JP2010014264A - Controller of variable displacement pump motor type transmission - Google Patents
Controller of variable displacement pump motor type transmission Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010014264A JP2010014264A JP2008177403A JP2008177403A JP2010014264A JP 2010014264 A JP2010014264 A JP 2010014264A JP 2008177403 A JP2008177403 A JP 2008177403A JP 2008177403 A JP2008177403 A JP 2008177403A JP 2010014264 A JP2010014264 A JP 2010014264A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- transmission
- gear
- stage
- pump motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 259
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 268
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 44
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 24
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009699 differential effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007659 motor function Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 101150083701 npm1 gene Proteins 0.000 description 1
- IXJYMUFPNFFKIB-FMONCPFKSA-N pomp protocol Chemical compound S=C1N=CNC2=C1NC=N2.O=C1C=C[C@]2(C)[C@H]3C(=O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1.C=1N=C2N=C(N)N=C(N)C2=NC=1CN(C)C1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1.C([C@H](C[C@]1(C(=O)OC)C=2C(=C3C([C@]45[C@H]([C@@]([C@H](OC(C)=O)[C@]6(CC)C=CCN([C@H]56)CC4)(O)C(=O)OC)N3C=O)=CC=2)OC)C[C@@](C2)(O)CC)N2CCC2=C1NC1=CC=CC=C21 IXJYMUFPNFFKIB-FMONCPFKSA-N 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
【課題】最高速段での変速機の動力伝達効率を向上できる可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置を提供すること。
【解決手段】動力源に並列に連結された2つの差動機構と、反力トルクもしくは駆動トルクを付与する2つの可変容量型ポンプモータと、出力部材に対して切替機構により選択的に動力伝達可能な状態にされる複数の変速段用伝動機構とを備えた可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置において、変速比が最小の最高速段用伝動機構が設けられている側と反対側の他方の前記差動機構の反力要素と出力要素とを選択的に連結する直結段用切替機構と、前記最高速段用伝動機構が前記出力部材に対して動力伝達可能な状態にされかつ前記他方の差動機構の反力要素の回転数と出力要素の回転数とが同期した場合に、前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する直結段形成手段(ステップS4〜S7)とを設けた。
【選択図】図6A control device for a variable displacement pump motor type transmission capable of improving the power transmission efficiency of a transmission at the highest speed stage.
Two differential mechanisms connected in parallel to a power source, two variable displacement pump motors for applying reaction torque or driving torque, and power transmission selectively by a switching mechanism with respect to an output member In a control device for a variable displacement pump motor type transmission having a plurality of shift speed transmission mechanisms to be enabled, the side opposite to the side where the transmission mechanism for the highest speed stage with the smallest speed ratio is provided A switching mechanism for the direct connection stage that selectively connects the reaction force element and the output element of the other differential mechanism, and the transmission mechanism for the highest speed stage that is capable of transmitting power to the output member; Direct coupling stage forming means for connecting the reaction force element of the other differential mechanism and the output element when the rotation speed of the reaction force element of the other differential mechanism is synchronized with the rotation speed of the output element (step S4). To S7).
[Selection] Figure 6
Description
この発明は、内燃機関などの動力源を差動機構および変速用伝動機構を介して出力部材に伝達し、かつその差動機構に対して可変容量型ポンプモータで反力トルクを与えることにより出力部材のトルクを制御できる変速機の制御装置に関するものである。 In the present invention, a power source such as an internal combustion engine is transmitted to an output member through a differential mechanism and a transmission mechanism for transmission, and a reaction torque is applied to the differential mechanism by a variable displacement pump motor. The present invention relates to a transmission control device capable of controlling the torque of a member.
この種の変速機の一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載された変速機は、2組の差動機構における入力要素のそれぞれにエンジンを連結する一方、各差動機構における反力要素に可変容量型の油圧ポンプモータを連結するとともに、いずれかの油圧ポンプモータは押出容積を正負の両方向に変化させることのできるいわゆる両振り型とし、さらに各差動機構における出力要素と出力部材との間に、同期連結機構(例えばシンクロナイザ)を介して選択的にトルク(動力)伝達可能とされる複数の変速段用ギヤ対を設けて構成されている。さらに、それらの油圧ポンプモータは、いわゆる正回転状態で圧油を吐出する吐出口同士、および圧油を吸入する吸入口同士を連通させる油圧閉回路によって接続されている。
An example of this type of transmission is described in
したがって、特許文献1に記載されている変速機では、それぞれの油圧ポンプモータの押出容積を所定の容積に設定するとともに、隣接する変速段を設定するための変速段用ギヤ対を出力部材に対してトルク伝達が可能な状態にすることにより、一方の油圧ポンプモータがポンプとして機能して油圧を発生し、それに伴う反力が一方の差動機構における反力要素に作用する。その差動機構では、入力要素に動力源からのトルクが作用し、反力要素には油圧ポンプモータによる反力トルクが作用しているので、これらのトルクを合成したトルクが出力要素から所定の変速段用ギヤ対に出力される。そして、その変速段用ギヤ対のギヤ比に応じて増幅されたトルクが出力部材に伝達される。
Accordingly, in the transmission described in
これに対して、他方の油圧ポンプモータは油圧閉回路を介して圧油が供給されることによりモータとして機能し、そのトルクが他方の差動機構における反力要素に伝達される。その他方の差動機構では、入力要素に動力源からのトルクが入力されているので、そのトルクと反力要素に伝達されたトルクとが合成されて出力要素から所定の変速段用ギヤ対に出力される。そして、その変速段用ギヤ対のギヤ比に応じて増幅されたトルクが出力部材に伝達される。すなわち、出力部材には2組の変速用ギヤ対を介して伝達されたトルクを合成したトルクが現れる。そして、そのトルクは、油圧を介して伝達されるトルクの割合すなわちポンプモータの押出容積に応じて変化し、したがって変速比を連続的に変化させることができる。 On the other hand, the other hydraulic pump motor functions as a motor when pressure oil is supplied via a hydraulic closed circuit, and the torque is transmitted to a reaction force element in the other differential mechanism. In the other differential mechanism, since the torque from the power source is input to the input element, the torque and the torque transmitted to the reaction element are combined, and the output element generates a predetermined gear stage gear pair. Is output. And the torque amplified according to the gear ratio of the gear stage for the gear stage is transmitted to the output member. That is, a torque obtained by synthesizing the torques transmitted through the two pairs of speed change gears appears on the output member. The torque changes in accordance with the ratio of torque transmitted via the hydraulic pressure, that is, the pump motor extrusion volume, so that the gear ratio can be continuously changed.
さらに、特許文献1に記載された変速機では、いずれか一方のポンプモータの押出容積を“0”にすれば、閉油圧回路での圧油の流動が阻止されるので、他方のポンプモータがロックされる。その結果、そのポンプモータが連結されている差動機構の反力要素が固定されるので、動力源が出力した動力は、その差動機構および所定の変速段用ギヤ対を介して出力部材に伝達される。そして、その変速用ギヤ対のギヤ比に応じた固定段変速比(固定変速段)が設定される。したがってこの場合、油圧を介した動力の伝達が生じないので、動力伝達効率が相対的に良好になる。
Further, in the transmission described in
上述したように、上記の特許文献1に記載されている変速機では、一方のポンプモータの押出容積を“0”にして他方のポンプモータをロックすれば、他方の差動機構における反力要素が固定されるので、動力源が出力した動力は、その差動機構および所定の変速段用ギヤ対を介して出力部材に伝達される。これは、動力を油圧の流動に変換することのないいわゆる機械的な動力伝達になるので、変速機の動力伝達効率が相対的に良好になる。この動力伝達効率が良好な油圧を介さない機械的な動力伝達状態、すなわち固定段変速比(固定変速段)を設定した状態で、動力源の出力トルクを、油圧ポンプモータから反力トルクを得ることなく直接出力軸側に伝達すること、すなわちいわゆる直結状態で出力軸側に伝達することができれば、変速機の動力伝達効率は一層良好なものになる。
As described above, in the transmission described in
しかしながら、上記の特許文献1に記載されている変速機は、動力源の出力トルクを直結状態で出力軸側に伝達できる構成にはなっておらず、変速機の、特に高速段での動力伝達効率を向上させるためには、未だ改良の余地があった。
However, the transmission described in
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、油圧を介した動力伝達を伴わない直結状態を設定することができ、かつその状態での変速機の動力伝達効率を向上させることができる可変容量型ポンプモータ式変速機の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 can set a direct connection state without power transmission via hydraulic pressure, and improve the power transmission efficiency of the transmission in that state. An object of the present invention is to provide a control device for a variable displacement pump motor type transmission.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、動力源に対して並列に連結されるとともに該動力源の出力トルクが入力される入力要素を有する2つの差動機構と、該各差動機構の反力要素にそれぞれ連結されて反力トルクもしくは駆動トルクを選択的に付与する2つの可変容量型ポンプモータと、該各可変容量型ポンプモータの吐出口同士および吸入口同士を相互に連通する2つの油路から形成される閉回路と、前記各差動機構の出力要素と出力部材との間に設けられかつ切替機構を制御することにより選択的に動力伝達可能な状態に制御されるとともにそれぞれ変速比が異なる複数の変速段用伝動機構とを備えた可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記複数の変速段用伝動機構のうち変速比が最も小さい最高速段用伝動機構が設けられている側の一方の前記差動機構とは反対側の他方の前記差動機構の反力要素と出力要素とを選択的に連結する直結段用切替機構と、前記最高速段用伝動機構を前記出力部材に対して動力伝達可能な状態にして最高速段への変速が行われかつ前記他方の差動機構の反力要素の回転数と出力要素の回転数とが同期もしくはほぼ同期した場合に、前記直結段用切替機構を制御して前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する直結段形成手段とを備えていることを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記閉回路内の油圧の上限を規定するリリーフ圧を設定するとともに開放状態に制御されることにより前記閉回路内の油圧を排圧する調圧弁を備え、前記直結段形成手段が、前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する場合に、前記調圧弁を開放状態に制御する手段を含むことを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a relief pressure that defines an upper limit of the hydraulic pressure in the closed circuit is set, and the hydraulic pressure in the closed circuit is discharged by being controlled to an open state. A variable pressure regulator, comprising: a means for controlling the pressure regulating valve to be opened when the direct coupling stage forming means connects the reaction force element and the output element of the other differential mechanism. It is a control apparatus of a capacity type pump motor type transmission.
