JP2003525409A

JP2003525409A - 自動車用の自動歯車駆動装置

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Publication number: JP2003525409A
Application number: JP2001563818A
Authority: JP
Inventors: ホフマンクリスチャン; テリーパスカル
Original assignee: Valeo SA
Current assignee: Valeo SA
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2001-02-28
Publication date: 2003-08-26
Also published as: DE10190818T1; KR100769928B1; US6698303B2; WO2001065152A1; US20030047026A1; FR2805587A1; FR2805587B1; KR20020005016A

Abstract

(57)【要約】本発明は、駆動ピニオン（２２，２４）を支持するとともに、クラッチ（Ｅ１，Ｅ２）によりクラッチシャフト（１０）に連結された２本のメインギヤシャフト（１８，２０）と、ギヤボックス出力シャフト（１２）と、選択的に連動するように制御される一方向ロック手段（２８）と各々が連動する従動ピニオン（２６）を支持するギヤボックス出力シャフト（１２）とを有し、該手段（２８）が、異なるギヤ比の自由ピニオン（２６）すべてに共通する機械的手段（３０，３２，３４）により制御される、自動歯車駆動装置に関する。本発明は、ギヤボックス出力シャフト（１２）へのトルク伝達を妨害しない歯車比のシフトを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、エンジンシャフトと従動シャフトとの間の回転トルクの伝達を妨害
せずに、速度伝達比を変化させるための、特に自動車に適するオートマチックギ
ヤタイプのトランスミッション装置に関する。

【０００２】（背景技術）内燃機関の出力シャフトを、トランスミッションの２本の入力シャフトに連結
する２段クラッチを備える歯車タイプのオートマチックトランスミッションは、
過去に提案されており、シャフトの一方は、第１、第３、第５速度伝達比の駆動
ピニオンを支持するのに対して、他方は第２、第４、あれば第６速度伝達比の駆
動ピニオンを支持し、これらの比を定める従動ピニオンは、トランスミッション
の出力シャフト上に、自由回転のために取り付けられ、かつ対応する駆動ピニオ
ンと常時嵌合状態にある。従動ピニオンを出力シャフトと選択的に連結するため
、従動ピニオンと連動する同期噛合い手段が設けられている。

【０００３】この公知の装置では、ある速度伝達比の嵌合が行なわれる時、この速度伝達比
を画定する駆動ピニオンを支持する入力シャフトに取り付けられたクラッチは嵌
合し、他の入力シャフトに取り付けられたクラッチは解離する。

【０００４】第１速度伝達比から第２速度伝達比に変化させるには、噛合い段階に続く同期
化段階により、第２比を定める従動ピニオンを、そのシャフトに連結することに
より、初期予選択動作を実施する必要がある。第２動作では、第１比のクラッチ
により伝達されるトルクを、同時かつ漸進的に低下させるように、そしてクラッ
チの「ハンチング」に相当する、第２速度伝達比のクラッチを介して伝達された
トルクを上昇させるように、２つのクラッチを一緒に制御しければならない。

【０００５】そのためには、シャフトの速度、すなわち加速度を、即時に測定するための手
段を設けることが必要である。コンピュータは、これら測定手段からの出力信号
を受信し、クラッチと同期噛合い手段の急速アクチュエータのため制御信号を発
する。比が変化する時間は、状況に応じて、概ね０．５から１秒未満であり、短
すぎてはいけない（エネルギー付与の問題が発生）し、長すぎてもいけない（ク
ラッチの空転が長引き、エネルギーが吸収される）。

【０００６】（発明の開示）本発明の主な目的は、オートマチックギヤタイプのトランスミッションに見ら
れるこのような欠点を回避することである。

【０００７】この目的のため、エンジンシャフトと従動シャフトとを一緒に連結するのに適
した、特に自動車に適したオートマチックギヤタイプのトランスミッション装置
が提案される。

【０００８】この装置は、少なくとも１本の入力シャフトと、エンジンシャフトと出力シャ
フトとの間に配置された少なくとも１つのクラッチと、入力シャフトに取り付け
られた駆動ピニオン、および従動シャフトに取り付けられた従動ピニオンとを備
え、各従動ピニオンは、駆動ピニオンと常時嵌合状態にあるとともに、速度伝達
比を定め、各比を定めるピニオンの一方が、それが取り付けられたシャフトに固
定されているのに対して、該比を画定する他のピニオンは、自身のシャフト上で
自由回転可能であり、さらに、対応する速度伝達比の嵌合のため、各自由ピニオ
ンを、それが取り付けられたシャフトに選択的に固定連結するための手段を有し
、２本のシャフトと２つのクラッチを備えており、該クラッチの各々は、１本の
入力シャフトをエンジンシャフトに連結し、各入力シャフトは、少なくとも１つ
の駆動ピニオンを支持し、選択的連結手段が、少なくとも一つの自由ピニオンに
ついて、自由ピニオンとそのシャフトとの間に相互に対向して取り付けられてお
り、２つの位置、すなわち休止位置と、ピニオンがそのシャフトより高速で回転
することを一つの機構が阻止して、ピニオンがそのシャフトより低速で回転する
ことを他の機構が阻止する動作位置とを占めることできる２つの被制御一方向ロ
ックアップ機構と、ロックアップ機構を作動させるための機械的手段とを備え、
作動手段が、直線動作または回転動作で移動可能なカムから成ることとを特徴と
する。

【０００９】自由ピニオンの一方向ロックアップ機構の制御にカムを使用すると、カムの移
動により、機構の動作を保証する確実制御という利点が得られる。

【００１０】本発明の別の特徴によれば、この装置は、クラッチを制御するための手段を有
し、作動手段により、エンジンシャフトと従動シャフトとの間の回転トルクの伝
達を妨害せずに、速度伝達比の変化が可能となり、第１比から第２速度伝達比へ
の変化は、第１機構を使用状態に維持する段階と、第１比の自由ピニオンの第２
一方向ロックアップ機構を休止位置に配置する段階と、第２比の第１一方向機構
を使用状態とする段階と、少なくとも１つの被制御クラッチ動作を実行する段階
と、第１速度伝達比の第２機構を休止位置に配置する段階と、第２速度伝達比の
第２機構を使用状態とする段階とを有する。

