JP2019035471A - 自動変速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】固定変速比の低速ギヤ機構と高速の無段変速機構の伝達経路との切換えを行う自動変速機において、小型化および軽量化した自動変速機を提供する。【解決手段】駆動源2に駆動連結される入力軸と、入力軸からの回転を固定変速比の低速ギヤ機構に伝達する噛み合いクラッチを備える噛み合いクラッチ機構6と、入力軸からの回転を、車両の前進方向の回転を伝達させる経路を形成する前進用摩擦クラッチと、車両の後進方向の回転を伝達させる経路を形成する後進用摩擦要素とを有する前後進切換機構5と、前後進機構から回転を無段階に変更可能な変速機構4と、を有し、所定車速未満で、噛み合いクラッチ機構および低速ギヤ機構を介して連結する第1動力伝達経路1aと、所定車速以上で、前後進機構および変速機構を介して連結する第2動力伝達経路1bとを、噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチと前後進切換機構の前進用摩擦クラッチにより切換える。【選択図】図1
Description
本発明は、自動変速機に関する。
特許文献1には、固定変速比の低速ギヤ機構を介して駆動輪に動力を伝達する第1の動力伝達経路と変速機構を介して駆動輪に動力を伝達する第2の動力伝達経路を一対の摩擦クラッチと1個の噛み合いクラッチにより、切換える技術が開示されている。
第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路との切換えは、一対の摩擦クラッチと1個の噛み合いクラッチによる切換えで行っており、自動変速機の大型化や重量増加を招くという問題があった。
本発明の目的は、固定変速比の低速ギヤ機構を介して駆動輪に動力を伝達する第1の動力伝達経路と変速機構を介して駆動輪に動力を伝達する第2の動力伝達経路との切換えを行う自動変速機において、小型化および軽量化した自動変速機を提供することにある。
本発明の目的は、固定変速比の低速ギヤ機構を介して駆動輪に動力を伝達する第1の動力伝達経路と変速機構を介して駆動輪に動力を伝達する第2の動力伝達経路との切換えを行う自動変速機において、小型化および軽量化した自動変速機を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機にあっては、固定変速比の低速ギヤ機構を介して駆動輪に動力を伝達する第1の動力伝達経路と変速機構を介して駆動輪に動力を伝達する第2の動力伝達経路との切換えを1個の摩擦クラッチと1個の噛み合いクラッチにより切換えることとした。
よって、固定変速比の低速ギヤ機構を介して駆動輪に動力を伝達する第1の動力伝達経路と変速機構を介して駆動輪に動力を伝達する第2の動力伝達経路との切換えを行う自動変速機において、1個の摩擦クラッチを無くすことにより、小型化および軽量化することができるとともに、燃費の向上を図ることができる。
〔実施例1〕
図1は、実施例1の自動変速機を備える駆動系を示す全体システム図である。
図1は、実施例1の自動変速機を備える駆動系を示す全体システム図である。
実施例1における駆動系は、変速機構としての無段変速機構4、駆動源としての内燃機関であるエンジン2と、エンジン2の出力軸2aに連結する不図示のロックアップ機構を備えるトルクコンバータ3と、トルクコンバータ3と連結する入力軸7を介して、所定車速未満で、噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bの移動により、入力軸7と一体的に連結された噛み合いクラッチ機構用入力ギヤ6aと噛み合いクラッチ機構用出力ギヤ6cを接続することにより、噛み合いクラッチ機構用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11により構成される固定変速比の低速ギヤ機構1cを介して駆動輪に動力を伝達する第1の動力伝達経路1aと所定車速以上で前後進切換機構5の締結により無段変速機構4を介して駆動輪に駆動力を伝達する第2の動力伝達経路1bを切換えることにより構成している。
自動変速機1は、噛み合いクラッチ機構用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11により構成される固定変速比の低速ギヤ機構と無段変速機構4により構成されている。
第1の動力伝達経路1aは、入力軸7と一体的に連結された噛み合いクラッチ機構用入力ギヤ6aとクラッチ機構用出力ギヤ6cをシンクロメッシュ機構である噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bの移動により、噛み合いクラッチ機構用入力ギヤ6aと噛み合いクラッチ機構用出力ギヤ6cの締結・開放を行うことにより、エンジン2の駆動力を噛み合いクラッチ機構用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11と?合うことにより構成される固定変速比の低速ギヤ機構1c、ドライブギヤ12、ディファレンシャル装置13のデフリングギヤ13aを介して、駆動輪に連結する左右のドライブシャフト14、15に駆動力を伝達するかしないか、すなわち第1の動力伝達経路1aを構成するかしないかを選択している。
