JP2009047286A - Control device of variable displacement type hydraulic pump-motor transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、圧力流体を相互に授受できる少なくとも一対の可変容量型流体圧ポンプモータと、各々の可変容量型流体ポンプモータによって伝達されるトルクを出力部材に伝達する少なくとも二つの伝動機構と、それぞれの伝動機構を動力伝達可能状態と動力伝達不能状態とに切り替える切替機構とを備え、いずれかの伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、各可変容量型流体ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を変化させることによる無段変速状態とを設定可能な変速機の制御装置に関するものである。 The present invention includes at least a pair of variable displacement fluid pressure pump motors that can exchange pressure fluid with each other, at least two transmission mechanisms that transmit torque transmitted by each variable displacement fluid pump motor to an output member, And a switching mechanism that switches the power transmission mechanism between a power transmission enabled state and a power transmission disabled state, and a pressure fluid between a fixed speed determined by a transmission ratio of one of the transmission mechanisms and each variable displacement fluid pump motor. The present invention relates to a control device for a transmission capable of setting a continuously variable transmission state by changing the power transmitted via the transmission.
この種の変速機が特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、一対の遊星歯車機構のそれぞれにおける反力要素に可変容量型のオイルポンプモータが連結され、各オイルポンプモータの吐出口同士、および吸入口同士が互いに連結されて閉回路が形成されている。また、各遊星歯車機構における入力要素にはエンジンなどの動力源が出力した動力が入力されるように構成されている。さらに、各遊星歯車機構の出力要素と一体の中間軸上には、いわゆる固定段を設定するための駆動ギヤが配置され、それぞれの駆動ギヤに噛み合っている従動ギヤが出力軸上に配置されている。そして、これらの駆動ギヤと従動ギヤとからなる各ギヤ対をトルクの伝達可能な状態とトルクを伝達しない状態とに切り替える同期連結機構（いわゆるシンクロ）が設けられている。
This type of transmission is described in
したがって、いずれかのオイルポンプモータをロックして前記反力要素を固定すれば、動力源が出力した動力が、その反力要素を有する遊星歯車機構を介して一方の中間軸に伝達され、さらにその中間軸に対してシンクロによって連結されているギヤ対を介して出力軸に動力が伝達される。その場合の変速比は、動力の伝達に関与している前記ギヤ対のギヤ比に応じた変速比となる。 Therefore, if one of the oil pump motors is locked and the reaction force element is fixed, the power output from the power source is transmitted to one intermediate shaft via the planetary gear mechanism having the reaction force element, and Power is transmitted to the output shaft through a gear pair connected to the intermediate shaft by synchronization. In this case, the gear ratio is a gear ratio according to the gear ratio of the gear pair involved in power transmission.
この場合のオイルポンプモータのロックは、他方のオイルポンプモータの押出容積をゼロにすることにより設定される。すなわち、各オイルポンプモータは閉回路によって連通されているので、他方のオイルポンプモータの押出容積をゼロにすれば、圧油の流動が生じなくなるので、一方のオイルポンプモータの押出容積を最大にするなど、ゼロより大きい押出容積とすることにより、該一方のオイルポンプモータがロックされ、その回転が阻止される。 The lock of the oil pump motor in this case is set by setting the extrusion volume of the other oil pump motor to zero. That is, since each oil pump motor is communicated by a closed circuit, if the extrusion volume of the other oil pump motor is reduced to zero, the flow of pressure oil does not occur, so the extrusion volume of one oil pump motor is maximized. By setting the extrusion volume to be larger than zero, for example, the one oil pump motor is locked and its rotation is prevented.
また、各オイルポンプモータの押出容積をゼロより大きくするとともに、一方のオイルポンプモータ側のシンクロによって所定のギヤ対をトルク伝達可能な状態とし、かつ他方のオイルポンプモータ側のシンクロによって他のギヤ対をトルク伝達可能な状態にすると、各ギヤ対のギヤ比に応じて決まる変速比の中間の値の変速比が設定される。すなわち、一方のオイルポンプモータが圧油を発生させ、これが他方のオイルポンプモータに供給されてこれがモータとして動作し、その動力が他方のギヤ対を介して出力軸に伝達される。その結果、出力軸には、このような流体を介して伝達された動力と、一方のオイルポンプモータを介して機械的に伝達された動力とを合成した動力が現れる。そのうちの流体を介した動力は、各オイルポンプモータの押出容積を連続的に変化させることにより連続的に変化させることが可能であるから、結局、変速機の全体としての変速比を連続的に、すなわち無段階に設定することができる。 In addition, the extrusion volume of each oil pump motor is made larger than zero, a predetermined gear pair is set in a state where torque can be transmitted by synchronization on one oil pump motor side, and the other gear is synchronized by synchronization on the other oil pump motor side. If the pair is in a state where torque can be transmitted, a gear ratio having an intermediate value of the gear ratio determined according to the gear ratio of each gear pair is set. That is, one oil pump motor generates pressure oil, which is supplied to the other oil pump motor and operates as a motor, and its power is transmitted to the output shaft through the other gear pair. As a result, power that is a combination of the power transmitted through such fluid and the power mechanically transmitted through one oil pump motor appears on the output shaft. Since the power through the fluid can be continuously changed by continuously changing the extrusion volume of each oil pump motor, the speed ratio as a whole of the transmission is continuously changed. That is, it can be set steplessly.
上記の特許文献１に記載されている変速機では、いずれかのギヤ対のギヤ比に応じた変速比を超えて変速する場合、シンクロを切り替え動作させることにより、動力の伝達に関与するギヤ対を変更することになる。より具体的には、一方の中間軸側のシンクロをいわゆる係合状態に維持したまま、他方の中間軸側のシンクロを一旦ニュートラル位置に移動させ、かつ他のギヤ対側に移動させてそのギヤによって動力を伝達するいわゆる係合状態に切り替える。その切り替えの過程では、一旦、固定段を設定し、その状態でトルクの伝達に関与していない方のシンクロを切り替えることになる。すなわち、押出容積がゼロのオイルポンプモータに繋がっているシンクロを切り替え動作させる。
In the transmission described in the above-mentioned
このような変速操作を行う場合の固定段は、その固定段を設定するためにギヤ対に連結されている一方のオイルポンプモータの押出容積をゼロより大きくし、かつ他方のオイルポンプモータの押出容積をゼロにすることにより、前記一方のオイルポンプモータにおける圧油の給排を阻止して設定する。しかしながら、その固定段を設定するための指令信号を出力した状態でシンクロなどの切替機構を切替動作させた場合、実際には固定段が確実に成立してない状態で切替機構が切替動作することがある。例えば、固定段を設定する指令信号の出力から実際に固定段が設定されるまでの遅れ時間の間に切替機構が動作して一時的にニュートラルになったり、圧油の漏れなどが原因となって一方のオイルポンプモータが確実にロックされなかったりすることが考えられる。 When performing such a speed change operation, the fixed stage is configured such that the pushing volume of one oil pump motor connected to the gear pair is set to be larger than zero in order to set the fixed stage, and the pushing speed of the other oil pump motor is set. By setting the volume to zero, supply and discharge of pressure oil in the one oil pump motor is prevented and set. However, when a switching mechanism such as synchro is switched with a command signal for setting the fixed stage being output, the switching mechanism actually switches in a state where the fixed stage is not reliably established. There is. For example, the switching mechanism operates during the delay time from the output of the command signal for setting the fixed stage to the actual setting of the fixed stage, causing temporary neutrality or pressure oil leakage. One oil pump motor may not be securely locked.
このような場合、切替動作させるべき切替機構側のオイルポンプモータに動力源からのトルクが作用しているから、その切替機構がニュートラル状態になった際に、そのトルクに対する反力が作用しなくなるために、いわゆるトルク抜け（もしくは動力抜け）が生じる可能性がある。それに伴って動力源が吹き上がってその回転数が急激に増大し、違和感を与えることが考えられる。従来では、このような変速時における一方のオイルポンプモータのロック状態あるいはそれに伴う固定段の成立を検出もしくは判定したり、その検出もしくは判定を変速制御の一環として行う技術が開発されていないので、上述したオイルポンプもしくはポンプモータを使用した変速機において違和感のない変速を迅速に行うことが困難であった。 In such a case, since the torque from the power source is acting on the oil pump motor on the switching mechanism side to be switched, the reaction force against the torque does not act when the switching mechanism is in the neutral state. Therefore, a so-called torque loss (or power loss) may occur. Along with that, the power source is blown up, and the number of revolutions of the power source increases rapidly, giving a sense of discomfort. Conventionally, no technology has been developed to detect or determine the locked state of one of the oil pump motors during such a shift or the establishment of a fixed stage associated therewith, or to perform the detection or determination as part of shift control. In the transmission using the above-described oil pump or pump motor, it is difficult to quickly perform a shift without a sense of incongruity.
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、可変容量型流体圧ポンプモータを使用した無段変速機において、切替機構を切替動作させることによる変速の際のいわゆる固定段の成立や一方のポンプモータの他方のポンプモータによるロック状態を判定して変速制御を行い、かつその際の動力源の吹き上がりを防止もしくは抑制することのできる制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made by paying attention to the above technical problem, and in a continuously variable transmission using a variable displacement fluid pressure pump motor, a so-called fixed stage at the time of shifting by switching the switching mechanism. It is an object of the present invention to provide a control device capable of performing shift control by determining establishment or a locked state of one pump motor by the other pump motor, and preventing or suppressing the blow-up of the power source at that time. Is.
