車両用駆動装置
【課題】エンジン再始動に伴う前進クラッチの締結ショックを抑制しつつ、エンジン停止時においてもニュートラル制御を可能とする。
【解決手段】エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８には前進クラッチ４９が設けられる。この前進クラッチ４９の締結油室６３にはスプリング６５が組み込まれ、制御油圧が低下するアイドリングストップ時にも前進クラッチ４９はバネ力によって滑り状態または締結状態に保持される。これにより、エンジン再始動に伴う前進クラッチ４９の締結ショックが抑制される。さらに、動力伝達径路１８には噛合クラッチ１５が設けられており、噛合クラッチ１５はセレクトレバー４５ａに連動する電動アクチュエータ４４によって操作される。これにより、滑り状態や締結状態に保持される前進クラッチ４９を備えていても、噛合クラッチ１５を解放することでニュートラル制御が可能となる。
【解決手段】エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８には前進クラッチ４９が設けられる。この前進クラッチ４９の締結油室６３にはスプリング６５が組み込まれ、制御油圧が低下するアイドリングストップ時にも前進クラッチ４９はバネ力によって滑り状態または締結状態に保持される。これにより、エンジン再始動に伴う前進クラッチ４９の締結ショックが抑制される。さらに、動力伝達径路１８には噛合クラッチ１５が設けられており、噛合クラッチ１５はセレクトレバー４５ａに連動する電動アクチュエータ４４によって操作される。これにより、滑り状態や締結状態に保持される前進クラッチ４９を備えていても、噛合クラッチ１５を解放することでニュートラル制御が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン停止時に付勢手段によって滑り状態または締結状態に保持される摩擦係合機構を備えた車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの燃料消費量を削減するため、停車時にエンジンを自動的に停止させるようにしたアイドリングストップ車両が開発されている。このアイドリングストップ車両は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させる一方、所定の始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させている。また、エンジンおよび電動モータを搭載するハイブリッド車両においても、停車時にエンジンを自動的に停止させることが一般的である。
【０００３】
ところで、車両の動力伝達系には、複数の油圧クラッチや油圧ブレーキ(以下、油圧ブレーキを含めて油圧クラッチという)を備えた自動変速機が搭載されている。また、自動変速機にクラッチ用の制御油圧を供給するため、自動変速機にはエンジンに駆動されるオイルポンプが接続されている。しかしながら、アイドリングストップ車両においては、停車時にエンジンおよびオイルポンプが停止することから、締結中の油圧クラッチは締結を維持できずに解放されていた。そして、エンジン再始動に伴ってオイルポンプが再び駆動されると、解放中の油圧クラッチが急速に締結されることから、油圧クラッチに締結ショックが発生することになっていた。
【０００４】
そこで、アイドリングストップ時における油圧クラッチの解放を回避するため、電動オイルポンプやアキュムレータを搭載することにより、エンジン停止時の油圧低下を回避することも考えられるが、電動オイルポンプ等を搭載することはアイドリングストップ車両の高コスト化を招く要因となる。このため、油圧クラッチの制御油圧が低下した場合であっても、油圧クラッチが完全に解放されることのないように、油圧クラッチのピストンにバネを組み付けるようにした動力伝達装置が開発されている(例えば、特許文献１参照)。このように、油圧クラッチのピストンをバネによって付勢することにより、オイルポンプを停止させても油圧クラッチが完全に解放されることはなく、エンジン再始動時における油圧クラッチの締結ショックを抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の動力伝達装置においては、油圧クラッチのピストンをバネによって締結側に付勢する構造であるため、油圧クラッチには解放時に作動油を供給するためのキャンセル油室が設けられている。すなわち、油圧クラッチを完全に解放するためには、キャンセル油室に作動油を供給することが必要となっていた。このため、オイルポンプが停止するエンジン停止時においては、油圧クラッチのキャンセル油室に作動油を供給することができず、油圧クラッチが滑り状態または締結状態に保持されることから、車両をニュートラル状態に制御することが不可能となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、エンジン始動時における摩擦係合機構の締結ショックを抑制するとともに、エンジン停止時においても車両用駆動装置をニュートラル状態に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用駆動装置は、所定の停止条件下で自動的に停止されて所定の始動条件下で自動的に再始動されるエンジンを備えた車両用駆動装置であって、駆動輪に動力を伝達する際には走行レンジに操作され、前記駆動輪に対する動力の伝達を遮断する際には非走行レンジに操作される手動操作部と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達径路に設けられ、ピストンが係合方向に移動して摩擦板を係合する締結状態と、前記ピストンが解放方向に移動して前記摩擦板の係合を解除する解放状態とに切り換えられる摩擦係合機構と、前記エンジンに駆動され、前記ピストンを係合方向と解放方向とに移動させる作動油を前記摩擦係合機構に供給するオイルポンプと、前記摩擦係合機構に組み付けられて前記ピストンを係合方向に付勢し、前記オイルポンプが停止するエンジン停止時に前記摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持する付勢手段と、前記動力伝達径路に設けられ、前記動力伝達径路を切断する解放状態と前記動力伝達径路を接続する締結状態とに切り換えられる噛合クラッチと、前記噛合クラッチに連結され、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを解放状態に切り換える一方、前記手動操作部が走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを締結状態に切り換える電動アクチュエータとを有し、前記摩擦係合機構が滑り状態または締結状態となるエンジン停止時に、運転手によって非走行レンジが選択されたときには、前記噛合クラッチを解放状態に切り換えて前記エンジンと前記駆動輪とを切り離すことを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記電動アクチュエータに連結されて前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材側に押し込むロッド部材を備え、前記ロッド部材は、先端部材とこれに弾性部材を介して同軸上に配置される基端部材とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両用駆動装置は、走行レンジが選択されたときに、前記電動アクチュエータは前記ロッド部材を前記従動噛合部材に接触する位置まで押し込むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用駆動装置における前記電動アクチュエータは、非通電時に前記噛合クラッチを解放状態に切り換えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備え、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて付勢する締結油室が前記従動噛合部材の背面側に区画されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用駆動装置は、走行レンジが選択されたときに、前記締結油室に作動油が供給されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、前記従動噛合部材の外周部にスプライン結合部を介して連結されるドラム部材を備え、前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間には、前記スプライン結合部の一端側と他端側とに位置して一対のオイルシールが組み付けられ、前記締結油室は、前記オイルシールを境に前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間に区画されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、前記摩擦係合機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、前記動力伝達径路に設けられる変速機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、動力伝達径路に設けられる摩擦係合機構に対し、ピストンを係合方向に付勢する付勢手段を組み付けている。これにより、エンジン停止時にオイルポンプが停止しても、摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持することができ、エンジン再始動時における摩擦係合機構の締結ショックを抑制することが可能となる。さらに、動力伝達径路には、電動アクチュエータによって操作される噛合クラッチが設けられている。これにより、エンジン停止時においても噛合クラッチを用いて動力伝達径路を切断することができ、車両用駆動装置をニュートラル状態に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態である車両用駆動装置を示す概略図である。
【図２】車両用駆動装置の一部を制御系とともに示す概略図である。
【図３】噛合クラッチの構造および制御系を示す概略図である。
【図４】噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。
【図５】(ａ)および(ｂ)は噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。
【図６】噛合クラッチを締結状態や解放状態に制御する際の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置１０を示す概略図である。図１に示すように、車両用駆動装置１０は、エンジン１１、トルクコンバータ１２、無段変速機(変速機構)１３、および前後進切換機構１４を有している。エンジン１１にはトルクコンバータ１２および噛合クラッチ１５を介して無段変速機１３が連結されており、この無段変速機１３には前後進切換機構１４およびフロントデファレンシャル機構１６を介して前輪(駆動輪)１９ｆが連結されている。また、前後進切換機構１４にはトランスファクラッチ１７を介して後輪(駆動輪)１９ｒが連結されている。すなわち、噛合クラッチ１５および前後進切換機構１４は、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８に設けられており、噛合クラッチ１５および前後進切換機構１４を介して、エンジン１１から駆動輪１９ｆ，１９ｒに動力が伝達されている。
【００２０】
