図1は、この実施例に係る車両の制御装置を概略的に示す全体図である。
図1において符号10はベルト式の無段変速機(CVT。以下「CVT」という)を示す。CVT10は車両(図示せず)に搭載され、駆動源PMの出力を変速し、ディファレンシャル機構Dを介して左右の駆動輪(前輪)WL,WRに伝達する。
駆動源PMは、内燃機関(以下「エンジン」という)Eと電動機MOTからなる。電動機MOTはエンジンEの出力軸(クランク軸)に同軸に連結され、エンジンEを回転させる電動機MOTとエンジンEによって回転されて回生電力を生じる発電機として機能する。
CVT10は、互いに平行に設けられた入力軸12と出力軸14と中間軸16を有し、ディファレンシャル機構Dと共にCVT10のケース10a内に収容される。入力軸12は、駆動源PMの出力軸OSにカプリング機構CPを介して連結される。
入力軸12上には、ドライブプーリ20が設けられる。ドライブプーリ20は、入力軸12に相対回転自在で軸方向移動不能に設けられた固定側ドライブプーリ半体20aと、固定側ドライブプーリ半体20aに対して相対回転不能で軸方向移動自在に設けられた可動側ドライブプーリ半体20bからなる。
可動側ドライブプーリ半体20bの側方には、供給された作動油の圧力に応じてドライブプーリ20のプーリ幅を設定するドライブ側プーリ幅設定機構22が設けられる。
ドライブ側プーリ幅設定機構22は、可動側ドライブプーリ半体20bの側方に設けられたシリンダ壁22aと、シリンダ壁22aと可動側ドライブプーリ半体20bとの間に形成されたシリンダ室22bと、シリンダ室22b内に設けられて可動側ドライブプーリ半体20bを常時固定側ドライブプーリ半体20aに近づける方向に付勢するリターンスプリング22cとを有する。
シリンダ室22b内の作動油の圧力(油圧)が上昇されると、可動側ドライブプーリ半体20bが固定側ドライブプーリ半体20aに近づき、ドライブプーリ20のプーリ幅が狭められる一方、作動油の圧力が低下されると、可動側ドライブプーリ半体20bが固定側ドライブプーリ半体20aから離れてプーリ幅は広げられる。
出力軸14には、ドリブンプーリ24が設けられる。
ドリブンプーリ24は、出力軸14に相対回転不能でその軸方向移動不能に設けられた固定側ドリブンプーリ半体24aと、固定側ドリブンプーリ半体24aに対して相対回転不能で出力軸14の軸方向移動自在に設けられた可動側ドリブンプーリ半体24bからなる。
可動側ドリブンプーリ半体24bの側方には、供給された作動油の圧力に応じてドリブンプーリ24のプーリ幅を設定するドリブン側プーリ幅設定機構26が設けられる。
ドリブン側プーリ幅設定機構26は、可動側ドリブンプーリ半体24bの側方に設けられたシリンダ壁26aと、シリンダ壁26aと可動側ドリブンプーリ半体24bとの間に形成されたシリンダ室26bと、シリンダ室26b内に設けられて可動側ドリブンプーリ半体24bを常時固定側ドリブンプーリ半体24aに近づける方向に付勢するリターンスプリング26cとを有する。
シリンダ室26b内の作動油の圧力が上昇されると、可動側ドリブンプーリ半体24bが固定側ドリブンプーリ半体24aに近づき、ドリブンプーリ24のプーリ幅が狭められる一方、低下されると、可動側ドリブンプーリ半体24bが固定側ドリブンプーリ半体24aから離れてプーリ幅は広げられる。
ドライブプーリ20とドリブンプーリ24との間には金属製のVベルト30が巻き掛けられる。Vベルト30は多数のエレメントが図示しないリング状部材により連結され、各エレメントに形成されたV字面がドライブプーリ20のプーリ面とドリブンプーリ24のプーリ面と接触し、両側から強く押圧された状態でエンジンEの動力をドライブプーリ20からドリブンプーリ24に伝達する。
入力軸12上には遊星歯車機構32が設けられる。遊星歯車機構32は、入力軸12にスプライン嵌合されて入力軸12と一体に回転するサンギヤ34と、固定側ドライブプーリ半体20aと一体に形成されたリングギヤ36と、入力軸12に対して相対回転自在に設けられたプラネタリキャリヤ40と、プラネタリキャリヤ40に回転自在に支承された複数のプラネタリギヤ42とを有する。
各プラネタリギヤ42は、サンギヤ34とリングギヤ36の双方と常時噛合する。サンギヤ34とリングギヤ36との間にはFWD(フォワード)クラッチ44が設けられ、プラネタリキャリヤ40とケース10aとの間にはRVS(リバース)ブレーキクラッチ46が設けられる。
