JP3736191B2 - 動力伝達機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両のエンジンと駆動車輪との間で動力伝達を行なう動力伝達機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の動力伝達機構としては、ベルト式無段変速機を備えたものが存在する。ベルト式無段変速機は、エンジンに作動連結されたドライブプーリと、駆動車輪に作動連結されたドリブンプーリとがベルトの媒介で連結されている。そして、ドライブプーリ及びドリブンプーリのそれぞれにおけるベルトの巻き掛け半径を変更することで、変速が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベルト式無段変速機を備えた動力伝達機構においては、ベルトの長期耐用が重要課題であり、この課題を解決するためには、例えば、車両のアンチロック制動時や、エンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪側から逆入力されるトルクに大きな変動が生じるような場合において、ベルトに作用される緊張力の変動を如何に抑えるかがポイントとなる。しかし、従来の動力伝達機構においては、こうした急激なトルク変動に対処する術を有せず、ベルトの長期耐用を達成し得ていなかった。
【０００４】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転負荷側からの逆入力トルクの変動を好適に抑制し、ベルトの長期耐用を達成することの可能なベルト式無段変速機を備えた動力伝達機構を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
【００２７】
請求項１の発明では、車両の駆動源に作動連結されたドライブプーリと車両の駆動車輪に作動連結されたドリブンプーリとがベルトを媒体として連結されてなり、ドライブプーリ及びドリブンプーリのそれぞれにおけるベルトの巻き掛け半径を変更することで変速を行なうベルト式無段変速機と、前記駆動源と前記駆動車輪との間で前記ベルト式無段変速機と並列に配設された補助伝達機構と、前記駆動車輪からの逆入力トルクの変動が過大となり且つ車両が高速走行していない条件下で、前記駆動源と前記駆動車輪との間の動力伝達経路を前記ベルト式無段変速機から前記補助伝達機構に切り換える制御手段とを備えて動力伝達機構を構成する。
【００２８】
この構成においては、例えば、駆動源としての車両のエンジンと駆動車輪との間の動力伝達機構に具体化した場合、車両のアンチロック制動時やエンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪からの逆入力トルクの変動が過大となり且つ車両が高速走行していない時、制御手段はエンジンと駆動車輪との間の動力伝達経路を補助伝達機構に切り換える。従って、この大きな逆入力トルクの変動が、ベルト式無段変速機のドリブンプーリに入力されることを防止できる。その結果、ベルトの長期耐用を達成することができる。
請求項２の発明では、請求項１に記載の動力伝達機構において、前記制御手段は、前記ベルトが切断状態にある所定の条件下でも、前記駆動源と前記駆動車輪との間の動力伝達経路を前記ベルト式無段変速機から前記補助伝達機構に切り換えるものであるとする。
この構成においては、ベルトが切断されたような時には、エンジンと駆動車輪との間の動力伝達経路が補助伝達機構に切り換えられて車両の走行は可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１〜第６実施形態について説明する。なお、第２〜第６実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００３０】
（第１実施形態）
図１は車両の駆動系を模式的に示す図である。その駆動系では、駆動源としての内燃機関よりなるエンジンＥｇから、回転負荷としての駆動車輪Ｔｒまでの動力伝達経路上に、発進クラッチ１１、前後進切換装置１２、ベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴ＝Continuosly Variable Transmission と略す）１３、リダクションギヤ装置１４、デファレンシャルギヤ装置１５が、エンジンＥｇ側から同順に配設されている。これら発進クラッチ１１、前後進切換装置１２、ＣＶＴ１３、リダクションギヤ装置１４及びデファレンシャルギヤ装置１５は、図示しない車両のボディに固定された共通のハウジング１６内にそれぞれ構築されている。
【００３１】
図２は車両の駆動系の制御装置の構成を模式的に示す図である。制御コンピュータＣは、予め記憶されたプログラムに基づき、車速度センサ１０１、アクセル開度センサ１０２及び車室内に配置されたセレクタ１０３からの信号に応じて、発進クラッチ１１、前後進切換装置１２及びＣＶＴ１３を制御する。
【００３２】
前記発進クラッチ１１は、例えば、トルクコンバータよりなる。制御コンピュータＣは、運転者によってセレクタ１０３が「Ｄ（ドライブ）」や「Ｒ（リバース）」に選択操作された場合には、発進クラッチ１１を制御してエンジンＥｇからの駆動力の伝達を可能とし、同セレクタ１０３が「Ｐ（パーキング）」や「Ｎ（ニュートラル）」に選択操作された場合には、発進クラッチ１１を制御してエンジンＥｇからの駆動力の伝達を遮断する。
