JP5981757B2

JP5981757B2 - 動力伝達装置、及び車両

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Publication number: JP5981757B2
Application number: JP2012093053A
Authority: JP
Inventors: 崇晴木倉; 裕介柿原
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2032-04-16
Also published as: JP2013221562A

Description

本発明は、内燃機関が機関出力軸から出力した機械的動力を駆動輪に向けて伝達する動力伝達装置に関し、特に、内燃機関の作動を車両の走行状態に応じて自動的に停止する機能を備えた車両の動力伝達装置に関する。

自動車等の車両に用いられる動力伝達装置には、例えば、自動変速機など、入力軸で受けた機械的動力を、変速機構により変速して（回転速度及びトルクを変化させて）出力軸に伝達するものがある。変速機構には、複数の変速段のうちいずれか一つにより変速する変速機構や、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機構などがある。

また、自動車に原動機として搭載された内燃機関の燃料消費を抑制するため、アイドリング状態で作動している内燃機関を、所定の条件が成立した場合に自動的に停止させる機能、いわゆるアイドリングストップ機能を備えた車両が知られている。

上述のような動力伝達装置には、一般的に、油圧を受けて作動するクラッチやブレーキが設けられており、さらに、これらクラッチやブレーキに油圧を供給するためのオイルポンプが動力伝達装置や車両に設けられている。オイルポンプには、内燃機関からの機械的動力を受けて作動するものや、電気モータ等に駆動される電動オイルポンプが用いられる。アイドリングストップ車両の場合には、車両停止中に内燃機関の作動を停止させることが多いため、電気モータにより駆動されるオイルポンプ、いわゆる電動オイルポンプを用いることが多い。

また、下記の特許文献１には、油圧を受けて作動するクラッチのピストンに皿ばねを組み付け、油圧が供給されていない場合であっても、皿ばねの付勢力によりクラッチを係合状態となるよう構成された動力伝達装置が提案されている。

特開２００６−９９７３号公報

上述のようなアイドリングストップ車両においては、アイドリングストップ機能により内燃機関の作動を停止させている状態（非作動状態）から、内燃機関を始動した後、即座に車両を発進させたいという要望がある。このため、内燃機関の機関出力軸と駆動輪との間における動力伝達を遮断可能なクラッチやブレーキを有する動力伝達装置においては、内燃機関が始動した直後の車両の発進に備えるため、予め内燃機関の非作動状態において当該クラッチ等を（滑りが生じる状態を含む）係合状態にしておくことが好ましい。

上述した機関出力軸と駆動輪との間における動力伝達を遮断可能なクラッチ等が、油圧の供給を受けて作動するものであり、且つ当該油圧を供給するオイルポンプが、機関出力軸からの機械的動力を受けて作動するものである場合、内燃機関の非作動状態において、当該クラッチ等を係合状態にするためには、当該クラッチ等に油圧を供給し続ける、又は当該クラッチ等において油圧を所定の値に保つ必要がある。このため、従来の車両においては、内燃機関の非作動状態においては、電動オイルポンプを作動させることにより、クラッチ等に油圧を供給していた。

しかし、動力伝達装置のクラッチ等に油圧を供給するオイルポンプに、電動オイルポンプを用いると、比較的コストが高いという問題がある。一方、内燃機関からの機械的動力を受けて作動するオイルポンプを用いる場合には、内燃機関の非作動状態において動力伝達装置を構成するクラッチやブレーキに供給するための油圧を発生させることができず、内燃機関の始動直後の車両発進に備えることが困難である。このため、特許文献１に記載の動力伝達装置においては、クラッチに油圧が供給されていない場合であっても、皿ばねの付勢力により、摩擦板が僅かに係合する状態、又は係合直前の状態（解放状態）となるよう構成することが提案されている。

ところで、上述のような車両においては、その走行中に駆動輪と路面との間における動摩擦係数が急激に変化することがあり、動力伝達装置の変速機構において伝達されるトルクが急激に変化することがある。変速機構において伝達されるトルクが急激に変化すると、変速機構を構成する部品に不必要な負荷がかかることがある。特に、変速機構として連続可変変速機構が用いられている場合に、当該変速機構を構成する部品を傷つける虞がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、変速機構に急激なトルク変動が作用することを抑制して、変速機構を保護することが可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置は、内燃機関が機関出力軸から出力した機械的動力を、駆動輪に向けて伝達する動力伝達装置であって、油圧制御装置と、変速機構と、常閉クラッチとを備え、内燃機関は、所定の停止条件が成立した場合に作動が停止するよう制御され、且つ所定の始動条件が成立した場合に始動するよう制御されるものであり、前記油圧制御装置は、前記機関出力軸からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプを含み、且つ、前記常閉クラッチに油圧を供給可能であり、前記変速機構は、前記常閉クラッチからの機械的動力を、回転速度を変化させて前記駆動輪に向けて伝達し、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機構であり、前記常閉クラッチは、前記機関出力軸と前記駆動輪との間において前記変速機構に伝達される急激な動力伝達を遮断可能であり、且つ、前記油圧制御装置から油圧が供給されていない場合は付勢部材による付勢力で係合状態になり、前記油圧制御装置から油圧が供給された場合は解放状態になり、前記常閉クラッチは、係合状態において伝達可能なトルクの最大値が、前記変速機構が伝達可能なトルクの最大値に比べて低くなるよう構成されていることを特徴とする。

上記の動力伝達装置において、前記変速機構は、前記常閉クラッチと前記駆動輪との間に配置されている。

上記の動力伝達装置において、前記常閉クラッチは、前記内燃機関からの機械的動力を受けて作動する前記油圧制御装置から油圧の供給を受けることにより、係合状態と解放状態とを切替える動作を行うことが可能となるものとすることができる。

