JP5382882B2 - 無段変速機構及び自動車用駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、４つの節（リンク）と４つの回転対偶からなり、１つの節を原動節、その対辺をなす節を従動節として、回転運動を揺動運転に変換する４節リンク機構式の無段変速機構及び自動車用駆動システムに関するものである。

従来のこの種の無段変速機構として、エンジンの出力軸の回転運動を揺動運動に変換し、更に揺動運動を回転運動に変換して出力する方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の回転運動を揺動運動に変換する機構は、図２０に示すように、アクチュエータによって駆動されるピニオン２０９と、このピニオン２０９の歯に噛み合う内歯を有する偏心ディスク２０５と、ピニオン２０９及び偏心ディスク２０５の相互位置関係を保つための内側ディスク２０４とを備えている。

ピニオン２０９の自転中心は、図示略のエンジンの出力軸の中心つまり無段変速機構の入力軸の中心軸線（以下、入力中心軸線という）Ｏ１上に位置し、ピニオン２０９の公転中心は、無段変速機構の入力軸と一体回転する内側ディスク２０４の中心Ｏｘに位置している（実際には、ピニオン２０９は位置が固定されていて公転しないため、内側ディスク２０４の中心Ｏｘがピニオン２０９に対して公転する関係にある）。この場合、内側ディスク２０４の半径はピニオン２０９の直径に等しく、ピニオン２０９の公転半径はピニオン２０９の半径に等しい。また、偏心ディスク２０５の中心Ｏ３と内側ディスク２０４の中心Ｏｘ間の距離は、ピニオン２０９の半径に等しい。そして、内側ディスク２０４の回転に伴って偏心ディスク２０５の中心Ｏ３が、入力中心軸線Ｏ１を中心にして回転することにより、偏心ディスク２０５が入力中心軸線Ｏ１の周りを偏心回転し、それにより偏心ディスク２０５に回転自在に連結されたコンロッド（連結部材）２０６が揺動運動するようになっている。

このように偏心ディスク２０５が偏心回転するときの偏心量は、点Ｏ１と点Ｏ３との距離であり、点Ｏｘと点Ｏ３の距離が一定（ピニオン２０９の半径）且つ点Ｏｘと点Ｏ１の距離が一定（ピニオン２０９の半径）であることから、内側ディスク２０４の中心Ｏｘの位置が、点Ｏ１と点Ｏ３を結ぶ線に対してどの位置にあるかで、点Ｏ１と点Ｏ３の距離つまりは偏心量が決定されるようになっている。

そこで、偏心量を変化させる場合は、アクチュエータによってピニオン２０９を偏心ディスク２０５に対して相対回転させ、歯の噛み合いの進行によって内側ディスク２０４を偏心ディスク２０５に対して相対回転させる。そうすると、点Ｏ１と点Ｏ３と点Ｏｘの位置関係が変化し、点Ｏ１と点Ｏ３の距離つまり偏心量が変化する。従って、ピニオン２０９の回転により、ピニオン２０９と偏心ディスク２０５との偏心量を変えることができ、それによって変速比を変化させることができる。また、偏心量を変えずに一定の偏心量を維持する場合でも、コンロッド２０６に作用する力によってピニオン２０９に負荷トルクが加わりピニオン２０９を回転させようとするので、その力の大きさによって（ピニオンを保持し得る摩擦力を超える場合）は、定位置にピニオン２０９を保持するための保持トルクをアクチュエータによって加えておかなくてはならない。

独国特許発明第１０２００９０３９９９３号明細書

ところで、ピニオン２０９の回転は、上述したように図示しないアクチュエータを使用することにより行われるが、さらなるエネルギー効率の向上及びアクチュエータの小型化を図るためには、ピニオンに加えるトルクを低減させることが課題となっている。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏心量を維持するため、あるいは、偏心量を変化させるためのアクチュエータの消費電力の低減を図り、エネルギー効率の向上を図ることのできる無段変速機構及び自動車用駆動システムを提供することにある。

前述した目的を達成するために、請求項１に係る発明は、原動機（例えば、後述の実施形態におけるＥＮＧ１、ＥＮＧ２）からの回転動力を受けることで入力中心軸線（例えば、後述の実施形態における入力中心軸線Ｏ１）の周りを回転する入力軸（例えば、後述の実施形態における入力軸１０１）と、
前記入力中心軸線の周囲に周方向に等間隔に設けられると共に前記入力中心軸線に対する偏心量（例えば、後述の実施形態における偏心量ｒ１）を同期して変更可能な第１支点（例えば、後述の実施形態における第１支点Ｏ３）をそれぞれの中心に有し、前記偏心量を保ちつつ前記入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の偏心ディスク（例えば、後述の実施形態における偏心ディスク１０４）と、
前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線（例えば、後述の実施形態における出力中心軸線Ｏ２）の周りを回転する出力部材（例えば、後述の実施形態における出力部材１２１）と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材（例えば、後述の実施形態における入力部材１２２）と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材（例えば、後述の実施形態におけるローラ１２３）とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチ（例えば、後述の実施形態におけるワンウェイ・クラッチ１２０）と、
それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第１支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第２支点（例えば、後述の実施形態における第２支点Ｏ４）に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材（例えば、後述の実施形態における連結部材１３０）と、
を備え、
前記入力中心軸線、第１支点、第２支点、出力中心軸線をそれぞれ回転対偶とし、また、前記入力中心軸線と出力中心軸線を結ぶ線分を第１リンク（例えば、後述の実施形態における第１リンクＬｎ１）、前記入力中心軸線と第１支点を結ぶ線分を第２リンク（例えば、後述の実施形態における第２リンクＬｎ２）、前記第１支点と第２支点を結ぶ線分を第３リンク（例えば、後述の実施形態における第３リンクＬｎ３）、前記出力中心軸線と第２支点を結ぶ線分を第４リンク（例えば、後述の実施形態における第４リンクＬｎ４）とし、前記第１リンクを固定節、第２リンクを原動節、第３リンクを従動節とする複数の４節リンク機構の組み合わせとして構成され、
前記偏心ディスクが、前記第１支点を中心にした円板として形成され且つその中心に対して一定の偏心距離だけ中心（例えば、後述の実施形態における中心Ｏｘ）を偏倚させた第１円形孔（例えば、後述の実施形態における第１円形孔１０６）を有すると共に外周に前記連結部材の一端が回転自在に嵌合された外周側円板（例えば、後述の実施形態における外周側円板１０５）と、前記入力軸と一体回転可能に設けられ且つ前記入力中心軸線に対して前記一定の偏心距離と同じ距離だけ中心を偏倚させた円板として形成されて前記外周側円板の第１円形孔の内周に回転可能に嵌合された内周側円板（例えば、後述の実施形態における内周側円板１０８）とで構成され、
前記内周側円板に、前記入力中心軸線を中心とすると共に周方向の一部が内周側円板の外周に開口した第２円形孔（例えば、後述の実施形態における第２円形孔１０９）が設けられ、その第２円形孔の内部に前記入力中心軸線と同軸に回転可能なピニオン（例えば、後述の実施形態におけるピニオン１１０）が収容され、該ピニオンの歯が、前記第２円形孔の外周の開口を通して前記外周側円板の第１円形孔の内周に形成された内歯歯車（例えば、後述の実施形態における内歯歯車１０７）に噛み合い、
さらに前記ピニオンには、該ピニオンを前記第２円形孔の内部で回転させることにより、ピニオンの歯と内歯歯車の歯の噛み合いによって前記外周側円板を内周側円板に対して相対回転させ、それにより、前記第２リンクの長さに相当する前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を調節するアクチュエータ（例えば、後述の実施形態におけるアクチュエータ１８０）が接続され、
これらアクチュエータ、ピニオン、内周側円板、外周側円板の組み合わせにより、前記入力中心軸線に対する第１支点の偏心量を調節して、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度（例えば、後述の実施形態における揺動角度θ２）を変更し、それにより前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更すると共に前記偏心量をゼロに設定することで変速比を無限大に設定可能な変速比可変機構（例えば、後述の実施形態における変速比可変機構１１２）が構成された無段変速機構（例えば、後述の実施形態における無段・無段変速機構ＢＤ、ＢＤ１、ＢＤ２）であって、
前記原動機の回転方向に応じた前記入力軸の回転方向において、前記ピニオンの公転中心である前記内周側円板の中心が前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも後側に位置するように、前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を変更する制御手段（例えば、後述の実施形態における制御手段５）を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、
前記原動機が正逆回転可能なものであり、前記制御手段が前記原動機の回転方向に応じて、前記ピニオンの公転中心である前記内周側円板の中心が、前記入力軸の回転方向において前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも後側に位置するように、前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を変更することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の構成において、
前記制御手段は、前記ピニオンの公転中心である前記内周側円板の中心が、前記入力軸の回転方向において前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも前側に位置する場合には、前記偏心量が最大またはゼロであるときに、前記内周側円板の中心が前記入力軸の回転方向において前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも後側に位置するように、前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を変更することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、自動車用駆動システム（例えば、後述の実施形態における自動車用駆動システム１）であって、
原動機（例えば、後述の実施形態におけるＥＮＧ１、ＥＮＧ２）と、
請求項１〜３のいずれかに記載の前記無段変速機構と、
前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪（例えば、後述の実施形態における駆動車輪２）に伝える被回転駆動部材（例えば、後述の実施形態における被回転駆動部材１１）と、
を備えることを特徴とする。

