JP2018150964A - Stepless gear change device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無段変速装置に関する。 The present invention relates to a continuously variable transmission.
従来より、車両の走行用として用いられる静油圧式無段変速装置(ハイドロ スタティック トランスミッション:HST)が知られている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1に記載のHSTは、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプが発生した油圧により駆動される油圧モータとを閉回路で接続したものである。 BACKGROUND ART Conventionally, a hydrostatic continuously variable transmission (hydrostatic transmission: HST) used for driving a vehicle is known (see, for example, Patent Document 1). The HST described in Patent Document 1 is a closed circuit in which a hydraulic pump driven by an engine and a hydraulic motor driven by hydraulic pressure generated by the hydraulic pump are connected.
しかしながら、特許文献1に記載のHSTでは、車両を高速走行させるために、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータが必要になるという問題があった。 However, the HST described in Patent Document 1 has a problem that a large-capacity hydraulic pump and a hydraulic motor are required to drive the vehicle at a high speed.
本発明の目的は、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、車両を高速走行させることができる無段変速装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a continuously variable transmission capable of running a vehicle at high speed without using a large capacity hydraulic pump and hydraulic motor.
本発明に係る無段変速装置は、駆動源により回転駆動される可変容量型の第1油圧ポンプモータと、前記第1油圧ポンプモータと閉回路を構成し、前記第1油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、前記第1油圧ポンプモータと前記油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、前記油圧モータと連結された可変容量型の第2油圧ポンプモータと、前記油路における前記油圧モータと前記第2油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、前記圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える。 The continuously variable transmission according to the present invention comprises a variable displacement first hydraulic pump motor that is rotationally driven by a drive source, a closed circuit with the first hydraulic pump motor, and is sent from the first hydraulic pump motor. A fixed-capacity hydraulic motor that is rotationally driven by the pressurized oil, and a variable-capacity type first motor that is connected to an oil passage that connects the first hydraulic pump motor and the hydraulic motor, and is connected to the hydraulic motor. 2 hydraulic pump motors, and a switching valve provided in a portion of the oil passage between the hydraulic motor and the second hydraulic pump motor and capable of switching the flow direction of the pressure oil.
本発明に係る無段変速装置によれば、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、車両を高速走行させることができる。 According to the continuously variable transmission according to the present invention, the vehicle can be driven at a high speed without using a large-capacity hydraulic pump and hydraulic motor.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, embodiment described below is an example and this invention is not limited by this embodiment.
