JP6660247B2 - 車両の変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両の変速機に関する。

従来、車両においてエンジンの回転数の変動（以下、エンジン回転変動とも称する。）によって生じる振動を抑制するために、エンジンの回転に応じて回転することにより、回転エネルギを蓄積可能な質量体を駆動系に設ける技術が提案されている。

例えば、特許文献１では、小さなマス径で大きなイナーシャ量を確保するために、エンジンから出力されるトルクが伝達される変速機のアウトプットシャフトの回転力によりマス部材を回転させ、当該アウトプットシャフトを含む回転系の固有振動周波数を変更するイナーシャ装置において、当該アウトプットシャフトと当該マス部材との間に遊星歯車機構を介装することによって、当該アウトプットシャフトからの入力回転を増速して当該マス部材に出力する技術が開示されている。

特開２００９−０１４０２２号公報

近年、燃費を向上させる目的で、車速が略一定に維持される定常走行時において、エンジンの回転数を低減させる制御が行われる場合がある。当該制御によれば、エンジンの回転数の低下に応じて、単位時間あたりにエンジンから出力されるトルク（以下、出力トルクとも称する。）が増大される。それにより、出力トルクの変動が増大されるので、エンジン回転変動によって生じる振動が増大される。このような場合に、上述したように回転エネルギを蓄積可能な質量体を駆動系に設けることによって、振動を抑制することが考えられる。

しかしながら、回転エネルギを蓄積可能な質量体を駆動系に設けることによって、車両の加速性能が低下する場合がある。例えば、特許文献１に開示された技術では、質量体の回転数は、エンジンの回転数が上昇するにつれて、高くなる。ゆえに、質量体に蓄積される回転エネルギは、エンジンの回転数が上昇するにつれて、高くなる。それにより、車両の加速の応答性が低下し得る。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両の加速性能を確保しつつ、振動を抑制することが可能な車両の変速機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、遊星歯車機構と、エンジンから出力される駆動力が入力され、前記遊星歯車機構のサンギヤに連結された第１回転軸と、変速機構を介して伝達された前記エンジンからの駆動力を駆動輪側へ伝達し、前記遊星歯車機構のキャリアに連結された第２回転軸と、を備え、前記遊星歯車機構のリングギヤには、一体又は別体に質量体が設けられる、車両の変速機が提供される。

前記変速機構の変速比を制御することにより、前記第１回転軸の回転数及び前記第２回転軸の回転数を制御可能な制御装置をさらに備えてもよい。

前記制御装置は、前記車両の発進時に、前記質量体の回転数が所定の値より低くなるように前記変速比を制御してもよい。

前記制御装置は、前記車両の発進時に、前記第１回転軸の回転数に対する前記第２回転軸の回転数の割合を、前記サンギヤの歯数と前記リングギヤの歯数の比に応じて設定される所定の割合に維持してもよい。

前記制御装置は、車速が略一定に維持される定常走行時に、前記第１回転軸の回転数を、前記車速が略一定に維持されていない場合と比較して、低減させてもよい。

前記制御装置は、前記車両の走行中における低加速度での加速時に、前記第１回転軸の回転数を維持してもよい。

前記制御装置は、前記車両の走行中における高加速度での加速時に、前記第１回転軸の回転数を増大させてもよい。

前記変速機構は、無段変速機構であってもよい。

以上説明したように本発明によれば、車両の加速性能を確保しつつ、振動を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る車両の変速機の概略構成の一例を示すスケルトン図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す説明図である。 同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。 定常走行時の遊星歯車機構の挙動を説明するための共線図である。 定常走行時の遊星歯車機構の挙動を説明するための共線図である。 発進時の遊星歯車機構の挙動を説明するための共線図である。 走行中における低加速度での加速時の遊星歯車機構の挙動を説明するための共線図である。 走行中における高加速度での加速時の遊星歯車機構の挙動を説明するための共線図である。 走行中における高加速度での加速時の遊星歯車機構の挙動を説明するための共線図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．変速機の概要構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る変速機１００の概要構成について説明する。図１は、本実施形態に係る変速機１００の概略構成の一例を示すスケルトン図である。図１に示したように、変速機１００において、トルクコンバータ１１０と、本発明に係る遊星歯車機構に相当する遊星歯車機構１９０と、前後進切替クラッチ１４０と、本発明に係る変速機構に相当するＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）５０と、トランスファクラッチ１６０と、がエンジン１０の出力側に連設されている。