また、請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記直結段形成手段が、前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する場合に、前記一方の差動機構側に設けられている前記切替機構をいずれの前記変速段用伝動機構とも係合しない中立状態に制御する手段を含むことを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置である。
The invention according to
また、請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかの発明において、少なくとも前記他方の差動機構が、リングギヤおよびサンギヤならびにキャリアをそれぞれ前記入力要素および前記反力要素ならびに前記出力要素とする遊星歯車装置により構成されていて、前記リングギヤと前記サンギヤとのギヤ比ρと、前記最高速段用伝動機構の変速比κ1および該最高速段用伝動機構とは反対側に設けられた前記変速段用伝動機構のうち前記直結段形成手段により前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する際に動力伝達可能な状態にされる中高速段用伝動機構の変速比κ2とが、『κ1×κ2≦{1/(1+ρ)}』の関係を満たすように、前記他方の差動機構および前記最高速段用伝動機構ならびに前記中高速段用伝動機構が構成されていることを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, at least the other differential mechanism includes a ring gear, a sun gear, and a carrier as the input element, the reaction force element, and the output element, respectively. The planetary gear unit is provided on the opposite side of the gear ratio ρ between the ring gear and the sun gear, the speed ratio κ 1 of the transmission mechanism for the highest speed stage, and the transmission mechanism for the highest speed stage. The transmission ratio of the medium- and high-speed stage transmission mechanism that is in a state capable of transmitting power when the reaction force element and the output element of the other differential mechanism are connected by the direct connection stage forming means of the transmission stage transmission mechanism. kappa 2 and is, so as to satisfy the relationship of "κ 1 × κ 2 ≦ {1 / (1 + ρ)} ", the other of the differential mechanism and the maximum speed for the transmission mechanism and said high speed stage power transmission mechanism Structure It is a control device for a variable capacity pump motor type transmission, characterized in being.
また、請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかの発明において、前記動力源の出力トルクが直接伝達される入力部材と前記他方の差動機構の入力要素とが一体回転可能に連結されていることを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the input member to which the output torque of the power source is directly transmitted and the input element of the other differential mechanism can be integrally rotated. It is the control apparatus of the variable displacement pump motor type transmission which is connected.
そして、請求項6の発明は、前記動力源の出力トルクが直接伝達される入力部材と前記一方の差動機構の入力要素とが一体回転可能に連結されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの発明において、可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置である。
The invention according to
請求項1の発明によれば、変速機の最高速段を設定する場合、すなわち最高速段にアップシフトする場合に、最高速段用伝動機構が設置されていない側の他方の差動機構の反力要素の回転数と出力要素の回転数とが比較され、それらの回転数が一致もしくはほぼ一致した場合すなわち他方の差動機構の反力要素と出力要素との回転が同期もしくはほぼ同期した場合に、直結段用切替機構が制御され、それら他方の差動機構の反力要素と出力要素とが一体回転するように連結される。その結果、他方の差動機構の各回転要素全てが一体回転する状態になる。すなわち、他方の差動機構の入力要素と出力要素とが一体回転することになり、動力源と出力部材とが直結された状態になる。そのため、変速機の最高速段を設定する場合に、最高速段用伝動機構により設定される最高速段と併せて、動力源と出力部材とを直結したいわゆる直結段を形成することができ、動力源の出力トルクを直接出力部材に伝達することができる。言い換えると、変速機の最高速段を設定する場合に、可変容量型ポンプモータからの反力トルクを必要とせずに動力源の出力トルクを他方の差動機構を介して出力部材に直接伝達することができる。
According to the invention of
したがって、最高速段を設定した状態における動力源から出力部材への動力の伝達を、各可変容量型ポンプモータ間での圧油の流動や可変容量型ポンプモータで反力トルクを発生させるための油圧を必要とせずに、他方の差動機構および変速段用伝動機構だけを介して行うことができ、また、圧油の流動や反力トルクを発生させるための油圧を必要としないことにより閉回路での油圧漏れなどの損失を低減することができ、その結果、変速機の最高速段における動力伝達効率を向上させることができる。 Therefore, the transmission of power from the power source to the output member in the state where the maximum speed stage is set is used for the flow of pressure oil between the variable displacement pump motors and the generation of reaction torque in the variable displacement pump motors. It can be performed only through the other differential mechanism and the transmission gear transmission mechanism without requiring hydraulic pressure, and is closed by not requiring hydraulic pressure to generate pressure oil flow or reaction torque. Loss such as hydraulic leakage in the circuit can be reduced, and as a result, power transmission efficiency at the highest speed stage of the transmission can be improved.
また、直結段用切替機構による他方の差動機構の反力要素と出力要素との連結は、それら反力要素と出力要素との回転が同期もしくはほぼ同期した状態で行われるため、直結段用切替機構に要求される同期連結機能が不要になりもしくは少なくて済み、直結段用切替機構として、例えば動力伝達効率の良いドグクラッチや、あるいは小容量のシンクロナイザを採用することが可能になる。そして、最高速段で上記のように直結段を形成することにより、最高速段で直結段を設定した状態であっても、出力部材側から入力されるトルクを直接動力源へ伝達することができる。 In addition, the coupling between the reaction force element of the other differential mechanism and the output element by the switching mechanism for the direct coupling stage is performed in a state in which the rotation of the reaction force element and the output element is synchronized or almost synchronized. The synchronous coupling function required for the switching mechanism becomes unnecessary or can be reduced. For example, a dog clutch having a high power transmission efficiency or a small-capacity synchronizer can be employed as the direct coupling stage switching mechanism. By forming the direct connection stage as described above at the highest speed stage, the torque input from the output member side can be directly transmitted to the power source even when the direct connection stage is set at the highest speed stage. it can.
また、請求項2の発明によれば、変速機の最高速段を設定し、動力源と出力部材とが直結状態にされる場合に、調圧弁が開放されて各可変容量型ポンプモータを互いに連通している閉回路内の油圧が排圧される。その結果、最高速段で直結段を設定した場合に、各可変容量型ポンプモータに対して油圧が作用しない状態、すなわち各可変容量型ポンプモータを空転可能なフリーの状態にすることができる。そのため、直結段で動力源から他方の差動機構および変速段用伝動機構を経由して出力部材に至る動力伝達経路と、いずれかの可変容量型ポンプモータに油圧を作用させて反力トルクを発生させる場合の通常の動力伝達経路との干渉を回避することができる。 According to the invention of claim 2, when the highest speed stage of the transmission is set and the power source and the output member are brought into a direct connection state, the pressure regulating valve is opened so that the variable displacement pump motors are mutually connected. The hydraulic pressure in the closed circuit that is in communication is discharged. As a result, when the direct connection stage is set at the highest speed stage, the hydraulic pressure is not applied to each variable displacement pump motor, that is, each variable displacement pump motor can be brought into a free state capable of idling. Therefore, the reaction force torque is generated by applying hydraulic pressure to the power transmission path from the power source to the output member through the other differential mechanism and the transmission gear mechanism in the direct connection stage, and any one of the variable displacement pump motors. Interference with the normal power transmission path when it is generated can be avoided.
