JP6351556B2 - Power split type continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、インプット軸(入力軸)に入力される動力を2系統に分割して伝達可能な動力分割式無段変速機に関する。 The present invention relates to a power split type continuously variable transmission capable of splitting and transmitting power input to an input shaft (input shaft) into two systems.
自動車などの車両に搭載される変速機として、エンジンの動力を無段階に変速する無段変速機構と、エンジンの動力を無段変速機構を経由せずに伝達する歯車機構と、無段変速機構からの動力と歯車機構からの動力とを合成するための遊星歯車機構とを備えたものが提案されている。この変速機では、エンジンからの動力を無段変速機構と歯車機構とに分割し、その分割された各動力を遊星歯車機構で合成して車輪に伝達することができる。 As a transmission mounted on a vehicle such as an automobile, a continuously variable transmission mechanism that continuously changes engine power, a gear mechanism that transmits engine power without going through a continuously variable transmission mechanism, and a continuously variable transmission mechanism There has been proposed a planetary gear mechanism for synthesizing the power from the gear and the power from the gear mechanism. In this transmission, the power from the engine can be divided into a continuously variable transmission mechanism and a gear mechanism, and the divided powers can be combined by the planetary gear mechanism and transmitted to the wheels.
駆動源の動力を2系統に分割して伝達可能な変速機は、動力分割式無段変速機として、出願人も提案している。 The applicant has also proposed a transmission capable of dividing and transmitting the power of the drive source into two systems as a power split type continuously variable transmission.
図4は、出願人の先の提案に係る動力分割式無段変速機901の構成を示すスケルトン図である。
FIG. 4 is a skeleton diagram showing a configuration of a power split type continuously
この動力分割式無段変速機901には、変速比の変更により動力を無段階に変速する無段変速機構902と、動力を一定の変速比で変速する一定変速機構903と、動力を出力するための出力用遊星歯車機構904とが備えられている。
The power split type continuously
無段変速機構902は、公知のベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)と同様の構成を有している。プライマリ軸905は、インプット軸906に直結されている。セカンダリ軸907は、出力用遊星歯車機構904のサンギヤ908を相対回転不能に支持している。また、出力用遊星歯車機構904のリングギヤ909には、アウトプット軸910が接続されている。アウトプット軸910の回転は、第1出力アイドルギヤ911および第2アイドルギヤ912を経由して、デファレンシャルギヤ913に伝達され、デファレンシャルギヤ913から左右の駆動輪に伝達される。
The continuously
一定変速機構903は、増速用遊星歯車機構914、スプリットドライブギヤ915、スプリットドリブンギヤ916およびアイドルギヤ917を備えている。増速用遊星歯車機構914のサンギヤ918は、インプット軸906に相対回転可能に外嵌されている。増速用遊星歯車機構914のキャリア919は、インプット軸906に相対回転不能に支持されている。スプリットドライブギヤ915は、サンギヤ918と一体回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ916は、出力用遊星歯車機構904のキャリア920と一体回転可能に設けられている。アイドルギヤ917は、スプリットドライブギヤ915およびスプリットドリブンギヤ916と噛合している。
The constant
図5は、前進時および後進時におけるクラッチC1およびブレーキB1,B2の状態を示す図である。図5において、「○」は、クラッチC1およびブレーキB1,B2が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチC1およびブレーキB1,B2が解放状態であることを示している。 FIG. 5 is a diagram illustrating states of the clutch C1 and the brakes B1 and B2 during forward travel and reverse travel. In FIG. 5, “◯” indicates that the clutch C1 and the brakes B1 and B2 are engaged. “X” indicates that the clutch C1 and the brakes B1 and B2 are in the released state.
