JP3535490B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

動力伝達装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、複数の気筒を有し
て構成されるエンジンからの駆動力を駆動力伝達機（例
えば、変速機）を介して車輪に伝達するように構成され
た動力伝達装置に関し、さらに詳しくは、駆動力伝達機
に駆動力の伝達容量を可変設定可能な摩擦係合式の摩擦
係合要素（例えば、発進クラッチ）を備えてなる動力伝
達装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】このような動力伝達装置は自動車等に多
用されているが、最近は燃費向上などを目的として、車
両停止時にエンジン運転を停止させるアイドルストップ
制御や、所定の運転条件下でいくつかの気筒を休止させ
てエンジン運転を行わせる制御も行われている。例え
ば、特開昭５９−１３１５４号公報には、気筒数可変エ
ンジンを備えた変速制御装置において、エンジンの部分
気筒運転中では変速比を大きくする制御を行うことが開
示されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンが
複数の気筒の全てを用いて運転されているとき（これを
全気筒運転と称する）に比べて、いくつかの気筒が休止
して運転されているとき（これを部分気筒運転と称す
る）にはエンジンの出力は低下する。このため、エンジ
ン出力を車輪に伝達する動力伝達装置において、部分気
筒運転時に全気筒運転時と同様の動力伝達制御を行うよ
うな制御とした場合、部分気筒運転時におけるエンジン
負荷が過大となり、エンジンストールを引き起こした
り、車両の加速走行性が低下したりするという問題があ
る。なお、部分気筒運転は、燃費向上等を目的として一
部の気筒を休止させてエンジンを運転する制御を行う場
合のみならず、エンジン運転制御装置の作動不良、故障
等により一部の気筒が休止状態となる場合にも発生す
る。 【０００４】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
部分気筒運転時においてもエンジンストールを起こすこ
となく、また、所定の加速走行性能を得ることができる
ような構成の動力伝達装置を提供することを目的とす
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、複数の気筒を有して構成される
エンジンと、このエンジンから回転駆動力を伝達する駆
動力伝達機（例えば、実施形態における無段変速機ＣＶ
Ｔ）と、この駆動力伝達機において前記エンジンと車輪
とを断続する伝達容量を可変設定可能な摩擦係合式の発
進クラッチと、この発進クラッチの係合作動を制御する
伝達容量制御機（例えば、実施形態におけるコントロー
ルバルブＣＶ）とを備えて動力伝達装置が構成される。
そして、伝達容量制御器は、複数の気筒の全てを用いて
エンジンが運転される全気筒運転状態においては、エン
ジンの回転数に対応して増加する関係に設定された全気
筒用伝達容量が得られるように発進クラッチの係合作動
を制御し、幾つかの気筒が休筒状態でエンジンが運転さ
れる部分気筒運転状態においては、エンジンの回転数に
対応して増加する関係に設定されるとともに、全気筒用
伝達容量より小さくなる容量に設定された部分気筒用伝
達容量が得られるように発進クラッチの係合作動を制御
する。 【０００６】このような構成の動力伝達装置を用いれ
ば、部分気筒運転の場合には、運転者が加速しようとし
たとき、全気筒運転状態に比べてエンジン回転が高回転
となる状態で所定の伝達容量（部分気筒用伝達容量）が
得られるように発進クラッチの係合作動制御が行われ
る。このため、部分気筒運転でエンジン出力が低下する
場合にはエンジン回転を高回転としてエンジン出力を大
きくした状態で駆動力伝達機を介した動力伝達が行わ