【００１１】本発明による装置では、クラッチにハンチングを生じることなく、速度伝達比
が変化するため、上述した先行技術の短所すべてを回避する。

【００１２】本発明のまた別の特徴によれば、一方向ロックアップ機構の制御順序が、すべ
ての速度伝達比の変化について同じとなる。

【００１３】言い換えると、様々な速度伝達比を定める自由ピニオンの第１および第２ロッ
クアップ機構は、速度伝達比の変化に関係なく、常に同じ方法かつ同じ順序で作
動し、これにより、本発明による装置の自動制御は著しく容易となる。

【００１４】その結果、様々な自由ピニオンの一方向ロックアップ機構を作動させるための
手段は、単一のアクチュエータにより制御される。

【００１５】本発明の好適な一実施例では、速度伝達比を画定する駆動ピニオンは、例えば
第１、第３、第５比の駆動ピニオンが第１入力シャフトに、第２、第４、第６比
の駆動ピニオンが第２入力シャフトにというように、２本のシャフトに交互に取
り付けられている。

【００１６】状況により、伝達されるトルク、全体の寸法、一方向ロックアップ手段の取付
けとその動作とに関する他の検討事項に応じて、自由ピニオンは、装置の出力シ
ャフトに取り付けられた駆動ピニオンであっても、装置の単数または複数の入力
シャフトに取り付けられた駆動ピニオンであってもよく、単数または複数の入力
シャフトに、駆動ピニオンが幾つか取り付けられて従動シャフトに従動ピニオン
が幾つか取り付けられていてもよい。

【００１７】好適な実施例において、一方向ロックアップ機構の作動手段は、自由ピニオン
を支持するシャフト内に取り付けられるとともに、軸棒により、アクチュエータ
に接続された少なくとも１つのカムを備えている。

【００１８】上述のように、本発明の装置が、２本の入力シャフトを備える場合、作動手段
は２つのカムを有し、カムの一方は、駆動ピニオンが第１入力シャフトにある時
の比を画定する自由ピニオンを固定および解除するためのものであり、他方は、
駆動ピニオンが第２入力シャフトにある時の速度伝達比を画定する自由ピニオン
を固定および解除するためのものである。

【００１９】各カムは、例えば、上述した自由ピニオンを支持するシャフトの筒状壁の径方
向孔に取り付けられたプッシャにより、一方向ロックアップ機構に作用する。

【００２０】一方向ロックアップ機構は、自由ピニオンの内歯列と上述したシャフトとの間
に配置され、戻りばねと、カムによって制御されるとともに、所定の回転方向で
自由ピニオンの内歯列と嵌合状態となるか、該歯から離間するように、それぞれ
配置されたプッシャと連動する爪を備えている。

【００２１】本発明のさらなる特徴によれば、 −各カムは、上または中に取り付けられたシャフトと回転連結されている。 −各カムは、親ねじ・ナットシステムにより、軸方向直線動作で移動し、親ねじ
が電動モータなどのアクチュエータに連結され、前記システムのナットカムは、
カムに固定されるか、カムで構成されている。 −別の例では、各カムは回転しないように固定されている。 −自由ピニオンの一方向ロックアップ機構は、該ピニオンの各側に配置されてい
る。 −別の例では、自由ピニオンの一方向ロックアップ機構は、該ピニオンの同じ側
に配置されている。 −本発明による装置の２つのクラッチは、乾式動作を行なうタイプであり、ピニ
オンを収容するケーシングの外側に配置されている。 −別の例では、クラッチの一方は、ピニオンを収容するケーシングの外側に設け
られた乾式クラッチであり、他方のクラッチは、オイル中のマルチディスククラ
ッチであって、ケーシング内に設けられている。

【００２２】本発明のさらなる特徴によれば、この装置は、第１速度伝達比の駆動ピニオン
を支持する入力シャフトに取り付けられた後退ギヤピニオンと、後退ギヤピニオ
ンを従動シャフトに取り付けられた従動ピニオンに連結する中間ピニオンと、後
退ギヤピニオンと入力シャフトとを、または従動ピニオンと従動シャフトとを一
緒に連結するための被制御手段とを含んでいる。

【００２３】その場合、被制御連結手段は、同期化手段と、従来タイプの噛合い手段とを備
えている。

【００２４】変形例では、前進ギヤの自由ピニオンのための選択的連結手段は、すべて、上
述したタイプの一方向ロックアップ機構であるが、そのうち幾つかは、このタイ
プであり、その他は、従来タイプの噛合い手段であってもよい。

【００２５】本発明による装置は、概して、オートマチックトランスミッションと流体継手
の長所、また遊星歯車列とマニュアルギヤボックスの長所を、それぞれの短所を
回避して組み合わせたものである。

【００２６】この装置は、エンジンシャフトまたは入力シャフトに配置された振動吸収手段
と関連付けされていることが望ましい。

【００２７】本発明と、そのさらなる特徴、詳細、長所は、添付図面を参照して一例として
挙げる、以下の説明を読めば、一層明白となると思う。

【００２８】（発明を実施するための最良の形態）図１は、本発明によるオートマチックギヤタイプのトランスミッションの第１
実施例を示す。この装置は、熱機関Ｍ、特に自動車の内燃機関の出力シャフト１
０を、トランスミッションの出力シャフトであるとともに、自動車に用いられる
場合には、間に設けられた差動装置１６を介して車輪４を回転駆動するようにな
っている従動シャフト１２に接続するように構成されている。

【００２９】本発明による装置は、一例としての本例では、同軸である２本の入力シャフト
１８，２０を備え、シャフト２０は、シャフト１８の内部に延在し、これらシャ
フトは、それぞれクラッチＥ１，Ｅ２を介して、エンジンの出力シャフト１０に
接続されている。

