JPS585561A - 副変速機構付き変速装置の変速制御方法 - 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】 本発明”は、自動車等の車輌に用いられる副変速機構付
き変速装置の変速ｉ制御方法に係り、特に高速走行時に
於ける出力トルク増大に関し改良された変速制御方法を
提供することに係る。

自動車等の車輌に用いる変速装置として、手にて操作さ
れて複数の変速段の間で切換られる選択歯車式変速機構
からなる手動式主変速機構と、これに付随して設けられ
これとは別に高速段と低速段、多くの場合、増速段と直
結段との闇で切換られる遊星歯車式変速機構からなるオ
ーバドライブ用変速機構、或いは副変速機構とを有する
、所謂オーバドライブ付、或いは副変速機構付き変速装
置が知られている。

この主の副変速機構付き変速装置に於ける副変速機構を
、車速センサによって検出された車速とエンジン負荷セ
ンサによって検出されたエンジン負荷に応じて自動制御
手段により自動的に制御することも知られている。しか
し従来のこの種の副変速機構自動制御手段を備えた変速
装置に於ては、主変速機構が最高速度段に設定され且副
変速機構が高速側に切替えられた状態に於て車輌が成る
速度を越えた高速にて運転されていると、追い越し加速
や登板路にさしかかったときなどに更にエンジン出力を
増づ−べくアクセルペダルを全量踏み込んでも、副変速
機構は高速側に保持されたままであり、折角の副変速機
構がこういうときに有効に利用できず、エンジントルク
に不足を来たすという問題が残されていた。

本発明は、副変速機構とこれを自動的に制御する制御装
置とを有する変速装置に於ける上述の如き問題に対処し
、この点に関し更に改良された変速装置を得べく改良さ
れた変速制御方法を提供することを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、手にて操作されて複数
の変速段の間で切換られる手動式主変速機構と低速段と
高速段の闇で切換られる副変速機構とを有する変速装置
の変速制御方法にして、車速及びエンジン回転数の何れ
か一方とエンジン負荷の平衡関係に応じて前記副変速機
構を高速段と低速段の間で切換え、その際前記手動式主
変速機構が所定の高速段に切換られている時には車速の
如何に拘らず予め定められた所定のエンジン負荷以上の
時前記副変速機構を低速段に設定することを特徴とする
変速制御方法によって達成される。

かかる変速制御方法によれば、手動式主変速機構が所定
の高速段に切換られていて、車輌が高速にて走行してい
るときに、追越しや登板等のために大きいトルクを得よ
うとしてアクセルペダルが所定の踏込み度を越えて大き
く踏込まれると、副変速機構はそれが高速段に切換られ
ていても高速段から低速段へ自動的に切換られるので、
全体のギヤ比が増大され、エンジン回転数が上昇して、
大きい駆動力（トルク）が得られ、加速性能あるいは登
板性能の向上が得られる。

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による変速制御方法が適用される副変速
機構付き変速装置の一つの実施例を示す概略構成図であ
る。図に於て、１はメインケーシングを、２はクラッチ
ハウジングを、３はサブケーシングをそれぞれ示してお
り、前記クラッチハウジング２は前記メインケーシング
１の前端部に、また前記サブケーシング３は前記メイン
ケーシング１の後端部にそれぞれボルト等によって取付
けられている。

前記メインケーシング１内には筒状の中間軸４と出力軸
５とが、互に平行に設番ノられている。これら中間軸４
と出力軸５とはそれぞれ一端を前記クラッチハウジング
２に取付けられた軸受６．７によって、また他端を前記
メインケーシング１に取付けられた軸受８．９によって
回転自在に支持されている。前記中間軸４と前記出力軸
５との間には前記メインケーシング１内に位置しシンク
ロメツシュタイプの選択歯車式変速機構として構成され
た手動式主変速機構１０重が設けられている。