請求項１及び４の発明によれば、原動機の回転方向に対してピニオンに加えるトルクの方向が最適化され、連結部材を介して動力を伝達する際、変速比を維持するために必要なピニオンのトルクを低減させることができ、アクチュエータの消費電力の低減を図ることができる。

請求項２の発明によれば、原動機の回転方向が変わるような場合であっても、アクチュエータの消費電力を低減することができる。

請求項３の発明によれば、適切なタイミングで、原動機の回転方向に対してピニオンに加えるトルクの方向が最適化され、アクチュエータの消費電力を低減することができる。

本発明の一実施形態の無段変速機構の変速制御装置を含む自動車用駆動システムのスケルトン図である。 同システムの要部である無限・無段変速機構の具体的な構成を示す断面図である。 同変速機構の一部の構成を軸線方向から見た側断面図である。 同変速機構における変速比可変機構による変速原理の前半部分の説明図であり、（ａ）は偏心ディスク１０４の中心点である第１支点Ｏ３の回転中心である入力中心軸線Ｏ１に対する偏心量ｒ１を「大」にして変速比ｉを「小」に設定した状態を示す図、（ｂ）は偏心量ｒ１を「中」にして変速比ｉを「中」に設定した状態を示す図、（ｃ）は偏心量ｒ１を「小」にして変速比ｉを「大」に設定した状態を示す図、（ｄ）は偏心量ｒ１を「ゼロ」にして変速比ｉを「無限大（∞）」に設定した状態を示す図である。 同変速機構における変速比可変機構による変速原理の後半部分の説明図であって、偏心ディスクの偏心量ｒ１を変更して変速比ｉを変えた場合のワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動角度θ２の変化を示す図であり、（ａ）は偏心量ｒ１を「大」にし変速比ｉを「小」にすることで、入力部材１２２の揺動角度θ２が「大」になった状態を示す図、（ｂ）は偏心量ｒ１を「中」にし変速比ｉを「中」にすることで、入力部材１２２の揺動角度θ２が「中」になった状態を示す図、（ｃ）は偏心量ｒ１を「小」にし変速比ｉを「大」にすることで、入力部材１２２の揺動角度θ２が「小」になった状態を示す図である。 同変速機構において、入力軸と共に等速回転する偏心ディスクの偏心量ｒ１（変速比ｉ）を「大」、「中」、「小」と変化させた場合の、入力軸の回転角度θとワンウェイ・クラッチの入力部材の角速度ω２の関係を示す図である。 同変速機構において、複数の連結部材によって入力側（入力軸や偏心ディスク）から出力側（ワンウェイ・クラッチの出力部材）へ動力が伝達される際の出力の取り出し原理を説明するための図である。 ４節リンク機構として構成された前記無限・無段変速機構の駆動力伝達原理の説明図である。 同４節リンク機構において第２リンクの長さ（偏心量に相当する）を調節するための第５、第６リンクによるリンク機構を追加したモデル図である。 前記４節リンク機構において第２リンクの長さ（偏心量に相当する）を調節した場合の例を示す図で、（ａ）は第２リンクの長さ（偏心量に相当する）を最大に調節した場合、（ｂ）は（ａ）の位置から第５、第６リンクを一定方向に回転させることで第２リンクの長さ（偏心量に相当する）を最大と最小の間の所定の値に調節した場合、（ｃ）は第２リンクの長さ（偏心量に相当する）を最小つまりゼロに調節した場合、（ｄ）は（ｃ）の位置から第５、第６リンクを一定方向に回転させることで第２リンクの長さ（偏心量に相当する）を最大と最小の間の所定の値に調節した場合をそれぞれ示す図である。 図１０（ａ）に相当するときの前記無限・無段変速機構の各要素の関係を示す図である。 図１０（ｂ）に相当するときの前記無限・無段変速機構の各要素の関係を示す図である。 図１０（ｃ）に相当するときの前記無限・無段変速機構の各要素の関係を示す図である。 図１０（ｄ）に相当するときの前記無限・無段変速機構の各要素の関係を示す図である。 前記第２のリンクの長さ（偏心量に相当する）を最大と最小の間の所定値に調節する場合、前記第５、第６リンクの配置が２通り考えられるが、（ａ）は第１の状態であるＡの状態にあるときの図、（ｂ）は第２の状態であるＢの状態にあるときの図である。 前記Ａの状態とＢの状態にあるときの前記第５、第６リンクの連結点Ｏｘに作用するトルクの計算のための説明図で、（ａ）はＡの状態のとき、（ｂ）はＢの状態のときの説明図である。 （ａ）はエンジンがＣＣＷ（反時計方向）回転するときの、Ａの状態とＢの状態の前記点Ｏｘに作用するトルク（ピニオントルク）の違いを示す特性図、（ｂ）はエンジンがＣＷ（時計方向）回転するときの、Ａの状態とＢの状態の前記点Ｏｘに作用するトルク（ピニオントルク）の違いを示す特性図である。 エンジンが正回転（ＣＣＷ回転）する場合と逆回転（ＣＷ回転）する場合の制御の流れを示すフローチャートである。 （ａ）はエンジンが正回転（ＣＣＷ回転）する場合の特性図、（ｂ）はエンジンが逆回転（ＣＷ回転）する場合の特性図で、それぞれ上段の図はワンウェイ・クラッチの入力部材（アウターリング）及び出力部材（インナーリング）の速度とワンウェイ・クラッチがトルク伝達するときに連結部材への入力点（第１支点Ｏ３）に発生する力Ｆの関係の時間変化を示す図、中段の図は前記Ａの状態のときとＢの状態のときの前記点Ｏｘに作用するトルク（ピニオントルク）の計算式の中のｓｉｎ値の時間変化を示す図、下段の図は前記Ａの状態のときとＢの状態のときの前記点Ｏｘに作用するトルク（ピニオントルク）の時間変化を示す図である。 従来の無段変速機構における回転運動を揺動運動に変換する機構を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態の無段変速機構の変速制御装置を含む自動車用駆動システムのスケルトン図、図２は同駆動システムの要部である無限・無段変速機構の具体的な構成を示す断面図、図３は同無限・無段変速機構の一部の構成を軸線方向から見た側断面図である。

