JP2703169B2 - 自動車の自動変速装置及び自動変速方法 - Google Patents
自動車の自動変速装置及び自動変速方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車の自動変速装置及
び自動変速方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】オートマチックトランスミッション車に
対する需要は増大しており、このために現在はトルクコ
ンバータが用いられている。しかし種々の対策が検討さ
れているが、トルクコンバータの動力伝達効率は低いた
めに歯車式変速機に比べて燃料消費量が大きくなってい
る。この問題点を解消するために、歯車式変速機を用い
た自動変速システムが研究されている。その１つは１９
８４年２月、デトロイトで開催された国際会議の論文、
Watanabe他“Microcomputer Mechanical Clutchand Tra
nsmission Control”，SAE840055 に開示されたもの
で、変速時にクラッチの操作と絞り弁の操作を行うもの
である。また自動車技術会「学術講演会前刷集８２２」
収録の「メカニカルトランスミッションの自動化」（長
岡他）に示された方法では、変速時にクラッチは操作し
ないが絞り弁を操作して、変速機の入力軸と出力軸の回
転数を同期させ、歯車の接続を行っている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
はいずれの場合にも歯車の接続を行う時に、絞り弁を操
作して回転同期を行っているために変速時間が長くなり
速度の変動も生じ易いという欠点を有している。 【０００４】本発明の目的は、変速時の回転同期のため
に絞り弁を操作することなしに歯車式変速機の自動変速
が行えるようにした自動変速装置及び自動変速方法を提
供するにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、第１の歯車よ
り第２の歯車に変速する場合、クラッチを有する第３の
歯車を使用して、このクラッチと第３の歯車でトルクを
伝達しながら回転同期を行うことにより、変速を行うよ
うにしたことを特徴としたものである。 【０００６】 【作用】本発明によれば、第３の歯車でトルクを伝達し
ながら回転同期を行うので、回転同期のために絞り弁を
操作せずに変速でき、変速時の車速の変動が小さくな
る。 【０００７】 【実施例】図１は本発明の実施例を示すものでシステム
の全体構成図である。エンジン１には絞り弁２，アクセ
ルペダル３がある。エンジン１の出力はダンパクラッチ
４を介して歯車変速機の入力軸５に伝達され、歯車を介
して出力軸１４に伝達され、最終減速歯車２０より車軸
に伝達される。入力軸５には本発明の特徴とする多板ク
ラッチ１２があり、多板クラッチアクチュエータ１３に
よりクラッチの接続，開放がなされる。またＦ−Ｒ切替
アクチュエータ１５，変速アクチュエータ１６，ブレー
キディスク２２を駆動するパーキングブレーキアクチュ
エータ２１がある。制御回路８には、運転状態を計測す
る信号として、絞り弁開度センサ６の出力，吸入圧力セ
ンサ５１の出力，エンジン回転数センサ７の出力，出力
軸回転数センサ５２の出力、及び変速位置信号ＴP が入
力されている。また運転者の意志を入力する信号とし
て、運転モードセレクトレバー１８よりの後退Ｒ，駐車
Ｐ、あるいは前進Ｄの信号、Ｅ，Ｓ切替レバー１９から
の経済走行Ｅ，運転性重視走行Ｓの信号も入力されてい
る。一方出力信号としては、多板クラッチアクチュエー
タ１３，Ｆ−Ｒ切替アクチュエータ１５，変速アクチュ
エータ１６，１７，パーキングブレーキアクチュエータ
２１への操作信号を出力する。また上記の各アクチュエ
ータは油圧により駆動され、油タンク９，油圧ポンプ１
０，油圧レギュレータ１１より構成された油圧発生装置
に接続されている。以上のように構成されたシステムの
動作を次に述べる。 【０００８】図２Ａは発進時の動作説明図で、運転者が
運転モードセクレトレバ１８を前進Ｄにして発進する場
合で、発進の条件が成立するとアクチュエータ１５のシ
リンダ１５ａを右側に移動し、スリーブ２４で出力軸１
４と歯車（５速）２６を連結する。この時多板クラッチ
１２は開放されているため、従来より使用されているシ
ンクロメッシュ式の同期装置で車輪の状態（回転の有無
及び方向）に無関係に連結できる。ここでアクチュエー
タ１３のシリンダ１３ａに油圧を徐々に供給すると、多
板クラッチ１２には摩擦板２３を介して入力軸５の回転
力が伝達され、多板クラッチ１２とは一体の歯車２５か
ら歯車２６に回転が伝達され、これとスリーブ２４によ
り連結された出力軸１４が回転して発進する。ここで多
板クラッチ１２の伝達トルクＴD は ＴD＝μＰ ここにμは摩擦板のすべり率 Ｐは摩擦板の押受け力 であるので、入力軸５と出力軸１４の回転数を見ながら
シリンダ１３ａの操作圧力を制御することにより出力軸
１４の回転数を負荷(道路の状態，車体重量等)に応じて
制御できる。この時のエンジン出力の伝達径路は入力軸
５→摩擦板２３→歯車２５→歯車２６→スリーブ２４→
出力軸１４となる。ここでエンジン回転数Ｎe(入力軸）
と車速（出力軸）が１速の回転比になると（多板クラッ
チのすべりμが無くなれば５連の回転比まで調整可能）
図２Ｂに示すようにアクチュエータ１７のシリンダ１７
ａに油圧を供給し、スリーブ２７を左方へ移動し、歯車
２９と出力軸１４を連結する。この時の回転同期は多板
クラッチ１２で行うため、ボークリング３０を使用する
ことにより歯車を傷付けることなくかみ合わせが可能で
ある。歯車２９と出力軸１４が連結されれば、シリンダ
１３ａの油圧供給を停止する。この結果、エンジン出力
の伝達経路は入力軸５→歯車２８→歯車２９→スリーブ
２７→出力軸１４となる。このようにして１速運転にな
る。 【０００９】図３Ａ及び図３Ｂは図２Ｂの１速運転状態
より２速運転に変速する場合の説明図である。車速が変
速状態になると図３Ａに示すようにスリーブ２７を中心
位置に戻し歯車２９と出力軸１４の連結を開放する。そ
れと同時にシリンダ１３ａに油圧を供給し、摩擦板２３
によりエンジン出力を歯車２６（５速）を介して出力軸
１４に伝達する。このシリンダ１３ａの操作力Ｐにより
エンジン出力は車軸に伝達され車体の加速に消費される
と共にエンジン回転数は、歯車２６が使われているため
変速比が小さくなっており、このためエンジンの負荷が
大きくなって低下し、出力軸（車速）と入力軸の変速比
が１速の変速比より２速の変速比（小さくなる方向）に
近づいてくる。この時のエンジン出力の伝達経路は発進
時と同様に入力軸５→前擦板２３→歯車２５→歯車２６
→スリーブ２４→出力軸１４となる。ここで入力軸５と
出力軸１４の変速比が２速の変速比になると図３Ｂに示
すようにシリンダ１７ａに油圧を供給してスリーブ２７
を右側に移動し、歯車３２と出力軸１４を連結する。連
結が完了するとシリンダ１３ａの油圧供給を停止して摩
擦板２３の操作力を開放する。これで１速より２速への
変速が完了する。この時のエンジン出力の伝達経路は、
入力軸５→歯車３１→歯車３２→スリーブ２７→出力軸