まず、図1を参照して、本実施形態に係る車両1の全体構成について説明する。 First, an overall configuration of the vehicle 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
車両1は、駆動源10と、ダンパ20と、無段変速装置30とを備えている。そして、無段変速装置30の出力側に、不図示のプロペラシャフト、デファレンシャルおよびドライブシャフトを介して、駆動輪が動力伝達可能に連結されている。
The vehicle 1 includes a
駆動源10は、例えばディーゼルエンジンである。なお、駆動源10は、ガソリンエンジン、電動機等でも構わない。なお、本実施形態では、駆動源10がディーゼルエンジンであるとして説明を行う。駆動源10の出力軸11には、ダンパ20の入力側部材21が接続されている。
The
ダンパ20は、入力側部材21、出力側部材22、および、入力側部材21と出力側部材22とを弾性的に連結する弾性連結部材23を備える。ダンパ20の出力側部材22は、無段変速装置30の入力軸30aと接続されている。ダンパ20は、駆動源10の発生する回転振動が無段変速装置30に伝達されるのを抑制する機能を有する。ダンパ20の構造は一般的なダンパの構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
The
無段変速装置30は、第1ポンプモータ31、第2ポンプモータ32、第3ポンプモータ33および切換弁34を互いに油路で接続し、閉回路を構成したものである。なお、図1では、閉回路における一部の構成部品(チャージポンプ、チャージ油路、リリーフ油路、バイパス油路等)を省略している。
The continuously
第1ポンプモータ31は、高圧側油路35に開口する高圧側ポート31aと、低圧側油路36に開口する低圧側ポート31bとを有する。第1ポンプモータ31は、容量をゼロ容量から最大容量Q1まで変化させることのできる可変容量型のポンプモータである。なお、第1ポンプモータ31は、本発明の「第1油圧ポンプモータ」に相当する。
The
ここで、第1ポンプモータ31の構成について、図2を参照して詳細に説明する。図2には、第1ポンプモータ31における1つのシリンダ40が描かれている。なお、シリンダ40は、本発明の「作動油室」に相当する。
Here, the configuration of the
シリンダ40は、低圧側逆止弁41を介して低圧側油路36と接続されるとともに、高圧側逆止弁42を介して高圧側油路35と接続されている。シリンダ40には、ピストン43が設けられている。
The
ピストン43の下端付近は、リンク機構44を介してクランク軸45と接続されている。リンク機構44は、クランク軸45の回転運動をピストン43の上下運動に変換する。また、逆に、リンク機構44は、ピストン43の上下運動を、クランク軸45の回転運動に変換する。
The vicinity of the lower end of the
クランク軸45は、入力軸30aと接続されており、駆動源10により回転駆動される。そして、クランク軸45の回転運動に基づいてピストン43がシリンダ40内で上下運動することにより、シリンダ40内の容積が周期的に変化する。
The
低圧側逆止弁41は、第1の弁座41aと、第1の弁体41bと、第1の弁体41bを第1の弁座41aから離間させる方向へ押圧する第1のスプリング41cとを有する。低圧側逆止弁41は、例えばポペットバルブである。なお、低圧側逆止弁41は、本発明の「第1逆止弁」に相当する。
The low pressure
また、低圧側逆止弁41は、所望のタイミングで閉弁可能に構成されている。具体的には、低圧側逆止弁41に、制御装置50からの制御信号により第1の弁体41bを第1の弁座41aへ着座させる第1のソレノイド41dが設けられている。なお、第1のソレノイド41dは、本発明の「第1アクチュエータ」に相当する。
Moreover, the low pressure
第1のソレノイド41dは、制御装置50から電力を供給されている間だけ、第1の弁体41bを第1の弁座41aへ着座させる。制御装置50には、クランク角検出センサ45aにより検出されたクランク軸45の回転角度が入力される。制御装置50は、入力されたクランク軸45の回転角度に基づいて、第1のソレノイド41dを制御して、第1の弁体41bを第1の弁座41aへ着座させる。
The
高圧側逆止弁42は、第2の弁座42aと、第2の弁体42bと、第2の弁体42bを第2の弁座42aに着座させる方向へ付勢する第2のスプリング42cとを有する。高圧側逆止弁42は、例えばポペットバルブである。なお、高圧側逆止弁42は、本発明の「第2逆止弁」に相当する。
The high pressure
また、高圧側逆止弁42は、所定のタイミングで開弁する。さらに、高圧側逆止弁42は、開弁状態を維持可能に構成されている。具体的には、高圧側逆止弁42には、第2の弁座42aから離間した第2の弁体42bの離間状態を保持する第2のソレノイド42dが設けられている。第2のソレノイド42dは、制御装置50からの制御信号により制御される。なお、第2のソレノイド42dは、本発明の「第2アクチュエータ」に相当する。
Further, the high-
第2のソレノイド42dは、制御装置50から電力を供給されている間だけ、第2の弁体42bを第2の弁座42aから離間させる。制御装置50は、クランク軸45の回転角度に基づいて、第2のソレノイド42dを制御して、第2の弁体42bを第2の弁座42aから離間させる。
The
次に、図3A〜図3Fを参照して、作動油を低圧側油路36からシリンダ40内へ吸入して、高圧側油路35へ吐出する行程について説明する。
Next, with reference to FIG. 3A to FIG. 3F, the process of sucking the hydraulic oil from the low pressure
クランク軸45の回転に伴い、ピストン43が上死点から下死点まで下降する吸入行程(図3A〜図3C)において、第1のソレノイド41dには、制御装置50から電力が供給されず、第1の弁体41bは第1の弁座41aから離間した状態となる。このようにして、吸入行程では、低圧側逆止弁41が開弁し、低圧側油路36内の作動油がシリンダ40内に導入される。また、吸入行程では、高圧側逆止弁42は閉弁している。
In the intake stroke (FIGS. 3A to 3C) in which the
