JP6000152B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、往復運動するコネクティングロッドおよびワンウェイクラッチを介して入力軸から出力軸に駆動力を伝達するクランク式の無段変速機を備える車両用動力伝達装置に関する。

エンジンに接続された入力軸の回転をコネクティングロッドの往復運動に変換し、コネクティングロッドの往復運動をワンウェイクラッチによって出力軸の回転運動に変換する無段変速機を備えた車両用動力伝達装置において、無段変速機を一定の変速比で継続的に運転する場合に、入力軸に設けた偏心部材の偏心量を変更するためのピニオンおよびリングギヤが同じ位置で噛合し続けて特定のギヤ歯が異常摩耗するのを防止すべく、無段変速機の変速比を一時的に変更してピニオンおよびリングギヤの噛合位置を変更するとともに、これに合わせてエンジンの出力トルクを変更することで、ドライブフィールの低下を回避しながら特定のギヤ歯が異常摩耗するのを防止するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２０１２−２１５２２８号公報

ところで、この種の無段変速機を備える車両は、停車中に偏心部材の偏心量をゼロに制御しておき、この状態から偏心部材の偏心量を増加させることで発進を行うようになっている。偏心部材の偏心量をゼロから増加させて車両が発進するとき、偏心部材の偏心量を変更するピニオンおよびリングギヤのギヤ歯が噛合する部分に大きな負荷が加わるため、偏心部材の偏心量がゼロのときに噛合する特定のギヤ歯が異常摩耗して耐久性が低下する可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、クランク式の無段変速機を備える車両用動力伝達装置において、偏心部材の偏心量を変更するギヤの特定のギヤ歯の異常摩耗を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、駆動源に接続された入力軸の回転を変速して出力軸に伝達する無段変速機が、前記入力軸に一体に設けた偏心カムと、前記偏心カムの外周に相対回転自在に嵌合するリングギヤが形成された偏心部材と、前記入力軸と同軸に配置されて変速アクチュエータにより回転する変速軸と、前記変速軸に設けられて前記リングギヤに噛合するピニオンと、前記出力軸に設けたワンウェイクラッチと、前記偏心部材および前記ワンウェイクラッチのアウター部材に接続されて往復運動するコネクティングロッドと、前記変速軸を前記入力軸に対して相対回転させて前記偏心カムに対する前記偏心部材の位相を変化させることで、前記入力軸の軸線からの前記偏心部材の偏心量を変化させて変速比を変更する変速比制御手段とを備え、前記リングギヤの歯数が前記ピニオンの歯数の整数倍と異なる値に設定された車両用動力伝達装置であって、運転者が選択したシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段を備え、前記シフトレンジ検出手段で検出したシフトレンジが非走行レンジであるとき、前記変速比制御手段は前記変速アクチュエータを駆動して前記偏心部材を前記偏心カムに対して３６０°回転させることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記無段変速機はシフト・バイ・ワイヤによりシフトレンジを切り換えられ、前記シフトレンジ検出手段が走行レンジから非走行レンジへの切り換えを検出して前記偏心部材が３６０°の回転を開始した後、前記シフトレンジ検出手段が非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出したとき、前記偏心部材が回転開始時の位相に復帰するまで前記無段変速機のシフトレンジが非走行レンジに保持されることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、回転角検出手段が検出した前記偏心部材の回転角θが０°＜θ≦１８０°である間に、前記シフトレンジ検出手段が非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出したとき、前記変速比制御手段は前記偏心部材を回転開始時の位相まで逆転させることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記無段変速機は運転者によるシフトレバーの操作に機械的に連動してシフトレンジを切り換えられ、イグニッションオフ検出手段がイグニッションキーの操作でイグニッションオフになったことを検出したときに、前記変速比制御手段は前記変速アクチュエータを駆動して前記偏心部材を前記偏心カムに対して３６０°回転させることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記変速比制御手段が前記偏心部材の３６０°の回転を開始した後、回転角検出手段が検出した前記偏心部材の回転角θが０°＜θ≦１８０°である間に、前記イグニッションオフ検出手段がイグニッションキーの操作でイグニッションオンになったことを検出したときに、前記変速比制御手段は前記偏心部材を回転開始時の位相まで逆転させることを特徴とする車両用動力伝達装置が提案される。

尚、実施の形態の偏心ディスク１９は本発明の偏心部材に対応し、実施の形態のエンジンＥは本発明の駆動源に対応し、実施の形態のクランク回転角検出手段Ｓｂおよびピニオン回転角検出手段Ｓｃは本発明の回転角検出手段に対応し、実施の形態の電子制御ユニットＵは本発明の変速比制御手段に対応する。

