(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
停車時に所定条件下でエンジンを自動的に停止するようにしたアイドル運転停止車両の変速装置に、発進クラッチと直列に設けるベルト式無段変速機構のドライブプーリとドリブンプーリとに付与するプーリ側圧を制御する装置において、
エンジン停止状態からの発進時、エンジンの回転速度と吸気負圧とから求めたエンジンの出力トルクに対応するベルト伝達トルクと、発進クラッチの係合力から求めた発進クラッチの伝達トルクに対応するベルト伝達トルクとのうち小さい方のベルト伝達トルクに基づいてプーリ側圧を制御する、
ことを特徴とするアイドル運転停止車両における無段変速機のプーリ側圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、停車時に所定条件下でエンジンを自動的に停止するようにしたアイドル運転停止車両の変速装置に、発進クラッチと直列に設けるベルト式無段変速機構のドライブプーリとドリブンプーリとに付与するプーリ側圧を制御するアイドル運転停止車両における無段変速機のプーリ側圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルト式無段変速機構のドライブプーリとドリブンプーリとに付与するプーリ側圧は、エンジンの出力トルクに対応するベルト伝達トルクに基づいて、ベルトスリップを生じないような値に制御されている。そして、エンジンの出力トルクは、エンジンの回転速度と吸気負圧とから算出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
アイドル運転停止車両において、エンジン停止状態から発進する際は、吸気負圧が発生していない状態からエンジンが始動されるため、エンジン回転速度が或る程度上昇して吸気負圧が大きくなるまで、エンジン回転速度と吸気負圧とから算出するエンジン出力トルクは実際値より大きくなってしまう。その結果、プーリ側圧が過大になって、プーリ及びベルトの耐久性に悪影響が及ぶと共に、プーリのベルト進入点及びベルト離脱点におけるプーリとベルト間のフリクションロスが大きくなって燃費性にも悪影響が及ぶ。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、エンジン停止状態からの発進時にプーリ側圧が過大になることを防止できるようにした制御装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、停車時に所定条件下でエンジンを自動的に停止するようにしたアイドル運転停止車両の変速装置に、発進クラッチと直列に設けるベルト式無段変速機構のドライブプーリとドリブンプーリとに付与するプーリ側圧を制御する装置において、エンジン停止状態からの発進時、エンジンの回転速度と吸気負圧とから求めたエンジンの出力トルクに対応するベルト伝達トルクと、発進クラッチの係合力から求めた発進クラッチの伝達トルクに対応するベルト伝達トルクとのうち小さい方のベルト伝達トルクに基づいてプーリ側圧を制御するようにしている。
【０００６】
エンジン出力トルクが大きくても、ベルト伝達トルク、即ち、無段変速機構の伝達トルクは発進クラッチの伝達トルク以上に大きくなることはない。従って、エンジン出力トルクに対応するベルト伝達トルクと発進クラッチの伝達トルクに対応するベルト伝達トルクとのうち小さい方のベルト伝達トルクに基づいてプーリ側圧を制御しても、ベルトスリップは生じない。
【０００７】
そして、本発明によれば、エンジン回転速度と吸気負圧とから算出するエンジン出力トルクが実際値より大きくなっても、プーリ側圧は発進クラッチの伝達トルクに応じた値に制御されることになり、プーリ側圧が過大になることが防止される。