《全体構成》
この自動車用駆動システム１は、それぞれ独立して回転動力を発生する第１、第２の２つのエンジン（原動機）ＥＮＧ１、ＥＮＧ２と、第１、第２のエンジンＥＮＧ１、ＥＮＧ２の各下流側に設けられた第１、第２のトランスミッション（変速機構）ＴＭ１、ＴＭ２と、各トランスミッションＴＭ１、ＴＭ２の出力部に設けられた第１、第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２と、これらワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２を介して伝達された出力回転を受ける被回転駆動部材１１と、この被回転駆動部材１１に接続されたメインモータジェネレータ（電動モータ）ＭＧ１と、第１のエンジンＥＮＧ１の出力軸Ｓ１に接続されたサブモータジェネレータ（エンジンの始動手段）ＭＧ２と、メインおよび／またはサブのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２との間で電力のやりとりが可能なバッテリ（蓄電手段）８と、各種要素を制御することで走行パターンなどの制御を行う制御手段５と、を備えている。

図３に示すように、各ワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２は、入力部材（クラッチアウタ）１２２と、出力部材（クラッチインナ）１２１と、これら入力部材１２２および出力部材１２１の間に配されて両部材１２２、１２１を互いにロック状態または非ロック状態にする複数のローラ（係合部材）１２３と、ロック状態を与える方向にローラ１２３を付勢する付勢部材１２６とを有する。そして、第１のトランスミッションＴＭ１および第２のトランスミッションＴＭ２からの各回転動力を受ける入力部材１２２の正方向（矢印ＲＤ１方向）の回転速度が、出力部材１２１の正方向の回転速度を上回ったとき、入力部材１２２と出力部材１２１が互いにロック状態になることにより、入力部材１２２に入力された回転動力が出力部材１２１に伝達される。

第１、第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２は、ディファレンシャル装置１０を挟んで右と左に配置されており、第１、第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２の各出力部材１２１は、それぞれ別の第１、第２のクラッチ機構ＣＬ１、ＣＬ２を介して、被回転駆動部材１１に共に連結されている。第１、第２のクラッチ機構ＣＬ１、ＣＬ２は、第１、第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２の各出力部材１２１と被回転駆動部材１１との間の動力の伝達／遮断を制御するために設けられている。これらのクラッチ機構ＣＬ１、ＣＬ２としては、他の種類のクラッチ（摩擦クラッチ等）を使用することもできるが、伝達ロスの低さからドグクラッチが使用されている。

被回転駆動部材１１は、ディファレンシャル装置１０のデフケースにより構成されており、各ワンウェイ・クラッチＯＷＣ１、ＯＷＣ２の出力部材１２１に伝達された回転動力は、ディファレンシャル装置１０および左右のアクスルシャフト１３Ｌ、１３Ｒを介して、左右の駆動車輪２に伝達される。ディファレンシャル装置１０のデフケース（被回転駆動部材１１）には、図示しないデフピニオンやサイドギヤが取り付けられており、左右のサイドギヤに左右のアクスルシャフト１３Ｌ、１３Ｒが連結され、左右のアクスルシャフト１３Ｌ、１３Ｒは差動回転する。

第１、第２の２つのエンジンＥＮＧ１、ＥＮＧ２には、高効率運転ポイントの互いに異なるエンジンが用いられており、第１のエンジンＥＮＧ１は排気量の小さいエンジンとされ、第２のエンジンＥＮＧ２は、第１のエンジンＥＮＧ１よりも排気量の大きいエンジンとされている。例えば、第１のエンジンＥＮＧ１の排気量は５００ｃｃとされ、第２のエンジンＥＮＧ２の排気量は１０００ｃｃとされており、合計排気量が１５００ｃｃとされている。もちろん、排気量の組み合わせは任意である。

メインモータジェネレータＭＧ１と被回転駆動部材１１は、メインモータジェネレータＭＧ１の出力軸に取り付けたドライブギヤ１５と被回転駆動部材１１に設けたドリブンギヤ１２とが噛合することにより、動力伝達可能に接続されている。例えば、メインモータジェネレータＭＧ１がモータとして機能するときは、メインモータジェネレータＭＧ１から被回転駆動部材１１に駆動力が伝達される。また、メインモータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるときは、被回転駆動部材１１からメインモータジェネレータＭＧ１に動力が入力され、機械エネルギーが電気エネルギーに変換される。同時に、メインモータジェネレータＭＧ１から被回転駆動部材１１に回生制動力が作用する。

また、サブモータジェネレータＭＧ２は、第１のエンジンＥＮＧ１の出力軸Ｓ１に直に接続されており、該出力軸Ｓ１との間で動力の相互伝達を行う。この場合も、サブモータジェネレータＭＧ２がモータとして機能するときは、サブモータジェネレータＭＧ２から第１のエンジンＥＮＧ１の出力軸Ｓ１に駆動力が伝達される。また、サブモータジェネレータＭＧ２が発電機として機能するときは、第１のエンジンＥＮＧ１の出力軸Ｓ１からサブモータジェネレータＭＧ２に動力が伝達される。

以上の要素を備えたこの駆動システム１では、第１のエンジンＥＮＧ１および第２のエンジンＥＮＧ２の発生する回転動力が、第１のトランスミッションＴＭ１および第２のトランスミッションＴＭ２を介して、第１のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１および第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ２に入力され、第１のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１および第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ２を介して、回転動力が被回転駆動部材１１に入力される。

