車両の制御装置
【課題】無端伝動部材の劣化を抑制し無端伝動部材を長寿命化することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオンになったと判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ベルトテンショナのコイルに通電し、テンションＴをＴ１にする。次に、ＥＣＵは、スタータがオンになったと判断した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ベルトテンショナのコイルに供給する電流を変化させ、テンションＴをＴ＝ＡＮｅＢ＋Ｃとする（ステップＳ１４）。そして、ＥＣＵは、イグニッションスイッチから入力される信号に基づいて、エンジンが停止したと判断した場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ベルトテンショナのコイルに対する電流の供給を停止し、タイミングベルトのテンションＴをＴ０とする（ステップＳ１６）。
【解決手段】ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオンになったと判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ベルトテンショナのコイルに通電し、テンションＴをＴ１にする。次に、ＥＣＵは、スタータがオンになったと判断した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ベルトテンショナのコイルに供給する電流を変化させ、テンションＴをＴ＝ＡＮｅＢ＋Ｃとする（ステップＳ１４）。そして、ＥＣＵは、イグニッションスイッチから入力される信号に基づいて、エンジンが停止したと判断した場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ベルトテンショナのコイルに対する電流の供給を停止し、タイミングベルトのテンションＴをＴ０とする（ステップＳ１６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、内燃機関の出力軸に巻回された無端伝動部材の保護を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に搭載されるエンジンは、出力軸としてのクランクシャフトを有しており、このクランクシャフトには、吸排気バルブの開閉と、ピストンの上下動とのタイミングを適切に計るために無端伝動部材としてのタイミングベルトが巻回されている。
【０００３】
このタイミングベルトには、エンジンの始動時に大きな力や偏った力がかかるとともに、経年変化により劣化し、張力が低下してしまうということが知られている。このようにタイミングベルトの張力が低下すると、エンジンの始動時にタイミングベルトとクランクシャフトの間でスリップが発生したりタイミングベルトが暴れる可能性が生じる。
【０００４】
このため、エンジンが停止した場合にタイミングベルトに一定の張力を与えることにより、エンジンの始動時にベルトが暴れることを防止する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この制御装置は、エンジンの停止および再始動の頻度が高いハイブリッド車両に設置され、ソレノイドを有するテンショナによりタイミングベルトの張力を調節するようになっている。そして、制御装置は、エンジンが停止すると、ソレノイドを励磁してタイミングベルトの張力を増加させた状態でテンショナをロックし、エンジンが再始動する際にタイミングベルトがスリップすることを防止するようになっている。一方、エンジンが完爆したと判定すると、ソレノイドを消磁してタイミングベルトにかかる張力を低減するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の制御装置にあっては、エンジンの始動時におけるタイミングベルトの暴れを防止するようになっているものの、タイミングベルトの劣化の防止を考慮するようなものではなかった。そのため、タイミングベルトに必要以上に張力がかかり、結果としてタイミングベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、無端伝動部材の劣化を抑制し無端伝動部材を長寿命化することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の出力軸および前記内燃機関のバルブを駆動するカムシャフトに巻回され、前記内燃機関の駆動により前記出力軸の回転を前記カムシャフトに伝達する無端伝動部材を備えた車両の制御装置であって、前記無端伝動部材に張力を付与する張力付与手段と、前記張力付与手段により付与される張力の大きさを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、内燃機関の停止中においては、無端伝動部材に付与される張力を低減させることができる。したがって、無端伝動部材が内燃機関の出力軸に対してスリップする可能性が低い場合には、無端伝動部材の張力を低下させ無端伝動部材の長寿命化を図ることができる。
【００１１】
また、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記内燃機関が停止したか否かを判断する機関停止判断手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、機関停止判断手段により内燃機関が停止中であると判断されたことを条件として無端伝動部材に付与される張力を低減させることができる。したがって、無端伝動部材が内燃機関の出力軸に対してスリップする可能性が低い場合には、無端伝動部材の張力を低下させ無端伝動部材の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
また、上記（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記機関停止判断手段は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に移行したことを条件として、前記内燃機関が停止したと判断することを特徴とする。
【００１４】
この構成により、内燃機関が始動する直前に無端伝動部材に付与される張力を増加させることができる。したがって、内燃機関の停止中には無端伝動部材の張力を低減させて無端伝動部材の長寿命化を図ることができるとともに、内燃機関の始動時には無端伝動部材の張力を上昇させることにより、無端伝動部材が内燃機関の出力軸に対してスリップすることを防止することができる。
【００１５】
また、上記（１）から（３）に記載の車両の制御装置において、（４）前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転数の上昇に応じて前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を増加させることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、張力付与手段が無端伝動部材の回転に必要な張力を好適に付与することができるので、無端伝動部材に余分な負荷を与えることを防止し、無端伝動部材の長寿命化を実現できる。
【００１７】
また、上記（１）から（４）に記載の車両の制御装置において、（５）前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、前記制御手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えており、かつ、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、無端伝動部材の劣化が進行した場合において、無端伝動部材にかかる負荷を低減することにより、無端伝動部材の劣化の進行を防止し、ベルトの長寿命化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るエンジンの概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るエンジンの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るベルトテンショナの概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るタイミングベルトのテンションとエンジン回転数の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係るエンジン始動制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るタイミングベルトの寿命を説明するためのＳ−Ｎ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両の構成について、図１に示す車両の概略ブロック構成図、図２に示すエンジンの概略断面図、および、図３に示すエンジンの概略斜視図を参照して、説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態における車両１０は、動力源としてのエンジン１１と、エンジン１１において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態等に応じて変速比を変化させるトランスミッション１３と、トランスミッション１３から伝達された動力を駆動軸としてのドライブシャフト１７Ｌ、１７Ｒに分配するディファレンシャル機構１５と、ドライブシャフト１７Ｌ、１７Ｒから伝達された動力により回転させられ、車両１０を駆動させる駆動輪１８Ｌ、１８Ｒと、を備えている。