れ、エンジンストールが効果的に防止され、且つ所望の
加速走行性能を確保することができる。 【０００７】 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。図１に本発明の一実
施形態に係る車両用動力伝達装置の断面図を示し、この
装置の動力伝達系構成を図２に示している。これら両図
から分かるように、この装置は、エンジンＥと、このエ
ンジンＥの出力軸Ｅｓ上に配設された電気モータジェネ
レータＭと、エンジン出力軸Ｅｓにカップリング機構Ｃ
Ｐを介して連結された無段変速機ＣＶＴとから構成され
る。 【０００９】エンジンＥは４気筒レシプロタイプエンジ
ンであり、シリンダブロック２０内に形成された四つの
シリンダ室２１内にそれぞれピストンが配設されてい
る。このエンジンＥは、各シリンダ室２１に対する吸排
気を行わせるための吸気バルブおよび排気バルブの作動
制御を行う吸排気制御装置２２と、各シリンダ室２１に
対する燃料噴射制御および噴射燃料の点火制御を行う燃
料噴射・点火制御装置２３とを有している。電気モータ
ジェネレータＭは、車載のバッテリにより駆動されてエ
ンジン駆動力をアシストすることが可能であり、また、
減速走行時には車輪側からの回転駆動により発電を行っ
てバッテリの充電（エネルギー回生）を行うことができ
るようになっている。このように本動力伝達装置は、駆
動源がハイブリッドタイプ構成となっている。 【００１０】無段変速機ＣＶＴは、入力軸１とカウンタ
軸２との間に配設された金属Ｖベルト機構１０と、入力
軸１の上に配設された前後進切換機構２０と、カウンタ
軸２の上に配設された発進クラッチ（メインクラッチ）
５とを備えて構成される。この無段変速機ＣＶＴは車両
用として用いられ、入力軸１はカップリング機構ＣＰを
介してエンジン出力軸Ｅｓと連結され、発進クラッチ５
からの駆動力は、ディファレンシャル機構８から左右の
アクスルシャフト８ａ，８ｂを介して左右の車輪（図示
せず）に伝達される。 【００１１】金属Ｖベルト機構１０は、入力軸１上に配
設されたドライブ側可動プーリ１１と、カウンタ軸２上
に配設されたドリブン側可動プーリ１６と、両プーリ１
１，１６間に巻き掛けられた金属Ｖベルト１５とから構
成される。ドライブ側可動プーリ１１は、入力軸１上に
回転自在に配設された固定プーリ半体１２と、固定プー
リ半体１２に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ
半体１３とを有する。可動プーリ半体１３の側方にはシ
リンダ壁１２ａにより囲まれてドライブ側シリンダ室１
４が形成されており、このドライブ側シリンダ室１４に
コントロールバルブＣＶから油路３１を介して供給され
るプーリ制御油圧により、可動プーリ半体１３を軸方向
に移動させるドライブ側圧が発生される。 【００１２】ドリブン側可動プーリ１６は、カウンター
軸２に固定された固定プーリ半体１７と、固定プーリ半
体１７に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体
１８とからなる。可動プーリ半体１８の側方にはシリン
ダ壁１７ａにより囲まれてドリブン側シリンダ室１９が
形成されており、このドリブン側シリンダ室１９にコン
トロールバルブＣＶから油路３２を介して供給されるプ
ーリ制御油圧により、可動プーリ半体１８を軸方向に移
動させるドリブン側圧が発生される。 【００１３】上記構成から分かるように、上記両シリン
ダ室１４，１９への供給油圧（ドライブおよびドリブン
側圧）をコントロールバルブＣＶにより制御し、ベルト
１５の滑りの発生することのない側圧を与える。さら
に、ドライブおよびドリブン側圧を相違させる制御を行
い、両プーリのプーリ溝幅を変化させて金属Ｖベルト１
５の巻き掛け半径を変化させ、変速比を無段階に変化さ
せる制御が行われる。このように変速比制御を行うため
のドライブおよびドリブン側圧は、エンジンＥにより駆
動される油圧ポンプ（図示せず）からの油圧をレギュレ