図示する車両用駆動装置１０はアイドリングストップ機能を有しており、所定の停止条件が成立したときにはエンジン１１を自動的に停止させる一方、所定の始動条件が成立したときにはエンジン１１を自動的に再始動させている。エンジン１１の停止条件としては、停車状態(車速＝０ｋｍ／ｈ)であり、且つブレーキペダルが踏み込まれること等が挙げられる。また、エンジン１１の始動条件としては、ブレーキペダルの踏み込みが解除されることや、アクセルペダルが踏み込まれること等が挙げられる。なお、エンジン１１を始動回転させるスタータモータとしては、始動時にピニオンが突出してエンジン１１の図示しないリングギヤに噛み合う方式のスタータモータであっても良く、一方向クラッチを介してリングギヤに常時噛み合う方式のスタータモータであっても良い。さらに、オルタネータをスタータモータとして機能させても良い。
【００２１】
エンジン１１に連結されるトルクコンバータ１２は、クランク軸２０に連結されるポンプインペラ２１と、このポンプインペラ２１に対向するとともにタービン軸２２に連結されるタービンランナ２３とを備えている。なお、トルクコンバータ１２には、フロントカバー２４とタービンランナ２３とを直結するロックアップクラッチ２５が設けられている。また、無段変速機１３は、プライマリ軸３０とこれに平行となるセカンダリ軸３１とを有している。プライマリ軸３０にはプライマリプーリ３２が設けられており、プライマリプーリ３２の背面側にはプライマリ油室３３が区画されている。また、セカンダリ軸３１にはセカンダリプーリ３４が設けられており、セカンダリプーリ３４の背面側にはセカンダリ油室３５が区画されている。さらに、プライマリプーリ３２およびセカンダリプーリ３４には駆動チェーン３６が巻き掛けられている。プライマリ油室３３およびセカンダリ油室３５の油圧を調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン３６の巻き付け径を変化させることができ、プライマリ軸３０からセカンダリ軸３１に対する無段変速が可能となる。
【００２２】
トルクコンバータ１２から無段変速機１３にエンジン動力を伝達するため、トルクコンバータ１２と無段変速機１３との間には噛合クラッチ１５および歯車列４０が設けられている。ドグクラッチとも言われる噛合クラッチ１５は、タービン軸２２に連結される駆動噛合部材４１と、これに対向する従動噛合部材４２とを備えている。駆動噛合部材４１には噛合歯４１ａが形成されており、従動噛合部材４２には噛合歯４１ａに対向する噛合歯４２ａが形成されている。さらに、従動噛合部材４２にはリンク機構４３を介して電動アクチュエータ４４が連結されており、電動アクチュエータ４４を駆動することで従動噛合部材４２を軸方向にスライドさせることが可能となる。また、歯車列４０は、従動噛合部材４２に連結される駆動ギヤ４０ａと、プライマリ軸３０に連結される従動ギヤ４０ｂとを備えている。なお、電動アクチュエータ４４と操作ユニット(手動操作部)４５とは、後述する制御ユニット８０やインヒビタスイッチ８１を介して電気的に接続されている。そして、操作ユニット４５のセレクトレバー４５ａを操作(セレクト操作)することにより、電動アクチュエータ４４を駆動して噛合クラッチ１５を制御することが可能となっている。
【００２３】
運転手に操作されるセレクトレバー４５ａは、走行レンジであるＤレンジ(前進走行レンジ)やＲレンジ(後退走行レンジ)、非走行レンジであるＰレンジ(駐車レンジ)やＮレンジ(ニュートラルレンジ)に操作可能となっている。そして、セレクトレバー４５ａをＤレンジやＲレンジに操作することにより、通電状態となる電動アクチュエータ４４によって従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１に向けて移動することになる。これにより、噛合歯４１ａと噛合歯４２ａとを噛み合わせることができ、動力伝達径路１８を接続する締結状態に噛合クラッチ１５を切り換えることが可能となる。一方、セレクトレバー４５ａをＰレンジやＮレンジに操作することにより、非通電状態となる電動アクチュエータ４４によって従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１から離れて移動することになる。これにより、噛合歯４１ａと噛合歯４２ａとの噛み合いを解除することができ、動力伝達径路１８を切断する解放状態に噛合クラッチ１５を切り換えることが可能となる。すなわち、駆動輪１９ｆ，１９ｒに動力を伝達する際には、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為されて噛合クラッチ１５が締結される一方、駆動輪１９ｆ，１９ｒに対する動力の伝達を遮断する際には、ＰレンジやＮレンジにセレクト操作が為されて噛合クラッチ１５が解放されることになる。
【００２４】
また、無段変速機１３から駆動輪１９ｆ，１９ｒに向けてエンジン動力を出力するため、セカンダリ軸３１には歯車列４６を介して前後進切換機構１４が接続されている。歯車列４６は、セカンダリ軸３１に固定される駆動ギヤ４６ａと、前後進切換機構１４の前後進入力軸４７に固定される従動ギヤ４６ｂとを備えている。さらに、前後進切換機構１４は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４８、前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０によって構成されている。前後進切換機構１４の遊星歯車列４８は、前後進入力軸４７に固定されるサンギヤ５１と、これの径方向外方に回転自在に設けられるリングギヤ５２とを備えている。サンギヤ５１とリングギヤ５２との間には相互に噛み合う一対のプラネタリピニオンギヤ５３，５４が複数設けられている。サンギヤ５１とリングギヤ５２とを連結するプラネタリピニオンギヤ５３，５４はキャリア５５によって回転自在に支持されており、このキャリア５５は前後進出力軸５６に固定されている。
【００２５】
また、前後進切換機構１４の前進クラッチ(摩擦係合機構)４９は、前後進入力軸４７に固定されるクラッチドラム６０と、キャリア５５に固定されるクラッチハブ６１とを備えている。クラッチドラム６０とクラッチハブ６１との間には複数枚の摩擦板６０ａ，６１ａが設けられており、摩擦板６０ａはクラッチドラム６０の内周面に支持され、摩擦板６１ａはクラッチハブ６１の外周面に支持されている。また、クラッチドラム６０内には摩擦板６０ａ，６１ａを押圧する油圧ピストン(ピストン)６２が摺動自在に設けられている。また、クラッチドラム６０に収容される油圧ピストン６２の一方面側には締結油室６３が区画される一方、油圧ピストン６２の他方面側には解放油室６４が区画されている。さらに、締結油室６３にはスプリング(付勢手段)６５が組み込まれており、スプリング６５によって油圧ピストン６２は係合方向に付勢されている。なお、係合方向とは油圧ピストン６２が摩擦板６０ａ，６１ａに近づく方向であり、後述する解放方向とは油圧ピストン６２が摩擦板６０ａ，６１ａから離れる方向である。
【００２６】
そして、前進クラッチ４９の締結油室６３に作動油を供給して解放油室６４から作動油を排出することにより、油圧ピストン６２を係合方向に移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン６２を押し当てて摩擦板６０ａ，６１ａを係合状態とすることができ、前進クラッチ４９はクラッチドラム６０とクラッチハブ６１とを一体に回転させる締結状態となる。一方、締結油室６３から作動油を排出して解放油室６４に作動油を供給することにより、油圧ピストン６２を解放方向に移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン６２を離して摩擦板６０ａ，６１ａの係合状態を解除することができ、前進クラッチ４９はクラッチドラム６０とクラッチハブ６１とを切り離す解放状態となる。また、締結油室６３と解放油室６４との双方から作動油が排出された場合であっても、油圧ピストン６２はスプリング６５によって係合方向に付勢されることから、前進クラッチ４９は滑り状態または締結状態に制御される。なお、前進クラッチ４９の滑り状態とは、摩擦板６０ａ，６１ａ間に設定される遊びが無くなる状態であり、摩擦板６０ａ，６１ａ同士が完全に締結される前の状態である。すなわち、前進クラッチ４９の滑り状態とは、摩擦板６０ａ，６１ａ同士が軽く接触している状態であり、前進クラッチ４９が解放状態から締結状態に移行する過程の状態である。
【００２７】
さらに、前後進切換機構１４の後退ブレーキ５０は、図示しないケースに固定されるブレーキドラム７０と、リングギヤ５２に固定されるブレーキハブ７１とを有している。ブレーキドラム７０とブレーキハブ７１との間には複数枚の摩擦板７０ａ，７１ａが装着されており、摩擦板７０ａはブレーキドラム７０の内周面に支持され、摩擦板７１ａはブレーキハブ７１の外周面に支持されている。また、ブレーキドラム７０内には摩擦板７０ａ，７１ａを押圧する油圧ピストン７２が摺動自在に収容されている。さらに、油圧ピストン７２の一方面側には締結油室７３が区画されており、この締結油室７３に作動油を供給することにより、油圧ピストン７２を係合方向に移動させることができ、後退ブレーキ５０を締結状態に切り換えることが可能となる。なお、後退ブレーキ５０の油圧ピストン７２には、図示しないリターンスプリングが組み付けられており、締結油室７３から作動油を排出することにより、後退ブレーキ５０はバネ力によって解放状態に切り換えられる。
【００２８】
なお、前進走行時には、後退ブレーキ５０を解放した状態のもとで前進クラッチ４９が締結される。これにより、前後進入力軸４７と前後進出力軸５６とが直結されるため、前後進入力軸４７に入力されるエンジン動力は、そのままの回転方向で前後進出力軸５６に伝達される。一方、後退走行時には、前進クラッチ４９を解放した状態のもとで後退ブレーキ５０が締結される。これにより、リングギヤ５２が固定されるため、前後進入力軸４７に入力されるエンジン動力は、逆向きの回転方向で前後進出力軸５６に伝達される。このように、動力伝達径路１８に設けられる前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０を制御することにより、前後進出力軸５６の回転方向を切り換えることが可能となる。
【００２９】
ここで、図２は車両用駆動装置１０の一部を制御系とともに示す概略図である。図２に示すように、車両用駆動装置１０には、前後進切換機構１４等に対して作動油を供給するため、トロコイドポンプ等のオイルポンプ７４が設けられている。また、前進クラッチ４９の締結油室６３および解放油室６４、後退ブレーキ５０の締結油室７３に作動油を供給制御するため、車両用駆動装置１０内には複数のソレノイドバルブを備えたバルブユニット７５が設けられている。オイルポンプ７４とバルブユニット７５とは油路７６を介して接続されており、オイルポンプ７４から吐出される作動油は、バルブユニット７５を経て前進クラッチ４９や後退ブレーキ５０等に供給される。オイルポンプ７４には従動スプロケット７７ｂが連結されており、トルクコンバータ１２のポンプインペラ２１には駆動スプロケット７７ａが連結されている。また、駆動スプロケット７７ａと従動スプロケット７７ｂとはチェーン７７ｃを介して連結されている。このように、エンジン１１とオイルポンプ７４とは直結されており、エンジン１１の駆動状態に連動してオイルポンプ７４が作動している。なお、オイルポンプ７４から吐出される作動油は、バルブユニット７５を経てトルクコンバータ１２や無段変速機１３に供給されることはいうまでもない。
【００３０】
また、エンジン１１やバルブユニット７５等を制御するため、車両用駆動装置１０には制御ユニット８０が設けられている。この制御ユニット８０には、セレクトレバー４５ａの操作位置を検出するインヒビタスイッチ８１、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ８２、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ８３、車速を検出する車速センサ８４、運転手に操作されるイグニッションスイッチ８５等が接続されている。そして、制御ユニット８０は、各種センサ等からの情報に基づき車両状態を判定し、エンジン１１やバルブユニット７５等に対して制御信号を出力する。なお、制御ユニット８０は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。
【００３１】
