JPWO2017073552A1 - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

自動変速機は、第１の動力伝達経路（ａ１）に介在される第１の係合要素（Ｃ１）と、第２の動力伝達経路（ａ２）において入力軸（３０）と歯車列（５０）との間に介在される第２の係合要素（Ｃ２）と、第２の動力伝達経路（ａ２）において第２の係合要素（Ｃ２）よりも車輪（８Ｌ，８Ｒ）側に介在される第３の係合要素（ＴＷＣ）と、を備える。第１の係合要素（Ｃ１）は、無段変速機構（４０）と、第２の動力伝達経路（ａ２）の第１の動力伝達経路（ａ１）に対する車輪（８Ｌ，８Ｒ）側の連結部分と、の間に位置し、前進走行時には係合状態、後進走行時には解放状態、惰性走行時には解放状態に切換可能である。第２の係合要素（Ｃ２）及び第３の係合要素（ＴＷＣ）は、前進走行時には少なくとも一方が解放状態、後進走行時には両方とも係合状態に切り換わる。

Description

本発明は、例えば駆動源と車輪とを駆動連結しつつ無段変速可能な無段変速機構を備えた自動変速機に関する。

従来、ベルト式無段変速機構（ＣＶＴ）等の無段変速機構を搭載した車両用の自動変速機が普及している。ベルト式無段変速機構を搭載した自動変速機としては、例えば、ベルト式無段変速機構のプライマリプーリと内燃エンジンとの間に前後進切換機構を介在させたものが知られている。しかしながら、この自動変速機では前進時及び後進時のいずれの場合にもベルト式無段変速機構の挟持圧が必要になるので、内燃エンジンの負荷の軽減が望まれていた。そこで、後進時にはベルト式無段変速機構を使用しないように、後進専用の歯車列を利用し、変速比を固定する自動変速機が開発されている。このような自動変速機としては、例えば、内燃エンジンに駆動連結される入力軸と、車輪に駆動連結される出力軸と、入力軸及び出力軸を連結可能なベルト式無段変速機構と、入力軸及び出力軸を連結可能な歯車列と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。この自動変速機では、第１軸上に、入力軸、歯車列との接断機構、前進用クラッチ、プライマリプーリが順に配置され、第１軸と平行な第２軸上に、セカンダリプーリ、後進用クラッチ、出力軸が順に配置されている。

この自動変速機では、前進時には、前進用クラッチを係合状態にして入力軸と無段変速機構とを接続し、接断機構を切断状態にして入力軸と歯車列とを切り離し、後進用クラッチを解放状態にして歯車列と出力軸とを切り離すことで、入力軸の回転を前進用クラッチ及び無段変速機構を介して出力軸に伝達する。また、この自動変速機では、後進時には、前進用クラッチを解放状態にして入力軸と無段変速機構とを切り離し、接断機構を接続状態にして入力軸と歯車列とを接続し、後進用クラッチを係合状態にして歯車列と出力軸とを接続することで、入力軸の回転を接断機構、歯車列、後進用クラッチを介して出力軸に伝達する。この自動変速機によれば、後進時には無段変速機構を介することなく駆動力を伝達することができるので、挟持圧を不要にして内燃エンジンの負荷を軽減することができる。

特開昭６３−５７９５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の自動変速機では、セカンダリプーリと出力軸とが直結しているので、前進走行中の車両が減速して低速走行になってアイドリングストップ制御を実行して内燃エンジンが停止した際に、機械式オイルポンプが停止して無段変速機構の挟持圧が減圧してベルトが滑ってしまうことを防止するため、例えば、電動オイルポンプを使用して挟持圧を発生させなければならなかった。

そこで、無段変速機構を利用した前進走行と無段変速機構を利用せずに歯車列を利用した後進走行とを切換可能でありながら、アイドリングストップ制御時に駆動源の停止により挟持圧が発生しなくなっても電動オイルポンプ等の他の挟持圧発生部を必要としない自動変速機を提供することを目的とする。

本開示に係る自動変速機は、車両の駆動源に駆動連結される入力軸と、車輪に駆動連結される出力軸と、変速比を連続的に変更可能な無段変速機構と、前記入力軸と前記出力軸とを前記無段変速機構を介して連結する第１の動力伝達経路に介在され、前進走行時には係合状態、後進走行時には解放状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第１の係合要素と、前記第１の動力伝達経路における前記無段変速機構及び前記第１の係合要素の前記駆動源側と前記無段変速機構及び前記第１の係合要素の前記車輪側とを歯車列を介して連結する第２の動力伝達経路において、前記入力軸と前記歯車列との間に介在され、後進走行時には係合状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第２の係合要素と、前記第２の動力伝達経路において前記第２の係合要素よりも前記車輪側に介在され、前進走行時には少なくとも前記第２の係合要素が係合状態である場合は解放状態、後進走行時には係合状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第３の係合要素と、を備え、前記第１の係合要素は、前記無段変速機構と、前記第２の動力伝達経路の前記第１の動力伝達経路に対する前記車輪側の連結部分と、の間に位置すると共に、惰性走行時には解放状態に切換可能である。

