JP2018096472A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】車両を積載量が多い状態や勾配が急な登坂路で発進させる場合においても、良好な加速性を得ることができるようにする。【解決手段】入力軸１１、ギヤ群２２，２３，２５、キャリア２４及び、ギヤ群２２，２３，２５から動力が伝達される入出力軸１２を含む減速用の遊星歯車機構２０と、ギヤ２５の回転を停止させる接続状態と、ギヤ２５の回転を許容する切断状態とに切り替え可能なブレーキ２６Ｂと、キャリア２４を入力軸１１と係合させて一体回転させる接続状態と、キャリア２４と入力軸１１との係合を解除する切断状態とに切り替え可能なクラッチ２６Ｃと、出力軸１３、カウンタ軸１４、入力ギヤ列４０及び、出力ギヤ列５２を含む主変速機３０と、車両発進時に、第１及び第２クラッチを切断状態から接続量を徐々に増加させて半クラッチ状態にする制御部１００とを備えた。【選択図】図１０

Description

本発明は、自動変速機に関し、特に、遊星歯車機構を備えた自動変速機に関する。

この種の変速機として、主変速機の出力側に遊星歯車機構を配置し、遊星歯車機構を低速又は高速に切り替えることで、変速ギヤ列を大幅に追加することなく多段化を図るようにした構造が広く実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１１−１４４８５３号公報 特開２００７−２７０９４６号公報

ところで、一般的なトラック等の大型車両においては、通常時は１速高速（以下、１速Ｈ）で発進が行われ、積荷の積載量が多い場合や勾配の急な登坂路等の発進時には、運転者のスイッチ操作により１速低速（以下、１速Ｌ）の発進に切換えられるようになっている。このため、車両発進時の積載状況や道路の勾配状況等に応じて運転者のスイッチ操作の選択が必要となり、煩わしい課題がある。

また、運転者が１速Ｈで発進できると判断しても、車両の積載状況や道路の勾配状況によっては、駆動系に伝達されるトルクが不足してしまい、アクセルペダルの踏み込みに応じた加速性を得られない場合もある。このような場合は、１速Ｈから１速Ｌにシフトダウンされることになる。しかしながら、シフトダウンには、クラッチ装置の切断及び、変速ギヤの切り替えが必要となり、特にクラッチ装置が切断される間は所謂トルク抜け状態になることで、車両発進時の加速性を悪化させてしまう課題もある。

本開示の技術は、車両を積載量が多い状態や勾配が急な登坂路で発進させる場合においても、良好な加速性を得ることができる自動変速機を提供することを目的とする。

本開示の技術は、駆動源から動力が伝達される入力軸、該入力軸から動力が伝達されるギヤ群、該ギヤ群のうち一部のギヤ群を回転可能に支持するキャリア及び、前記ギヤ群から動力が伝達される入出力軸を含む遊星歯車機構と、前記ギヤ群のうち一のギヤと係合して当該一のギヤの回転を停止させる接続状態と、前記一のギヤの回転を許容する切断状態とに切り替え可能な第１クラッチと、前記キャリアを前記入力軸又は前記入出力軸と係合させて一体回転させる接続状態と、前記キャリアと前記入力軸又は前記入出力軸との係合を解除する切断状態とに切り替え可能な第２クラッチと、前記入出力軸と同軸上に配置された出力軸、該出力軸と平行に配置された副軸、前記入出力軸及び前記副軸に設けられた入力ギヤ列及び、前記出力軸又は前記副軸に選択的に結合可能な少なくとも１速段用の出力ギヤ列を含む主変速機と、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び、前記主変速機の作動を制御する制御手段と、を備え、前記１速段用の出力ギヤ列が前記出力軸又は前記副軸に結合された状態で、前記第１クラッチが接続状態、前記第２クラッチが切断状態に制御されると、前記入力軸に伝達される動力が前記ギヤ群を介して前記入出力軸に減速されて伝達される１速低速が確立され、前記第１クラッチが切断状態、前記第２クラッチが接続状態に制御されると、前記入力軸と前記入出力軸とが直結される１速高速が確立され、前記制御手段は、車両の発進時に、前記第１及び第２クラッチを切断状態から接続量を徐々に増加させて半クラッチ状態にして前記車両を発進させる発進制御を実施することを特徴とする。