前述したように、前進クラッチ４９に対して油圧ピストン６２を係合方向に付勢するスプリング６５を組み込むようにしたので、アイドリングストップに伴って制御油圧が低下した場合であっても前進クラッチ４９を滑り状態または締結状態に保持することができ、エンジン再始動に伴う前進クラッチ４９の締結ショックを抑制することが可能となる。さらに、セレクト操作に連動する噛合クラッチ１５を動力伝達径路１８に設けるようにしたので、エンジン停止時であってもセレクトレバー４５ａをＮレンジに操作することにより、噛合クラッチ１５を解放してエンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとを切り離すことが可能となる。すなわち、前進クラッチ４９はバネ力によって滑り状態または締結状態に保持されることから、制御油圧を得ることのできないエンジン停止時においては、前進クラッチ４９を解放することが不可能であり、車両用駆動装置をニュートラル状態に切り換えることが不可能であった。そこで、本発明の車両用駆動装置１０においては、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８に、セレクト操作によって解放される噛合クラッチ１５を設けている。これにより、エンジン停止時であっても、噛合クラッチ１５を解放して車両用駆動装置１０をニュートラル状態に制御することができ、車両の牽引作業等を安全に行うことが可能となる。
【００３２】
続いて、噛合クラッチ１５の構造および制御系について説明する。ここで、図３は噛合クラッチ１５の構造および制御系を示す概略図である。図３に示すように、噛合クラッチ１５は、タービン軸２２に連結される駆動噛合部材４１と、駆動ギヤ４０ａに固定されるクラッチドラム(ドラム部材)９０とを備えている。クラッチドラム９０の内周面にはスプライン歯９１ａが形成されており、クラッチドラム９０に収容される従動噛合部材４２の外周面にはスプライン歯９１ａに噛み合うスプライン歯９１ｂが形成されている。すなわち、互いに噛み合うスプライン歯９１ａ，９１ｂによってスプライン結合部９１が構成されており、従動噛合部材４２の外周部にはスプライン結合部９１を介してクラッチドラム９０が連結されている。このように、クラッチドラム９０内には軸方向に移動自在に従動噛合部材４２が収容されており、従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１に噛み合う前進位置と駆動噛合部材４１から離れる後退位置とに移動することになる。また、駆動噛合部材４１と従動噛合部材４２との間には、従動噛合部材４２を後退位置に向けて付勢するリターンスプリング９２が設けられている。
【００３３】
噛合クラッチ１５の従動噛合部材４２を前進位置と後退位置とに作動させるため、クラッチドラム９０の中心部に形成される貫通孔９３にはクラッチロッド(ロッド部材)９４が摺動自在に挿入されている。このクラッチロッド９４は先端部材９４ａと基端部材９４ｂとを備えており、先端部材９４ａと基端部材９４ｂとの間には弾性部材であるスプリング９４ｃが組み込まれている。このようなクラッチロッド９４を軸方向に作動させるため、クラッチロッド９４と電動アクチュエータ４４とはリンク機構４３を介して連結されている。リンク機構４３は揺動自在となるリンクレバー４３ａによって構成されており、リンクレバー４３ａの一端側には電動アクチュエータ４４の駆動ロッド４４ａが連結され、リンクレバー４３ａの他端側には基端部材９４ｂが連結されている。そして、セレクトレバー４５ａをＮレンジやＰレンジに操作することにより、図３に矢印Ａで示すように、非通電状態となる電動アクチュエータ４４から駆動ロッド４４ａが押し出され、クラッチドラム９０からクラッチロッド９４が引き抜かれる。一方、セレクトレバー４５ａをＤレンジやＲレンジに操作することにより、図３に矢印Ｂで示すように、通電状態となる電動アクチュエータ４４に駆動ロッド４４ａが引き込まれ、クラッチドラム９０に対してクラッチロッド９４が挿し込まれる。
【００３４】
また、図３に示すように、クラッチドラム９０の中心部には環状凸部９５が形成されており、このクラッチドラム９０に収容される従動噛合部材４２には環状凸部９５に対応する円形凹部９６が形成されている。従動噛合部材４２の外周面にはオイルシール９７が組み付けられており、従動噛合部材４２の円形凹部９６の内周面にはオイルシール９８が組み付けられている。このように、従動噛合部材４２に対して一対のオイルシール９７，９８を組み付けることにより、クラッチドラム９０と従動噛合部材４２との間にはオイルシール９７，９８を境に締結油室９９が区画される。また、クラッチドラム９０には締結油室９９に開口するクラッチ油路１００が形成されており、クラッチ油路１００にはバルブユニット７５からの延びる分岐油路１０１が接続されている。クラッチ油路１００に接続される分岐油路１０１は、バルブユニット７５内のクラッチ圧制御弁１０２とマニュアル弁１０３とを接続する油路１０４から分岐する構造となっている。さらに、図３に示すように、オイルシール９７はスプライン結合部９１の一端側に位置して設けられる一方、オイルシール９８はスプライン結合部９１の他端側に位置して設けられている。これにより、従動噛合部材４２の背面側に区画される締結油室９９内には、スプライン結合部９１が配置されている。
【００３５】
バルブユニット７５には、ライン圧制御弁１０５、クラッチ圧制御弁１０２、マニュアル弁１０３等が組み込まれている。オイルポンプ７４から吐出された作動油は、ライン圧制御弁１０５を介して基本油圧に調圧された後に、クラッチ圧制御弁１０２を介して前進クラッチ４９や後退ブレーキ５０の作動状態に応じて調圧される。このように、クラッチ圧制御弁１０２によって調圧された作動油は、セレクトレバー４５ａに連動して切り換えられるマニュアル弁１０３を介して、前進クラッチ４９の締結油室６３または後退ブレーキ５０の締結油室７３に供給されることになる。また、クラッチ圧制御弁１０２は制御ユニット８０によって制御されており、Ｄレンジにセレクト操作が為された場合には、前進クラッチ４９を締結する作動油がクラッチ圧制御弁１０２によって調圧され、Ｒレンジにセレクト操作が為された場合には、後退ブレーキ５０を締結する作動油がクラッチ圧制御弁１０２によって調圧される。すなわち、前進クラッチ４９や後退ブレーキ５０を締結するＤレンジやＲレンジが選択された場合には、クラッチ圧制御弁１０２とマニュアル弁１０３とを接続する油路１０４に作動油が供給される一方、前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０を解放するＰレンジやＮレンジが選択された場合には、クラッチ圧制御弁１０２とマニュアル弁１０３とを接続する油路１０４から作動油が排出されることになる。したがって、ＤレンジやＲレンジが選択された場合には、分岐油路１０１およびクラッチ油路１００を経て締結油室９９に作動油が供給される一方、ＰレンジやＮレンジが選択された場合には、クラッチ油路１００および分岐油路１０１を経て締結油室９９の作動油がクラッチ圧制御弁１０２から排出される。
【００３６】
以下、セレクト操作によって締結状態と解放状態とに切り換えられる噛合クラッチ１５の作動状況について説明する。図４および図５は噛合クラッチ１５の作動状況を示す説明図である。なお、図５に記載される白抜きの矢印は動力伝達径路を示している。図４に示すように、セレクト操作によってＮレンジやＰレンジが選択された場合には、非通電状態となる電動アクチュエータ４４から駆動ロッド４４ａが押し出され、クラッチロッド９４の先端部材９４ａは従動噛合部材４２から離れた状態となる。また、前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０を解放するＮレンジやＰレンジが選択されるため、噛合クラッチ１５の締結油室９９から作動油は排出された状態となる。このように、セレクト操作によってＮレンジやＰレンジが選択された場合には、リターンスプリング９２によって従動噛合部材４２は後退位置に移動し、噛合クラッチ１５は解放状態に切り換えられる。
【００３７】
続いて、図５(ａ)に示すように、セレクト操作によってＤレンジやＲレンジが選択された場合には、通電状態となる電動アクチュエータ４４に駆動ロッド４４ａが引き込まれ、クラッチロッド９４の先端部材９４ａはスプリング９４ｃを圧縮しながら従動噛合部材４２に接触した状態となる。そして、図５(ｂ)に示すように、駆動噛合部材４１と従動噛合部材４２とが相対回転し、対向する噛合歯４１ａ，４２ａが互いに噛み合う位置になると、スプリング９４ｃのバネ力によって従動噛合部材４２は前進位置に押し込まれ、噛合クラッチ１５は締結状態に切り換えられることになる。このように、クラッチロッド９４に対してスプリング９４ｃを組み込むことにより、噛合クラッチ１５の締結を待たずに電動アクチュエータ４４の駆動ロッド４４ａを引き込むことが可能となる。すなわち、スプリング９４ｃを組み込むことで先端部材９４ａを従動噛合部材４２に押し付けながら追従させることが可能となり、噛合クラッチ１５の噛み待ち状態を作り出すことが可能となる。これにより、電動アクチュエータ４４に過大な負荷を掛けることなく、噛合クラッチ１５を締結状態に切り換えることが可能となる。
【００３８】
さらに、図５(ａ)および(ｂ)に示すように、ＤレンジまたはＲレンジが選択された場合には、噛合クラッチ１５の締結油室９９にはクラッチ圧制御弁１０２からの作動油が供給された状態となる。すなわち、従動噛合部材４２の押し込みを油圧によってアシストすることができるため、電動アクチュエータ４４に要求される操作力を軽減することが可能となり、電動アクチュエータ４４の小型化を図ることが可能となる。また、従動噛合部材４２の押し込みを油圧によってアシストすることができるため、インヒビタスイッチ８１や電動アクチュエータ４４等がフェイル状態に陥った場合であっても、油圧によって噛合クラッチ１５を締結状態に切り換えることができ、車両を走行させることが可能となる。また、噛合クラッチ１５が締結状態に切り換えられた後も、油圧によって従動噛合部材４２が前進位置に押し込まれることから、噛合クラッチ１５の噛み合いが外れてしまうことがなく、噛合クラッチ１５の信頼性を向上させることが可能となる。しかも、噛合クラッチ１５の締結油室９９内にはスプライン結合部９１が位置していることから、締結油室９９内の作動油を用いてスプライン結合部９１を潤滑することも可能となる。
【００３９】
また、噛合クラッチ１５の不要な締結を回避するため、制御ユニット８０は、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為されて所定のディレイ時間が経過してから、電動アクチュエータ４４を駆動して噛合クラッチ１５を締結している。ここで、図６は噛合クラッチ１５を締結状態や解放状態に制御する際の手順を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１では、Ｐレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ１において、Ｐレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ２に進み、電動アクチュエータ４４の通電が遮断されて噛合クラッチ１５が解放される。そして、続くステップＳ３において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の解放状態は継続される。
【００４０】
また、ステップＳ１において、Ｐレンジが選択されていないと判定された場合には、ステップＳ４に進み、Ｒレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ４において、Ｒレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ５に進み、所定のディレイ時間が経過するまでＲレンジが保持されているか否かが判定される。ステップＳ５において、ディレイ時間に渡ってＲレンジが保持されていると判定された場合には、ステップＳ６に進み、電動アクチュエータ４４に通電が為されて噛合クラッチ１５が締結される。そして、続くステップＳ７において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の締結状態は継続される。一方、ステップＳ５において、ディレイ時間内にＲレンジが解除されたと判定された場合には、噛合クラッチ１５を締結することなくルーチンを抜ける。
