JP2008039011A - Change gear ratio controller of transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の回転軸と出力部材との間に、回転数比がそれぞれ異なる伝動機構を設け、回転軸から出力部材に動力を伝達する伝動機構をクラッチ機構を係合させることにより選択するように構成した変速機を対象とし、その変速機で設定される変速比を制御する装置に関するものである。 According to the present invention, transmission mechanisms having different rotation speed ratios are provided between a plurality of rotation shafts and an output member, and a transmission mechanism that transmits power from the rotation shaft to the output member is selected by engaging a clutch mechanism. The present invention relates to an apparatus for controlling a transmission ratio set by the transmission, which is intended for the transmission configured as described above.
この種の変速機はツインクラッチ式有段変速機として知られており、その一例が特許文献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、第1クラッチを介してエンジンに連結される第1入力軸と、第2クラッチを介してエンジンに連結される第2入力軸と、出力軸と、第1入力軸にギヤ対を介して連結されている副軸と、第1入力軸と副軸との間に設けられるとともに噛み合いクラッチ機構によって選択的に連結状態とする複数のギヤ対と、第2入力軸と出力軸との間に設けられるとともに噛み合いクラッチ機構によって選択的に連結状態とされる複数のギヤ対とを有している。そして、この変速機は、いずれかの入力軸から所定のギヤ対を介して出力軸にトルクを伝達する変速段と、いずれかの入力軸から所定のギヤ対および副軸を介して出力軸にトルクを伝達する変速段とを設定するように構成され、その結果、後進段を含めて7段以上の変速段を設定するように構成されている。
This type of transmission is known as a twin-clutch stepped transmission, and an example thereof is described in
上記の特許文献1に記載されている変速機では、設定可能な変速段数が多いことにより、エンジンを燃費のよい状態で運転でき、また副軸を効果的に利用するように構成されているので、変速機が全体として小型軽量化され、その結果、車両の燃費を向上させることができる。しかしながら、上記従来の変速機で設定される変速比は、動力の伝達に関与するギヤ対を選択して設定される。したがって、設定可能な変速比の数(すなわち変速段数)を多くするためには、ギヤ対の数を多くする必要があり、変速機の多段化と変速機のコンパクト化とを両立させることが困難である。また、所定の変速比を設定する場合、入力用のいずれかのクラッチを係合状態に維持することになるから、その係合状態を維持するために油圧などの動力を消費し、それに伴う動力損失が生じて車両の燃費が悪化する可能性がある。
In 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、固定的に設定できる変速比の数が多く、しかもコンパクト化が容易であり、しかもエネルギ効率を向上させることのできる変速機の変速比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 is a transmission that can be fixedly set in a large number of gear ratios, can be easily made compact, and can improve energy efficiency. An object of the present invention is to provide a gear ratio control device.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、動力源から選択的に動力が伝達される複数の回転軸と、それらの回転軸から伝達された動力を出力する出力部材と、前記各回転軸と前記出力部材との間に配置された複数の伝動機構と、その伝動機構を介した各回転軸と出力部材との間の動力の伝達を選択的に可能にするクラッチ機構とを有する変速機の変速比制御装置において、前記各回転軸毎に設けられ、押出容積を有するように制御されることにより前記回転軸にトルクが現れる、押出容積を変更可能でかつモータとして機能することの可能な流体圧ポンプモータと、前記各流体圧ポンプモータ同士を連通させ、いずれかの流体圧ポンプモータで発生した流体圧を他の流体圧ポンプモータに供給して該他の流体圧ポンプモータをモータとして機能させる流体圧回路と、アップシフトおよびダウンシフトの変速指示を選択的に行う変速指示手段と、前記いずれか一つの流体圧ポンプモータの押出容積を最大値に近い所定値以上にするとともにその回転を止めかつ他の流体圧ポンプモータの押出容積を最小に近い所定値以下にして該他の流体圧ポンプモータに対応している前記回転軸のトルクが所定値以下となることにより設定される変速比と、いずれか二つの前記伝動機構のそれぞれで決まる変速比の間の値となる変速比であって少なくとも二つの流体圧ポンプモータそれぞれの押出容積を最大に近い所定値以上にして設定される変速比とを、前記変速指示手段による指示に応じて設定する変速比制御手段とを備えていることを特徴とする変速比制御装置である。
In order to achieve the above object, the invention of
また、請求項2の発明は、動力源から選択的に動力が伝達される複数の回転軸と、それらの回転軸から伝達された動力を出力する出力部材と、前記各回転軸と前記出力部材との間に配置された複数の伝動機構と、その伝動機構を介した各回転軸と出力部材との間の動力の伝達を選択的に可能にするクラッチ機構とを有する変速機の変速比制御装置において、前記各回転軸毎に設けられ、押出容積を有するように制御されることにより前記回転軸にトルクが現れる、押出容積を変更可能でかつモータとして機能することの可能な流体圧ポンプモータと、前記各流体圧ポンプモータ同士を連通させ、いずれかの流体圧ポンプモータで発生した流体圧を他の流体圧ポンプモータに供給して該他の流体圧ポンプモータをモータとして機能させる流体圧回路と、アップシフトおよびダウンシフトの変速指示を選択的に行う変速指示手段と、前記いずれか一つの流体圧ポンプモータの押出容積を最大値に近い所定値以上にするとともにその回転を止めかつ他の流体圧ポンプモータの押出容積を最小に近い所定値以下にして該他の流体圧ポンプモータに対応している前記回転軸のトルクが所定値以下となることにより設定される変速比と、いずれか二つの前記伝動機構のそれぞれで決まる変速比の間の値となる変速比であって少なくとも二つの流体圧ポンプモータそれぞれの押出容積をゼロより大きく設定しかつ動力伝達効率が極大値もしくは極大値に近い値となる変速比とを、前記変速指示手段による指示に応じて設定する変速比制御手段とを備えていることを特徴とする変速比制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, there are provided a plurality of rotating shafts to which power is selectively transmitted from a power source, output members for outputting the power transmitted from the rotating shafts, the rotating shafts and the output members. And a clutch mechanism that selectively enables transmission of power between each rotary shaft and the output member via the transmission mechanism. In the apparatus, a fluid pressure pump motor that is provided for each of the rotating shafts and that is controlled so as to have an extruding volume so that torque appears on the rotating shaft, and the extruding volume can be changed and the motor can function as a motor The fluid pressure pump motors communicate with each other, supply the fluid pressure generated by any one of the fluid pressure pump motors to another fluid pressure pump motor, and cause the other fluid pressure pump motor to function as a motor. A shift instruction means for selectively giving a shift instruction for up-shift and down-shift, and setting the extrusion volume of any one of the fluid pressure pump motors to a predetermined value close to the maximum value or more, A speed ratio set by setting the extrusion volume of the fluid pressure pump motor to a predetermined value which is close to a minimum or less and the torque of the rotating shaft corresponding to the other fluid pressure pump motor is equal to or less than a predetermined value, The transmission ratio is a value between the transmission ratios determined by each of the two transmission mechanisms, the extrusion volume of each of the at least two fluid pressure pump motors is set to be larger than zero, and the power transmission efficiency is a maximum value or a maximum value. A gear ratio control device comprising: a gear ratio control unit that sets a gear ratio that is close to a value according to an instruction from the gear shift instruction unit.
