JP4157087B2 - 無段変速機搭載車の暖房性能補償装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機搭載車の暖房性能補償装置、特に、当該補償要求を無段変速機の適切な変速制御により実現する装置の改良提案に関するものである。

車室内の空調を含めた暖房は、エンジンの熱を利用してこれを行うのが常套であり、エンジン始動当初のようなエンジン断機中などにおいて、エンジン冷却水温が未だ十分に高くなっていない場合は、特に厳寒期において早期に暖房が利くようにする対策が必要である。

かかる要求を満足させる暖房性能補償装置としては従来、例えば特許文献1に記載のようなものが知られている。
この装置は、エンジンからの回転を無段変速機により変速して駆動車輪に伝達される無段変速機搭載車において、暖房性能補償要求時に、図6の車速VSPおよび目標入力回転数Npriに関した二次元座標上に例示するごとく、αで示す常温時最低目標入力回転数を一定値ΔNだけ嵩上げして暖房性能補償要求時最低目標入力回転数βとし、無段変速機の入力回転数がこの暖房性能補償要求時最低目標入力回転数βを下回ることのないよう無段変速機を変速制御するというものである。

この装置によれば、暖房性能補償要求時に無段変速機の入力回転数が常温時最低目標入力回転数αよりも高いβ以上に保たれ、結果として無段変速機の入力軸側に結合したエンジンの回転数を高く保ってエンジン冷却水温を早期に上昇させ、暖房性能を早期に向上させて補償することができる。
特開２０００−１７９６７０号公報

しかし、従来のように暖房性能補償要求時に無段変速機の目標入力回転数Npriを常温時最低目標入力回転数αよりも、全車速域に亘って一定値ΔNだけ高くする（図6のβ参照）というのでは、以下のような問題がある。

つまり、暖房性能補償要求を満足する無段変速機の最低目標入力回転数は、車速VSPに対し図6にβで示すごとく直線的に変化することはまれで、同図6にγで示すように車速VSPに対し曲線的に変化する。
このため、暖房性能補償要求時最低目標入力回転数βが暖房性能補償要求を満足する無段変速機の最低目標入力回転数と一致するのは特定の車速においてのみであり、その前後車速域において、暖房性能補償要求時最低目標入力回転数βが要求に対して高すぎたり、低すぎるのを免れない。

暖房性能補償要求時最低目標入力回転数βが要求に対して高すぎる車速域では、必要以上のエンジン回転数の上昇で運転性が悪化したり、変速品質が悪くなったり、騒音の問題も生ずる。
また、逆に暖房性能補償要求時最低目標入力回転数βが要求に対して低すぎる車速域では、要求通りに暖房性能を補償することができず、車両の居住性が犠牲になるという問題を生ずる。

本発明は、暖房性能を補償するのに必要な無段変速機の最低入力回転数が概ね車速で決まるとの事実認識に基づき、そして、この最低入力回転数の設定による運転性能や変速品質への影響をできるだけ抑制するのが肝要であるとの事実認識に基づき、
これらの認識に基づき定めた最低入力回転数を下回ることのないような無段変速機の変速制御により過不足のない暖房性能補償制御を行って、上記の問題を生ずることのないようにした無段変速機搭載車の暖房性能補償装置を提案することを目的とする。

この目的のため、本発明による無段変速機搭載車の暖房性能補償装置は、請求項１に記載のごとくに構成する。
先ず本発明の前提となる無段変速機搭載車を説明するに、これは、
エンジンからの回転を無段変速機により変速して駆動車輪に伝達され、エンジンの熱を利用して暖房を行うようにしたものである。

本発明の暖房性能補償装置は、かかる無段変速機搭載車において、
上記エンジンの熱量不足により暖房性能の補償が要求される時、無段変速機の入力回転が、車速ごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制すべく定めた下限値を下回ることのない態様で、該無段変速機を変速制御するよう構成すると共に、
前記暖房性能の補償が要求される時、または、該暖房性能の補償要求が消失する時、或いは、これら双方において、変速機入力回転の変化が所定の時定数をもって徐々に行われるよう前記無段変速機を変速させる構成にしたものである。

