JP7326838B2 - 車両のパワートレイン装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンと自動変速機とを備えた車両のパワートレイン装置に関し、車両の変速機技術の分野に属する。

一般に、自動車等の車両に搭載される自動変速機では、複数の遊星歯車機構を用いたギヤトレインの動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の複数の摩擦締結要素の選択的締結によって切り換え、車両の運転状態に応じた変速段が形成される。

自動変速機の摩擦締結要素は、通例、複数の摩擦板と、該摩擦板を押圧するピストンとを有する油圧式であり、ピストンの油圧室に油圧を供給して摩擦板を押圧することで締結され、油圧が供給されないことで解放される。

車両の停車状態におけるエンジン始動時は、キーオンによりスタータによるエンジンのクランキングが始まり、所定のタイミングで燃料供給が開始される。その後、燃料が着火し、完爆することでエンジンは始動し、アイドリング状態に移行する。この間（クランキング～完爆までの間）、自動変速機は、ＰレンジまたはＮレンジにあって、前記ギヤトレインは動力を伝達しないニュートラル状態に維持される。

エンジン始動の際、車両発進時の応答性を向上させるため、アイドリング状態に移行すれば発進変速段を形成する複数の摩擦締結要素の一部を予め締結させておく場合がある。

また、発進変速段形成用の複数の摩擦締結要素の内の最終的に締結されることで発進変速段を完成させる発進用摩擦締結要素については、例えばブレーキペダルの解放やアクセルペダルの踏込等の運転者による発進操作が行われれば直ちに締結されるように、ピストンを摩擦板に接触する状態（いわゆる「０クリアランス」状態）まで予めストロークさせておくことがあり、その手段として、動力を伝達しない程度にピストンを締結方向に付勢するスプリングを用いることが考えられている。

スプリングを用いた場合、エンジンの始動時、発進用摩擦締結要素は０クリアランス状態にあり、アイドリング状態に移行すれば、発進変速段を形成する他の摩擦締結要素が締結され、さらに、運転者の発進操作が行われたときに前記発進用摩擦締結要素が締結され、発進変速段が完成する。発進操作が行われる際、トルクコンバータを搭載していない自動変速機等においては、発進時、発進用摩擦締結要素をスリップ状態を経由させてから完全に締結する制御を行うことがあり、これにより、クリープ状態を経由したスムーズな発進が実現される。

特許文献1には、４つの遊星歯車機構と、摩擦締結要素として２つのブレーキと３つのクラッチとを備え、そのうちの１つのクラッチと、２つのブレーキとを締結することで発進変速段を形成するように構成された８速自動変速機が開示されている。

特許文献１の自動変速機においては、Ｐレンジ又はＮレンジでのエンジンの始動時は、一方のブレーキがスプリングによって０クリアランス状態とされ、アイドリング状態に移行すれば他方のブレーキを締結し、さらにＤレンジ又はＲレンジへの切換え操作が行われたときにクラッチを締結し、その後、発進操作が行われれば、前記一方のブレーキをスリップ状態を経由して完全に締結させる、というように構成することができる。これにより、３つの摩擦締結要素を締結することで発進変速段が形成される自動変速機において、迅速でかつ円滑な発進性が得られる。

国際公開公報ＷＯ２０１６／０６３８５７号

ところで、エンジンの出力は間欠的な爆発による回転変動を伴い、この回転変動が自動変速機に入力される。この回転変動は、回転速度が低いエンジンの始動時における燃料の着火直後から完爆までの間に特に大きくなる。

このとき、自動変速機のギヤトレインはニュートラル状態にあって、遊星歯車機構や摩擦締結要素の構成部材、及びその他の回転部材が機械的に結合されてなる回転要素のうち、エンジン出力軸に連結された入力要素や駆動輪に連結された出力要素及び摩擦締結要素に回転を拘束されることで動力伝達に関わる回転要素を除く他の回転要素はフリーな状態（フリー要素）となる。他の回転要素（フリー要素）は、停止し或いは非動力伝達状態で他の要素に連動することになるが、入力要素側からの回転変動を受けて自らも回転変動しようとする。

なお、フリー要素は、ニュートラル状態において、始動時及びアイドリング時等のように摩擦締結要素が非締結状態で、フリー要素の回転が決まらない場合と、車両が停車し、かつ、発進時に締結される摩擦締結要素の一部が締結された状態で、フリー要素の回転が拘束される場合とがある。

一方、特許文献１に開示された自動変速機のように変速段数が多くなり、これに伴い、遊星歯車機構や摩擦締結要素の数も多くなると各回転要素の重量が大きくなり、前記のフリーな回転要素（フリー要素）も重量が増大し、慣性質量が大きくなる。慣性質量が大きなフリー要素は、入力要素側から回転変動を受けたときに容易に追随せず、反力要素となって、出力要素側に回転変動が伝わる。この回転変動は、自動変速機の出力軸から駆動輪側に伝達され、車体振動を発生させる原因となることが考えられる。

例えば、入力軸に連結された入力要素としてのキャリヤにエンジンの回転変動が入力されると、フリー要素であるサンギヤ、及び、リングギヤの慣性質量が小さい場合は、キャリヤの回転変動を受けて、サンギヤＳ、及び、リングギヤが回転変動することで、回転変動が吸収され得る。

