JP5689743B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン停止時に付勢手段によって滑り状態または締結状態に保持される摩擦係合機構を備えた車両用駆動装置に関する。

近年、エンジンの燃料消費量を削減するため、停車時にエンジンを自動的に停止させるようにしたアイドリングストップ車両が開発されている。このアイドリングストップ車両は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させる一方、所定の始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させている。また、エンジンおよび電動モータを搭載するハイブリッド車両においても、停車時にエンジンを自動的に停止させることが一般的である。

ところで、車両の動力伝達系には、複数の油圧クラッチや油圧ブレーキ(以下、油圧ブレーキを含めて油圧クラッチという)を備えた自動変速機が搭載されている。また、自動変速機にクラッチ用の制御油圧を供給するため、自動変速機にはエンジンに駆動されるオイルポンプが接続されている。しかしながら、アイドリングストップ車両においては、停車時にエンジンおよびオイルポンプが停止することから、締結中の油圧クラッチが締結状態を維持できずに解放されていた。そして、エンジン再始動に伴ってオイルポンプが再び駆動されると、解放中の油圧クラッチが急速に締結されることから、油圧クラッチに締結ショックが発生することになっていた。

そこで、アイドリングストップ時における油圧クラッチの解放を回避するため、電動オイルポンプやアキュムレータを搭載することにより、エンジン停止時の油圧低下を回避することも考えられるが、電動オイルポンプ等を搭載することはアイドリングストップ車両の高コスト化を招く要因となる。このため、油圧クラッチの制御油圧が低下した場合であっても、油圧クラッチが完全に解放されることのないように、油圧クラッチのピストンにバネを組み付けるようにした動力伝達装置が開発されている(例えば、特許文献１参照)。このように、油圧クラッチのピストンをバネによって付勢することにより、オイルポンプを停止させても油圧クラッチが完全に解放されることはなく、エンジン再始動時における油圧クラッチの締結ショックを抑制することが可能となる。

特開２００６−９９７３号公報

しかしながら、特許文献１の動力伝達装置においては、油圧クラッチのピストンをバネによって締結側に付勢する構造であるため、解放時に作動油を供給するためのキャンセル油室が油圧クラッチに設けられている。すなわち、油圧クラッチを完全に解放するためには、キャンセル油室に作動油を供給することが必要となっていた。このため、オイルポンプが停止するエンジン停止時においては、油圧クラッチのキャンセル油室に作動油を供給することができず、油圧クラッチが滑り状態または締結状態に保持されることから、車両をニュートラル状態に制御することが不可能となっていた。

本発明の目的は、エンジン始動時における摩擦係合機構の締結ショックを抑制するとともに、エンジン停止時においても車両用駆動装置をニュートラル状態に制御することにある。

本発明の車両用駆動装置は、所定の停止条件下で自動的に停止されて所定の始動条件下で自動的に再始動されるエンジンを備えた車両用駆動装置であって、駆動輪に動力を伝達する際に走行レンジに操作され、前記駆動輪に対する動力の伝達を遮断する際に非走行レンジに操作される手動操作部と、前記手動操作部の操作位置に基づいて、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達径路に設けられる変速機構を制御する制御ユニットと、前記動力伝達径路に設けられ、ピストンが係合方向に移動して摩擦板を係合する締結状態と、前記ピストンが解放方向に移動して前記摩擦板の係合を解除する解放状態とに切り換えられる摩擦係合機構と、前記エンジンに駆動され、前記ピストンを係合方向と解放方向とに移動させる作動油を前記摩擦係合機構に供給するオイルポンプと、前記摩擦係合機構に組み付けられて前記ピストンを係合方向に付勢し、前記オイルポンプが停止するエンジン停止時に前記摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持する付勢手段と、前記動力伝達径路に設けられ、前記動力伝達径路を接続する締結状態と前記動力伝達径路を切断する解放状態とに切り換えられる噛合クラッチと、前記手動操作部と前記噛合クラッチとの間に設けられ、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを解放状態に切り換える一方、前記手動操作部が走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを締結状態に切り換えるカム機構と、を有し、前記摩擦係合機構が滑り状態または締結状態となるエンジン停止時に、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには、解放状態となる前記噛合クラッチによって前記エンジンと前記駆動輪とが切り離されることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記カム機構は、前記手動操作部に連動して回動するカムを備え、前記カムの輪郭曲線に複数の凸部が設けられることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて押し込むロッド部材を備え、前記手動操作部が走行レンジである前進走行レンジに操作されたときには、１つの前記凸部によって前記ロッド部材が押し込まれる一方、前記手動操作部が走行レンジである後退走行レンジに操作されたときには、他の前記凸部によって前記ロッド部材が押し込まれることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて押し込むロッド部材を備え、前記ロッド部材は、先端部材とこれに弾性部材を介して同軸上に配置される基端部材とを備えることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備え、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて付勢する締結油室が前記従動噛合部材の背面側に区画されることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置は、前記手動操作部が走行レンジである前進走行レンジまたは後退走行レンジに操作されたときに、前記締結油室に作動油が供給されることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記噛合クラッチは、前記従動噛合部材の外周部にスプライン結合部を介して連結されるドラム部材を備え、前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間には、前記スプライン結合部の一端側と他端側とに位置して一対のオイルシールが組み付けられ、前記締結油室は、前記オイルシールを境に前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間に区画されることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置は、前記カム機構に連結されるアクチュエータを有し、前記アクチュエータからの動力によって前記噛合クラッチの締結状態への切り換えが補助されることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記噛合クラッチは、前記摩擦係合機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする。