また、請求項3の発明によれば、変速機の最高速段を設定し、動力源と出力部材とが直結状態にされる場合に、一方の差動機構側すなわち最高速変速段用伝動機構が設けられている側の切替機構が、いずれの変速段用切替機構とも係合しないいわゆるニュートラルの状態にされる。すなわち、一方の差動機構側に配置されたいずれの変速段用伝動機構も、動力源および差動機構ならびに出力部材に対して動力伝達を遮断した状態にされる。そのため、最高速段で直結段を設定した状態で、動力源と一方の差動機構側すなわち最高速変速段用伝動機構側の可変容量型ポンプモータとの間の動力伝達を遮断することができ、可変容量型ポンプモータを引き摺ることによる損失の発生を回避することができる。
According to the invention of
また、請求項4の発明によれば、変速機の最高速段で直結段を設定する場合に、変速機の変速比が最高速段用伝動機構の変速比κ1に基づいて設定される変速比に等しくもしくはほぼ等しくなったときに、他方の差動機構の反力要素と出力要素との回転が同期もしくはほぼ同期する。そのため、最高速段用伝動機構による変速機の最高速段を設定した状態で、他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結して直結段を形成することができる。言い換えると、変速機の変速比が最高速段用伝動機構による最高速段での変速比もしくはそれにほぼ等しい変速比になるのと同時に、他方の差動機構の反力要素と出力要素との回転を同期もしくはほぼ同期させて、それら反力要素と出力要素とを連結して直結段を形成することができる。 Further, according to the invention of claim 4, when setting the direct coupled stage at the maximum speed stage of the transmission, the transmission ratio of the transmission is set based on the gear ratio kappa 1 fastest stage power transmission mechanism gear When the ratio is equal to or substantially equal, the rotation of the reaction force element and the output element of the other differential mechanism is synchronized or substantially synchronized. Therefore, in the state where the highest speed stage of the transmission is set by the transmission mechanism for the highest speed stage, the reaction force element and the output element of the other differential mechanism can be connected to form a direct connection stage. In other words, the gear ratio of the transmission becomes the gear ratio at the highest speed by the transmission mechanism for the highest gear or the gear ratio substantially equal thereto, and at the same time the rotation of the reaction force element and the output element of the other differential mechanism These reaction force elements and the output elements can be connected to form a direct coupling stage by synchronizing or substantially synchronizing them.
また、請求項5の発明によれば、直結段を形成する際に動力が入力される他方の差動機構側に直接動力源の出力トルクが伝達されるため、直結段を設定した状態での変速機の動力伝達効率を向上させることができる。
According to the invention of
そして、請求項6の発明によれば、最高速段用伝動機構による最高速段を形成する際に動力が入力される一方の差動機構側すなわち最高速段用伝動機構が設けられている側に直接動力源の出力トルクが伝達されるため、最高速段用伝動機構による最高速段を設定した状態での変速機の動力伝達効率を向上させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, one differential mechanism side to which power is input when forming the highest speed stage by the highest speed stage transmission mechanism, that is, the side on which the highest speed stage transmission mechanism is provided. Since the output torque of the power source is directly transmitted to the power source, it is possible to improve the power transmission efficiency of the transmission in the state where the highest speed stage is set by the transmission mechanism for the highest speed stage.
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2つの動力伝達系統を備えており、それら両方の動力伝達系統を介して、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。より具体的には、各動力伝達系統は、ポンプおよびモータの両方として機能する可変容量型油圧ポンプモータを備えており、そ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油圧ポンプモータが圧油を相互に授受できるように連通されている。したがって、一方の可変容量型油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、一方の可変容量型油圧ポンプモータから他方の可変容量型油圧ポンプモータに圧油が供給されて他方の可変容量型油圧ポンプモータがモータとして機能する。すなわち、圧油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系統を経由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、各動力伝達系統を経由して伝達されるトルクの合計になり、しかも圧油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。 Next, the present invention will be described based on specific examples. First, the transmission targeted by the present invention will be described. The transmission targeted by the present invention is provided with at least two power transmission systems, and an output member from a power source via both power transmission systems. 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. More specifically, each power transmission system includes a variable displacement hydraulic pump motor that functions as both a pump and a motor, and is configured to transmit torque according to its extrusion volume, and further each variable transmission system. The capacity type hydraulic pump motor communicates with each other so as to exchange pressure oil with each other. Therefore, when one of the variable displacement hydraulic 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 hydraulic pump motor to the other variable displacement. Pressure oil is supplied to the mold hydraulic pump motor, and the other variable displacement hydraulic pump motor functions as a motor. That is, power transmission via pressure oil is performed in parallel. The torque is transmitted to the output member via the other power transmission system. As a result, the torque transmitted to the output member is the sum of the torque transmitted via each power transmission system, and the torque transmitted via the pressure oil changes according to each extrusion volume. Eventually, the gear ratio changes continuously.
各動力伝達系統は、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変速段用伝動機構を備えることができ、一方の動力伝達系統のみを経由させ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、その動力伝達系統における変速段用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と称すると、固定変速比を設定している状態では、圧油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、いずれかの変速段用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変速段用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変速段用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 system can be equipped with a gear transmission mechanism such as a gear pair and a winding transmission mechanism with different gear ratios, and when transmitting torque to the output member via only one power transmission system. The transmission ratio of the transmission as a whole is determined by the transmission ratio of the transmission gear mechanism in the power transmission system. If such a gear ratio is referred to as a fixed gear ratio, transmission of power via pressure oil does not occur in a state where the fixed gear ratio is set, so that power loss is unlikely to occur and an efficient transmission state. It becomes. In order to allow only one of the gear transmission mechanisms to participate in torque transmission, it is preferable that a switching mechanism such as a clutch mechanism is included in each gear transmission mechanism, or a power source or an output member It is preferable to provide a switching mechanism between the gear stage transmission mechanism.
この発明で対象とする変速機は、圧油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などの切替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、可変容量型油圧ポンプモータは、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油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 the present invention is configured to transmit power via pressure oil, the hydrostatic mechanical having the function of setting the gear ratio by mechanical power transmission as described above -Preferably configured as a transmission (HMT). The mechanical transmission portion can be appropriately configured as necessary, and a mechanism of selecting a gear pair that is always meshed by a switching mechanism such as a clutch mechanism or a synchronous coupling mechanism, or a plurality of planetary gear mechanisms. Or the structure etc. which can set a some gear ratio with a compound planetary gear mechanism are employable. Further, the variable displacement hydraulic pump motor may be configured to use a variable displacement hydraulic pump motor as a reaction force means in addition to the configuration in which the variable displacement hydraulic pump motor is interposed in series between the power source and the output member.
つぎに、差動機構を動力分配機構として使用するとともに、変速段用伝動機構として複数のギヤ対を使用し、したがって可変容量型油圧ポンプモータが反力機構となっている具体例を説明する。図1に示す例は、車両用の変速機TMとして構成した例であり、作動油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(もしくは固定変速段)として4つの前進段および1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、動力源としてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関(以下、エンジンと記す)1に入力部材2が連結されており、この入力部材2からこの発明における差動機構に相当する第1遊星歯車機構3および第2遊星歯車機構4にトルクを伝達するように構成されている。そのエンジン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等を介在させてもよい。
