JPS6387331A - 無段変速機の前後進切換装置 - 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、車両用のベルト式無段変速機に使用される前
後進切換装置に関し、詳しくは、シングルピニオン式プ
ラネタリギヤを用いた前後進切換装置に関するものであ
る。 この種のベルト式無段変速機は、プライマリプーリ、セ
カンダリブーりおよび両プーリに杏付けたベルトから成
るブーり比変換部が主たる機械的機構であり、両プーリ
の押付力を変えて無段階に変速１１．制御する。従って
、車両の変速機に適用するには、プーリ比変換部の入力
側または出力側のいずれか一方に、回転方向を逆転する
Ｉｙ＋後進切ａ装置が付設されている。

【従来の技術】

そこで従来、上記前後進切換装置で特にプラネタリギヤ
を用いる装置に関しては、例えば特開昭５９−９９１５
７号公報、特開昭６０−１０４８６１＠公報、特開昭６
０−９１０５８号公報の先行技術がある。ここで、後進
時のギヤ比を前進時のものと同一にするため、ダブルビ
ニオン式のプラネタリギやで構成することが示されてい
る。 （発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記従来のものにあっては、部品点数が多く
、構造も？！雄化し、歯数比の関係から設計上の制約も
多くなる。 そこで、ダブルビニオン式プラネタリギヤに対し、シン
グルピニオン式プラネタリギヤのものも提案されている
が、この場合は後進のギヤ比　ｉＲが、１より大きい値
になる。そのため、第４図に示すように前進時の駆動力
ＦＦに対し、後進時の駆動力ＦＲの方が過大になり、実
用上好ましくない。 本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、シン
グルピニオン式プラネタリギヤを用いて構造を簡素化し
、更に後進時の駆動力を前進時のものと同一にして、フ
ィーリング上の違和感を無くすようにした無段変速機の
前後進切換装置を提供することを目的としている。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、無段変速機のプラ
イマリシリンダに最大変速比を２段階に変更する機構を
設け、前後進切換機構を、１組のシングルピニオン式プ
ラネタリギヤ、該ギヤを一体化する前進用クラッチ、お
よび逆転して１より大きいギヤ比を得る後進用ブレーキ
により構成し、後進セレクト時に、後進用ブレーキを係
合すると共に、上記変更機構を最大変速比の小さい側に
切換えるように構成されている。

【作　　　用】

上記構成に基づき、前、後進のセレクト時には、シング
ルピニオン式プラネタリギヤに付加する前進用クラッチ
または後進用ブレーキの係合で正逆転する。モして後進
時は、ギヤ比の大きい分だけ無段変速機が最大変速比変
更機構によりシフトアップすることで、前後進切換機構
と無段変速機との合成ギヤ比は前進の最大変速比と同一
になって、駆動力差を生じなくなる。 こうして本発明では、シングルピニオン式プラネタリギ
ヤの利点を有すると共に、前後進共に同一の駆動力を生
じることが可能となる。

