JPS6237540A - 有段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車用の有段変速機に関する。

［従来の技術］ 自動車におけるエンジンの燃料消費率を低減させるため
、最近、自動車に使用する歯車式変速機の変速段数が増
加し、そのうち特に変速段数の多いものは、その構成を
簡単にするため、副変速機と主変速機を直列に結合して
、副変速機によって主変速機の有している変速段を２倍
にして使用する方法を採用している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これら副変速機を有した変速機は。

エンジンから駆動輪までの間にクラッチ、副変速機およ
び主変速機を必要とするため、エンジンから駆動輪まで
の駆動系の構成が複雑になってしまう欠点を有している
。

本発明の目的は、上記のような駆動系の構成か複雑にな
ってしまう欠点を解消した有段変速機を提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段〕 本発明は下記のような構成からなっている。

主変速機は、その主変速機における人力軸と出力軸との
間の変速比を有段に切り換えて使用する構成をなし、 畠に変速機は、 ａ：その副変速機における入力軸、その副変速機におけ
る出力軸および反力軸の３軸を有した差動装置と、 ｂ　：　ｎｉＩ記３（１ｈのうち、いずれか２軸の間に
、そのｚ軸を８択的に係合離脱させるクラッチを介設し
。

ｅ　：　１ｉｉ７記反力軸には、該反力軸の回転速度を
減速させてゆくブレーキ装置を設け、 ｄ：前記反力軸を停止させた状態における核差動装箭の
基準速度比が１．０以上の値となっている、 上記構成からなり、 前記主変速機と前記副変速機は直列に結合した構成とな
っている。

［作用］ 副変速機のみの作用：副変速機におけるクラッチの係合
が切り離されている状態においては、副変速機が差動装
置となっている。

したがって、ブレーキ装置が反力軸を無負荷状態に設定
しているときは、副変速機における入力軸を回転させて
も反力軸か空まわりをするだけであって、その入力軸に
は負荷トルクが生ぜず、その結果、この状態において、
副変速機は、副変速機における入力軸の側から副変速機
における出力軸の側への動力の流れが切り離された状態
となっている。

このような状態から、ブレーキ装置によって反力軸にブ
レーキをかけてゆくと、副変速機における入力軸からの
駆動に負荷が生じ、その負荷によって生ずる反力トルク
は副変速機における出力軸の側へ、トルク伝達ができる
状態になってゆく。

このことは、副変速機自身がエンジンから駆動輪までの
間のクラッチ作用を可能としていることを意味している
。

この場合において、差動装置の基準速度比は１．０以上
に設定されているから、上記のようにブレーキ装置によ
って反力軸にブレーキをかけ、反力軸を停止させるまで
の過程においては、必ず差動装置の速度比が１．０とな
る点、すなわち副変速機における入力軸側とその出力軸
側が直結状態となる点を通過することになり、差動装置
の性質から、この状態においては、差動装置における３
軸の全てが同じ回転速度となる。

［またが−２１℃、この速度比が１．０となった状態に
おいてクラツナを係合すれば、そのクラツナは完全に同
期した状態において係合するため、その係合はなんらの
衝撃もなく保合することができ、そのため、従来におけ
る副変速機におけるシンクロメツシュを有した切り換え
機構と異なり、そのクラッチの構成はドッグクラッチの
ような簡単な構成とすることができる。

また、上記クラッチの係合を切り離し、ブレーキ装置に
よって反力軸を停止させると、副変速機における速度比
は、１．０以との差動装置の基準速度比、すなわち副変
速機における入力軸の側の回転速度に対し副変速機にお
ける出力軸の側における回転速度が増速された回転速度
の状態に設定される。

以上の作用から理解できるように、上記副変速機は、従
来における２段変速を可能とした副変速機にエンジンか
ら駆動輪までの間を係合離脱させるクラッチ作用を行な
うことのできる能力を付加していることになる。したが
って、本有段変速機には従来のエンジンから駆動輪まで
の間を係合離脱させるクラ・ソチを必要としないものと
なっている。

主変速機の作用：主変速機は、従来と同様に、その主変
速機における入力軸と出力軸との間の変速比を、最低の
変速比から最高の変速比へ有段に切り換えて使用する構
成をなしている。

有段変速機の変速作用：副変速機と主変速機は、直列に
直結した状態に結合していることから、主変速機におけ
る変速比の設定をいずれかの位置に設定しておき、その
状態において、副変速機の側を上記速度比が１．０とな
る場合と速度比か基準速度比となる場合に選択設定すれ
ば、副変速機と主変速機からなる有段変速機全体として
は、その主変速機をそのいずれかの変速比に設定するご
とに、２つの変速段を得ることが白丁能となる。

したがって、主変速機における変速比設定を最低の変速
比設定から最高の変速比設定までの各変速比設定ごとに
、副変速機を速度比が１゜０になる場合と速度比が基準
速度比ｅｃになる場合の２通りに設定すれば、右段変速
機は主変速機のみによって変速比を選択設定できる変速
段数の２倍の変速段数を得ることができる。

