JP2009079704A - Controller for variable displacement fluid pressure pump motor type transmission - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、動力の伝達状態を可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積に応じて変更できる少なくとも2つの動力伝達経路を備え、それらの押出容積を最大および最小ならびにその中間の値に設定することにより適宜に変速することのできる可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機に関し、特にその制御装置に関するものである。 The present invention has at least two power transmission paths capable of changing the power transmission state according to the extrusion volume of the variable displacement fluid pressure pump motor, and sets the extrusion volume to the maximum and minimum values and to an intermediate value therebetween. In particular, the present invention relates to a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission that can change gears as appropriate, and more particularly to a control device thereof.
この種の変速機が特許文献1に記載されている。その構成を簡単に説明すると、一対の遊星歯車機構のそれぞれにおける反力要素に可変容量型流体圧ポンプモータが連結され、各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士、および吸入口同士が互いに連結されて閉回路が形成されている。また、各遊星歯車機構における入力要素にはエンジンなどの動力源が出力した動力が入力されるように構成されている。さらに、各遊星歯車機構の出力要素と一体の中間軸上には、いわゆる固定変速段もしくは固定変速比を設定するための駆動ギヤが配置され、それぞれの駆動ギヤに噛み合っている従動ギヤが出力軸上に配置されている。そして、これらの駆動ギヤと従動ギヤとからなる各ギヤ対をトルクの伝達可能な状態とトルクを伝達しない状態とに切り替える切替機構として同期連結機構(いわゆるシンクロ)が設けられている。
This type of transmission is described in
したがって、いずれかの可変容量型流体圧ポンプモータをロックして前記反力要素を固定すれば、動力源が出力した動力が、その反力要素を有する遊星歯車機構を介して一方の中間軸に伝達され、さらにその中間軸に対してシンクロによって連結されているギヤ対を介して出力軸に動力が伝達される。その場合の変速比は、動力の伝達に関与している前記ギヤ対のギヤ比に応じた変速比となる。 Therefore, if one of the variable displacement fluid pressure pump motors is locked and the reaction force element is fixed, the power output from the power source is transferred to one intermediate shaft via the planetary gear mechanism having the reaction force element. Further, power is transmitted to the output shaft via a gear pair that is connected to the intermediate shaft by synchronization. In this case, the gear ratio is a gear ratio according to the gear ratio of the gear pair involved in power transmission.
この場合の可変容量型流体圧ポンプモータのロックは、他方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロすなわち最小にすることにより設定される。すなわち、各流体圧ポンプモータは閉回路によって連通されているので、他方の流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにすれば、圧力流体の流動が生じなくなるので、一方の流体圧ポンプモータの押出容積を最大にするなど、ゼロより大きい押出容積とすることにより、その一方の流体圧ポンプモータがロックされ、その回転が阻止される。 The lock of the variable displacement fluid pressure pump motor in this case is set by making the extrusion volume of the other variable displacement fluid pressure pump motor zero, that is, minimum. That is, since each fluid pressure pump motor is connected by a closed circuit, if the extrusion volume of the other fluid pressure pump motor is reduced to zero, the flow of pressure fluid does not occur. Therefore, the extrusion volume of one fluid pressure pump motor By setting the extrusion volume to be greater than zero, such as maximizing, one of the hydraulic pump motors is locked and prevented from rotating.
また、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロより大きくするとともに、一方の可変容量型流体圧ポンプモータ側のシンクロによって所定のギヤ対をトルク伝達可能な状態とし、かつ他方の可変容量型流体圧ポンプモータ側のシンクロによって他のギヤ対をトルク伝達可能な状態にすると、各ギヤ対のギヤ比に応じて決まる変速比の中間の値の変速比が設定される。すなわち、一方の可変容量型流体圧ポンプモータが圧力流体を発生させ、これが他方の可変容量型流体圧ポンプモータに供給されてこれがモータとして動作し、その動力が他方のギヤ対を介して出力軸に伝達される。その結果、出力軸には、このような流体を介して伝達された動力と、一方の可変容量型流体圧ポンプモータを介して機械的に伝達された動力とを合成した動力が現れる。そのうちの流体を介した動力は、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を連続的に変化させることにより連続的に変化させることが可能であるから、結局、変速機の全体としての変速比を連続的に、すなわち無段階に設定することができる。 In addition, the displacement volume of each variable displacement fluid pressure pump motor is set to be larger than zero, the predetermined gear pair is set in a state where torque can be transmitted by synchronization on one variable displacement fluid pressure pump motor side, and the other variable displacement When the other gear pairs are allowed to transmit torque by synchronization on the mold fluid pressure pump motor side, a gear ratio that is an intermediate value of the gear ratio determined according to the gear ratio of each gear pair is set. That is, one variable displacement fluid pressure pump motor generates pressure fluid, which is supplied to the other variable displacement fluid pressure pump motor and operates as a motor, and the power is output to the output shaft via the other gear pair. Is transmitted to. As a result, power that is a combination of the power transmitted through such a fluid and the power mechanically transmitted through one variable displacement fluid pressure pump motor appears on the output shaft. The power through the fluid can be continuously changed by continuously changing the extrusion volume of each variable displacement fluid pressure pump motor. Can be set continuously, i.e. steplessly.
また従来、機械式の伝動機構と油圧式の伝動機構とを並列に配置した構成の装置が特許文献2に記載されている。この装置は、メカニカルトランスミッションとハイドロスタティックトランスミッションとを、エンジンと駆動輪との間に並列に設けた構成であって、減速時にハイドロスタティックトランスミッションで生じる油圧を蓄圧するように構成されている。
Conventionally,
上記の特許文献1に記載されている変速機では、いずれかのギヤ対のギヤ比に応じた変速比、すなわち固定変速段(固定変速比)を越えて(あるいは経由して)変速する場合、シンクロを切り替え動作させることにより、動力の伝達に関与するギヤ対を変更することになる。より具体的には、一方の中間軸側のシンクロをいわゆる係合状態に維持したまま、他方の中間軸側のシンクロをニュートラル位置に移動させ、かつ他のギヤ対側に移動させてそのギヤによって動力を伝達するいわゆる係合状態に切り替える。その切り替えの過程では、一旦、固定変速段を設定し、その状態でトルクの伝達に関与していない方のシンクロを切り替えることになる。すなわち、押出容積がゼロの可変容量型流体圧ポンプモータに繋がっているシンクロを切り替え動作させることになる。そして、シンクロの切り替え動作が完了した段階で、押出容積がゼロになっていた方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積が目標変速比に基づいて制御される。
In the transmission described in the above-mentioned
すなわち、固定変速段を越えて変速する場合は、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴うことになり、そのシンクロの切り替えが完了するまでの間は変速比が固定変速段で固定された状態すなわち変速しない状態になる。したがって、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴う変速すなわち固定変速段を跨ぐ変速は、固定変速段で変速比の変化が停滞してしまう分、シンクロの切り替え動作を伴わない連続的な変速すなわち各固定変速段の間での無段変速と比較して変速時間が長くなってしまう。そのため、特に、急発進や急加速の際に実行されるダウンシフトやアップシフトなどの、変速比の迅速な変化が求められる急変速の際に、要求される変速速度を達成できなくなる可能性があった。また、各固定変速段の間での無段変速と固定変速段を跨ぐ変速とで変速速度が変化することに起因して、変速フィーリングに差異が生じ、その結果、運転者に違和感を与えてしまう可能性があった。 That is, when shifting beyond the fixed gear, the synchro switching operation is accompanied as described above, and the gear ratio is fixed at the fixed gear until the sync switching is completed. It will be in the state which does not shift. Therefore, as described above, the shift with the sync change operation, that is, the shift across the fixed shift step, is the continuous shift without the sync change operation, i.e., the change in the gear ratio at the fixed shift step. The shift time becomes longer compared to a continuously variable shift between fixed shift stages. For this reason, there is a possibility that the required shift speed may not be achieved, especially in the case of a sudden shift that requires a rapid change in the gear ratio, such as a downshift or an upshift that is executed at the time of sudden start or acceleration. there were. In addition, there is a difference in the shift feeling due to the change in the shift speed between the continuously variable shift between the fixed shift stages and the shift across the fixed shift stages. As a result, the driver feels uncomfortable. There was a possibility.