さらに、請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記流体圧回路は、前記流体圧ポンプモータの吐出口同士および吸入口同士を連通する回路を含むことを特徴とする変速機の変速比制御装置である。
Further, the invention of
またさらに、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、前記回転軸毎に設けられた複数の差動機構を更に備え、各差動機構は、前記動力源から動力が伝達される入力要素と、前記回転軸が連結された出力要素と、前記流体圧ポンプモータが連結された反力要素とを有し、これら入力要素と出力要素と反力要素とで差動作用を行うように構成されていることを特徴とする変速機の変速比制御装置である。
Furthermore, the invention of claim 4 further comprises a plurality of differential mechanisms provided for each of the rotating shafts in any one of the inventions of
そして、請求項5の発明は、請求項4の発明において、前記差動機構は、遊星歯車機構を含むことを特徴とする変速機の変速比制御装置である。 A fifth aspect of the present invention is the transmission gear ratio control apparatus according to the fourth aspect of the present invention, wherein the differential mechanism includes a planetary gear mechanism.
請求項1の発明によれば、いずれかの流体圧ポンプモータの押出容積をゼロより大きくすることにより、これに連結されている回転軸にトルクが現れる。したがって、その回転軸と出力部材との間の伝動機構を、クラッチ機構によってトルク伝達できる状態にすれば、動力源で出力された動力がその伝動機構を介して出力部材に伝達されるので、その伝動機構の回転数比に応じた変速比が設定される。その場合、前記いずれかの流体圧ポンプモータを固定しておけばよいので、トルク伝達のために消費する動力はほぼゼロであり、動力損失を殆ど生じることなく所定の変速比を設定することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the extrusion volume of one of the fluid pressure pump motors is made larger than zero, torque appears on the rotary shaft connected thereto. Therefore, if the transmission mechanism between the rotating shaft and the output member is in a state where torque can be transmitted by the clutch mechanism, the power output from the power source is transmitted to the output member via the transmission mechanism. A gear ratio is set according to the rotation speed ratio of the transmission mechanism. In that case, since any one of the fluid pressure pump motors should be fixed, the power consumed for torque transmission is almost zero, and a predetermined speed change ratio can be set with almost no power loss. it can.
また、上記の場合、前記いずれかの流体圧ポンプモータをポンプとして機能させ、その流体圧ポンプモータで発生した流体圧を他の流体圧ポンプモータに供給することにより、該他の流体圧ポンプモータがモータとして機能する。これと併せて、該他の流体圧ポンプモータに連結されている回転軸と出力部材との間の伝動機構を他のクラッチ機構によってトルク伝達可能な状態としておくことにより、動力源が出力した動力が、二つの伝動機構を介して出力部材に伝達される。すなわち、流体圧を介した動力の伝達が並行して生じる。その場合、各伝動機構の回転数比が異なっているから、いわゆる機械的な手段(経路)を介して伝達される動力の割合と、流体を介して伝達される動力の割合とは、ポンプで発生する圧力流体の量および圧力によって自動的に決まる。その結果、設定される変速比は、一方の伝動機構の回転数比に応じて決まる変速比と他方の伝動機構の回転数比で決まる変速比との間の値となる。そして、各伝動機構を介して伝達される動力の割合が連続的に変化するので、無段変速状態となる。 In the above case, any one of the fluid pressure pump motors functions as a pump, and the fluid pressure generated by the fluid pressure pump motor is supplied to another fluid pressure pump motor. Functions as a motor. At the same time, the transmission mechanism between the rotating shaft connected to the other fluid pressure pump motor and the output member is made to be in a state where torque can be transmitted by another clutch mechanism, so that the power output from the power source is output. Is transmitted to the output member via two transmission mechanisms. That is, transmission of power via fluid pressure occurs in parallel. In that case, since the rotation speed ratio of each transmission mechanism is different, the ratio of the power transmitted through the so-called mechanical means (path) and the ratio of the power transmitted through the fluid are pumps. It is automatically determined by the amount of pressure fluid generated and the pressure. As a result, the set gear ratio is a value between the gear ratio determined according to the rotation speed ratio of one transmission mechanism and the gear ratio determined by the rotation speed ratio of the other transmission mechanism. And since the ratio of the motive power transmitted via each transmission mechanism changes continuously, it will be in a continuously variable transmission state.
そして、いずれかの流体圧ポンプモータをポンプとして機能させ、かつ他の流体圧ポンプモータをモータとして機能させて変速比を設定する場合、それらの流体圧ポンプモータの押出容積を最大に近い所定値以上に設定する。こうすることにより、その変速比での動力伝達効率が、流体を介さずにいずれかの伝動機構のみを介して動力を伝達するいわゆる固定変速比を設定する場合の動力伝達効率に近い高効率になる。そして、手動操作に基づいて変速比が指示された場合、前述したいわゆる固定変速比と、固定変速比の中間の変速比であって伝達効率が高い変速比とのいずれかが設定される。そのため、伝動機構の数より多い変速比を手動操作に基づいて選択できるので、いわゆる変速段数の多い変速機をコンパクト化でき、しかも動力損失を防止もしくは抑制することができる。 When one of the fluid pressure pump motors functions as a pump and the other fluid pressure pump motor functions as a motor to set the transmission ratio, the extrusion volume of those fluid pressure pump motors is a predetermined value close to the maximum. Set to above. By doing so, the power transmission efficiency at the gear ratio becomes high efficiency close to the power transmission efficiency in the case of setting a so-called fixed gear ratio that transmits power only through one of the transmission mechanisms without passing through the fluid. Become. When a gear ratio is instructed based on a manual operation, either the so-called fixed gear ratio described above or a gear ratio that is an intermediate gear ratio and high transmission efficiency is set. Therefore, since a gear ratio larger than the number of transmission mechanisms can be selected based on manual operation, a transmission having a large number of shift stages can be made compact, and power loss can be prevented or suppressed.
