JP2004092502A - 車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温下でも大きなショックを生じさせることなく、滑らかな走行を可能にし、また、ベルト式ＣＶＴのベルト滑りも防止可能である。
【解決手段】エンジンからの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪に出力する変速手段４０と、変速手段が変速するための作動油の油温を検知する油温検知手段５５と、油温検知手段が検知した油温が所定の温度以下の間は、エンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が所定の温度よりも高くなった場合に、エンジンの出力トルクの制限を徐々に解除するエンジン出力トルク制御手段５０とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジンからの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪に出力する変速手段４０と、変速手段が変速するための作動油の油温を検知する油温検知手段５５と、油温検知手段が検知した油温が所定の温度以下の間は、エンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が所定の温度よりも高くなった場合に、エンジンの出力トルクの制限を徐々に解除するエンジン出力トルク制御手段５０とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達システムに好適に使用される車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載する変速機としては、従来より、例えばベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ）が知られている。このベルト式ＣＶＴは、エンジンの駆動力を入力するプライマリプーリと、駆動力を駆動輪に出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられ、プライマリプーリに入力された駆動力をセカンダリプーリに伝達するＶベルトとを備えている。プライマリプーリ及びセカンダリプーリのプーリ溝幅は、油圧によって可変である。変速時は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに油圧を供給又は排出してプーリ溝幅を調整し、Ｖベルトのプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対する接触半径（有効半径）の比率（プーリ比）を変更することで、入力と出力との回転数の比率（変速比）を調整している。
【０００３】
このベルト式ＣＶＴでは、ベルトの耐久性の低下を防止するために、ベルト滑りを生じさせないことが重要である。そのため、プライマリプーリ及びセカンダリプーリへ供給する油圧を適宜増圧して、プライマリプーリ及びセカンダリプーリがＶベルトを挟持する力を増すことで、ベルト滑りを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、寒地で停車していると、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに供給する作動油の油温も下がり、−２０℃を下回ることも珍しくない。そのような状況下でエンジンを始動して走行すると、速度上昇にともなって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリへ油圧が供給されて変速が行われるが、作動油の粘度が大きくなっているために供給圧が上がらず、両プーリのＶベルトを挟持する力が不足してベルト滑りを生じる可能性がある。
【０００５】
そのため、従来より、このようなときには、エンジン出力トルクを制限してトルクを低下させることで、ベルト滑りを防止している。
【０００６】
ところが、従来は、作動油の油温が上昇して粘度が小さくなってエンジンの出力制限を解除すると、エンジンの出力変化が大きいことから、大きなショックが生じたり、ベルト滑りを発生する可能性があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、低温下でも大きなショックを生じさせることなく、滑らかな走行を可能にし、また、ベルト式ＣＶＴのベルト滑りも防止可能な車両用エンジンの出力制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
第１の発明は、エンジンからの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪に出力する変速手段（４０）と、前記変速手段が変速するための作動油の油温を検知する油温検知手段（５５）と、前記油温検知手段が検知した油温が所定の温度以下の間は、前記エンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が前記所定の温度よりも高くなった場合に、エンジンの出力トルクの制限を徐々に解除するエンジン出力トルク制御手段（５０）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記エンジン出力トルク制御手段（５０）は、前記エンジンの出力トルク制限を微少時間ごとに段階的に解除することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記変速手段（４０）が伝達可能なトルクを算出する伝達可能トルク算出手段（５０）を備え、前記エンジン出力トルク制御手段は、前記エンジン出力トルクが、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて前記伝達可能トルク算出手段によって求まるトルク値以上になったら、前記エンジン出力トルクを所定の最大値にすることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、前記第１から第３までのいずれかの発明において、前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段（５４）をさらに備え、前記エンジン出力トルク制御手段（５０）は、前記スロット開度検出手段で検出したスロット開度が大きいほど前記エンジン出力トルク制限の解除速度を速くし、スロット開度が小さいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を遅くすることを特徴とする。
【００１３】
【作用・効果】
