JP4961281B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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- F16H2037/088—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft
Description
また、2つの巻き掛け式無段変速機構から出力される2つの出力成分をそれぞれ遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとに入力させて、プラネタリキャリアから1つの出力成分として出力するように構成されている。このため、サンギヤとリングギヤとは速度差はあるものの同一の回転方向となるので、プラネタリキャリアはそれにしたがって回転(正転)するものの、逆転、ニュートラルはできないので、前後進切り替え装置と切り替えクラッチとが必要になるという問題がある。
前記2つの入力軸側固定プーリは、背中合わせにされた状態で一体的に結合固定していることを特徴とする。
また、無段変速装置は、無限の変速幅をもつようになるので、エンジンの最も燃費の良い領域を使って、クラッチ無しで発進から最高速まで加速することが可能となると共に、前後進切り替え装置と切り替えクラッチとを用いることなく、逆転、ニュートラル、正転の低速から高速まで大変幅広い領域をカバーすることができるようになる。
図1は、本実施形態に係る無段変速装置の概略構成を示した模式図、図2は、図1のスケルトン図、図3は、無段変速装置の変速マップデータ、図4は、図3の変速マップデータを用いた変速制御の一例を示す図である。
第2の巻き掛け式無段変速機構30も、第1の巻き掛け式無段変速機構20と同様に、ベルト(またはチェーン)31の側面を入力軸側の可動及び固定プーリ32、33と、出力軸側の可動及び固定プーリ34、35とで挟んでベルト31を左右から押し付け、その摩擦力によって動力を伝達する。
また、入力軸11の軸内部には、入力軸11に沿って可動プーリ22、32を移動させるための油圧を油圧室26、36に対して給排するための油路110、111がそれぞれ設けられている。
なお、遊星歯車機構40は、シングルプラネタリ式のみに限定されるものではなく、ダブルプラネタリ式を用いてもよい。
図2に示されるように、入力軸11から伝達された駆動力は、第1の巻き掛け式無段変速機20(以下、バリエータ20)の入力プーリ(可動及び固定プーリ22、23、以下同様)と、第2の巻き掛け式無段変速機30(以下、バリエータ30)の入力プーリ(可動及び固定プーリ32、33のこと、以下同様)とにより分割され、各バリエータ20、30のベルト21、31を介してバリエータ20の出力プーリ(可動及び固定プーリ24、25のこと、以下同様)、バリエータ30の出力プーリ(可動及び固定プーリ34、35のこと、以下同様)に伝達される。この状態をバリエータ20の入力プーリ、バリエータ30の入力プーリの回転数をNI、バリエータ20の出力プーリの回転数をNS、バリエータ30の出力プーリの回転数をNC、バリエータ20の変速比R1、バリエータ30の変速比R2とすると、
NS=NI/R1 …(式1)
NC=NI/R2 …(式2)
この状態を、サンギヤ41の歯数をZS、リングギヤ44の歯数をZR、リングギヤ44の回転数をNRとすると、
ZS*NS+ZR*NR=(ZS+ZR)*NC …(式3)
が成立し、これより
NR={(ZS+ZR)/RS−ZS/R1}/ZR*NI …(式4)
となる。
ここで、ZR/ZS=R3とすると、
NR={(1+1/R3)/R2−1/R3/R1)*NI …(式5)
となる。
この式5から入力回転数NIに対する出力回転数NRギア比は、
NR/NI=(1+1/R3)−1/R3/R1 …(式6)
これをR1とR2とを変数とし、R3を定数(例えば、72/48=1.5)とすると図3のマップデータが得られる。
以上、図3のマップデータの求め方を説明した。
さらには、2組のバリエータ20、30の変速比が同じでは達成できない変速比が目標変速比になった場合は、図4の点線矢印で示されたように、一方のバリエータの変速速度を下げたり、停止したり、変速方向を逆にするようになっている。
また、2組のバリエータ20、30を同時に可変することによって、変速応答性を2倍に向上できると共に、同じ総ギア比では、一方のバリエータ変速比幅を小さく設定できるので、ベルト21、31の耐久性や伝達効率の良い変速域(レンジ)が使用できるようになる。
さらにまた、本無段変速装置10をハイブリッド車に組み合わせることで、低車速での回生ブレーキ時における効率を向上させることができる。
11…入力軸
12…出力軸
20…第1の巻き掛け式無段変速機構(バリエータ)
21…ベルト
22…入力軸側可動プーリ(入力プーリ)
23…入力軸側固定プーリ(入力プーリ)
24…出力軸側可動プーリ(出力プーリ)
25…出力軸側固定プーリ(出力プーリ)
26、28…油圧室(プーリ移動装置)
27、29…油圧シリンダ(プーリ移動装置)
30…第2の巻き掛け式無段変速機構(バリエータ)
31…ベルト
32…入力軸側可動プーリ(入力プーリ)
33…入力軸側固定プーリ(入力プーリ)
34…出力軸側可動プーリ(出力プーリ)
35…出力軸側固定プーリ(出力プーリ)
36…油圧室(プーリ移動装置)
37…油圧シリンダ(プーリ移動装置)
40…遊星歯車機構
41…サンギヤ
42…プラネタリキャリア
44…リングギヤ
50…圧力制御油圧機構
51…制御ユニット
Claims (3)
- ベルトまたはチェーンの側面を、入力軸側の可動及び固定プーリと出力軸側の可動及び固定プーリとで挟んで、前記可動プーリ背面側のプーリ移動装置によって前記可動プーリを移動させて前記ベルトまたは前記チェーンを左右から押し付け、その摩擦力によって動力を伝達する2つの巻き掛け式無段変速機構と、前記2つの巻き掛け式無段変速機構の2つの出力成分を入力して融合させ、1つの出力成分として出力する遊星歯車機構と、を備えた無段変速装置において、
前記2つの入力軸側固定プーリは、背中合わせにされた状態で一体的に結合固定され、
前記一方の出力軸側固定プーリと他方の出力軸側可動プーリとの間に、前記遊星歯車機構のプラネタリキャリア入力軸またはリングギヤ入力軸に連なった一方の出力軸側可動プーリと、前記遊星歯車機構のサンギヤ入力軸またはプラネタリキャリア入力軸に連なった他方の出力軸側固定プーリとを、背中合わせにした状態で相対回転可能、かつ前記サンギヤ入力軸上または前記プラネタリキャリア入力軸上を一体的に移動可能に設けたことを特徴とする無段変速装置。 - 変速の制御は、前記2つの入力軸側可動プーリをそれぞれ移動させるための油圧バランスをコントロールすることにより行い、前記ベルトまたは前記チェーンの張力は、前記2つの入力軸側可動プーリと前記他方の出力軸側可動プーリとをそれぞれ移動させるための圧力絶対値によって行う圧力制御油圧機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の無段変速装置。
- ベルトまたはチェーンの側面を、入力軸側の可動及び固定プーリと出力軸側の可動及び固定プーリとで挟んで、前記可動プーリ背面側のプーリ移動装置によって前記可動プーリを移動させて前記ベルトまたは前記チェーンを左右から押し付け、その摩擦力によって動力を伝達する2つの巻き掛け式無段変速機構と、
前記2つの巻き掛け式無段変速機構の一方の出力をサンギヤに入力し、前記2つの巻き掛け式無段変速機構の他方の出力を、前記サンギヤと係合するピニオンギヤを支持するプラネタリキャリアに入力すると共に、前記サンギヤと前記ピニオンギヤに係合するリングギヤから1つの出力成分として出力する遊星歯車機構と、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の無段変速装置。
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