JPH06331025A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンスタントメッシュギヤ式変速装置にロッ
クアップクラッチ付流体継手とカウンタシャフトブレー
キとを用いることにより、コンスタントメッシュギヤ式
変速装置を基本とした安価な装置で変速操作を自動的に
行い、かつ滑らかな加速をも容易に行うことができるよ
うにする。 【構成】 コンスタントメッシュギヤ式自動変速装置に
ロックアップクラッチ付流体継手とカウンタシャフトブ
レーキとを装着し、該ロックアップクラッチ付流体継手
及びカウンタシャフトブレーキを制御装置により適宜制
御することにより、エンジンの回転数のみを変えること
により変速操作を自動的に行うようにした構成を特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速装置に係り、
特にコンスタントメッシュギヤ式自動変速装置にロック
アップクラッチ付流体継手とカウンタシャフトブレーキ
とを用いることにより、コンスタントメッシュギヤ式自
動変速装置を基本とした安価な装置で変速時間が短く、
かつ滑らかな変速操作と加速とを行わせることができる
ようにした自動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アウトプットシャフトとカウンタシャフ
トの２本の軸を持つコンスタントメッシュギヤ式トラン
スミッションは、耐久性に優れ、また比較的安価に製作
できることから特に大型車輛のトランスミッションとし
て多用されている。

【０００３】コンスタントメッシュギヤ式トランスミッ
ションは、摩擦クラッチを使用しているため、変速時に
クラッチを操作してトランスミッションとエンジンとの
接続を遮断した後、変速操作が行われる。

【０００４】しかし変速操作に先立ってクラッチを切っ
た場合、クラッチディスク以下の各回転部材はその慣性
により惰性回転するため、インプットシャフト、インプ
ットギヤ、カウンタギヤ、カウンタシャフト及びアウト
プットシャフトに嵌合する変速用のメインギヤは共に惰
性回転することになる。

【０００５】一方トランスミッションのギヤ入れ及びギ
ヤ抜きを円滑に行わせるためには、アウトプットシャフ
トとメインギヤとの回転速度を同期させた状態で変速操
作することが必要である。

【０００６】即ち、ギヤのシフトアップ時には、次に接
続されるメインギヤの回転速度はアウトプットシャフト
の回転速度よりも常に速いから、変速に先立ってメイン
ギヤの回転速度を減速させる必要があり、また逆にギヤ
のシフトダウン時には、次に接続されるメインギヤの回
転速度はアウトプットシャフトの回転速度よりも常に遅
いから、変速に先立ってメインギヤの回転速度を増速さ
せる必要がある。

【０００７】メインギヤの回転速度を減速又は増速させ
るために、従来はダブルクラッチ操作を行っていたが、
操作が面倒であるばかりでなく、該変速に時間がかかる
欠点があった。

【０００８】また摩擦クラッチの接続時に滑らかに接続
させるために微妙なクラッチ操作を要し、円滑な発進が
しにくく改良の余地があった。

【０００９】自動変速式トランスミッションとしては、
手動変速式トランスミッションを流体圧シリンダを採用
したアクチュエータにより自動変速化した自動変速式ト
ランスミッション等が採用されていたが、該装置は摩擦
クラッチ本体及びその制御機構が複雑となり、製作に多
くの費用を要するばかりでなく、装置が大型化してしま
う点で不利であった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，上記した従
来技術の欠点を除くためになされたものであって、その
目的とするところは、コンスタントメッシュギヤ式自動
変速装置にロックアップクラッチ付流体継手とカウンタ
シャフトブレーキとを装着し、該ロックアップクラッチ
付流体継手及びカウンタシャフトブレーキを制御装置に
よって適宜制御することにより、変速操作を自動的に行
うことができるようにすることであり、またこれによっ
て操作の面倒なダブルクラッチ操作を不要として軽快な
運転性能を確保することである。

【００１１】また他の目的は、上記構成により安価な装
置によって、また特別の操作を行うことなく車輛の円滑
な発進及び加速を容易に行うことができるようにするこ
とである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】要するに本発明は、コン
スタントメッシュギヤ式自動変速装置において、クラン
クシャフトとインプットシャフトとを連結又は遮断する
流体継手と、該流体継手のタービンランナと前記クラン
クシャフトとを連結又は遮断するロックアップクラッチ
と、カウンタシャフトに配設され作動したときカウンタ
シャフトに制動力を作用させるカウンタシャフトブレー
キと、変速時に前記ロックアップクラッチを作動させて
前記タービンランナと前記クランクシャフトとの連結を
解除した後ギヤ抜きを行わせ次に接続されるギヤに合わ
せてエンジンの回転速度を制御してメインギヤの回転速
度とアウトプットシャフトの回転速度を同期させた後ギ
ヤ入れを行わせて前記ロックアップクラッチを作動させ
前記タービンランナと前記クランクシャフトと連結さ
せ、更に車輛停止時の変速時には前記カウンタシャフト
ブレーキを作動させて前記カウンタシャフトの回転を停
止させた後ギヤチェンジするように制御する制御装置と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１３】

