WO2014199458A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

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光洋 豊田
博文 中田
倫生 吉田
井上 大輔
綾部 篤志
元宣 木村
日野 顕
近藤 宏紀
松尾 賢治
拓郎 嶋津
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • FIG. 1 schematically shows an example of a vehicle control device according to the present invention, and shows a vehicle equipped with the vehicle control device.
  • the vehicle control device in this specific example is included in an electronic control device (hereinafter referred to as “ECU”) 1 mounted on a vehicle Ve, and is an engine (Eng) that is a power source of the vehicle Ve. 2, a transaxle 3 that transmits the power output from the engine 2 toward the drive wheels 5, and a drive train 4 that rotates integrally with the drive wheels 5.
  • ECU1 electronice control device mounted on a vehicle Ve
  • Eng engine
  • transaxle 3 that transmits the power output from the engine 2 toward the drive wheels 5
  • a drive train 4 that rotates integrally with the drive wheels 5.
  • the vehicle control device will be described as ECU1.
  • the ECU 1 includes a controller for controlling the vehicle Ve, and is configured to include a central processing unit, a storage device, and a microcomputer mainly having an input / output interface. Further, the ECU 1 is configured to receive various signals from various sensors S that detect the driving state of the vehicle Ve. Further, the storage device of the ECU 1 stores various data together with various control programs, and is configured to execute various arithmetic processes. Therefore, the ECU 1 is configured to perform various arithmetic processes based on the input signal and stored data, and to output instruction signals for performing various controls according to the results of the arithmetic processes.
  • a torque converter 6 having a lock-up clutch 6e is connected to the crankshaft 2a of the engine 2.
  • the torque converter 6 has a well-known configuration as a fluid transmission device, amplifies the torque by transmitting the torque through the fluid, and can transmit the torque in a directly connected state by connecting the lock-up clutch 6e.
  • the front cover 6a is connected to the crankshaft 2a so as to rotate integrally therewith, and a turbine runner 6c is disposed opposite to the pump impeller 6b integrated with the front cover 6a.
  • a stator 6d is disposed between the pump impeller 6b and the turbine runner 6c via a one-way clutch (not shown). That is, the front cover 6a and the pump impeller 6b rotate integrally with the crankshaft 2a.
  • the forward-reverse switching mechanism 8 is entirely rotated integrally. That is, when the spliced first clutch mechanism C 1, the rotation direction and the rotation speed of each rotating element of the planetary gear mechanism are both in the normal rotation direction becomes the same rotational speed.
  • the positive rotation direction refers to the same rotation direction as the rotation direction of the input shaft 7, and the negative rotation direction refers to the direction opposite to the rotation direction of the input shaft 7.
  • the meshing clutch mechanism D 1 of the first specific example is a mechanism that is disposed on the output shaft 12 and selectively transmits or interrupts torque between the transmission mechanism 40 and the output shaft 12.
  • the first clutch mechanism C 1 may be a friction clutch
  • meshing clutch mechanism D 1 may be of the configuration switch to two states of the engaged state and the disconnected state, the transmission torque The capacity does not have to be between 0% and 100%. Therefore, meshing clutch mechanism D 1 can be configured by such as a dog clutch or a synchromesh mechanism.
  • both the spline formed on the outer peripheral surface of the clutch gear 53 and the spline formed on the outer peripheral surface of the hub 51 configured to rotate integrally with the output shaft 12 include the axis of the output shaft 12.
  • the first clutch mechanism C 1 and the dog clutch D 1 is a mechanism for selectively connecting the second transmission path torque transmittable manner. Then, the second transmission path in the first clutch mechanism and the C 1 and the dog clutch D 1 are arranged in series.
  • the dog clutch D 1 is downstream of the first clutch mechanism C 1 in the torque transmission direction from the engine 2 side to the drive wheel 5 side in the second transmission path (drive wheel 5 side). Are arranged. Therefore, by connecting both the first clutch mechanism C 1 and the dog clutch D 1 , torque can be transmitted from the engine 2 to the drive wheels 5 via the transmission mechanism 40.
  • the accelerator pedal operation The detection signal such as the accelerator opening degree Acc based on the brake pedal operation is included.
  • the ECU 1 calculates a drive request amount, a target gear ratio, a target engine torque, and the like based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and drives the engine 2 at a fuel-efficient driving point based on the calculated values. It is comprised so that it can control.
  • the gear ratio gamma gear by the transmission mechanism 40 for maximum speed ratio greater than gamma Cvtmax by CVT 10 the speed ratio or the driving force will change when switching from the gear drive mode to CVT running mode. Therefore, in the first specific example, the first and second clutch mechanisms C 1 and C 2 are constituted by a friction clutch mechanism, and the joined first clutch mechanism C 1 is separated and separated. Further, when the second clutch mechanism C 2 is joined, the clutch mechanisms C 1 and C 2 are controlled to slip in a transient manner.
  • the slip control is conventionally known as clutch-to-clutch control.
  • the second engagement pressure of the clutch mechanism C 2 gradually increases, gradually increasing the second torque transfer capacity of the clutch mechanism C 2, first Tsugigo ⁇ clutch mechanism C 1 Along with this gradually decreasing gradually reducing the first torque transfer capacity of the clutch mechanism C 1 and.
  • the determination unit 101 of the ECU1 includes an engine speed Ne, and the engine torque Te, the gear ratio gamma cvt based on, it determines whether or not to disconnect the dog clutch D 1 (step S3).
  • An example of the determination map is shown in FIG.
  • the dog clutch D 1 which is disposed relatively downstream side of the clutch disposed in series in the second transmission path in the CVT running, rotational inertia body capable of idling transmission mechanism 40
  • the engine 2 is used as a vibration source to attenuate the vibration transmitted through the first transmission path.
  • the transition of the vibration transmission rate according to the engine speed Ne or the vehicle speed V is indicated by a thick line X, and the transmission from the first transmission path
  • the transition of the vibration transmissibility according to the engine speed Ne or the vehicle speed V is indicated by a one-dot chain line Y.
  • the first boundary line K 0 that is the reference line intersects the optimum fuel consumption line H, and is within the CVT travel region Z. Includes many areas where excessive vibration and noise occur (areas where NV performance is not achieved).
  • a reference line does not intersect with the second boundary line K 1 is the optimum fuel consumption line H, the total of the CVT travel area Z The range is included in an area where noise is hardly generated (an NV performance achievement area).
  • the transmission mechanism in the first specific example is set to a gear ratio (reduction ratio) that causes a deceleration action when torque is transmitted from the input shaft to the output shaft. Therefore, when the torque of the output shaft is applied to the transmission mechanism, the equivalent inertia moment by the transmission mechanism acting on the output shaft becomes a relatively large value, and the vibration transmitted to the output shaft can be effectively attenuated. That is, the equivalent moment of inertia by the transmission mechanism can be effectively utilized depending on the speed ratio (reduction ratio) of the transmission mechanism.
  • the clutch mechanism arranged in series with the transmission path including the transmission mechanism by separating both the first clutch mechanism arranged on the upstream side and the dog clutch arranged on the downstream side, during CVT traveling, The input shaft and the output shaft do not rotate with the transmission mechanism.
  • the transmission mechanism can be disconnected from the torque transmission path during CVT traveling, power loss due to the transmission mechanism can be reduced, and a decrease in durability of the transmission mechanism can be suppressed.
  • FIG. 10 Power train in a third embodiment shown in FIG. 10, a first specific example shown in FIG. 2, the rotation shaft and the dog clutch D 1 is arranged to the first clutch mechanism C 1 and the forward-reverse switching mechanism 19 is arranged It is comprised so that a rotating shaft may differ.
  • the first clutch mechanism C 1 and the forward / reverse switching mechanism 19 are arranged on the counter shaft 43, and the second clutch mechanism C 2 and the dog clutch D 1 are on the same axis as the output shaft 12.
  • the forward / reverse switching mechanism 19 disposed on the counter shaft 43 is constituted by a double pinion type planetary gear mechanism having three rotating elements in the same manner as the forward / reverse switching mechanism 8 disposed on the input shaft 7. Yes.
  • the dog clutch D 1 uses a spline formed on the inner peripheral surface of the sleeve 65, which can move in the axial direction of the counter shaft 43, as an input side clutch gear 57 integrated with the counter driven gear 50.
  • the forward / reverse switching mechanism 19 is connected to the input shaft 7 by meshing with the formed spline and the spline formed on the output side clutch gear 66 integrated with the carrier 19c as an input element.
  • the dog clutch D 1 transmits torque between the input shaft 7 and the forward / reverse switching mechanism 40 via the first gear pair including the drive gear 46 and the counter driven gear 50 in the transmission mechanism 40. It is included in a clutch mechanism for selectively performing transmission or disconnection. That is, in this case, in the torque transmission path leading to the drive wheels 5 from the engine 2 via a transmission mechanism 40, the dog clutch D 1 is disposed on the upstream side, a first clutch mechanism C 1 is disposed downstream Yes.
  • a dog clutch D 1 is disposed between the counter driven gear 73 and the counter drive gear 78 on the counter shaft 74.
  • the dog clutch D 1 is configured to connect the counter drive gear 78 to the counter shaft 74 and to release the connection.
  • the spline provided on the hub 75 that rotates integrally with the counter shaft 74 and the spline provided on the clutch gear 77 that rotates integrally with the counter drive gear 78 mesh with the spline provided on the sleeve 76.
  • the counter shaft 74 and the counter drive gear 78 are connected.
  • the vehicle control device according to the present invention is not limited to the above-described specific example, and can be appropriately changed without departing from the object of the present invention.
  • the transmission mechanism in the present invention is not limited to a gear mechanism having a single transmission ratio (gear ratio) as a fixed transmission ratio, and has two or more fixed transmission ratios (gear ratios).
  • a gear mechanism that can select and set a fixed gear ratio may be used.
  • the transmission mechanism is constituted by a gear mechanism capable of transmitting torque from the input shaft to the output shaft.
  • a transmission gear ratio that cannot be set by the continuously variable transmission mechanism is set by the transmission mechanism. Therefore, the gear mechanism is configured by a combination of gear pairs in which a plurality of gears are engaged. That is, it is only necessary that the gear ratio (ratio of the number of teeth) be larger than the maximum speed ratio that can be set by the continuously variable transmission mechanism.

