化，作為近似替代物，本發(fā)明將通常的有級變速檔裝置與作為齒輪式連續(xù)可變變速機構(gòu)的齒輪組組合，該齒輪組如下形成:將在圓錐狀的外周面呈螺旋狀排列齒而成的螺旋齒輪(旋風(fēng)齒輪Tg)以發(fā)動機輸出軸為中心進行配置，進而將能以與母線平行配置的軸為中心軸進行移動的小齒輪(小齒輪Pg)嚙合。進一步，采用隔檔(跳檔)重疊該齒輪式連續(xù)可變變速機構(gòu)的方式，詳細內(nèi)容在下文敘述，例如加速時使連續(xù)可變變速成I速、3速、5速、7速各檔位的動力重疊(合成)，恒速行駛時，不利用上述動力傳送路徑切換單元進行連續(xù)可變變速而在各檔位保持其傳動比不變的狀態(tài)下行駛。由此，通過連接加速行駛或恒速行駛的各檔位的工序，能夠?qū)崿F(xiàn)實用上的行駛。
[0068]具體而言，利用動力分配機構(gòu)(或動力合成機構(gòu))即作為差動機構(gòu)的第1、第2行星齒輪裝置10、20將動力源的動力分配(分割)輸出，被分配的動力之一被輸出至與一個行星齒輪機構(gòu)連接的本齒輪式連續(xù)可變變速機構(gòu)即旋風(fēng)齒輪(螺旋齒輪)與小齒輪的齒輪組，如上所述，通過該齒輪組使轉(zhuǎn)速比連續(xù)改變，進一步從該齒輪組輸出的連續(xù)可變變速動力與被另一行星齒輪機構(gòu)輸出的另一分配動力被作為動力合成機構(gòu)的另一行星齒輪機構(gòu)再次合成并輸出至變速檔機構(gòu)。
[0069]更具體而言，在圖6中示出動力傳送路徑，動力源(發(fā)動機)的旋轉(zhuǎn)動力從太陽齒輪1s (20s)被分配至第I行星齒輪裝置10的行星齒輪1p和第2行星齒輪裝置20的行星齒輪20p。第2行星齒輪裝置20的環(huán)形齒輪20r被固定，被分配的旋轉(zhuǎn)動力之一介由行星齒輪20p從支架20c傳向離合器C3>斜齒輪軸6>錐齒輪11>軸齒輪12>小齒輪軸Ps>小齒輪Pg>旋風(fēng)齒輪Tg，如上所述，小齒輪Pg與旋風(fēng)齒輪Tg的嚙合位置從旋風(fēng)齒輪Tg直徑大的底面?zhèn)认蛑睆叫〉捻旤c側(cè)移動(以下稱為小齒輪Pg下降)，與此同時，旋風(fēng)齒輪的轉(zhuǎn)速從低速旋轉(zhuǎn)連續(xù)向高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。此時，在本實施例中，將太陽齒輪1s (20s) >支架20c的變速比(=輸入旋轉(zhuǎn)速度/輸出旋轉(zhuǎn)速度)大致設(shè)定為3，將小齒輪Pg>旋風(fēng)齒輪Tg的變速比最大(直徑大的位置)大致設(shè)定為4，嚙合位置在直徑小的一側(cè)的最終位置的旋風(fēng)齒輪Tg的直徑以該直徑(位置)處的轉(zhuǎn)速與錐齒輪11的轉(zhuǎn)速、換言之支架20c的轉(zhuǎn)速大致相同的方式設(shè)定，因此，旋風(fēng)齒輪Tg的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)向支架20c的轉(zhuǎn)速遞增，例如，如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/rpm，則支架20c轉(zhuǎn)速約為600轉(zhuǎn)/rpm，因此旋風(fēng)齒輪Tg轉(zhuǎn)速從大致150轉(zhuǎn)/rpm向600轉(zhuǎn)/rpm遞增。
