JP2807500B2 - 副変速機付自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、オフロード走行が可能な車両等に搭載され
る副変速機付自動変速機に関する。

（従来の技術） 従来、副変速機付自動変速機としては、例えば、『自
動車工学臨時増刊オール・ザ・4WD』（昭和62年12月；
（株）鉄道日本社発行）の262ページ〜276ページに記載
されているものが知られている。

この従来出典には、前進４速，後退１速の主変速機
と、LOW,HIGHの２段による副変速機とが搭載された副変
速機付自動変速機が示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の副変速機付自動変速
機にあっては、主変速機のレンジを切換えるセレクトレ
バーと副変速機のLOW,HIGHを切換えるシフトレバーとを
有し、良路かオフロードかの判断によりドライバーがマ
ニュアル操作でシフトレバーを切換えねばならない為、
例えば、悪路と良路が混在するような場合に、良好な走
行性能を得るには頻繁なシフト操作を要し、イージドラ
イブとはならない。

また、副変速機のギア比が2.5〜3.0という大きな値で
ある為、副変速機をLOW側に切換えての走行時にはギア
比の飛び幅が大きくなめらかな変速による走行ができな
い。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、少なくとも２段以上の変速が可能な副変速機を有す
る副変速機付自動変速機において、容易なドライバー操
作により、一般道路での良好な走行性の確保と、オフロ
ードや登坂路等でのなめらかな変速による良好な走行性
の確保との両立を図ることを課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の副変速機付自動変
速機では、セレクトレンジをドライブレンジからエクス
トラローレンジに切換えることで、ドライブレンジでの
前進変速段に２つの超低速段を加えた変速段により前進
自動変速を行なう手段とした。

即ち、変速歯車組と摩擦要素を有し、少なくとも前進
３速以上，後退１速の主変速機と、変速歯車組と摩擦要
素を有し、少なくとも２段以上の変速が可能な副変速機
と、セレクトレンジをドライブレンジにした時、前進１
速段〜最高速段の前進自動変速を行なうドライブレンジ
自動変速手段と、前進ギア比の変速段を２段設け、その
ギア比の値を第１超低速段ギア比＞第２超低速段ギア比
＞前進１速段ギア比に設定する前進超低速段設定手段
と、セレクトレンジをエクストラローレンジにした時、
第１超低速段〜最高速段の前進自動変速を行なうエクス
トラローレンジ自動変速手段とを備えていることを特徴
とする。

（作 用） セレクトレンジをドライブレンジにした時には、ドラ
イブレンジ自動変速手段において前進１速段〜最高速段
の前進自動変速が行なわれる。

セレクトレンジをエクストラローレンジにした時に
は、エクストラローレンジ自動変速手段において、ギア
比の値が第１超低速段ギア比＞第２超低速段ギア比＞前
進１速段ギア比である第１超低速段と第２超低速段とを
加えた第１超低速段〜最高速段の前進自動変速が行なわ
れる。

従って、良路が続く一般道路での走行時にはドライブ
レンジを選択し、オフロードが続く時やオフロードと良
路とが混在している時にはエクストラローレンジを選択
しておくだけでよく、容易なドライバー操作によりイー
ジドライブが可能となる。

また、ドライブレンジを選択することで一般道路での
良好な走行性が確保されるし、エクストラローレンジを
選択することでオフロードや登坂路等ではギア比の飛び
が小さいなめらかな変速による良好な走行性が確保され
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は実施例の副変速機付自動変速機の全体システ
ム図で、パワートレインには、トルクコンバータユニッ
トTCUと、２組の遊星歯車組と摩擦要素を有し、少なく
とも前進４速，後退１速の主変速機M/GUと、１組の遊星
歯車組と摩擦要素を有し、２段の変速が可能な副変速機
S/GUとを備えている。

そして、複数の摩擦要素に対する制御油圧を変速位置
に応じて作り出す変速油圧制御手段として、コントロー
ルバルブユニットCBUがトランスミッションケースに設
けられている。

また、変速電子制御手段として、マイクロコンピュー
タを中心とする電子制御回路構成によるA/Tコントロー
ルユニット30と、該A/Tコントロールユニット30に入力
情報をもたらすインヒビタースイッチ31,モードスイッ
チ32,車速センサ33,アクセル開度センサ34,前輪速セン
サ35,後輪速センサ36と、A/Tコントロールユニット30か
らの駆動指令に基づいて作動する変速アクチュエータと
しての第１シフトソレノイド37,第２シフトソレノイド3
8,第３シフトソレノイド39を備えている。