【００３０】各駆動シャフト１８，２０は、それぞれ駆動ピニオン２２，２４を支持し、駆
動ピニオンの各々は、出力シャフト、すなわち従動シャフト１２に取り付けられ
た従動ピニオンと常時嵌合状態にある。噛合いピニオンの対２２，２６と２４，
２６は、図１の実施例では、１から６の数字が付けられるとともに、段階的に増
加する速度伝達比を定め、様々な速度伝達比を定める駆動ピニオンは、第１入力
シャフト２０と第２入力シャフト２０とに、交互に取り付けられている。

【００３１】図１の例では、第１、第３、第５の比を持つ駆動ピニオンは、シャフト１８上
にあり、第２、第４、第６の比を持つ駆動ピニオンは、入力シャフト２０上にあ
る。

【００３２】本装置では、ピニオン対２２，２６と２４，２６によって画定される各速度伝
達比について、ピニオンの一方が、それが取り付けられたシャフトとともに回転
可能であるのに対して、他方は、自身のシャフト上で自由回転が可能であり、あ
る速度伝達比の嵌合を行なうため、この自由ピニオンとそのシャフトとを一緒に
選択的に固定連結するための手段が設けられている。

【００３３】図１の実施例において、出力シャフト１２上で自由に回転するのは、様々な速
度伝達比を画定する従動ピニオン２６であり、駆動ピニオン２２，２４は、それ
ぞれシャフト１８，２０に回転連結されている。

【００３４】別の例では、シャフト１８，２０上で自由回転可能であり、シャフトへの選択
的固定のための手段と連動するのは、駆動ピニオン２２，２４である。

【００３５】さらに別の例では、ある速度伝達比を画定する駆動ピニオンが、対応シャフト
１８，２０上での自由回転のために取り付けられ、出力シャフト１２には、これ
らの比を定める従動ピニオンが固定され、他の速度伝達比の駆動ピニオンが、対
応シャフト１８，２０との回転のため、これらのシャフトに固定され、これらの
比の従動ピニオンは、出力シャフト１２上で自由回転可能であるとともに、選択
的連結手段と連動する。

【００３６】これ以降の説明では、図１に示された場合に限定し、すべての速度伝達比の駆
動ピニオンは、シャフト１８，２０上で回転可能であり、すべての速度伝達比の
従動ピニオンは、出力シャフト１２上で自由回転可能であるとともに、この従動
ピニオンを、出力シャフト１２と回転連結するための選択的連結手段と連動する
ようになっている。

【００３７】本発明によれば、従動ピニオンをシャフト１２に選択的回転連結するための手
段は、従動ピニオンとシャフト１２との間に対向関係で取り付けられるとともに
、それぞれが、２種類の位置、つまり休止位置と動作位置とを占める２つの被制
御一方向ロックアップ機構を有し、これら機構の一方は、動作位置にある時に、
従動ピニオンがシャフト１２の速度より高速で回転することを阻止し、他方の機
構は、動作位置にある時に、従動ピニオンがシャフト１２の速度より低速で回転
するのを阻止する。

【００３８】ゆえに、従動ピニオンの２つの一方向ロックアップ機構が休止状態にある時に
は、このピニオンは、シャフト１２上で自由回転が可能である。

【００３９】これら機構の一方が休止状態にあり、他方が動作位置にある場合、従動ピニオ
ンの回転速度は、シャフト１２の回転速度より高速となり、これより低速となる
ことはない。

【００４０】２つのロックアップ機構の位置が逆転すると、従動ピニオンの回転速度は、シ
ャフト１２の回転速度より低速となり、これを越えることはない。

【００４１】２つの一方向ロックアップ機構がともに動作位置にある時、従動ピニオンは、
シャフト１２と回転するため、シャフト１２に連結される。

【００４２】シャフト１２内には、一方向ロックアップ機構２８の作動手段が収容されてい
るが、本実施例では、この作動手段は、シャフト１２内で軸方向に延在するとと
もに、トランスミッションの制御手段３６に制御されるアクチュエータ３４に一
端が接続された共通の棒３２に取り付けられた２つのカム３０で構成され、制御
手段３６は、クラッチE１，Ｅ２も制御するとともに、情報また動作を交換する
ため、エンジンの制御システムに接続されている。

【００４３】カム３０の一方は、速度伝達比１，３，５を定める従動ピニオン２６の一方向
ロックアップ機構２８を制御するのに対して、カム３０の他方は、速度伝達比２
，４，６を定める従動ピニオン２６の一方向ロックアップ機構を制御する。

【００４４】以下でさらに詳しくわかるように、あらゆる場合に、カム３０は、出力シャフ
ト１２と回転固定される。すなわち、このシャフトとともに回転が可能である。

【００４５】従動ピニオン２６と連動する一方向機構２８の一実施例が、図２と図３に示さ
れている。

【００４６】この例では、シャフト１２とともに回転するようにシャフト１２に固定された
少なくとも２つの爪４２と協働するため、各自由ピニオン２６の一主面に、内歯
列４０が形成され、弾性部材４６を備えるプッシャ４４により、各爪は、シャフ
ト１２を中心とする図３の矢印に示された方向のピニオン２６の回転を阻止する
とともに、シャフトを中心とする反対方向のピニオン２６の回転を許容するよう
に、ピニオン２６の対応歯列から離間した休止位置と、この歯列と嵌合する動作
位置との間を移動可能である。

【００４７】プッシャ４４は、シャフト１２の径方向孔を案内されるとともに、カム３０が
シャフト１２内で軸方向に前方移動する際には、シャフト１２の外側に向かって
径方向に移動可能である。

【００４８】図２に、４８として示された戻り手段は、シャフト１２内でのカム３０の軸方
向位置が許せば、プッシャ４４と爪４２とを、休止位置に戻す役割を果たす。

【００４９】各カム３０は、例えば、シャフト１２の内側長手方向溝に収容された長手方向
リブ５０により、シャフト１２との回転のため、シャフト１２に固定される。

【００５０】カム３２は、爪４２を歯４０と嵌合させるように、プッシャ４４をシャフト１
２外側に向かって移動させるための傾斜部を構成する円錐形端部を備える、ほぼ
円筒状の筒状部材である。