この場合において、その各変速段に設定する操作におい
ては、上述のように差動装置自体が変ａ４Ｂ、とじての
クラッチ作用をすることができるものとなっている。

また上記作用において、上記クラッチ作用は、反力軸に
ブレーキをかけてゆくことによって達成させているもの
であるかから、そのクラッチ作用におけるブレーキエネ
ルギをブレーキ装置に吸収させてゆくことが可能となり
、そのブレーキ装置をエネルギ蓄積装置とすれば、その
エネルギ蓄積装置に蓄積させたエネルギは、自動車を加
速させるときに、再利用することができる。

また、ブレーキ装置をエネルギ蓄積装置とする場合は、
自動車を減速させようとするとき、反力軸を介して、そ
のエネルギ蓄積装置に駆動輪からの走行エネルギを吸収
させてやれば、その吸収されたエネルギを上記自動車の
加速時に再利用することができる。

また、ブレーキ装置をエネルギ蓄積装置とする場合は、
主変速機における変速比を切り換えるとき、有段変速機
を駆動しているエンジンの燃料供給を一時的に低レベル
に抑え、その低レベルに抑えている間において、副変速
機におけるクラッチの係合を切り離した状態（すなわち
、副変速機を差動装置の状態に設定）とし、且つ主変速
機を一旦、中立位置へ設定し、その状態においてエネル
ギ蓄積装置が反力軸の回転速度を制御し、その制御は、
差動装置の速度比を制御し、その速度比の制御は、主変
速機の新たな変速段への同期状態が達成されるまで制御
され、その同期状態となったとき、主変速機を新たな変
速比に設定する。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明における右段変速機を自動車の駆動系
に装着した場合の実施例をシステム図によって示したも
のであり、エンジン１における出力軸１ａは、例えば差
動歯車のような差動装置２、入力軸３ａ、主変速機３．
出力軸３ｂ、最終減速機４ｂおよび駆動軸４ａを介して
駆動輪４を駆動しうる構成となっている。

差動装置２からは動力分岐用の反力軸としての南軍２ａ
が分岐し１反力軸歯車２ａは歯車７ａを介してエネルギ
蓄積装置７に連動し、入力軸３ａには、ハブ３Ｃが嵌着
し、ハブ３Ｃの外周上には、スリーブ３ｄがハブ３ｃと
トルク伝達を可能にして且つ軸方向への摺動を可能に嵌
合し、図示の状態からスリーブ３ｄを左方へ移行させて
、反力軸歯車２ａとハブ３Ｃを一体とするときは、反力
軸歯車２ａと入力軸３ａおよびエンジン出力軸１ａが一
体となって回転する構成となり、この場合、ハブ３Ｃは
Ｊ−ンジン出力軸１ａに嵌着させ、反力軸歯車２ａをエ
ンジン出力＠　ｌ　ａ側に配設し、上記のよ’＞Ｑこ反
力軸歯車２ａと入力軸３ａおよびエンジン出力軸１ａを
一体にする構成とするには、そのエンジン出力軸１ａに
嵌着させたハブと反力輔ｔ！５市２ａをスリーブによっ
て直結させてもよい。

第２図は、その後者の構成とした場合について、本発明
における右段変速機の一実施例をスケルトン図によって
示したものである。

第２図において、差動装置２はキャリヤ２Ｃ、リング歯
車２ｄおよび太陽歯車２ｂからなっており、エンジン出
力軸１ａはキャリヤ２Ｃに）型動し、主変速機３０入力
軸３ａ（差動装置２の出力軸）はリング歯車２ｄに連動
し、反力軸歯車２ａは太陽歯車２ｂに連動している。

また、反力軸歯車２ａにはエネルギ蓄積装置７からの動
力が入力し、あるいは反力軸歯車２ａからエネルギ蓄積
装置７へ動力が蓄積されてゆく関係になっている。

第１図におけるハブ３Ｃに相当するハブＩＣはエンジン
出力軸１ａに嵌着し、／＼ブｌｃの外周上には、スリー
ブｌｄがハブｌｃとトルク伝達を可能にして且つ軸方向
への摺動を可能に嵌合し、図示の状態からスリーブｌｄ
を右方へ移行させて、反力軸歯車２ａとハブｌｃを係合
するときは、反力＠歯車２ａとエンジン出力軸ｌａが一
体となることから、この状態において入力軸３ａもエン
ジン出力軸１ａと一体となって回転する構成となり、逆
に、スリーブ１ｄが図示の状態に設定されていることに
よって、反力軸歯車２ａがハブＩＣと切り離されている
とき、差動装置２は通常の差動歯車としての作動を行な
える構成となり、この場合、差動装置２における基準速
度比ｅｃ（反力軸慟車２ａの回転を停止させた状態にお
いて、入力軸３ａにおける回転速度ｎ３ａをエンジン出
力軸１ａにおける回転速度ｎｌａによって除した値、ｎ
３ａ／ｎ　Ｌ　ａ）を１．０以上の値（例えば１．４）
としている。