一方、図７に示すように、例えば、フリー要素であるサンギヤＳ１０の慣性質量が大きい場合、サンギヤＳ１０は、キャリヤＣ１０から回転変動を受けたときに容易に追随せずに反力要素となる。また、遊星歯車機構の３つの構成要素（サンギヤＳ１０、キャリヤＣ１０、リングギヤＲ１０）の回転数は、速度線図上で一直線上に並ぶという特徴から、リングギヤＲ１０に回転変動が生じる。

リングギヤＲ１０が自動変速機の出力軸に連結される出力要素である場合、リングギヤＲ１０の回転変動が駆動輪側に伝達され、車体振動を発生させる原因となることが考えられる。

このことは、ニュートラル状態で慣性質量の大きな回転要素がフリー要素となる場合は、エンジンの始動時に限らず、ＤレンジやＲレンジへ操作された後においても、発進用摩擦締結要素がいまだ０クリアランス状態のときに、同様に起こりうる。また、２つの摩擦締結要素の締結により発進変速段が形成される自動変速機においても同様である。

そこで、本発明は、車両のパワートレイン装置において、上記のようなエンジンの始動時及びその後のアイドリング時等のニュートラル状態に生じるエンジンの回転変動による車体振動を抑制することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両のパワートレイン装置は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
エンジンと自動変速機とを備えた車両のパワートレイン装置であって、
前記自動変速機は、動力伝達経路を選択的に切り換えるための複数の摩擦締結要素を備え、
前記複数の摩擦締結要素のうちの所定の摩擦締結要素を発進時にスリップ状態を経由させてから完全に締結させるスリップ制御する発進用摩擦締結要素とするとともに、
前記エンジンと前記自動変速機との間に、少なくともエンジン始動時は解放されており、車両の発進時に前記発進用摩擦締結要素よりも先に締結される動力断接クラッチを備え、
前記複数の摩擦締結要素のうち発進変速段を形成する摩擦締結要素は、ブレーキを有し、
該ブレーキは、前記動力断接クラッチよりも先に締結される、ことを特徴とする。

なお、ここでいう「始動時」とは、エンジンのスタータによるクランキング開始時から燃料が完爆してアイドリングに移行するまでの間をいう。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、
前記動力断接クラッチは、エンジン始動後の前記自動変速機がニュートラル状態にある間も解放状態に維持され、走行レンジへの移行時に締結されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１または前記請求項２に記載の発明において、
前記複数の摩擦締結要素は、クラッチ及びブレーキからなり、
前記発進用摩擦締結要素は、ブレーキであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項３のいずれか1項に記載の発明において、
前記発進用摩擦締結要素は、非締結状態で０クリアランス状態を形成するピストン付勢部材を備えていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記請求項１から前記請求項４のいずれか1項に記載の発明において、
前記複数の摩擦締結要素のうち第２の所定の摩擦締結要素を、前記動力断接クラッチよりも後に締結され、かつ、前記発進用摩擦締結要素よりも先に締結されるクラッチとする、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、エンジンの始動時、クラッチが解放されているので、エンジンの回転変動が自動変速機に入力されることが阻止され、ニュートラル状態でフリー要素となる回転要素の中に慣性質量が大きいものがある場合においても、この回転要素が反力要素となって、出力側に伝達されることによる車体振動の発生が防止される。

車両の発進時には、発進用摩擦締結要素より先に動力断接クラッチが締結されるので、発進用摩擦要素に対する発進時のスリップ制御をトルクが入力されている状態で行うことができ、入力側にがたつきがある状態で制御する場合に比べて緻密な制御が可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、エンジン始動後（完爆後）においても、自動変速機がニュートラル状態にある間は、エンジンの回転変動の大きさや自動変速機のフリー要素の慣性質量の大きさ等によっては始動時と同様の車体振動が発生するおそれがあるが、動力断接クラッチを解放状態に維持することで、この間における車体振動の発生が防止される。

請求項３に記載の発明によれば、ブレーキは一方の摩擦板が固定されているので、入、出力側の両方の摩擦板が回転するクラッチに比べて、発進時のスリップ制御を精度よく行うことができ、より良好な発進性が得られる。

請求項４に記載の発明によれば、非締結状態でピストン付勢部材によって、ピストンを摩擦板に接触する状態（０クリアランス状態）まで予めストロークさせているので、車両発進時おける発進用摩擦締結要素のスリップ制御開始の応答性が向上し、車両の良好な発進応答性が得られる。

本発明の実施形態に係る車両のパワートレイン装置に備えられた自動変速機の骨子図である。 本実施形態における自動変速機の第２ブレーキ及びその周辺の模式図である。 本実施形態における自動変速機の摩擦締結要素の締結表である。 エンジン始動から車両が発進されるまでにおける各種要素の経時的変化の一例を示すタイムチャートである。 本実施形態におけるエンジンの始動時の第１～第９回転要素の状態を示す自動変速機の骨子図である。 本実施形態におけるアイドリング時の第１～第９回転要素の状態を示す自動変速機の骨子図である。 エンジンの回転変動が入力された場合における遊星歯車機構の回転変動の伝達についての説明図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両のパワートレイン装置について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両のパワートレイン装置１の骨子図である。車両のパワートレイン装置１は、エンジンＥなどの駆動源と、自動変速機１０とを有し、エンジンＥと自動変速機１０とは、動力断接クラッチＣＬ０を介して連結されている。本実施形態において、車両のパワートレイン装置１は、トルクコンバータ等の流体動力伝達装置を備えていない。

