JP2000179648A - 油圧・機械式無段変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロックアップ手段を変速ショックなくスムー
ズに係合させる。 【解決手段】 エンジンＥから変速機入力軸１に入力さ
れた駆動力を第１および第２出力軸１１、１２に分割し
て出力可能な動力分割機構Ｄと、第１出力部材に連結さ
れた油圧ポンプ２０およびこの油圧ポンプと油圧閉回路
を介して繋がった油圧モータ３０からなる油圧式無段変
速装置Ｈと、油圧モータおよび第２出力部材に連結され
て両者からの出力を集合して出力する変速機出力軸２
と、動力分割機構において変速機入力軸から第２出力軸
に全ての動力を伝達させるため係合作動されるロックア
ップクラッチ１５およびロックアップブレーキ１６と、
油圧式無段変速装置の変速制御を行う変速制御装置と、
ロックアップ制御装置とから油圧・機械式無段変速機が
構成される。この無段変速装置においてロックアップを
作動させるまえに、油圧式無段変速装置の動力伝達ロス
分を補正するように変速制御装置による変速制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力分割機構と油
圧式無段変速装置とを有し、機械的な動力伝達と油圧的
な動力伝達とを併せ持つとともに無段階の変速制御が可
能となった無段変速機、すなわち、油圧・機械式（ハイ
ドロ・メカニカル式）の無段変速機に関する。

【０００２】少なくともいずれか一方が可変容量タイプ
の油圧ポンプと油圧モータとを油圧閉回路を介して接続
してなる油圧式無段変速機は、ポンプ・モータの容量制
御により無段階の変速制御を簡単に行うことができる等
の理由から、従来から良く知られており、且つ実用に供
されている。但し、このような油圧式無段変速機の場合
には、油の漏れによる容積効率の低下等の理由から動力
伝達効率が低くなりやすいという問題があり、油圧式無
段変速装置と動力分割機構とを組み合わせ、機械的な動
力伝達と油圧的な動力伝達とを合わせもつ油圧・機械式
無段変速機が考えられ、実用に供されている。

【０００３】一例を挙げれば、特開平９−２２９１６１
号公報に開示の装置（油圧・機械式無段変速機）があ
り、このような油圧・機械式無段変速機では油圧式無段
変速装置により無段階な変速制御を担保しつつ、動力分
割機構を介して並行的に機械的な動力伝達を行うことに
より動力伝達効率を向上させている。さらに、上記公報
に開示の油圧・機械式無段変速機では、所定変速比にお
いてポンプ回転が停止して油圧式無段変速装置による動
力伝達がなくなり、機械的な動力伝達のみが行われる状
態となる。このため、ポンプ回転を強制的に静止保持す
るロックアップ装置（ロックアップブレーキ）を設け、
上記所定変速比となったときにロックアップ装置を作動
させて油圧的な動力伝達を完全に阻止して動力伝達効率
をより向上させるような工夫がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、理論的には
（すなわち、油の漏れ等によるロスのない理想状態にお
いては）、上記所定変速比においてポンプ回転が零とな
るのであるが、実際には、上記所定変速比において油漏
れ分（容積効率のロス分）に対応するポンプ回転が発生
する。このため、上記所定変速比となった時点でロック
アップ装置を作動させるとこのようなポンプ回転をロッ
クアップ装置により強制的に停止させることになり、変
速ショックが発生するという問題がある。

【０００５】このようなことから、従来は、ロックアッ
プ装置を緩やかに係合させる作動制御を行っていたが、
この場合には、ロックアップ装置はその係合作動時に発
生する熱に耐え得るだけの容量が要求されるため、ロッ
クアップ装置が大型化するという問題があった。また、
ロックアップ装置を緩やかに係合させるときの係合特性
はフェーシング部の摩擦係数特性によって変化するため
その係合制御が難しいという問題や、摩擦熱の影響でフ
ェーシング部が劣化しやすい等、耐久性が低下しやすい
という問題もある。

