車両駆動装置に関し、特にその制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力側、出力側の二つのプーリにベルトが掛け渡され、ベルトが掛かっている位置によりプーリ半径が変更可能な変速機構が知られている。このプーリのベルトと接触する面を円錐側面またはその一部とすれば、前記プーリ半径の選択において連続的な値を採ることができるので、連続可変比の変速機構とすることができる。
【０００３】
このような変速機構を採用した車両の動力伝達機構の一例が特開平１−１９３４５３号公報に記載されている。この公報の装置において、前記二つのプーリそれぞれが、略円錐または円錐台形状の二つのシーブから構成され、これらのシーブは、円錐等の形状の側面が対向するように配置されている。ベルトは、シーブの前記側面に挟持されている。シーブの間隔を変更することによりベルトの巻き掛かっている位置の半径を変更することができる。入出力側のそれぞれのプーリにおいて、シーブの間隔を制御することにより、ベルトの巻き掛かっている位置を制御し、入出力プーリの回転速度の比、すなわち変速比を制御することができる。
【０００４】
シーブ同士の間隔の変更は、一方のシーブを、流体圧アクチュエータによって移動させて実行される。また、ベルトからの反力に抗して、シーブの位置を維持するために、所定の圧力の作動流体が供給される必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記の装置において、作動流体の供給が、車両の原動機により駆動されるポンプによりなされる場合、原動機の回転速度が低下したとき、前記ポンプの吐出量が低下して流体圧を確保できない場合がある。特に、車両走行中に運転者が変速機構を中立状態に制御操作した場合、原動機の回転速度は、その制御範囲の最も低い値に制御される。このとき、前記ポンプの作動流体吐出量および流体圧が、走行中にかかわらず低下するという問題があった。
【０００６】
前記公報の装置においては、供給される作動流体の圧力に減少傾向が見られたときに、流体圧回路のリターン側を閉止し、流体圧の低下を防止しているが、このような構成を設けると、流体圧回路の構成が複雑となり、ひいてはコストの上昇につながるという問題がある。
【０００７】
本発明は、前述の課題を解決するためになされたものであり、車両走行中において、動力伝達装置に作動流体を供給するポンプの吐出量を動力伝達装置の動作が確保できる値とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明は、車両走行中において、動力伝達装置を中立状態にする操作がなされたときに、原動機の回転速度を、車両停止時における制御目標値に比して高い回転速度に制御する。この高い回転速度は、原動機に駆動されるポンプの吐出圧力が、動力伝達装置を動作可能とするに十分な値となる回転速度である。好適には、この回転速度は、動力伝達装置の動作に十分な値の最低の回転速度に制御される。
【０００９】
また、車両走行中とは、車両が、作動流体の流体圧回路を閉止して連続可変比変速機構の変速比を保持する制御を行う所定の車両速度以上で走行している状態のことである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の車両駆動装置１の概略構成を示す図である。原動機としてのエンジン２の出力は、動力伝達装置３を介して駆動輪４に伝達され、車両を駆動する。車両駆動装置１を制御する制御部５は、エンジン２の運転状態や動力伝達装置３の動作状態などの車両の走行状態を示す所定のパラメータから、エンジン２および動力伝達装置３の所定の制御パラメータを算出する。制御パラメータは、例えば、スロットル弁開度、燃料噴射量、変速比などであり、これらを制御することにより、エンジン２、動力伝達装置３が所定の状態に制御される。
【００１２】
図２は、ＣＶＴ（連続可変比変速機構）を含む動力伝達装置３の概略構成図である。エンジン２の出力は、流体伝達機構としてのトルクコンバータ１０、前後進切換機構１２、ＣＶＴ１４、減速機構１６、差動装置１８を介してドライブシャフト２０に伝達され、車両を駆動する。
【００１３】
