JP2605084Y2 - 変速機の速度段切換え制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、速度段切換え時にお
けるトルク伝達の中断をなくす、変速機の速度段切換え
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１はディーゼル動車用変速機の歯車及
びクラッチ配置構造と、本考案の速度段切換え制御装置
の一実施例を示したものであるが、変速機の基本構造は
従来と同じことから、この図を引用して従来の変速機の
制御方法を説明する。

【０００３】車両を発進させるときは、まず機関１をア
イドリング状態とし、車両の進行方向に合わせて正転ク
ラッチ１３または逆転クラッチ１４のいずれか一方を嵌
合してから変速クラッチ４を嵌合すると共に、機関の出
力を上昇させていくと、機関出力は入力軸６からトルク
コンバータ５とフリーホイール１０を経て、変速軸９と
一体の変速歯車２３へ伝達され、正転クラッチ１３また
は逆転クラッチ１４を介して出力軸１７に変速運転の回
転速度が伝達される。

【０００４】次いで、この変速運転のもとで車速が所定
値に達し、その検出信号をコントローラが受けると、機
関にアイドリング指令を出すと共に変速クラッチ４を解
放し、１速段クラッチ１１の入力側と出力側の回転速度
の同期を取るべく、機関の回転速度をコントローラによ
り調整した後、１速段クラッチ１１を嵌合し、再び機関
出力をアップすると、機関出力は入力軸６から１速駆動
歯車１９、１速被動歯車１８、１速段クラッチ１１、１
速出力歯車２２、変速歯車２３を経て、同様にして、出
力軸１７に直結１速の回転速度が伝達される。

【０００５】更に、この直結１速運転のもとで車速が所
定値に達し、その検出信号をコントローラが受けると、
機関をアイドリングにすると共に１速段クラッチ１１を
解放し、２速段クラッチ１２の入力側と出力側の回転速
度の同期を取るべく、機関１の回転速度を調整して２速
段クラッチ１２を嵌合した後、機関の出力をアップして
変速運転の場合と同様にして、出力軸１７に直結２速の
回転速度を伝達するものである。（特開平３−３６３号
公報参照）

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】従来の切換制御方法で
は、クラッチ切換え時、結合すべきクラッチの同期を取
る間、一時的に変速機の動力伝達系が遮断されて出力ト
ルクが０となる。このため、加速途上で切換えると、減
速ショックが発生し、また、上り勾配などで走行抵抗が
大きくなると、出力トルクが０の間に車速が低下してき
て頻繁に速度段の切換えが行われるようになり、切換え
ハンチングを引き起こす場合がある。その結果、加速が
滑らかに行われなくなって最高車速到達時間が長くな
り、走行性能が低下するという問題を有していた。本考
案は上記問題点に鑑みてなされたもので、変速機の速度
段切換え時におけるトルク伝達の中断をなくし、ショッ
クなく滑らかに切換えを完了する切換制御装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この考案は、変速機の入力軸に、機関の出力を選択
的にトルクコンバータを介してか、又はこれを介するこ
となく直接的にか、トランスミッションに伝達する変速
クラッチとトルクコンバータとを同軸に設け、変速クラ
ッチの入力側を入力軸に、出力側をトルクコンバータに
それぞれ接続し、トルクコンバータの出力軸を、入力軸
と同軸に設けた変速軸にフリーホイールを介して一方向
回転自在に接続し、この入力軸及び変速軸を２速段クラ
ッチの入力側及び出力側にそれぞれ一体に接続すると共
に入力軸と平行に１速軸、正転軸及び出力軸を配置し、
入力軸と一体の１速駆動歯車を、１速軸に設けた１速段
クラッチの入力側と一体の１速被動歯車にかみ合わせ、
変速軸と一体の変速歯車を１速段クラッチの出力側に一
体の１速出力歯車と、正転軸及び出力軸に軸支された正
転入力歯車及び逆転入力歯車とにかみ合わせ、正転クラ
ッチの出力側に一体の正転駆動歯車を、出力軸と一体の
正転出力歯車にかみ合わせた変速機において、出力軸に
回転速度検出器を設けると共に、変速クラッチ、１速段
クラッチ及び２速段クラッチに油圧ポンプからの圧油を
導く油路にはそれぞれクラッチ切換え電磁弁とクラッチ
嵌合検出器とを設ける。