上記の動力伝達装置において、前記機関出力軸からの機械的動力を、回転速度及び回転方向を変化させることなく前記常閉クラッチに伝達する前進作動状態と、前記機関出力軸からの機械的動力を、回転方向を逆向きに変化させて前記常閉クラッチに伝達する後進作動状態と、前記機関出力軸からの機械的動力を、前記常閉クラッチに伝達しないニュートラル作動状態と、を切替え可能な前後進切替機構をさらに備えるものとすることができる。

また、本発明に係る車両は、内燃機関が機関出力軸から出力した機械的動力を、動力伝達装置を介して駆動輪に伝達する車両であって、所定の停止条件が成立した場合に、前記内燃機関が作動を停止するよう制御し、且つ所定の始動条件が成立した場合に、前記内燃機関が始動するよう制御する制御装置を備え、前記動力伝達装置は、油圧制御装置と、変速機構と、常閉クラッチとを備え、前記油圧制御装置は、前記機関出力軸からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプを含み、且つ、前記常閉クラッチに油圧を供給可能であり、前記変速機構は、前記常閉クラッチからの機械的動力を、回転速度を変化させて前記駆動輪に向けて伝達し、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機構であり、前記常閉クラッチは、前記機関出力軸と前記駆動輪との間において前記変速機構に伝達される急激な動力伝達を遮断可能であり、且つ、前記油圧制御装置から油圧が供給されていない場合は付勢部材による付勢力で係合状態になり、前記油圧制御装置から油圧が供給された場合は解放状態になり、前記常閉クラッチは、係合状態において伝達可能なトルクの最大値が、前記変速機構が伝達可能なトルクの最大値に比べて低くなるよう構成されているものとすることができる。

本発明に係る車両において、前記変速機構は、前記常閉クラッチと前記駆動輪との間に配置されているものとすることができる。

本発明によれば、駆動輪と機関出力軸との間に急激なトルク変動が作用した場合であっても、当該トルクが、変速機構において伝達可能なトルクの最大値に達する前に、常閉クラッチにおいて伝達可能なトルクの最大値に達して、摩擦クラッチである常閉クラッチにおいて滑りを生じさせることができる。これにより、変速機構において急激なトルク変動が作用することを抑制して、変速機構を保護することができる。

実施形態に係る車両及び動力伝達装置の構成を示す模式図である。実施形態に係る動力伝達装置の構成を示す模式図であり、常閉クラッチの詳細を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態（以下、単に「実施形態」と記す）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は下記の実施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において種々の変更が可能である。まず、本実施形態に係る車両と動力伝達装置の構成の概略について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る車両及び動力伝達装置の構成を示す模式図である。

車両１には、駆動輪９を駆動するための原動機として内燃機関５が設けられている。内燃機関５は、燃料のエネルギを機械的エネルギに変換して出力する熱機関であり、本実施形態においては、シリンダ内をピストンが往復運動するピストン往復動機関である。内燃機関５は、機関出力軸６から機械的動力を出力する。機関出力軸６は、動力伝達装置１０の入力軸１１と結合されている。なお、以下の説明において、内燃機関５が機関出力軸６から出力した機械的動力を「機関出力」と記す。内燃機関５が機関出力軸６から出力する機関出力は、後述する制御装置１００により制御される。また、内燃機関５は、制御装置１００により、所定の停止条件が成立した場合に作動が停止するよう制御され、且つ所定の始動条件が成立した場合に始動するよう制御される。

車両１には、内燃機関５が機関出力軸６から出力した機械的動力を、入力軸１１で受けて、駆動輪９に向けて伝達する動力伝達装置１０が設けられている。本実施形態において、動力伝達装置１０は、内燃機関５からの機械的動力を、作動流体を介してトルクを増大可能なトルクコンバータ２０と、トルクコンバータ２０からの機械的動力を回転方向を切替えて伝達可能な前後進切替機構３０と、内燃機関５と駆動輪９との間における動力伝達を遮断可能な常閉クラッチ６０と、内燃機関５からの機械的動力を回転速度を変化させて駆動輪９に向けて伝達可能な変速機構７０とを有している。以下にこれらの詳細について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、実施形態に係る動力伝達装置の構成を説明する模式図である。

トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４とステータ２５とを有し、ポンプインペラ２２からの機械的動力を、作動流体を介してトルクを増大させてタービンランナ２４に伝達可能な流体伝動装置である。トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２２で受けた機械的動力を、作動流体（例えば、ＡＴＦ：自動変速機用フルード）を介してタービンランナ２４に伝達する。ポンプインペラ２２からタービンランナ２４に流れた作動流体は、ステータ２５により流動方向を変えられて、再びポンプインペラ２２に流入する。トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２２からタービンランナ２４に伝達されるトルクを増大させることが可能に構成されている。

ポンプインペラ２２は、トルクコンバータ２０のうち入力側を構成する部材、すなわち動力伝達装置１０の入力軸１１に結合されており、入力軸１１は、ポンプインペラ２２と一体に回転する。一方、タービンランナ２４は、前後進切替機構３０の入力軸３１に結合されている。ステータ２５は、ワンウェイクラッチ２７に結合されており、当該ワンウェイクラッチ２７は、動力伝達装置１０を構成する部材のうち静止している部材（以下、静止部材と記す）に係合可能に構成されている。なお、静止部材には、動力伝達装置１０の外装をなすハウジング等がある。

なお、本実施形態において、トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４とを連結させることが可能なクラッチであるロックアップクラッチ２８を有している。ロックアップクラッチ２８が連結状態にある場合、ポンプインペラ２２とタービンランナ２４は、一体に回転し、内燃機関５からの機関出力は、そのままタービンランナ２４から前後進切替機構３０に伝達される。