請求項１の構成によれば、車両用動力伝達装置の無段変速機は、入力軸の軸線からの偏心量が可変であって該入力軸と共に回転する偏心部材と、出力軸に設けたワンウェイクラッチのアウター部材とをコネクティングロッドで接続して構成したので、入力軸が回転してコネクティングロッドが往復運動すると、ワンウェイクラッチが間欠的に係合することで出力軸が間欠的に回転して駆動力が伝達される。その際に、変速比制御手段が変速アクチュエータで変速軸を入力軸に対して相対回転させ、ピニオンでリングギヤを回転させて偏心カムに対する偏心部材の位相を変化させることで、入力軸の軸線からの偏心部材の偏心量を変化させて変速比を変更することができる。

リングギヤの歯数がピニオンの歯数の整数倍と異なる値に設定されており、シフトレンジ検出手段で検出したシフトレンジが非走行レンジであるとき、変速比制御手段は変速アクチュエータを駆動して偏心部材を偏心カムに対して３６０°回転させるので、回転前と回転後とでリングギヤのギヤ歯に噛合するピニオンのギヤ歯を異ならすことができ、ピニオンの特定のギヤ歯が摩耗するのを防止することができる。しかも偏心ディスクの３６０°の回転は、シフトレンジが非走行レンジであって車両が停止しているときに行われるので、その間に無段変速機の変速比が一時的に変化しても支障はない。

また請求項２の構成によれば、無段変速機はシフト・バイ・ワイヤによりシフトレンジを切り換えられるので、無段変速機を非走行レンジから走行レンジに切り換えるタイミングを遅らせて車両の発進を規制することができる。シフトレンジ検出手段が走行レンジから非走行レンジへの切り換えを検出して偏心部材が３６０°の回転を開始した後、シフトレンジ検出手段が非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出したとき、偏心部材が回転開始時の位相に復帰するまで無段変速機のシフトレンジがシフト・バイ・ワイヤにより非走行レンジに保持されるので、運転者がシフトレバーを非走行レンジに操作した後に直ちに走行レンジに操作したような場合に、偏心部材が３６０°の回転の途中にあって変速比が変化している状態で車両が発進する事態を未然に回避することができる。

また請求項３の構成によれば、回転角検出手段が検出した偏心部材の回転角θが０°＜θ≦１８０°である間に、シフトレンジ検出手段が非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出したとき、変速比制御手段は偏心部材を回転開始時の位相まで逆転させるので、偏心部材をそのまま３６０°回転させるよりも短時間で偏心部材を回転開始時の位相に戻すことができ、車両の発進の遅れを最小限に抑えることができる。

また請求項４の構成によれば、無段変速機は運転者によるシフトレバーの操作に機械的に連動してシフトレンジを切り換えられるので、無段変速機を非走行レンジから走行レンジに切り換えるタイミングを制御により遅らせることができず、偏心部材が３６０°の回転の途中にあって変速比が変化している状態で車両が発進する可能性がある。しかしながら、イグニッションオフ検出手段がイグニッションキーの操作でイグニッションオフになったことを検出したときに、変速比制御手段は変速アクチュエータを駆動して偏心部材を偏心カムに対して３６０°回転させるので、無段変速機のシフトレンジが走行レンジに切り換えられても車両が発進する事態を未然に回避することができる。

また請求項５の構成によれば、変速比制御手段が偏心部材の３６０°の回転を開始した後、回転角検出手段が検出した偏心部材の回転角θが０°＜θ≦１８０°である間に、イグニッションオフ検出手段がイグニッションキーの操作でイグニッションオンになったことを検出したときに、変速比制御手段は偏心部材を回転開始時の位相まで逆転させるので、偏心部材をそのまま３６０°回転させるよりも短時間で偏心部材を回転開始時の位相に戻すことができ、イグニッションオンにより車両が発進可能になったときに車両の発進の遅れを最小限に抑えることができる。

無段変速機の全体視図。（第１の実施の形態） 無段変速機の要部の一部破断斜視図。（第１の実施の形態） 図１の３−３線断面図。（第１の実施の形態） 図３の４部拡大図。（第１の実施の形態） 図３の５−５線断面図。（第１の実施の形態） 偏心ディスクの形状を示す図。（第１の実施の形態） 偏心ディスクの偏心量と変速比との関係を示す図。（第１の実施の形態） ＴＤ変速比およびＵＤ変速比における偏心ディスクの状態を示す図。（第１の実施の形態） 偏心ディスクの３６０°回転の作用説明図。（第１の実施の形態） 変速アクチュエータの電動モータの制御系のブロック図。（第１の実施の形態） 偏心ディスクの３６０°回転制御のフローチャート。（第１の実施の形態） 図９に対応する比較例を示す図。（第１の実施の形態） 偏心ディスクの３６０°回転制御のフローチャート。（第２の実施の形態） 変速アクチュエータの電動モータの制御系のブロック図。（第３の実施の形態） 偏心ディスクの３６０°回転制御のフローチャート。（第３の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図１２に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