【０００８】更に、前記回転速度検出器からの変速運転
から直結１速運転への切換え検出信号に基づいて、変速
クラッチを完全に嵌合したまま、１速段クラッチを嵌合
する信号を１速クラッチ切換え電磁弁に出力し、１速ク
ラッチ嵌合検出器からの、クラッチの嵌合が完了したこ
とのクラッチ嵌合検知信号を受けて、変速クラッチを解
放する信号を変速クラッチ切換え電磁弁に出力し、ま
た、回転速度検出器からの直結１速運転から直結２速運
転への切換え検出信号に基づいて、１速段クラッチを完
全に嵌合したまま、変速クラッチを嵌合する信号を変速
クラッチ切換え電磁弁に出力し、変速クラッチ嵌合検出
器からの、クラッチの嵌合が完了したことのクラッチ嵌
合検知信号を受けて、１速段クラッチを解放する信号を
１速クラッチ切換え電磁弁に出力した後、２速段クラッ
チを嵌合する信号を２速クラッチ切換え電磁弁に出力
し、２速クラッチ嵌合検出器からの、クラッチの嵌合が
完了したことのクラッチ嵌合検知信号を受けて、変速ク
ラッチを解放する信号を変速クラッチ切換え電磁弁に出
力するコントローラを設けることによって達成するもの
である。

【０００９】

【作用】トルクコンバータを介した変速運転から、これ
を介さない直結１速運転に切換わる際に、変速クラッチ
が完全に嵌合している状態で１速段クラッチの嵌入が開
始されると、歯数比の相違によって生ずるトルクコンバ
ータのインペラホイールとタービンホイールの回転速度
差から、トルクコンバータのサーキット内に作動油によ
るブレーキ作用が発生し、トルクコンバータを経由し
た、２速段のかみ合い歯数比による変速機の出力回転速
度に一致するまで、１速段クラッチの入力側回転速度、
即ち、機関回転速度が引き下げられて１速段クラッチが
同期し、ショックなく滑らかにクラッチの嵌合が完了す
る。その後、機関回転速度を上昇させることによって、
変速軸の回転速度は変速運転時より直結１速運転時の方
が大となり、トルクコンバータを介して伝達されていた
トルクはフリーホイールによって遮断され、直結１速運
転に移行される。また、直結１速運転から直結２速運転
に切換わる際も前記と同様に、切換えが完了する間、変
速クラッチが並列して完全に嵌合されているので、１速
段クラッチが完全に解放されても、トルク伝達が遮断さ
れることはなくトルクコンバータ、すなわち、流体を介
して滑らかに直結１速運転から直結２速運転に移行され
る。

【００１０】

【実施例】以下、図１に示した本考案の一実施例につい
て説明する。図１において、機関１の出力軸は、図示し
ない弾性継手を介して変速機２の入力軸６に接続され、
入力軸６には油圧多板クラッチとしての変速クラッチ４
と、トルクコンバータ５とが設けられ、この変速クラッ
チ４の入力側のクラッチキャリア３９を入力軸６に一体
に取付け、出力側のハブ３７を入力軸６に同軸の入力部
材７を介してトルクコンバータ５のインペラホイール４
１に一体に接続し、このクラッチキャリア３９の内周部
に入力側クラッチ板３６を、ハブ３７の外周部に出力側
クラッチ板４０を、それぞれ軸方向摺動自在に交互に配
列してスプライン嵌合し、クラッチキャリア３９に、油
圧と戻しスプリングによって軸方向に摺動自在に嵌挿さ
れた、環状のクラッチピストン３８の押付け力を受けて
変速クラッチ４の入力側と出力側とを結合し、変速クラ
ッチ４の嵌脱により、機関１からの出力を選択的にトル
クコンバータを経て同筒状の出力軸８へ伝達するか、又
は、トルクコンバータ５を介さないで直接的に１速駆動
歯車１９に伝達し、出力軸８はフリーホイール１０を介
して入力軸６と同軸の変速軸９に接続される。

