JPS6347543A - 副変速機付自動変速機 - 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、副変速機付自動変速機に関し、更に詳細には
、主変速機の出力側に、ギヤ掛け換え式の切換機構を備
えた副変速機が連結された副変速機付自動変速機に関す
る。

（従来の技術） 上記したように、主変速機の出力側に、副変速機が連結
された副変速機付自動変速機としては、例えば、特開昭
６０−１３９９５６号に開示されたものが知られている
が、このものにおいては副変速機の切換機構に油圧式の
ものが使用されており、構造、制御が複雑である。

これを解消するため副変速機の切換機構としてギヤ掛け
換え式の切換機構を使用することが考えられる。上記主
変速機は一般に、流体式トルクコンバータと遊星歯車機
構等の歯車機構を有する多段歯車式変速機構とを組み合
わせ流体式アクチュエータにて変速制御されるよう構成
されている。

このため、副変速機の切り換えの際に、主変速機をニュ
ートラル状態としたとしても、流体の慣性により、主変
速機の出力軸はなお回転を続け、これにより副変速機の
ギヤ鳴りが生ずるという問題があった。

（発明の目的） 本発明は、副変速機の切り換えの際に、該副変速機のギ
ヤ鳴りのない副変速機付自動変速機を提出することを目
的とするものである。

（発明の構成） 本発明は、主変速機の出力側に、ギヤ掛け換え式の切換
機構を備えた副変速機が連結された副変速機付自動変速
機において、前記副変速機の切り換え時に、主変速機の
出力軸の回転を止めるブレーキ手段を備えていることを
特徴とするものである。

（発明の作用、効果） 本発明の副変速機付自動変速機においては、上記したよ
うにブレーキ手段によって、副変速機の切り換え時に、
主変速機の出力軸の回転を止めるようにしたので、流体
の慣性に基づく副変速機切り換え時におけるギヤ鳴りを
防止することができる。

（実施例） 以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よる副変速機付自動変速装置について説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る副変速機付自動変速
機の機械部分の断面および油圧制御回路を示す図である
。

自動変速機は、主変速機ｌと副変速機３００とから構成
されており、主変速機１は、トルクコンバータ１０と、
多段歯車変速機構２０と、該トルクコンバータ１０と多
段歯車変速機構２０との間に配置されたオーバードライ
ブ用遊星歯車変速機構５０とから構成されている。

トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸９に結合され
たポンプ１１、該ポンプ１１に対向して配置されたター
ビン１２、及びポンプ１１とタービン１２との間に配置
されたステータ１３を有し、タービン１２にはコンバー
タ出力軸１４が結合されている。コンバータ出力軸１４
とポンプ１１との間には、ロックアツプクラッチ１５が
設けられている。このロックアツプクラッチ１５は、ト
ルクコンバータ１０内を循環する作動油圧力により常時
係合方向に押されており、該クラッチ１５に外部から供
給される解放用油圧により解放状態に保持される。

多投歯車変速機構２０は、前段遊星歯車機構２１と後段
遊星歯車機構２２を有し、前段遊星歯車機構２１のサン
ギア２３と後段遊星歯車機構２２のサンギア２４とは連
結軸２５により連結されている。多段歯車変速機構２０
の入力軸２６は、前方クラッチ２７を介して連結軸２５
に、また後方クラッチ２８を介して前段遊星歯車機構２
１のインターナルギア２９にそれぞれ連結されるように
なっている。連結軸２５すなわちサンギヤ２３．２４と
変速機ケースとの間には前方ブレーキ３０が設けられて
いる。前段遊星歯車機構２１のプラネタリキャリア３１
と、後段遊星歯車機構２２のインターナルギア３３とは
出力軸３４に連結され、後段遊星歯車機構２２のプラネ
タリキャリア３５と変速機ケースとの間には後方ブレー
キ３６とワンウェイクラッチ３７が設けられている。

オーバードライブ用遊星歯車変速機構５０は、プラネタ
リギア５１を回転自在に支持するプラネタリキャリア５
２がトルクコンバータｌＯの出力軸１４に連結され、サ
ンギア５３は直結クラッチ５４を介してインターナルギ
ア５５に結合されるようになっている。サンギア５３と
変速機ケースとの間には、オーバードライブブレーキ５
６が設けられ、またインターナルギア５５は多段歯車変
速機構２０の人力軸２６に連結されている。