動力分割式無段変速機901は、動力伝達モードとして、動力が無段変速機構902のみを経由して出力用遊星歯車機構904に伝達されるベルトモードと、動力が無段変速機構902および一定変速機構903を経由して出力用遊星歯車機構904に伝達されるスプリットモードとを有している。
The power split type continuously
ベルトモードでは、クラッチC1が係合されて、出力用遊星歯車機構904のサンギヤ908とリングギヤ909とが直結され、ブレーキB1,B2が解放されて、出力用遊星歯車機構904のキャリア920がフリーな状態にされる。そのため、インプット軸906に入力される動力により、プライマリ軸905が回転すると、プライマリ軸905の回転がベルト921を介してセカンダリ軸907に伝達されて、出力用遊星歯車機構904のサンギヤ908およびリングギヤ909が一体的に回転し、アウトプット軸910がリングギヤ909と一体的に回転する。したがって、ベルトモードでは、動力分割式無段変速機901の変速比が無段変速機構902の変速比(ベルト変速比)と一致する。
In the belt mode, the clutch C1 is engaged, the
スプリットモードでは、クラッチC1およびブレーキB1が解放される。また、ブレーキB2が係合されることにより、増速用遊星歯車機構914のリングギヤ922が制動される。そのため、インプット軸906に入力される動力により、プライマリ軸905が回転すると、プライマリ軸905の回転がベルト921を介してセカンダリ軸907に伝達されて、出力用遊星歯車機構904のサンギヤ908が回転する。一方、増速用遊星歯車機構914のリングギヤ922が制動されているので、インプット軸906の回転は、増速用遊星歯車機構914のキャリア919、サンギヤ918、スプリットドライブギヤ915、アイドルギヤ917およびスプリットドリブンギヤ916を介して、出力用遊星歯車機構904のキャリア920に増速されて伝達される。したがって、スプリットモードでは、ベルト変速比が大きいほど、動力分割式無段変速機901の変速比(ユニット変速比)が小さくなり、一定変速機構903の変速比(スプリット変速比)以下の変速比を実現することができる。
In the split mode, the clutch C1 and the brake B1 are released. Further, by engaging the brake B2, the
また、動力分割式無段変速機901が搭載された車両の後進時には、クラッチC1およびブレーキB2が解放され、ブレーキB1が係合される。ブレーキB1の係合により、スプリットドライブギヤ915が制動される。スプリットドライブギヤ915の制動により、アイドルギヤ917が回転不能となり、スプリットドリブンギヤ916および出力用遊星歯車機構904のキャリア920が回転不能になる。そのため、インプット軸906からプライマリ軸905およびセカンダリ軸907を介して出力用遊星歯車機構904のサンギヤ908に回転が伝達されると、出力用遊星歯車機構904のリングギヤ909がサンギヤ908と逆方向に回転し、アウトプット軸910が車両の前進時とは逆方向に回転する。
When the vehicle on which the power split type continuously
ところが、動力分割式無段変速機901では、車両の走行燃費の向上に大きく寄与するスプリットモードにおいて、増速用遊星歯車機構914が作動(動力を伝達)するため、増速用遊星歯車機構914での噛み合い損失が発生する。また、スプリットモードでは、スプリットドライブギヤ915の回転がアイドルギヤ917を介してスプリットドリブンギヤ916に伝達されるため、そのギヤ列でも噛み合い損失が発生する。これらの噛み合い損失分、動力分割式無段変速機901におけるトルクの伝達効率が低下し、スプリットモードにおける車両の走行燃費が悪化する。また、アイドルギヤ917を備えることにより、動力分割式無段変速機901の体格(サイズ)が大きくなり、動力分割式無段変速機901のコストがアップする。
However, in the power split type continuously
本発明の目的は、出願人による先の提案に係る構成と比較して、トルクの伝達効率の向上ならびに体格およびコストの低減を図ることができる、動力分割式無段変速機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power split type continuously variable transmission capable of improving torque transmission efficiency and reducing physique and cost as compared with the configuration according to the previous proposal by the applicant. is there.
前記の目的を達成するため、本発明に係る動力分割式無段変速機は、インプット軸(入力軸)と、アウトプット軸(出力軸)と、プライマリ軸に支持されたプライマリプーリ、セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリおよびプライマリプーリとセカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトを備える無段変速機構と、インプット軸に入力される動力を逆転させてプライマリ軸に伝達する逆転ギヤ機構と、キャリア、セカンダリ軸と一体回転可能に設けられたサンギヤおよびアウトプット軸と一体回転可能に設けられたリングギヤを備える遊星歯車機構と、スプリットドライブギヤと、キャリアと一体回転可能に設けられ、スプリットドライブギヤと噛合するスプリットドリブンギヤと、インプット軸とスプリットドライブギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合/解放される第1係合要素と、サンギヤとリングギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合/解放される第2係合要素とを含む。 In order to achieve the above object, a power split continuously variable transmission according to the present invention includes an input shaft (input shaft), an output shaft (output shaft), a primary pulley supported by a primary shaft, and a secondary shaft. A continuously variable transmission mechanism comprising a supported secondary pulley and a belt wound around the primary pulley and the secondary pulley, a reverse gear mechanism for reversing the power input to the input shaft and transmitting it to the primary shaft, a carrier, and a secondary A planetary gear mechanism including a sun gear provided to rotate integrally with the shaft and a ring gear provided to rotate integrally with the output shaft, a split drive gear, and a carrier to rotate integrally with the carrier and mesh with the split drive gear. Split driven gear, input shaft and split drive gear rotate together A first engagement element that is engaged / released in order to couple and release the coupling, and a second gear that is engaged / released to couple the sun gear and the ring gear so as to be integrally rotatable and to release the coupling. Engaging elements.
