JPS631840A - 副変速機を備えた車両用変速装置 - 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】 技術分野 本発明は副変速機を備えた車両用変速装置に関し、特に
、前後進ギヤ段をシフト操作レバーの操作に応答して自
動的に成立させる形式の副変速機を備えた車両用変速装
置の改良に関するものである。

従来技術 クラッチを介してエンジンの動力が伝達される回転軸に
対して相対回転可能にそれぞれ設けられた前進用ギヤお
よび後進用ギヤと、両ギヤと保合可能な係合歯を有して
該回転軸との相対回転不能かつその軸方向の移動可能に
設けられ、シフト操作レバーの前進または後進レンジへ
の操作に応答してアクチュエータにより該軸方向に移動
させられることにより、中立位置から前進用ギヤと係合
する第１位置、後進用ギヤと係合する第２位置に位置さ
せられるスリーブとを含む副変速機を備えた車両用変速
装置が知られている。たとえば、特開昭５９−８０５５
３号公報に記載されたものがそれである。

発明が解決すべき問題点 しかしながら、かかる副変速機を備えた車両用変速装置
においては、エンジンが始動された状態の車両の停止時
において前記シフト操作レバーが前進または後進レンジ
へ操作されたにも拘らず、前記スリーブの係合歯が前記
前進用ギヤまたは後進用ギヤと干渉してスリーブとそれ
ら両ギヤとの保合が阻害される場合がある。このような
場合においてクラフチが接続された場合には、ギヤ鳴り
を生じたり或いはギヤ段を成立し得ない場合があった。

問題点を解決するための手段　。

本発明は以上の事情を背景にして為されたものであって
、その要旨とするところは、前記のような副変速機を備
えた車両用変速装置において、前記クラッチと副変速機
との間にそのクラッチを介して回転させられる回転部材
を設けるとともに、車両停止時において前記シフト操作
レバーが前進または後進レンジに切り換えられたにも拘
らず前記スリーブが前記第１位置あるいは第２位置に到
達しないときには、該回転部材の回転を所定量許容して
前記前進用ギヤまたは後進用ギヤを該スリーブに対して
所定量相対回転させることにより、該副変速機のギヤ段
を成立させる回転制御装置を設けたことにある。

作用 このようにすれば、エンジンが始動された状態の車両の
停止時において前記シフト操作レバーが前進または後進
レンジに操作されたにも拘らず、前記スリーブが前進用
ギヤまたは後進用ギヤと干渉して前記第１位置あるいは
第２位置に到達しないときには、クラッチと副変速機と
の間に設けられた回転部材の回転が回転制御装置により
所定量許容されることにより、前進用ギヤまたは後進用
ギヤがスリーブに対して所定量相対回転させられる。

発明の効果 この結果、スリーブと前進用ギヤまたは後進用ギヤとの
干渉を速やかに解消し得るので、従来のようなギヤ鳴り
を効果的に抑制し得るとともに、副変速機のギヤ段を一
層確実に成立させ得る。

実施例 以下、本発明の一実施例を示す図面に基づいて詳細に説
明する。

第１図は副変速機を備えた車両用変速装置の構成を示す
図であって、エンジンＩＯのクランク軸１２から出力さ
れる動力は、磁粉式電磁クラ・７チ１４、無段変速機１
６、副変速機１８、および差動歯車装置２０を経て左右
−対の駆動輪２２．２２へ伝達されるようになっている
。

上記磁粉式電磁クラッチ１４は、クランク軸１２と無段
変速機１６の入力軸２４との間に設けられており、フラ
イホイール２６を介してクランク軸１２と一体的に固定
され且つ内部に環状の励磁コイル２８を有する厚肉円筒
状の外周側ヨーク３０と、この外周側ヨーク３０の内周
側に配設され、入力軸２４にスプライン嵌合された図示
しないハブにダンパ装置３２を介して固定された内周側
ヨーク３４とを備えて構成されている。そして、スリッ
プリング３６を介して供給される電流により励磁コイル
２８が励磁されると、両ヨーク３０゜３４間に形成され
たギャップ内に磁粉が導入されることにより、励磁コイ
ル２８に供給された電流に対応したトルクにて外周側ヨ
ーク３０の回転トルクが内周側ヨーク３４へ伝達される
。

無段変速［１６は、前記入力軸２４に設けられて油圧シ
リンダ３８によってＶ溝幅すなわち伝動ベルト４０の掛
り径が変更される可変プーリ４２と、出力軸４４に設け
られて油圧シリンダ４６によって■溝幅が変更される可
変プーリ４８とを備えて構成されており、入力軸２４に
伝達された回転力を可変プーリ４２および４８に巻き掛
けられた伝動ベル）４０を介して出力軸４４へ伝達する
。