主変速機３は、入力軸３ａに歯車３ｇが固着し、副軸３
ｅには歯車３ｆ、３ｍおよび３Ｐのそれぞれが嵌着し、
歯車３ｈおよび３ｊのそれぞれは出力軸３ｂ上へ回転自
在に嵌合し、出力軸３ｂに嵌着したハブ３１には、軸方
向への摺動を可能にして且つトルク伝達を可能にスリー
ブ３ｋかスプライン嵌合しており、歯車３ｇと歯車３ｆ
、歯車３ｈと歯車３ｍ、および歯車３Ｊと歯車３ｐはそ
れぞれ常時歯車係合の状態にある。

また、第１図および第２図におけるエネルギ蓄積装置７
は第２ａ図に示すような構成となっている。すなわち、
歯車７ａは無段変速機７ｂを介してフライホイール７Ｃ
に連動しているものであり、無段変速機７ｂにおける変
速比（フライホイール７Ｃの回転速度で歯車７ａの回転
速度を除した値）を小さくしてゆけば、フライホイール
７Ｃの回転速度が上昇してゆき、歯車７ａの側からフラ
イホイール７Ｃヘエネルギが流れ、フライホイール７Ｃ
には回転エネルギが蓄積されてゆき、逆に変速比を大き
くしてゆけば、フライホイール７Ｃの回転速度が減速さ
れてゆき、その減速によって生ずる回転反力が無段変速
４ｊ！ｊ、７ｂから歯車７ａを介して反力軸歯車２ａへ
与えられる関係となっている。

またエネルギ蓄積装置７は、第２ｂ図に示すような構成
であってもよい、すなわち、歯車７ａは油圧ポンプモー
タ７ｄに連動し、油圧ポンプモータ７ｄとアキュームレ
ータ７ｅとの間が配管によって連通している構成となっ
ており。

歯車７ａからエネルギ蓄積装置７へ動力を流すときは、
油圧ポンプモータ７ｄにポンプ作用をさせ、そのポンプ
作用によって生じた油圧エネルギを７キユームレータ７
ｅへ蓄積させ、逆にアキュームレータ７ｅにおける油圧
エネルギを歯車７ａに放出するときは、アキュームレー
タ７ｅからの油圧エネルギによって油圧ポンプモータ７
ｄに油圧モータの作動をさせ、そのモータ作用によって
歯車７ａを駆動する関係とすればよい。

同様に、油圧ポンプモータ７ｄを発電作用とモータ作用
のできる電動機７ｆに置換し、アキュームレータ７ｅを
電池７ｈに置換すれば、第２Ｃ図のような構成となり、
制御器７ｇによって電動機７ｆに発電作用あるいはモー
タ作用をさせる関係として、歯車７ａからエネルキ蓄積
装置７にエネルギを蓄積させ、あるいはエネルギ蓄積装
置７からのエネルギを回転動力エネルギに変換して、そ
の動力を歯車７ａへ放出する関係としてやることもでき
る。

第１図において、アクセルペダル６はエンジン１におけ
る燃料調整装置１ｂを制御する構成をなし、制御装置５
は、アクセルペダル６の踏み込み量、その踏み込み速度
および自動車の車速を検出し、且つ燃料調整装置１ｂ、
エネルギ蓄積装置７、スリーブｌｄおよび主変速機３の
操作をする構成となっている。

以上の本発明における右段変速機の実施例の構成におい
て、その作用は下記のようになっている。

自動車が発進するときは、スリーブ１ｄを第２図に示す
位置へ設定して、ハブｌｃと反力軸歯車２ａを切り離し
、差動装置２を通常の差動運動ができる状態に設定して
おき、且つエネルギ蓄Ｍｒ３装置７を無負荷状態に設定
しておき（エネルギ蓄積装置７として第２ｂ図の構成を
採用するときは、油圧ポンプモータ７ｂの押しのけ容積
を零に設定して置くことに相当している）、且つ右段変
速機２の変速比を最低変速比に設定しておく（スリーブ
３ｋを第２図の位置へ設定したままとして、歯車３ｊと
／＼ブ３１を係合状態にしておく）。

この状態においては、反力軸歯車２ａが無負荷状態にな
って空転しているため、キャリヤ２Ｃに負荷が生ぜず、
その結果、エンジン出力軸１ａはアイドリング状態とな
って、入力軸３ａにはエンジン１からの動力が伝達され
ない状態となっている。

この状態からアクセルペダル６を踏み込んでゆくと、制
御装置５はエネルギ蓄積装置７に負荷を生じさせてゆき
（第２ｂ図の油圧ポンプモータ７ｂの押しのけ容積をポ
ンプ作用の方向へ大にしてゆくことに相当）、その負荷
は歯車７ａおよび反力軸歯車２ａを介して太陽歯車２ｂ
に反力トルクを生じさせ、その結果、エンジン出力＋ｈ
ｌａと入力軸３ａにトルクが生じ始め。

