JPH01188745A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動変速装置に関し、特に入力回転軸方向の長
さの短縮が可能で操作性及び安全性の良好な自動変速装
置に関する。この様な変速装置はたとえば自動車用自動
変速装置として有効に利用される。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］周知の
様に、自動車においては、エンジンの出力軸からの駆動
回転力は所望の駆動力を得るため変速装置により適時選
択的に回転数を変化させた上で駆動輪へと伝達される。

この様な変速装置としては、従来、二輪並列南軍式のも
のが広く利用されている。この方式のものは一般にエン
ジン出力軸方向に延びた入力軸及び出力軸と該２軸と平
行に配置されたカウンタ軸とを有し、これら軸間をギヤ
比の異なる複数組のギヤを用いて選択的に結合する。従
って、この様な変速装置は軸方向にかなり長くなり、エ
ンジンに対しその出力軸の方向に突出した形態で配置さ
れる。

このため、上記の様な従来の変速装置とエンジンとは全
体としてかなり長くなり、この点が自動車設計上の制約
となることがあり特に自動車の小型化をはかる場合の障
害となっている。

更に、近年、乗用車の駆動力伝達系のコンパクト化のた
め横置式エンジンが用いられる様になっており、この場
合には変速装置はエンジンに対し車体の幅方向に配置さ
れるので、車幅の制限からも特に長さ短縮が望ましい。

また、近年、自動車用変速装置としては自動的に変速比
の切換えを行なう自動変速装置（オートマチック・トラ
ンスミッション、ＡＴ）が広く採用される様になってき
た。この自動変速装置は一般にトルクコンバータと組合
せて用いられ、選択されたシフトレンジに応じて予め定
められたプログラムに従い走行条件等に応じて最適の変
速比°となる様に変速比の切換えを制御する方式のもの
が一般的である。

この様な自動変速装置を搭載した自動車（ＡＴ車）では
、走行駆動力を得るためのシフトレンジが選択されてい
る時にもブレーキ操作だけで停止及び発進することが可
能であり、運転者がクラッチ操作及び変速操作を行なう
必要がないという運転操作Ｅの利点がある。しかし、そ
の反面、走行駆動力を得るためのシフトレンジが選択さ
れている時には常時走行しようとする力が駆動輪へと伝
達され（クリーピング）、常時ブレーキを踏み続けなけ
ればならないという難点がある。更に、近年、特にＡＴ
車の急発進暴走による事故の問題が大きくとりあげられ
ている。

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、軸方向
の長さの十分な短縮が可能で且つクリーピング発生を容
易に抑制でき更に不要時の急激な駆動力伝達を防止し得
る自動変速装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
、 入力回転軸にクラッチを介しまたは直接ギヤが取付けら
れており、該入力軸ギヤに対し中間ギヤユニットが接続
されており、該中間ギヤユニットは上記入力軸ギヤと直
接的または間接的に噛みあう少なくとも１つの第１のギ
ヤと該ギヤと同軸状に軸方向に配置された少なくとも１
つの第２のギヤと該６第２ギヤと上記各第１ギヤとの間
のクラッチとを有しており、上記中間ギヤユニ９トの第
２ギヤが出力回転軸にクラッチを介しまたは直接取付け
られたギヤと直接的または間接的に噛みあっており、上
記各クラッチは選択された駆動力伝達様式レンジごとに
予め定められたプログラムに基づく指令に従い個別に作
動せしめられ、但し出力軸を回転させるべきレンジが選
択されている場合において該出力軸の回転が停止した時
には少なくとも２つ以上のクラッチが同時にＯＮ状態と
された後に次の指令に基づき各クラッチが作動せしめら
れることを特徴とする、自動変速装置、 が提供される。ここで１間接的なギヤの噛みあいとはア
イドルギヤ等を介して回転力伝達を行なう様な場合をい
う。

