JPS62151660A - 変速機の切換制御装置 - 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 本発明は変速機の切換制御装置、詳しくは入。

出力軸間に直結駆動経路と無段変速経路とを並列に設け
た変速機において、直結駆動から無段変速駆動への切換
を円滑に行うだめの装置に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、無段変速機としてはＶベルト式無段変速機やトロ
イダル形無段変速機など種々のものが知られているが、
いずれも無段変速駆動時の動力伝達効率がギヤやチェー
ンなどの伝達効率に比べて１０〜１５％程度劣るという
問題がある。そこで特公昭５７−２３１３６号公報に記
載のように、入力軸と出力軸との間に固定伝達比を有す
る直結駆動経路と■ベルト式無段変速装置を含む無段変
速経路とを並列に設けるとともに、直結駆動経路と無段
変速経路とにそれぞれクラッチを設け、低速比域では無
段変速経路を介して駆動し、高速比域では直結駆動経路
を介して駆動することにより、高速比域の動力伝達効率
を向上させたものが提案されている。

ところで、一般に高速比状態での走行は走行時間の大部
分を占めるため、直結駆動経路に設けたクラッチの結合
時間は必然的に長くなる。しかしながら、クラッチとし
て湿式クラッチなどのすべり式クラッチを使用すると、
直結駆動の間このクラッチに高い油圧を供給し続けなけ
ればならないため、オイルポンプの吐出ｔ？１失が増大
巳、ｒＡＲを１１うという問題がある。

そこで、直結駆動経路のクラッチとしてドッグクラッチ
などの噛み合い式クラッチを使用すると、常時高い油圧
をかけ続ける必要がないため、上記の欠点を解消できる
。しかしながら、ドッグクラッチの場合にはスプライン
歯の摺動抵抗や頭突きなどによって湿式クラッチのよう
なスムーズな切り換えを行い難く、無段変速経路のクラ
ッチとの切換タイミングが少しでも狂うとエンジンが吹
き上がるおそれがあるため、切換タイミングを高精度に
制御しなければならない。また、キックダウン時のよう
に低速比へ迅速に変速する必要がある場合には、トング
クラッチを強制的に引き抜いて直結駆動から無段変速駆
動へ切り換えなければならないが、負荷がかかった状態
でトングクラッチを無理凄きするとスプライン歯が摩耗
し、寿命を損うという問題がある。

発明の目的 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、直結駆動から無段変速駆動への切換時にエンジン
の吹き上がりやクラッチの無理ｔＵきを防止し、円滑な
切換を行うことができる変速機の切換制御装置を提供す
ることにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、入力軸と出力軸
との間に、固定伝達比を有する直結駆動経路と無段変速
を行う無段変速経路とを並列に設け、直結駆動経路には
直結駆動時に結合される噛み合い式クラッチを設け、無
段変速経路には直結駆動時に遮断されるすべり式クラッ
チを設けてなる変速機において、直結駆動経路中にワン
ウェイクラッチを設けるとともに、上記噛み合い式クラ
ッチを解除方向に付勢するスプリングを設け、直結駆動
中、無段変速経路の変速比を直結駆動経路の固定伝達比
より高速比側に保持するものである。

すなわち、直結駆動から無段変速駆動への切換時にまず
無段変速経路を結合すれば、無段変速経路の変速比は直
結伝達比より高速比側にあるので、ワンウェイクラッチ
が滑りを起こし、噛み合い式クラッチ部分で動力伝達が
なくなる。そして、噛み合い式クラッチには解除方向に
スプリング力が働いているので、動力伝達がなくなった
時点で自動的にクラッチが解除され、クラッチの無理抜
きやエンジンの吹き上がりを起こさずに無段変速駆動へ
容易に切り換えることができる。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる変速機の一例を示し、エンジン
のクランク軸１の端部には流体継手カバー２が結合され
、この流体継手カバー２の内部には流体継手を構成する
ポンプ３およびタービン４と遠心式ロノクアソフリラソ
チ５とが回動自在に収容されている。

入力軸６は上記タービン４およびロックアツプクラ、チ
５と結合されており、この入力軸６には直結駆動経路を
構成する直結駆動ギヤ７が回動自在に外挿され、このギ
ヤ７と人力軸６とは噛み合い式クラッチの一例であるド
ッグクラッチ８により断続される。トングクラッチ８は
入力軸Ｇに固定されたスプラインハブ６ａと、直結駆動
ギヤ７とワンウェイクラッチ３５を介して結合されたス
プライン歯７ａと、これらスプライン６ａ、７ａを結合
、遮断する直結切換スリーブ８ａとで構成され、この切
換スリーブ８ａはフォーク３３によって軸方向に作動さ
れる。