自動車は発進してゆく。

この場合、上記作動はエネルギ蓄積装置７が反力軸歯車
２ａにブレーキをかけながら発進してゆくことになるた
め、反力軸歯車２ａにおけるブレーキエネルギはエネル
ギ蓄積装置７に吸収され、且つその反力軸歯車２ａにブ
レーキをかけてゆく差動装置２における作用はクラッチ
作用となる。すなわち、上記クラッチ作用において、エ
ンジン出力軸１ａと入力軸３ａとの回転差に相当するエ
ネルギがエネルギ蓄積装置７へ蓄積されてゆきながら、
従来のクラッチによるクラッチ作用をしてゆくことにな
る。

この点、従来のクラッチ作用が、上記エンジン出力軸１
ａと入力軸３ａとの回転差に相当するエネルギを熱とし
て捨てていたことと異なっている。

このように反力軸歯車２ａにブレーキをかけてゆく過程
において、上述のように差動装置２における基準速度比
ｅＣがｅｃ＞１．０の値に設定させているため、差動装
置２における速度比ｅ（入力１ｉｈ３ａにおける回転速
度ｎ３ａをエンジン出力ｉ１ａにおける回転速度ｎＬａ
によって除した値ｎ３ａ／ｎ１ａ）と反力軸歯車２ａの
速度比ｅｒ（反力軸歯車２ａにおける回転速度ｎ２ａを
エンジン出力軸１ａにおける回転速度ｎｌａによッテ除
した値ｎ２ａ／ｎ１ａ）との関係は、第３図のようにな
っている。

すなわち、上記のようにエネルギ蓄積装置７が無負荷と
なって入力軸３ａが未だ停止している状態は、ｔ５３図
における作動点ａに相当しており、この状態からエネル
ギ蓄積装置７にブレーキをかけてゆき反力軸歯車２ａの
回転速度を停止の状態へ近づけてゆくと、その途中にお
いて反力軸歯車２ａの速度比ｅｒは作動点ａから差動点
すに近づいてゆき、その作動が差動点すの状態となった
とき、エンジン出力軸１ａ、反力軸歯車２ａおよび入力
軸３ａが一体となった状態において回転し、この状態に
達したとき、制御装置５はスリーブ１ｄを図示の状態か
ら右方へ移行してハブＩＣと反力軸歯車２ａを係合状態
に設定し、その設定後、エネルギ蓄積装置７を無負荷状
態とする。

この状態は、差動装置２と主変速機３からなる右段変速
機が最低変速段の第１速に設定されたことになる。

ここで、この第１速に設定した場合のエンジン１からの
動力の流れは、エンジン出力軸１ａ、ハブ１ｃ、スリー
ブ１ｄ、差動装置２、入力軸３ａ、歯車３ｇ、３ｆ、３
Ｐおよび３ｊ、スリーブ３におよびハブ３１を介して出
力軸３ｂに伝達している。

この第１速の状態から、更に上位の第２速へ変速すべき
ことを制御装置５が認識したときは、制御装置５は、一
時的に燃料調整装置１ｂにおけるエンジン１への燃料供
給量を下げ、その下げの直後に、スリーブ１ｄを第２図
の状態に戻してハブＩＣと反力軸歯車２ａの係合を切り
離した状態とし、更に制御装置５は、エネルギ蓄積装置
７か歯車７ａおよび反力軸歯車２ａを介して太陽歯車２
ｂにブレーキをかけてゆくように制御してゆき、最終的
に太陽歯車２ｂの回転を停止させ、制御装置５は燃料調
整装置ｉｂにおける燃料供給をアクセルペダル６の指示
による値に戻す。

この太陽歯車２ｂを完全に停止させている状態は、第２
ｂ図における油圧ポンプモータ７ｄとアキュームレータ
７ｅの間をバルブ７１によって閉じ且つ油圧ポンプモー
タ７ｄの押しのけ容積を最大とし、そのことによって油
圧ポンプモータ７ｄの回転を停止させるか、あるいは歯
車７ａをブレーキバンド等によってその回転を停止させ
る等に相占している。

また上記状態は、差動装置２における速度比ｅが第３図
に示すように１．０より大となっている基準速度比ｅＣ
に固足されたことになり、その結果、差動装置２と主変
速機３からなる右段変速機は、上記第１速より高い変速
段の第２速に設定されたことになる。

ここで、この第２速に設定した場合のエンジン１からの
動力の流れは、エンジン出力軸１ａ、キャリヤ２ｃ、　
　リング歯車２ｄ、入力軸３ａ、歯車３ｇ、３ｆ、３ｐ
および３ｊ、スリーブ３におよびハブ３１を介して出力
軸３ｂに伝達している。

