JPS62297564A - トロイダル形無段変速機を用いた自動変速装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等の車両に適用されるトロイダル形
無段変速機を用いた自動変速装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のトロイダル形無段変速機としては、例えば特開昭
５８−５４２６２号公報に記載されているようなものが
ある。そのトロイダル形無段変速機を自動車の自動変速
機として用いて、エンジンの駆動軸とトロイダル形無段
変速機の入力軸との間に発進クラッチを介在させた場合
、前進・後退切換ギヤを前進段にシフトした状態で発進
クラッチを切った時に自動車が後退したり、或いは前進
・後退切換ギヤを後退段にシフトした状態で発進クラッ
チを′切った時に自動車が前進したりすると、駆動輪か
ら駆動力が入力されてトロイダル形無段変速機の入出力
ディスクが逆転することになり、その結果、油圧による
変速制御機構が制御不ｉ７旨になるという問題点があっ
た。

上記問題点を防ぐため、従来は前記発進クラッチとアク
スルシャフトとの間にワンウェイクラッチを介在させ、
このワンウェイクラッチの作動によって人出力ディスク
の逆転を防止するようにしていた。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、この場合には、自動車が動いて前進・後
退切換ギヤが逆転することによりワンウェイクラッチが
ロックした状態でエンストを生じると、切換ギヤが抜け
なくなってシフトレバ−をＤ（ドライブ）レンジ又はＲ
（リバース）レンジからＮにュートラル）レンジ又はＰ
（パーキング）レンジへ切り換えることができなくなる
。一般に、自動車用自動変速機では発進時の安全性を確
保するため、Ｎレンジ又はＰレンジでなければエンジン
を始動することができない構造となっていることから、
上記ワンウェイクラッチを設けた装置ではエンジンを再
始動することができないという問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
ものであり、前進・後退切換機構を前進段にシフトした
状態で発進クラッチを切った時に自動車が後退したり、
或いは前進・後退切換機構を後退段にシフトした状態で
発進クラッチを切った時に自動車が前進したりした時に
は、駆動輪とトロイダル形無段変速機との間を締結して
いるクラッチを切って当該トロイダル形無段変速機を逆
転させないようにすると共に、前進・後退切換機構を前
進段又は後退段から他のエンジン始動が可能な位置へ移
動可能とすることにより、上記問題点を解決することを
目的としている。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記問題点を解決するため、この発明は、入力軸と走行
駆動装置の駆動軸とを発進クラッチを介して連結すると
共に、駆動軸に連結された出力軸と前記入力軸との間を
、トロイダル形無段変速機及び第１のクラッチを有する
第１の動力伝達系と、前進・後退切換機構及び第２のク
ラッチを有する第２の動力伝達系とで連結し、前記トロ
イダル形無段変速機の出力側の逆転を防止するワンウェ
イクラッチを設け、少なくとも前記前進・後退切換機構
で前進段又は後退段を選択している時にはエンジンの始
動を阻止すると共に、前記発進クラッチを切ることによ
り車両が当該選択方向と逆方向に移動して前記ワンウェ
イクラッチがロックし且つエンジンが停止した時に前進
・後退切換機構を前進段又は後退段から他のエンジン始
動が可能な位置へ切換可能とするように前記第１のクラ
ッチ及び第２のクラッチを選択的に制御する制御装置を
設けたことを特徴としている。

〔作用〕

而して、この発明では、前進段を選択しているときに発
進クラッチを切ったため車両が後退したり、或いは後退
段を選択しているときに発進クラッチを切ったため車両
が前進したことにより、ワンウェイクラッチがロックし
てエンジンが停止した場合には、トロイダル形無段変速
機が逆転するのを防止すると共に、駆動輪とトロイダル
形無段変速機との間を締結している第１のクラッチ及び
第２のクラッチを選択的に制御してその動力伝達系を遮
断し、前進・後退切換機構を前進段又は後退段から他の
エンジン始動の可能な位置へ移動可能として、エンジン
の再始動を可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明を添付した図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明の一実施例を示すもので、前置エン
ジン前輪駆動車に適用した概略説明図である。

まず、構成を説明すると、図中１が入力軸、２は中間軸
、３は出力軸であり、これらの三１紬１゜２．３は互い
に平行に配置され且つ図示しないハウジングに軸受を介
して夫々回転自在に支持されている。