【００３３】
前記前後進切換装置１２は、エンジンＥｇからの駆動力の回転方向を正方向又は逆方向に切り換えて伝達可能であり、駆動車輪Ｔｒの正転又は逆転、つまりは車両の進行方向を前方又は後方に切り換えるためのものである。制御コンピュータＣは、前記セレクタが「Ｒ」に選択操作された場合には、前後進切換装置１２を制御することでエンジンＥｇからの駆動力の回転方向を逆転させ、車両の進行方向を後方に切り換える。
【００３４】
図１に示すように、前記ＣＶＴ１３は、ドライブプーリ２１とドリブンプーリ２２とがベルト２３を媒体として連結されてなる。ドライブプーリ２１は、前後進切換装置１２及び発進クラッチ１１を介してエンジンＥｇに作動連結されている。ドライブプーリ２１は、前後進切換装置１２からの入力軸２４に固定された固定フランジ２５と、入力軸２４に対して一体回転可能でかつ軸線方向にスライド移動可能な可動フランジ２６とからなっている。一方、ドリブンプーリ２２は、駆動車輪Ｔｒにリダクションギヤ装置１４及びデファレンシャルギヤ装置１５を介して作動連結されている。ドリブンプーリ２２は、リダクションギヤ装置１４への出力軸２７に固定された固定フランジ２８と、出力軸２７に対して一体回転可能でかつ軸線方向にスライド移動可能な可動フランジ２９とからなっている。
【００３５】
そして、図１及び図２に示すように、前記ドライブプーリ２１及びドリブンプーリ２２の可動フランジ２６，２９は、その前後に供給される油圧供給装置１０４からの圧油によって、軸線方向前後に移動可能である。両プーリ２１，２２は、可動フランジ２６，２９が軸線方向にスライド移動して固定フランジ２５，２８に接近又は離間することで、ベルト溝２１ａ，２２ａの幅を変更可能である。従って、両プーリ２１，２２がその回転中にベルト溝２１ａ，２２ａの幅を変更すると、ベルト２３の巻き掛け半径が各々変更されて変速が行われる。
【００３６】
前記制御コンピュータＣは、セレクタ１０３が「Ｄ」に選択操作された状態において、車速度センサ１０１及びアクセル開度センサ１０２からの検出信号に応じてＣＶＴ１３の目標変速比を算出するとともに、ＣＶＴ１３が目標変速比となるように油圧供給装置１７を制御することで、各プーリ２１，２２のベルト溝２１ａ，２２ａの幅を変更する。例えば、ドライブプーリ２１におけるベルト２３の巻き掛け半径が小さくされるとともに、ドリブンプーリ２２におけるベルト２３の巻き掛け半径が大きくされると、減速してトルクが増大される。他方、ドライブプーリ２１におけるベルト２３の巻き掛け半径が大きくされるとともに、ドリブンプーリ２２におけるベルト２３の巻き掛け半径が小さくされると、増速してトルクが減少される。
【００３７】
また、図１に示した駆動系において、前記リダクションギヤ装置１４は、ＣＶＴ１３に作動連結されるドライブリダクションギヤ３０と、ドライブリダクションギヤ３０と同軸位置に配設されてデファレンシャルギヤ装置１５に作動連結されるドリブンリダクションギヤ３１とからなっている。そして、本実施形態においてはダンパ手段としての弾発カップリング１８が、このリダクションギヤ装置１４において、ドライブリダクションギヤ３０とドリブンリダクションギヤ３１との間に配設されている。この弾発カップリング１８について、その具体構造を図３に示す。
【００３８】
図３に示すように、前記弾発カップリング１８は、ドライブリダクションギヤ３０に連結された外歯車形状をなすドライブカップリング要素３２と、ドリブンリダクションギヤ３１に連結された内歯車形状をなすドリブンカップリング要素３３とを備え、互いの噛み合いによりドライブリダクションギヤ３０側からドリブンリダクションギヤ３１側への動力伝達を可能としている。弾発部材としてのバネ３４はコイルスプリングよりなり、ドライブカップリング要素３２の外歯３２ａとドリブンカップリング要素３３の内歯３３ａとを噛み合わせた通常状態（ドライブリダクションギヤ３０側からドリブンリダクションギヤ３１側への動力伝達状態）で形成されるバックラッシュ（歯面と歯面との隙間）に介装されている。
【００３９】
次に、このような構造を有する弾発カップリング１８の作用について説明する。
例えば、車両のアンチロック制動時やエンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクに大きな変動が生じた場合、弾発カップリング１８においてはドライブカップリング要素３２の外歯３２ａとドリブンカップリング要素３３の内歯３３ａとの間のバックラッシュが反対側の歯面間に形成されようとする。つまり、両要素３２，３３間での動力伝達が逆側の歯面間に移行しようとし、バネ３４が介装された側のバックラッシュが減少しようとする。
【００４０】
通常、こうした弾発カップリング１８が介在されない動力伝達機構にあっては、上記逆入力トルクの変動が直接ＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に伝達されるようになるが、弾発カップリング１８が存在することで、同逆入力トルクはこのように、バネ３４によって弾発受承されるようになる。このため、この逆入力トルクの大きな変動はピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されることとなり、その結果、ＣＶＴ１３のベルト２３に作用する、同逆入力トルクの大きな変動に基づく緊張力の変動を抑えることができるようになる。