本発明の自動変速装置には逆回転用ギヤユニットを備え
ることができる。

また、本発明の自動変速装置においては、入力軸ギヤ、
出力軸ギヤ及び／または中間ギヤユニットを複数設ける
ことができる。

また、本発明の自動変速装置においては、入力回転軸を
トルクコンバータを介してエンジン出力軸に接続するこ
とができる。

また、本発明の自動変速装置においては、同時にＯＮ状
態とされるクラッチに正回転出力用の第１速または逆回
転出力用の第１速のためのクラッチが含まれる様にする
ことができる。

更に、本発明によれば１以上の様な自動変速装置を搭載
してなる自動車が提供される。

本発明の自動車においては、走行駆動力、を得るための
シフトレンジが選択されている時に２つ以上のクラッチ
が同時にＯＮ状態とされた後の各クラッチの作動の指令
がアクセル操作に基づきなされる様にすることができる
。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図は本発明による自動変速装置の一実施例の変速機
構部を示す模式的正面図であり、第２図、第３図及び第
４図はそれぞれそのＩＩ　−ＩＩ断面図−■−■断面図
及びＩＶ　−ＩＶ断面図である。本実施例は自動車に横
置式にて搭載された例であり。

前進４段、後退１段の自動変速装置である。

これらの図において、２は入力回転軸であり、該軸はエ
ンジン出力軸に接続されたトルクコンバータ（第２図に
のみ示す）１の出力軸に接続されている。該入力回転軸
２には２つの入力軸ギヤ４．５が固定されている。また
、６は上記入力回転軸２と平行に配置された出力回転軸
である。該軸６には２つの出力軸ギヤ８．９が取付けら
れており、出力軸ギヤ８は出力回転軸６に対し回転自在
に取付けられており、８′はこれらを接続するためのク
ラッチである。また、出力軸ギヤ９は出力回転軸６に固
定されている。

入力回転軸２及び出力回転軸６はハウジング１０に対し
回転自在に支持されている。尚、第１図ではト記ハウジ
ングｌＯは図示を省略されている。

上記ハウジングｌＯには２つの中間ギヤユニット１４．
１６が取付けられている。

中間ギヤユニット１４は、上記入力回転軸２及び出力回
転軸６と平行に上記ハウジングｌＯに対し回転自在に取
付けられた回転軸１４ａ、該回転軸に対し回転自在に取
付けられ上記入力軸ギヤ４及び上記出力軸ギヤ８と噛み
あう第１ギヤ１４ｂ、上記回転軸１４ａに対し回転自在
に取付けられ上記入力軸ギヤ５と噛みあうａｔギヤｌ　
４　ｃ　ｓト記回転軸１４ａに固定され上記出力軸ギヤ
９と噛みあう第２ギヤ１４ｄ、上記回転軸１４ａと上記
第１ギヤ１４ｂとを接続するクラッチ１４ｂ′、及び上
記回転軸１４ａと上記第１ギヤ１４Ｃとを接続するクラ
ッチ１４０′を有する。

中間ギヤユニット１６は、−に記入力量転軸２及び出力
回転軸６と平行に上記ハウジングｌＯに対し回転自在に
取付けられた回転軸１６ａ、該回転軸に対し回転自在に
取付けられ上記入力軸ギヤ５と噛みあう第１ギヤ１６ｂ
％Ｅ記回転軸１６ａに固定され上記出力軸ギヤ９と噛み
あう第２ギヤ１６ｃ、及び上記回転輪ｌｅａと上記第１
ギヤ１６ｂとを接続するクラ９チＩＲｂ’を有する。

上記ハウジングｌＯには、また、逆回転用のギヤユニッ
ト１８が取付けられている。

該ギヤユニット１８は、上記入力回転軸２及び出力回転
軸６と平行に上記ハウジング１０に対し回転自在に取付
けられた回転軸１８ａ、該回・転軸に対し回転自在に取
付けられ上記入力軸ギヤ４と噛みあうギヤ１８ｂ、上記
回転軸１８ａに固定され上記中間ギヤユニット！６の第
２ギヤ１８ｃと噛みあうギヤ１８ｃ、及び上記回転軸１
８ａと上記ギヤ１８ｂとを接続するクラッチ１８ｂ’を
有する。