１４となる。 【００１０】以上のように変更時１速を開放してニュー
トラル状態となるが、この時多板クラッチ１２により５
速歯車（歯車２５，歯車２６）によりエンジン出力の車
軸への伝達が行われるため、運転者はアクセルペダルを
戻す必要（エンジン出力の調整）がない。このようにす
ることにより車速を加速しながら歯車変速機の変速が可
能となる。一方運転者が変速中にアクセルペダルを戻し
た場合は、多板クラッチ１２による入力軸と出力軸１４
の回転同期が早くなる（エンジン回転数が早く低下する
ため）だけで変速には好都合となる。３速，４速の変速
も同様に変速できる。５速にする場合は、シリンダ１３
ａの操作力を最大値にし、他のスリーブ２７，３３を中
立位置にすることにより達成できる。 【００１１】図４は後退時の動作を示したものである。
この時は図１〜図３とは逆にシリンダ１５ａによってス
リーブ２４を左側に移動、出力軸１４と歯車３７を連結
する。この場合もシリクロメッシュ３４により出力軸１
４の状態に無関係に連結できる。ここで多板クラッチ１
２の摩擦板２３，４０，４１，４２，４３を押し付ける
ことにより多板クラッチ１２が回転し、歯車３５，歯車
３６を介して歯車３７が回転し出力軸１４が後退方向に
回転する。軸３８は逆転用の歯車３６の支持軸である。
従来の装置では、歯車３６を移動して出力軸の逆転を行
っている。このようにする場合は歯車３７を出力軸１４
に固定しておき、多板クラッチ１２にブレーキ装置を付
け歯車３５と歯車３７を停止した状態にして歯車３６を
連結することが可能である。多板クラッチ１２は入力軸
５に歯車４４によりスプライン結合した摩擦板２３，４
１，４３から成っている。また多板クラッチ１２の歯車
４５によりスプライン結合した摩擦板４０，４２をボー
ル３９を介してシリンダで押し付けるようにしてある。 【００１２】なお変速比を大きくする（シフトダウン）
場合は図３Ａの状態で目的とする変速比となるように多
板クラッチの伝達力を制御すればよい。 【００１３】以上は図１の実施例の機構部分の動作であ
ったが、これらの動作は制御回路８により制御され、そ
の詳細を以下に説明する。図５〜図１０及び図１２はこ
の制御の全体を示すフローチャートである。図５ではま
ずステップ１００で車速Ｎの判定を行い、Ｎ＝０（停止
状態）であれば同図の発進プログラムが実行され、Ｎ≠
０の時は変速判定プログラムへジャンプする。発進プロ
グラムの時は運転者はセレクトレバー１８により、Ｒ，
Ｐ，Ｄ，１速のいずれかを選択している。Ｒ（後退）が
セレクトされていると、ステップ１０１でスリーブ２４
がＲ側に移動される（シリンダー１５ａに油圧をかけて
スリーブ２４を動かすように指令を出すことによりこれ
は実行されるが、このような機構部分については前述し
てあるので以下ではこのような機構との関連は簡単に述
べる）。ここで運転者がアクセルペダルをふみ込んだこ
とがステップ１０２の絞り弁ＯＦＦアイドルで確認され
ると後述（図１２）する後退プログラムがスタートし実
行される。Ｎ（車速）＝ＫR(後退変速比）×Ｎe(エンジ
ン回転数）となるまで後退プログラムが実行し、この条
件の成立がステップ１０３で確認されると多板クラッチ
操作力Ｐを最大値にし（ステップ１０４）、発進プログ
ラムが終了してスタートに戻る。後退プログラム実行中
に絞り弁がアイドル位置になりブレーキがふまれると割
込信号となり、後退プログラムは中止されステップ１０
５へジャンプしてＰ＝０とし、続いてステップ１０６で
Ｎ＝０（停止）が確認されるとステップ１０７でパーキ
ングブレーキをＯＮしてスタートに戻る。 【００１４】セレクト１８によりＰ（パーキング）がセ
レクトされている時はステップ108でパーキングブレー
キをＯＮとし、スタートに戻る。セレクタ１８によりＤ
（前進）がセレクトされている時はステップ１０９でス
リーブ２４が前進側に移動される。ここで絞り弁がふみ
込まれるとステップ１１０から後述（図１２）の前進プ
ログラムへ移りこれがスタートする。前進プログラムが
実行され回転数Ｎe が上昇してＮ＝Ｋ1(１速の変速比）
×Ｎe が成立するとステップ１１１から１１２へ進み、
１速スリーブ２７がＯＮしてスタートに戻る。ここでも
前進プログラム実行中に絞り弁がアイドル位置になりブ
レーキがＯＮされると割込み信号が入り、ステップ１０
５以下の停止動作へジャンプする。セレクタ１８により
１速セレクタされている時は前進Ｄの時と同時にＦスリ
ーブＯＮ（ステップ１１３）の後発進プログラムが実行
され、車速Ｎがエンジンに同期（Ｎ＝Ｋ1Ｎe）した後１
速運転状態として（ステップ１１７）スタートに戻る。 【００１５】車が動いている場合はステップ１００から
変速判定プログラムへ移り、これが実行される。図６は
変速判定プログラムのフローチャートであり、この時は
セレクタはＤ，１〜３速のいずれかである。これがＤの
セレクト状態の場合は現在のＴP(変速位置）をステップ
２０１〜２０４で判定する。ＴP＝１ 速の場合はＮがＮ
1(車速設定値）より小さい場合でかつ絞り弁がアイドル
位置にあれば（ステップ２０５，２０６）、１速スリー
ブをＯＦＦし（ステップ２０７），停車可能な状態にし
てスタートに戻る。ここで運転者がブレーキをふめばエ
ンストすることなく停車できる。絞り弁が開かれている
とステップ２０６からスタートへもどり、１速の状態が
続く。車速ＮがＮ1 より大きい場合（Ｎ≧Ｎ1)はステッ
プ２０５から後述のシフトアッププログラムへジャンプ
する。ＴP が２速の場合も１速と同様な動作をする（ス
テップ２０８〜２１０）。これは１速や２速の場合が動
いている場合であれば絞り弁を開くことにより加速可能
であるためである。ＴP が３速の場合はＮがＮ4 より大
きい場合はステップ２１１からシフトアッププログラム
へ移るが、ＮがＮ4 より小さい場合で絞り弁を開くとス
テップ２１２から後述のシフトダウンプログラムＡへジ
ャンプする。絞り弁がアイドル位置でＮがＮ3 より小さ
くなるとステップ２１３よりステップ２１４へ移り、３
速スリーブをＯＦＦしてニュートラル状態にしてスター
トに戻る。ＴP＝４ 速の場合はＴP＝３速と同様な操作
がなされる（ステップ２１５〜２１８）。ＴP＝４ 速で
もない場合はステップＰ最大の判定とし、Ｐが最大値で
あれば５速と判定し、それ以外はニュートラルとなる。
５速でかつＮがＮ6 より大きい場合は通常の加速が可能
であるためステップ２２０からスタートに戻る。ＮがＮ
6 より小さく、絞り弁がアイドル位置でない場合はステ
ップ２２１からシフトダウンプログラムＡへアイドル位
置でＮがＮ5 より小さくなるとステップ２２２から２２
３へ移りＰ＝０のニュートラル状態にしてスタートに戻
る。なおステップ２１９で最大値でないニュートラル状
態の場合には図７の車速判定プログラムを実行する。 【００１６】運転者が走行中にセレクタ１８で１速レン
ヂをセレクトするとまずＴp の判定が行われる。Ｔp が
１速の場合はステップ２２４から２２５へ移り、Ｎ≧Ｎ
1 を判定し、ＮがＮ1 より大きい場合は１速状態を続け
てスタートに戻る。ＮがＮ1以下であるとステップ２２
６へ進み、ここで絞り弁がアイドル位置になると１速ス