自動変速機１０は、変速機ケース１１内に、駆動源に連結可能で且つ駆動源側（図の左側）に配設された入力軸１２と、反駆動源側（図の右側）に配設された出力軸１３とを有している。自動変速機１０は、入力軸１２と出力軸１３とが同一軸線上に配置されたフロントエンジン・リヤドライブ車用等の縦置き式のものである。

入力軸１２及び出力軸１３の軸心上には、駆動源側から、第１、第２、第３、第４プラネタリギヤセット（以下、単に「第１、第２、第３、第４ギヤセット」という）ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４が配設されている。

変速機ケース１１内において、第１ギヤセットＰＧ１の駆動源側に第１クラッチＣＬ１が配設され、第１クラッチＣＬ１の駆動源側に第２クラッチＣＬ２が配設され、第２クラッチＣＬ２の駆動源側に第３クラッチＣＬ３が配設されている。また、第３クラッチＣＬ３の駆動源側に第１ブレーキＢＲ１が配設され、第３ギヤセットＰＧ３の駆動源側且つ第２ギヤセットＰＧ２の反駆動源側に第２ブレーキＢＲ２が配設されている。なお、自動変速機１０は、上述の摩擦要素を締結あるいは解放させるための油圧回路（図示せず）を備えている。

第１、第２、第３、第４ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４は、いずれも、キャリヤに支持されたピニオンがサンギヤとリングギヤに直接噛合するシングルピニオン型である。第１、第２、第３、第４ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４はそれぞれ、サンギヤＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と、リングギヤＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４と、キャリヤＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４とを有している。

第１ギヤセットＰＧ１は、サンギヤＳ１が軸方向に２分割されたダブルサンギヤ型である。サンギヤＳ１は、駆動源側に配置された第１サンギヤＳ１ａと、反駆動源側に配置された第２サンギヤＳ１ｂとを有している。第１及び第２サンギヤＳ１ａ、Ｓ１ｂは、同一歯数を有し、キャリヤＣ１に支持された同一ピニオンに噛合する。これにより、第１及び第２サンギヤＳ１ａ、Ｓ１ｂは、常に同一回転する。

自動変速機１０では、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１、具体的には第２サンギヤＳ１ｂと第４ギヤセットＰＧ４のサンギヤＳ４とが第１動力伝達部材２１を介して常時連結され、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１と第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２とが第２動力伝達部材２２を介して常時連結され、第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２と第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４とが第３動力伝達部材２３を介して常時連結され、第３ギヤセットＰＧ３のキャリヤＣ３と第４ギヤセットＰＧ４のリングギヤＲ４とが第４動力伝達部材２４を介して常時連結されている。

入力軸１２は、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に第１サンギヤＳ１ａ及び第２サンギヤＳ１ｂの間を通じて常時連結され、出力軸１３は、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４に常時連結されている。

第１クラッチＣＬ１は、入力軸１２及び第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１と第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３との間に配設されて、これらを断接するようになっている。第２クラッチＣＬ２は、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１及び第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２と第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３との間に配設され、これらを断接するようになっている。第３クラッチＣＬ３は、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２と第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

第１～第３クラッチＣＬ１～ＣＬ３は、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３と、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１及び第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２とをそれぞれ断接するため、第１クラッチＣＬ１のドラム部材、第２クラッチＣＬ２のハブ部材、及び、第３クラッチＣＬ３のハブ部材と、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３とは、第５動力伝達部材２５を介して連結されている。

第１クラッチＣＬ１のハブ部材と、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１とは、第６動力伝達部材２６を介して連結されている。第２クラッチＣＬ２のドラム部材と、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１及び第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２とは、前述の第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１と第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２とを連結する第２動力伝達部材２２を介して連結されている。第３クラッチＣＬ３のドラム部材と、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２とは、第７動力伝達部材２７を介して連結されている。

第１ブレーキＢＲ１は、変速機ケース１１と第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１、具体的には第１サンギヤＳ１ａとの間に配設されて、これらを断接するようになっており、第２ブレーキＢＲ２は、変速機ケース１１と第３ギヤセットＰＧ３のリングギヤＲ３との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

第１ブレーキＢＲ１のハブ部材と、第１ギヤセットＰＧ１の第１サンギヤＳ１ａとは、第７動力伝達部材２７を介して連結されている。第２ブレーキＢＲ１のドラム部材と、第３ギヤセットＰＧ３のリングギヤＲ３とは、第８動力伝達部材２８を介して連結されている。

自動変速機１０は、第１～第４ギヤセットＰＧ１～ＰＧ４や複数の摩擦締結要素ＣＬ１～ＣＬ３、ＢＲ１、ＢＲ２の構成部材（例えば、リングギヤ、サンギヤ、キャリヤ、摩擦締結要素のドラム部材、ハブ部材、及び、これらに嵌合される摩擦板）と、該構成部材間を連結する第１～第７動力伝達部材２１～２７とが一体結合される第１～第９の回転要素Ａ～Ｉを備えている。

