JPH11504415A - 特に原動機付き乗物のエンジン用高効率連続可変トランスミッションシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 入力軸（Ｅ）と出力軸（Ｓ）との間に、遊星ギヤー列（Ｔ）と、一方は一定速度比を有し他方は連続可変速度比を有する第１と第２の駆動リンク（Ｌ１，Ｌ２）とを備えた自動車エンジン用高効率無段変速システム。遊星ギヤー列（Ｔ）の遊星支持体（２８）は第１駆動リンク（Ｌ１）と回転するように結合され、遊星ギヤー列（Ｔ）のリング（２６）は出力軸（Ｓ）と回転するように結合され、遊星ギヤー列（Ｔ）の太陽ホイール（２２）は第２駆動リンク（Ｌ２）と回転するように結合される。第２駆動リンクはクラッチ（Ｅ２）によって出力軸（Ｓ）と回転するように接続することができ、一方第１駆動リンクはクラッチ（Ｅ１）により無効にできる。

Description

【発明の詳細な説明】 特に原動機付き乗物のエンジン用高効率連続可変 トランスミッションシステム この発明は、原動機付き乗物エンジン用の高効率連続可変トランスミッション システムに関する。 一般的に、原動機付き乗物（例えば自動車）に適合する内燃エンジンは、トル ク、つまりある量の回転駆動力をエンジンの出力軸に供給するように設計される 。このトルクは、エンジン内に誘導されるガスチャージ（charge）の関数であり 、このチャージは加速ペダルにより制御され、そのトルクにエンジンの回転速度 を掛けた積がその出力を与える。 トルクと回転速度は、乗物の駆動輪に伝達する前に、運転者の要求や道路状態 に応じて変換する必要がある。この目的のために２つの部材が必要である、つま り、クラッチと速度ステップダウンレシオ(step-down ratio)を変化させる手段 である。 一般的に、ステップダウンレシオによって乗物のより大きい加速や経済運転の ためのより低いエンジンの回転を得ることができる。従って、エンジンの回転速 度と乗物の駆動輪の回転速度との間に異なるステップダウンレシオを与えること が可能なシステムを用いることが必要となるが、これは変速装置の機能である。 変速装置は手動又は全自動で制御できるが、いずれの場合も、 利用可能な比の数が制約される。 自動トランスミッションは、特に電子制御によって今や成熟しているが、それ にもかかわらず、その最良の具体例における効率は約９０％の値、つまり手動制 御変換装置の効率より６％低い値にしか達することができない。残念なことに、 自動トランスミッションの分野においては、改良の余地はほとんど残されておら ず、そのような進歩はいずれも、利用可能な比の数が少ないことによって制約さ れることが常である。この制約によって、エンジンの特性曲線間の折衷を連続的 に探索することおよび３つ，４つ，又は５つの利用可能な比から１つを選択する ことが要求される。それに加えて、５つの比の自動トランスミッションは、横置 き（transversely-mounted）エンジンにした乗物に適用するには長すぎるので、 実際にそのような形態については、比の数を４つに減らす必要がある。 これに対して、他の代案は、いくつかの明確に決められた値に制約されずに無 数の比を備える速度比変更システム、つまり、「連続変化」と呼ばれるトランス ミッションを使用することであり、その場合には、２つの明確なステップダウン 値間における変化はなくなり、その代わりに、１つの値から他の値へすべての中 間値を通過して進む連続的な変化となる。 実際には、工業的に発達してきたそのタイプの連続変化トランスミッションの 唯一の具体例は、間隔可変フランジを有する駆動および従動プーリー間を走行す るＶベルトに基づくシステムである。フランジの間隔が開くと、ベルトは小さな 半径で低 速で駆動される。制御システムによってフランジを互いに近づけると、ベルトは 連続的に大きな半径へと上昇し、ステップダウンレシオは減少する。連続可変ト ランスミッションシステムにより、エンジンの回転に対して常に最良の値を選択 することが可能になり、それによって、次の２つの主な利点と共に、パワーユニ ットに対するより良い効率が得られる。 ・燃料消費量の減少と、回転に対する最も効果的なエンジン調整と、高速にお けるエンジンのより低い回転とによる公害の低減、および ・より良い加速又はより高い速度を与える駆動輪に対して、より高いトルクを 得ることによって改良される性能。 存在する具体例においては、その伝導機構は次の通りである。第１プーリーが エンジン軸によって強制的に回され、第２プーリーが駆動輪によって強制的に回 され、これらの２つのプーリー間に設けられたベルトがエンジンパワーの全部を 伝達する。 しかしながら、そのタイプの連続可変トランスミッションは、特に多くの欠点 を有する。 第１の欠点は、特に高速における不十分な効率にあるが、これは金属ベルトが すべてのエンジン動力を授受するため、ベルト自体の効率がエンジンからの全て の力に対して作用して大きな損失を生じさせるからである。また、小さいステッ プダウンレシオにおいては、ベルトが駆動プーリーの大きい半径上にあるので、 ベルトにかかる遠心力が高速時に非常に大きくなる。この遠心力を補償してトル ク伝達能力を維持するためには、ベ ルトの張力を増大させることが必要であるが、それは効率を改善しない。そのよ うな状況のもとでは、ベルトへの応力が非常に高くなり、ベルトの寿命を短くす る。 