図１〜図５に示すように、自動車用の無段変速機Ｔのミッションケース１１の一対の側壁１１ａ，１１ｂに入力軸１２および出力軸１３が相互に平行に支持されており、エンジンＥに接続された入力軸１２の回転が６個の伝達ユニット１４…、出力軸１３およびディファレンシャルギヤＤを介して駆動輪に伝達される。中空に形成された入力軸１２の内部に、その入力軸１２と軸線Ｌを共有する変速軸１５が７個のニードルベアリング１６…を介して相対回転可能に嵌合する。６個の伝達ユニット１４…の構造は実質的に同一構造であるため、以下、一つの伝達ユニット１４を代表として構造を説明する。

伝達ユニット１４は変速軸１５の外周面に設けられたピニオン１７を備えており、このピニオン１７は入力軸１２に形成した開口１２ａから露出する。ピニオン１７を挟むように、入力軸１２の外周に軸線Ｌ方向に２分割された円板状の偏心カム１８がスプライン結合される。偏心カム１８の中心Ｏ１は入力軸１２の軸線Ｌに対して距離ｄだけ偏心している。また６個の伝達ユニット１４…の６個の偏心カム１８…は、その偏心方向の位相が相互に６０°ずつずれている。

偏心カム１８の外周面には、円板状の偏心ディスク１９の軸線Ｌ方向両端面に形成した一対の偏心凹部１９ａ，１９ａが、一対のニードルベアリング２０，２０を介して回転自在に支持される。偏心ディスク１９の中心Ｏ２に対して偏心凹部１９ａ，１９ａの中心Ｏ１（つまり偏心カム１８の中心Ｏ１）は距離ｄだけずれている。即ち、入力軸１２の軸線Ｌおよび偏心カム１８の中心Ｏ１間の距離ｄと、偏心カム１８の中心Ｏ１および偏心ディスク１９の中心Ｏ２間の距離ｄとは同一である。

軸線Ｌ方向に２分割された偏心カム１８の割り面には、その偏心カム１８の中心Ｏ１と同軸に一対の三日月状のガイド部１８ａ，１８ａが設けられており、偏心ディスク１９の一対の偏心凹部１９ａ，１９ａの底部間を連通させるように形成されたリングギヤ１９ｂの歯先が、偏心カム１８のガイド部１８ａ，１８ａの外周面に摺動可能に当接する。そして変速軸１５のピニオン１７が、入力軸１２の開口１２ａを通して偏心ディスク１９のリングギヤ１９ｂに噛合する。

本実施の形態では、ピニオン１７の歯数は１８であり、リングギヤ１９ｂの歯数は３２であり、リングギヤ１９ｂの歯数３２がピニオン１７の歯数１８に整数倍にならないように設定されている（図９参照）。

入力軸１２の一端側はボールベアリング２１を介してミッションケース１１の一方の側壁１１ａに直接支持される。また入力軸１２の他端側に位置する１個の偏心カム１８に一体に設けた筒状部１８ｂが、ボールベアリング２２を介してミッションケース１１の他端側の側壁１１ｂに支持されており、その偏心カム１８の内周にスプライン結合された入力軸１２の他端側は、ミッションケース１１に間接的に支持される。

入力軸１２に対して変速軸１５を相対回転させて無段変速機Ｔの変速比を変更する変速アクチュエータ２３は、モータ軸２４ａが軸線Ｌと同軸になるようにミッションケース１１に支持された電動モータ２４と、電動モータ２４に接続された遊星歯車機構２５とを備える。遊星歯車機構２５は、電動モータ２４にニードルベアリング２６を介して回転自在に支持されたキャリヤ２７と、モータ軸２４ａに固定されたサンギヤ２８と、キャリヤ２７に回転自在に支持された複数の２連ピニオン２９…と、中空の入力軸１２の軸端（厳密には、前記１個の偏心カム１８の筒状部１８ｂの軸端）にスプライン結合された第１リングギヤ３０と、変速軸１５にスプライン結合された第２リングギヤ３１とを備える。各２連ピニオン２９は大径の第１ピニオン２９ａと小径の第２ピニオン２９ｂとを備えており、第１ピニオン２９ａはサンギヤ２８および第１リングギヤ３０に噛合し、第２ピニオン２９ｂは第２リングギヤ３１に噛合する。