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、可変容量型流体圧ポンプモータを使用した変速機において、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速であっても、変速時間を短縮して迅速な変速を可能にし、またエネルギ効率の良好な変速を可能にする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 paying attention to the technical problem described above, and in a transmission using a variable displacement fluid pressure pump motor, even if the speed is changed over a fixed shift stage accompanied by a switching operation of a switching mechanism. An object of the present invention is to provide a control device that enables a quick shift by shortening the shift time, and enables a shift with good energy efficiency.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも2つの動力伝達経路と、それら各動力伝達経路を介して伝達されるトルクを押出容積に応じて変化させるように前記各動力伝達経路毎に設けられかついずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように吐出口同士および吸入口同士が相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第1伝動機構と、他方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第2伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記吐出口同士を連通している油路と前記吸入口同士を連通している油路とのうち前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロに設定されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされている状態で高圧となる油路に選択的に連通される蓄圧装置と、前記固定変速段を経由して変速比を急速に変化させる急変速状態を判定する急変速判定手段と、その急変速判定手段によって前記急変速状態が判定された場合に、前記高圧となる油路を前記蓄圧装置に一時的に連通させて蓄圧を行った後に前記高圧となる油路を低圧箇所に連通させる蓄圧制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
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、前記蓄圧制御手段は、前記蓄圧装置と前記高圧となる油路との間に介装された開閉弁機構と、前記高圧となる油路に接続され、リリーフ圧の制御可能なリリーフ弁と、前記急変速判定手段によって前記急変速状態が判定された場合に、前記開閉弁機構を一時的に開いて前記高圧となる油路を前記蓄圧装置に連通させて蓄圧を行った後に、前記開閉弁機構を閉じるとともに前記リリーフ弁のリリーフ圧を低下させて前記高圧となる油路から排圧する弁制御手段とを含むことを特徴とする可変容量型流体圧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, the pressure accumulation control means includes an on-off valve mechanism interposed between the pressure accumulation device and the high pressure oil passage, and the high pressure oil. A relief valve that is connected to a passage and is capable of controlling a relief pressure, and an oil passage that temporarily opens the on-off valve mechanism when the sudden shift state is determined by the sudden shift determining means, And a valve control means for closing the on-off valve mechanism and reducing the relief pressure of the relief valve to exhaust pressure from the oil passage that is at a high pressure after accumulating pressure by communicating with the accumulator. It is a control apparatus of a displacement type fluid pressure pump motor type transmission.
さらに、請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記蓄圧装置の圧力を検出する圧力センサを更に備え、前記弁制御手段は、前記圧力センサで検出された圧力が予め定めた基準圧力以上の場合に前記開閉弁機構を閉状態に維持したまま前記リリーフ弁のリリーフ圧を低下させて前記高圧となる油路から排圧する手段とを含むことを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置である。
Further, the invention of
そして、請求項4の発明は、請求項2の発明において、前記各油路の圧力差を判定する差圧判定手段を更に備え、前記弁制御手段は、前記開閉弁機構を開操作した後、前記差圧判定手段で判定された差圧が予め定めた基準差圧以下の場合に前記開閉弁機構を閉操作する手段を含むことを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置である。
The invention of claim 4 is the invention of
請求項1の発明によれば、固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわちいずれかの切替機構の切り替え動作を伴う変速を実行する場合、その変速がいわゆる急変速であれば、各ポンプモータの間の高圧の油路が一時的に蓄圧装置に連通させられる。そのため、該油路から蓄圧装置に圧力流体が流れ込んで蓄圧され、また同時に前記油路の圧力が低下する。こうして蓄圧された後、前記油路がドレイン箇所やオイルパンなどの低圧箇所に連通させられ、前記油路から実質的に排圧される。その結果、オイルポンプが急速にトルク容量を失って切り替え動作させるべき切替機構に作用していたトルクが急速に低下するので、その切替機構を迅速に切り替えることができる。その結果、固定変速段を跨いで変速比を変化させる変速であっても、その変速時間を短縮して、固定変速段を跨がない無段変速に対する変速速度の低下を回避もしくは抑制し、違和感のないスムーズな変速を実行することができる。また、前記油路の圧力流体を蓄圧装置に溜めることができるので、エネルギを回収して有効利用でき、全体としてのエネルギ効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the gear ratio is changed across the fixed gear stages, that is, when a gear shift involving a switching operation of any one of the switching mechanisms is performed, if the gear shift is a so-called sudden gear shift, A high-pressure oil passage between the pump motor is temporarily connected to the pressure accumulator. Therefore, the pressure fluid flows from the oil passage into the pressure accumulator and accumulates pressure, and at the same time, the pressure in the oil passage decreases. After accumulating in this way, the oil passage is brought into communication with a low-pressure location such as a drain location or an oil pan, and is substantially discharged from the oil passage. As a result, the torque acting on the switching mechanism that the oil pump rapidly loses the torque capacity and should be switched is rapidly reduced, so that the switching mechanism can be switched quickly. As a result, even for a shift that changes the gear ratio across the fixed gear, the shift time is shortened, and a decrease in the shift speed relative to a continuously variable gear that does not cross the fixed gear is avoided or suppressed. Smooth shifts without any problems can be executed. Further, since the pressure fluid in the oil passage can be stored in the pressure accumulator, energy can be recovered and effectively used, and the energy efficiency as a whole can be improved.