具体的に、第１回転要素Ａは、第１ギヤセットＰＧ１の第１サンギヤＳ１ａと、第７動力伝達部材２７と、第１ブレーキＢＲ１のハブ部材とで構成されている。第２回転要素Ｂは、第１ギヤセットＰＧ１の第２サンギヤＳ１ｂと、第４ギヤセットＰＧ４と、第１動力伝達部材２１と、サンギヤＳ４とで構成されている。第３回転要素Ｃは、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１と、第２動力伝達部材２２と、第２のギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２と、第２クラッチＣＬ２のドラム部材とで構成されている。第４回転要素Ｄは、第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２と、第６動力伝達部材２６と、第３クラッチＣＬ３のドラム部材とで構成されている。第５回転要素Ｅは、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３と、第５動力伝達部材２５と、第１～第３のクラッチＣＬ１～３とで構成されている。第６回転要素Ｆは、第３ギヤセットＰＧ３のリングギヤＲ３と、第８動力伝達部材２８と、ブレーキ２のドラム部材で構成されている。第７回転要素Ｇは、第４ギヤセットＰＧ４のリングギヤＲ４と、第４動力伝達部材２４と、第３キャリヤＣ３とで構成されている。第８回転要素Ｈは、入力軸１２と、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１とで構成されるとともに、本実施形態における入力要素である。第９回転要素Ｉは、出力軸１３と、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４と、第３動力伝達部２３と、第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２とで構成されるとともに、本実施形態の出力要素である。

以上の構成により、自動変速機１０は、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、第３クラッチＣＬ３、第１ブレーキＢＲ１、第２ブレーキＢＲ２の締結状態の組み合わせにより、図２に示すように、Ｄレンジでの１～８速と、Ｒレンジでの後退速とが形成されるようになっている。

自動変速機１０では、発進時に１速の変速段で締結される第２ブレーキＢＲ２がスリップ制御され、第２ブレーキＢＲ２が本発明に係る自動変速機の発進用摩擦締結要素に相当する。以下、このブレーキＢＲ２について説明する。

図３は、自動変速機１０の第２ブレーキＢＲ２及びその周辺の模式図を示している。図３に示すように、第２ブレーキＢＲ２は、ハブ部材１０１とドラム部材１０２との間に配置された複数の摩擦板１０３と、変速機ケースの一部であるハウジング１０４の外筒部１０４ａ、フランジ部１０４ｂ及び内筒部１０４ｃによって形成されるシリンダ１０５に嵌合されたピストン１０６とを有している。

第２ブレーキＢＲ２はまた、ピストン１０６を締結方向に付勢する締結用の作動油が供給される締結用油圧室１０７と、ピストン１０６を解放方向に付勢する解放用の作動油が供給される解放用油圧室１０８とを有している。締結用油圧室１０７内には、ピストン２０６を締結方向に付勢するスプリング１１０が配置されている。

第２ブレーキＢＲ２の締結時には、解放状態において解放用油圧室１０８から解放用油圧が排出され、ピストン１０６がスプリング１１０の付勢力を受けてスプリング１１０の自由長さまで締結方向に移動され、ピストン１０６の位置が複数の摩擦板１０３を押圧することなく摩擦板１０３に接した状態若しくはほぼ接した状態であるゼロクリアランス状態となるゼロクリアランス位置になり、第２ブレーキＢＲ２がゼロクリアランス状態となる。

そして、ゼロクリアランス状態において締結用油圧室１０７に締結用油圧が供給されると、ピストン１０６が締結用油圧室１０７に供給された締結用油圧によって締結方向に付勢されて移動され、ピストン１０６が複数の摩擦板１０３を押し付けてピストン１０６の位置が複数の摩擦板１０３が相対回転不能になる締結位置になり、第２ブレーキＢＲ２が締結状態となる。

一方、第２ブレーキＢＲ２の解放時には、締結状態において締結用油圧室１０７から締結用油圧が排出されると共に解放用油圧室１０８に解放用油圧が供給され、ピストン１０６が解放用油圧室１０８に供給された解放用油圧によって反駆動源側である解放方向に付勢されて移動され、ゼロクリアランス状態を経て、解放状態となる。

第２ブレーキＢＲ２では、ピストン１０６を解放位置からゼロクリアランス位置までスプリング１１０によって精度良く移動させることができる。なお、解放状態において解放用油圧室１０８から解放用油圧が排出されてピストン１０６が締結方向に移動されるときに、ピストン１０６が速やかに移動されるように締結用油圧室１０７に作動油をプリチャージすることも可能である。

第２ブレーキＢＲ２は、前述したように、車両の発進時にスリップ制御される。第２ブレーキＢＲ２の締結時には、締結用油圧室１０７に締結用油圧よりも低い油圧が供給されて複数の摩擦板１０３がスリップ状態とされた後に締結用油圧室１０７に締結用油圧が供給されて複数の摩擦板１０３が締結される。一方、第２ブレーキＢＲ２の解放時には、解放用油圧室１０８に解放用油圧よりも低い油圧が供給されて複数の摩擦板１０３がスリップ状態とされた後に解放用油圧室１０８に解放用油圧が供給されて複数の摩擦板１０３が締結解除される。

第２ブレーキＢＲ２では、ピストン１０６を解放位置からゼロクリアランス位置まで油圧によって移動させる場合に比して、ピストン１０６を解放位置からゼロクリアランス位置までスプリング１１０によって精度良く移動させることができる。