そして、車速およびアクセル操作量等に基づいて両袖圧
シリンダ３８および４６の油圧が図示しない変速比制御
弁および調圧弁７４によってそれぞれ制御されることに
より、可変プーリ４２，４８の■溝幅がそれぞれ変更さ
れる。これにより、伝動ベルト４０にすべりを生じない
程度の必要かつ充分な張力が付与されるとともに無段変
速機１６が所定の変速比に変速される。

副変速機１８は、無段変速機１６の出力軸４４にそれぞ
れ相対回転不能に設けられた一対のギヤ５０．５２と、
出力軸４４と平行に設けられた回転軸５４と、回転軸５
４に相対回転可能に設けられ、ギヤ５０と噛み合うドラ
イブ出力ギヤ（前進用ギヤ）５６およびギヤ５４とリバ
ースアイドラギヤ５８を介して噛み合うリバース出力ギ
ヤ６０（後進用ギヤ）と、両出力ギヤ５６．６０間にお
いて回転軸５４に相対回転不能に設けられたクラッチハ
ブ６２と、このクラッチハブ６２とスプライン嵌合し、
ドライブ出力ギヤ５６に設けられたスプライン歯６４ま
たはリバース出力ギヤ６０に設けられたスプライン歯６
６と択一的に噛み合うスリーブ６８とを備えて構成され
ている。スリーブ６８は、シフトシリンダ７０によりシ
フトフォーク７２を介して駆動されることにより、両ス
プライン歯６４．６６の何れとも噛み合わない中立位置
、その中立位置からドライブ出力ギヤ５６のスプライン
歯６４と噛み合う第１位置、およびリバース出力ギヤ６
２のスプライン歯６６と噛み合う第２位置の三位置に位
置させられる。シフトシリンダ７０は、シフトバルブ７
６等を介してタンク７８からオイルが供給されるように
なっており、シフトバルブ７６から両地路８０および８
２を介してオイルが供給されたときシフトフォーク７２
によりスリーブ６８を中立位置に位置させるとともに、
−方の油路８０を介してのみオイルが供給されたときス
リーブ６８を第２位置に位置させ、また、他方の油路８
２を介してのみオイルが供給されたときスリーブ６８を
第１　（３７，置に位置させる。

そして、スリーブ６８が第１位置あるいは第２位置に位
置させられることにより、クラッチハブ６２およびギヤ
８６を介して前記差動歯車装置２０および左右の駆動輪
２２，２２にエンジン１０の回転力が伝達される。上記
シフトバルブ７６は、シフト操作レバー８４のドライブ
（Ｄ）　　レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジ、リバー
ス（Ｒ）レンジ、パーキング（Ｐ）レンジへの操作にそ
れぞれ対応して後述の制御装置９４により制御される。

なお、８１．８３．８５は、スリーブ６８の第１位置、
中立位置、第２位置をそれぞれ検出するためのシフト位
置スイッチであって、スリーブ６８が三位置にあるとき
にそれぞれＯＮ状態とされて、第１位置を示す位置信号
ＳＰＩ、中立位置を示す位置信号ＳＰ２、第２位置を示
す位置信号ＳＰ３を制御装置９４にそれぞれ出力する。

また、本発明の理解に必ずしも必要ではないため、上記
シフトシリンダ７０およびシフトバルブ７６についての
詳細な説明は省略する。

ここで、本実施例においては、電もｎクラッチ１４と無
段変速機１６との間において、金属製の円板８８が前記
入力軸２４に一体的に固定されているとともに、その円
板８８の外周部には略コ字状を成すソレノイド９０が円
板８日の両面とそれぞれ所定の間隙を隔てた状態で跨設
されている。本実施例においては、円板８８が回転部材
を構成している。ソレノイド９０は、シフト操作レバー
８４に設けられたシフトノブスイッチ９２の操作に従っ
て制御装置９４によって制御されることにより、励磁さ
れたときには円板８８の回転を阻止するが非励磁状態と
されたときには円板８８の回転を許容する。上記制御装
置９４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成さ
れており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに
予め記憶されたプログラムに従ってＣＰＵにより入力信
号を処理することによって、以下の一連の操作を実施さ
せる。なお、シフト操作レバー８４はシフトノブスイッ
チ９２の押込操作を要件として上記各レンジへ切り換え
られるようになっており、このシフトノブスイッチ９２
が、シフト操作レバー８４のＤレンジまたはＲレンジへ
の操作と関連して作動させられる本実施例におけるスイ
ッチを構成する。

