(57)【要約】【課題】ノーマルクローズ形式のクラッチを動力伝達経路上に設けたエネルギー効率を向上可能な車両用動力伝達装置を提供すること。【解決手段】車両用動力伝達装置は、駆動源と、車両の走行形態に応じて駆動力の伝達経路を切り換える切換機構と、駆動源の駆動力によって駆動され、切換機構に所定の出力を供給する機械式オイルポンプと、駆動源から機械式オイルポンプへの駆動力の伝達経路を断接可能なオイルポンプクラッチと、機械式オイルポンプが供給する出力よりも低い出力をオイルポンプクラッチに供給する電動式オイルポンプと、車両の走行形態に応じて切換機構及び電動式オイルポンプの制御を行う制御部とを備える。切替機構は、前進走行時に駆動力が伝達するノーマルクローズ形式の第１クラッチと、後進走行時に駆動力が伝達するノーマルオープン形式の第２クラッチと、エンブレ走行時に駆動力が伝達するノーマルオープン形式の第３クラッチとを有する。【選択図】図１
2016217434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源と、
前記車両の走行形態に応じて駆動力の伝達経路を切り換える切換機構と、
前記駆動源の駆動力によって駆動され、前記切換機構に所定の出力を供給する機械式オイルポンプと、
前記駆動源から前記機械式オイルポンプへの駆動力の伝達経路を断接可能なオイルポンプクラッチと、
前記機械式オイルポンプが供給する前記所定の出力よりも低い出力を前記オイルポンプクラッチに供給する電動式オイルポンプと、
前記車両の走行形態に応じて前記切換機構及び前記電動式オイルポンプの制御を行う制御部と、を備え、
前記切換機構は、
前記車両の前進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルクローズ形式の第１クラッチと、
前記車両の後進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第２クラッチと、
前記車両の駆動輪から前記駆動源への駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第３クラッチと、を有し、
前記制御部は、
前記車両が前進可能な走行形態が選択された場合、前記第１クラッチが係合状態、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチが非係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両が後進可能な走行形態が選択された場合、前記電動式オイルポンプを駆動して前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第１クラッチ及び前記第２クラッチに供給して、前記第１クラッチが非係合状態、前記第２クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両の前記駆動輪から前記駆動源へ駆動力が伝達可能な走行形態である場合、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給して、前記第３クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御する、車両用動力伝達装置。
【請求項２】
車両の駆動源と、
前記車両の走行形態に応じて駆動力の伝達経路を切り換える切換機構と、
動力源からの動力によって駆動され、前記切換機構に所定の出力を供給する機械式オイルポンプと、
前記動力源から前記機械式オイルポンプへの動力の伝達経路を断接可能なオイルポンプクラッチと、
前記機械式オイルポンプが供給する前記所定の出力よりも低い出力を前記オイルポンプクラッチに供給する電動式オイルポンプと、
前記車両の走行形態に応じて前記切換機構及び前記電動式オイルポンプの制御を行う制御部と、を備え、
前記切換機構は、
前記車両の前進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルクローズ形式の第１クラッチと、
前記車両の後進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第２クラッチと、
前記車両の駆動輪から前記駆動源への駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第３クラッチと、を有し、
前記制御部は、
前記車両が前進可能な走行形態が選択された場合、前記第１クラッチが係合状態、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチが非係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両が後進可能な走行形態が選択された場合、前記電動式オイルポンプを駆動して前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第１クラッチ及び前記第２クラッチに供給して、前記第１クラッチが非係合状態、前記第２クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両の前記駆動輪から前記駆動源へ駆動力が伝達可能な走行形態である場合、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給して、前記第３クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御する、車両用動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両用動力伝達装置であって、