FWDクラッチ44は、シリンダ室44bに作動油が供給されるとき、クラッチピストン44aをリターンスプリング44cのばね力に抗して図1で左方に移動させることにより、サンギヤ34側の摩擦板とリングギヤ36側の摩擦板とを係合させてサンギヤ34とリングギヤ36とを結合することで係合(インギヤ)され、車両を前進走行可能にする。
RVSブレーキクラッチ46は、シリンダ室46bに作動油が供給され、ブレーキピストン46aをリターンスプリング46cのばね力に抗して図1で左方に移動させることにより、ケース10a側の摩擦板とプラネタリキャリヤ40側の摩擦板とを係合させてケース10aとプラネタリキャリヤ40とを結合することで係合(インギヤ)され、車両を後進走行可能にする。
FWDクラッチ44が係合されると、リングギヤ36はサンギヤ34に対して相対回転不能となり、RVSブレーキクラッチ46が係合されると、プラネタリキャリヤ40はケース10aに対して相対回転不能となるため、入力軸12が回転した状態でFWDクラッチ44を係合させると、リングギヤ36はサンギヤ34と一体となってサンギヤ34と共に回転し、ドライブプーリ20は入力軸12と同一の方向に回転する。このとき、各プラネタリギヤ42は自転することなく、サンギヤ34とリングギヤ36と一体となって入力軸12のまわりを回転する。
一方、入力軸12が回転した状態でRVSブレーキクラッチ46を係合させると、サンギヤ34が入力軸12と一体となって回転する一方、各プラネタリギヤ42は自転してリングギヤ36をサンギヤ34とは反対の方向に回転させる。それによりドライブプーリ20は入力軸12とは反対の方向に回転する。
尚、FWDクラッチ44とRVSブレーキクラッチ46が共に非係合となっているときには、入力軸12とサンギヤ34が回転するのみで、エンジンEの回転はドライブプーリ20には伝達されない。
出力軸14には、中間軸ドライブギヤ50と共に、発進クラッチ52が設けられる。 発進クラッチ52はシリンダ室52bに作動油が供給され、クラッチピストン52aをリターンスプリング52cのばね力に抗して移動させることにより、出力軸14側の摩擦板と中間軸ドライブギヤ50側の摩擦板とを係合させて出力軸14と中間軸ドライブギヤ50とを結合する。
発進クラッチ52が係合されると、中間軸ドライブギヤ50は出力軸14に対して相対回転不能となるため、出力軸14が回転した状態で発進クラッチ52を係合させると、中間軸ドライブギヤ50は出力軸14と一体となって出力軸14と共に回転する。
中間軸16には、中間軸ドリブンギヤ54とディファレンシャルドライブギヤ56とが設けられる。中間軸ドリブンギヤ54とディファレンシャルドライブギヤ56は共に中間軸16上に固定して設けられ、中間軸ドリブンギヤ54は中間軸ドライブギヤ50と常時噛合する。
ディファレンシャルドライブギヤ56は、ディファレンシャル機構DのディファレンシャルケースDcに固定されたディファレンシャルドリブンギヤ60と常時噛合する。
ディファレンシャル機構Dには左右のアクスルシャフトASL,ASRが固定されると共に、その端部には左右の駆動輪WL,WRが取り付けられる。ディファレンシャルドリブンギヤ60はディファレンシャルドライブギヤ56と常時噛合し、中間軸16の回転に伴ってディファレンシャルケースDc全体が左右のアクスルシャフトASL,ASRまわりに回転する。
上記したプーリの両シリンダ室22b,26bに供給される作動油の圧力を制御し、Vベルト30の滑りが発生することのないプーリ側圧をドライブプーリ20のシリンダ室22bとドリブンプーリ24のシリンダ室26bとに与えた状態で入力軸12にエンジンEの回転を入力すると、その回転は、入力軸12→ドライブプーリ20→Vベルト30→ドリブンプーリ24→出力軸14と伝達される。
このとき、ドライブプーリ20とドリブンプーリ24の両プーリ側圧を増減させることによってプーリ幅を変化させ、Vベルト30の両プーリ20,24に対する巻き掛け半径を変化させることにより、巻き掛け半径の比(プーリ比)に応じた所望の変速比を無段階で得ることができる。
上記のようにエンジンEの回転が入力軸12から出力軸14に伝達されている状態で発進クラッチ52を係合させると、中間軸ドライブギヤ50が出力軸14と連結されて一体となって回転し、出力軸14に伝達された回転がさらに中間軸ドライブギヤ50から中間軸ドリブンギヤ54に伝達され、中間軸16が回転する。中間軸16の回転はディファレンシャル機構DとアクスルシャフトASL,ASRを介して左右の駆動輪WL,WRに伝達され、それを駆動する。
一方、発進クラッチ52が非係合の状態では中間軸ドライブギヤ50と出力軸14とは連結されず、出力軸14の回転動力は中間軸ドライブギヤ50に伝達されないので、左右の駆動輪WL,WRは駆動されない。
