JP2002166753A

JP2002166753A - 車両用動力伝達装置

Info

Publication number: JP2002166753A
Application number: JP2001255041A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kobayashi; 利雄小林
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2002-06-11
Anticipated expiration: 2021-08-24
Also published as: JP3462200B2

Abstract

(57)【要約】【課題】バイパスクラッチを有する自動変速機にお
ける変速動作を迅速に行い得るようにする。【解決手段】この車両用動力伝達装置は入力軸３と出
力軸４とを有し、入力軸３に設けられた複数の駆動歯車
１１〜１５に噛み合う被駆動歯車２１〜２５が出力軸４
に設けられ、これらの歯車は変速ギヤ列を構成してい
る。入力軸３にはバイパスクラッチ１８が設けられ、駆
動側のバイパス歯車１７と被駆動側のバイパス歯車２７
を介して変速時に必要に応じて動力を伝達することがで
きる。クランク軸７と入力軸３との間に設けられたトル
クコンバータ６にはロックアップクラッチ５１が設けら
れ、タービン軸４６と入力軸３との間には入力クラッチ
５３が設けられている。トルクコンバータ６のポンプ側
アウターシェル４２の外側には、エンジン制御と連動し
て変速時にエンジン回転数を低下させるためのブレーキ
機構６１が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はマニュアル変速機の
構成をベースとした自動変速機を有する車両用動力伝達
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】運転者の手動操作により変速操作を行う
マニュアル式変速機（ＭＴ）は、エンジンに連結され複
数の駆動歯車が装着される入力軸と、駆動歯車と対とな
った複数の被駆動歯車が装着され駆動輪に連結される出
力軸とを有しており、入力軸と出力軸との間には複数の
変速ギヤ列が設けられている。このＭＴにあっては、変
速時にクラッチを切断後、複数の変速ギヤ列の中から、
動力伝達を行う歯車対の切り換えをシンクロメッシュ機
構などの切り換え機構を手動により切り換え、クラッチ
を接続することで変速動作つまりシフトチェンジが行わ
れる。

【０００３】このシフトチェンジとクラッチ操作を油圧
アクチュエータによって行うようにすると、マニュアル
式変速機の構成をベースとした自動変速機とすることが
できる。このタイプの自動変速機は、自動変速機構にプ
ラネタリ−ギヤなどを有する通常のトルクコンバータ式
自動変速機（ＡＴ）に比して部品点数を少なくして軽量
化を図り易く、しかも駆動系の伝達効率が高いという利
点を有している。

【０００４】複数の変速ギヤ列を有するこのタイプの自
動変速機（Automated Manual Transmission。以下AMT
と略す）としては、クランク軸と入力軸との間にこれら
を接続状態と切断状態に切り換えるメインクラッチと、
変速動作時に入力軸から出力軸にトルクを伝達すること
によりトルク切れを防止するための油圧多板クラッチ式
のバイパスクラッチとを有するものが開示されている
（たとえば、特開2000−55184号公報）。

【０００５】複数の変速ギヤ列を有するMTベースの自動
変速機つまりAMTにあっては、乾式クラッチタイプのメ
インクラッチの接続状態を必要に応じて係合状態を変
え、バイパスクラッチを油圧によって変速時に係合する
ことにより、変速時における出力トルクの急激な落ち込
みを抑制し、シフトショックを緩和することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】バイパスクラッチを有
するＡＭＴは、変速時にバイパスクラッチを係合させる
ことから、出力トルクの急激な落ち込みを抑制すること
ができるという利点を有しているが、さらに、変速時に
バイパスクラッチを介して動力切換を行う時間を極力短
くすることが好ましい。特に、エンジンが高速回転中に
アップシフト動作が行われる時には、切り換え機構によ
って動力伝達を行うギヤ列の切り換えを円滑に行うた
め、駆動歯車と被駆動歯車とを同期させて、入力軸つま
りエンジン側の回転をできるだけ速く、しかも精度良く
低下させる必要がある。このような場合には、変速動作
を迅速に行うため、入力軸の回転を迅速に目標の同期回
転速度まで精度良く低下させる必要があり、バイパスク
ラッチと電子制御式スロットルによるエンジン制御で
は、エンジン回転を短時間で引き下げるには限界が生じ
る問題がある。

【０００７】一方、特開平4-203669号公報に示されるよ
うにアップシフト変速時にエンジンの過回転を抑制して
同期操作をするために入力軸にブレーキを設け、ダウン
シフト時には同期クラッチを操作するようにした技術が
開示されている。

【０００８】しかしながら、アップシフト時にはエンジ
ンの回転を入力軸に伝達するためのクラッチ締結を変速
時に解放した状態で、選択した変速段のエンジン回転に
なるようにブレーキを作動させ、また、ダウンシフト時
には同期クラッチを作動させて同期するようにしてい
る。したがって、エンジンが高回転で回転している時の
アップシフト変速時には、エンジン回転を短時間で低下
させながら変速時のトルクの落ち込みを抑制することが
できず、不都合が生じる。つまり、第１速から第２速、
第２速から第３速などの駆動力変化の大きな変速時に
は、エンジンとトランスミッション間のクラッチ締結を
解放するので、トルクの伝達が切れて変速ショックが生
じ、円滑な変速を行うことができないという不都合が生
じる。

【０００９】本発明の目的は、バイパスクラッチを有す
る自動変速機における変速動作を迅速に行い得るように
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の車両動力伝達装
置は、複数の駆動歯車が設けられた入力軸から、前記駆
動歯車に噛み合う複数の被駆動歯車が設けられた出力軸
に対して変速時に動力を伝達するバイパスクラッチを
備、変速時に該バイパスクラッチの接断制御と電子制御
スロットルによるエンジン制御とを行うことで円滑な変
速を可能とする車両用動力伝達装置であって、エンジン
のクランク軸と前記入力軸との間に配置されるトルクコ
ンバータと、前記トルクコンバータ内に組み込まれ、前
記トルクコンバータのタービン軸と前記クランク軸とを
直結するロックアップクラッチと、前記トルクコンバー
タの出力要素と前記入力軸との間に設けられ、前記クラ
ンク軸から前記入力軸に対し、必要に応じて選択的に動
力の伝達と遮断とを行う入力クラッチと、前記クランク
軸系に連結され、電子制御スロットルによるエンジン制
御と連動して変速時に前記クランク軸の回転を運転状態
に応じて低下させるブレーキ機構とを有することを特徴
とする。

