WO2016152286A1 - 自動変速機 - Google Patents

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WO2016152286A1
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dog
shaft
motor
clutch ring
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Inventor
山本　明弘
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ジヤトコ株式会社
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    • F16H2200/0043—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising four forward speeds

Definitions

  • the present invention relates to an automatic transmission capable of shifting without interrupting torque transmission.
  • Patent Document 1 in a parallel two-shaft type continuously meshing transmission, in order to smoothly engage the dog clutch, a motor capable of rotating each shaft is provided, and the dog clutch is synchronized by synchronizing the dog clutch by driving the motor.
  • a device that achieves smooth meshing without incurring a bad defect is disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-127471 discloses an automatic transmission capable of shifting without interruption of torque transmission (hereinafter referred to as a seamless shift) in a parallel two-shaft type constant mesh transmission.
  • a seamless shift for example, when performing an upshift to the second speed during traveling at the first speed, if a second-speed clutch ring that meshes with the second-speed gear is engaged, a coasting torque acts on the first-speed gear. The coasting torque is used to generate an axial force in the meshing release direction in the first-speed clutch ring to achieve a seamless shift to the second speed.
  • Patent Document 1 By applying the technology shown in Patent Document 1 to an automatic transmission capable of achieving such a seamless shift and synchronizing the dog clutch driven by the motor, a smooth shift can be performed even when the vehicle is stopped. Be expected. However, since the shift time is very short in the running state, the change in the rotation speed of the input shaft of the transmission during the shifting in the running state is large. If a motor or the like is separately provided, the rotation speed of the motor is the same. Therefore, torque due to the inertia of the motor is generated, and this inertia torque is transmitted to the input shaft of the transmission to cause a shock at the time of upshifting.
  • An object of the present invention is to provide an automatic transmission capable of seamless shifting while avoiding a shock caused by an inertia torque of a motor at the time of upshifting.
  • the first low-speed gear and the first high-speed gear fixed to the first shaft on the input side or supported so as to be relatively rotatable, and fixed to the second shaft on the output side.
  • the second low-speed gear supported relative to the first low-speed gear and always engaged with the first low-speed gear and the second high-speed gear always engaged with the first high-speed gear and the first low-speed gear or the second 2 A low-speed clutch ring dog that meshes with a dog of a low-speed relative rotating body that is one of the low-speed gears, and when the torque acts on the low-speed clutch ring dog from the dog of the low-speed relative rotating body, the axial meshing release
  • the first shaft on the input side is rotationally driven by the motor to synchronize the meshing positions of the dogs, enabling shifting, and if necessary, the motor and the first shaft on the input side It becomes possible to cut off the power transmission relationship, and by eliminating the inertia of the motor as appropriate, it is possible to achieve a seamless shift that avoids a shock caused by the inertia of the motor at the time of upshifting.
  • FIG. 1 is a schematic system diagram illustrating an automatic transmission according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the first dog clutch mechanism in the upshift from the first speed to the second speed in the automatic transmission of the first embodiment.
  • 4 is a time chart showing an upshift from the first speed to the second speed in the automatic transmission according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart illustrating motor drive control processing during downshift according to the first embodiment.
  • 4 is a time chart showing a downshift from the fourth speed to the first speed accompanying sudden deceleration in the automatic transmission according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic system diagram showing an automatic transmission according to a first embodiment.
  • An automatic transmission 3 is connected to the engine output shaft 1 a of the engine 1 through a clutch 2.
  • the automatic transmission 3 includes an input-side first shaft 301 connected to the automatic transmission side of the clutch 2, and an output-side second shaft 302 arranged in parallel with the first shaft 301.
  • a first-speed drive gear 311 (corresponding to a first low-speed gear) that rotates integrally with the first shaft 301, a third-speed drive gear 331, and a first shaft 301 can rotate relative to the first shaft 301.
  • a supported second speed drive gear 321 (corresponding to a first high speed gear) and a fourth speed drive gear 341 are provided.
  • the first speed driven gear 312 (corresponding to the second low speed gear) supported so as to be rotatable relative to the second shaft 302, the third speed driven gear 332, and the second shaft 302 rotate integrally.
  • a second-speed driven gear 322 (corresponding to a second high-speed gear) and a fourth-speed driven gear 342 are included. Each driven gear always meshes with each drive gear.
  • the motor 7 is connected to the first shaft 301 via a gear 72 and a gear 331.
  • a one-way clutch 71 is provided between the gear 72 and the motor 7. The one-way clutch 71 is engaged when the first shaft 301 is driven to rotate forward, and transmits torque from the first shaft 301 to the motor 7 side. Further, it is released when the motor 7 is driven to rotate forward, and the torque transmission from the motor 7 to the first shaft 301 side is cut off. In other words, when the motor 7 is driven in reverse rotation, the one-way clutch 71 is engaged and the first shaft 301 is driven in reverse rotation.
  • the transmission controller 3 a determines a desired gear position based on various sensors and shift signals (not shown), and outputs a shift actuator drive signal to the shift actuator 30.
  • the shift actuator 30 is configured to be able to move the first shift fork 31 and the second shift fork 32 in the axial direction.