第２の欠点は、「低い比」において従動プーリーに印加されるトルクが、約２ ．５のベルトのステップダウンレシオによって増大され、それによって多大なベ ルト張力が要求されるので、高トルクを出力するより強力な乗物への適用が容易 にならないということにある。 また、ベルトによって伝達されるトルクと力によって、可変速度ベルトユニッ トの寿命に限界が生じる。従って、トルク容量とトランスミッションの寿命との バランスを検討しなければならない。 とはいえ、上記欠点を軽減しようと試みる連続可変トランスミッションシステ ムが、文献ＥＰ−Ａ−０４２３９３２およびＥＰ−Ａ−０２３２９７に述べられ ているように、知られている。 これらの文献において、連続可変トランスミッションシステムは、エンジンの 出力軸に結合された入力軸と、乗物の駆動輪を駆動する差動装置に結合された出 力軸とを備え、入力および出力軸間に挿入された、 ・遊星ギヤー列と、 ・駆動スプロケットホイールと従動スプロケットホイールとにわたるチェーン によって構成され一定の速度比を有する第１駆動リンクと、 ・入力軸によって回転するように設けられた駆動プーリーと中間軸によって回 転するように設けられた従動プーリーとにわたるベルトによって構成され連続的 に速度変化する第２駆動リンクとを備える。 その種類のトランスミッションは２つのモードで動作し、第１の動作モードは 最高のステップダウンレシオを与え、第２の動作モードは最高のステップアップ レシオ(step-up ratio)を与える。 第１の動作モードでは、力は２つの並列路、つまり、可変速度ベルトユニット と、チェーンによって構成され一定の速度比を有するリンクとを介して伝達され る。両路は遊星列によって付随的に結合され、トランスミッションの出力速度は 、２つのリンクによって与えられる２つの速度間の差に対応する。可変速度ベル トユニットがその最大ステップダウンレシオにあるとき、トランスミッションは 第２動作モードに切換えることができる。この目的のために、文献ＥＰ−Ａ−０ ２３２９７９によれば、第２動作モードへの切換えに備えて、遊星列の種々の要 素は同じ速度で回転する。一定速度比のリンクは遊星列の遊星支持体を駆動し、 可変速度比のリンクは太陽ホイールを駆動するので、一定速度のリンクには、可 変速度比リンクの最高ステップダウンレシオ同じ速度比を与える必要がある。そ のような状況のもとでは、遊星列のリングもまた、遊星列の他の要素と同じ速度 で回転する。第２モードへの移行を達成するために、遊星列の種々の要素を共に 強制的に回転させるクラッチが使用 される。一定速度比のリンクは、その時、無効となり、力は可変速度ユニットを 介して、つまり、エンジンのトルクを全部受入れるベルトを介してのみ伝達され る。従って、最高速度を得るためには、第２プーリーに最高の可能速度を与える ためにベルトがオーバードライブ(overdrive)で動作することが必要である。 そのようなトランスミッションシステムによって、中立点と逆方向駆動とを得 るまで高めることができる非常に高いステップダウン値を得ることができるが、 高いステップダウンレシオでは、２つの駆動リンクによって伝達されるトルクは 非常に高くなる。 そのトランスミッションシステムもまた、高速時の効率の問題を解決しないと いう欠点を有する。そのような状況において、従来のトランスミッションに関し ては、ベルトが駆動プーリーの大きい半径上にあり、従動プーリーが非常に高い 速度で回転し、ベルトはエンジンの力を全て伝達する。従って、ベルトの寿命の 問題が再び同じように提起される。 最後に、横置きエンジンの前輪駆動の乗物用としては、そのトランスミッショ ンシステムは多くの欠点を有する。システムの全長は、避けようのない長さの制 約に従わなければならないが、その長さは一般的に３２０〜４００ｍｍである。 特に、そのようなトランスミッションはそのような制約に従わなければならない ので、そのシステムを産業的な規模で生産することは、考えにくいことである。 この発明の目的は、種々の駆動リンクに過剰な応力を生じさせることなく、き わめて良好な効率で、特にエンジンの高速回転時には最高のオーバードライブ比 で高トルクを伝達することができ、製造業者から要求される上記の長さの制約に 従うことができ、さらに他にも利点をもたらす、連続可変トランスミッションシ ステムを設計することである。 この目的に対して、この発明は、トランスミッションシステムが、エンジンの 出力軸に結合された入力軸と、乗物の駆動システムに結合された出力軸と、かつ 、それらの入力軸と出力軸との間に挿入された、 ・入力軸により強制回転されると共にクラッチにより無力化され得る一定速度 比の第１駆動リンクと、 ・入力軸により強制回転される軸によって支持された駆動プーリーと、中間軸 によって支持されクラッチによって出力軸と回転するように結合され得る従動プ ーリーと、それらにかけられたベルトによって構成された連続可変速度比の第２ 駆動リンクと、 ・遊星支持体が第１駆動リンクと回転するように結合され、一方リングが出力 軸と回転するように結合され、太陽ホイールが従動プーリーにより強制回転され るか又はその逆である遊星ギヤー列とからなり、 そのシステムは、最高ステップダウンレシオに対応する第１モードの動作にお いては、クラッチが開放されて第１駆動リンクを無効にし、クラッチが閉じられ て従動プーリーが出力軸と 回転するように結合され、エンジンからの動力が第２駆動リンクで構成された単 一路を介して伝達され、 最高オーバードライブ比に対応する第２モードの動作においては、クラッチが 閉じられて第１駆動リンクを有効にし、クラッチが開放されて従動プーリーを開 放して出力軸に対して自由に回転させ、エンジンからの動力が両駆動リンクで構 成された２つの並列路を介して伝達され、 第１駆動リンクのステップダウンレシオが、第２駆動リンクの最高ステップア ップレシオにほぼ等しいことを特徴とする、特に自動車のような原動機付き乗物 向きのエンジン用高効率連続可変トランスミッションシステムを提供するもので ある。 