また、前記発進制御の実施により前記主変速機から前記車両の駆動系に伝達さるトルクが足りているか否かを判定する判定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記発進制御の開始から所定時間経過時に、前記判定手段によりトルクが足りていないと判定された場合には、前記第１クラッチを完接状態、前記第２クラッチを切断状態に制御することが好ましい。

また、前記制御手段は、前記発進制御の開始から所定時間経過時に、前記判定手段によりトルクが足りていると判定された場合には、前記第１クラッチを切断状態、前記第２クラッチを完接状態に制御することが好ましい。

また、前記判定手段は、アクセル開度に対する車速又は車両加速度との関係からトルクが足りているか否かを判定してもよい。

また、前記判定手段は、前記第１及び第２クラッチの滑り量又はクラッチ吸収エネルギによりトルクが足りているか否かを判定してもよい。

また、前記遊星歯車機構は、前記入力軸に固定されたサンギヤと、該サインギヤと同心に配置されたリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと噛合する複数のピニオンギヤと、前記入出力軸に固定されると共に、前記ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアとを含み、前記第１クラッチは、接続状態で前記リングギヤの回転を停止させ、前記第２クラッチは、接続状態で前記キャリアと前記入力軸とを一体回転させてもよい。

本開示の技術によれば、車両を積載量が多い状態や勾配が急な登坂路で発進させる場合においても、良好な加速性を得ることができる。

本実施形態に係る自動変速機を示すスケルトン図である。 本実施形態に係る自動変速機の１速Ｌの動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の１速Ｈの動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の２速の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の３速の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の４速の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の５速の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の６速の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態に係る自動変速機の発進制御を説明する図である。 本実施形態に係る発進制御を説明するフロー図である。 他の実施形態に係る自動変速機を示すスケルトン図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る自動変速機を説明する。

［全体構成］
図１に示す自動変速機１は、車両に搭載されるものである。具体的には、自動変速機１は、コントロールユニット１００によって動作が制御されるものであり、入力側から順に副変速機としての遊星歯車機構２０と、主変速機３０とを備えている。

なお、図中において、符号１０は駆動源としてのエンジン、符号１１はエンジン１０のクランク軸（以下、入力軸という）、符号１０１はエンジン回転数センサ、符号１０２は車速センサ、符号１０３はアクセル開度センサ、符号１０４はシフトポジションセンサ、符号１２０はシフト操作装置、符号１２１はアクセルペダルをそれぞれ示している。

遊星歯車機構２０は、減速用遊星歯車であって、入力軸１１と同軸上に配置された入出力軸１２と、入力軸１１に固定されたサンギヤ２２と、サンギヤ２２と同心に配置されたリングギヤ２５と、サンギヤ２２及びリングギヤ２５と噛合する複数のピニオンギヤ２３と、入出力軸１２に固定されると共に、各ピニオンギヤ２３を自転及び公転自在に支持するキャリア２４と、ブレーキ２６Ｂと、クラッチ２６Ｃとを備えている。サンギヤ２２、リングギヤ２５及び、ピニオンギヤ２３は、本発明のギヤ群、ブレーキ２６Ｂは本発明の第１クラッチ、クラッチ２６Ｃは本発明の第２クラッチに相当する。

ブレーキ２６Ｂは、好ましくは、湿式多板クラッチであって、リングギヤ２５と変速機ケース等の固定部２７との間に設けられている。ブレーキ２６Ｂは、図示を省略する油圧制御回路から作動油が供給されて各クラッチプレートが圧接されると、リングギヤ２５を固定部２７に係合させて回転を停止させる「接続状態」になる。一方、ブレーキ２６Ｂは、作動油の供給が停止されて各クラッチプレートが図示しないリターンスプリングの付勢力によって離反されると、リングギヤ２５の回転を許容する「切断状態」に切り替えられるようになっている。

