JP2006038168A - 自動変速機、変速システムおよび自動車 - Google Patents

自動変速機、変速システムおよび自動車 Download PDF

Info

Publication number
JP2006038168A
JP2006038168A JP2004221974A JP2004221974A JP2006038168A JP 2006038168 A JP2006038168 A JP 2006038168A JP 2004221974 A JP2004221974 A JP 2004221974A JP 2004221974 A JP2004221974 A JP 2004221974A JP 2006038168 A JP2006038168 A JP 2006038168A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmission
shaft
clutch
output shaft
gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004221974A
Other languages
English (en)
Inventor
Kentaro Shishido
健太郎 宍戸
Hiroshi Kuroiwa
弘 黒岩
Naoyuki Ozaki
直幸 尾崎
Tetsuo Matsumura
哲生 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2004221974A priority Critical patent/JP2006038168A/ja
Publication of JP2006038168A publication Critical patent/JP2006038168A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed 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
    • F16H3/12Toothed 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 with means for synchronisation not incorporated in the clutches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

【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、変速システムおよび自動車を提供することにある。
【解決手段】
第一クラッチC1は、駆動源の出力軸に連結される。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SIと、入力軸SIと平行に配置された中間軸SMと、入力軸SIと平行に配置された出力軸SOとを有する。歯車対D,Gと変速クラッチ機構SC1,SC2により、入力軸SIから中間軸SMに動力の伝達を可能とする。また、動力伝達機構ASにより、入力軸SIから出力軸SOに動力の伝達を可能とする。さらに、中間軸SMと出力軸SOの間に配設され、中間軸SMと出力軸SOとの回転数の大小に拘わらず、常に、中間軸SMから出力軸SOの方向にのみ動力を伝達する第三クラッチC3を備えている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、自動車用の自動変速機、変速システムおよび自動車に係り、特に、クラッチ操作を機械的に行う自動変速機に関する。
最近、手動変速機に用いられる同期噛合式変速機を用いてクラッチとギアチェンジを自動化したシステムとして、自動化マニュアルトランスミッション(以下、「自動MT」と称する)が開発されている。しかし、従来の自動MTにおける変速時の制御では、クラッチの開放・締結操作により駆動トルクの中断が発生し、乗員に違和感を与えることがある。
そこで、従来の自動MTにおいては、変速途中の出力軸の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。このような例としては、例えば、特開昭61−45163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。
しかしながら、特開昭61−45163号公報に記載されているものにおいては、変速時、変速前に動力を伝達していた歯車対を解放する際、駆動源のトルクを、動力伝達機構を介して入力軸から出力軸に伝達することで、変速前に動力を伝達していた歯車対(以下、変速前ギア)を介する伝達トルクをバイパスした後、歯車対の解放を行う。この際、ショック無く歯車対の解放を行うには、変速前ギアに入力されるトルク分、つまり、駆動源のトルクに対して過不足が無いように、動力伝達機構の伝達トルク容量を制御する必要がある、しかしながら、駆動源のトルク推定値には誤差があること、また、動力伝達機構においては、目標とする伝達トルク量と、実際の伝達トルク量に誤差があることから、変速前ギア解放以前に、変速前ギアに入力されるトルク分を、過不足無く動力伝達機構を用いてバイパスさせるのは困難である。
そこで、例えば、特開2003−269599号公報に記載されているように、変速前ギアの噛合い機構に対し、予め、解放方向の荷重をかけておくとともに、動力伝達機構の伝達トルク量を増加させていくことにより、動力伝達機構の伝達トルク量が、駆動源のトルクと等しくなり、変速前ギアを介して伝達するトルクが完全にバイパスされたタイミングで、歯車対が解放されるという制御を行なうことで、ショックなく変速前ギアの解放を行うことができる。
一方、変速において、目標とする歯車対(以下、変速後ギア)を締結するためには、締結したい変速後ギアの噛合い機構の差回転を0にする必要がある。変速後ギアの締結においても、変速後ギアの噛合い機構が締結し始めてから、締結完了するまでには、時間を要するが、この間、差回転を0に保持することは、変速前ギア解放におけるときと同様、駆動源のトルク推定値の誤差、動力伝達機構における目標伝達トルク量と、実際の伝達トルク量との誤差等があるため、困難であり、結果として、変速後ギアの締結失敗や、音やショックが発生するという問題があった。