従って、この発明のシステムにおいて、上記トランスミッションシステムの２ つの動作モードは、入れ換えて用いられる。 この発明の他の特徴によれば、一定速度比を有する第１リンクは、チェーン， ２つのギヤーのギヤ列，又は入力軸と遊星列の遊星支持体軸との間の直接リンク によって構成されてもよい。 概略的には、この発明の高効率連続可変トランスミッションシステムは、次に 述べる多数の利点を提供する。 ・伝達可能トルクの増加、 ・最大許容回転速度の増加、 ・特に最高オーバードライブ比における伝達効率の改善、 ・寿命の増加、 ・騒音および振動に関する改善。 さらに、この発明のトランスミッションシステムの全構成部 品数が、従来の解決法のそれより多くなく、自動変速装置で見られるものと類似 の公知の部品が使用される。 他の利点，特性，および詳細は、一例を示す添付図を参照して述べた次の説明 文から明らかになる。 図１および図３は、前輪駆動乗物用の連続可変高効率トランスミッションシス テムの概略図であり、図２および図４〜図７は、この発明による後輪駆動乗物用 トランスミッションシステムの概略図である。 図１に示す第１実施態様において、連続可変高効率トランスミッションシステ ムは、以下においてエンジンＭと呼ぶエンジンユニットの出力軸１と回転するよ う結合された入力軸Ｅと、出力軸Ｓとを備え、それらの入力軸Ｅと出力軸Ｓとの 間に、 ・遊星ギヤー列Ｔと、 ・入力軸Ｅに対して同軸でクラッチＥ１によって入力軸Ｅと共に強制的に回さ れる駆動スプロケットホイール１２と、出力軸Ｓに対して同軸で後述の遊星ギヤ ー列Ｔの一部に設置された駆動スプロケットホイール１４とをわたる無音チェー ン１０により構成された一定速度比の第１駆動リンクと、 ・入力軸Ｅにより強制的に回される駆動プーリーＡと駆動プーリーＢとの間に わたるベルト１５によって構成された連続可変速度比の第２駆動リンクＬ２とを 備える。 エンジンＭの出力軸１は、軸が入力軸Ｅと整合し、クラッチで切り離し可能な 始動装置５がそれらの間に挿入されるが、この装置は、従来のトランスミッショ ンに用いられる装置、つま り、例えば電磁力クラッチ、ディスククラッチ、又は液圧トルク変換器と類似し ている。この始動装置５は始動時のみに使用される。 第２駆動リンクＬ２の従動プーリーＢは、軸が出力軸Ｓに整合した中間軸２に 設置される。２つのプーリーＡとＢにわたるベルト１５は、金属Ｖ断面ベルトで あることが好ましい。プーリーＡとＢの各々は、液圧ピストン（図示しない）に よって間隔が変えられる２つのフランジ９を備え、それらのフランジは、プーリ ーＡとＢにわたるベルト１５の張力を調整し、プーリーＡとＢの間隔を調整する ことによってプーリーＡとＢをサーボ制御し、それによって減速比を設定する。 概略的には、遊星ギヤー列Ｔは、太陽ホイール２２と、太陽ホイール２２およ びリング２６にかみ合う遊星ホイール２４と、遊星支持体２８とからなる。遊星 支持体２８はチェーン１０の従動スプロケットホイール１４により強制的に回さ れ、リング２６は出力軸Ｓと回転するように結合され、太陽ホイール２２は従動 プーリーＢと回転するように結合された中間軸２上に設けられる。 遊星ギヤー列Ｔのリング２６はクラッチＥ２を介して中間軸２により強制的に 回される。 ブレーキＦ１は、トランスミッションシステムの出力軸Ｓと回転するように結 合された遊星支持体２８をロックするように設けられる。ブレーキＦ１は、遊星 支持体２８の周りに装着されたクランピングバンドによって構成されると好都合 である。 液圧ポンプＰは、エンジンＭの出力軸１と始動装置５との間に挿入される。こ のポンプＰはエンジンＭによって駆動され、他の要素と共働してプーリーＡとＢ を制御するピストンやブレーキＦ１やクラッチＥ１およびＥ２に作動力を与える ように働く。 トランスミッションの出力軸Ｓは、乗物の駆動輪、この場合はその前輪を駆動 する差動装置Ｄに付加ギヤー３０を介して接続される。 この第１実施態様において、トランスミッションシステムの要素は、下記のよ うに配置される。 ・入力軸Ｅ上には、エンジンＭ側から順番に、チェーン１０用の駆動スプロケ ットホイール１２と、クラッチＥ１と、駆動プーリーＡが設けられ、 ・遊星ギヤー列Ｔが、従動プーリーＢを支持する中間軸２と、従動スプロケッ トホイール１４を支持する出力軸Ｓとの間に挿入され、 ・軸２とＳ上には、エンジンＭから離れた方の端から順番に、従動プーリーＢ ，遊星ギヤー列Ｔ，クラッチＥ２，従動スプロケットホイール１４および付加ギ ヤー３０が設けられる。 図１に示す連続可変トランスミッションシステムの動作が以下に説明される。 エンジンＭの出力軸１とトランスミッションシステムの入力軸Ｅとが、最初に 例えば１０００回転で回転しているものと仮定する。 