多段歯車変速機構２０は、従来公知の形式で前進３段、
後進１段の変速段を有し、クラッチ２７．２８及びブレ
ーキ３０．３１を適宜作動させることにより所要の変速
段を得ることができる。オーバードライブ用遊星歯車変
速機構５０は、直結クラッチ５４が係合しブレーキ５６
が解除されたとき、軸１４．２６を直結状態で結合し、
ブレーキ５６が係合し、クラッチ５４が解放されたとき
軸１４．２６をオーバードライブ結合する。

第１図において、符号６０は、主変速機１の出力軸３４
上に設けられたポールタイプのパーキングブレーキを示
す。このパーキングブレーキ６０自体の構造は、従来の
ものと同一であってよいので、その構造の詳細な説明は
省略する。

以上説明した自動変速機は、第１図に示したような油圧
制御回路を備えている。この油圧制御回路は、エンジン
出力軸１によって駆動されるオイルポンプ１００を有し
、このオイルポンプ１００から圧力ライン１０１に吐出
された作動油は、調圧弁１０２により圧力が調整されて
手動のマニュアルバルブ１０３に導かれる。このマニュ
アルバルブ１０３は、１．２、Ｄ、ＮＳＲ，Ｐの各シフ
ト位置を有し、該マニュアルバルブ１０３が手動操作さ
れて１．２及びＤ位置にあるとき、圧力ライン１０１は
マニュアルバルブ１０３のボートａに連通する。ボート
ａは後方クラッチ２８の作動用アクチュエータ１０４に
接続されており、マニュアルバルブ１０３が上述の位置
にあるとき、後方クラッチ２８は係合状態に保持される
。ボートａは、また１−２シフト弁１１０の左方端近傍
にも接続され、そのスプールを図において右方に押し付
けている。ボートａは、更に絞りＯ４を設けた第１パイ
ロツトラインＬ１を介して１−２シフト弁１１０の右方
端に、゛絞り０□を設けた第２パイロツトラインＬ２を
介して２−３シフト弁１２０の右方端に、絞り０．を設
けた第３パイロ−／　）ラインＬ３を介して３−４シフ
ト弁１３０の右万端にそれぞれ接続されている。上記第
１、第２および第３パイロツトラインＬ＋　、Ｌ２およ
びり、からは、それぞれ第１、第２および第３ドレンラ
インＤ１、Ｄ２およびＤ３が分岐しており、これらのド
レンラインＤ１、Ｄ２、Ｄ３には、このドレンラインＤ
３、Ｄ２、Ｄ３の開閉を行なう１−２．２−３．３−４
シフトソレノイド弁ＳＬ、、５Ｌ２ＳＬ、が接続されて
いる。上記各シフトソレノイド弁ＳＬ＋　、ＳＬ２　、
ＳＬ３は、ライン１０１とポートａが連通している状態
で励磁されると、各ドレンラインＤ１１Ｄ２、Ｄ３を閉
じ、その結果第１、第２、第３パイロツトラインＬＩＳ
Ｌ２、Ｌ３内の圧力を高めるようになっている。そして
、上記第１パイロットラインＬ、は、上記１−２シフト
弁１１０の手前で分岐させ、作動時調圧弁１０２を減圧
方向に動作させるカットバック弁１１５のパイロット室
にその分岐第１パイロツトラインＬｌｂを接続させてい
る。

マニュアルバルブ１０３は、Ｄ１２位置において、圧力
ラインｌＯ１に通じるポートｂと、Ｄ位置において圧力
ライン１０１に通じるポートＣとを有している。このボ
ートｂはセカンドロック弁１０５にもライン１４０を介
して接続され、この圧力は液弁１０５のスプールを図に
おいて下方に押し下げるように作用する。ボートＣはセ
カンドロック弁１０５に接続され、この圧力は液弁１０
５のスプールを上方に押し上げるように作用する。

