JP6825533B2 - 車両用動力伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１動力伝達経路および第２動力伝達経路が互いに並列に設けられている車両用動力伝達装置に関し、特に、一方の動力伝達経路に前後進切換装置および噛合い式伝達装置が直列に設けられている車両用動力伝達装置の改良に関するものである。

(a) 入力軸と出力軸との間に、第１動力伝達経路および第２動力伝達経路が互いに並列に設けられているとともに、(b) 前記第１動力伝達経路には、遊星歯車装置の３つの回転要素の中の２つを連結することにより直結状態にして前進走行可能とする前進用クラッチ、およびその遊星歯車装置の３つの回転要素の中の一つを回転停止させて後進走行可能とする後進用ブレーキを有する前後進切換装置と、噛合い式伝達装置とが直列に設けられている一方、(c) 前記第２動力伝達経路には、変速比を変更可能な変速機と第２経路断接装置とが直列に設けられており、(d) 前進走行時に、車速の上昇に伴って前記第１動力伝達経路を前記第２動力伝達経路に切り換えて走行する車両用動力伝達装置が提案されている。特許文献１に記載の装置はその一例で、第１動力伝達経路には、遊星歯車式の前後進切換装置（４）と噛合い式伝達装置（同期噛合いクラッチＤ１）とが直列に設けられており、第２動力伝達経路には、変速機としてベルト式無段変速機が設けられている。この場合、第２動力伝達経路により動力伝達する第２経路伝達時に、前進用クラッチ（Ｃ１）および噛合い式伝達装置（同期噛合いクラッチＤ１）が共に解放されることにより、ベルト式無段変速機の変速比が小さい高速走行時に遊星歯車装置が高差動回転になることが防止される。

特開２０１７−１０１７４５号公報

しかしながら、このような車両用動力伝達装置において、第１動力伝達経路から第２動力伝達経路に切り換える場合、噛合い式伝達装置を係合させたまま前進用クラッチを解放するとともに第２経路断接装置を接続する所謂クラッチツークラッチ切換を行なう必要があり、制御が複雑であるとともにショックが発生する可能性があった。また、噛合い式伝達装置として同期噛合いクラッチを用いているため、シフトフォークやシンクロ機構等が必要であるなど構造が複雑で高価である。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、並列に設けられた第１動力伝達経路および第２動力伝達経路を切り換えて走行する車両用動力伝達装置において、ショックを抑制しつつ容易に経路切換を行なうことができるようにするとともに安価に構成することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 入力軸と出力軸との間に、第１動力伝達経路および第２動力伝達経路が互いに並列に設けられているとともに、(b) 前記第１動力伝達経路には、遊星歯車装置の３つの回転要素の中の２つを連結することにより直結状態にして前進走行可能とする前進用クラッチ、およびその遊星歯車装置の３つの回転要素の中の一つを回転停止させて後進走行可能とする後進用ブレーキを有する前後進切換装置と、噛合い式伝達装置とが直列に設けられている一方、(c) 前記第２動力伝達経路には、変速比を変更可能な変速機と第２経路断接装置とが直列に設けられており、(d) 前進走行時に、車速の上昇に伴って前記第１動力伝達経路を前記第２動力伝達経路に切り換えて走行する車両用動力伝達装置において、(e) 前記噛合い式伝達装置は、前記入力軸から前記出力軸へ動力伝達する方向を駆動方向として、前進走行時の回転方向である正回転の駆動可能で且つ被駆動不能な正噛合い状態、および後進走行時の回転方向である逆回転の駆動可能で且つ被駆動不能な逆噛合い状態の、２つの噛合い状態を取り得る２方向クラッチであることを特徴とする。
なお、２方向クラッチは、ＴＷＣ（ツーウェイクラッチ）やＭＣＵ（メカニカルクラッチユニット）と言われることもある。

第２発明は、第１発明の車両用動力伝達装置において、前記前進用クラッチが係合させられ且つ前記２方向クラッチが正噛合い状態とされて前記第１動力伝達経路により動力伝達する第１経路伝達状態において、前記第２経路断接装置を接続することにより、前記２方向クラッチを正噛合い状態のまま空転状態として、前記第１経路伝達状態よりも変速比が小さい前記第２動力伝達経路により動力伝達する第２経路伝達状態に切り換える経路切換制御部を有することを特徴とする。

第３発明は、第２発明の車両用動力伝達装置において、前記経路切換制御部は、前記第２経路伝達状態では前記前進用クラッチを係合状態に維持して前記遊星歯車装置を一体回転させることを特徴とする。

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの車両用動力伝達装置において、前記第２動力伝達経路に設けられる変速機はベルト式無段変速機であることを特徴とする。

第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの車両用動力伝達装置において、(a) 前記２方向クラッチは、電磁力で前記２つの噛合い状態に切り換えることができる電気制御式の２方向クラッチで、(b) 前記正噛合い状態では逆回転の駆動不能で且つ被駆動可能であり、前記逆噛合い状態では正回転の駆動不能で且つ被駆動可能であることを特徴とする。

第６発明は、第５発明の車両用動力伝達装置において、前記２方向クラッチは、前記正噛合い状態および前記逆噛合い状態の２つの噛合い状態の他に、正回転および逆回転の駆動および被駆動を何れも不能とする中立状態に切り換えることができることを特徴とする。

このような車両用動力伝達装置においては、第１動力伝達経路に前後進切換装置と直列に設けられる噛合い式伝達装置として、前進走行時の回転方向である正回転の駆動可能で且つ被駆動不能な正噛合い状態、および後進走行時の回転方向である逆回転の駆動可能で且つ被駆動不能な逆噛合い状態の、２つの噛合い状態を取り得る２方向クラッチが用いられているため、従来の同期噛合いクラッチと同様に、前後進共に第１動力伝達経路により入力軸から出力軸へ動力伝達して走行することが可能である。

一方、前進走行時に第１動力伝達経路から第２動力伝達経路へ切り換える経路切換においては、例えば前進用クラッチが係合させられ且つ２方向クラッチが正噛合い状態とされた第１経路伝達状態において、第２経路断接装置を接続するだけで、２方向クラッチを正噛合い状態のまま空転状態として第１経路伝達状態よりも変速比が小さい第２経路伝達状態に切り換えることができるなど、一方向クラッチを用いた場合と同様の切換制御が可能となり、ショックを抑制しつつ容易に経路切換を行なうことができる。また、第２経路伝達状態では、変速機の変速比が小さい高速走行時においても、２方向クラッチが空転させられることにより、遊星歯車装置の強制的な差動回転が防止されて耐久性が向上する。更に、２方向クラッチは、一般にシンクロ機構付きの同期噛合いクラッチに比べて構造が簡単で安価であり、耐久性にも優れていることから、車両用動力伝達装置のコストを低減できる。

