JP6820761B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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このため、高速巡航中等、オーバードライブ状態での走行を長時間にわたって維持する走行状態では、オイルポンプの駆動トルクを下げることができず、エンジン動力に基づきオイルポンプを駆動する車両においては高速巡航中の燃料消費率の向上を図ることが困難とされている。
また、動力伝達状態の切り替えに伴う振動や騒音の緩和が図られる。
これにより、動力伝達状態の切り替えに伴う振動や騒音の緩和が図られる。
これにより、第一伝達状態と第二伝達状態との切り替えを実現するにあたり、可動連結部材の駆動部として電磁アクチュエータや油圧による駆動部を別途に追加する必要がなくなる。
また、固定ギヤ段を介した第二伝達状態において、一次側プーリと二次側プーリが同一回転数により回転される。
図1は、本発明に係る実施形態としての動力伝達装置を備えた車両1の構成概要を示した図である。なお、図1では、車両1の構成のうち主に本発明に係る要部の構成のみを抽出して示している。
本実施形態において、動力伝達装置は、少なくとも変速伝達機構6を含んで構成される。
動力伝達機構3においては、エンジン2のクランクシャフト2aと変速伝達機構6の入力シャフトIsとがトルクコンバータ4、前後進切替機構5等を介して接続され、変速伝達機構6の出力シャフトOsがギヤ8及びギヤ9、デファレンシャルギヤ10等を介して駆動輪11a、11bに接続されている。
図中では、上記のような前後進切替クラッチCL及び前後進切替ブレーキBRの係合/解除の制御を行う制御系をまとめて「CB制御系5b」と表記している。
変速伝達機構6は、入力シャフトIsからの動力を無段変速機6aを介して出力シャフトOsに伝達させる第一伝達状態と、該動力を固定ギヤ段6bを介して伝達させる第二伝達状態との切り替えが可能に構成されているが、具体的な構成については後述する。
油圧制御部7は、複数の油路、オイルリザーバ、オイルポンプ、複数の電磁弁などを含んで構成され、伝達機構制御ユニット13からの信号に応じて、動力伝達機構3の各部に供給される作動油の流量や油圧を制御する。また、油圧制御部7は、動力伝達機構3の所定の箇所の潤滑を行う潤滑油供給装置としても機能する。
本例では、作動油の供給源としてのオイルポンプは、エンジン2の動力に基づき駆動される。
エンジン制御ユニット12は伝達機構制御ユニット13と通信を行っており、必要に応じてエンジン2の運転状態に関するデータを伝達機構制御ユニット13に出力する。また、必要に応じ、伝達機構制御ユニット13からの各種信号に基づいてエンジン2の運転制御を行う。
特に、伝達機構制御ユニット13は、無段変速機6aの変速比制御を行う。具体的に、伝達機構制御ユニット13は、例えばエンジン回転数やアクセル開度等の情報に基づいて無段変速機6の目標変速比を求め、該目標変速比を実現するためのプライマリ圧(一次側可動シーブ62の駆動油圧)、セカンダリ圧(二次側可動シーブ66の駆動油圧)を求めると共に、それらプライマリ圧、セカンダリ圧が得られるように油圧制御部7に対する指示を行う。
また、伝達機構制御ユニット13は、前後進切替機構5におけるCB制御系5bの駆動油圧を油圧制御部7に指示することで、前後進切替クラッチCL及び前後進切替ブレーキBRの係合/解除を実行させる。
図2及び図3は、変速伝達機構6の概略縦断面図であり、図2は無段変速機6aの変速比が略最大(略最Low)である状態を、図3は該変速比がオーバードライブ状態としての所定変速比(例えば「1」)以下とされた状態をそれぞれ示している。
