(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）に接続されたインプットシャフト（６）と、駆動輪（Ｗ）に接続されたアウトプットシャフト（９）と、インプットシャフト（６）及びアウトプットシャフト（９）間に設けられた無段変速機（Ｔ）と、無段変速機（Ｔ）及び駆動輪（Ｗ）間に設けられた発進用クラッチ（２８）とを備えた車両において、
車両の停止状態でドライバーにより操作されて車両の特定の発進モードを選択し得るセレクトレバー又はモード切換スイッチ（５７）を車両に設け、それらセレクトレバー又はモード切換スイッチ（５７）により選択した特定の発進モードに基づいて無段変速機（Ｔ）を特定の変速比に制御した後に発進を行うことを特徴とする、車両における発進制御方法。
【請求項２】
前記無段変速機（Ｔ）がシングルプラネタリギヤ式の前後進切換機構（１９）を備えており、この前後進切換機構（１９）の減速比が１よりも大きくなる後進発進モードが前記セレクトレバーの操作により選択されたときに無段変速機（Ｔ）をシフトアップ側に制御することを特徴とする、請求項１記載の車両における発進制御方法。
【請求項３】
前記発進モードが雪路発進を行うための雪路発進モードを含み、その雪路発進モードが前記モード切換スイッチ（５７）により選択されたときに無段変速機（Ｔ）をシフトアップ側に制御することを特徴とする、請求項１記載の車両における発進制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに接続されたインプットシャフトと、駆動輪に接続されたアウトプットシャフトと、インプットシャフト及びアウトプットシャフト間に設けられた無段変速機と、無段変速機及び駆動輪間に設けられた発進用クラッチとを備えた車両に関し、特にその発進制御方法に関する
【０００２】
【従来の技術】
ベルト式無段変速機を備えた車両において、前進走行レンジと後進走行レンジとを切り換えるためにプラネタリギヤ式の前後進切換機構を採用することは良く行われている。このようなプラネタリギヤ式の前後進切換機構には、相互に噛合する一対のプラネタリギヤの一方をサンギヤに噛合させ、他方をリングギヤに噛合させたダブルプラネタリギヤ式のものと、各プラネタリギヤをサンギヤ及びリングギヤに同時に噛合させたシングルプラネタリギヤ式のものとがあるが、コスト削減のために構造が簡単な前記シングルプラネタリギヤ式のものを採用すると次のような問題が発生する。
【０００３】
即ち、前進発進時にフォワードクラッチでサンギヤとリングギヤとを結合すると前後進切換機構の減速比は１．０になるが、後進発進時にリバースブレーキでキャリヤの回転を拘束すると前後進切換機構の減速比は１．０よりも大きくなって減速が行われてしまう。このように前後進切換機構の減速比が１．０よりも大きくなるとベルト式無段変速機に過剰なトルクが作用して耐久性に影響がある。そこで、特開昭６３−８７３３２号公報に記載されたものは、後進発進時に発進用クラッチを係合させると同時にベルト式無段変速機の変速比をＬＯＷからＯＤ側にシフトアップすることにより、前後進切換機構及びベルト式無段変速機を含む全体の変速比を前進発進時の変速比を同じになるように制御し、ベルト式無段変速機に過剰な負荷が作用しないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来のものは、発進用クラッチがエンジンとベルト式無段変速機との間に配置されているため、発進用クラッチを係合してベルト式無段変速機を駆動しないと変速比を制御することができず、そのために後進発進時に発進用クラッチの係合とベルト式無段変速機のシフトアップとを同時に行っている。このとき、何らかの理由でベルト式無段変速機のシフトアップが遅れて発進用クラッチが先に係合すると、ベルト式無段変速機に過剰なトルクが作用して耐久性に影響が及ぶ問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、後進発進モード等の特定の発進モードが検出されたときに、その発進を適切な変速比で適切に行うことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、エンジンに接続されたインプットシャフトと、駆動輪に接続されたアウトプットシャフトと、インプットシャフト及びアウトプットシャフト間に設けられた無段変速機と、無段変速機及び駆動輪間に設けられた発進用クラッチとを備えた車両において、車両の停止状態でドライバーにより操作されて車両の特定の発進モードを選択し得るセレクトレバー又はモード切換スイッチを車両に設け、それらセレクトレバー又はモード切換スイッチにより選択した特定の発進モードに基づいて無段変速機を特定の変速比に制御した後に発進を行うことを特徴とする。