Next, a specific example will be described in which a differential mechanism is used as a power distribution mechanism and a plurality of gear pairs are used as transmission gear transmission mechanisms, and therefore a variable displacement hydraulic pump motor is a reaction force mechanism. The example shown in FIG. 1 is an example configured as a transmission TM for a vehicle. As a so-called fixed speed ratio (or fixed speed) that can be set by transmitting torque without using hydraulic oil, four forward speeds and 1 In this example, two reverse gears are set. That is, an input member 2 is connected to an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 such as a gasoline engine or a diesel engine as a power source, and the first planetary gear corresponding to the differential mechanism in the present invention is connected to the input member 2. Torque is transmitted to the
この図1に示す例では、第2遊星歯車機構4が入力部材2と同一軸線上に配置され、第1遊星歯車機構3が第2遊星歯車機構4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用いることができる。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ア3C,4Cとを備えている。そして、第2遊星歯車機構4におけるリングギヤ4Rに前述の入力部材2が連結され、このリングギヤ4Rが入力要素となっている。
In the example shown in FIG. 1, the second planetary gear mechanism 4 is disposed on the same axis as the input member 2, and the first
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、第1遊星歯車機構3と同一軸線上に配置され、かつ第1遊星歯車機構3のリングギヤ3R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1遊星歯車機構3においては、そのリングギヤ3R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
各遊星歯車機構3,4のうち、一方の第1遊星歯車機構3におけるキャリア3Cは出力要素となっており、そのキャリア3Cに回転軸としての第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。
Of the
これに対して、他方の第2遊星歯車機構4も同様な構成であって、そのキャリア4Cが出力要素となっており、そのキャリア4Cに他の回転軸としての第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、その内部にモータ軸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。
On the other hand, the other second planetary gear mechanism 4 has the same configuration, and the
上記のモータ軸9の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ12の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ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(もしくは押出容積)を変更可能な油圧ポンプであって、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油を吐出し、また吐出ポートもしくは吸入ポートから圧油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
この第1ポンプモータ12には、その押出容積を制御するための容量変更機構が設けられている。この容量変更機構は、斜軸もしくは斜板の傾斜角度を変更し、あるいはラジアルピストンポンプにおけるロータの相対的な偏心量を変更する機能を備えた機構であり、例えばデューティー比に応じた油圧を吐出するソレノイドバルブ(図示せず)を主体として構成されている。
The
一方、モータ軸11の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ13の出力軸(ロータ)に連結されている。この可変容量型ポンプモータ13は、上記のモータ軸9側の第1ポンプモータ12と同様の構成のものであり、したがって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を採用することができる。なお、この可変容量型ポンプモータ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。
On the other hand, the other end of the motor shaft 11 is connected to the output shaft (rotor) of the variable
この第2ポンプモータ13には、上記の第1ポンプモータ12と同様に、その押出容積を制御するための容量変更機構が設けられている。この容量変更機構は、斜軸もしくは斜板の傾斜角度を変更し、あるいはラジアルピストンポンプにおけるロータの相対的な偏心量を変更する機能を備えた機構であり、例えばデューティー比に応じた油圧を吐出するソレノイドバルブ(図示せず)を主体として構成されている。
Similar to 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、2つの油路14,15によって連通されている。すなわち、それぞれの吸入ポート12S,13S同士が油路14によって連通され、また吐出ポート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CCが形成されている。この閉回路CCでの油圧制御のための機構については後述する。なお、この図1に示す例では、図1に示す変速機TMが搭載された車両がエンジン1の動力で走行する場合に一方のポンプモータ12(もしくは13)が逆回転し、その吸入ポート12S(もしくは13S)から圧油を吐出するように構成されている。
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変速段用伝動機構が設けられている。この発明における変速段用伝動機構としては、固定された回転数比(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、前述の第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、これら第4速駆動ギヤ17Aおよび第2速駆動ギヤ18Aは第1中間軸8に対して回転自在に嵌合している。そして、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
また、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の回転数比もしくは変速比(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、その回転数比は、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。したがって、この発明における変速段用伝動機構としての各ギヤ対20,18,19,17のうち、変速比が最も小さい第4速用ギヤ対17が、この発明における最高速段用伝動機構に相当している。
Further, the 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、第1ポンプモータ12側のモータ軸9に一体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連結機構であって、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、あるいはシンクロメッシュ機構)などの機構を採用することができ、図1にはシンクロナイザ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
シンクロナイザは、基本的には、回転軸と共に回転するスリーブと、その回転軸に対して相対回転する他の回転部材に設けられたスプラインと、前記スリーブに押されて他の回転部材側に移動するシンクロナイザリングとを有している。そして、スリーブを他の回転部材のスプライン側に移動させる過程でシンクロナイザ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、その状態でスリーブがスプラインに係合することにより、回転軸と回転部材とを連結するように構成されている。前述の出力軸16上で、発進従動ギヤ21Bに隣接する位置に発進用のシンクロナイザ(以下、Sシンクロと記す)22が設けられている。このSシンクロ22は、そのスリーブ22Sを図1の左側に移動させることにより係合状態となって、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。また、スリーブ22Sを図1の右側に移動させることにより解放状態となって、発進従動ギヤ21Bと出力軸16との連結を解くように構成されている。
The synchronizer basically has a sleeve that rotates together with a rotating shaft, a spline that is provided on another rotating member that rotates relative to the rotating shaft, and is moved by the sleeve toward the other rotating member. And synchronizer ring. Then, in the process of moving the sleeve to the spline side of the other rotating member, the synchronizer ring gradually makes frictional contact with the rotating member to synchronize the rotating shaft and the rotating member, and in this state, the sleeve engages with the spline. The rotating shaft and the rotating member are connected to each other. On the
また、前述の第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1のシンクロナイザ(以下、第1シンクロと記す)23が設けられている。この第1シンクロ23は、そのスリーブ23Sを図1の左側に移動させることにより係合状態となって、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23Sを図1の右側に移動させることにより他の係合状態となって、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。そして、スリーブ23Sを中央に位置させることにより解放状態となって、第3速駆動ギヤ19Aおよび第1速駆動ギヤ20Aと第2中間軸10との連結を解くように構成されている。
A first synchronizer (hereinafter referred to as a first synchronizer) 23 is provided between the third
さらに、前述の第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2のシンクロナイザ(以下、第2シンクロと記す)24が設けられている。この第2シンクロ24は、そのスリーブ24Sを図1の左側に移動させることにより係合状態となって、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24Sを図1の右側に移動させることにより他の係合状態となって、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。そして、スリーブ24Sを中央に位置させることにより解放状態となって、第2速駆動ギヤ18Aおよび第4速駆動ギヤ17Aと第1中間軸8との連結を解くように構成されている。
Further, a second synchronizer (hereinafter referred to as a second synchronizer) 24 is provided on the first intermediate shaft 8 between the second
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段用のシンクロナイザ(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25Sを図1の右側に移動させることにより係合状態となって、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とキャリア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。したがって、このRシンクロ25は、前述の第4速用ギヤ対17すなわちこの発明における最高速段用伝動機構が設けられている側の第1遊星歯車機構3とは反対側の第2遊星歯車機構4の反力要素(サンギヤ4S)と出力要素(キャリア4C)とを選択的に連結するように構成されていて、この発明における直結段用切替機構に相当している。言い換えると、このRシンクロ25は、後進段を設定する際に動作させられる後進段用のシンクロと、後述する直結段を設定する際に動作させられるこの発明における直結段用切替機構に相当するシンクロとの両方を兼ねている。したがって、この発明における直結段用切替機構としては、後進段用に設けられているRシンクロ25を兼用すればよく、直結段用のシンクロ等を特別に設ける必要がない。そのため、変速機TMの構造を複雑にすることなく簡単な構成で直結段用切替機構を構成することができる。
Furthermore, a reverse gear synchronizer (hereinafter referred to as “R synchro”) 25 is provided on the motor shaft 11 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、例えば前述した各スリーブ22S,23S,24S,25Sをそれぞれ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TMは、エンジン1が出力したトルクが、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、歯車伝動機構あるいはチェーンとスプロケットとによる巻き掛け伝動機構などの伝動装置26を介してデファレンシャル27が連結され、ここから左右の車軸28に動力を出力するようになっている。
As described above, the transmission TM shown in FIG. 1 is configured such that the torque output from the
さらに、変速機TM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(もしくはエンジン回転数Ne)を検出する入力回転数センサ29、上記の車軸31の回転数Noutを検出する出力回転数センサ30、第1ポンプモータ12の出力軸(ロータ)すなわちモータ軸9の回転数Npm1を検出する第1ポンプモータ回転数センサ31、第2ポンプモータ13の出力軸(ロータ)すなわちモータ軸11の回転数Npm2を検出する第2ポンプモータ回転数センサ32などが設けられている。
Further, a sensor for detecting the operating state of the transmission TM 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を連通させている閉回路CCにはオイル(作動油)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)33が設けられている。このチャージポンプ33は、上記の閉回路CC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、前述したエンジン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34からオイルを汲み上げて閉回路CCに供給するようになっている。
Next, a hydraulic circuit for controlling each of the
そのチャージポンプ33の吐出口は、閉回路CCにおける油路14と油路15とにそれぞれチェック弁35,36を介して連通されている。なお、これらのチェック弁35,36は、チャージポンプ33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33の吐出圧を調整するためのリリーフ弁37が、チャージポンプ33の吐出口に連通されている。このリリーフ弁37は、スプリングによる弾性力とソレノイドバルブ(図示せず)の出力圧による押圧力との和より高い圧力(設定圧すなわちリリーフ圧超過する圧力)が作用した場合に開いてオイルをオイルパン34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33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。