本自動変速機によると、第１の係合要素は、無段変速機構と、第２の動力伝達経路の第１の動力伝達経路に対する車輪側の連結部分と、の間に位置すると共に、惰性走行時には解放状態に切換可能である。このため、減速中、停止前におけるアイドリングストップ制御時に、第１の係合要素を解放状態に切り換えることにより、車輪は回転しながらも駆動源及び無段変速機構は停止するので、無段変速機構のベルトの滑りを防止することができる。これにより、無段変速機構を利用した前進走行と、無段変速機構を利用せずに歯車列を利用した後進走行とを切換可能でありながら、アイドリングストップ制御時に駆動源の停止により挟持圧が発生しなくなっても電動オイルポンプ等の他の挟持圧発生部を必要としないようにできる。

実施の形態に係る自動変速機を搭載した車両を示すスケルトン図である。 実施の形態に係る自動変速機の係合表である。 実施の形態に係る自動変速機の変形例を搭載した車両を示すスケルトン図である。 実施の形態に係る自動変速機の更なる変形例を搭載した車両を示すスケルトン図である。

以下、自動変速機３の実施の形態を、図１Ａに沿って説明する。自動変速機３を搭載した車両１は、内燃エンジン（駆動源）２と、自動変速機３と、自動変速機３を制御するＥＣＵ４及び油圧制御装置５と、車輪８Ｌ，８Ｒ等とを備えている。内燃エンジン２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、自動変速機３に連結されている。また、本実施の形態では、自動変速機３は、所謂ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型としている。但し、自動変速機３は、ＦＦ型には限られず、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型であってもよい。

自動変速機３は、自動変速機３の入力軸３０と、発進装置１０と、無段変速機構４０と、歯車列５０と、カウンタシャフト部６０と、ディファレンシャル装置８０と、左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒと、これらを収容するミッションケース９０とを備えている。自動変速機３は、互いに平行な軸である第１軸ＡＸ１〜第４軸ＡＸ４を備えている。

第１軸ＡＸ１は、内燃エンジン２のクランク軸２０と同軸である。この第１軸ＡＸ１上には、クランク軸２０に駆動連結される入力軸３０、発進装置１０、発進装置１０の出力側に連結される中間軸３１、中間軸３１に取り付けられた第２のクラッチ（第２の係合要素）Ｃ２、第２のクラッチＣ２に取り付けられた第１のギヤ３２、無段変速機構４０のプライマリプーリ４１及びその回転軸であるプライマリ軸４７、が配置されている。第２のクラッチＣ２は、内周部が中間軸３１に取り付けられると共に、外周部が第１のギヤ３２と一体回転するよう取り付けられている。

第２軸ＡＸ２上には、無段変速機構４０のセカンダリプーリ４２及びその回転軸であるセカンダリ軸４８、出力軸３３、セカンダリ軸４８及び出力軸３３を係脱可能な第１のクラッチ（第１の係合要素）Ｃ１、ツーウェイクラッチ（第３の係合要素）ＴＷＣ、ツーウェイクラッチＴＷＣに取り付けられた第２のギヤ３４、出力軸３３に取り付けられたドライブギヤ３５、が配置されている。ツーウェイクラッチＴＷＣは、内周部が出力軸３３に取り付けられると共に、外周部が第２のギヤ３４と一体回転するよう取り付けられている。

第３軸ＡＸ３上には、カウンタシャフト部６０のカウンタ軸６１、ドリブンギヤ６２、ドライブギヤ６３が配置されている。第４軸ＡＸ４上には、ディファレンシャル装置８０及び左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒが配置されている。各駆動軸８２Ｌ，８２Ｒには、左右の車輪８Ｌ，８Ｒが設けられている。

自動変速機３では、入力軸３０と出力軸３３とを無段変速機構４０を介して連結する動力伝達経路を第１の動力伝達経路ａ１とし、第１の動力伝達経路ａ１には第１のクラッチＣ１が介在されている。本実施の形態では、第１のクラッチＣ１は、無段変速機構４０よりも車輪８Ｌ，８Ｒ側に配置されている。第１のクラッチＣ１は、不図示の油圧サーボに対する油圧の給排により係脱される多板あるいは単板の摩擦板を有し、摩擦板同士の摩擦による係脱により動力伝達を接断する摩擦係合要素である。第１のクラッチＣ１は、前進走行時には係合状態、後進走行時には解放状態、惰性走行時には解放状態に切換可能であり、動力伝達を接断する。

本実施の形態では、セカンダリ軸４８及び出力軸３３を係脱可能な第１の係合要素として、摩擦係合要素である第１のクラッチＣ１を適用した場合について説明したが、これには限られない。第１の係合要素としては、動力伝達を接断可能であれば構成は限定されず、摩擦係合要素の他、噛合いクラッチやツーウェイクラッチ等であってもよい。即ち、第１のクラッチＣ１は、無段変速機構４０と後述する第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する車輪８Ｌ，８Ｒ側の連結部分と、の間に位置している。

また、第１の動力伝達経路ａ１における無段変速機構４０及び第１のクラッチＣ１の内燃エンジン２側と、無段変速機構４０及び第１のクラッチＣ１の車輪８Ｌ，８Ｒ側とを、歯車列５０を介して連結する動力伝達経路を第２の動力伝達経路ａ２とする。第２の動力伝達経路ａ２には、動力伝達を接断するツーウェイクラッチＴＷＣと、ツーウェイクラッチＴＷＣよりも内燃エンジン２側に配置された第２のクラッチＣ２とが、介在されている。