第１及び第２の発明によれば、作動油の油温が所定の温度以下の間はエンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が所定の温度よりも高くなった場合に、エンジン出力トルクの制限を徐々に解除するので、エンジン出力の急激な変化を避けることができ、エンジンからのショックが少ない。また、それによって生じる運転性低下や、ＣＶＴユニットの耐久性低下を防止することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、エンジン出力トルクが、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて求まるエンジン目標トルク値以上になったら、一気に所定の最大値にするので、アクセル開度に応じた迅速な制御を可能にする。
【００１５】
第４の発明によれば、エンジンのスロット開度が大きいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を速くし、スロット開度が小さいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を遅くするので、スロット開度に応じた迅速な制御を行うことができ、運転者の意思通りの滑らかな走行が可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【００１７】
車両用変速システム１は、油圧ポンプ１０と、トルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略す）２０と、前進後退切り替え部３０と、変速部４０とを備え、コントロールユニット５０によって制御される。車両用変速システム１は、エンジン６０からの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪７０に出力する。
【００１８】
油圧ポンプ１０は、エンジン６０で駆動されて、オイルを圧送する。その圧送されたオイルは、調圧されて、前進後退切り替え部３０、変速部４０に送られ、前進後退の切り替えや、変速に利用される。
【００１９】
トルクコンバータ２０は、エンジン６０と前進後退切り替え部３０との間に設けられ、内部に有するオイルの流れによってエンジン６０の駆動力を伝達する。
【００２０】
前進後退切り替え部３０は、エンジン側と変速部側との動力伝達経路を切り換える遊星歯車３１と、前進クラッチ板３２と、後退クラッチ板３３とを有する。前進クラッチ板３２は、前進クラッチピストンに連接されており、車両の前進時に、前進クラッチピストン室３２ａに供給される油圧（前進クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。後退クラッチ板３３は、後退クラッチピストンに連接されており、車両の後退時に、後退クラッチピストン室３３ａに供給される油圧（後退クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。また、中立位置（ニュートラルやパーキング）では油圧が供給されず、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３は共に解放する。前進クラッチ板３２が遊星歯車３１に締結されると正回転が出力され、後退クラッチ板３３が遊星歯車３１に締結されると逆回転が出力される。
【００２１】
前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）は、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ板３２を締結するとともに、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退クラッチ板３３を解放する。一方、後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）は、前進クラッチ圧をドレンに接続するとともに、前進クラッチ板３２を解放し、後退クラッチ圧を供給して後退クラッチ板３３を締結する。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３を共に解放する。
【００２２】
変速部４０は、本実施形態ではベルト式ＣＶＴを例示して説明する。このような変速部４０は、プライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、Ｖベルト４３とを備える。
【００２３】
プライマリプーリ４１は、エンジン６０の駆動力を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ４１は、入力軸４１ｃと一体となって回転する固定円錐板４１ａと、この固定円錐板４１ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリに作用する油圧（以下「プライマリ圧」という）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板４１ｂとを備える。プライマリプーリ４１の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ５１によって検出される。
【００２４】
セカンダリプーリ４２は、Ｖベルト４３によって伝達された駆動力をアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪７０に伝達する。セカンダリプーリ４２は、出力軸４２ｃと一体となって回転する固定円錐板４２ａと、この固定円錐板４２ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリに作用する油圧（以下「セカンダリ圧」という）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板４２ｂとを備える。なお、セカンダリプーリの受圧面積とプライマリプーリの受圧面積とは、同等又はほぼ同等である。セカンダリプーリ４２の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ５２によって検出される。なお、このセカンダリプーリ４２の回転速度から車速が算出される。
【００２５】
Ｖベルト４３は、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に巻き掛けられ、プライマリプーリ４１に入力された駆動力をセカンダリプーリ４２に伝達する。
【００２６】