【００１１】本発明の車両用動力伝達装置は、複数の駆
動歯車が設けられた入力軸から、前記駆動歯車に噛み合
う複数の被駆動歯車が設けられた出力軸に対して変速時
に動力を伝達するバイパスクラッチを備え、変速時に該
バイパスクラッチの接断制御と電子制御スロットルによ
るエンジン制御とを行うことで円滑な変速を可能とする
車両用動力伝達装置であって、エンジンのクランク軸と
前記入力軸との間に配置されるトルクコンバータと、前
記トルクコンバータ内に組み込まれ、前記クランク軸と
前記入力軸とを直結するロックアップクラッチと、前記
トルクコンバータの出力要素と前記ロックアップクラッ
チとの間に設けられ、前記出力要素から前記入力軸に対
し、必要に応じて選択的に動力の伝達と遮断とを行う入
力クラッチと、前記クランク軸系に連結され、電子制御
スロットルによるエンジン制御と連動して変速時に前記
クランク軸の回転を運転状態に応じて低下させるブレー
キ機構とを有することを特徴とする。

【００１２】本発明の車両用動力伝達装置は、前記ブレ
ーキ機構を前記トルクコンバータの入力要素のインペラ
シェル構成部材に設けたことを特徴とする。

【００１３】本発明の車両用動力伝達装置は、前記ブレ
ーキ機構を前記トルクコンバータのステータ内側のイン
ペラシェル構成部材とステータの反力トルクを支持する
固定部材との間に設けたことを特徴とする。

【００１４】本発明の車両用動力伝達装置は、複数の駆
動歯車が設けられた入力軸から、前記駆動歯車に噛み合
う複数の被駆動歯車が設けられた出力軸に対して変速時
に動力を伝達するバイパスクラッチを備え、変速時に該
バイパスクラッチの接断制御と電子制御スロットルによ
るエンジン制御とを行うことで円滑な変速を可能とする
車両用動力伝達装置であって、エンジンのクランク軸と
前記入力軸との間に配置されるトルクコンバータと、前
記トルクコンバータ内に組み込まれ、前記タービン軸と
前記クランク軸とを直結するロックアップクラッチと、
前記トルクコンバータの出力要素と前記入力軸との間に
設けられ、前記クランク軸から前記入力軸に対し、必要
に応じて選択的に動力の伝達と遮断とを行う入力クラッ
チと、前記入力クラッチとトランスミッションケースと
の間に設けられ、電子制御スロットルによるエンジン制
御と連動してアップシフト変速時に前記クランク軸の回
転を運転状態に応じて低下させるブレーキ機構とを有す
ることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の一実施の形態である車両用
動力伝達装置を示すスケルトン図であり、図２は図１の
要部を拡大して示す断面図である。

【００１７】図１に示すエンジン１には、エンジントル
クやエンジン回転数を調整する電子制御スロットル２が
設けられており、通常は図示しないアクセルペダルの踏
込み量に応じた電子制御装置からの出力信号により電子
制御スロットル２を開閉してエンジン制御を行う。ま
た、電子制御スロットル2は、必要に応じてアクセルペ
ダルの踏込み量に関係なく、検出された運転状態により
予め設定されたマップなどに基づき開閉してエンジン制
御を行うことが可能である。

【００１８】そして、エンジン１により発生した動力を
駆動輪に伝達する車両用動力伝達装置は、車両に縦置き
に配置される４輪駆動用の動力伝達装置であって、エン
ジン１に連結される入力軸３と、これに平行となり駆動
輪に連結される出力軸４とを有し、これらは車両の進行
方向を向いてトランスミッションケース５内に組み込ま
れている。入力軸３はトルクコンバータ６を介してエン
ジン１のクランク軸７に連結されている。

【００１９】入力軸３には、第１速と第２速の駆動歯車
１１、１２が固定され、第３速から第５速までの駆動歯
車１３〜１５が回転自在に取り付けられている。出力軸
４には、第１速と第２速の被駆動歯車２１、２２が回転
自在に取り付けられ、第３速から第５速までの被駆動歯
車２３〜２５が固定されている。それぞれの駆動歯車１
１〜１５は対応する被駆動歯車２１〜２５に噛み合って
変速ギヤ列となっており、動力を伝達することになる変
速ギヤ列を切り換えることによって変速動作が行われ
る。入力軸１にはさらに後退用の駆動歯車１６が固定さ
れている。

【００２０】出力軸４には第１速の被駆動歯車２１と第
２速の被駆動歯車２２との間に第１のシンクロメッシュ
機構３１が設けられている。入力軸３には第３速の駆動
歯車１３と第４速の駆動歯車１４との間に第２のシンク
ロメッシュ機構３２が設けられ、第５速の駆動歯車１５
に隣接させて第３のシンクロメッシュ機構３３が設けら
れている。

【００２１】シンクロメッシュ機構３１は出力軸４に固
定されたシンクロハブ３１ａとこれに常時噛み合うシン
クロスリーブ３１ｂとを有し、このシンクロスリーブ３
１ｂを第１速の被駆動歯車２１に一体形成されたスプラ
イン２１ａに噛み合わせると、変速比は第１速に設定さ
れ、逆に第２速の被駆動歯車２２に一体形成されたスプ
ライン２２ａに噛み合わせると第２速に設定される。

【００２２】他のシンクロメッシュ機構３２、３３は、
入力軸３に固定されたシンクロハブ３２ａ、３３ａと、
これらにそれぞれ常時噛み合うシンクロスリーブ３２
ｂ、３３ｂとを有し、これらをそれぞれ対応するスプラ
イン１３ａ、１４ａおよび１５ａのいずれかに噛み合わ
せることにより、変速比は第３速から第５速に設定され
る。

