JP6474661B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用動力伝達装置に関する。

特許文献１には、無段変速機構（ＣＶＴ）にＬＯＷ固定段を追加した構成が開示されている。特許文献１の構成では、入力軸に配置されたＣＶＴ用クラッチと、ドリブンプーリが配置されたセカンダリーシャフト軸にＬＯＷクラッチが配置されている。そして、セカンダリーシャフト軸とディファレンシャル機構の回転中心軸との間に後進クラッチが配置された構成になっている。シフトポジションに応じて３つのクラッチの係合状態が切替えられる。

特許文献２には、２つのクラッチ（ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチ、ＣＶＴクラッチ）と、クラッチの係合状態を制御するための２つのサーボ機構（ＬＯＷ／オーバドライブサーボ機構、リバースサーボ機構）を用いる構成が開示されている。

特開２００４−２４５３２９号公報 特開２００７−２７８４７５号公報

特許文献１の構成では、変速機構を介して増幅されたトルクを受け付けて、ディファレンシャル機構側に伝達するために後進クラッチの大型化が必要とされる。一方、特許文献１の構成では、ＣＶＴ走行時やＬｏｗ走行時において後進クラッチを解放状態に切替えても、大型化された後進クラッチの摩擦により発生する引き摺りトルクの影響を受けながらＣＶＴ走行やＬｏｗ走行を行うことになる。引き摺りトルクは、ＣＶＴ走行やＬｏｗ走行における駆動トルクを減少させる損失となり、駆動効率を低減させる要因となり得る。

特許文献２の構成では、後進クラッチの引き摺りトルクの影響は低減されるが、ＬＯＷ／オーバドライブサーボ機構やＬｏｗドリブンギヤ等を配置するためのシャフトを新たに設ける必要がり、装置は大型化する。

更に特許文献２の構成では、ＬｏｗレンジからＲｖｓレンジへのシフトポジションの変更、あるいはＲｖｓレンジからＬｏｗレンジへのシフトポジションの変更を、図４のようなシーケンスで行う必要がある。図４において、○印は、クラッチの係合状態を示し、×印はクラッチの解放状態を示している。

例えば、ＬｏｗレンジからＲｖｓレンジへのシフトポジションの変更を行う場合に、まず、ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチを係合状態から解放状態に切替える。そして、ＬＯＷ／オーバドライブサーボ機構をＬｏｗからニュートラル（Ｎ）に切替える。ＬＯＷ／オーバドライブサーボ機構の切替が完了した後、更に、リバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）をニュートラル（Ｎ）からＲＶＳに切替える。そして、ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチを解放状態から係合状態に切替える。これらのシーケンスにより、ＬｏｗレンジからＲｖｓレンジへのシフトポジションの変更が確定する。

ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチと、リバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）を並列に操作できない理由として以下の理由が挙げられる。ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチが解放されていない場合、また、その引きずりトルクが十分に低下していない状態では、車輪からトルクコンバータまでが直結された状態になっている。しかしながら、リバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）での切り替え時にはトルクコンバータのイナーシャ、およびエンジンの駆動トルクに抗して、リバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）の動作を同期させる必要があり、同期トルク容量の小さなリバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）では十分な同期性能が得られない。

そのためリバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）の切替えを行う場合には、ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチを切り、トルクコンバータのイナーシャ、およびエンジンの駆動トルクを遮断した状態にして同期トルクを低減する必要がある。このような理由により、特許文献２の構成では、ＬＯＷ／リバース／オーバドライブクラッチと、リバースサーボ機構（ＲＶＳサーボ）とを並列に操作することができず、シフトポジションを変更するために所定の時間を要する。

本発明は、上記の課題に鑑み、クラッチの引き摺りトルクの影響を低減し、かつ、シフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能な車両用動力伝達装置を提供する。

