JP6552382B2 - 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系統に分割してアウトプット軸(出力軸)に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 continuously variable transmission capable of dividing power input to an input shaft (input shaft) into two systems and transmitting the split power to an output shaft (output shaft).
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, there is a continuously variable transmission mechanism for continuously changing the power of the engine, a gear mechanism for transmitting the power of the engine without passing through the continuously variable transmission mechanism, and a continuously variable transmission mechanism It has been proposed to have a planetary gear mechanism for combining the power from the gear and the power from the gear mechanism. In this transmission, the power from the engine can be divided into the continuously variable transmission mechanism and the gear mechanism, and each divided power can be synthesized 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.
この提案に係る動力分割式無段変速機には、無段変速機構、スプリット変速機構および遊星歯車機構が含まれる。無段変速機構は、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。無段変速機構のプライマリ軸には、インプット軸に入力されるエンジンの動力が伝達される。無段変速機構のセカンダリ軸は、遊星歯車機構のサンギヤに接続されている。スプリット変速機構は、インプット軸の動力が伝達/遮断されるスプリットドライブギヤと、スプリットドライブギヤとギヤ列を構成し、遊星歯車機構のキャリアと一体回転するスプリットドリブンギヤとを備えている。遊星歯車機構のリングギヤには、アウトプット軸が接続されている。アウトプット軸の回転は、デファレンシャルギヤに伝達され、デファレンシャルギヤから左右の駆動輪に伝達される。 The power split type continuously variable transmission according to this proposal includes a continuously variable transmission mechanism, a split transmission mechanism, and a planetary gear mechanism. The continuously variable transmission mechanism has the same configuration as a known belt-type continuously variable transmission (CVT). The power of the engine input to the input shaft is transmitted to the primary shaft of the continuously variable transmission mechanism. The secondary shaft of the continuously variable transmission mechanism is connected to the sun gear of the planetary gear mechanism. The split transmission mechanism includes a split drive gear that transmits / shuts off the power of the input shaft, and a split driven gear that forms a gear train with the split drive gear and rotates integrally with the carrier of the planetary gear mechanism. An output shaft is connected to the ring gear of the planetary gear mechanism. The rotation of the output shaft is transmitted to the differential gear and transmitted from the differential gear to the left and right drive wheels.
動力分割式無段変速機は、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有している。 The power split type continuously variable transmission has a belt mode and a split mode as power transmission modes.
ベルトモードでは、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとが直結される。また、インプット軸からスプリットドライブギヤへの動力の伝達が遮断されることにより、スプリットドライブギヤが自由回転状態(フリー)にされ、遊星歯車機構のキャリアが自由回転状態にされる。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤおよびリングギヤが一体的に回転し、アウトプット軸がリングギヤ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の変速比(ユニット変速比)が無段変速機構の変速比(ベルト変速比)と一致する。 In the belt mode, the sun gear and the ring gear of the planetary gear mechanism are directly connected. Further, by interrupting the transmission of power from the input shaft to the split drive gear, the split drive gear is brought into free rotation (free), and the carrier of the planetary gear mechanism is brought into free rotation. Therefore, the sun gear and the ring gear rotate integrally and the output shaft rotates integrally with the ring gear by the power output from the continuously variable transmission mechanism. Therefore, in the belt mode, the gear ratio (unit gear ratio) of the power split continuously variable transmission matches the gear ratio (belt gear ratio) of the continuously variable transmission mechanism.
スプリットモードでは、遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤとの直結が解除され、リングギヤが制動される。そのため、無段変速機構から出力される動力により、サンギヤが回転する。一方、インプット軸からスプリットドライブギヤに動力が伝達され、その動力が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することにより一定の変速比(スプリット変速比)で変速されて、遊星歯車機構のキャリアに入力される。そのため、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り、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 direct connection between the sun gear and the ring gear of the planetary gear mechanism is released, and the ring gear is braked. Therefore, the sun gear is rotated by the power output from the continuously variable transmission mechanism. On the other hand, power is transmitted from the input shaft to the split drive gear, and the power is shifted from the split drive gear through the split driven gear at a constant gear ratio (split gear ratio) and input to the carrier of the planetary gear mechanism. . Therefore, in the split mode, the larger the belt speed ratio, the smaller the unit speed ratio, and a speed ratio that is less than or equal to the split speed ratio can be realized.
