JP4323366B2 - 平行軸変速装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に用いられる常時噛合式変速機であって、特に、平行軸変速装置の技術分野に属する。

従来、変速機において、変速時においては、クラッチを非締結状態としてから次の変速ギヤへの変速を行うが、変速段の変化により、変速前と変速後では入力軸の回転数と出力軸の回転数の回転数比が変化するため、変速後の変速段に対応した回転数比にしないまま変速を行うと、多大な変速ショックが発生する。

そのため、入出力軸の回転数同期を行う回転数同期制御クラッチ手段を用いるとともに、変速ギヤ締結時に生じる変速ショックを吸収する２ウェイクラッチを用いている（例えば、特許文献1及び特許文献２参照。）。
特開平５−３３８４７１号公報 特開平８−１２８４６２号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、回転数同期が十分に行われていない状態で２ウェイクラッチを締結すると多大な変速ショックが生じてしまう。特に１速や２速の低速歯車における変速時には伝達トルクが大きいため、この影響は顕著である。そのため、変速ショックに耐えられるよう２ウェイクラッチの締結容量を大きくする必要があり、装置の小型化の妨げとなるという問題があった。また、回転数同期を精度よく行ことで２ウェイクラッチの小型化を図ることも可能ではあるが、精度の高い回転同期には時間がかかるため、変速時に空走感が出てしまい、好ましくない。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速時に大きな変速ショックが発生する低速ギヤ変速であっても、２ウェイクラッチの大型化を招くことなく円滑な変速が達成可能な平行軸変速装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本願発明では、平行軸上に変速段毎の常時噛合歯車が設けられ、駆動側回転軸及び被動側回転軸が平行に配置されるとともに、該常時噛合歯車のトルク伝達経路を切り替えることで変速を達成する多段変速機構と、前記平行軸の駆動側回転軸と前記常時噛合歯車の駆動側歯車との締結・解放を行う２ウェイクラッチと、を備えた平行軸変速装置において、前記常時噛合歯車の低速被動側歯車と前記被動側回転軸との間のトルク伝達経路上に位置し、所定トルクのみ伝達するトルクリミッタと、前記低速被動側歯車と前記平行軸の被動側回転軸とを剛体結合可能な剛体結合手段と、発進要素としてパイロットクラッチを備えた湿式の電磁多板クラッチと、前記電磁多板クラッチの潤滑油温を検出する油温検出手段と、前記平行軸変速装置の変速制御を行う変速制御手段と、
を備え、前記トルクリミッタと前記剛体結合手段とを、前記被動側回転軸上に並列に配置し、前記変速制御手段は、検出された油温が所定油温未満のときは、所定時間前記トルクリミッタのみによるトルク伝達を行うことを特徴とする。

すなわち、本発明にあっては、トルクリミッタを介して低速歯車と被動側回転軸との動力伝達を行うため、変速時に大きな変速ショックが発生する低速ギヤ変速であっても、円滑で迅速な変速を行うことができる。

よって、２ウェイクラッチの大型化を回避できるとともに、精度のよい回転数同期を行う必要がない平行軸変速装置を提供できる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１及び実施例２に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は、実施例１における平行軸変速装置の全体構成を表す概略図である。平行軸変速装置は、エンジン１０から出力された回転を断接する電磁多板クラッチ（発進クラッチ）３０と、入力された回転を変速する多段変速機２０と、電磁多板クラッチ３０及び多段変速機２０に対し制御指令を出力するコントロールユニット５００から構成されている。

［電磁多板クラッチ３０の構成］
図２は平行軸変速装置の断面図である。電磁多板クラッチ３０はエンジン１０の出力軸側に取り付けられた入力クラッチハウジング３９内に収装されている。この入力クラッチハウジング３９の後端部には、多段変速機２０を格納する変速機ケース２１の前端部が接続されている。

電磁多板クラッチ３０は、電磁石３７の電磁力により締結するパイロットクラッチ３４と、このパイロットクラッチ３４の外周に配置したメインクラッチ３３と、このパイロットクラッチ３４の内周に配置したトルクカム機構３５から構成されている。

入力クラッチハウジング３９には、ボルトにより液密にフロントカバー３８が取着され、これによりトーショナルダンパ４０を収装する大気開放された第１収装室３８aを画成している。また、変速機ケース２１、入力クラッチハウジング３９の一部及びフロントカバー３８により油潤滑が成される第２収装室２１ａを画成している。