トランスミッションシステムは、遊星ギヤー列Ｔが直接結合又はオーバードラ イブのいずれかで動作する２つの動作モードで作動する。 遊星ギヤー列Ｔの直接結合動作モードは、始動装置５が結合した手動変速装置 の第１および第２ギヤーにほぼ等価な比較的高いステップダウンレシオに対応す る。 この目的に対して、 ・クラッチＥ１は開かれ、つまり、チェーン１０の駆動スプロケットホイール １２は、入力軸Ｅと回るように結合されず、 ・クラッチＥ２が閉じられて作動状態になる、つまり、遊星ギヤー列Ｔのリン グ２６が、中間軸２と従動プーリーＢとにより強制的に回される。 このような条件のもとで、エンジンの動力が、第２駆動リンクＬ２、つまり２ つのプーリーＡとＢにわたる金属ベルト１５により構成された単一路を介して伝 達されるが、この時、遊星ギヤー列Ｔのリング２６は従動プーリーＢとトランス ミッションシステムの出力軸Ｓとの両者に結合して回されることが分かる。 特に、１０００回転で回転する出力軸１と共に、入力軸Ｅによって同様に強制 的に回される駆動プーリーＡは１０００回転で回転し、２つのプーリーＡとＢ間 のステップダウンレシオが２であると仮定すると、従動プーリーＢは５００回転 で回転する。従って、運転者が加速すると、プーリーＡとＢとの直径が変えられ て、従動プーリーＢは、その最小直径に対応した２０ ００回転までの速さで回転することができ、駆動プーリーは最大直径によって同 じ１０００回転の速さで回転し続ける。従って、２という比が、従来のトランス ミッションにおける２．５に代わって用いられるので、伝達トルクに対する容量 が増大するという利点を有する。 リング２６の回転速度は、出力軸Ｓに直接伝達され、この回転は付加ギヤー３ ０と差動装置Ｄとを介して乗物の車輪に伝達される。チェーン１０のスプロケッ トホイール１４は、２０００回転の回転速度で従動プーリーＢと同様に回転し、 スプロケットホイール１２を回転させる。ベルト１５の最小ステップダウンレシ オつまりこの例では０．５という比に等しいチェーン１０用のステップダウンレ シオを選択することによって、チェーン１０の駆動スプロケットホイール１２は 入力軸Ｅに同期して、つまり１０００回転で回転するであろう。 このような条件のもとで、トランスミッションシステムは、第２動作モード、 すなわちオーバードライブモードに切替わるが、このモードでは、クラッチＥ１ が閉じられ、つまり、チェーン１０の駆動スプロケットホイール１２が１０００ 回転で回転している入力シャフトＥに回転するように結合され、チェーン１０の 従動スプロケットホイール１４が２０００回転で回転し、クラッチＥ１の２つの 部分の速さはクラッチＥ１が閉じる時にはすでに同期している。その後、クラッ チＥ２が開かれる、つまり、従動プーリーＢは遊星ギヤー列Ｔのリング２６によ ってもはや強制的に回されない。 第２動作モードへの切替えは、エンジン又は他の要素の速さを全く変化させる ことなしに行われるので、ガタツキがない。 オーバードライブモード動作においては、トランスミッションシステムは２つ の並列路に、つまり金属ベルト１５とチェーン１０とに、力を分割することによ り作動する。トランスミッションシステムは、その後、４段変速装置の第３およ び第４ギヤーに対応する小さいステップダウンレシオを与える。 このオーバードライブモードの動作は、効率が良好で、ベルト１５が低トルク および低速で作用し最高のオーバードライブ比において約１０％以下のエンジン 出力を伝達する。換言すれば、ベルト１５への特定の効率は、エンジンＭからの 出力のごく一部のみに適用される。 遊星ギヤー列Ｔは、減算の差動動作に用いられる。遊星ギヤー列Ｔのリング２ ６の速度は、遊星支持体２８と太陽ホイール２２の速度の各々に対応する入力速 度間の差に匹敵する。 トランスミッションのステップダウンレシオを減じて遊星ギヤー列Ｔの回転速 度を加速するためには、太陽ホイール２２の回転速度を低下させることが必要で ある。最小ステップダウンレシオは、太陽ホイール２２の最小速度、つまり、ベ ルト１５の最大減速比によって得られる。この比では、従動プーリーＢは、駆動 プーリーＡの速度の１／２倍で回転するが、従来のトランスミッションでは２． ５倍である。つまり、比較してみると、従動プーリーＢは、従来の速度の５分の １の速度で回転する。従動プーリーＢから生じる遠心力は、他の方法の２５分の １であり、無視できる。 トランスミッションシステムが中立状態にあるときには、始動装置５はクラッ チが切られている。さらに、２つのクラッチＥ１とＥ２、およびブレーキＦ１は 開放されてトランスミッションを自由に回転させ、例えば、乗物を牽引可能にす る。概略的にいえは、中間軸２の遊星ギヤー列Ｔは、２つの機能を実行する。そ のオーバードライブモード機能に加えて、トランスミッションシステムの出力軸 Ｓの回転方向を反転させるために用いられる。この目的のために、２つのクラッ チＥ１とＥ２は開放され、ブレーキＦ１が適用される。これによって、遊星支持 体２８の回転が阻止されることになる。従って、遊星ギヤー列Ｔのリング２６は 、太陽ホイール２２に対して逆方向に回転するので、トランスミッションシステ ムの出力軸を逆回転させる逆転ギヤーを得ることができる。逆回転における適当 な減速比を得るために、ベルト１５の減速比を調整することが可能である。 