(57)【要約】【課題】何れの速度段の変速時においても最適なアシストトルクを供給することのできる動力伝達装置を提供することである。【解決手段】原動機の駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置であって、各ドライブギヤ及び各ドリブンギヤの一方が入力軸又は出力軸に回転自在に支持された少なくとも３段の変速ギヤ列と、各変速ギヤ列のドライブギヤ及びドリブンギヤの内の一方と、これを回転自在に支持する入力軸又は出力軸との間を選択的に接続・遮断し、当該接続されたギヤ列により変速段を設定する噛み合い式の断接クラッチとを含んでいる。動力伝達装置は更に、断接クラッチによる変速時に原動機の駆動力を出力軸に補給する駆動力アシスト機構を含んでいる。駆動力アシスト機構は、可変容量型の油圧ポンプと、この油圧ポンプに接続された油圧モータとを含んでいる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機の駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置であって、
前記原動機に連結された入力軸と、
前記駆動輪に連結された出力軸と、
それぞれ前記入力軸上に配置されたドライブギヤと、前記出力軸上に配置され前記ドライブギヤに噛み合うドリブンギヤを有し、前記各ドライブギヤ及び前記各ドリブンギヤの一方が前記入力軸又は前記出力軸に回転自在に支持された少なくとも３段の変速ギヤ列と、
前記各変速ギヤ列のドライブギヤ及びドリブンギヤの内の前記一方と、これを回転自在に支持する前記入力軸又は前記出力軸との間を選択的に接続・遮断し、当該接続されたギヤ列により変速段を設定する噛み合い式の断接クラッチと、
前記断接クラッチによる変速時に前記原動機の駆動力を前記出力軸に補給する駆動力アシスト機構とを具備し、
前記駆動力アシスト機構は、可変容量型油圧ポンプと、該可変容量型油圧ポンプに接続された油圧モータとからなることを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記油圧モータは可変容量型油圧モータであることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記油圧ポンプは前記動力伝達装置の潤滑部に潤滑油を送るための潤滑用ポンプを兼用することを特徴とする請求項１又は２記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マニュアル変速機の構成をベースとした自動変速機、即ち自動化マニュアル変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既存のマニュアル変速機をベースとし、これを自動化した変速機が知られている。この種の自動化マニュアル変速機においては、複数の変速ギヤ列が軸方向に配置されていると共に、各変速ギヤ列の切り替えを行う切替機構（例えばシンクロメッシュ機構）が設けられている。シフトチェンジは、切替機構を油圧によって自動制御することで実行される。
【０００３】
この自動化マニュアル変速機は、プラネタリギヤセット及び摩擦係合要素（クラッチ、ブレーキ）やトルクコンバータ等を主体に構成された通常の自動変速機（ＡＴ）と比べて、動力の伝達効率が優れている。また、変速機を構成する部品点数が少なくてすむため、軽量化を図りやすく、コスト的なメリットも大きい。
【０００４】
自動化マニュアル変速機の変速時の違和感（駆動力切れ）を改善する為に、変速時の駆動力補給の手段としてトルクアシストを行う副軸を有する自動化マニュアル変速機が、例えば特開２００１−２２７５９９号公報で提案されている。
【０００５】
この自動化マニュアル変速機は、副軸と有段のギヤ及びクラッチを用いて、変速時にアシストトルクを出力軸に伝達する構造であり、いくつかの速度段での変速時には駆動力を十分アシストすることができる。
【０００６】
