AT自動車のトランスミッションについて。 今更な質問です。 トランスミッションには4速とか6速等と、CVTと言うものがあります。 今までCVT車にしか乗った事が無く（多分）、○速トラン

Question

スミッション車に乗ったことがありません。

どの様な違いがあるのでしょうか？

一度プレマシーに乗ったことがあり、加速時にエンジン音が一度止まり又新たなエンジン音はじまり、その際カクッと車体が揺れました。
これが○速トランスミッション車なのでしょうか？
現在私が乗っている現行型ノア、フリードにはこの現象はありません。

CVT、○速トランスミッションの体感的な違い、総合的な違い、メリット、デメリット等を教えてください。

宜しくお願い致します。

補足

御二方、御回答有難う御座いました。 では、4速、5速6速等、速数が何種類かありますが、これらはどの様な違いがあるのでしょう？ 例えば6速ならば最高速度迄達するに、6度のチェンジ、ショックがあるという事でしょうか？ 即数の違いはどの様な違いが有るのでしょうか？ ひつこく質問申し訳ありません。 御時間宜しければ又お願い致します。

Answer 1

体感的にはおっしゃる通り変速ショックを感じます。
出来のいいATで、変速ショックを感じないまでも、エンジン回転が変速前後で明確に変わるので、エンジン音の変化で変速したのが分かります。

メカ的な違いは、遊星ギヤの組合せで動力を伝達するのが通常のAT、ギヤセットの数で段数がきまります。
対するCVTはベルト式の巻掛伝動装置で、ベルトが掛かるプーリーの巻掛比を変えることで変速してます。
メリットは無段変速なので、エンジンの効率が良い回転を維持しながら変速出来るので燃費が良いこと、変速ショックが無いこと。デメリットは機械損失が大きいので燃費が悪いこと(メリットと相殺されて実燃費は従来ATと同じ位になってます)、構造上回っていないと変速出来ないので急停車に対応できず、再発進時に高速段での発進となること、など。
詳しくは下記を参照してください。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A1%E6%AE%B5%E5%A4%89%E9%80%9F%E6%A9%9F

補足
自転車のギヤ付と同じです。
例えば内装3段の自転車と、外装6段の自転車、どっちがより楽に走れますか？
多段化した方が、確かに変速回数は増えますがその時々で最適な変速比を得られやすいので、エンジン回転を無駄に高める必要が無く、燃費向上に貢献します。
また、多段化により隣りのギヤとの変速比が近くなるため変速ショックが減ります。これは階段に例えると分かりやすいですね。同じ高さまで登るのに4段の階段と6段の階段でどっちが足を上げなきゃいけないか、明らかですね。

質問者からのお礼コメント

皆様、補足にも有難う御座いました。
どの回答も参考になりました。
今回はlaurel_clubr様にさせていただきました。

またの機会、宜しくお願いします。

Answer 2

補足について。

ごく簡単に、5速ギアの自転車で、1から順に5速まで加速するのと、1→3→5と加速するのとどちらがスムーズかつ無理なく加速出来るか想像できるかと思います。

ギアの数は、車のキャラクター、エンジン特性等によって設定されてます。

最近の車は可変ショックは少ないですが、多少はあります。

Answer 3

変速機にはいくつかの種類があります。
MT,CVT,多段AT,DCT,電気CVT等です。

【MT】
平歯ギヤを多段に組み合わせ、手動でギヤを切り換えるものです。
あくまでも手動ですので、運転手が好みのギヤを選択することができます。
ギヤとクラッチペダルの操作が必要なため、運転への負荷が増えます。
日米ではオートマチック化が進み、MTは肩身が狭い状況です。
商用車では、コスト削減のためにMTが選ばれてきましたが、MTモデルの減少やオートマチック化が進んでいます。
大型トラックでも、MTを自動化したトランスミッションが増えています。

【CVT】
伝達効率が悪いトランスミッションですが、変速比が連続可変できる特徴を生かしてエンジン回転数を一定にできることからエンジンを含めて燃費を向上させることができる変速機です。
エンジンの効率化が大きいので、CVTでの伝達効率の悪さはエンジン効率に吸収されるので、パワートレインとしての燃費が向上します。
エンジン回転数と速度が比例しないので、違和感を感ずることがあります。
変速比が段階に変化しないので、変速ショックはありません。