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Abstract

 固定された変速比を設定できる伝動機構と、その伝動機構と並列に設けられた無段変速機構と、その伝動機構を含むトルクの伝達経路を選択的に遮断する経路切替機構とを備え、車両の運転状態に応じて経路切替機構の作動を制御することにより振動を減衰させるように構成された車両の制御装置を提供する。 無段変速機構と、一定の変速比を設定できる伝動機構とが入力軸と出力軸との間に並列に配置され、伝動機構を介して内燃機関から駆動輪に到るトルクの伝達経路をトルク伝達可能に選択的に接続するクラッチ機構を備え、クラッチ機構は、一方のクラッチと他方のクラッチとが直列に配置され、その他方のクラッチが相対的に下流側に配置された車両の制御装置であって、無段変速機構を介して内燃機関から駆動輪へトルクを伝達している場合、一方のクラッチおよび他方のクラッチのうちどちらか一方を継合させるように構成されている。

Description

車両の制御装置
 この発明は、動力源が出力したトルクが伝達される入力軸と駆動輪へトルクを出力する出力軸との間に、並列に形成された複数のトルク伝達経路と、一方の経路から他方の経路にトルク伝達が可能な経路を切り替えるための経路切替機構とを備えた車両の制御装置に関するものである。
 並列に設けられたギヤ機構およびベルト式無段変速機と、動力源から駆動輪に到るトルクの伝達経路を、無段変速機構を含む伝達経路と伝動機構を含む伝達経路とに切り替えるための複数のクラッチ機構とを備えた車両の構成が、実開昭62-45455号公報に記載されている。実開昭62-45455号公報に記載された構成は、そのクラッチ機構を継合させた状態もしくは切り離した状態の組み合わせによって、動力源から駆動輪に到るトルクの伝達経路を、ベルト式無段変速機を含む経路と、ギヤ機構を含む経路とに切り替え、さらにニュートラル状態を設定できるように構成されている。
 ところで、動力源として内燃機関を備えた車両において、動力損失を減らして燃費を向上させるために、内燃機関と駆動輪との間でトルクの伝達経路を直結状態にすることが知られている。この場合、内燃機関で燃料を爆発させることにより生じる振動、すなわち内燃機関がトルクを出力する際に生じる振動が、トルクの伝達経路に伝わることによって、車両の前後や上下の振動、車室内のこもり音などの振動と騒音とを発生させてしまう可能性がある。そのため、トルクの伝達経路に伝わる振動を減衰させるための構成として、流体を介してトルクを伝達させる構成や、直結状態ではギヤ比(変速比)を比較的大きく設定し、かつ内燃機関の回転数を高回転状態に制御して走行する構成や、比較的低い剛性のダンパ(振動減衰装置)をトルクの伝達経路に配置した構成や、内燃機関に連結されたフライホイールの質量を大きくさせるなど慣性質量体によってトルクの伝達経路内に慣性モーメントを持たせる構成などが知られている。
 しかしながら、上述した実開昭62-45455号公報に記載された構成では、流体伝動装置によって内燃機関がトルクを出力する際に生じる振動がトルクの伝達経路に伝わることを抑制できるものの、流体を介してトルクを伝達させるため伝達効率が低下する。仮に、トルクの伝達経路に伝わる振動を減衰させるために内燃機関の回転数を上昇させた場合には、燃費のよい運転領域で内燃機関を駆動させられなくなり、振動は減衰できるものの燃費を悪化させる可能性があった。また、フライホイールの質量を大きくさせた場合には、トルクの伝達経路に伝わる振動をフライホイールの慣性モーメントによって減衰できるものの、フライホイールの質量が増大したことに伴いトルクの伝達経路内の慣性力が増大して燃費を悪化させてしまう。加え、ユニットの重量が増大してパワートレーンが大型化してしまう。
 この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、固定された変速比を設定できる伝動機構と、その伝動機構と並列に設けられた無段変速機構と、その伝動機構を含むトルクの伝達経路を選択的に遮断するための経路切替機構とを備え、車両の運転状態に応じて経路切替機構の作動を制御することにより振動を減衰させるように構成された車両の制御装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、この発明は、内燃機関が出力したトルクが伝達される入力軸と駆動輪に対してトルクを出力する出力軸との間に、無段変速機構と、伝動機構と、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達可能な伝達経路と前記伝動機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達可能な伝達経路とを選択的に切り替えるクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構は、一方のクラッチと、前記一方のクラッチに対して直列に設けられ、かつ前記一方のクラッチよりも前記出力軸側に設けられた他方のクラッチとを含み、前記一方のクラッチと前記他方のクラッチとの少なくともいずれか一方を切り離している場合に、前記伝動機構を介した前記駆動輪へのトルクの伝達が遮断されるように構成された車両の制御装置であって、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とするものである。
 この発明は、上記の発明において、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ前記内燃機関の出力トルクが所定のトルク以上の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつスロットル開度が所定のスロットル開度以上の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ前記無段変速機構による変速比が所定の変速比以下の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ車速が所定の車速以下の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記伝動機構は、ギヤ列を有する減速機構を含み、前記伝動機構による変速比は、前記無段変速機構で設定できる最大の変速比よりも大きい変速比に設定されることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記入力軸と前記出力軸との間で前記伝動機構を含む伝達経路内に、前記入力軸から入力されたトルクの回転方向を切り替えるための前後進切替機構をさらに備え、前記前後進切替機構は、複数の回転要素を有する遊星歯車機構を含むことを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記伝動機構は、前記入力軸および前記出力軸と平行に設けられたカウンタシャフトを含み、前記前後進切替機構は、前記入力軸と前記カウンタシャフトと前記出力軸とのうちいずれか一つの回転軸上に配置され、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方は、前記前後進切替機構が配置された前記回転軸上に配置され、かつ前記複数の回転要素のうち、前記回転軸と一体的に回転する回転要素と、他方の回転要素とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明は、上記の発明において、前記一方のクラッチは、摩擦式クラッチを含み、前記他方のクラッチは、噛み合い式クラッチを含むことを特徴とする車両の制御装置である。
 この発明によれば、内燃機関から無段変速機構を介して駆動輪にトルクを伝達している場合、伝動機構は、内燃機関から駆動輪に到るトルクの伝達経路を構成せずに空転可能な状態にあり、他方のクラッチにより伝動機構を出力軸に結合されて、伝動機構を回転慣性体として機能させることができる。要するに、トルクの伝達経路を形成するための機能機構である伝動機構を、振動を減衰させるための機能機構として活用することができる。したがって、伝動機構に関する慣性モーメントによって、内燃機関を起振源として無段変速機構を含むトルクの伝達経路を伝わる振動を減衰させることができるので、その振動により生じるこもり音など騒音や車両の前後振動と上下振動とを抑制できる。
 さらに、この発明によれば、伝動機構を含むトルクの伝達経路に一方のクラッチと他方のクラッチとが直列に配置されているので、その伝達経路を介して内燃機構から駆動輪にトルクの伝達が生じないように遮断されているためには、それらクラッチのうちの少なくともいずれか一方を切り離せばよい。つまり、内燃機関から無段変速機構を介して駆動輪にトルクを伝達している場合であっても、一方のクラッチおよび他方のクラッチのうちのどちらか一方を作動させることができる。したがって、そのどちらかのクラッチを継合させて、内燃機関から無段変速機構を介して駆動輪に到るトルクの伝達経路に伝動機構を連結させることが可能になる。特に、出力軸のトルクが伝動機構に作用するように連結させることができる。
 そのため、無段変速機構で走行中に、内燃機関の回転数が所定の回転数以下となる場合や、内燃機関の出力トルクが所定のトルク以上となる場合や、無段変速機構による変速比が所定の変速比以下である場合などの運転状態に応じて、そのどちらかのクラッチを継合状態にすることができる。つまり、無段変速機構を含むトルクの伝達経路に伝わる振動が比較的に大きくなる運転状態において、出力軸に連結された伝動機構による慣性力によって、その振動を効果的に減衰させることができるようになる。加えて、その運転状態に応じて、他方のクラッチを切り離して出力軸から伝動機構を切り離すことが可能であり、出力軸が伝動機構を連れ回すことによる動力損失を抑制することができる。すなわち、前述した運転状態のように、内燃機関を起振源とする振動が比較的に大きい運転領域では伝動機構を出力軸に連結させ、一方、その振動が比較的に小さい運転領域では伝動機構を出力軸から切り離すように制御することができる。要は、伝動機構を回転慣性体として活用することにより、捩り振動を減衰させることと、燃費を向上させることとを両立させることができる。
 また、この発明よれば、内燃機関から駆動輪に到るトルクの伝達経路において、伝動機構は減速機構として構成されている。言い換えれば、伝動機構を含むトルクの伝達経路を出力軸から入力軸へ向けて見た場合、伝動機構は増速機構として構成されている。したがって、無段変速機構で走行中、出力軸に伝動機構が連結された場合には、伝動機構に出力軸のトルクが掛かり、その伝動機構は出力軸側から入力軸側に向けて増速作用を生じる。すなわち、伝動機構を含む伝達経路を出力軸側から入力軸側へ見た場合における伝動機構の変速比(増速比)が小さい値なので、出力軸に作用する伝動機構に関する等価慣性モーメントは大きい値になる。つまり、内燃機関から駆動輪に到るトルクの伝達経路において減速機構として構成された伝動機構の変速比(減速比)を利用して、伝動機構による変速比に基づく等価慣性モーメントを出力軸に作用する慣性力として有効に活用することができる。加えて、トルクの伝達経路に作用する慣性モーメントを増大させるために無段変速機構や伝動機構などのユニットの重量を重くさせる必要がなく、そのパワートレーンの大型化を防止できる。
 さらに、この発明によれば、伝動機構を含む伝達経路に遊星歯車機構により構成された前後進切替機を備えているので、トルクの伝達経路において下流側に配置されたクラッチを継合させることにより、その前後進切替機構による慣性モーメントを出力軸に作用させることができ、出力軸に関する等価慣性モーメントを増大させて、捩り振動を効果的に減衰させることができる。また、その下流側のクラッチは、噛み合い式クラッチにより構成されているので、そのクラッチが噛み合うことにより伝動機構の慣性モーメントを確実に出力軸に作用させることができる。加えて、その噛み合い式クラッチの作動を制御するための制御構造が複雑化することを防止でき、シンプルな制御構造で、伝動機構と出力軸との連結もしくは切り離しを制御することができる。
この発明に係る車両の制御装置、およびその制御装置を搭載した車両を模式的に示したブロック図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第1具体例を示すスケルトン図である。 車両の運転状態に応じた各クラッチ機構およびブレーキ機構の継合状態と切り離し状態とをまとめて示す図表である。 車両の運転状態に応じて経路切替機構の作動を制御する際のフローチャート図である。 伝動機構を含むトルクの伝達経路に直列に配置された複数のクラッチのうち下流側に配置されたクラッチをCVT走行中に継合もしくは切り離させるための判断処理に用いる判定用マップの一例を示したマップ図である。 伝動機構を回転慣性体としてCVT走行モードにおけるトルクの伝達経路に連結した場合と、その伝動機構をそのトルクの伝達経路から切り離した場合とに分けて、エンジンの回転数に応じて変化する振動伝達率の推移を示す説明図である。 伝動機構を回転慣性体としてCVT走行モードにおけるトルクの伝達経路に連結した場合と、その伝動機構をそのトルクの伝達経路から切り離した場合とに分けて、車速に応じて変化する振動伝達率の推移を示す説明図である。 CVT走行モードにおいてエンジン回転数とエンジントルクとに基づく運転点を制御するためのマップを示す説明図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第2具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第3具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第4具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第5具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第6具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第7具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第8具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第9具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第10具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第11具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第12具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第13具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第14具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第15具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第16具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第17具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第18具体例を示すスケルトン図である。 この発明で対象にできるパワートレーンの第19具体例を示すスケルトン図である。