メインクラッチ３３の第１入力ドラム３１は有底筒形状であり、有底側端部は、トーショナルダンパ４０が噛み合わせにより連結されている。メインクラッチ３３の第２入力ドラム３２は、有底二重筒形状をしており、最外筒面はスプライン嵌合によって、第１入力ドラム３１と一体回転でき、かつ第２入力ドラム３２の軸方向移動可能に構成されている。また、第２入力ドラム３２の内筒内径には、パイロットクラッチ３４が設けられている。第２入力ドラム３２はメインクラッチ３３とスプライン嵌合し、第２入力ドラム３２の内筒外径部の外側には、入力クラッチハブ３６が配置されている。

トルクカム機構３５は、パイロットクラッチ３４のドリブン側部材と入力クラッチハブ３６との間にカム機構を有し、回転方向の力を軸方向の推力に変換することでメインクラッチ３３を締結する。

エンジン１０の動力は、トーショナルダンパ４０から第１入力ドラム３１及び第２入力ドラム３２に伝達され、パイロットクラッチ３４のドライブ側に伝達される。パイロットクラッチ３４を締結すると、トルクカム機構３５によって軸方向の推力が発生し、メインクラッチ３３が締結する。よって、エンジン１０の動力は、電磁多板クラッチ３０から第１入力軸２２に伝達される。

［多段変速機の構成］
多段変速機における変速はシフトアクチュエータにより行われる。変速機ケース２１内には第１入力軸２２、第２入力軸２３、及び出力軸２５が設けられている。これらの３軸は平行に設けられ、第１入力軸２２と第２入力軸２３はそれぞれ後端部においてアイドルギヤ２４を介して接続している。

第１入力軸２２は、３速〜５速までの駆動用変速ギヤ２０３、２０４、２０５と、３速−５速切り替えシンクロ４０５と４速切り替えシンクロ４０４を有する。これらのギヤは、第１入力軸２２のエンジン１０側から順に、４速、５速、３速駆動用変速ギヤ２０４、２０５、２０３の順に配置される。

第２入力軸２３は１速、２速駆動用変速ギヤ２０１、２０２、及び後退駆動用変速ギヤ２０６を有し、これらのギヤはアイドルギヤ２４から見て順に２速、１速、後退用駆動ギヤの順に配置される。この１速、２速駆動用変速ギヤ２０１、２０２はそれぞれ１速用２ウェイクラッチ３０１、及び２速用２ウェイクラッチ３０２を有する。

これら１速、２速用２ウェイクラッチ３０１、３０２は、駆動ギヤと一体に回転する外輪と、第２入力軸２３と一体に回転する内輪を有し、１速−２速切り替えシフトスリーブ４０１の軸方向の移動によって外輪と内輪の締結・解放を行う。

出力軸２５は第１、第２入力軸２２，２３の間に設けられ、１速被動用変速ギヤ２１１、２−３速被動用変速ギヤ２１２、及び４、５速被動用変速ギヤ２１４、２１５と、後退用カウンターギヤ２１６ａと噛み合う後退被動用変速ギヤ２１６ｂと、減速ギヤ２１７と、出力軸一体スリーブ４１１とを有する。これらの被動用ギヤはそれぞれ各変速段の駆動用変速ギヤと対応する位置に設けられている。

ここで、２−３速被動用変速ギヤ２１２は、第１入力軸２２の３速駆動用変速ギヤ２０３と第２入力軸２３の２速駆動用変速ギヤ２０２の両方と噛み合っている。また、出力軸一体スリーブ４１１は出力軸２５における２−３速被動用変速ギヤ２１２と５速被動用変速ギヤ２１５との間に設けられ、出力軸２５と一体に回転する。

２−３速被動用変速ギヤ２１２のエンジン１０側にはドグ歯嵌合スプライン２１２ａが設けられている。このドグ歯嵌合スプライン２１２ａはドグクラッチ４２０と嵌合することにより、出力軸一体スリーブ４１１を介して出力軸２５と締結され、２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５の完全締結を行う。

また、２−３速被動用変速ギヤ２１２のアイドルギヤ２４側にはトルクリミッタ４１０が設けられ、このトルクリミッタ４１０は２−３速被動用変速ギヤ２１２及び出力軸２５と嵌合して両者のトルク伝達を行う。