次に、以上のように構成された車両用変速装置の作動を
第２図に示すフローチャートに従って説明する。

エンジン１０が起動されている状態では、先ず、初期処
理（図示せず）が実行された後、ステップＳ１が実行さ
れて車両が停止状態であるか走行中であるかが車速■に
基づいて判断される。車速■がゼロであると判断された
場合には、ステップＳ２が実行されてシフト操作レバー
８４がＤレンジあるいはＲレンジに操作されたか否かが
図示しない位置検出スイッチの作動に基づいて判断され
る。

この判断が否定された場合には、シフト操作レバー８４
がＮレンジまたはＰレンジにあるので、以下のステップ
がスキップさせられるが、肯定された場合には、シフト
バルブ７６およびシフトシリンダ７０の前進ギヤ段また
は後進ギヤ段を成立させるための作動が開始されている
ので、ステップＳ３が実行されて電磁クラッチ１４がＯ
ＦＦ状態とされる。次に、ステップＳ４が実行されるこ
とにより、ソレノイド９０が励磁されて円板８８の回転
が阻止されるとともに、ステップＳ５が実行されて、駆
動信号ＤＰに応答して調圧弁７４が作動させられること
により、無段変速機１６の油圧シリンダ４６の油圧が低
下させられて伝動ベルト４０の張力が所定量低下させら
れる。続くステップＳ６において、予め定められた所定
時間、すなわちスリーブ６８が第１位置あるいは第２位
置に確実に到達するに要する時間待機させられた後、ス
テップＳ７が実行されると、シフト位置スイッチ８１ま
たは８５がＯＮ状態となって前記位置信号ＳＰＩまたは
ＳＦ３が出力されたか否かが判断される。シフト位置ス
イッチ８１または８５の何れか一方がＯＮ状態であると
きにはギヤ段が成立しているので、続くステップＳ８が
実行されて、無段変速機１６の油圧シリンダ４６の油圧
が再び増大させられることにより、伝動ベル１−４０の
張力が再び増大させられる。次いで、ステップＳ９が実
行されることにより、ソレノイド９０が非励磁状態とさ
れて円板８８の回転が許容される。

上記ステップＳ７において、シフト位置スイッチ８１．
８５が共にＯＦＦ状態であると判断された場合には、ス
リーブ６８の内周歯（係合歯）９６とスプライン歯６４
または６６がたとえば第３図に示すように互いに軸心と
平行な方向において干渉して、スリーブ６８が第１位置
または第２位置に到達せずギヤ段が成立していないので
、ステップ３１０のシフト調節ルーチンが実行される。

第４図にそのシフト調節ルーチンを示す。先ず、ステッ
プＳＳＩが実行されて、シフトバルブ７６の作動により
油路８０および８２がドレンへ排圧される。次いで、ス
テップＳＳ２が実行されると、電磁クラッチ１４の励石
荘コイル２８が僅かに励磁させられることにより、エン
ジン１０の動力が人力軸２４へ所定量伝達される。次に
、ステップＳ８３が実行されて、ソレノイド９０が予め
定められた所定時間の間非励磁状態とされることにより
、円板８８が所定量回転させられる。これにより、無段
変速機１６を介してドライブ出力ギヤ５６またはリバー
ス出力ギヤ６０がスリーブ６８に対して所定量相対回転
させられて、スリーブ６８の内周歯９６とスプライン歯
６４または６６とが係合し得る状態とされる。したがっ
て、本実施例においては、制御装置９４およびソレノイ
ド９０等が回転制御装置を構成している。ソレノイド９
０を非励磁とする前記所定時間は、円板８８を前記所定
量回転させ得る時間であって、この円板８８の所定量の
回転によりドライブ出力ギヤ５６またはリバース出力ギ
ヤ６０をスリーブ６８との保合が可能な位置まで前記所
定量相対回転させ得るように、好適には、百出力ギヤ５
６．６０のスプライン歯６４．６６あるいはスリーブ６
８の内周歯９６の歯間距離の１／２を整数倍した回転量
にて百出力ギヤ５６．６０を回転させ得るように、ソレ
ノイド９０に供給する電流、無段変速機１６の変速比、
副変速機１８におけるギヤ比等に基づいて予め決定され
る。次いで、ステップＳＳ４が実行されると、シフトパ
ルプ７６から油路８０または８２を介してシフトシリン
ダ７０へ油圧が供給されることにより、スリーブ６８が
第２位置あるいは第１位置に向かって駆動される。次に
、前記ステップＳ６において再び前記所定時間待機させ
られた後ステップＳ７が実行される。このステップＳ７
における判断が再び否定された場合には、ステップＳ６
．Ｓ７．ＳＩＯがステ・ノブＳ７における判断が肯定さ
れるまで繰り返し実行される。これにより、副変速機１
８の前進ギヤ段または後進ギヤ段が成立する。

