JPS6217459A - 変速機の直結制御方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は変速機の直結制御方法、詳しくは人。

出力軸間に直結駆動経路とベルト駆動経路とを並列に設
けた変速機において、ベルト駆動から直結駆動へスムー
ズに切り換えるための制御方法に関するものである。

従来技術とその問題点 一般に、ベルト駆動の動力伝達効率は歯車駆動に比べて
劣るという問題があるため、従来例えば特開昭５６−９
４０５８号公報に記載のように、入力軸と出力軸との間
に、直結ギヤ列を含む直結駆動経路と■ベルト式無段変
速部を含むベルト駆動経路とを並列に設けるとともに、
直結駆動経路とベルト駆動経路とにそれぞれ動力断続手
段を設け、低回転域ではベルト駆動経路を介してＵＪ力
伝達し、高回転域では直結駆動経路を介して動力伝達す
ることにより、高回転域の動力伝達効率を向上させ、か
つベルトの寿命向上を図ったものが提案されている。

上記の場合、直結駆動時の動力断続手段として油圧クラ
ッチを用いた場合には、結合時に大きな油圧を掛は続け
なければならず、エネルギ損失が大きいので、走行時間
の大部分を占める高速走行時（直結駆動時）の動力断続
用として油圧タラッチを使用するのは適切でない。

一方、直結駆動時の動力断続手段としてドッグクラッチ
を使用すれば、上記のような問題を解消できる点で有利
であるが、ベルト駆動から直結駆動へ切り換える時、ド
ッグクラッチのスプライン歯どおしが頭突きを起こして
シフト不良をきたすという問題があった。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、
その目的は、ベルト駆動から直結駆動への切り換え時に
、ドッグクラッチの頭突きを防止してシフト不良を解消
し得る変速機の直結制御方法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、直結ギヤ列を含む直結駆動経路とＶヘルド式
無段変速部を含むベルト駆動経路とを並列に設け、上記
直結駆動経路の途中に動力断続用のドッグクラッチを設
け、ベルト駆動経路の途中に動力断続用クラッチを設け
た変速機であって、上記直結駆動経路のギヤ比はヘルド
駆動経路の最高速比より低速側に設定され、ベルト駆動
から直結駆動への切り換え時に、ベルト駆動経路の変速
比を直結ギヤ比を目標値として往復制御するものである
。

すなわち、■ベルト式無段変速部のプーリ比は絶えず変
動しているので、この性質を利用してヘルド駆動経路の
変速比を直結ギヤ比を目標値として往復制御し、ドッグ
クラッチのスプライン歯どおしの頭突きを防止してドッ
グクラッチがスムーズに噛み合うようにしたものである
。

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と遠心式ロックアツプクラッ
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およびロックアンプクラッチ
５と結合されており、この入力軸６には直結ギヤ列を構
成する直結用ギヤ７が回動自在に外挿され、この直結用
ギヤ７と入力軸６とはドッグクラッチ８により選択的に
結合される。ドッグクラッチ８は入力軸６に固定された
スプラインハブ６ａと、直結用ギヤ７と一体に形成され
たスプライン歯７ａと、これらスプライン５ａ、７ａに
スプライン係合する切換スリーブ８ａとで構成され、こ
の切換スリーブ８ａはシフトフォーク３２を介して後述
するアクチュエータ９０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Ｖベルト式無段変速部ｌＯの一次軸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
を減速して一次軸１１に伝達している。■ベルト式無段
変速部ＩＯは、−次軸１１に設けた駆動側プーリ１３と
、二次軸１４に設けた従動側ブーＩＪ　１５と、両ブー
り間に巻き掛けたＶベル）１６とを有している。駆動側
プーリ１３は固定シープ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用のト
ルクカム３３とトーションスプリング３４とによって可
動シーブ１３ｂに大力トルクに見合った推力を加えてい
る。一方、従動側プーリ１５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の背後には油圧によって可動シーブ１５
ｂを軸方向に作動させる油圧室１８が設けられている。

この油圧室１日への油圧は、後述する油圧制御装置によ
って制御される。

二次軸１４の外周には従動軸１９が回転自在に外挿され
ており、二次軸１４と従動軸１９とは動力断続クラッチ
２０によって断続される。このクラッチ２０も後述する
油圧制御装置によって作動され、ベルト駆動時には二次
軸１４と従動軸１９とを結合し、直結駆動時には切るよ
うになっている。従動軸１９には前進用ギヤ２１と後進
用ギヤ２２とが回転自在に外挿され、前後進切換装置２
３によって前進用ギヤ２１あるいは後進用ギヤ２２のい
ずれか一方が従動軸１９と連結される。