【００２３】
また、車両１０は、トランスミッション１３を油圧により制御する油圧制御装置２２と、エンジン１１や油圧制御装置２２などを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備えている。なお、本実施の形態に係るＥＣＵ２０は、以下に説明するように、本発明に係る車両の制御装置を構成する。さらに、車両１０は、クランク角センサ３１と、駆動軸回転数センサ３２と、アクセル開度センサ３３と、フットブレーキセンサ（以下、ＦＢセンサという）３４と、スロットル開度センサ３５と、吸入空気量センサ３６と、吸入空気温度センサ３７と、冷却水温センサ３８と、吸気カム角センサ３９と、排気カム角センサ４０と、その他図示しない各種センサとを備えている。ＥＣＵ２０は、これらのセンサにより検出されたエンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ等を表す各検出信号を入力するようになっている。
【００２４】
内燃機関としてのエンジン１１は、ピストン６０（図２参照）が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う４サイクルの直列４気筒ガソリンエンジンによって構成されている。なお、エンジン１１は、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンにより構成されていてもよい。なお、エンジン１１の詳細については、後述する。
【００２５】
ＥＣＵ２０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）２０ａ、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）２０ｂ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２０ｃ、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory：登録商標）２０ｄおよび入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路２０ｅを備え、車両１０の制御を統括するようになっている。
【００２６】
クランク角センサ３１は、クランクシャフト４５の回転数を検出して、検出した回転数を表す検出信号をＥＣＵ２０に出力するようになっている。より詳しくは、クランク角センサ３１は、クランクシャフト４５に設けられたクランクセンサプレート８９（図３参照）によりクランク回転信号を検出し、クランク位置およびクランク角速度の検出を行うようになっている。また、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３１から出力された検出信号からクランクシャフト４５の回転数を算出し、エンジン回転数Ｎｅとして取得するようになっている。
【００２７】
ＥＣＵ２０は、さらに、イグニッションスイッチ４１に接続されている。イグニッションスイッチ４１は、運転者によりオフ状態からオン状態に移行されると、オン状態を表す信号をＥＣＵ２０に入力するようになっている。また、イグニッションスイッチ４１は、運転者によりオン状態からオフ状態に移行されると、オフ状態を表す信号をＥＣＵ２０に入力するようになっている。
【００２８】
図２および図３を参照して、エンジン１１の詳細について説明する。なお、図２においては、直列に配置された４つの気筒のうちの１つについて説明する。エンジン１１は、エンジン本体部５０を備え、エンジン本体部５０は、シリンダブロック５２と、シリンダブロック５２の上部に固定されたシリンダヘッド５３と、オイルパン６３と、を有している。シリンダブロック５２には、ピストン６０が往復動可能に設けられており、ピストン６０は、コネクティングロッド５８を介してクランクシャフト４５と連結されている。また、エンジン１１は、シリンダヘッド５３の上部に、吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６が、回転可能に設けられている。
【００２９】
吸気カムシャフト７５には、吸気バルブ５６の上端に当接する吸気カム７７が設けられている。これにより、吸気カムシャフト７５が回転すると、吸気カム７７により吸気バルブ５６が開閉駆動されるようになっている。さらに、吸気カムシャフト７５には、吸気カムセンサプレート９０が設けられている。吸気カムセンサプレート９０は、吸気カムシャフト７５とともに回転し、吸気カム角センサ３９の被検出部を構成している。
【００３０】
排気カムシャフト７６には、排気バルブ５７の上端に当接する排気カム７８が設けられている。これにより、排気カムシャフト７６が回転すると、排気カム７８により排気バルブ５７が開閉駆動されるようになっている。さらに、排気カムシャフト７６には、排気カムセンサプレート９１が設けられている。排気カムセンサプレート９１は、排気カムシャフト７６とともに回転し、排気カム角センサ４０の被検出部を構成している。
【００３１】
吸気カムシャフト７５は、その一端部に、タイミングベルト８５が巻き掛けられる吸気カムスプロケット７９と、吸気カム７７に対する吸気カムスプロケット７９の回転位置を変化させる吸気側回転位相コントローラ８２と、を有している。また、排気カムシャフト７６は、その一端部に、タイミングベルト８５が巻き掛けられる排気カムスプロケット８０と、排気カム７８に対する排気カムスプロケット８０の回転位置を変化させる排気側回転位相コントローラ８３と、を有している。また、内燃機関の出力軸を構成するクランクシャフト４５は、タイミングベルト８５が巻き掛けられるクランクスプロケット８４を有している。
【００３２】
したがって、ＥＣＵ２０は、吸気側回転位相コントローラ８２を制御することにより、クランクシャフト４５の回転位置に対する吸気カムシャフト７５の回転位置を変化させるとともに、排気側回転位相コントローラ８３を制御することにより、クランクシャフト４５の回転位置に対する排気カムシャフト７６の回転位置を変化させる、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）制御を実行するようになっている。
【００３３】
タイミングベルト８５は、吸気カムスプロケット７９、排気カムスプロケット８０およびクランクスプロケット８４に巻き掛けられている。これにより、タイミングベルト８５によって、クランクスプロケット８４の回転が、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０に伝達される。すなわち、駆動側回転軸としてのクランクシャフト４５の回転が、タイミングベルト８５を介して、従動側回転軸としての吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６に伝達されることで、これら吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６に駆動される吸気バルブ５６および排気バルブ５７が、クランクシャフト４５に同期して吸気ポート５４および排気ポート５５を開閉するようになっている。
【００３４】
また、タイミングベルト８５は、テンショナスリッパ８６およびバイブレーションダンパ８７によって経路が規制されるようになっている。テンショナスリッパ８６は、ベルトテンショナ９２に押圧されることにより、タイミングベルト８５を付勢し、タイミングベルト８５に張力を与えるようになっている。したがって、タイミングベルト８５は、テンショナスリッパ８６によって適度なテンションが与えられ、吸気カムスプロケット７９、排気カムスプロケット８０およびクランクスプロケット８４から外れることが防止されている。
【００３５】
また、後述するように、ベルトテンショナ９２（図４参照）は、ソレノイドを構成する内部のコイル９５（図４参照）に供給される電流の大きさによって、テンショナスリッパ８６を押圧する力が決定されるようになっている。したがって、ベルトテンショナ９２およびテンショナスリッパ８６は、電流の大きさに応じてタイミングベルト８５を付勢することにより、タイミングベルト８５に張力を与えるようになっている。