また、この駆動システム１では、第２のエンジンＥＮＧ２の出力軸Ｓ２と被回転駆動部材１１との間に、第２のトランスミッションＴＭ２を介した動力伝達と異なる当該出力軸Ｓ２と被回転駆動部材１１の間での動力伝達を断接可能なシンクロ機構（スタータ・クラッチとも言われるクラッチ手段）２０が設けられている。このシンクロ機構２０は、被回転駆動部材１１に設けたドリブンギヤ１２に常時噛み合うと共に第２のエンジンＥＮＧ２の出力軸Ｓ２の周りに回転自在に設けられた第１ギヤ２１と、第２のエンジンＥＮＧ２の出力軸Ｓ２の周りに該出力軸Ｓ２と一体に回転するように設けられた第２ギヤ２２と、軸方向にスライド操作されることで第１ギヤ２１と第２ギヤ２２を結合または解除するスリーブ２４と、を備えている。即ち、シンクロ機構２０は、第２のトランスミッションＴＭ２、クラッチ機構ＣＬ２を介した動力伝達経路と異なる動力伝達経路を構成し、この動力伝達経路での動力伝達を断接する。

《トランスミッションの構成》
次に、この駆動システム１に用いられている第１、第２の２つのトランスミッションＴＭ１、ＴＭ２について説明する。
第１、第２のトランスミッションＴＭ１、ＴＭ２は、ほぼ同じ構成の無段変速機構により構成されている。この場合の無段変速機構は、ＩＶＴ（Infinity Variable Transmission＝クラッチを使用せずに変速比を無限大にして出力回転をゼロにできる方式の変速機構）と呼ばれるものの一種であり、変速比（レシオ＝ｉ）を無段階に変更できると共に、変速比の最大値を無限大（∞）に設定することのできる、無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）により構成されている。

この無限・無段変速機構ＢＤは、図２および図３に構成を示すように、エンジンＥＮＧ１、ＥＮＧ２からの回転動力を受けることで入力中心軸線Ｏ１の周りを回転する入力軸１０１と、入力軸１０１と一体回転する複数の偏心ディスク１０４と、入力側と出力側を結ぶための偏心ディスク１０４と同数の連結部材１３０と、出力側に設けられたワンウェイ・クラッチ１２０とを備えている。

複数の偏心ディスク１０４は、それぞれ第１支点Ｏ３を中心とした円形形状に形成されている。第１支点Ｏ３は、入力軸１０１の周方向に等間隔に設けられると共に、それぞれが、入力中心軸線Ｏ１に対する偏心量ｒ１を変更可能で、且つ、該偏心量ｒ１を保ちつつ、入力中心軸線Ｏ１の周りに入力軸１０１と共に回転するように設定されている。従って、複数の偏心ディスク１０４は、それぞれに偏心量ｒ１を保った状態で、入力中心軸線Ｏ１の周りに入力軸１０１の回転に伴って偏心回転するように設けられている。

偏心ディスク１０４は、図３に示すように、外周側円板１０５と、入力軸１０１にと一体回転可能に設けられた内周側円板１０８とで構成されている。内周側円板１０８は、入力軸１０１の中心軸線である入力中心軸線Ｏ１に対して一定の偏心距離だけ中心Ｏｘを偏倚させた肉厚円板として形成されている。外周側円板１０５は、第１支点Ｏ３を中心にした肉厚円板として形成されており、その中心（第１支点Ｏ３）を外れた位置に中心（内周側円板１０８の中心Ｏｘと一致する点）を持つ第１円形孔１０６を有している。そして、この第１円形孔１０６の内周に回転可能に内周側円板１０８の外周が嵌っている。

また、内周側円板１０８には、入力中心軸線Ｏ１を中心とすると共に周方向の一部が内周側円板１０８の外周に開口した第２円形孔１０９が設けられており、その第２円形孔１０９の内部にピニオン１１０が回転自在に収容されている。ピニオン１１０の歯は、第２円形孔１０９の外周の開口を通して、外周側円板１０５の第１円形孔１０６の内周に形成した内歯歯車１０７に噛み合っており、ピニオン１１０の歯数と内歯歯車１０７の歯数の比が１：２とされている。

このピニオン１１０は、入力軸１０１の中心軸線である入力中心軸線Ｏ１と同軸に回転するように設けられている。即ち、ピニオン１１０の回転中心と入力軸１０１の中心軸線である入力中心軸線Ｏ１とが一致している。ピニオン１１０には、図２に示すように、直流モータ及び減速機構によって構成されるアクチュエータ１８０が接続されており、このアクチュエータ１８０によりピニオン１１０は、第２円形孔１０９の内部で回転させられる。通常時は、入力軸１０１の回転と同期させてピニオン１１０を回転させ、また、同期する回転数を基準として、ピニオン１１０に入力軸１０１の回転数を上回るか下回るかする回転数を与えることにより、ピニオン１１０を入力軸１０１に対して相対回転させる。

例えば、ピニオン１１０およびアクチュエータ１８０の出力軸が互いに連結されるように配置し、アクチュエータ１８０の回転が入力軸１０１の回転に対して回転差が生じる場合には、その回転差に減速比をかけた分だけ入力軸１０１とピニオン１１０の相対角度が変化する減速機構（例えば遊星歯車）を用いることで、ピニオン１１０を回転させる。この際、アクチュエータ１８０と入力軸１０１の回転差がなく同期している場合には偏心量ｒ１は変化しない。

従って、ピニオン１１０を回すことにより、ピニオン１１０の歯が噛合している内歯歯車１０７つまり外周側円板１０５が内周側円板１０８に対して相対回転し、それにより、ピニオン１１０の自転中心（入力中心軸線Ｏ１）と外周側円板１０５の中心（第１支点Ｏ３）とピニオン１１０の公転中心Ｏｘの位置関係が変化して、ピニオン１１０の中心（入力中心軸線Ｏ１）と外周側円板１０５の中心（第１支点Ｏ３）との間の距離（つまり偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１）が変化する。

この場合、ピニオン１１０の回転によって、ピニオン１１０の中心（入力中心軸線Ｏ１）に外周側円板１０５の中心（第１支点Ｏ３）を一致させることができるように設定されており、両中心を一致させることにより、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を「ゼロ」に設定できる。

また、ワンウェイ・クラッチ１２０は、入力中心軸線Ｏ１から離れた出力中心軸線Ｏ２の周りを回転する出力部材（クラッチインナ）１２１と、外部から回転方向の動力を受けることで出力中心軸線Ｏ２の周りを揺動するリング状の入力部材（クラッチアウタ）１２２と、これら入力部材１２２および出力部材１２１を互いにロック状態または非ロック状態にするために入力部材１２２と出力部材１２１の間に挿入された複数のローラ（係合部材）１２３と、ロック状態を与える方向にローラ１２３を付勢する付勢部材１２６とを有し、入力部材１２２の正方向（例えば、図３中の矢印ＲＤ１で示す方向）の回転速度が出力部材１２１の正方向の回転速度を上回ったとき、入力部材１２２に入力された回転動力を出力部材１２１に伝達し、それにより、入力部材１２２の揺動運動を出力部材１２１の回転運動に変換することができるようになっている。

