JPS5837357A - 自動変速機 - 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】 本発明は平行軸歯車式自動変速機の変速方法及び装−首
に係り、特にシフトダウン時に適用して好適な変速方法
及び装置に関する。

オートクラッチ、平行軸歯車式自動変速機を採用したオ
ートマチック単が開発され、実用化されている。

か＼るオートマチック単においては、たとえば車両を発
進させるためにシフトレバ−全Ｎし／ジにエートラル）
からＤレンジ（ドライブ位ｔ）に移動させるとクラッチ
が自動的にオフし、しかる後自動変速機の第１速のギア
が選択される。そしてこの状態でアクセル（加速ペダル
）を踏込むと、該アクセルの踏込みを検出し、クラッチ
が自動的にオンし、車両が発進する。又、か＼るオート
マチック単においては走行中の変速操作も自動的に竹な
われる。即ち、オートマチック車内蔵の１１１装置ｔｔ
；ｔシフトレバ−のＤレンジ、ルンジ、２レンジにおけ
る自動変速線パターンをそれぞれ”記憶している。そし
て、該自動変速線パターンにより区切られる１速□、２
速、３速領域の各々に他の領域から動作点が進入すれは
これを検出して自動的に変速操作が行われる。第１図は
Ｄレンジの自動変速線パターン図であり、縦軸にスロッ
トルバルブの一度（スロットル開度という）、横軸に車
速（Ｋｍ／ｈ）をとっている。又、図中、実線はシフト
アップ時の自動変速線、点線はシフトダウン時の自動変
速耐であジ、ＦＳＡ、　ＳＳＡ及びＴＳＡはそれぞれ１
速領域、２速領域、３速領域である。今、スロットル開
度と車速か１点鎖線に沿って変化しているものとすれば
速度上昇時において動作点がポイン）Ｐｔ”！えれば自
動的に１速から２速への変速が行われ、又ポイン）Ｑｔ
−越えれば同様に自動的に２速から３速ヘソフトアツプ
される。一方速度減小時にはポイン）Ｑ”ｋ越えると３
速から２速へのシフトダウンが行われて、又ボイ７　ト
Ｐ”ｉ越えると２速から１速への７シトダクンが自動的
に行われる。

ところで、従来のオートマチック単におけるシフトダウ
ン操作は、マニュアルトランスミッションのシフトダウ
ン操ｆｆｔ−もとにしてスロットルの開度側−、クラッ
チのオン／オフ制御、ギア位置のシフトメ９ン制ｍｔ−
自動的に行なうものであつた。このため、クラッチの再
結合時クラッチ回転数とエンジン回転数が大幅に異なり
、クラッチスベリを生じ、これによシフラッチの摩耗、
振動の発生、乗車フィーリングの悪化などを招来してい
る。

特に、オートクラッチとして電膜りラッチ禽使用するオ
ートマチック単においては、該電磁クラッチの重量が相
当ムくなることによシ、換言すればその回転エネルギが
大きくなると−とによりクラッチオフ後のクラッチ回転
速度が、更に上昇し、憎々エフジン回転速度との差が大
きくなる。そして、このため振動の増大、ショックの発
生等乗車フィーリングを増々悪化させている。