前記駆動源に接続された入力軸の回転を変速して前記駆動輪に接続された出力軸に伝達する変速ユニットが前記入力軸の軸線からの偏心量が可変であって前記入力軸と共に回転する偏心部材と、前記出力軸に相対回転自在に支持された揺動リンクと、前記偏心部材及び前記揺動リンクを接続するコネクティングロッドと、前記出力軸及び前記揺動リンク間に配置されたワンウェイクラッチと、前記偏心量を変更する変速アクチュエータと、を有する変速機構と、
前記変速機構の故障の発生を検知するフェール検知部と、を備え、
前記制御部は、前記フェール検知部が前記変速機構の故障の発生を検知すると、前記電動式オイルポンプを駆動して前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第１クラッチに供給して、前記第１クラッチが非係合状態となるよう前記切換機構を制御する、車両用動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置であって、
前記第３クラッチは乾式クラッチであり、
前記車両の前記駆動輪から前記駆動源へ駆動力が伝達可能な走行形態である場合、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給すると共に、前記電動式オイルポンプからの出力によって前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給して、前記第３クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御する、車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノーマルクローズ形式のクラッチを動力伝達経路上に設けた車両用動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランク式の無段変速機の下流側にクラッチを有する前後進切換機構を配置し、一方向にしか回転できないクランク式の無段変速機の出力軸の回転方向を前後進切換機構で切り換えることで、前進走行及び後進走行を可能にした車両用動力伝達装置が記載されている。特許文献１に記載された車両用動力伝達装置は、前後進切換機構が無段変速機の出力軸の駆動力を駆動輪に伝達する足軸上に設けられているため、前後進切換機構に設けられたクラッチにトルク伝達容量が大きい大型のものを使用することが必要であるが、走行時のクラッチに供給する出力による損失は小型のものに比べて大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０８７７９４号
【特許文献２】特開２００６−３０６３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような大型のクラッチを用いる場合であっても、特許文献２等に記載されているノーマルクローズ形式のクラッチを採用すれば、走行時のクラッチに供給する出力による損失を低減することができる。例えば、特許文献１に記載の車両用駆動力伝達装置が有する前後進切換機構の前進走行のためのクラッチをノーマルクローズ形式とした場合、走行時の当該クラッチに供給する出力による損失を低減することができる。但し、当該車両用駆動力伝達装置が有するクランク式の無段変速機等に故障が発生した際や、後進走行を行う際には、このクラッチを解放する必要があるが、クラッチを解放するための効率が悪いと車両用駆動力伝達装置全体の効率が低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、ノーマルクローズ形式のクラッチを動力伝達経路上に設けたエネルギー効率を向上可能な車両用動力伝達装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
車両の駆動源（例えば、後述の実施形態でのエンジンＥ）と、
前記車両の走行形態に応じて駆動力の伝達経路を切り換える切換機構（例えば、後述の実施形態での前後進切換機構Ｓ）と、
前記駆動源の駆動力によって駆動され、前記切換機構に所定の出力を供給する機械式オイルポンプ（例えば、後述の実施形態での機械式オイルポンプ１０１）と、
前記駆動源から前記機械式オイルポンプへの駆動力の伝達経路を断接可能なオイルポンプクラッチ（例えば、後述の実施形態でのオイルポンプクラッチ１０３）と、
前記機械式オイルポンプが供給する前記所定の出力よりも低い出力を前記オイルポンプクラッチに供給する電動式オイルポンプ（例えば、後述の実施形態での電動式オイルポンプ１０５）と、
前記車両の走行形態に応じて前記切換機構及び前記電動式オイルポンプの制御を行う制御部（例えば、後述の実施形態でのマネジメントＥＣＵ１０９）と、を備え、
前記切換機構は、
前記車両の前進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルクローズ形式の第１クラッチ（例えば、後述の実施形態での前進クラッチＣｆ）と、
前記車両の後進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第２クラッチ（例えば、後述の実施形態での後進クラッチＣｒ）と、
前記車両の駆動輪から前記駆動源への駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第３クラッチ（例えば、後述の実施形態での入力クラッチＣｉ）と、を有し、
前記制御部は、