ータバルブにより調圧して得られるライン圧を用いて設
定される。具体的には、ドライブおよびドリブン側圧の
うちの高圧側の側圧がライン圧を用いて設定される。 【００１４】前後進切換機構２０は、遊星歯車機構から
なり、入力軸１に結合されたサンギヤ２１と、固定プー
リ半体１２に結合されたリングギヤ２２と、後進用ブレ
ーキ２７により固定保持可能なキャリア２３と、サンギ
ヤ２１とリングギヤ２２とを連結可能な前進用クラッチ
２５とを備える。この機構２０において、前進用クラッ
チ２５が係合されると全ギヤ２１，２２，２３が入力軸
１と一体に回転し、エンジンＥの駆動によりドライブ側
プーリ１１は入力軸１と同方向（前進方向）に回転駆動
される。一方、後進用ブレーキ２７が係合されると、キ
ャリア２３が固定保持されるため、リングギヤ２２はサ
ンギヤ２１と逆の方向に駆動され、エンジンＥの駆動に
よりドライブ側プーリ１１は入力軸１と逆方向（後進方
向）に回転駆動される。なお、これら前進用クラッチ２
５および後進用ブレーキ２７の係合作動は、コントロー
ルバルブＣＶにおいてライン圧を用いて設定される前後
進制御油圧により制御される。 【００１５】発進クラッチ５は、カウンタ軸２と出力側
部材すなわち動力伝達ギヤ６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂとの
動力伝達を制御するクラッチであり、これが係合される
と両者間での動力伝達が可能となる。このため、発進ク
ラッチ５が係合されているときには、金属Ｖベルト機構
１０により変速されたエンジン出力が動力伝達ギヤ６
ａ，６ｂ，７ａ，７ｂを介してディファレンシャル機構
８に伝達され、ディファレンシャル機構８により分割さ
れて左右のアクスルシャフト８ａ，８ｂを介して左右の
車輪に伝達される。発進クラッチ５が解放されると、こ
のような動力伝達は行えず、変速機は中立状態となる。
このような発進クラッチ５の係合制御は、コントロール
バルブＣＶにおいてライン圧を用いて設定されるクラッ
チ制御油圧を、油路３３を介して供給して行われる。 【００１６】以上のように構成された無段変速機ＣＶＴ
においては、上述のように、コントロールバルブＣＶか
ら油路３１，３２を介して供給されるドライブおよびド
リブン側圧により変速制御が行われ、図示しない油路を
介して前進クラッチ２５および後進ブレーキ２７に供給
される前後進制御油圧により前後進切換制御が行われ、
油路３３を介して供給されるクラッチ制御油圧により発
進クラッチ係合制御が行われる。このコントロールバル
ブＣＶは電気制御ユニットＥＣＵからの制御信号に基づ
いて作動が制御される。 【００１７】以上のような構成の動力伝達装置は車両上
に搭載されて作動されるが、電気モータジェネレータＭ
はエンジンＥの駆動力をアシストし、エンジンＥをでき
る限り燃費の良い範囲で運転して、車両駆動時の燃費を
向上させる。このため、電気モータジェネレータＭは電
気制御ユニットＥＣＵから制御ライン３６を介した制御
信号に基づいて作動制御が行われる。これと同時に、エ
ンジンＥをできる限り燃費の良い範囲で運転させること
ができるような変速比を設定するような変速制御も行わ
れるが、この制御は、電気制御ユニットＥＣＵにより制
御ライン３５を介してコントロールバルブＣＶに送られ
る制御信号によりなされる。 【００１８】さらに、エンジンＥにおいて、四つの気筒
のうちのいくつかを所定の運転状態（例えば、減速運転
状態）で休筒させ、部分気筒運転を行うことができるよ
うになっている。すなわち、電気制御ユニットＥＣＵに
より、制御ライン３７を介して吸排気制御装置２２の作
動を制御するとともに制御ライン３８を介して燃料噴射
・点火制御装置２３の作動を制御し、いくつかのシリン
ダ室２１における吸排気バルブを閉止保持するとともに
燃料噴射および点火を行わせず、部分気筒運転を行うこ
とができるようになっている。これにより、減速走行時
の燃費向上を図るとともに、エンジンブレーキ力を小さ
