JP7070317B2 - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンと駆動輪との間に、第1動力伝達経路と、第2動力伝達経路とを、並列に備えて構成される車両用動力伝達装置の制御に関する。
エンジンと駆動輪との間に、第1クラッチおよびドグクラッチを備えて構成されている第1動力伝達経路と、無段変速機および第2クラッチを備えて構成されている第2動力伝達経路とを、並列に備える車両用動力伝達装置が知られている。特許文献1に記載の動力伝達装置がそれである。特許文献1の動力伝達装置にあっては、エンジンの動力が第1動力伝達経路を経由して駆動輪側に伝達される状態から、エンジンの動力が第2動力伝達経路を経由して駆動輪側に伝達される状態に切り替えるとき、第1クラッチおよびドグクラッチを解放させるとともに、第2クラッチを係合させる制御が実行される。
ところで、特許文献1に記載の動力伝達装置では、第1動力伝達経路にドグクラッチが設けられている。そして、第1クラッチが高回転になる走行状態になると、ドグクラッチを解放することで、第1クラッチの高回転化を防止していた。しかしながら、特許文献1のドグクラッチは、シンクロ機構などを備えて構成されているため、部品点数が増加し製造コストが高くなっていた。
これに対して、低コスト化を目的として、ドグクラッチに代わって、車両前進方向に作用する動力を伝達する一方、車両後進方向に作用する動力を遮断するワンウェイクラッチとしてのモード(以下、ワンウェイモード)と、少なくても車両後進方向への回転を伝達するモード(以下、ロックモード)とに、切替可能に構成されるツーウェイクラッチを採用することが考えられる。これより、第1クラッチが高回転化する走行状態になると、ツーウェイクラッチをワンウェイクラッチとして機能するワンウェイモードに切り替えることで、ツーウェイクラッチによって第1クラッチへの回転伝達が遮断され、第1クラッチの高回転化を防止することができる。
上記のように構成される動力伝達装置において、惰性走行中は、駆動輪側から回転が伝達される被駆動状態となる。このとき、動力伝達経路を第1動力伝達経路から第2動力伝達経路に切り替えるとともに、ツーウェイクラッチをロックモードからワンウェイモードに切り替える要求が成立した場合において、ツーウェイクラッチに駆動輪側から回転が伝達されることで、ツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替えることができない虞がある。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンと駆動輪との間に、第1クラッチおよびツーウェイクラッチを備えて構成される第1動力伝達経路と、無段変速機および第2クラッチを備えて構成される第2動力伝達経路とを、並列に備えて構成される車両用動力伝達装置において、被駆動状態で走行中にツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替える要求が成立した場合であっても、ツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替えることができる制御装置を提供することにある。
第1発明の要旨とするところは、(a)エンジンと駆動輪との間に、第1動力伝達経路および第2動力伝達経路が並列に設けられ、前記第1動力伝達経路には、第1クラッチおよび副クラッチが備えられ、前記第2動力伝達経路には、無段変速機および第2クラッチが備えられ、前記第1クラッチが係合されることで前記第1動力伝達経路が動力伝達可能となり、前記第2クラッチが係合されることで前記第2動力伝達経路が動力伝達可能となる車両用動力伝達装置、の制御装置であって、(b)前記副クラッチは、車両の駆動状態において動力を伝達する一方、その車両の被駆動状態において動力を遮断するワンウェイモードと、前記車両の駆動状態および被駆動状態において動力を伝達するロックモードとに、少なくとも切替可能なツーウェイクラッチから構成され、(c)前記ツーウェイクラッチは、前記エンジンに動力伝達可能に連結されている入力側回転部材と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結されている出力側回転部材と、その入力側回転部材とその出力側回転部材との間に介挿されている中間部材とを、含み、(d)前記中間部材は、前記ロックモードにおいて、前記車両の被駆動状態になると、前記前記入力側回転部材および前記出力側回転部材に当接することで、前記入力側回転部材および前記出力側回転部材の相対回転を規制するように構成され、(e)前記車両の被駆動状態であって、且つ、前記ツーウェイクラッチがロックモードで走行中に、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路を、前記第1動力伝達経路から前記第2動力伝達経路に切り替える要求が成立した場合には、前記第1クラッチを解放させつつ、前記ツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替える制御を実行し、前記ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられると、前記第2クラッチを係合させる制御部を備えることを特徴とする。
また、第2発明の要旨とするところは、第1発明の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記ツーウェイクラッチを構成する出力側回転部材の出力回転速度と、そのツーウェイクラッチを構成する入力側回転部材の入力回転速度との回転速度差が、予め設定されている判定閾値以上になると、前記ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられたものと判定する切替完了判定部を備えることを特徴とする。
また、第3発明の要旨とするところは、第1発明の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記ツーウェイクラッチのワンウェイモードへの切替開始から、予め設定されている切替完了時間が経過すると、前記ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられたものと判定する切替完了判定部を備えることを特徴とする。
第1発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、車両の被駆動状態であって、且つ、ツーウェイクラッチがロックモードで走行中に、動力伝達経路を前記第1動力伝達経路から前記第2動力伝達経路に切り替える要求が成立した場合には、第1クラッチが解放されることで、第1動力伝達経路がニュートラル状態となる。この状態でツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替える制御が実行されることで、ツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替えることができる。
また、第2発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、出力側回転部材の出力回転速度と入力側回転部材の入力回転速度との回転速度差を算出することで、ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられたことを容易に判定することができる。
また、第3発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、ツーウェイクラッチのワンウェイモードへの切替開始からの経過時間を検出することで、ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられたことを容易に判定することができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御のための制御機能および制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、動力源として機能するエンジン12の動力を駆動輪14に伝達する車両用動力伝達装置16(以下、動力伝達装置16と称す)を備えている。
動力伝達装置16は、エンジン12と駆動輪14との間に設けられている。動力伝達装置16は、非回転部材としてのケース18内において、エンジン12に連結された流体式伝動装置としての公知のトルクコンバータ20と、トルクコンバータ20に連結された入力軸22と、入力軸22に連結されたベルト式の無段変速機24と、同じく入力軸22に連結された前後進切替装置26と、前後進切替装置26を介して入力軸22に連結されて無段変速機24と並列に設けられたギヤ機構28と、無段変速機24およびギヤ機構28の共通の出力回転部材である出力軸30と、カウンタ軸32と、出力軸30およびカウンタ軸32に各々相対回転不能に設けられて噛み合う一対のギヤから成る減速歯車装置34と、カウンタ軸32に相対回転不能に設けられているギヤ36と、ギヤ36に動力伝達可能に連結されたデファレンシャル装置38と、デファレンシャル装置38に連結された左右の車軸40とを、備えている。
このように構成された動力伝達装置16において、エンジン12から出力される動力が、トルクコンバータ20、前後進切替装置26、ギヤ機構28、減速歯車装置34、デファレンシャル装置38、車軸40等を順次介して、左右の駆動輪14へ伝達される。或いは、動力伝達装置16において、エンジン12から出力される動力が、トルクコンバータ20、無段変速機24、減速歯車装置34、デファレンシャル装置38、車軸40等を順次介して、左右の駆動輪14へ伝達される。前記動力は、特に区別しない場合にはトルクや力も同意である。