トルクコンバータ１０のフロントカバー２２は、エンジン２の動力により回転し、この回転をポンプインペラ２４、作動流体ポンプ２６に伝達する。作動流体ポンプ２６は、動力伝達装置３の各部の油圧制御機構に対し作動流体を供給する。また、この作動流体は潤滑油としても機能する。ポンプインペラ２４は、トルクコンバータ１０内に満たされた作動流体をタービンライナ２８に対して送り出し、これを受けてタービンライナ２８が回転する。タービンライナ２８はトルクコンバータ出力軸３０と共に回転するように結合され、これによりタービンライナ２８の回転がトルクコンバータ１０の出力となる。タービンライナ２８を通過した作動流体は、ステータライナ３２を通過し、ポンプインペラ２４に送られる。ステータライナ３２は、一方向クラッチ３４を介して支持されている。トルクコンバータ１０の入出力の速度比が比較的低い領域（クラッチ点以下）では、一方向クラッチ３４が係止状態となり、ステータライナ３２が固定される。このとき、ステータライナ３２はタービンライナ２８から送出された作動流体の向きを変え、ポンプインペラ２４の回転後方よりこれに向けて作動流体を送り込む。これによってトルクが増幅される。トルクコンバータ１０の速度比がクラッチ点を超えると、タービンライナ２８から送出される作動流体は、ステータライナ３２の背面に当たるように流れ、これにより一方向クラッチ３４が解放状態となり、ステータライナ３２が空転する。このとき、トルク増幅は行われず、トルクコンバータ１０は、流体継手として機能する。
【００１４】
トルクコンバータ１０は、直結機能を有する。直結クラッチプレート３６は、フロントカバー２２に対向するように配置され、またトルクコンバータ出力軸３０に対し、一体となって回転し、また軸方向に摺動可能に支持されている。また、フロントカバー２２と接触する外周部と、出力軸３０に支持される中央部の間には、ねじり方向の衝撃、振動を吸収するねじりダンパ３８が配置されている。直結時には、制御部５により制御される流体圧制御回路４０からの作動流体が直結クラッチプレート３６の背面側４２に供給され、この圧力によって当該プレート３６が図中右方向に摺動し、フロントカバー２２に係合する。これによって、作動流体を介さずに動力伝達がなされる。直結状態を解除する場合には、直結クラッチプレート３６の前面側４４に作動流体が供給され、この圧力によって当該プレート３６が図中左方向に摺動し、フロントカバー２２より離される。
【００１５】
前後進切換機構１２は、２列のプラネタリギアを有する、いわゆるダブルプラネタリ式遊星歯車機構として構成される。サンギア４６は、トルクコンバータ出力軸３０に結合されている。また、２列のプラネタリギア４８は共通のキャリア５０に回動可能に支持されている。キャリア５０は、前進用クラッチ５２を介してトルクコンバータ出力軸３０に結合されている。キャリア５０はまた、ＣＶＴ１４の入力軸５４とも結合されている。リングギア５６には、後進用ブレーキ５８が係合可能となっている。
【００１６】
前進時には、流体圧制御回路４０からの作動流体の供給によって前進用クラッチ５２が係合状態となり、トルクコンバータ出力軸３０とＣＶＴ入力軸５４が直結状態となる。後進時には、前進用クラッチ５２が解放状態に制御される一方、流体圧制御回路４０からの作動流体の供給により後進用ブレーキ５８が係合状態に制御される。これにより、トルクコンバータ出力軸３０とキャリア５０が互いに逆方向に回転する。すなわち、前後進切換装置１２の前後において回転方向が逆転する。
【００１７】
なお、前進用クラッチ５２および後進用ブレーキ５８を共に解放することによって、伝達装置が中立状態となる。
【００１８】
ＣＶＴ１４は、ＣＶＴ入力軸５４と一体に回転する入力側プーリ６０と、出力側プーリ６２と、これらのプーリ６０，６２に巻掛けられたベルト６４を有する。出力側プーリ６２は、ＣＶＴ出力軸６６を回転させ、動力を減速機構１６に送り出す。
【００１９】
入力側プーリ６０は、さらに固定シーブ６８と可動シーブ７０を備えている。これらのシーブ６８，７０は、ＣＶＴ入力軸５４の方向に並列配置され、その対向する面が円錐または円錐台の側面に形成されている。可動シーブ７０は、ＣＶＴ入力軸５４と一体に回転する一方、それ自身が流体圧アクチュエータとして機能し、流体圧制御回路４０による作動流体の供給量の制御により軸方向に移動する。可動シーブ７０の移動によって、前記円錐等の側面形状に形成された二つのシーブ６８，７０の対向する面の間隔が変更される。出力側プーリ６２も、入力側と同様に、略円錐側面形状の対向面を有する固定シーブ７２と可動シーブ７４を備えている。可動シーブ７４も、作動流体の供給量の制御によって軸方向に移動し、これにより二つのシーブ７２，７４の間隔が変更される。
【００２０】
