JP2010276159A - 無段変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラル制御復帰時や、ガレージシフトの際に生じる車両の搭乗者に対するショックを低減することができる無段変速機を提供する。
【解決手段】第１の軸５１および第２の軸６１と、第１の軸５１に設けられたプライマリプーリ５０と、第２の軸６１に設けられたセカンダリプーリ６０と、各プーリ５０、６０との間に巻き掛けられた伝動ベルト８０と、エンジン１０から出力された駆動トルクの回転方向を切り換え可能な前後進切換機構４０と、前後進切換機構４０からの駆動トルクを増幅して第１の軸５１に出力するロックアップクラッチ３４付きのトルクコンバータ３０と、トルクコンバータ３０を内部に収容するとともに、エンジン１０から出力された駆動トルクを前後進切換機構４０に伝達するインプットドラム１３と、を備え、第１の軸５１の軸線上でトルクコンバータ３０とプライマリプーリ５０との間に前後進切換機構４０を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機に関する。

従来、車両の走行状態に応じて最適な条件でエンジンを運転するために、変速比を無段階、すなわち連続的に制御することができる無段変速機がある。このような無段変速機には、トロイダル式無段変速機に加えて、以下の特許文献１に示すベルト式無段変速機が知られている。

このベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）は、平行に配置された２本の回転軸と、これら各回転軸に別個に取り付けられたプライマリプーリおよびセカンダリプーリと、このプライマリプーリおよびセカンダリプーリのそれぞれのＶ字形状の溝に巻き掛けられたベルトとを備えている。また、プライマリプーリおよびセカンダリプーリは、それぞれ、回転軸（プライマリシャフトおよびセカンダリシャフト）に固定された垂体状の固定シーブと、その回転軸上でその軸線方向に摺動する垂体状の可動シーブとを有しており、対向する固定シーブの傾斜部分と可動シーブの傾斜部分とで上記Ｖ字形状の溝を形成している。

そして、ベルト式無段変速機においては、上記可動シーブを回転軸の軸線方向に摺動させてＶ字形状の溝幅を変化させることで、ベルトとプライマリプーリとの接触半径、およびベルトとセカンダリプーリとの接触半径をそれぞれ無段階に変化させ、これにより変速比を無段階に変えることができる。すなわち、プライマリプーリ側の接触半径とセカンダリプーリ側の接触半径との比がベルト式無段変速機の変速比になるため、このベルト式無段変速機は、プライマリプーリの溝幅を制御することによって変速比を無段階に変化させることができる。

このように、従来のベルト式無段変速機は、エンジンから出力された駆動トルクがトルクコンバータを介して前後進切換機構に入力され、切換スリーブの位置に応じてインプットシャフトから入力された駆動トルクを前進用ギヤ対に入力するか、当該駆動トルクを後進用ギヤ対に入力するか選択的に切り換えられるようになっている。このため、インプットシャフトから入力された駆動トルクが前進用ギヤ対に入力された場合には、駆動トルクがプライマリシャフトを介してプライマリプーリに入力されて、さらにセカンダリプーリを介してドライブシャフトに伝達されるようになっている。一方、インプットシャフトから入力された駆動トルクが後進用ギヤ対に入力された場合には、駆動トルクがプライマリプーリおよびセカンダリプーリを介さずに、後進用ギヤ対を介してドライブシャフトに伝達されるようになっている。

また、前後進切換機構は、噛み合いクラッチにより構成され、噛み合いクラッチが係合状態および解放状態の間で切り換わることによって、インプットシャフトと前進用ギヤ対との連結状態および遮断状態や、インプットシャフトと後進用ギヤ対との連結状態および遮断状態を容易に設定することができる。これにより、エンジンから出力された出力トルクをその方向を反転せずにドライブシャフトに伝達する前進状態と、当該出力トルクを回転方向を反転してドライブシャフトに伝達する後進状態と、当該出力トルクをドライブシャフトに伝達しない中立状態とを選択的に切り換えるようになっている。