図２に示す第２実施態様は、図１の実施態様の変形であるが、後輪駆動の乗物 に適用される。第２実施態様におけるトランスミッションシステムは、前述のト ランスミッションシステムと同じ要素を使用するが、いくらかの要素は配置が異 なる。 特に、 ・エンジンの出力軸がトランスミッションシステムの入力軸Ｅに対してずらさ れて付加ギヤー３５に結合され、 ・駆動プーリーＡの位置とチェーン１０用の駆動スプロケッ トホイール１２の位置とが入れ代わり、 ・トランスミッションシステムの出力軸ＳがエンジンＭの出力軸１にほぼ整合 して付加ギヤー４０を介して中間軸３に結合され、 ・中間軸３は遊星ギヤー列Ｔのリング２６により強制的に回され、太陽ホイー ル２２と駆動プーリーＢに回転するよう結合された中間軸２に軸が整合され、遊 星支持体２８は今まで通りチェーン１０の駆動スプロケットホイール１４により 強制的に回され、駆動スプロケットホイール１４は中間軸３と同軸であり、 ・クラッチＥ１は駆動スプロケットホイール１２の近くというよりもチェーン １０のスプロケット１４の近くに設置される、つまり、クラッチＥ１は従動スプ ロケットホイール１４と遊星支持体２８との間に設置される。 この第２実施態様の直接駆動（direct drive），オーバードライブおよび逆転 駆動における動作は、第１実施例の動作と類似している。 直接駆動においては、クラッチＥ１は開放される、つまり、チェーン１０の従 動スプロケットホイール１４は、中間軸３と出力軸Ｓに回転するように結合され ないが、クラッチＥ２は閉じられて遊星ギヤー列Ｔのリング２６が中間軸２と従 動プーリーＢにより強制的に回される。 エンジンＭからの出力は、単一路、すなわち金属ベルト１５を介して伝達され 、リング２６は、従動プーリーＢと、ギヤー ４０を介して出力軸Ｓと回るように結合された中間軸３との両方に結合して回さ れる。 トランスミッションがオーバードライブモードに切換わる時、クラッチＥ１は 閉じられる、つまり、チェーン１０の従動スプロケットホイールが中間軸３に回 るように結合される。この時、クラッチＥ１の２つの部材の速度はクラッチが閉 じる時にはすでに同期している。そして、その時クラッチＥ２は開放される、つ まり従動プーリーＢは遊星ギヤー列Ｔのリング２６によって強制的に回されるこ とはない。 このオーバードライブモードの動作において、トランスミッションシステムは 力を２つの並列路に、すなわち、金属ベルト１５とチェーン１０とに、分割する ことによって作動し、遊星ギヤー列Ｔは、その時、減算用差動ギヤー動作に用い られる、つまりリング２６の速度は遊星支持体２８の速度と太陽ホイール２２の 速度とにそれぞれ対応する入力速度間の差に匹敵する。 逆回転においては、クラッチＥ１とＥ２は開放されるが、ブレーキＦ１はしめ つけられる。遊星支持体２８は、その時、ロックされ、遊星ギヤー列Ｔのリング ２６は太陽ホイール２２に対して逆方向に回転する、つまりトランスミッション システムの出力軸Ｓの回転方向が反転する。 第３実施態様は図３に示されるが、それは図１に示す実施態様の変形である。 これらの２つの実施態様間の差は、特に第１駆動リンクＬ１の構造と、第２駆動 リンクＬ２の従動プーリーＢの位置と、ブレーキＦ１の位置とに関連する。 第１駆動リンクＬ１はチェーンではなく、駆動ギヤーホイール１２を有するギ ヤー列と従動ギヤーホイール１４で構成される。第２駆動リンクＬ２の従動プー リーＢは、ここでは、中間軸２によって支持され、その中間軸は太陽ホイール２ ２を支持する中間軸６に回るように結合され、出力軸Ｓに整合している。この結 合は減速機５０によって得られ、減速機５０は、中間軸２と６によってそれぞれ 支持される少なくとも２つのギヤーホイール５２と５４を有するギヤー列によっ て構成される。それは、遊星支持体２８に対して今までと同様の効果を有するが 、ブレーキＦ１は遊星ギヤー列Ｔの遊星支持体２８には作用せず、第１駆動リン クＬ１の駆動ギヤーホイール１２に対して作用する。 この第３実施態様においては、トランスミッションシステムの要素は次のよう に配置される。 ・入力軸ＥにはエンジンＭから順番に、駆動プーリーＡ，駆動ギヤーホイール １２，ブレーキＦ１，およびクラッチＥ１が設けられ、 ・中間軸６と出力軸６と出力軸Ｓには、従動ギヤーホイール１４，減速機５０ のギヤーホイール５４，遊星ギヤー列Ｔ，クラッチＥ２，および乗物駆動システ ムに結合する付加ギヤー３０が設けられる。 図１の実施態様におけるように、中間軸６は遊星ギヤー列Ｔの太陽ホイール２ ２に設置され、第１駆動リンクＬ１の従動ギヤーホイール１４は、遊星ギヤー列 Ｔの遊星支持体２８によっ て強制的に回される。 概略的には、第３実施態様の動作は、図１を参照して前述した第１実施態様の それに類似している。しかしながら、第１駆動リンクＬ１が、もはやチェーンを 備えないので、このシステムがその第２つまりオーバードライブモードの動作で 作動するとき、第３実施例によって更に高い効率を得ることが可能となる。図１ の実施態様におけるように、この第３実施態様は特に四輪駆動乗物用に適用され る。 第４実施態様は図４に示され、それは図２に示す実施態様の変形に対応する。 この２つの実施態様間の差は、特に第１駆動リンクＬ１の構造に関する。 第１駆動リンクＬ１は、チェーンによって構成されず、駆動ギヤーホイール１ ２を有するギヤー列と従動ギヤーホイール１４とによって構成されるが、これは 前述の実施例と同様である。