[0070]此時，旋風(fēng)齒輪Tg為正向旋轉(zhuǎn)，雙向離合器Fl為空轉(zhuǎn)，雙向離合器F2以阻止旋風(fēng)齒輪Tg的正向旋轉(zhuǎn)的方式進行控制，介由該雙向離合器F2傳送至第I行星齒輪裝置10的環(huán)形齒輪1r (與旋風(fēng)齒輪Tg —同旋轉(zhuǎn))，與由上述太陽齒輪1s (20s)分配后的另一旋轉(zhuǎn)動力一同被合成并從支架1c介由第I離合器Cl輸出至變速檔機構(gòu)。更詳細而言，固定環(huán)形齒輪1r時(為O時)，將太陽齒輪1s (20s) >支架1c的變速比大致設(shè)定為4，支架1c的轉(zhuǎn)速從450轉(zhuǎn)/rpm開始，如后所述，經(jīng)過一定時間從旋風(fēng)齒輪Tg傳送的環(huán)形齒輪1r的動力(150轉(zhuǎn)/rpm>600轉(zhuǎn)/rpm)被合成，450轉(zhuǎn)/rpm>900轉(zhuǎn)/rpm輸出遞增。從輸入軸齒輪13到中間軸齒輪14，傳動比為0.5，速度增加了 2倍，900轉(zhuǎn)/rpm>1800轉(zhuǎn)/rpm的旋轉(zhuǎn)動力被輸出到中間軸4。
[0071]應(yīng)予說明，此時旋風(fēng)齒輪Tg的轉(zhuǎn)速大致為150轉(zhuǎn)/rpm>600轉(zhuǎn)/rpm，因此使嚙合的最終位置即旋風(fēng)齒輪Tg的直徑小的一側(cè)的直徑的旋轉(zhuǎn)持續(xù)I分種，需要450轉(zhuǎn)的距離，例如如果使其間的加速時間為5秒(本實施例為2檔位)，則所需要的轉(zhuǎn)速為450+ (60 + 5)，約為37轉(zhuǎn)，換言之，旋風(fēng)齒輪與小齒輪的(從一端到另一端)嚙合移動距離成為上述旋風(fēng)齒輪Tg最終位置(小的一側(cè)的直徑)處的周長X37轉(zhuǎn)的距離。旋風(fēng)齒輪Tg的圓錐角和軸向長度根據(jù)發(fā)動機輸出進行設(shè)定。
[0072]此外，為了使旋風(fēng)齒輪與小齒輪始終嚙合，利用正轉(zhuǎn).反轉(zhuǎn)兩種旋轉(zhuǎn)，像圖7所示的動力傳動路徑那樣，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)動力從太陽齒輪1s (20s)被分配至第I行星齒輪裝置10的行星齒輪1p和第2行星齒輪裝置20的行星齒輪20p，第I行星齒輪裝置10的支架1c被固定，被分配的旋轉(zhuǎn)動力之一成為反向旋轉(zhuǎn)，從環(huán)形齒輪1r被傳送至第3行星齒輪裝置30的太陽齒輪30s，環(huán)形齒輪30r預(yù)先被固定，通過在該狀態(tài)下反向旋轉(zhuǎn)而從支架30c被傳送至雙向離合器Fl。雙向離合器F2為空轉(zhuǎn)，雙向離合器Fl以阻止旋風(fēng)齒輪Tg的正向旋轉(zhuǎn)的方式進行控制，介由該雙向離合器Fl被傳送至旋風(fēng)齒輪Tg，與上述工序相反，本工序中是將動力從旋風(fēng)齒輪Tg傳送至小齒輪Pg。上述工序之后，小齒輪Pg與旋風(fēng)齒輪Tg的嚙合位置處于旋風(fēng)齒輪Tg直徑小的頂點側(cè)，因此，本工序中，嚙合位置從直徑小的頂點側(cè)向直徑大的底面?zhèn)纫苿?以下，稱為小齒輪Pg上升)，與此同時小齒輪的轉(zhuǎn)速從低速旋轉(zhuǎn)連續(xù)向高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。然后以與上述工序相反的路徑到達支架20c:旋風(fēng)齒輪Tg>小齒輪Pg>小齒輪軸Pg>軸齒輪12>錐齒輪11>斜齒輪軸6>離合器C3>支架20c。此時支架20c的旋轉(zhuǎn)為反向旋轉(zhuǎn)。然后與來自太陽齒輪10s(20s)的另一分配動力(正向旋轉(zhuǎn))一起被合成，并從環(huán)形齒輪20r以反向旋轉(zhuǎn)輸出至變速檔機構(gòu)。詳細而言，將太陽齒輪1s (20s) >環(huán)形齒輪1r的變速比大致設(shè)為3，將太陽齒輪30s>支架30c的變速比(固定環(huán)形齒輪30r)大致設(shè)為4，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/rpm，此時環(huán)形齒輪1r為600轉(zhuǎn)/rpm，因此，太陽齒輪30s也為600轉(zhuǎn)/rpm，支架30c為150轉(zhuǎn)/rpm,因此，旋風(fēng)齒輪Tg以150轉(zhuǎn)/rpm的恒速旋轉(zhuǎn)將動力傳送至小齒輪Pg。小齒輪Pg與旋風(fēng)齒輪Tg的傳動比從I變?yōu)?.25，小齒輪Pg的轉(zhuǎn)速從150轉(zhuǎn)/rpm成為600轉(zhuǎn)/rpm。