なお、図1のスリーブ6bの上の状態が、接続している締結状態を示し、下の状態は、接続していない開放状態を示している。
また、クラッチ機構用出力ギヤ6cと噛み合いクラッチ機構用ドライブギヤ10とは、一体的に構成され、これらを連結する回転軸は、中空であり、内部を入力軸7が貫通している。
第2の動力伝達経路1bは、入力軸7と一体的に連結された無段変速機構入力用ドライブギヤ8と?合う無段変速機構入力用ドリブンギヤ9を介して、不図示の遊星歯車と複数の摩擦クラッチ(前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチ)で構成される前後進切換機構5、無段変速機構4のプライマリプーリ4a、ベルト4c、セカンダリプーリ4b、ドライブギヤ12、ディファレンシャル装置13のデフリングギヤ13aを介して、エンジン2の駆動力を駆動輪に連結する左右のドライブシャフト14、15に駆動力を伝達する。
前後進切換機構5およびプライマリプーリ4aの回転軸は、入力軸7と平行に設けてある。
なお、前後進切換機構5の複数の摩擦クラッチ(前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチ)を締結・開放することにより、駆動輪に連結する左右のドライブシャフト14、15に駆動力を伝達するかしないか、すなわち第2の動力伝達経路1bを構成するかしないかを選択している。
自動変速機1は、噛み合いクラッチ機構用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11により構成される固定変速比の低速ギヤ機構と無段変速機構4により構成されている。
第1の動力伝達経路1aは、入力軸7と一体的に連結された噛み合いクラッチ機構用入力ギヤ6aとクラッチ機構用出力ギヤ6cをシンクロメッシュ機構である噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bの移動により、噛み合いクラッチ機構用入力ギヤ6aと噛み合いクラッチ機構用出力ギヤ6cの締結・開放を行うことにより、エンジン2の駆動力を噛み合いクラッチ機構用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11と?合うことにより構成される固定変速比の低速ギヤ機構1c、ドライブギヤ12、ディファレンシャル装置13のデフリングギヤ13aを介して、駆動輪に連結する左右のドライブシャフト14、15に駆動力を伝達するかしないか、すなわち第1の動力伝達経路1aを構成するかしないかを選択している。
なお、図1のスリーブ6bの上の状態が、接続している締結状態を示し、下の状態は、接続していない開放状態を示している。
また、クラッチ機構用出力ギヤ6cと噛み合いクラッチ機構用ドライブギヤ10とは、一体的に構成され、これらを連結する回転軸は、中空であり、内部を入力軸7が貫通している。
第2の動力伝達経路1bは、入力軸7と一体的に連結された無段変速機構入力用ドライブギヤ8と?合う無段変速機構入力用ドリブンギヤ9を介して、不図示の遊星歯車と複数の摩擦クラッチ(前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチ)で構成される前後進切換機構5、無段変速機構4のプライマリプーリ4a、ベルト4c、セカンダリプーリ4b、ドライブギヤ12、ディファレンシャル装置13のデフリングギヤ13aを介して、エンジン2の駆動力を駆動輪に連結する左右のドライブシャフト14、15に駆動力を伝達する。
前後進切換機構5およびプライマリプーリ4aの回転軸は、入力軸7と平行に設けてある。
なお、前後進切換機構5の複数の摩擦クラッチ(前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチ)を締結・開放することにより、駆動輪に連結する左右のドライブシャフト14、15に駆動力を伝達するかしないか、すなわち第2の動力伝達経路1bを構成するかしないかを選択している。
図2は、実施例1の自動変速機の動作を示す図である。
低速ギヤ機構1cの噛み合いクラッチ機構6、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチの締結、開放状態と動力伝達経路の状態を示している。
低速ギヤ機構1cの噛み合いクラッチ機構6、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチの締結、開放状態と動力伝達経路の状態を示している。
ニュートラル(非駆動)状態では、3っのクラッチは、すべて開放している。
所定車速未満で、第1の動力伝達経路1aを駆動力伝達経路として構成する状態では、低速ギヤ機構1cの噛み合いクラッチ機構6のみ締結され、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチは開放されている。
所定車速以上で、第2の動力伝達経路1bを駆動力伝達経路として構成する状態では、
前後進切換機構5の前進摩擦クラッチのみ締結され、低速ギヤ機構1cの噛み合いクラッチ機構6、前後進切換機構5の後進摩擦クラッチは開放されている。
すなわち、噛み合いクラッチ機構6と前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの架け替えにより、第1の動力伝達経路1aと第2の動力伝達経路1bを切換えている。