【００２３】第１のシンクロメッシュ機構３１のシンク
ロスリーブ３１ｂには後退用の被駆動歯車２６が取り付
けられ、入力軸３と出力軸４に平行となったアイドラ軸
（図示省略）には、後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車
２６とに噛み合う位置と噛み合いを離脱する位置とに移
動自在にアイドラ歯車（図示省略）が軸方向に摺動自在
に装着されている。したがって、シンクロスリーブ３１
ｂが中立位置のもとで、アイドラ歯車を摺動させると、
アイドラ歯車は後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６
とに噛み合い、入力軸３の回転は出力軸４に逆方向にな
って伝達される。

【００２４】出力軸４は中空軸となっており、内部には
前輪出力軸３４が組み込まれ、出力軸４と前輪出力軸３
４はセンタディファレンシャル装置３５により連結さ
れ、前輪出力軸３４はフロントディファレンシャル装置
３６を介して前輪用のドライブシャフト（図示省略）に
連結されている。また、センタディファレンシャル装置
３５は駆動歯車３７と被駆動歯車３８とを介して後輪出
力軸３９に連結されており、後輪出力軸３９は図示しな
いリヤディファレンシャル装置を介して後輪用のドライ
ブシャフト（図示省略）に連結されている。

【００２５】入力軸３には駆動側のバイパス歯車１７が
回転自在に取り付けられ、出力軸４には被駆動側のバイ
パス歯車２７が固定され、これらの歯車１７、２７は所
定のギヤ比を保ちながら常時噛み合っている。入力軸３
にはバイパスクラッチ１８が設けられており、バイパス
クラッチ１８は入力軸３に固定されたクラッチハブ２０
と、バイパス歯車１７に固定されたクラッチドラム１９
とを有している。クラッチドラム１９とクラッチハブ２
０とにそれぞれ交互に設けられた複数の駆動及び非駆動
用のクラッチディスクを押圧させることにより、入力軸
３の動力はバイパスクラッチ１８を介して出力軸４に伝
達される。バイパスクラッチ１８は油圧によって駆動及
び非駆動用のクラッチディスクを押圧させて動力を伝達
させる状態とクラッチディスクを解放させて動力の伝達
を遮断させる状態とに作動することになる。

【００２６】トルクコンバータ６は、図２に示すように
ポンプインペラ４１が設けられたポンプ側アウターシェ
ル４２とこれに固定されたフロントカバー４３とを有
し、フロントカバー４３はクランク軸７に一体になった
ドライブプレート４４に固定されている。ポンプインペ
ラ４１に対向して配置されたタービンランナ４５はター
ビン軸４６にスプライン結合により直結され、タービン
軸４６は中空の支持軸４７の内部に回転自在に組み込ま
れており、支持軸４７にはワンウェイクラッチ４８を介
してステータ４９が装着されている。ポンプ側アウター
シェル４２及びフロントカバー４３はそれぞれトルクコ
ンバータ６の入力要素であり、タービンランナ４５およ
びタービン軸４６はそれぞれトルクコンバータ６の出力
要素である。

【００２７】タービン軸４６にはフロントカバー４３に
押圧してエンジントルクを伝達するロックアップクラッ
チ５１が動力伝達可能に嵌合されておりロックアップク
ラッチ５１の一方側はロックアップクラッチ５１をフロ
ントカバー４３に押圧する制御油圧が供給される供給室
つまりアプライ室５１ａとなり、他方側は係合状態を解
放する解放室つまりリリース室５１ｂとなっており、リ
リース室５１ｂに供給した油圧をアプライ室５１ａを介
して循環させることにより、ロックアップクラッチ５１
が解放されてトルクコンバータ６が作動状態となる。一
方、アプライ室５１ａに油圧を供給し、リリース室５１
ｂ内の油圧を下げることにより、ロックアップクラッチ
５１のクラッチディスク５２はフロントカバー４３に押
圧されてロックアップ状態となる。ロックアップクラッ
チ５１は予め、実験などにより予め設定された車速とア
クセル開度などのマップに基づき車速が所定値以上とな
ると係合される。このように、クランク軸７の動力はト
ルクコンバータ６またはロックアップクラッチ５１を介
してタービン軸４６に伝達される。

【００２８】タービン軸４６と入力軸３との間には、入
力クラッチ５３が設けられており、この入力クラッチ５
３はタービン軸４６に固定されるクラッチドラム５４
と、入力軸３にスプラインを介して固定されるクラッチ
ハブ５５とを有している。クラッチドラム５４に装着さ
れたクラッチドライブディスク５４ａとクラッチハブ５
５に装着されたクラッチドリブンディスク５５ａとを係
合させることによりタービン軸４６と入力軸３が締結状
態となり、係合を解除するとタービン軸４６と入力軸３
は解放された状態となる。

【００２９】図２に示すように、クラッチドラム５４内
にはクラッチピストン５６が装着され、油室５６ａに油
圧を供給するとクラッチドライブディスク５４ａとクラ
ッチドリブンディスク５５ａは係合状態となり油圧の供
給を停止すると、ばね部材５７のばね力によって係合が
解放される。

【００３０】トランスミッションケース５に一体になっ
た支持壁５８には、オイルポンプ５９が装着され、この
オイルポンプ５９のロータはトルクコンバータ６のポン
プ側アウターシェル４２の延長部材と動力伝達可能に連
結され、クランク軸７によりポンプ側アウターシェル４
２を介して回転駆動される。オイルポンプ５９から吐出
する作動油は、トルクコンバータ６、バイパスクラッチ
１８、入力クラッチ５３および前述した油圧アクチュエ
ータなどの油圧作動機器に所定の油圧に変換されて供給
されるとともに各潤滑部に供給される。エンジンにより
トルクコンバータ６を介して駆動されるオイルポンプ５
９を設けるか、あるいはこれに代えて電動モータにより
駆動されるオイルポンプを設けるようにしても良い。