【０００６】本発明はこのような問題に鑑みたもので、
ロックアップ手段の係合作動を変速ショックなくスムー
ズに行わせることができ、ロックアップ手段の容量を大
きくすることがなく、且つロックアップ手段の係合時に
おける発熱の問題が生じないような構成の油圧・機械式
無段変速機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、原動機（例えば、実施形態にお
けるエンジンＥ）から入力部材（例えば、実施形態にお
ける変速機入力軸１）に入力された駆動力を第１および
第２出力部材（例えば、実施形態における第１出力軸１
１および第２出力軸１２）に分割して出力可能な動力分
割機構と、第１出力部材に連結された油圧ポンプおよび
この油圧ポンプと油圧閉回路を介して繋がった油圧モー
タからなる油圧式無段変速装置と、油圧モータおよび第
２出力部材に連結されて油圧モータの出力および第２出
力部材の出力を集合して出力する第３出力部材（例え
ば、実施形態における変速機出力軸２）と、動力分割機
構において入力部材から第２出力部材に全ての動力を伝
達させるため係合作動されるロックアップ手段（例え
ば、実施形態におけるロックアップクラッチ１５、ロッ
クアップブレーキ１６）と、油圧ポンプおよび油圧モー
タの可変容量制御を行って油圧式無段変速装置の変速制
御を行う変速制御装置と、ロックアップ手段の作動制御
を行うロックアップ制御装置とを備えて油圧・機械式無
段変速機が構成される。このような構成の油圧・機械式
無段変速装置においてロックアップ手段を作動させると
きには、まず、ロックアップ手段の係合部材間の回転を
同期させるように、すなわち、油圧式無段変速装置の動
力伝達ロス分を補正するように油圧モータの容量制御
（例えば、実施形態における油圧モータ２０の斜板角制
御）を行い、その後に、ロックアップ制御装置によりロ
ックアップ手段を係合させる制御を行う。

【０００８】このような構成を採用することにより、ロ
ックアップ手段を作動させるときには、油圧式無段変速
装置の動力伝達ロス分を補正するように油圧モータの容
量制御を行って、ロックアップ手段における係合部材の
相対回転は零の状態にすることができる。このため、こ
の後に、ロックアップ制御装置によりロックアップ手段
をそのまま係合させても変速ショックが発生することが
ない。また、従来のようなロックアップ手段の係合によ
る発熱の問題もなく、ロックアップ手段の容量を小さく
して小型化することができる。さらに、熱劣化の問題が
ないので耐久性が向上する。

【０００９】なお、動力分割機構において油圧ポンプに
繋がる被ブレーキ部材（例えば、実施形態における第１
出力軸１１）を静止保持するロックアップブレーキから
ロックアップ手段を構成し、油圧モータの容量制御によ
り被ブレーキ部材の回転を停止状態となした後、ロック
アップ制御装置によりロックアップブレーキを係合させ
る作動制御を行うようにしても良い。また、ロックアッ
プ手段を入力部材と第２出力部材とを直結させるロック
アップクラッチから構成し、油圧モータの容量制御によ
り入力部材と第２出力部材とを同一回転状態となした
後、ロックアップ制御装置によりロックアップクラッチ
を係合させる作動制御を行うようにしても良い。

【００１０】いずれの場合にも、変速制御装置により油
圧式無段変速装置の動力伝達ロス分を補正する制御を行
ってロックアップブレーキもしくはロックアップクラッ
チの係合部における相対回転差を零とした後に、ロック
アップブレーキもしくはロックアップクラッチを係合さ
せるため、変速ショックは生じず、係合時の発熱の問題
は生じない。このため、ロックアップブレーキもしくは
ロックアップクラッチを小型化することができるととも
に、その耐久性が向上する。

【００１１】一方、ロックアップ制御装置によりロック
アップ手段を係合させる制御を開始した後、これと並行
して、油圧式無段変速装置の動力伝達ロス分を補正する
変速制御量を緩やかに元に戻すように、変速制御装置に
よる変速制御を行うのが望ましい。また、このような補
正変速制御量を元に戻す変速制御に代えて、油圧式無段
変速装置における油圧閉回路内の高圧側の油圧が低圧側
の油圧と等しくなるまで低下させるように変速制御装置
による変速制御を行ったり、油圧閉回路内の高圧側の油
圧が低圧側の油圧と等しくなるまで低下させるように高
圧側の油圧制御を行ったりしても良い。

【００１２】ロックアップ手段（ロックアップブレーキ
もしくはロックアップクラッチ）を係合させると、機械
的な動力伝達のみとなり、油圧的な動力伝達すなわち油
圧式無段変速装置を介しての動力伝達はなくなる。この
ように油圧式無段変速装置を介しての動力伝達がなくな
った状態においては油圧閉回路内の油圧が低下して油の
漏れによるロスは低下するため、上述のような油圧式無
段変速装置の動力伝達ロス分を補正する変速制御を行っ
たままにしておいたのでは、この補正量に対応する分の
動力伝達を油圧式無段変速装置が行おうとするため、却
って動力伝達効率が低下する。このため、本発明では、
ロックアップ制御装置によりロックアップ手段を係合さ
せる制御を開始した後は、これと並行して油圧式無段変
速装置の動力伝達ロス分の補正を元に戻し、これによ
り、上記のような動力伝達効率低下の問題をなくしてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る好ましい実施
形態について図面を参照して説明する。本発明に係る油
圧・機械式無段変速機の動力伝達系を図１に図式的に示
しており、この無段変速機Ｔは、動力分割機構Ｄと油圧
式無段変速装置Ｈとを有して構成される。無段変速機Ｔ
の変速機入力軸１はフライホイールＦを介してエンジン
（原動機）Ｅに連結されており、エンジンＥからの駆動
力が変速機入力軸１に入力され、無段変速機Ｔにおいて
変速されて変速機出力軸２から出力される。

