JP3856309B2 - 車両用変速システムのエンジン出力制御装置 - Google Patents

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）を調整する。
【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し、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）を大きくする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、走行中にアクセルが急激に踏み込まれた場合には、エンジンの出力を上昇させるとともに、ベルト滑りを防止するためにＣＶＴのトルク容量を上昇させる必要がある。
【０００５】
しかし、ＣＶＴのトルク容量は、上述の通り、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の増圧によって上昇させるので、エンジン出力に比べて応答性が悪い。
【０００６】
そのため、従来は、アクセルペダルが急激に踏み込まれたら、あらかじめ決めた一定時間（少なくともトルク容量を増すのに十分な時間）は、想定されうる最小のトルク容量を超えないようにエンジン出力を制限し、その一定時間を経過したらエンジン出力を上昇させていた。
【０００７】
ところが、このようにすると、アクセルの踏み込み時のトルク応答性が悪くなり、加速性能が低下する。
【０００８】
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、アクセルの急激な踏み込み時であっても、ＣＶＴユニットのベルト滑りを生じさせず、また、アクセルの踏み込みに対して応答性よく加速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。
【０００９】
【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。
【００１０】
第１の発明は、油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリ（４１）と、油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリ（４２）と、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルト（４３）とを有し、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、前記変速手段が伝達可能なトルクを、実油圧から算出するトルク容量算出手段（６１ｂ）と、前記変速手段（４０）に入力されるエンジントルクの変化量が所定値以上の場合に、アクセルペダルの急激な踏み込みがあったと判定するアクセル急踏み判定手段（６１ｆ）と、トルクコンバータ（２０）がロックアップ状態であるか否かを判定するロックアップ判定手段（６１ａ）と、前記アクセル急踏み判定手段でアクセルペダルの急激な踏み込みが判定され、かつ、エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて演算した前記変速手段に入力されるエンジントルクが前記トルク容量算出手段で算出される伝達可能トルクを上回り、さらに、前記ロックアップ判定手段でトルクコンバータのロックアップ状態が判定された場合にエンジンの出力を制限するエンジン出力制限手段（６０）とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【作用・効果】
第１の発明によれば、アクセルペダルが急激に踏み込まれ、かつ変速手段に入力されるエンジントルクが、その変速手段の伝達可能トルクを上回る場合にエンジンの出力を制限するので、アクセルペダルの急激な踏み込み時であってもエンジン出力を適切に調整することができる。
【００１５】
特に、ベルト式無段変速手段においてベルト滑りを生じさせず、また、アクセルペダルの踏み込みに対して応答性よく加速することができる。
【００１６】
また、エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて変速手段に入力されるエンジントルクを演算するので、エンジントルクを簡易に算出することができる。
【００１７】
さらに、変速手段に入力されるエンジントルクの変化量が所定値以上の場合に、アクセルペダルの急激な踏み込みがあったと判定するので、容易に判定することができる。
さらにまた、トルクコンバータのロックアップ状態が判定されたときにエンジンの出力を制限するので、トルクダウン領域を最小限に抑え、トルク応答性悪化や加速性低下を抑制する。
【００１８】
【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。
【００１９】
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制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００２０】
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、ＣＶＴ変速部４０とを備え、コントロールユニット６０によって制御される。車両用変速システム１は、エンジン７０からの駆動力を入力して、その駆動力を変速して駆動輪８０に出力する。
【００２１】
油圧ポンプ１０は、エンジン７０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、ＣＶＴ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。
【００２２】
トルクコンバータ２０は、エンジン７０と前進後退切り替え部３０との間に設けられ、内部のオイルの流れによってエンジン７０の駆動力を伝達する。トルクコンバータ２０は、ポンプインペラとタービンライナとの回転差をなくすためのロックアップ機構を有する。
【００２３】
