以下、本実施形態に係る車両用駆動装置3を、図1乃至図5に沿って説明する。尚、本明細書中で駆動連結とは、互いの回転要素が駆動力を伝達可能に連結された状態を指し、それら回転要素が一体的に回転するように連結された状態、あるいはそれら回転要素がクラッチ等を介して駆動力を伝達可能に連結された状態を含む概念として用いる。
本実施形態の車両用駆動装置3を備える車両1の概略構成について図1に沿って説明する。車両1は、内燃エンジン(駆動源)2と、車両用駆動装置3と、車輪4等とを備えている。内燃エンジン2は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、車両用駆動装置3に連結されている。車両用駆動装置3は、自動変速機10と、ECU(制御装置)20と、油圧制御装置30と、機械式オイルポンプ(MOP)40と、電動オイルポンプ(EOP)50と、ミッションケース(ケース)60とを備えている。
自動変速機10は、前進6速段及び後進1速段を形成可能になっており(図2参照)、自動変速機10の入力軸11と、発進装置12と、変速機構(自動変速機構)14の入力軸(入力部材)13と、変速機構14と、出力軸(出力部材)15とを、同一軸線上に並べて備えている。自動変速機10の入力軸11は、内燃エンジン2に接続されている。
発進装置12は、トルクコンバータ(流体伝動装置)16と、それをロックアップし得るロックアップクラッチ17と、ダンパ装置18とを備えている。トルクコンバータ16は、自動変速機10の入力軸11に接続されたポンプインペラ16aと、作動流体である油を介してポンプインペラ16aの回転が伝達されるタービンランナ16bと、それらの間に配置されると共にワンウェイクラッチ16dにより一方向に回転が規制されたステータ16cとを有している。タービンランナ16bは、変速機構14の入力軸13に接続されている。
ロックアップクラッチ17は、係合によりフロントカバー17aと変速機構14の入力軸13とを直接係合し、トルクコンバータ16をロックアップした状態にする。ダンパ装置18は、ロックアップクラッチ17の入力軸13側に配置され、周方向に沿った回転方向に伸縮可能なスプリング18sを有している。このため、ダンパ装置18は、ロックアップクラッチ17の係合時に、入力軸11と入力軸13との間における回転方向の振動や衝撃を吸収可能になっている。
変速機構14は、ケース60に収容され、入力軸13側から順に、第1プラネタリギヤ(入力プラネタリギヤ)SP1と、第2及び第3プラネタリギヤSP2,SP3を有するプラネタリギヤセット(出力プラネタリギヤ)PSと、を備えている。第1〜第3プラネタリギヤSP1〜SP3は、いずれもシングルピニオンプラネタリギヤにより構成されている。
第1プラネタリギヤSP1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、それら第1サンギヤS1及び第1リングギヤR1に噛合する第1ピニオンP1を回転自在に支持する第1キャリヤCR1と、を有している。
第1サンギヤS1は、変速機構14の入力軸13に常時駆動連結されている。また、第1リングギヤR1は、第1ブレーキ(停止用係合要素)B1によりケース60に対して係止(固定)自在となっている。そして、第1キャリヤCR1は、後述の第2プラネタリギヤSP2の第2リングギヤR2に駆動連結されていると共に、第2ブレーキ(停止用係合要素)B2によりケース60に対して係止(固定)自在となっている。
プラネタリギヤセットPSは、所謂シンプソンタイプからなり、第2プラネタリギヤSP2と、第3プラネタリギヤSP3とを有している。第2プラネタリギヤSP2は、第2サンギヤS2と、第1キャリヤCR1に駆動連結された第2リングギヤR2と、それら第2サンギヤS2及び第2リングギヤR2に噛合する第2ピニオンP2を回転自在に支持する第2キャリヤCR2と、を有している。なお、第2プラネタリギヤSP2において、第2リングギヤR2はプラネタリギヤセットPSの第1回転要素、第2キャリヤCR2はプラネタリギヤセットPSの第2回転要素、第2サンギヤS2はプラネタリギヤセットPSの第4回転要素にそれぞれ相当する(図3参照)。
また、第3プラネタリギヤSP3は、第2サンギヤS2に駆動連結された第3サンギヤS3と、第2キャリヤCR2に駆動連結された第3リングギヤR3と、それら第3サンギヤS3及び第3リングギヤR3に噛合する第3ピニオンP3を回転自在に支持する第3キャリヤCR3と、を有している。なお、第3プラネタリギヤSP3において、第3リングギヤR3はプラネタリギヤセットPSの第2回転要素、第3キャリヤCR3はプラネタリギヤセットPSの第3回転要素、第3サンギヤS3はプラネタリギヤセットPSの第4回転要素にそれぞれ相当する(図3参照)。
プラネタリギヤセットPSにおける第2サンギヤS2及び第3サンギヤS3は、変速機構14の入力軸13との間に介在された第1クラッチC1に接続されており、つまり第2サンギヤS2及び第3サンギヤS3には、第1クラッチC1を介して入力軸13の回転が選択的に入力し得る。
プラネタリギヤセットPSにおける第2キャリヤCR2及び第3リングギヤR3は、変速機構14の入力軸13との間に介在された第2クラッチC2に接続されていると共に、ケース60に対して回転を係止し得る第4ブレーキB4に接続され、かつケース60に対して回転を一方向に規制するワンウェイクラッチF3に接続されている。つまり、第2キャリヤCR2及び第3リングギヤR3には、第2クラッチC2を介して入力軸13の回転が選択的に入力し得ると共に、その回転がワンウェイクラッチF3により内燃エンジン2からの回転方向に対して許容され、かつ逆の回転方向に対して規制(駆動力出力状態で係合)され、更に、その回転が第4ブレーキB4により係止し得る。
プラネタリギヤセットPSにおける第2リングギヤR2は、上述した第1キャリヤCR1を介してケース60に対して回転を係止し得る第2ブレーキB2に接続されており、かつ第1リングギヤR1は、ケース60に対して回転を係止し得る第1ブレーキB1に接続されており、つまり第2リングギヤR2は、第2ブレーキB2を解放して第1ブレーキB1が係止することで、第1キャリヤCR1から減速回転が入力し得ると共に、第1ブレーキB1を解放して第2ブレーキB2が係止されることで、その回転が係止し得る。