また、請求項2の発明によれば、上記の請求項1の発明と同様に、動力の伝達に関与している伝動機構の回転数比で決まる変速比と、それらの変速比の中間の値の変速比とが、手動操作に基づく変速指示で設定される。請求項2の発明では、前記中間の値の変速比として、その出力部材に対する動力の伝達のために押出容積がゼロより大きい容積に設定される少なくとも二つの流体圧ポンプモータによる動力伝達効率が極大値もしくはそれに近い値を示す変速比が設定される。言い換えれば、動力伝達効率が極大となるように、各流体圧ポンプモータの押出容積が制御される。そのため、請求項2の発明によれば、上記の請求項1の発明と同様に、伝動機構の数より多い変速比を手動操作に基づいて選択できるので、いわゆる変速段数の多い変速機をコンパクト化でき、しかも動力損失を防止もしくは抑制することができる。
According to the invention of
さらに、請求項3の発明によれば、各流体圧ポンプモータ同士の間での動力伝達を容易かつ確実に行うことができる。
Furthermore, according to the invention of
そして、請求項4および5の発明によれば、流体圧ポンプモータを反力を生じる手段として作用させて、動力源から回転軸、さらには出力部材に動力を伝達することができ、また流体圧ポンプモータが差動作用を行う必要がないので、その構成を簡素化することができる。 According to the fourth and fifth aspects of the present invention, it is possible to transmit the power from the power source to the rotating shaft and further to the output member by causing the fluid pressure pump motor to act as a means for generating a reaction force. Since the pump motor does not need to perform a differential action, the configuration can be simplified.
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図1に示す例は、車両用の変速機として構成した例であり、流体を介さずにトルクを伝達して設定できるいわゆる固定変速比として四つの前進段および一つの後進段を設定するように構成した例である。すなわち、動力源(E/G)1に入力部材2が連結されており、この入力部材2から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。
Next, the present invention will be described based on specific examples. The example shown in FIG. 1 is an example configured as a transmission for a vehicle, and four forward speeds and one reverse speed are set as a so-called fixed speed ratio that can be set by transmitting torque without using fluid. This is a configured example. That is, an
その動力源1は、内燃機関や電気モータあるいはこれらを組み合わせた構成など、車両に使用されている一般的な動力源であってよい。また、この動力源1と入力部材2との間にダンパーやクラッチ、トルクコンバータなどの適宜の伝動手段を介在させてもよい。
The
第1遊星歯車機構3が入力部材2と同一軸線上に配置され、第2遊星歯車機構4が第1遊星歯車機構3の半径方向で外側に離隔し、それぞれの中心軸線を平行にした状態で並列に配置されている。これらの遊星歯車機構3,4はこの発明の差動機構に相当し、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ヤ3C,4Cとを備えている。そして、第1遊星歯車機構3におけるリングギヤ3Rに前記入力部材2が連結され、このリングギヤ3Rが入力要素となっている。
The first
また、入力部材2にはカウンタドライブギヤ5が取り付けられており、このカウンタドライブギヤ5にアイドルギヤ6が噛み合っているとともに、そのアイドルギヤ6にカウンタドリブンギヤ7が噛み合っている。このカウンタドリブンギヤ7は、前記第2遊星歯車機構4と同一軸線上に配置され、かつ第2遊星歯車機構4のリングギヤ4Rに、一体となって回転するように連結されている。したがって、第2遊星歯車機構4においては、そのリングギヤ4Rが入力要素となっている。各遊星歯車機構3,4の入力要素であるリングギヤ3R,4Rは、カウンタギヤ対がアイドルギヤ6を備えた構成であるから、同方向に回転するようになっている。
Further, a
第1遊星歯車機構3におけるキャリヤ3Cは出力要素となっており、そのキャリヤ3Cにこの発明における回転軸に相当する第1中間軸8が、一体になって回転するように連結されている。この第1中間軸8は中空軸であって、その内部をモータ軸9が回転自在に挿入されており、このモータ軸9の一端部が、第1遊星歯車機構3における反力要素であるサンギヤ3Sに、一体となって回転するように連結されている。
The
第2遊星歯車機構4も同様な構成であって、そのキャリヤ4Cが出力要素となっており、そのキャリヤ4Cにこの発明の回転軸に相当する第2中間軸10が、一体になって回転するように連結されている。この第2中間軸10は中空軸であって、その内部をモータ軸11が回転自在に挿入されており、このモータ軸11の一端部が、第2遊星歯車機構4における反力要素であるサンギヤ4Sに、一体となって回転するように連結されている。
The second planetary gear mechanism 4 has the same configuration, and its
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を変更可能な流体圧(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力流体(圧油)を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ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
また、モータ軸11の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ13の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ13は、前記モータ軸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流体圧(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。
The other end of the
各ポンプモータ12,13は、圧力流体である圧油を相互に受け渡すことができるように、油路14,15によって連通されている。すなわち、それぞれの吸入ポート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によって閉回路が形成されている。この閉回路での油圧制御のための機構については後述する。
The
上記の各中間軸8,10と平行に、この発明の出力部材に相当する出力軸16が配置されている。そして、この出力軸16と各中間軸8,10との間のそれぞれに、所定の変速比を設定する伝動機構が設けられている。この発明における伝動機構としては、固定された回転数比(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、前記第1中間軸8には、第1遊星歯車機構3側から順に、第4速駆動ギヤ17Aと第2速駆動ギヤ18Aとが配置されており、第4速駆動ギヤ17Aと第2速駆動ギヤ18Aとは第1中間軸8に対して回転自在に嵌合している。その第4速駆動ギヤ17Aに噛み合っている第4速従動ギヤ17Bと、第2速駆動ギヤ18Aに噛み合っている第2速従動ギヤ18Bとが、出力軸16に一体回転するように取り付けられている。
More specifically, a fourth
さらに、上記の第4速従動ギヤ17Bに噛み合っている第3速駆動ギヤ19Aと、第2速従動ギヤ18Bに噛み合っている第1速駆動ギヤ20Aとが、第2中間軸10に回転自在に嵌合させられている。したがって、第4速従動ギヤ17Bが第3速従動ギヤを兼ねており、また第2速従動ギヤ18Bが第1速従動ギヤを兼ねている。ここで、各ギヤ対17,18,19,20の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。
Further, a third
さらに、発進用ギヤ対21が設けられている。この発進用ギヤ対21は、第1速用ギヤ対20と併せて出力軸16に動力を伝達することにより、発進時の駆動力を必要十分に大きくするためのものであって、前記第1ポンプモータ12側のモータ軸9に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クラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、要は、選択的にトルクを伝達する機構であって、従来知られているドグクラッチ機構や同期連結機構(シンクロナイザー)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ーを採用した例を示してある。
A clutch mechanism is provided for allowing each of the gear pairs 17, 18, 19, 20, and 21 described above to transmit torque between any of the