くして、減速エネルギーを電気モータ・ジェネレータＭ
により効率よく回生できる。 【００１９】本装置においては、より燃費向上を図るた
め、アイドリング停止制御も行われる。アイドリング停
止制御は、基本的には、車両が停車してエンジンがアイ
ドリング状態となる場合に、エンジンの駆動力は不要で
あるので、エンジンの駆動そのものを停止させる制御で
ある。本装置においては、車両走行中にアクセルペダル
の踏み込みを解放して車両を減速させて停車させる場合
に、車両減速時に行われる燃料噴射カット制御をそのま
ま継続してアイドリング停止制御を行い、燃費をより向
上させるようにしている。 【００２０】以上のように構成された動力伝達装置にお
いて、車両が減速走行するときに、電気制御ユニットＥ
ＣＵによりコントロールバルブＣＶを作動させて、油路
３３を介してクラッチ制御油圧を発進クラッチ５に供給
し、この発進クラッチ５の係合制御を行う場合につい
て、図３のフローチャートを参照して説明する。この制
御では、まず減速走行であるか否か、すなわち、走行中
においてアクセルペダルの踏み込みが解放されて車両が
減速走行する状態であるか否かが判断される（ステップ
Ｓ１）。減速走行状態である場合にはステップＳ２０に
進み、減速走行制御が行われるが、この制御内容は本件
発明とは関連しないため、ここではその説明は省略す
る。 【００２１】減速走行状態でない場合には、ステップＳ
２に進み、アイドル運転状態であるか否かが判断され
る。アイドル運転状態であるときにはステップＳ３０に
進み、アイドル運転用基準クラッチ圧ＰＣＢが算出され
る。この制御内容を図４に詳しく示しており、これにつ
いてまず説明する。ここでは、最初にエンジンＥが部分
気筒運転状態であるか否かが判断され、部分気筒運転状
態であると判断されたときにはステップＳ３６に進み、
部分気筒運転用の減算値ＹＰＣＢを算出する。この減算
値ＹＰＣＢとしてはアイドル運転用基準クラッチ圧ＰＣ
Ｂを略零とするような減算値が設定される。 【００２２】一方、部分気筒運転状態ではないと判断さ
れたときには、ステップＳ３２に進み、アイドルストッ
プ状態（上述したアイドリング停止制御が行われている
状態）であるか否かが判断され、アイドルストップ状態
であるときにはステップＳ３３に進み、前回の基準クラ
ッチ圧（もしくは初期値として設定されている基準クラ
ッチ圧）ＰＣＢをそのまま保持する。なお、この基準ク
ラッチ圧は学習制御されてそのときの運転状態に適した
値に更新されるが、その学習制御内容についての説明は
省略する。 【００２３】次に、ステップＳ３５に進み、アイドル運
転用基準クラッチ圧ＰＣＢを算出する。この算出は、前
回の基準クラッチ圧（もしくは初期値として設定されて
いる基準クラッチ圧）ＰＣＢからステップＳ３６におい
て算出された減算値ＹＰＣＢを減じて行われる。これに
より、部分気筒アイドリング運転状態のときには基準ク
ラッチ圧ＰＣＢはほぼ零となる値が設定され、全気筒ア
イドリング運転状態のときには所望のクリープトルクを
発生させるに必要な基準クラッチ圧ＰＣＢが設定され
る。 【００２４】次に、図３のステップＳ２に戻り、ここで
アイドル運転ではないと判断されたときには、ステップ
Ｓ３に進み、部分気筒運転状態か否かが判断される。ま
ず、部分気筒運転状態ではない、すなわち、全気筒運転
状態であると判断された場合にはステップＳ４に進み、
全気筒運転用の基準クラッチ容量ＴＣＢ（クラッチ伝達
トルク）を算出する。この基準クラッチ容量ＴＣＢは図
５において線Ａで示すように、エンジン回転数Ｎｅに対
応して増加する関係に設定記憶されており、現在のエン
ジン回転数Ｎｅに対応する基準クラッチ容量ＴＣＢを読
みとって全気筒運転用の基準クラッチ容量ＴＣＢが算出
される。一方、部分気筒運転であると判断されたときに
はステップＳ５に進み、部分気筒運転用の基準クラッチ
容量ＴＣＢを算出する。この基準クラッチ容量ＴＣＢも
図５において線Ｂで示すようにエンジン回転数Ｎｅに対
