JP2002340163A - 自動変速機の伝動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルクコンバータや電磁クラッチを用いるこ
となく、トルク増大機能を含む所定通りの発進制御を行
い得る自動変速機の伝動機構を提供する。 【解決手段】 発進に際しコントローラ３２は、副変速
機２０を高速段選択クラッチ２４の解放により低速段
（減速段）選択状態にしておき、前後進切り換え機構４
の前進クラッチ４ａおよび後進ブレーキ４ｂを共に解放
させておいた中立状態から、前進クラッチ４ａの締結進
行制御により発進を行わせる。発進後の変速制御に際し
てコントローラ３２は予定の変速マップをもとに車速Ｖ
ＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯから求めた目標入力回
転数にセンサ３３で検出したエンジン回転数Ｎｅが一致
するようトロイダル伝動ユニット５，６を変速制御す
る。副変速機２０を高速段状態にすべき運転領域に入っ
たら、高速段選択クラッチ２４の締結により低速段選択
状態から高速段選択状態（直結状態）に切り換えて、上
記した変速制御を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無段変速機を含む
自動変速機の伝動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機は、通常その前段におけるエ
ンジンが運転中にトルク変動を生ずることからこれを吸
収して緩和するため、そしてトルク増大を目的として伝
動系にトルクコンバータを設けるのが普通である。

【０００３】例えば本願出願人が「エクストロイドＣＶ
Ｔ」の商品名で実用中のトロイダル型無段変速機につい
て自動変速機における従来の伝動機構を説明すると、こ
れは図９に示すごときものであった。先ず伝動経路の概
略を説明するに、エンジン（原動機）１の回転はトルク
コンバータ２および変速機入力軸３を経て前後進切り換
え機構４に伝達される。

【０００４】この前後進切り換え機構４は、Ｄレンジで
の前進走行時においては前進クラッチ４ａを締結されて
トルクコンバータ２からのエンジン回転をそのまま伝達
し、Ｒレンジでの後進走行時においては後進ブレーキ４
ｂを締結されてトルクコンバータ２からのエンジン回転
を減速、逆転下に伝達し、Ｐ，Ｎレンジでの駐停車時に
おいては前進クラッチ４ａおよび後進ブレーキ４ｂの双
方を解放されてトルクコンバータ２からのエンジン回転
を後段に伝達しなくする。

【０００５】前後進切り換え機構４の後段には、２個の
トロイダル伝動ユニット（フロント側トロイダル伝動ユ
ニット５およびリヤ側トロイダル伝動ユニット６）を、
同軸背中合わせに設ける。これらトロイダル伝動ユニッ
ト５，６はそれぞれ、入力ディスク７と、これに同軸に
対向配置した出力ディスク８と、対応する入出力ディス
ク７，８間に介在させた一対ずつのパワーローラ９とを
具えた同様な構成とする。

【０００６】両トロイダル伝動ユニット５，６は、それ
ぞれの出力ディスク８が背中合わせになるよう同軸に配
置し、この配置に当たっては、それぞれの入力ディスク
７を主軸１０に回転係合させて前後進切り換え機構４か
らの回転が共通に入力されるようになし、それぞれの出
力ディスク８を主軸１０上に回転自在に支持する。また
両出力ディスク８は中空出力軸１１を介して相互に一体
結合し、この中空出力軸１１上に出力歯車１２を固設す
る。

【０００７】出力歯車１２は、カウンターシャフト１３
の前端におけるカウンターギヤ１４に噛合させ、カウン
ターギヤ１４の後端を出力歯車組１５を経て、主軸１０
の後方へ同軸配置した変速機出力軸１６に駆動結合させ
る。

【０００８】前後進切り換え機構４からの回転は両入力
ディスク７へ共通に伝達され、入力ディスク７の回転は
対応するパワーローラ９を介して出力ディスク８に達
し、この回転が共通な出力歯車１２から、これに噛合す
るカウンターギヤ１４およびカウンターシャフト１３、
並びに出力歯車組１５を順次経て変速機出力軸１６から
取り出される。

【０００９】変速に際しては、パワーローラ９を自己の
回転軸線が入出力ディスク７，８の回転軸線と交差する
中立位置から同期して同位相でオフセットさせると、パ
ワーローラ９が回転時の分力によりパワーローラ回転軸
線と直交する首振り軸線周りに同期して同位相で傾転さ
れ、これにより入出力ディスク７，８に対するパワーロ
ーラ９の接触軌跡円弧径が連続的に変化して所定の無段
変速を行うことができる。なお変速比が指令変速比にな
ったところで、パワーローラ９を上記オフセットが０の
初期ストローク位置に戻すことで、パワーローラ９の自
己傾転は行われなくなり指令変速比を保つことができ
る。

【００１０】一方でトルクコンバータ２は、入力要素と
してのポンプインペラ２ａ、出力要素としてのタービン
ランナ２ｂ、およびワンウェイクラッチ２ｆ上に乗せた
反力要素としてのステータ２ｃを具え、エンジン駆動さ
れるポンプインペラ２ａから遠心力を受けた作動流体が
タービンランナ２ｂに衝突した後ステータ２ｃを経てポ
ンプインペラ２ａに戻る間、ステータ２ｃによる反力下
でタービンランナ２ｂをトルク増大しつつ、またトルク
変動吸収下に流体駆動し、タービンランナ２ｂから変速
機入力軸３にエンジントルクを伝達する。