本発明の第１の側面の車両用動力伝達装置は、ドライブプーリ（６０）と、ドリブンプーリ（６５）と、前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリとの間に巻き掛けられた無端伝動帯（１４）とを有する無段変速機構と、前記無段変速機構に対して並列に配置された有段回転伝達機構と、を有する車両用動力伝達装置であって、
原動機からの駆動力を入力可能な入力軸（１００）と、前記入力軸（１００）に対して平行に配置され、前記ドライブプーリが配置された第１プーリ軸（２００）と、前記入力軸（１００）に対して平行に配置され、前記ドリブンプーリが配置された第２プーリ軸（３００）と、前記第１プーリ軸（２００）と同心の中空構造を有し、前記第１プーリ軸（２００）の外周を相対回転可能な中間軸（１５０）と、前記入力軸（１００）に配置された前進ドライブギヤ（１１）と、前記中間軸（１５０）に配置され前記前進ドライブギヤ（１１）と噛み合う前進ドリブンギヤ（１２）とを有する第１ギヤ列（１０）と、前記入力軸（１００）に配置された後退ドライブギヤ（２１）と、前記中間軸（１５０）に配置された後退ドリブンギヤ（２２）と、前記後退ドライブギヤ（２１）および前記後退ドリブンギヤ（２２）とに噛み合うギヤ（２３）とを有する第２ギヤ列（２０）と、前記入力軸（１００）に配置された固定段ドライブギヤ（３１）と、前記第２プーリ軸（３００）に配置され前記固定段ドライブギヤ（３１）と噛み合う固定段ドリブンギヤ（３２）とを有する第３ギヤ列（３０）と、前記前進ドライブギヤ（１１）または前記後退ドライブギヤ（２１）を選択的に前記入力軸（１００）に係合する選択切替機構（５０）と、前記第１プーリ軸（２００）と前記中間軸（１５０）とを係合する第１クラッチ（４１）と、前記入力軸（１００）と前記固定段ドライブギヤ（３１）とを係合する第２クラッチ（４２）と、を備え、
前記第２クラッチ（４２）の係合により前記第３ギヤ列（３０）で走行している場合に、前記選択切替機構（５０）は、前記後退ドライブギヤ（２１）を前記入力軸（１００）に係合させる動作を、前記第２クラッチ（４２）の係合を解放する動作と並列に行うことができるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第２の側面によれば、前記固定段ドリブンギヤ（３２）と、前記第２プーリ軸（３００）との間には、前記第２プーリ軸（３００）の回転が前記固定段ドリブンギヤ（３２）の回転を超える過回転となる場合に、前記固定段ドリブンギヤ（３２）と前記第２プーリ軸（３００）との係合を解除するワンウェイクラッチ（３３）が構成されていることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第３の側面によれば、前記第１クラッチ（４１）は、前記第１プーリ軸（２００）上において、前記第３ギヤ列（３０）と重なる位置に配置され、前記重なる位置は、前記固定段ドライブギヤ（３１）が配置されている前記入力軸（１００）上の位置と、前記固定段ドリブンギヤ（３２）が固定されている前記第２プーリ軸（３００）上の位置とを結ぶ前記第３ギヤ列（３０）の軸線上の位置であることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第４の側面によれば、前記第２クラッチ（４２）は、前記第３ギヤ列（３０）の軸線と前記入力軸（１００）と接続するエンジンとの間に配置されていることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第５の側面によれば、前記第１ギヤ列（１０）および前記第２ギヤ列（２０）は、前記ドライブプーリ（６０）が配置されている前記第１プーリ軸（２００）上の位置と、前記ドリブンプーリ（６５）が配置されている前記第２プーリ軸（３００）上の位置とを結ぶプーリ間の軸線と、前記第３ギヤ列（３０）の軸線との間に配置されていることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第６の側面によれば、前記選択切替機構（５０）は、前記入力軸（１００）上において、前記前進ドライブギヤ（１１）と、前記後退ドライブギヤ（２１）との間に配置されていることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第７の側面によれば、車速を検出する検出手段（７３）と、前記検出手段の検出結果により前記選択切替機構（５０）の切替動作を制御する制御手段（ＥＣＵ）と、を更に備え、前記第２クラッチ（４２）の係合により前記第３ギヤ列（３０）で走行している間に、前記検出手段（７３）が予め定めた車速以下となることを検出した場合、前記制御手段（ＥＣＵ）による前記切替動作の制御により、前記選択切替機構（５０）は、前記第２ギヤ列（２０）の後退ドライブギヤ（２１）を前記入力軸（１００）に係合することを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第８の側面によれば、前記選択切替機構（５０）により、前記後退ドライブギヤ（２１）が前記入力軸（１００）に係合された後に、前記制御手段（ＥＣＵ）は、前記第２クラッチ（４２）の係合を解放する解放動作と、前記第１クラッチ（４１）の係合動作とを並列に行うことを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第９の側面によれば、第１クラッチ（４１）の係合により前記第２ギヤ列（２０）で後退走行している場合に、前記選択切替機構（５０）は、前記後退ドライブギヤ（２１）および前記入力軸（１００）の係合を解除する動作を、前記第２クラッチ（４２）の係合動作と並列に行うことができるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明の車両用動力伝達装置の第１０の側面によれば、前記前進ドライブギヤ（１１）と、前記後退ドライブギヤ（２１）とのうち、小径のギヤが、前記プーリ間の軸線と前記選択切替機構（５０）との間に配置され、
前記前進ドライブギヤ（１１）と、前記後退ドライブギヤ（２１）とのうち、大径のギヤが、前記選択切替機構（５０）と前記第３ギヤ列（３０）の軸線との間に配置されることを特徴とする。

本発明の第１の側面乃至第１０の側面の構成によれば、クラッチの引き摺りトルクの影響を低減し、かつ、シフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能な車両用動力伝達装置を提供することが可能になる。

また、本発明の第１の側面の構成によれば、切替選択機構は第１ギヤ列による前進走行または第２ギヤ列による後退走行を切替可能であり、第３ギヤ列で走行中において、切替選択機構は第２ギヤ列による後退走行を選択することができるように構成されている。これにより、クラッチの引き摺りトルクの影響を低減し、かつ、Ｌｏｗ走行状態から後退走行へのシフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能になる。

また、本発明の第２の側面の構成によれば、オーバードライブ走行中における第２クラッチの引き摺りトルクの影響を低減することが可能になる。

また、本発明の第３の側面および第４の側面の構成によれば、第１クラッチが配置される第１プーリ軸と、第２クラッチが配置される入力軸との間の軸間距離を短くすることができ、車両用動力伝達装置の小型化を図ることが可能になる。

