JP4012401B2 - 油圧式無段変速機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプと油圧モータとで構成した油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）（以下ＨＳＴと称する）を具備する変速装置の、ＨＳＴ斜板角制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＳＴを備えた変速装置が知られている。ＨＳＴ式変速装置は可変容量型の油圧ポンプの可動斜板を主変速操作手段と連結連動して、該主変速操作手段を回動操作することにより油圧ポンプからの吐出量を変更して出力回転数を変更して主変速を行い、主変速操作手段を中立位置から逆方向に回動することにより前後進を切り換えて、同時に変速を行えるようにしている。油圧ポンプの可動斜板の角度は、油圧シリンダ等のアクチュエータによって変更操作され、該アクチュエータはその作動量をアクチュエータに与えられる電流値によって制御される。即ち、アクチュエータに与える電流値を制御することによって所望の可動斜板の角度を得る構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に係る油圧式無段変速機構では、主変速操作手段の操作により決定された可動斜板の角度（ＨＳＴ斜板角）を変更操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値を、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータに流れる電流と、ＨＳＴ斜板角の間のヒステリシス差を考慮して決定する方法を提案する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に、この課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点の初動電流値（Ｉa ）と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点の飽和電流値（Ｉb ）との間で、非線形線を直線補間近似した近似線（β）を算出し、該近似線（β）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するものである。
【０００６】
請求項２においては、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点との間に、予め設定したステップ毎に、複数の認識点（Ｓ1 ・Ｓ1 ・・・Ｓn ）をとり、（Ａ）点−（Ｓ1 ）点・（Ｓ1 ）点−（Ｓ2 ）点・・・（Ｓn ）点−（Ｂ）点をそれぞれ直線近似することで、近似線（β）を得て、同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点とＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点で、複数の認識点をとり直線近似することで近似線（α）を得て、決定した近似線（β）と、近似線（α）に基づいて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１はＨＭＴ式変速装置のスケルトン図、図２はＨＳＴの側面断面展開図、図３はミッション前部の側面断面展開図、図４はＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図である。
【０００９】
図５は車速とＨＳＴ変速比との関係を示す図、図６は車両の変速比とＨＳＴ変速比及びＨＳＴ斜板角の関係を示す図、図７はＨＳＴ斜板角アクチュエータの構成を示す説明図である。図８は変速モード切換時間補正の説明図、図９はＨＳＴ回転数とＨＳＴ斜板角アクチュエータに与えられる電流値との関係を示す図、図１０はスィープ状電流を示す図である。
【００１０】
図１１はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第一の決定方法の説明図、図１２はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第二の決定方法の説明図、図１３はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第三の決定方法の説明図である。図１４はＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ回転数に対するＨＳＴ斜板角の変化を示す図、図１５はＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値に対するＨＳＴ回転数の変化を示す図である。
【００１１】
図１６は変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角補正の説明図である。図１７は変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値を決定するタイムチャート図、図１８はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流に対するＨＳＴ斜板角の応答状態を示す図である。
【００１２】
本実施例では、本発明に係るＨＳＴ２１を具備する変速装置の一例として、ＨＳＴ２１と遊星歯車機構とを備えた油圧−機械式変速装置を挙げる。該油圧−機械式変速装置は作業車両に搭載され、作業車両は変速装置によって変速されたエンジンの動力によって走行駆動され、また、エンジンの動力によって車両に装備された作業機を駆動可能としている。
【００１３】
〔動力伝達構成〕
以下に、本実施例に係る油圧−機械式変速装置の動力伝達構成について説明する。
【００１４】
（１）走行駆動系
まず、走行駆動系を説明する。図１及び図２に示すように、ＨＳＴ２１は油圧ポンプ２２及び油圧モータ２３を備えており、両者２２・２３は平板状のセンタセクション３２に付設されて、ＨＳＴハウジング３１内に収容されている。前記センタセクション３２はミッションケース３３に固設されている。
【００１５】
ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の回転軸心をポンプ出力軸２５が貫通しており、該ポンプ出力軸２５は駆動源であるエンジン２０からの動力を、該油圧ポンプ２２に伝達するとともに、遊星歯車機構１０に伝達させ、さらには、後述するＰＴＯ駆動系を介して、ＰＴＯ軸５３へも動力を伝達させている。該ポンプ出力軸２５には油圧ポンプ２２のシリンダブロック２２ｂが係合されて相対回転不能とされ、ポンプ出力軸２５とともにシリンダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該シリンダブロック２２ｂには複数のプランジャ２２ｃが摺動自在に配設され、該プランジャ２２ｃの頭部には可動斜板２２ａが当接している。該可動斜板２２ａは傾動自在に枢支され、その傾斜角を調節することにより油圧ポンプ２２の容積を変更することができる。以後、本明細書において、可動斜板２２ａの傾斜角を「ＨＳＴ斜板角」と表すことにする。
【００１６】
油圧ポンプ２２により吐出された作動油は、センタセクション３２に設けられた油路を介して油圧モータ２３に送油される。そして、同様にシリンダブロック、プランジャ等より構成される固定容積型の油圧モータ２３を駆動させることによって、該油圧モータ２３の出力軸であるＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向を制御する構成になっている。以後、本明細書において、ＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向を「ＨＳＴ回転数」とし、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数に対する関数としたもの（詳しくは、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数で割ったもの）を「ＨＳＴ変速比」と記載することにする。なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧ポンプ２２のみを可変容積型とし、油圧モータ２３は固定容積型としているが、その構成のＨＳＴ２１に限るものでもない。例えば、油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の双方を可変容積型とする構成でも、本発明を適用することができる。
【００１７】
（２）ミッション
ミッション３０の構成について、図１乃至図４を参照して説明する。ミッション３０はミッションケース３３により被装されており、該ミッションケース３３にはポンプ出力軸２５、ＨＳＴ出力軸２６、出力軸２７、副変速軸２８、ＰＴＯ軸５３等が水平で前後方向に配設され、それぞれ回動自在に支持されている。また、ミッションケース３３内には遊星歯車機構１０が設けられている。遊星歯車機構１０は前記ＨＳＴ２１の後方に配設され、後述するサンギア１、プラネタリギア２、リングギア３、キャリア５等より構成されている。
【００１８】
一方、前記ＨＳＴ出力軸２６にはリングギア３のボス部３ａと、ギア１２が遊嵌されており、該リングギア３のボス部３ａと該ＨＳＴ出力軸２６との間には、第一の油圧パッククラッチであるＨＭＴクラッチ１３が、ギア１２とＨＳＴ出力軸２６との間には第二の油圧パッククラッチであるＨＳＴクラッチ１４が、それぞれ介在させてある。この二つの油圧パッククラッチ１３・１４は二つの変速モード（「ＨＭＴ変速モード」と「ＨＳＴ変速モード」）を切り換えるために用いられ、変速モードに応じて二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちいずれか一方を係合させ、他方を係合解除させることにより、リングギア３又はギア１２のいずれか一方を介して出力軸２７に動力が伝達されることとなる。また、この二つの油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合させないことで、車軸に対し動力が完全に断たれる状態をも現出させることができ、この意味で前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４は、車両のメインクラッチとしての役割をも果たす。
【００１９】
一方、前記ポンプ出力軸２５は前記ＨＳＴ２１のセンタセクション３２を貫通してミッションケース３３内に延出しており、該延出部分上にポンプ側入力ギア８を外嵌している。該ポンプ側入力ギア８と、サンギア１に同心的に遊嵌したキャリア５の前部外周面に形成したギア５ａとが噛合して、キャリア５を回転させている。そして、該キャリア５には、前記サンギア１及びリングギア３と噛合する複数のプラネタリギア２・２が支承されて、これらの、サンギア１、プラネタリギア２・２、リングギア３、キャリア５等よりで遊星歯車機構１０を構成している。
【００２０】
前記遊星歯車機構１０を説明する。遊星歯車機構１０の第一の要素たるサンギア１は出力軸２７に遊嵌され、プラネタリギア２は前記サンギア１と、前記サンギア１に同心して配置された、第三の要素たるリングギア３に噛合している。ここでプラネタリギア２は、出力軸２７上に遊嵌された第二の要素たるキャリア５に回転自在に支持され、自転しながら該キャリア５とともに公転し得るように構成されている。該キャリア５の前部にはギア５ａが形成されており、該ギア５ａは、前記ポンプ出力軸２５上に外嵌されたポンプ側入力ギア８と噛合している。
【００２１】
一方、前記出力軸２７と平行にＨＳＴ出力軸２６が配設されており、該ＨＳＴ出力軸２６上にはモータ側入力ギア９が固定されて、出力軸２７に遊嵌したサンギア１の前部に外嵌固定したギア６とモータ側入力ギア９が噛合してサンギア１を回転駆動している。このＨＳＴ出力軸２６上には、モータ側入力ギア９の後方にさらにギア１５が固設してあり、該ギア１５は、前記出力軸２７上に遊嵌される前記ギア１２と噛合している。
【００２２】
また、図１で示すように、前記出力軸２７には、ブレーキ装置９５が備えられ、同じく出力軸２７の後端にはカップリングを介して伝達軸３４が連結されており、該伝達軸３４の後部に二つのギア１７・１８を固定している。前記伝達軸３４と平行に副変速軸２８が支持され、該副変速軸２８上にはギア６０・６１が遊嵌されており、該ギア６０・６１が前記ギア１７・１８に噛合して互いに異なる回転数で駆動している。そして、副変速軸２８に設けられた副変速クラッチ６２を操作することにより、ギア６０・６１のうちいずれか一方の回転駆動力を副変速軸２８に伝達できるように構成し、副変速機構を構成している。該副変速軸２８の後端にはベベルギア６９が形設され、該ベベルギア６９を介して後輪デフ７０に動力が伝達される。
【００２３】
また、図１に示すように、副変速軸２８の前端部には二つのギア６３・６４が固設されており、該ギア６３・６４は前輪出力軸２９上に遊嵌されたギア６５・６６にそれぞれ噛合し、該ギア６５・６６を異なる回転数で駆動している。そして、前輪出力軸２９上には二つの油圧クラッチ６７・６８が設けられており、該油圧クラッチ６７・６８のうちいずれか一方を接続することにより、ギア６５・６６のいずれか一方の回転駆動力を前輪出力軸２９に伝達できるようにし、前輪増速切換機構を構成している。
【００２４】
（３）ＰＴＯ駆動系
次に、図１を参照してＰＴＯ駆動系を説明する。前記ポンプ出力軸２５の後端はＰＴＯクラッチ４０を介してＰＴＯ入力軸４１に伝達される。ＰＴＯ入力軸４１の後端には三つのギア４２・４３・４４が相対回転不能に挿嵌され、それぞれＰＴＯ副変速軸４５に遊嵌されたギア４６・４７・４８に噛合している。そして、ＰＴＯ副変速クラッチ４９の操作により三段階に変速された出力が、ギア５０・５２・５４を介してＰＴＯ軸５３に伝達され、作業機等に動力を伝達するよう構成している。
【００２５】
〔各変速モードにおける駆動伝達構成〕
次に、以上の構成における変速装置において、「ＨＭＴ変速モード」／「ＨＳＴ変速モード」の各変速モードにおける走行駆動系の駆動伝達構成を説明する。
【００２６】
（１）「ＨＭＴ変速モード」
最初に、「ＨＭＴ変速モード」としたときの駆動伝達構成について説明する。「ＨＭＴ変速モード」においては前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちＨＭＴクラッチ１３は係合され、ＨＳＴクラッチ１４は係合を解除される。
【００２７】
エンジン２０に連結されたポンプ出力軸２５に固設のポンプ側入力ギア８が、前記キャリア５に形成されたギア５ａに噛合しているので、ポンプ出力軸２５の回転出力が遊星歯車機構１０のキャリア５に伝達される。一方、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力によって、モータ側入力ギア９とサンギア１の前部に固設のギア６が噛合してサンギア１が回転駆動されている。従って、前記キャリア５に支持され、さらに前記サンギア１に噛合しているプラネタリギア２には、両者５・１の回転が合成されて伝達され、該合成された駆動力が、該プラネタリギア２に噛合するリングギア３に伝達される。
【００２８】
そして、「ＨＭＴ変速モード」においては前記ＨＭＴクラッチ１３が係合するよう制御されるので、リングギア３の回転動力が出力軸２７に伝達される。出力軸２７の動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動されることとなる。
【００２９】
（２）「ＨＳＴ変速モード」
次に、「ＨＳＴ変速モード」としたときの駆動伝達構成について説明する。「ＨＳＴ変速モード」においては前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちＨＳＴクラッチ１４が係合され、ＨＭＴクラッチ１３の係合は解除される。
【００３０】
ギア１２には前述のとおりギア１５が噛合されているので、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が出力軸２７に伝達される。この動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動される。
【００３１】
