JPH1182649A - 無段変速トランスミッション - Google Patents
無段変速トランスミッションInfo
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- JPH1182649A JPH1182649A JP25041097A JP25041097A JPH1182649A JP H1182649 A JPH1182649 A JP H1182649A JP 25041097 A JP25041097 A JP 25041097A JP 25041097 A JP25041097 A JP 25041097A JP H1182649 A JPH1182649 A JP H1182649A
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- gear
- motor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低公害・低燃費・高性能化のため、非常に広い
可変範囲を持ち、高出力、大排気量にも対応可能で、な
おかつ、ガソリン／電気ハイブリット車としても応用可
能な無段変速トランスミッションとする。 【解決手段】サンギア３と複数の遊星ギア６，６，６と
リングギア１５からなる遊星ギア機構２を設け、サンギ
ア３にエンジン５の駆動軸５ａを連結し、複数の遊星ギ
ア６，６，６を装着する遊星ギアホルダ７Ａにモータ１
３の回転軸１３ａを連結し、リングギア１５に出力軸を
連結し、エンジン５の回転数に対するモータ１３の回転
数を制御することにより、ギア比を広範囲に変化させ、
車両の前進、後退、停止がギア比で出力可能なことを特
徴とする無段変速トランスミッション１とした。
可変範囲を持ち、高出力、大排気量にも対応可能で、な
おかつ、ガソリン／電気ハイブリット車としても応用可
能な無段変速トランスミッションとする。 【解決手段】サンギア３と複数の遊星ギア６，６，６と
リングギア１５からなる遊星ギア機構２を設け、サンギ
ア３にエンジン５の駆動軸５ａを連結し、複数の遊星ギ
ア６，６，６を装着する遊星ギアホルダ７Ａにモータ１
３の回転軸１３ａを連結し、リングギア１５に出力軸を
連結し、エンジン５の回転数に対するモータ１３の回転
数を制御することにより、ギア比を広範囲に変化させ、
車両の前進、後退、停止がギア比で出力可能なことを特
徴とする無段変速トランスミッション１とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン及びモー
タの双方から入力トルクを受け取ることができ、ガソリ
ン／電気ハイブリット車としても応用可能な無段変速ト
ランスミッションに関するものである。
タの双方から入力トルクを受け取ることができ、ガソリ
ン／電気ハイブリット車としても応用可能な無段変速ト
ランスミッションに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】２輪、４輪を含め車両に求められる基本
的な性能は、高い動力性能と低燃費・低公害である。し
かしながら、従来の内燃機関は、燃料を燃やして出力を
得るわけであるから、高い動力性能を得ようとすると、
より多くの燃料を燃やす必要があり、低燃費・低公害と
は相反する結果となってしまう。
的な性能は、高い動力性能と低燃費・低公害である。し
かしながら、従来の内燃機関は、燃料を燃やして出力を
得るわけであるから、高い動力性能を得ようとすると、
より多くの燃料を燃やす必要があり、低燃費・低公害と
は相反する結果となってしまう。
【０００３】そこで、エンジン自体ではなく、エンジン
からの出力をいかに効率よく利用するかを考慮すると、
エンジンの出す出力は、エンジンの回転数により変化
し、ある一定の回転数で最大の出力を発生するのである
から、高い加速性能を得るためには、常に最大出力の発
生するエンジン回転数近辺を使用して走行すればよいこ
とになる。また、低燃費・低公害は、単位時間当たりの
燃焼回数が少ないほど、つまりエンジンの回転数が低い
ほど燃料消費・排出ガス量は少なくなるということにな
る。
からの出力をいかに効率よく利用するかを考慮すると、
エンジンの出す出力は、エンジンの回転数により変化
し、ある一定の回転数で最大の出力を発生するのである
から、高い加速性能を得るためには、常に最大出力の発
生するエンジン回転数近辺を使用して走行すればよいこ
とになる。また、低燃費・低公害は、単位時間当たりの
燃焼回数が少ないほど、つまりエンジンの回転数が低い
ほど燃料消費・排出ガス量は少なくなるということにな
る。
【０００４】このようなエンジンの使い方が状況に応じ
て常にできれば良いわけであるが、既存のマニュアル・
トランスミッション（ＭＴ）又はオートマチック・トラ
スミッション（ＡＴ）では３〜５種類のギア比を手動も
しくは自動で選択して走行するわけであるから、最大出
力発生回転数１点にエンジン回転を合わせて加速するこ
とは不可能であるし、クルーズ走行中に、車両をその速
度を維持するぎりぎりの低いエンジン回転数にしていた
のでは、次に加速したい時にいちいちシフトダウンしな
くては、一切の加速が出来ない。そこで、無段変速トラ
ンスミッションを使用すれば、最大加速時は、車速の増
加に従ってギア比を連続的に変化させることで、常にエ
ンジンの回転数を最大出力発生回転数に維持しながら加
速することができ、又クルーズ走行時は実際にクルーズ
に必要なぎりぎりの低い出力までエンジン回転を落と
し、その後、加速が必要な場合は、適時ギア比を変化さ
せることで必要な加速を得ることが可能となり、非常に
高いレベルで「高い動力性能」と「低燃費・低公害」を
両立することができる。
て常にできれば良いわけであるが、既存のマニュアル・
トランスミッション（ＭＴ）又はオートマチック・トラ
スミッション（ＡＴ）では３〜５種類のギア比を手動も
しくは自動で選択して走行するわけであるから、最大出