上述したように、動力伝達装置16は、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路PTに並列に設けられた、ギヤ機構28および無段変速機24を備えている。つまり、動力伝達装置16は、入力軸22と出力軸30との間に並列に設けられ、エンジン12の動力を入力軸22から出力軸30へ各々伝達することが可能な2つの動力伝達経路を備えている。2つの動力伝達経路は、ギヤ機構28を経由した第1動力伝達経路PT1と、無段変速機24を経由した第2動力伝達経路PT2とから成る。このように、動力伝達装置16は、第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2との2つの動力伝達経路を、入力軸22と出力軸30との間で並列に備えている。
第1動力伝達経路PT1は、第1クラッチC1および第1ブレーキB1を含む前後進切替装置26、ギヤ機構28、副クラッチとして機能するツーウェイクラッチTWCを備え、エンジン12の動力を入力軸22からギヤ機構28を経由して駆動輪14へ伝達する動力伝達経路である。第1動力伝達経路PT1において、エンジン12から駆動輪14に向かって、前後進切替装置26、ギヤ機構28、ツーウェイクラッチTWCの順番で配置されている。すなわち、第1クラッチC1が、ツーウェイクラッチTWCよりもエンジン12側に配置されている。第2動力伝達経路PT2は、無段変速機24および第2クラッチC2を備え、エンジン12の動力を入力軸22から無段変速機24を経由して駆動輪14へ伝達する動力伝達経路である。第2動力伝達経路PT2において、エンジン12から駆動輪14に向かって、無段変速機24および第2クラッチC2の順番で配置されている。
また、ギヤ機構28からなる第1動力伝達経路PT1におけるギヤ比EL(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nout)は、第2動力伝達経路PT2における最大変速比である無段変速機24の最ロー側変速比γmaxよりも大きな値に設定されている。すなわち、ギヤ比ELは、最ロー側変速比γmaxよりもロー側の変速比に設定されている。これより、第2動力伝達経路PT2は、第1動力伝達経路PT1よりもハイ側の変速比が形成される。なお、入力軸回転速度Ninは入力軸22の回転速度であり、出力軸回転速度Noutは出力軸30の回転速度である。
無段変速機24は、入力軸22と同軸心上に設けられて入力軸22と一体的に連結されたプライマリ軸58と、プライマリ軸58に連結された有効径が可変のプライマリプーリ60と、出力軸30と同軸心上に設けられたセカンダリ軸62と、セカンダリ軸62に連結された有効径が可変のセカンダリプーリ64と、それら各プーリ60,64の間に巻き掛けられた伝達要素としての伝動ベルト66とを備えている。無段変速機24は、各プーリ60,64と伝動ベルト66との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる公知のベルト式の無段変速機であり、エンジン12の動力を駆動輪14側へ伝達する。プライマリプーリ60は、油圧アクチュエータ60aによってその有効径が変更され、セカンダリプーリ64は、油圧アクチュエータ64aによってその有効径が変更される。
動力伝達装置16において、エンジン12の動力を駆動輪14へ伝達する動力伝達経路が、車両10の走行状態に応じて、第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2との間で切り替えられる。そのため、動力伝達装置16は、第1動力伝達経路PT1と第2動力伝達経路PT2とを選択的に形成するための複数個の係合装置を備えている。複数個の係合装置は、第1クラッチC1、第1ブレーキB1、第2クラッチC2、およびツーウェイクラッチTWCを含んでいる。
第1クラッチC1は、第1動力伝達経路PT1上に設けられ、第1動力伝達経路PT1を選択的に接続したり、遮断したりするための係合装置であって、車両前進走行する場合に係合することで、第1動力伝達経路PT1を動力伝達可能にする係合装置である。第1ブレーキB1は、第1動力伝達経路PT1上に設けられ、第1動力伝達経路PT1を選択的に接続したり、遮断したりするための係合装置であって、車両後進走行する場合に係合することで、第1動力伝達経路PT1を動力伝達可能にする係合装置である。第1動力伝達経路PT1は、第1クラッチC1または第1ブレーキB1の係合によって形成される。
ツーウェイクラッチTWCは、第1動力伝達経路PT1に設けられ、前進走行中における車両10の駆動状態において動力を伝達する一方、前進走行中における車両10の被駆動状態において動力を遮断するワンウェイモードと、車両10の駆動状態および被駆動状態において動力を伝達するロックモードとに、切替可能に構成されている。例えば、第1クラッチC1が係合され、且つ、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられた状態では、エンジン12の動力によって前進走行される車両10の駆動状態において、ツーウェイクラッチTWCは動力伝達可能となる。すなわち、前進走行中においてエンジン12の動力が、第1動力伝達経路PT1を経由して駆動輪14側に伝達される。一方、惰性走行中など、車両10の被駆動状態では、第1クラッチC1が係合されていても、駆動輪14側から伝達される回転がツーウェイクラッチTWCによって遮断される。なお、車両10の駆動状態とは、入力軸22のトルクが進行方向を基準とした場合の正の値となる状態、実質的には、エンジン12の動力によって車両10が駆動させられる状態に対応している。また、車両10の被駆動状態とは、入力軸22のトルクが進行方向を基準とした場合の負の値となる状態、実質的には、車両10の慣性によって走行させられ、駆動輪14側から伝達される回転によって入力軸22およびエンジン12が連れ回される状態に対応している。
また、第1クラッチC1が係合され、且つ、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられた状態では、ツーウェイクラッチTWCが車両10の駆動状態および被駆動状態において動力伝達が可能になり、エンジン12の動力が、第1動力伝達経路PT1を経由して駆動輪14側に伝達されるとともに、惰性走行中(被駆動状態)には、駆動輪14側から伝達される回転が、第1動力伝達経路PT1を経由してエンジン12側に伝達されることで、エンジン12が連れ回されることによりエンジンブレーキを発生させることができる。また、第1ブレーキB1が係合され、且つ、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられた状態では、エンジン12側から伝達される車両後進方向に作用する動力が、ツーウェイクラッチTWCを経由して駆動輪14に伝達され、第1動力伝達経路PT1を経由した後進走行が可能になる。なお、ツーウェイクラッチTWCの構造については後述する。
第2クラッチC2は、第2動力伝達経路PT2に設けられ、第2動力伝達経路PT2を選択的に接続したり、遮断したりするための係合装置であって、車両前進走行する場合に係合することで、第2動力伝達経路PT2を動力伝達可能にする係合装置である。第1クラッチC1、第1ブレーキB1、第2クラッチC2は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる公知の油圧式の湿式摩擦係合装置である。第1クラッチC1および第1ブレーキB1は、それぞれ前後進切替装置26を構成する要素の1つである。
エンジン12は、電子スロットル装置や燃料噴射装置や点火装置などのエンジン12の出力制御に必要な種々の機器を有するエンジン制御装置42を備えている。エンジン12は、後述する電子制御装置100によって、運転者による車両10に対する駆動要求量に対応するアクセルペダル45の操作量であるアクセル操作量θaccに応じてエンジン制御装置42が制御されることで、エンジン12の出力トルクであるエンジントルクTeが制御される。
トルクコンバータ20は、エンジン12と無段変速機24および前後進切替装置26との間に設けられ、エンジン12に連結されたポンプ翼車20p、および入力軸22に連結されたタービン翼車20tを備えている。トルクコンバータ20は、エンジン12の動力を入力軸22へ伝達する流体伝動装置である。トルクコンバータ20は、ポンプ翼車20pとタービン翼車20tとの間すなわちトルクコンバータ20の入出力回転部材間を直結可能な公知のロックアップクラッチLUを備えている。ロックアップクラッチLUは、車両の走行状態に応じてポンプ翼車20pとタービン翼車20tとの間(すなわちエンジン12と入力軸22との間)を直結する。例えば、比較的高車速領域において、ロックアップクラッチLUによってエンジン12と入力軸22とが直結される。
動力伝達装置16は、ポンプ翼車20pに連結された機械式のオイルポンプ44を備えている。オイルポンプ44は、エンジン12により回転駆動されることにより、無段変速機24を変速制御したり、無段変速機24におけるベルト挟圧力を発生させたり、前記複数個の係合装置の各々の係合や解放などの作動状態を切り替えたり、ロックアップクラッチLUの作動状態を切り替えたりするための作動油圧の元圧を、車両10に備えられた油圧制御回路46へ供給する。
前後進切替装置26は、ダブルピニオン型の遊星歯車装置26p、第1クラッチC1、および第1ブレーキB1を備えている。遊星歯車装置26pは、入力要素としてのキャリア26cと、出力要素としてのサンギヤ26sと、反力要素としてのリングギヤ26rとの3つの回転要素を有する差動機構である。キャリア26cは、入力軸22に連結されている。リングギヤ26rは、第1ブレーキB1を介してケース18に選択的に連結される。サンギヤ26sは、入力軸22の外周側に配置され、その入力軸22に対して相対回転可能に設けられた小径ギヤ48に連結されている。キャリア26cとサンギヤ26sとは、第1クラッチC1を介して選択的に連結される。