コントロールユニット５０は、プライマリプーリ回転速度センサ５１及びセカンダリプーリ回転速度センサ５２の信号に基づいて、変速比を算出し、実油圧センサ４５ａ，４５ｂからのプライマリ油圧信号及びセカンダリ油圧信号と合わせてＣＶＴ変速部４０のトルク容量（ＣＶＴがベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルク）を算出する。
【００２７】
また、コントロールユニット５０は、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３に供給する油圧を調整して前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧を制御してクラッチの締結状態をコントロールする。さらに、コントロールユニット５０は、前進クラッチ板３２又は後退クラッチ板３３が遊星歯車３１に対して、解放状態から締結するときに、作動油を急速充填（プリチャージ）して、前進後退切り替え部３０の油圧を締結初期圧まで速やかに上昇させる。
【００２８】
さらに、コントロールユニット５０は、プライマリプーリの回転速度とセカンダリプーリの回転速度との比（変速比）、シフトレバー５３のインヒビタスイッチからのセレクト位置や、車速（セカンダリプーリ回転速度）、アクセル踏み込み量センサ５４、油温センサ５５、油圧等の信号を読み込んで目標変速比を決定する。そして、その目標変速比を実現するためのプライマリ圧及びセカンダリ圧の目標圧を算出し、必要に応じて目標圧の補正を行って、その目標圧通りになるように、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に供給する油圧を調整して可動円錐板４１ｂ及び可動円錐板４２ｂを回転軸方向に往復移動させてプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２のプーリ溝幅を変化させる。このようにすることによって、Ｖベルト４３がプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２上で移動して、Ｖベルト４３のプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に対する接触半径が変わり、変速比がコントロールされる。
【００２９】
コントロールユニット５０は、アクセルペダルが踏み込まれたり、マニュアルモードでシフトチェンジされると、プライマリプーリ４１の可動円錐板４１ｂ及びセカンダリプーリ４２の可動円錐板４２ｂを軸方向へ変位させて、Ｖベルト４３との接触半径を変更することにより、変速比を連続的に変化させる。
【００３０】
さらに、コントロールユニット５０は、エンジン６０の燃料噴射量、スロットル開度を制御してエンジントルク、回転数を制御する。
【００３１】
図２は、エンジン回転数に対するエンジントルクの関係をアクセル開度ごとに示す線図である。
【００３２】
コントロールユニット５０は、図２のようなアクセル開度ごとのエンジン回転数に対するエンジントルクの関係を記憶している。この線図に基づいて、コントロールユニット５０は、あるアクセル開度（ＴＶ０）のときの、エンジン回転数に対するエンジントルクを求めることができる。
【００３３】
ところで本発明では、コントロールユニット５０は、前進後退切り替え部３０及び変速部４０に供給する作動油の温度が所定温度以下のときにエンジン出力トルクを制限し、その所定温度以上になったら、エンジン出力トルク制限を徐々に解除することで、低温時のベルト滑りを防止するとともに、復帰時のショックを防止して滑らかな走行を可能にしようとするものである。以下に、特に本発明でのポイントとなるコントロールユニット５０の制御の概要を説明する。
【００３４】
図３は、本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１１では、油温センサ５５から取得した作動油の油温ｔ≦−２０℃であったら、この処理を開始し、ステップＳ１２へ進む。なお、ここで、−２０℃を基準としているのは、作動油の粘度が大きい温度だからであり、この基準温度は作動油の性質によって適宜変更するとよい。
【００３６】
ステップＳ１２では、実油圧、変速比等から、ＣＶＴ変速部４０のトルク容量を算出し、そのトルク容量をトルクリミッタ値とする。
【００３７】
ステップＳ１３では、そのトルクリミッタ値を維持し、エンジンの出力トルクが、そのトルクリミッタ値以下になるように、エンジン出力トルクを制限する。具体的には、エンジンへの燃料供給量を制御して行う。
【００３８】
ステップＳ１４では、作動油の油温ｔ＞−２０℃になるまでステップＳ１３へ戻って、トルクリミッタ値を維持し続け、油温ｔ＞−２０℃になったらステップＳ１５へ進む。
【００３９】
ステップＳ１５では、トルクリミッタ値を徐々に上昇させて、それに合わせてエンジンの出力制限も徐々に解除してエンジンの出力トルクを上昇させる。具体的には、例えば、１０ｍｓｅｃごとに、トルクリミッタ値をΔＴずつ上昇させる。
【００４０】
ステップＳ１６では、徐々に上昇させたトルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になるまでステップＳ１５へ戻ってトルクリミッタ値を徐々に解除し続け、トルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になったらステップＳ１７へ進む。ここに、エンジン目標トルクとは、図２に基づいて求まる、本来そのエンジンが出力可能なエンジントルクである。
【００４１】
ステップＳ１７では、トルクリミッタ値の制限をなくして最大値にし、エンジン出力トルクの制限をなくす。すると、エンジンは、このときのエンジン回転数及びアクセル開度（ＴＶ０）から、図２に基づいて求まるエンジントルクを出力する。
【００４２】
図４はトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。ここに、図４（Ａ）では、太実線でトルクリミッタ値を示し、破線でエンジンからの入力トルクを示し、細実線でエンジン目標トルクを示している。また、トルクリミッタ値（太実線）の一部分を拡大して示した。図４（Ｂ）では、作動油の油温を示している。
【００４３】
時刻ｔ１までは作動油の油温が−２０℃以下である（図４（Ｂ））。このときは、ＣＶＴのトルク容量を算出し、そのトルク容量をトルクリミッタ値とし、エンジンからの入力トルクを制限する（図４（Ａ））。なお、ここでは、そのトルクリミッタ値を１００Ｎｍに設定している。
【００４４】
時刻ｔ１で作動油の油温が−２０℃を超えたら（図４（Ｂ））、トルクリミッタ値を徐々に上昇させる（図４（Ａ）の太実線）。これにより、エンジンからの入力トルクを徐々に上昇させることができる（図４（Ａ）の破線）。