リーブをＯＦＦして（ステップ２２７）ニユートラル状
態（エンスト防止）にし、スタートへ戻る。Ｔｐが１速
でない場合は１速にするためシフトダウンプログラムＢ
を実行する。 【００１７】運転者がセレクタ１８で２速レンヂをセレ
クトすると、ステップ２２８でＴPを判定し１速の場合
はシフトアッププログラムを実行する。続いて１速でも
２速でもない３速の場合はステップ２２９からシフトダ
ウンプログラムへジャンプしこれを実行する。ＴP が２
速の場合はＮがＮ2 より小さく（ステップ２３０）、絞
り弁がアイドル位置の場合（ステップ２３１）、２速ス
リーブを中立位置にし（ステップ２３２）、ニュートラ
ルにする。 【００１８】運転者がセレクト１８で３速レンジをセレ
クトすると、ＴP ＝１速及び２速の場合はシフトアップ
プログラムへジャンプする（ステップ２３３，２３
４）。 【００１９】ＴP ＝３速の場合はセレクト１８で１速，
２速をセレクトしない時と同様の動作をする（ステップ
２３５〜２３７）。このようにして１速，２速又は３速
レンヂをセレクトした時はそのセレクトした速度にＴP
を変更し、以後はそのＴP を維持する。このようにする
ことによりエンジンブレーキ効果や長い坂道を登るとい
った運転状態がカバーできる。 【００２０】図７は車速判定プログラムのフローチャー
トである。この車速判定プログラムは、ニュートラル状
態で走行中に加工する場合のプログラムであって、ま
ず、絞り弁がアイドル位置で車が停止(Ｎ＝０)するとス
テップ３０１，３０２からステップ３０３へ移り、ここ
で、パーキングブレーキをＯＮして駐車状態にし、スタ
ートに戻る。絞り弁が開いており、ＮがＮ2より小さい
場合は１速運転，Ｎ2≦Ｎ＜Ｎ4 の場合は２速運転，Ｎ4
≦Ｎ＜Ｎ5の場合は３速運転，Ｎ5≦Ｎ＜Ｎ6の場合は４
速運転，Ｎ≦Ｎ6 以上で５速運転と判定される(ステッ
プ３０４〜３０７)。図８はシフトアッププログラムの
フローチャートである。運転者が切替レバー１９でＥ
（経済走行）をセレクトすると、ステップ４０１で吸入
圧力Ｐb を判定し、Ｐb≦Ｐb1でＴPが４速の場合（ステ
ップ４０２）はキックダウンプログラムを実行する。即
ちまず４速スリーブを中立位置にし（ステップ４０
３）、Ｐ制御により回転同期を行い（ステップ４０
４）、Ｎ＝Ｋ3Ｎeが成立すれば（ステップ４０５）３速
スリーブを連結する（ステップ４０６）。ここでＰb≧
Ｐb3 であれば（ステップ４０７）スタートに戻る。Ｐ
b がＰb3より小さければＮe＝Ｎe3 になるまで（ステッ
プ４０８）３速運転を続ける。ＴP が４速でなく５速の
場合はステップ４０９から４０４へ移り、以後Ｐを制御
して回転同期を行い、３速運転に入る。ＴP が３速の場
合はステップ４１０からステップ４０６へ移り、Ｐ≧Ｐ
b3かＮe＝Ｎe3 が成立するまで変速しない。２速，１速
の場合はキックダウンせずに通常の運転を続ける。 【００２１】ステップ４０１でＰb≧Ｐb1 が成立しない
場合は通常の加速であるため、Ｎe≧Ｎe1になるまで変
速しない（ステップ４１１からスタートへ）。Ｎe がＮ
e1以上になると、１速の場合（ステップ４１２）は２速
にシフトアップ（ステップ４１３〜４１６）、２速の場
合（ステップ４１７）は３速に（ステップ４１８〜４２
１）、３速の場合（ステップ４２２）は４速に（ステッ
プ４２３〜４２６）する。ＴP が４速の場合（ステップ
４２７）は４速スリーブを中立位置にし（ステップ４２
８）、Ｐを最大値にし（ステップ４２９）４速運転に入
る。ＴP が５速の場合は変速の必要がないためスタート
に戻る。 【００２２】運転者が切替レバー１９でＳ（運転性重
視）運転をセレクトするとキックダウン条件の基準値が
Ｐb2（＞Ｐb1）と大きくなり（ステップ４３０）、キッ
クダウンを行うＴP 位置は４速，５速でこれはＥ運転と
同様である。変速点となるＮeもＮe2（＞Ｎe1）と大き
く設定される（ステップ４３１）。 【００２３】このようにすることによりエンジン回転数
Ｎe をＥ運転より高回転で使用できる。 【００２４】図９はシフトダウンプログラムＢのフロー
チャートである。シフトダウンプログラムＢは運転者が
走行中にセレクトバー１８を３速（２速）から２速（１
速）運転に切替えた場合の制御プログラムである。これ
は下坂でエンジンブレーキの動作を強くする場合に使用
される。すなわち３速運転では車速が速すぎる場合２速
運転とする。この場合運転者がアクセルペダルをふめ込
めば、エンジン回転数の上昇があり、多板クラッチの回
転同期（シフトダウンプログラムＡ）が可能であるが、
下り坂であるのでアクセルペダルはアイドル位置であ
る。このため絞り弁をバイパスする空気弁（例えばアイ
ドルスピードコントロール弁等）によりエンジン回転数
Ｎe を制御して回転同期をする必要がある。そこで図９
で、セレクトレバー１８により１速運転がセレクトされ
ると、スリーブを中立位置（ニュートラル）にし（ステ
ップ５０１）バイパス弁で回転同期を行う(ステップ５
０２)。Ｎe＝ｋ1Ｎになると（ステップ５０３）１速ス
リーブをＯＮして（ステップ５０４）、スタートに戻
る。２速，３速運転の場合も同様である。 【００２５】図１０はシフトダウンプログラムＡのフロ
ーチャートである。シフトダウンプログラムＡは変速機
を連結状態で減速し、車速が低下した時に加速する場合
で、絞り弁開度が大きい（吸入負圧の低下が大きい）場
合はキックダウンになるが、比較的ゆるやかな加速の場
合のプログラムである。この時の運転モードはＤレンヂ
である。なお変速機がニュートラル状態の場合は図７の
車速判定プログラムが実行される。図１０において、Ｎ
がＮ3 より小さい場合（ステップ６０１）は１速か２速
であり、そのまま加速できるためスタートに戻る。Ｎ3
＜Ｎ＜Ｎ4の場合はステップ６０２から６０３〜６０５
を実行することにより２速運転になる。同様にＮ4≦Ｎ
＜Ｎ5の場合は３速（ステップ６０９〜６１１）、Ｎ5≦
Ｎ＜Ｎ6の場合は４速（ステップ６０６〜６０８）とな
る。Ｎ6 以上では５速の状態を続ける。 【００２６】図１１は車速Ｎとエンジン回転数Ｎe の関
係の一例を示す図である。４速の場合を例に説明する
と、Ｅ運転ではＮ＝Ｎ6 で３速より４速に変速され、Ｎ
＝ｋ4Ｎeの関係で変化する。ここでＮe＝Ｎe1 となると
４速より５速に変更される。Ｓ運転ではＮe＝Ｎe2 で５
速に変速される。４速状態でＮがＮ5 以上の場合はシフ
トダウンせずに加速する。Ｎ4＜Ｎ≦Ｎ5の間では３速に
シフトダウンする。ＮがＮ4 以下で絞り弁がアイドル位
置になるとニュートラルになる。キックダウン時はＮe
＝Ｎe3 まで４速状態が続き５速に変更される。 【００２７】図１２（ａ）に前進プログラム、（ｂ）に
後退プログラムを示す。本発明は多板クラッチのトルク
伝達力の制御で発進、変速時の車速及びエンジン回転数
制御を行うことが特徴である。一般にエンジン出力Ｔe
と伝達トルクＴの関係は Ｉ×ｄω／ｄｔ＝Ｔe−Ｔ …（１） となりＴeとＴの差がエンジンの角速度ωの変化になっ
て現れる。但しＩはエンジンの慣性能率である。一方ク
ラッチの伝達トルクは Ｔ＝μＰ …（２） ここでμは摩擦板の回転差による係数、Ｐは摩擦板の押
付け力である。以上のことから図１２（ａ）では、運転