【００１１】そしてトルクコンバータ２は、上記のトル
ク増大機能およびトルク変動吸収機能が不要な低負荷、
高回転時に入出力要素２ａ，２ｂ間を直結して伝動効率
を高めるためにロックアップクラッチ２ｄを具え、かか
るトルクコンバータ２のロックアップ状態でトルク変動
を吸収し得るようにするため、ロックアップクラッチ２
ｄの締結時における伝動経路中にダンパー２ｅを挿置す
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところでトルクコンバ
ータ２は上記の通りロックアップ式にしたところで、ロ
ックアップクラッチ２ｄが解放されている非ロックアッ
プ状態（コンバータ状態）では、入力要素２ａから出力
要素２ｂへの動力伝達を流体を介して行うため、これら
入出力要素２ａ，２ｂ間でスリップを発生して伝動効率
が悪くなるという問題から逃れることができない。

【００１３】かといって、トルクコンバータ２に代え電
磁クラッチを用いたのでは、トルクコンバータ２におい
て有用だったトルク増大機能が得られず、発進性能の低
下を含めた動力性能の悪化を生ずる。

【００１４】請求項１に記載の第１発明は、トルクコン
バータや電磁クラッチを用いる必要のない構成として上
記の問題を回避し得るようにした自動変速機の伝動機構
を提案することを目的とする。

【００１５】請求項２に記載の第２発明は、第１発明に
おけるトルクコンバータや電磁クラッチに代わる構成部
分を、軸の新たな追加なしに自動変速機に組み込み得る
ようにした自動変速機の伝動機構を提案することを目的
とする。

【００１６】更に請求項３に記載の第３発明は、第２発
明とは異なる構成により同様の作用効果が達成されるよ
うにした自動変速機の伝動機構を提案することを目的と
する。

【００１７】請求項４に記載の第４発明は、第２発明ま
たは第３発明の構成を採用した場合において、トルクコ
ンバータや電磁クラッチに代わる構成部分の制御を簡単
にし得るようにすると共にトルクコンバータのロックア
ップ制御システムをそのまま流用して当該制御を行い得
るようにした自動変速機の伝動機構を提案することを目
的とする。

【００１８】請求項５に記載の第５発明は、第４発明に
おける作用効果を達成するのに、従前のトルクコンバー
タにおけるスタータの取付けに用いられていたワンウェ
イクラッチをそのまま流用して当該作用効果を達成し得
るようにした自動変速機の伝動機構を提案することを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】これらの目的のため、先
ず第１発明による自動変速機の伝動機構は、中立状態に
し得る主伝動機の前段に、入力回転を減速して出力する
低速段と高速段とを有する副変速機を設け、この副変速
機の低速段選択状態で、前記主変速機を中立状態から動
力伝達状態にする摩擦要素を締結進行制御することによ
り発進制御を可能にしたことを特徴とするものである。

【００２０】第２発明による自動変速機の伝動機構は、
第１発明において、前記副変速機に単純遊星歯車組を設
け、該単純遊星歯車組のキャリアを変速機の入力軸に接
続し、サンギヤおよびリングギヤの一方に前記入力回転
を伝達するよう接続し、リングギヤおよびサンギヤの他
方を低速段選択ブレーキにより回転不能にすることで前
記低速段選択状態となり、単純遊星歯車組の前記３要素
のうち任意の２要素を高速段選択クラッチにより相互に
結合すると共にリングギヤおよびサンギヤの前記他方を
前記低速段選択ブレーキの解放により回転可能にするこ
とで前記高速段選択状態となるよう構成したことを特徴
とするものである。

【００２１】第３発明による自動変速機の伝動機構は、
第１発明において、前記副変速機にダブルピニオン型遊
星歯車組を設け、該ダブルピニオン型遊星歯車組のリン
グギヤを変速機の入力軸に接続し、サンギヤおよびキャ
リアの一方に前記入力回転を伝達するよう接続し、サン
ギヤおよびキャリアの他方を低速段選択ブレーキにより
回転不能にすることで前記低速段選択状態となり、ダブ
ルピニオン型遊星歯車組の前記３要素のうち任意の２要
素を高速段選択クラッチにより相互に結合すると共にサ
ンギヤおよびキャリアの前記他方を前記低速段選択ブレ
ーキの解放により回転可能にすることで前記高速段選択
状態となるよう構成したことを特徴とするものである。

【００２２】第４発明による自動変速機の伝動機構は、
上記第２発明または第３発明において、前記低速段選択
ブレーキをワンウェイクラッチで構成し、該ワンウェイ
クラッチを、前記低速段選択時に前記低速段選択ブレー
キで回転不能にすべき要素が前記入力回転と逆の方向へ
回転し得なくなる向きに配置したことを特徴とするもの
である。

【００２３】第５発明による自動変速機の伝動機構は、
上記第４発明において、前記ワンウェイクラッチのイン
ナレースを変速機ケースに固定し、アウタレースを、該
ワンウェイクラッチで回転不能にすべき要素に接続した
ことを特徴とするものである。

【００２４】

【発明の効果】第１発明において、発進に際しては副変
速機を減速段である低速段選択状態にしておき、副変速
機の後段における主変速機を中立状態から動力伝達状態
にする摩擦要素を締結進行制御することにより発進制御
を可能にする。よって第１発明においては、当該発進時
においても自動変速機でありながら手動変速機と同様な
発進操作を採用することができ、従ってトルクコンバー
タが不要であることから、従来トルクコンバータの存在
故に生じていた自動変速機の伝動効率に関する問題を解
消することができる。

