JP2002250436A - 車両用駆動装置 - Google Patents

車両用駆動装置

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JP2002250436A JP2001044680A JP2001044680A JP2002250436A JP 2002250436 A JP2002250436 A JP 2002250436A JP 2001044680 A JP2001044680 A JP 2001044680A JP 2001044680 A JP2001044680 A JP 2001044680A JP 2002250436 A JP2002250436 A JP 2002250436A
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク抜けショックを解消できる車両用駆動
装置を提供する。 【解決手段】 エンジンEから動力を受け変速ギヤ25
〜29、35〜39を切換えることで多段階に変速して
駆動系統へ出力する変速機2と、エンジン1から変速機
2へ伝達される動力を開放・締結可能なクラッチ1と、
前記変速機2の変速ギヤ下流の駆動系統を駆動するアシ
スト手段43〜46とを備え、前記変速機2の変速ギヤ
の切換え時、前記クラッチ1の開放およびまたは変速ギ
ヤの中立復帰によりアシスト手段を作動させ、変速ギヤ
の切換え後およびまたは前記クラッチ1の締結によりア
シスト手段の作動を停止するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用駆動装置に
関し、特に、変速時に動力伝達の中断を伴う変速機に好
適な車両用駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から機械的クラッチにクラッチ操作
のアクチュエータを設ける一方、手動変速機にギヤシフ
トのアクチュエータを設けて、クラッチ開放・締結操作
と変速操作とを自動的に行なわせる自動変速モードを備
えた変速装置が知られており、例えば、特開平7−15
1217号公報や特開平9−79374号公報に開示さ
れたものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、変速時にクラッチを開放してエンジンとミッ
ションとの間の動力伝達を中断した状態で、変速操作が
なされ、その完了後(約0.3秒後)に再びクラッチを
締結して動力伝達を再開しているため、前記中断中は惰
行状態にあり、クラッチから車両駆動系の末端の駆動車
輪の間の駆動系統は、動力伝達状態から急激にトルクが
作用していない状態となるため、トルク抜けショックを
生じる一方、クラッチが再び締結されると駆動系統全体
に駆動トルクの立ち上がりを生じトルクショックが発生
する。
【0004】前記トルクショックは、クラッチ締結時に
クラッチトルクを徐々に増加させるよう操作されること
で防止できるが、前記トルク抜けショックは、クラッチ
開放に伴なうものであるためを解消することができなか
った。
【0005】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、トルク抜けショックを解消できる車両用駆
動装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、エンジン
から動力を受け変速ギヤを切換えることで多段階に変速
して駆動系統へ出力する変速機と、エンジンから変速機
へ伝達される動力を締結および開放可能なクラッチと、
前記変速機の変速ギヤより下流の駆動系統に駆動トルク
を選択的に付加するアシスト手段と、前記変速機の変速
ギヤの切換え時、前記クラッチの開放およびまたは変速
ギヤの中立復帰によりアシスト手段を作動させ、変速ギ
ヤの切換え後およびまたは前記クラッチの締結によりア
シスト手段の作動を停止する制御手段とから構成された
ことを特徴とする。
【0007】前記アシスト手段は、変速時にエンジンか
らの駆動力の伝達がクラッチ開放や変速ギヤの中立復帰
により下流の駆動系統への伝達が中断されたとき作動し
て、下流の駆動系統へエンジンからの動力に代わって駆
動するよう機能する。
【0008】従って、クラッチの締結や変速が完了した
際にはその作動は停止される。
【0009】また、エンジンから変速機経由の駆動力に
代わって下流の駆動系統を駆動するものであるため、電
動モータなどが最適であるが、これに限られず、例え
ば、エンジンから変速機をバイパスして駆動するもので
あっても、また、油圧により回転する油圧モータであっ
てもよい。
【0010】第2の発明は、第1の発明において、前記
アシスト手段は、電動モータにより構成され、前記制御
手段は、電動モータに発生させる駆動トルクを、切換え
前の変速ギヤにより伝達されるトルクと切換え後の変速
ギヤにより伝達されるトルクとに応じて作動初期と作動
終期との間で変化させることを特徴とする。
【0011】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、前記アシスト手段は、電動モータにより構成さ
れ、前記制御手段は、前記変速機の変速ギヤの切換え時
に、切換え前の変速ギヤにより伝達されていたトルクに
相当するトルクを作動初期に電動モータに発生させ、切
換え後の変速ギヤにより伝達されるトルクに相当するト
ルクを作動終期に電動モータに発生させ、前記切換え中
は作動初期のから作動終期へトルクを徐々に変化させる
ことを特徴とする。
【0012】第4の発明は、第1ないし第3の発明のい
ずれかにおいて、前記制御手段は、パーキングブレーキ
手段の作動中は前記アシスト手段の作動を阻止すること
を特徴とする。
【0013】第5の発明は、エンジンから動力を受け変
速ギヤを切換えることで多段階に変速して駆動系統へ出
力する変速機と、エンジンから変速機へ伝達される動力
を締結および開放可能なクラッチと、前記変速機の変速
ギヤ下流の駆動系統を駆動するアシスト手段と、車両の
停止中において、シフトレバーが前進レンジに選択さ
れ、且つ、パーキングブレーキ手段の作動が解除される
ことを条件として、前記クラッチの開放を行なう一方、
前記アシスト手段を作動させる制御手段とから構成され
たことを特徴とする。