【００３６】
また、上記のように、タイミングベルト８５は、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト４５の回転力を、吸気バルブ５６および排気バルブ５７を駆動する吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６に伝達するようになっている。すなわち、タイミングベルト８５は、本発明における無端伝動部材を構成している。
【００３７】
図４に示すように、ベルトテンショナ９２は、例えばプッシュ式のソレノイドにより構成されており、ハウジング９４と、コイル９５と、プランジャ９６と、スプリング９７と、を有している。
【００３８】
プランジャ９６は、ハウジング９４内に摺動自在に嵌挿されており、その一端部は、ハウジング９４の外部に延び出しテンショナスリッパ８６に当接している。コイル９５への通電が停止されソレノイドが消磁状態に移行した場合には、プランジャ９６は、スプリング９７の付勢力により図４の左方向に移動する。これにより、ベルトテンショナ９２のタイミングベルト８５に対する付勢力が低下し、タイミングベルト８５のテンションＴが低下するようになっている。
【００３９】
一方、コイル９５への通電が開始されソレノイドが励磁状態に移行した場合には、プランジャ９６は図４の右方向に前進する。これにより、ベルトテンショナ９２のタイミングベルト８５に対する付勢力が増加し、タイミングベルト８５のテンションＴが増大するようになっている。したがって、ベルトテンショナ９２は、本発明に係る張力付与手段を構成する。
【００４０】
また、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１およびクランク角センサ３１から入力される信号に基づいてコイル９５に供給する電流の大きさを制御し、タイミングベルト８５のテンションＴを調節するようになっている。つまり、ＥＣＵ２０は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００４１】
具体的には、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号に基づいて、イグニッションスイッチ４１がオンになったと判断すると、コイル９５に対する通電を開始し、タイミングベルト８５のテンションＴをＴ０からＴ１に上昇させる。このテンションＴ１は、エンジン１１が始動してからアイドル回転数に達するまでの間に、クランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０からタイミングベルト８５の歯が抜けない張力に設定されている。また、テンションＴ０は、ベルトテンショナ９２によりタイミングベルト８５が付勢されていない状態におけるタイミングベルト８５のテンションを表しており、タイミングベルト８５の停止時において、クランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０から歯が抜けない張力に設定されている。
【００４２】
なお、ベルトテンショナ９２によりタイミングベルト８５が付勢されていない状態において、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ０を下回る場合には、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオフの場合においても、コイル９５に電流を供給し、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ０になるよう制御するようになっている。
【００４３】
また、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオンになると、スタータをオンにするようになっている。これとともに、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３１から入力される信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出すると、図５に示すように、エンジン回転数Ｎｅに基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを調節するようになっている。
【００４４】
ＥＣＵ２０は、テンションＴを例えば以下の式（１）に基づいて設定するようになっている。
Ｔ ＝ ＡＮｅＢ ＋ Ｃ （１）
【００４５】
ここで、定数Ａ、ＢおよびＣは、エンジン回転数Ｎｅの上昇にかかわらずタイミングベルト８５の歯がクランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０から抜けないための値であり、予め実験的な測定により求められている。また、ＥＣＵ２０は、テンションＴとコイル９５に供給する電流の大きさとの関係を示すテンションマップをＲＯＭ２０ｂに記憶している。したがって、ＥＣＵ２０は、上記の式（１）に基づいてタイミングベルト８５に対するテンションＴを算出すると、テンションマップを参照し、コイル９５に供給する電流を設定するようになっている。
【００４６】
また、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号が、イグニッションスイッチ４１のオフを表す信号になった場合には、エンジン１１が停止したと判断し、コイル９５に対する通電を終了する。これにより、タイミングベルト８５のテンションＴはＴ０に低下する。したがって、ＥＣＵ２０は、本発明に係る機関停止判断手段を構成する。
【００４７】
なお、車両１０がエンジン１１の停止を表す信号をＥＣＵ２０に送信可能なセンサを搭載している場合には、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１の代わりに、このセンサから入力される信号に基づいてエンジン１１が停止したか否かを判断するようにしてもよい。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態に係る張力調整制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
なお、以下の処理は、ＥＣＵ２０を構成するＣＰＵ２０ａによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵ２０ａによって処理可能なプログラムを実現する。また、初期状態において、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ０であるものとして説明する。
【００５０】
まず、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号に基づいて、イグニッションスイッチ４１がオンになったか否かを判断する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオンになったと判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。一方、イグニッションスイッチ４１がオンでないと判断した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ＲＥＴＵＲＮに移行する。
【００５１】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ２０は、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ１になるよう、ＲＯＭ２０ｂに記憶されているテンションマップを参照してベルトテンショナ９２のコイル９５に供給する電流を設定し、コイル９５に対する通電を開始する。
【００５２】
次に、ＥＣＵ２０は、スタータがオンになったか否かを判断する（ステップＳ１３）。ＥＣＵ２０は、スタータがオンになったと判断した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４に移行する。一方、スタータがオンになっていないと判断した場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１２に移行する。
【００５３】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３１から入力される信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出すると、上記の式（１）に基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを設定する。そして、ＥＣＵ２０は、ＲＯＭ２０ｂに記憶されているテンションマップを参照し、コイル９５に供給する電流の大きさを調節する。