力発生回転数１点にエンジン回転を合わせて加速するこ
とは不可能であるし、クルーズ走行中に、車両をその速
度を維持するぎりぎりの低いエンジン回転数にしていた
のでは、次に加速したい時にいちいちシフトダウンしな
くては、一切の加速が出来ない。そこで、無段変速トラ
ンスミッションを使用すれば、最大加速時は、車速の増
加に従ってギア比を連続的に変化させることで、常にエ
ンジンの回転数を最大出力発生回転数に維持しながら加
速することができ、又クルーズ走行時は実際にクルーズ
に必要なぎりぎりの低い出力までエンジン回転を落と
し、その後、加速が必要な場合は、適時ギア比を変化さ
せることで必要な加速を得ることが可能となり、非常に
高いレベルで「高い動力性能」と「低燃費・低公害」を
両立することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無段変速トランスミッションは、スチールベルトと円周
の変化するプーリーの組み合わせで構成されているた
め、以下のような弱点があった。 （１）ベルトとプーリーの間で、作動音、磨耗、発熱、
馬力ロスが発生する。 （２）ベルトの耐久性上、高出力の伝達が難しい。 （３）構造上、ギア比を変化できる範囲が限られてい
る。
無段変速トランスミッションは、スチールベルトと円周
の変化するプーリーの組み合わせで構成されているた
め、以下のような弱点があった。 （１）ベルトとプーリーの間で、作動音、磨耗、発熱、
馬力ロスが発生する。 （２）ベルトの耐久性上、高出力の伝達が難しい。 （３）構造上、ギア比を変化できる範囲が限られてい
る。
【０００６】そこで、本発明は、低公害・低燃費・高性
能化のため、非常に広い可変範囲を持ち、高出力、大排
気量にも対応可能で、なおかつ、ガソリン／電気ハイブ
リット車としても応用可能な無段変速トランスミッショ
ンを提供することを目的とするものである。
能化のため、非常に広い可変範囲を持ち、高出力、大排
気量にも対応可能で、なおかつ、ガソリン／電気ハイブ
リット車としても応用可能な無段変速トランスミッショ
ンを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、サンギアと複数の遊星ギア
とリングギアからなる遊星ギア機構を設け、前記サンギ
アにエンジンの駆動軸を連結し、前記複数の遊星ギアを
装着する遊星ギアホルダにモータの回転軸を連結し、前
記リングギアに出力軸を連結し、前記エンジンの回転数
に対する前記モータの回転数を制御することにより、ギ
ア比を広範囲に変化させ、車両の前進、後退、停止がギ
ア比で出力可能なことを特徴とする無段変速トランスミ
ッションとした。また、サンギアと複数の遊星ギアとリ
ングギアからなる遊星ギア機構を設け、前記サンギアに
モータの回転軸を連結し、前記複数の遊星ギアを装着す
る遊星ギアホルダにエンジンの駆動軸を連結し、前記リ
ングギアに出力軸を連結し、前記エンジンの回転数に対
する前記モータの回転数を制御することにより、ギア比
を広範囲に変化させ、車両の前進、後退、停止がギア比
で出力可能なことを特徴とする無段変速トランスミッシ
ョンとした。
みてなされたものであって、サンギアと複数の遊星ギア
とリングギアからなる遊星ギア機構を設け、前記サンギ
アにエンジンの駆動軸を連結し、前記複数の遊星ギアを
装着する遊星ギアホルダにモータの回転軸を連結し、前
記リングギアに出力軸を連結し、前記エンジンの回転数
に対する前記モータの回転数を制御することにより、ギ
ア比を広範囲に変化させ、車両の前進、後退、停止がギ
ア比で出力可能なことを特徴とする無段変速トランスミ
ッションとした。また、サンギアと複数の遊星ギアとリ
ングギアからなる遊星ギア機構を設け、前記サンギアに
モータの回転軸を連結し、前記複数の遊星ギアを装着す
る遊星ギアホルダにエンジンの駆動軸を連結し、前記リ
ングギアに出力軸を連結し、前記エンジンの回転数に対
する前記モータの回転数を制御することにより、ギア比
を広範囲に変化させ、車両の前進、後退、停止がギア比
で出力可能なことを特徴とする無段変速トランスミッシ
ョンとした。
【０００８】また、前記モータが発電機の機能も有する
ことを特徴とする無段変速トランスミッションとした。
また、前記モータの回転軸と前記遊星ギアホルダの間
に、又は前記モータの回転軸と前記サンギアの間に変速
ギアを介在してなることを特徴とする無段変速トランス
ミッションとした。また、前記車両のアクセル開度及び
車速信号に応じて前記エンジンの回転数に対する前記モ
ータの回転数を制御してなることを特徴とする無段変速
トランスミッションとした。
ことを特徴とする無段変速トランスミッションとした。
また、前記モータの回転軸と前記遊星ギアホルダの間
に、又は前記モータの回転軸と前記サンギアの間に変速
ギアを介在してなることを特徴とする無段変速トランス
ミッションとした。また、前記車両のアクセル開度及び
車速信号に応じて前記エンジンの回転数に対する前記モ
ータの回転数を制御してなることを特徴とする無段変速
トランスミッションとした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明によ
る無段変速トランスミッションの実施の形態を説明す
る。図１は、本発明による無段変速トランスミッション
を示す構成図、図２は図１に示す無段変速トランスミッ
ションの遊星ギア機構部分の側断面図、図３は図１に示
す無段変速トランスミッションの遊星ギア機構の分解斜
視図、図４は遊星ギア機構の概略正面図、図５は遊星ギ
ア機構の拡大模式図である。
る無段変速トランスミッションの実施の形態を説明す
る。図１は、本発明による無段変速トランスミッション
を示す構成図、図２は図１に示す無段変速トランスミッ
ションの遊星ギア機構部分の側断面図、図３は図１に示
す無段変速トランスミッションの遊星ギア機構の分解斜
視図、図４は遊星ギア機構の概略正面図、図５は遊星ギ