シンクロナイザーは、基本的には、回転軸と共に回転するスリーブと、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ー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ーリングが回転部材に次第に摩擦接触することにより回転軸と回転部材とを同期させ、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。前記出力軸16上で、発進従動ギヤ21Bに隣接する位置に第1のシンクロナイザー(以下、第1シンクロと記す)22が設けられている。この第1シンクロ22は、そのスリーブを図1の左側に移動させることにより、発進従動ギヤ21Bを出力軸16に連結し、発進用ギヤ対21がモータ軸9と出力軸16との間でトルクを伝達するように構成されている。
The synchronizer basically has a sleeve that rotates together with a rotating shaft, a spline 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 that state the sleeve engages with the spline. Thus, the rotating shaft and the rotating member are connected to each other. On the
また、前記第2中間軸10上で、第3速駆動ギヤ19Aと第1速駆動ギヤ20Aとの間に第2のシンクロナイザー(以下、第2シンクロと記す)23が設けられている。この第2シンクロ23は、そのスリーブを図1の左側に移動させることにより、第1速駆動ギヤ20Aを第2中間軸10に連結し、第1速用ギヤ対20が第2中間軸10と出力軸16との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図1の右側に移動させることにより、第3速駆動ギヤ19Aを第2中間軸10に連結し、第3速用ギヤ対19が第2中間軸10と出力軸16との間でトルクを伝達するように構成されている。
On the second
さらに、前記第1中間軸8上で、第2速駆動ギヤ18Aと第4速駆動ギヤ17Aとの間に第3のシンクロナイザー(以下、第3シンクロと記す)24が設けられている。この第3シンクロ24は、そのスリーブを図1の左側に移動させることにより、第2速駆動ギヤ18Aを第1中間軸8に連結し、第2速用ギヤ対18が第1中間軸8と出力軸16との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図1の右側に移動させることにより、第4速駆動ギヤ17Aを第1中間軸8に連結し、第4速用ギヤ対17が第1中間軸8と出力軸16との間でトルクを伝達するように構成されている。
Further, on the first
またさらに、第2ポンプモータ13側のモータ軸11上で、第2中間軸10の軸端に隣接する位置に後進用のシンクロナイザー(以下、Rシンクロと記す)25が設けられている。このRシンクロ25は、そのスリーブを図1の右側に移動させることにより、モータ軸11と第2中間軸10、すなわち第2遊星歯車機構4におけるサンギヤ4Sとキャリヤ4Cとを連結して、第2遊星歯車機構4の全体を一体回転させるように構成されている。
Furthermore, a reverse synchronizer (hereinafter referred to as “R synchro”) 25 is provided on the
上記の各シンクロ22,23,24,25は、手動操作によって切り替え動作するように構成することができるが、これに替えていわゆる自動制御するように構成することもできる。その場合は、例えば前述したスリーブを軸線方向に移動させる適宜のアクチュエータ(図示せず)を設け、そのアクチュエータを電気的に制御するように構成すればよい。
Each of the
上述したように、図1に示す変速機は、動力源1が出力したトルクが、各いずれかの中間軸8,10もしくはモータ軸9,11を介して出力軸16に伝達されるように構成されている。そして、その出力軸16には、歯車機構あるいはチェーンなどの巻き掛け伝動機構などの伝動手段29を介してデファレンシャル30が連結され、ここから左右の車軸31に動力を出力するようになっている。
As described above, the transmission shown in FIG. 1 is configured such that the torque output from the
さらに、変速機の動作状態を検出するためのセンサが設けられている。具体的には、前述した入力部材2もしくはこれと一体のカウンタドライブギヤ5の回転数Ninを検出する入力回転数センサ32、前記車軸31の回転数Noutを検出する出力回転数センサ33、第1ポンプモータ12の回転数NPM1を検出する回転数センサ34、第2ポンプモータ13の回転数NPM2を検出する回転数センサ35などが設けられている。
Furthermore, a sensor for detecting the operating state of the transmission is provided. Specifically, the input
つぎに、上記の各ポンプモータ12,13を制御するための流体圧回路(油圧回路)について説明する。各ポンプモータ12,13を連通させている前記閉回路14,15には流体(具体的にはオイル)を補給するためのチャージポンプ(ブーストポンプと称されることもある)36が設けられている。このチャージポンプ36は、上記の閉回路からの漏れなどによるオイルの不足を補うためのものであって、前述した動力源1や図示しないモータなどによって駆動されて、オイルパン37からオイルを汲み上げて閉回路に供給するようになっている。
Next, a fluid pressure circuit (hydraulic circuit) for controlling the
そのチャージポンプ36の吐出口は、前記閉回路における油路14と油路15とにそれぞれチェック弁38,39を介して連通されている。なお、これらのチェック弁38,39は、チャージポンプ36からの吐出方向に開き、これとは反対方向に閉じるように構成されている。さらに、チャージポンプ36の吐出圧を調整するためのリリーフ弁40が、チャージポンプ36の吐出口に連通されている。このリリーフ弁40は、スプリングによる弾性力とパイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力との和より高い圧力が作用した場合に開いてオイルをオイルパン37に排出するように構成されており、したがってチャージポンプ36の吐出圧をパイロット圧に応じた圧力に設定するように構成されている。
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41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41が設けられている。このリリーフ弁41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。また、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42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42が設けられている。このリリーフ弁42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。
Further, a
上記の各ポンプモータ12,13の押出容積や各シンクロ22,23,24,25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)43が設けられている。この電子制御装置43は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、所定の回転部材の回転数や他の検出信号が入力され、それらの入力された信号および予め記憶している情報ならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて指令信号を出力するように構成されている。
The pumping capacity of each of the
さらに、シフト装置44が設けられている。このシフト装置44は、停止(P:パーキング)、後退(R:リバース)、ニュートラル(N)、前進(D:ドライブ)、手動(M:マニュアル)などのポジションと、アップシフトおよびダウンシフトの選択、もしくは第1速から第7速などの個別の変速比の選択を手動操作によって行うように構成されている。例えば、シフトレバー45を図示しないガイド溝に沿って移動させることにより各ポジションを選択し、また手動ポジションからここを中心にした左右もしくは前後のいずれかにシフトレバー45を移動させることにより、1段アップシフトさせるアップシフト信号と1段ダウンシフトさせるダウンシフト信号とを出力するように構成されている。あるいは、第1速ないし第7速の各ポジションが設けられ、それらのいわゆる変速段ポジションにシフトレバー45を移動させることにより、それぞれの変速段(変速比)を指示する信号を出力するように構成されている。したがって、シフト装置44は前記電子制御装置43に電気的に接続されている。そして、このシフト装置44がこの発明の変速指示手段に相当し、アップシフトおよびダウンシフトを選択的に指示し、あるいは隣接する高速側の所定の変速比あるいは隣接する低速側の所定の変速比を直接指示するようになっている。
Furthermore, a
つぎに、上述した動力伝達装置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「OFF」は、ポンプ容量を実質的にゼロとし、その出力軸が回転させられても圧油を発生することがなく、また油圧が供給されても出力軸が回転しない状態(フリー)を示し、「LOCK」はそのロータの回転を止めている状態を示している。さらに「油圧発生」は、ポンプ容量を実質的なゼロより大きくするとともに圧油を吐出している状態を示し、したがって該当するポンプモータ12,13はポンプとして機能している。また、「油圧回収」は、一方のポンプモータ13(もしくは12)が吐出した圧油が供給されてモータとして機能している状態を示し、したがって該当するポンプモータ12(もしくは13)は軸トルクを発生し、対応するモータ軸9,11および中間軸8,10に駆動トルクを伝達している。