ピストン43が下死点から上死点まで上昇する吐出行程における所定の期間、制御装置50は、第1のソレノイド41dに電力を供給しない。これにより、第1の弁体41bは第1の弁座41aから離間した状態を維持する。
The
第1の弁体41bが第1の弁座41aから離間し、低圧側逆止弁41が開弁した状態では、図3Dに示すように、高圧側逆止弁42は閉弁状態を維持し、シリンダ40内の作動油は高圧側油路35には流れない。
In a state where the
吐出行程の途中で、第1のソレノイド41dへ電力を供給すると、低圧側逆止弁41が閉弁するとともにシリンダ40内の圧力が上昇し、高圧側逆止弁42が開弁する。そして、シリンダ40内の作動油は高圧側油路35へ導出される(図3E〜図3F)。なお、このとき、高圧側逆止弁42の開弁状態を維持するために第2のソレノイド42dの推力は必ずしも必要ではないが、第2のソレノイド42dの推力により、第2の弁体42bに作用する第2のスプリング42cの荷重を打ち消してもよい。
When electric power is supplied to the
このように、低圧側逆止弁41を閉弁するタイミングを調整することで、第1ポンプモータ31の容量をゼロ容量〜最大容量Q1まで調整することができる。
Thus, by adjusting the timing for closing the low pressure
次に、図4A〜図4Gを参照して、作動油が高圧側油路35からシリンダ40内へ流入して、低圧側油路36へ流出する行程について説明する。
Next, with reference to FIG. 4A to FIG. 4G, a process in which the hydraulic oil flows from the high-pressure
図4Aは、ピストン43が上昇中であり、上死点に至る直前の状態を示している。このとき、第1のソレノイド41dへ制御装置50から電力の供給はなく、低圧側逆止弁41は、第1のスプリング41cにより開弁状態とされている。
FIG. 4A shows a state immediately before the
この状態で、制御装置50は、第1のソレノイド41dへ電力を供給する。これにより、低圧側逆止弁41は閉弁し、その後のピストン43の上昇行程では、図4Bに示すように、高圧側逆止弁42が開弁する。また、制御装置50は、第1のソレノイド41dへの電力の供給開始直後に、第2のソレノイド42dにも電力を供給する。
In this state, the
これにより、ピストン43が上死点に到達した状態では、高圧側逆止弁42は開弁状態を維持する(図4C)。続いて、高圧側油路35内の作動油がシリンダ40内へ流入し、ピストン43を押し下げる(図4D)。
Thereby, in a state where the
ピストン43が下死点に至る直前で、制御装置50は、第1のソレノイド41dへの電力供給を停止する。これにより、低圧側逆止弁41は開弁し、その後のピストン43の下降行程では、図4Eに示すように、高圧側逆止弁42が閉弁する。また、制御装置50は、第1のソレノイド41dへの電力の供給停止直後に、第2のソレノイド42dへの電力の供給を停止する。これにより、ピストン43が下死点に到達した状態では、低圧側逆止弁41は開弁し、高圧側逆止弁42は閉弁した状態となる(図4F)。ここから、ピストン43がクランク軸45の回転慣性によって上死点へ向けて上昇すると、シリンダ40内の作動油は低圧側油路36へ流出することになる(図4G)。
Immediately before the
ピストン43が下死点から上死点まで上昇する行程において、第1のソレノイド41dへの電力を供給して低圧側逆止弁41を閉弁するタイミングを早めることで、それ以降、シリンダ40から低圧側油路36への作動油の流出を行わせないようにすることができる。このように、低圧側逆止弁41を閉弁するタイミングを調整することで、第1ポンプモータ31の容量をゼロ容量〜最大容量Q1まで調整することができる。
In the stroke in which the
図1に戻って、第2ポンプモータ32は、高圧側油路35に開口する高圧側ポート32aと、低圧側油路36に開口する低圧側ポート32bとを有する。第2ポンプモータ32は、容量をゼロ容量から最大容量Q2まで変化させることのできる可変容量型のポンプモータである。なお、本実施形態において、Q1<Q2とされている。
Returning to FIG. 1, the
第2ポンプモータ32の構成は、第1ポンプモータ31の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、第2ポンプモータ32は、第3ポンプモータ33と一体回転するように、軸32cにより第3ポンプモータ33と連結されている。なお、第2ポンプモータ32は、本発明の「第2油圧ポンプモータ」に相当する。
Since the configuration of the
第3ポンプモータ33は、固定容量型の油圧ポンプモータである。第3ポンプモータ33は、油路37に開口するポート33aと、油路38に開口するポート33bとを有しており、一方のポートから流入した作動油が、他方のポートから流出するように構成されている。
The
第3ポンプモータ33は、例えばアキシャルピストン型のポンプモータである。第3ポンプモータ33の回転方向は、作動油が流入するポートに依存する。例えば、作動油が油路37から流入して油路38へ流出する場合、第3ポンプモータ33は正回転する。また、作動油が油路38から流入して油路37へ流出する場合、第3ポンプモータ33は逆回転する。
The
換言すれば、第3ポンプモータ33が正回転すると、作動油は油路37から油路38へ向かって流れる。また、第3ポンプモータ33が逆回転すると、作動油は油路38から油路37へ向かって流れる。
In other words, when the
また、第3ポンプモータ33の容量はQ2であり、第2ポンプモータ32の最大容量と等しい。なお、作動油の流れ方向と、モータの回転方向との関係は、上述の関係には限定されず、上述の関係と逆の関係とすることもできる。なお、第3ポンプモータ33は、本発明の「油圧モータ」に相当する。
The capacity of the
切換弁34は、2位置切換弁である。切換弁34は、制御装置50と電気的に接続されており、制御装置50からの制御指令に基づき、作動油の流れる方向を切り換える。切換弁34は、制御装置50から電力が供給されていない場合に、高圧側油路35と油路37とを連通するとともに低圧側油路36と油路38とを連通する第1状態になる。また、切換弁34は、制御装置50から電力が供給された場合に、高圧側油路35と油路38とを連通するとともに低圧側油路36と油路37とを連通する第2状態になる。