者が絞り弁を開き、その開度をθとすると、ある定数ｎ
eに対してステップ７０１で Ｔe＝θｎe …（３） を算出する。このエンジン出力Ｔeと多板クラッチの伝
達トルクＴをＴe＝Ｔになるようにすれば、（１）式の
エンジンの加速分（Ｉ×ｄω／ｄｔ）を車軸に伝達し、
エンジン回転数が低下（エンスト）することなく発進で
きる。次にμ＝Ｋμ−（Ｎe−Ｎ）で（２）式のμを計
算し（ステップ７０２）、Ｐ＝Ｔe／μで多板クラッチ
の操作力Ｐを計算する（ステップ７０３）。この結果よ
りＰを設定する（ステップ７０４）。ここでパーキング
ブレーキをＯＦＦし（ステップ７０５）、Ｎの状態を判
定する（ステップ７０６）。Ｎが負（後退）の場合はパ
ーキングブレーキをＯＮし（ステップ７０７）、Ｎ＝Ｋ
1Ｎeを判定する(ステップ７０８)。この場合はＮｏであ
るのでスタートに戻り、再度Ｐの設定を変更する。前進
プログラムは図５に示したように絞り弁がＯＦＦアイド
ル（絞り弁開の条件）でスタートするため、絞り弁開度
θによりＰの設定は徐々に大きくなり（Ｉ×ｄω／ｄ
ｔ）×Ｎが正になり発進できる。Ｎ＝Ｋ1Ｎeとなると１
速スリーブをＯＮしＰ＝０として１速運転となる（ステ
ップ７０９，７１０）。 【００２８】図１２（ｂ）は後進プログラムである。後
退プログラムは基本的には前進プログラムと同じである
が、Ｎが負の状態でパーキングブレーキを開放する（ス
テップ７１６）点が異なっている。またＮ＝ＫRＮe成立
（ステップ７１８）後Ｐを最大値に設定する（ステップ
７１９）。 【００２９】なお、図１の出力軸回転センサ５２の出力
特性は図１３に示されており、この出力軸回転センサ５
２は直流発電機であって、このため回転方向によりその
出力ＶN の極性が変化し回転方向が識別できるものとす
る。また図１４は多板クラッチアクチュエータ１３の構
成図である。電磁ソレノイド１３ｂに入力するとシリン
ダ１３ａの圧力が上昇し、摩擦板２３が押し付けられ伝
達力が増す。電磁ソレノイド１３ｃに入力するとシリン
ダ１３ａの油圧が低下して伝達力が低下する。油圧検出
器４８を制御回路８にフィードバックして制御性の向上
を計っている。ばね４７によりピストンが戻る。 【００３０】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、変速時の回転同期のためにエンジン出力を
減少することなく歯車変速機の変速が可能となるため、
変速時の車速の変動が小さくなり、また本発明では５速
運転と変速時のみクラッチを介してトルクを伝達するた
め、クラッチの使用時間が短かくなり耐久性が向上する
という効果がある。さらにエンジン出力をダンパ（多板
クラッチ）を介して変速機に伝達するため、変速機の耐
久性の向上がはかれる。
び自動変速方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】オートマチックトランスミッション車に
対する需要は増大しており、このために現在はトルクコ
ンバータが用いられている。しかし種々の対策が検討さ
れているが、トルクコンバータの動力伝達効率は低いた
めに歯車式変速機に比べて燃料消費量が大きくなってい
る。この問題点を解消するために、歯車式変速機を用い
た自動変速システムが研究されている。その１つは１９
８４年２月、デトロイトで開催された国際会議の論文、
Watanabe他“Microcomputer Mechanical Clutchand Tra
nsmission Control”，SAE840055 に開示されたもの
で、変速時にクラッチの操作と絞り弁の操作を行うもの
である。また自動車技術会「学術講演会前刷集８２２」
収録の「メカニカルトランスミッションの自動化」（長
岡他）に示された方法では、変速時にクラッチは操作し
ないが絞り弁を操作して、変速機の入力軸と出力軸の回
転数を同期させ、歯車の接続を行っている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
はいずれの場合にも歯車の接続を行う時に、絞り弁を操
作して回転同期を行っているために変速時間が長くなり
速度の変動も生じ易いという欠点を有している。 【０００４】本発明の目的は、変速時の回転同期のため
に絞り弁を操作することなしに歯車式変速機の自動変速
が行えるようにした自動変速装置及び自動変速方法を提
供するにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は、第１の歯車よ
り第２の歯車に変速する場合、クラッチを有する第３の
歯車を使用して、このクラッチと第３の歯車でトルクを
伝達しながら回転同期を行うことにより、変速を行うよ
うにしたことを特徴としたものである。 【０００６】 【作用】本発明によれば、第３の歯車でトルクを伝達し
ながら回転同期を行うので、回転同期のために絞り弁を
操作せずに変速でき、変速時の車速の変動が小さくな
る。 【０００７】 【実施例】図１は本発明の実施例を示すものでシステム
の全体構成図である。エンジン１には絞り弁２，アクセ
ルペダル３がある。エンジン１の出力はダンパクラッチ
４を介して歯車変速機の入力軸５に伝達され、歯車を介
して出力軸１４に伝達され、最終減速歯車２０より車軸
に伝達される。入力軸５には本発明の特徴とする多板ク
ラッチ１２があり、多板クラッチアクチュエータ１３に
よりクラッチの接続，開放がなされる。またＦ−Ｒ切替
アクチュエータ１５，変速アクチュエータ１６，ブレー
キディスク２２を駆動するパーキングブレーキアクチュ
エータ２１がある。制御回路８には、運転状態を計測す
る信号として、絞り弁開度センサ６の出力，吸入圧力セ
ンサ５１の出力，エンジン回転数センサ７の出力，出力
軸回転数センサ５２の出力、及び変速位置信号ＴP が入
力されている。また運転者の意志を入力する信号とし
て、運転モードセレクトレバー１８よりの後退Ｒ，駐車
Ｐ、あるいは前進Ｄの信号、Ｅ，Ｓ切替レバー１９から
の経済走行Ｅ，運転性重視走行Ｓの信号も入力されてい
る。一方出力信号としては、多板クラッチアクチュエー
タ１３，Ｆ−Ｒ切替アクチュエータ１５，変速アクチュ
エータ１６，１７，パーキングブレーキアクチュエータ
２１への操作信号を出力する。また上記の各アクチュエ
ータは油圧により駆動され、油タンク９，油圧ポンプ１
０，油圧レギュレータ１１より構成された油圧発生装置
に接続されている。以上のように構成されたシステムの
動作を次に述べる。 【０００８】図２Ａは発進時の動作説明図で、運転者が
運転モードセクレトレバ１８を前進Ｄにして発進する場
合で、発進の条件が成立するとアクチュエータ１５のシ
リンダ１５ａを右側に移動し、スリーブ２４で出力軸１
４と歯車（５速）２６を連結する。この時多板クラッチ
１２は開放されているため、従来より使用されているシ
ンクロメッシュ式の同期装置で車輪の状態（回転の有無
及び方向）に無関係に連結できる。ここでアクチュエー
タ１３のシリンダ１３ａに油圧を徐々に供給すると、多
板クラッチ１２には摩擦板２３を介して入力軸５の回転
力が伝達され、多板クラッチ１２とは一体の歯車２５か
ら歯車２６に回転が伝達され、これとスリーブ２４によ
