JP2646599B2 - 無段変速装置 - Google Patents
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- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
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- F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
- F16H61/431—Pump capacity control by electro-hydraulic control means, e.g. using solenoid valves
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- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
- F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
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- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
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- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
- F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
- F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
- F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
- F16H2037/0873—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft with switching, e.g. to change ranges
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19023—Plural power paths to and/or from gearing
- Y10T74/19037—One path includes fluid drive
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、産業機械や車両等、各種の産業分野で広く
利用可能な無段変速装置に関するものである。
利用可能な無段変速装置に関するものである。
［従来の技術］ 流体ポンプ／モータを用いた無段変速装置として、い
わゆる流体圧伝動装置（HST）が知られている。しかし
ながら、この装置は無段変速性に優れてはいるが、効率
が必ずしも良くなく、速度範囲も満足のいくものではな
い。そのため、かかるHSTと差動歯車機構とを併用し、
動力の伝達をHSTと差動歯車機構とに分担させることに
より、前記HSTの無段変速性と、歯車伝動の高効率性と
を共に発揮させ得るようにした流体機械式の無段変速装
置（HMT）が開発されている。
わゆる流体圧伝動装置（HST）が知られている。しかし
ながら、この装置は無段変速性に優れてはいるが、効率
が必ずしも良くなく、速度範囲も満足のいくものではな
い。そのため、かかるHSTと差動歯車機構とを併用し、
動力の伝達をHSTと差動歯車機構とに分担させることに
より、前記HSTの無段変速性と、歯車伝動の高効率性と
を共に発揮させ得るようにした流体機械式の無段変速装
置（HMT）が開発されている。
｛参考文献、油圧工学（石原智男 朝倉書房）、ピスト
ンポンプモータの論理と実際（石原貞男 コロナ社｝。
ンポンプモータの論理と実際（石原貞男 コロナ社｝。
すなわち、この無段変速装置は、第１、第２、第３の
入出力端を有し、その第１の入出力端と第２の入出力端
との間を通過する低速側の機械式伝動系ならびに第１の
入出力端と第３の入出力端との間を通過する高速側の機
械式伝動系を形成する差動機構と、この差動機構の第２
の入出力端に一方の流体ポンプ／モータの入出力軸を接
続するとともに、前記第３の入出力端に他方の流体ポン
プ／モータの入出力軸を接続しこれら両ポンプ／モータ
によって可変速の流体式伝動系を形成する流体伝動機構
と、前記低速側の機械式伝動系の伝動端を入力側または
出力側に設けた共通回転要素に接離させる低速側のクラ
ッチと、前記高速側の機械式伝動系の伝動端を前記共通
回転要素に接離させる高速側のクラッチを背反的に切換
えることによって、低速モードまたは高速モードのいず
れかを選択し得るように構成されている。
入出力端を有し、その第１の入出力端と第２の入出力端
との間を通過する低速側の機械式伝動系ならびに第１の
入出力端と第３の入出力端との間を通過する高速側の機
械式伝動系を形成する差動機構と、この差動機構の第２
の入出力端に一方の流体ポンプ／モータの入出力軸を接
続するとともに、前記第３の入出力端に他方の流体ポン
プ／モータの入出力軸を接続しこれら両ポンプ／モータ
によって可変速の流体式伝動系を形成する流体伝動機構
と、前記低速側の機械式伝動系の伝動端を入力側または
出力側に設けた共通回転要素に接離させる低速側のクラ
ッチと、前記高速側の機械式伝動系の伝動端を前記共通
回転要素に接離させる高速側のクラッチを背反的に切換
えることによって、低速モードまたは高速モードのいず
れかを選択し得るように構成されている。
そして、このような無段変速装置を介してエンジンの
動力を車輪に伝達して走行するようにした車両において
は、前記低速モードおよび前記高速モードのいずれにお
いても、アクセルに連動するエンジンの燃料操作端の操
作量に対応した望ましい速度（Speed Desired;以下、
「SD」と略称する場合がある）に、エンジン回転速度
（Speed Engine;以下、「SE」と略称する場合がある）
を常に合致させるように、その無段変速装置の速度比
（出力回転速度／入力回転速度）をコントロールするよ
うにしているのが通常である。
動力を車輪に伝達して走行するようにした車両において
は、前記低速モードおよび前記高速モードのいずれにお
いても、アクセルに連動するエンジンの燃料操作端の操
作量に対応した望ましい速度（Speed Desired;以下、
「SD」と略称する場合がある）に、エンジン回転速度
（Speed Engine;以下、「SE」と略称する場合がある）
を常に合致させるように、その無段変速装置の速度比
（出力回転速度／入力回転速度）をコントロールするよ
うにしているのが通常である。
［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような無段変速装置においては、出力
回転速度／入力回転速度で表される速度比が前記両伝動
端の速度が等しくなる中間設定速度比よりも小さい運転
領域では前記低速側のクラッチのみを接続する低速モー
ドを選択しておき、前記速度比が増大して前記中間速度
比に達した際に、高速側のクラッチを接続するとともに
低速側のクラッチを解放して高速モードに移行するよう
にしているのが一般的である。そして、高速モードから
低速モードに移行する場合にはその逆の動作がなされ
る。
回転速度／入力回転速度で表される速度比が前記両伝動
端の速度が等しくなる中間設定速度比よりも小さい運転
領域では前記低速側のクラッチのみを接続する低速モー
ドを選択しておき、前記速度比が増大して前記中間速度
比に達した際に、高速側のクラッチを接続するとともに
低速側のクラッチを解放して高速モードに移行するよう
にしているのが一般的である。そして、高速モードから
低速モードに移行する場合にはその逆の動作がなされ
る。
しかしながら、機械式伝動系に比べて伝動効率の低い
流体式伝動系を高速走行領域の全てにおいて常時稼働さ
せると、無段変速装置全体の効率をさらに向上させるの
が難しくなってくる。
流体式伝動系を高速走行領域の全てにおいて常時稼働さ
せると、無段変速装置全体の効率をさらに向上させるの
が難しくなってくる。
かかる不具合を解消するための方策として、高速走行
領域において、流体式伝動系の稼働を停止させ、高速側
の機械式伝動系のみで動力を伝達させる、いわゆるトッ
プロックアップモードを設定しているものが提案されて
いる。
領域において、流体式伝動系の稼働を停止させ、高速側
の機械式伝動系のみで動力を伝達させる、いわゆるトッ
プロックアップモードを設定しているものが提案されて
いる。
ところが、このようなものでは、高速モードにおける
速度比が最大設定速度比を上回ると、流体式伝動系の稼
働を停止させ、最大設定速度比を下回ると流体式伝動系
を稼働させるようにしている。そのため、最大設定速度
比近辺でのアクセルの操作加減、あるいは車両走行抵抗
（出力端側にかかる負荷）の変化等により、上記設定速
度比を境にして、トップロックアップモードに入った
り、該モードから解除されたりする。その結果、流体式
伝動系の稼働とその停止が頻繁に繰返され、流体式伝動
系をロックするクラッチ等の寿命に悪影響を及ぼすこと
になる。
速度比が最大設定速度比を上回ると、流体式伝動系の稼
働を停止させ、最大設定速度比を下回ると流体式伝動系
を稼働させるようにしている。そのため、最大設定速度
比近辺でのアクセルの操作加減、あるいは車両走行抵抗
（出力端側にかかる負荷）の変化等により、上記設定速
