(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングギヤ、キャリアおよびサンギヤを含み、前記キャリアがエンジンに連結されるプラネタリギヤと、
前記リングギヤを車軸に連結した状態と前記リングギヤを前記車軸から遮断した状態とを切り替える第１の切替装置と、
前記サンギヤを車軸に連結した状態と前記サンギヤを前記車軸から遮断した状態とを切り替える第２の切替装置と、
前記リングギヤの回転数と前記サンギヤの回転数との比を変更可能な変速機と、
入力軸が前記リングギヤに連結され、所定の第１の変速比を有する第１の変速部と、
入力軸が前記サンギヤに連結され、所定の第２の変速比を有する第２の変速部とを備え、
前記第１の切替装置は、前記第１の変速部の出力軸を前記車軸に連結した状態と前記第１の変速部の出力軸を前記車軸から遮断した状態とを切り替え、
前記第２の切替装置は、前記第２の変速部の出力軸を前記車軸に連結した状態と前記第２の変速部の出力軸を前記車軸から遮断した状態とを切り替え、
前記リングギヤを前記車軸に連結し、かつ前記サンギヤを前記車軸から遮断した第１のモードと、
前記リングギヤを前記車軸から遮断し、前記サンギヤを前記車軸に連結した第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで運転され、
前記サンギヤに対する前記リングギヤの回転数を最大にした状態下において、前記第１の変速部の出力軸回転数と、前記第２の変速部の出力軸回転数とが同じであって、
前記第１のモードから前記第２のモードへの切り替えは、前記サンギヤに対する前記リングギヤの回転数を最大にした状態下で行なわれる、ドライブトレーン。
【請求項２】
リングギヤ、キャリアおよびサンギヤを含み、前記キャリアがエンジンに連結されるプラネタリギヤと、
前記リングギヤを車軸に連結した状態と前記リングギヤを前記車軸から遮断した状態とを切り替える第１の切替装置と、
前記サンギヤを車軸に連結した状態と前記サンギヤを前記車軸から遮断した状態とを切り替える第２の切替装置と、
前記リングギヤの回転数と前記サンギヤの回転数との比を変更可能な変速機と、
入力軸が前記リングギヤに連結され、所定の第１の変速比を有する第１の変速部と、
入力軸が前記サンギヤに連結され、所定の第２の変速比を有する第２の変速部とを備え、
前記第１の切替装置は、前記第１の変速部の出力軸を前記車軸に連結した状態と前記第１の変速部の出力軸を前記車軸から遮断した状態とを切り替え、
前記第２の切替装置は、前記第２の変速部の出力軸を前記車軸に連結した状態と前記第２の変速部の出力軸を前記車軸から遮断した状態とを切り替え、
前記リングギヤを前記車軸に連結し、かつ前記サンギヤを前記車軸から遮断した第１のモードと、
前記リングギヤを前記車軸から遮断し、前記サンギヤを前記車軸に連結した第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで運転され、
前記サンギヤに対する前記リングギヤの回転数を最小にした状態下において、前記第１の変速部の出力軸回転数と、前記第２の変速部の出力軸回転数とが同じであって、
前記第２のモードから前記第１のモードへの切り替えは、前記サンギヤに対する前記リングギヤの回転数を最小にした状態下で行なわれる、ドライブトレーン。
【請求項３】
前記第１のモードにおいて前記車軸に対する前記キャリアの回転数を低減する際の前記リングギヤの回転数の変化方向と、前記第２のモードにおいて前記車軸に対する前記キャリアの回転数を低減する際の前記リングギヤの回転数の変化方向とは逆である、請求項１または２に記載のドライブトレーン。
【請求項４】
前記変速機は、無段変速機である、請求項１または２に記載のドライブトレーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライブトレーンに関し、特に、ドライブトレーンにおける変速比の変化幅を拡大する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速比を無段階に変化させる無段変速機が公知である。また、一般的に、無段変速機は、変速機を段階的に変化させる多段変速機に比べて変速比の変化幅、すなわち最小の変速比と最大の変速比との差を大きくし易いという特性を有する。変速比の変化幅が大きいほどトルクと燃費の観点において有利になり得ることから、変速比の変化幅を拡大するための様々な技術が研究ならびに開発されている。
【０００３】