【００４１】
以上説明したように、第１実施形態にかかる動力伝達機構によれば、次のような効果が得られる。
（１）ＣＶＴ１３のベルト２３に作用する、同逆入力トルクの大きな変動に基づく緊張力の変動を抑えることができ、ベルト２３の長期耐用を達成することができる。
【００４２】
（２）弾発カップリング１８は、ダンパ手段の実現も比較的容易であるし、バネ３４は弾発部材としての弾発構造も比較的簡素に具体化することができる。
なお、前記バネ３４としてはコイルスプリング以外にも、リーフスプリングやスパイラルスプリング等を用いても良い。
【００４３】
（第２実施形態）
図４に、この発明にかかる動力伝達機構の第２実施形態を示す。本実施形態においては特に、弾発カップリング１８を構成する弾発部材として合成ゴム材３５を用いている。
【００４４】
前記合成ゴム材３５は、ドライブカップリング要素３２とドリブンカップリング要素３３とを噛み合わせた通常状態で形成されるバックラッシュに充填固化されている。そして、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、合成ゴム材３５の弾性変形により上記第１実施形態と同様にして減衰されて、ＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力される。従って、この第２実施形態によっても、上記第１実施形態の（１）と同様の効果が奏される他、合成ゴム材３５は弾発部材としての弾発構造も比較的簡素に具体化することができる。
【００４５】
なお、合成ゴム材３５は前述したような充填固化でなくとも、予めブロック状に製作したものをドライブカップリング要素３２とドリブンカップリング要素３３とのバックラッシュに介装する構成であっても良い。
【００４６】
（第３実施形態）
図５に、この発明にかかる動力伝達機構の第３実施形態を示す。本実施形態においては、ダンパ手段がスリップ調節装置により構成されている。
【００４７】
前記スリップ調節装置は、摩擦クラッチとしての油圧制御式の摩擦多板クラッチ１９、油圧供給装置１０６、トルクセンサ１０５及び制御コンピュータＣを備える構成となっている。そして、本実施形態にあって前記摩擦多板クラッチ１９は、第１或いは第２実施形態の弾発カップリング１８と同様に、リダクションギヤ装置１４に配設されている。トルクセンサ１０５は、このリダクションギヤ装置１４においてドリブンリダクションギヤ３１が伝達するトルクを検出するセンサであり、制御コンピュータＣは、同トルクセンサ１０５からの検出信号に基づいて油圧供給装置１０６を制御し、摩擦多板クラッチ１９の締結力を調節する。
【００４８】
次に、こうした摩擦多板クラッチ１９を備えるスリップ調節装置の動作、並びにその作用について説明する。
例えば、車両のアンチロック制動時やエンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクに大きな変動が生じた場合、トルクセンサ１０５により検出されるトルク値の単位時間当たりの変動幅（検出したトルクの最低値と最高値との差）が所定値を超えるようになる。この場合、制御コンピュータＣは、油圧供給装置１０６を制御して摩擦多板クラッチ１９の締結力を緩める。これにより、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、摩擦多板クラッチ１９のスリップによりピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されるようになる。そしてその結果、ＣＶＴ１３のベルト２３に作用する、同逆入力トルクの大きな変動に基づく緊張力の変動を抑えることができるようになる。
【００４９】
ところで、本実施形態においては上述のように、摩擦多板クラッチ１９の締結力を変更可能な構成となっている。すなわちこのことは、上記車両の駆動系から発進クラッチ１１（図１）を削除し、摩擦多板クラッチ１９を制御する制御コンピュータＣのプログラムを変更することで、摩擦多板クラッチ１９に発進クラッチとしての役目を兼ねさせることができることを意味する。そしてこのようにすれば、車両の駆動系を簡素化することができ、ひいては車両のエンジンルームにおける機器密集度を抑えることができるようにもなる。
【００５０】
ただし、このような構成とした場合、摩擦多板クラッチ１９は、上記逆入力時のスリップ以外にも、例えば、クリープ量の調節時等には発進クラッチの役目としてスリップすることがあり、その耐久性が低下する危惧がある。つまり、前記車両の駆動系において、スリップ調節箇所を一個所のクラッチに集中させることは、クラッチの耐久性低下の問題が生じ易い。また、摩擦多板クラッチ１９の制御も自ずと複雑なものとなる。この点、本実施形態においては、発進クラッチ１１とは別個に、逆入力時対応用の摩擦多板クラッチ１９を備えることで、互いの耐久性向上を図ることができるとともに、各々の制御も容易なものとしている。
