DE112013005806T5

DE112013005806T5 - Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112013005806T5
Application number: DE112013005806.5T
Authority: DE
Inventors: Kazuki Ichikawa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-08-20
Also published as: WO2014087794A1; US9488258B2; JPWO2014087794A1; JP5955411B2; CN104797860B; US20160273634A1; CN104797860A

Abstract

Eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die einen stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus aufweist, ist versehen mit: einem Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus (S1), der zwischen einer Ausgangswelle (12) und einem angetriebenen Rad (W) angeordnet ist, einer Getriebewelle (13), die relativ drehbar um einen Außenumfang der Ausgangswelle (12) montiert ist, Hilfsleistungsübertragungseinrichtungen (29), die eine Verbindung zwischen einer Eingangswelle (11) und der Getriebewelle (13) bereitstellen, einer ersten Außenumfangskeilwelle (13a), die auf der Getriebewelle (13) bereitgestellt ist, zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen (12b, 12c), die auf der Ausgangswelle (13) bereitgestellt sind, einer Innenumfangskeilwelle (41a), die zwischen einem ersten Zustand, in dem sie mit den ersten und zweiten Außenumfangskeilwellen (13a, 12b) in Eingriff steht, einem zweiten Zustand, in dem sie mit den zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen (12b, 12c) in Eingriff steht, und einem dritten Zustand, in dem sie mit den ersten bis dritten Außenumfangskeilwellen (13a, 12b, 12c) in Eingriff steht, umschalten kann, und einer zweiten Freilaufkupplung (45), die zwischen der Ausgangswelle (12) und der zweiten Außenumfangskeilwelle (12b) bereitgestellt ist und die in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Ausgangswelle (12) eine Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle (12b) übersteigt. Dies ermöglicht, dass das Motorbremsen verwendet wird, während jegliche Vergrößerung in der axialen Abmessung der Leistungsübertragungsvorrichtung vermieden wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die einen stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus umfasst.
Hintergrundtechnik
Ein stufenloses Getriebe, das mehrere Kurbelgetriebeeinheiten umfasst, die die Drehung einer Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, in eine Hin- und Herbewegung einer Verbindungsstange umwandeln und die Hin- und Herbewegung der Verbindungsstange mittels einer Freilaufkupplung zurück in die Drehung einer Ausgangswelle umwandeln, wobei ein Motor/Generator, der auf der Eingangswelle angeordnet ist, mit der Ausgangswelle verbunden ist, ohne durch die Kurbelgetriebeeinheit zu gehen, womit eine Antriebskraft von der Ausgangswellenseite zurück auf den Motor/Generator übertragen wird und dadurch eine Rückgewinnungsbremskraft erzeugt wird, die dem Motorbremsen entspricht, ist aus dem nachstehenden Patentdokument 1 bekannt.
Außerdem ist ein stufenloses Getriebe, das mit einer derartigen Kurbelgetriebeeinheit ausgestattet ist, wobei ein Motor/Generator mit einem Differentialgetriebe verbunden ist, eine Verbrennungsmotorkurbelwelle über eine Kupplung mit dem Differentialgetriebe verbunden ist und ein Fahrzeug mit Hilfe der Antriebskraft des Motor/Generators zum Rückwärtsfahren gebracht wird, oder der Verbrennungsmotor durch die Antriebskraft des Motor/Generators angekurbelt und gestartet wird, aus dem nachstehenden Patentdokument 2 bekannt.
Dokumente der verwandten Technik
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2005-502543
Patentdokument 2: Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2012-1048

Zusammenfassung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen
In der Anordnung, die in dem vorstehenden Patentdokument 1 beschrieben ist, kann unter Verwendung des Motor/Generators eine Rückgewinnungsbremskraft, die dem Motorbremsen entspricht, erzeugt werden, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, aber da der Motor/Generator auf der Achse der Eingangswelle angeordnet ist, besteht das Problem, dass die axiale Abmessung der Leistungsübertragungsvorrichtung zunimmt.
Außerdem kann in der Anordnung, die in dem vorstehenden Patentdokument 2 beschrieben ist, das Motorbremsen herbeigeführt werden, indem eine Antriebskraft, die von einem angetriebenen Rad auf das Differentialgetriebe übertragen wird, über die Kupplung an den Verbrennungsmotor rückgeführt wird, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, aber da der Verbrennungsmotor sich nicht rückwärts drehen kann, besteht das Problem, dass das Motorbremsen nicht verwendet werden kann, wenn das Fahrzeug rückwärts fährt.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Gegebenheiten gemacht, und es ist eine ihrer Aufgaben, eine Leistungsübertragungsvorrichtung bereitzustellen, die mit einem stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus versehen ist, der ermöglicht, dass Motorbremsen verwendet wird, während jede Vergrößerung in der axialen Abmessung der Leistungsübertragungsvorrichtung vermieden wird.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Ausgangswelle, die mit einem angetriebenen Rad verbunden ist, einen eingangsseitigen Drehpunkt mit einer variablen Exzentrizitätsgröße von einer Achse der Eingangswelle und der sich zusammen mit der Eingangswelle dreht, eine erste Freilaufkupplung, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, einen ausgangsseitigen Drehpunkt, der auf einem Eingangselement der ersten Freilaufkupplung bereitgestellt ist, eine Verbindungsstange, deren entgegengesetzte Enden mit dem eingangsseitigen Drehpunkt und dem ausgangsseitigen Drehpunkt verbunden sind und die sich hin und her bewegt, und einen Schaltaktuator, um die Exzentrizitätsgröße des eingangsseitigen Drehpunkts zu ändern, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung einen Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus aufweist, der zwischen der Ausgangswelle und dem angetriebenen Rad angeordnet ist, eine Getriebewelle, die relativ drehbar um einen Außenumfang der Ausgangswelle montiert ist, Hilfsleistungsübertragungseinrichtungen, die eine Verbindung zwischen der Eingangswelle und der Getriebewelle bereitstellen, eine erste Außenumfangskeilwelle, die auf der Getriebewelle bereitgestellt ist, eine zweite Außenumfangskeilwelle und eine dritte Außenumfangskeilwelle, die auf der Ausgangswelle bereitgestellt sind, eine Innenumfangskeilwelle, die zwischen einem ersten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle mit den ersten und zweiten Außenumfangskeilwellen in Eingriff steht, einem zweiten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle mit den zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen in Eingriff steht, und einem dritten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle mit den ersten bis dritten Außenumfangskeilwellen in Eingriff steht, umschalten kann, und eine zweite Freilaufkupplung, die zwischen der Ausgangswelle und der zweiten Außenumfangskeilwelle bereitgestellt ist und die in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Ausgangswelle eine Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle übersteigt.
Ferner ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung neben dem ersten Aspekt die Eingangswellenseite der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung weiter auf der Verbrennungsmotorseite als der eingangsseitige Drehpunkt angeordnet, und die Getriebewellenseite ist weiter auf der Seite des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus als der ausgangsseitige Drehpunkt angeordnet.