【００４５】
トルクリミッタ値がエンジン目標トルク（ここでは３００Ｎｍ）以上になったら、トルクリミッタ値の制限をなくして最大値（ここでは４００Ｎｍ）にし、エンジン出力トルクの制限をなくす（図４（Ａ））。すると、このときのエンジン回転数及びアクセル開度（ＴＶ０）から、図２に基づいて求まるエンジントルクを出力する。
【００４６】
図５は、従来のトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。なお、各線は図４と同様に、太実線でトルクリミッタ値を、破線でエンジンからの入力トルクを、細実線でエンジン目標トルクを示している。
【００４７】
従来は、図５に示す通り、油温が所定温度（ここでは−２０℃）を上回ったら（時刻ｔ１）、エンジンのトルク制限を一気になくしていた（図５（Ａ）の太実線）。そのため、エンジンの出力トルクが急激に上昇し、トルク制限終了時に急激なトルク復帰が行われ、大きなショックが生じ、運転性低下等のおそれがあった。
【００４８】
しかし、本実施形態によれば、図４に示すように、トルクリミッタ値を徐々に上昇させるので、それに合わせてエンジンの出力トルクも上昇し、ショックを低減することができ、運転性低下を避けることができるようになった。また、ＣＶＴユニットの耐久性低下を防止することもでき、長寿命化を図ることができるようになった。
【００４９】
（第２実施形態）
図６は、本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第２実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【００５０】
なお、以下では、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００５１】
ステップＳ２１では、作動油の油温ｔ≦−２０℃であったら、この処理を開始し、ステップＳ２２へ進む。
【００５２】
ステップＳ２２では、実油圧、変速比等から、ＣＶＴのトルク容量を算出し、そのトルク容量をトルクリミッタ値とする。
【００５３】
ステップＳ２３では、そのトルクリミッタ値を維持し、エンジンの出力トルクが、そのトルクリミッタ値以下になるように、エンジンへの燃料供給量を制御して、エンジン出力トルクを制限する。
【００５４】
ステップＳ２４では、作動油の油温ｔ＞−２０℃になるまでステップＳ２３へ戻って、トルクリミッタ値を維持し続け、油温ｔ＞−２０℃になったらステップＳ２５へ進む。
【００５５】
ステップＳ２５では、アクセル開度ＴＶ０情報を取得する。
【００５６】
ステップＳ２６では、アクセル開度ＴＶ０に応じてトルクリミッタ値を徐々に上昇させる。このとき、アクセル開度が大きいときはトルクリミッタ値の上昇速度を速くし、一方、アクセル開度が小さいときはトルクリミッタ値の上昇速度を遅くする。それに合わせてエンジンの出力制限も徐々に解除してエンジンの出力トルクを上昇させる。
【００５７】
ステップＳ２７では、徐々に上昇させたトルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になるまでステップＳ２５へ戻ってトルクリミッタ値を徐々に解除し続け、トルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になったらステップＳ２８へ進む。
【００５８】
ステップＳ２８では、トルクリミッタ値の制限をなくして最大値にし、エンジン出力トルクの制限をなくす。すると、エンジンは、このときのエンジン回転数及びアクセル開度（ＴＶ０）から、図２に基づいて求まるエンジントルクを出力する。
【００５９】
図７はトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。ここに、図７（Ａ）では、太実線でアクセル開度が大きいときのトルクリミッタ値を示し、一点鎖線でアクセル開度が小さいときのトルクリミッタ値を示し、細実線でエンジン目標トルクを示している。図７（Ｂ）では、作動油の油温を示している。図７（Ｃ）では、アクセル開度ＴＶ０を示し、実線でそのアクセル開度が大きい場合を、一点鎖線でそのアクセル開度が小さい場合を示した。なお、図面が煩雑になることを避けるため、図７（Ａ）に、エンジンからの入力トルクを示す線図は表示していないが、その線図は図４（Ａ）と同様にトルクリミッタ値に沿って変化する。
【００６０】
本実施形態では、図７（Ａ）に示すように、アクセル開度が大きいときはトルクリミッタ値の上昇速度を速くし（すなわち図７（Ａ）の傾斜がきつい）、アクセル開度が小さいときはトルクリミッタ値の上昇速度を遅くしている（すなわち図７（Ａ）の傾斜が緩い）。これは、アクセル開度が大きいときは、すなわち、運転者が自らの意思でアクセルを踏み込んでいるときであり、トルク性能が必要なときであるので、トルクリミッタ値の上昇を速くするのである。
【００６１】
本実施形態によれば、アクセル開度に応じてトルクリミッタ値の上昇速度を変化させるので、運転者の意思通りの滑らかな走行が可能である。
【００６２】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、上述の通り、処理基準値を−２０℃としているが、この基準温度は作動油の性質によって適宜変更するとよい。
【００６４】
また、他にも例示した数値もあくまで一例に過ぎず、システムに応じて適宜最適な数値にするとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】エンジン回転数に対するエンジントルクの関係をアクセル開度ごとに示す線図である。
【図３】本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図４】トルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。
【図５】従来のトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。
【図６】本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第２実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図７】トルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。
【符号の説明】
１ 車両用変速システム
１０ 油圧ポンプ
２０ トルクコンバータ
３０ 前進後退切り替え部
４０ 変速部
５０ コントロールユニット
５３ シフトレバー
５４ アクセル踏み込み量センサ
５５ 油温センサ
６０ エンジン