図6は、動力分割式無段変速機の変速比と伝達効率との関係を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the transmission ratio and the transmission efficiency of the power split continuously variable transmission.
スプリットモードでは、インプット軸に入力される動力の一部が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を含むギヤ列を介してアウトプット軸に伝達される。それゆえ、スプリットモードでは、同じベルト変速比でベルトモードと比較すると、ギヤ列よりも伝達効率の低い無段変速機構に伝達される動力が低いので、図6に示されるように、動力分割式無段変速機の伝達効率(ユニット効率)が良い。 In the split mode, part of the power input to the input shaft is transmitted to the output shaft through a gear train including a split drive gear and a split driven gear. Therefore, in split mode, as compared with belt mode at the same belt transmission ratio, the power transmitted to the continuously variable transmission mechanism having lower transmission efficiency than the gear train is lower, so as shown in FIG. The transmission efficiency (unit efficiency) of the continuously variable transmission is good.
また、無段変速機構は、プライマリ軸に支持されるプライマリプーリとセカンダリ軸に支持されるセカンダリプーリとに無端状のベルトが巻き掛けられた構成を有している。このベルト式の無段変速機構では、プライマリプーリに対するベルトの巻きかけ径とセカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径との差が小さい状態、つまりベルト変速比が1付近となる状態で伝達効率が最も良く、ベルト変速比が1から最大変速比または最小変速比に近づくほど伝達効率が下がる。それゆえ、動力分割式無段変速機は、図6に示されるように、ベルトモードおよびスプリットモードの各動力伝達モードにおいて、ベルト変速比が1付近となる状態でユニット効率が最も良く、ベルト変速比が最大変速比または最小変速比に近づくほどユニット効率が悪化する特性を有している。 The continuously variable transmission mechanism has a configuration in which an endless belt is wound around a primary pulley supported by a primary shaft and a secondary pulley supported by a secondary shaft. In this belt-type continuously variable transmission mechanism, the transmission efficiency is best when the difference between the belt winding diameter of the primary pulley and the belt winding diameter of the secondary pulley is small, that is, when the belt gear ratio is around 1. The transmission efficiency decreases as the belt speed ratio approaches from 1 to the maximum speed ratio or the minimum speed ratio. Therefore, as shown in FIG. 6, the power split type continuously variable transmission has the best unit efficiency with the belt transmission ratio being close to 1 in each of the power transmission modes of the belt mode and the split mode. The unit efficiency deteriorates as the ratio approaches the maximum speed ratio or the minimum speed ratio.
そのため、動力分割式無段変速機のユニット変速比には、スプリット変速比(ベルトモードとスプリットモードとの切替点)付近に、ユニット効率が悪い領域(以下、「ユニット効率の谷」という。)が存在する。 Therefore, in the unit gear ratio of the power split type continuously variable transmission, a region where the unit efficiency is bad near the split gear ratio (switching point between the belt mode and the split mode) (hereinafter referred to as "valley of unit efficiency"). Exists.
本発明の目的は、ユニット効率の谷の使用を避けることができる、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 that can avoid the use of valleys of unit efficiency.
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、インプット軸に入力される動力をベルト変速比の変更により無段階に変速するベルト式の無段変速機構と、インプット軸に入力される動力を一定のスプリット変速比で変速するスプリット変速機構と、動力をアウトプット軸に出力する出力歯車機構とを含み、インプット軸に入力される動力が無段変速機構を経由して出力歯車機構に伝達されるベルトモードと、インプット軸に入力される動力が無段変速機構およびスプリット変速機構を経由して出力歯車機構に伝達されるスプリットモードとに選択的に切り替えられる動力分割式無段変速機であって、無段変速機構は、プライマリプーリとセカンダリプーリとにベルトを巻き掛けた構成を有し、プライマリプーリおよびセカンダリプーリの少なくとも一方は、固定シーブと、固定シーブにベルトを挟んで対向配置され、固定シーブとの対向方向に移動可能に設けられた可動シーブと、固定シーブから離間する側に移動する可動シーブが当接し、可動シーブの移動をスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致するベルト変速比が得られる位置で阻止するストッパとを備える。 In order to achieve the above object, a power split type continuously variable transmission according to the present invention comprises: a belt type continuously variable transmission mechanism which continuously shifts power input to an input shaft by changing a belt transmission ratio; A split transmission mechanism that shifts the power input to the shaft at a constant split gear ratio, and an output gear mechanism that outputs the power to the output shaft, and the power input to the input shaft passes through the continuously variable transmission mechanism. The power split is selectively switched between the belt mode transmitted to the output gear mechanism and the split mode in which the power input to the input shaft is transmitted to the output gear mechanism via the continuously variable transmission mechanism and the split transmission mechanism. Continuously variable transmission, wherein the continuously variable transmission mechanism has a configuration in which a belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley, and the primary pulley and the se At least one of the pulleys is a fixed sheave, a movable sheave disposed opposite to the fixed sheave with a belt interposed therebetween, and a movable sheave that is movable in a direction facing the fixed sheave, and a movable sheave that moves away from the fixed sheave. A stopper for stopping the movement of the movable sheave at a position where a belt transmission ratio corresponding to a predetermined value larger than the split transmission ratio and smaller than 1 is obtained.