【００１１】更に、入力軸６は油圧多板クラッチとして
の２速段クラッチ１２の入力側のクラッチキャリア２９
に、変速軸９は同じく出力側のハブ３０に、それぞれ一
体に取付けられ、変速軸９には変速歯車２３が一体に取
付けられ、この入力軸６に対して、油圧多板クラッチと
しての１速段クラッチ１１を設けた１速軸１５、同じく
正転クラッチ１３を設けた正転軸１６、及び同じく逆転
クラッチ１４を設けた出力軸１７がそれぞれ平行に配置
され、入力軸６に一体に取付けられた１速駆動歯車１９
が、１速段クラッチ１１の入力側のクラッチキャリア２
７と一体の１速被動歯車１８とかみ合い、前記変速歯車
２３には、１速段クラッチ１１の出力側のハブ２８と一
体で、かつ１速軸１５に回転自在に軸支された同筒状の
出力軸２６を備えた１速出力歯車２２と、正転クラッチ
１３の入力側のハブ５２と一体で、かつ正転軸１６に回
転自在に軸支された円筒状の入力軸３２を備えた正転入
力歯車２４と、逆転クラッチ１４の入力側のハブ３４と
一体で、かつ出力軸１７に回転自在に軸支された円筒状
の入力軸３３を備えた逆転入力歯車２５とをそれぞれか
み合わせ、正転クラッチ１３の出力側のクラッチキャリ
ア３１と一体の正転駆動歯車２０を、出力軸１７と一体
の正転出力歯車２１にかみ合わせた構成となっている。

【００１２】変速機２の出力軸１７には、車速に相当す
る出力軸回転速度を検出する回転速度検出器３５が設け
てあり、油圧ポンプ５３からの圧油を前記変速クラッチ
４、１速段クラッチ１１、２速段クラッチ１２、正転ク
ラッチ１３、及び逆転クラッチ１４にそれぞれ導く油路
６３、６４、６５、６６、及び６７には、各クラッチピ
ストンに圧油を供給もしくは遮断するクラッチ切換え電
磁弁４７、４６、４５、４４及び４３と、その下流側
に、クラッチが嵌合したことを検知する、変速クラッチ
嵌合検出器４８、１速クラッチ嵌合検出器５０、及び２
速クラッチ嵌合検出器４９が設けてあり、更に、前記回
転速度検出器３５からの検出信号５４を受けて、所定の
速度段に切換え制御するコントローラ５１が設けてあ
る。

【００１３】上記のように構成された本考案の変速機の
作動について説明する。車両を発進させるときは、まず
機関１をアイドリング状態とし、車両の進行方向に合わ
せて正転クラッチ１３もしくは、逆転クラッチ１４のど
ちらか一方を嵌合したのち、変速クラッチ４を嵌合する
と共に機関の出力をアップしていくと、機関１の出力は
入力軸６から、変速クラッチ４、トルクコンバータ５、
フリーホイール１０、変速軸９及び変速歯車２３を経
て、この変速歯車２３とかみ合う正転クラッチ１３の正
転入力歯車２４、または、逆転クラッチ１４の逆転入力
歯車２５との間で２速段のかみ合い歯数比を構成し、正
転クラッチ１３又は逆転クラッチ１４を介して出力軸１
７に変速運転の回転速度が伝達される。

【００１４】回転速度検出器３５は、変速運転のもと
で、車速が直結１速運転に切換わる所定値（例えば６５
ｋｍ／ｈ）に達したことを検知すると、その検出信号５
４をコントローラ５１に出力し、それを受けて、コント
ローラ５１は変速クラッチ切換え電磁弁４７へ出力して
いるＯＮ信号６２を保持した状態で、１速クラッチ切換
え電磁弁４６にＯＮ信号６０を出力して１速段クラッチ
１１を嵌合し、１速クラッチ嵌合検出器５０からの、ク
ラッチ嵌合が完了したことのクラッチ嵌合検知信号５６
を受けて、変速クラッチ切換え電磁弁４７にＯＦＦ信号
を出力し、変速クラッチ４を解放する。