【０００８】
尚、発進クラッチのクラッチ板の摩擦係数は、個々のクラッチでばらつきがあり、また、経時的に変化するため、発進クラッチの実際の伝達トルクが係合力から求められる通常の伝達トルクを上回ることがあり、この場合、通常の伝達トルクに応じた値にプーリ側圧を制御すると、ベルトスリップを生ずる。そのため、発進クラッチの係合力から求める発進クラッチの伝達トルクは通常の伝達トルクに安全率を掛けた値にすべきである。その結果、発進クラッチの伝達トルクのみに基づいてプーリ側圧を制御すると、プーリ側圧が実際のベルト伝達トルクに比し過大になってしまうことがある。そこで、本発明では、発進クラッチの伝達トルクに対応するベルト伝達トルクよりエンジン出力トルクに対応するベルト伝達トルクの方が小さいときは、後者のベルト伝達トルクに基づいてプーリ側圧を制御するようにしている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は車両の変速装置を示している。この変速装置は、エンジン１にカップリング機構２を介して連結される入力軸３と出力軸４との間に配置したベルト式無段変速機構５と、無段変速機構５の入力側に配置した前後進切換機構６と、無段変速機構５の出力側に配置した油圧クラッチから成る発進クラッチ７とを備えている。
【００１０】
無段変速機構５は、入力軸３上に軸支したドライブプーリ５０と、出力軸４に回り止めして連結したドリブンプーリ５１と、両プーリ５０，５１間に巻掛けした金属Ｖベルト５２とで構成される。各プーリ５０，５１は、固定シーブ５０ａ，５１ａと、固定シーブ５０ａ，５１ａに対し軸方向に相対移動可能な可動シーブ５０ｂ，５１ｂと、可動シーブ５０ｂ，５１ｂを固定シーブ５０ａ，５１ａ側に押圧するシリンダ５０ｃ，５１ｃとで構成され、両プーリ５０，５１のシリンダ５０ｃ，５１ｃへの供給油圧を適宜制御することにより、ベルト５２の滑りを生じない適切なプーリ側圧を発生させると共に両プーリ５０，５１のプーリ幅を変化させ、ベルト５２の巻掛け径を変化させて無段変速を行う。
【００１１】
前後進切換機構６は、入力軸３に結合したサンギア６０と、ドライブプーリ５０に結合したリングギア６１と、入力軸１に軸支したキャリア６２と、キャリア６２に軸支した、サンギア６０とリングギア６１とに咬合する遊星ギア６３と、入力軸１とリングギア６１とを連結可能な前進クラッチ６４と、キャリア６２を固定可能な後進ブレーキ６５とを備える、油圧作動式の遊星ギア機構で構成されている。前進クラッチ６４が係合されると、リングギア６１が入力軸３と一体に回転し、ドライブプーリ６０は入力軸３と同方向（前進方向）に駆動される。また、後進ブレーキ６５が係合されると、リングギア６１がサンギア６０とは逆の方向に回転され、ドライブプーリ６０は入力軸３とは逆方向（後進方向）に駆動される。前進クラッチ６４と後進ブレーキ６５とが共に解放されると、前後進切換機構６を介しての動力伝達が断たれる。
【００１２】
発進クラッチ７は出力軸４に連結されており、該クラッチ７が係合すると、無段変速機構５で変速されたエンジン出力が発進クラッチ７の出力側のギア列８を介して差動機構９に伝達され、差動機構９から車両の左右の駆動輪（図示せず）に駆動力が伝達される。発進クラッチ７が解放されたときには動力伝達が行えず、変速装置は中立状態になる。
【００１３】
また、エンジン１には電動モータ１０が直結されており、電動モータ１０による加速時等のパワーアシストと、減速時のエネルギー回収と、エンジン１の始動とを行う。停車時は、所定条件、例えば、ブレーキがオン、エアコンスイッチがオフ、ブレーキブースタ負圧が所定値以上という条件が成立したときエンジン１を自動的に停止し、その後ブレーキがオフされたとき電動モータ１０によりエンジン１を始動して、エンジン停止状態からの発進を行う。