第２図はマニュアルトランスミッションのシフトメ９ン
操作説明図であり、車両ＣＲが坂道ＳＬにさしかかクギ
ャｔサードからセコンドにシフトダウンする場ｏｒ示し
ている。即ち、時刻−においてドライバはシフトダウン
すべくアクセルを解放しくスロットル開度全閉）、クラ
ッチ全オンからオフにする。ついで、完全にクラッチが
オフになってから時刻ｔ１においてギヤ位ｔＶサードか
らニュートラルＮｉ介して（時刻ｈ）セコンドポジショ
ンにシフトダウンする。シフトダウン完了後（時刻ｔ４
）、クラツナをオフからオンに・ｆれば、時刻ｔ５でシ
フトダウン操作が終了する。さて、か＼るシフトダウン
操作におけるクラッチ及びエンジンの回転敷金考察する
。ます、アクセルの解放によりエンジンの回転速度はＮ
Ｅよりフィト９フフ時の回転数ＮＥｉに減小する。一方
、クラッチの回転速度は、エンジンとの結合が解除さ゛
れる几め車速に応じて変化するが、車速がほぼ一定であ
ラッチをオフからオンに移行させる際には、クラッチと
エンジンの回転速度の差ｒｉＶｄとなる、そして、この
回転速度差Ｖｄにより前述の問題点が生じる。尚、以上
はマニ瓢アルでシフトダウンするものとして説明したが
、従来のオー　トマチック単においては殆んどマニユア
ルの場会と同様なシーケンスでスロットル開展、クラッ
チ、ギヤ位Ｍｔ自動的に制御しているためクラッチ回転
数とエンジンの回転数の間には相当の差が存在する。

以上から、本発明の目的は自動変速に際して、クラッチ
の回転＃５をエンジンの回転数に近づけることができる
平行軸歯本文自動変速機の変速方法及び装置１Ｉｌｒ′
（ｉ−提供することである。

父、本発明の別の目的はシフトダウン前に、エンジンを
シフトダウン後のエンジン回転数となるように回転制御
し、これにより平行軸歯車式自動変速機の空転している
ギヤの回転速＃全ノーンシャフトの回転速度と＃丘ぼ同
速にしてギヤチェンジを円滑に、しかもクラッチの回転
数とエンジンの回転数ケはぼ一玖させ減速フィーリング
を良好にできる平行、＠歯車式自動変速機の変速方法及
び装置を提供することである。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第３図４本発明に係る平行軸歯車式自動変速機の変速方
法（ダブルクラッチアクシロンに基づく変速方法）説明
図であり、車両ＣＲが坂道ＳＬに両が坂道にさしかかっ
てドライバがアクセルを踏み込むと、スロットル開腹が
大きくなる。そして、時刻ｔｏにおいて５速領域から２
速領域へ動作点が連線パターンを記憶すると共に、シフ
トレバ−の位置を示す信号、スロットル開度、エンジン
回転数、車速、ギヤ位＆を示す信号が入力されている。

門って、電子制御装ｆｉ１＃′ｉ動作点が３速領域から
２速穎域へ進入すれは直ちにこれを検出する。そして、
以後内蔵するメそりに記憶されているシーケンスに基い
てスロットルを開閉するスロットル駆動機構、電磁クラ
ッチ、平行軸歯車式自動変速機（以彼早に自動変速機と
いう）を制御する。即ち、まず時刻ｔ・においてアクセ
ルとスロットル間を機械的に切断する。これによりアク
セルの踏み込みはもはやスロットルの開閉に何等影響し
なくなる。

但し、以後はスロットル゛駆動機構によりスロットルの
開度が開閉制御される。

上記アクセルとスロ・ットル間の切断とは桜同時刻にス
四ソトル駆動機酵を制御して、スーツ１ル開Ｉｆを第３
図の！ｉｉ！線に示す如く一旦全閉しくアイドリング状
態時の開度）にし、しかる後所定の開度（Ａ・）迄開け
る。尚、全閉することなく直接１点鎖線に示すように所
定間ｊｆ　（Ａｓ　）迄閉めてもよい。

上記と併行して、電磁クラッチをオンからオフすれば時
刻ｔ１にシいて電磁クラッチは完全にオフすると共にス
ロットル開度もんに維持される。以） 上の制御によりスロットル開度は減小するが、エンジン
の負荷が軽くなっ九ことによりエンジンの回転速＆は以
後実線に示す如く上昇してゆく。一方、クラッチの回転
速度はエンジンとの結合が解除されるため車速に厄じて
変化す名ことになるが、車速はほぼ一定であるため時刻
ｔ４迄はぼ一定に維持される。