Außerdem wird gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung bereitgestellt, die aufweist: eine Eingangswelle, die mit einem Verbrennungsmotor verbunden ist, eine Ausgangswelle, die mit einem angetriebenen Rad verbunden ist, einen eingangsseitigen Drehpunkt mit einer variablen Exzentrizitätsgröße von einer Achse der Eingangswelle und der sich zusammen mit der Eingangswelle dreht, eine erste Freilaufkupplung, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, einen ausgangsseitigen Drehpunkt, der auf einem Eingangselement der ersten Freilaufkupplung bereitgestellt ist, eine Verbindungsstange, deren entgegengesetzte Enden mit dem eingangsseitigen Drehpunkt und dem ausgangsseitigen Drehpunkt verbunden sind und die sich hin und her bewegt, und einen Schaltaktuator, um die Exzentrizitätsgröße des eingangsseitigen Drehpunkts zu ändern, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung einen Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus aufweist, der zwischen der Ausgangswelle und dem angetriebenen Rad angeordnet ist, eine Getriebewelle, die relativ drehbar um einen Außenumfang der Eingangswelle montiert ist, Hilfsleistungsübertragungseinrichtungen, die eine Verbindung zwischen der Getriebewelle und der Ausgangswelle bereitstellen, eine erste Außenumfangskeilwelle, die auf der Eingangswelle bereitgestellt ist, eine zweite Außenumfangskeilwelle und eine dritte Außenumfangskeilwelle, die auf der Getriebewelle bereitgestellt sind, eine Innenumfangskeilwelle, die zwischen einem ersten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle mit den ersten und zweiten Außenumfangskeilwellen in Eingriff steht, einem zweiten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle mit den zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen in Eingriff steht, und einem dritten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle mit den ersten bis dritten Außenumfangskeilwellen in Eingriff steht, umschalten kann, und eine zweite Freilaufkupplung, die zwischen der Getriebewelle und der zweiten Außenumfangskeilwelle bereitgestellt ist und die in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Getriebewelle eine Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle übersteigt.
Überdies ist gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung neben dem dritten Aspekt die Getriebewellenseite der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung weiter auf der Verbrennungsmotorseite als der eingangsseitige Drehpunkt angeordnet und die Ausgangswellenseite ist weiter auf der Seite des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus als der ausgangsseitige Drehpunkt angeordnet.
Eine erste Ausgangswelle 12 einer Ausführungsform entspricht der Ausgangswelle der vorliegenden Erfindung, eine exzentrische Scheibe 18 der Ausführungsform entspricht dem eingangsseitigen Drehpunkt der vorliegenden Erfindung, ein Stift 19c der Ausführungsform entspricht dem ausgangsseitigen Drehpunkt der vorliegenden Erfindung, ein äußeres Element 22 der Ausführungsform entspricht dem Eingangselement der Freilaufkupplung der vorliegenden Erfindung, und ein erster Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 der Ausführungsform entspricht dem Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus S1 der vorliegenden Erfindung.
Ergebnisse der Erfindung
Wenn gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Eingangswelle mit Hilfe des Verbrennungsmotor gedreht wird, dreht sich der eingangsseitige Drehpunkt exzentrisch, wenn die Verbindungsstange, die ein Ende mit dem eingangsseitigen Drehpunkt verbunden hat, sich hin und her bewegt, der ausgangsseitige Drehpunkt, der mit dem anderen Ende der Verbindungsstange verbunden ist, bewegt sich hin und her, und die Ausgangswelle dreht sich somit über die erste Freilaufkupplung intermittierend; die Drehzahl der Eingangswelle wird mit einem Übersetzungsverhältnis geändert, das der Exzentrizitätsgröße des eingangsseitigen Drehpunkts entspricht, und wird auf die Ausgangswelle übertragen. Durch Übertragen der Drehung der Ausgangswelle als Vorwärtsdrehung oder Rückwärtsdrehung auf das angetriebene Rad mit Hilfe des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus wird das Fahrzeug dazu gebracht, vorwärts oder rückwärts zu fahren.
Wenn das Fahrzeug in einem normalen Zustand vorwärts oder rückwärts fährt, wird die Verbrennungsmotorantriebskraft über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung, die Getriebewelle und die zweite Außenumfangskeilwelle auf die zweite Freilaufkupplung übertragen, da die erste Außenumfangskeilwelle der Getriebewelle und die zweite Außenumfangskeilwelle der Ausgangswelle mittels der Innenumfangskeilwelle verbunden sind; da die Drehzahl der Ausgangswelle niedriger als die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle (die Drehzahl der Getriebewelle) ist, ist die zweite Freilaufkupplung nicht in Eingriff, und das Fahrzeug wird über den stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus dazu gebracht, vorwärts oder rückwärts zu fahren.
Wenn das Fahrzeug sich in diesem Zustand verlangsamt, wird die Antriebskraft von dem angetriebenen Rad zurück auf die Ausgangswelle übertragen, aber da die Drehzahl der Ausgangswelle die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle übersteigt, wird die zweite Freilaufkupplung in Eingriff gebracht und die Antriebskraft der Ausgangswelle wird über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung zurück auf den Verbrennungsmotor übertragen.
Wenn das Fahrzeug sich weiter verlangsamt, wird die Getriebewelle von der Ausgangswelle gelöst, die Antriebskraft wird nicht an den Verbrennungsmotor zurück übertragen, und der Verlangsamungsleerlaufstopp, in dem der Verbrennungsmotor stoppt, bevor das Fahrzeug stoppt, wird aktiviert, da die zweite Außenumfangskeilwelle und die dritte Außenumfangskeilwelle der Ausgangswelle mittels der Innenumfangskeilwelle verbunden sind.
Wenn es einen Fehler des stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus gibt, werden die erste Außenumfangskeilwelle der Getriebewelle und die zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen der Ausgangswelle mit Hilfe der Innenumfangskeilwelle verbunden, die Antriebskraft des Verbrennungsmotors wird über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung, die Getriebewelle und die dritte Außenumfangskeilwelle direkt auf die Ausgangswelle übertragen und das Fahrzeug wird dazu gebracht, vorwärts oder rückwärts zu fahren, ohne durch den stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus zu gehen.
Daher wird das Motorbremsen sowohl beim Vorwärtsfahren als auch beim Rückwärtsfahren aktiviert, während das Fahrzeug in die Lage versetzt wird, sowohl vorwärts als auch rückwärts zu fahren, ohne einen Elektromotor zu verwenden, was die axiale Abmessung der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung vergrößern würde.
Außerdem neigt die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung dazu, die axiale Abmessung auf der Eingangswellenseite zu vergrößern, mit welcher der Verbrennungsmotor verbunden ist, aber die Bereitstellung der Getriebewelle auf der Ausgangswellenseite ermöglicht, dass jede Zunahme der axialen Abmessung auf der Eingangswellenseite unterdrückt wird, womit die axiale Gesamtabmessung der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung minimiert wird.
Da außerdem gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Eingangswellenseite der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung weiter auf der Verbrennungsmotorseite als der eingangsseitige Drehpunkt angeordnet ist und die Getriebewellenseite weiter auf der Seite des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus als der ausgangsseitige Drehpunkt angeordnet ist, kann, wenn es einen Fehler des stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus gibt, die Antriebskraft des Verbrennungsmotors auf die Ausgangswelle übertragen werden, ohne durch den stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus zu gehen, wodurch es möglich gemacht wird, die Verschlechterung des Schadens an dem stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus, der einen Fehler hat, zu vermeiden.
Wenn überdies gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Eingangswelle von dem Verbrennungsmotor gedreht wird, dreht sich der eingangsseitige Drehpunkt exzentrisch, die Verbindungsstange, die ein Ende mit dem eingangsseitigen Drehpunkt verbunden hat, bewegt sich hin und her, der ausgangsseitige Drehpunkt, der mit dem anderen Ende der Verbindungsstange verbunden ist, bewegt sich hin und her, die Ausgangswelle dreht sich somit über die erste Freilaufkupplung intermittierend, und die Drehung der Eingangswelle wird daher mit einem Übersetzungsverhältnis gemäß der Exzentrizitätsgröße des eingangsseitigen Drehpunkts geändert und auf die Ausgangswelle übertragen. Indem die Ausgangswelle mit Hilfe des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus dazu gebracht wird, sich vorwärts oder rückwärts zu drehen, und durch Übertragen der Drehung auf das angetriebene Rad wird das Fahrzeug dazu gebracht, vorwärts oder rückwärts zu fahren.
