(57)【要約】【課題】設置スペースを抑制できる伝達トルク容量を要求に応じて変える油圧式摩擦係合要素及び自動変速機を提供する。【解決手段】プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２とキャリヤ５４とを異なる要求伝達トルク容量で締結するダイレクトクラッチ６０を備え、動力がリングギヤ５３に入力され、キャリヤ５４から出力する自動変速機であって、キャリヤ５４に結合されたクラッチドラム６１に制御油圧室７０を形成するピストン７１と、ピストン７１を介して制御油圧室７０と対向するキャンセルチャンバ７８を有する。要求伝達トルク容量に応じて制御油圧室７０に制御油圧を供給し、或いは制御油圧室７０に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバ７８に制御油圧室７０の制御油圧に対向するキャンセル油圧を供給する。【選択図】図４
2007247709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝動状態によって要求伝達トルク容量が異なる油圧式摩擦係合要素において、
ドラムに装着された複数の摩擦板とハブに装着された複数の摩擦板とが交互に配置され、
上記ドラムに形成された油圧室形成部に軸方向に移動自在に設けられて該油圧室形成部と協働して制御油圧室を形成すると共に該制御油圧室に供給される制御油圧により上記摩擦板に押圧力を付与するピストンと、
該ピストンを介して上記制御油圧室と反対側に対向配置され該ピストンと協働してキャンセルチャンバを形成するリテーナと、
上記制御油圧室に制御油圧を供給する制御油圧供給手段と、
上記キャンセルチャンバに上記制御油圧より低い油圧のキャンセル油圧を供給するキャンセル油圧供給手段とを備え、
要求伝達トルク容量に応じて上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバにキャンセル油圧を供給することを特徴とする油圧式摩擦係合要素。
【請求項２】
異なる伝達トルク容量が要求される油圧式多板クラッチを備えた自動変速機において、
上記油圧式多板クラッチは、
クラッチドラムに装着された複数のクラッチプレートとクラッチハブに装着された複数のクラッチプレートとが交互に配置され、
上記クラッチドラムに形成された油圧室形成部に軸方向に移動自在に設けられて該油圧室形成部と協働して制御油圧室を形成すると共に該制御油圧室に供給される制御油圧により上記交互に配置されたクラッチプレートに押圧力を付与するピストンと、
該ピストンを介して上記制御油圧室と反対側に対向配置され該ピストンと協働してキャンセルチャンバを形成するリテーナと、
上記制御油圧室に制御油圧を供給する制御油圧供給手段と、
上記キャンセルチャンバに上記制御油圧より低い油圧のキャンセル油圧を供給するキャンセル油圧供給手段とを備え、
要求伝達トルク容量に応じて上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバにキャンセル油圧を供給することを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
動力がリングギヤに入力されキャリヤから出力するプラネタリギヤユニット及び該プラネタリギヤユニットのサンギヤとキャリヤとを異なる要求伝達トルク容量で締結する油圧式多板クラッチを備えた自動変速機において、
上記油圧式多板クラッチは、
上記キャリヤに結合されたクラッチドラムに装着された複数のクラッチプレートとサンギヤに結合されたクラッチハブに装着された複数のクラッチプレートとが交互に配置され、
上記クラッチドラムに形成された油圧室形成部に軸方向に移動自在に設けられて該油圧室形成部と協働して制御油圧室を形成すると共に該制御油圧室に供給される制御油圧により上記交互に配置されたクラッチプレートに押圧力を付与するピストンと、
該ピストンを介して上記制御油圧室と反対側に対向配置され該ピストンと協働してキャンセルチャンバを形成するリテーナと、
上記制御油圧室に制御油圧を供給する制御油圧供給手段と、
上記キャンセルチャンバに上記制御油圧より低い油圧のキャンセル油圧を供給するキャンセル油圧供給手段とを備え、
要求伝達トルク容量に応じて上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバにキャンセル油圧を供給することを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
上記要求伝達トルク容量が高い要求伝達トルク容量と低い要求伝達トルク容量とに異なり、
高い要求伝達トルク容量のときには該要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を上記制御油圧室に供給し、低い要求伝達トルク容量のときには上記制御油圧供給手段により上記高い要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を制御油圧室に供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段により該高い要求伝達トルク容量から上記低い要求伝達トルク容量を減じた伝達トルク容量が得られるキャンセル油圧を供給することを特徴とする請求項２または３に記載の自動変速機。
【請求項５】
上記リテーナは、
上記ピストンを介して制御油圧室と反対側に上記ピストンとクラッチドラムとの間に掛け渡されて配置され、
キャンセルチャンバ内のキャンセル油圧が設定された微小圧以下ではキャンセルキャンバ内と外部を連通し該微小圧を越えると閉じるキャンセル油圧制御機構を備え、
高い要求伝達トルク容量のときにキャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバ内に上記微小圧以下のキャンセル油圧を供給保持することを特徴とする請求項４に記載の自動変速機。
【請求項６】
低い要求伝達トルク容量におけるキャンセル油圧室へのキャンセル油圧の供給に先立って予めキャンセル油圧室に微小圧のキャンセル油圧を供給保持することを特徴とする請求項５に記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる要求伝達トルク容量に応じて伝達トルク容量を変える油圧式摩擦係合要素及び自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラネタリギヤユニットを有する自動車用自動変速機は、変速時にそのプラネタリギヤユニットにおける動力伝達系路を変えるための複数の多板クラッチや多板ブレーキ等の油圧式摩擦係合要素が設けられている。
【０００３】
この自動変速機によっては油圧式摩擦係合要素、例えば多板クラッチを要求伝達トルク容量の異なる複数の変速段で締結させる必要が生じることがある。
【０００４】
このように要求伝達トルク容量が異なる場合、従来の伝達トルク容量が固定された多板クラッチにおいては、伝達トルク容量不足による滑りで焼損する事態を回避するために高い要求伝達トルク容量に合わせて設計されている。従って、要求伝達トルク容量の低い変速段においては変速時に伝達トルク容量が過大になって、その締結ショック、いわゆる変速ショックが生じる要因になる。
【０００５】
この対策として、要求伝達トルク容量が異なる場合でも伝達トルク容量を要求値に合致させ得るように、油圧式摩擦係合要素に制御油圧室を複数個設け、これらの制御油圧室のうち要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧室に制御油圧を供給するように構成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、油圧式摩擦係合要素の制御油圧室内を区画ピストンで２室に区画し、要求伝達トルク容量に応じて１室或いは２室に制御油圧を供給するように構成するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１０３３８１号公報