前進後退切り替え部３０は、エンジン側とＣＶＴ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。
【００２４】
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。
【００２５】
ＣＶＴ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。
【００２６】
プライマリプーリ４１は、エンジン７０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（入力回転）の速度は、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。
【００２７】
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８０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（出力回転）の速度は、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。
【００２８】
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。
【００２９】
図２は本発明による車両用変速システムのエンジン出力制御装置のコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【００３０】
本発明では、コントロールユニット６０は、アクセルペダルの急激な踏み込みを検知したときに、エンジンの出力を抑えることでＣＶＴユニットのベルト滑りを防止し、また、その出力抑制を必要最小限にすることでアクセルの踏み込みに対して応答性のよい加速を行わせようとするものである。
【００３１】
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６０について詳述する。
【００３２】
コントロールユニット６０は、ＡＴＣＵ６１と、ＥＣＭ６２とを有する。
【００３３】
ＡＴＣＵ６１は、ロックアップ（以下、適宜「Ｌ／Ｕ」と略す）領域判定部６１ａと、トルク容量算出部６１ｂと、入力トルク算出部６１ｃと、トルク制限判定部６１ｄと、トルク制限値算出部６１ｅと、アクセル急踏み判定部６１ｆと、トルク制限開始・終了条件判定部６１ｇと、トルク制限値出力部６１ｈとを備える。
【００３４】
Ｌ／Ｕ領域判定部６１ａ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から、それぞれプライマリプーリ回転信号（入力回転信号）、セカンダリプーリ回転信号（出力回転信号）を入力する。また、Ｌ／Ｕ領域判定部６１ａは、エンジン７０からエンジン回転信号を入力する。Ｌ／Ｕ領域判定部６１ａは、それら入力した信号に基づいてロックアップクラッチがオンの状態（ロックアップ領域）であるか否かを判定し、ロックアップ領域でなければトルク制限を行わない。このようにするのは、ロックアップ領域でなければＣＶＴ変速部４０に入るエンジントルクの応答が遅れるのでトルク制限を行う必要がないからである。
【００３５】
トルク容量算出部６１ｂは、プライマリプーリ回転速度センサ５１、セカンダリプーリ回転速度センサ５２、油圧センサ５３から、プライマリプーリ回転信号（入力回転信号）、セカンダリプーリ回転信号（出力回転信号）、実油圧信号を入力する。そして、トルク容量算出部６１ｂは、入力回転信号及び出力回転信号から変速比を算出し、実油圧との関係によってトルク容量を算出する。
【００３６】
入力トルク算出部６１ｃは、ＥＣＭ６２から目標エンジントルクを入力し、それを入力トルクとする。
【００３７】
トルク制限判定部６１ｄは、トルク容量算出部６１ｂで算出したトルク容量と、入力トルク算出部６１ｃで算出した入力トルクとを比較して、入力トルクを制限する必要があるか否かを判定する。すなわち、入力トルクがトルク容量を上回るときは入力トルクを制限する必要があり、入力トルクがトルク容量を上回らなければ入力トルクを制限する必要がないと判定する。
【００３８】
トルク制限値算出部６１ｅは、トルク制限値を算出する。具体的には、トルク容量をトルク制限値とする。
【００３９】
アクセル急踏み判定部６１ｆは、ロックアップ領域のときにアクセルペダルが急に踏み込まれたか否かを判定する。具体的には、入力トルクの変化量が、あらかじめ決められている設定値（例えば、４０Ｎｍ／１０ｍｓｅｃ）以上であれば、アクセルペダルの急踏み込みが行われたと判定する。また、急踏み込みであり、かつ、入力トルクがトルク容量を上回っているか否かでトルク制限を行うか否かを判定する。
【００４０】
トルク制限開始・終了条件判定部６１ｇは、トルク制限を開始又は終了するための条件を判定する。具体的には、アクセル急踏み判定部６１ｆで急踏み込みであると判定し、かつ、入力トルクがトルク容量を上回っているときは、トルク制限を行う必要があり、そのときはフラグを１にし、それ以外のときはフラグを０にする。
【００４１】
トルク制限値出力部６１ｈは、トルク制限開始・終了条件判定部６１ｇのフラグに基づいて、トルク制限値を、トルクダウン量演算部６２ｂに対する要求値として出力する。具体的には、フラグが１のときは、トルク制限値算出部６１ｅの信号（すなわち、トルク容量）をトルク制限値として出力する。フラグが０のときは、トルク制限を行う必要がない場合であり、このときは制限要求値をＭａｘ値として出力する。このようにするのは、エンジン側のトルクダウンは、「エンジントルク＞制限要求値」のときに行うためである。
【００４２】
ＥＣＭ６２は、エンジントルク演算部６２ａと、トルクダウン量演算部６２ｂと、電制スロットル（以下、適宜「電スロ」と略す）開度制御部６２ｃとを備える。
【００４３】
エンジントルク演算部６２ａは、エンジンの燃料噴射量信号、エンジン回転信号、アクセル開度（ＴＶ０）信号を入力し、それらの信号より、エンジンが出力するトルクを演算する。そして、エンジントルクの演算結果を、トルクダウン量演算部６２ｂ及びＡＴＣＵ６１の入力トルク算出部６１ｃに出力する。
