JP2003014061A - 自動変速機 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
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- F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構造が簡単で、かつ、変速途中の出力軸のトル
クダウンを防止でき、制御性の良い自動変速機を提供す
ることにある。 【解決手段】駆動源１の出力軸ＳＥに連結される第一ク
ラッチＣ１と、第一クラッチＣ１により選択的に駆動源
の出力軸に連結される変速機の入力軸Ｓ１と、入力軸Ｓ
１と平行に配置された変速機出力軸ＳＯと、入力軸Ｓ１
から変速機出力軸ＳＯに動力を伝達を可能とする歯車対
D1,D2,D3,D4,H1,H2.H3,H4と変速クラッチ機構SC1,SC2と
を有する。さらに、変速機出力軸ＳＯの上に設けられた
第二クラッチＣ２と、駆動源出力軸ＳＯと第二クラッチ
Ｃ２の入力軸とを連結する歯車対ＤＡ，ＧＡとを備え
る。変速中は、第二クラッチＣ２を用いて、駆動源１の
トルクが変速機出力軸ＳＯに伝達される。
クダウンを防止でき、制御性の良い自動変速機を提供す
ることにある。 【解決手段】駆動源１の出力軸ＳＥに連結される第一ク
ラッチＣ１と、第一クラッチＣ１により選択的に駆動源
の出力軸に連結される変速機の入力軸Ｓ１と、入力軸Ｓ
１と平行に配置された変速機出力軸ＳＯと、入力軸Ｓ１
から変速機出力軸ＳＯに動力を伝達を可能とする歯車対
D1,D2,D3,D4,H1,H2.H3,H4と変速クラッチ機構SC1,SC2と
を有する。さらに、変速機出力軸ＳＯの上に設けられた
第二クラッチＣ２と、駆動源出力軸ＳＯと第二クラッチ
Ｃ２の入力軸とを連結する歯車対ＤＡ，ＧＡとを備え
る。変速中は、第二クラッチＣ２を用いて、駆動源１の
トルクが変速機出力軸ＳＯに伝達される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用の自動変
速機に係り、特に、クラッチ操作，変速クラッチ操作を
機械的に行う自動変速機に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動変速機においては、変速途中の出力
軸トルクダウンを避けるため、クラッチを複数用いて、
主動力伝達経路とは別個にトルクを伝える副動力伝達経
路を設けるものが知られている。例えば、特開平１１−
２６４４４９号公報に記載されているように、副動力伝
達経路専用に新たにもう一軸設置し、この新たに設置し
た軸上に歯車を設置して変速時にトルクを伝達するもの
が知られている。また、例えば、特開昭６１−４５１６
３号公報に記載されているように、手動変速機の一番高
速側のギアを油圧クラッチを用いて締結解放を行い、変
速時にトルクを伝達するものが知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−２６４４４９号公報に記載されているものでは、
新たにもう一軸を変速装置内に設置する必要があるた
め、減速機構のバックラッシュ等に起因するガタが増大
し、制御性の悪化につながり、変速性能の悪化を生じる
という問題があった。また、クラッチは、中空２軸構造
をとっており、構造が複雑になるというい問題があっ
た。また、特開昭６１−４５１６３号公報に記載されて
いるものでは、変速機内の一番高速側のギヤにクラッチ
を取り付けるため、変速時のトルクを完全に独立して制
御する事ができず、制御性の悪化につながり、変速性能
の悪化を生じるという問題があった。 【０００４】本発明の目的は、構造が簡単で、かつ、変
速途中の出力軸のトルクダウンを防止でき、制御性の良
い自動変速機を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、駆動源の出力軸に連結される第一
クラッチと、この第一クラッチにより選択的に駆動源の
出力軸に連結される変速機の入力軸と、この入力軸と平
行に配置された変速機出力軸と、上記入力軸から上記変
速機出力軸に動力を伝達を可能とする歯車対と変速クラ
ッチ機構とを有する自動変速機において、上記変速機出
力軸上に設けられた第二クラッチと、上記駆動源出力軸
と上記第二クラッチの入力軸とを連結する歯車対とを備
えるようにしたものである。かかる構成により、構造が
簡単で、かつ、変速途中の出力軸のトルクダウンを防止
でき、制御性を向上し得るものとなる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を用いて、本発
明の第１の実施形態による自動変速機の構成および動作
について説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態
による自動変速機の構成について説明する。なお、以下
の説明では、４段変速機を一例として説明する。図１
は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の構成図
である。 【０００７】変速機２は、エンジン等の駆動源１に接続
されている。駆動源１の出力軸ＳＥには、第一クラッチ
Ｃ１が接続される。ここでは、第一クラッチＣ１を操作
するための機構等は図示していないが、外部からの操作
により、締結，解放動作ができるものである。すなわ
ち、第一クラッチＣ１を締結すれば、駆動源１の出力軸
ＳＥからのトルクは、変速機２の入力軸Ｓ１に伝えられ
る。 【０００８】変速機２は、従来の手動変速用の変速機と
同様の同期噛み合い式変速機として構成されている。本
実施形態においては、従来と同様の同期噛み合い式変速
機の変速機出力軸ＳＯ上に、第二クラッチＣ２が追加さ
れ、第二クラッチＣ２の入力軸と駆動源１の出力軸ＳＥ
が、駆動歯車ＤＡと従動歯車ＧＡによって噛合い結合さ
れている点に構成上の特徴を有している。なお、図示す