エンジン１０と前後進切替クラッチ１４０との間にはトルクコンバータ１１０、ギヤ列１１６、及び遊星歯車機構１９０が設けられる。エンジン１０から出力される駆動力は、トルクコンバータ１１０、ギヤ列１１６、及び遊星歯車機構１９０を介して前後進切替クラッチ１４０に伝達される。また、前後進切替クラッチ１４０の出力側に、ＣＶＴ５０が設けられる。トルクコンバータ１１０、ギヤ列１１６、及び遊星歯車機構１９０を介して前後進切替クラッチ１４０に伝達されるエンジン１０の駆動力は、回転方向を前進方向又は後退方向に切り替えられてＣＶＴ５０に伝達される。

トルクコンバータ１１０は、エンジン１０のクランクシャフト１１にフロントカバー１１３を介して連結されるポンプインペラ１１２と、ポンプインペラ１１２に対向するとともにタービン軸１１４に連結されるタービンライナ１１１とを備える。トルクコンバータ１１０内には作動油が供給されており、作動油を介して、ポンプインペラ１１２からタービンライナ１１１にエンジン１０の駆動力が伝達される。また、トルクコンバータ１１０内には、エンジン１０のクランクシャフト１１とタービン軸１１４とを直結するロックアップクラッチ１１５が設けられている。

遊星歯車機構１９０は、トルクコンバータ１１０と前後進切替クラッチ１４０との間に設けられる。遊星歯車機構１９０は、本発明に係る遊星歯車機構の一例である。ギヤ列１１６を介してタービン軸１１４に接続された入力軸１４７が、遊星歯車機構１９０のサンギヤ１９１に連結される。入力軸１４７は、エンジン１０から出力される駆動力が入力され、遊星歯車機構１９０のサンギヤ１９１に連結された本発明に係る第１回転軸の一例である。具体的には、入力軸１４７には、エンジン１０から出力される駆動力が、トルクコンバータ１１０及びギヤ列１１６を介して、入力される。また、入力軸１４７は、遊星歯車機構１９０の出力側に設けられた前後進切替クラッチ１４０に接続される。

遊星歯車機構１９０のキャリア１９３には、後述する前輪出力軸１７１が連結される。具体的には、前輪出力軸１７１は、前輪出力軸１７１に設けられたギヤ１７５を介して、遊星歯車機構１９０のキャリア１９３に連結される。また、遊星歯車機構１９０のリングギヤ１９５には、質量体６０が設けられる。質量体６０は、リングギヤ１９５に一体として設けられてもよく、リングギヤ１９５に別体として設けられてもよい。質量体６０は、例えば、環状の部材であってもよく、リングギヤ１９５の外周部に沿って設けられてもよい。質量体６０の質量は、車両の各種設計仕様に応じて適宜設定され得る。本実施形態では、このような遊星歯車機構１９０により、入力軸１４７、前輪出力軸１７１、及び質量体６０の回転数が所定の関係性を有することによって、車両の加速性能を確保しつつ、振動を抑制することが実現される。このような、遊星歯車機構１９０の挙動の詳細については、後述する。

前後進切替クラッチ１４０は、遊星歯車機構１４１と、前進クラッチ１４３と、後退ブレーキ１４５とを備える。前進クラッチ１４３及び後退ブレーキ１４５を制御することにより、ＣＶＴ５０のプライマリ軸１２７の回転方向が切り替え可能になっている。後退ブレーキ１４５が開放され前進クラッチ１４３が締結されることにより、ギヤ列１１６を介してタービン軸１１４に接続された入力軸１４７がプライマリ軸１２７に対して直結されるため、プライマリ軸１２７が正転方向に回転し、車両の前進走行が可能となる。また、前進クラッチ１４３が開放され後退ブレーキ１４５が締結されることにより、入力軸１４７が遊星歯車機構１４１を介してプライマリ軸１２７に連結されるため、プライマリ軸１２７が逆転方向に回転し、車両の後退走行が可能となる。なお、前進クラッチ１４３及び後退ブレーキ１４５がともに開放されることにより、前後進切替クラッチ１４０はプライマリ軸１２７にエンジン１０の動力を伝達しないニュートラル状態になる。

ＣＶＴ５０は、本発明に係る変速機構の一例である。ＣＶＴ５０は、プライマリプーリ１２０と、セカンダリプーリ１３０と、プライマリプーリ１２０とセカンダリプーリ１３０との間で動力を伝達する動力伝達部材としてのチェーン１２９とを備える。

プライマリプーリ１２０は、プライマリ軸１２７に連結された固定シーブ１２１及び可動シーブ１２３を有する。固定シーブ１２１及び可動シーブ１２３は、プライマリ軸１２７を回転軸として、プライマリ軸１２７と一体として回転可能である。固定シーブ１２１は、例えば、プライマリ軸１２７と一体に形成されてもよい。可動シーブ１２３は、プライマリ軸１２７に対する相対的な回転が規制されるとともに、プライマリ軸１２７に沿って移動可能に構成される。ゆえに、可動シーブ１２３は、固定シーブ１２１と同期して回転可能である。

