(57)【要約】【課題】ベルト式無段変速機と歯車伝達機構とにおいてそれぞれ適正なトルク抑制を行う。【解決手段】動力伝達装置１００は、歯車の噛み合いにより動力伝達を行うギア列６と、ベルト５３が巻き掛けられたプライマリプーリ５１およびセカンダリプーリ５２のプーリ溝幅を変化させることによって速度比を無段階に変化させるＣＶＴ５と、ギア列６またはＣＶＴ６の一方を選択して入力軸３の動力を出力軸７に伝達させる選択制御部１０１ａと、入力軸３に加わるトルクを抑制させるトルク抑制部１０２ｂとを有する。トルク抑制部１０２ｂは、ギア走行モードとベルト走行モードとで、入力軸３に加わるトルクの抑制量を変える。【選択図】図２
2019138454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の動力を出力軸に伝達する動力伝達装置において、
歯車の噛み合いにより動力伝達を行う歯車伝達機構と、
ベルトが巻き掛けられたプライマリプーリおよびセカンダリプーリのプーリ溝幅を変化させることによって速度比を無段階に変化させるベルト式無段変速機と、
前記歯車伝達機構または前記ベルト式無段変速機の一方を選択して前記入力軸の動力を前記出力軸に伝達させる選択制御部と、
前記入力軸に加わるトルクを抑制させるトルク抑制部と、
を有し、
前記トルク抑制部は、前記歯車伝達機構により前記出力軸に動力伝達を行う場合と前記ベルト式無段変速機により前記出力軸に動力伝達を行う場合とで、前記入力軸に加わるトルクの抑制量を変えることを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車伝達機構およびベルト式無段変速機の２つの系統の動力伝達手段を備え、選択されたいずれか一方の系統が動力を伝達する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、車両に搭載される動力伝達装置として、歯車の噛み合いにより動力伝達を行う歯車伝達機構と、ベルトが巻き掛けられたプライマリプーリおよびセカンダリプーリのＶ溝幅を変化させることによって速度比を無段階に変化させるベルト式無段変速機とが並列に設けられたものが知られている。このような複合的な動力伝達機構では、いずれか一方の単独的な動力伝達機構と比較して変速比の幅を拡大することができる。
【０００３】
この種の動力伝達機構は、入力軸の動力を歯車伝達機構に接続する際に係合する第１クラッチと、入力軸の動力をベルト式無段変速機に接続する際に係合する第２クラッチとを備えており、制御部により第１クラッチおよび第２クラッチが選択的に係合状態となるよう制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−９６４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような動力伝達装置において、例えばベルト式無段変速機に対する保護を目的として過大なトルクが加わることを防止するために、入力軸に作用するトルクの抑制制御を行うと好適である。
【０００６】
ところで、ベルト式無段変速機と歯車伝達機構とでは機械的な許容トルクが異なり、一般的に後者の方が許容トルクが大きい。そのため、前者に対するトルクの抑制制御をそのまま歯車伝達機構に対しても適用してしまうと、必要以上のトルク制限がかけられてしまうことになる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、ベルト式無段変速機と歯車伝達機構とにおいてそれぞれ適正なトルク抑制を行うことができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる動力伝達装置は、入力軸の動力を出力軸に伝達する動力伝達装置において、歯車の噛み合いにより動力伝達を行う歯車伝達機構と、ベルトが巻き掛けられたプライマリプーリおよびセカンダリプーリのプーリ溝幅を変化させることによって速度比を無段階に変化させるベルト式無段変速機と、前記歯車伝達機構または前記ベルト式無段変速機の一方を選択して前記入力軸の動力を前記出力軸に伝達させる選択制御部と、前記入力軸に加わるトルクを抑制させるトルク抑制部と、を有し、前記トルク抑制部は、前記歯車伝達機構により前記出力軸に動力伝達を行う場合と前記ベルト式無段変速機により前記出力軸に動力伝達を行う場合とで、前記入力軸に加わるトルクの抑制量を変えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかる動力伝達装置では、トルク抑制部は、歯車伝達機構により出力軸に動力伝達を行う場合とベルト式無段変速機により出力軸に動力伝達を行う場合とで、入力軸に加わるトルクの抑制量を変える。