この構成によれば、ベルトモードでは、インプット軸に入力される動力が無段変速機構を経由して出力歯車機構に伝達され、その無段変速機構を経由する動力がアウトプット軸に出力される。スプリットモードでは、インプット軸に入力される動力が無段変速機構およびスプリット変速機構の両方を経由して出力歯車機構に伝達され、その無段変速機構を経由する動力とスプリット変速機構を経由する動力とが出力歯車機構で合成されてアウトプット軸に出力される。 According to this configuration, in the belt mode, the power input to the input shaft is transmitted to the output gear mechanism via the continuously variable transmission mechanism, and the power passing through the continuously variable transmission mechanism is output to the output shaft. . In the split mode, the power input to the input shaft is transmitted to the output gear mechanism via both the continuously variable transmission mechanism and the split transmission mechanism, and the power passing through the continuously variable transmission mechanism and the power passing through the split transmission mechanism. Are combined by the output gear mechanism and output to the output shaft.
セカンダリプーリの可動シーブが固定シーブから離間する側に移動すると、セカンダリプーリに対するベルトの巻きかけ径が小さくなり、ベルト変速比が小さくなる。可動シーブの移動が進むと、可動シーブがストッパに当接し、可動シーブのそれ以上の移動が阻止される。このとき、ベルト変速比が最小となり、その最小のベルト変速比がスプリット変速機構のスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致する。 When the movable sheave of the secondary pulley moves away from the fixed sheave, the diameter at which the belt is wound around the secondary pulley decreases, and the belt transmission ratio decreases. As the movement of the movable sheave proceeds, the movable sheave comes into contact with the stopper, and further movement of the movable sheave is prevented. At this time, the belt transmission ratio becomes minimum, and the minimum belt transmission ratio coincides with a predetermined value which is larger than the split transmission ratio of the split transmission mechanism and less than one.
これにより、ベルト変速比が所定値を超えて小さくなることを禁止することができ、ユニット効率の谷の使用を避けることができる。 As a result, it is possible to prohibit the belt transmission ratio from becoming smaller than a predetermined value, and to avoid the use of unit efficiency valleys.
セカンダリプーリは、可動シーブに対して固定シーブ側と反対側に、可動シーブの移動方向に固定的に設けられたシリンダをさらに備え、ストッパは、シリンダと別体に形成されていてもよい。 The secondary pulley may further include a cylinder fixedly provided in the moving direction of the movable sheave on the opposite side of the movable sheave to the movable sheave, and the stopper may be formed separately from the cylinder.
この場合、ストッパの位置または形状の変更により、可動シーブがストッパに当接するときの可動シーブの位置を変更することができ、ベルト変速比の最小値を変更することができる。したがって、スプリット変速機構のスプリット変速比が変更になっても、シリンダの形状を変更せずに、ストッパの位置または形状の変更により、ベルト変速比の最小値をスプリット変速比よりも大きい所定値と一致させることができる。よって、動力分割式無段変速機に種々の車種に搭載可能な汎用性を持たせることができる。 In this case, by changing the position or shape of the stopper, the position of the movable sheave when the movable sheave abuts the stopper can be changed, and the minimum value of the belt transmission ratio can be changed. Therefore, even if the split transmission ratio of the split transmission mechanism is changed, the minimum value of the belt transmission ratio is set to a predetermined value larger than the split transmission ratio by changing the position or the shape of the stopper without changing the shape of the cylinder. Can be matched. Therefore, the power split continuously variable transmission can be provided with versatility that can be mounted on various vehicle types.