【００４１】
また、ステップＳ４において、Ｒレンジが選択されていないと判定された場合には、ステップＳ８に進み、Ｎレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ８において、Ｎレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ９に進み、電動アクチュエータ４４の通電が遮断されて噛合クラッチ１５が解放される。そして、続くステップＳ１０において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の解放状態は継続される。
【００４２】
また、ステップＳ８において、Ｎレンジが選択されていないと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、Ｄレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ１１において、Ｄレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、所定のディレイ時間が経過するまでＤレンジが保持されているか否かが判定される。ステップＳ１２において、ディレイ時間に渡ってＤレンジが保持されていると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、電動アクチュエータ４４に通電が為されて噛合クラッチ１５が締結される。そして、続くステップＳ１４において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の締結状態は継続される。一方、ステップＳ１２において、ディレイ時間内にＤレンジが解除されたと判定された場合には、噛合クラッチ１５を締結することなくルーチンを抜ける。
【００４３】
このように、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為された場合に、所定のディレイ時間が経過してから電動アクチュエータ４４を駆動して噛合クラッチ１５を締結している。これにより、セレクト操作中にセレクトレバー４５ａがＤレンジやＲレンジを通過しても、噛合クラッチ１５が誤って締結されることがなく、不要な噛合クラッチ１５の締結を回避して締結ショックを軽減することが可能となる。また、ＰレンジやＮレンジにセレクト操作が為された場合には、電動アクチュエータ４４に対する通電を遮断することにより、噛合クラッチ１５を解放状態に切り換えている。すなわち、電動アクチュエータ４４は非通電時に噛合クラッチ１５を解放するため、イグニッションスイッチ８５がオフ操作された場合であっても、噛合クラッチ１５を解放してニュートラル状態を作り出すことができ、車両の牽引作業等を安全に行うことが可能となる。
【００４４】
また、前述の説明では、無段変速機１３よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に前後進切換機構１４を配置しているが、これに限られることはなく、動力伝達径路１８上の他の位置に前後進切換機構１４を配置しても良い。また、前述の説明では、前進クラッチ４９よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置しているが、これに限られることはなく、前進クラッチ４９よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に噛合クラッチ１５を配置しても良い。さらに、無段変速機１３よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置しているが、これに限られることはなく、無段変速機１３よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に噛合クラッチ１５を配置しても良い。前進クラッチ４９や噛合クラッチ１５は、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８上に配置すれば良く、他の機構に対する前後の位置関係が問われるものではない。なお、イグニッション操作によるエンジン始動を考慮した場合には、エンジン１１から回転体を切り離して始動性を向上させるため、噛合クラッチ１５をエンジン１１に近づけて配置することが望ましい。特に、変速機構が無段変速機１３である場合には、イグニッション操作によるエンジン始動時に、制御油圧が大きく低下している無段変速機１３を回転させることがないように、無段変速機１３よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置することが好ましい。
【００４５】
また、前述の説明では、前後進切換機構１４の前進クラッチ４９に対してスプリング６５を組み付けているが、これに限られることはなく、前後進切換機構１４の後退ブレーキ(摩擦係合機構)４９に対して油圧ピストン７２を係合方向に付勢するスプリングを組み付けても良い。これにより、後退走行時にアイドリングストップ制御が実行される車両においても、エンジン再始動時における後退ブレーキ５０の締結ショックを抑制することが可能となる。なお、前進クラッチ４９と後退ブレーキ５０との双方に対し、油圧ピストン６２，７２を係合方向に付勢するスプリング６５を組み付けても良い。
【００４６】
また、前述の説明では、車両用駆動装置１０には変速機構としてチェーンドライブ式の無段変速機１３が搭載されているが、これに限られることはなく、変速機構としてベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機を搭載しても良く、変速機構として遊星歯車式や平行軸式の自動変速機を搭載しても良い。なお、変速機構として自動変速機を採用する場合には、前進発進時や後退発進時に締結される摩擦クラッチ(摩擦係合機構)や摩擦ブレーキ(摩擦係合機構)に対して、油圧ピストンを係合方向に付勢するスプリングが組み付けられる。
【００４７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、手動操作部として操作ユニット４５のセレクトレバー４５ａを用いているが、これに限られることなく、パドルによってセレクト操作を行うパドル式の手動操作部、ダイヤルによってセレクト操作を行うダイヤル式の手動操作部、もしくは押ボタンによってセレクト操作を行う押ボタン式の手動操作部であっても良い。また、電動アクチュエータ４４の構造としては、電動モータを用いて駆動ロッド４４ａを操作する構造であっても良く、電磁石等を用いて駆動ロッド４４ａを直接的に吸引する構造であっても良い。さらに、電動アクチュエータ４４としては、伸縮する駆動ロッド４４ａを備えた構造に限られることはなく、ロータリ型の電動アクチュエータを採用しても良い。
【００４８】
また、前述の説明では、セレクト操作によってＤレンジやＲレンジが選択された場合に、油圧によって従動噛合部材４２の押し込みをアシストしているが、これに限られることはなく、電動アクチュエータ４４の操作力だけで従動噛合部材４２を押し込むようにしても良い。また、オイルポンプ７４としてトロコイドポンプを用いているが、これに限られることはなく、他の形式の内接型ギヤポンプであっても良く、外接型ギヤポンプであっても良い。また、図示する車両用駆動装置１０は、四輪駆動用の車両用駆動装置であるが、これに限られることなく、前進駆動用や後輪駆動用の車両用駆動装置であっても良い。なお、本発明の車両用駆動装置１０を、動力源としてエンジンと電動モータとを備えたハイブリッド車両に適用しても良いことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 車両用駆動装置
１１ エンジン
１３ 無段変速機(変速機構)
１５ 噛合クラッチ
１８ 動力伝達径路
１９ｆ 前輪(駆動輪)
１９ｒ 後輪(駆動輪)
４１ 駆動噛合部材
４２ 従動噛合部材
４５ 操作ユニット(手動操作部)
４５ａ セレクトレバー(手動操作部)
４９ 前進クラッチ(摩擦係合機構)
６０ａ，６１ａ 摩擦板
６２ 油圧ピストン(ピストン)
６５ スプリング(付勢手段)
７４ オイルポンプ
９０ クラッチドラム(ドラム部材)
９１ スプライン結合部
９４ クラッチロッド(ロッド部材)
９４ａ 先端部材
９４ｂ 基端部材
９４ｃ スプリング(弾性部材)
９７，９８ オイルシール
９９ 締結油室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン停止時に付勢手段によって滑り状態または締結状態に保持される摩擦係合機構を備えた車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンの燃料消費量を削減するため、停車時にエンジンを自動的に停止させるようにしたアイドリングストップ車両が開発されている。このアイドリングストップ車両は、所定の停止条件が成立したときにエンジンを自動的に停止させる一方、所定の始動条件が成立したときにエンジンを自動的に再始動させている。また、エンジンおよび電動モータを搭載するハイブリッド車両においても、停車時にエンジンを自動的に停止させることが一般的である。
【０００３】
ところで、車両の動力伝達系には、複数の油圧クラッチや油圧ブレーキ(以下、油圧ブレーキを含めて油圧クラッチという)を備えた自動変速機が搭載されている。また、自動変速機にクラッチ用の制御油圧を供給するため、自動変速機にはエンジンに駆動されるオイルポンプが接続されている。しかしながら、アイドリングストップ車両においては、停車時にエンジンおよびオイルポンプが停止することから、締結中の油圧クラッチは締結を維持できずに解放されていた。そして、エンジン再始動に伴ってオイルポンプが再び駆動されると、解放中の油圧クラッチが急速に締結されることから、油圧クラッチに締結ショックが発生することになっていた。
【０００４】
そこで、アイドリングストップ時における油圧クラッチの解放を回避するため、電動オイルポンプやアキュムレータを搭載することにより、エンジン停止時の油圧低下を回避することも考えられるが、電動オイルポンプ等を搭載することはアイドリングストップ車両の高コスト化を招く要因となる。このため、油圧クラッチの制御油圧が低下した場合であっても、油圧クラッチが完全に解放されることのないように、油圧クラッチのピストンにバネを組み付けるようにした動力伝達装置が開発されている(例えば、特許文献１参照)。このように、油圧クラッチのピストンをバネによって付勢することにより、オイルポンプを停止させても油圧クラッチが完全に解放されることはなく、エンジン再始動時における油圧クラッチの締結ショックを抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−９９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の動力伝達装置においては、油圧クラッチのピストンをバネによって締結側に付勢する構造であるため、油圧クラッチには解放時に作動油を供給するためのキャンセル油室が設けられている。すなわち、油圧クラッチを完全に解放するためには、キャンセル油室に作動油を供給することが必要となっていた。