JP4505137B2 - 特に自動車用のトランスミッションシステム - Google Patents
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Description
本発明は、概略、駆動力を駆動エネルギ源から被動負荷へ動力を伝達するトランスミッションシステムに関する。本発明は、特に、駆動エネルギ源が自動車のエンジンで、被動負荷が自動車自体或いはその車輪と考えてよい自動車に使用されるトランスミッションシステムに関する。以下、本発明を自動車のトランスミッションシステムに応用した場合に関して説明するが、本発明は、自動車用に限定されるものではない。たとえば、被動負荷が、燃焼エンジン、電気モータ、発電機、ガスタービン等であってもよい。
【0002】
自動車では、一般に、燃焼エンジンのような駆動エネルギ源からトランスミッションシステムを介して車輪へエネルギを伝動している。トランスミッションシステムの目的の一つは、エンジンの出力軸と車輪を、互いに異なる回転速度で回転させることである。トランスミッションシステムの出力部品の回転速度に対するトランスミッションシステムの入力部品の回転速度の比率は、伝動率として表されているように、トランスミッションシステムの型式に依って、手動或いは自動的に変えることができ、特に、伝動率は連続して変えることができる。
【0003】
現在の自動車工学では、自動車を使用中のエネルギ消費を減少させることが一つの目的である。この目的を達成する方法の一つは、駆動エネルギ源の大きさを小さくすることである。これにより、動かすべき重量を軽減し、駆動エネルギ源の最適使用を可能にし、そして、駆動エネルギ源が燃焼エンジンの場合は、通常は、最良のエネルギ転換率を与える。然しながら、小さな駆動エネルギ源、特に、小さな燃焼エンジンの不利な点は、分当たり比較的高い回転においてのみ、十分な駆動力を供給することができないという点である。従って、比較的小さな駆動エネルギ源の負荷レスポンスは悪く、換言すれば、加速遅延が起こるが、この理由は、必要な量の駆動力を伝達するために、エンジンを定常エンジン速度から高速度に速度増進しなければならないからである。
【0004】
従って、本発明の目的の一つは、加速が必要な時に速度増進する際、エンジンを補助することができる機械的トランスミッションシステムを提供することである。
【0005】
実際には、速度増進の際エンジンを補助しようとするトランスミッションシステムは、既に、ホンダから市販されている。これが、いわゆる「インテグレーテッド・モータ・アシスト・システム」である。この従来のトランスミッションシステムは、燃焼エンジンを含む駆動ユニットと、自動車の車輪を含む被動負荷との間で、連続可変トランスミッションと直列結合された特殊な電気モータを具備しており、さらに、特殊な電気アキュミュレータを具備している。加速が必要な場合は、比較的小さな燃焼エンジン自体が、不十分な加速レスポンスを供給するが、電気アキュミュレータ或いはバッテリからエネルギを受ける電気モータによって補助されている。このバッテリは、必要な運転条件が少ない間はエンジンによって、(及び/又は制動エネルギを吸収することによって)供給される。従って、加速する場合、車輪は2つの駆動源によって駆動されるが、その一方は燃焼エンジンであり、他方は電気アキュミュレータで駆動される電気モータである。電気モータと電気アキュミュレータを備えているので、内燃機関は、最大エンジントルクが比較的低いもの、即ち、通常は比較的小さなエンジンを選択することができる。然しながら、この従来の構造の欠点は、電気エネルギを使用すること、運動エネルギを電気エネルギに逆に転換しなければならないこと、及び電気装置の重量とコストに関与している。
【0006】
従って、本発明の更なる目的は、前述した欠点を解消することである。特に、本発明の目的は、従来の機構、技術を使用する利点を維持し、さらに、トランスミッションシステムのコストと重量を比較的低く維持して、エネルギを節約し且つ比較的軽い駆動エネルギ源(エンジン)を使用することができるトランスミッションシステムを提供することである。
【0007】
本発明の重要な特徴により、トランスミッションシステムは3個の回転部材を具備した遊星ギヤ装置(epicyclic gearing)を備えていて、ここに、第1回転部材がトランスミッションシステムの入力に結合されていて、第2回転部材がトランスミッションシステムの出力に結合されていて、第3回転部材がフライホイールの機能を備えている、即ち、第3回転部材がフライホイールとして構成されているか、或いはフライホイールと共動するように結合されている。遊星ギヤ装置は、それ自体従来型のものでよいが、好ましくは、遊星ステージを備えている遊星ギヤ装置がよい。さらに、このトランスミッションシステムは、トランスミッションシステムの前記入力と前記出力との間で結合された主トランスミッションを備えていて、その結果、規定した遊星ギヤ装置の第1及び第2回転部材の間の比率を希望した比率にする。本発明によるこのようなトランスミッションシステムの場合、通常の運転条件下で、フライホイールが運動エネルギを吸収し、さらに、加速している間、フライホイールの運動エネルギが、トランスミッションシステムの入力及び出力の一方或いは両方に向かって解放され、それによって駆動エネルギ源が補助される。この構成は、容易に利用できる比較的簡単な構造の部品を用いる従来技術を使用するという点で有利である。さらに、本発明の利点は、比較的低重量のフライホイールを使用することによって達成される。さらに、本発明の構成は、従来型のトランスミッションと組み合わせて使用することができる。
【0008】
動力伝達経路でフライホイールを使用すること自体は知られている。トランスミッションシステムの入力軸に直接フライホイールを搭載する構造の場合、フライホイールは、速度低下している間しかエネルギを供給することができないので、エンジンの回転速度を上げる場合は、このような構造は、エンジンを補助するのに使用することができない。自動車が減速している間に、フライホイールを使用して運動エネルギを蓄える構造、及び自動車が加速している間に、フライホイールを使用して自動車に駆動エネルギを供給する構造の場合、フライホイールに、作動エネルギを必要とする作動要素を具備した制御された結合/解除装置等を取り付けることが必要である。このような構造は、むしろ複雑である。さらに、フライホイールを、駆動力を自動車に供給する目的で使用する場合、フライホイールは、比較的大きく且つ重たくなければならない、また、比較的速い回転速度で操作されなければならない。然しながら、フライホイールは、自動車の場合、運動エネルギの緩衝として使用されている。即ち、自動車が減速した時、自動車の運動エネルギを利用して、フライホイールの速度を増進させる。一方、フライホイールを、自動車を加速する目的で使用する場合、フライホイールからの回転エネルギが自動車に伝達され、フライホイールの速度を低下させる。
【0009】
さらに、一般に遊星ギヤ装置、特に遊星ステージを、トランスミッションシステムで使用すること自体は知られている。然しながら、このような使用目的は、通常、遊星ギヤ装置は、ギヤ装置と組み合わせて使用する連続可変トランスミッションの効率を改良するための固定伝動比率として、或いはギヤ装置と組み合わせて使用するトランスミッションの比率範囲を変えるために適用されるという点において、本発明の目的とは異なっている。たとえば、WO96/35063に開示された構造では、遊星ステージは、エンジンと負荷との間で作動するように取り付けられていて、連続可変トランスミッションは、遊星ステージのピニオン受けと、太陽ギヤ或いはリングギヤとの間に配置されている。
【0010】
さらに、遊星ギヤ装置を利用して、比率範囲を減少させながら全伝動効率を向上させ、或いはこの逆を行って、全伝動効率を損ねるほど比率範囲を上げることも当業界に公知である。
【0011】
本発明の目的、特徴、及び利点は、添付図面を参照して、以下の好ましい例に関する記載で詳細に説明される。図面において、同じ参照符号は、同じ或いは類似の部品を表している。
【0012】
図1Aは、自動車Vの従来の動力伝達経路の主要構成部品を概念的に示している。これらの主要構成部品は、駆動エネルギ源E, 通常、燃焼エンジンと、自動車Vの車輪として表されている駆動されるべき負荷Lとを備えている。負荷Lは、主トランスミッションMTによって駆動エネルギ源に結合されている。以下、本発明が、特に、自動車用のトランスミッションシステムに関するという事実に鑑みて、駆動エネルギ源Eは、単に、「エンジン」と表現され、負荷Lは、単に、「車輪」と表現される。ただし、本発明は自動車用に限定されるものではない。
【0013】
主トランスミッションMTは、たとえば、手動操作ギヤボックス、或いは自動制御トランスミッションのように、いかなる型のものでもよい。特に好ましい態様では、主トランスミッションは、プッシュベルト型の連続可変トランスミッション(CVT)である。これら全ての型の主トランスミッションにおいて、主トランスミッションは、エンジンEの出力シャフトに結合された第1回転部材31と、車輪Lに結合された第2回転部材32を具備している。図1Aで矢印で示したように、普通の運転条件下では、エンジンEが第1回転部材31を駆動し、第2回転部材32が車輪Lを駆動する。この理由により、第1回転部材31と第2回転部材32は、それぞれ、入力部材31と出力部材32としても表現される。然しながら、自動車は減速することができ、その際エンジンEが、車輪Lにより駆動される慣性として作動するので、車輪の速度を低下させる。そして、このような状況では、運動エネルギは、反対方向、即ち、車輪Lから第2回転部材32、第1回転部材31,エンジンEへと流れることになる。換言すれば、このよう状況下では、主トランスミッションMTの第2回転部材32が、エネルギ入力として作動し、主トランスミッションMTの第1回転部材31が、エネルギ出力として作動する。従って、一般に、エンジンEと車輪L(或いは自動車V)は、運動エネルギを主トランスミッションMTから一方の方向へ交換する慣性部品と考えることができる。
【0014】
図1Bは、本発明の基本的原理を概念的に表している。補助トランスミッションATが、主トランスミッションMTに平行に取り付けられている。補助トランスミッションは、遊星ギヤ装置Gと、フライホイールFとを備えている。遊星ギヤ装置Gは、主トランスミッションMTの第1回転部材31に結合された第1回転部材41と、主トランスミッションMTの第2回転部材32に結合された第2回転部材42と、フライホイールFを介して結合された第3回転部材43とを具備している。図2は、本発明によるトランスミッションシステム1の態様の配置を示す斜視図である。この態様において、主トランスミッションMTは、プッシュベルト型の連続可変トランスミッション(CVT)として表されている。プッシュベルトは、第1プーリ4’と、第2プーリ4”とを具備していて、金属製プッシュベルト3で互いに結合されている。CVT自体は公知であり且つCVTの構成は本発明の部分を構成しないので、本明細書ではCVTを詳しく論じない。ただ、プーリ4’と4”が、それぞれ、一組の円錐形シーブを備えていて、円錐形シーブの間にベルト3がクランプで締結されていると云うだけで十分である。それぞれのプーリの2個の円錐形シーブは、相互に可動で、一方のプーリのシーブの動きは、反対側の他方のプーリの動きを連動している。これらの動きを作動する装置は、特に自動車の駆動ペダルの位置に基づいて、制御手段で制御される。CVTの伝動比率は、適当な運動作動手段の影響下で、シーブを互いの方向に動かすか或いは互いに離すことにより、連続して変えることができる。主トランスミッションMTの第1回転部材31として作動するCVTの第1プーリ4’は、エンジンEの出力シャフト2に搭載される。主トランスミッションMTの第2回転部材として作動する第2プーリ4”は、主トランスミッションMTの出力シャフト5に搭載される。この第2プーリ4”は、任意に設けられる最終減速ギヤ6と負荷シャフト7を介して、負荷Lに作動するように結合されている。
【0015】
補助トランスミッションATは、それ自体公知の遊星ステージの形で表してある遊星ギヤ装置Gを具備している。この遊星ギヤ装置Gは、環状或いはリングギヤ8と、複数の遊星ピニオン9と、太陽ギヤ10とを備えている。遊星ピニオン9は、共通のピニオンキャリヤ11に搭載されている。エンジンEの出力シャフト2は、第1プーリ4’を越えて延設されていて、遊星ギヤ装置Gの回転部材の一つに、作動するように結合されている。なお、エンジンEの出力シャフト2は、本例では環状或いはリングギヤ8として記載されていて、遊星ギヤ装置Gの第1回転部材41として作動する。出力シャフト5は、(記載されている場合は、結合ギヤ12を介して)ピニオンキャリヤ11に、作動するように結合されている。出力シャフト5は、遊星ギヤGの第2回転部材42として作動する。ピニオンキャリヤ11と、出力シャフト5の結合ギヤ12との間の機能的結合を適正にするために、ピニオンキャリヤ11とギヤ12を、チェーン等で結合しなければならない。または、中間ギヤホイールで、結合ギヤ12を、ピニオンキャリヤ11に結合してもよい。簡単にするために、このようなチェーンも中間ギヤホイールも図2には記載していない。
【0016】
前記の減速ギヤ6を使用する代わりに、車輪Lを出力シャフト5に直接結合してもよい。
【0017】