 以下、この発明に係る車両の制御装置を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする車両は、動力源から駆動輪に到るトルクの伝達経路を複数備えている。それら複数の伝達経路には、固定された変速比を設定できる伝動機構を含む伝達経路と、連続的に変速比を変化させることができる無段変速機構を含む伝達経路とが含まれている。さらに、複数の伝達経路は、動力源が出力した動力が入力される入力軸と駆動輪へ向けて動力を出力する出力軸との間に並列に配置されている。そのため、その車両は、トルク伝達可能な経路を、一方の経路から他方の経路へと切り替えるための経路切替機構を備えている。すなわち、複数のクラッチを含む経路切替機構によって複数の経路のうちいずれか一つを動力源と駆動輪との間でトルク伝達可能に接続させ、かつそれ以外の経路を動力源と駆動輪との間でトルクの伝達が生じないように遮断させた状態で、車両が走行できるように構成されている。したがって、この発明に係る車両の制御装置は、車両の運転状態に応じて、経路切替機構の作動を制御して、動力源と駆動輪との間でトルク伝達可能に接続された伝達経路に、動力源と駆動輪との間でトルクの伝達が遮断された経路の一部を結合させるように構成されている。
 図1には、この発明に係る車両の制御装置の一例を模式的に示し、その車両の制御装置を搭載した車両を示してある。図1に示すように、この具体例における車両の制御装置は、車両Veに搭載された電子制御装置(以下「ECU」と記す)1に含まれ、車両Veの動力源であるエンジン(Eng)2と、エンジン2が出力した動力を駆動輪5に向けて伝達させるトランスアクスル3と、駆動輪5と一体的に回転するドライブシャフト4とを備えたパワートレーンを制御するように構成されている。なお、この説明では、車両の制御装置をECU1と記載して説明する。
 ECU1は、車両Veを制御するためのコントローラを含み、中央演算処理装置と記憶装置と入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータとを含むように構成されている。また、ECU1は、各種のセンサSから車両Veの運転状態を検出した各種の信号が入力されるように構成されている。さらに、ECU1の記憶装置には、各種の制御プログラムとともに各種データが記憶されており、各種の演算処理を実行するように構成されている。したがって、ECU1は、入力される信号および記憶されているデータに基づいて各種の演算処理を行い、その演算処理の結果に応じて各種制御を実施させる指示信号を出力するように構成されている。
 また、図1に示すトランスアクスル3は、無段変速機構を介してエンジン2から駆動輪5へトルクを伝達可能な伝達経路と、伝動機構を介してエンジン2から駆動輪5へトルクを伝達可能な伝達経路とを選択的に切り替える経路切替機構Aを備えている。つまり、この発明で対象にできるパワートレーンは、エンジン2から駆動輪5へ到るトルクの伝達経路を複数備え、経路切替機構Aが、その経路のうちのいずれか一つをトルク伝達可能に接続するように構成されている。したがって、ECU1は、車両Veの運転状態に応じて経路切替機構Aの作動を制御するように構成されている。
 ここで、図2を参照して、その経路切替機構Aを備えたパワートレーンの第1具体例について説明する。第1具体例におけるパワートレーンは、エンジン2から駆動輪5に到るトルクの伝達経路として、変速比を連続的に変化させることができる無段変速機構(以下「CVT」と記す)10を含む伝達経路と、固定された変速比を設定できる伝動機構40を含む伝達経路とを備え、それらの伝達経路が並列に設けられている。したがって、CVT10を含む伝達経路を「第1伝達経路」と記載し、伝動機構40を含む伝達経路を「第2伝達経路」と記載して説明する場合がある。
 まず、エンジン2からCVT10を介して駆動輪5に到るトルクの伝達経路、すなわち第1伝達経路について説明する。エンジン2は、周知の構造を備え、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン、水素ガスエンジン、天然ガスエンジンなどのいずれかであって、要は燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。そのエンジン2は、エンジン回転数NeやエンジントルクTeに応じて燃料消費量もしくは燃料消費率が変化するように構成されている。また、エンジン2は、ECU1により駆動制御され、例えば運転者によるアクセルペダルの操作などの出力操作に基づいて出力すべき動力が制御されるように構成されている。
 そのエンジン2のクランク軸2aには、ロックアップクラッチ6eを備えたトルクコンバータ6が連結されている。トルクコンバータ6は、流体伝動装置として周知の構成を備え、流体を介してトルクを伝達させることによりトルクを増幅させるとともに、ロックアップクラッチ6eを継合させて直結状態でトルクを伝達できる。フロントカバー6aはクランク軸2aに一体回転するように連結され、フロントカバー6aに一体化されたポンプインペラ6bに対向してタービンランナ6cが配置されている。ポンプインペラ6bとタービンランナ6cとの間には、図示しない一方向クラッチを介して保持されたステータ6dが配置されている。すなわち、フロントカバー6aおよびポンプインペラ6bは、クランク軸2aと一体回転する。また、タービンランナ6cは、変速機における入力側の回転軸を構成する入力軸7に一体回転するように連結されている。さらに、タービンランナ6cと一体となって回転するロックアップクラッチ6eが、フロントカバー6aの内面に対向して配置されている。なお、一方向クラッチは、ステータ6dとケーシングなどの固定部との間に設けられている。
 また、第1具体例では、その入力軸7上に前後進切替機構8が配置されている。前後進切替機構8は、入力軸7から伝達されたトルクがトルクの回転方向を変えず伝達する前進状態と、そのトルクがトルクの回転方向を逆転して伝達する後進状態とに切り替えるための機構である。前後進切替機構8は、複数の回転要素が互いに差動作用をなす、いわゆる差動機構によって構成されている。つまり、この種の差動機構は、従来種々知られており、この発明における前後進切替機構では、いずれの差動機構も採用することができる。図2に示す前後進切替機構8は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成されている。すなわち、前後進切替機構8は、複数の回転要素を有し、各回転要素が入力要素と出力要素と反力要素とのうちいずれかを構成することができる。
 図2に示すように、前後進切替機構8は、外歯歯車であるサンギヤ8sと、そのサンギヤ8sと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ8rと、サンギヤ8sに噛み合っている第1ピニオンギヤ8Pと、その第1ピニオンギヤ8Pならびにリングギヤ8rに噛み合っている第2ピニオンギヤ8Pと、それらのピニオンギヤ8P,8Pを自転かつ公転可能に保持しているキャリヤ8cとを備えている。
 第1具体例では、サンギヤ8sは、入力要素を構成し、入力軸7と一体的に回転するように構成されている。キャリヤ8cは、出力要素を構成し、後述する固定された変速比を設定できる伝動機構40に含まれる駆動ギヤ41と一体的に回転するように構成されている。その出力要素であるキャリヤ8cと入力要素であるサンギヤ8sとの間に、キャリヤ8cとサンギヤ8sとを選択的に連結する第1クラッチ機構Cが設けられている。第1クラッチ機構Cは、入力軸7上に配置され、入力軸7と後述する伝動機構40との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うように構成されている。さらに、第1具体例の第1クラッチ機構Cは、摩擦式クラッチ機構によって構成されている。また、第1クラッチ機構Cは、前進方向への発進状態を設定するためのものであって、発進クラッチなどと称される機構である。
 また、第1クラッチ機構Cは、継合することにより入力軸7のトルクを出力要素であるキャリヤ8cに直接伝達するように構成されている。すなわち、第1クラッチ機構Cは、前後進切替機構8を構成している遊星歯車機構における三つの回転要素のうちの少なくとも二つの回転要素を連結して遊星歯車機構の全体を一体回転するように構成されていればよい。
 例えば、第1クラッチ機構Cを継合させた場合、出力要素であるキャリヤ8cと入力要素であるサンギヤ8sとが連結され、前後進切替機構8は全体が一体回転する。すなわち、第1クラッチ機構Cを継合させると、遊星歯車機構の各回転要素における回転方向および回転数は、いずれも正回転方向に同一の回転数になる。なお、正回転方向とは、入力軸7の回転方向と同じ回転方向のことをいい、負回転方向とは、入力軸7の回転方向とは反対方向のことをいう。
 さらに、前後進切替機構8が設けられた入力軸7上には、前後進切替機構8におけるリングギヤ8rの回転を選択的に止めるブレーキ機構Bが設けられている。ブレーキ機構Bは、リングギヤ8rとケーシングなどの固定部との間に設けられており、多板ブレーキなどの摩擦式ブレーキや噛み合い式のブレーキによって構成されている。つまり、リングギヤ8rは、反力要素を構成する。例えば、入力軸7が回転している状態でブレーキ機構Bを継合させてリングギヤ8rの回転を止めた場合、各回転要素の回転方向は、入力要素のサンギヤ8sが正回転方向に回転し、反力要素のリングギヤ8rが固定され、出力要素のキャリヤ8cが負回転方向に回転する。
 その入力軸7のトルクが入力される無段変速機構(以下「CVT」と記す)10は、従来知られているベルト式無段変速機の構造を備えている。CVT10は、プライマリシャフト9とセカンダリシャフト11とが平行に設けられ、プライマリシャフト9と一体回転するプライマリプーリ20と、セカンダリシャフト11と一体回転するセカンダリプーリ30と、これらのプーリ20,30に巻き掛けられたベルト10aとを備えている。各プーリ20,30は、ベルト10aが巻き掛けられている溝の幅を広げもしくは狭めるよう変化させることによって、ベルト10aの巻き掛け半径を大小に変化させるように構成されている。つまり、CVT10は、ベルト10aが巻き掛けられている溝幅を変化させてCVT10による変速比γcvtを連続的かつ無段階に変化させるように構成されている。
 第1具体例では、プライマリシャフト9は、入力軸7と同一軸線上に配置され、その入力軸7と一体回転する。すなわち、プライマリシャフト9が前後進切替機構8のサンギヤ8sと一体回転するように連結されている。また、プライマリプーリ20は、軸線方向で前後進切替機構8を挟んでエンジン2とは反対側に配置されている。そのプライマリプーリ20は、プライマリシャフト9と一体化された固定シーブ21と、プライマリシャフト9に対して軸線方向で往復動可能に嵌合している可動シーブ22とを備えている。さらに、可動シーブ22に固定シーブ21側へ移動させるための推力を付与する推力付与機構23が設けられている。推力付与機構23は、可動シーブ22に付与するための推力を発生するように構成されている。したがって、推力付与機構23は、可動シーブ22の背面側、すなわち軸線方向で可動シーブ22を挟んで固定シーブ21とは反対側に配置されている。なお、第1具体例では、プライマリシャフト9が入力軸7と一体的に回転するため、プライマリシャフト9を入力軸7と記載して説明する場合がある。
 また、セカンダリプーリ30は、セカンダリシャフト11と一体化された固定シーブ31と、セカンダリシャフト11に対して軸線方向で往復動可能に嵌合している可動シーブ32とを備えている。また、可動シーブ32に固定シーブ31側へ移動させるための推力を付与する推力付与機構33が設けられている。推力付与機構33は、可動シーブ32に付与するための軸線方向の推力を発生するように構成されている。したがって、推力付与機構33は、軸線方向で可動シーブ32の背面側、すなわち可動シーブ32を挟んで固定シーブ31とは反対側に配置されている。その推力付与機構33から付与された推力により、可動シーブ32は固定シーブ31との間でベルト10aを挟み付ける力を発生させる。その挟み付ける力が増大することによりセカンダリプーリ30とベルト10aとの間で摩擦力が増大するように構成されている。その摩擦力によりプライマリプーリ20のトルクがベルト10aを介してセカンダリプーリ30に伝達され、セカンダリプーリ30と一体回転するセカンダリシャフト11にトルクが伝達する。
 第1具体例では、セカンダリプーリ30と出力軸12との間に、セカンダリシャフト11と出力軸12とを選択的に連結する第2クラッチ機構Cが設けられている。図2に示すように、第2クラッチ機構Cは、出力軸12と同一軸線上に配置され、CVT10と出力軸12との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うように構成されている。さらに、第1具体例の第2クラッチ機構Cは、摩擦式クラッチ機構によって構成されている。また、第2クラッチ機構Cは、前進走行状態を設定するためのものであって、フォワードクラッチなどと称される機構を含む。その第2クラッチ機構Cを継合させて、CVT10と出力軸12との間をトルク伝達可能に接続することにより、入力軸7からCVT10を介して出力軸12にトルクを伝達するように構成されている。
 そして、出力軸12から減速ギヤ機構14を介して終減速機であるフロントデファレンシャル16にトルクを出力するように構成されている。図2に示すように、出力軸12に出力ギヤ13が取り付けられ、この出力ギヤ13に噛み合っている大径ギヤ14aが減速ギヤシャフト14bに取り付けられている。この減速ギヤシャフト14bには小径ギヤ14cが取り付けられており、この小径ギヤ14cがフロントデファレンシャル16のリングギヤ15に噛み合っている。そして、フロントデファレンシャル16はリングギヤ15を介して伝達されたトルクを左右のドライブシャフト4から駆動輪5に伝達するように構成されている。
 なお、上述した第1クラッチ機構Cおよび第2クラッチ機構Cは、トルクの伝達およびトルクの遮断を選択的に行うことができるものであればよいので、摩擦式クラッチや噛み合い式クラッチのいずれであってもよいが、継合力に応じて伝達トルク容量が次第に増大もしくは減少する湿式もしくは乾式の摩擦式クラッチによって構成されていることが好ましい。
 つぎに、エンジン2から伝動機構40を介して駆動輪5に到るトルクの伝達経路、すなわち第2伝達経路について説明する。伝動機構40は、入力軸7と出力軸12との間に設けられ、一または複数の固定された変速比を設定できるように構成されている。その伝動機構40は、減速機構に構成され、伝動機構40による変速比γgearは、CVT10で設定できる最大の変速比γcvtmaxより大きい固定された変速比に設定されている。すなわち、伝動機構40は、CVT10で設定できない変速比であって固定された変速比(減速比)γgearを設定できるように構成されている。
 第1具体例では、前述したように、第1クラッチ機構Cを継合させることにより、入力軸7と伝動機構40との間がトルク伝達可能に接続される。図2に示すように、伝動機構40は、入力軸7と出力軸12との間に設けられたギヤ列を含む減速機構であって、入力側の駆動ギヤ41と、出力側の従動ギヤ45と、入力軸7および出力軸12と平行に配置され、かつ駆動ギヤ41の回転方向と従動ギヤ45の回転方向とを同一にするためのカウンタシャフト43とを備えている。要は、伝動機構40は、複数のギヤ対を含むように構成されている。
 第1具体例における駆動ギヤ41は、入力軸7と相対回転可能にその入力軸7の外周側に嵌合し、前後進切替機構8の出力要素であるキャリヤ8cと一体回転するように構成されている。その駆動ギヤ41は、カウンタシャフト43に設けられたカウンタドリブンギヤ42と常に噛み合っており、そのカウンタドリブンギヤ42よりも小径に形成されている。すなわち、カウンタドリブンギヤ42の歯数は、駆動ギヤ41の歯数よりも多い。つまり、伝動機構40を介して入力軸7から出力軸12に向けてトルクを伝達する場合、駆動ギヤ41とカウンタドリブンギヤ42とからなる第1ギヤ対により減速作用を生じる。