なお、本明細書において、クラッチ（例えば、ロックアップクラッチ２８、前進クラッチ４０、常閉クラッチ６０）を作動させず、駆動側の回転部材と被駆動側の回転部材との間における動力伝達が遮断された状態を「解放状態」と記す。一方、クラッチを作動させて、駆動側の回転部材と被駆動側の回転部材が同一の回転速度で一体に回転する状態を「連結状態」と記す。また、駆動側の回転部材と被駆動側の回転部材が係合して、これら回転部材の間においてトルクの伝達がある状態を「係合状態」と記す。つまり「係合状態」には、上述した「連結状態」が含まれる。

また、本明細書において、ブレーキ（例えば、後進ブレーキ５０）を作動させて運動体の回転を止めて静止させた状態を「停止状態」と記す。一方、当該ブレーキを作動させておらず、静止体に対して運動体が自由に回転する状態を「非作動状態」と記す。また、運動体と静止体が接して運動体の回転が制動される状態を「制動状態」と記す。つまり「制動状態」には、上述した「停止状態」が含まれる。

前後進切替機構３０は、ダブルピニオン式（デュアルプラネタリー式）の遊星歯車３３を有している。遊星歯車３３は、入力軸３１に結合されたサンギア３４と、当該サンギア３４と噛み合う内側プラネタリピニオン３５と、内側プラネタリピニオン３５と噛み合う外側プラネタリピニオン３６と、内側プラネタリピニオン３５と外側プラネタリピニオン３６を回転可能に支持するプラネタリキャリア３８と、外側プラネタリピニオン３６と噛み合うリングギア３９とを有している。プラネタリキャリア３８は、後述する常閉クラッチ６０の入力軸６１に結合されている。

また、前後進切替機構３０は、遊星歯車３３のうちサンギア３４とプラネタリキャリア３８を連結可能なクラッチである「前進クラッチ」４０と、遊星歯車３３のリングギア３９の回転を制動可能なブレーキである「後進ブレーキ」５０とを有している。

前進クラッチ４０は、多板式のクラッチとして構成されており、回転中心軸の軸方向に摩擦材４１が複数配列されている。前進クラッチ４０は、摩擦材４１に生じる摩擦力により、駆動側の回転部材と被駆動側の回転部材が係合して係合状態となる、いわゆる「摩擦クラッチ」である。前進クラッチ４０においては、サンギア３４とプラネタリキャリア３８のうち、一方が駆動側の回転部材となり、他方が被駆動側の回転部材となる。つまり、前進クラッチ４０が連結状態に操作されると、サンギア３４とプラネタリキャリア３８は、連結されて一体に回転する。前進クラッチ４０は、解放状態に操作されると、サンギア３４とプラネタリキャリア３８との間における機械的動力の伝達が遮断されて、サンギア３４とプラネタリキャリア３８は、それぞれ別個に回転することができる。

なお、前進クラッチ４０は、電磁作動によって係合状態となる「電磁クラッチ」として構成されており、通電することにより磁界を生じさせる電磁石４４と、電磁石４４が生じさせた磁界に引き付けられて摩擦材４１を押す部材（以下、押し部材と記す）４６と、押し部材４６を摩擦材４１が係合しない向きに付勢する付勢部材（以下、リターンスプリングと記す）４８を有している。電磁石４４を通電させると、押し部材４６が、リターンスプリング４８の付勢力に抗して摩擦材４１を押し、回転中心軸の軸方向に隣り合う摩擦材４１の間に摩擦力が生じる。このようにして、前進クラッチ４０は、サンギア３４とプラネタリキャリア３８が完全に係合する連結状態となる。一方、電磁石４４に通電していない場合、押し部材４６は、リターンスプリング４８の付勢力により、摩擦材４１を押す向きとは逆向きに付勢されて移動し、前進クラッチ４０は、解放状態となる。電磁石４４への通電の有無、すなわち前進クラッチ４０の連結状態と解放状態との切替操作は、制御装置１００により制御される。

後進ブレーキ５０は、多板式のブレーキとして構成されており、回転中心軸の軸方向に摩擦材５１が複数配列されている。後進ブレーキ５０は、摩擦材５１に生じる摩擦力により、運動体であるリングギア３９と静止部材（例えば、動力伝達装置１０のハウジング）が係合して、運動体の回転が制動される制動状態となる、いわゆる「摩擦ブレーキ」である。

なお、後進ブレーキ５０は、電磁作動によって制動状態となる「電磁クラッチ」として構成されており、通電することにより磁界を生じさせる電磁石５３と、電磁石５３が生じさせた磁界に引き付けられて摩擦材５１を押す部材（以下、押し部材と記す）５５と、押し部材５５を摩擦材５１が係合しない向きに付勢する付勢部材（以下、リターンスプリングと記す）５７とを有している。電磁石５３を通電させると、押し部材５５が、リターンスプリング５７の付勢力に抗して摩擦材５１を押し、回転中心軸の軸方向に隣り合う摩擦材５１の間に摩擦力が生じる。このようにして、後進ブレーキ５０は、リングギア３９の回転が完全に止まる停止状態となる。一方、電磁石５３に通電していない場合、押し部材５５は、リターンスプリング５７の付勢力により、摩擦材５１を押す向きとは逆向きに付勢されて移動し、後進ブレーキ５０は、非作動状態となる。電磁石５３への通電の有無、すなわち後進ブレーキ５０の停止状態と非作動状態との切替操作は、制御装置１００により制御される。