前記車両が前進可能な走行形態が選択された場合、前記第１クラッチが係合状態、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチが非係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両が後進可能な走行形態が選択された場合、前記電動式オイルポンプを駆動して前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第１クラッチ及び前記第２クラッチに供給して、前記第１クラッチが非係合状態、前記第２クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両の前記駆動輪から前記駆動源へ駆動力が伝達可能な走行形態である場合、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給して、前記第３クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
車両の駆動源（例えば、後述の実施形態でのエンジンＥ）と、
前記車両の走行形態に応じて駆動力の伝達経路を切り換える切換機構（例えば、後述の実施形態での前後進切換機構Ｓ）と、
動力源（例えば、後述の実施形態でのアクチュエータ１１３）からの動力によって駆動され、前記切換機構に所定の出力を供給する機械式オイルポンプ（例えば、後述の実施形態での機械式オイルポンプ１０１）と、
前記動力源から前記機械式オイルポンプへの動力の伝達経路を断接可能なオイルポンプクラッチ（例えば、後述の実施形態でのオイルポンプクラッチ１０３）と、
前記機械式オイルポンプが供給する前記所定の出力よりも低い出力を前記オイルポンプクラッチに供給する電動式オイルポンプ（例えば、後述の実施形態での電動式オイルポンプ１０５）と、
前記車両の走行形態に応じて前記切換機構及び前記電動式オイルポンプの制御を行う制御部（例えば、後述の実施形態でのマネジメントＥＣＵ１０９）と、を備え、
前記切換機構は、
前記車両の前進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルクローズ形式の第１クラッチ（例えば、後述の実施形態での前進クラッチＣｆ）と、
前記車両の後進走行時に前記駆動源からの駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第２クラッチ（例えば、後述の実施形態での後進クラッチＣｒ）と、
前記車両の駆動輪から前記駆動源への駆動力が伝達する、ノーマルオープン形式の第３クラッチ（例えば、後述の実施形態での入力クラッチＣｉ）と、を有し、
前記制御部は、
前記車両が前進可能な走行形態が選択された場合、前記第１クラッチが係合状態、前記第２クラッチ及び前記第３クラッチが非係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両が後進可能な走行形態が選択された場合、前記電動式オイルポンプを駆動して前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第１クラッチ及び前記第２クラッチに供給して、前記第１クラッチが非係合状態、前記第２クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御し、
前記車両の前記駆動輪から前記駆動源へ駆動力が伝達可能な走行形態である場合、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給して、前記第３クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記駆動源に接続された入力軸（例えば、後述の実施形態での入力軸１１）の回転を変速して前記駆動輪に接続された出力軸（例えば、後述の実施形態での出力軸１２）に伝達する変速ユニット（例えば、後述の実施形態での変速ユニットＵ）が前記入力軸の軸線からの偏心量が可変であって前記入力軸と共に回転する偏心部材（例えば、後述の実施形態での偏心ディスク１８）と、前記出力軸に相対回転自在に支持された揺動リンク（例えば、後述の実施形態でのアウター部材２２）と、前記偏心部材及び前記揺動リンクを接続するコネクティングロッド（例えば、後述の実施形態でのコネクティングロッド１９）と、前記出力軸及び前記揺動リンク間に配置されたワンウェイクラッチ（例えば、後述の実施形態でのワンウェイクラッチ２１）と、前記偏心量を変更する変速アクチュエータ（例えば、後述の実施形態での変速アクチュエータ１４）と、を有する変速機構（例えば、後述の実施形態での無段変速機Ｔ）と、
前記変速機構の故障の発生を検知するフェール検知部（例えば、後述の実施形態でのフェール検知部１０７）と、を備え、
前記制御部は、前記フェール検知部が前記変速機構の故障の発生を検知すると、前記電動式オイルポンプを駆動して前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第１クラッチに供給して、前記第１クラッチが非係合状態となるよう前記切換機構を制御する。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、
前記第３クラッチは乾式クラッチであり、