ア機構の拡大模式図である。
【００１０】図１乃至図４に示すように、無段変速トラ
ンスミッション１は遊星ギア機構２を有している。この
遊星ギア機構２のサンギア３にはエンジン５の駆動軸５
ａが連結されている。また、サンギア３には遊星ギア
６，６，６が噛合しており、遊星ギア６，６，６は円形
の遊星ギアホルダ７Ａに突設されたピン８，８，８にカ
ラー１０，１０，１０を介して回転自在に支持されてい
る。更に、ピン８，８，８の先端部には正面視略三角形
の三辺の形状の遊星ギアホルダ７Ｂが装着され（図３参
照）、ピン８，８，８の先端に螺合したナット１２，１
２，１２で抜け止めされている。すなわち、遊星ギア
６，６，６は遊星ギアホルダ７Ａ，７Ｂに装着され、一
体となってサンギア３の回りを公転するようになってい
る。
ンスミッション１は遊星ギア機構２を有している。この
遊星ギア機構２のサンギア３にはエンジン５の駆動軸５
ａが連結されている。また、サンギア３には遊星ギア
６，６，６が噛合しており、遊星ギア６，６，６は円形
の遊星ギアホルダ７Ａに突設されたピン８，８，８にカ
ラー１０，１０，１０を介して回転自在に支持されてい
る。更に、ピン８，８，８の先端部には正面視略三角形
の三辺の形状の遊星ギアホルダ７Ｂが装着され（図３参
照）、ピン８，８，８の先端に螺合したナット１２，１
２，１２で抜け止めされている。すなわち、遊星ギア
６，６，６は遊星ギアホルダ７Ａ，７Ｂに装着され、一
体となってサンギア３の回りを公転するようになってい
る。
【００１１】そして、前記遊星ギアホルダ７Ａの中心孔
の遊星ギア側の略半分には前記サンギア３に連結したエ
ンジン５の駆動軸５ａの先端が回転自在に挿入され、前
記遊星ギアホルダ７Ａの中心孔の他の略半分にはモータ
１３の回転軸１３ａの先端が嵌合され固設されている。
すなわち、遊星ギアホルダ７Ａはエンジン５の駆動軸５
ａに対しては回転自在で、モータ１３の回転軸１３ａと
共に回転するようになっている。
の遊星ギア側の略半分には前記サンギア３に連結したエ
ンジン５の駆動軸５ａの先端が回転自在に挿入され、前
記遊星ギアホルダ７Ａの中心孔の他の略半分にはモータ
１３の回転軸１３ａの先端が嵌合され固設されている。
すなわち、遊星ギアホルダ７Ａはエンジン５の駆動軸５
ａに対しては回転自在で、モータ１３の回転軸１３ａと
共に回転するようになっている。
【００１２】また、遊星ギア６，６，６はリングギア１
５とも噛合しており、サンギア３、遊星ギア６，６，６
及びリングギア１５から遊星ギア機構２が構成されてい
る。また、リングギア１５はリング状のリングギアホル
ダー１６Ａに装着され、このリングギアホルダー１６Ａ
は円形のリングギアホルダー１６Ｂに固設され、リング
ギアホルダー１６Ｂにはアウトプットギア１７が固定さ
れている。すなわち、リングギア１５、リングギアホル
ダー１６Ａ，１６Ｂ及びアウトプットギア１７は一体と
なって回転する。
５とも噛合しており、サンギア３、遊星ギア６，６，６
及びリングギア１５から遊星ギア機構２が構成されてい
る。また、リングギア１５はリング状のリングギアホル
ダー１６Ａに装着され、このリングギアホルダー１６Ａ
は円形のリングギアホルダー１６Ｂに固設され、リング
ギアホルダー１６Ｂにはアウトプットギア１７が固定さ
れている。すなわち、リングギア１５、リングギアホル
ダー１６Ａ，１６Ｂ及びアウトプットギア１７は一体と
なって回転する。
【００１３】前記リングギアホルダー１６Ｂ及びアウト
プットギア１７には中央に孔が明けられ、この中央の孔
にエンジン５の駆動軸５ａが回転自在に挿通されてい
る。図２中、１８，１９はエンジン５の駆動軸５ａに対
して、リングギアホルダー１６Ｂ及びアウトプットギア
１７が軸方向に移動するのを防止するため、駆動軸５ａ
に固設された円板である。更に、リングギア１５の回転
はリングギアホルダー１６Ａ，１６Ｂ及びアウトプット
ギア１７を介してディファレンシャルギア２０に伝達さ
れ、左右の車軸２１，２２を回転させるようになってい
る。
プットギア１７には中央に孔が明けられ、この中央の孔
にエンジン５の駆動軸５ａが回転自在に挿通されてい
る。図２中、１８，１９はエンジン５の駆動軸５ａに対
して、リングギアホルダー１６Ｂ及びアウトプットギア
１７が軸方向に移動するのを防止するため、駆動軸５ａ
に固設された円板である。更に、リングギア１５の回転
はリングギアホルダー１６Ａ，１６Ｂ及びアウトプット
ギア１７を介してディファレンシャルギア２０に伝達さ
れ、左右の車軸２１，２２を回転させるようになってい
る。
【００１４】また、図１に示すように、エンジン５に直
結したＡＣジェネレータ２５で発電された電気は制御装
置２６を経てバッテリー２７に充電され、バッテリー２
７に充電された電気は制御装置２６を経てモータ１３に
供給される。モータ１３でブレーキ制動時に発電した電
気は制御装置２６を経てバッテリー２７に充電される。
そして、アクセル開度及び車速の信号２８が制御装置２
６に入力されて処理され、エンジン５の回転数に対する
モータ１３の回転数を制御するようになっている。
結したＡＣジェネレータ２５で発電された電気は制御装
置２６を経てバッテリー２７に充電され、バッテリー２
７に充電された電気は制御装置２６を経てモータ１３に
供給される。モータ１３でブレーキ制動時に発電した電
気は制御装置２６を経てバッテリー２７に充電される。
そして、アクセル開度及び車速の信号２８が制御装置２
６に入力されて処理され、エンジン５の回転数に対する
モータ１３の回転数を制御するようになっている。
【００１５】次に、上述構成の無段変速トランスミッシ
ョンの作用を図５を参照して説明する。 モータ回転（遊星ギア６の公転）＝ギア比×エンジン回
転（サンギア３の回転）であれば、リングギア１５は回
転しない。 モータ回転（遊星ギアの公転）＞ギア比×エンジン回転
（サンギアの回転）であれば、リングギアは時計方向に
回転する。 モータ回転（遊星ギアの公転）＜ギア比×エンジン回転