セカンドロック弁１０５のスプールが下方位置にあると
き、ライン１４０とライン１４１とが連通し、油圧が前
方ブレーキ３０のアクチュエータ１０８の係合側圧力室
に導入されて前方ブレーキ３０を作動方向に保持する。

さらに、ポートｃは圧力ライン１０６を介して２−３シ
フト弁１２０に接続されている。このライン１０６は、
第２ドレンラインＤ２の２−３シフトソレノイド弁ＳＬ
２が励磁されて、第２ラインＬ２内の圧力が高められ、
この圧力により２−３シフト弁１２０のスプールが左方
に移動させられたとき、ライン１０７に連通する。ライ
ン１０７は、前方ブレーキ３０のアクチュエータ１０８
の解除側圧力室に接続され、該圧力室に油圧が導入され
たとき、アクチュエータ１０８は係合側圧力室の圧力に
抗して前方ブレーキ３０を解除方向に作動させる。また
、ライン１０７の圧力は、前方クラッチ２７のアクチュ
エータ１０９にも導かれ、このクラッチ２７を係合させ
る。

マニュアルバルブ１０３は、ｐ、　Ｒ１１位置において
圧力ライン１０１に通じるポートｄを有し、このポート
ｄは、ライン１１２を経て１−２シフト弁１１０に達し
、さらにライン１１３を経て後方ブレーキ３６のアクチ
ュエータ１１４に接続される。１−２シフト弁１１０及
び２−３シフト弁１２０は、所定の信号により１−２シ
フト、２−３シフトソレノイド弁Ｓ　Ｌｒ　、Ｓ　Ｌ２
が励磁されたとき、スプールを移動させてラインを切り
換え、これにより所定のブレーキ、又はクラッチが作動
し、それぞれ１−２．２−３の変速動作が行なわれる。

また油圧制御回路には吸気負圧の大きさに応じて調圧弁
１０２からのライン圧を変化させるバキュームスロット
ル弁１１６、このスロットル弁１１６を補助するスロッ
トルバックアップ弁１１７が設けられており、前記カッ
トバック弁１１５は、第１ドレンラインＤ１の１−２シ
フトソレノイド弁ＳＬ、が閉作動され、第１パイロツト
ラインＬ１の圧力が上昇し、その圧力上昇が分岐第１パ
イロツトラインＬｌｂを介してそのパイロット室に伝達
されたときに、図の左方にスプールが移動され、エンジ
ンの吸気負圧に応動するスロットル弁１１６によって与
えられるスロットル圧をライン１５０を介して調圧弁１
０２にその減圧方向から作用させて、調圧弁１０２を減
圧方向に作動させ、ポートａ、ｌ−２シフト弁１１０、
セカンドロック弁１０５及びライン１４１を介して、前
方ブレーキ３０のアクチユエータ１０８の係合側圧力室
に作用するライン圧を低下させる。

さらに、本例の油圧制御回路には、オーバードライブ用
の遊星歯車変速機構５０のクラッチ５４及びブレーキ５
６を制御するために、３−４シフト弁１３０及びアクチ
ュエータ１３２が設けられている。アクチユエータ１３
２の係合側圧力室は圧力ライン１０１に接続されており
、該ライン１０１の圧力によりブレーキ５６は係合方向
に押されている。この３−４シフト弁も上記１−２．２
−３シフト弁１１０．１２０と同様、３−４シフトソレ
ノイド弁ＳＬ３が励磁されると液弁１３０のスプール１
３１が下方に移動し、圧力ライン１０１とライン１２２
が遮断され、ライン１２２はドレーンされる。。これに
よって、ブレーキ５６のアクチユエータ１３２の解除側
圧力室に作用する油圧が消失し、ブレーキ５６を係合方
向に作動させるとともにクラッチ５４のアクチユエータ
１３４がクラッチ５４を係合させるように作用する。

さらに本例の油圧制御回路には、ロックアツプ制御弁１
３３が設けられており、このロックアツプ制御弁１３３
はラインＬ、を介してマニュアルバルブ１０３のポー）
ａに連通されている。このラインＬ４からは、ドレンラ
インＤ２、Ｄ２、Ｄ３と同様、ロックアツプソレノイド
弁ＳＬ、が設けられたドレンラインＤ、が分岐している
。ロックアツプ制御弁１３３は、ロックアツプソレノイ
ド弁ＳＬ、が励磁されて、ドレンラインＤ４が閉じられ
、ライン上４内の圧力が高まったとき、そのスプールが
ライン１２３とライン１２４を連通して、ロックアツプ
クラッチ１５を解除方向に移動させるようになっている
。