一次側油圧室68にはプライマリ圧としての油圧が供給され、二次側油圧室71にはセカンダリ圧としての油圧が供給される。変速比制御においては、セカンダリ圧に対して相対的にプライマリ圧が徐々に大きくなるように油圧を調整していくことで、一次側可動シーブ63は一次側固定シーブ62に対して近づき、二次側可動シーブ66は二次側固定シーブ65から遠ざかっていき、プライマリ側の巻き掛け径が徐々に大、セカンダリ側の巻き掛け径が徐々に小となり、変速比が徐々に小さくなる(High側となる)。逆に、プライマリ圧に対して相対的にセカンダリ圧が徐々に大きくなるように油圧を調整していくことで、一次側可動シーブ63は一次側固定シーブ62から遠ざかり、二次側可動シーブ66は二次側固定シーブ65に対して近づいていき、プライマリ側の巻き掛け径が徐々に小、セカンダリ側の巻き掛け径が徐々に大となり、変速比が徐々に大きくなる(LOW側となる)。
このため、無段変速機6aの変速比が大きくなる際には、上記の油圧制御により、一次側可動シーブ62が前方側、二次側可動シーブ66が後方側にそれぞれ変位されていく。逆に、無段変速機6aの変速比が小さくなる際には、一次側可動シーブ62が後方側、二次側可動シーブ66が前方側にそれぞれ変位されていく。
外歯ギヤ71は、軸直交方向における中央部が軸方向に貫通され、該貫通された部分に入力シャフトIsが挿通され、入力シャフトIsによって保持されている。外歯ギヤ71は、入力シャフトIsに対して回転自在とされ、軸方向の位置は固定とされている。
外歯ギヤ71には、複数の外歯が形成された外歯部として前側に位置する第一外歯部71aと後側に位置する第二外歯部71bとを有している。
なお、本例では、第一外歯ギヤ71が請求項に言う「第二連結部材」に相当し、第一外歯部71aが「第二連結部」に相当する。
リング状ギヤ72は、内歯部72aにおける内歯が外歯ギヤ71の外歯部71bにおける外歯と噛合され、外歯部72bにおける外歯が外歯ギヤ73の外歯部73aにおける外歯と噛合されている。
第一連結部76は、一次側可動シーブ63と連動して軸方向に変位自在とされていると共に、一次側可動シーブ63と同軸に一体回転する。
具体的に、本例の一次側可動シーブ63は、後端部に位置され巻き掛け部材67の巻き掛け面としての円錐面を有する巻き掛け部63aと、巻き掛け部63aの外周部から前方に延出された略筒状の延出部63bとを有しており、第一連結部76は、後端部が延出部63bの前端部における外周面に固着されて、一次側可動シーブ63と連動して軸方向に変位自在とされ、且つ一次側可動シーブ63と一体回転される。
第一連結部76における内歯部76aは、延出部63bの前端よりも前方に位置されている。
接続部78は、軸方向に延在する略棒状又は略板状の部位とされ、前端部が第一連結部76と接続され、後端部が第二連結部77と接続されている。ここで、接続部78は、軸周り方向における位置が固定とされ、第一連結部76、第二連結部77をそれぞれが入力シャフトIsと同軸に回転自在となるように接続している。接続部78が第一連結部76や第二連結部77と一体回転すると巻き掛け部材67と緩衝してしまうため、その防止を図っているものである。
本例では、これら内歯部76aと外歯部74a、及び内歯部77aと第一外歯部71aは、それぞれ、噛合時における第一連結部76と第一被連結部材74との回転差、第二連結部77と外歯ギヤ71(第二被連結部材に相当)との回転差を吸収するためのシンクロメッシュ機構として構成されている。
一方で、第二連結部77の内歯部77aにおける内歯は、外歯ギヤ75の外歯部75aにおける外歯と噛合しているが、固定ギヤ段6bに設けられた外歯ギヤ71の第一外歯部71aにおける外歯とは噛合されない。すなわち、入力シャフトIsからの動力は固定ギヤ段6bに伝達されない。
図示するように、この場合における入力シャフトIsからの動力は、第一被連結部材74→第一連結部76→無段変速機6a→減速ギヤ部6dを介して出力シャフトOsに伝達される。
一方で、第一連結部76の内歯部76aにおける内歯と第一被連結部材74の外歯部74aにおける外歯との噛合状態は解消され、入力シャフトIsからの動力が第一被連結部材74と第一連結部76とを介して一次側可動シーブ61に伝達されることはない。
可動連結部材79が一次側可動シーブ62と連動して変位されるため、可動連結部材79の駆動部として電磁アクチュエータや油圧による駆動部を別途に追加する必要がなくなる。
従って、無段変速機6aを介した動力伝達状態と固定ギヤ段を介した動力伝達状態との切り替えを可能とする動力伝達装置について、コスト削減、サイズ小型化、及び軽量化を図ることができる。