７０ 駆動輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等のエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達システムに好適に使用される車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等に搭載する変速機としては、従来より、例えばベルト式ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｏｎ）が知られている。このベルト式ＣＶＴは、エンジンの駆動力を入力するプライマリプーリと、駆動力を駆動輪に出力するセカンダリプーリと、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられ、プライマリプーリに入力された駆動力をセカンダリプーリに伝達するＶベルトとを備えている。プライマリプーリ及びセカンダリプーリのプーリ溝幅は、油圧によって可変である。変速時は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに油圧を供給又は排出してプーリ溝幅を調整し、Ｖベルトのプライマリプーリ及びセカンダリプーリに対する接触半径（有効半径）の比率（プーリ比）を変更することで、入力と出力との回転数の比率（変速比）を調整している。
【０００３】
このベルト式ＣＶＴでは、ベルトの耐久性の低下を防止するために、ベルト滑りを生じさせないことが重要である。そのため、プライマリプーリ及びセカンダリプーリへ供給する油圧を適宜増圧して、プライマリプーリ及びセカンダリプーリがＶベルトを挟持する力を増すことで、ベルト滑りを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、寒地で停車していると、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに供給する作動油の油温も下がり、−２０℃を下回ることも珍しくない。そのような状況下でエンジンを始動して走行すると、速度上昇にともなって、プライマリプーリ及びセカンダリプーリへ油圧が供給されて変速が行われるが、作動油の粘度が大きくなっているために供給圧が上がらず、両プーリのＶベルトを挟持する力が不足してベルト滑りを生じる可能性がある。
【０００５】
そのため、従来より、このようなときには、エンジン出力トルクを制限してトルクを低下させることで、ベルト滑りを防止している。
【０００６】
ところが、従来は、作動油の油温が上昇して粘度が小さくなってエンジンの出力制限を解除すると、エンジンの出力変化が大きいことから、大きなショックが生じたり、ベルト滑りを発生する可能性があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、低温下でも大きなショックを生じさせることなく、滑らかな走行を可能にし、また、ベルト式ＣＶＴのベルト滑りも防止可能な車両用エンジンの出力制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００９】
第１の発明は、エンジンからの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪に出力する変速手段（４０）と、前記変速手段が変速するための作動油の油温を検知する油温検知手段（５５）と、前記油温検知手段が検知した油温が所定の温度以下の間は、前記エンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が前記所定の温度よりも高くなった場合に、エンジンの出力トルクの制限を徐々に解除するエンジン出力トルク制御手段（５０）とを備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、前記第１の発明において、前記エンジン出力トルク制御手段（５０）は、前記エンジンの出力トルク制限を微少時間ごとに段階的に解除することを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記変速手段（４０）が伝達可能なトルクを算出する伝達可能トルク算出手段（５０）を備え、前記エンジン出力トルク制御手段は、前記エンジン出力トルクが、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて前記伝達可能トルク算出手段によって求まるトルク値以上になったら、前記エンジン出力トルクを所定の最大値にすることを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、前記第１から第３までのいずれかの発明において、前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段（５４）をさらに備え、前記エンジン出力トルク制御手段（５０）は、前記スロット開度検出手段で検出したスロット開度が大きいほど前記エンジン出力トルク制限の解除速度を速くし、スロット開度が小さいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を遅くすることを特徴とする。
【００１３】
【作用・効果】
第１及び第２の発明によれば、作動油の油温が所定の温度以下の間はエンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が所定の温度よりも高くなった場合に、エンジン出力トルクの制限を徐々に解除するので、エンジン出力の急激な変化を避けることができ、エンジンからのショックが少ない。また、それによって生じる運転性低下や、ＣＶＴユニットの耐久性低下を防止することができる。
【００１４】
第３の発明によれば、エンジン出力トルクが、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて求まるエンジン目標トルク値以上になったら、一気に所定の最大値にするので、アクセル開度に応じた迅速な制御を可能にする。
【００１５】
第４の発明によれば、エンジンのスロット開度が大きいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を速くし、スロット開度が小さいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を遅くするので、スロット開度に応じた迅速な制御を行うことができ、運転者の意思通りの滑らかな走行が可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、さらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【００１７】