また、本発明の第５の側面の構成および第６の側面の構成によれば、第１プーリ軸の軸長を短くすることができ、車両用動力伝達装置の小型化を図ることが可能になる。

また、本発明の第７の側面乃至第９の側面の構成によれば、シフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能となり、シフトポジション変更の切替応答性を向上させることができる。

また、本発明の第１０の側面の構成によれば、前進ドライブギヤおよび後退ドライブギヤのうち、小径のギヤが、ドライブプーリの位置に近い位置である、プーリ間の軸線と選択切替機構との間に配置される。これにより、ハウジング内における動力伝達機構の配置、選択切替機構をスライド移動させるためのシフター機構の配置についてレイアウトの自由度を向上させることが可能になる。

実施形態の車両用動力伝達装置の構成を説明する図。 ＣＶＴクラッチ、固定段クラッチ、および選択切替機構の締結状態とシフトポジションの関係を示す図。 Ｌｏｗ走行レンジおよびＲＶＳ走行レンジの切替シーケンスを説明する図。 従来例の動力伝達装置における切替シーケンスを説明する図。

以下、図１〜図３に基づいて本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

[車両用動力伝達装置の構成]
図１を参照して、本実施形態の車両用動力伝達装置の構成を説明する。車両用動力伝達装置は、ハウジングＨＳＧ内において、トルクコンバータＴＣおよび無段変速機構ＣＶＴ、無段変速機構ＣＶＴに対して並列に配置された有段回転伝達機構ＧＴを有する。無段変速機構ＣＶＴは、ドライブプーリ６０と、ドリブンプーリ６５と、ドライブプーリ６０とドリブンプーリ６５との間に巻き掛けられた無端伝動帯１４（ベルト）とを有する。

トルクコンバータＴＣの入力側部材（ポンプインペラ）は不図示の原動機（エンジン）の出力軸と繋がり、トルクコンバータＴＣの出力側部材（タービンライナ）には、入力軸１００が繋がっている。入力軸１００は原動機からの駆動力が入力可能に構成されており、原動機（エンジン）の出力回転がトルクコンバータＴＣを介して入力軸１００に伝達される。

＜無段変速機構ＣＶＴ＞
ハウジング内には、入力軸１００と所定間隔を有して、第１プーリ軸２００および第２プーリ軸３００および出力軸４００が平行に配置されている。第１プーリ軸２００および第２プーリ軸３００に跨って、無段変速機構ＣＶＴが構成されている。

無段変速機構ＣＶＴは、第１プーリ軸２００に配置されたドライブプーリ６０（ＤＲ）と、第２プーリ軸３００に配置されたドリブンプーリ６５（ＤＮ）と、ドライブプーリ６０およびドリブンプーリ６５の間に巻き掛けられた無端伝動帯１４（例えば、金属Ｖベルト）とを備える。ドライブプーリ６０は、第１プーリ軸２００の上に配置された固定側プーリ半体６１と、固定側プーリ半体６１と一体回転し、且つ、これに対して近接・離反するように軸方向に移動可能に配置された可動側プーリ半体６２とにより構成される。可動側プーリ半体６２の側面にドライブ油室６３が形成されており、制御部ＥＣＵは、ドライブ油室６３にドライブ制御油圧を供給して可動側プーリ半体６２の軸方向移動を制御することが可能である。

ドリブンプーリ６５は、第２プーリ軸３００の上に配置された固定側プーリ半体６７と、固定側プーリ半体６７と一体回転し、且つ、これに対して近接・離反するように軸方向に移動可能に配置された可動側プーリ半体６６とにより構成される。可動側プーリ半体６６の側面にはドリブン油室６８が形成されており、制御部ＥＣＵは、ドリブン油室６８にドリブン制御油圧を供給して可動側プーリ半体６６の軸方向移動を制御することが可能である。

無段変速機構ＣＶＴの制御部ＥＣＵは、上記のようにドライブ油室６３およびドリブン油室６８への油圧供給を制御してドライブプーリ６０およびドリブンプーリ６５のプーリ幅を可変調整する。そして、無段変速機構ＣＶＴの制御部ＥＣＵは、無端伝動帯１４の巻き掛け半径を可変設定し、ドライブプーリ６０の回転を無段階に変速してドリブンプーリ６５に伝達する変速制御を行う。

＜有段回転伝達機構ＧＴ＞
次に、有段回転伝達機構ＧＴについて説明する。車両用動力伝達装置は、有段回転伝達機構ＧＴとして、ＣＶＴ前進走行（ＣＶＴ）用の第１ギヤ列１０と、ＣＶＴ後退走行（ＲＶＳ）用の第２ギヤ列２０、およびＬｏｗ固定段用（Ｌｏｗ走行用）の第３ギヤ列３０を有する。第１ギヤ列１０は、無段変速機構ＣＶＴを前進駆動するための回転を伝達するギヤ列であり、第２ギヤ列２０は、無段変速機構ＣＶＴを後退駆動するための回転を伝達するギヤ列である。第３ギヤ列３０は、無段変速機構ＣＶＴを介さずに、Ｌｏｗ走行を行うために入力軸１００の回転を伝達するギヤ列である。