変速比の変化幅を拡大した変速装置の一例として、特開２００８−２０８８５４号公報（特許文献１）は、入力軸をプライマリプーリに連結し、出力軸をセカンダリプーリに連結した第１の変速モードと、出力軸をプライマリプーリに連結し、入力軸をセカンダリプーリに連結した第２の変速モードとを選択的に切り替える変速装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０８８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、入力軸をプライマリプーリに連結した状態とセカンダリプーリに連結した状態とを切り替えると、切替時においてエンジンと無段変速機との間のトルク伝達が遮断され、その後、エンジンと無段変速機とが再係合される結果となる。そのため、切替時にショックが発生し易い。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ショックを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある実施例において、ドライブトレーンは、リングギヤ、キャリアおよびサンギヤを含み、キャリアがエンジンに連結されるプラネタリギヤと、リングギヤを車軸に連結した状態とリングギヤを車軸から遮断した状態とを切り替える第１の切替装置と、サンギヤを車軸に連結した状態とサンギヤを車軸から遮断した状態とを切り替える第２の切替装置と、リングギヤの回転数とサンギヤの回転数との比を変更可能な変速機とを備える。ドライブトレーンは、リングギヤを車軸に連結し、かつサンギヤを車軸から遮断した第１のモードと、リングギヤを車軸から遮断し、サンギヤを車軸に連結した第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで運転される。
【０００８】
この構成によると、リングギヤを車軸に連結し、かつサンギヤを車軸から遮断した状態と、リングギヤを車軸から遮断し、かつサンギヤを車軸に連結した状態とのそれぞれの状態おいて、変速機によりリングギヤの回転数とサンギヤの回転数との比を変更してリングギヤの回転数およびサンギヤの回転数を変化させることにより、ドライブトレーンの入力軸としてキャリアの回転数と、ドライブトレーンの出力軸として車軸の回転数との比を変化させることができる。また、エンジンと変速機とは差動装置としての機能を有するプラネタリギヤを介して連結されているため、エンジンと変速機との間のトルク伝達は遮断されない。そのため、必然的に、エンジンと変速機とを再係合する必要もない。よって、再係合時に発生し得るショックは起こり得ない。その結果、ショックを低減できる。
【０００９】
別の実施例において、第１のモードにおいて車軸に対するキャリアの回転数を低減する際のリングギヤの回転数の変化方向と、第２のモードにおいて車軸に対するキャリアの回転数を低減する際のリングギヤの回転数の変化方向とは逆である。
【００１０】
この構成によると、変速機によりリングギヤの回転数とサンギヤの回転数との比を変更してリングギヤの回転数を上昇させた場合と、減少させた場合との両方の場合において、キャリアの回転数と車軸の回転数との比、すなわちドライブトレーンの全体的な変速比を減少させることができる。したがって、例えば、サンギヤに対するリングギヤの回転数を増大させてドライブトレーンの変速比を減少させた後、サンギヤに対するリングギヤの回転数を減少させてドライブトレーンの変速比をさらに減少させることができる。逆に、サンギヤに対するリングギヤの回転数を減少させてドライブトレーンの変速比を減少させた後、サンギヤに対するリングギヤの回転数を増大させてドライブトレーンの変速比をさらに減少させることができる。よって、変速比の変化幅が大きいドライブトレーンを得ることができる。
【００１１】
さらに別の実施例において、ドライブトレーンは、入力軸がリングギヤに連結され、所定の第１の変速比を有する第１の変速部と、入力軸がサンギヤに連結され、所定の第２の変速比を有する第２の変速部とをさらに備える。第１の切替装置は、第１の変速部の出力軸を車軸に連結した状態と第１の変速部の出力軸を車軸から遮断した状態とを切り替える。第２の切替装置は、第２の変速部の出力軸を車軸に連結した状態と第２の変速部の出力軸を車軸から遮断した状態とを切り替える。
【００１２】
この構成によると、第１の変速部によりリングギヤの回転数を増速あるいは減速できる。同様に、第２の変速部によりサンギヤの回転数を増速あるいは減速できる。
【００１３】
さらに別の実施例において、サンギヤに対するリングギヤの回転数を最大にした状態下において、第１の変速部の出力軸回転数と、第２の変速部の出力軸回転数とが同じである。
【００１４】
この構成によると、サンギヤに対するリングギヤの回転数が最大になるまでキャリアの回転数と車軸の回転数との比、すなわちドライブトレーンの全体的な変速比を減少または増大させた後、サンギヤに対するリングギヤの回転数が最小になるまでドライブトレーンの変速比をさらに減少または増大させることができる。