る例では、第１速から第４速までの変速段で用いられる
変速機構を示している。第一クラッチＣ１，第二クラッ
チＣ２ともに、油圧式の湿式多板クラッチを用いること
により、トルク伝達の制御を容易に行うことができる。
変速機２は、入力軸Ｓ１と、変速機出力軸ＳＯと、変速
段を構成するためそれぞれの軸に取り付けられた複数個
の歯車Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ
４と、各変速段に応じてトルクの伝達経路を選択する第
一変速クラッチＳＣ１および第二変速クラッチＳＣ２よ
り構成される。 【０００９】第一クラッチＣ１を締結すれば、駆動源１
の出力軸ＳＥからのトルクは、変速機２を介して、変速
機出力軸ＳＯに伝えられる。また、第二クラッチＣ２を
締結すれば、駆動源１の出力軸ＳＥからのトルクは、変
速機出力軸駆動歯車ＤＡと変速機出力軸従動歯車ＧＡを
介して、変速機出力軸ＳＯに伝達される。すなわち、駆
動源１のトルクは、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ
２を選択的に締結することにより、２系統の伝達経路を
介して、変速機出力軸ＳＯに伝達される。 【００１０】各変速段に対応する歯車は、入力軸Ｓ１と
変速機出力軸ＳＯの間に、第１速用に１速駆動歯車Ｄ１
と１速従動歯車Ｇ１と、第２速用に２速駆動歯車Ｄ２と
２速従動歯車Ｇ２と、第３速用に３速駆動歯車Ｄ３と３
速従動歯車Ｇ３と、第４速用に４速駆動歯車Ｄ４と４速
従動歯車Ｇ４とが設置される。それぞれの従動歯車は、
変速機出力軸上で空転できる構造となっている。第一変
速クラッチＳＣ１および第二変速クラッチＳＣ２は、空
転状態にある従動歯車を変速機出力軸に固定する機構で
ある。各変速クラッチ内には、軸方向に自由に移動でき
るスリーブがあり、スリーブにはスプラインが切られ、
これが、変速機出力軸に固定されたハブと噛み合ってト
ルクを伝達できるようになっている。従動歯車にもスプ
ラインが切られており、スリーブが中立位置にある場合
にはスリーブは従動歯車のスプラインとは噛み合い状態
に無く、従動歯車は変速機出力軸に対して空転可能な状
態となっている。スリーブを軸方向に移動させると、従
動歯車のスプラインとスリーブのスプラインが噛み合い
状態となり、従動歯車は変速機出力軸に固定される。ま
た、従動歯車とスリーブの回転数が異なる場合には、両
者の回転数の同期操作を行う同期機構が変速クラッチに
は組み込まれている場合もある。また、スリーブを移動
させる機構は図示していない。 【００１１】変速を行う場合は、第一変速クラッチＳＣ
１のスリーブ３１または第二変速クラッチＳＣ２のスリ
ーブ３２を操作して、変速段に対応する従動歯車のスプ
ライン（Ｈ１〜Ｈ４）に噛み込ませて、選択された従動
歯車と変速機出力軸ＳＯを固定して、トルクの伝達経路
を形成する。ただし、ここでは変速機出力軸ＳＯ上の従
動歯車に変速クラッチを装備したが、第一変速クラッチ
ＳＣ１、および第二変速クラッチＳＣ２は一方、もしく
は両方が変速機出力軸ＳＣ上の駆動歯車側に配置される
構成であっても良いし、さらに多くの変速段数を装備す
るため、さらに多くの変速クラッチおよび変速段を構成
するための歯車を備えてもよいものである。 【００１２】次に、図２〜図５を用いて、本発明の第１
の実施形態による自動変速機の動作について説明する。
なお、ここでは、アップシフト変速時の動作を例にして
説明する。自動変速機は、図示しない自動変速機の制御
装置によって、図示しないセンサからの出力により、駆
動源や変速機の状態を取込み、図示しないアクチュエー
タを駆動することにより行われる。図２は、本発明の第
１の実施形態による自動変速機の動作を示すフローチャ
ートである。図３は、本発明の第１の実施形態による自
動変速機におけるトルク伝達状態の説明図である。図４
は、本発明の第１の実施形態による自動変速機における
変速時の駆動源１の出力軸ＳＥの回転数変化の説明図で
ある。図５は、本発明の第１の実施形態による自動変速
機における変速機出力軸トルク変動の説明図である。 【００１３】変速が開始されると、ステップｓ１０にお
いて、変速機の制御装置は、第二クラッチＣ２の締結を
開始するとともに、第一クラッチＣ１の解放を開始す
る。 【００１４】そして、ステップｓ２０において、変速機
の制御装置は、第二クラッチＣ２を滑らせながらトルク
を伝達する半クラッチ状態とし、第二クラッチの伝達ト
ルクを増加させる。 【００１５】ここで、図３を用いて、トルク伝達状態に
ついて説明する。図３において、横軸は時間を示し、縦
軸は出力軸ＳＯのトルクを示している。時刻ｔ１におい
て変速を開始し、時刻ｔ２において変速を完了してい
る。実線Ａは、第一クラッチＣ１から歯車Ｄ１，…，Ｄ
４，Ｈ１，…，Ｈ４のいずれかを介して出力軸ＳＯに伝
達されるトルクを示している。破線Ｂは、歯車ＤＡ，Ｇ
Ａを介して、第二クラッチＣ２から出力軸ＳＯに伝達さ
れるトルクを示している。 【００１６】時刻ｔ１において、変速動作が開始される
と、第一クラッチＣ１を解放することにより、実線Ａで
示すように、第一クラッチＣ１による伝達トルクが減少
する。それと同時に、第二クラッチＣ２を締結し始める
ことにより、破線Ｂで示すように、第二クラッチＣ２に
よる伝達トルクが増加し始める。 【００１７】次に、ステップｓ３０において、変速機の
制御装置は、第一クラッチＣ１が解放したか否かを判断
する。第一クラッチＣ１の解放タイミングは、第二クラ
ッチＣ２が伝達する変速機出力軸トルクが、第一クラッ
チＣ１が解放前に伝達していた変速機出力軸トルクに達
する点が望ましい。第一クラッチＣ１が解放されると、
ステップｓ４０に進む。 【００１８】ステップｓ４０において、制御装置は、変
速クラッチを変速前位置から変速後位置に移動する。す
なわち、第一クラッチＣ１の解放後、即座に第一変速ク
ラッチＳＣ１の第一スリーブ３１を、１速従動歯車のス