この構成によれば、第1係合要素が解放された状態では、スプリットドライブギヤがインプット軸から切り離され、遊星歯車機構のキャリアが回転自由(フリー)となる。また、第2係合要素が係合された状態では、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとが一体回転可能に結合される。そのため、第1係合要素が解放され、第2係合要素が係合された状態において、インプット軸に入力される動力は、逆転ギヤ機構により逆転されてプライマリ軸に伝達されて、無段変速機構から遊星歯車機構のサンギヤに伝達され、遊星歯車機構のサンギヤおよびリングギヤを介してアウトプット軸に出力される。したがって、第1係合要素が解放され、第2係合要素が係合されることにより、インプット軸に入力される動力が無段変速機構を介して遊星歯車機構に伝達され、その伝達された動力が遊星歯車機構からアウトプット軸に出力されるベルトモードが達成される。 According to this configuration, in a state where the first engagement element is released, the split drive gear is disconnected from the input shaft, and the carrier of the planetary gear mechanism is free to rotate (free). Further, in a state where the second engagement element is engaged, the sun gear and the ring gear of the planetary gear mechanism are coupled so as to be integrally rotatable. Therefore, in a state in which the first engagement element is released and the second engagement element is engaged, the power input to the input shaft is reversely transmitted by the reverse gear mechanism and transmitted to the primary shaft, thereby continuously variable transmission. Is transmitted from the mechanism to the sun gear of the planetary gear mechanism and output to the output shaft via the sun gear and the ring gear of the planetary gear mechanism. Therefore, when the first engagement element is released and the second engagement element is engaged, the power input to the input shaft is transmitted to the planetary gear mechanism via the continuously variable transmission mechanism, and the transmitted power is transmitted. A belt mode in which power is output from the planetary gear mechanism to the output shaft is achieved.
一方、第1係合要素が係合された状態では、スプリットドライブギヤがインプット軸と一体回転可能に結合される。また、第2係合要素が解放された状態では、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの結合が解除される。そのため、第1係合要素が係合され、第2係合要素が解放された状態において、インプット軸に入力される動力の一部は、逆転ギヤ機構により逆転されてプライマリ軸に伝達されて、無段変速機構から遊星歯車機構のサンギヤに伝達される。また、インプット軸に入力される動力の一部は、スプリットドライブギヤからスプリットドリブンギヤを介して遊星歯車機構のキャリアに伝達される。したがって、第1係合要素が係合され、第2係合要素が解放されることにより、インプット軸に入力される動力が無段変速機構ならびにスプリットドライブギヤおよびスプリットドリブンギヤからなる一定変速機構を介して遊星歯車機構に伝達され、その伝達された動力が遊星歯車機構からアウトプット軸に出力されるスプリットモードが達成される。 On the other hand, when the first engagement element is engaged, the split drive gear is coupled to the input shaft so as to be integrally rotatable. Further, in the state where the second engagement element is released, the coupling between the sun gear and the ring gear of the planetary gear mechanism is released. Therefore, in a state where the first engagement element is engaged and the second engagement element is released, a part of the power input to the input shaft is reversed by the reverse gear mechanism and transmitted to the primary shaft, It is transmitted from the continuously variable transmission mechanism to the sun gear of the planetary gear mechanism. Part of the power input to the input shaft is transmitted from the split drive gear to the carrier of the planetary gear mechanism via the split driven gear. Therefore, when the first engagement element is engaged and the second engagement element is released, the power input to the input shaft passes through the continuously variable transmission mechanism and the constant transmission mechanism including the split drive gear and the split driven gear. The split mode is achieved in which the transmitted power is transmitted to the planetary gear mechanism, and the transmitted power is output from the planetary gear mechanism to the output shaft.
よって、本発明に係る動力分割式無段変速機では、動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを実現することができる。 Therefore, in the power split continuously variable transmission according to the present invention, the belt mode and the split mode can be realized as the power transmission mode.
