JP6149335B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式無段変速装置を搭載した車両に用いられる車両用制御装置に関する。

従来、下記特許文献１に開示されているようなベルト式無段変速機の油圧制御装置が提供されている。特許文献１においては、油圧室に混入した空気の排出方法が開示されている。

特開２０１２−１４５１７２号公報

エンジンの動力を利用して作動するオイルポンプによりオイルを圧送可能であり、エンジン以外の動力源を用いて作動するオイルポンプを備えていない車両においては、減速中にアイドリングストップを実施すると、エンジンの停止から車両停止までの間に、オイルポンプによるオイルの供給が停止してしまう。この状態においてベルト式無段変速機がロー側に変速してしまうと、従動側プーリに設けられた油室が負圧になる現象が生じる可能性がある。このような現象が生じると、シールリング部から空気が流入してしまい、エンジンを再始動して発進する際に油圧の立ち上がりが遅れ、発進時間が遅れてしまう懸念がある。また、坂道などにおいてアイドルストップ機能が作動した場合には、エンジンが停止してから車両が停止するまでの間にベルトの回転回数が増大することにより、シールリング部からの空気流入が懸念される。

そこで、上述した課題を解決すべく、本発明はアイドルストップ機能によりエンジンが自動停止してから車両が停止するまでの動作に伴う従動側プーリの油室への空気の流入を抑制し、エンジンを再始動して発進するまでに要する発進時間の遅れを最小限に抑制可能な車両用制御装置の提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明は、駆動側のシャフトに取り付けられた駆動側プーリと従動側のシャフトに取り付けられた従動側プーリとに亘ってベルトを掛け渡し、前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリの少なくとも一方において挟圧を作用させることにより前記ベルトの捲き掛け径を制御可能なベルト式無段変速機と、エンジンの駆動力により作動するオイルポンプとを搭載しており、前記オイルポンプを作動させることにより前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリに対してオイルを供給可能であり、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両に用いられ、前記アイドルストップ機能により前記エンジンが自動停止してから前記車両が停止するまでの期間において前記ベルトの回転回数が所定の回転回数を越えることを条件として、前記アイドルストップ機能を解除し、前記エンジンを再始動させることを特徴とするものである。

本発明の車両用制御装置は、アイドリングストップ機能によりエンジンが自動停止してから車両が停止するまでの期間にベルトの回転回数が所定の回転回数を越えることを条件として、アイドルストップ機能を解除してエンジンを再始動させることとしている。これにより、オイルポンプによるオイルの供給が再開され、従動側プーリに設けられた油室に空気が混入することを防止できる。従って、本発明の車両用制御装置によれば、アイドリングストップ機能によりエンジンが自動停止してから車両が停止するまでの動作に伴って従動側プーリの油室に空気が流入することを抑制し、エンジンを再始動して発進するまでに要する発進時間の遅れを最小限に抑制することができる。

本発明によれば、アイドルストップ機能によりエンジンが自動停止してから車両が停止するまでの動作に伴う従動側プーリの油室への空気の流入を抑制し、エンジンを再始動して発進するまでに要する発進時間の遅れを最小限に抑制可能な車両用制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る無段変速機の展開断面図である。 図１に示す無段変速機のスケルトン図、及び制御装置の構成図である。 アイドルストップ動作を行う際の車速及びエンジン回転数との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る制御装置によって実施されるアイドルストップ機能に関する制御方法を示したフローチャートである。

続いて、本発明の一実施形態に係る制御装置１００について、図面を参照しつつ詳細に説明する。制御装置１００は、ベルト式無段変速機Ｘ（以下、単に「無段変速機Ｘ」とも称す）を備えた車両の動作制御に用いられるものであり、その制御方法に特徴を有するが、以下の説明においては先ず制御対象である車両の概要について、無段変速機Ｘの構成を中心に説明する。