本発明による無段変速機搭載車の暖房性能補償装置によれば、
暖房性能の補償要求がある時、無段変速機の入力回転が、車速ごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制すべく定めた下限値を下回ることのないよう無段変速機を変速制御することから、
無段変速機の入力回転、従ってエンジン回転が、車速ごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制するための下限値を下回らないこととなり、全車速域において暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制するのことができると共に、これに必要な回転数に対し変速機入力回転（エンジン回転）が過不足をもったものになることがない。
このため、暖房性能補償要求時に変速機入力回転（エンジン回転）が要求に対し高すぎたり、低すぎることがなく、
高くなりすぎた場合の問題、つまり、必要以上の変速機入力回転（エンジン回転）の上昇で運転性が悪化したり、変速品質が悪くなったり、騒音が大きくなるという問題を解消し得ると共に、
低くなりすぎた場合の問題、つまり、要求通りに暖房性能を補償することができず、車両の居住性が犠牲になるという問題を解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になる暖房性能補償装置を具えた無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御システムと共に示し、
1は、Ｖベルト式無段変速機やトロイダル型無段変速機などの無段変速機、2はエンジン、3はディファレンシャルギヤ装置、4は駆動車輪である。
無段変速機1は、その入力軸にトルクコンバータT/Cを介しエンジン2の出力軸を結合してエンジン回転を入力され、この入力回転を無段変速機構5による無段変速下に出力するものとする。
無段変速機1からの変速出力は、ディファレンシャルギヤ装置3を経て左右駆動車輪4に向かい、これら車輪を駆動して車両を走行させる。

無段変速機1はそのほかに、エンジン駆動されるオイルポンプ6と、これからの作動油を媒体として無段変速機構5の変速制御を司るコントロールバルブボディー7とを具え、
コントロールバルブボディー7を介した無段変速機1の変速制御を変速機コントローラ11により実行する。
これがため変速機コントローラ11には、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ12からの信号と、車速VSPを検出する車速センサ13からの信号と、運転者がシフトレバーにより指令する無段変速機の選択レンジ（P,R,N,D,Lレンジなど）を検出するインヒビタスイッチ14からの信号と、エンジン冷却水温Twを検出する水温センサ15からの信号とを入力する。

変速機コントローラ11は、これらセンサからの入力情報を基に周知の演算を行って、以下に概略を説明するような変速制御を実行する。
先ず、アクセル開度APO、車速VSPおよび選択レンジに基づき、現在の運転状態に最適なライン圧を決定し、これに関する信号をコントロールバルブボディー7のライン圧ソレノイド（図示せず）に指令する。
ライン圧ソレノイドは、この信号に応答してオイルポンプ6から作動油を、当該信号に対応した圧力に調圧して、変速制御の元圧となす。

変速機コントローラ11は更に、同じくアクセル開度APO、車速VSPおよび選択レンジに基づき、例えばDレンジであれば図3に例示する予定の変速マップを基に、アクセル開度APOおよび車速VSPから変速機の目標入力回転数Npriを求め、この目標入力回転数Npri（これを出力回転数で割ったものが目標変速比）を達成するための変速制御信号をコントロールバルブボディー7内の変速アクチュエータ（図示しなかったが、ステップモータなど）に供給する。
変速アクチュエータは、コントロールバルブボディー7内の変速制御弁（図示せず）を介し無段変速機1を、上記の目標入力回転数Npri（目標変速比）に向けて変速させ、これが達成されたところで変速を終了して当該目標入力回転数Npri（目標変速比）を維持する。

変速機コントローラ11は更に、同じくアクセル開度APO、車速VSPおよび選択レンジを基に、トルクコンバータT/Cを、その入出力要素（ポンプインペラおよびタービンランナ）が直結されたロックアップ状態にすべきか、この直結が解かれたコンバータ状態にすべきかを決定し、これらに対応したロックアップ信号をコントロールバルブボディー7内のロックアップソレノイド（図示せず）に供給する。
ロックアップソレノイドは、当該信号に応答してコントロールバルブボディー7内のロックアップ制御弁（図示せず）を介しトルクコンバータT/Cをロックアップ状態またはコンバータ状態にする。

変速機コントローラ11は、上記通常時の変速制御のほかに、図2の制御プログラムを実行して、本発明が狙いとする暖房性能補償要求時の変速制御を行う。
図2のステップＳ1においては、図1のセンサ15で検出したエンジン冷却水温Twを読み込み、次のステップＳ2で、このエンジン冷却水温Twや、必要に応じてこれと外気温との偏差を基に、暖房性能補償要求があるか否かをチェックする。
ステップＳ2で暖房性能補償要求がないと判定した時は、ステップＳ3において前記した通常時の変速制御を実行し、ステップＳ4で目標入力信号Npri（目標変速比）に対応した変速制御信号を前記の変速アクチュエータ（図示せず）に供給するが、
ステップＳ2で暖房性能補償要求があると判定した時は、制御をステップＳ5に進め、ここで、暖房性能補償要求時の変速制御を以下のごとくに行う。

この暖房性能補償要求時変速制御に当たっては、図3に示すDレンジ用の通常時変速制御マップに代えて図4に例示する暖房性能補償要求時のDレンジ変速制御マップを用いる。
図4に例示する暖房性能補償要求時のDレンジ変速制御マップは、図3に示すDレンジ用の通常時変速制御マップと同様のマップに、暖房性能の補償を行うため定めた入力回転数の下限値データδを付加したものである。