尚、インヒビタースイッチ31からはセレクトレバーに
よる選択されているレンジ位置がP,R,N,D,2,ELのいずれ
かであるかを示すレンジ信号RSWが出力され、モードス
イッチ32からはオートモードかスノーモードかを示すモ
ード信号MSWが出力され、車速センサ33からは車速信号
Ｖが出力され、アクセル開度センサ34からはアクセル開
度信号θが出力され、前輪速センサ35からは前輪速信号
NFが出力され、後輪速センサ36からは後輪速信号NRが出
力される。

第２図は実施例の副変速機付自動変速機のパワートレ
インを示すスケルトン図で、トルクコンバータ１、オイ
ルポンプ２、インプットシャフト３、バンドブレーキ
４、リバースクラッチ５、ハイクラッチ６、フロントサ
ンギア７、フロントピニオン８、フロントリングギア
９、フロントプラネットキャリア10、リヤサンギア11、
リヤピニオン12、リヤリングギア13、リヤプラネットキ
ャリア14、フォワードクラッチ15、フォワードワンウェ
イクラッチ16、オーバランクラッチ17、ローワンウェイ
クラッチ18、ロー＆リバースブレーキ19、ロー＆リバー
スブレーキ20、インタミディエイトシャフト20、リダク
ションリングギヤ21、リダクションピニオン22、リダク
ションサンギア23、リダクションプラネットキャリア＆
パーキングギア24、パーキングポール25、ダイレクトク
ラッチ26、リダクションブレーキ27、リダクションワヌ
ェイクラッチ28、アウトプットシャフト29を備えてい
る。

第３図はフロントプラネタリーギアセットFPG,リヤプ
ラネタリーギアセットRPG,リダクションプラネタリーギ
アセットRDPGの各ギア歯数を示す表である。

第４図は各変速段での摩擦要素作動表であり、前進段
側は第１超低速段（EL1），第２超低速段（EL2）,1速,2
速,3速，オーバドライブ（OD）の６変速段が得られ、後
退段側は後退１速（R1），後退２速（R2）の２変速段が
得られる。

次に、作用を説明する。

第５図はA/Tコントロールユニット30で行なわれる変
速制御作動の流れを示すフローチャートであり、以下、
各レンジ位置での変速制御について説明する。

（イ）“D"レンジセレクト時 ステップ50により入力されたレンジ信号RSWが“D"レ
ンジであることを示す信号である時には、ステップ60〜
66により変速制御が行なわれる。

即ち、ステップ61及びステップ62での判断により、前
後輪回転速度差△Ｎの発生が小さく、オートモードが選
択されている時には、ステップ63へ進み、１速,2速,3
速,ODによる自動変速が行なわれる。

尚、前後輪回転速度差△Ｎは△Ｎ＝NR−NLによる演算
で求められ、１速〜ODによる自動変速は、その時の車速
及びアクセル開度と第６図に示すシフトスケジュールに
従って行なわれる。

また、ステップ61及びステップ62での判断により、前
後輪回転速度差△Ｎの発生が小さく、スノーモードが選
択されている時には、ステップ64へ進み、２速,3速,OD
による自動変速が行なわれ、１速の変速が禁止される。

また、ステップ61の判断で前後輪回転速度差△Ｎが設
定値Ｋ以上である時で、ステップ65の判断でシフト位置
が１速である場合には、ステップ66へ進み、車速及びア
クセル開度による変速条件に優先して１速から２速へ変
速する指令が出力される。

（ロ）“EL"レンジセレクト時 ステップ50により入力されたレンジ信号RSWが“EL"レ
ンジであることを示す信号である時には、ステップ70〜
76により変速制御が行なわれる。

即ち、ステップ71及びステップ72での判断により、前
後輪回転速度差△Ｎの発生が小さく、オートモードが選
択されている時には、ステップ73へ進み、EL1速,EL2速,
1速,2速,3速,ODによる自動変速が行なわれる。

尚、EL1速〜ODによる自動変速は、その時の車速及びア
クセル開度と第７図に示すシフトスケジュールに従って
行なわれる。

また、ステップ71及びステップ72での判断により、前
後輪回転速度差△Ｎの発生が小さく、スノーモードが選
択されている時には、ステップ74へ進み、EL2速,1速,2
速,3速,ODによる自動変速が行なわれ、EL1速の変速が禁
止される。

また、ステップ71の判断で前後輪回転速度差△Ｎが設
定値Ｋ以上である時で、ステップ75の判断でシフト位置
がEL1速である場合には、ステップ76へ進み、車速及び
アクセル開度による変速条件に優先してEL1速からEL2速
へ変速する指令が出力される。