本発明の車両用駆動装置が有する前記噛合クラッチは、前記動力伝達径路に設けられる変速機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、動力伝達径路に設けられる摩擦係合機構に対し、ピストンを係合方向に付勢する付勢手段を組み付けている。これにより、エンジン停止時にオイルポンプが停止しても、摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持することができ、エンジン再始動時における摩擦係合機構の締結ショックを抑制することが可能となる。さらに、動力伝達径路には、手動操作部に連結される噛合クラッチが設けられている。これにより、エンジン停止時においても噛合クラッチを用いて動力伝達径路を切断することができ、車両用駆動装置をニュートラル状態に制御することが可能となる。しかも、手動操作部の動作はカム機構を介して噛合クラッチに伝達されることから、複数の走行レンジにおいて噛合クラッチを締結状態に切り換えることが可能となる。

本発明の一実施の形態である車両用駆動装置を示す概略図である。 車両用駆動装置の一部を制御系とともに示す概略図である。 噛合クラッチの構造および制御系を示す概略図である。 (ａ)はＰレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。(ｂ)はＲレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。 (ａ)はＮレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。(ｂ)はＤレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)はＤレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチの締結過程を示す説明図である。 本発明の他の実施の形態である車両用駆動装置が備える噛合クラッチの構造および制御系を示す概略図である。 本発明の他の実施の形態である車両用駆動装置が備える噛合クラッチの構造および制御系を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置１０を示す概略図である。図１に示すように、車両用駆動装置１０は、エンジン１１、トルクコンバータ１２、無段変速機(変速機構)１３、および前後進切換機構１４を有している。エンジン１１にはトルクコンバータ１２および噛合クラッチ１５を介して無段変速機１３が連結されており、この無段変速機１３には前後進切換機構１４およびフロントデファレンシャル機構１６を介して前輪(駆動輪)１９ｆが連結されている。また、前後進切換機構１４にはトランスファクラッチ１７を介して後輪(駆動輪)１９ｒが連結されている。すなわち、噛合クラッチ１５および前後進切換機構１４は、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８に設けられており、噛合クラッチ１５および前後進切換機構１４を介して、エンジン１１から駆動輪１９ｆ，１９ｒに動力が伝達されている。

図示する車両用駆動装置１０はアイドリングストップ機能を有しており、所定の停止条件が成立したときにはエンジン１１を自動的に停止させる一方、所定の始動条件が成立したときにはエンジン１１を自動的に再始動させている。エンジン１１の停止条件としては、停車状態(車速＝０ｋｍ／ｈ)であり、且つブレーキペダルが踏み込まれること等が挙げられる。また、エンジン１１の始動条件としては、ブレーキペダルの踏み込みが解除されることや、アクセルペダルが踏み込まれること等が挙げられる。なお、エンジン１１を始動回転させるスタータモータとしては、始動時にピニオンが突出してエンジン１１の図示しないリングギヤに噛み合う方式のスタータモータであっても良く、一方向クラッチを介してリングギヤに常時噛み合う方式のスタータモータであっても良い。さらに、オルタネータをスタータモータとして機能させても良い。

エンジン１１に連結されるトルクコンバータ１２は、クランク軸２０に連結されるポンプインペラ２１と、このポンプインペラ２１に対向するとともにタービン軸２２に連結されるタービンランナ２３とを備えている。なお、トルクコンバータ１２には、フロントカバー２４とタービンランナ２３とを直結するロックアップクラッチ２５が設けられている。また、無段変速機１３は、プライマリ軸３０とこれに平行となるセカンダリ軸３１とを有している。プライマリ軸３０にはプライマリプーリ３２が設けられており、プライマリプーリ３２の背面側にはプライマリ油室３３が区画されている。また、セカンダリ軸３１にはセカンダリプーリ３４が設けられており、セカンダリプーリ３４の背面側にはセカンダリ油室３５が区画されている。さらに、プライマリプーリ３２およびセカンダリプーリ３４には駆動チェーン３６が巻き掛けられている。プライマリ油室３３およびセカンダリ油室３５の油圧を調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン３６の巻き付け径を変化させることができ、プライマリ軸３０からセカンダリ軸３１に対する無段変速が可能となる。

トルクコンバータ１２から無段変速機１３にエンジン動力を伝達するため、トルクコンバータ１２と無段変速機１３との間には噛合クラッチ１５および歯車列４０が設けられている。ドグクラッチとも言われる噛合クラッチ１５は、タービン軸２２に連結される駆動噛合部材４１と、これに対向する従動噛合部材４２とを備えている。駆動噛合部材４１には噛合歯４１ａが形成されており、従動噛合部材４２には噛合歯４１ａに対向する噛合歯４２ａが形成されている。さらに、従動噛合部材４２には、リンク機構４３を介して操作ユニット(手動操作部)４４が機械的に連結されている。運転手が操作ユニット４４のセレクトレバー４４ａを操作(セレクト操作)することにより、その操作力がセレクトレバー４４ａからリンク機構４３を介して従動噛合部材４２に伝達され、従動噛合部材４２を軸方向にスライドさせることが可能となる。また、歯車列４０は、従動噛合部材４２に連結される駆動ギヤ４０ａと、プライマリ軸３０に連結される従動ギヤ４０ｂとを備えている。