この「ＨＳＴ変速モード」においては、エンジン２０の出力が前後輪にまで伝達されるまでの間に遊星歯車機構１０を経由しない動力伝達構成となっている。すなわち、エンジン２０の出力がポンプ出力軸２５を介してキャリア５を駆動するが、リングギア３のボス部３ａと出力軸２７が係合しないので、遊星歯車機構１０はそのキャリア５の回転により空転するのみとされる。結局は、エンジン２０の出力はＨＳＴ２１により変速されてＨＳＴ出力軸２６→出力軸２７と伝達された後、副変速されて前後輪に伝達されることになる。
【００３２】
（３）各変速モードにおけるＨＳＴ変速比
ここで、各変速モードにおけるＨＳＴ変速比について説明する。図５に示す図表では、ＨＳＴ変速比と車速との関係が示されている。前述するように後進域の全域〜前進低速域においては「ＨＳＴ変速モード」とされ、該モードにおいては前記ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が前記出力軸２７にそのまま出力されることから、ＨＳＴ変速比が中立にあるときは車両は駆動されず、ＨＳＴ出力軸２６が正転したときは車両は前進し、逆転したときは車両は後進する。また、車速は該ＨＳＴ出力軸２６の回転速度に比例する。このことから、「ＨＳＴ変速モード」において車両を前進側に増速させるためには、ＨＳＴ変速比を正転側に変更制御させる必要がある。
【００３３】
一方、前進の中速域〜高速域においては「ＨＭＴ変速モード」とされ、該モードにおいてはＨＳＴ出力軸２６とポンプ出力軸２５の回転出力を前記遊星歯車機構１０にて合成し、差動的に取り出された動力が前記出力軸２７に出力される。従って、「ＨＭＴ変速モード」において車両を前進側に増速させるには、前記「ＨＳＴ変速モード」とは逆に、ＨＳＴ変速比を逆転側に変更制御させる必要がある。
【００３４】
以上のことから、図６の図表に示すように、車両の変速比を前進低速域から前進高速域まで加速するときには、変速比が予め設定された変速モード切換変速比に至るまでは「ＨＳＴ変速モード」であり、ＨＳＴ変速比は正転側に増加し、従って、ＨＳＴ斜板角も正転側に制御される。そして、変速比が変速モード切換変速比に至れば「ＨＭＴ変速モード」に切り換わって、ＨＳＴ変速比は逆転側に減速し、従って、ＨＳＴ斜板角も逆転側に制御される。
【００３５】
〔変速モード切換機構〕
次に、変速モード切換機構の構成を説明する。図４は変速装置の変速モード切換機構の構成を示した説明図である。
【００３６】
本実施例においては、ＨＳＴ出力軸２６に外嵌したモータ側入力ギア９に近接して設けた検出器８１で該ＨＳＴ出力軸２６の回転量をパルス信号として検出し、また、その回転方向をも検出できるようにしている。さらに、前記出力軸２７に固定したダミーギア８２ａにも検出器８２を近接して設け、該検出器８２にて該出力軸２７の回転量やその方向を検出している。また、エンジン２０のクランク軸にも検出器８３が設けられて、エンジン回転数を検出可能としている。
【００３７】
さらに、車両の運転席には主変速操作手段である主変速レバー８４や、副変速操作手段である副変速切換スイッチ８７が設けられて、その枢支部には回動角検出手段（例えば、ポテンショメータ）８４ａ・８７ａが配設され、該主変速レバー８４や副変速切換スイッチ８７の操作位置を検出できるようにしている。
【００３８】
同じく車両の運転席には、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４の断接を操作するための手段としてのクラッチペダル８５が設けられている。該クラッチペダル８５の枢支部分には図示せぬポテンショメータ等よりなる回動角検出手段８５ａが配設されており、その踏込み量を電気信号として検出して、制御装置９０に送信するように構成されている。
【００３９】
図４に示すように前記三つの検出器８１・８２・８３は制御装置９０に電気的に接続され、該制御装置９０は前記主変速レバー８４の操作位置や前記検出器８２の検出値をもとに、車速が該主変速レバー８４で指示される車速となるよう、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６を通じて前記油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの傾斜角はフィードバック制御されている。これについては後述する。
【００４０】
前記ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６は、図７に示すように、主に、油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａにリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ８６ｂ・８６ｂと、該サーボシリンダ８６ｂ・８６ｂへの圧油を制御する制御バルブ８６ａから構成されている。該制御バルブ８６ａは電磁弁であって、与えられた電流値によって該電磁弁を切り換えて、サーボシリンダ８６ｂ・８６ｂを伸縮駆動し、可動斜板２２ａの斜板角、すなわち、ＨＳＴ斜板角を変更する構成としている。従って、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えられる電流の値によって、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の作動量を制御し、ＨＳＴ斜板角を変更する構成としている。そして、前記制御バルブ８６ａの電磁弁は制御装置９０に対して電気的に接続されており、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えられる電流値は制御装置９０により制御されている。
【００４１】
一方、図４に示すように、前記ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４には、それぞれ電磁弁９１・９２が接続されて圧油を給排可能に構成されており、前記制御装置９０は該電磁弁９１・９２に対し電気的に接続されている。
【００４２】
制御装置９０は前記検出器８２・８３の検出値から、変速装置の変速比を計算する演算手段を備えており、求められた変速比が高速側の一定領域にあるときは「ＨＭＴ変速モード」となって前記電磁弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合させ、ＨＳＴクラッチ１４を係合解除させる。一方、変速比が低速側の一定領域にあるときは「ＨＳＴ変速モード」となって電磁弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合解除させ、ＨＳＴクラッチ１４を係合させる。すなわち、中速域〜高速域では「ＨＭＴ変速モード」、後進域の全域〜前進低速域では「ＨＳＴ変速モード」というように、変速比に応じて二つの変速モードを自動切換し、前記電磁弁９１・９２を電気的に制御してＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４を係脱させるように構成しているのである。
【００４３】
〔変速モード切換時の時間補正〕
次に、前記変速モード切換機構に基づいて、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ、又は、「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へ、変速モードの切換制御の時間補正について、図１７において説明する。本制御においては、車両が加速あるいは減速されて、車両の変速比が変速モードの切換変速比Ｒｃに至った場合に両変速モード間の切換が行われるように構成して、切換時におけるショックの発生を抑えるようにしている。
【００４４】
しかし、車両の変速比が切換変速比Ｒｃに至ったことが検知されてから「ＨＭＴ変速モード」に切り換えるように前記電磁弁９１・９２に信号を送るとしたのでは、制御装置９０が信号を送ってから実際に前記クラッチ１３・１４が係合又は係合解除されて実際に「ＨＭＴ変速モード」となるまでに、電気的な時間遅れと機械（油圧機器など）的な時間遅れとに起因するタイムラグ（特に機械的時間遅れによるタイムラグ）が生じてしまい、実際にクラッチ１３・１４が動作する時点では、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４の前後のリングギア３及びギア１２の回転数にズレが生じ、変速モード切換時のショックの原因となる。
【００４５】
そこで、タイムラグによる回転数のズレを抑制するため、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４それぞれにおいて油圧・機械の遅れ時間ΔＴHMTon ・ΔＴHMToff・ΔＴHSTon ・ΔＴHSToffを予め計測して制御装置９０に記憶させておき、車両の変速比が切換変速比に到達する時間よりΔＴHMTon ・ΔＴHMToff・ΔＴHSTon ・ΔＴHSToffだけ早い時間にモードの切換を行うよう制御装置９０に信号を送るようにしている。従って、ちょうど実変速比が切換変速比となるときに、実際にＨＭＴクラッチ１３又はＨＳＴクラッチ１４が係合又は係合解除されてモードの切換動作を行うことができる。
【００４６】
例えば、図８の図表に示すように、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ（又は「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へ）、変速モードを切り換えるときには、制御装置９０で変速比の傾きを常時計算し、実変速比と計算した変速比の傾きからΔＴHMTon 後の変速比（予測変速比）を予測し、該予測変速比が切換変速比ＲC に到達していれば、ＨＳＴクラッチ１４（又は、ＨＭＴクラッチ１３）を係合するよう電磁弁９２（又は、電磁弁９１）に信号を送る。この結果、ΔＴHMTon 後に車両の変速比が切換変速比ＲC に達したときに、ＨＳＴクラッチ１４（又はＨＭＴクラッチ１３）の係合動作が実際に行われることとなる。
【００４７】
なお、変速モード切換においては、ＨＭＴクラッチ１３又はＨＳＴクラッチ１４のうち一方を係合させるとともに、他方を係合解除させる制御を行うことになるが、本実施例では切換の際に、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４を双方とも係合させておく状態を短時間ΔＴMtos現出させるようにし、これによって切換を円滑に行うようにしている。
【００４８】
〔ＨＳＴ斜板角アクチュエータの不感帯の設定〕
油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの傾斜角を変更するＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６は、前述の如く、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に流れる電流値を制御することにより、その作動が制御される構成としている。ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に流れる電流値には、中立点が認識されやすいように、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に、ある指定範囲の量の電流を与えても該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６が動作しない不感帯が設けられている。該不感帯は各ＨＳＴ２１において個体差が存在するため、各個体に応じて不感帯を決定する必要がある。
【００４９】
図９に示す図表を用いて、ＨＳＴ出力軸２６と出力軸２７の間のクラッチを開放した状態、すなわち、第一・第二の油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合を解除した状態で、図１０の図表に示すようなスィープ状の電流をＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えたときの、電流とＨＳＴ回転数の変化について説明する。
【００５０】
図９の図表では、電流上昇過程において、油圧モータ２３が作動し始めるＡ点、それ以上電流を与えてもＨＳＴ回転数が変化しなくなりＨＳＴ回転数が飽和するＢ点、最大の電流を流したＢ’点、さらに、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が飽和した状態からＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点、ＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点を示している。そして、電流をＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えると、Ａ点→Ｂ点→Ｂ’点→Ｃ点→Ｄ点のようにＨＳＴ回転数が変化する。
【００５１】
Ａ点からＢ点へは非線形的にＨＳＴ回転数が増加し、Ｂ点からＢ’点を経てＣ点まではＨＳＴ回転数は変化せず、ＨＳＴ回転数は飽和状態にあり、Ｃ点からＤ点まではＨＳＴ回転数が非線形的に減少する。ここで、Ｃ点からＢ’点までの範囲にある電流値を飽和電流値とし、Ａ点及びＣ点の電流値はそれぞれ初動電流値とする。
【００５２】
そして、不感帯を決定するときは、図１１の図表に示すように、前記初動電流値と、飽和電流値とを制御装置９０のメモリに記憶させ、これらの電流値の間を直線補間近似した近似線を設定線とし、該設定線に基づいて不感帯ΔＩ0 を決定する。すなわち、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点の飽和電流値Ｉc と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点の初動電流値Ｉd との間の非線形線を直線補間近似した近似線αを算出し、該近似線αを設定線として、該設定線に基づいて不感帯ΔＩ0 を決定するのである。このようにして決定された不感帯ΔＩ0 は、各ＨＳＴ２１個体に応じて決定されることになり、各ＨＳＴ２１個体よって異なる不感帯のばらつきに対応することができる。
【００５３】
なお、電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＡ点の初動電流値Ｉa と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となるＢ点の飽和電流値Ｉb との間で直線補間近似して算出した近似線を設定線として採用すると、初動電流値Ｉa を与えても、電流上昇時のＡ点ではＨＳＴ回転数はゼロであるが、電流下降時のＡ’点では、ＨＳＴ回転数はゼロとならずＨＳＴ２１出力軸が回転することになるため、設定線はＣ点とＤ点に基づいて算出した近似線αとしている。
【００５４】
〔ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の設定方法〕
図９に示す図表から分かるように、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に流したスィープ状の電流とＨＳＴ回転数との間には、同じ電流値に対し、電流上昇時と電流低下時ではＨＳＴ回転数が異なり、すなわち、スィープ状の電流とＨＳＴ回転数にはヒステリシス差Ｗが発生している。従って、ＨＳＴ回転数を増加過程から減少過程に変化させようと電流値を減少させると、ヒステリシス差Ｗのために、ＨＳＴ回転数は変化しないが電流値を徐々に減少させるための遅れが生じる。この遅れを解消したＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’の設定方法を、以下に、第一・第二・第三の設定方法として説明する。
【００５５】
（１）第一の設定方法
第一の設定方法では、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の不感帯Δｉ0 の設定の方法と同様に、初動電流値と、飽和電流値とを制御装置９０のメモリに記憶させ、これらの電流値の間を直線補間近似した線を設定線とし、該設定線に基づいてあるＨＳＴ回転数を得るためにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与える指令電流値を決定する。
【００５６】