車両用変速システム１は、油圧ポンプ１０と、トルクコンバータ（以下、適宜「トルコン」と略す）２０と、前進後退切り替え部３０と、変速部４０とを備え、コントロールユニット５０によって制御される。車両用変速システム１は、エンジン６０からの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪７０に出力する。
【００１８】
油圧ポンプ１０は、エンジン６０で駆動されて、オイルを圧送する。その圧送されたオイルは、調圧されて、前進後退切り替え部３０、変速部４０に送られ、前進後退の切り替えや、変速に利用される。
【００１９】
トルクコンバータ２０は、エンジン６０と前進後退切り替え部３０との間に設けられ、内部に有するオイルの流れによってエンジン６０の駆動力を伝達する。
【００２０】
前進後退切り替え部３０は、エンジン側と変速部側との動力伝達経路を切り換える遊星歯車３１と、前進クラッチ板３２と、後退クラッチ板３３とを有する。前進クラッチ板３２は、前進クラッチピストンに連接されており、車両の前進時に、前進クラッチピストン室３２ａに供給される油圧（前進クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。後退クラッチ板３３は、後退クラッチピストンに連接されており、車両の後退時に、後退クラッチピストン室３３ａに供給される油圧（後退クラッチ圧）の力によって遊星歯車３１に締結される。また、中立位置（ニュートラルやパーキング）では油圧が供給されず、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３は共に解放する。前進クラッチ板３２が遊星歯車３１に締結されると正回転が出力され、後退クラッチ板３３が遊星歯車３１に締結されると逆回転が出力される。
【００２１】
前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３の締結は排他的に行われ、前進時（レンジ信号＝Ｄレンジ）は、前進クラッチ圧を供給して前進クラッチ板３２を締結するとともに、後退クラッチ圧をドレンに接続して後退クラッチ板３３を解放する。一方、後退時（レンジ信号＝Ｒレンジ）は、前進クラッチ圧をドレンに接続するとともに、前進クラッチ板３２を解放し、後退クラッチ圧を供給して後退クラッチ板３３を締結する。また、中立位置（レンジ信号＝Ｎレンジ）では、前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧をドレンに接続し、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３を共に解放する。
【００２２】
変速部４０は、本実施形態ではベルト式ＣＶＴを例示して説明する。このような変速部４０は、プライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、Ｖベルト４３とを備える。
【００２３】
プライマリプーリ４１は、エンジン６０の駆動力を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ４１は、入力軸４１ｃと一体となって回転する固定円錐板４１ａと、この固定円錐板４１ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリに作用する油圧（以下「プライマリ圧」という）によって軸方向へ変位可能な可動円錐板４１ｂとを備える。プライマリプーリ４１の回転速度は、プライマリプーリ回転速度センサ５１によって検出される。
【００２４】
セカンダリプーリ４２は、Ｖベルト４３によって伝達された駆動力をアイドラギアやディファレンシャルギアを介して駆動輪７０に伝達する。セカンダリプーリ４２は、出力軸４２ｃと一体となって回転する固定円錐板４２ａと、この固定円錐板４２ａに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリに作用する油圧（以下「セカンダリ圧」という）に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板４２ｂとを備える。なお、セカンダリプーリの受圧面積とプライマリプーリの受圧面積とは、同等又はほぼ同等である。セカンダリプーリ４２の回転速度は、セカンダリプーリ回転速度センサ５２によって検出される。なお、このセカンダリプーリ４２の回転速度から車速が算出される。
【００２５】
Ｖベルト４３は、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に巻き掛けられ、プライマリプーリ４１に入力された駆動力をセカンダリプーリ４２に伝達する。
【００２６】
コントロールユニット５０は、プライマリプーリ回転速度センサ５１及びセカンダリプーリ回転速度センサ５２の信号に基づいて、変速比を算出し、実油圧センサ４５ａ，４５ｂからのプライマリ油圧信号及びセカンダリ油圧信号と合わせてＣＶＴ変速部４０のトルク容量（ＣＶＴがベルトを滑らせることなく伝達可能な最大トルク）を算出する。
【００２７】
また、コントロールユニット５０は、前進クラッチ板３２及び後退クラッチ板３３に供給する油圧を調整して前進クラッチ圧及び後退クラッチ圧を制御してクラッチの締結状態をコントロールする。さらに、コントロールユニット５０は、前進クラッチ板３２又は後退クラッチ板３３が遊星歯車３１に対して、解放状態から締結するときに、作動油を急速充填（プリチャージ）して、前進後退切り替え部３０の油圧を締結初期圧まで速やかに上昇させる。
【００２８】
さらに、コントロールユニット５０は、プライマリプーリの回転速度とセカンダリプーリの回転速度との比（変速比）、シフトレバー５３のインヒビタスイッチからのセレクト位置や、車速（セカンダリプーリ回転速度）、アクセル踏み込み量センサ５４、油温センサ５５、油圧等の信号を読み込んで目標変速比を決定する。そして、その目標変速比を実現するためのプライマリ圧及びセカンダリ圧の目標圧を算出し、必要に応じて目標圧の補正を行って、その目標圧通りになるように、プライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に供給する油圧を調整して可動円錐板４１ｂ及び可動円錐板４２ｂを回転軸方向に往復移動させてプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２のプーリ溝幅を変化させる。このようにすることによって、Ｖベルト４３がプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２上で移動して、Ｖベルト４３のプライマリプーリ４１及びセカンダリプーリ４２に対する接触半径が変わり、変速比がコントロールされる。