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、第１の可変容量型流体圧ポンプモータと第２の可変容量型流体圧ポンプモータとが、いずれか一方の押出容積がゼロとなることにより他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通されるとともに、第１の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に動力源からの動力を出力部材に伝達する所定の変速比の第１伝動機構と、第２の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に動力源からの動力を前記出力部材に伝達する他の変速比の第２伝動機構と、前記第１伝動機構を動力の伝達可能状態にする第１切替機構と、前記第２伝動機構を動力の伝達可能状態にする第２切替機構とを備えた可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士および吸入口同士を連通させる閉回路と、押出容積がゼロとされるいずれかのポンプモータに対する圧油の流通を阻止するように閉回路中に設けられたロック弁と、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることを判定する判定手段と、該判定手段によっていずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることが判定された場合に前記ロック弁を動作させて前記圧力流体の流通を阻止するロック指示手段と、変速時に押出容積がゼロに制御される可変容量型流体圧ポンプモータが非変速時に押出容積をもっている際に前記動力源が出力したトルクをいずれかの前記伝動機構に伝達するいずれかの前記切替機構を切替動作させる制御を、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることが前記判定手段で判定された場合に実行する変速制御手段とを具備していることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項２の発明は、第１の可変容量型流体圧ポンプモータと第２の可変容量型流体圧ポンプモータとが、いずれか一方の押出容積がゼロとなることにより他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通されるとともに、第１の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に動力源からの動力を出力部材に伝達する所定の変速比の第１伝動機構と、第２の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に動力源からの動力を前記出力部材に伝達する他の変速比の第２伝動機構と、前記第１伝動機構を動力の伝達可能状態にする第１切替機構と、前記第２伝動機構を動力の伝達可能状態にする第２切替機構とを備えた可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士および吸入口同士を連通させる閉回路と、押出容積がゼロとされるいずれかのポンプモータに対する圧油の流通を阻止するように閉回路中に設けられたロック弁と、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることを判定する判定手段と、変速時に押出容積がゼロに制御される可変容量型流体圧ポンプモータが非変速時に押出容積をもっている際に前記動力源が出力したトルクをいずれかの前記伝動機構に伝達するいずれかの前記切替機構を切替動作させる制御を、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることが前記判定手段で判定された場合に実行する変速制御手段と、前記いずれかの切替機構が切替動作させた場合の前記動力源の回転数もしくは前記動力源と一体となって回転する所定の回転部材の回転数を検出する回転数検出手段と、その回転数検出手段によって検出された回転数が予め定めた許容回転数を外れている場合に前記ロック弁を動作させて前記圧力流体の流通を阻止するロック指示手段とを具備していることを特徴とするものである。
In the invention of
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記判定手段は、前記変速機の入力回転数と出力回転数とから求められた変速比と、前記圧力流体の温度および前記変速機の入力トルクならびに入力回転数の少なくともいずれか一つに基づいて求められた補正値とに基づいて、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることを判定する手段を含むことを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置である。
Further, the invention of claim 3 is the invention of
請求項１の発明によれば、第１の可変容量型流体圧ポンプモータと第２の可変容量型流体ポンプモータとが閉回路によって互いに連通され、一方の押出容積をゼロにすることにより、他方がロックされる。ロックされている他方の可変容量型流体ポンプモータが、動力源からの動力の伝達に関与し、押出容積がゼロの可変容量型流体ポンプモータは動力の伝達に関与しない。すなわち、ロックされる可変容量型流体ポンプモータに連結されているギヤ対を切替機構によって動力伝達可能な状態にすることにより、そのギヤ対のギヤ比に応じた変速比が設定される。これがいわゆる固定段であって、この状態で、前記一方の可変容量型流体ポンプモータ側の切替機構を切替動作させるために、その押出容積がゼロになっていること、あるいは固定段が設定されていることが判定され、その判定が成立することにより、ロック弁が動作させられる。すなわち、ロックされるべき可変容量型ポンプモータに対する圧力流体の流通が阻止され、その可変容量型ポンプモータが確実にロックされる。その状態で切替機構を動作させる変速が実行される。したがって、判定手段による判定に誤りがあって、前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロより大きい押出容積になっていたり、あるいは固定段が設定されていなかったりしても、前記他方の可変容量型流体圧ポンプモータから前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータに向けて圧力流体が流れることがないので、動力源からのトルクに対する反力がなくなるいわゆるトルク抜けが生じることが回避され、動力源の回転数が急激に増大する吹き上がりを生じさせることなく変速を行うことができる。すなわち、変速を実行するべきタイミングや固定段の誤判定を補償することができる。 According to the first aspect of the present invention, the first variable displacement type fluid pressure pump motor and the second variable displacement type fluid pump motor are communicated with each other by a closed circuit, and by setting one extrusion volume to zero, the other Is locked. The other variable displacement fluid pump motor that is locked is involved in the transmission of power from the power source, and the variable displacement fluid pump motor with zero extrusion volume is not involved in the transmission of power. That is, by setting the gear pair connected to the variable displacement fluid pump motor to be locked to a state where power can be transmitted by the switching mechanism, a gear ratio corresponding to the gear ratio of the gear pair is set. This is a so-called fixed stage, and in this state, in order to switch the switching mechanism on the one variable displacement fluid pump motor side, the extrusion volume is zero or the fixed stage is set. When the determination is made, the lock valve is operated. That is, the flow of the pressure fluid to the variable displacement pump motor to be locked is prevented, and the variable displacement pump motor is securely locked. In this state, a shift that operates the switching mechanism is executed. Therefore, even if there is an error in the determination by the determination means, the extrusion volume of the one variable displacement fluid pressure pump motor is an extrusion volume larger than zero, or the fixed stage is not set, Since the pressure fluid does not flow from the other variable displacement fluid pressure pump motor to the one variable displacement fluid pressure pump motor, the so-called torque loss that eliminates the reaction force against the torque from the power source is avoided. Thus, the speed change can be performed without causing an increase in the number of revolutions of the power source. That is, it is possible to compensate for the timing at which the shift should be executed and the erroneous determination of the fixed stage.
請求項２の発明によれば、第１の可変容量型流体圧ポンプモータと第２の可変容量型流体ポンプモータとが閉回路によって互いに連通され、一方の押出容積をゼロにすることにより、他方がロックされる。ロックされている他方の可変容量型流体ポンプモータが、動力源からの動力の伝達に関与し、押出容積がゼロの可変容量型流体ポンプモータは動力の伝達に関与しない。すなわち、ロックされる可変容量型流体ポンプモータに連結されているギヤ対を切替機構によって動力伝達可能な状態にすることにより、そのギヤ対のギヤ比に応じた変速比が設定される。これがいわゆる固定段であって、この状態で、前記一方の可変容量型流体ポンプモータ側の切替機構を切替動作させるために、その押出容積がゼロになっていること、あるいは固定段が設定されていることが判定され、その判定が成立することにより、切替機構を動作させる変速が実行される。こうして実行される変速の際の動力源の回転数あるいはこれと一体の回転部材の回転数が検出され、その回転数が予め定めた許容回転数を外れているか否かが判断される。その許容回転数は、変速が正常に実行された場合の回転数として、実験やシミュレーションなどによって予め定めた回転数であり、したがって変速機の出力回転数やその変速機が搭載されている車両の車速に応じた回転数である。また、許容回転数は、外乱や変速中の挙動の変化などを考慮してある程度の幅のある回転数あるいは所定の範囲の回転数であってもよい。検出された回転数がその許容回転数を外れている場合には、ロック弁が動作させられる。すなわち、ロックされるべき可変容量型ポンプモータに対する圧力流体の流通が阻止され、その可変容量型ポンプモータが確実にロックされる。その状態で切替機構を動作させる変速が実行される。したがって、判定手段による判定に誤りがあって、前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロより大きい押出容積になっていたり、あるいは固定段が設定されていなかったりして、動力源などの回転数が正規の回転数にならない場合には、前記他方の可変容量型流体圧ポンプモータがロック弁によって強制的にロックされて、前記他方の可変容量型流体圧ポンプモータから前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータに向けて圧力流体が流れることがないので、動力源からのトルクに対する反力がなくなるいわゆるトルク抜けが生じることが回避され、また動力源の回転数が急激に増大する吹き上がりを生じさせることなく変速を行うことができる。すなわち、変速を実行するべきタイミングや固定段の誤判定を補償することができる。 According to the second aspect of the present invention, the first variable displacement fluid pressure pump motor and the second variable displacement fluid pump motor are communicated with each other by a closed circuit, and by setting one extrusion volume to zero, the other Is locked. The other variable displacement fluid pump motor that is locked is involved in the transmission of power from the power source, and the variable displacement fluid pump motor with zero extrusion volume is not involved in the transmission of power. That is, by setting the gear pair connected to the variable displacement fluid pump motor to be locked to a state where power can be transmitted by the switching mechanism, a gear ratio corresponding to the gear ratio of the gear pair is set. This is a so-called fixed stage, and in this state, in order to switch the switching mechanism on the one variable displacement fluid pump motor side, the extrusion volume is zero or the fixed stage is set. If the determination is satisfied, a shift for operating the switching mechanism is executed. The rotational speed of the power source or the rotational speed of the rotating member integrated with the power source at the time of the speed change thus executed is detected, and it is determined whether or not the rotational speed is out of a predetermined allowable rotational speed. The permissible rotational speed is a rotational speed determined in advance by experiments, simulations, etc. as the rotational speed when the gear shift is normally executed. Therefore, the output rotational speed of the transmission and the vehicle on which the transmission is mounted This is the number of rotations according to the vehicle speed. Further, the allowable rotational speed may be a rotational speed having a certain range or a predetermined range of rotational speed in consideration of disturbance, behavior change during shifting, and the like. When the detected rotation speed is out of the allowable rotation speed, the lock valve is operated. That is, the flow of the pressure fluid to the variable displacement pump motor to be locked is prevented, and the variable displacement pump motor is securely locked. In this state, a shift that operates the switching mechanism is executed. Therefore, there is an error in the determination by the determination means, and the extrusion volume of the one variable displacement fluid pressure pump motor is larger than zero, or the fixed stage is not set. When the rotational speed does not reach the normal rotational speed, the other variable displacement fluid pressure pump motor is forcibly locked by a lock valve so that the other variable displacement fluid pressure pump motor Since the pressure fluid does not flow toward the variable displacement fluid pressure pump motor, the so-called torque loss that eliminates the reaction force against the torque from the power source is avoided, and the rotational speed of the power source increases rapidly. Shifting can be performed without causing a blow-up. That is, it is possible to compensate for the timing at which the shift should be executed and the erroneous determination of the fixed stage.
請求項３の発明によれば、いずれかの可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることの判定すなわち固定段の判定の精度が向上するので、ロック弁を動作させる頻度を少なくでき、ひいてはいわゆる強制的なロックによるショックを低減できる。 According to the invention of claim 3, since the accuracy of the determination that the extrusion volume of any of the variable displacement fluid pressure pump motors is zero, that is, the determination of the fixed stage, is improved, the frequency of operating the lock valve is increased. As a result, the shock caused by so-called forced locking can be reduced.
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする変速機について説明すると、この発明で対象とする変速機は、少なくとも二つの動力伝達経路を備えており、それら両方の動力伝達経路を介して、動力源から出力部材にトルクを伝達できるように構成され、その結果、動力源と出力部材との回転数の比である変速比を連続的に変化させることのできる変速機である。 Next, the present invention will be described based on specific examples. First, the transmission targeted in the present invention will be described. The transmission targeted in the present invention includes at least two power transmission paths, and both of the power transmission paths are used to output members from the power source. Thus, the transmission can continuously change the speed ratio, which is the ratio of the rotational speeds of the power source and the output member.