図２に示すように、ワンウェイ・クラッチ１２０の出力部材１２１は、軸方向に一体に連続した部材として構成されたものであるが、入力部材１２２は、軸方向に複数に分割されており、偏心ディスク１０４および連結部材１３０の数だけ、軸方向に各々独立して揺動できるように配列されている。そして、ローラ１２３は、入力部材１２２毎に、入力部材１２２と出力部材１２１との間に挿入されている。

リング状の各入力部材１２２上の周方向の１箇所には張り出し部１２４が設けられており、その張り出し部１２４に、出力中心軸線Ｏ２から離間した第２支点Ｏ４が設けられている。そして、各入力部材１２２の第２支点Ｏ４上にピン１２５が配置され、このピン１２５によって、連結部材１３０の先端（他端部）１３２が入力部材１２２に回転自在に連結されている。

連結部材１３０は、一端側にリング部１３１を有し、そのリング部１３１の円形開口１３３の内周が、ベアリング１４０を介して、偏心ディスク１０４の外周に回転自在に嵌合されている。従って、このように連結部材１３０の一端が偏心ディスク１０４の外周に回転自在に連結されると共に、連結部材１３０の他端が、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２上に設けられた第２支点Ｏ４に回動自在に連結されることにより、入力中心軸線Ｏ１、第１支点Ｏ３、出力中心軸線Ｏ２、第２支点Ｏ４を回転対偶とする四節リンク機構が構成されており、入力軸１０１から偏心ディスク１０４に与えられる回転運動が、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２に対して該入力部材１２２の揺動運動として伝えられ、その入力部材１２２の揺動運動が出力部材１２１の回転運動に変換される。

その際、ピニオン１１０、ピニオン１１０を収容する第２円形孔１０９を備えた内周側円板１０８、内周側円板１０８を回転可能に収容する第１円形孔１０６を備えた外周側円板１０５、アクチュエータ１８０などにより構成された変速比可変機構１１２の前記ピニオン１１０をアクチュエータ１８０で動かすことにより、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を変化させることができる。そして、偏心量ｒ１を変更することで、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動角度θ２を変更することができ、それにより、入力軸１０１の回転数に対する出力部材１２１の回転数の比（変速比：レシオｉ）を変えることができる。即ち、入力中心軸線Ｏ１に対する第１支点Ｏ３の偏心量ｒ１を調節することで、偏心ディスク１０４からワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２に伝えられる揺動運動の揺動角度θ２を変更し、それにより、入力軸１０１に入力される回転動力が、偏心ディスク１０４および連結部材１３０を介してワンウェイ・クラッチ１２０の出力部材１２１に回転動力として伝達される際の変速比を変更することができる。

この場合、第１、第２のエンジンＥＮＧ１、ＥＮＧ２の出力軸Ｓ１、Ｓ２が、この無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）の入力軸１０１に一体に連結されている。また、無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）の構成要素であるワンウェイ・クラッチ１２０が、第１のトランスミッションＴＭ１および第２のトランスミッションＴＭ２と被回転駆動部材１１との間に設けられた前記第１のワンウェイ・クラッチＯＷＣ１および第２のワンウェイ・クラッチＯＷＣ２をそれぞれに兼ねている。

図４及び図５は、無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）における変速比可変機構１１２による変速原理の説明図である。
変速比可変機構１１２は、図３を用いて前述したアクチュエータ１８０、ピニオン１１０、内周側円板１０８、外周側円板１０５の組み合わせにより構成されており、図４および図５に示すように、変速比可変機構１１２のアクチュエータ１８０によりピニオン１１０を回転させて、内周側円板１０８に対して外周側円板１０５を回転させることにより、偏心ディスク１０４の入力中心軸線Ｏ１（ピニオン１１０の回転中心）に対する偏心量ｒ１を調節することができる。そして、この無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）においては、偏心量ｒ１を調節することにより、偏心ディスク１０４からワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２に伝えられる揺動運動の揺動角度θ２を変更し、それにより入力軸１０１に入力される回転動力が偏心ディスク１０４および連結部材１３０を介してワンウェイ・クラッチ１２０の出力部材１２１に回転動力として伝達される際の変速比（レシオ：ｉ）を変更すると共に、偏心量ｒ１をゼロに設定することで変速比を無限大∞に設定することができるようになっている。

例えば、図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を「大」にした場合は、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動角度θ２を大きくすることができるので、小さな変速比ｉを実現することができる。また、図４（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を「中」にした場合は、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動角度θ２を「中」にすることができるので、中くらいの変速比ｉを実現することができる。また、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すように、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を「小」にした場合は、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動角度θ２を小さくすることができるので、大きな変速比ｉを実現することができる。また、図４（ｄ）に示すように、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を「ゼロ」にした場合は、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動角度θ２を「ゼロ」にすることができるので、変速比ｉを「無限大（∞）」にすることができる。

図６は同変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）において、入力軸１０１と共に等速回転する偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１（変速比ｉ）を「大」、「中」、「小」と変化させた場合の、入力軸１０１の回転角度（θ）とワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の角速度ω２の関係を示す図、図８は同変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）において、複数の連結部材１３０によって入力側（入力軸１０１や偏心ディスク１０４）から出力側（ワンウェイ・クラッチ１２０の出力部材１２１）へ動力が伝達される際の出力の取り出し原理を説明するための図である。

偏心ディスク１０４を回転させる入力軸１０１が１回転すると、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２は１往復揺動する。図６に示すように、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１の値に関係なく、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２の揺動周期は常に一定である。入力部材１２２の角速度ω２は、偏心ディスク１０４（入力軸１０１）の回転角速度ω１と偏心量ｒ１によって決まる。

入力軸１０１とワンウェイ・クラッチ１２０を繋ぐ複数の連結部材１３０の一端（リング部１３１）は、入力中心軸線Ｏ１の周りに周方向等間隔で設けられた偏心ディスク１０４に回転自在に連結されているので、各偏心ディスク１０４の回転運動によりワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２にもたらされる揺動運動は、図８に示すように、一定の位相で順番に起こることになる。

その際、ワンウェイ・クラッチ１２０の入力部材１２２から出力部材１２１への動力（トルク）の伝達は、入力部材１２２の正方向（図３中矢印ＲＤ１方向）の回転速度が出力部材１２１の正方向の回転速度を超えた条件でのみ行われる。つまり、ワンウェイ・クラッチ１２０では、入力部材１２２の回転速度が出力部材１２１の回転速度より高くなったときに初めてローラ１２３を介しての噛み合い（ロック）が発生し、連結部材１３０により、入力部材１２２の動力が出力部材１２１に伝達され、駆動力が発生する。