The switching
次に、図5〜図10を参照して、各走行状態における第1ポンプモータ31、第2ポンプモータ32、第3ポンプモータ33の運転状態および切換弁34の切換位置について説明する。
Next, the operating states of the
まず、図5を参照して、低トルク発進について説明する。低トルク発進とは、積載量が少ない状態で、平坦路において発進を行う場合等、発進時に要求されるトルクが小さい場合である。 First, the low torque start will be described with reference to FIG. The low torque start is a case where the torque required at the start is small, such as when starting on a flat road with a small load.
この場合、第2ポンプモータ32の容量は、ゼロとされる。また、切換弁34は、第1状態とされる。また、第1ポンプモータ31の容量は、ゼロ容量から最大容量に至るように制御される。
In this case, the capacity of the
これにより、図5に示すように、第1ポンプモータ31の高圧側ポート31aから高圧側油路35へ吐出された作動油は、第3ポンプモータ33のポート33aへ流入し、第3ポンプモータ33を正回転させる。そして、第3ポンプモータ33のポート33bから流出した作動油は、第1ポンプモータ31の低圧側ポート31bへ送られる。
Accordingly, as shown in FIG. 5, the hydraulic oil discharged from the high
第1ポンプモータ31の容量が徐々に増大されるにしたがい、速度比(第3ポンプモータ33の回転数/駆動源10の回転数)は上昇していく。低トルク発進における最高速度比は、(Q1/Q2)である。低トルク発進では、容量がゼロ容量〜最大容量Q1まで可変な可変容量型ポンプと、容量Q2の固定容量モータとの組み合わせと捉えることができる。
As the capacity of the
次に、図6を参照して、高トルク発進について説明する。高トルク発進とは、高積載状態で発進を行う場合、登坂路で発進を行う場合等であり、発進時に要求されるトルクが大きい場合である。 Next, the high torque start will be described with reference to FIG. The high torque start is a case where the vehicle is started in a high load state, a case where the vehicle is started on an uphill road, or the like, and a case where the torque required at the time of start is large.
高積載状態、登坂路では、発進時に要求されるトルクが、第3ポンプモータ33のみをモータとして用いた場合に発生可能なトルクを超える場合がある。このような場合において、第2ポンプモータ32をモータとして動作させることにより、高トルクを発生させ、車両1を発進させることができる。
In a high loading state and an uphill road, the torque required at the time of starting may exceed the torque that can be generated when only the
高トルク発進時、第2ポンプモータ32は、作動油を高圧側油路35からシリンダ40内へ流入させ、低圧側油路36へ流出させるように制御される。また、その際に、第2ポンプモータ32の容量は、必要とされるトルクに応じて、ゼロ容量から最大容量Q2までの任意の容量Q3に調整される。
When the high torque starts, the
また、切換弁34は、第1状態とされる。また、第1ポンプモータ31の容量は、低トルク発進の場合と同様に、ゼロ容量から最大容量に至るように制御される。
Moreover, the switching
これにより、図6に示すように、第1ポンプモータ31の高圧側ポート31aから高圧側油路35へ吐出された作動油は、第3ポンプモータ33のポート33aへ流入して第3ポンプモータ33を正回転させるとともに、第2ポンプモータ32の高圧側ポート32aへ流入して第2ポンプモータ32を回転させる。なお、第2ポンプモータ32は軸32cを介して第3ポンプモータ33と連結されているため、第2ポンプモータ32の回転方向は、正回転となる。
Accordingly, as shown in FIG. 6, the hydraulic oil discharged from the high
そして、第2ポンプモータ32の低圧側ポート32bおよび第3ポンプモータ33のポート33bから流出した作動油は、第1ポンプモータ31の低圧側ポート31bへ送られる。
The hydraulic fluid that has flowed out from the low
第1ポンプモータ31の容量が徐々に増大されるにしたがい、速度比は上昇していく。高トルク発進では、容量がゼロ容量〜最大容量Q1まで可変な可変容量型ポンプと、容量(Q2+Q3)の固定容量モータとの組み合わせと捉えることができる。
As the capacity of the
そのため、低トルク発進に比べて、高いトルクを発生させることができる。なお、高トルク発進では、第1ポンプモータ31の所定の容量において、低トルク発進に比べて高いトルクを発生させることができる半面、速度比は低トルク発進の場合よりも低くなる。
For this reason, it is possible to generate a higher torque compared to the low torque start. In the high torque start, a higher torque can be generated in the predetermined capacity of the
高トルク発進において、第1ポンプモータ31の容量が最大容量Q1まで増大され、速度比が(Q1/(Q2+Q3))となると、速度比をさらに上昇させるために、第2ポンプモータ32の容量をQ3からゼロまで低下させる制御が実行される。