これにより、ベルト式無段変速機と歯車伝達機構とにおいてそれぞれ適正なトルク抑制がなされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態にかかる動力伝達装置を示す骨子図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる動力伝達装置で行われる制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる動力伝達装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
まず、本発明の実施形態による動力伝達装置１００を備える車両Ｖｅについて説明する。図１は、これらの実施形態において対象とする車両Ｖｅの一例を示すスケルトン図である。
【００１３】
図１に示すように、車両Ｖｅは、動力源としてエンジン１を備える。エンジン１はエンジン回転数Ｎｅに応じて所定の動力を出力する。エンジン１から出力された動力は、流体伝達装置としてのトルクコンバータ２、入力軸３、前後進切替機構４、ベルト式無段変速機５（以下、ＣＶＴという）またはギヤ列（歯車伝達機構）６、出力軸７、カウンタギヤ機構８、デファレンシャルギヤ９、および駆動軸１０を介して、駆動輪１１に伝達される。ＣＶＴ５の下流側には、エンジン１を駆動輪１１から切り離すためのクラッチとして第２クラッチＣ２が設けられている。第２クラッチＣ２を解放させることによって、ＣＶＴ５と出力軸７との間がトルク伝達不能に遮断され、エンジン１に加えＣＶＴ５が駆動輪１１から切り離される。
【００１４】
具体的にトルクコンバータ２は、エンジン１に連結されたポンプインペラ２ａ、ポンプインペラ２ａに対向して配置されたタービンランナ２ｂ、およびポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとの間に配置されたステータ２ｃを備える。トルクコンバータ２の内部は作動流体としてのオイルで満たされている。ポンプインペラ２ａはエンジン１のクランクシャフト１ａと一体回転する。タービンランナ２ｂには、入力軸３が一体回転するように連結されている。トルクコンバータ２はロックアップクラッチを備え、その係合状態ではポンプインペラ２ａとタービンランナ２ｂとが一体回転し、その解放状態ではエンジン１から出力された動力が作動流体を介してタービンランナ２ｂに伝達される。なお、ステータ２ｃは、一方向クラッチを介してケースなどの固定部に保持されている。
【００１５】
また、ポンプインペラ２ａには、ベルト機構などの伝動機構を介して、オイルポンプ４１が連結されている。オイルポンプ４１は、ポンプインペラ２ａを介してクランクシャフト１ａに連結され、エンジン１によって駆動される。なお、オイルポンプ４１とポンプインペラ２ａとが一体回転するように構成されてもよい。
【００１６】
入力軸３は、前後進切替機構４に連結されている。前後進切替機構４は、エンジントルクを駆動輪１１へ伝達する際、駆動輪１１に作用するトルクの方向を前進方向と後進方向との間で切り替える。前後進切替機構４は、差動機構からなり、図１に示す例ではダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。その前後進切替機構４は、サンギヤ４Ｓと、サンギヤ４Ｓに対して同心円上に配置されたリングギヤ４Ｒと、サンギヤ４Ｓに噛み合っている第１ピニオンギヤ４Ｐ１と、第１ピニオンギヤ４Ｐ１およびリングギヤ４Ｒに噛み合っている第２ピニオンギヤ４Ｐ２と、各ピニオンギヤ４Ｐ１，４Ｐ２を自転可能かつ公転可能に保持しているキャリヤ４Ｃとを備えている。サンギヤ４Ｓには、ギヤ列６の駆動ギヤ６１が一体回転するように連結されている。キャリヤ４Ｃには、入力軸３が一体回転するように連結されている。
【００１７】
また、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとを選択的に一体回転させる第１クラッチＣ１が設けられている。第１クラッチＣ１を係合させることによって、前後進切替機構４全体が一体回転する。さらに、リングギヤ４Ｒを選択的に回転不能に固定するブレーキＢ１が設けられている。第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１は、油圧式である。