より具体的には、上記の各動力伝達経路は、ポンプおよびモータのそれぞれとして機能する可変容量型流体圧ポンプモータを備えており、この押出容積に応じたトルクを伝達するように構成され、さらにそれぞれの可変容量型流体圧ポンプモータが圧力流体を相互に授受できるように閉回路で連通されている。したがって、一方の可変容量型流体圧ポンプモータがポンプとして機能することにより、その押出容積に応じたトルクが動力源から出力部材に伝達され、同時に、一方の可変容量型流体圧ポンプモータから他方の可変容量型流体圧ポンプモータに圧力流体が供給されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがモータとして機能する。すなわち、圧力流体を介した動力伝達が、並行して行われる。そのトルクが他方の動力伝達経路を介して出力部材に伝達される。その結果、出力部材に伝達されるトルクは、各動力伝達経路を介して伝達されるトルクの合計になり、しかも圧力流体を介して伝達されるトルクは、各押出容積に応じて変化するので、結局は、変速比が連続的に変化することになる。 More specifically, each power transmission path includes a variable displacement fluid pressure pump motor that functions as a pump and a motor, and is configured to transmit torque according to the extrusion volume. The variable displacement fluid pressure pump motors communicate with each other in a closed circuit so as to exchange pressure fluid with each other. Therefore, when one of the variable displacement fluid pressure pump motors functions as a pump, torque corresponding to the extrusion volume is transmitted from the power source to the output member, and at the same time, from one variable displacement fluid pressure pump motor to the other. Pressure fluid is supplied to the variable displacement fluid pressure pump motor, and the other variable displacement fluid pressure pump motor functions as a motor. That is, power transmission via the pressure fluid is performed in parallel. The torque is transmitted to the output member via the other power transmission path. As a result, the torque transmitted to the output member is the sum of the torque transmitted through each power transmission path, and the torque transmitted through the pressure fluid changes according to each extrusion volume. Eventually, the gear ratio changes continuously.
各動力伝達経路は、それぞれ変速比の異なるギヤ対や巻き掛け伝動機構などの伝動機構を備えることができ、一方の動力伝達経路のみを介して出力部材にトルクを伝達する場合には、変速機の全体としての変速比は、その動力伝達経路における伝動機構の変速比で決まる。このような変速比を仮に固定変速比（もしくは固定段）と称すると、固定変速比を設定している状態では、圧力流体を介した動力の伝達が生じないので、動力の損失が生じにくく、効率のよい伝動状態となる。なお、いずれかの伝動機構のみをトルク伝達に関与させるようにするために、クラッチ機構などの切替機構を各伝動機構に含ませることが好ましく、あるいは動力源もしくは出力部材と伝動機構との間に切替機構を設けることが好ましい。 Each power transmission path can be provided with a transmission mechanism such as a gear pair or a winding transmission mechanism with different speed ratios, and when transmitting torque to the output member via only one power transmission path, the transmission The overall gear ratio is determined by the gear ratio of the transmission mechanism in the power transmission path. If such a gear ratio is referred to as a fixed gear ratio (or a fixed speed), power transmission via pressure fluid does not occur in a state where the fixed gear ratio is set, so power loss is unlikely to occur. Efficient transmission state. Note that a switching mechanism such as a clutch mechanism is preferably included in each transmission mechanism so that only one of the transmission mechanisms is involved in torque transmission, or between the power source or output member and the transmission mechanism. It is preferable to provide a switching mechanism.
この発明で対象とする変速機は、圧力流体を介して動力を伝達するように構成されているので、上述したように機械的な動力伝達によって変速比を設定する機能を兼ね備えたハイドロスタティック・メカニカル・トランスミッション（ＨＭＴ）として構成されたものであることが好ましい。そのメカニカルトランスミッションの部分は、必要に応じて適宜の構成とすることができ、常時噛み合っているギヤ対を、クラッチ機構もしくは同期連結機構によって選択する構成の機構や、複数の遊星歯車機構もしくは複合遊星歯車機構によって複数の変速比を設定できる構成などを採用することができる。また、可変容量型流体圧ポンプモータは、動力源と出力部材との間に直列に介在させる構成以外に、反力手段として可変容量型流体圧ポンプモータを用いる構成とすることもできる。 Since the transmission targeted by this invention is configured to transmit power via pressure fluid, as described above, the hydrostatic mechanical having the function of setting the gear ratio by mechanical power transmission -Preferably configured as a transmission (HMT). The mechanical transmission portion can be appropriately configured as necessary. A mechanism in which a gear pair that is always meshed is selected by a clutch mechanism or a synchronous coupling mechanism, or a plurality of planetary gear mechanisms or compound planets. A configuration in which a plurality of gear ratios can be set by a gear mechanism can be employed. Further, the variable displacement fluid pressure pump motor may be configured to use a variable displacement fluid pressure pump motor as the reaction force means, in addition to the structure in which the variable displacement fluid pressure pump motor is interposed in series between the power source and the output member.
図１にこの発明で対象とする変速機の一例が記載されている。これは、車両用の変速機として構成した例であり、流体を介さずにトルクを伝達して設定できるいわゆる固定変速比（固定段）として四つの前進段および一つの後進段を設定するように構成した例である。すなわち、動力源（Ｅ／Ｇ）１に入力部材２が連結されており、この入力部材２から差動機構にトルクを伝達するように構成されている。その差動機構としては従来知られている各種の構成のものを採用することができ、図１に示す例では、第１遊星歯車機構３および第２遊星歯車機構４が採用されている。
FIG. 1 shows an example of a transmission targeted by the present invention. This is an example configured as a transmission for a vehicle, and four forward speeds and one reverse speed are set as a so-called fixed speed ratio (fixed speed) that can be set by transmitting torque without passing through a fluid. This is a configured example. That is, the
その動力源１は、内燃機関や電気モータあるいはこれらを組み合わせた構成など、車両に使用されている一般的な動力源であってよい。また、この動力源１と入力部材２との間にダンパーやクラッチ、トルクコンバータなどの適宜の伝動手段を介在させてもよい。
The
第１遊星歯車機構３が入力部材２と同一軸線上に配置され、第２遊星歯車機構４が第１遊星歯車機構３の半径方向で外側に離隔し、それぞれの中心軸線を平行にした状態で並列に配置されている。これらの遊星歯車機構３，４としては、シングルピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の形式の遊星歯車機構を採用することができる。図１に示す例はシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成した例であり、外歯歯車であるサンギヤ３Ｓ，４Ｓと、そのサンギヤ３Ｓ，４Ｓと同心円状に配置された、内歯歯車であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒと、これらサンギヤ３Ｓ，４Ｓとリングギヤ３Ｒ，４Ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持したキャリヤ３Ｃ，４Ｃとを備えている。そして、第１遊星歯車機構３におけるリングギヤ３Ｒに前記入力部材２が連結され、このリングギヤ３Ｒが入力要素となっている。
The first planetary gear mechanism 3 is disposed on the same axis as the
また、入力部材２にはカウンタドライブギヤ５が取り付けられており、このカウンタドライブギヤ５にアイドルギヤ６が噛み合っているとともに、そのアイドルギヤ６にカウンタドリブンギヤ７が噛み合っている。このカウンタドリブンギヤ７は、前記第２遊星歯車機構４と同一軸線上に配置され、かつ第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに、一体となって回転するように連結されている。したがって、第２遊星歯車機構４においては、そのリングギヤ４Ｒが入力要素となっている。各遊星歯車機構３，４の入力要素であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒは、カウンタギヤ対がアイドルギヤ６を備えた構成であるから、同方向に回転するようになっている。
Further, a
第１遊星歯車機構３におけるキャリヤ３Ｃは出力要素となっており、そのキャリヤ３Ｃに第１軸もしくは第２軸に相当する第１中間軸８が、一体になって回転するように連結されている。この第１中間軸８は中空軸であって、その内部をモータ軸９が回転自在に挿入されており、このモータ軸９の一端部が、第１遊星歯車機構３における反力要素であるサンギヤ３Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
The
第２遊星歯車機構４も同様な構成であって、そのキャリヤ４Ｃが出力要素となっており、そのキャリヤ４Ｃに第２軸もしくは第１軸としての第２中間軸１０が、一体になって回転するように連結されている。この第２中間軸１０は中空軸であって、その内部をモータ軸１１が回転自在に挿入されており、このモータ軸１１の一端部が、第２遊星歯車機構４における反力要素であるサンギヤ４Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
The second
上記のモータ軸９の他方の端部が、可変容量型流体圧ポンプモータ１２の出力軸（ロータ軸）に連結されている。この可変容量型流体圧ポンプモータ１２は、斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量を変更可能な油圧ポンプがその一例であって、その出力軸にトルクを与えて回転させることによりポンプとして機能して圧力流体（圧油）を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型流体圧ポンプモータ１２を以下の説明では、第１ポンプモータ１２と記し、図にはＰＭ１と表示する。