それに対して、例えば、特開昭63−2736号公報に記載のように、変速機の中間軸と出力軸または入力軸との間に、出力軸へ向かう方向の動力のみ伝達する一方向クラッチを設けて、変速ショックを低減するものが知られている。
特開昭61−45163号公報 特開2003−269599号公報 特開昭63−2736号公報
しかしながら、変速前のギア解放制御に関して、特開2003−269599に記載されている方式では、変速前ギアの噛合い機構が解放方向に動き出してから、実際に噛合い機構が解放されるまでには時間がかかるため、動力伝達機構の伝達トルク量と、駆動源のトルクとが釣合い状態にある時間が十分長くなるように、動力伝達機構の伝達トルク量増加速度はあまり大きくすることはできず、結果として、変速前ギア解放に要する時間が長くなるという問題があった。
また、変速後のギア締結制御に関して、特開昭63−2736号公報に記載の方式で用いている一方向クラッチは、クラッチの上流側が下流側より速く回転しているときはトルク伝達するが、クラッチ上流側が下流側より遅く回転するときにはトルク伝達しないというものであり、そのため、一方向クラッチの上流の回転を、下流よりも一旦遅くすることで、一方向クラッチ下流から上流に向かうトルクを遮断している。アップシフト時には、変速前の回転数N(before)から、変速後回転数N(after)(<N(before))まで回転数を小さくするが、この変速の途中にて、さらに低い回転数N(middle)(<N(after))まで一旦下げた後、変速後回転数N(after)に上げるという制御が必要なため、変速時間が長くなると言う問題があった。また、一旦下がった回転数を再び上げるため、エネルギーを必要とし(マイナスのイナーシャートルクが発生し)、そのため、車両加速度が引き込み、運転性が低下するという問題も生じる。
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、変速システムおよび自動車を提供することにある。
(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中間軸と、前記入力軸と平行に配置された出力軸と、前記入力軸から前記中間軸に動力の伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構と、前記入力軸から前記出力軸に動力の伝達を可能とする動力伝達機構と、前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸との回転数の大小に拘わらず、常に、前記中間軸から前記出力軸の方向にのみ動力を伝達する第三クラッチ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。
(2)上記(1)において、好ましくは、前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸を選択的に連結する第四クラッチとを備えるようにしたものである。
(3)また、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中間軸と、前記入力軸と平行に配置された出力軸と、前記入力軸から前記中間軸に動力の伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構と、前記入力軸から前記出力軸に動力の伝達を可能とする動力伝達機構と、前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸との回転数の大小に拘わらず、常に、前記中間軸から前記出力軸の方向にのみ動力を伝達する第三クラッチとからなる自動変速機と、この自動変速機の前記第一クラッチ,前記変速クラッチ機構,前記動力伝達機構,前記第三クラッチの締結・解放をそれぞれ制御する制御手段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。
(4)上記(3)において、好ましくは、前記制御手段は、前記動力伝達機構の動力伝達容量が前記駆動源の出力動力と等しいか上回っている時に、前記歯車対を介した動力伝達経路を解消または生成するように制御するようにしたものである。
(5)さらに、上記目的を達成するために、本発明は、駆動源と、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中間軸と、前記入力軸と平行に配置された出力軸と、前記入力軸から前記中間軸に動力の伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構と、前記入力軸から前記出力軸に動力の伝達を可能とする動力伝達機構と、前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸との回転数の大小に拘わらず、常に、前記中間軸から前記出力軸の方向にのみ動力を伝達する第三クラッチとからなる自動変速機と、この自動変速機の前記第一クラッチ,前記変速クラッチ機構,前記動力伝達機構,前記第三クラッチの締結・解放をそれぞれ制御する制御手段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。
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、制御性を向上できる。
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及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および動作について説明する。なお、変速機20は、エンジン等の駆動源10に接続されている。変速機20は、従来の手動変速用の変速機と同様の同期噛合い式変速機として構成されている。
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を示すスケルトン図である。