この第２速の状態から、更に上位の第３速へ変速すべき
ことを制御装置５が認識したときは、制御装置５は、上
記と同様、一時的に燃料調整装置ｌｂにおけるエンジン
ｌへの燃料供給量を下げる。

このようにエンジン１への燃料供給を下げるまでの状態
において、入力軸３ａに生じているトルクは今までの駆
動の状態からエンジンブレーキがかかり始める状態へ移
行してゆき、その間において入力軸３ａのトルクは零と
なる状態が存在する。その入力軸３ａにおけるトルクが
零となる状態において、制御装置５はスリーブ３ｋを第
２図の位置から歯車３ｈと歯車３ｊとの軸方向の中間位
置（変速の中立位置）へ移行させる。

このように、スリーブ３ｋが中立位置へ設定されたこと
によって、入力軸３ａの側の駆動系（入力軸３ａ、歯車
３ｇおよび３ｆ、副軸３ｅ、歯車３ｐおよび３Ｂと出力
軸３ｂの側の駆動系（ハブ３１および出力軸３ｂ）は、
ハブ３１の位置において切り離された状態となる。

この状態において、制御装置５は出力軸３ｂの回転速度
ｎ２と、歯車３ｇ、３ｆ、３ｍおよび３ｈのそれぞれの
歯数Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４を使用して下記の ｎ　１　ｏ　＝　（Ｚ４／Ｚ３）Ｘ　（Ｚ２／Ｚ　１）
Ｘｎ２　　　　　　　　　　　（１） の演算を行なう。

ここで（１）式は、スリーブ３ｋを左端に設定してハブ
３１と歯車３ｈを係合させた場合においては、その歯車
３ｇ、３ｆ、３ｍおよび３ｈの組合せから、入力軸３ａ
の回転速度が、現在の出力軸３ｂの回転速度ｎ２に対し
て所定の回転速度ｎｌｏになっていなければならない関
係を示している。

ここで、（１）式の関係は、 ｎ　　１　　ｏＸＺ１＝ｎｃＸＺ２ ｎ　　ｃＸ　　Ｚ　　３＝　　ｎ　　４　ＸＺ４の関係
から求めたものであり、ｎｃは副軸３ｅの回転速度であ
る。

上記のように、（１）式から求めた所定の回転速度ｎｌ
ｏは、制御装置５において検出した入力軸３ａにおける
実の回転速度ｎ１と比較され、ｎｌ＞ｎｌｏなるとき、
制御装置５はエネルギ蓄積装置７に対し、入力軸３ａの
回転速度を減速する側に反力軸歯車２ａを回転させ、逆
にｎ　ｌ＜ｎ　ｌ　ｏなるときは、制御装置５はエネル
ギ蓄積装置７に対し、入力軸３ａの回転速度ｎｌを大き
くする方向に反力軸歯車２ａを駆動させてゆき、制御装
置５は最終的にｎ１＝ｎｌＯの状態に近づけてゆく、す
なわち、歯車３ｈの回転速度とハブ３１の回転速度を同
期させてゆくことになる。

このように、入力軸３ａの回転速度ｎ１が所定の回転速
度ｎｌｏに同期したとき、制御装置５はスリーブ３ｋを
上記中立の位置から第２図の左方へ移行させて、ハブ３
１と歯車３ｈを係合させ、制御装置５は燃料調整装置１
ｂにおける燃料供給をアクセルペダル６の指示による値
に戻す。

このとき、上記のように歯車３ｈの回転速度とハブ３１
の回転速度が同期した状態となっているため、スリーブ
３ｋが歯車３ｈへ係合してゆく作用は殆どその係合時の
ショックを生ずることがなく、滑らかにその変速を行な
うことができる。

このように主変速機３における変速が終了すると同時に
、制御装置５はエネルギ蓄積装置７に対し再び反力軸歯
車２ａの回転にブレーキをかけてゆき、上述と同様に差
動装置２における速度比ｅが第３図における差動点すと
なったとき、スリーブｌｄを右方へ移行させてハブ１ｃ
と反力軸歯車２ａを係合させ、エネルギ蓄積装置７を無
負荷に設定し、差動装置２における速度比ｅを１゜０に
固定し、差動装置２と主変速機３からなる有段変速機の
変速段を第３速に設定する。

ここで、この第３速に設定した場合のエンジンｌからの
動力の流れは、エンジン出力軸１ａ、ハブ１ｃ、スリー
ブ１ｄ、差動装置２、入力軸３ａ、ｉ車３ｇ、３ｆ、３
ｍおよび３ｈ、スリーブ３におよびハブ３１を介して出
力軸３ｂに伝達している。