太陽齒輪1s (20s) >環(huán)形齒輪20r的變速比在固定支架20c的情況下(為O的情況下)大致設(shè)定為2，環(huán)形齒輪20r的轉(zhuǎn)速從900轉(zhuǎn)/rpm開始，從小齒輪Pg傳送的支架20c的動力(150轉(zhuǎn)/rpm>600轉(zhuǎn)/rpm)被合成而輸出從900轉(zhuǎn)/rpm遞增至大致1800轉(zhuǎn)/rpm。
[0073]應(yīng)予說明，本實施例中，上述的動力源(發(fā)動機)> 太陽齒輪1s (20s) >第2行星齒輪裝置20>離合器C3>斜齒輪軸6>錐齒輪11，或者發(fā)動機 > 太陽齒輪1s (20s) >環(huán)形齒輪10r>第3行星齒輪裝置30>雙向離合器Fl>旋風(fēng)齒輪Tg成為上述權(quán)利要求1中記載的驅(qū)動單元。
[0074]這樣，本實施例中，兩工序均從900轉(zhuǎn)/rpm(發(fā)動機輸出時為1800轉(zhuǎn)/rpm)到大致1800轉(zhuǎn)/rpm，成為2倍的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)速度)，從旋風(fēng)齒輪部到變速檔機構(gòu)輸出增加。本實施例中，以如下方式設(shè)定傳動比:使旋風(fēng)齒輪Tg的單程可達到的最大輸出旋轉(zhuǎn)位移數(shù)即該2倍的轉(zhuǎn)速(1800轉(zhuǎn)/rpm)成為下一變速檔的900轉(zhuǎn)/rpm，換言之傳動比成為1/2 ;將發(fā)動機轉(zhuǎn)速設(shè)定為恒定。旋風(fēng)齒輪Tg上升的傳動比越大越好，因此基本而言旋風(fēng)齒輪Tg的下一變速檔的始動位置(當(dāng)前變速檔的最終位置)優(yōu)選為最端部，例如為了保護齒，也可通過調(diào)整下一變速檔的變速比而對旋風(fēng)齒輪Tg的(下一變速檔的)始動位置進行微調(diào)。由此，檔間比為0.5，例如如果I速為4，則接下來為2，由于2速時轉(zhuǎn)速的差異大，所以設(shè)為3速，不考慮行駛阻力的傳動比數(shù)值是I速為4、3速為2、5速為1、7速為0.5，2速、4速、6速為任意的傳動比。也可以是在高速區(qū)域進一步增加齒輪的方式。
[0075]應(yīng)予說明，旋風(fēng)齒輪Tg路徑各部位要確?？沙惺苻D(zhuǎn)矩的高強度剛性和大小，但由于第3行星齒輪裝置30或小齒輪Pg位于空間富余的場所，所以可以大一些，另外，由于這些部位的轉(zhuǎn)矩被分配(減半)，所以沒有這樣的問題。
[0076]接著，參照圖6?10，對基于車輛行駛狀態(tài)的控制工序進行說明。
[0077]【啟動和微速行駛】
本實施方式中，車輛停止時，從發(fā)動機停止?fàn)顟B(tài)到踩踏制動器踏板、發(fā)動機起動、空轉(zhuǎn)的工序中，變速檔機構(gòu)成為以第2輸入軸3確立I速齒輪系G1、以中間軸4確立啟動.微速用齒輪系Ge的狀態(tài)，另一方面，旋風(fēng)齒輪部的第I離合器Cl、第2離合器C2、第3離合器C3被放開，成為空擋狀態(tài)，因而能夠空載旋轉(zhuǎn)。
[0078]本裝置中，如圖2所示，旋風(fēng)齒輪部為主(副)變速器，這里傳動比預(yù)先被提高，因此變速檔機構(gòu)能夠設(shè)定超級低。設(shè)定啟動?微速用齒輪系Ge的傳動比大于I速傳動比，以形成用于微速行駛和坡道啟動等的大轉(zhuǎn)矩，從上述狀態(tài)解除對制動器踏板的踩踏，當(dāng)駕駛員的腳離開制動器踏板時，第I離合器Cl因半離合等被緩慢卡合且制動器BI被卡合(環(huán)形齒輪1r被固定)，如圖8所示，發(fā)動機動力以啟動?微速用齒輪系Ge路徑被傳送至驅(qū)動輪而使車輛啟動。
