JP4224189B2 - 変速装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変容量ポンプ及び可変容量モータを備えた油圧式無段変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可変容量ポンプ、定容量モータより構成されるＨＳＴ（静油圧駆動変速機）を組込んだ油圧式無段変速装置は、トラクタ等の主変速装置として利用されており、変速は可変容量ポンプに備えられている斜板の傾角を操作して行なわれる。
【０００３】
図１３に示すように、油圧式無段変速装置２０は可変容量ポンプ３及び定容量モータ２３より構成されるＨＳＴ２１を備えており、該可変容量ポンプ３には入力軸１１が挿入され、該定容量モータ２３には出力軸１２が挿入されている。入力軸１１はエンジン１のクランク軸と接続されており、該エンジン１の駆動力を可変容量ポンプ３へ入力可能としている。また、可変容量ポンプ３に備えられている斜板は変速手段２４に連結されており、該変速手段２４の操作によって、該斜板の傾角を変更可能としている。可変容量ポンプ３と定容量モータ２３にはそれぞれ二つの吐出口が設けられており、それぞれの吐出口は油路２６ａ・２６ｂにて接続されて閉回路を構成している。こうして入力軸１１からの機械動力は可変容量ポンプ３にて油圧動力として出力され、油路２６ａ・２６ｂを通じて定容量モータ２３に伝達される。そして定容量モータ２３にて再び機械動力として出力軸１２より出力されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】
前述したＨＳＴでは、農業用トラクタは一定速走行が必要であるにも拘らず、負荷が加わる場合の損失動力が大きく、速度の再現性が悪い。また、低速時での動力伝動効率の低下が著しく、この低速時に高トルクを生み出そうとするとＨＳＴを大型化させてしまう。このため、トラクタにＨＳＴに加えて副変速装置を設ける必要がある。図１３に示すように、ＨＳＴ２１の出力軸１２側には、副変速装置２５が設けられている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
一対の可変容量ポンプ（３）及び可変容量モータ（４）より構成される静油圧駆動変速機（１０）を備えた変速装置であって、低速時には可変容量モータ（４）のモータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大として、可変容量ポンプ（３）のポンプ用アクチュエータ（６）によりポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を変えることで変速し、高速時にはポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を最大として、モータ用アクチュエータ（７）によりモータ押しのけ容量（Ｖｍ）を変えることで変速し、前記可変容量ポンプ（３）の入力軸（１１）の回転数を検出する入力回転数検出手段（２）と、前記可変容量モータ（４）の出力軸（１２）の回転数を検出する出力回転数検出手段（５）と、出力回転数目標値設定手段と、前記ポンプ用アクチュエータ（６）とモータ用アクチュエータ（７）と、これらを制御する制御装置（３０）とを備え、出力回転数を目標値に近づけるように、前記モータ用アクチュエータ（７）及び前記ポンプ用アクチュエータ（６）を作動させて制御し、制御操作において、操作（Ａ）と操作（Ｂ）の２種類の制御操作を可能とし、該操作（Ａ）による制御は、低速時の速比（Ｒ０）においては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）とし、高速時の速比（Ｒ０）以上への移行に際しては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）より縮小していく操作とし、該操作（Ｂ）による制御は、低速時におけるモータ押しのけ容量（Ｖｍ）の上限を、最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）から所定量減少したモータ押しのけ上限容量（Ｖｍ＿ｂ）を上限とし、速比Ｒ０（Ｖｐ＿ｍａｘ／Ｖｍ＿ｍａｘ）を与える速比に至っても、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）は最大にならずに、該モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を固定したままで、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を増大することにより、速比（Ｒ）を、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）が最大ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ＿ｍａｘ）となる時の速比である速比（Ｒｍ）まで大きくすることを可能とし、それ以上の、高速時（Ｒｍ）以上への移行に際しては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）をモータ押しのけ上限容量（Ｖｍ＿ｂ）より縮小していくものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例を説明する。