本実施形態においては、前述のように、始動時におけるエンジンの回転変動の出力要素側への伝達を回避するために、エンジンと変速機との間に動力断接クラッチＣＬ０が設けられている。

動力断接クラッチＣＬ０は、ピストンに油圧が供給されて締結され、油圧が供給されていないことで解放される所謂ノーマルオープン式の油圧クラッチである。動力断接クラッチＣＬ０は、第１ブレーキＢＲ１の駆動源側で、エンジンＥの出力軸Ｅ１と、自動変速機１０の入力軸１２との間に配設されて、これらを断接するようになっている。

動力断接クラッチＣＬ０は、エンジンＥの出力軸Ｅ１に結合されるハブ部材４１と、ハブ部材４１の反駆動源側に配置されて自動変速機１０の入力軸１２に結合されるドラム部材４２と、ハブ部材４１とドラム部材４２との間に軸方向に並べて配置される複数の摩擦板４３と、複数の摩擦板４３の反駆動源側に配置されて複数の摩擦板４３を締結するピストン４４とを有している。

続いて、自動変速機１０において車両の発進時に実行される油圧制御について説明する図示は省略するが、本実施形態に係る車両のパワートレイン装置１は、自動変速機１０、及び、動力断接クラッチＣＬ０の締結解放制御に用いられる油圧回路と、油圧回路の動作を制御するコントロールユニットとを備えている。

コントロールユニットは、各種入力信号に基づき、油圧回路に設けられた複数のソレノイドバルブに制御信号を出力する。これにより、選択されたレンジや車両の走行状態に応じて各ソレノイドバルブの開閉あるいは出力圧が制御され、各摩擦締結要素ＣＬ１～ＣＬ３、ＢＲ１、ＢＲ２、及び、図２の締結表にしたがって各変速段が実現されるように変速制御が行われ、動力断接クラッチＣＬ０への油圧供給が制御されることで、エンジンＥと自動変速機１０とを断接する動力断接制御が行われる。

コントロールユニットには、イグニッションスイッチのオンオフ信号を検出するイグニッションスイッチセンサ、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ、変速機のレンジを検出するレンジセンサ、アクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ、ブレーキペダルのオンオフ信号を検出するブレーキペダルセンサ等の変速操作に必要な信号が入力される。

本実施形態においては、上記のセンサの信号に加えて、自動変速機１０に入力されるエンジンの始動時の回転変動を抑制するための１速段を形成する第１ブレーキＢＲ１、第１クラッチＣＬ１の締結状態を検出する油圧センサ、及び、エンジンＥと自動変速機１０の断接を制御するための動力断接クラッチＣＬ０の締結状態を検出する油圧センサ等の信号が入力される。

次に、図４～図６を参照しながらコントロールユニットによるエンジン始動時～発進時に関する自動変速機１０、及び、動力断接クラッチＣＬ０の制御動作の一例について説明する。なお、エンジン始動前の停車時における初期状態として、レンジセンサはＰレンジを検出し、ブレーキペダルがＯＮ、すべての摩擦締結要素ＣＬ１～ＣＬ３、ＢＲ１、ＢＲ２、及び、動力断接クラッチＣＬ０は、解放状態とされている。

図４に示すように、例えば、プッシュスタートがＯＮ（キーオン）される時点ｔ０では、図の矢印ａに示すように、エンジンＥがスタータモータ（図示せず）等によってクランキングされ、エンジンＥの始動が開始する。

本実施形態においては、プッシュスタートがＯＮされると、コントロールユニットから油圧回路に第１ブレーキＢＲ１の締結指令が出力される（矢印ｂ１）。なお、図の矢印ｂ２に示すように、第１ブレーキＢＲ１は、エンジンによって駆動するオイルポンプの油圧が所定の圧力（摩擦締結要素の締結に必要な圧力）に達した時点で油圧が供給されるとともに締結される。

クランキング開始後の所定時期に、エンジンＥの燃焼室内に燃料が噴射され、クランキング回数が所定値に達するとともに所定のクランク角位置となった時点ｔ１で着火される。着火から所定時間後の完爆となる時点ｔ２までの間において、エンジン回転数は、クランキングによる極低回転（例えば、１００ｒｐｍ～２００ｒｐｍ）からアイドル回転（例えば、６００ｒｐｍ）まで上昇する。

図の矢印ｃに示すように、エンジンＥの出力は間欠的な爆発による回転変動を伴い、この回転変動が自動変速機１０に入力される。この回転変動は、回転速度が低いエンジンＥの始動時における燃料の着火直後から完爆までの間に特に大きくなる。

ここで、例えば、図５の仮想線で示すように、エンジンＥと自動変速機１０との間に動力断接クラッチＣＬ０が配設されていない（エンジンＥの出力軸Ｅ１が自動変速機１０の入力軸１２に直結されている）場合（図４矢印ｄ参照）での、エンジン始動時における自動変速機１０に入力されるエンジンＥの回転変動の伝達について説明する。

図５に示すように、自動変速機１０の複数の摩擦締結要素ＣＬ１～ＣＬ３、ＢＲ１、ＢＲ２は、いずれも締結されていない状態なので、第１～第７回転要素Ａ～Ｇはフリー要素となる。