このトルクリミッタ４１０は駆動側プレートと被動側プレートから構成されており、駆動側プレートは２−３速被動用変速ギヤ２１２の内周に設けられた中空円筒部内周とスプライン嵌合し、被動側プレートは出力軸２５の外周とスプライン嵌合する。これら２つのプレートは互いに相対回転可能に組み合わされ、常時一定の力で押圧されている。

２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５の間に規定以上のトルクが入力されると、トルクリミッタ４１０の駆動側プレートと被動側プレートが相対回転し、規定値以上のトルク伝達が遮断される。すなわち、２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５との間に生じた過大なトルクはトルクリミッタ４１０により吸収される。

図３は、平行軸変速装置の後退ギヤ付近の詳細な断面図である。後退駆動用変速ギヤ２０６は後退用カウンターギヤ２１６ａと常時噛合い、後退用カウンターギヤ２１６ａは後退被動用変速ギヤ２１６ｂと常時噛み合っている。後退用カウンターギヤ２１６ａは変速機ケース２１に軸方向回転可能に支持され、第１、第２入力軸２２、２３と平行に回転する。

この後退用カウンターギヤ２１６ａは平歯車であり、後退駆動用変速ギヤ２０６の外周に設けられる。この後退用カウンターギヤ２１６ａは、軸方向に移動することでシンクロと同様に機能する。

［コントロールユニットの構成］
次に、図１に示すコントロールユニット５００の構成について説明する。平行軸変速装置は、スロットルセンサ５１１（スロットル開度の検出）、エンジン回転数センサ５１２、タービンセンサ５１３（電磁多板クラッチ３０出力軸回転数すなわち多段変速機の入力軸回転数の検出）、車速センサ５１４、油温センサ５１５（電磁多板クラッチ３０の潤滑油温検出）、及び電流センサ５１６（電磁多板クラッチ３０への供給電流検出）を有する。

コントロールユニット５００は通常制御部５０１及び極低温制御部５０２を有する。通常制御部５０１は、入力された上記各センサ信号に基づいて、最適な変速段を決定し、シフトアクチュエータ６０に対して変速指令を出力する。同時に、エンジン１０に対して制御指令を出力するとともに、電磁多板クラッチ３０に対して締結制御指令を出力する。

極低温制御部５０２は、検出された潤滑油温が極低温と判断されたときに制御を実行する制御部である。潤滑油温が極低温である場合、極低温時に対応する制御指令をシフトアクチュエータ６０、エンジン１０、電磁多板クラッチ３０に対して出力する。

[１−２アップシフト制御作用]
１−２アップシフトにおいては、まず電磁多板クラッチ３０の通電を停止し、１速ギヤから２速ギヤへの変速を行う。このとき、変速段の変化により、変速前と変速後では第２入力軸２３の回転数Ninと出力軸２５の回転数Noutの回転数比が変化する。１速、２速変速時には変速機構に大きな負荷がかかり、回転数同期を十分に行わずに変速を実行した場合、２速用２ウェイクラッチに大きな負荷がかかる。この負荷に対応して２速用２ウェイクラッチの締結容量を大きくすると、締結容量の増大に伴って２ウェイクラッチの大型化を招いてしまう。

そのため、本願実施例においては、入力軸回転数Ninの回転数制御（エンジン回転数制御、電磁多板クラッチ締結制御等）を行い、入出力軸回転数比を制御し、変速時に発生する変速ショックを低減する。さらに、変速ショックの大きい変速段である低速段にトルクリミッタを設け、変速時のショックをより低減する。本願実施例においては、トルクリミッタを２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５との間に設けている。

１−２変速においては、通常制御部５０１からの指令により、まず電磁多板クラッチ３０を解放後、シフトアクチュエータ６０によって１速用２ウェイクラッチ３０１を解放する。次に、２速用２ウェイクラッチ３０２を締結するとともに、電磁多板クラッチ３０の締結を開始する。このとき、２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５の間に設けられたトルクリミッタ４１０により、第２入力軸２３と出力軸２５の間は一定以上のトルクが授受されることがなく、変速ショックの発生を防止する。

このときの第２入力軸２３の回転数をNin、出力軸２５の回転数Noutとして、両者の回転数差の絶対値
｜Nin - Nout｜
が規定値以下であれば、十分な回転数同期制御が行われたとして、ドグクラッチ４２０を締結して２速を完全締結状態とする。