すなわち、図１１の図表に示すように、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点の飽和電流値Ｉc と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点の初動電流値Ｉd との間の非線形線を直線補間近似した近似線αを算出し、該近似線αを設定線として、該設定線に基づいて、ＨＳＴ２１に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値ｉ’を決定するのである。従って、例えば、ＨＳＴ回転数Ｈ(n) を得ようとするときには、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’は、近似線αに基づいて決定され、その値はＩ(n) となる。
【００５７】
なお、電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＡ点の初動電流値Ｉa と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となるＢ点の飽和電流値Ｉb との間で直線補間近似して算出した近似線を設定線とすると、初動電流値Ｉa を与えても、電流上昇時のＡ点ではＨＳＴ回転数はゼロであるが、電流下降時のＡ’点では、ＨＳＴ回転数はゼロとならずＨＳＴ２１出力軸が回転することになるため、設定線はＣ点とＤ点に基づいて算出した近似線としている。
【００５８】
（２）第二の設定方法
第二の設定方法では、指令電流とＨＳＴ回転数の間に発生するヒステリシス差Ｗを考慮したＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値の設定方法を示す。
【００５９】
ヒステリシス差Ｗは、Ａ点とＢ点を直線近似した近似線βと、Ｃ点とＢ点を直線近似した近似線αとの偏差で決定される。例えば、図１２の図表に示すように、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるときのヒステリシス差Ｗ(f) は、近似線β上の点ｆの電流値Ｉ(f) と近似線α上の点ｆ’の電流値Ｉ(f')との偏差となる。
Ｒ(f) ＝Ｉ(f) −Ｉ(f')
上述の如く各電流値に対して算出したヒステリシス差Ｗを制御装置９０のメモリに記憶させ、ＨＳＴ２１に負荷が加わらないときのＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値である原指令電流値ｉ’をヒステリシス差Ｗを考慮して決定する。
【００６０】
例えば、ＨＳＴ回転数増加過程では、近似線βに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f) となる。また、ＨＳＴ回転数減少過程では、近似線αに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f')となる。
【００６１】
さらに、ＨＳＴ回転数増加過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるＦ点でＨＳＴ回転数減少過程に切り換えるときには、ｆ点からｆ’点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。同様に、ＨＳＴ回転数減少過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるとき、ＨＳＴ回転数増加過程に切り換えるときには、ｆ’点からｆ点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。ｆ点とｆ’点とではヒステリシス差Ｗ(f) のためにＨＳＴ回転数が同一でありＨＳＴ回転数が連続するため、ＨＳＴ回転数を増加過程から減少過程へ、又は減少過程から増加過程へ変化させても、ＨＳＴ斜板角が急激に変化することなく滑らかな切り換えが行われる。
【００６２】
（３）第三の設定方法
第三の設定方法では、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値とＨＳＴ回転数との関係は非線形的に変化するため、初動電流値と飽和電流値との間の点を複数プロットして、それぞれの点において電流値及びＨＳＴ回転数を制御装置９０のメモリに記憶し、隣接する各点間で直線近似する。すなわち、近似線を、二点ではなく複数点の直線近似から算出して非線形状とするのである。
【００６３】
例えば、図１３の図表に示すように、電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＡ点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となるＢ点との間に、予め設定したステップ毎（例えば、１００ｒｐｍ毎）に複数の認識点Ｓ1 ・Ｓ2 ・・・Ｓn をとり、Ａ点−Ｓ1 点・Ｓ1 点−Ｓ2 点・・・Ｓn 点−Ｂ点をそれぞれ直線近似することで、近似線βを得る。同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点とＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点で、近似線αを得る。
【００６４】
上述の如く決定した近似線α及び近似線βに基づいて、近似線αと近似線βとの偏差によってヒステリシス差Ｗを算出し、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への、ＨＳＴ２１に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値ｉ’を決定する。このように第三の設定方法では、前記第一及び第二の設定方法で補正するときと比較して、近似線α及び近似線βが実際の電流値とＨＳＴ回転数との関係を示す非線形線により近づくため、より精度の高い原指令電流値ｉ’を得ることができる。
【００６５】
例えば、ＨＳＴ回転数増加過程では、近似線βに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f) となる。また、ＨＳＴ回転数減少過程では、近似線αに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f')となる。
【００６６】
さらに、ＨＳＴ回転数増加過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるＦ点でＨＳＴ回転数減少過程に切り換えるときには、ｆ点からｆ’点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。同様に、ＨＳＴ回転数減少過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるとき、ＨＳＴ回転数増加過程に切り換えるときには、ｆ’点からｆ点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。
【００６７】
なお、第三の設定方法では、近似線αと近似線βとの間のヒステリシス差Ｗが無視できる程度に十分小さいときには、近似線αを設定線として用い、所望のＨＳＴ回転数を得るためにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を設定線上の値として決定することもできる。このとき、二本の近似線α・βを設定するときと比較して、制御装置９０のメモリに記憶する情報量を削減することができる。
【００６８】
〔ＨＳＴ斜板角の補正〕
前述の如く、ＨＳＴ斜板角には、補正値Δｒのフィードバック制御が断続的に行われている。上述の如く、ＨＳＴ２１に負荷が加わらない状態でのＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値である原指令電流値ｉ’が決定されるが、車両の実走行時にはＨＳＴ２１に負荷が加わった状態であるため、この負荷に対応するためにＨＳＴ斜板角をΔｒだけフィードバック制御するのであり、従って、実走行時にはＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉは、原指令電流値ｉ’にΔｉのフィードバック制御が施されたものとなる。以下に、ＨＳＴ斜板角に対するフィードバック制御について詳細に説明する。
【００６９】
図１４において、上側の線はＨＳＴ２１に加わる負荷が大きい場合の油圧ポンプ２２のＨＳＴ斜板角と油圧モータ２３の単位時間当たりの回転数との関係を示すものであり、下側の線はＨＳＴ２１に加わる負荷が小さい場合のものである。これらの間にはＨＳＴ２１に加わる負荷によって差Δｄr が生じている。
【００７０】
すなわち、ＨＳＴ２１に加わる負荷により、ＨＳＴ２１の容積効率が変化し、油圧モータ２３の駆動効率が変化しているのである。ＨＳＴ２１の容積効率は作動油の温度、劣化度合い、ＨＳＴ２１に加わる負荷により変化する。例えば、ＨＳＴ２１に加わる負荷による回路内の油圧の上昇を起因とする油の漏れや圧縮、また、これらの反復による経時劣化や油温の変化等を原因として容積効率が変化する。
【００７１】
ＨＳＴ２１に加わる負荷が大きい場合には、ＨＳＴ斜板角に対して油圧モータ２３の回転数の上昇率が少なく、負荷が小さい場合には、ＨＳＴ斜板角に対して油圧モータ２３の回転数の上昇率が大きくなる。つまり、単位時間当たりの油圧モータ２３の回転数が同じでも、ＨＳＴ２１に加わる負荷により、油圧ポンプ２２のＨＳＴ斜板角が異なる。
【００７２】
従って、ＨＳＴ２１の容積効率が変化した状態では、主変速レバー８４操作により決定された車両の変速比に対応する操作量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６がＨＳＴ斜板角を変更しても、車両が所望の走行速度にならない事態が生じる。そこで、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の操作量にＨＳＴ２１の容積効率の変化を加味し、すなわち、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉにＨＳＴ２１に加わる負荷を加味した補正値Δｉで補正することによって、ＨＳＴ斜板角を補正値Δｒだけ補正し、ＨＳＴ２１の容積効率の変化に対応するようにしている。
【００７３】
（１）一定変速モード時のＨＳＴ斜板角補正
ＨＳＴ斜板角の補正は、ＨＳＴ２１に加わる負荷に基づいて行われる。図１５の図表に示すように、ＨＳＴ回転数が等しくても、油の漏れや圧縮等の容積効率の変化によって、ＨＳＴ２１に加わる負荷が無視できない程度に大きい状態（負荷状態）となると、ＨＳＴ２１に加わる負荷が無視できる程度に十分に小さい状態（無負荷状態）と比べて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えなければならない電流値に差Δｉが生じる。
【００７４】
すなわち、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値には、無負荷時の原指令電流値ｉ’と、実操向の状態である負荷時の指令電流値ｉとで差Δｉが生じることになり、ＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑと、負荷時の指令電流値ｉと無負荷時の原指令電流値ｉ’との差はほぼ比例している。従って、指令電流値ｉは原指令電流値ｉ’に対してΔｉだけ補正された値でなければならず、この指令電流値ｉの補正値Δｉを、ＨＳＴ２１に加わる負荷から生じたものと推測し、Δｉの値に基づいてＨＳＴ２１に加わる負荷の大きさを検出するようにしている。
【００７５】
制御装置９０は、エンジン２０の回転数を検出する検出器８３、ＨＳＴ２１の油圧モータ２３回転数を検出する検出器８１、主変速レバー８４位置及び副変速スイッチ８７位置を検出する検出手段８４ａ・８７ａ等からの情報で決定される変速比に必要な出力軸２７の目標回転数Ｍp を算出し、車軸に連動している出力軸２７の回転数を検出する検出器８２から得られる実際の出力軸２７の回転数Ｍと、目標回転数Ｍp の差ΔＭ（ΔＭ＝Ｍp −Ｍ）を算出する。
【００７６】
上述の如く算出した差ΔＭの値に基づいてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉを定める。そして、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令電流値ｉに相当する電流が送られて該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の作動が制御されＨＳＴ斜板角が変更される。
【００７７】
ＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑは、前記指令電流値ｉと、予め試験操向してＨＳＴ２１が無負荷状態であるときに測定し制御装置９０のメモリに記憶させたＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値（原指令電流値ｉ’）とを比較し、その差Δｉ（Δｉ＝ｉ−ｉ’）を算出し、さらに、予め制御装置９０に記憶されている差Δｉと負荷Ｑとの対応関係を表すマップに基づいて決定される。
【００７８】
前記指令電流値ｉは、原指令電流値ｉ’に対して、１回前の制御ループにおいて検出されたＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑに対応する補正値Δｉによって補正された値となる構成として、すなわち、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉによって動作されるＨＳＴ斜板角は常にフィードバック制御されている。
【００７９】
なお、指令電流値ｉの補正値Δｉは、図１６の図表に示すように、車両を増速させようと主変速レバー８４を操作するときは減速側にＨＳＴ斜板角をΔｒだけ変更するよう補正された値であり、車両を減速させようと主変速レバー８４を操作するときは増速側にＨＳＴ斜板角をΔｒだけ変更するよう補正された値である。すなわち、指令電流値ｉの補正値Δｉによって、ＨＳＴ斜板角が無負荷時のＨＳＴ斜板角に対してΔｒだけオフセット制御されるよう補正されている。上述の如く、断続的にＨＳＴ斜板角がΔｒだけオフセット制御されるようフィードバック制御するので、様々な状況に応じたキメ細かい制御が可能とされ、滑らかな加速をより安定的に達成できる。
【００８０】
（２）変速モード切換時のＨＳＴ斜板角補正
ここで、変速モードの切換時における、ＨＳＴ斜板角の補正制御について図１６及び図１７の図表（５）を用いて説明する。
【００８１】
前述の如く、アクチュエータ８６への指令電流値ｉは常にΔｉだけフィードバック制御されており、ＨＳＴ斜板角は無負荷時のＨＳＴ斜板角に対し常にΔｒだけ補正されるよう制御されている。しかし、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ、もしくは「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へと切換が行われる点Ｘにおいては、ＨＳＴ２１に加わる負荷が急激に変化する。
【００８２】
これは、「ＨＳＴ変速モード」と「ＨＭＴ変速モード」のモード切換時にはＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２に対する力の加わり方が変化するためである。すなわち、「ＨＳＴ変速モード」では油圧ポンプ２２が油圧モータ２３を回転させているのに対し、「ＨＭＴ変速モード」では油圧モータ２３が回ろうとするのを油圧ポンプ２２が抑えているのである。このため、変速モード切換時に円滑な変速操作を行うためには、変速モード切換時以外のＨＳＴ斜板角の補正値Δｒとは異なる補正値ΔｒC でＨＳＴ斜板角を補正するよう、アクチュエータ８６の指令電流値ｉを補正する必要がある。
【００８３】
前記ＨＳＴ斜板角の補正値ΔｒC も、変速モード切換時以外と同様に、ＨＳＴ２１に加わる負荷の大きさにより決定される。すなわち、制御装置９０が変速モード切換の直前又は直後であることを認識し、このときの指令電流値ｉと原指令電流値ｉ’によって算出したＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑから、予め作成し制御装置９０に記憶させておいた指令電流値ｉの補正値Δｉx と負荷の値Ｑとの対応関係を表すマップに基づいて、補正値Δｉx を決定する。そして、変速モード切換時における指令電流値ｉは、補正値Δｉx の二倍の値とした切換時補正値ΔｉC （ΔｉC ＝２Δｉx ）によって補正された値となるようにする。