本発明により、遊星ギヤ装置Gの第3回転部材43は、フライホイール機能と連動する。このフライホイール機能は、別のフライホイールFによって与えられる。フライホイールFは、たとえば歯付きギヤ装置(tooth gearing)を介して、前記第3回転部材43に、作動するように結合されている。しかし、フライホイールFは、前記第3回転部材43に、機械的に結合してもよい。記載した好ましい例では、遊星ギヤ装置Gの第3回転部材43は、太陽ギヤ10である。この場合、太陽ギヤ10自体が、フライホイールFとして機能し、或いは、太陽ギヤ10に別のフライホイールFをボルト止めしてもよい。
【0018】
本発明の重要な特徴により、フライホイールFは、通常、燃焼エンジン或いは電気モータに使われているような、エンジンEのフライホイールと置き換えてもよく、若しくはフライホイールFが、その重量を軽減することもできる。論及している機能的構造(即ち、フライホイールFが、作動するように太陽ギヤ10に結合されていて、リングギヤ8が、作動するようにエンジンEに結合されていて、ピニオンキャリヤ11が、作動するように負荷Lに結合されている)が、好ましい構造である。しかしながら、別の構造、たとえば、遊星ギヤ装置の回転部材8、10、及び11のいずれかの第1の部材が、作動するようにエンジンEに結合されている構造、遊星ギヤ装置Gの回転部材8、10、及び11のいずれかの第2の部材が、作動するように負荷Lに結合されている構造、遊星ギヤ装置Gの回転部材8、10、及び11のいずれかの第3の部材が、作動するようにフライホイールFに結合されている構造も、原則として可能である。
【0019】
さらに、図1B及び図2に示したように、本発明のトランスミッションシステムの好ましい作動構造において、主トランスミッションMTは、エンジンEと負荷Lとの間で作動するように結合されている。遊星ギヤ装置GとフライホイールFとの組み合わせは、主トランスミッションに対する補助トランスミッションとして、この場合、CVTの形で構成されている。しかしながら、主トランスミッションは、自動トランスミッションをはじめとしてどのような型のものでもよい。さらに、遊星ギヤ装置GとフライホイールFとの組み合わせは、主エネルギトランスミッション構成部品として構成することができ、この場合、主トランスミッションMTの代わりに、任意トランスミッションTを第2構成部品として使用して、遊星ギヤ装置GとフライホイールFとを組み合わせることができる。この例で記載したように、このような第2トランスミッション構成部品Tは、遊星ギヤ装置の第1及び第2回転部材の間で、作動するように結合される。ただし、この第2トランスミッション構成部品Tは、(エンジンEに結合された)遊星ギヤ装置Gの第1回転部材と、(フライホイールFに結合された)遊星ギヤ装置Gの第3回転部材の間で、作動するように結合してもよく、或いはこの第2トランスミッション構成部品Tは、(負荷Lに結合された)遊星ギヤ装置Gの第2回転部材と、(フライホイールFに結合された)遊星ギヤ装置の第3回転部材の間で、作動するように結合してもよい。これらの変形例は、図3に略図で示してある。この略図で、駆動システムは、少なくとも3個の慣性式構成部品、即ち、駆動エネルギ源E, 負荷L、及びフライホイールFと、2個のトランスミッション構成部品、即ち、遊星ギヤ装置GとトランスミッションTを備えている。前述したように、トランスミッションTが、主トランスミッションでもよく、遊星ギヤ装置GとフライホイールFとの組み合わせが、主トランスミッションに対する補助トランスミッションでもよく、或いは遊星ギヤ装置Gが、主トランスミッション構成部品でもよく、トランスミッションTが、遊星ギヤ装置Gに対する補助トランスミッションでもよい。
【0020】
図1Bと図2を参照して、主トランスミッションMTと補助トランスミッションATが、動力をエンジンEから車輪Lへ供給するパワートランスファに平行に結合されている。従って、想定される構造では、主トランスミッションMTと補助トランスミッションATの空間位置は置換できる。
【0021】
同様の理由で、慣性式構成部品F、E、及びL並びに2個のトランスミッション構成部品T及びGの想定される構造において、3個の慣性式構成部品F、E、 及びLの空間位置は、図7A〜Cに示したように、交換できる。図7Aの構造は、図1Bと図2の構造に対応する。図7Bの別の構造は、負荷LとフライホイールFの位置を交換することによって得られる。図7Cの別の構造は、図7Aの構造から始めて、エンジンEとフライホイールFの位置を交換することによって得られる。さらに別の構造は、単に遊星ギヤ装置GとトランスミッションTの位置を交換すること、及び/又は遊星ギヤ装置GとトランスミッションTに対してエンジンE、フライホイールF、及び負荷Lの位置を交換することによって得られるということが分かる。しかしながら、最も実用的な構造は以下に記載するものである。
1)図2に概念的に示した構造、及び
2)図3から分かるように、トランスミッションがエンジンEとフライホイールFとの間に結合され、負荷Lが遊星ギヤ装置Gの反動によってのみ駆動されている変形構造。
【0022】
さらに別の変形としては、遊星ギヤ装置が、多数の回転部材と共に使用される。このような変形態様では、3個の独立した駆動入力/出力機能が起こるような方法で回転部材が相互に結合していなければならない。本発明によって、遊星ギヤ装置は、ラヴィニュー(Ravigneaux)ギヤ列及び差動ギヤ装置を含めて如何なる型のギヤ装置からでも製造できる。
【0023】
このような本発明のトランスミッションシステムの全ての態様において、ここに提案したトランスミッションユニットMT/Tを備えた遊星ギヤ装置Gの平行配置は、遊星ギヤ装置の動力分割機能と、動力トランスミッション機能の両方を利用するものである。本発明によるこの応用によって、フライホイールが、状況に応じて、その運動エネルギを負荷若しくはエンジン或いはその両者に対して解放することができる。さらに、本発明によって、慣性式構成部品E、F、Lを、電気モータのような別の慣性部品と置き換えることができる。
【0024】
以下に、図4〜図6を参照して、本発明のトランスミッションシステムの効果が説明される。図4は、いわゆるエンジンマップの概念図で、燃焼エンジンE1とE2のような2種の異なる型の駆動エネルギ源の特性曲線を示している。グラフの水平X−軸は、駆動ユニットの回転速度ωeを表していて、垂直Y−軸は、供給されたトルクTeを表している。領域E1は、比較的大きなトルクを供給することができるが、r.p.m.範囲が比較的小さな範囲に限定された幾分従来型のエンジンE1のトルク特性を表している。陰影領域E2は、いわゆる高速度エンジンE2のトルク特性を表している。高速度エンジンE2は、その最大トルクを広範囲のr.p.m.で供給することができるが、高速度エンジンE2の最大トルクは、従来のエンジンE1の最大トルクより小さい。
【0025】
線15と16は一定動力Pe(=Te・ωe)の線である。ここに記載した例のエンジンE1及びE2は、線16で示したと同じ最大動力を供給することができるように選択される。図4から、エンジンE2は、エンジンE1がその最大動力を供給する時の回転速度より大幅に速い回転速度で、その最大動力を供給することが明らかである。
【0026】
普通の運転条件下では、エンジンE1とエンジンE2は、黒点で示した作動点の近傍で作動する。従来のエンジンE1の場合、この作動点は、その最大トルク能力以下である。このことは、急加速が必要な場合は好都合であるが、エンジンE1が、ほとんど低効率で作動しているという点において不利益を蒙っている。逆に、エンジンE2は、その最大トルクの近くで、比較的低くて望ましい動力を供給することができるので、効率が高い。垂直矢印17が示すように、加速が必要な場合は、エンジンE1は、その供給動力を殆ど瞬時に増加させる。エンジンE2は、その最大トルクの近くで作動するという事実を考慮すると、水平矢印18が示すように、エンジンE2が速度増進をして、線15で示したと同じ高動力出力を供給できるようにすることが必要である。ここに記載した例では、エンジンの速度増進は、「ギヤ変換」で実行される。即ち、主トランスミッションがCVTで、CVTのトランスミッション比を低い値に制御する前記CVT作動手段の制御手段によって、エンジンの速度増進が実行される。場合によっては、特に、エンジンの低回転速度からはじめ、エンジンE2の加速レスポンスが低い場合は、エンジンE2が、その回転数を上げることがある。エンジンが、必要な高回転速度に達するのが遅れる原因は、エンジンE2内の慣性と、エンジンE2に結合している慣性である。このような遅れは望ましくなく、特に、自動車にトランスミッションを使用する場合には望ましくない。この遅れは、運転者を苛々させるだけではなく、交通事故を起こす危険性がある。
【0027】
本発明のトランスミッションシステムでは、上述した時間の遅れは無くなり、或いは少なくとも、大幅に減少する。この理由は、本発明のトランスミッションシステムは、伝達されるべきフライホイールからの運動エネルギを、エンジンへ伝達するからである。これによって、フライホイールの回転速度が減少し、同時に、エンジンの回転速度が上昇する。このエネルギ伝達は、比較的速く行われ、エンジンEが、比較的迅速に比較的高回転速度に達し、エンジンに比較的高い動力を供給させる。
【0028】
換言すれば、本発明のトランスミッションシステムにより、比較的軽量のエンジンE2を使用することができ、これは、普通の条件下、即ち、普通の運転条件下では、比較的高効率で作動し、従来型のエンジンE1の欠点が排除され、一方、高速エンジンE2の低加速レスポンスのような主要な欠点は解消される。この理由は、フライホイールFが、補助トランスミッションATを介して、エンジンE2を補助して高速回転速度に到達させ、そこでエンジンがより多くの動力を供給するからである。このように比較的高速のエンジンE2と本発明のトランスミッションシステムとの組み合わせが、効率的な性能と相まって有利な運転特性を発揮する。
【0029】
図5は、高速回転燃焼エンジンE2を搭載した自動車の加速レスポンスを表している。図5の水平軸は時間で、垂直軸は加速を表している。点線A1は、エンジンE2が、主トランスミッションMT(図1A参照)を介して、車輪に結合しているに過ぎない従来の条件下におけるエンジンE2の性能を表している。グラフA1から、加速が比較的ゆっくりしていることが分かる。実線A2は、本発明によるトランスミッションシステム(図1B参照)を搭載した同じエンジンの性能を示している。グラフA2から、加速が一層速く上昇していることが分かる。
【0030】
図6は、時間の関数、エンジンEの回転速度(上左)、フライホイールFの回転速度(下左)、及び自動車Vの速度(上右)の4つのグラフを表している。図6の下右のグラフは、主トランスミッションMT(CVT)の対応トランスミッション比jを表している。
【0031】
図8Aは、通常参照番号40で示した本発明によるトランスミッションシステムの好ましい態様の構成をより詳細に示している。この態様のトランスミッションシステム40は、図1Bに示した型のもので、主トランスミッション(MT)30と、補助トランスミッションシステム(AT)50を備えている。この態様では、主トランスミッション(MT)30はCVTで、第1プーリ31と、第2プーリ32を具備している。2個のプーリ31と32は、プッシュベルトで結合されているが、プッシュベルトは図8Aには記載していない。第1プーリ31は、固定プーリシーブ33と、可動プーリシーブ34を具備している。この可動プーリシーブ34は、固定プーリシーブ33に対して軸方向に可動である。固定プーリシーブ33は、第1シャフト2に固着されている。第1シャフト2はエンジンに結合されているが、図8Aには記載していない。第1シャフト2は、エンジンの出力シャフトとなるか、或いはこのような出力シャフトと結合してもよい。2個のプーリシーブ33と34に関して、エンジンは、固定プーリシーブ33側、即ち、図8Aにおいてプーリ31の左手側に配置されている。図8Aにおいて、エンジンの位置は、矢印Eで示してある。可動プーリシーブ34の軸部分は、図8Aには記載していない適当な制御手段で作動される押圧手段35で調整することができる。
【0032】
第2プーリ32は、固定プーリシーブ36と、可動プーリシーブ37を具備している。固定プーリシーブ36は、第2シャフト5に固着されている。この第2シャフト5は第1シャフト2と平行になっている。可動プーリシーブ37は、前記制御手段で作動される押圧手段38によって固定プーリシーブ36に対して軸方向に可動になっている。第2プーリ32の向きは、第1プーリ31の向きと逆向きである。即ち、可動プーリシーブ37は、エンジンEの方を向いている。換言すれば、図8Aでは、第1プーリ31の可動プーリシーブ34は、固定プーリシーブ33の右手側に配置されている。一方、第2プーリ32の可動プーリシーブ37は、固定プーリシーブ36の左手側に配置されている。
【0033】
固定プーリシーブ33と36は、それぞれ第1シャフト2と第2シャフト5と一体に成形される。
【0034】
単に主トランスミッション及び補助トランスミッションの機能を説明するためのものである図1Aと図1Bにおいて、エンジンEは、主トランスミッションMTの左側に示してある。一方、負荷Lは、主トランスミッションMTの右側に示してある。実際には、第1シャフト2と第2シャフト5を、主トランスミッションMTから対向する方向に延ばすことも可能である。しかしながら、図8Aに示したように、好ましい態様では、第2シャフト5は、負荷L(車輪或いは自動車)と結合するために、第2シャフトを延ばしてエンジンEと結合する方向と同じ方向に向かって延ばされている。第2シャフトを負荷Lに結合する手段は、図8Aには記載していないが、第2シャフト5を延ばして負荷Lと結合する方向は、図8Aで矢印Lで示してある。エンジンEと負荷Lからそれぞれ分かるように、第1シャフト2と第2シャフト5は、それぞれ、第1プーリ31と第2プーリ32を越えて同じ方向に図8Aにおいて右側まで延設されていて、補助トランスミッション50と結合している。この目的のために、第1シャフト2と第2シャフト5は、延長部材を具備していても、或いは、当業者には理解されるように、標準のシャフトより軸長を長く製造してもよい。
