JP2015145693A - Torque-split vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベルト式などの無段変速機構と歯車式変速機構とを備えたトルクスプリット方式の車両用変速装置に関する。 The present invention relates to a torque split type vehicular transmission including a continuously variable transmission mechanism such as a belt type and a gear type transmission mechanism.
トルクスプリット方式の車両用変速装置の一例として、特許文献1に記載されたものがある。
同文献に記載された車両用変速装置は、ベルト式無段変速機構、歯車式変速機構、および遊星歯車機構を備えている。エンジン出力をベルト式無段変速機構および歯車式変速機構のそれぞれに入力させ、かつこれら2系統の変速機構を介して減速された駆動力を遊星歯車機構に入力させると、遊星歯車機構からはそれらが合成された駆動力が出力し、この駆動力を車輪側(差動歯車装置側)に伝達させることが可能である。ベルト式無段変速機構は、変速ショックをなくすことが可能であるものの、一般的にはベルトとプーリとの滑りなどに起因し、動力伝達効率に劣るといった不利がある。歯車式変速機構を併用して動力を伝達させれば、前記不利を解消して伝達効率を優れたものとし、燃費をよくすることが可能である。
An example of a torque split type vehicle transmission is described in Patent Document 1.
The vehicle transmission described in this document includes a belt-type continuously variable transmission mechanism, a gear-type transmission mechanism, and a planetary gear mechanism. When the engine output is input to each of the belt-type continuously variable transmission mechanism and the gear-type transmission mechanism, and the driving force decelerated through these two transmission mechanisms is input to the planetary gear mechanism, the planetary gear mechanism Is output, and this driving force can be transmitted to the wheel side (differential gear device side). The belt-type continuously variable transmission mechanism can eliminate a shift shock, but generally has a disadvantage that it is inferior in power transmission efficiency due to slippage between the belt and the pulley. If power is transmitted using a gear-type transmission mechanism in combination, it is possible to eliminate the disadvantages, improve transmission efficiency, and improve fuel efficiency.
前記したような車両用変速装置においては、たとえばベルト式無段変速機構の出力が遊星歯車機構のサンギヤに入力し、かつ歯車式変速機構の出力がキャリヤに入力するように設定されて、遊星歯車機構のリングギヤが出力部となるように設定される。このような設定状態においては、遊星歯車機構のキャリヤを回転止め状態にすると、サンギヤの回転がピニヨンギヤを介してリングギヤに伝達するため、リングギヤの回転方向がサンギヤの回転方向とは反対となり、車両の後進モードが設定される。この後進モードにおいては、前記両変速機構のうち、ベルト式無段変速機構のみを介して減速される駆動力が車軸側へ出力される。 In the vehicle transmission as described above, for example, the output of the belt type continuously variable transmission mechanism is set to be input to the sun gear of the planetary gear mechanism, and the output of the gear type transmission mechanism is set to be input to the carrier. The ring gear of the mechanism is set to be the output part. In such a setting state, when the carrier of the planetary gear mechanism is in the rotation-stopped state, the rotation of the sun gear is transmitted to the ring gear through the pinion gear, so the rotation direction of the ring gear is opposite to the rotation direction of the sun gear, and the vehicle Reverse mode is set. In the reverse drive mode, a driving force that is decelerated only through the belt-type continuously variable transmission mechanism of the two transmission mechanisms is output to the axle side.
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、改善すべき余地があった。 However, the prior art has room for improvement as described below.
すなわち、車両の後進モードを設定する場合、前記したように遊星歯車機構のキャリヤの回転を停止させるが、このような設定状態においては、後進時におけるトータルの最大減速比が、前進モード時のトータルの最大減速比よりもかなり大きくなる。
この点をより具体的に説明すると、まず後進モード時には、前述したように、サンギヤからピニヨンギヤを介してリングギヤに駆動力伝達がなされる。このため、リングギヤの歯数をZr、サンギヤの歯数をZsとすると(Zr>Zsの関係)、後進モード時には、前進モード時と比較して減速比がZr/Zs倍に増大することとなる。
このように、後進モード時の減速比が、前進モード時の減速比よりもかなり大きくされると、車速が比較的低速であるにも拘わらずエンジン回転数が高くなり、レブリミットを超え易くなる。燃費性能も悪化する。さらに、後進モード時の出力側トルクが大きくなるため、これに対応して変速装置の各部の強度アップを図る必要が生じる。これは、変速装置の大型化、重量増加、および製造コストの上昇を招く要因となる。その他、車両後進時のトルク増大に起因し、駐車スペースへの後進時に車両が車止めを乗り越えるといった虞も生じる。
That is, when setting the reverse mode of the vehicle, the rotation of the carrier of the planetary gear mechanism is stopped as described above. In such a set state, the total maximum reduction ratio in the reverse mode is the total reduction ratio in the forward mode. It is considerably larger than the maximum reduction ratio.