≪車両構成について≫
制御装置１００により動作制御される車両は、エンジン１から出力された動力を無段変速機Ｘに入力可能な構成とされている。無段変速機Ｘは、ＦＦ横置き式の自動車用変速機であり、図１や図２に示すように大略、入力軸３、前後進切替装置４、無段変速装置Ａ、デファレンシャル装置３０などで構成されている。入力軸３は、エンジン出力軸１ａによりトルクコンバータ２を介して駆動されるものであり、トルクコンバータ２のタービンランナ２ｂに接続されている。前後進切替装置４は、入力軸３の回転を正逆切り替えて駆動軸１０に伝達する装置である。また、無段変速装置Ａは、駆動プーリ１１と従動プーリ２１と両プーリ間に巻き掛けられたＶベルト１５とを備えている。デファレンシャル装置３０は、従動軸２０の動力を出力軸３２に伝達するものである。

本実施形態の無段変速機Ｘにおいては、入力軸３と駆動軸１０とは同一軸線上に配置され、従動軸２０とデファレンシャル装置３０の出力軸３２とが入力軸３に対して平行でかつ非同軸に配置されている。したがって、この無段変速機Ｘは全体として３軸構成とされている。本実施形態において用いられるＶベルト１５は、一対の無端状張力帯と、これら張力帯に支持された多数のブロックとで構成された公知の金属ベルトである。

無段変速機Ｘを構成する各部品は変速機ケース５の中に収容されている。トルクコンバータ２と前後進切替装置４との間には、オイルポンプ６が配置されている。オイルポンプ６は、トルクコンバータ２のポンプインペラ２ａにより駆動されるポンプギア９を備えている。

前後進切替装置４は、図１や図２に示すように、遊星歯車機構４０と前進用ブレーキ５０と後進用クラッチ５１とで構成されている。遊星歯車機構４０のサンギヤ４１が入力部材である入力軸３に連結され、リングギヤ４２が出力部材である駆動軸１０に連結されている。遊星歯車機構４０はシングルピニオン方式であり、前進用ブレーキ５０はピニオンギヤ４３を支えるキャリア４４と変速機ケース５との間に設けられ、後進用クラッチ５１はキャリア４４とサンギヤ４１との間に設けられている。後進用クラッチ５１を解放して前進用ブレーキ５０を締結すると、入力軸３の回転が逆転され、かつ減速されて駆動軸１０へ伝えられる。逆に、前進用ブレーキ５０を解放して後進用クラッチ５１を締結すると、遊星歯車機構４０のキャリア４４とサンギヤ４１とが一体に回転するので、入力軸３と駆動軸１０とが直結される。

無段変速装置Ａの駆動プーリ１１は、駆動軸（プーリ軸）１０上に一体に形成された固定シーブ１１ａと、駆動軸１０上において軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ１１ｂと、可動シーブ１１ｂの背後に設けられた油圧サーボ１２とを備えている。可動シーブ１１ｂの外周部には、背面側へ延びるピストン部１２ａが一体に形成され、このピストン部１２ａの外周部が駆動軸１０に固定されたシリンダ１２ｂの内周部に摺接している。可動シーブ１１ｂとシリンダ１２ｂとの間には、油圧サーボ１２の作動油室１２ｃが形成されており、この作動油室１２ｃへの油圧を制御することにより、変速制御を実施することができる。

従動プーリ２１は、従動軸（プーリ軸）２０上に一体に形成された固定シーブ２１ａと、従動軸２０上を軸方向移動自在に、かつ一体回転可能に支持された可動シーブ２１ｂと、可動シーブ２１ｂの背後に設けられた油圧サーボ２２とを備えている。可動シーブ２１ｂの外周部には、背面側へ延びるシリンダ部２２ａが一体に形成され、このシリンダ部２２ａの内周部に従動軸２０に固定されたピストン部２２ｂ（固定ピストン）が摺接している。可動シーブ２１ｂとピストン部２２ｂとの間に油圧サーボ２２の作動油室２２ｃが形成され、この作動油室２２ｃの油圧を制御することにより、トルク伝達に必要なベルト推力が与えられる。また、作動油室２２ｃ内には、初期推力を与えるスプリング２４が配置されている。

無段変速機Ｘは、上述した駆動プーリ１１側の作動油室１２ｃ、及び従動プーリ２１の作動油室２２ｃにオイルを供給するための油路６０を有する。油路６０の上流側には、オイルポンプ６が配置されている。そのため、エンジン１が作動している状態においては、オイルポンプ６が作動し、油路６０の上流端からオイルパン７２内のオイルを汲み上げ、圧送することができる。