第２発明では、前進用クラッチが係合させられ且つ２方向クラッチが正噛合い状態とされた第１動力伝達経路による第１経路伝達状態において、第２経路断接装置を接続することにより、２方向クラッチを正噛合い状態のまま空転状態として第１経路伝達状態よりも変速比が小さい第２経路伝達状態に切り換える経路切換制御部を備えており、一方向クラッチを用いた場合と同様の切換制御が行なわれるため、ショックを抑制しつつ容易に経路切換制御を行なうことができる。

第３発明では、第２経路伝達状態の時に前進用クラッチを係合状態に維持して遊星歯車装置を一体回転させるため、その遊星歯車装置の差動回転が阻止されて耐久性が一層向上する。

第５発明では、正逆２つの噛合い状態を電磁力で切り換えることができる電気制御式の２方向クラッチが用いられているため、従来のように油圧式の同期噛合いクラッチを用いる場合に比較して応答性が優れ、噛合い状態の切換制御を容易に高い応答性で行なうことができるとともに、油圧発生による効率（燃費など）の低下が抑制される。また、正逆２つの噛合い状態に保持できることから、正噛合い状態では逆回転の駆動不能で且つ被駆動可能となり、逆噛合い状態では正回転の駆動不能で且つ被駆動可能となるため、前進走行時および後進走行時共に、必要に応じて噛合い状態を切り換えることによりエンジンブレーキ等の駆動力源ブレーキを効かせることができる。

第６発明は、正噛合い状態および逆噛合い状態の２つの噛合い状態の他に、正回転および逆回転の駆動および被駆動を何れも不能とする中立状態に切り換えることができる場合で、動力伝達を完全に遮断することが可能であり、例えば急ブレーキ時等に動力伝達を速やかに遮断することができるなど、動力伝達状態の制御の幅が広くなる。

本発明の一実施例である車両用動力伝達装置を説明する骨子図で、油圧系統および制御系統の要部を併せて示した図である。 図１の車両用動力伝達装置に用いられる２方向クラッチを具体的に説明する断面図である。 図１の前後進切換制御部および経路切換制御部によって実行される作動を具体的に説明するフローチャートである。 図１、図５〜図２１の実施例について、前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの配設位置を説明する図である。 図１に比較して前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる他の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置、第２経路断接クラッチ、および２方向クラッチの何れかの配設位置が異なる更に別の実施例を説明する骨子図である。 図１に比較して前後進切換装置の入出力回転要素が異なる他の実施例を説明する骨子図である。 前後進切換装置としてシングルピニオン型の遊星歯車装置が用いられた実施例を説明する骨子図である。 図２３に比較して前後進切換装置の入出力回転要素が異なる他の実施例を説明する骨子図である。 ２方向クラッチの他の例を説明する断面図である。

第１動力伝達経路および第２動力伝達経路は、エンジン等の駆動力源に連結された入力軸と、駆動輪に連結された出力軸との間に、互いに並列に設けられる。第１動力伝達経路および第２動力伝達経路の他に、更に別の動力伝達経路が並列に設けられても良い。第１動力伝達経路には、前後進切換装置および２方向クラッチが直列に設けられる。前後進切換装置の前進用クラッチおよび後進用ブレーキとしては、油圧等による摩擦係合式のものが好適に用いられるが噛合い式のクラッチやブレーキを採用することもできる。２方向クラッチは、前後進切換装置の入力側に配置しても良いし、出力側に配置しても良いが、第２動力伝達経路の変速比γ２が１よりも小さい増速変速の場合、出力側に配置すれば高速走行時に出力軸からの高回転入力が遮断されるため、前後進切換装置（遊星歯車装置）が比較的低回転に保持されて望ましい。第１動力伝達経路にはまた、例えばギヤ変速機構等の歯車伝達機構が設けられ、その歯車伝達機構に対して直列に前後進切換装置および２方向クラッチが設けられる。歯車伝達機構の中間位置に２方向クラッチを配置することも可能である。第１動力伝達経路に、変速比を変更可能な変速機を設けることも可能である。

前後進切換装置に用いられる遊星歯車装置は、シングルピニオン型でもダブルピニオン型でも良く、シングルピニオン型の場合はサンギヤおよびリングギヤが入出力回転要素として用いられ、キャリアが後進用ブレーキによって回転停止させられるように構成される。ダブルピニオン型の場合はサンギヤおよびキャリアが入出力回転要素として用いられ、リングギヤが後進用ブレーキによって回転停止させられるように構成される。前進用クラッチは、シングルピニオン型かダブルピニオン型かに拘らず、サンギヤ、リングギヤ、およびキャリアの中の何れか２つの回転要素を連結するように設けられる。

第２動力伝達経路には、ベルト式無段変速機等の無段変速機や遊星歯車式、平行軸式等の有段の変速機が設けられ、その変速機に対して直列に第２経路断接装置が設けられる。第２経路断接装置は、変速機の入力側に配置しても良いし、出力側に配置しても良い。第２経路断接装置としては、油圧等による摩擦係合式のクラッチやブレーキが好適に用いられるが、噛合い式のクラッチ等を採用することもできる。

第１動力伝達経路の変速比γ１は、例えば第２動力伝達経路の変速比γ２よりも大きく、車両発進時や高負荷走行時に第１動力伝達経路が用いられ、車速の上昇や要求駆動力の減少などに伴って第２動力伝達経路に切り換えられる。変速比γ２は変速機によって変更可能であり、その全域で変速比γ１より小さくても良いが、少なくとも変速比γ１よりも小さい変速比領域（高速ギヤ領域）を備えていれば良く、変速比γ１よりも大きい変速比（低速ギヤ側）まで変速可能であっても良い。第２動力伝達経路の変速機は、例えば変速比γ２が１よりも小さい増速変速領域を含んで変速できるように構成されるが、車両によっては変速比γ２が１より大きい減速変速領域だけで変速するものでも良い。

２方向クラッチは、例えば内輪、外輪、およびそれ等の間でリテーナによって保持された複数のローラを備えているとともに、内輪の外周面または外輪の内周面が多角形状とされて隙間寸法が増減する複数のくさび空間が設けられ、そのくさび空間内におけるローラの保持位置に応じて正逆２つの噛合い状態を取り得るように構成される。リテーナによるローラの保持位置（中心線まわりの位相）は、例えば電磁ソレノイドや流体圧シリンダ等のアクチュエータによって電気制御で切り換えられるが、摩擦により回転方向に応じて機械的に噛合い状態が切り換えられるものでも良い。また、スプリング等の付勢部材により、常には動力伝達を遮断する中立状態に位置決めされるように構成することもできる。上記内輪および外輪は、何れか一方が入力側で他方が出力側とされ、任意に定めることができる。このようにローラがくさび作用で回転不能にロックされて動力伝達する２方向クラッチも、噛合い式伝達装置の一態様である。なお、爪部材を出入りさせるなどして正逆２つの噛合い状態を取り得るラチェット式の２方向クラッチや、その他の２方向クラッチを用いることもできる。