【０００８】
図１は可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴを示す回路図であり、図２は可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、変速とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係及び、斜板傾角の大きさを示す図であり、図３は可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、速比とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係を示す図であり、図４は油圧式無段変速装置の制御回路図である。
【０００９】
図５は第二実施例における制御手順を示す図であり、図６は可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、モータ押しのけ容量を最大としない場合における、速比とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係を示す図である。
【００１０】
図７は第三実施例における制御手順を示す図であり、図８は第四実施例における制御手順を示す図である。
【００１１】
図９は第五実施例における制御手順を示す図であり、図１０は可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、モータ押しのけ容量に上限と下限を与えた場合における、速比とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係を示す図である。
【００１２】
図１１は複数の可変容量ポンプ及び複数の可変容量モータを備えたＨＳＴを示す回路図であり、図１２は第六実施例における切換バルブの制御回路図であり、図１３は可変容量ポンプ・定容量モータ型ＨＳＴを示す回路図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例の油圧式無段変速装置９は、アキシャル式の可変容量ポンプ３及びアキシャル式の可変容量モータ４より構成されるＨＳＴ（静油圧駆動変速機）１０を備えている。可変容量ポンプ３には入力軸１１が挿入され、可変容量モータ４には出力軸１２が挿入されている。入力軸１１はエンジン１のクランク軸と接続されており、該エンジン１の駆動力を可変容量ポンプ３へ入力可能としている。また、可変容量ポンプ３に備えられている斜板３ａはポンプ用アクチュエータ６に連結されており、可変容量モータ４に備えられている斜板４ａはモータ用アクチュエータ７に連結されている。可変容量ポンプ３の斜板３ａ、可変容量モータ４の斜板４ａは、それぞれポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７を作動させることで傾角を変更することが可能に構成されている。但し、アクチュエータはシリンダーやモーターやソレノイド等で構成されており、限定するものではない。
【００１４】
可変容量ポンプ３及び可変容量モータ４にはそれぞれ二つの吐出口が設けられており、それぞれの吐出口は油路１６ａ・１６ｂにて接続されている。入力軸１１からの機械動力は可変容量ポンプ３のシリンダーブロックを回転してピストンを往復動させ、このピストンの往復動にて圧油が油路１６ａ・１６ｂの何れか一方を通じて可変容量モータ４に送油され、戻り油が他方より可変容量ポンプ３に送油される。そして可変容量モータ４に送油された圧油によってピストンを摺動させ、この摺動によってシリンダーブロックを回転させて、出力軸１２を回転させて出力されるのである。
【００１５】
また、入力軸１１側方にはポテンショメータ等で構成される入力回転数検出手段としての入力回転センサー２が配設されており、該入力回転センサー２は該入力軸１１の回転数（以後、入力回転数）を検知している。同様に、出力軸１２側方に配設される出力回転数検出手段としての出力回転センサー５によって、該出力軸１２の回転数（以後、出力回転数）が検知されている。該入力回転センサー２・出力回転センサー５は制御装置３０に接続されている。このため、入力回転センサー２・出力回転センサー５による単位時間当りの入力回転数・出力回転数を制御装置３０で演算することにより、該入力軸１１、出力軸１２の回転速度が求まり、入出力の速比Ｒ（出力軸１２回転速度／入力軸１１回転数）を得ることが出来るのである。