プラインＨ１側から２速従動歯車のスプラインＨ２と噛
み合う方向に移動させる。 【００１９】次に、ステップｓ５０において、制御装置
は、第二クラッチＣ２の伝達トルクを増加させ、駆動源
１の出力軸ＳＥの回転数を下げるように制御する。そし
て、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧを計測す
る。また、変速機２の出力軸ＳＯの回転数ＶＯＵＴを計
測する。そして、出力軸ＳＯの回転数ＶＯＵＴに基づい
て、変速機出力軸から計算される第２速時の駆動源１の
出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒを算出する。さら
に、走行状態より、回転数整合判断値ＶＳＹＮＣを設定
する。 【００２０】そして、ステップｓ６０において、制御装
置は、（（出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒ）−
（出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧ））の絶対値が、回転数
整合判断値ＶＳＹＮＣより小さいか否かを判断する。小
さくない場合には、ステップｓ７０に進み、小さくなる
と、ステップｓ８０に進む。 【００２１】（（出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮＧ＿
Ｒ）−（出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧ））の絶対値が、
回転数整合判断値ＶＳＹＮＣより小さくない場合には、
ステップｓ７０において、制御装置は、第二クラッチＣ
２の伝達トルクが過度に大きくなり過ぎないように調整
する。 【００２２】一方、（（出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮ
Ｇ＿Ｒ）−（出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧ））の絶対値
が、回転数整合判断値ＶＳＹＮＣより小さくなった時点
では、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧが、変速
機出力軸から計算される第２速時の駆動源１の出力軸Ｓ
Ｅの目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒとなるように調整される。
なお、この状態で、第二クラッチＣ２は、依然として半
クラッチ状態である。 【００２３】ここで、図４を用いて、変速時における駆
動源１の出力軸ＳＥの回転数変化について説明する。図
４において、横軸は時間を示し、縦軸は回転数を示して
いる。時刻ｔ１において変速を開始し、時刻ｔ２におい
て変速を完了している。実線ＶＥＮＧは、駆動源１の出
力軸ＳＥの回転数を示している。破線ＶＥＮＧ＿Ｒは、
駆動源１の出力軸ＳＥの目標回転数を示している。 【００２４】時刻ｔ１において変速動作を開始した後、
制御装置は、第二クラッチＣ２の伝達トルクを増加さ
せ、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数を下げるように制御
し、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧが、変速機
出力軸から計算される第２速時の駆動源１の出力軸ＳＥ
の目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒとなるように調整する。この
間、実線ＳＯに示すように、変速機２の出力軸ＳＯの回
転数は、徐々に上昇している。 【００２５】次に、ステップｓ８０において、制御装置
は、変速クラッチが変速後位置にあるかどうかを判定す
る。ここで、変速後位置とは、第一変速クラッチＳＣ１
の第一スリーブ３１の位置が２速従動歯車のスプライン
Ｈ２との噛み合い位置まで達している場合である。変速
後位置に無い場合には、ステップｓ９０において、待機
し、変速後位置になると、ステップｓ１００において、
制御装置は、第一クラッチＣ１を締結し、第二クラッチ
Ｃ２を解放して、変速動作を終了する。 【００２６】図３に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間の
変速中は、実線Ａに示すように第一クラッチＣ１による
トルク伝達は行われず、代わって、破線Ｂで示すよう
に、第二クラッチＣ２によるトルク伝達が行われる。そ
の結果、変速機２の出力軸ＳＯのトルクは、図５に示す
ようになり、変速中におけるトルク減衰は、第二クラッ
チＣ２を用いたトルク伝達によって補われるため、変速
中のトルク変動を低減することができる。 【００２７】以上説明したように、変速中のトルク減少
は、第二クラッチＣ２と歯車ＤＡ，ＧＡを用いて補われ
る。従って、特開平１１−２６４４４９号公報に記載さ
れているもののように、新たな一軸を変速装置内に設置
する必要がないため、減速機構のバックラッシュ等に起
因するガタが増大することなく、制御性が向上する。し
たがって、変速性能の悪化を生じることもなくなる。ま
た、中空２軸構造のクラッチを用いることもないので、
構造が複雑になることもないものである。さらに、第二
クラッチの制御でトルク伝達を行うため、特開昭６１−
４５１６３号公報に記載されているものに対して、変速
時のトルクを完全に独立して制御することができ、変速
性能の悪化が生じることもないものである。また、変速
中は、第一クラッチＣ２は解放してあるため、変速クラ
ッチを変速前位置から変速後位置に移動して、変速後位
置となったとき、入力軸Ｓ１にはトルクが伝達されてい
ない。したがって、変速クラッチ３１，３２のシンクロ
機構によって確実に変速操作を実行でき、変速時の成功