The discharge port of the
さらに、第1ポンプモータ12の吸入ポート12Sと油路15との間に、リリーフ弁38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38が設けられている。このリリーフ弁38は、第1ポンプモータ12の吸入ポート12Sまたは第2ポンプモータ13の吸入ポート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。すなわち、リリーフ弁38は、これに付設されたソレノイド(図示せず)によって調圧値(すなわち設定圧,リリーフ圧)を設定するように構成されており、いずれかの吸入ポート12S,13Sからの吐出圧がそのリリーフ圧を超過した場合には、リリーフ弁38が開いて排圧することにより、吐出圧すなわち高圧側の油路14の圧力を、リリーフ圧以下に維持するようになっている。さらにこのリリーフ弁38は、上記のリリーフ圧を維持する機能とは別に、開放状態(OFF状態)に制御されることにより閉回路CC内の油圧を強制的に排圧する機能も兼ね備えている。
Further, a
一方、第2ポンプモータ13の吐出ポート13Dと油路14との間に、リリーフ弁39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39が設けられている。このリリーフ弁39は、第2ポンプモータ13の吐出ポート13Dまたは第1ポンプモータ12の吐出ポート12D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。すなわち、リリーフ弁39は、これに付設されたソレノイド(図示せず)によって調圧値(すなわち設定圧,リリーフ圧)を設定するように構成されており、いずれかの吐出ポート12D,13Dからの吐出圧がそのリリーフ圧を超過した場合には、リリーフ弁39が開いて排圧することにより、吐出圧すなわち油路15の圧力をリリーフ圧以下に維持するようになっている。さらにこのリリーフ弁39は、前述のリリーフ弁38と同様に、上記のリリーフ圧を維持する機能とは別に、開放状態(OFF状態)に制御されることにより閉回路CC内の油圧を強制的に排圧する機能も兼ね備えている。
On the other hand, a
したがって、前述のリリーフ弁38およびこのリリーフ弁39は、閉回路CC内の油圧の上限を規定するリリーフ圧を設定するとともに、開放状態に制御されることによりその閉回路CC内の油圧を排圧するこの発明における調圧弁に相当している。
Therefore, the
この変速機TMは、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あるいは各リリーフ弁38,39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)40が設けられている。この電子制御装置40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。例えば、前述の各回転数センサ29,30,31,32の検出信号がこの電子制御装置40に入力され、それらの検出信号に基づく演算結果に基づいて、各ポンプモータ12,13、各シンクロ22,23,24,25、各リリーフ弁38,39等の運転状態や動作状態を制御する指令信号がこの電子制御装置40から出力される。
The transmission TM is configured to be able to electrically control the extrusion volume of the
そして、この変速機TMは、エンジン1の動力を出力軸16に伝達する動力伝達系統として、第1ポンプモータ12によって反力が与えられる第1遊星歯車機構3および第4速用ギヤ対17もしくは第2速用ギヤ対18を介して出力軸16に動力を伝達する経路と、第2ポンプモータ13によって反力が与えられる第2遊星歯車機構4および第3速用ギヤ対19もしくは第1速用ギヤ対20を介して出力軸16に動力を伝達する経路との2つの経路を備えている。そして、それぞれの動力伝達経路を介して伝達されるトルクは、それぞれに設けられているポンプモータ12,13の押出容積に応じて変化するようになっている。
The transmission TM serves as a power transmission system for transmitting the power of the
つぎに、上述した変速機TMの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「0」は、ポンプ容量を最小もしくは実質的に“0”(ゼロ)とし、その出力軸(ロータ)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(フリー状態もしくは空転状態)を示し、「LOCK」はそのロータの回転が止まっている状態を示している。また、「PUMP」は、ポンプ容量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(もしくは13)はポンプとして機能している。また、「MOTOR」は、一方のポンプモータ12(もしくは13)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11(もしくは9)および中間軸10(もしくは8)に駆動トルクを伝達している。さらに、「FREE」は、各リリーフ弁38,39をOFF状態にして閉回路CC内の油圧を排圧することにより、各ポンプモータ12,13のロータがフリーな(空転可能な)状態を示している。
Next, the operation of the transmission TM described above 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における各スリーブ22S,23S,24S,25S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、また、「N」は該当するシンクロ22,23,24,25をOFF状態(中立位置,ニュートラル)に設定した中立状態、斜体の「N」は該当するシンクロ22,23,24,25をOFF状態に設定することにより引き摺りを低減している状態を示す。
And "right" and "left" about each synchro 22,23,24,25 show the position in FIG. 1 of each
ニュートラルポジションが選択されてニュートラル(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22S,23S,24S,25Sがいずれも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、押出容積(ポンプ容量)が実質的にゼロとなるように制御される。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にエンジン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。そのため、出力要素であるキャリア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 position is selected and the neutral (N) state is set, 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、Sシンクロ22のスリーブ22Sが図1の左側に移動させられるとともに、第1シンクロ23のスリーブ23Sが、図1の左側に移動させられる。したがって、発進駆動ギヤ21Aがモータ軸9に連結されて第1ポンプモータ12と出力軸16とが連結されるとともに、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ア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
したがって、この場合の第2ポンプモータ13は、第2遊星歯車機構4によって分配されたエンジン1の動力により駆動されてポンプとして機能する。したがって、第2ポンプモータ13は、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。この状態を図2には「POMP」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ア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。
Therefore, the
一方、第2ポンプモータ13で発生した油圧がその吸入ポート13Sから吐出されて第1ポンプモータ12の吸入ポート12Sに供給される。その結果、第1ポンプモータ12がモータとして機能する。これを図2には「MOTOR」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。
On the other hand, the hydraulic pressure generated by the
こうしてエンジン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の押出容積がゼロに設定されてOFF状態となり(図2に「0」と記してある)、また第2ポンプモータ13の押出容積が最大に設定され、その結果、実質上、第2ポンプモータ13の回転がロックされる(図2に「LOCK」と記してある)。すなわちモータ軸11およびこれに連結されている第2ポンプモータ13が固定される。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、エンジン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。なお、この場合、第1ポンプモータ12およびこれに連結されているモータ軸9が空転するので、第1中間軸8にトルクは現れない。なお、この固定変速比である第1速でSシンクロ22のスリーブ22Sおよび第2シンクロ24のスリーブ24Sを解放状態(OFF状態)とすれば、第1ポンプモータ12および第2ポンプモータ13を連れ回すことがないので、動力損失を防止できる。また、第2シンクロ24のスリーブ24Sを図1の左側に移動させておけば、第2速へのアップシフト待機状態となる。
When the rotational speed of the
固定変速比である第1速からアップシフトする場合、第2シンクロ24のスリーブ24S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、Rシンクロ25は中立状態にしておく。また、第2シンクロ24のスリーブ24Sを第2速駆動ギヤ18Aに係合させる場合、第2シンクロ24のスリーブ24の回転数と第2速駆動ギヤ18Aの回転数とを一致させる同期制御を行う。その同期制御は、シンクロ22,23,24,25の各スリーブ22S,23S,24S,25Sを相手部材に係合させる場合にも同様に行われる。
When upshifting from the first speed which is the fixed gear ratio, the
この状態で、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は逆回転しているから、その押出容積を次第に増大させることによりポンプとして機能する。すなわち、油圧を発生し(図2に「PUMP」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「MOTOR」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変速機TMは、無段変速機TMとして機能させることができる。
In this state, the extrusion volume of the
上記のようにして第1ポンプモータ12の押出容積をほぼ最大にしてその回転が停止し、もしくは停止に近い状態になることにより、モータ軸9が実質的に固定される。また、併せて第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遊星歯車機構3では、そのサンギヤ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ア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1シンクロ23はOFF状態であって、それらのスリーブ25Sおよびスリーブ23S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。
The
以下、同様にして、第3速は第1シンクロ23のスリーブ23S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に連結する係合状態とし、また第2ポンプモータ13の押出容積を最大にすることにより、上記の第1速の場合と同様に、モータ軸11および第2ポンプモータ13を固定し、さらに他のシンクロ22,24,25は解放状態にする。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2シンクロ24のスリーブ24S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に連結する係合状態とし、また第1ポンプモータ12の押出容積を最大にすることにより、上記の第2速の場合と同様に、モータ軸9および第1ポンプモータ12を固定し、さらに他のシンクロ22,23,25は解放状態にする。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、固定変速比であってこの変速機TMにおける最高速段である第4速が設定される。
Similarly, in the third speed, the
そして、この発明の特徴であるいわゆる直結段について説明すると、この変速機TMにおける直結段とは、最高速段すなわち第4速での変速比と同等の変速比で、第2遊星歯車機構4および第3速ギヤ対19だけを介して、すなわち各ポンプモータ12,13間での圧油の流動や反力トルクを発生させるための油圧を必要とすることなく、エンジン1の出力トルクを直接出力軸16に伝達する状態である。
The so-called direct coupling stage, which is a feature of the present invention, will be described. The direct coupling stage in the transmission TM is a speed ratio equivalent to the speed ratio at the highest speed, that is, the fourth speed, and the second planetary gear mechanism 4 and The output torque of the
すなわち、この変速機TMにおける直結段は、上記のようにして最高速段である第4速を設定した状態から、第1シンクロ23のスリーブ23S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に連結する係合状態とし、さらにRシンクロ25のスリーブ25Sを図1の右側に移動させて第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとを連結することによって設定される。このようにして第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとを連結することにより、第2遊星歯車機構4の全体が実質的に一体化され、すなわち第2遊星歯車機構4がいわゆる直結状態になり、その結果、図3に太線の矢印で示すように、エンジン1から第2遊星歯車機構4および第3速ギヤ対19を経由して出力軸16へ至る動力伝達経路が形成される。
That is, the direct connection stage in the transmission TM is driven at the third speed by moving the
なお、上記のように第1シンクロ23およびRシンクロ25を動作させて直結段を設定する際に、第2シンクロ24のスリーブ24Sを中央位置に設定して第2シンクロ24をOFF状態にすることにより、第1遊星歯車機構3側の動力伝達系統に設けられている第2シンクロ24を、同じく第1遊星歯車機構3側の動力伝達系統に設けられているいずれの変速段用伝動機構、すなわち第2速用ギヤ対18および第4速用ギヤ対17のいずれにも係合しない中立状態にして、その第1遊星歯車機構3側の動力伝達系統およびそれに連結している第1ポンプモータ12における引き摺り損失を低減することができる。
When the
また、上記のように第1シンクロ23およびRシンクロ25を動作させて直結段を設定する際に、閉回路CC内の各リリーフ弁38,39をそれぞれ開放状態(OFF状態)に制御して閉回路CC内の油圧を強制的に排圧することにより、各ポンプモータ12,13に対して油圧が作用しない状態して、各ポンプモータ12,13を空転可能なフリーの状態にすることができる(図2に「FREE」と記してある)。そうすることにより、エンジン1から第2遊星歯車機構4および第3速用ギヤ対19を経由して出力軸16に至る動力伝達経路と、いずれかのポンプモータ12,13に油圧を作用させて反力トルクを発生させる場合の通常の動力伝達経路とが干渉してしまうことを回避することができる。
In addition, when the
ここで、上記のように、第4速を設定する際に出力軸16に対して動力伝達可能な状態にされる第4速用ギヤ対17の変速比(第4速従動ギヤ17Bの歯数を第4速駆動ギヤ17Aの歯数で割った値)をκ1、第3速を設定する際に出力軸16に対して動力伝達可能な状態にされるとともに、直結段を設定する際にも出力軸16に対して動力伝達可能な状態にされる第3速用ギヤ対19の変速比(第3速従動ギヤ19Bの歯数を第3速駆動ギヤ19Aの歯数で割った値)をκ2、第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとリングギヤ4Rとのギヤ比(サンギヤ4Sの歯数をリングギヤ4Rの歯数で割った値)をρとすると、理論的には、以下の(1)式を満たすようにそれら第4速ギヤ対17および第3速ギヤ対19が構成される。