クラッチ２６Ｃは、好ましくは、湿式多板クラッチであって、入力軸１１とキャリア２４との間に設けられている。クラッチ２６Ｃは、図示を省略する油圧制御回路から作動油が供給されて各クラッチプレートが圧接されると、キャリア２４を入力軸１１に係合させて、入力軸１１と入出力軸１２とを直結させる「接続状態」になる。一方、クラッチ２６Ｃは、作動油の供給が停止されて各クラッチプレートが図示しないリターンスプリングの付勢力によって離反されると、入力軸１１と入出力軸１２との直結を解除する「切断状態」に切り替えられるようになっている。

主変速機３０は、入出力軸１２と同軸上に配置された出力軸１３と、入出力軸１２及び出力軸１３と平行に配置されたカウンタ軸１４と、プライマリギヤ列４０と、４速用ギヤ列４３と、３速用ギヤ列４６と、２速用ギヤ列４９と、１速用ギヤ列５２と、リバース用ギヤ列１５と、６速用ギヤ列５５と、第１シンクロ機構６０と、第２シンクロ機構７０と、第３シンクロ機構８０と、第４シンクロ機構９０とを備えている。出力軸１３の出力端には、何れも図示を省略するプロペラシャフト、差動装置、駆動軸を介して左右の駆動輪が接続されている。

プライマリギヤ列４０は、入出力軸１２に一体回転可能に設けられたプライマリ主ギヤ４１と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、プライマリ主ギヤ４１と常時噛合するプライマリカウンタギヤ４２とを有する。

４速用ギヤ列４３は、出力軸１３に相対回転可能に設けられた４速用主ギヤ４４と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、４速用主ギヤ４４と常時噛合する４速用カウンタギヤ４５とを有する。

３速用ギヤ列４６は、出力軸１３に相対回転可能に設けられた３速用主ギヤ４７と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、３速用主ギヤ４７と常時噛合する３速用カウンタギヤ４８とを有する。

２速用ギヤ列４９は、出力軸１３に相対回転可能に設けられた２速用主ギヤ５０と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、２速用主ギヤ５０と常時噛合する２速用カウンタギヤ５１とを有する。

１速用ギヤ列５２は、出力軸１３に相対回転可能に設けられた１速用主ギヤ５３と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、１速用主ギヤ５３と常時噛合する１速用カウンタギヤ５４とを有する。

リバース用ギヤ列１５は、出力軸１３に相対回転可能に設けられたリバース用主ギヤ１６と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、リバース用主ギヤ１６と常時噛合するリバース用カウンタギヤ１７と、リバース用カウンタギヤ１７と常時噛合するアイドラギヤ１８とを有する。

６速用ギヤ列５５は、出力軸１３に相対回転可能に設けられた６速用主ギヤ５６と、カウンタ軸１４に一体回転可能に設けられて、６速用主ギヤ５６と常時噛合する６速用カウンタギヤ５７とを有する。

第１シンクロ機構６０は、プライマリ主ギヤ４１と４速用主ギヤ４４との間の出力軸１３に一体回転可能に設けられた第１シンクロハブ６１と、第１シンクロハブ６１の外周歯と噛合する内周歯を有する第１シンクロスリーブ６２と、プライマリ主ギヤ４１に一体回転可能に設けられた５速用ドグギヤ６３と、４速用主ギヤ４４に一体回転可能に設けられた４速用ドグギヤ６４と、第１シンクロハブ６１と各ドグギヤ６３，６４との間にそれぞれ設けられた図示しないシンクロナイザリングとを備えている。

第１シンクロ機構６０は、図示しないシフトフォークによって第１シンクロスリーブ６１がシフト移動されて各ドグギヤ６３，６４と噛合することで、プライマリ主ギヤ４１又は４速用主ギヤ４４を出力軸１３に選択的に同期結合（ギヤイン）させるようになっている。