【特許文献２】特開平５−２６３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１の油圧式摩擦係合要素によると、複数の制御油圧室うち要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧室に適宜制御油圧を供給することによって、要求伝達トルク容量が異なる場合でも伝達トルク容量を要求値に合致させることができる。同様に特許文献２の油圧式摩擦形容要素においても、要求伝達トルク容量に応じて制御油圧室内を区画ピストンで区画した２室の内の１室或いは２室に制御油圧を供給することによって伝達トルク容量を要求値に合致させることができる。
【０００９】
しかし、特許文献１の油圧式摩擦係合要素によると、要求伝達トルク容量に応じて複数の制御油圧室を設けることから、その機構が複雑でかつ大型化して設置スペースの増大を招き、製造コストの増大や、重量の増大が懸念される。また、特許文献２の油圧式摩擦係合要素においても、要求伝達トルク容量に応じて制御油圧室内を区画ピストンで２室に区画することから、機構が複雑でかつ多くの設置スペースの増大を招き、製造コストの増大や重量の増大が懸念される。
【００１０】
更に、油圧式摩擦係合要素の設置スペースの増大に伴って、油圧式摩擦係合要素を備えた自動変速機の大型化や重量の増大を招くと共に、自動変速機の車載性に影響を及ぼすことが懸念される。
【００１１】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の第１の目的は、簡単な機構で小型化されて設置スペースが抑制でき、かつ伝達トルク容量を要求に応じて変える油圧式摩擦係合要素を提供することにある。
【００１２】
また、第２の目的は、簡単な機構で設置スペースを抑制でき、かつ伝達トルク容量を要求に応じて変える油圧式多板クラッチを備えた自動変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記第１の目的を達成する請求項１に記載の油圧式多板摩擦係合要素の発明は、動力伝動状態によって要求伝達トルク容量が異なる油圧式摩擦係合要素において、ドラムに装着された複数の摩擦板とハブに装着された複数の摩擦板とが交互に配置され、上記ドラムに形成された油圧室形成部に軸方向に移動自在に設けられて該油圧室形成部と協働して制御油圧室を形成すると共に該制御油圧室に供給される制御油圧により上記摩擦板に押圧力を付与するピストンと、該ピストンを介して上記制御油圧室と反対側に対向配置され該ピストンと協働してキャンセルチャンバを形成するリテーナと、上記制御油圧室に制御油圧を供給する制御油圧供給手段と、上記キャンセルチャンバに上記制御油圧より低い油圧のキャンセル油圧を供給するキャンセル油圧供給手段とを備え、要求伝達トルク容量に応じて上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバにキャンセル油圧を供給することを特徴とする。
【００１４】
上記第２の目的を達成する請求項２に記載の自動変速機の発明は、異なる伝達トルク容量が要求される油圧式多板クラッチを備えた自動変速機において、上記油圧式多板クラッチは、クラッチドラムに装着された複数のクラッチプレートとクラッチハブに装着された複数のクラッチプレートとが交互に配置され、上記クラッチドラムに形成された油圧室形成部に軸方向に移動自在に設けられて該油圧室形成部と協働して制御油圧室を形成すると共に該制御油圧室に供給される制御油圧により上記交互に配置されたクラッチプレートに押圧力を付与するピストンと、該ピストンを介して上記制御油圧室と反対側に対向配置され該ピストンと協働してキャンセルチャンバを形成するリテーナと、上記制御油圧室に制御油圧を供給する制御油圧供給手段と、上記キャンセルチャンバに上記制御油圧より低い油圧のキャンセル油圧を供給するキャンセル油圧供給手段とを備え、要求伝達トルク容量に応じて上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバにキャンセル油圧を供給することを特徴とする。
【００１５】
また、上記第２の目的を達成する請求項３に記載の自動変速機の発明は、動力がリングギヤに入力されキャリヤから出力するプラネタリギヤユニット及び該プラネタリギヤユニットのサンギヤとキャリヤとを異なる要求伝達トルク容量で締結する油圧式多板クラッチを備えた自動変速機において、上記油圧式多板クラッチは、上記キャリヤに結合されたクラッチドラムに装着された複数のクラッチプレートとサンギヤに結合されたクラッチハブに装着された複数のクラッチプレートとが交互に配置され、上記クラッチドラムに形成された油圧室形成部に軸方向に移動自在に設けられて該油圧室形成部と協働して制御油圧室を形成すると共に該制御油圧室に供給される制御油圧により上記交互に配置されたクラッチプレートに押圧力を付与するピストンと、該ピストンを介して上記制御油圧室と反対側に対向配置され該ピストンと協働してキャンセルチャンバを形成するリテーナと、上記制御油圧室に制御油圧を供給する制御油圧供給手段と、上記キャンセルチャンバに上記制御油圧より低い油圧のキャンセル油圧を供給するキャンセル油圧供給手段とを備え、要求伝達トルク容量に応じて上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは上記制御油供給手段により上記制御油圧室に制御油圧を供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバにキャンセル油圧を供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３の自動変速機において、上記要求伝達トルク容量が高い要求伝達トルク容量と低い要求伝達トルク容量とに異なり、高い要求伝達トルク容量のときには該要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を上記制御油圧室に供給し、低い要求伝達トルク容量のときには上記制御油圧供給手段により上記高い要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を制御油圧室に供給すると共に上記キャンセル油圧供給手段により該高い要求伝達トルク容量から上記低い要求伝達トルク容量を減じた伝達トルク容量が得られるキャンセル油圧を供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４の自動変速機において、上記リテーナは、上記ピストンを介して制御油圧室と反対側に上記ピストンとクラッチドラムとの間に掛け渡されて配置され、キャンセルチャンバ内のキャンセル油圧が設定された微小圧以下ではキャンセルキャンバ内と外部を連通し該微小圧を越えると閉じるキャンセル油圧制御機構を備え、高い要求伝達トルク容量のときにキャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバ内に上記微小圧以下のキャンセル油圧を供給保持することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５の自動変速機において、低い要求伝達トルク容量におけるキャンセル油圧室へのキャンセル油圧の供給に先立って予めキャンセル油圧室に微小圧のキャンセル油圧を供給保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１の発明によると、ピストンを介して制御油圧室と対向配置したキャンセルキャンバを備え、要求伝達トルク容量に応じて制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは制御油圧室に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバに制御油圧に対抗するキャンセル油圧を供給することにより、異なる要求伝達トルク容量が得られる。ピストンを介して制御油圧室と対向するリテーナによりピストンと協働してキャンセルチャンバを形成する簡単な構造で油圧式摩擦係合要素の小型化が得られ、油圧式摩擦係合要素の設置スペースの抑制ができる。