【００２５】また第１発明においては、発進時に副変速
機を減速段である低速段選択状態にしておくことから、
副変速機がトルクコンバータのトルク増大作用と同じ機
能を発揮することとなり、電磁クラッチを用いる場合に
生じていた動力性能の低下という問題を生ずることもな
い。なお発進時に上記の通り副変速機を減速段である低
速段選択状態にしておくということは、主変速機を中立
状態から動力伝達状態にする上記摩擦要素を当該発進時
に締結進行制御するに際して、当該摩擦要素の入力回転
を低下させることができることを意味し、その耐久性を
向上させ得ると共に上記発進時の締結進行制御を容易に
し得ることにもなって大いに有利である。

【００２６】第２発明においては、上記の副変速機を以
下の構成にするため、つまり、単純遊星歯車組のキャリ
アを変速機の入力軸に接続し、サンギヤおよびリングギ
ヤの一方に入力回転を伝達するよう接続し、リングギヤ
およびサンギヤの他方を低速段選択ブレーキにより回転
不能にすることで上記低速段選択状態となり、単純遊星
歯車組の上記３要素のうち任意の２要素を高速段選択ク
ラッチにより相互に結合すると共にリングギヤおよびサ
ンギヤの上記他方を上記低速段選択ブレーキの解放によ
り回転可能にすることで上記高速段選択状態となるよう
な構成としたため、トルクコンバータや電磁クラッチに
代えて用いる副変速機を、軸の新たな追加なしに小型の
まま自動変速機に組み込むことができる。

【００２７】第３発明においては、上記の副変速機を以
下の構成にするため、つまり、ダブルピニオン型遊星歯
車組のリングギヤを変速機の入力軸に接続し、サンギヤ
およびキャリアの一方に入力回転を伝達するよう接続
し、サンギヤおよびキャリアの他方を低速段選択ブレー
キにより回転不能にすることで上記低速段選択状態とな
り、ダブルピニオン型遊星歯車組の上記３要素のうち任
意の２要素を高速段選択クラッチにより相互に結合する
と共にサンギヤおよびキャリアの上記他方を上記低速段
選択ブレーキの解放により回転可能にすることで上記高
速段選択状態となるような構成としたため、第２発明と
は異なる構成の副変速機により、第２発明におけると同
様の作用効果を達成することができる。

【００２８】第４発明においては、第２発明または第３
発明における上記低速段選択ブレーキをワンウェイクラ
ッチで構成し、これを、低速段選択時に低速段選択ブレ
ーキで回転不能にすべき要素が入力回転と逆の方向へ回
転し得なくなる向きに配置したから、第２発明または第
３発明の構成を採用した場合において、副変速機におけ
る低速段選択ブレーキの制御を簡単にし得ると共に、従
来よりあるトルクコンバータのロックアップ制御システ
ムをそのまま流用して当該制御を行うことができて経済
的である。

【００２９】第５発明においては、第４発明におけるワ
ンウェイクラッチのインナレースを変速機ケースに固定
し、アウタレースを、該ワンウェイクラッチで回転不能
にすべき要素に接続したから、第４発明の作用効果を達
成するためのワンウェイクラッチが、従来より自動変速
機のトルクコンバータにおけるスタータ取付けに用いら
れていたワンウェイクラッチの設置形態と同じとなり、
第４発明の作用効果を達成するためのワンウェイクラッ
チとして、従来より自動変速機のトルクコンバータにお
けるスタータ取付けに用いられていたワンウェイクラッ
チをそのまま流用することができ、大いに有利である。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は、図９に示すようなト
ロイダル型無段変速機におけるトルクコンバータ２を本
発明の一実施の形態になる副変速機２０に置換したもの
で、図１において、図９におけると同様の部分は同一符
号にて示すにとどめ、その重複説明を省略した。

【００３１】本実施の形態になる副変速機２０は、図２
に実態構成を示すが、ハウジング２１を具え、このハウ
ジング２１をドライブプレート２２を介してエンジン１
のクランクシャフトに結着すると共に、該ハウジング２
１内に以下の部品を組み込んで副変速機２０を構成す
る。つまり、トロイダル伝動ユニット５，６とで主伝動
機を構成する前後進切り換え機構４の入力軸（主伝動機
の入力軸）３をハウジング２１内に挿入し、該入力軸３
の挿入端部上に単純遊星歯車組２３を装着し、単純遊星
歯車組２３のキャリア２３ｃを入力軸３に駆動結合する
と共に、高速段選択クラッチ２４のクラッチハブ２４ｈ
にも駆動結合する。

【００３２】単純遊星歯車組２３のリングギヤ２３ｒは
低速段選択ブレーキとしてのワンウェイクラッチ２５を
介し固定軸２６上に乗せ、このワンウェイクラッチ２５
は図９におけるステータ２ｃのためのワンウェイクラッ
チ２ｆと同様な、若しくはこれを流用して、つまりワン
ウェイクラッチ２５のインナレースを中空固定軸２６
（変速機ケース）に固定すると共にアウタレースをリン
グギヤ２３ｒに接続して、リングギヤ２３ｒをエンジン
１の回転と逆方向に回転し得ないようにするものとす
る。