さらに、このような噛み合いクラッチにより構成された前後進切換機構を搭載したベルト式無段変速機の他に特許文献２にもベルト式無段変速機が開示されている。
この特許文献２に開示されたベルト式無段変速機にあっては、遊星歯車機構と、フォワードクラッチと、リバースブレーキとを有する前後進切換機構が搭載されており、フォワードクラッチおよびリバースクラッチの作動状態を係合状態と解放状態との間で切り換えて、エンジンのクランクシャフトの回転方向と同一方向にプライマリシャフトを回転させる前進状態と、クランクシャフトの回転方向と逆方向にプライマリシャフトを回転させる後進状態と、クランクシャフトの回転をプライマリシャフトに伝達しない中立状態と、を選択的に切り換えるようになっている。

つまり、特許文献２に開示された前後進切換機構は、フォワードクラッチが係合状態でリバースクラッチが解放状態であると、クランクシャフトの回転方向と同一方向にドライブシャフトが回転し、リバースクラッチが係合状態でフォワードクラッチが解放状態であるとクランクシャフトの回転方向と逆方向にドライブシャフトが回転し、フォワードクラッチおよびリバースクラッチが解放状態であると、クランクシャフトの回転がドライブシャフトに伝達されない状態となる。このように、摩擦係合要素の作動状態を切り換えて、前後進の切り換えが可能になっている。

特開２００８−５１２１３号公報 特開２００５−３０３５号公報

しかしながら、上述のような従来の無段変速機にあっては、エンジンから出力された駆動トルクがトルクコンバータを介して前後進切換機構に入力されるため、前後進切換機構を構成する噛み合いクラッチの係合時や、フォワードクラッチおよびリバースクラッチの係合時に車両の搭乗者に対してショックを与えてしまうという問題があった。

特に従来の無段変速機にあっては、ニュートラル制御復帰時やガレージシフトの際、噛み合いクラッチや、フォワードクラッチおよびリバースクラッチの係合時に、車両の搭乗者に対してショックを与えてしまうという問題があった。これは、摩擦係合要素の掴み換えにより変速を行う自動変速機の場合、一旦高速段を形成した後に所望の変速段を形成するといったスコート制御を行うことによって、車両の搭乗者に対するショックを軽減することができるが、従来の無段変速機にあっては、このようなスコート制御を実現できないので問題となる。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ニュートラル制御復帰時や、ガレージシフトの際に生じる車両の搭乗者に対するショックを低減することができる無段変速機を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）ケースに回転可能に支持された第１の軸および第２の軸と、前記第１の軸に設けられたプライマリプーリと、前記第２の軸に設けられたセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を備え、前記第１の軸に入力された駆動源からの駆動トルクを変化させて第２の回転軸に出力する無段変速機であって、前記駆動源から出力された駆動トルクの回転方向を切り換え可能な回転方向切換機構と、前記回転方向切換機構からの駆動トルクを増幅して前記第１の軸に出力するロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、前記トルクコンバータを内部に収容するとともに、前記駆動源から出力された駆動トルクを前記回転方向切換機構に伝達する伝達部材と、を備え、前記第１の軸の軸線上で前記トルクコンバータと前記プライマリプーリとの間に前記回転方向切換機構を配置するよう構成している。

この構成により、駆動源からの駆動トルクが伝達部材を介して回転方向切換機構に入力された後にトルクコンバータに入力されるので、回転方向切換機構における動力伝達状態の切り換えに伴う伝達トルクの急激な立ち上がりをトルクコンバータにおいてなますことができる。この結果、動力伝達状態の切り換え時における第１の軸の回転変動を従来と比較して低減することができる。このため、例えばニュートラル制御復帰時や、ガレージシフトの際に生じる車両の搭乗者に対するショックを低減することができる。

また、ロックアップクラッチより駆動源側の慣性質量が従来と比較して増加するので、従来と比較してロックアップクラッチより駆動源側のイナーシャを増加させることができロックアップクラッチの係合時に駆動源の回転変動に伴う異音・振動を低減することができる。

さらに、伝達部材の内部にトルクコンバータを収容することができるので、第１の軸の線上でトルクコンバータとプライマリプーリの間に回転方向切換機構を配置することができ、主要部品の配置を従来と変えることなく構成することができる。