運転手に操作されるセレクトレバー４４ａは、走行レンジであるＤレンジ(前進走行レンジ)やＲレンジ(後退走行レンジ)、非走行レンジであるＰレンジ(駐車レンジ)やＮレンジ(ニュートラルレンジ)に操作可能となっている。そして、セレクトレバー４４ａをＤレンジやＲレンジに操作することにより、従動噛合部材４２を駆動噛合部材４１に向けて移動させることが可能となる。これにより、噛合歯４１ａと噛合歯４２ａとを噛み合わせることができ、動力伝達径路１８を接続する締結状態に噛合クラッチ１５を切り換えることが可能となる。一方、セレクトレバー４４ａをＰレンジやＮレンジに操作することにより、従動噛合部材４２を駆動噛合部材４１から離すことが可能となる。これにより、噛合歯４１ａと噛合歯４２ａとの噛み合いを解除することができ、動力伝達径路１８を切断する解放状態に噛合クラッチ１５を切り換えることが可能となる。すなわち、駆動輪１９ｆ，１９ｒに動力を伝達する際には、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為されて噛合クラッチ１５が締結される一方、駆動輪１９ｆ，１９ｒに対する動力の伝達を遮断する際には、ＰレンジやＮレンジにセレクト操作が為されて噛合クラッチ１５が解放されることになる。

また、無段変速機１３から駆動輪１９ｆ，１９ｒに向けてエンジン動力を出力するため、セカンダリ軸３１には歯車列４５を介して前後進切換機構１４が接続されている。歯車列４５は、セカンダリ軸３１に固定される駆動ギヤ４５ａと、前後進切換機構１４の前後進入力軸４６に固定される従動ギヤ４５ｂとを備えている。さらに、前後進切換機構１４は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４７、前進クラッチ４８および後退ブレーキ４９によって構成されている。前後進切換機構１４の遊星歯車列４７は、前後進入力軸４６に固定されるサンギヤ５０と、これの径方向外方に回転自在に設けられるリングギヤ５１とを備えている。サンギヤ５０とリングギヤ５１との間には相互に噛み合う一対のプラネタリピニオンギヤ５２，５３が複数設けられている。サンギヤ５０とリングギヤ５１とを連結するプラネタリピニオンギヤ５２，５３はキャリア５４によって回転自在に支持されており、このキャリア５４は前後進出力軸５５に固定されている。

また、前後進切換機構１４の前進クラッチ(摩擦係合機構)４８は、前後進入力軸４６に固定されるクラッチドラム６０と、キャリア５４に固定されるクラッチハブ６１とを備えている。クラッチドラム６０とクラッチハブ６１との間には複数枚の摩擦板６０ａ，６１ａが設けられており、摩擦板６０ａはクラッチドラム６０の内周面に支持され、摩擦板６１ａはクラッチハブ６１の外周面に支持されている。また、クラッチドラム６０内には摩擦板６０ａ，６１ａを押圧する油圧ピストン(ピストン)６２が摺動自在に設けられている。また、クラッチドラム６０に収容される油圧ピストン６２の一方面側には締結油室６３が区画される一方、油圧ピストン６２の他方面側には解放油室６４が区画されている。さらに、締結油室６３にはスプリング(付勢手段)６５が組み込まれており、スプリング６５によって油圧ピストン６２は係合方向に付勢されている。なお、係合方向とは油圧ピストン６２が摩擦板６０ａ，６１ａに近づく方向であり、後述する解放方向とは油圧ピストン６２が摩擦板６０ａ，６１ａから離れる方向である。

そして、前進クラッチ４８の締結油室６３に作動油を供給して解放油室６４から作動油を排出することにより、油圧ピストン６２を係合方向に移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン６２を押し当てて摩擦板６０ａ，６１ａを係合状態とすることができ、前進クラッチ４８はクラッチドラム６０とクラッチハブ６１とを一体に回転させる締結状態となる。一方、締結油室６３から作動油を排出して解放油室６４に作動油を供給することにより、油圧ピストン６２を解放方向に移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン６２を離して摩擦板６０ａ，６１ａの係合状態を解除することができ、前進クラッチ４８はクラッチドラム６０とクラッチハブ６１とを切り離す解放状態となる。また、締結油室６３と解放油室６４との双方から作動油が排出された場合であっても、油圧ピストン６２はスプリング６５によって係合方向に付勢されることから、前進クラッチ４８は滑り状態または締結状態に制御される。なお、前進クラッチ４８の滑り状態とは、摩擦板６０ａ，６１ａ間に設定される遊びが無くなる状態であり、摩擦板６０ａ，６１ａ同士が完全に締結される前の状態である。すなわち、前進クラッチ４８の滑り状態とは、摩擦板６０ａ，６１ａ同士が軽く接触している状態であり、前進クラッチ４８が解放状態から締結状態に移行する過程の状態である。

さらに、前後進切換機構１４の後退ブレーキ４９は、図示しないケースに固定されるブレーキドラム７０と、リングギヤ５１に固定されるブレーキハブ７１とを有している。ブレーキドラム７０とブレーキハブ７１との間には複数枚の摩擦板７０ａ，７１ａが装着されており、摩擦板７０ａはブレーキドラム７０の内周面に支持され、摩擦板７１ａはブレーキハブ７１の外周面に支持されている。また、ブレーキドラム７０内には摩擦板７０ａ，７１ａを押圧する油圧ピストン７２が摺動自在に収容されている。さらに、油圧ピストン７２の一方面側には締結油室７３が区画されており、この締結油室７３に作動油を供給することにより、油圧ピストン７２を係合方向に移動させることができ、後退ブレーキ４９を締結状態に切り換えることが可能となる。なお、後退ブレーキ４９の油圧ピストン７２には、図示しないリターンスプリングが組み付けられており、締結油室７３から作動油を排出することにより、後退ブレーキ４９はバネ力によって解放状態に切り換えられる。

なお、前進走行時には、後退ブレーキ４９を解放した状態のもとで前進クラッチ４８が締結される。これにより、前後進入力軸４６と前後進出力軸５５とが直結されるため、前後進入力軸４６に入力されるエンジン動力は、そのままの回転方向で前後進出力軸５５に伝達される。一方、後退走行時には、前進クラッチ４８を解放した状態のもとで後退ブレーキ４９が締結される。これにより、リングギヤ５１が固定されるため、前後進入力軸４６に入力されるエンジン動力は、逆向きの回転方向で前後進出力軸５５に伝達される。このように、動力伝達径路１８に設けられる前進クラッチ４８および後退ブレーキ４９を制御することにより、前後進出力軸５５の回転方向を切り換えることが可能となっている。