The other end of the motor shaft 9 is connected to the output shaft (rotor shaft) of the variable displacement fluid
また、モータ軸１１の他方の端部が、可変容量型流体圧ポンプモータ１３の出力軸（ロータ軸）に連結されている。この可変容量型流体圧ポンプモータ１３は、斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量を変更可能な油圧ポンプがその一例であって、その出力軸にトルクを与えて回転させることによりポンプとして機能して圧力流体（圧油）を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型流体圧ポンプモータ１３を以下の説明では、第２ポンプモータ１３と記し、図にはＰＭ２と表示する。
The other end of the
各ポンプモータ１２，１３は、圧力流体である圧油を相互に受け渡すことができるように、油路１４，１５によって連通されている。すなわち、それぞれの吸入口１２Ｓ，１３Ｓ同士が油路１４によって連通され、また吐出口１２Ｄ，１３Ｄ同士が油路１５によって連通されている。したがって各油路１４，１５によって閉回路が形成されている。なお、各ポンプモータ１２，１３における吸入口１２Ｓ，１３Ｓは、各ポンプモータ１２，１３が前記動力源１と同方向に正回転する際にオイルなどの流体を吸入するポートであり、また吐出口１２Ｄ，１３Ｄは正回転時にオイルなどの流体を吐出するポートである。この閉回路での油圧制御のための機構については後述する。
The
上記の各中間軸８，１０と平行に、この発明の出力部材に相当する出力軸１６が配置されている。そして、この出力軸１６と各中間軸８，１０との間のそれぞれに、所定の変速比を設定する伝動機構が設けられている。この発明における伝動機構としては、固定された変速比で動力を伝達する機構に限らず、変速比が可変な機構を採用することができ、図１に示す例では、固定された変速比で動力を伝達する複数のギヤ対１７，１８，１９，２０が採用されている。
An
具体的に説明すると、前記第１中間軸８には、第１遊星歯車機構３側から順に、第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとが配置されており、第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとは第１中間軸８に対して回転自在に嵌合している。その第４速駆動ギヤ１７Ａに噛み合っている第４速従動ギヤ１７Ｂと、第２速駆動ギヤ１８Ａに噛み合っている第２速従動ギヤ１８Ｂとが、出力軸１６に一体回転するように取り付けられている。
More specifically, a fourth
さらに、上記の第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っている第３速駆動ギヤ１９Ａと、第２速従動ギヤ１８Ｂに噛み合っている第１速駆動ギヤ２０Ａとが、第２中間軸１０に回転自在に嵌合させられている。したがって、第４速従動ギヤ１７Ｂが第３速従動ギヤを兼ねており、また第２速従動ギヤ１８Ｂが第１速従動ギヤを兼ねている。ここで、各ギヤ対１７，１８，１９，２０の変速比（それぞれの駆動ギヤの歯数に対する従動ギヤの歯数の比）について説明すると、その変速比は、第１速用ギヤ対２０、第２速用ギヤ対１８、第３速用ギヤ対１９、第４速用ギヤ対１７の順に小さくなるように構成されている。
Further, a third
さらに、発進用ギヤ対２１が設けられている。この発進用ギヤ対２１は、第１速用ギヤ対２０と併せて出力軸１６に動力を伝達することにより、発進時の駆動力を必要十分に大きくするためのものであって、前記第１ポンプモータ１２側のモータ軸９に一体となって回転するように取り付けられた発進駆動ギヤ２１Ａと、出力軸１６に回転自在に取り付けられた発進従動ギヤ２１Ｂとを備えている。
Furthermore, a starting
上述した各ギヤ対１７，１８，１９，２０，２１を、いずれかの中間軸８，１０と出力軸１６との間でトルク伝達可能な状態とするための切替機構が設けられている。この切替機構は、要は、選択的にトルクを伝達する機構であって、従来知られているドグクラッチ機構や同期連結機構（シンクロナイザー）、摩擦クラッチなどの摩擦係合機構などを採用することができ、図１にはシンクロナイザーを採用した例を示してある。
A switching mechanism is provided for allowing each of the gear pairs 17, 18, 19, 20, and 21 described above to transmit torque between any of the
シンクロナイザーは、基本的には、回転軸と共に回転するスリーブを軸線方向に移動させて、その回転軸に対して相対回転するように取り付けられた回転部材のスプラインに係合させ、その過程でシンクロナイザーリングが回転部材に次第に摩擦接触することにより、回転軸と回転部材とを同期させて回転軸と回転部材とを連結するように構成されている。前記出力軸１６上で、発進従動ギヤ２１Ｂに隣接する位置に第１のシンクロナイザー（以下、第１シンクロと記す）２２が設けられている。この第１シンクロ２２は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、発進従動ギヤ２１Ｂを出力軸１６に連結し、発進用ギヤ対２１がモータ軸９と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
The synchronizer basically moves the sleeve that rotates together with the rotating shaft in the axial direction, and engages with the spline of the rotating member that is mounted so as to rotate relative to the rotating shaft. When the kniter ring is gradually brought into frictional contact with the rotating member, the rotating shaft and the rotating member are synchronized to connect the rotating shaft and the rotating member. On the
また、前記第２中間軸１０上で、第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとの間に第２のシンクロナイザー（以下、第２シンクロと記す）２３が設けられている。この第２シンクロ２３は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第１速駆動ギヤ２０Ａを第２中間軸１０に連結し、第１速用ギヤ対２０が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、第３速用ギヤ対１９が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
On the second
さらに、前記第１中間軸８上で、第２速駆動ギヤ１８Ａと第４速駆動ギヤ１７Ａとの間に第３のシンクロナイザー（以下、第３シンクロと記す）２４が設けられている。この第３シンクロ２４は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結し、第２速用ギヤ対１８が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、第４速用ギヤ対１７が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
Further, on the first
またさらに、第２ポンプモータ１３側のモータ軸１１上で、第２中間軸１０の軸端に隣接する位置に後進用のシンクロナイザー（以下、Ｒシンクロと記す）２５が設けられている。このＲシンクロ２５は、そのスリーブを図１の右側に移動させることにより、モータ軸１１と第２中間軸１０、すなわち第２遊星歯車機構４におけるサンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとを連結して、第２遊星歯車機構４の全体を一体回転させるように構成されている。
Furthermore, a reverse synchronizer (hereinafter referred to as “R synchro”) 25 is provided on the
上記の各シンクロ２２，２３，２４，２５は、手動操作によって切り替え動作するように構成することができるが、これに替えていわゆる自動制御するように構成することもできる。その場合は、例えば前述したスリーブを軸線方向に移動させる適宜のアクチュエータ（図示せず）を設け、そのアクチュエータを電気的に制御するように構成すればよい。
Each of the
上述したように、図１に示す変速機は、動力源１が出力したトルクが、各いずれかの中間軸８，１０もしくはモータ軸９，１１を介して出力軸１６に伝達されるように構成されている。そして、その出力軸１６には、歯車機構あるいはチェーンなどの巻き掛け伝動機構などの伝動手段２９を介してデファレンシャル３０が連結され、ここから左右の車軸３１に動力を出力するようになっている。
As described above, the transmission shown in FIG. 1 is configured such that the torque output from the
さらに、変速機の動作状態を検出するためのセンサが設けられている。具体的には、前述した入力部材２もしくはこれと一体のカウンタドライブギヤ５の回転数Ｎinを検出する入力回転数センサ３２、前記車軸３１の回転数Ｎoutを検出する出力回転数センサ３３、第１ポンプモータ１２の回転数ＮPM1を検出する回転数センサ３４、第２ポンプモータ１３の回転数ＮPM2を検出する回転数センサ３５などが設けられている。
Furthermore, a sensor for detecting the operating state of the transmission is provided. Specifically, the input
つぎに、上記の各ポンプモータ１２，１３を制御するための流体圧回路（油圧回路）について説明する。各ポンプモータ１２，１３を連通させている前記閉回路には流体（具体的にはオイル）を補給するためのチャージポンプ（ブーストポンプと称されることもある）３６が設けられている。このチャージポンプ３６は、上記の閉回路からの漏れなどによるオイルの不足を補うためのものであって、前述した動力源１や図示しないモータなどによって駆動されて、オイルパン３７からオイルを汲み上げて閉回路に供給するようになっている。
Next, a fluid pressure circuit (hydraulic circuit) for controlling the
したがって、チャージポンプ３６の吐出口は、前記閉回路における油路１４と油路１５とにそれぞれチェック弁３８，３９を介して連通されている。なお、これらのチェック弁３８，３９は、チャージポンプ３６からの吐出方向に開き、これとは反対方向に閉じるように構成されている。さらに、チャージポンプ３６の吐出圧を調整するためのリリーフ弁４０が、チャージポンプ３６の吐出口に連通されている。このリリーフ弁４０は、スプリングによる弾性力とパイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力との和より高い圧力が作用した場合に開いてオイルをオイルパン３７に排出するように構成されており、したがってチャージポンプ３６の吐出圧をパイロット圧に応じた圧力に設定するように構成されている。
Therefore, the discharge port of the
さらに、第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓがロック弁４１に連通されるとともに、第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓが他のロック弁４２に連通されている。これらのロック弁４１，４２が前記油路１４によって連通されている。すなわち、油路１４に各ロック弁４１，４２が介装されている。これらのロック弁４１，４２は、電気的な指令信号を受けて動作することによりそれぞれの吸入口１２Ｓ，１３Ｓを遮断し、その結果、それぞれのポンプモータ１２，１３からの圧油の給排を止めてポンプモータ１２，１３をロックするように構成されている。なお、前記逆止弁３８は、これらのロック弁４１，４２の間の油路１４に連通されている。
Further, the suction port 12S of the
また、前記逆止弁３８が連通されている油路１４と油路１５との間に、リリーフ弁４３が設けられている。言い換えれば、第１ポンプモータ１２と並列に、各油路１４，１５を連通させるようにリリーフ弁４３が設けられている。このリリーフ弁４３は、リリーフ圧を制御可能なバルブであって、第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓ、または第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓから圧油を吐出する場合に、その吐出圧を予め設定した圧力に維持するように構成されている。また、第２ポンプモータ１３の吐出口１３Ｄと油路１４との間に、リリーフ弁４４が設けられている。言い換えれば、第２ポンプモータ１３と並列に、各油路１４，１５を連通させるようにリリーフ弁４４が設けられている。このリリーフ弁４４は、リリーフ圧を制御可能なバルブであって、第１ポンプモータ１２の吐出口１２Ｄ、または第２ポンプモータ１３の吐出口１３Ｄから圧油を吐出する場合に、その吐出圧を予め設定した圧力に維持するように構成されている。
A
上記の各ポンプモータ１２，１３の押出容積や各シンクロ２２，２３，２４，２５ならびに各リリーフ弁４１，４２のリリーフ圧および各ロック弁４１，４２のオン・オフを電気的に制御できるように構成されており、そのための電子制御装置（ＥＣＵ）４５が設けられている。この電子制御装置４５は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、所定の回転部材の回転数や他の検出信号が入力され、それらの入力された信号および予め記憶している情報ならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて指令信号を出力するように構成されている。