Next, the operation of the power transmission device 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におけるスリーブの図1での位置を示すとともに、丸括弧はダウンシフトするための待機状態、カギ括弧はアップシフトするための待機状態を示し、そして「○」は該当するシンクロ22,23,24,25をOFF状態(中立位置)に設定することにより引き摺りを低減している状態、「●」は該当するシンクロ22,23,24,25をOFF状態(中立位置)に設定して中立状態となっていることを示す。
In addition, “right” and “left” for each of the
シフト装置44で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のスリーブが中央位置に設定される。したがって、いずれのギヤ対17,18,19,20,21も出力軸16に連結されていないニュートラル状態となる。すなわち、各ポンプモータ12,13が、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に動力源1からトルクが伝達されても、サンギヤ3S,4Sに反力が作用しない。そのため、出力要素であるキャリヤ3C,4Cに連結されている各中間軸8,10にはトルクが伝達されない。
When the neutral position is selected by the
シフトポジションがドライブポジションなどの走行ポジションに切り替えられると、第1シンクロ22のスリーブが図1の左側に移動させられるとともに第2シンクロ23のスリーブが、図1の左側に移動させられる。したがって、発進駆動ギヤ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、また第1速駆動ギヤ20Aが第2中間軸10に連結されて第2遊星歯車機構4の出力要素であるキャリヤ4Cと出力軸16とが連結される。すなわち、固定変速比である第1速を設定する状態となる。また、これと併せて各ポンプモータ12,13の押出容積がゼロより大きい容積に制御される。
When the shift position is switched to a travel position such as a drive position, the sleeve of the
したがって、第2ポンプモータ13は前記第2遊星歯車機構4によって分配された動力源1の動力によって駆動されてポンプとして機能する。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。これを図2には「油圧発生」と記載してある。そのため、第2遊星歯車機構4の差動作用によってキャリヤ4Cにトルクが伝達され、そのトルクが第1速用ギヤ対20を介して出力軸16に伝達される。
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「油圧回収」と記載してある。このようにして第1ポンプモータ12に伝達される動力が発進用ギヤ対21を介して出力軸16に伝達される。したがって発進から第1速までの駆動状態では、第2遊星歯車機構4を介したいわゆる機械的な動力の伝達と、油圧を介した動力の伝達との両方が生じ、これらの動力を合成した動力が出力軸16に現れる。また、この過程での変速比は、固定変速比である第1速より大きい値となり、その変速比は連続的に、あるいは無段階に変化する。
On the other hand, the hydraulic pressure generated by the
こうして動力源1の回転数や車速が変化して第1速の変速比になると、第1ポンプモータ12の押出容積がゼロに設定され、また第2ポンプモータ13の押出容積q2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。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。また、併せて第1シンクロ22がOFF状態に設定される。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、動力源1が出力した動力は、第2遊星歯車機構4および第1速用ギヤ対20を介して出力軸16に伝達される。すなわち、第1速用ギヤ対20のギヤ比で決まる固定変速比が設定される。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。
Thus, when the 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3シンクロ24のスリーブを図1の左側に移動させて第2速駆動ギヤ18Aを第1中間軸8に連結しておく。なお、Rシンクロ25は中立状態にしておく。また、第3シンクロ24のスリーブを第2速駆動ギヤ18Aに係合させる場合、第3シンクロ24のスリーブの回転数と第2速駆動ギヤ18Aとの回転数を一致させる同期制御を行う。その同期制御は、前記シンクロ22,23,24,25のスリーブを相手部材に係合させる場合にも同様に行われる。
In the case of upshifting from the first speed which is the fixed gear ratio, the sleeve of 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「油圧発生」と記してある)、同時にそれに伴う反力トルクがモータ軸9に現れる。その結果、第1遊星歯車機構3および第2速用ギヤ対18を介した動力の伝達が次第に行われる。また、第1ポンプモータ12で発生した油圧が第2ポンプモータ13に供給されてこれがモータとして機能する(図2に「油圧回収」と記してある)ので、第2ポンプモータ13および第2遊星歯車機構4ならびに第1速用ギヤ対20を介した動力の伝達が生じる。そのため、第1速から第2速への変速の過程での変速比は、第1速の変速比と第2速の変速比との間の値となり、かつ連続的に変化する変速比となる。すなわち、変速比が連続的に変化する無段変速状態となる。これは、上述した発進から第1速の変速比に到るまでの間、および各固定変速比の間でも同様であり、したがって上述した変速機は、無段変速機として機能させることができる。
In this state, the extrusion volume of the
上述した第1速から第2速に向けたアップシフトの過程における各ポンプモータ12,13の押出容積の変化を図3に模式的に示してある。固定変速比である第1速(1st)を設定している状態では、第1ポンプモータ12の押出容積q1はゼロ(もしくは最小に近い所定値以下)に設定され、また第2ポンプモータ13の押出容積q2は最大(max)もしくはこれに近い所定値以上になっている。したがって、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が空転し、また第2ポンプモータ13から第1ポンプモータ12に対して圧油が流動することができないので、第2ポンプモータ13はロックされた状態になる。この状態から先ず第1ポンプモータ12の押出容積q1が次第に増大させられる。その結果、第1ポンプモータ12で油圧が発生し、これが第2ポンプモータ13に供給されるので、第2ポンプモータ13がモータとして作用する。すなわち、各ポンプモータ12,13の間で圧油を介した動力の伝達が生じる。
FIG. 3 schematically shows changes in the extrusion volumes of the
こうして第1ポンプモータ12の押出容積q1が最大(max)になると、第1および第2のポンプモータ12,13の押出容積q1,q2が共に最大もしくはこれに近い所定値以上となる。その後、第1ポンプモータ12の押出容積q1を最大もしくはこれに近い所定値以上に維持したまま、第2ポンプモータ13の押出容積q2が次第に低下させられる。そして、第2ポンプモータ13の押出容積q2がゼロ(もしくは最小に近い所定値以下)になることにより、固定変速比である第2速が設定される。すなわち、各ギヤ対のうち第2速用ギヤ対18のみを介して動力の伝達が行われ、第2速用ギヤ対18の回転数比に応じた変速比が設定される。
Thus, when the extrusion volume q1 of the
上述した押出容積q1,q2の変化に伴う前記油路14,15内の圧力は、図4に示すように変化する。図4は本発明者等が測定した油圧の実測値を示しており、油路14,15内の油圧は、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2が共に最大になっている状態で最も低くなっている。一方、各ポンプモータ12,13の容積効率は圧力が高くなるのに従って低下する。これは、本発明者等が計測した結果と一致する。すなわち、図5は本発明者等が計測したポンプモータの容積効率を示しており、圧力が高くなるほどポンプモータの容積効率が低下している。
The pressure in the
結局、固定変速比(固定段)である第1速と第2速との間の変速比では、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を最大にして設定する変速比で最も動力伝達効率が高くなる。本発明者等が計測した伝達効率の結果を図6に示してあり、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を最大にした場合に伝達効率の極大値が現れる。
After all, in the gear ratio between the first speed and the second speed, which is the fixed gear ratio (fixed stage), the power transmission is the most at the gear ratio set by maximizing the extrusion volumes q1, q2 of the