【０００７】
また請求項２に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記無段変速機がシングルプラネタリギヤ式の前後進切換機構を備えており、この前後進切換機構の減速比が１よりも大きくなる後進発進モードが前記セレクトレバーの操作により選択されたときに無段変速機をシフトアップ側に制御することを特徴とする。
【０００８】
また請求項３に記載された発明は、請求項１の構成に加えて、前記発進モードが雪路発進を行うための雪路発進モードを含み、その雪路発進モードが前記モード切換スイッチにより選択されたときに無段変速機をシフトアップ側に制御することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図９は本発明の一実施例を示すもので、図１はベルト式無段変速機の全体構成図、図２は図３〜図５のマップ、図３は図２のＡ部拡大図、図４は図２のＢ部拡大図、図５は図２のＣ部拡大図、図６は後進発進時の作用を説明するフローチャート、図７はＬＯＷ発進時と２ＮＤ発進時との相違を説明するタイムチャート、図８はＬＯＷ発進時と２ＮＤ発進時との相違を説明する変速特性図、図９はメインルーチンのフローチャートである。  図１〜図５に示すように、車両用のベルト式無段変速機Ｔは、左サイドカバー１及び右サイドカバー２により挟まれたトランスミッションケース３を備えており、このトランスミッションケース３に左右のボールベアリング４，５によりインプットシャフト６の左右両端が支持されるとともに、左カバー１及びトランスミッションケース３にそれぞれローラベアリング７及びボールベアリング８によりアウトプットシャフト９の左右両端が支持される。エンジンＥのクランクシャフト１０の右端は、フライホイール付きダンパー１１を介してインプットシャフト６の左端に接続される。
【００１１】
インプットシャフト６に支持されたドライブプーリ１２は、該インプットシャフト６に対して相対回転自在な固定側プーリ半体１２1 と、この固定側プーリ半体１２1 に対して軸方向摺動自在な可動側プーリ半体１２2 とを備える。可動側プーリ半体１２2 は、油室１３に作用する油圧により固定側プーリ半体１２1 との間の溝幅が可変である。アウトプットシャフト９に支持されたドリブンプーリ１４は、該アウトプットシャフト９に一体に形成された固定側プーリ半体１４1 と、この固定側プーリ半体１４1 に対して軸方向摺動自在な可動側プーリ半体１４2 とを備える。可動側プーリ半体１４2 は、油室１５に作用する油圧により固定側プーリ半体１４1 との間の溝幅が可変である。そしてドライブプーリ１２とドリブンプーリ１４との間に、２条のストラップに多数の押し駒を装着した無端ベルト１６が巻き掛けられる。
【００１２】
トランスミッションケース３と右カバー２との間に延出するインプットシャフト６の右端に、前進変速段を確立する際に係合してインプットシャフト６の回転を同方向にドライブプーリ１２に伝達するフォワードクラッチ１７と、後進変速段を確立する際に係合してインプットシャフト６の回転を逆方向にドライブプーリ１２に伝達するリバースブレーキ１８とを備えた、シングルプラネタリギヤ式の前後進切換機構１９が設けられる。
【００１３】
前後進切換機構１９の構造を説明すると、インプットシャフト６と一体に回転するクラッチインナー２０にサンギヤ２１が一体に形成されており、クラッチインナー２０に相対回転自在に支持したプラネタリキャリヤ２２に、前記サンギヤ２１に噛合する複数のプラネタリギヤ２３…が支持される。ドライブプーリ１２の固定側プーリ半体１２1 と一体に回転するクラッチアウター２４に、前記プラネタリギヤ２３…が噛合するリングギヤ２５が形成される。
【００１４】
フォワードクラッチ１７は油室２６に作用する油圧で係合し、その係合によって前記クラッチインナー２０とクラッチアウター２４とを結合する。その結果、サンギヤ２１とリングギヤ２５とが一体化され、インプットシャフト６にドライブプーリ１２が結合される。リバースブレーキ１８は油室２７に作用する油圧で係合するもので、その係合によって前記プラネタリキャリヤ２２をトランスミッションケース３に結合する。その結果、プラネタリキャリヤ２２の回転が拘束され、インプットシャフト６の回転はクラッチインナー２０、サンギヤ２１、プラネタリギヤ２３…、リングギヤ２５及びクラッチアウター２４を経てドライブプーリ１２に伝達される。このとき、ドライブプーリ１２の回転方向はインプットシャフト６の回転方向に対して逆方向になり、その回転数は次式で示す減速比Ｉで減速される。