【００１４】動力分割機構Ｄは、シングルピニオンタイ
プの第１遊星歯車機構Ｇ１と第２遊星歯車機構Ｇ２とを
並列に且つ同軸上に備えて構成される。第１遊星歯車機
構Ｇ１は、中心軸上に回転自在に配設された第１サンギ
ヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と噛合するとともに第１サ
ンギヤＳ１の回りを公転する複数の第１ピニオンギヤＰ
１と、これら第１ピニオンギヤＰ１を回転自在に保持す
るとともに第１サンギヤＳ１と同一軸上で回転可能とな
った第１キャリアＣ１と、第１ピニオンギヤＰ１と噛合
する内歯を有して第１サンギヤＳ１と同一軸上で回転可
能な第１リングギヤＲ１とから構成される。一方、第２
遊星歯車機構Ｇ２は、中心軸上に回転自在に配設された
第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と噛合するとと
もに第２サンギヤＳ２の回りを公転する複数の第２ピニ
オンギヤＰ２と、これら第２ピニオンギヤＰ２を回転自
在に保持するとともに第２サンギヤＳ２と同一軸上で回
転可能となった第２キャリアＣ２と、第２ピニオンギヤ
Ｐ２と噛合する内歯を有して第２サンギヤＳ２と同一軸
上で回転可能な第２リングギヤＲ２とから構成される。

【００１５】動力分割機構Ｄは、第２リングギヤＲ２に
繋がる第１出力軸１１と、第１サンギヤＳ１に繋がる第
２出力軸１２とを有し、第１リングギヤＲ１が固定軸１
３を介して油圧式無段変速装置Ｈの制御盤４０に繋がっ
て静止保持されている。さらに、第１サンギヤＳ１がロ
ックアップクラッチ１５を介して変速機入力軸１に係脱
可能に接続され、第２サンギヤＳ２が変速機入力軸１と
常時直結されている。第１出力軸１１およびこれに繋が
る第２リングギヤＲ２はロックアップブレーキ１６によ
り静止保持可能である。第１および第２キャリアＣ１，
Ｃ２同士が直結されており、両者は一体回転する。

【００１６】油圧式無段変速装置Ｈは、図２に詳しく示
すように、油圧ポンプ２０と、油圧モータ３０と、これ
ら油圧ポンプ２０および油圧モータ３０を接続する油圧
閉回路を構成する制御盤４０とを備える従来周知の静油
圧式変速機構であり、油圧ポンプ２０および油圧モータ
３０は無段変速機Ｔの入出力軸１，２および動力分割機
構Ｄと同一軸線上に配設されている。

【００１７】油圧ポンプ２０は、動力分割機構Ｄの第１
出力軸１１に同軸に連結されるとともに制御盤４０のポ
ンプ側油圧分配面４１に回転摺動可能に接触したポンプ
シリンダ２１と、このポンプシリンダ２１にその軸線を
囲むように設けられる環状配列の複数のポンプシリンダ
孔２２に摺動自在に嵌合されたポンププランジャ２３
と、各ポンププランジャ２３の先端に首振り自在に取り
付けられたポンプシュー２４を摺動可能に接触させるポ
ンプ斜板２５とを備えて構成される。ポンプ斜板２５
は、ポンプシリンダ２１の軸線と直交するポンプトラニ
オン軸線Ｏｐを中心として揺動可能であり、ポンプ斜板
２５の揺動角を変化させてポンププランジャ２３の往復
ストロークを可変制御可能となっている。すなわち、こ
の油圧ポンプ２０は可変容量タイプのポンプである。

【００１８】油圧モータ３０は、動力分割機構Ｄの第２
出力軸１１および変速機出力軸２に同軸に連結されると
ともに制御盤４０のモータ側油圧分配面４２に回転摺動
可能に接触したモータシリンダ３１と、このモータシリ
ンダ３１にその軸線を囲むように設けられる環状配列の
複数のポンプシリンダ孔３２に摺動自在に嵌合されたモ
ータプランジャ３３と、各モータプランジャ３３の先端
に首振り自在に取り付けられたモータシュー３４を摺動
可能に接触させるモータ斜板３５とを備えて構成され
る。モータ斜板３５は、モータシリンダ３１の軸線と直
交するモータトラニオン軸線Ｏｍを中心として揺動可能
であり、モータ斜板３５の揺動角を変化させてモータプ
ランジャ３３の往復ストロークを可変制御可能となって
いる。すなわち、この油圧モータ３０は可変容量タイプ
のモータである。

【００１９】制御盤４０は、油圧ポンプ２０および油圧
モータ３０を収容するケーシング５に固着されており、
この制御盤４０に、上述のように第１遊星歯車機構Ｇ１
の第１リングギヤＧ１が固定軸１３を介して連結されて
いる。