【００８４】
そして、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉの切換時補正値ΔｉC は、ＨＳＴ斜板角をΔｒC だけ補正するに相当する値であり、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ切り換える際には、ＨＳＴ斜板角をΔｒC だけ中立側に傾動し、「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へと切り換える際には、ＨＳＴ斜板角をΔｒC だけ正転側に傾動して、円滑な変速モード切換が行われるようにしている。
【００８５】
こうして、変速モードの切換時に、ＨＳＴ２１に加わる負荷による容積効率の変化による車速の一時的な落ち込みを防止するためＨＳＴ２１を減速側（ＨＭＴとしては増速側）に制御している。従って、ＨＳＴ２１の容積効率の変化をカバーするようにして、変速モード切換の際のショックを低減するようにしているのである。
【００８６】
〔変速モード切換のタイムチャート〕
ここで、車両が低速前進域の「ＨＳＴ変速モード」にある状態から、中速又は高速前進域の「ＨＭＴ変速モード」に移行するときの、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉの変化を、前記時間補正、及びＨＳＴ２１に加わる負荷に対する補正を考慮して、図１７に示す図表を用いて説明する。図１７に示す各図表では、縦軸には、図表（１）は車両の変速比、図表（２）はＨＳＴ変速比、図表（３）はＨＭＴクラッチ１３の動作とＨＭＴクラッチ１３により出力軸２７に与えられる圧力、図表（４）は図表（３）はＨＭＴクラッチ１４の動作とＨＭＴクラッチ１４により出力軸２７に与えられる圧力、図表（５）はＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に出力される電流値とＨＳＴ変速比、を示し、横軸は各図表（１）〜（５）において共通の時間を採っている。
【００８７】
まず、図１７の図表（１）に示すように、作業者のレバー操作により原目標変速比１０１が決定される。そして、作業者がレバーを急激に操作した場合に車両が急加速、又は急減速するのを防止するために、原目標変速比１０１に制限を加味して目標変速比１０２が決定される。
【００８８】
実際に車両の走行速度を変速する際に、制御されるのはＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの角度（ＨＳＴ斜板角）であり、図１７の図表（２）に示すように、前記目標変速比１０２に基づいて、原ＨＳＴ目標変速比１０３が決定される。目標変速比１０２は、本来であれば、目標変速比１０２が機械的に決定される変速モードを切り換えるための切換変速比ＲC に達する時刻ＴA で、それまで増加過程にあった原ＨＳＴ目標変速比１０３の値を、減少過程に切り換えなければならないが、ＨＳＴ２１の可動斜板２２ａの動作遅れによるタイムラグを考慮すると、時刻ＴA で原ＨＳＴ目標変速比１０３を減少させるよう制御しても、実ＨＳＴ変速比Ｒnow は切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCに達しない。
【００８９】
そこで、実変速比Ｒnow が切換変速比ＲC に達した時点で変速モードの切換が行われるよう、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ変速モード切換時の許容目標変速比ΔＲを設定し、該許容目標変速比ΔＲをＨＳＴ変速比に変換した値をΔＲHST として、原ＨＳＴ目標変速比１０３を切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCより、ΔＲHST だけ越えた値となるように真の切換ＨＳＴ変速比ＲｔHSTC、
ＲｔHSTC＝ＲHSTC＋ΔＲHST
を設定する。
【００９０】
また、図１７の図表（１）に示すように、ある時刻Ｔ(n) における実変速比Ｒnow (n) と、実変速比の傾きα、及び、ＨＳＴクラッチ１４に係合するよう信号を送ってから実際に係合するまでのタイムラグΔＴHMTon の値を確定することによって、時刻Ｔ(n) からΔＴHMTon 後の変速比ＲEst
ＲEst ＝Ｒnow (n) ＋α×ΔＴHMTon
が推定できる。
【００９１】
前述の如く算出したＲEst が、切換変速比ＲC より大きくなると、ＨＳＴクラッチ１４の切換動作に入る。切換動作に入るに際して、まず、ＨＳＴ目標変速比を、一旦切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCまで戻す。このとき、ＨＳＴ目標変速比が急激に変化するのを防止するために、原ＨＳＴ目標変速比１０３をフィルタリング処理して平滑化したＨＳＴ目標変速比１０４を作成し、該ＨＳＴ目標変速比１０４に沿ってＨＳＴ斜板角を制御するようにしている。
【００９２】
時刻Ｔにおいて、ＨＭＴクラッチ１３を係合すべく信号を出力する。すると、図１７の図表（３）及び図表（４）に示すように、ＨＭＴクラッチ１３は、タイムラグΔＴHMTon 後に実際に係合する。ＨＭＴクラッチ１３が係合すれば、変速モードは「ＨＭＴ変速モード」に切り換わるため、ＨＳＴ変速比は、減少方向に制御する必要がある。実際に、ＨＭＴクラッチ１３が係合してから、ＨＳＴ斜板角を減少方向に制御する信号を出力していては、ＨＳＴ２１の動作遅れによるタイムラグΔＴHST のために、良好に切換が行われない。そこで、時刻Ｔから、ΔＴHMTon 後に、ＨＳＴ斜板角が減少方向に制御されるように、時刻ＴからΔＴkeep
ΔＴkeep＝ΔＴHMTon −ΔＴHST
後に、ＨＳＴ斜板角を減少方向に制御する信号を出力する。なお、時刻ＴからΔＴkeepが経過する以前に信号を出力すれば、ＨＳＴクラッチ１４が係合する前に、ＨＳＴ変速比が減少するために、モード切換によるショックが生じる原因となる。
【００９３】
そして、時刻Ｔから、予め設定されたＨＳＴクラッチ１４を係合すべく信号を出力してからＨＭＴクラッチ１３の係合を解除すべく信号を出力するまでの時間ΔＴMtos後に、ＨＭＴクラッチ１３の係合を解除する信号を出力する。
ＨＭＴクラッチ１３は、時刻ＴからΔＴMtosと、ＨＭＴクラッチ１３の係合を解除すべく信号を出力してから実際に係合が解除されるまでのタイムラグΔＴHSToffを合わせた時間の経過後に、係合が解除される。
【００９４】
ここで、クラッチの切換動作を滑らかに行うためには、ＨＳＴクラッチ１４が係合すると同時に、ＨＭＴクラッチ１３の係合を解除することが好ましい。すなわち、
ΔＴMtos＋ΔＴHSToff＝ΔＴHMTon
となるように、ΔＴMtosを決定すればよい。
また、
ΔＴMtos＋ΔＴHSToff＞ΔＴHMTon
となるようにΔＴMtosを決定すれば、両方のクラッチ１３・１４が同時に係合している時間ΔＴsimuが発生する。本実施例における、変速モード切換時の負荷の補正は、ΔＴsimuの間に行われる。
【００９５】
両方のクラッチ１３・１４が係合している状態では、ＨＳＴ変速比は切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCに固定される。その間に可動斜板２２ａを動かしても車速に影響は出ない。ここで、ステップ状の電流を与えたときのＨＳＴ斜板角の変化を、図１８に示す図表を用いて説明する。但し、この図表では、ＨＳＴ２１の機械的特性によって電流を与えてから実際にＨＳＴ斜板角が変化し始めるまでの時間をΔＴHST とし、ＨＳＴ斜板角が変化し始めて定常状態となるまでの時間（整定時間）Ｔs としている。
【００９６】
ＨＳＴクラッチ１４が切れたときにはＨＳＴ斜板角は定常状態であることが望ましい。従って、変速モード切換時の指令電流値ｉの補正は時刻ＴからΔＴkeep後に行われ、両方のクラッチ１３・１４が係合している時間ΔＴsimuは、ＨＳＴ２１の整定時間Ｔs より長くなるように設定する。また、前述の如く、変速モード切換時の指令電流値ｉの補正値ΔｉC は、補正直前の無負荷時の原指令電流値ｉ’と指令電流値ｉから決定された値Δｉx の二倍の値であり、これによってＨＳＴ斜板角が大幅に変更されたあとにＨＳＴクラッチ１４が切れて、ＨＳＴ斜板角が定常状態となる。
【００９７】
このように、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角をＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に与える指令電流値により制御することにより変更操作して、油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、指定範囲の量の電流を与えても該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）が動作しない範囲である不感帯（ΔＩ0 ）を決定するので、各ＨＳＴ個体に有するバラツキに応じた制御が可能となり、各ＨＳＴ固体間の異なる不感帯を知ることができて、その不感帯に合わせて回転数制御することが可能となる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００９９】
請求項１に示す如く、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点の初動電流値（Ｉa ）と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点の飽和電流値（Ｉb ）との間で、非線形線を直線補間近似した近似線（β）を算出し、該近似線（β）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、制御装置は簡易な計算で各ＨＳＴ個体に異なる指令電流値を決定することができ、制御かかるメモリを減少し、制御ステップも減少することができて、制御の応答性も向上することができる。
また、制御電流と出力回転数の間にはヒステリシスが生じるが、このヒステリシスに合わせた制御が可能となって、制御精度が向上する。
また、近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出するので、特別な検出手段を設けずにヒステリシス差を検出でき、回転数上昇途中から回転数を減少する制御を行なう時などの制御を正確に行なうことができる。
また、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、ヒステリシス差を考慮して指令電流値を決定することができ、滑らかな加速及び減速が安定的に得られる。
【０１００】
請求項２に示す如く、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点との間に、予め設定したステップ毎に、複数の認識点（Ｓ1 ・Ｓ1 ・・・Ｓn ）をとり、（Ａ）点−（Ｓ1 ）点・（Ｓ1 ）点−（Ｓ2 ）点・・・（Ｓn ）点−（Ｂ）点をそれぞれ直線近似することで、近似線（β）を得て、同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点とＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点で、複数の認識点をとり直線近似することで近似線（α）を得て、決定した近似線（β）と、近似線（α）に基づいて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、制御精度が向上する。
また、近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出するので、特別な検出手段を設けずにヒステリシス差を検出でき、回転数上昇途中から回転数を減少する制御を行なう時などの制御を正確に行なうことができる。
また、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、ヒステリシス差を考慮して指令電流値を決定することができ、滑らかな加速及び減速が安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＨＭＴ式変速装置のスケルトン図。
【図２】 ＨＳＴの側面断面展開図。
【図３】 ミッション前部の側面断面展開図。
【図４】 ＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図。
【図５】 車速とＨＳＴ変速比との関係を示す図。
【図６】 車両の変速比とＨＳＴ変速比及びＨＳＴ斜板角の関係を示す図。
【図７】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータの構成を示す説明図。
【図８】 変速モード切換時間補正の説明図。
【図９】 ＨＳＴ回転数とＨＳＴ斜板角アクチュエータに与えられる電流値との関係を示す図。
【図１０】 スィープ状電流を示す図。
【図１１】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第一の決定方法の説明図。
【図１２】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第二の決定方法の説明図。
【図１３】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第三の決定方法の説明図。
【図１４】 ＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ回転数に対するＨＳＴ斜板角の変化を示す図。
【図１５】 ＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値に対するＨＳＴ回転数の変化を示す図。
【図１６】 変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角補正の説明図。
【図１７】 変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値を決定するタイムチャート図。
【図１８】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流に対するＨＳＴ斜板角の応答状態を示す図。
【符号の説明】
Ｈ ヒステリシス差
２１ ＨＳＴ
２２ 油圧ポンプ
２２ａ 可動斜板
２３ 油圧モータ
２５ ポンプ出力軸
２６ ＨＳＴ出力軸
２７ 出力軸
８６ ＨＳＴ斜板角アクチュエータ
９０ 制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプと油圧モータとで構成した油圧式無段変速機構（ＨＳＴ）（以下ＨＳＴと称する）を具備する変速装置の、ＨＳＴ斜板角制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＨＳＴを備えた変速装置が知られている。ＨＳＴ式変速装置は可変容量型の油圧ポンプの可動斜板を主変速操作手段と連結連動して、該主変速操作手段を回動操作することにより油圧ポンプからの吐出量を変更して出力回転数を変更して主変速を行い、主変速操作手段を中立位置から逆方向に回動することにより前後進を切り換えて、同時に変速を行えるようにしている。油圧ポンプの可動斜板の角度は、油圧シリンダ等のアクチュエータによって変更操作され、該アクチュエータはその作動量をアクチュエータに与えられる電流値によって制御される。即ち、アクチュエータに与える電流値を制御することによって所望の可動斜板の角度を得る構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明に係る油圧式無段変速機構では、主変速操作手段の操作により決定された可動斜板の角度（ＨＳＴ斜板角）を変更操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値を、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータに流れる電流と、ＨＳＴ斜板角の間のヒステリシス差を考慮して決定する方法を提案する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に、この課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点の初動電流値（Ｉa ）と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点の飽和電流値（Ｉb ）との間で、非線形線を直線補間近似した近似線（β）を算出し、該近似線（β）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するものである。