本発明によれば、ニュートラル制御復帰時や、ガレージシフトの際に生じる車両の搭乗者に対するショックを低減することができる無段変速機を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る無段変速機を備えた車両の一部を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る無段変速機の一部を示す構成図である。

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。
まず、構成について説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る無段変速機２が適用される車両は、所謂、ＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ：エンジン前置き前輪駆動車両）として構成されており、駆動源としてエンジン１０を備えている。

エンジン１０としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、水素エンジン、あるいは、バイフューエルエンジン等を採用することができるが、本実施の形態では、エンジン１０としてガソリンエンジンが用いられているものとして説明する。

無段変速機２は、トルクコンバータ３０と、前後進切換機構４０と、無段変速部３と、差動装置７０とを含んで構成されている。さらに、無段変速機２は、横置きに設置されたエンジン１０の側方に設置され、エンジン１０のクランクシャフト１１に連結されるトランスアクスル２０を備えており、トランスアクスル２０は、トランスアクスルハウジング２１、トランスアクスルケース２２およびトランスアクスルリヤカバー２３を含んで構成されている。これらは、無段変速機２のケースを構成している。

トランスアクスルハウジング２１は、エンジン１０の側方に配置されており、トランスアクスルケース２２は、トランスアクスルハウジング２１のエンジン１０とは反対側の開口端に固定されている。

また、トランスアクスルリヤカバー２３は、トランスアクスルケース２２のトランスアクスルハウジング２１とは反対側の開口端に固定されている。そして、トランスアクスルハウジング２１の内部には、トルクコンバータ３０が配置されており、トランスアクスルケース２２およびトランスアクスルリヤカバー２３の内部には、本発明に係る回転方向切換機構を構成する前後進切換機構４０、無段変速部３、差動装置７０が配置されている。

前後進切換機構４０は、インプットドラム１３を介して入力されたエンジン１０の駆動トルクをトルクコンバータ３０に伝達するものであり、遊星歯車機構４１と、フォワードクラッチ４２と、リバースブレーキ４３と、入力軸１４および出力軸４９と、から構成されている。なお、本実施の形態のインプットドラム１３は、本発明に係る伝達部材を構成している。

遊星歯車機構４１は、シングルピニオン形式を採用しており、エンジン１０から出力された駆動トルクを入力するサンギヤ４４と、サンギヤ４４の外周側に同心状に配置されたリングギヤ４６と、サンギヤ４４およびリングギヤ４６の双方と噛み合う複数のピニオンギヤ４５と、各ピニオンギヤ４５を自転可能に保持し、各ピニオンギヤ４５をサンギヤ４４の周囲で一体的に公転可能な状態に保持するキャリア４８とを備えている。

さらに、トルクコンバータ３０は、インプットドラム１３の内部で回転可能に取り付けられるフロントカバー３７を備えており、フロントカバー３７にはポンプインペラ３１が取り付けられている。

また、トルクコンバータ３０は、ポンプインペラ３１と対向する状態で回転可能なタービンランナ３２を備えており、タービンランナ３２は、クランクシャフト１１と略同軸に延びるプライマリシャフト５１に固定されている。

ポンプインペラ３１およびタービンランナ３２の内側にはステータ３３が配置されており、ステータ３３の回転方向は、ワンウェイクラッチ３９により一方向のみに設定されている。

ステータ３３には、ワンウェイクラッチ３９を介して中空軸３６が接続されており、この中空軸３６の内部にプライマリシャフト５１が挿通されている。そして、プライマリシャフト５１のフロントカバー３７側の端部には、ダンパ装置３５を介してロックアップクラッチ３４が取り付けられている。

ポンプインペラ３１、タービンランナ３２およびステータ３３は、作動油室を画成しており、この作動油室には、トルクコンバータ３０と前後進切換機構４０との間に配置されたオイルポンプ２６からの作動液が供給されるようになっている。