偏心ディスク１９の外周には、ローラベアリング３２を介してコネクティングロッド３３の一端側の環状部３３ａが相対回転自在に支持される。

出力軸１３はミッションケース１１の一対の側壁１１ａ，１１ｂに一対のボールベアリング３４，３５で支持されており、その外周にはワンウェイクラッチ３６が設けられる。ワンウェイクラッチ３６は、コネクティングロッド３３のロッド部３３ｂの先端に連結ピン３７を介して枢支されたリング状のアウター部材３８と、アウター部材３８の内部に配置されて出力軸１３に固定されたインナー部材３９と、アウター部材３８の内周の円弧面とインナー部材３９の外周の平面との間に形成された楔状の空間に配置されて複数個のスプリング４０…で付勢された複数個のローラ４１…とを備える。

図６および図８に示すように、偏心ディスク１９の中心Ｏ２に対して偏心凹部１９ａ，１９ａの中心Ｏ１（つまり偏心カム１８の中心Ｏ１）は距離ｄだけずれているため、偏心ディスク１９の外周と偏心凹部１９ａ，１９ａの内周との間隔は円周方向に不均一になっており、その間隔が大きい部分に三日月状の肉抜き凹部１９ｃ，１９ｃが形成される。

次に、無段変速機Ｔの一つの伝達ユニット１４の作用を説明する。

図５および図７（Ａ）〜図７（Ｄ）から明らかなように、入力軸１２の軸線Ｌに対して偏心ディスク１９の中心Ｏ２が偏心しているとき、エンジンＥによって入力軸１２が回転するとコネクティングロッド３３の環状部３３ａが軸線Ｌまわりに偏心回転することで、コネクティングロッド３３のロッド部３３ｂが往復運動する。

その結果、図５において、コネクティングロッド３３が往復運動する過程で図中右側に押されると、スプリング４０…に付勢されたローラ４１…がアウター部材３８およびインナー部材３９間の楔状の空間に噛み込み、アウター部材３８およびインナー部材３９がローラ４１…を介して結合されることで、ワンウェイクラッチ３６が係合してコネクティングロッド３３の動きが出力軸１３に伝達される。逆にコネクティングロッド３３が往復動する過程で図中左側に引かれると、ローラ４１…がスプリング４０…を圧縮しながらアウター部材３８およびインナー部材３９間の楔状の空間から押し出され、アウター部材３８およびインナー部材３９が相互にスリップすることで、ワンウェイクラッチ３６が係合解除してコネクティングロッド３３の動きが出力軸１３に伝達されなくなる。

このようにして、入力軸１２が１回転する間に、入力軸１２の回転が所定時間だけ出力軸１３に伝達されるため、入力軸１２が連続回転すると出力軸１３は間欠回転する。６個の伝達ユニット１４…の偏心ディスク１９…の偏心方向の位相が相互に６０°ずつずれているため、６個の伝達ユニット１４…が入力軸１２の回転を交互に出力軸１３に伝達することで、出力軸１３は連続的に回転する。

このとき、偏心ディスク１９の偏心量εが大きいほど、コネクティングロッド３３の往復ストロークが大きくなって出力軸１３の１回の回転角が増加し、無段変速機Ｔの変速比が小さくなる。逆に、偏心ディスク１９の偏心量εが小さいほど、コネクティングロッド３３の往復ストロークが小さくなって出力軸１３の１回の回転角が減少し、無段変速機Ｔの変速比が大きくなる。そして偏心ディスク１９の偏心量εがゼロになると、入力軸１２が回転してもコネクティングロッド３３が移動を停止するために出力軸１３は回転せず、無段変速機Ｔの変速比が最大（無限大）になる。

入力軸１２に対して変速軸１５が相対回転しないとき、つまり入力軸１２および変速軸１５が同一速度で回転するとき、無段変速機Ｔの変速比は一定に維持される。入力軸１２および変速軸１５を同一速度で回転させるには、入力軸１２と同速度で電動モータ２４を回転駆動すれば良い。その理由は、遊星歯車機構２５の第１リングギヤ３０は入力軸１２に接続されて該入力軸１２と同一速度で回転するが、それと同一速度で電動モータ２４を駆動するとサンギヤ２８および第１リングギヤ３０が同一速度で回転するため、遊星歯車機構２５はロック状態になって全体が一体に回転する。その結果、一体に回転する第１リングギヤ３０および第２リングギヤ３１に接続された入力軸１２および変速軸１５は一体化され、相対回転することなく同速度で回転するからである。