【0014】第6の発明は、第5の発明において、前記
制御手段は、バッテリ容量に応じてエンジンの回転およ
び停止を選択して作動させることを特徴とする。
【0015】第7の発明は、第1ないし第6の発明のい
ずれかにおいて、前記アシスト手段は、ワンウエイクラ
ッチを介して駆動系統に連結されていることを特徴とす
る。
【0016】
【発明の効果】したがって、第1の発明では、変速ギヤ
を切換える際のクラッチ開放時およびまたは変速ギヤの
中立復帰時に、変速機の変速ギヤ下流の駆動系統を駆動
するアシスト手段を作動させるため、駆動系統に加わっ
ているトルクが変速に際しても大きく増減することがな
く、駆動系統に生ずるトルク抜けショックを防止でき、
変速の際のショックを軽減できる。
【0017】従って、手動変速機にシフト作動手段を付
加する一方、クラッチにクラッチ作動手段を付加して制
御装置により自動変速させる場合に必然とされていた変
速時の変速ショックを極めて小さく軽減でき、手動変速
機の経済性と相俟って最適な変速機とすることができ
る。
【0018】第2の発明では、第1の発明の効果に加え
て、アシスト手段を構成する電動モータに発生させる駆
動トルクを、切換え前の変速ギヤにより伝達されるトル
クと切換え後の変速ギヤにより伝達されるトルクとに応
じて作動初期と作動終期との間で変化させるため、変速
初期および終期において、トルク段差を所定の値に制限
でき、変速ショックをトルクコンバータ付遊星歯車組に
よる自動変速機と同等に低減可能であり、しかも、トル
クコンバータ付遊星歯車組による自動変速機より経済性
がよい。
【0019】第3の発明では、第1または第2の発明の
効果に加えて、アシスト手段を構成する電動モータに発
生させる駆動トルクを、切換え前の変速ギヤにより伝達
されていたトルクから切換え後の変速ギヤにより伝達さ
れるトルクに作動初期と作動終期との間で変化させるた
め、変速の際のトルク段差をなくすることができ、変速
ショックを極めて小さくできる。
【0020】第4の発明では、第1ないし第3の発明の
効果に加えて、車両のパーキングブレーキ手段の作動中
は前記アシスト手段の作動を阻止しているため、シフト
レバーが前進レンジでの停車中に1速または2速等の低
速変速段を選択する手動変速機にあっても発進等の誤作
動が生じなく安全性が高い。
【0021】第5の発明では、車両の停止中において、
シフトレバーが前進レンジに選択され、且つ、パーキン
グブレーキ手段の作動が解除されることを条件として、
クラッチの開放を行ないアシスト手段を作動させるもの
であるため、停車状態から車両を微速前進させることが
でき、車両の操作性を向上でき、車庫入れ等の微妙な車
両操作がやり易く、しかも、坂道発進等で車両が後退す
ることが防止でき、安価な装置で商品性を高めることが
できる。
【0022】第6の発明では、第5の発明の効果に加え
て、バッテリ容量に応じてエンジンの回転および停止を
選択できるため、停車時にエンジンを停止でき、動力損
失を低減できる。
【0023】第7の発明では、ワンウエイクラッチを介
してアシスト手段の駆動力を駆動系統に伝達するため、
作動時にのみアシスト手段を作動させればよく経済的で
あり、また、高速での巡航時においてもアシスト手段を
高速で回転させる必要がなくその耐久性を確保できる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0025】図1は、本発明を適用可能な車両用駆動装
置の全体構造を示し、図2はその平面図、図3は側面図
であり、クラッチ1、手動変速機2、および、アシスト
機構3から構成され、変速中にエンジンに代わってアシ
スト機構3により変速機2下流の駆動系統のトルクを確
保してトルク抜けショックを防止するものである。
【0026】図1において、前記クラッチ1は、クラッ
チハウジング10内に変速機2の入力軸21に支持され
たクラッチディスク11と、図示しないエンジンクラン
ク軸端に取付けられ、クラッチディスク11の両側に配
されたプレッシャプレート12、および、フライホイー
ル13、クラッチカバー14、ダイアフラムスプリング
15等から構成される。
【0027】そして、通常はダイアフラムスプリング1
5のばね力でクラッチディスク11をプレッシャプレー
ト12とフライホイール13とで挟み込むことで締結状
態となりエンジンからの駆動力を変速機2の入力軸21
に伝達する。
【0028】また、クラッチハウジング10に摺動支持
されたレリーズベアリング16を図2に示す作動手段と
してのクラッチモータ17を作動させて、図示しないウ
イズドロワルレバーで押圧することでダイアフラムスプ
リング15の付勢力を解除して、プレッシャプレート1
2を後退させることでクラッチディスク11を開放し
て、エンジンからの駆動力の変速機2の入力軸21への
伝達を遮断する開放状態となる。
【0029】前記変速機2は、前記クラッチハウジング
10と変速機ケース20との間に設けられ、前記入力軸
21とこの入力軸21に並行配置されたメインシャフト
22およびデファレンシャルケース23をこれらハウジ
ング10およびケース20で両端支持して構成してい
る。
【0030】前記入力軸21には、図中右から、1速ギ
ヤ25、リバースギヤ24、2速ギヤ26、3速ギヤ2
7、4速ギヤ28、5速ギヤ29が一体に配置され、前
記メインシャフト22には、前記入力軸21上の各前進
ギヤ25〜29に噛み合う1速メインギヤ35〜5速メ
インギヤ39が回転自在に設けられ、前記リバースギヤ
24は後退変速時に図示しないアイドラギヤを介してメ
インシャフト22と一体のリバースメインギヤ34と噛
み合うように構成される。
【0031】前記1速メインギヤ35と2速メインギヤ
36の間、3速メインギヤ37と4速メインギヤ38の
間、および5速メインギヤ39の側方には、夫々シンク
ロ機構30〜32が配置され、シンクロ機構30〜32
は図2に示す作動手段としてのシフトモータ33により
作動され、変速時に今まで動力伝達していたメインギヤ
とメインシャフト22の連結を開放して中立位置に復帰
する一方、新たに選択されたメインギヤとメインシャフ
ト22との間の回転速度を同期させつつ両者を連結する
機能を備える。
【0032】前記選択されるメインギヤ、即ち、変速段
は、車速値とエンジンのスロットル開度値により設定さ