 また、カウンタシャフト43は、カウンタドリブンギヤ42よりも小径に形成されたカウンタドライブギヤ44を備えている。そのカウンタドライブギヤ44は、従動ギヤ45と常に噛み合っており、その従動ギヤ45よりも小径に形成されている。すなわち、従動ギヤ45の歯数は、カウンタドライブギヤ44の歯数よりも多い。つまり、伝動機構40を介して入力軸7から出力軸12に向けてトルクを伝達する場合、カウンタドライブギヤ44と従動ギヤ45とからなる第2ギヤ対により減速作用を生じる。したがって、伝動機構40による変速比(減速比)γgearは、駆動ギヤ41とカウンタドリブンギヤ42との間の減速比(ギヤ比)と、カウンタドライブギヤ44と従動ギヤ45との間の減速比(ギヤ比)を乗算した値となる。
 また、第1具体例の従動ギヤ45は、中空に形成され、出力軸12と相対回転可能にその出力軸12の外周側に嵌合している。さらに、従動ギヤ45は、外周面にスプラインが設けられているクラッチギヤ53と一体回転するように形成されている。クラッチギヤ53は、従動ギヤ45よりも小径に形成されている。第1具体例では、従動ギヤ45と出力軸12との間に、従動ギヤ45と出力軸12とを選択的に連結する噛み合い式クラッチ機構Dが設けられている。
 第1具体例の噛み合い式クラッチ機構Dは、出力軸12上に配置され、伝動機構40と出力軸12との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うための機構である。この具体例では、第1クラッチ機構Cが摩擦式クラッチであってよいから、噛み合い式クラッチ機構Dは、継合状態と切り離し状態との二つの状態に切り替わる構成のものでよく、伝達トルク容量が0%と100%との間の値を取る必要がない。そのため、噛み合い式クラッチ機構Dは、ドグクラッチやシンクロメッシュ機構などによって構成することができる。図2には、クラッチギヤ53の外周面に形成されたスプラインと、出力軸12と一体回転するように構成されたハブ51の外周面に形成されたスプラインとの両方に、出力軸12の軸線方向で移動可能なスリーブ52の内周面に形成されたスプラインを嵌合させることにより、従動ギヤ45を出力軸12に連結するシンクロメッシュ機構によって噛み合い式クラッチ機構Dを構成した例を示してある。さらに、スリーブ52を軸線方向に移動させるための図示しない適宜のアクチュエータを備え、そのアクチュエータの作動をECU1により電気的に制御するように構成されている。なお、そのアクチュエータは、油圧によって動作する油圧アクチュエータであってもよい。したがって、噛み合い式クラッチ機構Dは、回転同期装置であって、同期側部材である出力軸12と被同期側部材である従動ギヤ45との回転速度を摩擦力によって等しくさせるように構成されている。また、以下の説明では、噛み合い式クラッチ機構DをドグクラッチDと記載して説明する。
 したがって、第1クラッチ機構CおよびドグクラッチDは、第2伝達経路をトルク伝達可能に選択的に接続するための機構である。そして、第2伝達経路中に、第1クラッチ機構CとドグクラッチDとが直列に配置されている。第1具体例では、第2伝達経路内におけるエンジン2側から駆動輪5側に向けたトルクの伝達方向で、ドグクラッチDが、第1クラッチ機構Cよりも下流側(駆動輪5側)に配置されている。したがって、第1クラッチ機構CとドグクラッチDとの両方を継合させることにより、エンジン2から伝動機構40を介して駆動輪5にトルクを伝達させることができる。言い換えれば、第1クラッチ機構CとドグクラッチDとのうち少なくともいずれか一方を切り離すことにより、入力軸7と出力軸12との間で第2伝達経路を介したトルクの伝達が遮断される。つまり、第1クラッチ機構CとドグクラッチDとは、エンジン2から駆動輪5に到るトルクの伝達が第2伝達経路で生じないように遮断するための切り離し機構、すなわち第1伝達経路と第2伝達経路とを切り替えるための経路切替機構Aとして機能するものである。
 また、図1に示すように、経路切替機構Aの作動を制御するECU1に入力される信号として、エンジン回転数Ne、車速センサにより検出された車速V、ドライブシャフト4の回転数、アクセルペダル操作に基づくアクセル開度Acc、ブレーキペダル操作などの検出信号が含まれる。例えば、ECU1は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動要求量や目標変速比や目標エンジントルクなどを算出し、その算出値に基づいて、燃費のよい運転点でエンジン2を駆動させるように制御することができるように構成されている。
 このように構成された車両Veにおいて、車両Veが前進方向に発進する場合および後進走行する場合、伝動機構40を介して入力軸7から出力軸12にトルクが伝達し、車速Vがある程度増大し前進走行している場合には、CVT10を介して入力軸7から出力軸12にトルクが伝達するように構成されている。すなわち、ECU1が、車両Veの運転状態に応じて経路切替機構Aの作動を制御し、エンジン2と駆動輪5との間で、第1伝達経路をトルクの伝達が生じないように遮断させ、かつ第2伝達経路をトルク伝達可能に接続させ、あるいは第1伝達経路をトルク伝達可能に接続させ、かつ第2伝達経路をトルクの伝達が生じないように遮断させるように構成されている。
 図3には、各クラッチ機構C,C,Dおよびブレーキ機構Bにおける継合状態および切り離し状態を表にまとめて示してある。また、図3に記載する「ON」は継合していることを示し、「OFF」は切り離していることを示す。さらに、括弧を付した「ON」は過渡的に継合状態になることを示し、括弧を付した「OFF」は継合状態と切り離し状態のどちらでもよいことを示している。要するに、車両Veの運転状態に応じて、各クラッチ機構C,C,Dおよびブレーキ機構Bの継合状態と切り離し状態とを組み合わせることにより、各種の状態に設定することができる。例えば、図示しないシフト装置もしくはシフトレバーによってドライブポジション(ドライブレンジ)やリバースポジション(リバースレンジ)が選択されると、ECU1により経路切替機構Aの作動が制御されるように構成されている。
 前進方向への発進時には、各クラッチ機構C,C,Dおよびブレーキ機構Bを図3に示す発進状態のように設定することにより、伝動機構40を介して入力軸7から出力軸12にトルク伝達可能な状態、すなわちギヤ走行モードに設定される。具体的には、入力軸7側では、第1クラッチ機構Cが継合しているので、入力軸7と伝動機構40との間がトルク伝達可能に接続され、エンジン2が出力したトルクは、入力軸7および前後進切替機構8を介して伝動機構40に伝達する。その前後進切替機構8の二つの回転要素が第1クラッチ機構Cによって連結されているので、前後進切替機構8は全体が一体回転する。そのため、前後進切替機構8は、増速作用および減速作用を生じずに、入力軸7から入力されたトルクを伝動機構40の駆動ギヤ41に伝達する。一方、出力軸12側では、ドグクラッチDが継合しているので、伝動機構40と出力軸12との間でトルク伝達可能に接続され、入力軸7のトルクは、伝動機構40を介して出力軸12に伝達される。さらに、第2クラッチ機構Cが切り離しているので、セカンダリプーリ30と出力軸12との間でトルクの伝達が生じないように切り離されている。
 そして、前進方向へ発進後、車速Vが予め決められた所定の車速にまで増速した際に、各クラッチ機構C,C,Dおよびブレーキ機構Bを図3に示す前進走行状態のように設定することにより、CVT10を介して入力軸7から出力軸12にトルク伝達可能な状態、すなわちCVT走行モードに設定される。言い換えれば、車速Vがある程度増速すると、ギヤ走行モードからCVT走行モードに切り替えるように構成されている。具体的には、CVT10による変速比γcvtを最大変速比γcvtmaxもしくはそれに近い変速比に設定した状態で、継合されていた第1クラッチ機構Cを切り離させるとともに、切り離されていた第2クラッチ機構Cを継合させる。これにより、ブレーキ機構Bが切り離されている状態で、更に第1クラッチ機構Cが切り離されているので、前後進切替機構8は各回転要素が自由回転する状態になる。その結果、第1具体例では、入力軸7と伝動機構40との連結が解かれる。これに対して、第2クラッチ機構Cが継合しているので、セカンダリプーリ30が出力軸12に連結される。したがって、入力軸7のトルクがCVT10を介して出力軸12に伝達する。このCVT走行モードにおいて、CVT10による変速比γcvtを徐々に減少させ、あるいは車速Vとアクセル開度Accとに応じてその変速比γcvtを変化させることにより、エンジン回転数Neを燃費の良い回転数に設定することができる。
 また、伝動機構40による変速比γgearがCVT10による最大変速比γcvtmaxより大きいため、ギヤ走行モードからCVT走行モードに切り替える際に変速比あるいは駆動力が変化することになる。そのため、第1具体例では、第1および第2クラッチ機構C,Cを摩擦式クラッチ機構により構成しており、継合されていた第1クラッチ機構Cを切り離させ、かつ切り離されていた第2クラッチ機構Cを継合させる場合には、過渡的にそれらのクラッチ機構C,Cを滑り制御するように構成されている。その滑り制御とは、従来、クラッチ・ツウ・クラッチ制御として知られている制御である。具体的には、第2クラッチ機構Cの継合圧を次第に増大させて、第2クラッチ機構Cの伝達トルク容量を次第に増大させ、これに併せて第1クラッチ機構Cの継合圧を次第に低下させて第1クラッチ機構Cの伝達トルク容量を次第に減少させる。そのように構成することにより、ギヤ走行モードからCVT走行モードに切り替える際に出力軸12のトルクが滑らかに変化して、変速ショックが生じることを回避もしくは抑制することができる。
 そして、ギヤ走行モードからCVT走行モードに切り替わり、第1クラッチ機構Cが切り離され、かつ第2クラッチ機構Cが完全継合して、CVT10を経由したトルクの伝達が安定的に行われる状態になった後、すなわち所定の走行条件を満たす場合に、ドグクラッチDを切り離させて伝動機構40を第1伝達経路から切り離すように構成されている。すなわち、第1具体例では、第1クラッチ機構Cと第2クラッチ機構Cとの掴み替え動作を実施して、ギヤ走行モードからCVT走行モードに切り替わった直後では、ギヤ走行モード中に継合されていたドグクラッチDを継合させ続けている。したがって、CVT走行モード中に、伝動機構40を回転慣性体として出力軸12に作用させている。なお、CVT走行モードでは、既に第1クラッチ機構Cが切り離されて伝動機構40には入力軸7のトルクが掛かっていないので、ドグクラッチDを切り離させることができる。言い換えれば、CVT走行モードを、ドグクラッチDを継合させることも、切り離させることもできる。
 一方、車両Veが後進走行する場合には、各クラッチ機構C,C,Dおよびブレーキ機構Bを図3に示す後進走行状態のように設定することにより、ギヤ走行モードに設定される。具体的には、第1クラッチ機構Cおよび第2クラッチ機構Cを切り離すとともに、ドグクラッチDおよびブレーキ機構Bを継合させる。この場合、前後進切替機構8では、反力要素のリングギヤ8rがブレーキ機構Bによって固定された状態で、入力要素のサンギヤ8sにエンジン2からのトルクが入力されるので、出力要素のキャリヤ8cが入力要素のサンギヤ8sに対して反対方向に回転する。そのため、入力軸7から伝動機構40を介して出力軸12にトルクが伝達され、そのトルクの回転方向は入力軸7のトルクの回転方向と反対方向になる。
 また、この発明で対象とする車両Veでは、入力軸7と出力軸12との間でCVT10と伝動機構40とが並列に設けられているため、入力軸7と出力軸12とのいずれか一方とCVT10との間でトルクの伝達が遮断され、かつ入力軸7と出力軸12との少なくともいずれか一方と伝動機構40との間でトルクの伝達が遮断された状態がニュートラル状態に含まれる。言い換えれば、入力軸7と出力軸12との間で、第1伝達経路と、第2伝達経路とのいずれか一方をトルク伝達可能に接続させて走行するように構成されている。したがって、図3に示すように、第1クラッチ機構Cを切り離させ、かつドグクラッチDを継合させた状態の「第1切り離し状態」、第1クラッチ機構Cを継合させ、かつドグクラッチDを切り離させた状態の「第2切り離し状態」、第1クラッチ機構CおよびドグクラッチDを切り離させた状態の「第3切り離し状態」に設定することができる。また、各切り離し状態では、伝動機構40が自由に回転できる状態となり、第2クラッチ機構Cは継合状態あるいは切り離し状態のいずれの状態でもよい。さらに、図3に示すように、ここで説明する各切り離し状態では、ブレーキ機構Bが切り離されている。
 第1切り離し状態に設定された場合、図2に示すパワートレーンでは、伝動機構40は、入力軸7と切り離され、かつ出力軸12と連結されている。すなわち、第1具体例の第1切り離し状態では、入力軸7と伝動機構40との間でトルクの伝達が生じないように遮断され、伝動機構40と出力軸12との間がトルク伝達可能に接続されている。
 例えば、第1切り離し状態のうち第2クラッチ機構Cが切り離されている場合には、車両Veはニュートラル状態になる。一方、第1切り離し状態のうち第2クラッチ機構Cが継合されている場合、車両Veは、CVT走行モードに設定されており、出力軸12が伝動機構40を連れ回すことになる。すなわち、伝動機構40は、出力軸12のトルクにより空転できる状態にあり、出力軸12における回転慣性体として機能する。要は、伝動機構40を構成するギヤ列のうち、その出力軸12のトルクが伝達される回転部材が、出力軸12に作用する回転慣性体として機能するように構成されている。そのため、伝動機構40に関する等価慣性モーメントIgearが、出力軸12に作用し、そのモーメント値は、伝動機構40による変速比(減速比)γgearの大きさに基づいて決まる。
 具体的には、第1切り離し状態で空転する伝動機構40には、駆動ギヤ41とカウンタドリブンギヤ42とからなる第1ギヤ対と、カウンタドライブギヤ44と従動ギヤ45とからなる第2ギヤ対とが含まれる。したがって、出力軸等価慣性モーメントIoutは、カウンタドライブギヤ44の歯数を従動ギヤ45の歯数で除算した値(第1増速比)の二乗をカウンタシャフト43に関する慣性モーメントの値に除算した値と、駆動ギヤ41の歯数をカウンタドリブンギヤ42の歯数で除算した値(第2増速比)と第1増速比との乗算値の二乗を駆動ギヤ41に関する慣性モーメントの値に除算した値とを足し合わせた値を含む。つまり、伝動機構40による変速比(減速比)γgearの逆数が大きい値であるほど出力軸等価慣性モーメントIoutは小さくなり、その逆数の小さい値であるほど出力軸等価慣性モーメントIoutは大きくなる。すなわち、伝動機構40による変速比(減速比)γgearが大きい値であるほど出力軸等価慣性モーメントIoutは大きくなり、その変速比(減速比)γgearが小さい値であるほど出力軸等価慣性モーメントIoutは小さくなる。
 第2切り離し状態に設定された場合、図2に示すパワートレーンでは、伝動機構40は、入力軸7と連結され、かつ出力軸12と切り離されている。すなわち、この具体例の第2切り離し状態では、入力軸7と伝動機構40との間はトルク伝達可能に接続され、伝動機構40と出力軸12との間でトルクの伝達が生じないように遮断されている。
 例えば、第2切り離し状態のうち第2クラッチ機構Cが継合されている場合、車両Veは、CVT走行モードに設定され、入力軸7が伝動機構40を連れ回すことになる。したがって、伝動機構40を構成するギヤ列のうち、その入力軸7のトルクが伝達される回転部材が、入力軸7に作用する回転慣性体として機能する。一方、第2切り離し状態のうち第2クラッチ機構Cが切り離されている場合、車両Veはニュートラル状態になる。