プラネタリギヤセットPSにおける第3キャリヤCR3は、出力軸15に接続されており、第2サンギヤS2及び第3サンギヤS3、第2キャリヤCR2及び第3リングギヤR3、及び第2リングギヤR2の回転状態により定まる回転を、出力軸15を介して車輪4に出力する。
ここで、プラネタリギヤセットPSにおける第2サンギヤ及び第3サンギヤは、第1クラッチC1を介して入力軸13に連結され、第2キャリヤCR2及び第3リングギヤR3は、第2クラッチC2を介して入力軸13に連結されている。したがって、これら第1クラッチC1及び第2クラッチC2は、プラネタリギヤセットPSの一回転要素を入力軸13に係脱するものであり、本実施形態ではこれらを入力クラッチとする。
即ち、本実施形態では、変速機構14は、内燃エンジン2に駆動連結された入力軸13と、車輪4に駆動連結された出力軸15と、入力軸13から出力軸15までの動力伝達経路上に設けられ入力軸13に駆動連結された第1プラネタリギヤSP1と、複数のプラネタリギヤSP2,SP3の組合せからなり、速度線図上での並び順に従い第1、第2、第3、及び第4回転要素を有し、動力伝達経路上の第1プラネタリギヤSP1よりも出力軸15側に設けられ、第3回転要素である第3キャリヤCR3が出力軸15に駆動連結されたプラネタリギヤセットPSと、油圧の給排により係脱し、同時係合する組み合わせにより複数の変速段を選択的に形成可能な複数の係合要素C1,C2,B1,B2,B4と、を有している。
ECU20は、例えば、CPUと、処理プログラムを記憶するROMと、データを一時的に記憶するRAMと、入出力ポートと、通信ポートとを備えており、油圧制御装置30の各ソレノイドバルブへの制御信号等、各種の信号を出力ポートから出力する。また、ECU20には、アクセル開度を検知するアクセル開度センサ71と、入力軸13の回転速度を検知する入力軸回転速度センサ72と、出力軸15の回転速度を検知する出力軸回転速度センサ73と、が接続されている。
ECU20は、油圧制御装置30を電気的に制御する。ECU20は、運転者によるアクセルペダルの踏込量に応じたアクセル開度センサ71からの出力信号に基づいて、アクセル開度を演算する。ECU20は、出力軸回転速度センサ73からの出力信号に応じて得られた回転速度に基づいて、車速を演算する。また、ECU20は、アクセル開度と、車速と、入力軸回転速度センサ72により検知された入力軸13の回転速度と、等に基づいて、車両1の走行停止状態や運転者による加速要求(始動要求)を判断し、自動変速機10の変速段を適宜切り換える。
油圧制御装置30は、例えばバルブボディにより構成されており、機械式オイルポンプ40又は電動オイルポンプ50から供給された油圧からライン圧等を生成し、ECU20からの制御信号に基づいて第1及び第2クラッチC1,C2と、第1、第2、及び第4ブレーキB1,B2,B4とをそれぞれ制御するための油圧を給排可能になっている。
機械式オイルポンプ40は、例えば、ポンプインペラ16aに駆動連結されており、入力軸11を介して内燃エンジン2に連動されるように駆動連結されている。尚、機械式オイルポンプ40と内燃エンジン2とは、スプロケット及びチェーンの組み合わせ、あるいはギヤ列等により適宜連結することができ、回転速度比は駆動連結の構成によって設定される。電動オイルポンプ50は、機械式オイルポンプ40とは独立して電動で駆動するようになっており、ECU20により制御される。電動オイルポンプ50は、内燃エンジン2の停止時に、少なくとも一部の係合要素を係合するためのライン圧を生成するための元圧を生成して供給する。
以上のように構成された車両用駆動装置3は、図1のスケルトンに示す各第1及び第2クラッチC1,C2、第1、第2、及び第4ブレーキB1,B2,B4、ワンウェイクラッチF3が、図2の係合表に示す組み合わせで作動されることにより、図3の速度線図に従って前進1速段(1st)〜前進6速段(6th)、及び後進段(Rev)が達成される。
ここで、上述した車両1において、走行中に内燃エンジン2を停止して、変速機構14をニュートラル状態にして惰性走行を行う場合について説明する。本実施形態では、惰性走行中に第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2のみを係合するようにする。即ち、ECU20は、内燃エンジン2を停止してニュートラル状態にして惰性走行を行う際に、残りの係合要素(第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)の全てを係合する。この場合、第1リングR1及び第1キャリヤCR1が回転固定されるので、第2リングギヤR2も回転固定される。これにより、第2及び第3サンギヤS2,S3は、高速走行時であっても、前進6速段である時と同等の回転速度に抑えられるので、過回転してしまうことを防止できる。
ところで、例えばダンパ装置18は、例えば500rpm以下の低速域において共振し易い回転速度範囲、即ち共振回転速度帯(以下、共振帯という)Baを有することが多い。本実施形態では、共振帯Baを例えば100〜400rpmとして、図5のエンジン回転速度Neのグラフにハッチングで示す。そして、図5に示すように、例えばフューエルカットを実行し(t2)、内燃エンジン2が停止するまでに第1ブレーキB1がストロークを待機させただけの場合は(B1a)、内燃エンジン2は自然停止するので、エンジン回転速度Neaは直線的に徐々に低下するようになる。このため、この場合は、エンジン回転速度Neaが共振帯Baを通過する時間が長くなってしまい、車両1の振動時間が長くなってドライバビリティを悪化してしまう虞がある。
これに対し、本実施形態では、第2ブレーキB2を係合したまま、エンジン回転速度Neが低下して共振帯Baに入る前に第1ブレーキB1のトルク容量を増加して(t4)、第1ブレーキB1を滑り係合することにより、エンジン回転速度Neの減速度を大きくして急速に停止させる(t5)。この動作を速度線図を用いて説明すると、図3に示すように、第2ブレーキB2を係合して第1キャリヤCR1を固定した状態で第1ブレーキB1を滑り係合させることで、第1リングR1が固定側に移動するため、第1サンギヤS1及び入力軸13もまた固定側に移動され、これによりエンジン回転速度Neの減速度が大きくなる。即ち、惰性走行を行うためにプラネタリギヤセットPSを空転可能に保持しながら、第1プラネタリギヤSP1の回転を停止可能な係合要素のみを係合することで、エンジン回転速度Neの減速度を大きくしている。
