JP2000055184A - 自動車の動力伝達装置及び動力伝達方法 - Google Patents

自動車の動力伝達装置及び動力伝達方法

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JP2000055184A
JP2000055184A JP10224042A JP22404298A JP2000055184A JP 2000055184 A JP2000055184 A JP 2000055184A JP 10224042 A JP10224042 A JP 10224042A JP 22404298 A JP22404298 A JP 22404298A JP 2000055184 A JP2000055184 A JP 2000055184A
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clutch
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engine
automobile
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Mitsuo Kayano
光男 萱野
Toshimichi Minowa
利通 箕輪
Hiroshi Onishi
浩史 大西
Satoshi Kuragaki
倉垣  智
Tatsuya Ochi
辰哉 越智
Hiroshi Sakamoto
博史 坂本
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】自動変速機を駆動するアクチュエータの駆動源
が故障した場合でも自動車を走らせることができる動力
伝達装置及び動力伝達方法を提供する。 【解決手段】自動変速機の歯車の組合せを切換えるアク
チュエータの駆動源が故障した場合、エンジンのトルク
を自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを半クラッチ状
態にする第1の機構と、トルクを自動変速機の出力軸に
伝える高いギヤ比の歯車を締結または開放するドッグク
ラッチを締結する第2の機構とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンと自動変
速機とから成る自動車の動力伝達装置及び動力伝達方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】歯車式変速機の歯車の組合せの切換えを
アクチュエータにより自動化した自動変速機において、
この故障に対して少なくとも1速段用シフトロッドのア
クチュエータに油圧源が直接的に接続され、1速段への
シフトができるようにした自動変速機の公知例として特
開昭60−256653 号公報に記載されたものがある。
【0003】この公報には、任意の歯車噛み合い位置に
シフトさせる複数個の油圧アクチュエータと油圧源との
間に電気的にシフト位置を制御する複数個の電磁切換弁
を配置し、油圧源と油圧アクチュエータとの間にセレク
タレバーと連動する油圧切換弁を設けた自動変速機にお
いて、前記油圧切換弁はLレンジで油圧源を前記電磁切
換弁から遮断する機構を持つので電磁切換弁が故障した
場合にシフトロッドを1速段へシフトでき、修理工場ま
で自動車を運転できるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述の公知例では、ア
クチュエータの駆動源である油圧源が故障した場合、セ
レクタレバーを動かしてもシフトロッドは動かず中立の
ままで自動車は動かない。
【0005】また、エンジン等からの入力トルクを変速
機の入力軸へ伝えるクラッチを駆動する駆動源が故障し
た場合も、入力トルクをうまく伝えないとエンジンがス
トールしたり、吹き上がったりして自動車は動かない。
【0006】本発明は、歯車式変速機をアクチュエータ
により自動化した自動変速機を搭載した自動車におい
て、自動変速機を駆動するアクチュエータの駆動源が故
障した場合でも自動車を走らせることのできる動力伝達
装置及び動力伝達方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンと自動変速機とを有する自動車
の動力伝達装置において、前記自動変速機の歯車の組合
せを切換えるアクチュエータの駆動源が故障した場合、
前記エンジンのトルクを前記自動変速機の入力軸に伝え
るクラッチを半クラッチ状態にする第1の機構と、前記
トルクを前記自動変速機の出力軸に伝える高いギヤ比の
歯車を締結または開放するドッグクラッチを締結する第
2の機構とを備える構成とした。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づき詳細に説明する。
【0009】図1は本発明の第1の実施例を示すもの
で、歯車式変速機の歯車の組合せの切換えをアクチュエ
ータにより自動化した自動変速機を搭載した自動車の動
力伝達装置の全体構成図である。
