JPH02201034A - 自動車の自動変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車の自動変速装置に関し、詳しくは自
動変速機の変速時の衝撃を低減させた衝撃防止構造に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来、自動車の自動変速装置として、トルクコンバータ
ーと遊星歯車の変速機構を組み合せた自動変速機が広く
知られている．この自動変速機においては、車の速度が
所定の変速速度に達すると、それを車軸等に取付けた車
速検出器で検出し、その検出信号に基づいて変速機を増
速又は減速させるようにしている。

【発明が解決しよ５とする課題〕 ところで、上記構造の自動変速装置において、加速又は
減速を急激に行なった場合、変速時に大きな衝撃が生じ
ることがある。これはエンジンと自動変速機を連結する
伝動軸の回転と変速されたギヤポジションのギヤ速度比
とがマツチングしないところから生じるものである。す
なわち、アクセルペダルを２．激に踏み込んで象、加速
した場合、車速か所定の車速速度に達すると車速検出器
からの信号により変速機は変速するが、この信号を受け
て変速する間もアクセルペダルが踏み込まれるためエン
ジンへの燃料ガスの供給が続き、伝動軸の回転が上昇す
る。

ところが、伝動軸の回転上昇と同時にギヤ変速機構が変
速されることは、ギヤの回転比が変わることであり、こ
れは相対的にトルクコンバーターの出力側軸の回転が下
降することである。このため、伝動軸とトルクコンバー
ターの出力側軸との間に大きな回転差が生じ、その回転
差が衝撃を発生させることになる。このトルクは、トル
クコンバーター内部の流体が吸収して埋めるように作動
することにより解消されるが、上記衝撃は何回も繰り返
されると変速機の寿命を短くすると共に、エンジン等の
駆動系に悪影響を与える原因になる。

しかしながら、上記の衝撃を抑えるため、遊星歯車変速
機構の変速段数を多くしたり、変速機内部の流体クラッ
チの切換え動作を徐りに行なわせるようにすると、歯車
や流体クラッチの摺動部分のすべりが多くなって各部品
の摩耗が大きくなり、時にはクラッチの焼きｉｌし事故
を引き起す欠点がある。

この発明は、上述した従来の自動変速機が持つ課題に解
決を与えたもので、エンジンへの燃料ガスの供給量を変
速に合わせて増減することにより、駆動軸の回転を調節
し変速時の衝撃を小さく抑えた自動変速装置を提供する
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記のｖ１題を解決するために、この発明は、エンジン
と車軸との間にトルクコンバーターとギヤ変速機構を組
合せた自動変速機を設け、車速検出器からの検出信号に
より上記自動変速機を変速させる自動車の自動変速装置
において、エンジンのスロットルバルブとアクセルペダ
ルとの間に、車速検出器の検出信号に応動してスロット
ルバルブの開度をｔＡ節するスロットル調節手段を設け
たのである。

上記スロットルｍ節手段としては、スロットルバルブと
アクセルペダルを連結するアクセルワイヤの途中に設け
られてそのアクセルワイヤを伸縮させる伸縮機構と、車
速検出器の検出信号に基づいて伸縮機構を駆動する駆動
機構とから構成することができる。

また、スロットル調節手段は、電気信号に基づいてスロ
ットルバルブの開度を変化させるスロットル駆動装置に
、アクセルペダルに連結してそのペダルの踏み込み量を
電気信号に変換する出力変換回路と、車速検出器の検出
信号に基づいてスロットルバルブの開度変化信号を出力
するスロットル調節回路とを切換え可能に接続した構成
を採用することもできる。

〔作用〕

上記構造の装置においては、通常時、スロットル調節手
段の作動を止め、アクセルペダルの踏込み量に応じてス
ロットルバルブの開閉を連動させる。いま、アクセルペ
ダルが急激に踏まれて車速か急に上昇し変速速度に近ず
くと、それを車速検出器で検出し、その検出信号に基づ
いてギヤ変速機構の変速を行ない、同時にスロットル調
節手段を作動させて、スロットルバルブの開閉を若干間
じる方向に調節する。

これにより、アクセルペダルの踏込み量とは関係なく、
エンジンへの燃料ガスの供給速度が抑えられ、伝動軸の
回転速度とトルクコンバーターの伝達トルクとの差が小
さ（なり衝撃が小さく抑えられる。自動変速機の増速か
終了すると、それを検出し、スロットル調節手段の作動
を止めてスロットルバルブの開閉をアクセルペダルの踏
込み量に連動させる。