【００１５】更に、この直結１速運転のもとで、車速が
直結２速運転に切換わる所定値（例えば９２ｋｍ／ｈ）
に達したことを検知し、その検出信号をコントローラ５
１が受けると、コントローラ５１は１速クラッチ切換え
電磁弁４６へ出力しているＯＮ信号６０を保持した状態
で、変速クラッチ切換え電磁弁４７にＯＮ信号６２を出
力して変速クラッチ４を嵌合し、変速クラッチ嵌合検出
器４８からの、クラッチの嵌合が完了したことのクラッ
チ嵌合検知信号５５を受けて１速クラッチ切換え電磁弁
４６にＯＦＦ信号を出力し、１速段クラッチ１１を解放
した後、２速クラッチ切換え電磁弁４５にＯＮ信号５９
を出力して２速段クラッチ１２を嵌合し、２速クラッチ
嵌合検出器４９からの、クラッチ嵌合が完了したことの
クラッチ嵌合検知信号５７を受けて変速クラッチ切換え
電磁弁４７にＯＦＦ信号を出力して変速クラッチ４を開
放する。

【００１６】図２は、変速段切換え制御時における、各
クラッチ切換え電磁弁の作動とＯＮ−ＯＦＦ信号のタイ
ムチャートを示したものである。図２（ａ）は変速運転
から直結１速運転に切換わる場合を示したもので、変速
クラッチ切換え電磁弁にＯＮ信号が出力され変速クラッ
チが嵌合した状態で、ｔ₁ において直結１速への切換え
車速に達すると、１速クラッチ切換え電磁弁にＯＮ信号
が出力され、ｔ₂ で１速クラッチ嵌合検出器からのクラ
ッチ嵌合検知信号を受けると、変速クラッチ切換え電磁
弁にＯＦＦ信号を出力し、変速クラッチが解放される。
切換わり過渡期のｔ₁ とｔ₂ の間は両者のクラッチが完
全に嵌合されているので、トルク伝達の中断はない。

【００１７】図２（ｂ）は直結１速運転から直結２速運
転に切換わる場合を示したもので、１速クラッチ切換え
電磁弁にＯＮ信号が出力され１速段クラッチが嵌合した
状態で、ｔ_３において直結２速への切換え車速に達する
と、変速クラッチ切換え電磁弁にＯＮ信号が出力され、
ｔ_４で変速クラッチ嵌合検出器からのクラッチ嵌合検知
信号を受けると、１速クラッチ切換え電磁弁にＯＦＦ信
号を出力して１速段クラッチを解放すると共に、遅延リ
レーが作動してｔ_５で２速クラッチ切換え電磁弁にＯＮ
信号が出力され、ｔ_６で２速クラッチ嵌合検出器からの
クラッチ嵌合検知信号を受けると、変速クラッチ切換え
電磁弁にＯＦＦ信号を出力して変速クラッチを解放す
る。切換わり過渡期のｔ_３とｔ_６の間は変速クラッチが
嵌合されているので、トルク伝達の中断はない。

【００１８】

【考案の効果】この考案によれば、速度段の切換えに際
して、運転中の速度段クラッチを直ちに解放せず、速度
段の切換えが完了する間、変速クラッチを同時嵌合して
トルクコンバータ、すなわち、流体を介した伝達経路
と、トルクコンバータを介さない機関直結の伝達経路と
で、並列的にトルク伝達を行いながら所要の速度段に切
換わるよう制御されるので、切換え時におけるトルク伝
達の中断がなくなり、減速ショックの発生が防止されて
乗り心地が改善されると共に、上り勾配などでも加速が
滑らかに行われ、車両の走行性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ディーゼル動車用変速機に本考案の速
度段切換え制御装置を適用した一実施例を示したもので
ある。