前記車両の前記駆動輪から前記駆動源へ駆動力が伝達可能な走行形態である場合、前記電動式オイルポンプを駆動し、前記電動式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給すると共に、前記電動式オイルポンプからの出力によって前記オイルポンプクラッチを締結し、前記機械式オイルポンプからの出力を前記第３クラッチに供給して、前記第３クラッチが係合状態となるよう前記切換機構を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び２の発明によれば、駆動源からの駆動力が伝達される切換機構の第１クラッチはノーマルクローズ形式であるため、前進走行時には切換機構に出力を供給する必要がない。このため、切換機構に供給する出力による損失がない状態で効率良く前進走行することができる。また、電動式オイルポンプを駆動してオイルポンプクラッチを締結すれば、機械式オイルポンプから切換機構に所定の出力が供給される。機械式オイルポンプから切替機構に出力を供給すれば、第１クラッチを係合状態とし、第２クラッチを非係合状態とすることができるため、後進走行も行える。さらに、切換機構の第３クラッチを締結すれば、エンジンブレーキ走行も行える。
【００１１】
機械式オイルポンプを駆動するためには電動式オイルポンプを駆動してオイルポンプクラッチを締結する必要があるが、オイルポンプクラッチを締結するために必要とされる出力は切換機構が有するクラッチよりも低いため、電動式オイルポンプは、低い出力を供給する小さな体格のもので十分である。このため、車両用動力伝達装置における切換機構のクラッチを断接する際のエネルギー効率を向上できる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、切換機構が有するどのクラッチも非係合状態となるため、車両用動力伝達装置を搭載した車両は、牽引等の退避行動が前進及び後進のいずれも可能なニュートラル状態になる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、第３クラッチが乾式クラッチである場合、半係合の状態である第３クラッチには発熱が生じるが、機械式オイルポンプからの出力によって第３クラッチが完全に係合状態となるため、第３クラッチにおける発熱を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態の車両用動力伝達装置を含む車両の内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した無段変速機の詳細を説明する図である。
【図３】無段変速機のレシオがＯＤ状態であるときの図２の３−３線断面図である。
【図４】無段変速機のレシオがＧＮ状態であるときの図２の３−３線断面図である。
【図５】レシオがＯＤ状態であるときの無段変速機の作用を説明する図である。
【図６】レシオがＧＮ状態であるときの無段変速機の作用を説明する図である。
【図７】エンジン、無段変速機及び前後進切換機構を示すスケルトン図である。
【図８】前進走行時の動力伝達と作動油の供給を示す概念図である。
【図９】前進走行時のトルクフロー図である。
【図１０】後進走行時の動力伝達と作動油の供給を示す概念図である。
【図１１】後進走行時のトルクフロー図である。
【図１２】エンジンブレーキ走行時の動力伝達と作動油の供給を示す概念図である。
【図１３】エンジンブレーキ走行時のトルクフロー図である。
【図１４】図７の１４方向矢視図である。
【図１５】無段変速機に故障が発生した際の動力伝達と作動油の供給を示す概念図である。
【図１６】他の実施形態の車両用動力伝達装置を含む車両の内部構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、一実施形態の車両用動力伝達装置を含む車両の内部構成を示すブロック図である。図１に示す車両の車両用動力伝達装置は、エンジンＥの駆動力を駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する。車両用動力伝達装置は、エンジンＥと、無段変速機Ｔと、前後進切換機構Ｓと、ディファレンシャルギヤＤと、機械式オイルポンプ１０１と、オイルポンプクラッチ１０３と、電動式オイルポンプ１０５と、フェール検知部１０７と、マネジメントＥＣＵ１０９とを備える。なお、図１中の点線の矢印は制御信号又はデータを示し、実線の矢印はクラッチ等への作動油の供給を示す。
【００１７】
以下、車両用動力伝達装置の各構成要素について説明する。
【００１８】
エンジンＥは、車両が走行するための駆動力を出力する駆動源である。無段変速機Ｔは、エンジンＥの回転軸に接続された入力軸１１の回転を変速して出力軸１２に伝達する。前後進切換機構Ｓは、車両の走行形態に応じたクラッチの断接によって駆動力の伝達経路を切り換える。ディファレンシャルギヤＤは、左右の駆動輪Ｗ，Ｗの回転差を吸収する。
【００１９】
機械式オイルポンプ（以下「ＭＯＰ」という。）１０１は、オイルポンプクラッチ１０３が係合した状態でエンジンＥの駆動力の一部によって駆動され、前後進切換機構Ｓに所定の出力（＝油圧×流量）を供給する。なお、ＭＯＰ１０１は、前後進切換機構Ｓに設けられたクラッチの断接を行うために十分な出力を供給することができる。電動式オイルポンプ（以下「ＥＯＰ」という。）１０５は、図示しないバッテリからの電力供給によって駆動され、オイルポンプクラッチ１０３に所定の出力を供給する。ＥＯＰ１０５は、比較的小型のオイルポンプである。このため、ＥＯＰ１０５が供給可能な出力はＭＯＰ１０１が前後進切換機構Ｓに供給する出力より低く、ＥＯＰ１０５は、前後進切換機構Ｓに設けられたクラッチの断接を行うために十分な出力は供給できない。なお、ＥＯＰ１０５の出力は、潤滑が必要とされる他の機構への潤滑油の供給のために用いられても良い。オイルポンプクラッチ１０３は、ＥＯＰ１０５からの出力の供給によって、エンジンＥからＭＯＰ１０１までの動力の伝達経路を断接する。オイルポンプクラッチ１０３は、例えばドグクラッチである。
【００２０】