［１−２アップシフト制御処理］
次に、具体的な変速制御例として１−２アップシフト制御について説明する。図４は、平行軸変速装置のコントロールユニット５００において、１−２アップシフト時に通常制御部５０１で実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、電磁多板クラッチ３０への通電を停止して非締結状態とし、ステップＳ２へ移行する。

ステップＳ２では、ドグクラッチ４２０が解放状態であるかどうかを判断し、YESであればステップＳ４へ移行し、NOであればステップＳ３へ移行する。

ステップＳ３では、ドグクラッチ４２０を解放し、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、１速用２ウェイクラッチ３０１を解放し、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ５では、電磁多板クラッチ３０に通電を再開し、ステップＳ６へ移行する。

ステップＳ６では、エンジン回転を用いて第１、第２入力軸２２，２３の回転数同期制御を行い、ステップＳ７へ移行する。

ステップＳ７では、入出力軸回転数の差 Nin−Nout の絶対値が規定値を下回るかどうかが判断され、YESであればステップＳ８へ移行し、NOであればステップＳ６へと戻り、再度回転数同期制御を行う。

ステップＳ８では、２速用２ウェイクラッチ３０２を締結し、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では、ドグクラッチ４２０を締結し、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ１０では、電磁多板クラッチ３０を完全締結状態として制御を終了する。

[１−２アップシフト制御の経時変化]
図５は、実施例１の１速から２速への変速制御のタイムチャートである。図５(a)にシフト指令、図５(b)にエンジン回転数Ne、図５(c)に電磁多板クラッチ３０への締結指令及び締結力、図５(d)に１速及び２速用２ウェイクラッチ３０１，３０２への締結指令及び締結状態、図５(e)にドグクラッチ４２０への締結指令及び締結状態を示す。

時刻t₁において、１速から２速へのシフト指令が行われ、電磁多板クラッチ３０に対し非通電指令を出力し、１速用２ウェイクラッチ３０１に対し解放指令を出力する。このとき、エンジン１０の回転数及び電磁多板クラッチ３０の締結力が徐々に減少していく。

時刻t₂において、電磁多板クラッチ３０及び１速用２ウェイクラッチ３０１が完全解放状態となる。このとき、２速２ウェイクラッチ３０２及びドグクラッチ４２０は未だ非締結状態であり、エンジン回転数も減少を継続している。

時刻t₃において、電磁多板クラッチ３０の通電を再開して締結状態とし、エンジン１０の回転による入力軸の回転数同期制御を開始する。回転数同期制御を円滑に行うため電磁多板クラッチ３０は完全締結状態とはせず、エンジン１０の回転数を徐々に小さくし、２速時における回転数に接近させていく。同時に、２速用２ウェイクラッチ３０２の締結を開始する。

時刻t₄において、２速用２ウェイクラッチ３０２が完全締結状態となり、入力軸の回転数同期制御が十分に行われたとしてドグクラッチ４２０の締結を開始する。回転数同期制御により入出力軸の回転数比が完全に同期していない場合、t₄において回転数が急激に減少し、変速ショックが発生する。上述のようにトルクリミッタ４１０によって２速ギヤ締結時の変速ショックを緩和する。

時刻t₅において、ドグクラッチ４２０が完全締結状態となり、電磁多板クラッチ３０を完全締結状態として変速を終了する。

［一般変速制御作用］
本発明の平行軸変速装置においては、１−２アップシフトだけではなく、２−３アップシフト、４−３ダウンシフト等、２速または３速が関与する変速制御全般についても特有の作用が得られる。以下、各場合について説明する。

[(1) １,４,５速から２または３速への変速制御作用]
１−２アップシフト、４−３ダウンシフト等の変速時には、変速前の変速段ではドグクラッチ４２０は解放状態となっている。そのため変速開始時には、まず電磁多板クラッチ３０を解放し、変速前の変速段（１速、４速または５速）を解放し、入出力軸の回転数同期制御を行う。回転数同期を十分行った後、変速後の変速段（２速または３速）を締結する。

変速後の変速段はトルクリミッタ４１０を備えた２−３速被動用変速ギヤ２１２であるため、変速後の変速段（２速または３速）締結時においては、まずトルクリミッタ４１０を介して入出力軸間のトルク伝達を行う。トルクリミッタ４１０による変速ショック低減が終了した後、ドグクラッチ４２０を締結し、電磁多板クラッチ３０を完全締結とする。

