JPH08109950A - 同期クラッチ式自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率が高く耐久性に優れ、運転者に違和感を
与えることがなく、且つ変速ショックが小さい新規な自
動変速機を得る。 【構成】 エンジン回転速度（入力回転速度）が同期ク
ラッチ装置Ｃ1 又はＣ2により同期回転速度の方向に変
化して一方向クラッチ装置ＯＷn の機能によって同期回
転速度に一致・維持されたときに、制御手段により当該
一方向クラッチＯＷn の「駆動時には係合するが被駆動
時には解放する第１の作動状態」と「駆動時には解放す
るが被駆動時には係合する第２の作動状態」とが切換え
られ、同時に該同期クラッチ装置Ｃ1 又はＣ2 が解放さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に自動車用の自動変
速機として用いるのに好適な、新規な同期クラッチ式自
動変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在主流の自動車用自動変速機は、例え
ば２組〜３組の遊星歯車変速機構を備えると共に、変速
段の数若しくはそれ以上の数の湿式クラッチを備え、該
湿式クラッチの幾つかが選択的に係合状態とされること
により、所望の変速段（ギヤ比）が得られる構成とされ
ている（第１のタイプ）。

【０００３】この第１のタイプの自動変速機は、手動変
速機に比べると多少効率（燃費）が悪化するものの、制
御の容易性、あるいは変速の円滑性等の点でメリットが
認められ、現在ほとんどの車両の自動変速機がこのタイ
プの自動変速機で占められている。

【０００４】ところで、この第１のタイプの自動変速機
の効率が低いことに鑑み、特開昭５８−１９３９５１号
公報においては、同期クラッチを係合すると共に主クラ
ッチを解放し、エンジン回転速度が同期回転速度になっ
たときにドグクラッチによる変速段の切換えを行い、そ
の後同期クラッチを解放すると共に主クラッチを係合す
ることにより変速を実行するという第２のタイプの自動
変速機を提案している。

【０００５】この第２のタイプの自動変速機において
は、同期クラッチにより主クラッチ解放時においても出
力軸に駆動力を伝達することができ、その分効率の向上
が図れるとされている。

【０００６】一方、第３のタイプの自動変速機として、
同じく効率（燃費）の向上に着目すると共に、変速ショ
ックを無くすことを意図し、入出力間の変速比を無段階
に制御できるようにした無段変速機も提案されており、
一部実用化されている。この第３のタイプの自動変速機
においては、その時の車速やスロットル開度に応じ、基
本的に最も燃費が良くなる変速比となるように入、出力
側のプーリの有効径が無段階に変化されるようになって
いる。

【０００７】なお、本発明に係る自動変速機の構成の一
部に関連する第４のタイプの自動変速機を開示している
と考えられる公報として特開昭６２−１８８８４０号公
報がある。この公報には、自動変速機の各変速段に（変
速段の選択に応じてコントロールされる）両効きの一方
向クラッチを装着して変速段の選択及びシンクロの機構
とした自動変速機に関する技術が記載されている。同公
報によれば、この第４のタイプの自動変速機の説明に当
って、「一方向クラッチにはロック状態と空転状態とが
あり、いずれか１つをロック状態とすることにより所望
の変速段を選べ、且つロック開始時にはシンクロ機能を
発揮することができる」と記載してある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在主
流の遊星歯車変速機構と多くの湿式クラッチを備えた前
記第１のタイプの自動変速機にあっては、前述したよう
に１又は２以上の湿式クラッチが常時に必ず「係合状
態」で使用されるため低効率であるという問題があっ
た。又構造も決して簡易とは言い難かった。

【０００９】又、同期クラッチを係合すると共に主クラ
ッチを解放し、エンジン回転速度が同期回転速度になっ
た時にドグクラッチによる変速段の切換えを行う前記第
２のタイプの自動変速機にあっては、若干の効率上昇が
図れるものの、同期クラッチと主クラッチとのクラッチ
・ツウ・クラッチ制御が要求されると共に、同期クラッ
チによる同期制御、同期クラッチとドグクラッチとの切
換えタイミングの制御等の高度な制御が要求され、小さ
な変速ショックで変速することが困難であるという問題
があった。

【００１０】更に、入出力軸間の変速比を無段階に制御
する前記第３のタイプの自動変速機にあっては、そのと
きの走行条件に鑑み最も燃費が向上するように常に変速
比を制御するため、比較的効率が高く、又変速ショック
も基本的には生じないが、大容量化や耐久性の確保が困
難であること等から、今のところ小排気量の小型車に採
用されているのに止どまっているというのが実状であ
る。