また、エンジン１０が作動し、前後進切換機構４０を介してエンジン１０の駆動トルクがポンプインペラ３１に入力され、ポンプインペラ３１が回転すると、作動液の流れによりタービンランナ３２が引きずられるようにして、回転し始めるようになっており、ステータ３３は、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２との回転速度差が大きいときに、作動液の流れをポンプインペラ３１の回転を助ける方向に変換するようになっている。

この動作により、トルクコンバータ３０は、ポンプインペラ３１とタービンランナ３２の回転速度差が大きいときには、トルク増幅機として作動し、両者の回転速度差が小さくなると流体継手として作動する。そして、車両１の発進後、車速が所定速度に達すると、ロックアップクラッチ３４が作動させられ、フロントカバー３７に伝達された駆動トルクがプライマリシャフト５１に機械的、かつ直接に伝達される。

また、オイルポンプ２６は、そのロータ２７により円筒形状のハブ２８を介して入力軸１４に接続されており、また、そのボデー２９がトランスアクスルケース２２側に固定されている。さらに、ハブ２８は、入力軸１４にスプライン嵌合されている。このため、エンジン１０の動力が入力軸１４を介してロータ２７に伝達されるので、オイルポンプ２６を駆動することができるようになっている。この結果、エンジン１０の動力が入力軸１４を介してロータ２７に伝達されるので、オイルポンプ２６を駆動することができる。

次に、ベルト式の無段変速部３の概略構成について説明する。
この無段変速部３は、インプットドラム１３と中間軸４９と同心上に配置された第１の軸としてのプライマリシャフト５１と、このプライマリシャフト５１に対して所定の間隔を設けて平行に配置された第２の軸としてのセカンダリシャフト６１とを備えている。

プライマリシャフト５１は、第１の軸受部材としての軸受８１および第２の軸受部材としての軸受８２によって回転自在に支持されており、セカンダリシャフト６１は第３の軸受部材としての軸受８３および第４の軸受部材としての軸受８４によって回転自在に支持されている。そして、プライマリシャフト５１にはプライマリプーリ５０が設けられており、セカンダリシャフト６１にはセカンダリプーリ６０が設けられている。なお、本実施の形態の軸受８１〜８４はボールジョイントから構成されている。

プライマリプーリ５０は、プライマリシャフト５１の外周部に一体に形成された第１の固定シーブとしての固定シーブ５２およびプライマリシャフト５１の外周部に摺動自在に装着された第１の可動シーブとしての可動シーブ５３によって構成されており、固定シーブ５２と可動シーブ５３とは互いに対向し、固定シーブ５２および可動シーブ５３の間には第１のプーリ溝としての略Ｖ字形状のプーリ溝８０ａが形成されている。

また、可動シーブ５３は、固定シーブ５２に対してプライマリシャフト５１の軸方向に移動自在となっており、無段変速部３は、可動シーブ５３をプライマリシャフト５１の軸方向に移動させて可動シーブ５３および固定シーブ５２を接近・離間させる第１のシリンダ部材としてのシリンダ部材５５を備えている。

また、セカンダリプーリ６０は、セカンダリシャフト６１の外周部に一体に形成された第２の固定シーブとしての固定シーブ６２およびセカンダリシャフト６１の外周部に摺動自在に装着された第２の可動シーブとしての可動シーブ６３を備えており、固定シーブ６２と可動シーブ６３とは互いに対向し、固定シーブ６２および可動シーブ６３の間には第２のプーリ溝としての略Ｖ字形状のプーリ溝８０ｂが形成されている。

また、可動シーブ６３は固定シーブ６２に対してセカンダリシャフト６１の軸方向に移動自在となっており、無段変速部３は可動シーブ６３をセカンダリシャフト６１の軸方向に移動させて可動シーブ６３および固定シーブ６２を接近・離間させる第２のシリンダ部材としてのシリンダ部材６５を備えている。

また、プライマリプーリ５０のプーリ溝８０ａおよびセカンダリプーリ６０のプーリ溝８０ｂには、多数の金属製の駒および複数本のスチールリングにより構成される伝動ベルト（ベルト）８０が巻き掛けられており、シリンダ部材５５、６５による油圧が別個に制御されることにより、プライマリプーリ５０およびセカンダリプーリ６０の溝幅が変更され、伝動ベルト８０の巻き掛け半径が変化する。この結果、無段変速部３による変速比が所望の値に設定されるとともに、伝動ベルト８０の張力が調整される。