率が低下することもないものである。 【００２８】なお、変速中の駆動源１の出力調整は、例
えば、スロットル操作や、点火時期の遅延操作等によっ
て調整してもよいものである。また、例えば、第１速か
ら第２速への変速の場合、変速途中で第二クラッチの伝
達トルクを増加させ駆動源１の出力軸ＳＥの回転数を下
げつつ、第二クラッチの伝達トルクが過度に大きくなり
過ぎないように調整している状態であり、かつ、第一変
速クラッチＳＣ１の第一スリーブ３１が第１速、および
第２速のどちらの歯車のスリーブとも噛み合っていない
中立状態である場合、第一クラッチを一旦締結させ、再
び解放するダブルクラッチ操作を行い、第一入力軸およ
びカウンター軸の回転数を低下させ、第一変速クラッチ
の第一スリーブ３１の２速従動歯車のスプラインＨ２へ
の噛み合いを動作を補助してもよいものである。 【００２９】以上のように、本実施形態によれば、変速
中の変速機出力軸のトルクダウンをを防止できる機構を
小形軽量に実現することができ、変速中のトルクダウン
を防止でき、変速中のトルク変動は、第二クラッチの伝
達トルクによって的確に制御でき、制御性の良い機構を
実現できる。 【００３０】また、変速中のトルクを制御することによ
り、変速中のトルク変動により乗員に感じられる変速シ
ョックを低減し高品位な変速を実現できる自動変速機を
構成できる。 【００３１】したがって、変速中の変速機出力軸のトル
クダウンを防止できるので、変速時のショックを低減で
き、乗り心地が向上する。また、変速中のトルク変動
を、第二クラッチの伝達トルクによって的確に制御・抑
制できるため、さらに制御性が向上する結果、車両の燃
費も改善できる。その上、小型軽量化を図れるので、車
両への搭載性が向上し、燃費が一層向上する。 【００３２】次に、図６を用いて、本発明の第２の実施
形態による自動変速機の構成および動作について説明す
る。図６は、本発明の第２の実施形態による自動変速機
の構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を
示している。 【００３３】変速機２Ａの大部分の構成は、図１に示し
た変速機２と同様である。本実施形態においては、変速
機２の出力軸ＳＯに、出力駆動歯車ＤＯを設けてある。
出力駆動歯車ＤＯは、変速機２の外部出力軸ＳＯ２に設
けられた出力従動歯車ＧＯと噛み合っている。外部出力
軸ＳＯ２は、入力軸Ｓ１と同軸に配置されている。従っ
て、駆動源１の出力トルクは、変速機２の外部出力軸Ｓ
Ｏ２から取り出すことができる。外部出力軸ＳＯ２は、
駆動源１の出力軸ＳＥと同一軸線上に配置されているた
め、後輪駆動車に採用するに好適な構成となっている。
一方、図１に示した構成は、前輪駆動車に採用するに好
適なものである。 【００３４】本実施形態においても、変速中の変速機出
力軸のトルクダウンをを防止できる機構を小形軽量に実
現することができ、変速中のトルクダウンを防止でき、
変速中のトルク変動は、第二クラッチの伝達トルクによ
って的確に制御でき、制御性の良い機構を実現できる。 【００３５】また、変速中のトルクを制御することによ
り、変速中のトルク変動により乗員に感じられる変速シ
ョックを低減し高品位な変速を実現できる自動変速機を
構成できる。 【００３６】したがって、変速中の変速機出力軸のトル
クダウンを防止できるので、変速時のショックを低減で
き、乗り心地が向上する。また、変速中のトルク変動
を、第二クラッチの伝達トルクによって的確に制御・抑
制できるため、さらに制御性が向上する結果、車両の燃
費も改善できる。その上、小型軽量化を図れるので、車
両への搭載性が向上する、燃費が一層向上する。 【００３７】 【発明の効果】本発明によれば、構造が簡単で、かつ、
変速途中の出力軸のトルクダウンを防止でき、制御性を
向上することができる。
速機に係り、特に、クラッチ操作，変速クラッチ操作を
機械的に行う自動変速機に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動変速機においては、変速途中の出力
軸トルクダウンを避けるため、クラッチを複数用いて、
主動力伝達経路とは別個にトルクを伝える副動力伝達経
路を設けるものが知られている。例えば、特開平１１−
２６４４４９号公報に記載されているように、副動力伝
達経路専用に新たにもう一軸設置し、この新たに設置し
た軸上に歯車を設置して変速時にトルクを伝達するもの
が知られている。また、例えば、特開昭６１−４５１６
３号公報に記載されているように、手動変速機の一番高
速側のギアを油圧クラッチを用いて締結解放を行い、変
速時にトルクを伝達するものが知られている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−２６４４４９号公報に記載されているものでは、
新たにもう一軸を変速装置内に設置する必要があるた
め、減速機構のバックラッシュ等に起因するガタが増大
し、制御性の悪化につながり、変速性能の悪化を生じる
という問題があった。また、クラッチは、中空２軸構造
をとっており、構造が複雑になるというい問題があっ
た。また、特開昭６１−４５１６３号公報に記載されて
いるものでは、変速機内の一番高速側のギヤにクラッチ
を取り付けるため、変速時のトルクを完全に独立して制
御する事ができず、制御性の悪化につながり、変速性能
の悪化を生じるという問題があった。 【０００４】本発明の目的は、構造が簡単で、かつ、変
速途中の出力軸のトルクダウンを防止でき、制御性の良
い自動変速機を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、駆動源の出力軸に連結される第一
クラッチと、この第一クラッチにより選択的に駆動源の
出力軸に連結される変速機の入力軸と、この入力軸と平
行に配置された変速機出力軸と、上記入力軸から上記変
速機出力軸に動力を伝達を可能とする歯車対と変速クラ
ッチ機構とを有する自動変速機において、上記変速機出
