JP2003314635A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のバイパスクラッチを入力軸の端部側に
集約して格納し、自動変速機の長大化や大型化を抑制す
る。 【解決手段】 自動変速機は複数の駆動歯車が設けられ
た入力軸１１と、駆動歯車に常時噛み合う複数の従動歯
車が設けられた出力軸１２とを備えており、エンジン１
３のクランク軸１４と入力軸１１との間には、エンジン
動力の入力軸１１に対する伝達と遮断とを切り換える発
進クラッチ１６が配置されている。入力軸１１の端部側
には、それぞれ変速歯車列に動力伝達を行うことができ
る複数のバイパスクラッチ４１，４２が設けられ、変速
時にはそれぞれのバイパスクラッチ４１，４２の少なく
ともいずれか１つを介してエンジン動力が出力軸１２に
伝達される。発進クラッチ１６と複数のバイパスクラッ
チ４１，４２はエンジン１３と入力軸１１との間に連続
的に集約して配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両に搭載される自
動変速機に関し、特に、複数の変速歯車列を有する自動
変速機に関する。

【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、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て変速歯車列を形
成する複数の従動歯車が装着される出力軸とを有してお
り、入力軸にはエンジン動力が入力クラッチを介して入
力され、出力軸は駆動輪に連結される。このＭＴにあっ
ては、変速時に入力クラッチを切断後、複数の変速歯車
列の中から、動力の伝達を行う歯車列の切り換えをシン
クロメッシュ機構などの噛合いクラッチにより切り換
え、入力クラッチを接続することで変速操作つまりシフ
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り駆動するようにし、油圧アクチュ
エータを電子制御するようにすると、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。複数の変速歯車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）は、自動変速機構にプラネタリーギヤなどを有する
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】このＡＭＴにあっては、電子制御で変速切
換を行うときに、予め車両速度とエンジンのスロットル
開度などで定めた自動変速スケジュールに従い、エンジ
ンのクランク軸と変速機の入力軸との間に設けられた入
力クラッチを遮断して動力を一旦切って変速操作するよ
うにしているので、変速時にトルク切れが生じる。この
ため、たとえば、変速比の差が大きな第１速から第２速
にアップシフトするときに、変速機にエンジン動力の伝
達が一瞬切れると、変速前後の駆動力変化が滑らかにな
るように工夫しても、駆動力変化が大きいために、変速
中に減速感やトルクが抜けるような感覚が発生し、運転
者に違和感を与えることがある。

【０００５】この変速時のトルク切れを緩和するため
に、油圧多板クラッチ式のバイパスクラッチを設けた自
動変速機が、たとえば、特開2000-65199号公報に開示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この公報は、平行軸式
の入力軸と出力軸に第１速から第５速までの変速歯車列
を設け、第１速と第２速の変速歯車列の切り換えと、第
３速と第４速の変速歯車列の切り換えをそれぞれ従来の
手動変速機と同じようなシンクロナイザ機構を用いて行
い、第５速の変速歯車列による動力の伝達とトルク伝達
の開放とをバイパスクラッチによって行うようにした自
動変速機を開示している。この自動変速機にあっては、
変速時にはバイパスクラッチを締結して第５速の変速歯
車列から動力を伝達することにより入力軸から出力軸へ
のトルクの落ち込みを防止している。しかしながら、こ
の場合にはバイパスクラッチを第５速の変速歯車列に設
けているので、バイパスクラッチを介して入力軸から出
力軸に伝達されるトルク容量が第５速のギヤ比相当とな
る。

【０００７】このため、第１速から第２速に変速する際
に、トルク切れを防止するのにバイパスクラッチを介し
て入力軸から出力軸に伝達しうるトルク容量は、第５速
の変速比による駆動力となり、バイパスクラッチの入力
側の慣性モーメントによるトルク増加分を加えても、第
２速との間にはギヤ比が大きく、双方の駆動力変化の差
を十分に埋めることができない。この差が大きいと変速
ショックが発生して自動変速機の変速品質低下を招くだ
けでなく、加速したいのにも拘わらずトルクが変速中に
低下してしまうので、運転者に違和感を与えることにな
る。同様に、第２速から第３速への変速時にも、バイパ
スクラッチを介して伝達する伝達トルクと第２速から第
３速への変速比差による駆動力変化の差を、前述の慣性
モーメントによるトルク増加分を加えても、十分に埋め
ることができず、変速ショックが発生して変速品質を低
下させる原因になる。

【０００８】車両の燃費向上や高速クルージング中の静
粛性を向上させたり、四輪駆動車に大きな発進駆動力や
牽引力を発揮させるために、変速段数を５段以上、たと
えば、６段としたり、さらにこれに１段のエクストラロ
ーレンジのギヤ比を備えた自動変速機を車両に搭載し、
車両の品質を向上させることがある。このように、変速
段数を増加させると、最低段数つまり第１速と最高段数
たとえば第６速との変速比の差が大きくなり、このよう
な車両にあっては、前述した変速品質がさらに低下する
ことになる。特に、産業車両や重量車両に適用する自動
変速機を勘案すると、変速比の差が大きくなることによ
りこの傾向はさらに顕著となる。

【０００９】一方、入力軸と出力軸との間に２つの変速
クラッチを設けるようにした自動変速機が、特開平4-26
2166号公報に開示されるように提案されている。この自
動変速機にあっては、一方の変速クラッチは偶数変速段
である第２速、第４速の変速歯車列に動力を伝達し、他
方のバイパスクラッチは奇数変速段である第１速、第３
速、第５速の変速歯車列に動力を伝達するようにしてお
り、変速時には２つの変速クラッチの掛け換え、つまり
変速切換を行うようにしている。たとえば、第１速から
第２速へのアップシフト時には、偶数段である第２速用
のシンクロナイザは偶数段側の変速クラッチが開放状態
となっているので、選択的に操作できるシンクロスリー
ブを予め変速操作して第２速のシンクロナイザを出力軸
に係合しておき、次に、第１速の変速歯車列を構成して
いる奇数段側の変速クラッチと偶数段側の変速クラッチ
とを掛け換え操作して、変速動作を達成するようにして
いる。