なお、セカンダリシャフト６１を支持する軸受８３はトランスアクスルリヤカバー２３に固定されており、軸受８３とセカンダリプーリ６０との間には、パーキングギヤ８９が設けられている。

また、無段変速部３のセカンダリシャフト６１の外周部にはスプライン嵌合によってカウンタドライブギヤ９２が固定されており、このカウンタドライブギヤ９２を介して、無段変速部３から差動装置７０に動力が伝達されるようになっている。

差動装置７０は、セカンダリシャフト６１と平行に配置されたインターミディエートシャフト９１を備えており、インターミディエートシャフト９１は軸受８５、８６によって支持され、インターミディエートシャフト９１にはセカンダリシャフト６１のカウンタドライブギヤ９２と噛み合うカウンタドリブンギヤ９３およびファイナルドライブギヤ９４が固定されている。

また、差動装置７０は、中空のデフケース７１を備えており、デフケース７１は軸受７７、７８によって回転自在に支持されており、デフケース７１の外周部にはリングギヤ７９が形成されている。

このリングギヤ７９は、インターミディエートシャフト９１のファイナルドライブギヤ９４と噛み合っている。また、デフケース７１は内部にはピニオンシャフト７２が支持されており、ピニオンシャフト７２には２体のピニオンギヤ７３が固定されている。

各ピニオンギヤ７３には、２体のサイドギヤ７５が噛合しており、各サイドギヤ７５にはフロントドライブシャフト１０１がそれぞれ別個に接続され、各フロントドライブシャフト１０１には、車輪（前輪）１００が固定されている。

また、プライマリシャフト５１の内部には軸線方向に図示しない軸線方向の油路が形成されており、この油路は図示しない油圧制御装置の油圧回路に連通されている。また、プライマリシャフト５１にはプライマリシャフト５１の外周面に向けて放射方向に貫通し、かつ、軸線方向の油路に連通された放射方向の油路が形成されている。

可動シーブ５３の内筒部とプライマリシャフト５１はスプライン嵌合されており、プライマリシャフト５１と可動シーブ５３とは軸方向に滑らかに相対移動自在であるが、プライマリシャフト５１と可動シーブ５３とが円周方向には相対移動しないようにプライマリシャフト５１と可動シーブ５３とが接続されている。

また、シリンダ部材５５と可動シーブ５３の背面との間で油圧シリンダ室を画成している。この油圧シリンダ室には、プライマリシャフト５１における軸線方向の油路および放射方向の油路を介して油圧制御装置によって調圧された作動油が供給されるようになっている。

このように、プライマリプーリ５０では、油圧制御装置の油圧回路から油路を介して油圧シリンダ室内に作動油を供給して油圧シリンダ室内の作動油圧を制御することにより、可動シーブ５３を固定シーブ５２に対して移動させて、伝動ベルト８０の巻き掛け半径を変化させることにより、所望の変速比を得ることができる。

一方、セカンダリシャフト６１の内部には軸線方向に図示しない油路が形成されており、この軸線方向の油路は図示しない伝動ベルト８０の挟圧力を制御する挟圧力制御装置の油圧回路に連通されている。また、セカンダリシャフト６１にはセカンダリシャフト６１の放射方向外方に延在する図示しない油路が形成されており、この放射方向外方に延在する油路は軸線方向の油路に連通している。

また、可動シーブ６３の内筒部とセカンダリシャフト６１とはスプライン嵌合されており、セカンダリシャフト６１と可動シーブ６３とは軸方向に滑らかに相対移動自在であるが、セカンダリシャフト６１と可動シーブ６３とが円周方向には相対移動しないようにセカンダリシャフト６１と可動シーブ６３とが接続されている。

また、シリンダ部材６５と可動シーブ６３の背面との間で油圧シリンダ室を画成している。この油圧シリンダ室には、セカンダリシャフト６１における軸線方向の油路および放射方向の油路を介して挟圧力制御装置によって制御された作動油が供給されるようになっている。