電磁クラッチが完全にオフになればクラッチオフ状態検
出器からの信号により電子制御装置はこれｔ認識し、或
いは基準とな′る時刻たとえば時刻ｔｏから所定時間後
の時刻ｔ２において自動変速機に対しギヤ位置全サード
から二−−トラル状態にする指令を出す。これによりギ
ヤ位置は時刻ｔ４においてニュートラル位置になる６寛
子制御装置はギヤ位置検出器からの信号により一ギャ位
置がニュートラル状態になったことを検出すればｍ１ｉ
ｆｉクラツチに所定時間電流を流し、一時的に半クラツ
チ状態にし、自動変速機の入力軸をエンジン側に結合す
る。この半クラツチ操作によりクラッチ（入力軸）の回
転速［は点線に示すように時刻ｔ１においてエンジンの
回転速度に近づく。そして時刻１．以降において電磁ク
ラッチはオフ状態に向うため、入力軸、歯車等の負荷に
よりクラッチの回転速度は若干低下してゆく。クラッチ
が完全にオフ状態になれば電子制御装置は時刻ｔ−にお
いて自動変速機に対しギヤ位置金工エートラルからセカ
ンドに丁６指令を出ｆ、ｊｆｌＫ！％ｐ、時刻的に＄−
１，’＋　？　ギヤ位置は七カ・ンド状態になる。そし
て、時刻ｔ＠から　、ｔ７のギヤチェンジ操作において
、シンクロメッシ工様構の作綱によりクラッチの回転速
度は自動変速機ノメーンシャフト（出力軸）の回転速藻
（シフトダウン前の回転速度）にもたらされる、以往、
電子制御装置！ｉはギヤ位置検出器からの信号によりギ
ヤ位置がセ１ンド状態になったことを検出すれば電磁ク
ラッチにオン信号を出力すると共に、アクセルとスロッ
トル間を機械的に結合する。これによジスロットル！ｉ
！！［はアクセル踏み込み状態に応じへ開度迄広がると
共に１．電磁クラッチはエンジン側と自動変速機の入力
軸側を連結する。そして、この１Ｌ磁クラッチ作動時の
クラッチ回転速度とエンジン回転ａｉＦｉはぼ等しくな
っているからクラッチすべりが生することはなく、シか
もエンジン側と％磁りラッチは極めて円滑に結合され、
振動やシ１ツクが′生ずることがなく、快適な乗車フィ
ーリングが得られる。

尚、以上の説明ではスロットル開度を所定開度（Ａｏ　
）に維持するものとして説明し友が、寛子制御袈蓮にお
いてシフトダウン前のエンジン回転数と、ギヤ比と、シ
フトダウン後のギヤ比とに基いてシフトダウン後の回転
数Ｎａｆｔ求め、該エンジン回転数となるようにスロッ
トル間＆’に決定し、該開度に維持するようにしてもよ
い。又実際のエンジン回転数を常時監視−し、前記計算
された回転数Ｎｓｆとなるようにスロットル開度全連続
的に開閉ｆＩｉｌＪ＃することもできる。、たとえは、
平行軸歯車式変速機°においてシフトダウン前のエンジ
ン回転ｉ２　ｋ　Ｎｓｂ　、ギア比を２：１とし、又シ
フトダウン後のエンジン回転数ｆ　Ｎｓ　ｆ　ｓギア比
を３：１とし、単連がシフトダウン前接で変化しないも
のとずればＮ１１ｆは次式で衣現される。