このため、オイルポンプが停止するエンジン停止時においては、油圧クラッチのキャンセル油室に作動油を供給することができず、油圧クラッチが滑り状態または締結状態に保持されることから、車両をニュートラル状態に制御することが不可能となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、エンジン始動時における摩擦係合機構の締結ショックを抑制するとともに、エンジン停止時においても車両用駆動装置をニュートラル状態に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用駆動装置は、所定の停止条件下で自動的に停止されて所定の始動条件下で自動的に再始動されるエンジンを備えた車両用駆動装置であって、駆動輪に動力を伝達する際には走行レンジに操作され、前記駆動輪に対する動力の伝達を遮断する際には非走行レンジに操作される手動操作部と、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達径路に設けられ、ピストンが係合方向に移動して摩擦板を係合する締結状態と、前記ピストンが解放方向に移動して前記摩擦板の係合を解除する解放状態とに切り換えられる摩擦係合機構と、前記エンジンに駆動され、前記ピストンを係合方向と解放方向とに移動させる作動油を前記摩擦係合機構に供給するオイルポンプと、前記摩擦係合機構に組み付けられて前記ピストンを係合方向に付勢し、前記オイルポンプが停止するエンジン停止時に前記摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持する付勢手段と、前記動力伝達径路に設けられ、前記動力伝達径路を切断する解放状態と前記動力伝達径路を接続する締結状態とに切り換えられる噛合クラッチと、前記噛合クラッチに連結され、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを解放状態に切り換える一方、前記手動操作部が走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを締結状態に切り換える電動アクチュエータとを有し、前記摩擦係合機構が滑り状態または締結状態となるエンジン停止時に、運転手によって非走行レンジが選択されたときには、前記噛合クラッチを解放状態に切り換えて前記エンジンと前記駆動輪とを切り離すことを特徴とする。
【０００９】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記電動アクチュエータに連結されて前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材側に押し込むロッド部材を備え、前記ロッド部材は、先端部材とこれに弾性部材を介して同軸上に配置される基端部材とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の車両用駆動装置は、走行レンジが選択されたときに、前記電動アクチュエータは前記ロッド部材を前記従動噛合部材に接触する位置まで押し込むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の車両用駆動装置における前記電動アクチュエータは、非通電時に前記噛合クラッチを解放状態に切り換えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備え、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて付勢する締結油室が前記従動噛合部材の背面側に区画されることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両用駆動装置は、走行レンジが選択されたときに、前記締結油室に作動油が供給されることを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、前記従動噛合部材の外周部にスプライン結合部を介して連結されるドラム部材を備え、前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間には、前記スプライン結合部の一端側と他端側とに位置して一対のオイルシールが組み付けられ、前記締結油室は、前記オイルシールを境に前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間に区画されることを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、前記摩擦係合機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の車両用駆動装置における前記噛合クラッチは、前記動力伝達径路に設けられる変速機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、動力伝達径路に設けられる摩擦係合機構に対し、ピストンを係合方向に付勢する付勢手段を組み付けている。これにより、エンジン停止時にオイルポンプが停止しても、摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持することができ、エンジン再始動時における摩擦係合機構の締結ショックを抑制することが可能となる。さらに、動力伝達径路には、電動アクチュエータによって操作される噛合クラッチが設けられている。これにより、エンジン停止時においても噛合クラッチを用いて動力伝達径路を切断することができ、車両用駆動装置をニュートラル状態に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態である車両用駆動装置を示す概略図である。
【図２】車両用駆動装置の一部を制御系とともに示す概略図である。
【図３】噛合クラッチの構造および制御系を示す概略図である。
【図４】噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。
【図５】(ａ)および(ｂ)は噛合クラッチの作動状況を示す説明図である。
【図６】噛合クラッチを締結状態や解放状態に制御する際の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である車両用駆動装置１０を示す概略図である。図１に示すように、車両用駆動装置１０は、エンジン１１、トルクコンバータ１２、無段変速機(変速機構)１３、および前後進切換機構１４を有している。エンジン１１にはトルクコンバータ１２および噛合クラッチ１５を介して無段変速機１３が連結されており、この無段変速機１３には前後進切換機構１４およびフロントデファレンシャル機構１６を介して前輪(駆動輪)１９ｆが連結されている。また、前後進切換機構１４にはトランスファクラッチ１７を介して後輪(駆動輪)１９ｒが連結されている。すなわち、噛合クラッチ１５および前後進切換機構１４は、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８に設けられており、噛合クラッチ１５および前後進切換機構１４を介して、エンジン１１から駆動輪１９ｆ，１９ｒに動力が伝達されている。
【００２０】
図示する車両用駆動装置１０はアイドリングストップ機能を有しており、所定の停止条件が成立したときにはエンジン１１を自動的に停止させる一方、所定の始動条件が成立したときにはエンジン１１を自動的に再始動させている。エンジン１１の停止条件としては、停車状態(車速＝０ｋｍ／ｈ)であり、且つブレーキペダルが踏み込まれること等が挙げられる。また、エンジン１１の始動条件としては、ブレーキペダルの踏み込みが解除されることや、アクセルペダルが踏み込まれること等が挙げられる。なお、エンジン１１を始動回転させるスタータモータとしては、始動時にピニオンが突出してエンジン１１の図示しないリングギヤに噛み合う方式のスタータモータであっても良く、一方向クラッチを介してリングギヤに常時噛み合う方式のスタータモータであっても良い。さらに、オルタネータをスタータモータとして機能させても良い。
【００２１】
エンジン１１に連結されるトルクコンバータ１２は、クランク軸２０に連結されるポンプインペラ２１と、このポンプインペラ２１に対向するとともにタービン軸２２に連結されるタービンランナ２３とを備えている。なお、トルクコンバータ１２には、フロントカバー２４とタービンランナ２３とを直結するロックアップクラッチ２５が設けられている。また、無段変速機１３は、プライマリ軸３０とこれに平行となるセカンダリ軸３１とを有している。プライマリ軸３０にはプライマリプーリ３２が設けられており、プライマリプーリ３２の背面側にはプライマリ油室３３が区画されている。また、セカンダリ軸３１にはセカンダリプーリ３４が設けられており、セカンダリプーリ３４の背面側にはセカンダリ油室３５が区画されている。さらに、プライマリプーリ３２およびセカンダリプーリ３４には駆動チェーン３６が巻き掛けられている。プライマリ油室３３およびセカンダリ油室３５の油圧を調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン３６の巻き付け径を変化させることができ、プライマリ軸３０からセカンダリ軸３１に対する無段変速が可能となる。
【００２２】
トルクコンバータ１２から無段変速機１３にエンジン動力を伝達するため、トルクコンバータ１２と無段変速機１３との間には噛合クラッチ１５および歯車列４０が設けられている。ドグクラッチとも言われる噛合クラッチ１５は、タービン軸２２に連結される駆動噛合部材４１と、これに対向する従動噛合部材４２とを備えている。駆動噛合部材４１には噛合歯４１ａが形成されており、従動噛合部材４２には噛合歯４１ａに対向する噛合歯４２ａが形成されている。さらに、従動噛合部材４２にはリンク機構４３を介して電動アクチュエータ４４が連結されており、電動アクチュエータ４４を駆動することで従動噛合部材４２を軸方向にスライドさせることが可能となる。また、歯車列４０は、従動噛合部材４２に連結される駆動ギヤ４０ａと、プライマリ軸３０に連結される従動ギヤ４０ｂとを備えている。なお、電動アクチュエータ４４と操作ユニット(手動操作部)４５とは、後述する制御ユニット８０やインヒビタスイッチ８１を介して電気的に接続されている。そして、操作ユニット４５のセレクトレバー４５ａを操作(セレクト操作)することにより、電動アクチュエータ４４を駆動して噛合クラッチ１５を制御することが可能となっている。
【００２３】
運転手に操作されるセレクトレバー４５ａは、走行レンジであるＤレンジ(前進走行レンジ)やＲレンジ(後退走行レンジ)、非走行レンジであるＰレンジ(駐車レンジ)やＮレンジ(ニュートラルレンジ)に操作可能となっている。そして、セレクトレバー４５ａをＤレンジやＲレンジに操作することにより、通電状態となる電動アクチュエータ４４によって従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１に向けて移動することになる。これにより、噛合歯４１ａと噛合歯４２ａとを噛み合わせることができ、動力伝達径路１８を接続する締結状態に噛合クラッチ１５を切り換えることが可能となる。一方、セレクトレバー４５ａをＰレンジやＮレンジに操作することにより、非通電状態となる電動アクチュエータ４４によって従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１から離れて移動することになる。これにより、噛合歯４１ａと噛合歯４２ａとの噛み合いを解除することができ、動力伝達径路１８を切断する解放状態に噛合クラッチ１５を切り換えることが可能となる。すなわち、駆動輪１９ｆ，１９ｒに動力を伝達する際には、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為されて噛合クラッチ１５が締結される一方、駆動輪１９ｆ，１９ｒに対する動力の伝達を遮断する際には、ＰレンジやＮレンジにセレクト操作が為されて噛合クラッチ１５が解放されることになる。
【００２４】
また、無段変速機１３から駆動輪１９ｆ，１９ｒに向けてエンジン動力を出力するため、セカンダリ軸３１には歯車列４６を介して前後進切換機構１４が接続されている。歯車列４６は、セカンダリ軸３１に固定される駆動ギヤ４６ａと、前後進切換機構１４の前後進入力軸４７に固定される従動ギヤ４６ｂとを備えている。さらに、前後進切換機構１４は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４８、前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０によって構成されている。前後進切換機構１４の遊星歯車列４８は、前後進入力軸４７に固定されるサンギヤ５１と、これの径方向外方に回転自在に設けられるリングギヤ５２とを備えている。サンギヤ５１とリングギヤ５２との間には相互に噛み合う一対のプラネタリピニオンギヤ５３，５４が複数設けられている。サンギヤ５１とリングギヤ５２とを連結するプラネタリピニオンギヤ５３，５４はキャリア５５によって回転自在に支持されており、このキャリア５５は前後進出力軸５６に固定されている。