本発明によれば、固定シーブから離れる側に移動する可動シーブがストッパに当接することにより、ベルト変速比がスプリット変速比よりも大きい所定値を超えて小さくなることを禁止することができる。よって、ユニット効率の谷の使用を避けることができ、動力分割式無段変速機が搭載された車両の燃費を向上させることができる。 According to the present invention, when the movable sheave moving to the side away from the fixed sheave abuts on the stopper, it is possible to inhibit the belt transmission ratio from becoming smaller than a predetermined value larger than the split transmission ratio. Therefore, the use of the valley of unit efficiency can be avoided, and the fuel efficiency of the vehicle equipped with the power split type continuously variable transmission can be improved.
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.
<駆動系統の構成>
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。
<Configuration of drive system>
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 having an
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、エンジン2の出力軸(E/G出力軸)が連結されており、ポンプインペラ31は、E/G出力軸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
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出力軸の動力(トルク)よりも大きな動力が発生する。
When the E / G output shaft is rotated in a state where the lockup clutch 33 is released, the
ロックアップクラッチ33が係合された状態では、E/G出力軸が回転されると、E/G出力軸、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。
With the lockup clutch 33 engaged, when the E / G output shaft is rotated, the E / G output shaft, the
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、出力用遊星歯車機構44およびスプリット変速機構45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46が相対回転不能に支持されている。
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63が設けられ、可動シーブ62とシリンダ63との間に、ピストン室(油室)64が形成されている。
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67が設けられ、可動シーブ66とシリンダ67との間に、ピストン室(油室)68が形成されている。
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64,68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64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 transmission ratio is lowered, the hydraulic pressure supplied to 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64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
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、プライマリ軸51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64,68に供給される油圧(油量)が制御される。
On the other hand, the thrust of the
出力用遊星歯車機構44は、サンギヤ71、キャリア72およびリングギヤ73を備えている。サンギヤ71は、セカンダリ軸52に相対回転不能に支持されている(セカンダリ軸52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)。キャリア72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72は、複数個のピニオンギヤ74を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ74は、円周上に配置され、サンギヤ71と噛合している。リングギヤ73は、複数個のピニオンギヤ74を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ74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73には、アウトプット軸42が接続され、リングギヤ73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 output
スプリット変速機構45は、増速用遊星歯車機構81、スプリットドライブギヤ82、スプリットドリブンギヤ83およびアイドルギヤ84を備えている。
The
増速用遊星歯車機構81には、サンギヤ85、キャリア86およびリングギヤ87が含まれる。サンギヤ85は、インプット軸41に相対回転可能に外嵌されている。キャリア86は、インプット軸41に相対回転不能に支持されている。キャリア86は、複数個のピニオンギヤ88を回転可能に支持している。複数個のピニオンギヤ88は、円周上に配置され、サンギヤ85と噛合している。リングギヤ87は、複数個のピニオンギヤ88を一括して取り囲む円環状を有し、各ピニオンギヤ88にインプット軸41の回転径方向の外側から噛合している。