【００１８】
例えば、第１クラッチＣ１を係合させ、かつブレーキＢ１を解放させると、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが一体回転する。すなわち、入力軸３と駆動ギヤ６１とが一体回転する。また、第１クラッチＣ１を解放させ、かつブレーキＢ１を係合させると、サンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが逆方向に回転する。すなわち、入力軸３と駆動ギヤ６１とは逆方向に回転する。
【００１９】
車両Ｖｅにおいては、無段変速機であるＣＶＴ５と有段変速部または固定変速部であるギヤ列６とが並列に設けられている。入力軸３と出力軸７との間の動力伝達経路として、ＣＶＴ５を介する動力伝達経路とギヤ列６を介する動力伝達経路とが、並列に形成されている。
【００２０】
ＣＶＴ５は、入力軸３と入力軸回転数Ｎｉｎで一体回転するプライマリプーリ５１、セカンダリシャフト５４と一体回転するセカンダリプーリ５２、一対のプーリ５１，５２に形成されたＶ溝に巻き掛けられたベルト５３を備える。入力軸３はプライマリシャフトとなる。各プーリ５１，５２のＶ溝幅を変化させることによってベルト５３の巻き掛け径が変化するので、ＣＶＴ５の変速比γを連続的に変化させることができる。ＣＶＴ５の変速比γは、最大変速比γｍａｘ（ギヤが最Ｌｏｗ）から最小変速比γｍｉｎ（ギヤが最Ｈｉｇｈ）の範囲内で連続的に変化する。
【００２１】
プライマリプーリ５１は、入力軸３と一体化された固定シーブ５１ａ、入力軸３上で軸線方向に移動可能な可動シーブ５１ｂ、および可動シーブ５１ｂに推力を付与するプライマリ圧シリンダ５１ｃを備える。固定シーブ５１ａのシーブ面と可動シーブ５１ｂのシーブ面とが対向して、プライマリプーリ５１のＶ溝を形成する。プライマリ圧シリンダ５１ｃは、可動シーブ５１ｂの背面側に配置されている。プライマリ圧シリンダ５１ｃへ供給されるプライマリ圧によって、可動シーブ５１ｂを固定シーブ５１ａ側へ移動させる推力が発生し、プライマリプーリ５１に巻き掛けられたベルト５３に対して挟持圧力を発生させる。
【００２２】
セカンダリプーリ５２は、セカンダリシャフト５４と一体化された固定シーブ５２ａ、セカンダリシャフト５４上で軸線方向に移動可能な可動シーブ５２ｂ、および可動シーブ５２ｂに推力を付与するセカンダリ圧シリンダ５２ｃを備える。固定シーブ５２ａのシーブ面と可動シーブ５２ｂのシーブ面とが対向して、セカンダリプーリ５２のＶ溝を形成する。セカンダリ圧シリンダ５２ｃは、可動シーブ５２ｂの背面側に配置されている。セカンダリ圧シリンダ５２ｃに供給されるセカンダリ圧によって、可動シーブ５２ｂを固定シーブ５２ａ側へ移動させる推力が発生し、セカンダリプーリ５２に巻き掛けられたベルト５３に対して挟持圧力を発生させる。
【００２３】
第２クラッチＣ２は、セカンダリシャフト５４と出力軸７との間に設けられており、出力軸７からＣＶＴ５を選択的に切り離すことができる。例えば、第２クラッチＣ２を係合させると、ＣＶＴ５と出力軸７との間が動力伝達可能に接続され、セカンダリシャフト５４と出力軸７とが一体回転する。すなわち、第２クラッチＣ２の上流側のセカンダリプーリ５２の回転数Ｎｏｕｔ１と第２クラッチＣ２の下流側の出力軸回転数Ｎｏｕｔ２とが一致（Ｎｏｕｔ１＝Ｎｏｕｔ２）する。一方、第２クラッチＣ２を解放させると、セカンダリシャフト５４と出力軸７との間がトルク伝達不能に遮断され、エンジン１およびＣＶＴ５が駆動輪１１から切り離される。
【００２４】
第２クラッチＣ２は油圧式である。油圧アクチュエータによって第２クラッチＣ２の係合要素同士が摩擦係合するように構成されている。そのため、第２クラッチＣ２の係合要素同士を半係合状態として摩擦係合させると、第２クラッチＣ２をスリップ状態にできる。この場合、ＣＶＴ５と出力軸７との間を伝達するトルクが比較的小さくなる。
【００２５】
出力軸７には、出力ギヤ７ａと従動ギヤ６３とが一体回転するように取り付けられている。出力ギヤ７ａは、減速機構であるカウンタギヤ機構８のカウンタドリブンギヤ８ａと噛み合っている。カウンタギヤ機構８のカウンタドライブギヤ８ｂは、デファレンシャルギヤ９のリングギヤ９ａと噛み合っている。デファレンシャルギヤ９には、左右の駆動軸１０，１０を介して左右の駆動輪１１，１１が連結されている。