度比を境にして、トップロックアップモードに入った
り、該モードから解除されたりする。その結果、流体式
伝動系の稼働とその停止が頻繁に繰返され、流体式伝動
系をロックするクラッチ等の寿命に悪影響を及ぼすこと
になる。
また、このようなものでは、流体式伝動系の回路間に
殆ど常に差圧が発生しているので、この流体式伝動系を
構成している流体ポンプ／モータやその付属機器類の耐
久性を向上させるのが難しいという問題がある。
殆ど常に差圧が発生しているので、この流体式伝動系を
構成している流体ポンプ／モータやその付属機器類の耐
久性を向上させるのが難しいという問題がある。
本発明は、以上のような問題点を解消することを目的
としている。
としている。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、次のよ
うな構成を採用したものである。
うな構成を採用したものである。
すなわち、本発明にかかる無段変速装置は、第１、第
２、第３の入出力端を有し、その第１の入出力端と第２
の入出力端との間を通過する低速側の機械式伝動系なら
びに第１の入出力端と第３の入出力端との間を通過する
高速側の機械式伝動系を形成する差動機構と、この差動
機構の第２の入出力端に一方の流体ポンプ／モータの入
出力軸を接続するとともに前記第３の入出力端に他方の
流体ポンプ／モータの入出力軸を接続しこれら両流体ポ
ンプ／モータによって可変速の流体式伝動系を構成する
流体伝動機構と、前記低速側の機械式伝動系の伝動端を
入力側または出力側に設けた共通回転要素に接離させる
低速側のクラッチと、前記高速側の機械式伝動系の伝動
端を前記共通回転要素に接離させる高速側のクラッチと
を具備してなり、出力回転速度／入力回転速度で表わさ
れる速度比が前記低速側クラッチと高速側のクラッチと
の回転速度差が零となる中間設定速度比よりも小さい運
転領域では、低速側のクラッチのみを接続する低速モー
ドを選択し、前記速度比が前記中間設定速度比よりも大
きい運転領域では前記高速側のクラッチのみを接続する
高速モードを選択することができる無段変速装置におい
て、前記速度比が前記高速モードで低速側の流体ポンプ
／モータが略停止することになる最大設定速度比に一定
以上接近した場合に、前記流体ポンプ／モータの押し除
け容積を制御して最大設定速度比の運転状態に引入れる
引入手段と、この運転状態で低速側の流体ポンプ／モー
タの入出力軸を強制的にロックする拘束機構を備えてな
る動力分配停止手段と、この運転状態で前記流体式伝動
系の回路間差圧が零になるように流体ポンプ／モータの
押し除け容積を制御する容積補正手段とを設けているこ
とを特徴とする なお、動力分配停止手段の拘束機構としては、バンド
ブレーキや、爪車式の一方向クラッチあるいはシンクロ
メッシュ式のクラッチ等を採用することができる。そし
て、動力分配停止手段は、拘束機構に加え、高速側の流
体ポンプ／モータを機構式伝動系から機械的に切離す切
離機構、または、高速側の流体ポンプ／モータの空転ト
ルクロスを減少させるトルクロス抑制機構を備えてもの
であってもよい。
２、第３の入出力端を有し、その第１の入出力端と第２
の入出力端との間を通過する低速側の機械式伝動系なら
びに第１の入出力端と第３の入出力端との間を通過する
高速側の機械式伝動系を形成する差動機構と、この差動
機構の第２の入出力端に一方の流体ポンプ／モータの入
出力軸を接続するとともに前記第３の入出力端に他方の
流体ポンプ／モータの入出力軸を接続しこれら両流体ポ
ンプ／モータによって可変速の流体式伝動系を構成する
流体伝動機構と、前記低速側の機械式伝動系の伝動端を
入力側または出力側に設けた共通回転要素に接離させる
低速側のクラッチと、前記高速側の機械式伝動系の伝動
端を前記共通回転要素に接離させる高速側のクラッチと
を具備してなり、出力回転速度／入力回転速度で表わさ
れる速度比が前記低速側クラッチと高速側のクラッチと
の回転速度差が零となる中間設定速度比よりも小さい運
転領域では、低速側のクラッチのみを接続する低速モー
ドを選択し、前記速度比が前記中間設定速度比よりも大
きい運転領域では前記高速側のクラッチのみを接続する
高速モードを選択することができる無段変速装置におい
て、前記速度比が前記高速モードで低速側の流体ポンプ
／モータが略停止することになる最大設定速度比に一定
以上接近した場合に、前記流体ポンプ／モータの押し除
け容積を制御して最大設定速度比の運転状態に引入れる
引入手段と、この運転状態で低速側の流体ポンプ／モー
タの入出力軸を強制的にロックする拘束機構を備えてな
る動力分配停止手段と、この運転状態で前記流体式伝動
系の回路間差圧が零になるように流体ポンプ／モータの
押し除け容積を制御する容積補正手段とを設けているこ
とを特徴とする なお、動力分配停止手段の拘束機構としては、バンド
ブレーキや、爪車式の一方向クラッチあるいはシンクロ
メッシュ式のクラッチ等を採用することができる。そし
て、動力分配停止手段は、拘束機構に加え、高速側の流
体ポンプ／モータを機構式伝動系から機械的に切離す切
離機構、または、高速側の流体ポンプ／モータの空転ト
ルクロスを減少させるトルクロス抑制機構を備えてもの
であってもよい。
［作用］ 高速モードで運転中に速度比が、低速側の流体ポンプ
／モータが略停止することになる最大設定速度比に一定
以上接近した場合には、流体ポンプ／モータの押し除け
容積が制御され、最大設定速度比の運転状態に強制的に
引入れられる。そして、この運転状態で、低速側の流体
ポンプ／モータの入出力軸が強制的にロックされるとと
もに、流体式伝動系の回路間差圧が零になるように制御
されトップロックアップモードとされる。そのため、入
力される全ての動力が高速側の機械式伝動系を介して出
力されるとともに、動力源の実回転速度（SE）を目標回
転速度（SD）に近付ける方向に変速比を逐次変換させる
ような通常の無段変速制御が中断される。そして、この
トップロックアップモードにセットされている間は、例
えば、原動機の実際の回転速度と目標回転速度との間に
所定幅以上の偏差が生じるまでは通常の無段変速制御に
移行させず、流体伝動系をロックアップ状態に保持する
ようなことが可能であり、比較的大きな幅をもたせるこ
とができる。そのため、高速モードとトップロックアッ
プモードとが頻繁に切替えられることがなく、流体ポン
プ／モータの入出力軸をロックするクラッチ等が切換わ
る頻度を大幅に減少させることが可能となる。
／モータが略停止することになる最大設定速度比に一定
以上接近した場合には、流体ポンプ／モータの押し除け
容積が制御され、最大設定速度比の運転状態に強制的に
引入れられる。そして、この運転状態で、低速側の流体
ポンプ／モータの入出力軸が強制的にロックされるとと
もに、流体式伝動系の回路間差圧が零になるように制御
されトップロックアップモードとされる。そのため、入
力される全ての動力が高速側の機械式伝動系を介して出
力されるとともに、動力源の実回転速度（SE）を目標回
転速度（SD）に近付ける方向に変速比を逐次変換させる
ような通常の無段変速制御が中断される。そして、この
トップロックアップモードにセットされている間は、例
えば、原動機の実際の回転速度と目標回転速度との間に
所定幅以上の偏差が生じるまでは通常の無段変速制御に
移行させず、流体伝動系をロックアップ状態に保持する
ようなことが可能であり、比較的大きな幅をもたせるこ
とができる。そのため、高速モードとトップロックアッ
プモードとが頻繁に切替えられることがなく、流体ポン
プ／モータの入出力軸をロックするクラッチ等が切換わ
る頻度を大幅に減少させることが可能となる。
また、このトップロックアップモードにセットされて
いる間は、通常の変速制御は行われず高低両回路間の差
圧が略零になるような制御がなされる。そのため、流体
ポンプ／モータ内における洩れ損失や圧力に依存するト
ルク損失が減少する。
いる間は、通常の変速制御は行われず高低両回路間の差
圧が略零になるような制御がなされる。そのため、流体
ポンプ／モータ内における洩れ損失や圧力に依存するト
ルク損失が減少する。
その結果、無段変速装置の伝動効率が向上するととも
に、前記流体ポンプ／モータが負荷から略完全に解放さ
れることになる。
に、前記流体ポンプ／モータが負荷から略完全に解放さ
れることになる。
なお、最大設定速度比に近づいた場合には、流体ポン
プ／モータの押し除け容積を連続的に変化させて最大設
定速度比の運転状態に引き入れ、略停止した流体ポンプ
／モータをロックするように制御することができる。ま
たその後の差圧制御も押し除け容積を連続的に変化させ
て行なう。そのため、運転状態が突然に変化することが
なく、乗員に不快なショックを与えるのを防止すること
ができる。
プ／モータの押し除け容積を連続的に変化させて最大設
定速度比の運転状態に引き入れ、略停止した流体ポンプ
／モータをロックするように制御することができる。ま
たその後の差圧制御も押し除け容積を連続的に変化させ
て行なう。そのため、運転状態が突然に変化することが
なく、乗員に不快なショックを与えるのを防止すること
ができる。
このトップロックアップモードにおいては、エンジン
回転速度を目標回転速度に収束させるような最適制御は
行われないため、エンジンの効率は若干低下するおそれ
があるが、前述したようなこのモードではそれを補って
余りあるほど、無段変速機側の効率が上昇するため、シ
ステム全体の効率を向上させることができるものであ
る。
回転速度を目標回転速度に収束させるような最適制御は
行われないため、エンジンの効率は若干低下するおそれ
があるが、前述したようなこのモードではそれを補って