【００３３】高速段選択クラッチ２４は上記したクラッ
チハブ２４ｈのほかに、ハウジング２１内に回転自在に
収納したクラッチドラム２４ｄを具え、このクラッチド
ラム２４ｄを高速段用ダンパー２７を介してハウジング
２１に駆動結合する。クラッチドラム２４ｄは更に、低
速段用ダンパー２８を介して単純遊星歯車組２３のサン
ギヤ２３ｓに駆動結合する。

【００３４】高速段選択クラッチ２４には更に、図２に
示すごとくクラッチドラム２４ｄ内に軸線方向摺動可能
に嵌合したクラッチピストン２４ｐを具え、このピスト
ン２４ｐを油圧α（従来のロックアップ制御油圧および
ロックアップ制御油路をそのまま流用し得る）で図２の
左方へストロークさせる時、高速段選択クラッチ２４は
図３に示す如く締結によりクラッチドラム２４ｄおよび
クラッチハブ２４ｈ間を結合し、この時高速段用ダンパ
ー２７からの回転が低速段用ダンパー２８を経由するこ
となくキャリア２３ｃを経て入力軸３にそのまま（高速
段選択状態で）伝達される。

【００３５】しかし、ピストン２４ｐへの油圧αがなく
て高速段選択クラッチ２４が図１に示すごとく解放され
ている時は、高速段用ダンパー２７からの回転が低速段
用ダンパー２８を経由して単純遊星歯車組２３のサンギ
ヤ２３ｓに達する。ここでサンギヤ２３ｓは、高速段選
択クラッチ２４が解放されているため、またワンウェイ
クラッチ２５がリングギヤ２３ｒのエンジン１と逆方向
の回転を阻止しているため、キャリア２３ｃを減速下に
同方向へ回転駆動し、動力は低速段選択状態で入力軸３
に伝達される。

【００３６】なお高速段用ダンパー２７のダンパー特性
は上記の高速段選択状態で要求される特性に設定し、低
速段用ダンパー２８は上記の低速段選択状態で要求され
る特性に設定しておく。

【００３７】なお、図２に示す前後進切り換え機構４の
実態構成を補足説明するに、前後進切り換え機構４は前
記した前進クラッチ４ａおよび後進ブレーキ４ｂの他
に、単純遊星歯車組４ｃを具える。そして、前進クラッ
チ４ａを油圧βにより締結する時は単純遊星歯車組４ｃ
のサンギヤ４ｄおよびリングギヤ４ｅ間を結合させて入
力軸３からの回転をそのままサンギヤ４ｄより後段のト
ロイダル伝動ユニット５，６（図１参照）へ伝達し、Ｄ
レンジでの前進走行を可能にし、後進ブレーキ４ｂを油
圧γにより締結する時は単純遊星歯車組４ｃのキャリア
４ｆを固定して入力軸３からの回転を減速、逆転下にサ
ンギヤ４ｄより後段のトロイダル伝動ユニット５，６へ
伝達し、Ｒレンジでの後進走行を可能にする。しかし
て、Ｐ，Ｎレンジでの駐停車時においては前進クラッチ
４ａおよび後進ブレーキ４ｂの双方を解放させて入力軸
３からの回転が後段のトロイダル伝動ユニット５，６へ
伝達させない。

【００３８】前後進切り換え機構４の前進クラッチ４ａ
および後進ブレーキ４ｂを上記のように締結、解放する
制御、トロイダル伝動ユニット５，６の前記した変速制
御、および副変速機２０における高速段選択クラッチ２
４の締結、解放制御はそれぞれ、図１に示すようにコン
トロールバルブボディー３１を介して変速機コントロー
ラ３２によりこれらを実行し、変速機コントローラ３２
には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転セン
サ３３からの信号と、エンジン１のスロットル開度ＴＶ
Ｏを検出するスロットル開度Ｔセンサ３４からの信号
と、アクセルペダルの釈放時にＯＮとなってアイドル運
転状態を検知するアイドルスイッチ３５からの信号と、
ブレーキペダルの踏み込み時にＯＮとなって制動状態を
検知するブレーキスイッチ３６からの信号と、車速ＶＳ
Ｐを検出する車速センサ３７からの信号とを入力する。

【００３９】上記実施の形態になるトロイダル型無段変
速機の作用を次に説明する。先ず伝動作用を説明する
に、ハウジング２１へのエンジン回転は高速段用ダンパ
ー２７を経てクラッチドラム２４ｄに達している。ここ
で高速段選択クラッチ２４が解放されていると、クラッ
チドラム２４ｄへの回転が低速段用ダンパー２８を経て
サンギヤ２３ｓに至り、サンギヤ２３ｓへの回転が単純
遊星歯車組２３の前記作用により低速段選択状態で減速
下に入力軸３へ伝達される。ところで高速段選択クラッ
チ２４が図３のごとく油圧αにより締結されていると、
クラッチドラム２４ｄへの回転が低速段用ダンパー２８
を経由することなくキャリア２３ｃを経て入力軸３にそ
のまま高速段選択状態で伝達される。

【００４０】以上により、低速段で用いる伝動経路中に
挿入した低速段用ダンパー２８は、低速段選択状態であ
るときのみ所定のダンパー機能を果たし、高速段選択状
態である時は、この低速段用ダンパー２８をバイパスす
る高速段選択クラッチ２４を経て動力伝達を行うため、
低速段用ダンパー２８はダンパー機能を果たすことがな
い。よって、低速段用ダンパー２８のダンパー特性を低
速段選択状態で要求される特性に設定することができ
る。