第２シンクロ機構７０は、３速用主ギヤ４７と２速用主ギヤ５０との間の出力軸１３に一体回転可能に設けられた第２シンクロハブ７１と、第２シンクロハブ７１の外周歯と噛合する内周歯を有する第２シンクロスリーブ７２と、３速用主ギヤ４７に一体回転可能に設けられた３速用ドグギヤ７３と、２速用主ギヤ５０に一体回転可能に設けられた２速用ドグギヤ７４と、第２シンクロハブ７１と各ドグギヤ７３，７４との間にそれぞれ設けられた図示しないシンクロナイザリングとを備えている。

第２シンクロ機構７０は、図示しないシフトフォークによって第２シンクロスリーブ７１がシフト移動されて各ドグギヤ７３，７４と噛合することで、３速用主ギヤ４７又は２速用主ギヤ５０を出力軸１３に選択的に同期結合（ギヤイン）させるようになっている。なお、第２シンクロ機構７０は、３速用主ギヤ４７及び２速用主ギヤ５０を固定ギヤ、３速用カウンタギヤ４８及び２速用カウンタギヤ５１を遊転ギヤとすれば、カウンタ軸１４側に設けられてもよい。

第３シンクロ機構８０は、１速用主ギヤ５３とリバース用主ギヤ１６との間の出力軸１３に一体回転可能に設けられた第３シンクロハブ８１と、第３シンクロハブ８１の外周歯と噛合する内周歯を有する第３シンクロスリーブ８２と、１速用主ギヤ５３に一体回転可能に設けられた１速用ドグギヤ８３と、リバース用主ギヤ１６に一体回転可能に設けられたリバース用ドグギヤ８４と、第３シンクロハブ８１と各ドグギヤ８３，８４との間にそれぞれ設けられた図示しないシンクロナイザリングとを備えている。

第３シンクロ機構８０は、図示しないシフトフォークによって第３シンクロスリーブ８１がシフト移動されて各ドグギヤ８３，８４と噛合することで、１速用主ギヤ５３又はリバース用主ギヤ１６を出力軸１３に選択的に同期結合（ギヤイン）させるようになっている。なお、第３シンクロ機構８０は、１速用主ギヤ５３及びリバース用主ギヤ１６を固定ギヤ、１速用カウンタギヤ５４及びリバース用カウンタギヤ１７を遊転ギヤとすれば、カウンタ軸１４側に設けられてもよい。

第４シンクロ機構９０は、リバース用主ギヤ１６と６速用主ギヤ５６との間の出力軸１３に一体回転可能に設けられた第４シンクロハブ９１と、第４シンクロハブ９１の外周歯と噛合する内周歯を有する第４シンクロスリーブ９２と、６速用主ギヤ５６に一体回転可能に設けられた６速用ドグギヤ９４と、第４シンクロハブ９１と６速用ドグギヤ９４との間に設けられた図示しないシンクロナイザリングとを備えている。

第４シンクロ機構９０は、図示しないシフトフォークによって第４シンクロスリーブ９１がシフト移動されて６速用ドグギヤ９４と噛合することで、６速用主ギヤ５６を出力軸１３に選択的に同期結合（ギヤイン）させるようになっている。なお、第４シンクロ機構９０は、６速用主ギヤ５６を固定ギヤ、６速用カウンタギヤ５７を遊転ギヤとすれば、カウンタ軸１４側に設けられてもよい。

［動力伝達経路］
次に、本実施形態の自動変速機１による各前進段の動力伝達経路を図２〜８に基づいて説明する。

図２は、１速Ｌの動力伝達経路を示している。１速Ｌの場合は、ブレーキ２６Ｂが「接続状態」、クラッチ２６Ｃが「切断状態」に選択されると共に、第３シンクロ機構８０によって１速用主ギヤ５３と出力軸１３とが結合される。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→サンギヤ２２→ピニオンギヤ２３→キャリア２４を経由して減速された後、入出力軸１２→プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→１速用ギヤ列５２→第３シンクロ機構８０→出力軸１３に伝達されることで、１速Ｌの動力伝達経路が確立されるようになっている。