【００２０】このような構成の油圧式無段変速装置Ｈに
おいては、ポンプシリンダ２１の回転に応じて、ポンプ
プランジャ２３がポンプ斜板２５の揺動角に対応するス
トロークでシリンダ孔２２内を往復して作動油の吐出お
よび吸入動作を行う。この吐出動作により各シリンダ孔
２２から吐出された作動油は、制御盤４０内に設けられ
た油圧閉回路の一方の油路（駆動時にはこの油路内の油
圧が高圧となるため、これを高圧側油路と称する）を経
てモータシリンダ３１の対応するシリンダ孔３２内に供
給され、モータプランジャ３３を膨張作動させる。この
ようにモータプランジャ３３が膨張作動されると、モー
タプランジャ３３がモータシュー３４を介してモータ斜
板３５を押圧し、その反力の回転方向成分がモータプラ
ンジャ３３を介してモータシリンダ３１を回転させる。

【００２１】一方、膨張作動を終えたモータプランジャ
３３はモータ斜板３５に沿って回転して収縮作動され
る。この収縮作動によりモータシリンダ孔３２から排出
される作動油は、制御盤４０に設けられた油圧閉回路の
他方の油路（駆動時にはこの油路内の油圧が低圧となる
ためこれを低圧側油路と称する）を経て、吸入作動を行
っているポンププランジャ２３のポンプシリンダ孔２２
内に吸入される。このようにして、ポンプ斜板２５およ
びモータ斜板３５の揺動角に応じたトルクでモータシリ
ンダ３１が回転作動し、その回転トルクが変速機出力軸
２に伝達されて出力される。

【００２２】以上の構成の油圧・機械式無段変速機Ｔに
おいて、図示しないが、ポンプ斜板２５およびモータ斜
板３５の揺動角制御を行うことにより無段階の変速制御
を行う変速制御装置が設けられており、この変速制御装
置による変速制御について以下に説明する。

【００２３】この無段変速機Ｔにおいて、ポンプ斜板２
５の揺動角αおよびモータ斜板３５の揺動角βと変速機
総合速度比ｅとの関係を図３に示している。なお総合速
度比ｅは無段変速機Ｔの入出力回転数の被であり、式
（１）により求められる。また、図３における縦軸がポ
ンプおよびモータ斜板角α，βを表し、プラス側が前進
方向側の揺動、マイナス側が後進方向側の揺動を意味す
る。横軸は総合速度比ｅを表し、プラス側が前進方向の
速度比、マイナス側が後進方向の速度比を意味する。ま
た、図において、実線がポンプ斜板角α、破線がモータ
斜板角βを示す。

【００２４】

【数１】総合速度比ｅ＝（Ｎｏ）／（Ｎｉ） 但し、Ｎｉ＝変速機入力軸１の回転速度 Ｎｏ＝変速機出力軸２の回転速度

【００２５】まず、ポンプ斜板２５が直立位置（α＝
０）にあり、モータ斜板３５が最大揺動位置（β＝β(M
AX)）にあるときには、ポンプシリンダ２１はフリー回
転可能で吐出が零となり、モータシリンダ３１は油圧ポ
ンプ２０からの供給油がないため油圧的にロックした状
態となり固定保持される。このため、第１サンギヤＳ１
が静止した状態で、変速機入力軸１はフリー回転可能
で、エンジン出力は空転消費され、変速機出力軸２には
伝えられず、静止状態となる。この状態は図３における
縦線ａで示す状態であり、総合速度比ｅ＝０の状態とな
る。

【００２６】この状態からポンプ斜板２５を前進方向側
に揺動させると、この揺動に応じて油圧ポンプ２０から
作動油の吐出が開始され、この吐出作動油が油圧モータ
３０に供給されて油圧モータ３０のモータシリンダ３１
が前進方向に回転駆動される。モータ出力軸１７の回転
速度はポンプ斜板角αが大きくなるのに応じて増加し、
これが最大斜板角αF(MAX)となると図３の縦線ｂで示す
状態となる。このため、総合速度比ｅは、零（縦線ａ）
から、ｅ１（縦線ｂ）まで増加する。但し、このように
モータシリンダ３１の回転が増加するとき、動力分割機
構Ｄを介して第２出力軸１２に対する機械的な動力伝達
が同時に行われ、それに対応してポンプシリンダ２５の
回転速度は減少する。このことから分かるように、変速
機出力軸２には、油圧モータ３０からの出力と動力分割
機構Ｄを介して第２出力軸に機械的に伝達された出力と
が集合されて出力される。

【００２７】ポンプ斜板角が最大斜板角αF(MAX)となる
と（縦線ｂの状態に達すると）、次に、モータ斜板角β
が最大角から徐々に小さくなるように揺動される。これ
によりモータシリンダ３１の回転速度が縦線ｂの状態か
らさらに増加し、モータ斜板角βが零（直立位置）とな
った時点で最大となる（縦線ｄの状態であり、このとき
総合速度比ｅ３となる）。