【0035】
第1シャフト2と第2シャフト5が、同じ方向に延設されて補助トランスミッション50と結合されているので、トランスミッションシステム40、即ち、主トランスミッション30と補助トランスミッション50との組合わせをコンパクトに製造することができる。さらに、第1シャフト2と第2シャフト5が、同じ方向に延設されて補助トランスミッション50と結合されているので、フライホイールを第1シャフト2と第2シャフト5を越えて延設することができる。このことは後で詳述する。
【0036】
主トランスミッション30は、原則として、標準製品である。シャフト2及び5は、ベヤリングで支承されているハウジング内に搭載される。このようなハウジングは、図8Aには記載していないが、エンジン側(図8Aで左手側)でプーリとベヤリングを受け容れる主ハウジング部を具備している。さらに、このハウジングは、前記主ハウジング部と結合されるようになっている蓋状ハウジング部を備えていて、プーリ31及び32の反対側(図8Aで右手側)にベヤリングを備えている。補助トランスミッション50は、好ましくは、補助トランスミッションユニットとして製造される。この補助トランスミッションユニットは、主トランスミッションの前記蓋状ハウジング部の代わりに搭載することができる。従って、主トランスミッション30と補助トランスミッション50を組み合わせると、複合的で一体化されたユニットになる。そして、主トランスミッション30用のハウジングが、標準的なハウジングでもよいという事実を勘案すると、そのコストは比較的低コストである。
【0037】
補助トランスミッション50は、ハウジング51と52を備えている。第1ハウジング部52は、上述した主トランスミッション30の標準的ハウジングの蓋状ハウジング部と置き換えることができる蓋として製造され、主トランスミッション30の標準的ハウジングの主ハウジング部(図示していない)に搭載されるようになっている。この第1ハウジング部52は、第2シャフト5を支持する。さらに、その外面(即ち、主トランスミッション30から離れた方向)で、第1ハウジング部52が、補助トランスミッション50のベヤリングを支承している。このことに関しては後で詳述する。
【0038】
第2ハウジング部51は、補助トランスミッション50の機能的トランスミッション構成部品を担支していて、蓋として製造される。この蓋は、第1ハウジング部52と、主トランスミッション30の標準的ハウジングの主ハウジング部(図示せず)との組み合わせに搭載されるようになっている。第1ハウジング部52は、補助トランスミッション50と主トランスミッション30の間で流体を通過させるように開口していて、主トランスミッション30から補助トランスミッション50の機能的トランスミッション構成部品へ潤滑油が自由に通過する。
【0039】
図8Aに記載した好ましい態様における補助トランスミッション50は、遊星ステージで、3個の回転部材110,120及び130を具備している。補助トランスミッション50の心臓部は、中心シャフト131で形成されていて、第1シャフト2と第2シャフト5の方向に平行な方向に軸方向に延びている。中心シャフト131は、中心シャフト131の長さに沿ったほぼ中心の位置に歯132を備えている。これらの歯は、遊星ステージ50における太陽ギヤの機能を行い、中心シャフト131と一体に成形されている。或いは、別の太陽ギヤを、中心シャフトに固定してもよい。
【0040】
中心シャフト131は、さらに、フランジ133を備えている。フライホイール135が、フランジ133に螺入されるボルト134で中心シャフト131に固定されている。
【0041】
第3回転部材130が、ハウジング51、52内で回転するように支持されている。第1ボールベヤリング81が、中心シャフト131の第1端部に配置されていて、主トランスミッション30の方向に向いている。第2ボールベヤリング82が、中心シャフト131の対向端部に配置されている。これは、中心シャフト131に対してフライホイール135の軸位置に近い位置である。図8Aから明らかなように、ハウジング51は、フライホイール135を完全に囲んでいる。特に、ハウジング51は、フライホイール135を受け容れるチャンバ53を画定している。チャンバ53は、側壁54を備えている。チャンバ53は、板55で閉じられている。板55は、ボルト56でチャンバ53の側壁54に螺設されている。側壁54の内面は、円筒状の第1安全リングで補強されていて、フライホイール135を半径方向に囲んでいる。ボルト56で側壁54に結合されている第2の環状安全リング58は、別の安全性を有している。安全リング57と58は、補助トランスミッションの機能を修正するのに必須ではなく、単に安全手段として設けるものである。本来あり得ないことであるが、フライホイールに欠点がある場合は、安全リング57と58が、フライホイールの部品が離れようとするのを防止する。
【0042】
板55は中心孔を有している。中心シャフト131が、中心孔を貫通して延設されている。板55には、第2ボールベヤリング82を担支しているキャップ59が結合されている。
【0043】
第1ボールベヤリング81が、中心シャフト131の第1端部の位置で半径方向の剛性を与え、第2ボールベヤリング82が、中心シャフト131の第2端部の位置で半径方向の剛性を与える。しかしながら、ボールベヤリング81と82は、軸方向のベヤリング成分をも備えている。特に、単に半径方向のベヤリング機能だけしか有していない普通のボールベヤリングと違って、ボールベヤリング81と82は、中心シャフト131の中心軸に垂直な面に対して約15度の角度を形成する方向でもベヤリング機能を備えている。このことは、図8Aに記載した通りである。従って、ボールベヤリング81と82のベヤリング機能は、中心シャフト131の中心軸の周囲に、頂角が約150度の円錐形を形成する。中心シャフト131に対する第2ボールベヤリング82の軸方向位置は、前記円錐形の頂角が板55の中心面とほぼ一致するように選択される。
【0044】
第1ボールベヤリング81を担支しているハウジング52は、第1ボールベヤリング81が中心シャフト131に軸方向の剛性を与える程度の剛性を有している。しかしながら、板55は、中心シャフト131の軸方向に比較的小さな剛性を与えるように選択される。換言すれば、板55は、幾分かメンブレンの性能を有している。このことは、中心シャフト131が小さな自由度を有していて、主トランスミッション30から軸方向、即ち、図8Aで右手側、に離れるように動くことを意味している。この自由度は、プレストレスト状態、即ち、板55が、中心シャフト131に対して、(図8Aで左側に向かう)軸方向力を及ぼす状態で、板55を搭載することにより制限される。
【0045】
第3安全リング60は、図8Aには記載していない結合手段によってハウジング51に結合されている。この第3安全リング60は、第3回転部材130のフランジ133を取りまいているが、この際、フランジ133と第3安全リング60との間に僅かな隙間がある。第3安全リング60の機能は、フランジ133をつかんで、均衡が取れていない場合は、中心シャフト131を案内することである。しかしながら、普通の条件下では、第3安全リング60とフランジ133の間の隙間は、フランジ133と第3安全リング60が互いに接触しないようにすることである。
【0046】
無論、第2ボールベヤリング82が十分な軸方向剛性を与えるような方法、たとえば、比較的薄い板55を使用せずに、軸方向に強化されていて軸方向剛性を付与する比較的厚いハウジング部を使用することによって、第2ボールベヤリング82の支持体を成形することも可能である。しかしながら、このようなハウジング部は、構成の全重量を実質的に重くしかねない。さらに、軸方向抑制力の正確な量を出すような方法でハウジング部を寸法設計することは非常に困難である。結局のところ、このようなハウジング部を、ボルト56でハウジング51にボルト止めする場合は、第2ボールベヤリング82が、軸方向の隙間の大部分を示すか、或いは、ボルト56が締結されて第2ボールベヤリング82の隙間が零になる場合は、ボルト56がさらに螺入されて、ボールベヤリング81と82に比較的大きな軸方向圧力が付与され、これによってボールベヤリング81と82に、比較的大きな摩耗及び引裂き量が与えられるということになる。これらの問題は、軸方向剛性が比較的小さな板55を使用することで防止できる。
【0047】
しかしながら、第2ボールベヤリング82の軸方向剛性を大きくした方が望ましいと考える場合は、中心シャフト131に穿孔(図示のように)して、キャップ59に中心内腔を設けること、及びキャップ59の内腔と、中心シャフト131の中空コアを貫通し、(たとえば、ねじ山によって)ハウジング52に結合された取付けピンを設けることができる。キャップ59の前記内腔を貫通する取付けシャフトの自由端に、ナットをキャップ59に対して停止するまで螺入することによって、軸方向剛性が確保できる。さらに、このナットとキャップ59の間にコイルバネのような弾性部材を配置することもできる。このバネは、ナットをさらに螺入するにつれて、圧縮されて、第2ボールベヤリング82の軸方向剛性を調整することができる。
【0048】
このような場合、軸方向剛性が、このような結合ピンによって十分に付与される。一方、板55は、半径方向剛性を付与するだけである。
【0049】
このような結合ピンを使用しない場合でも、(図8Aに記載したように)中心シャフト131に中空孔を設けることは効果がある。この理由は、中心シャフト131の中心軸に近い材料が重量に影響を与えるが、このシャフトの慣性には殆ど影響を与えないからである。
【0050】
第2回転部材120は、おおむね円柱形の支持部121を備えている。この支持部121は、中心シャフト131を取りまいていて、中心シャフト131の第1ボールベヤリング81に近い第1端部から、中心シャフト131のフランジに近い第2端部にまで延設されている。第1端部近傍で、支持部121は、第3ベヤリング83によってハウジング52に支持されている。第3ベヤリング83は円柱形ベヤリングである。
【0051】
第2端部近傍で、円柱形支持部121は、第4ボールベヤリング84によってハウジング51に支持されている。第4ボールベヤリング84の隣で、支持部121は、第1フランジ122を具備している。第1フランジ122は、支持部121の中心軸に対して概ね半径方向に延設されている。第2フランジ123は、フライホイール135から離れて、第1フランジ122から軸方向に離隔して配置されている。第1及び第2フランジ122、123の間に、中心シャフト131の中心軸に平行に、ピニオンキャリヤシャフト124が搭載されている。ピニオンキャリヤシャフト124は、それぞれ、ニードルベヤリング85で遊星ピニオン125を担支している。
【0052】
遊星ピニオン125の軸方向位置は、太陽ギヤ132の軸方向位置と一致している。遊星ピニオン125は、太陽ギヤ132と噛合い接触している。図8Aには、遊星ピニオン125が2個だけ示してあるが、好ましい態様では、遊星ピニオン125の数は3であり、原則として、この数は、2〜8個の範囲で選択される。
【0053】
第1回転部材110は、環状或いはリングギヤ111で、遊星ピニオン125の周囲に延設されている。リングギヤ111は内周面を備えている。この内周面は、遊星ピニオン125と噛合い接触する歯を有している。リングギヤ111は、後述するように、第1シャフト2によって直接駆動されるが、第2シャフト5に結合されていてもよい。リングギヤ111と第1シャフト2(或いは第2シャフト5)との間の結合は、ベルト或いはチェーン等によるが、好ましくは、図8Aで示した好ましい態様で実行したように、リングギヤ111と第1シャフト2との間の結合は、外歯付き部材によってなされる。このような歯付き結合の場合、リングギヤ111自体が、その外周面に歯を備えていてもよい。しかしながら、記載した態様では、第1回転部材110が、ほぼ皿状のリングキャリヤ112を備えていて、第2回転部材120のフランジ123の側に配置されていて、リングギヤ111を担支している。リングギヤ111と皿状リングキャリヤ112は、一部品として一体に成形されるか、或いはリングギヤ111を、たとえば(図示していない)ボルトでリングキャリヤ112に結合してもよい。この際、リングギヤ111とリングキャリヤ112との間の軸方向距離は、距離部材113で画定される。しかしながら、好ましくは、リングギヤ111は、結合手段でリングキャリヤ112に結合される。この結合手段は、軸方向及び接線方向の強固な結合を確保し、且つリングギヤ111をリングキャリヤ112に対して幾分半径方向に自由にし、リングギヤ111を、遊星ピニオン125によって決定される軸方向位置に従わせることができるものである。
【0054】
リングギヤ111に対向する側に、リングキャリヤ112が、概ね円柱形の部材114で軸方向に延設されている。好ましくは、示したように、円柱形部材114とリングキャリヤ112は、一部品として一体成形される。円柱形部材114とリングキャリヤ112との組み合わせは、ハウジング52と、第2回転部材120のフランジ123との間に軸方向に延設されていて、第6ボールベヤリング86と第7ベヤリング87により、第2回転部材120で枢支されている。この第7ベヤリングは、円柱形ベヤリングである。
【0055】