ギヤ機構28は、小径ギヤ48と、カウンタ軸50と、カウンタ軸50に相対回転可能に設けられ、小径ギヤ48と噛み合う大径ギヤ52とを、備えている。また、カウンタ軸50には、出力軸30に設けられている出力ギヤ56と噛み合うカウンタギヤ54が、カウンタ軸50に対して相対回転不能に設けられている。
カウンタ軸50の軸方向で大径ギヤ52とカウンタギヤ54との間に、ツーウェイクラッチTWCが設けられている。ツーウェイクラッチTWCは、第1動力伝達経路PT1において、第1クラッチC1およびギヤ機構28よりも駆動輪14側に設けられている。ツーウェイクラッチTWCは、カウンタ軸50の軸方向で隣り合うようにして設けられている油圧式の油圧アクチュエータ41によって、ワンウェイモードおよびロックモードの一方に切り替えられる。
図2および図3は、ワンウェイモードおよびロックモードへのモードの切替を可能にするツーウェイクラッチTWCの構造を簡略的に示す図であって、ツーウェイクラッチTWCの周方向の一部を切断した断面図である。図2は、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられた状態を示し、図3は、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられた状態を示している。なお、図2および図3の紙面上下方向が回転方向に対応し、紙面上方が車両後進方向(後進回転方向)に対応し、紙面下方が車両前進方向(前進回転方向)に対応している。また、図2および図3の紙面左右方向が、カウンタ軸50の軸方向(以下、特に言及しない限り、軸方向はカウンタ軸50の軸方向に対応する)に対応し、紙面右側が図1の大径ギヤ52側に対応し、紙面左側が図1のカウンタギヤ54側に対応している。
ツーウェイクラッチTWCは、円盤状に形成され、カウンタ軸50の外周側に配置されている。ツーウェイクラッチTWCは、入力側回転部材68と、軸方向で入力側回転部材68と隣り合う位置に配置されている第1出力側回転部材70aおよび第2出力側回転部材70bと、軸方向で入力側回転部材68と第1出力側回転部材70aとの間に介挿されている複数個の第1ストラット72aおよび複数個の捩りコイルバネ73aと、軸方向で入力側回転部材68と第2出力側回転部材70bとの間に介挿されている複数個の第2ストラット72bおよび複数個の捩りコイルバネ73bとを、含んで構成されている。なお、第2出力側回転部材70bが、本発明の出力側回転部材に対応し、第2ストラット72bが、本発明の中間部材に対応している。
入力側回転部材68は、円盤状に形成され、カウンタ軸50の軸心を中心にしてカウンタ軸50に対して相対回転可能に配置されている。入力側回転部材68は、軸方向において第1出力側回転部材70aと第2出力側回転部材70bとの間に挟まれるようにして配置されている。また、入力側回転部材68の外周側には、大径ギヤ52の噛合歯が一体的に形成されているる。すなわち、入力側回転部材68と大径ギヤ52とが一体成形されている。入力側回転部材68は、ギヤ機構28、前後進切替装置26等を介して、エンジン12に動力伝達可能に連結されている。
入力側回転部材68の軸方向で第1出力側回転部材70aと対向する面には、第1ストラット72aおよび捩りコイルバネ73aが収容される第1収容部76aが形成されている。第1収容部76aは、周方向で等角度間隔に複数個形成されている。また、入力側回転部材68の軸方向で第2出力側回転部材70bと対向する面には、第2ストラット72bおよび捩りコイルバネ73bが収容される第2収容部76bが形成されている。第2収容部76bは、周方向で等角度間隔に複数個形成されている。第1収容部76aおよび第2収容部76bは、入力側回転部材68の径方向で同じ位置に形成されている。
第1出力側回転部材70aは、円盤状に形成され、カウンタ軸50の軸心を中心にして回転可能に配置されている。第1出力側回転部材70aは、カウンタ軸50に相対回転不能に設けられることで、カウンタ軸50と一体的に回転する。これに関連して、第1出力側回転部材70aは、カウンタ軸50、カウンタギヤ54、出力軸30、デファレンシャル装置38等を介して駆動輪14に動力伝達可能に連結されている。
第1出力側回転部材70aの軸方向で入力側回転部材68と対向する面には、入力側回転部材68から離れる方向に凹む、第1凹部78aが形成されている。第1凹部78aは、第1収容部76aと同じ数だけ形成され、周方向で等角度間隔に配置されている。また、第1凹部78aは、第1出力側回転部材70aの径方向で、入力側回転部材68に形成されている第1収容部76aと同じ位置に形成されている。従って、第1収容部76aと第1凹部78aとの回転位置が一致すると、各第1収容部76aと各第1凹部78aとが、それぞれ軸方向で互いに隣接した状態となる。第1凹部78aは、第1ストラット72aの一端を収容可能な形状となっている。また、第1凹部78aの周方向の一端には、エンジン12の動力によって入力側回転部材68が車両前進方向(図2、図3において紙面下方)に回転した場合において、第1ストラット72aの一端と当接する第1壁面80aが形成されている。
第2出力側回転部材70bは、円盤状に形成され、カウンタ軸50の軸心を中心にして回転可能に配置されている。第2出力側回転部材70bは、カウンタ軸50に相対回転不能に設けられることで、カウンタ軸50と一体的に回転する。これに関連して、第2出力側回転部材70bは、カウンタ軸50、カウンタギヤ54、出力軸30、デファレンシャル装置38等を介して駆動輪14に動力伝達可能に連結されている。
第2出力側回転部材70bの軸方向で入力側回転部材68と対向する面には、入力側回転部材68から離れる方向に凹む、第2凹部78bが形成されている。第2凹部78bは、第2収容部76bと同じ数だけ形成され、周方向で等角度間隔に配置されている。また、第2凹部78bは、第2出力側回転部材70bの径方向で、入力側回転部材68に形成されている第2収容部76bと同じ位置に形成されている。従って、第2収容部76bと第2凹部78bとの回転位置が一致すると、各第2収容部76bと各第2凹部78bとが、それぞれ軸方向で互いに隣接した状態となる。第2凹部78bは、第2ストラット72bの一端を収容可能な形状となっている。また、第2凹部78bの周方向の一端には、図3に示すツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられた状態において、エンジン12の動力によって入力側回転部材68が車両後進方向(図2、図3において紙面上方)に回転した場合、および、車両前進走行中に惰性走行された場合に、第2ストラット72bの一端と当接する第2壁面80bが形成されている。
第1ストラット72aは、所定の厚みを有する板状の部材からなり、図2および図3の断面で示すように、回転方向(紙面上下方向)に沿って長手状に形成されている。また、第1ストラット72aは、図2および図3において紙面に対して垂直な方向に所定の寸法を有している。
第1ストラット72aの長手方向の一端は、捩りコイルバネ73aによって第1出力側回転部材70a側に付勢されている。また、第1ストラット72aの長手方向の他端は、第1収容部76aに形成されている第1段付部82aに当接させられている。第1ストラット72aは、第1段付部82aと当接する他端を中心にして回動可能となっている。捩りコイルバネ73aは、第1ストラット72aと入力側回転部材68との間に介在され、第1ストラット72aの一端を第1出力側回転部材70aに向かって付勢している。
上記のように構成されることで、第1ストラット72aは、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードおよびロックモードに切り替えられた状態において、エンジン12側から車両前進方向に作用する動力が伝達されると、第1ストラット72aの一端が第1出力側回転部材70aの第1壁面80aに当接させられるとともに、第1ストラット72aの他端が入力側回転部材68の第1段付部82aに当接させられる。この状態において、入力側回転部材68と第1出力側回転部材70aとの相対回転が阻止され、車両前進方向に作用する動力がツーウェイクラッチTWCを介して駆動輪14側に伝達される。上記第1ストラット72a、捩りコイルバネ73a、第1収容部76a、および第1凹部78a(第1壁面80a)によって、車両前進方向に作用する動力を駆動輪14に伝達する一方、車両後進方向に作用する動力を遮断するワンウェイクラッチが構成される。
第2ストラット72bは、所定の厚みを有する板状の部材からなり、図2および図3の断面で示すように、回転方向(紙面上下方向)に沿って長手状に形成されている。また、第2ストラット72bは、図2および図3において紙面に対して垂直な方向に所定の寸法を有している。
第2ストラット72bの長手方向の一端は、捩りコイルバネ73bによって第2出力側回転部材70b側に付勢されている。また、第2ストラット72bの長手方向の他端は、第2収容部76bに形成されている第2段付部82bに当接させられている。第2ストラット72bは、第2段付部82bと当接する他端を中心にして回動可能となっている。捩りコイルバネ73bは、第2ストラット72bと入力側回転部材68との間に介在され、第2ストラット72bの一端を第2出力側回転部材70bに向かって付勢している。
上記のように構成されることで、第2ストラット72bは、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられた状態において、エンジン12側から車両後進方向に作用する動力が伝達されると、第2ストラット72bの一端が第2出力側回転部材70bの第2壁面80bに当接させられるとともに、第2ストラット72bの他端が入力側回転部材68の第2段付部82bと当接させられる。また、前進走行中に惰性走行された場合においても、第2ストラット72bの一端が第2出力側回転部材70bの第2壁面80bに当接させられるとともに、第2ストラット72bの他端が入力側回転部材68の第2段付部82bと当接させられる。この状態において、入力側回転部材68と第2出力側回転部材70bとの相対回転が阻止され、車両後進方向に作用する動力がツーウェイクラッチTWCを介して駆動輪14に伝達される。また、惰性走行中に駆動輪14側から伝達される回転が、ツーウェイクラッチTWCを介してエンジン12側に伝達される。上記第2ストラット72b、捩りコイルバネ73b、第2収容部76b、および第2凹部78b(第2壁面80b)によって、車両後進方向に作用する動力を駆動輪14に伝達する一方、車両前進方向に作用する動力を遮断するワンウェイクラッチが構成される。