上記入力軸１の軸方向の一端には、発進用クラッチ４を
介して、走行駆動装置の一具体例を示すエンジン５の駆
動軸６が断続可能に連結されていると共に、同軸方向の
中途部にはトロイダル駆動ギヤ７が固定され、さらに、
同軸方向の他側には、入力端切換部Ａが設けられている
。トロイダル駆動ギヤ７は、中間軸２に設けたトロイダ
ル形無段変速機Ｂのトロイダル人力ギヤ８と常時噛合し
ている。

トロイダル形無段変速機Ｂは、中間軸２に回転自在に支
持され且つ外周部に前記トロイダル人力ギヤ８が一体に
形成されたローディングカム９と、同軸２に回転自在に
支持された入力ディスク１０と、この人力ディスク１０
及びローディングカム９の対向端面に夫々形成された周
方向へ波形に連続するカム面間に介在された複数個のロ
ーディングローラ１１と、同軸２に固定された出力ディ
スク１２と、この出力ディスク１２及び入力ディスク１
０間に介在された一対のパワーローラ１３゜１４とから
構成している。上記入力ディスク１０及び出力ディスク
１２の各対向端面ば、軸方向断面で見て半円形となるよ
うにトロイダル面に形成されており、このトロイダル面
で形成されるトロイダルキャビティ内に前記パワーロー
ラ１３，１４が傾転自在に配設され、両パワーローラ１
３゜１４が両ディスク１０．１２に転接されている。

また、前記入力側切換部Ａは、互いに入力軸１に回転自
在に支持された前進ギヤ１５及び後退ギヤ１６と、両ギ
ヤ１５．１６間に軸方向へ移動可能に介在されて前進ギ
ヤ１５に常時噛合し且つ後退ギヤ１６には選択的に噛合
可能なスリーブ１７と、このスリーブ１７を軸方向へ移
動させるためのシフトフォーク１８とから構成されてい
る。そして、前進ギヤ１５と入力軸１との間には、例え
ば油圧によって切換作動される湿式多板クラ・ノチから
なる第２のクラッチとしての入力側クラッチ１９を介在
させている。入力側クラッチ１９は、入力軸１と一体に
回転するドライブプレート１９ａと、前進ギヤ１５と一
体的に回転するフリクションプレート１９ｂとからなり
、液圧装置４０から供給される液圧力によってＯＮ・Ｏ
ＦＦ制御される。

４１は、液圧装置４０を駆動制御するための制御装置で
あり、例えば人出力インタフェース回路、演算処理装置
、記憶装置等を有するマイクロコンピュータを具えて構
成され、この制御装置４１から出力される制御信号に基
づいて液圧装置４０が入力側クラッチ１９及び後述する
出力側クラッチ２５に液圧力を付与する。

制御装置４１のマイクロコンピュータには、例えば変速
機の出力軸の回転数を検出して車速に対応した車速信号
を出力する車速センサ４２と、エンジン５の回転数を検
出して駆動状態を表すエンジン回転数信号を出力するエ
ンジン回転数センサ４３と、スロットル弁の開度を検出
してそのスロットル開度に応じたスロットル開度信号を
出力するスロットル開度センサ４４と、変速機のシフト
ポジションを検出してそのシフトポジションに対応した
シフトポジション信号を出力するシフトポジションセン
サ４５とが接続されていて、それらの車速信号、エンジ
ン回転数信号、スロットル開度信号及びポジション信号
に基づいて制御装置４１が制御信号を出力する。

また、上記入力側切換部Ａは、出力軸３に設けた出力側
切換部Ｃと連動するよう構成されている。

この出力側切換部Ｃは、出力軸３に回転自在に支持され
た前進ギヤ２０及び後退ギヤ２１と、両ギヤ２０．２１
間に軸方向へ移動可能に介在して前記スリーブ１７と一
体に移動して一方のギヤに選択的に噛合され且つ入力軸
１と回転方向へ一体をなすスリーブ２２と、このスリー
ブ２２を軸方向へ移動させるためのシフトフォーク２３
とから構成されている。そして、前進ギヤ２０が直接入
力端前進ギヤ１５と常時噛合していると共に、後退ギヤ
２１は、図示しない中間ギヤ（このギヤは、前進時の回
転方向に対して逆転させるために用いられる。）を介し
て入力側後退ギヤ１６と常時噛合している。