入力軸１２の回転数に対して電動モータ２４の回転数を増速あるいは減速すると、入力軸１２に結合された第１リングギヤ３０と電動モータ２４に接続されたサンギヤ２８とが相対回転するため、キャリヤ２７が第１リングギヤ３０に対して相対回転する。このとき、相互に噛合する第１リングギヤ３０および第１ピニオン２９ａの歯数比と、相互に噛合する第２リングギヤ３１および第２ピニオン２９ｂの歯数比とが僅かに異なるため、第１リングギヤ３０に接続された入力軸１２と第２リングギヤ３１に接続された変速軸１５とが相対回転する。

このようにして入力軸１２に対して変速軸１５が相対回転すると、各伝達ユニット１４のピニオン１７にリングギヤ１９ｂを噛合させた偏心ディスク１９の偏心凹部１９ａ，１９ａが、入力軸１２と一体の偏心カム１８のガイド部１８ａ，１８ａに案内されて回転し、入力軸１２の軸線Ｌに対する偏心ディスク１９の中心Ｏ２の偏心量εが変化する。

図７（Ａ）は変速比が最小の状態（変速比：ＴＤ）を示すもので、このとき入力軸１２の軸線Ｌに対する偏心ディスク１９の中心Ｏ２の偏心量εは、入力軸１２の軸線Ｌから偏心カム１８の中心Ｏ１までの距離ｄと、偏心カム１８の中心Ｏ１から偏心ディスク１９の中心Ｏ２までの距離ｄとの和である２ｄに等しい最大値になる。入力軸１２に対して変速軸１５が相対回転すると、入力軸１２と一体の偏心カム１８に対して偏心ディスク１９が相対回転することで、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に示すように、入力軸１２の軸線Ｌに対する偏心ディスク１９の中心Ｏ２の偏心量εは最大値の２ｄから次第に減少して変速比が増加する。入力軸１２に対して変速軸１５が更に相対回転すると、入力軸１２と一体の偏心カム１８に対して偏心ディスク１９が更に相対回転することで、図７（Ｄ）に示すように、ついには入力軸１２の軸線Ｌに偏心ディスク１９の中心Ｏ２が重なり合って偏心量εがゼロになり、変速比が最大（無限大）の状態（変速比：ＵＤ）になって出力軸１３に対する動力伝達が遮断される。

図１０は変速アクチュエータ２３を駆動する電動モータ２４の制御系を示すもので、マイクロコンピュータよりなる電子制御ユニットＵには、運転者がシフトレバーを操作して選択したシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段Ｓａと、エンジンＥのクランク回転角を検出するクランク回転角検出手段Ｓｂと、変速軸１５に設けたピニオン１７…の回転角を検出するピニオン回転角検出手段Ｓｃとが接続される。

クランク回転角検出手段Ｓｂおよびピニオン回転角検出手段Ｓｃは、偏心ディスク１９の回転角を検出する回転角検出手段を構成する。なぜならば、クランクシャフトの回転角は入力軸１２の回転角に一致するため、クランク回転角検出手段Ｓｂで検出した入力軸１２の回転角およびピニオン回転角検出手段Ｓｃで検出したピニオン１７の回転角の差分が、入力軸１２と一体に回転する偏心カム１８に対するピニオン１７の相対回転角となる。そしてピニオン１７の相対回転角が分かれば、ピニオン１７の歯数およびリングギヤ１９ｂの歯数から、偏心カム１８に対するリングギヤ１９ｂの回転角、即ち偏心ディスク１９の回転角を知ることができる。尚、回転角検出手段として、偏心カム１８に対するリングギヤ１９ｂの回転角を直接検出するものを用いても良い。

次に、ピニオン１７…の特定のギヤ歯の異常摩耗を防止するための制御を、図１１のフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ１でシフトレンジ検出手段Ｓａが運転者がシフトレバーを操作してパーキングレンジを選択したことを検出すると、ステップＳ２で電子制御ユニットＵからの指令で電動モータ２４が駆動されてピニオン１７が回転し、ピニオン１７にリングギヤ１９ｂを噛合させた偏心ディスク１９が偏心カム１８まわりに回転を開始する。ステップＳ３でクランク回転角検出手段Ｓｂで検出した入力軸１２の回転数およびピニオン回転角検出手段Ｓｃで検出したピニオン１７の回転数から偏心ディスク１９の回転角θを算出し、その回転角θが３６０°に達すると電動モータ２４が停止する。このように、シフトレバーでパーキングレンジが選択される度に、偏心ディスク１９が偏心カム１８まわりに１回転する。