力軸上に設けられた第二クラッチと、上記駆動源出力軸
と上記第二クラッチの入力軸とを連結する歯車対とを備
えるようにしたものである。かかる構成により、構造が
簡単で、かつ、変速途中の出力軸のトルクダウンを防止
でき、制御性を向上し得るものとなる。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を用いて、本発
明の第１の実施形態による自動変速機の構成および動作
について説明する。最初に、図１を用いて、本実施形態
による自動変速機の構成について説明する。なお、以下
の説明では、４段変速機を一例として説明する。図１
は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の構成図
である。 【０００７】変速機２は、エンジン等の駆動源１に接続
されている。駆動源１の出力軸ＳＥには、第一クラッチ
Ｃ１が接続される。ここでは、第一クラッチＣ１を操作
するための機構等は図示していないが、外部からの操作
により、締結，解放動作ができるものである。すなわ
ち、第一クラッチＣ１を締結すれば、駆動源１の出力軸
ＳＥからのトルクは、変速機２の入力軸Ｓ１に伝えられ
る。 【０００８】変速機２は、従来の手動変速用の変速機と
同様の同期噛み合い式変速機として構成されている。本
実施形態においては、従来と同様の同期噛み合い式変速
機の変速機出力軸ＳＯ上に、第二クラッチＣ２が追加さ
れ、第二クラッチＣ２の入力軸と駆動源１の出力軸ＳＥ
が、駆動歯車ＤＡと従動歯車ＧＡによって噛合い結合さ
れている点に構成上の特徴を有している。なお、図示す
る例では、第１速から第４速までの変速段で用いられる
変速機構を示している。第一クラッチＣ１，第二クラッ
チＣ２ともに、油圧式の湿式多板クラッチを用いること
により、トルク伝達の制御を容易に行うことができる。
変速機２は、入力軸Ｓ１と、変速機出力軸ＳＯと、変速
段を構成するためそれぞれの軸に取り付けられた複数個
の歯車Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ
４と、各変速段に応じてトルクの伝達経路を選択する第
一変速クラッチＳＣ１および第二変速クラッチＳＣ２よ
り構成される。 【０００９】第一クラッチＣ１を締結すれば、駆動源１
の出力軸ＳＥからのトルクは、変速機２を介して、変速
機出力軸ＳＯに伝えられる。また、第二クラッチＣ２を
締結すれば、駆動源１の出力軸ＳＥからのトルクは、変
速機出力軸駆動歯車ＤＡと変速機出力軸従動歯車ＧＡを
介して、変速機出力軸ＳＯに伝達される。すなわち、駆
動源１のトルクは、第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ
２を選択的に締結することにより、２系統の伝達経路を
介して、変速機出力軸ＳＯに伝達される。 【００１０】各変速段に対応する歯車は、入力軸Ｓ１と
変速機出力軸ＳＯの間に、第１速用に１速駆動歯車Ｄ１
と１速従動歯車Ｇ１と、第２速用に２速駆動歯車Ｄ２と
２速従動歯車Ｇ２と、第３速用に３速駆動歯車Ｄ３と３
速従動歯車Ｇ３と、第４速用に４速駆動歯車Ｄ４と４速
従動歯車Ｇ４とが設置される。それぞれの従動歯車は、
変速機出力軸上で空転できる構造となっている。第一変
速クラッチＳＣ１および第二変速クラッチＳＣ２は、空
転状態にある従動歯車を変速機出力軸に固定する機構で
ある。各変速クラッチ内には、軸方向に自由に移動でき
るスリーブがあり、スリーブにはスプラインが切られ、
これが、変速機出力軸に固定されたハブと噛み合ってト
ルクを伝達できるようになっている。従動歯車にもスプ
ラインが切られており、スリーブが中立位置にある場合
にはスリーブは従動歯車のスプラインとは噛み合い状態
に無く、従動歯車は変速機出力軸に対して空転可能な状
態となっている。スリーブを軸方向に移動させると、従
動歯車のスプラインとスリーブのスプラインが噛み合い
状態となり、従動歯車は変速機出力軸に固定される。ま
た、従動歯車とスリーブの回転数が異なる場合には、両
者の回転数の同期操作を行う同期機構が変速クラッチに
は組み込まれている場合もある。また、スリーブを移動
させる機構は図示していない。 【００１１】変速を行う場合は、第一変速クラッチＳＣ
１のスリーブ３１または第二変速クラッチＳＣ２のスリ
ーブ３２を操作して、変速段に対応する従動歯車のスプ
ライン（Ｈ１〜Ｈ４）に噛み込ませて、選択された従動
歯車と変速機出力軸ＳＯを固定して、トルクの伝達経路
を形成する。ただし、ここでは変速機出力軸ＳＯ上の従
動歯車に変速クラッチを装備したが、第一変速クラッチ
ＳＣ１、および第二変速クラッチＳＣ２は一方、もしく
は両方が変速機出力軸ＳＣ上の駆動歯車側に配置される
構成であっても良いし、さらに多くの変速段数を装備す
るため、さらに多くの変速クラッチおよび変速段を構成
するための歯車を備えてもよいものである。 【００１２】次に、図２〜図５を用いて、本発明の第１
の実施形態による自動変速機の動作について説明する。
なお、ここでは、アップシフト変速時の動作を例にして
説明する。自動変速機は、図示しない自動変速機の制御
装置によって、図示しないセンサからの出力により、駆
動源や変速機の状態を取込み、図示しないアクチュエー
タを駆動することにより行われる。図２は、本発明の第
１の実施形態による自動変速機の動作を示すフローチャ
ートである。図３は、本発明の第１の実施形態による自
動変速機におけるトルク伝達状態の説明図である。図４
は、本発明の第１の実施形態による自動変速機における
変速時の駆動源１の出力軸ＳＥの回転数変化の説明図で
ある。図５は、本発明の第１の実施形態による自動変速
機における変速機出力軸トルク変動の説明図である。 【００１３】変速が開始されると、ステップｓ１０にお
いて、変速機の制御装置は、第二クラッチＣ２の締結を
開始するとともに、第一クラッチＣ１の解放を開始す