【0010】エンジン1にはエンジントルクを調整する
電子制御スロットル17,エンジン回転数を計測するエ
ンジン回転数センサ42が設けられている。エンジント
ルクはフライホイール2,発進クラッチ3を介して歯車
変速機の入力軸4に伝達され、歯車5,6,7,8,1
0,11,12,13のいずれかの歯車を介して出力軸
9へ伝達され、最終的にタイヤに伝達され、自動車を走
行させる。
【0011】エンジントルクを歯車変速機の入力軸4へ
伝える発進クラッチ3はアクチュエータ30で締結また
は開放を行い、エンジントルクの伝達率を制御する。ア
クチュエータ31,32は、出力軸9に対して回転可能
な歯車10,11,12,13のいずれかをドッグクラ
ッチのスリーブ16を動かし、クラッチハブ44とスプ
ライン14を締結させ行う。ドッグクラッチで締結する
歯車は必ず1つで、それ以外の歯車は開放する。
【0012】これらアクチュエータ30,31,32を
駆動するのは油圧である。油はタンク29からポンプ2
8によって圧力を上げ、電磁バルブ22,23,24,
25,26,27を介しアクチュエータ30,31,3
2へ流れる。アクチュエータ30,31,32内の油の
圧力を下げる場合は、電磁バルブ22,23,24,2
5,26,27でドレイン側につなぐことにより行え
る。
【0013】この電磁バルブ22,23,24,25,
26,27を制御するのはコントロールユニット21で
ある。コントロールユニット21には自動車のアクセル
ペダルの踏み込み位置を検出するアクセルペダルセンサ
18,シフトレバーのシフト位置を検出するインヒビタ
スイッチ19,エンジン回転数センサ42,出力軸の回
転数を検出する出力軸回転数センサ20等のセンサの信
号が入力される。これらの信号から運転状態を把握し、
変速によって歯車の組合せを切換え、ギヤ位置を適切な
状態に制御する。さらに、発進クラッチ3の状態を制御
し、変速中はエンジン1が吹き上がらないよう電子制御
スロットル17を制御する。
【0014】このような動力伝達装置において、ポンプ
28が故障し、油圧が上がらなくなった場合、アクチュ
エータ30,31,32が動かず、自動車は走行不能に
なってしまう。そこでポンプ28が故障し、油圧が低い
場合は発進クラッチ3が半クラッチ状態で、ギヤ位置が
1番変速比の高い歯車(ここでは1速ドライブギヤ5と
1速ドリブンギヤ10の組合せ)の状態になるようなメ
カ機構である戻しバネ33,34,35を設ける。ここ
では戻しバネのメカ機構を用いているが、油圧のバラン
ス力を用いたような機構でも良い。また、アクチュエー
タの駆動源を電気にしてモータでスリーブ16を動かし
ても良い。こうすることによりポンプ28が故障しても
エンジン1はストールしたり吹き上がったりせずに、自
動車は走行できる。
【0015】図2は本発明の第2の実施例を示し、図1
と同様、自動車の動力伝達装置の全体構成図である。
【0016】自動変速機は、歯車式変速機をアクチュエ
ータにより自動化した自動変速機の入力軸に、5速のギ
ヤを湿式多板クラッチを介して出力軸とつなげた機構を
もっている。基本構造は図1と同じであるが、入力軸4
に1番ギヤ比の低い歯車(ここでは5速ギヤ)36を湿
式多板クラッチ38を介して接続した機構を持つ。
【0017】変速中及び5速走行時以外は湿式多板クラ
ッチ38は開放状態である。変速中は湿式多板クラッチ
38を締結または半クラッチ状態にし、伝達トルクを制
御することにより変速中の脱力感や吹き上がりを防止す
る。この湿式多板クラッチ38はアクチュエータ39に
より駆動される。このアクチュエータ39の油圧を制御
する切換電磁弁40,41をコントロールユニット21
で制御する。
【0018】このような動力伝達装置において、ポンプ
28が故障し油圧が上がらなくなった場合、アクチュエ
ータが動かず、自動車は走行不能になってしまう。そこ
でポンプ28が故障し、油圧が低い場合は、発進クラッ
チ3が半クラッチ状態,ギヤ位置が1番ギヤ比の高い歯
車(ここでは1速ドライブギヤ5と1速ドリブンギヤ1
0の組合せ)、湿式多板クラッチ38は開放の状態にな
るようなメカ機構である戻しバネ33,34,35,4
3を設ける。ここでは戻しバネのメカ機構を用いている
が、油圧のバランス力を用いた機構でも良い。また、ア
クチュエータの駆動源を電気にしてモータでスリーブ1
6を動かしても良い。こうすることによりポンプが故障
してもエンジン1はストールしたり、吹き上がらずに自
動車は走行できる。
【0019】図3は本発明の第3の実施例を示し、図1
と同様、動力伝達装置の全体構成図である。
【0020】自動変速機の入力軸4に中間のギヤ比の歯
車(ここでは3速ドライブギヤ6)を湿式多板クラッチ
38を介して接続した機構を持つ。変速中及び3速走行
時以外は湿式多板クラッチ38は開放状態である。変速
中は湿式多板クラッチ38を締結または半クラッチ状態
にし、伝達トルクを制御することにより変速中の脱力感
や吹き上がりを防止する。
【0021】この湿式多板クラッチを動かすのはアクチ
ュエータ39であり、このアクチュエータ39の油圧を