以上のように構成された前後進切替機構３０は、前進クラッチ４０が係合状態（連結状態含む）に操作されると共に後進ブレーキ５０が解放状態に操作されることにより、サンギア３４とプラネタリキャリア３８とリングギア３９が一体に回転する。これにより、前後進切替機構３０は、入力軸３１で受けた機関出力を、回転方向及び回転速度を変化させることなく、常閉クラッチ６０の入力軸６１に伝達することが可能となっている。このような前後進切替機構３０の作動状態を、以下に「前進作動状態」と記す。

一方、前進クラッチ４０が解放状態に操作されると共に後進ブレーキ５０が停止状態に操作されることにより、プラネタリキャリア３８は、サンギア３４の回転方向とは逆向きに回転する。これにより、前後進切替機構３０は、入力軸３１で受けた機関出力を、回転方向を逆向きに変化させて、常閉クラッチ６０の入力軸６１に伝達することが可能となっている。このような前後進切替機構３０の作動状態を、以下に「後進作動状態」と記す。

また、前進クラッチ４０が解放状態に操作されると共に後進ブレーキ５０が解放状態に操作されることにより、サンギア３４と、プラネタリキャリア３８との間における機械的動力の伝達が遮断される。これにより、前後進切替機構３０は、入力軸３１で受けた機関出力を、常閉クラッチ６０の入力軸６１に伝達することがなくなる。このような前後進切替機構３０の作動状態を、以下に「ニュートラル作動状態」と記す。

以上のように、前後進切替機構３０は、前進クラッチ４０の連結状態／解放状態と後進ブレーキ５０の停止状態／非作動状態が制御されることにより、内燃機関５の機関出力軸６からの機械的動力（機関出力）を、回転速度及び回転方向を変化させることなく常閉クラッチ６０に伝達する前進作動と、機関出力を回転方向を逆向きに変化させて常閉クラッチ６０に伝達する後進運転と、機関出力を、常閉クラッチ６０に伝達しないニュートラル運転を切替え可能に構成されている。前進クラッチ４０の連結状態／解放状態と、後進ブレーキ５０の停止状態／非作動状態は、制御装置１００により協調して制御される。

常閉クラッチ６０は、その係合状態と解放状態とを切替える動作（以下、「係合／解放動作」と記す）を操作する力が作用していないときに係合状態となるよう構成されたクラッチ、いわゆるノーマルクローズ（normally closed）式のクラッチとして構成されている。常閉クラッチ６０の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る動力伝達装置の構成を示す模式図であり、常閉クラッチの詳細を説明するための図である。

なお、以下の説明において、常閉クラッチ６０の回転中心軸の軸方向のうち、隣り合う摩擦材６２を係合させる向き（軸方向内側）を「軸方向係合側」と記して、図に矢印Ｅで示す。一方、回転中心軸の軸方向のうち軸方向係合側とは逆向き、すなわち隣り合う摩擦材６２を係合させない向き（軸方向外側）を「軸方向解放側」と記して、図に矢印Ｄで示す。

図２に示すように、常閉クラッチ６０は、多板式のクラッチとして構成されており、回転中心軸の軸方向に摩擦材６２が複数配列されている。常閉クラッチ６０は、摩擦材６２に生じる摩擦力により、駆動側の回転部材と被駆動側の回転部材が係合して係合状態となる、いわゆる「摩擦クラッチ」である。常閉クラッチ６０においては、その入力軸６１と、変速機構７０の入力軸７１のうち、一方が駆動側の回転部材となり、他方が被駆動側の回転部材となる。つまり、常閉クラッチ６０が連結状態に操作されると、その入力軸６１と変速機構７０の入力軸７１が連結されて一体に回転する。常閉クラッチ６０は、解放状態に操作されると、その入力軸６１と変速機構７０の入力軸７１との間における機械的動力の伝達が遮断される。

常閉クラッチ６０は、油圧を受けて作動し、回転中心軸の軸方向係合側に移動することにより、摩擦材６２を押すことが可能な部材（以下、油圧ピストン部材と記す）６４と、隣り合う摩擦材６２を係合させる向きに（軸方向係合側に）油圧ピストン部材６４を付勢する付勢部材（以下、単に「スプリング」と記す）６６とを有している。常閉クラッチ６０は、油圧供給装置１１０から油圧の供給を受ける。

油圧供給装置１１０は、図１に示すように、機関出力軸６からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプＰを含んでいる。本実施形態において、オイルポンプＰは、機関出力軸６からの機械的動力を、トルクコンバータ２０のポンプインペラ２２を介して受けて作動し、油圧を発生させる。油圧供給装置１１０は、オイルポンプＰが発生した油圧を、常閉クラッチ６０に油圧を供給することで、常閉クラッチ６０の係合／解放動作を操作可能に構成されている。油圧供給装置１１０による、常閉クラッチ６０の係合／解放動作の操作は、制御装置１００により制御される。

スプリング６６は、回転中心軸の軸方向係合側に、すなわち常閉クラッチ６０が係合状態となる向きに、油圧ピストン部材６４を付勢している。油圧ピストン部材６４は、スプリング６６により油圧ピストン部材６４に作用する力（以下、付勢力と記す）を受けて、軸方向係合側に移動して摩擦材６２を押す。スプリング６６の付勢力は、内燃機関５が非作動状態にあるため油圧供給装置１１０が作動しておらず、油圧供給装置１１０から常閉クラッチ６０に油圧が供給されていない状態において、常閉クラッチ６０において「滑り」が生じつつも、入力軸６１から変速機構７０の入力軸７１に機械的動力を伝達可能に設定されている。

なお、常閉クラッチ６０の「滑り」とは、常閉クラッチ６０の入力軸６１と変速機構７０の入力軸７１との間に回転速度差が生じて、入力軸６１からの機械的動力の一部が、摩擦材６２において熱として放散されて、残りの機械的動力が変速機構７０の入力軸７１に伝達されるような状態を意味している。