[(2) ２−３アップシフトまたは３−２ダウンシフトにおける変速制御作用]
２−３アップシフト、３−２ダウンシフトにおいては、変速前の変速段（２速または３速）ではドグクラッチ４２０は締結状態となっている。そのため、変速開始時には、まず電磁多板クラッチ３０を解放し、変速前の変速段（２速または３速）を解放し、更にドグクラッチ４２０を解放する。トルクリミッタ４１０は常時一定の締結力を持つため、入出力軸はトルクリミッタ４１０を介したトルク伝達状態にある。この状態で入出力軸の回転数同期制御を行った後、変速後の変速段を締結する。

変速後の変速段も２速または３速であるため、変速後の変速段締結と同時にトルクリミッタ４１０を介してトルク伝達が行われる。トルクリミッタ４１０による変速ショック低減が終了すると、ドグクラッチ４２０を締結し、電磁多板クラッチ３０を完全締結とする。

[(3) ２または３速から１,４,５速への変速制御作用]
３−４アップシフト、２−１ダウンシフト等の２速または３速から１速、４速、または５速への変速制御において、変速前の変速段（２速または３速）ではドグクラッチ４２０は締結状態である。変速開始時にはまず電磁多板クラッチ３０を解放し、変速前の変速段（２速または３速）を解放し、更にドグクラッチ４２０を解放する。この状態で入出力軸の回転数同期制御を行った後、変速後の変速段（１速、４速または５速）を締結し、電磁多板クラッチ３０を完全締結とする。

［一般変速制御処理］
図６は、実施例１の平行軸変速装置のコントロールユニット５００において、変速時に通常制御部５０１で実行される一般変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１１では、電磁多板クラッチ３０への通電を停止して非締結状態とし、ステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ１２では、ドグクラッチ４２０は解放状態にあるかどうかを判断し、YESであればステップＳ１４へ移行し、NOであればステップＳ１３へ移行する。

ステップＳ１３では、ドグクラッチ４２０を解放し、ステップＳ１４へ移行する。

ステップＳ１４では、現在の変速段を解放し、ステップＳ１５へ移行する。

ステップＳ５では、電磁多板クラッチ３０への通電を再開し、ステップＳ１６へ移行する。

ステップＳ１６では、変速後の入力軸回転数Ninと出力軸回転数Noutが同一となるよう、電磁多板クラッチ３０によりNinを回転数同期制御させ、ステップＳ１７へ移行する。

ステップＳ１７では、入力軸回転数Ninと出力軸回転数Noutの差の絶対値
| Nin - Nout |
の値が規定値以下であるかどうかを判断し、YESであればステップＳ１８へ移行し、NOであればステップＳ１６へ戻る。

ステップＳ１８では、所望する変速段を入力軸に固定し、ステップＳ１９へ移行する。

ステップＳ１９では、変速後の変速段は２速または３速であるかどうかを判断し、YESであればステップＳ２０へ移行し、NOであればステップＳ２１へ移行する。

ステップＳ２０では、ドグクラッチ４２０を締結し、２−３速被動用変速ギヤ２１２を出力軸２５に固定してステップＳ１１へ移行する。

ステップＳ２１では、電磁多板クラッチ３０を完全締結状態にして変速制御を終了する。

[本願実施例の効果]
(1) ２−３速被動用変速ギヤ２１２にトルクリミッタ４１０を設け、２−３速被動用変速ギヤ２１２はトルクリミッタ４１０を介して出力軸２５との動力伝達を行うこととした。また、１速及び２速駆動用変速ギヤ２０１、２０２と第２入力軸２３との締結に、それぞれ１速用及び２速用２ウェイクラッチ３０１，３０２を用いた。
これにより、１−２アップシフトなど、２速または３速への変速においては、ドグクラッチ４２０を解放してトルクリミッタ４１０のみによりトルク伝達を行うため、入出力軸間における一定値以上のトルク伝達を遮断することが可能となる。よって、変速時に大きな変速ショックが発生する１−２変速であっても、２速用２ウェイクラッチ３０２の締結容量の増大による装置の大型化を回避するとともに、精度のよい回転数同期を行わなくとも円滑で迅速な変速を行うことができる。