（サンギアの回転）であれば、リングギアは反時計方向
に回転する。
ョンの作用を図５を参照して説明する。 モータ回転（遊星ギア６の公転）＝ギア比×エンジン回
転（サンギア３の回転）であれば、リングギア１５は回
転しない。 モータ回転（遊星ギアの公転）＞ギア比×エンジン回転
（サンギアの回転）であれば、リングギアは時計方向に
回転する。 モータ回転（遊星ギアの公転）＜ギア比×エンジン回転
（サンギアの回転）であれば、リングギアは反時計方向
に回転する。
【００１６】ここで、無段変速トランスミッション１の
サンギア３の半径をａ、遊星ギア６の半径をｂ、サンギ
ア３の回転数をＮａ、遊星ギア６の公転数をｎｂ、リン
グギア１５の回転数をＮｃとすると、次のような関係式
が成り立つ。〔ケース１〕リングギアの回転数Ｎｃを
０、遊星ギアの自転数（回転数）Ｎｂを１とすると遊星
ギアの公転数ｎｂは２πｂ／２π（ａ＋２ｂ）＝ｂ／
（ａ＋２ｂ）となる。よって、サンギアの回転数Ｎａ
は、 （２πｂ／２πａ）×遊星ギアの自転数Ｎｂ＋遊星ギアの公転数ｎｂ ＝（２πｂ／２πａ）×１＋ｂ／（ａ＋２ｂ） ＝（ｂ／ａ）×１＋ｂ／（ａ＋２ｂ） ＝｛２ｂ（ａ＋ｂ）｝／｛ａ（ａ＋２ｂ）｝ となる。
サンギア３の半径をａ、遊星ギア６の半径をｂ、サンギ
ア３の回転数をＮａ、遊星ギア６の公転数をｎｂ、リン
グギア１５の回転数をＮｃとすると、次のような関係式
が成り立つ。〔ケース１〕リングギアの回転数Ｎｃを
０、遊星ギアの自転数（回転数）Ｎｂを１とすると遊星
ギアの公転数ｎｂは２πｂ／２π（ａ＋２ｂ）＝ｂ／
（ａ＋２ｂ）となる。よって、サンギアの回転数Ｎａ
は、 （２πｂ／２πａ）×遊星ギアの自転数Ｎｂ＋遊星ギアの公転数ｎｂ ＝（２πｂ／２πａ）×１＋ｂ／（ａ＋２ｂ） ＝（ｂ／ａ）×１＋ｂ／（ａ＋２ｂ） ＝｛２ｂ（ａ＋ｂ）｝／｛ａ（ａ＋２ｂ）｝ となる。
【００１７】〔ケース２〕リングギアの回転数Ｎｃを０
回転、遊星ギアの自転数をＮｂ回転とすると、遊星ギア
の公転数ｎｂは｛２πｂ／２π（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＝
｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂとなる。よって、サンギア
の回転数Ｎａは、 （２πｂ／２πａ）×遊星ギアの自転数Ｎｂ＋遊星ギアの公転数ｎｂ ＝（２πｂ／２πａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ ＝（ｂ／ａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ ＝｛２ｂ（ａ＋ｂ）｝／｛ａ（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ となる。
回転、遊星ギアの自転数をＮｂ回転とすると、遊星ギア
の公転数ｎｂは｛２πｂ／２π（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＝
｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂとなる。よって、サンギア
の回転数Ｎａは、 （２πｂ／２πａ）×遊星ギアの自転数Ｎｂ＋遊星ギアの公転数ｎｂ ＝（２πｂ／２πａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ ＝（ｂ／ａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ ＝｛２ｂ（ａ＋ｂ）｝／｛ａ（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ となる。
【００１８】〔ケース３〕リングギアの回転数をＮｃ回
転、遊星ギアの自転数をＮｂ回転とすると、遊星ギアの
公転数ｎｂは｛２πｂ／２π（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎ
ｃ＝｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃとなる。よっ
て、サンギアの回転数Ｎａは、 （２πｂ／２πａ）×遊星ギアの自転数Ｎｂ＋遊星ギアの公転数ｎｂ ＝（２πｂ／２πａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃ ＝（ｂ／ａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃ ＝｛２ｂ（ａ＋ｂ）｝／｛ａ（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃ となる。
転、遊星ギアの自転数をＮｂ回転とすると、遊星ギアの
公転数ｎｂは｛２πｂ／２π（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎ
ｃ＝｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃとなる。よっ
て、サンギアの回転数Ｎａは、 （２πｂ／２πａ）×遊星ギアの自転数Ｎｂ＋遊星ギアの公転数ｎｂ ＝（２πｂ／２πａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃ ＝（ｂ／ａ）×Ｎｂ＋｛ｂ／（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃ ＝｛２ｂ（ａ＋ｂ）｝／｛ａ（ａ＋２ｂ）｝×Ｎｂ＋Ｎｃ となる。
【００１９】従って、サンギアの回転数Ｎａ、遊星ギア
の公転数ｎｂ、リングギアの回転数Ｎｃの関係は次式の
ように表すことができる。 Ｎｃ＝｛２（ａ＋ｂ）×ｎｂ−ａ×Ｎａ｝／（ａ＋２
ｂ） この式をベースに、エンジン５によるサンギア３の回転
数Ｎａを１０００ｒｐｍ、モータ８による遊星ギア６の