内燃機関５からの機械的動力を受けて油圧供給装置１１０が作動している場合、常閉クラッチ６０は、油圧ピストン部材６４を軸方向係合側に移動させるための油圧室（以下、係合側油圧室と記す）６８、又は油圧ピストン部材６４を軸方向解放側に移動させるための油圧室（以下、解放側油圧室と記す）６７に、油圧供給装置１１０から油圧の供給を受ける。図２に二点鎖線Ｃで示すように、油圧供給装置１１０が係合側油圧室６８に油圧を供給すると、油圧ピストン部材６４は、係合側油圧室６８の油圧を受け、軸方向係合側に操作されて、摩擦材６２を押す。このように油圧を制御することにより、常閉クラッチ６０を連結状態にすることが可能となっている。

一方、図２に二点鎖線Ａで示すように、油圧供給装置１１０が解放側油圧室６７に油圧を供給すると、油圧ピストン部材６４は、解放側油圧室６７の油圧を受けて、軸方向解放側に操作される。このとき、油圧ピストン部材６４は、スプリング６６の付勢力に抗して軸方向解放側に移動する。このように油圧を制御することにより、常閉クラッチ６０を解放状態にすることが可能となっている。

以上のように、常閉クラッチ６０は、油圧供給装置１１０から油圧の供給を受けることにより、係合／解放動作を行うことが可能となっている。一方、油圧供給装置１１０から油圧の供給を受けていない場合、常閉クラッチ６０は、係合／解放動作を行うことができなくなっている。しかし、常閉クラッチ６０は、油圧供給装置１１０から油圧の供給を受けておらず、その係合／解放動作を操作する操作力が作用していない場合であっても、スプリング６６による付勢力が油圧ピストン部材６４に作用することにより、係合状態となるように構成されている。これにより、後述する内燃機関５を始動した直後の車両１の発進に備えている。常閉クラッチ６０のうち出力側、すなわち駆動輪９側には、変速機構７０の入力軸７１が結合されている。

変速機構７０は、変速比を連続的に変化させることが可能な連速可変変速機（いわゆるＣＶＴ）として構成されている。変速機構７０は、常閉クラッチ６０からの機械的動力を受ける入力軸７１と、入力軸７１と同軸に設けられ、当該入力軸７１と同期回転する入力側プーリ７２と、入力軸７１に対して所定の間隔をあけて平行に設けられ、減速機構８０（図１参照）に機械的動力を出力する出力軸７３と、出力軸７３と同軸に設けられ、当該出力軸７３と同期回転する出力側プーリ７４と、入力側プーリ７２及び出力側プーリ７４に巻き掛けられて、入力軸７１からの機械的動力を出力軸７３に伝達する動力伝達部材７５（図に破線で示す）とを有している。なお、動力伝達部材７５には、金属製のベルトやチェーン等を用いることができる。

変速機構７０は、図示しない油圧アクチュエータにより駆動されて、入力側プーリ７２のプーリ幅を変化させることで、当該入力側プーリ７２に巻き掛けられた動力伝達部材７５がなす「巻き掛け径」を変化させることが可能に構成されている。同様に、変速機構７０は、出力側プーリ７４のプーリ幅を変化させることで、当該出力側プーリ７４に巻き掛けられた動力伝達部材７５がなす「巻き掛け径」を変化させることが可能に構成されている。このような変速機構７０は、制御装置１００により制御されて、入力側プーリ７２のプーリ幅と、出力側プーリ７４のプーリ幅を変化させることで、それぞれのプーリ７２，７４において、動力伝達部材７５の巻き掛け径を変化させる。出力側プーリ７４における動力伝達部材７５の巻き掛け径Ｒｏと入力側プーリ７２における動力伝達部材７５の巻き掛け径Ｒｉとの比率（Ｒｏ／Ｒｉ）が、入力軸７１の回転速度Ｎｉと出力軸７３の回転速度Ｎｏの比率である変速比（Ｎｉ／Ｎｏ）となる。変速機構７０は、入力側プーリ７２と出力側プーリ７４のうち少なくとも一方のプーリ幅を連続的に変化させることにより、変速比（Ｎｉ／Ｎｏ）を連続的に変化させることが可能となっている。

変速機構７０が入力軸７１で受けた機械的動力は、図１に示すように、入力側プーリ７２と出力側プーリ７４との間で、回転速度を変化させて（すなわちトルクを変化させて）減速機構８０に伝達される。変速機構７０から減速機構８０に伝達された機械的動力は、差動装置９０により左右の駆動軸に分配されて駆動輪９に伝達される。駆動輪９と車両１が走行する路面との間には、車両１を駆動する駆動力［Ｎ］が生じる。このようにして、変速機構７０は、常閉クラッチ６０からの機械的動力を、回転速度を変化させて駆動輪９に向けて伝達する。変速機構７０の出力軸７３及び入力軸７１は、駆動輪９に連動して回転する。

以上のように構成された動力伝達装置１０において、常閉クラッチ６０は、解放状態に操作されることにより、機関出力軸６と駆動輪９との間における機械的動力の伝達（以下、単に「動力伝達」と記す）を遮断することが可能に構成されている。また、常閉クラッチ６０は、油圧供給装置１１０による、当該常閉クラッチ６０の係合／解放動作を操作する力（以下、操作力と記す）が作用することにより解放状態となるよう構成されている。また、常閉クラッチ６０は、当該常閉クラッチ６０の係合／解放動作を操作する操作力が作用していない場合であっても、付勢部材であるスプリング６６による付勢力が油圧ピストン部材６４に作用することにより、油圧ピストン部材６４が摩擦材６２を押す向きに付勢されて、係合状態（連結状態を含む）となるよう構成されている。