第1回転部材110の円柱形部分114は、軸方向長さを有している。この軸方向長さが、第6ベヤリング86及び第7ベヤリング87に、十分な軸方向距離をもたせ、第1回転部材110に軸方向安定性を付与することができる。2個のベヤリング86と87に対するこれらの要件が低い場合、2個のベヤリング86と87の間の軸方向距離が短いか、或いは第6ボールベヤリング86が完全に離される場合、円柱形部分114の長さを短くすること、或いは円柱形部分114を完全に離すことができ、従って、補助トランスミッション50の全長を短くすることができる。
【0056】
補助トランスミッション50の第1回転部材110は、第1シャフト2に結合されている。この結合は、ベルト或いはチェーン等でなされるが、好ましくは、歯付きギヤ装置でなされる。この目的のため、第1回転部材110は、外歯を備えている。原則として、この外歯は、第1回転部材110の外面に形成される。図8Aに示した好ましい態様では、これらの外歯は、リングキャリヤ112の周縁に形成されている。
【0057】
第1回転部材110の外歯は、第1結合ギヤ140と噛合い接触する。第1結合ギヤ140は、適当な手段で主トランスミッション30の第1シャフト2に固定される。従って、第1結合ギヤ140が、主トランスミッション30の一部になると考えられる。このような場合、第1シャフト2の自由端、即ち、図8Aの第1シャフト2の右手側が、ボールベヤリング等の手段により、ハウジング51に枢支されていると考えてもよい。また、第1シャフト2が、第1シャフト2のベヤリング手段を支持することもできる。しかしながら、図8Aに示した態様では、第1結合ギヤ140は、補助トランスミッションユニット50の一部をなしていると考えられ、そして第1結合ギヤ140は、第8ボールベヤリング88でハウジング51に枢支されている。ハウジング51に対する第1結合ギヤ140の軸方向位置は固定される。第1結合ギヤ140は、第1シャフト2と共に回転するように結合されているが、第1シャフト2に対して軸方向自由度を有している。これは、第1シャフト2と、噛合いキー溝を有する第1結合ギヤ140とによって達成される。
【0058】
図示した態様では、第1結合ギヤ140は、中空の円柱形部分を備えている。この中空の円柱形部分は、その円柱形内面にキー溝を有している。一方、第1シャフト2は、その自由端に、外面キー溝を備えている。しかしながら、他の構成も可能である。
【0059】
補助トランスミッション50の第2回転部材120は、第2シャフト5と結合している。この結合は、ベルト或いはチェーン等によってなされるが、好ましくは、歯付きギヤ装置でなされる。この目的のため、第2回転部材120は、外歯を備えている。原則として、この外歯は、第2回転部材120の長さに沿った適当な箇所に形成される。図8Aに示した好ましい態様では、これらの外歯は、第1フランジ122の外周面に形成されている。原則として、第1フランジ122の形状は、一般的な平たい皿形である。然しながら、補助トランスミッションユニット50をコンパクト配置にするためには、一方における第2部材120の外歯と、他方におけるフライホイール135との間に、比較的大きな軸方向距離を持たせることが好ましい。従って、第2回転部材120の第1フランジ122の形状は、一般に、浅い平鍋である。即ち、第1フランジ122が、第2回転部材120の中心軸に対して通常半径方向に延設された第1部分と、通常軸方向に延設されていて且つ第1回転部材110のリングギヤ111を取り囲む第2部分とを備えている。好ましくは、この第1半径部分と第2円柱形部分は、全体として一体成形される。図8Aに示したように、第2回転部材120の外歯は、この平鍋状部材の自由リムの側に形成される。このような配置により、フライホイール135と、第2回転部材120の外歯との間の軸方向距離は、フライホイール135と、第1フランジ122の軸方向位置との間の軸方向距離より大きい。事実、図示したように、この軸方向距離は、フライホイール135と、太陽ギヤ132との間の軸方向距離より大きくてもよい。
【0060】
第2回転部材120の外歯は、第2結合ギヤ150と噛み合い接触している。この第2結合ギヤ150は、第2シャフト5と一緒に回転するように結合されている。原則として、第1結合ギヤ140及び第1シャフト2に関して上述したと同様に、第2結合ギヤ150は、第2シャフト5の一部として成形される。しかしながら、図8Aに示した好ましい態様では、第2結合ギヤ150は、補助トランスミッションユニット50の一部になっている。第2結合ギヤ150は、結合シャフト151に搭載され、第9ボールベヤリング89で、ハウジング51に枢支されている。結合シャフト151と第2結合ギヤ150は、互いに固着されていて、それらは一体に成形してもよい。
【0061】
第2結合ギヤ150は、第2シャフト5と一緒に回転するように結合されているが、第2シャフト5に対して軸方向自由度を有している。記載した態様では、これは、第2結合ギヤ150でなされる。この第2結合ギヤ150は、第2シャフト5上の外面キー溝と噛み合う内面キー溝を有している。しかしながら、他の構成も可能である。
【0062】
このように、第1結合ギヤ140と第2結合ギヤ150が、補助トランスミッションユニット50の一部であって、第1及び第2シャフトに対して、それぞれ、軸方向に滑動可能な配置の場合、補助トランスミッションユニット50を、主トランスミッション30から離れる方向、即ち、図8Aにおいて右側に移動させることによって、ハウジング51と、3個の回転部材110,120及び130と、さらに、第1結合ギヤ140と、第2結合ギヤ150を含めて補助トランスミッションユニット50を容易に取り外すことができる。同様に、主トランスミッション30の上に補助トランスミッションユニット50を容易に搭載することができる。
【0063】
この組立構成体の機能を修正するには、一方においては補助トランスミッション50の第1回転部材110の歯と、他方においては第1結合ギヤ140の歯を、正確に半径方向に配向すること、好ましくは、それらを螺旋ラインに沿って配向して、歯の外れと噛み合わせに起因する動力伝達の変化を少なくすることである。同じことが、一方においては補助トランスミッション50の第2回転部材120の歯と、他方においては第2結合ギヤ150の歯に適用される。このように歯を螺旋配向するので、このギヤ装置の間の相互力が、接線方向には向かわず、軸方向成分になる。好ましい態様では、第1回転部材110と第1結合ギヤ140の歯の螺旋配向は、第2回転部材120と第2結合ギヤ150の歯の螺旋配向とは反対向きであって、これによって、このような結合の軸方向成分が、互いにかなりの程度、補償される。
【0064】
本発明によって提供されるトランスミッションシステムの重要な利点の一つは、プッシュベルト型の連続可変トランスミッションのように、第1シャフト2と第2シャフト5が互いに或る距離をもって延設されている場合は、フライホイールを除いて、補助トランスミッションの構成部品が、主トランスミッション30の第1シャフト2と第2シャフト5との間に形成される空間内に収容できることである。従って、補助トランスミッション50の第1シャフト2、第2シャフト5及び中心シャフト131の長さには或る量の重なり部分がある。この重なりは、ほぼ15cmとすることができる。このことは、本発明が、自動車のエンジン室に形成される空間を有効利用することを意味している。軸方向を見ると、トランスミッションシステムの長さは、主トランスミッション(CVT)30の軸方向長さと比べて、主として、フライホイール135の軸方向の寸法が長くなっている。
【0065】
図8Bは、図8Aの態様の変形を詳しく示している。図8Bの態様において、中心シャフト131の左手側が、円柱形ベヤリング90により枢支されている。中心シャフト131の対向端部は、キャップ59内に搭載されている2個のボールベヤリング81と82で支持されている。キャップ59は、共に螺合されている2個の半キャップ59’、59”から構成されている。2個の半キャップ59’、59”の間には、2個のボールベヤリング81、82と、板55が締結されている。
【0066】
支持ピン61が、中空中心シャフト131の長さに亘って貫入されていて、その左手端部でハウジング52に螺入されていて、その右手端部でキャップ59内に螺入されている。この支持ピン61が、中心シャフト131を支承する軸方向剛性を付与している。半径方向剛性は板55で付与される。
【0067】
(図示していない)潤滑剤供給手段と連通している軸方向導管62が、支持ピン61の左手側から、太陽ギヤ132の位置或いはその近傍でピン61の側壁に開口していて、中心シャフト131の内腔と連通している分岐部まで貫通していて、遊星ステージのギヤに潤滑剤を与えている。
【0068】
図9は、図8Aのトランスミッションシステムにおいて回転シャフト2、5及び131に直角な平面の概念断面図である。図9において、第1シャフト2、第2シャフト5及び中心シャフト131の中心軸が、図の平面と一致している該平面と交差する点が、それぞれ、P、S及びQで示してある。さらに、図の平面に描いたように、第1結合ギヤ140と、第2結合ギヤ150と、第1回転部材110の外歯と、第2回転部材120の外歯と、リングギヤ111の内面歯と、遊星ピニオン125の歯と、太陽ギヤ132の歯の相互位置が示してある。さらに、フライホイール135の外周が示してある。図9に示したように、フライホイール135の直径が、第1シャフト2と第2シャフト5と少なくとも部分的に重なっている。この理由は、第1シャフト2と第2シャフト5の自由端が、両者とも、エンジンEから離れて対面していて、且つ両者とも、補助トランスミッションユニット50と結合するように近づけることができるからである。
【0069】
原則として、本発明のトランスミッションシステムのギヤ部材間のトランスミッション比は、1:1〜約1:5の範囲内で適当な値が選択できるが、好ましくは、決して1:3以上にならないことである。
【0070】
本発明のトランスミッションシステムの重要な特徴は、フライホイール135の回転速度が、第1シャフト2或いは第2シャフト5の回転速度で固定されないということである。このことにより、設計しようとする補助トランスミッション50のトランスミッションギヤ装置構成部品と、フライホイール135の慣性とを最適に組み合わせることができる。トランスミッション比は、自動車の最大速度で、フライホイール135の回転速度が、ほぼ8000〜9000r.p.m.になるように選択される。この最大回転速度、即ち、普通の運転条件下で期待される最大回転速度は、フライホイールの設計上普通の値よりかなり小さい。特に、この最大回転速度は、自動車のエンジンの回転速度上普通の値と同じ程度である。そして、フライホイールに使用する材料には、比較的中程度の要件が許される。フライホイール135の比較的中程度の回転速度を考慮すると、フライホイール内の応力が、運転中、適度に残存していて、フライホイール135は、比較的安い鋼鉄で製造できる。
【0071】
さらに、フライホイールの重量は大きいのが普通である。しかしながら、本発明によれば、フライホイール135の重量は、20kg以下程度軽減することができ、幅(軸方向の長さ)は、5cm以下程度小さくすることができ、直径は、40cm以下程度小さくすることができる。図8に記載したように、フライホイール135は、好ましくは、その中央部分の慣性が比較的小さく、その周辺部分の慣性が比較的大きい。この目的のため、中央部分を、比較的薄く(軸方向長さ)してもよく、一方、この部分の重量は、穿孔によりさらに軽量化される。周辺部分の厚さは、中央部分に対して厚くなっていて、好ましくは、中実である。厚さが、急激及び不連続に変化するのを避けることが好ましい。従って、厚さが徐々に厚くなっている中間部分が、薄い中央部分を有する厚い周辺部分と一致している。
【0072】
満足すべき例では、フライホイール135の外径は、約35cmで、周辺部分の内径は、外径の約0.7〜0.8倍である。周辺部分の軸方向寸法は、約4cmで、中央部分の軸方向寸法は、約1cmである。従って、周辺部分の重量は、約15〜16kgで、フライホイールの残りの重量は、約3kgである。
【0073】
約8000r.p.mで回転する場合、フライホイール135の運動エネルギ量は、約140〜150kJである。実際には、設計者が、フライホイール補助の要求性能に依存して、この値を増減させることができる。一般に、実用上は、約1000rpm〜約6000rpmの範囲で速度増進するエンジンを補助できることが望ましいと考えられている。0.5・Je・((2π・100)2−(2π・16)2)で計算することができるエンジンの運動エネルギの増加は、約8000rpmにおけるフライホイール135の運動エネルギ量に対応するべきである。さらに、遊星システムの低減と組合わさっているフライホイール135の慣性Jfは、好ましくは、エンジンの速度を増進させた時、フライホイールが、実際にその全運動エネルギをシステムに供給するように、選択するべきである。この効果は、ここに記載した態様で達成される。
【0074】
さらに、フライホイール135とハウジングとの間、特に、フライホイールの外部に近い箇所の隙間は、フライホイールの外半径、即ち、約5mm以上、の0.03倍以上程度である。
【0075】
機能的観点から、フライホイ−ル135は、遊星ギヤ装置(太陽ギヤ、遊星キャリヤ、リングギヤ)の主要回転部材のどれかに結合させることができ、一方、遊星ギヤ装置の他の2個の主要構成部品は、第1シャフト2及び第2シャフト5とそれぞれ結合させることができる。しかしながら、フライホイール135と太陽ギヤ132を共通シャフトに配置することが非常に有利であると考えられる。このような配置の利点の一つは、遊星ギヤ装置に、比較的小さな減速と速度を供給することである。このことは、比較的高い内部効率と、比較的低い摩擦損失を意味している。