更に換言すると、ECU20は、内燃エンジン2が停止した状態で惰性走行をするために内燃エンジン2を停止する際に、複数の係合要素のうち、入力軸13の回転を停止可能な停止用係合要素(第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)を係合して、内燃エンジン2の回転速度を低減する。また、ECU20は、エンジン回転速度Neがダンパ装置18の共振帯Baよりも高速側の回転速度であるときから、第1ブレーキB1を滑り係合する。また、ECU20は、エンジン回転速度Neが共振帯Baの高速側から低速側までの全範囲を通過する間、第1ブレーキB1を滑り係合する。また、ECU20は、内燃エンジン2が停止するまでは第1ブレーキB1を滑り係合し、内燃エンジン2が停止した後は第1ブレーキB1を完全係合する。
また、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を係合する態様としては、上述したように第2ブレーキB2を係合した状態で、第1ブレーキB1を滑り係合することには限られず、第1ブレーキB1を係合した状態で、及び第2ブレーキB2を滑り係合するようにしてもよい。この場合、例えば、第2クラッチC2及び第1ブレーキB1を係合して前進5速段で走行中に惰性走行を開始する場合に適用することができる。
なお、惰性走行中は、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の両方を係合することには限られず、第1ブレーキB1のみを係合したり、あるいは第2ブレーキB2のみを係合するようにしてもよい。また、ECU20は、惰性走行中に内燃エンジン2の始動要求があった場合に、係合中の第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を利用して形成できる前進6速段、前進5速段、前進3速段、前進2速段のいずれかを選択し、内燃エンジン2の始動後に選択した変速段を形成する。
次に、車両用駆動装置3の動作について、図4のフローチャート及び図5のタイムチャートに沿って説明する。ここでは、最高速段での通常走行中にアクセル開度が所定値以下のオフ状態になる等の所定条件を満たすことにより、内燃エンジン2を停止すると共に変速機構14をニュートラル状態にして惰性走行する場合の動作について説明する。また、ここでは、惰性走行中に第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を係合及び保持する場合について説明している。また、図5中、N5は前進5速段での同期回転速度、N6は前進6速段での同期回転速度であり、油圧はECU20から油圧制御装置30への指令値を示す。更に、ここでは、ロックアップクラッチ17は係合状態であり、エンジン回転速度Neは入力軸13の回転速度と同じであるものとする。
まず、アクセル開度が所定値以上のオン状態であり、変速機構14が最高速段を形成して車両1が高速に通常走行しているものとする。このときは、第2クラッチC2及び第2ブレーキB2のみが係合している(図5参照)。また、ECU20は、内燃エンジン2の駆動中に、エンジン停止指令がオンされたか否かを判断している(図4のステップS1)。ここでのエンジン停止指令は、例えば、アクセル開度が所定値以下になる等の条件が満たされた場合にオンされるものとしている。ECU20が、エンジン停止指令がオンされていないと判断した場合は、処理を終了して再度ステップS1から実行する。
運転者によりアクセルペダルが解放されてアクセル開度が所定値以下のオフ状態になると共に他の所定の条件も具備されると(図5のt1)、ECU20はエンジン停止指令がオンされたと判断し、フューエルカットを実行して内燃エンジン2の停止を実行する(図4のステップS2)。そして、ECU20は、ロックアップクラッチ17が係合状態であるか否かを判断する(図4のステップS3)。ECU20が、ロックアップクラッチ17が係合状態でないと判断した場合は、ロックアップクラッチ17を係合する(図4のステップS4)。これにより、内燃エンジン2を再始動する際に、トルクコンバータ16を介することによる駆動力伝達の遅れを防止することができる。
ECU20は、エンジントルクが0Nm未満であるか否かを判断する(図4のステップS5)。ECU20が、エンジントルクは0Nm未満でないと判断した場合は、処理を終了して再度ステップS1から実行する。ECU20が、エンジントルクは0Nm未満であると判断した場合は(図5のt2)、第1クラッチC1又は第2クラッチC2を解放する(図4のステップS6)。本実施形態では、最高速段を形成しているので、第2クラッチC2が係合されているため、第1クラッチC1を解放したまま第2クラッチC2のみを解放するようにする。また、例えば、前進3速段を形成中に内燃エンジン2を停止して惰性走行する場合は、第1クラッチC1を解放するようにする。また、エンジントルクが0Nm未満である場合に第1クラッチC1又は第2クラッチC2を解放するのは、エンジントルクが例えば0Nm未満であれば各クラッチC1,C2を円滑に解放可能になるからであり、そのような各クラッチC1,C2を解放可能になるトルクであれば0Nmには限られない。
続いて、ECU20は、第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2を待機状態にする(図5のt3、図4のステップS7)。本実施形態では、最高速段を形成していたので、第2ブレーキB2が係合されているため、第1ブレーキB1のみを待機状態にする。また、ここでの待機状態とは、係合要素に係合圧よりも低い油圧を供給して、例えば摩擦板同士の距離を係合する直前まで近接しておく所謂ストローク待機を意味する。
ECU20は、機械式オイルポンプ40の回転速度がライン圧生成可能回転速度、例えば500rpm以下になる前に、電動オイルポンプ50を始動する(図4のステップS8)。これにより、機械式オイルポンプ40の回転速度がライン圧生成可能回転速度以下になって機械式オイルポンプ40ではライン圧の生成が困難になっても、代わりに電動オイルポンプ50によってライン圧生成用の元圧が供給されるようになる。