【００１０】また、この変速機にあっては、２つの変速
クラッチがエンジンと入力軸との間に設けられ、変速歯
車列は、一方のクラッチから第１の入力軸に動力伝達可
能に連結された奇数または偶数変速段の歯車列と、他方
のクラッチから第２の入力軸に動力伝達可能に連結され
た偶数または奇数の変速歯車列とに大別される。さらに
は、シンクロナイザーが各変速歯車列にそれぞれ設けら
れている。

【００１１】しかしながら、この自動変速機は奇数段側
のバイパスクラッチと偶数段側のバイパスクラッチとを
交互に切り換えて変速するために、第１速から第５速に
シフトアップする場合には、途中の変速段を経由しなけ
ればならない。したがって、たとえば、第１速から第３
速、第２速から第４速への変速のように、奇数段から奇
数段への変速や偶数段から偶数段への変速のような飛び
越えた変速が難しくなる。この場合には、途中の変速段
を経由しながら増減速を行うので、一般的に変速時間が
長くなり、追い越し加速中の変速に運転者はストレスを
感じるなどの不都合が生じる。特に、最高変速段からの
飛び越えキックダウン変速などの時に、運転者の意図と
車の挙動にずれが生じることが多い。この現象は、カー
ブや登り下りの多い山岳道路での走行や比較的排気量が
小さく余裕動力の少ない車両にとっては、顕著な現象と
なって現れる。

【００１２】一方、変速歯車列の構成は、奇数段列群と
偶数段列群とに明確に分類される構成になるので、変速
機本体の歯車配置や操作系レイアウトに設計の自由度が
ないなどの不都合が生じる。特に、手動変速機の基本構
成をそっくり流用しようとしても、偶数と奇数の変速歯
車列に分けるので、手動変速機をこの配置になるように
しないと同じような機構が使えないという不都合が生じ
る。

【００１３】本発明の目的は、自動変速時の通常の変速
品質や飛び越え変速品質を大幅に改善して応答性に優れ
たスポーティな変速を実現することにある。

【００１４】本発明の他の目的は、歯車列の構成や自動
変速機の主要構成部品のレイアウトの自由度を格段に向
上させることにある。

【００１５】本発明の他の目的は、複数のバイパスクラ
ッチを入力軸の一端部側に集約して格納し、自動変速機
の長大化や大型化を抑制するとともに、バイパスクラッ
チに対して効果的に潤滑を行い得るようにすることにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の自動変速機は、
複数の駆動歯車が設けられた入力軸と、前記駆動歯車に
常時噛み合う複数の従動歯車が設けられた出力軸とを備
えた自動変速機であって、エンジンのクランク軸と前記
入力軸との間に設けられエンジン動力の前記入力軸に対
する伝達と遮断とを切り換える入力クラッチと、前記駆
動歯車と前記従動歯車とにより形成される複数の変速歯
車列のうち動力を伝達する変速歯車列を選択的に切り換
える切り換え機構と、それぞれ変速歯車列に動力伝達可
能に前記入力軸の端部に設けられ、前記出力軸に対して
相互に相違したトルク容量を伝達する複数のバイパスク
ラッチと、変速時に前記複数のバイパスクラッチの少な
くともいずれか１つを介してエンジン動力を前記出力軸
に伝達させるバイパスクラッチ制御手段とを有し、前記
複数のバイパスクラッチと前記入力クラッチとをエンジ
ンと前記入力軸との間に連続的に配置することを特徴と
する。

【００１７】本発明の自動変速機は、低速段側の複数の
変速歯車列からなる第１の変速歯車列群における変速歯
車列を変速動作させるときに作動する第１のバイパスク
ラッチと、高速段側の複数の変速歯車列からなる第２の
変速歯車列群における変速歯車列を変速動作させるとき
に作動する第２のバイパスクラッチとを有することを特
徴とする。

【００１８】本発明の自動変速機は、前記第１の変速歯
車列群を構成する駆動歯車のいずれか１つに前記第１の
バイパスクラッチを連結し、前記第２の変速歯車列群を
構成する駆動歯車のいずれか１つに前記第２のバイパス
クラッチを連結し、それぞれの駆動歯車を前記パイパス
クラッチに隣接させて配置したことを特徴とする。

【００１９】本発明の自動変速機は、エンジンのクラン
ク軸と前記入力クラッチとの間に、エンジン振動を減衰
させる減衰ダンパーを配置することを特徴とする。ま
た、本発明の自動変速機は、エンジンのクランク軸と前
記入力クラッチとの間に、ロックアップ機能を備えた流
体トルクコンバータもしくは流体継手を配置することを
特徴とする。

【００２０】本発明の自動変速機にあっては、エンジン
と入力軸との間に複数のバイパスクラッチを設け、変速
段に応じてトルク伝達を行うバイパスクラッチを使い分
けることにより、変速ショックを大幅に低減してスムー
ズな変速品質を実現することができる。変速時には所定
時間のみバイパスクラッチを係合させることにより意の
ままの飛び越し変速を行うことができるとともに変速機
の応答性を向上させることができ、スポーティな変速が
実現される。

【００２１】入力軸の端部に連続的に発進クラッチと複
数のバイパスクラッチとを配置したので、変速機の大型
化や長大化を抑制しながら良好な車載性を確保すること
ができ、自動変速機の構成部品をそのまま手動変速機の
部品としても使用することができ、主要構成部品のレイ
アウトの自由度を格段に向上させることかできる。

【００２２】また、入力クラッチとバイパスクラッチが
連続的に入力軸の端部に配置されているので、それぞれ
のクラッチを作動させるための作動油や潤滑油の供給を
集約して行うことができ、変速応答性を向上させること
ができる。