The speed increasing
スプリットドライブギヤ82は、増速用遊星歯車機構81のサンギヤ85と一体回転可能に設けられている。
The
スプリットドリブンギヤ83は、出力用遊星歯車機構44のキャリア72と一体回転可能に設けられている。
The split driven
アイドルギヤ84は、スプリットドライブギヤ82およびスプリットドリブンギヤ83と噛合している。
The
動力分割式無段変速機4は、出力ギヤ46の回転をデファレンシャルギヤ5に伝達する出力ギヤ機構91を備えている。出力ギヤ機構91は、アウトプット軸42と平行に設けられた出力アイドル軸92と、出力アイドル軸92に相対回転不能に支持されて、出力ギヤ46と噛合する第1出力アイドルギヤ93と、出力アイドル軸92に相対回転不能に支持されて、デファレンシャルギヤ5(デファレンシャルギヤ5の入力ギヤ)と噛合する第2出力アイドルギヤ94とを含む。
The power split type continuously
また、動力分割式無段変速機4は、ベルトモードクラッチC1、リバースブレーキB1およびスプリットモードブレーキB2を備えている。
The power split type continuously
ベルトモードクラッチC1は、アウトプット軸42とセカンダリ軸52とを直結(一体回転可能に連結)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 belt mode clutch C1 is switched between an engaged state (on) in which the
リバースブレーキB1は、スプリットドライブギヤ82(出力用遊星歯車機構44のキャリア72)を制動する係合状態(オン)と、スプリットドライブギヤ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 reverse brake B <b> 1 is switched between an engagement state (ON) for braking the split drive gear 82 (the
スプリットモードブレーキB2は、増速用遊星歯車機構81のリングギヤ87を制動する係合状態(オン)と、リングギヤ87の回転を許容する解放状態(オフ)とに切り替えられる。
The split mode brake B2 is switched to an engaged state (on) in which the
<動力伝達モード>
図2は、車両1の前進時および後進時におけるベルトモードクラッチC1、リバースブレーキB1およびスプリットモードブレーキB2の状態を示す図である。図3は、出力用遊星歯車機構44のサンギヤ71、キャリア72およびリングギヤ73の回転数(回転速度)の関係を示す共線図である。
<Power transmission mode>
FIG. 2 is a view showing the states of the belt mode clutch C1, the reverse brake B1 and the split mode brake B2 when the vehicle 1 is moving forward and backward. FIG. 3 is a collinear diagram showing the relationship between the rotational speeds (rotational speeds) of the
図2において、「○」は、ベルトモードクラッチC1、リバースブレーキB1およびスプリットモードブレーキB2が係合状態であることを示している。「×」は、ベルトモードクラッチC1、リバースブレーキB1およびスプリットモードブレーキB2が解放状態であることを示している。 In FIG. 2, "o" indicates that the belt mode clutch C1, the reverse brake B1 and the split mode brake B2 are in the engaged state. “X” indicates that the belt mode clutch C1, the reverse brake B1, and the split mode brake B2 are in a released state.
動力分割式無段変速機4は、車両1を前進させるための前進(ドライブ)レンジにおける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、ベルトモードクラッチC1が係合される。これにより、アウトプット軸42およびセカンダリ軸52が直結される。また、リバースブレーキB1およびスプリットモードブレーキB2が解放される。リバースブレーキB1が解放された状態では、スプリット変速機構45のスプリットドライブギヤ82、スプリットドリブンギヤ83およびアイドルギヤ84ならびに出力用遊星歯車機構44のキャリア72がフリー(自由回転状態)である。スプリットモードブレーキB2が解放された状態では、スプリット変速機構45の増速用遊星歯車機構81のリングギヤ87がフリーである。
In the belt mode, as shown in FIG. 2, the belt mode clutch C1 is engaged. Thereby, the
インプット軸41に入力される動力は、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。アウトプット軸42およびセカンダリ軸52が直結されているので、セカンダリ軸52と一体となって、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、スプリットモードブレーキB2が係合される。これにより、スプリット変速機構45の増速用遊星歯車機構81のリングギヤ87が制動される。また、ベルトモードクラッチC1およびリバースブレーキB1が解放される。ベルトモードクラッチC1が解放された状態では、アウトプット軸42とセカンダリ軸52との直結が解除されている。
In the split mode, as shown in FIG. 2, the split mode brake B2 is engaged. As a result, the