【００１６】
ＨＳＴ１０による変速は、図２に示すようにして行われる。まず低速時においては、可変容量モータ４のモータ押しのけ容量Ｖｍを最大モータ押しのけ容量Ｖｍ＿ｍａｘにする。そして、可変容量ポンプ４のポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を変化させて、速比Ｒを変更するのである。ここで、モータ押しのけ容量Ｖｍは可変容量モータ４における出力軸１２一回転当りの作動油排出量であり、同様にポンプ押しのけ容量Ｖｐは可変容量ポンプ３における入力軸１１一回転当りの作動油排出量である。またポンプ押しのけ容量Ｖｐ、モータ押しのけ容量Ｖｍは、それぞれ斜板３ａ・４ａの傾角によって変化し、いずれの容量も斜板傾角の最大時に最大容量（図２において水平方向に傾斜した時、つまり、出力軸の軸心方向に対して直角方向が最低、平行方向が最大）となる。また速比Ｒは、モータ押しのけ容量Ｖｍ、ポンプ押しのけ容量Ｖｐを用いて、Ｒ＝Ｖｐ／Ｖｍと表すことが出来る。図２中では、ＨＳＴ１０での変速操作により、下方に行くにつれ速比Ｒが大きくなる様子が示されている。但し、斜板３ａ・４ａが垂直のときはピストンが往復動できないので、作動油が流動できず回転出力として取り出すことがなくなるから、回転出力を得るときには作動油が油路１６ａ・１６ｂを流動する程度傾斜させるものとする。
【００１７】
低速時においては、モータ押しのけ容量Ｖｍは最大かつ一定値であり、Ｖｍ／Ｖｍ＿ｍａｘ＝１となっている。ここでポンプ押しのけ容量Ｖｐを増大させるために斜板４ａを傾斜させて、速比Ｒを大きくしていくのである。ポンプ押しのけ容量Ｖｐの最大値は、最大ポンプ押しのけ容量Ｖｐ＿ｍａｘである。ここで速比Ｒ０はＲ０＝Ｖｐ＿ｍａｘ／Ｖｍ＿ｍａｘとなる。
【００１８】
速比ＲがＲ０以下の状態を低速時とするのに対し、速比ＲがＲ０より大きくなる状態を高速時とする。高速時においては、可変容量ポンプ３のポンプ押しのけ容量Ｖｐを最大（Ｖｍ＝Ｖｍ＿ｍａｘ）のままとする。そして、可変容量モータ４のモータ押しのけ容量Ｖｍを変化させて、速比Ｒを変更するのである。前述したように、モータ押しのけ容量Ｖｍはこの時点で最大の値となっているので、徐々に容量を減少させていくことになる。このため、ポンプ押しのけ容量Ｖｐは最大かつ一定値であり、Ｖｐ／Ｖｐ＿ｍａｘ＝１となっている。これに対し、モータ押しのけ容量Ｖｍは速比Ｒに対して反比例の曲線を描いている。
【００１９】
図３に示すようにＨＳＴ１０においては、可変容量モータ４の斜板４ａの傾角を小さくすることで、速比Ｒ０より大きな速比Ｒを得ることが出来る。これに対して、定容量モータ２３を備えたＨＳＴ２１の場合は、定容量モータ１３の斜板の傾角を変更することは当然出来ないので、速比Ｒの変更は可変容量ポンプ３のみにて行われる。ここで定容量モータ１３のポンプ押しのけ容量Ｖｐは常にＶｍ＝Ｖｍ＿ｍａｘである。ＨＳＴ２１の場合は、Ｖｐ＿ｍａｘ／Ｖｍ＿ｍａｘとなる速比Ｒ０より大きな速比Ｒを得ることは出来ないのである。つまり、可変容量モータ４を備えたＨＳＴ１０においては、定容量モータ２３を備えたＨＳＴ２１よりも、高速側に大きな変速域を得ることが出来るのである。
【００２０】
ＨＳＴ１０を備える油圧式無段変速装置９の構成部材の一部は、図１、図４に示すように制御装置３０と接続されている。制御装置３０は、後述する複数の制御手順のいずれの制御をも行うことが可能であり、制御切換装置２８によって任意に選択して切換可能に構成されている。制御装置３０は、目標出力回転数設定器２９と、入力回転センサー２・出力回転センサー５及び、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７と接続されている。入力回転センサー２・出力回転センサー５からの入力回転数及び出力回転数の検出信号が制御装置３０へ送信され、後述する制御手順にしたがって制御に関わる処理が制御装置３０で行われ、該処理の結果に基づき、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７へ向けて、該ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７を制御する信号が制御装置３０より発せられるのである。そして前述したように、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動によって可変容量ポンプ３・可変容量モータ４を備えるＨＳＴ１０による変速が行われるのである。
【００２１】
次に、単位時間当りの目標出力回転数を目標出力回転数設定器２９で設定した場合、出力回転数を検出し、目標出力回転数に近づける制御を行う第二実施例の油圧式無段変速装置について説明する。第二実施例での制御手順は、図５に示すものである。制御装置３０による制御が開始（Ｓ１）され、目標とすべき出力回転数（設定回転数）を設定すると、その目標値が制御装置３０に入力される（Ｓ２）、次に、出力回転センサー５で現在の出力回転数を検出してその信号を制御装置３０に入力する（Ｓ３）。