所定車速未満で、第1の動力伝達経路1aを駆動力伝達経路として構成する状態では、低速ギヤ機構1cの噛み合いクラッチ機構6のみ締結され、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ、後進摩擦クラッチは開放されている。
所定車速以上で、第2の動力伝達経路1bを駆動力伝達経路として構成する状態では、
前後進切換機構5の前進摩擦クラッチのみ締結され、低速ギヤ機構1cの噛み合いクラッチ機構6、前後進切換機構5の後進摩擦クラッチは開放されている。
すなわち、噛み合いクラッチ機構6と前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの架け替えにより、第1の動力伝達経路1aと第2の動力伝達経路1bを切換えている。
図3は、実施例1の減速時の第2の動力伝達経路から第1の動力伝達経路への切換制御処理を表すフローチャートである。
ステップS1では、コースト時の減速Gが閾値より小さい、すなわち、緩減速か否かを判定する。判定結果が、緩減速のときには、ステップS2へ進み、判定結果が、緩減速ではないすなわち急減速のときには、ステップS3へ進む。
ステップS2では、無段変速機構4のレシオが最LOWか否かを判定する。判定結果が最LOWのときには、ステップS3へ進み、判定結果が、最LOWでないときには、ステップS2へ戻る。
ステップS3では、フューエルカットリカバーが完了したか否かを判定する。判定結果が、フューエルカットリカバーが完了しているときには、ステップS4へ進み、判定結果が、フューエルカットリカバーが完了していないときには、ステップS3へ戻る。
ステップS4では、無段変速機構4で駆動輪を駆動する第2の動力伝達経路1bから、噛み合いクラッチ機構6用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11?合うことにより構成される固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aへの切換えを実施する。
ステップS2では、無段変速機構4のレシオが最LOWか否かを判定する。判定結果が最LOWのときには、ステップS3へ進み、判定結果が、最LOWでないときには、ステップS2へ戻る。
ステップS3では、フューエルカットリカバーが完了したか否かを判定する。判定結果が、フューエルカットリカバーが完了しているときには、ステップS4へ進み、判定結果が、フューエルカットリカバーが完了していないときには、ステップS3へ戻る。
ステップS4では、無段変速機構4で駆動輪を駆動する第2の動力伝達経路1bから、噛み合いクラッチ機構6用のドライブギヤ10と噛み合いクラッチ機構用のドリブンギヤ11?合うことにより構成される固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aへの切換えを実施する。
図4は、実施例1のコースト時の緩減速状態での第2の動力伝達経路から第1の動力伝達経路への切換制御処理を表すタイムチャートである。
横軸は、時間である。
時刻t1までは、第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、無段変速機構4のプーリ変速比、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力(スリーブ6bの移動力)、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
時刻t1までは、第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、無段変速機構4のプーリ変速比、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力(スリーブ6bの移動力)、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
まず、自動変速機1の出力トルクは時刻t3まで一定であり、時刻t3から時刻t4まで、第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となり、変速比が大きくなるので出力トルクは、増加し、安定した第1の動力伝達経路1a状態である時刻t4以降は一定となる。
自動変速機1の入力軸回転数は第2の動力伝達経路1b状態から第1の動力伝達経路1a状態への切換が開始される時刻t1まで一定であり、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが開放され、エンジン負荷が低減されて、噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで増加し、その後一定となる。
無段変速機構4のプーリ変速比は、コースト時の緩減速状態なので、時刻t0前に、最LOW位置まで変化している。
自動変速機1の入力軸回転数は第2の動力伝達経路1b状態から第1の動力伝達経路1a状態への切換が開始される時刻t1まで一定であり、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが開放され、エンジン負荷が低減されて、噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで増加し、その後一定となる。