  • the shift actuator 30 controls the position of a shift drum having a groove engaged with each shift fork on the outer periphery by a motor.
  • the first shift fork 31 and the second shift fork 32 have positioning mechanisms 31b and 32b that can be biased to predetermined positions in the axial direction.
  • the positioning mechanisms 31b and 32b allow a slight movement in the axial direction in accordance with a change in the meshing position of the dog in accordance with the torque acting direction described later after each shift fork is positioned by the shift actuator 30.
  • a holding force at a predetermined axial position is applied to each shift fork at a plurality of positions. Details will be described later.
  • the first speed driven gear 312 and the third speed driven gear 332 are arranged adjacent to each other.
  • the second speed drive gear 321 and the fourth speed drive gear 341 are disposed adjacent to each other.
  • a side surface of the first driven gear 312 facing the third driven gear 332 has a first dog 312 a extending in the axial direction.
  • a third dog 332 a is provided on the side surface of the third driven gear 332 facing the first driven gear 312.
  • a side surface of the second drive gear 321 facing the fourth drive gear 341 has a second dog 321a extending in the axial direction.
  • a fourth dog 341 a is provided on the side surface of the fourth drive gear 341 facing the second drive gear 321.
  • the first and second dog clutch mechanisms DG1 and DG2 are provided between the first speed driven gear 312 and the third speed driven gear 332, and between the second speed drive gear 321 and the fourth speed drive gear 341.
  • the first dog clutch mechanism DG1 is installed on the outer periphery of the first clutch ring cam 400 fixedly installed on the second shaft 302 and meshes with the first shift fork 31 so as to be relatively rotatable.
  • a first clutch ring 33 is provided.
  • On the outer periphery of the first clutch ring cam 400 there is a V-shaped groove 401 formed on the outer peripheral surface.
  • the V-shaped groove 401 includes a first speed side inclined groove 401 a that is inclined toward the positive rotation direction side of the first shaft 301 and a third speed side inclined groove 401 c.
  • the end of the first clutch ring 33 facing the first speed driven gear 312 side has a holding groove 401b connected to the first speed side inclined groove 401a and parallel to the axial direction.
  • an end portion of the first clutch ring 33 facing the third speed driven gear 332 side has a holding groove 401d connected to the third speed side inclined groove 401c and parallel to the axial direction.
  • the second dog clutch mechanism DG2 also includes the second clutch ring 34, the second clutch ring cam 500, the V-shaped groove 501, the second speed side inclined groove 501a, and the fourth speed side inclined groove 501c similar to the first dog clutch mechanism DG1. And holding grooves 501b and 501d. Since the configuration is the same as that of the first dog clutch mechanism DG1, description thereof is omitted.
  • the first clutch ring 33 includes a cylindrical member 33e that can move relative to the outer periphery of the first clutch ring cam 400, and a first sleeve 33a that is expanded in diameter from the axial center to the outer diameter side of the cylindrical member 33e.
  • the first sleeve 33 a is a disk-shaped member that can be applied to the shift fork 31 while being held rotatably relative to the shift fork 31.
  • the first clutch ring 33 includes a first-speed first clutch ring dog 33c extending from the first sleeve 33a in the axial direction of the side facing the first-speed driven gear 312 and an axial direction of the side facing the third-speed driven gear 332
  • the second clutch ring 34 includes a cylindrical member 34e that can move relative to the outer periphery of the second clutch ring cam 500, and a second diameter that is expanded from the axial center to the outer diameter side of the cylindrical member 34e. It has a sleeve 34a.
  • the second sleeve 34 a is a disk-like member that can be applied to the shift fork 32 and an axial force while being held by the shift fork 32 so as to be relatively rotatable.
  • the second clutch ring 34 includes a second-speed second clutch ring dog 34c extending from the second sleeve 34a in the axial direction of the side surface facing the second-speed drive gear 321, and a side shaft facing the fourth-speed gear 341.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the first dog clutch mechanism in the upshift from the first speed to the second speed in the automatic transmission of the first embodiment.
  • the first shift fork 31 is moved to the left side in FIG.
  • the guide first protrusion 33b is positioned in the holding groove 401b and the coasting torque is applied before the torque is applied to the first speed driven gear 312.
  • it does not move in the axial direction.
  • the tooth surface of the first clutch ring dog 33c for the first speed of the first clutch ring 33 is engaged with the first dog 312a of the first speed driven gear 312 when the driving torque is applied. Is formed with an inclined surface 33c1.
  • the first clutch ring 33 is lifted toward the meshing release side along the inclined surface 33 c 1.
  • the first guide protrusion 33b moves from the holding groove 401b to the position of the first-speed inclined groove 401a.
  • the meshing between the first dog 312a of the first-speed driven gear 312 and the first-speed clutch ring dog 33c is continued, and the torque is transmitted.
  • the positioning mechanism 31b described above operates. That is, the axial position of the first clutch ring 33 after the lift is stably held while allowing the first shift fork 31 to move slightly in the axial direction along with the lift.
  • the second speed drive gear 321 and the second speed second clutch ring dog 34c are engaged, and the first speed driven gear 312 is utilized by utilizing the coasting torque accompanying the interlock state generated by this engagement.
  • the engagement with the first clutch ring 33 is released. Therefore, the torque transmission state can always be maintained during the upshift.