【００２３】

【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。図１は本発明の一実施の形
態である自動変速機を示すスケルトン図である。この自
動変速機は入力軸１１と出力軸１２とを有し、これらは
相互に平行となってトランスミッションケース１０ａ内
に収容される。このトランスミッションケース１０ａの
一端側にはクラッチケース１０ｂが取り付けられ、他端
側にはエクステンションケース１０ｃが取り付けられ
る。

【００２４】エンジン１３のクランク軸１４と入力軸１
１との間には、減衰装置つまり減衰ダンパー１５が配置
され、この減衰ダンパー１５と入力軸１１との間には入
力クラッチつまり発進クラッチ１６が配置されている。
これにより、発進クラッチ１６が係合すると、エンジン
動力は減衰ダンパー１５により振動が減衰されて入力軸
１１に伝達され、係合を解くとエンジン動力の伝達が解
除される。また、発進クラッチ１６は湿式多板摩擦クラ
ッチにより形成されており、動力の伝達と遮断に加え
て、半クラッチ状態つまり滑り状態となって車両が発進
するときにエンジン動力を円滑に伝達する機能を有して
いる。ただし、多板クラッチに代えて単板クラッチを使
用するようにしても良い。

【００２５】エンジン１３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１７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み込み量
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１７を開閉してエンジン制御が行われる。ま
た、電子制御スロットル１７は必要に応じてアクセルペ
ダルの踏み込み量に関係なく、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いて開閉しエンジン
制御が行われる。

【００２６】入力軸１１のエンジン側端部には中空の内
側バイパス軸１８が入力軸１１の外側に回転自在に嵌合
され、この内側バイパス軸１８の外側には中空の外側バ
イパス軸１９が回転自在に嵌合されている。

【００２７】入力軸１１には第１速の駆動歯車２１ａと
第２速の駆動歯車２２ａとが一体に設けられ、第４速の
駆動歯車２４ａと第５速の駆動歯車２５ａとが回転自在
に設けられている。また、外側バイパス軸１９には第３
速の駆動歯車２３ａが一体に設けられ、内側バイパス軸
１８には第６速の駆動歯車２６ａが一体に設けられてい
る。一方、出力軸１２には第１速の従動歯車２１ｂと第
２速の従動歯車２２ｂが回転自在に装着され、第３速か
ら第６速の従動歯車２３ｂ〜２６ｂが固定されている。
それぞれの駆動歯車つまりドライブギヤとそれぞれに対
応する従動歯車つまりドリブンギヤとが常時噛み合って
第１速から第６速の前進段の変速歯車列が形成されてい
る。複数の変速歯車列のうち動力伝達を行う変速歯車列
が選択されると、自動変速機はその変速歯車列に対応し
た変速段となる。

【００２８】入力軸１１には後退用の駆動歯車２７ａが
一体に設けられ、出力軸１２には後退用の従動歯車２７
ｂが回転自在に設けられており、両方の歯車２７ａ，２
７ｂにはアイドラ歯車２８が噛み合っている。トランス
ミッションケース１０ａ内には、出力軸１２に平行とな
ってドライブ軸２９が回転自在に装着されており、出力
軸１２に固定された歯車２０ａとドライブ軸２９に固定
されて歯車２０ａに噛合う歯車２０ｂを介して出力軸１
２はドライブ軸２９に連結されている。このドライブ軸
２９に固定されたドライブピニオン３０ａは、フロント
デファレンシャル装置のリングギヤ３０ｂに噛合ってい
る。

【００２９】出力軸１２には、変速歯車列を第１速と第
２速のいずれかに選択的に切り換える第１の切り換え機
構３１が設けられ、入力軸１１には第４速と第５速のい
ずれかに選択的に切り換える第２の切り換え機構３２が
設けられている。また、出力軸１２には後退用歯車列を
後退状態と中立状態とに選択的に切り換える第３の切り
換え機構３３が設けられている。なお、駆動歯車２１
ａ，２２ａを入力軸１１に回転自在に設け、従動歯車２
１ｂ，２２ｂを出力軸１２に一体に設けるようにすれ
ば、第１の切り換え機構３１を入力軸１１に設けること
ができる。同様に、第２の切り換え機構３２を出力軸１
２に設けるようにしても良く、両方の切り換え機構３
１，３２をそれぞれ入力軸１１または出力軸１２に設け
るようにしても良く、第３の切り換え機構３３を入力軸
１１に設けるようにしても良い。

【００３０】第１の切り換え機構３１は第１速と第２速
の従動歯車２１ｂ，２２ｂの間に配置されて出力軸１２
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、シンクロスリーブ
３１ｂを従動歯車２１ｂに噛み合わせると第１速に設定
され、従動歯車２２ｂに噛み合わせると第２速に設定さ
れる。第２の切り換え機構３２は第４速と第５速の駆動
歯車２４ａ，２５ａの間に配置されて入力軸１１に固定
されたシンクロハブ３２ａと、これに常時噛み合うシン
クロスリーブ３２ｂとを有し、シンクロスリーブ３２ｂ
を駆動歯車２４ａに噛み合わせると第４速に設定され、
駆動歯車２５ａに噛み合わせると第５速に設定される。
第３の切り換え機構３３は後退用の従動歯車２７ｂに隣
接させて出力軸１２に固定されたシンクロハブ３３ａ
と、これに常時噛み合うシンクロスリーブ３３ｂとを有
し、シンクロスリーブ３３ｂを従動歯車２７ｂに噛み合
わせると後退段に設定される。それぞれの切り換え機構
３１〜３３はシンクロメッシュ機構つまり同期噛合機構
によって形成されているが、それぞれの切り換え機構と
して、ドッグクラッチ切り換え機構や選択摺動式の切り
換え機構を使用するようにしても良い。