【００５１】ピニオン２６の２つのロックアップ機構２８は、回転軸に対して相互に径方向
に対向している。これら機構の爪４２に作用するプッシャ４４も、径方向に相互
に対向し、カム３０の外面に相互に径方向対向関係で形成された輪郭の異なる２
つの長手方向カムトラック５４により、径方向に移動可能である。

【００５２】シャフト１２内において、アクチュエータ３４および棒３２によりカム３０が
軸方向に移動すると、カムトラック４３の一方または両方が、一方のプッシャ４
４または両方のプッシャ４４と接触するため、一方向機構２８の一方または両方
を動作位置に押す。

【００５３】図２により、カム３０が一方向または他方向に移動すると、常にピニオン２６
の機構２８を同じ方法かつ同じ順序で制御すること、またカムトラック５４は、
カムの中央横面に対して対称であることが分かる。

【００５４】別の例では、これらのカムは、比ＮからＮ＋１の変化と、ＮからＮ−１の変化
について、共通の動作順序を達成することが可能となるように、中央面に対して
非対称でもよい。

【００５５】図２に示されているように、歯列４０を含むピニオン２６のフランクに沿って
延在するとともに、シャフト１２に回転的に固定されたスペーシングリング５２
上において、爪４２が、シャフト１２の軸と平行な軸を中心に上下していると、
好都合である。これにより、一方向ロックアップ機構の装着が容易になる。

【００５６】次に、本発明による装置の動作を説明するため、図４〜図８を参照する。

【００５７】以下では、シャフト１２の回転速度は一定であると仮定するため、このような
場合について、速度伝達比の変化が、制御および達成される要領について説明す
る。

【００５８】説明を容易にするため、図４と図５に示された次の条件に従うものとする。

【００５９】図４は、出力シャフト１２が所定の一定速度である場合の４種類の第１速度伝
達比に対応するエンジンシャフトの回転速度に見られる各段階を示す。符号Ａ１
，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３，Ａ４，Ｂ４は、それぞれ、４種類の第１速度
伝達比を画定する従動ピニオン２６と連動する一方向ロックアップ機構２８と、
自由ピニオンに対するその作用とを、車両に牽引力を印加する正のエンジントル
ク（Ｃ_m>0と表す）または車両に制動力を印加する負のエンジントルク（Ｃ_m<0と
表す）である、出力シャフト１２に伝達される回転トルクの関数として、またエ
ンジンシャフト１０の回転速度が変化する方向の関数として表すもので、図４に
おいてこの回転速度は、垂直軸上で、増加する値として示されている。

【００６０】この図で、符号Ａは、従動ピニオン２６が出力シャフトより高速で回転するの
を阻止する一方向ロックアップ機構に付けられ、符号Ｂは、シャフト１２より低
速で回転するのを阻止する一方向機構に付けられている。

【００６１】図５は、速度伝達比の変化で考えられる４つのケースを、エンジントルクと、
速度伝達比の上昇・低下の関数として示す。

【００６２】ケースＩとＩＩは、出力シャフト１２に印加される回転トルクがエンジントル
クの場合（Ｃ_m>0）で、ケースＩは、上昇（比Ｎから比Ｎ＋１への変化）に対応
し、ケースＩＩは、低下（比Ｎから比Ｎ−１への変化）についてのものである。

【００６３】ケースＩＩＩとＩＶは、シャフト１２に印加される回転トルクが制動トルクの
場合（Ｃ_m<0）であり、ケースＩＩＩは比Ｎから比Ｎ−１への低下、ケースＩＶ
は、比Ｎから比Ｎ＋１への上昇についてのものである。

【００６４】図６Ａのグラフは、ケースＩ（Ｃ_m>0，比Ｎから比Ｎ＋１へ変化）におけるク
ラッチＥ１とＥ２の制御を示し、対応する一方向ロックアップ機構の状態は、図
７の表に示されている。

【００６５】最初に速度伝達比Ｎの嵌合が行なわれ、この速度伝達比の従動ピニオン２６と
連動する一方向機構が、動作位置（Ａ_N＝Ｂ_N＝１）となり、この速度伝達比の駆
動ピニオンを支持する入力シャフトを連結するクラッチが嵌合する（図４のグラ
フの嵌合状態におけるＥ_N）が、クラッチの休止状態は、これが嵌合した状態で
あり、作動状態は解離状態である。

【００６６】速度伝達比Ｎ＋１の従動ピニオン２６は、他の入力シャフトに支持された駆動
ピニオンによって駆動される。連動するクラッチＥ_N+1は、この時点までに嵌合
していない場合に切られる。比Ｎ＋１に関連するクラッチが閉じている場合に、
シャフト１０の回転速度と等しい、対応する入力シャフトの回転速度が、低下し
始める。

【００６７】ピニオン２６が、出力シャフト１２より高速で回転するのを阻止する一方向ロ
ックアップ機構Ａ_N+1を作動させることが可能となるシャフト１２の回転速度と
同期した値より、比Ｎ＋１の従動ピニオン２６の回転速度が低くなるまで、入力
シャフトを制動することにより、この減速が行なわれる。

【００６８】シャフト１２に伝達される回転トルクは、エンジントルクであるので、速度伝
達比Ｎを定める従動ピニオン２６の歯４０の組は、ピニオン２６が出力シャフト
１２より高速で回転するのを阻止するとともに、エンジントルクが出力シャフト
１２に伝達されるのを許容する一方向ロックアップ機構Ａ_Nの爪４２と当接状態
にある。

【００６９】ピニオン２６の歯列４０は、機構Ａ_Nの爪４２と嵌合状態にあるので、他のロ
ックアップ機構Ｂ_Nの爪４２とは、嵌合または当接状態になく、このロックアッ
プ機構は、機構Ａ_N+1が使用されるのと同時に、休止位置（Ｂ_N＝０）に移動でき
る。