中間軸４と出力軸５とは手動式変速装置１０霞によって
選択された一つの減速比にて回転動力を伝達すべく駆動
連結されるようになっている。

中間軸４内には入力軸１１が回転自在に貫通しており、
この入力軸１１は一端にてクラッチハウジング２内に設
けられたクラッチ１２を経てエンジン１３の出力軸１４
に選択的に連結され、またその他端にて中間軸４の一端
よりその外方に突出している。

入力軸１１と中間軸４との闇にはサブケーシン５− グ３内に位置する遊星歯車式変速機構からなる副変速機
構１０ｓがこれら両輪と同心に設けられている。副変速
機構１０ｓはハブ部１５にてサブケーシング３に回転自
在に支持されたサンギヤ１６と、入力軸１１に固定され
たキャリヤ１７とを含んでいる。該キャリアはプラネタ
リビニオン１８を回転可能に担持しており、該プラネタ
リビニオンは前記サンギア１６とリングギア１９との闇
にあってこれら両者に同時に噛合している。リングギア
１９は連結部材２０を介して中間軸４の前記他端部に回
転方向に対し固定された関係に連結されている。またキ
ャリア１７と連結部材２０即ちリングギア１９との間に
はワンウェイクラッチ２１が設けられている。該ワンウ
ェイクラッチはキャリア１７が連結部材２０即ちリング
ギア１９の回転数を越えて回転しようとすると結合状態
となって前記両者を連結するように構成されている。

リングギア１９はその外周に円錐状のクラッチ面部２２
を有している。サンギア１６はハブ部１５にてディスク
部材２３をその軸輪方向に移動可６一 能に且回転方向に対し固定された関係にて担持している
。ディスク部材は円錐状の摩擦係合部２４を有し、この
摩擦係合部２４の内周にはリングギア１９のクラッチ面
部２２に選択的に係合するクラッチパッドが、また外周
にはサブケーシング３のブレーキ部２５の円錐状内周面
によって与えられたブレーキ面部２６に選択的に係合す
るブレーキパッドがそれぞれ取付（プられている。

ディスク部材２３はそのハブ部１５にてピストン２７の
ハブ部２８と球軸受２９を介して回転可能且軸線方向に
は固定された関係に連結されており、このピストン２７
は前記ザブケーシング３に設けられたシリンダ３０内に
収められ、環状のシリンダ室３１が形成されている。３
２ａ及び３２ｂはそれぞれ環状シリンダ室の液密性を保
つための環状シール部材である。ピストン２７はばね３
３によって常時図にて右方へ向かう押圧力を及ぼされて
いる。

シリンダ室３１は油圧制御装置３４より選択的に油圧を
供給されるようになっている。油圧制御装置３４は油圧
ポンプ３５と切換弁３６とを有し、この切換弁３６は後
述するコンビ丘−夕３７からの信号Ｓにより図にて左右
の方向に切換られ、油圧ポンプ３７からの油圧をシリン
ダ室３２に供給し或いは該シリンダ室をドレンするよう
になっている。

前記手動式主変速機構１０ｉは前記中間軸４に回転可能
に支持された第１速乃至第４速歯車３８゜３９．４０．
４１及び中間軸４に固定された後進歯車４２と、前記第
１速乃至第４速歯車の各々に常時噛合するよう前記出力
軸５により固定担持された歯車４３．４４．４５．４６
を含んでいる。

出力軸５には更に歯車４７が固定担持されている。

第１速歯車３８と第２速歯車３９との間及び第３速歯車
４０と第４速歯車４１との間にはシンクロメツシュ装置
４８．４９が設けられている。シンクロメツシュ装置１
４８．４９は前記各歯車の一つを選択的に中間軸４に固
定結合するものであり、該シンクロメツシュ装置が図示
されていないシフトレバ−により操作されることにより
選択された一つの前進変速段を達成づるＪ：うになって
いる。

ケーシング１には軸５０が固定されており、この軸５０
には中間歯車５１が回転可能且軸線方向に移動可能に支
持されており、この中間歯車５１は前記後進歯車４２と
歯車４７とに同時に選択的に噛合して後進段を達成する
ようになっている。