【０００６】
請求項２においては、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点との間に、予め設定したステップ毎に、複数の認識点（Ｓ1 ・Ｓ1 ・・・Ｓn ）をとり、（Ａ）点−（Ｓ1 ）点・（Ｓ1 ）点−（Ｓ2 ）点・・・（Ｓn ）点−（Ｂ）点をそれぞれ直線近似することで、近似線（β）を得て、同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点とＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点で、複数の認識点をとり直線近似することで近似線（α）を得て、決定した近似線（β）と、近似線（α）に基づいて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【０００８】
図１はＨＭＴ式変速装置のスケルトン図、図２はＨＳＴの側面断面展開図、図３はミッション前部の側面断面展開図、図４はＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図である。
【０００９】
図５は車速とＨＳＴ変速比との関係を示す図、図６は車両の変速比とＨＳＴ変速比及びＨＳＴ斜板角の関係を示す図、図７はＨＳＴ斜板角アクチュエータの構成を示す説明図である。図８は変速モード切換時間補正の説明図、図９はＨＳＴ回転数とＨＳＴ斜板角アクチュエータに与えられる電流値との関係を示す図、図１０はスィープ状電流を示す図である。
【００１０】
図１１はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第一の決定方法の説明図、図１２はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第二の決定方法の説明図、図１３はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第三の決定方法の説明図である。図１４はＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ回転数に対するＨＳＴ斜板角の変化を示す図、図１５はＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値に対するＨＳＴ回転数の変化を示す図である。
【００１１】
図１６は変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角補正の説明図である。図１７は変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値を決定するタイムチャート図、図１８はＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流に対するＨＳＴ斜板角の応答状態を示す図である。
【００１２】
本実施例では、本発明に係るＨＳＴ２１を具備する変速装置の一例として、ＨＳＴ２１と遊星歯車機構とを備えた油圧−機械式変速装置を挙げる。該油圧−機械式変速装置は作業車両に搭載され、作業車両は変速装置によって変速されたエンジンの動力によって走行駆動され、また、エンジンの動力によって車両に装備された作業機を駆動可能としている。
【００１３】
〔動力伝達構成〕
以下に、本実施例に係る油圧−機械式変速装置の動力伝達構成について説明する。
【００１４】
（１）走行駆動系
まず、走行駆動系を説明する。図１及び図２に示すように、ＨＳＴ２１は油圧ポンプ２２及び油圧モータ２３を備えており、両者２２・２３は平板状のセンタセクション３２に付設されて、ＨＳＴハウジング３１内に収容されている。前記センタセクション３２はミッションケース３３に固設されている。
【００１５】
ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の回転軸心をポンプ出力軸２５が貫通しており、該ポンプ出力軸２５は駆動源であるエンジン２０からの動力を、該油圧ポンプ２２に伝達するとともに、遊星歯車機構１０に伝達させ、さらには、後述するＰＴＯ駆動系を介して、ＰＴＯ軸５３へも動力を伝達させている。該ポンプ出力軸２５には油圧ポンプ２２のシリンダブロック２２ｂが係合されて相対回転不能とされ、ポンプ出力軸２５とともにシリンダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該シリンダブロック２２ｂには複数のプランジャ２２ｃが摺動自在に配設され、該プランジャ２２ｃの頭部には可動斜板２２ａが当接している。該可動斜板２２ａは傾動自在に枢支され、その傾斜角を調節することにより油圧ポンプ２２の容積を変更することができる。以後、本明細書において、可動斜板２２ａの傾斜角を「ＨＳＴ斜板角」と表すことにする。
【００１６】
油圧ポンプ２２により吐出された作動油は、センタセクション３２に設けられた油路を介して油圧モータ２３に送油される。そして、同様にシリンダブロック、プランジャ等より構成される固定容積型の油圧モータ２３を駆動させることによって、該油圧モータ２３の出力軸であるＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向を制御する構成になっている。以後、本明細書において、ＨＳＴ出力軸２６の回転速度及び方向を「ＨＳＴ回転数」とし、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数に対する関数としたもの（詳しくは、ＨＳＴ回転数をエンジンの回転数で割ったもの）を「ＨＳＴ変速比」と記載することにする。なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧ポンプ２２のみを可変容積型とし、油圧モータ２３は固定容積型としているが、その構成のＨＳＴ２１に限るものでもない。例えば、油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の双方を可変容積型とする構成でも、本発明を適用することができる。
【００１７】
（２）ミッション
ミッション３０の構成について、図１乃至図４を参照して説明する。ミッション３０はミッションケース３３により被装されており、該ミッションケース３３にはポンプ出力軸２５、ＨＳＴ出力軸２６、出力軸２７、副変速軸２８、ＰＴＯ軸５３等が水平で前後方向に配設され、それぞれ回動自在に支持されている。また、ミッションケース３３内には遊星歯車機構１０が設けられている。遊星歯車機構１０は前記ＨＳＴ２１の後方に配設され、後述するサンギア１、プラネタリギア２、リングギア３、キャリア５等より構成されている。
【００１８】
一方、前記ＨＳＴ出力軸２６にはリングギア３のボス部３ａと、ギア１２が遊嵌されており、該リングギア３のボス部３ａと該ＨＳＴ出力軸２６との間には、第一の油圧パッククラッチであるＨＭＴクラッチ１３が、ギア１２とＨＳＴ出力軸２６との間には第二の油圧パッククラッチであるＨＳＴクラッチ１４が、それぞれ介在させてある。この二つの油圧パッククラッチ１３・１４は二つの変速モード（「ＨＭＴ変速モード」と「ＨＳＴ変速モード」）を切り換えるために用いられ、変速モードに応じて二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちいずれか一方を係合させ、他方を係合解除させることにより、リングギア３又はギア１２のいずれか一方を介して出力軸２７に動力が伝達されることとなる。また、この二つの油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合させないことで、車軸に対し動力が完全に断たれる状態をも現出させることができ、この意味で前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４は、車両のメインクラッチとしての役割をも果たす。
【００１９】
一方、前記ポンプ出力軸２５は前記ＨＳＴ２１のセンタセクション３２を貫通してミッションケース３３内に延出しており、該延出部分上にポンプ側入力ギア８を外嵌している。該ポンプ側入力ギア８と、サンギア１に同心的に遊嵌したキャリア５の前部外周面に形成したギア５ａとが噛合して、キャリア５を回転させている。そして、該キャリア５には、前記サンギア１及びリングギア３と噛合する複数のプラネタリギア２・２が支承されて、これらの、サンギア１、プラネタリギア２・２、リングギア３、キャリア５等よりで遊星歯車機構１０を構成している。
【００２０】
前記遊星歯車機構１０を説明する。遊星歯車機構１０の第一の要素たるサンギア１は出力軸２７に遊嵌され、プラネタリギア２は前記サンギア１と、前記サンギア１に同心して配置された、第三の要素たるリングギア３に噛合している。ここでプラネタリギア２は、出力軸２７上に遊嵌された第二の要素たるキャリア５に回転自在に支持され、自転しながら該キャリア５とともに公転し得るように構成されている。該キャリア５の前部にはギア５ａが形成されており、該ギア５ａは、前記ポンプ出力軸２５上に外嵌されたポンプ側入力ギア８と噛合している。
【００２１】
一方、前記出力軸２７と平行にＨＳＴ出力軸２６が配設されており、該ＨＳＴ出力軸２６上にはモータ側入力ギア９が固定されて、出力軸２７に遊嵌したサンギア１の前部に外嵌固定したギア６とモータ側入力ギア９が噛合してサンギア１を回転駆動している。このＨＳＴ出力軸２６上には、モータ側入力ギア９の後方にさらにギア１５が固設してあり、該ギア１５は、前記出力軸２７上に遊嵌される前記ギア１２と噛合している。
【００２２】
また、図１で示すように、前記出力軸２７には、ブレーキ装置９５が備えられ、同じく出力軸２７の後端にはカップリングを介して伝達軸３４が連結されており、該伝達軸３４の後部に二つのギア１７・１８を固定している。前記伝達軸３４と平行に副変速軸２８が支持され、該副変速軸２８上にはギア６０・６１が遊嵌されており、該ギア６０・６１が前記ギア１７・１８に噛合して互いに異なる回転数で駆動している。そして、副変速軸２８に設けられた副変速クラッチ６２を操作することにより、ギア６０・６１のうちいずれか一方の回転駆動力を副変速軸２８に伝達できるように構成し、副変速機構を構成している。該副変速軸２８の後端にはベベルギア６９が形設され、該ベベルギア６９を介して後輪デフ７０に動力が伝達される。
【００２３】
また、図１に示すように、副変速軸２８の前端部には二つのギア６３・６４が固設されており、該ギア６３・６４は前輪出力軸２９上に遊嵌されたギア６５・６６にそれぞれ噛合し、該ギア６５・６６を異なる回転数で駆動している。そして、前輪出力軸２９上には二つの油圧クラッチ６７・６８が設けられており、該油圧クラッチ６７・６８のうちいずれか一方を接続することにより、ギア６５・６６のいずれか一方の回転駆動力を前輪出力軸２９に伝達できるようにし、前輪増速切換機構を構成している。
【００２４】
（３）ＰＴＯ駆動系
次に、図１を参照してＰＴＯ駆動系を説明する。前記ポンプ出力軸２５の後端はＰＴＯクラッチ４０を介してＰＴＯ入力軸４１に伝達される。ＰＴＯ入力軸４１の後端には三つのギア４２・４３・４４が相対回転不能に挿嵌され、それぞれＰＴＯ副変速軸４５に遊嵌されたギア４６・４７・４８に噛合している。そして、ＰＴＯ副変速クラッチ４９の操作により三段階に変速された出力が、ギア５０・５２・５４を介してＰＴＯ軸５３に伝達され、作業機等に動力を伝達するよう構成している。
【００２５】
〔各変速モードにおける駆動伝達構成〕
次に、以上の構成における変速装置において、「ＨＭＴ変速モード」／「ＨＳＴ変速モード」の各変速モードにおける走行駆動系の駆動伝達構成を説明する。
【００２６】
（１）「ＨＭＴ変速モード」
最初に、「ＨＭＴ変速モード」としたときの駆動伝達構成について説明する。「ＨＭＴ変速モード」においては前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちＨＭＴクラッチ１３は係合され、ＨＳＴクラッチ１４は係合を解除される。
【００２７】
エンジン２０に連結されたポンプ出力軸２５に固設のポンプ側入力ギア８が、前記キャリア５に形成されたギア５ａに噛合しているので、ポンプ出力軸２５の回転出力が遊星歯車機構１０のキャリア５に伝達される。一方、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力によって、モータ側入力ギア９とサンギア１の前部に固設のギア６が噛合してサンギア１が回転駆動されている。従って、前記キャリア５に支持され、さらに前記サンギア１に噛合しているプラネタリギア２には、両者５・１の回転が合成されて伝達され、該合成された駆動力が、該プラネタリギア２に噛合するリングギア３に伝達される。
【００２８】
そして、「ＨＭＴ変速モード」においては前記ＨＭＴクラッチ１３が係合するよう制御されるので、リングギア３の回転動力が出力軸２７に伝達される。出力軸２７の動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動されることとなる。
【００２９】
（２）「ＨＳＴ変速モード」
次に、「ＨＳＴ変速モード」としたときの駆動伝達構成について説明する。「ＨＳＴ変速モード」においては前記二つの油圧パッククラッチ１３・１４のうちＨＳＴクラッチ１４が係合され、ＨＭＴクラッチ１３の係合は解除される。
【００３０】
ギア１２には前述のとおりギア１５が噛合されているので、ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が出力軸２７に伝達される。この動力は副変速軸２８を経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動される。
【００３１】
この「ＨＳＴ変速モード」においては、エンジン２０の出力が前後輪にまで伝達されるまでの間に遊星歯車機構１０を経由しない動力伝達構成となっている。すなわち、エンジン２０の出力がポンプ出力軸２５を介してキャリア５を駆動するが、リングギア３のボス部３ａと出力軸２７が係合しないので、遊星歯車機構１０はそのキャリア５の回転により空転するのみとされる。結局は、エンジン２０の出力はＨＳＴ２１により変速されてＨＳＴ出力軸２６→出力軸２７と伝達された後、副変速されて前後輪に伝達されることになる。
【００３２】
（３）各変速モードにおけるＨＳＴ変速比
ここで、各変速モードにおけるＨＳＴ変速比について説明する。図５に示す図表では、ＨＳＴ変速比と車速との関係が示されている。前述するように後進域の全域〜前進低速域においては「ＨＳＴ変速モード」とされ、該モードにおいては前記ＨＳＴ出力軸２６の回転出力が前記出力軸２７にそのまま出力されることから、ＨＳＴ変速比が中立にあるときは車両は駆動されず、ＨＳＴ出力軸２６が正転したときは車両は前進し、逆転したときは車両は後進する。また、車速は該ＨＳＴ出力軸２６の回転速度に比例する。このことから、「ＨＳＴ変速モード」において車両を前進側に増速させるためには、ＨＳＴ変速比を正転側に変更制御させる必要がある。
【００３３】
一方、前進の中速域〜高速域においては「ＨＭＴ変速モード」とされ、該モードにおいてはＨＳＴ出力軸２６とポンプ出力軸２５の回転出力を前記遊星歯車機構１０にて合成し、差動的に取り出された動力が前記出力軸２７に出力される。従って、「ＨＭＴ変速モード」において車両を前進側に増速させるには、前記「ＨＳＴ変速モード」とは逆に、ＨＳＴ変速比を逆転側に変更制御させる必要がある。
【００３４】
以上のことから、図６の図表に示すように、車両の変速比を前進低速域から前進高速域まで加速するときには、変速比が予め設定された変速モード切換変速比に至るまでは「ＨＳＴ変速モード」であり、ＨＳＴ変速比は正転側に増加し、従って、ＨＳＴ斜板角も正転側に制御される。そして、変速比が変速モード切換変速比に至れば「ＨＭＴ変速モード」に切り換わって、ＨＳＴ変速比は逆転側に減速し、従って、ＨＳＴ斜板角も逆転側に制御される。