以上の構成において、各変速段およびロックアツプと各
ソレノイドの作動関係、および各変速段とクラッチ、ブ
レーキの作動関係を数表に示す。

第１表 第２表 次に第２図を参照しつつ、上記油圧制御回路を作動制御
させるための電子制御回路２００を説明する。

電子制御回路２００は、入出力装置２０１、ランダム・
アクセス・メモリ２０２（以下ＲＡＭと称す）、および
中央演算装置２０３（以下ＣＰｔＪと称す）を備えてい
る。上記入出力装置２０１には、エンジン２０４の吸気
通路２０５内に設けられたスロットル弁２０６の開度か
らエンジンの負荷を検出し、負荷信号Ｓ、を出力する負
荷センサ２０７、エンジン出力軸１の回転数を検出して
、エンジン回転数信号ＳＥを出力するエンジン回転数セ
ンサ２０８、およびコンバータ出力軸１４の回転数を検
出して、タービン回転数信号Ｓ７を出力するタービン回
転数センサ２０９、パワー、エコノミー等の走行モード
を検出して、走行モード信号ＳＮを検出するモードセン
サ２１０等の走行状態等を検出するセンサが接続され、
これらのセンサから上記信号等を入力するようになって
いる。

入出力装置２０１は、上記センサから受けた負荷信号Ｓ
Ｌ、エンジン回転数信号ＳＥ、タービン回転数信号ＳＴ
　、モード信号Ｓ、４を処理して、ＲＡＭ２０２に供給
する。ＲＡ！１／１２０２は、これらの信号ＳＬ　、Ｓ
Ｅ　ＳＳＴ　、Ｓｘを記憶するとともに、ＣＰＬＩ２０
３からの命令に応じてこれらの信号５ＬＳＳＥ　、ｓ、
ｒ　、Ｓ、またはその他のデータをＣＰＵ２０３に供給
する。ＣＰＵ２０３は、本発明の変速制御に適合するプ
ログラムに従って、エンジン回転数信号ＳＥ、またはタ
ービン回転数信号Ｓ７を選択的に、上記負荷１言号ＳＬ
およびモード信号Ｓイに応じて読み出したエンジン回転
数−エンジン負荷特性に基づき決定されたシフトアップ
変速線、およびタービン回転数−エンジン負荷特性に基
づき決定されたシフトダウン変速線に照して、変速すべ
きか否かの演算を行なう。

ＣＰＵ２　［１３の演算結果は、入出力装置２０１を介
して第１図を参照して述べた変速制御弁である１−２シ
フト弁１１０．２−３シフト弁１２０．３−４シフト弁
１３０ならびにロックアツプ制御弁１３３を操作するソ
レノイド弁群２１１の励磁を制御する信号として与えら
れる。この電磁弁群２１１には、１−２シフト弁１１０
．２−３シフト弁１２０．３−４シフト弁１３０、ロッ
クアツプ制御弁１３３の各ソレノイド弁ＳＬ、　５ＳＬ
２、Ｓ　Ｌ３　、Ｓ　Ｌ４が含まれる。

以下、上記電子制御回路２００による自動変速機の制御
の一例を説明する。電子制御回路２００は、マイクロコ
ンピュータにより構成されているのが好ましく、この電
子制御回路２００に組み込まれたプログラムは、例えば
第３図に示されたフローチャートに従って実行される。

第３図は、変速制御の全体フローチャートを示し、変速
制御は、この図からも解かるようにまずイニシアライズ
設定から行なわれる。このイニシアライズ設定は、イニ
シャライズサブルーチンＳ１に従って実行される。この
サブルーチンＳ１は、自動変速機の油圧制御回路の切換
えを行なう各制御弁のポートおよび必要なカウンタをイ
ニシャライズして歯車変速機構２０を１速に、ロックア
ッ′プクラッチ１５を解除にそれぞれ設定する。