また、請求項2の発明によれば、上述した急変速の場合、開閉弁機構が一旦開弁して蓄圧装置に高圧の圧力流体を供給して蓄圧を行うとともに、その開閉弁が閉じた後に、リリーフ弁の設定圧力が低下させられて、前記油路の圧力が低下させられる。したがって、請求項1の発明と同様に、固定変速段を経由する急変速の場合に、エネルギ効率が良く、しかもスムースかつ迅速に変速を実行することができる。しかも、前記ポンプモータに過大な圧力が作用することを回避するためのリリーフ弁を使用して前記油路の排圧を行うことができるので、部品点数の増加を回避もしくは抑制することができる。 According to the second aspect of the present invention, in the case of the above-described sudden shift, the on-off valve mechanism is temporarily opened to supply high-pressure fluid to the pressure accumulator for accumulating, and after the on-off valve is closed. Then, the set pressure of the relief valve is lowered, and the pressure of the oil passage is lowered. Therefore, as in the first aspect of the invention, in the case of a sudden shift via a fixed shift stage, the shift can be executed smoothly and quickly with good energy efficiency. In addition, since the oil passage can be discharged using a relief valve for avoiding an excessive pressure from acting on the pump motor, an increase in the number of parts can be avoided or suppressed.
さらに、請求項3の発明によれば、固定変速段を跨いで変速比を変化させる変速がいわゆる急変速の場合、蓄圧装置が既に高圧になっていれば、前記油路の圧力をリリーフ弁によって直ちに低下させるので、前記切替機構の切替動作を、より迅速化して要求に応じた急変速が可能になる。
Further, according to the invention of
そして、請求項4の発明によれば、蓄圧を行った結果、各ポンプモータを連通している各油路の差圧がゼロになるなど所定の低圧になると、開閉弁機構が閉じられるとともにリリーフ弁によって前記油路の圧力が低下させられるので、開閉弁機構の閉弁の遅れを回避して、変速を迅速化することができる。 According to the invention of claim 4, as a result of accumulating pressure, when the differential pressure of each oil passage communicating with each pump motor becomes a predetermined low pressure such as zero, the on-off valve mechanism is closed and the relief is performed. Since the pressure of the oil passage is lowered by the valve, the delay of closing the on-off valve mechanism can be avoided and the speed change can be speeded up.
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可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機について説明すると、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、少なくとも2つの動力伝達経路を備えており、それら両方の動力伝達経路を介して、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。 Next, the present invention will be described based on specific examples. First, the variable displacement fluid pressure pump motor type transmission targeted in the present invention will be described. The variable displacement fluid pressure pump motor transmission targeted in the present invention has at least two power transmission paths. The torque is transmitted from the power source to the output member via both power transmission paths, and as a result, the speed ratio, which is the ratio of the rotational speeds of the power source and the output member, is continuously changed. It is a transmission that can.
より具体的には、各動力伝達経路は、ポンプおよびモータのそれぞれとして機能する可変容量型流体圧ポンプモータを備えており、こ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流体圧ポンプモータが圧力流体を相互に授受できるように連通されている。したがって、一方の可変容量型流体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、一方の可変容量型流体圧ポンプモータから他方の可変容量型流体圧ポンプモータに圧力流体が供給されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがモータとして機能する。すなわち、圧力流体を介した動力伝達が並行して行われ、そのトルクが他方の動力伝達経路を介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、各動力伝達経路を介して伝達されるトルクの合計になり、しかも圧力流体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。 More specifically, each power transmission path includes a variable displacement fluid pressure pump motor that functions as a pump and a motor, respectively, and is configured to transmit torque according to the extrusion volume. The variable displacement fluid pressure pump motor is communicated with each other so as to exchange pressure fluid with each other. Therefore, when one of the variable displacement fluid pressure 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 fluid pressure pump motor to the other. Pressure fluid is supplied to the variable displacement fluid pressure pump motor, and the other variable displacement fluid pressure pump motor functions as a motor. That is, power transmission via the pressure fluid is performed in parallel, and the torque is transmitted to the output member via the other power transmission path. As a result, the torque transmitted to the output member is the sum of the torque transmitted through each power transmission path, and the torque transmitted through the pressure fluid changes according to each extrusion volume. Eventually, the gear ratio changes continuously.
各動力伝達経路は、それぞれ互いに変速比の異なるギヤ対や巻き掛け伝動装置などの伝動機構を備えることができ、一方の動力伝達経路のみを介し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、その動力伝達経路における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段と称すると、固定変速段を設定している状態では、圧力流体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、効率の良い伝動状態となる。なお、いずれかの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 path can be provided with a transmission mechanism such as a gear pair or a winding transmission device having different gear ratios, and when transmitting torque to the output member only through one power transmission path, The speed ratio of the entire machine is determined by the speed ratio of the transmission mechanism in the power transmission path. If such a gear ratio is referred to as a fixed gear, the transmission of power via the pressure fluid does not occur in the state where the fixed gear is set. It becomes. Note that a switching mechanism such as a clutch mechanism is preferably included in each transmission mechanism so that only one of the transmission mechanisms is involved in torque transmission, or between the power source or output member and the transmission mechanism. It is preferable to provide a switching mechanism.
この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、圧力流体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、可変容量型流体圧ポンプモータは、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流体圧ポンプモータを用いる構成とすることもできる。 Since the variable displacement fluid pressure pump motor type transmission targeted by the present invention is configured to transmit power via pressure fluid, the speed ratio is set by mechanical power transmission as described above. It is preferable that it is configured as a hydrostatic mechanical transmission (HMT) having a function. The mechanical transmission portion can be appropriately configured as necessary, and a mechanism configured to select a gear pair that is always meshed by a clutch mechanism or a synchronous coupling mechanism, or a plurality of planetary gear mechanisms or compound planetary gears. A configuration in which a plurality of gear ratios can be set by a mechanism can be employed. Further, the variable displacement fluid pressure pump motor may be configured to use a variable displacement fluid pressure pump motor as the reaction force means, in addition to the structure in which the variable displacement fluid pressure pump motor is interposed in series between the power source and the output member.