【００２２】
次いで、前記出力回転数の現在値が目標値と一致しているかどうかの判定を行い（Ｓ４）、もし一致している場合にはＳ２に戻り前記制御が繰り返される。もし、現在値と目標値が異なる場合は、現在値が目標値となるために必要とされる可変容量ポンプ３でのポンプ押しのけ容量Ｖｐ及び、可変容量モータ４でのモータ押しのけ容量Ｖｍの容量計算が行われる（Ｓ５）。ここで、必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍとは、ＨＳＴ１０が目標値の出力回転数を実現する速比を与える容量のことである。なお、この容量計算は、図３に示す速比Ｒとポンプ押しのけ容量Ｖｐ・ポンプ押しのけ容量Ｖｐとの関係に基づいて算出されるものである。
【００２３】
そして制御装置３０は、可変容量ポンプ３・可変容量モータ４が必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍとなるべく、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動を行うのである（Ｓ６）。出力回転数の現在値が目標値と一致しているときにはポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動は停止されその位置を維持している。
【００２４】
以上の制御は、低速時（Ｒ０以下）にはモータ押しのけ容量Ｖｍを最大モータ押しのけ容量Ｖｍ＿ｍａｘとし、高速時（Ｒ０以上）への移行に際しては、モータ押しのけ容量Ｖｍを最大モータ押しのけ容量Ｖｍ＿ｍａｘより縮小していく操作となり、これを操作Ａとする。このような制御に対して、低速時におけるモータ押しのけ容量Ｖｍの上限を、最大モータ押しのけ容量Ｖｍ＿ｍａｘ未満とする操作も可能である。この場合の操作を操作Ｂとすると、操作Ｂでのモータ押しのけ容量Ｖｍは、最大モータ押しのけ容量Ｖｍ＿ｍａｘから所定量減少したモータ押しのけ上限容量Ｖｍ＿ｂを、上限としている。
【００２５】
図６に示すように操作Ｂの場合は、速比Ｒ０（Ｖｐ＿ｍａｘ／Ｖｍ＿ｍａｘ）を与える速比に至っても、ポンプ押しのけ容量Ｖｐは最大にならない。したがって、モータ押しのけ容量Ｖｍを固定したままポンプ押しのけ容量Ｖｐの増大によって、速比Ｒを速比Ｒｍまで大きくすることが出来る。ここで速比Ｒｍは、操作Ｂにおける、ポンプ押しのけ容量Ｖｐが最大ポンプ押しのけ容量Ｖｐ＿ｍａｘとなる時の速比である。なお操作Ａの場合、速比Ｒｍは速比Ｒ０と同じ位置となる。しかし、操作Ｂの場合には、速比Ｒｍは速比Ｒ０の位置で、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）は、モータ押しのけ上限容量Ｖｍ＿ｂで変化しないが、速比Ｒｍは速比Ｒ０は変化して大きくなり一致しない。つまり任意の速比Ｒに対して、モータ押しのけ上限容量Ｖｍ＿ｂの容量を変更することで、それを実現するような低速時におけるモータ押しのけ容量Ｖｍ及び、ポンプ押しのけ容量Ｖｐを何通りも与えることが可能なのである。このため、後述するようにＨＳＴ１０の制御操作に関して、ある速比Ｒを実現する可変容量ポンプ３及び可変容量モータ４の制御操作が一通りに限定されないため、柔軟な制御を行うことが出来るのである。すなわち、モータ押しのけ容量Ｖｍの上限を低くして、定容量モータの場合と同様に、増速側（前記高速側と同義ではない）でも可変容量ポンプ３による変速を行わせたりすることも出来るのである。ここで、可変容量モータ３による速比変化域Ｔの範囲は、理論上速比Ｒｍより無限大の範囲である。
【００２６】
次に、目標出力回転数を設定した場合、出力回転数を検出し、モータ押しのけ容量のみを変更して、目標出力回転数に近づける制御の第三実施例について説明する。この場合、モータ押しのけ容量は最大値よりも低く設定されており、モータ押しのけ容量を変更できるようにしている。図７に示すように、制御を開始し（Ｓ１１）、出力回転数の目標値が制御装置３０に入力されると（Ｓ１２）、制御装置３０は出力回転センサー５で検出している出力回転数の現在値を検出信号として入力する（Ｓ１３）。
【００２７】
次いで、出力回転数の現在値が目標値と一致しているかどうかの判定を行い（Ｓ１４）、もし一致している場合にはＳ２に戻り前記制御が繰り返され、もし現在値と目標値が異なる場合は、目標値に一致させるために必要とされる可変容量モータ４でのモータ押しのけ容量Ｖｍの容量計算が行われる（Ｓ１５）。図６に示すように、ポンプ押しのけ容量Ｖｐを固定したままモータ押しのけ容量Ｖｍを縮小すると、前記操作Ａより前記操作Ｂへ移行する操作を行うことになる。例えば、最大ポンプ押しのけ容量Ｖｐ＿ｍａｘ、最大モータ押しのけ容量Ｖｍ＿ｍａｘ、速比Ｒ０の状態より、モータ押しのけ容量をモータ押しのけ上限容量Ｖｍ＿ｂまで縮小させると、速比はＲ０よりＲｍに移行するのである。このようにモータ押しのけ容量Ｖｍの容量変化によって、速比Ｒを変化させるのである。