【００１１】又、特開昭６２−１８８８４０号で開示さ
れた前記第４のタイプの自動変速機は、一方向クラッチ
の切換えのための油圧回路が複雑なだけでなく、最も重
要な当該一方向クラッチ切換え時の制御や同期方法につ
いては何等具体的な開示がなされておらず、公報記載の
技術をそのまま実現したのでは一方向クラッチがエンジ
ンのイナーシャトルクを一瞬のうちに受ける場合が生
じ、耐久性が心配されるものであった。

【００１２】例えば、第２速段から第３速段へのパワー
オンアップシフト（アクセルが踏込まれた状態でのアッ
プシフト）を実行する場合、アクセルが踏み込まれてい
てエンジン回転速度がより上昇しようとしている状態の
下で、強制的にエンジン回転速度を引き下げる作業を行
わなければならない。当該公報によれば、それまで第２
速段に係る一方向クラッチがロック状態とされることに
より第２速段の同期回転速度でエンジンが回転していた
状態から、第３速段に係る一方向クラッチがロック状態
となるように切換えることにより、（エンジン回転速度
がより上昇しようとしている状態であるにも拘わらず）
瞬時により低い第３速段の同期回転速度にまでエンジン
回転速度を低下させる構成であったため、非常に大きな
イナーシャトルクが第３速段に係る一方向クラッチに加
わるようになっていた。従って、一方向クラッチの耐久
性が心配されると共に、少なからず変速ショックも発生
すると考えられていたものである。

【００１３】本発明は、このような従来の種々のタイプ
の自動変速機の問題に鑑みてなされたものであって、効
率が高く、耐久性に優れ、運転者に違和感を与えること
がなく、且つ変速ショックが小さい新規な構成の自動変
速機を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力軸と、出
力軸と、前記入力軸と出力軸との間に複数設けられた歯
車変速機構と、変速時に所定のギヤ比で前記入力軸と出
力軸とを連結することにより、エンジン回転速度を当該
変速によって移行しようとする変速段における同期回転
速度の方向に変化させる同期クラッチ装置と、入力軸又
は出力軸のいずれか一方側と、前記歯車変速機構との間
に設けられ、且つ、駆動時にはロックするが被駆動時に
は解放する第１の作動状態と、駆動時には解放するが被
駆動時にはロックする第２の作動状態とが切換え可能な
構成とされた一方向クラッチ装置と、該一方向クラッチ
装置の前記第１、第２作動状態を制御することにより、
入力軸及び出力軸を前記歯車変速機構のいずれかを介し
て選択的に連結する制御手段と、を備えたことにより、
上記課題をを解決したものである。

【００１５】なお、上記自動変速機において、エンジン
回転速度が、前記同期クラッチ装置により同期回転速度
の方向に変化して前記一方向クラッチ装置の機能によっ
て同期回転速度に一致・維持されたときに、前記制御手
段により当該一方向クラッチ装置の第１、第２作動状態
が切換えられると共に、同期クラッチ装置が解放される
ようにすると、容易に且つ短時間で円滑な変速を実行で
きるようになる。

【００１６】このことは、換言すると、本発明では必ず
しも同期クラッチ装置と一方向クラッチとによってエン
ジン回転速度が（変速後の）同期回転速度にまで到達す
ることを待って当該一方向クラッチを切換え、同期クラ
ッチを解放することを要求するものではないことを意味
している。これについては後に詳述する。

【００１７】又、前記一方向クラッチ装置が、前記第１
の作動状態を形成するための第１一方向クラッチと前記
第２の作動状態を形成するための第２一方向クラッチと
の２つを軸方向に並べて備え、該第１、第２一方向クラ
ッチは、クラッチアウタレースと、クラッチインナレー
スと、前記第１、第２の作動状態をそれぞれ形成するた
めに設定されたねじれ角及び接線角をもって前記クラッ
チアウタレースとクラッチインナレースとの間に配列さ
れた複数のニードルローラと、をそれぞれ備え、且つ、
該第１、第２一方向クラッチのそれぞれのクラッチイン
ナレースが一体化され、この一体化されたクラッチイン
ナレースが軸方向に移動されることにより、使用される
べきいずれか一方の一方向クラッチが選択される構成と
されていると、小型で、且つ制御が容易な（両効きの）
一方向クラッチ装置を得ることができるようになる。

【００１８】なお、この一方向クラッチ装置のクラッチ
インナレースは、モータによって軸方向に駆動されるよ
うにすると、これらを駆動するための油圧制御装置が不
要となる上に、非変速中は何等のエネルギも消耗させず
に済むようになるため、一層効率を向上させることがで
きるようになる。