余りあるほど、無段変速機側の効率が上昇するため、シ
ステム全体の効率を向上させることができるものであ
る。
なお、拘束機構として、バンドブレーキや、爪車式の
一方向クラッチを使用すれば、必要最小限の構成部品に
より、低速側の流体ポンプ／モータの入出力軸を適切に
ロックすることが可能となる。また、拘束機構として、
シンクロメッシュクラッチを用いれば、高精度の押し除
け容積制御を行なわなくても、前記低速側の流体ポンプ
／モータの入出力軸を確実にロックすることができる。
一方向クラッチを使用すれば、必要最小限の構成部品に
より、低速側の流体ポンプ／モータの入出力軸を適切に
ロックすることが可能となる。また、拘束機構として、
シンクロメッシュクラッチを用いれば、高精度の押し除
け容積制御を行なわなくても、前記低速側の流体ポンプ
／モータの入出力軸を確実にロックすることができる。
また、このような拘束機構に加え前述した切離機構や
トルクロス抑制機構を設けると、トップロックアップ時
に高速側の流体ポンプ／モータ部分で発生する可能性の
ある空転時の摩擦によるトルクロスをも解消または抑制
することができ、効率をさらに向上させることができ
る。
トルクロス抑制機構を設けると、トップロックアップ時
に高速側の流体ポンプ／モータ部分で発生する可能性の
ある空転時の摩擦によるトルクロスをも解消または抑制
することができ、効率をさらに向上させることができ
る。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
本発明にかかる無段変速装置は、第１図に概略的に示
すように、第１、第２、第３の入出力端を有し、その第
１の入出力端１と第２の入出力端２との間を通過する低
速側の機械式伝動系ａならびに第１の入出力端１と第３
の入出力端３との間を通過する高速側の機械式伝動系ｂ
を並列的に形成する差動機構４と、この差動機構４の第
２の入出力端２にギヤ５、６を介して一方の流体ポンプ
／モータ７の入出力軸7aを接続するとともに、前記第３
の入出力端３に他方の流体ポンプ／モータ８の入出力軸
8aをギヤ９、11を介して接続し、これら両ポンプ／モー
タ７、８によって可変速の流体式伝動系Ａ、Ｂを形成す
る流体伝動機構12と、前記低速側の機械式伝動系ａの伝
動端を共通回転要素たるセンターボス13に接離させる低
速側のクラッチ14と、前記高速側の機械式伝動系ｂの伝
動端を前記センターボス13に接離させる高速側のクラッ
チ15とを具備してなる。そして、センターボス13をギヤ
16、17を介して出力軸（出力端）18に接続している。
すように、第１、第２、第３の入出力端を有し、その第
１の入出力端１と第２の入出力端２との間を通過する低
速側の機械式伝動系ａならびに第１の入出力端１と第３
の入出力端３との間を通過する高速側の機械式伝動系ｂ
を並列的に形成する差動機構４と、この差動機構４の第
２の入出力端２にギヤ５、６を介して一方の流体ポンプ
／モータ７の入出力軸7aを接続するとともに、前記第３
の入出力端３に他方の流体ポンプ／モータ８の入出力軸
8aをギヤ９、11を介して接続し、これら両ポンプ／モー
タ７、８によって可変速の流体式伝動系Ａ、Ｂを形成す
る流体伝動機構12と、前記低速側の機械式伝動系ａの伝
動端を共通回転要素たるセンターボス13に接離させる低
速側のクラッチ14と、前記高速側の機械式伝動系ｂの伝
動端を前記センターボス13に接離させる高速側のクラッ
チ15とを具備してなる。そして、センターボス13をギヤ
16、17を介して出力軸（出力端）18に接続している。
差動機構４は、円周方向に等配に設けた複数のプラネ
タリギヤ21の内側にサンギヤ22を配設するとともに、外
側にリングギヤ23を噛合させてなる遊星歯車式のもので
ある。そして、前記各プラネタリギヤ21を軸承するギヤ
リテーナ24の中心を前記第１の入出力端１とし、この入
出力端１に動力源19に接続される入力軸（入力端）25を
設けている。また、前記サンギヤ22の支持シャフト22a
の先端を前記第２の入出力端２とし、この入出力端２に
前記ギヤ５を固着している。さらに、前記リングギヤ23
のボス23aの先端を前記第３の入出力端３とし、この入
出力端３に前記ギヤ９を設けている。
タリギヤ21の内側にサンギヤ22を配設するとともに、外
側にリングギヤ23を噛合させてなる遊星歯車式のもので
ある。そして、前記各プラネタリギヤ21を軸承するギヤ
リテーナ24の中心を前記第１の入出力端１とし、この入
出力端１に動力源19に接続される入力軸（入力端）25を
設けている。また、前記サンギヤ22の支持シャフト22a
の先端を前記第２の入出力端２とし、この入出力端２に
前記ギヤ５を固着している。さらに、前記リングギヤ23
のボス23aの先端を前記第３の入出力端３とし、この入
出力端３に前記ギヤ９を設けている。
しかして、前記低速側の機械式伝動系ａは、前記プラ
ネタリギヤ21、サンギヤ22、ギヤ５、ギヤ６、後述する
前進用のクラッチ26、ギヤ28およびギヤ29により構成さ
れており、最後のギヤ29のボス部29aが、該機械式伝動
系ａの伝動端としての役割を担っている。一方、高速側
の機械式伝動系ｂは、前記プラネタリギヤ21とリングギ
ヤ23とから構成されており、前記リングギヤ23のボス部
23aが該機械式伝動系ｂの伝動端としての役割をなして
いる。
ネタリギヤ21、サンギヤ22、ギヤ５、ギヤ６、後述する
前進用のクラッチ26、ギヤ28およびギヤ29により構成さ
れており、最後のギヤ29のボス部29aが、該機械式伝動
系ａの伝動端としての役割を担っている。一方、高速側
の機械式伝動系ｂは、前記プラネタリギヤ21とリングギ
ヤ23とから構成されており、前記リングギヤ23のボス部
23aが該機械式伝動系ｂの伝動端としての役割をなして
いる。
また、前記流体伝動機構12は、可変容量形の流体ポン
プ／モータ７と、可変容量形の流体ポンプ／モータ８と
を通常のHSTと同様な液圧回路31を介して直列に接続し
たものであり、前記流体ポンプ／モータ７の入出力軸7a
を前記サンギヤ22の支持シャフト22aにギヤ６、５を介
して接続するとともに、前記流体ポンプ／モータ８の入
出力軸8aをギヤ11、９を介して前記リングギヤ23に連結
している。なお、32は前記液圧回路31に接続されたブー
ストポンプである。
プ／モータ７と、可変容量形の流体ポンプ／モータ８と
を通常のHSTと同様な液圧回路31を介して直列に接続し
たものであり、前記流体ポンプ／モータ７の入出力軸7a
を前記サンギヤ22の支持シャフト22aにギヤ６、５を介
して接続するとともに、前記流体ポンプ／モータ８の入
出力軸8aをギヤ11、９を介して前記リングギヤ23に連結
している。なお、32は前記液圧回路31に接続されたブー
ストポンプである。
そして、前記差動機構４の第２の入出力端２と前記一
方の流体ポンプ／モータ７との間に出力方向切換機構33
を介設している。出力方向切換機構33は、ギヤ６を前進
用のクラッチ26を介して一方の流体ポンプ／モータ７の
入出力軸7aに接続するとともに、前記ギヤ６を固定部材
34との間にロックアップクラッチ35を設けたものであ
る。前進用クラッチ26は、車両を後退させる際にだけ切
離されるものであり、前進走行時には常時接続されてい
る。ロックアップクラッチ35は、後退時に差動機構４の
第２の入出力端２をロックする役割と、トップロックア
ップモードにおいて、極低速で作動している一方の流体
ポンプ／モータ７の入出力軸7aを強制的にロックする拘
束機構の役割を兼ねるもので、前記入出力軸7aと固定部
材34とを係脱させ得るように構成している。すなわち、
このロックアップクラッチ35は、例えば、爪車36に固定
部材34に軸着された爪37をアクチュエータ46を用いて係
合させ得るようにしたもので、前進時の低速モードにお
いてはギヤ６の回転を拘束せず、後述するトップロック
アップモードに引入れた際および後退時にはギヤ６の一
方の回転を禁止して差動機構４の第２の入出力端２の回
転を拘束するようになっている。しかして、この実施例
においては、このロックアップクラッチ35を拘束機構と
して、動力分配停止手段50を構成している。なお、前記
各クラッチ14、15、26としては、湿式あるいは乾式の多
板クラッチを用いたり、いわゆるシンクロメッシュクラ
ッチを使用することができる。そして、これらのクラッ
チ14、15、26をアクチュエータにより断続操作し得るよ
うにしている。さらに、これらのアクチュエータ41、4
2、43、46および前記流体ポンプ／モータ７の押し除け
容積を変更するためのアクチュエータ44、45をコンピュ
ータ51により制御するようにしており、このコンピュー
タ51が、本発明に係る引入手段および容積補正手段とし
ての役割をも担っている。
方の流体ポンプ／モータ７との間に出力方向切換機構33
を介設している。出力方向切換機構33は、ギヤ６を前進
用のクラッチ26を介して一方の流体ポンプ／モータ７の
入出力軸7aに接続するとともに、前記ギヤ６を固定部材
34との間にロックアップクラッチ35を設けたものであ
る。前進用クラッチ26は、車両を後退させる際にだけ切
離されるものであり、前進走行時には常時接続されてい
る。ロックアップクラッチ35は、後退時に差動機構４の
第２の入出力端２をロックする役割と、トップロックア
ップモードにおいて、極低速で作動している一方の流体
ポンプ／モータ７の入出力軸7aを強制的にロックする拘
束機構の役割を兼ねるもので、前記入出力軸7aと固定部
材34とを係脱させ得るように構成している。すなわち、
このロックアップクラッチ35は、例えば、爪車36に固定
部材34に軸着された爪37をアクチュエータ46を用いて係