Wenn das Fahrzeug in einem normalen Zustand vorwärts oder rückwärts fährt, werden die erste Außenumfangskeilwelle der Eingangswelle und die zweite Außenumfangskeilwelle der Getriebewelle mit Hilfe der Innenumfangskeilwelle verbunden, und die Antriebskraft des Verbrennungsmotors wird über die erste Außenumfangskeilwelle und die zweite Außenumfangskeilwelle auf die zweite Freilaufkupplung übertragen, da aber die Drehzahl der Getriebewelle niedriger als die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle (die Drehzahl der Eingangswelle) ist, ist die zweite Freilaufkupplung nicht in Eingriff, und das Fahrzeug wird über den stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus dazu gebracht, vorwärts oder rückwärts zu fahren.
Wenn das Fahrzeug sich in diesem Zustand verlangsamt, wird die Antriebskraft von dem angetriebenen Rad über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung zurück auf die Getriebewelle übertragen, da aber die Drehzahl der Getriebewelle die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle übersteigt, wird die zweite Freilaufkupplung in Eingriff gebracht und die Antriebskraft der Getriebewelle wird zurück auf den Verbrennungsmotor übertragen, womit das Motorbremsen herbeigeführt wird.
Wenn das Fahrzeug sich weiter verlangsamt, wird die Getriebewelle von der Eingangswelle gelöst, die Antriebskraft wird nicht zurück auf den Verbrennungsmotor übertragen und es wird möglich, den Verlangsamungsleerlaufstopp herbeizuführen, in dem der Verbrennungsmotor stoppt, bevor der Leerlauf stoppt, da die zweite Außenumfangskeilwelle und die dritte Außenumfangskeilwelle der Getriebewelle mit Hilfe der Innenumfangskeilwelle verbunden sind.
Da, wenn es einen Fehler des stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus gibt, die erste Außenumfangskeilwelle der Eingangswelle und die zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen der Getriebewelle mit Hilfe der Innenumfangskeilwelle verbunden werden, wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors über die dritte Außenumfangskeilwelle, die Getriebewelle und die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung direkt auf die Ausgangswelle übertragen, und das Fahrzeug wird dazu gebracht, vorwärts oder rückwärts zu fahren, ohne durch den stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus zu gehen.
Daher kann das Fahrzeug vorwärts und rückwärts fahren, ohne einen Elektromotor zu benötigen, was die axiale Abmessung der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung vergrößern würde, und das Motorbremsen wird ebenfalls, sowohl wenn das Fahrzeug vorwärts fährt als auch wenn es rückwärts fährt, ermöglicht.
Da außerdem gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung die Getriebewellenseite der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung weiter auf der Verbrennungsmotorseite als der eingangsseitige Drehpunkt angeordnet ist und die Ausgangswellenseite weiter auf der Seite des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus als der ausgangsseitige Drehpunkt angeordnet ist, kann die Antriebskraft des Verbrennungsmotors auf die Ausgangswelle übertragen werden, ohne durch den stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus zu gehen, wenn es einen Fehler des stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus gibt, womit es möglich gemacht wird, die Verschlechterung des Schadens an dem stufenlosen Kurbelgetriebemechanismus, der einen Fehler hat, zu vermeiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Skelettdiagramm einer Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung (erste Ausführungsform).
2 ist ein detailliertes Diagramm des Teils 2 in 1 (erste Ausführungsform).
3 ist eine Schnittansicht (TOP-Zustand) entlang der Linie 3-3 in 2 (erste Ausführungsform).
4 ist eine Schnittansicht (LOW-Zustand) entlang der Linie 3-3 in 2 (erste Ausführungsform).
5 ist ein Diagramm zur Erklärung des Betriebs in dem TOP-Zustand (erste Ausführungsform).
6 ist ein Diagramm zur Erklärung des Betriebs in dem LOW-Zustand (erste Ausführungsform).
7 ist ein detailliertes Diagramm des Teils 7 in 1 (erste Ausführungsform).
8 ist eine Eingreiftabelle der ersten und zweiten Eingriffsumschaltmechanismen (erste Ausführungsform).
9 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Parkbereich (erste Ausführungsform).
10 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Rückwärtsfahrbereich (erste Ausführungsform).
11 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Neutralbereich (erste Ausführungsform).
12 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Vorwärtsfahrbereich (normaler Fahrzustand) (erste Ausführungsform).
13 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Vorwärtsfahrbereich (Motorbremszustand) (erste Ausführungsform).
14 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Vorwärtsfahrbereich (Leerlaufstoppzustand) (erste Ausführungsform).
15 ist ein Drehmomentflussdiagramm in einem Vorwärtsfahrbereich (Fehlerzustand) (erste Ausführungsform).
16 ist ein Diagramm, das 7 entspricht (zweite Ausführungsform).
Bezugszeichenliste

11: Eingangswelle
11a: erste Außenumfangskeilwelle
12: erste Ausgangswelle (Ausgangswelle)
12b: zweite Außenumfangskeilwelle
12c: dritte Außenumfangskeilwelle
13: Getriebewelle
13a: erste Außenumfangskeilwelle
14: Schaltaktuator
18: exzentrische Scheibe (eingangsseitiger Drehpunkt)
19: Verbindungsstange
19c: Stift (ausgangsseitiger Drehpunkt)
21: erste Freilaufkupplung
22: äußeres Element (Eingangselement)
29: Hilfsleistungsübertragungseinrichtung
41a: erste Innenumfangskeilwelle (Innenumfangskeilwelle)
45: zweite Freilaufkupplung
E: Verbrennungsmotor
S1: erster Leistungsübertragungsumschaltmechanismus (Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus)
W: angetriebenes Rad

Arten zum Ausführen der Erfindung
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf 1 bis 15 erklärt.
Erste Ausführungsform
Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung zum Übertragen der Antriebskraft eines Verbrennungsmotors E auf angetriebene Räder W und W über linke und rechte Achsen 10 und 10 ein stufenloses Getriebe T, einen ersten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1, einen zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 und ein Differentialgetriebe D. Der erste Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 kann zwischen einem Parkbereich, einem Rückwärtsfahrbereich, einem Neutralbereich und einem Vorwärtsfahrbereich umschalten. Der zweite Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 kann zwischen einem normalen Fahr-/Motorbremszustand, einem Leerlaufstoppzustand und einem Fehlerzustand umschalten.
Die Struktur der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung wird nun unter Bezug auf 2 bis 7 erklärt.
Wie in 2 und 3 gezeigt, hat das stufenlose Getriebe T der vorliegenden Ausführungsform mehrere (in der Ausführungsform vier) Getriebeeinheiten U mit der gleichen Struktur, die einander in der Axialrichtung überlagert sind; diese Getriebeeinheiten U umfassen eine gemeinsame Eingangswelle 11 und eine gemeinsame erste Ausgangswelle 12, die parallel zueinander angeordnet sind, und die Drehzahl der Drehung der Eingangswelle 11 wird verringert oder erhöht und auf die erste Ausgangswelle 12 übertragen.
Die Struktur einer Getriebeeinheit U wird nachstehend als repräsentativ dafür erklärt. Die Eingangswelle 11, die mit dem Verbrennungsmotor E verbunden ist und sich dreht, erstreckt sich relativ drehbar durch das Innere einer hohlen Drehwelle 14a eines Schaltaktuators 14, wie etwa eines Elektromotors. Ein Rotor 14b des Schaltaktuators 14 ist an der Drehwelle 14a fixiert und ein Stator 14c ist an einem Gehäuse fixiert. Die Drehwelle 14a des Schaltaktuators 14 kann sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie der der Eingangswelle 11 drehen und kann sich mit einer anderen Geschwindigkeit relativ zu der Eingangswelle 11 drehen.