制御する電磁バルブ40,41をコントロールユニット
21で制御する。このような動力伝達装置において、ポ
ンプ28が故障し油圧が上がらなくなった場合、アクチ
ュエータ39が動かず、自動車は走行不能になってしま
う。そこでポンプ28が故障し、油圧が低い場合は発進
クラッチ3が半クラッチ状態,ギヤ位置が1番ギヤ比の
高い歯車(ここでは1速ドライブギヤ5と1速ドリブン
ギヤ10の組合せ)、湿式多板クラッチ38は開放の状
態になるようなメカ機構である戻しバネ33,34,3
5,43を設ける。ここでは戻しバネのメカ機構を用い
ているが、油圧のバランス力を用いた機構でも良い。ま
た、アクチュエータの駆動源を電気にしてモータでスリ
ーブ16を動かしても良い。こうすることによりポンプ
28が故障してもエンジン1はストールしたり、吹き上
がらずに自動車は走行できる。
【0022】図4に本発明の第4の実施例を示し、図1
と同様、動力伝達装置の全体構成図を示す。
【0023】図4に示す自動車はハイブリッド自動車で
あり、この変速機の部分はギヤを2つに簡素化した構造
となっている。変速機の動きは図1と同じである。モー
タジェネレータ53はクラッチ50をアクチュエータ5
2で締結/開放し減速時など入力軸4のエネルギーをバ
ッテリー55に回収する。このアクチュエータ52は電
磁バルブ56,57をコントロールユニット21で制御
することによって駆動する。バッテリー55に蓄えられ
た電気でアシストモータ54は発進時や変速時の出力軸
トルクを制御する。
【0024】このような動力伝達装置において、ポンプ
28が故障し油圧が上がらなくなった場合、アクチュエ
ータ52が動かず、自動車は走行不能になってしまう。
そこでポンプ28が故障し、油圧が低い場合は発進クラ
ッチ3が締結状態、ギヤ位置が中立、クラッチ50は締
結の状態になるようなメカ機構である戻しバネ33,3
4,35,51を設ける。ここでは戻しバネのメカ機構
を用いているが、油圧のバランス力を用いた機構でも良
い。また、アクチュエータ52の駆動源を電気にしてモ
ータでスリーブ16を動かしても良い。こうすることに
よりポンプ28が故障してもエンジン1は電気を蓄える
ためだけに動き、アシストモータ54のみで自動車は走
行できる。
【0025】あるいは、図1から図3に示した実施例と
同様に、発進クラッチ3が半クラッチ状態,ギヤ位置が
1番ギヤ比の高い歯車(ここでは1速ドライブギヤ5と
1速ドリブンギヤ10の組合せ)、クラッチ50は開放
または締結の状態になるようなメカ機構である戻しバネ
33,34,35,50を設けても走行可能である。図
5に本発明の第5の実施例を示し、動力伝達装置の全体
構成図を示す。変速機の部分は図4と同じである。モー
タ58のモータトルクは直接入力軸4へ入力される。こ
のような動力伝達装置において、ポンプ28が故障し油
圧が上がらなくなった場合、アクチュエータ31が動か
ず、自動車は走行不能になってしまう。そこでポンプ2
8が故障し、油圧が低い場合はギヤ位置が1番ギヤ比の
高い歯車(ここでは1速ドライブギヤ5と1速ドリブン
ギヤ10の組合せ)の状態になるようなメカ機構である
戻しバネ34を設ける。ここでは戻しバネのメカ機構を
用いているが、油圧のバランス力を用いた機構でも良
い。また、アクチュエータ31の駆動源を電気にしてモ
ータでスリーブ16を動かしても良い。こうすることに
よりポンプ28が故障してもモータトルクは確実に出力
軸9に伝わり自動車は走行できる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、歯
車式変速機をアクチュエータにより自動化した自動変速
機を搭載した自動車において、自動変速機を駆動するア
クチュエータの駆動源が故障した場合でも自動車を走ら
せることのできる動力伝達装置及び動力伝達方法を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の動力伝達装置の全体構
成図。
【図2】本発明の第2の実施例の動力伝達装置の全体構
成図。
【図3】本発明の第3の実施例の動力伝達装置の全体構
成図。
【図4】本発明の第4の実施例の動力伝達装置の全体構
成図。
【図5】本発明の第5の実施例の動力伝達装置の全体構
成図。
【符号の説明】
1…エンジン、3…発進クラッチ、4…入力軸、5…1
速ドライブギヤ、7…2速ドライブギヤ、9…出力軸、
10…1速ドリブンギヤ、17…電子制御スロットル、
18…アクセルペダルセンサ、19…インヒビタスイッ
チ、20…出力軸回転数センサ、21…コントロールユ
ニット、22,23,24,25,26,27…電磁バ
ルブ、28…ポンプ、30,31,32…アクチュエー
タ、33,34,35…戻しバネ、38…湿式多板クラ