對于I速檔位，如圖9所示，第I離合器Cl被放開，第2離合器C2被卡合且制動器B4也被卡合(支架20c被固定)，從而實現(xiàn)I速檔位的行駛。
[0079]【加速和換擋】
本實施例中，將腳搭在油門踏板上且踏下量大致為O的狀態(tài)設(shè)為a0，將規(guī)定的踏下量設(shè)為al，將O?al設(shè)為恒速速行駛區(qū)域，將al以上設(shè)為加速區(qū)域。若油門踏板踏下量超過al，則上述ECU判斷為加速行駛，進行加速動作。以圖7作為參考，例如在基于I速齒輪系的加速(I速?2速)中，從上述第2離合器C2和第4制動器B4被卡合的I速恒速行駛的狀態(tài)開始，第2制動器B2被卡合，第4制動器B4被放開，第3離合器C3被卡合。由此，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)動力從太陽齒輪1s (20s)被分配至第I行星齒輪裝置10的行星齒輪1p和第2行星齒輪裝置20的行星齒輪20p，被分配的旋轉(zhuǎn)動力之一成為反向旋轉(zhuǎn)被傳送至旋風(fēng)齒輪Tg，小齒輪Pg上升，從低速旋轉(zhuǎn)向高速旋轉(zhuǎn)連續(xù)變速的小齒輪的旋轉(zhuǎn)動力到達支架20c，與太陽齒輪1s (20s)的另一分配動力(正向旋轉(zhuǎn))一起被合成，從環(huán)形齒輪20r以反向旋轉(zhuǎn)被輸出至變速檔機構(gòu)，執(zhí)行基于I速齒輪系的加速。如上所述，本實施例的節(jié)能模式加速時的動力傳送路徑成為如下路徑:動力源(發(fā)動機)> (圓錐螺旋列)齒輪式連續(xù)可變變速機構(gòu) > 變速檔機構(gòu) > 輸出部件。
[0080]如果從基于I速齒輪系的加速繼續(xù)保持加速狀態(tài)，則將成為基于3速齒輪系的加速(3速?4速)。首先為了暫時使發(fā)動機動力從支架1c輸出至第I離合器Cl，第I離合器Cl被卡合，第2制動器B2被放開，第I制動器BI被卡合。由此分配動力介由第I離合器Cl被傳送至中間軸4。該中間軸4的旋轉(zhuǎn)速度與來自驅(qū)動輪側(cè)的3速齒輪系的旋轉(zhuǎn)速度相同，由此能夠在換擋之前進入同步旋轉(zhuǎn)的步驟，暫時放開第I離合器Cl，同步后確立3速齒輪系，完成預(yù)換擋。從支架30c介由雙向離合器Fl傳送至旋風(fēng)齒輪Tg的動力因雙向離合器Fl空擋而動力傳送被阻斷，旋風(fēng)齒輪Tg成為慣性旋轉(zhuǎn)。此時可以對旋風(fēng)致動施加高液壓P1，如上所述利用沿旋風(fēng)致動器的軸向的力使小齒輪Pg驅(qū)動旋轉(zhuǎn)(直到通過切換離合器進行換擋為止的期間)，從而使加速連續(xù)不中斷。接著，第2離合器C2被放開，第I離合器Cl (雙離合器)再次被卡合而被切換，換擋為3速。
換言之，雖然是2個離合器機構(gòu)，但是在利用離合器使旋轉(zhuǎn)同步的同時，也可通過檔位確立使旋轉(zhuǎn)同步，因此例如如果特殊化為沒有手動檔的自動變速，則與后述的降檔同步，幾乎不需要同步裝置，僅利用嚙合離合器即可，在重量、容量、成本等方面能夠還原。
而且，如上所述，雖然以I速傳動比增速至2倍而輸出至驅(qū)動輪，但發(fā)動機轉(zhuǎn)速不變，因此該(恒定)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的3速傳動比的旋轉(zhuǎn)速度與來自驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)速度相同，沒有變速沖擊且可瞬間換擋，不需要雙離合器式等通常的變速操作這樣的降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速的動作。
接著，液壓Pl被排出，施加用于旋風(fēng)齒輪Tg (小齒輪Pg)制動的液壓P2 (因此，在本實施例中，利用液壓等進行操作的上述旋風(fēng)致動器成為上述權(quán)利要求1中記載的制動單元。另外，也可通過卡合第4制動器B4進行制動而作為