経路切換制御部は、例えば第２経路伝達状態の時に前進用クラッチを係合状態に維持して遊星歯車装置を一体回転させるように構成されるが、第２経路断接装置を接続して第２経路伝達状態に切り換えた後に任意のタイミングで前進用クラッチを解放し、遊星歯車装置を差動回転可能としても良い。その場合でも、２方向クラッチが空転させられることにより、入力軸および出力軸の回転速度に応じて遊星歯車装置が強制的に差動回転させられることはないため、耐久性の向上効果が得られる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両用動力伝達装置１０の構成を説明する骨子図で、互いに平行な複数の軸が一平面内に位置するように展開して示した図である。この車両用動力伝達装置１０は、複数の軸が車両幅方向に沿って配置される横置き型のトランスアクスルで、本実施例ではＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に搭載される。走行用の駆動力源である内燃機関等のエンジン１２の出力は、流体式伝動装置としてのトルクコンバータ１４から自動変速装置１６を介して差動歯車装置１８に伝達され、左右の前輪（駆動輪）２０Ｌ、２０Ｒへ分配される。車両用動力伝達装置１０は、車両幅方向と略平行な第１軸線Ｓ１〜第５軸線Ｓ５を備えており、エンジン１２およびトルクコンバータ１４は第１軸線Ｓ１上に配設されており、差動歯車装置１８は第５軸線Ｓ５上に配設されている。トルクコンバータ１４は、エンジン１２のクランク軸に連結されたポンプ翼車１４ｐ、および自動変速装置１６の入力軸２２に連結されたタービン翼車１４ｔを備えており、流体を介して動力伝達を行うとともに、ロックアップクラッチ１５を介して直結されるようになっている。ポンプ翼車１４ｐには機械式オイルポンプ７４が設けられており、エンジン１２により回転駆動されて油圧を出力することにより、破線で示す油圧制御回路７０の油圧源として用いられる。

自動変速装置１６は、トルクコンバータ１４の出力回転部材であるタービン軸と一体的に設けられた入力軸２２、入力軸２２に連結されたベルト式無段変速機２４、同じく入力軸２２に連結されてベルト式無段変速機２４と並列に設けられた前後進切換装置２６およびギヤ変速機構２８、ベルト式無段変速機２４およびギヤ変速機構２８の共通の出力回転部材である出力軸３０、減速歯車装置３２を備えており、その減速歯車装置３２の小径ギヤ３４が差動歯車装置１８のリングギヤ３６と噛み合わされている。ギヤ変速機構２８は歯車伝達機構に相当する。入力軸２２、前後進切換装置２６、およびベルト式無段変速機２４のプライマリプーリ６０は第１軸線Ｓ１上に配設されており、歯車式変速機構２８は第１軸線Ｓ１と第３軸線Ｓ３とに跨がって配設されており、ベルト式無段変速機２４のセカンダリプーリ６４および出力軸３０は第２軸線Ｓ２上に配設されており、減速歯車装置３２は第２軸線Ｓ２と第４軸線Ｓ４とに跨がって配設されている。このように構成された自動変速装置１６においては、エンジン１２の出力が、トルクコンバータ１４からベルト式無段変速機２４を介して出力軸３０へ伝達され、或いはベルト式無段変速機２４を介することなく前後進切換装置２６およびギヤ変速機構２８を介して出力軸３０へ伝達され、更に減速歯車装置３２および差動歯車装置１８を経て左右の前輪２０Ｌ、２０Ｒへ伝達される。

すなわち、本実施例の自動変速装置１６は、エンジン１２の出力を入力軸２２から前後進切換装置２６およびギヤ変速機構２８を介して出力軸３０へ伝達する第１動力伝達経路ＴＰ１と、エンジン１２の出力を入力軸２２からベルト式無段変速機２４を介して出力軸３０へ伝達する第２動力伝達経路ＴＰ２と、を備えているのであり、車両の走行状態に応じてそれ等の動力伝達経路が切り換えられる。このため、自動変速装置１６は、上記第１動力伝達経路ＴＰ１における動力伝達を断接（接続・遮断）する第１経路断接装置として前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１を備えており、第２動力伝達経路ＴＰ２における動力伝達を断接する第２経路断接装置として第２経路断接クラッチＣ２を備えている。第１動力伝達経路ＴＰ１には更に、前後進切換装置２６およびギヤ変速機構２８に対して直列に、具体的には前後進切換装置２６よりも下流側（出力側）に、噛合い式伝達装置として２方向クラッチ（ＴＷＣ）５０が設けられている。

前後進切換装置２６は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置２７を主体として構成されており、キャリア２７ｃが入力回転要素として用いられて入力軸２２に一体的に連結されている。また、サンギヤ２７ｓが出力回転要素として用いられて、入力軸２２に対して同軸に相対回転可能に配設された小径ギヤ４２に連結されている。リングギヤ２７ｒは、後進用ブレーキＢ１を介して選択的に回転停止させられるとともに、キャリア２７ｃおよびサンギヤ２７ｓは前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結されるようになっている。そして、前進用クラッチＣ１が係合させられるとともに後進用ブレーキＢ１が解放されると、遊星歯車装置２７が一体回転させられる直結状態となり、入力軸２２と一体的に小径ギヤ４２が回転させられる前進用動力伝達状態が成立させられる。また、後進用ブレーキＢ１が係合させられるとともに前進用クラッチＣ１が解放されると、小径ギヤ４２は入力軸２２に対して逆方向へ回転させられるようになり、後進用動力伝達状態が成立させられる。前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１が共に解放されると、動力伝達を遮断するニュートラル状態となる。上記前進用クラッチＣ１および後進用ブレーキＢ１は、何れも複数の摩擦材が油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の摩擦係合装置で、その油圧シリンダに供給されるＣ１係合油圧Ｐｃ１、Ｂ１係合油圧Ｐｂ１がそれぞれ油圧作動制御部７２によって調圧制御されることにより、それ等の係合力すなわち伝達トルク容量が連続的に調整される。