また、出力軸３にはクラッチ人力ギヤ２４が回転自在に
支持されていて、このクラッチ入力ギヤ２４と出力軸３
との間には、前記入力端クラッチ１９と同様の湿式多板
クラ・ソチからなる出力側クラッチ２５を介在させてい
る。この出力側クラッチ２５は、出力軸３と一体に回転
するドライブブレート２５ａと、クラッチ入力ギヤ２４
と一体に回転するフリクションプレート２５ｂとからな
り、前記液圧装置４０から供給される液圧力によってＯ
Ｎ・ＯＦＦ制御される。

さらに、クラッチ入力ギヤ２４には、中間軸２と一体に
回転するトロイダル出力ギヤ２６が常時噛合している。

そして、中間軸２には、エンジン５の駆動力を出力軸３
側へ伝えることはできるが、これとは逆の出力軸３から
入力されるトルクをエンジン側に伝達することはできな
いワンウェイクラッチ２７を設けており、これにより中
間軸２の逆転、すなわちトロイダル形無段変速機Ｂの逆
転を防止している。さらにまた、出力軸３には出力ギヤ
２８が固定されていると共に、この出力ギヤ２８にはデ
フ人力ギヤ２９が常時噛合されていて、このデフ入力ギ
ヤ２９に連動するディファレンシャルギヤ３０及びアク
スルシャフト３１を介して、出力軸３に伝えられたトル
クが駆動軸３２である前輪３２に伝達される。

なお、上記トロイダル駆動ギヤ７と、トロイダル形無段
変速機Ｂと、中間軸２と、トロイダル出力ギヤ２６と、
クラッチ入力ギヤ２４と、出力側クラッチ２５とで動力
がトロイダル部を通る第１の動力伝達系を構成している
と共に、第２のクラッチ１９と、入力側切換部Ａと、出
力側切換部Ｃと、中間ギヤとで動力がトロイダル部を通
らない第２の動力伝達系を構成している。また、入力端
切換部Ａと、出力側切換部Ｃと、中間ギヤとで前進・後
退切換機構を構成している。

次に、作用について説明する。

今、車両を発進させるため、図示しないイグニッション
キースイッチを投入してエンジンを駆動すると共に、制
御装置４１を作動させると、車速センサ４２からの車速
信号とエンジン回転数センサ４３からのエンジン回転数
信号とスロットル開度センサ４４からのスロットル開度
信号とシフトポジションセンサ４５からのシフトポジシ
ョン信号とが当該制御装置４１に供給されるようになる
。

この状態から、車両を前進走行させるため、図示しない
シフトレバ−の作動を介してこれに連動する入力側シフ
トフォーク１８及び出力側シフトフォーク２３を作動さ
せ、入力側スリーブ１７と入力端前進ギヤ１５との噛合
を確保しつつ、出力側スリーブ２２を出力側前進ギヤ２
０に噛合させると、その前進段にシフトされている状態
を表すシフトポジション信号が制御装置４１に入力され
、これにより制御装置４１が液圧装置４０に制御信号を
出力する。その結果、液圧装置４０が、出力側クラッチ
２５のみを作動（ＯＮ）するように液圧力を出力するた
め、入力側クラッチ１９が非作動（ＯＦＦ）状態を保持
する一方、出力側クラッチ２５が作動状態となってクラ
ッチ入力ギヤ２４と出力軸３とが回転方向に一体となる
。

この状態から、運転者が発進クラッチ４を接続してエン
ジン５の駆動軸６と入力軸１とを連結すると、エンジン
５により発生した駆動力が発進クラッチ４を介して入力
軸１に伝達され、この人力４Ｉｌ１１１カらトロイダル
駆動ギヤ７、トロイダル人力ギヤ８、ローディングカム
９、ローディングローラ１１、入力ディスク１０、パワ
ーローラ１３゜１４及び出力ディスク１２を介して中間
軸２に伝達され、さらに、出力側クラッチ２５が締結さ
れているため当該中間軸２と一体のトロイダル出力ギヤ
２６からクラッチ入力ギヤ２４及び出力側クラッチ２５
を介して出力軸３に伝達される。これと同時に、入力軸
ｌと一体に入力側クラッチ１９のドライブプレート１９
ａと前進ギヤ１５及び２０も回転するが、当該入力端ク
ラッチ１９が切られているため、この回転部分には回転
力は伝達されない。

