(57)【要約】      （修正有）【課題】遊星歯車機構の歯数比を大きくすることなくベルトレシオをγmaxより大きく、あるいはγminより小さくすることができ、トータルの変速比幅を大きくして走行燃費を向上できる動力分割式無段変速装置を提供する【解決手段】無段変速機の、無段変速モードにおける最大変速比γmaxより動力分割モードにおける最大変速比γmax′を大きく設定し、又は無段変速機構の、無段変速モードにおける最小変速比γminより動力分割モードにおける最小変速比γmin′を小さく設定した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無段変速機構と、一定変速機構と、該両変速機構の出力を合成する遊星歯車機構とを備え、動力が、前記無段変速機構のみに伝達される無段変速モードと、前記動力が一定変速機構と無段変速機構との両方に分割して伝達される動力分割モードとに切り替え可能の動力分割式無段変速装置において、
前記無段変速機構の、前記無段変速モードにおける最大変速比より前記動力分割モードにおける最大変速比を大きく設定し、又は前記無段変速機構の、前記無段変速モードにおける最小変速比より前記動力分割モードにおける最小変速比を小さく設定したことを特徴とする動力分割式無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機構、一定変速機構、及び該両変速機構の出力を合成する遊星歯車機構を備えた動力分割式無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の無段変速装置として、エンジン動力を無段階に変速可能とする無段変速機構（例えばＣＶＴ）と、エンジン動力を一定変速比で変速する一定変速機構（例えばギヤ機構）と、該両機構からの動力を合成する遊星歯車機構とを備えたものがある。この従来装置では、入力される動力を、無段変速機構及び遊星歯車機構を通る動力伝達によって、トルク循環を生じつつ出力するローモードと、入力される動力を無段変速機構を通る動力伝達によって出力するハイモードが選択可能となっている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４５５２３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで前記無段変速装置において、トータルの変速比幅を拡大するために、エンジンからの動力を前記ＣＶＴ等の無段変速機構のみに伝達するベルト駆動モードと、該無段変速機構及びギヤ機構等の一定変速機構に分割して伝達する動力分割モードとを、車両の運転状態に応じて適宜切り替えるようにした動力分割式無段変速装置がある。
【０００５】
この動力分割式無段変速装置における前記ベルト駆動モードでは、通常のベルトレシオ(γmax〜γmin)で変速する。そしてこのベルトレシオがγminのとき締結要素や固定要素を選択的に作動させることにより、前記動力分割モードとなる。この動力分割モードにおいて、ベルトレシオをγminからγmaxに変速すると遊星歯車機構が差動することにより、リングギヤが増速回転するので、トータルの変速比幅はベルト駆動のみの場合よりも拡大される。
【０００６】
前記動力分割モードでは、効率の良いギヤ機構で多くの動力を伝達するので、全体効率が向上し、走行燃費がよくなるが、トータルの変速比幅はそれほど拡大されない。遊星歯車機構のサンギヤとリングギヤの歯数比ρを大きくすればトータル変速比幅は増加するが、ギヤ機構の動力伝達割合が低下し、結果として燃費向上効果が小さくなる。
【０００７】
ここでベルトレシオをγmaxよりさらに大きくする、あるいはγminよりさらに小さくすることによりトータルの変速比幅を増大させることが考えられる。この場合、γmax時に駆動プーリの最小半径を、又はγmin時に従動プーリの最小半径をさらに小さくすることとなるが、このようにすると、Ｖベルトの曲げ半径が小さくなり、従ってＶベルト応力が過大になるので、ベルトレシオをγmaxより大きく、あるいはγminよりさらに小さくすることは困難である。
【０００８】