【００２９】
コントロールユニット５０は、アクセルペダルが踏み込まれたり、マニュアルモードでシフトチェンジされると、プライマリプーリ４１の可動円錐板４１ｂ及びセカンダリプーリ４２の可動円錐板４２ｂを軸方向へ変位させて、Ｖベルト４３との接触半径を変更することにより、変速比を連続的に変化させる。
【００３０】
さらに、コントロールユニット５０は、エンジン６０の燃料噴射量、スロットル開度を制御してエンジントルク、回転数を制御する。
【００３１】
図２は、エンジン回転数に対するエンジントルクの関係をアクセル開度ごとに示す線図である。
【００３２】
コントロールユニット５０は、図２のようなアクセル開度ごとのエンジン回転数に対するエンジントルクの関係を記憶している。この線図に基づいて、コントロールユニット５０は、あるアクセル開度（ＴＶ０）のときの、エンジン回転数に対するエンジントルクを求めることができる。
【００３３】
ところで本発明では、コントロールユニット５０は、前進後退切り替え部３０及び変速部４０に供給する作動油の温度が所定温度以下のときにエンジン出力トルクを制限し、その所定温度以上になったら、エンジン出力トルク制限を徐々に解除することで、低温時のベルト滑りを防止するとともに、復帰時のショックを防止して滑らかな走行を可能にしようとするものである。以下に、特に本発明でのポイントとなるコントロールユニット５０の制御の概要を説明する。
【００３４】
図３は、本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【００３５】
ステップＳ１１では、油温センサ５５から取得した作動油の油温ｔ≦−２０℃であったら、この処理を開始し、ステップＳ１２へ進む。なお、ここで、−２０℃を基準としているのは、作動油の粘度が大きい温度だからであり、この基準温度は作動油の性質によって適宜変更するとよい。
【００３６】
ステップＳ１２では、実油圧、変速比等から、ＣＶＴ変速部４０のトルク容量を算出し、そのトルク容量をトルクリミッタ値とする。
【００３７】
ステップＳ１３では、そのトルクリミッタ値を維持し、エンジンの出力トルクが、そのトルクリミッタ値以下になるように、エンジン出力トルクを制限する。具体的には、エンジンへの燃料供給量を制御して行う。
【００３８】
ステップＳ１４では、作動油の油温ｔ＞−２０℃になるまでステップＳ１３へ戻って、トルクリミッタ値を維持し続け、油温ｔ＞−２０℃になったらステップＳ１５へ進む。
【００３９】
ステップＳ１５では、トルクリミッタ値を徐々に上昇させて、それに合わせてエンジンの出力制限も徐々に解除してエンジンの出力トルクを上昇させる。具体的には、例えば、１０ｍｓｅｃごとに、トルクリミッタ値をΔＴずつ上昇させる。
【００４０】
ステップＳ１６では、徐々に上昇させたトルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になるまでステップＳ１５へ戻ってトルクリミッタ値を徐々に解除し続け、トルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になったらステップＳ１７へ進む。ここに、エンジン目標トルクとは、図２に基づいて求まる、本来そのエンジンが出力可能なエンジントルクである。
【００４１】
ステップＳ１７では、トルクリミッタ値の制限をなくして最大値にし、エンジン出力トルクの制限をなくす。すると、エンジンは、このときのエンジン回転数及びアクセル開度（ＴＶ０）から、図２に基づいて求まるエンジントルクを出力する。
【００４２】
図４はトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。ここに、図４（Ａ）では、太実線でトルクリミッタ値を示し、破線でエンジンからの入力トルクを示し、細実線でエンジン目標トルクを示している。また、トルクリミッタ値（太実線）の一部分を拡大して示した。図４（Ｂ）では、作動油の油温を示している。
【００４３】
時刻ｔ１までは作動油の油温が−２０℃以下である（図４（Ｂ））。このときは、ＣＶＴのトルク容量を算出し、そのトルク容量をトルクリミッタ値とし、エンジンからの入力トルクを制限する（図４（Ａ））。なお、ここでは、そのトルクリミッタ値を１００Ｎｍに設定している。
【００４４】
時刻ｔ１で作動油の油温が−２０℃を超えたら（図４（Ｂ））、トルクリミッタ値を徐々に上昇させる（図４（Ａ）の太実線）。これにより、エンジンからの入力トルクを徐々に上昇させることができる（図４（Ａ）の破線）。
【００４５】
トルクリミッタ値がエンジン目標トルク（ここでは３００Ｎｍ）以上になったら、トルクリミッタ値の制限をなくして最大値（ここでは４００Ｎｍ）にし、エンジン出力トルクの制限をなくす（図４（Ａ））。すると、このときのエンジン回転数及びアクセル開度（ＴＶ０）から、図２に基づいて求まるエンジントルクを出力する。
【００４６】
図５は、従来のトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。なお、各線は図４と同様に、太実線でトルクリミッタ値を、破線でエンジンからの入力トルクを、細実線でエンジン目標トルクを示している。
【００４７】
従来は、図５に示す通り、油温が所定温度（ここでは−２０℃）を上回ったら（時刻ｔ１）、エンジンのトルク制限を一気になくしていた（図５（Ａ）の太実線）。そのため、エンジンの出力トルクが急激に上昇し、トルク制限終了時に急激なトルク復帰が行われ、大きなショックが生じ、運転性低下等のおそれがあった。
【００４８】
しかし、本実施形態によれば、図４に示すように、トルクリミッタ値を徐々に上昇させるので、それに合わせてエンジンの出力トルクも上昇し、ショックを低減することができ、運転性低下を避けることができるようになった。また、ＣＶＴユニットの耐久性低下を防止することもでき、長寿命化を図ることができるようになった。
【００４９】
（第２実施形態）
図６は、本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第２実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【００５０】
なお、以下では、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
【００５１】
ステップＳ２１では、作動油の油温ｔ≦−２０℃であったら、この処理を開始し、ステップＳ２２へ進む。
【００５２】
ステップＳ２２では、実油圧、変速比等から、ＣＶＴのトルク容量を算出し、そのトルク容量をトルクリミッタ値とする。
【００５３】