【００２０】
請求項２の発明によると、自動変速機に備えられた油圧式多板クラッチが、ピストンを介して制御油圧室と対向配置したキャンセルキャンバを備え、要求伝達トルク容量に応じて制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは制御油圧室に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバに制御油圧に対抗するキャンセル油圧を供給することにより異なった要求伝達トルク容量が得られる。ピストンを介して制御油圧室と対向するリテーナによりピストンとの間にキャンセルチャンバを形成する簡単な構造で油圧式多板クラッチの小型化が得られ、油圧式多板クラッチを備えた自動変速機の軽量小型化が得られる。更に、軽量小型化に伴って燃費の向上が得られると共に自動変速機の車載性が向上する。
【００２１】
請求項３の発明よると、プラネタリギヤユニットのリングギヤに入力し、サンギヤとキャリヤを油圧式多板クラッチによる締結によって減速してキャリヤから出力する自動変速機において、油圧式多板クラッチがキャリヤに結合されたクラッチドラムとサンギヤに結合されたクラッチハブを有し、ピストンを介して制御油圧室と対向配置したキャンセルキャンバを備え、要求伝達トルク容量に応じて制御油圧室に制御油圧を供給し、或いは制御油圧室に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバに制御油圧に対抗するキャンセル油圧を供給することにより、サンギヤとキャリヤとの要求伝達トルク容量を変えることができる。ピストンを介して制御油圧室と対向するリテーナによりピストンとの間にキャンセルチャンバを形成する簡単な構造で油圧式多板クラッチの小型化が得られ、油圧式多板クラッチの設置スペースの抑制ができる。油圧式多板クラッチの設置スペースの抑制に伴って自動変速機の軽量小型化が得られ、燃費の向上が得られると共に自動変速機の車載性が向上する。
【００２２】
請求項４の発明によると、高い要求伝達トルク容量のときにはその要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を制御油圧室に供給し、低い要求伝達トルク容量のときには制御油圧供給手段により高い要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を制御油圧室に供給すると共にキャンセル油圧供給手段によりその高い要求伝達トルク容量から低い要求伝達トルク容量を減じた伝達トルク容量のキャンセル油圧を供給することにより、所期の高い要求伝達トルク容量と低い要求伝達トルク容量を得ることができる。
【００２３】
請求項５の発明によると、ピストンとクラッチドラムとの間にリテーナを配置することによってクラッチドラム内にキャンセルチャンバが形成され、油圧式多板クラッチの小型化が得られその油圧式多板クラッチの設置スペースをより抑制することができる。また、キャンセルチャンバ内のキャンセル油圧が設定された微小圧以下ではキャンセルキャンバ内と外部を連通し微小圧を越えると閉じるキャンセル油圧制御機構を備え、高い要求伝達トルク容量のときにキャンセル油圧供給手段によりキャンセルチャンバ内に微小圧以下のキャンセル油圧を供給保持することによりキャンセルチャンバを遠心油圧キャンセルチャンバとして機能させることができる。
【００２４】
請求項６の発明によると、低い要求伝達トルク容量におけるキャンセル油圧室へのキャンセル油圧の供給に先立って予めキャンセル油圧室に微小圧のキャンセル油圧を供給保持することによって、低い要求伝達トルク容量に変速した際の応答性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る摩擦係合要素が自動変速機に備えられたダイレクトクラッチを例に実施の形態について図１乃至図７を参照して説明する。
【００２６】
図１は自動変速機Ａの駆動系を概略的に示すスケルトン図である。図１において符号１は、エンジンのクランク軸であり、このクランク軸１と同軸上に入力軸２及び出力軸３が延在して配置され、トルクコンバータ５、主変速機部２０、副変速機部５０がエンジン側から順次配置されてトランスミッションケース４内に収容されている。
【００２７】
トルクコンバータ５はトランスミッションケース４に軸支される入力軸２に嵌合している。入力軸２の外周はトランスミッションケース４に結合されたステータ軸６によって回転自在に囲まれ、ステータ軸６にはインペラ７と一体的に結合されたオイルポンプドライブ軸７ａが回転自在の嵌合している。
【００２８】
インペラ７はその外周がドライブプレート８を介してクランク軸１に結合することによってクランク軸１と一体的に回転駆動される。インペラ７と対向して入力軸２にスプライン嵌合するタービン９が配置され、インペラ７とタービン９の間においてステータ軸６にワンウエイクラッチを介してステータ１０が支持されている。
【００２９】
更に、ドライブプレート８と入力軸２との間にはロックアップクラッチ１１が介装されステータ軸６の基端にはオイルポンプドライブ軸７ａによって常時駆動されるオイルポンプ１２が設けられている。
【００３０】
そして、エンジンのクランク軸１が回転すると、クランク軸１に結合されたドライブプレート８を介してインペラ７が一体的に回転駆動され、インペラ７の回転により流動するオイルを介してタービン９にインペラ７と同方向のトルクを伝達することによってタービン９とスプライン嵌合する入力軸２を回転駆動する。更に、ステータ１０によってタービン９から流出するオイルの流出方向をインペラ７の回転力を助長する方向に反転させてインペラ７のトルク増大を図っている。
【００３１】
一方、所定の車速或いは回転数に達したときロックアップクラッチ１１によりドライブプレート８と入力軸２を直結状態、いわゆるトルクコンバータの滑りをなくし、その分エンジンの回転数を低下することによって燃費の節約及び静粛性の向上を図っている。
【００３２】
入力軸２と同軸上にフロントプラネタリギヤユニット２１及びリヤプラネタリギヤユニット３１を有する主変速機部２０が配設されている。
【００３３】
フロントプラネタリギヤユニット２１は、入力軸２に回転自在に嵌合するサンギヤ２２と、リングギヤ２３と、キャリヤ２４に軸支されてサンギヤ２２とリングギヤ２３に各々噛み合う複数のピニオンギヤ２５とを具備し、サンギヤ２２は複数のピニオンギヤ２５によって自己調芯がなされている。
【００３４】
リヤプラネタリギヤユニット３１は、入力軸２にスプライン嵌合するサンギヤ３２と、リングギヤ３３と、フロントプラネタリギヤユニット２１のリングギヤ２３と一体的に結合するキャリヤ３４と、このキャリヤ３４に軸支されてサンギヤ３２とリングギヤ３３に各々噛み合う複数のピニオンギヤ３５とを具備すると共に、キャリヤ３４からの出力は中間軸３６を介して副変速機５０に設けられた出力側プラネタリギヤユニット５１のリングギヤ５３に入力される。
【００３５】
入力軸２とフロントプラネタリギヤユニット２１との間には、入力軸２の動力を選択的にキャリヤ２４に伝達するハイクラッチ４１及び入力軸２の動力を選択的にサンギヤ２２に伝達するリバースクラッチ４２が介装され、トランスミッションケース４とサンギヤ２２との間にこのサンギヤ２２を選択的に回転係止してトランスミッションケース４にサンギヤ２２を固定する３・５＆６ブレーキ４３が配置されている。
【００３６】
更に、キャリヤ２４は、キャリヤ２４と一体的に回転するロークラッチドラム２６を有し、ロークラッチドラム２６とリヤプラネタリギヤユニット３１のリングギヤ３３との間にキャリヤ２４とリングギヤ３３との間を選択的に動力伝達するロークラッチ４４が設けられ、かつロークラッチドラム２６とトランスミッションケース４との間にはローワンウエイクラッチ４５及びロー＆リバースブレーキ４６が並列に設けられている。
【００３７】