第１ギヤ列１０および第２ギヤ列２０は、入力軸１００および第１プーリ軸２００との間に構成されている。また、第３ギヤ列３０は、入力軸１００および第２プーリ軸３００との間に構成されている。トルクコンバータＴＣ側から見て、第３ギヤ列３０を構成する固定段ドライブギヤ３１、第１ギヤ列１０を構成する前進ドライブギヤ１１、第２ギヤ列２０を構成する後退ドライブギヤ２１が順番に入力軸１００上に配置される。以下、各ギヤ列の構成について具体的に説明する。

（第１ギヤ列１０および第２ギヤ列２０）
入力軸１００上には、第１ギヤ列１０を構成する前進ドライブギヤ１１が入力軸１００に対して相対的に回転可能に配置されている。また、第２ギヤ列２０を構成する後退ドライブギヤ２１が入力軸１００に対して相対的に回転可能に配置されている。

入力軸１００上において、前進ドライブギヤ１１および後退ドライブギヤ２１の間には、選択切替機構５０が入力軸１００の軸方向にスライド移動可能に配置されている。選択切替機構５０が図１の紙面の右方向にスライド移動すると、選択切替機構５０は前進ドライブギヤ１１と係合し、前進ドライブギヤ１１は、選択切替機構５０により入力軸１００に係合された状態になる。一方、選択切替機構５０が図１の紙面の左方向にスライド移動すると、選択切替機構５０は後退ドライブギヤ２１と係合し、後退ドライブギヤ２１は、選択切替機構５０により入力軸１００に係合された状態になる。選択切替機構５０の係合により、前進ドライブギヤ１１および後退ドライブギヤ２１の入力軸１００に対する係合状態を切替えることができる。選択切替機構５０により、入力軸１００と係合されると、前進ドライブギヤ１１または後退ドライブギヤ２１は入力軸１００の回転と同期して回転可能になる。

選択切替機構５０は、前進ドライブギヤ１１または後退ドライブギヤ２１を選択的に入力軸１００に係合可能にする機能を実現するが、選択切替機構５０の機能を実現するためにクラッチを配置する場合に比べて、車両用動力伝達装置の小型化、軽量化、低コストが可能になる。

第１プーリ軸２００と同心の中空構造を有し、第１プーリ軸２００の外周を相対回転可能な中間軸１５０上には、第１ギヤ列１０を構成する前進ドリブンギヤ１２が配置されている。前進ドリブンギヤ１２は前進ドライブギヤ１１と噛み合い、前進ドライブギヤ１１からの回転を中間軸１５０に伝達することが可能である。例えば、選択切替機構５０により入力軸１００に対して前進ドライブギヤ１１が係合された状態で、入力軸１００の回転は前進ドライブギヤ１１および前進ドリブンギヤ１２を介して中間軸１５０に伝達される。

また、中間軸１５０上には、第２ギヤ列２０を構成する後退ドリブンギヤ２２が配置されている。後退ドライブギヤ２１および後退ドリブンギヤ２２の間には、後退ドライブギヤ２１および後退ドリブンギヤ２２と噛み合うアイドラーギヤ２３が配置されており、後退ドライブギヤ２１の回転は、アイドラーギヤ２３により反転して後退ドリブンギヤ２２に伝達される。例えば、選択切替機構５０により入力軸１００に対して後退ドライブギヤ２１が係合された状態で、入力軸１００の回転は、後退ドライブギヤ２１、アイドラーギヤ２３、後退ドリブンギヤ２２を介して中間軸１５０に伝達される。

第１プーリ軸２００上には、第１プーリ軸２００と中間軸１５０との係合、解放を可能にするＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）が配置されている。ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）により、中間軸１５０が第１プーリ軸２００から解放された状態で、中間軸１５０は第１プーリ軸２００に対して相対回転可能に構成されている。

ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）により中間軸１５０が第１プーリ軸２００に係合した状態で、中間軸１５０が回転すると中間軸１５０の回転は第１プーリ軸２００に伝達され、無段変速機構ＣＶＴのドライブプーリ６０が回転駆動する。ドライブプーリ６０の回転駆動は、無端伝動帯１４（ベルト）を介してドリブンプーリ６５に伝達され、無段変速機構ＣＶＴによる動力伝達が確立する。

選択切替機構５０が前進ドライブギヤ１１と係合した状態では、前進ドライブギヤ１１および前進ドリブンギヤ１２を介して入力軸１００の回転が中間軸１５０に伝達される。この状態で、ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）により中間軸１５０が第１プーリ軸２００に係合した状態になると、無段変速機構ＣＶＴは前進駆動のための動力伝達を行う。

一方、選択切替機構５０が後退ドライブギヤ２１と係合した状態では、後退ドライブギヤ２１、アイドラーギヤ２３および後退ドリブンギヤ２２を介して入力軸１００の回転が中間軸１５０に伝達される。この状態で、ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）により中間軸１５０が第１プーリ軸２００に係合した状態になると、無段変速機構ＣＶＴは後退駆動のための動力伝達を行う。尚、ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）が解放された状態では、中間軸１５０を介した第１プーリ軸２００への回転伝達はできない状態になる。