このように、セカンダリプーリ６０では、挟圧力制御装置の油圧回路から油路を介して油圧シリンダ室内に作動油を供給して油圧シリンダ室内の作動油圧を制御することにより、可動シーブ６３を固定シーブ６２に対して移動させて、伝動ベルト８０の巻き掛け半径を変化させることにより、所望の変速比を得ることができる。この結果、プライマリシャフト５１に入力された駆動トルクを変化させてセカンダリシャフト６１に出力することができる。

図２に示すように、無段変速機２は、トルクコンバータ３０を内部に収容するとともに、エンジン１０から出力された駆動トルクを前後進切換機構４０に伝達する伝達部材としてのインプットドラム１３を備えている。

このインプットドラム１３は、エンジン１０側の端部Ａとプライマリプーリ５０側の端部Ｂとの間で、ドライブプレート１２の固定によりその内部にトルクコンバータ３０が収容可能となるようにドラム状に形成されている。

さらに、インプットドラム１３は、エンジン１０側の端部Ａがクランクシャフト１１に取り付けられたドライブプレート１２にボルト締めにより固定され、一方、プライマリプーリ５０側の端部Ｂが、前後進切換機構４０の入力軸１４にスプライン嵌合により固定されている。このため、エンジン１０からの駆動トルクが、インプットドラム１３を介して入力軸１４に伝達されるようになっている。ここで、トルクコンバータ３０のフロントカバー３７は、ドライブプレート１２がインプットドラム１３に固定されている状態で、インプットドラム１３およびドライブプレート１２に対して相対回転可能にインプットドラム１３およびドライブプレート１２によって画成されたその内部に配置されている。

入力軸１４は、中空軸でその内部に出力軸４９およびプライマリシャフト５１が挿通され、入力軸１４と出力軸４９とプライマリシャフト５１とが相互に独立して回転可能になっている。入力軸１４および出力軸４９は、フォワードクラッチ４２にそれぞれ連結されており、フォワードクラッチ４２は、係合状態で入力軸１４からの駆動トルクを出力軸４９に伝達するようになっている。したがって、前後進切換機構４０は、フォワードクラッチ４２が係合状態かつリバースブレーキが非係合状態で、入力軸１４の回転方向を反転せずにエンジン１０からの駆動トルクを出力軸４９に伝達するようになっている。

また、入力軸１４は、サンギヤ４４に連結され、一方出力軸４９は、リングギヤ４６に連結されており、遊星歯車機構４１は、リバースブレーキ４３が係合状態で入力軸１４からの駆動トルクを出力軸４９に伝達するようになっている。したがって、前後進切換機構４０は、フォワードクラッチ４２が非係合状態かつリバースブレーキ４３が係合状態で、エンジン１０からの駆動トルクを入力軸１４の回転方向に対して反転して出力軸４９に伝達するようになっている。

フォワードクラッチ４２およびリバースブレーキ４３は、作動油により係合状態と非係合状態との間でその作動状態が制御されるもので、これらを制御するためには、図示しないブレーキピストンおよびクラッチピストンが用いられる。

フォワードクラッチ４２およびリバースブレーキ４３は、その作動状態を切り換えることによって、動力伝達状態、すなわち動力伝達経路が切り換えられて、前後進の切り換えが可能になっている。

具体的には、フォワードクラッチ４２が係合状態で、リバースブレーキ４３が非係合状態にされると、前後進切換機構４０が前進状態となり、車両１は前進走行可能となる。一方、フォワードクラッチ４２が非係合状態で、リバースブレーキ４３が係合状態にされると、前後進切換機構４０が後進状態となり、車両１は後進走行可能となる。さらに、フォワードクラッチ４２が非係合状態、リバースブレーキ４３が非係合状態にされると、前後進切換機構４０が中立状態（ニュートラル）となり、エンジン１０からの駆動トルクが車輪に伝達されない状態となる。