フェール検知部１０７は、無段変速機Ｔの故障の発生を検知する。フェール検知部１０７が検知した無段変速機Ｔの故障を示す信号は、マネジメントＥＣＵ１０９に入力される。また、マネジメントＥＣＵ１０９には、アクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す信号も入力される。マネジメントＥＣＵ１０９は、車両の運転者が操作するセレクトレバー１１１によって選択された車両のシフトポジションを示す信号、フェール検知部１０７からの故障信号及びＡＰ開度等に基づいて、前後進切換機構Ｓに設けられたクラッチの断接及びＥＯＰ１０５の駆動の各制御を行う。
【００２１】
以下、無段変速機Ｔの構造及び作用について、図２〜図６を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図２に示すように、無段変速機Ｔは同一構造を有する複数個（実施の形態では４個）の変速ユニットＵを軸方向に重ね合わせたもので、それらの変速ユニットＵは平行に配置された共通の入力軸１１及び共通の出力軸１２を備えており、入力軸１１の回転が減速または増速されて出力軸１２に伝達される。
【００２３】
以下、代表として一つの変速ユニットＵの構造を説明する。エンジンＥに接続されて回転する入力軸１１は、電動モータのような変速アクチュエータ１４の中空の回転軸１４ａの内部を相対回転自在に貫通する。変速アクチュエータ１４のロータ１４ｂは回転軸１４ａに固定されており、ステータ１４ｃはケーシングに固定される。変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａは、入力軸１１と同速度で回転可能であり、かつ入力軸１１に対して異なる速度で相対回転可能である。
【００２４】
変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを貫通した入力軸１１には第１ピニオン１５が固定されており、この第１ピニオン１５を跨ぐように変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａにクランク状のキャリヤ１６が接続される。第１ピニオン１５と同径の２個の第２ピニオン１７，１７が、第１ピニオン１５と協働して正三角形を構成する位置にそれぞれピニオンピン１６ａ，１６ａを介して支持されており、これら第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７，１７に、円板形の偏心ディスク１８の内部に偏心して形成されたリングギヤ１８ａが噛合する。偏心ディスク１８の外周面に、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａの一端に設けたリング部１９ｂがボールベアリング２０を介して相対回転自在に嵌合する。
【００２５】
出力軸１２の外周に設けられたワンウェイクラッチ２１は、コネクティングロッド１９のロッド部１９ａにピン１９ｃを介して枢支されたリング状のアウター部材２２と、アウター部材２２の内部に配置されて出力軸１２に固定されたインナー部材２３と、アウター部材２２の内周の円弧面とインナー部材２３の外周の平面との間に形成された楔状の空間に配置されてスプリング２４で付勢されたローラ２５とを備える。
【００２６】
図２から明らかなように、４個の変速ユニットＵはクランク状のキャリヤ１６を共有しているが、キャリヤ１６に第２ピニオン１７，１７を介して支持される偏心ディスク１８の位相は各々の変速ユニットＵで９０°ずつ異なっている。例えば、図２において、左端の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中上方に変位し、左から３番目の変速ユニットＵの偏心ディスク１８は入力軸１１に対して図中下方に変位し、左から２番目及び４番目の変速ユニットＵ，Ｕの偏心ディスク１８，１８は上下方向中間に位置している。
【００２７】
次に、無段変速機Ｔの一つの変速ユニットＵの作用を説明する。
【００２８】
変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを入力軸１１に対して相対回転させると、入力軸１１の軸線Ｌ１まわりにキャリヤ１６が回転する。このとき、キャリヤ１６の中心Ｏ、つまり第１ピニオン１５及び２個の第２ピニオン１７，１７が成す正三角形の中心は入力軸１１の軸線Ｌ１まわりに回転する。
【００２９】
図３及び図５は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して出力軸１２と反対側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最大になって無段変速機ＴのレシオはＯＤ（オーバードライブ）状態になる。図４及び図６は、キャリヤ１６の中心Ｏが第１ピニオン１５（つまり入力軸１１）に対して出力軸１２と同じ側にある状態を示しており、このとき入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量が最小になって無段変速機Ｔのレシオは無限大のＧＮ（ギヤドニュートラル）状態になる。
【００３０】
図５に示すＯＤ状態で、エンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７及び偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ａ）から図５（Ｂ）を経て図５（Ｃ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を反時計方向（矢印Ｂ参照）に回転させる。図５（Ａ）及び図５（Ｃ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ方向の回転の両端を示している。