後進用アイドル軸２４は従動軸１９と平行に配置されて
おり、この軸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、後進用アイドルギヤ２６とが固定
されている。

カウンタ軸２７も従動軸１９と平行に配置されており、
このカウンタ軸２７には上記直結用ギヤ７と前進用ギヤ
２１と後進用アイドルギヤ２６とに同時に噛み合う直結
用ギヤを兼ねるカウンタギヤ２８と、終減速ギヤ２９と
が固定されており、終減速ギヤ２９はディファレンシャ
ル装置３０に噛み合い、動力を出力軸３１に伝達してい
る。

第２図は上記従動側プーリ１５とドングクラソチ８と動
力断続クラッチ２０とを制御するための油圧制御装置を
示し、４０はプーリ制御バルブ、５０はキックダウン制
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はロックアツプ制御バルブ、９０はアク
チュエータ、１００はマイクロコンピュータなどの制御
回路、１０１．１０２，１０３はそれぞれ第１．第２゜
第３ソレノイドパルプ、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
の○Ｎ、ＯＦＦによって制御される油圧（ソレノイド圧
）が導かれている。

従動側プーリ１２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とドレーンボ
ート４６とが形成されている。上記油圧室工３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Ｏ
ＦＦ　（ソレノイド圧０ＦＦ）時にはスプリング４１の
ばね力と釣り合った油圧に制御され、第１ソレノイドバ
ルブ１０１のＯＮ（ソレノイド圧ＯＮ、）時にはスプリ
ング４１のばね力とソレノイド圧との和と釣り合った油
圧に制御される。したがって、第１ソレノイドバルブ１
０１のＯＦＦ時には油圧室１８の油圧が低く、ハイプー
リ比側に制御され、ＯＮ時には油圧室１８の油圧が高く
、ロープーリ比側に制御される。

キックダウン制御バルブ５０はコーストダウン制御バル
ブを兼用しており、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には第２ソレノ
イドバルブ１０２のＯＮ。

ＯＦＦによって制御される油圧（ソレノイド圧）が導か
れている。キックダウン制御バルブ５ｏには、上記プー
リ制御バルブ４０のボート４５と連通するボート５４と
、ロックアツプ制御バルブ８０と連通するボート５５と
、クラッチ制御バルブ７０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とを備えてお
り、第２ソレノイドバルブ１０２がＯＦＦ　（ソレノイ
ド圧が０ＦＦ）した時には図示するようにスプール５２
が左端位置にあり、ボート５５と５６とが連通し、ライ
ン圧をクラッチ制御バルブ７ｏに作用させる。なお、こ
のときプーリ制御バルブ４ｏに通じるボート５４とボー
ト５５との連通が遮断されるが、ライン圧はオリフィス
５８を介してプーリ制御バルブ４０のボート４５に作用
しているので、油圧室１３の油圧が零になることはない
。一方、第２ソレノイドバルブ１０２がＯＮ（ソレノイ
ド圧がＯＮ＞すると、スプール５２が右方へ移動し、ボ
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に供給し、一方ポート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一点
鎖線で示すようにスプリング６１によってスプール６２
は左端位置にあり、キックダウン制御バルブ５０へ通じ
るボート６３は閉じられる。また、スロットル開度が開
かれると、スプール６２が右方へ移動してボート６３と
６４とが連通し、ライン圧がキックダウン制御バルブ５
０に導かれる。

クラッチ制御バルブ７０は、右端部にキックダウン制御
バルブ５０のボート５６と連通するポー）７１を有し、
このボート７Ｉに作用する油圧によってスプール７２が
スプリング７３に抗して左方へ移動し、ライン圧が供給
されるボート７４と、クラッチ２０へ通じるポート７５
と、ドレーンポート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２０の油圧がドレーンされてクラッチ２０が
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。