上記第３速から、更に制御装置５が、その上位の変速段
へ変速すべきであることを判断したときは、上述の第１
速から第２速への変速において差動装置２を操作したこ
とと同じに、制御装Ｗｉ５は、一時的に燃料調整装置１
ｂの燃料供給レベルを下げ、ハブＩＣと反力軸歯車２ａ
との係合を切り敲し、エネルギ蓄積装置７の操作によっ
て太陽歯車２ｂの回転を停止させ、そのことによって差
動装置２における速度比ｅを基檗速度比ｅＣに設定し、
且つ燃料調整装置ｉｂにおけるエンジン１への燃料供給
をアクセルペダル６の指示している燃料供給レベルに戻
す。

この状態は、差動装置２と主変速機３からなる有段変速
機が第４速に設定されたことに相当する。

ココで、この第４速に設定した場合のエンジン１からの
動力の流れは、エンジン出力軸１ａ、キャリヤ２Ｃ、リ
ング歯車２ｄ、入力軸３ａ、歯車３ｇ、３ｆ、３ｍおよ
び３ｈ、スリーブ３におよびハブ３１を介して出力軸３
ｂに伝達している。

上記の第１速から第４速までのシフトアップに対し、逆
に第４速から第１速へのシフトダウンの変速もまったく
上記の方法と同じにして、且つ上述の逆の順序によって
変速をすればよいが、その場合において、新たに第３速
から第２速へシフトダウンする場合において、スリーブ
３ｋを左端から中立位着を介し右端へ切り換える際の操
作は、その動力伝達経路が、上述の第２速から第３速へ
の切り換えとその順序が逆になるため、制御装置５にお
いて算出される所定の回転速度ｎｌｏが異なり、その値
は、上記（１）式に対し、 ｎ　　１　　ｏ＝　　（Ｚ６／Ｚ５）Ｘ　　（Ｚ２／Ｚ
　　１）Ｘｎ２　　　　　　　　　　　　　　　　　（
２）となる。

ここで、Ｚ６およびＺ５は、歯車２ｊおよび２ｍの歯数
である。

ここで上記実施例においては、主変速機３における変速
に使用される歯車列（歯車３ｐと歯車３ｊの歯車列と、
歯車３ｍと歯車３ｈの歯車列）が２列となっているが、
その歯車列は更に多段の歯車列を有するものであって、
上記の第１速から第４速へ、あるいは第４速から第１速
へ移行させるように、更に出力軸３ｂと副軸３ｅの間に
複数の歯車列を介設させた多段の変速段を有した主変速
ｖ１３としてもよい。

また、上記主変速Ｊｙｊ、３には後退用の歯車列を設け
てもよいことは、容易に理解できるであろう。

上述の説明から理解できるように、差動装置２とハブＩ
Ｃおよびスリーブ１ｄは副変速機を構成し、この副変速
機は主変速機３が有している変速可能な歯車列数の２倍
の変速段とさせることが可能となっており、江つエンジ
ン出力軸１ａから出力軸３ｂの間における駆動系のクラ
ッチ作用の能力も有している。

以上のような変速作用に対し、自動車にエンジンブレー
キをかける場合を以下に説明する。

差動装置２および主変速機３からなる有段変速機におけ
る変速段の位置が任意の変速位置へ設定されている状態
において、運転者がアクセルペダル６を戻したときは、
制御装置５がそのアクセルペダル６の戻しを検出し、そ
の検出によって制御装置５がエネルギ蓄積装置７を１反
力軸歯車２ａにおける回転動力が吸収できる状態に設定
し、且つその動力吸収の程度はアクセルペダルの戻し量
に比例して増大させてゆく（エネルギ蓄積装置７として
第２ｂ図の構成を採用する場合は、油圧ポンプモータ７
ａをポンプ作用の状態に設定し、油圧ポンプモータ７ａ
の押しのけ容積をアクセルペダル６の戻し量に比例して
大きくしてゆくことに相当）。

またこのとき、制御装置５はエンジン１に対し、燃料調
整装置１ｂにおける燃料供給を零に設定している。

このようなことより、自動車の走行エネルギは、出力軸
３ｂ、主変速機３、入力軸３ａおよび差動装置２を介し
て、一方においてはエンジン出力軸１ａを介してエンジ
ン１においてエンジンブレーキによって吸収され、他方
においてその走行エネルギは反力軸歯車２ａを介してエ
ネルギ蓄積装置７に吸収されることになる。

このように、エンジンブレーキ状態において、あるいは
そのエンジンブレーキに続いて自動車が停止した状態に
おいて、再び自動車を駆動するときは、制御装置５が、
アクセルペダル６の踏み込みを検出して、主変速機３を
中立位置へ設定して入力軸３ａと出力軸３ｂを切り離し
た状態としておき、且つスリーブｌｄを右方へ移行して
ハブ１ｃと反力軸歯車２ａを係合した状態としておき、
その状態において、制御装置５の指示によって、エネル
ギ蓄積装置７が反力軸歯車２ａを介してエンジン出力軸
１ａを駆動し、エンジン１を再始動させ、自動車を駆動
できる状態に設定する。