【００３１】
このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ方向に回転すると、ワンウェイクラッチ２１のアウター部材２２及びインナー部材２３間の楔状の空間にローラ２５が噛み込み、アウター部材２２の回転がインナー部材２３を介して出力軸１２に伝達されるため、出力軸１２は反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転する。
【００３２】
入力軸１１及び第１ピニオン１５が更に回転すると、第１ピニオン１５及び第２ピニオン１７，１７にリングギヤ１８ａを噛合させた偏心ディスク１８が反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。図５（Ｃ）から図５（Ｄ）を経て図５（Ａ）の状態へと回転する間に、偏心ディスク１８の外周にリング部１９ｂをボールベアリング２０を介して相対回転自在に支持されたコネクティングロッド１９は、そのロッド部１９ａの先端にピン１９ｃで枢支されたアウター部材２２を時計方向（矢印Ｂ′参照）に回転させる。図５（Ｃ）及び図５（Ａ）は、アウター部材２２の前記矢印Ｂ′方向の回転の両端を示している。
【００３３】
このようにしてアウター部材２２が矢印Ｂ′方向に回転すると、アウター部材２２とインナー部材２３との間の楔状の空間からローラ２５がスプリング２４を圧縮しながら押し出されることで、アウター部材２２がインナー部材２３に対してスリップして出力軸１２は回転しない。
【００３４】
以上のように、アウター部材２２が往復回転したとき、アウター部材２２の回転方向が反時計方向（矢印Ｂ参照）のときだけ出力軸１２が反時計方向（矢印Ｃ参照）に回転するため、出力軸１２は間欠回転することになる。
【００３５】
図６は、ＧＮ状態で無段変速機Ｔを運転するときの作用を示すものである。このとき、入力軸１１の位置は偏心ディスク１８の中心に一致しているので、入力軸１１に対する偏心ディスク１８の偏心量はゼロになる。この状態でエンジンＥで入力軸１１を回転させるとともに、入力軸１１と同速度で変速アクチュエータ１４の回転軸１４ａを回転させると、入力軸１１、回転軸１４ａ、キャリヤ１６、第１ピニオン１５、２個の第２ピニオン１７，１７及び偏心ディスク１８が一体になった状態で、入力軸１１を中心に反時計方向（矢印Ａ参照）に偏心回転する。しかしながら、偏心ディスク１８の偏心量がゼロであるため、コネクティングロッド１９の往復運動のストロークもゼロになり、出力軸１２は回転しない。
【００３６】
従って、変速アクチュエータ１４を駆動してキャリヤ１６の位置を図３のＯＤ状態と図４のＧＮ状態との間に設定すれば、無限大レシオ及び所定レシオ間の任意のレシオでの運転が可能になる。
【００３７】
無段変速機Ｔは、並置された４個の変速ユニットＵの偏心ディスク１８の位相が相互に９０°ずつずれているため、４個の変速ユニットＵが交互に駆動力を伝達することで、つまり４個のワンウェイクラッチ２１の何れかが必ず係合状態にあることで、出力軸１２を連続回転させることができる。
【００３８】
次に、前後進切換機構Ｓの構造について、図７を参照して説明する。
【００３９】
図７に示すように、前後進切換機構Ｓは出力軸１２に対して平行に配置された第１カウンタシャフト４１及び第２カウンタシャフト４２を備える。本実施の形態では、第１カウンタシャフト４１が右半部及び左半部に２分割されている。ディファレンシャルギヤＤを介して左右の駆動輪Ｗ，Ｗに接続される足軸４３が出力軸１２に対して同軸上に配置されており、出力軸１２及び足軸４３の対向端部間に遊星歯車機構Ｐが配置される。
【００４０】
遊星歯車機構Ｐは、出力軸１２に固設された第１要素としてのサンギヤ４４と、足軸４３に固設された第２要素としてのキャリヤ４５と、第３要素としてのリングギヤ４６とを備えており、キャリヤ４５に支持した複数のピニオン４７がサンギヤ４４及びリングギヤ４６に同時に噛合する。
【００４１】
出力軸１２に固設した第１ドライブギヤ４８が、第１カウンタシャフト４１の右半部に相対回転自在に支持した第１ドリブンギヤ４９と、第２カウンタシャフト４２に固設した第２ドリブンギヤ５０とに同時に噛合する。第２カウンタシャフト４２に固設した第２ドライブギヤ５１が第１カウンタシャフト４１の左半部に固設した第３ドリブンギヤ５２に噛合する。第１ドリブンギヤ４９は、ノーマルクローズ形式の湿式多板型の前進クラッチＣｆにより第１カウンタシャフト４１の右半部に結合可能であり、第１カウンタシャフト４１の右半部及び左半部は、ノーマルオープン形式の湿式多板型の後進クラッチＣｒにより一体に結合可能である。
【００４２】
第１カウンタシャフト４１の右半部に固設した第３ドライブギヤ５３が、遊星歯車機構Ｐのリングギヤ４６の外周に固設した第４ドリブンギヤ５４に噛合する。入力軸１１に相対回転自在に支持した入力ギヤ５５が第３ドライブギヤ５３に噛合し、この入力ギヤ５５は、ノーマルオープン形式の乾式多板型の入力クラッチＣｉを介して入力軸１１に結合可能である。なお、入力クラッチＣｉの容量は、前進クラッチＣｆ及び後進クラッチＣｒの容量に比べて小さい。
【００４３】
前後進切換機構Ｓの前進クラッチＣｆ及び後進クラッチＣｒの少なくとも一方は、無段変速機Ｔの４本のコネクティングロッド１９の何れかに軸方向にオーバーラップしている。
【００４４】