【0076】
本発明のトランスミッションシステムの更なる有利な特徴は、普通の運転条件下では、遊星ギヤ装置の3個の主要構成部品、即ち、遊星ピニオンキャリヤアセンブリ120と、リングアセンブリ110、及び太陽ギヤアセンブリ130とフライホイール135の組み合わせが、全て同じ方向に回転することである。さらに有利な特徴は、このような回転方向が、第1シャフト2と第2シャフト5の回転方向と反対向きであることである。
【0077】
以下に、図10〜図11を参照して、本発明のトランスミッション機構の機能を、詳細に説明する。
【0078】
図10は、太陽ギヤ132と、共通のピニオンキャリヤ121で担支されている複数の遊星ピニオン125と、リングギヤ111とを備えた遊星ステージの運動を表す概念図である。これらの構成部品のそれぞれの周速が、矢印V(太陽)、V(キャリヤ)、及びV(リング)で示してある。前記矢印の長さは、速度量に対応している。この図において、矢印の端部は、共通の直線(a、b)に位置している。これは、2個のギヤ速度が既知の場合は、第3の速度が、運動学的に決定されるということを意味している。
【0079】
自動車に使用する場合は、遊星ステージの構成部品の1つの回転速度は、自動車の速度で決定される。第2構成部品の回転速度は、CVT比で決定され、上述したように、これは、特にドライブペダルの位置に基づいて制御手段で制御される。従って、フライホイールに結合された第3構成部品の回転速度は、CVT比を制御することによって、間接的に制御される。
【0080】
記載した好ましい態様では、自動車のエンジンはリングギヤ111に結合していて、自動車の車輪はピニオンキャリヤ121に結合していて、フライホイール135は太陽ギヤ132に結合している。ある瞬間で、自動車が、比較的高ギヤ、即ち、エンジンの回転速度が比較的低速で、定速走行していることを想定した場合、この状況は、線(a)で示される。図10から、このような状況下では、フライホイール135の回転速度が、比較的高いこと、即ち、フライホイールに大量のエネルギが蓄積されていることがわかる。運転者が、ドライブペダルを急に押し下げることによって指示される急加速を要求した場合を想定する。この場合は、CVT用制御手段が、CVTを低トランスミッション比の方向へ変化させる。これは、本質的に、普通のCVT操作に対応している。この「低ギヤ」への変換の結果、既に述べたように、エンジンの回転速度は増進する。この状況は、図10で線(b)で示してある。続いて、回転速度が低下する。このことは、フライホイールに蓄積されたエネルギの少なくとも一部が、動力伝達経路、特にエンジンに供給されることを意味する。自動車の慣性は、この動力交換で中心として作用する。その理由は、この慣性が、エンジンとフライホイールの慣性より大きいからである。
【0081】
補助トランスミッションアセンブリが、ギヤ比と、フライホイール慣性の点から、適正寸法で、且つCVTが適正に制御されている場合、運転者がドライブペダルを押した時に、車輪に供給されるトルクが、連続して増加するか、或いは少なくとも低下を示さないように、フライホイールの動力供給を処理することができる。このことは、運転者がドライブペダルを踏んだ時に、直ちに、即ち、本発明の補助トランスミッションの補助が無い軽量エンジンで経験する時間遅れなしに、加速を経験することを意味している。
【0082】
上述したことから、フライホイールの方向或いはフライホイールから伝達されるエネルギが、CVTのトランスミッション比を補正することによって、CVTの制御手段により制御されることが分かる。CVT(或いは遊星ギヤ装置Gに結合された別のトランスミッション)が、たとえば運転者のドライブペダルの踏込みに応答して、シフトダウンされた場合、エネルギは、フライホイールから少なくともエンジンに向かって供給される。運転者が、減速を希望して、足をドライブペダルから離すと、通常、CVTがシフトアップ、即ち、エンジンの回転速度が減速される。その結果、フライホイールの回転速度が増加し、これを行うのに必要なエネルギが、ドライブシステムから引き出される。有利なことに、このことは、別の制動力が自動車に作用していることを意味している。動力伝達経路制動力の感覚は、電子エンジンスロットル制御と組合わさって、十分なシフトアップ操作でなめらかに制御される。
【0083】
以下に、エンジンEと、CVTと、フライホイールF付き遊星ステージと、車輪Lとを備えた動力伝達経路のモデルが、導出される。このモデルを使用して、運動学及び動力学最適化手法を組み合わせ使用して、関連するギヤ比とフライホイール慣性を選択することができる。
【0084】
フライホイールを使用する動力伝達経路の動力平衡は、下記で与えられる。
【0085】
こに、ηDLは、(変動)動力伝達経路効率、
Teは、エンジンにより伝達されるトルク、
Jeは、トランスミッションのエンジン側の回転部分(クランクシャフト、ピストン、ピストンロッド、エンジンフライホイール、ランチング装置、及び第1CVT−プーリ)の全慣性、
ωeは、エンジンの角速度、
Jfは、フライホイール慣性、
ωfは、フライホイールの角速度、
TRLは、タイヤ−道路摩擦、流体力学、登坂能力等で誘導される道路負荷トルク、
Jvは、自動車及び駆動ホイール(第2プーリ、最終ドライブアセンブリ、駆動シャフト、及び車輪)で観察される回転部分の全慣性、
ωvは、角車輪速度である。
【0086】
方程式(1)は、本質的に、左手側の正味供給動力と、右手側の必要動力との間の平衡を表している。
【0087】
方程式(2)は、エンジンと自動車速度との間の運動学的関係を表している。この方程式で、ifは、最終ドライブアセンブリの固定比で、i CVTは、(連続して)CVTの可変比で、ωsec/ωprimで定義され、ここに、ωsecとωprim は、それぞれ、第2及び第1プーリの角速度である。
【0088】
方程式(3)は、遊星ギヤセットの運動を表している。ここで、
Z=ra /rsは、リングギヤと太陽ギヤ半径との比である。
iaは、リングギヤと第1プーリとの間の比である。
icは、キャリヤと第2プーリとの間のギヤ比である。
【0089】
方程式(3)から、所望の機構が正確なので、自動車の速度を変えずに、エンジン速度を増加した場合、フライホイール速度が減少し、また、この逆が進行するということが明らかである。動力伝達経路の運動及び動力が、比ia、ic、及びzとフライホイール慣性Jfから決定される。最終減速ギヤ比if、エンジン慣性Je、及び自動車慣性Jvは、標準CVT動力伝達経路を備えた自動車のそれらと同じに選択される。
【0090】
動力伝達経路において関与する速度は、ωe、ωV、及びωfである。ωeとωVの間の比は、方程式(2)で記載したCVT比iCVTで決定される。ωfと他の2つの速度との間の比は、方程式(3)で表される。
【0091】
係数αe及びαVが既知の場合、関係(3)が決定される。フライホイールユニット内の動力損失が、フライホイール速度に著しく依存していることが明らかである。従って、αe及びαVを決定する最適化方法で、最大フライホイール速度(最大に到達し得る自動車速度)が、最適化パラメータとして作用する。係数αe及びαVを十分に決定するであろう第2速度限界は、簡単には決定されない。CVT比範囲(CVTの全比率制御範囲)が前記係数と組合わさって、動力が通過している間、フライホイール動力供給の効果に影響を与えるらしい。エネルギ通過前の、減少したエネルギ対全フライホイールエネルギ量として表されるこの効果は、フライホイール慣性Jfで測定される。このためには、フライホイールユニットの動力学が重要である。
【0092】
簡単にするために、ηDL=1と仮定する。方程式(3)を微分して、(1)に代入し、関係式(2)を使用して、以下の関係が導出される。
【0093】
ここで、J1とJ2は、下記に定義される。
【0094】
明らかに、慣性 J1とJ2の等価モーメントの定性値は、CVT−比iCVTによって制御される。エンジン慣性Jeと等価慣性J1を比較すると、設計パラメータαe、αV、とJfを正確に選択することによって、エンジン慣性が、CVT制御範囲内で(一層)補償することができると考えられる。また、これは、自動車慣性J2と同値の関係を有していて、通常、より大きくなる。CVT−比iCVTの完全な操作可能性を想定すると、(4)の新しい動力伝達系列ダイナミックスが、最適設計パラメータαe、αV、とJfを導出する方法に導入される。
【0095】
最適化法は、最適適合を下記に見いだすことを目的とする。
1)フライホイール内の全蓄積運動エネルギの最高フラクションを使用すること(方程式(3))、
2)最大達成限界ωfを最小限にすることによりフライホイールユニットの最小動力損失(方程式(3))、及び
3)完全な自動車速度範囲に亘る動力補助ダイナミックスを平準化すること(方程式(4))。
【0096】
この最適適合は、構造設計及び製造条件下になされる。
【0097】
この手法の成果が、主として回転速度、慣性及び大きさに関して自動車動力伝達経路特性を有するフライホイールユニットとなった。
【0098】
以下に、妥協しない運転可能性において最小燃料消費を達成する巧妙な制御法を記載する。
【0099】
CVT搭載(及びAT搭載)自動車において、エンジン速度の制御は、運転者の意のままにならない。広範囲に調整されたトランスミッション制御は、動力伝達経路のこの点において、平均的な運転者の期待を満足させなければならない。エンジンの速度制御を決定するために残された唯一の入力が、ドライブペダルの位置である。通常、ドライブペダルは、エンジン空気入力スロットルに直接結合されていて、運転者がエンジン出力トルクを直接制御できるようになっている。しかしながら、ドライブペダルの位置は、エンジン制御ではなく、(長手方向の)自動車制御に関するものであると解釈することが好ましい。換言すれば、ドライブペダルの位置を、車輪に供給されるべき望ましい動力Pdに関するものであると解釈することが好ましい。このように解釈すれば、運転者が、自動車の速度を容易に制御でき、このことが運転者と自動車の安全な相互関係にとって重要なことである。従って、本発明による望ましい制御装置においては、ドライブペダルの位置は、制御装置の入力パラメータとして使用され、制御装置がCVT比と、この入力パラメータに基づくエンジンスロットルを制御する(ワイヤによる運転)。
【0100】
図11は、この制御工程の概念図である。
【0101】
制御装置が、特に、ドライブペダルの瞬間位置と、ドライブペダルの変位速度と、自動車速度に基づいてドライブペダル位置(押し下げ角度α)から望ましい動力Pdを算出する。特に、制御装置が、第2次過湿フィルタにより、ドライブペダル位置(押し下げ角度α)を算出する。このフィルタの係数は、ドライブペダルの瞬間位置と、ドライブペダルの変位速度と、自動車速度に依存している。これらの変数に対するフィルタ係数の依存性は、(フライホイールで補助された)動力伝達経路のバンド幅を検討し、且つ自動車のレスポンスに対する運転者の期待を見いだすことによって導出することができる。これらの係数の質は、実生活の実験で実証されなければならない。
【0102】
利用可能な参照信号Pdから、制御装置が、エンジントルクとエンジン速度ωe,d に対する整定値Te, dを計算する。整定値Te, d は、所望の車輪動力Pdに対するいわゆる「E−ライン」に対応するエンジントルクを得ることで導出される。(エンジン或いはエンジンのタイプに対するE−ラインとは、最小特定燃料消費でエンジン出力が供給される操作点の集積である。このE−ラインは、いわゆる「エンジンマップ」で導出され、ここで、図4と同様のグラフにおいて、ブレーキ・スペシフィック・フュエル・コンサンプション(BSFC、g/kWh)が、エンジン角速度ωe及び誘導エンジン出力トルクTeとして導出される。)所望の車輪動力Pdと動力伝達経路における動力とを一致させることにより整定値ωe, dが計算される。即ち、
【0103】
これらは、局部エンジン制御とCVT制御システムに対する整定値で、それぞれエンジン入力空気スロットル角φeとCVT比iCVTを導出する。動力伝達経路は、発生した動力Pを自動車へ伝達し、その結果自動車速度Vvが出る。現在の自動車速度は、測定されて、動力伝達経路制御装置へフィードバックされ、方程式(7)により最適エンジン速度が計算される。
【0104】
本発明によるトランスミッションシステムを特定のエンジンと組み合わせた場合、全回転数(エンジン、プーリ、遊星ギヤ装置、フライホイール)の複合慣性が、エンジンに見られるように、効果的な慣性Jeffになる。この効果的な慣性Jeffは、主トランスミッション30のトランスミッション比iCVTに依存している。iCVT の或る値の場合、効果的な慣性Jeffは零に等しい。このトランスミッション状態は、「零慣性」として表され、対応するiCVT値は、iCVT 、 ZIで表され、好ましくは、約1に等しい。
【0105】
iCVTが別の或る値の場合、効果的な慣性Jeffは、このトランスミッション比においては、フライホイールの回転速度が零という事実により、エンジンの慣性Jeにほぼ等しい。このトランスミッション状態は、「ギヤードニュートラル」として表され、対応するiCVT値は、iCVT 、 gnで表される。好ましくは、iCVT 、 gnは、0.4と0.8の間であり、より好ましくは、0.4と0.6の間である。
【0106】
以下に、本発明による制御方法と、従来のCVT−トランスミッションによる制御方法との典型的な相違を、図12を参照して例により説明する。慣性の動力学的影響が異常に大きいと考えられる。
【0107】