(2) ２−３速被動用変速ギヤ２１２に、出力軸２５と剛体結合を行うドグクラッチ４２０を設け、２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５との動力伝達は、２速用２ウェイクラッチ３０２または３速駆動用変速ギヤ２０３が締結開始してから所定時間のみトルクリミッタ４１０でトルク伝達を行った後、ドグクラッチ４２０を結合させて出力軸２５とのトルク伝達を行うこととした。
これにより、２速または３速への変速時において、トルクリミッタ４１０により一定値以上のトルク伝達を遮断しつつ変速段を変更し、その後にドグクラッチ４２０により出力軸２５と完全締結することが可能となり、確実な動力伝達を行うことができる。

(3) ２−３速被動用変速ギヤ２１２と出力軸２５の締結要素として、トルクリミッタ４１０とドグクラッチ４２０を並列で設けた。これにより、２速または３速への変速時において、変速ショックが低減された後、直ちに入出力軸の完全締結を行うことができる。

(4) ２−３速被動用変速ギヤ２１２を介して２速への変速を行う場合には、２速用２ウェイクラッチ３０２を締結してから一定時間トルクリミッタ４１０によりトルク伝達を行った後、ドグクラッチ４２０を剛体結合することでトルク伝達を行うこととした。これにより、２速用２ウェイクラッチ３０２が急激に締結した場合であっても、締結に伴うショックをトルクリミッタ４１０に吸収させ、その後にドグクラッチ４２０を締結させて入出力軸間を剛体結合することが可能となり、２速用２ウェイクラッチ３０２への負担を低減することで締結容量の増大に伴う大型化を回避できる。

［極低温時発進制御］
次に、平行軸変速装置の極低温時における発進制御処理について説明する。極低温時においては、電磁多板クラッチ３０内で潤滑している潤滑油の粘度が増大する。そのため、電磁多板クラッチ３０を解放しても、粘度が増大した潤滑油がクラッチ板の間に介在することによってエンジン１０の動力がドラグトルクとして伝達される場合がある。

極低温時にはエンジンのクリープトルクは通常時に比べて低く、ドラグトルクによって伝達されるクリープトルクを全て駆動輪５３へ伝達させるとエンジン１０はストールするおそれがある。とりわけ、本願実施例１の電磁多板クラッチ３０においては、パイロットクラッチ３４に発生するドラグトルクがトルクカム機構３５により増大されるため影響は大きなものとなる。

そこで、本願実施例においては、極低温発進時のドラグトルク解消のため、エンジン１０のクリープトルクにより電磁多板クラッチ３０を相対回転させて発熱させ、ドラグトルクの解消を行う。極低温時にはエンジンのクリープトルクは通常時に比べて低く、車体を発進させることは困難である場合が多い。このとき、ドラグトルクによって伝達されるクリープトルクを全て駆動輪５３へ伝達させるとエンジン１０はストールするおそれがある。よって、多段変速機２０内における入出力軸間を完全締結とはせず、トルクリミッタ４１０にトルクを吸収させることでエンジン１０のストールを回避する。

［極低温時発進制御作用］
図１に示す油温センサ５１５により極低温と判断された場合、まず電磁多板クラッチ３０を解放し、ドグクラッチ４２０を開放したまま２速を締結する。ドラグトルクにより伝達されたクリープトルクは、２速におけるギヤ段である２−３速被動用変速ギヤ２１２に設けられたトルクリミッタ４１０の相対回転に伴うトルク吸収作用により、駆動輪５３には一定値以上は伝達されない。

トルクリミッタ４１０は一定力で押し付けられた複数の相対回転可能なプレートであるため、相対回転に伴って反力を発生する。この反力が電磁多板クラッチ３０に作用するため、電磁多板クラッチ３０にはエンジン１０からのクリープトルクとトルクリミッタ４１０からの反力が相対して作用する。

電磁多板クラッチ３０において相対方向に作用するこの２つのトルクがドラグトルクの値を超えると、開放状態にある電磁多板クラッチ３０は相対回転を始め、摩擦熱が発生する。この摩擦熱で電磁多板クラッチ３０内の油温を上昇させ潤滑油の粘度を低下させることにより、ドラグトルクを消滅させる。

なお、この極低温時発進制御は、油温を検出し、油温が所定値以上となるまで継続しても良いし、予め設定された所定時間継続することとしても良い。本願実施例では、この時間を極低温制御部５０２に設けられたカウンタ５０２ａで計測し、一定時間以上経過していればドラグトルクは解消したと判断し、通常制御部５０１により通常のトルク伝達を開始するものとする。