第２のクラッチＣ２は、不図示の油圧サーボに対する油圧の給排により係脱される多板あるいは単板の摩擦板を有し、摩擦板同士の摩擦による係脱により動力伝達を接断する摩擦係合要素である。第２のクラッチＣ２は、第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する内燃エンジン２側の連結部分に配置され、入力軸３０と同軸の中間軸３１と歯車列５０との間に介在されている。第２のクラッチＣ２は、後進走行時には係合状態に切り換わることにより、動力伝達を接断する。本実施の形態では、中間軸３１及び歯車列５０を係脱可能な第２の係合要素として、摩擦係合要素である第２のクラッチＣ２を適用した場合について説明したが、これには限られない。第２の係合要素としては、動力伝達を接断可能であれば構成は限定されず、摩擦係合要素の他、噛合いクラッチやツーウェイクラッチ等であってもよい。

ツーウェイクラッチＴＷＣは、第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する車輪８Ｌ，８Ｒ側の連結部分に配置され、出力軸３３と歯車列５０との間に介在されている。ツーウェイクラッチＴＷＣは、出力軸３３から歯車列５０への動力伝達を切断し、歯車列５０から出力軸３３への動力伝達を接続するよう設定されている。即ち、ツーウェイクラッチＴＷＣは、第２の動力伝達経路ａ２において第２のクラッチＣ２よりも車輪８Ｌ，８Ｒ側に介在され、くさび作用による係脱により機械的に動力伝達を接断する。また、ツーウェイクラッチＴＷＣは、前進走行時には少なくとも第２のクラッチＣ２が係合状態である場合は解放状態、後進走行時には係合状態に切り換わることにより、動力伝達を接断する。

発進装置１０は、トルクコンバータ１１と、それをロックアップし得るロックアップクラッチ１２とを有している。トルクコンバータ１１は、中間軸３１を介して無段変速機構４０に駆動連結している。トルクコンバータ１１は、自動変速機３の入力軸３０に接続されたポンプインペラ１１ａと、作動流体である油を介してポンプインペラ１１ａの回転が伝達されるタービンランナ１１ｂと、それらの間に配置されると共にケース９０に固定されたワンウェイクラッチ１１ｄにより一方向に回転が規制されたステータ１１ｃとを有している。タービンランナ１１ｂは、中間軸３１に接続されている。ロックアップクラッチ１２は、フロントカバー１２ａと中間軸３１とを係脱可能であり、トルクコンバータ１１をロックアップ状態及びアンロックアップ状態に切換可能である。

無段変速機構４０は、変速比を連続的に変更可能であり、本実施の形態ではベルト式無段自動変速機構を適用している。但し、これには限られず、無段変速機構４０として、例えばトロイダル式無段変速機構やコーンリング式無段変速機構等を適用してもよい。無段変速機構４０は、第１軸ＡＸ１上に配置されるプライマリプーリ４１と、第２軸ＡＸ２上に配置されるセカンダリプーリ４２と、それら両プーリ４１，４２に巻回された無端状のベルト（例えば金属製プッシュタイプベルト、金属製プルタイプベルト、金属リング等のあらゆる無端ベルトを含む）４３とを有している。

プライマリプーリ４１は、それぞれが対向する円錐状に形成された壁面を有し、プライマリ軸４７に対して軸方向移動不能に固定された固定シーブ４１ａと、プライマリ軸４７に対して軸方向移動可能に支持された可動シーブ４１ｂとを有しており、これら固定シーブ４１ａと可動シーブ４１ｂとによって形成された断面Ｖ字状となる溝部によりベルト４３を挟持している。

セカンダリプーリ４２は、それぞれが対向する円錐状に形成された壁面を有し、セカンダリ軸４８に対して軸方向移動不能に固定された固定シーブ４２ａと、セカンダリ軸４８に対して軸方向移動可能に支持された可動シーブ４２ｂとを有しており、これら固定シーブ４２ａと可動シーブ４２ｂとによって形成された断面Ｖ字状となる溝部によりベルト４３を挟持している。これらプライマリプーリ４１の固定シーブ４１ａとセカンダリプーリ４２の固定シーブ４２ａとは、ベルト４３に対して軸方向反対側となるように配置されている。

プライマリプーリ４１の可動シーブ４１ｂの背面側には、油圧サーボ４５が配置されており、セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２ｂの背面側には、油圧サーボ４６が配置されている。

歯車列５０は、第２のクラッチＣ２とツーウェイクラッチＴＷＣとの間を接続して設けられている。歯車列５０は、第１のギヤ３２に噛合する第１のアイドラギヤ（アイドラギヤ）５１と、第１のアイドラギヤ５１及び第２のギヤ３４のそれぞれに噛合する第２のアイドラギヤ（アイドラギヤ）５２と、を有している。即ち、歯車列５０は、入力軸３０の回転を逆転して出力軸３３に伝達する複数のアイドラギヤからなる。

第１のクラッチＣ１は、第１の動力伝達経路ａ１において、無段変速機構４０と、第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する車輪８Ｌ，８Ｒ側の連結部分、即ちツーウェイクラッチＴＷＣと、の間に位置する。

カウンタシャフト部６０は、カウンタ軸６１と、このカウンタ軸６１と一体回転するドリブンギヤ６２及びドライブギヤ６３を有している。ドリブンギヤ６２は、ドライブギヤ３５に噛合している。ドライブギヤ６３は、ドリブンギヤ６２より小径で、ディファレンシャル装置８０のリングギヤ８３に噛合している。