ここで、無段変速機２は、図示しないシフトレバーの操作によって、パーキングレンジＰ、後進走行レンジＲ、ニュートラルレンジＮ、前進走行レンジＤを含む各シフトレンジを選択可能になっており、各シフトレンジに対応した動力伝達状態を形成することが可能になっている。このため、シフトレバーの操作に応じて、フォワードクラッチ４２およびリバースブレーキ４３の作動状態が油圧制御装置によって制御されるようになっている。したがって、所謂ガレージシフト、すなわちシフトレバーの操作によって、前進走行レンジＤと後進走行レンジＲとの相互間でシフトレンジの切り換えが行われた場合も、対応した動力伝達状態が形成されるように前後進切換機構４０が油圧制御装置によって制御されるようになっている。

また、無段変速機２は、車両停止時に燃費向上を図るため、所謂ニュートラル制御の実行条件が成立した場合には、油圧制御装置は、前後進切換機構４０を中立状態に切り換えるように制御するようになっている。なお、ニュートラル制御の実行条件は、前進走行レンジＤでかつ車両停止中であってフットブレーキが操作されていることが条件とされる。

また、出力軸４９は、中空軸で構成されプライマリシャフト５１を挿通しており、プライマリプーリ５０側の端部がフォワードクラッチ４２とリングギヤ４６とにそれぞれ連結され、エンジン１０側の端部がトルクコンバータ３０のポンプインペラ３１に連結されている。

なお、前後進切換機構４０が前進状態であるときは、従来と同様にトルクコンバータ３０のトルク増幅を期待することができるので、車輪に伝達される駆動力が低下することがないが、前後進切換機構４０が後進状態であるときは、トルクコンバータ３０におけるトルク増幅を期待することができないので、前後進切換機構４０のリバースギヤ比を２．００以上確保し、かつロックアップクラッチを半係合状態で車輪に伝達される駆動力を確保するようになっている。

ここで、従来の無段変速機にあっては登坂性能を確保するため、例えばトルクコンバータによるトルク増幅（最大）を１．８で、前後進切換機構のリバースギヤ比を１．０５に設定したとすると、従来の無段変速機のリバースギヤ比は１．８９となる。

一方、本実施の形態における無段変速機にあっては、前後進切換機構４０が後進状態の場合、トルクコンバータ３０が逆回転するためトルク増幅を見込めない。このため、トルクコンバータによるトルク増幅（最大）が１とすると、前後進切換機構４０のリバースギヤ比２．００以上を確保することが必要となる。

また、無段変速機２は、前後進切換機構４０にインプットドラム１３を組み付けた後に、トルクコンバータ３０をインプットドラム１３の内部に取り付けて、インプットドラム１３にドライブプレート１２を結合することにより、組み付けを行う。なお、インプットドラム１３にトルクコンバータ３０を組み付けた状態で前後進切換機構４０に組み付けてドライブプレート１２をインプットドラム１３に結合するようにしてもよい。また、インプットドラム１３とドライブプレート１２は、ボルト締めによる固定方法を採用しているが、これに限らず、溶接による固定方法を採用してもよい。

また、無段変速機２は、トルクコンバータ３０とプライマリプーリ５０の間に前後進切換機構４０を配置し、それぞれの構成部品が、プライマリシャフト５１の軸線上に配置される。

次に、再び図１に戻り無段変速機２の動力伝達経路について説明する。
エンジン１０の駆動トルクは、まずクランクシャフト１１からドライブプレート１２を介してインプットドラム１３に伝達される。インプットドラム１３に入力されたトルクは、前後進切換機構４０を介してトルクコンバータ３０に入力される。ここで、ロックアップクラッチ３４が解放されている場合には、前後進切換機構４０を介して伝達された駆動トルクがポンプインペラ３１に伝達され、このポンプインペラ３１とタービンランナ３２との間を循環する作動油を介して、タービンランナ３２にトルクが伝達される。

そして、このタービンランナ３２に伝達されたトルクは、プライマリシャフト５１に伝達される。一方、ロックアップクラッチ３４が係合されている場合には、前後進切換機構４０を介して伝達された駆動トルクがポンプインペラ３１に伝達され、この伝達された駆動トルクが、クラッチカバー３７およびロックアップクラッチ３４を介してプライマリシャフト５１に伝達される。