ここで、図２は車両用駆動装置１０の一部を制御系とともに示す概略図である。図２に示すように、車両用駆動装置１０には、前後進切換機構１４等に対して作動油を供給するため、トロコイドポンプ等のオイルポンプ７４が設けられている。また、前進クラッチ４８の締結油室６３および解放油室６４、後退ブレーキ４９の締結油室７３に作動油を供給制御するため、車両用駆動装置１０内には複数のソレノイドバルブを備えたバルブユニット７５が設けられている。オイルポンプ７４とバルブユニット７５とは油路７６を介して接続されており、オイルポンプ７４から吐出される作動油は、バルブユニット７５を経て前進クラッチ４８や後退ブレーキ４９等に供給される。オイルポンプ７４には従動スプロケット７７ｂが連結されており、トルクコンバータ１２のポンプインペラ２１には駆動スプロケット７７ａが連結されている。また、駆動スプロケット７７ａと従動スプロケット７７ｂとはチェーン７７ｃを介して連結されている。このように、エンジン１１とオイルポンプ７４とは直結されており、エンジン１１の駆動状態に連動してオイルポンプ７４が作動している。なお、オイルポンプ７４から吐出される作動油は、バルブユニット７５を経てトルクコンバータ１２や無段変速機１３に供給されることはいうまでもない。

また、エンジン１１やバルブユニット７５等を制御するため、車両用駆動装置１０には制御ユニット８０が設けられている。この制御ユニット８０には、セレクトレバー４４ａの操作位置を検出するインヒビタスイッチ８１、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ８２、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ８３、車速を検出する車速センサ８４、運転手に操作されるイグニッションスイッチ８５等が接続されている。そして、制御ユニット８０は、各種センサ等からの情報に基づき車両状態を判定し、エンジン１１やバルブユニット７５等に対して制御信号を出力する。なお、制御ユニット８０は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。

前述したように、前進クラッチ４８に対して油圧ピストン６２を係合方向に付勢するスプリング６５を組み込むようにしている。これにより、アイドリングストップに伴って制御油圧が低下した場合であっても前進クラッチ４８を滑り状態または締結状態に保持することができ、エンジン再始動に伴う前進クラッチ４８の締結ショックを抑制することが可能となる。さらに、セレクト操作に連動する噛合クラッチ１５を動力伝達径路１８に設けるようにしたので、エンジン停止時であってもセレクトレバー４４ａをＮレンジに操作することにより、噛合クラッチ１５を解放してエンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとを切り離すことが可能となる。すなわち、前進クラッチ４８はバネ力によって滑り状態または締結状態に保持されることから、制御油圧を得ることのできないエンジン停止時においては、前進クラッチ４８を解放することが不可能であり、車両用駆動装置をニュートラル状態に切り換えることが不可能であった。そこで、本発明の車両用駆動装置１０においては、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８に、セレクト操作によって解放される噛合クラッチ１５を設けている。これにより、エンジン停止時であっても、噛合クラッチ１５を解放して車両用駆動装置１０をニュートラル状態に制御することができ、車両の牽引作業等を安全に行うことが可能となる。

続いて、噛合クラッチ１５の構造および制御系について説明する。ここで、図３は噛合クラッチ１５の構造および制御系を示す概略図である。図３に示すように、噛合クラッチ１５は、タービン軸２２に連結される駆動噛合部材４１と、駆動ギヤ４０ａに固定されるクラッチドラム(ドラム部材)９０とを備えている。クラッチドラム９０の内周面にはスプライン歯９１ａが形成されており、クラッチドラム９０に収容される従動噛合部材４２の外周面にはスプライン歯９１ａに噛み合うスプライン歯９１ｂが形成されている。すなわち、互いに噛み合うスプライン歯９１ａ，９１ｂによってスプライン結合部９１が構成されており、従動噛合部材４２の外周部にはスプライン結合部９１を介してクラッチドラム９０が連結されている。このように、クラッチドラム９０内には軸方向に移動自在となる従動噛合部材４２が収容されており、従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１に噛み合う前進位置と駆動噛合部材４１から離れる後退位置とに移動可能となっている。また、駆動噛合部材４１と従動噛合部材４２との間には、従動噛合部材４２を後退位置に向けて付勢するリターンスプリング９２が設けられている。

噛合クラッチ１５の従動噛合部材４２を前進位置と後退位置とに作動させるため、クラッチドラム９０の中心部に形成される貫通孔９３にはクラッチロッド(ロッド部材)９４が摺動自在に挿入されている。このクラッチロッド９４は先端部材９４ａと基端部材９４ｂとを備えており、先端部材９４ａと基端部材９４ｂとの間には弾性部材であるスプリング９４ｃが組み込まれている。このようなクラッチロッド９４を軸方向に移動させるため、クラッチロッド９４と操作ユニット４４とはリンク機構４３を介して連結されている。リンク機構４３は、操作ユニット４４に連結される第１ロッド９５、クラッチロッド９４の端部近傍に設置されるカム９６、このカム９６に連結される第２ロッド９７等によって構成されている。また、ロッド９５，９７間にはマニュアルプレート９８が配置されており、マニュアルプレート９８を介して第１ロッド９５と第２ロッド９７とは連結されている。そして、手動操作されるセレクトレバー４４ａの動きは、第１ロッド９５からマニュアルプレート９８および第２ロッド９７を介してカム９６に伝達され、回動するカム９６からクラッチロッド９４に対して伝達されるようになっている。このように、リンク機構４３にはカム９６を備えたカム機構９９が組み込まれており、操作ユニット４４の動作はカム機構９９を経て噛合クラッチ１５に伝達されている。

