JPH05322042A - 駆動力と制動力の伝達機構及び該制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 車両などの急制動操作の場合でも、敏速な制
動と同時に制動力を空気エネルギーへ変換し保留する。 ［構成］ 伝達系統は動力の回転力を無段階変速手段で
駆動軸へ伝達する駆動変速部と、制動の回転力を無段階
変速手段で圧縮機に伝達する制動変速部の二系統を有
し、前記の無段階変速手段はチェーンに備える板バネが
一対のプーリー間の挟圧力でトルク伝達する変速手段を
用いて、前記二系統の無段階変速手段の変速操作は変速
アクチュエーターユニットを電子制御により変速を実行
し、前記の制動変速部から伝達する制動力は圧縮機によ
り空気エネルギーに変換して、かつ該圧縮空気はエアー
タンク内に高圧保留したのち、高圧空気制御弁を経て加
給器及び圧力作動機器へ供給することを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無段階変速手段を用い
る伝達機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無段階変速装置の中でトルクコンバータ
ーによる無段階変速装置（特開平３−１２５０６８号公
報参照）や、Ｖベルト式無段階変速装置（特公平２−４
７６１８号公報参照）は変速時の衝撃が少ない利点があ
るので、オートマチック変速装置として実用に供されて
いる。実用の車両用オートマチック変速装置のトルクコ
ンバーターによる無段階変速装置やＶベルト式無段階変
速装置は、動力のトルクを無駄なく変速伝達し車両を駆
動させることができるので実用上十分であった。

【０００３】しかし、軌道車両などの制動時に駆動軸か
らの制動力を直接変換して電気エネルギーとしてリサイ
クル利用する省エネルギー化に供するときには 駆動軸
の回転を発電機に連結連動し逆伝達させ、回転数を急激
に上げてブレーキ効果を得る制動法の場合、シフトダウ
ン変速を急激に実行して制動効果を得ることになるので
変速衝撃は避けられない欠点があった。

【０００４】一般自動車に採用する場合おいては、この
欠点は機能性や操作性に関して大きな障害である。具体
的には、急制動はスリップ事故の要因となり、十分な制
動力を得るためには動力と発電機の回転数を超高速にす
る必要が生じるので破損原因となり、発電された電力は
保存ができないなどの問題もあった。

【０００５】この改善策として、より大きな制動効果を
得るために制動力変換手段を動力と発電機の回転駆動力
から圧縮機の圧縮力に変換し、変速衝撃を和らげるため
に制動力伝達経路を駆動力伝達経路とは別途に設け、変
速装置を比較的変速効果も良いＶベルト式無段階変速装
置や油圧式多板クラッチなど摩擦による変速を採用する
方法がある。しかし、この方法でもＶベルト式の無段階
変速装置においては低速回転域での急変速には対応速度
が遅く、油圧式多板クラッチでは変速効果が初期のみと
なり変速操作性に欠ける。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しょうとする問題
点は、車両など無段階変速手段を用い制動力を空気エネ
ルギーへ変換する場合において障害となる、急制動操作
の場合には敏速で確実な制動ができない点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、車両などの急
制動操作でも敏速な制動を可能とするため、無段階変速
手段にはチェーンに備える板バネが挟圧力でトルク伝達
をする変速手段を用いて、動力を駆動軸へ伝達する駆動
変速部と、制動の回転力を圧縮機に伝達する制動変速部
の二系統を設け、電子制御による変速操作を実行し、制
動変速部から伝達する制動力は圧縮機により空気エネル
ギーに変換し高圧エアータンクに保留したのち、加給器
及び圧力作動機器へ供給することを最も主要な特徴とす
る。急制動操作でも、敏速な制動と同時に制動力を空気
エネルギーへ変換ができるという目的を、最少の部品点
数で軽量小型な構成から効率を損なわずに実現した。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明を自動車に用いた概略構成図
である。また、図２は、無段階変速手段の１実施例の断
面図であって、１〜１４は図３〜図５と同様である。

【０００９】エンジン３３から駆動輪４２までの駆動伝
達経路と駆動輪４２から圧縮機３４までの制動伝達経路
において、変速部から駆動輪４２間の両伝達経路は共用
されているが、該制動伝達経路は変速部で駆動伝達経路
から分岐して、伝達される制動力は圧縮機３４で高圧な
空気エネルギーに変換し、該空気エネルギーは車両体の
外壁内やバンパー内の各部分に内蔵された車両体内蔵エ
アータンク３５内へ配管により送り込み保留され、圧力
制御部５２の高圧空気制御弁により発電器４４のタービ
ン４３及び加給器５１へ供給できるようにされている。