【００３１】この自動変速機は、変速段数が前進６段と
なっており、第１速から第３速までが後退段を含めて低
速段側の変速歯車列群を構成し、第４速から第６速まで
が高速段側の変速歯車列群を構成している。このよう
に、図示する自動変速機は、第１速から第６速までの変
速段が低速段側と高速段側の２つのグループに分けられ
ている。

【００３２】発進クラッチ１６は減衰ダンパー１５の出
力軸１５ａに固定された外側円筒体３４と、入力軸１１
に固定された内側円筒体３５とを有し、外側円筒体３４
の内部にはクラッチディスク３６ａが装着され、内側円
筒体３５の外部にはクラッチディスク３６ａと係合接触
するクラッチディスク３６ｂが装着されている。内側円
筒体３５の先端部３５ａは基端部３５ｂよりも大径とな
っており、この先端部３５ａには、発進クラッチ１６と
駆動歯車２３ａとを締結する状態と開放する状態とに切
り換える第１のバイパスクラッチ４１が設けられ、基端
部３５ｂには、発進クラッチ１６と駆動歯車２６ａとを
締結する状態と開放する状態とに切り換える第２のバイ
パスクラッチ４２が設けられている。

【００３３】したがって、第１のバイパスクラッチ４１
は低速段側の変速歯車列群のうち最も高速段側の歯車比
となって入力軸１１から出力軸１２にトルクを伝達し、
第２のバイパスクラッチ４２は高速段側の変速歯車列群
のうち最も高速段側の歯車比となってトルクを伝達す
る。このように、バイパスクラッチ４１は第３速の変速
歯車列を構成しており、第３速が選択されるとバイパス
クラッチ４１は締結状態となる。同様に、バイパスクラ
ッチ４２は第６速の変速歯車列を構成しており、第６速
が選択されるとバイパスクラッチ４２は締結状態とな
る。しかも、それぞれのバイパスクラッチ４１，４２
は、相互に異なった変速比の変速歯車列を構成している
ので、入力軸１１から出力軸１２に対しては相互に相違
したトルクを伝達することになる。

【００３４】第１のバイパスクラッチ４１は、先端部３
５ａの内部に装着されたクラッチディスク４３ａと、外
側バイパス軸１９に固定されたクラッチハブ３７に装着
されてクラッチディスク４３ａに係合接触するクラッチ
ディスク４３ｂとを有している。第２のバイパスクラッ
チ４２は、小径部の内部に装着されたクラッチディスク
４４ａと、内側バイパス軸１８に固定されたクラッチハ
ブ３８に装着されてクラッチディスク４４ａに係合接触
するクラッチディスク４４ｂとを有している。図２に示
すように、第１のバイパスクラッチ４１は基端部３５ｂ
よりも大径の先端部３５ａ内に組み込まれており、クラ
ッチディスク４３ａ，４３ｂの係合面積をクラッチディ
スク４４ａ，４４ｂの係合面積と略同一に設定すること
ができる。それぞれのバイパスクラッチ４１，４２は湿
式多板式の摩擦クラッチであり、減衰ダンパー１５を介
してエンジンにより駆動されるオイルポンプ３９からの
作動油によって係合動作と開放動作が行われる。ただ
し、オイルポンプ３９を電動モータによって駆動するよ
うにしても良い。

【００３５】図２に示す自動変速機にあっては、第１の
バイパスクラッチ４１を第３速の歯車２３ａに直結し、
第２のバイパスクラッチ４２を第６速の歯車２６ａに直
結することにより、第３速時および第６速時には、各バ
イパスクラッチ４１，４２が動力を伝達するようにして
いるが、それぞれのバイパスクラッチ４１，４２を変速
時にのみ作動させるようにして、第３速と第６速の駆動
歯車を入力軸１１に設けるようにしても良い。その場合
には、変速時にのみ動力伝達を行うためのバイパス歯車
をそれぞれバイパス軸に取り付け、第３速と第６速の変
速歯車列を切り換え機構によって動力を伝達するように
変速動作することになり、切り換え機構を操作させると
きにバイパスクラッチ４１，４２を作動させてバイパス
歯車を介してトルクを伝達しながら変速を行うことにな
る。その場合、それぞれのバイパスクラッチの歯車比
は、２つにグループ分けされる各々の変速歯車列群にお
いて、高速段側の歯車比と同一あるいはその前後の歯車
比に設定される。

【００３６】図２は図１に示された発進クラッチ１６と
バイパスクラッチ４１，４２の部分を拡大して示す断面
図であり、外側円筒体３４内には油圧プランジャ４５が
軸方向に移動自在に組み込まれ、この油圧プランジャ４
５と外側円筒体３４とにより区画形成された油室４６に
油路４７から作動油を供給すると、油圧プランジャ４５
が発進クラッチ１６のクラッチディスク３６ａ，３６ｂ
を摩擦係合させて、発進クラッチ１６は締結状態とな
る。油圧プランジャ４５に戻し方向のばね力を加えるた
めに、外側円筒体３４内に固定された隔壁４８と油圧プ
ランジャ４５とにより区画形成されたキャンセル油室４
９には戻しばね５０が組み込まれている。キャンセル油
室４９内に収容された作動油は、外側円筒体３４の回転
に伴って油圧プランジャ４５に対して戻し方向の遠心油
圧を加える。

【００３７】図２に示すように、内側円筒体３５の先端
部外周には油圧シリンダ５１が取り付けられている。こ
の油圧シリンダ５１内には油圧プランジャ５２が軸方向
に移動自在に組み込まれ、この油圧プランジャ５２に設
けられた複数の作動ロッド部５２ａはクラッチディスク
４３ａを貫通して第２のバイパスクラッチ４２まで延び
ている。油圧プランジャ５２と油圧シリンダ５１とによ
り区画形成された油室５３に油路５４から作動油を供給
すると、油圧プランジャ５２が第２のバイパスクラッチ
４２のクラッチディスク４４ａ，４４ｂを摩擦係合させ
て第２のバイパスクラッチ４２は締結状態となる。