上記したドライブプーリ20などのプーリ幅やFWDクラッチ44あるいはRVSブレーキクラッチ46の係合(インギヤ)・非係合(アウトギヤ)などは、油圧回路においてそれらのシリンダ室22b,26b,44b,46b,52bに供給される作動油の圧力(油圧)を制御することで行われるが、その説明は省略する。
図1の説明に戻ると、エンジンEにはDBW機構64が設けられる。即ち、エンジンEのスロットルバルブ(図示せず)と車両運転席床面に配置されたアクセルペダル(図示せず)との機械的な連結は断たれ、スロットルバルブはDBW機構64のアクチュエータ(電動モータなど。図示せず)によって開閉される。
エンジンEのカム軸(図示せず)付近などにはクランク角センサ66が設けられ、ピストンの所定クランク角度位置ごとにエンジン回転数NEを示す信号を出力する。
吸気系においてスロットルバルブの下流には絶対圧センサ70が設けられ、吸気管内絶対圧(エンジン負荷)PBAに比例した信号を出力すると共に、スロットルバルブの上流の適宜位置は吸気温センサ72が設けられて吸気温に応じた出力を生じると共に、冷却水通路(図示せず)の付近には水温センサ74が設けられてエンジン冷却水温TWに応じた出力を生じる。
上記したクランク角センサ66などの出力は、エンジンコントローラ76に送られる。エンジンコントローラ76はマイクロコンピュータを備え、センサ出力に基づいてDBW機構64を介してのエンジンEの出力の制御などを実行する。
CVT10においてドライブプーリ20の付近の適宜位置にはNDRセンサ80が設けられてドライブプーリ20の回転数、即ち、CVTの入力回転数NDRに応じたパルス信号を出力すると共に、ドリブンプーリ24の付近の適宜位置にはNDNセンサ82が設けられ、ドリブンプーリ24の回転数、即ち、CVTの出力回転数NDN(発進クラッチ52の入力回転数に相当)を示すパルス信号を出力する。
中間軸16の中間軸ドリブンギヤ54の付近には車速センサ84が設けられ、中間軸ドリブンギヤ54の回転数を通じて車速(車両の走行速度)Vを示すパルス信号を出力する。
また、セレクトレバー86の付近にはセレクトレバーポジションセンサ90が設けられ、運転者によって選択されたP,R,N,D,Sの中のポジションに応じた信号を出力すると共に、油圧回路においてリザーバの内部には油温センサ92が配置され、作動油の温度(油温)に応じた出力を生じる。
車両の運転席のアクセルペダル付近にはアクセル開度センサ94が設けられ、運転者のアクセルペダル操作量(後で0/8から8/8で示す)に相当するアクセル開度APに比例する信号を出力する。
上記したセンサ出力はシフトコントローラ96に送られる(アクセル開度センサ94の出力はエンジンコントローラ76にも送られる)。
シフトコントローラ96もマイクロコンピュータを備え、センサ出力に基づいて油圧回路の電磁ソレノイドバルブを励磁・消磁し、シリンダ室22bなどに供給される作動油の圧力(油圧)を調整してプーリ幅や各種クラッチ44,46,52の係合・非係合を制御すると共に、目標回転数NEDの設定およびエンジンE(駆動源)の出力を制御する。シフトコントローラ96とエンジンコントローラ76は信号線で接続され、相互に通信自在に構成される。
図2はシフトコントローラ96のその動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは所定時間、例えば10msecごとに実行される。
以下説明すると、S10において検出された車速Vとアクセル開度APに基づいてCVT10に入力される駆動源PM、より具体的にはエンジンEと電動機MOTが直結されていることから駆動源PMのうちのエンジンEの目標回転数NEDを設定する。
次いでS12に進み、アクセル開度APに基づいて駆動源PM、より具体的にはエンジンEの目標出力TQAPを算出する。目標出力は予め設定された、図3に示すような特性をアクセル開度APで検索して算出する。
次いでS14に進み、車速Vに基づいて補正係数KTRQを算出、より具体的には車速Vから予め設定された、図4に示すような特性を検索して補正係数KTRQを算出する。
次いでS16に進み、算出された目標出力TQAPに補正係数KTRQを乗じて目標出力TQAPを補正し、図5に示すように、アクセル開度APが全開開度に達したときに車速Vが規制車速Vlmt(180km/h)に達するように補正目標出力TQAPCを算出する。
即ち、図4に示す如く、補正係数KTRQは規制車速Vlmtの前の既定速度Vmで1.0から0に向けて徐々に減少させられる結果、その補正係数が乗じられて算出される補正目標出力TQAPCは、図5に示すようにアクセル開度APが全開開度に達したときに車速Vが規制車速Vlmt(180km/h)に達するように算出される。