【図２】図２は、速度段切換え制御時における、各クラ
ッチ切換え電磁弁の作動とＯＮ−ＯＦＦ信号のタイムチ
ャートを示したものである。

【符号の説明】

２ 変速機 ３ トランスミッション ４ 変速クラッチ ５ トルクコンバータ ６ 入力軸 ９ 変速軸 １０ フリーホイール １１ １速段クラッチ １２ ２速段クラッチ １５ １速軸 １７ 出力軸 １８ １速被動歯車 １９ １速駆動歯車 ２０ 正転駆動歯車 ２１ 正転出力歯車 ２２ １速出力歯車 ２３ 変速歯車 ２４ 正転入力歯車 ２５ 逆転入力歯車 ３５ 回転速度検出器 ３８ クラッチピストン ４５ ２速クラッチ切換え電磁弁 ４６ １速クラッチ切換え電磁弁 ４７ 変速クラッチ切換え電磁弁 ４８ 変速クラッチ嵌合検出器 ４９ ２速クラッチ嵌合検出器 ５０ １速クラッチ嵌合検出器 ５１ コントローラ ５４ 切換え検出信号 ５５〜５７ クラッチ嵌合検知信号 ５８〜６２ ＯＮ信号 ６３〜６７ 油路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速機（２）の入力軸（６）に、機関の
   出力を選択的にトルクコンバータ（５）を介してか、又
   はこれを介することなしに直接的にか、トランスミッシ
   ョン（３）に伝達する変速クラッチ（４）とトルクコン
   バータ（５）とを同軸に設け、前記変速クラッチ（４）
   の入力側を入力軸（６）に、出力側をトルクコンバータ
   （５）にそれぞれ接続し、前記トルクコンバータ（５）
   の出力軸（８）を、入力軸（６）に対して同軸に設けた
   変速軸（９）にフリーホイール（１０）を介して一方向
   回転自在に接続し、前記入力軸（６）及び変速軸（９）
   をトランスミッション（３）の入力側へ延長して設け、
   この入力軸（６）及び変速軸（９）を２速段クラッチ
   （１２）の入力側及び出力側にそれぞれ一体に接続し、
   入力軸（６）に対して１速軸（１５）、正転軸（１６）
   及び出力軸（１７）をそれぞれ平行に配置し、入力軸
   （６）と一体の１速駆動歯車（１９）を、１速軸（１
   ５）に設けた１速段クラッチ（１１）の入力側と一体の
   １速被動歯車（１８）にかみ合わせ、変速軸（９）と一
   体の変速歯車（２３）を、１速段クラッチ（１１）の出
   力側に一体の１速出力歯車（２２）と、正転軸（１６）
   及び出力軸（１７）に設けた正転クラッチ（１３）及び
   逆転クラッチ（１４）の入力側の正転入力歯車（２４）
   及び逆転入力歯車（２５）とにかみ合わせ、正転クラッ
   チ（１３）の出力側に一体の正転駆動歯車（２０）を、
   出力軸（１７）と一体の正転出力歯車（２１）にかみ合
   わせた変速機において、出力軸（１７）に回転速度検出
   器（３５）を設けると共に、変速クラッチ（４）と１速
   段クラッチ（１１）及び２速段クラッチ（１２）に油圧
   ポンプ（５３）からの圧油を導く油路（６３、６４、６
   ５）には、該圧油を供給、遮断するクラッチ切換え電磁
   弁（４７、４６、４５）と、クラッチ嵌合検出器（４
   ８、５０、４９）とを設け、前記回転速度検出器（３
   ５）からの、変速運転から直結１速運転への切換え検出
   信号に基づいて、変速クラッチ（４）を完全に嵌合した
   まま、１速段クラッチ（１１）を嵌合する信号（６０）
   を１速クラッチ切換え電磁弁（４６）に出力し、１速ク
   ラッチ嵌合検出器（５０）からの、クラッチの嵌合が完
   了したことのクラッチ嵌合検知信号（５６）を受けて、
   変速クラッチ（４）を解放する信号を変速クラッチ切換
   え電磁弁（４７）に出力し、更に、回転速度検出器（３
   ５）からの直結１速運転から直結２速運転への切換え検
   出信号に基づいて、１速段クラッチ（１１）を完全に嵌
   合したまま変速クラッチ（４）を嵌合する信号（６２）
   を変速クラッチ切換え電磁弁（４７）に出力し、変速ク
   ラッチ嵌合検出器（４８）からの、クラッチの嵌合が完
   了したことのクラッチ嵌合検知記号（５５）を受けて１
   速段クラッチ（１１）を解放する信号を１速クラッチ切
   換え電磁弁（４６）に出力した後、２速段クラッチ（１
   ２）を嵌合する信号（５９）を２速クラッチ切換え電磁
   弁（４５）に出力し、２速クラッチ嵌合検出器（４９）
   からの、クラッチの嵌合が完了したことのクラッチ嵌合
   検知記号（５７）を受けて、変速クラッチ（４）を解放
   する信号を変速クラッチ切換え電磁弁（４７）に出力す
   るコントローラ（５１）を設けたことを特徴とする変速
   機の速度段切換え制御装置。