(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【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、
前記電動アクチュエータによって前記噛合クラッチ
が解放状態に切り換え
られて前記エンジンと前記駆動輪と
は切り離
され、前記噛合クラッチは、駆動噛合部材と、前記駆動噛合部材に対向する従動噛合部材と、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
付勢するロッド部材と、前記従動噛合部材の背面側に区画されて前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材
側に付勢する締結油室と、を備え、前記ロッド部材は、
前記従動噛合部材に対向する先端部材と、
前記電動アクチュエータに連結される基端部材と、
前記先端部材と前記基端部材との間に設けられる弾性部材と、を備え、
前記エンジンが始動された状態のもとで前記手動操作部が走行レンジに操作され
ると、前記電動アクチュエータ
は前記基端部材を前記先端部材側に移動させ、前記基端部材は前記弾性部材を圧縮させながら前記先端部材を前記従動噛合部材に接触
させ、
前記先端部材によって前記従動噛合部材が前記駆動噛合部材側に付勢されるとともに、前記締結油室に
供給される作動油
によって前記従動噛合部材が前記駆動噛合部材側に付勢され、前記噛合クラッチは締結状態に切り換えられる、ことを特徴とする。
【0009】
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、
前記電動アクチュエータによって前記噛合クラッチ
が解放状態に切り換え
られて前記エンジンと前記駆動輪と
は切り離
され、前記噛合クラッチは、駆動噛合部材と、前記駆動噛合部材に対向する従動噛合部材と、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と、
前記従動噛合部材の背面側に区画されて前記従動噛合部材を前記駆動噛合部材側に付勢する締結油室と、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する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。
【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。
【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。