【００４４】
トルクダウン量演算部６２ｂは、ＡＴＣＵ６１のトルク制限値出力部６１ｈから入力したトルク制限値信号及びエンジントルク演算部６２ａから入力したエンジントルク信号に基づいてトルクダウン量を演算し、トルクダウン信号を電制スロットル開度制御部６２ｃに出力する。
【００４５】
電制スロットル開度制御部６２ｃは、トルクダウン量演算部６２ｂから入力したトルクダウン量を実現するために電制スロットルの開度を制御する。
【００４６】
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制御装置のコントロールユニットの処理を説明するフローチャートである。
【００４７】
ステップＳ１では、ロックアップ（Ｌ／Ｕ）領域であるか否かを判定する。ロックアップ領域であればステップＳ２へ進み、ロックアップ領域でなければステップＳ８へ進む。
【００４８】
ステップＳ２では、変速比及び実油圧からトルク容量を算出する。
【００４９】
ステップＳ３では、入力トルクを算出する。
【００５０】
ステップＳ４では、入力トルクの変化量が設定値以上であるか否かによってアクセルの急踏み込みを判定する。アクセルの急踏み込みがあればステップＳ５へ進み、アクセルの急踏み込みがなければステップＳ８へ進む。
【００５１】
ステップＳ５では、入力トルクがトルク容量よりも大きいか否かを判定し、大きければステップＳ６へ進み、大きくなければステップＳ７へ進む。
【００５２】
ステップＳ６では、トルク容量以下になるように入力トルクを制限する。
【００５３】
ステップＳ７では、トルク制限を終了する。
【００５４】
ステップＳ８では、トルク制限を行わない。
【００５５】
以上の処理を、走行中に一定間隔（例えば、１０ｍｓｅｃごと）で行い続ける。
【００５６】
図４はアクセル開度とトルク制限要求値との関係を示すタイムチャートである。図４（Ａ）の実線はアクセル開度である。図４（Ｂ）、図４（Ｃ）の太実線はトルク制限要求値、細実線はトルク容量、破線はトルク制限がない場合のエンジンからの入力トルクである。また、図４（Ｂ）は従来の場合であり、図４（Ｃ）は本実施形態を示す。
【００５７】
図４（Ｂ）に示すように、従来は、想定されるトルク要求値の最低値をトルク制限要求値とし、アクセルが急激に踏み込まれた後の一定時間は、常にそのトルク制限要求値に基づいてエンジントルクを制限していたので、走行状態によっては、過剰にエンジントルクが制限されることとなり、アクセルの踏み込み時のトルク応答性が悪く、加速性能が低下する場合があった。
【００５８】
しかし、本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、変速比及び実油圧に基づいて算出したトルク容量をトルク制限要求値とした。そのため、トルク制限要求値を走行状態に応じた適切なものにすることができるようになり、また、そのようなトルク制限をかける時間は、必要最小限になり、運転状態が変化してもアクセルの踏み込みに対して応答性のよい加速が得られるようになったのである。
【００５９】
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。例えば、上記実施形態では、アクセル急踏み判定値を４０Ｎｍ／１０ｍｓｅｃとしているが、この基準値はシステムに応じて適宜変更するとよい。
【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制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明による車両用変速システムのエンジン出力制御装置のコントロールユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明による車両用変速システムのエンジン出力制御装置のコントロールユニットの処理を説明するフローチャートである。
【図４】アクセル開度とトルク制限要求値との関係を示すタイムチャートである。
【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 ＣＶＴ変速部
４１ プライマリプーリ
４２ セカンダリプーリ
４３ Ｖベルト
６０ コントロールユニット
６１ ＡＴＣＵ
６１ａ ロックアップ（Ｌ／Ｕ）領域判定部
６１ｂ トルク容量算出部
６１ｃ 入力トルク算出部
６１ｄ トルク制限判定部
６１ｅ トルク制限値算出部
６１ｆ アクセル急踏み判定部
６１ｇ トルク制限開始・終了条件判定部
６１ｈ トルク制限値出力部
６２ ＥＣＭ
６２ａ エンジントルク演算部
６２ｂ トルクダウン量演算部
６２ｃ 電制スロットル（電スロ）開度制御部
７０ エンジン
８０ 駆動輪

Claims (1)

1. 油圧に応じて溝幅が変化する入力側のプライマリプーリと、油圧に応じて溝幅が変化する出力側のセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられ、前記溝幅に応じてプーリ接触半径が変化するベルトとを有し、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、
   前記変速手段が伝達可能なトルクを、実油圧から算出するトルク容量算出手段と、
   前記変速手段に入力されるエンジントルクの変化量が所定値以上の場合に、アクセルペダルの急激な踏み込みがあったと判定するアクセル急踏み判定手段と、
   トルクコンバータがロックアップ状態であるか否かを判定するロックアップ判定手段と、
   前記アクセル急踏み判定手段でアクセルペダルの急激な踏み込みが判定され、かつ、エンジン回転数及びアクセル開度に基づいて演算した前記変速手段に入力されるエンジントルクが前記トルク容量算出手段で算出される伝達可能トルクを上回り、さらに、前記ロックアップ判定手段でトルクコンバータのロックアップ状態が判定された場合にエンジンの出力を制限するエンジン出力制限手段と、
   を備える車両用変速システムのエンジン出力制御装置。

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