ここで、図３に示すように、セレクトレバー４４ａは、Ｐレンジに対応するＰレンジ位置Ｐｐ、Ｒレンジに対応するＲレンジ位置Ｐｒ、Ｎレンジに対応するＮレンジ位置Ｐｎ、Ｄレンジに対応するＤレンジ位置Ｐｄに操作可能である。そして、図３に示すように、セレクトレバー４４ａを矢印Ａ１方向に操作することにより、カム９６を矢印Ａ２方向に回動させることが可能となる一方、セレクトレバー４４ａを矢印Ｂ１方向に操作することにより、カム９６を矢印Ｂ２方向に回動させることが可能となる。また、カム９６の輪郭曲線には、ＤレンジとＲレンジとに対応する２つのカム山(凸部)９６ｄ，９６ｒが形成されている。セレクトレバー４４ａがＤレンジ位置Ｐｄに操作された場合には、回動するカム９６のカム山９６ｄが基端部材９４ｂに対向し、カム山９６ｄによって基端部材９４ｂを押し込むことが可能となる。一方、セレクトレバー４４ａがＲレンジ位置Ｐｒに操作された場合には、回動するカム９６のカム山９６ｒが基端部材９４ｂに対向し、カム山９６ｒによって基端部材９４ｂを押し込むことが可能となる。さらに、セレクトレバー４４ａがＰレンジ位置ＰｐやＮレンジ位置Ｐｎに操作された場合には、基端部材９４ｂはカム９６の基礎円部９６ａに接触し、カム山９６ｄ，９６ｒによる基端部材９４ｂの押し込みが解除されるようになっている。

また、図３に示すように、クラッチドラム９０の中心部には環状凸部１００が形成されており、このクラッチドラム９０に収容される従動噛合部材４２には環状凸部１００に対応する円形凹部１０１が形成されている。従動噛合部材４２の外周面にはオイルシール１０２が組み付けられており、従動噛合部材４２の円形凹部１０１の内周面にはオイルシール１０３が組み付けられている。このように、従動噛合部材４２に対して一対のオイルシール１０２，１０３を組み付けることにより、クラッチドラム９０と従動噛合部材４２との間にはオイルシール１０２，１０３を境に締結油室１０４が区画される。また、クラッチドラム９０には締結油室１０４に連通するクラッチ油路１１０が形成されており、クラッチ油路１１０にはバルブユニット７５からの延びる分岐油路１１１が接続されている。クラッチ油路１１０に接続される分岐油路１１１は、バルブユニット７５内のクラッチ圧制御弁１１２とマニュアル弁１１３とを接続する油路１１４から分岐する構造となっている。さらに、図３に示すように、オイルシール１０２はスプライン結合部９１の一端側に位置して設けられる一方、オイルシール１０３はスプライン結合部９１の他端側に位置して設けられている。これにより、従動噛合部材４２の背面側に区画される締結油室１０４内には、スプライン結合部９１が配置されるようになっている。

バルブユニット７５には、ライン圧制御弁１１５、クラッチ圧制御弁１１２、マニュアル弁１１３等が組み込まれている。オイルポンプ７４から吐出された作動油は、ライン圧制御弁１１５を介して基本油圧に調圧された後に、クラッチ圧制御弁１１２を介して前進クラッチ４８や後退ブレーキ４９の作動状態に応じて調圧される。このように、クラッチ圧制御弁１１２によって調圧された作動油は、セレクトレバー４４ａに連動して切り換えられるマニュアル弁１１３を介して、前進クラッチ４８の締結油室６３または後退ブレーキ４９の締結油室７３に供給されることになる。また、クラッチ圧制御弁１１２は制御ユニット８０によって制御されており、Ｄレンジにセレクト操作が為された場合には、前進クラッチ４８を締結する作動油がクラッチ圧制御弁１１２によって調圧され、Ｒレンジにセレクト操作が為された場合には、後退ブレーキ４９を締結する作動油がクラッチ圧制御弁１１２によって調圧される。すなわち、前進クラッチ４８や後退ブレーキ４９を締結するＤレンジやＲレンジが選択された場合には、クラッチ圧制御弁１１２とマニュアル弁１１３とを接続する油路１１４に作動油が供給される一方、前進クラッチ４８および後退ブレーキ４９を解放するＰレンジやＮレンジが選択された場合には、クラッチ圧制御弁１１２とマニュアル弁１１３とを接続する油路１１４から作動油が排出されることになる。したがって、ＤレンジやＲレンジが選択された場合には、分岐油路１１１およびクラッチ油路１１０を経て締結油室１０４に作動油が供給される一方、ＰレンジやＮレンジが選択された場合には、クラッチ油路１１０および分岐油路１１１を経て締結油室１０４の作動油がクラッチ圧制御弁１１２から排出される。

以下、セレクト操作によって締結状態と解放状態とに切り換えられる噛合クラッチ１５の作動状況について説明する。図４(ａ)はＰレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチ１５の作動状況を示す説明図であり、図４(ｂ)はＲレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチ１５の作動状況を示す説明図である。また、図５(ａ)はＮレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチ１５の作動状況を示す説明図であり、図５(ｂ)はＤレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチ１５の作動状況を示す説明図である。なお、図４および図５に記載される白抜きの矢印は動力伝達径路を示している。

図４(ａ)に示すように、セレクト操作によってＰレンジが選択された場合には、クラッチロッド９４の基端部材９４ｂはカム９６の基礎円部９６ａに接触することから、従動噛合部材４２に対するクラッチロッド９４の押し込みは解除された状態となる。また、前進クラッチ４８および後退ブレーキ４９を解放するＰレンジが選択されるため、噛合クラッチ１５の締結油室１０４から作動油は排出された状態となる。このように、セレクト操作によってＰレンジが選択された場合には、リターンスプリング９２によって従動噛合部材４２は後退位置に移動し、噛合クラッチ１５は解放状態に切り換えられる。