【００１９】

【作用】図１に本発明に係るｊ速の自動変速機を模式的
に示す。

【００２０】便宜上この模式図に基づいて本発明の作用
を符号を用いながら説明するが、本発明はこの図１の模
式図の構成に拘束されるものではない。

【００２１】先ず本発明に係る自動変速機の定常走行時
（非変速時）の作用から説明する。

【００２２】本発明に係る自動変速機においては、特定
の変速段より低い変速段に係る一方向クラッチ装置は、
駆動時にロックするが被駆動時には解放（空転）する第
１の作動状態（黒い三角印で表示）とされ、一方、これ
より高い変速段に係る一方向クラッチ装置は、駆動時に
は解放（空転）するが被駆動時にはロックする第２の作
動状態（白い三角印で表示）とされる。このため、本発
明に係る自動変速機においては、駆動時の変速段（ギヤ
比）と被駆動時の変速段（ギヤ比）とが異なるというの
が大きな特徴となっている。

【００２３】例えば図１の左側の例の場合、駆動時には
一方向クラッチ装置ＯＷｎのロックにより第ｎ速段を達
成する歯車変速機構Ｇｎのギヤ比で車両が駆動され、被
駆動時には一方向クラッチ装置ＯＷn+1 のロックにより
第ｎ＋１速段を達成する歯車変速機構Ｇn+1 のギヤ比で
エンジンブレーキが効くことになる。

【００２４】より詳細に説明すると、今アクセルが踏み
込まれ、入力軸回転速度が第ｎ速段での同期回転速度よ
り高くなろうとしているとき（駆動状態のとき）には、
一方向クラッチ装置ＯＷn のロックにより第ｎ速段の同
期回転速度が維持されたまま（入力軸回転速度と出力軸
回転速度の比が第ｎ速段でのギヤ比となっている状態を
維持したまま）入、出力軸とも車速の応じた速度で上昇
する。

【００２５】一方、アクセルが戻され、入力軸回転速度
が第ｎ速段での同期回転速度より低くなると、第ｎ速段
に係る歯車変速機構Ｇn に組み込まれた一方向クラッチ
装置ＯＷn は空転状態となり、動力がエンジン側から車
輪側に伝達されなくなる。

【００２６】しかしながら、入力軸回転速度が未だ第ｎ
＋１速段の同期回転速度よりも高いうちは、第ｎ＋１速
段を達成しようとする歯車変速機構Ｇn+1 に組み込まれ
た（被駆動時にロックするように切換えられている）一
方向クラッチ装置ＯＷn+1 も空転状態であるため、車輪
側からエンジン側にも動力が伝達されることはない。

【００２７】従って、車両は駆動状態でもなく、又エン
ジンブレーキが効く状態でもないニュートラルな状態と
なる。アクセルが解放されたりして入力軸回転速度が第
ｎ＋１速段の同期回転速度よりも更に低くなろうとする
と、第ｎ＋１速段を達成しようとする歯車変速機構Ｇn+
1 に組み込まれた一方向クラッチ装置ＯＷn+1 がロック
されるため、車輪側からエンジン側への動力伝達が行わ
れるようになり、エンジンブレーキが効くようになる。

【００２８】この結果、前述したように、駆動時には第
ｎ速段のギヤ比で駆動され、被駆動時には第ｎ＋１速段
のギヤ比でエンジンブレーキが効くという作用が得られ
るようになる。

【００２９】次に、本発明に係る自動変速機の変速制御
に関する作用について説明する。

【００３０】図１において、符号Ｃ1 がダウンシフト用
の同期クラッチ装置、Ｃ2 がアップシフト用の同期クラ
ッチ装置に相当する。

【００３１】同期クラッチ装置Ｃ1 は図１の例では最低
速段（第１速段）を達成する歯車変速機構Ｇ1 のギヤ比
で入力軸２側と出力軸４側とを連結する。一方、同期ク
ラッチ装置Ｃ2 は最高速段（第ｊ速段）を達成する歯車
変速機構Ｇj のギヤ比で入力軸２側と出力軸４側とを連
結する。

【００３２】同期クラッチ装置Ｃ1 又はＣ2 が連結され
ると、入力軸２側と出力軸４側は当然にそのギヤ比に相
当する回転速度比で回転しようとするが、出力軸４側は
車輪に連結されていて急変できないため、結局そのギヤ
比となるように入力軸２側（エンジン側）の回転速度が
変化することになる。

【００３３】即ち、同期クラッチ装置Ｃ1 を係合させる
ことにより第２速段以上のいかなる変速段で走行してい
るときでも入力軸２側の回転速度をその時点より上昇さ
せることができ、ダウンシフトのための低速段同期回転
速度への移行が可能となる。又、同期クラッチ装置Ｃ2
を係合させることにより、最高速段以外のいかなる変速
段で走行しているときでも入力軸２側の回転速度をその
時点より低下させることができ、アップシフトのための
高速段同期回転速度への移行が可能となる。