一方、減速変速する場合は、増速の場合に比べはるかに
衝撃が小さく問題になることは少ないが、この場合に変
速時の衝撃を和らげるには、上記増速の場合とは逆に、
スロットル調節手段によりスロットルバルブの開度を若
干開く方向の調節をする。これにより、変速時の伝動軸
の回転が加速されるので、慣性のため元の状態に維持さ
れるトルクコンバーター内の出力側軸との回転トルクの
差が小さくなり、衝撃が抑えられる。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は、実施例の自動変速装置の構造を模式的に示し
たものである０図において、１はエンジン、２は自動変
速機、３は車軸、４はエンジンに接続する燃料ガス供給
路であり、車軸３にはその回転速度を車速に変えて速度
に応じた電気信号を出す車速検出器５が取付けられてい
る。

また、燃料ガス供給路４に設けられたスロットルバルブ
６とアクセルペダル７を連結するアクセルワイヤ８には
、バルブの開閉度を調節するスロットル１１節手段９が
設けられており、このスロットル調節手段Ｓと自動変速
機２に車速検出器５から検出信号が入力されるようにな
っている。

自動変速機２は、トルクコンバーター１０と、遊星歯車
と流体クラッチを結合したギヤ変速機構１１を組合せた
構造で成っており、ギヤ変換機構１１には車速検出器５
と接続した変速制御器１２が接続している。上記のトル
クコンバーター１０やギヤ変速機構１１の機械的構造は
従来すでに公知のものであり、ここではその説明を省略
する。

変速制御器１２は、車速検出器５からの車速１３号を受
けて車が減速状態か加速状態にあるかを判別し、その判
別結果に基づいて車速検出器５からの出力信号と予め設
定された基準値とを比較し、出力信号が基準値を越えた
り下がると、それを検出して対応したギヤ変速信号をギ
ヤ変速機構１１に出力するものである。

変速装置の概略構造は上記の通りであり、次にスロット
ル調節手段の各実施例について説明する。

第２図に示すスロット調節手段９ａは、スロットルバル
ブ６とアクセルペダル７とを連結するアクセルワイヤ８
を途中で切断し、アクセルペダル７と連結したワイヤ８
ａをシリンダ１３に接続し、スロットルバルブ６と連結
したワイヤ８ｂをシリンダ１３内部に移動可能に設けら
れた作動板１４に接続している。シリンダ１３のアクセ
ルペダル側の端面には、作動板１４を磁気吸引する電磁
石１５が取付けてあり、この電磁石１５には、車速検出
器５からの電気信号を受けて電磁石１５を通電したりそ
の通電を遮断する制御器１６が接続されている。

また、シリンダ１３の内壁と作動板１４の間には、作動
板１４をスロットルバルブ６に向がって付勢する圧縮バ
ネ１７が取付けられており、通常時作動板１４は圧縮バ
ネ１７の弾性によりシリンダ１３の内壁に圧着されてい
る。この圧縮バネ１７の弾性力は、スロットルバルブ６
を開閉させるのに必要な作動力より十分に大きく、電磁
石１５の作動板１４に対する吸引力より小さく設定され
ている。

上記構造で成るスロットル調節手段９ａにおいては、通
常時、作動板１４が圧縮バネ１７によりシリンダ１３の
内壁に圧着されており、アクセルペダル７の動きとスロ
ットルバルブ６の動きが連動している。

アクセルペダル７が急激に踏み込まれ（この場合、ペダ
ル７例のワイヤ８ａは矢印イの方向に引かれる）、車速
か増速速度になると、車速検出器５から電気信号が制御
器１６に入り、電磁石１５が通電磁化される。これによ
り、電磁石１５に磁気吸引されて作動板１４が矢印口の
方向に移動する。この結果、スロットルバルブ６例のワ
イヤ８ｂがアクセルペダル７！Ｊのワイヤ８ａとは逆方
向に戻されてスロットルバルブ６が若干閉じられること
になり、燃料ガスの供給量が減少してエンジン１の出力
回転が落ちる。このため、変速時の伝動軸１ａとトルク
コンバーター１０の出力側軸との間の回転トルクの差が
小さくなり、衝撃が小さく抑えられる。