【００２８】
そして制御装置３０は、可変容量ポンプ３・可変容量モータ４が必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍとなるべく、モータ用アクチュエータ７の駆動を行うのである（Ｓ１６）。出力回転数の現在値が目標値と一致するとポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動を停止してその位置を維持する。
【００２９】
次に、目標出力回転数を設定して、入力回転数及び出力回転数の現在値を検出し、入力回転が変動しても出力回転数の現在値を目標出力回転数と一致させる制御の第四実施例について説明する。図８に示すように、制御が開始（Ｓ２１）され、目標出力回転数が指示されると、その時点での出力回転数（出力回転数の固定値）が制御装置３０に入力（Ｓ２２）され、入力回転センサー２で検出している入力回転数の現在値及び出力回転センサー５で検出している出力回転数の現在値を制御装置３０に入力する（Ｓ２３）。
【００３０】
次いで、出力回転数の現在値が固定値と一致しているかどうかの判定を行う（Ｓ２４）。もし一致している場合にはＳ２２の処理に戻るのである。もし、現在値と目標値が異なる場合は、現在値が目標値と一致するために必要とされる可変容量ポンプ３でのポンプ押しのけ容量Ｖｐ及び、可変容量モータ４でのモータ押しのけ容量Ｖｍの容量計算が行われる（Ｓ２５）。ここで、必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍとは、ＨＳＴ１０が該現在値に対して該固定値の出力回転数を実現する速比を与える容量のことである。
【００３１】
そして制御装置３０は、可変容量ポンプ３・可変容量モータ４が必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍとなるべく、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動を行うのである（Ｓ２６）。出力回転数の現在値が固定値と一致するようになるとポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動を停止すべく制御が行われる。
【００３２】
次に、モータ押しのけ容量の最小値を変更して、出力回転数の上限を制限する制御の第五実施例について説明する。図９に示すように、制御手順が開始（Ｓ３１）され、出力回転数の目標値と、上限回転数が制御装置３０に入力されると（Ｓ３２）、制御装置３０は出力回転センサー５で検出している出力回転数の現在値を検出信号として、制御装置３０へ向けて送信させる（Ｓ３３）。
【００３３】
次いで、出力回転数の現在値が目標値と一致しているかどうかの判定を行い（Ｓ３４）、もし一致している場合には再びＳ２３に戻る。もし現在値と目標値が異なる場合は、必要とされる可変容量ポンプ３でのポンプ押しのけ容量Ｖｐ及び、可変容量モータ４でのモータ押しのけ容量Ｖｍの容量計算が行われる（Ｓ３５）。この容量計算は、図３に示す速比Ｒとポンプ押しのけ容量Ｖｐ・モータ押しのけ容量Ｖｍとの関係に基づいて行われるものである。
【００３４】
続いて制御装置３０は、前記容量計算により算出されたモータ押しのけ容量Ｖｍが、上限回転数に相当する最小値以上となっているかどうかの判定を行う（Ｓ３６）。つまり、モータ押しのけ容量Ｖｍの変化域の下限となる値、最小値Ｖｍ＿ｍｉｎと比較する。ＨＳＴでは、入力側の可変容量ポンプ３の斜板３ａ、出力側の可変容量モータ４の斜板４ａの傾斜が小さくなるにつれ、損失動力が大きくなり、動力伝達の効率が低下するのである。したがって高速側への変速切換に制限を加え、非効率的な走行を防止する必要がある。そこで、モータ押しのけ容量Ｖｍの変化域に下限を設けて、とり得る出力回転数に上限を与え、意図しない高速回転とならないようにすることができるのである。
【００３５】
モータ押しのけ容量Ｖｍが最小値Ｖｍ＿ｍｉｎとなるときの速比Ｒは速比Ｒｍ＿ｍａｘとなる値である。したがって、可変容量モータ３による速比変化域Ｔｍの範囲は、図１０に示すように、速比Ｒｍより速比Ｒｍ＿ｍａｘの範囲となる。
【００３６】
前記容量計算により算出されたモータ押しのけ容量Ｖｍが最小値Ｖｍ＿ｍｉｎ以上である場合には、制御装置３０は、可変容量ポンプ３・可変容量モータ４が必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍとなるべく、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動を指令するのである（Ｓ３７）。また、前記容量計算により算出されたモータ押しのけ容量Ｖｍが最小値Ｖｍ＿ｍｉｎ未満である場合には、算出値たるモータ押しのけ容量Ｖｍの値に最小値Ｖｍ＿ｍｉｎを代入する操作が行われるのである（Ｓ３８）。そして制御装置３０は、可変容量ポンプ３・可変容量モータ４が必要とされるポンプ押しのけ容量Ｖｐ及びモータ押しのけ容量Ｖｍが最小値Ｖｍ＿ｍｉｎとなるべく、ポンプ用アクチュエータ６・モータ用アクチュエータ７の駆動を行うのである（Ｓ３７）。Ｓ３６の結果が何れの場合でも、Ｓ３８の操作が終了したならば、再びＳ３２の処理が行われるのである。