自動変速機１０に入力されたエンジンＥの回転変動は、入力軸１２から第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に伝達されて、キャリヤＣ１に回転変動が生じる。キャリヤＣ１の回転変動は、フリー要素である第１回転要素Ａを構成する第１サンギヤＳ１ａ、第２回転要素Ｂを構成する第２サンギヤＳ１ｂ、及び、第３回転要素Ｃを構成するリングギヤＲ１に伝達される。

第１回転要素Ａと、第２回転要素Ｂは一体回転するとともに、駆動源側から反駆動源側にかけて前後に延びる第８動力伝達部材２８及び第１動力伝達部材２１とによって大きな慣性質量を有している。これに対して、第３回転要素Ｃは、第１及び第２回転要素Ａ、Ｂに比して小さな慣性質量であるため、第１ギヤセットＰＧ１において、第１回転要素Ａ及び第２回転要素Ｂが二重線で示すように反力要素となる。

その結果、キャリヤＣ１の回転変動は、第３回転要素Ｃを構成するリングギヤＲ１に伝達されて、リングギヤＲ１、及び、該リングギヤＲ１と一体結合されている第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２に回転変動が生じる。

第２ギヤセットＰＧ２の入力要素となるサンギヤＳ２の回転変動は、出力要素を構成する第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２と、該キャリヤＣ２を介して第４回転要素Ｄを構成する第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２に伝達される。

該リングギヤＲ２は、第４回転要素Ｄの慣性質量によって、サンギヤＳ２の回転変動に追随せずに二重線で示すように反力要素として作用するので、サンギヤＳ２の回転変動は吸収されずに、出力要素Ｉを構成するキャリヤＣ２、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４、及び、出力軸１３に伝達される。これにより、出力要素Ｉ（第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４、及び、出力軸１３）に回転変動が生じる。その結果、出力要素Ｉの回転変動は、出力軸１３から駆動輪側へ伝達されて、車体振動を発生させる。

第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４の回転変動は、第４ギヤセットＰＧ４のサンギヤＳ４、及び、第４回転要素Ｇを構成するリングギヤＲ４に伝達される。第１回転要素Ａ及び第２回転要素Ｂの慣性質量は、第７回転要素Ｇの慣性質量に比して大きいため、サンギヤＳ４はキャリヤＣ４の回転変動に追随せずに二重線で示すように反力要素となる。その結果、キャリヤＧ４の回転変動は、第４ギヤセットＰＧ４の出力要素となるリングギヤＲ４に伝達されて、リングギヤＲ４、及び、該リングギヤＲ４と一体結合されている第３ギヤセットＰＧ３のキャリヤＣ３に回転変動を生じさせようとする。

第３ギヤセットＰＧ３のキャリヤＣ３の回転変動は、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３及びリングギヤＲ３に伝達される。第５回転要素Ｅの慣性質量によって、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３は入力された回転変動に追随せずに二重線で示すように反力要素として作用する。第２ブレーキＢＲ２のドラム部材を含む第６回転要素Ｆは、第２ブレーキＢＲ２のゼロタッチ用のスプリング１１０の押し付け力が高い場合、このスプリング１１０によって回転が規制されるので、サンギヤＳ３から入力された回転変動に追随しない。

これにより、第３ギヤセットＰＧ３では、リングギヤＲ３及びサンギヤＳ３が固定された状態であるから、キャリヤＣ３、及び、該キャリヤＣ３に一体結合されている第４ギヤセットＰＧ４のリングギヤＲ４も固定されることになる。すなわち、第５～第７回転要素Ｅ～Ｇは、出力要素Ｉに対して反力要素として作用するので、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４に入力される回転変動を吸収することができない。

その結果、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４の回転変動は、前述のように、サンギヤＳ４側でも吸収されないので、出力軸１３を介して駆動輪側へ伝達され、車体振動を発生させてしまう。

これに対して、本実施形態では、図５に示すように、エンジンＥと自動変速機１０との間に動力断接クラッチＣＬ０が配置されており、少なくともエンジンＥの始動時（キーオンから完爆までの期間ｔ０～ｔ２）において、図の矢印ｅに示すように、動力断接クラッチＣＬ０は、解放状態とされている。これにより、エンジンＥの回転変動が自動変速機１０に伝達されないので、エンジンＥの回転変動が出力側から自動変速機１０を介して駆動輪側に伝達されて、車体振動が発生することが防止される。

図４に示すように、エンジンの始動後（完爆後）、エンジンＥはアイドル回転となるが、アイドリング時においても、始動時よりも小さいエンジンＥの回転変動が生じる。アイドリング時には、前述のように、機械式オイルポンプの油圧が立ち上がっているので、第１ブレーキＢＲ１が締結状態となる（図４の矢印ｂ２）。

ここで、例えば、図６の仮想線で示すように、エンジンＥと自動変速機１０との間に動力断接クラッチＣＬ０が配設されていない（エンジンＥの出力軸Ｅ１が自動変速機１０の入力軸１２に直結されている）場合（図４矢印ｄ参照）での、アイドリング時における自動変速機１０に入力されるエンジンＥの回転変動の伝達について説明する。

図６に示すように、アイドリング時は、第１ブレーキＢＲ１が締結されているので、第１及び第２回転要素Ａ、Ｂは固定され、第１ギヤセットＰＧ１における入力要素としてのキャリヤＣ１と、サンギヤＳ１が固定されることから、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１が出力要素になる。したがって、リングギヤＲ１を含む第３回転要素Ｃは、回転が拘束されるものの動力を伝達しない回転拘束フリー要素となり、第４～第７回転要素Ｄ～Ｇは、フリー要素の状態を維持する。