【００４１】一方で高速段選択状態である時は、全ての
変速段で共用する伝動経路中に挿入した高速段用ダンパ
ー２７のみがダンパー機能を果たすため、そのダンパー
特性を低速段用ダンパー２８とは別個に、高速段選択状
態で要求される特性に設定することができる。

【００４２】副変速機２０により上記のごとくに高低速
切り換えされて入力軸３に達した回転は、前後進切り換
え機構４の前進クラッチ４ａが図３のごとく油圧βによ
り締結されている間、前後進切り換え機構４の前記した
作用を介してそのまま後段のトロイダル伝動ユニット
５，６に至り、これらトロイダル伝動ユニット５，６に
よる変速下に変速機出力軸１６より取り出される。前後
進切り換え機構４の後進ブレーキ４ｂが図２の油圧γに
より締結されている間、入力軸３への回転は前後進切り
換え機構４の前記した作用を介して逆転下に後段のトロ
イダル伝動ユニット５，６に至り、これらトロイダル伝
動ユニット５，６を経て変速機出力軸１６より取り出さ
れる。前後進切り換え機構４の前進クラッチ４ａおよび
後進ブレーキ４ｂが共に解放されている間、入力軸３へ
の回転は後段のトロイダル伝動ユニット５，６に至るこ
とがなく、トロイダル型無段変速機を中立状態にしてお
くことができる。

【００４３】次に、上記トロイダル型無段変速機の発進
制御および変速制御を説明する。発進に際して変速機コ
ントローラ３２は、副変速機２０を高速段選択クラッチ
２４の解放により低速段（減速段）選択状態にしてお
き、前後進切り換え機構４の前進クラッチ４ａおよび後
進ブレーキ４ｂを共に解放させておいた中立状態から、
Ｄレンジでの前発進なら発進用摩擦要素としての前進ク
ラッチ４ａの締結進行制御により、またＲレンジでの後
発進なら発進用摩擦要素としての後進ブレーキ４ｂの締
結進行制御により発進を行わせる。

【００４４】発進用摩擦要素の締結進行制御は図４に示
すごとくにこれを行うが、以下、前発進時における前進
クラッチ４ａの締結進行制御について代表的に説明す
る。Ｄレンジでも未だアクセルペダルを踏み込んでおら
ず、従ってアイドルスイッチ３５がＯＮであり、且つ、
ブレーキペダルを踏み込んだ制動状態のためにブレーキ
スイッチ３６もＯＮである場合、車速ＶＳＰが５Km/h未
満の停車状態なら前進クラッチ４ａを完全に解放してト
ロイダル型無段変速機を依然として中立状態に保ち、車
速ＶＳＰが５Km/h〜15Km/hなら前進クラッチ４ａを、図
２に示すリターンスプリング４ｇが収縮し終えてクラッ
チのロスストロークが完了した状態、つまり締結開始直
前状態にし（イニシャル制御）、車速ＶＳＰが15Km/h以
上なら前進クラッチ４ａを完全に締結し、副変速機２０
の低速段選択状態と相まってトロイダル型無段変速機
を、Ｄレンジ、ロー側変速比での通常の動力伝達が可能
な状態にする。

【００４５】Ｄレンジで未だアクセルペダルを踏み込ん
でおらず、従ってアイドルスイッチ３５がＯＮである
が、ブレーキペダルを釈放した制動解除状態のためブレ
ーキスイッチ３６がＯＦＦである場合、車速ＶＳＰが５
Km/h未満の停車状態から前進クラッチ４ａを、図２に示
すリターンスプリング４ｇが収縮し終えてクラッチのロ
スストロークが完了した状態（締結開始直前状態）にす
るイニシャル制御を行い、車速ＶＳＰが５Km/h〜15Km/h
なら前進クラッチ４ａを、上記の締結開始直前状態から
締結を徐々に進行させる滑り締結制御を行い、車速ＶＳ
Ｐが15Km/h以上なら前進クラッチ４ａを完全に締結し、
副変速機２０の低速段選択状態と相まってトロイダル型
無段変速機を、Ｄレンジ、ロー側変速比での通常の動力
伝達が可能な状態にする。

【００４６】Ｄレンジでアクセルペダルの踏み込みを行
い、従ってアイドルスイッチ３５がＯＦＦであり、且
つ、ブレーキペダルを踏み込んだ制動状態のためにブレ
ーキスイッチ３６がＯＮである場合、車速ＶＳＰが５Km
/h未満の停車状態でも前進クラッチ４ａの締結を徐々に
進行させる滑り締結制御を行い、車速ＶＳＰが５Km/h〜
15Km/hなら、前進クラッチ４ａの上記滑り締結制御を継
続させて前進クラッチ４ａの締結を更に進行させ、車速
ＶＳＰが15Km/h以上なら前進クラッチ４ａを完全に締結
し、副変速機２０の低速段選択状態と相まってトロイダ
ル型無段変速機を、Ｄレンジ、ロー側変速比での通常の
動力伝達が可能な状態にする。