また、セカンダリプーリ１３０は、セカンダリ軸１３７に連結された固定シーブ１３１及び可動シーブ１３３を有する。固定シーブ１３１及び可動シーブ１３３は、セカンダリ軸１３７を回転軸として、セカンダリ軸１３７と一体として回転可能である。固定シーブ１３１は、例えば、セカンダリ軸１３７と一体に形成されてもよい。可動シーブ１３３は、セカンダリ軸１３７に対する相対的な回転が規制されるとともに、セカンダリ軸１３７に沿って移動可能に構成される。ゆえに、可動シーブ１３３は、固定シーブ１３１と同期して回転可能である。

ＣＶＴ５０には、可動シーブ１２３を固定シーブ１２１側へ押圧する押圧機構１２５が設けられる。押圧機構１２５により可動シーブ１２３へ付加される押し付け力は、固定シーブ１２１及び可動シーブ１２３によってチェーン１２９を挟持するためのクランプ力として働く。また、ＣＶＴ５０には、可動シーブ１３３を固定シーブ１３１側へ押圧する押圧機構１３５が設けられる。押圧機構１３５により可動シーブ１３３へ付加される押し付け力は、固定シーブ１３１及び可動シーブ１３３によってチェーン１２９を挟持するためのクランプ力として働く。

可動シーブ１２３のプライマリ軸１２７の軸方向の位置及び可動シーブ１３３のセカンダリ軸１３７の軸方向の位置は、押圧機構１２５及び押圧機構１３５によりそれぞれ可動シーブ１２３及び可動シーブ１３３へ付加される押し付け力、チェーン１２９に掛かる遠心力、並びに各部材間の摩擦力等、その他の力のつり合いが保たれるような位置となる。ゆえに、変速機１００では、押圧機構１２５により可動シーブ１２３へ付加される押し付け力及び押圧機構１３５により可動シーブ１３３へ付加される押し付け力を調整することによって可動シーブ１２３及び可動シーブ１３３の位置を調整することができる。押圧機構１２５及び押圧機構１３５は、例えば、油圧によって駆動される。

ＣＶＴ５０へ供給される作動油は、バルブユニット１７２を介してオイルポンプ１７０から送られる。オイルポンプ１７０は、クランクシャフト１１に、ギヤ列１７３を介して、連結されるギヤ式のポンプである。オイルポンプ１７０は、エンジン１０から伝達される駆動力によって駆動される。バルブユニット１７２は、オイルポンプ１７０から送られた作動油を押圧機構１２５、押圧機構１３５、及びその他の箇所へ分配する。バルブユニット１７２は、制御装置７０からの動作指示に基づいて駆動される。

具体的には、バルブユニット１７２には、押圧機構１２５及び押圧機構１３５の各々へ供給される油圧を制御するための制御弁が設けられる。当該制御弁として、例えば、比例電磁制御弁が用いられ、制御装置７０によって通電される電流値が制御されることによって、各押圧機構へ供給される油圧が制御される。それにより、各押圧機構により各可動シーブへ付加される押し付け力が制御される。制御装置７０は、バルブユニット１７２を介して、各押圧機構により各可動シーブへ付加される押し付け力を制御することにより、各可動シーブの位置を制御可能である。ゆえに、制御装置７０は、ＣＶＴ５０の変速比を制御可能である。また、制御装置７０は、ＣＶＴ５０の変速比を制御することにより、入力軸１４７の回転数及び前輪出力軸１７１の回転数を制御可能である。

制御装置７０は、具体的には、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。制御装置７０は、ＣＡＮ通信を用いて各センサと通信を行ってもよい。なお、制御装置７０が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信ラインを介して、互いに接続されてもよい。制御装置７０は、車両の走行状態に基づいて、ＣＶＴ５０の変速比を制御してもよい。このような制御装置７０の詳細については、後述する。