本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、遊星歯車機構の歯数比を大きくすることなくベルトレシオをγmaxより大きく、あるいはγminより小さくすることができ、トータルの変速比幅を大きくして走行燃費を向上できる動力分割式無段変速装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、無段変速機構と、一定変速機構と、該両変速機構の出力を合成する遊星歯車機構とを備え、動力が、前記無段変速機構のみに伝達される無段変速モードと、前記動力が一定変速機構と無段変速機構との両方に分割して伝達される動力分割モードとに切り替え可能の動力分割式無段変速装置において、
前記無段変速機構の、前記無段変速モードにおける最大変速比より前記動力分割モードにおける最大変速比を大きく設定し、又は前記無段変速機構の、前記無段変速モードにおける最小変速比より前記動力分割モードにおける最小変速比を小さく設定したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、前記無段変速機構の、前記無段変速モードにおける最大変速比より前記動力分割モードにおける最大変速比を大きく設定し、又は無段変速モードの最小変速比より動力分割モードの最小変速比を小さく設定したので、無段変速機構の変速比幅を拡大でき、燃費を低減できる。
【００１１】
ここで前記無段変速機構における変速比の上下限で問題になるのは、例えばＶベルトの曲げ応力であり、トルクによる引っ張りがこれに加わるため耐久限界から曲げ半径が制約を受ける。一方、動力分割モードでは、Ｖベルトで伝達するトルクは遊星歯車機構の歯数比で定まる比まで低下する。
【００１２】
そこで本発明では、動力分割モードでは、伝達トルクが低下した分だけ曲げ半径を小さくできる点に着目し、上述の構成としたのであり、その結果、効率の良い動力分割モードでのトータルの変速比幅を拡大することができ、燃費低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係る動力分割式無段変速装置の模式構成図である。
【図２】前記無段変速装置の変速比を示す図である。
【図３】前記無段変速装置のγmaxロー化における変速比及びプーリ構成を示す図である。
【図４】前記無段変速装置のγminハイ化における変速比及びプーリ構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１ないし図４は本発明の実施例１に係る動力分割式無段変速装置を説明するための図である。
【００１６】
図において、１は動力分割式無段変速装置であり、該装置１はエンジン回転を無段階比率で変速するＣＶＴ（無段変速機構）２と、エンジン回転を一定比率で変速するギヤ機構（一定変速機構）３と、該両機構２，３の出力を合成する遊星歯車機構４とを備えている。
【００１７】
前記ＣＶＴ２は、エンジン回転が入力される入力軸５に装着された駆動プーリ７と、出力軸６に装着された従動プーリ８とに金属製Ｖベルト９を巻回した構造のものである。前記駆動プーリ７、従動プーリ８はそれぞれ一対のプーリ半体７ａ，７ｂ、８ａ，８ｂを軸方向に油圧で進退させることにより有効巻き径を変化させ、もって変速比を変化させるようになっている。
【００１８】
例えば、駆動プーリ７が最小径で従動プーリ８が最大径のとき最大変速比γmaxとなり、逆に駆動プーリ７が最大径で従動プーリ８が最小径のとき最小変速比γminとなる。
【００１９】
前記ギヤ機構３は、動力伝達をオン・オフ制御するクラッチ（締結要素）Ｃ１を介在させて前記入力軸５に連結された駆動ギヤ３ａと、前記出力軸６と同軸配置された前記遊星歯車機構４のキャリア４ｂに接続された従動ギヤ３ｂと、該両ギヤ３ａ，３ｂ間に介在されたアイドルギヤ３ｃとを有する。なお、Ｂ１は前記駆動ギヤ３ａの回転を阻止し、あるいは許容するブレーキである。
【００２０】
ここで、前記ギヤ機構３における駆動ギヤ３ａと従動ギヤ３ｂとの直結ギヤ比は前記ＣＶＴ２の最小変速比γminと同一に設定されている。なお、アイドルギヤ３ｃはギヤ比に関与しない。
【００２１】