また、第2出力側回転部材70bには、その第2出力側回転部材70bを軸方向に貫通する複数個の貫通穴88が形成されている。各貫通穴88は、カウンタ軸50の軸方向から見て各第2凹部78bと重なる位置に形成されている。従って、各貫通穴88の一端は、第2凹部78bにそれぞれ連通している。各貫通穴88には、それぞれピン90が挿し通されている。ピン90は、円柱状に形成され、貫通穴88内を摺動可能となっている。ピン90の一端は、油圧アクチュエータ41を構成する押圧プレート74に当接させられているとともに、ピン90の他端は、周方向の一部が第2凹部78bを通る円環状のリング86に当接させられている。
リング86は、第2出力側回転部材70bに形成されるとともに周方向で隣り合う第2凹部78bを繋ぐように形成されている複数個の円弧状の溝84に嵌合し、軸方向において第2出力側回転部材70bに対する相対移動が許容されている。
油圧アクチュエータ41は、ツーウェイクラッチTWCと同じカウンタ軸50上であって、カウンタ軸50の軸方向において第2出力側回転部材70bと隣接する位置に配置されている。油圧アクチュエータ41は、押圧プレート74と、軸方向でカウンタギヤ54と押圧プレート74との間に介挿されている複数個のコイルスプリング92と、作動油が供給されることで押圧プレート74を軸方向でカウンタギヤ54側に移動させる推力を発生させる図示しない油圧室とを、備えている。
押圧プレート74は、円板状に形成され、カウンタ軸50に対して軸方向への相対移動可能に配置されている。スプリング92は、押圧プレート74を軸方向で第2出力側回転部材70b側に付勢している。従って、油圧アクチュエータ41の前記油圧室に作動油が供給されない状態では、図2に示すように、スプリング92の付勢力によって押圧プレート74が軸方向で第2出力側回転部材70b側に移動させられ、押圧プレート74が第2出力側回転部材70bに接触させられる。このとき、図2に示すように、ピン90、リング86、および第2ストラット72bの一端が、軸方向で入力側回転部材68側に移動させられることで、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられる。
また、油圧アクチュエータ41の前記油圧室に作動油が供給された場合には、スプリング92の付勢力に抗って押圧プレート74が軸方向でカウンタギヤ54側に移動させられ、押圧プレート74が第2出力側回転部材70bから離れた状態となる。このとき、図3に示すように、ピン90、リング86、および第2ストラット72bの一端が、捩りコイルバネ73bの付勢力によって、軸方向でカウンタギヤ54側に移動させられることで、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられる。
図2に示すツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードの状態では、押圧プレート74が、スプリング92の付勢力によって第2出力側回転部材70bに当接させられる。このとき、ピン90が押圧プレート74に押されて軸方向で入力側回転部材68側に移動させられるとともに、リング86についてもピン90に押されて軸方向で入力側回転部材68側に移動させられる。結果として、第2ストラット72bの一端が、リング86に押し付けられて入力側回転部材68側に移動させられることで、第2ストラット72bの一端と第2壁面80bとの当接が阻止される。このとき、入力側回転部材68と第2出力側回転部材70bとの相対回転が許容され、第2ストラット72bがワンウェイクラッチとして機能しなくなる。一方、第1ストラット72aの一端は、捩りコイルバネ73aによって第1出力側回転部材70a側に付勢されることで、第1凹部78aの第1壁面80aと当接可能になることから、第1ストラット72aは、車両前進方向に作用する駆動力を伝達するワンウェイクラッチとして機能する。
図2に示すツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードの状態において、第1ストラット72aの一端が第1出力側回転部材70aの第1壁面80aに当接可能になることから、エンジン12からツーウェイクラッチTWCに車両前進方向に作用する動力が伝達される車両10の駆動状態になると、図2に示すように、第1ストラット72aの一端と第1壁面80aとが当接するとともに、第1ストラット72aの他端と第1段付部82aとが当接することで、入力側回転部材68と第1出力側回転部材70aとの間で車両前進方向への相対回転が阻止され、エンジン12の動力がツーウェイクラッチTWCを介して駆動輪14に伝達される。一方、前進走行中に惰性走行されることで車両10が被駆動状態になった場合には、第1ストラット72aの一端と第1出力側回転部材70aの第1壁面80aとが当接することはなく、入力側回転部材68と第1出力側回転部材70aとの相対回転が許容されることから、ツーウェイクラッチTWCを介した動力伝達が遮断される。よって、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードの状態では、第1ストラット72aがワンウェイクラッチとして機能し、エンジン12から車両前進方向に作用する動力が伝達される車両10の駆動状態において動力が伝達される一方、前進走行中に惰性走行される車両10の被駆動状態において動力が遮断される。
図3に示すツーウェイクラッチTWCがロックモードの状態では、油圧アクチュエータ41の油圧室に作動油が供給されることで、スプリング92の付勢力に抗って、押圧プレート74が第2出力側回転部材70bから離れる方向に移動させられる。このとき、第2ストラット72bの一端が、捩りコイルバネ73bの付勢力によって、第2出力側回転部材70bの第2凹部78b側に移動させられ、第2壁面80bと当接可能になる。また、第1ストラット72aについては、図2のワンウェイモードと同様に、その一端が出力側回転部材70bの第1壁面80aに当接可能となっている。
図3に示すツーウェイクラッチTWCがロックモードの状態において、車両前進方向に作用する動力が伝達されると、第1ストラット72aの一端が第1出力側回転部材70aの第1壁面80aに当接するとともに、第1ストラット72aの他端が第1段付部82aと当接することで、入力側回転部材68と第1出力側回転部材70aとの間の車両前進方向への相対回転が阻止される。さらに、ツーウェイクラッチTWCがロックモードの状態において、車両後進方向に作用する動力が伝達されると、図3に示すように、第2ストラット72bの一端が第2出力側回転部材70bの第2壁面80bと当接するとともに、第2ストラット72bの他端が第2段付部82bと当接することで、入力側回転部材68と第2出力側回転部材70bとの間で車両後進方向への相対回転が阻止される。よって、ツーウェイクラッチTWCがロックモードの状態では、第1ストラット72aおよび第2ストラット72bがそれぞれワンウェイクラッチとして機能し、ツーウェイクラッチTWCにおいて、車両前進方向および車両後進方向に作用する動力を駆動輪14に伝達可能になる。従って、車両後進時において、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられることで後進走行が可能になる。また、車両前進走行中に惰性走行されて車両10が被駆動状態となった場合において、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられることで、駆動輪14側から伝達される回転がツーウェイクラッチTWCを経由してエンジン12側に伝達されることで、エンジン12が連れ回されることによるエンジンブレーキを発生させることができる。よって、ツーウェイクラッチTWCがロックモードの状態では、第1ストラット72aおよび第2ストラット72bがワンウェイクラッチとして機能し、車両10の駆動状態および被駆動状態において動力が伝達される。
図4は、車両10に備えられたシフト切替装置としてのシフトレバー98によって選択される操作ポジションPOSsh毎の各係合装置の係合状態を示す係合作動表である。図4において、「C1」が第1クラッチC1、「C2」が第2クラッチC2、「B1」が第1ブレーキB1、および「TWC」がツーウェイクラッチTWCにそれぞれ対応している。また、「P(Pポジション)」、「R(Rポジション)」、「N(Nポジション)」、「D(Dポジション)」、および「M(Mポジション)」は、シフトレバー98によって選択される各操作ポジションPOSshを示している。また、図4中の「○」は各係合装置の係合を示し、空欄は解放を示している。なお、ツーウェイクラッチTWCに対応する「TWC」にあっては、「○」がツーウェイクラッチTWCのロックモードへの切替を示し、空欄がツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替を示している。
例えば、シフトレバー98の操作ポジションPOSshが、車両停止ポジションであるPポジション、または、動力伝達遮断ポジションであるNポジションに切り替えられた場合には、図4に示すように、第1クラッチC1、第2クラッチC2、および第1ブレーキB1が解放される。このとき、第1動力伝達経路PT1および第2動力伝達経路PT2の何れにおいても動力が伝達されないニュートラル状態となる。