In high torque start, when the capacity of the
第2ポンプモータ32の容量がQ3からゼロまで徐々に減少されるにしたがい、速度比は上昇していく。この場合、容量Q1の固定容量ポンプと、容量が(Q2+Q3)からQ2まで可変な可変容量型モータとの組み合わせと捉えることができる。
As the capacity of the
したがって、速度比を、低トルク発進における最高速度比(Q1/Q2)まで上昇させることができる。 Therefore, the speed ratio can be increased to the maximum speed ratio (Q1 / Q2) at the low torque start.
次に、図7を参照して、高速走行について説明する。上述のとおり、低トルク発進、高トルク発進ともに、速度比はゼロから(Q1/Q2)まで上昇させることができる。そして、本実施形態では、速度比をさらに上昇させるために、第2ポンプモータ32が以下のように制御される。
Next, high speed traveling will be described with reference to FIG. As described above, the speed ratio can be increased from zero to (Q1 / Q2) for both low torque start and high torque start. And in this embodiment, in order to raise a speed ratio further, the
第2ポンプモータ32は、容量をゼロ容量とされた後、低圧側油路36から作動油を吸入し、高圧側油路35に作動油を吐出するように制御される。これにより、第2ポンプモータ32および第3ポンプモータ33の作動油の吸入量の和は少なくなり、速度比をさらに上昇させることが可能となる。
The
また、本実施形態では、第2ポンプモータ32の最大容量Q2は、第3ポンプモータ33の容量と等しい。そのため、第2ポンプモータ32の容量を最大容量Q2とすることで、第2ポンプモータ32および第3ポンプモータ33の作動油の吸入量の和をゼロとすることができる。
In the present embodiment, the maximum capacity Q2 of the
そのため、第1ポンプモータ31の容量によらず、第2ポンプモータ32および第3ポンプモータ33を第2ポンプモータ32および第3ポンプモータ33の機械的限界速度まで回転させることができる。
Therefore, regardless of the capacity of the
次に、図8および図9を参照して、エンジンブレーキにより減速を行う場合について説明する。アクセルペダルの踏み込みが無くなる等により、駆動源10の発生する駆動力が減少すると、第3ポンプモータ33が車輪側から回転させられる。
Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the case where deceleration is performed by engine braking will be described. When the driving force generated by the driving
この場合、本実施形態では、エンジンブレーキ力を発生させるために、以下に示す制御が実行される。まず、制御装置50は、切換弁34へ電力を供給し、切換弁34を切り換え、油路38と高圧側油路35とを連通させる。
In this case, in the present embodiment, the following control is executed to generate the engine braking force. First, the
また、第1ポンプモータ31の低圧側逆止弁41および高圧側逆止弁42は、制御装置50により、作動油を高圧側油路35からシリンダ40内へ流入させてピストン43を下降させ、ピストン43の上昇時に作動油を低圧側油路36へ流出させるように制御される。
Further, the low pressure
これにより、第1ポンプモータ31には、駆動源10を回転させようとするトルクが発生する。これに対して、駆動源10の内部抵抗により、エンジンブレーキが作用する。
As a result, torque is generated in the
エンジンブレーキ力は、駆動源10の回転数に依存する。そのため、制御装置50は、所望のエンジンブレーキ力が得られるような駆動源10の回転数となるように、第1ポンプモータ31の容量を制御する。
The engine braking force depends on the rotational speed of the
さらに、例えば、高速走行中に減速を行う場合には、第3ポンプモータ33の吐出した作動油のエネルギーをすべて第1ポンプモータ31の回転に変換することができない。そのため、第2ポンプモータ32は以下のように制御される。
Furthermore, for example, when deceleration is performed during high-speed traveling, all of the energy of the hydraulic oil discharged from the
すなわち、図8に示すように、第2ポンプモータ32の低圧側逆止弁41および高圧側逆止弁42は、作動油を高圧側油路35からシリンダ40内へ流入させてピストン43を下降させ、ピストン43の上昇時に作動油を低圧側油路36へ流出させるように制御される。
That is, as shown in FIG. 8, the low pressure
これにより、第2ポンプモータ32を回転させるようとするトルク、すなわち車両1を加速させようとするトルクを発生させるようにしている。そのため、第1ポンプモータ31の過回転を防止することができる。
Thereby, a torque for rotating the
一方、例えば、低速走行中に減速を行う場合には、所望のエンジンブレーキ力を得るために、第3ポンプモータ33の吐出した作動油のみでは不足する場合がある。この場合、第2ポンプモータ32は、低圧側油路36から作動油を吸入し、高圧側油路35に作動油を吐出するように制御される。こうすることで、第1ポンプモータ31に流入する作動油の流量を満足させることができる。
On the other hand, for example, when the vehicle is decelerated during low-speed traveling, the hydraulic oil discharged from the