The extrusion volume of the
つぎに、上述した変速機で設定される変速段およびその変速作用について説明する。図２は、各変速段を設定する際の各ポンプモータ（ＰＭ１，ＰＭ２）１２，１３、および各シンクロ２２，２３，２４，２５の動作状態をまとめて示す図表であって、この図２における各ポンプモータ１２，１３についての「ＯＦＦ」は、ポンプ容量（押出容積）を実質的にゼロとし、その出力軸が回転させられても圧油を発生することがなく、また油圧が供給されても出力軸が回転しない状態（フリー）を示し、「ＬＯＣＫ」はそのロータの回転を止めている状態を示している。さらに「油圧発生」は、ポンプ容量（押出容積）を実質的なゼロより大きくするとともに圧油を吐出している状態を示し、したがって該当するポンプモータ１２，１３はポンプとして機能している。また、「油圧回収」は、一方のポンプモータ１３（もしくは１２）が吐出した圧油が供給されてモータとして機能している状態を示し、したがって該当するポンプモータ１３（もしくは１２）は軸トルクを発生し、対応するモータ軸９，１１および中間軸８，１０に駆動トルクを伝達している。
Next, the gear stage set by the above-described transmission and its shift action will be described. FIG. 2 is a chart collectively showing the operation states of the pump motors (PM1, PM2) 12, 13 and the
そして、各シンクロ２２，２３，２４，２５についての「右」、「左」は、それぞれのシンクロ２２，２３，２４，２５におけるスリーブの図１での位置を示すとともに、丸括弧はダウンシフトするための待機状態、カギ括弧はアップシフトするための待機状態を示し、そして「○」は該当するシンクロ２２，２３，２４，２５をＯＦＦ状態（中立位置）に設定することにより引き摺りを低減している状態、「●」は該当するシンクロ２２，２３，２４，２５をＯＦＦ状態（中立位置）に設定して中立状態となっていることを示す。
In addition, “right” and “left” for each of the
図示しないシフト装置でニュートラルポジションが選択されるなどのことによってニュートラル（Ｎ）状態を設定する際には、各ポンプモータ１２，１３が「ＯＦＦ」状態とされ、また各シンクロ２２，２３，２４，２５のスリーブが中央位置に設定される。したがって、いずれのギヤ対１７，１８，１９，２０，２１も出力軸１６に連結されていないニュートラル状態となる。すなわち、各ポンプモータ１２，１３が、ポンプ容量（押出容積）が実質的にゼロとなるように制御され、その結果、いわゆる空回り状態となるので、各遊星歯車機構３，４のリングギヤ３Ｒ，４Ｒに動力源１からトルクが伝達されても、サンギヤ３Ｓ，４Ｓに反力が作用しないので、出力要素であるキャリヤ３Ｃ，４Ｃに連結されている各中間軸８，１０にはトルクが伝達されない。
When the neutral (N) state is set by selecting a neutral position with a shift device (not shown), the
シフトポジションがドライブポジションなどの走行ポジションに切り替えられると、第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられるとともに第２シンクロ２３のスリーブが、図１の左側に移動させられる。したがって、発進従動ギヤ２１Ｂが出力軸１６に連結されて第１ポンプモータ１２と出力軸１６とが連結され、また第１速駆動ギヤ２０Ａが第２中間軸１０に連結されて第２遊星歯車機構４の出力要素であるキャリヤ４Ｃと出力軸１６とが連結される。すなわち、固定変速比である第１速を設定する状態となる。また、これと併せて各ポンプモータ１２，１３の押出容積がゼロより大きい容積に制御される。
When the shift position is switched to a travel position such as a drive position, the sleeve of the
したがって、第２ポンプモータ１３は前記第２遊星歯車機構４によって分配された動力源１の動力によって駆動されてポンプとして機能し、油圧を発生させることに伴う反力トルクをモータ軸１１およびサンギヤ４Ｓに与える。これを図２には「油圧発生」と記載してある。そのため、第２遊星歯車機構４の差動作用によってキャリヤ４Ｃにトルクが伝達され、そのトルクが第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。一方、第２ポンプモータ１３で発生した油圧がその吸入口１３Ｓから吐出されて第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに供給されるので、第１ポンプモータ１２がモータとして機能し、正回転する。これを図２には「油圧回収」と記載してある。このようにして第１ポンプモータ１２に伝達される動力が発進用ギヤ対２１を介して出力軸１６に伝達される。したがって発進から第１速までの駆動状態では、第２遊星歯車機構４を介したいわゆる機械的な動力の伝達と、油圧を介した動力の伝達との両方が生じ、これらの動力を合成した動力が出力軸１６に現れる。また、この過程での変速比は、固定変速比である第１速より大きい値となり、その変速比は連続的に、あるいは無段階に変化する。
Therefore, the
こうして動力源１の回転数や車速が変化して第１速の変速比になると、第１ポンプモータ１２がＯＦＦ状態に制御されてその押出容積がゼロに設定される。その結果、閉回路が第１ポンプモータ１２によって閉じられるので、第２ポンプモータ１３では圧油の吸入および吐出を行えなくなり、第２ポンプモータ１３はロックされる。すなわち、回転が止められる。その結果、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓが固定され、また第１遊星歯車機構３は出力軸１６に対する動力の伝達に関与しなくなるので、動力源１が出力した動力は、第２遊星歯車機構４および第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。すなわち、第１速用ギヤ対２０のギヤ比で決まる固定変速比が設定される。
When the rotational speed of the
固定変速比である第２速へアップシフトする場合、第３シンクロ２４のスリーブを図１の左側に移動させて第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結しておく。なお、第３シンクロ２４のスリーブを第２速駆動ギヤ１８Ａに係合させる場合、前記チャージポンプ３６の油圧を第１ポンプモータ１２に供給してこれを回転させることにより、第３シンクロ２４のスリーブの回転数と第２速駆動ギヤ１８Ａとの回転数を一致させる同期制御を行ってもよい。
In the case of upshifting to the second speed which is a fixed gear ratio, the sleeve of the
この状態で、Ｒシンクロ２５を中立状態にするとともに、第１ポンプモータ１２の押出容積を最大に向けて次第に増大させる。第２速へのアップシフト待機状態では、第１ポンプモータ１２は逆回転しており、その押出容積を次第に増大させると、ポンプとして機能するので油圧を発生し（図２に「油圧発生」と記してある）、同時にそれに伴う反力トルクがモータ軸９に現れる。その結果、第１遊星歯車機構３および第２速用ギヤ対１８を介した動力の伝達が次第に行われる。また、第１ポンプモータ１２で発生した油圧が第２ポンプモータ１３に供給されてこれがモータとして機能する（図２に「油圧回収」と記してある）ので、第２ポンプモータ１３および第２遊星歯車機構４ならびに第１速用ギヤ対２０を介した動力の伝達が生じる。そのため、第１速から第２速への変速の過程での変速比は、第１速の変速比と第２速の変速比との間の値となり、かつ連続的に変化する変速比となる。すなわち、変速比が連続的に変化する無段変速状態となる。これは、上述した発進から第１速の変速比に到るまでの間、および各固定変速比の間でも同様であり、したがって上述した動力伝達装置は、無段変速機として機能させることができる。
In this state, the
第２ポンプモータ１３の押出容積がほぼゼロになるとともに、第１ポンプモータ１２の押出容積がほぼ最大になってその回転が停止し、もしくは停止に近い状態になると、第２ポンプモータ１３がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第１ポンプモータ１２がロックされて、第１遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓが固定されるので、リングギヤ３Ｒに入力された動力がキャリヤ３Ｃから中間軸８を経て第２速駆動ギヤ１８Ａに出力される。一方、第２ポンプモータ１３はＯＦＦ状態となっており、これと同軸上に配置されているＲシンクロ２５および第２シンクロ２３はＯＦＦ状態であってそのスリーブが中立位置にあるので、第２ポンプモータ１３や第２遊星歯車機構４は動力の伝達に関与しない。したがって、第２速用ギヤ対１８のギヤ比で決まる固定変速比である第２速が設定される。
When the extrusion volume of the
以下、同様にして、第３速は第２シンクロ２３のスリーブを図１の右側に移動させて第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、さらに他のシンクロ２２，２４はＯＦＦ状態にする。したがって、第３速用ギヤ対１９を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速比である第３速が設定される。また、第４速は第３シンクロ２４のスリーブを図１の右側に移動させて第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、また他のシンクロ２３，２５はＯＦＦ状態にする。したがって、第４速用ギヤ対１７を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速比である第４速が設定される。
Similarly, in the third speed, the sleeve of the
さらに、後進段について説明すると、図示しないシフト装置などによってリバースレンジが選択された場合には、第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられ、またＲシンクロ２５のスリーブが図１の右側に移動させられ、さらに他のシンクロ２３，２４がＯＦＦ状態に設定される。したがって、Ｒシンクロ２５によって第２中間軸１０とモータ軸１１とが連結されることにより、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓとキャリヤ４Ｃとが連結されて第２遊星歯車機構４の全体が実質的に一体化される。また、発進従動ギヤ２１Ｂが出力軸１６に連結される。
Further, the reverse gear will be described. When the reverse range is selected by a shift device (not shown) or the like, the sleeve of the
したがって、動力源１から第２遊星歯車機構４に伝達された動力がそのまま第２ポンプモータ１３に伝達されてこれが駆動され、第２ポンプモータ１３によって油圧が発生する。なお、第２シンクロ２３がＯＦＦ状態であるから、第２遊星歯車機構４あるいは第２中間軸１０から出力軸１６に動力が伝達されることはない。一方、第１ポンプモータ１２の押出容積がゼロより大きい容積、例えば最大容積に制御され、その結果、第２ポンプモータ１３から供給された油圧によって第１ポンプモータ１２がモータとして機能し、モータ軸９にトルクを出力する。その場合、第１ポンプモータ１２にはその吐出口１２Ｄから油圧が供給されるので、第１ポンプモータ１２が逆回転する。そして、そのトルクが発進用ギヤ対２１を介して出力軸１６に伝達されるので、後進状態となる。すなわち、後進段では、油圧を介した動力の伝達が生じ、これを図２では、第１ポンプモータ１２について「油圧回収」と記し、第２ポンプモータ１３について「油圧発生」と記してある。
Therefore, the power transmitted from the
上述した変速機における変速比と各ポンプモータ１２，１３の押出容積との関係の一例を図３に示してある。ここに示す例は、固定段である第１速（１ｓｔ）から第２．３速程度のいわゆる中間段までの間における押出容積と変速比との関係を示しており、一方の押出容積を変化させている際には他方の押出容積は最大に維持する例である。すなわち、第１速は、第２シンクロ２３によって第１速用ギヤ対２０を出力軸１６に対してトルクを伝達できる状態に設定し、その状態で第１ポンプモータ１２の押出容積をゼロにし、かつ第２ポンプモータ１３の押出容積を最大にすることにより、第２ポンプモータ１３をロックして設定される。その状態で第３シンクロ２４を動作させて第２速用ギヤ対１８をトルク伝達可能な状態にする。
An example of the relationship between the gear ratio in the above-described transmission and the extrusion volume of each
こうして二つのギヤ対２０，１８をトルク伝達可能な状態にして、第１ポンプモータ１２の押出容積を次第に増大させることにより、第１速と第２速との中間の変速比が設定される。そして、両方のポンプモータ１２，１３の押出容積が最大になった後は、第１ポンプモータ１２の押出容積を最大に維持するとともに、第２ポンプモータ１３の押出容積を次第に減少させることにより、変速比が第２速の変速比に向けて更に小さくなる。その結果、第２ポンプモータ１３の押出容積がゼロになると、第１ポンプモータ１２がロックされ、固定段である第２速になる。この状態で、第２シンクロ２３のスリーブを図１の右側に移動させて第３速用ギヤ対１９をトルク伝達可能な状態にする。このような切り替えを行った後に、第２ポンプモータ１３の押出容積を次第に増大させることにより、変速比は第２速から第３速に向けて次第に小さくなる。すなわちアップシフトが生じる。
Thus, the gear ratio between the first speed and the second speed is set by gradually increasing the extrusion volume of the