り連結された出力軸１４が回転して発進する。ここで多
板クラッチ１２の伝達トルクＴD は ＴD＝μＰ ここにμは摩擦板のすべり率 Ｐは摩擦板の押受け力 であるので、入力軸５と出力軸１４の回転数を見ながら
シリンダ１３ａの操作圧力を制御することにより出力軸
１４の回転数を負荷(道路の状態，車体重量等)に応じて
制御できる。この時のエンジン出力の伝達径路は入力軸
５→摩擦板２３→歯車２５→歯車２６→スリーブ２４→
出力軸１４となる。ここでエンジン回転数Ｎe(入力軸）
と車速（出力軸）が１速の回転比になると（多板クラッ
チのすべりμが無くなれば５連の回転比まで調整可能）
図２Ｂに示すようにアクチュエータ１７のシリンダ１７
ａに油圧を供給し、スリーブ２７を左方へ移動し、歯車
２９と出力軸１４を連結する。この時の回転同期は多板
クラッチ１２で行うため、ボークリング３０を使用する
ことにより歯車を傷付けることなくかみ合わせが可能で
ある。歯車２９と出力軸１４が連結されれば、シリンダ
１３ａの油圧供給を停止する。この結果、エンジン出力
の伝達経路は入力軸５→歯車２８→歯車２９→スリーブ
２７→出力軸１４となる。このようにして１速運転にな
る。 【０００９】図３Ａ及び図３Ｂは図２Ｂの１速運転状態
より２速運転に変速する場合の説明図である。車速が変
速状態になると図３Ａに示すようにスリーブ２７を中心
位置に戻し歯車２９と出力軸１４の連結を開放する。そ
れと同時にシリンダ１３ａに油圧を供給し、摩擦板２３
によりエンジン出力を歯車２６（５速）を介して出力軸
１４に伝達する。このシリンダ１３ａの操作力Ｐにより
エンジン出力は車軸に伝達され車体の加速に消費される
と共にエンジン回転数は、歯車２６が使われているため
変速比が小さくなっており、このためエンジンの負荷が
大きくなって低下し、出力軸（車速）と入力軸の変速比
が１速の変速比より２速の変速比（小さくなる方向）に
近づいてくる。この時のエンジン出力の伝達経路は発進
時と同様に入力軸５→前擦板２３→歯車２５→歯車２６
→スリーブ２４→出力軸１４となる。ここで入力軸５と
出力軸１４の変速比が２速の変速比になると図３Ｂに示
すようにシリンダ１７ａに油圧を供給してスリーブ２７
を右側に移動し、歯車３２と出力軸１４を連結する。連
結が完了するとシリンダ１３ａの油圧供給を停止して摩
擦板２３の操作力を開放する。これで１速より２速への
変速が完了する。この時のエンジン出力の伝達経路は、
入力軸５→歯車３１→歯車３２→スリーブ２７→出力軸
１４となる。 【００１０】以上のように変更時１速を開放してニュー
トラル状態となるが、この時多板クラッチ１２により５
速歯車（歯車２５，歯車２６）によりエンジン出力の車
軸への伝達が行われるため、運転者はアクセルペダルを
戻す必要（エンジン出力の調整）がない。このようにす
ることにより車速を加速しながら歯車変速機の変速が可
能となる。一方運転者が変速中にアクセルペダルを戻し
た場合は、多板クラッチ１２による入力軸と出力軸１４
の回転同期が早くなる（エンジン回転数が早く低下する
ため）だけで変速には好都合となる。３速，４速の変速
も同様に変速できる。５速にする場合は、シリンダ１３
ａの操作力を最大値にし、他のスリーブ２７，３３を中
立位置にすることにより達成できる。 【００１１】図４は後退時の動作を示したものである。
この時は図１〜図３とは逆にシリンダ１５ａによってス
リーブ２４を左側に移動、出力軸１４と歯車３７を連結
する。この場合もシリクロメッシュ３４により出力軸１
４の状態に無関係に連結できる。ここで多板クラッチ１
２の摩擦板２３，４０，４１，４２，４３を押し付ける
ことにより多板クラッチ１２が回転し、歯車３５，歯車
３６を介して歯車３７が回転し出力軸１４が後退方向に
回転する。軸３８は逆転用の歯車３６の支持軸である。
従来の装置では、歯車３６を移動して出力軸の逆転を行
っている。このようにする場合は歯車３７を出力軸１４
に固定しておき、多板クラッチ１２にブレーキ装置を付
け歯車３５と歯車３７を停止した状態にして歯車３６を
連結することが可能である。多板クラッチ１２は入力軸
５に歯車４４によりスプライン結合した摩擦板２３，４
１，４３から成っている。また多板クラッチ１２の歯車
４５によりスプライン結合した摩擦板４０，４２をボー
ル３９を介してシリンダで押し付けるようにしてある。 【００１２】なお変速比を大きくする（シフトダウン）
場合は図３Ａの状態で目的とする変速比となるように多
板クラッチの伝達力を制御すればよい。 【００１３】以上は図１の実施例の機構部分の動作であ
ったが、これらの動作は制御回路８により制御され、そ
の詳細を以下に説明する。図５〜図１０及び図１２はこ
の制御の全体を示すフローチャートである。図５ではま
ずステップ１００で車速Ｎの判定を行い、Ｎ＝０（停止
状態）であれば同図の発進プログラムが実行され、Ｎ≠
０の時は変速判定プログラムへジャンプする。発進プロ
グラムの時は運転者はセレクトレバー１８により、Ｒ，
Ｐ，Ｄ，１速のいずれかを選択している。Ｒ（後退）が
セレクトされていると、ステップ１０１でスリーブ２４
がＲ側に移動される（シリンダー１５ａに油圧をかけて
スリーブ２４を動かすように指令を出すことによりこれ
は実行されるが、このような機構部分については前述し
てあるので以下ではこのような機構との関連は簡単に述
べる）。ここで運転者がアクセルペダルをふみ込んだこ
とがステップ１０２の絞り弁ＯＦＦアイドルで確認され
ると後述（図１２）する後退プログラムがスタートし実
行される。Ｎ（車速）＝ＫR(後退変速比）×Ｎe(エンジ
ン回転数）となるまで後退プログラムが実行し、この条
件の成立がステップ１０３で確認されると多板クラッチ
操作力Ｐを最大値にし（ステップ１０４）、発進プログ
ラムが終了してスタートに戻る。後退プログラム実行中
に絞り弁がアイドル位置になりブレーキがふまれると割
込信号となり、後退プログラムは中止されステップ１０
５へジャンプしてＰ＝０とし、続いてステップ１０６で
Ｎ＝０（停止）が確認されるとステップ１０７でパーキ
ングブレーキをＯＮしてスタートに戻る。 【００１４】セレクト１８によりＰ（パーキング）がセ
レクトされている時はステップ108でパーキングブレー
キをＯＮとし、スタートに戻る。セレクタ１８によりＤ
（前進）がセレクトされている時はステップ１０９でス
リーブ２４が前進側に移動される。ここで絞り弁がふみ
込まれるとステップ１１０から後述（図１２）の前進プ
ログラムへ移りこれがスタートする。前進プログラムが
実行され回転数Ｎe が上昇してＮ＝Ｋ1(１速の変速比）
×Ｎe が成立するとステップ１１１から１１２へ進み、
１速スリーブ２７がＯＮしてスタートに戻る。ここでも
前進プログラム実行中に絞り弁がアイドル位置になりブ
レーキがＯＮされると割込み信号が入り、ステップ１０
５以下の停止動作へジャンプする。セレクタ１８により
１速セレクタされている時は前進Ｄの時と同時にＦスリ
ーブＯＮ（ステップ１１３）の後発進プログラムが実行
され、車速Ｎがエンジンに同期（Ｎ＝Ｋ1Ｎe）した後１
速運転状態として（ステップ１１７）スタートに戻る。 【００１５】車が動いている場合はステップ１００から
変速判定プログラムへ移り、これが実行される。図６は