ロックアツプ制御バルブ８０はアクチュエータ９０を制
御するバルブであり、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、左端室８３には第
３ソレノイドバルブ１０３のＯＮ、ＯＦＦによって制御
される油圧（ソレノイド圧）が導かれている。ロックア
ツプ制御バルブ８０には５個のポート８４〜８８が形成
されており、右端のポート８４はアクチュエータ９０の
右室９１に連通し、ポート８５にはライン圧が導゛かれ
、ポート８６はキックダウン制御バルブ５０のポート５
５に連通し、ポート８７はアクチュエータ９０の左室９
２に連通し、左端のポート８８はドレーンボートとなっ
ている。第３ソレノイドバルブ１０３がＯＦＦ　（ソレ
ノイド圧が０ＦＦ）した時には図示するようにスプール
８２が左端位置にあり、ポート８５，８６．８７が連通
し、ライン圧をアクチュエータ９０の左室９２とキック
ダウン制御バルブ５０のポート５５とに作用させる。一
方、第３ソレノイドバルブ１０３がＯＮ（ソレノイド圧
がＯＮ＞すると、スプール８２が右方へ移動し、ポート
８４と８５とが連通してライン圧をアクチュエータ９０
の右室９１に供給し、さらにスプリング８２が右方へ移
動すると、ポート８６もドレーンされる。

アクチュエータ９０は上記左右の室９１．９２に作用す
る油圧によって移動自在なピストン９３を有し、このピ
ストン９３にはドッグクラッチ８のシフトフォーク３２
を作動させるロッド９４が結合されている。また、左室
９２にはスプリング９５が収容されており、ピストン９
３を常時右方、すなわち非直結方向に付勢している。

制御回路１００には、−次軸７の入力回転数Ｎ１と二次
軸１１の出力回転数Ｎ。とが電気信号として入力され、
走行状態に応じて第１〜第３ソレノイドバルブ１０１〜
１０３をＯＮ、ＯＦＦさせるようになっている。なお、
第１ソレノイドバルブ１０１は単なるＯＮ、ＯＦＦ制御
を行う場合に躍らず、一定周期の信号の中でＯＮ時間と
ＯＦＦ時間との比を変化させ、平均的な油圧を発生させ
る所謂デユーティ制御を行ってもよい。

上記油圧制御装置の動作をまとめると、以下のようにな
る。

■■ベルト式無段変速部１０のプーリ比は、第１ソレノ
イドバルブ１０１がＯＮのときロー側へ、第１ソレノイ
ドバルブ１０１がＯＦＦのときハイ側へ移行する。

■動力断続用クラッチ２０が遮断するのは、スロットル
開度が全閉または全閉近傍でかつ第２ソレノイドバルブ
１０２がＯＮの時、あるいは第２ソレノイドパルプ１０
２がＯＦＦでかつ第３ソレノイドバルブ１０３がＯＮの
時のみである。

■ドッグクラッチ８は、第３ソレノイドバルブ１０３が
ＯＮのとき結合（直結駆動）され、第３ソレノイドバル
ブ１０３がＯＦＦのとき遮断（ベルト駆動）される。

上記構成の変速機において、ドッグクラッチ８、直結用
ギヤ７、カウンタギヤ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、■ベルト式無段変速部
１０．クラッチ２０、前進用ギヤ２１．カウンタギヤ２
８．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３１間の直結ギヤ比ｉ。

は、ベルト駆動経路における入力軸６と出力軸３１間の
最高速比に比べてやや低速側に設定されている。第３図
はこの関係を図示したものであり、Ａはベルト駆動時の
最低速線、Ｂはベルト駆動時の最高速線、Ｃは直結駆動
時の変速線であり、直結駆動時の変速線Ｃはベルト駆動
時の最高速線Ｂよりやや低速側に位置している。

一般に、ベルト駆動から直結駆動に切り換えるには、線
りのように最初はベルト駆動の最低速線Ａに沿って加速
し、入力回転数（あるいはエンジン回転数）が所定値に
達した時点でこの回転数を保持したまま高速側へ変速し
、ベルト駆動の変速比が直結ギヤ比と一致した時点でド
ッグクラッチ８を結合させて直結駆動へ切り換えればよ
い。しかしながら、■ベルト成熱段変速部１０のプーリ
比は絶えず変動しており、ベルト駆動の変速比が直結ギ
ヤ比と一致した瞬間にドッグクラッチ８を切り換えよう
としても、ドッグクラッチ８のスプライン歯が頭突きを
起こし、シフトできない場合がある。本発明はこのよう
なシフト不良を解消するものである。

ここで、制御回路１００による本発明の直結制御の一例
を第４図に従って説明する。

まず動作がスタートすると、入力回転数Ｎ、と出力回転
数Ｎ。とを順次入力し、入力回転数Ｎ。

と出力回転数Ｎ。とからベルト駆動時における実際の変
速比ｉ　　（＝Ｎｔ　／Ｎｏ　）を演算した後、変速比
ｌと直結駆動経路の直結ギヤ比ｉ”　とを比較する。変
速比ｉが直結ギヤ比ｉ′より大（ロー側）であれば、変
速比ｉが直結し得る状態に達していないことを意味する
ので、第３ソレノイドパルプ１０３を０ＦＦＬ、アクチ
ュエータ９０を非直結方向に付勢してリターンさせる。