Ｎｓ　ｆ　＝、２　Ｎｓ　ｂ　　　　　　　　　（’）
即ち、一般に、シフトダウン前のギア比ｋｍ＋：ｎ＋シ
フトダウン後のギア比ｆ　ｍａ　：　ｎｌとすれば、車
速がンフト夛°ウン前後で変化しないものと丁ればシフ
トダウン後のエンジン回転数Ｎ５ｆＦｉＮｓｆ＝””・
担・Ｎ　ｓ　ｂ　　　　　（２）ｎｌ　　　　ｍ為 となる。従って、（２）式に基いてシフトダウン後のエ
ンジン回転数Ｎ５ｆｅ求め、該回転数Ｎ５ｆ−となるよ
うにスロットル開度を常時開側）すれば第３図の時刻１
１以降におけ−る電磁クラッチの作動時においてクラッ
チすべりは全くなくなり良好な乗車フィーリングがえら
れる。更に、半クラッチ操作ｔギヤがニュートラルにな
ったことを検出して開始する（、のとして説明したが、
半クラツチ動作時にエンジン回転数が所定ｊ１度以上に
なっていることが望ましい。即ち、エンジン回転速度が
何等かの原因で上昇していないと半クラツチ動作をして
もクラッチの回転速度は上昇しないからである。従って
　ギアがニュートラルとなっていること、及びエンジン
回転速度が所定値Ｎ８以上になっていることを検出して
からデクラッチ動作を行なうよ′うにすれば確実にクラ
ッチの回転速度を上昇嘔ゼることができる。又、上記所
定値Ｎｓはシフトダウン前後のギヤ比、シフトダウンＩ
ｆＯ車速を考慮して決定するようにしてもよい。

第４図は本発明の変速方法を実現する変速装置の概略説
明図、第５図は電磁クラッチの説明図、第６図はスロッ
トル駆動楡徊の説明図である。

第４図において、１１はエンジン、１２　ｕ勤：磁クラ
ッチでおる。この嘗４磁りラッチＦｉ第５図に示丁よう
Ｖ・二寛磁コイル１２ａｔ−内蔵したドライブメンバＭ
７ｂＱクランクシャフト１２ｃに組み付け、スリップリ
ング１２ｄを介して該電磁コイル１２ａに通電するよう
になっている。

父、ドリブンメンバ１２．はドライブメンバ１２ｂと外
周わずかなスキマをおいて自動変速機の入力ｅａｕ２ｒ
とスプライン嵌せしている。そして上６己スギマにＨ４
ｆハウダ（゛電磁粉）１２ｇが挿入されている。

従って、ｔｊＬ流全流電通電いないときにはパウダ１２
ｇは周囲にブ及び散っているが、ｔ＆金違じると強力な
磁束によって結合し、固体状になって動力を伝達する。

ｒ＾１、その結合力け′電流の強さに比例ｊ　ｏ。また
ｍ流を断つとパウダ１２ｇは遠心力で飛び歓っでクラッ
チが切れる。以上から１１ＬｍクラツナｖＣお・いては
クラッチ電流を匍１？ｆｄｌすることによって走行状態
に応じたクラッチ操作を容易に行なうことができる。１
３は平行軸歯車式変速機、１４は変速機のアクチュエー
タであり、電子制御装置からの指令に基いてレバー１４
．をＡ矢印方向に移動り、−Ｃセレクト動作を行ない、
又Ｂ矢印方向に移動してシフト鯛作紫σなう。尚、平行
軸皺車弐自動俊速磯の制御はモータによる電気的制御或
いはθ′ｒｒ体制飢により行われる。そして、流体制御
の例としては、竹開昭５２−１２７５５９号公報會参照
され几い、１５は車輪駆動機構でありプーロベラシャフ
ト、ユニバーサルジヨイント、ナイファレンシャルギア
などを含んでいる。１６はドライバ操作用のシフトレバ
−１１７はキャブレター、１８はスロットルバルブ（単
にスロットルとい’））、１９はアクセルベタル、１９
８はアクセルペタルの踏み込み度合、換１丁ればスロッ
トル開１ｆｔ−検出するためのポテンショメータ、１９
ｂはアクセルペタルの動作をスロットルに伝達するワイ
ヤケーブル、２０はアクセルベタル１９とスロットル１
８間の連結、切離を電気的に制御する連結切離装置、２
１はエアクリーナ、２２はスロットル駆動機構である。