【００５１】
以上説明したように、この第３実施形態の動力伝達機構によれば、先の第１或いは第２実施形態による前記（１）（ベルト２３の長期耐用を達成することができる）の効果に加え、さらに次の様な効果が得られるようになる。
【００５２】
（２）発進クラッチ１１及び摩擦多板クラッチ１９の耐久性向上を図ることができる。また、発進クラッチ１１及び摩擦多板クラッチ１９の各々の制御が容易となる。従って、動力伝達機構の信頼性が向上される。
【００５３】
（３）摩擦多板クラッチのスリップ調節を通じて、上記逆入力トルクの変動抑制量を最適化することが容易である。
（第４実施形態）
図６に、この発明にかかる動力伝達機構の第４実施形態を示す。本実施形態においても、ダンパ手段はスリップ調節装置により構成され、またこのスリップ調節装置としては磁力カップリング１７を備える構成となっている。前記カップリング１７は、先の実施形態での弾発カップリング１８と同様、リダクションギヤ装置１４に配設されている。
【００５４】
さて、この実施形態において、磁力カップリング１７は、永久磁石３７ａ及び外歯鉄心３７ｂを有してドライブリダクションギヤ３０（図１、図５）に作動連結されたドライブカップリング要素３７と、永久磁石３８ａ及び内歯鉄心３８ｂを有してドリブンリダクションギヤ３１（図１、図５）に作動連結されたドリブンカップリング要素３８とを有して構成されている。この磁力カップリング１７にあって、前記永久磁石３７ａ，３８ａは異極性で対向されている。そして、外歯鉄心３７ｂと内歯鉄心３８ｂ間での吸引力の作用により、ドライブカップリング要素３７とドリブンカップリング要素３８とが動力伝達可能に連結されている。
【００５５】
次に、こうした磁力カップリング１７を備えるスリップ調節装置の動作、並びにその作用について説明する。
例えば、車両のアンチロック制動時やエンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクに大きな変動が生じ、この変動のピークトルクがドライブカップリング要素３７とドリブンカップリング要素３８との間での伝達可能なトルクを超えたとする。この場合、ドライブカップリング要素３７とドリブンカップリング要素３８とが、永久磁石３７ａ，３８ａによる外歯鉄心３７ｂと内歯鉄心３８ｂ間の吸引力に抗して相対回転される。すなわち、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、両要素３７，３８間でのスリップにより、ピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されるようになる。そしてその結果、ＣＶＴ１３のベルト２３に作用する、同逆入力トルクの大きな変動に基づく緊張力の変動を抑えることができるようになる。
【００５６】
また、本実施形態においては、ドライブカップリング要素３７とドリブンカップリング要素３８とが永久磁石３７ａ，３８ａによる外歯鉄心３７ｂと内歯鉄心３８ｂ間の吸引力で動力伝達可能に連結されおり、それら外歯鉄心３７ｂと内歯鉄心３８ｂ間は常に非接触状態にある。従って、前記両要素３７，３８間は、スリップによっても外歯鉄心３７ｂ及び内歯鉄心３８ｂに摩耗劣化が生じることはなく、磁力カップリング１７の耐久性は高いものとなる。
【００５７】
以上説明したように、この第３実施形態の動力伝達機構によれば、先の第１或いは第２実施形態による前記（１）（ベルト２３の長期耐用を達成することができる）の効果に加え、さらに次の様な効果が得られるようになる。
【００５８】
（２）磁力カップリング１７の耐久性向上により、動力伝達機構の信頼性が向上される。
（第５実施形態）
図７に、この発明にかかる動力伝達機構の第５実施形態を示す。本実施形態においても、ダンパ手段はスリップ調節装置により構成され、またこのスリップ調節装置としてはハイドロリックカップリング２０を備える構成となっている。このハイドロリックカップリング２０も、先の実施形態での弾発カップリング１８と同様、リダクションギヤ装置１４に配設されている。
【００５９】
さて、この実施形態において、前記ハイドロリックカップリング２０は、ドライブカップリング要素であるロータ４２、ロータ４２を相対回転可能に収容するドリブンカップリング要素であるカムリング４１、カムリング４１とロータ４２とで区画形成された作動油室４３、作動油室４３に収容された作動油、ロータ４２の外周に出没可能に配置されるとともに作動油室４３を回転方向前後に区画可能であり、さらにはこの前後に区画された空間を連通するオリフィス４４ａを備えた複数のベーン４４、ベーン４４を突出方向に付勢する付勢バネ４５とを有して構成されている。
【００６０】
このようなハイドロリックカップリング２０にあっては、エンジンＥｇ（ロータ４２）と駆動車輪Ｔｒ（カムリング４１）との間での動力伝達時には、カムリング４１とロータ４２とが相対回転しようとし、作動油室４３においてベーン４４が移動しようとする側の空間の作動油に圧縮力が作用される。伝達トルクが小さく、作動油に作用される圧縮力が小さい場合には、作動油室４３において圧縮側の空間の作動油が、ベーン４４のオリフィス４４ａを介して膨張側の空間に移動することは殆どない。従って、作動油の圧縮反力によってロータ４２がベーン４４を介して確実に押され、ロータ４２とカムリング４１との間での伝達率１００％に近いトルク伝達が行われる。