上記クラッチ８’　、１４ｂ’　、１４ｃ″、１６ｂ″
としては、たとえば油圧駆動式多板クラッチを用いるこ
とができ、上記クラッチ１８ｂ′としては小型化及び低
コスト化に有利な油圧駆動式ドッグクラッチを用いるこ
とができる。

上記出力回転軸６には更にギヤ２２が固定されている。

該ギヤの回転力はディファレンシャル（第２図にのみ示
す）２４を介して左右両部動輪のための駆動軸（第２図
にのみ示す）２６．２８に接続されている。

第５図は本実施例装置の駆動系を示す概略図である。

第５図において、３２は上記クラッチ８′、１４ｂ’　
、１４ｃ’　、１６ｂ″、１８ｂ’を駆動する油圧回路
であり、該回路はコントロールユニット（マイクロコン
ピュータ）３４の指令により上記各クラッチの駆動のた
めの油圧を変化させる（即ちクラッチＯＮの状態とした
りクラッチＯＦＦの状態としたりする）ことができる。

３６は上記油圧回路３２に連動しているシフト装置であ
り、該装置は一般のＡＴ車の場合と同様に、Ｐレンジ、
ｌレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ、２レンジ及びｌレンジ
を有し、運転者がレバー操作により所望のレンジを選択
する。該シフト装置３６の状態は上記コントロールユニ
ット３４に入力される。該コントロールユニットには更
に上記油圧回路３２に関する各種の状態信号及び該油圧
回路以外の６神のセンサから得られる状態信号（たとえ
ば上記出力回転軸６の回転数の信号、車速信号、アクセ
ル操作にともなうスロットルバルブ開度の信号、エンジ
ン回転数の信号等）が入力される。

コントロールユニット３４ではシフト装置３６で選択さ
れたレンジに応じて予め定められたプログラムに従い上
記クラッチ８’　、１４ｂ’　、１４ｃ′、１６ｂ’　
、１８ｂ’の作動状態を設定し、その出力信号を発する
。

次に１本実施例装置の動作を説明する。

入力回転軸２が回転すると、入力軸ギヤ４の回転力は中
間ギヤユニット１４の第１ギヤ１４ｂ及び逆回転用ギヤ
ユニット１８のギヤ１８ｂに伝達され、入力軸ギヤ５の
回転力は中間ギヤユニット１４の第１ギヤ１４ｃ及び中
間ギヤユニット１６の第１ギヤ１６ｂに伝達される。中
間ギヤユニット１４の第１ギヤ１４ｂの回転力は更に出
力軸ギヤ８に伝達される。

ここで、中間ギヤユニット１４のクラッチ１４ｂ′をＯ
Ｎとすると、第１ギヤ１４ｂの回転力は回転軸１４ａを
介して第２ギヤ１４ｄへと伝達され、更に該ギヤと噛み
あっている出力軸ギヤ９に伝達され、出力回転軸６へと
伝達される。かくして、該出力回転軸が入力軸ギヤ４の
径と出力軸ギヤ９の径と中間ギヤユニット１４の第１ギ
ヤ１４ｂの径と該中間ギヤユニットの第２ギヤ１４ｄの
径とにより定まる変速比にて回転する。この時は、上記
クラッチ１４ｂ’以外のクラッチは全てＯＦＦである。

該出力回転軸６の回転力はギヤ２２からディファレンシ
ャル２４を介して駆動軸２６．２８に伝達される。

また、上記中間ギヤユニットＩ４のクラッチ１４ｃ’を
ＯＮとすると、第１ギヤ１４ｃの回転力は回転軸１４ａ
を介して第２ギヤ１４ｄへと伝達され、更に該ギヤと噛
みあっている出力軸ギヤ９に伝達され、出力回転軸６へ
と伝達される。かくして、該出力回転軸が入力軸ギヤ５
の径と出力軸ギヤ９の径と中間ギヤユニット１４の第１
ギヤ１４ｃの径と該中間ギヤユニットの第２ギヤ１４ｄ
の径とにより定まる変速比にて回転する。この時は、上
記クラッチ１４０′以外のクラッチは全てＯＦＦである
。出力軸６の回転力はギヤ２２からディファレンシャル
２４を介して駆動軸２６．２８に伝達される。