また、無断変速機を用いて駆動力をアシストする技術として、特開昭６２−１１００６６号公報に開示された技術が知られている。この技術では、変速時に適当なレシオを設定できるため十分なアシストトルクを与えることができるが、クラッチ、慣性体等の数多くの部品が必要となってしまう。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２２７５９９号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−２８９２８９号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００２−２０６６３９号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開昭６２−１１００６６号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の副軸式駆動力アシスト（トルクアシスト）機構では、有段のギヤを１乃至は２組以上設けて変速時の駆動力アシストを行うが、駆動力アシストを行う経路が一つのギヤ比にしか取れないため、駆動力アシスト（トルクアシスト）を行う副軸上のギヤと変速するギヤのギヤ比が離れていると、アシストするトルクが不足し、変速時の違和感を改善しきれない場合がある。また、副軸への駆動力伝達の為にアイドラー機構等の付加的な機構が必要となり、変速機が複雑になる傾向があった。
【００１２】
無断変速機と慣性体に蓄えた慣性力を利用して変速時に最適な駆動力アシストを行う変速機では、慣性体、無断変速機及び二つのクラッチを有するため、変速機事態の大きさ及び重量が増加してしまうという問題がある。また、何れの構成においても、リバース機構が別途必要となっている。
【００１３】
よって、本発明の目的は、何れの速度段の変速時においても無段階で最適なアシストトルクを供給することができ、リバース機構を不要とすることが可能な動力伝達装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によると、原動機の駆動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置であって、前記原動機に連結された入力軸と、前記駆動輪に連結された出力軸と、それぞれ前記入力軸上に配置されたドライブギヤと、前記出力軸上に配置され前記ドライブギヤに噛み合うドリブンギヤを有し、前記各ドライブギヤ及び前記各ドリブンギヤの一方が前記入力軸又は前記出力軸に回転自在に支持された少なくとも３段の変速ギヤ列と、前記各変速ギヤ列のドライブギヤ及びドリブンギヤの内の前記一方と、これを回転自在に支持する前記入力軸又は前記出力軸との間を選択的に接続・遮断し、当該接続されたギヤ列により変速段を設定する噛み合い式の断接クラッチと、前記断接クラッチによる変速時に前記原動機の駆動力を前記出力軸に補給する駆動力アシスト機構とを具備し、前記駆動力アシスト機構は、可変容量型油圧ポンプと、該可変容量型油圧ポンプに接続された油圧モータとからなることを特徴とする動力伝達装置が提供される。
【００１５】
この動力伝達装置によると、油圧ポンプの容量を無段階に変えることにより、どの変速時においても最適なアシストトルクの補給が可能となる。更に、油圧ポンプの斜板角を制御して、油圧モータを逆転させることが可能なため、リバース機構が不要となる。
【００１６】
請求項２記載の発明によると、駆動力アシスト機構の油圧モータも可変容量型の油圧モータからなる動力伝達装置が提供される。この構成によると、可変容量ポンプの油圧が高くなって油圧回路からの油漏れが発生し、伝達トルク不足が生じるような場合にも、油圧モータの容量を変更することによりトルク不足に対応できる。
【００１７】
請求項３記載の発明によると、油圧ポンプが動力伝達装置の潤滑部に潤滑油を送るための潤滑用ポンプを兼用する動力伝達装置が提供される。この構成によると、潤滑ポンプが不要となり、部品点数の削減が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１実施形態による動力伝達装置及びこれを搭載した車両の概略構成を示している。
【００１９】
この動力伝達装置２は、原動機としてのエンジン４のトルク（駆動力）を変速して駆動輪６に伝達するものであり、有段の変速機８と、エンジン４と変速機８との間を接続・遮断する発進用のクラッチ１０と、変速機８及びクラッチ１０などの動作を制御するＥＣＵ１２を備えている。クラッチ１０はエンジン４の出力軸５と入力軸１８の間に設けられており、発進アクチュエータ１４により制御される。
【００２０】
発進アクチュエータ１４は油圧式又は電気式のものであり、その動作はＥＣＵ１２からの制御信号によって制御される。発進アクチュエータ１４は発進時のみ駆動され、それによりクラッチ１０は係合状態となる。
【００２１】
入力軸１８、出力軸２０、第１副軸７２、第２副軸７６は互いに平行に配置されている。本実施形態では、第１及び第２副軸７２，７６は同一軸線上に配置されている。
【００２２】