図３は、１速Ｈの動力伝達経路を示している。１速Ｈの場合は、１速Ｌと同様に第３シンクロ機構８０によって１速用主ギヤ５３と出力軸１３とが結合され、さらに、ブレーキ２６Ｂが「切断状態」、クラッチ２６Ｃが「接続状態」に選択される。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４→入出力軸１２に直結状態で伝達された後、プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→１速用ギヤ列５２→第３シンクロ機構８０→出力軸１３に伝達されることで、１速高速の動力伝達経路が確立されるようになっている。

図４は、２速の動力伝達経路を示している。２速の場合は、ブレーキ２６Ｂが「切断状態」、クラッチ２６Ｃが「接続状態」に選択されると共に、第２シンクロ機構７０によって２速用主ギヤ５０と出力軸１３とが結合される。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４→入出力軸１２→プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→２速用ギヤ列４９→第２シンクロ機構７０→出力軸１３に伝達されることで、２速の動力伝達経路が確立されるようになっている。

図５は、３速の動力伝達経路を示している。３速の場合は、ブレーキ２６Ｂが「切断状態」、クラッチ２６Ｃが「接続状態」に選択されると共に、第２シンクロ機構７０によって３速用主ギヤ４７と出力軸１３とが結合される。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４→入出力軸１２→プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→３速用ギヤ列４６→第２シンクロ機構７０→出力軸１３に伝達されることで、３速の動力伝達経路が確立されるようになっている。

図６は、４速の動力伝達経路を示している。４速の場合は、ブレーキ２６Ｂが「切断状態」、クラッチ２６Ｃが「接続状態」に選択されると共に、第１シンクロ機構６０によって４速用主ギヤ４４と出力軸１３とが結合される。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４→入出力軸１２→プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→４速用ギヤ列４３→第１シンクロ機構６０→出力軸１３に伝達されることで、４速の動力伝達経路が確立されるようになっている。

図７は、５速の動力伝達経路を示している。５速の場合は、ブレーキ２６Ｂが「切断状態」、クラッチ２６Ｃが「接続状態」に選択されると共に、第１シンクロ機構６０によってプライマリ主ギヤ４１と出力軸１３とが結合されて、入力軸１１、入出力軸１２及び、出力軸１３が直結状態にされる。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４→入出力軸１２→プライマリ主ギヤ４１→第１シンクロ機構６０→出力軸１３に伝達されることで、５速の動力伝達経路が確立されるようになっている。

図８は、６速の動力伝達経路を示している。６速の場合は、ブレーキ２６Ｂが「切断状態」、クラッチ２６Ｃが「接続状態」に選択されると共に、第４シンクロ機構９０によって６速用主ギヤ５６と出力軸１３とが結合される。すなわち、エンジン１０の動力が入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４→入出力軸１２→プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→６速用ギヤ列５５→第４シンクロ機構９０→出力軸１３に伝達されることで、６速の動力伝達経路が確立されるようになっている。

［ギヤ比設定］
次に、表１に基づいて、本実施形態に係る自動変速機１の各ギヤ比及び最終変速比の詳細設定について説明する。なお、以下の説明に用いる各数値は、本実施形態の好適な一例であって、本発明の趣旨を一脱しない範囲で他の値に設定することが可能である。

表１に示すように、主変速機３０の各変速用ギヤ列のギヤ比は、プライマリギヤ列４０のギヤ比を１．０とした場合に、１速用ギヤ列５２が５．９７９、２速用ギヤ列４９が３．４３４、３速用ギヤ列４６が２．０４０、４速用ギヤ列４３が１．３７９、６速用ギヤ列５５が０．７５９で設定されている。１速Ｈ〜６速までの各変速段では、ブレーキ２６Ｂを「切断状態」、クラッチ２６Ｃを「接続状態」とし、入力軸１１と入出力軸１２とを直結状態（５速は出力軸１３も直結）にすることで、各変速段の最終変速比は各変速用ギヤ列のギヤ比と同値になる。一方、１速Ｌでは、ブレーキ２６Ｂを「接続状態」、クラッチ２６Ｃを「切断状態」にして、入力軸１１から入出力軸１２に伝達される動力を遊星歯車機構２０によって減速させることで、最終変速比は１速Ｈよりも大きい変速比（＞５．９７９）で設定される。すなわち、遊星歯車機構２０の変速比を適宜最適な値に設定することで、１速Ｌにて大きな減速比が得られるように構成されている。

