説明

動力伝達機構の減速制御装置

【課題】 簡単な構成で、暖気を促進すると共に、内燃機関が消費する燃料を削減する動力伝達機構の減速制御装置を提供する。
【解決手段】 車両に搭載された駆動力源の発生する動力を伝達する動力伝達機構の減速制御装置は、オイルを溜めるオイル溜りと、オイル溜りに供給するオイルを貯留する貯留部と、貯留部からオイル溜りへ戻るオイルの戻り量を制御する制御弁と、車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、を備える。減速制御装置は、所定値以下のオイルの温度であって、且つ減速状態検出手段が車両の減速状態を検出したとき、制御弁を開放し、オイルの戻り量を増やす。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オイルの温度が低温時且つ車両が減速時において、動力伝達機構のオイルのオイルレベルを制御し、暖機を効果的に促進する動力伝達機構の減速制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【0002】
従来、オイルは、温度が低下すると体積が縮小し、温度が上昇すると、体積が増加することが知られている。ここで、オイルの昇温に伴いオイルの体積が増加して自動変速機内のオイルレベルが高くなると、自動変速機内のフリクションロスが増大する。そこで、選択された変速段によって、自動変速機内のオイルのオイルレベルを必要に応じて適宜調整する技術が開示されている。(例えば特許文献1参照。)
特許文献1では、オイルの温度が高温時には、オイルレベルを低くすることで、自動変速機内のフリクションロスを軽減する。オイルの温度が低温時には、変速段を低速段にすると共に、オイルレベルを高くすることで、低温時の空気吸入を防止し、早期暖機を行う装置が提案されている。
【0003】
また、エンジン始動直後のオイルの低温時において、オイルの粘度が高いため、フリクション増大の一因となっている。そこで暖機に要する燃費を向上させるために、内燃機関をヒータ加熱し、オイルの昇温を行うことにより早期暖機を行う技術が開示されている。(例えば特許文献2参照。)。
【0004】
特許文献2では、低油温かつ減速時において、オルタネータで回生し、発電量を増加させている。この余剰電力でエンジンオイルをヒータ加熱することで、暖機に要する燃料を削減し、燃費を向上させる装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】「特開2008−256187」
【特許文献2】「特開2004−270618」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記特許文献1に記載されている技術では、低速時において、自動変速機内のオイルレベルを上昇させることによって暖機を行う。しかし、内燃機関を始動させて、暖機を行っているため、内燃機関が燃料を消費しており、オイルの低温時における燃費悪化が避けられないといった問題点があった。
【0007】
また、上記特許文献2に記載されている技術では、減速エネルギーを一度電気エネルギーに変換して、バッテリに蓄電し、蓄電した電気エネルギーをオイルの加熱に利用しているので、効率が悪く、燃費向上が大きく期待できない。また、車両電気負荷を優先しているため、エアコンやヒータ等により加熱電力が変化すると、暖機速度も変化してしまうといった問題点があった。
【0008】
そこで、本発明は上記の点に着目してなされたものであり、暖機を促進すると共に、内燃機関が消費する燃料を削減する動力伝達機構の減速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】

本発明は、車両に搭載された駆動力源の発生する動力を伝達する動力伝達機構の減速制御装置において、前記動力伝達機構内に設けられ、オイルを溜めるオイル溜りと、前記動力伝達機構内の内部に設けられ、前記オイル溜りに供給するオイルを貯留する貯留部と、前記貯留部から前記オイル溜りへ戻るオイルの戻り量を制御する制御弁と、車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、を備え、所定値以下のオイルの温度であって、且つ前記減速状態検出手段が減速状態を検出したとき、前記制御弁を開放し、オイルの戻り量を増やすことを特徴としている。
【0010】
好ましくは、貯留部は、動力伝達機構の内部に一体的に設けられている。
【0011】
さらに好ましくは、オイルの温度を検出するオイル温度検出手段が設けられている。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、粘度の高いオイルの温度が低温時且つ車両の減速時において、動力伝達機構内のオイルレベルを上げ、攪拌抵抗を増大させることができる。すなわち、暖機のために内燃機関を始動させることがないので、燃料を消費することなく、車両の減速時の減速エネルギーを利用した、暖機の促進を行うことができる。そのため、内燃機関が消費する燃料を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る自動変速機における変速機構部の一例を示すギアトレーン図。
