JP2013019424A - 車両の変速装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】奇数段の変速ギヤが設けられた第1の入力軸4と、リバースギヤを含む偶数段の変速ギヤが設けられた第2の入力軸5と、エンジン10の駆動軸11と第1の入力軸4とを接続及び切断に切換可能な第1のクラッチ2と、駆動軸11と第2の入力軸5とを接続及び切断可能な第2のクラッチ3と、を備えた車両の変速装置であって、3速用遊転ギヤ33bと6速用遊転ギヤ36bとの間を、ワンウェイクラッチ8を介して動力を一方向のみ伝達可能とした。
【選択図】図1
Description
デュアルクラッチトランスミッションは2つのクラッチと2つの入力軸を備えており、クラッチを介して2つの入力軸に動力を交互に伝達し、夫々の入力軸に備えた変速ギヤを交互に接続して、出力軸に動力を伝達可能な構成となっている。このような構成のデュアルクラッチトランスミッションでは、変速時間を短縮することが可能となるとともに、トルクコンバータを使用せずに乾式クラッチを使用することができ、伝達効率を向上させることができる。
そこで、発進時においてクラッチでの回転速度差を抑えるために、1速ギヤの減速比を高くする対処方法があるが、減速比の高い変速段ではエンジンブレーキが過度に発生し走行フィーリングを損ねるといった問題点が発生する。
また、上記特許文献1や特許文献2の変速装置では、前進側の最低変速段の変速ギヤにワンウェイクラッチが設けられているため、前進時及び後進時の両方で、クラッチでの回転速度差の抑制とエンジンブレーキの過度な発生の抑制とを両立させることが不可能である。
また、上記特許文献3のようにシフティングエレメントを備えた変速装置では、クラッチや同期装置と同様にシフティングエレメントの作動制御が必要となるため、制御の複雑化を招くこととなる。
また、請求項3の発明は、請求項2において、ワンウェイクラッチは、奇数の変速段のうち最も減速比の高い変速段の変速ギヤと、偶数の変速段のうち最も減速比の低い変速段の変速ギヤとの間で動力を伝達可能としたことを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項1〜3のいずれか1項において、第1の接続切換手段及び第2の接続切換手段は、第1の入力軸及び第2の入力軸のいずれか一方を駆動軸に選択的に接続する切換手段と、当該切換手段と駆動軸との間に介装された第3のクラッチにより構成されることを特徴とする。
更に、ワンウェイクラッチを介して接続される2つの変速ギヤとリバースギヤとを利用することで、後進時においても発進時の変速ショック低減と過度なエンジンブレーキの回避を、簡単な構造及び制御で実現させることができる。
また、本発明の請求項4の車両の変速装置によれば、第1の接続切換手段及び第2の接続手段が夫々クラッチであるので、所謂デュアルクラッチトランスミッションにおいて、簡単な構造及び制御で、前進及び後進の両方の発進時での変速ショックの発生を抑えるとともに、過度なエンジンブレーキを回避することが可能となる。
本発明の第1の実施形態の変速装置は、走行駆動源としてエンジン10を備えた車両に適用され、2個のクラッチ2、3を備えたデュアルクラッチ式の変速装置であって、前進7速及び後進2速の変速段を有する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る変速装置の変速機部1の模式図である。
第1のクラッチ2(第1の接続切換手段)は、エンジン10の駆動軸11と第1の入力軸4との間に介装され、駆動軸11と第1の入力軸4との間の動力の伝達及び遮断を切換可能となっている。
第1の入力軸4は、第1のクラッチ2を挟んでエンジン10とは反対側に駆動軸11と同軸上に配置されており、エンジン10側の端部が第1のクラッチ2に接続されている。第2の入力軸5は、中空状に形成され、内部に第1の入力軸4が挿入されて第1の入力軸4と同軸に配置されるとともに、エンジン10側の端部が第2のクラッチ3に接続されている。
第1の入力軸4には、3速用固定ギヤ33aと、5速及び7速用固定ギヤ35aとが第1の入力軸4と一体回転するように固定されている。第2の入力軸5には、2速用固定ギヤ32aと、4速及び6速用固定ギヤ34aとが第2の入力軸5と一体回転するように固定されている。