第１ギヤ列１０および第２ギヤ列２０の構成において、前進ドライブギヤ１１と、後退ドライブギヤ２１とのうち、小径のギヤが、プーリ間の軸線と選択切替機構５０との間に配置され、前進ドライブギヤ１１と、後退ドライブギヤ２１とのうち、大径のギヤが、選択切替機構５０と第３ギヤ列３０の軸線との間に配置される。ここで、プーリ間の軸線は、ドライブプーリ６０が配置されている第１プーリ軸２００上の位置と、ドリブンプーリ６５が配置されている第２プーリ軸３００上の位置とを結ぶ軸線である。このように第１ギヤ列１０および第２ギヤ列２０を構成するギヤを配置することにより、小径のギヤとハウジングとの間のスペースを確保することができ、ハウジング内における動力伝達機構の配置、選択切替機構をスライド移動させるためのシフター機構の配置についてレイアウトの自由度を向上させることが可能になる。

（第３ギヤ列３０）
入力軸１００上には、第３ギヤ列３０を構成する固定段ドライブギヤ３１が配置されている。また、第２プーリ軸３００上には、第３ギヤ列３０を構成する固定段ドリブンギヤ３２が配置されている。固定段ドリブンギヤ３２は固定段ドライブギヤ３１と噛み合い、固定段ドライブギヤ３１からの回転を第２プーリ軸３００に伝達する。

入力軸１００上には、固定段ドライブギヤ３１と入力軸１００との係合、解放を可能にする固定段クラッチ４２（第２クラッチ）が配置されている。

固定段クラッチ４２（第２クラッチ）により、固定段ドライブギヤ３１が入力軸１００から解放された状態で、固定段ドライブギヤ３１は入力軸１００に対して相対回転可能に構成されている。

固定段クラッチ４２（第２クラッチ）により固定段ドライブギヤ３１が入力軸１００に係合した状態で、入力軸１００が回転すると固定段ドライブギヤ３１の回転は、第２プーリ軸３００上に配置されている固定段ドリブンギヤ３２に伝達される。固定段ドリブンギヤ３２に伝達された回転は、第２プーリ軸３００に伝達される。

先に説明したＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）は、第１プーリ軸２００上において、第３ギヤ列３０と重なる位置に配置される。ここで、ＣＶＴクラッチ４１と第３ギヤ列３０とが重なる位置は、固定段ドライブギヤ３１が配置されている入力軸１００上の位置と、固定段ドリブンギヤ３２が固定されている第２プーリ軸３００上の位置とを結ぶ第３ギヤ列３０の軸線上の位置である。

固定段クラッチ４２（第２クラッチ）は、第３ギヤ列３０の軸線と入力軸１００と接続するエンジンとの間に配置されている。このような配置関係とすることにより、ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）が配置される第１プーリ軸２００と、固定段クラッチ４２（第２クラッチ）が配置される入力軸１００との間の軸間距離を短くすることができ、車両用動力伝達装置の小型化を図ることが可能になる。

また、先に説明した第１ギヤ列１０および第２ギヤ列２０は、プーリ間の軸線と、第３ギヤ列３０の軸線との間に配置されている。また、選択切替機構５０は、入力軸１００上において、前進ドライブギヤ１１と、後退ドライブギヤ２１との間に配置されている。このような配置とすることで、第１プーリ軸の軸長を短くすることができ、車両用動力伝達装置の小型化を図ることが可能になる。

第３ギヤ列３０および固定段クラッチ４２の構成は、ＣＶＴクラッチ４１が解放されて入力軸１００の回転が中間軸１５０を介して第１プーリ軸２００に伝達されない状態において、第２プーリ軸３００に入力軸１００の回転を伝達することを可能にする。すなわち、第３ギヤ列３０は、無段変速機構ＣＶＴを介さずに、入力軸１００の回転を第２プーリ軸３００に伝達することができる。

本実施形態の構成では、無段変速機構ＣＶＴを介してトルクが増幅される第２プーリ軸３００上に、クラッチは配置されていないため、クラッチの摩擦により発生する引き摺りトルクの影響を低減することができる。

また、固定段ドリブンギヤ３２と、第２プーリ軸３００との間には、固定段ドリブンギヤ３２の内周部には、ワンウェイクラッチ３３が配置されている。ワンウェイクラッチ３３は、第２プーリ軸３００の回転が固定段ドリブンギヤ３２の回転を超える過回転となった場合に、固定段ドリブンギヤ３２と第２プーリ軸３００との係合を解除するように構成されている。ワンウェイクラッチ３３の配置により、例えば、オーバードライブ走行中における固定段クラッチ４２（第２クラッチ）の引き摺りトルクの影響を低減することが可能になる。

第２プーリ軸３００には、ファイナルドライブギヤ３７が一体に形成されており、このファイナルドライブギヤ３７はファイナルドリブンギヤ３８と噛み合うように構成されている。ファイナルドライブギヤ３７およびファイナルドリブンギヤ３８は、終減速機構を構成している。

ファイナルドリブンギヤ３８にはディファレンシャル機構４０が取り付けられており、ファイナルドリブンギヤ３８の回転はディファレンシャル機構４０を介して出力軸４００に伝達され、出力軸４００の回転に基づいて、車両の左右の車輪（図示せず）は回転駆動する。