ディファレンシャル装置８０は、ディファレンシャルギヤを内包したデフケース８１を有しており、デフケース８１は比較的大径のリングギヤ８３を固定して有している。リングギヤ８３は、デフケース８１を介してディファレンシャルギヤに接続されており、ディファレンシャルギヤを介してデフケース８１に支持された左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒが接続されている。したがって、無段変速機構４０で無段変速された出力回転は、カウンタシャフト部６０を介してディファレンシャル装置８０に伝達され、ディファレンシャル装置８０において左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒの差回転が吸収されつつ、それら左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒに接続された車輪８Ｌ，８Ｒに出力される。即ち、出力軸３３は、車輪８Ｌ，８Ｒに駆動連結されている。

ＥＣＵ４は、例えば、ＣＰＵと、処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備えており、油圧制御装置５への制御信号等、各種の信号を出力ポートから出力する。また、ＥＣＵ４は、車両１の走行停止状態や運転者による加減速の意思に基づいて、自動変速機３を前進モード及び後進モード等の間で切換可能である。

油圧制御装置５は、例えばバルブボディにより構成されており、不図示のオイルポンプから供給された油圧からライン圧やモジュレータ圧等を生成し、ＥＣＵ４からの制御信号に基づいて第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、無段変速機構４０、ロックアップクラッチ１２をそれぞれ制御するための油圧を給排可能である。

以上のように構成された自動変速機３は、図１Ａのスケルトン図に示す第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とが、図１Ｂの係合表に示す組み合わせで係脱されることにより、前進モードと後進モードとのいずれかが選択されて達成されるか、あるいはいずれも選択されずにニュートラル状態になる。尚、図１Ｂ中、「（○）」は、後進時において、内燃エンジン２側から車輪８Ｌ，８Ｒ側へは接続されるが、車輪８Ｌ，８Ｒ側から内燃エンジン２側へは切断されて、エンジンブレーキは作用しない状態を示す。

このように、ＥＣＵ４は、第１のクラッチＣ１を係合状態、第２のクラッチＣ２を解放状態にし、また、ツーウェイクラッチＴＷＣはＥＣＵ４の判断ではなく機械的に切断状態（解放状態）になり、内燃エンジン２の駆動力を入力軸３０から出力軸３３に第１の動力伝達経路ａ１を介して伝達することにより前進走行する前進モードを実行可能である。また、ＥＣＵ４は、第１のクラッチＣ１を解放状態、第２のクラッチＣ２を係合状態にし、また、ツーウェイクラッチＴＷＣはＥＣＵ４の判断ではなく機械的に接続状態（係合状態）になり、内燃エンジン２の駆動力を入力軸３０から出力軸３３に第２の動力伝達経路ａ２を介して伝達することにより後進走行する後進モードを実行可能である。また、ＥＣＵ４は、第１のクラッチＣ１を解放状態、第２のクラッチＣ２及びツーウェイクラッチＴＷＣの少なくとも一方を解放状態にして入力軸３０と出力軸３３との動力伝達を切断状態にすることにより惰性走行可能な切断モードを実行可能である。本実施の形態では、ＥＣＵ４は、切断モードにおいて、第１のクラッチＣ１を解放状態、ツーウェイクラッチＴＷＣを解放状態にして無段変速機構４０と車輪８Ｌ，８Ｒとの動力伝達を切断状態にすることにより惰性走行可能にしている。また、本実施の形態では、前進モードは、前進走行時において専用に用いられ、後進モードは、後進走行時において専用に用いられる。

次に、上述した自動変速機３の動作について、説明する。

内燃エンジン２の始動後、車両１が内燃エンジン２の駆動力により前進走行する際は、ＥＣＵ４は、前進モードを選択し、第１のクラッチＣ１を係合状態にし、第２のクラッチＣ２を解放状態にする。これにより、内燃エンジン２の駆動力は、入力軸３０から発進装置１０を介して中間軸３１に伝達され、プライマリプーリ４１に入力される。この時、第２のクラッチＣ２は解放状態であるので、中間軸３１の回転は歯車列５０には伝達されない。

プライマリプーリ４１の回転は、ベルト４３を介してセカンダリプーリ４２に伝達され、第１のクラッチＣ１に入力される。この時、第１のクラッチＣ１は係合状態であるので、セカンダリ軸４８の回転は出力軸３３に伝達される。ツーウェイクラッチＴＷＣは、出力軸３３から歯車列５０への動力伝達を切断するよう設定されているので、出力軸３３の回転は歯車列５０には伝達されることなく、ドライブギヤ３５に伝達される。ドライブギヤ３５の回転は、カウンタシャフト部６０を介してディファレンシャル装置８０に伝達され、左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒから車輪８Ｌ，８Ｒに伝達される。このように、自動変速機３は前進モードとなり、内燃エンジン２の駆動力は第１の動力伝達経路ａ１を介して車輪８Ｌ，８Ｒに伝達される。