  • Such a shift operation is called seamless shift.
  • the downshift is also performed by the same action, and for details of the shift operation, see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-127471.
  • FIG. 3 is a time chart showing an upshift from the first speed to the second speed in the automatic transmission according to the first embodiment.
  • the gear is immediately shifted if the engagement between the drive gear and the clutch ring is established at the post-shift gear stage. Assuming that the first shaft 301 was rotating at, for example, 1000 rpm at the first speed, and assuming that the second dog 321a of the second-speed drive gear 321 is rotating at, for example, 500 rpm from the relationship between the gear ratios of the first and second speeds. To do.
  • the motor 7 is always rotating integrally with the first shaft 301, when the first shaft 301 is decelerated all at once, it is necessary to decelerate the rotation speed of the motor 7 as well. At this time, the influence of the motor inertia is extremely large, and there is a problem that a shock due to the inertia torque of the motor 7 occurs at the time of shift up.
  • the one-way clutch 71 is provided, when the coasting torque is applied to the first shaft 301, the one-way clutch 71 is automatically released, and the inertia of the motor 7 does not affect the shift. .
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating motor drive control processing during downshift according to the first embodiment.
  • the automatic transmission according to the first embodiment needs to be synchronized during rotation in order to engage the dog. Therefore, in the first embodiment, when the downshift is performed by the transmission controller 3a, the downshift is performed by reversely rotating the motor 7 after the vehicle is stopped.
  • step S1 it is determined whether or not the downshift is completed.
  • step S4 it is determined whether or not the motor rotational speed is 0, that is, whether or not the motor rotational speed has sufficiently decreased after the vehicle stops. If the motor rotational speed is 0, the process proceeds to step S3. Ends this control flow.
  • step S3 the motor 7 is driven in reverse rotation. Thereby, since the one-way clutch 71 can be fastened and the 1st shaft 301 can be rotated, a downshift can be continued even after a vehicle stops.
  • step S4 it is determined whether or not the motor 7 is being driven in reverse rotation. If the motor 7 is in reverse rotation, the process proceeds to step S5 to stop the motor drive. Otherwise, this control flow is ended.
  • FIG. 5 is a time chart showing a downshift from the fourth speed to the first speed accompanying sudden deceleration in the automatic transmission according to the first embodiment.
  • the coasting torque acts inside the automatic transmission, so that it functions as a generator by the driving torque of the engine 1.
  • the one-way clutch 71 between the motor 7 and the first shaft 301 is in a released state. Therefore, the rotation speed of the motor 7 gradually decreases according to the inertia.
  • the clutch 2 is released. Note that the clutch 2 continues to be released when performing a continuous shift or when the vehicle is decelerated to stop the vehicle.
  • the rotation of the first shaft 301 also stops, so that a downshift using the rotation of the first shaft 301 cannot be performed.
  • the motor 7 has a slight rotational speed due to the influence of inertia.
  • first-speed drive gear 311 first low-speed gear
  • second-speed drive gear 321 first high-speed gear
  • a first-speed driven gear 312 second low-speed gear
  • a first speed first clutch ring dog 33c that meshes with the first dog 312a (the dog of the low-speed relative rotating body that is either the first low-speed gear or the second low-speed gear) by the movement toward the axial meshing side.
  • a V-shaped groove 401 of the first clutch ring cam 400 that moves to the axial engagement release side when torque is applied from the first dog 312a to the first speed first clutch ring dog 33c.
  • a first clutch ring 33 (low speed clutch ring) having a first guide projection 33b (low speed side guide portion);
  • the second clutch ring dog 34c for the second speed that meshes with the second dog 321a (the dog of the high-speed relative rotating body that is either the first high-speed gear or the second high-speed gear) by the movement toward the axial meshing side.
  • a V-shaped groove 501 of the second clutch ring cam 500 that moves to the axial meshing release side when torque is applied from the second dog 321a to the second clutch ring dog 34c for the second speed.
  • a second clutch ring 34 (high speed clutch ring) having a guide second protrusion 34b (high speed side guide portion);
  • a first shift fork 31 capable of moving the first clutch ring 33 and the second clutch ring 34 in the axial meshing direction by movement toward the axial meshing side and allowing movement toward the axial meshing release side;
  • a second shift fork 32 and a shift actuator 30 ;
  • a motor 7 capable of rotationally driving the first shaft 301;
  • a one-way clutch 71 (fastening means) capable of connecting / disconnecting between the first shaft 301 and the motor 7; Equipped with.
  • the one-way clutch 71 is released when the motor 7 rotates forward and is engaged when the motor 7 rotates backward. At the time of seamless shift, it is necessary to decelerate the rotation speed of the motor 7 at a stretch. The influence of the motor inertia is extremely large, and there is a problem that an excessive load is generated inside the transmission. However, since the one-way clutch 71 is provided, when the coasting torque is applied to the first shaft 301, the one-way clutch 71 is automatically released, and the inertia of the motor 7 does not affect the shift. .
  • the transmission controller 3a drives the motor 7 after the rotation of the first shaft 301 is stopped, and shifts while driving the first shaft 301 in the reverse rotation. Therefore, the downshift can be continued even after the vehicle is stopped.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention may be applied to an automatic transmission having another configuration.