次に、図10を参照して、後進走行について説明する。後進走行時には、制御装置50は、切換弁34へ電力を供給し、切換弁34を切り換え、高圧側油路35と油路38とを連通させる。
Next, reverse travel will be described with reference to FIG. During reverse travel, the
これにより、第1ポンプモータ31から高圧側油路35へ吐出された作動油は、油路38を介して第3ポンプモータ33のポート33bへ流入し、第3ポンプモータ33を逆回転させる。そして、第3ポンプモータ33のポート33aから流出した作動油は、第1ポンプモータ31の低圧側ポート31bへ送られる。
As a result, the hydraulic oil discharged from the
なお、この際、第2ポンプモータ32は、車両1が必要とするトルクおよび速度比に応じて、前進時と同様に制御される。
At this time, the
以上説明したように、本実施形態に係る無段変速装置によれば、駆動源により回転駆動される可変容量型の第1油圧ポンプモータと、前記第1油圧ポンプモータと閉回路を構成し、前記第1油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、前記第1油圧ポンプモータと前記油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、前記油圧モータと連結された可変容量型の第2油圧ポンプモータと、前記油路における前記油圧モータと前記第2油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、前記圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える。 As described above, according to the continuously variable transmission according to the present embodiment, the variable displacement type first hydraulic pump motor that is rotationally driven by the drive source, the first hydraulic pump motor, and the closed circuit are configured, A fixed displacement hydraulic motor that is rotationally driven by pressure oil delivered from the first hydraulic pump motor; and an oil passage that connects the first hydraulic pump motor and the hydraulic motor; and the hydraulic motor A variable displacement type second hydraulic pump motor connected to the hydraulic passage, and a switch provided in a portion of the oil passage between the hydraulic motor and the second hydraulic pump motor, and capable of switching a flow direction of the pressure oil. And a valve.
これにより、油圧モータによる回転力で第2油圧ポンプモータを回転させて、第2油圧ポンプモータの吐出した作動油を油圧モータに吸入させることで、第2油圧ポンプモータおよび油圧モータの作動油の吸入量の和を少なくすることができる。 Thus, the second hydraulic pump motor is rotated by the rotational force of the hydraulic motor, and the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump motor is sucked into the hydraulic motor, so that the hydraulic oil of the second hydraulic pump motor and the hydraulic motor is reduced. The sum of the amount of inhalation can be reduced.
そのため、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、高い速度比を得ることができ、車両を高速走行させることが可能となる。 Therefore, a high speed ratio can be obtained without using a large-capacity hydraulic pump and hydraulic motor, and the vehicle can be driven at a high speed.
また、本実施形態によれば、第1油圧ポンプモータの吐出した作動油を第2油圧ポンプモータに吸入させることで、第1油圧ポンプモータから吐出された作動油により、互いに連結された第2油圧ポンプモータおよび油圧モータを回転駆動することができる。 Further, according to the present embodiment, the second hydraulic pump motor discharges the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump motor, whereby the second hydraulic pump motor is discharged from the first hydraulic pump motor so that the second hydraulic oil is connected to each other. The hydraulic pump motor and the hydraulic motor can be rotationally driven.