制御部ＥＣＵは、車両に設けられたアクセル開度検出部７１からのアクセル開度の情報や、車両の走行速度を検出する車速検出部７３からの車速の情報、ブレーキ操作検出部７５からのブレーキペダルの操作有無の情報、走行用駆動源ＥＮＧの回転速度（回転数）の情報等が受信できるように構成されている。また、制御部ＥＣＵは、車両に設けられたクラッチ操作検出部７７からのクラッチ操作有無の情報、車両に設けられた切替操作検出部７９から選択切替機構５０の操作に関する情報を受信できるように構成されている。

制御部ＥＣＵは、受信した情報に基づいて、無段変速機構ＣＶＴのドライブプーリおよびドリブンプーリに付与する軸方向推力を制御することが可能である。また、制御部ＥＣＵは、受信した情報に基づいて、選択切替機構５０の選択切替動作、ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）の係合動作、解放動作、固定段クラッチ４２（第２クラッチ）の係合動作、解放動作を制御することが可能である。

＜車両用動力伝達装置の作動状態＞
図２は、固定段クラッチ４２、ＣＶＴクラッチ４１、および選択切替機構５０の締結状態とシフトポジションの関係を示す図である。図２において、ＣＶＴは、第１ギヤ列１０を用いた前進無段変速走行を示しており、ＲＶＳは、第２ギヤ列２０を用いた後退無段変速走行（後退走行）を示している。Ｌｏｗは、第３ギヤ列３０を用いたＬｏｗ走行を示している。Ｎは、選択切替機構５０が前進ドライブギヤ１１および後退ドライブギヤ２１のいずれにも係合していないニュートラル状態を示している。図２において、白丸印は、ＣＶＴクラッチ４１、および固定段クラッチ４２が係合していること示している（係合状態）。また、×印は、ＣＶＴクラッチ４１、および固定段クラッチ４２が係合していない解放状態であることを示している。選択切替機構５０については、ＣＶＴ、Ｎ、ＲＶＳのうち、選択可能なレンジを示している。

Ｌｏｗ走行時には、固定段クラッチ４２は係合し、ＣＶＴクラッチ４１は係合していない状態（解放状態）である。選択切替機構５０は、ＣＶＴ、Ｎ、ＲＶＳを選択可能である。

ＣＶＴ走行時において、固定段クラッチ４２は係合状態または解放状態とすることができる。ＣＶＴクラッチ４１は係合状態である。また、選択切替機構５０はＣＶＴを選択する。ＣＶＴ走行時において、第２プーリ軸３００には、ドリブンプーリ６５による回転と、固定段ドリブンギヤ３２による回転が入力され得る。この場合、ドリブンプーリ６５による第２プーリ軸３００の回転数が固定段ドリブンギヤ３２の回転数を超えて過回転となった場合、ワンウェイクラッチ３３は固定段ドリブンギヤ３２と第２プーリ軸３００との係合を解除するように動作する。ワンウェイクラッチ３３による係合解除により、固定段ドリブンギヤ３２の回転は、第２プーリ軸３００に伝達されなくなり、ドリブンプーリ６５による回転により第２プーリ軸３００は回転する。

過回転の状態が解消された場合、ワンウェイクラッチ３３は、固定段ドリブンギヤ３２と第２プーリ軸３００とを係合し、固定段ドリブンギヤ３２の回転が第２プーリ軸３００に伝達されるようになる。過回転の状態が解消される場合は、ＣＶＴ走行からＬｏｗ走行に切替えられる走行状態であるため、ＣＶＴクラッチ４１は係合状態から解放状態に切替えられる。ＣＶＴクラッチ４１が解放状態に切替えられることにより、無段変速機構ＣＶＴによりドリブンプーリ６５は駆動されなくなり、ＣＶＴ走行におけるドリブンプーリ６５を介した回転は第２プーリ軸３００に伝達されなくなり、ＣＶＴ走行状態からＬｏｗ走行状態への切替が完了する。

ニュートラル状態（Ｎ）において、固定段クラッチ４２およびＣＶＴクラッチ４１は解放状態である。また、選択切替機構５０はＣＶＴ、Ｎ、ＲＶＳを選択可能である。すなわち、固定段クラッチ４２およびＣＶＴクラッチ４１が解放状態であれば、入力軸１００の回転は、第１プーリ軸２００、第２プーリ軸３００に伝達されないので、選択切替機構５０はＣＶＴ、Ｎ、ＲＶＳのうち、いずれも選択可能である。

ＲＶＳ走行時において、固定段クラッチ４２は解放状態であり、ＣＶＴクラッチ４１は係合状態である。また、選択切替機構５０はＲＶＳを選択する。

（Ｌｏｗ走行レンジおよびＲＶＳ走行レンジの切替シーケンス）
次に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、Ｌｏｗ走行レンジとＲＶＳ走行レンジとの間における走行レンジの切替シーケンスを説明する。図３（ａ）では、通常のＬｏｗ走行レンジとＲＶＳ走行レンジとの間の切替シーケンスを示す図である。Ｌｏｗ走行レンジにおいて、固定段クラッチ４２は係合し、ＣＶＴクラッチ４１は係合していない状態（解放状態）である。選択切替機構５０は、ＣＶＴ、Ｎ、ＲＶＳを選択可能である。