【００３１】ポンプ側アウターシェル４２の外側にはブ
レーキ機構６１が設けられており、このブレーキ機構６
１はポンプ側アウターシェル４２に固定されたロータつ
まりブレーキディスク６２と、このブレーキディスク６
２を両側から挟んで制動するキャリパ６３とを有し、キ
ャリパ６３はトランスミッションケース５に取り付けら
れている。

【００３２】図２に示すように、キャリパ６３はトラン
スミッションケース５に取り付けられるキャリパ本体６
４を有し、このキャリパ本体６４には相互に対向して２
つの油圧シリンダ６５ａ、６５ｂが設けられている。そ
れぞれの油圧シリンダ６５ａ、６５ｂには油圧ピストン
６６ａ、６６ｂが装着され、それぞれの油圧ピストン６
６ａ，６６ｂにはブレーキパッド６７ａ，６７ｂがブレ
ーキディスク６２を挟むようにして取り付けられてい
る。

【００３３】したがって、それぞれの油圧シリンダ６５
ａ、６５ｂ内に運転状態に応じて作動油を供給すると、
ブレーキディスク６２はブレーキパッド６７ａ，６７ｂ
に接触してクランク軸７の回転が低下することになり、
例えばアップシフト変速時にブレーキ機構６１を作動さ
せると、バイパスクラッチ１８を係合させることによる
変速中のトルク切れを防止することに加えて、電子制御
スロットル２によりエンジン回転数を所定の回転数まで
低下させるエンジン制御と連動させながらブレーキ機構
６１を作動させると入力軸３つまりクランク軸７の回転
が所定の値まで短時間で低下することになり、変速動作
を円滑に且つ迅速に行うことができる。しかも、ブレー
キ機構６１はトルクコンバータ６のポンプ側アウターシ
ェル４２の外側でクランク軸７に制動力を加えるので、
クランク軸７の中心から半径方向に離れた位置で制動力
を加えることになり、ブレーキパッド６７ａ，６７ｂに
大きな押し付け力を加えることなく、大きな制動力を得
ることができる。

【００３４】図３は上述した車両用動力伝達装置の変速
制御回路を示すブロック図である。変速コントローラ７
０には、クランク軸７の回転数を検出するエンジン回転
数センサ７１、スロットルバルブの開度を検出するスロ
ットル開度センサ７２、車両の走行速度を検出する車速
センサ７３、運転者の操作により選択されたドライブレ
ンジやニュートラルレンジなどのレンジを検出するイン
ヒビタースイッチ７４およびブレーキペダルの踏込みを
検出し、急ブレーキ操作などがなされたことを検出する
ブレーキセンサ７５から検出信号が入力されるようにな
っている。

【００３５】前述したバイパスクラッチ１８、ロックア
ップクラッチ５１、入力クラッチ５３およびブレーキ機
構６１を作動するための油圧は、バルブ制御ユニット７
６に設けられた電磁弁によって調圧されるようになって
いる。このバルブ制御ユニット７６は変速コントローラ
７０からの信号によって制御される。シンクロスリーブ
３１ｂ，３２ｂおよび３３ｂの軸方向の噛合い移動は、
複数の油圧アクチュエータ７７によって行われ、油圧ア
クチュエータ７７には、バルブ制御ユニット７６に設け
られた電磁弁により調圧される油圧が供給されるように
なっている。

【００３６】変速コントローラ７０に設けられたメモリ
には、車速とスロットル開度などをパラメータとする変
速テーブルが格納されており、エンジン回転数、アクセ
ル開度、車速、入力軸の回転数および変速段位置などの
信号によって走行状態を検出して走行状況に応じて変速
操作が自動的に行われる。

【００３７】エンジン駆動状態のもとで室内に設けられ
たセレクトレバーによりニュートラルレンジが選択され
たときには、ロックアップクラッチ５１および入力クラ
ッチ５３はいずれも解放された状態に設定される。

【００３８】セレクトレバーにより前進走行レンジが選
択されると、セレクトレバーは、図示しないトランスミ
ッションに設けられた油圧制御機構のマニュアル弁に連
結され、入力クラッチ５３へ油圧を供給するよう構成さ
れ、入力クラッチ５３は油圧によって係合状態となる。
この時、入力クラッチ５３の作動優先順序は、まず油圧
アクチュエータによってシンクロスリーブ３１ｂがスプ
ライン２１ａに噛み合って第１速の変速ギヤ列が動力伝
達状態となることを達成させてから次に入力クラッチ５
３を係合するように油圧を作動させる。これにより、エ
ンジンの動力はトルクコンバータ６、入力クラッチ５３
を介して入力軸３に伝達され、車両は走行することにな
る。そのときには、トルクコンバータ６のトルク増幅作
用により動力が増幅されて入力軸３に伝達される。

【００３９】アクセル開度が増すにつれて、電子制御ス
ロットル２が開動作し、車速の上昇に伴い、アップシフ
ト変速動作が行われ、車速の低下やアクセルペダルを深
く踏み込んだキックダウン操作時に伴ってダウンシフト
変速動作が行われることになり、シフトチェンジは変速
制御部に予めプログラムされた変速パターンに従って自
動的に行われる。

【００４０】アップシフトが行われるときには、入力ク
ラッチ５３を運転状態に応じて締結状態を可変にトルク
伝達制御できる状態に維持したままでバイパスクラッチ
１８の係合を開始して、このバイパスクラッチ１８の伝
達トルク容量を徐々に増加するように制御する。したが
って、たとえば、第１速から第２速に変速する際には、
入力クラッチ５３を締結したままでバイパスクラッチ１
８の伝達トルク容量を徐々に増加させながら、同時に電
子制御スロットル２によりエンジン回転数を第２速のギ
ヤ比に応じた所定の回転数まで低下させて同期させ、シ
ンクロスリーブ３１ｂを第２速の被駆動歯車２２のスプ
ライン２２ａに噛み合わせる。このときには、動力はバ
イパスクラッチ１８の係合により所定の変速比を持つ駆
動側と被駆動側のバイパス歯車１７、２７を介して入力
軸３から出力軸４に動力が伝達され、エンジンからの動
力は遮断されることはないので変速時のトルクの落ち込
みをなくすことができる。