Ein erstes Ritzel 15 ist an der Eingangswelle 11 fixiert, die sich durch die sich drehende Welle 14a des Schaltaktuators 14 erstreckt, und ein kurbelförmiger Träger 16 ist mit der sich drehenden Welle 14a des Schaltaktuators 14 verbunden, um das erste Ritzel 15 zu überspannen. Zwei zweite Ritzel 17 und 17 mit dem gleichen Durchmesser wie dem des ersten Ritzels 15 werden jeweils über Ritzelstifte 16a und 16a an Positionen, die zusammenwirkend mit dem ersten Ritzel 15 ein gleichseitiges Dreieck bilden, gehalten, und ein Zahnkranz 18a, der exzentrisch in dem Inneren einer kreisförmigen, plattenförmigen, exzentrischen Scheibe 18 ausgebildet ist, ist in Eingriff mit dem ersten Ritzel 15 und den zweiten Ritzeln 17 und 17. Ein Ringabschnitt 19b, der an einem Ende eines Stangenabschnitts 19a einer Verbindungsstange 19 bereitgestellt ist, ist über ein Kugellager 20 relativ drehbar auf eine Außenumfangsfläche der exzentrischen Scheibe 18 montiert.
Eine erste Freilaufkupplung 21, die auf dem Außenumfang der ersten Ausgangswelle 12 bereitgestellt ist, umfasst ein ringförmiges Außenelement 22, das über einen Stift 19c schwenkbar auf dem Stangenabschnitt 19a der Verbindungsstange 19 gehalten wird, ein inneres Element 23, das in dem Inneren des äußeren Elements 22 angeordnet ist und an der ersten Ausgangswelle 12 fixiert ist, und Rollen 25, die in einem keilförmigen Raum, der zwischen einer Bogenfläche auf dem Innenumfang des äußeren Elements 22 und einer flachen Ebene auf dem Außenumfang des inneren Elements 23 ausgebildet ist, angeordnet sind und mit Hilfe von Federn 24 gedrückt werden.
Wie aus 2 deutlich ist, nutzen die vier Getriebeeinheiten U den kurbelförmigen Träger 16 gemeinsam, aber die Phase jeder exzentrischen Scheibe 18, die über die zweiten Ritzel 17 und 17 auf dem Träger 16 gehalten wird, unterscheidet sich für jede Getriebeeinheit U um 90°. Zum Beispiel ist in 2 die exzentrische Scheibe 18 der Getriebeeinheit U an dem linken Ende relativ zu der Eingangswelle 11 in der Zeichnung nach oben verschoben, die exzentrische Scheibe 18 der dritten Getriebeeinheit U von links ist relativ zu der Eingangswelle 11 in der Zeichnung nach unten verschoben, und die exzentrischen Scheiben 18 und 18 der zweiten und vierten Getriebeeinheiten U und U von links sind in der Mitte in der Vertikalrichtung positioniert.
Wie aus 1 deutlich ist, umfasst das stufenlose Getriebe T einen Hilfsleistungsübertragungsweg, der eine Antriebskraft über einen Weg übertragen kann, der getrennt von dem durch die sechs Getriebeeinheiten U ist. Das heißt, ein erstes Kettenrad 26, das auf der Eingangswelle 11 auf der laufaufwärtigen Seite (Seite des Verbrennungsmotors E) der Getriebeeinheiten U bereitgestellt ist, und ein zweites Kettenrad 27, das auf einer Getriebewelle 13 relativ drehbar auf dem Außenumfang der ersten Ausgangswelle 12 auf der laufabwärtigen Seite (Differentialgetriebe D) der Getriebeeinheiten U montiert ist, sind durch eine Endloskette 28 verbunden; das erste Kettenrad 26, das zweite Kettenrad 27 und die Endloskette 28 bilden die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29.
Wie aus 7 deutlich ist, umfasst der erste Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 neben der rohrförmigen ersten Ausgangswelle 12, die relativ drehbar auf den Außenumfang der Achse 10 montiert ist, eine rohrförmige zweite Ausgangswelle 31, die relativ drehbar auf den Außenumfang der Achse 10 montiert ist, und eine rohrförmige dritte Ausgangswelle 32, die relativ drehbar auf den Außenumfang der zweiten Ausgangwelle 31 montiert ist. Eine vierte Außenumfangskeilwelle 12a ist auf dem rechten Ende der ersten Ausgangswelle 12 ausgebildet, eine fünfte Außenumfangskeilwelle 31a ist auf dem linken Ende der zweiten Ausgangswelle 31 ausgebildet, und eine sechste Außenumfangskeilwelle 32a ist auf dem linken Ende der dritten Ausgangswelle 32 ausgebildet.
Die vierte Außenumfangskeilwelle 12a, die fünfte Außenumfangskeilwelle 31a und die sechste Außenumfangskeilwelle 32a bilden einen ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33, der eine Klauenkupplung ist, und sind in der Axialrichtung ausgerichtet, wobei die Außendurchmesser der fünften Außenumfangskeilwelle 31a und der sechsten Außenumfangskeilwelle 32a zueinander gleich, aber kleiner als der Außendurchmesser der vierten Außenumfangskeilwelle 12a sind. Eine Muffe 34 des ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 umfasst eine zweite Innenumfangskeilwelle 34a mit einem großen Außendurchmesser und eine dritte Innenumfangskeilwelle 34b mit einem kleinen Außendurchmesser; die zweite Innenumfangskeilwelle 34a ist immer mit der vierten Außenumfangskeilwelle 12a in Eingriff, die dritte Innenumfangskeilwelle 34b ist immer mit der sechsten Außenumfangskeilwelle 32a in Eingriff, und die dritte Innenumfangskeilwelle 34b ist mit der fünften Außenumfangskeilwelle 31a nur in Eingriff, wenn sie, wie in 7 nach links bewegt wird. Das heißt, wenn die Muffe 34 von einer Gabel 34c von dem in 7 gezeigten nach links bewegten Zustand nach rechts bewegt wird, wird der Eingriff zwischen der dritten Innenumfangskeilwelle 34b und der fünften Außenumfangskeilwelle 31a gelöst.
Ein Planetengetriebemechanismus 35 umfasst ein Sonnenrad 36 als ein erstes Element, einen Träger 37 als ein drittes Element, einen Zahnkranz 38 als ein zweites Element und mehrere Ritzel 39, die auf dem Träger 37 relativ drehbar gehalten werden, wobei die Ritzel 39 mit dem Sonnenrad 36 und dem Zahnkranz 38 in Eingriff sind. Das Sonnenrad 36 ist mit dem rechten Ende der dritten Ausgangswelle 32 verbunden, und der Zahnkranz 38 ist mit dem rechten Ende der zweiten Ausgangswelle 31 verbunden.
Eine erste Innenumfangskeilwelle 41a, die auf einer Muffe 41 eines zweiten Eingriffsumschaltmechanismus 40, der eine Klauenkupplung ist, ausgebildet ist, ist in Eingriff mit einer Außenumfangskeilwelle 37a, die auf einem Außenumfangsteil des Trägers 37 ausgebildet ist, und einer Außenumfangskeilwelle 42a, die auf einem Gehäuse 42 ausgebildet ist. Wenn daher die Muffe 41 von einer Gabel 41b nach links in die in 7 gezeigte Position bewegt wird, wird der Träger 37 von dem Gehäuse 42 gelöst, und wenn die Muffe 41 von der Gabel 41b aus der in 8 gezeigten Position nach rechts bewegt wird, wird der Träger 37 mit dem Gehäuse 42 verbunden.
Der zweite Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 ist zwischen der Getriebewelle 13 und der ersten Ausgangswelle 12 bereitgestellt und umfasst eine erste Außenumfangskeilwelle 13a, die auf der Getriebewelle 13 bereitgestellt ist, eine zweite Außenumfangskeilwelle 12b und eine dritte Außenumfangskeilwelle 12c, die auf der ersten Ausgangswelle 12 bereitgestellt sind, eine Muffe 43, die mit einer Innenumfangskeilwelle 43a versehen ist, eine Gabel 43b zum Antreiben der Muffe 43 und eine zweite Freilaufkupplung 45, die zwischen der ersten Ausgangswelle 12 und der zweiten Außenumfangskeilwelle 12b angeordnet ist.