図９（Ａ）に示すように、車両が停止すると無段変速機Ｔの変速比は無限大のＵＤに戻されるため、偏心ディスク１９の偏心量εはゼロの状態になり、このときピニオン１７の一つのギヤ歯ａがリングギヤ１９ｂに噛合しているとする。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の状態からピニオン１７により駆動された偏心ディスク１９が時計方向に９０°（ギヤ歯８個分）回転した状態を示し、図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）の状態からピニオン１７により駆動された偏心ディスク１９が時計方向に更に９０°（ギヤ歯８個分）回転し、偏心ディスク１９の偏心量εが最大のＴＤになった状態を示している。このとき、ピニオン１７のギヤ歯ａは、１回転よりも２歯分少ない角度だけ回転した状態になる。

図９（Ｄ）は、図９（Ｃ）の状態からピニオン１７により駆動された偏心ディスク１９が時計方向に更に９０°（ギヤ歯８個分）回転した状態を示し、図９（Ｅ）は、図９（Ｂ）の状態からピニオン１７により駆動された偏心ディスク１９が時計方向に更に９０°（ギヤ歯８個分）回転し、偏心ディスク１９の偏心量εが回転開始前のゼロの状態に復帰してＵＤになった状態を示している。このとき、ピニオン１７のギヤ歯ａは、２回転よりも４歯分少ない角度だけ回転した状態になる。

このように、偏心ディスク１９が１回転する間にピニオン１７は２回転弱しか回転せず、当初リングギヤ１９ｂに噛合していたギヤ歯ａの代わりに、別のギヤ歯ｂ（図９（Ｅ）参照）がリングギヤ１９ｂに噛合する状態となる。よって、シフトレバーがパーキングレンジに操作される度にピニオン１７の異なるギヤ歯がリングギヤ１９ｂに噛合することで、ピニオン１７の特定のギヤ歯だけが異常摩耗して耐久性が低下する事態を未然に回避することができる。しかも偏心ディスク１９の３６０°の回転は、シフトレンジがパーキングレンジであって車両が停止しているときに行われるので、その間に無段変速機Ｔの変速比が一時的に変化しても支障はない。

それに対し、図１２に示す比較例は、リングギヤ１９ｂの歯数を２４に設定し、ピニオン１７の歯数を１２に設定したもので、リングギヤ１９ｂの歯数はピニオン１７の歯数の整数倍（２倍）になっている。よって、ピニオン１７が２回転して偏心ディスク１９が図１２（Ａ）の状態から図１２（Ｅ）の状態へと１回転したとき、ピニオン１７の同じギヤ歯ａがリングギヤ１９ｂに噛合することになり、そのギヤ歯ａが異常摩耗して耐久性が低下する虞がある。

第２の実施の形態

次に、図１３のフローチャートに基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態の無段変速機Ｔは、シフト・バイ・ワイヤにより制御される。即ち、無段変速機Ｔは、前進走行レンジ、後進走行レンジ、パーキングレンジおよびニュートラルレンジを切り換える不図示のレンジ切換手段を備えており、運転者のシフトレバーの操作を電気信号に変換し、その電気信号に基づいて不図示のアクチュエータを駆動することで、前記レンジ切換手段を作動させて前進走行レンジ、後進走行レンジ、パーキングレンジおよびニュートラルレンジを切り換えることができる。

パーキングレンジにおいて偏心ディスク１９が回転を開始してから、偏心ディスク１９が３６０°回転して元の位相に復帰するまでに１秒ないし２秒の時間が必要である。運転者がシフトレバーを前進走行レンジから一旦パーキングレンジに操作して偏心ディスク１９が回転を開始した後、偏心ディスク１９の３６０°の回転が完了する前に運転者がシフトレバーをパーキングレンジから前進走行レンジあるいは後進走行レンジに操作してしまうと、変速比が大きい状態で車両が予期せずに発進してしまう可能性がある。本実施の形態は、このような事態を回避するためのものである。

図１３のフローチャートのステップＳ１１でシフトレバーがパーキングレンジに操作されると、ステップＳ１２でシフト・バイ・ワイヤにより無段変速機Ｔのパーキングレンジ以外のレンジへの切り換えが禁止され、ステップＳ１３で偏心ディスク１９の３６０°の回転が開始される。ステップＳ１４で偏心ディスク１９の回転角θが既に１８０°（半回転）以上になっていれば、ステップＳ１５で偏心ディスク１９の回転をそのまま継続し、ステップＳ１６で偏心ディスク１９の回転角θが３６０°に達すれば、ステップＳ１７で偏心ディスク１９の回転を停止し、ステップＳ１８でシフト・バイ・ワイヤにより無段変速機Ｔのパーキングレンジ以外のレンジへの切り換えが許可され、車両の発進が可能になる。