【００４１】バイパスクラッチ１８を介して動力の伝達
を行うと、入力軸３から出力軸４にトルクの落ち込みを
防止しながら同期ができることになるが、アップシフト
変速時に必要に応じてブレーキ機構６１を電子制御スロ
ットル２によるエンジン制御と連動させながら作動させ
てクランク軸７を制動すると、入力軸３を短時間に精度
良く、所定の回転数まで迅速に低下させることができ、
低速段から高速段への変速のために双方の歯車機構を迅
速に同期させることができる。一方、ダウンシフトの場
合でも、電子制御スロットル２によるエンジン制御と連
動させるからエンジン回転を引き上げることができ、円
滑且つ迅速な回転同期ができる。

【００４２】入力クラッチ５３は、前述のように車両の
発進時に締結状態となるとともに車両の走行時には締結
状態となるが、変速操作がなされたダウンシフト時に入
力クラッチ５３が締結された状態となっていると、引き
ずりトルクによりエンジン回転数が低下したままとな
る。そこで、ダウンシフト時には入力クラッチ５３を半
クラッチのスリップ制御状態とすることにより、ダウン
シフト時にエンジン回転数を上昇させることが可能とな
る。

【００４３】たとえば、第４速や第５速の高速段のもと
で低速ないし中速で車両が走行している時には、エンジ
ン回転数が低いため、エンジントルク変動の影響によっ
て乗り心地が悪化する。そこで、このような走行状態の
もとでは、入力クラッチ５３をトルク伝達可能な最低限
のトルク容量状態で結合させると、入力クラッチをダン
パとして機能させることができ、エンジントルク変動が
駆動系に伝達されることが防止される。これにより、乗
り心地の悪化が防止されて乗り心地を向上させることが
できる。

【００４４】ロックアップクラッチ５１はトルクコンバ
ータ６内に配置されているため、バルブ制御ユニット７
６に設けられた電磁弁から長い油路を介してロックアッ
プクラッチ５１に油圧を供給する必要がある。また、ロ
ックアップクラッチ５１はアプライ室５１ａとリリース
室５１ｂとの油圧の差圧により作動するようになってい
るので、油温が低い場合にはオイルの粘性の影響を強く
受けてロックアップクラッチ５１の応答性が悪くなり、
接続から開放への切換信号が出力されてから実際に接続
状態から開放状態にロックアップクラッチ５１が切り換
わるまでに時間がかかることになる。このため、急ブレ
ーキ時にはロックアップクラッチ５１を接続状態から開
放状態に切り換えようとしても、応答性が悪いために実
際にロックアップクラッチ５１が開放されるまでに時間
を要し、開放されるまでの間、エンジンと入力軸３とが
連結されたままでエンジン回転数が低下すると、エンジ
ンストールを生じるおそれがある。

【００４５】これに対して、入力クラッチ５３は油圧ク
ラッチにより構成されており、ピストン室つまり油室５
６ａに油圧を供給すると入力クラッチ５３は締結状態と
なり、油室５６ａ内の油を排出すると開放状態となる。
しかも、入力クラッチ５３はロックアップクラッチ５１
に比較してバルブ制御ユニット７６に設けられた電磁弁
から比較的近い位置に配設されているので、電磁弁から
入力クラッチ５３までの油路がロックアップクラッチ５
１までの油路よりも短くなり、入力クラッチ５３は応答
性に優れる。したがって、急ブレーキ時には、ロックア
ップクラッチ５１を接続したままとし、入力クラッチ５
３を開放させることで、ロックアップクラッチ５１と入
力クラッチ５３とで役割分担を行い、エンジン回転数の
急低下を防止して、エンジンストールの発生を防止する
ことができる。

【００４６】図４は第１速から第２速へのアップシフト
時におけるエンジン回転数Ｎｅと出力軸４のトルクＴ0
の変化を示すタイムチャートである。

【００４７】図４において、シフト位置はシンクロスリ
ーブ３１ｂの噛み合い位置を示し、シンクロスリーブ３
１ｂは第１速の被駆動歯車２１にスプライン２１ａを介
して噛み合う第１速の位置から中立位置を経て第２速の
被駆動歯車２２にスプライン２２ａを介して噛み合う第
２速の位置に移動する。

【００４８】変速動作が行われる際には、駆動歯車１１
と被駆動歯車２１の第１速の変速ギヤ列を介して動力伝
達が行われている状態から、まず、バイパスクラッチ１
８の油圧室に制御油圧を供給すると第１速の変速ギヤ列
とバイパス歯車１７、２７のギヤ列との２系統を介して
動力の伝達を行う１相の状態に変化する。

【００４９】ここで、第１速の被駆動歯車２１とバイパ
ス歯車２７は同一出力軸上に固定されているが、各々に
所定のギヤ比が設けられており、第１速の駆動歯車１１
の回転に対してバイパス歯車１７の回転は変速比の関係
から駆動歯車１１よりも速く回転するので、バイパスク
ラッチ１８を係合すると係合状態に応じたトルクがバイ
パス歯車１７、２７より伝達される。

【００５０】次いで、シンクロスリーブ３１ｂはシンク
ロハブ３１ａのみに噛み合った中立位置、つまり２相状
態となり、この状態のもとではバイパス歯車１７、２７
のギヤ列を介して入力軸３から出力軸４に対して動力伝
達されるとともに、電子制御スロットル２を閉動作する
よう制御してエンジン回転数つまり入力軸３の回転を低
下させて同期させる。そして、このときにはブレーキ機
構６１が作動してエンジン回転数つまりクランク軸７が
制動され、同期時間を速くすることができる。