公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア３と遊
星ギア６の半径比を０．５〜２．０と想定して、出力回
転であるリングギア１５の回転数Ｎｃをシミュレートす
ると図６、図７、図８に示すようになる。
の公転数ｎｂ、リングギアの回転数Ｎｃの関係は次式の
ように表すことができる。 Ｎｃ＝｛２（ａ＋ｂ）×ｎｂ−ａ×Ｎａ｝／（ａ＋２
ｂ） この式をベースに、エンジン５によるサンギア３の回転
数Ｎａを１０００ｒｐｍ、モータ８による遊星ギア６の
公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア３と遊
星ギア６の半径比を０．５〜２．０と想定して、出力回
転であるリングギア１５の回転数Ｎｃをシミュレートす
ると図６、図７、図８に示すようになる。
【００２０】例えば、図７に示すように、サンギアの半
径ａと遊星ギアの半径ｂの半径比が１．０の場合、エン
ジン５によるサンギア３の回転数Ｎａが１０００ｒｐｍ
で、モータ８による遊星ギアの公転数ｎｂを２０００ｒ
ｐｍとすると、リングギア１５の回転数Ｎｃは２３３３
ｒｐｍとなり、また遊星ギアの公転数ｎｂを１０００ｒ
ｐｍとすると、リングギアの回転数Ｎｃは１０００ｒｐ
ｍとなり、また遊星ギアの公転数ｎｂを３００ｒｐｍと
すると、リングギアの回転数Ｎｃは６７ｒｐｍとなり、
エンジンの回転数に対するモータの回転数を調整するこ
とにより、非常に広い範囲のギア比を得ることができ、
しかも無段でスムーズに変速することができる。
径ａと遊星ギアの半径ｂの半径比が１．０の場合、エン
ジン５によるサンギア３の回転数Ｎａが１０００ｒｐｍ
で、モータ８による遊星ギアの公転数ｎｂを２０００ｒ
ｐｍとすると、リングギア１５の回転数Ｎｃは２３３３
ｒｐｍとなり、また遊星ギアの公転数ｎｂを１０００ｒ
ｐｍとすると、リングギアの回転数Ｎｃは１０００ｒｐ
ｍとなり、また遊星ギアの公転数ｎｂを３００ｒｐｍと
すると、リングギアの回転数Ｎｃは６７ｒｐｍとなり、
エンジンの回転数に対するモータの回転数を調整するこ
とにより、非常に広い範囲のギア比を得ることができ、
しかも無段でスムーズに変速することができる。
【００２１】また、遊星ギアの公転数ｎｂを２５０ｒｐ
ｍとすると、リングギアの回転数Ｎｃは０となるので、
クラッチ機構がなくても動力を伝達したり遮断したりす
ることができ、クラッチレスを実現できる。更に、遊星
ギアの公転数ｎｂを２５０ｒｐｍ以下とすると、リング
ギアは逆方向に回転するので、リバースギアの構成が不
要となる。なお、図６、図７及び図８においては、エン
ジン５によるサンギア３の回転数Ｎａを１０００ｒｐｍ
としたが、これに限らず、他の様々な回転数としてもよ
いことは勿論である。
ｍとすると、リングギアの回転数Ｎｃは０となるので、
クラッチ機構がなくても動力を伝達したり遮断したりす
ることができ、クラッチレスを実現できる。更に、遊星
ギアの公転数ｎｂを２５０ｒｐｍ以下とすると、リング
ギアは逆方向に回転するので、リバースギアの構成が不
要となる。なお、図６、図７及び図８においては、エン
ジン５によるサンギア３の回転数Ｎａを１０００ｒｐｍ
としたが、これに限らず、他の様々な回転数としてもよ
いことは勿論である。
【００２２】従って、動力伝達系はすべてギアで構成す
るため、ベルト・プーリー伝動形無段変速トランスミッ
ションに比して、ベルトによる磨耗、発熱、馬力ロスは
少なく、既存のマニュアル・トランスミッションのレベ
ルに収めることができる。また、動力伝達系はすべてギ
アで構成するため、高出力によりベルトが切れるような
こともなく、高出力のエンジンにも対応することが可能
である。また、ギア比を無限大にすることが可能なた
め、クラッチやトルクコンバーター機構が不要である。
るため、ベルト・プーリー伝動形無段変速トランスミッ
ションに比して、ベルトによる磨耗、発熱、馬力ロスは
少なく、既存のマニュアル・トランスミッションのレベ
ルに収めることができる。また、動力伝達系はすべてギ
アで構成するため、高出力によりベルトが切れるような
こともなく、高出力のエンジンにも対応することが可能
である。また、ギア比を無限大にすることが可能なた
め、クラッチやトルクコンバーター機構が不要である。
【００２３】また、図１に示すように、アクセル開度及
び車速信号２８が制御装置２６に入力されると、制御装
置２６がエンジン５の回転数に対してモータ１３を最適
な回転数に制御するようになっている。また、エンジン
５とモータ１３によるハイブリット走行が可能なため、
バッテリー２７の充電量及びＡＣジェネレーター２５の
発電量に余裕がある場合には、制御装置２６がエンジン
５の出力を絞り、モータ１３の動力を主に走行すること
ができる。また、車両減速時にモータ１３を電気ブレー
キとして作用させ、すなわち発電機として作動させ、発
電した電気は制御装置２６を介してバッテリー２７に充
電させ、エネルギーの回収を行うことができる。また、
車両発進時には、エンジン５を主として作動させ、通常
のガソリン車のように車両を急速に加速させることがで
き、ガソリン車がもつ運転の楽しみを満喫できる。
び車速信号２８が制御装置２６に入力されると、制御装
置２６がエンジン５の回転数に対してモータ１３を最適
な回転数に制御するようになっている。また、エンジン
５とモータ１３によるハイブリット走行が可能なため、
バッテリー２７の充電量及びＡＣジェネレーター２５の
発電量に余裕がある場合には、制御装置２６がエンジン
５の出力を絞り、モータ１３の動力を主に走行すること
ができる。また、車両減速時にモータ１３を電気ブレー
キとして作用させ、すなわち発電機として作動させ、発
電した電気は制御装置２６を介してバッテリー２７に充
電させ、エネルギーの回収を行うことができる。また、
車両発進時には、エンジン５を主として作動させ、通常
のガソリン車のように車両を急速に加速させることがで