この発明に係る変速比制御装置は、前述したシフト装置44によって第1速からの1段のアップシフト指示を行った場合、あるいは第2速から1段のダウンシフト指示を行った場合に、上記の伝達効率が極大値もしくはこれに近い値を示す変速比を設定するように構成されている。具体的には、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を最大に制御し、もしくは最大値に近い所定値以上の押出容積に制御するように構成されている。
The gear ratio control device according to the present invention is the above when the above-mentioned
なお、図6における「×」印は、実測値を示しており、それらのうち符号P0で示す実測値は、ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を非調圧ソレノイドバルブによって設定するように構成した場合の実測値を示している。非調圧ソレノイドバルブによって押出容積q1,q2を最大値に設定した場合、その非調圧ソレノイドバルブからの油圧の流出が殆ど生じないので、その分、動力損失が抑制され、全体としての動力伝達効率が高くなる。
In FIG. 6, “x” marks indicate actual measurement values, and among these actual measurement values, the actual measurement values indicated by the symbol P0 set the extrusion volumes q1 and q2 of the
上述のようにして第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ヤ3Cから中間軸8を経て第2速駆動ギヤ18Aに出力される。一方、第2ポンプモータ13はOFF状態となっており、これと同軸上に配置されているRシンクロ25および第2シンクロ23はOFF状態であってそのスリーブが中立位置にあるので、第2ポンプモータ13や第2遊星歯車機構4は動力の伝達に関与しない。したがって、第2速用ギヤ対18のギヤ比で決まる固定変速比である第2速が設定される。
The
以下、同様にして、第3速は第2シンクロ23のスリーブを図1の右側に移動させて第3速駆動ギヤ19Aを第2中間軸10に連結し、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、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はOFF状態にする。したがって、第3速用ギヤ対19を介して出力軸16に動力が伝達され、固定変速比である第3速が設定される。また、第4速は第3シンクロ24のスリーブを図1の右側に移動させて第4速駆動ギヤ17Aを第1中間軸8に連結し、また第1ポンプモータ12の押出容積を最大にすることにより、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23,25はOFF状態にする。したがって、第4速用ギヤ対17を介して出力軸16に動力が伝達され、固定変速比である第4速が設定される。
Similarly, the third speed is achieved by moving the sleeve of the
これら、第2速ないし第4速のそれぞれの固定変速比の間の状態でも、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を最大もしくは最大に近い所定値以上に設定することが可能であり、その場合も伝達効率が極大値を示し、かつ各固定変速比の中間の値の変速比を設定することができる。図7は、各固定変速比およびその中間の変速比での伝達効率と流体による動力の伝達割合を示している。この図7に「★」を付してある点での伝達効率が固定変速比の中間の変速比における伝達効率である。この発明に係る変速比制御装置は、これを利用して、固定変速比からの1段のアップシフトもしくはダウンシフトの変速操作によって、固定変速比同士の間の変速比を設定するようになっている。具体的には、アップシフト側もしくはダウンシフト側にシンクロ22,23,24を動作させておき、その状態が各ポンプモータ12,13の押出容積をそれぞれ最大もしくは最大に近い所定値以上に制御する。
Even in the state between these fixed speed ratios of the second speed to the fourth speed, the extrusion volumes q1 and q2 of the
さらに、後進段について説明すると、シフト装置44によってリバースポジションが選択された場合には、第1シンクロ22のスリーブ22が図1の左側に移動させられ、またRシンクロ25のスリーブが図1の右側に移動させられ、さらに他のシンクロ23,24がOFF状態に設定される。したがって、Rシンクロ25によって第2中間軸10とモータ軸11とが連結されることにより、第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sとキャリヤ4Cとが連結されて第2遊星歯車機構4の全体が実質的に一体化される。また、発進駆動ギヤ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
したがって、動力源1から第2遊星歯車機構4に伝達された動力がそのまま第2ポンプモータ13に伝達されてこれが駆動され、第2ポンプモータ13によって油圧が発生する。なお、第2シンクロ23がOFF状態であるから、第2遊星歯車機構4あるいは第2中間軸10から出力軸16に動力が伝達されることはない。一方、第1ポンプモータ12の押出容積がゼロより大きい容積、例えば最大容積に制御される。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、後進段では、油圧を介した動力の伝達が生じ、これを図2では、第1ポンプモータ12について「油圧回収」と記し、第2ポンプモータ13について「油圧発生」と記してある。
Therefore, the power transmitted from the
上記のように、図1に示す変速機を対象とするこの発明に係る変速比制御装置では、ギヤ対で決まる固定変速比の中間の変速比のうち、動力伝達効率が極大値もしくはこれに近い値を示す変速比を、手動操作に基づいて指示する変速比(もしくは変速段)として設定する。したがって、上記の具体例では、各ギヤ対17,18,19,20に応じて決まるいわゆる固定変速比である第1速ないし第4速と、それぞれの中間の三つの変速比との合計7段の変速比を、手動操作によって選択し、設定することができる。そのため、設定可能な変速段の数に対して、必要とするギヤ対の数を少なくすることができるので、変速機の全体として構成をコンパクトなものとし、車載性や燃費を向上させることができる。また、固定変速比を設定しておくために特に動力を消費しないうえ、固定変速比の中間の値の変速比は、各ポンプモータ12,13の容積効率が最大もしくは最大に近い状態で設定するので、エネルギ効率を向上させ、ひいては車両の燃費を向上させることができる。
As described above, in the transmission ratio control apparatus according to the present invention for the transmission shown in FIG. 1, the power transmission efficiency is the maximum value or close to the intermediate transmission ratio of the fixed transmission ratio determined by the gear pair. The gear ratio indicating the value is set as a gear ratio (or gear position) that is instructed based on manual operation. Therefore, in the above specific example, the first to fourth speeds, which are so-called fixed speed ratios determined according to the respective gear pairs 17, 18, 19, and 20, and a total of seven speed ratios in the middle three speed ratios. The gear ratio can be selected and set by manual operation. Therefore, since the number of required gear pairs can be reduced with respect to the number of settable shift speeds, the overall configuration of the transmission can be made compact, and the in-vehicle performance and fuel efficiency can be improved. . Further, in order to set the fixed gear ratio, power is not particularly consumed, and the gear ratio having an intermediate value of the fixed gear ratio is set in a state where the volumetric efficiency of each of the
なお、上記の例は、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を共に最大もしくは最大に近い所定値以上に設定することにより、固定変速比の中間の変速比を設定する例であるが、図1に示す構成の変速機では、固定変速比からの変速を、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を共に変化させて実行することも可能である。その場合には、各押出容積q1,q2が共に最大もしくは最大に近い所定値以上になることはないので、固定変速比の中間の変速比は、以下のようにして設定する。