【００３７】
次に、複数の可変容量ポンプと複数の可変容量モータを備え、可変容量ポンプ及び可変容量モータを選択して並列作動可能とした第六実施例の油圧式無段変速装置について説明する。本実施例の油圧式無段変速装置では、三つの可変容量ポンプ３及び三つの可変容量モータ４を並列接続したＨＳＴ４２を説明する。図１２に示すように、可変容量ポンプ３及び可変容量モータ４相互は油路にて接続されている。可変容量ポンプ３はそれぞれ入力分岐軸１１ａにギヤやベルト伝動またはチェーン伝動機構等を介してにけ入力軸１１より動力が伝達される。可変容量モータ４はそれぞれ出力分岐軸１２を突出している。
【００３８】
三つの可変容量ポンプ３・３・３はポンプ部を構成し、三つの可変容量モータ４・４・４はモータ部を構成している。可変容量ポンプ３、可変容量モータ４のの吐出ポートと入力ポートのそれぞれには油路３２・３３が接続されており、各ポートには切換バルブ４０・４０・・・が配設されている。該切換バルブ４０・４０・・・は電磁バルブからなり、図１３に示すように、ポンプモータ切換装置３１に接続されている。但し、手動で切換バルブ４０・４０・・・を切り換えるようにすることもできる。制御装置３０からポンプモータ切換装置３１へ送信される切換信号に従い、切換バルブ４０・４０・・・を切り換えて油路の断接が行われ、各可変容量ポンプ３、各可変容量モータ４をそれぞれ独立して使用状態又は未使用状態として、これらを組み合わせて、所望の出力が得られるようにすることが出来る。また、ポンプ部とモータ部の間は、油路３６・３７にて接続されている。
【００３９】
上記構成より、可変容量ポンプ３、可変容量モータ４の斜板３ａ・４ａの傾角変更のみならず、切換バルブ４０・４０・・・の制御操作によっても、ポンプ押しのけ容量・モータ押しのけ容量の全体量が変化させることができるのである。
【００４０】
また、前記可変容量ポンプの入力軸の回転数を検出する入力回転数検出手段と、前記可変容量モータの出力軸の回転数を検出する出力回転数検出手段と、出力回転数目標値設定手段と、前記アクチュエーターと、これらを制御する制御装置とを備え、出力回転数を目標値に近づけるように、前記モータ用アクチュエータ及び前記ポンプ用アクチュエータを作動させて制御するので、速度の再現性を向上することが出来る。
【００４１】
また、一対の可変容量ポンプ及び可変容量モータより構成される静油圧駆動変速機を備えた変速装置であって、可変容量ポンプの入力軸の回転数を検出する入力回転数検出手段と、可変容量モータの出力軸の回転数を検出する出力回転数検出手段と、出力回転数目標値設定手段と、モータ用アクチュエータ及びポンプ用アクチュエータと、これらを制御する制御装置とを備え、出力回転数の現在値を検出し、モータ用アクチュエータを作動させてモータ押しのけ容量を変更させて、該目標値に該現在値を一定範囲内で近づける制御を行うので、作業者はモータ押しのけ容量を変える操作だけで、目標出力回転数に制御できる。これにより、ポンプ押しのけ容量は手動操作、モータ押しのけ容量は速度制御として独立に扱うことが可能である為、ポンプとモータの押しのけ容量変更時の違いによる作業者の違和感をなくすことが出来る。
【００４２】
また、一対の可変容量ポンプ及び可変容量モータより構成される静油圧駆動変速機を備えた変速装置であって、前記可変容量ポンプの入力軸の回転数を検出する入力回転数検出手段と、前記可変容量モータの出力軸の回転数を検出する出力回転数検出手段と、出力回転数目標値設定手段と、モータ用アクチュエータ及びポンプ用アクチュエータと、これらを制御する制御装置とを備え、入力回転数の変動に対して、モータ用アクチュエータ及び前記ポンプ用アクチュエータを駆動させてモータ押しのけ容量及びポンプ押しのけ容量を変更させ、出力回転数を目標出力回転数に一致させる制御を行うので、変速制御にエンジンの状態を反映することが出来、速度の再現性を向上することが出来る。
【００４３】
また、モータ押しのけ容量の最小値を設定可能とし、該モータ押しのけ容量を該最小値以上に制御して出力回転数を一定上限以下に制限するので、変速制御による最高速度を規制することが出来る。これにより、速度規制を行うことで安全性を向上でき、作業モード・走行モード等のモード切換えとしても使用できるのである。
【００４４】
また、前記出力回転数を検知してモータ押しのけ容量及びポンプ押しのけ容量を変更して目標出力回転数にする制御と、入力回転数の変化に対してモータ押しのけ容量及びポンプ押しのけ容量を変更して目標出力回転数にする制御と、モータ押しのけ容量の最小値を変更して最大出力回転数以下にする制御を、二つ以上選択して切換可能とするので、駆動態様等に応じて必要な制御を行うことが可能となるのである。これにより、トラクタ等の使用される多岐の作業、作業者の違いによる要求に、対応しやすくなるのである。