き、ガソリン車がもつ運転の楽しみを満喫できる。
【００２４】次に、図９を参照して本発明による無段変
速トランスミッションの他の実施形態を示す。図９に示
す無段変速トランスミッション３１は、図１に示す無段
変速トランスミッション１のサンギア３にモータ１３の
回転軸１３ａを連結し、遊星ギアホルダ７Ａにエンジン
５の駆動軸５ａを連結しており、その他は上述した無段
変速トランスミッション１と同様に構成されているの
で、図１に示す無段変速トランスミッションと同様な効
果を得ることができる。
速トランスミッションの他の実施形態を示す。図９に示
す無段変速トランスミッション３１は、図１に示す無段
変速トランスミッション１のサンギア３にモータ１３の
回転軸１３ａを連結し、遊星ギアホルダ７Ａにエンジン
５の駆動軸５ａを連結しており、その他は上述した無段
変速トランスミッション１と同様に構成されているの
で、図１に示す無段変速トランスミッションと同様な効
果を得ることができる。
【００２５】なお、上述実施の形態では、サンギアにエ
ンジン５の駆動軸５ａを連結し、遊星ギアホルダにモー
タ１３の回転軸１３ａを連結するか、又はサンギアにモ
ータ１３の回転軸１３ａを連結し、遊星ギアホルダにエ
ンジン５の駆動軸５ａを連結したが、これに限定される
わけではなく、モータ１３の回転軸１３ａと遊星ギアホ
ルダ又はサンギアの間に変速ギアを介在させてもよく、
エンジン５の駆動軸５ａとサンギア又は遊星ギアホルダ
の間に変速ギアを介在させてもよい。
ンジン５の駆動軸５ａを連結し、遊星ギアホルダにモー
タ１３の回転軸１３ａを連結するか、又はサンギアにモ
ータ１３の回転軸１３ａを連結し、遊星ギアホルダにエ
ンジン５の駆動軸５ａを連結したが、これに限定される
わけではなく、モータ１３の回転軸１３ａと遊星ギアホ
ルダ又はサンギアの間に変速ギアを介在させてもよく、
エンジン５の駆動軸５ａとサンギア又は遊星ギアホルダ
の間に変速ギアを介在させてもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動力伝達系はすべてギアで構成されているため、ベルト
・プーリー伝動形無段変速トランスミッションに比し
て、ベルトによる磨耗、発熱、馬力ロスは少なく、既存
のマニュアル・トランスミッションのレベルに収めるこ
とができる。また、動力伝達系はすべてギアで構成する
ため、高出力によりベルトが切れるようなこともなく、
高出力のエンジンにも対応することが可能である。ま
た、エンジンとモータの回転数を調整することにより、
非常に広い範囲のギア比を得ることができ、車両の前
進、後退、停止がすべてギア比で出力が可能なため、ク
ラッチやトルクコンバーター機構が不要である。更に、
ギア比を負にすることが可能なため、リングギアを逆方
向に回転させ、すなわち車両を後退させることができ、
リバースギアの構成が不要となる。
動力伝達系はすべてギアで構成されているため、ベルト
・プーリー伝動形無段変速トランスミッションに比し
て、ベルトによる磨耗、発熱、馬力ロスは少なく、既存
のマニュアル・トランスミッションのレベルに収めるこ
とができる。また、動力伝達系はすべてギアで構成する
ため、高出力によりベルトが切れるようなこともなく、
高出力のエンジンにも対応することが可能である。ま
た、エンジンとモータの回転数を調整することにより、
非常に広い範囲のギア比を得ることができ、車両の前
進、後退、停止がすべてギア比で出力が可能なため、ク
ラッチやトルクコンバーター機構が不要である。更に、
ギア比を負にすることが可能なため、リングギアを逆方
向に回転させ、すなわち車両を後退させることができ、
リバースギアの構成が不要となる。
【００２７】また、車両のアクセル開度及び車速信号に
応じて、エンジンの回転数に対してモータを最適な回転
数に制御することができ、効率のよい走行が可能とな
る。また、エンジンとモータによるハイブリット走行が
可能なため、バッテリーの充電量に余裕がある場合に
は、エンジンの出力を絞り、モータの動力を主に走行す
ることができる。また、減速時にモータを発電機として
作動させ、エネルギーの回収を行うことができる。ま
た、現行のトランスミッション位置にモータと遊星ギア
機構を直列配置することで、既存の車体レイアウトを大
幅に変更することなく本発明による無段変速トランスミ
ッションを搭載可能である。
応じて、エンジンの回転数に対してモータを最適な回転
数に制御することができ、効率のよい走行が可能とな
る。また、エンジンとモータによるハイブリット走行が
可能なため、バッテリーの充電量に余裕がある場合に
は、エンジンの出力を絞り、モータの動力を主に走行す
ることができる。また、減速時にモータを発電機として
作動させ、エネルギーの回収を行うことができる。ま
た、現行のトランスミッション位置にモータと遊星ギア
機構を直列配置することで、既存の車体レイアウトを大
幅に変更することなく本発明による無段変速トランスミ
ッションを搭載可能である。
【図１】本発明による無段変速トランスミッションを示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】図１に示す無段変速トランスミッションの遊星
ギア機構部分の側断面図である。
ギア機構部分の側断面図である。
【図３】図１に示す無段変速トランスミッションの遊星
ギア機構の分解斜視図である。
ギア機構の分解斜視図である。
【図４】遊星ギア機構の概略正面図である。
【図５】遊星ギア機構の拡大模式図である。
【図６】サンギアの回転数Ｎａを１０００ｒｐｍ、遊星
ギアの公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア
と遊星ギアの半径比を０．５と０．７５と想定して、出
力回転であるリングギアの回転数Ｎｃをシミュレートし
た図である。
ギアの公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア
と遊星ギアの半径比を０．５と０．７５と想定して、出
力回転であるリングギアの回転数Ｎｃをシミュレートし
た図である。
【図７】サンギアの回転数Ｎａを１０００ｒｐｍ、遊星
ギアの公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア
と遊星ギアの半径比を１．０と１．２５と想定して、出
力回転であるリングギアの回転数Ｎｃをシミュレートし
た図である。
ギアの公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア
と遊星ギアの半径比を１．０と１．２５と想定して、出
力回転であるリングギアの回転数Ｎｃをシミュレートし
た図である。
【図８】サンギアの回転数Ｎａを１０００ｒｐｍ、遊星
ギアの公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア
と遊星ギアの半径比を１．５と２．０と想定して、出力
回転であるリングギアの回転数Ｎｃをシミュレートした
図である。
ギアの公転数ｎｂを１００〜２０００ｒｐｍ、サンギア
と遊星ギアの半径比を１．５と２．０と想定して、出力
回転であるリングギアの回転数Ｎｃをシミュレートした
図である。
【図９】本発明による無段変速トランスミッションの他
の実施形態を示す構成図である。
の実施形態を示す構成図である。
１ 無段変速トランスミッション ２ 遊星ギア機構 ３ サンギア ５ エンジン ５ａ エンジンの駆動軸 ６，６，６ 遊星ギア ７Ａ 遊星ギアホルダ ７Ｂ 遊星ギアホルダ ８ ピン １３ モータ １３ａ モータの回転軸 １５ リングギア １６Ａ リングギアホルダー １６Ｂ リングギアホルダー １７ アウトプットギア ２０ ディファレンシャルギア ２５ ＡＣジェネレータ ２６ 制御装置 ２７ バッテリー ２８ アクセル開度及び車速信号 ３１ 無段変速トランスミッション
Claims (5)
- 【請求項１】 サンギアと複数の遊星ギアとリングギア
からなる遊星ギア機構を設け、 前記サンギアにエンジンの駆動軸を連結し、前記複数の
遊星ギアを装着する遊星ギアホルダにモータの回転軸を
連結し、前記リングギアに出力軸を連結し、前記エンジ
ンの回転数に対する前記モータの回転数を制御すること
により、ギア比を広範囲に変化させ、車両の前進、後
退、停止がギア比で出力可能なことを特徴とする無段変
速トランスミッション。 - 【請求項２】 サンギアと複数の遊星ギアとリングギア
からなる遊星ギア機構を設け、 前記サンギアにモータの回転軸を連結し、前記複数の遊
星ギアを装着する遊星ギアホルダにエンジンの駆動軸を
連結し、前記リングギアに出力軸を連結し、前記エンジ
ンの回転数に対する前記モータの回転数を制御すること
により、ギア比を広範囲に変化させ、車両の前進、後
退、停止がギア比で出力可能なことを特徴とする無段変
速トランスミッション。 - 【請求項３】 前記モータが発電機の機能も有すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の無段変速トランス
ミッション。 - 【請求項４】 前記モータの回転軸と前記遊星ギアホル
ダの間に、又は前記モータの回転軸と前記サンギアの間
に変速ギアを介在してなることを特徴とする請求項１又
は２又は３に記載の無段変速トランスミッション。 - 【請求項５】 前記車両のアクセル開度及び車速信号に
応じて前記エンジンの回転数に対する前記モータの回転
数を制御してなることを特徴とする請求項１又は２又は
３又は４に記載の無段変速トランスミッション。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25041097A JPH1182649A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 無段変速トランスミッション |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25041097A JPH1182649A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 無段変速トランスミッション |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182649A true JPH1182649A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17207486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25041097A Pending JPH1182649A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 無段変速トランスミッション |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182649A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2818346A1 (fr) * | 2000-12-18 | 2002-06-21 | Renault | Transmission infiniment variable a derivation de puissance |
| WO2003071160A1 (fr) * | 2002-02-21 | 2003-08-28 | Ebara Corporation | Dispositif de train planetaire de differentiel, element et procede de mise en marche de dispositif de train planetaire de differentiel |