【００６１】
しかし、例えば、車両のアンチロック制動時やエンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクに大きな変動が生じ、この変動のピークトルクがロータ４２とカムリング４１との間での伝達可能なトルクを超えた場合、作動油室４３における作動油に作用する圧縮力が過大となる。従って、作動油室４３において圧縮側の空間の作動油は、ベーン４４のオリフィス４４ａを介して膨張側の空間に移動されてゆき、ロータ４２とカムリング４１とが相対回転される。その結果、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、ロータ４２とカムリング４１との間でのスリップにより、ピークトルクが低下された減衰状態で、ＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されることとなる。
【００６２】
従って、スリップ調節装置として上記ハイドロリックカップリング２０を備える本実施形態の動力伝達機構によっても、基本的には先の第３或いは第４実施形態の動力伝達機構と同等の効果が奏されるようになる。
【００６３】
（第６実施形態）
図８〜図１１に、この発明にかかる動力伝達機構の第６実施形態を示す。
図８に示すように、本実施形態において、前後進切換装置１２は、入力軸５１を介して発進クラッチ１１に連結されるとともに、入力軸５１と同軸位置に配設された出力軸５２を介して、ＣＶＴ１３の入力軸２４に連結されている。第１回転体〜第５回転体５３〜５７は、それぞれ入出力軸５１，５２と同軸位置に配置されている。
【００６４】
ここで、前記第１回転体５３は入力軸５１において回転可能に支持され、第２回転体５４は入力軸５１に固定され、第５回転体５７は出力軸５２に固定されている。第１ギヤ５８は入力軸５１に同軸固定されており、第１ギヤ５８の周りには第３回転体５５に回転可能に支持された複数の第２ギヤ５９が遊星配設されている。そして、これら複数の第２ギヤ５９は、第３回転体５５の外周側に配置された第４回転体５６のインナに各々噛み合っている。また、各第２ギヤ５９は、第３回転体５５に回転可能に支持された複数の第３ギヤ６０を仲立ちとして、それぞれ第１ギヤ５８に連結されてている。
【００６５】
第１電磁クラッチ６１は第１回転体５３と第２回転体５４との間に介在され、その励磁（オン）により両者５３，５４を一体化するとともに、消磁（オフ）により別体化する。第２電磁クラッチ６２は第２回転体５４と第３回転体５５との間に介在され、そのオンにより両者５４，５５を一体化するとともに、オフにより別体化する。電磁ブレーキ６３はハウジング１６と第４回転体５６との間に介在され、そのオンにより両者１６，５６を一体化するとともに、オフにより別体化する。第３電磁クラッチ６４は第３回転体５５と第５回転体５７との間に介在され、そのオンにより両者５５，５７を一体化するとともに、オフにより別体化する。
【００６６】
伝達ギヤ３６は、リダクションギヤ装置１４のドリブンギヤ３１に対して一体回転可能に配設されるとともに、前後進切換装置１２の第１回転体５３のアウタに噛み合っている。前記前後進切換装置１２の一部及び伝達ギヤ３６が、エンジンＥｇと駆動車輪Ｔｒとの間においてＣＶＴ１３と並列的に配置された補助伝達機構をなしている。図９に、こうした駆動系の制御装置の構成を模式的に示す。
【００６７】
図９に示すように、制御手段を構成する制御コンピュータＣは、先の図２に示した車速度センサ１０１、セレクタ１０３をはじめ、ＣＶＴ１３においてドライブプーリ２１の回転数を検出するドライブプーリ用回転数センサ１０７、ＣＶＴ１３においてドリブンプーリ２２の回転数を検出するドリブンプーリ用回転数センサ１０８及びリダクションギヤ装置１４の伝達トルクを検出するトルクセンサ１０９からの各信号に応じて、第１〜第３電磁クラッチ及び電磁ブレーキ６１〜６４を制御する。
【００６８】
前記制御コンピュータＣは、セレクタ１０３（図２）が「Ｄ」に選択操作されると、車速度センサ１０１（図２）、トルクセンサ１０９、ドライブプーリ用回転数センサ１０７及びドリブンプーリ用回転数センサ１０８からの検出値に応じて、
「通常時走行モード（前進）」
・第１電磁クラッチ６１…オフ
・第２電磁クラッチ６２…オン
・電磁ブレーキ６３…オフ
・第３電磁クラッチ６４…オン
又は
「異常時走行モード」
・第１電磁クラッチ６１…オン
・第２電磁クラッチ６２…オフ
・電磁ブレーキ６３…オフ
・第３電磁クラッチ６４…オフ
のいずれか一方を選択する。
【００６９】
前記通常時走行モード（前進）が選択されると、図１１（ａ）に太矢印で示すように、前後進切換装置１２に入力されたエンジンＥｇの駆動力は、入力軸５１から、一体化された第２、第３及び第５回転体５４，５５，５７を介して出力軸５２に伝達される。そしてこの出力軸５２に伝達された駆動力は、図８に示されるように、ＣＶＴ１３にて変速された後、リダクションギヤ装置１４及びデファレンシャルギヤ装置１５を介して駆動車輪Ｔｒに伝達される。
【００７０】