 具体的には、第2切り離し状態におけるCVT走行モード中、伝動機構40は入力軸7のトルクにより空転しており、伝動機構40に関する等価慣性モーメントIgearが入力軸7に負荷として作用する。その第2切り離し状態で空転する伝動機構40には、駆動ギヤ41とカウンタドリブンギヤ42とから成る第1ギヤ対と、カウンタドライブギヤ44と従動ギヤ45とから成る第2ギヤ対とが含まれる。入力軸等価慣性モーメントIinは、その第1ギヤ対によるギヤ比(第1減速比)の二乗値をカウンタシャフト43に関する慣性モーメントに除算した値と、その第2ギヤ対によるギヤ比(第2減速比)と第1減速比との乗算値の二乗値を従動ギヤ45に関する慣性モーメントに除算した値とを足し合わせた値を含む。したがって、入力軸7に関する等価慣性モーメントIinは、その変速比(減速比)γgearが小さいほど大きくなり、反対にその変速比(減速比)γgearが大きいほど小さくなる。
 このように、図2に示すパワートレーンでは、伝動機構40をトルク伝達不可能な回転慣性体として第1伝達経路に結合させる状態として、伝動機構40を入力軸7に連結される場合、あるいは伝動機構40を出力軸12に連結される場合とが可能である。また、伝動機構40による変速比γgearが一定であり、かつ伝動機構40が減速機構として構成されている。したがって、自由に回転可能な伝動機構40を第1伝達経路に結合させる場合、伝動機構40を出力軸12に連結させたほうが、伝動機構40を入力軸7に連結された場合に比べて大きな慣性力を第1伝達経路に作用させることができる。つまり、パワートレーンを重量化させることなく、ギヤ比により伝動機構40に関する等価慣性モーメントIgearを有効に活用することができる。
 第3切り離し状態に設定された場合、図2に示すパワートレーンでは、伝動機構40は、入力軸7および出力軸12と切り離されている。すなわち、第1具体例の第3切り離し状態では、入力軸7と伝動機構40との間、および伝動機構40と出力軸12との間でトルクの伝達が生じないように遮断されている。つまり、第3切り離し状態では、伝動機構40を構成する回転部材が、入力軸7あるいは出力軸12に作用する回転慣性体として機能しない。言い換えれば、第3切り離し状態のうち第2クラッチ機構Cが継合されている場合、車両Veは、CVT走行モードに設定され、入力軸7および出力軸12は伝動機構40を連れ回さない。なお、第3切り離し状態のうち第2クラッチ機構Cが切り離している場合には、車両Veはニュートラル状態になる。
 つぎに、図4を参照して、CVT走行モード中に、車両Veの運転状態に応じて、第2伝達経路中に直列に配置された第1クラッチ機構CとドグクラッチDとのうち、相対的に下流側に配置されたドグクラッチDの作動を制御するための制御フローについて説明する。図4に示すように、ECU1は、エンジン2からの出力トルクがCVT10を経由して駆動輪5に伝達している運転状態、すなわちCVT走行モード中であるか否かを判断する(ステップS1)。例えば、このステップS1の判断処理は、図1に示すように、ECU1に含まれる判定手段101が、CVT走行モードであることを識別できる信号を入力されたか否かを判断するように構成されている。また、このステップS1の判断処理は、ECU1が、センサSから入力される検出信号に基づいて、第1クラッチ機構Cが切り離し、かつ第2クラッチ機構Cが完全継合していることを検出した場合に、CVT走行モードであると判断するように構成されてもよい。そして、ECU1は、CVT走行モードに設定されていないことによりステップS1で否定的に判断した場合には、リターンしてステップS1の判定処理を繰り返す。
 ECU1は、CVT走行モードであることによりステップS1で肯定的に判断した場合、ドグクラッチDが継合されているか否かを判断する(ステップS2)。このステップS2の判断処理は、CVT走行モード中に伝動機構40が出力軸12に連れ回されているか否かを判断するための処理である。例えば、ドグクラッチDを作動させるアクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサからの検出信号や、あるいは前述したスリーブの位置を検出するセンサからの検出信号などの入力信号に基づいて、ECU1はそのステップS2の判断処理を実行するように構成されている。
 CVT走行モード中にドグクラッチDが継合されていることによりステップS2で肯定的に判断された場合、ECU1の判定手段101は、エンジン回転数Neと、エンジントルクTeと、変速比γcvtとに基づいて、ドグクラッチDを切り離させるか否かを判断する(ステップS3)。例えば、このステップS3の判断処理は、ECU1の記憶手段に格納されている判定用マップを用いて、ドグクラッチDを切り離させるか否かを判断するように構成されている。判定用マップとは、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比γcvtとに基づいて、ドグクラッチDを継合させてCVT走行するか、あるいはドグクラッチDを切り離させてCVT走行するか否かを判断するための判定用マップである。その判定用マップの一例を図5に示してある。
 図5は、判定用マップの一例を示し、「変速比γcvt=1」である場合の判定用マップを示している。また、図5に示すように、実線で示す境界線Lは、継合させているドグクラッチDを切り離させる境界を示し、点線で示す境界線Lは、切り離させているドグクラッチDを継合させる境界を示している。したがって、境界線Lよりも右側すなわち高回転側の領域αは、CVT走行中にドグクラッチDを切り離させている運転領域を示し、境界線Lよりも左側すなわち低回転側の領域βは、ドグクラッチDを継合させている運転領域を示している。また、図5に示す点Mは、変速比γcvtが1.0、エンジン回転数Neが1000rpm、エンジントルクTeが100Nmである第1運転状態を示し、点Pは、変速比γcvtが1.0、エンジン回転数Neが1000rpm、エンジントルクTeが10Nmである第2運転状態を示している。
 例えば、運転者がアクセルペダルを離す操作を行いエンジントルクTeが低下し、第1運転状態(点M)から第2運転状態(点P)に変化する際、エンジントルクTeとエンジン回転数Neとにより設定される運転点が、領域βから領域αに向けて境界線Lを跨ぐので、判定手段101はドグクラッチDを切り離させるように判定する。このように、ステップS3の判断処理では、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比cvtと判定用マップとに基づいて、継合状態にあるドグクラッチDを切り離させるか否かを判断するように構成されている。すなわち、そのステップS3の判断処理は、車両Veの運転状態が、図5に示すような判定用マップ上で、領域βに属する状態から領域αに属する状態に移行したか否かを判断するように構成されてもよい。なお、境界線L,Lは、エンジン2の低回転高負荷領域など、トルクの伝達経路で振動と騒音とが発生しやすい走行領域と、エンジン2の高回転低負荷領域など、それらの振動と騒音とが発生し難い走行領域との境界を示すものであればよい。
 また、ステップS3における判断処理は、エンジン回転数Neが予め定められた所定のエンジン回転数Ne以下である否かを判断する第1継合判断手段を含むように構成されてもよい。このように構成された場合、エンジン回転数Neが所定のエンジン回転数Ne以下であると判断されたことにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させるように構成されている。また、第1継合判断手段においてエンジン回転数Neが所定のエンジン回転数Neよりも大きいと判断されたことにより、エンジントルクTeが予め定められた所定のエンジントルクTe以上であるか否かを判断する第2継合判断手段を含むように構成されている。そのエンジントルクTeが所定のエンジントルクTe以上であると判断されたことにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させるように構成されている。さらに、第2継合判断手段においてエンジントルクTeが所定のエンジントルクTeよりも小さいと判断されたことにより、CVT10による変速比γcvtが予め定められた所定の変速比γcvt1以下であるか否かを判断する第3継合判断手段を含むように構成されている。その変速比γcvtが所定の変速比γcvt1以下であると判断されたことにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させるように構成されている。例えば、所定のエンジン回転数Neとして、エンジン2の低回転高負荷領域など、エンジン2を起振源として第1伝達経路に伝わる振動が比較的に大きくなる走行領域に含まれるエンジン回転数が設定される。さらに、所定のエンジントルクTeと所定の変速比γcvt1とについても、エンジン2を起振源として第1伝達経路に伝わる振動が比較的に大きくなる走行領域に含まれるエンジントルクと変速比とが設定される。
 あるいは、ステップS3における判断処理は、前述した第1継合判断手段と第2継合判断手段と第3継合判断手段とを含むように構成された場合、エンジントルクTeに替えてアクセル開度Accに基づいてドグクラッチDの作動を判断するように構成されてもよい。この場合、前述した第2継合判断手段は、アクセル開度Accが予め定められた所定のアクセル開度Acc以上であるか否かを判断するように構成されている。そして、アクセル開度Accが所定のアクセル開度Acc以上であることにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させる。同様に、変速比γcvtに替えて車速Vに基づいてドグクラッチDの作動を判断するように構成されてもよく、車速Vが予め定められた所定の車速V以下であるか否かを判断し、車速Vが所定の車速V以下であることにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させるように構成されてもよい。
 そして、ECU1は、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比γcvtとに基づく運転状態が、判定用マップの領域αに属さないことによりステップS3で否定的に判断した場合、ドグクラッチDの継合状態を継続させて、ステップS3にリターンする。なお、そのステップS3で否定的に判断された場合、ECU1は、ドグクラッチDを継合させ続ける旨の指示信号を出力するように構成されていてもよい。
 一方、ECU1は、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比γcvtとに基づく運転状態が領域αに属することによりステップS3で肯定的に判断した場合、ドグクラッチDを切り離させるための指示信号を出力する(ステップS4)。例えば、このステップS4における制御処理は、判定手段101が、CVT走行モード中にドグクラッチDを切り離させると判断した場合、指示手段102が、ドグクラッチDを作動させる適宜のアクチュエータにドグクラッチDを切り離させるための指示信号を出力するように構成されている。すなわち、前述した第1,第2,第3継合判断手段を備える構成では、第3継合判断手段において変速比γcvtが所定の変速比γcvt1よりも大きいと判断された場合、あるいは車速Vが所定の車速Vよりも大きいと判断された場合に、ドグクラッチDを切り離させるための指示信号を出力するように構成されてもよい。そして、ECU1は、指示手段102がドグクラッチDを切り離させるための指示信号を出力して、この制御処理を終了するように構成されている。なお、ECU1は、上述したストロークセンサなどの所定のセンサSにより、ステップS4の制御処理によりドグクラッチDが切り離されたことを検出した検出信号が入力された場合に、この制御処理を終了するように構成されてもよい。
 また、CVT走行モード中にドグクラッチDが切り離されていることによりステップS2で否定的に判断された場合、判定手段101は、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比γcvtとに基づいてドグクラッチDを継合させるか否かを判断する(ステップS5)。例えば、このステップS5の判断処理は、前述したステップS3の判断処理と同様に、図5を参照して前述した判定用マップを用いて、ドグクラッチDを継合させるか否かを判断するように構成されている。
 例えば、図5に示すように、運転者がアクセルペダルを踏み込む操作を行いエンジントルクTeが増大し、点Pで示す第2運転状態から点Mで示す第1運転状態に変化する際、運転点が領域αから領域βに向けて境界線Lを跨ぐので、判断手段101はドグクラッチDを継合させるように判定する。このように、ステップS5の判断処理では、エンジン回転NeとエンジントルクTeと変速比cvtと判定用マップとに基づいて、切り離し状態のドグクラッチDを継合させるか否かを判断するように構成されている。すなわち、そのステップS5の判断処理は、車両Veの運転状態が、図5に示すような判定マップ上で、領域αに属する状態から領域βに属する状態に移行したか否かを判断するように構成されてもよい。
 したがって、そのステップS5における判断処理は、エンジン回転数Neが予め定められた所定のエンジン回転数Ne以上である否かを判断する第1判断手段を含むように構成されてもよい。このように構成された場合、エンジン回転数Neが所定のエンジン回転数Ne以上であると判断されたことにより、ドグクラッチDの切り離し状態を継続させるように構成されている。また、第1判断手段においてエンジン回転数Neが所定のエンジン回転数Neよりも小さいと判断されたことにより、エンジントルクTeが予め定められた所定のエンジントルクTe以下であるか否かを判断する第2判断手段を含むように構成されている。そのエンジントルクTeが所定のエンジントルクTe以下であると判断されたことにより、ドグクラッチDの切り離し状態を継続させるように構成されている。さらに、第2判断手段においてエンジントルクTeが所定のエンジントルクTeよりも大きいと判断されたことにより、CVT10による変速比γcvtが予め定められた所定の変速比γcvt2以上であるか否かを判断する第3判断手段を含むように構成されている。その変速比γcvtが所定の変速比γcvt2以上であると判断されたことにより、ドグクラッチDの切り離し状態を継続させるように構成されている。例えば、所定のエンジン回転数Neとして、エンジン2の低回転高負荷領域など、エンジン2を起振源として第1伝達経路に伝わる振動が比較的に大きくなる走行領域に含まれるエンジン回転数が設定される。さらに、所定のエンジントルクTeと所定の変速比γcvt2とについても、エンジン2を起振源として第1伝達経路に伝わる振動が比較的に大きくなる走行領域に含まれるエンジントルクと変速比とが設定される。
 あるいは、ステップS5における判断処理は、前述した第1判断手段と第2判断手段と第3判断手段とを含むように構成された場合、エンジントルクTeに替えてアクセル開度Accに基づいてドグクラッチDの作動を判断するように構成されてもよい。この場合、前述した第2判断手段は、アクセル開度Accが予め定められた所定のアクセル開度Acc以下であるか否かを判断するように構成されている。そして、アクセル開度Accが所定のアクセル開度Acc以下であることにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させる。同様に、変速比γcvtに替えて車速Vに基づいてドグクラッチDの作動を判断するように構成されてもよく、車速Vが予め定められた所定の車速V以上であるか否かを判断し、車速Vが所定の車速V以上であることにより、ドグクラッチDの継合状態を継続させるように構成されてもよい。