【００７０】したがって、図７の表の第２列に見られるように、Ａ_N＝１，Ｂ_N＝０，Ａ_N+1
＝１，Ｂ_N+1＝０の値が得られる。

【００７１】次の段階は、図６Ａに示すように、比Ｎ＋１に関連するクラッチを漸進的に嵌
合させることである。この漸進的嵌合のため、比Ｎ＋１のピニオン２６を介して
シャフトに伝達されるエンジントルクは、ゼロから漸進的に上昇する。最初、比
Ｎ＋１の従動ピニオンの速度が上昇し、このピニオンが機構Ａ_N+1の爪と嵌合す
る。次にエンジンの速度が、比Ｎ＋１に対応する値まで漸進的に低下する。

【００７２】この時点で、ロックアップ機構Ｂ_N+1に作用して、これを作動位置にすること
が可能である。同時に、エンジンシャフト１０の回転速度が低下しているため、
比Ｎのピニオン２６の回転速度は、出力シャフトの回転速度との同期化に対応す
る値より小さく、一方向ロックアップ機構Ａ_Nが休止位置となる。

【００７３】ここで到達した状態は、Ａ_N＝Ｂ_N＝０，Ａ_N+1＝Ｂ_N+1＝１である図７の表の第
３列に表されている。これは、速度伝達比Ｎ＋１が嵌合して、比Ｎが解離した状
態である。

【００７４】速度伝達比Ｎに関連するクラッチＥ_Nは、アクチュエータの休止位置に対応す
る時は、特に嵌合状態に維持されるか、破線で表されたように解離されてもよい
。

【００７５】クラッチＥ１またはＥ２が解離し、つまり切れたばかりの入力シャフト１８と
２０の１つの回転速度を低下させるのに用いられるブレーキは、ピニオン２２ま
たは２４のフランクに作用するように配置された公知のタイプのディスクまたは
ドラムタイプのブレーキでよい。

【００７６】制動手段Ｆは、第５比の駆動ピニオン２２と第２比の駆動ピニオン２４との間
に配置されると好都合である。シャフト１８の制動手段とシャフト２０の制動手
段は、単一のアクチュエータＡ_Fにより制御され、２本のシャフト１８，２０に
同時に印加される制動作用は、クラッチが解離したばかりのシャフトのみに対し
て有効である（クラッチＥ１またはＥ２を介して、エンジンシャフト１０に接続
されたクラッチに対する制動作用は、エンジントルクよりかなり小さく、このシ
ャフト１８または２０の回転速度に大きな影響を与えない）。

【００７７】ケースＩＩ（エンジントルクが出力シャフト１２に加えられ、比がNからN−１
に変化する）に対応する条件で、速度伝達比の変化が生じる場合、ケースＩにつ
いて上述したのと同一であるが、逆の順序で実施される一方向ロックアップ機構
を制御する連続動作を行なうために、図６Ｂに図示され、図８の表にまとめられ
た次の方法が用いられる。

【００７８】Ａ_N＝Ｂ_N＝１（速度伝達比Ｎの嵌合）かつＡ_N-1＝Ｂ_N-1＝０である、図８の表
の第１列に示された状態から始まる。

【００７９】比Ｎ−１の入力シャフト１８または２０と連動するクラッチが嵌合状態にある
場合、この入力シャフトは、エンジンシャフト１０によって駆動され、比Ｎ−１
の従動ピニオン２６の回転速度は、出力シャフト１２と同期した速度より遅い。

【００８０】速度伝達比Ｎのピニオン２６によって、エンジントルクが出力シャフト１２に
伝達されるので、このピニオンの歯列４０は、機構Ａ_Nの爪４２と嵌合状態にあ
るため、機構Ｂ_Nは休止位置にある（Ｂ_N＝０）。同時に、従動ピニオン２６を従
動シャフトの速度より低速で回転させるロックアップ機構Ａ_N-1が、動作位置に
配置される（Ａ_N-1＝１）。この時に生じるのは、図８の表の第２列に対応する
状況である。

【００８１】次に、速度伝達比Ｎの入力シャフト１８または２０と連動するクラッチが漸進
的に開いていて、つまり解離する。その意図は、比Ｎでピニオン２６を介して伝
達されたエンジントルクを低下させることと、比Ｎ−１のピニオン２６と出力シ
ャフト１２との同期化速度に対応する値に到達するまで、エンジンシャフト１０
の回転速度を上昇させることである。

【００８２】この同期化速度が達成され、エンジントルクを出力シャフト１２に伝達するた
め、比Ｎ−１のピニオン２６の歯列４０が機構Ａ_N-1の爪４２と当接すると、機
構Ｂ_N-1を、比Ｎ−１の嵌合に対応する動作位置に配置することが可能となる。

【００８３】比Ｎの入力シャフトと連動するクラッチが解離すると、つまり切断されると、
対応するピニオン２６は、もはやトルクを伝達せず、ロックアップ機構Ａ_Nを休
止位置に移動させることが可能となる。この回転速度の低下は、上述した制動手
段の嵌合により、確実な方法で行なわれることが望ましい。

【００８４】この時に生じる状況は、Ａ_N＝Ｂ_N＝０かつＡ_N-1＝Ｂ_N-1＝１である図８の表の
第３列に示されている。

【００８５】ケースＩＩＩとＩＶの速度伝達比変化に関して、出力シャフト１２に印加され
るトルクが制動トルクである時、シャフト１２に伝達される制動トルクとエンジ
ントルクとを、望ましくはかなり低い値に調節する、エンジンＭの制御システム
からの一時的命令により、それぞれケースＩＩとＩの逆が得られることが望まし
い。

【００８６】ゼロに非常に近い値のトルクをエンジンが伝達する場合にも、同じことが当て
はまる。

【００８７】非常に短時間（例えば１秒未満）のこの調節は、車両の運転者には知覚されず
、あらゆる速度伝達比のケースについて、単一の制御法則を用いることができる
。

【００８８】その結果、同じ制御回路に制御される同じアクチュエータで、考えられるすべ
てのケースの速度伝達比変化を実行できる。

【００８９】図９Ａの実施例では、アクチュエータ３４によって移動するカム３０が、出力
シャフト１２とともに回転し、ねじが形成された棒３２上におけるカム３０の差
動回転により、シャフト１２内での各カム３０の移動が行なわれる。このため、
ねじ付棒３２は、遊星歯車列により、アクチュエータ３４に接続され、その冠歯
車５６は出力シャフト１２に回転連結され、太陽歯車５８は、ネジ付棒３２に固
定されている。この歯車列の遊星歯車支持体は、この場合は小型電動モータであ
るアクチュエータ３４によって回転駆動される。遊星歯車列は、高い力を伝達せ
ず、プラスチック材料で製作できる。