変速比ｉが直結ギヤ比ｉ′より小（ハイ側）のときには
直結し得る状態に達していることを意味するので、第３
ソレノイドパルプ１０３をＯＮＬ、アクチュエータ９０
を直結方向に付勢する。その後、再び変速比ｉと直結ギ
ヤ比ｉ′　とを比較し、変速比ｉが直結ギヤ比ビより大
（ロー側）であれば第１ソレノイドバルブ１０１を０Ｆ
ＦＬ、油圧室１８への油圧を高くしてハイプーリ比側へ
移行させる。一方、変速比ｉが直結ギヤ比ｉ゛より小（
ハイ側）のときには第１ソレノイドバルブ１０１をＯＮ
Ｌ、油圧室１８への油圧を低（してロープーリ比側へ移
行させる０以上の往復制御を一定時間繰り返し行うこと
により、ドッグクラッチ８の入力側のスプライン歯と出
力側のスプライン歯とが互いに前後に移動し、頭突き状
態にあったスプライン歯がある瞬間に噛み合い、ドッグ
クラッチ８を結合させる。ドッグクラッチ８が結合すれ
ば、やや遅れてロックアンプ制御パルプ８０のボート８
６が閉じられるためクラッチ２０が切れ、従動側ブー１
Ｊ１５と出力軸３１間の動力伝達が遮断される。そして
、第１ソレノイドバルブ１０１をＯＦＦすることにより
Ｖベルト成魚段変速部１０のみがハイプーリ比側へ移行
し、無負荷状態で空転する。

上記のように、ベルト駆動時の変速比ｉを直結ギヤ比ｉ
゛を目標値として一定時間往復制御することにより、ド
ッグクラッチ８のスプライン歯とおしが頭突き状態にあ
っても確実に噛み合わせることができ、シフト不良を解
消できる。

なお、上記実施例では、■ベルト成熱段変速部１０の駆
動側プーリ１３にトルクカム３３などの機械式推力付加
装置を設けるとともに、従動側プーリ１５に油圧室１８
を設け、従動側プーリ１５のみを油圧制御することによ
りプーリ比を制御する例を示したが、これと逆の構成と
してもよく、あるいは駆動側および従動側プーリの双方
に油圧室を設けて油圧制御するようにしてもよい。

また、変速機のギヤ配列は上記実施例のものに限定する
ものではなく、人、出力軸間に直結駆動経路とベルト駆
動経路とを並列に設けたものであればいかなるものでも
よい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によればベルト駆
動時の変速比を直結ギヤ比を目標値として一定時間往復
制御することにより、ドッグクラッチのスプライン歯ど
おしが頭突き状態にあっても、これらスプライン歯を前
後に移動させることによって確実に噛み合わせることが
でき、シフト不良を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のスケルトン図、第２図は
油圧制御装置の回路図、第３図は変速線図、第４図は制
御回路の動作を示すフローチャート図である。 ６・・・入力軸、７・・・直結用ギヤ、８・・・ドッグ
クラッチ、１０・・・Ｖベルト式無段変速部、２０・・
・油圧クラッチ、２８・・・カウンタギヤ（直結用ギヤ
）、３０・・・ディファレンシャル装置、３１・・・出
力軸、４０・・・プーリ制御バルブ、５０・・・キック
ダウン制御バルブ、６０・・・スロットルバルブ、７０
・・・クラッチ制御バルブ、８０・・・ロフクアソブ制
御バルブ、９０・・・アクチュエータ、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３図 手続補正書 昭和６０年１２月１８日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力軸と出力軸との間に、直結ギヤ列を含む直結
   駆動経路とＶベルト式無段変速部を含むベルト駆動経路
   とを並列に設け、上記直結駆動経路の途中に動力断続用
   のドッグクラッチを設け、ベルト駆動経路の途中に動力
   断続用クラッチを設けた変速機であって、上記直結駆動
   経路のギヤ比はベルト駆動経路の最高速比より低速側に
   設定され、ベルト駆動から直結駆動への切り換え時に、
   ベルト駆動経路の変速比を直結ギヤ比を目標値として往
   復制御することを特徴とする変速機の直結制御方法。