中間ギヤユニット１６のクラッチ＋６ｂ’をＯＮとする
場合も上記中間ギヤユニット＋４のクラッチ１４ｂ’　
または１４ｃ’をＯＮとする・場合と同様にして回転力
の伝達が行なわれる。その際、出力回転軸６が入力軸ギ
ヤ５の径と出力軸ギヤ９の径と中間ギヤユニット１６の
第１ギヤ１６ｂの径と該中間ギヤユニットの第２ギヤ１
８ｃの径とにより定まる変速比にて回転する。この時は
、他のクラッチは全てＯＦＦである。

一方、逆回転用ギヤユニット１８のクラッチ１８ｂ″を
ＯＮとすると、ギヤ１８ｂの回転力は回転軸１８ａを介
してギヤ１８ｃへと伝達され、更に該ギヤと噛みあって
いる中間ギヤユニット１６の第２ギヤ１６ｃを経て出力
軸ギヤ９に伝達され、出力回転軸６に伝達される。その
際、出方回転軸６が入力軸ギヤ４の径と出力軸ギヤ９の
径と逆回転用ギヤユニット１８のギヤ１８ｂの径と該ギ
ヤユニットのギヤ１８ｃの径とにより定まる変速比にて
逆回転する。出力軸６の回転力はギヤ２２からディファ
レンシャル２４を介して駆動軸２６．２８に伝達される
。この時は、他のクラッチは全てＯＦＦである。この場
合は中間ギヤユニット１６の第２ギヤ１６ｃがアイドル
ギヤの役割をする。

また、上記クラッチ８′をＯＮとすると、出力軸ギヤ８
の回転力は直ちに出力回転軸６に伝達され、該出力回転
軸が入力軸ギヤ４の径と出力軸ギヤ８の径とにより定ま
る変速比にて回転する。この時は、他のクラッチは全て
ＯＦＦである。出力軸６の回転力はギヤ２２からディフ
ァレンシャル２４を介して駆動軸２６．２８に伝達され
る。この場合は中間ギヤユニット１４の第１ギヤ１４ｃ
がアイドルギヤの役割をする。

以上の様に、クラッチ８″、１４ｂ″、１４ｃ’　、１
６ｂ’　、１８ｂ’のうちの１つが選択的に結合される
と、選択されたクラッチを経由して回転力の伝達がなさ
れ５回転力伝達に関与するギヤの径により定まる変速比
を得ることができる。

本実施例におけるクラッチの選択と変速比との関係の一
例を以下の第１表に示す。

第　　１　　表 尚、上記の様に、出力軸６の回転力は常にギヤ２２から
ディファレンシャル２４を介して駆動軸２６．２８に伝
達される。

以上の様なりラッチの作動はシフト装置３６で選択され
たシフトレンジに応じてコントロールユニット３４から
の指令によりなされる。そして、本実施例において特徴
的なことは、走行駆動力を得るためのシフトレンジ（即
ち、Ｒレンジ、Ｄレンジ、２レンジ及びルンジ）が選択
されている時にセンサにより検出される出力軸６の回転
数がほぼＯとなった場合には、必ず２つのクラッチがＯ
Ｎとされることである。これによりクリーピングの発生
を抑制でき且つ仮にエンジン回転数が急激に増加したと
しても自動車が急発進することがない。この状態の解除
はコントロールユニットに対し新たな信号が入力される
まで継続される。この新たな信号としては、センサによ
り検出されるスロットルバルブ開度（これはアクセルの
踏み込み量に対応している）が所定の設定値以上となっ
た信号を用いることができる。