［発進制御］
次に、図９に基づいて、本実施形態に係る自動変速機１のコントロールユニット１００による発進制御について説明する。コントロールユニット１００は、エンジン１０の運転状態や車両の走行状態等に基づいて、自動変速機１をシフトチェンジさせる各種変速制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。これら各種変速制御を行うため、コントロールユニット１００には、エンジン回転数センサ（入力回転数センサ）１０１、車速センサ（出力回転数センサ）１０２、アクセル開度センサ１０３、シフトポジションセンサ１０４等のセンサ値が入力される。

また、コントロールユニット１００は、車両停車中に運転者がシフト操作装置１２０をドライブレンジ（Ｄレンジ）に切り替えてアクセルペダル１２１を踏み込む発進操作がなされると、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃを「切断状態」から徐々に接続して半クラッチ状態にする発進制御を実施する。以下、図１０のフロー図に基づいて、発進制御の詳細について説明する。

ステップＳ１００では、車速センサ１０２のセンサ値に基づいて、車両が停車中（車速＝０）か否かが判定され、肯定の場合はステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、シフトポジションセンサ１０４のセンサ値に基づいて、シフト操作装置１２０がＤレンジに操作されているか否かが判定され、肯定の場合はステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、第３シンクロ機構８０によって１速用主ギヤ５３と出力軸１３とを結合させることで、１速用ギヤ列５２が予めギヤイン（１速段にギヤイン）される。この状態において、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃは、「切断状態」に選択されている。

ステップＳ１３０では、アクセル開度センサ１０３のセンサ値に基づいて、運転者がアクセルペダル１２１を踏み込む発進操作がなされたか否かが判定され、肯定の場合はステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０では、予め定められた発進時の制御ロジックに従って、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃを「切断状態」から徐々に接続して半クラッチ状態にする発進制御が開始される。すなわち、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃの接続量が徐々に増加されることで、図９に破線で示すように、エンジン１０の動力は、入力軸１１→サンギヤ２２→ピニオンギヤ２３→キャリア２４を経由する１速Ｌの経路及び、入力軸１１→クラッチ２６Ｃ→キャリア２４を経由する１速Ｈの経路の各二系統から、入出力軸１２→プライマリギヤ列４０→カウンタ軸１４→１速用ギヤ列５２→第３シンクロ機構８０→出力軸１３に徐々に伝達され、これに伴い車速も次第に増加されるようになる。

ステップＳ１５０では、コントロールユニット１００内蔵の図示しないタイマによって計時された発進制御開始からの経過時間が所定時間に達しているか否かが判定され、肯定の場合はステップＳ１６０に進み、出力軸１３に伝達されているトルクが足りているか否かが判定される。

ステップＳ１６０における判定は、アクセル開度センサ１０３、車速センサ１０２又は、図示しない加速度センサ等のセンサ値に基づいて、車速等がアクセル開度に応じた所定の閾値に達している場合には、トルクが足りていると判定すればよい。或いは、エンジン回転数センサ１０１で検出される自動変速機１の入力回転数と、車速センサ１０２で検出される自動変速機１の出力回転数との差に基づいて、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃの滑り量を演算し、該演算値が所定の閾値よりも低い場合にトルクが足りていると判定してもよい。或いは、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃの吸収エネルギ（エンジントルク×滑り量）の積分値を演算し、該演算値が所定の閾値よりも低い場合にトルクが足りていると判定してもよい。

ステップＳ１６０にて、トルクが足りていると判定された場合（肯定）は、ステップＳ１７０に進み、ブレーキ２６Ｂを「切断状態」、クラッチ２６Ｃを「完接状態」にすることで、１速Ｈの動力伝達経路（図３参照）が確立される。その後は、ステップＳ２００にて、コントロールユニット１００のメモリに予め記憶された図示しないシフトマップに従い、車速やアクセル開度に応じて１速Ｈから２速、３速にシフトアップする通常の変速制御に切り替えられて本発進制御は終了する。