つぎに、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の構成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TMとして構成した例であり、差動機構を動力分配機構として使用するとともに、伝動機構として複数のギヤ対を使用している。したがって、可変容量型流体圧ポンプモータが反力機構となっている例であって、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、図1において、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 configuration of the variable displacement fluid pressure pump motor type transmission targeted in the present invention will be described based on a specific example. The example shown in FIG. 1 is an example configured as a transmission TM for a vehicle, and uses a differential mechanism as a power distribution mechanism and a plurality of gear pairs as a transmission mechanism. Therefore, the variable displacement fluid pressure pump motor is an example of a reaction force mechanism, and four forward speeds and one reverse speed are set as so-called fixed shift speeds that can be set by transmitting torque without passing through fluid. This is an example of the configuration. That is, in FIG. 1, an
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。以下の説明では、動力源1として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはLPGエンジンなどのエンジン1を使用した例を説明する。また、このエンジン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を介在させてもよい。
The
第1遊星歯車機構3は、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、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1遊星歯車機構3におけるリングギヤ3Rに入力部材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が噛み合っていて、さら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。
A counter drive gear 5 is attached to the
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、そのキャリア4Cが出力要素となっており、そのキャリア4Cに第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 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すなわち押出容積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、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すなわち押出容積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(吸入口)12S,13S同士が、油路14によって連通され、また吐出ポート(吐出口)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、第1中間軸8には、第1遊星歯車機構3側から順に、この発明の第1伝動機構に相当する、第4速ギヤ対17の第4速駆動ギヤ17Aと、第2速ギヤ対18の第2速駆動ギヤ18Aとが配置されており、それら第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させられている。その第4速駆動ギヤ17Aに噛み合っている第4速ギヤ対17の第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速ギヤ対18の第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。
Specifically, the first intermediate shaft 8 includes, in order from the first
一方、第2中間軸にも、第2遊星歯車機構4側から順に、この発明の第2伝動機構に相当する、第3速ギヤ対19の第3速駆動ギヤ19Aと、第1速ギヤ対20の第1速駆動ギヤ20Aとが配置されている。第3速駆動ギヤ19Aは上記の第4速従動ギヤ17Bに噛み合っていて、第1速駆動ギヤ20Aは上記の第2速従動ギヤ18Bに噛み合っている。そして、それら第3速駆動ギヤ19Aと第1速駆動ギヤ20Aとは第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速ギヤ対19の第3速従動ギヤ19Bを兼ねており、また第2速従動ギヤ18Bが第1速ギヤ対20の第1速従動ギヤ20B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。
On the other hand, also on the second intermediate shaft, in order from the second planetary gear mechanism 4 side, 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との間で選択的にトルク伝達可能な状態とするための機構、すなわちこの発明の切替機構に相当する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 mechanism for allowing each of the gear pairs 17, 18, 19, 20, and 21 described above to selectively 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。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、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、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 intermediate shaft 8, a third synchronizer (hereinafter referred to as a third synchronizer) 24 is provided 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。
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
このように、図1に示す可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機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。すなわち、エンジン1から第1中間軸8もしくはモータ軸9を経由して出力軸16に至る動力伝達経路と、エンジン1から第2中間軸10もしくはモータ軸11を経由して出力軸16に至る動力伝達経路との、エンジン1と出力軸16との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を、各シンクロ22,23,24,25の切り替え動作によって選択的に設定可能な2つの動力伝達経路が構成されている。そして、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装置などの伝動手段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, in the variable displacement fluid pressure pump motor type transmission TM shown in FIG. 1, 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の回転数を検出する入力回転数センサ29、車軸28の回転数を検出する出力回転数センサ30、第1ポンプモータ12の回転数を検出する回転数センサ31、第2ポンプモータ13の回転数を検出する回転数センサ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)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33の吐出口は、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、第1リリーフ弁38が設けられている。すなわち、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第1リリーフ弁38が設けられている。この第1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。言い換えれば、第1リリーフ弁38は、油路14の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
Further, a
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、第2リリーフ弁39が設けられている。すなわち、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第2リリーフ弁39が設けられている。この第2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。言い換えれば、第2リリーフ弁39は、油路15の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
A
そして、これら各リリーフ弁38,39は、それぞれ、設定圧(すなわちリリーフ圧)をゼロを含む所定の圧力に調圧することができ、前記の各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減(トルクをゼロにすることも含む)することが可能な構成となっている。
Each of the
したがって、いずれかのリリーフ弁38(もしくは39)のリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁38(もしくは39)が設けられている側の油路14(もしくは15)の油圧をゼロにして、ポンプモータ12(もしくは13)をフリーの状態、すなわちニュートラルの状態にすることができる。言い換えると、リリーフ弁38(もしくは39)を制御してそのリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁38(もしくは39)が設けられている側のポンプモータ12(もしくは13)を、その押出容積がゼロより大きい容積に制御されている場合であっても、出力軸16に対して動力の伝達に関与しない状態にすることができる。
Therefore, by reducing the relief pressure of any relief valve 38 (or 39) to zero, the oil pressure of the oil passage 14 (or 15) on the side where the relief valve 38 (or 39) is provided is made zero. The pump motor 12 (or 13) can be brought into a free state, that is, a neutral state. In other words, by controlling the relief valve 38 (or 39) to reduce the relief pressure to zero, the pump motor 12 (or 13) on the side where the relief valve 38 (or 39) is provided is pushed out. Even when the volume is controlled to be greater than zero, the
さらに、エネルギを回収するための機構が設けられている。すなわち、エンジン1が動力を出力しているいわゆるパワーオン状態で高圧となる油路14に、入力側オン・オフ弁40を介して蓄圧装置41が連通されている。この蓄圧装置41は圧油を封入できるボンベ(もしくはタンク)を主体とするものであって、必要に応じてその内容積を弾性的に減じて内圧を相対的に高くするように構成され、そのために例えば所定圧力のガスが封入されている。そして、この蓄圧装置41と入力側オン・オフ弁40との間には、入力側オン・オフ弁40から蓄圧装置41に向けた圧油の流動のみを許容する逆止弁42が介装されている。さらに、蓄圧装置41に蓄えられた圧油の圧力を検出して信号を出力する圧力センサ43が設けられている。
Furthermore, a mechanism for recovering energy is provided. In other words, a
また、蓄圧装置41と逆止弁42との間から分岐して出力側オン・オフ弁44が連通されており、この出力側オン・オフ弁44を介して蓄圧装置41から制御回路45に圧油を選択的に供給するように構成されている。なお、各オン・オフ弁40,44は電気信号によって動作することにより、開状態と閉状態とに切り替わるいわゆる電磁弁であり、この発明における開閉弁機構を構成している。また、制御回路45は、前述した各ポンプモータ12,13の押出容積や各シンクロ22,23,24,25を動作させるためのアクチュエータ(図示せず)、さらには各リリーフ弁38,39のリリーフ圧や潤滑油などを制御するためのものであって、蓄圧装置41の油圧や図示しないポンプで汲み上げた油圧を元圧として各部の油圧を制御するように構成されている。さらにまた、前記各油路14,15の圧力を検出して信号を出力する油圧センサ46,47が設けられている。
In addition, an output-side on / off
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の切り替え動作あるいは各リリーフ弁38,39のリリーフ圧など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)48が設けられている。この電子制御装置48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動作部材のストロークなど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
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「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 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
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、それらの押出容積(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、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ア4Cと出力軸16とが連結される。すなわち、固定変速段である第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の動力によって駆動されてポンプとして機能する。すなわち、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「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、固定変速段である第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q1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、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段が設定される。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 rotation speed of the
固定変速段である第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 stage, the sleeve of the
この状態で、第1ポンプモータ12の押出容積q1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q1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、および各固定変速段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 q1 of the
固定変速段である第1速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。
In the state where the first speed, which is a fixed speed, is set, the extrusion volume q1 of the
こうして第1ポンプモータ12の押出容積q1が最大になると、各ポンプモータ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、固定変速段である第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
第1ポンプモータ12の押出容積q1がほぼ最大になりその回転が停止し、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から第1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段である第2速が設定される。
When the extrusion volume q1 of 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q2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がOFF状態に設定される。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、固定変速段である第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q1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がOFF状態に設定される。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、固定変速段である第4速が設定される。
Similarly, the third speed is achieved by moving the sleeve of the
さらに、後進段について説明すると、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, the sleeve of 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q1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 motive power transmitted from the
上述した可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機TMを対象とするこの発明に係る制御装置は、固定変速段を跨ぐ変速、すなわちシンクロの切り替え動作を伴う変速であっても、変速速度の低下を防止し、違和感のないスムーズな変速を可能にするために、以下に示す制御を実行するように構成されている。その制御例を以下に説明する。 The control device according to the present invention for the variable displacement fluid pressure pump motor type transmission TM described above reduces the shift speed even in the case of a shift over a fixed shift stage, that is, a shift with a sync switching operation. In order to prevent and enable smooth shifting without a sense of incongruity, the following control is executed. An example of the control will be described below.