More specifically, in the reverse mode, as described above, the driving force is transmitted from the sun gear to the ring gear through the pinion gear. For this reason, assuming that the number of teeth of the ring gear is Zr and the number of teeth of the sun gear is Zs (relationship of Zr> Zs), in the reverse mode, the reduction ratio is increased Zr / Zs times compared to the forward mode. .
As described above, when the speed reduction ratio in the reverse mode is considerably larger than the speed reduction ratio in the forward mode, the engine speed becomes high and the rev limit is easily exceeded even though the vehicle speed is relatively low. Fuel efficiency will also deteriorate. Furthermore, since the output side torque in the reverse mode increases, it is necessary to increase the strength of each part of the transmission correspondingly. This becomes a factor causing an increase in the size of the transmission, an increase in weight, and an increase in manufacturing cost. In addition, there is a concern that the vehicle may get over the vehicle stop when moving backward into the parking space due to an increase in torque when the vehicle moves backward.
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、車両の後進モード時に前進モード時よりもかなり大きな減速比で車両が走行する不具合を適切に解消することが可能なトルクスプリット方式の車両用変速装置を提供することを、その課題としている。 The present invention has been conceived under the circumstances as described above, and it is possible to appropriately solve the problem that the vehicle travels with a considerably larger reduction ratio in the reverse mode of the vehicle than in the forward mode. An object of the present invention is to provide a torque split type vehicle transmission.
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
本発明により提供されるトルクスプリット方式の車両用変速装置は、エンジン出力をそれぞれ入力可能な無段変速機構および歯車式変速機構と、これら無段変速機構および歯車式変速機構から出力される駆動力をサンギヤおよびキャリヤによってそれぞれ受けることが可能であり、かつリングギヤが前記駆動力の出力部となるように設定された遊星歯車機構と、を備えており、前記遊星歯車機構のキャリヤを回転止め状態とすることにより車両の後進モードが設定され、この後進モードにおいては、前記無段変速機構を利用した走行モードとされる、トルクスプリット方式の車両用変速装置であって、車両の後進モード以外のモードから車両の後進モードに切り替えられる際には、後進モードの設定前において、前記無段変速機構の変速比をそれ以前の変速比よりも小さくする変速比減少制御が実行されるように構成されていることを特徴としている。 A torque split type vehicle transmission provided by the present invention includes a continuously variable transmission mechanism and a gear-type transmission mechanism that can each input engine output, and a driving force output from the continuously variable transmission mechanism and the gear-type transmission mechanism. And a planetary gear mechanism in which a ring gear is set to be an output portion of the driving force, and the carrier of the planetary gear mechanism is in a rotation-stopped state. Thus, a reverse mode of the vehicle is set, and in this reverse mode, the vehicle is a torque split type vehicle transmission device that is a travel mode using the continuously variable transmission mechanism, and a mode other than the reverse mode of the vehicle. When the vehicle is switched from the reverse mode to the reverse mode, the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism is set before the reverse mode is set. It is characterized in that the gear ratio reduction control to be smaller than the previous speed ratio is is configured to run.
このような構成によれば、次のような効果が得られる。
後進モード時の無段変速機の変速比を小さくし、前進モード時のトータルの減速比と同等程度またはそれに近い減速比とすることが可能である。その結果、車速が比較的低速であるにも拘わらずエンジン回転数がかなり高くなることが回避され、レブリミットを超え易くなる不具合を解消し得るとともに、燃費性能の悪化も防止することができる。さらに、後進モード時の出力側トルクの増大に対応して変速装置の各部の強度アップを図るような必要もなくなり、変速装置の小型・軽量化、ならびに製造コストの低減を促進することができる。車両後進時のトルク増大に起因して、車両が駐車スペースへの後進時に車止めを乗り越えるといった虞も適切に防止することが可能である。
According to such a configuration, the following effects can be obtained.