れる1速−2速、2速−3速、3速−4速、4速−5速
間の各アップシフト線と5速−4速、4速−3速、3速
−2速、2速−1速間の各ダウンシフト線とにより区画
された変速スケジュールに基づき、車速とスロットル開
度の状態に応じて自動的に決定される。
【0033】前記メインシャフト22には、前記デファ
レンシャルケース23との間にファイナルドライブを構
成するファイナルドライブギヤ40Aが形成され、デフ
ァレンシャルケース23にはファイナルギヤ40Bが設
けられる。
【0034】前記デファレンシャルケース23内には、
図示しないがデファレンシャルギヤが配置され、その出
力はドライブシャフト41(図2参照)を介して図示し
ない駆動車輪に伝達される。
【0035】前記アシスト機構(アシスト手段ともい
う)3は、変速機ケース20を貫通したモータ軸42を
持つアシストモータ(電動モータ)43と、モータ42
軸にワンウエイクラッチ(一方向クラッチ)44を介し
て取付けたモータギヤ45、および、モータギヤ45と
ファイナルドライブギヤ(メインギヤ)40Aとに噛み
合うアイドラギヤ46(図3参照)から構成され、変速
中にアシストモータ43の駆動トルクをモータギヤ4
5、アイドラギヤ46を介してファイナルギヤ40A、
40Bから駆動車輪までの間の駆動系統に加えるよう機
能する。アイドラギヤ46は変速機ケース20とクラッ
チハウジング10とに両端支持されている。
【0036】図4は駆動力の伝達経路を示し、エンジン
からの駆動力を伝達する通常時には、入力軸21から1
速〜5速のメインギヤ35〜39のいずれか、シンクロ
機構30〜32のいずれか、メインシャフト22、ファ
イナルギヤ40A、40Bとハッチングした矢印の如く
伝達される。
【0037】また、変速中は上記変速ギヤ25〜29、
35〜39を経由しての動力はクラッチ1により断た
れ、代わって、アシストモータ43による駆動トルク
が、一方向クラッチ44、モータギヤ45、アイドラギ
ヤ46を介してファイナルギヤ40A、40Bに白抜き
の矢印の如く伝達される。
【0038】図5は車両用駆動装置の制御システムを示
し、クラッチモータ17およびシフトモータ33を制御
する変速コントロールユニットTCUと、アシストモー
タ43を制御するモータコントロールユニットMCU
と、変速時のエンジン回転数を制御するエンジンコント
ロールユニットECUとから構成されている。
【0039】前記エンジンコントロールユニットECU
は、エンジン回転数センサ50よりのエンジン回転数信
号、アクセル開度センサ51よりのアクセル開度信号、
スロットル開度センサ52よりのスロットル開度信号、
エンジントルクセンサ53よりのエンジントルク信号が
夫々入力され、非変速時は、アクセル開度信号に基づき
スロットル開度を制御し、スロットル開度信号により制
御結果を監視する。
【0040】また、変速時には、前記エンジントルク信
号を監視し、変速コントロールユニットTCUよりの要
求トルク信号(スロットル開度の増減指令)に基づきエ
ンジンEから出力されるトルクが一致するようエンジン
Eのスロットル開度を調整する。
【0041】具体的には、変速機2のシフトアップ(ア
ップシフトともいう)変速時には、変速コントロールユ
ニットTCUから、エンジン回転数を落とすエンジント
ルクカットの要求信号(スロットル開度減少指令)を受
けてエンジンEのスロットル開度を減少調整する。
【0042】また、シフトダウン(ダウンシフトともい
う)変速時には、変速コントロールユニットTCUから
エンジン回転数を上昇させるエンジントルク増加の要求
信号(スロットル開度増加指令)を受け、エンジンEの
スロットル開度を増大調整し、シフトダウン終了時に
は、変速コントロールユニットTCUからエンジン回転
数を変速比分減少するエンジントルク減少の要求信号
(スロットル開度減少指令)に応じてエンジンのスロッ
トル開度を減少調整する。
【0043】変速コントロールユニットTCU(制御手
段)は、シフトレバー位置センサ54よりのシフト位置
信号(ニュートラル位置N、前進位置D、マニュアル位
置3、2、1、リバース位置R等、なお、Nレンジ、D
レンジ、3レンジ、2レンジ、1レンジ、Rレンジとも
いう)、変速機2のギヤ位置センサ55よりのギヤ位置
信号(1速〜5速)、変速機2の入力軸回転数センサ5
6よりの入力回転数信号、車両の図示しないパーキング
ブレーキ装置(パーキングブレーキ手段)のパーキング
ランプスイッチ57よりの駐車信号、および、車輪速セ
ンサ58の車輪速信号に基づき制動時の制動力を制御す
るスキッドコントロールコンピュータ59からの車速信
号が入力され、エンジンコントロールユニットECUか
らは、発生トルク信号(スロットル開度信号)が入力さ
れている。
【0044】また、前記変速スケジュールに基づき、車
速信号およびスロットル開度信号に応じて変速段を決定
し、変速が必要な場合には、クラッチモータ17へはク
ラッチ開放指令/クラッチ締結指令を、シフトモータ3
3へは新たな変速段指令を、モータコントロールユニッ
トMCUにはアシスト開始指令/アシスト終了指令を、
エンジンコントロールユニットECUにはスロットル開
度減少/増加指令を夫々出力する。
【0045】即ち、シフトアップ変速においては、エン
ジンコントロールユニットECUにスロットル開度減少
指令を出力し、次いで、クラッチモータ17に開放指令
を、また、モータコントロールユニットMCUにアシス
トモータ作動開始指令を夫々出力し、入力回転数がシフ
トアップに対応した回転数の範囲内か否かを判断し、許
容範囲内であればシフトモータ33に変速開始指令を出
力し、シフトの終了後、クラッチモータ17に締結指令
を、また、モータコントロールユニットMCUにアシス
ト作動終了指令を夫々出力し、エンジンコントロールユ
ニットECUにスロットル開度をアクセル開度に対応し
た元の開度への復帰指令を出力して変速作動を完了させ
る。
【0046】前記シフトアップ変速時におけるエンジン
コントロールユニットECUへのスロットル開度減少指
令は、シフトアップ(1速−2速、2速−3速、3速−
4速、4速−5速)毎に設定されてスロットル開度量と
して予め図示しないスロットル開度マップに記憶されて
いる。
【0047】また、シフトダウン変速においては、モー