そして、動力分割式無段変速機では、出願人による先の提案に係る構成、つまり図4に示される構成と比較して、増速用遊星歯車機構およびスプリットドライブギヤとスプリットドリブンギヤとの間に介在されるアイドルギヤが省略されている。これにより、噛み合い損失を低減させることができるので、トルクの伝達効率を向上させることができる。その結果、動力分割式無段変速機が搭載される車両の走行燃費の低減を図ることができる。また、部品点数の削減によるコストの低減を達成することができ、ひいては、動力分割式無段変速機が搭載される車両のコストの低減を図ることができる。さらには、アイドルギヤの省略によって、1軸減らすことができ、動力分割式無段変速機の体格を小さくすることができる。その結果、動力分割式無段変速機の車両への搭載性を向上させることができる。 In the power split type continuously variable transmission, compared to the configuration according to the previous proposal by the applicant, that is, the configuration shown in FIG. 4, the speed increasing planetary gear mechanism and the split drive gear and the split driven gear The intervening idle gear is omitted. As a result, the meshing loss can be reduced, and the torque transmission efficiency can be improved. As a result, it is possible to reduce the travel fuel consumption of a vehicle equipped with a power split continuously variable transmission. Further, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and the cost of the vehicle on which the power split type continuously variable transmission is mounted can be reduced. Further, by omitting the idle gear, one axis can be reduced, and the physique of the power split type continuously variable transmission can be reduced. As a result, the mountability of the power split type continuously variable transmission on the vehicle can be improved.
逆転ギヤ機構は、インプット軸に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸に伝達する構成であることが好ましい。逆転ギヤ機構は、たとえば、インプット軸に相対回転不能に保持される第1ギヤと、第1ギヤよりも歯数が多く、プライマリ軸に相対回転不能に保持されて、第1ギヤと噛合する第2ギヤとを含む構成であってもよい。 The reverse gear mechanism is preferably configured to transmit the power input to the input shaft to the primary shaft by reversely rotating and decelerating. The reverse gear mechanism has, for example, a first gear that is held relatively non-rotatably on the input shaft and a first gear that has more teeth than the first gear and is held non-rotatably relative to the primary shaft and meshes with the first gear. The structure including two gears may be sufficient.
インプット軸に入力される動力が逆転かつ減速されてプライマリ軸に伝達されることにより、ベルトの回転数を抑えることができるので、ベルトのフリクションロスを低減させることができる。その結果、動力分割式無段変速機のトルクの伝達効率をさらに向上させることができる。 Since the power input to the input shaft is reversed and decelerated and transmitted to the primary shaft, the number of rotations of the belt can be suppressed, so that the friction loss of the belt can be reduced. As a result, the torque transmission efficiency of the power split continuously variable transmission can be further improved.
動力分割式無段変速機は、キャリアの回転を禁止および許容するために係合/解放される第3係合要素(ブレーキ)を含む構成であってもよい。 The power split type continuously variable transmission may include a third engagement element (brake) that is engaged / released to prohibit and allow rotation of the carrier.
第1係合要素および第2係合要素が解放されて、第3係合要素が係合された状態において、インプット軸に入力される動力が無段変速機構から遊星歯車機構のサンギヤに伝達されると、遊星歯車機構のリングギヤがサンギヤと逆方向に回転し、アウトプット軸がベルトモード時およびスプリットモード時とは逆方向に回転する。よって、動力分割式無段変速機が搭載された車両を後進させるリバースモードを実現することができる。 In a state where the first engagement element and the second engagement element are released and the third engagement element is engaged, the power input to the input shaft is transmitted from the continuously variable transmission mechanism to the sun gear of the planetary gear mechanism. Then, the ring gear of the planetary gear mechanism rotates in the opposite direction to the sun gear, and the output shaft rotates in the opposite direction to that in the belt mode and the split mode. Therefore, it is possible to realize a reverse mode in which the vehicle equipped with the power split type continuously variable transmission is moved backward.
本発明によれば、出願人による先の提案に係る構成と比較して、トルクの伝達効率の向上を図ることができ、ひいては、動力分割式無段変速機が搭載される車両の走行燃費の低減を図ることができる。また、動力分割式無段変速機の体格を小さくすることができ、動力分割式無段変速機の車両への搭載性を向上させることができる。さらには、動力分割式無段変速機のコストの低減を図ることができる。 According to the present invention, torque transmission efficiency can be improved as compared with the configuration according to the previous proposal by the applicant, and as a result, the running fuel consumption of a vehicle equipped with a power split continuously variable transmission is improved. Reduction can be achieved. In addition, the physique of the power split continuously variable transmission can be reduced, and the mountability of the power split continuously variable transmission on the vehicle can be improved. Furthermore, the cost of the power split type continuously variable transmission can be reduced.