駆動ギヤーホイール１２はトランスミッションの入 力軸Ｅに設置され、従動ギヤーホイール１４は遊星支持体２８に設置される。付 加ギヤー５５は駆動ギヤーホイール１２を、駆動プーリーＡを支持する軸４に結 合する。クラッチＥ１は、第１駆動リンクＬ１を入力軸Ｅに結合させるように作 用するが、従動ギヤーホイール１４と遊星支持体２８との間に設けられる。 トランスミッションシステムは図２に示し前述した第２実施態様と同様に作動 する。しかしながら、この第４実施態様の第１駆動リンクにはチェーンが存在し ないので、第２すなわちオーバードライブモードの動作でシステムが作動すると きには、 更に良好な効率が得られる。この第４実施態様は、第２実施態様と同様に後輪駆 動乗物に使用する場合に、とくに申し分なく適用される。 第５実施態様は図５に示されるが、図５は、駆動ギヤーホイールや従動ギヤー ホイールからなるギヤー列もチェーンも備えない第１駆動リンクＬ１用のさらに 他の構造を示す。 この場合には、第１駆動リンクＬ１は、トランスミッションの入力軸Ｅを延長 することによって構成され、まず、出力軸ＳとエンジンＭの出力軸１とに軸が整 合し、次にクラッチＥ１によってギヤー列Ｔの遊星支持体２８に結合することが できる。 この第５実施態様では、入力軸Ｅは、第２駆動リンクの駆動プーリーＡを支持 する中間軸４に付加ギヤー３５を介して接続される。従動プーリーＢは、付加ギ ヤー５６によってギヤー列Ｔの太陽ホイール２２に結合される中間軸２に設けら れ、リング２６は出力軸Ｓと回転するように結合される。クラッチＥ２は太陽ホ イール２２を遊星支持体２８に固定するように作用する。 概略的には、この第５実施態様は、図２と図４を参照して前述したものと同じ ように動作する、つまり第５実施態様は、特に、後輪駆動乗物に使用される。し かしながら、この実施態様は、第２すなわちオーバードライブの動作において最 高の効率を得るという利点を有するが、これは、入力軸Ｅがギヤー列Ｔの遊星支 持体２８に直接結合されているからである。 第６実施態様が図６に示され、これは図５に示す実施態様の 変形に対応する。これらの２つの実施態様間の差は、遊星ギヤー列Ｔのリング２ ６が第２駆動リンクＬ２の従動プーリーＢによって強制的に回され、太陽ホイー ル２２が出力軸Ｓと回転するように結合されている点で、他のすべての実施態様 と異なるという事実に特に関連する。 図５の実施態様におけると同様に、第１駆動リンクＬ１は入力軸Ｅを延長する ことによって構成され、出力軸ＳとエンジンＭの出力軸とに軸が整合し、さらに クラッチＥ１によってギヤー列Ｔの遊星支持体２８に結合可能である。図５の実 施態様におけると同様に、第２駆動リンクＬ２における駆動プーリーＡと従動プ ーリーＢとは、２つの中間軸４と２により、それぞれ強制的に回される。 この実施態様でも、ブレーキ手段により遊星支持体２８をロックすることによ ってトランスミッションの回転方向を反転させることができる。しかしながら、 正転時のギヤー比にほぼ等しいギヤー比を逆転時に得ることはできない。逆転は 、付加遊星列Ｔ１によって得られ、この付加遊星列は、遊星列Ｔの太陽ホイール ２２と、互いにかみ合う遊星対を有する遊星支持体２７からなり、各対では一方 の遊星は太陽ホイール２２とかみ合い、他方の遊星はリング２９にかみ合う。ブ レーキＦ１は、リング２６をロックして所望の比率による回転の方向を反転させ る。 この実施態様は、図５の実施態様に対応するように動作するが、第２つまりオ ーバードライブモードの動作に対して最高の 効率を与えるという利点を有する。その上に、第２駆動リンクＬ２がギヤー列Ｔ のリング２６を駆動するので、オーバードライブモードの動作においてさらに広 い範囲のギヤー比を得ることができる。 第７実施態様が図７に示されるが、これは図５に示す実施態様の変形に相当す る。これは、始動装置５としてトルク変換器を備える。トランスミッションシス テムの入力軸Ｅは、軸がトルク変換器の出力軸Ｓ１と整合し、従動プーリーＢを 支持する中間軸２に、付加ギヤー６０と、フリーホイールのようなクラッチ装置 Ｅ４とを介して結合可能である。付加クラッチＥ３は、入力軸Ｅと駆動プーリー Ａとの間に付加される。 従って、付加リンクＬ３が、入力軸Ｅを中間軸２によって回転させるように設 けられ、このリンクＬ３はクラッチＥ４により無能にすることができ、第２駆動 リンクＬ２はクラッチＥ３により無能にすることができる。 概略的には、始動装置を構成するトルク変換器は、２つの動作ステージを備え 、第１のステージは始動にのみ用いられ、第２ステージは直接駆動又はオーバー ドライブの正規の動作に用いられ、そのトルク変換器は、トルク変換器内に設け られた直接駆動クラッチによりバイパスされる。 始動するためには、クラッチＥ１とＥ３が開放され、クラッチＥ２が閉じられ 、フリーホイールＥ４が作動状態になって始動トルクが軸４を介することなしに 出力軸Ｓに直接印加される。従って、トルク変換器により伝達される大きな始動 トルクが、 連続可変ベルト１５を介して伝達されることはない。 付加ギヤー６０のステップダウンレシオは、それが最高のステップダウンレシ オである時に、第２駆動リンクＬ２によって伝えられる速度にほぼ等しい速度で 軸２を駆動するように設計される。