タコントロールユニットMCUにアシストモータ作動開
始指令を、エンジンコントロールユニットECUにスロ
ットル開度増加指令を夫々出力し、入力回転数がシフト
ダウンに対応した回転数の範囲内か否かを判断し、許容
範囲内であればシフトモータ33に変速開始指令を出力
し、シフトが終了後、エンジンコントロールユニットE
CUにシフトダウンに対応したエンジン回転数となるよ
うスロットル開度減少指令を、モータコントロールユニ
ットMCUにアシスト作動終了指令を夫々出力し、そし
て、エンジンコントロールユニットECUにスロットル
開度をアクセル開度に対応した元の開度への復帰指令を
出力して変速作動を完了させる。
【0048】前記シフトダウン変速時におけるエンジン
コントロールユニットECUへのスロットル開度増加指
令およびスロットル開度減少指令は、シフトダウン(5
速−4速、4速−3速、3速−2速、2速−1速)毎に
設定されてスロットル開度量として予め前記スロットル
開度マップに同様に記憶されている。
【0049】なお、上記変速動作の開始にあたっては、
シフト位置がドライブレンジ(以下、Dレンジという)
であり、パーキングブレーキランプスイッチ57からの
駐車信号がOFFであり、入力回転数が指定範囲にある
場合にのみ、開始される。
【0050】さらに、シフト位置がDレンジ(前進レン
ジ)で変速段が1速である場合の停車中においては、ク
ラッチモータ17へ開放指令を出力する一方、モータコ
ントロールユニットMCUへはアシスト開始指令を出力
して、アシストモータ43により車両を微速前進(クリ
ープ)可能とし、スキッドコントロールコンピュータ5
9よりの車速信号により設定した車速になるようモータ
コントロールユニットMCUへアシストトルク調整指令
を出力し、エンジンコントロールユニットECUよりア
クセルペダル踏み込み信号を受けるとき、クラッチモー
タ17へ締結指令を、モータコントロールユニットMC
Uへアシスト終了指令を夫々出力して、エンジンEから
の動力伝達を再開させる。
【0051】なお、前記クリープ走行は、バッテリ容量
が許容範囲にある場合の、エンジンコントロールユニッ
トECUへエンジン停止指令を出力してエンジン停止状
態で作動され、アクセルペダルが踏み込まれてエンジン
が回転を再開されたとき終了される作動状態と、バッテ
リ容量が許容範囲に満たない場合の、エンジンコントロ
ールユニットECUへエンジンEをアイドル回転状態に
してエンジンEに付属した図示しない発電器での発電状
態で作動され、やはり、アクセルペダルが踏み込まれた
とき終了する作動状態とがあり、バッテリ容量によりい
ずれかの作動状態が選択される。
【0052】また、前記クリープ走行は、パーキングブ
レーキ手段の作動状態を検出するパーキングブレーキラ
ンプスイッチ57がOFF状態の場合のみ作動を開始
し、パーキングブレーキランプスイッチ57のON状態
の場合には作動は阻止される。
【0053】前記モータコントロールユニットMCU
(制御手段を構成する)は、変速コントロールユニット
TCUからのアシスト開始指令により、クラッチモータ
17によるクラッチ1の開放によるトルク抜けに対応し
てアシストトルクを増加させ、変速コントロールユニッ
トTCUよりのアシスト終了指令により、クラッチモー
タ17によるクラッチ1の締結による伝達トルクの増加
に対応してアシストトルクを減少させるようアシストモ
ータ43を作動させる。
【0054】また、前記モータコントロールユニットM
CUには、シフトアップ(1速−2速、2速−3速、3
速−4速、4速−5速)毎のアシストトルクのマップ、
および、シフトダウン(5速−4速、4速−3速、3速
−2速、2速−1速)毎のアシストトルクのマップが記
憶されており、変速の度に読み出されて、最適なアシス
トトルクをアシストモータ43に指令する。
【0055】また、クリープ走行時においては、変速コ
ントロールユニットTCUよりのアシストトルク調整指
令に応じてアシストトルクを増減させ、路面傾斜状態、
車両積載状態に応じて変化する走行負荷に対応する構成
としている。
【0056】次に、車両用駆動装置の変速コントロール
ユニットTCUの作動につき、図6および図7によりシ
フトアップ変速について、図8によりシフトダウン変速
について、図9によりクリープ作動について、夫々説明
する。
【0057】前述したように、変速コントロールユニッ
トTCUは内蔵した変速スケジュールに基づき、車速信
号およびスロットル開度信号に応じて変速段を決定し、
決定した変速段が現在の変速段に対してギヤ比(減速
比)が減少する場合にアップシフト変速が選択され、ギ
ヤ比が増加する場合にダウンシフト変速が選択される。
【0058】アップシフト変速が選択された場合には、
図6のフローチャートに示された制御が実行される。図
6に示すように、アップシフト変速は、ステップ1〜4
における変速前確認部と、ステップ5〜11における変
速動作部とからなり、変速動作部のステップ6およびス
テップ10におけるクラッチモータ17の作動とアシス
トモータ43の作動とは、クラッチモータ17が作動し
てクラッチ1を開放するときにはそれに同期してアシス
トモータ43によるアシストトルクが増加し、クラッチ
モータ17によりクラッチ1を締結再開するときにはそ
れに同期してアシストモータ43によるアシストトルク
が減少するよう作動される。
【0059】そして、ステップ7〜9間においては、ク
ラッチ1での伝達トルクは駆動系統に作用せず、アシス
トモータ43によるアシストトルクが駆動系統に作用し
ている。
【0060】前記変速前確認部では、先ず、ステップ1
においてシフトレバー位置センサ54よりの位置信号が
Dレンジか否か、ステップ2においてギヤ位置センサ5
5よりのギヤ位置信号がアップシフト以前のギャ位置N
であるか否か、ステップ3においてパーキングブレーキ
ランプスイッチ57よりの信号がOFFであるか否か、
ステップ4において入力回転数センサ56よりの入力回
転数が今回のシフトアップ変速の指定範囲内のものであ
るか否かの各判定を行なう。
【0061】前記ステップ1の判定は、シフト位置がD
レンジであることの確認であり、Nレンジ、マニュアル
3(2、1)レンジ、Rレンジにシフトされている場合
には変速作動は開始されない。
【0062】前記ステップ2の判定は、変速スケジュー