【００５４】
次に、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号に基づいて、エンジン１１が停止したか否かを判断する（ステップＳ１５）。ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１からオフを表す信号が入力されている場合には、エンジン１１が停止したと判断し（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１６に移行する。一方、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１からオンを表す信号が入力されている場合には、エンジン１１が停止していないと判断し（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１４に移行する。
【００５５】
ステップＳ１６において、ＥＣＵ２０は、ベルトテンショナ９２のコイル９５に対する電流の供給を停止し、タイミングベルト８５のテンションＴをＴ０とする。
【００５６】
以上のように、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、エンジン１１が始動する直前にタイミングベルト８５に付与される張力を増加させることができる。したがって、エンジン１１の停止中にはタイミングベルト８５の張力を低減させてタイミングベルト８５の長寿命化を図ることができるとともに、エンジン１１の始動時にはタイミングベルト８５のテンションＴを上昇させることにより、タイミングベルト８５がクランクスプロケット８４に対してスリップすることを防止することができる。また、本実施の形態に係る車両の制御装置がハイブリッド車両に搭載された場合には、エンジンの停止する頻度が高くなるため、より一層タイミングベルト８５の長寿命化を図ることが可能となる。
【００５７】
また、ベルトテンショナ９２がタイミングベルト８５の回転に必要なテンションを好適に付与することができるので、タイミングベルト８５に余分な負荷を与えることを防止し、タイミングベルト８５の長寿命化を実現できる。
【００５８】
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオンになるとテンションＴをＴ０からＴ１に上昇させ、スタータがオンになると上記の式（１）に基づいてテンションＴを設定する場合について説明した。しかしながら、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の停止中においてタイミングベルト８５のテンションＴをＴ０に低下させる一方、イグニッションスイッチ４１がオンとなった場合にはタイミングベルト８５のテンションＴをＴ０から所定のテンションＴ２に増加させるようにしてもよい。この場合、テンションＴ２は、エンジン回転数Ｎｅにかかわらずクランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０からタイミングベルト８５の歯が抜けない張力として設定する。
【００５９】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ２０がテンションマップをＲＯＭ２０ｂに記憶し、コイル９５に供給する電流の大きさに基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを算出する場合について説明したが、これに限定されず、ベルトテンショナ９２が、プランジャ９６の移動量を検出する移動量センサを有し、ＥＣＵ２０は、この移動量センサから入力される信号に基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを算出するようにしてもよい。
【００６０】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ２０は、常に張力調整制御を実行する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＣＵ２０は、タイミングベルト８５の劣化度合いが所定値を超えた場合にのみ張力調整制御を実行するようにしてもよい。
【００６１】
この場合、ＥＣＵ２０は、以下のような方法でタイミングベルト８５の劣化度合いを測定する。
【００６２】
図７に示すように、タイミングベルト８５の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる。有効張力（Ｎ）とは、タイミングベルト８５がどれくらいの力で引っ張られているかを示す値であり、繰り返し回数（ｎ）とは、何回すなわち何回転されたかを示すものである。
【００６３】
例えば、タイミングベルト８５が有効張力ａで回転し続けた場合には、ｃ回転で寿命が来ることを示している。また、タイミングベルト８５が有効張力ｂで回転し続けた場合には、ｄ回転で寿命が来ることを示している。したがって、タイミングベルト８５に加わる有効張力（Ｎ）が、ａからｂとなった場合、タイミングベルト８５の寿命は、ｃ回転からｄ回転まで延長される。このように、タイミングベルト８５の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる面積によって、おおむね把握することができるようになっている。
【００６４】
つまり、タイミングベルト８５の寿命は、タイミングベルト８５にかかった有効張力の総和によってわかるので、予め実験的な測定によりこの総和に応じたタイミングベルト８５の寿命を算定し、この算定値をタイミングベルト８５の寿命判定値として、ＥＣＵ２０のＲＯＭ２０ｂに記憶しておく。
【００６５】
そして、ＥＣＵ２０は、タイミングベルト８５にかかった有効張力の総和を劣化度合いとして算出し、この劣化度合いが所定値を超えるまでは、イグニッションスイッチ４１がオフの場合においても、タイミングベルト８５におけるテンションＴがＴ１以上となるようベルトテンショナ９２を制御する。有効張力は、例えば、ベルトテンショナ９２のコイル９５に供給する電流の大きさに応じて求められる。したがって、ＥＣＵ２０は、本発明に係る劣化度合い算出手段を構成するとともに、劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えていることを条件に、機関停止判断手段により内燃機関が停止したと判断された場合に、張力付与手段が無端伝動部材に付与する張力を低減させる制御手段を構成する。
【００６６】
また、タイミングベルト８５にかかった有効張力の総和は、フラッシュメモリなど書き込みおよび消去が可能なメモリに記憶するようにし、エンジン１１の駆動に従って加算していくようにする。
【００６７】
このような構成を有することにより、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、タイミングベルト８５の劣化度合いが所定値を超え、タイミングベルト８５の劣化の進行が早まる可能性が高まった場合においても、エンジン１１の停止中におけるタイミングベルト８５のテンションＴを低下させることにより、タイミングベルト８５の長寿命化を図ることが可能となる。
【００６８】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、無端伝動部材の劣化を抑制し無端伝動部材を長寿命化することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の出力軸に巻回された無端伝動部材の保護を行う車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 車両
１１ エンジン
１９ クランクシャフト
２０ ＥＣＵ
２０ａ ＣＰＵ
２０ｂ ＲＯＭ
２０ｃ ＲＡＭ
３１ クランク角センサ
３５ スロットル開度センサ
３９ 吸気カム角センサ
４０ 排気カム角センサ
４１ イグニッションスイッチ
４５ クランクシャフト
５０ エンジン本体部
５６ 吸気バルブ
５７ 排気バルブ
６８ スロットルバルブ
７５ 吸気カムシャフト
７６ 排気カムシャフト
７７ 吸気カム
７８ 排気カム
７９ 吸気カムスプロケット
８０ 排気カムスプロケット
８４ クランクスプロケット
８５ タイミングベルト
８６ テンショナスリッパ
８７ バイブレーションダンパ
９２ ベルトテンショナ
９５ コイル
９６ プランジャ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、内燃機関の出力軸に巻回された無端伝動部材の保護を行う車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両に搭載されるエンジンは、出力軸としてのクランクシャフトを有しており、このクランクシャフトには、吸排気バルブの開閉と、ピストンの上下動とのタイミングを適切に計るために無端伝動部材としてのタイミングベルトが巻回されている。