一方、ステップＳ１６０にて、トルクが足りていないと判定された場合（否定）は、ステップＳ１８０に進み、ブレーキ２６Ｂを「完接状態」、クラッチ２６Ｃを「切断状態」にすることで、１速Ｌの動力伝達経路（図２参照）が確立される。１速Ｌにて十分な加速を得られた後は、ステップＳ２００にて、シフトマップに従い車速やアクセル開度に応じて１速Ｌから１速Ｈ、２速にシフトアップする通常の変速制御に切り替えられて本発進制御は終了する。

以上詳述したように、本実施形態に係る自動変速機１よれば、車両の発進時に、１速用ギヤ列５２をギヤインさせると共に、ブレーキ２６Ｂ及び、クラッチ２６Ｃを徐々に接続して半クラッチ状態にし、所定時間経過時にトルクが不足している場合には、ブレーキ２６Ｂを「完接状態」、クラッチ２６Ｃを「切断状態」にして１速Ｌの動力伝達経路を確立させ、トルクが足りている場合には、ブレーキ２６Ｂを「切断状態」、クラッチ２６Ｃを「完接状態」にして１速Ｈの動力伝達経路を確立する発進制御が実施されるようになっている。これにより、車両を積載量が多い状態や勾配の急な登坂路で発進させる場合、或いは、車両を積載量が少ない状態や略平坦な路面で発進させる場合においても、運転者に１速Ｌ／Ｈの選択操作を行わせることなく、車両の駆動系にアクセルペダル１２１の踏み込みに応じた必要なトルクが適宜伝達されるようになり、車両発進時の加速性を効果的に向上させることが可能になる。

また、ブレーキ２６Ｂ及びクラッチ２６Ｃを発進用のクラッチとして用いることで、従来構造のクラッチ装置やトルクコンバータ等を省略することが可能となり、従来構造よりも装置全体の重量や全長を効果的に減少させることができる。

また、主変速機３０の入力側に減速用の遊星歯車機構２０を設けたことで、主変速機３０に変速用ギヤ列を追加することなく変速機１の多段化を図ることができる。また、遊星歯車機構２０の変速比を適宜最適な値に設定すれば、プライマリ主ギヤ４１の歯数を減少させることなく、１速Ｌにて大きな減速比を得ることが可能になる。これにより、プライマリ主ギヤ４１の歯数減少に伴い入出力軸１２の軸径が短くなることで引き起こされる強度不足を効果的に防止することができる。

また、遊星歯車機構を主変速機の出力側に配置した従来構造では、低速段時に主変速機によって増大されたトルクが遊星歯車機構に伝達されるため、ブレーキ容量を大きく確保する必要がある。これに対し、本実施形態では、遊星歯車機構２０を主変速機３０の入力側に配置したことで、従来構造のような増大されたトルクの伝達が生じないため、ブレーキ２６Ｂやクラッチ２６Ｃの容量を小さく抑えることが可能となり、遊星歯車機構２０の小型化を図ることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、遊星歯車機構２０は、減速用であれば、図１１に示すように、サンギヤ２２が入力軸１１に接続され、リングギヤ２５が入出力軸１２に接続されたダブルピニオン型の遊星歯車機構であってもよい。この場合も上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記実施形態では、変速段数は１速低速〜６速の計７段として説明したが、遊星歯車機構２０やプライマリギヤ列４０、各変速用ギヤ列４３，４６，４９，５２，５５の各ギヤ比を適宜調整することで、計８〜１２段の変速段を設定してもよい。