この暖房性能補償用入力回転数下限値データδは、車速VSPごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制するよう定めた下限値であり、
詳しくは、例えば車速VSPがVSP1（40Km/h）〜VSP2（70Km/h）の常用車速域においては、暖房性能の補償が最大限達成されるよう暖房性能補償用入力回転数下限値データδを定め、
常用車速域VSP1（40Km/h）〜VSP2（70Km/h）以上の高車速域においては、暖房性能を補償しつつ運転性能の低下が抑制されるよう、全車速域に亘ってこれら常用車速域および高車速域間の境界車速VSP2（70Km/h）での下限値と同じ値に暖房性能補償用入力回転数下限値データδを定め、
常用車速域VSP1（40Km/h）〜VSP2（70Km/h）未満の低車速域においては、滑らかな変速を補償すべくこれら常用車速域および低車速域間の境界車速VSP1（40Km/h）での下限値から車速低下につれて徐々に小さくなるよう暖房性能補償用入力回転数下限値データδを定める。

ちなみに、常用車速域VSP1（40Km/h）〜VSP2（70Km/h）の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを、暖房性能の補償が最大限達成されるよう定めた理由は、この車速域が10−15モードでも用いられるように最も使用頻度が高くて暖房性能の補償が最も重要視される車速域であるためである。

また高車速域の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを、全車速域に亘って常用車速域および高車速域間の境界車速VSP2（70Km/h）での下限値と同じ値に保った理由は、以下の根拠に寄る。
つまり、暖房性能の補償用だけのためなら入力回転数下限値データδは、この高車速域ではもともと入力回転数が高いことから、高車速になるほど低くしてもよいが、このことから高車速域の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを高車速になるほど低くすると、高車速域での惰性走行への移行時に車速低下につれて入力回転数が上昇するダウンシフト傾向により大きなエンジンブレーキ作用し、運転性が悪化すると共にエンジン回転数の上昇による騒音の問題も発生するため、これらの問題を考慮して、高車速域の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを、全車速域に亘って常用車速域および高車速域間の境界車速VSP2（70Km/h）での下限値と同じ値になるよう定めた。

更に低車速域の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを、常用車速域および低車速域間の境界車速VSP1（40Km/h）での下限値から車速低下につれて徐々に小さくなるよう定めた理由は、以下の根拠に寄る。
つまり、暖房性能の補償用だけのためなら入力回転数下限値データは、この低車速域では図4に波線εで示すように境界車速VSP1（40Km/h）での下限値と同じ値に保つ必要があるが、かように暖房性能補償用入力回転数下限値データを定めると、最ロー変速比からの変速時に一気に波線ε上の変速比への変速が行われることとなり、イナーシャの急変によるショックの発生を招く。
そこで本実施例では、この問題を考慮して、低車速域の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを、最ロー変速比からの変速時でも滑らかな変速が補償されるように、境界車速VSP1（40Km/h）での下限値から車速低下につれて徐々に小さくなるよう定める。

図2のステップＳ2で暖房性能補償要求があると判定した時に実行されるステップＳ5では、変速機入力回転数が図4の暖房性能補償用入力回転数下限値データδを下回ることのないようにしつつ、無段変速機1を前記した通りに変速制御すべく目標入力信号Npri（目標変速比）を求め、
次のステップＳ4において、この目標入力信号Npri（目標変速比）に対応した変速制御信号を前記の変速アクチュエータ（図示せず）に供給する。

上記した本実施例による無段変速機搭載車の暖房性能補償装置によれば、
暖房性能の補償要求がある時、無段変速機1の入力回転が、車速ごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制すべく定めた下限値δ（図4参照）を下回ることのないよう無段変速機を変速制御することから、
無段変速機の入力回転、従ってエンジン回転が、車速ごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制するための下限値δを下回らないこととなり、全車速域において暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制するのことができると共に、これに必要な回転数に対し変速機入力回転（エンジン回転）が過不足をもったものになることがない。
このため、暖房性能補償要求時に変速機入力回転（エンジン回転）が要求に対し高すぎたり、低すぎることがなく、
高くなりすぎた場合の問題、つまり、必要以上の変速機入力回転（エンジン回転）の上昇で運転性が悪化したり、変速品質が悪くなったり、騒音が大きくなるという問題を解消し得ると共に、
低くなりすぎた場合の問題、つまり、要求通りに暖房性能を補償することができず、車両の居住性が犠牲になるという問題を解消することができる。