【００３４】第ｎ速段から第ｎ＋１速段へのパワーオン
アップシフトを例にとって変速制御をより具体的に説明
すると、まずアップシフト用の同期クラッチ装置Ｃ2 を
係合させる。その結果、前述したように入力軸２側の回
転速度が第ｎ速段での同期回転速度からより低い第ｎ＋
１速段での同期回転速度の方向に変化する。

【００３５】やがて、入力軸２側の回転速度が第ｎ＋１
速段での同期回転速度にまで低下すると一方向クラッチ
装置ＯＷn+1 をロックでき、（同期クラッチ装置Ｃ2 の
係合に拘らず）入力軸２側の回転速度はそれ以上は低下
できなくなり、第ｎ＋１速段での同期回転速度が維持さ
れる。

【００３６】そこで、（この第ｎ速段での同期回転速度
が維持された状態で）一方向クラッチ装置ＯＷn+1 を第
２の作動状態（白三角）から第１の作動状態（黒三角）
に切換えれば、同期回転速度上における変速ショックの
ない変速が実現できる。

【００３７】なお、同期回転速度に至った後、同期クラ
ッチ装置Ｃ2 をなおも係合させ続けると、歯車変速機構
Ｇj と歯車変速機構Ｇn+1 との間でトルク循環が発生す
るため、同期が確認された場合には当該同期クラッチ装
置Ｃ2 は速やかに解放される。

【００３８】被駆動の第ｎ＋２速段から被駆動の第ｎ＋
１速段へのパワーオフダウンシフトの場合は、同期クラ
ッチ装置Ｃ1 を係合させることにより入力軸２側の回転
速度を第ｎ＋１速段での同期回転速度にまで高め、この
状態で一方向クラッチ装置ＯＷn+1 を第１の作動状態
（黒三角）から第２の作動状態（白三角）に切換えれば
よい。

【００３９】このように、本発明においては、パワーオ
ンアップシフト及びパワーオフダウンシフトを、一方向
クラッチ・ツウ・同期クラッチ・ツウ・一方向クラッチ
の動力伝達によって実行するため、変速ショックのない
変速が実現できる。

【００４０】なお、パワーオフアップシフト及びパワー
オンダウンシフトにあっては、入力軸２側の回転速度の
移行方向と変速後の同期回転速度の方向とが一致してい
るため、同期クラッチ装置Ｃ1 、Ｃ2 の係合は必要な
く、何時でも該当する一方向クラッチ装置の第１、第２
作動状態を切換えるだけで変速ショックのない変速が実
現できる。

【００４１】本発明によれば、エンジンのイナーシャト
ルクを同期クラッチ装置にて吸収し、エンジン回転速度
を同期回転速度、あるいはその付近にまで変更した後に
一方向クラッチ装置を切換えるようにしているため、一
方向クラッチ装置にはエンジンのイナーシャトルクが一
度にかかるようなことがなく、耐久性が確保されると共
に、変速ショックを低減することが可能となる。

【００４２】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００４３】図２に本発明が適用された自動変速機の概
略を示す。

【００４４】図２において、符号２が入力軸、４が出力
軸、Ｇ1 〜Ｇ6 が第１速段から第６速段を達成するため
にそれぞれ設けられた歯車変速機構、Ｇr がリバースを
達成するために設けられた歯車変速機構、Ｃ1 、Ｃ2 が
同期クラッチ装置、Ｃm がメインクラッチ装置、ＯＷ1
〜ＯＷ7 が一方向クラッチ装置、６が一方向クラッチ切
換アクチュエータ（制御手段）、８がオイルポンプをそ
れぞれ示している。

【００４５】前記入力軸２は、図示せぬエンジン側と連
結され、出力軸４は、デファレンシャル装置１８を介し
て図示せぬ車輪側に連結されている。

【００４６】メインクラッチ装置Ｃm は一方向クラッチ
装置ＯＷ1 〜ＯＷ7 の切換え状態の如何に拘らずエンジ
ン側を車輪側と切り離すためのもので、運転者の操作に
より切換えが行われる。

【００４７】歯車変速機構Ｇ1 〜Ｇ6 はそれぞれ第１速
段から第６速段を達成するギヤ比に設定されている。
又、歯車変速機構Ｇr はリバースを達成するためにアイ
ドラギヤＧr1が介在されている。

【００４８】同期クラッチ装置Ｃ1 はパワーオフダウン
シフトを実行する際に第１速段を達成する歯車変速機構
Ｇ1 の入力軸２側と出力軸４側とを連結するべく、一方
向クラッチ装置ＯＷ1 の上流側と下流側とを連結するよ
うに配置されている。この同期クラッチ装置Ｃ1 には従
来公知のいわゆる湿式多板式のクラッチ構造が採用され
ている。