変速判定プログラムのフローチャートであり、この時は
セレクタはＤ，１〜３速のいずれかである。これがＤの
セレクト状態の場合は現在のＴP(変速位置）をステップ
２０１〜２０４で判定する。ＴP＝１ 速の場合はＮがＮ
1(車速設定値）より小さい場合でかつ絞り弁がアイドル
位置にあれば（ステップ２０５，２０６）、１速スリー
ブをＯＦＦし（ステップ２０７），停車可能な状態にし
てスタートに戻る。ここで運転者がブレーキをふめばエ
ンストすることなく停車できる。絞り弁が開かれている
とステップ２０６からスタートへもどり、１速の状態が
続く。車速ＮがＮ1 より大きい場合（Ｎ≧Ｎ1)はステッ
プ２０５から後述のシフトアッププログラムへジャンプ
する。ＴP が２速の場合も１速と同様な動作をする（ス
テップ２０８〜２１０）。これは１速や２速の場合が動
いている場合であれば絞り弁を開くことにより加速可能
であるためである。ＴP が３速の場合はＮがＮ4 より大
きい場合はステップ２１１からシフトアッププログラム
へ移るが、ＮがＮ4 より小さい場合で絞り弁を開くとス
テップ２１２から後述のシフトダウンプログラムＡへジ
ャンプする。絞り弁がアイドル位置でＮがＮ3 より小さ
くなるとステップ２１３よりステップ２１４へ移り、３
速スリーブをＯＦＦしてニュートラル状態にしてスター
トに戻る。ＴP＝４ 速の場合はＴP＝３速と同様な操作
がなされる（ステップ２１５〜２１８）。ＴP＝４ 速で
もない場合はステップＰ最大の判定とし、Ｐが最大値で
あれば５速と判定し、それ以外はニュートラルとなる。
５速でかつＮがＮ6 より大きい場合は通常の加速が可能
であるためステップ２２０からスタートに戻る。ＮがＮ
6 より小さく、絞り弁がアイドル位置でない場合はステ
ップ２２１からシフトダウンプログラムＡへアイドル位
置でＮがＮ5 より小さくなるとステップ２２２から２２
３へ移りＰ＝０のニュートラル状態にしてスタートに戻
る。なおステップ２１９で最大値でないニュートラル状
態の場合には図７の車速判定プログラムを実行する。 【００１６】運転者が走行中にセレクタ１８で１速レン
ヂをセレクトするとまずＴp の判定が行われる。Ｔp が
１速の場合はステップ２２４から２２５へ移り、Ｎ≧Ｎ
1 を判定し、ＮがＮ1 より大きい場合は１速状態を続け
てスタートに戻る。ＮがＮ1以下であるとステップ２２
６へ進み、ここで絞り弁がアイドル位置になると１速ス
リーブをＯＦＦして（ステップ２２７）ニユートラル状
態（エンスト防止）にし、スタートへ戻る。Ｔｐが１速
でない場合は１速にするためシフトダウンプログラムＢ
を実行する。 【００１７】運転者がセレクタ１８で２速レンヂをセレ
クトすると、ステップ２２８でＴPを判定し１速の場合
はシフトアッププログラムを実行する。続いて１速でも
２速でもない３速の場合はステップ２２９からシフトダ
ウンプログラムへジャンプしこれを実行する。ＴP が２
速の場合はＮがＮ2 より小さく（ステップ２３０）、絞
り弁がアイドル位置の場合（ステップ２３１）、２速ス
リーブを中立位置にし（ステップ２３２）、ニュートラ
ルにする。 【００１８】運転者がセレクト１８で３速レンジをセレ
クトすると、ＴP ＝１速及び２速の場合はシフトアップ
プログラムへジャンプする（ステップ２３３，２３
４）。 【００１９】ＴP ＝３速の場合はセレクト１８で１速，
２速をセレクトしない時と同様の動作をする（ステップ
２３５〜２３７）。このようにして１速，２速又は３速
レンヂをセレクトした時はそのセレクトした速度にＴP
を変更し、以後はそのＴP を維持する。このようにする
ことによりエンジンブレーキ効果や長い坂道を登るとい
った運転状態がカバーできる。 【００２０】図７は車速判定プログラムのフローチャー
トである。この車速判定プログラムは、ニュートラル状
態で走行中に加工する場合のプログラムであって、ま
ず、絞り弁がアイドル位置で車が停止(Ｎ＝０)するとス
テップ３０１，３０２からステップ３０３へ移り、ここ
で、パーキングブレーキをＯＮして駐車状態にし、スタ
ートに戻る。絞り弁が開いており、ＮがＮ2より小さい
場合は１速運転，Ｎ2≦Ｎ＜Ｎ4 の場合は２速運転，Ｎ4
≦Ｎ＜Ｎ5の場合は３速運転，Ｎ5≦Ｎ＜Ｎ6の場合は４
速運転，Ｎ≦Ｎ6 以上で５速運転と判定される(ステッ
プ３０４〜３０７)。図８はシフトアッププログラムの
フローチャートである。運転者が切替レバー１９でＥ
（経済走行）をセレクトすると、ステップ４０１で吸入
圧力Ｐb を判定し、Ｐb≦Ｐb1でＴPが４速の場合（ステ
ップ４０２）はキックダウンプログラムを実行する。即
ちまず４速スリーブを中立位置にし（ステップ４０
３）、Ｐ制御により回転同期を行い（ステップ４０
４）、Ｎ＝Ｋ3Ｎeが成立すれば（ステップ４０５）３速
スリーブを連結する（ステップ４０６）。ここでＰb≧
Ｐb3 であれば（ステップ４０７）スタートに戻る。Ｐ
b がＰb3より小さければＮe＝Ｎe3 になるまで（ステッ
プ４０８）３速運転を続ける。ＴP が４速でなく５速の
場合はステップ４０９から４０４へ移り、以後Ｐを制御
して回転同期を行い、３速運転に入る。ＴP が３速の場
合はステップ４１０からステップ４０６へ移り、Ｐ≧Ｐ
b3かＮe＝Ｎe3 が成立するまで変速しない。２速，１速
の場合はキックダウンせずに通常の運転を続ける。 【００２１】ステップ４０１でＰb≧Ｐb1 が成立しない
場合は通常の加速であるため、Ｎe≧Ｎe1になるまで変
速しない（ステップ４１１からスタートへ）。Ｎe がＮ
e1以上になると、１速の場合（ステップ４１２）は２速
にシフトアップ（ステップ４１３〜４１６）、２速の場
合（ステップ４１７）は３速に（ステップ４１８〜４２
１）、３速の場合（ステップ４２２）は４速に（ステッ
プ４２３〜４２６）する。ＴP が４速の場合（ステップ
４２７）は４速スリーブを中立位置にし（ステップ４２
８）、Ｐを最大値にし（ステップ４２９）４速運転に入
る。ＴP が５速の場合は変速の必要がないためスタート
に戻る。 【００２２】運転者が切替レバー１９でＳ（運転性重
視）運転をセレクトするとキックダウン条件の基準値が
Ｐb2（＞Ｐb1）と大きくなり（ステップ４３０）、キッ
クダウンを行うＴP 位置は４速，５速でこれはＥ運転と
同様である。変速点となるＮeもＮe2（＞Ｎe1）と大き
く設定される（ステップ４３１）。 【００２３】このようにすることによりエンジン回転数
Ｎe をＥ運転より高回転で使用できる。 【００２４】図９はシフトダウンプログラムＢのフロー
チャートである。シフトダウンプログラムＢは運転者が
走行中にセレクトバー１８を３速（２速）から２速（１
速）運転に切替えた場合の制御プログラムである。これ
は下坂でエンジンブレーキの動作を強くする場合に使用
される。すなわち３速運転では車速が速すぎる場合２速
運転とする。この場合運転者がアクセルペダルをふめ込
めば、エンジン回転数の上昇があり、多板クラッチの回
転同期（シフトダウンプログラムＡ）が可能であるが、
下り坂であるのでアクセルペダルはアイドル位置であ
る。このため絞り弁をバイパスする空気弁（例えばアイ
ドルスピードコントロール弁等）によりエンジン回転数