そして、本実施形態の変速機部1では、2速ギヤ32、3速ギヤ33及び6速ギヤ36を利用して1速を可能にしているとともに、2速ギヤ32、3速ギヤ33、6速ギヤ36及びリバース用遊転ギヤ38bを利用してリバース1速を、2速ギヤ32及びリバース用遊転ギヤ38bを利用してリバース2速を可能としている。
次に、図2〜10を用いて、各変速段選択時での変速機部1での作動及び動力の伝達状態を説明する。図2〜10は各変速段選択時での動力の伝達状態を示す説明図であり、図2は1速時、図3は2速時、図4は3速時、図5は4速時、図6は5速時、図7は6速時、図8は7速時、図9はリバース1速時、図10はリバース2速時を示す。なお、図2〜10において、変速機部1内でのエンジン10からの動力の伝達経路を太線にて示している。
図9に示すように、リバース1速時では、第1の副軸6とリバース用遊転ギヤ38bとが接続するように第2のシンクロスリーブ42を作動するともに、第1のクラッチ2を接続する。これにより、エンジン10の駆動軸11から、第1のクラッチ2、第1の入力軸4、3速用固定ギヤ33a、3速用遊転ギヤ33b、ワンウェイクラッチ8、6速用遊転ギヤ36b、4速及び6速用固定ギヤ34a、第2の入力軸5、2速用固定ギヤ32a、2速用遊転ギヤ32b、リバース用遊転ギヤ38b、第2のシンクロスリーブ42、第1の副軸6、デフ20を介してドライブシャフト21に動力が伝達される。
以上のように、第1の実施形態の変速機部1では、2つのクラッチ2、3と4つのシンクロスリーブ41、42、43、44の作動制御をすることで、1速〜7速、リバース1速、及びリバース2速の変速を可能としている。
また、このように特定の変速段(1速及びリバース1速)でエンジンブレーキが効かないようにすることを1つのワンウェイクラッチ8を設けることで可能となっており、クラッチ2、3の制御によりエンジンブレーキの発生量を制御する必要がなく、制御の複雑化も回避することができる。
なお、後進時にエンジンブレーキを効かせたい場合には、変速機部1内の動力伝達路にワンウェイクラッチ8を介さないリバース2速にすればよい。これにより、上り坂での後進時に車両の移動を抑え、運転を容易にすることができる。また、リバース1速及びリバース2速は、1つのリバース用遊転ギヤ38bを兼用しており、第1のクラッチ2と第2のクラッチ3とで接続を切換えることで容易かつ迅速に切換可能となっている。
図11は、第1の実施形態における各変速段でのワンウェイクラッチ8の偶数段側(6速用遊転ギヤ36b)及び奇数段側(3速用遊転ギヤ33b)の回転速度を示すグラフである。図中実線は偶数段側、破線は奇数段側の回転速度を示し、エンジン10の駆動軸11の回転速度を1とする速度比で表される。
特に、本実施形態では、3速、5速及び7速の変速時には、前段の偶数段の接続時にワンウェイクラッチ8により6速の変速ギヤ36を介して第2の入力軸5も回転しているので、奇数段用のシンクロスリーブ(41、43)の係合時での回転速度差を低減することができ、プレシフトの同期時間を短縮することができる。
本発明の第2の実施形態の変速装置は、第1の実施形態と同様にデュアルクラッチ式の変速装置であって、前進6速及び後進2速の変速段を有する。
図12に示すように、第2の実施形態の変速装置の変速機部51は、第1の実施形態の7速用遊転ギヤ37bをなくし、その位置に5速用遊転ギヤ35bを移動して配置している。これに伴い、第1のシンクロスリーブ41が不要となっている。
次に、図13を用いて本発明の第3の実施形態について説明する。
図13に示すように、第3の実施形態の変速装置の変速機部61は、第2の実施形態の変速機部51から更に6速用遊転ギヤ36bをなくし、その位置に4速用遊転ギヤ34bを移動して配置している。これに伴いワンウェイクラッチ8は、3速用遊転ギヤ33bと4速用遊転ギヤ34bとの間に設けられている。
次に、図14を用いて本発明の第4の実施形態について説明する。
図14に示すように、第4の実施形態の変速装置の変速機部71は、第1の実施形態の変速機部1の4速及び6速用固定ギヤ34aにモータ70からの動力の入力が可能な構成となっている。