前記異常時走行モードが選択されると、図１１（ｃ）に太矢印で示すように、前後進切換装置１２に入力されたエンジンＥｇの駆動力は、入力軸５１から、一体化された第２及び第１回転体５４，５３を介して伝達ギヤ３６に伝達される。そしてこの伝達ギヤ３６に伝達された駆動力は、図８に示されるように、リダクションギヤ装置１４（ドリブン側リダクションギヤ３１）及びデファレンシャルギヤ装置１５を介して駆動車輪Ｔｒに伝達される。つまり、エンジンＥｇと駆動車輪Ｔｒとの間での動力伝達は、補助伝達機構としての第２回転体５４、第１電磁クラッチ６１、第１回転体５３及び伝達ギヤ３６を介して行われ、つまりは、ＣＶＴ１３を迂回して行われる。
【００７１】
前記制御コンピュータＣは、セレクタ１０３が「Ｒ」に選択操作されると
「通常時走行モード（後進）」
・第１電磁クラッチ６１…オフ
・第２電磁クラッチ６２…オフ
・電磁ブレーキ６３…オン
・第３電磁クラッチ６４…オン
を一義的に選択する。
【００７２】
この通常時走行モード（後進）が選択されると、図１１（ｂ）に太矢印で示すように、前後進切換装置１２に入力されたエンジンＥｇの駆動力は、入力軸５１を介して第１ギヤ５８に伝達される。第１ギヤ５８に伝達された駆動力は、第２ギヤ５９との間での第３ギヤ６０の仲立ちにより第３回転体５５で回転方向が逆転し、第３回転体５５に一体化された第５回転体５７、出力軸５２に伝達される。この出力軸５２に伝達された駆動力は、図８に示されるように、ＣＶＴ１３、リダクションギヤ装置１４及びデファレンシャルギヤ装置１５を介して駆動車輪Ｔｒに伝達される。
【００７３】
さて、本実施形態にあって、前記制御コンピュータＣは、セレクタ１０３が「Ｄ」に選択操作された状態で、予め記憶されたプログラムに基づき、図１０のフローチャートに示す手順に従って、上述した通常時走行モード（前進）又は異常時走行モードのいずれか一方を選択する。
【００７４】
すなわち、この選択に際しては、先ずステップＳ１において、トルクセンサ１０９によりリダクションギヤ装置１４の伝達トルク値が検出されるとともに、ステップＳ２において、検出されたトルク値の単位時間当たりの変動幅が所定値以下であるか否かが比較・判定される。ステップＳ２において、検出トルク値の変動幅が所定値以下であると判定されたならステップＳ３に移行され、所定値を超えたと判定されたならステップＳ４に移行される。
【００７５】
前記ステップＳ３においては、ドライブプーリ用回転数センサ１０７によりドライブプーリ２１の回転数が検出されるとともに、ドリブンプーリ用回転数センサ１０８によりドリブンプーリ２２の回転数が検出される。ステップＳ５においては、検出されたドライブプーリ２１の回転数とドリブンプーリ２２の回転数とから実変速比が算出され、ステップＳ６においては、実変速比と先の第１実施形態で述べた目標変速比とが比較・判定される。実変速比が目標変速比に対してずれていると判定されると、ステップＳ４に移行される。実変速比が目標変速比に対してずれていない、つまり、ＣＶＴ１３における動力伝達は正常に行われていると判定されると、ステップＳ７に移行して通常時走行モード（前進）が選択される。こうして、通常時走行モード（前進）が選択された場合に、図１１（ａ）に示される態様でその動力伝達が行われるようになることは前述した。
【００７６】
他方、前記ステップＳ２での比較・判定において、例えば、車両のアンチロック制動時やエンジンブレーキ時に路面の状態が変化される等、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの変動が過大となるなどして、前記所定値を超えたと判定される場合、或いは前記ステップＳ６での比較・判定において、例えば、ベルト２３が切断されてＣＶＴ１３における動力伝達が遮断され、ＣＶＴ１３の実変速比が目標変速比に対してずれていると判定される場合、上述のようにステップＳ４の処理に移行される。
【００７７】
このステップＳ４においては、車速度センサ１０１（図２）により車速度が検出され、次のステップＳ８においては、検出した車速度が所定値以下であるか否かが比較・判定される。ステップＳ８において車速度が所定値を超えていると判定されたなら、ステップＳ７に移行して前述した通常時走行モード（前進）が選択される。
【００７８】
一方、前記ステップＳ８において車速度が所定値以下であると判定された場合には、ステップＳ９に移行して異常時走行モードが選択される。こうして異常時走行モードが選択された場合には、図１１（ｃ）に示される態様で、ＣＶＴ１３を迂回してその動力伝達が行われるようになることも前述した通りである。
【００７９】
以上説明したように本実施形態においては、次のような効果が得られるようになる。
（１）エンジンブレーキを確保しつつも、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動がＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されるようなときには、このＣＶＴ１３を迂回して動力伝達が行われる異常時走行モードに自動切換される。このため、ＣＶＴ１３のベルト２３に、この逆入力トルクの大きな変動に基づく緊張力の変動が作用することはなく、同ベルト２３の長期耐用を達成することができる。
【００８０】