また、図４(ｂ)に示すように、セレクト操作によってＲレンジが選択された場合には、クラッチロッド９４の基端部材９４ｂはカム９６のカム山９６ｒに接触することから、従動噛合部材４２に向けてクラッチロッド９４が押し込まれた状態となる。さらに、後退ブレーキ４９を締結するＲレンジが選択されるため、噛合クラッチ１５の締結油室１０４にはクラッチ圧制御弁１１２からの作動油が供給された状態となる。このように、セレクト操作によってＲレンジが選択された場合には、セレクトレバー４４ａの操作力および締結油室１０４内の作動油によって従動噛合部材４２は前進位置に押し込まれ、噛合クラッチ１５は締結状態に切り換えられる。

さらに、図５(ａ)に示すように、セレクト操作によってＮレンジが選択された場合には、クラッチロッド９４の基端部材９４ｂはカム９６の基礎円部９６ａに接触することから、従動噛合部材４２に対するクラッチロッド９４の押し込みは解除された状態となる。また、前進クラッチ４８および後退ブレーキ４９を解放するＮレンジが選択されるため、噛合クラッチ１５の締結油室１０４から作動油は排出された状態となる。このように、セレクト操作によってＮレンジが選択された場合には、リターンスプリング９２によって従動噛合部材４２は後退位置に移動し、噛合クラッチ１５は解放状態に切り換えられる。

さらに、図５(ｂ)に示すように、セレクト操作によってＤレンジが選択された場合には、クラッチロッド９４の基端部材９４ｂはカム９６のカム山９６ｄに接触することから、従動噛合部材４２に向けてクラッチロッド９４が押し込まれた状態となる。さらに、前進クラッチ４８を締結するＤレンジが選択されるため、噛合クラッチ１５の締結油室１０４にはクラッチ圧制御弁１１２からの作動油が供給された状態となる。このように、セレクト操作によってＤレンジが選択された場合には、セレクトレバー４４ａの操作力および締結油室１０４内の作動油によって従動噛合部材４２は前進位置に押し込まれ、噛合クラッチ１５は締結状態に切り換えられる。

このように、セレクト操作に連動して回動するカム９６を用いてクラッチロッド９４を制御することにより、ＤレンジとＲレンジとの双方でクラッチロッド９４を押し込むことができ、複数のレンジで噛合クラッチ１５を締結することが可能となる。すなわち、ＤレンジおよびＲレンジで噛合クラッチ１５を締結するためには、クラッチロッド９４をＤレンジやＲレンジで押し込む一方、クラッチロッド９４をＰレンジやＮレンジで引き抜くことが必要である。ここで、カム機構９９を用いずにセレクトレバー４４ａとクラッチロッド９４とを連結した場合には、セレクトレバー４４ａの操作位置が異なるＤレンジとＲレンジとの双方で、クラッチロッド９４を同じ位置に押し込むことは不可能となる。これに対し、カム機構９９を用いてセレクトレバー４４ａとクラッチロッド９４とを連結した場合には、セレクトレバー４４ａの操作位置が異なるＤレンジとＲレンジとの双方で、クラッチロッド９４を同じ位置に押し込むことが可能となるのである。なお、図示する場合には、カム９６に２つのカム山９６ｄ，９６ｒを形成しているが、これに限られることはなく、ＤレンジやＲレンジ以外にも噛合クラッチ１５の締結が必要な走行レンジを有する場合には、カム９６に対して３つ以上のカム山を形成しても良い。

ここで、図６(ａ)および(ｂ)はＤレンジにセレクト操作したときの噛合クラッチ１５の締結過程を示す説明図である。図６(ａ)に示すように、セレクトレバー４４ａがＤレンジ位置に操作されると、カム９６のカム山９６ｄによってクラッチロッド９４が押し込まれ、先端部材９４ａはスプリング９４ｃを圧縮しながら従動噛合部材４２に接触した状態となる。そして、図６(ｂ)に示すように、駆動噛合部材４１と従動噛合部材４２とが相対回転し、対向する噛合歯４１ａ，４２ａが互いに噛み合う位置になると、スプリング９４ｃのバネ力によって従動噛合部材４２は前進位置に押し込まれ、噛合クラッチ１５は締結状態に切り換えられる。このように、クラッチロッド９４に対してスプリング９４ｃを組み込むことにより、噛合クラッチ１５の締結を待たずにセレクトレバー４４ａをＤレンジ位置まで操作することが可能となる。すなわち、スプリング９４ｃを組み込むことで先端部材９４ａを従動噛合部材４２に追従させることが可能となり、噛合クラッチ１５の噛み待ち状態を作り出すことが可能となる。これにより、セレクトレバー４４ａを操作する運転手に違和感を与えることなく、噛合クラッチ１５を締結状態に切り換えることが可能となる。なお、図６においては、Ｄレンジにセレクト操作が為されたときの状態を示しているが、Ｒレンジにセレクト操作が為された場合であっても、同様に、噛合クラッチ１５の締結を待たずにセレクトレバー４４ａをＲレンジ位置まで操作することが可能である。