１つの連結部材１３０による駆動が終了した後は、入力部材１２２の回転速度が出力部材１２１の回転速度より低下すると共に、他の連結部材１３０の駆動力によってローラ１２３によるロックが解除されて、フリーな状態（空転状態）に戻る。これが、連結部材１３０の数だけ順番に行われることで、揺動運動が一方向の回転運動に変換される。そのため、出力部材１２１の回転速度を超えたタイミングの入力部材１２２の動力のみが出力部材１２１に順番に伝えられ、ほぼ平滑に均された回転動力が出力部材１２１に与えられることになる。

また、この４節リンク機構式の無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）では、偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１を変更することで、変速比（レシオ＝エンジンのクランク軸の１回転でどれだけ被回転駆動部材を回転させるか）を決めることができる。この場合、偏心量ｒ１をゼロに設定することで、変速比ｉを無限大に設定することができ、エンジンの回転中にも拘わらず、入力部材１２２に伝達される揺動角度θ２をゼロにすることができる。

従って、図８に示すように、無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）は、４節リンク機構としてモデル化することができる。即ち、この無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）には、入力中心軸線Ｏ１、第１支点Ｏ３、第２支点Ｏ４、出力中心軸線Ｏ２をそれぞれ回転対偶とし、また、入力中心軸線Ｏ１と出力中心軸線Ｏ２を結ぶ線分を第１リンクＬｎ１、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線分を第２リンクＬｎ２、第１支点Ｏ３と第２支点Ｏ４を結ぶ線分を第３リンクＬｎ３、出力中心軸線Ｏ２と第２支点Ｏ４を結ぶ線分を第４リンクＬｎ４とし、第１リンクＬｎ１を固定節、第２リンクを原動節Ｌｎ２、第３リンクＬｎ３を従動節とした４節リンク機構が原理機構として組み込まれており、この４節リンク機構が複数個、入力軸１０１の回転方向に位相をずらして配列されることで、無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）が構成されていると言うことができる。

また、図９は前記無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）の４節リンク機構において第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１に相当する）を調節するための第５、第６リンクによるリンク機構を追加したモデル図である。

ここで、第５リンクＬｎ５は、ピニオン１１０の自転中心である入力中心軸線Ｏ１と、ピニオン１１０の公転中心である内周側円板１０８及びそれを収容する第１円形孔１０６の中心Ｏｘとを結ぶ線分に相当する。また、第６リンクＬｎ６は、前記点Ｏｘと第１支点Ｏ３とを結ぶ線分に相当する。また、点Ｏｘは、第５リンクＬｎ５と第６リンクＬｎ６を回動自在に連結する回転対偶に相当する。

第２リンクＬｎ２と第５リンクＬｎ５と第６リンクＬｎ６は三角形を構成し、第５リンクＬｎ５と第６リンクＬｎ６の長さがそれぞれ固定であるから、第５リンクＬｎ５と第６リンクＬｎ６が動いて点Ｏｘと点Ｏ１と点Ｏ３の位置関係が変化することによって、第２リンクＬｎ２の長さ（偏心ディスク１０４の偏心量ｒ１に相当する）が変化する。

図１０は、第５リンクＬｎ５と第６リンクＬｎ６を動かすことによって、第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を調節した場合の各リンクの位置関係を示す図である。（ａ）は第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最大に調節した場合、（ｂ）は（ａ）の位置から第５リンクＬｎ５を一定方向に回転させることで第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最大と最小の間の所定値に調節した場合、（ｃ）は（ｂ）の状態からさらに第５リンクＬｎ５を一定方向に回転させることで第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最小つまりゼロに調節した場合、（ｄ）は（ｃ）の位置からさらに第５リンクＬｎ５を一定方向に回転させることで第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最大と最小の間の所定値に調節した場合をそれぞれ示す図である。また、図１１〜図１４は、図１０（ａ）〜（ｄ）の状態に相当するときの無限・無段変速機構ＢＤ（ＢＤ１、ＢＤ２）の各要素（ピニオン１１０、内周側円板１０８、外周側円板１０５）の関係をそれぞれ示す図である。

図１０〜図１４に示すように、ピニオン１１０を偏心ディスク１０４に対して例えば一定方向に相対回転させることで、第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最大から最小（ゼロ）の間で自由に調節することができる。また、逆方向に相対回転させる場合にも、第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最大から最小（ゼロ）の間で自由に調節することができる。

ところで、ピニオン１１０を回転させる方向は自由に選ぶことができ、図１５に示すように、第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）を最大と最小の間で調節するとき、第５、第６リンクＬｎ５、Ｌｎ６および点Ｏｘの配置が、図１５（ａ）に示すようなＡの状態にある条件で調節する場合と、図１５（ｂ）に示すようなＢの状態にある条件で調節する場合の２通りが考えられる。ここで、Ａの状態とは、ピニオン１１０の公転中心である内周側円板１０８の中心Ｏｘが、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２と重なる位置）よりも内側（出力中心軸線Ｏ２及び第２支点Ｏ４に近い側）に位置する状態である。また、Ｂの状態とは、ピニオンの公転中心である内周側円板の中心Ｏｘが、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２と重なる位置）よりも外側（出力中心軸線Ｏ２及び第２支点Ｏ４に遠い側）に位置する状態である。

例えば、入力軸１０１の回転がＣＣＷ方向（矢印Ｒ１方向）の場合、Ａの状態とは、ピニオンの公転中心である内周側円板の中心Ｏｘが、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２と重なる位置）よりも後側に位置する状態である。また、Ｂの状態とは、ピニオンの公転中心である内周側円板の中心Ｏｘが、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２と重なる位置）よりも前側に位置する状態である。

一方、入力軸１０１の回転がＣＷ方向（矢印Ｒ１と逆方向）の場合、Ａの状態とは、ピニオンの公転中心である内周側円板の中心Ｏｘが、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２と重なる位置）よりも前側に位置する状態である。また、Ｂの状態とは、ピニオンの公転中心である内周側円板の中心Ｏｘが、入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２と重なる位置）よりも後側に位置する状態である。

この２つの条件で共に前記第２リンクＬｎ２の長さ（偏心量ｒ１）に調節することができるが、２つの条件では、ピニオン１１０に加えるトルクＴＡ、ＴＢには差が出る。

図１６は、入力軸１０１の回転方向が矢印Ｒ１のようにＣＣＷ回転であるときの、エンゲージ時（ワンウェイ・クラッチ１２０の出力部材１２１にエンジン側からの動力が伝達される区間）の前記Ａの状態とＢの状態での前記第５、第６リンクの連結点Ｏｘに作用するトルクの計算のための説明図で、（ａ）はＡの状態のとき、（ｂ）はＢの状態のときの説明図である。入力軸１０１の回転方向が逆のＣＷ回転であるときは、位相が逆になるため、ＴＡとＴＢの大小は逆転する。

図１６において、力Ｆは連結部材１３０（第３リンクＬｎ３）の張力に対抗する入力側の第１支点Ｏ３の反作用力である。また、力Ｆｍは力Ｆを分解した成分で、第１支点Ｏ３に回転力として働く力である。入力軸１０１が矢印Ｒ１のようにＣＣＷ回転するとき、連結部材１３０（第３リンクＬｎ３）には、ワンウェイ・クラッチ１２０に動力を伝達するための張力が発生し、偏心ディスク１０４の中心点である第１支点Ｏ３には力Ｆが反作用力として働く。そのときの、点Ｏｘの周りのトルク（以下、ピニオントルクと言う）を計算すると、Ａの状態では、ピニオントルクＴＡは次式（１）のようになり、Ｂの状態では、ピニオントルクＴＢは次式（２）のようになる。