【００３５】
〔変速モード切換機構〕
次に、変速モード切換機構の構成を説明する。図４は変速装置の変速モード切換機構の構成を示した説明図である。
【００３６】
本実施例においては、ＨＳＴ出力軸２６に外嵌したモータ側入力ギア９に近接して設けた検出器８１で該ＨＳＴ出力軸２６の回転量をパルス信号として検出し、また、その回転方向をも検出できるようにしている。さらに、前記出力軸２７に固定したダミーギア８２ａにも検出器８２を近接して設け、該検出器８２にて該出力軸２７の回転量やその方向を検出している。また、エンジン２０のクランク軸にも検出器８３が設けられて、エンジン回転数を検出可能としている。
【００３７】
さらに、車両の運転席には主変速操作手段である主変速レバー８４や、副変速操作手段である副変速切換スイッチ８７が設けられて、その枢支部には回動角検出手段（例えば、ポテンショメータ）８４ａ・８７ａが配設され、該主変速レバー８４や副変速切換スイッチ８７の操作位置を検出できるようにしている。
【００３８】
同じく車両の運転席には、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４の断接を操作するための手段としてのクラッチペダル８５が設けられている。該クラッチペダル８５の枢支部分には図示せぬポテンショメータ等よりなる回動角検出手段８５ａが配設されており、その踏込み量を電気信号として検出して、制御装置９０に送信するように構成されている。
【００３９】
図４に示すように前記三つの検出器８１・８２・８３は制御装置９０に電気的に接続され、該制御装置９０は前記主変速レバー８４の操作位置や前記検出器８２の検出値をもとに、車速が該主変速レバー８４で指示される車速となるよう、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６を通じて前記油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの傾斜角はフィードバック制御されている。これについては後述する。
【００４０】
前記ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６は、図７に示すように、主に、油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａにリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ８６ｂ・８６ｂと、該サーボシリンダ８６ｂ・８６ｂへの圧油を制御する制御バルブ８６ａから構成されている。該制御バルブ８６ａは電磁弁であって、与えられた電流値によって該電磁弁を切り換えて、サーボシリンダ８６ｂ・８６ｂを伸縮駆動し、可動斜板２２ａの斜板角、すなわち、ＨＳＴ斜板角を変更する構成としている。従って、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えられる電流の値によって、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の作動量を制御し、ＨＳＴ斜板角を変更する構成としている。そして、前記制御バルブ８６ａの電磁弁は制御装置９０に対して電気的に接続されており、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えられる電流値は制御装置９０により制御されている。
【００４１】
一方、図４に示すように、前記ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４には、それぞれ電磁弁９１・９２が接続されて圧油を給排可能に構成されており、前記制御装置９０は該電磁弁９１・９２に対し電気的に接続されている。
【００４２】
制御装置９０は前記検出器８２・８３の検出値から、変速装置の変速比を計算する演算手段を備えており、求められた変速比が高速側の一定領域にあるときは「ＨＭＴ変速モード」となって前記電磁弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合させ、ＨＳＴクラッチ１４を係合解除させる。一方、変速比が低速側の一定領域にあるときは「ＨＳＴ変速モード」となって電磁弁９１・９２に信号を送り、前記ＨＭＴクラッチ１３を係合解除させ、ＨＳＴクラッチ１４を係合させる。すなわち、中速域〜高速域では「ＨＭＴ変速モード」、後進域の全域〜前進低速域では「ＨＳＴ変速モード」というように、変速比に応じて二つの変速モードを自動切換し、前記電磁弁９１・９２を電気的に制御してＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４を係脱させるように構成しているのである。
【００４３】
〔変速モード切換時の時間補正〕
次に、前記変速モード切換機構に基づいて、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ、又は、「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へ、変速モードの切換制御の時間補正について、図１７において説明する。本制御においては、車両が加速あるいは減速されて、車両の変速比が変速モードの切換変速比Ｒｃに至った場合に両変速モード間の切換が行われるように構成して、切換時におけるショックの発生を抑えるようにしている。
【００４４】
しかし、車両の変速比が切換変速比Ｒｃに至ったことが検知されてから「ＨＭＴ変速モード」に切り換えるように前記電磁弁９１・９２に信号を送るとしたのでは、制御装置９０が信号を送ってから実際に前記クラッチ１３・１４が係合又は係合解除されて実際に「ＨＭＴ変速モード」となるまでに、電気的な時間遅れと機械（油圧機器など）的な時間遅れとに起因するタイムラグ（特に機械的時間遅れによるタイムラグ）が生じてしまい、実際にクラッチ１３・１４が動作する時点では、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４の前後のリングギア３及びギア１２の回転数にズレが生じ、変速モード切換時のショックの原因となる。
【００４５】
そこで、タイムラグによる回転数のズレを抑制するため、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４それぞれにおいて油圧・機械の遅れ時間ΔＴHMTon ・ΔＴHMToff・ΔＴHSTon ・ΔＴHSToffを予め計測して制御装置９０に記憶させておき、車両の変速比が切換変速比に到達する時間よりΔＴHMTon ・ΔＴHMToff・ΔＴHSTon ・ΔＴHSToffだけ早い時間にモードの切換を行うよう制御装置９０に信号を送るようにしている。従って、ちょうど実変速比が切換変速比となるときに、実際にＨＭＴクラッチ１３又はＨＳＴクラッチ１４が係合又は係合解除されてモードの切換動作を行うことができる。
【００４６】
例えば、図８の図表に示すように、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ（又は「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へ）、変速モードを切り換えるときには、制御装置９０で変速比の傾きを常時計算し、実変速比と計算した変速比の傾きからΔＴHMTon 後の変速比（予測変速比）を予測し、該予測変速比が切換変速比ＲC に到達していれば、ＨＳＴクラッチ１４（又は、ＨＭＴクラッチ１３）を係合するよう電磁弁９２（又は、電磁弁９１）に信号を送る。この結果、ΔＴHMTon 後に車両の変速比が切換変速比ＲC に達したときに、ＨＳＴクラッチ１４（又はＨＭＴクラッチ１３）の係合動作が実際に行われることとなる。
【００４７】
なお、変速モード切換においては、ＨＭＴクラッチ１３又はＨＳＴクラッチ１４のうち一方を係合させるとともに、他方を係合解除させる制御を行うことになるが、本実施例では切換の際に、ＨＭＴクラッチ１３及びＨＳＴクラッチ１４を双方とも係合させておく状態を短時間ΔＴMtos現出させるようにし、これによって切換を円滑に行うようにしている。
【００４８】
〔ＨＳＴ斜板角アクチュエータの不感帯の設定〕
油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの傾斜角を変更するＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６は、前述の如く、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に流れる電流値を制御することにより、その作動が制御される構成としている。ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に流れる電流値には、中立点が認識されやすいように、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に、ある指定範囲の量の電流を与えても該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６が動作しない不感帯が設けられている。該不感帯は各ＨＳＴ２１において個体差が存在するため、各個体に応じて不感帯を決定する必要がある。
【００４９】
図９に示す図表を用いて、ＨＳＴ出力軸２６と出力軸２７の間のクラッチを開放した状態、すなわち、第一・第二の油圧パッククラッチ１３・１４を双方とも係合を解除した状態で、図１０の図表に示すようなスィープ状の電流をＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えたときの、電流とＨＳＴ回転数の変化について説明する。
【００５０】
図９の図表では、電流上昇過程において、油圧モータ２３が作動し始めるＡ点、それ以上電流を与えてもＨＳＴ回転数が変化しなくなりＨＳＴ回転数が飽和するＢ点、最大の電流を流したＢ’点、さらに、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が飽和した状態からＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点、ＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点を示している。そして、電流をＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えると、Ａ点→Ｂ点→Ｂ’点→Ｃ点→Ｄ点のようにＨＳＴ回転数が変化する。
【００５１】
Ａ点からＢ点へは非線形的にＨＳＴ回転数が増加し、Ｂ点からＢ’点を経てＣ点まではＨＳＴ回転数は変化せず、ＨＳＴ回転数は飽和状態にあり、Ｃ点からＤ点まではＨＳＴ回転数が非線形的に減少する。ここで、Ｃ点からＢ’点までの範囲にある電流値を飽和電流値とし、Ａ点及びＣ点の電流値はそれぞれ初動電流値とする。
【００５２】
そして、不感帯を決定するときは、図１１の図表に示すように、前記初動電流値と、飽和電流値とを制御装置９０のメモリに記憶させ、これらの電流値の間を直線補間近似した近似線を設定線とし、該設定線に基づいて不感帯ΔＩ0 を決定する。すなわち、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点の飽和電流値Ｉc と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点の初動電流値Ｉd との間の非線形線を直線補間近似した近似線αを算出し、該近似線αを設定線として、該設定線に基づいて不感帯ΔＩ0 を決定するのである。このようにして決定された不感帯ΔＩ0 は、各ＨＳＴ２１個体に応じて決定されることになり、各ＨＳＴ２１個体よって異なる不感帯のばらつきに対応することができる。
【００５３】
なお、電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＡ点の初動電流値Ｉa と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となるＢ点の飽和電流値Ｉb との間で直線補間近似して算出した近似線を設定線として採用すると、初動電流値Ｉa を与えても、電流上昇時のＡ点ではＨＳＴ回転数はゼロであるが、電流下降時のＡ’点では、ＨＳＴ回転数はゼロとならずＨＳＴ２１出力軸が回転することになるため、設定線はＣ点とＤ点に基づいて算出した近似線αとしている。
【００５４】
〔ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の設定方法〕
図９に示す図表から分かるように、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に流したスィープ状の電流とＨＳＴ回転数との間には、同じ電流値に対し、電流上昇時と電流低下時ではＨＳＴ回転数が異なり、すなわち、スィープ状の電流とＨＳＴ回転数にはヒステリシス差Ｗが発生している。従って、ＨＳＴ回転数を増加過程から減少過程に変化させようと電流値を減少させると、ヒステリシス差Ｗのために、ＨＳＴ回転数は変化しないが電流値を徐々に減少させるための遅れが生じる。この遅れを解消したＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’の設定方法を、以下に、第一・第二・第三の設定方法として説明する。
【００５５】
（１）第一の設定方法
第一の設定方法では、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の不感帯Δｉ0 の設定の方法と同様に、初動電流値と、飽和電流値とを制御装置９０のメモリに記憶させ、これらの電流値の間を直線補間近似した線を設定線とし、該設定線に基づいてあるＨＳＴ回転数を得るためにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与える指令電流値を決定する。
【００５６】
すなわち、図１１の図表に示すように、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点の飽和電流値Ｉc と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点の初動電流値Ｉd との間の非線形線を直線補間近似した近似線αを算出し、該近似線αを設定線として、該設定線に基づいて、ＨＳＴ２１に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値ｉ’を決定するのである。従って、例えば、ＨＳＴ回転数Ｈ(n) を得ようとするときには、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’は、近似線αに基づいて決定され、その値はＩ(n) となる。
【００５７】
なお、電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＡ点の初動電流値Ｉa と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となるＢ点の飽和電流値Ｉb との間で直線補間近似して算出した近似線を設定線とすると、初動電流値Ｉa を与えても、電流上昇時のＡ点ではＨＳＴ回転数はゼロであるが、電流下降時のＡ’点では、ＨＳＴ回転数はゼロとならずＨＳＴ２１出力軸が回転することになるため、設定線はＣ点とＤ点に基づいて算出した近似線としている。
【００５８】
（２）第二の設定方法
第二の設定方法では、指令電流とＨＳＴ回転数の間に発生するヒステリシス差Ｗを考慮したＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値の設定方法を示す。
【００５９】
ヒステリシス差Ｗは、Ａ点とＢ点を直線近似した近似線βと、Ｃ点とＢ点を直線近似した近似線αとの偏差で決定される。例えば、図１２の図表に示すように、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるときのヒステリシス差Ｗ(f) は、近似線β上の点ｆの電流値Ｉ(f) と近似線α上の点ｆ’の電流値Ｉ(f')との偏差となる。
Ｒ(f) ＝Ｉ(f) −Ｉ(f')