る。 【００１４】そして、ステップｓ２０において、変速機
の制御装置は、第二クラッチＣ２を滑らせながらトルク
を伝達する半クラッチ状態とし、第二クラッチの伝達ト
ルクを増加させる。 【００１５】ここで、図３を用いて、トルク伝達状態に
ついて説明する。図３において、横軸は時間を示し、縦
軸は出力軸ＳＯのトルクを示している。時刻ｔ１におい
て変速を開始し、時刻ｔ２において変速を完了してい
る。実線Ａは、第一クラッチＣ１から歯車Ｄ１，…，Ｄ
４，Ｈ１，…，Ｈ４のいずれかを介して出力軸ＳＯに伝
達されるトルクを示している。破線Ｂは、歯車ＤＡ，Ｇ
Ａを介して、第二クラッチＣ２から出力軸ＳＯに伝達さ
れるトルクを示している。 【００１６】時刻ｔ１において、変速動作が開始される
と、第一クラッチＣ１を解放することにより、実線Ａで
示すように、第一クラッチＣ１による伝達トルクが減少
する。それと同時に、第二クラッチＣ２を締結し始める
ことにより、破線Ｂで示すように、第二クラッチＣ２に
よる伝達トルクが増加し始める。 【００１７】次に、ステップｓ３０において、変速機の
制御装置は、第一クラッチＣ１が解放したか否かを判断
する。第一クラッチＣ１の解放タイミングは、第二クラ
ッチＣ２が伝達する変速機出力軸トルクが、第一クラッ
チＣ１が解放前に伝達していた変速機出力軸トルクに達
する点が望ましい。第一クラッチＣ１が解放されると、
ステップｓ４０に進む。 【００１８】ステップｓ４０において、制御装置は、変
速クラッチを変速前位置から変速後位置に移動する。す
なわち、第一クラッチＣ１の解放後、即座に第一変速ク
ラッチＳＣ１の第一スリーブ３１を、１速従動歯車のス
プラインＨ１側から２速従動歯車のスプラインＨ２と噛
み合う方向に移動させる。 【００１９】次に、ステップｓ５０において、制御装置
は、第二クラッチＣ２の伝達トルクを増加させ、駆動源
１の出力軸ＳＥの回転数を下げるように制御する。そし
て、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧを計測す
る。また、変速機２の出力軸ＳＯの回転数ＶＯＵＴを計
測する。そして、出力軸ＳＯの回転数ＶＯＵＴに基づい
て、変速機出力軸から計算される第２速時の駆動源１の
出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒを算出する。さら
に、走行状態より、回転数整合判断値ＶＳＹＮＣを設定
する。 【００２０】そして、ステップｓ６０において、制御装
置は、（（出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒ）−
（出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧ））の絶対値が、回転数
整合判断値ＶＳＹＮＣより小さいか否かを判断する。小
さくない場合には、ステップｓ７０に進み、小さくなる
と、ステップｓ８０に進む。 【００２１】（（出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮＧ＿
Ｒ）−（出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧ））の絶対値が、
回転数整合判断値ＶＳＹＮＣより小さくない場合には、
ステップｓ７０において、制御装置は、第二クラッチＣ
２の伝達トルクが過度に大きくなり過ぎないように調整
する。 【００２２】一方、（（出力軸ＳＥの目標回転数ＶＥＮ
Ｇ＿Ｒ）−（出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧ））の絶対値
が、回転数整合判断値ＶＳＹＮＣより小さくなった時点
では、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧが、変速
機出力軸から計算される第２速時の駆動源１の出力軸Ｓ
Ｅの目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒとなるように調整される。
なお、この状態で、第二クラッチＣ２は、依然として半
クラッチ状態である。 【００２３】ここで、図４を用いて、変速時における駆
動源１の出力軸ＳＥの回転数変化について説明する。図
４において、横軸は時間を示し、縦軸は回転数を示して
いる。時刻ｔ１において変速を開始し、時刻ｔ２におい
て変速を完了している。実線ＶＥＮＧは、駆動源１の出
力軸ＳＥの回転数を示している。破線ＶＥＮＧ＿Ｒは、
駆動源１の出力軸ＳＥの目標回転数を示している。 【００２４】時刻ｔ１において変速動作を開始した後、
制御装置は、第二クラッチＣ２の伝達トルクを増加さ
せ、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数を下げるように制御
し、駆動源１の出力軸ＳＥの回転数ＶＥＮＧが、変速機
出力軸から計算される第２速時の駆動源１の出力軸ＳＥ
の目標回転数ＶＥＮＧ＿Ｒとなるように調整する。この
間、実線ＳＯに示すように、変速機２の出力軸ＳＯの回
転数は、徐々に上昇している。 【００２５】次に、ステップｓ８０において、制御装置
は、変速クラッチが変速後位置にあるかどうかを判定す
る。ここで、変速後位置とは、第一変速クラッチＳＣ１
の第一スリーブ３１の位置が２速従動歯車のスプライン
Ｈ２との噛み合い位置まで達している場合である。変速
後位置に無い場合には、ステップｓ９０において、待機
し、変速後位置になると、ステップｓ１００において、
制御装置は、第一クラッチＣ１を締結し、第二クラッチ
Ｃ２を解放して、変速動作を終了する。 【００２６】図３に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２の間の
変速中は、実線Ａに示すように第一クラッチＣ１による
トルク伝達は行われず、代わって、破線Ｂで示すよう