【００２６】
ギヤ列６は、前後進切替機構４のサンギヤ４Ｓと一体回転する駆動ギヤ６１と、カウンタギヤ機構６２と、出力軸７と一体回転する従動ギヤ６３とを含む。ギヤ列６は減速機構であって、ギヤ列６の変速比（ギヤ比）は、ＣＶＴ５の最大変速比γｍａｘよりも大きい所定値に設定されている。車両Ｖｅにおいては、発進時にエンジン１からギヤ列６を介して駆動輪１１にトルクを伝達可能に構成されている。ギヤ列６は例えば発進ギヤとして機能する。
【００２７】
駆動ギヤ６１は、カウンタギヤ機構６２のカウンタドリブンギヤ６２ａと噛み合っている。カウンタギヤ機構６２は、カウンタドリブンギヤ６２ａと、カウンタシャフト６２ｂと、従動ギヤ６３に噛み合っているカウンタドライブギヤ６２ｃとを含む。カウンタシャフト６２ｂには、カウンタドリブンギヤ６２ａが一体回転するように取り付けられている。カウンタシャフト６２ｂは入力軸３および出力軸７と平行に配置されている。カウンタドライブギヤ６２ｃは、カウンタシャフト６２ｂに対して相対回転可能に構成されている。
【００２８】
また、カウンタシャフト６２ｂとカウンタドライブギヤ６２ｃとを選択的に一体回転させる噛合式の係合装置（以下、ドグクラッチという）Ｓｃ１が設けられている。ドグクラッチＳｃ１は、噛合式の一対の係合要素６４ａ，６４ｂと、軸線方向に移動可能なスリーブ６４ｃとを備える。第１係合要素６４ａは、カウンタシャフト６２ｂにスプライン嵌合されたハブである。第１係合要素６４ａとカウンタシャフト６２ｂとは一体回転する。第２係合要素６４ｂは、カウンタドライブギヤ６２ｃと一体回転するように連結されている。すなわち、第２係合要素６４ｂはカウンタシャフト６２ｂに対して相対回転する。スリーブ６４ｃの内周面に形成されたスプライン歯が、各係合要素６４ａ，６４ｂの外周面に形成されたスプライン歯と噛み合うことによって、ドグクラッチＳｃ１は係合状態となる。ドグクラッチＳｃ１を係合させることによって、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６３との間がトルク伝達可能に接続される。第２係合要素６４ｂとスリーブ６４ｃとの噛み合いが解除されることによって、ドグクラッチＳｃ１は解放状態となる。ドグクラッチＳｃ１を解放させることによって、駆動ギヤ６１と従動ギヤ６３との間はトルク伝達不能に遮断される。また、ドグクラッチＳｃ１は、油圧式であり、油圧アクチュエータによってスリーブ６４ｃが軸線方向に移動する。
【００２９】
動力伝達装置１００は、さらに前後進切替機構４、ＣＶＴ５およびギヤ列６の制御を行う変速比制御部１０１と、エンジン１の制御を行うエンジン制御部１０２とを有する。変速比制御部１０１とエンジン制御部１０２とは通信接続されており、各種の情報伝達が可能である。変速比制御部１０１およびエンジン制御部１０２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。
【００３０】
変速比制御部１０１は選択制御部１０１ａと、ＣＶＴ制御部１０１ｂとを有する。選択制御部１０１ａは、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１を係合および解放することにより動力伝達の経路を選択し、または前進・後進の切り替えを行う。具体的には、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１を係合状態とするとともに第２クラッチＣ２を解放状態とすることにより入力軸３の動力はギヤ列６を介して出力軸７に伝達され、ＣＶＴ５は動力伝達を行わない。この状態をギヤ走行モードと呼ぶ。一方、第２クラッチＣ２を係合状態として第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１を解放状態とすることにより、入力軸３の動力はＣＶＴ５を介して出力軸７に伝達され、ギヤ列６には動力伝達を行わない。この状態をベルト走行モードと呼ぶ。また、ニュートラル惰行時は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１がそれぞれ解放状態となる。
【００３１】
