(57)【要約】【課題】無段変速装置の駆動ベルトの最適負荷によって、高出力密度、高効率及び広い制御範囲を得ること。【解決手段】駆動ベルト（１３）、入力速度（Ｎｉｎ）で回転することができ、入力側の調車（６）に接続された入力軸（５）、及び出力側の調車（９）を有した無段変速装置（１）と、前記無段変速装置（１）の前記入力軸（５）に接続された回転駆動軸（２）が設けられているディーゼルエンジン（３）とを有した自動車駆動ラインにおいて、加速装置が前記ディーゼルエンジン（３）と前記入力側の調車（６）との間に設けられ、前記回転駆動軸（２）の回転速度に対して前記入力側の調車（６）の回転速度を増加することを特徴とする自動車駆動ライン。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ベルト（１３）、入力速度（Ｎin）で回転することができ、入力側の調車（６）に接続された入力軸（５）、及び出力側の調車（９）を有した無段変速装置（１）と、前記無段変速装置（１）の前記入力軸（５）に接続された回転駆動軸（２）が設けられているディーゼルエンジン（３）とを有した自動車駆動ラインにおいて、
加速装置が前記ディーゼルエンジン（３）と前記入力側の調車（６）との間に設けられ、前記回転駆動軸（２）の回転速度に対して前記入力側の調車（６）の回転速度を増加することを特徴とする自動車駆動ライン。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車駆動ラインにおいて、前記加速装置は前記入力側の調車（６）の回転速度を前記回転駆動軸（２）の回転速度の１．１倍から３．５倍に加速している、自動車駆動ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無段変速装置を有した自動車の駆動ラインに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
駆動ベルトを備えた無段変速装置は、たとえば、ヨーロッパ特許第０４３６９７４号明細書に開示され、とくに自動車に使用される。この型の無段変速装置は、本質的に二つの調車および調車の間に配置された駆動ベルトを備えている。調車はそれぞれ二つの円板を有し、駆動ベルトが円板の間の隙間に設置される。調車間の駆動ベルトの半径方向位置を変更することにより、無限数の変速比をある制御範囲内で得ることができる。調車内の駆動ベルトの半径方向位置は、各調車の少なくとも一方の円板が軸線方向に可動であることによって変更することができる。
【０００３】
ヨーロッパ特許第０４３６９７４号明細書によって、トルクコンバーターが使用されるとき、自動車の運転中に、駆動ベルトの張力のある疲労値以上への一時的増大をうけ入れ可能であることが公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、駆動ベルトの張力を、変速装置の入力速度の全範囲に亘ってかつ長時間、疲労値以上に、また破断点以上に増大することはできない。したがって、変速装置および駆動ベルトは、変速装置のもっとも不利な入力速度の場合においてさえ全出力を伝達し得る十分強力な構造のものとしなければならない。その結果、コンパクト性、出力密度、効率および制御範囲は制限される。
【０００５】
本発明の目的は、駆動ベルトの最適負荷によって上記欠点を解消し、高出力密度、高効率および広い制御範囲を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の改善によれば、変速装置への入力速度が駆動ベルトの所望の速度に減速または増速され、駆動ベルトの可能な速度の一部、複数の部分または全範囲に対して、駆動ベルトの速度が変速装置の所望の出力速度に減速または増速される。このようにして達成されることは、駆動ベルトの所望の速度への入力速度の減速または増速が、駆動ベルトの速度を変速装置の出力速度までふたたび増速または減速されることにより、少なくとも部分的に修正されることである。本発明によれば、速度が減速または増速される入力速度の一部、複数の部分または全範囲は、駆動ベルトの速度が出力速度まで増速または減速される範囲の一部、複数の部分または全範囲に隣接する。このようにして、駆動ベルトの張力が制限されるが、変速装置の入力および出力速度間の関係は、駆動ベルトの速度および入力速度に対して同じ倍数が使用されるならば、変化しないままとなる。変速装置の入力速度を増速する倍数は１．１と３．５との間の値が好ましく、一方、変速装置の入力速度を減速する倍数は０．３５と０．９との間の値が好ましい。本発明によれば、変速装置の入力速度は変速装置の変速比の関数として調節可能である。