【００１５】
さらに別の実施例において、サンギヤに対するリングギヤの回転数を最小にした状態下において、第１の変速部の出力軸回転数と、第２の変速部の出力軸回転数とが同じである。
【００１６】
この構成によると、サンギヤに対するリングギヤの回転数が最小になるまでキャリアの回転数と車軸の回転数との比、すなわちドライブトレーンの全体的な変速比を減少または増大させた後、サンギヤに対するリングギヤの回転数が最大になるまでドライブトレーンの変速比をさらに減少または増大させることができる。
【００１７】
さらに別の実施例において、変速機は、無段変速機である。
この構成によると、変速比を連続的に変化させて、変速に伴うショックを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両のパワートレーンを示す図である。
【図２】サンギヤとセカンダリプーリとを連結するギヤの側面図である。
【図３】後進装置を構成するギヤの側面図である。
【図４】回転要素の夫々の回転数を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
なお、以下の説明において、回転数とは、特に指定がない限り、回転数の絶対値を意味する。
【００２１】
図１を参照して、車両に搭載されたパワートレーン１００のエンジン２００の出力トルクは、ドライブトレーン１１０に入力される。ドライブトレーン１１０に入力されたトルクは、トルクコンバータ３００、プラネタリギヤ４００、無段変速機５００、第１変速装置６０１、第２変速装置６０２、第３変速装置６０３、後進装置６０４、減速歯車６０５等を介して差動歯車装置７００および駆動輪８００に伝達される。なお、エンジン２００の代わりにもしくは加えて、モータを駆動源として用いるようにしてもよい。また、無段変速機５００の代わりに、段階的に変速比を変更可能な多段変速機を用いてもよい。
【００２２】
トルクコンバータ３００は、エンジン２００のクランク軸に連結されたポンプインペラ３０２と、タービン軸３０４を介してプラネタリギヤ４００に連結されたタービンランナ３０６とから構成されている。ポンプインペラ３０２およびタービンランナ３０６の間にはロックアップクラッチ３０８が設けられている。ロックアップクラッチ３０８は、係合側油室および解放側油室に対する油圧供給が切換えられることにより、係合または解放されるようになっている。
【００２３】
ロックアップクラッチ３０８が完全係合させられることにより、ポンプインペラ３０２およびタービンランナ３０６は一体的に回転させられる。ポンプインペラ３０２には、無段変速機５００を変速制御したり、ベルト挟圧力を発生させたり、各部に潤滑のための作動油を供給したりするための油圧を発生する機械式のオイルポンプ３１０が設けられている。
【００２４】
プラネタリギヤ４００は、サンギヤ４０２、キャリア４０４、ピニオンギヤ４０６およびリングギヤ４０８を含む。トルクコンバータ３００のタービン軸３０４は、キャリア４０４に連結されている。すなわち、キャリア４０４は、トルクコンバータ３００を介してエンジン２００に連結されている。
【００２５】
リングギヤ４０８は、第１変速装置６０１または第３変速装置６０３と、第１クラッチ９１０とを介して車軸８０２に連結される。したがって、第１変速装置６０１および第３変速装置６０３の入力軸がリングギヤ４０８に連結される。
【００２６】
第１クラッチ９１０は、特許請求の範囲に記載の第１の切替装置に対応し、第１変速装置６０１および第３変速装置６０３の出力軸を車軸８０２に連結した状態と第１変速装置６０１および第３変速装置６０３の出力軸を車軸８０２から遮断した状態とを切り替える。結果として第１クラッチ９１０は、リングギヤ４０８を車軸８０２に連結した状態とリングギヤ４０８を車軸８０２から遮断した状態とを切り替える。
【００２７】
第１変速装置６０１または第３変速装置６０３が、特許請求の範囲に記載の第１の変速部に相当する。第１変速装置６０１および第３変速装置６０３は、それぞれ、開発者によって定められた所定の変速比を有する。これにより、リングギヤ４０８の回転数を増速あるいは減速して取り出すことができる。
【００２８】
本実施の形態において、第１変速装置６０１の変速比（入力軸回転数／出力軸回転数）は、第３変速装置６０３の変速比よりも大きい。
【００２９】
第１変速装置６０１の変速比は１より小さくてもよく、１より大きくてもよく、１であってもよい。同様に、第３変速装置６０３の変速比は１より小さくてもよく、１より大きくてもよく、１であってもよい。
【００３０】