副変速機部５０は、主変速機部２０の入力軸２と同軸上に延在する出力軸３と同軸上に配置された出力側プラネタリギヤユニット５１を有し、出力側プラネタリギヤユニット５１は、出力軸３に回転自在に嵌合するサンギヤ５２と、中間軸３６を介してリヤプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ３４に動力伝達可能に連結するリングギヤ５３と、キャリヤ５４に軸支されてサンギヤ５２とリングギヤ５３に各々噛み合う複数のピニオンギヤ５５とを具備し、キャリヤ５４は出力軸３と動力伝達可能に連結されている。
【００３８】
サンギヤ５２とトランスミッションケース４との間にはダイレクトワンウエイクラッチ５６及びリダクションブレーキ９０が並列に設けられている。更に、サンギヤ５２とキャリヤ５４との間にこれらサンギヤ５２とキャリヤ５４を選択的に締結するダイレクトクラッチ６０が設けられている。
【００３９】
この主変速機部２０及び副変速機部５０に配置されたハイクラッチ４１、リバースクラッチ４２、３・５＆６ブレーキ４３、ロークラッチ４４、ロー＆リバースブレーキ４６、ダイレクトクラッチ６０、リダクションブレーキ９０は油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキ等の油圧式摩擦係合要素によって形成され、スロットル開度や車速に応じて予め設定されたトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）からの変速指令により選択的に締結或いは締結解除することにより、走行状態に応じた前進段６速及び後進段１速の変速操作が行われる。
【００４０】
このように構成された自動変速機Ａにあっては、副変速機５０のダイレクトクラッチ６０は、低段位となる２速時及び高段位となる６速時において締結して出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２とキャリヤ５４を動力伝達可能に締結するが、主変速機２０から中間軸３６を介してリングギヤ５３に入力され伝達トルクが６速時に対し２速時が極めて大きく、ダイレクトクラッチ６０には、例えば６速時の伝達トルク容量に対し２速時においては約４倍の高い伝達トルク容量が要求される。ここで、ダイレクトクラッチ６０の伝達トルク容量を２速時の低い伝達トルク容量に設定すると６速変速時には伝達トルク容量が過大になり締結ショック、即ち変速ショックが生じて円滑な変速の妨げとなる。一方、６速時の低い要求伝達トルク容量に設定すると２速時には伝達トルク容量が不足して滑りが発生して円滑な変速が達成できない事態が生じるおそれがある。
【００４１】
次に、出力側プラネタリギヤユニット５１、２速及び６速時のそれぞれ異なる要求伝達トルク容量に応じた伝達トルク容量が確保できるダイレクトクラッチ６０、ダイレクトワンウエイクラッチ５６、リダクションブレーキ９０等を備えた副変速機５０の具体的構成について図２乃至図６を参照して説明する。
【００４２】
図２は、副変速機５０の概要を示す断面図、図３及び図４は図２の要部拡大図であり図３は２速時におけるダイレクトクラッチ６０の締結状態を、図４は６速時におけるダイレクトクラッチ６０の締結状態を示している。図５は油圧制御回路図である。
【００４３】
副変速機５０は、入力軸２と同軸上で延在する出力軸３がトランスミッションケース４に設けられた中空状の固定軸４９及びニードルベアリングを介してトランスミッションケース４に回転自在に軸支され、出力軸３の前端部に出力側プラネタリギヤユニット５１のキャリヤ５４を動力伝達可能に支持するフランジ状のプラネタリギヤ取付部３ａが一体に形成され、出力軸３のプラネタリギヤ取付部３ａと固定軸４９の先端部との間に出力側プラネタリギヤユニット５１が配置されている。
【００４４】
出力側プラネタリギヤユニット５１は、サンギヤ５２が出力軸３に回転自在に嵌合すると共に、プラネタリギヤ取付部３ａと固定軸４９の先端部と間にスラストベアリングを介して支持されて軸方向の移動が規制されている。リングギヤ５３が入力軸２及び出力軸３と同軸上に配置された中空状の中間軸３６を介してリヤプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ３５に動力伝達可能に連結されている。サンギヤ５２とリングギヤ５３に共に噛み合う複数のピニオンギヤ５４がプラネタリギヤ取付部３ａに支持されたキャリヤ５５のピニオン軸５５ａにニードルベアリング５４ａを介して回転自在に軸支されている。
【００４５】
ダイレクトクラッチ６０は、出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２に結合されたクラッチドラム６１とキャリヤ５５に結合されたクラッチハブ６５を有し、サンギヤ５２とキャリヤ５５との間にバイパスして動力伝達可能に介設される。
【００４６】
クラッチドラム６１は、固定軸４９に嵌合して回転自在に軸支されて先端がサンギヤ５２に結合される中空軸部６２と、中空軸部６２の基端から略円板状に拡径して外周に沿って円筒状のシリンダ部６３ａが形成された油圧室形成部６３と、油圧室形成部６３の外周から円筒状に連続形成された外筒部６４を有し、外筒部６４の内周面に軸方向に延在する複数のスプライン溝６４ａが形成されている。
【００４７】
一方、クラッチハブ６５は、基端部がキャリヤ５５に結合された円筒状で外周面に軸方向に延在する複数のスプライン溝６６ａが形成された内筒部６６を有している。
【００４８】
このスプライン溝６６ａに内周が嵌合して装着された複数の摩擦板であるクラッチプレート６７ａとスプライン溝６４ａに外周が嵌合して装着された複数のクラッチプレート６７ｂが、クラッチハブ６５の内筒部６６とクラッチドラム６１の外筒部６４の間に交互に複数配置され、クラッチドラム６１の外筒部６４の内周面先端にスナップリング６７ｄによって固定されたリテーニングプレート６７ｃによって抜け止めされている。
【００４９】
クラッチドラム６１の油圧室形成部６３に嵌合して油圧室形成部６３と協働して制御油圧室７０を形成し、該制御油圧室７０内に供給された制御油圧でクラッチプレート６７ａ、６７ｂに押圧力を付与するピストン７１が軸方向に移動自在に設けられている。ピストン７１は、中空軸部６２の外周面に液密的に摺動可能に嵌合する内周縁７２ａから中空軸部６２との間に間隙を有して軸方向に延在する中空状の基部７２と、基部７２の基端からクラッチドラム６１の油圧室形成部６３に沿って拡径されて外周にシリンダ部６３ａに摺接可能な嵌合部７３ａを有して油圧形成部６３との間に制御油圧室７０を形成するピストン本体７３と、ピストン本体７３の嵌合部７３ａから円筒状に延設された押圧部７４を有している。
【００５０】
ピストン７１を介して制御油圧室７０と反対側に、スナップリング７５によって内周縁７６ａが中空軸部６２に係止され、かつ外周縁７６ｂがピストン７１の押圧部７４の内周面に摺接可能なリテーナ７６がピストン７１のピストン本体７３と対向して中空軸部６２と押圧部７４との間に掛け渡されて配置されている。このリテーナ７６とピストン７１との協働によって制御油圧室７０と対向してキャンセルチャンバ７８が形成されている。リテーナ７６とピストン７１のピストン本体７３との間に軸方向に延在して弾装されたリターンスプリング７９によってピストン７１に常時押圧力が付与されている。このようにキャンセルチャンバ７８をクラッチドラム６１内に収容して配置することによってダイレクトクラッチ６０の小型化を図っている。なお、リテーナ７６の内周縁７６ａには、この内周縁７６ａと中空軸部６２との間をシールするシール部材７７ａが配設され、リテーナ７６の外周縁７６ｂに外周縁７６ｂとピストン７１の押圧部７３の内周面との間を摺動可能にシールするシール部材７７ｂが配設されている。
【００５１】
リテーナ７６に、キャンセルチャンバ７８内のキャンセル油圧を調圧するキャンセル油圧制御機構８０が設けられている。キャンセル油圧制御機構８０は、筒状のホルダ８１とホルダ８１内に移動可能に収容されたボール８２によって構成されている。ホルダ８１は、その基端部がリテーナ７６に開口する取付孔に嵌合して固定され、かつキャンセルチャンバ７８と反対側に突出する先端部側が縮径されてエア導入孔８１ａが開口して、キャンセルチャンバ７８内と外部とを連通している。キャンセルチャンバ７８に開口するホルダ８１の基端部にはホルダ８１内に移動自在に収容されたボール８２の移動を規制するストッパが形成されている。