It is possible to reduce the speed ratio of the continuously variable transmission in the reverse mode and to make the speed ratio approximately equal to or close to the total speed ratio in the forward mode. As a result, it is possible to avoid the engine speed from becoming considerably high even though the vehicle speed is relatively low, to solve the problem of easily exceeding the rev limit, and to prevent deterioration in fuel consumption performance. Furthermore, it is not necessary to increase the strength of each part of the transmission in response to an increase in the output side torque in the reverse mode, and the transmission can be reduced in size and weight, and the manufacturing cost can be reduced. Due to the increase in torque when the vehicle is moving backward, it is possible to appropriately prevent the vehicle from getting over the vehicle stop when moving backward into the parking space.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1に示すトルクスプリット方式の車両用変速装置Aは、エンジン10の出力軸10aにトルクコンバータ11を介して連結されており、トルクコンバータ11の出力軸11aの回転力を、差動歯車装置2に連結された一対の車軸9a,9bに伝えるためのものである。具体的には、この車両用変速装置Aは、ベルト式無段変速機構4、歯車式変速機構5、遊星歯車機構6、前後進切り替え用のブレーキB1、スプリットクラッチC1,およびドライブクラッチC2を備えている。
A torque split type vehicle transmission A shown in FIG. 1 is connected to an output shaft 10a of an
ベルト式無段変速機構4は、ベルト掛かり径を可変制御可能な一対のプーリ40a,40bにベルト41を掛け回した構造であり、ベルト掛かり径を変更することにより変速比を無段階で変更可能である。プーリ40aは、プライマリ軸72に装着されている。このプライマリ軸72には、トルクコンバータ11から出力される回転駆動力が入力ギヤ70,71を介して伝達される。ベルト式無段変速機構4の出力軸としてのセカンダリ軸80は、遊星歯車機構6のサンギヤ60との連結が図られているとともに、リングギヤ62に対してはドライブクラッチC2を介して連結可能とされている。
The belt-type continuously
歯車式変速機構5は、プライマリ軸72にスプリットクラッチC1を介して連結された第1ないし第3の歯車51〜53を有する歯車列であり、第3の歯車53は、遊星歯車機構6のキャリヤ63に連結されている。このため、スプリットクラッチC1をオン状態(接続状態)とした際には、プライマリ軸72の回転駆動力を所定の減速比でキャリヤ63に伝達させることが可能である。
The gear-type transmission mechanism 5 is a gear train having first to
遊星歯車機構6のリングギヤ62は、歯車式変速機構5およびベルト式無段変速機構4から遊星歯車機構6が受けた駆動力の出力部とされており、このリングギヤ62に出力軸81が連結されている。出力軸81には、差動歯車装置2のリングギヤ20に駆動力を伝達するためのギヤ82が取り付けられている。
The
この車両用変速装置Aにおいては、スプリットクラッチC1をオフ、ドライブクラッチC2をオン、前後進切り替え用のブレーキB1をオフにした場合には、ベルト式無段変速機構4のみを利用した非トルクスプリットの車両前進モードとなる。
これに代えて、スプリットクラッチC1をオン、ドライブクラッチC2をオフ、ブレーキB1をオフにすると、ベルト式無段変速機構4および歯車式変速機構5の双方を利用したトルクスプリットの車両前進モードとなる。歯車式変速機構5の減速比は一定であるが、トルクスプリットのモードにおいては、ベルト式無段変速機構4がサンギヤ60およびピニヨンギヤ61を回転させる結果、トータルの減速比をベルト式無段変速機構4の変速比の変更によって制御することが可能である。
スプリットクラッチC1をオフ、ドライブクラッチC2をオフ、ブレーキB1をオンにした場合には、ベルト式無段変速機構4のみを利用した非トルクスプリットの車両後進モードとなる。
In this vehicle transmission device A, when the split clutch C1 is turned off, the drive clutch C2 is turned on, and the forward / reverse switching brake B1 is turned off, the non-torque split using only the belt type continuously
Instead, when the split clutch C1 is turned on, the drive clutch C2 is turned off, and the brake B1 is turned off, a torque split vehicle forward mode using both the belt-type continuously
When the split clutch C1 is turned off, the drive clutch C2 is turned off, and the brake B1 is turned on, a non-torque split vehicle reverse mode using only the belt-type continuously
ベルト式無段変速機構4のプーリ40a,40b、クラッチC1,C2、およびブレーキB1などは、油圧式であり、油圧制御装置30を利用してその動作制御がなされる。油圧制御装置30は、ECUなどの制御部3からの指令に基づいて油圧制御を実行する。制御部3には、エンジン回転数センサSa、車速センサSb、およびシフトセレクタScなどからの信号が送信され、それらのデータに基づいて車両走行モードの切り替えや、変速比の変更動作が行なわれる。
The
