JPS62113948A - 複クラッチを備えた車両用同期噛合式自動変速装置 - Google Patents

複クラッチを備えた車両用同期噛合式自動変速装置

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JPS62113948A
JPS62113948A JP60254353A JP25435385A JPS62113948A JP S62113948 A JPS62113948 A JP S62113948A JP 60254353 A JP60254353 A JP 60254353A JP 25435385 A JP25435385 A JP 25435385A JP S62113948 A JPS62113948 A JP S62113948A
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沼澤　明男
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晃 佐藤
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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】 技術分野 本発明は車両用自動変速装置に関し、特に同期噛合い式
歯車列を有する有段変速機のシフトに際し、変速感を良
好に改善する技術に関するものである。
従来技術および問題点 同期噛合い式歯車列を有する有段変速機のギア段をアク
チュエータにより切り換える形式の車両用自動変速装置
が考えられている。このような形式の自動変速装置によ
れば、手動変速機と同等の燃費を得ることができる。
しかしながら、斯る自動変速装置の自動シフト操作の際
には、予め定められた作動順序に従って、スロットル弁
開度などが変更されてエンジンの出力が一時的に低下さ
せられると同時に有段変速機の入力軸とエンジンとを連
結するクラッチが解放状態とされた後、アクチュエータ
により有段変速機のギア段が切り換えられ、そしてクラ
ッチが再び係合状態とされる。このため、上記クラッチ
の解放期間、すなわちエンジンの動力伝達が遮断される
時間が比較的長くなって、変速感が損なわれる不都合が
あった。また、上記クラッチの解放期間を可及的に短く
するために複雑かつ微妙なタイミング制御が必要となる
欠点があった。
問題点を解決゛するための手段 本発明は以上の事情を背景として為されたちのであり、
その要旨とするところは、同期噛合い式歯車列を有する
有段変速機のギア段をアクチュエータにより切り換える
形式の車両用自動変速装置において、車両のエンジンと
前記有段変速機との間に、エンジンの動力伝達方向のみ
に動力を伝達する一方面クラッチを有し、車両の走行時
に係合状態とされる第１クラッチと、エンジンブレーキ
が必要なときに係合状態とされる第２クラッチとを設け
たことにある。
作用および発明の効果 このようにすれば、車両の走行中において第１クラッチ
の係合状態のままでエンジン出力を一時的に低下させて
いる間にアクチュエータにより有段変速機のギア段を切
り換えることができるので、クラッチの解放および係合
制御のための時間が不要となってシフト時間が短縮され
て変速感が好適に改善される。また、クラッチを解放お
よび係合させるための複雑かつ微妙なタイミング制御が
不要となるのである。
実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。
第１図において、車両のエンジン１ｏの動力はクラッチ
装置１２、有段の変速機１４、および図示しない差動装
置などを経て駆動輪へ伝達されるようになっている。
クラッチ装置１２は、エンジン１ｏのクランク軸１６と
変速機１４の入力軸１８との間に設けられており、クラ
ンク軸１６と入力軸１８との間をエンジン１０から変速
機１４に向かう方向のみ動力を伝達する一方面クラッチ
２ｏを有する第１クラッチ２２と、クランク軸１６と入
力軸１８との間を直接的に連結する第２クラッチ２４と
を並列的に備えている。
すなわち、第２図に詳しく示すように、クランク軸１６
には第１クラッチ２２、第２クラッチ２４、および入力