  • a driven gear that is a relative rotating body is arranged on the second shaft 302 and a dog clutch mechanism that can selectively fix the driven gear to the second shaft 302 is shown.
  • the first shaft 301 may be provided on both the first shaft 301 and the second shaft 302 in combination with each other.
  • the present invention can be applied not only to the fourth forward speed but also to the second forward speed and further automatic transmissions with multiple stages.
  • the motor 7 and the first shaft 301 are connected via the one-way clutch 71 has been described.
  • not only the one-way clutch 71 but also a two-way clutch capable of switching the locking direction may be employed, or a clutch capable of switching engagement / release may be applied to perform engagement control depending on the situation. Good.

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Abstract

　シームレスシフトを達成可能な自動変速機（３）において、入力側の第１シャフト（３０１）を駆動可能なモータ（７）と、前記第１シャフト（３０１）とモータ（７）との間を断接可能なワンウェイクラッチ（７１）と、を備えた。これにより、ドグクラッチ（ＤＧ１）または（ＤＣ２）の噛合いを同期させるためのモータ（７）のイナーシャトルクに起因したシフトアップ時のショックを回避したシームレスシフトを達成することができる。

Description

自動変速機
　本発明は、トルク伝達が途切れることなく変速可能な自動変速機に関する。
　特許文献１には、平行２軸型常時噛み合い変速機において、ドグクラッチをスムーズに噛み合わせるために、それぞれの軸を回転可能なモータを備え、モータ駆動によりドグクラッチの同期を行うことで、ドグの噛合い不良を招くことなくスムーズな噛合いを達成したものが開示されている。
　一方、特開２０１２－１２７４７１号公報には、平行２軸型常時噛み合い変速機において、トルク伝達が途切れることなく変速可能（以下、シームレスシフトと記載する。）な自動変速機が開示されている。例えば１速で走行中に２速へのアップシフトを行うにあたり、２速ギヤと噛み合う２速用クラッチリングを噛み合わせると、１速ギヤにコースティングトルクが作用する。このコースティングトルクを利用して１速用クラッチリングに噛合い解除方向への軸力を発生させ、２速へのシームレスシフトを達成する。
　このようなシームレスシフトを達成可能な自動変速機に、特許文献１に示す技術を適用し、モータ駆動によるドグクラッチの同期を図ることで、特に車両停止時であってもスムーズなシフトを行うことが期待される。しかしながら、走行状態におけるシームレスシフトは変速時間が極めて短いため、走行状態でのシフト時における変速機の入力軸の回転数変化が大きく、モータ等を別途備えた場合には、モータの回転数も同様に変化するため、モータのイナーシャによるトルクが発生し、このイナーシャトルクが変速機の入力軸に伝達されることによってシフトアップ時のショックが発生するという問題があった。
特開２００９－１５６３３９公報
　本発明の目的は、シフトアップ時のモータのイナーシャトルクに起因したショックを回避してシームレスシフトが可能な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では、入力側の第１シャフトに固定または相対回転可能に支持された第１低速ギヤ及び第１高速ギヤと、出力側の第２シャフトに固定または相対回転可能に支持され前記第１低速ギヤと常時噛み合う第２低速ギヤ及び第１高速ギヤと常時噛み合う第２高速ギヤと、軸方向噛合い側への移動により、前記第１低速ギヤもしくは第２低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグと噛合う低速クラッチリングドグを有し、前記低速側相対回転体のドグから前記低速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する低速側ガイド部を有する低速クラッチリングと、軸方向噛合い側への移動により、前記第１高速ギヤもしくは第２高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグと噛合う高速クラッチリングドグを有し、前記高速側相対回転体のドグから前記高速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する高速側ガイド部を有する高速クラッチリングと、軸方向噛合い側への移動により前記低速クラッチリング及び前記高速クラッチリングを軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容するシフトアクチュエータと、前記第１シャフトを駆動可能なモータと、前記第１シャフトと前記モータとの間を断接可能な締結手段と、を備えた。