ギヤ変速機構２８は、小径ギヤ４２と、カウンタ軸４４に相対回転不能に設けられて小径ギヤ４２と噛み合わされた大径ギヤ４６と、カウンタ軸４４に対して同軸に相対回転可能に設けられた小径ギヤ４８とを備えている。そして、カウンタ軸４４と小径ギヤ４８との間に、２方向クラッチ５０が設けられており、それ等の間の動力伝達が断接される。２方向クラッチ５０は、例えば図２に示すように、中心線Ｏと同心に設けられた内輪１００、外輪１０２、およびそれ等の間でリテーナ１０４によって保持された複数（実施例では８つ）のローラ１０６を備えている。内輪１００の外周面は正多角形状（実施例では８角形）とされ、外輪１０２の内周面との間の隙間寸法が増減する複数のくさび空間１０８が設けられており、そのくさび空間１０８内におけるローラ１０６の保持位置に応じて正逆２つの噛合い状態を取り得るように構成されている。リテーナ１０４によるローラ１０６の保持位置、すなわち内輪１００に対する中心線Ｏまわりの位相は、ＴＷＣ切換装置１１０により電気制御で変更されるようになっており、(a) の正噛合い状態、(b) の中立状態、および(c) の逆噛合い状態の何れかに位置決めされる。

(a) の正噛合い状態は、入力軸２２から出力軸３０へ動力伝達する方向を駆動方向として、前進走行時の回転方向（図２では右回り方向）である正回転の駆動可能で且つ被駆動不能、逆回転の駆動不能で且つ被駆動可能な状態である。図２において実線で示したローラ位置は、内輪１００が入力側に連結され、外輪１０２が出力側に連結された場合で、ローラ１０６はくさび空間１０８内の左回り方向の端部に位置決めされており、内輪１００が右回り（正回転方向）に回転駆動されると、ローラ１０６はくさび作用によってロックされ、外輪１０２が内輪１００と一体的に右回りに回転駆動される。これにより、２方向クラッチ５０を介してカウンタ軸４４から小径ギヤ４８に動力伝達可能となり、エンジン１２による前進走行が可能となる。外輪１０２の右回りの回転速度が内輪１００よりも速い場合は、ローラ１０６の回転により外輪１０２は空転させられ、内輪１００を被駆動回転させることは不能である。一方、外輪１０２が左回り（逆回転方向）に内輪１００よりも速い速度で回転させられると、ローラ１０６はくさび作用によってロックされ、内輪１００が外輪１０２と一体的に左回りに被駆動回転させられる。これにより、２方向クラッチ５０を介して小径ギヤ４８からカウンタ軸４４に動力伝達可能となり、後進走行時に入力側が被駆動回転させられてエンジンブレーキが効く状態になる。内輪１００の左回りの回転速度が外輪１０２よりも速い場合は、ローラ１０６の回転により内輪１００は空転させられ、外輪１０２を回転駆動することは不能である。なお、破線で示したローラ位置は、外輪１０２が入力側に連結され、内輪１００が出力側に連結された場合で、ローラ１０６がくさび空間１０８内の右回り方向の端部に位置決めされることにより、上記と同様の機能が得られる。

(b) の中立状態は、ローラ１０６がくさび空間１０８の周方向の中間部に位置決めされている場合で、この中間部における内輪１００と外輪１０２との間の隙間寸法はローラ１０６の直径よりも大きい。このため、正回転および逆回転の駆動、被駆動の何れの場合もローラ１０６は空転させられ、動力伝達が不能となる。

(c) の逆噛合い状態は、(a) の正噛合い状態と反対の状態である。すなわち、入力軸２２から出力軸３０へ動力伝達する方向を駆動方向として、後進走行時の回転方向（図２では左回り方向）である逆回転の駆動可能で且つ被駆動不能、正回転の駆動不能で且つ被駆動可能な状態である。具体的には、内輪１００が入力側に連結され、外輪１０２が出力側に連結された場合、ローラ１０６は実線で示すようにくさび空間１０８内の右回り方向の端部に位置決めされており、内輪１００が左回り（逆回転方向）に回転駆動されると、ローラ１０６はくさび作用によってロックされ、外輪１０２が内輪１００と一体的に左回りに回転駆動される。これにより、２方向クラッチ５０を介してカウンタ軸４４から小径ギヤ４８に動力伝達可能となり、エンジン１２による後進走行が可能となる。外輪１０２の左回りの回転速度が内輪１００よりも速い場合は、ローラ１０６の回転により外輪１０２は空転させられ、内輪１００を被駆動回転させることは不能である。一方、外輪１０２が右回り（正回転方向）に内輪１００よりも速い速度で回転させられると、ローラ１０６はくさび作用によってロックされ、内輪１００が外輪１０２と一体的に右回りに被駆動回転させられる。これにより、２方向クラッチ５０を介して小径ギヤ４８からカウンタ軸４４に動力伝達可能となり、前進走行時に入力側が被駆動回転させられてエンジンブレーキが効く状態になる。内輪１００の右回りの回転速度が外輪１０２よりも速い場合は、ローラ１０６の回転により内輪１００は空転させられ、外輪１０２を回転駆動することは不能である。なお、破線で示したローラ位置は、外輪１０２が入力側に連結され、内輪１００が出力側に連結された場合で、ローラ１０６がくさび空間１０８内の左回り方向の端部に位置決めされることにより、上記と同様の機能が得られる。

ＴＷＣ切換装置１１０は、図１に示すＴＷＣ切換用アクチュエータ５２を備えており、内輪１００に対してリテーナ１０４を中心線Ｏまわりに回転させることにより、ローラ位置を(b) の中立状態の位置から(a) の正噛合い状態の位置、および(c) の逆噛合い状態の位置へ移動させる。ＴＷＣ切換用アクチュエータ５２は、例えば一対の電磁ソレノイドを備えており、スプリング等の付勢部材によって(b) の中立状態となるように位置決めされているリテーナ１０４を、電磁ソレノイドの電磁力（吸引力）によって中心線Ｏまわりに正逆両方向へ変位させることにより、(a) の正噛合い状態、または(c) の逆噛合い状態に電気制御で切り換えることができる。電磁ソレノイドの代わりに油圧シリンダや、電動モータによって回転駆動される送りねじ機構等を用いてリテーナ１０４を変位させることも可能である。

前記小径ギヤ４８は、出力軸３０に設けられた大径ギヤ５８と噛み合わされており、前進用クラッチＣ１が係合させられるとともに２方向クラッチ５０が正噛合い状態とされることにより、エンジン１２の出力が入力軸２２から前後進切換装置２６、ギヤ変速機構２８、小径ギヤ４８、および大径ギヤ５８を順次経由して出力軸３０に伝達されるようになり、第１動力伝達経路ＴＰ１により正回転のまま動力伝達する前進走行用の第１経路伝達状態が成立させられる。また、後進用ブレーキＢ１が係合させられるとともに２方向クラッチ５０が逆噛合い状態とされることにより、第１動力伝達経路ＴＰ１により回転方向を逆転させて動力伝達する後進走行用の第１経路伝達状態が成立させられる。なお、小径ギヤ４８と大径ギヤ５８との間でも変速（減速）が行なわれ、それ等を含めてギヤ変速機構２８が構成されていると見做すこともできる。