自動変速機１０に入力されたエンジンＥの回転変動は、始動時と同様に、入力軸１２から第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に伝達されて、キャリヤＣ１に回転変動が生じる。第１及び第２回転要素Ａ、Ｂは、固定されているため、キャリヤＣ１の回転変動が伝達されても、回転変動が生じない。キャリヤＣ１の回転変動は、第３回転要素Ｃを構成するリングギヤＲ１に伝達されて、リングギヤＲ１、及び、該リングギヤＲ１と一体結合されている第２ギヤセットＰＧ２のサンギヤＳ２に回転変動が生じる。

第２ギヤセットＰＧ２の入力要素となるサンギヤＳ２の回転変動は、出力要素を構成する第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２と、該キャリヤＣ２を介して第４回転要素Ｄを構成する第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２に伝達される。

該リングギヤＲ２は、第４回転要素Ｄの慣性質量によって、サンギヤＳ２の回転変動に追随せずに二重線で示すように反力要素として作用するので、サンギヤＳ２の回転変動は吸収されずに、出力要素Ｉを構成するキャリヤＣ２、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４、及び、出力軸１３に伝達される。これにより、出力要素Ｉ（第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４、及び、出力軸１３）に回転変動が生じる。その結果、出力要素Ｉの回転変動は、出力軸１３から駆動輪側へ伝達されて、車体振動を発生させる。

第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４の回転変動は、第４ギヤセットＰＧ４のサンギヤＳ４、及び、第４回転要素Ｇを構成するリングギヤＲ４に伝達される。第１回転要素Ａ及び第２回転要素Ｂの慣性質量は、第７回転要素Ｇの慣性質量に比して大きいため、サンギヤＳ４はキャリヤＣ４の回転変動に追随せずに二重線で示すように反力要素となる。その結果、キャリヤＧ４の回転変動は、第４ギヤセットＰＧ４の出力要素となるリングギヤＲ４に伝達されて、リングギヤＲ４、及び、該リングギヤＲ４と一体結合されている第３ギヤセットＰＧ３のキャリヤＣ３に回転変動を生じさせようとする。

第３ギヤセットＰＧ３のキャリヤＣ３の回転変動は、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３及びリングギヤＲ３に伝達される。第５回転要素Ｅの慣性質量によって、第３ギヤセットＰＧ３のサンギヤＳ３は入力された回転変動に追随せずに二重線で示すように反力要素として作用する。第２ブレーキＢＲ２のドラム部材を含む第６回転要素Ｆは、第２ブレーキＢＲ２のゼロタッチ用のスプリング１１０の押し付け力が高い場合、このスプリング１１０によって回転が規制されるので、サンギヤＳ３から入力された回転変動に追随しない。

これにより、第３ギヤセットＰＧ３では、リングギヤＲ３及びサンギヤＳ３が固定された状態であるから、キャリヤＣ３、及び、該キャリヤＣ３に一体結合されている第４ギヤセットＰＧ４のリングギヤＲ４も固定されることになる。すなわち、第５～第７回転要素Ｅ～Ｇは、出力要素Ｉに対して反力要素として作用するので、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４に入力される回転変動を吸収することができない。

その結果、第４ギヤセットＰＧ４のキャリヤＣ４の回転変動は、前述のように、サンギヤＳ４側でも吸収されないので、出力軸１３を介して駆動輪側へ伝達され、車体振動を発生させてしまう。

これに対して、本実施形態では、図６に示すように、エンジンＥと自動変速機１０との間に動力断接クラッチＣＬ０が配置されており、図の矢印ｆに示すように、アイドリング時において、レンジセンサがＰ（Ｎ）レンジからＤレンジへの操作を検出するまでの間（時点ｔ０～ｔ３）、動力断接クラッチＣＬ０が解放状態とされている。これにより、エンジンＥの回転変動が自動変速機１０に伝達されないので、エンジンＥの回転変動が出力側から自動変速機１０を介して駆動輪側に伝達されて、車体振動を発生することが防止される。

図４に示すように、アイドリング時にＰ（Ｎ）レンジからＤレンジへの操作を検出した時点ｔ３で、本実施形態においては、動力断接クラッチＣＬ０、及び、第１クラッチＣＬ１へ締結油圧が供給されると、図の矢印ｇに示すようにＣＬ０が締結されて後に第１クラッチＣＬ１が締結される。なお、動力断接クラッチＣＬ０は、第１クラッチＣＬ１よりも先に締結に至るように、例えば、ゼロクリアランス状態を維持するようにピストン４４を締結側に付勢するスプリングを備えている等の構造を備えていてもよい。

油圧センサ等によって、動力断接クラッチＣＬ０、及び、第１クラッチＣＬ１が完全締結されたことを検出した時点ｔ４で、第２ブレーキＢＲ２に、締結用油圧よりも低い油圧が供給されて、図４の矢印ｈで示すように、複数の摩擦板１０３がスリップ状態とされる。これにより、駆動力の伝達が生じ始めるが、ブレーキペダルがＯＮ状態であるので、車速は０（停車）状態が維持される。