Die Muffe 43 kann eine linke Position einnehmen, in der die erste Außenumfangskeilwelle 13a und die zweite Außenumfangskeilwelle 12b verbunden sind, eine mittlere Position, in der die erste Außenumfangskeilwelle 13a, die zweite Außenumfangskeilwelle 12b und die dritte Außenumfangskeilwelle 12c verbunden sind, und eine rechte Position, in der die zweite Außenumfangskeilwelle 12b und die dritte Außenumfangskeilwelle 12c verbunden sind. Außerdem ist die zweite Freilaufkupplung 45, die zwischen der ersten Ausgangswelle 12 und der zweiten Außenumfangskeilwelle 12b angeordnet ist, in Eingriff, wenn die Drehzahl der ersten Ausgangswelle 12 die Drehzahl der Getriebewelle 13 übersteigt.
Ein Differentialgehäuse 47, das eine Außenschale des Differentialgetriebes D bildet, ist mit dem rechten Ende der zweiten Ausgangswelle 31 verbunden. Das Differentialgetriebe D umfasst ein Paar von Ritzeln 49 und 49, die drehbar auf einer an dem Differentialgehäuse 47 fixierten Ritzelwelle 48 gehalten werden, und Seitenzahnräder 50 und 50, die fest auf Endteilen der Achsen 10 und 10 bereitgestellt sind und mit den Ritzeln 49 und 49 in Eingriff sind.
Der Betrieb der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der vorstehenden Anordnung wird nun erklärt.
Zuerst wird der Betrieb einer Getriebeeinheit U des stufenlosen Getriebes T erklärt. Wenn die Drehwelle 14a des Schaltaktuators 14 relativ zu der Eingangswelle 11 gedreht wird, dreht sich der Träger 16 um eine Achse L1 der Eingangswelle 11. In diesem Verfahren dreht sich eine Mitte O des Trägers 16, das heißt, die Mitte des gleichseitigen Dreiecks, das durch das erste Ritzel 15 und die zwei zweiten Ritzel 17 und 17 gebildet wird, um die Achse L1 der Eingangswelle 11.
3 und 5 zeigen einen Zustand, in dem die Mitte O des Trägers 16 in Bezug auf das erste Ritzel 15 (das heißt, die Eingangswelle 11) auf der Seite entgegengesetzt zu der ersten Ausgangswelle 12 vorhanden ist; hier wird die Exzentrizitätsgröße der exzentrischen Scheibe 18 relativ zu der Eingangswelle 11 ein Maximum und die Übersetzung des stufenlosen Getriebes T erreicht einen TOP-Zustand. 4 und 6 zeigen einen Zustand, in dem die Mitte O des Trägers 16 in Bezug auf das erste Ritzel 15 (das heißt, die Eingangswelle 11) auf der gleichen Seite vorhanden ist wie die erste Ausgangswelle 12; hier wird die Exzentrizitätsgröße der exzentrischen Scheibe 18 relativ zu der Eingangswelle 11 ein Minimum und die Übersetzung des stufenlosen Getriebes T erreicht einen LOW-Zustand.
Wenn sie in dem in 5 gezeigten TOP-Zustand ist, wird die Eingangswelle 11 von dem Verbrennungsmotor E gedreht und die Drehwelle 14a des Schaltaktuators 14 wird mit der gleichen Drehzahl wie der der Eingangswelle 11 gedreht; in einem Zustand, in dem die Eingangswelle 11, die Drehwelle 14a, der Träger 16, das erste Ritzel 15, die zwei zweiten Ritzel 17 und 17 und die exzentrische Scheibe 18 integriert sind, drehen sie sich mit der Eingangswelle 11 als die Mitte exzentrisch im Gegenuhrzeigersinn (siehe Pfeil A). Während der Drehung von 5(A) zu 5(B) und dann in den Zustand von 5(C) dreht die Verbindungsstange 19, die den Ringabschnitt 19b über das Kugellager 20 relativ drehbar auf dem Außenumfang der exzentrischen Scheibe 18 gehalten hat, das äußere Element 22, das an dem äußersten Ende des Stangenabschnitts 19a mit Hilfe des Stifts 19c drehbar gehalten wird, im Gegenuhrzeigersinn (siehe Pfeil B). 5(A) und 5(C) bezeichnen entgegengesetzte Enden der Drehung in der Richtung des Pfeils B des äußeren Elements 22.
Wenn das äußere Element 22 sich auf diese Weise in der Richtung des Pfeils B dreht, greifen die Rollen 25 in den keilförmigen Raum zwischen dem äußeren Element 22 und dem inneren Element 23 der ersten Freilaufkupplung 21 ein, die Drehung des äußeren Elements 22 wird über das innere Element 23 auf die erste Ausgangswelle 12 übertragen, und die erste Ausgangswelle 12 dreht sich daher im Gegenuhrzeigersinn (siehe Pfeil C).
Wenn die Eingangswelle 11 und das erste Ritzel 15 sich weiter drehen, dreht sich die exzentrische Scheibe 18 mit dem Zahnkranz 18a, der mit dem ersten Ritzel 15 und den zweiten Ritzeln 17 und 17 in Eingriff ist, exzentrisch im Gegenuhrzeigersinn (siehe Pfeil A). Während der Drehung von 5(C) zu 5(D) und dann zu dem Zustand von 5(A) dreht die Verbindungsstange 19 mit dem Ringabschnitt 19b, der über das Kugellager 20 auf dem Außenumfang der exzentrischen Scheibe 18 relativ drehbar gehalten wird, das äußere Element 22, welches mit Hilfe des Stifts 19c schwenkbar an dem äußersten Rand des Stangenabschnitts 19a gehalten wird, im Uhrzeigersinn (siehe Pfeil B'). 5(C) und 5(A) bezeichnen entgegengesetzte Enden der Drehung des äußeren Elements 22 in der Richtung des Pfeils B'.
Wenn das äußere Element 22 sich auf diese Weise in die Richtung des Pfeils B' dreht, werden die Rollen 25 aus dem keilförmigen Raum zwischen dem äußeren Element 22 und dem inneren Element 23 herausgeschoben, während die Federn 24 zusammengedrückt werden, das äußere Element 22 gegen das innere Element 23 rutscht und die erste Ausgangswelle 12 sich nicht dreht.
Wenn, wie hier bereits beschrieben, sich das äußere Element 22 hin und her dreht, dreht sich die erste Ausgangswelle 12 intermittierend, da die erste Ausgangswelle 12 sich nur im Gegenuhrzeigersinn (siehe Pfeil C) dreht, wenn die Drehrichtung des äußeren Elements 22 gegen den Uhrzeigersinn (siehe Pfeil B) ist.
6 zeigt den Betrieb, wenn das stufenlose Getriebe T in dem LOW-Zustand betrieben wird. Da in diesem Verfahren die Position der Eingangswelle 11 mit der Mitte der exzentrischen Scheibe 18 zusammenfällt, wird die Exzentrizitätsgröße der exzentrischen Scheibe 18 relativ zu der Eingangswelle 11 null. Wenn die Eingangswelle 11 in diesem Zustand von dem Verbrennungsmotor E gedreht wird und die Drehwelle 14a des Schaltaktuators 14 mit der gleichen Drehzahl wie der der Eingangswelle 11 gedreht wird, drehen sich in einem Zustand, in dem die Eingangswelle 11, die Drehwelle 14a, der Träger 16, das erste Ritzel 15, die zwei zweiten Ritzel 17 und 17 und die exzentrische Scheibe 18 integriert sind, diese mit der Eingangswelle 11 als Mitte exzentrisch im Gegenuhrzeigersinn (siehe Pfeil A). Da jedoch die Exzentrizitätsgröße der exzentrischen Scheibe 18 null ist, wird der Hub der Hin- und Herbewegung der Verbindungsstange 19 ebenfalls null und die erste Ausgangswelle 12 dreht sich nicht.