κ1×κ2={1/(1+ρ)} ・・・・・・・・・・(1)
この(1)式を満たすように、各変速比κ1,κ2を設定して第4速ギヤ対17および第3速ギヤ対19をそれぞれ構成することにより、図4の各遊星歯車機構3,4に関する共線図に示すように、第3速もしくは第3速と第4速との間の変速比から第4速の固定変速比にアップシフトする場合に、変速機TMの変速比が第4速の固定変速比になるのと同時に、第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sの回転とキャリア4Cの回転とが同期するようになる。
Here, as described above, the gear ratio of the fourth-speed gear pair 17 (the number of teeth of the fourth-speed driven
κ 1 × κ 2 = {1 / (1 + ρ)} (1)
Each of the
ただし、実際には、変速機TMに負荷が掛かっている状態で固定変速比が設定される場合、閉回路CC内での不可避的な油圧の漏れなどの影響により、図5の共線図にΔNで示すように、モータ軸11すなわち第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sの回転数が若干低下する。したがって、このようなサンギヤ4Sの回転数が低下する現象を考慮して、実際には、以下の(2)式を満たすようにそれら第4速ギヤ対17および第3速ギヤ対19が構成される。
κ1×κ2≦{1/(1+ρ)} ・・・・・・・・・・(2)
すなわち、閉回路CC内の油圧漏れなどによるサンギヤ4Sの回転数の低下を考慮したこの(2)式を満たすように、各変速比κ1,κ2を設定して第4速ギヤ対17および第3速ギヤ対19をそれぞれ構成することにより、実際に、第3速もしくは第3速と第4速との間の変速比から第4速の固定変速比にアップシフトする場合に、変速機TMの変速比が第4速の固定変速比になるのと同時に、第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sの回転とキャリア4Cの回転とを同期させることができる。
However, in actuality, when the fixed gear ratio is set in a state where the transmission TM is loaded, the collinear diagram of FIG. 5 is caused by the influence of inevitable hydraulic leakage in the closed circuit CC. As indicated by ΔN, the rotational speed of the motor shaft 11, that is, the
κ 1 × κ 2 ≦ {1 / (1 + ρ)} (2)
That is, the transmission gear ratios κ 1 and κ 2 are set so as to satisfy the equation (2) in consideration of a decrease in the rotational speed of the
実際に上記の(2)式を満たす各変速比κ1,κ2については、例えば、理論的もしくは設計的に最大負荷時の閉回路CC内における油圧の漏れを推定し、あるいは実験的に最大負荷時の閉回路CC内における油圧の漏れを計測して、その油圧漏れの推定値あるいは計測値に基づいて、上記の(2)式を満たす各変速比κ1,κ2を適宜に求めることができる。 For each of the gear ratios κ 1 and κ 2 that actually satisfy the above equation (2), for example, theoretically or designally estimates the leakage of hydraulic pressure in the closed circuit CC at the maximum load, or experimentally maximizes it. The hydraulic pressure leakage in the closed circuit CC at the time of load is measured, and the gear ratios κ 1 and κ 2 satisfying the above expression (2) are appropriately determined based on the estimated value or the measured value of the hydraulic leakage. Can do.
なお、この変速機TMの第3速ギヤ対19は、上述したように、第4速ギヤ対17とは反対側の動力伝達系統に設けられ、Rシンクロ25により第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとが連結される際に出力軸16に対して動力伝達可能な状態にされる変速段用伝動機構であって、この発明における中高速段用伝動機構に相当している。
As described above, the third
さらに、後進段について説明すると、シフト装置によってリバースポジションが選択された場合には、Sシンクロ22のスリーブ22S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25S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とキャリア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、発進駆動ギヤ21Aがモータ軸9すなわち第1ポンプモータ12のロータに連結される。
Further, the reverse gear will be described. When the reverse position is selected by the shift device, the
したがって、エンジン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1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る。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にはその吐出ポート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。すなわち後進段が設定される。
Therefore, the motive power transmitted from the
このように、この発明で対象とする変速機TMは、4つの前進段と1つの後進段とを設定することができるように構成されている。そして、この変速機TMの前進の最高速段である第4速では、前述したように、第2ポンプモータ13の押出容積が“0”にされ、一方の第1ポンプモータ12の回転がロックされて、その第1ポンプモータ12側に設けられた一方の第1遊星歯車機構3のサンギヤ3Sの回転が固定される。その結果、エンジン1の出力トルクは、第1遊星歯車機構3および第4速用ギヤ対17を介して出力軸16へ伝達される。したがって、最高速段であって固定変速段である第4速では、動力を油圧の流動に変換することのないいわゆる機械的な動力伝達になるので、変速機TMの動力伝達効率が相対的に良好になる。この状態で、エンジン1の出力トルクを、第1ポンプモータ12から反力トルクを得ることなく直接出力軸16側に伝達すること、すなわちエンジン1の出力トルクをいわゆる直結状態で出力軸16へ伝達することができれば、変速機TMの最高速段における動力伝達効率を一層向上させることができる。
As described above, the transmission TM targeted by the present invention is configured to be able to set four forward speeds and one reverse speed. At the fourth speed, which is the highest speed stage of forward movement of the transmission TM, as described above, the extrusion volume of the
そこで、この発明に係る制御装置は、上述した図1に示す変速機TMにおける最高速段すなわち第4速への変速制御を図6に示すように実行し、最高速段もしくはそれと同等の変速比の状態でいわゆる直結段を形成して、最高速段における動力伝達効率を向上することができるように構成されている。 Therefore, the control device according to the present invention executes the shift control to the highest speed, that is, the fourth speed in the transmission TM shown in FIG. 1 as shown in FIG. In this state, a so-called direct coupling stage is formed so that the power transmission efficiency at the highest speed stage can be improved.
図6に示す制御ルーチンは、前述した電子制御装置43によって、所定の短い時間間隔で繰り返し実行されるようになっており、先ず、アクセル開度θやエンジン回転数Neならびに車速Vなどの走行状態を示すデータが読み込まれ(ステップS1)、それに基づいて目標変速比が算出され、その算出結果として最高速段へのアップシフト(具体的に第4速へのアップシフト)の指令が出力される(ステップS2)。 The control routine shown in FIG. 6 is repeatedly executed at predetermined short time intervals by the electronic control unit 43 described above. First, the travel state such as the accelerator opening θ, the engine speed Ne, and the vehicle speed V is shown. (Step S1), a target gear ratio is calculated based on the data, and a command for upshifting to the highest speed (specifically, upshifting to the fourth speed) is output as the calculation result. (Step S2).
続いて、第2ポンプモータ13の回転、具体的にはモータ軸11すなわち第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sの回転数Npm2、および、第2遊星歯車機構4のキャリア4Cの回転数Nc2が読み込まれ(ステップS3)、それら第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが同期もしくはほぼ同期したか否かが判断される(ステップS4)。この同期もしくはほぼ同期したか否かの判断は、例えば、第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2との偏差の絶対値が、閾値として設定した“0”(ゼロ)に近い所定値(正の数)を下回った場合に、それら第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが同期もしくはほぼ同期したと判断することができる。
Subsequently, the rotation of the
未だ第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが同期もしくはほぼ同期していないことにより、このステップS4で否定的に判断された場合は、上記のステップS3へ戻り、従前の制御が繰り返される。すなわち、第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが同期もしくはほぼ同期するまで、このステップS3およびステップS4の制御が繰り返し実行される。
If the determination is negative in this step S4 because the rotational speed Npm2 of the
そして、第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが同期もしくはほぼ同期したことにより、ステップS4で肯定的の判断された場合には、ステップS5へ進み、Rシンクロ25のスリーブ25Sが図1の右側に移動させられて、第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとが連結される。すなわち、第2遊星歯車機構4の各回転要素が一体回転する直結状態になり、エンジン1から第2遊星歯車機構4および第3速用ギヤ対19を経由して出力軸16へ至る動力伝達経路が形成されたいわゆる直結段が設定される。
If the determination is affirmative in step S4 because the rotational speed Npm2 of the
このとき、前述したように、変速機TMを第4速へアップシフトさせる場合、その変速比が第4速の固定変速比になるのと同時期に第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが同期もしくはほぼ同期するように第4速用ギヤ対17の変速比κ1と第3速用ギヤ対19の変速比κ2とが設定されているので、上記のようにして第2ポンプモータ13の回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2との同期が判断されて、第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとが連結された状態すなわち直結段が設定された状態では、変速機TMの変速比は最高速段である第4速の固定変速比と同等もしくはほぼ同等の値になる。
At this time, as described above, when the transmission TM is upshifted to the fourth speed, the rotational speed Npm2 of the
上記のようにして直結段を設定するためにRシンクロ25のスリーブ25Sが動作させられるのと併行してもしくはそれに続いて、閉回路CC内の各リリーフ弁38,39がそれぞれ開放状態(OFF状態)に制御されて、閉回路CC内の油圧が排圧される(ステップS6)。このように直結段を設定する際に各リリーフ弁38,39をそれぞれ開いて閉回路CC内の油圧を強制的に排圧することにより、各ポンプモータ12,13に対して油圧が作用しない状態、すなわち各ポンプモータ12,13を空転可能なフリーの状態にすることができる。そのため、直結段を設定した場合に、エンジン1から第2遊星歯車機構4および第3速用ギヤ対19を経由して出力軸16に至る動力伝達経路と、いずれかのポンプモータ12,13に油圧を作用させて反力トルクを発生させる場合の通常の動力伝達経路とが干渉してしまうことを回避することができる。
In parallel with or following the operation of the
また併せて、第2シンクロ24のスリーブ24Sが中央位置に移動させられて、第2シンクロ24がOFF状態すなわち中立(ニュートラル)状態にされる(ステップS7)。このように直結段を設定する際に第2シンクロ24をニュートラルの状態にすることにより、第1遊星歯車機構3側に配置されたいずれの変速段用伝動機構、すなわち第4速用ギヤ対17および第2速用ギヤ対18のいずれも、エンジン1および第1遊星歯車機構3ならびに出力軸16に対して動力伝達を遮断した状態にされる。そのため、直結段を設定した状態で、エンジン1と第1ポンプモータ12との間の動力伝達を遮断することができ、その状態で第1ポンプモータ12を引き摺ることによる損失の発生を回避することができる。
At the same time, the
上記のようにして最高速段の変速比で直結段が設定されると、再度、アクセル開度θやエンジン回転数Neならびに車速Vなどの走行状態を示す最新のデータが読み込まれ(ステップS8)、それに基づいて目標変速比が算出され、その算出結果として、直結段から第4速以下の変速段へダウンシフトする必要があるか否かが判断される(ステップS9)。別の言い方をすると、第4速以下の変速段へのダウンシフトの指令が出力されたか否かが判断される。 When the direct gear is set at the speed ratio of the highest speed as described above, the latest data indicating the running state such as the accelerator opening θ, the engine speed Ne, and the vehicle speed V is read again (step S8). Based on this, the target gear ratio is calculated, and as a result of the calculation, it is determined whether or not it is necessary to downshift from the direct gear to the fourth gear or lower (step S9). In other words, it is determined whether or not a command for downshifting to the fourth gear or lower is output.