本実施形態における構成上の特徴は、1)従来の同期噛合い式変速機の変速機出力軸に該当する箇所が、変速機中間軸SM1と、変速機出力軸SOとに分割されているという点と、2)変速機入力軸SIと、変速機出力軸SOの間に、動力伝達機構ASを有するという点と、3)変速機中間軸SM1と、変速機出力軸SOの間に配設され、変速機中間軸SM1と変速機出力軸SOの回転数の大小に関係なく、常に、変速機中間軸SM1から変速機出力軸SOの方向にのみトルク伝達し、変速機出力軸SOから変速機中間軸SM1の方向にはトルク伝達しない、第三クラッチ(逆入力遮断クラッチ)C3を有するという点と、4)変速機中間軸SM1と、変速機出力軸SOの間に配設され、変速機中間軸SM1と変速機出力軸SOとを選択的に連結可能にする第四クラッチ(ロックアップクラッチ)C4を有するという点にある。
なお、図示する例では、第1速から第5速までの変速段で用いられる変速機構を示しており、動力伝達機構ASには、第二クラッチC2と第5速用歯車対を用いているが、動力伝達機構として電動機を用いるものでも良いし、遊星歯車を用いるものでも良いし、そのほかの構成でも良いものである。
変速機20は、入力軸SIと、中間軸SM1と、出力軸SOと、変速段を構成するためにそれぞれの軸につけられた複数個の歯車G1,G2,G3,G4,G5,D1,D2,D3,D4,D5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と、第一クラッチC1と、第二クラッチC2と、第三クラッチC3と、第四クラッチC4より構成される。
第一クラッチC1,第二クラッチC2,第三クラッチC3,第四クラッチC4は、それぞれ、変速機コントロールユニット(CU)100によって制御されるアクチュエータ90,92,94,96によって、締結・解放される。また、第一変速クラッチSC1,第二変速クラッチSC2は、それぞれ、変速機コントロールユニット(CU)100によって制御されるアクチュエータ80,82によって駆動され、各歯車対が締結・解放される。第一クラッチC1を締結することにより、駆動源10の出力軸SEからのトルクは、第一クラッチC1を介して、変速機入力軸SIに伝えられる。アクチュエータ80,82,90,92,94,96は、油圧アクチュエータ,モータを用いた電動アクチュエータのいずれも用いることができる。
各変速段に対応する歯車は、入力軸SIと変速機中間軸SM1の間に、第1速用に1速駆動歯車D1と1速従動歯車G1とが、第2速用に2速駆動歯車D2と2速従動歯車G2とが、第3速用に3速駆動歯車D3と3速従動歯車G3とが、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。それぞれの駆動歯車は、入力軸SI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、空転状態にある駆動歯車を入力軸SIに固定する機構である。
各変速クラッチSC1、SC2の内部には、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、変速機入力軸SI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。駆動歯車D1,D2,D3,D4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駆動歯車のスプラインとは噛み合い状態に無く、駆動歯車は変速機入力軸SI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、駆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、駆動歯車は変速機入力軸に固定される。また、駆動歯車とスリーブの回転数が異なる場合に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。なお、スリーブを移動させる機構は図示していない。
変速を行う場合には、第一変速クラッチSC1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、変速段に対応する駆動歯車のスプライン(H1〜H4)に噛み込ませて、選択された駆動歯車を変速機入力軸SIに固定して、トルクの伝達経路を形成する。なお、ここでは変速機入力軸SI上の駆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SO上の従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。
入力軸SIと変速機出力軸SOの間に、第5速用に5速駆動歯車D5と、5速従動歯車G5とが設置される。5速駆動歯車D5は、変速機入力軸上で空転できる構造となっている。第二クラッチC2は、空転状態にある5速駆動歯車D5を変速機入力軸SIに固定する機構である。
第二クラッチC2は、湿式多板クラッチとなっており、湿式多板クラッチにかかる面圧を制御することで、入力軸SIから出力軸SOへと、5速歯車対を介する伝達トルクを制御可能となっている。なお、ここでは入力軸SIと変速機出力軸SOとの間のトルク伝達を実現するために、5速駆動歯車D5、および5速従動歯車G5、および第二クラッチC2からなる動力伝達機構を用いたが、電動機を用いた動力伝達機構であっても良いし、遊星歯車を用いた動力伝達機構であっても良いし、その他の動力伝達機構でも良いものである。また、ここでは、入力軸SIから出力軸SOへトルク伝達する動力伝達機構が一組であるが、さらに多くの動力伝達機構を備えても良いものである。
中間軸SM1と変速機出力軸SOの間に、中間軸SM1と変速機出力軸SOの回転数に拘わらず、常に、中間軸SM1から変速機出力軸SOには動力伝達するが、変速機出力軸SOから中間軸SM1には動力伝達しない、第三クラッチ(逆入力遮断クラッチ)C3が設置される。
中間軸SM1と、変速機出力軸SOの間に、中間軸SM1と変速機出力軸SOとを固定する第四クラッチ(ロックアップクラッチ)C4が設置される。これは、所謂エンジンブレーキをかけたい場合など、変速機出力軸SO側から変速機入力軸SIへとトルク伝達したい場合でも、第三クラッチC3は変速機出力軸SOから変速機入力軸SIへとトルク伝達できないため、このような場合に第四クラッチC4を締結し中間軸SM1と出力軸SOとを直結することで、変速機出力軸SOから変速機入力軸SIへのトルク伝達を可能にするためである。
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。