【００９０】シャフト１２の回転速度に対して、アクチュエータの回転速度を上下させるこ
とにより、シャフト１２内で、カム３０がいずれの方向にも直線状に移動する。

【００９１】図９Ｂの例では、二段遊星歯車列を介して、アクチュエータ３４がねじ付棒３
２とシャフト１２とに連結され、一緒に回転するように冠歯車５６が連結されて
いる。第１遊星歯車列の太陽歯車５８は、アクチュエータ３４の出力シャフトに
固定され、第２歯車列の太陽歯車５８'は、回転固定されている。

【００９２】第１歯車列の遊星歯車支持体６０は、ねじ付棒３２に固定され、第２歯車列の
遊星歯車支持体６０'は、シャフト１２に固定されている。第１歯車列は、差動
装置を構成し、第２歯車列は、減速ギヤボックスを構成しているる。

【００９３】歯車比は、両歯車列で同じであるので、速度伝達比の変化を目的として、カム
３０を一方向または他方向に移動させるためにのみ、アクチュエータ３４の出力
シャフトは回転し、変化の間には休止状態となる。

【００９４】図１０の例では、各カム３０は、シャフト１２とともに回転し、アクチュエー
タ３４により回転駆動されるねじ付棒３２と、ねじ付棒３２にねじ込まれるとと
もに、回転のためカム３０が上に取り付けられたナット６１とで構成された親ね
じ・ナットシステムにより、軸方向に移動する。

【００９５】ナット６１は、ナットの軸方向摺動を案内するためと、例えばケーシングなど
に取り付けられた固定部材６４上でのナットの回転を阻止するための手段６２に
より、回転不能となっている。

【００９６】別の例では、一方向ロックアップ機構の作動手段が出力シャフト１２内に取り
付けられない時に、シャフト１２の外周面に取り付けられ、例えば２つのピニオ
ン２６の間に位置する手段によって制御される。

【００９７】図１１の変形実施例では、第１、第３、第５速度伝達比の駆動ピニオンを支持
する入力シャフト１８にエンジンシャフト１０を接続するクラッチＥ１は、上述
したピニオン２２，２４，２６を収容するケーシング６６の外側にある乾式モノ
ディスククラッチであるのに対して、速度伝達比２，４，６の駆動ピニオンを支
持する入力シャフト２０をエンジンシャフト１０に連結するクラッチＥ２は、オ
イル中のマルチディスククラッチであり、ケーシング６６内に配置されている。

【００９８】そのため、このクラッチの外径を減少できるとともに、上述したシャフト１２
，１８，２０に平行なシャフトをケーシング内に装着することと、および後退ギ
ヤ列の一部である中間ピニオンを支持することが容易になる。

【００９９】第１速度伝達比の駆動ピニオンを支持するシャフト１８には、後退ギヤ比の駆
動ピニオンが取り付けられていることが望ましい。シャフト１８と連動するクラ
ッチＥ１は、第１速度伝達比で車両を確実に始動させるような接続、設計、寸法
を有する。このクラッチは、車両を後退ギヤで確実に始動させる。その場合、他
のクラッチＥ２は切換クラッチであり、対応する設計と寸法を有する。

【０１００】上述した、補助シャフトに取り付けられた後退ギヤ中間ピニオンにより、シャ
フト１８に取り付けられた駆動ピニオンと、出力シャフト１２に取り付けられた
従動ピニオンとの間で伝達される回転トルクの方向を逆転させることが可能であ
る。

【０１０１】この後退ギヤ従動ピニオンは、従来タイプの同期噛合い手段によって、出力シ
ャフト１２と選択的に連結される。従動ピニオンは、駆動ピニオンが他の入力シ
ャフト上にある時の速度伝達比のピニオンでもある。その場合、一方向ロックア
ップ機構とともに使用される。

【０１０２】図１２に示す変形実施例は、軸方向寸法が減少するという長所を備え、長さが
短くなった親ねじ・ナットシステムにより駆動されるカムは、軸方向に良好に案
内されるとともに回転不能となっている。

【０１０３】この例で、出力シャフト１２は、ケーシング６６に取り付けられた軸受により
両端が支持され、両端の一方に出力ピニオン６６を有する。

【０１０４】２つのカム３０は、筒状支持体７０上で回転するように取り付けられ、筒状支
持体の一端は、ねじ付軸棒３２の一端にねじ込まれたナットを構成し、他端は、
離れて取り付けられたアクチュエータ３４に、同期トランスミッション７４を介
して接続されたプーリ７２、ピニオンなどを支持する。

【０１０５】筒状要素７０の他端は、ケーシング６６の壁に回転不能に固定されるとともに
、筒状要素の回転を阻止するように、この要素７０に支持された、だぼが嵌合す
る長手方向溝を含む軸棒７６上を案内される。

【０１０６】軸棒３２と７６は、出力シャフト１２内で、端がつながれた状態で整列されて
いる。

【０１０７】この取付けにより、１つのカムについては、速度伝達比１，３，５に、他のカ
ムについては、速度伝達比２，４，６に対応する位置の間で、各カム３０が移動
できるが、これらの位置は、円で囲まれた数字で示されている。円のない数字は
、自由ピニオン２６の一方向ロックアップシステムにあるカムが作用する時に、
別のカムが取る位置を示す。例えば円で囲まれた数字１と３の間に位置する数字
２は、第２速度伝達比での嵌合のため、第２速度伝達比の自由ピニオン２６の２
つの一方向ロックアップ機構が動作位置にある位置に右側カムが存在する時の、
左側カムの位置を示す。