【００１４】
無段変速機構５の各プーリ５０，５１のシリンダ５０ｃ，５１ｃ、前記クラッチ６４、後進ブレーキ６５及び発進クラッチ７の油圧は油圧回路１１によって制御される。油圧回路１１には、図２に示す如く、エンジン１で駆動される油圧ポンプ１２が設けられており、油圧ポンプ１２からの吐出圧をレギュレータ１３で所定のライン圧に調圧し、このライン圧を元圧として、ドライブプーリ５０とドリブンプーリ５１の各シリンダ５０ｃ，５１ｃの油圧（プーリ側圧）を第１と第２の各調圧弁１４1，１４2で調圧し得るようにしている。各調圧弁１４1，１４2は、ばね１４1a，１４2aで左方の開き側に押圧されると共に、左端の油室１４1b，１４2bに入力するプーリ側圧で右方の閉じ側に押圧されている。更に、第１調圧弁１４1用の第１リニアソレノイド弁１５1と第２調圧弁１４2用の第２リニアソレノイド弁１５2とを設けて、各調圧弁１４1，１４2の右端の油室１４1c，１４2cに各リニアソレノイド弁１５1，１５2からの出力圧を入力し、かくて、第１と第２の各リニアソレノイド弁１５1，１５2によりドライブプーリ５０とドリブンプーリ５１の各プーリ側圧を制御し得るようにしている。また、第１と第２の両リニアソレノイド弁１５1，１５2の出力圧のうち高圧側の出力圧を切換弁１６を介してレギュレータ１３に入力し、この出力圧でライン圧を制御して、ベルト５２の滑りを生じない適切なプーリ側圧を発生させるようにしている。尚、第１と第２の各リニアソレノイド弁１５1，１５2は、ばね１５1b，１５2bで左方の開き側に押圧されると共に、自己の出力圧とソレノイド１５1a，１５2aの電磁力とで右方の閉じ側に押圧されており、モジュレータ弁１７からのモジュレート圧（ライン圧より一定値低い圧）を元圧として、ソレノイド１５1a，１５2aの通電電流値に反比例した油圧を出力する。
【００１５】
発進クラッチ７にはモジュレート圧を供給する油路が接続されており、この油路に第３リニアソレノイド弁１５3が介設されている。第３リニアソレノイド弁１５3は、ばね１５3bと発進クラッチ７の油圧とで右方の閉じ側に押圧されると共に、ソレノイド１５3aの電磁力で左方の開き側に押圧されており、かくて、発進クラッチ７の油圧は、モジュレート圧を元圧として、ソレノイド１５3aの通電電流値に比例して変化する。
【００１６】
前進クラッチ６４と後進ブレーキ６５とには、マニュアル弁１８を介してモジュレート圧が供給されるようになっている。マニュアル弁１８は、図外のセレクトレバーに連動して、パーキング用の「Ｐ」と、後進用の「Ｒ」と、ニュートラル用の「Ｎ」と、通常走行用の「Ｄ」と、スポーティ走行用の「Ｓ」と、低速保持用の「Ｌ」との計５位置に切換自在であり、「Ｄ」「Ｓ」「Ｌ」の各位置でモジュレート圧を前進クラッチ６４に供給し、「Ｒ」位置でモジュレート圧を後進ブレーキ６５に供給し、「Ｎ」「Ｐ」の各位置で前進クラッチ６４と後進ブレーキ６５の両者へのモジュレート圧の供給を停止するように構成されている。尚、マニュアル弁１８には絞り１９を介してモジュレート圧が供給されるようにしている。
【００１７】
前記第１乃至第３リニアソレノイド弁１５1，１５2，１５3は、車載コンピュータから成るコントローラ２０（図１参照）で制御される。コントローラ２０には、エンジン１の点火パルスと、エンジン１の吸気負圧ＰＢやスロットル開度θを示す信号と、ブレーキペダルの踏込みを検出するブレーキスイッチ２１からの信号と、セレクトレバーのセレクトポジションを検出するポジションセンサ２２からの信号と、ドライブプーリ５０の回転速度を検出する速度センサ２３1からの信号と、ドリブンプーリ５１の回転速度を検出する速度センサ２３2からの信号と、発進クラッチ７の出力側の回転速度、即ち車速を検出する速度センサ２３3からの信号と、変速装置の油温を検出する油温センサ２４からの信号とが入力されており、コントローラ２０はこれら信号に基づいて第１乃至第３リニアソレノイド弁１５1，１５2，１５3を制御する。