最初に、図2及び図3を用いて、本実施形態による自動変速機のアップシフト動作について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態による自動変速機のアップシフト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アップシフト動作時のタイムチャートである。なお、図3において、図3(A)は変速機入力軸SIの回転数を示し、図3(B)は変速クラッチ位置を示し、図3(C)は第四クラッチ伝達トルク容量を示し、図3(D)は第1変速段から第4変速段のいずれかの変速前ギア伝達トルク,第1変速段から第4変速段のいずれかの、変速後ギア伝達トルク、及び動力伝達機構を介して伝達するトルクを示し、図3(E)は変速機出力軸SOのトルクを示している。
変速が開始されると、図2のステップS01において、変速機CU100は、第四クラッチC4を解放する(図3(C)時刻t1)。
次に、ステップS02において、変速機CU100は、動力伝達機構の伝達トルクを増加制御を開始する(図3(C)時刻t2)。動力伝達機構の伝達トルクが増加し始めると、変速前ギア伝達トルクは減少し、ついには変速前ギア伝達トルクが0になり、駆動源のトルクを動力伝達機構のみで出力軸へと伝達するようになる(図3(D)時刻t3)。この時の変速機出力トルクは、変速前ギア伝達トルクと、動力伝達機構の伝達トルクを足し合わせたものとなる(図3(E)時刻t2〜t3)。時刻t3〜t4の間では、動力伝達機構の動力伝達容量が駆動源の出力動力と等しいか上回っているため、歯車対を介した動力伝達経路を解消するように制御することができる。
次に、ステップS03において、変速機CU100は、動力伝達機構ASを用いて、入力軸SI回転数の同期制御を開始し、さらに動力伝達機構の伝達トルクを増加させると、入力軸回転数が減少し始める(図3(A)時刻t3)。
次に、ステップS04において、変速機CU100は、変速前ギア解放済かどうか判断し、変速前ギア解放済みの場合は、ステップS08に進み、変速前ギア解放済みでない場合は、ステップS05に進む。
変速前ギア解放済みでない場合は、ステップS05において、変速機CU100は、入力軸SI回転数が減少中であるかどうかを判断し、減少中で無い場合は、ステップS08に進み、減少中の場合は、ステップS06に進む。
入力軸SI回転数が減少中の場合には、ステップS06において、変速機CU100は、変速前ギアの解放制御を行う。
次に、ステップS07において、変速機CU100は、変速前ギアの解放完了か否かを判断し、変速前ギアが解放完了でない場合は、再びステップS06を実行し、変速前ギアが解放完了した場合は、ステップS08に進む。
次に、ステップS08において、変速機CU100は、変速後ギアが締結済みか否かを判断し、変速後ギアが締結完了の場合はステップS12に進み、変速後ギアが締結完了していない場合は、ステップS09に進む。
次に、ステップS09において、変速機CU100は、入力軸SI回転数が減少中であるかどうかを判断し、減少中で無い場合はステップS12に進み、減少中の場合はステップS10に進む。
入力軸SI回転数が減少中に場合には、ステップS10において、変速機CU100は、変速後ギアの締結制御を行う。
次に、ステップS11において、変速機CU100は、変速後ギアが締結完了かどうかを判断し、締結完了していない場合は再びステップS10を実行し、締結完了している場合は、ステップS12に進む。
次に、ステップS12において、変速機CU100は、入力軸SIの回転同期完了かどうかを判断し、回転同期完了していない場合は、ステップS03に進み、回転同期制御を実行する。回転同期完了した場合は、ステップS13に進む。
回転同期が完了すると、ステップS13において、変速機CU100は、動力伝達機構の伝達トルク解放を開始すると、動力伝達機構の伝達トルクの減少に伴って、変速後ギアで伝達するトルクが増加する(図3(D)時刻t4〜t5)。この時の変速機出力トルクは、変速後ギア伝達トルクと動力伝達機構の伝達トルクを足し合わせたものとなる(図3(E)時刻t4〜t5)。
次に、ステップS14において、変速機CU100は、第四クラッチC4の締結制御を実行し(図3(C)時刻t6)、変速終了する。
以上説明したように、アップシフト時には、変速前のギア解放制御(図3の時刻t3)に関しては、常に、変速機中間軸SM1から変速機出力軸SOの方向にのみトルク伝達し、変速機出力軸SOから変速機中間軸SM1の方向にはトルク伝達しない、第三クラッチ(逆入力遮断クラッチ)C3を備えているため、動力伝達機構側から中間軸にトルクが伝達されることがないので、動力伝達機構の伝達トルク量増加速度(図3(D)の動力伝達機構の伝達トルクの上昇時の傾斜)を大きくすることができ、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
また、変速後のギア締結制御(図3の時刻t4)に関しては、常に、変速機中間軸SM1から変速機出力軸SOの方向にのみトルク伝達し、変速機出力軸SOから変速機中間軸SM1の方向にはトルク伝達しない、第三クラッチ(逆入力遮断クラッチ)C3を備えているため、変速前の回転数(図3(A)の時刻t3までの回転数)から、変速後回転数(図3(A)の時刻t4以降の回転数)まで回転数を小さくするだけでよく、その途中(図3(A)の時刻t4付近)にて、さらに低い回転数まで下げる制御が不要であり、変速ショックを低減できるとともに、変速時間が短くできる。また、一旦回転数を下げた後、回転数を再び上げることを行わないため、マイナスのイナーシャートルクが発生しないので、車両加速度が引き込まれることもなく、運転性も向上する。
さらに、変速中以外は、第四クラッチ(ロックアップクラッチ)を締結しておくことにより、出力軸の駆動力を入力軸から駆動源に伝達することができるため、駆動源がエンジンの場合にはエンジンブレーキをかけることができ、また、駆動源がモータの場合には回生制動することができる。
次に、図4及び図5を用いて、本実施形態による自動変速機のダウンシフト動作について説明する。