ル上の変速前のギヤ位置とギヤ位置センサ55よりのギ
ヤ位置とが一致しているか否かの確認であり、ギヤ位置
センサ55、スロットル開度センサ52の故障、車速信
号の異常等がある場合には、上記ギヤ位置が一致しない
ことが予想され、変速動作は開始されない。
【0063】前記ステップ3の判定は、パーキングブレ
ーキを作動させた停車中か否かの確認であり、停車中で
の変速動作は開始されない。
【0064】前記ステップ4の判定は、入力回転数が、
対象とするアップシフトに対して指定範囲内にあるか否
かの確認であり、指定範囲を逸脱して高回転となってい
たりした場合には変速動作は開始されない。
【0065】前記ステップ1〜4の確認のいずれも満足
する場合には、変速動作部のステップが開始され、ステ
ップ5でエンジンコントロールユニットECUへスロッ
トル開度減少指令を出力し、ステップ6においてクラッ
チモータ17へ開放指令を出力し、同時にモータコント
ロールユニットMCUへアシストモータ作動開始指令を
出力し、シフトモータ33に中立位置復帰指令を出力す
る。
【0066】上記動作により、エンジンコントロールユ
ニットECUはスロットル開度を減少してシフトアップ
変速の準備を行ない、クラッチモータ17はクラッチ1
の締結を開放し、モータコントロールユニットMCUは
アシストモータ43を起動し、シフトアップ変速に最適
な目標アシストトルクを発生させる。さらに、シフトモ
ータ33は中立状態に復帰し、1速メインギヤ35とメ
インシャフト22との間のシンクロ機構30を中立状態
として、入力軸21および各変速メインギヤ35〜39
を自由回転させる。
【0067】この状態では、クラッチ1によりエンジン
Eからの動力は断たれ、代わってアシストモータ43か
らワンウエイクラッチ44、ドライブギヤ45、およ
び、アイドラギヤ46を介してファイナルギヤ40A、
40B、デファレンシャルギヤ23、ドライブシャフト
41、および、駆動車輪からなる駆動系統にはアシスト
トルクが作用しており、駆動トルクがクラッチ1の開放
にかかわらず維持されている。従って、駆動トルクの急
激な低下によるトルク抜けショックの発生が防止され
る。
【0068】図7は1速から2速へのシフトアップ変速
中におけるメインシャフト22の回転数(図7A参照)
と駆動系統に入力される伝達トルク(図7D参照)、ア
シストトルク(図7C参照)の変化を示すものであり、
クラッチ1が開放される時間T1から、図7Bの如く従
来技術にあっては急激に伝達トルクが低下するが、代わ
ってアシストトルクが図7Cのごとく立ち上がることで
伝達トルクの低下をアシストする状態を示している。
【0069】図6に戻り、次にステップ7により入力回
転数がシフトアップ変速に対応した回転数範囲に低下し
たか否かを判断する。入力回転数はクラッチ1およびシ
ンクロ機構30〜32のいずれからも駆動されないた
め、図7に示すように時間T1から低下する。
【0070】従って、入力回転数が対応した回転数範囲
まで低下した場合には、ステップ8に進み、シフトモー
タ33に新たなシフトアップ変速段へシフト動作させ、
対応するシンクロ機構30〜32により対応メインギヤ
36〜39とメインシャフト22の同期を行なわせる。
【0071】次いで、ステップ9において、シフト終了
か否かが判断される。シフト終了は、シンクロ機構30
〜32の同期完了とともにシフトモータ33がストロー
クエンドに到達することを検出することで確認される。
【0072】また、モータコントロールユニットMCU
は、アシストモータ43によるアシストトルク値を、図
7Cに示すように、変速前の伝達トルク値から変速後の
伝達トルク値に変速中において徐々に変化させる。
【0073】ステップ9でシフト終了に至れば、ステッ
プ10に進み、クラッチモータ17へ締結再開指令を出
力する一方、モータコントロールユニットMCUへはア
シスト作動終了指令を出力する。(図7の時間T2) クラッチモータ17はクラッチ1を所定の締結速度で締
結ショックを発生させることなく締結させ、モータコン
トロールユニットMCUはアシストモータ43のアシス
トトルクをクラッチ1の締結速度に対応して低下させ
る。
【0074】アシストトルクからクラッチトルクへの移
行は、クラッチ1の締結によりメインシャフト22が回
転駆動される時点でワンウエイクラッチ44が作動し、
アシストモータ43による駆動が断たれ(図7中の時間
T3参照)、以後エンジンEからの動力が駆動系統に伝
達される。そして、アシストモータ43は停止され、ド
ライブギヤ45、アイドラギヤ46のみがメインシャフ
ト22とともに回転される状態となる。
【0075】このクラッチ締結時にあっても、ワンウエ
イクラッチ44によりアシストトルクからクラッチトル
クへの移行は円滑に行なわれる。
【0076】なお、図7中のアシストトルクの立上り位
置を早い時期に移動させ、アシストトルクの立下り位置
を遅い時期に移動させると、クラッチトルクの低下部分
を完全にカバーできて、駆動系統トルクの変動をなくす
ることができる。
【0077】ステップ11では、エンジンコントロール
ユニットECUへスロットル開度の復帰指令が出力さ
れ、スロットル開度はアクセル開度センサに追随して制
御され、シフトアップ変速は終了する。
【0078】前記変速中(図7における時間T1〜T2
の間)におけるアシストトルク値の制御は、モータコン
トロールユニットMCUに記憶されたパターンにより行
なわれ、このパターンはシフトアップ変速(1速−2
速、2速−3速、3速−4速、4速−5速)毎に設定さ
れる。
【0079】また、クラッチ1経由で伝達されるトルク
値に一致させることが、アシストトルク初期および終期
においてクラッチトルクと切換わる際に、トルク変化が
ゼロと出来て望ましいが、必ずしもこれに限定すること
なく、クラッチ1経由で伝達されるトルク値の50パー
セントであっても、多板クラッチにより変速ギヤを切換
える遊星ギヤ式自動変速機と同等のトルクショックに低
減することができる。
【0080】前記変速スケジュールに基づき、車速信号
およびスロットル開度信号に応じて決定された変速段が
シフトダウンである場合には、図8のフローチャートに
示された制御が実行される。
【0081】図8に示すように、シフトダウン変速は、
ステップ12〜15における変速前確認部とステップ1