図12は、プロットを示している。左手プロットにおいて、時間の関数として車輪における3個の正味動力トランスミッションが表されている。右手プロットは、同じトランスミッションに対する時間の関数としての自動車速度を示している。低トルク蓄積と組み合わさったJeの強い影響のため、自動車のレスポンスは、トランスミッション比の急速ダウンシフト(c)が非最小段階か、或いは緩速ダウンシフト(b)に対する反応時間を示す。非最小段階動作は、加速エンジン慣性Jeへ自動的に流れている自動車慣性Jvの運動エネルギにより導入される。車輪における動力トランスミッションの反応時間は、(急速に)自動車を加速する前に、エンジンを加速するトルク能力を最初に少量使用するエンジンにより導入される。これらの極端なケースを観察すると、従来のシフト制御法は、本発明による自動車レスポンス(a)に近づいてさえいないことが分かる。
【0108】
本発明の範囲が上述した例に限定されないこと、及び、特許請求の範囲に規定した本発明の範囲から逸脱することなく、幾つかの修正及び変形が可能であることは当業者には明らかであろう。
【0109】
一例として、第1シャフトと、遊星システムのリングキャリヤを、歯付きギヤ装置の代わりに、チェーンで結合することができる。このような場合、リングキャリヤは、歯が螺旋形状をしているので、軸方向力に従動しない。従って、リングキャリヤの軸方向大きさは、短くなり、リングキャリヤは、1個のベヤリングで支承されてさえいればよい。同様のことが、第2シャフトと、遊星システムのピニオンキャリヤとの間の結合によってもなされる。歯付きカップリングを使用する代わりに、チェーンを使用する更なる利点は、第1シャフト、第2シャフト、及び遊星システムの軸の空間位置を、前記カップリング間の伝達比及び前記部材の直径と無関係に選択できることである。
【0110】
さらに、原則として、補助トランスミッション50の空間位置は、第1シャフト及び第2シャフトの軸で画定される平面に関して鏡対称に選択できる。しかしながら、好ましくは、補助トランスミッション50は、図8A及び図9に記載したように、前記平面の上に配置される。この理由は、その対向側には、トランスミッションシステムの出力を、自動車の車輪に結合するシャフト7があるからである。
【0111】
さらに、この記載を読み且つ図面を検討した後で、当業者に直接及びはっきりと明確ないかなる方法及び装置も、本発明の概念の範囲に入るものと考えるべきである。
【0112】
要約すると、本発明は以下の態様と関連している。
【0113】
第1の態様
3個の回転部材(41、42、43)を具備した遊星ギヤ装置(G)と、
前記遊星ギヤ装置(G)の第1回転部材(41)に結合した第1慣性成分(E)と、
前記遊星ギヤ装置(G)の第2回転部材(42)に結合した第2慣性成分(L)と、
前記遊星ギヤ装置(G)の第3回転部材(43)に結合した第3慣性成分(F)と、
前記遊星ギヤ装置(G)の前記2個の回転部材(41、42)に結合したトランスミッションユニット(MT)とを備えていて、
前記慣性成分(E)の少なくとも1つが、燃焼エンジン或いは電気モータのような駆動エネルギ源を含み、
前記慣性成分(L)の少なくとも1つが、エンジン付き自動車を含み、
前記慣性成分(F)の少なくとも1つが、エネルギアキュミュレータ、好ましくはフライホイールのような運動アキュミュレータを含むものであるエンジン付き自動車用ドライブアセンブリ。
【0114】
第2の態様
遊星ギヤ装置(G)が、リングギヤ(111)と、遊星キャリヤ(121)に搭載された複数の遊星ピニオン(125)と、太陽ギヤ(132)とを具備した遊星ステージを備えていて、太陽ギヤ(132)が、前記フライホイール(F)に、作動するように結合されている第1の態様に記載のドライブアセンブリ。
【0115】
第3の態様
前記リングギヤ(111)が、前記駆動エネルギ源(E)に、作動するように結合されていて、前記遊星ピニオンキャリヤ(121)が、前記自動車負荷(L)に、作動するように結合されている第2の態様に記載のドライブアセンブリ。
【0116】
第4の態様
前記太陽ギヤ(132)と前記フライホイール(F)が、共通のシャフト(131)上に搭載されている第2又は第3の態様に記載のドライブアセンブリ。
【0117】
第5の態様
前記太陽ギヤ(132)と前記シャフト(131)が、ユニットとして一体成形されている第4の態様に記載のドライブアセンブリ。
【0118】
第6の態様
駆動エネルギ源(E)が、高速で比較的軽量の燃焼エンジンである上記態様のいずれかに記載のドライブアセンブリ。
【0119】
第7の態様
前記エンジンが、普通の運転条件下で、瞬間最大トルクの近くで作動する第6の態様に記載のドライブアセンブリ。
【0120】
第8の態様
上記態様のいずれかに記載のドライブアセンブリを備えたエンジン付き自動車(V)。
【0121】
第9の態様
3個の回転部材(110、120、130)を具備し、そのうちの第1回転部材(110)は回転入力部(140)に作動するように接続可能であり、第2回転部材(120)は回転出力部(150)に作動するように接続可能である遊星ギヤ装置と、
前記第3回転部材(130)に作動するように結合したフライホイール(135)と、
前記フライホイール(135)と前記遊星ギヤ装置とを結合して主トランスミッション(30)に交換可能に付加されるユニットを構成する連結手段(51、54、55、59、131)とを備えたエンジン付き自動車用補助トランスミッションユニット(50)。
【0122】
第10の態様
前記遊星ギヤ装置が遊星ステージを備えていて、前記回転部材の第1(110)が前記遊星ステージのリングギヤ(111)を備えていて、前記回転部材の第2(120)が前記遊星ステージの遊星ピニオン(125)を担支するピニオンキャリヤを備えていて、第3回転部材(130)が前記遊星ステージの太陽ギヤ(132)を備えている第9の態様に記載の補助トランスミッションシステム。
【0123】
第11の態様
第3回転部材(130)が中心シャフト(131)を備えていて、太陽ギヤ(132)とフライホイール(135)の両者が前記中心シャフト(131)に搭載されている第9又は第10の態様に記載の補助トランスミッションシステム。
【0124】
第12の態様
第2回転部材(120)が、第3回転部材(130)の中心シャフト(131)の長さの周囲の一部に延設された円柱形支持部(121)を備えていて、第1回転部材(110)が、第2回転部材(120)の前記円柱形支持部(121)の周囲の長さの一部に延設された円柱形部分(114)を備えていて、
前記補助トランスミッションユニット(50)が、前記第3回転部材(130)にベヤリング手段(81、82)で枢支されているハウジング(51、52)を備えていて、
前記ハウジング(51、52)が、前記第2回転部材(120)の前記円柱形支持部(121)にベヤリング手段(83、84)で枢支していて、
前記第1回転部材(110)の前記円柱形支持部分が、前記第2回転部材(120)の前記円柱形支持部分(121)にベヤリング手段(86、87)で枢支されている第9〜第11の態様のいずれかに記載の補助トランスミッション。
【0125】
第13の態様
前記ハウジング(51)が、フライホイール(135)を受け容れるチャンバ(53)を備えていて、チャンバ(53)が側壁(54)を備えていて、実質的に円柱形の安全リング(57)が、側壁(54)に隣接して配置されていて、安全リング(57)が、前記フライホイールの少なくとも実質的にその幅を取り巻いている第12の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0126】
第14の態様
前記ハウジング(51)がチャンバ(53)を備えていて、チャンバ(53)が、さらに、チャンバ(53)を閉鎖する閉鎖手段(55)を備えていて、閉鎖手段(55)が、前記中心シャフト(131)のための前記ベヤリング手段の少なくとも第2(82)を担支するキャップ(53)を具備している第12又は第13の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0127】
第15の態様
前記中心シャフトのためのベヤリング手段(81、82)が、前記中心シャフト(131)の中心軸と90度以下の角度を形成する作用線を画定する第14の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0128】
第16の態様
前記第2ベヤリング(82)の前記作用線が、前記閉鎖手段(55)中心面と実質的に一致する点で、中心シャフト(131)の前記中心軸と交差する第15の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0129】
第17の態様
前記閉鎖手段(55)に搭載された第2ベヤリング(82)の軸方向剛性が、ハウジング(52)内に搭載された第1ベヤリング(81)の軸方向剛性よりかなり小さい第14〜第16の態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット。
【0130】
第18の態様
前記閉鎖手段(55)が、実質的に板として成形され、この板が、好ましくは、メンブレンの性質を示す第14〜第17の態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット。
【0131】
第19の態様
両方のベヤリング手段(81、82)が、キャップ(59)内に搭載される第14又は第15の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0132】
第20の態様
キャップ(59)が、一緒に螺着される2個の半キャップ(59’、59”)を備えていて、2個の半キャップ(59’、59”)の間に、前記2個のベヤリング手段(81、82)と板(55)が締結されている第19の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0133】
第21の態様
中心シャフト(131)が中空で、支持ピン(61)が中空の中心シャフトの長さに亘って貫設されていて、その一方の端部がハウジングで、その対向端部がキャップ(59)で締結され、前記支持ピンが、中心シャフトを支承する軸方向剛性を供給し、半径方向剛性が板で供給される第19又は第20の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0134】
第22の態様
軸方向導管(62)が、前記ハウジングに締結された前記端部から、太陽ギヤ(132)の位置或いはその近傍で支持ピン(61)の側壁に開口され且つ中心シャフト(131)の内腔と連通している分岐部まで、支持ピン(61)に貫設されている第21の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0135】
第23の態様
中心シャフト(131)が、フライホイール(135)を搭載するフランジ(133)を備えていて、ハウジング(51)が、前記フランジ(133)の周囲に、好ましくは、幾分隙間を形成して延設されている安全リング(60)を具備している第11〜第22の態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット。
【0136】
第24の態様
第1回転部材(119)と第2回転部材(120)が、外歯を有している第9〜第23の態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット。
【0137】
第25の態様
第1回転部材(119)が、リングギヤ(111)に関して軸方向に離隔された実質的にディスク状のリングキャリヤ(112)を備えていて、第1回転部材(119)の前記外歯が、前記リングキャリヤ(112)の周縁に形成されている第24の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0138】
第26の態様
リングギヤ(111)が、前記リングキャリヤ(112)に軸方向及び接線方向に固着されていて、しかも前記リングキャリヤ(112)に関して少なくとも幾分半径方向に自由度を有している第25の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0139】
第27の態様
第2回転部材(120)が、実質的に半径方向に延びた底と実質的に軸方向に延びた側壁を有する平鍋形部材を備えていて、前記側壁が、第1回転部材(110)の前記リングギヤ(111)に隣接してその周囲に配設され、前記第2回転部材(120)の前記外歯が、前記平鍋形部材の前記側壁の外部に形成されている第24〜第26の態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット。
【0140】
第28の態様
前記平鍋形部材の前記底が、前記遊星ピニオン(112)と前記フライホイール(135)の間に配置されていて、前記リングキャリヤ(112)が、前記遊星ピニオン(125)の対向側に配置されている第27の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0141】
第29の態様
さらに、ベヤリング手段(88)でハウジング(51)内に枢支された第1結合ギヤ(140)と、ベヤリング手段(89)でハウジング(51)で枢支された第2結合ギヤ(150)とを備えていて、第1結合ギヤ(140)が第1回転部材(110)の外歯と噛み合い接触していて、第2結合ギヤ(150)が第2回転部材(120)の外歯と噛み合い接触していて、第1結合ギヤ(140)の回転軸が、第2結合ギヤ(150)の回転軸と平行である上記態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット。