無段変速機構4のプーリ変速比は、コースト時の緩減速状態なので、時刻t0前に、最LOW位置まで変化している。
自動変速機の1の入力トルクは、フューエルカットリカバーが開始される時刻t0までは、コースト時の緩減速状態なので、負のトルクであり、フューエルカットリカバー後、切換えが開始される時刻t1まで、低い正のトルクとなる。
時刻t1以降は、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始されるので、負荷が小さくなり、自動変速機の1の入力トルクは、急激に増大した後、所定時間一定となり、その後徐々に噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで、減少し、その後一定となる。
時刻t1以降は、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始されるので、負荷が小さくなり、自動変速機の1の入力トルクは、急激に増大した後、所定時間一定となり、その後徐々に噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで、減少し、その後一定となる。
前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルクは、時刻t1までは、自動変速機の1の入力トルクと同様の動きをし、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが開放されるため、0Nmとなる。
噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルクは、噛み合いクラッチ機構6のクラッチが締結する時刻t3までは、0Nmで、時刻t3以後の締結後は、自動変速機の1の入力トルクと同一となる。
すなわち、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
すなわち、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
噛み合いクラッチ機構クラッチ締結力の動きは、回転数が同期する時刻t2で、噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bに締結力(移動力)を与え、時刻t3で、噛み合いクラッチ機構クラッチ位置(スリーブ位置)がクラッチ機構用出力ギヤ6cとの噛み合い位置になるので、締結力(移動力)を解除する。
時刻t1から時刻t4で、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、徐々に構成され、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
時刻t1から時刻t4で、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、徐々に構成され、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
図5は、実施例1のコースト時の急減速状態での第2の動力伝達経路から第1の動力伝達経路への切換制御処理を表すタイムチャートである。
横軸は、時間である。
時刻t1までは、第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、無段変速機構4のプーリ変速比、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が第2の動力伝達経路1b状態での前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が第1の動力伝達経路1a状態での噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
時刻t1までは、第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、無段変速機構4のプーリ変速比、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が第2の動力伝達経路1b状態での前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が第1の動力伝達経路1a状態での噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
まず、自動変速機1の出力トルクは時刻t3まで一定であり、時刻t3から時刻t4まで、低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となり、変速比が大きくなるので増加し、時刻t4以降は一定となる。
自動変速機1の入力軸回転数は第2の動力伝達経路1b状態から第1の動力伝達経路1a状態への切換が開始される時刻t1まで一定であり、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが開放され、エンジン負荷が低減されて、噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで増加し、その後一定となる。
無段変速機構4のプーリ変速比は、コースト時の急減速状態なので、時刻t2にて、最LOW位置まで変化している。