6〜23における変速動作部とからなり、変速前確認部
のステップ12〜15はシフトアップ時に説明したステ
ップ1〜4と同じであるため説明を省略し、以下に変速
動作部を構成するステップ16から説明する。
【0082】変速前確認部のステップ12〜15の確認
がいずれも満足する場合には、ステップ16でエンジン
コントロールユニットECUへスロットル開度減少指令
を出力し、ステップ17でモータコントロールユニット
MCUへアシストモータ作動開始指令を出力し、同時に
シフトモータ33に中立位置復帰指令を出力する。
【0083】上記動作により、エンジンコントロールユ
ニットECUはスロットル開度を減少してシフトダウン
変速の準備を行ない、モータコントロールユニットMC
Uはアシストモータ43を起動し、シフトダウン変速に
最適な目標アシストトルクを発生させる。また、シフト
モータ33は中立状態に復帰し、たとえば2速メインギ
ヤ36とメインシャフト22との間のシンクロ機構30
を中立状態として、入力軸21および各変速メインギヤ
35〜39をメインシャフト22から切り離してクラッ
チ1を介してエンジンEと共に回転させる。
【0084】この状態では、全てのシンクロ機構30〜
32が開放されているためにエンジンEからの動力は断
たれ、代わってアシストモータ43からワンウエイクラ
ッチ44、ドライブギヤ45、および、アイドラギヤ4
6を介してファイナルギヤ組40A、40B、デファレ
ンシャルギヤ23、ドライブシャフト41、および、駆
動車輪からなる駆動系統にはアシストトルクが作用して
おり、駆動トルクがシンクロ機構30〜32の開放にか
かわらず維持されている。従って、駆動トルクの急激な
低下によるトルク抜けショックの発生が防止される。
【0085】このアシストトルク値はシフトダウン変速
前のクラッチ伝達トルクに相当する値を初期目標値と
し、シフトダウン変速後のクラッチ伝達トルクに相当す
る値を終了目標値として、両目標値間で徐々に変化させ
て個々のシフトダウン変速(5速−4速、4速−3速、
3速−2速、2速−1速)毎にモータコントロールユニ
ットMCU内の記憶手段に設定される。これらの目標値
は必ずしもクラッチ伝達トルクに相当する値と同じにす
る必要はなく、シフトダウン時は、エンジンブレーキに
相当する伝達トルクでよい。
【0086】次いで、ステップ18においてエンジンコ
ントロールユニットECUへスロットル開度増加指令を
出力し、シフトダウン変速のために入力回転数を増加さ
せる。このスロットル開度増加指令はシフトダウン変速
(5速−4速、4速−3速、3速−2速、2速−1速)
毎に夫々設定され記憶されている。
【0087】続くステップ19により入力回転数を監視
し、入力回転数が変速段N+1に対応した範囲内に達す
るまで待ち、この範囲内になったときステップ20に進
んでシフトモータ33により変速段N+1のシンクロ機
構(変速前の変速段が2速とすると変速後は1速である
のでシンクロ機構は30)を作動させ変速段N−1を構
成する変速メインギヤ(前記の場合には変速メインギヤ
35)とメインシャフト22との同期を開始する。
【0088】この同期作用の進行状況はステップ21で
監視されており、シンクロ機構30〜32の同期完了と
ともにシフトモータ33がストロークエンドに到達して
いるか否かを検出してシフト終了か否かが判断される。
シフト終了に至っていない場合には同期作用が続行され
る。
【0089】ステップ21でシフト終了を検出すると、
エンジンEからクラッチ1、入力軸21、変速段N−1
の変速メインギヤ(35)、対応するシンクロ機構(3
0)、メインシャフト22のエンジン動力の伝達経路が
確定されたこととなる。従って、アシストトルクは不要
であり、続くステップ22に進んで、モータコントロー
ルユニットMCUへアシストモータ作動終了指令を出力
して、アシストトルクを低下させる。そして、アシスト
モータ43の回転数低下によりワンウエイクラッチ44
が作動してアシストトルクはなくなる。
【0090】ステップ23では、エンジンコントロール
ユニットECUへスロットル開度の復帰指令が出力さ
れ、スロットル開度はアクセル開度センサに追随して制
御され、シフトダウン変速は終了する。
【0091】車両が停車している場合には、図9に示す
クリープ制御が実行される。図9に示すクリープ制御の
フローチャートは、ステップ24〜26で構成されクリ
ープ作動が可能であるか否かを判定するクリープ可否判
定部と、ステップ27〜33で構成され、バッテリ容量
に応じてエンジン停止状態もしくはエンジン回転状態で
のいずれで行なうかの状態選択部と、ステップ34〜3
8で構成されるクリープ処理実行部とを備えている。
【0092】クリープ可否判定部は、ステップ24でシ
フトレバー位置センサ54よりの位置信号がDレンジか
否か、ステップ25においてギヤ位置センサ55よりの
ギヤ位置信号が1速であるか否か、ステップ26におい
てパーキングブレーキランプスイッチ57よりの信号が
OFFであるか否かの各判定を行なう。
【0093】前記ステップ24の判定はシフト位置がD
レンジであることの確認であり、Dレンジであることは
走行しようとする意思を確認しているもので、Nレン
ジ、マニュアル3(2、1)レンジ、Rレンジにシフト
されている場合にはクリープ作動は開始されない。
【0094】前記ステップ25の判定は、1速であるこ
とにより低速で走行することのためのギヤ位置の確認で
あり、2〜5速での中高速走行である場合にはクリープ
作動は開始されない。
【0095】前記ステップ26の判定は、走行可能か否
かをパーキングブレーキが作動されているか否かで判定
しているものである。
【0096】前記ステップ24〜26の確認のいずれも
満足する場合には、状態選択部のステップ27に進み、
バッテリ容量が許容範囲以上あるか否かが判定され、許
容範囲以上ある場合には、このバッテリ電力によりアシ
ストモータ43を所定時間だけ回転可能であるため、エ
ンジンコントロールユニットECUへエンジン停止指令
を出力し、ステップ29で入力回転数がゼロであること
によりエンジン停止を確認する。ステップ29でエンジ
ン停止が確認できない場合には、クリープ作動は開始さ
れない。
【0097】次いで、ステップ30に進み、クラッチモ
ータ17を作動してクラッチ1の開放を行ないクリープ
