JP2001329880A - 車両駆動装置 - Google Patents

車両駆動装置

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JP2001329880A JP2000151891A JP2000151891A JP2001329880A JP 2001329880 A JP2001329880 A JP 2001329880A JP 2000151891 A JP2000151891 A JP 2000151891A JP 2000151891 A JP2000151891 A JP 2000151891A JP 2001329880 A JP2001329880 A JP 2001329880A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動力伝達装置の変速制御を行うための作動流
体を供給するポンプが、原動機により駆動される車両駆
動装置において、車両走行中に動力伝達装置が中立状態
に制御操作されたときに、流体圧および流量を確保す
る。 【解決手段】 中立状態（Ｎレンジ）に制御されたこと
が判定されると（Ｓ１０）、車両が走行状態であるかが
判断される（Ｓ１２）。走行状態であれば、更に原動機
回転速度が、ポンプが所期の流体圧を発生される速度に
達しているかが判断される（Ｓ１４）。この速度に達し
ていない場合は、エンジン回転速度をこの速度に制御す
る（Ｓ１６）。

Description

【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、動力伝達装置の変
速動作において、車両が停止したとみなせる速度を超え
る場合とすることができる。具体的には、動力伝達装置
の変速比が、車両停止時の制御目標値となったとみなせ
る車両速度のことである。
【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２
２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３
４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３
８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６
８と可動シーブ７０を備えている。これらのシーブ６
８，７０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６
０，６２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６
８，７２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７
０，７４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７
０，７４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（１
１００ｒｐｍ）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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 大輔 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 谷口 浩司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA06 BA15 CB01 DA01 DA06 DB05 DB12 EA03 FA11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 車両の走行を検出する走行検出手段と、 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、前記走行検出手段により車両の
    走行が検出されたときには、車両が非走行状態のときの
    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。
  2. 【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。
  3. 【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、 前記走行検出センサは、車両の走行速度を検出する車速
    センサであり、 前記回転速度制御手段は、前記動力伝達装置の変速比が
    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
    る車両速度を超えるものであることが、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。
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