【実施例】
【０００７】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１に線図的に示された無段変速装置１は、入力軸５によって駆動ユニット３の出力軸２に連結されている。変速装置１は二つの調車６および９を有し、それらはそれぞれ入力軸５および出力軸１２に取付けられた円板７，８および１０，１１をそれぞれ有する。円板７および１１は軸線方向に移動可能で、調車６および９の間に設置された駆動ベルト１３の位置、したがって変速装置の変速比は変更可能である。
【０００８】
図２は負荷曲線の線図を示し、一定出力に対して、駆動ベルト１３の張力Ｓが入力軸５の速度Ｎinの関数として縦軸にプロットされている。三つの負荷曲線が異なった変速比に対して示されている。最低値を有する変速比（最高加速度）は曲線Ａで示され、一方曲線Ｃは平均的変速比によって得られる。すべての曲線は比較的張力が小さい中間区域Ｉ、および比較的張力が大きい周辺区域IIおよびIIIを有する。周辺区域IIにおいて張力は伝達すべきトルクによってとくに決定され、一方、周辺区域III において張力はベルトの遠心作用によって決定される。駆動ベルト１３が周辺区域IIおよびIIIに押しやられる程度は、部分的に変速装置が使用される条件、たとえば、自動車が速く駆動されるかどうか及び／又は速く加速されるかどうか、ならびに駆動ユニット３の性質に依存する。ディーゼルエンジンに対して低速区域IIが支配的であり、一方、高速回転ガソリンエンジンは区域III が支配的である。理論的にベルトの疲労強度および破断強度を超えてはならないため、周辺区域IIおよびIIIは駆動ベルトおよび変速装置のコンパクト性、出力密度、制御範囲を制限する。
【０００９】
図３は、従来技術による無段変速装置の変速線図を示す。線３０，３１，３２および３３は、縦軸にプロットされた出力速度Ｎoutおよび横軸にプロットされた入力速度Ｎinのすべての可能な組合わせを有する区域３４を囲んでいる。入力速度Ｎinはエンジン速度の大きさであり、一方出力速度Ｎoutは自動車速度の大きさである。無段変速装置の変速比は、所定時点における入力速度Ｎinおよび出力速度Ｎoutの比によって、たとえば図３に作業点３５によって示されたように、決定される。区域３４内で、変速比は無数の値に調節することができる。
【００１０】
線３０は（最高加速度に等しい）最低変速比を与え、線３３は（最低加速度に等しい）最高変速比を与える。線３１は種々の変速比に対して許される最高出力速度Ｎoutの限界を示し、一方線３２は異なった変速比に対して許される最高入力速度Ｎinの限界を与える。
【００１１】
変速線図における線３２の位置は、しばしば、エンジンの許される最高速度によって決定され、一方、自動車の最高速度は線３１の位置を決定する。
【００１２】
線３６によって与えられる変速比は、自動車が制限された最高入力速度Ｎinmaxによって最高自動車速度Ｖmaxを達成し得る変速比を示す。この最高一次速度および最高車速の作業点は、参照符号３７で示されている。
【００１３】
図４もまた、駆動ベルト１３の張力が、このときは駆動ベルト１３の速度Ｎbeltの関数として、決定されたことを示す。ここに、駆動ベルトの速度Ｎbeltは変速装置の入力速度Ｎinから離されている。この場合、引離しはとくにサブ区域Ｘ−Ｘ1およびＹ−Ｙ1に対して実施される。サブ区域Ｘ−Ｘ1に対して入力速度Ｎinは、駆動ベルトの高い速度範囲Ｎbelt1〜Ｎbelt2まで増速されている。サブ区域Ｙ−Ｙ1に対して入力速度Ｎinは低い速度範囲Ｎbelt3〜Ｎbelt4まで減速されている。この方法の結果として、駆動ベルト１３が本質的に駆動ベルトの張力が比較的低い狭い速度範囲Ｎbeltで駆動されることが明らかになるであろう。
【００１４】