次に、内燃エンジン２のアイドリング中あるいは停止後、車両１が内燃エンジン２の駆動力によらずに惰性により前進走行する際は、ＥＣＵ４は、エンジンブレーキを使用するか、ニュートラル状態で惰性走行、即ち切断モードを選択するかを判断する。ＥＣＵ４がエンジンブレーキを使用すると判断した場合は、第１のクラッチＣ１を係合状態にし、第２のクラッチＣ２を解放状態にし、ロックアップクラッチ１２を係合状態にする。これにより、車輪８Ｌ，８Ｒからの回転は、ディファレンシャル装置８０及びカウンタシャフト部６０を介してドライブギヤ３５及び出力軸３３に伝達される。この時も、ツーウェイクラッチＴＷＣにより、出力軸３３の回転は歯車列５０には伝達されず、第１のクラッチＣ１を介して無段変速機構４０に入力される。無段変速機構４０の回転は中間軸３１及びロックアップクラッチ１２を介して内燃エンジン２に逆入力され、エンジンブレーキが作動する。

また、ＥＣＵ４が切断モードを選択し、自動変速機３をニュートラル状態にして惰性走行すると判断した場合は、第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２を解放状態にする。これにより、車輪８Ｌ，８Ｒからの回転は、ディファレンシャル装置８０及びカウンタシャフト部６０を介してドライブギヤ３５及び出力軸３３に伝達されるが、出力軸３３の回転は無段変速機構４０及び歯車列５０のいずれにも伝達されずに、自動変速機３においては大きな制動力を受けることなく惰性走行が実現される。

次に、車両１が内燃エンジン２の駆動力により後進走行する際は、ＥＣＵ４は、後進モードを選択し、第１のクラッチＣ１を解放状態にし、第２のクラッチＣ２を係合状態にする。これにより、内燃エンジン２の駆動力は、入力軸３０から発進装置１０を介して中間軸３１に伝達され、第２のクラッチＣ２が係合状態であるので、歯車列５０に伝達される。これにより、第２のクラッチＣ２の回転が、第１のアイドラギヤ５１及び第２のアイドラギヤ５２を経てツーウェイクラッチＴＷＣに伝達される。ツーウェイクラッチＴＷＣは、歯車列５０から出力軸３３への動力伝達を接続するよう設定されているので、歯車列５０からの回転は出力軸３３からドライブギヤ３５に伝達される。ドライブギヤ３５の回転は、カウンタシャフト部６０を介してディファレンシャル装置８０に伝達され、左右の駆動軸８２Ｌ，８２Ｒから車輪８Ｌ，８Ｒに伝達される。一方、中間軸３１の回転はプライマリプーリ４１に入力され、セカンダリプーリ４２が回転されるが、第１のクラッチＣ１は解放状態であるので、回転は出力軸３３には伝達されない。このように、自動変速機３は後進モードとなり、内燃エンジン２の駆動力は第２の動力伝達経路ａ２を介して車輪８Ｌ，８Ｒに伝達される。

以上説明したように、本実施の形態の自動変速機３によると、第１のクラッチＣ１は、無段変速機構４０と、第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する車輪８Ｌ，８Ｒ側の連結部分と、の間に位置すると共に、惰性走行時には解放状態に切換可能である。このため、減速中、停止前におけるアイドリングストップ制御時には、切断モードを選択して実行することにより、車輪８Ｌ，８Ｒは回転しながらも内燃エンジン２及び無段変速機構４０は停止するので、無段変速機構４０のベルトの滑りを防止することができる。これにより、無段変速機構４０を利用した前進走行と無段変速機構４０を利用せずに歯車列５０を利用した後進走行とを切換可能でありながら、アイドリングストップ制御時に内燃エンジン２の停止により挟持圧が発生しなくなっても電動オイルポンプ等の他の挟持圧発生部を必要としないようにできる。

また、第１のクラッチＣ１が無段変速機構４０よりも車輪８Ｌ，８Ｒ側に介在されているので、第１のクラッチＣ１を解放状態にしたニュートラル状態での前進の惰性走行時、即ち切断モード時に、無段変速機構４０に車輪８Ｌ，８Ｒ側からの回転が伝達されることがない。このため、惰性走行時に無段変速機構４０が連れ回される場合に比べて、より減速度を小さくすることができる。

また、本実施の形態の自動変速機３では、第１のクラッチＣ１は、第１の動力伝達経路ａ１において、無段変速機構４０と、第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する車輪８Ｌ，８Ｒ側の連結部分と、の間に位置する。このため、前進走行時において、車輪８Ｌ，８Ｒ側からの悪路走行時等に発生する衝撃トルクの入力が無段変速機構４０に達する前に、この衝撃トルクを第１のクラッチＣ１により吸収することができる（トルクヒューズ）。このため、衝撃トルクが無段変速機構４０に達してしまった場合に起こり得るベルト滑りの発生を、抑制することができる。また、停車中に第２のクラッチＣ２を解放状態にして無段変速機構４０で変速することができ、例えば、２速発進を実現することができる。

ここで、例えば特許文献１のように、後進用クラッチが第２軸上に配置されている場合、第２軸上に配置された後進用クラッチは、後進時に歯車列からの駆動力を出力軸に伝達するため、伝達トルクが大きいことから多数の摩擦板を有するか、あるいは摩擦板が大径になっている。このため、前進時に後進用クラッチを解放状態にした際に、出力軸の回転に対して引き摺り抵抗が大きくなってしまい、燃費が悪くなるという問題があった。