インプット軸41に入力される動力の一部は、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。セカンダリ軸52の回転により、出力用遊星歯車機構44のサンギヤ71が回転する。
Part of the power input to the
また、スプリット変速機構45のリングギヤ87が制動されているので、インプット軸41に入力される動力の一部は、スプリット変速機構45のキャリア86を公転させるとともに、そのキャリア86に保持されているピニオンギヤ88を回転させる。ピニオンギヤ88の回転により、ピニオンギヤ88からサンギヤ85に動力が入力される。これにより、スプリットドライブギヤ82が回転する。スプリットドライブギヤ82の回転は、アイドルギヤ84を介して、スプリットドリブンギヤ83に伝達され、スプリットドリブンギヤ83および出力用遊星歯車機構44のキャリア72を回転させる。
Further, since the
スプリット変速機構45の変速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、出力用遊星歯車機構44のキャリア72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、出力用遊星歯車機構44のサンギヤ71の回転数が下がるので、図3に破線で示されるように、出力用遊星歯車機構44のリングギヤ73(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 transmission ratio, which is the transmission ratio of 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46および出力ギヤ機構91を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト6,7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後進(リバース)レンジでは、図2に示されるように、ベルトモードクラッチC1およびスプリットモードブレーキB2が解放される。そして、リバースブレーキB1が係合される。これにより、スプリットドライブギヤ82が制動される。スプリットドライブギヤ82の制動により、スプリット変速機構45のアイドルギヤ84が回転不能となり、さらに、スプリット変速機構45のスプリットドリブンギヤ83および出力用遊星歯車機構44のキャリア72が回転不能となる。
In the reverse range for reversing the vehicle 1, as shown in FIG. 2, the belt mode clutch C1 and the split mode brake B2 are released. Then, the reverse brake B1 is engaged. As a result, the
インプット軸41に入力される動力は、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。セカンダリ軸52の回転により、出力用遊星歯車機構44のサンギヤ71が回転する。キャリア72が回転不能なため、図3に二点鎖線で示されるように、サンギヤ71が回転すると、リングギヤ73がサンギヤ71と逆方向に回転する。このリングギヤ73の回転方向は、前進レンジ(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73の回転方向と逆方向となる。そして、リングギヤ73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46および出力ギヤ機構91を介して、デファレンシャルギヤ5に伝達される。これにより、車両1のドライブシャフト6,7が後進方向に回転する。
The power input to the
<セカンダリプーリ>
図4Aおよび図4Bは、セカンダリプーリ54の構成を示す断面図である。
<Secondary pulley>
4A and 4B are cross-sectional views showing the configuration of
セカンダリプーリ54の固定シーブ65は、セカンダリ軸52と一体的に形成され、セカンダリ軸52から径方向に鍔状に張り出している。固定シーブ65は、セカンダリ軸52側ほど可動シーブ66に近づくように傾斜した挟持面101を有している。
The
可動シーブ66は、セカンダリ軸52にその軸線方向に移動可能に外嵌された内円筒部102と、内円筒部102の固定シーブ65側の端部から径方向に鍔状に張り出す鍔状部103と、鍔状部103の外周端部から固定シーブ65側と反対側に延び、内円筒部102と径方向に対向する外円筒部104とを一体的に備えている。
The
内円筒部102の固定シーブ65側の端面と鍔状部103の固定シーブ65側の側面とは、面一に形成され、セカンダリ軸52側ほど固定シーブ65に近づくように傾斜した挟持面105をなしている。この挟持面105と固定シーブ65の挟持面101との間に、ベルト55が挟持されている。
The end surface on the fixed
内円筒部102には、セカンダリ軸52と摺擦する内周面に、オイル供給溝106が全周にわたって形成されている。オイル供給溝106は、可動シーブ66(内円筒部102)の可動範囲内であれば、可動シーブ66の位置にかかわらず、セカンダリ軸52の内部に形成された供給油路107と常に連通している。また、内円筒部102には、一端がオイル供給溝106に接続され、他端が内円筒部102の外周面で開放されるオイル導入路108が形成されている。可動シーブ66とシリンダ67との間のピストン室68には、供給油路107からオイル供給溝106およびオイル導入路108を介して油圧が供給される。
In the inner
シリンダ67は、セカンダリ軸52から径方向に鍔状に張り出す第1円環部109と、円環状をなし、その内周端部が第1円環部109の外周端部に可動シーブ66側から重なるように形成された第2円環部110と、第2円環部110の外周端部から可動シーブ66側に延びる延部111とを一体的に備えている。
The
第2円環部110の内径は、可動シーブ66の内円筒部102の外径よりも大きく、第2円環部110の内側に、内円筒部102が入り込むことが可能になっている。
The inner diameter of the second
延部111の外周端部は、径方向外側に湾曲ないし屈曲し、その先端面112が可動シーブ66の外円筒部104に径方向内側から対向している。先端面112には、シール溝113が全周にわたって形成されている。シール溝113には、オイルシール114が嵌合されている。オイルシール114は、可動シーブ66の外円筒部104に液密的に当接している。