図4は、本発明の第1の実施形態による自動変速機のダウンシフト動作を示すフローチャートである。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ダウンシフト動作時のタイムチャートである。なお、図5において、図5(A)は変速機入力軸SIの回転数を示し、図5(B)は変速クラッチ位置を示し、図5(C)は第四クラッチ伝達トルク容量を示し、図5(D)は第1変速段から第4変速段のいずれかの変速前ギア伝達トルク,第1変速段から第4変速段のいずれかの、変速後ギア伝達トルク、及び動力伝達機構を介して伝達するトルクを示し、図5(E)は変速機出力軸SOのトルクを示している。
変速が開始されると、ステップS010において、変速機CU100は、第四クラッチC4の解放を行なう(図5(C)時刻t1)。
次に、ステップS020において、変速機CU100は、動力伝達機構の伝達トルクを増加制御を開始する(図5(D)時刻t2)。動力伝達機構の伝達トルクが増加し始めると、変速前ギア伝達トルクは減少し、ついには変速前ギア伝達トルクが0になり、駆動源のトルクを動力伝達機構のみで出力軸へと伝達するようになる(図5(D)時刻t3)。この時の変速機出力トルクは、変速前ギア伝達トルクと、動力伝達機構の伝達トルクを足し合わせたものとなる(図5(E)時刻t2〜t3)。
次に、ステップS030において、変速機CU100は、変速前ギア解放済かどうか判断し、変速前ギア解放済みの場合はステップS080に進み、変速前ギアが解放済みで無い場合はステップS040に進む。
変速前ギア解放済でない場合には、ステップS040において、変速機CU100は、入力軸SI回転数減少制御を実行し、動力伝達機構の伝達トルクを増加させると、入力軸SI回転数が減少し始める。
次に、ステップS050において、変速機CU100は、入力軸SI回転数が減少中がどうか判断し、入力軸SI回転数が減少中で無い場合は、ステップS040に進み、入力軸SI回転数減少制御を行う。入力軸SI回転数が減少中の場合は、ステップS060に進む。
入力軸SI回転数が減少中の場合は、ステップS060において、変速機CU100は、変速前ギア解放制御を行う。
次に、ステップS070において、変速機CU100は、変速前ギア解放完了かどうか判断し、変速前ギアが解放完了で無い場合はステップS060に進み、再び変速前ギア解放制御を行う。変速前ギアが解放完了の場合は、ステップS080に進む。
変速前ギアが解放完了すると、ステップS080において、変速機CU100は、変速後ギア相当回転数より所定回転数高い入力軸SI回転数まで、動力伝達機構ASを用いて入力軸SI回転数の同期制御を行う。
次に、ステップ090において、変速機CU100は、入力軸SI回転数の回転数同期が完了かどうか判断し、回転同期が完了で無い場合は、ステップS080に進み、回転同期制御を実行する。回転同期が完了の場合は、ステップS100に進む。
回転同期が完了すると、ステップS100において、変速機CU100は、変速後ギア締結済みかどうか判断し、変速後ギア締結済みの場合は、ステップS150に進む。変速後ギア締結済みで無い場合は、ステップS110に進む。
変速後ギア締結済みで無い場合は、ステップS110において、変速機CU100は、入力軸回転数減少制御を実行し、動力伝達機構の伝達トルクを増加させると、入力軸SI回転数が減少し始める。
次に、ステップS120において、変速機CU100は、入力軸SI回転数が減少中かどうか判断し、入力軸SI回転数が減少中で無い場合は、ステップS110に進み、入力軸SI回転数減少制御を行う。入力軸SI回転数が減少中の場合は、ステップS130に進む。
入力軸SI回転数が減少中の場合は、ステップS130において、変速機CU100は、変速後ギア締結制御を行う。
次に、ステップS140において、変速機CU100は、変速後ギア締結完了かどうか判断し、変速後ギア締結完了で無い場合は、ステップS130に進み、変速後ギア締結制御を実行する。変速後ギア締結完了の場合は、ステップS150に進む(図5(B)時刻t5〜t6)。
次に、ステップS150において、変速機CU100は、動力伝達機構の伝達トルク解放を開始すると、動力伝達機構の伝達トルクの減少に伴って、変速後ギアで伝達するトルクが増加する(図5(D)時刻t6〜t7)。この時の変速機出力トルクは、変速後ギア伝達トルクと動力伝達機構の伝達トルクを足し合わせたものとなる(図5(E)時刻t6〜t7)。
次に、ステップS160において、変速機CU100は、第四クラッチC4の締結制御を実行し(図3(C)時刻t8)、変速終了する。
以上説明したように、ダウンシフト時にも、変速前のギア解放制御(図5の時刻t3)に関しては、常に、変速機中間軸SM1から変速機出力軸SOの方向にのみトルク伝達し、変速機出力軸SOから変速機中間軸SM1の方向にはトルク伝達しない、第三クラッチ(逆入力遮断クラッチ)C3を備えているため、動力伝達機構側から中間軸にトルクが伝達されることがないので、動力伝達機構の伝達トルク量増加速度(図3(D)の動力伝達機構の伝達トルクの上昇時の傾斜)を大きくすることができ、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
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及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を示すスケルトン図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
変速機20Aの大部分の構成は、図1に示した変速機20と同様である。本実施形態においては、変速機20の出力軸部分に、変速機中間軸SM2があり、変速機中間軸SM2に平行に、変速機外部出力軸SO2がある。変速機中間軸SM2に、出力駆動歯車DOを設けてある。出力駆動歯車DOは、外部出力軸SO2に設けられた出力従動歯車GOと噛合っている。なお、出力駆動歯車GOと、出力従動歯車DOの変わりに、差動減速機を用いても良いものである。
また、変速機CU100によるアップシフト時の制御は、図2及び図3にて説明したものと同様であり、変速機CU100によるダウンシフト時の制御は、図4及び図5にて説明したものと同様である。
本実施形態は、前輪駆動車に採用するに好適なものである。一方、図1に示した構成は、後輪駆動車に採用するに好適なものである。
本実施形態でも、アップシフト時には、変速後のギア解放制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