チェーン１２９は、プライマリプーリ１２０とセカンダリプーリ１３０との間に巻き掛けられ、プライマリプーリ１２０とセカンダリプーリ１３０との間で動力を伝達する。プライマリプーリ１２０及びセカンダリプーリ１３０において、各固定シーブ及び各可動シーブの互いに対向する面には円錐形状の動力伝達面が形成されており、チェーン１２９は、各固定シーブ及び各可動シーブの互いに対向する動力伝達面の間に挟持される。それにより、プライマリプーリ１２０及びセカンダリプーリ１３０における各固定シーブと各可動シーブとの距離に相当するシーブ幅を変化させることによって、各プーリについてのチェーン１２９の巻き掛け径を変化させることができる。具体的には、シーブ幅が狭いほど、チェーン１２９の巻き掛け径は大きくなる。ＣＶＴ５０では、各プーリのシーブ幅が連続的に変更可能に構成されるので、プライマリプーリ１２０の回転数とセカンダリプーリ１３０の回転数との比である変速比を無段階に変更することができる。

このようにＣＶＴ５０は、変速比を無段階に変更可能な無段変速機構であるが、本発明に係る変速機構は係る例に限定されない。例えば、本発明に係る変速機構として、変速比を段階的に切り替え可能な変速機構が適用されてもよい。

セカンダリ軸１３７にはギヤ列１３９を介して出力軸１４９が連結されており、出力軸１４９には、ギヤ列１５０を介して前輪出力軸１７１が連結されている。前輪出力軸１７１の端部（図中の左端）には、フロントデファレンシャル機構１８０を介して前輪（駆動輪）４０が連結されている。また、上述したように、前輪出力軸１７１は、前輪出力軸１７１に設けられたギヤ１７５を介して、遊星歯車機構１９０のキャリア１９３に連結される。前輪出力軸１７１は、変速機構を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力を駆動輪側へ伝達し、遊星歯車機構１９０のキャリア１９３に連結された本発明に係る第２回転軸の一例である。具体的には、前輪出力軸１７１へは、エンジン１０からの駆動力が変速機構としてのＣＶＴ５０を介して伝達され、当該駆動力は、前輪出力軸１７１により駆動輪としての前輪４０側へ伝達される。

また、出力軸１４９にはトランスファクラッチ１６０を介して後輪出力軸３１が連結されている。トランスファクラッチ１６０は、後輪出力軸３１への駆動力の伝達の可否を切り替える。後輪出力軸３１には、図示しないプロペラシャフトやリヤデファレンシャル機構を介して後輪（駆動輪）３０が連結されている。

＜２．制御装置＞
続いて、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る制御装置７０の詳細について説明する。

［２−１．機能構成］
まず、図２を参照して、本実施形態に係る制御装置７０の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る制御装置７０の機能構成の一例を示す説明図である。図２に示したように、制御装置７０は、走行状態判定部７２と、ＣＶＴ制御部７４と、を含む。

走行状態判定部７２は、各種状態量に基づいて、車両の走行状態を判定し、判定結果をＣＶＴ制御部７４へ出力する。当該判定結果は、ＣＶＴ制御部７４が行う処理において、用いられる。例えば、走行状態判定部７２は、車両に設けられる各センサから制御装置７０へ出力される検出結果に基づいて、各種状態量を取得してもよい。走行状態判定部７２は、このように取得された各種状態量に基づいて、車両の走行状態を判定し得る。なお、制御装置７０の機能構成から走行状態判定部７２は、省略されてもよい。その場合、制御装置７０と異なる他の制御装置が各種状態量に基づいて、車両の走行状態を判定し、判定結果を制御装置７０へ出力されるように構成され得る。それにより、制御装置７０は、車両の走行状態を示す情報を取得し得る。

走行状態判定部７２は、具体的には、車両の走行状態として、車速が略一定に維持される定常走行が行われている状態であるか否かを判定してもよい。走行状態判定部７２は、例えば、車両に設けられる車速を検出するセンサから出力された検出結果に基づいて、車速を示す情報を取得し得る。また、走行状態判定部７２は、例えば、車両に設けられるアクセル開度を検出するセンサから出力された検出結果に基づいて、アクセル開度を示す情報を取得し得る。走行状態判定部７２は、取得された車速を示す情報及びアクセル開度を示す情報に基づいて、定常走行が行われている状態であるか否かを判定し得る。具体的には、制御装置７０の記憶素子には、転がり抵抗や空気抵抗等の走行抵抗と加速力とが釣り合うようなアクセル開度の各車速に対する特性を示すマップが記憶されてもよい。この場合、走行状態判定部７２は、当該マップを参照して、現在のアクセル開度が現在の車速について走行抵抗と加速力とが釣り合うようなアクセル開度である場合に、定常走行が行われている状態であると判定してもよい。

また、走行状態判定部７２は、車両の走行状態として、発進のための加速が行われている状態であるか否かを判定してもよい。走行状態判定部７２は、例えば、取得された車速を示す情報及びアクセル開度を示す情報に基づいて、発進のための加速が行われている状態であるか否かを判定し得る。具体的には、走行状態判定部７２は、車速が０となる停車中において、アクセル開度が所定の値より高い値となった場合に、発進のための加速が行われている状態であると判定してもよい。当該所定の値は、アクセル開度が発進に必要な加速力を発生させ得る値であるか否かを判定し得る値に設定される。