【００５１】エンジンの回転数が第２速相当の回転数に
まで低下した時点で、シンクロスリーブ３１ｂを、シン
クロハブ３１ａのみに噛み合った状態からシンクロハブ
３１ａとスプライン２２ａとに噛み合う状態に移動させ
ると、第２速の変速ギヤ列とバイパス歯車１７、２７の
ギヤ列との２系統を介して動力の伝達が行われる３相状
態となる。シンクロスリーブ３１ｂがスプライン２２ａ
と噛み合ったときには、ブレーキ機構６１の制動トルク
が解除されて、３相状態ではブレーキ機構６１による制
動力はクランク軸７には加えられない。

【００５２】この３相状態のもとでバイパスクラッチ１
８に供給された油圧をドレンしてバイパスクラッチ１８
を解放し、動力伝達状態を遮断すると、第２速へのアッ
プシフトが完了する。これにより、入力軸３から出力軸
４に対しては第２速の変速ギヤ列を介して動力伝達を行
われることになる。

【００５３】このように、アップシフト時にはバイパス
クラッチ制御とエンジン制御とを同時に行いエンジン回
転数が第２速相当の回転数にまで低下した時点で、シン
クロスリーブ３１ｂがスプライン２２ａと噛み合うこと
になるのでギヤ鳴きが発生することなく、円滑に変速操
作が行われる。しかも、シンクロスリーブ３１ｂが中立
位置になるときには、バイパスクラッチ１８を介して動
力伝達を行うようにしたので、特に駆動力変化の大きな
第１速から第２速、第２速から第３速などのアップシフ
ト時に問題となる駆動力の落ち込みつまりトルク切れの
発生を低減することができる。

【００５４】図４において、二点鎖線はブレーキ機構６
１を作動させない場合におけるエンジン回転数の変化を
示し、実線はブレーキ機構６１を作動させたときの変化
を示す。これらの比較から分かるように、ブレーキ機構
６１を作動させると、バイパスクラッチ１８のみによっ
て入力軸３から出力軸４に動力を伝達させる時間、つま
り２相状態の時間を確実にしかも精度良く短縮させるこ
とができるので、変速時間を短縮させることが可能とな
る。

【００５５】図４は第１速から第２速へのアップシフト
時のエンジン回転数とトルクの変化を示すが、第２速か
ら第３速などの他の変速段へのアップシフト動作も同様
に行うことができ、ブレーキ機構６１を作動させること
によって、アップシフト変速時の変速動作を迅速に行う
ことができる。ただし、バイパスクラッチ１８のバイパ
ス歯車１７、２７のギヤ比を第４速相当に選択すると第
４速から第５速へのアップシフトなどの高速段における
アップシフト動作を行う際には、バイパスクラッチ１８
を使わず、この時は、駆動力の落ち込みの影響が少ない
ので、バイパスクラッチ１８を解放した状態で変速動作
を行うようにしても良い。

【００５６】一方、ダウンシフト時には出力トルクの落
ち込みは走行性能上あまり問題とならないので、入力ク
ラッチ５３により入力軸への動力伝達を遮断させるよう
にしても良い。また、ダウンシフト時にもアップシフト
時と同様にバイパスクラッチ１８を係合状態とし、同時
にエンジン制御とブレーキ機構６１の制動制御を行って
変速ギヤ列とバイパス歯車のギヤ列との２系統での動力
伝達とバイパスクラッチ１８のみの動力伝達とに切り換
え制御しながらダウンシフト時の同期を円滑且つ迅速に
行うようにしても良い。

【００５７】図５は本発明の他の実施の形態である車両
用動力伝達装置を示すスケルトン図であり、図５にあっ
ては、図１に示された部材と共通する部材には同一の符
号が付されている。

【００５８】この動力伝達装置にあっては、ブレーキ機
構６１は入力クラッチ５３の構成部材であるクラッチド
ラム５４の外側に設けられており、トランスミッション
ケース５に一体に形成された複数のスプライン穴８１を
円周上に形成している。複数のスプライン穴８１には複
数のドリブンディスク８１ａの外周スプラインが嵌合さ
れ、ドリブンディスク８１ａに接触するドライブディス
ク５４ｂがクラッチドラム５４の外側に形成されたスプ
ライン歯に動力伝達可能に装着されている。これによ
り、油圧によってそれぞれ交互に配置される複数のドリ
ブンディスク８１ａとドライブディスク５４ｂの係合力
を調整することによりブレーキ機構６１の制動トルクは
調整される。図５に示すように、入力クラッチ５３のク
ラッチドラム５４の外周部材をブレーキ機構６１の構成
部品としても利用することにより、ブレーキ機構６１を
入力クラッチ５３と同一軸線上に一体に形成することが
でき、周辺装置の軸方向寸法の小型化と汎用性を高める
ことができる。この動力伝達装置のクランク軸７の回転
を円滑に制御するには、クランク軸７と直結回転される
ロックアップクラッチ５１を係合しながらブレーキ機構
６１を作動させる。即ち、ロックアップクラッチ５１を
係合してクランク軸７から入力クラッチ５３までを一体
化し、エンジン動力を入力軸３に直接、伝達することが
可能となり、特に中速から高速の運転領域においては、
動力伝達の損失が無く、燃費の向上や円滑な変速に有効
である。

【００５９】図６は本発明の他の実施の形態である車両
用動力伝達装置を示すスケルトン図であり、図７は図６
の要部を拡大して示す断面図である。

【００６０】図６および図７に示す動力伝達装置にあっ
ては、ブレーキ機構６１がトルクコンバータ６のステー
タ４９の内側のインペラシェル構成部材とステータ４９
の反力トルクを支持する支持軸４７との間に設けられて
いる。このブレーキ機構６１は支持軸４７にスプライン
により固定されるブレーキドラム８２と、トルクコンバ
ータ６の入力要素であるポンプ側アウターシェル４２に
固定されるブレーキハブ８３とを有しており、ブレーキ
ドラム８２に装着されたブレーキドリブンディスク８２
ａに接触するブレーキドライブディスク８３ａがブレー
キハブ８３に動力伝達可能に装着されている。