Ｌｏｗ走行レンジから切替えられたニュートラルレンジ（Ｎ）では、固定段クラッチ４２は係合状態から解放状態に切替えられ、ＣＶＴクラッチ４１は解放状態である。選択切替機構５０は、ＲＶＳを選択する。

ニュートラルレンジ（Ｎ）から切替えられたＲＶＳ走行レンジでは、固定段クラッチ４２は解放状態であり、ＣＶＴクラッチ４１は解放状態から係合状態に切替えられる。選択切替機構５０はＲＶＳを選択した状態であり、ＲＶＳレンジが確定する。

固定段クラッチ４２（第２クラッチ）の係合により第３ギヤ列３０で走行している場合に、選択切替機構５０は、後退ドライブギヤ２１を入力軸１００に係合させる動作を、固定段クラッチ４２（第２クラッチ）の係合を解放する動作と並列に行うことができるように構成されている。図３（ａ）に示した切替シーケンスでは、Ｌｏｗ走行時にＣＶＴクラッチ４１は解放状態であるため、固定段クラッチ４２の係合状態から解放状態への切替動作と、選択切替機構５０の切替動作およびＣＶＴクラッチ４１の解放状態から係合状態への切替動作と、を並列に行うことができる。これにより、シフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能となり、シフトポジション変更の切替応答性を向上させることができる。

尚、図３（ａ）の説明では、Ｌｏｗ走行レンジからニュートラルレンジ（Ｎ）、ＲＶＳ走行レンジへの変更を例示的に説明しているが、この逆のシフトポジションの変更（ＲＶＳ走行レンジからニュートラルレンジ（Ｎ）、Ｌｏｗ走行レンジへの変更）においても同様である。例えば、ＣＶＴクラッチ４１（第１クラッチ）の係合により第２ギヤ列２０で後退走行している場合に、選択切替機構５０は、後退ドライブギヤ２１および入力軸１００の係合を解除する動作を、固定段クラッチ４２（第２クラッチ）の係合動作と並列に行うことができるように構成されている。

図３（ｂ）は、低車速状態で前進走行中の切替シーケンスを示す図である。車両の車速情報は車速検出部７３により検出され、車速検出部７３により検出された車速情報は制御部ＥＣＵに入力される。

固定段クラッチ４２（第２クラッチ）の係合により第３ギヤ列３０で走行している間に、車速検出部７３が予め定めた車速以下となることを検出した場合、制御部ＥＣＵによる切替動作の制御により、選択切替機構５０は、第２ギヤ列２０の後退ドライブギヤ２１を入力軸１００に係合する。例えば、車両の車速が予め定められた閾値速度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）以下になった場合、制御部ＥＣＵは、後退ドライブギヤ２１と入力軸１００とが係合するように選択切替機構５０をスライド移動させる。車速検出部７３の検出結果に基づいて低車速状態になったことが検出された場合、シフトポジション変更前の準備として、制御部ＥＣＵは、選択切替機構５０のスライド移動を制御して選択切替動作を行う。これにより、シフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能となり、シフトポジション変更の切替応答性を向上させることが可能になる。

図３（ｂ）に示す切替シーケンスのＬｏｗ走行レンジにおいて、固定段クラッチ４２は係合し、ＣＶＴクラッチ４１は係合していない状態（解放状態）である。このとき、選択切替機構５０はＲＶＳを選択した状態である。選択切替機構５０により、後退ドライブギヤ２１が入力軸１００に係合された後に、制御部ＥＣＵは、固定段クラッチ４２の係合を解放する解放動作と、ＣＶＴクラッチ４１の係合動作とを並列に行うように制御する。

Ｌｏｗ走行レンジから切替えられたＲＶＳ走行レンジでは、固定段クラッチ４２は係合状態から解放状態に切替えられ、ＣＶＴクラッチ４１は解放状態から係合状態に切替えられ、ＲＶＳレンジが確定する。

図３（ｂ）に示した切替シーケンスにおいて、固定段クラッチ４２の係合状態から解放状態への切替動作と、ＣＶＴクラッチ４１の解放状態から係合状態への切替動作と、を同じタイミングで並列に行うことができる。尚、図３（ｂ）の説明では、Ｌｏｗ走行レンジからＲＶＳ走行レンジへの変更を例示的に説明しているが、この逆のシフトポジションの変更（ＲＶＳ走行レンジからＬｏｗ走行レンジへの変更）においても同様である。

本実施形態によれば、クラッチの引き摺りトルクの影響を低減し、かつ、シフトポジション変更を、より短時間で行うことが可能な車両用動力伝達装置を提供することが可能になる。

１００：入力軸、２００：第１プーリ軸、３００：第２プーリ軸、
１５０：中間軸、１０：第１ギヤ列、２０：第２ギヤ列、３０：第３ギヤ列、
４１：ＣＶＴクラッチ、４２：固定段クラッチ、５０：選択切替機構

Claims (10)