【００３８】油圧プランジャ５２の内部には軸方向に移
動自在に油圧プランジャ５５が組み込まれており、この
油圧プランジャ５５と油圧プランジャ５２とにより区画
形成された油室５６に油路５７から作動油を供給する
と、油圧プランジャ５５が第１のバイパスクラッチ４１
のクラッチディスク４３ａ，４３ｂを摩擦係合させて第
１のバイパスクラッチ４１は締結状態となる。それぞれ
の油圧プランジャ５２，５５に戻し方向のばね力を加え
るために、油圧シリンダ５１内に固定された隔壁５８と
油圧プランジャ５５とにより区画形成されたキャンセル
油室５９には戻しばね６０が組み込まれている。キャン
セル油室５９内に収容された作動油は、内側円筒体３５
の回転に伴って油圧プランジャ５２，５５に対して戻し
方向の遠心油圧を加える。

【００３９】図２に示すように、入力軸１１と内側バイ
パス軸１８との間にはニードル軸受６１が組み込まれ、
内側バイパス軸１８と外側バイパス軸１９との間にはニ
ードル軸受６２が組み込まれている。さらに、駆動歯車
２３ａと駆動歯車２６ａとの間にはスラスト軸受６３が
組み込まれ、駆動歯車２６ａと駆動歯車２５ａとの間に
はスラスト軸受６４が組み込まれており、入力軸１１と
バイパス軸１８，１９はそれぞれ独立して回転自在とな
っている。それぞれの軸受６１〜６４に潤滑油を供給す
るために、入力軸１１には油路６７が形成されている。

【００４０】図２には第２の切り換え機構３２の一部が
示されており、駆動歯車２５ａにはスプライン６５が固
定され、このスプライン６５にはシンクロナイザーリン
グ６６が装着されており、シンクロスリーブ３２ｂがシ
ンクロナイザーリング６６を介して駆動歯車２５ａのス
プライン６５に噛合うと、第５速の変速歯車列が動力伝
達状態に切り換えられる。他の歯車２４ａ，２１ｂ，２
２ｂ，２７ｂについても同様に、スプラインとシンクロ
ナイザーリングが設けられている。

【００４１】図１および図２に示されるように、入力軸
１１の端部に発進クラッチ１６と２つのバイパスクラッ
チ４１，４２が配置されており、これらのクラッチ１
６，４１，４２がシリーズつまり連続的に相互に隣接し
て形成されているので、変速機の長大化や大型化を抑制
することができるとともに、内側円筒体３５を発進クラ
ッチ１６のクラッチハブと、２つのバイパスクラッチ４
１，４２のクラッチドラムとして共用することができ
る。しかも、トランスミッションケース１０ａとその内
部に組み込まれた入力軸１１などの部品をそのまま手動
変速機の部品としても使用することができるので、主要
構成部品のレイアウトの自由度を格段に向上させること
かできるとともに、多くの部品を自動変速機と手動変速
機とに共用することができる。また、それぞれのクラッ
チ１６，４１，４２が連続的に配置されているので、そ
れぞれのクラッチを作動させるための作動油や潤滑油の
供給を集約して行うことができ、変速応答性を向上させ
ることができる。

【００４２】図３は前述した自動変速機の作動を制御す
るための油圧制御回路を示すブロック図である。図３に
示すように、自動変速機は第１のバイパスクラッチ４１
を作動するための３速バイパスクラッチアクチュエータ
７１と、第２のバイパスクラッチ４２を作動するための
６速バイパスクラッチアクチュエータ７２と、発進クラ
ッチ１６を作動するための発進クラッチアクチュエータ
７３とを有している。さらに、自動変速機は複数の変速
歯車列から動力伝達を行う変速歯車列を切り換えて所定
の変速段を選択するために、セレクトアクチュエータ７
４とシフトアクチュエータ７５とを有している。これら
の２つのアクチュエータ７４，７５の直線往復動を図示
しない方向変更機構を介して前述したそれぞれの切り換
え機構３１〜３３の切換移動に変換し、第１速、第２
速、第４速および第５速の前進段と後退段の切り換えが
行われる。

【００４３】図３に示すように、３速バイパスクラッチ
アクチュエータ７１には電磁圧力制御弁VA1を介し、６
速バイパスクラッチアクチュエータ７２には電磁圧力制
御弁VA2を介し、発進クラッチアクチュエータ７３には
電磁圧力制御弁VA3を介してそれぞれオイルポンプ３９
からの作動油が供給される。また、セレクトアクチュエ
ータ７４には電磁切替弁VA4,VA5を介して作動油が供給
され、シフトアクチュエータ７５には電磁圧力制御弁VA
6,VA7を介して作動油が供給される。このセレクトアク
チュエータ７４は図３において矢印Ａで示す方向にトレ
バー部材を駆動し、シフトアクチュエータ７５は図３に
おいて矢印Ｂで示す方向にレバー部材を駆動する。

【００４４】シフトアクチュエータ７５を電磁圧力制御
弁VA6,VA7により制御するのに対し、セレクトアクチュ
エータ７４が電磁切換弁VA4,VA5により制御可能なの
は、Ａ方向の切換操作（セレクト操作）は、デッドスト
ップに突き当てるまで大きな操作力で単純に押せば足り
るからである。これに対して、Ｂ方向の切換操作（シフ
ト操作）はシンクロによる同期が必要であり、過大な操
作力はシンクロスリングの摩耗を招来するので操作力自
体の制御が求められるため、シフトアクチュエータ７５
を電磁圧力制御弁VA6,VA7により制御する。また、Ｂ方
向のシフト操作力はＡ方向のセレクト操作力に比して大
きいため、デッドストップ当接時に大きな音が出やす
く、操作音対策も必要となる。このため、シフト操作で
は、シフトアクチュエータ７５により操作期間を３段階
に分け、迅速なシフト動作とシンクロリングの保護、そ
して操作音の低減という要求を満たしている。すなわ
ち、初期は強く、シンクロ同期時は中程度、終期は弱く
操作力を調整している。従って、シフトアクチュエータ
７５については、単に油圧のオンオフを行うのみの制御
弁ではなく、供給油圧の調整が可能な電磁圧力制御弁を
使用して作動させる。