【００２８】但し、上述のように、モータシリンダ３５
の回転速度が増加するのに応じて動力分割機構Ｄを介し
て行われる第２出力軸へ１２の機械的な動力伝達が増加
し、ポンプシリンダ２１の回転は減少し、モータ斜板角
βが零（直立位置）となった時点でポンプシリンダ２１
の回転が零となるように設定されている。なお、モータ
斜板角βが零（直立位置）となった時にはモータシリン
ダ３１はフリー回転可能な状態となり、且つポンプシリ
ンダ２１は油圧ロック状態となり静止保持される。この
ため、この状態（縦線ｄの状態）のとき、理想的には
（油の漏れによる伝達ロスが無く、伝達効率が１００％
のとき）動力分割機構Ｄを介して第２出力軸１２への機
械的な動力伝達のみが行われる。

【００２９】上記のように縦線ｂの状態から縦線ｄの状
態まで速度比を変化させる途中において、動力分割機構
Ｄにおけるロックアップクラッチ１５の相対回転が零と
なる状態、すなわち、変速機入力軸１と第１サンギヤＳ
１とが同一回転となる状態が発生する（図３において、
縦線ｃで示す状態で、このとき速度比ｅ＝ｅ２であ
る）。この状態では、動力分割機構Ｄによる第２出力軸
１２への機械的な動力伝達と、油圧式無段変速装置Ｈに
よる油圧的な動力伝達とがともに行われているが、ロッ
クアップクラッチ１５を係合させると、油圧式無段変速
装置Ｈによる動力伝達を行わせず（油圧閉回路を介して
の油の流れは発生するが、高圧側と低圧側との油圧差は
発生せずに動力伝達がない状態となるため）に機械的な
動力伝達のみを行わせるようにすることができ、動力伝
達効率を向上させることができる。

【００３０】一方、縦線ａの状態からポンプ斜板３５を
後進方向側に揺動させると、油圧ポンプ２０から作動油
が油圧閉回路において上記と逆方向に吐出される。この
ため、この作動油の供給により油圧モータ３０のモータ
シリンダ３１が上記と逆方向（後進方向）に駆動され
る。モータシリンダ３１の回転速度はポンプ斜板角αが
大きくなるのに応じて増加し、これが最大斜板角αR(MA
X)となると図３の縦線ｅで示す状態となる。このため、
総合速度比ｅは、零（縦線ａ）から、ｅ４（負の値）ま
で変化する。

【００３１】以上のような変速制御を行う場合に、エン
ジンＥのスロットル開度が低、中開度であるときには、
図４に斜線範囲で示すような変速制御領域が設定されて
おり、極低速（Super low）から図３において縦線ｄで
示す速度比ｅ３となるオーバードライブＯＤまでの全領
域において変速制御がなされる。一方、エンジンＥのス
ロットル開度が高開度であるときには、図５の斜線範囲
で示すような変速制御領域が設定されており、低速（Lo
w）から図３において縦線ｃで示す速度比ｅ２となるト
ップＴＯＰまでの範囲において変速制御が行われる。

【００３２】ここで、前述のように、オーバードライブ
ＯＤにおいてはポンプシリンダ２１の回転が零となるた
め、ロックアップブレーキ１６を係合させてポンプシリ
ンダ２１を強制的に静止保持すれば、動力分割機構Ｄに
よる第２出力軸１２への機械的な動力伝達のみとして、
動力伝達効率を向上させることができる。また、トップ
ＴＯＰにおいては、ロックアップクラッチ１５を係合さ
せれば、動力分割機構Ｄによる第２出力軸１２への機械
的な動力伝達のみとして、動力伝達効率を向上させるこ
とができる。このため、変速制御に際しては、オーバー
ドライブＯＤの速度比（変速比）のときおよびトップＴ
ＯＰの速度比のときにそれぞれロックアップブレーキ１
６およびロックアップクラッチ１５を係合させて、動力
伝達効率を向上させるようになっている。このため、無
段変速機Ｔには、これらロックアップクラッチ１５およ
びロックアップブレーキ１６の係合を制御するロックア
ップ制御装置が設けられている（図示せず）。

【００３３】なお、具体的には、ロックアップブレーキ
１６によるポンプシリンダ３１の静止保持は、例えばス
ロットル開度が低、中開度にある状態で、図６の，
で示すように、実際の速度比がオーバードライブＯＤ状
態となったときに実行され、また、図５ので示すよう
に、ロックアップクラッチ１５の接続解除により実際の
速度比がオーバードライブＯＤ状態となったとき等に実
行される。また、ロックアップクラッチ１５の係合は、
例えばスロットル開度が高開度にある状態で、図６の
，で示すように、実際の速度比がトップＴＯＰ状態
となったときに実行され、また、図６ので示すよう
に、キックダウンによりロックアップブレーキの係合を
解除するのに伴って実際の速度比がトップＴＯＰ状態と
なったとき等に実行される。