［極低温時発進制御処理］
図７は極低温時の発進時に極低温制御部５０２で実行される発進制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１０１では、電磁多板クラッチ３０への通電を停止して非締結状態とし、ステップＳ１０２へ移行する。

ステップＳ１０２では、ドグクラッチ４２０を解放し、ステップＳ５へ移行する。

ステップＳ１０３では、２速用２ウェイクラッチ３０２を出力軸２５に締結してステップＳ１０５へ移行する。

ステップＳ１０４では、カウンタ５０２ａにより時間計測を開始し、ステップＳ１０５へ移行する。

ステップＳ１０５では、カウンタ５０２ａで計測された時間が所定時間を経過しているかどうかを判断し、YESであればステップＳ１０７へ移行し、NOであればステップＳ１０６へ移行する。

ステップＳ１０６では、アクセルがONとなっているかどうかを判断し、YESであればステップＳ１０７へ移行し、NOであればステップＳ１０５へと戻る。

ステップＳ１０７では、２速用２ウェイクラッチ３０２を解放し、ステップＳ１０８へ移行する。

ステップＳ１０８では、１速用２ウェイクラッチ３０１を締結し、ステップＳ１０９へ移行する。

ステップＳ１０９では、電磁多板クラッチ３０に通電し、通常の締結状態として終了する。

［極低温時発進制御の経時変化］
図８は、極低温時における発進制御のタイムチャートである。図８(a)にシフト指令、図８(b)にエンジン回転数Ne、図８(c)に電磁多板クラッチ３０の締結力、図８(d)に１速用２ウェイクラッチ３０１及び２速用２ウェイクラッチ３０２の締結状態を示す。

時刻t₁において、ニュートラルから１速へのシフト指令が行われると、１速用２ウェイクラッチ３０１を非締結とし、２速用２ウェイクラッチ３０２の締結を開始する。更に、潤滑油の粘性増大に伴うエンジン負荷の増大に配慮し、エンジン１０の回転数Neを上昇させる。このとき電磁多板クラッチ３０は非締結であるが、ドラグトルクによりエンジン１０の動力はトルクリミッタ４１０を介して出力軸２５に伝達される。

時刻t₂において、２速用２ウェイクラッチ３０２が完全締結状態となると、所定時間を計測するカウンタ５０２ａのカウントアップを開始する。電磁多板クラッチ３０のドラグトルクが大きいときは、トルクリミッタ４１０の相対回転によりエンジンストールを防止する。

トルクリミッタ４１０の相対回転により、電磁多板クラッチ３０にはエンジン１０によるクリープトルクとトルクリミッタ４１０による反力が生じる。この２つの相対方向に作用するトルクがドラグトルクを超過すると、電磁多板クラッチ３０は相対回転して摩擦熱が発生し、潤滑油温が上昇することでドラグトルクが解消していく。一方、電磁多板クラッチ３０のドラグトルクが小さいときは電磁多板クラッチ３０の相対回転が発生して潤滑油温を上昇させる。

時刻t₃において、カウンタ５０２ａによるカウントアップが終了し、油温が上昇する所定時間が経過したとして、電磁多板クラッチ３０に通電を開始する。また、２速用２ウェイクラッチ３０２の解放と同時に１速用２ウェイクラッチ３０１の締結を開始する。

時刻t₄において、２速用２ウェイクラッチ３０２が完全解放となり、１速用２ウェイクラッチ３０１が完全締結となる。これにより、エンジン１０の回転は1速ギヤに拘束され、ギヤ比に対応する分の回転数が上昇する。

時刻t₅において電磁多板クラッチ３０を完全締結状態とし、完全１速を達成する。

[極低温時発進制御の効果]
(5) 発進クラッチとして電磁多板クラッチ３０を用い、その潤滑油温を検出する油温センサ５１５を設け、油温が所定油温未満のときは極低温制御部５０２により電磁多板クラッチ３０を解放し、所定時間トルクリミッタ４１０によりエンジン１０のクリープトルクを伝達することとした。
これにより、電磁多板クラッチ３０にエンジン１０によるクリープトルクとトルクリミッタ４１０による反力が生じさせ、この２つの相対方向に作用するトルクにより電磁多板クラッチ３０を相対回転させる。よって、クラッチ板を拘束する潤滑油とクラッチ板に摩擦熱を生じさせ、油温を上昇させてドラグトルクを解消することが可能となり、極低温時であってもエンジンストールを回避しつつ、円滑な発進を行うことができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