【０００３】
このタイミングベルトには、エンジンの始動時に大きな力や偏った力がかかるとともに、経年変化により劣化し、張力が低下してしまうということが知られている。このようにタイミングベルトの張力が低下すると、エンジンの始動時にタイミングベルトとクランクシャフトの間でスリップが発生したりタイミングベルトが暴れる可能性が生じる。
【０００４】
このため、エンジンが停止した場合にタイミングベルトに一定の張力を与えることにより、エンジンの始動時にベルトが暴れることを防止する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この制御装置は、エンジンの停止および再始動の頻度が高いハイブリッド車両に設置され、ソレノイドを有するテンショナによりタイミングベルトの張力を調節するようになっている。そして、制御装置は、エンジンが停止すると、ソレノイドを励磁してタイミングベルトの張力を増加させた状態でテンショナをロックし、エンジンが再始動する際にタイミングベルトがスリップすることを防止するようになっている。一方、エンジンが完爆したと判定すると、ソレノイドを消磁してタイミングベルトにかかる張力を低減するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の制御装置にあっては、エンジンの始動時におけるタイミングベルトの暴れを防止するようになっているものの、タイミングベルトの劣化の防止を考慮するようなものではなかった。そのため、タイミングベルトに必要以上に張力がかかり、結果としてタイミングベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、無端伝動部材の劣化を抑制し無端伝動部材を長寿命化することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）内燃機関の出力軸および前記内燃機関のバルブを駆動するカムシャフトに巻回され、前記内燃機関の駆動により前記出力軸の回転を前記カムシャフトに伝達する無端伝動部材を備えた車両の制御装置であって、前記無端伝動部材に張力を付与する張力付与手段と、前記張力付与手段により付与される張力の大きさを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、内燃機関の停止中においては、無端伝動部材に付与される張力を低減させることができる。したがって、無端伝動部材が内燃機関の出力軸に対してスリップする可能性が低い場合には、無端伝動部材の張力を低下させ無端伝動部材の長寿命化を図ることができる。
【００１１】
また、上記（１）に記載の車両の制御装置において、（２）前記内燃機関が停止したか否かを判断する機関停止判断手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、機関停止判断手段により内燃機関が停止中であると判断されたことを条件として無端伝動部材に付与される張力を低減させることができる。したがって、無端伝動部材が内燃機関の出力軸に対してスリップする可能性が低い場合には、無端伝動部材の張力を低下させ無端伝動部材の長寿命化を図ることができる。
【００１３】
また、上記（２）に記載の車両の制御装置において、（３）前記機関停止判断手段は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に移行したことを条件として、前記内燃機関が停止したと判断することを特徴とする。
【００１４】
この構成により、内燃機関が始動する直前に無端伝動部材に付与される張力を増加させることができる。したがって、内燃機関の停止中には無端伝動部材の張力を低減させて無端伝動部材の長寿命化を図ることができるとともに、内燃機関の始動時には無端伝動部材の張力を上昇させることにより、無端伝動部材が内燃機関の出力軸に対してスリップすることを防止することができる。
【００１５】
また、上記（１）から（３）に記載の車両の制御装置において、（４）前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転数の上昇に応じて前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を増加させることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、張力付与手段が無端伝動部材の回転に必要な張力を好適に付与することができるので、無端伝動部材に余分な負荷を与えることを防止し、無端伝動部材の長寿命化を実現できる。
【００１７】
また、上記（１）から（４）に記載の車両の制御装置において、（５）前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、前記制御手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えており、かつ、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、無端伝動部材の劣化が進行した場合において、無端伝動部材にかかる負荷を低減することにより、無端伝動部材の劣化の進行を防止し、ベルトの長寿命化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ベルトの劣化を抑制しベルトを長寿命化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両の概略ブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るエンジンの概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るエンジンの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るベルトテンショナの概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るタイミングベルトのテンションとエンジン回転数の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態に係るエンジン始動制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るタイミングベルトの寿命を説明するためのＳ−Ｎ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態における制御装置を備えた車両の構成について、図１に示す車両の概略ブロック構成図、図２に示すエンジンの概略断面図、および、図３に示すエンジンの概略斜視図を参照して、説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態における車両１０は、動力源としてのエンジン１１と、エンジン１１において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態等に応じて変速比を変化させるトランスミッション１３と、トランスミッション１３から伝達された動力を駆動軸としてのドライブシャフト１７Ｌ、１７Ｒに分配するディファレンシャル機構１５と、ドライブシャフト１７Ｌ、１７Ｒから伝達された動力により回転させられ、車両１０を駆動させる駆動輪１８Ｌ、１８Ｒと、を備えている。
【００２３】
また、車両１０は、トランスミッション１３を油圧により制御する油圧制御装置２２と、エンジン１１や油圧制御装置２２などを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備えている。なお、本実施の形態に係るＥＣＵ２０は、以下に説明するように、本発明に係る車両の制御装置を構成する。さらに、車両１０は、クランク角センサ３１と、駆動軸回転数センサ３２と、アクセル開度センサ３３と、フットブレーキセンサ（以下、ＦＢセンサという）３４と、スロットル開度センサ３５と、吸入空気量センサ３６と、吸入空気温度センサ３７と、冷却水温センサ３８と、吸気カム角センサ３９と、排気カム角センサ４０と、その他図示しない各種センサとを備えている。ＥＣＵ２０は、これらのセンサにより検出されたエンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃ等を表す各検出信号を入力するようになっている。
【００２４】
内燃機関としてのエンジン１１は、ピストン６０（図２参照）が２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行う４サイクルの直列４気筒ガソリンエンジンによって構成されている。なお、エンジン１１は、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジン、水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンにより構成されていてもよい。なお、エンジン１１の詳細については、後述する。