この方法では、始動モードから直接駆動動作 に移るために、トルク変換器のクラッチとクラッチＥ３とを閉じることが必要で ある。これらのクラッチの種々の部分の回転速度はすでに同期しているので、こ の移行は、ガタツキなしに円滑に行われる。 直接駆動モードの動作においては、クラッチＥ１は開放され第１駆動リンクＬ １を切り離し、そしてクラッチＥ２が閉じられる。第２リンクＬ２の減速比の減 少は、軸２の回転速度を増大させ、フリーホイールＥ４は自動的に付加ギヤー６ ０から開放され、それによって始動装置５は中間軸２から開放される。 オーバードライブモードの動作においては、クラッチＥ１のみが閉じられて入 力軸Ｅを遊星支持体２８に回転するように結合する。 逆転時には、クラッチＥ１，Ｅ２およびＥ３と、トルク変換器内のクラッチと が開放され、ブレーキＦ１が閉じられ、そしてフリーホイールＥ４が自動的に結 合されるが、軸４又はベルト１５を介して駆動が伝達されることはない。 この実施形態によれば、同じ可変速度ベルトユニットを使用し続けながらはる かに大きいトルクを伝達することが可能になる。 概略的には、前記各実施態様のいずれかにおけるトランスミッションシステム は、次の機能を有する電子制御装置（図示しない）により制御可能である。 ・クラッチのスリップ、又はロック可能トルク変換器使用時における直接駆動 のクランプを監視することによって始動装置５を制御すること、 ・プーリーＡとＢの２つのピストンを制御することによってベルト１５の比を 制御し、この比が、エンジンの回転，乗物速度および運転者の要求により与えら れる情報に基づいて連続的に調整され、最小の燃料消費に抑える最適エンジン速 度を用いること、 ・ポンプの液圧を制御して必要な値に調整すること、 ・２つのクラッチＥ１とＥ２およびブレーキＦ１を制御すること、および ・システムの一要素が作動しなくなった場合に、すべての診断および制御動作 を実行すること。 原動機付乗物のエンジンに対するこの発明の応用性は、主として自動車のエン ジンに適用されるが、ステップダウンレシオの変化を必要とするあらゆる種類の エンジンに対して拡張可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．トランスミッションシステムが、エンジン（Ｍ）の出力軸（１）に結合され た入力軸（Ｅ）と、乗物の駆動システムに結合された出力軸（Ｓ）と、かつ、そ れらの入力軸（Ｅ）と出力軸（Ｓ）との間に挿入された、 ・入力軸（Ｅ）により強制回転されると共にクラッチ（Ｅ１）により無力化さ れ得る一定速度比の第１駆動リンク（Ｌ１）と、 ・入力軸（Ｅ）により強制回転される軸（４）によって支持された駆動プーリ ー（Ａ）と、中間軸（２）によって支持されクラッチ（Ｅ２）によって出力軸（ Ｓ）と回転するように結合され得る従動プーリー（Ｂ）と、それらにかけられた ベルト（１５）によって構成された連続可変速度比の第２駆動リンク（Ｌ２）と 、 ・遊星支持体（２８）が第１駆動リンク（Ｌ１）と回転するように結合され、 一方リング（２６）が出力軸（Ｓ）と回転するように結合され、太陽ホイール（ ２２）が従動プーリー（Ｂ）により強制回転されるか又はその逆である遊星ギヤ ー列（Ｔ）とからなり、 そのシステムは、最高ステップダウンレシオに対応する第１モードの動作にお いては、クラッチ（Ｅ１）が開放されて第１駆動リンク（Ｌ１）を無効にし、ク ラッチ（Ｅ２）が閉じられて従動プーリー（Ｂ）が出力軸（Ｓ）と回転するよう に結合さ れ、エンジン（Ｍ）からの動力が第２駆動リンク（Ｌ２）で構成された単一路を 介して伝達され、 最高オーバードライブ比に対応する第２モードの動作においては、クラッチ（ Ｅ１）が閉じられて第１駆動リンク（Ｌ１）を有効にし、クラッチ（Ｅ２）が開 放されて従動プーリー（Ｂ）を開放して出力軸（Ｓ）に対して自由に回転させ、 エンジン（Ｍ）からの動力が両駆動リンク（Ｌ１，Ｌ２）で構成された２つの並 列路を介して伝達され、 第１駆動リンク（Ｌ１）のステップダウンレシオが、第２駆動リンク（Ｌ２） の最高ステップアップレシオにほぼ等しいことを特徴とする、特に原動機付き乗 物のエンジン用高効率連続可変トランスミッションシステム。 ２．遊星支持体（２８）をロックするブレーキ（Ｆ１）か、又は付加遊星列（Ｔ ）の要素の１つかを備え、付加遊星列（Ｔ）は遊星列（Ｔ）の太陽ホイール（２ ２）と、互いにかみ合う遊星対を有する遊星支持体（２７）とを備え、各対の遊 星の一方も太陽ホイール（２２）にかみ合うと共に他方がリング（２９）にかみ 合い、それによって出力軸（Ｓ）の回転方向を逆転させて後退ギアーを得ること を特徴とする請求項１記載のトランスミッションシステム。 ３．第１駆動リンク（Ｌ１）が２つのスプロケットホイール（１２，１４）にわ たるチェーン（１０）によって構成される請求項１記載のトランスミッションシ ステム。 ４．遊星列（Ｔ）が出力軸（Ｓ）と回転するように結合され、 第１駆動リンク（Ｌ１）が遊星支持体（２８）と回転するように結合されてクラ ッチ（Ｅ１）により入力軸（Ｅ）に結合可能であり、中間軸（２）と出力軸（Ｓ ）は、軸が互いにほぼ整合されて互いに遊星列（Ｔ）によって結合され、エンジ ン（Ｍ）の出力軸（１）とトランスミッションの入力軸（Ｅ）が互いにほぼ整合 することを特徴とする請求項３記載のトランスミッションシステム。 ５．