この車両用変速装置Aにおいては、シフトセレクタScにおいて、Rレンジ以外のレンジからRレンジに切り替える操作が行なわれた場合には、後述するように、ベルト式無段変速機構4の変速比γを、それ以前に設定されている最大変速比γmaxから所定値Δγだけ小さくする変速比減少制御が、制御部3の制御により実行される。
In this vehicle transmission device A, when the shift selector Sc is operated to switch from a range other than the R range to the R range, the speed ratio γ of the belt-type continuously
次に、前記した車両用変速装置Aの作用について説明する。併せて、制御部3による動作制御手順の一例について、図3のフローチャートを参照しつつ説明する。 Next, the operation of the vehicle transmission device A will be described. In addition, an example of an operation control procedure by the control unit 3 will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、車両の前進走行中においては、車速、およびエンジン回転数に応じた変速制御が行なわれる(S1:NO,S7,S8)。これに対し、車両が停車状態になると、ベルト
式無段変速機構4の変速比γは、最大変速比γmaxとされる(S1:YES,S2)。これは、車両の走行開始時には、大きなトルクが必要とされるため、これに対応するためである。
First, during forward travel of the vehicle, shift control is performed according to the vehicle speed and the engine speed (S1: NO, S7, S8). On the other hand, when the vehicle is stopped, the speed ratio γ of the belt type continuously
次いで、シフトセレクタScにおいて、Rレンジ以外のレンジ(たとえばDレンジ)からRレンジへの切り替えがなされた場合には、ベルト式無段変速機構4の変速比γを所定値Δγだけ減少させる変速比減少制御が行なわれる(S3:YES,S4)。この変速比減少制御が完了した後に、後進モードへの実際の切り替え動作が実行される(S5)。後進モードへの切り替え動作は、既述したように、ブレーキB1をオン、スプリットクラッチC1およびドライブクラッチC2をオフに設定する動作である。もちろん、停車中にRレンジへの切り替えがなされず、車両を前進させるための操作があった場合には、前記したステップS4の変速比減少制御は実行されない(S3:NO,S6:YES)。
Next, when the shift selector Sc is switched from a range other than the R range (for example, the D range) to the R range, the gear ratio that decreases the gear ratio γ of the belt-type continuously
前記したように後進モードへの切り替え動作前に、ベルト式無段変速機構4の変速比減少制御がなされると、車両後進時の減速比が減少し、車両後進時における出力側のトルクを小さくすることが可能となる。
以下、この点を、図2の速度線図を参照してより詳細に説明する。
As described above, if the speed ratio reduction control of the belt-type continuously
Hereinafter, this point will be described in more detail with reference to the velocity diagram of FIG.
まず、図2において入力ギヤ70に対し、回転速度「1」の単位入力があると、プライマリ軸72の回転速度は、入力ギヤ70,71の歯数に対応した回転速度Naに減速する。停車時においては、ベルト式無段変速機構4の変速比γは、最大変速比γmaxとされる。従来技術においては、γmaxのまま後進モードに切り替えられているが、この場合には同図の破線Lbに示すように、サンギヤ60(セカンダリ軸80)は回転速度Nb’、キャリヤ63は回転速度ゼロ、出力部であるリングギヤ62は回転速度Nc’となる。回転速度Nc’は、ベルト式無段変速機構4が最大変速比γmaxに設定されている場合の車両前進時のリングギヤ62の回転速度Nc”と比較すると、かなり低速である。その理由は「背景技術」の欄で述べたように、後進モード時には、減速比が、Zr/Zs倍に増大するからである(Zr:リングギヤの歯数、Zs:サンギヤの歯数)。
First, in FIG. 2, when there is a unit input of the rotational speed “1” to the
これに対し、本実施形態においては、後進モードに切り替えられる前に、ベルト式無段変速機構4の変速比γがΔγだけ小さくされ、図2の実線Laに示すように、サンギヤ60(セカンダリ軸80)は回転速度Nb、キャリヤ63は回転速度ゼロ、出力部であるリングギヤ62は回転速度Ncとなる。ここで、リングギヤ62の回転速度Nc,Nc’を比較すると、Nc>Nc’であり、本実施形態によれば、後進モード設定時における減速比を従来技術よりも小さくすることが可能である。
On the other hand, in this embodiment, before switching to the reverse mode, the speed ratio γ of the belt-type continuously
Δγの具体的な値は、とくに限定されるものではないが、好ましくは、回転速度Ncが、車両前進時の前記した回転速度Nc”と略同一となる値とされる(この場合、回転の向きは無視している)。このような設定によれば、アクセル開度と車速との関係が車両の前進開始時と後進開始時とで略同一となるため、ドライバに違和感を与えず、運転がし易くなる。 The specific value of Δγ is not particularly limited, but preferably, the rotation speed Nc is a value that is substantially the same as the rotation speed Nc ″ when the vehicle moves forward (in this case, the rotation speed Nc). According to such a setting, the relationship between the accelerator opening and the vehicle speed is substantially the same at the start of forward movement of the vehicle and at the start of reverse movement. It becomes easy to do.