尚、補正係数KTRQは、規制車速Vlmtを超えた後は、破線で示す如く、0に向けて急減させられる。この結果、車速Vが降坂などにおいて万一規制車速Vlmtを超えようとするとき、目標出力TQAPが急減されるように補正目標出力TQAPCが算出されることから、車速Vが規制車速Vlmtを超えることがなく、従ってフューエルカットが実行されてエンジンEの出力が急減するような事態が生じることがない。
上記の如く、この実施例にあっては、搭載される駆動源PM(エンジンEと電動機MOT)の出力を変速するベルト式のCVT(無段変速機)10を備えた車両の制御装置において、前記車両の走行速度(車速)Vとアクセル開度APに基づいて前記CVT(無段変速機)10に入力される駆動源PM、より具体的にはエンジンEの目標回転数NEDを設定する目標回転数設定手段(シフトコントローラ96,S10)と、前記アクセル開度APに基づいて前記駆動源PM、より具体的にはエンジンEの目標出力TQAPを算出する目標出力算出手段(シフトコントローラ96,S12)と、前記車両の走行速度(車速)Vに基づいて補正係数KTRQを算出する補正係数算出手段(シフトコントローラ96,S14)と、前記目標出力を前記補正係数で補正して前記アクセル開度APが全開開度に達したときに前記車両の走行速度(車速)Vが規制車速Vlmtに達するように補正目標出力TQAPCを算出する補正目標出力算出手段(シフトコントローラ96,S16)とを備える如く構成した。
また、前記補正係数算出手段は前記走行速度Vが前記規制車速Vlmtの前の(換言すれば、速度において低い)既定速度Vmに達した後は徐々に減少するように前記補正係数KTRQを算出する如く構成した。
また、前記補正係数算出手段は、前記走行速度Vが前記規制車速Vlmtを超えた後は急減するように前記補正係数KTRQを算出する如く構成した。
図6はこの実施例におけるエンジン出力とCVT10の変速特性を示す説明図である。
図6(および図5)に示す如く、従来、アクセル開度APが全開開度(8/8)の半分程度に達したとき、車速は規制車速Vlmtに達してしまう。そのため、アクセルペダルがそれ以上に踏み込まれても車速は変化しないことから、運転者に良好な加速感を与えないと共に、アクセル開度APが小さい状態で車両が運転されることとなって、CVT10においてレシオがOD側に制御され易くなる不都合があった。
それに対し、この実施例においては、アクセル開度APが全開開度(8/8)に達したときに車速Vが規制車速Vlmtにようやく達するように補正目標出力を算出、即ち、規制車速の付近においてアクセル開度APの特性を車速Vに応じて変更する如く構成したので、アクセルペダルが完全に踏み込まれたときに車速がその規制車速に達するような特性とすることができ、運転者に良好な加速感を与えることができる。
また、アクセルペダルが完全に踏み込まれて車速がようやく規制車速Vlmtに達するような特性とすることは、アクセル開度APが比較的大きい状態で車両が運転されることとなり、図6に示す如く、CVT10においてレシオがOD側からLOW側に制御されることが多くなり、CVT10のベルト30の耐久性を上げることができる。また、規制車速Vlmtを超えず、従ってフューエルカットが実行されて入力トルクが急減することがないから、ドライバビリティも悪化することがない。
また、補正係数算出手段は車速(走行速度)Vが規制車速Vlmtの前の(換言すれば、速度において低い)既定速度Vmに達した後は徐々に減少、より具体的には既定速度Vmで1.0から0に向けて徐々に減少するように補正係数KTRQを算出する如く構成したので、その補正係数KTRQで補正されて算出される補正目標出力TQAPCを、アクセル開度APが全開開度に達したときに車速Vが規制車速Vlmtに達するように、確実に算出することができる。
また、補正係数算出手段は、車速(走行速度)Vが規制車速Vlmtを超えた後は(0に向けて)急減するように補正係数KTRQを算出する如く構成したので、車速Vが降坂などにおいて万一規制車速Vlmtを超えようとするときも、目標出力TQAPが急減されるように補正目標出力TQAPCが算出されることから、車速Vが規制車速Vlmtを超えることがなく、従って駆動源PM、例えばエンジンEの出力が急減するような事態が生じることがない。
尚、上記において駆動源PMがエンジンEと電動機MOTからなる構成を示したが、この発明はそれに限られるものではなく、駆動源PMはエンジンEのみあるいは電動機のみであっても良い。