前記出力軸５は出力歯１１１５２を有しており、この出
力歯車５２は差動ｆｉ＊装［５３の入力歯車５４に噛合
している。差動歯車装置５３は、前記入力歯車５４に回
転可能に支持された二つの傘歯車５５．５６と、左右の
車軸５７．５８に取付けられ各々前記二つの傘歯車５５
．５６に噛合する傘歯車５９．６０とを含むそれ自身周
知の構成を有するものである。

手動式主変速機構１０ｍの変速段が切換られ、また副変
速機ｌ１１０Ｂが増速段と直結段との間で切換られるこ
とにより、入力軸１１と出力軸５との間にて１０の互い
に異った変速段が得られる。

尚、実際には副変速機構１０ｓは手動式主変速機構１０
−が第４速を達成している時のみエンジン９− 及び車輌の運転状態に応じて切換られ、前進５段後進１
段の変速段が得られる。

第２図は本発明の変速制御方法を実施する変速ＩＩＩＩ
ＭＩ装置がコンピュータ３７を含む電子式変速制ＷＪ装
置として構成された一つの実施例を示すブロック線図で
ある。このコンピュータ３７は、車速センサ６１と、ス
ロットル開度センサ６２と、前記手動式変速１１！１０
−に取付けられたシフトポジションセンサ６３のそれぞ
れが発生する信号を与えられ、それらに基き前記切換弁
３６のソレノイドの通電制御を行うようになっている。

前記車速センサ６１は、図には示されていないが、車速
に比例した回転速度にて回転するマグネットロータとリ
ードスイッチとを含み、パルス信号を発生するようにな
っている。車速センサ６１が発生したパルス信号はゲー
ト信号としてゲート・カウンタ回路６４に入力される。

ゲート・カウンタ回路６４はクロック発生回路６５より
クロック信号を与えられており、前記ゲート信号の１サ
イクル中に於けるクロックパルスをカウントし、そ１０
− のカウント結果を入カポ−ｈ　６６　にり所定の時期に
コモンバス６７を経て中央処理ユニット（以下ＣＰＵと
称する）６８へ出ノＪ′！ｌるようになっている。

スロットルｒ１１１ｍセンザ６２４まエンジン１３０図
示されていない吸気系に設（）られたスロットルバルブ
の開閉に応動する可変抵抗器にＪ：って構成されており
、スロットル開度に応じて変化するアナログ信号（電圧
信号）を発生ずるようになっている。スロットル開度セ
ン→ノロ２が発生したアナログ信号はＡ／Ｄ変換器６９
に入力される。Ａ／Ｄ変換器６９はクロック発生回路６
５よりクロック信号を与えられ、これに基き前記アナロ
グ信号をデジタル信号に変換するようになっている。Ａ
／Ｄ変換器６９が発生づるデジタル信号は入力ポードア
０より所定の時期にコモンバス６７を経て前記ＣＰＵ６
８に入力されるようになっている。

前記シフトポジションセンサ６３は、手動式変速機構１
０ｓの変速段が第４速にある時のみ人・出力ポードア１
に゛Ｏ″信号を出力する第４速検出用スイツチ６３ｆを
含んでいる。このシフトポジションセンサ６３より前記
入・出力ポードア１に与えられた信号は所定の時期に前
記コモンバス６７を経て前記ＣＰＬＩ６８へ入力される
ようになっている。

ＣＰＬＪ６８は、クロック発生回路６５よりクロック信
号を与えられている。又このＣＰＵ６８は前記コモンバ
ス６７及び前記入・出力ポードア１を経て前記Ａ／Ｄ変
換器６９に変換開始信号を出力し、又前記Ａ／Ｄ変換器
６９より変換終了信号＜ＥＯＣ信号）をＩ　ＮＴ−００
割込要求信号として与えられるようになっている。

ＣＰＵ６８は、ゼネラルレジスタ、演算回路、プログラ
ムカウンタ等を含みそれ自身メモリ装置７２の制御を行
うメモリ制御ユニット（ＭＣｔＪ）７３及び前記入力ポ
ートロ６．７０、入・出力ポードア１及び出力ポードア
４の制御を行うディバイス制御ユニット＜ＤＣＬＩ）７
５にコントロールバス７６を経て制御指令信号を出力す
るようになっている。