次に、前後進切換機構Ｓの作用について、図８〜図１４を参照して説明する。図８、図１０及び図１２中の点線の矢印は駆動力を示し、実線の矢印は作動油の供給を示す。前後進切換機構Ｓに含まれる前進クラッチＣｆ、後進クラッチＣｒ及び入力クラッチＣｉの各係合は、マネジメントＥＣＵ１０９からの指示に従い、ＭＯＰ１０１から提供される出力によって行われる。
【００４５】
マネジメントＥＣＵ１０９は、シフトポジションがドライブレンジに選択され、フェール検知部１０７からの故障信号がない場合、図８に示すように、ＥＯＰ１０５の駆動によってオイルポンプクラッチ１０３を締結しない。したがって、図９及び図１４（Ａ）に示すように、シフトポジションがドライブレンジに選択された状態における車両の前進走行時には、前進クラッチＣｆは係合し、入力クラッチＣｉ及び後進クラッチＣｒの係合は解除されている。その結果、無段変速機Ｔの出力軸１２の駆動力が遊星歯車機構Ｐの第１要素であるサンギヤ４４に入力するととともに、出力軸１２の駆動力が第１ドライブギヤ４８→第１ドリブンギヤ４９→前進クラッチＣｆ→第１カウンタシャフト４１の右半部→第３ドライブギヤ５３→第４ドリブンギヤ５４の経路で遊星歯車機構Ｐの第３要素であるリングギヤ４６に入力するため、遊星歯車機構Ｐの第２要素であるキャリヤ４５から足軸４３に駆動力が出力されて車両は前進走行する。
【００４６】
このとき、第１ドライブギヤ４８から第２ドリブンギヤ５０→第２カウンタシャフト４２→第２ドライブギヤ５１→第３ドリブンギヤ５２の経路で第１カウンタシャフト４１の左半部に駆動力が伝達されるが、後進クラッチＣｒが係合解除しているため、第１カウンタシャフト４１の右半部及び左半部間でインターロックが発生することはない。
【００４７】
マネジメントＥＣＵ１０９は、シフトポジションがリバースレンジに選択され、フェール検知部１０７からの故障信号がない場合、図１０に示すように、ＥＯＰ１０５を駆動して、ＥＯＰ１０５からの出力によってオイルポンプクラッチ１０３を締結する。その結果、エンジンＥの駆動力の一部によってＭＯＰ１０１が駆動し、ＭＯＰ１０１から前後進切換機構Ｓに所定の出力が供給される。このとき、マネジメントＥＣＵ１０９は、前後進切換機構Ｓに供給された出力を前進クラッチＣｆ及び後進クラッチＣｒに供給して、前進クラッチＣｆを解放し、後進クラッチＣｒを締結するよう前後進切換機構Ｓの制御を行う。したがって、図１１及び図１４（Ｂ）に示すように、シフトポジションがリバースレンジに選択された状態における車両の後進走行時には、後進クラッチＣｒは係合し、入力クラッチＣｉ及び前進クラッチＣｆの係合は解除されている。その結果、無段変速機Ｔの出力軸１２の駆動力が遊星歯車機構Ｐの第１要素であるサンギヤ４４に入力するととともに、出力軸１２の駆動力が第１ドライブギヤ４８→第２ドリブンギヤ５０→第２カウンタシャフト４２→第２ドライブギヤ５１→第３ドリブンギヤ５２→第１カウンタシャフト４１の左半部→後進クラッチＣｒ→第１カウンタシャフト４１の右半部→第３ドライブギヤ５３→第４ドリブンギヤ５４の経路で遊星歯車機構Ｐの第３要素であるリングギヤ４６に逆回転となって入力するため、遊星歯車機構Ｐの第２要素であるキャリヤ４５から足軸４３に駆動力が逆回転となって出力されて車両は後進走行する。
【００４８】
このとき、第１ドライブギヤ４８から第１ドリブンギヤ４９に駆動力が伝達されるが、前進クラッチＣｆが係合解除しているため、第１ドリブンギヤ４９及び第１カウンタシャフト４１の右半部間でインターロックが発生することはない。
【００４９】
なお、図１０に示す一点鎖線の矢印は、ＭＯＰ１０１からオイルポンプクラッチ１０３への出力の供給を示す。本実施形態のオイルポンプクラッチ１０３はドグクラッチであるため、ＥＯＰ１０５からの出力の供給によって係合が行われた後は出力を供給し続けなくても係合は維持される。しかし、その後のオイルポンプクラッチ１０３の係合を確実とするため、又はオイルポンプクラッチ１０３の係合を解除するために、ＭＯＰ１０１からオイルポンプクラッチ１０３へ出力が供給されても良い。
【００５０】
マネジメントＥＣＵ１０９は、シフトポジションがドライブレンジに選択され、ＡＰ開度が正の値から０になり、フェール検知部１０７からの故障信号がない場合、図１２に示すように、ＥＯＰ１０５を駆動して、前進クラッチＣｆの係合を維持したまま、ＥＯＰ１０５からの出力を入力クラッチＣｉに供給して、入力クラッチＣｉを締結するよう前後進切換機構Ｓの制御を行う。なお、ＥＯＰ１０５の出力はＭＯＰ１０１の出力に比べて低いため、入力クラッチＣｉは半係合の状態である。
【００５１】
したがって、、図１３及び図１４（Ｃ）に示すように、車両の前進減速走行中には無段変速機Ｔのワンウェイクラッチ２１が係合解除するため、出力軸１２は無負荷で回転可能な状態となる。このとき、出力軸１２に固設された遊星歯車機構Ｐのサンギヤ４４は、第１ドライブギヤ４８→第１ドリブンギヤ４９→前進クラッチＣｆ→第１カウンタシャフト４１の右半部→第３ドライブギヤ５３→第４ドリブンギヤ５４の経路で遊星歯車機構Ｐのリングギヤ４６に接続されるため、遊星歯車機構Ｐのサンギヤ４４及びリングギヤ４６の回転数比は所定値に固定される。その結果、駆動輪Ｗから足軸４３を経てから遊星歯車機構Ｐのキャリヤ４５に入力された駆動力は、リングギヤ４６から第３ドライブギヤ５３、入力ギヤ５５及び入力クラッチＣｉを経てエンジンＥに伝達され、エンジンブレーキが作動する。このように、クランク式の無段変速機Ｔは駆動輪Ｗ側からエンジンＥ側への駆動力の逆伝達が不能であるが、入力クラッチＣｉを係合することで無段変速機Ｔを迂回した経路で駆動輪Ｗ側からエンジンＥ側への駆動力の逆伝達が可能になるため、エンジンブレーキ機能を支障なく得ることができる。
【００５２】