【実　　施　　例−】

第１図において、電磁クラッチにベルト式無段変速機を
組合わせた駆動系の全体構成について説明する。エンジ
ン１は、電磁粉式クラッチ２１前後進切換機構３を介し
て無段変速機４に連結し、無段変速ＩＲ４から１組のり
ダクションギャ５．出力軸６．ディファレンシャルギヤ
７および車軸８を介して駆動軸９に伝動構成される。 電磁粉式クラッチ２は、エンジンクランク軸１゜にドラ
イブメンバ２ａを、入力軸１１にクラッチコイル２Ｃを
具備したドライブメンバ２ｂを有する。そしてクラッチ
コイル２Ｃ８−流れるクラッチ電流により、両メンバ２
ａ、　２ｂ間のギャップに電磁粉を鎖状に結合して集積
し、これによる結合力でクラッチ接際およびクラッチト
ルクを可変ｔＩＩＪ御する。 前後進切換機構３は、入力軸１１と変速機主軸１２との
間に１組のシングルピニオン式プラネタリギヤ２０を有
する。このシングルピニオン式プラネタリギヤ２０は、
入力軸１１に直結するサンギヤ２１．主軸１２に直結す
るリングギヤ２２９両ギヤ２１および２２に噛合うピニ
オン２３．ピニオン２３を支持するキャリア２４から成
る。そしてリングギｒ２２とキャリア２４との間にシン
グルとニオン式プラネタリギヤ２゜を一体化する前進用
クラッチ２５が、キャリア２４に後進用ブレーキバンド
２６が設けられる。ここで前進時は、ラングルビ２４２
式ブラネタリギＶ２０の一体化でギヤ比が１であるが、
ｔｆｉ３１ｅの場合は、サンギヤ２１とリングギヤ２２
の歯数ｚｓ、Ｚｒによりギヤ比ｉＲは、 ｉＲ＝ｚｒ　／ＺＳ　＞　１ となる。通常、ピニオンの最小径、リングギヤの最大径
により歯数が制限されるので、ギヤ比１Ｒ＝１．３〜１
．８になる。 無段変速機４は、主軸１２とそれに平行配置された副軸
１３とを有し、主軸１２には油圧シリンダ１４ａを備・
えたプーリ間隔可変のプライマリプーリ１４が、副軸１
３には同様に油圧シリンダ１５ａを備えたセカンブリブ
ーリ１５が設けられる。また、両プーリ１４゜１５には
駆動ベルト１Ｇが巻付けられ、両シリンダ１４ａ　、　
１５ａは油圧制御装置１７に回路構成される。そして両
シリンダ１４ａ　、　１５ａには、伝達トルクに応じた
ライン圧を供給してプーリ押付力を付与し、プライマリ
圧により駆動ベルト１６のプーリ１４．１５に対する巻
付は径の比率を変えて、無段階に変速制御するように構
成されている。 ここで上記プライマリプーリ１４のシリンダ１４ａには
、最大変速比変更機構４５が設けられている。 この最大変速比変更機構４５は、シリンダ１４ａの内部
においてピストン４Ｇがプーリ１４を抑圧可能に設置さ
れ、かつピストン４Ｇの背後にピストン室４７を有する
。そしてピストン室４７には、セカンダリシリンダ１５
へのライン圧油路４８が導かれ、ライン圧油路４８に、
ライン圧を給排油するソレノイド弁４９が設けである。 これにより、通常はピストン室４７をドレンしてピスト
ン４Ｇを後退させ、プライマリプーリ１４のプーリ間隔
を最大にして最大変速比を得る。一方、シリンダ１４ａ
をドレンした状態でソレノイド弁４９によりピストン室
４７に給油し、ピストン４６でプライマリプーリ１４を
押圧する。ここで、ベルト１Ｇとプーリ１４との間の摩
擦係数は０．１位の低い磯であり、接触角は１１度位で
あるので、ベルト１６の半径方向の摩擦力は比較的小さ
く、プーリ１４が回転しない静的な状態でも変速可能で
ある。このことから、車両停止時でも、上記ピストン４
６によるプーリ押付力で所定量シフトアップして小さい
最大変速比を得るようになっている。 ここで、大小の最大変速比ｉＬ、ｉｐと後進のギヤ比ｉ
Ｒは、 １ｐ坤　ｉＬ／＋Ｒ のように設定されている。 次いで、電磁粉式クラッチ２１前後進切換機構３、無段
変速機４および最大変速比変更機構４５の１ＩＩＪＷ系
について説明する。エンジン１のエンジン回転数センサ
３１１３よび無段変速機４のプライマリプーリとセカン
ダリプーリの回転数センサ３２．３３を有する。また操
作系のシフトレバ−３４には、リバース（Ｒ）、ドライ
ブ（Ｄ）、スポーティドライブ（ＤＳ　）の各レンジを
検出するシフト位置センサ３５を有する。更に、アクセ
ルペダル３６にはアクセル踏込み状態を検出するアクセ
ルスイッチ３７を有し、スロットル弁銅にスロットル開
度センサ３８を有する。 そして上記スイッチおよびセンサの種々の信号は、電子
＆＋制御ユニット３０に入力し、マイコン等を使用して
ソフト的に処理される。そして電子制御ユニット３０か
ら出力する電磁クラッチ制御信号が電磁粉式クラッチ２
に、ｆｉＪｉ進信号が前後進切換機構３の油圧制御回路
２７とソレノイド弁４９に、変速制御信号およびライン
圧制御信号が無段変速機４の油圧１１１ｊ御回路１γに
入力して、各ＩＭｗＪ初作を行うようになっている。 第２図において制御系について説明する。先ず、１ＩＩ