上述の如く各電流値に対して算出したヒステリシス差Ｗを制御装置９０のメモリに記憶させ、ＨＳＴ２１に負荷が加わらないときのＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値である原指令電流値ｉ’をヒステリシス差Ｗを考慮して決定する。
【００６０】
例えば、ＨＳＴ回転数増加過程では、近似線βに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f) となる。また、ＨＳＴ回転数減少過程では、近似線αに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f')となる。
【００６１】
さらに、ＨＳＴ回転数増加過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるＦ点でＨＳＴ回転数減少過程に切り換えるときには、ｆ点からｆ’点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。同様に、ＨＳＴ回転数減少過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるとき、ＨＳＴ回転数増加過程に切り換えるときには、ｆ’点からｆ点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。ｆ点とｆ’点とではヒステリシス差Ｗ(f) のためにＨＳＴ回転数が同一でありＨＳＴ回転数が連続するため、ＨＳＴ回転数を増加過程から減少過程へ、又は減少過程から増加過程へ変化させても、ＨＳＴ斜板角が急激に変化することなく滑らかな切り換えが行われる。
【００６２】
（３）第三の設定方法
第三の設定方法では、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値とＨＳＴ回転数との関係は非線形的に変化するため、初動電流値と飽和電流値との間の点を複数プロットして、それぞれの点において電流値及びＨＳＴ回転数を制御装置９０のメモリに記憶し、隣接する各点間で直線近似する。すなわち、近似線を、二点ではなく複数点の直線近似から算出して非線形状とするのである。
【００６３】
例えば、図１３の図表に示すように、電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＡ点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となるＢ点との間に、予め設定したステップ毎（例えば、１００ｒｐｍ毎）に複数の認識点Ｓ1 ・Ｓ2 ・・・Ｓn をとり、Ａ点−Ｓ1 点・Ｓ1 点−Ｓ2 点・・・Ｓn 点−Ｂ点をそれぞれ直線近似することで、近似線βを得る。同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始めるＣ点とＨＳＴ回転数がゼロとなるＤ点で、近似線αを得る。
【００６４】
上述の如く決定した近似線α及び近似線βに基づいて、近似線αと近似線βとの偏差によってヒステリシス差Ｗを算出し、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への、ＨＳＴ２１に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値ｉ’を決定する。このように第三の設定方法では、前記第一及び第二の設定方法で補正するときと比較して、近似線α及び近似線βが実際の電流値とＨＳＴ回転数との関係を示す非線形線により近づくため、より精度の高い原指令電流値ｉ’を得ることができる。
【００６５】
例えば、ＨＳＴ回転数増加過程では、近似線βに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f) となる。また、ＨＳＴ回転数減少過程では、近似線αに基づいて原指令電流値ｉ’を決定し、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) を得ようとするときには、原指令電流値ｉ’はＩ(f')となる。
【００６６】
さらに、ＨＳＴ回転数増加過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるＦ点でＨＳＴ回転数減少過程に切り換えるときには、ｆ点からｆ’点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。同様に、ＨＳＴ回転数減少過程において、ＨＳＴ回転数がＨ(f) であるとき、ＨＳＴ回転数増加過程に切り換えるときには、ｆ’点からｆ点まで、ＨＳＴ回転数Ｈ(f) に対応するヒステリシス差Ｗ(f) の量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を急激に変化させる。
【００６７】
なお、第三の設定方法では、近似線αと近似線βとの間のヒステリシス差Ｗが無視できる程度に十分小さいときには、近似線αを設定線として用い、所望のＨＳＴ回転数を得るためにＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への原指令電流値ｉ’を設定線上の値として決定することもできる。このとき、二本の近似線α・βを設定するときと比較して、制御装置９０のメモリに記憶する情報量を削減することができる。
【００６８】
〔ＨＳＴ斜板角の補正〕
前述の如く、ＨＳＴ斜板角には、補正値Δｒのフィードバック制御が断続的に行われている。上述の如く、ＨＳＴ２１に負荷が加わらない状態でのＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値である原指令電流値ｉ’が決定されるが、車両の実走行時にはＨＳＴ２１に負荷が加わった状態であるため、この負荷に対応するためにＨＳＴ斜板角をΔｒだけフィードバック制御するのであり、従って、実走行時にはＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉは、原指令電流値ｉ’にΔｉのフィードバック制御が施されたものとなる。以下に、ＨＳＴ斜板角に対するフィードバック制御について詳細に説明する。
【００６９】
図１４において、上側の線はＨＳＴ２１に加わる負荷が大きい場合の油圧ポンプ２２のＨＳＴ斜板角と油圧モータ２３の単位時間当たりの回転数との関係を示すものであり、下側の線はＨＳＴ２１に加わる負荷が小さい場合のものである。これらの間にはＨＳＴ２１に加わる負荷によって差Δｄr が生じている。
【００７０】
すなわち、ＨＳＴ２１に加わる負荷により、ＨＳＴ２１の容積効率が変化し、油圧モータ２３の駆動効率が変化しているのである。ＨＳＴ２１の容積効率は作動油の温度、劣化度合い、ＨＳＴ２１に加わる負荷により変化する。例えば、ＨＳＴ２１に加わる負荷による回路内の油圧の上昇を起因とする油の漏れや圧縮、また、これらの反復による経時劣化や油温の変化等を原因として容積効率が変化する。
【００７１】
ＨＳＴ２１に加わる負荷が大きい場合には、ＨＳＴ斜板角に対して油圧モータ２３の回転数の上昇率が少なく、負荷が小さい場合には、ＨＳＴ斜板角に対して油圧モータ２３の回転数の上昇率が大きくなる。つまり、単位時間当たりの油圧モータ２３の回転数が同じでも、ＨＳＴ２１に加わる負荷により、油圧ポンプ２２のＨＳＴ斜板角が異なる。
【００７２】
従って、ＨＳＴ２１の容積効率が変化した状態では、主変速レバー８４操作により決定された車両の変速比に対応する操作量だけＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６がＨＳＴ斜板角を変更しても、車両が所望の走行速度にならない事態が生じる。そこで、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の操作量にＨＳＴ２１の容積効率の変化を加味し、すなわち、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉにＨＳＴ２１に加わる負荷を加味した補正値Δｉで補正することによって、ＨＳＴ斜板角を補正値Δｒだけ補正し、ＨＳＴ２１の容積効率の変化に対応するようにしている。
【００７３】
（１）一定変速モード時のＨＳＴ斜板角補正
ＨＳＴ斜板角の補正は、ＨＳＴ２１に加わる負荷に基づいて行われる。図１５の図表に示すように、ＨＳＴ回転数が等しくても、油の漏れや圧縮等の容積効率の変化によって、ＨＳＴ２１に加わる負荷が無視できない程度に大きい状態（負荷状態）となると、ＨＳＴ２１に加わる負荷が無視できる程度に十分に小さい状態（無負荷状態）と比べて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に与えなければならない電流値に差Δｉが生じる。
【００７４】
すなわち、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値には、無負荷時の原指令電流値ｉ’と、実操向の状態である負荷時の指令電流値ｉとで差Δｉが生じることになり、ＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑと、負荷時の指令電流値ｉと無負荷時の原指令電流値ｉ’との差はほぼ比例している。従って、指令電流値ｉは原指令電流値ｉ’に対してΔｉだけ補正された値でなければならず、この指令電流値ｉの補正値Δｉを、ＨＳＴ２１に加わる負荷から生じたものと推測し、Δｉの値に基づいてＨＳＴ２１に加わる負荷の大きさを検出するようにしている。
【００７５】
制御装置９０は、エンジン２０の回転数を検出する検出器８３、ＨＳＴ２１の油圧モータ２３回転数を検出する検出器８１、主変速レバー８４位置及び副変速スイッチ８７位置を検出する検出手段８４ａ・８７ａ等からの情報で決定される変速比に必要な出力軸２７の目標回転数Ｍp を算出し、車軸に連動している出力軸２７の回転数を検出する検出器８２から得られる実際の出力軸２７の回転数Ｍと、目標回転数Ｍp の差ΔＭ（ΔＭ＝Ｍp −Ｍ）を算出する。
【００７６】
上述の如く算出した差ΔＭの値に基づいてＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉを定める。そして、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に指令電流値ｉに相当する電流が送られて該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６の作動が制御されＨＳＴ斜板角が変更される。
【００７７】
ＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑは、前記指令電流値ｉと、予め試験操向してＨＳＴ２１が無負荷状態であるときに測定し制御装置９０のメモリに記憶させたＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値（原指令電流値ｉ’）とを比較し、その差Δｉ（Δｉ＝ｉ−ｉ’）を算出し、さらに、予め制御装置９０に記憶されている差Δｉと負荷Ｑとの対応関係を表すマップに基づいて決定される。
【００７８】
前記指令電流値ｉは、原指令電流値ｉ’に対して、１回前の制御ループにおいて検出されたＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑに対応する補正値Δｉによって補正された値となる構成として、すなわち、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉによって動作されるＨＳＴ斜板角は常にフィードバック制御されている。
【００７９】
なお、指令電流値ｉの補正値Δｉは、図１６の図表に示すように、車両を増速させようと主変速レバー８４を操作するときは減速側にＨＳＴ斜板角をΔｒだけ変更するよう補正された値であり、車両を減速させようと主変速レバー８４を操作するときは増速側にＨＳＴ斜板角をΔｒだけ変更するよう補正された値である。すなわち、指令電流値ｉの補正値Δｉによって、ＨＳＴ斜板角が無負荷時のＨＳＴ斜板角に対してΔｒだけオフセット制御されるよう補正されている。上述の如く、断続的にＨＳＴ斜板角がΔｒだけオフセット制御されるようフィードバック制御するので、様々な状況に応じたキメ細かい制御が可能とされ、滑らかな加速をより安定的に達成できる。
【００８０】
（２）変速モード切換時のＨＳＴ斜板角補正
ここで、変速モードの切換時における、ＨＳＴ斜板角の補正制御について図１６及び図１７の図表（５）を用いて説明する。
【００８１】
前述の如く、アクチュエータ８６への指令電流値ｉは常にΔｉだけフィードバック制御されており、ＨＳＴ斜板角は無負荷時のＨＳＴ斜板角に対し常にΔｒだけ補正されるよう制御されている。しかし、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ、もしくは「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へと切換が行われる点Ｘにおいては、ＨＳＴ２１に加わる負荷が急激に変化する。
【００８２】
これは、「ＨＳＴ変速モード」と「ＨＭＴ変速モード」のモード切換時にはＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２に対する力の加わり方が変化するためである。すなわち、「ＨＳＴ変速モード」では油圧ポンプ２２が油圧モータ２３を回転させているのに対し、「ＨＭＴ変速モード」では油圧モータ２３が回ろうとするのを油圧ポンプ２２が抑えているのである。このため、変速モード切換時に円滑な変速操作を行うためには、変速モード切換時以外のＨＳＴ斜板角の補正値Δｒとは異なる補正値ΔｒC でＨＳＴ斜板角を補正するよう、アクチュエータ８６の指令電流値ｉを補正する必要がある。
【００８３】
前記ＨＳＴ斜板角の補正値ΔｒC も、変速モード切換時以外と同様に、ＨＳＴ２１に加わる負荷の大きさにより決定される。すなわち、制御装置９０が変速モード切換の直前又は直後であることを認識し、このときの指令電流値ｉと原指令電流値ｉ’によって算出したＨＳＴ２１に加わる負荷の値Ｑから、予め作成し制御装置９０に記憶させておいた指令電流値ｉの補正値Δｉx と負荷の値Ｑとの対応関係を表すマップに基づいて、補正値Δｉx を決定する。そして、変速モード切換時における指令電流値ｉは、補正値Δｉx の二倍の値とした切換時補正値ΔｉC （ΔｉC ＝２Δｉx ）によって補正された値となるようにする。
【００８４】
そして、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉの切換時補正値ΔｉC は、ＨＳＴ斜板角をΔｒC だけ補正するに相当する値であり、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ切り換える際には、ＨＳＴ斜板角をΔｒC だけ中立側に傾動し、「ＨＭＴ変速モード」から「ＨＳＴ変速モード」へと切り換える際には、ＨＳＴ斜板角をΔｒC だけ正転側に傾動して、円滑な変速モード切換が行われるようにしている。
【００８５】
こうして、変速モードの切換時に、ＨＳＴ２１に加わる負荷による容積効率の変化による車速の一時的な落ち込みを防止するためＨＳＴ２１を減速側（ＨＭＴとしては増速側）に制御している。従って、ＨＳＴ２１の容積効率の変化をカバーするようにして、変速モード切換の際のショックを低減するようにしているのである。
【００８６】
〔変速モード切換のタイムチャート〕
ここで、車両が低速前進域の「ＨＳＴ変速モード」にある状態から、中速又は高速前進域の「ＨＭＴ変速モード」に移行するときの、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６への指令電流値ｉの変化を、前記時間補正、及びＨＳＴ２１に加わる負荷に対する補正を考慮して、図１７に示す図表を用いて説明する。図１７に示す各図表では、縦軸には、図表（１）は車両の変速比、図表（２）はＨＳＴ変速比、図表（３）はＨＭＴクラッチ１３の動作とＨＭＴクラッチ１３により出力軸２７に与えられる圧力、図表（４）は図表（３）はＨＭＴクラッチ１４の動作とＨＭＴクラッチ１４により出力軸２７に与えられる圧力、図表（５）はＨＳＴ斜板角アクチュエータ８６に出力される電流値とＨＳＴ変速比、を示し、横軸は各図表（１）〜（５）において共通の時間を採っている。
【００８７】