一例として、第１クラッチ９１０にはドグクラッチが用いられる。第１クラッチ９１０のセレクタが図１において実線で示す位置にある場合、第１変速装置６０１および第３変速装置６０３の出力軸が車軸８０２から遮断される。その結果、リングギヤ４０８が車軸８０２から遮断される。
【００３１】
第１クラッチ９１０のセレクタが図１において破線で示す右側の位置にある場合、第１変速装置６０１の出力軸が車軸８０２に連結されるとともに、第３変速装置６０３の出力軸が車軸８０２から遮断される。その結果、リングギヤ４０８が、第１変速装置６０１を介して車軸８０２に連結される。
【００３２】
第１クラッチ９１０のセレクタが図１において破線で示す左側の位置にある場合、第３変速装置６０３の出力軸が車軸８０２に連結されるとともに、第１変速装置６０１の出力軸が車軸８０２から遮断される。その結果、リングギヤ４０８が、第３変速装置６０３を介して車軸８０２に連結される。
【００３３】
なお、第１クラッチ９１０にはドグクラッチ以外の種類の任意のクラッチを用いてもよい。
【００３４】
サンギヤ４０２は、第２変速装置６０２または後進装置６０４と、第２クラッチ９２０を介して車軸８０２に連結される。したがって、第２変速装置６０２および後進装置６０４の入力軸がサンギヤ４０２に連結される。
【００３５】
図１において、サンギヤ４０２と第２変速装置６０２の入力軸との間に設けられた３つのギヤ６１１，６１２，６１３のうち、ギヤ６１２とギヤ６１３とが噛み合っていないように見えるが、図２に示すように、側面からみるとギヤ６１２とギヤ６１３とは噛み合っている。
【００３６】
また、図１において、後進装置６０４の入力軸に連結されたギヤ６２１の一部が省略され、ギヤ６２１と、出力軸に連結されたギヤ６２２とが噛み合っていないように記載されているが、図３に示すように、側面からみるとギヤ６２１とギヤ６２２とは噛み合っている。
【００３７】
図１に戻って、第２クラッチ９２０は、特許請求の範囲に記載の第２の切替装置に相当し、第２変速装置６０２および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２に連結した状態と第２変速装置６０２および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断した状態とを切り替える。結果として第２クラッチ９２０は、サンギヤ４０２を車軸８０２に連結した状態とサンギヤ４０２を車軸８０２から遮断した状態とを切り替える。
【００３８】
第２変速装置６０２が、特許請求の範囲に記載の第２の変速部に相当する。第２変速装置６０２および後進装置６０４は、それぞれ、開発者によって定められた所定の変速比を有する。これにより、サンギヤ４０２の回転数を増速あるいは減速して取り出すことができる。
【００３９】
本実施の形態において、第２変速装置６０２の変速比は、第１変速装置６０１の変速比よりも小さく、第３変速装置６０３の変速比よりも大きい。第２変速装置６０２の変速比は１より小さくてもよく、１より大きくてもよく、１であってもよい。
【００４０】
一例として、第２クラッチ９２０にはドグクラッチが用いられる。第２クラッチ９２０のセレクタが図１において実線で示す位置にある場合、第２変速装置６０２および後進装置６０４の出力軸が車軸８０２から遮断される。その結果、サンギヤ４０２が車軸８０２から遮断される。
【００４１】
第２クラッチ９２０のセレクタが図１において破線で示す右側の位置にある場合、第２変速装置６０２の出力軸が車軸８０２に連結されるとともに、後進装置６０４の出力軸が車軸８０２から遮断される。その結果、サンギヤ４０２が、第２変速装置６０２を介して車軸８０２に連結される。
【００４２】
第２クラッチ９２０のセレクタが図１において破線で示す左側の位置にある場合、後進装置６０４の出力軸が車軸８０２に連結されるとともに、第２変速装置６０２の出力軸が車軸８０２から遮断される。その結果、サンギヤ４０２が、後進装置６０４を介して車軸８０２に連結される。
【００４３】
なお、第２クラッチ９２０にはドグクラッチ以外の種類の任意のクラッチを用いてもよい。
【００４４】
無段変速機５００には、リングギヤ４０８に連結されたプライマリプーリ５０４と、サンギヤ４０２に連結されたセカンダリプーリ５０８と、これらのプーリに巻き掛けられた金属ベルト５１０とが設けられる。各プーリと金属ベルト５１０との間の摩擦力を利用して、動力伝達が行われる。金属ベルト５１０の代わりにチェーンを用いてもよい。また、プライマリプーリ５０４の位置とセカンダリプーリ５０８の位置が逆であってもよい。フルトロイダル式あるいはハーフトロイダル式の無段変速機を用いてもよい。その他の形式の無段変速機を用いてもよい。