【００１０】また、前記駆動変速部３１の無段階変速手
段の入力軸１は、フロントのクラッチ５０の回転軸と連
結され、該駆動変速部３１の無段階変速手段の出力軸２
は、制動変速部３２の無段階変速手段の入力軸１と連結
連動して、該制動変速部３２の無段階変速手段の出力軸
２は、圧縮機３４の回転軸にギアを介して連動され、前
記の駆動変速部３１の無段階変速手段の出力軸２は、油
圧式多板クラッチを経て最終減速ギアからフロントデフ
及びセンターデフのギアに連動させている。

【００１１】また、前記クラッチ５０は駆動変速部３１
の無段階変速手段の入力軸１の回転数にエンジン回転数
が同調する時期に連結させるようにするため、敏速性な
電磁式のクラッチでもよい。また、前記駆動変速部３１
の無段階変速手段は既存の装置でも機能し、該駆動変速
部３１の無段階変速手段の出力軸から車輪までの伝達系
体は、制動力を変換する場合に走行時の駆動トルク配分
制御機能などが搭載されている四輪駆動車が制動力変換
時にもトルク配分制御ができるのでよい。

【００１２】図２は、本発明に用いる無段階変速手段で
あるが、並行な入力軸１と出力軸２の二軸にそれぞれ一
対づつ設ける一方を固定する固定プーリー３、５と、一
方を軸方向にベアリングを介しスライドする可動プーリ
ー４、６を組み合せ、チェーン１０に備える板バネ１３
を該プーリー間で挟圧できるように設置されている。

【００１３】また、前記の可動プーリー４、６の背部で
ベアリングを介して環状回転輪２１が可動プーリー４、
６を抱えるように備え、該環状回転輪２１は、二軸方向
にベアリングで並行スライドするようにした変速調節軸
２０に、アーム２２を介してそれぞれ連結され、前記の
二か所で連結して備えた環状回転輪２１は、間隔を一定
に固定されていることでチェーン１０の板バネ１３を挟
圧する力が常に一定になり、入力と出力の可動プーリー
の反挟圧力は変速操作には影響しない。

【００１４】また、前記の変速調節軸２０は、制動変速
部３２及び駆動変速部３１の変速アクチュエーターと連
動するように接続されている。

【００１５】図３は、無段階変速手段に用いるチェーン
１０であるが、チェーン構成部材をジョイント１２でつ
なぎ、該チェーン中心内部には、スチール芯を用いたＶ
字形のベルト１１が、チェーンのトルク伝達時に構成部
材の安定と補強ができるように構成部材の内側接面部に
凹凸を相互に設けて通し備えられている。

【００１６】また、前記のチェーン１０のチェーン構成
部材の内周側面に、それぞれ両端にローラー１４を取り
付けた板バネ１３を備えている。該板バネ１３の取り付
け方法は、チェーン構成部材の内周側面に板バネ支持ケ
ースを設け、該中央内部に板バネ中央部と円形状の合体
節部を設けて天秤運動ができるように設置する方法の
他、チェーン構成部材の内周側面に板バネ中央部を直接
接続する方法がある。

【００１７】図４、５は、一対のプーリー３、４及び
５、６の内面側に設けた誘導溝７と、副誘導溝８と、補
助溝９であるが、相対のプーリー面において誘導溝と副
誘導溝は互いに向き合わせて挟圧力を高めトルクを伝達
できるように設けられ、前記の補助溝はローラーが変速
時にトルクを伝達しながら放射状に移動し易すいよう
に、相対プーリー面対称にして短い溝を放射状に散乱さ
せている。

【００１８】そして、図１より、コントロールコンピュ
ーターユニット３０は、各部に備えるセンサーより様々
な値を入力し予め設定された値より倹知して制御信号を
出力し、各アクチュエーターの操作を実行をしている。

【００１９】制動の開始と終了時のクラッチ断続手段
は、アクセル４０の開度スイッチと、モードセレクト
と、駆動輪４２の回転数と、エンジン３３の回転数など
の値の入力により、駆動変速部３１の入力軸１に連動す
るフロントのクラッチ５０のアクチュエーターへ制御信
号を出力して、制動の開始時にはクラッチ５０を切断し
終了時はアクセル４０の踏み込みでエンジン回転数が上
がり入力軸１の回転数と同調する時期に連結する操作を
行なっている。

【００２０】また、駆動変速部の変速調節手段は、アク
セル４０の開度と、モードセレクトと、エンジン３３の
回転数と、駆動輪４２の回転数と、マスターシリンダー
の油圧などの値の入力により、駆動変速部３１の変速調
節軸のアクチュエーターへ制御信号を出力して、車両の
走行速度調節操作を行なっている。