【実施例】以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明
する。図１及び図２において、本発明に係る自動変速装
置１は、流体継手２と、ロックアップクラッチ３と、カ
ウンタシャフトブレーキ４と、制御装置の一例たるコン
ピュータ５とを備えている。

【００１４】流体継手２は、エンジン１１の回転力をコ
ンスタントメッシュギヤ式トランスミッション１０に伝
達するためのものであって、ポンプインペラ３１、ター
ビンランナ３２及びステータ３３とから構成された公知
の流体継手であり、ポンプインペラ３１はエンジン１１
のクランクシャフト１２と連結され、該クランクシャフ
ト１２と共に回転するようになっている。

【００１５】タービンランナ３２は、コンスタントメッ
シュギヤ式トランスミッション１０のインプットシャフ
ト１３に連結され、ステータ３３はトランスミッション
ケース３４に取り付けられたステータ軸（図示せず）に
ワンウェイクラッチ３７を介して組み付けられている。

【００１６】そしてクランクシャフト１２の回転によっ
て流体継手２内のオイル（図示せず）がポンプインペラ
３１からタービンランナ３２に噴出されて回転力を該タ
ービンランナ３２に与えながらタービンランナ３２の内
側に入り、ステータ３３に流出した後、該ステータ３３
で向きを変えて再びポンプインペラ３１に流入してポン
プインペラ３１の回転力をタービンランナ３２に伝達す
るように構成されている。

【００１７】ロックアップクラッチ３は、流体継手２の
タービンランナ３２とクランクシャフト１２とを直結さ
せるためのものであって、タービンランナ３２に連結さ
れたクラッチ板３５とクランクシャフト１２に連結され
たクラッチ板３６とが交互に配設されており、クラッチ
板３５とクラッチ板３６とを流体圧シリンダ（図示せ
ず）によって押圧して密着させることにより、クランク
シャフト１２とタービンランナ３２とを一体的に連結さ
せ又は遮断するように構成されている。

【００１８】カウンタシャフトブレーキ４は、カウンタ
シャフト１６に制動力を付与して該カウンタシャフト１
６及び複数のメインギヤ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ及び９
Ｅを減速させるためのものであって、トランスミッショ
ンケース３４に連結されたクラッチ板４１とカウンタシ
ャフト１６に連結されたクラッチ板４２とが交互に配設
されており、クラッチ板４１とクラッチ板４２とを流体
圧シリンダ（図示せず）によって押圧して密着させるこ
とにより、カウンタシャフト１６とトランスミッション
ケース３４とを一体的に連結させ又は遮断してカウンタ
シャフト１６に制動力を付与するように構成されてい
る。

【００１９】コンスタントメッシュギヤ式トランスミッ
ション１０は、公知のトランスミッションであり、イン
プットシャフト１３に固定されたインプットギヤ１５
は、カウンタシャフト１６に固定されているカウンタギ
ヤ１８と噛合しており、インプットシャフト１３の回転
をカウンタシャフト１６に伝達するようになっている。

【００２０】カウンタシャフト１６には、１速用カウン
タギヤ１９Ａ、後進用カウンタギヤ１９Ｂ、２速用カウ
ンタギヤ１９Ｃ、３速用カウンタギヤ１９Ｄ及び４速用
カウンタギヤ１９Ｅが夫々固定され、１速用メインギヤ
９Ａ、後進用メインギヤ９Ｂ、２速用メインギヤ９Ｃ、
３速用メインギヤ９Ｄ及び４速用メインギヤ９Ｅと夫々
噛み合わされている。

【００２１】アウトプットシャフト８の１速用メインギ
ヤ９Ａと後進用メインギヤ９Ｂとの間、２速用メインギ
ヤ９Ｃと３速用メインギヤ９Ｄとの間及び４速用メイン
ギヤ９Ｅとインプットギヤ１５との間には、夫々ギヤ変
速用のスリーブ１７Ａ，１７Ｂ及び１７Ｃが配設されて
おり、各々のスリーブの溝にはシフトフォーク２０Ａ，
２０Ｂ，２０Ｃが夫々係合している。