従って、出力軸３は、トロイダル形無段変速機Ｂを介し
て伝達されたトルクにより回転駆動され、そのトルクが
出力ギヤ２８からデフ入力ギヤ２９、ディファレンシャ
ルギヤ３０及びアクスルシフト３１を介して駆動輪であ
る前輪３２に伝達され、これにより車両が前進走行を開
始する。そして、パワーローラ１３．１４を傾転させ、
人力ディスク１０との接触中心から中間軸２の軸心線ま
での距離を、出力ディスク１２との接触中心から中間軸
２の軸心線までの距離より長くすると、その傾転量に応
じて車速か上昇する。このような変速状態が、一般に言
うＤ（ドライブ）レンジである。

しかる後、車速か予め設定された基準車速値に達すると
、制御装置４１からの制御信号が変化して出力側クラッ
チ２５が切られ、その後、入力側クラッチＩ９が接続さ
れる。すると、クラッチ人力ギヤ２４から出力軸３への
トルク伝達が不能となる一方、入力軸１と一体に回転す
る入力側クラッチ１９のドライブプレート１９ａからフ
リクションプレート１９ｂにトルクが伝達され、このフ
リクションプレート１９ｂと一体の入力側切換部Ａの前
進ギヤ１５から、これに噛合する出力側切換部Ｃの前進
ギヤ２０に伝達され、さらに、この前進ギヤ２０に噛合
するスリーブ２２から出力軸３へと伝達される。このよ
うな変速状態が、所謂ＯＤ（オーバドライブ）レンジで
ある。

次に、車両を後退させるときには、シフトレバ−をＲ（
リバース）レンジにシフトし、シフトフォーク１８．２
３の作動を介して入・出力切換部Ａ、Ｃの各スリーブ１
７．２２を後退ギヤ１６゜２１に夫々噛合させる。する
と、その後退段を表すポジション信号が制御装置４１に
入力され、これにより制御１１装置４１が液圧装置４０
に制御信号を出力し、入力側クラッチ１９が切られると
共に、出力側クラッチ２５が接続される。

この状態から、運転者が発進クラッチ４を接続してエン
ジン５の駆動軸６と入力軸１とを連結すると、入力軸１
に伝達された駆動力が入力側クラッチ１９から入力側切
換部への後退ギ、ヤ１６に伝達され、この後退ギヤ１６
から中間ギヤを介して出力側切換部Ｃの後退ギヤ２１に
伝達され、これに噛み合うスリーブ２２から出力軸３へ
と伝達される。その結果、第２の動力伝達系を介して出
力軸３が前進時と逆方向に回転駆動され、それが駆動輪
３２に伝達され、車両が後退する。

以上が、この発明に係わる自動変速装置の通常の作動で
ある。

かかる自動変速装置において、Ｄレンジにシフトしてい
る状態で発進クラッチ４を切ることにより車両が後退す
ると、駆動輪３２から入力された駆動力がアクスルシャ
フト３１、ディファレンシャルギヤ３０、デフ入力ギヤ
２９及び出力ギヤ２８を介して出力軸３に伝達され、こ
の出力軸３から出力側クラッチ２５、クラッチ入力ギヤ
２４及びトロイダル出力ギヤ２６を介して中間軸２に伝
達される。そのため、中間軸２が逆転すると、これに設
けられたワンウェイクラッチ２７が作動して中間軸２の
逆転を阻止する。

このとき、急激な荷重の負荷によりエンジン５が停止す
ると、制御油圧が零となり油圧作動の出力側クラッチ２
５が切られ、出力軸３及び第２の動力伝達系間が遮断さ
れる。その結果、動力を伝達しないフリーな状態となる
ため、シフトレバ−の動作が可能となり、Ｄレンジから
エンジン始動の可能なＮレンジ又はＰレンジヘシフトす
ることができる。

そこで、ＤレンジからＮレンジ又はＰレンジヘシフトす
ることにより、その後、エンジン５を再始動することが
できる。しかる後、再びＤレンジヘシフトしてから、前
述したようにして車両を１）；Ｉ進させると、ワンウェ
イクラッチ２７のロックが自動的に解除される。