ベルト式無段変速機２４は、入力軸２２に設けられた有効径が可変のプライマリプーリ６０と、出力軸３０と同軸のプーリ回転軸６２に設けられた有効径が可変のセカンダリプーリ６４と、それ等の一対の可変プーリ６０、６４の間に巻き掛けられた伝動ベルト６６とを備えており、一対の可変プーリ６０、６４と伝動ベルト６６との間の摩擦を介して動力伝達が行われる。一対の可変プーリ６０、６４は、それぞれＶ溝幅を変更する推力を付与する油圧アクチュエータとして油圧シリンダ６０ｃ、６４ｃを備えており、例えば油圧シリンダ６０ｃへ供給されるプライマリ油圧Ｐｐｒｉが油圧制御回路７０の油圧作動制御部７２によって制御されることにより、両可変プーリ６０、６４のＶ溝幅が変化して伝動ベルト６６の掛かり径（有効径）が変更され、変速比γ２が連続的に変化させられる。ベルト式無段変速機２４は、変速比γ２が１よりも小さい増速変速領域を含んで変速できるように構成されている。また、油圧シリンダ６４ｃへ供給されるセカンダリ油圧Ｐｓｅｃが油圧作動制御部７２によって調圧制御されることにより、伝動ベルト６６が滑りを生じないようにベルト挟圧力が調整される。

ここで、ギヤ変速機構２８のギヤ比等によって定まる前記第１動力伝達経路ＴＰ１の変速比γ１は、第２動力伝達経路ＴＰ２の変速比（ベルト式無段変速機２４の変速比と同じ）γ２の最大値γ２ｍａｘよりも大きく、例えば車両発進時や高負荷走行時に第１動力伝達経路ＴＰ１が用いられ、車速Ｖの上昇や要求駆動力の減少などに伴って第２動力伝達経路ＴＰ２に切り換えられる。但し、第２動力伝達経路ＴＰ２の変速比γ２は、変速比γ１よりも小さい変速領域まで変速可能であれば、最大変速比γ２ｍａｘが変速比γ１以上であっても良い。変速比γ１、γ２は、出力軸３０の回転速度（出力回転速度）Ｎｏｕｔに対するタービン回転速度Ｎｔの比（Ｎｔ／Ｎｏｕｔ）である。タービン回転速度Ｎｔは、入力軸２２の回転速度（入力回転速度）Ｎｉｎと同じである。

出力軸３０は、プーリ回転軸６２に対して同軸に相対回転可能に配設されており、その出力軸３０とセカンダリプーリ６４との間に設けられた前記第２経路断接クラッチＣ２により、それ等の出力軸３０とセカンダリプーリ６４との間の動力伝達が断接される。この第２経路断接クラッチＣ２が係合させられると、エンジン１２の出力が入力軸２２からベルト式無段変速機２４を経由して出力軸３０に伝達されるようになり、第２動力伝達経路ＴＰ２により動力伝達する第２経路伝達状態が成立させられる。ベルト式無段変速機２４の出力側に設けられた第２経路断接クラッチＣ２は、複数の摩擦材が油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の摩擦係合装置であり、その油圧シリンダに供給されるＣ２係合油圧Ｐｃ２が油圧作動制御部７２によって調圧制御されることにより、その係合力すなわち伝達トルク容量が連続的に調整される。

油圧作動制御部７２は、油路を切り換える電磁式切換弁や油圧を制御する電磁式油圧制御弁等が設けられたバルブボデーなどで、電子制御装置８０によってそれ等の切換弁や油圧制御弁が電気的に制御される。これにより、プライマリ油圧Ｐｐｒｉ、セカンダリ油圧Ｐｓｅｃ、Ｃ１係合油圧Ｐｃ１、Ｃ２係合油圧Ｐｃ２、Ｂ１係合油圧Ｐｂ１等が調圧制御される。油圧制御回路７０には、前記機械式オイルポンプ７４の他に必要に応じて電動式オイルポンプが設けられる。また、ＴＷＣ切換用アクチュエータ５２が電子制御装置８０によって電気的に制御されることにより、２方向クラッチ５０が中立状態から正噛合い状態および逆噛合い状態に切り換えられる。

このような車両用動力伝達装置１０は、ベルト式無段変速機２４の変速制御や、第１動力伝達経路ＴＰ１および第２動力伝達経路ＴＰ２の切換制御などを行なうコントローラとして、電子制御装置８０を備えている。この電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うもので、必要に応じてエンジン制御用、変速制御用等に分けて複数の電子制御装置を用いて構成される。電子制御装置８０には、シフトレバー９０の操作位置（シフトポジション）Ｐｓｈを表す信号がシフトポジションセンサ９２から供給される他、エンジン回転速度Ｎｅ、入力回転速度であるタービン回転速度Ｎｔ、車速Ｖに対応する出力回転速度Ｎｏｕｔ、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａｃｃを表す信号など、各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。シフトレバー９０は、例えば前進走行用のＤ位置、後進走行用のＲ位置、動力伝達を遮断するＮ位置等の操作位置Ｐｓｈを備えており、運転者によって選択操作される。

電子制御装置８０は、駆動力源であるエンジン１２の出力制御も行なうもので、エンジン制御部８２、無段変速制御部８４、前後進切換制御部８６、および経路切換制御部８８等を機能的に備えている。エンジン制御部８２は、例えばアクセル操作量Ａｃｃ等の要求駆動力に基づいてエンジントルク等のエンジン１２の運転状態を制御する。無段変速制御部８４は、例えば出力回転速度Ｎｏｕｔおよびアクセル操作量Ａｃｃ等に基づいて予め定められたマップから目標回転速度を算出し、入力回転速度Ｎｉｎ（Ｎｔ）がその目標回転速度となるようにベルト式無段変速機２４の変速制御を行なう。

前後進切換制御部８６および経路切換制御部８８は、例えば図３のフローチャートのステップＦ１〜Ｆ１０（以下、単にＦ１〜Ｆ１０という）に従って信号処理を実行する。Ｆ１〜Ｆ３、およびＦ８〜Ｆ１０は前後進切換制御部８６に相当し、Ｆ４〜Ｆ７は経路切換制御部８８に相当する。