入力軸１８と出力軸２０との間には、１速〜６速までの各変速比を規定する複数の変速ギヤ列が設けられている。即ち、右側から軸方向に、１速ギヤ列２２、２速ギヤ列２４、３速ギヤ列２６、４速ギヤ列２８、５速ギヤ列３０及び６速ギヤ列３２がこの順に並んでいる。
【００２３】
１速ギヤ列２２は、入力軸１８に固定的に取り付けられたドライブギヤ３４と、出力軸２０に回転自在に取り付けられたドリブンギヤ３６を含んでおり、ドライブギヤ３４とドリブンギヤ３６は互いに噛み合っている。
【００２４】
２速ギヤ列２４は、入力軸１８に固定的に取り付けられたドライギヤ３８と、出力軸２０に回転自在に取り付けられたドリブンギヤ４０を含んでおり、ドライブギヤ３８とドリブンギヤ４０は互いに噛み合っている。
【００２５】
３速ギヤ列２６は、入力軸１８に回転自在に取り付けられたドライブギヤ４２と、出力軸２０に固定的に取り付けられたドリブンギヤ４４を含んでおり、ドライブギヤ４２とドリブンギヤ４４は互いに噛み合っている。
【００２６】
４速ギヤ列２８は、入力軸１８に回転自在に取り付けられたドライブギヤ４６と、出力軸２０に固定的に取り付けられたドリブンギヤ４８を含んでおり、ドライブギヤ４６とドリブンギヤ４８は互いに噛み合っている。
【００２７】
５速ギヤ列３０は、入力軸１８に回転自在に取り付けられたドライブギヤ５０と、出力軸２０に固定的に取り付けられたドリブンギヤ５２を含んでおり、ドライブギヤ５０とドリブンギヤ５２は互いに噛み合っている。
【００２８】
６速ギヤ列３２は、入力軸１８に回転自在に取り付けられたドライブギヤ５４と、出力軸２０に固定的に取り付けられたドリブンギヤ５６を含んでおり、ドライブギヤ５４とドリブンギヤ５６は互いに噛み合っている。
【００２９】
各変速ギヤ列の切替は、３つのシンクロメッシュ機構５８，６０，６２によって行われる。第１のシンクロメッシュ機構５８は、１速ドリブンギヤ３６と２速ドリブンギヤ４０との間における出力軸２０上に設けられている。
【００３０】
第２のシンクロメッシュ機構６０は、３速ドライブギヤ４２と４速ドライブギヤ４６との間における入力軸１８上に設けられている。第３のシンクロメッシュ機構６２は、５速ドライブギヤ５０と６速ドライブギヤ５４との間における入力軸１８上に設けられている。
【００３１】
各シンクロメッシュ機構５８〜６２の構造自体は従来周知のものである。各シンクロメッシュ機構５８〜６２は変速アクチュエータ６５により作動される。変速アクチュエータ６５は油圧式又は電気式のものであり、その動作はＥＣＵ１２からの制御信号によって制御される。
【００３２】
シフトチェンジ時を除いて、入力軸１８の動力はシンクロメッシュ機構５８〜６２の操作によって選択された変速ギヤ列を介して、出力軸２０へ伝達される。そして、ファイナルリダクションギヤ列６４の終減速比に従って減速された後、デファレンシャル装置６６へ伝達される。これによって、駆動輪６が回転する。
【００３３】
符号７０はトルクアシスト機構（駆動力アシスト機構）であり、第１副軸７２に取り付けられた可変容量油圧ポンプ８０と、第２副軸７６に取り付けられた固定容量油圧モータ８４を含んでいる。可変容量油圧ポンプ８０と油圧モータ８４は油圧回路８２により連通されている。
【００３４】
可変容量ポンプ８０はポンプ容量可変アクチュエータ８１によりその容量を可変することができ、その動作はＥＣＵ１２からの制御信号によって制御される。
【００３５】
第１副軸７２には第１ギヤ７４が固定的に取り付けられており、この第１ギヤ７４は１速ギヤ列２２のドリブンギヤ３６と噛み合っている。第２副軸７６には第２ギヤ７８が固定的に取り付けられており、この第２ギヤ７８は６速ギヤ列３２のドリブンギヤ５６と噛み合っている。
【００３６】
入力軸１８にはその回転数を検出する入力軸回転センサ８６が設けられており、出力軸２０にはその回転数を検出する出力軸回転センサ８８が設けられている。
【００３７】
入力軸回転センサ８６及び出力回転センサ８８の検出信号はＥＣＵ１２に供給される。ＥＣＵ１２は、ＲＡＭ，ＲＯＭ，ＣＰＵ及びＩ／Ｏインタフェースなどからなるマイクロコンピュータで構成される。
【００３８】
ＥＣＵ１２は、シフト位置センサ１７により検出されたシフトレバー１６のシフト位置などに応じて、発進アクチュエータ１４及び変速アクチュエータ６５を駆動することにより、クラッチ１０及び変速機８の動作を制御する。また、ＥＣＵ１２は変速機８の制御に必要なエンジン４のトルク制御を合わせて実行する。
【００３９】
次に、図２を参照して可変容量油圧ポンプ８０として採用可能なアクシャルプランジャ型油圧ポンプ９０の作動原理について説明する。主軸９２には油圧ポンプ９０のシリンダブロック９４が結合されている。