Ｎe を制御して回転同期をする必要がある。そこで図９
で、セレクトレバー１８により１速運転がセレクトされ
ると、スリーブを中立位置（ニュートラル）にし（ステ
ップ５０１）バイパス弁で回転同期を行う(ステップ５
０２)。Ｎe＝ｋ1Ｎになると（ステップ５０３）１速ス
リーブをＯＮして（ステップ５０４）、スタートに戻
る。２速，３速運転の場合も同様である。 【００２５】図１０はシフトダウンプログラムＡのフロ
ーチャートである。シフトダウンプログラムＡは変速機
を連結状態で減速し、車速が低下した時に加速する場合
で、絞り弁開度が大きい（吸入負圧の低下が大きい）場
合はキックダウンになるが、比較的ゆるやかな加速の場
合のプログラムである。この時の運転モードはＤレンヂ
である。なお変速機がニュートラル状態の場合は図７の
車速判定プログラムが実行される。図１０において、Ｎ
がＮ3 より小さい場合（ステップ６０１）は１速か２速
であり、そのまま加速できるためスタートに戻る。Ｎ3
＜Ｎ＜Ｎ4の場合はステップ６０２から６０３〜６０５
を実行することにより２速運転になる。同様にＮ4≦Ｎ
＜Ｎ5の場合は３速（ステップ６０９〜６１１）、Ｎ5≦
Ｎ＜Ｎ6の場合は４速（ステップ６０６〜６０８）とな
る。Ｎ6 以上では５速の状態を続ける。 【００２６】図１１は車速Ｎとエンジン回転数Ｎe の関
係の一例を示す図である。４速の場合を例に説明する
と、Ｅ運転ではＮ＝Ｎ6 で３速より４速に変速され、Ｎ
＝ｋ4Ｎeの関係で変化する。ここでＮe＝Ｎe1 となると
４速より５速に変更される。Ｓ運転ではＮe＝Ｎe2 で５
速に変速される。４速状態でＮがＮ5 以上の場合はシフ
トダウンせずに加速する。Ｎ4＜Ｎ≦Ｎ5の間では３速に
シフトダウンする。ＮがＮ4 以下で絞り弁がアイドル位
置になるとニュートラルになる。キックダウン時はＮe
＝Ｎe3 まで４速状態が続き５速に変更される。 【００２７】図１２（ａ）に前進プログラム、（ｂ）に
後退プログラムを示す。本発明は多板クラッチのトルク
伝達力の制御で発進、変速時の車速及びエンジン回転数
制御を行うことが特徴である。一般にエンジン出力Ｔe
と伝達トルクＴの関係は Ｉ×ｄω／ｄｔ＝Ｔe−Ｔ …（１） となりＴeとＴの差がエンジンの角速度ωの変化になっ
て現れる。但しＩはエンジンの慣性能率である。一方ク
ラッチの伝達トルクは Ｔ＝μＰ …（２） ここでμは摩擦板の回転差による係数、Ｐは摩擦板の押
付け力である。以上のことから図１２（ａ）では、運転
者が絞り弁を開き、その開度をθとすると、ある定数ｎ
eに対してステップ７０１で Ｔe＝θｎe …（３） を算出する。このエンジン出力Ｔeと多板クラッチの伝
達トルクＴをＴe＝Ｔになるようにすれば、（１）式の
エンジンの加速分（Ｉ×ｄω／ｄｔ）を車軸に伝達し、
エンジン回転数が低下（エンスト）することなく発進で
きる。次にμ＝Ｋμ−（Ｎe−Ｎ）で（２）式のμを計
算し（ステップ７０２）、Ｐ＝Ｔe／μで多板クラッチ
の操作力Ｐを計算する（ステップ７０３）。この結果よ
りＰを設定する（ステップ７０４）。ここでパーキング
ブレーキをＯＦＦし（ステップ７０５）、Ｎの状態を判
定する（ステップ７０６）。Ｎが負（後退）の場合はパ
ーキングブレーキをＯＮし（ステップ７０７）、Ｎ＝Ｋ
1Ｎeを判定する(ステップ７０８)。この場合はＮｏであ
るのでスタートに戻り、再度Ｐの設定を変更する。前進
プログラムは図５に示したように絞り弁がＯＦＦアイド
ル（絞り弁開の条件）でスタートするため、絞り弁開度
θによりＰの設定は徐々に大きくなり（Ｉ×ｄω／ｄ
ｔ）×Ｎが正になり発進できる。Ｎ＝Ｋ1Ｎeとなると１
速スリーブをＯＮしＰ＝０として１速運転となる（ステ
ップ７０９，７１０）。 【００２８】図１２（ｂ）は後進プログラムである。後
退プログラムは基本的には前進プログラムと同じである
が、Ｎが負の状態でパーキングブレーキを開放する（ス
テップ７１６）点が異なっている。またＮ＝ＫRＮe成立
（ステップ７１８）後Ｐを最大値に設定する（ステップ
７１９）。 【００２９】なお、図１の出力軸回転センサ５２の出力
特性は図１３に示されており、この出力軸回転センサ５
２は直流発電機であって、このため回転方向によりその
出力ＶN の極性が変化し回転方向が識別できるものとす
る。また図１４は多板クラッチアクチュエータ１３の構
成図である。電磁ソレノイド１３ｂに入力するとシリン
ダ１３ａの圧力が上昇し、摩擦板２３が押し付けられ伝
達力が増す。電磁ソレノイド１３ｃに入力するとシリン
ダ１３ａの油圧が低下して伝達力が低下する。油圧検出
器４８を制御回路８にフィードバックして制御性の向上
を計っている。ばね４７によりピストンが戻る。 【００３０】 【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、変速時の回転同期のためにエンジン出力を
減少することなく歯車変速機の変速が可能となるため、
変速時の車速の変動が小さくなり、また本発明では５速
運転と変速時のみクラッチを介してトルクを伝達するた
め、クラッチの使用時間が短かくなり耐久性が向上する
という効果がある。さらにエンジン出力をダンパ（多板
クラッチ）を介して変速機に伝達するため、変速機の耐
久性の向上がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体構成を示す図。
【図２】発進時の機構部動作説明図。
【図３】変速時の機構部動作説明図。
【図４】後退時の機構部動作説明図。
【図５】本発明の実施例の制御方法を示すフローチャー
トの全体図。 【図６】変速判定プログラムのフローチャート。 【図７】車速判定プログラムのフローチャート。 【図８】シフトアッププログラムのフローチャート。 【図９】シフトダウンプログラムＢのフローチャート。 【図１０】シフトダウンプログラムＡのフローチャー
ト。 【図１１】車速とエンジン回転数の関係の説明図。 【図１２】前進プログラム及び後退プログラムのフロー
チャート。 【図１３】出力軸回転数センサの特性図。 【図１４】多板クラッチアクチュエータの系統図。 【符号の説明】 １…エンジン、２…絞り弁、５…入力軸、６…絞り弁開
度検出センサ、７…エンジン回転数センサ、８…制御回
路、１２…多板クラッチ、１３…多板クラッチアクチュ
エータ、１４…出力軸、１５…Ｆ−Ｒ切替アクチュエー
タ、１６…変速アクチュエータ、１７…変速アクチュエ
ータ、２１…パーキングブレーキアクチュエータ、２２
…ブレーキデスク、５２…出力回転数センサ。
トの全体図。 【図６】変速判定プログラムのフローチャート。 【図７】車速判定プログラムのフローチャート。 【図８】シフトアッププログラムのフローチャート。 【図９】シフトダウンプログラムＢのフローチャート。 【図１０】シフトダウンプログラムＡのフローチャー
ト。 【図１１】車速とエンジン回転数の関係の説明図。 【図１２】前進プログラム及び後退プログラムのフロー
チャート。 【図１３】出力軸回転数センサの特性図。 【図１４】多板クラッチアクチュエータの系統図。 【符号の説明】 １…エンジン、２…絞り弁、５…入力軸、６…絞り弁開
度検出センサ、７…エンジン回転数センサ、８…制御回
路、１２…多板クラッチ、１３…多板クラッチアクチュ