応して増加する関係に設定記憶されているが、全気筒運
転用の基準クラッチ容量（線Ａ）より小さくなる容量に
設定されており、この線Ｂに基づいて現在のエンジン回
転数Ｎｅに対応する基準クラッチ容量ＴＣＢを読みとっ
て部分気筒運転用の基準クラッチ容量ＴＣＢが算出され
る。 【００２５】次に、ステップＳ４およびＳ５からステッ
プＳ６に進み、電気モータ・ジェネレータＭの駆動によ
りエンジン駆動力のアシストを行っているか否かが判断
される。アシストを行っているときには、アシストトル
クＴＱ(AS)（電気モータ・ジェネレータＭの駆動トル
ク）を算出し（ステップＳ７）、アシストを行っていな
いときにはそのまま（アシストトルクＴＱ(AS)＝０のま
ま）ステップＳ８に進み、制御クラッチ圧ＰＣを算出す
る。 【００２６】まず、ステップＳ３０においてアイドル運
転用基準クラッチ圧ＰＣＢが算出された場合には、この
基準クラッチ圧ＰＣＢはエンジン出力軸Ｅｓ上に発進ク
ラッチ５を設けた場合に要求される係合制御圧であるた
め、これを図２に示すカウンタ軸２の上に配設された発
進クラッチ５に必要とされる油圧に変換して制御クラッ
チ圧ＰＣを算出する。このため、基準クラッチ圧ＰＣＢ
は金属Ｖベルト機構１０および前後進切換機構２０の減
速比を用いて変換算出され、さらに、所定の補正係数
（例えば、油温に基づく補正係数等）による補正がなさ
れて制御クラッチ圧ＰＣが算出される。 【００２７】一方、ステップＳ４もしくはＳ５において
基準クラッチ容量ＴＣＢが算出された場合には、これに
ステップＳ７で算出されたアシストトルクＴＱ(AS)を加
えたトルク値を算出し（但し、アシストが行われていな
いときにはＴＱ(AS)＝０となる）、このトルク値となる
伝達容量を得るために発進クラッチ５に必要とされる制
御クラッチ圧ＰＣを算出する。なお、このトルク値はエ
ンジン出力軸Ｅｓ上に発進クラッチ５を設けた場合に要
求される値であるため、基準クラッチ圧ＰＣＢは金属Ｖ
ベルト機構１０および前後進切換機構２０の減速比を用
いて、カウンタ軸２の上に配設された発進クラッチ５に
おけるトルク値に変換し、さらに、このトルク値を得る
ために発進クラッチ５に必要とされる制御クラッチ圧Ｐ
Ｃを算出する。さらに、所定の補正係数（例えば、油温
に基づく補正係数等）による補正がなされて制御クラッ
チ圧ＰＣが算出される。 【００２８】以上のようにして制御クラッチ圧ＰＣが算
出されると、この制御クラッチ圧ＰＣを用いて発進クラ
ッチ５の係合制御が行われる。このように係合制御を行
うと、全気筒運転状態では、アイドル運転時には所定の
クリープトルクを伝達するように発進クラッチ５の係合
制御が行われ、発進時等においては従来と同様にエンジ
ン出力に対応した所定の発進トルクを車輪側に伝達させ
る制御が行われる。一方、部分気筒運転状態では、アイ
ドル運転時には発進クラッチ５の伝達トルクがほぼ零と
なるように発進クラッチ５が解放されてエンジンストー
ルが防止される。また、発進時等においては全気筒運転
時より小さな係合容量となるように発進クラッチ５の係
合制御が行われる。これは、図５に示すように、部分気
筒運転状態では全気筒運転状態よりエンジン回転が高い
側で発進クラッチ５を係合させる制御であり、部分気筒
運転でエンジン出力が低下する場合にはエンジン回転を
高回転としてエンジン出力を大きくした状態で駆動力伝
達機を介した動力伝達が行われ、エンジンストールが効
果的に防止され、且つ所望の加速走行性能を確保するこ
とができる。 【００２９】なお、上記実施形態においては、発進クラ
ッチ５の係合制御を例にしたが、発進クラッチ５に代え
て、前進クラッチ２５もしくは後進ブレーキ２７の係合
制御を上記と同様に行っても良い。また、金属Ｖベルト
機構１０を用いた無段変速機の場合を例にしたが、これ
に代えてその他の形式の無段変速機や、ギヤ式自動変速
機を用いても良い。 【００３０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