【００３４】このようにロックアップブレーキ１６や、
ロックアップクラッチ１５を係合させると、動力伝達効
率が向上するのであるが、この動力伝達効率の差に対応
する回転差をロックアップブレーキ１６もしくはロック
アップクラッチ１５の係合時に吸収する必要があり、単
にこれらを係合しただけではこの回転差が急激に零にさ
れるため、変速ショックの発生、ロックアップブレーキ
およびロックアップクラッチのフェーシング部の滑り吸
収による発熱の問題がある。本例の装置においては、こ
のような変速ショック、発熱を防止するため、ロックア
ップ制御装置によるロックアップブレーキおよびクラッ
チの係合制御を工夫しており、これについて説明する。

【００３５】まず図７を参照してロックアップブレーキ
１６の係合（締結）制御について説明する。ロックアッ
プブレーキ１６の係合は速度比ｅがオーバードライブＯ
Ｄとなったときに行われるため、この制御においてはま
ず速度比ｅ＝ｅ３（ＯＤ状態となる速度比）か否かが判
断される（ステップＳ１）。ｅ＝ｅ３の状態ではモータ
斜板角β＝０であり、理論的にはポンプシリンダ２１の
回転数Ｎｐ＝０となるが、実際には油圧ポンプ、モータ
および油圧閉回路における油の漏れのためにポンプシリ
ンダ回転Ｎｐは零にはなっていない状態である。

【００３６】このため、このような油の漏れを補うよう
にモータ斜板角βをいままでとは逆方向（β＜０となる
方向）に揺動させる制御を行う（ステップＳ２）。な
お、この制御が請求の範囲に記載の「ロックアップ手段
における係合部材間の回転が同期するように行なわれる
油圧モータの容量制御」である。これにより油の漏れが
補われてポンプシリンダ回転Ｎｐは零に近づくため、ポ
ンプ回転Ｎｐを検知し（ステップＳ３）Ｎｐ＝０となっ
た時点においてモータ斜板角βをその位置で停止保持す
るとともにロックアップブレーキ１６を係合する（ステ
ップＳ４，Ｓ５）。ポンプシリンダ回転Ｎｐ＝０となっ
た時点ではこれに繋がる第１出力軸１１（すなわち、被
ブレーキ部材）の回転も零となり、ロックアップブレー
キ１６を係合しても変速ショック、ブレーキの発熱が生
じることがない。

【００３７】但し、ロックアップブレーキ１６を係合す
ると機械的な動力伝達のみとなり、油圧式無段変速装置
Ｈにおける油の漏れの影響がなくなり、動力伝達効率が
向上するため、上記のようにモータ斜板角βを負の方向
に揺動させたままではこの揺動角に対応する油の流れを
油圧モータ３０が作り出すため、その分だけ伝達効率を
低下させる。このため、本制御においてはロックアップ
ブレーキ１６の係合制御と同時にモータ斜板角βを元の
角度（β＝０）に戻す制御が行われる（ステップＳ１
０）。

【００３８】このステップＳ１０の制御の第１の例を図
８に示している。この制御では、モータ斜板角βをβ＝
０となるまで緩やかに戻す制御（モータ斜板角βのプロ
セスコントロール）を行う（ステップＳ１１，Ｓ１
２）。この制御は、タイマーを用いて予め設定した速度
でモータ斜板を揺動させる制御である。そして、β＝０
となったときにモータ斜板角βをこのまま停止保持する
（ステップＳ１３）。なお、モータ斜板角β＝０となる
と油圧閉回路内での作動油の流れがなくなり、高圧側油
路の油圧ＰＨが低圧側油路の油圧ＰＬと等しくなるた
め、ステップＳ１２においてモータ斜板角βを検知する
代わりに、油圧閉回路の油圧を検知して、ＰＨ＝ＰＬと
なった時点でステップＳ１３に進んでモータ斜板角βを
このまま停止保持しても良い。

【００３９】図７におけるステップＳ１０の制御の第２
の例（ステップＳ１０′）を図９に示している。この制
御では、高圧側油路の油圧ＰＨを指標としてこの油圧Ｐ
Ｈが予め設定したようにＰＬまで変化するように、モー
タ斜板角βを戻すフィードバック制御を行い（ステップ
Ｓ１４，Ｓ１５）、β＝０となったときにモータ斜板角
βをこのまま停止保持する（ステップＳ１６）。なお、
この場合にも、ステップＳ１５においてＰＨ＝ＰＬとな
った時点でモータ斜板角βを停止保持するようにしても
良い。