【００４５】
各プーリは溝幅が可変であるように構成されている。周知のように、プライマリプーリ５０４の油圧シリンダに供給される油圧が制御されることにより、各プーリの溝幅が変化する。これにより、各プーリの有効径が変更され、変速比γ（γ＝プライマリプーリ回転数／セカンダリプーリ回転数）が連続的に変化させられる。
【００４６】
本実施の形態においては、プライマリプーリ５０４にリングギヤ４０８が連結され、セカンダリプーリ５０８にサンギヤ４０２が連結されていることから、無段変速機５００は、リングギヤ４０８の回転数とサンギヤ４０２の回転数との比を変更可能である。
【００４７】
図１に示す構成を備えるドライブトレーンは、リングギヤ４０８を車軸８０２に連結し、かつサンギヤ４０２を車軸８０２から遮断した第１のモードと、リングギヤ４０８を車軸８０２から遮断し、サンギヤ４０２を車軸８０２に連結した第２のモードとのうちのいずれか一方のモードで運転される。
【００４８】
図４を参照して、各運転モードについて説明する。図４においては、サンギヤ４０２を「Ｓ」と表す。キャリア４０４を「Ｃ」と表す。リングギヤ４０８を「Ｒ」と表す。プライマリプーリ５０４を「Ｐｒｉ」と表す。セカンダリプーリを「Ｓｅｃ」と表す。第１変速装置６０１の入力軸を「１ｓｔ」と表す。第２変速装置６０２の入力軸を「２ｎｄ」と表す。第３変速装置６０３の入力軸を「３ｒｄ」と表す。各変速装置６０１，６０２，６０３および後進装置６０４の出力軸を「出力」と表す。
【００４９】
なお、図４においては説明を簡略にするため、エンジン２００の出力軸回転数、すなわちキャリア４０４の回転数が一定であるものと想定する。
【００５０】
図４Ａは、無段変速機５００の変速比γ、すなわちサンギヤ４０２に対するリングギヤ４０８の回転数を最小にし、第１変速装置６０１の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第２変速装置６０２、第３変速装置６０３および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と各変速装置６０１，６０２，６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００５１】
また、図４Ａ，４Ｂ，４Ｆ，４Ｇは第１のモードでの各回転要素の回転数を示し、図４Ｄ，４Ｅは第２のモードでの各回転要素の回転数を示す。
【００５２】
図４Ａに示す状態では、第１変速装置６０１の出力軸回転数と、第２変速装置６０２の出力軸回転数および第３変速装置６０３の出力軸回転数とが異なっているものの、第２変速装置６０２の出力軸回転数と第３変速装置６０３の出力軸回転数とが同じである。
【００５３】
このように、本実施の形態においては、無段変速機５００の変速比γを最小にした状態下において、第２変速装置６０２の出力軸回転数と第３変速装置６０３の出力軸回転数とが同じになるように、第２変速装置６０２の変速比ならびに第３変速装置６０３の変速比が定められる。
【００５４】
図４Ｂは、無段変速機５００の変速比γを「１」にし、第１変速装置６０１の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第２変速装置６０２、第３変速装置６０３および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と各変速装置６０１，６０２，６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００５５】
図４Ｂに示す状態では、第１変速装置６０１の出力軸回転数、第２変速装置６０２の出力軸回転数および第３変速装置６０３の出力軸回転数の全てが異なっている。
【００５６】
図４Ｃは、無段変速機５００の変速比γを最大にし、第１変速装置６０１の出力軸および第２変速装置６０２の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第３変速装置６０３および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と各変速装置６０１，６０２，６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００５７】
図４Ｃに示す状態では、第１変速装置６０１の出力軸回転数と第２変速装置６０２の出力軸回転数とが同じである。
【００５８】
このように、本実施の形態においては、無段変速機５００の変速比γを最大にした状態下において、第１変速装置６０１の出力軸回転数と第２変速装置６０２の出力軸回転数とが同じになるように、第１変速装置６０１の変速比ならびに第２変速装置６０２の変速比が定められる。