The outer peripheral end of the extending
また、可動シーブ66の鍔状部103とシリンダ67の第2円環部110との間には、スプリング115が介在されている。スプリング115の弾性力により、可動シーブ66およびシリンダ67は、互いに離間する方向に付勢されている。
Further, a
そして、シリンダ67の第1円環部109の可動シーブ66側の面には、セカンダリ軸52の周囲を取り囲む円環状のストッパ116が配置されている。ストッパ116は、摩擦係数が比較的小さい材料を用いて、シリンダ67と別体に形成されている。ストッパ116は、摩擦係数が比較的大きい材料を用いて形成され、その表面に摩擦係数を小さくするためのコーティング加工が施されていてもよい。
An
ベルト変速比(無段変速機構43の変速比)が最大のときには、図4Aに示されるように、可動シーブ66の内円筒部102は、シリンダ67の第2円環部110内から抜け、シリンダ67の延部111と間隔を空けて対向している。
When the belt transmission ratio (the transmission ratio of the continuously variable transmission mechanism 43) is maximum, as shown in FIG. 4A, the inner
プライマリプーリ53(図1参照)に対するベルト55の巻きかけ径が増大されると、可動シーブ66がシリンダ67側に移動する。可動シーブ66の移動が進むと、内円筒部102がシリンダ67の第2円環部110の内側に入り込む。可動シーブ66がシリンダ67側にさらに移動されると、図4Bに示されるように、内円筒部102のシリンダ67側の端面がストッパ116に当接する。これにより、可動シーブ66のそれ以上の移動が阻止され、可動シーブ66がストッパ116に当接した状態で固定される。そのため、セカンダリプーリ54に対するベルト55の巻きかけ径がそれ以上に小さくならず、このとき、ベルト変速比が最小となる。
When the winding diameter of the
ストッパ116は、その最小のベルト変速比がスプリット変速機構45の一定変速比であるスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致するように、その形状(可動シーブ66の内円筒部102が当接する部分の厚み)が設計されている。所定値は、スプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満であれば、たとえば、スプリット変速比に0.07〜0.12を加えた値であってもよいし、スプリット変速比に1.1〜1.3を乗じた値であってもよい。
The
<作用効果>
図5は、動力分割式無段変速機4のユニット変速比とユニット効率との関係を示すグラフである。
<Function effect>
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the unit gear ratio of the power split continuously
スプリットモードでは、インプット軸41に入力される動力の一部がスプリット変速機構45を介してアウトプット軸に伝達される。それゆえ、スプリットモードでは、同じベルト変速比でベルトモードと比較すると、スプリット変速機構45よりも伝達効率の低い無段変速機構43に伝達される動力が低いので、図5に示されるように、動力分割式無段変速機4の伝達効率(ユニット効率)が良い。
In the split mode, part of the power input to the
また、無段変速機構43では、プライマリプーリ53に対するベルト55の巻きかけ径とセカンダリプーリ54に対するベルト55の巻きかけ径との差が小さい状態、つまりベルト変速比が1付近となる状態で伝達効率が最も良く、ベルト変速比が1から離れるほど伝達効率が下がる。それゆえ、動力分割式無段変速機4は、図5に示されるように、ベルトモードおよびスプリットモードの各動力伝達モードにおいて、ベルト変速比が1付近となる状態でユニット効率が最も良く、ベルト変速比が1から離れるほどユニット効率が悪化する特性を有している。
Further, in the continuously
セカンダリプーリ54の可動シーブ66が固定シーブ65から離間する側に移動すると、セカンダリプーリ54に対するベルトの巻きかけ径が小さくなり、ベルト変速比が小さくなる。可動シーブ66の移動が進むと、可動シーブ66がストッパ116に当接し、可動シーブ66のそれ以上の移動が阻止される。このとき、ベルト変速比が最小となり、その最小のベルト変速比がスプリット変速機構45のスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致する。
When the
これにより、ベルト変速比が所定値を超えて小さくなることを禁止することができるので、ユニット変速比がスプリット変速比付近のユニット効率の悪い領域になることを抑制できる。すなわち、ユニット効率の谷の使用を避けることができる。 As a result, it is possible to prohibit the belt transmission ratio from becoming smaller than a predetermined value, so that it is possible to suppress the unit transmission ratio from becoming a region of poor unit efficiency near the split transmission ratio. That is, the use of unit efficiency valleys can be avoided.
なお、ベルトモードとスプリットモードとの切り替えは、ベルト変速比が所定値に一致した状態において、ベルトモードクラッチC1とスプリットモードブレーキB2とが掛け替えられることにより達成される。 The switching between the belt mode and the split mode is achieved by switching between the belt mode clutch C1 and the split mode brake B2 in a state in which the belt gear ratio matches the predetermined value.