このようなシンクロの切り替えの際の第１遊星歯車機構３の挙動を簡単に説明すると、図４は第１遊星歯車機構３についての共線図であって、第１ポンプモータ１２がロックされてサンギヤ３Ｓが固定されている状態すなわち固定段での状態を示している。すなわち、リングギヤ３Ｒには動力源１からのトルクＴinがその回転数を増大させる方向に作用し、またキャリヤ３Ｃには車両の走行抵抗力に基づくトルクＴoutがその回転数を低下させる方向に作用し、さらにサンギヤ３Ｓにはこれが逆回転（動力源１とは反対方向の回転）しないように固定するトルクＴPMが作用している。これらのトルクがバランスして所定の駆動トルクが得られている。
The behavior of the first planetary gear mechanism 3 at the time of switching the synchro will be briefly described. FIG. 4 is a collinear diagram of the first planetary gear mechanism 3, and the
この状態は、第２ポンプモータ１３の押出容積がゼロになっていて第１ポンプモータ１２がロックされていることにより達成されるが、第２ポンプモータ１３がゼロより大きい押出容積を有していると、図４に破線で示す状態が生じる。すなわち、第２ポンプモータ１３がゼロより大きい押出容積を有していると、閉回路での圧油の流通が可能になり、第１ポンプモータ１２から第２ポンプモータ１３に圧油を介して動力が伝達される。それに伴うトルクが第２ポンプモータ１３のモータ軸１１に現れるが、第１速を設定する状態から第３速を設定する状態に第２シンクロ２３が切替動作すると、その過程で第２シンクロ２３がニュートラル状態になるので、その状態で反力が作用しなくなる。すなわち、トルク抜けの状態になる。そのため、第１ポンプモータ１２は、反力がなくなることにより逆回転方向に回転してしまい、それに伴ってエンジン回転数（リングギヤ３Ｒの回転数）が急激に増大する。これが動力源１の吹き上がりである。
This state is achieved when the
ところで、上述した図１に示す構成の変速機における変速比γは、下記の式で求められる。
γ＝Ｎin／Ｎout＝［（１＋ρ）（ｑ1Ｋm＋ｑ2Ｋn）Ｋf］／（ｑ1＋ｑ2）
ここで、ρは遊星歯車機構３，４のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）、ｑ1は第１ポンプモータ１２の押出容積、ｑ2は第２ポンプモータ１３の押出容積、Ｋmは第１ポンプモータ１２側でトルクの伝達に関与している第２速用もしくは第４速用のギヤ１８，１７のギヤ比、Ｋnは第２ポンプモータ１３側でトルクの伝達に関与している第１速用もしくは第３速用のギヤ２０，１９のギヤ比、Ｋfは前記伝動手段２９などのファイナルギヤのギヤ比である。なお、上記の式は、各遊星歯車機構３，４を同一の構成とした場合のものである。したがって固定段での理論上の変速比は、いずれかの一方の押出容積ｑ1（もしくはｑ2）をゼロとし、かつ他方の押出容積ｑ2（もしくはｑ1）を最大にした場合の値として算出することができる。
By the way, the gear ratio γ in the transmission configured as shown in FIG. 1 is obtained by the following equation.
γ = Nin / Nout = [(1 + ρ) (q1Km + q2Kn) Kf] / (q1 + q2)
Here, ρ is the gear ratio of the planetary gear mechanisms 3 and 4 (ratio between the number of teeth of the sun gear and the number of teeth of the ring gear), q1 is the extrusion volume of the
しかしながら、ロックしているポンプモータ１２，１３に負荷が掛かると、油圧がそれに応じて高くなり、そのために油圧の漏れが発生したり、漏れが増大したりする。このような事態が生じた場合の共線図を図５に示してある。ここに示す例は、第１ポンプモータ１２をロックして第２速を設定している場合に、油圧の漏れによって第１ポンプモータ１２が回転した場合を示しており、実線は無負荷で漏れが生じていない場合、破線は負荷の増大によって漏れが発生した場合を示している。図５に示すように、油圧の漏れが生じると、ロックすべきポンプモータ１２，１３が回転してしまい、それに伴って出力回転数が低下する。この出力回転数の低下による理論値との誤差や、検出もしくは算出された実変速比とその理論値との誤差は、負荷の増大やそれに伴う油圧の漏れを外乱とするものであり、一方のポンプモータ１２，１３の押出容積がゼロになっている場合であっても生じることがある。
However, when a load is applied to the
そこで、この発明では、上記のような外乱による誤差を補正して、押出容積がゼロになっていること、あるいは他方のポンプモータ１２，１３がロックされていることを判定し、またその判定の誤りを補償するように制御装置を構成することができる。その制御の一例として第２速以上の変速比にアップシフトする場合の例を図６に示してある。先ず、第２シンクロ２３のスリーブが図１の左側に移動させられて第１速用ギヤ対２０がトルク伝達可能な状態で、かつ第３シンクロ２４が図１の左側に移動させられて第２速用ギヤ対１８がトルク伝達可能な状態において、固定段である第２速より高車速側の変速比にアップシフトする判断が成立すると、各ポンプモータ１２，１３にそれぞれの押出容積を設定するための指令信号が出力される（ステップＳ１）。すなわち、第１ポンプモータ１２の押出容積が最大になり、かつ第２ポンプモータ１３の押出容積がゼロもしくは最小となるように指令信号が出力される。
Therefore, in the present invention, the error due to the disturbance as described above is corrected, and it is determined that the extrusion volume is zero or the
一方、現在の実際の変速比γ1が求められるとともに、油温Ｋおよび入力トルクＴinならびに入力回転数Ｎinから変速比についての補正値γ2が求められる（ステップＳ２）。現在の実際の変速比γ1は、入力回転数センサ３２で検出された入力回転数Ｎinと、出力回転数センサ３３で検出された出力回転数Ｎoutとの比として算出することができる。また、油温Ｋはオイルパン３７などに設けたセンサ（図示せず）によって検出することができる。さらに、入力トルクＴinは動力源１のスロットル開度や燃料噴射量などから推定することができる。そして、補正値γ2は、予め用意したマップから求めることができる。
On the other hand, the current actual gear ratio γ1 is obtained, and a correction value γ2 for the gear ratio is obtained from the oil temperature K, the input torque Tin, and the input rotational speed Nin (step S2). The current actual gear ratio γ1 can be calculated as a ratio between the input rotation speed Nin detected by the input
前述したように固定段の変速比がずれるのは、油圧の漏れが一つの要因となっており、その漏れ量は作用するトルクが大きいほど多くなる。また、圧油は温度が高いほどその粘度が低くなって漏れやすくなる。さらに入力回転数Ｎinが高回転数ほど、漏れ量が多くなる。したがって、入力トルクＴinおよび油温Ｋならびに入力回転数Ｎinをパラメータとして補正値γ2をマップとして用意することができる。図７はそのマップの一例を模式的に示しており、入力トルクＴinが大きいほど、油温Ｋ（Ｋ1，Ｋ2，…Ｋn）が高いほど、さらに入力回転数Ｎin（Ｎ1，Ｎ2，…Ｎn）が高回転数であるほど、変速比のズレ量すなわち前記補正値γ2が大きくなっている。上記のステップＳ２では、その時点で検出されている油温Ｋに基づいてマップを選択し、かつそのマップを使用して、入力トルクＴinおよび入力回転数Ｎinから補正値γ2を算出する。 As described above, the shift ratio of the fixed stage shifts due to hydraulic leakage, and the amount of leakage increases as the applied torque increases. Further, the higher the temperature, the lower the viscosity of the pressure oil, and the easier it is to leak. Furthermore, the amount of leakage increases as the input rotational speed Nin increases. Therefore, the correction value γ2 can be prepared as a map using the input torque Tin, the oil temperature K, and the input rotational speed Nin as parameters. FIG. 7 schematically shows an example of the map. The larger the input torque Tin, the higher the oil temperature K (K1, K2,... Kn), and the more the input rotational speed Nin (N1, N2,... Nn). The higher the rotation speed, the larger the shift amount of the gear ratio, that is, the correction value γ2. In step S2, a map is selected based on the oil temperature K detected at that time, and the map is used to calculate the correction value γ2 from the input torque Tin and the input rotational speed Nin.
そして、実際の変速比γ1を補正値γ2で補正し、その値が変速比の理論値を含む所定の範囲に入っているか否かが判断される（ステップＳ３）。なお、変速比の補正は、低速側の変速比へのズレを補正するものであるから、補正値γ2を正の値としている場合に、実際の変速比γ1から補正値γ2を減算することにより補正を行うことになり、また補正値γ2を負の値としている場合には、実際の変速比γ1に補正値γ2を加算して補正を行うことになる。図６には後者の例を記載してある。 Then, the actual gear ratio γ1 is corrected with the correction value γ2, and it is determined whether or not the value is within a predetermined range including the theoretical value of the gear ratio (step S3). Note that the gear ratio is corrected by correcting the shift to the gear ratio on the low speed side. Therefore, when the correction value γ2 is a positive value, the correction value γ2 is subtracted from the actual gear ratio γ1. If the correction value γ2 is a negative value, the correction is performed by adding the correction value γ2 to the actual speed ratio γ1. FIG. 6 shows the latter example.
また、補正された変速比（γ1＋γ2）の判断基準となる所定の範囲は、実験やシミュレーションなどによって予め定めた変速比の範囲であり、これを模式的に示すと図８のとおりである。ここに示す例は、変速比の理論値γを中心にして低速側および高速側に所定値Δγの範囲であり、その所定値Δγは、通常想定される油圧の漏れなどの外乱要因で生じる変速比のズレの最大値として設定した値、あるいは理論値や補正値のバラツキを考慮して定めた値である。また、コースト状態では、変速比がアップシフト側にずれるので、理論値を中心にアップ、ダウンの両側に範囲を設定してある。 Further, the predetermined range that is a criterion for determining the corrected gear ratio (γ1 + γ2) is a range of the gear ratio that is determined in advance through experiments, simulations, and the like, which is schematically shown in FIG. The example shown here is a range of a predetermined value Δγ on the low speed side and the high speed side centering on the theoretical value γ of the gear ratio, and the predetermined value Δγ is a speed change caused by a disturbance factor such as a normally assumed hydraulic leak. It is a value set as the maximum value of the ratio deviation, or a value determined in consideration of variations in theoretical values and correction values. In the coast state, since the gear ratio is shifted to the upshift side, ranges are set on both sides of the up and down with respect to the theoretical value.