エータ、１４…出力軸、１５…Ｆ−Ｒ切替アクチュエー
タ、１６…変速アクチュエータ、１７…変速アクチュエ
ータ、２１…パーキングブレーキアクチュエータ、２２
…ブレーキデスク、５２…出力回転数センサ。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．絞り弁により内燃機関へ吸入される空気量を変えて
回転出力が制御される内燃機関の前記回転出力が伝達さ
れるとともに、複数個の第１の歯車群（２８）が形成さ
れた入力軸（５）と、 最終減速歯車を介して車両の駆動輪へ前記回転出力を伝
達する出力軸（１４）と、 前記入力軸（５）の第１の歯車群（２８）と常時かみあ
い、前記出力軸(１４)の同軸上に回転自在に設けられた
複数個の第２の歯車群（２９）と、 前記出力軸（１４）の第２の歯車群（２９）と前記出力
軸（１４）との間の回転を固定して、前記入力軸（５）
の第１の歯車群（２８）と前記出力軸（１４）の第２の
歯車群（２９）との歯車のかみあいの組合せによって定
められる変速比で、前記入力軸（５）からの前記回転出
力を前記出力軸（１４）へ伝達する複数個のスリーブ
（２４，２７）と、 前記出力軸（１４）の第２の歯車群のうち最も変速比の
小さい歯車（２６）と常時かみあう第３の歯車（２５）
と、 前記第３の歯車（２５）が一体に固定され、前記入力軸
（５）の同軸上に設けられ、内蔵した摩擦板（２３）
の、前記絞り弁の開度に応じて決まる摩擦力の大きさに
従って前記入力軸（５）とともに回転して、前記回転出
力を前記第３の歯車（２５）へ伝達する多板クラッチ
（１２）とからなる変速機構を有する自動変速機を制御
する自動車の自動変速装置において、 車両の運転モードがニュートラルレンジ（Ｎレンジ）か
らドライブレンジ（Ｄレンジ）に変更された場合に、 前記複数個のスリーブのうちのひとつ（２４）が前記第
２の歯車群のうち最も変速比の小さい歯車（２６）と前
記出力軸（１４）とを結合し、 前記多板クラッチ（１２）の摩擦板（２３）を締結し
て、前記入力軸（５）からの前記回転出力を、該多板ク
ラッチ（１２）、前記第３の歯車（２５）、前記第２の
歯車群のうち最も変速比の小さい歯車（２６）を介して
前記出力軸(１４)へ伝達し、 前記入力軸（５）の回転数と前記出力軸（１４）の回転
数の比が、前記変速比のうちの発進用の変速比に等しく
なったときに、 前記複数個のスリーブのうちのひとつ（２７）を移動さ
せて、前記変速比が発進用の変速比に対応する歯車（２
９）を前記出力軸（１４）に固定して、前記入力軸
（５）からの前記回転出力を前記出力軸（１４）に伝達
するとともに、 前記多板クラッチ（１２）の摩擦板（２３）を開放し
て、前記入力軸（５）からの前記回転出力の前記第３の
歯車（２５）への伝達を遮断するような制御信号を発生
させる制御回路（８）を有することを特徴とする自動車
の自動変速装置。 ２．絞り弁により内燃機関へ吸入される空気量を変えて
回転出力が制御される内燃機関の前記回転出力が伝達さ
れるとともに、複数個の第１の歯車群（２８）が形成さ
れた入力軸（５）と、 最終減速歯車を介して車両の駆動輪へ前記回転出力を伝
達する出力軸（１４）と、 前記入力軸（５）の第１の歯車群（２８）と常時かみあ
い、前記出力軸(１４)の同軸上に回転自在に設けられた
複数個の第２の歯車群（２９）と、 前記出力軸（１４）の第２の歯車群（２９）と前記出力
軸（１４）との間の回転を固定して、前記入力軸（５）
の第１の歯車群（２８）と前記出力軸（１４）の第２の
歯車群（２９）との歯車のかみあいの組合せによって定
められる変速比で、前記入力軸（５）からの前記回転出
力を前記出力軸（１４）へ伝達する複数個のスリーブ
（２４，２７）と、 前記出力軸（１４）の第２の歯車群のうち最も変速比の
小さい歯車（２６）と常時かみあう第３の歯車（２５）
と、 前記第３の歯車（２５）が一体に固定され、前記入力軸
（５）の同軸上に設けられ、内蔵した摩擦板（２３）
の、前記絞り弁の開度に応じて決まる摩擦力の大きさに
従って前記入力軸（５）とともに回転して、前記回転出
力を前記第３の歯車（２５）へ伝達する多板クラッチ
（１２）とからなる変速機構を有する自動変速機を制御
する自動車の自動変速方法において、 車両の運転モードがニュートラルレンジ（Ｎレンジ）か
らドライブレンジ（Ｄレンジ）に変更された場合に、 前記複数個のスリーブのうちのひとつ（２４）が前記第
２の歯車群のうち最も変速比の小さい歯車（２６）と前
記出力軸（１４）とを結合し、 前記多板クラッチ（１２）の摩擦板（２３）を締結し
て、前記入力軸（５）からの前記回転出力を、該多板ク
ラッチ（１２）、前記第３の歯車（２５）、前記第２の
歯車群のうち最も変速比の小さい歯車（２６）を介して
前記出力軸(１４)へ伝達し、 前記入力軸（５）の回転数と前記出力軸（１４）の回転
数の比が、前記変速比のうちの発進用の変速比に等しく
なったときに、 前記複数個のスリーブのうちのひとつ（２７）を移動さ
せて、前記変速比が発進用の変速比に対応する歯車（２
９）を前記出力軸（１４）に固定して、前記入力軸
（５）からの前記回転出力を前記出力軸（１４）に伝達
するとともに、 前記多板クラッチ（１２）の摩擦板（２３）を開放し
て、前記入力軸（５）からの前記回転出力の前記第３の
歯車（２５）への伝達を遮断することを特徴とする自動
車の自動変速方法。
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|---|---|---|---|
| JP5212510A JP2703169B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 自動車の自動変速装置及び自動変速方法 |
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|---|---|---|---|
| JP5212510A JP2703169B2 (ja) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | 自動車の自動変速装置及び自動変速方法 |
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|---|---|---|---|
| JP59166438A Division JPS6145163A (ja) | 1984-08-10 | 1984-08-10 | 自動変速システム |
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|---|---|
| JPH06201027A JPH06201027A (ja) | 1994-07-19 |
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1993
- 1993-08-27 JP JP5212510A patent/JP2703169B2/ja not_active Expired - Lifetime
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