合させ得るようにしたもので、前進時の低速モードにお
いてはギヤ６の回転を拘束せず、後述するトップロック
アップモードに引入れた際および後退時にはギヤ６の一
方の回転を禁止して差動機構４の第２の入出力端２の回
転を拘束するようになっている。しかして、この実施例
においては、このロックアップクラッチ35を拘束機構と
して、動力分配停止手段50を構成している。なお、前記
各クラッチ14、15、26としては、湿式あるいは乾式の多
板クラッチを用いたり、いわゆるシンクロメッシュクラ
ッチを使用することができる。そして、これらのクラッ
チ14、15、26をアクチュエータにより断続操作し得るよ
うにしている。さらに、これらのアクチュエータ41、4
2、43、46および前記流体ポンプ／モータ７の押し除け
容積を変更するためのアクチュエータ44、45をコンピュ
ータ51により制御するようにしており、このコンピュー
タ51が、本発明に係る引入手段および容積補正手段とし
ての役割をも担っている。
コンピュータ51は、中央演算処理装置52と、各種のメ
モリ53と、インターフェース54とを具備してなる通常の
マイクロコンピュータシステムにより構成されている。
そして、そのインターフェース54には、出力回転速度を
検出するための回転速度センサ55からの信号ｐと、入力
回転速度を検出するめの回転速度センサ56からの信号ｑ
と、低速モードを選択している際に高圧となる液圧回路
31の回路部分31aに設けられた圧力センサ57からの信号
ｒと、高速モードを選択している際に高圧となる回路部
分31bに設けられた圧力センサ58からの信号ｓと、動力
源たるエンジン19の出力回転を制御するためのアクセル
操作量に対応する信号ｔがそれぞれ入力されるようにな
っている。また、このインターフェイス54からは、低速
側クラッチ14のアクチュエータ41を作動させるための信
号ｕと、高速側クラッチ15のアクチュエータ42を作動さ
せるための信号ｖと、前進用クラッチ26のアクチュエー
タ43を作動させるための信号ｗと、流体ポンプ／モータ
７、８の押し除け容積を調節するためのアクチュエータ
44、45を作動させるための信号ｘ、ｙと、ロックアップ
クラッチ35のアクチュエータ46を作動させるための信号
ｚとが出力されるようになっている。
モリ53と、インターフェース54とを具備してなる通常の
マイクロコンピュータシステムにより構成されている。
そして、そのインターフェース54には、出力回転速度を
検出するための回転速度センサ55からの信号ｐと、入力
回転速度を検出するめの回転速度センサ56からの信号ｑ
と、低速モードを選択している際に高圧となる液圧回路
31の回路部分31aに設けられた圧力センサ57からの信号
ｒと、高速モードを選択している際に高圧となる回路部
分31bに設けられた圧力センサ58からの信号ｓと、動力
源たるエンジン19の出力回転を制御するためのアクセル
操作量に対応する信号ｔがそれぞれ入力されるようにな
っている。また、このインターフェイス54からは、低速
側クラッチ14のアクチュエータ41を作動させるための信
号ｕと、高速側クラッチ15のアクチュエータ42を作動さ
せるための信号ｖと、前進用クラッチ26のアクチュエー
タ43を作動させるための信号ｗと、流体ポンプ／モータ
７、８の押し除け容積を調節するためのアクチュエータ
44、45を作動させるための信号ｘ、ｙと、ロックアップ
クラッチ35のアクチュエータ46を作動させるための信号
ｚとが出力されるようになっている。
そして、このコンピュータ51のメモリ53内には、第２
図（ｂ）に示すような態様で低速モードと高速モードと
を切換制御するためのプログラムや本発明を実施するた
めのプログラム（第３図にその概念を示す）が内蔵させ
てある。
図（ｂ）に示すような態様で低速モードと高速モードと
を切換制御するためのプログラムや本発明を実施するた
めのプログラム（第３図にその概念を示す）が内蔵させ
てある。
以下、車両前進時（前進クラッチ26が接続された状
態）における無段変速装置の作動を説明する。
態）における無段変速装置の作動を説明する。
まず、出力回転速度／入力回転速度で表される速度比
ｅが中間設定速度比emよりも小さい運転領域では、低速
側のクラッチ14を接続し高速側のクラッチ15を解放した
低速モードを選択する。
ｅが中間設定速度比emよりも小さい運転領域では、低速
側のクラッチ14を接続し高速側のクラッチ15を解放した
低速モードを選択する。
具体的には、前記速度比ｅは、回転速度センサ55によ
り検出される出力回転速度と、回転速度センサ56により
検出される入力回転速度とに基づいて、逐次演算され
る。中間設定速度比emは、前記低速側の機械式伝動系ａ
の伝動端と、高速側の機械式伝動系ｂの伝動端との速度
が等しくなった状態における速度比ｅ（第２図ａの点Ｍ
参照）に対応している。そして、この低速モードでは、
前記差動機構４の第１の入出力端１と第２の入出力端２
との間を通過する低速側の機械式伝動系ａを介して入力
側と出力側とが直結され、エンジン19から入力された動
力の一部がこの機械式伝動系ａを通して出力軸18に直接
に伝達される。
り検出される出力回転速度と、回転速度センサ56により
検出される入力回転速度とに基づいて、逐次演算され
る。中間設定速度比emは、前記低速側の機械式伝動系ａ
の伝動端と、高速側の機械式伝動系ｂの伝動端との速度
が等しくなった状態における速度比ｅ（第２図ａの点Ｍ
参照）に対応している。そして、この低速モードでは、
前記差動機構４の第１の入出力端１と第２の入出力端２
との間を通過する低速側の機械式伝動系ａを介して入力
側と出力側とが直結され、エンジン19から入力された動
力の一部がこの機械式伝動系ａを通して出力軸18に直接
に伝達される。
このとき、前記一方の流体ポンプ／モータ７はモータ
として機能し、前記他方の流体ポンプ／モータ８はポン
プとして働く。すなわち、前記差動機構４の第３の入出
力端３の回転力が前記両ポンプ／モータ７、８間に形成
される流体式伝動系Ａを通して前記出力軸18に伝えられ
る。そして、この低速モードにおいては、第２図（ｂ）
に示すように、前記他方の流体ポンプ／モータ８の押し
除け容積を増加させていき（実線Ｆ参照）、その押し除
け容積が最大になった後は、前記一方の流体ポンプ／モ
ータ７の押し除け容積を漸次減少させていく（破線Ｇ参
照）ことによって、前記入力軸25の回転に対する前記出
力軸18の回転速度が増大していくことになる。なお、第
２図において、二点鎖線Ｈは、漏れ損失の全く無い仮想
の流体ポンプ／モータを使用した場合の理論値を示して
いる。したがって、現実の流体ポンプ／モータ７、８を
使用した制御では、この理論値（二点鎖線Ｈ）に対し若
干ずれを伴った特性曲線（実線Ｆおよび破線Ｇ）に添っ
て、その押し除け容積制御が行われる。すなわち、前記
流体ポンプ／モータ７、８は、ポンプとして作動する際
には理論値よりも若干大きな容積値をとる必要があり、
モータとして作動する際には、理論値よりも若干小さな
値をとる。しかして、モード切替時には、漏れによる上
記ずれの補正が必要となり、低速側流体ポンプ／モータ
７でこれを行なっている。
として機能し、前記他方の流体ポンプ／モータ８はポン
プとして働く。すなわち、前記差動機構４の第３の入出
力端３の回転力が前記両ポンプ／モータ７、８間に形成
される流体式伝動系Ａを通して前記出力軸18に伝えられ
る。そして、この低速モードにおいては、第２図（ｂ）
に示すように、前記他方の流体ポンプ／モータ８の押し
除け容積を増加させていき（実線Ｆ参照）、その押し除
け容積が最大になった後は、前記一方の流体ポンプ／モ
ータ７の押し除け容積を漸次減少させていく（破線Ｇ参
照）ことによって、前記入力軸25の回転に対する前記出
力軸18の回転速度が増大していくことになる。なお、第
２図において、二点鎖線Ｈは、漏れ損失の全く無い仮想
の流体ポンプ／モータを使用した場合の理論値を示して
いる。したがって、現実の流体ポンプ／モータ７、８を
使用した制御では、この理論値（二点鎖線Ｈ）に対し若
干ずれを伴った特性曲線（実線Ｆおよび破線Ｇ）に添っ
て、その押し除け容積制御が行われる。すなわち、前記
流体ポンプ／モータ７、８は、ポンプとして作動する際
には理論値よりも若干大きな容積値をとる必要があり、
モータとして作動する際には、理論値よりも若干小さな
値をとる。しかして、モード切替時には、漏れによる上
記ずれの補正が必要となり、低速側流体ポンプ／モータ
７でこれを行なっている。
前記流体ポンプ／モータ７、８の押し除け容積の制御
は、アクセル操作量に対応する目標回転速度（SD）と、
回転速度センサ56により検出される実際のエンジン19の
回転速度（SE）とが等しくなるように、アクチュエータ
44、45に作動指令信号を出力する。なお、前記目標回転
速度（SD）は、例えば、各アクセル操作量に対応した最
も燃費の良好となる動力源19の回転速度に対応させてあ
り、予め実験等により決定した上で、メモリ53にテーブ
ル化して記憶させてある。したがって、各運転状態にお
ける目標回転速度（SD）は、逐次入力されるアクセル操
作量に基づいて選定される。このような低速モードにお
いて、速度比が中間設定速度比emに達し、低速側のクラ
ッチ14と高速側のクラッチ15との回転速度が等しくなっ
た時点（第２図ａの点Ｍ）で、高速側のクラッチ14を解
除して、高速モードに移行する。
は、アクセル操作量に対応する目標回転速度（SD）と、
回転速度センサ56により検出される実際のエンジン19の
回転速度（SE）とが等しくなるように、アクチュエータ
44、45に作動指令信号を出力する。なお、前記目標回転