軸１８の軸端を収容するクラッチケース２６が固定され
ている。入力軸１８とクラッチケース２６とは相対回転
可能に設けられており、その入力軸１８には第２ダンパ
２８を介して第２０−タ３０を支持する第２ハブ３２が
スプライン嵌合されている。また、第２ハブ３２の外周
１■には一方面クラッチ２０を介して第１ハブ３４が相
対回転可能に設けられており、この第１ハブ３４により
第１０−タ３８が第１ダンパ３６を介して支持されてい
る。前記タラフチケース２６内には、第１０−タ３８お
よび第２０−タ３０の間に位置する環状の摩擦プレート
４０が固設されるとともに、その摩擦プレート４０との
間で第１０−タ３８を挟圧するための押圧プレート４２
が軸方向に移動可能に設けられている。また、タラフチ
ケース２６内の変速機１４側部分には、後述の油圧制御
回路１３０から油路４４を通して供給される作動油圧が
作用させられることにより軸方向へ移動する第１ピスト
ン４６が設けられており、押圧プレート４２はこの第１
ピストン４６によって押圧されるようになっている。更
に、タラフチケース２６内のエンジン１０側部分には他
の油路４Ｂを通して供給される作動油圧が作用させられ
ることにより軸方向へ移動する第２ピストン５０が配設
されており、この第２ピストン５ｏと摩擦プレート４０
との間で前記第２０−タ３ｏを挟圧するようになってい
る。なお、５２はベアリングであり、５４はオイルシー
ルである。
第１図に戻って、変速機１４には、その入力軸１８の延
長線上に出力軸５６が同心に設けられており、またそれ
らと平行に、連結ギア６ｏ、６２を介して入力軸１８に
より回転駆動されるカウンタ軸５８が設けられている。
カウンタ軸５８には、出力軸５６上に相対回転可能に設
けられた第１ギア６４、第２ギア６６、第３ギア６８と
それぞれ噛み合うギア７０．７２．７４が固定されてお
り、第３ギア６８、第２ギア６６、第１ギア６４はそれ
らの回転速度が入力軸１８よりも低くかつ互いに順次低
くなるように回転駆動される。出方軸５６には、それを
第２ギア６６または第１ギア６４と連結するために第１
油圧シリンダ７６によって作動させられる第１同＃ＪＪ
装置７８、第３ギア６８または入力軸１８と連結するた
めに第２油圧シリンダ８０によって作動させられる第２
同期装置８２がそれぞれ設けられている。したがって、
第１同期装置７８において、第１油圧シリンダ７６によ
ってスリーブ８６が図中の右方へ移動させられることに
より出力軸５６と第１ギア６４とが連結されると変速機
１４が第１速ギア段にシフトされるが、スリーブ８６が
図中の左方へ移動させられることにより出力軸５６と第
２ギア６６とが連結されると変速機１４が第２速ギア段
にシフトされる。また、第２同期装置８２において、第
２油圧シリンダ８０によってスリーブ８７が図中右方へ
移動させられることにより出力軸５６と第３ギア６８と
が連結されると変速機１４が第３速ギア段にシフトされ
るが、スリーブ８７が図中左方へ移動させられることに
より出力軸５６と入力軸１８とが連結されると変速機１
４が第４速ギア段にシフトされる。
上記同期装置７８および８２は良く知られた構造にそれ
ぞれ構成されており、第１同期装置７８は、たとえば第
３図に示すように、出力軸５６に固設されたハブ８４、
このハブ８４と軸方向の移動可能かつ軸まわりの相対回
転不能に設けられて第１油圧シリンダ７６により駆動さ
れるスリーブ８６、スリーブ８６の内周側においてこれ
とともに移動可能に設けられたキー８８、そのキー８８
を外周側へ付勢するスプリング９０、第１ギア６４に形
成されたクラッチギア９２、およびスリーブ８６とクラ
ッチギア９２との間に設けられた同期リング９４などか
ら構成されており、スリーブ８６がキー８８を介して同
期リング９４を押しつけるとその同期リング９４と第１
ギア６４に形成されたコーン部９６との摩擦によりハブ
８４とクラッチギア９２との回転が同期させられてその
後にスリーブ８６がさらに移動させられてクラッチギア
９２と噛み合うようになっている。
前記エンジン１０にはその回転速度を検出するためのエ
ンジン回転センサ１００が設けられており、エンジン１
００回転速度Ｎｅに対応した回転信号ＳＥがコントロー
ラ１０２へ供給される。車両のアクセルペダル１０４に