【多段AT】
変速機の切り換えが自動化された時からの変速機構です。
ベースはプラネタりーギヤを使った3速ATとなります。
プラネタりーギヤの３要素のギヤに対して、入力と出力の割り当てを切り換えることで、3種の変速比が実現できます。
入力と出力の割り当てを自動的に切り換えます。
3速では、各ギヤ比を利用する速度領域が広いため、ギヤを切り換える付近の速度ではエンジン回転を急激に変化させて変速する必要があります。
又、各ギヤを使用する速度領域でエンジン回転が下から上まで変化させる必要があり、エンジン回転の上を使う速度で走ると燃費が極端に悪くなります。
そのため、各ギヤの速度領域を狭くするために、ATの段数が多くなってきました。
原理的にプラネタりーギヤでは3種の変速比しか実現できませんから、プラネタりーギヤを2段にしたり、別のギヤを切り換える機構を備えたりすることで、現在8速ATが普通車へ投入されてます。
ギヤの切り換え時にエンジン出力が断続するので、変速ショックが発生します。
ギヤの切り換え毎に変速ショックが発生するので、多段ATで1速から8速へ順に切り換えて行くと7回の変速ショックとなります。
ただ、多段ATの場合はギヤがクロスレシオで組まれているので、1速から8速へ順に切り換えず、飛ばして変速をすることもあります。
その場合は変速ショック数は減少します。
そのショックを抑えるために、トルクコンバーターが用いられているので、最近のモデルでは変速ショックはほとんど感じられないレベルまで抑え込まれています。
トルクコンバータは流体で回転を伝達するので、損失を伴います。
それを抑えるのがロックアップ機構です。それでも損失は０にはなりません。
トルクコンバータでの損失を更に抑えるために、最近ではトルクコンバータに代えて電磁クラッチを使用している車が出てきています。
エンジン回転と変速機の入力軸の回転を合わせたタイミングでクラッチを結合する処理を電子的に制御します。
この制御にはブリッピング技術が使われます。
エンジンを制御して、変速の切り換え時に変化するトランスミッションの入力軸回転にエンジン回転を同調させる技術です。
最適化されたブリッピング技術と電磁クラッチの協調制御で、ほとんど変速ショックの無い変速が実現されています。
この技術は、DCTでも利用されています。

【DCT】
DCTはDual Clutch Transmissionの略で、奇数ギヤと偶数ギヤの2系統のギヤを交互に切り替えることで切替速度を短縮させることができたミッションです。
クラッチは電子制御で行いますが、ギヤは通常のMTと同様な構造となります。
そのため、セミオートマと呼ばれる場合があります。
1-3-5-RをA系統、2-4-6をB系統のギヤとすると、1速目はA系統のクラッチを繋ぎます。
この時、B系統は2速のギヤを先に用意しておきます。
2速へのシフトアップはA系統のクラッチを開け、B系統のクラッチを繋ぐだけで変速ができます。
（既にB系統は変速に備えて2速が選択されているので、2-4-6から2速を選ぶ処理時間が不要となります。）
上記でB系統のクラッチを繋げた直後に、A系統は3速を選んでおきます。
次のシフトアップでは、B系統のクラッチを開け、A系統のクラッチを繋ぐことで瞬時に3速へシフトが可能となります。
各系統のクラッチの開放・接続は概ね200msec以内に実現できるので、人が介在してのシフトチェンジよりも遥かに短い時間でシフトチェンジが可能です。
ただ、上記のように変速比の異なるギヤを瞬時に切り替えることになるため、エンジン回転数を切替前後で急速な変化が必要となります。
そのために、応答性を良くしたエンジンとの組み合わせが必要となります。
日本で普及しているCVTは、変速比をシームレスに変更することでエンジン回転数を一定に保つことで燃費効率を向上させています。
そのため、日本メーカーのエンジンは回転数の応答性は非常に悪いものになっています。
日本メーカーがDCTを採用できないのは、CVTへの多大な投資をしてきたのと、DCTにマッチングできるエンジン設計技術が遅れてしまっているためです。

【電気CVT】
物理的な変速機を持たないシリーズ型ハイブリッドシステムで採用されています。
エンジンで発電したエネルギーをモーターへ伝えて駆動することで、エンジンの回転数とモーター駆動の間の関係が希薄になります。
エンジン回転とモーター回転の比率が変化するので、電気CVTと呼ばれています。
シリーズパラレル型ハイブリッドのトヨタTHSやホンダのi-MMDがこれにあたります。

(t_geckooさんへ)

Answer 4

最高速度が180キロリミッターで4速で到達できます(マークXとかの6AT)
50キロ走行で既に5速ですが・・・

Answer 5

有段変速トランスミッションの車はイメージとしては自転車が一番しっくりくるかと思います。自転車の変速をする際、ガチャっとギアが変わりますよね。構造は違えど行っていることは同じです。ＣＶＴはその変速を無段階で行っているのです。
ギアが円柱で階段状になっているのが有段ギア、ギアが円錐状になっているのがＣＶＴ、こういうイメージで納得はいくでしょうか？

検索すれば一発で分かると思いますが、ＣＶＴは無段階でギア比を調整できますので一番効率の良いエンジン回転を常に利用することが出来ます。これは燃費を稼ぐうえで非常に効率的なことです。ですがＣＶＴの機械抵抗はその他トランスミッションよりも大きいのでやや燃費が良いという状況に収まっています。

補足へ
まず、ショックですが４速なら３度、５速なら４度、６速なら５度になります。走っているときはどれかに繋がっていますからね。
えっと、ギア比についてちょっと勉強してください。それが分からないとうまく伝えられないですよ。
４速であろうと６速であろうと、ギアの比によって違いは様々です。１～４の中に２段追加されても６速ギアですし、１～４の下と上にそれぞれ１段ずつ追加しても６速ギアです。ギアが多ければ多いほど速度や路面状況に対応しやすくなるので一般的には優れていると言えます。