前記遊星歯車機構４は、前記出力軸６に接続されたサンギヤ４ａと、前記従動ギヤ３ｂが接続されたキャリア４ｂに支持され、前記サンギヤ４ａに噛合するピニオンギヤ４ｃと、該ピニオンギヤ４ｃが噛合するリングギヤ４ｄとを有する。なお、このリングギヤ４ｄの回転が出力回転となる。また、Ｃ２は、ベルト駆動モード時にオンしてキャリア４ｂとリングギヤ４ｄを同期回転させるクラッチである。
【００２２】
本実施例の動力分割式無段変速装置１では、ベルト駆動モードと、動力分割モードとがエンジン回転数や車速により切り替え制御される。
【００２３】
前記クラッチＣ１をオフ、Ｃ２をオン、ブレーキＢ１をオフすることにより前記ベルト駆動モードとなる。このベルト駆動モードでは、動力はＣＶＴ２で変速され、出力軸６からサンギヤ４ａ，アイドルギヤ４ｃ，キャリア４ｂを介してリングギヤ４ｄに伝達され、通常のベルトレシオ（γmax〜γmin）で変速し、トータルの変速比幅は図２に特性線Ｄ１,Ｄ１で示すようにγoとなる。
【００２４】
ベルトレシオがγminとなったとき、クラッチＣ1をオン、Ｃ2をオフ、ブレーキＢ1をオフにすると動力分割モードとなる。この動力分割モードでは、動力はＣＶＴ２及びギヤ機構３の両方に分割して伝達される。なお、上述のようにギヤ機構３の変速比はベルトレシオγminと同一に設定されているので、動力分割モード切り替え時には、サンギヤ４ａとキャリア４ｂは同じ回転速度で回転する。
【００２５】
前記動力分割モードにおいて、ＣＶＴ２の変速比をγminからγmaxに変化させると、遊星歯車機構４において差動によりリングギヤ４ｄが増速回転するので、図２に特性線Ｄ２で示すように、γ1だけ変速比幅がベルト駆動モードより拡大する。この拡大幅は、上述のように、サンギヤ４ａとリングギヤ４ｄの歯数比ρを大きくすれば拡大できるが、大きくするほどギヤ機構３の動力伝達割合が低下し、結果として燃費向上効果が得られない。
【００２６】
一方、上述のように、動力分割モードでは、ＣＶＴ２のＶベルト９で伝達するトルクは遊星歯車機構４の前記歯数比ρで定まる比まで低下する。従って、それだけ前記Ｖベルト９の曲げによる応力も低下するので、該Ｖベルト９の曲げ半径、即ち前記駆動プーリ７、従動プーリ８の動力分割モードにおける最小半径をベルト駆動モードにおける最小半径より小さくすることが可能となる。
【００２７】
図３は、前記動力分割モードにおけるγmax時に、駆動プーリ７の最小半径Ｒ1minをＲ1min′までさらに小径化する（同図（ｂ）参照）ことにより、前記γmaxをγmax′まで拡大した例を示す。これによりリングギヤ４ｄが差動により増速回転し、ベルト変速比幅は同図（ａ）に特性線Ｄ３で示すように、γ１′だけ前記従来の動力分割モード時より拡大する。
【００２８】
図４は、前記動力分割モードにおけるγmin時に、従動プーリ８の最小半径Ｒ2minをＲ2min′までさらに小径化する（同図（ｂ）参照）ことにより、前記γminをγminx′まで拡大した例を示す。これによりリングギヤ４ｄが差動により増速回転し、ベルト変速比幅は同図（ａ）特性線Ｄ４に示すように、γ2′だけ拡大する。
【００２９】
このように本実施例では、動力分割モードにおいてはＶベルト９が負担する伝達トルクが小さくなり、従ってＶベルト９の曲げ応力が低下するので、曲げ半径を小さくできる点に着目し、効率の良い動力分割モードでのベルト変速比幅をロー側に、又はハイ側に拡大したので、燃費低減を、遊星歯車機構４の歯数比ρを大きくする場合より確実に実現できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  動力分割式無段変速装置
２  ＣＶＴ（無段変速機構）
３  ギヤ機構（一定変速機構）
４  遊星歯車機構
γmax  無段変速モードにおける最大変速比
γmax′ 動力分割モードにおける最大変速比
γmin無段変速モードにおける最小変速比
γmin動力分割モードにおける最小変速比
【図１】
2015086914.tif 000003
【図２】
2015086914.tif 000004
【図３】
2015086914.tif 000005
【図４】
2015086914.tif 000006