ステップＳ２３では、そのトルクリミッタ値を維持し、エンジンの出力トルクが、そのトルクリミッタ値以下になるように、エンジンへの燃料供給量を制御して、エンジン出力トルクを制限する。
【００５４】
ステップＳ２４では、作動油の油温ｔ＞−２０℃になるまでステップＳ２３へ戻って、トルクリミッタ値を維持し続け、油温ｔ＞−２０℃になったらステップＳ２５へ進む。
【００５５】
ステップＳ２５では、アクセル開度ＴＶ０情報を取得する。
【００５６】
ステップＳ２６では、アクセル開度ＴＶ０に応じてトルクリミッタ値を徐々に上昇させる。このとき、アクセル開度が大きいときはトルクリミッタ値の上昇速度を速くし、一方、アクセル開度が小さいときはトルクリミッタ値の上昇速度を遅くする。それに合わせてエンジンの出力制限も徐々に解除してエンジンの出力トルクを上昇させる。
【００５７】
ステップＳ２７では、徐々に上昇させたトルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になるまでステップＳ２５へ戻ってトルクリミッタ値を徐々に解除し続け、トルクリミッタ値がエンジン目標トルク以上になったらステップＳ２８へ進む。
【００５８】
ステップＳ２８では、トルクリミッタ値の制限をなくして最大値にし、エンジン出力トルクの制限をなくす。すると、エンジンは、このときのエンジン回転数及びアクセル開度（ＴＶ０）から、図２に基づいて求まるエンジントルクを出力する。
【００５９】
図７はトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。ここに、図７（Ａ）では、太実線でアクセル開度が大きいときのトルクリミッタ値を示し、一点鎖線でアクセル開度が小さいときのトルクリミッタ値を示し、細実線でエンジン目標トルクを示している。図７（Ｂ）では、作動油の油温を示している。図７（Ｃ）では、アクセル開度ＴＶ０を示し、実線でそのアクセル開度が大きい場合を、一点鎖線でそのアクセル開度が小さい場合を示した。なお、図面が煩雑になることを避けるため、図７（Ａ）に、エンジンからの入力トルクを示す線図は表示していないが、その線図は図４（Ａ）と同様にトルクリミッタ値に沿って変化する。
【００６０】
本実施形態では、図７（Ａ）に示すように、アクセル開度が大きいときはトルクリミッタ値の上昇速度を速くし（すなわち図７（Ａ）の傾斜がきつい）、アクセル開度が小さいときはトルクリミッタ値の上昇速度を遅くしている（すなわち図７（Ａ）の傾斜が緩い）。これは、アクセル開度が大きいときは、すなわち、運転者が自らの意思でアクセルを踏み込んでいるときであり、トルク性能が必要なときであるので、トルクリミッタ値の上昇を速くするのである。
【００６１】
本実施形態によれば、アクセル開度に応じてトルクリミッタ値の上昇速度を変化させるので、運転者の意思通りの滑らかな走行が可能である。
【００６２】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、上述の通り、処理基準値を−２０℃としているが、この基準温度は作動油の性質によって適宜変更するとよい。
【００６４】
また、他にも例示した数値もあくまで一例に過ぎず、システムに応じて適宜最適な数値にするとよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】エンジン回転数に対するエンジントルクの関係をアクセル開度ごとに示す線図である。
【図３】本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第１実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図４】トルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。
【図５】従来のトルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。
【図６】本発明による車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置の第２実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図７】トルクリミッタ値の設定及びそのときのエンジンからの入力トルクを示す線図である。
【符号の説明】
１ 車両用変速システム
１０ 油圧ポンプ
２０ トルクコンバータ
３０ 前進後退切り替え部
４０ 変速部
５０ コントロールユニット
５３ シフトレバー
５４ アクセル踏み込み量センサ
５５ 油温センサ
６０ エンジン
７０ 駆動輪
Claims (4)
- エンジンからの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪に出力する変速手段と、
前記変速手段が変速するための作動油の油温を検知する油温検知手段と、
前記油温検知手段が検知した油温が所定の温度以下の間は、前記エンジンの出力トルクを制限し、その後、油温が前記所定の温度よりも高くなった場合に、エンジンの出力トルクの制限を徐々に解除するエンジン出力トルク制御手段と、
を備える車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置。 - 前記エンジン出力トルク制御手段は、前記エンジンの出力トルク制限を微少時間ごとに段階的に解除する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置。 - 前記変速手段が伝達可能なトルクを算出する伝達可能トルク算出手段を備え、前記エンジン出力トルク制御手段は、前記エンジン出力トルクが、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて前記伝達可能トルク算出手段によって求まるトルク値以上になったら、前記エンジン出力トルクを所定の最大値にする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置。 - 前記エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段をさらに備え、
前記エンジン出力トルク制御手段は、前記スロット開度検出手段で検出したスロット開度が大きいほど前記エンジン出力トルク制限の解除速度を速くし、スロット開度が小さいほどエンジン出力トルク制限の解除速度を遅くする
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両用変速システムのエンジン出力トルク制御装置。
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