ッチ、42…エンジン回転数センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 浩史 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 倉垣 智 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 越智 辰哉 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 坂本 博史 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 3J052 AA07 AA20 CA13 CB01 DA02 DA06 EA03 HA01 KA15 LA01 3J067 AB11 AC05 BA53 BA58 BB02 DB02 EA04 FB73 GA01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジンと自動変速機とを有する自動車の
    動力伝達装置において、 前記自動変速機の歯車の組合せを切換えるアクチュエー
    タの駆動源が故障した場合、前記エンジンのトルクを前
    記自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを半クラッチ状
    態にする第1の機構と、 前記トルクを前記自動変速機の出力軸に伝える高いギヤ
    比の歯車を締結または開放するドッグクラッチを締結す
    る第2の機構とを備えることを特徴とする自動車の動力
    伝達装置。
  2. 【請求項2】エンジンとモータジェネレータと自動変速
    機とを有する自動車の動力伝達装置において、 前記自動変速機の歯車の組合せを切換えるアクチュエー
    タの駆動源が故障した場合、前記エンジンのトルクを前
    記自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを締結する第1
    の機構と、 前記トルクを前記自動変速機の出力軸に伝える歯車を締
    結または開放するドッグクラッチを開放する第2の機構
    と、 前記自動変速機の入力軸と前記モータジェネレータを締
    結または開放するクラッチを締結する第3の機構とを備
    えることを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  3. 【請求項3】エンジンとモータジェネレータと自動変速
    機とを有する自動車の動力伝達装置において、 前記自動変速機の歯車の組合せを切換えるアクチュエー
    タの駆動源が故障した場合、前記エンジンのトルクを前
    記自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを半クラッチ状
    態にする第1の機構と、 前記エンジンのトルクを前記自動変速機の出力軸に伝え
    る高いギヤ比の歯車を締結または開放するドッグクラッ
    チを締結する第2の機構と、 前記自動変速機の入力軸と前記モータジェネレータを締
    結または開放するクラッチを締結または開放する第3の
    機構とを備えることを特徴とする自動車の動力伝達装
    置。
  4. 【請求項4】エンジンと自動変速機とを有する自動車の
    動力伝達方法において、 前記自動変速機の歯車の組合せを切換えるアクチュエー
    タの駆動源が故障した場合、前記エンジンのトルクを前
    記自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを半クラッチ状
    態にし、 前記トルクを前記自動変速機の出力軸に伝える高いギヤ
    比の歯車を締結または開放するドッグクラッチを締結す
    ることを特徴とする自動車の動力伝達方法。
  5. 【請求項5】エンジンとモータジェネレータと自動変速
    機とを有する自動車の動力伝達方法において、 前記自動変速機の歯車の組合せを切換えるアクチュエー
    タの駆動源が故障した場合、前記エンジンのトルクを前
    記自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを締結し、 前記トルクを前記自動変速機の出力軸に伝える歯車を締
    結または開放するドッグクラッチを開放し、 前記自動変速機の入力軸と前記モータジェネレータを締
    結または開放するクラッチを締結することを特徴とする
    自動車の動力伝達方法。
  6. 【請求項6】エンジンとモータジェネレータと自動変速
    機とを有する自動車の動力伝達方法において、 前記自動変速機の歯車の組合せを切換えるアクチュエー
    タの駆動源が故障した場合、前記エンジンのトルクを前
    記自動変速機の入力軸に伝えるクラッチを半クラッチ状
    態にし、 前記エンジンのトルクを前記自動変速機の出力軸に伝え
    る高いギヤ比の歯車を締結または開放するドッグクラッ
    チを締結し、 前記自動変速機の入力軸と前記モータジェネレータを締
    結または開放するクラッチを締結または開放することを
    特徴とする自動車の動力伝達方法。
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