入力軸６の端部には外歯ギヤ９が固定されており、この
外歯ギヤ９は■ヘルド式無段変速装置１０の駆動軸１１
に固定された内歯ギヤ１２と噛み合い、入力軸６の駆動
力を減速して駆動軸１１に伝達している。■ベルト式無
段変速装置１０は、駆動軸１１に設けた駆動側プーリ詔
と、従動軸１４に設けた従動側ブー７月５と、両プーリ
間に巻き掛けたＶヘルド１６とで構成されている。駆動
側ブー１月３は固定シーブ１３ａと可動シーブ１３ｂと
を有し、可動シーブ１３ｂの背後に設けた推力発生装置
３４によって可動シーブ１３ｂに入力トルクに応じた推
力を加えている。この推力発生装置３４としては、例え
ば入力トルクに応じた推力を発生するトルクカム装置や
、ライン圧により入力トルクに応した推力を発生する油
圧サーボ装置などを使用できる。一方、従動側プーリ１
５も駆動側プーリ１３と同様に、固定シーブ１５ａと可
動シーブ１５ｂとを有し、可動シーブ１５ｂの背後には
変速比制御用の油圧室１８が設けられている。この油圧
室１８への油圧は、後述する油圧制御装置によって制御
される。

従動軸１４の外周には中空軸１９が回転自在に外挿され
ており、従動軸１４と中空軸１９とはすべり式クラッチ
の一例である湿式動力断続クラッチ２０によって断続さ
れる。このクラッチ２０へのｉｈ圧も後述する油圧制御
装置によって制御され、ベルト駆動時（前後進切換時お
よび急減速時を除く）には従動軸１４と中空軸１９とを
結合しており、直結駆動時には遮断する。中空軸１９に
は前進用ギヤ２１ろ後進用ギヤ２２とが回転自在に支持
され、前後進切換スリーブ２３によって前進用ギヤ２Ｉ
あるいは後進用ギヤ２２のいずれか一方が中空軸１９と
連結される。従動軸１４と平行に配置された後進用アイ
ドル軸２４には、後進用ギヤ２２に噛み合う後進用アイ
ドルギヤ２５と、別の後進用アイドルギヤ２６とが固定
されている。減速軸２７も従動軸１４と平行に配置され
ており、この減速軸２７には減速ギヤ２８と終減速ギヤ
２９とが固定されている。減速ギヤ２８は上記直結駆動
ギヤ７と前進用ギヤ２１と後進用アイドルギヤ２６とに
同時に噛み合い、直結従動ギヤを兼ねている。

終減速ギヤ２９はディファレンシャル装置３０のリング
ギヤ３１に噛み合い、リノカを出力軸３２に伝達してい
る。

上記構成の変速機において、ドッグクラッチ８゜ワンウ
ェイクラッチ３５、直結駆動ギヤ７、減速ギヤ２８、終
減速ギヤ２９、ディファレンシャル装置３０は直結駆動
経路を形成しており、一方、外歯ギヤ９、内歯ギヤ１２
、■ベルト式無段変速装置１０、クラッチ２０、前進用
ギヤ２１、減速ギヤ２８、終減速ギヤ２９、ディファレ
ンシャル装置３０はベルト駆動経路（無段変速経路）を
形成している。そして、直結駆動経路における入力軸６
と出力軸３２間の直結伝達比は、ベルト駆動経路におけ
る入力軸６と出力軸３２間の最高速比に比べてやや低速
比側に設定されている。ベルト駆動から直結駆動へ切り
換わると、クラッチ２０が遮断されてベルト駆動経路に
動力が伝達されなくなるので、■ベルト式無段変速装置
１０は最高速比へ移行して空転を続け、再度ベルト駆動
へ切り換わったときにショックの無い切換を行い得るよ
うになっている。

第２図は油圧制御装置を示し、４０はプーリ制御バルブ
、５０はシフトダウン制御バルブ、６０はスロットルバ
ルブ、７０はクラッチ制御バルブ、８０は切換制御バル
ブ、９０は油圧ピストン、１００はマイクロコンピュー
タなどの制御回路、１０１．１０２．１０３は第１．第
２．第３ソレノイドバルブ、１０４は油圧源からライン
圧が導かれた油路である。