【図2】図1の変速機構部の変速段毎のクラッチC1,C2,C3、ブレーキB1〜B3の係合表である。
【図3】減速制御装置の一実施形態の構成を示す断面図。
【図4】本発明に係る減速制御装置の制御例1を説明するためのフローチャート。
【図5】図3の減速制御装置におけるオイル温度検出の他実施形態であり、減速制御装置の一部を示す断面図である。
【図6】本発明に係る減速制御装置の制御例2を説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0014】

動力伝達機構の減速制御装置は、オイルの温度が低温時かつ車両が減速時において、オイル面を上昇させ、攪拌抵抗を増大させ、減速エネルギーを用いる。これにより、発生する熱量を増やし、暖機を促進している。さらに、動力伝達機構の内部に一体的に貯留部を設けることにより、新たな部品を設ける必要がなく、部品点数を削減することができ、設備コストを低減することができる。
【0015】
以下に、本発明の一実施形態について、図1から図4を参照して詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明に係る自動変速機における変速機構部の一例を示すギアトレーン図、図2は、図1の変速機構部おける変速段毎のクラッチC1,C2、ブレーキB1〜B3の係合表である。
図中、1はエンジン、2は動力伝達機構である。
【0017】
本発明で対象とする車両は、内燃機関1(以下、エンジンと記す)を備えており、エンジンの出力側に、例えばトルクコンバータなどの流体伝動装置3を介して、自動変速機の変速機構部5が連結されている。そして、自動変速機の変速機構部5の出力側に、例えば図示しないプロペラシャフトおよびデファレンシャルならびにドライブシャフトなどを介して、図示しない駆動輪が連結されている。
【0018】
エンジンの出力トルクは、流体伝動装置3を介して自動変速機4に入力され、その変速機構部5において設定される変速比に応じて変速されて、駆動トルクとして図示しない駆動輪に伝達されるようになっている。
【0019】
自動変速機の変速機構部5は、図1に示すように、主として、フロントプラネタリ6、リアプラネタリ7、クラッチC1,C2、ブレーキB1〜B3等を含んで構成されており、前進6段、後進1段の変速が可能になっている。
【0020】
フロントプラネタリ6は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構とされており、サンギアS1と、リングギアR1と、ピニオンギアP1と、キャリアCA1とを含んで構成されている。
【0021】
リアプラネタリ7は、ラビニオタイプと呼ばれる遊星歯車機構とされており、小径のサンギアS2と、大径のサンギアS3と、リングギアR2と、複数個のショートピニオンギアPSと、複数個のロングピニオンギアPLと、キャリアCA2とを含んで構成されている。
【0022】
なお、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3は、いずれも油圧によって係合、または開放される摩擦係合要素である。
【0023】
そして、第1クラッチC1,第2クラッチC2、第1ブレーキB1、第2ブレーキB2、第3ブレーキB3を係合または開放させることによって、フロントプラネタリ6及びリアプラネタリ7の動力伝達経路を選択することにより、適宜の変速段(1速〜6速)を成立させるようになっている。
【0024】
例えば、図2に自動変速機4の各変速段を成立させるためのクラッチ及びブレーキの係合、解放状態を説明する係合表を示している。図中、「〇」は係合を、「×」は解放をそれぞれ表している。
【0025】
この図2に示すように、自動変速機4において、第1クラッチC1及び第2ブレーキB2を係合させることによって、第1変速段が成立する。第1変速段から第2変速段へのアップシフトは、第1クラッチC1を係合させたまま、第2ブレーキB2を解放し、さらに第1ブレーキB1を係合させることによって行われる。
【0026】
第2変速段から第3変速段へのアップシフトは、第1クラッチC1を係合させたまま、第1ブレーキB1を解放すると共に、第3ブレーキB3を係合することによって行われる。
【0027】
第3変速段から第4変速段へのアップシフトは、第1クラッチC1を係合させたまま、第3ブレーキB3を解放すると共に、第2クラッチC2を係合することによって行われる。
【0028】