（２）例えば、ベルト２３が切断されるなどして、ＣＶＴ１３における動力伝達が遮断される場合にも、異常時走行モードに自動切換される。従って、この場合にもエンジンＥｇと駆動車輪Ｔｒとの間での動力伝達はＣＶＴ１３を迂回して行われ、ベルト２３の切断状態でも車両の走行は可能となる。
【００８１】
（３）異常時走行モードの選択は、車速度が所定値（例えば、８０ｋｍ／ｈ）以下の場合にのみなされる。つまり、車両の高速走行時には異常時走行モードに移行することはなく、過度なエンジンブレーキの作用を防止して運転フィーリングの悪化を防止できる。つまり、エンジンＥｇと駆動車輪Ｔｒとの間において、ギヤ機構である補助伝達機構を介した動力伝達は一定の変速比のもとになされ、本実施形態においてこの変速比は、例えば、４段変速機の２速に相当する変速比に設定されている。従って、通常時走行モードにて車両が高速走行されている状態から異常時走行モードに移行すると、過度なエンジンブレーキが作用して運転フィーリングが悪化されてしまうのである。
【００８２】
なお、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で以下の態様でも実施できる。
・上記第１実施形態において弾発カップリング１８のバネ３４を、エアスプリング等の流体スプリングに変更すること。このようにすれば、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、流体スプリングにおける流体の圧縮動作により弾発受承され、上記第１実施形態と同様にして減衰されて、ＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力される。
【００８３】
・上記第１実施形態においてバネ３４を削除する。そして、バネ３４を削除した両要素３２，３３のバックラッシュ内において、ドライブカップリング要素３２の外歯３２ａの歯面に永久磁石を固定するとともに、この永久磁石に同極を以って対向する永久磁石をドリブンカップリング要素３３の内歯３３ａの歯面に固定すること。このようにすれば、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、両永久磁石間の反発力により弾発受承され、上記第１実施形態と同様にして減衰されて、ＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力される。
【００８４】
・上記第３実施形態において、摩擦多板クラッチ１９の締結力を固定値とすること。このようにれば、制御コンピュータＣは、摩擦多板クラッチ１９の締結力を変更する必要がなくなり、例えば、トルクセンサ１０５を削除できるとともに、制御コンピュータＣのメモリの消費や演算負荷を抑えることができる。
【００８５】
・上記第３実施形態において摩擦多板クラッチ１９を、スリップ調節装置としてのビスカスカップリングに変更すること。ビスカスカップリングは、ドライブリダクションギヤ３０側の回転体とドリブンリダクションギヤ３１側の回転体との間に作動油等の流体が介在され、一方の回転体の回転に伴う流体の流れによって他方の回転体にトルクが伝達される構成である。
【００８６】
・上記第３実施形態において摩擦多板クラッチ１９を、スリップ調節装置としての電磁パウダクラッチに変更すること。電磁パウダクラッチは、電磁石の励磁により磁性粉体が固体化されることで、ドライブリダクションギヤ３０側の回転体とドリブンリダクションギヤ３１側の回転体とが連結されてトルク伝達可能な構成である。
【００８７】
・上記第４実施形態において永久磁石３７ａ，３８ａを電磁石に変更し、制御コンピュータＣが上記第３実施形態と同様なトルクセンサ１０５（図５）からの信号に基づいて電磁石の電磁力を変更することで、上記第３実施形態と同様にして磁力カップリング１７の締結力を変更可能な構成とすること。そしてこの場合も、車両の駆動系から発進クラッチ１１（図１）を削除し、制御コンピュータＣのプログラムを変更することで、磁力カップリング１７に発進クラッチとしての役目を兼ねさせることができる。そしてこのようにすれば、車両の駆動系を簡素化することができ、ひいては車両のエンジンルームにおける機器密集度を抑えることができるようにもなる。
【００８８】
ただし、このような構成とした場合、磁力カップリング１７は、上記逆入力時のスリップ以外にも、例えば、クリープ量の調節時等には発進クラッチの役目としてスリップすることがあり、その耐久性が低下する危惧がある。つまり、前記車両の駆動系において、スリップ調節箇所を一個所のクラッチに集中させることは、クラッチの耐久性低下の問題が生じ易い。また、磁力カップリング１７の制御も自ずと複雑なものとなる。この点、本別例においては、発進クラッチ１１とは別個に、逆入力時対応用の磁力カップリング１７を備えることで、互いの耐久性向上を図ることができるとともに、各々の制御も容易なものとしている。
【００８９】
・上記第６実施形態においてステップＳ２を変更し、検出されたトルク値が所定値以下であるか否か比較・判定されるようにすること。このステップＳ２において、検出トルク値が所定値以下であると判定されたならステップＳ３に移行され、所定値を超えたと判定されたならステップＳ４に移行される。つまり、エンジンＥｇ側からの正入力状態から駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力状態に移行する場合、トルクセンサ１０９が検出するトルク値が一旦ゼロとなり、再び上昇することとなる。従って、検出されたトルク値がすなわちトルク変動幅を意味することとなり、検出トルク値が所定値を超えたということは、逆入力トルクの変動幅が所定値を超えたことを意味する。