　よって、車両停止時には、モータで入力側の第１シャフトを回転駆動させてドグの噛合い位置の同期を図ることでシフトを可能としつつ、必要に応じてモータと入力側の第１シャフトとの動力伝達関係を遮断することが可能となり、モータのイナーシャを適宜排除することで、シフトアップ時のモータのイナーシャトルクに起因したショックを回避したシームレスシフトを達成できる。
実施例１の自動変速機を表す概略システム図である。 図２は実施例１の自動変速機における１速から２速へのアップシフトにおける第１ドグクラッチ機構の作用を表す概略図である。 実施例１の自動変速機において１速から２速へのアップシフトを表すタイムチャートである。 実施例１のダウンシフト時のモータ駆動制御処理を表すフローチャートである。 実施例１の自動変速機において４速から急減速に伴う１速へのダウンシフトを表すタイムチャートである。
　［実施例１］
　図１は実施例１の自動変速機を表す概略システム図である。エンジン１のエンジン出力軸１ａには、クラッチ２を介して自動変速機３が接続されている。自動変速機３は、クラッチ２の自動変速機側に接続された入力側の第１シャフト３０１と、第１シャフト３０１と平行に配置された出力側の第２シャフト３０２とを有する。第１シャフト３０１上には、第１シャフト３０１と一体に回転する１速ドライブギヤ３１１（第１低速ギヤに相当）と、３速ドライブギヤ３３１と、第１シャフト３０１に対して相対回転可能に支持された２速ドライブギヤ３２１（第１高速ギヤに相当）と、４速ドライブギヤ３４１と、を有する。第２シャフト３０２上には、第２シャフト３０２に対して相対回転可能に支持された１速ドリブンギヤ３１２（第２低速ギヤに相当）と、３速ドリブンギヤ３３２と、第２シャフト３０２と一体回転する２速ドリブンギヤ３２２（第２高速ギヤに相当）と、４速ドリブンギヤ３４２と、を有する。各ドリブンギヤは、各ドライブギヤと常時噛み合っている。
　また、第１シャフト３０１には、ギヤ７２及びギヤ３３１を介してモータ７が接続されている。ギヤ７２とモータ７との間には、ワンウェイクラッチ７１を有する。このワンウェイクラッチ７１は、第１シャフト３０１の正回転駆動時に締結し、第１シャフト３０１からモータ７側へトルクを伝達する。また、モータ７の正回転駆動時に解放し、モータ７から第１シャフト３０１側へのトルク伝達を遮断する。言い換えると、モータ７を逆回転で駆動した場合には、ワンウェイクラッチ７１が締結し、第１シャフト３０１を逆回転駆動する。一方、第１シャフト３０１が正回転であってもモータ７にドライビングトルクを付与できない状態（モータ７の回転数より低い状態）では、第１シャフト３０１とモータ７とが切り離される。よって、第１シャフト３０１の正回転ドライビングトルク発生時は、常時モータ７にトルク伝達が行われるため、通常時には、モータ７をオルタネータ（発電機）として機能させ、必要に応じて逆回転駆動する電動機として機能させる。詳細については後述する。
　変速機コントローラ３ａは、図外の各種センサやシフト信号に基づいて所望の変速段を決定し、シフトアクチュエータ３０にシフトアクチュエータ駆動信号を出力する。シフトアクチュエータ３０は、第１シフトフォーク３１及び第２シフトフォーク３２を軸方向に移動可能に構成されている。このシフトアクチュエータ３０は、外周に各シフトフォークと係合する溝を有するシフトドラムをモータで位置制御する。第１シフトフォーク３１及び第２シフトフォーク３２には、軸方向の所定位置に付勢可能な位置決め機構３１ｂ及び３２ｂを有する。この位置決め機構３１ｂ及び３２ｂは、各シフトフォークがシフトアクチュエータ３０により位置決めされた後、後述するトルク作用方向に伴うドグの噛合い位置の変化に応じて軸方向への若干の移動を許容すると共に、複数の位置において各シフトフォークに所定の軸方向位置の保持力を付与する。詳細については後述する。
　１速ドリブンギヤ３１２と３速ドリブンギヤ３３２とは隣接して配置されている。２速ドライブギヤ３２１と４速ドライブギヤ３４１とは隣接して配置されている。第１ドリブンギヤ３１２の第３ドリブンギヤ３３２と対向する側面には、軸方向に延在された第１ドグ３１２ａを有する。同様に、第３ドリブンギヤ３３２の第１ドリブンギヤ３１２と対向する側面には第３ドグ３３２ａを有する。第２ドライブギヤ３２１の第４ドライブギヤ３４１と対向する側面には、軸方向に延在された第２ドグ３２１ａを有する。同様に、第４ドライブギヤ３４１の第２ドライブギヤ３２１と対向する側面には第４ドグ３４１ａを有する。
　１速ドリブンギヤ３１２と３速ドリブンギヤ３３２との間、及び２速ドライブギヤ３２１と４速ドライブギヤ３４１との間には、第１及び第２ドグクラッチ機構ＤＧ１，ＤＧ２を有する。第１ドグクラッチ機構ＤＧ１は、第２シャフト３０２上に固定設置された第１クラッチリングカム４００と、第１クラッチリングカム４００の外周に設置され、第１シフトフォーク３１に対して相対回転可能に噛み合う第１クラッチリング３３を有する。第１クラッチリングカム４００の外周には、外周面に形成されたＶ字溝４０１を有する。このＶ字溝４０１は、第１シャフト３０１の正回転方向側に向かって傾斜する１速側傾斜溝４０１ａと、３速側傾斜溝４０１ｃとを有する。