一方、前記ステップＳ１４で偏心ディスク１９の回転角θが１８０°（半回転）未満であり、かつステップＳ１９でシフトレバーがパーキングレンジ以外のレンジに操作されると、ステップＳ２０で偏心ディスク１９の回転方向を逆方向に切り換え、ステップＳ２１で偏心ディスク１９の回転角θが０°に戻れば、ステップＳ２２で偏心ディスク１９の回転を停止し、ステップＳ２３でシフト・バイ・ワイヤにより無段変速機Ｔのパーキングレンジ以外のレンジへの切り換えが許可され、車両の発進が可能になる。

以上のように、運転者がシフトレバーを前進走行レンジから一旦パーキングレンジに操作して偏心ディスク１９が回転を開始した後、偏心ディスク１９の３６０°の回転が完了する前に運転者がシフトレバーをパーキングレンジから前進走行レンジあるいは後進走行レンジに操作した場合、偏心ディスク１９の回転角θが１８０°以上であれば、そのまま回転させてＵＤ状態に復帰させ、偏心ディスク１９の回転角θが１８０°未満であれば、逆転させてＵＤ状態に復帰させるので、偏心ディスク１９を最短時間でＵＤ状態に復帰させて車両の発進の遅れを最小限に抑えることができる。

第３の実施の形態

次に、図１４および図１５に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第１、第２の実施の形態の無段変速機Ｔはシフト・バイ・ワイヤによりシフトレンジが切り換えられるものであるが、第３の実施の形態の無段変速機Ｔはマニュアル操作によりシフトレンジが切り換えられるものである。即ち、運転者によりシフトレバーが操作されると、その動きがワイヤーやリンクを介して油圧制御装置のマニュアルバルブに機械的に伝達され、油圧により作動するアクチュエータにより無段変速機Ｔの前進走行レンジ、後進走行レンジ、パーキングレンジおよびニュートラルレンジが切り換えられる。よって、パーキングレンジで偏心ディスク１９の３６０°の回転が行われている間に、運転者がシフトレバーをパーキングレンジから前進走行レンジあるいは後進走行レンジに操作した場合、無段変速機Ｔが前進走行レンジあるいは後進走行レンジに切り換えられるのを電気的に規制することができないため、変速比が大きい状態で車両が発進してしまう可能がある。第３の実施の形態は、このような事態を回避するためのものである。

図１４は第３の実施の形態に係る変速アクチュエータ２３の電動モータ２４の制御系を示すもので、図１０に示す第１の実施の形態に対し、運転者によるイグニッションキーのオフ操作を検出するイグニッションオフ検出手段Ｓｄが付加されている。

図１５のフローチャートのステップＳ３１でシフトレバーがパーキングレンジに操作され、かつステップＳ３２でイグニッションオフ検出手段Ｓｄによりイグニッションキーのオフ操作が検出されると、ステップＳ３３で偏心ディスク１９の３６０°の回転が開始される。ステップＳ３４で偏心ディスク１９の回転角θが既に１８０°（半回転）以上になっていれば、ステップＳ３５で偏心ディスク１９の回転をそのまま継続し、ステップＳ３６で偏心ディスク１９の回転角θが３６０°に達すれば、ステップＳ３７で偏心ディスク１９の回転を停止する。

一方、前記ステップＳ３４で偏心ディスク１９の回転角θが１８０°（半回転）未満であり、かつステップＳ３８でイグニッションオフ検出手段Ｓｄによりイグニッションキーのオン操作が検出されれば、ステップＳ３９で偏心ディスク１９の回転方向を逆方向に切り換え、ステップＳ４０で偏心ディスク１９の回転角θが０°に戻れば、ステップＳ３１で偏心ディスク１９の回転を停止する。

以上のように、無段変速機Ｔがマニュアル操作でシフトレンジが切り換えられる場合には、イグニッションキーがオフされたことを条件に偏心ディスク１９の３６０°の回転が開始されるので、偏心ディスク１９が３６０°の回転を完了する１秒ないし２秒の短い期間にエンジンＥが始動しないことが保証され、仮に偏心ディスク１９の３６０°の回転が完了する前に運転者がシフトレバーをパーキングレンジから前進走行レンジあるいは後進走行レンジに操作しても、車両が予期せず発進するのを防止することができる。

また偏心ディスク１９の回転角θが１８０°未満の状態でイグニッションキーがオンされてエンジンＥが始動したときには、偏心ディスク１９を逆回転させて速やかにＵＤ状態に戻すことで、車両の発進の遅れを最小限に抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明の駆動源は実施の形態のエンジンＥに限定されず、電動モータ等の他の駆動源であっても良い。