さらに、プライマリシャフト５１に伝達された駆動トルクは、図１に示すように無段変速部３および差動装置７０を介して各フロントドライブシャフト１０１に伝達されることとなる。

このように本実施の形態では、エンジン１０からの駆動トルクがインプットドラム１３を介して前後進切換機構４０に入力された後にトルクコンバータ３０に入力されるので、前後進切換機構４０における動力伝達状態の切り換えに伴う伝達トルクの急激な立ち上がりをトルクコンバータ３０においてなますことができ、抑制することができる。この結果、動力伝達状態の切り換え時におけるプライマリシャフト５１の回転変動を従来と比較して低減することができる。このため、例えばニュートラル制御復帰時や、ガレージシフトの際に生じる車両の搭乗者に対するショックを低減することができる。

また、従来の無段変速機は、エンジンからの駆動トルクがロックアップクラッチを有するトルクコンバータに入力された後に、前後進切換機構を介してプライマリプーリに伝達されるようになっているが、本実施の形態における無段変速機２は、エンジン１０からの駆動トルクがインプットドラム１３を介して前後進切換機構４０に入力された後に、ロックアップクラッチ３４を有するトルクコンバータ３０を介してプライマリプーリ５０に伝達されるようになっている。このように、本実施の形態の無段変速機２は、動力伝達経路が従来の無段変速機と異なるため、ロックアップクラッチ３４よりエンジン１０側の慣性質量が従来と比較して増加する。この結果、従来と比較してロックアップクラッチ３４よりエンジン１０側のイナーシャを増加させることができロックアップクラッチ３４の係合時にエンジン１０の回転変動に伴う異音・振動を低減することができる。

さらに、インプットドラム１３の内部にトルクコンバータ３０を収容することができるので、プライマリシャフト５１の軸線上でトルクコンバータ３０とプライマリプーリ５０の間に前後進切換機構４０を配置することができ、トルクコンバータ３０、前後進切換機構４０、無段変速部３および差動装置７０を含む主要部品の配置を従来と変えることなく構成することができる。

したがって、上述したような動力伝達経路を確保するため前後進切換機構４０の後方にトルクコンバータ３０を配置する場合と比較して、無段変速機２が大型化することがないため、車両の搭載性を向上することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、ニュートラル制御復帰時や、ガレージシフトの際に生じる車両の搭乗者に対するショックを低減することができ、無段変速機全般に有用である。

１ 車両
２ 無段変速機
３ 無段変速部
１０ エンジン（駆動源）
１１ クランクシャフト
１２ ドライブプレート
１３ インプットドラム（伝達部材）
２０ トランスアクスル（ケース）
３０ トルクコンバータ
３４ ロックアップクラッチ
４０ 前後進切換機構（回転方向切換機構）
４１ 遊星歯車機構
４２ フォワードクラッチ
４３ リバースブレーキ
５０ プライマリプーリ
５１ プライマリシャフト（第１の軸）
６０ セカンダリプーリ
６１ セカンダリシャフト（第２の軸）
７０ 差動装置
８０ 伝動ベルト（ベルト）
１００ 車輪

Claims (1)

1. ケースに回転可能に支持された第１の軸および第２の軸と、前記第１の軸に設けられたプライマリプーリと、前記第２の軸に設けられたセカンダリプーリと、前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとの間に巻き掛けられたベルトと、を備え、前記第１の軸に入力された駆動源からの駆動トルクを変化させて第２の回転軸に出力する無段変速機であって、
   前記駆動源から出力された駆動トルクの回転方向を切り換え可能な回転方向切換機構と、
   前記回転方向切換機構からの駆動トルクを増幅して前記第１の軸に出力するロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、
   前記トルクコンバータを内部に収容するとともに、前記駆動源から出力された駆動トルクを前記回転方向切換機構に伝達する伝達部材と、を備え、
   前記第１の軸の軸線上で前記トルクコンバータと前記プライマリプーリとの間に前記回転方向切換機構を配置したことを特徴とする無段変速機。

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