JPS5926627A - 複合クラツチ式多段歯車変速機のクラツチ制御装置 - 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】 本発明は、自動車用の変速機、特に出力軸との間に変速
歯車が夫々介設された複数の入力軸と、各入力軸をエン
ジン出力軸に選択的に連結させる入力軸と同数のクラッ
チとを備えた複合クラッチ式多段歯車変速機における上
記クラッチの制御装置に関する。

ところで、複合クラッチ式多段歯車変速機としては、例
えば特開昭５６−９４０５０号公報に記載された回転式
動力伝達装置が知られている。これは、各々が一連の増
大する速度比を与える組の１つであるギヤ列と、共通入
力と共通出力との間で該ギヤ列を介して二者択一の駆動
路を与え独立に作用可能な２つのクラッチとを備え、前
記組の異なる速度比のギヤ列が、１つのクラッチと、他
のクラッチとを介して夫々駆動される回転式動力伝達装
置において、前記１つのクラッチが、前記ギヤ列の組の
一側に配置され、前記他のクラッチが、該紐の反対側に
配置されプこものである。そし柚 て、速度比の丞換えは、１つのクラッチからの駆動を他
のクラッチからの駆動に切換えることによって行われる
。

然るに、このような構成の動力伝達装置ないし変速機に
あっては、変速時における一方のクラッチの切断操作と
他方のクラッチの接続操作のタイミングが運転性に著し
い影響を及ぼす。つまり、一方のクラッチの切断操作の
開始と同時に他方のクラッチの接続操作を開始すれば、
両クラッチが共に動力伝達状態となる所謂ダブルロック
を生じて、特に自動車用変速機の場合に、出力トルクの
一時的な落ち込みによるショックが車体に発生し、或は
急激な負荷の作用によるエンストを招起する。これに対
しては、一方のクラッチの切断操作開始から一定のタイ
ムラグを設けて他方のクラッチの接続操作を開始させる
ことが考えられる。しかし、接続状態にあるクラッチが
切断状態に移行する際の伝達トルクの変化の仕方が、例
えばクラッチの摩耗状況やクラッチ作動用アクチュエー
タの動作速度、或はエンジンの運転状況等の種々の要因
によって変化するため、一定のタイムラグを設けるだけ
では常に最適のタイミングでクラッチの切換えを行うこ
とは不可能で、切断状態にあったクラッチの接続動作が
相対的に早過ぎることによる上記のダブルロックや、遅
過ぎることによるエンジンの空吹き等を生じる惧れがあ
る。また、クラッチヲ動作させる油圧アクチュエータに
対スる油圧の供給時及び排出時の油圧変化を運転状況等
に応じてコントロールすることが考えられるが、これは
極めて複雑な制御を要する。

本発明は、複合クラッチ式多段歯車変速機における上記
のような間頴点に対処するもので、接続状態にあるクラ
ッチの切断操作の開始の後、該クラッチが所謂半クラツ
チ状態となった時に、これをエンジン回転速度の予想値
と実測値との差によって検出して、切断状態にあったク
ラッチの接続操作を開始させるように構成したものであ
る。これにより、複雑な油圧コントロールを要すること
なく、両クラッチのダブルロック状態を確実に防止する
と共に、種々の要因によって一方のクラッチの切断時に
おける伝達トルクの変化が一定しなくても、他方のクラ
ッチの接続動作を常に最適の時期に開始させて、クラッ
チの切換えを円滑に行わせるようにしたものである。

即ち、本発明は、上記目的の達成のため、複数の入力軸
と、各入力軸をエンジン出力軸に夫々連結するための入
力軸と同数のクラッチと、各入力軸を出力軸に夫々連結
するための入力軸と同数組の変速歯車群とを有し、且つ
各入力軸についての変速歯車の組が変速段において互い
に隣り合っていない変速歯車によって構成されてなる複
合クラッチ式多段歯車変速機において、上記各クラッチ
を断続操作するクラッチと同数のクラッチアクチュエー
タト、エンジンの回転速度を検出スルエンジン回転セン
サ、及び変速時に伝動状態にあるクラッチのアクチュエ
ータに対して切断信号を出力する一方、非伝動状態にあ
るクラッチのアクチュエータに対してクラッチ接続信号
を出力するコントローラとを備え、且つ該コントローラ
を、上記エンジン回転センサからの人力信号に基いて算
出した一定時間後の予測エンジン回転速度と当該一定時
間後の実測エンジン回転速度とを周期的に比較判定して
、その差が設定値を超えた時に上記クラッチ接続信号を
出力するように構成したことを特徴とする。