図３のＦ１では、前進走行か否かをシフトレバー９０の操作位置Ｐｓｈ等により判断し、前進走行の場合はＦ２以下を実行する。Ｆ２では、２方向クラッチ５０を正噛合い状態とするようにＴＷＣ切換用アクチュエータ５２を制御し、次のＦ３では前後進切換装置２６の前進用クラッチＣ１を係合させるように油圧作動制御部７２を制御する。このように２方向クラッチ５０が正噛合い状態とされ且つ前進用クラッチＣ１が係合させられると、第１動力伝達経路ＴＰ１により動力伝達する前進走行用の第１経路伝達状態が成立させられ、エンジン１２の出力が入力軸２２から第１動力伝達経路ＴＰ１を経て出力軸３０へ伝達され、更に減速歯車装置３２および差動歯車装置１８を経て左右の前輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達されることにより、車両が前進走行させられる。この前進走行時には、アクセルＯＦＦの減速走行時に２方向クラッチ５０を逆噛合い状態に切り換えることにより、２方向クラッチ５０が正回転の被駆動状態になってエンジンブレーキを効かせることができる。

Ｆ４では、第１動力伝達経路ＴＰ１から第２動力伝達経路ＴＰ２に切り換える１→２経路切換条件を満足するか否かを判断し、１→２経路切換条件を満足する場合は、Ｆ５〜Ｆ７を実行して第１動力伝達経路ＴＰ１により動力伝達する第１経路伝達状態から第２動力伝達経路ＴＰ２により動力伝達する第２経路伝達状態に切り換える。１→２経路切換条件は、例えば車速Ｖ（Ｎｏｕｔ）やアクセル操作量Ａｃｃ等の運転状態をパラメータとして予め定められており、本実施例では車両発進時や高負荷走行時に第１動力伝達経路ＴＰ１が用いられ、車速Ｖの上昇や要求駆動力の減少などに伴って第２動力伝達経路ＴＰ２に切り換えられるように定められている。

１→２経路切換条件を満足した場合に実行するＦ５では、無段変速制御部８４に対してベルト式無段変速機２４の変速指令を出力し、ここでは第２動力伝達経路ＴＰ２の変速比γ２が最大変速比γ２ｍａｘになるように変速させる。次のＦ６では、第２経路断接クラッチＣ２を係合させるように油圧作動制御部７２を制御する。第２動力伝達経路ＴＰ２の最大変速比γ２ｍａｘは第１動力伝達経路ＴＰ１の変速比γ１よりも小さいためアップ変速になり、出力回転速度Ｎｏｕｔに対して相対的に入力回転速度Ｎｉｎ（＝Ｎｔ）が低下させられるため、正噛合い状態の２方向クラッチ５０は、出力側の外輪１０２が内輪１００に対して空転させられるようになる。このため、前進用クラッチＣ１を係合させたまま、第２経路断接クラッチＣ２を係合させるだけで、第２動力伝達経路ＴＰ２により動力伝達する第２経路伝達状態に切り換えることができる。Ｆ７では、前進用クラッチＣ１を係合状態に維持し、第２動力伝達経路ＴＰ２により動力伝達する第２経路伝達時には、遊星歯車装置２７の差動を阻止して比較的低回転速度の入力軸２２と一体回転させられるようにする。但し、第２経路断接クラッチＣ２を係合させた後の適当なタイミングで前進用クラッチＣ１を解放するようにしても良い。また、２方向クラッチ５０については、正噛合い状態に維持したままでも良いが、中立状態に切り換えることも可能である。

一方、前記Ｆ１の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわち前進走行でない場合はＦ８を実行する。Ｆ８では、後進走行か否かをシフトレバー９０の操作位置Ｐｓｈ等により判断し、後進走行の場合はＦ９以下を実行し、後進走行でない場合はそのまま終了する。Ｆ９では、２方向クラッチ５０を逆噛合い状態とするようにＴＷＣ切換用アクチュエータ５２を制御し、次のＦ１０では前後進切換装置２６の後進用ブレーキＢ１を係合させるように油圧作動制御部７２を制御する。このように２方向クラッチ５０が逆噛合い状態とされ且つ後進用ブレーキＢ１が係合させられると、第１動力伝達経路ＴＰ１により回転方向を逆転させて動力伝達する後進走行用の第１経路伝達状態が成立させられ、エンジン１２の出力が入力軸２２から第１動力伝達経路ＴＰ１を経て出力軸３０へ伝達され、更に減速歯車装置３２および差動歯車装置１８を経て左右の前輪２０Ｌ、２０Ｒに伝達されることにより、車両が後進走行させられる。この後進走行時には、アクセルＯＦＦの減速走行時に２方向クラッチ５０を正噛合い状態に切り換えることにより、２方向クラッチ５０が逆回転の被駆動状態になってエンジンブレーキを効かせることができる。

このように本実施例の車両用動力伝達装置１０においては、第１動力伝達経路ＴＰ１に前後進切換装置２６と直列に設けられる噛合い式伝達装置として、前進走行時の回転方向である正回転の駆動可能で且つ被駆動不能な正噛合い状態、および後進走行時の回転方向である逆回転の駆動可能で且つ被駆動不能な逆噛合い状態の、２つの噛合い状態を取り得る２方向クラッチ５０が用いられているため、従来の同期噛合いクラッチと同様に、前後進共に第１動力伝達経路ＴＰ１により入力軸２２から出力軸３０へ動力伝達して走行することが可能である。

一方、前進走行時に第１動力伝達経路ＴＰ１から第２動力伝達経路ＴＰ２へ切り換える経路切換においては、前進用クラッチＣ１が係合させられ且つ２方向クラッチ５０が正噛合い状態とされた第１経路伝達状態において、第２経路断接クラッチＣ２を係合させるだけで、２方向クラッチ５０を正噛合い状態のまま空転状態として第１経路伝達状態よりも変速比が小さい第２経路伝達状態に切り換えることができる。すなわち、一方向クラッチを用いた場合と同様の切換制御が可能となり、ショックを抑制しつつ容易に経路切換を行なうことができる。

また、第２経路伝達状態では、ベルト式無段変速機２４の変速比γ２が小さい高速走行時においても、２方向クラッチ５０が空転させられることにより、遊星歯車装置２７の強制的な差動回転が防止されて耐久性が向上する。特に、本実施例では、第２経路伝達時に前進用クラッチＣ１を係合状態に維持し、遊星歯車装置２７を比較的低回転速度の入力軸２２と一体回転させるため、その遊星歯車装置２７の差動回転が阻止されて耐久性が一層向上する。

また、２方向クラッチ５０は、一般にシンクロ機構付きの同期噛合いクラッチに比べて構造が簡単で安価であり、耐久性にも優れていることから、車両用動力伝達装置１０のコストを低減できる。