この後、電子制御回路２００の各種ワーキングエリアを
イニシャライズして、イニシャライズサブルーチンの実
行を完了する。

次いで、ステップＳ２で例えば５０　ｍ５ｅｃ、のデイ
レイをかけた後、予め設定されたタイマー値ＴをＳ、で
読み取り、この値から“１”だけ減じた後、Ｓ４でマニ
ニアルバルブ１０３の位置すなわちシフトレンジを読む
。次いで、Ｓｓでこの読まれたシフトレンジが２レンジ
であるか否かを判別する。シフトレンジが２レンジであ
るときには、Ｓ６でロックアツプを解除するとともに歯
車変速機構２０を第２速に固定するようにシフト弁を制
御する。シフトレンジが２レンジでない場合には、Ｓ、
でルンジであるか否かが判定される。シフトレンジがル
ンジである場合には、次いで現在歯車変速機構が第１速
であるか否かが８６で判定される。第１速である場合に
は、以上のルーチンが繰り返えされる。一方、１速でな
い場合には、Ｓｓでロックアツプを解除し、次いで１速
に対応する変速線をＳ、。で読み出す。なお、この変速
線は、タービン回転数−エンジン負荷特性に応じて定め
られたものとする。次いで、Ｓ、でタービン回転数（Ｔ
ｓｐ）を検出し、５ｌｊｌでこのタービン回転数を上記
読み出した変速線に照らし、タービン回転数が上記変速
線を越えていない場合には、Ｓ１３で第１速に固定し、
越えている場合には、Ｓ　１４でまず第２速にして上記
の条件が満足されれば第１速に固定する。これは変速シ
ョックを防止するためである。

シフトレンジがルンジが否かの判定において、シフトレ
ンジがルンジでない場合には、結局シフトレンジがＤレ
ンジにあることを示し、この場合にはまずシフトアップ
判定Ｓ’ｓを含むシフトアップ変速制御Ｓ＋５−３ａｔ
が行なわれる。このシフトアップ変速制御は、従来のも
のと同一であってよいのでこれ以上の説明は省略する。

主変速機１の出力軸の回転はスリーブ２９９を介してそ
のまま副変速機３０００人力軸人力軸に伝えられる。副
変速機３００は、人力軸３０１と出力軸３０２とを同一
軸上に配するとともに、人力軸３０１上に一体形成した
第１ギヤ３０３と噛合する第２ギヤ３０４および出力軸
３０２上に回転自在に取り付けた第４ギヤ３０６と噛合
する第３ギヤ３０５を一体に有してなるアイドラギヤ３
０７をアイドラシャフト３０８上に回転自在に配してな
る。さらに、人力軸３０１の後部には第１スプライン３
０９が、出力軸３０２の前端には第２スプライン３１０
が、第４ギヤ３０６の前端には第３スプライン３１１が
それぞれ形成され、第１および第３スプライン３０９．
３１１が第２スプライン３１０を挾むようにしてそれぞ
れ対向して配される。上記第２スプライン３１０には、
スリーブ３１２が、軸方向に摺動可能に係合している。

このスリーブ３１２は、前方に移動したとき、第２スプ
ライン３１０と係合したまま第１スプライン３０９とも
係合し、他方後方へ移動したとき、第２スプライン３１
０と係合したまま第３スプライン３１１とも係合するよ
うになっている。

副変速機３００は、上記スリーブ３１２が中央位置にあ
るときニニートラル状態となり、該スリーブ３１２が上
記前方の位置にあるとき、入力軸３０１と出力軸３０２
が直結されて、高速回転伝達状態となり、他方酸スリー
ブ３１２が上記後方の位置にあるとき、人力軸３０１と
出力軸３０２がアイドラギヤ３０７を介して接続されて
、低速回転伝達状態となる。スリーブ３１２を上記のよ
うに移動させるため、該スリーブ３１２にはアクチュエ
ータ３１３が設けられている。

以上のような構造、の自動変速機においては、副変速機
の切り換えの際に、主変速機をニュートラル状態とした
としても、流体の慣性により、主変速機の出力軸はなお
回転を続け、これにより副変速機のギヤ鳴りが生ずると
いう問題があった。