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<車両の駆動系統> <Vehicle drive system>
図1は、本発明の一実施形態に係る動力分割式無段変速機4が搭載された車両1の駆動系統の構成を示すスケルトン図である。
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of a drive system of a vehicle 1 on which a power split type continuously
車両1は、エンジン2を駆動源とする自動車である。エンジン2の出力は、トルクコンバータ3および動力分割式無段変速機4を介して、車両1の駆動輪(たとえば、左右の前輪)に伝達される。
The vehicle 1 is an automobile that uses the
エンジン2は、E/G出力軸21を備えている。E/G出力軸21は、エンジン2が発生する動力により回転される。
The
トルクコンバータ3は、ポンプインペラ31、タービンランナ32およびロックアップクラッチ33を備えている。ポンプインペラ31には、E/G出力軸21が連結されており、ポンプインペラ31は、E/G出力軸21と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。タービンランナ32は、ポンプインペラ31と同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップクラッチ33は、ポンプインペラ31とタービンランナ32とを直結/分離するために設けられている。ロックアップクラッチ33が係合されると、ポンプインペラ31とタービンランナ32とが直結され、ロックアップクラッチ33が解放されると、ポンプインペラ31とタービンランナ32とが分離される。
The torque converter 3 includes a
ロックアップクラッチ33が解放された状態において、E/G出力軸21が回転されると、ポンプインペラ31が回転する。ポンプインペラ31が回転すると、ポンプインペラ31からタービンランナ32に向かうオイルの流れが生じる。このオイルの流れがタービンランナ32で受けられて、タービンランナ32が回転する。このとき、トルクコンバータ3の増幅作用が生じ、タービンランナ32には、E/G出力軸21の動力(トルク)よりも大きな動力が発生する。
When the E /
ロックアップクラッチ33が係合された状態では、E/G出力軸21が回転されると、E/G出力軸21、ポンプインペラ31およびタービンランナ32が一体となって回転する。
In a state where the lockup clutch 33 is engaged, when the E /
動力分割式無段変速機4は、トルクコンバータ3から入力される動力をデファレンシャルギヤ6に伝達する。動力分割式無段変速機4は、インプット軸41、アウトプット軸42、無段変速機構43、逆転ギヤ機構44、遊星歯車機構45、スプリットドライブギヤ46およびスプリットドリブンギヤ47を備えている。
The power split type continuously
インプット軸41は、トルクコンバータ3のタービンランナ32に連結され、タービンランナ32と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
アウトプット軸42は、インプット軸41と平行に設けられている。アウトプット軸42には、出力ギヤ48が相対回転不能に支持されている。出力ギヤ48は、デファレンシャルギヤ6(デファレンシャルギヤ6の入力ギヤ)と噛合している。
The
無段変速機構43は、公知のベルト式の無段変速機(CVT:Continuously Variable Transmission)と同様の構成を有している。具体的には、無段変速機構43は、プライマリ軸51と、プライマリ軸51と平行に設けられたセカンダリ軸52と、プライマリ軸51に相対回転不能に支持されたプライマリプーリ53と、セカンダリ軸52に相対回転不能に支持されたセカンダリプーリ54と、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とに巻き掛けられたベルト55とを備えている。
The continuously
プライマリプーリ53は、プライマリ軸51に固定された固定シーブ61と、固定シーブ61にベルト55を挟んで対向配置され、プライマリ軸51にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ62とを備えている。可動シーブ62に対して固定シーブ61と反対側には、プライマリ軸51に固定されたシリンダ(図示せず)が設けられ、可動シーブ62とシリンダとの間に、ピストン室(油室)が形成されている。
The
セカンダリプーリ54は、セカンダリ軸52に固定された固定シーブ65と、固定シーブ65にベルト55を挟んで対向配置され、セカンダリ軸52にその軸線方向に移動可能かつ相対回転不能に支持された可動シーブ66とを備えている。可動シーブ66に対して固定シーブ65と反対側には、セカンダリ軸52に固定されたシリンダ(図示せず)が設けられ、可動シーブ66とシリンダとの間に、ピストン室(油室)が形成されている。
The
無段変速機構43では、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の各ピストン室に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の各溝幅が変更されることにより、無段変速機構43での変速比であるベルト変速比が連続的に無段階で変更される。
In the continuously
具体的には、ベルト変速比が下げられるときには、プライマリプーリ53のピストン室に供給される油圧が上げられる。これにより、プライマリプーリ53の可動シーブ62が固定シーブ61側に移動し、固定シーブ61と可動シーブ62との間隔(溝幅)が小さくなる。これに伴い、プライマリプーリ53に対するベルト55の巻きかけ径が大きくなり、セカンダリプーリ54の固定シーブ65と可動シーブ66との間隔(溝幅)が大きくなる。その結果、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が小さくなり、ベルト変速比が下がる。