【００４０】図７におけるステップＳ１０の制御の第３
の例（ステップＳ１０″）を図１０に示している。この
制御では、高圧側油路の油圧ＰＨをＰＬまで予め設定し
たパターンで緩やかに低下させるリリーフ圧制御（ＰＨ
プロセスコントロール）を行い（ステップＳ１７，Ｓ１
８）、ＰＨ＝ＰＬとなったときにリリーフ圧制御をこの
まま保持し（ステップＳ１９）、この状態でモータ斜板
角βを零となるまで揺動させ（ステップＳ２０）、この
後、リリーフ圧制御を通常制御に戻して次の制御に備え
る（ステップＳ２１）。

【００４１】次に、ロックアップクラッチ１５の係合制
御について、図１１を参照して説明する。ロックアップ
クラッチ１５の係合は速度比ｅがトップＴＯＰとなった
ときに行われるため、この制御においてはまず速度比ｅ
＝ｅ２（ＴＯＰ状態の速度比）か否かが判断される（ス
テップＳ３１）。ｅ＝ｅ２の状態では理論的にはロック
アップクラッチ１５の相対回転が零となるはずである
が、実際には油圧ポンプ、モータおよび油圧閉回路にお
ける油の漏れのためにある程度の回転差が存在する状態
である。

【００４２】このため、このような油の漏れを補うよう
にモータ斜板角βをさらにＴＯＰ方向に揺動させる（オ
ーバートップ方向に揺動させる）制御を行う（ステップ
Ｓ３２）。なお、この制御が請求の範囲に記載の「ロッ
クアップ手段における係合部材間の回転が同期するよう
に行なわれる油圧モータの容量制御」である。これによ
り油の漏れが補われてロックアップクラッチ１５の回転
差は零に近づくため、この回転差ＮLCを検知し（ステッ
プＳ３３）ＮLC＝０となった時点においてモータ斜板角
βをその位置で停止保持するとともにロックアップクラ
ッチ１５を係合する（ステップＳ３４，Ｓ３５）。この
ようにロックアップクラッチ１５における回転差がなく
なった状態でロックアップクラッチ１５を係合するた
め、変速ショック、ブレーキの発熱が生じることがな
い。

【００４３】なお、ロックアップクラッチ１５を係合す
ると機械的な動力伝達のみとなり、油圧式無段変速装置
Ｈにおける油の漏れの影響がなくなり、動力伝達効率が
向上するため、上記のようにモータ斜板角βを逆の方向
に揺動させたままでは、その分だけ伝達効率を低下させ
る。このため、本制御においてはロックアップクラッチ
１５の係合制御と同時にモータ斜板角βを元の角度（理
論的に速度比ｅ＝ｅ２とする角度）に戻す制御が行われ
る（ステップＳ３６）。この制御は、図８〜図１０にお
いて説明したロックアップブレーキ１６の係合時にモー
タ斜板角βを元に戻す制御と同一の作動原理で行われる
ものであるため、その制御内容の説明は省略する。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロックアップ手段を作動させるときには、まず、ロック
アップ手段の係合部材間の回転を同期させる油圧モータ
の容量制御、すなわち、油圧式無段変速装置の動力伝達
ロス分を補正する制御を行い、その後にロックアップ制
御装置によりロックアップ手段を係合させる制御を行う
ので、ロックアップ手段における係合部材の相対回転が
零の状態でロックアップ手段を作動させることができ、
ロックアップ手段を係合させるときに変速ショックが発
生することがない。また、ロックアップ手段の係合によ
る発熱の問題もなく、ロックアップ手段の容量を小さく
して小型化することができ、熱劣化の問題がないので耐
久性を向上させることができる。

【００４５】なお、ロックアップ手段が動力分割機構に
おいて油圧ポンプに繋がる被ブレーキ部材を静止保持す
るロックアップブレーキから構成されるときには、油圧
モータの容量制御により被ブレーキ部材の回転を停止状
態となした後、ロックアップ制御装置によりロックアッ
プブレーキを係合させる作動制御を行うのが好ましい。
また、ロックアップ手段が、入力部材と第２出力部材と
を直結させるロックアップクラッチから構成されるとき
には、油圧モータの容量制御により入力部材と第２出力
部材とを同一回転状態となした後、ロックアップ制御装
置によりロックアップクラッチを係合させる作動制御を
行うのが好ましい。

【００４６】いずれの場合にも、油圧モータの容量制御
により油圧式無段変速装置の動力伝達ロス分を補正する
変速制御を行ってロックアップブレーキもしくはロック
アップクラッチの係合部における相対回転差を零とした
後に、ロックアップブレーキもしくはロックアップクラ
ッチを係合させるため、変速ショックは生じず、係合時
の発熱の問題は生じない。このため、ロックアップブレ
ーキもしくはロックアップクラッチを小型化することが
できるとともに、その耐久性が向上する。