【００４９】同期クラッチ装置Ｃ2 はパワーオンアップ
シフトを実行する際に第６速段でのギヤ比で入力軸２側
と出力軸４側とを連結するべく一方向クラッチ装置ＯＷ
6 の上流側と下流側とを連結するように配置されてい
る。この同期クラッチ装置Ｃ2にも前記同期クラッチ装
置Ｃ1 と同様の湿式多板式のクラッチ構造が採用されて
いる。

【００５０】前記一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6 は
図３に示されるような構造を有している。

【００５１】即ち、一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6
は、駆動時には係合するが被駆動時には解放（空転）す
る第１の作動状態を形成するための第１一方向クラッチ
３０と、駆動時には解放するが被駆動時には係合する第
２の作動状態を形成するための第２一方向クラッチ４０
との２つを軸方向に並べて備える。

【００５２】該第１、第２一方向クラッチ３０、４０
は、クラッチアウタレース３１、４１と、クラッチイン
ナレース３２、４２と、ニードルローラ３３、４３とを
それぞれ備える。このニードルローラ３３、４３は、図
４に模式的に示されるように、第１、第２の作動状態を
それぞれ形成するために設定されたねじれ角α及び接線
角βをもってクラッチアウタレース３１、４１とクラッ
チインナレース３２、４２との間に複数配置されてい
る。

【００５３】第１、第２一方向クラッチ３０、４０のそ
れぞれのクラッチインナレース３２、４２は一体化さ
れ、この一体化されたクラッチインナレース３２、４２
がガイドピンＰ2 〜Ｐ6 によって軸方向に移動されるこ
とにより、使用されるべき（ロック状態とされるべき）
いずれか一方の一方向クラッチ３０又は４０が選択され
る。

【００５４】一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6 のケー
シング５１は出力軸４上に回転方向にも軸方向にも固定
されている。クラッチアウタレース３１、４１は、スプ
ライン５２を介して歯車変速機構Ｇ2 〜Ｇ6 のドリブン
ギヤと噛合し一体的に回転可能とされている。クラッチ
インナレース３２、４２は、スプライン５３を介して出
力軸４と一体的に回転可能とされ、且つガイドピンＰ2
〜Ｐ6 を介して軸方向に摺動可能に取り付けられてい
る。

【００５５】ガイドピンＰ2 〜Ｐ6 は前記一方向クラッ
チ切換アクチュエータ６により駆動される。この構造を
図３及び図５を参照しながら説明する。図３に示される
ように、ＤＣモータ５４は、連結体５５を介してねじ５
６と結合されている。ねじ５６はベアリング５７を介し
て中空の一方向クラッチ切換シャフト５８と連結されて
いる。

【００５６】図５に示されるように、この一方向クラッ
チ切換シャフト５８には、ガイドホールＨｇが形成さ
れ、該ガイドホールＨｇにガイドピンＰｇが係合されて
いる。ガイドホールＨｇには第１速段〜第５速段及びリ
バース段に対応してガイドピンＰｇの６つのストッピン
グポジションが設定されている。

【００５７】又、この一方向クラッチ切換シャフト５８
には、一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6 に対応したガ
イドホールＨ2 〜Ｈ6 が形成され、該一方向クラッチ装
置ＯＷ2 〜ＯＷ6 の切換状態を規定するためのガイドピ
ンＰ2 〜Ｐ6 が係合されている。

【００５８】図３に戻って、ＤＣモータ５４が回転する
と連結体５５が回転し、これによりねじ５６が当該回転
に対応した量だけ軸方向に移動する。この軸方向の移動
によりベアリング５７を介して一方向クラッチ切換シャ
フト５８が軸方向に移動する。図５から明らかなよう
に、一方向クラッチ切換シャフト５８が軸方向に移動す
ると、該一方向クラッチ切換シャフト５８に形成されて
いるガイドホールＨｇに沿ってガイドピンＰｇが摺動
し、この結果一方向クラッチ切換シャフト５８は軸方向
に移動すると共に、円周方向にも回転させられるように
なる。

【００５９】しかしながら、一方向クラッチ装置ＯＷ2
〜ＯＷ6 に対応して形成されたガイドホールＨ2 〜Ｈ6
は、一方向クラッチ切換シャフト５８が同じ円周位置に
あっても、それぞれのガイドピンＰ2 〜Ｐ6 の軸方向位
置が（基準となる）ガイドピンＰｇの軸方向位置に対し
て相対的に近付いたり遠ざかったりするように形成して
あり、一方、出力軸４は図３に示されるように、ガイド
ピンＰｇと同じように軸方向に動くため、結局ガイドピ
ンＰｇと相対的に近づいたり遠ざかったりした分だけ各
一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6 のガイドピンＰ2 〜
Ｐ6 が出力軸４に対して軸方向に（相対的に）移動する
ことになる。