Specifically, when the belt speed ratio is lowered, the hydraulic pressure supplied to the piston chamber of the
ベルト変速比が上げられるときには、プライマリプーリ53のピストン室に供給される油圧が下げられる。これにより、ベルト55に対するセカンダリプーリ54の推力がベルト55に対するプライマリプーリ53の推力よりも大きくなり、セカンダリプーリ54の固定シーブ65と可動シーブ66との間隔が小さくなるとともに、固定シーブ61と可動シーブ62との間隔が大きくなる。その結果、プライマリプーリ53とセカンダリプーリ54とのプーリ比が大きくなり、ベルト変速比が上がる。
When the belt transmission ratio is increased, the hydraulic pressure supplied to the piston chamber of the
一方、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の推力は、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54とベルト55との間で滑りが生じない大きさを必要とする。そのため、インプット軸41に入力されるトルクの大きさに応じた推力が得られるよう、プライマリプーリ53およびセカンダリプーリ54の各ピストン室に供給される油圧が制御される。
On the other hand, the thrust of the
逆転ギヤ機構44は、インプット軸41に入力される動力を逆転かつ減速させてプライマリ軸51に伝達する構成である。具体的には、逆転ギヤ機構44は、インプット軸41に相対回転不能に支持される第1ギヤ71と、第1ギヤ71よりも大径で歯数が多く、プライマリ軸51に相対回転不能に支持されて、第1ギヤ71と噛合する第2ギヤ72とを含む。
The
遊星歯車機構45は、サンギヤ81、キャリア82およびリングギヤ83を備えている。サンギヤ81は、セカンダリ軸52に相対回転不能に支持されている。キャリア82は、アウトプット軸42に相対回転可能に外嵌されている。キャリア82は、複数個のピニオンギヤ84を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ84は、円周上に配置され、サンギヤ81と噛合している。リングギヤ83は、複数個のピニオンギヤ84を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ84にセカンダリ軸52の回転径方向の外側から噛合している。また、リングギヤ83には、アウトプット軸42が接続され、リングギヤ83は、アウトプット軸42と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。
The
スプリットドライブギヤ46は、インプット軸41に相対回転可能に外嵌されている。
The
スプリットドリブンギヤ47は、遊星歯車機構45のキャリア82と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能に設けられている。スプリットドリブンギヤ47は、スプリットドライブギヤ46よりも小径に形成され、スプリットドライブギヤ46よりも少ない歯数を有している。
The split driven
また、動力分割式無段変速機4は、クラッチC1,C2およびブレーキB1を備えている。
The power split type continuously
クラッチC1は、インプット軸41とスプリットドライブギヤ46とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態(オン)と、その直結を解除する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The clutch C1 is switched between an engaged state (on) in which the
クラッチC2は、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とを直結(一体回転可能に結合)する係合状態(オン)と、その直結を解除する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The clutch C2 is switched between an engaged state (on) in which the
ブレーキB1は、遊星歯車機構45のキャリア82を制動する係合状態(オン)と、キャリア82の回転を許容する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The brake B <b> 1 is switched between an engaged state (on) in which the
<動力伝達モード> <Power transmission mode>
図2は、車両1の前進時および後進時におけるクラッチC1,C2およびブレーキB1の状態を示す図である。図2において、「○」は、クラッチC1,C2およびブレーキB1が係合状態であることを示している。「×」は、クラッチC1,C2およびブレーキB1が解放状態であることを示している。 FIG. 2 is a diagram illustrating states of the clutches C1 and C2 and the brake B1 when the vehicle 1 moves forward and backward. In FIG. 2, “◯” indicates that the clutches C1 and C2 and the brake B1 are engaged. “X” indicates that the clutches C1 and C2 and the brake B1 are in the released state.