1. ドライブプーリ（６０）と、ドリブンプーリ（６５）と、前記ドライブプーリと前記ドリブンプーリとの間に巻き掛けられた無端伝動帯（１４）とを有する無段変速機構と、前記無段変速機構に対して並列に配置された有段回転伝達機構と、を有する車両用動力伝達装置であって、
   原動機からの駆動力を入力可能な入力軸（１００）と、
   前記入力軸（１００）に対して平行に配置され、前記ドライブプーリが配置された第１プーリ軸（２００）と、
   前記入力軸（１００）に対して平行に配置され、前記ドリブンプーリが配置された第２プーリ軸（３００）と、
   前記第１プーリ軸（２００）と同心の中空構造を有し、前記第１プーリ軸（２００）の外周を相対回転可能な中間軸（１５０）と、
   前記入力軸（１００）に配置された前進ドライブギヤ（１１）と、前記中間軸（１５０）に配置され前記前進ドライブギヤ（１１）と噛み合う前進ドリブンギヤ（１２）とを有する第１ギヤ列（１０）と、
   前記入力軸（１００）に配置された後退ドライブギヤ（２１）と、前記中間軸（１５０）に配置された後退ドリブンギヤ（２２）と、前記後退ドライブギヤ（２１）および前記後退ドリブンギヤ（２２）とに噛み合うギヤ（２３）とを有する第２ギヤ列（２０）と、
   前記入力軸（１００）に配置された固定段ドライブギヤ（３１）と、前記第２プーリ軸（３００）に配置され前記固定段ドライブギヤ（３１）と噛み合う固定段ドリブンギヤ（３２）とを有する第３ギヤ列（３０）と、
   前記前進ドライブギヤ（１１）または前記後退ドライブギヤ（２１）を選択的に前記入力軸（１００）に係合する選択切替機構（５０）と、
   前記第１プーリ軸（２００）と前記中間軸（１５０）とを係合する第１クラッチ（４１）と、
   前記入力軸（１００）と前記固定段ドライブギヤ（３１）とを係合する第２クラッチ（４２）と、を備え、
   前記第２クラッチ（４２）の係合により前記第３ギヤ列（３０）で走行している場合に、前記選択切替機構（５０）は、前記後退ドライブギヤ（２１）を前記入力軸（１００）に係合させる動作を、前記第２クラッチ（４２）の係合を解放する動作と並列に行うことができるように構成されている
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記固定段ドリブンギヤ（３２）と、前記第２プーリ軸（３００）との間には、前記第２プーリ軸（３００）の回転が前記固定段ドリブンギヤ（３２）の回転を超える過回転となる場合に、前記固定段ドリブンギヤ（３２）と前記第２プーリ軸（３００）との係合を解除するワンウェイクラッチ（３３）が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記第１クラッチ（４１）は、前記第１プーリ軸（２００）上において、前記第３ギヤ列（３０）と重なる位置に配置され、
   前記重なる位置は、前記固定段ドライブギヤ（３１）が配置されている前記入力軸（１００）上の位置と、前記固定段ドリブンギヤ（３２）が固定されている前記第２プーリ軸（３００）上の位置とを結ぶ前記第３ギヤ列（３０）の軸線上の位置であることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記第２クラッチ（４２）は、前記第３ギヤ列（３０）の軸線と前記入力軸（１００）と接続するエンジンとの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記第１ギヤ列（１０）および前記第２ギヤ列（２０）は、前記ドライブプーリ（６０）が配置されている前記第１プーリ軸（２００）上の位置と、前記ドリブンプーリ（６５）が配置されている前記第２プーリ軸（３００）上の位置とを結ぶプーリ間の軸線と、前記第３ギヤ列（３０）の軸線との間に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用動力伝達装置。
6. 前記選択切替機構（５０）は、前記入力軸（１００）上において、前記前進ドライブギヤ（１１）と、前記後退ドライブギヤ（２１）との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置。
7. 車速を検出する検出手段（７３）と、
   前記検出手段の検出結果により前記選択切替機構（５０）の切替動作を制御する制御手段（ＥＣＵ）と、を更に備え、
   前記第２クラッチ（４２）の係合により前記第３ギヤ列（３０）で走行している間に、前記検出手段（７３）が予め定めた車速以下となることを検出した場合、前記制御手段（ＥＣＵ）による前記切替動作の制御により、前記選択切替機構（５０）は、前記第２ギヤ列（２０）の後退ドライブギヤ（２１）を前記入力軸（１００）に係合することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置。
8. 前記選択切替機構（５０）により、前記後退ドライブギヤ（２１）が前記入力軸（１００）に係合された後に、
   前記制御手段（ＥＣＵ）は、前記第２クラッチ（４２）の係合を解放する解放動作と、前記第１クラッチ（４１）の係合動作とを並列に行うことを特徴とする請求項７に記載の車両用動力伝達装置。
9. 前記第１クラッチ（４１）の係合により前記第２ギヤ列（２０）で後退走行している場合に、前記選択切替機構（５０）は、前記後退ドライブギヤ（２１）および前記入力軸（１００）の係合を解除する動作を、前記第２クラッチ（４２）の係合動作と並列に行うことができるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置。
10. 前記前進ドライブギヤ（１１）と、前記後退ドライブギヤ（２１）とのうち、小径のギヤが、前記プーリ間の軸線と前記選択切替機構（５０）との間に配置され、
    前記前進ドライブギヤ（１１）と、前記後退ドライブギヤ（２１）とのうち、大径のギヤが、前記選択切替機構（５０）と前記第３ギヤ列（３０）の軸線との間に配置されることを特徴とする請求項５に記載の車両用動力伝達装置。

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