【００４７】一方、ロックアップ制御装置によりロック
アップ手段を係合させる制御を開始した後、これと並行
して、油圧式無段変速装置の動力伝達ロス分を補正する
変速制御量を緩やかに元に戻すように、変速制御装置に
よる変速制御を行うのが望ましい。また、このような補
正変速制御量を元に戻す変速制御に代えて、油圧式無段
変速装置における油圧閉回路内の高圧側の油圧が低圧側
の油圧と等しくなるまで低下させるように変速制御装置
による変速制御を行ったり、油圧閉回路内の高圧側の油
圧が低圧側の油圧と等しくなるまで低下させるように高
圧側の油圧制御を行ったりしても良い。

【００４８】ロックアップ手段（ロックアップブレーキ
もしくはロックアップクラッチ）を係合させると、機械
的な動力伝達のみとなり、油圧的な動力伝達すなわち油
圧式無段変速装置を介しての動力伝達はなくなる。この
ように油圧式無段変速装置を介しての動力伝達がなくな
った状態においては油圧閉回路内の油圧が低下して油の
漏れによるロスは低下するため、上述のような油圧式無
段変速装置の動力伝達ロス分を補正する変速制御を行っ
たままにしておいたのでは、この補正量に対応する分の
動力伝達を油圧式無段変速装置が行おうとするため、却
って動力伝達効率が低下する。このため、本発明では、
ロックアップ制御装置によりロックアップ手段を係合さ
せる制御を開始した後は、これと並行して油圧式無段変
速装置の動力伝達ロス分の補正を元に戻しようにしてお
り、上記のような動力伝達効率低下の問題をなくすこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る油圧・機械式無段変速機
の構成を簡略化して示す概略図である。

【図２】上記無段変速機を構成する油圧式無段変速装置
の構成を示す断面図である。

【図３】上記無段変速機におけるポンプおよびモータ斜
板角と速度比との関係を示すグラフである。

【図４】スロットル開度が低、中開度であるときの変速
制御領域を示すグラフである。

【図５】スロットル開度が高開度であるときの変速制御
領域を示すグラフである。

【図６】ロックアップブレーキおよびロックアップクラ
ッチの作動域を示すグラフである。

【図７】ロックアップブレーキの係合制御内容を示すフ
ローチャートである。

【図８】ロックアップブレーキ係合時のモータ斜板角の
戻し制御内容の第１の例を示すフローチャートである。

【図９】ロックアップブレーキ係合時のモータ斜板角の
戻し制御内容の第２の例を示すフローチャートである。

【図１０】ロックアップブレーキ係合時のモータ斜板角
の戻し制御内容の第３の例を示すフローチャートであ
る。

【図１１】ロックアップクラッチの係合制御内容を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 変速機入力軸（入力部材） ２ 変速機出力軸（第３出力部材） １１ 第１出力軸（第１出力部材） １２ 第２出力軸（第２出力部材） １５ ロックアップクラッチ（ロックアップ手段） １６ ロックアップブレーキ（ロックアップ手段） ２０ 油圧ポンプ ３０ 油圧モータ Ｅ エンジン（原動機） Ｄ 動力分割機構 Ｈ 油圧式無段変速装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 昭仁 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3J053 AA01 AB02 AB06 AB12 AB50 DA06 DA08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機からの駆動力が入力される入力部
   材ならびに第１および第２出力部材を備え、前記入力部
   材に前記原動機から入力された駆動力を前記第１および
   第２出力部材に分割して出力可能な動力分割機構と、 前記第１出力部材に連結された油圧ポンプおよび前記油
   圧ポンプと油圧閉回路を介して繋がった油圧モータから
   なる油圧式無段変速装置と、 前記油圧モータおよび前記第２出力部材に連結されて前
   記油圧モータの出力および前記第２出力部材の出力を集
   合して出力する第３出力部材と、 前記動力分割機構において前記入力部材から前記第２出
   力部材に全ての動力を伝達させるため係合作動されるロ
   ックアップ手段と、 前記油圧ポンプおよび前記油圧モータの可変容量制御を
   行って前記油圧式無段変速装置の変速制御を行う変速制
   御装置と、 前記ロックアップ手段の作動制御を行うロックアップ制
   御装置とを備え、 前記ロックアップ手段の係合作動に際して、前記ロック
   アップ手段における係合部材間の回転が同期するように
   前記油圧モータの容量制御を行った後、前記ロックアッ
   プ制御装置により前記ロックアップ手段を係合させる作
   動制御を行うことを特徴とする油圧・機械式無段変速
   機。
2. 【請求項２】 前記ロックアップ制御装置により前記ロ
   ックアップ手段を係合させる制御を開始した後、この制
   御と並行して、前記油圧式無段変速装置における前記油
   圧閉回路内の高圧側の油圧が低圧側の油圧と等しくなる
   まで低下させるように、前記変速制御装置による変速制
   御または前記高圧側の油圧制御を行うことを特徴とする
   請求項１に記載の油圧・機械式無段変速機。