【００２５】
また、前後進切換機構１４の前進クラッチ(摩擦係合機構)４９は、前後進入力軸４７に固定されるクラッチドラム６０と、キャリア５５に固定されるクラッチハブ６１とを備えている。クラッチドラム６０とクラッチハブ６１との間には複数枚の摩擦板６０ａ，６１ａが設けられており、摩擦板６０ａはクラッチドラム６０の内周面に支持され、摩擦板６１ａはクラッチハブ６１の外周面に支持されている。また、クラッチドラム６０内には摩擦板６０ａ，６１ａを押圧する油圧ピストン(ピストン)６２が摺動自在に設けられている。また、クラッチドラム６０に収容される油圧ピストン６２の一方面側には締結油室６３が区画される一方、油圧ピストン６２の他方面側には解放油室６４が区画されている。さらに、締結油室６３にはスプリング(付勢手段)６５が組み込まれており、スプリング６５によって油圧ピストン６２は係合方向に付勢されている。なお、係合方向とは油圧ピストン６２が摩擦板６０ａ，６１ａに近づく方向であり、後述する解放方向とは油圧ピストン６２が摩擦板６０ａ，６１ａから離れる方向である。
【００２６】
そして、前進クラッチ４９の締結油室６３に作動油を供給して解放油室６４から作動油を排出することにより、油圧ピストン６２を係合方向に移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン６２を押し当てて摩擦板６０ａ，６１ａを係合状態とすることができ、前進クラッチ４９はクラッチドラム６０とクラッチハブ６１とを一体に回転させる締結状態となる。一方、締結油室６３から作動油を排出して解放油室６４に作動油を供給することにより、油圧ピストン６２を解放方向に移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン６２を離して摩擦板６０ａ，６１ａの係合状態を解除することができ、前進クラッチ４９はクラッチドラム６０とクラッチハブ６１とを切り離す解放状態となる。また、締結油室６３と解放油室６４との双方から作動油が排出された場合であっても、油圧ピストン６２はスプリング６５によって係合方向に付勢されることから、前進クラッチ４９は滑り状態または締結状態に制御される。なお、前進クラッチ４９の滑り状態とは、摩擦板６０ａ，６１ａ間に設定される遊びが無くなる状態であり、摩擦板６０ａ，６１ａ同士が完全に締結される前の状態である。すなわち、前進クラッチ４９の滑り状態とは、摩擦板６０ａ，６１ａ同士が軽く接触している状態であり、前進クラッチ４９が解放状態から締結状態に移行する過程の状態である。
【００２７】
さらに、前後進切換機構１４の後退ブレーキ５０は、図示しないケースに固定されるブレーキドラム７０と、リングギヤ５２に固定されるブレーキハブ７１とを有している。ブレーキドラム７０とブレーキハブ７１との間には複数枚の摩擦板７０ａ，７１ａが装着されており、摩擦板７０ａはブレーキドラム７０の内周面に支持され、摩擦板７１ａはブレーキハブ７１の外周面に支持されている。また、ブレーキドラム７０内には摩擦板７０ａ，７１ａを押圧する油圧ピストン７２が摺動自在に収容されている。さらに、油圧ピストン７２の一方面側には締結油室７３が区画されており、この締結油室７３に作動油を供給することにより、油圧ピストン７２を係合方向に移動させることができ、後退ブレーキ５０を締結状態に切り換えることが可能となる。なお、後退ブレーキ５０の油圧ピストン７２には、図示しないリターンスプリングが組み付けられており、締結油室７３から作動油を排出することにより、後退ブレーキ５０はバネ力によって解放状態に切り換えられる。
【００２８】
なお、前進走行時には、後退ブレーキ５０を解放した状態のもとで前進クラッチ４９が締結される。これにより、前後進入力軸４７と前後進出力軸５６とが直結されるため、前後進入力軸４７に入力されるエンジン動力は、そのままの回転方向で前後進出力軸５６に伝達される。一方、後退走行時には、前進クラッチ４９を解放した状態のもとで後退ブレーキ５０が締結される。これにより、リングギヤ５２が固定されるため、前後進入力軸４７に入力されるエンジン動力は、逆向きの回転方向で前後進出力軸５６に伝達される。このように、動力伝達径路１８に設けられる前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０を制御することにより、前後進出力軸５６の回転方向を切り換えることが可能となる。
【００２９】
ここで、図２は車両用駆動装置１０の一部を制御系とともに示す概略図である。図２に示すように、車両用駆動装置１０には、前後進切換機構１４等に対して作動油を供給するため、トロコイドポンプ等のオイルポンプ７４が設けられている。また、前進クラッチ４９の締結油室６３および解放油室６４、後退ブレーキ５０の締結油室７３に作動油を供給制御するため、車両用駆動装置１０内には複数のソレノイドバルブを備えたバルブユニット７５が設けられている。オイルポンプ７４とバルブユニット７５とは油路７６を介して接続されており、オイルポンプ７４から吐出される作動油は、バルブユニット７５を経て前進クラッチ４９や後退ブレーキ５０等に供給される。オイルポンプ７４には従動スプロケット７７ｂが連結されており、トルクコンバータ１２のポンプインペラ２１には駆動スプロケット７７ａが連結されている。また、駆動スプロケット７７ａと従動スプロケット７７ｂとはチェーン７７ｃを介して連結されている。このように、エンジン１１とオイルポンプ７４とは直結されており、エンジン１１の駆動状態に連動してオイルポンプ７４が作動している。なお、オイルポンプ７４から吐出される作動油は、バルブユニット７５を経てトルクコンバータ１２や無段変速機１３に供給されることはいうまでもない。
【００３０】
また、エンジン１１やバルブユニット７５等を制御するため、車両用駆動装置１０には制御ユニット８０が設けられている。この制御ユニット８０には、セレクトレバー４５ａの操作位置を検出するインヒビタスイッチ８１、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ８２、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ８３、車速を検出する車速センサ８４、運転手に操作されるイグニッションスイッチ８５等が接続されている。そして、制御ユニット８０は、各種センサ等からの情報に基づき車両状態を判定し、エンジン１１やバルブユニット７５等に対して制御信号を出力する。なお、制御ユニット８０は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。
【００３１】
前述したように、前進クラッチ４９に対して油圧ピストン６２を係合方向に付勢するスプリング６５を組み込むようにしたので、アイドリングストップに伴って制御油圧が低下した場合であっても前進クラッチ４９を滑り状態または締結状態に保持することができ、エンジン再始動に伴う前進クラッチ４９の締結ショックを抑制することが可能となる。さらに、セレクト操作に連動する噛合クラッチ１５を動力伝達径路１８に設けるようにしたので、エンジン停止時であってもセレクトレバー４５ａをＮレンジに操作することにより、噛合クラッチ１５を解放してエンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとを切り離すことが可能となる。すなわち、前進クラッチ４９はバネ力によって滑り状態または締結状態に保持されることから、制御油圧を得ることのできないエンジン停止時においては、前進クラッチ４９を解放することが不可能であり、車両用駆動装置をニュートラル状態に切り換えることが不可能であった。そこで、本発明の車両用駆動装置１０においては、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８に、セレクト操作によって解放される噛合クラッチ１５を設けている。これにより、エンジン停止時であっても、噛合クラッチ１５を解放して車両用駆動装置１０をニュートラル状態に制御することができ、車両の牽引作業等を安全に行うことが可能となる。
【００３２】
続いて、噛合クラッチ１５の構造および制御系について説明する。ここで、図３は噛合クラッチ１５の構造および制御系を示す概略図である。図３に示すように、噛合クラッチ１５は、タービン軸２２に連結される駆動噛合部材４１と、駆動ギヤ４０ａに固定されるクラッチドラム(ドラム部材)９０とを備えている。クラッチドラム９０の内周面にはスプライン歯９１ａが形成されており、クラッチドラム９０に収容される従動噛合部材４２の外周面にはスプライン歯９１ａに噛み合うスプライン歯９１ｂが形成されている。すなわち、互いに噛み合うスプライン歯９１ａ，９１ｂによってスプライン結合部９１が構成されており、従動噛合部材４２の外周部にはスプライン結合部９１を介してクラッチドラム９０が連結されている。このように、クラッチドラム９０内には軸方向に移動自在に従動噛合部材４２が収容されており、従動噛合部材４２は駆動噛合部材４１に噛み合う前進位置と駆動噛合部材４１から離れる後退位置とに移動することになる。また、駆動噛合部材４１と従動噛合部材４２との間には、従動噛合部材４２を後退位置に向けて付勢するリターンスプリング９２が設けられている。
【００３３】
噛合クラッチ１５の従動噛合部材４２を前進位置と後退位置とに作動させるため、クラッチドラム９０の中心部に形成される貫通孔９３にはクラッチロッド(ロッド部材)９４が摺動自在に挿入されている。このクラッチロッド９４は先端部材９４ａと基端部材９４ｂとを備えており、先端部材９４ａと基端部材９４ｂとの間には弾性部材であるスプリング９４ｃが組み込まれている。このようなクラッチロッド９４を軸方向に作動させるため、クラッチロッド９４と電動アクチュエータ４４とはリンク機構４３を介して連結されている。リンク機構４３は揺動自在となるリンクレバー４３ａによって構成されており、リンクレバー４３ａの一端側には電動アクチュエータ４４の駆動ロッド４４ａが連結され、リンクレバー４３ａの他端側には基端部材９４ｂが連結されている。そして、セレクトレバー４５ａをＮレンジやＰレンジに操作することにより、図３に矢印Ａで示すように、非通電状態となる電動アクチュエータ４４から駆動ロッド４４ａが押し出され、クラッチドラム９０からクラッチロッド９４が引き抜かれる。一方、セレクトレバー４５ａをＤレンジやＲレンジに操作することにより、図３に矢印Ｂで示すように、通電状態となる電動アクチュエータ４４に駆動ロッド４４ａが引き込まれ、クラッチドラム９０に対してクラッチロッド９４が挿し込まれる。
【００３４】
また、図３に示すように、クラッチドラム９０の中心部には環状凸部９５が形成されており、このクラッチドラム９０に収容される従動噛合部材４２には環状凸部９５に対応する円形凹部９６が形成されている。従動噛合部材４２の外周面にはオイルシール９７が組み付けられており、従動噛合部材４２の円形凹部９６の内周面にはオイルシール９８が組み付けられている。このように、従動噛合部材４２に対して一対のオイルシール９７，９８を組み付けることにより、クラッチドラム９０と従動噛合部材４２との間にはオイルシール９７，９８を境に締結油室９９が区画される。また、クラッチドラム９０には締結油室９９に開口するクラッチ油路１００が形成されており、クラッチ油路１００にはバルブユニット７５からの延びる分岐油路１０１が接続されている。クラッチ油路１００に接続される分岐油路１０１は、バルブユニット７５内のクラッチ圧制御弁１０２とマニュアル弁１０３とを接続する油路１０４から分岐する構造となっている。さらに、図３に示すように、オイルシール９７はスプライン結合部９１の一端側に位置して設けられる一方、オイルシール９８はスプライン結合部９１の他端側に位置して設けられている。これにより、従動噛合部材４２の背面側に区画される締結油室９９内には、スプライン結合部９１が配置されている。