以Ｆ、各シフトレンジでのクラッチ動作につき説明する
。

・Ｐレンジ 一般のＡＴ車の場合と同様に、たとえば出力回転軸６を
パーキング機構（ビンロック等）により機械的に固定す
る動作が行なわれるとともに、全てのクラッチがＯＦＦ
とされる。

・Ｒレンジ センサにより検出される出力軸回転数が０となった時に
は、−旦クラッチ１８ｂ″、１６ｂ′がＯＮとされる。

この時点では出力軸回転数がＯであるのでドッグクラッ
チ１８ｂ’もスムースにＯＮとなる。その後、運転者が
アクセル操作を行ないセンサにより検出されるスロット
ルバルブ開度が設定値を越えた時に上記クラッチ１６ｂ
′がＯＦＦとされ、自動車は後退を開始する。

尚、自動車後退走行中（即ち出力回転軸６が逆回転して
いる時）にこのレンジが選択された時は、一般のＡＴ車
と同様に、クラッチ１８ｂ′がＯＮとされて、自動車は
後退走行を継続する。

・Ｎレンジ 全てのクラッチがＯＦＦとされる。

・Ｄレンジ 、センサにより検出される出力軸回転数がＯとなった時
には、−旦りラッヂ１４ｂ’　、１６ｂ’がＯＮとされ
る。その後、運転者がアクセル操作を行ないセンサによ
り検出されるスロットルバルブ開度が設定値を越えた時
に上記クラッチ１６ｂ′がＯＦＦとされ、自動車は第１
速にて前進を開始し、以下一般のＡＴ車と同様に上記ク
ラッチ８’、１４ｂ″、１４ｃ’　、Ｊ６ｂ″のうちの
いずれか１つが適時選択されＯＮとされて、第１速〜第
４速にて自動車が前進走行する。

尚、自動車前進走行中（即ち出力回転軸６が正回転して
いる時）にこのレンジが選択された時は、一般のＡＴ車
と同様に、上記クラッチ８゛。

１４ｂ’　、１４ｃ’　、ｊａｂ’のうちのいずれか１
つがＯＮとされ、以後適時これらクラッチのいずれかが
ＯＮとされ第１速〜第４速にて自動車かが１進走行を継
続する。

・２レンジ センサにより検出される出力軸回転数がＯとなった時に
は、−旦クラッチ１４ｂ’　、１６ｂ’がＯＮとされる
。その後、運転者がアクセル操作を行ないセンサにより
検出されるスロットルバルブ開度が設定値を越えた時に
上記クラッチ１６ｂ′がＯＦＦとされ、自動車は第１速
にて前進を開始し、以下一般のＡＴ車と同様に上記クラ
ッチ１４ｂ’　、１４ｃ’のうちのいずれか１つが適時
選択されＯＮとされて、第１速〜第２速にて自動車が前
進走行する。

尚、自動車前進走行中（即ち出力回転軸６が正回転して
いる時）にこのレンジが選択された時は、一般のＡＴ車
と同様に、上記クラッチ１４ｂ’　、１４ｃ’のうちの
いずれか１つがＯＮとされ、以後適時これらクラッチの
いずれかがＯＮとされ第１速〜第２速にて自動車が前進
走行を継続する。

・ｌレンジ センサにより検出される出力軸回転数が０となった時に
は、−旦クラッチ１４ｂ’　、１６ｂ’がＯＮとされる
。その後、運転者がアクセル操作を行ないセンサにより
検出されるスロットルバルブ開度が設定値を越えた時に
上記クラッチ１６ｂ′がＯＦＦとされ、自動車は第１速
にて前進を開始する。

尚、自動車前進走行中（即ち出力回転軸６が正回転して
いる時）にこのレンジが選択された時は、一般のＡＴ車
と同様に、上記クラッチ！４ｂ′がＯＮとされ、第１速
にて自動車が前進走行を継続する。