部分気筒運転の場合には、運転者が加速しようとしたと
きに、全気筒運転状態に比べてエンジン回転が高回転と
なる状態で所定の伝達容量が得られるように発進クラッ
チの係合作動制御が行われるため、部分気筒運転でエン
ジン出力が低下する場合にはエンジン回転を高回転とし
てエンジン出力を大きくした状態で駆動力伝達機を介し
た動力伝達が行われ、エンジンストールが効果的に防止
され、且つ所望の加速走行性能を確保することができ
る。 【００３１】
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る動力伝達装置の構成を示す断面図
である。 【図２】上記動力伝達装置の動力伝達系を示す概略図で
ある。 【図３】上記動力伝達装置における発進クラッチの係合
制御内容を示すフローチャートである。 【図４】アイドル運転時における上記発進クラッチの係
合制御内容を示すフローチャートである。 【図５】上記発進クラッチ係合制御において用いられる
全気筒運転用および部分気筒運転用基準クラッチ容量と
エンジン回転数との関係を示すグラフである。 【符号の説明】 Ｅ エンジン ＣＶＴ 無段変速機（変速機構） ＣＶ コントロールバルブ（伝達容量制御器） ５ 発進クラッチ（摩擦係合要素） ２５ 前進用クラッチ（摩擦係合要素） ２７ 後進用ブレーキ（摩擦係合要素）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 59:42 // Ｆ１６Ｈ 59:42 59:74 59:74 101:02 101:02 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｋ (56)参考文献 特開 平８−150859（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−279031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−187117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−13153（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−51145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−284038（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−100951（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 48/02 F16H 59/00 - 63/48 B60K 41/00 - 41/18

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の気筒を有して構成されるエンジン
    と、前記エンジンからの回転駆動力を伝達する駆動力伝
    達機と、前記駆動力伝達機において前記エンジンと車輪
    とを断続する伝達容量を可変設定可能な摩擦係合式の発
    進クラッチと、前記発進クラッチの係合作動を制御する
    伝達容量制御器とを備え、 前記伝達容量制御器は、 前記エンジンの全気筒運転状態においては、前記エンジ
    ンの回転数に対応して増加する関係に設定された全気筒
    用伝達容量が得られるように前記発進クラッチの係合作
    動を制御し、 前記エンジンの部分気筒運転状態においては、前記エン
    ジンの回転数に対応して増加する関係に設定されるとと
    もに、前記全気筒用伝達容量より小さくなる容量に設定
    された部分気筒用伝達容量が得られるように前記発進ク
    ラッチの係合作動を制御することを特徴とする動力伝達
    装置。
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