これに対し、本実施の形態の自動変速機３では、第２の動力伝達経路ａ２において、第２のクラッチＣ２がツーウェイクラッチＴＷＣよりも内燃エンジン２側に介在されているので、第２のクラッチＣ２が無段変速機構４０よりも車輪８Ｌ，８Ｒ側の第１の動力伝達経路ａ１上に配置される場合に比べて、第２のクラッチＣ２に要求される伝達トルクを小さくすることができる。これにより、第２のクラッチＣ２の摩擦板を減らす、または摩擦板を小径にすることができるので、前進時に解放状態にした際に、出力軸３３の回転に対する引き摺り抵抗を小さくすることができる。よって、この自動変速機３によれば、無段変速機構４０を利用した前進走行と歯車列５０を利用した後進走行とを切換可能でありながら、前進時における後進用の第２のクラッチＣ２の引き摺り抵抗を小さくすることができる。

また、本実施の形態の自動変速機３では、第２のクラッチＣ２は、入力軸３０と同軸の中間軸３１と歯車列５０との間に介在されている。このため、第２のクラッチＣ２を入力軸３０側の第１の動力伝達経路ａ１上に配置できるので、前進時に第２のクラッチＣ２が解放状態である場合に、入力軸３０側の第１の動力伝達経路ａ１からの動力伝達により連れ回される歯車列５０の歯車数を最小限に抑えることができる。このため、歯車の連れ回りによる回転抵抗の発生を抑えることができる。

また、第２の動力伝達経路ａ２においては入力軸３０側が最も要求トルクが小さくなることが多いので、第２のクラッチＣ２が、出力軸３３側の第１の動力伝達経路ａ１に配置される場合に比べて、第２のクラッチＣ２に要求される伝達トルクを最も小さくすることができ、第２のクラッチＣ２の摩擦板を大幅に減らす、または摩擦板の径を大きく縮小することができ、前進時における出力軸３３の回転に対する引き摺り抵抗をより小さくすることができる。

上述した本実施の形態の自動変速機３では、第３の係合要素としてツーウェイクラッチＴＷＣを使用した場合について説明したが、これには限られない。即ち、第３の係合要素は、第２の動力伝達経路ａ２において第２のクラッチＣ２よりも車輪８Ｌ，８Ｒ側に介在され、動力伝達を接断するものであればよく、例えば噛み合いにより係脱するドグクラッチ、あるいは摩擦係合要素を適用してもよい。

また、本実施の形態の自動変速機３では、ツーウェイクラッチＴＷＣは、第２の動力伝達経路ａ２の第１の動力伝達経路ａ１に対する車輪８Ｌ，８Ｒ側の連結部分に配置され、出力軸３３と歯車列５０との間に介在される場合について説明したが、これには限られない。例えば、図２に示すように、ツーウェイクラッチＴＷＣ１を中間軸３１の同軸上で、第２の動力伝達経路ａ２において第２のクラッチＣ２よりも車輪８Ｌ，８Ｒ側に隣接して連結して設けてもよい。即ち、ツーウェイクラッチＴＷＣ１を、第２のクラッチＣ２と歯車列５０との間に介在させてもよい。この場合、ツーウェイクラッチＴＷＣ１は、出力軸３３側から入力軸３０側への動力伝達を切断し、入力軸３０側から出力軸３３側への動力伝達を接続するよう設定される。車両１の前進時においては、出力軸３３の回転は歯車列５０を伝達するが、第２のクラッチＣ２には伝達されない。この場合も、アイドリングストップ制御時に内燃エンジン２の停止により挟持圧が発生しなくなっても他の挟持圧発生部を必要としないようにでき、また、第２のクラッチＣ２に要求される伝達トルクを小さくすることができるので、前進時の出力軸３３の回転に対する引き摺り抵抗を小さくすることができる。

あるいは、図３に示すように、ツーウェイクラッチＴＷＣ２を歯車列５０の間、例えば第１のアイドラギヤ５１と第２のアイドラギヤ５２との間に介在させてもよい。この場合、ツーウェイクラッチＴＷＣ２は、出力軸３３側から入力軸３０側への動力伝達を切断し、入力軸３０側から出力軸３３側への動力伝達を接続するよう設定される。車両１の前進時においては、出力軸３３の回転は歯車列５０を途中まで伝達するが、第２のクラッチＣ２には伝達されない。この場合も、アイドリングストップ制御時に内燃エンジン２の停止により挟持圧が発生しなくなっても他の挟持圧発生部を必要としないようにでき、また、第２のクラッチＣ２に要求される伝達トルクを小さくすることができるので、前進時の出力軸３３の回転に対する引き摺り抵抗を小さくすることができる。

また、本実施の形態の自動変速機３では、第２のクラッチＣ２は、中間軸３１と歯車列５０との間に介在される場合について説明したが、これには限られない。例えば、第２のクラッチＣ２を歯車列５０の途中に設けてもよい。いずれの場合も、第２のクラッチＣ２が出力軸３３と歯車列５０との間に介在される場合に比べて、第２のクラッチＣ２に要求される伝達トルクを小さくすることができ、第２のクラッチＣ２の摩擦板を減らす、または摩擦板を小径にすることができ、前進時における出力軸３３の回転に対する引き摺り抵抗を小さくすることができる。