【００６０】一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6 のクラ
ッチインナケース３２、４２はそれぞれのガイドピンＰ
2 〜Ｐ6 によってその軸方向の動きが規制されているた
め、結局このような機構により一方向クラッチ装置ＯＷ
2 〜ＯＷ6 の切換え、即ち、駆動時にはロックするが被
駆動時には解放する第１の作動状態と、駆動時には解放
するが被駆動時にはロックする第２の作動状態の切換え
を一度に実行できる。

【００６１】なお、一方向クラッチ装置ＯＷ2 〜ＯＷ6
を含め、各クラッチ類の各変速段での切換え状態をまと
めると図７のようになる。

【００６２】なお、第１速段を達成するための歯車変速
機構Ｇ1 に組み込まれた一方向クラッチ装置ＯＷ1 とリ
バースレンジを達成するための歯車変速機構Ｇr に組み
込まれた一方向クラッチ装置ＯＷ7 は切換えが必要無い
ため、図６に示されるような従来と同様な構成の一方向
クラッチ装置が採用されている。なお、図６において７
０はクラッチアウタレース、７１はクラッチインナレー
ス、７２はニードルローラ、７３はケーシングをそれぞ
れ示している。

【００６３】次に、図８及び図９を参照しながらこの実
施例の作用を説明する。

【００６４】便宜上駆動の第２速段から駆動の第３速段
へのパワーオンアップシフトを例にとって説明する。

【００６５】図９に示されるように、まずステップ１０
０において、エンジン回転速度Ｎｅ、出力軸回転速度Ｎ
ｏｕｔ、スロットル開度θｔｈ等が読み込まれる。ステ
ップ１０２では、アップシフトであるため同期クラッチ
装置Ｃ2 の伝達トルクＴc2が演算され、それに見合った
油圧となるように図示せぬ公知のソレノイドに対し、係
合出力が発せられる（図８、ａ点）。この結果、クラッ
チＣ2 が所定の速さで係合され、（出力軸回転速度Ｎｏ
ｕｔが急変できないため）入力軸回転速度（エンジン回
転速度Ｎｅ）が所定の速さで低下する（図８、ａ〜ｂ
間）。

【００６６】ステップ１０４では低下してきたエンジン
回転速度Ｎｅが第３速段での同期回転速度（出力軸回転
速度Ｎｏｕｔ×ギヤ比ｉ３）になったか否かが判定され
る。エンジン回転速度Ｎｅが未だ同期回転速度（ｉ３×
Ｎｏｕｔ）に至らないうちはステップ１００、１０２が
繰り返され、やがて同期回転速度に至ったと判定された
段階（図８、ｃ点）でステップ１０６に進んで第３速段
に係る一方向クラッチ装置ＯＷ3 が第２の作動状態（白
三角）から第１の作動状態（黒三角）に切換えられる
（図８、ｃ〜ｄ点）。

【００６７】又、ここで同期クラッチ装置Ｃ2 の伝達す
べきトルクも０にリセットされ、該同期クラッチ装置Ｃ
2 が解放され第２速段から第３速段へのアップシフトが
終了される（図８、ｃ〜ｄ点）。

【００６８】一方、例えば被駆動の第３速段から被駆動
の第２速段にパワーオフダウンシフト（被駆動状態での
ダウンシフト）を行うときには、図１０に示されるよう
な制御フローに従う。即ち、まずステップ２００でエン
ジン回転速度Ｎｅ、出力軸回転速度Ｎｏｕｔ、スロット
ル開度θｔｈを読み込み、ステップ２０２でダウンシフ
ト用の同期クラッチ装置Ｃ1 の伝達すべきトルクＴc1を
算出して、それに見合った油圧出力を出し入力軸２側を
第２速段での同期回転速度の方向に変化させる。

【００６９】ステップ２０４では、この変化の結果エン
ジン回転速度Ｎｅが第２速段での同期回転速度（ｉ２×
Ｎｏｕｔ）に至ったか否かが判断され、至った段階でス
テップ２０６に進んむ。ステップ２０６では第２速段に
かかる一方向クラッチ装置ＯＷ2 が駆動時にはロックす
るが被駆動時には解放する第１の作動状態（黒三角）か
ら駆動時には解放するが被駆動時にはロックする第２の
作動状態（白三角）へと切換えられる。又、ステップ２
０８では同期クラッチ装置Ｃ1 が解放される。