その後、ブレーキペダルがＯＦＦされた時点ｔ５で、車両のブレーキの制動状態が解除されるので、第２ブレーキＢＲ２のスリップ状態によって、クリープ状態とされて車両が発進する。

さらに、発進加速要求（例えば、アクセルペダルＯＮ）が検出された時点ｔ６で、第２ブレーキＢＲ２の締結用油圧室１０７に締結用油圧が供給されて複数の摩擦板１０３が締結される。このように、スリップ制御が実行されることにより、車両は滑らかに発進、或いは、加速される。

以上のように、車両の発進時には、発進用摩擦締結要素である第２ブレーキＢＲ２より先に動力断接クラッチＣＬ０が締結されるので、第２ブレーキＢＲ２に対する発進時のスリップ制御をトルクが入力されている状態で行うことができ、入力側にがたつきがある状態で制御する場合に比べて緻密な制御が可能になる。

発進用摩擦締結要素は、一方の摩擦板が固定されている第２ブレーキＢＲ２で構成されているので、入、出力側の両方の摩擦板が回転するクラッチに比べて、発進時のスリップ制御を精度よく行うことがより、より良好な発進性が得られる。

非締結状態でスプリング１１０によって、ピストンを摩擦板に接触する状態（０クリアランス状態）まで予めストロークさせているので、車両発進時おける第２ブレーキＢＲ２のスリップ制御開始の応答性が向上し、車両の良好な発進応答性が得られる。

以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、自動変速機の発進変速段が２つの摩擦締結要素の締結により形成されてもよい。

また、例えば、本実施形態において、動力断接クラッチＣＬ０は、ノーマルオープン式の油圧クラッチを用いたが、ノーマルクローズ式の油圧式クラッチを用いてもよい。この場合、電動ポンプによって動力断接クラッチを解放さるようにしてもよい。

また、例えば、本実施形態において、図４に示すように動力断接クラッチＣＬ０は、アイドリング時にＰ（Ｎ）レンジからＤレンジへの操作を検出した時点ｔ３で締結されていたが、完爆後のアイドル回転に移行する時点ｔ２において締結されてもよい（図４の動力断接クラッチＣＬ０の破線参照）。

また、例えば、本実施形態において、発進摩擦締結要素としての第２ブレーキＢＲ２のスリップ制御の開始のタイミングを、動力断接クラッチＣＬ０、及び、第１クラッチＣＬ１が完全締結に至った時点ｔ４としたが、動力断接クラッチＣＬ０及び第１クラッチＣＬ１が完全締結するとともに、ブレーキペダルが解除された時点ｔ５としてもよい（図４の第２ブレーキＢＲ２の破線参照）。

また、例えば、本実施形態において、前進発進時についてのエンジンの回転変動による車体振動の抑制について説明したが、後退発進時についても同様の効果が得られる。後退時においては、図４の括弧で示すように、発進時に締結される第１クラッチＣＬ１に代えて、後退時に締結される第３クラッチＣＬ３が締結されればよい。

特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

以上のように、本発明によれば、車両のパワートレイン装置において、上記のようなエンジンの始動時及びその後のアイドリング時等のニュートラル状態に生じるエンジンの回転変動による車体振動を抑制することが可能であるから、この種の変速操作機構を備えた手動変速機の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ 車両のパワートレイン装置
１０ 自動変速機
２１０ スプリング（ピストン付勢部材）
ＢＲ２ 第２ブレーキ（発進用摩擦締結要素）
ＣＬ０ 動力断接クラッチ
ＣＬ１～ＣＬ３、ＢＲ１、ＢＲ２ 複数の摩擦締結要素
Ｅ エンジン

Claims (5)

1. エンジンと自動変速機とを備えた車両のパワートレイン装置であって、
   前記自動変速機は、動力伝達経路を選択的に切り換えるための複数の摩擦締結要素を備え、
   前記複数の摩擦締結要素のうちの所定の摩擦締結要素を発進時にスリップ状態を経由させてから完全に締結させるスリップ制御する発進用摩擦締結要素とするとともに、
   前記エンジンと前記自動変速機との間に、少なくともエンジン始動時は解放されており、車両の発進時に前記発進用摩擦締結要素よりも先に締結される動力断接クラッチを備え、
   前記複数の摩擦締結要素のうち発進変速段を形成する摩擦締結要素は、ブレーキを有し、
   該ブレーキは、前記動力断接クラッチよりも先に締結される、ことを特徴とする車両のパワートレイン装置。
2. 前記動力断接クラッチは、エンジン始動後の前記自動変速機がニュートラル状態にある間も解放状態に維持され、走行レンジへの移行時に締結されることを特徴とする請求項１に記載の車両のパワートレイン装置。
3. 前記複数の摩擦締結要素は、複数のクラッチ及び複数のブレーキからなり、
   前記発進用摩擦締結要素は、ブレーキであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両のパワートレイン装置。
4. 前記発進用摩擦締結要素は、非締結状態で０クリアランス状態を形成するピストン付勢部材を備えていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両のパワートレイン装置。
5. 前記複数の摩擦締結要素のうち第２の所定の摩擦締結要素を、前記動力断接クラッチよりも後に締結され、かつ、前記発進用摩擦締結要素よりも先に締結されるクラッチとする、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両のパワートレイン装置。

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