作動部のステップ34に進む。
【0098】また、ステップ27でバッテリ容量が許容
範囲未満であると判定された場合には、バッテリ電力に
よりアシストモータ43を所定時間だけ回転させること
が出来ないため、ステップ31に進み、クラッチモータ
17を作動してクラッチ1の開放を行なった後、ステッ
プ32へ進み、エンジンコントロールユニットECUへ
エンジン始動アイドリング回転させる指令を出力する。
エンジンEの始動により回転される図示しない発電機
よりの電力がアシストモータ43に供給可能となる。
【0099】次いで、ステップ33でエンジン回転状態
がアイドリング範囲であることを確認した後、クリープ
作動部のステップ34に進む。ステップ33でエンジン
回転状態がアイドリング範囲であることを確認できない
場合にはクリープ作動は開始されない。
【0100】ステップ34ではモータコントロールユニ
ットMCUへアシストモータ作動開始指令を出力し、ア
シストモータ43よりの駆動力をワンウエイクラッチ4
4、ドライブギヤ45、アイドラギヤ46を介してメイ
ンシャフト22を駆動することで車両を前進走行させ
る。
【0101】この場合の車速は例えば3〜5Km/hの
いずれかを規定値として設定しておき、ステップ35に
より監視し、規定値からずれていたらステップ36に進
んでモータコントロールユニットMCUからのアシスト
トルク設定値を増減させて調整する。
【0102】前記アシストトルクの設定値は、路面の傾
斜度合いや乗車および積載状態によりその都度変化する
ものであるため、クリープ制御の度に変更される。
【0103】車速が規定値なるとステップ35に進み、
エンジンコントロールユニットECUからアクセルペダ
ル踏み込み信号を受けたか否かが判断され、アクセルペ
ダル踏み込み信号を受けるまで車速を設定値に制御す
る。
【0104】ステップ35において、アクセルペダル踏
み込み信号を受けたと判断した場合には、走行開始を意
味するため、アシスト終了とクラッチ締結を行なうステ
ップ38へ進む。また、エンジンEは停止中であればエ
ンジンコントロールユニットECUにより再始動され
る。
【0105】ステップ38では、クラッチモータ17へ
締結再開指令を出力する一方、モータコントロールユニ
ットMCUへはアシスト作動終了指令を出力する。クラ
ッチモータ17はクラッチ1を所定の締結速度で締結シ
ョックを発生させることなく締結させ、モータコントロ
ールユニットMCUはアシストモータ43のアシストト
ルクをクラッチ1の締結速度に対応して低下させ、クリ
ープ作動は終了し走行状態へ移行する。
【0106】上記クリープ制御中における駆動負荷を低
減するため、シフトモータ33へ中立復帰指令を出力し
て、アシストモータ43のクリープ作動中に限って変速
段をニュウトラル状態とすることで、変速機内のメイン
シャフト22と入力軸21とのギヤ噛み合いがなくなる
ため、メインシャフト22およびシンクロ機構30〜3
2のみを回転させることもでき、前記ステップ38にお
いてシフトモータ33を作動させて1速に戻すようにす
ればよい。
【0107】以上の実施の態様にあっては、下記の効果
を奏する。
【0108】シフトアップ変速においては、変速コント
ロールユニットTCUはクラッチモータ17への作動指
令に対応してモータコントロールユニットMCUへアシ
ストモータ作動開始指令を出力して変速機下流の駆動系
統にアシストトルクを加え、シフトダウン変速において
は、シフトモータ33への中立復帰指令に対応してモー
タコントロールユニットMCUへアシストモータ作動開
始指令を出力して変速機下流の駆動系統にアシストトル
クを加えるようにしているので、変速前から変速中に移
行する際に駆動トルクの低下を防止でき、駆動系統に加
わっているトルクが変速に際しても大きく増減すること
がなく、駆動系統に生ずるトルク抜けショックを防止で
き、軽減できる。
【0109】また、変速中はアシストモータ43により
加えるアシストトルクを維持するため、シフト終了時若
しくはクラッチ締結時に駆動トルクの段付現象が軽減さ
れ、この点でも変速の際のショックを軽減できる。
【0110】従って、手動変速機にシフト作動手段を付
加する一方、クラッチ1にクラッチ作動手段を付加して
制御装置により自動変速させる場合に必然とされていた
変速時の変速ショックを極めて小さく軽減でき、手動変
速機の経済性と相俟って最適な変速機とすることができ
る。
【0111】そして、アシストモータ43により発生さ
せる駆動トルクを、切換え前の変速ギヤにより伝達され
ていたトルクから切換え後の変速ギヤにより伝達される
トルクに作動初期と作動終期との間で変化させるように
しているため、変速の際のトルク段差をなくすることが
でき、変速ショックを極めて小さくできる。
【0112】もちろん、完全に一致させずに、例えば上
記トルク値の50パーセントだけアシストしたとして
も、変速ショックをトルクコンバータ付遊星歯車組によ
る自動変速機と同等に低減可能であり、しかも、トルク
コンバータ付遊星歯車組による自動変速機より経済性が
よい。
【0113】また、車両のパーキングブレーキランプス
イッチ57がONである場合には変速およびアシストモ
ータ43の作動を阻止するため、シフトレバーがDレン
ジでの停車中に1速または2速等の低速変速段を選択す
る手動変速機にあっても発進等の誤作動が生じなく安全
性が高い。
【0114】また、車両の停止中において、シフトレバ
ーがDレンジに選択され、且つ、パーキングブレーキラ
ンプスイッチ57がOFFされることを条件として、ク
ラッチ1の締結を解除しアシストモータ43を作動させ
るものであるため、停車状態から車両を微速前進させる
ことができ、車両の操作性を向上でき、車庫入れ等の微
妙な車両操作がやり易く、しかも、坂道発進等で車両が
後退することが防止でき、安価な装置で商品性を高める
ことができる。
【0115】この場合に、バッテリ容量が許容範囲にあ
るときにはエンジンEを停止しているため、エンジン回
転による動力損失を低減できる。
【0116】さらに、アシストモータ43はワンウエイ
クラッチ44を介して駆動系統に連結されているため、
通常時は停止させておき、作動時にのみアシストモータ
43を作動させればよく経済的であり、また、高速での
巡航時においてもアシスト手段を高速で回転させる必要