未だ第4速以下の変速段へのダウンシフトの必要がないこと、あるいは未だ第4速以下の変速段へのダウンシフト指令が出力されていないことにより、このステップS9で否定的に判断された場合は、上記のステップS8へ戻り、従前の制御が繰り返される。すなわち、第4速以下の変速段へのダウンシフトの必要が生じるまで、あるいは第4速以下の変速段へのダウンシフト指令が出力されるまで、このステップS8およびステップS9の制御が繰り返し実行される。 A negative determination was made in this step S9 because it is not necessary to downshift to a gear position below the fourth speed yet, or a downshift command to a gear stage below the fourth speed has not yet been output. In that case, the process returns to step S8 and the previous control is repeated. That is, the control in steps S8 and S9 is repeatedly executed until a downshift to a gear position below the fourth speed becomes necessary or a downshift command to a gear stage below the fourth speed is output. The
そして、第4速以下の変速段へのダウンシフトの必要が生じたこと、あるいは第4速以下の変速段へのダウンシフト指令が出力されたことにより、ステップS9で肯定的に判断された場合には、ステップS10へ進み、第2シンクロ24のスリーブ24Sが図1の右側に移動させられて、第4速ギヤ対19が出力軸16に対して動力伝達可能な状態にされる。
If the determination in step S9 is affirmative due to the necessity of downshifting to the fourth speed or lower, or the output of a downshift command to the fourth or lower speed. In step S10, the
続いて、開放状態(OFF状態)に制御されていた閉回路CC内の各リリーフ弁38,39がそれぞれ通常の制御状態(ON状態)に戻されて、閉回路CC内の油圧が復帰させられ、各ポンプモータ12,113に油圧が作用する状態に戻される(ステップS11)。それと併行してもしくはそれに続いて、Rシンクロ25のスリーブ25Sが中央位置に移動させられて、Rシンクロ25がOFF状態すなわち中立(ニュートラル)状態にされる(ステップS12)。
Subsequently, the
上記のように第4速ギヤ対19が出力軸16に対して動力伝達可能な状態にされ、閉回路CC内の油圧が復帰させられ、そしてRシンクロ25がニュートラルにされることにより、第4速の固定変速比を設定することが可能な状態になり、したがって、第4速以下の変速段へのダウンシフトが開始される(ステップS13)。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
As described above, the fourth
このように、この発明に係る可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置によれば、変速機TMの最高速段すなわち第4速へアップシフトする場合に、第4速用ギヤ対17が設置されていない側の第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sの回転数Npm2とキャリア4Cの回転数Nc2とが比較され、それらの回転数が一致もしくはほぼ一致した場合すなわち第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとの回転が同期もしくはほぼ同期した場合に、この発明における直結段用切替機構を兼ねているRシンクロ25が制御され、それら第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリア4Cとが一体回転するように連結される。その結果、第2遊星歯車機構4の各回転要素全てが一体回転する状態になる。すなわち、第2遊星歯車機構4の入力要素と出力要素とが一体回転することになり、エンジン1と出力軸16とが直結された状態になる。そのため、変速機TMの最高速段を設定する場合に、最高速の固定変速比である第4速用ギヤ対17により設定される最高速段と併せて、エンジン1と出力軸16とを直結したいわゆる直結段を形成することができ、エンジン1の出力トルクを直接出力出力軸16に伝達することができる。
As described above, according to the control device for the variable displacement pump motor type transmission according to the present invention, the fourth
したがって、最高速段を設定した状態におけるエンジン1から出力軸16への動力の伝達を、各ポンプモータ12,13間での圧油の流動や各ポンプモータ12,13で反力トルクを発生させるための油圧を必要とせずに、第2遊星歯車機構4および第3速用ギヤ対19だけを介して行うことができ、また、圧油の流動や反力トルクを発生させるための油圧を必要としないことにより閉回路CCでの油圧漏れなどの損失を低減することができ、その結果、変速機TMの最高速段における動力伝達効率を向上させることができる。
Therefore, the transmission of power from 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、図6のフローチャートにおけるステップS4ないしステップS7を実行する機能的手段が、この発明における直結段形成手段に相当する。そのうち、ステップS6を実行する機能的手段が、請求項2の発明におけるリリーフ弁を開放状態に制御する手段に相当し、ステップS7を実行する機能的手段が、請求項3の発明における一方の差動機構側に設けられている切替機構を中立状態に制御する手段に相当する。
Here, the relationship between the above-described specific example and the present invention will be briefly described. The functional means for executing steps S4 to S7 in the flowchart of FIG. 6 corresponds to the direct connection step forming means in the present invention. Of these, the functional means for executing step S6 corresponds to the means for controlling the relief valve in the open state in the invention of claim 2, and the functional means for executing step S7 is one of the differences in the invention of
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、対象とする変速機TMは、図1に示す構成以外のものであってもよく、要は、少なくとも2つの動力伝達系統で伝達するトルクを油圧ポンプモータの押出容積に応じて変更でき、したがっていずれか一方の動力伝達系統のみを経由してトルクを伝達して変速比を設定し、また両方の動力伝達系統を経由してトルクを伝達することにより変速比を設定できる変速機TMであればよい。また、固定変速比を設定できるように構成する場合、固定変速比は4速より多くてもよく、あるいは反対に少なくてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described specific example, and the target transmission TM may have a configuration other than that shown in FIG. 1. In short, transmission is performed by at least two power transmission systems. The torque can be changed according to the extrusion volume of the hydraulic pump motor, so the torque is transmitted via only one power transmission system to set the gear ratio, and the torque is transmitted via both power transmission systems. Any transmission TM may be used as long as the transmission ratio can be set by transmission. In the case where the fixed gear ratio can be set, the fixed gear ratio may be greater than the fourth speed, or vice versa.