油路６０は、オイルポンプ６よりも下流側に位置する分岐点６２おいて駆動側油路６０ａ及び従動側油路６０ｂの２系統に分岐されている。駆動側油路６０ａは、駆動プーリ１１の作動油室１２ｃに接続されている。駆動側油路６０ａの中途には、オリフィス６４，６６が設けられている。

≪制御装置１００について≫
制御装置１００は、上述した車両が備えるエンジン１及び無段変速機Ｘの動作制御するための電子制御装置である。図２に示すように、制御装置１００には、イグニッションスイッチＩＧ、エンジン回転数センサ１０１、車速センサ１０２（又は従動プーリ回転数センサ）、スロットル開度センサ１０３（又はアクセル開度センサ）、シフトポジションセンサ１０４、駆動プーリ回転数センサ１０５、ブレーキセンサ１０６、ＣＶＴ油温センサ１０７、セカンダリ圧を検出する油圧センサ１０８、及び従動プーリ回転数センサ１０９からそれぞれ検出信号が入力されている。入力信号として、その他の信号を入力してもよいことは勿論である。

制御装置１００は、駆動プーリ回転数センサ１０５あるいは従動プーリ回転数センサ１０９の検知信号に基づいて、Ｖベルト１５の回転数を検知することができる。また、制御装置１００は、駆動プーリ回転数センサ１０５及び車速センサ１０２の検出信号により、プーリ比を計算できる。本実施形態では説明を簡単にするため、単一の制御装置１００によってエンジン１と無段変速機Ｘの両方を制御する例を示したが、実際には個別の電子制御装置によって制御され、両電子制御装置は通信用バスによって相互に連携している。

制御装置１００は、油圧制御装置７に内蔵されたソレノイド弁を制御している。油圧制御装置７は、オイルポンプ６、作動油室１２ｃ，２２ｃ、前進用ブレーキ５０、後進用クラッチ５１とそれぞれ配管を介して接続されている。制御装置１００は、車速とスロットル開度とに応じて予め設定された変速マップに従って目標プーリ比又はプライマリ回転数を決定し、油圧制御装置７内に設けられた弁等（図示せず）を制御することによって、無段変速機Ｘの作動油室１２ｃへの供給油量を調整し、プーリ比又はプライマリ回転数を目標値へとフィードバック制御している。

また、制御装置１００は、エンジントルクと変速比とからベルト伝達トルクを求め、ベルト滑りを発生させない最低限のベルト挟圧力となるように、油圧制御装置７内の弁（図示せず）を制御することによって、作動油室２２ｃへの供給油圧（セカンダリ圧）を目標値へとフィードバック制御している。この際、油圧センサ１０８で実際のセカンダリ圧が検出される。さらに、油圧制御装置７内には、前進用ブレーキ５０及び後進用クラッチ５１への供給油圧（過渡圧）を制御する機能を備えた弁が内蔵されている。

制御装置１００は、車両停止など所定のアイドルストップ条件が成立したときにエンジン１を自動停止させ、所定のアイドルストップ復帰条件が成立したときにエンジン１を再始動させるアイドルストップ機能を発揮させるための制御を実施することができる。アイドルストップ条件としては、例えば車両停止、ブレーキオン状態（ブレーキペダルの踏み込み）などがある。但し、エンジン水温が低いときや、電気負荷が大きいとき、アクセルペダルが踏まれているときには、アイドルストップを許可しない。一方、アイドルストップ機能により自動停止した車両Ａを再始動させるための条件としては、例えばブレーキオフ状態、アクセルペダル踏み込み、車速信号の入力などの一般的な条件（一般的復帰条件）がある。

本実施形態の制御装置１００では、上述した一般的復帰条件に加え、Ｖベルト１５の回転回数を基準としたアイドルストップ復帰条件（以下、「特別復帰条件」とも称す）が設定されている。特別復帰条件は、アイドルストップ機能によりエンジン１が自動停止してから車両が停止（停車）するまでの期間におけるＶベルト１５の回転回数が所定の回転回数を越えることをアイドルストップ機能から復帰させるための条件としたものである。そのため、制御装置１００は、アイドルストップ機能によるエンジン１の自動停止後、車両が停止するまでの期間に駆動プーリ回転数センサ１０５あるいは従動プーリ回転数センサ１０９の検知信号に基づいてＶベルト１５の回転回数を検知し、回転回数が所定回数を超えた時点で特別復帰条件を満足したものとしてアイドルストップ機能を解除し、エンジン１を再始動させる動作制御を行う。