 そして、ECU1は、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比γcvtとに基づく運転状態が、判定用マップの領域βに属さないことによりステップS5で否定的に判断した場合、ドグクラッチDの切り離し状態を継続させて、ステップS5にリターンする。なお、そのステップS5で否定的に判断された場合、ECU1は、ドグクラッチDを切り離させ続ける旨の指示信号を出力するように構成されていてもよい。
 一方、ECU1は、エンジン回転数NeとエンジントルクTeと変速比γcvtとに基づく運転状態が領域βに属することによりステップS5で肯定的に判断した場合、ドグクラッチDを継合させるための指示信号を出力する(ステップS6)。例えば、このステップS6における制御処理は、判定手段101が、CVT走行モード中にドグクラッチDを継合させると判断した場合、指示手段102が、ドグクラッチDを作動させる適宜のアクチュエータにドグクラッチDを継合させるための指示信号を出力するように構成されている。すなわち、第3判断手段において、変速比γcvtが所定の変速比γcvt2よりも大きいと判断された場合、あるいは車速Vが所定の車速Vより大きいと判断された場合には、ドグクラッチDを継合させるための指示信号を出力するように構成されてもよい。そして、ECU1は、指示手段102がドグクラッチDを継合させるための指示信号を出力して、この制御処理を終了するように構成されている。なお、ECU1は、上述したストロークセンサなどの所定のセンサSにより、ステップS6の制御処理によりドグクラッチDが継合されたことを検出した検出信号が入力された場合に、この制御処理を終了するように構成されてもよい。
 このように、CVT走行中に第2伝達経路内の直列に配置されたクラッチのうち相対的に下流側に配置されたドグクラッチDを継合させて、空転可能な伝動機構40を回転慣性体として第1伝達経路、特に出力軸12に連結させることによって、図6から図8に示すように、エンジン2が起振源となり第1伝達経路を伝わる振動を減衰させることができる。図6および図7には、第1伝達経路に伝動機構40を結合させた場合において、エンジン回転数Neあるいは車速Vに応じた振動伝達率の推移を太線Xで示し、第1伝達経路から伝動機構40を切り離した場合において、エンジン回転数Neあるいは車速Vに応じた振動伝達率の推移を一点鎖線Yで示してある。
 図6に示すように、エンジン回転数Neが動作境界線Fよりも高回転側では、常に太線Xが一点鎖線Yよりも低い振動伝達率に推移する。その図6に点線で示す動作境界線Fは、車両がエンジン2の出力トルクにより走行している状態や、トルクコンバータ6のロックアップ状態や、エンジン2のアイドル回転数Neなどを表す境界線、すなわちエンジン2による走行が可能な状態を示す動作境界線を示してある。したがって、CVT走行モード中、エンジン回転数Neがアイドル回転数Neよりも高回転側では、第1伝達経路に回転慣性体となる伝動機構40を結合させたほうが、その伝動機構40を第1伝達経路から切り離した場合に比べて、第1伝達経路に伝わる振動を減衰させることができる。
 また、図7に示すように、車速Vが境界線Gよりも高車速側では、常に太線Xが一点鎖線Yよりも低い振動伝達率に推移する。その図7に点線で示す境界線Gは、トルクコンバータ6のロックアップ状態と流体伝動状態との境界線、すなわちロックアップクラッチ6eを継合させる際の車速Vを表す境界線である。要するに、図7に示す境界線Gよりも高車速側では、エンジン2と入力軸7とが直結している状態の走行領域を示し、一方、境界線Gより低車速側は、トルクコンバータ6が流体を介してトルクを伝動している状態を示す。したがって、車速Vがトルクコンバータ6をロックアップ継合させる車速Vより高車速側の場合、第1伝達経路に伝動機構40を結合させたほうが、その伝動機構40を第1伝達経路から切り離した場合に比べて、第1伝達経路に伝わる振動を減衰させることができる。なお、境界線Gよりも低車速側では、トルクコンバータ6が流体を介してトルクを伝達しているため、その流体によりエンジン2を起振源とする振動が減衰されている。
 さらに、図8は、CVT走行モードにおいて、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとに基づく運転点を燃費のよい運転領域内に制御するための制御マップを示している。図8には、太線で最低燃費線Hを示し、点線でエンジン2における等出力線Iを示し、環状曲線で等燃費率線Jを示し、網掛け領域でCVT走行モードで使用する運転領域(CVT走行領域)Zを示してある。そのCVT走行領域Zは、高燃費率領域を含む。さらに、図8に一点鎖線で示す第1境界線Kは、第1伝達経路から伝動機構40を切り離した状態において、騒音と振動とに対する性能(NV性能)を達成する境界線を示している。加えて、図8に二点鎖線で示す第2境界線Kは、第1伝達経路に伝動機構40を連結させた状態において、騒音と振動とに対する性能(NV性能)を達成する境界線を示している。すなわち、CVT走行モード中におけるNV性能の境界線は、第1伝達経路から伝動機構40を切り離した場合に第1境界線Kとなり、第1伝達経路に伝動機構40を結合させた場合に第2境界線Kとなる。
 例えば、第1伝達経路から伝動機構40を切り離した状態では、エンジン回転数Neが第1境界線Kよりも低回転側、あるいはエンジントルクTeが第1境界線Kよりも高トルク側では、こもり音などの騒音や車両の前後振動や上下振動などが過剰に発生する領域(NV性能未達成領域)となる。したがって、その伝動機構40の切り離し状態において、第1境界線Kよりも右側の運転領域(NV性能達成領域)に属するエンジン回転数NeとエンジントルクTeとに制御されることが望ましい。一方、第1伝達経路に伝動機構40を連結させた状態では、エンジン回転数Neが第2境界線Kよりも低回転側、あるいはエンジントルクTeが第2境界線Kよりも高トルク側では、こもり音などの騒音や車両の前後振動や上下振動などが過剰に発生する領域(NV性能未達成領域)となる。したがって、その伝動機構40を第1伝達経路に回転慣性体として連結された状態において、第2境界線Kよりも右側の運転領域(NV性能達成領域)に属するエンジン回転数NeとエンジントルクTeとに制御されることが望ましい。
 具体的には、図8に示すように、第1伝達経路から伝動機構40を切り離した状態では、基準線である第1境界線Kが最適燃費線Hと交差し、CVT走行領域Z内に振動や騒音が過剰に発生する領域(NV性能未達成領域)が多く含まれる。これに対して、第1伝達経路に伝動機構40を回転慣性体として連結させた状態では、基準線である第2境界線Kが最適燃費線Hと交差せず、CVT走行領域Zの全範囲が騒音を生じ難い領域(NV性能達成領域)に含まれる。したがって、CVT走行中に、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとによって定まる運転点が、高燃費率領域のCVT走行領域Z内に設定され、燃費のよい運転状態になるとともに、第1伝達経路に伝わる振動を減衰させることができる。なお、図8に示すように、第2境界線Kが第1境界線Kよりも低回転側かつ高トルク側に位置するのは、図6および図7に示すように、第1伝達経路に伝動機構40を回転慣性体として連結させたことにより、同じエンジン回転数NeあるいはエンジントルクTeであっても、伝動機構40を切り離した場合に比べて振動伝達率が低下するためである。
 上述したように、第1具体例における車両の制御装置によれば、CVT走行中に、伝動機構を含む伝達経路において直列に配置された複数のクラッチ機構のうち、相対的に下流側に配置されたドグクラッチを継合させることにより、空転可能な伝動機構を出力軸に連結されることができる。そのため、伝動機構を回転慣性体として機能させることにより、その伝動機構による慣性モーメントを出力軸に作用させることができ、エンジンを起振源としてトルクの伝達経路に伝わる振動を減衰させることができる。要するに、トルクの伝達経路を形成するための機能部材である伝動機構を振動を減衰させるための機能部材として活用することができる。
 また、第1具体例における伝動機構は、入力軸から出力軸へ向けてトルクを伝達する場合に減速作用を生じるような変速比(減速比)に設定されている。したがって、出力軸のトルクが伝動機構に掛かる際、出力軸に作用する伝動機構による等価慣性モーメントは、比較的大きい値になり、出力軸に伝わる振動を効果的に減衰させることができる。すなわち、伝動機構による変速比(減速比)の大きさにより伝動機構による等価慣性モーメントを有効に活用することができる。さらに、伝動機構が同じ重量であって、出力軸に伝動機構を連結させるので、減速比を利用して大きな慣性モーメントを出力軸に作用できるため、慣性力を増大させるために慣性質量体を重量化させる必要がなく、トランスアクスルなどのユニットの重量が重くなることや大型化を防止できる。
 さらに、伝動機構を含む伝達経路に直列に配置されたクラッチ機構において、上流側に配置された第1クラッチ機構と下流側に配置されたドグクラッチとを両方とも切り離させることにより、CVT走行中に、入力軸および出力軸が伝動機構を連れ回さないようになる。要は、CVT走行中に、伝動機構をトルクの伝達経路から切り離すことができるので、伝動機構による動力損失を低減できるとともに、伝動機構の耐久性の低下を抑制できる。
 加えて、遊星歯車機構により構成された前後進切替機構において、入力要素のサンギヤには入力軸からのトルクが伝達されるが、反力要素のリングギヤおよび出力要素のキャリヤが自由に回転する状態であるため、あるいは全体が一体となって回転するなど各回転要素同士の間の回転数差が小さくなる。そのため、前後進切替機構での動力損失や耐久性の低下を抑制でき、かつ騒音と振動を抑制することができる。
 つぎに、図9から図26を参照して、この発明で対象とすることのできるパワートレーンの変形例について説明する。それらの変形例は、各クラッチ機構C,C,Dとブレーキ機構Bと前後進切替機構とが、前述した第1具体例とは異なるように配置され、入力軸とカウンタシャフトと出力軸とのうちいずれかの回転軸上に配置されたパワートレーンを含む。なお、ここでの説明では、図2に示す第1具体例と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用することにする。さらに、ここで説明する変形例同士においても、同様の構成を備えている場合には、説明を省略し参照符号を引用することとする。図9から図15には、第2具体例から第8具体例におけるパワートレーンを示し、第1クラッチ機構Cが上流側、ドグクラッチDが下流側に配置された例を示してある。一方、図16から図25には、第9具体例から第18具体例におけるパワートレーンを示し、ドグクラッチDが上流側、第1クラッチ機構Cが下流側に配置された例を示してある。
 図9に示す第2具体例におけるパワートレーンは、図2に示す第1具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図9に示す例では、第1および第2クラッチ機構C,Cと前後進切替機構8とが、入力軸7と同一軸線上に配置され、ドグクラッチDは、出力軸12上に配置されている。その第2クラッチ機構Cは、入力軸7とプライマリシャフト9とを選択的に連結するように構成され、入力軸7とCVT10との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構である。
 図10に示す第3具体例におけるパワートレーンは、図2に示す第1具体例とは、第1クラッチ機構Cおよび前後進切替機構19が配置された回転軸とドグクラッチDが配置された回転軸とが相違するように構成されている。図10に示す例では、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構19とが、カウンタシャフト43上に配置され、第2クラッチ機構CとドグクラッチDとが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのカウンタシャフト43上に配置された前後進切替機構19は、入力軸7上に配置された前後進切替機構8と同様に三つの回転要素を備えたダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。具体的には、カウンタドリブンギヤ49と一体化されたキャリヤ19cが入力要素を構成し、カウンタシャフト43と一体化されたサンギヤ19sが出力要素を構成し、リングギヤ19rが反力要素を構成している。そのカウンタドリブンギヤ49は、中空に形成され、カウンタシャフト43と相対回転可能に嵌合し、かつ入力軸7と一体化された駆動ギヤ46と常に噛み合っている。例えば、その第1クラッチ機構Cを継合させた場合、入力要素であるキャリヤ19cと出力要素であるサンギヤ19sとが連結され、遊星歯車機構である前後進切替機構19は全体が一体回転する。この場合には、前後進切替機構19はカウンタシャフト43と一体回転する。したがって、伝動機構40を経由してエンジン2から駆動輪5に到るトルクの伝達経路において、駆動ギヤ46とカウンタドリブンギヤ49とから成る第1ギヤ対が前後進切替機構19に対して上流側に配置され、カウンタドライブギヤ44と従動ギヤ45とからなる第2ギヤ対が前後進切替機構19に対して下流側に配置されている。また、図10に示すドグクラッチDは、従動ギヤ45と出力軸12とを選択的に連結するように構成されている。したがって、図10に示す例では、ドグクラッチDが、出力軸12と伝動機構40との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構に含まれる。
 図11に示す第4具体例におけるパワートレーンは、図10に示す第3具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図11に示す例では、第2クラッチ機構Cが入力軸7と同一軸線上に配置され、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構19とが、カウンタシャフト43上に配置され、ドグクラッチDが、出力軸12上に配置されている。その第2クラッチ機構Cは、入力軸7とプライマリシャフト9とを選択的に連結するように構成されている。
 図12に示す第5具体例におけるパワートレーンは、図2に示す第1具体例とは、ドグクラッチDが配置された回転軸が相違するように構成されている。図12に示す例では、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構8とが、入力軸7と同一軸線上に配置され、ドグクラッチDが、カウンタシャフト43上に配置され、第2クラッチ機構Cが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、中空に形成されたカウンタドリブンギヤ47と、カウンタシャフト43とを選択的に連結するように構成されている。そのカウンタドリブンギヤ47は、カウンタシャフト43と相対回転可能に嵌合している。図12に示すドグクラッチDは、カウンタシャフト43の軸線方向に移動することができるスリーブ58の内周面に形成されたスプラインを、そのカウンタドリブンギヤ47と一体化されたクラッチギヤ57に形成されたスプラインと、カウンタシャフト43と一体化されたハブ59に形成されたスプラインとに噛み合わせることにより、駆動ギヤ41とカウンタドリブンギヤ47とから成る第1ギヤ対を含む伝動機構40を出力軸12に連結するように構成されている。
 図13に示す第6具体例におけるパワートレーンは、図12に示す第5具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図13に示す例では、第1および第2クラッチ機構C,Cと前後進切替機構8とが、入力軸7と同一軸線上に配置され、ドグクラッチDはカウンタシャフト43上に配置されている。そのドグクラッチDは、カウンタドリブンギヤ47とカウンタシャフト43とを選択的に連結するように構成されている。