【００４５】
また、前記可変容量ポンプと前記可変容量モータをそれぞれ複数並列配置し、各可変容量ポンプと可変容量モータの入力ポートと出力ポートのそれぞれに切換装置を設けて選択使用可能に構成したので、ポンプ及びモータによる押しのけ容量の全体量の容量変化を、一対のポンプ及びモータを備える場合と比べて大きくすることが出来る。このため、柔軟な変速が可能となっているのである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するものである。
一対の可変容量ポンプ（３）及び可変容量モータ（４）より構成される静油圧駆動変速機（１０）を備えた変速装置であって、低速時には可変容量モータ（４）のモータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大として、可変容量ポンプ（３）のポンプ用アクチュエータ（６）によりポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を変えることで変速し、高速時にはポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を最大として、モータ用アクチュエータ（７）によりモータ押しのけ容量（Ｖｍ）を変えることで変速し、前記可変容量ポンプ（３）の入力軸（１１）の回転数を検出する入力回転数検出手段（２）と、前記可変容量モータ（４）の出力軸（１２）の回転数を検出する出力回転数検出手段（５）と、出力回転数目標値設定手段と、前記ポンプ用アクチュエータ（６）とモータ用アクチュエータ（７）と、これらを制御する制御装置（３０）とを備え、出力回転数を目標値に近づけるように、前記モータ用アクチュエータ（７）及び前記ポンプ用アクチュエータ（６）を作動させて制御し、制御操作において、操作（Ａ）と操作（Ｂ）の２種類の制御操作を可能とし、該操作（Ａ）による制御は、低速時の速比（Ｒ０）においては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）とし、高速時の速比（Ｒ０）以上への移行に際しては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）より縮小していく操作とし、該操作（Ｂ）による制御は、低速時におけるモータ押しのけ容量（Ｖｍ）の上限を、最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）から所定量減少したモータ押しのけ上限容量（Ｖｍ＿ｂ）を上限とし、速比Ｒ０（Ｖｐ＿ｍａｘ／Ｖｍ＿ｍａｘ）を与える速比に至っても、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）は最大にならずに、該モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を固定したままで、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を増大することにより、速比（Ｒ）を、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）が最大ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ＿ｍａｘ）となる時の速比である速比（Ｒｍ）まで大きくすることを可能とし、それ以上の、高速時（Ｒｍ）以上への移行に際しては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）をモータ押しのけ上限容量（Ｖｍ＿ｂ）より縮小していくので、変速域を拡大することが出来る。
また、操作（Ａ）では変速時にポンプ・モータの一方は押しのけ容量を最大にして使用でき、アキシャル型ポンプ・モータの押しのけ容量が小さい場合、つまり斜板傾角が小さい場合に効率が低下する傾向を緩和できる。
また、操作（Ｂ）においては、任意の速比Ｒに対して、モータ押しのけ上限容量Ｖｍ＿ｂの容量を変更することで、それを実現するような低速時におけるモータ押しのけ容量Ｖｍ及び、ポンプ押しのけ容量Ｖｐを何通りも与えることが可能なのである。
このため、ＨＳＴ１０の制御操作に関して、ある速比Ｒを実現する可変容量ポンプ３及び可変容量モータ４の制御操作が一通りに限定されないため、柔軟な制御を行うことが出来るのである。すなわち、モータ押しのけ容量Ｖｍの上限を低くして、定容量モータの場合と同様に、増速側（前記高速側と同義ではない）でも可変容量ポンプ３による変速を行わせたりすることも出来るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴを示す回路図。