また、走行状態判定部７２は、車両の走行状態として、走行中において低加速度での加速が行われている状態であるか否かを判定してもよい。走行状態判定部７２は、例えば、取得された車速を示す情報及びアクセル開度を示す情報に基づいて、走行中において低加速度での加速が行われている状態であるか否かを判定してもよい。具体的には、走行状態判定部７２は、車速が０より大きい値となる走行中において、アクセル開度が低加速度での加速に対応する加速力を発生させ得る値となった場合に、走行中において低加速度での加速が行われている状態であると判定してもよい。後述するように、低加速度での加速時において、例えば、騒音の抑制を重視した走行状態を実現するための制御が行われる。ゆえに、低加速度の上限値は、加速時における騒音の抑制を優先する度合いに応じて適宜設定し得る。

また、走行状態判定部７２は、車両の走行状態として、走行中において高加速度での加速が行われている状態であるか否かを判定してもよい。走行状態判定部７２は、例えば、取得された車速を示す情報及びアクセル開度を示す情報に基づいて、走行中において高加速度での加速が行われている状態であるか否かを判定してもよい。具体的には、走行状態判定部７２は、車速が０より大きい値となる走行中において、アクセル開度が高加速度での加速に対応する加速力を発生させ得る値となった場合に、走行中において高加速度での加速が行われている状態であると判定してもよい。後述するように、高加速度での加速時において、例えば、加速の応答性の向上を重視した走行状態を実現するための制御が行われる。ゆえに、高加速度の下限値は、加速時における加速の応答性の向上を優先する度合いに応じて適宜設定し得る。

ＣＶＴ制御部７４は、ＣＶＴ５０の変速比を制御することにより、入力軸１４７の回転数及び前輪出力軸１７１の回転数を制御する。具体的には、ＣＶＴ制御部７４は、バルブユニット１７２へ動作指示を出力することにより、バルブユニット１７２を介して、ＣＶＴ５０の変速比を制御する。

ＣＶＴ制御部７４は、走行状態判定部７２によって判定された車両の走行状態に基づいて、ＣＶＴ５０の変速比を制御してもよい。具体的には、ＣＶＴ制御部７４は、車両の走行状態に基づいて、ＣＶＴ５０の変速比の指令値を算出し、当該指令値に応じた動作指示をバルブユニット１７２へ出力することにより、ＣＶＴ５０の変速比が当該指令値となるように制御する。なお、エンジン１０の各気筒へ供給される吸気の量を調整可能なスロットルバルブの開度は、制御装置７０と異なる他の制御装置によって、制御される。車両の走行状態に基づいて、ＣＶＴ５０の変速比が制御される場合において、当該他の制御装置は、車両の走行状態に基づいて、スロットルバルブの開度を制御してもよい。

ＣＶＴ制御部７４は、具体的には、定常走行時に、入力軸１４７の回転数を、車速が略一定に維持されていない場合と比較して、低減させてもよい。この場合、エンジン１０の出力を一定に維持するために、制御装置７０と異なる他の制御装置によって、スロットルバルブの開度が増大され、出力トルクが増大される。ゆえに、定常走行が維持される。このように、定常走行時において、エンジン１０の回転数を低減させることによって、エンジン１０の各気筒における単位時間あたりのピストンの往復回数を低減させることができる。よって、ピストンの往復運動に伴う摩擦抵抗によるエネルギ損失を低減させることができる。また、定常走行時において、スロットルバルブの開度を増大させることによって、吸気抵抗によるエネルギ損失を低減させることができる。従って、定常走行時において、燃費を向上させることが可能となる。

また、ＣＶＴ制御部７４は、車両の発進時に、質量体６０の回転数が所定の値より低くなるようにＣＶＴ５０の変速比を制御してもよい。具体的には、ＣＶＴ制御部７４は、車両の発進時に、入力軸１４７の回転数に対する前輪出力軸１７１の回転数の割合を、遊星歯車機構１９０のサンギヤ１９１の歯数と遊星歯車機構１９０のリングギヤ１９５の歯数の比に応じて設定される所定の割合に維持してもよい。

また、ＣＶＴ制御部７４は、車両の走行中における低加速度での加速時に、入力軸１４７の回転数を維持してもよい。この場合、エンジン１０の出力を増大させるために、制御装置７０と異なる他の制御装置によって、スロットルバルブの開度が増大され、出力トルクが増大される。それにより、加速時において、エンジン１０の回転数が増大することによるエンジン回転変動の増大を抑制することができるので、騒音の抑制を重視した走行状態を実現することができる。