【００５２】
ホルダ８１内に移動自在に収容されたボール８２は、キャンセルチャンバ７８内に供給されるキャンセル油圧によりホルダ８１の先端部側に押圧付与され、予め設定されたキャンセル油圧によってエア導入孔８１ａを塞閉する一方、キャンセルチャンバ７８内のキャンセル油圧解除により減圧されるとボール８２の押圧付与がなくなりエア導入孔８１ａが開放されて図３に矢印で示すようにエア導入孔８１ａからホルダ８２を介してエアがキャンセルチャンバ７８内に進入する。より詳細には、キャンセルチャンバ７８内のキャンセル油圧が予め設定された微小圧以下ではエア導入孔８１ａはボール８２により塞閉されることなく開放状態が維持され、キャンセルチャンバ７８内のキャンセル油圧が所定値を越えると、そのキャンセル油圧によりボール８２が押動されてエア導入孔８１ａが閉じられる。
【００５３】
更に、クラッチドラム６１の中空軸部６２には、固定軸４９に穿設された制御油圧供給路４９ａからの制御油圧を制御油圧室７０に導入すると共に制御油圧室７０内の制御油圧をドレンする制御油圧供給孔６２ａが開口すると共に、固定軸４９に穿設されたキャンセル油圧供給路４９ｂからのキャンセル油圧をキャンセルチャンバ７８内に導入すると共にキャンセルチャンバ７８内のキャンセル油圧をドレンするキャンセル油圧供給孔６２ｂが開口している。なお、固定軸４９の制御油圧供給孔４９ａ及びキャンセル油圧供給路４９ｂは、それぞれ後述する油圧制御回路１００から予め設定された制御油圧及びキャンセル油圧が供給される。
【００５４】
固定軸４９とダイレクトクラッチ６０のクラッチドラム６１との間にクラッチドラム６１の逆回転を防止するダイレクトワンウエイクラッチ５７が設けられている。
【００５５】
トランスミッションケース４とダイレクトクラッチ６０のクラッチドラム６１との間にリダクションブレーキ９０が設けられている。リダクションブレーキ９０は、トランスミッションケース４の内周に形成されたブレーキドラム９１と、ダイレクトクラッチ６０のクラッチドラム６１に形成されたブレーキハブ９２を有し、ブレーキドラム９１の内周面に軸方向に延在する複数のスプライン溝９１ａが形成され、ブレーキハブ９２の外周面に軸方向に延在する複数のスプライン溝９２ａが形成されている。
【００５６】
このスプライン溝９１ａに外周が嵌合するブレーキプレート９３ａとスプライン溝９２ａに内が嵌合するブレーキプレート９３ｂが、ブレーキドラム９１とブレーキハブ９２の間に交互に複数配置され、ブレーキドラム９１の内周面先端にスナップリング９３ｄによって固定されたリテーニングプレート９３ｃによって抜け止めされている。
【００５７】
トランスミッションケース４に制御油圧室９４を形成し、該制御油圧９４の制御油圧でブレーキプレート９３ａ、９３ｂに押圧力を付与するピストン９５が設けられている。
【００５８】
ピストン９５の制御油圧室９４と反対側に、内周縁が固定軸４９に係止された、リテーナ９６が配置されている。このリテーナ９６とピストン９５との間に弾装されたリターンスプリング９７によってピストン９５に常時押圧力が付与されている。更に、トランスミッションケース４には制御油圧を制御油圧室９４に導入すると共に制御油圧室９４内の制御油圧をドレンする制御油圧供給路４ａが形成され、油圧制御回路１００から予め設定された制御油圧が制御油圧供給路４ａから制御油圧室９４に供給される。
【００５９】
図５は、主変速機部２０に配置されたハイクラッチ４１、リバースクラッチ４２、３・５＆６ブレーキ４３、ロークラッチ４４、ロー＆リバースブレーキ４６及び副変速機部５０のダイレクトクラッチ６０、リダクションブレーキ９０等の各油圧式摩擦係合要素に予め設定された制御油圧を供給及びドレンする油圧制御回路１００である。なお、図の簡素化のため主変速機部２０のハイクラッチ４１、リバースクラッチ４２、３・５＆６ブレーキ４３、ロークラッチ４４、ロー＆リバースブレーキ４６への制御油圧の供給及びドレンする回路は省略してある。
【００６０】
油圧制御回路１００は、ダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１、キャンセルチャンバコントロールバルブ１０３、リダクションブレーキコントロールバルブ１０５、及びこれらの各バルブに対応して配置されたダイレクトクラッチソレノイド１０２、キャンセルチャンバソレノイド１０４、リダクションブレーキソレノイド１０６を有し、制御油圧供給手段となるダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１の出口側は固定軸４９に形成された制御油圧供給路４９ａ及び中空軸部６２の制御油圧供給孔６２ａを介してダイレクトクラッチ６１の制御油圧室７０に、キャンセル油圧供給手段となるキャンセルチャンバコントロールバルブ１０３は固定軸４９のキャンセル油圧供給路４９ｂ及び中空軸部６２のキャンセル油圧供給孔６２ｂを介してキャンセルチャンバ７８にそれぞれ接続され、リダクションブレークコントロールバルブ１０５はトランスミッションケース４に形成された制御油圧供給路４ａを介してダイレクトブレーキ９０の制御油圧室９４に連通している。
【００６１】
オイルポンプ１１０からのライン圧ＰＬが、油路Ｌ１、Ｌ３、Ｌ５を介してそれぞれダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１、キャンセルチャンバコントロールバルブ１０３、リダクションブレーキコントロールバルブ１０５の各バルブに供給される。またパイロットバルブ１０８によって調圧されたパイロット油圧がダイレクトクラッチソレノイド１０２、キャンセルチャンバソレノイド１０４リダクションブレーキソレノイド１０６によって切り替え制御されてそれぞれ油路Ｌ２、Ｌ４、Ｌ６を介してダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１、キャンセルチャンバコントロールバルブ１０３、リダクションブレーキコントロールバルブ１０５のサーボアプライ圧として供給される。
【００６２】
このように構成され油圧制御回路１００により、ダイレクトクラッチソレノイド１０２の開によりダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１からダイレクトクラッチ６０の制御油圧室７０に制御油圧油が供給される。一方、ダイレクトクラッチソレノイド１０２の閉によりダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１が閉じられて制御油圧室７０への制御油圧の供給が停止し、制御油圧室７０内の制御油圧がドレンする。
【００６３】
同様に、キャンセルチャンバソレノイド１０４の開により油路Ｌ３からキャンセルチャンババルブ１０３に供給された制御油圧が予め設定されたほぼ一定の減圧比、例えば７５〜８０％減圧されたキャンセル油圧がキャンセルチャンバ７８に供給される。一方、ダイレクトクラッチソレノイド１０２の閉によりダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１が閉じられて制御油圧室７０への制御油圧が供給され停止し、制御油圧室７０内の制御油圧がドレンする。
【００６４】
リダクションブレーキソレノイド１０６の開によりリダクションブレーキコントロールバルブ１０５からリダクションブレーキ９０の制御油圧室９４に制御油圧が供給される。一方、ダイレクトクラッチソレノイド１０６の閉によりダイレクトクラッチコントロールバルブ１０５が閉じられて制御油圧室９４への制御油圧が供給され停止し、制御油圧室９４内の制御油圧がドレンする。
【００６５】
次に、このように構成された自動変速機の作用を図６に示す係合要素作動説明図に従って副変速機部５０を主に説明する。この作動説明図において○印は対応する油圧式摩擦係合要素が締結及びローワンウエイクラッチ４５、ダイレクトワンウエイクラッチ５６が動力伝達状態であることを示している。また。●印はエンジンブレーキ時に締結することを示している。