尚、本実施の形態は、以下の構成を少なくとも備える。本実施の形態の自動変速機（３）は、車両（１）の駆動源（２）に駆動連結される入力軸（３０）と、車輪（８Ｌ，８Ｒ）に駆動連結される出力軸（３３）と、変速比を連続的に変更可能な無段変速機構（４０）と、前記入力軸（３０）と前記出力軸（３３）とを前記無段変速機構（４０）を介して連結する第１の動力伝達経路（ａ１）に介在され、前進走行時には係合状態、後進走行時には解放状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第１の係合要素（Ｃ１）と、前記第１の動力伝達経路（ａ１）における前記無段変速機構（４０）及び前記第１の係合要素（Ｃ１）の前記駆動源（２）側と前記無段変速機構（４０）及び前記第１の係合要素（Ｃ１）の前記車輪（８Ｌ，８Ｒ）側とを歯車列（５０）を介して連結する第２の動力伝達経路（ａ２）において、前記入力軸（３０）と前記歯車列（５０）との間に介在され、後進走行時には係合状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第２の係合要素（Ｃ２）と、前記第２の動力伝達経路（ａ２）において前記第２の係合要素（Ｃ２）よりも前記車輪（８Ｌ，８Ｒ）側に介在され、前進走行時には少なくとも前記第２の係合要素（Ｃ２）が係合状態である場合は解放状態、後進走行時には係合状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）と、を備え、前記第１の係合要素（Ｃ１）は、前記無段変速機構（４０）と、前記第２の動力伝達経路（ａ２）の前記第１の動力伝達経路（ａ１）に対する前記車輪（８Ｌ，８Ｒ）側の連結部分と、の間に位置すると共に、惰性走行時には解放状態に切換可能である。この構成によれば、第１の係合要素（Ｃ１）は、無段変速機構（４０）と、第２の動力伝達経路（ａ２）の第１の動力伝達経路（ａ１）に対する車輪（８Ｌ，８Ｒ）側の連結部分と、の間に位置すると共に、惰性走行時には解放状態に切換可能である。このため、減速中、停止前におけるアイドリングストップ制御時に、第１の係合要素（Ｃ１）を解放状態に切り換えることにより、車輪（８Ｌ，８Ｒ）は回転しながらも駆動源（２）及び無段変速機構（４０）は停止するので、無段変速機構（４０）のベルトの滑りを防止することができる。これにより、無段変速機構（４０）を利用した前進走行と無段変速機構（４０）を利用せずに歯車列（５０）を利用した後進走行とを切換可能でありながら、アイドリングストップ制御時に駆動源（２）の停止により挟持圧が発生しなくなっても電動オイルポンプ等の他の挟持圧発生部を必要としないようにできる。

また、第１の係合要素（Ｃ１）は、第１の動力伝達経路（ａ１）において、無段変速機構（４０）と、第２の動力伝達経路（ａ２）の第１の動力伝達経路（ａ１）に対する車輪（８Ｌ，８Ｒ）側の連結部分と、の間に位置する。このため、前進走行時において、車輪（８Ｌ，８Ｒ）側からの急制動による衝撃トルクが無段変速機構（４０）に達する前に、この衝撃トルクを第１の係合要素（Ｃ１）により吸収することができる。これにより、衝撃トルクが無段変速機構（４０）に達してしまった場合に起こり得るベルト滑りの発生を、抑制することができる。

また、後進走行時には、歯車列（５０）を介して駆動力を出力するため、後進時には無段変速機構（４０）の制御を実行する必要が無く、ＥＣＵ（４）による制御を簡素化することができる。更に、その際に挟持圧の発生が不要であるため、挟持圧を発生させる場合に比べて必要な油圧が小さくなり、駆動源（２）の負荷を軽減することができる。

また、後進時に係合状態になり前進時に解放状態になる第２の係合要素（Ｃ２）が、第２の動力伝達経路（ａ２）における第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）よりも駆動源（２）側に介在される。このため、第２の係合要素（Ｃ２）が、無段変速機構（４０）よりも車輪（８Ｌ，８Ｒ）側の第１の動力伝達経路（ａ１）に配置される場合に比べて、第２の係合要素（Ｃ２）に要求される伝達トルクを小さくすることができる。これにより、第２の係合要素（Ｃ２）の摩擦板を減らす、または摩擦板を小径にすることができるので、前進時に解放状態にした際に、出力軸（３３）の回転に対する引き摺り抵抗を小さくすることができる。よって、この自動変速機（３）によれば、無段変速機構（４０）を利用した前進走行と歯車列（５０）を利用した後進走行とを切換可能でありながら、前進時における後進用の第２の係合要素（Ｃ２）の引き摺り抵抗を小さくすることができる。

また、第２の係合要素（Ｃ２）は、入力軸（３０）と歯車列（５０）との間に介在されるので、第２の係合要素（Ｃ２）を第１の動力伝達経路（ａ１）上に配置でき、前進時に第２の係合要素（Ｃ２）が解放状態である場合に、入力軸（３０）側の第１の動力伝達経路（ａ１）からの動力伝達により連れ回される歯車列（５０）の歯車数を最小限に抑えることができる。このため、歯車の連れ回りによる回転抵抗の発生を抑えることができる。また、第２の動力伝達経路（ａ２）においては入力軸（３０）側が最も要求トルクが小さくなることが多いので、第２の係合要素（Ｃ２）が、出力軸（３３）側の第１の動力伝達経路（ａ１）に配置される場合に比べて、第２の係合要素（Ｃ２）に要求される伝達トルクを最も小さくすることができ、第２の係合要素（Ｃ２）の摩擦板を大幅に減らす、または摩擦板の径を大きく縮小することができ、前進時における出力軸（３３）の回転に対する引き摺り抵抗をより小さくすることができる。