変速動作が終了すると、車速検出器５からＩＪ御器１６
に電気信号が入り、制御器１６が！磁石１５への通電を
遮断する。これにより、作動板１４は、圧縮バネ１７の
弾性によりシリンダ１３内壁に圧着されてシリンダ１３
と一体で動くようになり、アクセルペダル７とスロット
ルバルブ６は連動して動くようになる。

第３図及び第４図は第２の実施例を示しており、このス
ロットルｍ節手段９ｂは、アクセルペダル７のワイヤ８
ａに連結したシリンダ１８に、スロットルバルブ６のワ
イヤ８ｂが連結したピストン１９を移動可能に取付け、
そのピストン１９の両側のシリンダ１８に作動油の流入
口２０ａ、２０ｂを形成している。この流入口２０ａ、
２０ｂには伸縮自在なバイブ２１．２１が連結し、この
バイブ２１．２１が４方案内弁２２の排出ボート２３ａ
、２３ｂに連結している。

この４方案内弁２２は、スリーブ２４とその内部にはめ
込んだスプール２５から成り、スリーブ２４には上記排
出ボート２３ａ、２３ｂの他に、給油ボート２６と２つ
の戻り油ボート２７ａ、２７ｂが設けられている。スプ
ール２５には、それを変位させる電磁弁２８が連結して
おり、この電磁弁２８には車速検出器５の電気信号によ
り電磁弁２８を作動させる＠弾語２Ｓが接続している。

上記構造のスロットル調節手段９ｂにおいては、通常時
、第３図に示すように、スプール２５がスリーブ２４の
中心位置にあり、給油ボート２６と戻り油ボー）２？ａ
、２７ｔ＋は閉じて油は全く流れず、シリンダ１８のピ
ストン１９は静止した状態にある。このため、ピストン
１日とシリンダ１８は一体で移動し、アクセルペダル７
の動きとスロットルバルブ６の動きが連動しているやア
クセルペダル７を踏み込んで（矢印ａの方向に踏み込ま
れる）車を加速させ変速速度になると、車速検出器５か
らの信号により制１ｆｆｊ器２Ｓが電磁弁２８を作動し
、その電磁弁２８が第４図に示すように、スプール２５
を中立点より若干左へ移動させる。これにより給油ボー
ト２６の右側と左側戻り油ボート２７ａが開き、給油ボ
ート２６から入った高圧力の油は排出ボート２０ｂから
ピストン１９の右側に入り込み、ピストン１日の左側の
油は左に押されて流入口２０ａから戻り油ボート２？ａ
に流れていく、このため、矢印すのようにピストン１９
が左に動いてワイヤ８ｂがアクセルペダル７に連結した
ワイヤ８ａとは逆に動くことになり、スロットルバルブ
６の開度が若干閉しられる。これにより、衝撃が小さく
抑えられる。

変速動作が終了すると、車速検出器５からの信号により
’を磁弁２８を作動し、スプール２５を第３図に示すよ
うな中立位置に戻す。これにより、ピストン１９とシリ
ンダ１８が一体で動くようになり、アクセルペダル７の
動きにスロットルバルブ６が連動するようになる。

一方、減速の場合に変速時の衝撃を抑えるには、変速時
にスプール２５を上記とは逆に動かしてアクセルペダル
７のワイヤ８ａの移動方向とは逆方向にピストン１９を
動かす、これにより、スロットルバルブ６が変速時だけ
開かれてトルクコンバーター１０内の出力側軸と伝動軸
との間の回転トルクに差がなくなり、衝撃が小さく抑え
られる。

第５図乃至第７図は、第３の実施例を示している。この
スロットル調節手段９Ｃは、第５図に示すようにスロッ
トルバルブ６の開閉度を調節するスロットル駆動装置３
０と、この駆動装置ｆ３０に切換器３１を介して接続す
る出力変換回路３２とスロットル調節回路３３から成っ
ている。

スロットル駆動装置３０は、第６図に示すように、スロ
ットルバルブ６の回転軸３４の軸端にアーム３５を設け
、そのアーム３５の一端に１ｉ磁石３６を配置し、アー
ム３５の他端にｔｍ石３６からアームを引き、離す圧縮
バネ３７を取付けて成っている。上記構造では、電磁石
３６への通電量を変化させると、磁力が変化することに
よりアーム３５の傾きが変化し、スロットルバルブ６の
開度を変化さゼることができる。なお、図中３８は電磁
石３６の制御器である。