以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図は変速機の主として機械的部分の構成を示すもの
で、エンジンＡの出力軸Ｂ上に該エンジンＡ側から第１
人力軸１及び第２人力軸２が遊嵌合され、且つ第１人力
軸１と上記エンジン出力軸Ｂとの間、及び第２人力軸２
と同じくエンジン出力軸Ｂとの間には夫々第１クラツチ
３及び第２クラツチ４が備えられている。

上記第１人力軸１とこれに平行な出力軸５との間には、
入力軸１上に遊嵌合された駆動側歯車と出力軸５に一体
の被動側歯車とにより構成される変速段において互いに
隣り合わない第１速歯車６及び第３速歯車７、並びに駆
動側歯車と被動側歯車とが中間歯車を介して噛合する後
退歯車８が介設されている。同様に、第２人力軸２と出
力軸５との間には、同しく変速段において互いに隣り合
わない第２速歯車９及び第４速歯車１０が介設されてい
る。

また、第１人力軸１上における第１速歯車６と第３速歯
車７との間、及び第２人力軸２」―における第２速歯車
９と第４速歯車１０との間には、■−３歯車選択部材１
１及び２−４歯車選択部材１２が夫々スライド可能にス
プライン嵌合されており、更に第１人力軸１上における
後退歯車８の側方には後退歯車選択部材１３がスプライ
ン嵌合されている。そして、これらの歯車選択部材１１
゜１２．１３は、油圧式の歯車切換アクチュエータ１４
．１５．１６の作動によって第１又は第２人力軸１，２
上をスライドさせられ、そのスライドした側方に位置す
る変速歯車と結合して、当該歯車を第１人力軸１又は第
２人力軸２に対して伝動状態とする。つまり、■−３歯
車切換アクチュエータ１４が１速用油路１７から導入さ
れる油圧によって作動すると、１−３歯車選択部利１１
が第１速歯車６を伝動状態とし、同様に同アクチュエー
タ１４が３速用油路１８から導入される油圧によって作
動すれば第３速歯車７が伝動状態となる。また、２−４
歯車切換アクチユエータ１５が２速用油路１９から導入
される油圧によって作動すると、２−４歯車選択部材１
２が第２速歯車９を伝動状態とし、同アクチュエータ１
５が４速用油路２０から導入される油圧によって作動す
れば第４速歯車１０が伝動状態となる。更に、後退歯車
切換アクチュエータ１６に後退用油路２１から油圧が導
入されると、後退歯車選択部材１３を介して後退歯車８
が伝動状態とされる。ここで、上記各アクチュエータ１
４，１５．１６における歯車選択部材１１，１２．１３
を夫々スライドさせるシフトロッド１４ａ、１５ａ、１
６ａには、アクチュエータへの油圧の非導入時に対応す
る歯車選択部材を中立位置、即ち、いずれの変速歯車と
も結合しない位置に保持する一対又は一本のスプリング
部材１４ｂ、１５ｂ、１６ｂが夫々装着されている。

また、上記エンジン出力軸Ｂと第１人力軸１との間に備
えられた第１クラツチ３は、第１クラツチアクチユエー
タ２２に第１クラツチ用油路２３から油圧が導入された
時にレバー２４を介して接続され、同様にエンジン出力
軸Ｂと第２人力軸２との間に備えられた第２クラツチ４
は、第２クラツチアクチユエータ２５に第２クラツチ用
油路２６から油圧が導入された際にレバー２７を介して
接続される。そして、これらのクラッチ３，４は、対応
するアクチュエータ２２．２５に油圧が導入されていな
い場合は、レバー２４．２７に夫々装着されたスプリン
グ部材２８．２９により切断状態に保持されている。

更に、上記エンジン出力軸Ｂはオイルポンプ３０を駆動
し、該ポンプ３０から吐出された作動オイルが調圧弁３
１により一定圧とされた上でメイン油路３２に送り出さ
れるよう構成されている。