【００１５】
Ｉ＝Ｚｒ／Ｚｓ＞１
Ｚｒ；リングギヤの歯数
Ｚｓ；サンギヤの歯数
本実施例では、Ｉ＝１．７に設定される。
【００１６】
アウトプットシャフト９の左端に設けられる発進用クラッチ２８は、アウトプットシャフト９にボールベアリング２９，２９で相対回転自在に支持した第１中間ギヤ３０を、アウトプットシャフト９と一体のドリブンプーリ１４の固定側プーリ半体１４1 に結合する。左カバー１及びトランスミッションケース３にボールベアリング３１及びローラベアリング３２で支持した中間軸３３に、前記第１中間ギヤ３０に噛合する第２中間ギヤ３４が設けられる。
【００１７】
左カバー１及びトランスミッションケース３にディファレンシャル３５のギヤボックス３６がボールベアリング３７，３８を介して支持されており、そのギヤボックス３６に設けた入力ギヤ３９に、前記中間軸３３に設けた第３中間ギヤ４０が噛合する。ギヤボックス３６にピニオンシャフト４１を介して支持した一対のピニオン４２，４２に、ギヤボックス３６に相対回転自在に支持した左車軸４３及び右車軸４４の先端に設けたサイドギヤ４５，４６が噛合する。左車軸４３及び右車軸４４の先端にそれぞれ駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。
【００１８】
図１から明らかなように、電子制御ユニットＵｅにはドライブプーリ１２の回転数ＮDRを検出するドライブプーリ回転数センサ５２と、ドリブンプーリ１４の回転数DNを検出するドリブンプーリ回転数センサ５３と、図示せぬセレクトレバーがリバースレンジを選択したことを検出するリバーススイッチ５４と、車体重量を検出する車体重量センサ５５と、道路の勾配（車体の前後傾斜角）を検出する勾配センサ５６と、通常発進モード及び雪路発進モードを選択するモード切換スイッチ５７とからの信号が入力される。電子制御ユニットＵｅは前記各センサ及びスイッチからの信号に基づいて後述する複数の発進モードを検出し、その検出結果に基づいて油圧制御ユニットＵｈに制御信号を出力する。油圧制御ユニットＵｈは、前記ドライブプーリ１２及びドリブンプーリ１４の溝幅、即ちベルト式無段変速機Ｔの変速比と、フォワードクラッチ１７の係合状態と、リバースブレーキ１８の係合状態と、発進用クラッチ２８の係合状態とを制御する。
【００１９】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２０】
セレクトレバーでフォワードレンジを選択すると、電子制御ユニットＵｅからの指令で先ずフォワードクラッチ１７が係合して前後進切換機構１９のクラッチインナー２０とクラッチアウター２４とを結合し、インプットシャフト６にドライブプーリ１２を一体に結合する。続いて発進用クラッチ２８が係合してエンジンＥのトルクが駆動輪Ｗ，Ｗに伝達され、車両は前進発進する。このとき、前後進切換機構１９での減速比はインプットシャフト６にドライブプーリ１２が一体に結合されているために１．０になり、またベルト式無段変速機Ｔの変速比はＬＯＷレシオの２．５に設定されているため、全体の変速比は１．０×２．５＝２．５になってエンジンＥのトルクの２．５倍のトルクが発進用クラッチ２８に伝達される。
【００２１】
セレクトレバーでリバースレンジを選択すると、図６のフローチャートに示すように、ステップＳ１でリバーススイッチ５４からの信号を受けた電子制御ユニットＵｅが後進発進モードを検出し、ステップＳ２でリバースブレーキ１８が係合して前後進切換機構１９のプラネタリキャリヤ２２をトランスミッションケース３に結合して回転を拘束する。これにより、ドライブプーリ１２の回転方向はインプットシャフト６の回転方向に対して逆方向になり、且つその減速比はフォワードクラッチ１７の係合時の１．０から前記減速比Ｉ＝１．７に変化する。続いて、ステップＳ３でベルト式無段変速機Ｔの変速比を前進発進／のＬＯＷレシオである２．５から１．４７へとＯＤレシオに向けてシフトアップする。前記レシオ１．４７は前進発進時のＬＯＷレシオ２．５を前記減速比Ｉ＝１．７で除算した値に相当する。ベルト式無段変速機Ｔの変速比はドライブプーリ回転数センサ５２で検出したドライブプーリ回転数ＮDRをドリブンプーリ回転数センサ５３で検出したドリブンプーリ回転数ＮDNで除算することにより検出可能である。
【００２２】