また、図3は、遊星歯車機構45のサンギヤ81、キャリア82およびリングギヤ83の回転数(回転速度)の関係を示す共線図である。
FIG. 3 is a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds (rotational speeds) of the
動力分割式無段変速機4は、車両1の前進時の動力伝達モードとして、ベルトモードおよびスプリットモードを有している。
The power split type continuously
ベルトモードでは、図2に示されるように、クラッチC1およびブレーキB1が解放され、クラッチC2が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ46がインプット軸41から切り離され、遊星歯車機構45のキャリア82がフリー(自由回転状態)になり、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが直結される。
In the belt mode, as shown in FIG. 2, the clutch C1 and the brake B1 are released, and the clutch C2 is engaged. As a result, the
インプット軸41に入力される動力は、逆転ギヤ機構44により逆転かつ減速されて、無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達され、プライマリ軸51およびプライマリプーリ53を回転させる。プライマリプーリ53の回転は、ベルト55を介して、セカンダリプーリ54に伝達され、セカンダリプーリ54およびセカンダリ軸52を回転させる。遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが直結されているので、セカンダリ軸52と一体となって、サンギヤ81、リングギヤ83およびアウトプット軸42が回転する。したがって、ベルトモードでは、図3に示されるように、動力分割式無段変速機4の全体での変速比であるユニット変速比がベルト変速比と一致する。
The power input to the
スプリットモードでは、図2に示されるように、クラッチC1が係合され、クラッチC2およびブレーキB1が解放される。これにより、インプット軸41とスプリットドライブギヤ46とが直結され、遊星歯車機構45のキャリア82がフリーになり、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが切り離される。
In the split mode, as shown in FIG. 2, the clutch C1 is engaged, and the clutch C2 and the brake B1 are released. Thereby, the
インプット軸41に入力される動力の一部は、逆転ギヤ機構44により逆転かつ減速されて、無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達され、プライマリ軸51からプライマリプーリ53、ベルト55およびセカンダリプーリ54を介してセカンダリ軸52に伝達され、遊星歯車機構45のサンギヤ81に伝達される。一方、インプット軸41に入力される動力の一部は、スプリットドライブギヤ46からスプリットドリブンギヤ47を介して遊星歯車機構45のキャリア82に増速されて伝達される。
A part of the power input to the
スプリットドライブギヤ46とスプリットドリブンギヤ47とのギヤ比であるスプリット変速比は、一定で不変(固定)であるので、スプリットモードでは、インプット軸41に入力される動力が一定であれば、遊星歯車機構45のキャリア82の回転が一定速度に保持される。そのため、ベルト変速比が上げられると、遊星歯車機構45のサンギヤ81の回転数が下がるので、図3に破線で示されるように、遊星歯車機構45のリングギヤ83(アウトプット軸42)の回転数が上がる。その結果、スプリットモードでは、ベルト変速比が大きいほど、ユニット変速比が小さくなる。
Since the split gear ratio, which is the gear ratio between the
ベルトモードおよびスプリットモードにおけるアウトプット軸42の回転は、出力ギヤ48を介して、デファレンシャルギヤ6に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト7,8が前進方向に回転する。
The rotation of the
車両1を後進させるためのリバースモードでは、図2に示されるように、クラッチC1,C2が係合され、ブレーキB1が解放される。これにより、スプリットドライブギヤ46がインプット軸41から切り離され、遊星歯車機構45のサンギヤ81とリングギヤ83とが切り離され、遊星歯車機構45のキャリア82が制動される。
In the reverse mode for moving the vehicle 1 backward, as shown in FIG. 2, the clutches C1 and C2 are engaged, and the brake B1 is released. Thereby, the
インプット軸41に入力される動力は、逆転ギヤ機構44により逆転かつ減速されて、無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達され、プライマリ軸51からプライマリプーリ53、ベルト55およびセカンダリプーリ54を介してセカンダリ軸52に伝達され、セカンダリ軸52と一体に、遊星歯車機構45のサンギヤ81を回転させる。遊星歯車機構45のキャリア82が制動されているので、サンギヤ81が回転すると、遊星歯車機構45のリングギヤ83がサンギヤ81と逆方向に回転する。このリングギヤ83の回転方向は、前進時(ベルトモードおよびスプリットモード)におけるリングギヤ83の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ83と一体に、アウトプット軸42が回転する。アウトプット軸42の回転は、出力ギヤ48を介して、デファレンシャルギヤ6に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト7,8が後進方向に回転する。
The power input to the
<作用効果> <Effect>