（ハ）“R"レンジセレクト時 ステップ50により入力されたレンジ信号RSWが“R"レ
ンジであることを示す信号である時には、ステップ80〜
86により変速制御が行なわれる。

即ち、ステップ81及びステップ82での判断により、前
後輪回転速度差△Ｎの発生が小さく、オートモードが選
択されている時には、ステップ83へ進み、R1速,R2速に
よる自動変速が行なわれる。

尚、R1速,R2速による自動変速は、その時の車速及び
アクセル開度と第８図に示すシフトスケジュールに従っ
て行なわれる。

また、ステップ81及びステップ82での判断により、前
後輪回転速度差△Ｎの発生が小さく、スノーモードが選
択されている時には、ステップ84へ進み、R1速の変速が
禁止され、R2速に固定される。

また、ステップ81の判断で前後輪回転速度差△Ｎが設
定値Ｋ以上である時で、ステップ85の判断でシフト位置
がR1速である場合には、ステップ86へ進み、車速及びア
クセル開度による変速条件に優先してR1速からR2速へ変
速する指令が出力される。

（ニ）“2"レンジセレクト時 ステップ50により入力されたレンジ信号RSWが“2"レ
ンジであることを示す信号である時には、ステップ90〜
93により変速制御が行なわれる。

即ち、ステップ91での判断により、オートモードが選
択されている時には、ステップ92へ進み、１速,2速によ
る自動変速が行なわれる。

また、ステップ91での判断により、スノーモードが選
択されている時には、ステップ93へ進み、２速固定が行
なわれ、１速への変速が禁止される。

以上説明してきたように、実施例の副変速機付自動変
速機にあっては、下記に列挙するような特徴を有する。

セレクトレンジを“D"レンジにした時、１速〜OD
（４速）の前進自動変速を行ない、セレクトレンジを
“EL"レンジにした時、EL1速〜ODの前進自動変速を行な
う構成とした為、良路が続く一般道路での走行時には
“D"レンジを選択し、オフロードが続く時やオフロード
と良路とが混在している時、例えば、山道から高速道路
に進入する時等においても、“EL"レンジをそのまま選
択しておくだけでよく、容易なドライバー操作によりイ
ージドライブが可能となる。

また、“D"レンジを選択することで一般道路での良好
な走行性が確保されるし、“EL"レンジを選択すること
でオフロードや登坂路等ではギア比の飛びが小さいなめ
らかな変速（第４図のギア比参照）による良好な走行性
が確保される。

後退ギア比の変速段を２段設け、セレクトレンジを
“R"レンジにした時、オートモードでは車速とアクセル
開度に応じR1速とR2速とを自動変速し、スノーモードで
はR2速に固定する構成とした為、後退ギア比が１つであ
る場合のようなエンジンオーバレブを防止することがで
きると共に、雪路等の低摩擦係数路での走行時には駆動
輪スリップを誘発する過剰な駆動トルクの発生を防止す
ることができる。

セレクトレンジを“EL"レンジにした時、オートモ
ードでは車速とアクセル開度に応じEL1速〜ODの自動変
速を行ない、スノーモードではEL1速への変速を禁止し
たEL2速〜ODの自動変速が行なわれる構成とした為、“E
L"レンジを選択しての走行時に低摩擦係数路を含む場
合、有効に駆動輪スリップの発生を防止しながらの良好
な走行性能を実現することができる。

前後輪回転速度差△Ｎが設定値Ｋ以上である時に
は、他の変速条件に優先して、“D"レンジで１速の場合
には２速に、“R"レンジでR1速の場合にはR2速に、“E
L"レンジでEL1速の場合にはEL2速に変速させる構成とし
た為、変速により駆動輪へ伝達される駆動トルクを減少
させるトラクションコントロール作用を示し、駆動輪ス
リップの発生が抑制されて走行安定性が増すし、路面へ
の伝達駆動トルクが高められて駆動性能も高まる。

以上、実施例を図面に基づいて説明したきたが、具体
的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明
の用紙を逸脱しない範囲における設計変更等があっても
本発明に含まれる。