これにより、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、車両発進時に高トルクを得ることができる。そのため、車両を高積載状態で発進させることが可能となる。また、登坂路において車両を発進させることが可能となる。 As a result, high torque can be obtained when the vehicle starts without using a large-capacity hydraulic pump and hydraulic motor. Therefore, it is possible to start the vehicle in a highly loaded state. In addition, the vehicle can be started on the uphill road.
また、本実施形態によれば、減速時に油圧モータの吐出した作動油を第1油圧ポンプモータに吸入させることで、エンジンブレーキを作用させることができる。この場合、油圧モータの吐出した作動油を、第2油圧ポンプモータにも吸入させることで、第1油圧ポンプモータの過回転を防止することができる。また、油圧モータおよび第2油圧ポンプモータの吐出した作動油を第1油圧ポンプモータに吸入させることで、エンジンブレーキを適切に作用させることができる。 Further, according to the present embodiment, the engine brake can be applied by causing the first hydraulic pump motor to suck the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor during deceleration. In this case, the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor is also sucked into the second hydraulic pump motor, thereby preventing the first hydraulic pump motor from over-rotating. In addition, by causing the first hydraulic pump motor to suck the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor and the second hydraulic pump motor, the engine brake can be appropriately applied.
また、本実施形態では、第2油圧ポンプモータを、低圧側逆止弁および高圧側逆止弁を有する構成とした。これによる効果について、比較例を参照して簡単に説明する。 In the present embodiment, the second hydraulic pump motor has a low pressure side check valve and a high pressure side check valve. The effect of this will be briefly described with reference to a comparative example.
第2油圧ポンプモータを、斜板ポンプモータ、斜軸ポンプモータ等の、クリアランスシールを用いたバルブ構造を有する可変容量ポンプモータにより構成すると、第2油圧ポンプモータをポンプまたモータとして使用しない場合にも、常に作動油の漏れが生じる。そのため、効率が悪化する可能性がある。 When the second hydraulic pump motor is constituted by a variable displacement pump motor having a valve structure using a clearance seal, such as a swash plate pump motor or a swash shaft pump motor, the second hydraulic pump motor is not used as a pump or a motor. However, hydraulic fluid always leaks. Therefore, the efficiency may be deteriorated.
一方、本実施形態では、第2油圧ポンプモータを上述の構成としたので、第2油圧ポンプモータをポンプまたはモータとして使用しない場合にも、作動油の漏れは生じない。そのため、効率を向上させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, since the second hydraulic pump motor has the above-described configuration, the hydraulic oil does not leak even when the second hydraulic pump motor is not used as a pump or a motor. Therefore, efficiency can be improved.
なお、上述の実施形態では、第1および第2油圧ポンプモータの容量調整を、1つのシリンダの一行程における開弁および閉弁タイミングを調整することで行うものを例に説明したが、第1および第2油圧ポンプモータの容量を調整する方法はこれに限定されない。 In the above-described embodiment, the capacity adjustment of the first and second hydraulic pump motors has been described by way of example by adjusting the valve opening and closing timings in one stroke of one cylinder. And the method of adjusting the capacity | capacitance of a 2nd hydraulic pump motor is not limited to this.
上述のとおり、第1および第2油圧ポンプモータは、複数のシリンダを備えている。そのため、複数のシリンダのうち、一部のシリンダについて、低圧側逆止弁を常に開弁、高圧側逆止弁を常に閉弁状態とし、当該一部のシリンダをポンプまたはモータとして使用しないようにすることで、単位時間あたりの作動油の吐出量を調整することができる。 As described above, the first and second hydraulic pump motors include a plurality of cylinders. Therefore, for some cylinders, keep the low-pressure check valve open and the high-pressure check valve always closed, and do not use the cylinder as a pump or motor. By doing so, the discharge amount of hydraulic oil per unit time can be adjusted.
具体的には、例えば、油圧ポンプモータのシリンダ数が12であるとすると、6つのシリンダを使用しないようにすることで、単位時間あたりの作動油の吐出量を、全てのシリンダを使用した場合の50%とすることができる。また、例えば、9つのシリンダを使用しないようにすることで、単位時間あたりの作動油の吐出量を、全てのシリンダを使用した場合の25%とすることができる。 Specifically, for example, when the number of cylinders of the hydraulic pump motor is 12, when all cylinders are used, the discharge amount of hydraulic oil per unit time can be reduced by not using six cylinders. Of 50%. Further, for example, by not using nine cylinders, the discharge amount of hydraulic oil per unit time can be 25% when all cylinders are used.