また、ＣＶＴ制御部７４は、車両の走行中における高加速度での加速時に、入力軸１４７の回転数を増大させてもよい。それにより、加速時において、エンジン１０の出力の上昇の応答性を向上させることができるので、加速の応答性の向上を重視した走行状態を実現することができる。

［２−２．動作］
続いて、図３を参照して、本実施形態に係る制御装置７０が行う処理の流れについて説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置７０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示したように、まず、制御装置７０が、各センサから出力された検出結果に基づいて、各種状態慮を取得する（ステップＳ５０２）。次に、走行状態判定部７２は、各種状態量に基づいて、車両の走行状態を判定し（ステップＳ５０４）、判定結果をＣＶＴ制御部７４へ出力する。次に、ＣＶＴ制御部７４は、車両の走行状態に基づいて、ＣＶＴ５０の変速比の指令値を算出する（ステップＳ５０６）。そして、ＣＶＴ制御部７４は、当該指令値に応じた動作指示をバルブユニット１７２へ出力し（ステップＳ５０８）、図３に示した処理は終了する。

＜３．各走行状態における遊星歯車機構の挙動＞
続いて、図４〜図９を参照して、各走行状態における遊星歯車機構１９０の挙動について、詳細に説明する。図４〜図９は、各走行状態における遊星歯車機構１９０の挙動を説明するための共線図である。各共線図において、遊星歯車機構１９０サンギヤ１９１、キャリア１９３、及びリングギヤ１９５にそれぞれ対応する入力軸１４７、前輪出力軸１７１、及び質量体６０の各走行状態における回転数が示されている。以下では、理解を容易にするために、キャリア１９３の回転数と前輪出力軸１７１の回転数が同一であるものとして説明する。なお、実際には、キャリア１９３の回転数と前輪出力軸１７１の回転数との比率は、キャリア１９３と前輪出力軸１７１に設けられるギヤ１７５とのギヤ比に応じた比率となる。

ここで、遊星歯車機構１９０についての共線図上において、サンギヤ１９１、キャリア１９３、及びリングギヤ１９５の回転数は、直線上に並ぶ関係にある。ゆえに、本実施形態では、入力軸１４７、前輪出力軸１７１、及び質量体６０の回転数も同様に、図４〜図９に示す共線図において、直線上に並ぶ関係性を有する。当該共線図において、サンギヤ１９１、キャリア１９３、及びリングギヤ１９５の回転数を示す各縦軸の間隔は、サンギヤ１９１の歯数とリングギヤの歯数１９５との比に応じて定められる。

［３−１．定常走行時］
まず、図４及び図５を参照して、定常走行時の遊星歯車機構１９０の挙動について説明する。定常走行時において、車速は略一定に維持されるので、図４に示したように、車速と相関を有する前輪出力軸１７１の回転数は維持される。また、定常走行時において、上述したＣＶＴ制御部７４による制御が行われる場合、図４に示したように、入力軸１４７の回転数は低下する。この場合、上述したように、スロットルバルブの開度が増大されることにより、出力トルクが増大される。

本実施形態に係る遊星歯車機構１９０によれば、定常走行時において、図４に示したように、入力軸１４７の回転数の低下に伴い、質量体６０の回転数が上昇する。質量体６０に蓄積される回転エネルギは質量体６０の回転数の二乗に比例するので、質量体６０の回転数が上昇することによって、質量体６０に蓄積される回転エネルギが増大される。ここで、図５に示したように、入力軸１４７の回転数は、エンジン１０の回転変動に伴い、実際には、平均回転数を中心とする変動幅に対応する回転変動を伴う。本実施形態では、遊星歯車機構１９０を介して入力軸１４７と質量体６０とが接続されているので、質量体６０に蓄積される回転エネルギが大きいほど、入力軸１４７の回転変動は抑制される。それにより、エンジン回転変動が抑制される。ゆえに、エンジン１０の回転数の低下に応じて出力トルクが増大される定常走行時において、エンジン回転変動によって生じる振動を抑制することができる。

［３−２．発進時］
次に、図６を参照して、発進時の遊星歯車機構１９０の挙動について説明する。上述したＣＶＴ制御部７４によれば、発進時において、質量体６０の回転数が所定の値より低くなるようにＣＶＴ５０の変速比が制御される。当該所定の値は、発進時における加速の応答性を効果的に向上させ得る値に、車両の各種設計仕様に応じて適宜設定し得る。このような制御が行われることにより、例えば、図６に示したように、質量体６０の回転数を所定の許容幅内の値に維持しながら、入力軸１４７及び前輪出力軸１７１の回転数を上昇させることができる。