【００２１】また、制動変速部の変速調節手段は、アク
セル４０の開度スイッチと、マスターシリンダーの油圧
と、駆動輪４２の回転数などの値の入力により、制動変
速部３２の変速調節軸のアクチュエーターへ制御信号を
出力して、車両の制動力調節操作を行なっている。

【００２２】また、前記の制動変速部の変速調節手段に
おいては、マスターシリンダーの初期油圧域を利用して
いるために、急制動時は高油圧域となるのでブレーキア
クチュエーター３８が操作され従来の制動形態と併用さ
れている。

【００２３】また、圧力制御部の供給調節手段は、エン
ジン３３の回転数などの値の入力により、圧力制御部５
２の高圧空気制御弁のアクチュエーターへ制御信号を出
力して、加給器５１及びタービン４３へ圧縮空気の供給
を行なっている。

【発明の効果】以上説明したように本発明の駆動力と制
動力の伝達機構及び該制御方法は、動力を駆動軸へ伝達
する駆動変速部と制動の回転力を圧縮機に伝達する制動
変速部の変速手段に、チェーンの内周側面に備える両端
にローラーを取り付けた板バネにプーリーの挟圧力を与
えることでトルクを伝達する無段階変速手段を用いたの
で、変速が敏速で衝撃がない軽量小型な伝達機構が得ら
れ、電子制御から運転操作も簡略される。また、制動変
速部からの制動力を圧縮空気エネルギーに変換すること
で、内燃機関車両の場合、従来式加給器の弱点をなくし
燃費を向上させるという利点がある。また、複雑な蓄電
設備に電力貯蔵をしなくても空気を圧縮して貯蔵するた
め必要時に発電して電力供給ができるシステムから、例
えば昇降機など停電時の電力が不可欠な電動機器の省エ
ネルギー化にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を用いた自動車の概略構成図を示した説
明図である。

【図２】本発明の無段階変速手段の１実施例を示した説
明図である。

【図３】無段階変速手段に用いるチェーンを示した説明
図である。

【図４】板バネのトルク伝達を示した説明図である。

【図５】プーリーの側面を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 入力軸 ２ 出力軸 ３、５ 固定プーリー ４、６ 可動プーリー ７ 誘導溝 ８ 副誘導溝 ９ 補肋溝 １０ チェーン １３ 板バネ ２０ 変速調節軸 ３０ コントロールコンピューターユニット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力を無段階変速手段で伝達させる機構
   において、伝達系統は動力の回転力を無段階変速手段で
   駆動軸へ伝達する駆動変速部と制動の回転力を無段階変
   速手段で圧縮機に伝達する制動変速部の二系統を有し、
   該二系統の無段階変速手段の変速操作は変速アクチュエ
   ーターユニットを電子制御により変速を実行し、前記の
   制動変速部から伝達する制動の回転力は圧縮機により空
   気エネルギーに変換して、かつ該圧縮空気はエアータン
   ク内に高圧保留したのち、高圧空気制御弁を経て加給器
   及び圧力作動機器へ供給することを特徴とする駆動力と
   制動力の伝達機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の無段階変速手段は、並行
   な入力と出力の二軸にそれぞれ一対づつ設ける一方を固
   定する固定プーリーと一方を軸方向にスライドする可動
   プーリーの一対が向き合う内側面には、少なくとも二本
   以上の誘導溝と無数の補助溝を散乱させ、該二軸の可動
   プーリーの背部に取り付ける環状回転輪と、入力と出力
   の二軸方向にスライドして変速する変速調節軸とをアー
   ムを介して連結させ、チェーンに備える板バネがプーリ
   ー間の挟圧力でトルクを伝達することを特徴とする請求
   項１の駆動力と制動力の伝達機構。
3. 【請求項３】 請求項２記載の無段階変速手段に用いる
   チェーンは、チェーンの中心内部に構成部材を安定補強
   させるベルトを通し、該チェーンの構成部材の内周側面
   には両端にローラーを取り付けた板バネを備えることを
   特徴とする請求項１、請求項２の駆動力と制動力の伝達
   機構。
4. 【請求項４】 コントロールコンピューターユニットが
   各部に備えるセンサーより入力する値と予め設定された
   値より倹知して制御信号を出力し各アクチュエーターを
   操作する手段、主に制動の開始及び終了時のクラッチ断
   続手段と、駆動変速部及び制動変速部の変速調節手段
   と、圧力制御部の高圧空気制御弁の調節手段と、を設け
   たことを特徴とする請求項１の駆動力と制動力の伝達機
   構の制御方法。