そこで、本実施例においては、副変速機２００の切り換
えの際には、上記パーキングブレーキ６０を用いて、主
変速機１の出力軸３４の回転を完全に停止させ、これに
より副変速機３００のギヤ鳴りを防止している。このた
め、本実施例におけるパーキングブレーキ６０は、モー
タ等のアクチュエータ３２０によって作動させられるよ
うになっている。以上の自動変速機の機械的構造を第４
図に概略的に示す。

このパーキングブレーキ６０のアクチュエータ３２０お
よびスリーブ３１２のためのアクチュエータ３１２は共
に、上記油圧制御回路を作動制御させるための電子制御
回路２００に接続されており、この制御回路２００によ
りその作動が制御されるようになっている。この制御回
路２００には、通常自動車の運転席に配置され、運転者
によってマニュアル操作される副変速機切換スイッチ３
３０が接続されている。該制御回路２００は、上記切換
スイッチ３３０から切換信号Ｓ、を受けたとき、アクチ
ュエータ３２０と３１２に作動信号を与え、アクチュエ
ータ３２０によってパーキングブレーキ６０を作動させ
ることにより主変速機ｌの出力軸３４の回転を停止させ
るとともに、アクチュエータ３１２によってスリーブ３
１２を軸方向に移動させることにより、副変速機３００
の高・低速回転伝達モードの切換えを行なう。

上記第１図ないし第４図に示した実施例においては、主
変速機１の出力軸３４の回転の停止を行なう手段として
、ポールタイプのパーキングブレーキ６０を用いたが、
第５図に示すように専用のブレーキ装置７０を設けても
よい。このブレーキ装置７０は、その構造自体は従来の
ベルト式のブレーキと同様であり、すなわち主変速機１
の一部に設けられたドラム部分７１およびこのドラム部
分７１にかけわたされるベルト７２を備えている。

このブレーキ装置７０も、モータ等のアクチュエータ７
３によって作動させられるようになっており、上記パー
キングブレーキ６０と同様、電子制御回路２００によっ
てその作動が制御される。

更に上記したような専用のブレーキ装置を設ける他に、
主変速機１中の変速動作のために設けられたブレーキ等
を、出力軸３４の回転停止のために用いることもできる
。それには、例えば多段歯車変速機構２０の前方ブレー
キ３０と後方ブレーキ３６の組合せ、あめいはオーバー
ドライブ用遊星歯車機構５０の直結クラッチ５４とブレ
ーキ５６の組合せが考えられる。なお、これらのブレー
キ等を使用する場合には、他の変速動作に影響を与えず
に、前方ブレーキ３０と後方ブレーキ３６を同時に作動
させ、あるいは直結クラッチ５４とブレーキ５６を同時
に作動させるために、第１図に示した上記油圧制御回路
を若干修正する必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係る自動変速機の機
械部分の断面および油圧制御回路を示す図、第２図は、
上記自動変速機の電子制御回路を示す概略図、第３図は
、本発明に従う変速制御のフローチャート、第４図は、
上記第１の実施例に係る自動変速機の機械部分のみの概
略図、第５図は、第２の実施例による自動変速はの機構
部分の第４図と同様の図である。 １・・・主変速機、 １０・・・トルクコンバータ、　　、 １２・・・タービン、 ３４・・・出力軸、 ６０・・・パーキングブレーキ、 １００・・・油圧ポンプ、 １０２・・・調圧弁、 １０３・・・マニュアルバルブ、 Ｌｌ　・・・第１パイロツトライン、 ＳＬ、　　・・・１−２シフトソレノイド弁、Ｌ＋ｂ・
・・分岐第１パイロツトライン、１０８・・・アクチユ
エータ、 １１０・・・１−２シフト弁、 １１５・・・カプトバック弁、 ２００・・・電子制御回路、 ３００・・・副変速機。 第２図 、２００

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　主変速機の出力側に、ギヤ掛け換え式の切換機構を備
   えた副変速機が連結された副変速機付自動変速機におい
   て前記副変速機の切り換え時に、主変速機の出力軸の回
   転を止めるブレーキ手段を備えた副変速機付自動変速機
   。