具体的には、発進時において、ＣＶＴ制御部７４は、上述したように、入力軸１４７の回転数に対する前輪出力軸１７１の回転数の割合を、遊星歯車機構１９０のサンギヤ１９１の歯数と遊星歯車機構１９０のリングギヤ１９５の歯数の比に応じて設定される所定の割合に維持してもよい。ここで、共線図において、サンギヤ１９１及びキャリア１９３の回転数を示す各縦軸の間隔と、キャリア１９３及びリングギヤ１９５の回転数を示す各縦軸の間隔との比は、リングギヤ１９５の歯数とサンギヤ１９１の歯数の比と等しい。ＣＶＴ制御部７４は、例えば、図６に示したように、入力軸１４７の回転数に対する前輪出力軸１７１の回転数の割合を、サンギヤ１９１の歯数とリングギヤ１９５の歯数との和に対するサンギヤ１９１の歯数の割合に維持する。それにより、発進時において、質量体６０の回転数を許容幅内の値に維持しながら、加速を行うことができる。ゆえに、発進時において、質量体６０に蓄積される回転エネルギが比較的低い状態を維持することができる。よって、発進時において、加速の応答性を向上させることができる。

［３−３．走行中における低加速度での加速時］
次に、図７を参照して、走行中における低加速度での加速時の遊星歯車機構１９０の挙動について説明する。走行中における低加速度での加速時において、上述したＣＶＴ制御部７４による制御が行われる場合、図７に示したように、入力軸１４７の回転数は維持される。この場合、上述したように、スロットルバルブの開度が増大されることにより、出力トルクが増大される。それにより、エンジン１０の出力が増大されるので、車両が加速することに伴い、図７に示したように、前輪出力軸１７１の回転数は上昇する。

本実施形態に係る遊星歯車機構１９０によれば、走行中における低加速度での加速時において、図７に示したように、前輪出力軸１７１の回転数の上昇に伴い、質量体６０の回転数が上昇する。ゆえに、質量体６０に蓄積される回転エネルギが増大される。それにより、エンジン回転変動が抑制される。ゆえに、騒音の抑制を重視した走行状態を実現するための制御が行われる低加速度での加速時において、エンジン回転変動によって生じる振動を抑制することができる。

［３−４．走行中における高加速度での加速時］
次に、図８及び図９を参照して、走行中における高加速度での加速時の遊星歯車機構１９０の挙動について説明する。走行中における高加速度での加速時において、上述したＣＶＴ制御部７４による制御が行われる場合、図８に示したように、まず、入力軸１４７の回転数が上昇する。本実施形態に係る遊星歯車機構１９０によれば、図８に示したように、入力軸１４７の回転数の上昇に伴い、質量体６０の回転数が低下する。その後、車両が加速することに伴い、図９に示したように、前輪出力軸１７１の回転数が上昇する。

走行中における高加速度での加速時において、加速の開始に先立って、質量体６０の回転数を低下させることにより、質量体６０に蓄積される回転エネルギを低下させることができる。それにより、質量体６０に蓄積される回転エネルギが比較的低い状態において、加速を開始することができる。さらに、加速の開始に先立って、入力軸１４７の回転数を増大させることにより、加速が継続されている間において、質量体６０に蓄積される回転エネルギが急激に上昇することを防止することができる。ゆえに、加速の応答性の向上を重視した走行状態を実現するための制御が行われる高加速度での加速時において、加速の応答性を向上させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る変速機１００によれば、各走行状態に応じて、質量体６０に蓄積される回転エネルギが適切に調整される。具体的には、エンジン回転変動によって生じる振動を抑制することが望まれる走行状態において、質量体６０に蓄積される回転エネルギが増大されることにより、振動が抑制される。また、加速の応答性を向上させることが望まれる走行状態において、質量体６０に蓄積される回転エネルギが低減されることにより、加速の応答性が向上される。よって、車両の加速性能を確保しつつ、振動を抑制することが可能となる。

＜４．むすび＞
以上説明したように、本実施形態に係る変速機１００は、遊星歯車機構１９０を備える。また、遊星歯車機構１９０のサンギヤ１９１には、エンジン１０から出力される駆動力が入力される入力軸１４７が連結される。また、遊星歯車機構１９０のキャリア１９３には、ＣＶＴ５０を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力を駆動輪側へ伝達する前輪出力軸１７１が連結される。また、遊星歯車機構１９０のリングギヤ１９５には、一体又は別体に質量体６０が設けられる。それにより、各走行状態に応じて、質量体６０に蓄積される回転エネルギが適切に調整される。よって、車両の加速性能を確保しつつ、振動を抑制することが可能となる。