ここで、ｒは、第５リンクＬｎ５、第６リンクＬｎ６の各長さであり、ピニオン１１０の半径に相当する。また、θ１は第１リンクＬｎ１と第２リンクＬｎ２のなす角度、θ２は第３リンクＬｎ３と第１リンクＬｎ１のなす角度、θactは第５リンクＬｎ５と第６リンクＬｎ６のなす角度、Θは第６リンクＬｎ６と第３リンクＬｎ３のなす角度である。

Θの値は、幾何学的な関係から、Ａの状態では、

となり、Ｂの状態では、

となる。

上記式（１）、（２）のｓｉｎ値、つまり、Ａの状態のときの

およびＢの状態のときの

は、力Ｆによるピニオントルク成分であり、各リンクの位置により異なるため時々刻々と変化する。しかし、入力軸１０１の回転方向により、決まった大小関係にあることが計算により確かめられた。なお、式（１）及び式（２）で、括弧の値を２で割るは、ピニオン１１０の歯数と内歯歯車１０７の歯数の比が１：２とされていることによる。

図１７（ａ）はＣＣＷ回転時のＴＡとＴＢの大小関係の計算結果を示し、図１７（ｂ）はＣＷ回転時のＴＡとＴＢの大小関係の計算結果を示している。レシオに応じてピニオントルクＴＡ、ＴＢは変化するが、同じ方向の入力軸の回転中に大小関係は逆転しない。また、ＣＣＷ回転時はＴＡ≦ＴＢとなり、ＣＷ回転時はＴＡ≧ＴＢとなる。

そこで、本実施形態では、制御手段５がアクチュエータ１８０を制御するとき、原動機の回転方向に応じた入力軸１０１の回転方向において、ピニオン１１０の公転中心である内周側円板１０８の中心Ｏｘが入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線（第２リンクＬｎ２に相当する線）よりも後側に位置するように、入力中心軸線Ｏ１に対する第１支点Ｏ３の偏心量ｒ１を変更する。そして、入力軸１０１の回転方向において、内周側円板１０８の中心Ｏｘが入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線よりも後側に位置する条件の下で、アクチュエータ１８０によりピニオン１１０に、入力軸１０１の回転方向と同じ回転方向の回転トルクを与えることにより、入力中心軸線Ｏ１に対する第１支点Ｏ３の偏心量ｒ１を変更または維持するようにしている。

図１８は原動機であるエンジンが正回転（ＣＣＷ回転）する場合と逆回転（ＣＷ回転）する場合の制御の流れを示すフローチャート、図１９（ａ）はエンジンが正回転（ＣＣＷ回転）する場合の特性図、（ｂ）はエンジンが逆回転（ＣＷ回転）する場合の特性図で、それぞれ上段の図はワンウェイ・クラッチの入力部材（アウターリング）及び出力部材（インナーリング）の速度とワンウェイ・クラッチがトルク伝達するときに連結部材への入力点（第１支点Ｏ３）に発生する力Ｆの関係の時間変化を示す図、中段の図は前記Ａの状態のときとＢの状態のときの前記点Ｏｘに作用するトルク（ピニオントルク）の計算式の中のｓｉｎ値の時間変化を示す図、下段の図は前記Ａの状態のときとＢの状態のときの前記点Ｏｘに作用するトルク（ピニオントルク）の時間変化を示す図である。

図１８のフローチャートに従って説明すると、アクチュエータ１８０の制御を行う際に、まず、ステップＳ１０１で原動機の回転方向（入力軸１０１）を検出し、ステップＳ１０２での判断により原動機の回転方向がＣＣＷ方向の場合は、ステップＳ１０３に進み、節折れ方向がＡ方向（Ａの状態）かどうかをチェックする。Ａ方向の場合はそのまま図示しないメインルーチンに戻る。ステップＳ１０３で節折れ方向がＡ方向でないと判断した場合は、ステップＳ１０４で偏心量ｒ１が最大かゼロになるのを待ち（節折れがない状態になるのを待ち）、偏心量ｒ１が最大かゼロになったらステップＳ１０５に進み、次回、所定の偏心量ｒ１を与える際に、節折れ方向をＡ方向に選択してメインルーチンに戻る。

また、ステップＳ１０２の判断により原動機の回転方向がＣＷ方向の場合は、ステップＳ１０６に進み、節折れ方向がＢ方向（Ｂの状態）かどうかをチェックする。Ｂ方向の場合はそのまま図示しないメインルーチンに戻る。ステップＳ１０６で節折れ方向がＢ方向でないと判断した場合は、ステップＳ１０７で偏心量ｒ１が最大かゼロになるのを待ち（節折れがない状態になるのを待ち）、偏心量ｒ１が最大かゼロになったらステップＳ１０８に進み、次回、所定の偏心量ｒ１を与える際に、節折れ方向をＢ方向に選択してメインルーチンに戻る。

このように制御することにより、入力軸１０１の回転方向がＣＣＷ方向の場合は、Ａの状態で、アクチュエータ１８０によりピニオン１１０にトルクＴＡを加えるようにする。また、入力軸１０１の回転方向がＣＷ方向の場合は、Ｂの状態で、アクチュエータ１８０によりピニオン１１０にトルクＴＢを加えるようにする。この場合、図１９に示す特性図からわかるように、エンゲージ区間（ＯＷＣ伝達区間）において、ＣＣＷ回転時はＡの状態の方がピニオントルク成分（ｓｉｎ値）が小さく低トルクとなり、ＣＷ回転時はＢの状態の方がピニオントルク成分（ｓｉｎ値）が小さく低トルクとなる。従って、原動機の回転方向が変わるような場合であっても、変速比を維持するために必要なピニオン１１０のトルクを低減させることができ、アクチュエータ１８０の消費電力の低減を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態の無限・無段変速機構ＢＤによれば、エンジンＥＮＧ１、ＥＮＧ２の回転方向に応じた入力軸１０１の回転方向において、ピニオン１１０の公転中心である内周側円板１０８の中心Ｏｘが入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線よりも後側に位置するように、入力中心軸線Ｏ１に対する第１支点Ｏ３の偏心量ｒ１を変更するので、エンジンＥＮＧ１、ＥＮＧ２の回転方向に対してピニオン１１０に加えるトルクの方向が最適化され、連結部材１３０を介して動力を伝達する際、変速比を維持するために必要なピニオン１１０のトルクを低減させることができ、アクチュエータ１８０の消費電力の低減を図ることができる。