出力変換回路３２は、第５図に示すようにアクセルペダ
ル７の連結したアクセルワイヤ８ａの機械的移動量を電
流量に変換するもので、アクセルペダル７を踏み込んだ
り緩めるとその動きがアクセルワイヤ８ａを介して入力
され、その動きに応じた電流を出力するようになってい
る。

スロットル調節回路３３は、第７図に示すように判別器
３Ｓと比較器４０及び指令器４１とから構成され、比較
器４０には基準値設定入力器４２が接続している。

上記判別器３９は、車速検出器５からの車速信号を受け
、その信号から車速の時間的増減を検出して車が減速状
態にあるのか増速状態にあるのかを判別する。

比較器４０は、判別器３Ｓの判別結果と車速呈に基づい
て基準値設定人力器４２より予め入力された基準値から
必要な基準値を選びだし、この基準値と車速検出器５か
らの車速信号とを比較し、車速信号が基準値を越えると
（＋）信号を、下がった場合は（−）信号を出力する。

この場合、基準値は、自動変速１２の変速制御器１２で
設定される各基準値に対して、増速の場合は若干小さく
、減速の場合は若干大きく設定する。これは、スロット
ルバルブ６の開度が変化して燃料ガスの供給量が変化し
ても、エンジンの出力はすぐには変化せず伝動軸の回転
調節が変速時点に間に合わない事態が生じる。このよう
なタイムラグのために、調節回路３３による調節開始を
変速機より早めて、駆動軸の回転調節がギヤ変速に一致
するように調整するものである。この調整量、すなわち
、基準値の調節量は各変速ギヤにおいて実験を行なって
決定する。

指令器４１は、上記比較器４０がらの信号に基づいてス
ロットル駆動装置３０に指令信号を出力する。これは、
比較器４０からの信号が増加信号（十信号）のときスロ
ットル開度を一定か又は若干閉じる方向の指令を出し、
比較信号が減少信号（−信号）のときは、スロットル開
度を一定か又は開ける方向の指令を出す、この場合、ス
ロットルの調節量は選択されるギヤ比と伝動軸の回転数
とがうまくマツチするように設定する必要があり、各変
速段ごとに実験を行ないその結果に基づいて決定する。

前記切換器３１は、上記比較器４０と後述する変速検知
器４３から信号が人力されるようになっており、比較器
４０から信号が入る七、出力変換回路３２からの回路を
閉じて調節回路３３とスロットル駆動装置３０とを接続
する。一方、変速検知器４３から変速終了の信号が入る
と、回路を切換えて出力変換回路３２の出力をスロット
ル駆動装置３０に入力し、アクセルペダル７の躇み込み
にスロットルバルブ６の開度量を連動させる。

４３はギヤ変速機ｆｉｌｌ内部の変速の終了を検知する
変速検知器であり、この検知器４３は、ギヤ変速機構１
１の遊星歯車や流入クラッチの動きを検出して変速動作
の終了を検知し、終了を検知すると信号を制御器１２と
切換器３１及びスロットル調節回路３３の比較器４０に
出力する。

この実施例の自動変速装置は上記のような構造で成って
おり、次にその作用について説明する。

通常時、切換器３１は出力変換回路３２とスロットル駆
動装置３０を接続し、アクセルペダル７の動きとスロッ
トルバルブ６の動きを連動させている。

いま、アクセルペダル７が急激に踏み込まれ、車の速度
が急上昇して変速速度に近ずくと、先ず車速検出器Ｓか
らの車速信号が比較！’５４０により設定されたｉＩ！
ｉｎ基準値を越えるため、比較器４０は判別器３Ｓから
の判別信号をもとに加速又は減速に応じた信号を指令器
４１と切換器３１に出力する。