なお、車両１の運転者によりパーキングレンジ又はニュートラルレンジが選択されている場合、常閉クラッチ６０は、解放状態に操作される。一方、ドライブレンジ又はリバースレンジが選択されている場合には、常閉クラッチ６０は、連結状態に操作される。

動力伝達装置１０は、原動機としての内燃機関５と結合されて車両１に搭載される。車両１は、内燃機関５における燃料消費を抑制するため、アイドリング状態で作動している内燃機関５を、所定の条件が成立した場合に自動的にその作動を停止させる機能（以下、アイドリングストップ機能と記す）を備えている。車両１には、アイドリングストップ機能を実現するために、内燃機関５及び動力伝達装置１０を協調して制御する制御手段として、車両１用の電子制御装置（単に「制御装置」と記す）１００が設けられている。

制御装置１００は、演算処理装置としてＣＰＵ、主記憶装置としてのＲＡＭ、補助記憶装置としてのＲＯＭ等（図示せず）を有している。上述した各種の制御対象を制御する制御処理を示したプログラム、及び当該制御処理プログラムにおいて予め設定されている定数（以下、制御定数と記す）は、制御装置１００のＲＯＭに予め記憶されている。なお、上述の制御処理においてＲＡＭに設定される変数を「制御変数」と記す。

また、制御装置１００は、駆動輪９の回転速度を検出可能な車輪速センサ１０２から、駆動輪９の回転速度に係る信号を受けており、車両１の走行速度（以下、車速と記す）を制御変数として推定している。また、制御装置１００は、アクセルペダルの操作位置を検出するアクセルペダセンサ１０４から、アクセルペダルの操作位置に係る信号を受けており、アクセルペダルの操作量（以下、アクセル操作量と記す）を制御変数として推定している。また、制御装置１００は、ブレーキペダルの操作を検出するブレーキペダルセンサ１０６から、ブレーキペダルの操作の有無に係る信号を受けており、ブレーキペダルの操作の有無を、制御変数（制御フラグ）として検出している。

制御装置１００は、車速、アクセル操作量、ブレーキペダルの操作の有無等を制御変数として取得し、所定の停止条件が成立した場合には、アイドリングストップ機能により、内燃機関５の作動を停止する。なお、アイドリングストップ機能により、内燃機関５の作動を停止させている状態を、以下に「非作動状態」と記す。これに対して、内燃機関５が作動している状態を、単に「作動状態」と記す。停止条件には、例えば、車速がゼロであり、且つブレーキペダルが操作されている（踏み込まれている）という条件がある。また、制御装置１００は、車両１が走行している間（以下、単に「車両走行中」と記す）であっても、アクセルペダルが操作されていない、且つブレーキペダルが操作されている等の条件により、上述の停止条件が成立した場合には、内燃機関５が作動を停止するよう制御し、内燃機関５を非作動状態にする。

一方、制御装置１００は、アイドリングストップ機能により内燃機関５が非作動状態となった場合において、車速、アクセル操作量、ブレーキペダルの操作の有無等を制御変数として取得し、所定の始動条件が成立した場合には、非作動状態にある内燃機関５が始動するように制御し、内燃機関５を作動状態にする。始動条件には、例えば、ブレーキペダルが操作されておらず、且つアクセルペダルが操作されている（アクセルペダルが踏み込まれた）という条件がある。このような場合、制御装置１００は、内燃機関５を始動して、機関出力軸６から再び機械的動力を出力させる。以上のようにして、制御装置１００は、所定の停止条件が成立した場合に、内燃機関が作動を停止するよう制御し、且つ所定の始動条件が成立した場合に、内燃機関が始動するよう制御する。

ところで、上述のような車両１においては、車両走行中において、路面の状態が変化した場合など、駆動輪９と路面との間における動摩擦係数が急激に変化することがある。このとき、動力伝達装置１０の変速機構７０において伝達されるトルクが急激に変化する。変速機構７０において伝達されるトルクが急激に変化すると、変速機構７０を構成する部品、例えば、入力側プーリ７２及び出力側プーリ７４と、動力伝達部材７５に不必要な負荷がかかり、これら部品を傷つける虞がある。

そこで、本実施形態に係る動力伝達装置１０においては、常閉クラッチ６０において伝達可能なトルクの最大値が、変速機構７０において伝達可能なトルクの最大値に比べて低くなるよう、常閉クラッチ６０及び変速機構７０を構成することで、変速機構７０において伝達されるトルクに急激な変動が生じることを抑制しており、以下に図２を用いて説明する。

変速機構７０において伝達可能なトルクの最大値（以下、変速機構最大伝達トルクと記す）は、動力伝達部材７５と入力側プーリ７２との間及び動力伝達部材７５と出力側プーリ７４との間において、各プーリ７２，７４の周方向に滑りを生じさせることなく伝達可能なトルクの最大値である。なお、変速機構最大伝達トルクは、変速機構７０の入力軸７１において計測される値である。

一方、常閉クラッチ６０において伝達可能なトルクの最大値（以下、常閉クラッチ最大伝達トルクと記す）は、連結状態にある常閉クラッチ６０の入力軸６１と常閉クラッチ６０の出力軸に相当する入力軸７１との間において回転速度差を生じさせることなく伝達可能なトルクの最大値である。本実施形態の動力伝達装置１０においては、常閉クラッチ最大伝達トルクが、変速機構最大伝達トルクに比べて低くなるように、常閉クラッチ６０を構成するスプリング６６のばね定数（すなわちスプリング６６の付勢力）を設定している。