また、本実施の形態の自動変速機（３）では、前記第１の係合要素（Ｃ１）を係合状態、前記第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）を解放状態にして前記駆動源（２）の駆動力を前記入力軸（３０）から前記出力軸（３３）に前記第１の動力伝達経路（ａ１）を介して伝達することにより前進走行可能な前進モードと、前記第１の係合要素（Ｃ１）を解放状態、前記第２の係合要素（Ｃ２）を係合状態、前記第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）を係合状態にして前記駆動源（２）の駆動力を前記入力軸（３０）から前記出力軸（３３）に前記第２の動力伝達経路（ａ２）を介して伝達することにより後進走行可能な後進モードと、前記第１の係合要素（Ｃ１）を解放状態、前記第２の係合要素（Ｃ２）及び前記第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）の少なくとも一方を解放状態にして前記入力軸（３０）と前記出力軸（３３）との動力伝達を切断状態にすることにより惰性走行可能な切断モードと、に切換可能である。この構成によれば、前進モード及び後進モードの切り換えのみで前後進を切り換えることができるので、例えばプラネタリギヤを用いた前後進切換機構を使用する必要が無く、構成を簡素化することができる。

また、本実施の形態の自動変速機（３）では、前記第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）はツーウェイクラッチである。この構成によれば、くさび作用又は噛み合いによる係脱により動力伝達を接断できるので、油圧や電力により作動されるクラッチを使用する場合に比べて、接断動作のために外部から供給するエネルギを不要にすることができ、燃費を向上することができる。

また、本実施の形態の自動変速機（３）では、前記第３の係合要素（ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２）は噛合いクラッチとすることができる。この構成によれば、係合時の伝達トルクを大きくすることができると共に、解放時には動力伝達を確実に切断することができる。

また、本実施の形態の自動変速機（３）では、前記歯車列（５０）は、前記入力軸（３０）の回転を逆転して前記出力軸（３３）に伝達する複数のアイドラギヤ（５１，５２）からなる。この構成によれば、歯車列（５０）として複雑な構成のプラネタリギヤを用いる必要が無いので、構成を簡素化することができる。

本自動変速機は、変速比を連続的に変更可能な無段変速機構を有する変速機構を有する自動変速機に用いることが可能であり、特に無段変速機構を介さずに入力軸と出力軸とを連結可能なものに用いて好適である。

１ 車両
２ 内燃エンジン（駆動源）
３ 自動変速機
８Ｌ，８Ｒ 車輪
３０ 入力軸
３３ 出力軸
４０ 無段変速機構
５０ 歯車列
５１ 第１のアイドラギヤ（アイドラギヤ）
５２ 第２のアイドラギヤ（アイドラギヤ）
ａ１ 第１の動力伝達経路
ａ２ 第２の動力伝達経路
Ｃ１ 第１のクラッチ（第１の係合要素）
Ｃ２ 第２のクラッチ（第２の係合要素）
ＴＷＣ，ＴＷＣ１，ＴＷＣ２ ツーウェイクラッチ（第３の係合要素）

Claims (5)

1. 車両の駆動源に駆動連結される入力軸と、
   車輪に駆動連結される出力軸と、
   変速比を連続的に変更可能な無段変速機構と、
   前記入力軸と前記出力軸とを前記無段変速機構を介して連結する第１の動力伝達経路に介在され、前進走行時には係合状態、後進走行時には解放状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第１の係合要素と、
   前記第１の動力伝達経路における前記無段変速機構及び前記第１の係合要素の前記駆動源側と前記無段変速機構及び前記第１の係合要素の前記車輪側とを歯車列を介して連結する第２の動力伝達経路において、前記入力軸と前記歯車列との間に介在され、後進走行時には係合状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第２の係合要素と、
   前記第２の動力伝達経路において前記第２の係合要素よりも前記車輪側に介在され、前進走行時には少なくとも前記第２の係合要素が係合状態である場合は解放状態、後進走行時には係合状態に切り換わることにより動力伝達を接断する第３の係合要素と、を備え、
   前記第１の係合要素は、前記無段変速機構と、前記第２の動力伝達経路の前記第１の動力伝達経路に対する前記車輪側の連結部分と、の間に位置すると共に、惰性走行時には解放状態に切換可能である自動変速機。
2. 前記第１の係合要素を係合状態、前記第３の係合要素を解放状態にして前記駆動源の駆動力を前記入力軸から前記出力軸に前記第１の動力伝達経路を介して伝達することにより前進走行可能な前進モードと、
   前記第１の係合要素を解放状態、前記第２の係合要素を係合状態、前記第３の係合要素を係合状態にして前記駆動源の駆動力を前記入力軸から前記出力軸に前記第２の動力伝達経路を介して伝達することにより後進走行可能な後進モードと、
   前記第１の係合要素を解放状態、前記第２の係合要素及び前記第３の係合要素の少なくとも一方を解放状態にして前記入力軸と前記出力軸との動力伝達を切断状態にすることにより惰性走行可能な切断モードと、に切換可能な請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記第３の係合要素はツーウェイクラッチである請求項１又は２に記載の自動変速機。
4. 前記第３の係合要素は噛合いクラッチである請求項１又は２に記載の自動変速機。
5. 前記歯車列は、前記入力軸の回転を逆転して前記出力軸に伝達する複数のアイドラギヤからなる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動変速機。

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