また、シフトレバー98の操作ポジションPOSshが、後進走行ポジションであるRポジションに切り替えられると、図4に示すように、第1ブレーキB1が係合されるとともに、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられる。第1ブレーキB1が係合されることで、エンジン12側から後進方向に作用する動力がギヤ機構28に伝達される。このとき、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードにあると、その動力がツーウェイクラッチTWCによって遮断されるために後進走行できない。そこで、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられることで、車両後進方向に作用する動力がツーウェイクラッチTWCを介して出力軸30側に伝達されるため、後進走行可能となる。よって、操作ポジションPOSshがRポジションに切り替えられると、第1ブレーキB1が係合されるとともに、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられることで、第1動力伝達経路PT1(ギヤ機構28)を経由して車両後進方向の動力が伝達される、後進用ギヤ段が形成される。
また、シフトレバー98の操作ポジションPOSshが、前進走行ポジションであるDポジションに切り替えられると、図4に示すように、第1クラッチC1が係合されるか、あるいは、第2クラッチC2が係合される。図4に示す「D1(D1ポジション)」および「D2(D2ポジション)」は、制御上設定される仮想の操作ポジションであって、操作ポジションPOSshがDポジションに切り替えられると、車両10の走行状態に応じて、D1ポジションまたはD2ポジションに自動で切り替えられる。D1ポジションは、車両停止中を含む比較的低車速領域において切り替えられる。D2ポジションは、中車速領域を含む比較的高車速領域において切り替えられる。例えば、Dポジションで走行中において、車両10の走行状態が、例えば低車速領域から高車速領域に移動した場合には、D1ポジションからD2ポジションに自動で切り替えられる。
例えば、操作ポジションPOSshがDポジションに切り替えられたとき、車両10の走行状態がD1ポジションに対応する走行領域にある場合には、第1クラッチC1が係合されるとともに第2クラッチC2が解放される。このとき、エンジン12側から車両前進方向に作用する動力が、第1動力伝達経路PT1(ギヤ機構28)を経由して駆動輪14に伝達されるギヤ走行モードとなる。なお、ツーウェイクラッチTWCは、ワンウェイモードに切り替えられているため、車両前進方向に作用する動力を伝達する。
また、操作ポジションPOSshが、Dポジションに切り替えられたとき、車両10の走行状態がD2ポジションに対応する走行領域にある場合には、第1クラッチC1が解放されるとともに第2クラッチC2が係合される。このとき、エンジン12側から前進方向に作用する動力が、第2動力伝達経路PT2(無段変速機24)を経由して駆動輪14に伝達されるベルト走行モードとなる。このように、操作ポジションPOSshがDポジションに切り替えられると、車両10の走行状態に応じて、エンジン12の動力が、第1動力伝達経路PT1(ギヤ機構28)または第2動力伝達経路PT2(無段変速機24)を経由して駆動輪14に伝達される。
また、シフトレバー98の操作ポジションPOSshが、Mポジションに切り替えられると、運転者の手動操作によってアップシフトおよびダウンシフトに切り替えることが可能となる。すなわち、Mポジションは、運転者の手動操作による変速が可能なマニュアルシフトポジションとなる。例えば、操作ポジションPOSshがMポジションに切り替えられた状態で、運転者よってダウンシフト側に手動操作されると、第1クラッチC1が係合されるとともに、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられる前進用ギヤ段が形成される。また、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられることで、ツーウェイクラッチTWCにおいて、車両10の駆動状態および被駆動状態の両方で動力伝達が可能となる。例えば惰性走行中は、駆動輪14側から回転が伝達される被駆動状態となるが、このときにMポジションにおいてダウンシフト側に手動操作されると、駆動輪14側から伝達される回転が、ツーウェイクラッチTWCを経由してエンジン12側に伝達されることで、エンジン12が連れ回されることによりエンジンブレーキを発生させることができる。このように、操作ポジションPOSshがMポジションにおいてダウンシフトされると、第1動力伝達経路PT1(ギヤ機構28)を経由して駆動輪14に動力が伝達されるとともに、惰性走行中には、駆動輪14側から伝達される回転が第1動力伝達経路PT1を経由してエンジン12側に伝達されることでエンジンブレーキを発生させることができる、前進用ギヤ段が形成される。
また、シフトレバー98の操作ポジションPOSshが、Mポジションに切り替えられた状態で、運転者によってアップシフト側に手動操作されると、第2クラッチC2が係合される。このとき、第2動力伝達経路PT2(無段変速機24)を経由して駆動輪14に動力が伝達される前進用無段変速段が形成される。このように、操作ポジションPOSshがMポジションに切り替えられると、運転者の手動操作によって、第1動力伝達経路PT1を経由して動力が伝達される前進用ギヤ段(すなわちギヤ走行モード)、および、第2動力伝達経路PT2を経由して動力が伝達される前進用無段変速段(すなわちベルト走行モード)の一方に、切り替えられるマニュアルシフトが可能となる。なお、操作ポジションPOSshがMポジションにおいてダウンシフトされた場合が、図4のM1ポジションに対応し、操作ポジションPOSshがMポジションにおいてアップシフトされた場合が、図4のM2ポジションに対応している。これらM1ポジションおよびM2ポジションは、見かけ上は存在しないが、以下において、操作ポジションPOSshがMポジションでダウンシフト側に手動操作された場合には、M1ポジションに切り替えられたと便宜的に記載し、操作ポジションPOSshがMポジションでアップシフト側に手動操作された場合には、M2ポジションに切り替えられたと便宜的に記載する。
図1に戻り、車両10は、動力伝達装置16の制御装置を含むコントローラとしての電子制御装置100を備えている。電子制御装置100は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両10の各種制御を実行する。電子制御装置100は、エンジン12の出力制御、無段変速機24の変速制御やベルト挟圧力制御、前記複数個の係合装置(C1、B1、C2、TWC)の各々の作動状態を切り替える油圧制御等を実行する。電子制御装置100は、必要に応じてエンジン制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置100には、車両10に備えられた各種センサ等(例えば各種回転速度センサ102、104、106、108、109、アクセル操作量センサ110、スロットル開度センサ112、シフトポジションセンサ114、油温センサ116など)による各種検出信号等(例えばエンジン回転速度Ne、入力軸回転速度Ninと同値となるプライマリ回転速度Npri、セカンダリ回転速度Nsec、車速Vに対応する出力軸回転速度Nout、ツーウェイクラッチTWCを構成する入力側回転部材68の入力回転速度Ntwcin、運転者の加速操作の大きさを表すアクセルペダル45のアクセル操作量θacc、スロットル開度tap、車両10に備えられたシフト切替装置としてのシフトレバー98の操作ポジションPOSsh、油圧制御回路46内の作動油の温度である作動油温THoilなど)が、それぞれ供給される。なお、入力軸回転速度Nin(=プライマリ回転速度Npri)は、タービン回転速度NTでもある。また、電子制御装置100は、プライマリ回転速度Npriとセカンダリ回転速度Nsecとに基づいて無段変速機24の実際の変速比γcvtである実変速比γcvt(=Npri/Nsec)を算出する。また、電子制御装置100は、出力軸回転速度Noutに基づいて、ツーウェイクラッチTWCを構成する第1出力側回転部材70aおよび第2出力側回転部材70b(以下、これらを区別しない場合には出力側回転部材70と称す)の出力回転速度Ntwcoutを算出する。
電子制御装置100からは、車両10に備えられた各装置(例えばエンジン制御装置42、油圧制御回路46など)に各種指令信号(例えばエンジン12を制御するためのエンジン制御指令信号Se、無段変速機24の変速やベルト挟圧力等を制御するための油圧制御指令信号Scvt、前記複数個の係合装置の各々の作動状態を制御するための油圧制御指令信号Scbd、ロックアップクラッチLUの作動状態を制御するための油圧制御指令信号Sluなど)が、それぞれ出力される。
これら各種指令信号を受けて、油圧制御回路46から、第1クラッチC1の油圧アクチュエータに供給される油圧であるSL1油圧Psl1、第1ブレーキB1の油圧アクチュエータに供給される油圧であるB1制御圧Pb1、第2クラッチC2の油圧アクチュエータに供給される油圧であるSL2油圧Psl2、ツーウェイクラッチTWCのモードを切り替える油圧アクチュエータ41に供給される油圧であるTWC油圧Ptwc、プライマリプーリ60の油圧アクチュエータ60aに供給されるプライマリ圧Ppri、セカンダリプーリ64の油圧アクチュエータ64aに供給されるセカンダリ圧Psec、ロックアップクラッチLUを制御するLU圧Pluなどが出力される。なお、SL1油圧Psl1、SL2油圧Psl2、B1制御圧Pb1、TWC油圧Ptwc、プライマリ圧Ppri、セカンダリ圧Psec、LU圧Pluは、それぞれ油圧制御回路46に備えられている図示しない電磁弁によって、直接または間接的に調圧される。
電子制御装置100は、車両10における各種制御を実現するために、エンジン制御手段として機能するエンジン制御部120および変速制御手段として機能する変速制御部122を機能的に備えている。