なお、常閉クラッチ最大伝達トルクは、スプリング６６の付勢力が油圧ピストン部材６４に作用しており、さらに、油圧供給装置１１０が係合側油圧室６８に油圧を最大限に供給することにより、油圧ピストン部材６４が、当該油圧による操作力とスプリング６６の付勢力とを受けて、摩擦材６２を押している状態で計測される値である。

このように常閉クラッチ最大伝達トルクが変速機構最大伝達トルクに比べて低くなるように、常閉クラッチ６０を構成している。これにより、車両走行中に駆動輪９と路面との間の動摩擦係数の急激な変動など、駆動輪９と動力伝達装置１０の入力軸１１との間において作用するトルクが急激に増大しても、当該トルクが、変速機構最大伝達トルクに達するよりも前に、常閉クラッチ最大伝達トルクに達する。すなわち、変速機構７０の各プーリ７２，７４と動力伝達部材７５との間に当該プーリ７２，７４の周方向の滑りが生じるより前に、摩擦クラッチである常閉クラッチ６０の摩擦材６２において滑りが生じることとなる。駆動輪９に連動した回転する変速機構７０の出力軸７３と、常閉クラッチ６０の入力軸６１との間において伝達される機械的動力の一部は、常閉クラッチ６０において生じる摩擦熱として放散される。このように常閉クラッチ（摩擦クラッチ）６０を構成することにより、変速機構７０に高い伝達トルクが作用することを抑制することができ、変速機構７０を構成する各部品を保護することができる。

以上に説明したように本実施形態の動力伝達装置１０は、内燃機関５が機関出力軸６から出力した機械的動力（機関出力）を、駆動輪９に向けて伝達するものである。内燃機関５は、所定の停止条件が成立した場合に作動が停止するよう制御され、且つ所定の始動条件が成立した場合に始動するよう制御されるものである。動力伝達装置１０は、機関出力軸６と駆動輪９との間における動力伝達を遮断可能であり、且つ係合／解放動作を操作する力が作用していない場合であっても、付勢部材（スプリング６６）による付勢力が作用することにより係合状態となるよう構成されている摩擦クラッチである常閉クラッチ６０と、常閉クラッチ６０からの機械的動力を、回転速度を変化させて駆動輪９に向けて伝達する変速機構７０と、機関出力軸６からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプＰを含み、当該常閉クラッチ６０に油圧を供給可能な油圧供給装置１１０とを備えている。動力伝達装置１０において、常閉クラッチ６０は、当該常閉クラッチ６０において伝達可能なトルクの最大値（常閉クラッチ最大伝達トルク）が、変速機構７０が伝達可能なトルクの最大値（変速機構最大伝達トルク）に比べて低くなるよう構成されているものとした。駆動輪９と機関出力軸６との間に急激なトルク変動が作用した場合であっても、当該トルクが、変速機構最大伝達トルクに達する前に、常閉クラッチ最大伝達トルクに達して、摩擦クラッチである常閉クラッチ６０において滑りを生じさせることができる。これにより、変速機構７０において急激なトルク変動が作用することを抑制して、変速機構７０を保護することができる。

また、本実施形態の動力伝達装置１０において、変速機構７０は、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機（いわゆるＣＶＴ）であるものとした。ＣＶＴを構成するプーリ７２，７４や動力伝達部材７５等の摩擦により動力を伝達する部品に高い負荷が生じることを抑制することができる。

なお、上述した実施形態においては、変速機構７０は、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機（ＣＶＴ）であるものとしたが、本発明に係る変速機構の態様は、これに限定されるものではない。本発明の変速機構は、常閉クラッチ６０からの機械的動力を、回転速度を変化させて駆動輪９に向けて伝達可能なものであれば良く、例えば、入力軸で受けた機械的動力を、複数の変速段のうちいずれか一つにより回転速度を変化させて、駆動輪に向けて伝達する、いわゆる有段の自動変速機を用いるものとしても良い。

また、本実施形態の動力伝達装置１０において、内燃機関５は、所定の条件（停止条件）が成立した場合に、その作動を停止するよう制御されるものであり、常閉クラッチ６０は、内燃機関５からの機械的動力を受けて作動する油圧供給装置１１０からの油圧の供給を受けることにより、解放状態に操作可能に構成されているものとした。所定の条件（停止条件）が成立して内燃機関５の作動が停止することにより、常閉クラッチ６０が、油圧供給装置１１０から油圧の供給を受けられなくなり、係合／解放動作を行うことができなくなっても、付勢部材（スプリング）６６による付勢力が作用することにより係合状態となるよう構成されているため、非作動状態にある内燃機関５を再び始動した直後で、油圧供給装置１１０から十分な油圧が常閉クラッチ６０に供給されていなくても、車両１を即座に発進させることが可能となる。

また、本実施形態の動力伝達装置１０は、機関出力軸６からの機械的動力を、回転速度及び回転方向を変化させることなく常閉クラッチ６０に伝達する前進作動と、機関出力軸６からの機械的動力を、回転方向を逆向きに変化させて常閉クラッチ６０に伝達する後進作動と、機関出力軸６からの機械的動力を、常閉クラッチ６０に伝達しないニュートラル作動を切替え可能な前後進切替機構３０をさらに備えるものとした。このような前後進切替機構３０を備えることで、原動機として内燃機関を備え、且つ変速機構７０として連続可変変速機を備えた車両１を実現することができる。