プーリ制御バルブ４０はスプリング４１によって左方へ
付勢されたスプール４２を有しており、スプリング４１
を収容した右端室４３には第１ソレノイドバルブ１０１
からソレノイド圧が導かれている。従動側ブー１月５の
油圧室１８と連通したボート４４の両側には、ライン圧
が導かれるボート４５とドレンポート４６とが形成され
ている。上記油圧室１８と連通したボート４４は、スプ
ール４２の内部に形成した連通孔４２ａを介して左端室
４７に連通しており、これにより油圧室１８の油圧は第
１ソレノイドバルブ１０１のソレノイド圧とスプリング
４１のばね力との和に釣り合った油圧に制御される。

シフトダウン制御バルブ５０はスプリング５１によって
左方へ付勢されたスプール５２を有し、左端室５３には
キックダウン時および急減速時にＯＮとなる第２ソレノ
イドバルブ１０２の信号油圧が導かれている。シフトダ
ウン制御バルブ５０には、上記ブーり制御バルブ４０の
ボー１−４５と連通ずるボー１−５４と、切換制御バル
ブ８０と連通するボート５５と、クラッチ制御バルブ７
０と連通するボート５６と、スロットルバルブ６０と連
通するボート５７とを有しており、第２ソレノイドバル
ブ１０２がＯＦＦ　（信号油圧が０ＦＦ）した時にはス
プール５２が左端位置にあり、ボー１−５５．５６が連
通してライン圧をクラッチ制御バルブ７０に作用させる
。なお、このときブーり制御バルブ４０に通じるボート
５４とライン圧が導かれるポート５５との連通が遮断さ
れるが、ライン圧はオリフィス５日を介してブーり制御
バルブ４０のポート４５に常時導かれているので、油圧
室１８の油圧が急激に低下することはない。一方、第２
ソレノイドバルブ１０２がＯＮ（信号油圧がＯＮ＞する
と、スプール５２が右方へ移動し、ポート５４と５５と
が連通してライン圧をプーリ制御バルブ４０のポート４
５に直接供給し、一方ボート５５と５６との間が遮断さ
れる。

スロットルバルブ６０はアクセルペダルと連動しており
、スロットル開度が全閉または全閉近傍のときにはスプ
リング６１によってスプール６２は左端位置あり、シフ
トダウン制御バルブ５０へ通じるポート６３は閉しられ
る。また、スロットル開度が開かれると、スプール６２
が右方へ移動してポート６３と６４とが連通し、ライン
圧がシフトダウン制御バルブ５０に導かれる。

クラッチ制御バルブ７０は、右端部にシフトダウン制御
バルブ５０のポート５６と連通するポート７１を有し、
このポート７１に作用する信号油圧によってスプール７
２がスプリング７３に抗して左方へ移動し、ライン圧が
供給されるポート７４と、クラッチ２０へ通じるポート
７５と、ドレンボート７６とを選択的に切り換えるよう
になっている。すなわち、右端のポート７１に油圧が作
用していない時にはスプール７２は右端位置にあり、ポ
ート７４が閉じられるとともにポート７５と７６とが連
通し、クラッチ油圧がドレンされてクラッチ２０は切れ
ている。一方、右端のポート７１に油圧が作用すると、
スプール７２は左方へ移動してポート７４と７５とが連
通し、クラッチ２０へ油圧が導かれてクラッチ２０がつ
ながる仕組みとなっている。

切換制御バルブ８０は、一端がドッグクラッチ８のフォ
ーク３３に当接したスプリング８１によって左方へ付勢
されたスプール８２を有しており、このスプール８２の
右端部はフォーク３３の孔３３ａに挿通され、かつスプ
ール８２に設けた段部８２ａとストッパ８２ｂとによっ
てスプール８２はフォークに対して一定ストロークだけ
相対移動可能である。切換制御バルブ８０には６個のポ
ート８３〜８８が形成されており、左端のポート８３に
は直結駆動時にＯＮとなる第３ソレノイドバルブ１０３
の信号油圧が導かれており、右端のポート８４は油圧ピ
ストン９０の左室９１に連通し、ポート８５にはライン
圧が導かれ、ポート８６はシフトダウン制御バルブ５０
を介してプーリ制御バルブ４０のポート４５あるいはク
ラッチ制御バルブ７０の右端ポート７１に連通し、ポー
ト８７は油圧ピストン９０の右室９２に連通し、ポート
８８はドレンポートとなっている。