本実施形態も第1〜3の実施形態と同様に、1速時及びリバース1速時に動力伝達路の中にワンウェイクラッチ8を有し、ドライブシャフト21からエンジン10の駆動軸11への動力の伝達を不能として、1速時及びリバース1速時にエンジンブレーキが効かない構成となっている。
本発明の第5の実施形態の変速装置は、第4の実施形態と同様にハイブリッド車用の変速装置である。
第5の実施形態の変速装置の変速機部81は、第1、第4の実施形態と同様に前進7速及び後進2速の変速段を有するが、2つのクラッチ(第1のクラッチ2及び第2のクラッチ3)の代わりに1つの乾式クラッチ(第3のクラッチ82)と動力伝達路の切換えを行う切換装置(切換手段)83とを備えている。
第1の入力軸4’及び第2の入力軸5’は、いずれも中空状に形成されており、動力伝達軸84が挿入されて、第3のクラッチ82側から第2の入力軸5’、第1の入力軸4’の順に動力伝達軸84と同軸上に並べて配置されている。
そして、第1、4の実施形態における第1のクラッチ2を接続する代わりに、動力伝達軸84と第1の入力軸4’とを接続するように切換装置83を作動させて第3のクラッチ82を接続する。また、第2のクラッチ3を接続する代わりに、動力伝達軸84と第2の入力軸5’とを接続するように切換装置83を作動してクラッチ82を接続する。
次に、図16を用いて本発明の第6の実施形態について説明する。
以下、第1の実施形態の変速機部1と異なる点について説明する。
第6の実施形態の変速装置の変速機部91は、副軸92が1つであって、この副軸92に、エンジン10側から順番にリバース用遊転ギヤ38b、2速用遊転ギヤ32b、4速用遊転ギヤ34b、6速用遊転ギヤ36b、3速用遊転ギヤ33b及び7速用遊転ギヤ37bが回転可能に支持されている。
第1の入力軸4の第1のクラッチ2とは反対側には、第1の入力軸4と同軸にプロペラシャフト93(出力軸)が設けられている。そして、第5のシンクロスリーブ45により第1の入力軸4とプロペラシャフト93とを接続及び切断の切換可能となっている。また、第6のシンクロスリーブ46により3速用遊転ギヤ33b及び7速用遊転ギヤ37bを、第7のシンクロスリーブ47により4速用遊転ギヤ34b及び6速用遊転ギヤ36bを、第8のシンクロスリーブ44により2速用遊転ギヤ32b及びリバース用遊転ギヤ38bを、夫々選択的に副軸92に接続及び切断の切換可能となっている。
そして、第1の実施形態と同様に、2つのクラッチ2、3と4つのシンクロスリーブ45、46、47、48の作動制御をすることで、1速〜7速、リバース1速、及びリバース2速の変速を可能としている。そして、本実施形態でも、3速用遊転ギヤ33bと6速用遊転ギヤ36bとの間にワンウェイクラッチ8が設けられており、1速及びリバース1速でエンジンブレーキを効かなくすることができ、これらの変速段の変速比を高くして発進時における変速ショックを抑えつつ、エンジンブレーキの過度な発生による走行フィーリングの低下を抑制することができる。
本発明の第7の実施形態の変速装置は、前進5速及び後進2速の変速段を有する。
以下、第3の実施形態の変速機部61と異なる点について説明する。
図17に示すように、第7の実施形態の変速装置の変速機部101は、ワンウェイクラッチ8が第1の入力軸4に枢支されている。
また、第1の副軸6には、エンジン10側から順番に、リバース用遊転ギヤ38b、5速用遊転ギヤ35b及び3速用遊転ギヤ33bが第1の副軸6に対して相対回転可能に枢支されている。5速用遊転ギヤ35b及び3速用遊転ギヤ33bは互いに固定されている。第2の副軸7には、エンジン10側から順番に、2速用遊転ギヤ32b及び4速用遊転ギヤ34bが第2の副軸7に対して相対回転可能に枢支されている。
そして、変速機部101には、第2のシンクロスリーブ42、第4のシンクロスリーブ44及び第9のシンクロスリーブ49が設けられている。第9のシンクロスリーブ49は、第1の入力軸4の軸線に沿ってスライド移動可能に設置されている。
図18は、変速機101内での1速時における動力の伝達状態を示す説明図である。