【００１８】
以下、プーリ側圧の制御について図３を参照して説明する。先ず、Ｓ１のステップでフラグＦ１が１にセットされているか否かを判別する。Ｆ１は、エンジン停止状態からの発進に際し、エンジン１の始動中「１」にセットされ、始動完了で「０」にリセットされる。発進当初は、Ｆ１＝１と判別されるため、Ｓ２のステップに進んで減算式タイマの残り時間ＴＭを所定時間ＹＴＭにセットした後、Ｓ３のステップでフラグＦ２を「０」にリセットし、次に、Ｓ４のステップに進んでプーリ側圧の発進モードでの制御を行う。
【００１９】
エンジン１の始動完了でＦ１＝０になると、Ｓ５のステップでフラグＦ２が「１」にセットされているか否かを判別する。始動完了当初はＦ２＝０になっているため、Ｓ６のステップに進み、エンジン１の点火パルスの入力時間差から算出したエンジン回転速度ＮＥが所定速度ＹＮＥ以上になったか否かを判別する。ＮＥ≧ＹＮＥであれば、Ｓ７のステップでエンジン回転速度ＮＥとドライブプーリ５０の回転速度ＮＤＲとの偏差の絶対値が所定値ＹＮＥＮＤＲになったか否かを判別する。ドライブプーリ５０は、エンジン始動後の油圧回路１１の油圧の立上りで前進クラッチ６４や後進ブレーキ６５に給油されて前後進切換機構６を介しての動力伝達が開始されたところで回転され始める。｜ＮＥ−ＮＤＲ｜≦ＹＮＥＮＤＲになったときは、前後進切換機構６が動力を伝達するインギア状態になったと判断し、Ｓ８のステップでフラグＦ２を「１」にセットした後、Ｓ９のステップに進む。次回からは、Ｓ５のステップから直接Ｓ９のステップに進む。Ｓ９のステップでは、上記減算式タイマの残り時間ＴＭが零になったか否か、即ち、前後進切換機構６のインギア判別時点からの経過時間がＹＴＭになったか否かを判別し、ＴＭ≠０であれば、Ｓ４のステップに進んで発進モードでの制御を継続し、ＴＭ＝０になったとき、Ｓ１０のステップに進んでプーリ側圧の通常モードでの制御を行う。通常モードでは、エンジン回転速度ＮＥと吸気負圧ＰＢとからエンジン１の出力トルクを算出し、この出力トルクに対応するベルト伝達トルクに基づいてベルトスリップを生じないようにプーリ側圧を制御する。
【００２０】
発進モードでは、図４に示す如く、先ず、Ｓ４−１のステップで発進クラッチ７の伝達トルクＴＱＳＣＸを検索する。ＴＱＳＣＸは、図５に示す如く、発進クラッチ７の係合力たるクラッチ圧（発進クラッチの油圧）に応じた通常の伝達トルク（点線）にクラッチ板の摩擦係数のばらつきを考慮した安全率を掛けた値に設定されており、現時点のクラッチ圧に対応するＴＱＳＣＸの値をテーブル検索する。尚、クラッチ圧は、発進当初、発進クラッチ７の無効ストロークを詰める程度の油圧に制御し、前後進切換機構６のインギア後に通常走行時の油圧に上昇させるようにしている。
【００２１】
ＴＱＳＣＸを検索すると、次に、Ｓ４−２のステップに進み、ＴＱＳＣＸをエンジン停止時の無段変速機構５の減速比ＩＳＲＡ１０で除して、ＴＱＢＬＴＳＣＸを算出する。次に、Ｓ４−３のステップに進み、ＴＱＢＬＴＳＣＸに所定値ＴＱＩＳＳＴを加算してベルト伝達トルクＴＱＢＬＴＳＣを算出する。尚、ＴＱＩＳＳＴは、静止状態のドリブンプーリ５１を回転させるのに必要なドリブンプーリ５１のイナーシャ分のトルクを考慮したものであり、例えば、無段変速機構５の減速比を最大（ローレシオ）にしてエンジン回転速度を３００ｍｓｅｃで１０００ｒｐｍまで上昇させたときにベルト５２に作用するドリブンプーリ５１のイナーシャによる負荷トルクに相当する値に設定される。
【００２２】