図3は、この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。また、ここでは、第2速固定変速段を跨いだダウンシフト、すなわち第2ポンプモータ13側の第2シンクロ23を第3速ギヤ対19から第1速ギヤ対20へ切り替える変速を例に挙げて説明する。
FIG. 3 is a flowchart for explaining an example of control by the control device of the present invention, and the routine shown in this flowchart is repeatedly executed every predetermined short time. In addition, here, as an example, a downshift across the second speed fixed shift stage, that is, a shift in which the
図3において、先ず、固定変速段を跨ぐ変速の変速要求の有無が判定される。具体的には、第2シンクロ23に対する切り替え要求があるか否かが判断される(ステップS1)。各シンクロ23,24の切り替えは、例えば、図4に示すように、目標変速比(変速比の指令値)が、シンクロ切り替え判断線を越えた場合に実行される。このシンクロ切り替え判断線は、第2速および第3速の固定変速段を跨ぐ変速毎に設定されていて、図4に示す例では、第2速固定変速段を跨ぐアップシフトの際に第2シンクロ23を第1速ギヤ対20から第3速ギヤ対19へ切り替える「1→3判断線」と、第2速固定変速段を跨ぐダウンシフトの際に第2シンクロ23を第3速ギヤ対19から第1速ギヤ対20へ切り替える「3→1判断線」と、第3速固定変速段を跨ぐアップシフトの際に第3シンクロ24を第2速ギヤ対18から第4速ギヤ対17へ切り替える「2→4判断線」と、第3速固定変速段を跨ぐダウンシフトの際に第3シンクロ24を第4速ギヤ対17から第2速ギヤ対18へ切り替える「4→2判断線」とが設定されている。なお、「1→3判断線」と「3→1判断線」との間、および、「2→4判断線」と「4→2判断線」との間には、制御のハンチングを防止するためにヒステリシスが設けられている。
In FIG. 3, first, it is determined whether or not there is a shift request for shifting over a fixed shift stage. Specifically, it is determined whether or not there is a switching request for the second synchro 23 (step S1). For example, as shown in FIG. 4, switching between the
このように、第2シンクロ23に対する切り替え要求の有無は、その時点の実際の変速比(すなわち実変速比)と目標変速比とに基づいて判断することができる。その第2シンクロ23に対して切り替え要求がないことにより、このステップS1で否定的に判断された場合は、以降の制御は行わずに、このルーチンを一旦終了する。
In this way, the presence / absence of a switching request for the
これに対して、第2シンクロ23に対して切り替え要求があったことにより、ステップS1で肯定的に判断された場合には、ステップS2へ進み、これから実行される変速が急ダウンシフトであるか否かが判断される。この制御における急変速(急ダウンシフト、急アップシフト)とは、変速比が大きく変化する変速を示していて、例えば、実変速比と目標変速比との差が所定値以上ある場合の変速のことである。これは、例えば、アクセルペダル(図示せず)の踏み込み角度(踏み込み量)に基づいて判断できる。
On the other hand, if a positive determination is made in step S1 due to a switching request to the
したがって、実行するべき変速が、急ダウンシフトであること、すなわち、実変速比と目標変速比との差が所定値以上となるダウンシフトであることにより、このステップS2で肯定的に判断された場合は、ステップS3へ進み、蓄圧装置41が高圧になっているか否かが判断される。この判断は蓄圧装置41に回収する余力があるか否か、すなわち前述した圧力センサ43で検出された蓄圧装置41内の圧力値が設計上設定した最高圧力値(仕様で定められている最高圧力値)か否かにより行うことができる。
Therefore, the shift to be executed is an abrupt downshift, that is, a downshift in which the difference between the actual gear ratio and the target gear ratio is equal to or greater than a predetermined value. In this case, the process proceeds to step S3, and it is determined whether or not the
蓄圧装置41が未だ低圧であって、ステップS3で否定的に判断された場合には、蓄圧装置41に圧力の回収余力があることになるので、前述したオン・オフ弁40,44が操作される(ステップS4)。これは、いわゆる蓄圧モードに切り替えるための操作であり、入力側オン・オフ弁40が開状態に切り替えられ、かつ出力側オン・オフ弁44が閉状態に設定される。すなわち、蓄圧装置41が圧力が高くなっている油路14に連通させられる。これは、図5のタイムチャートに示すT1時点での制御である。
If the
この状態で各油路14,15の圧力差(差圧)が判定される(ステップS5)。その差圧は、前述した油圧センサ46,47によって検出した圧力から求めることができる。そして、ステップS5の判定は、いわゆる高圧側の油路14における圧油が蓄圧装置41に送られて油路14の圧力が次第に低下し、それに伴う各油路14,15の差圧が予め定めた基準差圧以下になったか否かを判断するためのものである。より具体的には、差圧がゼロになったか否かが判定される。これは、判定のための基準差圧をゼロに近い値に設定しておき、その基準差圧と検出した差圧とを比較することにより行うことができる。
In this state, the pressure difference (differential pressure) between the
各油路14,15の差圧が基準差圧より大きいことによりステップS5で否定的に判断された場合には、油圧の回収を継続するために上記のステップS3に戻る。これに対して差圧がほぼゼロになるなど、基準差圧以下となってステップS5で肯定的に判断された場合には、ステップS6に進んで、いわゆる蓄圧モードを終了するように各オン・オフ弁40,44が操作される。具体的には、入力側オン・オフ弁40が閉じられる。これは、図5のタイムチャートに示すT2時点での制御である。その場合、制御回路45からの要求があるなどの油圧の供給条件が成立している場合には出力側オン・オフ弁44が開かれる。
If the negative pressure is determined in step S5 because the differential pressure in each of the
こうしていわゆる蓄圧モードが終了して油路14における高圧の圧油が蓄圧装置41に回収されると、これと同時(T2時点)に油路14の油圧を更に低下させる制御が実行される。すなわち、エンジン1が出力する動力で走行しているパワーオン状態で高圧となる前記油路14の油圧を、その最高圧を規定する第1リリーフ弁38によって低下させる。具体的には、第1リリーフ弁38のリリーフ圧(設定圧)をゼロにする指令が出力される(ステップS7)。逆回転している第2ポンプモータ13の吐出側の圧力を低下させてモータ軸11のトルクを低下させることにより、第2シンクロ23に作用している荷重を低下させるためである。