続いて、ECU20は、エンジン回転速度Neが500rpm未満であるか否かを判断する(図4のステップS9)。ECU20が、エンジン回転速度Neは500rpm未満でないと判断した場合は、処理を終了して再度ステップS1から実行する。ECU20が、エンジン回転速度Neは500rpm未満であると判断した場合は(図5のt4)、第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2のトルク容量を増加する(図4のステップS10)。本実施形態では、既に第1ブレーキB1のみが待機状態になっているので、第1ブレーキB1のみのトルク容量を増加する。
トルク容量の増加量は、エンジン回転速度Neの目標とする減速度や、内燃エンジン2のイナーシャの大きさ等に基づいて、適宜設定する。また、エンジン回転速度Neが500rpm未満である場合に第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2のトルク容量を増加するのは、共振帯Baの高速側が400rpmであり、それに対して例えば100pmだけ高速側に余裕を持ってトルク容量を増加することで、エンジン回転速度Neが共振帯Baに入った時には減速度が十分に大きくなるようにするためである。また、500rpm程度まで減速していれば、係合時のショックは大きくないので、ドライバビリティを悪化することを十分に回避できる。なお、エンジン回転速度Neが共振帯Baに入った時点で減速度が十分に大きくなるような回転速度であれば、余裕量を100rpmとした500rpmを閾値にすることには限られない。
そして、ECU20は、エンジン回転速度Neが0rpm以下であるか否かを判断する(図4のステップS11)。ECU20が、エンジン回転速度Neは0rpm以下でないと判断した場合は、処理を終了して再度ステップS1から実行する。ECU20が、エンジン回転速度Neは0rpm以下であると判断した場合は(図5のt5)、第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2を係合して保持する(図4のステップS12)。本実施形態では、第2ブレーキB2は既に係合されているため、第1ブレーキB1のみを係合して保持する。また、エンジン回転速度Neが0rpm以下である場合に第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2を係合するのは、エンジン回転速度Neが例えば0rpm以下であれば各ブレーキB1,B2をショック無く円滑に係合可能になるからであり、そのような各ブレーキB1,B2を係合可能になる回転速度であれば0rpmには限られない。尚、ECU20は、第2ブレーキB2は既に保持しているため、第2リングギヤR2が回転固定されることで図4(b)に示すような過回転の発生は抑制されている。このため、第1ブレーキB1の係合は内燃エンジン2を停止した直後に行わなくてもよく、時間的に余裕をもって第1ブレーキB1を係合することで電動オイルポンプ50の負荷を減らすようにしてもよい。
ECU20が第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を係合することにより、プラネタリギヤセットPSにおける第2回転要素R3,CR2又は第4回転要素S3,S2を停止させる全ての係合要素C1,C2,B4を解放し、残りの全ての係合要素B1,B2が係合する。これにより、変速機構14では第1プラネタリギヤSP1が停止されると共にプラネタリギヤセットPSが空転可能になり、車両1は惰性走行する。
一方、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度が所定値以上のオン状態になると共に他の所定の条件も具備されると、ECU20は内燃エンジン2を始動する。ECU20は、その時点での車速とアクセル開度に基づいて、その状況で適した変速段を設定する。ここで、本実施形態では第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2が係合していることから、係合中の第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を利用して形成できる前進6速段、前進5速段、前進3速段、前進2速段のいずれかを選択して形成するようにしてもよい。ECU20は、例えば第1ブレーキB1及び第2クラッチC2を係合することにより、変速機構14は前進5速段を形成して通常走行に復帰するようになる。
以上説明したように、本実施形態の車両用駆動装置3によると、内燃エンジン2が停止する前に共振帯Baの範囲内で第1ブレーキB1が係合されるので、第1プラネタリギヤSP1の回転が減速され、第1ブレーキB1を係合しない場合に比べて内燃エンジン2の回転の減速度が大きくなる。これにより、エンジン回転速度Neが共振帯Baを通過する時間が短縮されるので、車両1の振動時間を短くし、エンジン回転速度Neが低速域の共振帯Baを通過する際のドライバビリティの悪化を軽減することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3によれば、ECU20は、エンジン回転速度Neが共振帯Baよりも高速側の回転速度であるときから第1ブレーキB1を滑り係合するので、エンジン回転速度Neが共振帯Baに入った時には減速度を十分に大きくすることができる。このため、エンジン回転速度Neが共振帯Baよりに入ってから第1ブレーキB1を滑り係合する場合に比べて、エンジン回転速度Neが共振帯Baを通過する時間をより短縮することができ、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3によれば、ECU20は、エンジン回転速度Neが共振帯Baの高速側から低速側までの全範囲を通過する間、第1ブレーキB1を滑り係合するので、エンジン回転速度Neが共振帯Baを通過する全時間帯に亘って減速度を大きくすることができる。このため、エンジン回転速度Neが共振帯Baの一部を通過する間のみ第1ブレーキB1を滑り係合する場合に比べて、エンジン回転速度Neが共振帯Baを通過する時間を短縮することができ、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3によれば、ECU20は、内燃エンジン2が停止するまでは第1ブレーキB1を滑り係合し、内燃エンジン2が停止した後は第1ブレーキB1を完全係合するので、惰性走行から通常走行に復帰する際に第1ブレーキB1を利用する変速段である前進5速段及び前進3速段の形成を容易にすることができる。