ベルト６４は、入力側、出力側プーリ６０，６２のそれぞれの固定シーブ６８，７２と可動シーブ７０，７４の対向面の形状と係合する概略台形の断面形状を有し、固定シーブ６８，７２と可動シーブ７０，７４に挟まれるように保持されている。固定シーブ６８，７２と可動シーブ７０，７４の間隔が変化することにより、ベルト６４の巻きかかっている位置の回転半径が変化する。また、ベルト６４が巻きかかっている位置の回転半径が入出力側で変化することにより、ＣＶＴの入出力軸５４，６６の速度比が変化する。可動シーブ７０，７４の位置は、連続的に任意の位置に決定可能であるので、ＣＶＴ１４の変速比γも所定の範囲において連続的な値を採ることができる。
【００２１】
図２に示すように、車両駆動装置１を制御するために、制御部５には、車両の速度を検出する車速センサ７６、エンジン２の回転速度を検出するＮＥセンサ７８、レバーにより選択されたシフト位置を検出するシフトセンサ８０、アクセルペダルの操作量を検出するペダルセンサ８２、ＣＶＴ入力軸５４の回転速度を検出する回転速度センサ８４、作動流体の温度を検出する温度センサ８６などの各種センサからの信号が入力されている。制御部５は、これらのセンサからの出力値に基づいてＣＶＴ１４を制御する。車両に要求される駆動力は、アクセル操作量が大きいほど大きく、車速が高いほど小さい。したがって、制御部５は、要求される駆動力を達成するためのエンジン出力が得られるよう、アクセル操作量や車速などに基づいてＣＶＴ１４の目標入力回転速度を算出し、ＣＶＴ入力軸５４の回転速度、すなわち入力回転速度が、この目標入力回転速度となるようにＣＶＴ１４の変速比を制御する。
【００２２】
前述のように、ＣＶＴ１４の可動シーブ７０，７４は、流体圧によりその移動が制御されている。さらに、ベルト６４の張力が、対向するシーブ同士を離す方向の力を発生させるため、可動シーブの位置を維持するにも所定値以上の流体圧が必要となる。流体圧は、作動流体ポンプ２６により発生するから、流体圧を確保するためには、作動流体ポンプ２６の能力が確保されなければならない。すなわち、作動流体ポンプ２６の回転速度が所定の能力を確保できる値以上でなければならない。
【００２３】
本実施形態の場合、作動流体ポンプ２６はエンジン２により機械的に結合されているため、作動流体ポンプ２６の回転速度を所定値以上とするということはエンジン２の回転速度を所定値以上とすることに等しい。本実施形態においては、車両走行中、運転者が動力伝達装置のシフトレンジを通常走行に用いるレンジ、例えばいわゆるＤレンジなどに選定していれば、エンジン２の回転速度は、作動流体ポンプ２６が所期の性能を発揮できる速度に保たれるよう設定されている。
【００２４】
しかし、運転者が誤って又は故意に動力伝達装置を中立状態に、すなわちいわゆるＮレンジに制御操作した場合状況が異なってくる。従来技術であげたような通常の車両では、Ｎレンジは車両停止時に選択されることが想定されており、これが選択されるとエンジン２は、燃料消費等を考慮したあらかじめ設定された低い回転速度に制御される。この回転速度では、作動流体ポンプ２６は所期の性能を発揮できない。想定されているとおり、車両停止時であれば、所定の流体圧または流量が発生しなくても問題ない。しかし、走行中にＮレンジが選択され、作動流体ポンプ２６が所期の性能を発揮できないと、可動シーブ７０，７４の制御が十分に達成されない場合が生じる。例えば、流体圧や流量が不足することにより、変速に必要な作動流体の流量を確保することができず変速応答性が悪化する。特に、急制動により停止する場合、急速に速度比を最大値へと戻すことが必要となるが、変速応答性が十分でないと、速度比の戻しが十分に達成されない場合が生じる。そこで、本実施形態においては、Ｎレンジが選択されたとしても走行中であれば、エンジン回転速度をアイドル回転速度ではなく、これより高い、作動流体ポンプ２６が十分に性能を発揮できるような回転速度とする制御が実行される。
【００２５】
図３は、前記の制御のフローチャートである。Ｎレンジが選択されたことは、車室内にあるシフトレバーの位置、すなわち選択されたレンジを検出するシフトセンサ８０の出力により判定できる。Ｎレンジが選択されたと判断されると（Ｓ１０）、車両が走行中であるかが判定される（Ｓ１２）。車両走行中の判定は、例えば車速センサ７６の出力により行うことができる。車速センサ７６に基づき車速０ｋｍ／ｈが判定されたとき以外を走行中と判定することもできるが、本実施形態では、極低速の所定の速度、例えば５ｋｍ／ｈ以上の場合を走行中と判定している。この理由は後述する。
【００２６】