第4変速段から第5変速段へのアップシフトは、第2クラッチC2を係合させたまま、第1クラッチC1を解放すると共に、第3ブレーキB3を係合することによって行われる。
【0029】
第5変速段から第6変速段へのアップシフトは、第2クラッチC2を係合させたまま、第3ブレーキB3を解放すると共に、第1ブレーキB1を係合することによって行われる。
【0030】
なお、後退変速段は、第2ブレーキB2及び、第3ブレーキB3を共に係合させることによって行われる。
【0031】
以下に、本発明の動力伝達機構の減速制御装置21について、実施例を図3、図4を用いて説明する。
【実施例1】
【0032】
図3は、減速制御装置21において、一実施形態の構成を示す断面図である。
【0033】
自動変速機4内には、オイル溜り22と回転体23とが設けられており、ギア等によって構成される回転体23は、オイル溜り22のオイルをつれ回ることができるように形成されている。さらに、オイルレベルが上昇した時には、回転体23は、オイル溜り22のオイルをかき上げることができるように形成されている。
【0034】
そして、減速制御装置21は、自動変速機4内部のオイルのオイルレベルを制御するために、オイル溜り22と、回転体23と、貯留部24と、制御弁25と、回転センサ26とECU27を含んで構成されている。
【0035】
貯留部24は、自動変速機4の内部に鋳物等で一体成形されるものとし、オイル面より上方に設けられている。貯留部24には、自動変速機4内部のオイルを溜めることができる。すなわち、自動変速機4の回転体23によって、オイルのつれ回し作用を利用して、貯留部24にオイルを供給する。
【0036】
制御弁25は、いわゆる電磁弁を用いている。貯留部24の下部に設けられ、必要に応じて開弁または閉弁することができる。すなわち、回転体23によるつれ回し作用を利用して、貯留部24の内部に溜められたオイルを自動変速機4にもどすことができ、オイルレベルを制御する。また、制御弁25は、オイル面より上方に設けられている。
【0037】
回転センサ26は、車両の速度を求めるために自動変速機4に設けられたギア等の回転体23の回転数を測定するセンサである。
【0038】
ECU27は、例えば、マイクロコンピュータなどで構成されるものであり、オイルの温度状態が入力されると共に、前記回転センサ26によって車両の速度を検出し、そこから求めた車両の減速状態が入力されている。
【0039】
そして、前記ECU27は、自動変速機4のオイルの温度が所定の温度以下であって、且つ前記回転センサ26によって検出された速度により、車両が減速状態である場合、前記制御弁25を開放し、攪拌抵抗を増大させ、暖機を促進する。
【0040】
本発明に係る減速制御装置21は、以下の制御を実行するように構成されている。図4は、その制御例を説明するためのフローチャートである。
【0041】
ステップS1では、車両の速度から減速度を導出している。車両の速度は、例えば、自動変速機4の回転体23の回転数を計測する回転センサ26を用いて計算する。求めた車速から減速度を求める。
【0042】
ステップS2では、オイルの温度が所定の温度以下かつ、前記S1で求められた、車両が減速している状態であるか否かを判断する。オイルの温度は、例えばIGスイッチがオンになったとき、所定の時間内においては低温であると判断する。所定の時間とは、一般に車両が暖機制御を行う時間である。
【0043】
ここで、オイルが所定の温度以上であれば、暖機後であると判定し、減速制御は行わず、所定の温度以下かつ減速時であれば、暖機前であると判定して、ステップS3に処理を進める。
【0044】
前記ステップS2でオイルが所定の温度以下かつ減速時でないと判定したら、ステップS4に処理を進める。すなわち、貯留部24に設けた制御弁25を閉弁し、自動変速機4のオイルレベルを上昇させない制御を行う。すなわち、図3においてオイルレベルをL1にし、オイルの昇温をせず、暖機を行わない。
【0045】
ステップS3では、オイルが所定の温度以下であり、かつ減速時であれば、貯留部24に設けた制御弁25を開放し、自動変速機4のオイルレベルを上昇させる制御を行う。すなわち、図3において、オイルレベルをH1にして、オイルの昇温をし、暖機を行う。
【0046】
このようにして、本発明の特徴を適用した実施形態によれば、自動変速機4のオイルが所定の温度以下であり、かつ車両が減速している状況において、自動変速機4のオイルレベルをあげることによって、攪拌抵抗を増大させ、オイルの暖機を促進する。
【0047】
また、車両の減速エネルギーを利用することで、エンジン1を作動せず、燃料を使わずに暖機を行うことができる。これによって大きく燃費を向上させることができる。
【0048】
さらに、自動変速機4の内部に一体的に貯留部24を設けることにより、新たな部品を設ける必要がなくなる。したがって、部品点数を削減することができ、設備コストを低減することができる。
【実施例2】
【0049】