また、正逆２つの噛合い状態を電磁力で切り換えることができる電気制御式の２方向クラッチ５０が用いられているため、従来のように油圧式の同期噛合いクラッチを用いる場合に比較して応答性が優れ、噛合い状態の切換制御を容易に高い応答性で行なうことができるとともに、油圧発生による効率（燃費など）の低下が抑制される。また、正逆２つの噛合い状態に保持できることから、正噛合い状態では逆回転の駆動不能で且つ被駆動可能となり、逆噛合い状態では正回転の駆動不能で且つ被駆動可能となるため、前進走行時および後進走行時共に、必要に応じて噛合い状態を切り換えることによりエンジンブレーキを効かせることができる。

また、２方向クラッチ５０は、正逆２つの噛合い状態の他に、正回転および逆回転の駆動および被駆動を何れも不能とする中立状態に切り換えることができるため、動力伝達を完全に遮断することが可能であり、例えば急ブレーキ時等に動力伝達を速やかに遮断することができるなど、動力伝達状態の制御の幅が広くなる。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図５〜図２１は、図１の車両用動力伝達装置１０に比較して前後進切換装置２６、第２経路断接クラッチＣ２、および２方向クラッチ５０の配設位置、すなわち第１軸線Ｓ１〜第３軸線Ｓ３に対する配設位置が異なる場合で、何れも図１に対応する骨子図である。図４は、図５〜図２１の実施例における前後進切換装置２６、第２経路断接クラッチＣ２、および２方向クラッチ５０の第１軸線Ｓ１〜第３軸線Ｓ３に対する配設位置を、図１の実施例と比較してまとめて示した図である。

図５の車両用動力伝達装置２００の自動変速装置２０２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓと小径ギヤ４２との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。なお、前後進切換装置２６の入力回転要素であるキャリア２７ｃと入力軸２２との間に２方向クラッチ５０を設けることもできる。

図６の車両用動力伝達装置２１０の自動変速装置２１２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、大径ギヤ５８と出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。なお、この実施例では、第２経路断接クラッチＣ２がプーリ回転軸６２と出力軸３０との間を断接するように設けられている。他の実施例でも、状況に応じてプーリ回転軸６２と出力軸３０との間に第２経路断接クラッチＣ２が設けられる。

図７の車両用動力伝達装置２２０の自動変速装置２２２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して、第２軸線Ｓ２上の出力軸３０がセカンダリプーリ６４に直接連結され、第２経路断接クラッチＣ２が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。入力軸２２に対してＣＶＴ入力軸２３が別個に設けられており、それ等の入力軸２２とＣＶＴ入力軸２３との間に第２経路断接クラッチＣ２が設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図８の車両用動力伝達装置２３０の自動変速装置２３２は、図７の車両用動力伝達装置２２０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓと小径ギヤ４２との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。なお、前後進切換装置２６の入力回転要素であるキャリア２７ｃと入力軸２２との間に２方向クラッチ５０を設けることもできる。

図９の車両用動力伝達装置２４０の自動変速装置２４２は、図７の車両用動力伝達装置２２０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、大径ギヤ５８と出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１０の車両用動力伝達装置２５０の自動変速装置２５２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して、第１軸線Ｓ１上の小径ギヤ４２が入力軸２２に直接連結され、前後進切換装置２６が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。前後進切換装置２６は、大径ギヤ５８と出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１１の車両用動力伝達装置２６０の自動変速装置２６２は、図１０の車両用動力伝達装置２５０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、入力軸２２と小径ギヤ４２との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１２の車両用動力伝達装置２７０の自動変速装置２７２は、図１０の車両用動力伝達装置２５０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓと出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。なお、前後進切換装置２６の入力回転要素であるキャリア２７ｃと大径ギヤ５８との間に２方向クラッチ５０を設けることもできる。

図１３の車両用動力伝達装置２８０の自動変速装置２８２は、図１０の車両用動力伝達装置２５０に比較して、第２軸線Ｓ２上の出力軸３０がセカンダリプーリ６４に直接連結され、第２経路断接クラッチＣ２が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。入力軸２２に対してＣＶＴ入力軸２３が別個に設けられており、それ等の入力軸２２とＣＶＴ入力軸２３との間に第２経路断接クラッチＣ２が設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１４の車両用動力伝達装置２９０の自動変速装置２９２は、図１３の車両用動力伝達装置２８０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、入力軸２２と小径ギヤ４２との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１５の車両用動力伝達装置３００の自動変速装置３０２は、図１３の車両用動力伝達装置２８０に比較して、第３軸線Ｓ３上の小径ギヤ４８がカウンタ軸４４に直接連結され、２方向クラッチ５０が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓと出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。なお、前後進切換装置２６の入力回転要素であるキャリア２７ｃと大径ギヤ５８との間に２方向クラッチ５０を設けることもできる。

図１６の車両用動力伝達装置３１０の自動変速装置３１２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して、第１軸線Ｓ１上の小径ギヤ４２が入力軸２２に直接連結され、前後進切換装置２６が第３軸線Ｓ３上に配設されている点が相違する。前後進切換装置２６は、カウンタ軸４４と２方向クラッチ５０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。なお、２方向クラッチ５０と小径ギヤ４８との間に前後進切換装置２６を設けることもできる。