ベルト式無段変速機Ｔをシフトアップするとき、発進用クラッチ２８は未だ係合しておらず車両は停止状態にあるが、アウトプットシャフト１４に設けた発進用クラッチ２８よりもエンジンＥ側に位置するベルト式無段変速機ＴはエンジンＥのトルクで空転状態にあるため、ベルト式無段変速機Ｔの前記シフトアップは支障無く行うことができる。
【００２３】
続いて、ステップＳ４で発進用クラッチ２８が係合し、エンジンＥのトルクが駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されて車両は後進発進するが、前述したように前後進切換機構１９での減速比はリバースブレーキ１８の係合により１．７になっており、且つベルト式無段変速機Ｔの変速比はシフトアップにより１．４７になっているため、トータルの変速比は１．７×１．４７＝２．５になり、前進発進時の変速比と等しくなる。
【００２４】
而して、ダブルプラネタリギヤ式の前後進切換機構に代えてシングルプラネタリギヤ式の前後進切換機構１９を採用したことによる問題点、つまりリバースブレーキ１８を係合させる後進発進時の変速比が、フォワードクラッチ１７を係合させる前進発進時の変速比よりも大きくなる問題点を解消することができる。しかも、ベルト式無段変速機Ｔのシフトアップが完了した後に発進用クラッチ２８を係合させるので、シフトアップが完了する前に発進用クラッチ２８が係合してベルト式無段変速機Ｔや発進用クラッチ２８に過大なトルクが作用することがない。
【００２５】
尚、上述したリバースブレーキ１８の係合（ステップＳ２）及びベルト式無段変速機Ｔのシフトアップ（ステップＳ３）は時間をずらして行っても、同時に行っても良いが、発進用クラッチ２８を係合は必ずベルト式無段変速機Ｔのシフトアップ完了後に行うことが必要である。
【００２６】
また、雪路での発進時にモード切換スイッチ５７を雪路発進モードに切り換えると電子制御ユニットからの指令により、前進発進時であってもベルト式無段変速機ＴのレシオがＬＯＷレシオである２．５からＯＤ側にシフトアップされる。その結果、通常発進モードでの発進時（ＬＯＷレシオ）に比べて駆動輪Ｗ，Ｗに加わるトルクが減少し、駆動輪Ｗ，Ｗを過剰スリップさせることなくスムーズな発進が可能となる。
【００２７】
更に、急な上り坂での発進時に駆動輪Ｗ，Ｗのトルクが不足すると車両のずり下がりが発生し易いが、勾配センサ５６の出力に基づいて電子制御ユニットＵｅが所定角度以上の上り坂における発進（登坂発進モード）を検出すると、ベルト式無段変速機ＴのレシオをＬＯＷレシオである２．５から更に反ＯＤ側にシフトダウンした状態で発進用クラッチ２８を係合させる。これにより、駆動輪Ｗ，Ｗに加わるトルクを増加させて登坂発進時の車両のずり下がりを防止することができる。
【００２８】
更にまた、車体重量センサ５５で検出した車体重量が所定値以下である場合には、電子制御ユニットＵｅが軽重量発進モードを検出し、発進時にベルト式無段変速機ＴのレシオをＬＯＷからＯＤ側にシフトアップした状態で発進用クラッチ２８を係合させ、これにより加速時のドライバビリティを向上させることができる。これを図７に基づいて説明すると、スロットル開度θＴＨを一定にして発進を行い、加速の途中で一時的にアクセルペダルを踏み込んでスロットル開度θＴＨをΔθＴＨだけ増加させた場合を考える。
【００２９】
車体重量が重い場合の発進（以下、ＬＯＷ発進という）でも、車体重量が軽い場合の発進（以下、２ＮＤ発進という）でも、アクセルペダルの踏み込みに応じてレシオがＬＯＷ側にシフトダウンされ、その分だけ車速が増加する。しかしながら、そのときの車体加速度の変化はＬＯＷ発進の場合のΔα1 に比べて２ＮＤ発進の場合のΔα2 は小さくなり、ショックの少ないスムーズな加速が可能となる。
【００３０】
図８において、実線は通常のＬＯＷ発進を行う場合の変速特性を示すもので、ａ点は発進用クラッチ２８のミートポイントを示している。破線及び鎖線は２ＮＤ発進を行う場合の変速特性を示すもので、破線は前記ＬＯＷ発進の場合と同じエンジン回転数でｂ点において発進用クラッチ２８を係合させる場合に対応し、鎖線は更に高いエンジン回転数でｃ点において発進用クラッチ２８を係合させる場合に対応している。このように、２ＮＤ発進を行う場合に発進用クラッチ２８を係合させるエンジン回転数を変化させることにより、任意の変速特性を得ることが可能となる。
【００３１】
上記各種の発進モードの作用を図９のフローチャートに基づいて纏めると、以下のようになる。
【００３２】