例えば、実施例では主変速機として前進４速の例を示
したが３速以上の変速段を持つものであれば良い。

また、実施例では、変速歯車として遊星歯車を用いた
例を示したが、平行歯車式のものにも適用できるのは勿
論である。

（発明の効果） 以上説明してきたように、請求項１記載の本発明にあ
っては、少なくとも２段以上の変速が可能で副変速機を
有する含変速機付自動変速機において、セレクトレンジ
をドライブレンジからエクストラローレンジに切換える
ことで、ドライブレンジでの前進変速段に２つの超低速
段を加えた変速段により前進自動変速を行なう手段とし
た為、容易なドライバー操作により、一般道路での良好
な走行性の確保と、オフロードや登坂路等でのなめらか
な変速による良好な走行性の確保との両立を図ることが
出来るという効果が得られる。

また、請求項２記載の本発明にあっては、後退ギア比
が１つである場合のようなエンジンオーバレブを防止す
ることができると共に、雪路等の低摩擦係数路での走行
時には駆動輪スリップを誘発する過剰な駆動トルクの発
生を防止することができる。

また、請求項３記載の本発明にあっては、エクストラ
ローレンジを選択しての走行時に低摩擦係数路を含む場
合、有効に駆動輪スリップの発生を防止しながらの良好
な走行性能を実現することができる。

また、請求項４記載の本発明にあっては、強制的な高
速段側への変速により駆動輪へ伝達される駆動トルクを
減少させるトラクションコントロール作用を示し、駆動
輪スリップの発生が抑制されて走行安定性が増すし、路
面への伝達駆動トルクが高められて駆動性能も高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の副変速機付自動変速機を示す全
体システム図、第２図は実施例の副変速機付自動変速機
のパワートレインを示すスケルトン図、第３図はプラネ
タリギアセットの各ギア歯数表を示す図、第４図は実施
例の副変速機付自動変速機の摩擦締結要素作動表を示す
図、第５図は実施例の副変速機付自動変速機での変速制
御作動の流れを示すフローチャート、第６図は“D"レン
ジ，オートモードでのシフトスケジュール、第７図は
“EL"レンジ，オートモードでのシフトスケジュール、
第８図は“R"レンジ，オートモードでのシフトスケジュ
ールである。 M/GU……主変速機 S/GU……副変速機 30……A/Tコントロールユニット 31……インヒビタースイッチ 32……モードスイッチ 33……車速センサ 34……アクセル開度センサ 35……前輪速センサ 36……後輪速センサ 37……第１シフトソレノイド 38……第２シフトソレノイド 39……第３シフトソレノイド

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変速歯車組と摩擦要素を有し、少なくとも
   前進３速以上，後退１速の主変速機と、 変速歯車組と摩擦要素を有し、少なくとも２段以上の変
   速が可能な副変速機と、 セレクトレンジをドライブレンジにした時、前進１速段
   〜最高速段の前進自動変速を行なうドライブレンジ自動
   変速手段と、 前進ギア比の変速段を２段設け、そのギア比の値を第１
   超低速段ギア比＞第２超低速段ギア比＞前進１速段ギア
   比に設定する前進超低速段設定手段と、 セレクトレンジをエクストラローレンジにした時、第１
   超低速段〜最高速段の前進自動変速を行なうエクストラ
   ローレンジ自動変速手段と、 を備えていることを特徴とする副変速機付自動変速機。
2. 【請求項２】請求項１記載の副変速機付自動変速機にお
   いて、 後退ギア比の変速段を２段設け、そのギア比の値を第１
   後退段ギア比＞前進１速段ギア比＞第２後退段ギア比に
   設定する後退変速段設定手段と、 セレクトレンジをリバースレンジにした時、通常モード
   では車速とアクセル開度に応じ第１後退段と第２後退段
   とを自動変速し、低摩擦係数路走行モードでは第２後退
   段に固定するモード対応後退変速制御手段と、 を備えていることを特徴とする請求項１記載の副変速機
   付自動変速機。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２記載の副変速機付
   自動変速機において、 セレクトレンジをエクストラローレンジにした時、通常
   モードでは車速とアクセル開度に応じ第１超低速段〜最
   高速段の自動変速を行ない、低摩擦係数路走行モードで
   は第１超低速段の選択が禁止されるモード対応前進変速
   制御手段と、 を備えていることを特徴とする副変速機付自動変速機。
4. 【請求項４】請求項１〜請求項３記載の副変速機付自動
   変速機において、 前後輪回転速度差を検出する前後輪回転速度差検出手段
   と、 前後輪回転速度差が所定値以上である時には、他の変速
   条件に優先して、ドライブレンジで前進１速段の場合に
   は前進２速段に、リバースレンジで第１後退段の場合に
   は第２後退段に、エクストラローレンジで第１超低速段
   の場合は第２超低速段に変速させる前後輪回転速度差対
   応変速制御手段と、 を備えていることを特徴とする副変速機付自動変速機。