　また、第１クラッチリング３３の１速ドリブンギヤ３１２側に向かい合う端部には、１速側傾斜溝４０１ａと接続され、軸方向に平行な保持溝４０１ｂを有する。同様に、第１クラッチリング３３の３速ドリブンギヤ３３２側に向かい合う端部には、３速側傾斜溝４０１ｃと接続され、軸方向に平行な保持溝４０１ｄを有する。尚、第２ドグクラッチ機構ＤＧ２にも、第１ドグクラッチ機構ＤＧ１と同様の、第２クラッチリング３４、第２クラッチリングカム５００、Ｖ字溝５０１、２速側傾斜溝５０１ａ、４速側傾斜溝５０１ｃ、保持溝５０１ｂ，５０１ｄを有する。構成は第１ドグクラッチ機構ＤＧ１と同じであるため説明を省略する。
　第１クラッチリング３３は、第１クラッチリングカム４００の外周と相対移動可能な円筒状部材３３ｅと、円筒状部材３３ｅの軸方向中央から外径側に向かって拡径された第１スリーブ３３ａを有する。第１スリーブ３３ａは、シフトフォーク３１に相対回転可能に保持されつつシフトフォーク３１との間で軸力を相互に付与可能な円盤状部材である。第１クラッチリング３３は、第１スリーブ３３ａから１速ドリブンギヤ３１２と対向する側面の軸方向に延在された１速用第１クラッチリングドグ３３ｃと、３速ドリブンギヤ３３２と対向する側面の軸方向に延在された３速用第１クラッチリングドグ３３ｄと、円筒状部材３３ｅの内周側に突出し、第１クラッチリングカム４００のＶ字溝４０１内にガイドされるガイド用第１突起３３ｂと、を有する。
　同様に、第２クラッチリング３４は、第２クラッチリングカム５００の外周と相対移動可能な円筒状部材３４ｅと、円筒状部材３４ｅの軸方向中央から外径側に向かって拡径された第２スリーブ３４ａを有する。第２スリーブ３４ａは、シフトフォーク３２に相対回転可能に保持されつつシフトフォーク３２と軸力を相互に付与可能な円盤状部材である。第２クラッチリング３４は、第２スリーブ３４ａから２速ドライブギヤ３２１と対向する側面の軸方向に延在された２速用第２クラッチリングドグ３４ｃと、４速ギヤ３４１と対向する側面の軸方向に延在された４速用第２クラッチリングドグ３４ｄと、円筒状部材３４ｅの内周側に突出し、第２クラッチリングカム５００のＶ字溝５０１内にガイドされるガイド用第２突起３４ｂと、を有する。
　次に、アップシフト作用を簡単に説明する。具体例として、１速走行状態で２速へのアップシフトを行う場合を説明する。図２は実施例１の自動変速機における１速から２速へのアップシフトにおける第１ドグクラッチ機構の作用を表す概略図である。１速では、第１シフトフォーク３１が図１中の左側に移動した状態である。図２（ａ）に示すように、第１クラッチリング３３は、１速ドリブンギヤ３１２にトルクが作用する前の状態では、ガイド用第１突起３３ｂが保持溝４０１ｂに位置し、コースティングトルクが作用しても軸方向に移動することはない。
　図２（ｂ）に示すように、第１クラッチリング３３の１速用第１クラッチリングドグ３３ｃの歯面であってドライビングトルク作用時に１速ドリブンギヤ３１２の第１ドグ３１２ａと係合する位置には、傾斜面３３ｃ１が形成されている。１速ドライブギヤ３１１から１速ドリブンギヤ３１２へドライビングトルクが作用すると、この傾斜面３３ｃ１に沿って第１クラッチリング３３が噛み合い解除側に向けてリフトする。これにより、ガイド用第１突起３３ｂは保持溝４０１ｂから１速側傾斜溝４０１ａの位置に移動する。ただし、１速ドリブンギヤ３１２の第１ドグ３１２ａと１速用クラッチリングドグ３３ｃとの噛み合いは継続しており、トルク伝達状態である。尚、この動作を行うにあたって、前述した位置決め機構３１ｂが作動する。すなわち、リフトに伴い第１シフトフォーク３１が軸方向に僅かに移動することを許容しつつ、リフト後の第１クラッチリング３３の軸方向位置を安定的に保持している。
　次に、第２シフトフォーク３２が図１中の左側に移動し、２速用第２クラッチリングドグ３４ｃと第２ドグ３２１ａとが係合を開始すると、インターロック状態となり、１速用クラッチリングドグ３３ｃと第１ドグ３１２ａとの間にコースティングトルクが作用する。すると、図２（ｃ）に示すように、ガイド用第１突起３３ｂが１速側傾斜溝４０１ａに沿って移動するため、第１クラッチリング３３は噛合い解除側に移動し、１速ドリブンギヤ３１２の第１ドグ３１２ａと１速用クラッチリングドグ３３ｃとの噛合いが完全に解除される。このインターロック状態に伴うコースティングトルクによって軸方向に発生する力は、位置決め機構３１ｂの保持力よりも十分に大きいため、第１シフトフォーク３１の移動は速やかに行われる。
　すなわち、１速時に２速ドライブギヤ３２１と２速用第２クラッチリングドグ３４ｃとを係合し、この係合に伴って生じるインターロック状態に伴うコースティングトルクを利用して１速ドリブンギヤ３１２と第１クラッチリング３３との噛合いを解除する。よって、アップシフト時に常にトルク伝達状態を維持することができる。このようなシフト動作をシームレスシフトと言う。尚、ダウンシフトについても同様の作用によって行われるものであり、詳細な変速動作については、例えば特開２０１２－１２７４７１号公報等を参照されたい。
　（アップシフト時におけるワンウェイクラッチの作用）
　次に、シフト時におけるワンウェイクラッチ７１について説明する。図３は実施例１の自動変速機において１速から２速へのアップシフトを表すタイムチャートである。実施例１の自動変速機では、上述したようにシームレスシフトを行う場合、シフト後変速段におけるドライブギヤとクラッチリングとの噛合いが成立すれば、直ちにシフトする。１速で第１シャフト３０１が例えば１０００ｒｐｍで回転していたと仮定し、２速ドライブギヤ３２１の第２ドグ３２１ａは、１速と２速のギヤ比の関係から例えば５００ｒｐｍで回転していると仮定する。