一方、ステップＳ１において、車速■がゼロでない（車
両走行中）と判断された場合には、ステップＳｌｌが実
行されてシフト操作レバー８４がＮレンジに操作された
か否かが図示しない位置検出スイッチの作動に基づいて
判断される。この判断が否定された場合には、シフト操
作レバー８４がＤレンジまたはＮレンジにシフトされて
いるので、以下のステップがスキップさせられるが、ス
テップ３１１の判断が肯定された場合には、シフトパル
プ７６およびシフトシリンダ７０の作動が開始されてい
るので、ステップＳ１２が実行されて電磁クラッチ１４
がＯＦＦ状態とされるとともに、続くステップ３１３に
おいて無段変速機１６の油圧シリンダ４６の油圧が低下
させられる。これにより、スリーブ６８とスプライン歯
６４または６６との係合を比較的容易に解除し得る状態
とされる。次いで、ステップＳ１４が実行されると、シ
フト位置スイッチ８３がＯＮ状態となって位置信号ＳＰ
２が出力されたか否か、すなわちスリーブ６８が中立位
置に到達したか否かが判断される。

この判断が否定された場合にはスプソプＳ１４が繰り返
し実行されるが、肯定された場合には続くステップＳ１
５が実行されて油圧シリンダ４６の油圧が再び増大させ
られる。

このように、本実施例によれば、エンジン１０が始動さ
れた車両の停止時においてシフト操作レバー８４がＤレ
ンジまたはＮレンジに操作されたにも拘らず、スリーブ
６８の内周歯９６がドライブ出力ギヤ５６のスプライン
歯６４またはリバース出力ギヤ６０のスプライン歯６６
と干渉して前記第１位置または第２位置に到達しないと
きには、電磁クラッチ１４の励磁コイル２８が僅かに励
磁されるとともにソレノイド９０が所定時間非励磁状態
とされることにより、人力軸２４に固定された円板８８
が所定量回転させられて、出力ギヤ５６のスプライン歯
６４または出力ギヤ６０のスプライン歯６６がスリーブ
６８に対して所定量相対回転させられる。この結果、ス
リーブ６８の内周歯９６とスプライン歯６４または６６
との干渉を速やかに解消し得るので、従来のようなギヤ
鳴りを効果的に抑制し得るとともに、副変速機１８を前
進ギヤ段または後進ギヤ段に一層確実に成立させ得る。

なお、前述の実施例において円板８８は、電ｉｆｆクラ
ッチ１４と無段変速機１６との間に設けられているが、
必ずしもその必要はなく、たとえば、無段変速機１６と
副変速機１８との間に設けられていても良いし、また、
副変速機１８が無段変速機１６の前段に設けられている
場合には、その副変速機１８と電磁クラッチ１４との間
に設けられていても良い。

また、前述の実施例では、スリーブ６８の移動に際して
油圧シリンダ４６内の油圧が低下させられていたが、油
圧シリンダ３８、または油圧シリンダ３８および４６内
の油圧を低下させても良い。

また、前述の実施例においては、電磁クラッチ１４の励
磁コイル２８が僅かに励磁されることにより、シフト調
節時において円板８８に回転力が付与されるようになっ
ているが、必ずしもその必要はなく、たとえば、円板８
８に外周歯を設けるとともにその外周歯と噛み合うピニ
オンギヤを有する電動モータを設けても良い。この場合
において、ピニオンギヤはシフト調節時においてのみ円
板８日の外周歯と係合するように構成される。上記のよ
うに、電動モータの回転を制御することにより円板８８
を前記所定量回転させ得る場合には、ソレノイド９０を
削除することも可能であるし、電磁クラッチ１４に替え
て他のクラッチたとえば流体クラッチ等を使用しても良
い。