このスロットル駆ｗＪ機構２１は第６図に示すようにス
ロットル１　Ｂ、’ｉ装看したシャフト２２．と、該シ
ャフトに固定されると共に、ワイヤケーブル１９ｂが連
結されたレバー２２ｂと、ステップモータなどの電動機
２２ｃと、クラッチ２２ｄと、スロットル開度全検出す
るポテンショメータ２２ｅと、スプリング２２ｆｆ有し
ている。尚、ボテンシロメータ１νａによりスロットル
開度を検出する場合にはボテンン曹メータ２２ｅｑ不喪
である。さて、通常クラツナ２２ｄによりスロットル側
と電動機側とは切断芒れており、スロッ）ｙ開ｆはアク
セルペタル１９の踏み込み度合により制御される。しか
し、動作脚が３速領域から２速領域、あるいＦｉ２迷領
域から１速領域に入り込むと（第１図参照）電子制御装
置は連結・切離装［２０に１６号を与えてアクセルベタ
ル１９とスロットル１８間を切断すると共に、クラッチ
２２ｄｉ作動しスロットル側と電動ｍ　ｌｌａとを連結
する。そして、以後自動変速操作が終了する迄スロノ）
ル１８のスロットル開度は電動機２２ｃの回転により制
御される。尚、自動変速動作時には第５図において説明
したようにスロットル開度を開閉制御しなければならな
いが、その巾１１両は電子制御装置よＶ電動機２２ｃに
駆動信号を人力することにより簡単に行なうことができ
る。

第４図に戻って２Ｓｆ−ｌエンジンの回転速［ｆ検出す
るセンサ、２４は車速を検出する回転センサ、２５はギ
ヤ位ｔｒ検出するボジシ四ンセンサ、２６はシフトレバ
−の位置を検出するボジシッンセンサ、２．７は電磁ク
ラッチ１２が完全にオフになったことを検出するセンサ
である。１０１は電子制御装置であり、マイコン構成に
なっている。即ち、該電子制御装置１０１はダブルクラ
ッチアクションに応じ几自動変速が行われるようにスロ
ットル駆Ｓ機構２２、連結・切離装＠２０、電磁クラッ
チ１２及びアクチェエータ１４の各々の動作を制御する
シーケンスプログラム並びに自動変速線パターン（第１
図）などを記憶する続ｋＱｌり専用のメモｌ７１０１１
と、演算結果、入力データなどを記憶する読み／書き可
能なデータメモリ１０１ｂと、入出力インタフェース回
路１０１ｃと、コントロールプログラムを記憶するメモ
リ１０１ｄと、コントロールプログラム並ひにシーケン
スプログラムの制御下で演算也の他の変速処理を行なう
処理部１０１ｅを有している。そして、スロットル開度
或いは工７２７回転数と、車速と、ギヤ位置と、シフト
レバ−缶Ｉｆを示す信号により、動作点が３速から２達
慎域に、或いＦｉ２速領域から１速領域に進入したかど
うかを常時監視し、進入−１ｔＬば直ちに第５図に従っ
て＃１５２明した順序で自動変速のためのシーケンス処
理を行なう。