指令器４１はその出力信号を受けてスロットルを一定か
、所定の制？１ｌｌｔたけ閉じる制御信号を出すと共に
、切換器３１が作動してスロットル駆動装置３０とスロ
ットル調節回路３３を接続するため、上記制御信号が駆
動装置３０に入力されてスロットルバルブ６０開度が調
節される。この結果、燃料ガスの供給量が減少してエン
ジン１の出力が落ち、伝動軸１ａの回転上昇が低下する
。さらに車速か上昇し、車速信号が自動変速機２の変速
制ｍ器１２に設定された変速基準速度を越えると、変速
制御器１２から変速信号が出力し、ギヤ変速機構１１で
増膜変速が行なわれる。この場合、伝動軸１ａの回転が
低く制御されているので、変速されたトルクコンバータ
ー１０内部の流体のもつ回転トルクと伝動軸１ａの回転
トルクとの差が小さくなり、変速時の衝撃が小さく抑え
られる。

変速動作が終了すると、変速検知器４３がそれを検知し
、その検知信号により切換器３１が切換り、スロットル
駆動装置３０と出力変換回路３２を接続する。これによ
りスロットルバルブ６はアクセルペダル７の踏み込み量
と連動して開閉されるようになる。上記スロットル開度
の調節は、各増膜変速ごとに行なわれる。

減速変速の場合は、上記の増速変速の場合と同じ手順で
スロットル開度のＵＲ￥Ｂが行なわれる。この場合は、
スロットルｍ節回路３３からスロットルバルブの開度を
一定か又は若干開かせる方向の信号が出力される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明は、スロットルバルブと
アクセルペダルの間に車速に応動するスロットル！Ｊｉ
ｉ節手段を設け、変速時スロットルバルブの開度量を調
節して伝動軸と自動変速機の流体との回転トルクの差を
無くすようにしたので、ギヤ変速時の衝撃を小さく抑え
ることができ、スムーズな自動変速を行なうことができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の自動変速装置を模式的に示す図、第２
図はスロットル調節手段の第１の実施例を示す構造図、
第３図は第２の実施例を示す構造図、第４図は第３図の
作用図、第５図は第３の実施例を示す構造図、第６図は
同上のスロットル駆動装置を示す斜視図、第７図は同上
の要部を示すブロック図である。 １・・・・・・エンジン、　　　　２・・・・・・自動
変速機、３・・・・・・車軸、　　　　　　４・・・・
・・燃料ガス供給路、５・・・・・・車速検出器、　　
６・・・・・・スロ７（ルバルブ、７・・・・・・アク
セルペダル、 ８、＄ａ、＄ｂ・・・・・・アクセルワイヤ、Ｓ、Ｓａ
、９ｂ、９ｃ・・・・・・スロットル調節手段、１０・
・・・・・トルクコンバーター １１・・・・・・ギヤ変速機構、１３・・・・・・シリ
ンダ、１４・・・・・・作動板　　　　１５・・・・・
・＠磁石、１６・・・・・・制御器、　　　　１７・・
・・・・圧縮バネ、１８・・・・・・シリンダ、　　　
１９・・・・・・ピストン、２２・・・・・・４方案内
弁、　２８・・・・・・電磁弁、２９・・・・・・制御
器、 ３０・・・・・・スロットル駆動装置、３２・・・・・
・出力変換回路、 ３３・・・・・・スロットル調節回路。 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンと車軸との間にトルクコンバーターとギ
   ヤ変速機構を組合せた自動変速機を設け、車速検出器か
   らの検出信号により上記自動変速機を変速させる自動車
   の自動変速装置において、エンジンのスロットルバルブ
   とアクセルペダルとの間に、上記車速検出器の検出信号
   に応動してスロットルバルブの開度を調節するスロット
   ル調節手段を設けたことを特徴とする自動車の自動変速
   装置。
2. （２）スロットル調節手段が、スロットルバルブとアク
   セルペダルを連結するアクセルワイヤの途中に設けられ
   てそのアクセルワイヤを伸縮させる伸縮機構と、車速検
   出器の検出信号に基づいて伸縮機構を駆動する駆動機構
   とから成ることを特徴とする請求項１に記載の自動車の
   自動変速装置。
3. （３）スロットル調節手段が、電気信号に基づいてスロ
   ットルバルブの開度を変化させるスロットル駆動装置に
   、アクセルペダルに連結してそのペダルの踏み込み量を
   電気信号に変換する出力変換回路と、車速検出器の検出
   信号に基づいてスロットルバルブの開度変化信号を出力
   するスロットル調節回路とを切換え可能に接続して成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動車の自動変速装
   置。