はその操作ｆｆ１Ａｃｃを検出するためのアクセルセン
サ１０６が設けられており、そのアクセル操作量を表す
アクセル信号ＳＡがコントローラ１０２へ供給される。
出力軸５Ｇの近傍には車速センサ１０８が設けられてお
り、出力軸５６の回転速度、すなわち車速Ｖに対応した
信号Ｓｖがコントローラ１０２へ供給される。入力軸１
８の近傍には入力軸回転センサ１１０が設けられており
、人力軸１８の回転速度Ｎｉに対応した信号Ｓ■がコン
ミルローラ１０２へ供給される。変速機１４には実際の
ギア段を検出するためのギア段センサ１１２が設けられ
ており、実際のギア段を表す信号ＳＧがコントローラ１
０２へ供給される。さらに、車両のシフトレバ−１１４
にはその操作位置を検出するための操作位置センサ１１
６が設けられており、シフトレバ−１１４の操作位置を
表す信号ＳＬがコントローラ１０２へ供給される。
コントローラ１０２は、ＲＡＭ１１８、ＲＯＭ１２０、
ＣＰＵ１２２、入力インタフェース１２４、および出力
インタフェース１２６などを含む所謂マイクロコンピュ
ータであって、ＲＡＭｌｌ８の記憶機能を利用しつつＲ
ＯＭ１２０に予め記憶されたプログラムにしたがって人
力信号を処理し、スロットルアクチュエータ１２８に駆
動信号ＢＤを出力するとともに、前記クラッチ装置１２
および変速機１４を作動させるために、油圧制御　　　
　゛回路１３０の電磁弁１３２．１３４．１３６．１３
８へ駆動信号をそれぞれ供給する。この油圧制御回路１
３０はエンジン１０などによって駆動される油圧ポンプ
を含み、電磁弁１３２．１３４．１３６．１３８の作動
に応答して作動油圧を第１油圧シリンダ７６、第２油圧
シリンダ８０、第１クラッチ２２、第２クランチ２４へ
それぞれ供給する。
エンジン１０の吸気配管に設けられたスロットル弁１４
０は上記スロットルアクチュエータ１２８によって駆動
されるようになっており、通常はコントローラ１０２か
らの駆動信号ＢＤにしたがってアクセル操作量に対応し
たスロットル弁開度θとなるように駆動される。前記電
磁弁１３２および】３４はそれぞれ第１油圧シリンダ７
６および第２油圧シリンダ８０を駆動するためのもので
あって、作動時には所定の変速ａ１４のギア段を得るた
めの油圧を該当する油圧シリンダへ供給する。また、前
記電磁弁１３６および１３８はそれぞれ第１クラッチ２
２および第２クラッチ２４を係合制御するものであって
、作動時にはクラッチを係合状態とするための油圧を供
給する。
以下、本実施例の作動を説明する。
コントローラ１０２において、ＣＰＵ１２２は、発進制
御、ニュートラル制御、変速制御、エンジンブレーキ制
御などの制御態様を車両状態パラメータにしたがって選
択する。車両の走行中においてエンジンブレーキ制御が
選択された場合には、ＣＰＵＩ　２２は第２クラッチ２
４を係合させるように電磁弁１３８を作動させる。しか
し、変速制御が選択されている場合には、ＣＰＵ１２２
は、第２クラッチ２４を解放状態とするように電磁弁１
３８を非作動状態とするとともに常時第１クラッチ２２
を係合状態とするように電磁弁１３６を作動させる一方
、予めＲＯＭ１２０に予め記憶された複数の変速パター
ンの内現在のギア段に対応した変速パターンを選択し、
その変速パターンから車速およびアクセル操作量などに
基づいて必要なギア段を得るためのシフト指令を出す。
このような場合には、各ギア段から指令された所定のギ
ア段へ予め定められた一定の順序でシフトが自動的に実
行される。たとえば、第２速のギア段にて走行中にアッ
プシフトのシフト指令が出されると、第４図に示すステ
ップに従って第３速のギア段へシフトが自動的に実行さ
れる。
すなわち、先ずステップＳ１が実行されることによりス
ロットルアクチュエータ１２８への駆動信号ＢＤが停止
されてスロットル弁１４０が閉じられる。次いで、ステ
ップｓ２が実行されて第１油圧シリンダ７６がスリーブ
８６を中立位置へ移動させるように電磁弁１３２が作動
させられた後、第２油圧シリンダ８０がスリーブ８７を
第３ギア側へ移動させるように電磁弁１３４が作動させ
られて、変速機１４が第３ギア段へシフトさせられる。
このときのシフト作動はエンジン１ｏの回転速度Ｎｅが
予めギア段ごとに定められた一定の値Ｎｅｓを下回った
ことが確認されたときに開始されるようになっている。