【００２５】
ＥＣＵ２０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）２０ａ、固定されたデータの記憶を行うＲＯＭ（Read Only Memory）２０ｂ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２０ｃ、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory：登録商標）２０ｄおよび入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路２０ｅを備え、車両１０の制御を統括するようになっている。
【００２６】
クランク角センサ３１は、クランクシャフト４５の回転数を検出して、検出した回転数を表す検出信号をＥＣＵ２０に出力するようになっている。より詳しくは、クランク角センサ３１は、クランクシャフト４５に設けられたクランクセンサプレート８９（図３参照）によりクランク回転信号を検出し、クランク位置およびクランク角速度の検出を行うようになっている。また、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３１から出力された検出信号からクランクシャフト４５の回転数を算出し、エンジン回転数Ｎｅとして取得するようになっている。
【００２７】
ＥＣＵ２０は、さらに、イグニッションスイッチ４１に接続されている。イグニッションスイッチ４１は、運転者によりオフ状態からオン状態に移行されると、オン状態を表す信号をＥＣＵ２０に入力するようになっている。また、イグニッションスイッチ４１は、運転者によりオン状態からオフ状態に移行されると、オフ状態を表す信号をＥＣＵ２０に入力するようになっている。
【００２８】
図２および図３を参照して、エンジン１１の詳細について説明する。なお、図２においては、直列に配置された４つの気筒のうちの１つについて説明する。エンジン１１は、エンジン本体部５０を備え、エンジン本体部５０は、シリンダブロック５２と、シリンダブロック５２の上部に固定されたシリンダヘッド５３と、オイルパン６３と、を有している。シリンダブロック５２には、ピストン６０が往復動可能に設けられており、ピストン６０は、コネクティングロッド５８を介してクランクシャフト４５と連結されている。また、エンジン１１は、シリンダヘッド５３の上部に、吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６が、回転可能に設けられている。
【００２９】
吸気カムシャフト７５には、吸気バルブ５６の上端に当接する吸気カム７７が設けられている。これにより、吸気カムシャフト７５が回転すると、吸気カム７７により吸気バルブ５６が開閉駆動されるようになっている。さらに、吸気カムシャフト７５には、吸気カムセンサプレート９０が設けられている。吸気カムセンサプレート９０は、吸気カムシャフト７５とともに回転し、吸気カム角センサ３９の被検出部を構成している。
【００３０】
排気カムシャフト７６には、排気バルブ５７の上端に当接する排気カム７８が設けられている。これにより、排気カムシャフト７６が回転すると、排気カム７８により排気バルブ５７が開閉駆動されるようになっている。さらに、排気カムシャフト７６には、排気カムセンサプレート９１が設けられている。排気カムセンサプレート９１は、排気カムシャフト７６とともに回転し、排気カム角センサ４０の被検出部を構成している。
【００３１】
吸気カムシャフト７５は、その一端部に、タイミングベルト８５が巻き掛けられる吸気カムスプロケット７９と、吸気カム７７に対する吸気カムスプロケット７９の回転位置を変化させる吸気側回転位相コントローラ８２と、を有している。また、排気カムシャフト７６は、その一端部に、タイミングベルト８５が巻き掛けられる排気カムスプロケット８０と、排気カム７８に対する排気カムスプロケット８０の回転位置を変化させる排気側回転位相コントローラ８３と、を有している。また、内燃機関の出力軸を構成するクランクシャフト４５は、タイミングベルト８５が巻き掛けられるクランクスプロケット８４を有している。
【００３２】
したがって、ＥＣＵ２０は、吸気側回転位相コントローラ８２を制御することにより、クランクシャフト４５の回転位置に対する吸気カムシャフト７５の回転位置を変化させるとともに、排気側回転位相コントローラ８３を制御することにより、クランクシャフト４５の回転位置に対する排気カムシャフト７６の回転位置を変化させる、可変バルブタイミング（ＶＶＴ）制御を実行するようになっている。
【００３３】
タイミングベルト８５は、吸気カムスプロケット７９、排気カムスプロケット８０およびクランクスプロケット８４に巻き掛けられている。これにより、タイミングベルト８５によって、クランクスプロケット８４の回転が、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０に伝達される。すなわち、駆動側回転軸としてのクランクシャフト４５の回転が、タイミングベルト８５を介して、従動側回転軸としての吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６に伝達されることで、これら吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６に駆動される吸気バルブ５６および排気バルブ５７が、クランクシャフト４５に同期して吸気ポート５４および排気ポート５５を開閉するようになっている。
【００３４】
また、タイミングベルト８５は、テンショナスリッパ８６およびバイブレーションダンパ８７によって経路が規制されるようになっている。テンショナスリッパ８６は、ベルトテンショナ９２に押圧されることにより、タイミングベルト８５を付勢し、タイミングベルト８５に張力を与えるようになっている。したがって、タイミングベルト８５は、テンショナスリッパ８６によって適度なテンションが与えられ、吸気カムスプロケット７９、排気カムスプロケット８０およびクランクスプロケット８４から外れることが防止されている。
【００３５】
また、後述するように、ベルトテンショナ９２（図４参照）は、ソレノイドを構成する内部のコイル９５（図４参照）に供給される電流の大きさによって、テンショナスリッパ８６を押圧する力が決定されるようになっている。したがって、ベルトテンショナ９２およびテンショナスリッパ８６は、電流の大きさに応じてタイミングベルト８５を付勢することにより、タイミングベルト８５に張力を与えるようになっている。
【００３６】
また、上記のように、タイミングベルト８５は、エンジン１１の出力軸であるクランクシャフト４５の回転力を、吸気バルブ５６および排気バルブ５７を駆動する吸気カムシャフト７５および排気カムシャフト７６に伝達するようになっている。すなわち、タイミングベルト８５は、本発明における無端伝動部材を構成している。
【００３７】
図４に示すように、ベルトテンショナ９２は、例えばプッシュ式のソレノイドにより構成されており、ハウジング９４と、コイル９５と、プランジャ９６と、スプリング９７と、を有している。
【００３８】
プランジャ９６は、ハウジング９４内に摺動自在に嵌挿されており、その一端部は、ハウジング９４の外部に延び出しテンショナスリッパ８６に当接している。コイル９５への通電が停止されソレノイドが消磁状態に移行した場合には、プランジャ９６は、スプリング９７の付勢力により図４の左方向に移動する。これにより、ベルトテンショナ９２のタイミングベルト８５に対する付勢力が低下し、タイミングベルト８５のテンションＴが低下するようになっている。
【００３９】
一方、コイル９５への通電が開始されソレノイドが励磁状態に移行した場合には、プランジャ９６は図４の右方向に前進する。これにより、ベルトテンショナ９２のタイミングベルト８５に対する付勢力が増加し、タイミングベルト８５のテンションＴが増大するようになっている。したがって、ベルトテンショナ９２は、本発明に係る張力付与手段を構成する。
【００４０】
また、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１およびクランク角センサ３１から入力される信号に基づいてコイル９５に供給する電流の大きさを制御し、タイミングベルト８５のテンションＴを調節するようになっている。つまり、ＥＣＵ２０は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００４１】