また、上記の図1では、この発明の特徴である直結段を設定した際の動力伝達効率を重視し、エンジン1を第1遊星歯車機構3および第1ポンプモータ12側の動力伝達系統に直接接続した構成、すなわち第1遊星歯車機構3のリングギヤ3Rとエンジン1とを入力部材2およびカウンタドライブギヤ5を介して直接連結した構成を例示しているが、図7に示すように、固定変速比である第4速を設定した際の動力伝達効率を重視し、エンジン1を第2遊星歯車機構4および第2ポンプモータ13側の動力伝達系統に直接接続した構成、すなわち第2遊星歯車機構4のリングギヤ4Rとエンジン1とを入力部材2およびカウンタドライブギヤ5(図1の構成とはカウンタドライブギヤ5とカウンタドリブンギヤ7との配置が入れ替わっている)を介して直接連結した構成であってもよい。
Further, in FIG. 1 described above, importance is placed on the power transmission efficiency when the direct coupling stage which is a feature of the present invention is set, and the
すなわち、この変速機TMの各固定変速比(ここでは第4速と第3速)における動力伝達効率は、エンジン1を第1遊星歯車機構3および第1ポンプモータ12側すなわち直結段(第3速)側の動力伝達系統に直接接続した場合は、入力部材2から出力軸16までの間の噛み合い数が少ない分、図8の線L1(実線)で示すように、第4速よりも第3速の方が動力伝達効率が良くなっている。これに対して、エンジン1を第2遊星歯車機構4および第2ポンプモータ13側すなわち最高速段(第4速)側の動力伝達系統に直接接続した場合は、反対に、図8の線L2(破線)で示すように、第3速よりも第4速の方が動力伝達効率が良くなっている。したがって、上述したように第3速用ギヤ対19を介して直結段を形成するこの発明で対象とする変速機TMの構成では、図8の点P1(○)で示すように、第3速側の動力伝達系統に直接エンジン1を接続した場合の方が、第4速側の動力伝達系統に直接エンジン1を接続した場合よりも、直結段を設定した状態での動力伝達効率が良好になる。
That is, the power transmission efficiency at each fixed speed ratio (herein, the fourth speed and the third speed) of the transmission TM is such that the
一方、図8の点P2(●)で示すように、第4速側の動力伝達系統に直接エンジン1を接続した場合は、上記の第3速側の動力伝達系統に直接エンジン1を接続した場合よりも、直結段を設定した状態での動力伝達効率は若干低下するが、上記のように、第3速よりも第4速の方が動力伝達効率が良くなるため、固定変速比である第4速を設定した際の動力伝達効率を重視する場合は、第4速側の動力伝達系統に直接エンジン1を接続した構成にすることも有効である。
On the other hand, as shown by a point P2 (●) in FIG. 8, when the
そして、この発明では、ギヤ対に替えてベルトやチェーンなどの機構を用いてもよい。また、この発明で差動作用のある歯車機構を用いる場合、シングルピニオン型遊星歯車機構に替えて例えばダブルピニオン型遊星歯車機構を用いることができ、あるいは更に他の構成の差動歯車機構によって構成することもできる。 In the present invention, a mechanism such as a belt or a chain may be used instead of the gear pair. In the case of using a gear mechanism having a differential action in the present invention, for example, a double pinion type planetary gear mechanism can be used instead of the single pinion type planetary gear mechanism, or a further configuration of the differential gear mechanism is used. You can also
1…動力源(エンジン,Eng)、 2…入力部材、 3…差動機構(第1遊星歯車機構)、 4…差動機構(第2遊星歯車機構)、 3R,4R…入力要素(リングギヤ)、 3S,4S…反力要素(サンギヤ)、 3C,4C…出力要素(キャリア)、 12…可変容量型ポンプモータ(第1ポンプモータ,PM1)、 13…可変容量型ポンプモータ(第2ポンプモータ,PM2)、 14,15…油路、 16…出力部材(出力軸)、 17,〜20…変速段用伝動機構(ギヤ対)、 17…最高速段用伝動機構(第4速用ギヤ対)、 19…中高速段用伝動機構(第3速用ギヤ対)、 22,〜25…切替機構(シンクロナイザ)、 25…直結段用切替機構(Rシンクロ)、 38,39…調圧弁(リリーフ弁)、 40…電子制御装置(ECU)、 CC…閉回路、 TM…可変容量型ポンプモータ式変速機。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の変速段用伝動機構のうち変速比が最も小さい最高速段用伝動機構が設けられている側の一方の前記差動機構とは反対側の他方の前記差動機構の反力要素と出力要素とを選択的に連結する直結段用切替機構と、
前記最高速段用伝動機構を前記出力部材に対して動力伝達可能な状態にして最高速段への変速が行われかつ前記他方の差動機構の反力要素の回転数と出力要素の回転数とが同期もしくはほぼ同期した場合に、前記直結段用切替機構を制御して前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する直結段形成手段と
を備えていることを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置。 Two differential mechanisms connected in parallel to the power source and having input elements to which the output torque of the power source is input, and reaction force torque or A closed circuit formed by two variable displacement pump motors that selectively apply drive torque, and two oil passages that connect the discharge ports and the suction ports of the variable displacement pump motors; A plurality of transmission gear mechanisms that are provided between an output element of each differential mechanism and an output member and that are selectively controlled to transmit power by controlling a switching mechanism and that have different gear ratios; In a control device for a variable displacement pump motor type transmission comprising:
A reaction force element of the other differential mechanism on the side opposite to the one of the differential mechanisms on the side on which the transmission mechanism for the highest speed stage having the smallest speed ratio is provided among the plurality of transmission gears for the shift speeds; A direct connection stage switching mechanism for selectively connecting the output elements;
The speed of the reaction force element of the other differential mechanism and the number of revolutions of the output element are changed so that the transmission mechanism for the highest speed stage can transmit power to the output member and the speed is changed to the highest speed And a direct connection stage forming means for controlling the direct connection stage switching mechanism to connect the reaction force element and the output element of the other differential mechanism when they are synchronized or substantially synchronized with each other. Control device for variable displacement pump motor type transmission.
前記直結段形成手段は、前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する場合に、前記調圧弁を開放状態に制御する手段を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置。 A pressure regulating valve that discharges the hydraulic pressure in the closed circuit by setting a relief pressure that defines an upper limit of the hydraulic pressure in the closed circuit and being controlled in an open state;
2. The direct connection stage forming means includes means for controlling the pressure regulating valve to an open state when the reaction force element and the output element of the other differential mechanism are connected to each other. Control device for variable displacement pump motor type transmission.
前記リングギヤと前記サンギヤとのギヤ比ρと、前記最高速段用伝動機構の変速比κ1および該最高速段用伝動機構とは反対側に設けられた前記変速段用伝動機構のうち前記直結段形成手段により前記他方の差動機構の反力要素と出力要素とを連結する際に動力伝達可能な状態にされる中高速段用伝動機構の変速比κ2とが、
κ1×κ2≦{1/(1+ρ)}
の関係を満たすように、前記他方の差動機構および前記最高速段用伝動機構ならびに前記中高速段用伝動機構が構成されている
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の可変容量型ポンプモータ式変速機の制御装置。 At least the other differential mechanism is constituted by a planetary gear device having a ring gear, a sun gear, and a carrier as the input element, the reaction force element, and the output element, respectively.
Of the gear ratio ρ between the ring gear and the sun gear, the gear ratio κ 1 of the transmission mechanism for the highest speed stage and the transmission mechanism for the transmission stage provided on the opposite side of the transmission mechanism for the highest speed stage, the direct connection A gear ratio κ 2 of the medium-to-high speed stage transmission mechanism that is configured to transmit power when the reaction force element and the output element of the other differential mechanism are coupled by the stage forming means;
κ 1 × κ 2 ≦ {1 / (1 + ρ)}
The other differential mechanism, the transmission mechanism for the highest speed stage, and the transmission mechanism for the medium to high speed stage are configured so as to satisfy the relationship. Control device for variable displacement pump motor type transmission.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008177403A JP2010014264A (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Controller of variable displacement pump motor type transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008177403A JP2010014264A (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Controller of variable displacement pump motor type transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010014264A true JP2010014264A (en) | 2010-01-21 |
Family
ID=41700544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008177403A Pending JP2010014264A (en) | 2008-07-07 | 2008-07-07 | Controller of variable displacement pump motor type transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010014264A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115144618A (en) * | 2022-09-01 | 2022-10-04 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | A kind of motor electric variable measurement device and measurement method |
-
2008
- 2008-07-07 JP JP2008177403A patent/JP2010014264A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115144618A (en) * | 2022-09-01 | 2022-10-04 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | A kind of motor electric variable measurement device and measurement method |
CN115144618B (en) * | 2022-09-01 | 2022-12-20 | 国网山东省电力公司枣庄供电公司 | Motor electrical variable measuring device and measuring method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008157276A (en) | Control device for variable displacement fluid pressure pump motor type transmission | |
JP2009097646A (en) | Control device for variable displacement fluid pressure pump motor type transmission | |
JP2009293745A (en) | Control device of variable displacement pump motor type transmission | |
JP4923854B2 (en) | Transmission control device | |
JP2010014264A (en) | Controller of variable displacement pump motor type transmission | |
JP2009127826A (en) | Control device for variable displacement pump motor type transmission | |
JP2009127825A (en) | Control device for variable displacement pump motor type transmission | |
JP2009257389A (en) | Pressure accumulation device for vehicle | |
JP2007327532A (en) | transmission | |
JP2009275854A (en) | Variable displacement pump motor type transmission | |
JP4396602B2 (en) | Vehicle transmission | |
JP2008039013A (en) | Hydraulic control device for continuously variable transmission | |
JP2007327530A (en) | Transmission control device | |
JP4830703B2 (en) | Vehicle transmission | |
JP2008185202A (en) | Control device for variable displacement fluid pressure pump motor type transmission | |
JP4742732B2 (en) | Vehicle transmission | |
JP2009138819A (en) | Transmission control device for transmission | |
JP4892885B2 (en) | transmission | |
JP4910550B2 (en) | Gear ratio control device for transmission | |
JP2008051150A (en) | Transmission control device | |
JP2009236237A (en) | Variable displacement pump motor type transmission and its control device | |
JP4961886B2 (en) | Vehicle transmission | |
JP2009036299A (en) | Control device for hydraulic transmission for vehicle | |
JP2009275855A (en) | Controller for transmission with fluid pressure pump motor of variable displacement type | |
JP2009097677A (en) | Control device for variable displacement fluid pressure pump motor type transmission |