また、上記出力軸５は出力歯車３３を介して差動装置Ｃ
を駆動し、該装置Ｃの出力によって図示しない左右一対
の前輪（又は後輪）を駆動する。

次に、第２図により上記機械的構成部分に対する制御部
分の構成について説明すると、オイルポンプ３０から吐
出され、調圧弁３１によって一定圧とされた作動オイル
は、メイン油路３２を通ってシフト弁３４に導入される
。該シフト弁３４はシフトレバ−３５による手動操作に
よってシフト位置が選択され、これに伴うスプール３４
ａの移動により、Ｐ（駐車）レンチ及びＮ（中立）レン
チにおいては上記メイン油路３２を遮断し、Ｄ（１〜４
速間の自動変速）レンチ、３（１〜３速間の自動変速）
レンチ及び２（１，２速間の自動変速）レンチにおいて
は、上記メイン油路３２を前進用油路３６に連通させ、
更にＲ（後退）レンチにおいてはメイン油路３２を後退
用油路３７に連通させる。また、」１記スプール３４ａ
の移動によりシフトスイッチ３８における可動接点３８
ａが移動する。このスイッチ３８は固定接点Ｒ／　、Ｎ
／、Ｄ’、３’、２’を有し、その一つに上記可動接点
３８ａが接触することにより、シフト弁３４ないしシフ
トレバ−３５の位置を示すシフト位置信号Ｑａを出力す
る。

」１記前進用油路３６は、１−３速用油路３９と２−４
速用油路４０とに分岐されており、前者の油路３９は１
−３切換電磁弁４１に導かれて、該弁４１の動作により
前述の１速用油路１７又は３速用油路１８に選択的に連
通され、また後者の油路４０は２−４切換電磁弁４２に
導かれて、該弁４２の動作により前述の２速用油路１９
又は４速用油路２０に選択的に連通される。また、上記
後退用油路３７は一方向絞り弁４３を介して前述の後退
用油路２１となる。

更に、上記前進用油路３６及び後退用油路３７から夫々
逆止弁４４．４５を介して分岐されたクラッチ用油路４
６は、第１クラツチ用油路４７と第２クラツチ用油路４
８とに分岐され、前者は第１クラツチ電磁弁４９を介し
て前述の第１タラツチ用油路２３となり、後者は第２ク
ラツチ電磁弁５０を介して前述の第２クラツチ用油路２
６となる。

然して、上記１−３切換電磁弁４１．２−４切換電磁弁
４２．第１クラツチ電磁弁４９及び第２クラツチ電磁弁
５０ば、上記シフトスイッチ３８からのシフト位置信号
Ｑａ、アクセル開度センサ５１からのアクセル開度信号
Ｑ１〕、車速センサ５２からの車速信号Ｑｃ、及びエン
ジン回転センサ５３からのエンジン回転信号ＱｄＫ基い
てコントローラ５４から出力される歯車切換信号Ｑｓ、
　ＱＪＸびクラッチ接続信号ＱＣｒ　Ｑ２’によって夫
々動作する。つまり、１−３切換電磁弁４１は、歯車切
換信号Ｑ１　の非出力時には１−３速用油路３９を１速
用油路１７に連通させているが、該信号Ｑ□が出力され
ると上記油路３９を３速用油路１８に連通させ、また、
２−４切換電磁弁４２は、歯車切換信号Ｑ２　の非出力
時には２−４速用油路４゜を４速用油路２０に連通させ
ているが、該信号Ｑ２が出力されると上記油路４０を２
速用油路１９に連通させる。また、クラッチ接続信号Ｑ
（が出力されると、第１クラツチ電磁弁４９が第１クラ
ッチ用油路４７，２３を連通させ、更にクラッチ接続信
号Ｑ２’が出力されると、第２クラツチ電磁弁５０が第
２クラッチ用油路４８，２６を連通させる。

次に、第３〜７図に基いて上記構成についての具体的な
作用を説明する。

先ツ、停車時においてシフトレバ−３５がＮレンチに位
置する場合は、オイルポンプ３０から作動オイルを供給
されるメイン油路３２がシフト弁３４において遮断され
ているから、各歯車切換アクチュエータ１４，１５．１
６及び各クラッチアクチュエータ２２．２５にはいずれ
も油圧が導入されない。従って、各歯車選択部材１１，
１２゜１３は夫々スプリング部材１４ｂ、１５ｂ、１６
ｂによりいずれの変速歯車とも結合しない中立位置に保
持され、且つ第１クラツチ３及び第２クラツチ４はとも
に切断された状態にある。