Daher ermöglicht das Festlegen der Position des Trägers 16 zwischen dem TOP-Zustand von 3 und dem LOW-Zustand von 4 durch Antreiben des Schaltaktuators 14, dass jede Übersetzung zwischen einer Übersetzung von null und einer vorgegebenen Übersetzung ausgeführt werden kann.
Da in Bezug auf das stufenlose Getriebe T die Phasen der exzentrischen Scheiben 18 der vier Getriebeeinheiten U, die nebeneinander angeordnet sind, um 90° gegeneinander verschoben sind, ermöglicht das Übertragen der Antriebskraft der Reihe nach von den vier Getriebeeinheiten U, das heißt, das Versetzen wenigstens einer der vier ersten Freilaufkupplungen 21 in einen Eingreifzustand zu jeder Zeit, dass die erste Ausgangswelle 12 kontinuierlich gedreht wird.
Der Betrieb des ersten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1, der zwischen dem Parkbereich, dem Rückwärtsfahrbereich, dem Neutralbereich und dem Vorwärtsfahrbereich umschaltet, wird nun erklärt.
Wenn, wie in 8 und 9 gezeigt, die Muffe 34 des ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 nach links bewegt wird, um somit die erste Ausgangswelle 12, die zweite Ausgangswelle 31 und die dritte Ausgangswelle 32 als eine Einheit zu verbinden, und die Muffe 41 des zweiten Eingriffsumschaltmechanismus 40 nach rechts bewegt wird, um auf diese Weise den Träger 37 des Planetengetriebemechanismus 35 mit dem Gehäuse 42 zu verbinden, wird der Parkbereich eingerichtet.
In dem Parkbereich wird die zweite Ausgangswelle 31, die integral mit dem Differentialgehäuse 47 ist, mit dem Zahnkranz 38 des Planetengetriebemechanismus 35 verbunden, die zweite Ausgangswelle 31 wird über den ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 und die dritte Ausgangswelle 32 mit dem Sonnenrad 36 des Planetengetriebemechanismus 35 verbunden, und außerdem wird der Träger 37 des Planetengetriebemechanismus 35 über den zweiten Eingriffsumschaltmechanismus 40 mit dem Gehäuse 42 verbunden. Als ein Ergebnis erreicht der Planetengetriebemechanismus 35 einen gesperrten Zustand, und die angetriebenen Räder W und W, die über das Differentialgetriebe D damit verbunden sind, werden nicht drehbar festgehalten.
Wenn, wie in 8 und 10 gezeigt, die Muffe 34 des ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 nach rechts bewegt wird, um auf diese Weise die erste Ausgangswelle 12 und die dritte Ausgangswelle 32 zu verbinden und die zweite Ausgangswelle 31 zu lösen, und die Muffe 41 des zweiten Eingriffsumschaltmechanismus 40 nach rechts bewegt wird, um auf diese Weise den Träger 37 des Planetengetriebemechanismus 35 mit dem Gehäuse 42 zu verbinden, wird der Rückwärtsfahrbereich eingerichtet.
In dem Rückwärtsfahrbereich wird die Antriebskraft, die von dem stufenlosen Getriebe T an die erste Ausgangswelle 12 ausgegeben wird, über den folgenden Weg auf das Differentialgehäuse 47 übertragen: erster Eingriffsumschaltmechanismus 33 → dritte Ausgangswelle 32 → Sonnenrad 36 → Träger 37 → Zahnkranz 38, und gleichzeitig wird die Drehzahl verringert und die Drehung in dem Planetengetriebemechanismus 35 umgekehrt, womit ermöglicht wird, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
Wenn, wie in 8 und 11 gezeigt, die Muffe 34 des ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 nach rechts bewegt wird, um auf diese Weise die erste Ausgangswelle 12 und die dritte Ausgangswelle 32 zu verbinden und die zweite Ausgangswelle 31 zu lösen, und die Muffe 41 des zweiten Eingriffsumschaltmechanismus 40 nach links bewegt wird, um auf diese Weise den Träger 37 des Planetengetriebemechanismus 35 von dem Gehäuse 42 zu lösen, wird der Neutralbereich eingerichtet.
Da in dem Neutralbereich der Träger 37 des Planetengetriebemechanismus 35 von dem Gehäuse 42 gelöst ist, kann der Zahnkranz 38 sich frei drehen, und da die zweite Ausgangswelle 31 sich frei drehen kann, kann sich das Differentialgehäuse 47 frei drehen, wodurch die angetriebenen Räder W und W einen nicht festgehaltenen Zustand erreichen. In diesem Zustand wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors E von dem stufenlosen Getriebe T über den folgenden Weg auf das Sonnenrad 36 übertragen: erste Ausgangswelle 12 → erster Eingriffsumschaltmechanismus 33 → dritte Ausgangswelle 32, aber da der Träger 37 nicht festgehalten wird, läuft der Planetengetriebemechanismus 35 leer und die Antriebskraft wird nicht auf das Differentialgetriebe D übertragen.
Wenn, wie in 9 und 12 gezeigt, die Muffe 34 des ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 nach links bewegt wird, um auf diese Weise die erste Ausgangswelle 12, die zweite Ausgangswelle 31 und die dritte Ausgangswelle 32 integral zu verbinden, und die Muffe 41 des zweiten Eingriffsumschaltmechanismus 40 nach links bewegt wird, um auf diese Weise den Träger 37 des Planetengetriebemechanismus 35 von dem Gehäuse 42 zu lösen, wird der Vorwärtsfahrbereich eingerichtet.
Da in dem Vorwärtsfahrbereich der Zahnkranz 38 und das Sonnenrad 36 des Planetengetriebemechanismus 35 mit Hilfe des ersten Eingriffsumschaltmechanismus 33 miteinander verbunden werden, erreicht der Planetengetriebemechanismus 35 einen Zustand, in dem er sich als eine Einheit drehen kann. Als ein Ergebnis wird die Antriebskraft, die von dem stufenlosen Getriebe T an die erste Ausgangswelle 12 ausgegeben wird, über den folgenden Weg auf das Differentialgehäuse 47 übertragen: erster Eingriffsumschaltmechanismus 33 → zweite Ausgangswelle 31 oder über den folgenden Weg: erster Eingriffsumschaltmechanismus 33 → dritte Ausgangswelle 32 → Sonnenrad 36 → Träger 37 → Zahnkranz 38, wodurch das Fahrzeug dazu gebracht wird, vorwärts zu fahren.
Da, wie hier bereits beschrieben, die Antriebskraft über die ersten Freilaufkupplungen 21 übertragen wird, kann sich die erste Ausgangswelle 12 des stufenlosen Getriebes T der vorliegenden Ausführungsform nur in die Richtung des Vorwärtsfahrens drehen, aber das Anordnen des ersten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 mit einer Vorwärts-/Rückwärtsumschaltfunktion auf der laufabwärtigen Seite der ersten Ausgangswelle 12 ermöglicht, dass das Fahrzeug dazu gebracht wird, ohne Hybridisierung, in der ein Elektromotor für das Rückwärtsfahren bereitgestellt ist, rückwärts zu fahren.
Da überdies der erste Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 neben dem Vorwärtsfahrbereich und dem Rückwärtsfahrbereich den Parkbereich und den Neutralbereich einrichten kann, ist es möglich, die Größe der Leistungsübertragungsvorrichtung selbst weiter zu verkleinern und ihr Gewicht zu verringern.
Der Betrieb des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 zum Umschalten zwischen einem normalen Fahr-/Motorbremszustand, einem Leerlaufstoppzustand und einem Fehlerzustand wird nun erklärt.