また、原動機が正逆回転可能なものであり、制御手段５が原動機の回転方向に応じて、ピニオン１１０の公転中心である内周側円板１０８の中心Ｏｘが、入力軸１０１の回転方向において入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線よりも後側に位置するように、入力中心軸線Ｏ１に対する第１支点Ｏ３の偏心量ｒ１を変更するので、原動機の回転方向が変わるような場合であっても、変速比を維持するために必要なピニオン１１０のトルクを低減させることができ、アクチュエータ１８０の消費電力の低減を図ることができる。

また、制御手段５は、ピニオン１１０の公転中心である内周側円板１０８の中心Ｏｘが、入力軸１０１の回転方向において入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線よりも前側に位置する場合には、偏心量ｒ１が最大またはゼロであるときに、内周側円板１０８の中心Ｏｘが入力軸１０１の回転方向において入力中心軸線Ｏ１と第１支点Ｏ３を結ぶ線よりも後側に位置するように、入力中心軸線Ｏ１に対する第１支点Ｏ３の偏心量ｒ１を変更するので、適切なタイミングで、原動機の回転方向に対してピニオン１１０に加えるトルクの方向が最適化され、アクチュエータ１８０の消費電力を低減することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、上記実施形態では、エンジンの回転出力を無段・無段変速機構ＢＤを用いて変速する場合を示したが、電動モータ等のその他の原動機の出力を変速する場合にも適用することができる。

また、上記実施形態では、エンジンの出力軸が正逆回転可能なものとして説明したが、エンジンの出力軸が正回転のみまたは逆回転のみする場合にも本発明の効果を奏することは勿論である。

１０１ 入力軸
１０４ 偏心ディスク
１０５ 外周側円板
１０６ 第１の円形孔
１０７ 内歯歯車
１０８ 内周側円板
１０２ 第２の円形孔
１１０ ピニオン
１１２ 変速比可変機構
１２０ ワンウェイ・クラッチ
１２１ 出力部材
１２２ 入力部材
１２３ ローラ（係合部材）
１３０ 連結部材
１３１ 一端部（リング部）
１３２ 他端部
１８０ アクチュエータ
ＥＮＧ エンジン（原動機）
ＢＤ 無限・無段変速機構
Ｏ１ 入力中心軸線
Ｏ２ 出力中心軸線
Ｏ３ 第１支点
Ｏ４ 第２支点
ｒ１ 偏心量

Claims (4)

1. 原動機からの回転動力を受けることで入力中心軸線の周りを回転する入力軸と、
   前記入力中心軸線の周囲に周方向に等間隔に設けられると共に前記入力中心軸線に対する偏心量を同期して変更可能な第１支点をそれぞれの中心に有し、前記偏心量を保ちつつ前記入力中心軸線の周りに前記入力軸と共に回転する複数の偏心ディスクと、
   前記入力中心軸線から離れた出力中心軸線の周りを回転する出力部材と、外部から回転方向の動力を受けることで前記出力中心軸線の周りを揺動する入力部材と、これら入力部材および出力部材を互いにロック状態または非ロック状態にする係合部材とを有し、前記入力部材の正方向の回転速度が前記出力部材の正方向の回転速度を上回ったとき、前記入力部材に入力された回転動力を前記出力部材に伝達し、それにより前記入力部材の揺動運動を前記出力部材の回転運動に変換するワンウェイ・クラッチと、
   それぞれ一端が前記各偏心ディスクの外周に前記第１支点を中心に回転自在に連結され、他端が前記ワンウェイ・クラッチの入力部材上の前記出力中心軸線から離間した位置に設けられた第２支点に回動自在に連結されることで、前記入力軸から前記偏心ディスクに与えられる回転運動を、前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に対し該入力部材の揺動運動として伝える複数の連結部材と、
   を備え、
   前記入力中心軸線、第１支点、第２支点、出力中心軸線をそれぞれ回転対偶とし、また、前記入力中心軸線と出力中心軸線を結ぶ線分を第１リンク、前記入力中心軸線と第１支点を結ぶ線分を第２リンク、前記第１支点と第２支点を結ぶ線分を第３リンク、前記出力中心軸線と第２支点を結ぶ線分を第４リンクとし、前記第１リンクを固定節、第２リンクを原動節、第３リンクを従動節とする複数の４節リンク機構の組み合わせとして構成され、
   前記偏心ディスクが、前記第１支点を中心にした円板として形成され且つその中心に対して一定の偏心距離だけ中心を偏倚させた第１円形孔を有すると共に外周に前記連結部材の一端が回転自在に嵌合された外周側円板と、前記入力軸と一体回転可能に設けられ且つ前記入力中心軸線に対して前記一定の偏心距離と同じ距離だけ中心を偏倚させた円板として形成されて前記外周側円板の第１円形孔の内周に回転可能に嵌合された内周側円板とで構成され、
   前記内周側円板に、前記入力中心軸線を中心とすると共に周方向の一部が内周側円板の外周に開口した第２円形孔が設けられ、その第２円形孔の内部に前記入力中心軸線と同軸に回転可能なピニオンが収容され、該ピニオンの歯が、前記第２円形孔の外周の開口を通して前記外周側円板の第１円形孔の内周に形成された内歯歯車に噛み合い、
   さらに前記ピニオンには、該ピニオンを前記第２円形孔の内部で回転させることにより、ピニオンの歯と内歯歯車の歯の噛み合いによって前記外周側円板を内周側円板に対して相対回転させ、それにより、前記第２リンクの長さに相当する前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を調節するアクチュエータが接続され、
   これらアクチュエータ、ピニオン、内周側円板、外周側円板の組み合わせにより、前記入力中心軸線に対する第１支点の偏心量を調節して、前記偏心ディスクから前記ワンウェイ・クラッチの入力部材に伝えられる揺動運動の揺動角度を変更し、それにより前記入力軸に入力される回転動力が前記偏心ディスクおよび前記連結部材を介して前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に回転動力として伝達される際の変速比を変更すると共に前記偏心量をゼロに設定することで変速比を無限大に設定可能な変速比可変機構が構成された無段変速機構であって、
   前記原動機の回転方向に応じた前記入力軸の回転方向において、前記ピニオンの公転中心である前記内周側円板の中心が前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも後側に位置するように、前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を変更する制御手段を備えることを特徴とする無段変速機構。
2. 前記原動機が正逆回転可能なものであり、前記制御手段が前記原動機の回転方向に応じて、前記ピニオンの公転中心である前記内周側円板の中心が、前記入力軸の回転方向において前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも後側に位置するように、前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を変更することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機構。
3. 前記制御手段は、前記ピニオンの公転中心である前記内周側円板の中心が、前記入力軸の回転方向において前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも前側に位置する場合には、前記偏心量が最大またはゼロであるときに、前記内周側円板の中心が前記入力軸の回転方向において前記入力中心軸線と前記第１支点を結ぶ線よりも後側に位置するように、前記入力中心軸線に対する前記第１支点の偏心量を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機構。
4. 前記原動機と、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の前記無段変速機構と、
   前記ワンウェイ・クラッチの出力部材に連結され、該出力部材に伝達された回転動力を駆動車輪に伝える被回転駆動部材と、
   を備えることを特徴とする自動車用駆動システム。

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