動力分割式無段変速機4では、出願人による先の提案に係る構成、つまり図4に示される構成と比較して、増速用遊星歯車機構914およびアイドルギヤ917が省略されている。これにより、噛み合い損失を低減させることができるので、トルクの伝達効率を向上させることができる。その結果、動力分割式無段変速機4が搭載される車両1の走行燃費の低減を図ることができる。また、部品点数の削減によるコストの低減を達成することができ、ひいては、動力分割式無段変速機4が搭載される車両1のコストの低減を図ることができる。さらには、アイドルギヤ917の省略によって、1軸減らすことができ、動力分割式無段変速機4の体格を小さくすることができる。その結果、動力分割式無段変速機4の車両1への搭載性を向上させることができる。
In the power split type continuously
逆転ギヤ機構44は、インプット軸41に入力される動力を逆転かつ減速させて無段変速機構43のプライマリ軸51に伝達する構成である。インプット軸41に入力される動力が逆転かつ減速されてプライマリ軸51に伝達されることにより、ベルト55の回転数を抑えることができるので、ベルト55のフリクションロスを低減させることができる。その結果、動力分割式無段変速機4のトルクの伝達効率をさらに向上させることができる。
The
<変形例> <Modification>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention can be implemented in other forms, and various modifications can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims. It is possible to apply.
4 動力分割式無段変速機
41 インプット軸
42 アウトプット軸
43 無段変速機構
44 逆転ギヤ機構
45 遊星歯車機構
46 スプリットドライブギヤ
47 スプリットドリブンギヤ
51 プライマリ軸
52 セカンダリ軸
53 プライマリプーリ
54 セカンダリプーリ
55 ベルト
81 サンギヤ
82 キャリア
83 リングギヤ
B1 ブレーキ
C1 クラッチ(第1係合要素)
C2 クラッチ(第2係合要素)
4 power split type continuously
C2 clutch (second engagement element)
Claims (1)
アウトプット軸と、
プライマリ軸に支持されたプライマリプーリ、セカンダリ軸に支持されたセカンダリプーリおよび前記プライマリプーリと前記セカンダリプーリとに巻き掛けられたベルトを備える無段変速機構と、
前記インプット軸に入力される動力を逆転させて前記プライマリ軸に伝達する逆転ギヤ機構と、
キャリア、前記セカンダリ軸と一体回転可能に設けられたサンギヤおよび前記アウトプット軸と一体回転可能に設けられたリングギヤを備える遊星歯車機構と、
スプリットドライブギヤと、
前記キャリアと一体回転可能に設けられ、前記スプリットドライブギヤと噛合するスプリットドリブンギヤと、
前記インプット軸と前記スプリットドライブギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合/解放される第1係合要素と、
前記サンギヤと前記リングギヤとを一体回転可能に結合およびその結合を解除するために係合/解放される第2係合要素とを含み、
前記スプリットドリブンギヤは、前記スプリットドライブギヤよりも小径に形成されており、
前記第1係合要素の解放および前記第2係合要素の係合により、相対的にロー側となる変速比範囲が構成され、前記第1係合要素の係合および前記第2係合要素の解放により、相対的にハイ側となる変速比範囲が構成される、動力分割式無段変速機。 An input shaft,
The output axis,
A continuously variable transmission mechanism comprising a primary pulley supported by a primary shaft, a secondary pulley supported by a secondary shaft, and a belt wound around the primary pulley and the secondary pulley;
A reverse gear mechanism for reversing the power input to the input shaft and transmitting it to the primary shaft;
A planetary gear mechanism comprising a carrier, a sun gear provided to rotate integrally with the secondary shaft, and a ring gear provided to rotate integrally with the output shaft;
Split drive gear,
A split driven gear that is integrally rotatable with the carrier and meshes with the split drive gear;
A first engagement element that is engaged / released to couple the input shaft and the split drive gear so as to be integrally rotatable and to release the coupling;
Look including a second engagement element that is engaged / released in order to release the integral rotation coupled and coupling the ring gear and the sun gear,
The split driven gear is formed with a smaller diameter than the split drive gear,
The release ratio of the first engagement element and the engagement of the second engagement element form a relatively low speed ratio range, and the engagement of the first engagement element and the second engagement element A power split type continuously variable transmission in which a relatively high gear ratio range is configured by releasing the motor.
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