具体的には、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号に基づいて、イグニッションスイッチ４１がオンになったと判断すると、コイル９５に対する通電を開始し、タイミングベルト８５のテンションＴをＴ０からＴ１に上昇させる。このテンションＴ１は、エンジン１１が始動してからアイドル回転数に達するまでの間に、クランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０からタイミングベルト８５の歯が抜けない張力に設定されている。また、テンションＴ０は、ベルトテンショナ９２によりタイミングベルト８５が付勢されていない状態におけるタイミングベルト８５のテンションを表しており、タイミングベルト８５の停止時において、クランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０から歯が抜けない張力に設定されている。
【００４２】
なお、ベルトテンショナ９２によりタイミングベルト８５が付勢されていない状態において、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ０を下回る場合には、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオフの場合においても、コイル９５に電流を供給し、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ０になるよう制御するようになっている。
【００４３】
また、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオンになると、スタータをオンにするようになっている。これとともに、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３１から入力される信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出すると、図５に示すように、エンジン回転数Ｎｅに基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを調節するようになっている。
【００４４】
ＥＣＵ２０は、テンションＴを例えば以下の式（１）に基づいて設定するようになっている。
Ｔ ＝ ＡＮｅＢ ＋ Ｃ （１）
【００４５】
ここで、定数Ａ、ＢおよびＣは、エンジン回転数Ｎｅの上昇にかかわらずタイミングベルト８５の歯がクランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０から抜けないための値であり、予め実験的な測定により求められている。また、ＥＣＵ２０は、テンションＴとコイル９５に供給する電流の大きさとの関係を示すテンションマップをＲＯＭ２０ｂに記憶している。したがって、ＥＣＵ２０は、上記の式（１）に基づいてタイミングベルト８５に対するテンションＴを算出すると、テンションマップを参照し、コイル９５に供給する電流を設定するようになっている。
【００４６】
また、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号が、イグニッションスイッチ４１のオフを表す信号になった場合には、エンジン１１が停止したと判断し、コイル９５に対する通電を終了する。これにより、タイミングベルト８５のテンションＴはＴ０に低下する。したがって、ＥＣＵ２０は、本発明に係る機関停止判断手段を構成する。
【００４７】
なお、車両１０がエンジン１１の停止を表す信号をＥＣＵ２０に送信可能なセンサを搭載している場合には、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１の代わりに、このセンサから入力される信号に基づいてエンジン１１が停止したか否かを判断するようにしてもよい。
【００４８】
図６は、本発明の実施の形態に係る張力調整制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００４９】
なお、以下の処理は、ＥＣＵ２０を構成するＣＰＵ２０ａによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵ２０ａによって処理可能なプログラムを実現する。また、初期状態において、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ０であるものとして説明する。
【００５０】
まず、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号に基づいて、イグニッションスイッチ４１がオンになったか否かを判断する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオンになったと判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。一方、イグニッションスイッチ４１がオンでないと判断した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ＲＥＴＵＲＮに移行する。
【００５１】
ステップＳ１２において、ＥＣＵ２０は、タイミングベルト８５のテンションＴがＴ１になるよう、ＲＯＭ２０ｂに記憶されているテンションマップを参照してベルトテンショナ９２のコイル９５に供給する電流を設定し、コイル９５に対する通電を開始する。
【００５２】
次に、ＥＣＵ２０は、スタータがオンになったか否かを判断する（ステップＳ１３）。ＥＣＵ２０は、スタータがオンになったと判断した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４に移行する。一方、スタータがオンになっていないと判断した場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、ステップＳ１２に移行する。
【００５３】
ステップＳ１４において、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３１から入力される信号に基づいてエンジン回転数Ｎｅを算出すると、上記の式（１）に基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを設定する。そして、ＥＣＵ２０は、ＲＯＭ２０ｂに記憶されているテンションマップを参照し、コイル９５に供給する電流の大きさを調節する。
【００５４】
次に、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１から入力される信号に基づいて、エンジン１１が停止したか否かを判断する（ステップＳ１５）。ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１からオフを表す信号が入力されている場合には、エンジン１１が停止したと判断し（ステップＳ１５でＹＥＳ）、ステップＳ１６に移行する。一方、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１からオンを表す信号が入力されている場合には、エンジン１１が停止していないと判断し（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１４に移行する。
【００５５】
ステップＳ１６において、ＥＣＵ２０は、ベルトテンショナ９２のコイル９５に対する電流の供給を停止し、タイミングベルト８５のテンションＴをＴ０とする。
【００５６】
以上のように、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、エンジン１１が始動する直前にタイミングベルト８５に付与される張力を増加させることができる。したがって、エンジン１１の停止中にはタイミングベルト８５の張力を低減させてタイミングベルト８５の長寿命化を図ることができるとともに、エンジン１１の始動時にはタイミングベルト８５のテンションＴを上昇させることにより、タイミングベルト８５がクランクスプロケット８４に対してスリップすることを防止することができる。また、本実施の形態に係る車両の制御装置がハイブリッド車両に搭載された場合には、エンジンの停止する頻度が高くなるため、より一層タイミングベルト８５の長寿命化を図ることが可能となる。
【００５７】
また、ベルトテンショナ９２がタイミングベルト８５の回転に必要なテンションを好適に付与することができるので、タイミングベルト８５に余分な負荷を与えることを防止し、タイミングベルト８５の長寿命化を実現できる。
【００５８】
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ２０は、イグニッションスイッチ４１がオンになるとテンションＴをＴ０からＴ１に上昇させ、スタータがオンになると上記の式（１）に基づいてテンションＴを設定する場合について説明した。しかしながら、ＥＣＵ２０は、エンジン１１の停止中においてタイミングベルト８５のテンションＴをＴ０に低下させる一方、イグニッションスイッチ４１がオンとなった場合にはタイミングベルト８５のテンションＴをＴ０から所定のテンションＴ２に増加させるようにしてもよい。この場合、テンションＴ２は、エンジン回転数Ｎｅにかかわらずクランクスプロケット８４、吸気カムスプロケット７９および排気カムスプロケット８０からタイミングベルト８５の歯が抜けない張力として設定する。