自動変速機1の入力軸回転数は第2の動力伝達経路1b状態から第1の動力伝達経路1a状態への切換が開始される時刻t1まで一定であり、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが開放され、エンジン負荷が低減されて、噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで増加し、その後一定となる。
無段変速機構4のプーリ変速比は、コースト時の急減速状態なので、時刻t2にて、最LOW位置まで変化している。
自動変速機の1の入力トルクは、フューエルカットリカバーが開始される時刻t0までは、コースト時の急減速状態なので、負のトルクであり、リカバー後、切換えが開始される時刻t1まで、低い正のトルクとなる。
時刻t1以降は、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始されるので、負荷が小さくなり、自動変速機の1の入力トルクは、急激に増大した後、所定時間一定となり、その後徐々に噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで、減少し、その後一定となる。
時刻t1以降は、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始されるので、負荷が小さくなり、自動変速機の1の入力トルクは、急激に増大した後、所定時間一定となり、その後徐々に噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで、減少し、その後一定となる。
前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルクは、時刻t1までは、自動変速機の1の入力トルクと同様の動きをし、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが開放されるため、0Nmとなる。
噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルクは、噛み合いクラッチ機構6のクラッチが締結する時刻t3までは、0Nmで、時刻t3以後の締結後は、自動変速機の1の入力トルクと同一となる。
すなわち、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
すなわち、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
噛み合いクラッチ機構クラッチ締結力の動きは、回転数が同期する時刻t2で、噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bに締結力(移動力)を与え、時刻t3で、噛み合いクラッチ機構クラッチ位置(スリーブ位置)がクラッチ機構用出力ギヤ6cとの噛み合い位置になるので、締結力(移動力)を解除する。
時刻t1から時刻t4で、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、徐々に構成され、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
時刻t1から時刻t4で、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、徐々に構成され、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
図6は、実施例1の駆動状態での第2の動力伝達経路から第1の動力伝達経路への切換制御処理を表すタイムチャートである。
横軸は、時間である。
時刻t1までは、第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が第2の動力伝達経路1b状態での前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が第1の動力伝達経路1a状態での噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
時刻t1までは、第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が第2の動力伝達経路1b状態での前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が第1の動力伝達経路1a状態での噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
まず、自動変速機1の出力トルクは時刻t3まで一定であり、時刻t3から時刻t4まで、低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態となり、変速比が大きくなるので増加し、安定した第1の動力伝達経路1a状態となる時刻t4以降は一定となる。
自動変速機1の入力軸回転数は第2の動力伝達経路1b状態から第1の動力伝達経路1a状態への切換が開始される時刻t1まで一定であり、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始され、エンジン負荷が低減されて、噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで増加し、その後一定となる。