本実施例においては更に、変速機入力回転の暖房性能補償用下限値δを、常用車速域においては、暖房性能の補償が最大限達成されるよう定めたため、
暖房性能の補償が重要視される常用車速域において、要求通りに暖房性能の補償を行うことができ、
また、変速機入力回転の暖房性能補償用下限値δを、常用車速域以上の高車速域においては、全車速域に亘りこれら常用車速域および高車速域間の境界車速での下限値と同じ値に定めたため、
暖房性能を補償しつつ、過大なエンジンブレーキによる運転性の悪化や騒音に関する問題を回避することができ、
更に、変速機入力回転の暖房性能補償用下限値δを、常用車速域未満の低車速域においては、これら常用車速域および低車速域間の境界車速での下限値から車速低下につれて徐々に小さくなるよう定めたため、
最ロー変速比からの変速であっても急変速を生ずることがな、滑らかな変速によりイナーシャショックに関する問題を回避することができる。

なお上記によれば、暖房性能補償要求が発生した直後は変速機入力回転数が急上昇するような変速制御となり、暖房性能補償要求が消失した直後は変速機入力回転数が急低下するような変速制御となり、ショックを発生する虞がある。
この問題解決のために本実施例では、図5に示すように以下の過渡制御を行うようにするのがよい。
つまり、暖房性能補償要求が発生した瞬時t1に変速機入力回転数を通常変速時回転数から一気に暖房性能補償用最低入力回転数δへ上昇させず、変速機入力回転数を所定勾配θ1で漸増させつつ瞬時t2に暖房性能補償用最低入力回転数δとするような無段変速機1の過渡制御を行い、
また、暖房性能補償要求が消失した瞬時t3にも変速機入力回転数を一気に暖房性能補償用最低入力回転数δから通常変速時回転数へ低下させず、変速機入力回転数を所定勾配θ2で漸減させつつ瞬時t4に通常変速時回転数とするような無段変速機1の過渡制御を行うのがよい。
この場合、暖房性能の補償が要求される時や、暖房性能の補償要求が消失する時に、変速機入力回転数を急変させるような変速が行われることがなく、変速ショックを軽減することができる。

本発明の一実施例になる暖房性能補償装置を具えた無段変速機搭載車のパワートレーンを、その制御システムと共に示す略線図である。 図１における変速機コントローラが、暖房性能補償用に実行する変速制御プログラムを示すフローチャートである。 無段変速機の通常変速時用の変速マップを示す線図である。 無段変速機の暖房性能補償時用の変速マップを示す線図である。 暖房性能補償用の無段変速制御が行われる時の変速機入力回転数の時系列変化を示す動作タイムチャートである。 従来の暖房性能補償用変速マップを示す線図である。

符号の説明

１ 無段変速機
２ エンジン
３ ディファレンシャルギヤ装置
４ 駆動車輪
T/C トルクコンバータ
５ 無段変速機構
６ オイルポンプ
７ コントロールバルブボディー
11 変速機コントローラ
12 アクセル開度センサ
13 車速センサ
14 インヒビタスイッチ
15 エンジン冷却水温センサ

Claims (4)

1. エンジンからの回転を無段変速機により変速して駆動車輪に伝達され、エンジンの熱を利用して暖房を行うようにした無段変速機搭載車において、
   前記エンジンの熱量不足により暖房性能の補償が要求される時、前記無段変速機の入力回転が、車速ごとに暖房性能を補償しつつ運転性能および変速品質の低下を抑制すべく定めた下限値を下回ることのない態様で、該無段変速機を変速制御するよう構成すると共に、
   前記暖房性能の補償が要求される時、または、該暖房性能の補償要求が消失する時、或いは、これら双方において、変速機入力回転の変化が所定の時定数をもって徐々に行われるよう前記無段変速機を変速させる構成にしたことを特徴とする無段変速機搭載車の暖房性能補償装置。
2. 請求項1に記載の暖房性能補償装置において、
   前記変速機入力回転の下限値を、常用車速域においては、暖房性能の補償が最大限達成されるよう定めたことを特徴とする無段変速機搭載車の暖房性能補償装置。
3. 請求項２に記載の暖房性能補償装置において、
   前記変速機入力回転の下限値を、前記常用車速域以上の高車速域においては、暖房性能を補償しつつ運転性能の低下が抑制されるよう、全車速域に亘ってこれら常用車速域および高車速域間の境界車速での下限値と同じ値に定めたことを特徴とする無段変速機搭載車の暖房性能補償装置。
4. 請求項２または３に記載の暖房性能補償装置において、
   前記変速機入力回転の下限値を、前記常用車速域未満の低車速域においては、滑らかな変速を補償すべくこれら常用車速域および低車速域間の境界車速での下限値から車速低下につれて徐々に小さくなるよう定めたことを特徴とする無段変速機搭載車の暖房性能補償装置。

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