このシフト作動の開始による第２同期装置８２の同期作
用により、入力軸１８の回転速度がたとえば４０００ｒ
ｐｍから２０００ｒｐｍへ低下させられて出力軸５６と
第３ギア６８との連結が完了する。そして、ステップＳ
３が実行されてスロットルアクチュエータ１２８へ駆動
信号ＢＤが再び供給されて、スロットル弁１４０がアク
セルペダル１０４の操作量に対応した開度とされる。第
５図はこの場合のスロットル弁開度θ、入力軸１８のト
ルク、入力軸、１８の回転速度Ｎｉ、エンジン１ｏの回
転速度Ｎｅの変化を示すものであり、図に示すように、
一方向クラッチ２０の滑りによりエンジン１ｏの回転速
度ＮＱが入力軸１８の回転速度Ｎｉを下回ることができ
る。このため、ギア段の切換えに先立つ第１クラッチ２
２の解放およびギア段の切換え後の第１クラッチ２２の
再係合のための時間を費やすことなくシフトが実行され
るので、シフトのための時間が短縮されて変速感覚が好
適に改善されるのである。また、上記クラッチを解放お
よび係合させるための複雑かつ微妙なタイミング制御が
不要となるので、制御装置が簡単かつ安価となる利点が
ある。なお、第５図において、ａ点はシフト開始時、ｂ
点は一方向クラッチ２０のすべり開始時、０点は同期装
置作動開始時、ｄ点は同期装置作動終了時、ｅ点は一方
向クラッチ２０のすべり終了時、ｆ点はシフト開始時を
それぞれ示している。
一方、前述のように変速制御が選択されているときに、
たとえば第４速のギア段にて走行中にダウンシフトのシ
フト指令が出されると、第４図と同様のステップに従っ
て第１クラッチ２２を解放および再係合させることなく
第３速のギア段へ自動的に切り換えられる。すなわち、
先ずスロットル弁開度θが予め定められた一定の値θ０
まで閉じられた後、第２油圧シリンダ８０によりそれま
で左方にあったスリーブ８７が右方へ移動させられ、次
いでスロットル弁１４０がアクセル操作量Ａｃｃに対応
した位置に戻されるのである。このときも前記シフトア
ンプの場合と同様に、一方向クラッチ２０の滑りにより
エンジン１０の回転速度Ｎｅが入力軸１８の回転速度を
下回ることができるので、ギア段の切換えに先立つ第１
クラッチ２２の解放およびギア段の切換え後の第１クラ
ッチ２２の再係合のための時間を費やすことなくシフト
が実行されて同様の効果が得られるのである。
第６図はこのダウンシフトの場合のスロットル弁開度θ
、人力軸１８のトルク、入力軸１８の回転速度Ｎ　１　
、エンジン１０の回転速度Ｎｅの変化を示すものであり
、図においてａ点、ｂ点、０点、ｄ点、ｅ点は第５図と
同様の時点をそれぞれ示している。
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその精神を逸脱しない範囲で種々変更が加え
られ得るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例の車両用自動変速装置を示す
骨子図である。第２図は第１図のクラッチ装置を詳しく
示す断面図である。第３図は第１図の同期装置を説明す
る図である。第４図は第１図の装置のシフト作動を説明
するフローチャートである。第５図は第１図の装置のシ
フトアップ作動を説明するタイムチャートであり、第６
図は第１図の装置のシフトダウン作動を説明するタイム
チャートである。 １０：エンジン １４：有段変速機 ２０ニ一方向クラッチ ２２：第１クラ・７チ ２４：第２クラッチ 出願人　　トヨタ自動車株式会社 （はかＺるＪ、二・″′膿

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 同期噛合い式歯車列を有する有段変速機のギア段をアク
    チュエータにより切り換える形式の車両用自動変速装置
    において、 車両のエンジンと前記有段変速機との間に、エンジンの
    動力伝達方向のみに動力を伝達する一方向クラッチを有
    し、車両の走行時に係合状態とされる第１クラッチと、
    エンジンブレーキが必要なときに係合状態とされる第２
    クラッチとを設けたことを特徴とする車両用自動変速装
    置。
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