また、前述の実施例においては、円板８８の回転量はソ
レノイド９０の励磁時間に基づいて所定量に予め決定さ
れているが、スリーブ６８の内周歯９６とスプライン歯
６４．６６との周方向におけるずれ量を正確に検出して
両者が確実に係合し得る量だけ円板８８を回転させるよ
うにすることも可能である。この場合においては、たと
えば第５図に示すように構成される。すなわち、スリー
ブ６８にその内周歯９６と対応する位置に外周歯９８．
１００を設は且つそれら外周歯９８，１００の位置をそ
れぞれ検出する位置検出装置１０２゜１０４を設けると
ともに、スプライン歯６４，６６の位置をそれぞれ検出
する位置検出装置１０６゜１０８を設け、位置検出装置
１０２および１０６、あるいは位置検出装置１０４およ
び１０８を介して得られる両信号の電圧レベルの差が予
め定められた設定値以下であれば、両電圧レベルの差が
最大となるまで円板８８が回転制御される。なお、前記
外周歯９８，１００が内周歯９６の各歯間（歯底部）に
対応して設けられている場合には、前記両信号の電圧レ
ベルの差が予め定められた設定値以上であれば、両電圧
レベルの差が最小とな・るまで円板８８が回転制御され
ることとなる。

また、前述の実施例の第２図に示すフローチャートにお
いて、ステップＳｌｌ乃至ステップＳ１５の操作を削除
しても良い。

また、前述の実施例において、副変速機１８は、−組の
クラッチハブ６２およびスリーブ６８を介して前後進ギ
ヤ段がそれぞれ成立させられるようになっているが、必
ずしもその必要はなく、たとエバ、前進ギヤ段を成立さ
せるためのクラッチハブおよびスリーブと後進ギヤ段を
成立させるためのクラッチハブおよびスリーブとが別々
に設けられたものであっても良い。

その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種
々変更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された車両用変速装置の構成を示
す図であって、−部を断面にして示す図である。第２図
は第１図の車両用変速装置の作動を説明するためのフロ
ーチャートである。第３図はスリーブの内周歯とスプラ
イン歯との干渉状態の一例を示す図である。第４図は第
２図のシフト調節ルーチンを示すフローチャートである
。第５図は本発明の他の例の要部を示す図である。 １０：エンジン １４：磁粉式電磁クラッチ １６：無段変速機　　　　１８：副変速機５４；回転軸 ５６：ドライブ出力ギヤ ６０：リバース出力ギヤ ６８ニスリーブ　　　　　７０：シフトシリンダ８４：
シフト操作レバー　８８二円板 ９０：ソレノイド ９２：シフトノブスイッチ ９４：制御装置　　　　　９６：内周歯山願人　トヨタ
自動車株式会社 済１図 Ｃ［Ｄ 第３Ｌ 第５１ 第４５

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）クラッチを介してエンジンの動力が伝達される回
   転軸に対して相対回転可能にそれぞれ設けられた前進用
   ギヤおよび後進用ギヤと、両ギヤと係合可能な係合歯を
   有して該回転軸との相対回転不能かつ該軸方向の移動可
   能に設けられ、シフト操作レバーの前進または後進レン
   ジへの操作に応答してアクチュエータにより該軸方向に
   移動させられることにより、中立位置から該前進用ギヤ
   と係合する第１位置、該後進用ギヤと係合する第２位置
   に位置させられるスリーブとを含む副変速機を備えた車
   両用変速装置において、 前記クラッチと副変速機との間に該クラッチを介して回
   転させられる回転部材を設けるとともに車両停止時にお
   いて前記シフト操作レバーが前進または後進レンジに切
   り換えられたにも拘らず前記スリーブが前記第１位置あ
   るいは第２位置に到達しないときには、該回転部材の回
   転を所定量許容して前記前進用ギヤまたは後進用ギヤを
   該スリーブに対して所定量相対回転させることにより、
   該副変速機のギヤ段を成立させる回転制御装置を設けた
   ことを特徴とする副変速機を備えた車両用変速装置。
2. （２）前記エンジンの動力は前記クラッチおよび無段変
   速機を介して前記副変速機に伝達されるものであり、前
   記回転部材は、該クラッチと無段変速機との間に設けら
   れたものである特許請求の範囲第１項に記載の副変速機
   を備えた車両用変速装置。
3. （３）前記回転部材は金属製の円板であり、前記回転制
   御装置は、車両停止時における前記シフト操作レバーの
   前進または後進レンジへの操作と関連して作動させられ
   るスイッチの作動に基づいて励磁されることにより前記
   円板の回転を阻止するとともに、車両停止時において該
   シフト操作レバーが前進または後進レンジへ切り換えら
   れたにも拘らず前記スリーブが前記第１位置あるいは第
   ２位置に到達しないときには、所定時間の間非励磁状態
   とされることにより該円板の回転を前記所定量許容する
   ソレノイドを備えたものである特許請求の範囲第１項に
   記載の副変速機を備えた車両用変速装置。