In this way, when the so-called pressure accumulation mode ends and high pressure oil in the
なお、前述したステップS3で肯定的に判断された場合、すなわち急変速の判断が成立した時点で蓄圧装置41が既に高圧になっている場合には、いわゆる蓄圧モードを実行せずに、直ちにステップS7に進んで、リリーフ圧が低下させられる。油圧の回収をできないので、直ちに第2シンクロ23の切り替えを可能にするためである。
If the determination in step S3 is affirmative, that is, if the
第1リリーフ弁38のリリーフ圧をゼロにする指令が出力されると、そのリリーフ圧がゼロになったか否かが判断される(ステップS8)。リリーフ圧がゼロになったか否かの判定は、例えば、リリーフ圧をゼロにする指令が出力された時点からの待ち時間Tlateを設定しておき、その待ち時間Tlateが経過したことによってリリーフ圧がゼロになったと判定することができる。また、その場合の待ち時間Tlateは、例えば、予め設定された油温によるマップに基づいて設定することができる。
When a command for reducing the relief pressure of the
第1リリーフ弁38のリリーフ圧が未だゼロでないこと、すなわち、上記の待ち時間Tlateが未だ経過していないことにより、このステップS8で否定的に判断された場合は、前述のステップS7へ戻り、従前の制御が継続される。
If the relief pressure of the
これに対して、第1リリーフ弁38のリリーフ圧がゼロになったこと、すなわち、上記の待ち時間Tlateが経過したことにより、ステップS8で肯定的に判断された場合には、ステップS9へ進み、第2シンクロ23の切り替え指令が出力される。
On the other hand, if the relief pressure of the
ここで、上記の待ち時間Tlateは、図5のタイムチャートで時刻T2から時刻T3までの期間で表される時間であり、したがって、図5のタイムチャートにおいて、時刻T2の時点で第1リリーフ弁38のリリーフ圧をゼロにする指令が出力されると、その時刻T2から待ち時間Tlateが経過した時刻T3の時点で、第2シンクロ23の切り替え指令が出力される。
Here, the waiting time Tlate is a time represented by a period from time T2 to time T3 in the time chart of FIG. 5, and therefore, in the time chart of FIG. 5, the first relief valve at the time T2. When the command for setting the relief pressure of 38 to zero is output, the switching command for the
前述したように、第1リリーフ弁38のリリーフ圧をゼロにすることにより、第2ポンプモータ13がフリーの状態にされ、動力の伝達に関与しない状態にされる。言い換えると、第2ポンプモータ13と、その第2ポンプモータ13の側に配置された第2シンクロ23との間の伝達トルクがゼロに低減され、その間の動力伝達が遮断される。その結果、第2ポンプモータ13は第2遊星歯車機構4のサンギヤ4Sに対して反力を作用させない状態になり、それに伴って、第2ポンプモータ13側に配置された第2シンクロ23も動力の伝達に関与しない状態にされて、切り替え動作を実行可能な状態になる。したがって、第2ポンプモータ13の押出容積の状態にかかわらず、第1リリーフ弁38のリリーフ圧をゼロにすることにより、第2シンクロ23の切り替え動作を実行可能な状態にすることができ、そのため、速やかに、言い換えると、押出容積がゼロになるのを待たずに、第2シンクロ23の切り替え動作を開始して、第2シンクロ23の切り替え動作を伴う変速の変速時間を短縮することができ、ひいては、第2シンクロ23の切り替え動作を伴う変速の変速速度を増大することができる。
As described above, by setting the relief pressure of the
続いて、各ポンプモータ(PM)12,13の押出容積が目標値に制御される(ステップS10)。各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2は、変速比をγとして、また各遊星歯車機構3,4のサンギヤ3S,4Sとリングギヤ3R,4Rとの歯数比(すなわち、「サンギヤ3S,4Sの歯数/リングギヤ3R,4Rの歯数」)を共にρとし、各ポンプモータ12,13側の動力伝達経路におけるギヤ比をそれぞれκ1,κ2とすると、
γ={(1+ρ)×(κ1×Q1+κ2×Q2)}/(Q1+Q2)
に示す押出容積Q1,Q2と変速比γとの関係を満たすようにそれぞれ制御される。
Subsequently, the extrusion volume of each pump motor (PM) 12, 13 is controlled to a target value (step S10). The push-out volumes Q1 and Q2 of the
γ = {(1 + ρ) × (κ1 × Q1 + κ2 × Q2)} / (Q1 + Q2)
Are controlled so as to satisfy the relationship between the extrusion volumes Q1 and Q2 and the gear ratio γ shown in FIG.
例えば図4に示すように、現時点の実変速比R0から第2速固定変速段を越えて目標変速比R1まで急ダウンシフトされる場合、各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2は、押出容積Q1が、現時点の容積q10から変速後の必要容積である容積q11になるように、また押出容積Q2が、現時点の容積q20から変速後の必要容積である容積q21になるように制御される。
For example, as shown in FIG. 4, when a sudden downshift from the current actual speed ratio R0 to the target speed ratio R1 beyond the second speed fixed gear stage, the extrusion volumes Q1, Q2 of the
また、エンジン1の回転数制御が実行される(ステップS11)。具体的には、エンジン回転数Neは、出力軸16の回転数をNoutとすると、その出力軸回転数Noutと変速後の変速比すなわち目標変速比R1とにより、
Ne=R1×Nout
であるから、このエンジン回転数Neとなるようにエンジントルク(ガソリンエンジンの場合はスロットル開度、ディーゼルエンジンの場合は燃料噴射量)が制御される。
Further, the rotational speed control of the
Ne = R1 × Nout
Therefore, the engine torque (the throttle opening in the case of a gasoline engine and the fuel injection amount in the case of a diesel engine) is controlled so as to be the engine speed Ne.