従って、オイルポンプ駆動源としてのエンジン2の負荷低減が図られ、燃費の向上が図られる。
本実施形態の場合、オーバードライブ時における無段変速機6aの駆動油圧は、一次側可動シーブ62の位置を図3や図5に示す位置で維持させるために必要な油圧で済む。
これにより、動力伝達状態の切り替えに伴う振動や騒音の緩和が図られる。
これにより、オーバードライブ状態(第二伝達状態)において内歯部77aと第一外歯部71aとの噛合面積の拡大化を図ることができ、入力シャフトIsと固定ギヤ段6bとの連結状態をより強固にすることができる。
これにより、固定ギヤ段6bを介した第二伝達状態において、一次側プーリ61と二次側プーリ64が同一回転数により回転される。すなわち、一次側プーリ61と二次側プーリ64とが差回転することに伴う巻き掛け部材67の滑り防止を図ることができる。
なお、第二伝達状態においては、出力シャフトOsの回転が減速ギヤ部6dを介して二次側プーリ64に伝達され、一次側プーリ61と二次側プーリ64とが空転状態とされる。
該制御は、本例ではエンジン制御ユニット12と伝達機構制御ユニット13との協業により行われる。具体的に、エンジン制御ユニット12は、例えば伝達機構制御ユニット13が求める前述した目標変速比の情報を入力し、該目標変速比が変速比Rth以下に低下した際と、変速比Rthを上回った際のそれぞれにおいて、エンジン2の出力を一時的に低減させる制御を行う。これにより、第一伝達状態と第二伝達状態の相互の切り替え時に対応してエンジン2から入力シャフトIsへの入力トルクを低減させることができる。
このように前後進切替機構5をニュートラルとする手法を採る場合、制御主体は伝達機構制御ユニット13となる。
また、一次側可動シーブ63の軸方向位置を検出する手段を設け、該手段による位置検出結果に基づき一次側可動シーブ63が所定位置に至ったと判定したことを契機にトルク低減制御を実行することも考えられる。
ここで、上記では、変速伝達機構6の構成について入力シャフトIs(一次側シャフトPs)、二次側シャフトSs、及び出力シャフトOsによる3軸構成に対応した例を示したが、例えば図6及び図7に示すような4軸構成に対応した変速伝達機構6Aとすることもできる。
なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
この場合における入力シャフトIsからの動力は、図6に示すように、第一被連結部材74→第一連結部76→無段変速機6a→減速ギヤ部6d→軸間連結ギヤ83、84を介して出力シャフトOsに伝達される。
この場合における入力シャフトIsからの動力は、図7に示すように、外歯ギヤ75→第二連結部77→固定ギヤ段6b→軸間連結ギヤ83、84を介して出力シャフトOsに伝達される。
この場合の二次側シャフトSsは、軸直交方向における中央部が軸方向に貫通され、該貫通された部分に第二シャフトNsが二次側シャフトSsと同軸に挿通されている。二次側シャフトSsの軸方向における位置は固定とされている。
第一連結部76Aにおける内歯部76Aaは、延出部66bの後端よりも後方に位置されている。
接続部78は、この場合も軸方向に延在する略棒状又は略板状の部位とされ、前端部が第一連結部76Aと接続され、後端部が第二連結部77Aと接続されている。接続部78は、軸周り方向における位置が固定とされ、第一連結部76、第二連結部77をそれぞれが第二シャフトNsと同軸に回転自在となるように接続している。
一方この場合、第二連結部77Aの内歯部77Aaは何れの回転要素にも噛合されておらず、入力シャフトIsからの動力は固定ギヤ段6bAに伝達されない。
一方で、第一連結部76Aの内歯部76Aaにおける内歯と第一被連結部材74Aの外歯部74Aaにおける外歯との噛合状態は解消され、無段変速機6aの出力が第二シャフトNsに伝達されることはない。
なお、図8及び図9に示した構成によれば、入力シャフトIsと出力シャフトNsの回転方向を一致させることができる。