図18に示すように、変速機101において、1速時では、第1の入力軸4と3速用遊転ギヤ33cとが接続するように第9のシンクロスリーブ49を作動し、第2の副軸7と2速用遊転ギヤ32bとが接続するように第4のシンクロスリーブ44を作動するとともに、第1のクラッチ2を接続する。これにより、エンジン10の駆動軸11から、第1のクラッチ2、第1の入力軸4、第9のシンクロスリーブ49、3速用遊転ギヤ33c、3速用遊転ギヤ33b、5速用遊転ギヤ35b、5速用遊転ギヤ35c、ワンウェイクラッチ8、4速用固定ギヤ34a、第2の入力軸5、2速用固定ギヤ32a、2速用遊転ギヤ32b、第4のシンクロスリーブ44、第2の副軸7、デフ20を介してドライブシャフト21に動力が伝達される。
図19に示すように、変速機101において、リバース1速時では、第1の入力軸4と3速用遊転ギヤ33cとが接続するように第9のシンクロスリーブ49を作動し、第1の副軸6とリバース用遊転ギヤ38bとが接続するように第2のシンクロスリーブ42を作動するとともに、第1のクラッチ2を接続する。これにより、エンジン10の駆動軸11から、第1のクラッチ2、第1の入力軸4、第9のシンクロスリーブ49、3速用遊転ギヤ33c、3速用遊転ギヤ33b、5速用遊転ギヤ35b、5速用遊転ギヤ35c、ワンウェイクラッチ8、4速用固定ギヤ34a、第2の入力軸5、2速用固定ギヤ32a、2速用遊転ギヤ32b、リバース用遊転ギヤ38b、第2のシンクロスリーブ42、第1の副軸6、デフ20を介してドライブシャフト21に動力が伝達される。
そして、本実施形態では、4速用固定ギヤ34aと5速用遊転ギヤ35cとの間にワンウェイクラッチ8が設けられており、他の実施形態と同様に1速及びリバース1速では動力伝達路の中にワンウェイクラッチ8を有しているので、エンジンブレーキを効かなくすることができる。
2 第1のクラッチ
3 第2のクラッチ
4、4’ 第1の入力軸
5、5’ 第2の入力軸
8 ワンウェイクラッチ
10 エンジン
21 ドライブシャフト
82 第3のクラッチ
83 切換装置
93 プロペラシャフト
Claims (5)
- 2つのグループに分けた複数の変速段のうちの第1のグループの変速段の変速ギヤが設けられた第1の入力軸と、
前記複数の変速段のうちのリバースギヤを含む第2のグループ変速段の変速ギヤが設けられた第2の入力軸と、
車両に搭載されたエンジンの駆動軸と前記第1の入力軸とを接続及び切断の切換可能な第1の接続切換手段と、
前記エンジンの駆動軸と前記第2の入力軸とを接続及び切断の切換可能な第2の接続切換手段と、
前記第1のグループの変速段の変速ギヤ及び前記第2のグループの変速段の変速ギヤに選択的に接続可能な出力軸と、を備え、
前記エンジンの駆動軸と前記車両の駆動輪との間の動力伝達路に介装される車両の変速装置であって、
前記第1のグループのうちの1つの変速段の変速ギヤと、前記第2のグループのうちの1つの変速段の変速ギヤとの間を、ワンウェイクラッチを介して動力を一方向のみ伝達可能とした車両の変速装置。 - 前記第1のグループ及び前記第2のグループは、何れか一方が奇数の変速段であり、他方が偶数の変速段であることを特徴とする請求項1に記載の車両の変速装置。
- 前記ワンウェイクラッチは、前記奇数の変速段のうち最も減速比の高い変速段の変速ギヤと、前記偶数の変速段のうち最も減速比の低い変速段の変速ギヤとの間で動力を伝達可能としたことを特徴とする請求項2に記載の車両の変速装置。
- 前記第1の接続切換手段は、前記駆動軸と前記第1の入力軸との間に介装された第1のクラッチであり、
前記第2の動力接続切換手段は、前記駆動軸と前記第2の入力軸との間に介装された第2のクラッチであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の変速装置。 - 前記第1の接続切換手段及び前記第2の接続切換手段は、前記第1の入力軸及び前記第2の入力軸のいずれか一方を前記駆動軸に選択的に接続する切換手段と、当該切換手段と前記駆動軸との間に介装された第3のクラッチにより構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車両の変速装置。
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