油圧ピストン９０は左右の室９１．９２に作用する油圧
によって移動自在なピストン部材９３を有し、このピス
トン部材９３にはロッド９４が結合され、ロッド９４の
途中にはドッグクラッチ８のフォーク３３が結合されて
いる。また、右室９２にはスプリング９５が収容されて
おり、このスプリング９５はピストン部材９３を左方、
すなわち直結解除方向に常時付勢し、そのばね力はドッ
グクラッチ８を無理抜きしない程度の力である。

制御回路１００には、人力軸６の入力回転数、出力軸３
２の出力回転数（車速）、ブレーキ信号、スロットル開
度信号、ポジションスイッチ信号などが人力され、走行
状態に応して第１〜第３ソレノイドバルブ１０１−１０
３を制御するようになっている。例えば第１ソレノイド
バルブ１０１には走行状態に応じてデユーティ制御信号
が出力され、プーリ制御バルブ４０を介して油圧室１８
の油圧を微細制御している。また、第２ソレノイドパル
プ１０２にはキックダウン時および急減速時にＯＮ信号
が出力され、シフトダウン制御バルブ５０を作動させて
低速比への迅速な変速を実現している。さらに、第３ソ
レノイドバルブ１０３には直結駆動時にＯＮ信号が出力
され、切換制御バルブ８０を作動させてエンジン吹き上
がりの無い円滑□な切換制御を行っている。

つぎに、切換制御バルブ８０の動作を第２図〜第５図に
したがって説明する。

第２図はベルト駆動状態を示し１．第３ソレノイドバル
ブ１０３がＯＦＦしているので、切換制御バルブ８０の
スプール８２は左端位置にあり、ポー１−８５に供給さ
れたライン圧は油圧ピストン９０の右室に導かれてフォ
ーク３３を非直結方向に付勢するとともに、ライン圧は
ポート８６からシフトダウン制御バルブ５０を介してク
ラッチ制御バルブ７ｏの右端ポート７１に導かれている
ので、クラッチ２ｏは結合状態にある。

第３図はヘルド駆動から直結駆動へ切り換えるため、第
３ソレノイドバルブ１０３をＯＮした瞬間を示す。第３
ソレノイドバルブ１０３がＯＮすると、切換制御バルブ
８０の左端のポート８３に信号油圧が導かれるため、こ
の信号油圧によりスプール８２の段部８２ａがフォーク
３３に当接するまで右方へ移動する。この状態では、油
圧ピストン９０の右室９２に通しるポート８７がドレン
されるとともに、左室９１に通じるポート８４に油圧が
導かれるが、ポート８４には突起８４ａを設けて流量を
絞っであるので、フォーク３３は右方（直結方向）へ付
勢されるもののドッグクラッチ８は未だ直結状態に切り
換わっていない。また、クラッチ制御バルブ７ｏに通し
るポート８６には依然として油圧が導かれているので、
クラッチ２０は結合状態を維持している。

第４図は第３ソレノイドバルブ１０３をＯＮＬで一定時
間経過し、直結駆動へ完全に切り換わった状態を示して
いる。即ち、第３図の状態から油圧ピストン９０の左室
９１には連続的に油圧が導かれるので、フォーク３３は
右方へ押され、やがてドッグクラ・ノチ８は直結位置へ
切り換わる。フォーク３３に連動してスプール８２も右
方へ追随動作するため、クラッチ制御バルブ７０に通じ
るポート８６がドレンされ、クラッチ２０が遮断される
。このように、ドッグクラッチ８が直結位置へ切り換わ
った後でないとクラッチ２０が遮断されないので、エン
ジンの吹き上がりを防止できる。