実施例１の平行軸変速装置における全体構成を表す概略図である。 実施例１の平行軸変速装置の断面図である。 実施例１の平行軸変速装置における後退ギヤ付近の詳細な断面図である。 実施例１の平行軸変速装置におけるコントロールユニットにおいて、１−２アップシフト時に通常制御部で実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の平行軸変速装置において実行される１速から２速への変速制御のタイムチャートである。 実施例１の平行軸変速装置のコントロールユニットにおいて、変速時に通常制御部で実行される一般変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の平行軸変速装置に設けられたコントロールユニットにおいて、極低温時の発進時に極低温制御部で実行される発進制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の平行軸変速装置における極低温時発進制御のタイムチャートである。

符号の説明

１０ エンジン
２０ 多段変速機
２１ 変速機ケース
２１ａ 第２収装室
２２ 第１入力軸
２３ 第２入力軸
２４ アイドルギヤ
２５ 出力軸
３０ 電磁多板クラッチ
３１ 第１入力ドラム
３２ 第２入力ドラム
３３ メインクラッチ
３４ パイロットクラッチ
３５ トルクカム機構
３６ 入力クラッチハブ
３７ 電磁石
３８ フロントカバー
３８ａ 第１収装室
３９ 入力クラッチハウジング
５１ 車軸
５２ デファレンシャルギヤ
５３ 駆動輪
６０ シフトアクチュエータ
２０１ １速駆動用変速ギヤ
２０２ ２速駆動用変速ギヤ
２０３ ３速駆動用変速ギヤ
２０４ ４速駆動用変速ギヤ
２０５ ５速駆動用変速ギヤ
２０６ 後退駆動用変速ギヤ
２１１ １速被動用変速ギヤ
２１２ ２−３速被動用変速ギヤ
２１２ａ ドグ歯嵌合スプライン
２１４ ４速被動用変速ギヤ
２１５ ５速被動用変速ギヤ
２１６ａ 後退用カウンターギヤ
２１６ｂ 後退被動用変速ギヤ
２１７ 減速ギヤ
２２０ 第１伝達ギヤ
２３０ 第２伝達ギヤ
３０１ １速用２ウェイクラッチ
３０２ ２速用２ウェイクラッチ
４０１ シフトスリーブ
４０４ ４速切り替えシンクロ
４０５ ３−５速切り替えシンクロ
４１０ トルクリミッタ
４１１ 出力軸一体スリーブ
４２０ ドグクラッチ
５００ コントロールユニット
５１１ スロットルセンサ
５０１ 通常制御部
５０２ 極低温制御部
５０２ａ カウンタ
５１２ エンジン回転数センサ
５１３ タービンセンサ
５１４ 車速センサ
５１５ 油温センサ
５１６ 電流センサ

Claims (2)

1. 平行軸上に変速段毎の常時噛合歯車が設けられ、駆動側回転軸及び被動側回転軸が平行に配置されるとともに、該常時噛合歯車のトルク伝達経路を切り替えることで変速を達成する多段変速機構と、
   前記平行軸の駆動側回転軸と前記常時噛合歯車の駆動側歯車との締結・解放を行う２ウェイクラッチと、
   を備えた平行軸変速装置において、
   前記常時噛合歯車の低速被動側歯車と前記被動側回転軸との間のトルク伝達経路上に位置し、所定トルクのみ伝達するトルクリミッタと、
   前記低速被動側歯車と前記平行軸の被動側回転軸とを剛体結合可能な剛体結合手段と、
   発進要素としてパイロットクラッチを備えた湿式の電磁多板クラッチと、
   前記電磁多板クラッチの潤滑油温を検出する油温検出手段と、
   前記平行軸変速装置の変速制御を行う変速制御手段と、
   を備え、
   前記トルクリミッタと前記剛体結合手段とを、前記被動側回転軸上に並列に配置し、
   前記変速制御手段は、検出された油温が所定油温未満のときは、所定時間前記トルクリミッタのみによるトルク伝達を行うことを特徴とする平行軸変速装置。
2. 請求項１に記載の平行軸変速装置において、
   前記２ウェイクラッチの締結により前記低速被動側歯車を介してトルク伝達を行うときは、前記２ウェイクラッチが締結開始してから所定時間のみ前記トルクリミッタでトルク伝達した後、前記剛体結合手段を締結してトルク伝達を行うことを特徴とする平行軸変速装置。

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