車両が走行中であると判定されると、エンジン回転速度があらかじめ設定された所定値未満であるかが判定される（Ｓ１４）。この所定の回転速度は、作動流体ポンプ２６が所期の性能を発揮できる、すなわち流体圧、流量が所期の圧力以上となる回転速度であり、本実施形態の場合、燃料消費の増加を防ぐために、作動流体ポンプ２６が変速のために最低限の性能を発揮できる回転速度である１１００ｒｐｍに設定されている。また、この回転速度は、アイドル回転速度７５０ｒｐｍに対して高めの値になっている。この回転速度に達していない場合、エンジン回転速度を前記所定の回転速度（１１００ｒｐｍ）となるようにエンジンの制御が実行される（Ｓ１６）。
【００２７】
ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１４のいずれかにおいてＮｏの判定がなされた場合、ステップＳ１６に基づく回転速度制御は実行されない。
【００２８】
本実施形態において、走行中か否かの判定のしきい値を５ｋｍ／ｈとしている点について説明する。車両の停止直前では、ＣＶＴ１４のベルト６４の滑りが発生しやすい。これは、動力伝達装置に加わるブレーキトルクがこのとき最大となること、およびエンジン回転速度が低下しており流体圧が低いことなどが原因となっている。そこで、ベルト滑りの発生する以前に可動シーブ７０，７４の移動を終了し、また作動流体戻り側の回路を閉止して、シーブ７０，７４のアクチュエータ内の作動流体を保持する制御を行っている。このシーブ７０，７４の移動を停止する車速が５ｋｍ／ｈとなっている。よって、これ未満の速度では、シーブ７０，７４は、流体圧回路を閉止することによりその位置に保持されるので、作動流体ポンプ２６からの作動流体の供給は必要なくなっている。つまり、５ｋｍ／ｈ未満の車速では、作動流体ポンプ２６は所期の能力を発揮する必要はなく、エンジン２の回転速度も高める必要がない。
【００２９】
以上のように本実施形態によれば、車両走行中にＮレンジが選択されても、動力伝達装置に動作に必要な流体圧および流量が確保される。また、流体圧等の確保の方法として、アイドル回転速度において、十分な流体圧等が得られるように作動流体ポンプ２６の能力を設定しているのではなく、必要な能力が発揮される回転速度となるように制御を行っている。アイドル回転速度において十分な流体圧等を得られるように作動流体ポンプ２６の能力を設定すると、車両が停止してアイドル回転速度に制御されているときにも、ポンプ２６の作動による損失が大きく、燃料消費が増加する。本実施形態によれば、アイドル回転速度ではポンプ２６の吐出量は少なく、損失も小さい。よって、アイドル時の燃料消費を低減する一方で、走行中のＮレンジ操作にも対応することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、車両走行中に動力伝達装置が中立状態に制御されても、動力伝達装置に供給される作動流体の流体圧や流量を変速動作に必要な値とし、変速速度を十分な値とすることができる。十分な変速応答性を得ることができるので、例えば、急制動時に変速機構の変速比を、車両停止までの間に最大値とすることができ、発進の際の変速比を確保することができる。
【００３１】
また、車両走行中、動力伝達装置が中立状態に制御されたときに、原動機の回転速度を、所期の変速動作が十分達成される最低の回転速度とすることにより、例えば燃料消費の増加が抑えられる。
【００３２】
また、車両走行中の判定を、完全に停止した状態ではなく、変速比が変速動作によって停止時の制御目標値となったとみなせる速度以上であることをもって、判定することにより、例えばこの速度以下のときに原動機の回転速度を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態の車両駆動装置の概略構成を示す図である。
【図２】  本実施形態の動力伝達装置の概略構成を示す図である。
【図３】  本実施形態の制御フローを示すチャートである。
【符号の説明】
１  車両駆動装置、２  エンジン（原動機）、３  動力伝達装置、５  制御部（制御手段）、１０  トルクコンバータ、１２  前後進切換機構、１４  ＣＶＴ（連続可変比変速機構）、４０  流体圧制御回路（制御手段）、６０  入力側プーリ、６２  出力側プーリ、６４  ベルト、６８  （入力側）固定シーブ、７０（入力側）可動シーブ、７２  （出力側）固定シーブ、７４  （出力側）可動シーブ、７６  車速センサ（走行検出手段）、７８  ＮＥセンサ、８０  シフトセンサ。
【図１】
0004378844.tif 000002
【図２】
0004378844.tif 000003
【図３】
0004378844.tif 000004