ステップＳ１１でリバースレンジが選択されるとステップＳ１２でベルト式無段変速機Ｔの変速比がＬＯＷレシオから所定量だけシフトアップされ、ステップＳ１３で雪路発進モード（軽重量発進モードを含む）が検出されるとステップＳ１４でベルト式無段変速機Ｔの変速比がＬＯＷレシオから所定量だけシフトアップされ、ステップＳ１５で登坂発進モードが検出されるとステップＳ１６でベルト式無段変速機Ｔの変速比がＬＯＷレシオから所定量だけシフトダウンされる。また、前記ステップＳ１１リバースレンジが選択されず、前記ステップＳ１３で雪路発進モード（軽重量発進モードを含む）が検出されず、且つ前記ステップＳ１５で登坂発進モードが検出されない場合、つまり通常の前進発進が行われる場合には、ベルト式無段変速機Ｔの変速比がＬＯＷレシオのままとなる。
【００３３】
而して、最初のループではステップＳ１７の答えがＮＯになって、ベルト式無段変速機Ｔの変速比が前記それぞれの場合のレシオに固定されたレシオ固定モードで発進が行われる。２回目以降のループではステップＳ１７の答えがＹＥＳになってステップＳ１８に移行し、そこで車速が所定値（例えば、５ｋｍ／ｈ）を越えると、或いはステップＳ１９でスリップ率が所定値（例えば、７０％）を越えると、前記固定モードから変速モードに切り換えられてベルト式無段変速機Ｔのシフトアップ或いはシフトダウンが許容される。
【００３４】
尚、発進用クラッチ２８の係合量制御によるクリープ力制御が設定されている場合には、図９に示す固定モード以下のルーチンでクリープ力制御が実行される。即ち、ステップＳ１１，Ｓ１３，Ｓ１５の各条件の判別によるシフトアップ或いはシフトダウンが行われる際には、クリープ力制御を継続したまま所定量の変速が行われる。その後、ドライバーによりアクセルペダルが踏み込まれると、ステップＳ１８，Ｓ１９の条件を判別しながら発進用クラッチ２８の係合量制御から変速制御へと順次制御が行われてゆく。
【００３５】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３６】
例えば、実施例では無段変速機としてベルト式無段変速機Ｔを例示したが、本発明はベルト式無段変速機Ｔ以外の無段変速機に対しても適用することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載された発明によれば、車両の停止状態でドライバーにより操作されて車両の特定の発進モードを選択し得るセレクトレバー又はモード切換スイッチを車両に設け、それらセレクトレバー又はモード切換スイッチにより選択した特定の発進モードに基づいて無段変速機を特定の変速比に制御した後に発進を行うので、無段変速機の変速比が制御される前に発進用クラッチが係合することがなくなり、常にその発進モードに適した変速比で発進を行うことが可能となる。
【００３８】
また請求項２に記載された発明によれば、無段変速機がシングルプラネタリギヤ式の前後進切換機構を備えており、この前後進切換機構の減速比が１よりも大きくなる後進発進モードがセレクトレバーの操作により選択されたときに無段変速機をシフトアップ側に制御するので、後進発進時に無段変速機や発進用クラッチに過大のトルクが作用することが防止される。
【００３９】
また請求項３に記載された発明によれば、雪路発進モードがモード切換スイッチにより選択されたときに無段変速機をシフトアップ側に制御するので、雪路発進時に駆動輪のトルクを減少させ、駆動輪のスリップを防止してスムーズな発進を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ベルト式無段変速機の全体構成図
【図２】  図３〜図５のマップ
【図３】  図２のＡ部拡大図
【図４】  図２のＢ部拡大図
【図５】  図２のＣ部拡大図
【図６】  後進発進時の作用を説明するフローチャート
【図７】  ＬＯＷ発進時と２ＮＤ発進時との相違を説明するタイムチャート
【図８】  ＬＯＷ発進時と２ＮＤ発進時との相違を説明する変速特性図
【図９】  メインルーチンのフローチャート
【符号の説明】
Ｅ          エンジン
Ｔ          ベルト式無段変速機（無段変速機）
Ｗ          駆動輪
６          インプットシャフト
９          アウトプットシャフト
１９        前後進切換機構
２８        発進用クラッチ
５７ モード切換スイッチ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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