【００５９】
図４Ｃに示す状態では、第１変速装置６０１の出力軸回転数と第２変速装置６０２の出力軸回転数とが一致しているため、第１変速装置６０１の出力軸と第２変速装置６０２の出力軸とを同時に車軸８０２に連結することが可能である。これにより、トルク伝達を遮断することなく、かつ滑らかに、車軸８０２に連結される変速装置を第１変速装置６０１から第２変速装置６０２に切り替えることができる。よって、第１のモードから第２のモードへ滑らかに移行できる。
【００６０】
図４Ａ〜４Ｃから理解されるように、第１変速装置６０１を介してリングギヤ４０８を車軸８０２に連結した状態では、無段変速機５００の変速比γを増大し、リングギヤ４０８の回転数を増大させることによって、第１変速装置６０１の出力軸、すなわち車軸８０２の回転数を増大することができる。そのため、リングギヤ４０８の回転数を増大させることによって、車軸８０２に対するキャリア４０４の回転数、すなわちドライブトレーン１１０の全体的な変速比（キャリア４０４の回転数／車軸８０２の回転数）を低減することができる。
【００６１】
図４Ｄは、無段変速機５００の変速比γを「１」にし、第２変速装置６０２の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第１変速装置６０１、第３変速装置６０３および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と、第２変速装置６０２および第３変速装置６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００６２】
図４Ｄに示す状態では、第２変速装置６０２の出力軸回転数と第３変速装置６０３の出力軸回転数とが異なっている。
【００６３】
図４Ｅは、無段変速機５００の変速比γを最小にし、第２変速装置６０２の出力軸および第３変速装置６０３の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第１変速装置６０１および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と、第２変速装置６０２および第３変速装置６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００６４】
図４Ｅに示す状態では、第２変速装置６０２の出力軸回転数と第３変速装置６０３の出力軸回転数とが一致しているため、第２変速装置６０２の出力軸と第３変速装置６０３の出力軸とを同時に車軸８０２に連結することが可能である。これにより、トルク伝達を遮断することなく、車軸８０２に連結される変速装置を第２変速装置６０２から第３変速装置６０３に切り替えることができる。よって、第２のモードから第１のモードへ滑らかに移行できる。
【００６５】
図４Ｃ〜４Ｅから理解されるように、第２変速装置６０２を介してリングギヤ４０８を車軸８０２に連結した状態では、無段変速機５００の変速比γを減少させ、サンギヤ４０２の回転数を増大させる（その結果としてリングギヤ４０８の回転数を低下させる）ことによって、第２変速装置６０２の出力軸、すなわち車軸８０２の回転数を増大することができる。そのため、第１のモードとは逆に、第２のモードでは、リングギヤ４０８の回転数を低下させることによって、車軸８０２に対するキャリア４０４の回転数、すなわちドライブトレーン１１０の全体的な変速比を低減することができる。
【００６６】
図４Ｆは、無段変速機５００の変速比γを「１」にし、第３変速装置６０３の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第１変速装置６０１、第２変速装置６０２および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と、第３変速装置６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００６７】
図４Ｇは、無段変速機５００の変速比γを最大にし、第３変速装置６０３の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第１変速装置６０１、第２変速装置６０２および後進装置６０４の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と、第３変速装置６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００６８】