エンジン制御部120は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された関係すなわち予め定められた関係である例えば駆動力マップにアクセル操作量θaccおよび車速Vを適用することで要求駆動力Fdemを算出する。エンジン制御部120は、その要求駆動力Fdemが得られる目標エンジントルクTetを設定し、その目標エンジントルクTetが得られるようにエンジン12を制御する指令をエンジン制御装置42へ出力する。
変速制御部122は、例えば、車両停止中において、操作ポジションPOSshがPポジションまたはNポジションから例えばDポジションに切り替えられたとき、第1クラッチC1を係合させる指令を油圧制御回路46へ出力する。これにより、車両10が、第1動力伝達経路PT1を経由して前進走行が可能となる前進用ギヤ走行モードに切り替えられる。また、変速制御部122は、車両停止中において、操作ポジションPOSshがPポジションまたはNポジションからRポジションに切り替えられたとき、第1ブレーキB1を係合させるとともに、ツーウェイクラッチTWCをロックモードに切り替える指令を油圧制御回路46へ出力する。これにより、車両10が、第1動力伝達経路PT1を経由して後進走行が可能となる後進用ギヤ走行モードに切り替えられる。
また、変速制御部122は、例えば第2動力伝達経路PT2を経由したベルト走行モードで走行中において、アクセル開度θacc、車速Vなどに基づいて算出される目標ギヤ比γtgtとなるように無段変速機24のギヤ比γを制御する指令を油圧制御回路46へ出力する。具体的には、変速制御部122は、無段変速機24のベルト挟圧を最適な値に調整しつつ、エンジン12の動作点が所定の最適ライン(例えばエンジン最適燃費線)上となる無段変速機24の目標ギヤ比γtgtを達成する予め定められた関係(例えば変速マップ)を記憶しており、その関係からアクセル操作量θaccおよび車速Vなどに基づいて、プライマリプーリ60の油圧アクチュエータ60aに供給されるプライマリ圧Ppriの指令値としてのプライマリ指示圧Ppritgtと、セカンダリプーリ64の油圧アクチュエータ64aに供給されるセカンダリ圧Psecの指令値としてのセカンダリ指示圧Psectgtとを決定し、プライマリ指示圧Ppritgtおよびセカンダリ指示圧Psectgtとなるようにプライマリ圧Ppriおよびセカンダリ圧Psecを制御する指令を、油圧制御回路46へ出力して無段変速機24の変速を実行する。なお、無段変速機24の変速制御については公知の技術であるため、詳細な説明を省略する。
また、変速制御部122は、操作ポジションPOSshがDポジションである場合には、ギヤ走行モードとベルト走行モードとを切り替える切替制御を実行する。具体的には、変速制御部122は、ギヤ走行モードにおけるギヤ機構28のギヤ比ELに対応する第1速変速段と、ベルト走行モードにおける無段変速機24の最ロー側変速比γmaxに対応する第2速変速段とを、切り替えるための予め定められた関係である変速マップを記憶している。変速マップは、車速Vおよびアクセル操作量θaccなどから構成され、変速マップ上には、第2速変速段へのアップシフトすなわちベルト走行モードへの切替を判断するためのアップシフト線、および、第1速変速段へのダウンシフトすなわちギヤ走行モードへの切替を判断するためのダウンシフト線が設定されている。変速制御部122は、変速マップに実際の車速Vおよびアクセル操作量θaccを適用することで変速の要否を判断し、その判断結果に基づいて変速(すなわち走行モードの切替)を実行する。例えば、ベルト走行モードで走行中に、ダウンシフト線を跨いだ場合には、第1速変速段(ギヤ走行モード)へのダウンシフトが判断され(ダウンシフト要求)、ギヤ走行モードで走行中に、アップシフト線を跨いだ場合には、第2速変速段(ベルト走行モード)へのアップシフトが判断される(アップシフト要求)。なお、ギヤ走行モードが、図4のD1ポジションに対応し、ベルト走行モードが、図4のD2ポジションに対応している。
例えば、変速制御部122は、操作ポジションPOSshがDポジションにおけるギヤ走行モード(D1ポジションに対応)で走行中に、ベルト走行モード(D2ポジションに対応)に切り替えるアップシフトを実行する判断が為されると、第1クラッチC1を解放させるとともに第2クラッチC2を係合させる指令を油圧制御回路46へ出力する。これにより、動力伝達装置16における動力伝達経路PTが、第1動力伝達経路PT1から第2動力伝達経路PT2へ切り替えられる。このように、変速制御部122は、第1クラッチC1の解放と第2クラッチC2の係合とによる有段変速制御(アップシフト制御)によって、第1動力伝達経路PT1を経由して動力が伝達されるギヤ走行モードから、第2動力伝達経路PT2を経由して動力が伝達されるベルト走行モードへ切り替える。
走行モードがベルト走行モードに切り替えられると、動力伝達装置16において第2動力伝達経路PT2(無段変速機24)を経由して動力が伝達される。このとき、駆動輪14の回転が、デファレンシャル装置38、減速歯車機構34、出力ギヤ56等を経由してカウンタギヤ54に伝達されるが、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードとされることで、カウンタギヤ54の回転がツーウェイクラッチTWCによって遮断され、ギヤ機構28側には回転が伝達されない。従って、車速Vが高車速になった場合であっても、ギヤ機構28側には回転が伝達されないため、高車速走行時におけるギヤ機構28および第1クラッチC1の高回転化が防止される。
また、変速制御部122は、操作ポジションPOSshがM1ポジションで走行中に、操作ポジションPOSshがM2ポジションに切り替えられると、ギヤ走行モードからベルト走行モードに切り替えるため、第1クラッチC1を解放するとともに、第2クラッチC2を係合する指令を油圧制御回路46に出力する。さらに、変速制御部122は、ツーウェイクラッチTWCをロックモードからワンウェイモードに切り替える指令を油圧制御回路46に出力する。
ところで、M1ポジションは、エンジンブレーキを発生させることができる前進走行ギヤ段であるため、M1ポジションに切り替えられた状態では、駆動輪14側から伝達される回転によって入力軸22およびエンジン12が連れ回される被駆動状態であることが多い。この状態で操作ポジションPOSshがM2ポジションに切り替えられると、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替えるため、ツーウェイクラッチTWCの作動を制御する油圧アクチュエータ41のTWC油圧Ptwcがゼロに制御される。ここで、第1クラッチC1が係合された状態では、図3に示すように、第2ストラット72bの一端と第2出力側回転部材70bの第2壁面80bとが当接し、これらの間で力を及ぼし合うため、第2ストラット72bと第2壁面80bとの当接が解除されず、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替えられない虞がある。また、ツーウェイクラッチTWCがロックモードの状態で車速Vが高くなると、駆動輪14の回転がツーウェイクラッチTWCおよびギヤ機構28を経由して第1クラッチC1に伝達されることで、第1クラッチC1が高回転で回転させられる虞もある。
上記課題を解消するため、変速制御部122は、被駆動状態であって、ツーウェイクラッチTWCがロックモードとなるM1ポジションで走行中に、M2ポジションに切り替える要求が成立した場合には、第1クラッチC1を解放させつつ、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替える制御を実行し、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられると、第2クラッチC2を係合させる制御を実行することで、被駆動状態であっても、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替を可能にする。以下、被駆動状態であっても、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替を可能にする制御について説明する。
変速制御部122は、上記制御を実行するため、切替要求判定手段として機能する切替要求判定部126と、切替完了判定手段として機能する切替完了判定部128とを機能的に備えている。なお、変速制御部122が、本発明の制御部に対応している。
切替要求判定部126は、車両10が被駆動状態であって、且つ、ツーウェイクラッチTWCがロックモードで走行中に、操作ポジションPOSshがM2ポジションに切り替えられたかを判定する。すなわち、切替要求判定部126は、車両10が被駆動状態であって、ツーウェイクラッチTWCがロックモードで走行中に、動力伝達経路を第1動力伝達経路PT1(ギヤ走行モード、第1変速段)から第2動力伝達経路PT2(ベルト走行モード、第2変速段)に切り替えるアップシフト要求が成立したかを判定する。車両10が被駆動状態であるかは、例えば、車速Vが所定車速以上であって、且つ、アクセル操作量θaccがゼロであるかに基づいて判定される。また、ツーウェイクラッチTWCのロックモードは、例えば操作ポジションPOSshが、M1ポジションであるかに基づいて判定される。
切替要求判定部126によって、前記アップシフト要求が成立したと判定されると、変速制御部122は、第1クラッチC1を解放させるため、第1クラッチC1を制御するC1制御圧Pc1をゼロに低下させる指令を油圧制御回路46に出力する。第1クラッチC1が解放されると、入力側回転部材68が第1クラッチC1から遮断され、第2ストラット72bの一端と第2出力側回転部材70bの第2壁面80bとの間で力を及ぼさなくなるため、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替が可能になる。次いで、変速制御部122は、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替えるため、ツーウェイクラッチTWCを制御するTWC油圧Ptwcをゼロに低下させる指令を油圧制御回路46に出力する。