次に、Ｓ４−４のステップでエンジン回転速度ＮＥと吸気負圧ＰＢとから求めるエンジン出力トルクに対応するベルト伝達トルクＴＱＢＬＴＮＯＲＭを算出する。そして、Ｓ４−５のステップでＴＱＢＬＴＮＯＲＭがＴＱＢＬＴＳＣ以上になっているか否かを判別し、ＴＱＢＬＴＮＯＲＭ≧ＴＱＢＬＴＳＣであれば、Ｓ４−６のステップでドライブプーリ５０の伝達トルクＴＱＤＲをＴＱＢＬＴＳＣに設定し、ＴＱＢＬＴＮＯＲＭ＜ＴＱＢＬＴＳＣであれば、Ｓ４−７のステップでＴＱＤＲをＴＱＢＬＴＮＯＲＭに設定する。
【００２３】
次に、Ｓ４−８のステップでドライブプーリ５０の回転速度ＮＤＲが所定速度ＹＮＤＲ以下か否かを判別する。ＹＮＤＲは、ドライブプーリ５０が低回転であると、ドライブプーリ５０の回転速度ＮＤＲやドリブンプーリ５１の回転速度ＮＤＮの検出精度が悪くなって、無段変速機構５の減速比ＲＡＴ１０（＝ＮＤＲ／ＮＤＮ）を正確に算出できなくなることを考慮したものであり、減速比の算出精度を確保できるＮＤＲの下限値に設定されている。そして、ＮＤＲ≦ＹＮＤＲであれば、Ｓ４−９のステップでドリブンプーリ５１の伝達トルクＴＱＤＮをＴＱＤＲに最大減速比ＹＬＯＷを乗算した値に設定し、ＮＤＲ＞ＹＮＤＲであれば、Ｓ４−１０のステップでＴＱＤＮをＴＱＤＲにその時点で計測された減速比ＲＡＴ１０を乗算した値に設定する。
【００２４】
以上の如くしてＴＱＤＲ、ＴＱＤＮを設定すると、Ｓ４−１１のステップでＴＱＤＲに対応するドライブプーリ５０の側圧ＰＤＲと、ＴＱＤＮに対応するドリブンプーリ５１の側圧ＰＤＮとを算出し、第１と第２のリニアソレノイド弁１５1，１５2に対しＰＤＲ，ＰＤＮの油圧指令を出力する。
【００２５】
以上の制御によれば、エンジン停止状態からの発進当初、吸気負圧ＰＢが小さくてエンジン出力の算出値が誤って大きな値になっても、Ｓ４−５のステップでＴＱＢＬＴＮＯＲＭ≧ＴＱＢＬＴＳＣと判定されて、ＴＱＤＮは発進クラッチ７の伝達トルクで規定されるベルト伝達トルクＴＱＢＬＴＳＣに設定され、プーリ側圧が実際のベルト伝達トルクに比し過大になることが防止される。また、吸気負圧ＰＢが正常に検出できる領域になって、ＴＱＢＬＴＮＯＲＭ＜ＴＱＢＬＴＳＣと判定されれば、ＴＱＤＮはエンジン出力トルクで規定されるベルト伝達トルクＴＱＢＬＴＮＯＲＭに設定される。そのため、発進クラッチ７の伝達トルクを安全率を掛けて高めに設定しておいても、プーリ側圧を適切に制御できるようになる。
【００２６】
尚、上記実施形態では、発進クラッチ７を油圧クラッチで構成したが、発進クラッチ７を電磁クラッチ等の油圧クラッチ以外のもので構成する場合にも同様に本発明を適用できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、エンジン停止状態からの発進時にプーリ側圧が過大になることを防止でき、プーリやベルトの耐久性が向上すると共に、フリクションロスが低減して燃費性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で制御する無段変速機構を具備する変速装置の一例を示すスケルトン図
【図２】  図１の変速装置の油圧回路を示す図
【図３】  プーリ側圧の全体的な制御プログラムを示すフローチャート
【図４】  プーリ側圧の発進モードでの制御プログラムを示すフローチャート
【図５】  発進クラッチの伝達トルクのデータテーブルを示すグラフ
【符号の説明】
１  エンジン                ５  無段変速機構
５０  ドライブプーリ        ５１  ドリブンプーリ
５２  ベルト                  ７発進クラッチ
２０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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