速度（SD）は、例えば、各アクセル操作量に対応した最
も燃費の良好となる動力源19の回転速度に対応させてあ
り、予め実験等により決定した上で、メモリ53にテーブ
ル化して記憶させてある。したがって、各運転状態にお
ける目標回転速度（SD）は、逐次入力されるアクセル操
作量に基づいて選定される。このような低速モードにお
いて、速度比が中間設定速度比emに達し、低速側のクラ
ッチ14と高速側のクラッチ15との回転速度が等しくなっ
た時点（第２図ａの点Ｍ）で、高速側のクラッチ14を解
除して、高速モードに移行する。
この高速モードでは、前記差動機構４の第１の入出力
端１と第３の入出力端３との間を通過する機械式伝動系
ｂが形成され、入力された動力の一部がこの機械式伝動
系ｂを通して出力軸18に直接に伝達される。このとき、
前記一方の流体ポンプ／モータ７はポンプとして機能
し、前記他方の流体ポンプ／モータ８はモータとして働
く。すなわち、前記差動機構４の第２の入出力端２の回
転力が前記一方の流体ポンプ／モータ７と他方の流体ポ
ンプ／モータ８との間に形成される流体伝動系Ｂを通し
て前記出力軸18に伝えられる。そして、この高速モード
においては、第２図に示すように、前記一方の流体ポン
プ／モータ７の押し除け容積を漸次増大させ（破線Ｇ参
照）、その押し除け容積が最大になった後は他方の流体
ポンプ／モータ８の押し除け容積を漸減させていく（実
線Ｆ参照）ことにより、前記入力軸25に対する前記出力
軸18の回転速度が増加していくことになる。
端１と第３の入出力端３との間を通過する機械式伝動系
ｂが形成され、入力された動力の一部がこの機械式伝動
系ｂを通して出力軸18に直接に伝達される。このとき、
前記一方の流体ポンプ／モータ７はポンプとして機能
し、前記他方の流体ポンプ／モータ８はモータとして働
く。すなわち、前記差動機構４の第２の入出力端２の回
転力が前記一方の流体ポンプ／モータ７と他方の流体ポ
ンプ／モータ８との間に形成される流体伝動系Ｂを通し
て前記出力軸18に伝えられる。そして、この高速モード
においては、第２図に示すように、前記一方の流体ポン
プ／モータ７の押し除け容積を漸次増大させ（破線Ｇ参
照）、その押し除け容積が最大になった後は他方の流体
ポンプ／モータ８の押し除け容積を漸減させていく（実
線Ｆ参照）ことにより、前記入力軸25に対する前記出力
軸18の回転速度が増加していくことになる。
そして、この場合の流体ポンプ／モータ７、８の押し
除け容積の制御も、アクセル操作量に対応する目標回転
速度（SD）と、回転速度センサ56により検出される実際
のエンジン19の回転速度（SE）とが等しくなるようにア
クチュエータ44、45に作動指令信号を出力することによ
り行う。
除け容積の制御も、アクセル操作量に対応する目標回転
速度（SD）と、回転速度センサ56により検出される実際
のエンジン19の回転速度（SE）とが等しくなるようにア
クチュエータ44、45に作動指令信号を出力することによ
り行う。
このような高速モード（第３図ステップ61参照）にお
いて、回転速度比が最大設定速度比eTに一定以上接近し
た場合、すなわち、設定値eT1を上回った場合（第３図
ステップ62）には、流体ポンプ／モータ８の押し除け容
積を制御することにより、トップロックアップモードに
強制的に引入れ（第３図ステップ63）、回転速度比を最
大設定速度比eTに固定する。すなわち、このトップロッ
クアップモードに引入れる際には、他方の流体ポンプ／
モータ８の押し除け容積を制御して一旦零以下にし、極
低速で作動している一方の流体ポンプ／モータ７を微小
だけ逆転させてから、該流体ポンプ／モータ７の入出力
軸7aをロックする。なお、流体ポンプモータ７を一旦逆
転させてからロックするのは、その入出力軸7aに接続し
たワンウェイクラッチ式の爪車36に爪37を円滑に係合さ
せるためである。その後、ただちに前記流体ポンプ／モ
ータ８の押し除け容積を制御して、流体伝動系Ａ、Ｂの
回路間差圧、すなわち、両回路部31a、31b間の差圧を零
にしトップロックアップモードとする（第３図ステップ
64）。しかして、この制御は、流体式伝動機構12の両回
路部31a、31bに設けた圧力センサ57、58の検出値が等し
くなるようにアクチュエータ45を作動させる。
いて、回転速度比が最大設定速度比eTに一定以上接近し
た場合、すなわち、設定値eT1を上回った場合（第３図
ステップ62）には、流体ポンプ／モータ８の押し除け容
積を制御することにより、トップロックアップモードに
強制的に引入れ（第３図ステップ63）、回転速度比を最
大設定速度比eTに固定する。すなわち、このトップロッ
クアップモードに引入れる際には、他方の流体ポンプ／
モータ８の押し除け容積を制御して一旦零以下にし、極
低速で作動している一方の流体ポンプ／モータ７を微小
だけ逆転させてから、該流体ポンプ／モータ７の入出力
軸7aをロックする。なお、流体ポンプモータ７を一旦逆
転させてからロックするのは、その入出力軸7aに接続し
たワンウェイクラッチ式の爪車36に爪37を円滑に係合さ
せるためである。その後、ただちに前記流体ポンプ／モ
ータ８の押し除け容積を制御して、流体伝動系Ａ、Ｂの
回路間差圧、すなわち、両回路部31a、31b間の差圧を零
にしトップロックアップモードとする（第３図ステップ
64）。しかして、この制御は、流体式伝動機構12の両回
路部31a、31bに設けた圧力センサ57、58の検出値が等し
くなるようにアクチュエータ45を作動させる。
そして、このトップモードにおいて、アクセル操作量
に対応させて決定される目標回転速度（SD）と、回転速
度センサ56により検出されるエンジン19の実際の回転速
度（SE）との差（SD-SE）が、一定幅αを越えた場合
（第３図ステップ65）には、ロックアップクラッチ35を
解除してトップロックアップモードを離脱（第３図ステ
ップ66）し、高速モードに復帰する。なお、目標回転速
度（SD）と実際の回転速度（SE）との差が、一定幅αを
上まわる場合とは、操作者が加速を要求してアクセル操
作量を増大させた場合（この場合にはSDが上昇する）
と、操作者はアクセル操作量を略一定に保持しているに
も拘らず、出力側の負荷が増加したためにSEが下降した
状態の両方を含むものである。このような場合には、エ
ンジン19自体に対する負荷を軽減させる方が得策である
ため、流体式伝動系Ｂのロックアップを解除して高速モ
ードに移行する。
に対応させて決定される目標回転速度（SD）と、回転速
度センサ56により検出されるエンジン19の実際の回転速
度（SE）との差（SD-SE）が、一定幅αを越えた場合
（第３図ステップ65）には、ロックアップクラッチ35を
解除してトップロックアップモードを離脱（第３図ステ
ップ66）し、高速モードに復帰する。なお、目標回転速
度（SD）と実際の回転速度（SE）との差が、一定幅αを
上まわる場合とは、操作者が加速を要求してアクセル操
作量を増大させた場合（この場合にはSDが上昇する）
と、操作者はアクセル操作量を略一定に保持しているに
も拘らず、出力側の負荷が増加したためにSEが下降した
状態の両方を含むものである。このような場合には、エ
ンジン19自体に対する負荷を軽減させる方が得策である
ため、流体式伝動系Ｂのロックアップを解除して高速モ
ードに移行する。
なお、高速モードと低速モードとの切換制御は、前述
した速度比や低速側クラッチ14と高速側クラッチ15との
速度差、並びに、目標回転速度（SD）と実際のエンジン
回転速度（SE）との差等に基づき適宜行なえばよい。
した速度比や低速側クラッチ14と高速側クラッチ15との
速度差、並びに、目標回転速度（SD）と実際のエンジン
回転速度（SE）との差等に基づき適宜行なえばよい。
しかして、このようなものであれば、入力回転速度に
対する出力回転速度が高くなり、それが限界に近づく高
速側の領域では、前述した通常の無段変速制御が中断さ
れて、高速側の機械式伝動系ｂのみにより動力が伝達さ
れるトップロックアップモードに強制的に引入れられる
ことになる。しかも、一旦トップロックアップモードに
セットされると、目標回転速度（SD）とエンジン19の実
際の回転速度（SE）との偏差が一定幅αを上まわらない
限り、高速モードに復帰し得ない。そのため、設定速度
比eT1の近傍で比較的長期間使用するようなことがあっ
ても、ロックアップクラッチ35が頻繁に切換わるのが防
止され、ロックアップクラッチ35や、このクラッチ35を
作動させるアクチュエータ46などの寿命を無理なく向上
させることができる。
対する出力回転速度が高くなり、それが限界に近づく高
速側の領域では、前述した通常の無段変速制御が中断さ
れて、高速側の機械式伝動系ｂのみにより動力が伝達さ
れるトップロックアップモードに強制的に引入れられる
ことになる。しかも、一旦トップロックアップモードに
セットされると、目標回転速度（SD）とエンジン19の実
際の回転速度（SE）との偏差が一定幅αを上まわらない
限り、高速モードに復帰し得ない。そのため、設定速度
比eT1の近傍で比較的長期間使用するようなことがあっ
ても、ロックアップクラッチ35が頻繁に切換わるのが防
止され、ロックアップクラッチ35や、このクラッチ35を
作動させるアクチュエータ46などの寿命を無理なく向上
させることができる。
しかも、トップロックアップモードにおいては、一方
の流体ポンプ／モータ７の入出力軸7aをロックして、そ
の作動を確実に停止させるだけでなく、他方の流体ポン
プ／モータ８の押し除け容積を制御して回路部31a、31b
との間の差圧を略零にするようにしている。そして、高
速側の流体式伝動系Ｂの伝動比率を零にして、高速側の
機械式伝動系ｂのみよって動力を伝達するようになって