切替完了判定部128は、入力側回転部材68の入力回転速度Ntwcinと出力側回転部材70の出力回転速度Ntwcoutとの回転速度差ΔNtwc(|Ntwcin-Ntwcout|)が、予め設定されている判定閾値α1以上であるかを判定する。判定閾値α1は、実験的または設計的に求められる値であり、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたと判断できる値の閾値に設定されている。被駆動状態において、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードになると、入力側回転部材68側には動力が伝達されないために入力回転速度Ntwcinが低下し、出力側回転部材70の出力回転速度Ntwcoutは、車速Vに応じた回転速度で回転する。従って、回転速度差ΔNtwcが時間経過とともに増加する。このことから、切替完了判定部128は、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたかを判定する機能を有している。
また、切替完了判定部128は、上記回転速度差ΔNtwcに基づいてツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたか判定するのに代えて、ワンウェイモードへの切替開始から予め設定されている切替完了時間βが経過すると、ワンウェイモードに切り替えられたものと判定するものであっても構わない。切替完了時間βは、予め実験的または設計的に求められる値であり、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替開始からワンウェイモードへの切替が完了する時間に設定されている。
変速制御部122は、切替完了判定部128によってツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたと判定されると、第2クラッチC2の係合を開始する。上記のように、第1クラッチC1が最初に解放されることで、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切替可能な状態とし、次いで、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられる。また、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替わると、第2クラッチC2が係合されるため、第2クラッチC2が係合されるまでの間に、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに確実に切り替えることができる。これに関連して、ツーウェイクラッチTWCがロックモードで保持され、さらに、車速Vが高車速になることで、高回転になった駆動輪14の回転がツーウェイクラッチTWCを介して第1クラッチC1に伝達されることで、第1クラッチC1が高回転で回転させられることを防止することもできる。
図5は、電子制御装置100の制御作動の要部、すなわち被駆動状態であって、ツーウェイクラッチTWCがロックモードとなるギヤ走行モードで走行中に、ベルト走行モードに切り替えるアップシフト要求が成立したときの制御作動を説明するフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。
先ず、切替要求判定部126の制御機能に対応するステップST1(以下、ステップを省略)において、車両10が被駆動状態であって、且つ、操作ポジションPOSshがM1ポジションとされ、ツーウェイクラッチTWCがロックモードとなるギヤ走行モードで走行中に、操作ポジションPOSshがM2ポジションに切り替えられることで、ギヤ走行モードからベルト走行モードに切り替えるアップシフト要求が成立したかが判定される。ST1が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。ST1が肯定される場合、変速制御部122の制御機能に対応するST2において、第1クラッチC1を解放する制御が開始される。次いで、変速制御部122の制御機能に対応するST3において、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられる。
切替完了判定部128の制御機能に対応するST4では、出力側回転部材70の出力回転速度Ntwcoutと入力側回転部材68の入力回転速度Ntwcinとの回転速度差ΔNtwcが判定閾値α1以上になったかに基づいて、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたが判定される。或いは、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替開始から切替完了時間β経過したかに基づいて、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたかが判定される。ST4が否定される場合、回転速度差ΔNtwcが判定閾値α1以上になる、もしくは、ワンウェイモードへの切替開始から切替完了時間β経過するまで、繰り返しST4が実行される。回転速度差ΔNtwcが判定閾値α以上になる、または、ワンウェイモードへの切替開始からの経過時間が切替完了時間βに到達すると、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたものと判断され、ST4が肯定される。ST4が肯定されると、変速制御部122の制御機能に対応するST5において、第2クラッチC2の係合が開始される。
図6は、図5のフローチャートに基づく制御結果を示すタイムチャートである。図6にあっては、被駆動状態であって、且つ、M1ポジションで走行中に、M2ポジションに切り替えられたときの制御結果を示している。
図6において、縦軸は、上から順番に、入力軸22の入力軸回転速度Ninに対応するタービン回転速度NT、第1クラッチC1のトルク容量を制御するためのSL1油圧Psl1、第2クラッチC2のトルク容量を制御するためのSL2油圧Psl2、ツーウェイクラッチTWCのモードを切り替えるためのTWC油圧Ptwc、エンジントルクTeをそれぞれ示している。図6において、SL1油圧Psl1がゼロに制御されると第1クラッチC1が解放され、SL1油圧Psl1が油圧Pc1onに制御されると第1クラッチC1が係合状態となる。SL2油圧Psl2がゼロに制御されると第2クラッチC2が解放され、SL2油圧Psl2が油圧Pc2onに制御されると、第2クラッチC2が係合状態となる。TWC油圧Ptwcがゼロに制御されるとツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられ、TWC油圧Ptwcが油圧Ptwconに制御されるとツーウェイクラッチTWCがロックモードに切り替えられる。なお、図6に示すSL1油圧Psl1、SL2油圧Psl2、およびTWC油圧Ptwcは、それぞれ指示圧であり、実際の油圧は所定の遅れをもって各指示圧に追従することとなる。
図6に示すt1時点において、被駆動状態で走行中に、操作ポジションPOSshがM1ポジションからM2ポジションに切り替えられると、第1クラッチC1を解放するため、SL1油圧Psl1がゼロに制御される。また、t1時点から所定の遅れ時間tdelayが経過したt2時点においてツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替えるため、TWC油圧Ptwcがゼロに制御される。t1時点からt2時点の間に設定される遅れ時間tdelayは、予め実験的または設計的に求められ、例えば、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替を開始した時点において、実際のSL1油圧Psl1が所定値以下となり、第1クラッチC1のトルク容量がゼロ、または、ツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替えることができる程度までトルク容量が低減する値に設定されている。
t3時点では、例えば、出力回転速度Ntwcoutと入力回転速度Ntwcinとの回転速度差ΔNtwcが、判定閾値α1以上になることで、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたものと判断され、第2クラッチC2の係合が開始される。具体的には、t3時点において、第2クラッチC2を制御するSL2油圧Psl2(実圧)の応答性を向上させるため、SL2油圧Psl2を一時的に引き上げるクイックフィルが実行される。また、t4時点では、第1クラッチC1の解放および第2クラッチC2のトルク容量の増加に伴って、タービン回転速度NTの上昇が開始される(イナーシャ相開始)。t4時点からt5時点では、タービン回転速度NTが、ベルト走行モードへの切替後の目標回転速度NT*に向かって所定勾配で変化するように、SL2油圧Psl2が制御される。
t5時点では、目標回転速度NT*とタービン回転速度NTとの回転速度差ΔNTが、予め設定されている同期判定閾値α2以下になることで、タービン回転速度NTが目標回転速度NT*に同期したものと判定される。t6時点では、SL2油圧Psl2が、第2クラッチC2が係合状態となる油圧Pc2onまで引き上げられて、ベルト走行モードへの切替が完了する。このように、t1時点において、最初に第1クラッチC1の解放が開始されることで、被駆動状態であっても、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替が可能になり、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替わると第2クラッチC2が係合されることで、ツーウェイクラッチTWCがロックモードに保持された状態で、ベルト走行モードに切り替わることが防止される。