【００６１】ブレーキドラム８２内にはブレーキピスト
ン８４が軸方向に摺動可能に組み込まれており、油室８
４ａ内に作動油を供給してブレーキディスク８２ａ、８
３ａの係合力を調整することによりブレーキ機構６１の
制動トルクは調整される。ブレーキピストン８４にはば
ね部材８５により係合を解除する方向のばね力が加えら
れている。この動力伝達装置にあっては、ブレーキ機構
６１をトルクコンバータ６のステータ４９の内側に設け
るようにしたので、装置の軸方向の小型化と汎用性を高
めることができる。

【００６２】図８は本発明の他の実施の形態である車両
用動力伝達装置を示すスケルトン図である。

【００６３】この動力伝達装置にあっては、ブレーキ機
構６１は図１および図２に示す場合と同様にトルクコン
バータ６のポンプ側アウターシェル４２の外側とトラン
スミッションケース５との間に形成されている。一方、
ロックアップクラッチ５１は、入力軸３に動力伝達可能
に直接固定されており、ロックアップクラッチ５１が係
合状態となると、クランク軸７は入力軸３に直結された
状態となる。トルクコンバータ６の出力要素であるター
ビンランナ４５の外側とロックアップクラッチ５１との
間には、入力クラッチ５３が組み込まれている。

【００６４】この入力クラッチ５３はタービンランナ４
５に固定されたクラッチドラム５４と、このクラッチド
ラム５４に設けられたクラッチドライブディスク５４ａ
に接触するクラッチドライブディスク５５ａがクラッチ
ハブ５５と動力伝達可能に一体に形成されている。した
がって、この場合にはタービンライナ４５の回転は入力
クラッチ５３を介して入力軸３に伝達され、入力クラッ
チ５３を切ってロックアップクラッチ５１を係合させる
か、または入力クラッチ５３を係合してロックアップク
ラッチ５１を解放すると、クランク軸７の回転は直接入
力軸３に伝達される。

【００６５】図９は本発明の他の実施の形態である車両
用動力伝達装置を示すスケルトン図である。

【００６６】この動力伝達装置にあっては、入力クラッ
チ５３は図８に示す場合と同様に、タービンランナ４５
の出力要素とロックアップクラッチ５１の入力要素との
間に設けられ、ブレーキ機構６１は図６および図７に示
す場合と同様に、トルクコンバータ６のステータ４９の
内周面に設けられている。

【００６７】図８および図９に示す動力伝達装置にあっ
ては、トルクコンバータ６内に入力クラッチ５３がロッ
クアップクラッチ５１およびタービンランナ４５と一体
回転可能に組み込まれているので、動力伝達装置の軸方
向寸法の小型化が達成され、縦置き式でも横置き式でも
いずれのタイプの変速機に容易に採用することができ、
汎用性を高めることができる。

【００６８】図５〜図９に示す動力伝達装置にあって
は、図１および図２に示す動力伝達装置における部材と
共通する部材には同一の符号を付してそれぞれの説明は
省略されている。それぞれの動力伝達装置は、複数の変
速ギヤ列を有する自動変速機であり、変速時に必要に応
じてバイパスクラッチ１８を介して入力軸３から出力軸
４にトルクを伝達するようになっており、図１および図
２に示した場合と同様に変速動作が行われる。

【００６９】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。

【００７０】たとえば、バイパスクラッチ１８は入力軸
３に設けられているが、スペース的な都合や回転イナー
シャを考慮して出力軸４に設けるようにしても良く、ま
た、軸方向の寸法を短縮するために入力軸３と出力軸４
とは別にこれらに平行に設けられた他の中間軸を設ける
ようにしても良い。また、バイパス歯車１７、２７は第
３速相当のギヤ比に設定されているが、第４速あるいは
第５速相当のギヤ比としても良い。

【００７１】変速ギヤ列の切り換え機構としては、シン
クロメッシュ機構３１〜３３が使用されているが、これ
に限られることなく、ドッグクラッチ切り換えなどを用
いるようにしても良い。

【００７２】図示する実施の形態の場合には変速段数が
前進５段となっているが、変速段については任意の段数
とすることができ、副変速機を有する動力伝達装置にも
本発明を適用することができる。

【００７３】図示する動力伝達装置は４輪駆動車用であ
るが、ＦＦ車やＦＲ車にも本発明を適用することができ
る。また、図示する動力伝達装置は変速機が縦置き式と
なっているが、入力軸と出力軸が車幅方向を向いた横置
き式に対しても本発明を適用することができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、変速時には必要に応じ
てバイパスクラッチを介してエンジントルクを入力軸か
ら出力軸に直接、伝達を行うとともに、エンジン制御と
連動してブレーキ機構を作動してエンジン回転数を円滑
且つ精度良く低下させるので、より速くエンジン回転数
と出力軸回転数を同期させて変速動作を行うことがで
き、変速時間を短縮させることができる。バイパスクラ
ッチとブレーキ機構との併用により、エンジンの回転数
制御を小型の装置によって達成することができる。

【００７５】トルクコンバータに組み込まれたロックア
ップクラッチを走行状態に応じて変速時に係合度合いを
制御して円滑な変速を行うことができるので、速い変速
応答性を達成することができる。

【００７６】ブレーキ機構をトルクコンバータのポンプ
側アウターシェルの外側とトランスミッションケース間
に設けることにより、ブレーキ機構を軸方向に大型化す
ることなく、コンパクトな構成で所要の制動トルクを得
ることができる。

【００７７】ブレーキ機構をトルクコンバータのステー
タの内側に設けることにより、装置の軸方向寸法の小型
化を達成することができ、汎用性を向上させることがで
きる。

【００７８】ブレーキ機構を入力クラッチの外側に入力
クラッチの部材を利用して設けることにより、装置の軸
方向寸法の小型化を達成することができ、汎用性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である車両用動力伝達装
置を示すスケルトン図である。