また、変速後のギア締結制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速時間が短くできる。また、マイナスのイナーシャートルクが発生しないので、車両加速度が引き込まれることもなく、運転性も向上する。
さらに、ダウンシフト時にも、変速前のギア解放制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
次に、図7を用いて、本発明の第3の実施形態による自動変速機の構成及び動作について説明する。
図7は、本発明の第3の実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
本実施形態においては、第一変速クラッチC1と、第二変速クラッチC2とが変速機中間軸SM2の側の、従動歯車側に配置されている。変速機20Bの大部分の構成は、図1に示した変速機20と同様である。本実施形態においては、変速機20の出力軸部分に、変速機中間軸SM2がある。
変速機中間軸SM1に、回転自在に設けられた5速従動中間歯車GM5があり、5速従動歯車GM5は、中間軸SM1と、平行に設けられた変速機中間軸SM3に設けられた5速従動歯車G5と噛合っている。変速機中間軸SM2に、出力駆動歯車DOを設けてある出力駆動歯車DOは、変速機中間軸SM3に設けられた出力従動中間歯車GMOと噛合っている。出力従動歯車GMOは、変速機20の外部出力軸SO2に設けられた出力従動歯車GOと噛合っている。なお、出力従動歯車GMOと、出力従動歯車DOの変わりに、差動減速機を用いても良いものである。
また、変速機CU100によるアップシフト時の制御は、図2及び図3にて説明したものと同様であり、変速機CU100によるダウンシフト時の制御は、図4及び図5にて説明したものと同様である。
本実施形態は、前輪駆動車に採用するに好適なものである。
本実施形態でも、アップシフト時には、変速後のギア解放制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
また、変速後のギア締結制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速時間が短くできる。また、マイナスのイナーシャートルクが発生しないので、車両加速度が引き込まれることもなく、運転性も向上する。
さらに、ダウンシフト時にも、変速前のギア解放制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
次に、図8を用いて、本発明の第4の実施形態による自動変速機の構成及び動作について説明する。
図8は本発明の第3の実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
本実施形態では、第一変速クラッチSC1は、変速機中間軸SM1の従動歯車側に配置されている。第二変速クラッチSC2は、変速機入力軸SIの駆動歯車側に配置されている。
また、2速従動歯車に5速駆動歯車D5が設けてあり、5速駆動歯車D5は、中間軸SM1に平行に設けられた中間軸SM3上に設けられた5速従動歯車G5と噛合っている。5速従動歯車G5は、中間軸SM3に対し回転自在となっており、5速従動歯車G5は、第2クラッチC2によって中間軸SM3に固定される構成となっている。
変速機20Cの大部分の構成は、図1に示した変速機20と同様である。本実施形態においては、変速機20の出力軸部分に、変速機中間軸SM2がある。変速機20の変速機中間軸SM1に、回転自在に設けられた5速歯車D5があり、5速駆動歯車D5は、中間軸SM1と平行に設けられた変速機中間軸SM3に設けられた5速従動歯車G5と噛合っている。変速機中間軸SM2に、出力駆動歯車DOを設けてある出力駆動歯車DOは、変速機中間軸SM3に設けられた出力従動中間歯車GMOと噛合っている。出力従動歯車GMOは、変速機20の外部出力軸SO2に設けられた出力従動歯車GOと噛合っている。なお、出力従動歯車GMOと、出力従動歯車DOの変わりに、差動減速機を用いても良いものである。
また、変速機CU100によるアップシフト時の制御は、図2及び図3にて説明したものと同様であり、変速機CU100によるダウンシフト時の制御は、図4及び図5にて説明したものと同様である。
本実施形態は、前輪駆動車に採用するに好適なものである。
本実施形態でも、アップシフト時には、変速後のギア解放制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
また、変速後のギア締結制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速時間が短くできる。また、マイナスのイナーシャートルクが発生しないので、車両加速度が引き込まれることもなく、運転性も向上する。
さらに、ダウンシフト時にも、変速前のギア解放制御に関しては、変速ショックを低減できるとともに、変速前ギア解放に要する時間が短くすることができる。
本発明の第1の実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。 本発明の第1の実施形態による自動変速機のアップシフト動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態による自動変速機におけるアップシフト動作時のタイムチャートである。 本発明の第1の実施形態による自動変速機のダウンシフト動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態による自動変速機におけるダウンシフト動作時のタイムチャートである。 本発明の第2の実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。 本発明の第3の実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。 本発明の第4の実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
符号の説明
20…変速機
100…変速機コントロールユニット
C1…第一クラッチ
C2…第二クラッチ
C3…第三クラッチ
C4…第四クラッチ
SC…変速クラッチ機構
SI…入力軸
SM…中間軸
SO…出力軸