次に、本発明に係る動力伝達機構の減速制御装置の実施例2について図5、図6を用いて説明する。
【0050】
本実施例2の動力伝達機構の減速制御装置は、前述した実施例1の減速制御装置と比して、以下の点が異なる。
【0051】
前述した実施例1においては、車両のIGスイッチがオンになったとき、所定の時間内においては低温であると判断し、減速制御するようになっている。しかしながら、オイルの温度が低温であるかどうか、常時判断できる方が、より燃費向上の観点から好ましい。
【0052】
よって、実施例2では、オイル溜り22にオイル温度センサ31を設けている。オイル温度センサ31は、自動変速機4のオイルの温度を検出するセンサである。また、他の変速機制御用のオイル温度を流用してもよい。
【0053】
以下に、動力伝達機構の減速制御装置の実施例2を、図6のフローチャートを用いて説明する。
【0054】
ステップS11では、自動変速機4のオイルの温度を検出する。オイルの温度は、オイル溜り22に設けられたオイル温度センサ31を用いて検出する。
【0055】
以降、ECU27は、ステップS11で検出されたオイルの温度を用いて、実施例1のステップS2〜ステップS4と同様の処理を行って、減速制御を行う。
【0056】
これにより、本実施例2においては、常時、自動変速機内の温度が検出できるため、大きく燃費向上を期待することができる。
【0057】
本発明では、貯留部24を一箇所しか設けていないが、複数箇所設けてもよい。その際、貯留部24は油面より上方に設けておく必要がある。そして、制御弁25も、本発明では一箇所しか設けていないが、複数箇所設けても良い。
【0058】
また、貯留部24へのオイルの供給は、自動変速機4のギア等の回転体23によるかき上げ作用を用いたが、オイルポンプを設けて、くみ上げてもよい。
【0059】
制御弁25は、開弁または閉弁することができるが、弁の開度を制御してもよい。すなわち、貯留部24からオイル溜り22へのオイルの戻り量を、高温時では減らし、低温時では増やすように制御しても良い。
【0060】
さらに、本発明では、車速を求める手段として回転センサ26を用いたが、ドライブシャフトの回転数を検出する車速センサや車輪の回転を検出する車輪速センサ等を用いて車両の速度を求めてもよい。また、減速度を求める手段として、ブレーキランプのON−OFF等の車両の走行状態を検出して用いてもよい。
【0061】
オイル温度センサはオイル溜りに設けたが、オイル溜りでなくても、オイルの温度が検出できるところに設けてあればよい。
【0062】
その他、本発明は、上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【0063】
1 エンジン
2 動力伝達機構
3 流体伝動装置
4 自動変速機
5 自動変速機の変速機構部
6 フロントプラネタリ
7 リアプラネタリ
21 減速制御装置
22 オイル溜り
23 回転体
24 貯留部
25 制御弁
26 回転センサ
27 ECU
31 オイル温度センサ
S1 フロントプラネタリのサンギア
R1 フロントプラネタリのリングギア
CA1 フロントプラネタリのキャリア
P1 フロントプラネタリのピニオンギア
C1 変速機構部のクラッチ
B1 変速機構部のブレーキ


【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に搭載された駆動力源の発生する動力を伝達する動力伝達機構の減速制御装置において、
前記動力伝達機構内に設けられ、オイルを溜めるオイル溜りと、
前記動力伝達機構内に設けられ、前記オイル留りに供給するオイルを貯留する貯留部と、
前記貯留部から前記オイル溜りへ戻るオイルの戻り量を制御する制御弁と、
車両の減速状態を検出する減速状態検出手段と、
を備え、所定値以下のオイルの温度であって、且つ前記減速状態検出手段が減速状態を検出したとき、前記制御弁を開放し、オイルの戻り量を増やすこと
を特徴とする動力伝達機構の減速制御装置。
【請求項2】
前記貯留部は、前記動力伝達機構の内部に一体的に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の動力伝達機構の減速制御装置。
【請求項3】
前記減速制御装置は、オイルの温度を検出するオイル温度検出手段が設けられたことを特徴とする請求項1、2に記載の動力伝達機構の減速制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−255738(P2010−255738A)
【公開日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−106210(P2009−106210)
【出願日】平成21年4月24日(2009.4.24)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】