　時刻ｔ１において、クラッチ２をスリップ制御し、シフトアクチュエータ３０を作動させて第２シフトフォーク３２の軸方向移動を行い、第２ドグ３２１ａと噛合うと、２速用第２クラッチリングドグ３４ｃの回転数は５００ｒｐｍに一気に減速される。そして、１速ドライブギヤ３１１の回転数は５００ｒｐｍに減速されるため、１速用第１クラッチリングドグ３３ｃとの間にコースティングトルクが発生し、このコースティングトルクによって１速用第１クラッチリングドグ３３ｃは噛合い解除方向に移動し、シームレスシフトが完了する。
　ここで、仮にモータ７が常時第１シャフト３０１と一体に回転していると、第１シャフト３０１が一気に減速される際に、モータ７の回転数も一気に減速させる必要がある。その際、モータイナーシャ分の影響が極めて大きく、シフトアップ時にはモータ７のイナーシャトルクに起因したショックが発生するという問題がある。しかしながら、ワンウェイクラッチ７１が設けられているため、第１シャフト３０１にコースティングトルクが作用しているときには、自動的にワンウェイクラッチ７１が解放され、シフト時にモータ７のイナーシャが影響を与えることがない。つまり、モータ７のイナーシャトルクの発生を防止できるため、時刻ｔ１直後にイナーシャトルクによって発生する出力トルクの変化量を小さく抑えることができる。そして、時刻ｔ２において、モータ回転数が低下し、第１シャフト３０１の回転数と一致すると、ワンウェイクラッチ７１が締結し、モータ７がオルタネータとして機能する。
　（車両停止後ダウンシフト時におけるワンウェイクラッチの作用）
　次に、急減速による車両停止時のダウンシフトについて説明する。図４は実施例１のダウンシフト時のモータ駆動制御処理を表すフローチャートである。実施例１の自動変速機は、ドグの噛合いを行うには、回転中に同期させる必要がある。そこで、実施例１では、変速機コントローラ３ａによるダウンシフト時、車両停止後にあってはモータ７を逆回転することでダウンシフトを行うこととした。
　ステップＳ１では、ダウンシフトが完了したか否かを判断し、ダウンシフトが完了しているときはステップＳ４に進み、完了していないときはステップＳ２に進む。
　ステップＳ２では、モータ回転数が０か否か、すなわち車両停止後、モータ回転数が十分に低下したか否かを判断し、モータ回転数が０のときはステップＳ３に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
　ステップＳ３では、モータ７を逆回転駆動する。これにより、ワンウェイクラッチ７１を締結させ、第１シャフト３０１を回転させることができるため、車両停止後もダウンシフトを継続できる。
　ステップＳ４では、モータ７が逆回転駆動中か否かを判断し、逆回転中であればステップＳ５に進んでモータ駆動を停止し、それ以外のときは本制御フローを終了する。
　図５は実施例１の自動変速機において４速から急減速に伴う１速へのダウンシフトを表すタイムチャートである。
　時刻ｔ１１において、４速での走行状態から運転者がブレーキペダルを踏み込み、減速を開始すると、自動変速機内部にコースティングトルクが作用するため、エンジン１の駆動トルクにより発電機として機能しているモータ７と第１シャフト３０１との間のワンウェイクラッチ７１は、解放状態となる。よって、モータ７の回転数はイナーシャに応じて徐々に低下する。
　時刻ｔ１２において、４速から３速へのダウンシフトを行う際、クラッチ２を解放する。尚、クラッチ２は連続シフトを行う場合や、減速して車両停止となる場合には、解放状態を継続する。
　時刻ｔ１３において、車両が停止すると、第１シャフト３０１の回転も停止するため、第１シャフト３０１の回転を利用したダウンシフトが行えなくなる。このとき、モータ７はイナーシャの影響により若干回転数を有する。
　時刻ｔ１４において、モータ７の回転が停止すると、そのままモータ７を逆回転で駆動する。この逆回転駆動によりワンウェイクラッチ７１が締結し、第１シャフト３０１が逆回転する。この第１シャフト３０１の回転を利用してドグの同期を行い、車両停止時の目標変速段である１速に向けて、３速から２速，１速へと順次ダウンシフトする。
　時刻ｔ１５において、１速へのダウンシフトが完了すると、モータ７の逆回転方向トルクを減少させる。このとき、ワンウェイクラッチ７１は自動的に解放される。
　以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
　（１）入力側の第１シャフト３０１に固定（または相対回転可能に）支持された１速ドライブギヤ３１１（第１低速ギヤ）及び２速ドライブギヤ３２１（第１高速ギヤ）と、
　出力側の第２シャフト３０２に（固定または）相対回転可能に支持され１速ドライブギヤ３１１と常時噛み合う１速ドリブンギヤ３１２（第２低速ギヤ）及び２速ドライブギヤ３２１と常時噛み合う２速ドリブンギヤ３２２（第２高速ギヤ）と、
　軸方向噛合い側への移動により、第１ドグ３１２ａ（前記第１低速ギヤもしくは第２低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグ）と噛合う１速用第１クラッチリングドグ３３ｃ（低速クラッチリングドグ）を有し、第１ドグ３１２ａから１速用第１クラッチリングドグ３３ｃにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する第１クラッチリングカム４００のＶ字溝４０１及びガイド用第１突起３３ｂ（低速側ガイド部）を有する第１クラッチリング３３（低速クラッチリング）と、