Claims (5)

  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中間軸と、
    前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
    前記入力軸から前記中間軸に動力の伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構と、
    前記入力軸から前記出力軸に動力の伝達を可能とする動力伝達機構と、
    前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸との回転数の大小に拘わらず、常に、前記中間軸から前記出力軸の方向にのみ動力を伝達する第三クラッチとを備えたことを特徴とする自動変速機。
  2. 請求項1記載の自動変速機において、さらに、
    前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸を選択的に連結する第四クラッチとを備えたことを特徴とする自動変速機。
  3. 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中間軸と、
    前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
    前記入力軸から前記中間軸に動力の伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構と、
    前記入力軸から前記出力軸に動力の伝達を可能とする動力伝達機構と、
    前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸との回転数の大小に拘わらず、常に、前記中間軸から前記出力軸の方向にのみ動力を伝達する第三クラッチとからなる自動変速機と、
    この自動変速機の前記第一クラッチ,前記変速クラッチ機構,前記動力伝達機構,前記第三クラッチの締結・解放をそれぞれ制御する制御手段とを備えたことを特徴とする変速システム。
  4. 請求項3記載の変速システムにおいて、
    前記制御手段は、前記動力伝達機構の動力伝達容量が前記駆動源の出力動力と等しいか上回っている時に、前記歯車対を介した動力伝達経路を解消または生成するように制御することを特徴とする変速システム。
  5. 駆動源と、
    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中間軸と、
    前記入力軸と平行に配置された出力軸と、
    前記入力軸から前記中間軸に動力の伝達を可能とする歯車対と変速クラッチ機構と、
    前記入力軸から前記出力軸に動力の伝達を可能とする動力伝達機構と、
    前記中間軸と前記出力軸の間に配設され、前記中間軸と前記出力軸との回転数の大小に拘わらず、常に、前記中間軸から前記出力軸の方向にのみ動力を伝達する第三クラッチとからなる自動変速機と、
    この自動変速機の前記第一クラッチ,前記変速クラッチ機構,前記動力伝達機構,前記第三クラッチの締結・解放をそれぞれ制御する制御手段とを備えたことを特徴とする自動車。
JP2004221974A 2004-07-29 2004-07-29 自動変速機、変速システムおよび自動車 Pending JP2006038168A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004221974A JP2006038168A (ja) 2004-07-29 2004-07-29 自動変速機、変速システムおよび自動車