The above example is an example in which the intermediate transmission ratio of the fixed transmission ratio is set by setting the extrusion volumes q1 and q2 of the
すなわち、動力の伝達効率は、油路14,15における油圧や各ポンプモータ12,13の容積効率などに影響されるから、固定変速比同士の間での変速の過程で伝達効率が高低に変化する。その場合であっても、前述した図6もしくは図7に示す場合と同様に、その伝達効率が極大値を示す変速比が存在する。この変速比は、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2のいずれかが最大になって設定されるものではないが、各押出容積q1,q2をそれぞれゼロもしくは最小より大きい容積に設定して得られる変速比である。したがって、その変速比は各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2から一義的に決められない場合があるから、伝達効率が極大値を示す変速比および各ポンプモータ12,13の制御状態を実験的に求めて、これを固定変速比の中間の変速比として決めればよい。その場合、固定変速比の中間の状態における伝達効率の平均値より高い伝達効率を示す変速比としてもよい。こうした場合には、手動操作に基づく変速指示によって設定される変速比が、伝達効率が極大値を示す変速比から幾分ずれることがあるが、伝達効率の極大値に対する差は僅かであり、実用上問題となるものではない。
That is, since the power transmission efficiency is affected by the oil pressure in the
手動操作に基づく変速指示で設定される変速比を上記のように構成した場合であっても、各ポンプモータ12,13の押出容積q1,q2を最大もしくは最大に近い所定値以上に制御して変速比を設定する場合と同様に、エネルギ効率を向上させることができ、また必要とするギヤ対もしくは伝動機構の数を相対的に少なくすることができるので、全体としてコンパクトな変速機とすることができる。ひいては、車両の燃費を向上させることができる。
Even when the gear ratio set by the gear shift instruction based on manual operation is configured as described above, the extrusion volumes q1 and q2 of the
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、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。その場合であっても、各固定変速比の中間の変速比を手動操作に基づいて選択し、設定するように構成することができる。原理的には、固定変速比の数をnとした場合、(2n−1)の数の変速比を、エネルギ効率を特に損なうことなく、手動操作に基づいて設定するように構成することができる。また、各固定変速比の間の全てに、その中間の変速比(変速段)を設ける必要はなく、変速比同士のステップ幅などを考慮して適宜に変速比(変速段)を設けてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above specific example, and the fixed gear ratio may be greater than the fourth speed, or vice versa. Even in this case, it is possible to select and set an intermediate gear ratio between the fixed gear ratios based on a manual operation. In principle, when the number of fixed gear ratios is n, the number (2n-1) of gear ratios can be set based on manual operation without particularly impairing energy efficiency. . Further, it is not necessary to provide an intermediate gear ratio (gear) between all the fixed gear ratios, and a gear ratio (gear) may be appropriately provided in consideration of a step width between the gear ratios. Good.
また、この発明で対象とする変速機は、流体圧ポンプモータのケーシングとロータとのそれぞれを入力側と出力側との回転部材に連結して、流体圧ポンプモータ自体に差動機能を行わせるように構成してもよく、その場合には前述した差動機構としての遊星歯車機構を省くことができる。さらに、上記の具体例では、この発明の回転軸に相当する中間軸を二本設けた構成を示したが、この発明では回転軸を三本以上設け、それに併せて流体圧ポンプモータの数を増やしてもよい。 Further, the transmission targeted by the present invention connects the casing and the rotor of the fluid pressure pump motor to the rotating members on the input side and the output side, respectively, so that the fluid pressure pump motor itself performs a differential function. In this case, the planetary gear mechanism as the differential mechanism described above can be omitted. Furthermore, in the above specific example, a configuration in which two intermediate shafts corresponding to the rotary shaft of the present invention are provided is shown. However, in the present invention, three or more rotary shafts are provided, and the number of fluid pressure pump motors is increased accordingly. May increase.
またさらに、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。そして、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。そしてまた、動力源は一方の差動機構に直接連結する替わりに、前述したカウンタギヤ対のアイドルギヤに連結してもよい。なおまた、この発明における変速指示手段は、前述したいわゆるレバータイプのものに限らず、スイッチによって構成されていてもよい。 Furthermore, 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 differential gear mechanism of another configuration is used. You can also Further, the power source may be connected to the idle gear of the counter gear pair described above instead of being directly connected to one of the differential mechanisms. In addition, the shift instruction means in the present invention is not limited to the so-called lever type described above, and may be constituted by a switch.
一方、流体圧ポンプモータの押出容積を最大もしくは最大に近い所定値以上に設定するためのソレノイドバルブなどのアクチュエータとして、電流を遮断してその押出容積を維持するタイプのものを使用することができる。このようにすれば、固定変速比の中間の変速比を維持する場合にもエネルギの消費がなくなり、もしくは少なくなるので、燃費の向上に有利になる。 On the other hand, as an actuator such as a solenoid valve for setting the extrusion volume of the fluid pressure pump motor to a maximum or a predetermined value close to the maximum, an actuator that cuts off the current and maintains the extrusion volume can be used. . In this way, energy consumption is eliminated or reduced even when a gear ratio intermediate between the fixed gear ratios is maintained, which is advantageous in improving fuel consumption.