【００４５】それぞれの弁VA1〜VA7は制御ユニットECU
８０からの信号によって制御され、オイルポンプ３９か
ら供給される作動油は、その一部がアキュムレータ７６
に貯留される。アキュムレータ７６の密封容器内には窒
素等の気体が充満されており、そこに作動油を押し込む
ことにより気体が圧縮され、作動油の圧力エネルギが気
体の圧力エネルギに変換されて蓄えられる。つまり、ア
キュムレータ７６にはライン圧が蓄えられ、ライン圧の
安定化が図られる。また、アキュムレータ７６に蓄えた
圧力により、ポンプの故障やオイル漏れ等、油圧系に障
害が生じた場合でも、変速段をたとえば３速に強制的に
シフトチェンジするなど、最低限の非常動作が確保でき
るようになっている。なお、オイルポンプ３９を電動モ
ータにより駆動するようにしても良い。

【００４６】制御ユニットECU８０には、インヒビタス
イッチ８１、エンジン回転数センサ８２、ブレーキスイ
ッチ８３、アクセル開度センサ８４および車速センサ８
５などの各種センサから信号が入力される。この制御ユ
ニットECU８０はインヒビタスイッチ８１からの信号に
基づきセレクトレバーの位置を検出するとともに、エン
ジン回転数センサ８２からの信号に基づきエンジン回転
数を検出し、アクセル開度センサ８４からの信号に基づ
きスロットルバルブの開度を検出し、車速センサ８５か
らの信号に基づき車速を検出する。そして、制御ユニッ
トECU８０はこれらの検出データから車両の運転状況を
検出し、それぞれの弁VA1〜VA7に制御信号を送る。した
がって、制御ユニットECU８０はバイパスクラッチ制御
手段として機能する。

【００４７】次に、２つのバイパスクラッチ４１，４２
の作動について説明する。まず、アップシフト動作につ
いて説明すると、第１のバイパスクラッチ４１は、第１
速から第２速、第２速から第３速などの低速段側の変速
歯車列グループにおける変速の際に作動する。たとえ
ば、第１速から第２速へのアップ変速時には、アクセル
開度、車速、エンジン回転数、変速ギヤ位置などの情報
から走行状態を検出し、予め設定されたプログラムに基
づいて所定時間だけ第１のバイパスクラッチ４１を締結
し、バイパスクラッチ４１を介して入力軸１１から出力
軸１２にトルクを伝達する。これにより、変速時に切り
換え機構３１を切り換える時のトルクの落ち込みが少な
くなり、変速ショックが緩和される。また、第２速から
第３速へのアップ変速時には、第１のバイパスクラッチ
４１の制御と同期させながら、電子制御スロットル１７
を閉じるように制御してエンジントルクを低減する。こ
のように、バイパスクラッチ４１と電子制御スロットル
１７を制御することにより、変速ショックを緩和するこ
とができる。

【００４８】第２のバイパスクラッチ４２は、第３速か
ら第４速、第４速から第５速、および第５速から第６速
などの高速段側の変速歯車列グループにおける変速の際
に作動する。たとえば、第３速から第４速、第４速から
第５速へのアップ変速時には、走行状態を検出し、予め
設定されたプログラムに基づいて所定時間だけ第２のバ
イパスクラッチ４２を締結し、バイパスクラッチ４２を
介して入力軸１１から出力軸１２にトルクを伝達する。
これにより、変速時におけるトルクの落ち込みが少なく
なり、変速ショックが緩和される。また、第５速から第
６速へのアップ変速時には、第２のバイパスクラッチ４
２を制御しながら、電子制御スロットル１７を閉じるよ
うに制御してエンジントルクを低減して変速ショックを
緩和することができる。

【００４９】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１２のトルクＴ0
の変化を示すタイムチャートである。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３１ｂは第１速の従動歯車２１ｂ
に図示しないスプラインおよびシンクロナイザーリング
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
速の駆動歯車２２ａに図示しないスプラインおよびシン
クロナイザーリングを介して噛み合う第２速の位置に移
動する。変速動作が行われる際には、駆動歯車２１ａと
従動歯車２１ｂの第１速の変速歯車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４１
を作動させるために３速バイパスクラッチアクチュエー
タ７１の油圧室に制御油圧を供給する。これにより、第
１速の変速歯車列と第３速の変速歯車列との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。

【００５０】ここで、第１速の従動歯車２１ｂと第３速
の従動歯車２３ｂは同一の出力軸１２に設けられている
が、各々に相互に相違したギヤ比となっており、第１速
の駆動歯車２１ａの回転に対して第３速の駆動歯車２３
ａの回転は変速比の関係から駆動歯車２１ａよりも速く
回転するので、バイパスクラッチ４１を係合すると係合
状態に応じたトルクが第３速の変速歯車列により伝達さ
れる。

【００５１】次いで、シンクロスリーブ３１ｂは中立位
置つまり２相状態となり、この状態のもとでは、駆動歯
車２３ａと従動歯車２３ｂとからなる第３速の変速歯車
列つまりバイパスクラッチ４１を介して入力軸１１から
出力軸１２に対して動力伝達されるとともに、電子制御
スロットル１７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１１の回転を低下させて同期させる。

【００５２】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を中立位
置から第２速の従動歯車２２ｂに噛み合う状態に移動さ
せると、第２速の変速歯車列と第３速の変速歯車列との
２系統を介して動力の伝達が行われる３相状態となる。
この３相状態のもとでバイパスクラッチ４１のための３
速バイパスクラッチアクチュエータ７１に供給された油
圧をドレンしてバイパスクラッチ４１を開放すると、第
２速へのアップシフトが完了する。これにより、入力軸
１１から出力軸１２に対しては第２速の変速歯車列を介
して動力伝達されることになる。

