JP3756377B2 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

【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

Claims (1)

  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。
JP2000107970A 1999-07-21 2000-04-10 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 Expired - Fee Related JP3756377B2 (ja)

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