【００４０】
シリンダブロック９４中には５本のピストン９６ａ〜９６ｅが収容されており、各ピストン９６ａ〜９６ｅのピストンヘッドは斜板９８に当接している。斜板９８はその傾斜角を変更可能である。斜板９８の反対側には弁板１００が設けられており、弁板１００は２つのキドニポート１０２，１０３を有している。
【００４１】
主軸９２が矢印方向に回転すると、これに結合したシリンダブロック９４が同一方向に回転する。今、ピストン９６ａ〜９６ｅは油圧又はばねの力で押し出されるものとし、弁板１００のキドニポート１０２から矢印１０４で示すように油をシリンダブロック９４内に吸い込む。
【００４２】
各ピストン９６ａ〜９６ｅの先端（ピストンヘッド）は斜板９８に接しており、シリンダブロック９４の時計回り方向の回転に対して、各ピストン９６ａ〜９６ｅは図２の左半分では押し出され、右半分では押し込まれる。
【００４３】
右半分ではピストン９６ａ〜９６ｅが押し込まれるため、油はシリンダブロック９４の右半分から吐き出され、この吐き出された油は弁板１００のキドニポート１０３から矢印１０６に示すように吐き出される。
【００４４】
斜板９８の角度を変えれば可変容量型油圧ポンプとなり、油の吐出量及び吐出方向を任意に調整することができる。即ち、斜板９８の傾斜各を逆方向とすることにより、キドニポート１０３から油を吸い込み、キドニポート１０２から油を吐出することができる。
【００４５】
油圧モータとして利用するときには、圧油がキドニポート１０２から流入すれば、左側のピストン９６ａ〜９６ｂが押し出され、ピストンヘッドは斜板９８に沿って上方向へ動こうとする。
【００４６】
従って、シリンダブロック９４は時計回り方向に回転し、主軸９２はこれに連れて時計回り方向に回転する。ピストン９６ａ〜９６ｅが右側へ移ると、斜板９８によってピストンは押し込まれ、シリンダブロック９４内の油はキドニポート１０３から排出される。
【００４７】
次に、上述した第１実施形態の変速機８の作用について説明する。
【００４８】
変速機８が１速にあるときには、シンクロメッシュ機構５８により１速ギヤ列２２のドリブンギヤ３６が出力軸２０に固定され、エンジン４のトルクの全てがクラッチ１０、１速ギヤ列２２を介して出力軸２０に伝達される。
【００４９】
このとき、トルクアシスト機構７０の第１ギヤ７４はドリブンギヤ３６を介してドライブギヤ３４により駆動されているため、第１副軸７２は常に回転している。
【００５０】
よって、可変容量油圧ポンプ８０の斜板角を変更し、油圧モータ８４の回転数に応じた吐出量にすることにより、トルクアシスト機構７０を介した経路ではアシストトルクが出力軸２０に伝達されないように制御する。
【００５１】
１速から２速へのシフトチェンジを実行したい場合には、可変容量油圧ポンプ８０の斜板角を前記の角度より徐々に大きくして、トルクアシスト機構７０を介したアシストトルクを徐々に増加させる。アシストトルクが次第に増加すると、それに伴い第１シンクロメッシュ機構５８を介した伝達トルクが減少する。
【００５２】
トルクアシスト機構７０を介した伝達トルクがエンジン４のトルクにほぼ等しくなったときに、第１シンクロメッシュ機構５８を１速ギヤ列２２のドリブンギヤ３６から抜く。これにより、エンジン４の出力トルクの全てはトルクアシスト機構７０を介して出力軸２０に伝達される。
【００５３】
入力軸回転数が２速の変速比に相当する同期回転数にほぼ等しくなったとき、即ち、そのときの出力軸回転数が２速ギヤ列２４のドリブンギヤ４０の回転数にほぼ等しくなったときに、第１シンクロメッシュ機構５８を２速ギヤ列２４のドリブンギヤ４０に係合し、ドリブンギヤ４０を出力軸２０に固定する。
【００５４】
２速ギヤ列２４のドリブンギヤ４０が出力軸２０に完全に固定されると、トルクアシスト機構７０の可変油圧ポンプ８０の斜板角を小さくして、トルクアシスト機構７０を介したアシストトルクの出力軸２０への伝達をほぼ０に制御する。これにより、その後は２速による走行がなされる。
【００５５】
他の速度段への変速も、上述した１速から２速への変速と同様なので、その説明を省略する。固定用の油圧モータ８４の吐出容量を可変容量油圧ポンプ８０の最大吐出容量よりもある程度小さく設定することにより、例えば可変容量油圧ポンプ８０の最大吐出容量を固定容量油圧モータ８４の吐出容量の約１．３倍程度に設定することにより、５速から６速への変速を含め全ての速度段での変速時にトルクアシスト機構７０によりアシストトルクを補給することができる。
【００５６】
更に、可変容量油圧ポンプ８０の斜板角を制御することにより、油圧ポンプ８０からの油圧の吐出方向を反転させることができるため、油圧モータ８４の逆転が可能である。