続いて、図４のフローチャートを参照しつつ、制御装置１００によって実施されるアイドルストップ機能に関する制御について説明する。制御装置１００は、先ずステップ１において上述したアイドルストップ条件を満足しているか否かを確認する。ここで、アイドルストップ条件が成立している場合には、制御フローがステップ２に進められ、アイドルストップ機能が作動するように動作制御される。すなわち、車速が所定の速度以下になることを条件としてエンジン１への燃料供給が停止される。

ステップ２においてアイドルストップ機能が作動すると、制御フローがステップ３に進められ、上述したアイドルストップ機能についての一般的な解除条件である一般復帰条件を満足しているか否かが確認される。ここで、一般復帰条件を満足している場合には、制御フローがステップ５に進められ、アイドルストップ機能が解除される。これにより、エンジン１が再始動する。

一方、ステップ３において一般復帰条件を満足していないと判断された場合には、制御フローがステップ４に進められ、上述した特別復帰条件を満足しているか否かが確認される。すなわち、ステップ２においてアイドルストップ機能によりエンジン１が自動停止した後、車両が停止するまでの期間に検知されたＶベルト１５の回転回数が、所定回数を超えたか否かが確認される。Ｖベルト１５の回転回数が所定回数以下である場合には、制御フローがステップ３に戻される。一方、Ｖベルト１５の回転回数が所定回数を超えている場合には、制御フローがステップ５に進行してアイドルストップ機能が解除され、エンジン１が再始動する。これにより、一連の制御フローが完了する。

上述したように、本実施形態の制御装置１０は、アイドリングストップ機能によりエンジン１が自動停止してから車両が停止するまでの期間にＶベルト１５の回転回数が所定の回転回数を越えることを条件として、アイドルストップ機能を解除し、エンジン１を再始動させることとしている。これにより、オイルポンプ６によるオイルの供給が再開され、従動側プーリ２１に設けられた油室に空気が混入することを防止できる。従って、本実施形態の制御装置１０によれば、下り坂等においてアイドリングストップ機能が作動する等してエンジン１の自動停止後車両が停止するまでの間に従動側プーリ２１の油室に空気が流入することを抑制できる。これにより、アイドルストップ機能から復帰してエンジン１を再始動する際に、車両が発進するまでに要する発進時間の遅れを最小限に抑制することができる。

本発明の車両用制御装置は、ベルト式無段変速機を搭載した車両全般において利用可能である。

６ オイルポンプ
１０ 駆動軸
１１ 駆動プーリ
１５ Ｖベルト
２０ 従動軸
２１ 従動プーリ
２１ａ 固定シーブ
２１ｂ 可動シーブ
２２ 油圧サーボ
２２ｃ 作動油室
６０ メイン油路
６０ｂ 従動側メイン油路
７０ サブ油路
７２ オイルパン（オイル貯留部）
７４ 吸込口
７６ 一方弁
Ｘ ベルト式無段変速機

Claims (1)

1. 駆動側のシャフトに取り付けられた駆動側プーリと従動側のシャフトに取り付けられた従動側プーリとに亘ってベルトを掛け渡し、前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリの少なくとも一方において挟圧を作用させることにより前記ベルトの捲き掛け径を制御可能なベルト式無段変速機と、エンジンの駆動力により作動するオイルポンプとを搭載しており、前記オイルポンプを作動させることにより前記駆動側プーリ及び前記従動側プーリに対してオイルを供給可能であり、所定のエンジン停止条件を満足したときにエンジンを自動停止し、所定のエンジン再始動条件を満足したときに前記エンジンを再始動させるアイドルストップ機能を備えた車両に用いられ、
   前記アイドルストップ機能により前記エンジンが自動停止してから前記車両が停止するまでの期間において前記ベルトの回転回数が所定の回転回数を越えることを条件として、前記アイドルストップ機能を解除し、前記エンジンを再始動させることを特徴とする車両用制御装置。

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