(57)【要約】【課題】車両停止時のニュートラル制御中に車両の後退を効果的に防止すると共に円滑且つ迅速な発進を可能とするＡ／Ｔ車両の自動変速装置を提供する。【解決手段】トルクコンバータ２とエンジン回転軸７との間に設けられたクラッチ１８と、トルクコンバータのタービン１３とスタータモータ１８とを係合させる係合手段９、１４、１５、１７と、車両走行中はクラッチ１８を係合状態とし、車両停止時にはクラッチを解放すると共にトルクコンバータをロックアップし、且つ係合手段を係合させる制御手段６とを備えた構成としている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ／Ｔ車両の自動変速装置において、
トルクコンバータとエンジン回転軸との間に設けられたクラッチと、
前記トルクコンバータのタービンとスタータモータとを係合させる係合手段と、
車両走行中は前記クラッチを係合状態とし、車両停止時には前記クラッチを解放すると共に前記トルクコンバータをロックアップし、且つ前記係合手段を係合させる制御手段と
を備えたことを特徴とするＡ／Ｔ車両の自動変速装置。
【請求項２】
前記制御手段は、係合手段の係合時にスタータモータを短絡させることを特徴とする請求項１記載のＡ／Ｔ車両の自動変速装置。
【請求項３】
前記制御手段は、車両が後退する場合に前記スタータモータを作動させることを特徴とする請求項２記載のＡ／Ｔ車両の自動変速装置。
【請求項４】
前記制御手段は、車両の発進時に前記スタータモータを作動させることを特徴とする請求項２記載のＡ／Ｔ車両の自動変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、停止時にトルクコンバータの損失を低減して燃料消費を低減するニュートラル制御を実施している際に発進時における車両の後退を防止すると共に円滑且つ迅速な発進を可能とするＡ／Ｔ車両の自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速装置を搭載した車両（以下「Ａ／Ｔ車両」という）においては、走行レンジにおいて車両が停止したときに自動変速装置のフォワードクラッチを次の発進に備えて係合寸前の状態まで解放（半解放）させて動力遮断状態としたニュートラル制御を行い、トルクコンバータの動力損失を低減させてエンジンの燃料消費量を低減するようにしている。このニュートラル制御を実行している時は、トルクコンバータによるクリープ力を期待することができないために登坂路で停車した場合、ニュートラル制御を中止する制御や、自動変速装置のリバースブレーキを作動させて車両の後退を防止するヒルホールド制御が行われている（例えば、特許文献１に参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２８７６１１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ニュートラル制御を中止すると燃料消費の低減効果が減少してしまう。また、リバースブレーキを作動させてヒルホールド制御を行うためには油圧を確保する必要がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、車両停止時のニュートラル制御中に車両の後退を効果的に防止すると共に円滑且つ迅速な発進を可能とするＡ／Ｔ車両の自動変速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】
上記目的を達成するため、請求項１の発明では、自動変速装置は、トルクコンバータとエンジン回転軸との間に設けられたクラッチと、前記トルクコンバータのタービンとスタータモータとを係合させる係合手段と、車両走行中は前記クラッチを係合状態とし、車両停止時には前記クラッチを解放すると共に前記トルクコンバータをロックアップし、且つ前記係合手段を係合させる制御手段とを備えた構成としている。
【０００６】
車両走行中は、クラッチが係合されてエンジンの回転軸とトルクコンバータとが連結され、エンジンの駆動力が車輪に伝達される。制御手段は、車両が停止したと判断すると、クラッチの係合を解除してエンジン回転軸とトルクコンバータとを遮断する。次いで、トルクコンバータをロックアップし、係合手段により前記トルクコンバータとスタータモータとを連結する。エンジン回転軸とトルクコンバータとを遮断することによりニュートラル制御が行われる。エンジン回転軸とトルクコンバータとが完全に遮断されることで、エンジン負荷が大幅に軽減され、燃料消費量が低減される。また、スタータモータは、トルクコンバータに対してブレーキとして働く。
【０００７】
請求項２の発明では、前記制御手段は、係合手段の係合時にスタータモータを短絡させる構成としている。スタータモータの両端を短絡することで外部から加えられる駆動負荷に対する回転抵抗が大きくなり、車両停止時に車両が後退するときにブレーキとして働く。