| WO2003076829A1 (fr) * | 2002-02-25 | 2003-09-18 | Ebara Corporation | Dispositif de changement de vitesse |
| JP2003269596A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド変速機の変速制御装置 |
| CN102003342A (zh) * | 2010-12-06 | 2011-04-06 | 河海大学 | 一种风轮转角可连续性调节的水平轴风力发电机及其调节方法 |
| WO2012070878A1 (ko) * | 2010-11-25 | 2012-05-31 | 한국생산기술연구원 | 무단변속 기어셋트 |
| KR20190037002A (ko) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 최형진 | 동력전달장치 |
| CN112976369A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-18 | 刘礼花 | 一种能够调速的电动开槽机 |
| CN114985837A (zh) * | 2021-03-02 | 2022-09-02 | 刘礼花 | 一种电动开槽方法 |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP25041097A patent/JPH1182649A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002050452A1 (fr) * | 2000-12-18 | 2002-06-27 | Renault S.A.S. | Transmission infiniment variable a derivation de puissance |
| FR2818346A1 (fr) * | 2000-12-18 | 2002-06-21 | Renault | Transmission infiniment variable a derivation de puissance |
| US7494438B2 (en) | 2002-02-21 | 2009-02-24 | Ebara Corporation | Starting apparatus for differential planetary gear apparatus |
| WO2003071160A1 (fr) * | 2002-02-21 | 2003-08-28 | Ebara Corporation | Dispositif de train planetaire de differentiel, element et procede de mise en marche de dispositif de train planetaire de differentiel |
| US7211018B2 (en) | 2002-02-21 | 2007-05-01 | Ebara Corporation | Differential planetary gear device, and differential planetary gear device starting device and starting method |
| CN100425869C (zh) * | 2002-02-21 | 2008-10-15 | 株式会社荏原制作所 | 差动行星齿轮装置、及其起动装置和起动方法 |
| WO2003076829A1 (fr) * | 2002-02-25 | 2003-09-18 | Ebara Corporation | Dispositif de changement de vitesse |
| US7654927B2 (en) | 2002-02-25 | 2010-02-02 | Ebara Corporation | Transmission apparatus |
| JPWO2003076829A1 (ja) * | 2002-02-25 | 2005-07-07 | 株式会社荏原製作所 | 変速装置 |
| US7297084B2 (en) | 2002-02-25 | 2007-11-20 | Ebara Corporation | Transmission apparatus |
| JP2003269596A (ja) * | 2002-03-13 | 2003-09-25 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド変速機の変速制御装置 |
| US6819985B2 (en) | 2002-03-13 | 2004-11-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Shift control device for hybrid vehicle |
| WO2012070878A1 (ko) * | 2010-11-25 | 2012-05-31 | 한국생산기술연구원 | 무단변속 기어셋트 |
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| KR20190037002A (ko) * | 2017-09-28 | 2019-04-05 | 최형진 | 동력전달장치 |
| CN112976369A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-18 | 刘礼花 | 一种能够调速的电动开槽机 |
| CN114985837A (zh) * | 2021-03-02 | 2022-09-02 | 刘礼花 | 一种电动开槽方法 |
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