【００７０】なお、駆動の第２速段から被駆動の第３速
段へのパワーオフアップシフト、及び被駆動の第３速段
から駆動の第２速段へのパワーオンダウンシフトは何も
切換えの必要はない。又、被駆動の第２速段から被駆動
の第３速段へのパワーオフアップシフトは、エンジン回
転速度Ｎe 自身が同期回転速度の方向に向かっている状
態にあるため、同期クラッチ装置Ｃ2 の係合は必要な
く、該当する一方向クラッチＯＷ2 を切換えるだけで変
速を完了することができる。更に、駆動の第３速段から
駆動の第２速段へのパワーオンダウンシフトも、エンジ
ン回転速度Ｎｅ自身が同期回転速度の方向に向かってい
る状態で行うことができるため、同期クラッチ装置Ｃ1
の係合は必要なく、該当する一方向クラッチ装置ＯＷ3
を切換えるだけで変速を完了することができる。以上第
２速段及び第３速段間の変速制御を簡単にまとめると、
図１１に示されるようになる。

【００７１】なお、図７から明らかなように、メインク
ラッチＣm は図示せぬシフトレバーがＮレンジとされて
いるときには解放状態とされるが、リバースレンジ、あ
るいはドライブレンジとされているときには係合状態と
される。又、同期クラッチ装置Ｃ1 、Ｃ2 は上述したよ
うにいずれも変速時に同期回転速度にまで移行させると
きにのみ係合状態とされるが、各変速段で走行している
ときには同期クラッチ装置Ｃ2 が第６速段で係合される
以外は、いずれの変速段でも係合されない。

【００７２】第１速段から第５速段は、駆動時には対応
する一方向クラッチ装置がロックされることにより当該
変速段でのギヤ比で駆動され、被駆動時は、１つ上段の
一方向クラッチ装置がロックされる（又は同期クラッチ
装置Ｃ2 が係合される）ことにより、当該１つ上段の変
速段にかかるギヤ比でエンジンブレーキが効くようにな
っている。リバース段では、一方向クラッチ装置ＯＷ7
がロック状態となることにより駆動され、エンジンブレ
ーキは効かない。

【００７３】次に、図１２に本発明の第２実施例を示
す。この実施例は、前記第１実施例における一方向クラ
ッチ装置ＯＷ1 〜ＯＷ7 の配置を入出力軸間で逆にした
ものであり、その他の構成は前記第１実施例と同様であ
る。この第２実施例は、一方向クラッチ装置ＯＷ1 〜Ｏ
Ｗ7 は、その使用回転数、使用トルクが揃えられるた
め、同サイズの一方向クラッチ装置が使えるようになる
という利点がある。

【００７４】図１３及び図１４に本発明の第３実施例を
示す。

【００７５】この第３実施例は、アップシフト用の同期
クラッチ装置Ｃ2 をリバースギヤ対に配置したものであ
る。この第３実施例では、リバース段が同期クラッチ装
置Ｃ2 で直結になるため、リバース段においてもエンジ
ンブレーキを効かせることができる。但し、代わりに第
６速段での当該同期クラッチＣ2 の直結ができなくなる
ため、５速の自動変速機として使用することになる。

【００７６】なお、この場合同期クラッチ装置Ｃ2 は同
期時に相対回転数が大となるため、熱容量的に配慮した
設計が必要となる。

【００７７】ところで、上記実施例においては、パワー
オンアップシフト及びパワーオフダウンシフトにおいて
同期クラッチ装置によりエンジン回転速度が同期回転速
度の方向に変化し、一方向クラッチ装置の機能によって
同期回転速度に一致・維持されたときにＤＣモータ５４
及び一方向クラッチ切換シャフト５８を含む一方向クラ
ッチ切換アクチュエータ６によって該当する一方向クラ
ッチ装置の第１、第２作動状態が切換えられるように
し、同時に同期クラッチ装置Ｃ2 又はＣ1 が解放される
ようにしていた。しかしながら、本発明にかかる自動変
速機における変速時の同期制御は必ずしもこのような手
順による必要はない。

【００７８】例えば、パワーオンアップシフト時におい
てエンジン回転速度が同期回転速度に一致・維持された
状態で同期クラッチ装置の解放が速やかに行われない
と、その分エンジン回転速度の変速後の円滑な上昇が阻
害される。一方、同期クラッチ装置は係合状態から解放
状態へ指令を切換えても直ちには解放状態とはならない
傾向がある。従って、例えばエンジン回転速度Ｎｅが同
期回転速度に至る直前を検出し、この時点から同期クラ
ッチ装置の指令を係合から解放に切換えるようにしても
よい。この方法は、例えば第２速段から第４速段への変
速のような飛び越し変速を実行しなければならないよう
なときに特に有効に機能すると考えられる。

【００７９】又、前述したように、パワーオフアップシ
フト及びパワーオンダウンシフトの場合は、エンジン回
転速度が変速後の同期回転速度になるのを待つ必要はな
く、何時でも一方向クラッチ装置の切換指令を出すこと
ができる。