第５図は直結駆動からベルト駆動へ切り換えるために第
３ソレノイドバルブ１０３をＯＦＦした瞬間を示してい
る。即ち、左端のポート８３の信号油圧がＯＦＦすると
、スプール８２はスプリング８１のばね力によりストッ
パ８２ｂがフォーク３３の裏面に当接するまでいち早く
左方へ移動し、ポート８６を開いてクラッチ制御バルブ
７０に油圧を導き、クラッチ２０の結合を開始する。こ
の状態では油圧ピストン９０の左右の室９１．９２に通
じるポート８４および８７が共にドレンされているので
、フォーク３３はスプリング９５のばね力のみによって
直結解除方向に付勢される。上記クラッチ２０の結合開
始に伴いベルト駆動経路に動力が伝達されるが、ヘルド
駆動経路の変速比は直結伝達比より高速比側の最高速比
に維持されているので、ドッグクラッチ８の入力端スリ
ーブ８ａより出力側スプライン歯７ａの方が早く回転し
、ワンウェイクラッチ３５で滑りが生じる。即ち、ドッ
グフランチ８部分で動力伝達が行われなくなるため、ス
プリング９５の弱いばね荷重でもドッグクラッチ８は容
易に抜は始める。これによりフォーク３３とスプール８
２とは連動して左方へ移動し、やがて右室９２に通じる
ポート８７に油圧が導かれるので、フォーク３３はスプ
リング９５のばね力と油圧荷重とによって左方（直結解
除方向）へ俊敏に移動し、ドッグクラッチ８を外して第
２図の状態に復帰する。このように、直結駆動からベル
ト駆動への切換時にドッグクラッチ８を無理抜きせずに
外すため、ドッグクラッチ８のスプライン歯の摩耗を防
止できる。

なお、上記実施例では直結駆動から無段変速駆動への切
換時（第５図参照）、最初はスプリング９５のばね力の
みによってドッグクラッチ８を解除方向へ作動させ、あ
る程度解除された後になって右室９２に通じるポート８
７に油圧を導いて俊敏にドッグクラッチ８を外すように
したが、これに限らず、例えば油圧ピストン９０の右室
９２には油圧を導かずにスプリング９５のばね力のみを
作用させてもよい。

また、本発明の無段変速装置としては、■ヘルド式に限
らずトロイダル形無段変速装置（例えば特開昭５８−５
４２６２号公報参照）など種々のものが使用可能であり
、また直結駆動経路としては上記実施例のようなギヤ列
に限らず、チェーンあるいは歯付きヘルドを使用しても
よい。

さらに、直結時の信号油圧の発生手段としては、ソレノ
イドバルブ１０３の他、プーリ比を機械的に検出し、こ
のプーリ比が直結伝達比に達した時に信号油圧を発生す
る別のバルブを設けてもよい。

発明のりＪ果 以北の説明で明らかなように、本発明によれば直結駆動
から無段変速駆動への切換時に無段変速経路にり１力伝
達された時点でワンウェイクラッチが滑りを起こし、噛
み合い式クラッチ部分で動力伝達がなくなるため、噛み
合い式クラッチはスプリングによって自動的に解除され
る。したがって、クラッチの無理抜きやエンジンの吹き
上がりを起こさずに無段変速駆動へ日清に切り換えるこ
とができ、しかも直結駆動経路と無段変速経路の切換タ
イミングを高精度に制御する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる変速機の一例のスケルトン図、
第２図は油圧制御装置の回路図、第３図〜第５図は切換
制御バルブの動作説明図である。 ６・・・人力軸、７・・・直結駆動ギヤ、８・・・トン
グクラッチ（噛み合い式クラッチ）、ＩＯ・・・■ヘル
ド式無段変速装置、２０・・・動力断続クラッチ（すべ
り式クラッチ）、２日・・・減速ギヤ、３２・・・出力
軸、３３・・・フォーク、３５・・・ワンウェイクラッ
チ、４０・・・プーリ制御バルブ、５０・・・シフトダ
ウン制御バルブ、６０・・・スロットルバルブ、７０・
・・クラッチｚｌｌ？ａハルフ、８０・・・切換制御バ
ルブ、９０・・・油圧ピストン、９５・・・スプリング
、１００・・・制御回路、１０１〜１０３・・・ソレノ
イドバルブ。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸と出力軸との間に、固定伝達比を有する直
   結駆動経路と無段変速を行う無段変速経路とを並列に設
   け、直結駆動経路には直結駆動時に結合される噛み合い
   式クラッチを設け、無段変速経路には直結駆動時に遮断
   されるすべり式クラッチを設けてなる変速機において、
   直結駆動経路中にワンウェイクラッチを設けるとともに
   、上記噛み合い式クラッチを解除方向に付勢するスプリ
   ングを設け、直結駆動中、無段変速経路の変速比を直結
   駆動経路の固定伝達比より高速比側に保持することを特
   徴とする変速機の切換制御装置。