いる。そのため、機械式の伝動に比べ伝動効率の劣る流
体式伝動系Ｂの動力伝達比率を、このように零にする運
転域を確保することができれば、システム効率を向上さ
せることが可能となる（第２図ｃ参照）。すなわち、前
述したように、一方の流体ポンプ／モータ７の運転を完
全に停止させるとともに、回路間差圧が零になるように
他方の流体ポンプ／モータ８を制御すると、作動流体の
発熱や騒音の発生が確実に低減できるとともに、流体ポ
ンプ／モータ７、８内部における洩れ損失が顕著に減少
し、圧力に依存するトルク損失も少なくなる。そのた
め、流体式伝動系Ａ、Ｂにおけるエネルギ損失が減少
し、無段変速装置の伝動効率が大きく向上する。したが
って、エンジン19の実回転速度（SE）と目標回転速度
（SD）とが若干異なることになっても、システム全体と
しては効率を向上させることが可能となり、燃費の節減
が図られる。また、このように、流体式伝動系Ａ、Ｂの
回路間差圧を零にする機会が増えれば、流体ポンプ／モ
ータ７、８およびその付属機器類の耐久性が向上するこ
とにもなる。
の流体ポンプ／モータ７の入出力軸7aをロックして、そ
の作動を確実に停止させるだけでなく、他方の流体ポン
プ／モータ８の押し除け容積を制御して回路部31a、31b
との間の差圧を略零にするようにしている。そして、高
速側の流体式伝動系Ｂの伝動比率を零にして、高速側の
機械式伝動系ｂのみよって動力を伝達するようになって
いる。そのため、機械式の伝動に比べ伝動効率の劣る流
体式伝動系Ｂの動力伝達比率を、このように零にする運
転域を確保することができれば、システム効率を向上さ
せることが可能となる（第２図ｃ参照）。すなわち、前
述したように、一方の流体ポンプ／モータ７の運転を完
全に停止させるとともに、回路間差圧が零になるように
他方の流体ポンプ／モータ８を制御すると、作動流体の
発熱や騒音の発生が確実に低減できるとともに、流体ポ
ンプ／モータ７、８内部における洩れ損失が顕著に減少
し、圧力に依存するトルク損失も少なくなる。そのた
め、流体式伝動系Ａ、Ｂにおけるエネルギ損失が減少
し、無段変速装置の伝動効率が大きく向上する。したが
って、エンジン19の実回転速度（SE）と目標回転速度
（SD）とが若干異なることになっても、システム全体と
しては効率を向上させることが可能となり、燃費の節減
が図られる。また、このように、流体式伝動系Ａ、Ｂの
回路間差圧を零にする機会が増えれば、流体ポンプ／モ
ータ７、８およびその付属機器類の耐久性が向上するこ
とにもなる。
なお、第２図ａ、ｂ、ｃにおいて、点Ｎは、速度比ｅ
が設定値eT1に達した状態を示し、点Ｏは速度比ｅが最
大設定速度比eTとなる状態に引込んだ時点を示し、点Ｐ
は、低速側の流体ポンプ／モータの入出力軸7aをロック
した後、差圧を零とした段階を示し、点Ｑは、さらに高
速側ポンプ／モータの切離機構や、トルクロス抑制機構
（図示せず）を働かせた状態を示している。
が設定値eT1に達した状態を示し、点Ｏは速度比ｅが最
大設定速度比eTとなる状態に引込んだ時点を示し、点Ｐ
は、低速側の流体ポンプ／モータの入出力軸7aをロック
した後、差圧を零とした段階を示し、点Ｑは、さらに高
速側ポンプ／モータの切離機構や、トルクロス抑制機構
（図示せず）を働かせた状態を示している。
以上、本発明の一実施例について述べたが、前記差動
機構は、遊星歯車式のものに限らず、ベベルギャ式のも
の等であってもよい。
機構は、遊星歯車式のものに限らず、ベベルギャ式のも
の等であってもよい。
また、動力分配停止手段の拘束機構は、前述した爪ク
ラッチ式のものに限られず、例えば、バンドブレーキを
使用したものや、シンクロメッシュクラッチを用いたも
のなどであってもよい。すなわち、バンドブレーキを用
いる場合には、低速側の流体ポンプ／モータの入出力軸
側にブレーキドラムを装着するとともに、そのブレーキ
ドラムに固定側に支持されたバンドを巻装しておき、こ
のバンドをアクチュエータにより緊緩させて、適宜制動
をかけ得るようにすればよい。シンクロメッシュクラッ
チを使用する場合には、例えば、低速側の流体ポンプ／
モータの入出力軸側に、コーンクラッチ面部を有したド
ックギャを設けるとともに、外周にスプライン部を有し
た固定ハブをそのドッグギャに軸心を一致させて配設
し、前記ドッグギャのコーンクラッチ面部にシンクロナ
イザリングを外嵌させるとともに、前記ハブのスプライ
ン部にスリーブを軸心方向にスライド可能に嵌合させた
ものが考えられる。そして、前記ハブ側に保持させたシ
ンクロナイザキーを前記シンクロナイザリングに設けた
溝に遊嵌させ、周知な同期作用を営ませて前記スリーブ
を前記ドッグギャに噛合させ得るようにすればよい。
ラッチ式のものに限られず、例えば、バンドブレーキを
使用したものや、シンクロメッシュクラッチを用いたも
のなどであってもよい。すなわち、バンドブレーキを用
いる場合には、低速側の流体ポンプ／モータの入出力軸
側にブレーキドラムを装着するとともに、そのブレーキ
ドラムに固定側に支持されたバンドを巻装しておき、こ
のバンドをアクチュエータにより緊緩させて、適宜制動
をかけ得るようにすればよい。シンクロメッシュクラッ
チを使用する場合には、例えば、低速側の流体ポンプ／
モータの入出力軸側に、コーンクラッチ面部を有したド
ックギャを設けるとともに、外周にスプライン部を有し
た固定ハブをそのドッグギャに軸心を一致させて配設
し、前記ドッグギャのコーンクラッチ面部にシンクロナ
イザリングを外嵌させるとともに、前記ハブのスプライ
ン部にスリーブを軸心方向にスライド可能に嵌合させた
ものが考えられる。そして、前記ハブ側に保持させたシ
ンクロナイザキーを前記シンクロナイザリングに設けた
溝に遊嵌させ、周知な同期作用を営ませて前記スリーブ
を前記ドッグギャに噛合させ得るようにすればよい。
このように、ワンウェイクラッチとして爪車式のもの
を使用しない場合には、一方の流体ポンプ／モータをロ
ックする際の他方の流体ポンプ／モータの押し除け容積
は、一方の流体ポンプ／モータを逆転させるに至るまで
制御しなくてもよい。
を使用しない場合には、一方の流体ポンプ／モータをロ
ックする際の他方の流体ポンプ／モータの押し除け容積
は、一方の流体ポンプ／モータを逆転させるに至るまで
制御しなくてもよい。
また、動力分配停止機構は、前述した拘束機構のみを
有したものに限定されるものではなく、例えば、拘束機
構に加え、高速側の流体ポンプ／モータを機械式伝動系
から切離す切離機構を備えてなるものであってもよい。
この切離機構としては、湿式あるいは乾式の多板クラッ
チを用いたり、前述のものに準じたシンクロメッシュク
ラッチを使用することができる。
有したものに限定されるものではなく、例えば、拘束機
構に加え、高速側の流体ポンプ／モータを機械式伝動系
から切離す切離機構を備えてなるものであってもよい。
この切離機構としては、湿式あるいは乾式の多板クラッ
チを用いたり、前述のものに準じたシンクロメッシュク
ラッチを使用することができる。
さらに、動力分配停止機構は、拘束機構に加え、高速
側の流体ポンプ／モータの空転トルクロスを減少させる
トルクロス抑制機構を備えてなるものであってもよい。
トルクロス抑制機構としては、先に出願した特願昭61-1
60578号に示すようなものがある。すなわち、このもの
は、高圧側の流体ポンプ／モータ８として、内周にテー
パー面を形成してなるハウジングと、このハウジングの
軸心と平行な軸心を有しその先端側の外周にテーパ面を
形成したピントルと、このピントルの外周のテーパ面に
回転自在に嵌合され該ピントルと共に前記ハウジングの
偏心位置に配されるシリンダバレルと、このシリンダバ
レルに放射状に設けたシリンダに突没自在に嵌合される
複数のピストンと、前記ハウジングの軸心と同心でその
外周が該ハウジングの前記テーパ面に添接されその内周
に前記シリンダバレルから突出される前記ピストンが各
々添接されるトルクリングとを具備してなり、このトル
クリングと前記シリンダバレルとが同期回転する際の前
記各ピストンの周期的な突没動作に伴ってポンプ作用ま
たはモータ作用を営み得るようにしたものを採用する。
しかして、この流体ポンプ／モータ８は、そのピントル
をスライドさせて前記シリンダバレルの偏心量を変化さ
せることによって、その押し除け容積を調整し得るよう
になっている。そして、この流体ポンプモータ８に、前
記トルクロス抑制機構を設けている。このトルクロス抑
制機構は、前記トルクリングを前記ハウジングの軸心方
向に対し変位可能に配置するとともに、このトルクリン
グの先端側と、これに対設される前記ハウジングの内面
側との間に、圧力ポケットを設け、その圧力ポケットを
前記パイロット圧導入口に接続したものである。そし
て、前述したトップロックアップモードにおいて、その
パイロット圧導入口にパイロット圧を供給するようにし
ている。しかして、その圧力導入口にパイロット圧を供
給すると、前記トルクリングが軸心方向に変位してハウ
ジングから離間することになり、摩擦抵抗が低下して該
流体ポンプ／モータ８の空転トルクロスが減少すること
になる。他のトルクロス抑制機構としては、例えば、先
に出願した特願昭61-160577号に示すように、前記と同
様な基本構成を成す流体ポンプ／モータにおいて、パイ
ロット圧が供給された場合に、シリンダバレルをピント
ルから浮上させて空転時の摩擦抵抗を減少させ得るよう
にしたもの等も採用可能である。
側の流体ポンプ／モータの空転トルクロスを減少させる
トルクロス抑制機構を備えてなるものであってもよい。
トルクロス抑制機構としては、先に出願した特願昭61-1
60578号に示すようなものがある。すなわち、このもの