【０１０８】数字がつけられた位置の間の短い中間線は、速度伝達比が変化する際に、カム
が取る中間位置に対応する。

【０１０９】より単純な発明の変形例では、この装置は、エンジンシャフトを入力シャフト
に接続するとともに、始動目的のみで機能するクラッチを１つのみ備え、この場
合、速度伝達比を変化させる命令は、一方向ロックアップ機構の命令の他に、従
動シャフトに伝達されるエンジントルクを一時的に（１秒未満）中断させるため
のエンジンへの命令から成る。この中断により、負のエンジントルクは伝達され
、新しい支持体がロックアップ機構に嵌合するように、エンジンの回転速度が制
御される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるトランスミッション装置の概略図である。

【図２】ピニオンをシャフトに固定するための一方向ロックアップ手段を示す、軸方向
断面を拡大した概略図である。

【図３】一方向ロックアップ機構の部分的な概略正面図である。

【図４】幾つかの速度伝達比の一方向ロックアップ機構の作動方法を示すグラフである
。

【図５】従動シャフトに印加される駆動トルクと速度伝達比の上昇および低下との関数
として、速度伝達比の変化で考えられる四つのケースを示すグラフである。

【図６Ａ】速度伝達比が変化する際のクラッチ制御動作を示すグラフである。

【図６Ｂ】速度伝達比が変化する際のクラッチ制御動作を示すグラフである。

【図７】速度伝達比の変化で考えられる二つのケースにおける一方向ロックアップ機構
の状態を示す二つの表である。

【図８】速度伝達比の変化で考えられる二つのケースにおける一方向ロックアップ機構
の状態を示す二つの表である。

【図９Ａ】一方向ロックアップ機構の作動手段の変形例を示す概略図である。

【図９Ｂ】一方向ロックアップ機構の作動手段の変形例を示す概略図である。

【図１０】一方向ロックアップ機構の作動手段の変形例を示す概略図である。

【図１１】本発明による装置の二つの変形実施例を示す部分的概略図である。

【図１２】本発明による装置の二つの変形実施例を示す部分的概略図である。

【符号の説明】１０エンジンシャフト１２従動シャフト１８、２０入力シャフト２２，２４駆動ピニオン２６従動ピニオン２８ロックアップ機構３０，３２機械的手段３４アクチュエータ４０歯４２爪４４プッシャ５２リング６１ナット７４同期トランスミッション７６固定軸棒

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１１月８日（２００１．１１．８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図４】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図５】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６Ａ

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図６Ａ】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６Ｂ