また、上記エンジンｌの再始動に対し、エネルギ蓄積装
置７として第２ａ図の構成を採用するときは１次の方法
を採用してもよい。

制御装置５が、アクセルペダル６の戻しを検出して、自
動車がエンジンブレーキに入ることを認識したときは、
スリーブ１ｄを操作してハブ１ｃと反力軸歯車２ａを係
合させ、その状態において制御装置５は、無段変速機７
ｂの変速比を小さくしてゆくことによってフライホイー
ル７Ｃにエンジン出力軸１ａの動力を吸収させてゆき、
その状態に設定すると同時に、エンジンｌにおける金気
筒のうち、１気筒のみに最小の燃料を供給し、且つ他の
残りの気筒への燃料供給を停止させる。

この場合、上記のようにエンジン１が１気筒のみの作動
となっても、上記のようにフライホイール７Ｃの回転速
度がエンジン出力軸１ａの回転速度に対して増速してい
るので、その増速されたフライホイール７Ｃの慣性力に
よってエンジン１の回転変動は小さく抑え”ることが可
能となるものである。

このようなブレーキ作動に対し、上記のように自動車を
再び駆動してゆくときは、制御装置５はそのアクセルペ
ダル６の踏み込みに応じて、エンジンｌにおける全気筒
へ燃料を供給できる通常の状態へ設定する。

このことは、上記のようにエンジンｌを再始動する際に
、エンジン１における１気筒が既にエンジンｌを駆動し
ているため、エンジン１の再始動か容易になる利点を有
していることになる。

以」二のようなエンジンｌを再始動して自動車を駆動で
きる状態に設定し、更に自動車を加速してゆく場合を下
記に説明する。

上記のように主変速機３が中立位置へ設定している状態
において、制御装置５は燃料調整装置１ｂにおける燃料
供給を一時的に抑えておき、その抑えている間に、上記
第１速から第４速へシフトアップしていったときと同様
の操作によって、主変速ｊａ３を必要な変速比の位置へ
設定し、その設定が完了すると同時に制御装置５は、燃
料調整装置１ｂがアクセルペダル６の指示によって操作
される状態に設定し、そのような主変速機３が任意の変
速位置へ設定された状態において、運転者がアクセルペ
ダル６を踏み込んでゆくと、制御装置５はエネルギ蓄積
装置７を反力軸歯車２ａに対しエネルギ放出ができる状
態に設定し、アクセルペダル６の踏み込みに応じて制御
装置５はそのエネルギ放出の程度を増大させてゆく（エ
ネルギ蓄積装置７として第２ｂ図の構成を採用する場合
は、油圧ポンプモータ７ａをモータ作用の状態に設定し
、アクセルペダル６の踏み込み量に比例して油圧ポンプ
モータ７ａの押しのけ容積を増大してゆくことに相当）
。

すなわち、差動装置２のクラッチ作用およびエンジンブ
レーキ等によってエネルギ蓄積装置７に蓄積されたエネ
ルギは、アクセルペダル６の踏み込み詩において、差動
装置２を介して入力軸３ａに放出され、その放出された
エネルギはエンジンｌからの出力動力に加えて再利用さ
れることになる。

また、エネルギ蓄積装置７として第２ｂ図の方式を採用
するときは、エンジン出力軸１ａあるいは入力軸３ａに
、第２ｂ図におけるアキュームレータ７ｅへの圧油補給
用の新たな油圧ポンプモータを連動させておいてもよい
。

また、上記実施例のうち、第２図においては、反力軸と
なる歯車２ａとエンジン出力軸１ａを係合させることに
よって、差動装置２の速度比ｅを１．０とする構成とし
ているが、このことは、第１図の構成においても説明し
たように、差動装置２は反力軸歯車２ａと入力軸３ａを
係合させても、速度比ｅを１．０とすることが可能であ
り、またエンジン出力軸１ａと入力軸３ａを直接係合さ
せても速度比ｅを１．０とすることができる。

すなわち、差動装置２を速度比ｅ＝１．０に固定する方
法は、差動装置２を構成する入力軸（エンジン出力軸１
ａ）、出力軸（入力軸３ａ）および反力軸（反力軸歯車
２ａ）の３軸のうち、いずれか２軸を係合すればよいこ
とになるしたがって、差動装置２が、上記のように。

エンジン出力軸１ａと出力軸３ｂとの間のクラッチ作用
を可能とすると共に、速度比ｅを１゜０と基準速度比ｅ
ｃに選択設定することができるようにするためには、上
記差動装置２における３軸のうち、いずれか２軸の間に
クラッチを介設し、そのｚ軸の間を選択的に係合離脱で
きるようにしておけばよいことになる。

また、第２図における差動装置２は太陽歯車２ｂ、キャ
リヤ２Ｃおよびリング歯車２ｄのみからなる単純差動歯
車となっているが、差動装置２としては、上記のように
差動装置２における入力軸、出力軸および反力軸の３軸
からなり、且つ基準速度比ｅｃがｅｃ＞１．０となって
いれば、いかなる構成の差動装置であってもよい。