【図２】図１の要部を拡大して示す断面図である。

【図３】車両用動力伝達装置の制御回路を示すブロック
図である。

【図４】第１速から第２速へのアップシフト時における
エンジン回転数と出力軸のトルク変化とを示すタイムチ
ャートである。

【図５】本発明の他の実施の形態である車両用動力伝達
装置を示すスケルトン図である。

【図６】本発明のさらに他の実施の形態である車両用動
力伝達装置を示すスケルトン図である。

【図７】図５の要部を拡大して示す断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態である車両用動
力伝達装置を示すスケルトン図である。

【図９】本発明のさらに他の実施の形態である車両用動
力伝達装置を示すスケルトン図である。

【符号の説明】

１エンジン２電子制御スロットル３入力軸４出力軸５トランスミッションケース６トルクコンバータ７クランク軸１１〜１５駆動歯車１６後退用の駆動歯車１７駆動側のバイパス歯車１８バイパスクラッチ２１〜２５被駆動歯車２６後退用の被駆動歯車２７被駆動側のバイパス歯車３１〜３３シンクロメッシュ機構４１ポンプインペラ４２ポンプ側アウターシェル４３フロントカバー４５タービンランナ４６タービン軸５１ロックアップクラッチ５３入力クラッチ５４クラッチドラム５５クラッチハブ６１ブレーキ機構

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ３Ｊ５５２ 41/04 ３１０ 41/04 ３１０ＧＦ１６Ｈ 61/00 Ｆ１６Ｈ 61/00 // Ｆ１６Ｈ 59:70 59:70 63:20 63:20 Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AC36 AC37 AD02 AD11 3D041 AA53 AA59 AB01 AC01 AC09 AC11 AC16 AC18 AD02 AD04 AD31 AD41 AD51 AE02 AE17 AE23 AF01 3G065 CA00 DA04 DA15 EA13 GA10 GA11 GA29 GA31 GA41 HA06 HA21 HA22 JA04 JA09 JA11 KA02 3G093 AA04 AA05 BA03 BA15 CB08 DA01 DA06 DB05 DB11 DB15 EA03 EA09 EB03 FA12 FB02 3G301 HA01 JA03 KB10 LA03 MA14 NB15 NE06 PA11Z PE01Z PF03Z PF08Z PF09Z 3J552 MA04 MA12 NA01 NB01 PA02 PA20 PA67 RA03 SA03 UA09 VA74W

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の駆動歯車が設けられた入力軸か
ら、前記駆動歯車に噛み合う複数の被駆動歯車が設けら
れた出力軸に対して変速時に動力を伝達するバイパスク
ラッチを備え、変速時に該バイパスクラッチの接断制御
と電子制御スロットルによるエンジン制御とを行うこと
で円滑な変速を可能とする車両用動力伝達装置であっ
て、エンジンのクランク軸と前記入力軸との間に配置される
トルクコンバータと、前記トルクコンバータ内に組み込
まれ、前記トルクコンバータのタービン軸と前記クラン
ク軸とを直結するロックアップクラッチと、前記トルクコンバータの出力要素と前記入力軸との間に
設けられ、前記クランク軸から前記入力軸に対し、必要
に応じて選択的に動力の伝達と遮断とを行う入力クラッ
チと、前記クランク軸系に連結され、電子制御スロット
ルによるエンジン制御と連動して変速時に前記クランク
軸の回転を運転状態に応じて低下させるブレーキ機構と
を有することを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】複数の駆動歯車が設けられた入力軸か
ら、前記駆動歯車に噛み合う複数の被駆動歯車が設けら
れた出力軸に対して変速時に動力を伝達するバイパスク
ラッチを備え、変速時に該バイパスクラッチの接断制御
と電子制御スロットルによるエンジン制御とを行うこと
で円滑な変速を可能とする車両用動力伝達装置であっ
て、エンジンのクランク軸と前記入力軸との間に配置される
トルクコンバータと、前記トルクコンバータ内に組み込
まれ、前記クランク軸と前記入力軸とを直結するロック
アップクラッチと、前記トルクコンバータの出力要素と前記ロックアップク
ラッチとの間に設けられ、前記出力要素から前記入力軸
に対し、必要に応じて選択的に動力の伝達と遮断とを行
う入力クラッチと、前記クランク軸系に連結され、電子
制御スロットルによるエンジン制御と連動して変速時に
前記クランク軸の回転を運転状態に応じて低下させるブ
レーキ機構とを有することを特徴とする車両用動力伝達
装置。
【請求項３】請求項１または２記載の車両用動力伝達
装置において、前記ブレーキ機構を前記トルクコンバー
タの入力要素のインペラシェル構成部材に設けたことを
特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項４】請求項１または２記載の車両用動力伝達
装置において、前記ブレーキ機構を前記トルクコンバー
タのステータ内側のインペラシェル構成部材とステータ
の反力トルクを支持する固定部材との間に設けたことを
特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項５】複数の駆動歯車が設けられた入力軸か
ら、前記駆動歯車に噛み合う複数の被駆動歯車が設けら
れた出力軸に対して変速時に動力を伝達するバイパスク
ラッチを備え、変速時に該バイパスクラッチの接断制御
と電子制御スロットルによるエンジン制御とを行うこと
で円滑な変速を可能とする車両用動力伝達装置であっ
て、エンジンのクランク軸と前記入力軸との間に配置される
トルクコンバータと、前記トルクコンバータ内に組み込まれ、前記タービン軸
と前記クランク軸とを直結するロックアップクラッチ
と、前記トルクコンバータの出力要素と前記入力軸との間に
設けられ、前記クランク軸から前記入力軸に対し、必要
に応じて選択的に動力の伝達と遮断とを行う入力クラッ
チと、前記入力クラッチとトランスミッションケースと
の間に設けられ、前記電子制御スロットルによるエンジ
ン制御と連動してアップシフト変速時に前記クランク軸
の回転を運転状態に応じて低下させるブレーキ機構とを
有することを特徴とする車両用動力伝達装置。