自動変速機1の入力軸回転数は第2の動力伝達経路1b状態から第1の動力伝達経路1a状態への切換が開始される時刻t1まで一定であり、その後、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始され、エンジン負荷が低減されて、噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで増加し、その後一定となる。
自動変速機の1の入力トルクは、切換えが開始される時刻t1以降は、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチの開放が開始されるので、負荷が小さくなり、自動変速機の1の入力トルクは、急激に増大した後、所定時間一定となり、その後徐々に噛み合いクラッチ機構6が締結を開始する時刻t2まで、減少し、その後一定となる。
前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルクは、時刻t1までは、自動変速機の1の入力トルクと同様の動きをし、その後、噛み合いクラッチ機構6が締結開始する時刻t3から切換えが完了する時刻t4まで、徐々に減少し、0Nmとなる。
噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルクは、噛み合いクラッチ機構6のクラッチが締結開始する時刻t3までは、0Nmで、時刻t3以後の締結後は、切換えが完了する時刻t4まで、徐々に増加する。
すなわち、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する安定した第1の動力伝達経路1aが、時刻t4で構成されることになる。
このため、時刻t3から時刻t4間(トルクフェーズ)で、第2の動力伝達経路1b状態から、第1の動力伝達経路1aへの架け替えが行われる。
すなわち、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する安定した第1の動力伝達経路1aが、時刻t4で構成されることになる。
このため、時刻t3から時刻t4間(トルクフェーズ)で、第2の動力伝達経路1b状態から、第1の動力伝達経路1aへの架け替えが行われる。
噛み合いクラッチ機構クラッチ締結力の動きは、回転数が同期する時刻t2で、噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bに締結力(移動力)を与え、時刻t3で、噛み合いクラッチ機構クラッチ位置(スリーブ位置)がクラッチ機構用出力ギヤ6cとの噛み合い位置になるので、締結力(移動力)を解除する。
時刻t1から時刻t4で、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、徐々に構成され、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
時刻t1から時刻t4で、固定変速比の低速ギヤ機構1cで駆動輪を駆動する第1の動力伝達経路1aが、徐々に構成され、時刻t4で安定した低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態が構成されることになる。
図7は、実施例1の駆動状態での第1の動力伝達経路から第2の動力伝達経路への切換制御処理を表すタイムチャートである。
横軸は、時間である。
時刻t1までは、第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が第2の動力伝達経路1b状態での前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が第1の動力伝達経路1a状態での噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
時刻t1までは、第1の動力伝達経路1a状態すなわち低速ギヤ機構1cによる動力伝達状態であり、時刻t1からt4までは、切換状態(イナーシャフェーズ、トルクフェーズ)であり、時刻t4で、安定した第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態となる。
上から、自動変速機1の出力トルク、自動変速機1の入力軸回転数、次は、実線が自動変速機1への入力トルク、破線が第2の動力伝達経路1b状態での前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルク、一点鎖線が第1の動力伝達経路1a状態での噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルク、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ締結力、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ位置(スリーブ6bの位置)の変化を示している。
まず、自動変速機1の出力トルクは時刻t1まで一定であり、時刻t1から時刻t2まで減少し、時刻t2と時刻t3間で、少し引きトルクが発生し、時刻t3以降は一定となる。