また、上述の実施形態では、第2油圧ポンプモータの最大容量と、油圧モータの容量とを等しくしたが、これに限定されず、第2油圧ポンプモータの最大容量と、油圧モータの容量とは、異なっていてもよい。 In the above-described embodiment, the maximum capacity of the second hydraulic pump motor is equal to the capacity of the hydraulic motor. However, the present invention is not limited to this, and the maximum capacity of the second hydraulic pump motor and the capacity of the hydraulic motor are , May be different.
また、上述の実施形態では、油圧モータを、アキシャルピストン型の油圧モータとしたが、これに限定されない。具体的には、例えば、油圧モータは、ラジアルピストン側の油圧モータでもよく、また、その他の形式の油圧モータでもよい。 In the above-described embodiment, the hydraulic motor is an axial piston type hydraulic motor. However, the present invention is not limited to this. Specifically, for example, the hydraulic motor may be a radial piston side hydraulic motor, or may be another type of hydraulic motor.
本発明の無段変速装置は、トラック等、発進時に高トルクを必要とし、かつ、高速走行を行う車両に好適に用いられる。 The continuously variable transmission according to the present invention is suitably used for a vehicle such as a truck that requires a high torque at the time of start and that travels at a high speed.
1 車両
10 駆動源
11 出力軸
20 ダンパ
21 入力側部材
22 出力側部材
23 弾性連結部材
30 無段変速装置
30a 入力軸
31 第1ポンプモータ
31a 高圧側ポート
31b 低圧側ポート
32 第2ポンプモータ
32a 高圧側ポート
32b 低圧側ポート
32c 軸
33 第3ポンプモータ
33a ポート
33b ポート
34 切換弁
35 高圧側油路
36 低圧側油路
37 油路
38 油路
40 シリンダ
41 低圧側逆止弁
41a 第1の弁座
41b 第1の弁体
41c 第1のスプリング
41d 第1のソレノイド
42 高圧側逆止弁
42a 第2の弁座
42b 第2の弁体
42c 第2のスプリング
42d 第2のソレノイド
43 ピストン
44 リンク機構
45 クランク軸
45a クランク角検出センサ
50 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記第1油圧ポンプモータと閉回路を構成し、前記第1油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、
前記第1油圧ポンプモータと前記油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、前記油圧モータと連結された可変容量型の第2油圧ポンプモータと、
前記油路における前記油圧モータと前記第2油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、前記圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える、
無段変速装置。 A variable displacement first hydraulic pump motor that is rotationally driven by a drive source;
A fixed displacement hydraulic motor that constitutes a closed circuit with the first hydraulic pump motor and is rotationally driven by the pressure oil delivered from the first hydraulic pump motor;
A variable displacement second hydraulic pump motor connected to an oil passage connecting the first hydraulic pump motor and the hydraulic motor and coupled to the hydraulic motor;
A switching valve provided in a portion between the hydraulic motor and the second hydraulic pump motor in the oil passage, and capable of switching a flow direction of the pressure oil.
Continuously variable transmission.
請求項1に記載の無段変速装置。 The maximum capacity of the second hydraulic pump motor is equal to the capacity of the hydraulic motor;
The continuously variable transmission according to claim 1.
作動油室と、
前記作動油室内の容積を変更可能なピストンと、
前記圧油が前記油路から前記作動油室に向かって流れる際に開弁する第1逆止弁と、
前記第1逆止弁の開閉を制御可能な第1アクチュエータと、
前記圧油が前記作動油室から前記油路に向かって流れる際に開弁する第2逆止弁と、
前記第2逆止弁の開閉を制御可能な第2アクチュエータと、を備える
請求項1または2に記載の無段変速装置。 The first and second hydraulic pump motors are
A hydraulic oil chamber;
A piston capable of changing a volume in the hydraulic oil chamber;
A first check valve that opens when the pressure oil flows from the oil passage toward the hydraulic oil chamber;
A first actuator capable of controlling opening and closing of the first check valve;
A second check valve that opens when the pressure oil flows from the hydraulic oil chamber toward the oil passage;
The continuously variable transmission according to claim 1, further comprising: a second actuator capable of controlling opening and closing of the second check valve.
請求項1ないし3のいずれか一項に記載の無段変速装置。 The hydraulic motor is an axial piston type hydraulic motor,
The continuously variable transmission according to any one of claims 1 to 3.
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