請求項３の発明では、前記制御手段は、車両が後退する場合に前記スタータモータを作動させる構成としている。スタータモータを作動させて駆動力を発生させることで、車両停止時に車両が後退するときに更なるブレーキ力を付与することができる。
【０００８】
請求項４の発明では、前記制御手段は、車両の発進時に前記スタータモータを作動させる構成としている。車両の発進時にスタータモータを作動させることで、発進時のクラッチ係合までのタイムラグ中にクリープ状態を実現することができ、急激にクラッチを係合させてもショックの発生を回避することができ、ショック防止のための複雑なクラッチ制御を簡素化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明に係るＡ／Ｔ車両の自動変速装置の実施の形態を示す骨子図である。図１に示すように自動変速装置１は、トルクコンバータ２、プラネタリギヤユニット３、無段変速機４、終減速装置５、及び油圧制御装置６等により構成されている。
【００１０】
トルクコンバータ２は、ポンプカバー１１、ポンプカバー１１と一体に設けられたポンプ１２、ポンプカバー１１内にポンプ１２と対向して相対回転可能に収納されたタービン１３、ポンプ１２とタービン１３との間に介装されたステータ１４、ポンプカバー１１とタービン１３との間に介在されたロックアップクラッチ１５、ポンプカバー１１のエンジン側の外周に設けられたスタータリングギヤ１７、スタータリングギヤ１７に設けられたニュートラル制御用クラッチ１８等により構成されている。
【００１１】
ポンプ１２は、ニュートラル制御用クラッチ１８を介してエンジンの回転軸７に接続されている。ニュートラル制御用クラッチ１８は、通常状態において係合されてエンジンの回転軸７とポンプ１２とを接続しており、ニュートラル制御時に係合を解放されてエンジンの回転軸７とポンプ１２とを遮断する。トルクコンバータ２のスタータリングギヤ１７は、スタータモータ８のピニオン９と噛合可能とされている。尚、スタータモータ８は、エンジン始動時にピニオン９がスタータリングギヤ１７と噛合するタイプでもよく、或いは常時噛合しているタイプでもよい。そして、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ１５、スタータリングギヤ１７、及びスタータモータ８のピニオン９により、トルクコンバータ２のタービン１３とスタータモータ８とを係合させる係合手段が構成されている。
【００１２】
プラネタリギヤユニット３は、ハウジング３０、サンギヤ３１、インターナルギヤ３２、サンギヤ３１とインターナルギヤ３２との間に配置されてこれらと噛合する複数のピニオンギヤ３３、及びピニオンギヤ３３を支持するピニオンキャリア３４から成る。トルクコンバータ２の出力軸１６は、サンギヤ３１に固定されている。プラネタリギヤユニット３の出力軸３５は、ピニオンキャリア３４に固定されている。トルクコンバータ２の出力軸１６とピニオンキャリア３４との間にフォワードクラッチ３６が介装されており、インターナルギヤ３２とハウジング３０との間にリバースブレーキ３７が介装されている。
【００１３】
無段変速機４は、プライマリプーリ（入力軸プーリ）４１、セカンダリプーリ（出力軸プーリ）４２、及びこれらの間に掛回されたスチールベルト４３から成り、プライマリプーリ４１の回転軸（入力軸）がプラネタリギヤユニット３の出力軸３５に連結され、セカンダリプーリ４２の回転軸（出力軸）が減速ギヤ４５、４６、４７、４８から成る減速ギヤ機構４９を介して終減速装置５に結合されている。終減速装置５の差動ギヤ５１は、車輪軸５５に連結されている。
【００１４】
油圧制御装置６は、ロックアップクラッチ１５、ニュートラル制御用クラッチ１８、フォワードクラッチ３６、リバースブレーキ３７、プライマリプーリ４１、セカンダリプーリ４２等を制御する。電子制御装置（ＥＣＵ）１０は、セレクトレバーの位置を検出するセンサ、車速センサ、ブレーキペダルの作動を検出するセンサ（何れも図示せず）等からの信号に基づいて油圧制御装置６、スタータモータ８等を制御して自動変速装置１を制御する。
【００１５】
以下に作用を説明する。
走行時においてニュートラル制御用クラッチ１８が係合しており、エンジンの回転軸７とポンプ１２とが結合されている。また、フォワードクラッチ３６が係合され、リバースブレーキ３７が解放されている。フォワードクラッチ３６が係合されていることで、トルクコンバータ２の出力軸１６とピニオンキャリア３４とが連結され、リバースブレーキ３７が解放されていることで、インターナルギヤ３２が回転自在となる。従って、この状態においてプラネタリギヤユニット３は、トルクコンバータの出力軸１６と出力軸３５とを直結するカップリングとして機能し、プラネタリギヤ機構として機能しない。スタータモータ８のピニオン９は、スタータリングギヤ１７との噛合を解除されている。この状態において、エンジンの出力は、回転軸７、トルクコンバータ２、プラネタリギヤユニット３、無段変速機４、減速ギヤ機構４９を通して終減速装置５に伝達され、車輪軸５５が回転駆動されて、駆動輪（図示せず）が回転駆動される。