また、ブレーキ２６Ｂやクラッチ２６Ｃは、湿式多板クラッチに限定されず、湿式単板クラッチ等を適用することもできる。

１ 変速機
１０ エンジン
１１ 入力軸
１２ 入出力軸
１３ 出力軸
１４ カウンタ軸
２０ 遊星歯車機構
２２ サンギヤ
２３ ピニオンギヤ
２４ キャリア
２５ リングギヤ
２６Ｂ ブレーキ
２６Ｃ クラッチ
３０ 主変速機
４０ プライマリギヤ列
４３ ４速用ギヤ列
４６ ３速用ギヤ列
４９ ２速用ギヤ列
５２ １速用ギヤ列
５５ ６速用ギヤ列
６０ 第１シンクロ機構
７０ 第２シンクロ機構
８０ 第３シンクロ機構
９０ 第４シンクロ機構
１００ コントロールユニット
１０１ エンジン回転数センサ
１０２ 車速センサ
１０３ アクセル開度センサ
１０４ シフトポジションセンサ
１２０ シフト操作装置
１２１ アクセルペダル

Claims (6)

1. 駆動源から動力が伝達される入力軸、該入力軸から動力が伝達されるギヤ群、該ギヤ群のうち一部のギヤ群を回転可能に支持するキャリア及び、前記ギヤ群から動力が伝達される入出力軸を含む遊星歯車機構と、
   前記ギヤ群のうち一のギヤと係合して当該一のギヤの回転を停止させる接続状態と、前記一のギヤの回転を許容する切断状態とに切り替え可能な第１クラッチと、
   前記キャリアを前記入力軸又は前記入出力軸と係合させて一体回転させる接続状態と、前記キャリアと前記入力軸又は前記入出力軸との係合を解除する切断状態とに切り替え可能な第２クラッチと、
   前記入出力軸と同軸上に配置された出力軸、該出力軸と平行に配置された副軸、前記入出力軸及び前記副軸に設けられた入力ギヤ列及び、前記出力軸又は前記副軸に選択的に結合可能な少なくとも１速段用の出力ギヤ列を含む主変速機と、
   前記第１クラッチ、前記第２クラッチ及び、前記主変速機の作動を制御する制御手段と、を備え、
   前記１速段用の出力ギヤ列が前記出力軸又は前記副軸に結合された状態で、前記第１クラッチが接続状態、前記第２クラッチが切断状態に制御されると、前記入力軸に伝達される動力が前記ギヤ群を介して前記入出力軸に減速されて伝達される１速低速が確立され、前記第１クラッチが切断状態、前記第２クラッチが接続状態に制御されると、前記入力軸と前記入出力軸とが直結される１速高速が確立され、
   前記制御手段は、車両の発進時に、前記第１及び第２クラッチを切断状態から接続量を徐々に増加させて半クラッチ状態にして前記車両を発進させる発進制御を実施する
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 前記発進制御の実施により前記主変速機から前記車両の駆動系に伝達さるトルクが足りているか否かを判定する判定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記発進制御の開始から所定時間経過時に、前記判定手段によりトルクが足りていないと判定された場合には、前記第１クラッチを完接状態、前記第２クラッチを切断状態に制御する
   請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記制御手段は、前記発進制御の開始から所定時間経過時に、前記判定手段によりトルクが足りていると判定された場合には、前記第１クラッチを切断状態、前記第２クラッチを完接状態に制御する
   請求項２に記載の自動変速機。
4. 前記判定手段は、アクセル開度に対する車速又は車両加速度との関係からトルクが足りているか否かを判定する
   請求項１から３の何れか一項に記載の自動変速機。
5. 前記判定手段は、前記第１及び第２クラッチの滑り量又はクラッチ吸収エネルギによりトルクが足りているか否かを判定する
   請求項１から３の何れか一項に記載の自動変速機。
6. 前記遊星歯車機構は、前記入力軸に固定されたサンギヤと、該サインギヤと同心に配置されたリングギヤと、前記サンギヤ及び前記リングギヤと噛合する複数のピニオンギヤと、前記入出力軸に固定されると共に、前記ピニオンギヤを回転可能に支持するキャリアとを含み、前記第１クラッチは、接続状態で前記リングギヤの回転を停止させ、前記第２クラッチは、接続状態で前記キャリアと前記入力軸とを一体回転させる
   請求項１から５の何れか一項に記載の自動変速機。

Images