ＩＩ１１ユニツト３０には、変速制御部４０．ライン圧
制御ｇｌｓ４１およびクラッチ制御部４２を有する。変
速−制御部４０は、プライマリブーり回転数Ｎｐ、セカ
ンダリプーリ回転数Ｎｓ、スロットル開度θおよびシフ
ト位ＨＲ，Ｄ、Ｄａの各信号が入力し、特にり、［）ｓ
の前進時に変速信号を出力し、油圧＄１Ｊｔｌ１部１７
でプライマリシリンダ１４ａの油圧を変化して変速する
。ライン圧制御部４１は、スロットル間度θ、エンジン
回転数Ｎｅ、変速制御部４０からの変速比ｉ等の信号が
入力してライン圧信号を出力し、油圧制御部１７でセカ
ンダリシリンダ１５ａのライン圧をυｊ即する。クラッ
チＩｌｌ　１１１１部４２は、上記セカンダリプーリ回
転数Ｎｓ、スロットルｌｕ１度θ、エンジン回転数Ｎｅ
およびシフト位置Ｒ，Ｄ、ＤＳ等の信号が入りし、クラ
ッチコイル２Ｃのクラッチ電流を制御するもので、例え
ば発進筒体々にクラッチを接続し、設定車速以上でクラ
ッチを直結し、設定車速以下でクラッチを切断する。 そこで、上記制御系において、更にシフト位置Ｒ，Ｄ、
Ｏ３の信号が入力する前進検出部４３と後進検出部４４
とを有する。そしてこれらの各検出部４３、４４の出力
で、油圧制御回路２７によりクラッチ２５または後進用
ブレーキサーボ２６ａに給油して係合する。また後進検
出部４４の後進信号は、ソレノイド弁４９に入力してピ
ストン室４７に給油するようになっている。 次いで、このように構成された駆動系の作用を、説明す
る。 先ず、前進のＤレンジにセレクトすると、前進検出部４
３でそれを検出してＩｙＪ後進切換機構３の前進用クラ
ッチ２５を係合する。そこでプラネタリギヤ２０は、リ
ングギヤ２２とキャリヤ２４の結合で一体化し、入力軸
１１と主軸１２とを直結して前進位置になる。この状態
でアクセルを踏込むと、クラッチ制御部４２により電磁
粉式クラッチ２が発進Ｉ１１御して徐々に接続し、接続
後はエンジン１の動力がそのまま無段変速Ｒ４に入力す
る。そして各制御部４０、４１でライン圧と変速ｉｌｌ
されるのであり、このため第３図の変速パターンで最大
と最小の変速比ｉ（−、ｉ＋−＋の間で任意に変速する
。 一方、後進のＲレンジをセレクトすると、後進検出部４
４でそれを検出して後進用ブレーキバンド２Ｇをブレー
キ作用する。そこで、プラネタリギヤ２０は、キャリア
２４がロックされ、サンギヤ２１．ピニオン２３および
リングギヤ２２により逆転減速する後進位置になる。ま
たこの時、後進検出部４４の後進信すがソレノイド弁４
９に入力してビス［・ン室４７に給油することで、無段
変速機４はｉＬ／ｉＲだけ直ちにアップシフトし、変速
比が第３図のｉｐに変速固定される。そこで、この変速
比ｉｐに沿って後進走行することになる。 こうして、前後進切換機構３の後進時の１より大きいギ
ヤ比ｉＢに対し、無段変速＠４でその分アップシフトさ
れることで、両者の合計ギヤ比がｉＬと同等になる。従
って駆動力は、第４図の破線のように変化して前進の場
合と同じになるのである。 以上、本発明の一実施例について述べたが、他の構造の
自動クラッチ、前後進切換機構を無段変速機の出力側に
設けた場合にも適用できる。 （発明の効果］ 以上述べてきたように、本発明では、 前後進切換機構にシングルピニオン式プラネタリギヤを
用いるので、部品点数が少なくなり、スペース、コスト
的に有利になる。 後進時のギヤ比の増加分を無段変速機のシフトアップで
補い、前進時と同等の駆動力になるので、フィーリング
の違和感が無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の前後進切換機構の実施例を示す全体の
構成図、第２図は制御ユニットのブロック因、第３図は
後進時の変速特性図、第４図は前後進時の駆動力特性図
である。 ２・・・電磁粉式クラッチ、３・・・前後進切換機構、
４・・・無段変速機、２０・・・シングルとニオン式プ
ラネタリギヤ、２５・・・前進用クラッチ、２６・・・
後進用ブレーキバンド、３０・・・制御ユニット、４４
川後進検出部、４５・・・最大変速比変更機構。 特許出願人　　　富士重工業株式会社 代理人　弁理士　小　橋　信　淳 同　　弁理士　村　井　　　進 第１図 第４図 上達 第３図 セカンダリフ一ν回ａｕＮｓ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　無段変速機のプライマリシリンダに最大変速比を２段
   階に変更する機構を設け、 前後進切換機構を、１組のシングルピニオン式プラネタ
   リギヤ、該ギヤを一体化する前進用クラッチ、および逆
   転して１より大きいギヤ比を得る後進用ブレーキにより
   構成し、 後進セレクト時に、後進用ブレーキを係合すると共に、
   上記変更機構を最大変速比の小さい側に切換える無段変
   速機の前後進切換装置。