図４Ｅ〜４Ｇから理解されるように、第３変速装置６０３を介してリングギヤ４０８を車軸８０２に連結した状態では、無段変速機５００の変速比γを増大し、リングギヤ４０８の回転数を増大させることによって、第３変速装置６０３の出力軸、すなわち車軸８０２の回転数を増大することができる。そのため、リングギヤ４０８の回転数を増大させることによって、車軸８０２に対するキャリア４０４の回転数を低減することができる。
【００６９】
このように、第１のモードにおいてドライブトレーン１１０の全体的は変速比を減少させるときのリングギヤ４０８の回転数の変化方向、すなわち無段変速機５００の変速比γの変化方向と、第２のモードにおいてドライブトレーン１１０の全体的は変速比を減少させるときの無段変速機５００の変速比γの変化方向とは逆である。そのため、無段変速機５００の変速比γを増大してリングギヤ４０８の回転数を上昇させた場合と、無段変速機５００の変速比γを低減してリングギヤ４０８の回転数を減少させた場合との両方の場合において、ドライブトレーン１１０の全体的な変速比を減少させることができる。したがって、無段変速機５００の変速比γを増大させてドライブトレーン１１０の変速比を減少させた後、無段変速機５００の変速比γを減少させてドライブトレーン１１０の変速比をさらに減少させることができる。逆に、無段変速機５００の変速比γを減少させてドライブトレーン１１０の変速比を減少させた後、無段変速機５００の変速比γを増大させてドライブトレーンの変速比をさらに減少させることができる。よって、変速比の変化幅が大きいドライブトレーン１１０を得ることができる。
【００７０】
特に、本実施の形態においては、無段変速機５００の変速比γが最大であるときに第１変速装置６０１の出力軸回転数と第２変速装置６０２の出力軸回転数とが一致し、無段変速機５００の変速比γが最小であるときに第２変速装置６０２の出力軸回転数と第３変速装置６０３の出力軸回転数とが一致する。したがって、無段変速機５００の変速比γを最大まで増大させてドライブトレーン１１０の変速比を減少させた後、無段変速機５００の変速比γを最小まで減少させてドライブトレーン１１０の変速比をさらに減少させることができる。さらにその後、無段変速機５００の変速比γを再び最大まで増大させてドライブトレーンの変速比をさらに減少させることができる。そのため、ドライブトレーン１１０全体として変速比の変化幅を、無段変速機５００の３倍まで拡大できる。
【００７１】
図４Ｈは、後進装置６０４の出力軸を車軸８０２に連結するとともに、第１変速装置６０１、第２変速装置６０２および第３変速装置６０３の出力軸を車軸８０２から遮断したときのプラネタリギヤ４００の共線図と各変速装置６０１，６０２，６０３の入力軸回転数と出力軸回転数とを示す。
【００７２】
以上のように、本実施の形態においては、リングギヤ４０８を車軸８０２に連結し、かつサンギヤ４０２を車軸８０２から遮断した状態と、リングギヤ４０８を車軸から遮断し、かつサンギヤ４０２を車軸８０２に連結した状態とのそれぞれの状態おいて、無段変速機５００によりリングギヤ４０８の回転数とサンギヤ４０２の回転数との比（変速比γ）を変更してリングギヤ４０８の回転数およびサンギヤ４０２の回転数を変化させることにより、ドライブトレーン１１０の入力軸としてキャリア４０４の回転数と、ドライブトレーン１１０の出力軸として車軸８０２の回転数との比を変化させることができる。また、エンジン２００と無段変速機５００とは差動装置としての機能を有するプラネタリギヤ４００を介して連結されているため、エンジン２００と無段変速機５００との間のトルク伝達は遮断されない。そのため、必然的に、エンジン２００と無段変速機５００とを再係合する必要もない。よって、再係合時に発生し得るショックは起こり得ない。その結果、ショックを低減できる。
【００７３】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７４】
１００  パワートレーン、１１０  ドライブトレーン、２００  エンジン、３００  トルクコンバータ、３１０  オイルポンプ、４００  プラネタリギヤ、４０２  サンギヤ、４０４  キャリア、４０６  ピニオンギヤ、４０８  リングギヤ、５００  無段変速機、５０４  プライマリプーリ、５０８  セカンダリプーリ、５１０  金属ベルト、６０１  第１変速装置、６０２  第２変速装置、６０３  第３変速装置、６０４  後進装置、６０５  減速歯車、６１１，６１２，６１３，６２１，６２２  ギヤ、７００  差動歯車装置、８００  駆動輪、８０２  車軸、９１０  第１クラッチ、９２０  第２クラッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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