セカンダリプーリ54は、可動シーブ66に対して固定シーブ65側と反対側に、可動シーブ66の移動方向に固定的に設けられたシリンダ67をさらに備え、ストッパ116は、シリンダ67と別体に形成されている。
The
そのため、ストッパ116の位置または形状の変更により、可動シーブ66がストッパ116に当接するときの可動シーブ66の位置を変更することができ、所定値(ベルト変速比の最小値)を変更することができる。したがって、スプリット変速機構45のスプリット変速比が変更になっても、シリンダ67の形状を変更せずに、ストッパ116の位置または形状の変更により、スプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値を設定することができる。よって、動力分割式無段変速機4に種々の車種に搭載可能な汎用性を持たせることができる。
Therefore, by changing the position or shape of the
<変形例>
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る。
<Modification>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
たとえば、前述の実施形態では、ストッパ116がシリンダ67と別体に形成されている構成を取り上げた。しかしながら、ストッパ116は、シリンダ67と一体に形成されていてもよい。言い換えれば、シリンダ67がストッパ116の機能を発揮する形状に形成されて、可動シーブ66がシリンダ67に当接することにより、ベルト変速比がスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致する構成であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the
また、前述の実施形態では、セカンダリプーリ54にストッパ116が設けられ、可動シーブ66が移動によりストッパ116に当接すると、可動シーブ66のそれ以上の移動が阻止されて、ベルト変速比がスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致する構成を取り上げた。
Further, in the above-described embodiment, the
この構成に代えて、または、その構成に加えて、同様な作用効果を得ることを目的とするストッパがプライマリプーリ53に設けられてもよい。すなわち、プライマリプーリ53にストッパが設けられ、可動シーブ62が移動によりストッパに当接すると、可動シーブ62のそれ以上の移動が阻止されて、ベルト変速比がスプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致する構成が採用されてもよい。
Instead of or in addition to this configuration, a stopper may be provided on
たとえば、セカンダリプーリ54の各部(シリンダ67など)の形状は、一例であり、セカンダリプーリ54のサイズなどに応じて適宜に変更されるとよい。
For example, the shape of each part (such as the cylinder 67) of the
その他、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。 In addition, various design changes can be made to the above-described configuration within the scope of the matters described in the claims.
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 出力用遊星歯車機構
45 スプリット変速機構
53 プライマリプーリ
54 セカンダリプーリ
55 ベルト
65 固定シーブ
66 可動シーブ
116 ストッパ
4 power split type continuously
Claims (1)
前記無段変速機構は、プライマリプーリとセカンダリプーリとにベルトを巻き掛けた構成を有し、
前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリの少なくとも一方は、
固定シーブと、
前記固定シーブに前記ベルトを挟んで対向配置され、前記固定シーブとの対向方向に移動可能に設けられた可動シーブと、
前記固定シーブから離間する側に移動する前記可動シーブが当接し、前記可動シーブの移動を前記スプリット変速比よりも大きく、かつ、1未満である所定値と一致するベルト変速比が得られる位置で阻止するストッパとを備える、動力分割式無段変速機。 A belt-type continuously variable transmission mechanism that changes the power input to the input shaft steplessly by changing the belt transmission ratio; a split transmission mechanism that changes the power input to the input shaft at a constant split transmission ratio; An output gear mechanism that outputs power to the output shaft, and a belt mode in which power input to the input shaft is transmitted to the output gear mechanism via the continuously variable transmission mechanism; and an input to the input shaft A power split type continuously variable transmission, in which a selected power is selectively switched to a split mode in which the power is transmitted to the output gear mechanism via the continuously variable transmission mechanism and the split transmission mechanism,
The continuously variable transmission mechanism has a configuration in which a belt is wound around a primary pulley and a secondary pulley,
At least one of the primary pulley and the secondary pulley is
With fixed sheave,
A movable sheave disposed opposite to the fixed sheave with the belt interposed therebetween and movably provided in a direction opposite to the fixed sheave;
The movable sheave moving toward the side away from the fixed sheave abuts, and at a position where a belt gear ratio corresponding to a predetermined value larger than the split gear ratio and smaller than 1 is obtained. Power split type continuously variable transmission comprising a blocking stopper.
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