上記では、本発明に係る第２回転軸として前輪出力軸１７１を適用した例について説明したが、本発明の技術的範囲は係る例に限定されない。第２回転軸は、変速機構を介して伝達されたエンジン１０からの駆動力を駆動輪側へ伝達する軸であればよく、第２回転軸として、例えば、図１に示したセカンダリ軸１３７、出力軸１４９、又は後輪出力軸３１が適用されてもよい。

また、入力軸１４７、前輪出力軸１７１、及び質量体６０は、それぞれサンギヤ１９１、キャリア１９３、及びリングギヤ１９５と１以上のギヤを介して連結されてもよい。そのような場合であっても、入力軸１４７、前輪出力軸１７１、及び質量体６０の回転数は、それぞれサンギヤ１９１、キャリア１９３、及びリングギヤ１９５の回転数と相関を有するので、本発明と同様の効果を奏する。

また、図１に例示した変速機１００における各構成の配置は、一例に過ぎない。例えば、前輪出力軸１７１は、遊星歯車機構１９０より前方又は後方に位置してもよい。その場合、前輪出力軸１７１と遊星歯車機構１９０のキャリア１９３とは、前後方向に延在する回転軸を介して、連結され得る。また、前輪出力軸１７１の中心軸と遊星歯車機構１９０の中心軸とは、互いに直交してもよい。その場合、前輪出力軸１７１と遊星歯車機構１９０のキャリア１９３とは、例えば、かさ歯車を介して、連結され得る。

また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ エンジン
１１ クランクシャフト
３０ 後輪（駆動輪）
３１ 後輪出力軸
４０ 前輪（駆動輪）
５０ ＣＶＴ
６０ 質量体
７０ 制御装置
７２ 走行状態判定部
７４ 制御部
１００ 変速機
１１０ トルクコンバータ
１１１ タービンライナ
１１２ ポンプインペラ
１１３ フロントカバー
１１４ タービン軸
１１５ ロックアップクラッチ
１２０ プライマリプーリ
１２１、１３１ 固定シーブ
１２３、１３３ 可動シーブ
１２５、１３５ 押圧機構
１２７ プライマリ軸
１２９ チェーン
１３０ セカンダリプーリ
１３７ セカンダリ軸
１４０ 前後進切替クラッチ
１４１ 遊星歯車機構
１４３ 前進クラッチ
１４５ 後退ブレーキ
１４７ 入力軸
１４９ 出力軸
１６０ トランスファクラッチ
１７０ オイルポンプ
１７１ 前輪出力軸
１７２ バルブユニット
１８０ フロントデファレンシャル機構
１９０ 遊星歯車機構
１９１ サンギヤ
１９３ キャリア
１９５ リングギヤ

Claims (8)

1. 遊星歯車機構と、
   エンジンから出力される駆動力が入力され、前記遊星歯車機構のサンギヤに連結された第１回転軸と、
   変速機構を介して伝達された前記エンジンからの駆動力を駆動輪側へ伝達し、前記遊星歯車機構のキャリアに連結された第２回転軸と、
   を備え、
   前記遊星歯車機構のリングギヤには、一体又は別体に質量体が設けられる、
   車両の変速機。
2. 前記変速機構の変速比を制御することにより、前記第１回転軸の回転数及び前記第２回転軸の回転数を制御可能な制御装置をさらに備える、請求項１に記載の車両の変速機。
3. 前記制御装置は、前記車両の発進時に、前記質量体の回転数が所定の値より低くなるように前記変速比を制御する、請求項２に記載の車両の変速機。
4. 前記制御装置は、前記車両の発進時に、前記第１回転軸の回転数に対する前記第２回転軸の回転数の割合を、前記サンギヤの歯数と前記リングギヤの歯数の比に応じて設定される所定の割合に維持する、請求項３に記載の車両の変速機。
5. 前記制御装置は、車速が略一定に維持される定常走行時に、前記第１回転軸の回転数を、前記車速が略一定に維持されていない場合と比較して、低減させる、請求項２〜４のいずれか一項に記載の車両の変速機。
6. 前記制御装置は、前記車両の走行中における低加速度での加速時に、前記第１回転軸の回転数を維持する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の車両の変速機。
7. 前記制御装置は、前記車両の走行中における高加速度での加速時に、前記第１回転軸の回転数を増大させる、請求項２〜６のいずれか一項に記載の車両の変速機。
8. 前記変速機構は、無段変速機構である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両の変速機。

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