【００８０】更に、上記実施例装置においては、同期ク
ラッチ装置として湿式の多板クラッチを採用するように
していたが、要は入力軸と出力軸の回転速度差を縮少で
きるような構成であればよく、例えばリターダのような
もので代用してもよい。この場合、この部分の油圧制御
装置も不要となるため、組立の容易化、あるいはメンテ
ナンスの容易化が期待できる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
効率が高く、耐久性に優れ、運転者に違和感を与えるこ
とがなく、且つ変速ショックが小さい自動変速機を得る
ことができるようになるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するための概略図

【図２】本発明の第１実施例に係るギヤトレインを示す
概略図

【図３】上記第１実施例に用いられている一方向クラッ
チ装置の構成を示す縦断面図

【図４】前記一方向クラッチ装置内に組込まれている一
方向クラッチの機能を説明するための模式図

【図５】前記一方向クラッチ装置の第１作動状態と第２
作動状態とを切換えるための構成を説明するための展開
正面図

【図６】作動状態を切換える必要のない一方向クラッチ
装置の構成を示す縦断面図

【図７】上記第１実施例における各クラッチの作用状態
を示した線図

【図８】第２速段から第３速段へのパワーオンアップシ
フトが実行される際の変速特性線図

【図９】第２速段から第３速段へのパワーオンアップシ
フトを実行する際の制御フローを示す流れ図

【図１０】第３速段から第２速段へのパワーオフダウン
シフトを実行する際の制御フローを示す流れ図

【図１１】第２速段及び第３速段間の４種類の変速を実
行する際の制御態様を簡単にまとめた線図

【図１２】本発明の第２実施例に係るギヤトレインの概
略構成図

【図１３】本発明の第３実施例に係るギヤトレインの概
略構成図

【図１４】上記第３実施例に係るギヤトレインの各クラ
ッチの作用状態を示す図７相当の線図

【符号の説明】

２…入力軸 ４…出力軸 ＯＷ1 〜ＯＷ7 …一方向クラッチ装置 Ｇ1 〜Ｇ6 …歯車変速機構 Ｃ1 、Ｃ2 …同期クラッチ装置 Ｃm …メインクラッチ ３０…第１一方向クラッチ ４０…第２一方向クラッチ ３１、４１…クラッチアウタレース ３２、４２…クラッチインナケース ３３、４３…ニードルローラ ５１…ケーシング ５２…ＤＣモータ ５８…一方向クラッチ切換シャフト Ｈｇ、Ｈ2 〜Ｈ6 …ガイドホール Ｐｇ、Ｐ2 〜Ｐ6 …ガイドピン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と、 出力軸と、 前記入力軸と出力軸との間に複数設けられた歯車変速機
   構と、 変速時に所定のギヤ比で前記入力軸と出力軸とを連結す
   ることにより、エンジン回転速度を当該変速によって移
   行しようとする変速段における同期回転速度の方向に変
   化させる同期クラッチ装置と、 入力軸又は出力軸のいずれか一方側と、前記歯車変速機
   構との間に設けられ、且つ、駆動時にはロックするが被
   駆動時には解放する第１の作動状態と、駆動時には解放
   するが被駆動時にはロックする第２の作動状態とが切換
   え可能な構成とされた一方向クラッチ装置と、 該一方向クラッチ装置の前記第１、第２作動状態を制御
   することにより、入力軸及び出力軸を前記歯車変速機構
   のいずれかを介して選択的に連結する制御手段と、 を備えたことを特徴とする同期クラッチ式自動変速機。
2. 【請求項２】請求項１において、 エンジン回転速度が、前記同期クラッチ装置により同期
   回転速度の方向に変化して前記一方向クラッチ装置の機
   能によって同期回転速度に一致・維持されたときに、前
   記制御手段により当該一方向クラッチ装置の第１、第２
   作動状態が切換えられると共に、同期クラッチ装置が解
   放されることを特徴とする同期クラッチ式自動変速機。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記一方向クラッチ装置は、前記第１の作動状態を形成
   するための第１一方向クラッチと前記第２の作動状態を
   形成するための第２一方向クラッチとの２つを軸方向に
   並べて備え、 該第１、第２一方向クラッチは、クラッチアウタレース
   と、クラッチインナレースと、前記第１、第２の作動状
   態をそれぞれ形成するために設定されたねじれ角及び接
   線角をもって前記クラッチアウタレースとクラッチイン
   ナレースとの間に配列された複数のニードルローラと、
   をそれぞれ備え、且つ、 該第１、第２一方向クラッチのそれぞれのクラッチイン
   ナレースが一体化され、この一体化されたクラッチイン
   ナレースが軸方向に移動されることにより、使用される
   べきいずれか一方の一方向クラッチが選択されることを
   特徴とする同期クラッチ式自動変速機。
4. 【請求項４】請求項３において、前記一方向クラッチ装
   置の前記一体化されたクラッチインナレースは、モータ
   によって軸方向に駆動されることを特徴とする同期クラ
   ッチ式自動変速機。