【００５９】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ２０がテンションマップをＲＯＭ２０ｂに記憶し、コイル９５に供給する電流の大きさに基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを算出する場合について説明したが、これに限定されず、ベルトテンショナ９２が、プランジャ９６の移動量を検出する移動量センサを有し、ＥＣＵ２０は、この移動量センサから入力される信号に基づいてタイミングベルト８５のテンションＴを算出するようにしてもよい。
【００６０】
また、以上の説明においては、ＥＣＵ２０は、常に張力調整制御を実行する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＣＵ２０は、タイミングベルト８５の劣化度合いが所定値を超えた場合にのみ張力調整制御を実行するようにしてもよい。
【００６１】
この場合、ＥＣＵ２０は、以下のような方法でタイミングベルト８５の劣化度合いを測定する。
【００６２】
図７に示すように、タイミングベルト８５の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる。有効張力（Ｎ）とは、タイミングベルト８５がどれくらいの力で引っ張られているかを示す値であり、繰り返し回数（ｎ）とは、何回すなわち何回転されたかを示すものである。
【００６３】
例えば、タイミングベルト８５が有効張力ａで回転し続けた場合には、ｃ回転で寿命が来ることを示している。また、タイミングベルト８５が有効張力ｂで回転し続けた場合には、ｄ回転で寿命が来ることを示している。したがって、タイミングベルト８５に加わる有効張力（Ｎ）が、ａからｂとなった場合、タイミングベルト８５の寿命は、ｃ回転からｄ回転まで延長される。このように、タイミングベルト８５の寿命は、有効張力（Ｎ）と、繰り返し回数（ｎ）と、によって求められる面積によって、おおむね把握することができるようになっている。
【００６４】
つまり、タイミングベルト８５の寿命は、タイミングベルト８５にかかった有効張力の総和によってわかるので、予め実験的な測定によりこの総和に応じたタイミングベルト８５の寿命を算定し、この算定値をタイミングベルト８５の寿命判定値として、ＥＣＵ２０のＲＯＭ２０ｂに記憶しておく。
【００６５】
そして、ＥＣＵ２０は、タイミングベルト８５にかかった有効張力の総和を劣化度合いとして算出し、この劣化度合いが所定値を超えるまでは、イグニッションスイッチ４１がオフの場合においても、タイミングベルト８５におけるテンションＴがＴ１以上となるようベルトテンショナ９２を制御する。有効張力は、例えば、ベルトテンショナ９２のコイル９５に供給する電流の大きさに応じて求められる。したがって、ＥＣＵ２０は、本発明に係る劣化度合い算出手段を構成するとともに、劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えていることを条件に、機関停止判断手段により内燃機関が停止したと判断された場合に、張力付与手段が無端伝動部材に付与する張力を低減させる制御手段を構成する。
【００６６】
また、タイミングベルト８５にかかった有効張力の総和は、フラッシュメモリなど書き込みおよび消去が可能なメモリに記憶するようにし、エンジン１１の駆動に従って加算していくようにする。
【００６７】
このような構成を有することにより、本発明の実施の形態に係る車両の制御装置は、タイミングベルト８５の劣化度合いが所定値を超え、タイミングベルト８５の劣化の進行が早まる可能性が高まった場合においても、エンジン１１の停止中におけるタイミングベルト８５のテンションＴを低下させることにより、タイミングベルト８５の長寿命化を図ることが可能となる。
【００６８】
以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、無端伝動部材の劣化を抑制し無端伝動部材を長寿命化することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の出力軸に巻回された無端伝動部材の保護を行う車両の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 車両
１１ エンジン
１９ クランクシャフト
２０ ＥＣＵ
２０ａ ＣＰＵ
２０ｂ ＲＯＭ
２０ｃ ＲＡＭ
３１ クランク角センサ
３５ スロットル開度センサ
３９ 吸気カム角センサ
４０ 排気カム角センサ
４１ イグニッションスイッチ
４５ クランクシャフト
５０ エンジン本体部
５６ 吸気バルブ
５７ 排気バルブ
６８ スロットルバルブ
７５ 吸気カムシャフト
７６ 排気カムシャフト
７７ 吸気カム
７８ 排気カム
７９ 吸気カムスプロケット
８０ 排気カムスプロケット
８４ クランクスプロケット
８５ タイミングベルト
８６ テンショナスリッパ
８７ バイブレーションダンパ
９２ ベルトテンショナ
９５ コイル
９６ プランジャ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸および前記内燃機関のバルブを駆動するカムシャフトに巻回され、前記内燃機関の駆動により前記出力軸の回転を前記カムシャフトに伝達する無端伝動部材を備えた車両の制御装置であって、
前記無端伝動部材に張力を付与する張力付与手段と、
前記張力付与手段により付与される張力の大きさを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が停止したか否かを判断する機関停止判断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記機関停止判断手段は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に移行したことを条件として、前記内燃機関が停止したと判断することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転数の上昇に応じて前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を増加させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、
前記制御手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えており、かつ、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
内燃機関の出力軸および前記内燃機関のバルブを駆動するカムシャフトに巻回され、前記内燃機関の駆動により前記出力軸の回転を前記カムシャフトに伝達する無端伝動部材を備えた車両の制御装置であって、
前記無端伝動部材に張力を付与する張力付与手段と、
前記張力付与手段により付与される張力の大きさを制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関が停止したか否かを判断する機関停止判断手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記機関停止判断手段は、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に移行したことを条件として、前記内燃機関が停止したと判断することを特徴とする請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転数の上昇に応じて前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を増加させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記無端伝動部材の劣化度合いを算出する劣化度合い算出手段を備え、
前記制御手段は、前記劣化度合い算出手段により算出された劣化度合いが所定値を超えており、かつ、前記内燃機関が停止していることを条件として、前記張力付与手段が前記無端伝動部材に付与する張力を低減させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−３１８３６（Ｐ２０１２−３１８３６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４３０４（Ｐ２０１０−１７４３０４）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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