このため、通常走行に復帰する際の応答性を向上した変速段の選択肢が増え、選択肢が少ない場合に比べてドライバビリティを向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3によれば、速度線図上で大きな出力となる第3回転要素CR3に対して、隣接する第2回転要素R3,CR2及び第4回転要素S3,S2のいずれも出力が0にならないので、いずれかの回転要素が最高速段を超えて過回転してしまうことが抑制される。即ち、速度線図上で、第3回転要素CR3と、それに隣接する第2回転要素R3,CR2及び第4回転要素S3,S2との間で大きな高低差ができてしまうことを抑制することができ、これらの間での速度線を急勾配にしてしまうことがなく、いずれかの回転要素が最高速段を超えて過回転してしまうことを抑制できる。よって、内燃エンジン2を停止してニュートラル状態で惰性走行可能な変速機構14を有しながら、惰性走行中の回転要素の過回転を抑制することができるようになる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3によれば、惰性走行中に全ての係合要素を解放する場合に比べて、少なくとも1つの係合要素を係合しているので、通常走行への復帰における応答性を向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3では、ECU20は、内燃エンジン2を停止して惰性走行を行う際に、第1回転要素R2を停止させる係合要素(第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)のうちの少なくとも一部の係合要素を係合する。このため、惰性走行中に第1回転要素R2が固定停止されるので、第3回転要素CR3に隣接する第2回転要素R3,CR2又は第4回転要素S3,S2が固定される場合に比べて、速度線の勾配を急峻にすることがなく、他の回転要素の過回転を抑制することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3では、ECU20は、内燃エンジン2を停止して惰性走行を行う際に、残りの係合要素(第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2)の全てを係合するようになっている。このため、前進6速段、前進5速段、前進3速段、前進2速段を形成する際には一方のブレーキを解放して一方の入力クラッチC1,C2を係合すればよく、惰性走行中に全ての係合要素を解放する場合に比べて、4つの変速段において、通常走行への復帰における応答性を向上することができる。また、ECU20は、惰性走行中に内燃エンジン2の始動要求があった場合に、係合中の第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を利用して形成できる前進6速段、前進5速段、前進3速段、前進2速段のいずれかを選択し、内燃エンジン2の始動後に選択した変速段を形成するようにでき、前進4速段以外の前進2速段〜前進6速段を選択することができるので、通常走行に復帰する際の応答性を向上した変速段の選択肢が増え、選択肢が少ない場合に比べてドライバビリティを向上することができる。即ち、プラネタリギヤセットPSの回転速度に影響しない係合要素を係合保持しておくことで、1つの係合要素の係合のみで形成可能な変速段の数を増やし、通常走行への復帰時における違和感の少ないドライバビリティを実現することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置3では、ECU20は、惰性走行中に内燃エンジン2の始動要求があった場合に、係合中の係合要素を利用して形成できる変速段を選択し、内燃エンジン2の始動後に選択した変速段を形成するようにしてもよい。即ち、車速やアクセル開度に基づく判断では前進4速段を選択するような場合でも、通常走行への復帰の応答性を優先し、本来の変速段に近い前進5速段又は前進3速段を選択するようにできる。これにより、通常走行への復帰の応答性を向上することができる。
尚、上述した本実施形態では、車両用駆動装置3はエンジン回転速度Neが500rpm未満にまで下がった場合に第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2のトルク容量を増加する場合について説明したが(図4のステップS9)、これには限られない。トルク容量を増加するタイミングは第2クラッチC2の解放後であれば500rpmにまで下がるよりも早くてもよく、例えば、エンジン回転速度Neが1000rpm未満にまで下がった場合に第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2のトルク容量を増加するようにしてもよい。この場合、エンジン回転速度Neが十分に高いので機械式オイルポンプ40から高圧の油圧が十分に供給される間に第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2のトルク容量を増加することができ、電動オイルポンプ50のみを使用する場合に比べて燃費を低減することができる。
あるいは、例えば、エンジン回転速度Neが400rpmにまで下がった場合に第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2のトルク容量を増加するようにしてもよい。即ち、ECU20は、ロックアップクラッチ17を係合した状態で、エンジン回転速度Neが共振帯Baに入る前から、第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2を係合するようにしてもよい。この場合、エンジン回転速度Neが共振帯Baに入ってから減速度を大きくできるので、共振時間を短縮できると共に、第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2における差回転が小さいため第1ブレーキB1又は第2ブレーキB2の係合時の負荷を小さくし、摩耗を減らすことができる。