【００６６】
先ずエンジンの動力は、クランク軸１からトルクコンバータ５を介して入力軸２に入力する。ここで、パーキング（Ｐ）レンジ、ニュートラル（Ｎ）レンジでは、多板摩擦係合要素が解放されて、リヤプラネタリギヤユニット３１のサンギヤ３２が回転するものの空転して動力伝達遮断状態となり、これ以降の動力伝達はしなくなる。
【００６７】
次に前進段となるドライブ（Ｄ）レンジに設定された場合について説明する。
【００６８】
１速時では、予め設定されたスロットル開度や車速に応じてＴＣＵからの変速指令によりロークラッチ４４が締結し、ローワンウエイクラッチ４５及びダイレクトワンウエイクラッチ５６が動力伝達状態であり、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。
【００６９】
従って、入力軸２からの動力はリヤプラネタリギヤユニット３１のサンギヤ３２に入力される一方、ロークラッチとローワンウエイクラッチ４５の作用によりロークラッチドラム２６の逆転が防止されてリングギヤ３３が固定されることからキャリヤ３４の回転が減速されて、中間軸３６を介して出力側プラネタリギヤ５１のリングギヤ５３に動力伝達される。ここで、ダイレクトワンウエイクラッチ５６によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２の逆転が防止されることから、キャリヤ５４の回転が減速されて１速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。また、この１速時においてエンジンブレーキ時には、ロー＆リバースブレーキ４６が締結してリヤプラネタリギヤユニット３１のリングギヤ３３をトランスミッションケース４に固定すると共に、油圧制御回路１００のリダクションブレーキソレノイド１０６の開制御によりリダクションブレーキ９０の制御油圧室９４に制御油圧が供給され、この制御油圧によりピストン９５を介してブレーキプレート９３ａ、９３ｂに押圧力が付与されてリダクションブレーキ９０が締結する。このリダクションブレーキ９０の締結により出力側プラネタリギヤ５１のサンギヤ５２をトランスミッションケース４に固定してエンジンブレーキの作動を確保する。
【００７０】
２速時には、ＴＣＵからの変速指令によりロークラッチ４４が締結すると共に、副変速機部５０において油圧制御回路１００のダイレクトクラッチソレノイド１０２の開制御によりダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１からダイレクトクラッチ６０の制御油圧室７０に制御油圧が供給して必要圧まで上昇させる。この制御油圧によりピストン７１を介してクラッチプレート６７ａ、６７ｂに押圧力が付与されてダイレクトクラッチ６０が締結し、ローワンウエイクラッチ４５が動力伝達状態であり、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。
【００７１】
従って、１速と同様に入力軸２からの動力は、リヤプラネタリギヤユニット３１のサンギヤ３２に入力に入力される一方、ロークラッチ４４とローワンウエイクラッチ４５の作用によりロークラッチドラム２６の逆転が防止されてリングギヤ３３が固定されることからキャリヤ３４の回転が減速されて、中間軸３６を介して出力側プラネタリギヤ５１のリングギヤ５３に動力伝達される。
【００７２】
ここで、ダイレクトクラッチ６０の締結によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２とキャリヤ５４が締結されてリングギヤ５２とキャリヤ５４が一体的に回転し、出力側プラネタリユニット５１において変速されることなく２速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。このダイレクトクラッチ６０のピストン７１には制御油圧室７０に供給された制御油圧によりピストン７１を押圧するダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１が作用し、このダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１の押圧力によりクラッチプレート６７ａ、６７ｂに押圧力を付与してダイレクトクラッチ６０が締結し、サンギヤ５２とキャリヤ５４を動力伝達可能に締結する。このときのダイレクトクラッチ６０の伝達トルク、即ちクラッチトルクが、図７に示す「供給圧−クラッチトルク特性」に実線で示すように供給圧に比例して増加する２速時の要求伝達トルク容量に相応する伝達トルクが確保できる。
【００７３】
また、このダイレクトクラッチ６０の締結時において制御油圧室７０に供給された制御油圧がダイレクトクラッチ６０の回転に伴う遠心力を受け、いわゆる遠心油圧が制御油圧室７０に発生し、この遠心油圧によりピストン７１を締結方向に押圧付勢する不具合を解消するために、油圧制御回路１００のキャンセルチャンバソレノイド１０４の開閉制御によりキャンセルチャンババルブコントロールバルブ１０３からキャンセルチャンバ７８に微小圧のキャンセル油圧を供給してキャンセルチャンバ７８内に保持する。キャンセルチャンバ７８内に保持されたキャンセル油圧によって制御油圧室７０に発生する遠心油圧によるピストン７１の押動を抑制する。即ちキャンセルチャンバ７８が遠心油圧キャンセルチャンバとして機能する。
【００７４】
この微小圧のキャンセル油圧付与状態にあっては、キャンセル油圧制御機構８０のホルダ８１に収容されたボール８２がエア導入孔８１ｃを塞閉することなくエア導入孔８１ｃが連通状態に保持され、過剰のキャンセル油圧はエア導入孔８１ｃから流出してキャンセルチャンバ７８内のキャンセル油圧は微小圧以下に保持され、ダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１による２速時のクラッチトルク特性に影響することはない。
【００７５】
この２速時においてエンジンブレーキ時には、ロー＆リバースブレーキ４６が締結してリヤプラネタリギヤユニット３１のリングギヤ３３をトランスミッションケース４に固定してエンジンブレーキの作動を確保する。
【００７６】
３速時には、ＴＣＵからの変速指令により３・５＆６ブレーキ４３、ロークラッチ４４を締結し、ダイレクトワンウエイクラッチ５６が動力伝達状態であり、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。即ち、３・５＆６ブレーキ４３によりフロントプラネタリギヤユニット２１のサンギヤ２２をトランスミッションケース４に固定し、ロークラッチ４４の締結によってフロントプラネタリギヤユニット２１のキャリヤ２４とリヤプラネタリギヤユニット３１のリングギヤ３３がロークラッチドラム２６を介して一体的に結合すると共に、ダイレクトワンウエイクラッチ５６により出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２の逆回転を防止する。
【００７７】
従って、入力軸２からの動力がリヤプラネタリギヤユニット３１のサンギヤ３２に入力され、サンギヤ３２の回転によりキャリヤ３４の回転を受けたフロントプラネタリギヤユニット３１のリングギヤ２３がキャリヤ２４を減速させ、この減速回転をロークラッチドラム２６及びロークラッチ４４経由でリヤプラネタリギヤユニット３１のリングギヤ３３に入力する。ここで、リヤプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ３４をフロントプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ２４で減速した回転がリングギヤ３３に入り、リングギヤ３３はキャリヤ３４の回転より遅い回転で回転駆動され、しかもキャリヤ３４と同方向に回転することによりこの回転をキャリヤ３４の回転に付加してキャリヤ３４の回転を速める。そのためキャリヤ３４は１速及び２速時よりもリングギヤ３３の回転分だけ速くなる。
【００７８】