メモリ装置７２は双方向性のコモンバス６７によって前
記ＣＰＬＪ６８に接続されている。このメモリ装置７２
はリードオンメモリ（ＲＯＭ）とランダムアクセスメモ
リ（ＲＡＭ）とを含んでおり、このうちリードオンメモ
リはコンピュータのルーチンを決めるプログラムと演算
のための各種係数とを記憶しており、またランダムアク
セスメモリは前記車速センサ６１、スロットルｊ１１度
センサ６２、シフトポジションセンサ６３が発生した信
号、及びその他の出力信号、レジスタの待避を行なうの
に用いる信号等を各々一時的に記憶するようになってい
る。

前記リードオンメモリには本発明の要旨となる副変速機
構１ｏＳの切換基準となるモードが記憶されており、第
３図はその切換基準を示している。

第３図に於て、実線にて示すＶ４Ｈは前記手動式主変速
機構１０ｍの変速段が第４速にある時に於ける副変速機
構１０ｓのアップシフトライン、Ｖ４Ｌは手動式主変速
機構１０−の変速段が第４途にある時に於ける副変速機
４Ｍ１０ｓのダウンシフ１３− トラインである。これらのシフトラインは図に示す如く
所定の車速Ｖに於てスロットル開度θが三段階に変化す
るように構成されており、アップシフトラインはダウン
シフトラインよりも高車速側に位置しており、この差に
よってアップシフトとダウンシフトの間にヒステリシス
が与えられている。図より明らかな如く、シフトライン
Ｖ４Ｈ及びＶ４Ｌは、いずれもスロットル開度が一定の
値θχに達したところで車速軸に沿った直線となり、か
かる高車速領域に於てはスロットル開度が０１以上であ
ると車速に関係なく副変速機構を低速段に設定するよう
になっている。

従って、合手動式主変速機構１０―が第４速に設定され
ているとき加速を行なうべくアクセルペダルが踏込まれ
、例えばＶａ、スロットル開度θａの状態から加速が行
なわれ、スロットル開度θがθａ１らθａ２に変化した
場合、作動点は確実にダウンシフトラインＶ４Ｌを低速
側へ越えることになり、コンピュータ３７は油圧制御装
置３４の切換弁３６へこれを第１図に示す如き切換位置
１４− へ切換えるべぎ信号Ｓを供給づる。その結果切換弁３６
は油圧ポンプ３５から副変速機４ＭｌＯｓのシリンダ室
３２への油圧を供給ザる通路を遮断し、シリンダ室３２
をドレン通路へ接続する。その結果それまでシリンダ室
３２に供給されていた油圧により押圧ばね３３の作用に
抗して図に左方へ駆動されていたピストン２７は押圧ば
ね３３の押圧力ににって図にて右方へ移動し、ディスク
部材２３を右方へ駆動し、ブレーキパッド２４はブレー
キ部２５のブレーキ面部２６から離反してリングギヤ１
９のクラッチ面部２２に係合する。その結果リングギヤ
１９はキ１７リヤ１７と一体となって回転するようにな
り、増速段から直結段へのシフ１〜ダウンが生じる。

追越し等が終了して加速の心数がなくなり、アクセルペ
ダルが元に戻されると、スロットル開度θはθａ２から
θａ１に変化しくこのとき車速はｖｂに増大している）
、コンピュータはメモリ装＠７２より得られる情報どの
対比に於てアップシフトラインＶ　４　Ｈを高速側へ横
切る作動が行なわれたことを知り、前記油圧制御装置ｉ
１．３４の切換弁３６へそれを第１図に示ず状態とは反
対の切換位置へ切換える信号を送る。その結果油圧ポン
プ３５からの油圧が再び前記シリンダ室３２内に供給さ
れ、ピストン２７はばね３３の押圧力に抗して図にて左
方へ駆動され、ディスク部材２３もこれに連動してに方
へ駆動され、そのクラッチパッドがリングギヤ１９のク
ラッチ百１２２から離反してブレーキ面部２６に係合し
、副変速機構１０ｓは増速段に切換られる。