【００１６】
電子制御装置１０は、走行時にブレーキペダルが操作されて車両が停止したと判断すると、ニュートラル制御用クラッチ１８の係合を解除（以下「解放」という）する。ニュートラル制御用クラッチ１８が解放されるとエンジン回転軸７とトルクコンバータ２のポンプ１２とが遮断される。これにより、ニュートラル制御が行われる。エンジン回転軸７とトルクコンバータ２とが完全に遮断されることで、エンジンの動力損失がなくなり、エンジン負荷が大幅に軽減され、燃料消費量が低減される。
【００１７】
次いで、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ１５が係合されてポンプカバー１１とタービン１３とが固定されると共に、スタータモータ８のピニオン９がスタータリングギヤ１７に噛合され、スタータモータ８の両端子が短絡される。スタータモータ８は、両端子が短絡されることで駆動負荷が増大し、スタータリングギヤ１７の回転に対して負荷を付与することとなる。即ち、スタータモータ８は、トルクコンバータ２に対してブレーキとして作動する。そして、トルクコンバータ２は、停止している。
【００１８】
車両が登坂路で停止した場合、発進時にブレーキペダルが解放され、車輪のブレーキが解放されると車両に後退する力が作用し、車輪から終減速装置５、減速ギヤ機構４９、無段変速機４を経てプラネタリギヤユニット３の出力軸３５に車両後退方向の回転力（以下「後退トルク」という）が伝達される。この後退トルクは、ピニオンキャリア３４、ピニオンギヤ３３、インターナルギヤ３２を通してサンギヤ３１に伝達される間に減衰されてトルクコンバータ２の出力軸１６に伝達される。トルクコンバータ２は、スタータモータ８によりブレーキ力が付与されており、前記後退トルクによる回転が阻止される。即ち、スタータモータ８は、ニュートラル制御を実行している状態において車両が後退するときにブレーキとして作動する。
【００１９】
スタータモータ８の回転は、電流―電圧の関係から判断される。そこで、登坂路の勾配が強く、ブレーキが解放されたときに電子制御装置１０が車両後退と判断した場合には、スタータモータ８に電圧を印加して駆動力を発生させ、トルクコンバータ２に車両前進方向のトルクを付与する。これにより、トルクコンバータ２に更なるブレーキ力を付与することができる。このようにして、ヒルホールド制御を行う。
【００２０】
また、スタータモータ８に通電して駆動力を発生させることにより、車両発進時にニュートラル制御用クラッチ１８が係合されるまでのタイムラグの間トルクコンバータ２にクリープ状態を実現することができる。これにより、ニュートラル制御用クラッチ１８を急激に係合させてもショックの発生を回避することができ、ショック防止のための複雑なクラッチ制御を簡素化することができる。尚、スタータモータ８に通電してトルクコンバータ２にクリープを発生させる制御は、登坂路における発進に限るものではなく、通常の発進時に適用してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、車両停止時にエンジン回転軸と自動変速装置のトルクコンバータとを遮断してニュートラル制御を行うことにより、エンジン負荷が大幅に軽減され、燃料消費量が低減される。また、ニュートラル制御中の車両の後退を効果的に防止することができる。
【００２２】
請求項２の発明では、スタータモータの両端を短絡することで外部から加えられる駆動負荷に対する回転抵抗が大きくなり、車両停止時に車両が後退するときにブレーキとして働き、ニュートラル制御中の車両の後退を効果的に防止することができる。
請求項３の発明では、スタータモータを作動させて駆動力を発生させることで、車両停止時に車両が後退するときに更なるブレーキ力を付与することができる。
【００２３】
請求項４の発明では、車両の発進時にスタータモータを作動させることで、発進時のクラッチ係合までのタイムラグ中にクリープ状態を実現することができ、急激にクラッチを係合させてもショックの発生を回避することができ、ショック防止のための複雑なクラッチ制御を簡素化することができると共に、迅速な発進が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＡ／Ｔ車両の自動変速装置の実施形態を示す骨子図である。
【符号の説明】
１  自動変速装置
２  トルクコンバータ
３  プラネタリギヤユニット
４  無段変速機
５  終減速機
６  油圧制御装置
７  エンジン回転軸
８  スタータモータ
９  ピニオン
１０  電子制御装置（ＥＣＵ）
１２  ポンプ
１３  タービン
１７  スタータリングギヤ
１８  ニュートラル制御用クラッチ
３６  フォワードクラッチ
３７  リバースブレーキ
【図１】
2005016618.tif 000003