上記実施例においてはｌレンジ、Ｄレンジ、２レンジま
たはｌレンジが選択されている場合に出力回転軸６の回
転数が０となった時にＯＮとされるクラッチが２つであ
るが、３つ以上のクラッチをＯＮとしてもよい、但し、
ＯＮとされるクラッチには、ｌレンジの場合には１８ｂ
’が含まれているのが好ましく、Ｄレンジ、２レンジ及
びｌレンジの場合には１４ｂ′が含まれているのが好ま
しいことはもちろんである。

以上の様な実施例によれば、第２図〜第４図に示される
様に、十分に軸方向長さを短縮することができる。

上記実施例において変速機構部の入力側と出力側とを逆
にした変速機構部を構成しても同様の作用効果が得られ
、本発明はその様な態様をも含むものである。

［発明の効果］ 以を詳細に説明した様に、本発明によれば、自動変速装
置の軸方向の長さを十分に短縮することができ、且つこ
れに基づき駆動力伝達系の設計の自由度を飛躍的に向上
させることができる。

更に、本発明によれば、簡単な構造でクリーピング発生
を容易に抑制でき更に不要時の急激な駆動力伝達を十分
に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動変速装置を示す模式的正面図
であり、第２図、第３図及び第４図はそれぞれその■−
ＩＩ断面図、ｌ１ｌ−ＩＩ＋断面図及びＩＶ−１ｖ断面
図である。 第５図は本発明による自動変速装置の駆動系を示す概略
図である。 １：トルクコンバータ、　２：入力回転軸。 ４．５＝入力軸ギヤ、　６：出力回転軸、８．９＝出力
軸ギヤ、 ８゛　：クラッチ、　１０：ハウジング、１４．１６：
中間ギヤユニット、 １８：逆回転用ギヤユニット、 ２２：ギヤ％　２４：ディファレンシャル、２６．２８
：駆動軸、　３６：シフト装置。 第１図 第２図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力回転軸にクラッチを介しまたは直接ギヤが取
   付けられており、該入力軸ギヤに対し中間ギヤユニット
   が接続されており、該中間ギヤユニットは上記入力軸ギ
   ヤと直接的または間接的に噛みあう少なくとも１つの第
   １のギヤと該ギヤと同軸状に軸方向に配置された少なく
   とも１つの第２のギヤと該各第２ギヤと上記各第１ギヤ
   との間のクラッチとを有しており、上記中間ギヤユニッ
   トの第２ギヤが出力回転軸にクラッチを介しまたは直接
   取付けられたギヤと直接的または間接的に噛みあってお
   り、上記各クラッチは選択された駆動力伝達様式レンジ
   ごとに予め定められたプログラムに基づく指令に従い個
   別に作動せしめられ、但し出力軸を回転させるべきレン
   ジが選択されている場合において該出力軸の回転が停止
   した時には少なくとも２つ以上のクラッチが同時にＯＮ
   状態とされた後に次の指令に基づき各クラッチが作動せ
   しめられることを特徴とする、自動変速装置。
2. （２）逆回転用ギヤユニットを備えている、請求項１の
   自動変速装置。
3. （３）複数の入力軸ギヤを有する、請求項１または２の
   自動変速装置。
4. （４）複数の出力軸ギヤを有する、請求項１〜３のいず
   れかの自動変速装置。
5. （５）中間ギヤユニットが複数設けられている、請求項
   １〜４のいずれかの自動変速装置。
6. （６）入力回転軸がトルクコンバータを介してエンジン
   出力軸に接続されている、請求項１〜５のいずれかの自
   動変速装置。
7. （７）同時にＯＮ状態とされるクラッチに正回転出力用
   の第１速または逆回転出力用の第１速のためのクラッチ
   が含まれている、請求項１〜６のいずれかの自動変速装
   置。
8. （８）請求項１〜７のいずかの自動変速装置を搭載して
   なる、自動車。
9. （９）少なくとも２つ以上のクラッチが同時にＯＮ状態
   とされた後の各クラッチの作動の指令がアクセル操作に
   基づきなされる、請求項８の自動車。