尚、上述した如き制御は車速信号に代えてエンジン回転
数センサ７９によって検出されたエンジン回転数信号に
基いて行われてもよく、又スロットル開度信号に代えて
吸気管負圧センサ８０によって検出された信号が用いら
れてもよい。

以上に於ては、本発明を特定の実施例についてて詳細に
説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、か
かる実施例について本発明の範囲内にて種々の修正が可
能であることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用される副変速機構付き変速装置の
一つの実施例を示Ｊスケルトン図、第２図は本発明の方
法を実施する変速制御［Ｉ装置の一つの実施例を示Ｊ”
ブロック線図、第３図は副変速機構の変速ラインを例示
覆る縮図である。 １・・・メインケーシング、２・・・クラッチハウジン
グ、３・・・サブケーシング、４・・・中間軸、５・・
・出力軸、６．７，８．９・・・軸受、１０閣・・・手
動式主変速機構、１０ｓ・・・副変速機構、１１・・・
入力軸、１２・・・クラッチ、１３・・・エンジン、１
４・・・出力軸。 １５・・・延長ハブ部、１６・・・ザンギア、１７・・
・キャリア、１８・・・プラネタリピニオン、１９・・
・リングギア、２０・・・連結部材、２１・・・ワンウ
ェイクラッチ、２２・・・クラッチ面部、２３・・・デ
ィスク部材。 ２４・・・Ｗｉ擦擦合合部２５・・・ブレーキ部、２６
・・・ブレーキ面部、２７・・・ピストン、２８・・・
ハブ部、２９・・・球軸受、３０・・・シリンダ、３１
・・・シリンダ室。 ３２ａ、３２ｂ−シール部材、　３３　・・・ばね、３
４・・・油圧制御＠置、３５・・・油圧ポンプ、３６・
・・切１７− 換弁、３７・・・コンピュータ、３８・・・第１速歯車
。 ３９・・・第２速歯車、４０・・・第３速歯車、４１・
・・第４速歯車、４２・・・後進歯車、４３，４４，４
５゜４６．４７・・・歯車、４８．４９・・・シンクロ
メツシュ装置、５０・・・軸、５１・・・中間歯車、５
２・・・出力歯車、５３・・・差動歯車装置、５４・・
・入力歯車、５５．５６・・・傘歯車、５７．５８・・
・車軸、５９．６０・・・傘歯車、６１・・・車速セン
サ、６２・・・スロットル開度センサ、６３・・・シフ
トポジションセンサ。 ６４・・・ゲートカウンタ回路、６５・・・クロック発
生回路、６６・・・入力ボート、６７・・・コモンバス
、６８・・・ＣＰＵ、６９・・・Δ／Ｄ変換器、７０・
・・入力ボート、７１・・・入・出カポ−１−，７２・
・・メモリ装置。 ７３・・・ＭＣＵ、７４・・・出力ポート、７５・・・
ＤＣＬＪ。 ７６・・・コントロールバス、７９・・・エンジン回転
数センサ、８０・・・吸気管負圧センサ 特　許　出　願　人　トヨタ自動車工業株式会社代　　
　　理　　　　　人　　弁理士　　　明　　石　　昌　
　毅１８−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 手にて操作されて複数の変速段の間で切換られる手動式
   主変速機構と低速段と高速段の闇で切換られる副変速機
   構とを有する変速装置の変速制御方法にして、車速及び
   エンジン出力数の何れか一方とエンジン負荷の平衡関係
   に応じて前記副変速機構を高速段と低速段の間で切換え
   、そのｗＡｔｆＩ記手動式上手動式主変速機構高速段に
   切換られている時には車速の如何に拘らず予め定められ
   た所定のエンジン負荷以上の時前記副変速機構を低速段
   に設定することを特徴とする変速制御方法。