このキャリヤ３４の回転が、中間軸３６を介して出力側プラネタリギヤ５１のリングギヤ５３に動力伝達される。ここで、ダイレクトワンウエイクラッチ５６によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２の逆転が防止されることから、更にキャリヤ５４の回転が減速されて３速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。
【００７９】
また、この３速時においてエンジンブレーキ時には、油圧制御回路１００のリダクションブレーキソレノイド１０６の開制御によりリダクションブレーキ９０の制御油圧室９４に制御油圧が供給され、この制御油圧によりピストン９５を介してブレーキプレート９３ａ、９３ｂに押圧力が付与されてリダクションブレーキ９０が締結して出力側プラネタリギヤ５１のサンギヤ５２をトランスミッションケース４に固定してエンジンブレーキの作動を確保する。
【００８０】
４速時には、ハイクラッチ４１、ロークラッチ４４を締結し、ダイレクトワンウエイクラッチ５６が動力伝達状態であり、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。
【００８１】
従って、ハイクラッチ４１及びロークラッチ４４の締結によって、出力軸２からの動力はリヤプラネタリギヤユニット３１のサンギヤ３２と、ハイクラッチ４１からフロントプラネタリギヤユニット２１のキャリヤ２４、ロークラッチドラム２６及びロークラッチ４４を介してリングギヤ３３に同時に入力され、キャリヤ３４も一体回転して入力軸２に対して１対１の直結回転してキャリヤ３４から中間軸３６を介して出力側プラネタリギヤユニット５１のリングギヤ５３に動力伝達する。ここで、ダイレクトワンウエイクラッチ５６によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２の逆転が防止されることから、キャリヤ５４の回転が減速されて４速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。
【００８２】
また、この４速時においてエンジンブレーキ時には油圧制御回路１００のリダクションブレーキソレノイド１０６の開によりリダクションブレーキ９０の制御油圧室９４に制御油圧が供給されてリダクションブレーキ９０が締結し、出力側プラネタリギヤ５１のサンギヤ５２をトランスミッションケース４に固定してエンジンブレーキの作動を確保する。
【００８３】
５速時には、ＴＣＵからの変速指令によりハイクラッチ４１、３・５＆６ブレーキ４３を締結し、ダイレクトワンウエイクラッチ５６が動力伝達状態であり、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。
【００８４】
従って、３・５＆６ブレーキ４３が結合によりフロントプラネタリギヤユニット２１のサンギヤ２２を固定し、ハイクラッチ４１の締結によって入力軸２からの出力はフロントプラネタリギヤユニット２１のキャリヤ２４に入力し、リングギヤ２３を増速させてリングギヤ２３からリヤプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ３４を介して増速されたオーバードライブ回転を中間軸３６を介して出力側リヤプラネタリギヤユニット５１のリングギヤ５３に動力伝達する。ここで、ダイレクトワンウエイクラッチ５６によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２の逆転が防止されることから、キャリヤ５４の回転が減速されて５速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。
【００８５】
また、この５速時においてエンジンブレーキ時には油圧制御回路１００のリダクションブレーキソレノイド１０６の開制御によりリダクションブレーキ９０の制御油圧室９４に制御油圧が供給されてリダクションブレーキ９０が締結し、出力側プラネタリギヤ５１のサンギヤ５２をトランスミッションケース４に固定してエンジンブレーキの作動を確保する。
【００８６】
６速時には、ＴＣＵからの変速指令によりハイクラッチ４１、３・５＆６ブレーキ４３を締結すると共に、副変速機部５０において油圧制御回路１００のダイレクトクラッチソレノイド１０２の開制御によりダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１からダイレクトクラッチ６０の制御油圧室７０に制御油圧を供給し、かつキャンセルチャンバソレノイド１０４の開によりキャンセルチャンバコントロールバルブ１０３からキャンセルチャンバ７８に制御油圧室７０の制御油圧に対抗するキャンセル油圧を供給してダイレクトクラッチ６０を締結し、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。
【００８７】
従って、３・５＆６ブレーキ４３の結合によりフロントプラネタリギヤユニット２１のサンギヤ２２を固定し、ハイクラッチ４１の締結によって入力軸２からの出力はフロントプラネタリギヤユニット２１のキャリヤ２４に入力し、リングギヤ２３を増速させてリングギヤ２３からリヤプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ３４を介して増速されたオーバードライブ回転が中間軸３６を介して出力側リヤプラネタリギヤユニット５１のリングギヤ５３に動力伝達される。
【００８８】
ダイレクトブレーキ６０によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２とキャリヤ５４が締結されてリングギヤ５２とキャリヤ５４が一体的に回転し、出力側プラネタリユニット５１において変速されることなく６速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。
【００８９】
ここで、この６速時のダイレクトクラッチ６０の締結にあたり、予め５速状態において油圧制御回路１００のキャンセルチャンバソレノイド１０４の開閉制御によりキャンセルチャンババルブコントロールバルブ１０３の開によりキャンセルチャンバ７８内に微小圧のキャンセル油圧を供給して保持しておく。このキャンセルチャンバ７８が微小圧のキャンセル油圧で満たされた状態において、ＴＣＵからの変速指令によりキャンセルチャンバコントロールバルブ１０４の開により油路Ｌ３からのライン圧ＰＬをキャンセルコントロールバルブ１０３によって予め設定された減圧比で減圧したキャンセル油圧をキャンセルチャンバ７８に供給する。これにより上昇するキャンセル油圧により応動するキャンセル油圧制御機構８０のボール８２によりエア導入孔８１ｃを塞閉してキャンセルチャンバ７８内を必要圧まで上昇させると共に、油圧制御回路１００のダイレクトクラッチソレノイド１０２の開により油路Ｌ１からのライン圧ＰＬをダイレクトクラッチコントロールバルブ１０１からダイレクトクラッチ６０の制御油圧室７０に必要圧まで制御油圧を供給する。
【００９０】
これによりピストン７１には制御油圧室７０に供給された制御油圧によりピストン７１に押圧力を付与するダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１と、このダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１に対抗するキャンセルチャンバ７８に供給されたチャンバ油圧によりピストン７１を押圧付与するキャンセルチャンバ制御圧Ｐ２が作用し、ピストン７１はダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１からキャンセルチャンバ制御圧Ｐ２を減じた押圧力Ｐ（Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２）によりクラッチプレート６７ａ、６７ｂを押圧してダイレクトクラッチ６０が締結し、サンギヤ５２とキャリヤ５４を動力伝達可能に締結する。このときのダイレクトクラッチ６０の伝達トルク、即ちクラッチトルクが、図７に示す「供給圧−クラッチトルク特性」に破線で示すように供給圧に比例して増加する６速時の要求伝達トルク容量に相応する伝達トルクが確保できる。