さらに、本発明によれば多数のサブ区域に対して変速装置の入力速度Ｎinを増速または減速する必要はない。しかして、特殊な応用条件によっては、入力速度Ｎinは全範囲に亘って増速または減速することができ、そうすることによって同様に駆動ベルトの比較的小さい張力が得られる。たとえば、駆動要素３として低速回転ディーゼルエンジンと組合わせるとき、もし入力速度Ｎinが全範囲に亘って増速されるならばよい結果が得られる。一方、駆動要素として高速回転エンジンと組合わせるとき、全範囲に亘って入力速度Ｎinを減速することにより本発明によってこれもまたよい結果が得られる。すべての場合、結果は、変速装置が高い出力密度および一層よい効率ならびに制御範囲を達成し、しばしば一層コンパクトになし得ることである。
【００１５】
入力速度を増速するための特に適当な倍数は１．１と３．５との間に存在し、一方、入力速度を減速するための倍数は０．３５と０．９との間に存在することが見出されている。
【００１６】
さらに、たとえば調車６，９および駆動ベルト１３から成る無段変速装置の駆動方向における前位置に変速歯車列を設けることによる、加速段階及び／又は減速段階を使用することにより、種々の特徴を実際に達成することができる。前記加速または減速段階は調節可能であるのが望ましい。変速装置の入力速度Ｎinの加速または減速は、駆動要素３の出力速度とともにこれを制御することによっても得ることができる。図４に示されたように、駆動ベルト１３の張力はその時点における変速比Ａ，ＢおよびＣに部分的に依存する。したがって、本発明によれば、変速装置の入力速度の増速または減速は、変速装置の変速比の関数として調節可能である。このことは変速比Ｂに対して図５に示され、入力速度Ｎinのそれぞれ区域Ｚ−Ｚ1およびＺ11−Ｚ111に対してそれぞれ増速または減速される。変速比の関数として調節するため、これらのサブ区域は、たとえば、図４の変速比Ｂよりも変速比Ａに対して異なった位置にあることが明らかになるであろう。
【００１７】
図６は図３にほぼ対応する変速線図を示す。しかしながら、この場合加速段階が変速装置１の入力軸５と調車６の間に挿入されている。このことは、たとえば、変速装置の入力速度Ｎin1が調車６の速度Ｎprim1に変換され、その速度は駆動ベルトの速度の大きさとなる結果が得られる。このことはまた二次調車９の速度Ｎsec1を生ずる。加速段階なしで、速度Ｎin1はＮout1の速度を有する変速装置の出力速度を生ずるであろう。したがって、加速段階によって、この速度は速度Ｎsec1の速度となる。本発明の方法の使用により、全体として変速装置１の機能に影響しないように、本発明によれば、調車９の後に、これもまたたとえば歯車のような減速段階を使用することが望ましく、その減速段階は速度Ｎsec1を出力速度Ｎout1に戻し、それは本発明による方法を使用することなしに得られる。変速装置の入力において速度を減速する場合、もちろん、出力においてふたたび速度を増速することが望ましい。好ましくは、変速装置の入力速度の加速および減速の（サブ）範囲は、それぞれ出力速度の加速および減速の（サブ）範囲と対応する。このようにして、駆動ベルトの張力は減少されるが、従来の駆動方法で駆動される無段変速装置の入力及び出力と比較して本発明の変速装置の入力および出力にいかなる変化も発見できなかった。変速装置のトルクと速度の間の相関性のため、発明の概念内および保護範囲内で、トルクは速度の代わりとなり得ることを述べておく。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術による無段変速装置の線図。
【図２】速度に応じた駆動ベルトの張力曲線。
【図３】従来技術による変速装置の変速線図。
【図４】本発明の方法によって作動される駆動ベルトの張力曲線。
【図５】速度に応じて、本発明の方法によって作動される駆動ベルトの張力曲線。
【図６】本発明による無段変速装置の変速線図。
【符号の説明】
【００１９】
１  無段変速装置
２  出力軸
３  駆動ユニット
５  入力軸
６  調車
７  円板
８  円板
９  調車
１０  円板
１１  円板
１２  出力軸
１３  駆動ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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