この状態から上記シフトレバ−３５を例えばＤレンチに
入れると、シフト弁３４においてメイン油路３２が前進
用油路３６に連通ずると同時に、シフトスイッチ３８か
らのＤレンチに入ったことヲ示スシフト位置信号Ｑａに
基いて、コントローラ５４から２−４切換電磁弁４２に
対して歯車切換信号Ｑ２　が出力される。そのため、上
記電磁弁４２が２−４速用油路４０を２速用油路１９に
連通させる。また、この時点では歯車切換信号Ｑ１が出
力されないので、１−３切換電磁弁４１は１−３速用油
路３９を１速用油路ｉ１に連通させた状態にある。従っ
て、オイルポンプ３ｏからメイン油路３２に供給された
作動オイルは、前進用油路３６から１−３速用油路３９
と２−４速用油路４０とに分岐された後、夫々１−３切
換電磁弁４１及び２−４切換電磁弁４２を経て１速用油
路１７及び２速用油路１９に流入する。これにより、１
−３歯車切換アクチユエータ１４及び２−４歯車切換ア
クチユエータ１５か作動し、１−３歯車選択部材１１及
び２−４歯車選択部材１２を介して第１速歯車６及び第
２速歯車９が夫々第１人力軸■及び第２人力軸２に対し
て伝動状態となる。

然る後、自動車を発進させるべくアクセルペダルを踏み
込むと、アクセル開度センザ５１からの信号ＱｂＫ基い
てコントローラ５４が第１クラツチ接続信号Ｑ□′を出
力する。この信号Ｑｌ’　Ｋよって第１クラツチ電磁弁
４９が第１クラツチ用油路４７．２３を連通させ、上記
前進用油路３６からこれらの油路４７，２３を経て第１
クラツチアクチユエータ２２に油圧が導入され、第１ク
ラツチ３が接続される。これにより、エンジンへの出力
がエンジン出力軸Ｂから第１クラツチ３を介して第１人
力軸１に伝達され、更に上記のようにして既に伝動状態
とされている第１速歯車６を介して出力軸５に至り、差
動装置Ｃを介して駆動輪を回転させる。

このようにして自動車が１速状態で発進した後、車速が
次第に上昇すると、コントローラ５４はアクセル開度セ
ンザ５１及び車速センサ５２から人力されるアクセル開
度信号Ｑｂ及び車速信号Ｑｃに基いて、予め設定された
変速パターンに従って第２速への変速指令を出力する。

この第２速への変速指令は、上記第１クラツチ接続信号
Ｑ□′の出力停止と、第２クラツチ接続信号Ｑ２’の出
力開始とからなるのであるが、その場合に、コントロー
ラ５４においてはエンジン回転センサ５３からのエンジ
ン回転信号Ｑｄに基いて第５，６図に示す動作が行われ
る。

つまり、先づ、第１クラツチ接続信号Ｑ１′の出力を停
止した後、ある基準となる時刻ｔ１　に、それ以前の時
刻ｔ。−ｔｌ　間における実測エンジン回転速度から該
速度の変化率を求め、これに基いて一定時間（Δを秒）
後の時刻ｔ２　における予測エンジン回転速度Ｖ′を算
出する。そして、その一定時間後の時刻ｔ２　において
は、上記予測エンジン回転速度Ｖ′とその時の実測エン
ジン回転Ｍ度■とを比較判定する。これを周期的に繰り
返し、両速度ｖ、ｖ’の差Δ■が予め設定された値を超
えた時、換言すれば、エンジン回転速度が予測外の急激
な変化を示した時に、第２クラツチ接続信号Ｑ２′を出
力する。

コントローラ５４の上記のような動作により、変速機に
おいては、先づ第１クラツチ接続信号Ｑ１′の出力停止
によって第１クラツチ電磁弁４９が第１クラッチ用油路
４７，２３を遮断し、第１クラツチアクチユエータ２２
への油圧の供給を停止する。そのため、第７図に示すよ
うに第１クラツチ３は接続状態から次第に伝達トルクが
減少して切断状態に移行するのであるが、その途中にお
いて半クラツチ状態となると、エンジン回転速度が例え
ば急激に上昇する等、滑らかさのない、言わば不連続な
変化を示す。そして、コントローラ５４がこの不連続な
変化を上記の手順によって検出して第２クラツチ接続信
号Ｑ２’を出力すると、第２クラツチ電磁弁５０が第２
クラツチ用油路４８゜２６を連通させて第２クラツチア
クチユエータ２５に油圧の供給を開始する。そのため、
第７図に示すように切断状態にあった第２クラツチ４の
伝達トルクが次第に上昇し、接続状態となる。このよう
にして、第１クラツチ３と第２クラツチ４の切換えが行
われ、エンジンＡの出力がエンジン出力軸Ｂから第２ク
ラツチ４、第２人力軸２及び前述のように既に伝動状態
とされている第２速歯車９を経て出力軸５に伝達され、
変速機が２速状態となる。