 図14に示す第7具体例におけるパワートレーンは、図2に示す第1具体例とは、ドグクラッチDが配置された回転軸が相違するように構成されている。図14に示す例では、第1クラッチ機構CとドグクラッチDと前後進切替機構8とが、入力軸7と同一軸線上に配置され、第2クラッチ機構Cが出力軸12と同一軸線上に配置されている。その第2クラッチ機構Cは、出力軸12とセカンダリシャフト11とを選択的に連結するように構成され、出力軸12とCVT10との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うための機構である。そのドグクラッチDは、前後進切替機構8における出力要素であるキャリヤ8cと駆動ギヤ41とを選択的に連結するように構成されている。図14に示すドグクラッチDは、入力軸7の軸線方向に移動することができるスリーブ55の内周面に形成されたスプラインを、キャリヤ8cと一体化された入力側のクラッチギヤ54に形成されたスプラインと、駆動ギヤ41と一体化された出力側のクラッチギヤ56に形成されたスプラインとに噛み合わせることにより、遊星歯車機構の出力要素であるキャリヤ8cを駆動ギヤ41に連結するように構成されている。
 図15に示す第8具体例におけるパワートレーンは、図14に示す第7具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図15に示す例では、各クラッチ機構C,C,Dと前後進切替機構8とが、入力軸7と同一軸線上に配置されている。その第2クラッチ機構Cは、入力軸7とプライマリシャフト9とを選択的に連結するように構成され、入力軸7とCVT10との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構である。そのドグクラッチDは、前後進切替機構8における出力要素であるキャリヤ8cと駆動ギヤ41とを選択的に連結するように構成されている。
 図16に示す第9具体例におけるパワートレーンは、図2に示す第1具体例とは、第1クラッチ機構Cおよび前後進切替機構17が配置された回転軸とドグクラッチDが配置された回転軸とが相違するように構成されている。図16に示す例では、第1クラッチ機構Cと第2クラッチ機構CとドグクラッチDと前後進切替機構17とが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。その出力軸12上に配置された前後進切替機構17は、入力軸7上に配置された前後進切替機構8と同様に三つの回転要素を備えたダブルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。具体的には、入力要素であるキャリヤ17cと、出力要素であるサンギヤ17sと、反力要素であるリングギヤ17rとを備えている。その第1クラッチ機構Cを継合させた場合、入力要素であるキャリヤ17cと出力要素であるサンギヤ17sとが連結され、遊星歯車機構である前後進切替機構17は全体が一体回転する。さらに、この場合には、前後進切替機構17は出力軸12と一体回転する。したがって、伝動機構40を経由してエンジン2から駆動輪5に到るトルクの伝達経路において、伝動機構40が上流側に配置され、前後進切替機構17が下流側に配置されている。
 また、図16に示すドグクラッチDは、従動ギヤ45と前後進切替機構17の入力要素であるキャリヤ17cとを選択的に連結するように構成されている。その従動ギヤ45は、中空に形成され出力軸12に相対回転可能に嵌合している。具体的には、ドグクラッチDは、出力軸12の軸線方向に移動することができるスリーブ62の内周面に形成されたスプラインを、その従動ギヤ45と一体化された入力側のクラッチギヤ51に形成されたスプラインと、キャリヤ17cと一体化された出力側のクラッチギヤ63に形成されたスプラインとに噛み合わせることにより、伝動機構40を前後進切替機構17に連結するように構成されている。したがって、図16に示す例では、第1クラッチ機構CおよびドグクラッチDが、出力軸12と伝動機構40との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構に含まれる。
 図17に示す第10具体例におけるパワートレーンは、図16に示す第9具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図17に示す例では、第2クラッチ機構Cが入力軸7と同一軸線上に配置され、第1クラッチ機構CとドグクラッチDと前後進切替機構17とが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、従動ギヤ45と前後進切替機構17の入力要素であるキャリヤ17cとを選択的に連結するように構成されている。
 図18に示す第11具体例におけるパワートレーンは、図16に示す第9具体例とは、ドグクラッチDが配置された回転軸が相違するように構成されている。図18に示す例では、ドグクラッチDが、カウンタシャフト43上に配置され、第1クラッチ機構Cと第2クラッチ機構Cと前後進切替機構17とが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、中空に形成されたカウンタドライブギヤ68とカウンタシャフト43とを選択的に連結するように構成されている。カウンタドライブギヤ68は、カウンタシャフト43と相対回転可能に嵌合している。具体的には、ドグクラッチDは、カウンタシャフト43の軸線方向に移動することができるスリーブ58の内周面に形成されたスプラインを、カウンタシャフト43と一体化されたハブ59に形成されたスプラインと、カウンタドライブギヤ68と一体化されたクラッチギヤ64に形成されたスプラインとに噛み合わせることにより、伝動機構40を入力軸7に連結するように構成されている。したがって、図18に示す例では、ドグクラッチDが、カウンタドライブギヤ68と従動ギヤ48とから成る第2ギヤ対を含む伝動機構40と入力軸7との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構に含まれる。
 図19に示す第12具体例におけるパワートレーンは、図18に示す第11具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図19に示す例では、第2クラッチ機構Cが、入力軸7と同一軸線上に配置され、ドグクラッチDが、カウンタシャフト43上に配置され、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構17とが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、カウンタドライブギヤ68とカウンタシャフト43とを選択的に連結するように構成されている。
 図20に示す第13具体例におけるパワートレーンは、図16に示す第9具体例とは、ドグクラッチDが配置された回転軸が相違するように構成されている。図20に示す例では、ドグクラッチDが入力軸7上に配置され、第1クラッチ機構Cと第2クラッチ機構Cと前後進切替機構17とが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、入力軸7と駆動ギヤ41とを選択的に連結するように構成されている。その駆動ギヤ41は、入力軸7と相対回転可能に嵌合している。また、ドグクラッチDは、入力軸7の軸線方向に移動することができるスリーブ61の内周面に形成されたスプラインを、入力軸7と一体化された入力側のクラッチギヤ60に形成されたスプラインと、駆動ギヤ41と一体化された出力側のクラッチギヤ56に形成されたスプラインとに噛み合わせることにより、伝動機構40を入力軸7に連結するように構成されている。したがって、図20に示す例では、ドグクラッチDが、入力軸7と伝動機構40との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構に含まれる。
 図21に示す第14具体例におけるパワートレーンは、図20に示す第13具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図21に示す例では、第2クラッチ機構CとドグクラッチDが、入力軸7と同一軸線上に配置され、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構17とが、出力軸12上に配置されている。そのドグクラッチDは、入力軸7と駆動ギヤ41とを選択的に連結するように構成されている。
 図22に示す第15具体例におけるパワートレーンは、図10に示す第3具体例とは、ドグクラッチDが配置された回転軸が相違するように構成されている。図22に示す例では、第1クラッチ機構CとドグクラッチDと前後進切替機構19とが、カウンタシャフト43上に配置され、第2クラッチ機構Cが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、中空に形成されたカウンタドリブンギヤ50とキャリヤ8cとを選択的に連結するように構成されている。このカウンタドリブンギヤ50は、カウンタシャフト43と相対回転可能に嵌合し、入力軸7と一体化された駆動ギヤ46と常に噛み合っている。具体的には、ドグクラッチDは、カウンタシャフト43の軸線方向に移動することができるスリーブ65の内周面に形成されたスプラインを、カウンタドリブンギヤ50と一体化された入力側のクラッチギヤ57に形成されたスプラインと、入力要素であるキャリヤ19cと一体化された出力側のクラッチギヤ66に形成されたスプラインとに噛み合わせることにより、前後進切替機構19を入力軸7に連結するように構成されている。したがって、図22に示す例では、ドグクラッチDが、伝動機構40における駆動ギヤ46とカウンタドリブンギヤ50とから成る第1ギヤ対を介して入力軸7と前後進切替機構40との間でトルクの伝達もしくは遮断を選択的に行うためのクラッチ機構に含まれる。すなわち、この場合、伝動機構40を経由してエンジン2から駆動輪5に到るトルクの伝達経路において、上流側にドグクラッチDが配置され、下流側に第1クラッチ機構Cが配置されている。
 図23に示す第16具体例におけるパワートレーンは、図22に示す第15具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図23に示す例では、第2クラッチ機構Cが、入力軸7と同一軸線上に配置され、第1クラッチ機構CとドグクラッチDと前後進切替機構19とが、カウンタシャフト43上に配置されている。その図23に示す第2クラッチ機構Cは、図9に示す第2クラッチ機構Cと同様の構造に構成されている。
 図24に示す第17具体例におけるパワートレーンは、図10に示す第3具体例とは、ドグクラッチDが配置された回転軸が相違するように構成されている。図24に示す例では、ドグクラッチDが入力軸7上に配置され、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構19とが、カウンタシャフト43上に配置され、第2クラッチ機構Cが、出力軸12と同一軸線上に配置されている。そのドグクラッチDは、図21に示す第14具体例におけるドグクラッチDと同様の構造に構成されている。図24に示す例では、入力軸7と相対回転可能に嵌合している駆動ギヤ41と、カウンタシャフト43と相対回転可能に嵌合しているカウンタドリブンギヤ49とが常に噛み合っている。そのカウンタドリブンギヤ49は、前後進切替機構19の入力要素であるキャリヤ19cと一体化されている。
 図25に示す第18具体例におけるパワートレーンは、図24に示す第17具体例とは、第2クラッチ機構Cが配置された回転軸が相違するように構成されている。図25に示す例では、第2クラッチ機構CとドグクラッチDが、入力軸7と同一軸線上に配置され、第1クラッチ機構Cと前後進切替機構19とが、カウンタシャフト43上に配置されている。その図25に示す第2クラッチ機構Cは、図9に示す第2クラッチ機構Cと同様の構造に構成されている。
 前述したように、この発明で対象とするパワートレーンは、入力軸から無段変速機を介して出力軸にトルクを伝達する第1伝達経路と、入力軸から差動作用のある前後進切替機構およびギヤ列を介して出力軸にトルクを伝達する第2伝達経路とを選択できるように構成されていればよい。したがって第2伝達経路を、トルクを伝達できない遮断状態にするドグクラッチや入力軸と前後進切替機構との連結状態は、前述した各具体例に示す構成以外の構成とすることができる。その例を図26に示してある。
 図26に示す第19具体例におけるパワートレーンは、前述した各具体例とは異なり、入力軸7が前後進切替機構18におけるキャリヤ18cと一体回転するように連結されている。また、ドグクラッチDは、カウンタシャフト74上に配置され、かつカウンタドライブギヤ78をカウンタシャフト74に連結し、またその連結を解くように構成されている。前述した各具体例に対するこのような構成の変更に伴って他の適宜な変更が施されている。具体的に説明すると、入力軸7は、CVT10におけるプライマリシャフト9に一体となって回転するように連結されるとともに、前後進切替機構18を構成している遊星歯車機構におけるキャリヤ18cに一体となって回転するように連結されている。したがって、図26に示す例では、キャリヤ18cが入力要素となっている。また、サンギヤ18sには中空軸であるサンギヤ軸71が一体化されており、そのサンギヤ軸71の内部を入力軸7が貫通し、サンギヤ軸71と入力軸7とは相対回転できるように支持されている。さらに、サンギヤ軸71は、エンジン2側(図26では右側)に延びており、このサンギヤ軸71の延長部分に、駆動ギヤ72が一体となって回転するように設けられている。
 この駆動ギヤ72と前後進切替機構18との間に第1クラッチ機構Cが配置されている。この第1クラッチ機構Cは、図26に示す例では、サンギヤ軸71とキャリヤ18cとを連結し、またその連結を解くように構成されている。なお、リングギヤ18rとケーシングなどの固定部との間にブレーキ機構Bが設けられており、このブレーキ機構Bによってリングギヤ18rの回転を止め、またリングギヤ18rの回転停止を解除するように構成されている。したがって、図26に示す構成では、外径が大きい前後進切替機構18や第1クラッチ機構Cが、プライマリプーリ20に隣接して配置されている。そのため、パワートレーンとしての外径の大きい部分の軸長が短くなり、少なくとも入力軸7側での軸長を短縮化することが可能になる。
 入力軸7およびサンギヤ軸71に対して平行に配置されたカウンタシャフト74には、駆動ギヤ72に噛み合っているカウンタドリブンギヤ73が設けられている。このカウンタドリブンギヤ73は、スプライン(図示せず)などによってカウンタシャフト74に対して、一体となって回転するように取り付けられている。また、図26に示す例では、減速作用が生じるように、カウンタドリブンギヤ73は駆動ギヤ72よりも大径に形成されている。カウンタシャフト74には、更に、カウンタドライブギヤ78が相対回転可能に取り付けられている。このカウンタドライブギヤ78は、カウンタドリブンギヤ73よりもCVT10側に配置されており、その位置は、より具体的には、例えば第1クラッチ機構Cの半径方向での外側の位置である。カウンタドライブギヤ78はカウンタドリブンギヤ73より小径のギヤであるから、外径の大きい第1クラッチ機構Cの外周側に配置することにより、外径の大きい部材が半径方向に並ぶことを回避してパワートレーンの全体としての外径が大きくなることを抑制し、また軸長が長くなることを抑制できる。