Wie in 10 und 12 gezeigt, bewegt sich die Muffe 41 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 in einem normalen Zustand, in dem der erste Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 in dem Parkbereich, dem Rückwärtsfahrbereich, dem Neutralbereich oder dem Vorwärtsfahrbereich ist, die vorstehend beschrieben sind, nach links, womit eine Verbindung zwischen der ersten Außenumfangskeilwelle 13a der Getriebewelle 13 und der zweiten Außenumfangskeilwelle 12b der ersten Ausgangswelle 12 bereitgestellt wird. Wenn daher das Fahrzeug in dem Vorwärtsfahrbereich oder dem Rückwärtsfahrbereich fährt, wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors E nicht nur über die Getriebeeinheiten U von der Eingangswelle 11 auf die erste Ausgangswelle 12 übertragen, sondern wird auch über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29, die aus dem ersten Kettenrad 26, der Endloskette 28 und dem zweiten Kettenrad 27 gebildet wird, von der Eingangswelle 11 auf die Getriebewelle 13 übertragen und wird von der ersten Außenumfangskeilwelle 13a der Getriebewelle 13 auf die zweite Außenumfangskeilwelle 12b der ersten Ausgangswelle 12 übertragen.
Da jedoch das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinheiten U derart festgelegt ist, dass es größer als das Übersetzungsverhältnis der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29 ist, wird die Drehzahl der Getriebewelle 13 (das heißt, die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle 12b) größer als die Drehzahl der ersten Ausgangswelle 12, die zweite Freilaufkupplung 45 wird gelöst, die Leistungsübertragung über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29 wird nicht ausgeführt, und das Fahrzeug wird dazu gebracht, mit Hilfe der Leistungsübertragung über die Getriebeeinheiten U vorwärts oder rückwärts zu fahren.
Wenn das Fahrzeug auf einen Verlangsamungszustand geschaltet wird, während es in dem Vorwärtsfahrbereich vorwärts fährt, nimmt, wie in 13 gezeigt, die Verbrennungsmotordrehzahl ab und die ersten Freilaufkupplungen 21 der Getriebeeinheiten U werden gelöst, und die Antriebskraft von den angetriebenen Rädern W und W wird über das Differentialgetriebe D und den ersten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 auf die erste Ausgangswelle 12 übertragen. In diesem Verfahren wird die Drehzahl der ersten Ausgangswelle 12 größer als die Drehzahl der Getriebewelle 13, die über den Hilfsleistungsübertragungsmechanismus 29 mit der Eingangswelle 11 verbunden ist (das heißt, die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle 12b), die zweite Freilaufkupplung 45 wird in Eingriff gebracht, und die Antriebskraft der ersten Ausgangswelle 12 wird dadurch über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29 und die Eingangswelle 11 zurück auf den Verbrennungsmotor E übertragen, wodurch das Motorbremsen herbeigeführt wird.
Selbst wenn das Fahrzeug sich verlangsamt, während es in dem Rückwärtsfahrbereich rückwärts fährt, kann das Motorbremsen auf die gleiche Weise herbeigeführt werden, da die erste Ausgangswelle 12 sich in die gleiche Richtung wie bei dem Vorwärtsfahren in dem Vorwärtsfahrbereich dreht.
Wenn das Fahrzeug sich weiter verlangsamt, während es in dem Vorwärtsfahrbereich fährt, werden, wie in 14 gezeigt, die zweite Außenumfangskeilwelle 12b und die dritte Außenumfangskeilwelle 12c der ersten Ausgangswelle 12 verbunden, indem die Muffe 41 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 nach rechts bewegt wird. Als ein Ergebnis wird die erste Ausgangswelle 12, die mit Hilfe der Antriebskraft gedreht wird, die von den angetriebenen Rädern W und W zurück übertragen wird, von der Getriebewelle 13 (das heißt, von dem Verbrennungsmotor E) getrennt, der Leerlaufstopp während des Verlangsamens wird daher aktiviert und der Kraftstoffverbrauch kann verringert werden.
Wenn es einen Fehler der Getriebeeinheiten U gibt und das Fahrzeug nicht in der Lage ist zu fahren, wird, wie in 15 gezeigt, die Muffe 41 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 in die mittlere Position gebracht, und die erste Außenumfangskeilwelle 13a der Getriebewelle 13 und die zweite Außenumfangskeilwelle 12b und die dritte Außenumfangskeilwelle 12c der ersten Ausgangswelle 12 werden verbunden. Als ein Ergebnis werden die Getriebewelle 13 und die erste Ausgangswelle 12 direkt verbunden, ohne durch die zweite Freilaufkupplung 45 zu gehen, die Antriebskraft des Verbrennungsmotors E wird daher von der Eingangswelle 11 über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29, die Getriebewelle 13, die erste Ausgangswelle 12, den ersten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S1 und das Differentialgetriebe D auf die angetriebenen Zahnräder W und W übertragen, und das Fahrzeug kann dazu gebracht werden, vorwärts oder rückwärts zu einer Reparaturwerkstatt zu fahren.
Wie hier bereits beschrieben, wird das Motorbremsen gemäß der vorliegenden Ausführungsform, sowohl beim Vorwärtsfahren als auch beim Rückwärtsfahren ermöglicht, während das Fahrzeug in die Lage versetzt wird, ohne Verwendung eines Elektromotors vorwärts und rückwärts zu fahren, was die axiale Abmessung der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung vergrößern würde, und überdies werden der Leerlaufstopp, während das Fahrzeug sich verlangsamt, und das Fahren, wenn es einen Fehler der Getriebeeinheiten U gibt, ermöglicht. Außerdem neigt die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung dazu, die axiale Abmessung auf der Seite der Eingangswelle 11, mit der der Verbrennungsmotor E verbunden ist, zu vergrößern, aber die Bereitstellung der Getriebewelle 13 auf der Seite der ersten Ausgangswelle 12 ermöglicht, dass jegliche Vergrößerung in der axialen Abmessung auf der Seite der Eingangswelle 11 unterdrückt wird, womit die axiale Gesamtabmessung der Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung minimiert wird.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezug auf 16 erklärt.
Zweite Ausführungsform
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind die Getriebewelle 13 und der zweite Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 auf der ersten Ausgangswelle 12 bereitgestellt, aber in einer zweiten Ausführungsform sind eine Getriebewelle 13 und ein zweiter Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 auf einer Eingangswelle 11 bereitgestellt.
Das heißt, eine erste Außenumfangskeilwelle 11a ist auf der Eingangswelle 11 der zweiten Ausführungsform bereitgestellt, und eine zweite Außenumfangskeilwelle 13b, eine dritte Außenumfangskeilwelle 13c und ein erstes Kettenrad 26 sind auf der Getriebewelle 13 bereitgestellt. Außerdem ist eine zweite Freilaufkupplung 45 zwischen der Getriebewelle 13 und einer zweiten Außenumfangskeilwelle 12b bereitgestellt, und die zweite Freilaufkupplung 45 wird in Eingriff gebracht, wenn die Drehzahl der Getriebewelle 13 die Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle 12b übersteigt.
Wenn eine Muffe 43 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 nach rechts bewegt wird, werden die erste Außenumfangskeilwelle 11a der Eingangswelle 11 und die zweite Außenumfangskeilwelle 12b der Getriebewelle 13 verbunden, wenn die Muffe 43 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 in eine mittlere Position gebracht wird, werden die erste Außenumfangskeilwelle 11a der Eingangswelle 11 und die zweite Außenumfangskeilwelle 12b und die dritte Außenumfangskeilwelle 12c der Getriebewelle 13 verbunden, und wenn die Muffe 43 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 nach rechts bewegt wird, werden die zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen 12b und 12c der Getriebewelle 13 verbunden.