また、上述した本実施形態では、車両用駆動装置3は第1ブレーキB1を滑り係合させたままエンジン回転速度Neが0になったときに第1ブレーキB1を完全係合させる場合について説明しているが、これには限られない。例えば、エンジン回転速度Neが100rpm未満になり共振帯Baを抜け出たときに第1ブレーキB1のトルク容量を低下させるようにしてもよい。この場合、エンジン回転速度Neの減速度が小さくなり、内燃エンジン2の回転が停止する際のショックを軽減することができ、ドライバビリティを更に向上することができる。
また、上述した本実施形態では、車両用駆動装置3は内燃エンジン2を停止しての惰性走行時に第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の両方を係合する場合について説明したが、これには限られない。例えば、惰性走行時に、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2の一方のみを係合するようにしてもよい。惰性走行時に第1ブレーキB1のみを係合させる場合は、第1ブレーキB1を滑り係合させたままエンジン回転速度Neが0rpmになったときに第1ブレーキB1を完全係合させる。また、惰性走行時に第2ブレーキB2のみを係合させる場合は、第1ブレーキB1を滑り係合させたままエンジン回転速度Neが0rpmになったときに第1ブレーキB1を解放する。
また、上述した本実施形態では、車両用駆動装置3はエンジン回転速度Neが共振帯Baを高速側から低速側まで通過する全域に亘って第1ブレーキB1を滑り係合して減速度を大きくする場合について説明したが、これには限られない。例えば、エンジン回転速度Neが共振帯Baを高速側から低速側まで通過する際の一部領域のみにおいて第1ブレーキB1を滑り係合し、その一部領域でのみ減速度を大きくするようにしてもよい。
また、上述した本実施形態では、車両用駆動装置3が有する自動変速機10として、前進6速段及び後進1速段を形成可能な自動変速機10を適用した場合について説明したが、これには限られない。例えば、車両用駆動装置3が有する自動変速機110として、前進8速段及び後進2速段を形成可能な自動変速機110を適用してもよい。
この場合、図6乃至図8に示すように、変速機構114は、ケース60に収容され、入力軸13側から順に、第1プラネタリギヤ(入力プラネタリギヤ)DP1と、第2及び第3プラネタリギヤSP2,DP3を有するプラネタリギヤセット(出力プラネタリギヤ)PSと、を備えたものとする。
第1プラネタリギヤDP1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、それら第1サンギヤS1及び第1リングギヤR1に噛合する第1ピニオンP1及び第2ピニオンP2を回転自在に支持する第1キャリヤCR1と、を有している。第1サンギヤS1は、ケース60に対して固定されている。第1リングギヤR1は、第1クラッチC1及び第3クラッチC3に駆動連結されている。第1キャリヤCR1は、変速機構114の入力軸13に常時駆動連結されると共に、第4クラッチC4に駆動連結されている。
プラネタリギヤセットPSは、第2プラネタリギヤSP2と、第3プラネタリギヤDP3とを有している。第2プラネタリギヤSP2は、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1に駆動連結された第2サンギヤ(第1回転要素)S2と、第2サンギヤS2及び後述する第3リングギヤR3に噛合する第3ピニオンP3を回転自在に支持する第2キャリヤ(第2回転要素)CR2と、を有している。これら、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1は、停止用係合要素に相当する。また、第3プラネタリギヤDP3は、第1クラッチC1に駆動連結された第3サンギヤ(第4回転要素)S3と、出力軸15に駆動連結された第3リングギヤ(第3回転要素)R3と、第3サンギヤS3及び第3リングギヤR3に噛合する第4ピニオンP4及び第5ピニオンP5を回転自在に支持する第3キャリヤ(第2回転要素)CR3と、を有している。
プラネタリギヤセットPSにおいて、第3ピニオンP3と第5ピニオンP5とは1つのロングピニオンにより構成されている。プラネタリギヤセットPSにおける第2キャリヤCR2及び第3キャリヤCR3は、変速機構114の入力軸13との間に介在された第2クラッチC2に接続されていると共に、ケース60に対して回転を係止し得る第2ブレーキB2に接続され、かつケース60に対して回転を一方向に規制するワンウェイクラッチF1に接続されている。つまり、第2キャリヤCR2及び第3キャリヤCR3には、第2クラッチC2を介して入力軸13の回転が選択的に入力し得ると共に、その回転がワンウェイクラッチF1により内燃エンジン2からの回転方向に対して許容され、かつ逆の回転方向に対して規制(駆動力出力状態で係合)され、更に、その回転が第2ブレーキB2により係止し得る。
プラネタリギヤセットPSにおける第3リングギヤR3は、出力軸15に接続されており、第2キャリヤCR2及び第3キャリヤCR3、第2サンギヤS2及び第3サンギヤS3の回転状態により定まる回転を、出力軸15を介して車輪4に出力する。
ここで、プラネタリギヤセットPSにおける第3サンギヤS3は、入力軸13に駆動連結された第1キャリヤCR1に対して所定の減速比で駆動連結された第1リングギヤR1に、第1クラッチC1を介して連結され、第2キャリヤCR2及び第3キャリヤCR3は、第2クラッチC2を介して入力軸13に連結されている。
以上のように構成された車両用駆動装置3は、図6のスケルトンに示す各第1〜第4クラッチC1〜C4、第1及び第2ブレーキB1,B2、ワンウェイクラッチF1が、図7の係合表に示す組み合わせで作動されることにより、図8の速度線図に従って前進1速段(1st)〜前進8速段(8th)、後進1速段(Rev1)及び後進2速段(Rev2)が達成される。