図１７の車両用動力伝達装置３２０の自動変速装置３２２は、図１６の車両用動力伝達装置３１０に比較して、第３軸線Ｓ３上の前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓが小径ギヤ４８に直接連結され、２方向クラッチ５０が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、入力軸２２と小径ギヤ４２との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１８の車両用動力伝達装置３３０の自動変速装置３３２は、図１６の車両用動力伝達装置３１０に比較して、第３軸線Ｓ３上の前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓが小径ギヤ４８に直接連結され、２方向クラッチ５０が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、大径ギヤ５８と出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図１９の車両用動力伝達装置３４０の自動変速装置３４２は、図１６の車両用動力伝達装置３１０に比較して、第２軸線Ｓ２上の出力軸３０がセカンダリプーリ６４に直接連結され、第２経路断接クラッチＣ２が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。入力軸２２に対してＣＶＴ入力軸２３が別個に設けられており、それ等の入力軸２２とＣＶＴ入力軸２３との間に第２経路断接クラッチＣ２が設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図２０の車両用動力伝達装置３５０の自動変速装置３５２は、図１９の車両用動力伝達装置３４０に比較して、第３軸線Ｓ３上の前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓが小径ギヤ４８に直接連結され、２方向クラッチ５０が第１軸線Ｓ１上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、入力軸２２と小径ギヤ４２との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図２１の車両用動力伝達装置３６０の自動変速装置３６２は、図１９の車両用動力伝達装置３４０に比較して、第３軸線Ｓ３上の前後進切換装置２６の出力回転要素であるサンギヤ２７ｓが小径ギヤ４８に直接連結され、２方向クラッチ５０が第２軸線Ｓ２上に配設されている点が相違する。２方向クラッチ５０は、大径ギヤ５８と出力軸３０との間に設けられている。この場合も、実質的に前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図２２は、前記図１に対応する骨子図で、この車両用動力伝達装置４００の自動変速装置４０２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して前後進切換装置２６の入出力回転要素が相違する。すなわち、この実施例では遊星歯車装置２７のサンギヤ２７ｓが入力回転要素で入力軸２２に連結され、キャリア２７ｃが出力回転要素で小径ギヤ４２に連結されている。この場合も、前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図２３は、前記図１に対応する骨子図で、この車両用動力伝達装置４１０の自動変速装置４１２は、前記車両用動力伝達装置１０に比較して、前後進切換装置４１４がシングルピニオン型の遊星歯車装置４１６を用いて構成されている点が相違する。すなわち、この前後進切換装置４１４は、遊星歯車装置４１６のサンギヤ４１６ｓが入力回転要素として用いられて入力軸２２に連結され、リングギヤ４１６ｒが出力回転要素として用いられて小径ギヤ４２に連結されている。また、サンギヤ４１６ｓおよびリングギヤ４１６ｒは前進用クラッチＣ１を介して選択的に連結され、キャリア４１６ｃは後進用ブレーキＢ１を介して選択的に回転停止させられるようになっている。そして、前進用クラッチＣ１が係合させられるとともに後進用ブレーキＢ１が解放されると、遊星歯車装置４１６が一体回転させられる直結状態となり、入力軸２２と一体的に小径ギヤ４２が回転させられる前進用動力伝達状態が成立させられる。また、後進用ブレーキＢ１が係合させられるとともに前進用クラッチＣ１が解放されると、小径ギヤ４２が入力軸２２に対して逆方向へ回転させられるようになり、後進用動力伝達状態が成立させられる。このような車両用動力伝達装置４１０においても、第１動力伝達経路ＴＰ１に前後進切換装置４１４と直列に２方向クラッチ５０が設けられることにより、前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図２４は、前記図１に対応する骨子図で、この車両用動力伝達装置４２０の自動変速装置４２２は、上記車両用動力伝達装置４１０に比較して前後進切換装置４１４の入出力回転要素が相違する。すなわち、この実施例では遊星歯車装置４１６のリングギヤ４１６ｒが入力回転要素で入力軸２２に連結され、サンギヤ４１６ｓが出力回転要素で小径ギヤ４２に連結されている。この場合も、前後進切換装置４１４と直列に２方向クラッチ５０が設けられることにより、前記車両用動力伝達装置１０と同様の作用効果が得られる。

図２５は、２方向クラッチの別の例を説明する断面図である。この２方向クラッチ１２０は、基本的な構造は前記２方向クラッチ５０と同じであるが、リテーナ１０４を移動させるためのＴＷＣ切換機構１２２が相違する。すなわち、このＴＷＣ切換機構１２２は、内輪１００の回転に伴ってリテーナ１０４が摩擦により機械的にくさび空間１０８内を移動させられ、内輪１００が右回り方向（正回転方向）へ回転させられると(a) の正噛合い状態になり、内輪１００が左回り方向（逆回転方向）へ回転させられると(b) の逆噛合い状態になる。すなわち、内輪１００の回転方向に応じて噛合い状態が決まり、外輪１０２の回転に伴って内輪１００が被駆動回転させられることはない。したがって、エンジンブレーキを効かせることはできないが、エンジン１２の他にモータジェネレータ等を備えるハイブリッド車両など、エンジンブレーキが必要ない一定の条件下で前記２方向クラッチ５０に代えてこの２方向クラッチ１２０を採用することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、４００、４１０、４２０：車両用動力伝達装置 ２２：入力軸 ２４：ベルト式無段変速機（変速機） ２６、４１４：前後進切換装置 ２７、４１６：遊星歯車装置 ３０：出力軸 ５０、１２０：２方向クラッチ（噛合い式伝達装置） ８０：電子制御装置 ８８：経路切換制御部 ＴＰ１：第１動力伝達経路 ＴＰ２：第２動力伝達経路 Ｃ１：前進用クラッチ Ｂ１：後進用ブレーキ Ｃ２：第２経路断接クラッチ（第２経路断接装置）

Claims (6)

1. 入力軸と出力軸との間に、第１動力伝達経路および第２動力伝達経路が互いに並列に設けられているとともに、
   前記第１動力伝達経路には、遊星歯車装置の３つの回転要素の中の２つを連結することにより直結状態にして前進走行可能とする前進用クラッチ、および該遊星歯車装置の３つの回転要素の中の一つを回転停止させて後進走行可能とする後進用ブレーキを有する前後進切換装置と、噛合い式伝達装置とが直列に設けられている一方、
   前記第２動力伝達経路には、変速比を変更可能な変速機と第２経路断接装置とが直列に設けられており、
   前進走行時に、車速の上昇に伴って前記第１動力伝達経路を前記第２動力伝達経路に切り換えて走行する車両用動力伝達装置において、
   前記噛合い式伝達装置は、前記入力軸から前記出力軸へ動力伝達する方向を駆動方向として、前進走行時の回転方向である正回転の駆動可能で且つ被駆動不能な正噛合い状態、および後進走行時の回転方向である逆回転の駆動可能で且つ被駆動不能な逆噛合い状態の、２つの噛合い状態を取り得る２方向クラッチである
   ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記前進用クラッチが係合させられ且つ前記２方向クラッチが正噛合い状態とされて前記第１動力伝達経路により動力伝達する第１経路伝達状態において、前記第２経路断接装置を接続することにより、前記２方向クラッチを正噛合い状態のまま空転状態として、前記第１経路伝達状態よりも変速比が小さい前記第２動力伝達経路により動力伝達する第２経路伝達状態に切り換える経路切換制御部を有する
   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. 前記経路切換制御部は、前記第２経路伝達状態では前記前進用クラッチを係合状態に維持して前記遊星歯車装置を一体回転させる
   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. 前記第２動力伝達経路に設けられる変速機はベルト式無段変速機である
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置。
5. 前記２方向クラッチは、電磁力で前記２つの噛合い状態に切り換えることができる電気制御式の２方向クラッチで、
   前記正噛合い状態では逆回転の駆動不能で且つ被駆動可能であり、前記逆噛合い状態では正回転の駆動不能で且つ被駆動可能である
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用動力伝達装置。
6. 前記２方向クラッチは、前記正噛合い状態および前記逆噛合い状態の２つの噛合い状態の他に、正回転および逆回転の駆動および被駆動を何れも不能とする中立状態に切り換えることができる
   ことを特徴とする請求項５に記載の車両用動力伝達装置。

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