なお、図１２に示す一点鎖線の矢印は、ＥＯＰ１０５からオイルポンプクラッチ１０３への出力の供給を示す。また、図１２に示す二点鎖線の矢印は、ＭＯＰ１０１から入力クラッチＣｉへの出力の供給を示す。その結果、エンジンＥの駆動力の一部によってＭＯＰ１０１が駆動し、ＭＯＰ１０１から前後進切換機構Ｓに所定の出力が供給される。このとき、マネジメントＥＣＵ１０９は、入力クラッチＣｉを締結するよう前後進切換機構Ｓの制御を行っているため、入力クラッチＣｉはＭＯＰ１０１から供給された出力によって完全に締結される。入力クラッチＣｉが乾式クラッチである場合、半係合の状態である入力クラッチＣｉには発熱が生じるが、ＭＯＰ１０１からの出力によって入力クラッチＣｉを完全に締結することによって、入力クラッチＣｉにおける発熱を防止することができる。
【００５３】
次に、フェール検知部１０７が無段変速機Ｔの故障の発生を検知した際のマネジメントＥＣＵ１０９の制御について、図１５を参照して詳細に説明する。なお、無段変速機Ｔの故障による影響をエンジンＥは受けない。マネジメントＥＣＵ１０９は、フェール検知部１０７から故障信号が入力されると、図１５に示すように、ＥＯＰ１０５を駆動して、ＥＯＰ１０５からの出力によってオイルポンプクラッチ１０３を締結する。その結果、エンジンＥの駆動力の一部によってＭＯＰ１０１が駆動し、ＭＯＰ１０１から前後進切換機構Ｓに所定の出力が供給される。このとき、マネジメントＥＣＵ１０９は、前後進切換機構Ｓに供給された出力を前進クラッチＣｆに供給して、前進クラッチＣｆを解放するよう前後進切換機構Ｓの制御を行う。こうすれば、前後進切換機構Ｓに設けられたどのクラッチも係合が解除されているため、車両は、牽引等の退避行動が前進及び後進のいずれも可能なニュートラル状態になる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、大きなトルクが伝達される足軸４３に設けられた前後進切換機構Ｓの前進クラッチＣｆは、トルク伝達容量が大きなものであるが、ノーマルクローズ形式であるため、前進走行時には前後進切換機構Ｓに出力を供給する必要がない。このため、前後進切換機構Ｓに供給する出力による損失がない状態で効率良く前進走行することができる。また、ＥＯＰ１０５を駆動して、ＥＯＰ１０５からの出力によってオイルポンプクラッチ１０３を締結すれば、エンジンＥの駆動力の一部によってＭＯＰ１０１を駆動することで、ＭＯＰ１０１から前後進切換機構Ｓに所定の出力が供給される。ＭＯＰ１０１から前後進切換機構Ｓに出力を供給すれば、前進クラッチＣｆを解放して、後進クラッチＣｒを締結することができるため、後進走行も行える。さらに、前後進切換機構Ｓの入力クラッチＣｉを締結すれば、エンジンブレーキ走行も行える。
【００５５】
このように、ＭＯＰ１０１を駆動するためにはＥＯＰ１０５を駆動してオイルポンプクラッチ１０３を締結する必要があるが、オイルポンプクラッチ１０３を締結するために必要とされる出力は前進クラッチＣｆや後進クラッチＣｒよりも低いため、ＥＯＰ１０５としては小型のモータを用いることができる。その結果、車両用動力伝達装置における前進クラッチＣｆや後進クラッチＣｒを断接する際のエネルギー効率を向上できる。
【００５６】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、ＭＯＰ１０１は、エンジンＥの駆動力の一部によって駆動される形態に限らず、図１６に示すように、車両が走行するための直接的な駆動力を出力するものではないアクチュエータ１１３からの動力によって駆動されても良い。なお、アクチュエータ１１３としては変速アクチュエータ１４が用いられても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１１  入力軸
１２  出力軸
１４  変速アクチュエータ
１８  偏心ディスク
１９  コネクティングロッド
１９ｃ  ピン
２１  ワンウェイクラッチ
２２  アウター部材
４１  第１カウンタシャフト
４２  第２カウンタシャフト
４３  足軸
４４  サンギヤ
４５  キャリヤ
４６  リングギヤ
４８  第１ドライブギヤ
４９  第１ドリブンギヤ
５０  第２ドリブンギヤ
５１  第２ドライブギヤ
５２  第３ドリブンギヤ
５３  第３ドライブギヤ
５５  入力ギヤ
１０１  機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）
１０３  オイルポンプクラッチ
１０５  電動式オイルポンプ（ＥＯＰ）
１０７  フェール検知部
１０９  マネジメントＥＣＵ
１１１  セレクトレバー
１１３  アクチュエータ
Ｃｆ  前進クラッチ
Ｃｉ  入力クラッチ
Ｃｒ  後進クラッチ
Ｄ  ディファレンシャルギヤ
Ｅ  エンジン
Ｐ  遊星歯車機構
Ｓ  前後進切換機構
Ｔ  無段変速機
Ｗ  駆動輪
【図１】
2016217434.tif 000003
【図２】
2016217434.tif 000004
【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】
2016217434.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016217434.tif 000012
【図１１】
2016217434.tif 000013
【図１２】
2016217434.tif 000014
【図１３】
2016217434.tif 000015
【図１４】
2016217434.tif 000016
【図１５】
2016217434.tif 000017
【図１６】
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