この車両用駆動装置3を搭載した車両1において、走行中に内燃エンジン2を停止して、ニュートラル状態にして惰性走行を行う場合、例えば、惰性走行中に第1ブレーキB1と、第3クラッチC3及び第4クラッチC4とを係合するようにする。即ち、第1ブレーキB1を係合したまま、エンジン回転速度Neが低下して共振帯Baに入る前に第3及び第4クラッチC3,C4のトルク容量を増加して、第3及び第4クラッチC3,C4を滑り係合することにより、エンジン回転速度Neの減速度を大きくして急速に停止させる。この動作を速度線図を用いて説明すると、図8に示すように、第1ブレーキB1を係合して第2サンギヤS2を固定した状態で第3及び第4クラッチC3,C4を滑り係合させることで、第1リングR1が固定側に移動するため、第1キャリヤCR1及び入力軸13もまた固定側に移動され、これによりエンジン回転速度Neの減速度が大きくなる。したがって、8速用の自動変速機110においても、内燃エンジン2の回転速度が共振帯Baを通過する時間が短縮されるので、車両1の振動時間を短くし、エンジン回転速度Neが低速域の共振帯Baを通過する際のドライバビリティの悪化を軽減することができる。
また、上述した本実施形態では、車両用駆動装置3は自動変速機10を有する場合について説明したが、これには限られない。例えば、車両用駆動装置3が第1電動機MG1と、第2電動機MG2と、動力分配機構と、を有するものとして、所謂スプリット方式のハイブリッド車に適用するようにしてもよい。この場合、内燃エンジン2の回転速度が共振帯Baを通過する時間が短縮されるので、車両1の振動時間を短くし、エンジン回転速度Neが低速域の共振帯Baを通過する際のドライバビリティの悪化を軽減することができる。
また、上述した本実施形態では、駆動源として内燃エンジン2を用いた場合について説明したが、これには限られない。例えば、駆動源として回転電機を用いてもよい。
尚、本実施形態は、以下の構成を少なくとも備える。本実施形態の車両用駆動装置(3)は、駆動源(2)に駆動連結された入力部材(13)と、車輪(4)に駆動連結された出力部材(15)と、前記入力部材(13)から前記出力部材(15)までの動力伝達経路上に設けられた複数のプラネタリギヤ(SP1,PS、DP1,PS)と、前記出力部材(15)に駆動連結され、油圧の給排により係脱し、同時係合する組み合わせにより複数の変速段を選択的に形成可能な複数の係合要素と、を有する自動変速機構(14,114)と、前記係合要素に対して油圧を給排可能な油圧制御装置(30)と、前記油圧制御装置(30)を電気的に制御する制御装置(20)と、を備え、前記制御装置(20)は、前記駆動源(2)が停止した状態で惰性走行をするために前記駆動源(2)を停止する際に、前記複数の係合要素のうち、前記入力部材(13)の回転を停止可能な停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合して、前記駆動源(2)の回転速度(Ne)を低減する。この構成によれば、停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)の係合によって駆動源(2)の回転速度(Ne)が低減されるので、停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合しない場合に比べて駆動源(2)の回転の減速度が大きくなる。これにより、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)を通過する時間が短縮されるので、車両(1)の振動時間を短くし、駆動源(2)の回転速度(Ne)が低速域の共振回転速度帯(Ba)を通過する際のドライバビリティの悪化を軽減することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置(3)では、前記自動変速機構(14,114)は、前記入力部材(13)と前記プラネタリギヤ(SP1,PS、DP1,PS)との間に回転方向に伸縮可能なスプリング(18s)を備えるダンパ装置(18)を有し、前記制御装置(20)は、前記駆動源(2)の回転速度(Ne)が前記ダンパ装置(18)の共振回転速度帯(Ba)よりも高速側の回転速度であるときから、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合する。この構成によれば、駆動源(2)の回転速度(Ne)がダンパ装置(18)の共振回転速度帯(Ba)に入った時には減速度を十分に大きくすることができるので、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)に入ってから停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合する場合に比べて、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)を通過する時間をより短縮することができ、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置(3)では、前記自動変速機構(14,114)は、前記入力部材(13)に駆動連結された流体伝動装置(16)と、前記流体伝動装置(16)と並列に前記駆動源(2)と前記プラネタリギヤ(SP1,PS、DP1,PS)との間に設けられたロックアップクラッチ(17)とを有し、前記制御装置(20)は、前記ロックアップクラッチ(17)を係合した状態で、前記駆動源(2)の回転速度(Ne)が前記共振回転速度帯(Ba)に入る前から、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合する。この構成によれば、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)に入ってから減速度を大きくできるので、共振時間を短縮できると共に、停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)における差回転が小さいため停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)の係合時の負荷を小さくし、摩耗を減らすことができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置(3)では、前記制御装置(20)は、前記駆動源(2)の回転速度(Ne)が前記共振回転速度帯(Ba)の高速側から低速側までの全範囲を通過する間、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合すると好適である。