さらに、図４(ｂ)および図５(ｂ)に示すように、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作した場合には、噛合クラッチ１５の締結油室１０４に対してクラッチ圧制御弁１１２から作動油が供給された状態となる。すなわち、従動噛合部材４２の押し込みを油圧によってアシストすることができるため、セレクトレバー４４ａを操作する際の操作力を軽減することが可能となる。また、噛合クラッチ１５が締結状態に切り換えられた後も、油圧によって従動噛合部材４２が前進位置に押し込まれることから、噛合クラッチ１５の噛み合いが外れてしまうことがなく、噛合クラッチ１５の信頼性を向上させることが可能となる。しかも、噛合クラッチ１５の締結油室１０４内にはスプライン結合部９１が位置していることから、締結油室１０４内の作動油を用いてスプライン結合部９１を潤滑することも可能となる。なお、前述の説明では、セレクト操作によってＤレンジやＲレンジが選択された場合に、油圧によって従動噛合部材４２の押し込みをアシストしているが、これに限られることはなく、セレクトレバー４４ａの操作力だけで従動噛合部材４２を押し込むようにしても良い。

また、前述の説明では、カム９６によって直にクラッチロッド９４を押し込むようにしているが、これに限られることはなく、カム９６とクラッチロッド９４との間にレバー部材１２１を配置しても良い。ここで、図７は本発明の他の実施の形態である車両用駆動装置が備える噛合クラッチ１５の構造および制御系を示す概略図である。なお、図７において図３に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図７に示すように、クラッチロッド９４とカム９６との間には、レバー軸１２０を支点に揺動自在となるレバー部材１２１が設置されている。レバー部材１２１の一端部１２１ａにはクラッチロッド９４の基端部材９４ｂが連結されており、レバー部材１２１の他端部１２１ｂには近傍に配置されたカム９６が摺接している。また、セレクトレバー４４ａを矢印Ａ１方向に操作することにより、カム９６を矢印Ａ２方向に回動させることが可能となる一方、セレクトレバー４４ａを矢印Ｂ１方向に操作することにより、カム９６を矢印Ｂ２方向に回動させることが可能となる。Ｄレンジにセレクト操作が為された場合には、回動するカム９６のカム山９６ｄがレバー部材１２１の他端部１２１ｂを押し込み、レバー部材１２１の一端部１２１ａによって基端部材９４ｂが押し込まれる。同様に、Ｒレンジにセレクト操作が為された場合には、回動するカム９６のカム山９６ｒがレバー部材１２１の他端部１２１ｂを押し込み、レバー部材１２１の一端部１２１ａによって基端部材９４ｂが押し込まれる。さらに、ＰレンジやＮレンジにセレクト操作が為された場合には、レバー部材１２１の他端部１２１ｂはカム９６の基礎円部９６ａに接触することから、カム山９６ｄ，９６ｒによる基端部材９４ｂの押し込みが解除されるようになっている。このように、カム９６の動作をレバー部材１２１からクラッチロッド９４に伝達した場合であっても、前述した車両用駆動装置１０と同様に、ＤレンジとＲレンジとの双方でクラッチロッド９４を押し込むことができ、複数のレンジで噛合クラッチ１５を締結することが可能となる。

また、前述の説明では、従動噛合部材４２の押し込みを油圧によって補助しているが、これに限られることはなく、他のアクチュエータを用いて従動噛合部材４２の押し込みを補助しても良い。ここで、図８は本発明の他の実施の形態である車両用駆動装置が備える噛合クラッチ１５の構造および制御系を示す概略図である。なお、図８において図３に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。図８に示すように、クラッチロッド９４の近傍に配置されるカム９６には、リンク機構４３の第２ロッド９７が連結されるだけでなく、電動式のロータリアクチュエータ(アクチュエータ)１２２が連結されている。この回転式アクチュエータであるロータリアクチュエータ１２２は、運転手のセレクト操作に連動してカム９６を回動させるように、制御ユニット８０からの制御信号によって制御されている。これにより、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為された場合には、ロータリアクチュエータ１２２によってカム９６をアシスト駆動することができ、前述した車両用駆動装置と同様に、セレクトレバー４４ａを操作する際の操作力を軽減することが可能となる。

また、前述の説明では、無段変速機１３よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に前後進切換機構１４を配置しているが、これに限られることはなく、動力伝達径路１８上の他の位置に前後進切換機構１４を配置しても良い。また、前述の説明では、前進クラッチ４８よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置しているが、これに限られることはなく、前進クラッチ４８よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に噛合クラッチ１５を配置しても良い。さらに、無段変速機１３よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置しているが、これに限られることはなく、無段変速機１３よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に噛合クラッチ１５を配置しても良い。前進クラッチ４８や噛合クラッチ１５は、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８上に配置すれば良く、他の機構に対する前後の位置関係が問われるものではない。また、イグニッション操作によるエンジン始動を考慮した場合には、エンジン１１から回転体を切り離して始動性を向上させるため、前進クラッチ４８よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置することが望ましい。特に、変速機構が無段変速機１３である場合には、イグニッション操作によるエンジン始動時に、制御油圧が大きく低下している無段変速機１３を回転させることがないように、無段変速機１３よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置することが好ましい。

また、前述の説明では、前後進切換機構１４の前進クラッチ４８に対してスプリング６５を組み付けているが、これに限られることはなく、前後進切換機構１４の後退ブレーキ(摩擦係合機構)４９に対して油圧ピストン７２を係合方向に付勢するスプリングを組み付けても良い。これにより、後退走行時にアイドリングストップ制御が実行される車両においても、エンジン再始動時における後退ブレーキ４９の締結ショックを抑制することが可能となる。なお、前進クラッチ４８と後退ブレーキ４９との双方に対し、油圧ピストン６２，７２を係合方向に付勢するスプリング６５を組み付けても良い。