ステップＳ３で否定的に判断された場合には、他方のポンプモータの押出容積がゼロになっていないことにより一方のポンプモータが回転しているものと考えられるので、シフト切替制御は実行することなく従前の制御を継続する。これに対してステップＳ３で肯定的に判断された場合には、第２ポンプモータ１３側のロック弁４２が電子制御装置４５からの指令信号で動作して油路１４を閉じる（ステップＳ４）。
If a negative determination is made in step S3, it is considered that one pump motor is rotating because the extrusion volume of the other pump motor is not zero, so that the shift switching control is executed. Continue the previous control. On the other hand, if a positive determination is made in step S3, the
ステップＳ３での固定段の判定は、第２ポンプモータ１３に対する圧油の給排が完全に止まっていることを直接検出して行っているわけではなく、回転数や変速比、その補正値などのいわゆる動作状況に基づいて行っており、またその判定には電気的な処理が介在している。これに対して変速過渡時のトルク抜けや動力源１の吹き上がりなどは、押出容積がゼロになって圧油の流通を阻止するべきポンプモータで圧油の流通が生じることが原因となる。そこで、図６に示す制御例では、押出容積がゼロとなるべきポンプモータでの圧油の流通を機械的手段で阻止して固定段の誤判定を補償するために、そのポンプモータ（図６で説明している例では第２ポンプモータ１３）の吸入口１３Ｓに接続されているロック弁４２を閉じることとしたのである。したがって、動力源１から出力軸１６へのトルクの伝達を受け持っている第１ポンプモータ１２の押出容積が最大になり、かつ動力源１からトルクが伝達されているとしても、油路１４が閉じられていることにより第１ポンプモータ１２が回転することはない。すなわち、ロック状態が維持される。このようにして固定段を補償した状態でシンクロを切替動作させるシンクロ切替制御を開始する（ステップＳ５）。
The determination of the fixed stage in step S3 is not performed by directly detecting that the supply and discharge of the pressure oil to the
したがって、この発明に係る制御装置によれば、シンクロを切替動作させる場合、その直前に閉回路での圧油の流通が阻止され、機械的手段で固定段が設定される。そのため、シンクロを切替動作させる過程で、そのシンクロが介在している動力の伝達経路がいわゆるニュートラル状態になるとしても、そのシンクロもしくは動力伝達経路には動力源１からのトルクが作用していないので、トルク抜けや動力源１の吹き上がりなどを防止もしくは抑制することができる。
Therefore, according to the control device of the present invention, when the synchro is switched, the flow of the pressure oil in the closed circuit is prevented immediately before that, and the fixed stage is set by the mechanical means. Therefore, in the process of switching the synchro, even if the power transmission path through which the sync is located becomes a so-called neutral state, the torque from the
なお、上述したロック弁を動作させて圧油の流動を阻止する制御は、変速の都度実行することに替えて、トルク抜けや動力源１の吹き上がりに関連する状況が検出された場合に限って実行することとしてもよい。その制御例を図９に示してある。ここに示す例は、固定段の判定が成立したことにより、直ちにシンクロの切替制御を開始し、そのシンクロの切替に伴う回転数の変化を検出するように構成した例である。具体的に説明すると、上述した図６に示す制御例と同様にして固定段の判定（ステップＳ３）を行い、その判断結果が否定的である場合には、従前の制御を継続し、これとは反対に固定段の判定が成立してステップＳ３が肯定的に判断された場合には、シンクロの切替制御が開始される（ステップＳ５）。
The above-described control for operating the lock valve to prevent the flow of pressure oil is performed only when a situation related to torque loss or
これと同時に動力源１の回転数が読み込まれる（ステップＳ６）。これは、変速の状態を判定するためであり、したがって動力源１の回転数に替えて、動力源１と一体に回転する部材の回転数を検出して読み込むこととしてもよい。そして、その読み込んだ回転数が基準値（許容回転数）を外れているか否かが判断される（ステップＳ７）。その基準値は、シンクロを切替動作させることにより変速が正常に行われた場合の回転数として予め定めた回転数であり、車速や固定段の変速比などに基づいて定めることができる。なお、変速中に車速が変化することや外乱あるいはセンサの誤差などを考慮して、基準値は所定の幅のある値とすることができる。
At the same time, the rotational speed of the
動力源１が動力を出力している状態での変速（すなわちパワーオン状態での変速）の場合にいわゆるトルク抜けが生じると、動力源１の回転数が上昇する。したがって、検出された動力源１の回転数が基準値より上昇してステップＳ７で肯定的に判断された場合には、ロック弁４２が電子制御装置４５からの指令信号で動作して油路１４を閉じる（ステップＳ４）。そして、シンクロの切替制御を継続する（ステップＳ８）。なお、動力源１の回転数が基準値を特には外れていないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、変速が正常に行われていて動力源１の吹き上がりが生じていないことになるので、シンクロの切替制御を継続する（ステップＳ８）。
If so-called torque loss occurs in the case of a shift in a state where the
したがって、図９に示す制御を実行するように構成した場合には、ロック弁４２による強制的なロックは、トルク抜けあるいは動力源１の吹き上がりが生じる場合、あるいはその可能性が検出された場合に限って実行されるので、変速時にトルク抜けや動力源１の吹き上がりなどが生じることを確実に防止もしくは抑制できるうえに、ロック弁４２の動作頻度を低下させることができる。そのため、例えば固定段が完全には設定されていないものの、そのままシンクロの切替を実行あるいは継続した方が動力源１や各歯車などの回転部材の回転数の急変が少なくなる場合には、ロック弁４２による強制的なロックが行われないので、変速の都度、僅かながらもショックが生じるなどの事態を解消もしくは抑制し、快適性を向上させることができる。
Therefore, in the case where the control shown in FIG. 9 is executed, the forced locking by the
なお、上述した各制御例は、第２ポンプモータ１３の押出容積をゼロにしてシンクロ２３を切り替える変速の例であるが、これとは反対に第１ポンプモータ１２の押出容積をゼロにしてシンクロ２４を切替動作させる場合には、第１ポンプモータ１２側のロック弁４１を動作させて第１ポンプモータ１２に対する圧油の給排もしくは閉回路での圧油の流動を阻止することになる。その場合にも、上記の各制御例と同様に、ロック弁４１を制御すればよい。
Each of the control examples described above is an example of shifting in which the
また、図１に示す構成では、各ロック弁４１，４２を連通している油路１４に各リリーフ弁４３，４４が連通されている。そのため、第１ポンプモータ１２側のロック弁４１を動作させて油路１４もしくは第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓを閉じた場合、押出容積が増大させられている第２ポンプモータ１３はいずれのリリーフ弁４３，４４にも連通される。また同様に、第２ポンプモータ１３側のロック弁４２を動作させて油路１４もしくは第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓを閉じた場合、押出容積が増大させられている第１ポンプモータ１２はいずれのリリーフ弁４３，４４にも連通される。このように、強制的にロックさせた場合であっても、押出容積が増大させられているポンプモータ１２，１３の最大圧力をリリーフ弁４３，４４で規定することができるので、ポンプモータ１２，１３を保護することができる。
In the configuration shown in FIG. 1, the
上述したようにこの発明の制御装置は、固定段の判定やいずれかのポンプモータ１２，１３のロックの判定に誤りがあった場合、あるいは圧油の漏れなどによってポンプモータ１２，１３のロックが完全ではないなどの場合に、ロック弁４１，４２によって圧油の流動を強制的に阻止し、これにより変速中でのトルク抜けや動力源１の吹き上がりなどを防止もしくは抑制するように構成された装置である。したがって、閉回路での圧油の流動を阻止するためのロック弁は、油路１４に設ける以外に油路１５に設けてもよい。その例を図１０に示してあり、ここに示す例は、第１ポンプモータ１２の吐出口１２Ｄ側の油路１５にロック弁４６を介装した例である。この図１０に示す構成の変速機を対象とする場合には、第１ポンプモータ１２の押出容積をゼロに制御して第２ポンプモータ１３をロックする場合、および第２ポンプモータ１３の押出容積をゼロにして第１ポンプモータ１２をロックする場合のいずれにおいても、ロック弁４６を動作させて油路１５を閉じることになる。
As described above, the control device of the present invention locks the
なお、上述した変速比と出力回転数（出力軸１６の回転数もしくは車軸３１の回転数）とは相互に関連しているから、変速比に替えて出力回転数に基づいて固定段が設定されていることの判定を行うように構成してもよい。その場合、図６に示してある変速比を出力回転数やその理論値に置き換えればよい。またその場合に使用する出力回転数の補正値についてのマップを図１１に模式的に示してある。
It should be noted that the gear ratio and the output rotational speed (the rotational speed of the
さらに、この発明の制御装置は、圧油の漏れ量をマップから求め、その漏れ量に基づくポンプモータの回転数から補正した変速比もしくは出力回転数を求め、その補正した変速比もしくは出力回転数に基づいて固定段を判定するように構成することができる。すなわち、圧油の漏れ量Ｑと、圧油の漏れによるロックすべきポンプモータの回転数Ｎpとは、そのロックすべきポンプモータの押出容積をｑとすると、
Ｎp＝Ｑ／ｑ
の関係となっている。一方、ロックすべきポンプモータの回転数と出力回転数とは図５に示す関係となっているから、出力回転数あるいはこれに基づく変速比は、圧油の漏れ量Ｑによって補正することができる。その漏れ量Ｑは、図１２に示すように、入力トルクＴinおよび油温Ｋならびに入力回転数Ｎinをパラメータとしたマップとして予め用意しておくことができる。
Further, the control device of the present invention obtains the leak amount of the pressure oil from the map, obtains the corrected gear ratio or output rotational speed from the rotational speed of the pump motor based on the leak amount, and obtains the corrected gear ratio or output rotational speed. The fixed stage can be determined based on That is, the amount of pressure oil leakage Q and the rotation speed Np of the pump motor to be locked due to pressure oil leakage are expressed as follows.
Np = Q / q
It has become a relationship. On the other hand, since the rotational speed of the pump motor to be locked and the output rotational speed have the relationship shown in FIG. 5, the output rotational speed or the gear ratio based on this can be corrected by the leak amount Q of pressure oil. . As shown in FIG. 12, the leakage amount Q can be prepared in advance as a map using the input torque Tin, the oil temperature K, and the input rotation speed Nin as parameters.