【００２２】変速レバー（図示せず）を手動操作するこ
とによるコンピュータ５からの指令で、シフトセレクト
ユニット２３を作動させて１速用メインギヤ９Ａ、後進
用メインギヤ９Ｂ、２速用メインギヤ９Ｃ、３速用メイ
ンギヤ９Ｄ及び４速用メインギヤ９Ｅの任意のメインギ
ヤとアウトプットシャフト８とを連結させるように構成
されている。

【００２３】コンピュータ５は、自動変速装置１の各部
を同調させるように制御するためのものであって、中央
演算処理装置５１、外部記憶装置５２、入出力ポート５
３とからなる公知のコンピュータであり、車輛の各部に
設けられたセンサ（図示せず）から信号線５４を介して
信号が入力され、該入力信号を適宜処理してシフトセレ
クトユニット２３、ロックアップクラッチ３及びカウン
タシャフトブレーキ４を作動させる駆動装置（図示せ
ず）及びエンジン１１の電子コントロールユニット４０
に指令信号を送出するように夫々信号線５５，５６，５
８によって電気的に接続されている。

【００２４】本発明は、上記のように構成されており、
以下その作用について説明する。図１及び図２におい
て、車輛が例えば１速で走行中の場合には、スリーブ１
７Ａが１速用メインギヤ９Ａと係合し、またロックアッ
プクラッチ３は作動状態とされ、カウンタシャフトブレ
ーキ４は非作動状態とされている。

【００２５】即ち、タービンランナ３２とクランクシャ
フト１２とは連結状態とされており、クランクシャフト
１２の回転力はロックアップクラッチ３を介してインプ
ットシャフト１３に直接伝達されている。

【００２６】更にインプットギヤ１５、カウンタギヤ１
８、カウンタシャフト１６、１速用カウンタギヤ１９
Ａ、１速用メインギヤ９Ａ、ギヤ変速用のスリーブ１７
Ａを介してアウトプットシャフト８に回転力が伝達され
ている。

【００２７】即ち、エンジン１１から入力された回転ト
ルクは、アウトプットシャフト８から出力されて車輪
（図示せず）を回転させて車輛を走行させている。

【００２８】ここで１速から２速に変速するために変速
レバー（図示せず）を手動操作すると、該操作信号がコ
ンピュータ５に伝達され、該コンピュータ５からの指令
によりロックアップクラッチ３の作動が中断されてター
ビンランナ３２とクランクシャフト１２との連結が解除
される。

【００２９】図３から図５によりこれを更に詳しく説明
すると、スリーブ１７Ａが１速用メインギヤ９Ａと係合
している１速のギヤ位置６１でアクセルペタル（図示せ
ず）を踏み込むとエンジン１１の回転数は曲線６２のよ
うに上昇し、車輛を加速させる。

【００３０】上記した加速状態においては、ポンプイン
ペラ３１の回転は、タービンランナ３２の回転よりも高
速で回転しているので、ポンプインペラ３１からタービ
ンランナ３２を介してコンスタントメッシュギヤ式トラ
ンスミッション１０に伝達される入力トルクもエンジン
１１の回転数の上昇と共に曲線６３のように変化し、強
いトルクで車輪を駆動して車輛の加速が行われる。

【００３１】ここで１速から２速に変速するためにアク
セルペタルの踏込みを解除すると、コンピュータ５から
電子コントロールユニット４０にエンジン１１の回転速
度を低下させるように指令信号が送出され、エンジン１
１の回転数を曲線６４のように低下させる。

【００３２】従ってコンスタントメッシュギヤ式トラン
スミッション１０への入力トルクは曲線６５のように急
速に減少し、やがてポンプインペラ３１とタービンラン
ナ３２の回転数が同じ回転数となりコンスタントメッシ
ュギヤ式トランスミッション１０への入力トルクが零と
なる。

【００３３】この状態において、コンピュータ５からの
指令に従ってシフトセレクトユニット２３を作動させ、
スリーブ１７Ａが図２において左方向に移動し（曲線６
６）、該スリーブ１７Ａと１速用メインギヤ９Ａとの係
合を解除し、ギヤ位置をニュートラル位置Ｎとする。

【００３４】更にギヤ変速用のスリーブ１７Ｂが図２に
おいて右方向に移動（曲線６８）して２速用メインギヤ
９Ｃと係合することによって２速用メインギヤ９Ｃとア
ウトプットシャフト８のハブとが連結され、ギヤ位置が
２速のギヤ位置６９に変更され２速への変速が行われ
る。