【００５７】
油圧モータ８４を逆転させることにより、リバース機構としても使用することができ、従来型変速機で必要であったリバース機構を廃止することができ、変速機の簡略化・軽量化を行うことができる。
【００５８】
図３を参照すると、本発明第２実施形態の変速機８Ａの概略図が示されている。本実施形態では、可変容量油圧ポンプ８０を取り付けた第１副軸１０８が第２副軸７６と別軸上に配置されている。更に、可変容量油圧モータ１１２を採用し、可変容量油圧ポンプ８０と可変容量油圧モータ１１２を油圧回路１１４で連通している。
【００５９】
第１副軸１０８に固定された第１ギヤ１１０は１速ギヤ列２２のドライブギヤ３４と常に噛み合っている。このように、油圧ポンプ８０及び油圧モータ１１２を別軸上に配置することも可能であり、レイアウトの自由度が拡大する。
【００６０】
また、可変容量油圧ポンプ８０の吐出量が増大すると、油圧回路１１４から漏れる油が増加し、油圧モータを駆動するためのトルクが不足する恐れがある。このような場合、可変容量油圧モータ１１２を採用して、トルク不足に陥りそうな場合には、可変容量油圧モータ１１２の斜板角を小さくすることにより対応可能である。
【００６１】
本実施形態の他の構成は上述した第１実施形態と同様であるので、同一構成部分については同一符号を付しその説明を省略する。尚、図３では図１に示したエンジン４、ＥＣＵ１２等の構成要素は省略されている。
【００６２】
図４を参照すると、本発明第３実施形態の変速機８Ｂの概略図が示されている。本実施形態では、可変容量油圧ポンプ８０と油圧モータ８４を連通する油圧回路８２に油圧回路１１６を接続し、変速機８Ｂの潤滑部に潤滑油を送るように構成している。
【００６３】
１１４はドレーン、１１８は油圧回路を１１６に介装された可変絞り弁である。油圧回路８２の圧力に応じて、絞り弁１１８を制御して、高圧時に油圧回路８２の油圧の大半が潤滑油として供給されてしまうのを防止する。
【００６４】
このように、本実施形態では駆動力アシスト機構７０の油圧ポンプ８０を潤滑用のポンプとして兼用することができるため、潤滑ポンプが不要となり部品点数の削減ができる。
【００６５】
本実施形態の他の構成は、図１に示した第１実施形態と同様であるので、同一構成部分については同一符号を付しその説明を省略する。
【００６６】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、アシストトルク伝達手段に無段変速式の可変容量油圧ポンプ及び油圧モータを使用することにより、駆動力アシスト機構の構成を簡略化することができ、エンジン負荷や車速に応じた最適なアシストトルクを供給することができる。
【００６７】
また、油圧ポンプ及び油圧モータはリバースとしても使用可能なため、従来のような入力軸と出力軸の間にあったアイドラ機構やリバース機構を廃止することができる。
【００６８】
請求項２の発明によると、油圧モータも可変容量式にしたため、可変容量ポンプの吐出量が多くなって油圧回路からの油漏れが発生し、伝達トルク不足が生じるような場合にも、油圧モータの容量を変更することによりトルク不足に対応できる。
【００６９】
請求項３の発明によると、駆動力アシスト機構の油圧ポンプを潤滑用ポンプとして兼用できるため、潤滑ポンプが不要となり部品点数の削減ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の変速機の概略構成図である。
【図２】可変容量油圧ポンプとして採用可能なアクシャルプランジャ型油圧ポンプの作動原理を示す図である。
【図３】本発明第２実施形態の変速機の概略構成図である。
【図４】本発明第３実施形態の変速機の概略構成図である。
【符号の説明】
４  エンジン
６  駆動輪
８  変速機
１０  発進用メインクラッチ
１２  ＥＣＵ
１４  発進アクチュエータ
１８  入力軸
２０  出力軸
２２  １速ギヤ列
２４  ２速ギヤ列
２６  ３速ギヤ列
２８  ４速ギヤ列
３０  ５速ギヤ列
３２  ６速ギヤ列
５８，６０，６２  シンクロメッシュ機構
６６  デファレンシャル装置
７０  駆動力アシスト機構（トルクアシスト機構）
８０  可変容量油圧ポンプ
８４  油圧モータ
１１２  可変容量油圧モータ
【図１】
2004332781.tif 000003
【図２】
2004332781.tif 000004
【図３】
2004332781.tif 000005
【図４】
2004332781.tif 000006