は、高圧側の流体ポンプ／モータ８として、内周にテー
パー面を形成してなるハウジングと、このハウジングの
軸心と平行な軸心を有しその先端側の外周にテーパ面を
形成したピントルと、このピントルの外周のテーパ面に
回転自在に嵌合され該ピントルと共に前記ハウジングの
偏心位置に配されるシリンダバレルと、このシリンダバ
レルに放射状に設けたシリンダに突没自在に嵌合される
複数のピストンと、前記ハウジングの軸心と同心でその
外周が該ハウジングの前記テーパ面に添接されその内周
に前記シリンダバレルから突出される前記ピストンが各
々添接されるトルクリングとを具備してなり、このトル
クリングと前記シリンダバレルとが同期回転する際の前
記各ピストンの周期的な突没動作に伴ってポンプ作用ま
たはモータ作用を営み得るようにしたものを採用する。
しかして、この流体ポンプ／モータ８は、そのピントル
をスライドさせて前記シリンダバレルの偏心量を変化さ
せることによって、その押し除け容積を調整し得るよう
になっている。そして、この流体ポンプモータ８に、前
記トルクロス抑制機構を設けている。このトルクロス抑
制機構は、前記トルクリングを前記ハウジングの軸心方
向に対し変位可能に配置するとともに、このトルクリン
グの先端側と、これに対設される前記ハウジングの内面
側との間に、圧力ポケットを設け、その圧力ポケットを
前記パイロット圧導入口に接続したものである。そし
て、前述したトップロックアップモードにおいて、その
パイロット圧導入口にパイロット圧を供給するようにし
ている。しかして、その圧力導入口にパイロット圧を供
給すると、前記トルクリングが軸心方向に変位してハウ
ジングから離間することになり、摩擦抵抗が低下して該
流体ポンプ／モータ８の空転トルクロスが減少すること
になる。他のトルクロス抑制機構としては、例えば、先
に出願した特願昭61-160577号に示すように、前記と同
様な基本構成を成す流体ポンプ／モータにおいて、パイ
ロット圧が供給された場合に、シリンダバレルをピント
ルから浮上させて空転時の摩擦抵抗を減少させ得るよう
にしたもの等も採用可能である。
しかして、このような切離機構やトルクロス抑制機構
をも備えた動力分配停止手段を使用すれば、高速側の流
体ポンプ／モータが空転する際に生じる動力損失をも除
去あるいは抑制することができるので、効率をより向上
させることができる。
をも備えた動力分配停止手段を使用すれば、高速側の流
体ポンプ／モータが空転する際に生じる動力損失をも除
去あるいは抑制することができるので、効率をより向上
させることができる。
また、流体伝動機構の構成も、前記実施例のものに限
定されず、例えば、一方の流体ポンプ／モータを固定容
量形のものにする等、種々変形が可能である。
定されず、例えば、一方の流体ポンプ／モータを固定容
量形のものにする等、種々変形が可能である。
さらに、前記実施例では、入力側に差動歯車機構を配
した入力分配方式のものについて説明したが、出力分配
方式のものについても同様に適用が可能である。
した入力分配方式のものについて説明したが、出力分配
方式のものについても同様に適用が可能である。
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、最大設定速度比に近
付いた場合には、強制的にその最大設定速度比の運転状
態に引入れて、一方の流体ポンプ／モータをロックする
とともに、流体式伝動系の回路間差圧を略零にして、高
速側の機械式伝動系のみによって動力を伝達するように
しているので、システム全体の効率を顕著に向上させる
ことができる。そして、このようなものであれば、トッ
プロックアップモードにおいて、流体ポンプ／モータが
無負荷状態になるので、該流体ポンプ／モータおよびそ
の付属機器類の耐久性が向上するという効果も得られ
る。
付いた場合には、強制的にその最大設定速度比の運転状
態に引入れて、一方の流体ポンプ／モータをロックする
とともに、流体式伝動系の回路間差圧を略零にして、高
速側の機械式伝動系のみによって動力を伝達するように
しているので、システム全体の効率を顕著に向上させる
ことができる。そして、このようなものであれば、トッ
プロックアップモードにおいて、流体ポンプ／モータが
無負荷状態になるので、該流体ポンプ／モータおよびそ
の付属機器類の耐久性が向上するという効果も得られ
る。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図はシステム説明
図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は流体ポンプ／モー
タの制御態様を説明するための説明図、第３図は制御の
内容を概略的に示すフローチャート図である。 ４……差動機構 ７……一方の流体ポンプ／モータ ８……他方の流体ポンプ／モータ 12……流体伝動機構 13……共通回転要素 14……低速用のクラッチ 15……高速用のクラッチ 35……拘束手段（ロックアップクラッチ） 50……動力分配停止手段 51……引込手段、容積補正手段（コンピュータ） ａ、ｂ……機械式伝動系 Ａ、Ｂ……流体式伝動系
図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は流体ポンプ／モー
タの制御態様を説明するための説明図、第３図は制御の
内容を概略的に示すフローチャート図である。 ４……差動機構 ７……一方の流体ポンプ／モータ ８……他方の流体ポンプ／モータ 12……流体伝動機構 13……共通回転要素 14……低速用のクラッチ 15……高速用のクラッチ 35……拘束手段（ロックアップクラッチ） 50……動力分配停止手段 51……引込手段、容積補正手段（コンピュータ） ａ、ｂ……機械式伝動系 Ａ、Ｂ……流体式伝動系
Claims (6)
- 【請求項１】第１、第２、第３の入出力端を有し、その
第１の入出力端と第２の入出力端との間を通過する低速
側の機械式伝動系ならびに第１の入出力端と第３の入出
力端との間を通過する高速側の機械式伝動系を形成する
差動機構と、この差動機構の第２の入出力端に一方の流
体ポンプ／モータの入出力軸を接続するとともに前記第
３の入出力端に他方の流体ポンプ／モータの入出力軸を
接続しこれら両流体ポンプ／モータによって可変速の流
体式伝動系を構成する流体伝動機構と、前記低速側の機
械式伝動系の伝動端を入力側または出力側に設けた共通
回転要素に接離させる低速側のクラッチと、前記高速側
の機械式伝動系の伝動端を前記共通回転要素に接離させ
る高速側のクラッチとを具備してなり、出力回転速度／
入力回転速度で表わされる速度比が前記低速側クラッチ
と高速側のクラッチとの回転速度差が零となる中間設定
速度比よりも小さい運転領域では、低速側のクラッチの
みを接続する低速モードを選択し、前記速度比が前記中
間設定速度比よりも大きい運転領域では前記高速側のク
ラッチのみを接続する高速モードを選択することができ
る無段変速装置において、 前記速度比が前記高速モードで低速側の流体ポンプ／モ
ータが略停止することになる最大設定速度比に一定以上
接近した場合に、前記流体ポンプ／モータの押し除け容
積を制御して最大設定速度比の運転状態に引入れる引入
手段と、この運転状態で低速側の流体ポンプ／モータの
入出力軸を強制的にロックする拘束機構を備えてなる動
力分配停止手段と、この運転状態で前記流体式伝動系の
回路間差圧が零になるように流体ポンプ／モータの押し
除け容積を制御する容積補正手段とを設けていることを
特徴とする無段変速装置。 - 【請求項２】前記拘束機構が、バンドブレーキである特
許請求の範囲第１項記載の無段変速装置。 - 【請求項３】前記拘束機構が、爪車と、この爪車に噛合
し該爪車の一定方向の回転を拘束する爪とを具備してな
るものである特許請求の範囲第１項記載の無段変速装
置。 - 【請求項４】前記拘束機構が、シンクロメッシュクラッ
チである特許請求の範囲第１項記載の無段変速装置。 - 【請求項５】前記動力分配停止手段が、前記拘束機構に
加え、高速側の流体ポンプ／モータを機械式伝動系から
機械的に切離す切離機構を備えてなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記
載の無段変速装置。 - 【請求項６】前記動力分配停止手段が、前記拘束機構に
加え、高速側の流体ポンプ／モータの空転トルクロスを
減少させるトルクロス抑制機構を備えてなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項または第
４項記載の無段変速装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62335655A JP2646599B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-12-31 | 無段変速装置 |
| KR1019880009462A KR910009629B1 (ko) | 1987-07-31 | 1988-07-27 | 무단변속장치 |
| DE3854022T DE3854022T2 (de) | 1987-07-31 | 1988-07-29 | Stufenloses Getriebe. |
| EP88112378A EP0301590B1 (en) | 1987-07-31 | 1988-07-29 | A stepless speed reducer |
| CN88104693A CN1016984B (zh) | 1987-07-31 | 1988-07-30 | 无级变速装置 |