この構成によれば、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)を通過する全時間帯に亘って減速度を大きくすることができるので、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)の一部を通過する間のみ停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を滑り係合する場合に比べて、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)を通過する時間を短縮することができ、ドライバビリティを向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置(3)では、前記複数のプラネタリギヤ(SP1,PS、DP1,PS)は、前記入力部材(13)から前記出力部材(15)までの動力伝達経路上に設けられ前記入力部材(13)に駆動連結された入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)と、前記出力部材(15)に駆動連結された出力プラネタリギヤ(PS、PS)とを含み、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)は、前記入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)に連結されると共に前記入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)の回転を停止可能であって、前記制御装置(20)は、前記駆動源(2)を停止する際に、前記複数の係合要素のうち、前記出力プラネタリギヤ(PS、PS)に連結されると共に前記入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)と前記出力部材(15)との動力伝達を切断可能な係合要素を解放した状態で、前記入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)に連結されると共に前記入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)の回転を停止可能な停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を係合して、前記駆動源(2)の回転速度(Ne)を低減する。この構成によれば、入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)及び出力プラネタリギヤ(PS、PS)を有する車両用駆動装置(3)においても、駆動源(2)の回転速度(Ne)が共振回転速度帯(Ba)を通過する時間が短縮されるので、駆動源(2)の回転速度(Ne)が低速域の共振回転速度帯(Ba)を通過する際のドライバビリティの悪化を軽減することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置(3)では、前記入力プラネタリギヤ(SP1、DP1)は、少なくとも2つの係合要素からなる前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)が同時に係合されることで回転を停止可能であって、前記制御装置(20)は、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)のうち一方を完全係合し、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)のうち他方を前記駆動源(2)が停止するまでは前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を滑り係合し、前記駆動源(2)が停止した後は前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を完全係合する。この構成によれば、惰性走行から通常走行に復帰する際に、完全係合している停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を利用する変速段である変速段の形成を容易にすることができる。このため、通常走行に復帰する際の応答性を向上した変速段の選択肢が増え、選択肢が少ない場合に比べてドライバビリティを向上することができる。
また、本実施形態の車両用駆動装置(3)では、前記出力プラネタリギヤ(PS、PS)は、複数のプラネタリギヤ(SP2,SP3、SP2,DP3)の組合せからなり、ギヤ比に対応して順番に並ぶ第1、第2、第3、及び第4回転要素を有し、前記第3回転要素(CR3、R3)が前記出力部材(15)に駆動連結されたプラネタリギヤセット(PS、PS)であり、前記制御装置(20)は、前記駆動源(2)を停止して惰性走行を行う際に、前記第2回転要素(R3,CR2、CR3,CR2)又は前記第4回転要素(S3,S2、S3)を停止させる全ての係合要素(C1,C2,B4、C1,C2,B2)を解放し、前記停止用係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)を含む残りの係合要素(B1,B2、C3,C4,B1)のうちの少なくとも一部の係合要素を係合する。この構成によれば、速度線図上で大きな出力となる第3回転要素(CR3、R3)に対して、隣接する第2回転要素(R3,CR2、CR3,CR2)及び第4回転要素(S3,S2、S3)のいずれも出力が0にならないので、いずれかの回転要素が最高速段を超えて過回転してしまうことが抑制される。即ち、速度線図上で、第3回転要素(CR3、R3)と、それに隣接する第2回転要素(R3,CR2、CR3,CR2)及び第4回転要素(S3,S2、S3)との間で大きな高低差ができてしまうことを抑制することができ、これらの間での速度線を急勾配にしてしまうことがなく、いずれかの回転要素が最高速段を超えて過回転してしまうことを抑制できる。よって、駆動源(2)を停止してニュートラル状態で惰性走行可能な自動変速機構(14、114)を有しながら、惰性走行中の回転要素の過回転を抑制することができるようになる。