　軸方向噛合い側への移動により、第２ドグ３２１ａ（前記第１高速ギヤもしくは第２高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグ）と噛合う２速用第２クラッチリングドグ３４ｃ（高速クラッチリングドグ）を有し、第２ドグ３２１ａから２速用第２クラッチリングドグ３４ｃにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する第２クラッチリングカム５００のＶ字溝５０１及びガイド用第２突起３４ｂ（高速側ガイド部）を有する第２クラッチリング３４（高速クラッチリング）と、
　軸方向噛合い側への移動により第１クラッチリング３３及び第２クラッチリング３４を軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容する第１シフトフォーク３１，第２シフトフォーク３２及びシフトアクチュエータ３０と、
　第１シャフト３０１を回転駆動可能なモータ７と、
　第１シャフト３０１とモータ７との間を断接可能なワンウェイクラッチ７１（締結手段）と、
　を備えた。
　よって、車両停止時におけるシフトを可能としつつ、必要に応じてモータ７と第１シャフト３０１との動力伝達関係を得ることが可能となり、モータ７のイナーシャを適宜排除することで、シフトアップ時におけるモータ７のイナーシャトルクの発生を回避したシームレスシフトを達成できる。
　（２）ワンウェイクラッチ７１は、モータ７の正回転時に解放し、逆回転時に締結する。
　シームレスシフトの際、モータ７の回転数も一気に減速させる必要があり、モータイナーシャ分の影響が極めて大きく、変速機内部における過剰負荷が発生するという問題がある。しかしながら、ワンウェイクラッチ７１が設けられているため、第１シャフト３０１にコースティングトルクが作用しているときには、自動的にワンウェイクラッチ７１が解放され、シフト時にモータ７のイナーシャが影響を与えることがない。
　（３）変速機コントローラ３ａ（変速制御手段）は、第１シャフト３０１の回転が停止した後、モータ７を駆動し、第１シャフト３０１を逆回転駆動しながらシフトする。
　よって、車両停止後であっても、ダウンシフトを継続することができる。
　（他の実施例）
　以上、実施例１に基づいて説明したが、上記実施例に限らず、他の構成を備えた自動変速機に本発明を適用してもよい。例えば、実施例１では、第２シャフト３０２に相対回転体であるドリブンギヤを配置し、これらドリブンギヤを第２シャフト３０２に選択的に固定可能なドグクラッチ機構を設けた例を示したが、第２シャフト３０２に限らず、第１シャフト３０１に設けてもよいし、それぞれ組み合わせて第１シャフト３０１と第２シャフト３０２の両方に設定してもよい。
　また、前進４速に限らず、前進２速や、更なる多段化した自動変速機にも適用できる。
　実施例１では、モータ７と第１シャフト３０１との間を、ワンウェイクラッチ７１を介して接続する例を示した。これに対し、ワンウェイクラッチ７１に限らず、係止方向を切り換え可能なツーウェイクラッチを採用してもよいし、締結・解放を切り換え可能なクラッチを適用し、状況に応じて締結制御を行ってもよい。

Claims (3)

  1. 　入力側の第１シャフトに固定または相対回転可能に支持された第１低速ギヤ及び第１高速ギヤと、
    　出力側の第２シャフトに固定または相対回転可能に支持され前記第１低速ギヤと常時噛み合う第２低速ギヤ及び第１高速ギヤと常時噛み合う第２高速ギヤと、
    　軸方向噛合い側への移動により、前記第１低速ギヤもしくは第２低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグと噛合う低速クラッチリングドグを有し、前記低速側相対回転体のドグから前記低速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する低速側ガイド部を有する低速クラッチリングと、
    　軸方向噛合い側への移動により、前記第１高速ギヤもしくは第２高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグと噛合う高速クラッチリングドグを有し、前記高速側相対回転体のドグから前記高速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する高速側ガイド部を有する高速クラッチリングと、
    　軸方向噛合い側への移動により前記低速クラッチリング及び前記高速クラッチリングを軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容するシフトアクチュエータと、
    　前記第１シャフトを駆動可能なモータと、
    　前記第１シャフトと前記モータとの間を断接可能な締結手段と、
    　を備えている自動変速機。
  2. 　請求項１に記載の自動変速機において、
    　前記締結手段は、前記モータの正回転時に解放し、逆回転時に締結するワンウェイクラッチである自動変速機。
  3. 　請求項１または２に記載の自動変速機において、
    　前記第１シャフトの回転が停止した後、前記モータを駆動し、前記第１シャフトを逆回転駆動しながらシフトする変速制御手段を設けてある自動変速機。
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