また、前述の説明では、車両用駆動装置１０には変速機構としてチェーンドライブ式の無段変速機１３が搭載されているが、これに限られることはなく、変速機構としてベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機を搭載しても良く、変速機構として遊星歯車式や平行軸式の自動変速機を搭載しても良い。なお、変速機構として自動変速機を採用する場合には、前進発進時や後退発進時に締結される摩擦クラッチ(摩擦係合機構)や摩擦ブレーキ(摩擦係合機構)に対して、油圧ピストンを係合方向に付勢するスプリングが組み付けられる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、手動操作部として操作ユニット４４のセレクトレバー４４ａを用いているが、これに限られることなく、パドルによってセレクト操作を行うパドル式の手動操作部、ダイヤルによってセレクト操作を行うダイヤル式の手動操作部、もしくは押ボタンによってセレクト操作を行う押ボタン式の手動操作部であっても良い。また、オイルポンプ７４としてトロコイドポンプを用いているが、これに限られることはなく、他の形式の内接型ギヤポンプであっても良く、外接型ギヤポンプであっても良い。また、図示する車両用駆動装置１０は、四輪駆動用の車両用駆動装置であるが、これに限られることなく、前進駆動用や後輪駆動用の車両用駆動装置であっても良い。なお、本発明の車両用駆動装置１０を、動力源としてエンジンと電動モータとを備えたハイブリッド車両に適用しても良いことはいうまでもない。

１０ 車両用駆動装置
１１ エンジン
１３ 無段変速機(変速機構)
１５ 噛合クラッチ
１８ 動力伝達径路
１９ｆ 前輪(駆動輪)
１９ｒ 後輪(駆動輪)
４１ 駆動噛合部材
４２ 従動噛合部材
４４ 操作ユニット(手動操作部)
４４ａ セレクトレバー(手動操作部)
４８ 前進クラッチ(摩擦係合機構)
６０ａ，６１ａ 摩擦板
６２ 油圧ピストン(ピストン)
６５ スプリング(付勢手段)
７４ オイルポンプ
９０ クラッチドラム(ドラム部材)
９１ スプライン結合部
９４ クラッチロッド(ロッド部材)
９４ａ 先端部材
９４ｂ 基端部材
９４ｃ スプリング(弾性部材)
９６ カム
９６ｄ，９６ｒ カム山(凸部)
９９ カム機構
１０２，１０３ オイルシール
１０４ 締結油室
１２２ ロータリアクチュエータ(アクチュエータ)

Claims (10)

1. 所定の停止条件下で自動的に停止されて所定の始動条件下で自動的に再始動されるエンジンを備えた車両用駆動装置であって、
   駆動輪に動力を伝達する際に走行レンジに操作され、前記駆動輪に対する動力の伝達を遮断する際に非走行レンジに操作される手動操作部と、
   前記手動操作部の操作位置に基づいて、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達径路に設けられる変速機構を制御する制御ユニットと、
   前記動力伝達径路に設けられ、ピストンが係合方向に移動して摩擦板を係合する締結状態と、前記ピストンが解放方向に移動して前記摩擦板の係合を解除する解放状態とに切り換えられる摩擦係合機構と、
   前記エンジンに駆動され、前記ピストンを係合方向と解放方向とに移動させる作動油を前記摩擦係合機構に供給するオイルポンプと、
   前記摩擦係合機構に組み付けられて前記ピストンを係合方向に付勢し、前記オイルポンプが停止するエンジン停止時に前記摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持する付勢手段と、
   前記動力伝達径路に設けられ、前記動力伝達径路を接続する締結状態と前記動力伝達径路を切断する解放状態とに切り換えられる噛合クラッチと、
   前記手動操作部と前記噛合クラッチとの間に設けられ、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを解放状態に切り換える一方、前記手動操作部が走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを締結状態に切り換えるカム機構と、を有し、
   前記摩擦係合機構が滑り状態または締結状態となるエンジン停止時に、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには、解放状態となる前記噛合クラッチによって前記エンジンと前記駆動輪とが切り離されることを特徴とする車両用駆動装置。
2. 請求項１記載の車両用駆動装置において、
   前記カム機構は前記手動操作部に連動して回動するカムを備え、前記カムの輪郭曲線に複数の凸部が設けられることを特徴とする車両用駆動装置。
3. 請求項２記載の車両用駆動装置において、
   前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて押し込むロッド部材を備え、
   前記手動操作部が走行レンジである前進走行レンジに操作されたときには、１つの前記凸部によって前記ロッド部材が押し込まれる一方、前記手動操作部が走行レンジである後退走行レンジに操作されたときには、他の前記凸部によって前記ロッド部材が押し込まれることを特徴とする車両用駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
   前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて押し込むロッド部材を備え、
   前記ロッド部材は、先端部材とこれに弾性部材を介して同軸上に配置される基端部材とを備えることを特徴とする車両用駆動装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
   前記噛合クラッチは駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備え、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて付勢する締結油室が前記従動噛合部材の背面側に区画されることを特徴とする車両用駆動装置。
6. 請求項５記載の車両用駆動装置において、
   前記手動操作部が走行レンジである前進走行レンジまたは後退走行レンジに操作されたときに、前記締結油室に作動油が供給されることを特徴とする車両用駆動装置。
7. 請求項５または６記載の車両用駆動装置において、
   前記噛合クラッチは、前記従動噛合部材の外周部にスプライン結合部を介して連結されるドラム部材を備え、
   前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間には、前記スプライン結合部の一端側と他端側とに位置して一対のオイルシールが組み付けられ、
   前記締結油室は、前記オイルシールを境に前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間に区画されることを特徴とする車両用駆動装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
   前記カム機構に連結されるアクチュエータを有し、前記アクチュエータからの動力によって前記噛合クラッチの締結状態への切り換えが補助されることを特徴とする車両用駆動装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
   前記噛合クラッチは、前記摩擦係合機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする車両用駆動装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
    前記噛合クラッチは、前記動力伝達径路に設けられる変速機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする車両用駆動装置。

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