本実施形態によれば、車両後進時の減速比が過大または過大気味になることが回避されるために、車速が比較的低速であるにも拘わらずエンジン回転数がかなり高くなることが回避され、燃費性能をよくすることができる。後進モード時における出力側トルクの増大に対応して車両用変速装置Aの各部の強度アップを図るような必要もなくなり、変速装置の小型・軽量化、ならびに製造コストの低減を促進することも可能である。 According to this embodiment, it is avoided that the speed reduction ratio at the time of reverse traveling of the vehicle becomes excessive or excessively atmospheric, so that it is avoided that the engine speed becomes considerably high although the vehicle speed is relatively low. , Fuel efficiency can be improved. It is not necessary to increase the strength of each part of the transmission A for the vehicle in response to the increase of the output side torque in the reverse mode, and the transmission can be reduced in size and weight, and the manufacturing cost can be reduced. It is.
なお、図2の一点鎖線Lcは、車両前進時においてベルト式無段変速機構4の変速比γを、最小変速比γminに設定した場合を示している。この一点鎖線Lcよりも図面上側の
領域(低速領域)では、ベルト式無段変速機構4のみを利用した非トルクスプリットモードとされ、一点鎖線Lcよりも図面下側の領域(高速領域)では、ベルト式無段変速機構4および歯車式変速機構5の双方を利用したトルクスプリットモードとされる。
2 indicates a case where the speed ratio γ of the belt-type continuously
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るトルクスプリット方式の車両用変速装置の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。 The present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the torque split type vehicle transmission according to the present invention can be modified in various ways within the scope of the present invention.
本発明でいう無段変速機構は、ベルト式無段変速機構に代えて、トロイダル方式、あるいは油圧方式の無段変速機構とすることもできる。歯車式変速機構については、具体的な歯車列の構成や減速比を問わない。 The continuously variable transmission mechanism referred to in the present invention may be a toroidal type or hydraulic type continuously variable transmission mechanism instead of the belt type continuously variable transmission mechanism. About a gear-type transmission mechanism, the structure of a specific gear train and a reduction ratio are not ask | required.
A 車両用変速装置
2 差動歯車装置
4 ベルト式無段変速機構
5 歯車式変速機構
6 遊星歯車機構
10 エンジン
60 サンギヤ(遊星歯車機構の)
62 リングギヤ(遊星歯車機構の)
63 キャリヤ(遊星歯車機構の)
A
62 Ring gear (of planetary gear mechanism)
63 Carrier (of planetary gear mechanism)
Claims (1)
これら無段変速機構および歯車式変速機構から出力される駆動力をサンギヤおよびキャリヤによってそれぞれ受けることが可能であり、かつリングギヤが前記駆動力の出力部となるように設定された遊星歯車機構と、
を備えており、
前記遊星歯車機構のキャリヤを回転止め状態とすることにより車両の後進モードが設定され、この後進モードにおいては、前記無段変速機構を利用した走行モードとされる、トルクスプリット方式の車両用変速装置であって、
車両の後進モード以外のモードから車両の後進モードに切り替えられる際には、後進モードの設定前において、前記無段変速機構の変速比をそれ以前の変速比よりも小さくする変速比減少制御が実行されるように構成されていることを特徴とする、トルクスプリット方式の車両用変速装置。 A continuously variable transmission mechanism and a gear-type transmission mechanism each capable of inputting engine output;
A planetary gear mechanism that can receive the driving force output from the continuously variable transmission mechanism and the gear-type transmission mechanism by the sun gear and the carrier, respectively, and the ring gear is set to be an output portion of the driving force;
With
A reverse gear mode of the vehicle is set by setting the carrier of the planetary gear mechanism in a rotation-stopped state, and in this reverse mode, a travel mode using the continuously variable transmission mechanism is set as a torque split type vehicle transmission. Because
When switching from a mode other than the reverse mode of the vehicle to the reverse mode of the vehicle, before the reverse mode is set, the gear ratio reduction control is executed to make the gear ratio of the continuously variable transmission mechanism smaller than the previous gear ratio. It is comprised so that it may be comprised, The transmission for vehicles of a torque split system characterized by the above-mentioned.
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