自動変速機1の入力軸回転数は、時刻t2まで一定であり、その後、時刻t2と時刻t3間で、引きトルクが発生するため、少し上昇し、時刻t3から第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態となる時刻t4まで減少し、その後一定となる。
自動変速機1の入力軸回転数は、時刻t2まで一定であり、その後、時刻t2と時刻t3間で、引きトルクが発生するため、少し上昇し、時刻t3から第2の動力伝達経路1b状態すなわち無段変速機構4による動力伝達状態となる時刻t4まで減少し、その後一定となる。
自動変速機の1の入力トルクは、トルクフェーズが開始される時刻t3までは一定である。以降は、噛み合いクラッチ機構6が開放されているので、自動変速機の1の入力トルクは、急激に減少した後、所定時間一定となり、その後徐々に第2の動力伝達経路1b状態が確立する(トルクフェーズが終了する)時刻t4に向けて、増加し、その後一定となる。
前後進切換機構5の前進摩擦クラッチ伝達トルクは、切換えを開始する時刻t1までは、0Nmである。その後、前進摩擦クラッチが徐々に締結されて、徐々に増加し、時刻t3経過後に一定となり、切換えが完了する時刻t4で所定トルクとなり、一定となる。
噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルクは、切換えを開始する時刻t1までは、自動変速機1の入力トルクと一致している。時刻t1にて、切換えが開始され、前後進切換機構5の前進摩擦クラッチが徐々に締結されて、前進摩擦クラッチ伝達トルクの増加に反比例して、噛み合いクラッチ機構6のクラッチ伝達トルクは、徐々に減少していき、噛み合いクラッチ機構6が開放される時刻t2にて、0Nmとなる。
このため、時刻t1から時刻t2間(イナーシャフェーズ)で、第1の動力伝達経路1a状態から、第2の動力伝達経路1bへの架け替えが行われる。
このため、時刻t1から時刻t2間(イナーシャフェーズ)で、第1の動力伝達経路1a状態から、第2の動力伝達経路1bへの架け替えが行われる。
噛み合いクラッチ機構クラッチ締結力の動きは、切換え開始の時刻Tから所定の時間が経過すると、噛み合いクラッチ機構6のスリーブ6bに抜き力(移動力)が与えられて、時刻t2にて、噛み合いクラッチ機構クラッチ位置(スリーブ位置)が、クラッチ機構用出力ギヤ6cとの噛み合い解除位置になるので、抜き力(移動力)を解除する。
時刻t1から時刻t4まで、無段変速機構4で駆動輪を駆動する第2の動力伝達経路1bが、徐々に構成され、時刻t4で、安定した第2の動力伝達経路1bが構成されることになる。
時刻t1から時刻t4まで、無段変速機構4で駆動輪を駆動する第2の動力伝達経路1bが、徐々に構成され、時刻t4で、安定した第2の動力伝達経路1bが構成されることになる。
以上説明したように、実施例1にあっては下記の作用効果が得られる。
本発明の自動変速機にあっては、車両の駆動源に駆動連結される入力軸と、車輪に駆動連結される駆動軸と、前記入力軸からの回転を固定変速比の低速ギヤ機構に伝達する噛み合いクラッチを備える噛み合いクラッチ機構と、前記入力軸からの回転を、締結時に前記車両の前進方向の回転を伝達させる経路を形成する前進用摩擦クラッチと、締結時に前記車両の後進方向の回転を伝達させる経路を形成する後進用摩擦要素とを有する前後進切換機構と、前記前後進機構から回転を前記駆動軸に伝達される変速比を変更可能な変速機構と、を有し、所定車速未満で、前記入力軸と前記駆動軸とを噛み合いクラッチ機構および低速ギヤ機構を介して連結する第1動力伝達経路と、所定車速以上で、前記入力軸と前記駆動軸とを前記前後進機構および変速機構を介して連結する第2動力伝達経路とを、前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチと前後進切換機構の前進用摩擦クラッチにより切換える。
よって、1個の摩擦クラッチを無くすことにより、小型化および軽量化することができるとともに、燃費の向上を図ることができる。
本発明の自動変速機にあっては、車両の駆動源に駆動連結される入力軸と、車輪に駆動連結される駆動軸と、前記入力軸からの回転を固定変速比の低速ギヤ機構に伝達する噛み合いクラッチを備える噛み合いクラッチ機構と、前記入力軸からの回転を、締結時に前記車両の前進方向の回転を伝達させる経路を形成する前進用摩擦クラッチと、締結時に前記車両の後進方向の回転を伝達させる経路を形成する後進用摩擦要素とを有する前後進切換機構と、前記前後進機構から回転を前記駆動軸に伝達される変速比を変更可能な変速機構と、を有し、所定車速未満で、前記入力軸と前記駆動軸とを噛み合いクラッチ機構および低速ギヤ機構を介して連結する第1動力伝達経路と、所定車速以上で、前記入力軸と前記駆動軸とを前記前後進機構および変速機構を介して連結する第2動力伝達経路とを、前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチと前後進切換機構の前進用摩擦クラッチにより切換える。
よって、1個の摩擦クラッチを無くすことにより、小型化および軽量化することができるとともに、燃費の向上を図ることができる。
(2)入力軸と前記噛み合いクラッチの回転軸は、軸方向に重なる二重軸であり、前後進切換機構の回転軸は、前記入力軸と平行に配置されている。
よって、さらに、径方向および軸方向の小型化および軽量化することができるとともに、燃費の向上を図ることができる。