【００９１】
また、ダイレクトクラッチ６０が解放された５速時において変速指令に先立って予めキャンセルチャンバ７８内を微小圧のチャンバ油圧を保持することによって、変速指令に基づくキャンセルチャンバ７８にキャンセル油圧を供給開始後、キャンセル油圧の上昇に伴って瞬時にキャンセル油圧制御機構８０のエア導入孔８１ａがボール８２によって閉じられ、ダイレクトクラッチ６０の応答遅れが回避できて適切のダイレクトクラッチ６０の作動が確保できる。
【００９２】
一方、後進段となるリバース（Ｒ）レンジでは、リバースクラッチ４２、ロー＆リバースブレーキ４６、リダクションブレーキ９０が締結し、その他のクラッチ及びブレーキは解放状態に制御する。
【００９３】
従って、ロー＆リバースブレーキ４６の締結によってロークラッチドラム２６を介してフロントプラネタリギヤユニット２１のキャリヤ２４がトランスミッションケース４に固定され、入力軸２からの動力はリバースクラッチ４２を介してフロントプラネタリギヤユニット２１のサンギヤ２２を回転駆動する。サンギヤ２２の回転によりリングギヤ２３をサンギヤ２２の回転に対して減速して逆方向に回転せしめ、いわゆる後退回転をリングギヤ２３と結合するリヤプラネタリギヤユニット３１のキャリヤ３５から中間軸３６を介して出力側プラネタリギヤユニット５１のリングギヤ５３に動力伝達する。ここで、リダクションブレーキ９０によって出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２がトランスミッションケース４に固定されることから、キャリヤ５４の回転が減速されて後進速ギヤ比となり、キャリヤ５４から出力軸３に伝達される。
【００９４】
従って、本実施の形態によると、副変速機部５０に配設された出力側プラネタリギヤユニット５１のサンギヤ５２とキャリヤ５４を締結する要求伝達トルク容量が比較的大きき２速時と要求伝達トルク容量が比較的小さい６速時において、要求伝達トルク容量が高い２速時には制御油圧室７０に供給される制御油圧による２速時の要求伝達トルク容量に設定されたダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１によって締結する一方、要求クラッチトルクが低い６速時には制御油圧室７０に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバ７８にキャンセル油圧を供給してダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１をこのダイレクトクラッチ制御圧Ｐ１に対向するキャンセルチャンバ制御圧Ｐ２により低減させて６速時の要求クラッチトルクに設定された押圧力Ｐ（＝Ｐ１−Ｐ２）によって締結することから、要求伝達トルク容量に対応する適切な伝達トルクが確保できる。
【００９５】
換言すると、２速時には、２速時における高い要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を制御油圧室７０に供給し、６速時には、２速における高い要求伝達トルク容量が達成できる制御油圧を制御油圧室７０に供給すると共に６速における高い要求伝達トルク容量から２速時における低い要求伝達トルク容量を減じた伝達トルク容量分のキャンセル油圧をキャンセルチャンバ７８に供給することにより６速時における要求伝達トルク容量が確保できる。
【００９６】
更にキャンセルチャンバ７８がクラッチドラム６１内に形成され、かつ遠心油キャンセルチャンバを兼備することからダイレクトクラッチ６０の小型化が得られ、その設置スペースを抑制できる。また、別途遠心油圧キャンセルチャンバを配置する必要がなく簡単な機構で構成できる。このダイレクトクラッチ６０の小型化により設置スペースの抑制が得られ、設置スペースの抑制に伴って自動変速機の小型及び軽量化が得られ、自動変速機の車載性及び燃費の向上が得られる。
【００９７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では要求伝動トルク容量が比較的高い２速時には制御油圧室７０に供給される制御油圧により締結し、要求伝動トルク容量が低い６速時には制御油圧室７０に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバ７８にキャンセル油圧を供給して６速時の要求伝動トルク容量に設定された押圧力によって締結したが、例えばターボ過給機等を備えエンジンにおいては比較的エンジントルクが大きいターボ過給機作動時に制御油圧室７０に供給される制御油圧により締結し、比較的エンジントルクが小さいターボ過給機の停止時に制御油圧室７０に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバ７８にキャンセル油圧を供給して低減させた押圧力により締結することもできる。制御油圧室７０に制御油圧を供給すると共にキャンセルチャンバ７８にキャンセル油圧を供給した状態で、キャンセル油圧を調整することによって、ダイレクトクラッチ６０をスリップ状態に制御することができる。
【００９８】
また、上記実施の形態ではエア導入孔８１が開口する筒状のホルダ８１及びホルダ８１内に移動可能に保持されたボール８２により構成したが、キャンセルチャンバ７８内のチャンバ油圧が微小圧以下で連通すると共に微小圧を越えると閉じるワンウエイバルブ等によって、或いはオリフィスによって構成することができる。また、ダイレクトクラッチに限定されることなく、締結容量を要求に応じて可変する他の油圧式多板クラッチや油圧式多板ブレーキ等の油圧式摩擦係合要素に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に実施の形態に係る自動変速機の駆動系を概略的に示すスケルトン図である。
【図２】副変速機の概要を示す断面図である。
【図３】２速時におけるダイレクトクラッチの締結状態を示す副変速機の要部拡大図である。
【図４】６速時におけるダイレクトクラッチの締結状態を示す副変速機の要部拡大図である。
【図５】油圧制御回路である。
【図６】係合要素作動説明図である。
【図７】ダイレクトクラッチのトルク特性を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
Ａ      自動変速機
２      入力軸
３      出力軸
４      トランスミッションケース
２０    主変速部
２１    フロントプラネタリギヤユニット
３１    リヤプラネタリギヤユニット
４１    ハイクラッチ
４２    リバースクラッチ
４３    ３・５＆６ブレーキ
４４    ロークラッチ
４５    ローワンウエイクラッチ
４６    ロー＆リバースブレーキ
５０    副変速機部
５１    出力側プラネタリギヤユニット（プラネタリギヤユニット）
５２    サンギヤ
５３    リングギヤ
５４    キャリヤ
５５    ピニオンギヤ
５６    ダイレクトワンウエイクラッチ
６０    ダイレクトクラッチ（油圧式多板摩擦係合要素、油圧式多板クラッチ）
６１    クラッチドラム
６２    中空軸部
６３    油圧室形成部
６５    クラッチハブ
６７ａ、６７ｂ  クラッチプレート（摩擦板）
７０    制御油圧室
７１    ピストン
７６    リテーナ
７８    キャンセルチャンバ
８０    キャンセル油圧制御機構
８１    ホルダ
８１ａ  エア導入孔
８２    ボール
９０    リダクションブレーキ
１００  油圧制御回路
１０１  ダイレクトクラッチコントロールバルブ（制御油圧供給手段）
１０３  キャンセルチャンバコントロールバルブ（キャンセル油圧供給手段）
１０５  リダクションブレークコントロールバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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