したがって、この発明では、そのマップから算出された漏れ量に基づいて、検出もしくは算出された出力回転数を補正し、その補正後の出力回転数がその理論値（負荷のない場合の回転数）を含む所定の範囲に入っているか否かを判断する。その範囲は、前述した変速比についての範囲と同様にして設定することができ、その一例を図１３に模式的に示してある。また、範囲を設定しているのは、理論値や検出値などのバラツキを考慮したことによる。そして、補正した出力回転数がその範囲に入っていれば、固定段が設定されていること、もしくは一方のポンプモータの押出容積がゼロになっていることの判断が成立する。なお、出力回転数に替えて変速比を採用しても同様に制御することができる。したがって、圧油の漏れ量に基づいて変速比や出力回転数を補正するように構成しても、前述した各具体例と同様に、動力源１の吹き上がりを防止もしくは抑制できる。
Therefore, in the present invention, the detected or calculated output rotational speed is corrected based on the leak amount calculated from the map, and the corrected output rotational speed is the theoretical value (the rotational speed when there is no load). It is judged whether it is in the predetermined range including. The range can be set in the same manner as the above-described range for the gear ratio, and an example thereof is schematically shown in FIG. The reason why the range is set is that variation in the theoretical value and the detection value is taken into consideration. If the corrected output rotational speed is within the range, it is determined that the fixed stage is set or that the pumping capacity of one of the pump motors is zero. Note that the same control can be performed even if a gear ratio is adopted instead of the output rotational speed. Therefore, even if it is configured to correct the gear ratio and the output rotation speed based on the leak amount of the pressure oil, the blow-up of the
ところで、上述した補正を行っても理論値との偏差が生じることがある。その偏差を図８に符号γ’で示してある。これは、圧油の漏れなどの外乱要因を取り除いても残存する誤差であるから、変速機もしくは油圧制御機器の経時変化あるいはオイルの劣化などの時間的要因によるものと考えられる。そこで、この偏差γ’を学習値として記憶しておき、次回の補正の際にこの偏差γ’を加味して補正を行うように構成することができる。このような制御は、具体的には電子制御装置４５におけるプログラムに従って実行することができる。なお、その学習補正は変速比あるいは回転数のいずれであってもよい。このように構成すれば、経時変化による誤差もしくはズレをも是正して固定段を判定することが可能になる。
By the way, even if the correction described above is performed, a deviation from the theoretical value may occur. The deviation is indicated by γ ′ in FIG. This is an error that remains even if a disturbance factor such as leakage of pressure oil is removed, and is considered to be due to a temporal factor such as a change over time of the transmission or the hydraulic control device or deterioration of the oil. Therefore, the deviation γ ′ can be stored as a learning value, and the correction can be performed in consideration of the deviation γ ′ in the next correction. Specifically, such control can be executed according to a program in the
なお、上述した各具体例では、主として、第２速以上へのアップシフトを例に採って説明したが、他の固定段からの変速も同様にして実行することができ、したがってこの発明は上記の各具体例に限定されない。また、この発明で対象とする変速機は、図１に示す構成のものに限定されず、切替機構はシンクロ以外に摩擦式のものであってもよく、また固定段は四段以上もしくは四段以下であってもよい。さらに、可変容量型流圧ポンプモータは、前述したように差動タイプのものとすることもでき、その場合は前述した遊星歯車機構３，４を用いない構成とすることができる。そして、この発明における動力源は、エンジンである必要はなく、電気モータであってもよく、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド駆動装置であってもよい。
In each of the specific examples described above, the description has been mainly given of the upshift to the second speed or higher as an example. However, the shift from other fixed stages can be executed in the same manner, and therefore the present invention is not limited to the above. It is not limited to each specific example. Further, the transmission targeted by the present invention is not limited to the one shown in FIG. 1, and the switching mechanism may be a friction type other than the synchro, and the fixed stage may be four or more stages or four stages. It may be the following. Further, the variable displacement fluid pressure pump motor may be of a differential type as described above, and in that case, the
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ３の機能的手段が、この発明の判定手段に相当し、ステップＳ４の機能的手段が、この発明のロック指示手段に相当し、ステップＳ５の機能的手段が、この発明の変速制御手段に相当する。また、ステップＳ６もしくはステップＳ７の機能的手段が、この発明の回転数検出手段に相当する。 Here, the relationship between the specific example described above and the present invention will be briefly described. The functional means in step S3 described above corresponds to the determining means of the present invention, and the functional means in step S4 is the lock of the present invention. It corresponds to the instruction means, and the functional means in step S5 corresponds to the shift control means of the present invention. The functional means in step S6 or step S7 corresponds to the rotational speed detection means of the present invention.
１…動力源（Ｅ／Ｇ）、 ２…入力部材、 ３…第１遊星歯車機構、 ４…第２遊星歯車機構、 ８…第１中間軸、 ９…モータ軸、 １０…第２中間軸、 １１…モータ軸、 １２…可変容量型ポンプモータ（第１ポンプモータ）、 １３…可変容量型ポンプモータ（第２ポンプモータ）、 １４，１５…油路、 １６…出力軸、 １７，１８，１９，２０…ギヤ対、 ２２…第１のシンクロナイザー（第１シンクロ）、 ２３…第２のシンクロナイザー（第２シンクロ）、 ２４…第３のシンクロナイザー（第３シンクロ）、 ２５…後進用のシンクロナイザー（Ｒシンクロ）、 ４１，４２，４６…ロック弁、 ４５…電子制御装置（ＥＣＵ）。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士および吸入口同士を連通させる閉回路と、
押出容積がゼロとされるいずれかのポンプモータに対する圧油の流通を阻止するように閉回路中に設けられたロック弁と、
いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることを判定する判定手段と、
該判定手段によっていずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることが判定された場合に前記ロック弁を動作させて前記圧力流体の流通を阻止するロック指示手段と、
変速時に押出容積がゼロに制御される可変容量型流体圧ポンプモータが非変速時に押出容積をもっている際に前記動力源が出力したトルクをいずれかの前記伝動機構に伝達するいずれかの前記切替機構を切替動作させる制御を、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることが前記判定手段で判定された場合に実行する変速制御手段と
を具備していることを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。 The first variable displacement fluid pressure pump motor and the second variable displacement fluid pressure pump motor are locked when one of the extruding volumes becomes zero and the other is prevented from supplying and discharging the pressure fluid. A first transmission mechanism having a predetermined gear ratio that transmits the power from the power source to the output member when the first variable displacement fluid pressure pump motor is locked. When the variable displacement fluid pressure pump motor is locked, the second transmission mechanism having another speed ratio for transmitting the power from the power source to the output member and the first transmission mechanism in a state where the first transmission mechanism can transmit the power. In a control device for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission, comprising: 1 switching mechanism; and a second switching mechanism that enables the second transmission mechanism to transmit power.
A closed circuit for communicating the discharge ports and the suction ports of the variable displacement fluid pressure pump motors;
A lock valve provided in a closed circuit to prevent the flow of pressure oil to any pump motor whose extrusion volume is zero;
Determining means for determining that the extrusion volume of any one of the variable displacement fluid pressure pump motors is zero;
Lock instruction means for operating the lock valve to prevent the flow of the pressure fluid when it is determined by the determination means that the extrusion volume of any one of the variable displacement fluid pressure pump motors is zero. When,
Any of the switching mechanisms for transmitting the torque output from the power source to any of the transmission mechanisms when the variable displacement fluid pressure pump motor whose extrusion volume is controlled to zero at the time of shifting has the pushing volume at the time of non-shifting. Shift control means for executing the control for switching operation when the determination means determines that the push-out volume of any one of the variable displacement fluid pressure pump motors is zero. A control apparatus for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission.
前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士および吸入口同士を連通させる閉回路と、
押出容積がゼロとされるいずれかのポンプモータに対する圧油の流通を阻止するように閉回路中に設けられたロック弁と、
いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることを判定する判定手段と、
変速時に押出容積がゼロに制御される可変容量型流体圧ポンプモータが非変速時に押出容積をもっている際に前記動力源が出力したトルクをいずれかの前記伝動機構に伝達するいずれかの前記切替機構を切替動作させる制御を、いずれか一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロになっていることが前記判定手段で判定された場合に実行する変速制御手段と、
前記いずれかの切替機構が切替動作させた場合の前記動力源の回転数もしくは前記動力源と一体となって回転する所定の回転部材の回転数を検出する回転数検出手段と、
その回転数検出手段によって検出された回転数が予め定めた許容回転数を外れている場合に前記ロック弁を動作させて前記圧力流体の流通を阻止するロック指示手段と
を具備していることを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。 The first variable displacement fluid pressure pump motor and the second variable displacement fluid pressure pump motor are locked when one of the extruding volumes becomes zero and the other is prevented from supplying and discharging the pressure fluid. A first transmission mechanism having a predetermined gear ratio that transmits the power from the power source to the output member when the first variable displacement fluid pressure pump motor is locked. When the variable displacement fluid pressure pump motor is locked, the second transmission mechanism having another speed ratio for transmitting the power from the power source to the output member and the first transmission mechanism in a state where the first transmission mechanism can transmit the power. In a control device for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission, comprising: 1 switching mechanism; and a second switching mechanism that enables the second transmission mechanism to transmit power.
A closed circuit for communicating the discharge ports and the suction ports of the variable displacement fluid pressure pump motors;
A lock valve provided in a closed circuit to prevent the flow of pressure oil to any pump motor whose extrusion volume is zero;
Determining means for determining that the extrusion volume of any one of the variable displacement fluid pressure pump motors is zero;
Any of the switching mechanisms for transmitting the torque output from the power source to any of the transmission mechanisms when the variable displacement fluid pressure pump motor whose extrusion volume is controlled to zero at the time of shifting has the pushing volume at the time of non-shifting. Shift control means for executing the control to switch the operation when the determination means determines that the extrusion volume of any one of the variable displacement fluid pressure pump motors is zero, and
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the power source when one of the switching mechanisms is switched, or the rotational speed of a predetermined rotating member that rotates integrally with the power source;
A lock instruction means for operating the lock valve to prevent the flow of the pressure fluid when the rotation speed detected by the rotation speed detection means is out of a predetermined allowable rotation speed. A control apparatus for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007216389A JP2009047286A (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Control device of variable displacement type hydraulic pump-motor transmission |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007216389A JP2009047286A (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Control device of variable displacement type hydraulic pump-motor transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009047286A true JP2009047286A (en) | 2009-03-05 |
Family
ID=40499678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2007216389A Pending JP2009047286A (en) | 2007-08-22 | 2007-08-22 | Control device of variable displacement type hydraulic pump-motor transmission |
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| JP (1) | JP2009047286A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013528763A (en) * | 2010-06-18 | 2013-07-11 | キャタピラー インコーポレイテッド | Transmission motor torque calibration |
-
2007
- 2007-08-22 JP JP2007216389A patent/JP2009047286A/en active Pending
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