上述のように、本実施例によれば、被駆動状態であって、且つ、ツーウェイクラッチTWCがロックモードで走行中に、動力伝達経路PTを第1動力伝達経路PT1から第2動力伝達経路PT2に切り替える要求が成立した場合には、第1クラッチC1が解放されることで、第1動力伝達経路PT1がニュートラル状態となる。この状態でツーウェイクラッチTWCをワンウェイモードに切り替える制御が実行されることで、ツーウェイクラッチTWCを確実にワンウェイモードに切り替えることができる。
また、本実施例によれば、出力側回転部材70の出力回転速度Ntwcoutと入力側回転部材68の入力回転速度Ntwcinとの回転速度差ΔNtwcを算出することで、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたことを容易に判定することができる。或いは、ツーウェイクラッチTWCのワンウェイモードへの切替開始からの経過時間を検出することで、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられたことを容易に判定することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、操作ポジションPOSshがM2ポジションに切り替えられると、第1クラッチC1の解放開始から遅れ時間tdelay経過後に、ツーウェイクラッチTWCを制御するTWC油圧Ptwcがゼロに制御されていたが、第1クラッチC1の解放開始と同時に、TWC油圧Ptwcがゼロに制御されるものであっても構わない。ツーウェイクラッチTWCは、アクチュエータ41に油圧が供給されない状態では、図示しないスプリングによってワンウェイモードに切り替わるように構成されている。従って、第1クラッチC1の解放開始と同時にTWC油圧Ptwcがゼロに制御されると、第1クラッチC1の解放開始直後は、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替わらないものの、第1クラッチC1のトルク容量の減少に伴って、ツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替わる。従って、第2クラッチC2が係合される前にツーウェイクラッチTWCがワンウェイモードに切り替えられるため、前述の実施例と同様の効果を得ることができる。さらには、操作ポジションPOSshがM2ポジションに切り替えられると、先にTWC油圧Ptwcをゼロにする制御が開始され、次いで、第1クラッチC1の解放が開始されるものであっても構わない。
また、前述の実施例では、被駆動状態であって、且つ、M1ポジションに走行中にM2ポジションに切り替えられた場合について説明されていたが、本発明は、被駆動状態であって、且つ、M1ポジションで走行中にDポジションに切り替えられた場合においても適用され得る。具体的には、Dポジションに切り替えられたときの車両10の走行状態が、変速マップのアップシフト線を跨いだベルト走行モード領域にある場合には、M1ポジションからD2ポジションに対応するベルト走行モードに切り替えられる。この場合においても、本発明が適用され得る。なお、具体的な制御内容は、上述したM2ポジションに切り替える場合と基本的に変わらないため、詳細な説明を省略する。
また、前述の実施例では、ツーウェイクラッチTWCは、ワンウェイモードにおいて前進走行中における車両10の駆動状態において動力を伝達し、ロックモードにおいて車両10の駆動方向および被駆動方向の動力を伝達するように構成されていたが、本発明のツーウェイクラッチは、必ずしもこれに限定されない。例えば、ツーウェイクラッチは、ワンウェイモードおよびロックモードに加えて、車両10の駆動状態および被駆動状態において動力伝達が遮断されるフリーモードが追加されるものであっても構わない。
また、前述の実施例において、ツーウェイクラッチTWCの構造は必ずしも本実施例に限定されない。例えば、ツーウェイクラッチが、別体で設けられた第1ワンウェクラッチと第2ワンウェイクラッチとから構成され、第1ワンウェイクラッチは車両10の前進方向に作用する動力を伝達可能に構成され、第2ワンウェイクラッチは車両10の後進方向に作用する動力を伝達可能に構成され、さらに、第2ワンウェイクラッチは、車両10の後進方向に作用する動力を遮断するモードに切替可能に構成されるものであっても構わない。また、第1ワンウェイクラッチについても、車両前進方向に作用する動力を遮断するモードに切替可能に構成されていても構わない。要は、少なくても、ワンウェイモードおよびロックモードに切替可能なツーウェイクラッチであれば、その構造については適宜変更することができる。
また、前述の実施例では、第1ストラット72aおよび第2ストラット72bが、断面が長手状に形成された板状の部材から構成されているが、必ずしも上記形状に限定されない。例えば、第1ストラット72aおよび第2ストラット72bが、円柱状に形成されても構わない。要は、入力側回転部材68および出力側回転部材70に当接することで、入力側回転部材68および出力側回転部材70の相対回転を規制できるものであれば適宜適用され得る。
また、前述の実施例において、ツーウェイクラッチTWCのロックモードの判定を、出力側回転部材70の出力回転速度Ntwcoutと入力側回転部材68の入力回転速度Ntwcinとの回転速度差ΔNtwcが、予め設定されている判定閾値未満であるかに基づいて判定することもできる。
また、前述の実施例において、ギヤ機構28からなる第1動力伝達経路PT1におけるギヤ比ELは、第2動力伝達経路PT2における最大変速比である無段変速機24の最ロー側変速比γmaxよりも大きい値に設定されていたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、ギヤ比ELが、無段変速機24の最ロー側変速比γmaxよりも小さい値、すなわちハイ側に設定されるものであっても構わない。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
12:エンジン
14:駆動輪
16:車両用動力伝達装置
24:無段変速機
68:入力側回転部材
70b:第2出力側回転部材(出力側回転部材)
72b:第2ストラット(中間部材)
100:電子制御装置(制御装置)
122:変速制御部(制御部)
128:切替完了判定部
C1:第1クラッチ
C2:第2クラッチ
TWC:ツーウェイクラッチ(副クラッチ)
PT1:第1動力伝達経路
PT2:第2動力伝達経路
14:駆動輪
16:車両用動力伝達装置
24:無段変速機
68:入力側回転部材
70b:第2出力側回転部材(出力側回転部材)
72b:第2ストラット(中間部材)
100:電子制御装置(制御装置)
122:変速制御部(制御部)
128:切替完了判定部
C1:第1クラッチ
C2:第2クラッチ
TWC:ツーウェイクラッチ(副クラッチ)
PT1:第1動力伝達経路
PT2:第2動力伝達経路
Claims (3)
- エンジンと駆動輪との間に、第1動力伝達経路および第2動力伝達経路が並列に設けられ、前記第1動力伝達経路には、第1クラッチおよび副クラッチが備えられ、前記第2動力伝達経路には、無段変速機および第2クラッチが備えられ、前記第1クラッチが係合されることで前記第1動力伝達経路が動力伝達可能となり、前記第2クラッチが係合されることで前記第2動力伝達経路が動力伝達可能となる車両用動力伝達装置、の制御装置であって、
前記副クラッチは、車両の駆動状態において動力を伝達する一方、該車両の被駆動状態において動力を遮断するワンウェイモードと、前記車両の駆動状態および被駆動状態において動力を伝達するロックモードとに、少なくとも切替可能なツーウェイクラッチから構成され、
前記ツーウェイクラッチは、前記エンジンに動力伝達可能に連結されている入力側回転部材と、前記駆動輪に動力伝達可能に連結されている出力側回転部材と、該入力側回転部材と該出力側回転部材との間に介挿されている中間部材とを、含み、
前記中間部材は、前記ロックモードにおいて、前記車両の被駆動状態になると、前記入力側回転部材および前記出力側回転部材に当接することで、前記入力側回転部材および前記出力側回転部材の相対回転を規制するように構成され、
前記車両の被駆動状態であって、且つ、前記ツーウェイクラッチがロックモードで走行中に、前記エンジンと前記駆動輪との間の動力伝達経路を、前記第1動力伝達経路から前記第2動力伝達経路に切り替える要求が成立した場合には、前記第1クラッチを解放させつつ、前記ツーウェイクラッチをワンウェイモードに切り替える制御を実行し、前記ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられると、前記第2クラッチを係合させる制御部を備える
ことを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記ツーウェイクラッチを構成する出力側回転部材の出力回転速度と、該ツーウェイクラッチを構成する入力側回転部材の入力回転速度との回転速度差が、予め設定されている判定閾値以上になると、前記ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられたものと判定する切替完了判定部を備える
ことを特徴とする請求項1の車両用動力伝達装置の制御装置。 - 前記ツーウェイクラッチのワンウェイモードへの切替開始からの経過時間が、予め設定されている切替完了時間に到達すると、前記ツーウェイクラッチがワンウェイモードに切り替えられたものと判定する切替完了判定部を備える
ことを特徴とする請求項1の車両用動力伝達装置の制御装置。
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