【００４７】Ｄレンジでアクセルペダルの踏み込みを行
い、従ってアイドルスイッチ３５がＯＦＦであり、且
つ、ブレーキペダルを釈放した制動解除状態のためブレ
ーキスイッチ３６もＯＦＦである場合、車速ＶＳＰが５
Km/h未満の停車状態から前進クラッチ４ａの締結を徐々
に進行させる滑り締結制御を行い、車速ＶＳＰが５Km/h
〜15Km/hなら前進クラッチ４ａを完全に締結し、副変速
機２０の低速段選択状態と相まってトロイダル型無段変
速機を、Ｄレンジ、ロー側変速比での通常の動力伝達が
可能な状態にし、車速ＶＳＰが15Km/h以上なら、前進ク
ラッチ４ａを引き続き完全締結状態にしてトロイダル型
無段変速機を、Ｄレンジ、ロー側変速比での通常の動力
伝達が可能な状態に保持する。

【００４８】なおＮ，Ｐレンジでは、アクセルペダルの
操作状態に関係なく、つまりアイドルスイッチ３５のＯ
Ｎ，ＯＦＦに関係なく、またブレーキペダルの操作状態
に関係なく、つまりブレーキスイッチ３６のＯＮ，ＯＦ
Ｆに関係なく、発進用摩擦要素（今はＤレンジ故に、前
進クラッチ４ａ）を完全解放状態にし、他方の摩擦要素
（今はＤレンジ故に、後進ブレーキ４ｂ）の解放状態と
相まってトロイダル型無段変速機を中立状態に保つ。

【００４９】トロイダル型無段変速機を上記のごとく、
Ｄレンジでの通常の動力伝達が可能な状態にした後の変
速制御を説明するに、変速機コントローラ３２は図５に
例示する予定の変速マップをもとに車速ＶＳＰおよびス
ロットル開度ＴＶＯから目標入力回転数Ｎｅ^* を検索
し、センサ３３で検出したエンジン回転数Ｎｅがこの目
標入力回転数Ｎｅ^* に一致するようトロイダル伝動ユニ
ット５，６を変速制御する。そして変速機コントローラ
３２は、図５のマップをもとに車速ＶＳＰおよびスロッ
トル開度ＴＶＯから、副変速機２０を低速段選択状態に
すべき低速段選択域か副変速機２０を高速段選択状態に
すべき高速段選択域かをチェックする。

【００５０】低速段選択域なら副変速機２０を高速段選
択クラッチ２４の解放により低速段選択状態にしてお
き、上記した発進制御を実行するが、ヒステリシス域を
超えて高速段選択域に入ったと判定する時、副変速機２
０を高速段選択クラッチ２４の図３に示す締結により高
速段選択状態にし、同図に示す前進クラッチ４ａの締結
保持と相まって図４に沿った変速制御を可能にする。

【００５１】ところで本実施の形態においては、発進時
に副変速機２０を減速段である低速段選択状態にしてお
き、副変速機２０の後段における主変速機であるトロイ
ダル型無段変速機を中立状態から動力伝達状態にする発
進用摩擦要素である前進クラッチ４ａ（Ｄレンジの時）
または後進ブレーキ４ｂ（Ｒレンジの時）を図４につき
前述したごとく締結進行制御することにより発進制御を
可能にしたから、当該発進時においても自動変速機であ
りながら手動変速機と同様な発進操作を採用することが
でき、従って図９に示したようなトルクコンバータ２が
不要であることから、従来トルクコンバータの存在故に
生じていた自動変速機の伝動効率に関する問題を解消す
ることができる。

【００５２】また本実施の形態においては、発進時に副
変速機２０を減速段である低速段選択状態にしておくこ
とから、副変速機２０がトルクコンバータのトルク増大
作用と同じ機能を発揮することとなり、電磁クラッチを
用いる場合に生じていた動力性能の低下という問題を生
ずることもない。更に発進時に副変速機２０を減速段で
ある低速段選択状態にしておくことから、前進クラッチ
４ａ（Ｄレンジの時）または後進ブレーキ４ｂ（Ｒレン
ジの時）を上記のごとく発進用摩擦要素として用いる場
合において、当該発進用摩擦要素の入力回転を低下させ
ることができ、その耐久性を向上させ得ると共に上記の
締結進行制御を容易にし得る。

【００５３】副変速機２０は、同じ単純遊星歯車組２３
を用いるにしても、図６に示すような構成にすることが
できる。つまり本実施の形態においては、上記した実施
の形態におけると同様に、単純遊星歯車組２３のキャリ
ア２３ｃを入力軸３に接続するが、リングギヤ２３ｒを
低速段と高速段とで兼用する兼用ダンパー４１を介して
ハウジング２１接続し、サンギヤ２３ｓをワンウェイク
ラッチ２５を介して中空固定軸２６上に載置してエンジ
ンと逆方向へ回転不能にする。そして高速段選択クラッ
チ２４は、単純遊星歯車組２３のキャリア２３ｃとリン
グギヤ２３ｒとの間を結合して単純遊星歯車組２３の３
要素をインターロック状態にするものとする。なお高速
段選択クラッチ２４は、単純遊星歯車組２３の３要素の
うちどの２要素間を結合しても単純遊星歯車組２３をイ
ンターロック状態にすることができる。

【００５４】かかる構成においては、高速段選択クラッ
チ２４を解放していると、エンジン回転が兼用ダンパー
４１を経てリングギヤ２３ｒに至り、リングギヤ２３ｒ
の回転は、サンギヤ２３ｓがワンウェイクラッチ２５に
よりエンジンと逆方向の回転を阻止されているため、サ
ンギヤ２３ｓを反力受けとしてキャリア２３ｃへ減速下
に伝達され、副変速機２０は動力を入力軸３へ低速段選
択状態で伝達することができる。ところで高速段選択ク
ラッチ２４が締結されていると、兼用ダンパー４１を経
由したエンジン回転がクラッチ２４およびキャリア２３
ｃを経て入力軸３にそのまま高速段選択状態で伝達され
る。