以上、本発明によれは電磁クラッチ作動時のクラノナ回
転速度とエンジン回転速度をほぼ叫しくすることができ
るから、クラッチスベリが生じることはなく、シかもエ
ンジン側と１！磁クラツチは極めて円滑に結合され、振
動やショックが生ずることをまなく快適な乗車フィーリ
ングが得られる、又、本発明によればシフトダウン後の
エンジン回転数となるようにエンジンを回転し、半クラ
ツナ製作により自１１＆１７ｆ速機の望転しているギヤ
であってメーンシャフトに固定されるギヤの回転連廣ｋ
ｂｌメーンシャフトの回転速度に近づけることができる
からギヤチェンジも円滑に行なうことができ増々快適な
乗車フィーリングかえられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自製変速線パターン図、第２図はマニュアルト
ランスミノシロンのンフトダウ／轢作説明図、第３図は
本発明に係る平行軸歯車式自動変速機の変速方法説明図
、第４図は本発明の変速方法を実現する変速装置の概略
説明図、第５図Ｆｉ電磁クラッチの説明図、第６図はス
ロットル駆動機構の説明図である。 １１・・・エンジン、１２・・・電磁クラッチ、１５・
・・平行軸歯車式変速機、１４・・・アクチュエータ、
１８・・・スロットル、１９・・・アクセルペタル、１
９ａ・・・ポテンシｌメータ、２０・・・連結・切ＴＭ
装置、。 ２２・・・スロットル駆動機構、２５・・・エンジン回
転速度センサ、２，４・・・車速センサ、２５・・・ギ
ヤ位置を恨出するボジシ誓ンセンサ、２６・・・シフ）
レバー位置検出用のボジシ１ンセンサ、２７・・・クラ
ッチオフ検出センサ、１０１・・・電子制御装置゛。 待ｎ出願人　　いす輩自鯛車株式会社 代理人弁理士　　辻　　　　　賞　外２名第１図 車　ｉ（Ｋ惇１ 第２１Ｘ１ 一時１′８７Ｃ抄） 第４図 第５図 第１頁の続き ０発　明　者　石原正紀 東京部品用区南犬井６丁目２２番 １０号いすＸ゛自動車株式会社内 ０発　明　者　洞田治 東京部品用区南大井６丁目２２番 １０号いすゾ自動車株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）平行軸歯車式自動変速機の変速方法において、少
   なくともスロットル開度或いはエンジン回転数を車速と
   ギア位置をそれぞれ指示する信号に基いて変速信号全発
   生する第１ステツプ、変速信号の発生によシスロットル
   開匿を所定開匿迄小さくし、且つ前記変速信号によりク
   ラッチ金オンからオフへ移行させる第２ステツプ、クラ
   ッチが完全にオフになってから自動変速ｍｔニエートラ
   ル状感にする第３ステツプ、クラッチを一時的に作動さ
   せ、自動変速域の人力軸の回転速１ｔ’にエンジンの回
   転速度に近づける第４スデ・ノブ、クラ・ソチがオフに
   なってから自動変速ｍ’にニュートラルからソフトダウ
   ンする第５ステツプ、スロットル開展ヲ大きくシ、且つ
   クラッチ金オンする第６ステノグを有することをｔｈ値
   とする平行軸歯車式自動変速機の変速方法。 （２）ソフトダウン前のエンジン回転数とギア比並びに
   ソフトダウン後のギア比とに基いてシフトダウン後のエ
   ンジン回転数を求め、タエンジン回転数となるように前
   記第２ステツプにおけるスロットル開度を制御すること
   ｔ−ｅ像とする特許請求の範囲第（１）項記載の平行軸
   歯車式自動変速機の変速方法。 （３）　　前記第２ステツプにおいてスロットル開腹を
   一旦全閉し、しかる後所定開度にすることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１〕項紀載の平行軸歯車式自動変速
   機の変速方法。 （４）　　前記第２ステツプにおいてスロットル開度を
   直接所定開度迄小さくすることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の平行軸歯車式自動変速機の変速方
   法。 （５）変速信号の発生によりアクセルの踏み込み状態に
   関係なく前記各ステップを実行することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の平行軸歯車式自動変速機
   の変速方法。 （わ）　　自動変速機がニュートラルになっていること
   及びエンジン回転数が所定値以−ヒになっていること全
   検出して前６Ｃ第４ステツプを実行することを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項記載の平行軸歯車式自動変
   速機の変速方法。 （７）　　平行軸歯車式自動変速機の変速装置において
   とスロットル開度或いはエンジン回転数、車速、ギア位
   置をそれぞれ検出する検出器、スロットル金開閉するス
   ロットル駆動機構、指令によりクランク軸と変速機の入
   力軸との結合状態を制御するオートクラッチ機構、平行
   軸歯車式自動変速機、ダフルクラッテアクシ四ノとなる
   ように前記スロットル駆動機構、オートクラッチ機構、
   平行軸歯車式自動変速機の動作シーケンスを予め定めて
   記憶すると共に、スロットル開度或いはエンジン回転数
   と、車速と、ギア位置とに基いて該動作シーケンスを、
   開始する電子制御装置を有することを特徴とする平行軸
   歯車式自動変速機の変速装置。