がなくその耐久性を確保できる。
【0117】なお、上記実施形態において、自動変速モ
ードで作動させる変速機について説明したが、図示はし
ないが、手動で変速段を決定する手動変速モードを備え
た変速機を対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す車両用駆動装置の断
面図。
【図2】同じく車両用駆動装置の平面図。
【図3】同じく車両用駆動装置の側面図。
【図4】同じく車両用駆動装置の駆動力の伝達経路を示
す経路図。
【図5】同じく車両用駆動装置のシステム図。
【図6】変速コントロールユニットのシフトアップ処理
を示すフローチャート。
【図7】図6における1速−2速変速時における特性変
化を示すグラフであり、A図は入力回転数を、B図はク
ラッチによる伝達トルクを、C図はアシストトルクを、
D図は駆動系統に加えられるトルクを夫々示す。
【図8】変速コントロールユニットのシフトダウン処理
を示すフローチャート。
【図9】変速コントロールユニットのクリープ処理を示
すフローチャート。
【符号の説明】
E エンジン TCU 変速コントロールユニット(制御手段) ECU エンジンコントロールユニット MCU モータコントロールユニット(制御手段) 1 クラッチ 2 変速機 3 アシスト機構(アシスト手段) 17 クラッチモータ(作動手段) 21 入力軸 22 メインシャフト 23 デファレンシャルケース 24 リバースギヤ 25〜29 1速ギヤ〜5速ギヤ 30〜32 シンクロ機構 33 シフトモータ(作動手段) 34 リバースメインギヤ 35〜39 1速メインギヤ〜5速メインギヤ 40A、40B ファイナルギヤ 41 ドライブシャフト 43 アシストモータ(電動モータ) 44 ワンウエイクラッチ(一方向クラッチ) 45 ドライブギヤ 46 アイドラギヤ 52 スロットル開度センサ 54 シフトレバー位置センサ 55 ギヤ位置センサ 56 入力回転数センサ 57 パーキングブレーキランプスイッチ 58 車輪速センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 59:70 F16H 59:70 63:20 63:20 Fターム(参考) 3J067 AA01 AA21 AB24 AC03 AC53 BA13 BB02 BB03 BB04 BB11 BB14 CA02 CA22 CA23 DB32 EA04 FB01 GA01 3J552 MA04 MA13 NA01 NB01 PA03 RA02 SA26 SA30 UA03 UA05 VA32Z VA62Z VB01Z VB10W VB16Z VC01Z VC03W VC03Z VD01W VD01Z VD11Z

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンから動力を受け変速ギヤを切換
    えることで多段階に変速して駆動系統へ出力する変速機
    と、 エンジンから変速機へ伝達される動力を締結および開放
    可能なクラッチと、 前記変速機の変速ギヤより下流の駆動系統に駆動トルク
    を選択的に付加するアシスト手段と、 前記変速機の変速ギヤの切換え時、前記クラッチの開放
    およびまたは変速ギヤの中立復帰によりアシスト手段を
    作動させ、変速ギヤの切換え後およびまたは前記クラッ
    チの締結によりアシスト手段の作動を停止する制御手段
    とから構成されたことを特徴とする車両用駆動装置。
  2. 【請求項2】 前記アシスト手段は、電動モータにより
    構成され、 前記制御手段は、電動モータに発生させる駆動トルク
    を、切換え前の変速ギヤにより伝達されるトルクと切換
    え後の変速ギヤにより伝達されるトルクとに応じて作動
    初期と作動終期との間で変化させることを特徴とする請
    求項1に記載の車両用駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記アシスト手段は、電動モータにより
    構成され、 前記制御手段は、前記変速機の変速ギヤの切換え時に、
    切換え前の変速ギヤにより伝達されていたトルクに相当
    するトルクを作動初期に電動モータに発生させ、切換え
    後の変速ギヤにより伝達されるトルクに相当するトルク
    を作動終期に電動モータに発生させ、前記切換え中は作
    動初期のから作動終期へトルクを徐々に変化させること
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用駆
    動装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、パーキングブレーキ手
    段の作動中は前記アシスト手段の作動を阻止することを
    特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の
    車両用駆動装置。
  5. 【請求項5】 エンジンから動力を受け変速ギヤを切換
    えることで多段階に変速して駆動系統へ出力する変速機
    と、 エンジンから変速機へ伝達される動力を締結および開放
    可能なクラッチと、 前記変速機の変速ギヤ下流の駆動系統を駆動するアシス
    ト手段と、 車両の停止中において、シフトレバーが前進レンジに選
    択され、且つ、パーキングブレーキ手段の作動が解除さ
    れることを条件として、前記クラッチの開放を行なう一
    方、前記アシスト手段を作動させる制御手段とから構成
    されたことを特徴とする車両用駆動装置。
  6. 【請求項6】 前記制御手段は、バッテリ容量に応じて
    エンジンの回転および停止を選択して作動させることを
    特徴とする請求項5に記載の車両用駆動装置。
  7. 【請求項7】 前記アシスト手段は、ワンウエイクラッ
    チを介して駆動系統に連結されていることを特徴とする
    請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の車両用駆動
    装置。
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