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図６Ｂ】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J028 EB08 EB35 EB37 EB62 EB66 FA21 FB03 FC42 FC63 GA02 HA13 HA26 3J067 AC03 DA31 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンシャフト（１０）と従動シャフト（１２）とを連結
するのに適した、自動車用のオートマチックギヤタイプのトランスミッション装
置であって、少なくとも１本の入力シャフト（１８）（２０）と、該エンジンシ
ャフト（１０）と該出力シャフト（１２）との間に配置された少なくとも一つの
クラッチ（Ｅ１）（Ｅ２）と、該入力シャフトに取り付けられた駆動ピニオン（
２２）（２４）および該出力シャフト（１２）に取り付けられた従動ピニオン（
２６）を備え、各従動ピニオン（２６）が、駆動ピニオン（２２）（２４）と常
時嵌合状態にあるとともに、ある速度伝達比を定め、ピニオン（２２）（２４）
（２６）のうち各比を定める一つが、自身が取り付けられたシャフト（１８）（
２０）に固定されており、前記の比を定める他のピニオン（２６）が、自身のシ
ャフト（１２）上で自由回転可能であり、さらに、対応する速度伝達比の嵌合の
ため、各自由ピニオン（２６）を自身のシャフト（１２）に選択的に固定連結す
るための手段を備える装置であって、２本の入力シャフト（１８）（２０）と、
２つのクラッチ（Ｅ１）（Ｅ２）とを備え、各クラッチが、１本の入力シャフト
をエンジンシャフト（１０）に連結し、各入力シャフトが、少なくとも１つの駆
動ピニオン（２２）（２４）を支持し、該選択的連結手段が、少なくとも１つの
自由ピニオン（２６）について、自由ピニオン（２６）と自由ピニオンのシャフ
ト（１２）との間に相互に対向して取り付けられるとともに、２つの位置、すな
わち休止位置と、自由ピニオン（２６）が自身のシャフトの回転速度よりも、そ
れぞれ低速または高速で回転するのを阻止する動作位置とを占めることのできる
２つの被制御一方向ロックアップ機構（２８）と、該ロックアップ機構（２８）
を作動させるための機械的手段（３０）（３２）とを備え、該作動手段が、直線
動作または回転動作で移動可能なカムとから成る装置。
【請求項２】前記クラッチと作動手段（２０）（３２）（３４）とを制御
して、前記エンジンシャフト（１０）と前記従動シャフト（１２）との間におけ
る回転トルクの伝達を妨害せずに、前記速度伝達比を変化させるための手段（３
６）を備え、第１から第２速度伝達比への変化が、第１機構を使用状態に維持す
る段階と、第１比の前記自由ピニオンの第２一方向ロックアップ機構を前記休止
位置に配置する段階と、第２比の第１一方向ロックアップ機構を使用状態とする
段階と、第１比の第２一方向ロックアップ機構を休止位置とする段階と、第２比
の第２一方向ロックアップ機構を使用状態とする段階とを有することを特徴とす
る、請求項１に記載の装置。
【請求項３】一つの速度伝達比から別の比への前記変化が、少なくとも一
つの被制御クラッチ動作を含むことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記速度伝達比を定める前記駆動ピニオン（２２）（２４）
が、例えば第１、第３、第５比のピニオン（２２）が、第１入力シャフト（１８
）に、第２、第４、第６比のピニオン（２４）が、第２入力シャフト（２０）に
というように、前記２本の入力シャフトに交互に取り付けられることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】前記一方向ロックアップ機構（２８）の制御順序がすべての
速度伝達比変化について同じであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
に記載の装置。
【請求項６】低い比へ変化するための前記機構の制御順序が、高い比へ変
化するための順序と反対向きであることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】前記自由ピニオンの一方向ロックアップ機構（２８）を作動
させるための手段（３０）（３２）が、単一のアクチュエータ（３６）によって
制御されることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項８】前記第１機構（２８）が、自由ピニオン（２６）の回転速度
が、自由ピニオンの取り付けられた前記シャフト（１２）の回転速度より高速と
なるのを阻止するものであることを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載
の装置。
【請求項９】高い比への前記変化が、高い比に関連する前記入力シャフト
の制動から成ることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】高い比への前記変化が、高い比に関連する前記クラッチの
漸進的嵌合を含むことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】低い比への前記変化が、高い比に関連する前記クラッチの
漸進的解離を含むことを特徴とする、前出請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】比が変化する瞬間に、前記エンジントルクが負である時に
、前記制御動作が、比変化プロセスの少なくとも一部において、前記エンジンの
回転速度が上昇するとともに、正エンジントルクへ移行するようなエンジンの制
御を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】一つの速度伝達比から別の速度伝達比への変化の制御が、
前記出力シャフトに印加されるエンジントルクを一時的に停止させるような、エ
ンジンの制御から成ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】前記一方向ロックアップ機構（２８）の作動手段が、前記
自由ピニオン（２６）を支持するシャフト（１２）の上または中に取り付けられ
るとともに、軸棒（３２）によりアクチュエータ（３４）に接続された少なくと
も一つのカム（３０）を有することを特徴とする、前出請求項の一つに記載の装
置。
【請求項１５】前記作動手段が、前記駆動ピニオンが第１入力シャフト（
１８）上にある時の比を定める自由ピニオン（２６）の一方向ロックアップ機構
を制御するための一つと、前記駆動ピニオンが第２入力シャフト（２０）上にあ
る時の比を画定する自由ピニオン（２６）の一方向ロックアップ機構を制御する
ためのもう一つの、二つのカム（３０）を備えることを特徴とする、請求項３と
１４記載の発明を組合せてなる装置。
【請求項１６】前記カム（３０）が、シャフト（１２）に径方向に取り付
けられたプッシャ（４４）により、前記一方向ロックアップ機構（２８）に作用
するようになっていることを特徴とする、請求項１１または請求項１２に記載の
装置。
【請求項１７】前記一方向ロックアップ機構（２８）が、前記自由ピニオ
ン（２６）の両側に配置されるとともに、戻りばね（４８）と、該自由ピニオン
のフランク上の歯列（４０）と嵌合するか、該歯（４０）から離間するように、
それぞれ配置されたプッシャ（４４）と連動する爪（４２）などのロック部材を
含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】前記ロックアップ機構（２８）が、前記自由ピニオンのシ
ャフト（１２）に、回転に対して固定されているとともに、該自由ピニオンの間
に設けられたリング（５２）に支持されていることを特徴とする、請求項１７に
記載の装置。
【請求項１９】前記カム（３０）の各々が、該カムが上または中に取り付
けられた前記シャフト（１２）に、回転しうるように連結されていることを特徴
とする、請求項１４〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】前記カム（３０）の各々が、回転に対して固定されている
ことを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２１】前記カム（３０）の各々が、親ねじ・ナットシステムによ
って、軸方向直線動作で移動し、該親ねじが、例えば電動モータなどのアクチュ
エータ（３４）に連結されたねじ付軸棒（３２）であり、かつ該カム（３０）が
、ナット（６１）に支持されるとともに、該ナット上で回転可能であり、該ナッ
トが、回転不能に保持されていることを特徴とする、請求項１１〜１６のいずれ
かに記載の装置。
【請求項２２】前記ナット（６１）が直線動作で案内され、かつ、前記ね
じ付棒（３２）よりも軸方向に延出する該棒の延出部である固定軸棒（７６）上
での回転を阻止されていることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】前記アクチュエータ（３４）が、遊星歯車列により、前記
カム（３０）の各々と前記シャフト（１２）とに連結されていることを特徴とす
る、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】前記アクチュエータ（３４）が、二段遊星歯車列により、
前記カム（３０）の各々と前記シャフト（１２）とに連結されていることを特徴
とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２５】前記アクチュエータ（３４）が、遠隔配置されるとともに
、同期トランスミッション（７４）を介して、前記カム（３０）の各々に連結さ
れていることを特徴とする、請求項１４〜２４のいずれかに記載の装置。
【請求項２６】自由ピニオンの一方向ロックアップ機構（２８）が、該自
由ピニオン（２６）の各側に軸方向に取り付けられていることを特徴とする、前
記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２７】自由ピニオン（２６）の前記二つの一方向ロックアップ機
構（２８）が、ともに該ピニオンの同じ側に軸方向に取り付けられていることを
特徴とする、請求項１〜２５のいずれかに記載の装置。
【請求項２８】前記第１速度伝達比を定める前記駆動ピニオン（２２）を
支持する入力ピニオン（１８）に取り付けられた後退ギヤピニオンと、該後退ギ
ヤピニオンと前記出力シャフトに取り付けられた従動ピニオンとの嵌合状態にあ
る中間ピニオンと、該後退ギヤピニオンを入力シャフト（１８）に連結するため
と、該従動ピニオンを出力シャフト（１２）に連結するための被制御手段とを含
むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項２９】前記従動後退ギヤピニオンが、前記駆動ピニオンが第２入
力シャフト（２０）に取り付けられた時の速度伝達比を定めるものであることを
特徴とする、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】各クラッチ（Ｅ１）（Ｅ２）が、乾式クラッチであること
を特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項３１】前記クラッチの一方（Ｅ１）が、前記ピニオン（２２）（
２４）（２６）を収容するケーシング（６２）の外側に設けられた乾式クラッチ
であり、かつ、他方のクラッチ（Ｅ２）が、該ケーシング（６２）内に取り付け
られたオイル中のマルチディスククラッチであることを特徴とする、請求項３〜
２９のいずれかに記載の装置。