【００５５】前記した何れの実施の形態においても、副
変速機２０を以下の構成にするため、つまり、単純遊星
歯車組２３のキャリア２３ｃをトロイダル型無段変速機
の入力軸３に接続し、サンギヤ２３ｓおよびリングギヤ
２３ｒの一方に入力回転を伝達するよう接続し、リング
ギヤおよびサンギヤの他方をワンウェイクラッチ２５に
よりエンジンと逆の方向へ回転不能にすることで低速段
選択状態となり、単純遊星歯車組の上記３要素２３ｃ，
２３ｓ，２３ｒのうち任意の２要素を高速段選択クラッ
チ２４により相互に結合すると共にリングギヤおよびサ
ンギヤの上記他方をワンウェイクラッチ２５の空転によ
り回転可能にすることで高速段選択状態となるような構
成としたため、トルクコンバータや電磁クラッチに代え
て用いる副変速機２０を、軸の新たな追加なしに小型の
まま自動変速機に組み込むことができる。

【００５６】副変速機２０は、上記した単純遊星歯車組
２３に代えてダブルピニオン型遊星歯車組を用いた図７
または図８のような構成にすることもできる。図７に示
す実施の形態においては、ダブルピニオン型遊星歯車組
４２のリングギヤ４２ｒを主変速機の入力軸３に接続
し、サンギヤ４２ｓに兼用ダンパー４１を経てエンジン
回転を伝達するよう接続し、キャリア４２ｃをワンウェ
イクラッチ２５によりエンジンと逆の方向へ回転し得な
いようにして中空固定軸２６上に載置する。そして、ダ
ブルピニオン型遊星歯車組４２の３要素のうちの任意の
２個、例えばキャリア４２ｃおよびサンギヤ４２ｓ間を
高速段選択クラッチ２４により相互に結合してダブルピ
ニオン型遊星歯車組４２をインターロック可能とする。

【００５７】本実施の形態においては、高速段選択クラ
ッチ２４を解放すると、エンジン回転が兼用ダンパー４
１を経てサンギヤ４２ｓに伝達され、サンギヤ４２ｓの
回転は、キャリア４２ｃがワンウェイクラッチ２５によ
りエンジンと逆方向の回転を阻止されているため、キャ
リア４２ｃを反力受けとしてリングギヤ４２ｒへ減速下
に伝達され、副変速機２０は動力を入力軸３へ低速段選
択状態で伝達することができる。ところで高速段選択ク
ラッチ２４が締結されていると、兼用ダンパー４１を経
由したエンジン回転がインターロック状態の遊星歯車組
４２を経て入力軸３にそのまま高速段選択状態で伝達さ
れる。

【００５８】図８に示す実施の形態においては、図７の
場合と同様にダブルピニオン型遊星歯車組４２のリング
ギヤ４２ｒを主変速機の入力軸３に接続し、キャリア４
２ｃにエンジン回転を伝達するよう接続する。そしてサ
ンギヤ４２ｓを、ワンウェイクラッチ２５を介しエンジ
ンと逆の方向へ回転不能にして中空固定軸２６上に載置
する。なお、ダブルピニオン型遊星歯車組４２の３要素
のうちの任意の２個、例えばキャリア４２ｃおよびサン
ギヤ４２ｓ間を高速段選択クラッチ２４により相互に結
合してダブルピニオン型遊星歯車組４２をインターロッ
ク可能とする。

【００５９】本実施の形態においては、高速段選択クラ
ッチ２４を解放すると、エンジン回転が兼用ダンパー４
１を経てキャリア４２ｃに伝達され、キャリア４２ｃの
回転は、サンギヤ４２ｓがワンウェイクラッチ２５によ
りエンジンと逆方向の回転を阻止されているため、サン
ギヤ４２ｓを反力受けとしてリングギヤ４２ｒへ減速下
に伝達され、副変速機２０は動力を入力軸３へ低速段選
択状態で伝達することができる。ところで高速段選択ク
ラッチ２４が締結されていると、兼用ダンパー４１を経
由したエンジン回転がインターロック状態の遊星歯車組
４２を経て入力軸３にそのまま高速段選択状態で伝達さ
れる。

【００６０】図７または図８に示す実施の形態によれ
ば、副変速機２０を以下の構成、つまり、ダブルピニオ
ン型遊星歯車組４２のリングギヤ４２ｒを主変速機の入
力軸３に接続し、サンギヤ４２ｓおよびキャリア４２ｒ
の一方に入力回転を伝達するよう接続し、サンギヤ４２
ｓおよびキャリア４２ｃの他方をワンウェイクラッチ２
５によりエンジン回転と逆の方向へ回転不能にすること
で低速段選択状態となり、ダブルピニオン型遊星歯車組
４２の上記３要素のうち任意の２要素を高速段選択クラ
ッチ２４により相互に結合すると共にサンギヤ４２ｓお
よびキャリア４２ｃの上記他方をワンウェイクラッチ２
５の空転により回転可能にすることで高速段選択状態と
なるような構成としたため、図１〜図６に示した実施の
形態におけるとは異なる構成の副変速機２０により、当
該実施の形態におけると同様の作用効果を達成すること
ができる。