に、第二クラッチＣ２によるトルク伝達が行われる。そ
の結果、変速機２の出力軸ＳＯのトルクは、図５に示す
ようになり、変速中におけるトルク減衰は、第二クラッ
チＣ２を用いたトルク伝達によって補われるため、変速
中のトルク変動を低減することができる。 【００２７】以上説明したように、変速中のトルク減少
は、第二クラッチＣ２と歯車ＤＡ，ＧＡを用いて補われ
る。従って、特開平１１−２６４４４９号公報に記載さ
れているもののように、新たな一軸を変速装置内に設置
する必要がないため、減速機構のバックラッシュ等に起
因するガタが増大することなく、制御性が向上する。し
たがって、変速性能の悪化を生じることもなくなる。ま
た、中空２軸構造のクラッチを用いることもないので、
構造が複雑になることもないものである。さらに、第二
クラッチの制御でトルク伝達を行うため、特開昭６１−
４５１６３号公報に記載されているものに対して、変速
時のトルクを完全に独立して制御することができ、変速
性能の悪化が生じることもないものである。また、変速
中は、第一クラッチＣ２は解放してあるため、変速クラ
ッチを変速前位置から変速後位置に移動して、変速後位
置となったとき、入力軸Ｓ１にはトルクが伝達されてい
ない。したがって、変速クラッチ３１，３２のシンクロ
機構によって確実に変速操作を実行でき、変速時の成功
率が低下することもないものである。 【００２８】なお、変速中の駆動源１の出力調整は、例
えば、スロットル操作や、点火時期の遅延操作等によっ
て調整してもよいものである。また、例えば、第１速か
ら第２速への変速の場合、変速途中で第二クラッチの伝
達トルクを増加させ駆動源１の出力軸ＳＥの回転数を下
げつつ、第二クラッチの伝達トルクが過度に大きくなり
過ぎないように調整している状態であり、かつ、第一変
速クラッチＳＣ１の第一スリーブ３１が第１速、および
第２速のどちらの歯車のスリーブとも噛み合っていない
中立状態である場合、第一クラッチを一旦締結させ、再
び解放するダブルクラッチ操作を行い、第一入力軸およ
びカウンター軸の回転数を低下させ、第一変速クラッチ
の第一スリーブ３１の２速従動歯車のスプラインＨ２へ
の噛み合いを動作を補助してもよいものである。 【００２９】以上のように、本実施形態によれば、変速
中の変速機出力軸のトルクダウンをを防止できる機構を
小形軽量に実現することができ、変速中のトルクダウン
を防止でき、変速中のトルク変動は、第二クラッチの伝
達トルクによって的確に制御でき、制御性の良い機構を
実現できる。 【００３０】また、変速中のトルクを制御することによ
り、変速中のトルク変動により乗員に感じられる変速シ
ョックを低減し高品位な変速を実現できる自動変速機を
構成できる。 【００３１】したがって、変速中の変速機出力軸のトル
クダウンを防止できるので、変速時のショックを低減で
き、乗り心地が向上する。また、変速中のトルク変動
を、第二クラッチの伝達トルクによって的確に制御・抑
制できるため、さらに制御性が向上する結果、車両の燃
費も改善できる。その上、小型軽量化を図れるので、車
両への搭載性が向上し、燃費が一層向上する。 【００３２】次に、図６を用いて、本発明の第２の実施
形態による自動変速機の構成および動作について説明す
る。図６は、本発明の第２の実施形態による自動変速機
の構成図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を
示している。 【００３３】変速機２Ａの大部分の構成は、図１に示し
た変速機２と同様である。本実施形態においては、変速
機２の出力軸ＳＯに、出力駆動歯車ＤＯを設けてある。
出力駆動歯車ＤＯは、変速機２の外部出力軸ＳＯ２に設
けられた出力従動歯車ＧＯと噛み合っている。外部出力
軸ＳＯ２は、入力軸Ｓ１と同軸に配置されている。従っ
て、駆動源１の出力トルクは、変速機２の外部出力軸Ｓ
Ｏ２から取り出すことができる。外部出力軸ＳＯ２は、
駆動源１の出力軸ＳＥと同一軸線上に配置されているた
め、後輪駆動車に採用するに好適な構成となっている。
一方、図１に示した構成は、前輪駆動車に採用するに好
適なものである。 【００３４】本実施形態においても、変速中の変速機出
力軸のトルクダウンをを防止できる機構を小形軽量に実
現することができ、変速中のトルクダウンを防止でき、
変速中のトルク変動は、第二クラッチの伝達トルクによ
って的確に制御でき、制御性の良い機構を実現できる。 【００３５】また、変速中のトルクを制御することによ
り、変速中のトルク変動により乗員に感じられる変速シ
ョックを低減し高品位な変速を実現できる自動変速機を
構成できる。 【００３６】したがって、変速中の変速機出力軸のトル
クダウンを防止できるので、変速時のショックを低減で
き、乗り心地が向上する。また、変速中のトルク変動
を、第二クラッチの伝達トルクによって的確に制御・抑
制できるため、さらに制御性が向上する結果、車両の燃
費も改善できる。その上、小型軽量化を図れるので、車
両への搭載性が向上する、燃費が一層向上する。 【００３７】 【発明の効果】本発明によれば、構造が簡単で、かつ、
変速途中の出力軸のトルクダウンを防止でき、制御性を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による自動変速機の構
成図である。 【図２】本発明の第１の実施形態による自動変速機の動
作を示すフローチャートである。 【図３】本発明の第１の実施形態による自動変速機にお
けるトルク伝達状態の説明図である。 【図４】本発明の第１の実施形態による自動変速機にお
ける変速時の駆動源１の出力軸ＳＥの回転数変化の説明
図である。 【図５】本発明の第１の実施形態による自動変速機にお
ける変速機出力軸トルク変動の説明図である。 【図６】本発明の第２の実施形態による自動変速機の構