また、本実施形態の車両１は、内燃機関５が機関出力軸６から出力した機械的動力を、動力伝達装置１０を介して駆動輪９に伝達する車両１であって、所定の停止条件が成立した場合に、内燃機関５が作動を停止するよう制御し、且つ所定の始動条件が成立した場合に、内燃機関５が始動するよう制御する制御装置１００を備え、動力伝達装置１０は、機関出力軸６と駆動輪９との間における動力伝達を遮断可能であり、且つ、係合状態と解放状態とを切替える動作を操作する力が作用していない場合であっても付勢部材（スプリング）６６による付勢力が作用することにより係合状態となるよう構成されている摩擦クラッチである常閉クラッチ６０と、常閉クラッチ６０からの機械的動力を、回転速度を変化させて駆動輪に向けて伝達する変速機構７０と、機関出力軸６からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプＰを含み、当該常閉クラッチ６０に油圧を供給可能な油圧供給装置１１０とを有し、常閉クラッチ６０は、当該常閉クラッチ６０において伝達可能なトルクの最大値が、変速機構７０が伝達可能なトルクの最大値に比べて低くなるよう構成されているものとした。駆動輪９と機関出力軸６との間に急激なトルク変動が作用した場合であっても、当該トルクが、変速機構最大伝達トルクに達する前に、常閉クラッチ最大伝達トルクに達して、摩擦クラッチである常閉クラッチ６０において滑りを生じさせることができる。これにより、変速機構７０において急激なトルク変動が作用することを抑制して、変速機構７０を保護することができる。なお、本実施形態において、変速機構７０は、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機である。

また、上述した実施形態においては、動力伝達装置１０は、内燃機関５からの機械的動力を、作動流体を介してトルクを増大させるトルクコンバータ２０と、内燃機関５からの機械的動力を回転方向を切替えて駆動輪９に向けて伝達可能な前後進切替機構３０とを有するものとしたが、本発明を適用可能な動力伝達装置の態様は、これに限定されるものではない。内燃機関が出力した機械的動力を、駆動輪に向けて出力可能な動力伝達装置であれば良く、例えば、平行軸歯車装置を有する手動変速機にも、本発明を適用することができる。

１車両
５内燃機関
６機関出力軸
９駆動輪
１０動力伝達装置
２０トルクコンバータ
３０前後進切替機構
３３遊星歯車
４０前進クラッチ
５０後進ブレーキ
６０常閉クラッチ
６１常閉クラッチの入力軸
６４油圧ピストン部材
６６スプリング（付勢部材）
７０変速機構（連続可変変速機）
８０減速機構
９０差動装置
１００制御装置（制御手段、車両用電子制御装置）
１１０油圧供給装置

Claims

内燃機関が機関出力軸から出力した機械的動力を、駆動輪に向けて伝達する動力伝達装置であって、
油圧制御装置と、変速機構と、常閉クラッチとを備え、
内燃機関は、所定の停止条件が成立した場合に作動が停止するよう制御され、且つ所定の始動条件が成立した場合に始動するよう制御されるものであり、
前記油圧制御装置は、前記機関出力軸からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプを含み、且つ、前記常閉クラッチに油圧を供給可能であり、
前記変速機構は、前記常閉クラッチからの機械的動力を、回転速度を変化させて前記駆動輪に向けて伝達し、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機構であり、
前記常閉クラッチは、前記機関出力軸と前記駆動輪との間において前記変速機構に伝達される急激な動力伝達を遮断可能であり、且つ、前記油圧制御装置から油圧が供給されていない場合は付勢部材による付勢力で係合状態になり、前記油圧制御装置から油圧が供給された場合は解放状態になり、
前記常閉クラッチは、係合状態において伝達可能なトルクの最大値が、前記変速機構が伝達可能なトルクの最大値に比べて低くなるよう構成されていることを特徴とする動力伝達装置。
請求項１に記載の動力伝達装置において、
前記変速機構は、前記常閉クラッチと前記駆動輪との間に配置されている動力伝達装置。
請求項１又は２に記載の動力伝達装置において、
前記常閉クラッチは、前記内燃機関からの機械的動力を受けて作動する前記油圧制御装置から油圧の供給を受けることにより、係合状態と解放状態とを切替える動作を行うことが可能となるものである動力伝達装置。
請求項２又は３に記載の動力伝達装置において、
前記機関出力軸からの機械的動力を、回転速度及び回転方向を変化させることなく前記常閉クラッチに伝達する前進作動状態と、
前記機関出力軸からの機械的動力を、回転方向を逆向きに変化させて前記常閉クラッチに伝達する後進作動状態と、
前記機関出力軸からの機械的動力を、前記常閉クラッチに伝達しないニュートラル作動状態と、を切替え可能な前後進切替機構をさらに備える動力伝達装置。
内燃機関が機関出力軸から出力した機械的動力を、動力伝達装置を介して駆動輪に伝達する車両であって、
所定の停止条件が成立した場合に、前記内燃機関が作動を停止するよう制御し、且つ所定の始動条件が成立した場合に、前記内燃機関が始動するよう制御する制御装置を備え、
前記動力伝達装置は、
油圧制御装置と、変速機構と、常閉クラッチとを備え、
前記油圧制御装置は、前記機関出力軸からの機械的動力を受けて作動可能なオイルポンプを含み、且つ、前記常閉クラッチに油圧を供給可能であり、
前記変速機構は、前記常閉クラッチからの機械的動力を、回転速度を変化させて前記駆動輪に向けて伝達し、変速比を連続的に変化させることが可能な連続可変変速機構であり、
前記常閉クラッチは、前記機関出力軸と前記駆動輪との間において前記変速機構に伝達される急激な動力伝達を遮断可能であり、且つ、前記油圧制御装置から油圧が供給されていない場合は付勢部材による付勢力で係合状態になり、前記油圧制御装置から油圧が供給された場合は解放状態になり、
前記常閉クラッチは、係合状態において伝達可能なトルクの最大値が、前記変速機構が伝達可能なトルクの最大値に比べて低くなるよう構成されていることを特徴とする車両。
請求項５に記載の車両において、
前記変速機構は、前記常閉クラッチと前記駆動輪との間に配置されている車両。