よって、さらに、径方向および軸方向の小型化および軽量化することができるとともに、燃費の向上を図ることができる。
(3)変速機構は、変速比を連続的に変更可能な無段変速機構である。
よって、車両のスムーズな走行を確保できる。
よって、車両のスムーズな走行を確保できる。
(4)緩減速時には、変速機構を最LOWに変速するとともに、フューエルカットリカバーした後に、前後進切換機構の前進用摩擦クラッチから前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチを切換える。
よって、切換え時の駆動力の抜けを抑制できる。
よって、切換え時の駆動力の抜けを抑制できる。
(5)急減速時には、フューエルカットリカバーした後に、前後進切換機構の前進用摩擦クラッチから前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチを切換える。
よって、急減速時に遅延なく、第1動力伝達経路への切換えができる。
よって、急減速時に遅延なく、第1動力伝達経路への切換えができる。
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。例えば、実施例では、駆動源をエンジンで説明したが、電気モータであっても構わない。
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であっても良い。例えば、実施例では、駆動源をエンジンで説明したが、電気モータであっても構わない。
1 自動変速機
1a 第1動力伝達経路
1b 第2動力伝達経路
2 エンジン(駆動源)
4 無段変速機構(変速機構)
5 前後進切換機構
6 噛み合いクラッチ機構
6b スリーブ(噛み合いクラッチ)
14 ドライブシャフト(駆動軸)
15 ドライブシャフト(駆動軸)
1a 第1動力伝達経路
1b 第2動力伝達経路
2 エンジン(駆動源)
4 無段変速機構(変速機構)
5 前後進切換機構
6 噛み合いクラッチ機構
6b スリーブ(噛み合いクラッチ)
14 ドライブシャフト(駆動軸)
15 ドライブシャフト(駆動軸)
Claims (5)
- 車両の駆動源に駆動連結される入力軸と、
車輪に駆動連結される駆動軸と、
前記入力軸からの回転を固定変速比の低速ギヤ機構に伝達する噛み合いクラッチを備える噛み合いクラッチ機構と、
前記入力軸からの回転を、締結時に前記車両の前進方向の回転を伝達させる経路を形成する前進用摩擦クラッチと、締結時に前記車両の後進方向の回転を伝達させる経路を形成する後進用摩擦要素とを有する前後進切換機構と、
前記前後進機構から回転を前記駆動軸に伝達される変速比を変更可能な変速機構と、
を有し、
所定車速未満で、前記入力軸と前記駆動軸とを噛み合いクラッチ機構および低速ギヤ機構を介して連結する第1動力伝達経路と、
所定車速以上で、前記入力軸と前記駆動軸とを前記前後進機構および変速機構を介して連結する第2動力伝達経路とを、
前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチと前後進切換機構の前進用摩擦クラッチにより切換える、
ことを特徴とする自動変速機。 - 請求項1に記載の自動変速機において、
前記入力軸と前記噛み合いクラッチの回転軸は、軸方向に重なる二重軸であり、
前記前後進切換機構の回転軸は、前記入力軸と平行に配置されている、
ことを特徴とする自動変速機。 - 請求項1ないし2に記載の自動変速機において、
前記変速機構は、変速比を連続的に変更可能な無段変速機構である、
ことを特徴とする自動変速機。 - 請求項1に記載の自動変速機において、
緩減速時には、前記変速機構を最LOWに変速するとともに、フューエルカットリカバーした後に、前後進切換機構の前進用摩擦クラッチから前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチを切換える、
ことを特徴とする自動変速機。 - 請求項1に記載の自動変速機において、
急減速時には、フューエルカットリカバーした後に、前後進切換機構の前進用摩擦クラッチから前記噛み合いクラッチ機構の噛み合いクラッチを切換える、
ことを特徴とする自動変速機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017157251A JP2019035471A (ja) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 自動変速機 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2017157251A JP2019035471A (ja) | 2017-08-16 | 2017-08-16 | 自動変速機 |
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Family Applications (1)
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2017
- 2017-08-16 JP JP2017157251A patent/JP2019035471A/ja active Pending
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