【００６１】なお副変速機２０に単純遊星歯車組２３ま
たはダブルピニオン型遊星歯車組４２の何れを用いるに
しても、上記各実施の形態におけるように、副変速機２
０が低速段選択状態になる時に反力要素として機能すべ
き要素をエンジンと逆の方向へ回転不能にするに際しワ
ンウェイクラッチ２５を用いてその目的を達成する場
合、副変速機２０を低速段選択状態にする時の制御が簡
単になると共に、従来よりあるトルクコンバータのロッ
クアップ制御システムをそのまま流用して当該制御を行
うことができて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態になる伝動機構を具え
たトロイダル型無段変速機の伝動経路を示す模式図であ
る。

【図２】 同伝動機構における副変速機の実態構成を、
前後進切り換え機構と共に示す半部縦断側面図である。

【図３】 同副変速機を高速段選択状態で示すと共に同
前後進切り換え機構を前進回転伝動状態で示す模式的側
面図である。

【図４】 同実施の形態における発進制御に際し締結さ
せるべき発進用摩擦要素の締結進行制御態様を示す説明
図である。

【図５】 同実施の形態における伝動機構の変速制御に
当たって用いる変速パターンを例示する線図である。

【図６】 本発明の他の実施の形態になる伝動機構にお
ける副変速機を示す模式的側面図である。

【図７】 本発明の更に他の実施の形態になる伝動機構
における副変速機を示す模式的側面図である。

【図８】 本発明の更に別の実施の形態になる伝動機構
における副変速機を示す模式的側面図である。

【図９】 従来のトロイダル型無段変速機の伝動機構を
示す模式図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ トルクコンバータ ３ 主伝動機の入力軸 ４ 前後進切り換え機構 ５ フロント側トロイダル伝動ユニット ６ リヤ側トロイダル伝動ユニット ７ 入力ディスク ８ 出力ディスク ９ パワーローラ 10 主軸 11 中空出力軸 12 出力歯車 13 カウンターシャフト 14 カウンターギヤ 15 出力歯車組 16 変速機出力軸 20 副変速機 21 ハウジング 22 ドライブプレート 23 単純遊星歯車組 23c キャリア 23r リングギヤ 23s サンギヤ 24 高速段選択クラッチ 24h クラッチハブ 24d クラッチドラム 24p クラッチピストン 25 ワンウェイクラッチ（低速段選択ブレーキ） 26 中空固定軸 27 高速段用ダンパー 28 低速段用ダンパー 31 コントロールバルブボディー 32 変速機コントローラ 33 エンジン回転センサ 34 スロットル開度センサ 35 アイドルスイッチ 36 ブレーキスイッチ 37 車速センサ 41 兼用ダンパー 42 ダブルピニオン型遊星歯車組 42c キャリア 42r リングギヤ 42s サンギヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J062 AA01 AB06 AB35 AC03 BA31 CG06 CG14 CG32 CG38 CG62 CG82 3J552 MA09 MA26 NA01 NB01 PA32 PA59 RB17 SA01 SA44 TA01 VA32W VC01W

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中立状態にし得る主伝動機の前段に、入
   力回転を減速して出力する低速段と高速段とを有する副
   変速機を設け、 この副変速機の低速段選択状態で、前記主変速機を中立
   状態から動力伝達状態にする摩擦要素を締結進行制御す
   ることにより発進制御を可能にしたことを特徴とする自
   動変速機の伝動機構。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記副変速機に単純
   遊星歯車組を設け、 該単純遊星歯車組のキャリアを変速機の入力軸に接続
   し、サンギヤおよびリングギヤの一方に前記入力回転を
   伝達するよう接続し、 リングギヤおよびサンギヤの他方を低速段選択ブレーキ
   により回転不能にすることで前記低速段選択状態とな
   り、 単純遊星歯車組の前記３要素のうち任意の２要素を高速
   段選択クラッチにより相互に結合すると共にリングギヤ
   およびサンギヤの前記他方を前記低速段選択ブレーキの
   解放により回転可能にすることで前記高速段選択状態と
   なるよう構成したことを特徴とする自動変速機の伝動機
   構。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記副変速機にダブ
   ルピニオン型遊星歯車組を設け、 該ダブルピニオン型遊星歯車組のリングギヤを変速機の
   入力軸に接続し、サンギヤおよびキャリアの一方に前記
   入力回転を伝達するよう接続し、 サンギヤおよびキャリアの他方を低速段選択ブレーキに
   より回転不能にすることで前記低速段選択状態となり、 ダブルピニオン型遊星歯車組の前記３要素のうち任意の
   ２要素を高速段選択クラッチにより相互に結合すると共
   にサンギヤおよびキャリアの前記他方を前記低速段選択
   ブレーキの解放により回転可能にすることで前記高速段
   選択状態となるよう構成したことを特徴とする自動変速
   機の伝動機構。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、前記低速段
   選択ブレーキをワンウェイクラッチで構成し、該ワンウ
   ェイクラッチを、前記低速段選択時に前記低速段選択ブ
   レーキで回転不能にすべき要素が前記入力回転と逆の方
   向へ回転し得なくなる向きに配置したことを特徴とする
   自動変速機の伝動機構。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記ワンウェイクラ
   ッチのインナレースを変速機ケースに固定し、アウタレ
   ースを、該ワンウェイクラッチで回転不能にすべき要素
   に接続したことを特徴とする自動変速機の伝動機構。