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004221974A JP2006038168A (ja) 2004-07-29 2004-07-29 自動変速機、変速システムおよび自動車

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006038168A true JP2006038168A (ja) 2006-02-09

Family

ID=35903361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004221974A Pending JP2006038168A (ja) 2004-07-29 2004-07-29 自動変速機、変速システムおよび自動車

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006038168A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7487025B2 (en) * 2003-12-17 2009-02-03 Volvo Lastvagnor Ab Automatic gearshifting process for a vehicle with engaged coupling-dependent power take off and automatic disengagement process of a coupling-dependent power take off
JP2014035025A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Fuji Heavy Ind Ltd 変速機
JP2017129248A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 トヨタ自動車株式会社 車両の変速制御装置
CN109843623A (zh) * 2016-08-08 2019-06-04 舍弗勒工程有限公司 用于机动车的动力总成系统以及操作动力总成系统的方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7487025B2 (en) * 2003-12-17 2009-02-03 Volvo Lastvagnor Ab Automatic gearshifting process for a vehicle with engaged coupling-dependent power take off and automatic disengagement process of a coupling-dependent power take off
JP2014035025A (ja) * 2012-08-08 2014-02-24 Fuji Heavy Ind Ltd 変速機
JP2017129248A (ja) * 2016-01-22 2017-07-27 トヨタ自動車株式会社 車両の変速制御装置
CN109843623A (zh) * 2016-08-08 2019-06-04 舍弗勒工程有限公司 用于机动车的动力总成系统以及操作动力总成系统的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9586470B2 (en) Powertrain for hybrid vehicle
JP5292782B2 (ja) 車両の変速制御装置
EP1260733A2 (en) Automotive automatic transmission
US9346462B2 (en) Powertrain for hybrid vehicle
US10183571B2 (en) Transmission for hybrid vehicle
US10232700B2 (en) Transmission for hybrid vehicle
JP2009510341A (ja) 原動機付き車両用のオートマチックトランスミッション及びそのシフトチェンジ方法
US9097319B2 (en) Automated manual transmission for vehicle
JP2016070481A (ja) 車両用変速装置
GB2453414A (en) Multiple speed automatic transmission with launch clutch
JP2007331654A (ja) パーキングロック機能を備えた歯車変速装置
JP6145412B2 (ja) 動力伝達装置
JP3674561B2 (ja) 自動クラッチ式変速機の変速制御装置
US6647817B2 (en) Automatic transmission
JP4260522B2 (ja) 動力伝達装置
JP2007177925A (ja) 自動車の制御装置,制御方法、及び自動変速機
JP2016002950A (ja) 車両の動力伝達制御装置
JP2014202340A (ja) 自動変速機
JP2006038168A (ja) 自動変速機、変速システムおよび自動車
JP2001227599A (ja) 自動変速機
JP5450362B2 (ja) 車両の駆動力制御装置
JP2003090395A (ja) 平行軸式歯車変速装置
JP6935788B2 (ja) 車両用自動変速機の制御装置
JP2001234989A (ja) 自動変速機
JP2001227600A (ja) 自動変速機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060607

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090206

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090908

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100112

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20100112