この場合において、第２クラツチ４の接続動作の開始時
期は、第１クラツチ３の切断動作の開始の後、該クラッ
チ３が半クラツチ状態となった時点であるから、両クラ
ッチ３，４のダブルロックがなく、シかも、種々の要因
によって第１クラツチ３の接続状態から切断状態に移行
する際の伝達トルクの変化の仕方が一定しなくても、常
に適切なりラッチ切換のタイミングが得られる。

その後、第２速走行中における所定の時期にコントロー
ラ５４から１−３歯車切換信号Ｑ１　が出力され、第１
速歯車６に代って第３速歯車７が第１人力軸１に対して
伝動状態となる。然る後、クラッチ接続信号Ｑ１′、Ｑ
２／の出力が切換り、第２クラツチ４が切断されて第１
クラツチ３が接続される。これによって第２速から第３
速に変速される。同様にして、第３迷走行中に第２速歯
車９に代って第４速歯車１０か伝動状態となった後、再
び第１クラツチ３か切断されて第２クラツチ４か接続さ
ね、第３速から第４速に変速される。そして、その各変
速時における第１．第２クラツチ３．４の切換りに際し
ては、−に記の１−２変速の場合と同様にコントローラ
５４によって第５，６図に示す動作が行われ、いずれの
変速時においても最適のタイミングでクラッチの切換え
が行われる。また、シフトダウンされる変速においても
同様である。

以」二のように本発明によれば、複合クラッチ式多段歯
車変速機において、各変速時におけるクラッチの切換動
作か、クラッチの摩耗状況、クラッチ作動用アクチュエ
ータの動作速度或はエンジンの運転状況等に拘らず、常
に最適のタイミングで行われることになる。これにより
、変速時におけるクラッチのダブルロック、これに伴う
ショックの発生やエンスト、或はエンジンの空吹き等か
防止され、当該変速機ないしこれを搭載した自動車の運
転性が改善される。

（１９） 第１図

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は機械的部
分の構成図、第２図は制御部分の回路図、第３図は作動
タイミング図、第４図は全体の作動を示すフローチャー
ト図、第５図は要部の作動を示すフローチャート図、第
６図は要部の作動説明図、第７図は作動時の経時変化を
示す説明図である。 １．２・・・入力軸、３，４・・・クラッチ、５・・・
出力軸、６，７，８，９．１０・・・変速歯車、２２．
２５・・クラッチアクチュエータ、５３・・・エンジン
回転センザ、５４・・・コントローラ、Ａ・・・エンジ
ン、Ｂ・・・エンジン出力軸出願人　　東洋工業株式会
社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の人力軸と、各入力軸をエンジン出力軸に夫
   々連結するための入力軸と同数のクラッチと、各入力軸
   を出力軸に夫々連結するための入力軸と同数組の変速歯
   車群とを有し、且つ各入力軸についての変速歯車の組が
   変速段において互いに隣り合っていない変速歯車によっ
   て構成されてなる複合クラッチ式多段歯車変速機におい
   て、上記各クラッチを断続操作するクラッチと同数のク
   ラッチアクチュエータと、エンジンの回転速度を検出す
   るエンジン回転センサと、変速時に伝動状態にあるクラ
   ッチのアクチュエータにクラッチ切断信号を出力する一
   方、上記エンジン回転センサからの入力信号に基いて算
   出した一定時間後の予測エンジン回転速度と当該一定時
   間後の実測エンジン回転速度との比較判定を周期的に繰
   り返し、その差が設定値を超えた時に非伝動状態にある
   クラッチのアクチュエータに対してクラッチ接続信号を
   出力するコントローラとを備えたことを特徴とする複合
   クラッチ式多段歯車変速機のクラッチ制御装置。