各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2の制御とエンジン1の回転数制御とが実行されると、第2シンクロ23の切り替え動作が完了しかつ各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2が目標値に到達したか否かが判断される(ステップS12)。第2シンクロ23の切り替え動作が完了した条件と、各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2が目標値に到達した条件との、少なくともいずれかの条件が未だ満たされていないことにより、このステップS12で否定的に判断された場合は、前述のステップS9へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
When the control of the extrusion volumes Q1, Q2 of the
これに対して、第2シンクロ23の切り替え動作が完了した条件と、各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2が目標値に到達した条件とがいずれも満たされたことにより、ステップS12で肯定的に判断された場合には、ステップS13へ進み、ゼロにされていた第1リリーフ弁38のリリーフ圧を通常の状態に復帰させるリリーフ圧復帰制御が実行される。そして、エンジン1の回転数制御が終了させられ(ステップS14)、その後、このルーチンを一旦終了する。
On the other hand, since both the condition for completing the switching operation of the
一方、これから実行される変速が急ダウンシフトでないこと、すなわち、実変速比と目標変速比との差が所定値より小さい通常のダウンシフトであることにより、前述のステップS2で否定的に判断された場合には、ステップS15へ進み、そのステップS15以降の、通常のダウンシフトにおけるシンクロおよび各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2の制御が実行される。
On the other hand, since the speed change to be executed is not a sudden downshift, that is, the difference between the actual speed ratio and the target speed ratio is a normal downshift smaller than a predetermined value, a negative determination is made in step S2. If this is the case, the process proceeds to step S15, and the synchronization in the normal downshift and the control of the extrusion volumes Q1, Q2 of the
すなわち、ステップS15で、各ポンプモータ(PM)12,13の押出容積Q1,Q2が、その時点で動力伝達状態に設定されているギヤ対における低速段側、この例では、第2速固定変速段を設定する状態になるように制御される。具体的には、第1ポンプモータ12の押出容積Q1が最大に設定され、第2ポンプモータ13の押出容積Q2がゼロに設定される。
That is, in step S15, the extrusion volumes Q1 and Q2 of the pump motors (PM) 12 and 13 are at the low speed side in the gear pair that is set to the power transmission state at that time, in this example, the second speed fixed shift. It is controlled so that the stage is set. Specifically, the extrusion volume Q1 of the
なお、この発明による変速制御を適用する対象がアップシフトの場合は、各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2が、その時点で動力伝達状態に設定されているギヤ対における高速段側、例えば第3速固定変速段を跨いだアップシフトの場合には、第3速固定変速段を設定する状態になるように制御される。具体的には、第1ポンプモータ12の押出容積Q1がゼロに設定され、第2ポンプモータ13の押出容積Q2が最大に設定される。
When the object to which the shift control according to the present invention is applied is an upshift, the extrusion volumes Q1 and Q2 of the
続いて、シンクロ切り替え側のポンプモータ(PM)、この例では、第2ポンプモータ13押出容積Q2がゼロになったか否かが判断される(ステップS16)。第2ポンプモータ13押出容積Q2が未だゼロにならないことにより、このステップS16で否定的に判断された場合は、前述のステップS15へ戻り、従前の制御が継続される。
Subsequently, it is determined whether or not the pump motor (PM) on the synchro switching side, in this example, the
これに対して、第2ポンプモータ13押出容積Q2がゼロになったことにより、ステップS16で肯定的に判断された場合には、ステップS17へ進み、第2シンクロ23の切り替え指令が出力される。
On the other hand, if the
そして、第2シンクロ23の切り替え動作が完了したか否かが判断される(ステップS18)。第2シンクロ23の切り替え動作が未だ完了していないことにより、このステップS18で否定的に判断された場合は、前述のステップS17へ戻り、従前の制御が継続される。
Then, it is determined whether or not the switching operation of the
これに対して、第2シンクロ23の切り替え動作が完了したことにより、ステップS18で肯定的に判断された場合には、ステップS19へ進み、前述のステップS10と同様に、各ポンプモータ(PM)12,13の押出容積が目標値に制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
On the other hand, if a positive determination is made in step S18 due to the completion of the switching operation of the
上記に示したこの発明の制御装置による制御例と、この発明の制御装置による制御を行わない従来の制御例とを比較すると、先ず、図6のタイムチャートで示す従来の制御例では、第2シンクロ23の切り替え動作を伴うダウンシフトの場合、時刻T11の時点で、第2ポンプモータ13の押出容積Q2をゼロにする指令が出力された後に、その押出容積Q2がゼロになった時刻T12の時点で、言い換えると、押出容積Q2がゼロになるのを待って、第2シンクロ23の切り替え指令が出力される。そして第2シンクロ23の切り替えが行われ、その切り替え動作の完了が判定される時刻T13の時点で、ゼロにされていた第2ポンプモータ13の押出容積Q2を変速後の目標値q21、すなわち最大に設定する指令が出力される。そしてその押出容積Q2が目標値の容積q21すなわち最大になった後に、第1ポンプモータ12の押出容積Q1を変速後の目標値q11に設定する指令が出力され、その押出容積Q1が目標値の容積q11になった時刻T14の時点で、このダウンシフトが完了する。
When the control example by the control device of the present invention described above is compared with the conventional control example in which the control by the control device of the present invention is not performed, first, in the conventional control example shown in the time chart of FIG. In the case of a downshift accompanied by the switching operation of the synchro 23, at time T11, after a command to set the extrusion volume Q2 of the
このように、従来の制御による第2シンクロ23の切り替え動作を伴うダウンシフトにおける変速時間は、図6において時刻T12から時刻T13の期間で表される第2シンクロ23の切り替え動作に要する切り換え時間Tswに、各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2を制御する時間(すなわち時刻T11から時刻T12までの時間および時刻T13から時刻T14までの時間)を加えた時刻T11から時刻T14までの時間になる。
As described above, the shift time in the downshift accompanied by the switching operation of the
これに対して、この発明の制御による第2シンクロ23の切り替え動作を伴うダウンシフトにおける変速時間は、図5において時刻T3から時刻T4の期間で表される第2シンクロ23の切り替え動作に要する切り換え時間Tswに、蓄圧モードの時間ならびに第1リリーフ弁38のリリーフ圧をゼロにする待ち時間Tlateと、その第1リリーフ弁38のリリーフ圧を通常のレベルまで復帰させる時刻T4から時刻T5までの時間とを加えた時刻T1から時刻T5までの時間になる。
On the other hand, the shift time in the downshift accompanied by the switching operation of the
相対的に高圧・大容量となる各ポンプモータ12,13と比較して、電磁弁で構成できる入力側オン・オフ弁40および第1リリーフ弁38の方が制御応答性がよく、したがってこれらの弁40,38を制御するための時間は、各ポンプモータ12,13の押出容積Q1,Q2を制御するための時間よりも短くて済む。また、第2ポンプモータ13の押出容積Q2がゼロになるのを待って第2シンクロ23の切り替えが開始される従来の制御に対して、この発明の制御では、第1リリーフ弁38のリリーフ圧をゼロにする指令の待ち時間Tlateが経過した時点で、押出容積Q2がゼロになるのを待たずに第2シンクロ23の切り替えを開始することができる。そのため、この発明の制御装置による変速制御を実行することによって、シンクロの切り替え動作を伴う変速の変速時間を従来の変速制御と比べて短縮すること、シンクロの切り替え動作を伴う変速の変速速度を速めることができる。しかも、高圧側の油路14の油圧を単にドレーンするのではなく、蓄圧装置41に油圧を回収するので、油圧の形でエネルギを回収してこれを有効利用でき、その結果、エネルギ効率を向上させることができる。
Compared with the
以上のように、この発明の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置によれば、例えば、第2速固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわち第2シンクロ23の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、その第2シンクロ23が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減される。具体的には、第1リリーフ弁38が開放すなわちそのリリーフ圧がゼロにされて、第2シンクロ23が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクがゼロにされる。そのため、第2シンクロ23を動力の伝達に関与しない状態にして、その切り替え動作を実行することが可能な状態にすることができる。その結果、第2シンクロ23の切り替え動作を即座に実行することができ、固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮し、すなわち変速速度の低下を回避もしくは抑制して、違和感のないスムーズな変速を実行することができる。
As described above, according to the control apparatus for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission of the present invention, for example, when changing the gear ratio across the second speed fixed gear, that is, switching the
そして、上記のような変速制御は、特に変速比の迅速な変化が求められる急変速の判断が成立した場合に実行されるため、その急変速の際に、固定変速段での変速比の変化の停滞を解消し、変速速度を速めることができ、違和感のないスムーズで迅速な急変速を実行することができる。また、エネルギ効率を向上させることができる。 Since the shift control as described above is executed particularly when a sudden shift determination that requires a rapid change in the gear ratio is established, a change in the gear ratio at the fixed gear stage during the sudden shift is performed. The stagnation of the vehicle can be eliminated, the speed can be increased, and a smooth and quick sudden speed change can be executed without any sense of incongruity. Moreover, energy efficiency can be improved.