1…動力源(E/G)、 2…入力部材、 3…第1遊星歯車機構、 4…第2遊星歯車機構、 8…第1中間軸、 9…モータ軸、 10…第2中間軸、 11…モータ軸、 12…可変容量型ポンプモータ(第1ポンプモータ)、 13…可変容量型ポンプモータ(第2ポンプモータ)、 14,15…油路、 16…出力軸、 17,18,19,20…ギヤ対、 22…第1のシンクロナイザー(第1シンクロ)、 23…第2のシンクロナイザー(第2シンクロ)、 24…第3のシンクロナイザー(第3シンクロ)、 43…電子制御装置(ECU)、 44…シフト装置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記各回転軸毎に設けられ、押出容積を有するように制御されることにより前記回転軸にトルクが現れる、押出容積を変更可能でかつモータとして機能することの可能な流体圧ポンプモータと、
前記各流体圧ポンプモータ同士を連通させ、いずれかの流体圧ポンプモータで発生した流体圧を他の流体圧ポンプモータに供給して該他の流体圧ポンプモータをモータとして機能させる流体圧回路と、
アップシフトおよびダウンシフトの変速指示を選択的に行う変速指示手段と、
前記いずれか一つの流体圧ポンプモータの押出容積を最大に近い所定値以上にするとともにその回転を止めかつ他の流体圧ポンプモータの押出容積を最小に近い所定値以下にして該他の流体圧ポンプモータに対応している前記回転軸のトルクが所定値以下となることにより設定される変速比と、いずれか二つの前記伝動機構のそれぞれで決まる変速比の間の値となる変速比であって少なくとも二つの流体圧ポンプモータそれぞれの押出容積を最大に近い所定値以上にして設定される変速比とを、前記変速指示手段による指示に応じて設定する変速比制御手段と
を備えていることを特徴とする変速機の変速比制御装置。 A plurality of rotating shafts selectively transmitting power from a power source, an output member that outputs the power transmitted from these rotating shafts, and a plurality of shafts disposed between each rotating shaft and the output member In a transmission gear ratio control device having a transmission mechanism and a clutch mechanism that selectively enables transmission of power between each rotary shaft and the output member via the transmission mechanism,
A fluid pressure pump motor that is provided for each of the rotating shafts, and that is controlled to have an extrusion volume so that torque appears on the rotating shaft, the extrusion volume can be changed and the motor can function as a motor;
A fluid pressure circuit that causes the fluid pressure pump motors to communicate with each other, supplies fluid pressure generated by one of the fluid pressure pump motors to another fluid pressure pump motor, and functions the other fluid pressure pump motor as a motor; ,
Shift instruction means for selectively giving upshift and downshift instructions;
The extrusion pressure of any one of the fluid pressure pump motors is set to a predetermined value close to the maximum value or more, the rotation is stopped, and the extrusion volume of the other fluid pressure pump motors is set to a predetermined value close to the minimum value or less to reduce the other fluid pressure. This is a gear ratio that is a value between the gear ratio set when the torque of the rotating shaft corresponding to the pump motor becomes a predetermined value or less and the gear ratio determined by each of the two transmission mechanisms. And a gear ratio control means for setting a gear ratio set by setting the extrusion volumes of each of the at least two fluid pressure pump motors to a predetermined value close to the maximum or more according to an instruction from the gear shift instruction means. A transmission ratio control device for a transmission.
前記各回転軸毎に設けられ、押出容積を有するように制御されることにより前記回転軸にトルクが現れる、押出容積を変更可能でかつモータとして機能することの可能な流体圧ポンプモータと、
前記各流体圧ポンプモータ同士を連通させ、いずれかの流体圧ポンプモータで発生した流体圧を他の流体圧ポンプモータに供給して該他の流体圧ポンプモータをモータとして機能させる流体圧回路と、
アップシフトおよびダウンシフトの変速指示を選択的に行う変速指示手段と、
前記いずれか一つの流体圧ポンプモータの押出容積を最大に近い所定値以上にするとともにその回転を止めかつ他の流体圧ポンプモータの押出容積を最小に近い所定値以下にして該他の流体圧ポンプモータに対応している前記回転軸のトルクが所定値以下となることにより設定される変速比と、いずれか二つの前記伝動機構のそれぞれで決まる変速比の間の値となる変速比であって少なくとも二つの流体圧ポンプモータそれぞれの押出容積をゼロより大きく設定しかつ動力伝達効率が極大値もしくは極大値に近い値となる変速比とを、前記変速指示手段による指示に応じて設定する変速比制御手段と
を備えていることを特徴とする変速機の変速比制御装置。 A plurality of rotating shafts selectively transmitting power from a power source, an output member that outputs the power transmitted from these rotating shafts, and a plurality of shafts disposed between each rotating shaft and the output member In a transmission gear ratio control device having a transmission mechanism and a clutch mechanism that selectively enables transmission of power between each rotary shaft and the output member via the transmission mechanism,
A fluid pressure pump motor that is provided for each of the rotating shafts, and that is controlled to have an extrusion volume so that torque appears on the rotating shaft, the extrusion volume can be changed and the motor can function as a motor;
A fluid pressure circuit that causes the fluid pressure pump motors to communicate with each other, supplies fluid pressure generated by one of the fluid pressure pump motors to another fluid pressure pump motor, and functions the other fluid pressure pump motor as a motor; ,
Shift instruction means for selectively giving upshift and downshift instructions;
The extrusion pressure of any one of the fluid pressure pump motors is set to a predetermined value close to the maximum value or more, the rotation is stopped, and the extrusion volume of the other fluid pressure pump motors is set to a predetermined value close to the minimum value or less to reduce the other fluid pressure. This is a gear ratio that is a value between the gear ratio set when the torque of the rotating shaft corresponding to the pump motor becomes a predetermined value or less and the gear ratio determined by each of the two transmission mechanisms. A gear ratio that sets the extrusion volume of each of the at least two fluid pressure pump motors to be larger than zero and sets the gear ratio at which the power transmission efficiency becomes a maximum value or a value close to the maximum value in accordance with an instruction from the shift instruction means. A transmission ratio control device for a transmission, comprising: a ratio control means.
各差動機構は、前記動力源から動力が伝達される入力要素と、前記回転軸が連結された出力要素と、前記流体圧ポンプモータが連結された反力要素とを有し、これら入力要素と出力要素と反力要素とで差動作用を行うように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変速機の変速比制御装置。 A plurality of differential mechanisms provided for each of the rotating shafts;
Each differential mechanism has an input element to which power is transmitted from the power source, an output element to which the rotary shaft is connected, and a reaction force element to which the fluid pressure pump motor is connected. 4. The transmission gear ratio control device according to claim 1, wherein the output element and the reaction force element are configured to perform a differential action.
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