【0142】
第30の態様
第1結合ギヤ(140)と第2結合ギヤ(150)が、第1結合ギヤ(140)と第2結合ギヤ(150)を、それぞれ、第1シャフト(2)と第2シャフト(5)に共軸結合する結合手段を、それぞれ、備えていて、前記結合手段が好ましくはキー溝を備えている第29の態様に記載の補助トランスミッションユニット。
【0143】
第31の態様
主トランスミッションユニット(30)と、第9〜第25の態様のいずれかに記載の補助トランスミッションユニット(50)とを含むトランスミッションシステム(40)であって、
主トランスミッションユニット(30)が、燃焼エンジンのような駆動エネルギ源を結合する第1シャフト(2)と、エンジン付き自動車の車輪のような被動負荷(L)を結合する第2シャフト(5)を備えていて、
主トランスミッションユニット(30)の第1シャフト(2)が、補助トランスミッションユニット(50)の第1回転部材(110)と結合していて、主トランスミッションユニット(30)の第2シャフト(5)が、補助トランスミッションユニット(50)の第2回転部材(120)と結合していて、
補助トランスミッションユニットは3個の回転部材を具備し、前記回転部材の第1は前記第1シャフト(2)と作動するように接続し、前記回転部材の第2は前記第2シャフト(5)と作動するように接続し、前記回転部材の第3は第3慣性成分と作動するように接続している遊星ギヤ装置よりなるトランスミッションシステム(40)。
【0144】
第32の態様
前記第1シャフト(2)と前記第2シャフト(5)が、互いに平行に延設されていて、それぞれ前記補助トランスミッションユニット(50)に向かう自由端を有していて、補助トランスミッションユニット(50)の第3回転部材(130)の中心シャフト(131)が、主トランスミッションユニット(30)の前記第1シャフト(2)と前記第2シャフト(5)と平行に延設されている第31の態様に記載のトランスミッションシステム。
【0145】
第33の態様
補助トランスミッションユニット(50)の第3回転部材(130)の中心シャフト(131)が、主トランスミッションユニット(30)の第1シャフト(2)と第2シャフト(5)の長さと、好ましくは、約15cmの程度の重なりを有している第32の態様に記載のトランスミッションシステム。
【0146】
第34の態様
前記主トランスミッションユニット(30)がCVTを含んでいる第33の態様に記載のトランスミッションシステム。
【0147】
第35の態様
補助トランスミッションユニット(50)のハウジング(51、52)が、主トランスミッションユニット(30)の第1シャフト(2)と第2シャフト(5)を支承するベヤリング手段を備えている第31〜第34の態様のいずれかに記載のトランスミッションシステム。
【0148】
第36の態様
前記補助トランスミッションユニット(50)が、前記システム(40)のハウジング部、好ましくは蓋状ハウジング部内に収納されていて、ハウジング部が、好ましくは、前記主トランスミッションユニット(30)の駆動軸を支承するベヤリング手段を担支していて、好ましくは、軸方向に小さな蓋状ハウジング部と交換可能であって、主ハウジング部と組合わさった前記補助トランスミッションユニット(50)を具備した或いは具備していないトランスミッションシステムをモジュール式に製造する一組のハウジング部を実現する上記態様のいずれかに記載のトランスミッションシステム(40)。
【0149】
第37の態様
主トランスミッションユニット(30)及び補助トランスユニット(50)を具備した第31〜第36の態様のいずれかに記載のトランスミッションシステム(40)よりなるエンジン付き自動車であって、
主トランスミッションユニット(30)の第1シャフト(2)は前記自動車の燃焼エンジンのような駆動エネルギ源に結合されていて、主トランスミッションユニット(30)の第2シャフト(5)は前記自動車の車輪に結合されていて、
補助トランスミッションユニットは3個の回転部材を具備し、前記回転部材の第1は前記第1シャフト(2)と作動するように接続し、前記回転部材の第2は前記第2シャフト(5)と作動するように接続し、前記回転部材の第3はフライホイール(135)のような第3慣性成分と作動するように接続していて、
運動成分はその運動エネルギを無負荷にする間自動車のエンジン及び第2シャフト(5)の両者と同時に作動するように接続しているエンジン付き自動車。
【0150】
第38の態様
遊星ステージに使用される内歯と、さらに外歯を有するリングギヤ(111)を備えていて補助トランスミッションユニット(50)に使用する第1回転部材(110)。
【0151】
第39の態様
前記リングギヤ(111)に結合された実質的にディスク状のリングキャリヤ(112)を備えていて、リングキャリヤ(112)が、前記リングギヤ(111)に対して軸方向に離隔されていて、前記外歯が、前記リングキャリヤ(112)の周縁に形成されていて、リングキャリヤ(112)の外径が、好ましくは、前記リングギヤ(111)の外径より大きな第38の態様に記載の第1回転部材。
【0152】
第40の態様
さらに、前記リングキャリヤ(112)に結合され、好ましくは前記リングキャリヤ(112)と一体成形されていて、前記リングギヤ(111)から離れて対面している実質的に円柱形部分を備えていて、前記円柱形部分が、ベヤリング手段(86、87)を受け容れる第38又は第39の態様に記載の第1回転部材。
【0153】
第41の態様
実質的に円柱形の支持部(121)と、
支持部(121)に関して実質的に半径方向に延設された第1フランジ(122)と、
支持部(121)に関して実質的に半径方向に延設された第2フランジ(123)と、
前記第1及び第2フランジ(122、123)に対して枢支された複数の遊星ピニオン(125)と、
前記第2回転部材(120)がさらに外歯を備えている、補助トランスミッションユニット(50)用の第2回転部材(120)。
【0154】
第42の態様
前記外歯が、前記第1フランジ(122)の周縁に形成されている第41の態様に記載の第2回転部材。
【0155】
第43の態様
第1フランジ(122)が、前記複数のピニオン(125)を取り囲み実質的に軸方向に延設された部分を有する概ね平鍋形状を有していて、前記外歯が、前記円柱形部分の自由端に形成されている第42の態様に記載の第2回転部材。
【0156】
第44の態様
太陽ギヤ(132)とフライホイール(135)を備えていて、好ましくは前記中心シャフト(131)が中空である補助トランスミッションユニット(50)用の第3回転部材(130)。
【0157】
第45の態様
前記太陽ギヤ(132)と前記シャフト(131)がユニットとして一体成形されている第44の態様に記載の第3回転部材。
【0158】
第46の態様
中心シャフト(131)に搭載された太陽ギヤ(132)と、
前記太陽ギヤ(132)と噛み合い接触している複数の遊星ピニオンであって、前記遊星ピニオンが外歯を備えた遊星キャリヤ(121、122)に搭載されていて、前記外歯が前記太陽ギヤの軸方向位置に関して軸方向に偏倚しているものである前記太陽ギヤ(132)と噛み合い接触している複数の遊星ピニオンと、
前記遊星ピニオンと噛み合い接触しているリングギヤ(111)であって、前記リングギヤ(111)が外歯を備えたリングキャリヤ(112)に搭載されていて、前記外歯が太陽ギヤ(132)の軸方向位置と遊星キャリヤの外歯の軸方向位置に関して軸方向に偏倚しているものである前記遊星ピニオンと噛み合い接触しているリングギヤ(111)とを備えている遊星ステージ(50)。
【0159】
第47の態様
好ましくはCVTである主トランスミッション(30)と平行に結合された遊星ギヤ装置内でエネルギアキュミュレータとして使用されるフライホイール。
【0160】
第48の態様
エンジン付き自動車のエンジンを補助するフライホイール(135)で、直径が40cm以下程度、好ましくは約35cmで、幅(軸の長さ)が5cm以下程度、好ましくは約4cmで、全重量が20kg以下で、約8000〜9000rpmで回転する時の運動エネルギが約140〜150kJ程度であるフライホイール(135)。
【0161】
第49の態様
軸方向寸法が約1cm程度で、好ましくは重量軽減のための開口を備えている中央部分と、さらに、軸方向寸法が約4cm程度の周辺部分で、周辺部分の内径がその外径の約0.7〜0.8倍である周辺部分とを備えていて、フライホイールが、好ましくは、急で不連続な厚さの変わり目を防止するため薄い中央部分と厚い周辺部分と合う傾斜した厚みをもつ中間部分を備えている第48の態様に記載のフライホイール。
【0162】
第50の態様
エンジン(E)と、自動車のエンジンを車輪(L)に結合し好ましくはCVTである主トランスミッション(MT)とを備えているエンジン付き自動車であって、自動車が、さらに、前記主トランスミッション(MT)に平行に結合された遊星ギヤ装置(G)内にエネルギアキュミュレータとしてのフライホイールを備えていて、フライホイールが、好ましくは、第48又は第49の態様のいずれかに従って構成されていて、ここに、エンジンが、普通の運転条件下で、その最大回転速度で作動する時、フライホイールの回転速度が、好ましくは、8000〜9000rpm、より好ましくは約8000rpmにほぼ等しい、エンジン付き自動車。
【0163】
第51の態様
エンジン付き自動車を加速する場合に、モータ速度を増進させる方法であって、
フライホイールを前記モータに結合して、普通の運転条件の間運動エネルギをフライホイール内に蓄積させる段階と、
加速が必要な時に、前記フライホイールを前記モータに結合して前記フライホイールからの運動エネルギを前記モータに伝達する段階とを含む方法。
【0164】
第52の態様
前記エンジンを主トランスミッション(30)の第1回転部材(31)と遊星ギヤ装置の第1回転部材(110)に結合する段階と、
前記自動車の被動車輪を前記主トランスミッション(30)の第2回転部材(32)と前記遊星ギヤ装置の第2回転部材(120)に結合する段階と、
前記フライホイールを前記遊星ギヤ装置の第3回転部材(130)に結合する段階と、
普通の運転条件下で、主トランスミッション(30)を制御して、最適運転効率のための予め決めたトランスミッション比にする段階と、
加速が必要な時に、主トランスミッション(30)のトランスミッション比を変化させて遊星ギヤ装置の第1回転部材の回転速度を増加させる段階とを含む第51の態様に記載の方法。
【0165】
第53の態様
上記態様のいずれかに記載したトランスミッションシステム(40)を備えた自動車の動力伝達経路を制御する制御システム方法であって、少なくとも動的作動条件の間、いわゆるドライブペダル或いはガスペダルの感触によって供給される運転者の速度信号に対する自動車速度レスポンスが、実質的に直接、特に動力伝達経路の内部エネルギが実質的に無くなるように、運転感覚を考慮して少なくとも中立にされる制御システム方法。
【0166】
第54の態様
運転者の速度信号が、自動車の車輪(L)に供給されるべき所望の動力(Pd)として翻訳される第53の態様に記載の制御方法。
【0167】
第55の態様
車輪に所望する動力(Pd)が、少なくともエンジン慣性(Je)に対する事予補償係数を適用することにより、好ましくは、自動車事予補償係数(Jv)を適用することにより実現される第53又は第54の態様に記載の制御方法。
【0168】
第56の態様
運転者信号に対する所望及び注目すべき自動車レスポンスが、1秒以下、特に、半秒以下である第53〜第55の態様のいずれかに記載の制御方法。
【0169】
第57の態様
特に第53〜第56の態様のいずれかに従う制御方法で、エンジントルクの整定値(T e,d)とエンジン速度(W e,d)の整定値が利用できる参照信号(Pd)から計算され、エンジントルクの整定値が、好ましくは、関係する自動車エンジンのBSFC(constant Brake specific fuel consumption)マップ内のいわゆるE−ライン上の所望の車輪動力(Pd)に対応するエンジントルクによって決定される制御方法。
【0170】
第58の態様
エンジン速度(We,d)の整定値が、所望する車輪動力(Pd)を動力伝達経路内の動力に一致させることによって計算され、特に、方程式
に従って計算される第57の態様に記載の制御方法。
【0171】
第59の態様
特に第53〜第58の態様のいずれかに従う制御方法で、運転者の速度信号、特に、ドライブペダルからの感覚からの所望の車輪動力の参照入力(Pd)の発生が、第2次過湿フィルタを適用することで実現される制御方法。
【0172】
第60の態様
ギヤ中立比(iCVT, gn)が、0.4〜0.8の間、好ましくは0.4〜0.6の間であるトランスミッションシステム(40)。
【0173】
第61の態様
燃焼エンジンのような駆動エネルギ源に接続する第1シャフト(2)と、
エンジン付き自動車の車輪のような駆動負荷Lに接続する第2シャフト(5)とを備える主トランスミッションユニット(30)、及び
3個の回転部材(110、120、130)を有する遊星ギヤ装置と、第3の前記回転部材(130)に作動するように結合されているフライホイール(135)とを備える補助トランスミッションユニット(50)よりなるエンジン付き自動車用トランスミッションシステムであって、
主トランスミッションユニット(30)の第1シャフト(2)は補助トランスミッションユニット(50)の第1回転部材(110)と接続されていて、
主トランスミッションユニット(30)の第2シャフト(5)は補助トランスミッションユニット(50)の第2回転部材(120)と接続されていて、