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、上述したステップS2の機能的手段が、この発明の急変速判定手段に相当し、ステップS4〜S7の機能的手段が、この発明の蓄圧制御手段に相当する。また、入力側オン・オフ弁40がこの発明の開閉弁機構に相当し、ステップS5の機能的手段が、この発明の差圧判定手段に相当する。
Here, the relationship between the above-described specific example and the present invention will be briefly described. The functional means of step S2 described above corresponds to the sudden shift determination means of the present invention, and the functional means of steps S4 to S7 are: It corresponds to the pressure accumulation control means of this invention. The input side on / off
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、対象とする変速機は、図1に示す構成以外のものであってもよく、例えば、歯車機構を主体とした変速機構と並列にハイドロスタティックトランスミッション(HST)を設けて、全体として無段階に変速できるように構成した変速機であってもよい。また、図1に示す例では、前進4段・後進1段の固定変速段を設定できるように構成されているが、この発明で対象とする変速機は、固定変速段の数がそれよりも多くてよく、あるいは反対に少なくてもよい。さらに、急変速はダウンシフトに限らず、アップシフトであってもよい。 The present invention is not limited to the above specific example, and the target transmission may be other than the configuration shown in FIG. 1, for example, in parallel with a transmission mechanism mainly composed of a gear mechanism. A transmission may be provided that is provided with a hydrostatic transmission (HST) so that the entire transmission can be changed continuously. Further, in the example shown in FIG. 1, it is configured to be able to set fixed forward speeds of four forward speeds and one reverse speed, but the transmission targeted by the present invention has a number of fixed gear speeds higher than that. It may be more or less. Furthermore, the sudden shift is not limited to a downshift, but may be an upshift.
また、ポンプモータをシングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構などの差動機構に対する反力機構として用いる場合、その押出容積をゼロから一方向にのみ増大できるいわゆる片振り型のものに限らず、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のポンプモータを使用することもできる。その場合、歯車機構は、図1と異なる構成とすることができる。 Also, when the pump motor is used as a reaction force mechanism for a differential mechanism such as a single pinion type planetary gear mechanism or a double pinion type planetary gear mechanism, it is a so-called one-way swing type that can increase its pushing volume only in one direction from zero. Not limited to this, a so-called double swing type pump motor that can be changed in both positive and negative directions can also be used. In that case, the gear mechanism may have a configuration different from that shown in FIG.
また、ポンプモータや差動機構ならびにギヤ対などの伝動機構の配列は、必要に応じて適宜変更することができ、いわゆるFR車に適するように配置した構成としてもよい。またさらに、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。さらに、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、この発明における動力源は、エンジンである必要はなく、電気モータであってもよく、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド駆動装置であってもよい。 Further, the arrangement of transmission mechanisms such as a pump motor, a differential mechanism, and a gear pair can be appropriately changed as necessary, and may be configured to be suitable for a so-called FR vehicle. Furthermore, 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. Further, a mechanism such as a belt or a chain may be used instead of the gear pair. The power source in the present invention does not have to be an engine, and may be an electric motor or a hybrid drive device that combines an internal combustion engine and an electric motor.
1…動力源(エンジン,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、 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)、 17,18,19,20…伝動機構(ギヤ対)、 22,23,24,25…切替機構(第1シンクロ,第2シンクロ,第3シンクロ,Rシンクロ)、 38…第1リリーフ弁、 39…第2リリーフ弁、 40…入力側オン・オフ弁、 41…蓄圧装置、 44…出力側オン・オフ弁、 48…電子制御装置(ECU)、 TM…可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記吐出口同士を連通している油路と前記吸入口同士を連通している油路とのうち前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロに設定されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされている状態で高圧となる油路に選択的に連通される蓄圧装置と、
前記固定変速段を経由して変速比を急速に変化させる急変速状態を判定する急変速判定手段と、
その急変速判定手段によって前記急変速状態が判定された場合に、前記高圧となる油路を前記蓄圧装置に一時的に連通させて蓄圧を行った後に前記高圧となる油路を低圧箇所に連通させる蓄圧制御手段と
を備えていることを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。 At least two power transmission paths capable of selectively setting a plurality of different gear ratios between the power source and the output member, and the torque transmitted through each of the power transmission paths varies according to the extrusion volume. The discharge ports and the suction ports are connected to each other so that when the pushing volume of one of the power transmission paths is zero and the other is locked by blocking the supply and discharge of the pressure fluid, A variable displacement fluid pressure pump motor communicated; a first transmission mechanism that transmits power from the power source to the output member when one of the variable displacement fluid pressure pump motors is locked; When the variable displacement fluid pressure pump motor is locked, a second transmission mechanism that transmits power from the power source to the output member and a state in which the power transmission mechanism can selectively transmit power. A fixed speed determined by the gear ratio of each of the transmission mechanisms and the power transmitted via the pressure fluid between the variable displacement fluid pressure pump motors is continuously changed. In a control device for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission configured to be able to set a continuously variable transmission state by
Of the oil passage communicating with the discharge ports and the oil passage communicating with the suction ports, the extrusion volume of the one variable displacement fluid pressure pump motor is set to zero and the other variable displacement A pressure accumulator that is selectively communicated to an oil passage that is at a high pressure while the fluid pressure pump motor is locked;
Sudden shift determining means for determining a sudden shift state in which the gear ratio is rapidly changed via the fixed shift stage;
When the sudden shift state is determined by the sudden shift determining means, the high pressure oil passage is temporarily connected to the pressure accumulator to perform pressure accumulation, and then the high pressure oil passage is connected to a low pressure location. And a pressure-accumulating control means for controlling the variable displacement fluid pressure pump motor type transmission.
前記弁制御手段は、前記圧力センサで検出された圧力が予め定めた基準圧力以上の場合に前記開閉弁機構を閉状態に維持したまま前記リリーフ弁のリリーフ圧を低下させて前記高圧となる油路から排圧する手段とを含むことを特徴とする請求項2に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。 A pressure sensor for detecting the pressure of the pressure accumulator;
When the pressure detected by the pressure sensor is equal to or higher than a predetermined reference pressure, the valve control means lowers the relief pressure of the relief valve while maintaining the on-off valve mechanism in a closed state, so that the oil becomes the high pressure. 3. The control apparatus for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission according to claim 2, further comprising means for exhausting pressure from the road.
前記弁制御手段は、前記開閉弁機構を開操作した後、前記差圧判定手段で判定された差圧が予め定めた基準差圧以下の場合に前記開閉弁機構を閉操作する手段を含むことを特徴とする請求項2に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。 A pressure difference determining means for determining a pressure difference between the oil passages;
The valve control means includes means for closing the opening / closing valve mechanism when the differential pressure determined by the differential pressure determination means is equal to or lower than a predetermined reference differential pressure after opening the opening / closing valve mechanism. The control device for a variable displacement fluid pressure pump motor type transmission according to claim 2.
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- 2007-09-26 JP JP2007249858A patent/JP2009079704A/en active Pending
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