Der Betrieb der zweiten Ausführungsform ist im Wesentlichen der Gleiche wie der Betrieb der ersten Ausführungsform, der vorstehend beschrieben ist. Das heißt, wenn die Muffe 43 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 nach rechts bewegt wird, um auf diese Weise die erste Außenumfangskeilwelle 11a der Eingangswelle 11 und die zweite Außenumfangskeilwelle 12b der Getriebewelle 13 zu verbinden, kann die Antriebskraft von den angetriebenen Rädern W und W über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29 zurück auf einen Verbrennungsmotor E übertragen werden, wenn sich das Fahrzeug während des Vorwärts- oder Rückwärtsfahrens verlangsamt, womit das Motorbremsen herbeigeführt wird. Wenn außerdem die Muffe 43 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 nach links bewegt wird, um auf diese Weise die zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen 12b und 12c der Getriebewelle 13 zu verbinden, kann die Getriebewelle 13 von der Eingangswelle 11 gelöst werden, womit ermöglicht wird, dass der Verbrennungsmotor E einen Leerlaufstopp durchmacht, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, während es vorwärts oder rückwärts fährt. Wenn überdies die Muffe 43 des zweiten Leistungsübertragungsumschaltmechanismus S2 in die mittlere Position gebracht wird, um auf diese Weise die erste Außenumfangskeilwelle 11a der Eingangswelle 11 und die zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen 12b und 12c der Getriebewelle 13 zu verbinden, kann die Antriebskraft des Verbrennungsmotors E über die Hilfsleistungsübertragungseinrichtung 29 auf die erste Ausgangswelle 12 übertragen werden, wenn es einen Fehler der Einheiten U gibt, womit ermöglicht wird, dass das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts fährt.
Da in der zweiten Ausführungsform die Getriebewelle 13 auf der Seite der Eingangswelle 11 bereitgestellt ist, was dazu neigt, die axiale Abmessung aufgrund des Verbrennungsmotors E, der verbunden ist, zu vergrößern, ist dies im Hinblick auf die Verringerung der axialen Gesamtabmessung der Leistungsübertragungsvorrichtung im Vergleich zu dem Layout der ersten Ausführungsform nachteilig.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden vorstehend erklärt, aber die vorliegende Erfindung kann auf eine Vielfalt an Arten modifiziert werden, solange die Modifikationen nicht von ihrem Geist und Schutzbereich abweichen.
Zum Beispiel ist die Anzahl von Getriebeeinheiten U nicht wie in der Ausführungsform auf vier beschränkt.

Claims

Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die aufweist: eine Eingangswelle (11), die mit einem Verbrennungsmotor (E) verbunden ist, eine Ausgangswelle (12), die mit einem angetriebenen Rad (W) verbunden ist, einen eingangsseitigen Drehpunkt (18) mit einer variablen Exzentrizitätsgröße von einer Achse der Eingangswelle (11) und der sich zusammen mit der Eingangswelle (11) dreht, eine erste Freilaufkupplung (21), die mit der Ausgangswelle (12) verbunden ist, eine ausgangsseitigen Drehpunkt (19c), der auf einem Eingangselement (22) der ersten Freilaufkupplung (21) bereitgestellt ist, eine Verbindungsstange (19), deren entgegengesetzte Enden mit dem eingangsseitigen Drehpunkt (18) und dem ausgangsseitigen Drehpunkt (19c) verbunden sind und die sich hin und her bewegt, und einen Schaltaktuator (14), um die Exzentrizitätsgröße des eingangsseitigen Drehpunkts (18) zu ändern, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung aufweist: einen Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus (S1), der zwischen der Ausgangswelle (12) und dem angetriebenen Rad (W) angeordnet ist, eine Getriebewelle (13), die relativ drehbar um einen Außenumfang der Ausgangswelle (12) montiert ist, Hilfsleistungsübertragungseinrichtungen (29), die eine Verbindung zwischen der Eingangswelle (11) und der Getriebewelle (13) bereitstellen, eine erste Außenumfangskeilwelle (13a), die auf der Getriebewelle (13) bereitgestellt ist, eine zweite Außenumfangskeilwelle (12b) und eine dritte Außenumfangskeilwelle (12c), die auf der Ausgangswelle (12) bereitgestellt sind, eine Innenumfangskeilwelle (41a), die zwischen einem ersten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle (41a) mit den ersten und zweiten Außenumfangskeilwellen (13a, 12b) in Eingriff steht, einem zweiten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle (41a) mit den zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen (12b, 12c) in Eingriff steht, und einem dritten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle (41a) mit den ersten bis dritten Außenumfangskeilwellen (13a, 12b, 12c) in Eingriff steht, umschalten kann, und eine zweite Freilaufkupplung (45), die zwischen der Ausgangswelle (12) und der zweiten Außenumfangskeilwelle (12b) bereitgestellt ist und die in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Ausgangswelle (12) eine Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle (12b) übersteigt.
Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Eingangswellenseite der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung (29) weiter auf der Seite des Verbrennungsmotors (E) als der eingangsseitige Drehpunkt (18) angeordnet ist und die Getriebewellenseite weiter auf der Seite des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus (S1) als der ausgangsseitige Drehpunkt (19c) angeordnet ist.
Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung, die aufweist: eine Eingangswelle (11), die mit einem Verbrennungsmotor (E) verbunden ist, eine Ausgangswelle (12), die mit einem angetriebenen Rad (W) verbunden ist, einen eingangsseitigen Drehpunkt (18) mit einer variablen Exzentrizitätsgröße von einer Achse der Eingangswelle (11) und der sich zusammen mit der Eingangswelle (11) dreht, eine erste Freilaufkupplung (21), die mit der Ausgangswelle (12) verbunden ist, einen ausgangsseitigen Drehpunkt (19c), der auf einem Eingangselement (22) der ersten Freilaufkupplung (21) bereitgestellt ist, eine Verbindungsstange (19), deren entgegengesetzte Enden mit dem eingangsseitigen Drehpunkt (18) und dem ausgangsseitigen Drehpunkt (19c) verbunden sind und die sich hin und her bewegt, und einen Schaltaktuator (14), um die Exzentrizitätsgröße des eingangsseitigen Drehpunkts (18) zu ändern, wobei die Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung aufweist: einen Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus (S1), der zwischen der Ausgangswelle (12) und dem angetriebenen Rad (W) angeordnet ist, eine Getriebewelle (13), die relativ drehbar um einen Außenumfang der Eingangswelle (11) montiert ist, Hilfsleistungsübertragungseinrichtungen (29), die eine Verbindung zwischen der Getriebewelle (13) und der Ausgangswelle (12) bereitstellen, eine erste Außenumfangskeilwelle (11a), die auf der Eingangswelle (11) bereitgestellt ist, eine zweite Außenumfangskeilwelle (12b) und eine dritte Außenumfangskeilwelle (12c), die auf der Getriebewelle (13) bereitgestellt sind, eine Innenumfangskeilwelle (41a), die zwischen einem ersten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle (41a) mit den ersten und zweiten Außenumfangskeilwellen (11a, 12b) in Eingriff steht, einem zweiten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle (41a) mit den zweiten und dritten Außenumfangskeilwellen (12b, 12c) in Eingriff steht, und einem dritten Zustand, in dem die Innenumfangskeilwelle (41a) mit den ersten bis dritten Außenumfangskeilwellen (11a, 12b, 12c) ein Eingriff steht, umschalten kann, und eine zweite Freilaufkupplung (45), die zwischen der Getriebewelle (13) und der zweiten Außenumfangskeilwelle (12b) bereitgestellt ist und die in Eingriff gebracht wird, wenn eine Drehzahl der Getriebewelle (13) eine Drehzahl der zweiten Außenumfangskeilwelle (12b) übersteigt.
Fahrzeugleistungsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Getriebewellenseite der Hilfsleistungsübertragungseinrichtung (29) weiter auf der Seite des Verbrennungsmotors (E) als der eingangsseitige Drehpunkt (18) angeordnet ist und die Ausgangswellenseite weiter auf der Seite des Vorwärts-/Rückwärtsumschaltmechanismus (S1) als der ausgangsseitige Drehpunkt (19c) angeordnet ist.