【００３５】ここで１速のギヤ位置６１からニュートラ
ル位置Ｎ及び２速のギヤ位置６９への操作時には、ポン
プインペラ３１とタービンランナ３２の回転数が同じ回
転数であるコンスタントメッシュギヤ式トランスミッシ
ョン１０への入力トルクが零の状態で行われる（図４）
ので、変速操作はクラッチ操作することなく単にエンジ
ン１１の回転を制御するだけで抵抗なく容易に行うこと
ができる。

【００３６】このときメインギヤ９Ｃの回転速度とアウ
トプットシャフト８の回転速度との間に多少の速度差が
あっても流体継手２によって吸収されるので滑らかに接
続することができる。

【００３７】そしてアクセルペダル（図示せず）から指
令される速度までエンジン１１の回転を増速（曲線７
０）した後、ロックアップクラッチ３を再び作動させて
クランクシャフト１２とタービンランナ３２とを連結さ
せて流体継手２での動力損失なくエンジン１１の回転力
をアウトプットシャフト８に伝達するようにして２速へ
の変速が終了する。

【００３８】２速から３速、３速から４速へのシフトア
ップ操作の場合も全く同様に行われる。

【００３９】また車輛停止時の変速の場合、例えば停止
状態から１速に変速するにはロックアップクラッチ３を
非作動としてタービンランナ３２とクランクシャフト１
２との連結を遮断し、更にカウンタシャフトブレーキ４
を作動させてカウンタシャフト１６に制動力を作用させ
て該カウンタシャフト１６の回転を停止させることによ
りメインギヤ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ及び９Ｅの回転を
停止させ、アウトプットシャフト８の回転（停止状態）
と一致させた後、ギヤ変速用のスリーブ１７Ａを作動さ
せてスリーブ１７Ａとメインギヤ９Ａとを係合させ、イ
ンプットシャフト８と接続させてギヤチェンジを行う。

【００４０】そしてクランクシャフト１２の回転力を流
体継手２を介してインプットシャフト１３に伝達し、発
進時の車輛の加速を滑らかに行わせることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、上記のようにコンスタントメ
ッシュギヤ式自動変速装置にロックアップクラッチ付流
体継手とカウンタシャフトブレーキとを装着し、該ロッ
クアップクラッチ付流体継手及びカウンタシャフトブレ
ーキを制御装置によって適宜制御するようにしたので、
変速操作を自動的に行うことができ、またこの結果操作
の面倒なダブルクラッチ操作が不要となり、軽快な運転
性能を確保することができる効果がある。

【００４２】また上記構成により安価な装置によって、
また特別の操作を行うことなく車輛の円滑な発進及び加
速を容易に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速装置の全体を示し、ブロック図及びエ
ンジンを含む構成図である。

【図２】自動変速装置の要部概略図である。

【図３】変速時におけるエンジン回転数の変化の状態を
示す線図である。

【図４】変速時におけるコンスタントメッシュギヤ式ト
ランスミッションへの入力トルクの変化の状態を示す線
図である。

【図５】変速時におけるギヤ位置の状態を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１ 自動変速装置 ２ 流体継手 ３ ロックアップクラッチ ４ カウンタシャフトブレーキ ５ 制御装置 ８ アウトプットシャフト ９Ａ メインギヤ ９Ｂ メインギヤ ９Ｃ メインギヤ ９Ｄ メインギヤ ９Ｅ メインギヤ １１ エンジン １２ クランクシャフト １３ インプットシャフト １６ カウンタシャフト ３２ タービンランナ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンスタントメッシュギヤ式自動変速装
   置において、クランクシャフトとインプットシャフトと
   を連結又は遮断する流体継手と、該流体継手のタービン
   ランナと前記クランクシャフトとを連結又は遮断するロ
   ックアップクラッチと、カウンタシャフトに配設され作
   動したときカウンタシャフトに制動力を作用させるカウ
   ンタシャフトブレーキと、変速時に前記ロックアップク
   ラッチを作動させて前記タービンランナと前記クランク
   シャフトとの連結を解除した後ギヤ抜きを行わせ次に接
   続されるギヤに合わせてエンジンの回転速度を制御して
   メインギヤの回転速度とアウトプットシャフトの回転速
   度を同期させた後ギヤ入れを行わせて前記ロックアップ
   クラッチを作動させ前記タービンランナと前記クランク
   シャフトと連結させ、更に車輛停止時の変速時には前記
   カウンタシャフトブレーキを作動させて前記カウンタシ
   ャフトの回転を停止させた後ギヤチェンジするように制
   御する制御装置とを備えたことを特徴とする自動変速装
   置。