| US07/226,485 US4895049A (en) | 1987-07-31 | 1988-08-01 | Stepless speed reducer |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-193504 | 1987-07-31 | ||
| JP19350487 | 1987-07-31 | ||
| JP62335655A JP2646599B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-12-31 | 無段変速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01105066A JPH01105066A (ja) | 1989-04-21 |
| JP2646599B2 true JP2646599B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=26507926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62335655A Expired - Lifetime JP2646599B2 (ja) | 1987-07-31 | 1987-12-31 | 無段変速装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4895049A (ja) |
| EP (1) | EP0301590B1 (ja) |
| JP (1) | JP2646599B2 (ja) |
| KR (1) | KR910009629B1 (ja) |
| CN (1) | CN1016984B (ja) |
| DE (1) | DE3854022T2 (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8921672D0 (en) * | 1989-09-26 | 1989-11-08 | Perry Forbes G D | Continuously variable transmissions |
| US5540051A (en) * | 1990-11-26 | 1996-07-30 | Komatsu Ltd. | Control mechanism for hydrostatic-mechanical power transmission system |
| JP2617634B2 (ja) * | 1991-07-29 | 1997-06-04 | 株式会社小松製作所 | 静油圧−機械式伝動機の変速制御装置 |
| JP2967651B2 (ja) * | 1991-08-12 | 1999-10-25 | ダイキン工業株式会社 | 位置割出装置 |
| DE4343401C2 (de) * | 1993-12-18 | 1995-06-01 | Voith Gmbh J M | Stufenloses hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe |
| JP2982606B2 (ja) * | 1994-03-01 | 1999-11-29 | 株式会社 小松製作所 | 静油圧−機械式変速機の制御装置 |
| GB9418986D0 (en) * | 1994-09-21 | 1994-11-09 | Bamford Excavators Ltd | Multi-range transmissions |
| US5560203A (en) * | 1995-03-23 | 1996-10-01 | Sauer Inc. | Transmission control system and method |
| JP3465470B2 (ja) * | 1996-03-12 | 2003-11-10 | ダイキン工業株式会社 | 無段変速機 |
| IT1284483B1 (it) * | 1996-09-03 | 1998-05-21 | Ingersoll Rand Italiana S P A | Apparecchiatura di trasmissione del moto di tipo idrostatico-meccanico particolarmente cambio idromeccanico per macchine e veicoli |
| JP3791817B2 (ja) * | 1998-06-11 | 2006-06-28 | 株式会社小松製作所 | 油圧駆動式作業車両の走行応援油圧回路 |
| KR200175193Y1 (ko) * | 1999-09-28 | 2000-03-15 | 송명석 | 토크 컨버터를 이용한 무단변속기 |
| JP2002243017A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Sauer-Danfoss-Daikin Ltd | 液圧機械式変速装置 |
| JP4233347B2 (ja) * | 2003-02-24 | 2009-03-04 | 株式会社クボタ | 作業車の走行用伝動装置 |
| FR2869571B1 (fr) * | 2004-04-29 | 2007-06-22 | Renault Sas | Groupe motopropulseur hybride et son procede de fonctionnement |
| GB2442666B (en) * | 2005-07-22 | 2010-12-22 | Komatsu Mfg Co Ltd | Device and method for continuously variable transmission of traveling vehicle |
| JP4742732B2 (ja) * | 2005-08-04 | 2011-08-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用変速機 |
| JP4910550B2 (ja) * | 2006-08-03 | 2012-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | 変速機の変速比制御装置 |
| JP2008157276A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Toyota Motor Corp | 可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置 |
| CN101691876B (zh) * | 2009-10-23 | 2012-09-05 | 三一重工股份有限公司 | 单泵多马达液压***及防止马达空闲自转的方法 |
| CH703566A1 (de) * | 2010-08-11 | 2012-02-15 | Mali Holding Ag | Verfahren zum Betrieb eines stufenlosen Getriebes mit hydrostatisch-mechanischer Leistungsverzweigung sowie Getriebe zur Durchführung des Verfahrens. |
| FR2970440B1 (fr) * | 2011-01-19 | 2014-07-25 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme moto propulseur pour vehicule |
| CN102996539B (zh) * | 2012-12-26 | 2015-07-15 | 中联重科股份有限公司 | 单泵多马达单向旋转闭式液压***及包含其的工程机械 |
| DE102013200392A1 (de) * | 2013-01-14 | 2014-07-17 | Zf Friedrichshafen Ag | Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer Antriebsmaschine, mit einem stufenlosen leistungsverzweigten Getriebe und mit einem Abtrieb |
| FR3005607B1 (fr) * | 2013-05-16 | 2016-11-18 | Technoboost | Transmission pour vehicule hybride hydraulique, comportant un train planetaire relie a une pompe par un reducteur de vitesse |
| FR3008933B1 (fr) * | 2013-07-23 | 2017-05-12 | Technoboost | Procede de limitation des vibrations sur un vehicule hybride hydraulique |
| FR3016834B1 (fr) * | 2014-01-29 | 2016-01-29 | Technoboost | Procede de limitation des vibrations sur un vehicule hybride hydraulique, par l'engagement d'une machine hydraulique |
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