【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が第２速の従動歯車２２ｂに噛み
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３１
ｂが中立位置になるときには、バイパスクラッチ４１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。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、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る。

【００５４】図５（Ａ）は図１に示した自動変速機によ
り各変速段における入力軸１１から出力軸１２に伝達さ
れる駆動力と、アップシフト動作が行われる際に伝達さ
れる駆動力を示す特性図である。一方、図５（Ｂ）は前
述した特開2000-65199号公報に示されるように、第５速
の変速歯車列をバイパスクラッチにより締結するように
した自動変速機により各変速段における入力軸から出力
軸に伝達される駆動力と、アップシフト動作が行われる
際に伝達される駆動力を比較例として示す特性図であ
る。

【００５５】比較例の場合には、バイパスクラッチを介
して入力軸から出力軸に伝達されるトルク容量は５速ギ
ヤ比相当となっている。このため、第１速から第２速へ
の変速時にはバイパスクラッチを介して伝達されるトル
クにこのクラッチの入力側慣性力によるトルク増加分を
加えても、第２速の変速歯車列を介して伝達されるトル
クとの間に大きな差が生じることになる。これに対し
て、本発明の自動変速機にあっては、低速段側の変速歯
車列グルーブにおけるアップシフト時には、第３速のギ
ヤ比相当のトルク容量が入力軸１１から出力軸１２にバ
イパスクラッチ４１を介して伝達される。また、高速段
側の変速歯車列グループにおけるアップシフト時には、
第６速のギヤ比相当のトルク容量が伝達される。これに
より、変速ショックが緩和される。

【００５６】さらに、ダウンシフトについて説明する。
通常のダウンシフトや追い越し加速時にアクセルペダル
を深く踏み込んで強制的に変速段をダウンシフトさせる
キックダウンなどにおいては、走行状態を各種のセンサ
で検出し、予め設定したプログラムに従ってダウンシフ
ト時も第１および第２のバイパスクラッチ４１，４２を
所定時間だけ締結状態、あるいは必要に応じてバイパス
クラッチ４１，４２や発進クラッチ１６を開放したり、
必要に応じて発進クラッチ１６などを半クラッチ状態
（滑り制御状態）にする。これにより、ダウンシフト変
速時のショックを少なくするとともに、変速時間を短縮
して空走時間の少ないスポーティな走行が可能となる。

【００５７】次に、飛び越しアップシフトおよび飛び越
しダウンシフトについて説明する。たとえば、比較的ア
クセルを踏み込んだ状態で車両を急発進させ、車速が上
昇した状態で急にアクセルペダルを戻したりすると、車
速とアクセル開度のパラメータで決定される自動変速線
図に従い、変速段が第１速から第３速に飛び越えてアッ
プシストする。このとき、上述したように、変速操作と
制御を行うことによって、変速時に急激な駆動力の変化
が発生しても変速ショックを少なくして円滑に変速動作
を行うことが可能となる。

【００５８】さらに苛酷な例として、第１速から第４速
や第５速などへの三段跳びや四段跳びも通常と同じ操作
で変速することが可能となる。この場合には、第１と第
２のバイパスクラッチ４１，４２の伝達トルクが異なる
ので、これを利用して２つのバイパスクラッチを必要に
応じて選択的に使い分けたり、トルク容量を伝達すべき
トルクよりもやや少なめまでトルク制御して変速を達成
させることなどによって、円滑な変速が達成される。

【００５９】一方、飛び越えダウンシフトについて説明
すると、中速度で登坂道を最高速段で走行している際
に、比較的遅い車両を追い越そうとして、アクセルペダ
ルがいっぱいに踏み込まれると、車両は変速線図に従っ
てキックダウンする。このとき、車速とアクセル開度い
かんによっては、たとえば第６速から第４速への二段跳
びや第６速から第３速への三段跳び、第６速から第２速
への四段跳びダウンシフトを行うことができる。この場
合のダウンシフト変速も通常のダウンシフトと同じ操作
で円滑なシフト感覚が得られることになる。

【００６０】図６は本発明の他の実施の形態である自動
変速機を示すスケルトン図であり、図６に示す自動変速
機にあっては、図１に示された減衰ダンパー１５に代え
てトルクコンバータ９１が設けられており、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。

【００６１】図６に示すように、トルクコンバータ９１
はポンプインペラ９２が設けられたアウターシェル９３
と、これに固定されるフロントカバー９４とを有し、フ
ロントカバー９４はクランク軸１４に図示しないドライ
ブプレートとともに固定されている。ポンプインペラ９
２に対向してタービンランナ９５が配置され、タービン
ランナ９５はタービン出力軸９６を介して発進クラッチ
１６に連結され、タービンランナ９５にはロックアップ
クラッチ９７が固定されている。ポンプインペラ９２と
タービンランナ９５の間に配置されるステータ９８は、
ワンウエイクラッチを介してトランスミッションケース
１０ａに支持されている。このように、トルクコンバー
タ９１を有する自動変速機にあっては、オイルポンプ３
９はアウターシェル９３を介してエンジンに連結されて
いる。この自動変速機にあっても、変速操作は図１に示
す場合と同様に行うことができる。

【００６２】図示する自動変速機はエンジンルーム内に
縦置きに配置されるようになっているが、エンジン横置
きの場合にも適用することができ、ＦＦ車やＦＲ車のみ
ならず、四輪駆動車にも適用することができる。さら
に、軽自動車から大型車までどのような車種に対しても
この自動変速機を適宜搭載することができる。

【００６３】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。たとえば、発進クラッチ１
６およびそれぞれのバイパスクラッチ４１，４２は、油
圧源となるオイルポンプ３９からの油圧を適宜調圧し
て、作動油圧を各クラッチへ供給するようにした湿式多
板クラッチであるが、湿式多板クラッチに限定されるこ
とはない。たとえば、電磁クラッチの励磁力を電流制御
するようにし、この荷重によって多板クラッチを締結す
る方式でも良く、単板式のクラッチとしても良く、手段
を選ばないことは言うまでもない。