また、Ｒレンジヘシフトしている状態で発進クラッチ４
を切ることにより車両が前進すると、駆動輪３２から出
力軸３に伝達された駆動力が出力側切換部Ｃの後退ギヤ
２１、スリーブ２２及び中間ギヤから入力側切換部Ａの
後退ギヤ１６、スリーブＩ７、入力端クラッチ１９、入
力軸ｌ、トロイダル出力ギヤ７、トロイダル人力ギヤ８
、ローディングカム９、入力ディスク１０、パワーロー
ラ１３．１４及び出力ディスク１２を介して中間軸２に
伝達され、これにより中間軸２が逆転する。

これにより、中間軸２に設けられたワンウェイクラッチ
２７の作動により、中間軸２の逆転が阻止される。

このとき、同様に急激な荷重の負荷によりエンジン５が
停止すると、制御油圧が零となり油圧作動の入力側クラ
ッチ１９が切られて出力軸３及び入力軸１間が遮断され
る。その結果、動力伝達系が動力を伝達しないフリーな
状態となるため、シフトレバーの動作が可能となり、Ｒ
レンジからＮレンジ又はＰレンジヘシフトすることがで
きるようになる。

そこで、ＲレンジからＮレンジ又はＰレンジヘシフトし
てからエンジン５を再始動し、しかる後、再びＲレンジ
ヘシフトして車両を後退させると、ワンウェイクラッチ
２７のロックが自動的に解除される。

而して、この実施例では、駆動輪３２から入力される駆
動力を受けてトロイダル形無段変速機Ｂの逆転を防止す
るワンウェイクラッチ２７がロックされ、且つエンジン
が停止すると、駆動輪３２とトロイダル形無段変速機Ｂ
との間を連結しているクラッチが切られるため、前進・
後退切換機構が前進段又は後退段からＮレンジ又はＰレ
ンジのエンジン始動可能な位置へ切り換えることができ
るようになる。そこで、Ｎレンジ又はＰレンジへシフト
することにより、エンジンを再始動させることができる
。従って、前進・後退切換機構を前進段に入れた状態で
発進クラッチ４を切ることにより車両が後退したり、或
いは後退段に入れた状態で発進クラッチ４を切ることに
より車両が後退した場合にも、トロイダル入出力ディス
クが逆転されることがなく、さらに、エンストを生じて
も迅速にエンジンを再始動することができる。

なお、上記実施例では、走行駆動装置としてエンジンを
適用した例について説明したが、これに限定されるもの
ではなく、電動機その他の動力発生装置を用いることが
できることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、前進段を
選択しているときに発進クラッチを切ったため車両が後
退したり、或いは後退段を選択しているときに発進クラ
ッチを切ったため車両が前進したことにより、ワンウェ
イクラッチがロックしてエンジンが停止すると、駆動輪
とトロイダル形無段変速機との間を締結している第１の
クラッチ及び第２のクラッチを選択的に制御してその動
力伝達系を遮断し、トロイダル形無段変速機が逆転する
のを防止すると共に、前進・後退切換機構を前進段又は
後退段から他のエンジン始動可能な位置へ移動できる構
成とした。そのため、トロイダル形無段変速機の逆転を
確実に阻止することができると共に、エンストを生じた
時にも迅速に対応することができ、速やかにエンジンを
再始動させて、車両をスムースに再発進させることがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 入力軸と走行駆動装置の駆動軸とを発進クラッチを介し
   て連結すると共に、駆動輪に連結された出力軸と前記入
   力軸との間を、トロイダル形無段変速機及び第１のクラ
   ッチを有する第１の動力伝達系と、前進・後退切換機構
   及び第２のクラッチを有する第２の動力伝達系とで連結
   し、前記トロイダル形無段変速機の出力側の逆転を防止
   するワンウェイクラッチを設け、少なくとも前記前進・
   後退切換機構で前進段又は後退段を選択している時には
   エンジンの始動を阻止すると共に、前記発進クラッチを
   切ることにより車両が当該選択方向と逆方向に移動して
   前記ワンウェイクラッチがロックし且つエンジンが停止
   した時に前進・後退切換機構を前進段又は後退段から他
   のエンジン始動が可能な位置へ切換可能とするように前
   記第１のクラッチ及び第２のクラッチを選択的に制御す
   る制御装置を設けたことを特徴とするトロイダル形無段
   変速機を用いた変速装置。