上記のように実施形態の動力伝達装置は、一次側プーリ(同61)と、二次側プーリ(同64)と、一次側プーリと二次側プーリとの間に巻き掛けられた巻き掛け部材(同37)とを有する無段変速機(同6a)と、ギヤ比が固定とされた固定ギヤ段(同6b又は6bA)と、一次側プーリの可動シーブ(一次側可動シーブ63)又は二次側プーリの可動シーブ(二次側可動シーブ66)と連動して軸方向に変位自在とされた可動連結部材(同79又は79A)により、入力軸(入力シャフトIs)からの動力を無段変速機を介して出力軸(出力シャフトOs)に伝達させる第一伝達状態と前記動力を固定ギヤ段を介して伝達させる第二伝達状態との切り替えを行う伝達切替部(同6c又は6cA)とを備えている。
従って、無段変速機を介した動力伝達状態と固定ギヤ段を介した動力伝達状態との切り替えを可能とする動力伝達装置について、コスト削減、サイズ小型化、及び軽量化を図ることができる。
従って、動力伝達状態の切り替えに伴う乗員の違和感緩和を図ることができ、乗り心地の向上を図ることができる。
従って、部品点数の削減が図られ、動力伝達装置のコスト削減やサイズ小型化を図ることができる。
従って、一次側プーリと二次側プーリとが差回転することに伴う巻き掛け部材の滑り防止を図ることができ、各プーリの摩耗及びそれに伴う発熱の抑制が図られ、無段変速機の長寿命化が図られる。
従って、動力伝達状態の切り替えに伴う乗員の違和感緩和を図ることができ、乗り心地の向上を図ることができる。
なお、上記では第一伝達状態と第二伝達状態の切り替えを行う伝達切替部にシンクロメッシュ機構を適用する例を挙げたが、該伝達切替部にシンクロメッシュ機構を適用することは必須ではない。
Claims (5)
- 車両における動力伝達装置であって、
一次側プーリと、二次側プーリと、前記一次側プーリと前記二次側プーリとの間に巻き掛けられた巻き掛け部材とを有する無段変速機と、
ギヤ比が固定とされた固定ギヤ段と、
前記一次側プーリの可動シーブ又は前記二次側プーリの可動シーブと連動して軸方向に変位自在とされた可動連結部材により、入力軸からの動力を前記無段変速機を介して出力軸に伝達させる第一伝達状態と前記動力を前記固定ギヤ段を介して伝達させる第二伝達状態との切り替えを行う伝達切替部と、を備え、
前記可動連結部材は、前記軸方向に離隔して配置された第一連結部と第二連結部とを有し、
前記伝達切替部は、
前記第一伝達状態時に前記第一連結部と連結される第一被連結部を有する第一被連結部材と、前記第二伝達状態時に前記第二連結部と連結される第二被連結部を有する第二被連結部材とを有すると共に、前記第一連結部と前記第一被連結部、及び前記第二連結部と前記第二被連結部がシンクロメッシュ機構として構成された
動力伝達装置。 - 前記可動連結部材は、
前記一次側プーリの可動シーブと接続されている
請求項1に記載の動力伝達装置。 - 前記無段変速機の出力を減速して前記出力軸に伝達する減速ギヤ部を備え、
前記固定ギヤ段のギヤ比が前記減速ギヤ部のギヤ比の逆数と一致している
請求項1又は請求項2に記載の動力伝達装置。 - 前記第一伝達状態と前記第二伝達状態の切り替えに際して、前記車両が備えるエンジンから前記入力軸への入力トルクを低減させるトルク制御部を備える
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の動力伝達装置。 - 車両における動力伝達装置であって、
一次側プーリと、二次側プーリと、前記一次側プーリと前記二次側プーリとの間に巻き掛けられた巻き掛け部材とを有する無段変速機と、
ギヤ比が固定とされた固定ギヤ段と、
前記一次側プーリの可動シーブ又は前記二次側プーリの可動シーブと連動して軸方向に変位自在とされた可動連結部材により、入力軸からの動力を前記無段変速機を介して出力軸に伝達させる第一伝達状態と前記動力を前記固定ギヤ段を介して伝達させる第二伝達状態との切り替えを行う伝達切替部と、
前記無段変速機の出力を減速して前記出力軸に伝達する減速ギヤ部と、を備え、
前記固定ギヤ段のギヤ比が前記減速ギヤ部のギヤ比の逆数と一致している
動力伝達装置。
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