また、第２図における差動装置２は、各歯車によって構
成した差動歯車となっているが、上記のように入力軸、
出力軸および反力軸の３軸が存在すれば、歯車伝動では
なく摩擦伝動による差動装置であってもよい。

また、上記実施例においてエネルギ蓄積装置７がクラッ
チ作用、あるいはエンジンブレーキ作用によって吸収し
たエネルギを再生利用するようなことを考慮する必要が
ない場合は、エネルギ蓄積装置７は単なる反力軸にブレ
ーキ作用をさせるブレーキ装置でよい。

また、第２図における実施例の有段変速機は、エンジン
１の側からハブＩＣ、スリーブｌｄおよび差動装置２か
らなる副変速機、主変速機の順に配設しているものであ
って、その有段変速機における変速比は、副変速機にお
ける変速比（速度比ｅの逆数）と主変速機３における変
速比との積によって決定されている。したがって、副変
速機と主変速機の配設が直列に配設している限り、主変
速機がエンジン１側となって、その後に副変速機が配設
する構成となっても同じとなる。

これを具体的に説明すると、第２図における構成におい
て、入力軸３ａを途中で分断し、その分断した主変速機
３をエンジン１側に配設し、その分断した副変速機をそ
の主変速機３の後側に直結するものとなる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明における有段変
速機の効果は下記のとおりである。

１）副変速機は、反力軸にブレーキをかけてゆくことに
よって、クラッチ作用をしながら２段の変速切り換えを
可能としている。したがって、有段変速機には従来のク
ラッチを必要とせず、その構成を簡単にすることができ
る。

２）反力軸に設けたブレーキ装置をエネルギ蓄積装置７
とするときは、 ａ：そのエネルギ蓄積装置７の制御によって、主変速機
３の変速時においては、入力軸３ａの動力伝達経路と、
出力軸３ｂの動力伝達経路の回転速度を同期させること
が可能となって、その変速時における変速ショックを無
くすことが可能となり、且つ主変速機３における従来の
シンクロメツシュ機構を省略することが可能となり、主
変速機３の構成を単純化することが可能となる。

ｂ＝従来、自動車の発進時あるいは変速時のクラッチ作
用時において、エンジン１からの動力の一部を捨ててい
た。しかし、本発明においては、そのクラッチ作用時に
おいては、エネルギ蓄積装置７が、その従来槽てていた
エネルギを反力軸から吸収し、その吸収したエネルギを
自動車の加速時あるいはエンジンｌの再始動に使用する
ことが可能となり、このことは、エンジン１の燃料消費
を低減させることに貢献することになる。

Ｃ：エネルギ蓄積装置７は、自動車のエンジンブレーキ
時に、反力軸からそのブレーキエネルギを吸収すること
が可能となるため、その吸収したエネルギも上記と同様
に、加速時において再利用することが可能となる。

また、このエネルギ蓄積装置７がブレーキエネルギを吸
収できることは従来のブレーキ機構におけるブレーキラ
イニングの摩耗を非常に少なくすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における右段変速機を自動車の駆動系
に装着させたシステム図を示し、第２図は、本発明にお
ける右段変速機の一実施例をスケルトン図によって示し
、第２ａ図、第２ｂ図および第２ｃ図のそれぞれは、エ
ネルギ蓄積装置７の一実施例をシステム図によって示し
、第３図は、差動装置２における速度比ｅと反力軸の速
度比ｅｒとの関係を示した特性図である。 実施例に使用した主な符合は下記のとおりである。 工：エンジン、１ａ：エンジン出力軸、　　　Ｌｃ：ハ
ブ、　　１ｄニスリーブ、　　２：差動装置。 ２ａ：反力軸歯車、　３：主変速機、　　４：駆動輪、
　　５：制御装置、　　６：アクセルペダル、　　７：
エネルギＭｖ１装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主変速機は、その主変速機における入力軸と出力軸
   との間の変速比を有段に切り換えて使用する構成をなし
   、 副変速機は、 ａ：その副変速機における入力軸、その副変速機におけ
   る出力軸および反力軸の３軸を有した差動装置と、 ｂ：前記３軸のうち、いずれか２軸の間に、その２軸を
   選択的に係合離脱させるクラッチを介設し、 ｃ：前記反力軸には、該反力軸の回転速度を減速させて
   ゆくブレーキ装置を設け、 ｄ：前記反力軸を停止させた状態における該差動装置の
   基準速度比が１．０以上の値となっている、 上記構成からなり、 前記主変速機と前記副変速機は直列に結合している有段
   変速機。 ２、ブレーキ装置は、選択的に反力軸における動力を吸
   収し、あるいはその吸収した動力を該反力軸に再供給す
   る構成となっているエネルギ蓄積装置である特許請求の
   範囲第１項記載の有段変速機。