【００３５】
バルブユニット７５には、ライン圧制御弁１０５、クラッチ圧制御弁１０２、マニュアル弁１０３等が組み込まれている。オイルポンプ７４から吐出された作動油は、ライン圧制御弁１０５を介して基本油圧に調圧された後に、クラッチ圧制御弁１０２を介して前進クラッチ４９や後退ブレーキ５０の作動状態に応じて調圧される。このように、クラッチ圧制御弁１０２によって調圧された作動油は、セレクトレバー４５ａに連動して切り換えられるマニュアル弁１０３を介して、前進クラッチ４９の締結油室６３または後退ブレーキ５０の締結油室７３に供給されることになる。また、クラッチ圧制御弁１０２は制御ユニット８０によって制御されており、Ｄレンジにセレクト操作が為された場合には、前進クラッチ４９を締結する作動油がクラッチ圧制御弁１０２によって調圧され、Ｒレンジにセレクト操作が為された場合には、後退ブレーキ５０を締結する作動油がクラッチ圧制御弁１０２によって調圧される。すなわち、前進クラッチ４９や後退ブレーキ５０を締結するＤレンジやＲレンジが選択された場合には、クラッチ圧制御弁１０２とマニュアル弁１０３とを接続する油路１０４に作動油が供給される一方、前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０を解放するＰレンジやＮレンジが選択された場合には、クラッチ圧制御弁１０２とマニュアル弁１０３とを接続する油路１０４から作動油が排出されることになる。したがって、ＤレンジやＲレンジが選択された場合には、分岐油路１０１およびクラッチ油路１００を経て締結油室９９に作動油が供給される一方、ＰレンジやＮレンジが選択された場合には、クラッチ油路１００および分岐油路１０１を経て締結油室９９の作動油がクラッチ圧制御弁１０２から排出される。
【００３６】
以下、セレクト操作によって締結状態と解放状態とに切り換えられる噛合クラッチ１５の作動状況について説明する。図４および図５は噛合クラッチ１５の作動状況を示す説明図である。なお、図５に記載される白抜きの矢印は動力伝達径路を示している。図４に示すように、セレクト操作によってＮレンジやＰレンジが選択された場合には、非通電状態となる電動アクチュエータ４４から駆動ロッド４４ａが押し出され、クラッチロッド９４の先端部材９４ａは従動噛合部材４２から離れた状態となる。また、前進クラッチ４９および後退ブレーキ５０を解放するＮレンジやＰレンジが選択されるため、噛合クラッチ１５の締結油室９９から作動油は排出された状態となる。このように、セレクト操作によってＮレンジやＰレンジが選択された場合には、リターンスプリング９２によって従動噛合部材４２は後退位置に移動し、噛合クラッチ１５は解放状態に切り換えられる。
【００３７】
続いて、図５(ａ)に示すように、セレクト操作によってＤレンジやＲレンジが選択された場合には、通電状態となる電動アクチュエータ４４に駆動ロッド４４ａが引き込まれ、クラッチロッド９４の先端部材９４ａはスプリング９４ｃを圧縮しながら従動噛合部材４２に接触した状態となる。そして、図５(ｂ)に示すように、駆動噛合部材４１と従動噛合部材４２とが相対回転し、対向する噛合歯４１ａ，４２ａが互いに噛み合う位置になると、スプリング９４ｃのバネ力によって従動噛合部材４２は前進位置に押し込まれ、噛合クラッチ１５は締結状態に切り換えられることになる。このように、クラッチロッド９４に対してスプリング９４ｃを組み込むことにより、噛合クラッチ１５の締結を待たずに電動アクチュエータ４４の駆動ロッド４４ａを引き込むことが可能となる。すなわち、スプリング９４ｃを組み込むことで先端部材９４ａを従動噛合部材４２に押し付けながら追従させることが可能となり、噛合クラッチ１５の噛み待ち状態を作り出すことが可能となる。これにより、電動アクチュエータ４４に過大な負荷を掛けることなく、噛合クラッチ１５を締結状態に切り換えることが可能となる。
【００３８】
さらに、図５(ａ)および(ｂ)に示すように、ＤレンジまたはＲレンジが選択された場合には、噛合クラッチ１５の締結油室９９にはクラッチ圧制御弁１０２からの作動油が供給された状態となる。すなわち、従動噛合部材４２の押し込みを油圧によってアシストすることができるため、電動アクチュエータ４４に要求される操作力を軽減することが可能となり、電動アクチュエータ４４の小型化を図ることが可能となる。また、従動噛合部材４２の押し込みを油圧によってアシストすることができるため、インヒビタスイッチ８１や電動アクチュエータ４４等がフェイル状態に陥った場合であっても、油圧によって噛合クラッチ１５を締結状態に切り換えることができ、車両を走行させることが可能となる。また、噛合クラッチ１５が締結状態に切り換えられた後も、油圧によって従動噛合部材４２が前進位置に押し込まれることから、噛合クラッチ１５の噛み合いが外れてしまうことがなく、噛合クラッチ１５の信頼性を向上させることが可能となる。しかも、噛合クラッチ１５の締結油室９９内にはスプライン結合部９１が位置していることから、締結油室９９内の作動油を用いてスプライン結合部９１を潤滑することも可能となる。
【００３９】
また、噛合クラッチ１５の不要な締結を回避するため、制御ユニット８０は、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為されて所定のディレイ時間が経過してから、電動アクチュエータ４４を駆動して噛合クラッチ１５を締結している。ここで、図６は噛合クラッチ１５を締結状態や解放状態に制御する際の手順を示すフローチャートである。図６に示すように、ステップＳ１では、Ｐレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ１において、Ｐレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ２に進み、電動アクチュエータ４４の通電が遮断されて噛合クラッチ１５が解放される。そして、続くステップＳ３において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の解放状態は継続される。
【００４０】
また、ステップＳ１において、Ｐレンジが選択されていないと判定された場合には、ステップＳ４に進み、Ｒレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ４において、Ｒレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ５に進み、所定のディレイ時間が経過するまでＲレンジが保持されているか否かが判定される。ステップＳ５において、ディレイ時間に渡ってＲレンジが保持されていると判定された場合には、ステップＳ６に進み、電動アクチュエータ４４に通電が為されて噛合クラッチ１５が締結される。そして、続くステップＳ７において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の締結状態は継続される。一方、ステップＳ５において、ディレイ時間内にＲレンジが解除されたと判定された場合には、噛合クラッチ１５を締結することなくルーチンを抜ける。
【００４１】
また、ステップＳ４において、Ｒレンジが選択されていないと判定された場合には、ステップＳ８に進み、Ｎレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ８において、Ｎレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ９に進み、電動アクチュエータ４４の通電が遮断されて噛合クラッチ１５が解放される。そして、続くステップＳ１０において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の解放状態は継続される。
【００４２】
また、ステップＳ８において、Ｎレンジが選択されていないと判定された場合には、ステップＳ１１に進み、Ｄレンジにセレクト操作が為されているか否かが判定される。ステップＳ１１において、Ｄレンジが選択されていると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、所定のディレイ時間が経過するまでＤレンジが保持されているか否かが判定される。ステップＳ１２において、ディレイ時間に渡ってＤレンジが保持されていると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、電動アクチュエータ４４に通電が為されて噛合クラッチ１５が締結される。そして、続くステップＳ１４において、新たなセレクト操作が為されたと判定されるまで、噛合クラッチ１５の締結状態は継続される。一方、ステップＳ１２において、ディレイ時間内にＤレンジが解除されたと判定された場合には、噛合クラッチ１５を締結することなくルーチンを抜ける。
【００４３】
このように、ＤレンジやＲレンジにセレクト操作が為された場合に、所定のディレイ時間が経過してから電動アクチュエータ４４を駆動して噛合クラッチ１５を締結している。これにより、セレクト操作中にセレクトレバー４５ａがＤレンジやＲレンジを通過しても、噛合クラッチ１５が誤って締結されることがなく、不要な噛合クラッチ１５の締結を回避して締結ショックを軽減することが可能となる。また、ＰレンジやＮレンジにセレクト操作が為された場合には、電動アクチュエータ４４に対する通電を遮断することにより、噛合クラッチ１５を解放状態に切り換えている。すなわち、電動アクチュエータ４４は非通電時に噛合クラッチ１５を解放するため、イグニッションスイッチ８５がオフ操作された場合であっても、噛合クラッチ１５を解放してニュートラル状態を作り出すことができ、車両の牽引作業等を安全に行うことが可能となる。
【００４４】
また、前述の説明では、無段変速機１３よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に前後進切換機構１４を配置しているが、これに限られることはなく、動力伝達径路１８上の他の位置に前後進切換機構１４を配置しても良い。また、前述の説明では、前進クラッチ４９よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置しているが、これに限られることはなく、前進クラッチ４９よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に噛合クラッチ１５を配置しても良い。さらに、無段変速機１３よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置しているが、これに限られることはなく、無段変速機１３よりも駆動輪１９ｆ，１９ｒ側に噛合クラッチ１５を配置しても良い。前進クラッチ４９や噛合クラッチ１５は、エンジン１１と駆動輪１９ｆ，１９ｒとの間の動力伝達径路１８上に配置すれば良く、他の機構に対する前後の位置関係が問われるものではない。なお、イグニッション操作によるエンジン始動を考慮した場合には、エンジン１１から回転体を切り離して始動性を向上させるため、噛合クラッチ１５をエンジン１１に近づけて配置することが望ましい。特に、変速機構が無段変速機１３である場合には、イグニッション操作によるエンジン始動時に、制御油圧が大きく低下している無段変速機１３を回転させることがないように、無段変速機１３よりもエンジン１１側に噛合クラッチ１５を配置することが好ましい。
【００４５】
また、前述の説明では、前後進切換機構１４の前進クラッチ４９に対してスプリング６５を組み付けているが、これに限られることはなく、前後進切換機構１４の後退ブレーキ(摩擦係合機構)４９に対して油圧ピストン７２を係合方向に付勢するスプリングを組み付けても良い。これにより、後退走行時にアイドリングストップ制御が実行される車両においても、エンジン再始動時における後退ブレーキ５０の締結ショックを抑制することが可能となる。なお、前進クラッチ４９と後退ブレーキ５０との双方に対し、油圧ピストン６２，７２を係合方向に付勢するスプリング６５を組み付けても良い。