前記第1シャフト(2)と前記第2シャフト(5)は互いに平行に延設されていて、それぞれ前記補助トランスミッションユニット(50)に向かう自由端を有していて、
補助トランスミッションユニット(50)の第3回転部材(130)の中心シャフト(131)は、主トランスミッションユニット(30)の前記第1シャフト(2)と前記第2シャフト(5)と平行に延設されていて、
補助トランスミッションユニット(50)の第3回転部材(130)の中心シャフト(131)は、主トランスミッションユニット(30)の前記第1シャフト(2)と前記第2シャフト(5)の長さと、好ましくは、約15cmの程度の重なりを有しているトランスミッションシステム(40)。
【図面の簡単な説明】
【FIG.1A】 自動車の従来の動力伝達経路の主要構成部品を示す概念図である。
【FIG.1B】 本発明による動力伝達経路の主要構成部品を示す概念図である。
【FIG.2】 本発明による動力伝達経路の配置を示す斜視図である。
【FIG.3】 本発明によって可能な構造を示す概念図である。
【FIG.4】 本発明によって達成される操作と効果を示すグラフである。
【FIG.5】 本発明によって達成される操作と効果を示すグラフである。
【FIG.6】 本発明によって達成される操作と効果を示すグラフである。
【FIG.7A】 本発明による更なる構造を示す概念図である。
【FIG.7B】 本発明による更なる構造を示す概念図である。
【FIG.7C】 本発明による更なる構造を示す概念図である。
【FIG.8A】 本発明によるトランスミッションシステムの好ましい態様の一部断面における側面図である。
【FIG.8B】 図8Aの態様の変形の部分を示す側面図である。
【FIG.9】 図8Aの態様のトランスミッションシステムの第1シャフトの概念図である。
【FIG.10】 遊星ステージの運動を示す概念図である。
【FIG.11】 本発明による制御システムの構成図である。
【FIG.12】 本発明の効果を示すグラフである。
【符号の説明】
2 第1シャフト
3 プッシュベルト
4’ 第1プーリ
4” 第2プーリ
5 第2シャフト
6 最終減速ギヤ
7 負荷シャフト
8 リングギヤ
9 遊星ピニオン
10 太陽ギヤ
11 ピニオンキャリヤ
12 結合ギヤ
30 主トランスミッションシステム
31 第1回転部材
32 第2回転部材
33、36 固定プーリシーブ
34、37 可動プーリシーブ
35、38 押圧部材
40 トランスミッションシステム
41 第1回転部材
42 第2回転部材
43 第3回転部材
50 補助トランスミッション
51、52 ハウジング
53 チャンバ
54 側壁
55 板
56 ボルト
57、58 環状安全リング
59 キャップ
59’、59” 半キャップ
60 安全リング
61 支持ピン
62 導管
81 第1ボールベヤリング
82 第2ボールベヤリング
83 第3ベヤリング
84 第4ベヤリング
85 ニードルベヤリング
86 第6ベヤリング
87 第7ベヤリング
111 リングギヤ
112 リングキャリヤ
114 円柱形部品
110、120 回転部材
121 遊星キャリヤ
122 第1フランジ
123 第2フランジ
125 遊星ピニオン
130 回転部材
131 中心シャフト
132 太陽ギヤ
133 フランジ
134 ボルト
135 フライホイール
140 第1結合ギヤ
150 第2結合ギヤ
151 結合シャフト
V 自動車
E 駆動エネルギ源
L 負荷
MT 主トランスミッション
AT 補助トランスミッション
G 遊星ギヤ装置
F フライホイール
T 第2トランスミッション構成部品
Claims (21)
- 第1シャフトと第2シャフトとを有する主トランスミッションを具えたエンジン付自動車用の補助トランスミッションユニットであって、ユニットが3個の回転部材を有する遊星ギア装置とフライホイールとを具えていて、中心シャフトに搭載された第3回転部材が前記フライホイールに作動するように結合しており、
第1及び第2回転部材が外歯を有しており、
補助トランスミッシオンユニットが第1回転部材を第1シャフト及び第2シャフトのうちのいずれか一方に作動結合する主結合ギアを有しており、
主結合ギアが第1回転部材の外歯と噛合し、補助トランスミッションユニットが第2回転部材を第1シャフト及び第2シャフトのうちのいずれか他方に作動結合する第2の結合ギアを有しており、第2の結合ギアが第2回転部材の外歯と噛合していることを特徴とする補助トランスミッションユニット。 - フライホイール(135)が、中心シャフト(131)に搭載される請求項1に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- 前記遊星ギヤ装置が、遊星ステージを備えていて、第1回転部材(110)が、前記遊星ステージのリングギヤ(111)を備えていて、第2回転部材(120)が、前記遊星ステージの遊星ピニオンキャリヤ(122)を備えていて、第3回転部材(130)が、前記遊星ステージ太陽ギヤ(132)を備えている請求項1又は2に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- 前記遊星ステージが、さらに、
太陽ギヤ(132)と噛合していて、遊星ピニオンキャリヤ(121、122)に搭載されていて、外歯を供えている複数個の遊星ピニオンと、
遊星ピニオンと噛合しているリングギヤ(111)と一体成形されたリングギヤ(111,112)であって、遊星ピニオンキャリヤ(121,122)の外歯の軸位置に対して軸方向に配列された外歯を備えたリングキャリヤ(111、112)と、を備えている請求項3に記載の補助トランスミッションユニット(50)。 - リングキャリヤ(111,112)のリングギヤ(111)が、前記リングキャリヤ(111,112)の他の部分に対して軸方向及び接線方向に固定されていて、且つ、前記リングキャリヤ(111,112)の他の部分に対して半径方向に多少運動の自由度がある請求項4に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- 第2回転部材(120)が、第3回転部材(130)の中心シャフト(131)の長さの一部の周囲に延設された実質的に円筒形の支持部分(121)を備えていて、第1回転部材(110)が、前記第2回転部材(120)の前記円筒形支持部分(121)の長さの一部の周囲に延設された円筒形部分(114)を備えている請求項1〜5のいずれか一項に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- ユニット(50)がさらにハウジング(51,52,53、55,59)を備えていて、前記ハウジング(51,52,53,55,59)が、第1ベヤリング手段(81,82)によって前記第3回転部材(130)の中心シャフト(131)を枢支し、前記ハウジング(51,52,53,55,59)が、第2ベヤリング手段(83,84)によって前記第2回転部材(120)の前記円筒形部分(121)を枢支し、前記第1回転部材(110)の前記円筒形部分が、第3ベヤリング手段(86,87)により前記第2回転部材(120)の前記円筒形支持部分(121)で枢支されている請
求項6に記載の補助トランスミッションユニット(50)。 - 前記ハウジング(51,52,53,55,59)、さらに、チャンバ(53)と、チャンバ(53)を閉鎖する閉鎖手段(55,59)とを備えていて、閉鎖手段(55,59)ガ、プレート(55)上の中央に搭載されたキャップ(59)を
具備していて、キャップ(59)が、前記中心シャフト(131)を枢支する前記第一ベヤリング手段の少なくとも1個のベヤリング(82)を具備している請求項7に記載の補助トランスミッションユニット(50)。 - プレート(55)が、中心シャフト(131)に軸力を与えるプレストレスド状態で搭載されている請求項8に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- 中心シャフト(131)が中空で、支持ピン(61)が、中空の中心シャフト(131)を貫設していて、支持ピン(61)の一方の端部がハウジング(51,52,53,55,59)に締結され、支持ピン(61)の他方の端部がキャップ(59)に締結されている請求項7〜9のいずれか一項に記載のトランスミッションユニット(50)。
- ユニット(50)が、さらにハウジング(51,52,53,55,59)を備えていて、前記ハウジング(51,52,53,55,59)が主トランスミッションユニット(30)の第1シャフト(2)と第2シャフト(5)を枢支する第4及び第5ベヤリング手段(88,89)を備えている請求項1〜10のいずれか一項に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- 前記第1及び第2回転部材(110,120)が、前記部材(110,120)を、第1シャフト(2)及び第2シャフト(5)のいずれか一方に作動可能に結合するための相互連結手段を備えていて、核相互連結手段が、第1回転部材(110)と噛合する第1結合ギヤ(140)と、第2回転部材(120)と噛合する第2結合ギヤ(150)とを備えている請求項1〜11のいずれか一項に記載の補助トランスミッショ
ンユニット(50)。 - 主トランスミッション(30)の相互に平行に延設された第1及び第2シャフト(2,5)の自由端を受け容れるようになっている請求項1〜12のいずれか一項に記載の補助トランスミッションユニット(50)であって、第3回転部材(130)の中心シャフト(131)が、前記平行に延設された第1及び第2シャフト(2,5)に平行に配設されている補助トランスミッションユニット(50)。
- ユニット(50)のハウジング(51,52,53,55,59)が、主トランスミッション(30)のハウジング部分として使用される請求項1〜13のいずれか一項に記載の補助トランスミッションユニット(50)。
- エンジン(E)と、エンジンを自動車(V)の従動車(L)に種々の変速比で結合する主トランスミッション(30)と、前記主トランスミッション(30)に平行に結合された請求項1〜14のいずれか一項に記載の補助トランスミッションとを備えていて、通常の運転状態の間は前記フライホイール(135)が前記エンジン(E)と結合していて運動エネルギがフライホイール(135)内に蓄積され、加速が必要のときは、前記フライホイール(135)が前記モータと結合して前記フライホイール(135)からの運動エネルギが前記エンジン(E)に伝達されるエンジン付き自動車(V)。
- エンジン(E)に認識される総合慣性、或いは有効慣性(Jeff)として表される慣性が、主トランスミッション(30)の変速比(iCVT. ZI)がほぼ1の時、零に等しい請求項15に記載のエンジン付き自動車(V)。
- 有効慣性(Jeff)が、主トランスミッション(30)の変速比(iCVT. ZI)が0.4と0.8の間にある時、エンジンの慣性(Je)にほぼ等しい請求項15に記載のエンジン付き自動車(V)。
- エンジン(E)と、エンジン(E)を自動車(V)の従動車輪に結合する主トランスミッション(30)と、前記主トランスミッション(30)に平行に結合された請求項1〜14のいずれか一項に記載の補助トランスミッションユニットと、主トランスミッション(30)の変速比(iCVT)を制御する制御装置とを備えているエンジン付き自動車を制御する方法であって、通常の運転条件下では、主トランスミッション(30)の変速比(iCVT)を予め決めた変速比(iCVT)になるように、制御し、加速が必要な時は、前記変速比(iCVT)を、フライホイール(135)の回転速度が減少するように制御する方法。
- 前記予め決めた変速比(i CVT )は、最小規定燃料消費量で望ましい車輪力(Pd)を送出するエンジン作動点として定義される最適駆動効率に対して予め決めた変速比(i CVT )に対応し、
前記望ましい車輪力(Pd)を、運転者の速度信号に基づいて制御装置によって決定する請求項18に記載の方法。 - 前記予め決めた変速比(i CVT )は、最小規定燃料消費量で望ましい車輪力(Pd)を送出するエンジン作動点として定義される最適駆動効率に対して予め決めた変速比(i CVT )に対応し、
制御装置が、エンジントルク(Te,d)と、車輪(L)に送出される前記力(Pd)に基づくエンジン速度(Ue,d)に対する整定値を計算する請求項18〜19のいずれか一項に記載の方法。 - リングギヤと、キャリヤに搭載された遊星ギヤと、太陽ギヤを具備した遊星ギヤと、リングギヤに枢支された第1シャフトと、キャリヤに枢支された第2シャフトと、太陽ギヤに枢支された補助トランスミッションユニットのフライホイール(135)とを備えている補助トランスミッションにおいて、下記の方程式
d(p)は、パラメータpの時間導関数を表す。
(Ue,d)は、望ましいエンジン速度を表す。
Uvは、エンジン付き自動車の自動車速度を表す。
Te.dは、望ましいエンジントルクを表し、PdとUe.dの商に等しい。
Jeは、エンジンの慣性を表す。
Jvは、自動車の慣性を表す。
Jrは、フライホイールの慣性を表す。
raは、リングギヤの半径を表す。
rsは太陽ギヤの半径を表す。
iaは、リングギヤと主トランスミッションの第1シャフトとのギヤ比を表す。
Icは、キャリヤと主トランスミッションの第2シャフトとのギヤ比を表す。
Irは、主トランスミッションの第2シャフトと従動車輪(L)のギヤ比(最終減速ギヤ)を表す。
を満足させるように、エンジン速度(Ue,d)に対する整定値を計算する請求項20に記載の方法。
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