また実施の形態ではリングギヤ１９ｂの歯数を３２に設定し、ピニオン１７の歯数を１８に設定しているが、リングギヤ１９ｂおよびピニオン１７の歯数はこれに限定されず、リングギヤ１９ｂの歯数がピニオン１７の歯数の整数倍でなければ良い。

１２ 入力軸
１３ 出力軸
１５ 変速軸
１７ ピニオン
１８ 偏心カム
１９ 偏心ディスク（偏心部材）
１９ｂ リングギヤ
２３ 変速アクチュエータ
３３ コネクティングロッド
３６ ワンウェイクラッチ
３８ アウター部材
Ｅ エンジン（駆動源）
Ｌ 入力軸の軸線
Ｓａ シフトレンジ検出手段
Ｓｂ クランク回転角検出手段（回転角検出手段）
Ｓｃ ピニオン回転角検出手段（回転角検出手段）
Ｓｄ イグニッションオフ検出手段
Ｕ 電子制御ユニット（変速比制御手段）
Ｔ 無段変速機
ε 偏心量

Claims (5)

1. 駆動源（Ｅ）に接続された入力軸（１２）の回転を変速して出力軸（１３）に伝達する無段変速機（Ｔ）が、
   前記入力軸（１２）に一体に設けた偏心カム（１８）と、
   前記偏心カム（１８）の外周に相対回転自在に嵌合するリングギヤ（１９ｂ）が形成された偏心部材（１９）と、
   前記入力軸（１２）と同軸に配置されて変速アクチュエータ（２３）により回転する変速軸（１５）と、
   前記変速軸（１５）に設けられて前記リングギヤ（１９ｂ）に噛合するピニオン（１７）と、
   前記出力軸（１３）に設けたワンウェイクラッチ（３６）と、
   前記偏心部材（１９）および前記ワンウェイクラッチ（３６）のアウター部材（３８）に接続されて往復運動するコネクティングロッド（３３）と、
   前記変速軸（１５）を前記入力軸（１２）に対して相対回転させて前記偏心カム（１８）に対する前記偏心部材（１９）の位相を変化させることで、前記入力軸（１２）の軸線（Ｌ）からの前記偏心部材（１９）の偏心量（ε）を変化させて変速比を変更する変速比制御手段（Ｕ）とを備え、前記リングギヤ（１９ｂ）の歯数が前記ピニオン（１７）の歯数の整数倍と異なる値に設定された車両用動力伝達装置であって、
   運転者が選択したシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段（Ｓａ）を備え、前記シフトレンジ検出手段（Ｓａ）で検出したシフトレンジが非走行レンジであるとき、前記変速比制御手段（Ｕ）は前記変速アクチュエータ（２３）を駆動して前記偏心部材（１９）を前記偏心カム（１８）に対して３６０°回転させることを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記無段変速機（Ｔ）はシフト・バイ・ワイヤによりシフトレンジを切り換えられ、前記シフトレンジ検出手段（Ｓａ）が走行レンジから非走行レンジへの切り換えを検出して前記偏心部材（１９）が３６０°の回転を開始した後、前記シフトレンジ検出手段（Ｓａ）が非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出したとき、前記偏心部材（１９）が回転開始時の位相に復帰するまで前記無段変速機（Ｔ）のシフトレンジが非走行レンジに保持されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 回転角検出手段（Ｓｂ，Ｓｃ）が検出した前記偏心部材（１９）の回転角θが０°＜θ≦１８０°である間に、前記シフトレンジ検出手段（Ｓａ）が非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出したとき、前記変速比制御手段（Ｕ）は前記偏心部材（１９）を回転開始時の位相まで逆転させることを特徴とする、請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記無段変速機（Ｔ）は運転者によるシフトレバーの操作に機械的に連動してシフトレンジを切り換えられ、イグニッションオフ検出手段（Ｓｄ）がイグニッションキーの操作でイグニッションオフになったことを検出したときに、前記変速比制御手段（Ｕ）は前記変速アクチュエータ（２３）を駆動して前記偏心部材（１９）を前記偏心カム（１８）に対して３６０°回転させることを特徴とする、請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記変速比制御手段（Ｕ）が前記偏心部材（１９）の３６０°の回転を開始した後、回転角検出手段（Ｓｂ，Ｓｃ）が検出した前記偏心部材（１９）の回転角θが０°＜θ≦１８０°である間に、前記イグニッションオフ検出手段（Ｓｄ）がイグニッションキーの操作でイグニッションオンになったことを検出したときに、前記変速比制御手段（Ｕ）は前記偏心部材（１９）を回転開始時の位相まで逆転させることを特徴とする、請求項４に記載の車両用動力伝達装置。

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