【００９０】
・駆動源として電動モータを備えた動力伝達機構において具体化すること。
【００９１】
上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（１）前記バネは、流体の圧縮動作により駆動車輪Ｔｒ側から逆入力されるトルク変動を弾発受承することで減衰してドリブンプーリ２２へ入力する流体スプリングである動力伝達機構。
【００９２】
このようにしても、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、ピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されることとなり、ひいてはベルト２３の長期耐用を達成することができる。
【００９３】
（２）前記バネは、流体の圧縮動作により回転負荷Ｔｒ側から逆入力されるトルク変動を弾発受承することで減衰してドリブンプーリ２２へ入力する流体スプリングである動力伝達機構。
【００９４】
このようにしても、回転負荷Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、ピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されることとなり、ひいてはベルト２３の長期耐用を達成することができる。
【００９５】
（３）前記弾発部材は、駆動車輪Ｔｒ側の磁石とドリブンプーリ２２側の磁石との反発力により、駆動車輪Ｔｒ側から逆入力されるトルク変動を弾発受承する構成である動力伝達機構。
【００９６】
このようにしても、駆動車輪Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、ピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されることとなり、ひいてはベルト２３の長期耐用を達成することができる。
【００９７】
（４）前記弾発部材は、回転負荷Ｔｒ側の磁石とドリブンプーリ２２側の磁石との反発力により、回転負荷Ｔｒ側から逆入力されるトルク変動を弾発受承する構成である動力伝達機構。
【００９８】
このようにしても、回転負荷Ｔｒ側からの逆入力トルクの大きな変動は、ピークトルクが低下された減衰状態でＣＶＴ１３のドリブンプーリ２２に入力されることとなり、ひいてはベルト２３の長期耐用を達成することができる。
【００９９】
（５）前記制御手段Ｃは、ベルト２３が切断状態にある所定の条件下でも、前記駆動源Ｅｇと前記回転負荷Ｔｒとの間の動力伝達経路を前記ベルト式無段変速機１３から前記補助伝達機構５４、６１、５３、３６に切り換える動力伝達機構。
【０１００】
このようにすれば、ベルト２３が切断されたような時には、異常時走行モードに自動切換されて車両の走行は可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の動力伝達機構の第１実施形態についてその構成を模式的に示すモデル図。
【図２】 第１実施形態の制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】 弾発カップリングの横断面図。
【図４】 第２実施形態の弾発カップリングの横断面図。
【図５】 第３実施形態の構成を模式的に示すモデル図。
【図６】 第４実施形態の磁力カップリングの横断面図。
【図７】 第５実施形態のハイドロリックカップリングの横断面図。
【図８】 第６実施形態の構成を模式的に示すモデル図。
【図９】 第６実施形態の制御装置の構成を示すブロック図。
【図１０】 第６実施形態の制御手順を示すフローチャート。
【図１１】 第６実施形態の制御態様を模式的に示すモデル図。
【符号の説明】
１１…発進クラッチ、１３…ベルト式無段変速機、１８…ダンパ手段としての弾発カップリング、２１…ドライブプーリ、２２…ドリブンプーリ、２３…ベルト、Ｅｇ…エンジン、Ｔｒ…駆動車輪。

Claims (2)

1. 車両の駆動源に作動連結されたドライブプーリと車両の駆動車輪に作動連結されたドリブンプーリとがベルトを媒体として連結されてなり、ドライブプーリ及びドリブンプーリのそれぞれにおけるベルトの巻き掛け半径を変更することで変速を行なうベルト式無段変速機と、
   前記駆動源と前記駆動車輪との間で前記ベルト式無段変速機と並列に配設された補助伝達機構と、
   前記駆動車輪からの逆入力トルクの変動が過大となり且つ車両が高速走行していない条件下で、前記駆動源と前記駆動車輪との間の動力伝達経路を前記ベルト式無段変速機から前記補助伝達機構に切り換える制御手段とを備えた動力伝達機構。
2. 前記制御手段は、前記ベルトが切断状態にある所定の条件下でも、前記駆動源と前記駆動車輪との間の動力伝達経路を前記ベルト式無段変速機から前記補助伝達機構に切り換える請求項１に記載の動力伝達機構。

Images