【００６４】また、トルクコンバータの代わりにフルー
ド・カップリング（流体継手）を設けるようにしても良
い。流体継手やトルクコンバータを用いる場合にはその
引きずりトルクは、発進クラッチ１６を開放することに
より、引きずりトルクが変速機の内部の切り換え機構に
対して影響を与えないように構成することになる。

【００６５】さらに、実施の形態では２つのバイパスク
ラッチ４１，４２を設けたが、変速段数が図示した場合
よりも増加する場合には、バイパスクラッチの数を増や
すことにより対応可能である。たとえば、８段変速の場
合には第３のバイパスクラッチを設けるようにしても良
く、エクストラローレンジを有する場合は緊急脱出用の
ギヤ比であり、通常の第１速の歯車との間のギヤ比の差
が大きくなることから、その間にさらに他のバイパスク
ラッチを設けるようにしても良い。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、エンジンと入力軸との
間に複数のバイパスクラッチを設け、変速段に応じてト
ルク伝達を行うバイパスクラッチを使い分けることによ
り、変速ショックを大幅に低減してスムーズな変速品質
を実現することができる。変速時には所定時間のみバイ
パスクラッチを係合させることにより意のままの飛び越
し変速を行うことができるとともに変速機の応答性を向
上させることができ、スポーティな変速が実現される。

【００６７】入力軸の端部に連続的に発進クラッチと複
数のバイパスクラッチとを配置したので、変速機の大型
化や長大化を抑制しながら良好な車載性を確保すること
ができ、自動変速機の構成部品をそのまま手動変速機の
部品としても使用することができ、主要構成部品のレイ
アウトの自由度を格段に向上させることかできる。

【００６８】また、入力クラッチとバイパスクラッチが
連続的に入力軸の端部に配置されているので、それぞれ
のクラッチを作動させるための作動油や潤滑油の供給を
集約して行うことができ、変速応答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自動変速機を示す
スケルトン図である。

【図２】図１に示された発進クラッチと２つのバイパス
クラッチの部分を拡大して示す断面図である。

【図３】自動変速機の作動を制御するための油圧制御回
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の変化とを示すタイム
チャートである。

【図５】（Ａ）は本発明の自動変速機により各変速段に
おける入力軸から出力軸に伝達される駆動力と、アップ
シフト動作が行われる際に伝達される駆動力を示す特性
図であり、（Ｂ）は比較例として示す自動変速機により
各変速段における入力軸から出力軸に伝達される駆動力
と、アップシフト動作が行われる際に伝達される駆動力
を示す特性図である。

【図６】本発明の他の実施の形態である自動変速機を示
すスケルトン図である。

【符号の説明】

１１ 入力軸 １２ 出力軸 １３ エンジン １５ 減衰ダンパー １６ 発進クラッチ ２１ａ〜２６ａ 駆動歯車 ２１ｂ〜２６ｂ 従動歯車 ２７ａ 後退用の駆動歯車 ２７ｂ 後退用の従動歯車 ２８ アイドラ歯車 ３１ 第１の切り換え機構 ３２ 第２の切り換え機構 ３３ 第３の切り換え機構 ４１ 第１のバイパスクラッチ ４２ 第２のバイパスクラッチ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA03 AA04 AA07 AA31 AB02 AC03 AC21 AC54 AD02 AD23 3J028 EA21 EB08 EB13 EB31 EB35 EB37 EB54 EB62 EB66 FB05 FC32 FC42 FC63 GA02 HA14 HA32 HB01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の駆動歯車が設けられた入力軸と、
   前記駆動歯車に常時噛み合う複数の従動歯車が設けられ
   た出力軸とを備えた自動変速機であって、 エンジンのクランク軸と前記入力軸との間に設けられエ
   ンジン動力の前記入力軸に対する伝達と遮断とを切り換
   える入力クラッチと、 前記駆動歯車と前記従動歯車とにより形成される複数の
   変速歯車列のうち動力を伝達する変速歯車列を選択的に
   切り換える切り換え機構と、 それぞれ変速歯車列に動力伝達可能に前記入力軸の端部
   に設けられ、前記出力軸に対して相互に相違したトルク
   容量を伝達する複数のバイパスクラッチと、 変速時に前記複数のバイパスクラッチの少なくともいず
   れか１つを介してエンジン動力を前記出力軸に伝達させ
   るバイパスクラッチ制御手段とを有し、 前記複数のバイパスクラッチと前記入力クラッチとをエ
   ンジンと前記入力軸との間に連続的に配置することを特
   徴とする自動変速機。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動変速機において、低
   速段側の複数の変速歯車列からなる第１の変速歯車列群
   における変速歯車列を変速動作させるときに作動する第
   １のバイパスクラッチと、高速段側の複数の変速歯車列
   からなる第２の変速歯車列群における変速歯車列を変速
   動作させるときに作動する第２のバイパスクラッチとを
   有することを特徴とする自動変速機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の自動変速機において、前
   記第１の変速歯車列群を構成する駆動歯車のいずれか１
   つに前記第１のバイパスクラッチを連結し、前記第２の
   変速歯車列群を構成する駆動歯車のいずれか１つに前記
   第２のバイパスクラッチを連結し、それぞれの駆動歯車
   を前記パイパスクラッチに隣接させて配置したことを特
   徴とする自動変速機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自
   動変速機において、エンジンのクランク軸と前記入力ク
   ラッチとの間に、エンジン振動を減衰させる減衰ダンパ
   ーを配置することを特徴とする自動変速機。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自
   動変速機において、エンジンのクランク軸と前記入力ク
   ラッチとの間に、ロックアップ機能を備えた流体トルク
   コンバータもしくは流体継手を配置することを特徴とす
   る自動変速機。