【図２】 可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、変速とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係及び、斜板傾角の大きさを示す図。
【図３】 可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、速比とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係を示す図。
【図４】 油圧式無段変速装置の制御回路図。
【図５】 第二実施例における制御手順を示す図。
【図６】 可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、モータ押しのけ容量を最大としない場合における、速比とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係を示す図。
【図７】 第三実施例における制御手順を示す図。
【図８】 第四実施例における制御手順を示す図。
【図９】 第五実施例における制御手順を示す図。
【図１０】 可変容量ポンプ・可変容量モータ型ＨＳＴでの、モータ押しのけ容量に上限と下限を与えた場合における、速比とモータ押しのけ容量・ポンプ押しのけ容量との関係を示す図。
【図１１】 複数の可変容量ポンプ及び複数の可変容量モータを備えたＨＳＴを示す回路図。
【図１２】 第六実施例における切換バルブの制御回路図。
【図１３】 可変容量ポンプ・定容量モータ型ＨＳＴを示す回路図。
【符号の説明】
２ 入力回転センサー（入力回転数検出手段）
３ 可変容量ポンプ
４ 可変容量モータ
５ 出力回転センサー（出力回転数検出手段）
６ ポンプ用アクチュエータ
７ モータ用アクチュエータ
９ 油圧式無段変速装置
１０・４２ ＨＳＴ（静油圧駆動変速機）
１１ 入力軸
１２ 出力軸
２８ 制御切換装置
３０ 制御装置
３１ ポンプモータ切換装置
３２・３３・３６・３７ 油路
４０ 切換バルブ
Ｖｐ ポンプ押しのけ容量
Ｖｍ モータ押しのけ容量
Ｖｍ＿ｍｉｎ 最小値

Claims (1)

1. 一対の可変容量ポンプ（３）及び可変容量モータ（４）より構成される静油圧駆動変速機（１０）を備えた変速装置であって、低速時には可変容量モータ（４）のモータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大として、可変容量ポンプ（３）のポンプ用アクチュエータ（６）によりポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を変えることで変速し、高速時にはポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を最大として、モータ用アクチュエータ（７）によりモータ押しのけ容量（Ｖｍ）を変えることで変速し、前記可変容量ポンプ（３）の入力軸（１１）の回転数を検出する入力回転数検出手段（２）と、前記可変容量モータ（４）の出力軸（１２）の回転数を検出する出力回転数検出手段（５）と、出力回転数目標値設定手段と、前記ポンプ用アクチュエータ（６）とモータ用アクチュエータ（７）と、これらを制御する制御装置（３０）とを備え、出力回転数を目標値に近づけるように、前記モータ用アクチュエータ（７）及び前記ポンプ用アクチュエータ（６）を作動させて制御し、制御操作において、操作（Ａ）と操作（Ｂ）の２種類の制御操作を可能とし、該操作（Ａ）による制御は、低速時の速比（Ｒ０）においては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）とし、高速時の速比（Ｒ０）以上への移行に際しては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）より縮小していく操作とし、該操作（Ｂ）による制御は、低速時におけるモータ押しのけ容量（Ｖｍ）の上限を、最大モータ押しのけ容量（Ｖｍ＿ｍａｘ）から所定量減少したモータ押しのけ上限容量（Ｖｍ＿ｂ）を上限とし、速比Ｒ０（Ｖｐ＿ｍａｘ／Ｖｍ＿ｍａｘ）を与える速比に至っても、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）は最大にならずに、該モータ押しのけ容量（Ｖｍ）を固定したままで、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）を増大することにより、速比（Ｒ）を、ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ）が最大ポンプ押しのけ容量（Ｖｐ＿ｍａｘ）となる時の速比である速比（Ｒｍ）まで大きくすることを可能とし、それ以上の、高速時（Ｒｍ）以上への移行に際しては、モータ押しのけ容量（Ｖｍ）をモータ押しのけ上限容量（Ｖｍ＿ｂ）より縮小していくことを特徴とする変速装置。

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