まず、図１７の図表（１）に示すように、作業者のレバー操作により原目標変速比１０１が決定される。そして、作業者がレバーを急激に操作した場合に車両が急加速、又は急減速するのを防止するために、原目標変速比１０１に制限を加味して目標変速比１０２が決定される。
【００８８】
実際に車両の走行速度を変速する際に、制御されるのはＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの角度（ＨＳＴ斜板角）であり、図１７の図表（２）に示すように、前記目標変速比１０２に基づいて、原ＨＳＴ目標変速比１０３が決定される。目標変速比１０２は、本来であれば、目標変速比１０２が機械的に決定される変速モードを切り換えるための切換変速比ＲC に達する時刻ＴA で、それまで増加過程にあった原ＨＳＴ目標変速比１０３の値を、減少過程に切り換えなければならないが、ＨＳＴ２１の可動斜板２２ａの動作遅れによるタイムラグを考慮すると、時刻ＴA で原ＨＳＴ目標変速比１０３を減少させるよう制御しても、実ＨＳＴ変速比Ｒnow は切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCに達しない。
【００８９】
そこで、実変速比Ｒnow が切換変速比ＲC に達した時点で変速モードの切換が行われるよう、「ＨＳＴ変速モード」から「ＨＭＴ変速モード」へ変速モード切換時の許容目標変速比ΔＲを設定し、該許容目標変速比ΔＲをＨＳＴ変速比に変換した値をΔＲHST として、原ＨＳＴ目標変速比１０３を切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCより、ΔＲHST だけ越えた値となるように真の切換ＨＳＴ変速比ＲｔHSTC、
ＲｔHSTC＝ＲHSTC＋ΔＲHST
を設定する。
【００９０】
また、図１７の図表（１）に示すように、ある時刻Ｔ(n) における実変速比Ｒnow (n) と、実変速比の傾きα、及び、ＨＳＴクラッチ１４に係合するよう信号を送ってから実際に係合するまでのタイムラグΔＴHMTon の値を確定することによって、時刻Ｔ(n) からΔＴHMTon 後の変速比ＲEst
ＲEst ＝Ｒnow (n) ＋α×ΔＴHMTon
が推定できる。
【００９１】
前述の如く算出したＲEst が、切換変速比ＲC より大きくなると、ＨＳＴクラッチ１４の切換動作に入る。切換動作に入るに際して、まず、ＨＳＴ目標変速比を、一旦切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCまで戻す。このとき、ＨＳＴ目標変速比が急激に変化するのを防止するために、原ＨＳＴ目標変速比１０３をフィルタリング処理して平滑化したＨＳＴ目標変速比１０４を作成し、該ＨＳＴ目標変速比１０４に沿ってＨＳＴ斜板角を制御するようにしている。
【００９２】
時刻Ｔにおいて、ＨＭＴクラッチ１３を係合すべく信号を出力する。すると、図１７の図表（３）及び図表（４）に示すように、ＨＭＴクラッチ１３は、タイムラグΔＴHMTon 後に実際に係合する。ＨＭＴクラッチ１３が係合すれば、変速モードは「ＨＭＴ変速モード」に切り換わるため、ＨＳＴ変速比は、減少方向に制御する必要がある。実際に、ＨＭＴクラッチ１３が係合してから、ＨＳＴ斜板角を減少方向に制御する信号を出力していては、ＨＳＴ２１の動作遅れによるタイムラグΔＴHST のために、良好に切換が行われない。そこで、時刻Ｔから、ΔＴHMTon 後に、ＨＳＴ斜板角が減少方向に制御されるように、時刻ＴからΔＴkeep
ΔＴkeep＝ΔＴHMTon −ΔＴHST
後に、ＨＳＴ斜板角を減少方向に制御する信号を出力する。なお、時刻ＴからΔＴkeepが経過する以前に信号を出力すれば、ＨＳＴクラッチ１４が係合する前に、ＨＳＴ変速比が減少するために、モード切換によるショックが生じる原因となる。
【００９３】
そして、時刻Ｔから、予め設定されたＨＳＴクラッチ１４を係合すべく信号を出力してからＨＭＴクラッチ１３の係合を解除すべく信号を出力するまでの時間ΔＴMtos後に、ＨＭＴクラッチ１３の係合を解除する信号を出力する。
ＨＭＴクラッチ１３は、時刻ＴからΔＴMtosと、ＨＭＴクラッチ１３の係合を解除すべく信号を出力してから実際に係合が解除されるまでのタイムラグΔＴHSToffを合わせた時間の経過後に、係合が解除される。
【００９４】
ここで、クラッチの切換動作を滑らかに行うためには、ＨＳＴクラッチ１４が係合すると同時に、ＨＭＴクラッチ１３の係合を解除することが好ましい。すなわち、
ΔＴMtos＋ΔＴHSToff＝ΔＴHMTon
となるように、ΔＴMtosを決定すればよい。
また、
ΔＴMtos＋ΔＴHSToff＞ΔＴHMTon
となるようにΔＴMtosを決定すれば、両方のクラッチ１３・１４が同時に係合している時間ΔＴsimuが発生する。本実施例における、変速モード切換時の負荷の補正は、ΔＴsimuの間に行われる。
【００９５】
両方のクラッチ１３・１４が係合している状態では、ＨＳＴ変速比は切換ＨＳＴ変速比ＲHSTCに固定される。その間に可動斜板２２ａを動かしても車速に影響は出ない。ここで、ステップ状の電流を与えたときのＨＳＴ斜板角の変化を、図１８に示す図表を用いて説明する。但し、この図表では、ＨＳＴ２１の機械的特性によって電流を与えてから実際にＨＳＴ斜板角が変化し始めるまでの時間をΔＴHST とし、ＨＳＴ斜板角が変化し始めて定常状態となるまでの時間（整定時間）Ｔs としている。
【００９６】
ＨＳＴクラッチ１４が切れたときにはＨＳＴ斜板角は定常状態であることが望ましい。従って、変速モード切換時の指令電流値ｉの補正は時刻ＴからΔＴkeep後に行われ、両方のクラッチ１３・１４が係合している時間ΔＴsimuは、ＨＳＴ２１の整定時間Ｔs より長くなるように設定する。また、前述の如く、変速モード切換時の指令電流値ｉの補正値ΔｉC は、補正直前の無負荷時の原指令電流値ｉ’と指令電流値ｉから決定された値Δｉx の二倍の値であり、これによってＨＳＴ斜板角が大幅に変更されたあとにＨＳＴクラッチ１４が切れて、ＨＳＴ斜板角が定常状態となる。
【００９７】
このように、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角をＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）に与える指令電流値により制御することにより変更操作して、油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、指定範囲の量の電流を与えても該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）が動作しない範囲である不感帯（ΔＩ0 ）を決定するので、各ＨＳＴ個体に有するバラツキに応じた制御が可能となり、各ＨＳＴ固体間の異なる不感帯を知ることができて、その不感帯に合わせて回転数制御することが可能となる。
【００９８】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００９９】
請求項１に示す如く、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点の初動電流値（Ｉa ）と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点の飽和電流値（Ｉb ）との間で、非線形線を直線補間近似した近似線（β）を算出し、該近似線（β）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、制御装置は簡易な計算で各ＨＳＴ個体に異なる指令電流値を決定することができ、制御かかるメモリを減少し、制御ステップも減少することができて、制御の応答性も向上することができる。
また、制御電流と出力回転数の間にはヒステリシスが生じるが、このヒステリシスに合わせた制御が可能となって、制御精度が向上する。
また、近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出するので、特別な検出手段を設けずにヒステリシス差を検出でき、回転数上昇途中から回転数を減少する制御を行なう時などの制御を正確に行なうことができる。
また、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、ヒステリシス差を考慮して指令電流値を決定することができ、滑らかな加速及び減速が安定的に得られる。
【０１００】
請求項２に示す如く、容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点との間に、予め設定したステップ毎に、複数の認識点（Ｓ1 ・Ｓ1 ・・・Ｓn ）をとり、（Ａ）点−（Ｓ1 ）点・（Ｓ1 ）点−（Ｓ2 ）点・・・（Ｓn ）点−（Ｂ）点をそれぞれ直線近似することで、近似線（β）を得て、同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点とＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点で、複数の認識点をとり直線近似することで近似線（α）を得て、決定した近似線（β）と、近似線（α）に基づいて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、制御精度が向上する。
また、近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出するので、特別な検出手段を設けずにヒステリシス差を検出でき、回転数上昇途中から回転数を減少する制御を行なう時などの制御を正確に行なうことができる。
また、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更するので、ヒステリシス差を考慮して指令電流値を決定することができ、滑らかな加速及び減速が安定的に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ＨＭＴ式変速装置のスケルトン図。
【図２】 ＨＳＴの側面断面展開図。
【図３】 ミッション前部の側面断面展開図。
【図４】 ＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図。
【図５】 車速とＨＳＴ変速比との関係を示す図。
【図６】 車両の変速比とＨＳＴ変速比及びＨＳＴ斜板角の関係を示す図。
【図７】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータの構成を示す説明図。
【図８】 変速モード切換時間補正の説明図。
【図９】 ＨＳＴ回転数とＨＳＴ斜板角アクチュエータに与えられる電流値との関係を示す図。
【図１０】 スィープ状電流を示す図。
【図１１】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第一の決定方法の説明図。
【図１２】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第二の決定方法の説明図。
【図１３】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値の第三の決定方法の説明図。
【図１４】 ＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ回転数に対するＨＳＴ斜板角の変化を示す図。
【図１５】 ＨＳＴに加わる負荷の有無によるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値に対するＨＳＴ回転数の変化を示す図。
【図１６】 変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角補正の説明図。
【図１７】 変速モード切換におけるＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流値を決定するタイムチャート図。
【図１８】 ＨＳＴ斜板角アクチュエータへの指令電流に対するＨＳＴ斜板角の応答状態を示す図。
【符号の説明】
Ｈ ヒステリシス差
２１ ＨＳＴ
２２ 油圧ポンプ
２２ａ 可動斜板
２３ 油圧モータ
２５ ポンプ出力軸
２６ ＨＳＴ出力軸
２７ 出力軸
８６ ＨＳＴ斜板角アクチュエータ
９０ 制御装置
Claims (2)
- 容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流降下過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点の飽和電流値（ＩC ）と、同じく電流降下過程でＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点の初動電流値（Ｉd ）との間の非線形線を、直線補間近似した近似線（α）を算出し、該近似線（α）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点の初動電流値（Ｉa ）と、同じく電流上昇過程においてＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点の飽和電流値（Ｉb ）との間で、非線形線を直線補間近似した近似線（β）を算出し、該近似線（β）を設定線として、該設定線に基づいて、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらないときの指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更することを特徴とする油圧式無段変速機構。
- 容積を可変とする油圧ポンプ（２２）と、油圧モータ（２３）とで構成した油圧式無段変速機構（２１）と、遊星歯車機構（１０）とを備えた油圧−機械式変速装置であって、後進域の全域〜前進低速域においては、油圧モータ（２３）の回転出力がそのまま出力される「ＨＳＴ変速モード」とし、前進の中速域〜高速域においては、該油圧モータ（２３）の回転出力が遊星歯車機構（１０）にて合成されて、差動的に取り出された回転が出力される「ＨＭＴ変速モード」とし、前記油圧ポンプ（２２）の可動斜板（２２ａ）の斜板角を操作するＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）を設け、該ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）は、前記可動斜板（２２ａ）にリンクを介して連結した油圧式のサーボシリンダ（８６ｂ）と、該サーボシリンダ（８６ｂ）への圧油を制御する電磁弁である制御バルブ（８６ａ）から構成し、該制御バルブ（８６ａ）は制御装置（９０）よりの指令電流値により制御し、該サーボシリンダ（８６ｂ）を伸縮駆動し、該油圧ポンプ（２２）の容積を変更すべく構成した油圧式無段変速機構において、該油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態で、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）にスィープ状の電流を与えることによって、電流上昇過程において、ＨＳＴ回転数が変化し始める（Ａ）点と、ＨＳＴ回転数が飽和状態となる（Ｂ）点との間に、予め設定したステップ毎に、複数の認識点（Ｓ1 ・Ｓ1 ・・・Ｓn ）をとり、（Ａ）点−（Ｓ1 ）点・（Ｓ1 ）点−（Ｓ2 ）点・・・（Ｓn ）点−（Ｂ）点をそれぞれ直線近似することで、近似線（β）を得て、同様に、電流降下過程においてＨＳＴ回転数が変化し始める（Ｃ）点とＨＳＴ回転数がゼロとなる（Ｄ）点で、複数の認識点をとり直線近似することで近似線（α）を得て、決定した近似線（β）と、近似線（α）に基づいて、ＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への、油圧式無段変速機構（２１）に負荷が加わらない状態の指令電流値である原指令電流値（ｉ’）を決定し、前記近似線（α）と近似線（β）との偏差によって、ヒステリシス差（Ｗ）を算出し、前記油圧モータ（２３）の出力回転数を減少過程から増加過程へ、又は、増加過程から減少過程へ変更する際に、前記ヒステリシス差（Ｗ）に相当する電流値でＨＳＴ斜板角アクチュエータ（８６）への指令電流値を変更することを特徴とする油圧式無段変速機構。
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