 そして、カウンタシャフト74上でカウンタドリブンギヤ73とカウンタドライブギヤ78との間にドグクラッチDが配置されている。このドグクラッチDは、カウンタドライブギヤ78をカウンタシャフト74に連結し、またその連結を解くように構成されている。具体的には、カウンタシャフト74と一体回転するハブ75に設けられたスプラインと、カウンタドライブギヤ78と一体回転するクラッチギヤ77に設けられたスプラインとが、スリーブ76に設けられたスプラインと噛み合うことにより、カウンタシャフト74とカウンタドライブギヤ78とが連結される。
 図26に示す構成では、出力軸80は中空軸によって構成されている。その出力軸80は、入力軸7およびカウンタシャフト74に対して平行で、かつセカンダリシャフト11と同一軸線上に回転可能に配置されている。なお、セカンダリシャフト11は出力軸80の内部に、出力軸80に対して相対回転可能に挿入されている。この出力軸80には、カウンタドライブギヤ78に噛み合っている従動ギヤ79が、一体となって回転するように設けられている。この従動ギヤ79はカウンタドライブギヤ78より大径のギヤであり、カウンタドライブギヤ78から従動ギヤ79にトルクを伝達する場合に減速作用が生じるようになっている。
 そのカウンタドライブギヤ78が第1クラッチ機構Cの外周側に配置され、従動ギヤ79はそのカウンタドライブギヤ78に噛み合っているから、従動ギヤ79はセカンダリプーリ30に隣接して配置されている。そして、このセカンダリプーリ30と従動ギヤ79との間に第2クラッチ機構Cが配置されている。第2クラッチ機構Cは、CVT10を含むトルク伝達経路をトルク伝達可能にするためのものであり、出力軸80をセカンダリプーリ30もしくはセカンダリシャフト11に連結し、またその連結を解くように構成されている。第2クラッチ機構Cは、例えば、図26に模式的に示すように、セカンダリプーリ30を構成している一方のシーブ(特に推力付与装置33の油圧室を形成しているドラム)と従動ギヤ79とを連結し、またその連結を解くように構成することができる。
 図26に示す構成では、外径の大きい各プーリ20,30が半径方向に並んで配置されているのに対応して、それぞれ外径の大きい前後進切替機構18および第1クラッチ機構Cと、第2クラッチ機構Cおよび従動ギヤ79とが半径方向にほぼ並んで配置されている。そのため、外径の大きい部材を軸線方向での一端部側にまとめて配置でき、それに伴って動力伝達装置の全体としての外形形状は、大径部分の軸長が比較的短い形状とすることができ、それに伴って車載性を向上させることができる。
 その円筒軸である出力軸80は、従動ギヤ79からセカンダリプーリ30とは反対の方向に延びており、その延長部分に出力ギヤ81が設けられ、この出力ギヤ81から大径ギヤ14aおよび減速ギヤシャフト14bならびに小径ギヤ14cおよびリングギヤ15を介してフロントデファレシャル16にトルクを伝達するように構成されている。この出力ギヤ81からフロントデファレンシャル16に到るトルクの伝達経路の構成は、前述した各具体例における構成と同様である。なお、図26において、特に説明していない構成で前述した各具体例と同様の構成の部分には、前述した各具体例と同様の符号を図26に付してある。
 図26に示すように構成されたパワートレーンは、前述した各具体例のパワートレーンと同様に、各クラッチ機構C,C,Dおよびブレーキ機構B1を図3に示すように継合あるいは切り離させることにより、前進状態および所定の変速比ならびに後進状態を設定することができる。すなわち、第1クラッチ機構CとドグクラッチDとを継合させることにより、入力軸7から伝動機構40を介して出力軸80にトルクを伝達することができる。その伝動機構40のギヤ比が、CVT10での最大変速比より大きいから、発進時の駆動トルクを大きくすることができる。
 また、図26に示す第19具体例では、第2クラッチ機構Cのみを継合させることにより、入力軸7からCVT10を介して出力軸80にトルクが伝達される。その場合の変速比は、CVT10におけるベルト10aの各プーリ20,30に対する巻き掛け半径を適宜に変更することにより、変更される。その場合、出力軸80に一体化されている従動ギヤ79から、その従動ギヤ79に噛み合っているカウンタドライブ78にトルクが伝達されるが、ドグクラッチDが切り離されていてカウンタシャフト74とカウンタドライブギヤ78との間のトルク伝達が遮断されているので、カウンタシャフト74に出力軸80側からトルクが伝達されることはない。特に伝動機構40が減速ギヤ列として構成されている場合、出力軸80側からトルクが入力されると、伝動機構40が増速ギヤ列として機能してしまうので、カウンタドライブギヤ78の回転数が従動ギヤ79の回転数より大きくなる。しかしながら、ドグクラッチDが切り離されていることにより、カウンタシャフト74に対して出力軸80側からトルクが伝達されることがないので、カウンタシャフト74の回転数が高回転数になることがない。その結果、図26に示す構成では、CVT10を使用して前進走行している場合のカウンタシャフト74の回転数が高回転数になることを防止できるので、カウンタシャフト74を回転可能に支持している軸受部分での動力損失を低減でき、ひいては動力伝達装置の全体としての動力伝達効率を向上させることができる。また、カウンタシャフト74を回転可能に支持している軸受は、特に高回転数に耐え得る高級かつ高コストのものではなくてよく、その結果、動力伝達装置の全体としての構成を小型化でき、また低コスト化することが可能になる。
 なお、CVT10を介して入力軸7から出力軸80にトルクを伝達して前進走行している場合に、第1クラッチ機構Cを継合させてもよい。その場合、駆動ギヤ72およびこれに噛み合っているカウンタドリブンギヤ73を介してカウンタシャフト74にトルクが伝達されて、カウンタシャフト74が回転する。しかしながら、駆動ギヤ72とカウンタドリブンギヤ73との間では減速作用が生じ、カウンタシャフト74の回転数は入力軸7よりも低回転数になる。そのため、カウンタシャフト74を回転可能に支持している軸受を高級かつ大型のものとする必要性は特には生じない。
 また、図26に示す構成における後進状態は、前述した各具体例と同様に、ブレーキ機構B1とドグクラッチDとを継合させることにより設定される。すなわち、前後進切替機構18の反力要素であるリングギヤ18rを固定し、入力要素であるキャリヤ18cにトルクを入力することにより、出力要素であるサンギヤ18sをキャリヤ18cに対して反対方向に回転させ、さらにそのサンギヤ18sから伝動機構40およびドグクラッチDを介して出力軸80にトルクを伝達する。その場合、図26に示す構成では、前述した各具体例とは異なり、キャリヤ18cが入力要素となり、かつサンギヤ18sが出力要素となっているので、後進状態の前後進切替機構18で生じる変速比が、上述した各具体例での変速比とは異なることになる。すなわち、前後進切替機構18を構成している遊星歯車機構のギヤ比(サンギヤ18sの歯数のリングギヤ18rの歯数に対する比率)を「ρ」とすると、図26に示す構成では、後進状態での前後進切替機構18による変速比が「(1-ρ)/ρ」となり、これに対して前述した各具体例では、後進状態での前後進切替機構18による変速比が「ρ/(1-ρ)」となる。
 このように、上述したパワートレーンの各変形例においても、CVT走行中に、伝動機構を含む伝達経路に直列に配置されたクラッチ機構のうち、相対的に下流側に配置されたクラッチを継合させて、トルクの伝達経路に伝動機構を回転慣性体として結合させることができる。これにより、エンジンを起振源としてトルクの伝達経路を伝わる振動を減衰させることができる。すなわち、その下流側に配置されたクラッチは、噛み合い式クラッチ機構であってもよく、摩擦式クラッチ機構であってもよい。
 ここで、上述した各具体例における構成と、この発明における構成との関係について説明すると、図2を参照して説明した第1具体例におけるパワートレーンでは、相対的に上流側に配置された第1クラッチ機構Cが、この発明の一方のクラッチに相当し、相対的に下流側に配置されたドグクラッチDが、この発明の他方のクラッチに相当する。さらに、図9から図15を参照して説明した第2から第8具体例における第1クラッチ機構Cは、この発明の一方のクラッチに相当し、ドグクラッチDは、この発明の他方のクラッチに相当する。また、図16から図25を参照して説明した第9から第18具体例におけるパワートレーンでは、相対的に上流側に配置されたドグクラッチDが、この発明の一方のクラッチに相当し、相対的に下流側に配置された第1クラッチ機構Cが、この発明の他方のクラッチに相当する。加えて、図26を参照して説明した第19具体例におけるパワートレーンでは、相対的に上流側に配置された第1クラッチ機構Cが、この発明の一方のクラッチに相当し、相対的に下流側に配置されたドグクラッチDが、この発明の他方のクラッチに相当する。すなわち、各具体例において、伝動機構40を含む伝達経路に直列に配置されたクラッチ機構のうち、相対的に上流側に配置されたクラッチ機構が、この発明の一方のクラッチ機構に相当し、相対的に下流側に配置されたクラッチ機構が、この発明の他方のクラッチ機構に相当する。
 なお、この発明に係る車両の制御装置は、上述した具体例に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
 例えば、上述したECUは、エンジンを駆動制御するように構成されてもよい。具体的には、エンジンは、ECUにより燃料噴射制御、点火制御、吸入空気量調節制御などの駆動制御を受けるものであってもよい。例えば、燃費を重視して走行する場合には、エンジン回転数およびエンジントルクが個別に制御される。また、エンジンがガソリンエンジンの場合、図示しない電子スロットルバルブの作動を制御することによって吸入空気量が制御され、これによりエンジントルクが制御される。一方、エンジンがディーゼルエンジンの場合には、燃料噴射量によってエンジントルクが制御される。
 また、この発明における噛み合い式クラッチ機構は、キー式シンクロメッシュ機構や、シングルコーン式シンクロメッシュ機構やマルチコーン式シンクロメッシュ機構などのコーン式シンクロメッシュ機構によって構成されてもよい。
 加えて、この発明における伝動機構は、固定された変速比として一つの変速比(ギヤ比)を有するギヤ機構に限定されず、二以上の固定された変速比(ギヤ比)を有し、それらの固定された変速比を選択して設定できるギヤ機構であってもよい。要は、伝動機構が入力軸から出力軸にトルクを伝達できるギヤ機構により構成されていればよいが、この発明では、固定された変速比として無段変速機構では設定できない変速比を伝動機構で設定するから、ギヤ機構は複数のギヤを噛み合わせたギヤ対の組み合わせにより構成される。つまり、それらのギヤ比(歯数の比)が、無段変速機構で設定できる最大変速比より大きい変速比となるように構成されていればよい。
 1…電子制御装置(ECU)、 2…エンジン、 3…トランスアクスル、 4…ドライブシャフト、 5…駆動輪、 7…入力軸、 8…前後進切替機構、 9…プライマリシャフト、 10…無段変速機構(CVT)、 10a…ベルト、 11…セカンダリシャフト、 12…出力軸、 13…出力ギヤ、 14…減速ギヤ機構、 16…フロントデファレンシャル、 20…プライマリプーリ、 30…セカンダリプーリ、 40…伝動機構、 41…駆動ギヤ、 42…カウンタドリブンギヤ、 43…カウンタシャフト、 44…カウンタドライブギヤ、 45…従動ギヤ、 A…経路切替機構、 B…ブレーキ機構、 C…第1クラッチ機構、 C…第2クラッチ機構、 D…噛み合い式クラッチ機構(ドグクラッチ)。

Claims (10)

  1.  内燃機関が出力したトルクが伝達される入力軸と駆動輪に対してトルクを出力する出力軸との間に、無段変速機構と、伝動機構と、前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達可能な伝達経路と前記伝動機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達可能な伝達経路とを選択的に切り替えるクラッチ機構とを備え、前記クラッチ機構は、一方のクラッチと、前記一方のクラッチに対して直列に設けられ、かつ前記一方のクラッチよりも前記出力軸側に設けられた他方のクラッチとを含み、前記一方のクラッチと前記他方のクラッチとの少なくともいずれか一方を切り離している場合に、前記伝動機構を介した前記駆動輪へのトルクの伝達が遮断されるように構成された車両の制御装置であって、
     前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする車両の制御装置。
  2.  前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ前記内燃機関の回転数が所定の回転数以下の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3.  前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ前記内燃機関の出力トルクが所定のトルク以上の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  4.  前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつスロットル開度が所定のスロットル開度以上の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  5.  前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ前記無段変速機構による変速比が所定の変速比以下の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車両の制御装置。
  6.  前記無段変速機構を介して前記内燃機関から前記駆動輪へトルクを伝達している場合、かつ車速が所定の車速以下の場合には、前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方を継合させることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の車両の制御装置。
  7.  前記伝動機構は、ギヤ列を有する減速機構を含み、
     前記伝動機構による変速比は、前記無段変速機構で設定できる最大の変速比よりも大きい変速比に設定されることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の車両の制御装置。
  8.  前記入力軸と前記出力軸との間で前記伝動機構を含む伝達経路内に、前記入力軸から入力されたトルクの回転方向を切り替えるための前後進切替機構をさらに備え、
     前記前後進切替機構は、複数の回転要素を有する遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の車両の制御装置。
  9.  前記伝動機構は、前記入力軸および前記出力軸と平行に設けられたカウンタシャフトを含み、
     前記前後進切替機構は、前記入力軸と前記カウンタシャフトと前記出力軸とのうちいずれか一つの回転軸上に配置され、
     前記一方のクラッチおよび前記他方のクラッチのうちのどちらか一方は、前記前後進切替機構が配置された前記回転軸上に配置され、かつ前記複数の回転要素のうち、前記回転軸と一体的に回転する回転要素と、他方の回転要素とを選択的に連結するように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の車両の制御装置。
  10.  前記一方のクラッチは、摩擦式クラッチを含み、
     前記他方のクラッチは、噛み合い式クラッチを含むことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の車両の制御装置。
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