【００４６】
また、前述の説明では、車両用駆動装置１０には変速機構としてチェーンドライブ式の無段変速機１３が搭載されているが、これに限られることはなく、変速機構としてベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機を搭載しても良く、変速機構として遊星歯車式や平行軸式の自動変速機を搭載しても良い。なお、変速機構として自動変速機を採用する場合には、前進発進時や後退発進時に締結される摩擦クラッチ(摩擦係合機構)や摩擦ブレーキ(摩擦係合機構)に対して、油圧ピストンを係合方向に付勢するスプリングが組み付けられる。
【００４７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、手動操作部として操作ユニット４５のセレクトレバー４５ａを用いているが、これに限られることなく、パドルによってセレクト操作を行うパドル式の手動操作部、ダイヤルによってセレクト操作を行うダイヤル式の手動操作部、もしくは押ボタンによってセレクト操作を行う押ボタン式の手動操作部であっても良い。また、電動アクチュエータ４４の構造としては、電動モータを用いて駆動ロッド４４ａを操作する構造であっても良く、電磁石等を用いて駆動ロッド４４ａを直接的に吸引する構造であっても良い。さらに、電動アクチュエータ４４としては、伸縮する駆動ロッド４４ａを備えた構造に限られることはなく、ロータリ型の電動アクチュエータを採用しても良い。
【００４８】
また、前述の説明では、セレクト操作によってＤレンジやＲレンジが選択された場合に、油圧によって従動噛合部材４２の押し込みをアシストしているが、これに限られることはなく、電動アクチュエータ４４の操作力だけで従動噛合部材４２を押し込むようにしても良い。また、オイルポンプ７４としてトロコイドポンプを用いているが、これに限られることはなく、他の形式の内接型ギヤポンプであっても良く、外接型ギヤポンプであっても良い。また、図示する車両用駆動装置１０は、四輪駆動用の車両用駆動装置であるが、これに限られることなく、前進駆動用や後輪駆動用の車両用駆動装置であっても良い。なお、本発明の車両用駆動装置１０を、動力源としてエンジンと電動モータとを備えたハイブリッド車両に適用しても良いことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１０ 車両用駆動装置
１１ エンジン
１３ 無段変速機(変速機構)
１５ 噛合クラッチ
１８ 動力伝達径路
１９ｆ 前輪(駆動輪)
１９ｒ 後輪(駆動輪)
４１ 駆動噛合部材
４２ 従動噛合部材
４５ 操作ユニット(手動操作部)
４５ａ セレクトレバー(手動操作部)
４９ 前進クラッチ(摩擦係合機構)
６０ａ，６１ａ 摩擦板
６２ 油圧ピストン(ピストン)
６５ スプリング(付勢手段)
７４ オイルポンプ
９０ クラッチドラム(ドラム部材)
９１ スプライン結合部
９４ クラッチロッド(ロッド部材)
９４ａ 先端部材
９４ｂ 基端部材
９４ｃ スプリング(弾性部材)
９７，９８ オイルシール
９９ 締結油室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の停止条件下で自動的に停止されて所定の始動条件下で自動的に再始動されるエンジンを備えた車両用駆動装置であって、
駆動輪に動力を伝達する際には走行レンジに操作され、前記駆動輪に対する動力の伝達を遮断する際には非走行レンジに操作される手動操作部と、
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達径路に設けられ、ピストンが係合方向に移動して摩擦板を係合する締結状態と、前記ピストンが解放方向に移動して前記摩擦板の係合を解除する解放状態とに切り換えられる摩擦係合機構と、
前記エンジンに駆動され、前記ピストンを係合方向と解放方向とに移動させる作動油を前記摩擦係合機構に供給するオイルポンプと、
前記摩擦係合機構に組み付けられて前記ピストンを係合方向に付勢し、前記オイルポンプが停止するエンジン停止時に前記摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持する付勢手段と、
前記動力伝達径路に設けられ、前記動力伝達径路を切断する解放状態と前記動力伝達径路を接続する締結状態とに切り換えられる噛合クラッチと、
前記噛合クラッチに連結され、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを解放状態に切り換える一方、前記手動操作部が走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを締結状態に切り換える電動アクチュエータとを有し、
前記摩擦係合機構が滑り状態または締結状態となるエンジン停止時に、運転手によって非走行レンジが選択されたときには、前記噛合クラッチを解放状態に切り換えて前記エンジンと前記駆動輪とを切り離すことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記電動アクチュエータに連結されて前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材側に押し込むロッド部材を備え、
前記ロッド部材は、先端部材とこれに弾性部材を介して同軸上に配置される基端部材とを備えることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用駆動装置において、
走行レンジが選択されたときに、前記電動アクチュエータは前記ロッド部材を前記従動噛合部材に接触する位置まで押し込むことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記電動アクチュエータは、非通電時に前記噛合クラッチを解放状態に切り換えることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備え、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて付勢する締結油室が前記従動噛合部材の背面側に区画されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の車両用駆動装置において、
走行レンジが選択されたときに、前記締結油室に作動油が供給されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、前記従動噛合部材の外周部にスプライン結合部を介して連結されるドラム部材を備え、
前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間には、前記スプライン結合部の一端側と他端側とに位置して一対のオイルシールが組み付けられ、
前記締結油室は、前記オイルシールを境に前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間に区画されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、前記摩擦係合機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、前記動力伝達径路に設けられる変速機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項１】
所定の停止条件下で自動的に停止されて所定の始動条件下で自動的に再始動されるエンジンを備えた車両用駆動装置であって、
駆動輪に動力を伝達する際には走行レンジに操作され、前記駆動輪に対する動力の伝達を遮断する際には非走行レンジに操作される手動操作部と、
前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達径路に設けられ、ピストンが係合方向に移動して摩擦板を係合する締結状態と、前記ピストンが解放方向に移動して前記摩擦板の係合を解除する解放状態とに切り換えられる摩擦係合機構と、
前記エンジンに駆動され、前記ピストンを係合方向と解放方向とに移動させる作動油を前記摩擦係合機構に供給するオイルポンプと、
前記摩擦係合機構に組み付けられて前記ピストンを係合方向に付勢し、前記オイルポンプが停止するエンジン停止時に前記摩擦係合機構を滑り状態または締結状態に保持する付勢手段と、
前記動力伝達径路に設けられ、前記動力伝達径路を切断する解放状態と前記動力伝達径路を接続する締結状態とに切り換えられる噛合クラッチと、
前記噛合クラッチに連結され、前記手動操作部が非走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを解放状態に切り換える一方、前記手動操作部が走行レンジに操作されたときには前記噛合クラッチを締結状態に切り換える電動アクチュエータとを有し、
前記摩擦係合機構が滑り状態または締結状態となるエンジン停止時に、運転手によって非走行レンジが選択されたときには、前記噛合クラッチを解放状態に切り換えて前記エンジンと前記駆動輪とを切り離すことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備えるとともに、前記電動アクチュエータに連結されて前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材側に押し込むロッド部材を備え、
前記ロッド部材は、先端部材とこれに弾性部材を介して同軸上に配置される基端部材とを備えることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項３】
請求項２記載の車両用駆動装置において、
走行レンジが選択されたときに、前記電動アクチュエータは前記ロッド部材を前記従動噛合部材に接触する位置まで押し込むことを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記電動アクチュエータは、非通電時に前記噛合クラッチを解放状態に切り換えることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは駆動噛合部材とこれに対向する従動噛合部材とを備え、前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材に向けて付勢する締結油室が前記従動噛合部材の背面側に区画されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の車両用駆動装置において、
走行レンジが選択されたときに、前記締結油室に作動油が供給されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、前記従動噛合部材の外周部にスプライン結合部を介して連結されるドラム部材を備え、
前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間には、前記スプライン結合部の一端側と他端側とに位置して一対のオイルシールが組み付けられ、
前記締結油室は、前記オイルシールを境に前記従動噛合部材と前記ドラム部材との間に区画されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、前記摩擦係合機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両用駆動装置において、
前記噛合クラッチは、前記動力伝達径路に設けられる変速機構よりも前記エンジン側に配置されることを特徴とする車両用駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１１６０２（Ｐ２０１２−２１１６０２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６１９７（Ｐ２０１１−７６１９７）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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