成図である。 【符号の説明】 １…駆動源 ２…変速機 ３１…第一変速クラッチのスリーブ ３２…第二変速クラッチのスリーブ Ｃ１…第一クラッチ Ｃ２…第二クラッチ Ｄ１…１速駆動歯車 Ｄ２…２速駆動歯車 Ｄ３…３速駆動歯車 Ｄ４…４速駆動歯車 ＤＡ…変速機出力軸駆動歯車 Ｇ１…１速従動歯車 Ｇ２…２速従動歯車 Ｇ３…３速従動歯車 Ｇ４…４速従動歯車 ＧＡ…変速機出力軸従動歯車 Ｈ１…１速従動歯車のスプライン Ｈ２…２速従動歯車のスプライン Ｈ３…３速従動歯車のスプライン Ｈ４…４速用のスプライン Ｓ１…入力軸 ＳＥ…出力軸 ＳＯ…変速機出力軸 ＳＣ１…第一変速クラッチ ＳＣ２…第二変速クラッチ
成図である。 【図２】本発明の第１の実施形態による自動変速機の動
作を示すフローチャートである。 【図３】本発明の第１の実施形態による自動変速機にお
けるトルク伝達状態の説明図である。 【図４】本発明の第１の実施形態による自動変速機にお
ける変速時の駆動源１の出力軸ＳＥの回転数変化の説明
図である。 【図５】本発明の第１の実施形態による自動変速機にお
ける変速機出力軸トルク変動の説明図である。 【図６】本発明の第２の実施形態による自動変速機の構
成図である。 【符号の説明】 １…駆動源 ２…変速機 ３１…第一変速クラッチのスリーブ ３２…第二変速クラッチのスリーブ Ｃ１…第一クラッチ Ｃ２…第二クラッチ Ｄ１…１速駆動歯車 Ｄ２…２速駆動歯車 Ｄ３…３速駆動歯車 Ｄ４…４速駆動歯車 ＤＡ…変速機出力軸駆動歯車 Ｇ１…１速従動歯車 Ｇ２…２速従動歯車 Ｇ３…３速従動歯車 Ｇ４…４速従動歯車 ＧＡ…変速機出力軸従動歯車 Ｈ１…１速従動歯車のスプライン Ｈ２…２速従動歯車のスプライン Ｈ３…３速従動歯車のスプライン Ｈ４…４速用のスプライン Ｓ１…入力軸 ＳＥ…出力軸 ＳＯ…変速機出力軸 ＳＣ１…第一変速クラッチ ＳＣ２…第二変速クラッチ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山崎 勝
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日
立製作所機械研究所内
Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA04 AB01 AC01 AC23
AC37 AD53
3J028 EA30 EB06 EB37 EB62 FA06
FB05 FC32 FC63 FC68 GA02
HA14
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】駆動源の出力軸に連結される第一クラッチ
と、この第一クラッチにより選択的に駆動源の出力軸に
連結される変速機の入力軸と、この入力軸と平行に配置
された変速機出力軸と、上記入力軸から上記変速機出力
軸に動力を伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構
とを有する自動変速機において、 上記変速機出力軸上に設けられた第二クラッチと、 上記駆動源出力軸と上記第二クラッチの入力軸とを連結
する歯車対とを備えたことを特徴とする自動変速機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196493A JP2003014061A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 自動変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196493A JP2003014061A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 自動変速機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014061A true JP2003014061A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19034295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001196493A Pending JP2003014061A (ja) | 2001-06-28 | 2001-06-28 | 自動変速機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003014061A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2475596A (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | Gm Global Tech Operations Inc | Two-shaft shift gearbox of a motor vehicle |
| KR101382284B1 (ko) * | 2012-05-15 | 2014-04-08 | 현대자동차(주) | 차량의 자동화 수동변속기 |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196493A patent/JP2003014061A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2475596A (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | Gm Global Tech Operations Inc | Two-shaft shift gearbox of a motor vehicle |
| KR101382284B1 (ko) * | 2012-05-15 | 2014-04-08 | 현대자동차(주) | 차량의 자동화 수동변속기 |
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