ＣＶＴ制御部１０１ｂはプライマリ圧シリンダ５１ｃおよびセカンダリ圧シリンダ５２ｃの油圧操作により各プーリ５１，５２のＶ溝幅を変化させ、ＣＶＴ５の変速比γを連続的に変化させる。なお、図１では煩雑とならないように、変速比制御部１０１とその制御対象との間の接続線を省略している。
【００３２】
エンジン制御部１０２は図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じてスロットル開度、燃料噴射量および点火タイミングを操作してエンジン１の出力を制御する部分である。エンジン制御部１０２は、さらに入力軸３に加わるトルクを判断するトルク判断部１０２ａと、入力軸３に加わるトルクを抑制させるトルク抑制部１０２ｂとを有する。
【００３３】
トルク判断部１０２ａは、燃料噴射量やエンジン回転数Ｎｅなどからその時点でエンジン１が出力するトルクを判断する。トルク抑制部１０２ｂは選択制御部１０１ａから供給される走行モードに基づいてトルクを抑制する。トルクの抑制は例えば、スロットル開度、燃料噴射量および点火タイミングの操作によって行われる。
【００３４】
次に、このように構成される動力伝達装置１００において行われる制御手順について図２を参照しながら説明する。この制御手順は主にトルク判断部１０２ａにおいて実行される。
【００３５】
まずステップＳ１において、その時点における走行状態の判定を行う。走行状態の判定は選択制御部１０１ａから供給される情報に基づいて行われる。その時点の走行状態がギア走行モードであるときにはステップＳ２へ移り、ベルト走行モードであるときにはステップＳ３へ移る。
【００３６】
ステップＳ２においては、ギア走行モードに応じたトルクダウン制御実行判定を行う。すなわち、トルク判断部１０２ａで算出されたトルクとギヤ列６を保護するための第１閾値とを比較し、算出されたトルクの方が第１閾値よりも大きければステップＳ４へ移り、算出されたトルクが第１閾値以下であればステップＳ５へ移る。ギヤ列６は主にギア類から構成される簡単な構成であることから機械的強度も高く、第１閾値は比較的大きい値に設定されている。
【００３７】
ステップＳ４においては、トルクダウン要求量を第１閾値に対応したｍａｐ１と設定し、所定のトルク抑制を行う。
【００３８】
また、ステップＳ５においては、トルク抑制を行う必要はないためにトルクダウン要求量を無効値とする。
【００３９】
一方、ステップＳ３においては、ベルト走行モードに応じたトルクダウン制御実行判定を行う。すなわち、トルク判断部１０２ａで算出されたトルクとＣＶＴ５を保護するための第２閾値とを比較し、算出されたトルクの方が第２閾値よりも大きければステップＳ６へ移り、算出されたトルクが第２閾値以下であればステップＳ５へ移る。ＣＶＴ５はベルトや油圧機器類から構成される複雑な構成であることから機械的強度はやや低く、第２閾値は比較的小さい値に設定されており、第１閾値＞第２閾値となっている。これらの第１閾値および第２閾値がトルクの抑制量に相当することになる。
【００４０】
ステップＳ６においては、トルクダウン要求量を第２閾値に対応したｍａｐ２と設定し、所定のトルク抑制を行う。ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６の後、図２に示す今回の制御を終了し、所定の微小時間後に再実行される。
【００４１】
このように構成される動力伝達装置１００においては、ギア走行モードとベルト走行モードとでトルクダウン制御を別々に設定することによりトルク抑制量が変わり、ギア列６とＣＶＴ５とを個別適切に保護することができる。すなわち、ギア走行モードでは比較的大きい第１閾値に基づき過剰なトルク抑制を防止し、特にローギアでの走行駆動力を確保することができる。また、ベルト走行モードでは比較的小さい第２閾値に基づき適正なトルク抑制がなされて、ＣＶＴ５の各部品例えばベルト５３を保護することができる。
【００４２】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４３】
１  エンジン
３  入力軸
４  前後進切替機構
５  ベルト式無段変速機
６  ギヤ列
７  出力軸
１００  動力伝達装置
１０１  変速比制御部
１０１ａ  選択制御部
１０１ｂ  ＣＶＴ制御部
１０２  エンジン制御部
１０２ａ  トルク判断部
１０２ｂ  トルク抑制部
Ｂ１  ブレーキ
Ｃ１  第１クラッチ
Ｃ２  第２クラッチ
【図１】
2019138454.tif 000003
【図２】
2019138454.tif 000004