入力軸（Ｅ）上に順番に、入力軸（Ｅ）により支持された駆動スプロケット ホイール（１２），クラッチ（Ｅ１），および駆動プーリー（Ａ）が設けられ、 中間軸（２）と出力軸（Ｓ）の上にエンジン（Ｍ）から離れた方の端から順番に 、中間軸（２）により支持された従動プーリー（Ｂ），遊星列（Ｔ），クラッチ （Ｅ２），出力軸（Ｓ）に支持された従動スプロケットホイール（１４），およ び乗物の駆動システムに接続される付加ギヤー（３０）が設けられることを特徴 とする請求項４記載のトランスミッションシステム。 ６．遊星列（Ｔ）のリング（２６）が出力軸（Ｓ）と回転するように結合される とき、第１駆動リンク（Ｌ１）が入力軸（Ｅ）により強制的に回され、かつ、ク ラッチ（Ｅ１）により遊星支持体（２８）に対して回転するように結合可能であ り、遊星列（Ｔ）のリング（２６）は中間軸（２）にほぼ整合する中間軸（３） に固定され、軸（２，３）は遊星列（Ｔ）により互いに連接され、出力軸（Ｓ） はエンジン（Ｍ）の出力軸（１）に軸がほぼ整合し、かつ、付加ギヤー（４０） を介して中間軸 （３）に回転するように結合され、エンジン（Ｍ）の出力軸（１）は、軸（４） からずらされて付加ギヤー（３５）により軸（４）に回転するように結合される ことを特徴とする請求項３記載のトランスミッションシステム。 ７．第１ドライブリンク（Ｌ１）は駆動ギヤーホイール（１２）と従動ギヤーホ イール（１４）を有する２ギヤー列によって構成されることを特徴とする請求項 １又は２記載のトランスミッションシステム。 ８．遊星列（Ｔ）のリング（２６）が出力軸Ｓと回転するように結合され、第１ 駆動リンク（Ｌ１）が遊星支持体（２８）により強制的に回され、かつ、クラッ チ（Ｅ１）により入力軸（Ｅ）に結合可能であり、中間軸（２）と出力軸（Ｓ） は互いに軸がほぼ整合して遊星列（Ｔ）により互いに結合され、エンジン（Ｍ） の出力軸（１）と中間軸（４）とは互いにほぼ整合され、従動プーリー（Ｂ）が 、ギヤー列（５０）により中間軸（６）に結合された中間軸（２）に固定される ことを特徴とする請求項７記載のトランスミッションシステム。 ９．中間軸（４）上に順番に、駆動プーリー（Ａ），従動ギヤーホイール（１２ ），クラッチ（Ｅ１），およびブレーキ（Ｆ１）が設けられ、中間軸（６）と出 力軸（Ｓ）上にエンジン（Ｍ）から離れた方の端から順番に、従動ギヤーホイー ル（１４），ギヤー列（５０）のギヤーホイール（５４），遊星列（Ｔ），クラ ッチ（Ｅ２），および乗物の駆動システムに結合するための付加ギヤー（３０） が設けられることを特徴とす る請求項８記載のトランスミッションシステム。 １０．遊星列（Ｔ）のリンク（２６）が出力軸（Ｓ）と回転するように結合され 、第１駆動リンク（Ｌ１）が入力軸（Ｅ）により強制的に回され、かつ、クラッ チ（Ｅ１）により遊星支持体（２８）に回転するように結合可能であり、遊星列 （Ｔ）のリング（２６）は、中間軸（２）にほぼ整合する中間軸（３）に固定さ れ、中間軸（２，３）は遊星列（Ｔ）により互いに結合され、出力軸（Ｓ）は軸 がエンジン（Ｍ）の出力軸（１）にほぼ整合され、かつ、付加ギヤー（４０）を 介して中間軸（３）に回転するように結合されることを特徴とする請求項７記載 のトランスミッションシステム。 １１．駆動ギヤーホイール（１２）と従動ギヤーホイール（１４）が、それぞれ 入力軸（Ｅ）と遊星支持体（２８）とに固定され、中間軸（４）が、エンジン（ Ｍ）の出力軸に対してずらされてギヤーホイル（５５）を介して第１駆動リンク （Ｌ１）に結合され、クラッチ（Ｅ１）が、従動ギヤーホイール（１４）と遊星 支持体（２８）の軸との間に設置されることを特徴とする請求項１０記載のトラ ンスミッションシステム。 １２．第１駆動リンク（Ｌ１）は、出力軸（Ｓ）とエンジン（Ｍ）の出力軸とに 軸が整合され、かつ、クラッチ（Ｅ１）によりギヤー列（Ｔ）の遊星支持体（２ ８）に結合可能である中間軸（４）により構成されることを特徴とする請求項１ 又は２記載のトランスミッションシステム。 １３．遊星列（Ｔ）のリンク（２６）は出力軸（Ｓ）と回転す るように結合され、入力軸（Ｅ）は、駆動プーリー（Ａ）を支持する中間軸（４ ）に付加ギヤー（３５）により接続され、従動プーリー（Ｂ）は、遊星列（Ｔ） の太陽ホイール（２２）により付加ギヤー（５６）を介して強制的に回される中 間軸（２）に固定されることを特徴とする請求項１２記載のトランスミッション システム。 １４．遊星列（Ｔ）のリング（２６）が従動プーリー（Ｂ）により強制的に回さ れ、入力軸（Ｅ）が駆動プーリー（Ａ）を支持する中間軸（４）に付加ギヤー（ ３５）により接続され、従動プーリー（Ｂ）が、遊星列（Ｔ）のリング（２６） により付加ギヤー（５６）を介して強制的に回される中間軸（２）に固定される ことを特徴とする請求項１２記載のトランスミッションシステム。 １５．エンジン（Ｍ）の出力軸（１）に設けられた始動装置（５）と、入力軸（ Ｅ）と中間軸（２）とを回転可能に結合するように設けられた付加リンク（Ｌ３ ）とを備え、リンク（Ｌ３）はクラッチ（Ｅ４）により無効にすることができ、 第２駆動リンク（Ｌ２）はクラッチ（Ｅ３）により無効にすることができること を特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のトランスミッションシステム。 １６．クラッチ（Ｅ４）がフリーホイール装置により構成されることを特徴とす る請求項１５記載のトランスミッションシステム。