JP6943097B2

JP6943097B2 - 駆動力制御装置

Info

Publication number: JP6943097B2
Application number: JP2017173249A
Authority: JP
Inventors: 佑輔高橋
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2021-09-29
Anticipated expiration: 2037-09-08
Also published as: JP2019049291A

Description

本発明は、駆動力制御装置に関する。

従来、静油圧式無段変速機（ハイドロスタティックトランスミッション：ＨＳＴ）と差動機構とを組み合わせた、油圧機械式無段変速機（ハイドロメカニカルトランスミッション：ＨＭＴ）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、エンジンからの駆動力を遊星歯車機構で分割して２つの油圧ポンプモータに入力する、いわゆる「入力分割型」のＨＭＴが開示されている。

特許第２５２２２１９号公報

特許文献１に記載のＨＭＴでは、一方の油圧ポンプモータから出力された駆動力を車輪に伝達する低速モードと、他方の油圧ポンプモータから出力された駆動力を車輪に伝達する高速モードとを切り替え可能に構成している。

そして、車両の発進時には、低速モードにおいて、一方の油圧ポンプモータの押し除け容積を最大に保った状態で、他方の油圧ポンプモータの押し除け容積をゼロから増加させていくようにしている。

ところで、高積載時、登坂時等において、車両の発進時に、発進に必要な駆動力が確保できない場合がある。また、車両走行中にも、一時的に高い駆動力が要求される場合がある。しかしながら、特許文献１には、それらの場合に如何にして駆動力を確保するかについては開示されていない。

本発明の目的は、一時的に高い駆動力を確保することができる駆動力制御装置を提供することである。

本発明に係る駆動力制御装置は、差動機構で２つに分割された駆動源からの動力の一方および他方が入力される一方および他方の可変容量型ポンプモータを閉回路で接続した油圧変速部と、前記一方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を複数の変速比に変速して出力軸へ出力可能な第１の係合機構、および前記他方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を前記複数の変速比とは異なる変速比で前記出力軸へ出力可能な第２の係合機構、を有する有段変速部と、を備える変速機を搭載した車両に用いられる駆動力制御装置であって、前記車両の発進時において前記車両の駆動力の増大が要求された場合に、前記駆動源のトルクを増大させるように、前記駆動源を制御する駆動源制御部と、前記車両の発進時において、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータのうち、モータとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積を最大に保持した状態で、ポンプとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積をゼロから増大させるように、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータを制御し、かつ、前記閉回路の高圧油路内の圧力が予め定められた圧力Ｐ１に上昇しても、前記車両を発進させることができない場合に、前記ポンプとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積をさらに増大させるように、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータを制御し、かつ、前記ポンプとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積の増大中において前記高圧油路内の圧力が前記圧力Ｐ１から上昇してリリーフ圧に到達した場合に、前記リリーフ圧で、前記高圧油路と低圧油路との間に設けられたリリーフ弁を介して前記高圧油路から前記低圧油路へ圧油をリリーフさせるように、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータを制御する変速制御部と、を備える。

本発明に係る駆動力制御装置によれば、一時的に高い駆動力を確保することができる。

本発明の実施形態に係る車両の全体構成を示すスケルトン図有段変速部の状態と各スリーブの動作状態との関係を示す図表第１伝動状態を示すスケルトン図第１中間伝動状態を示すスケルトン図第２伝動状態を示すスケルトン図第２中間伝動状態を示すスケルトン図第３伝動状態を示すスケルトン図速度比と押し除け容積との関係を示す図高トルク発進制御の処理を示すフローチャート発進時の各パラメータの推移を示すタイムチャート発進時の各パラメータの推移を示すタイムチャート一時的高トルク制御の処理を示すフローチャート一時的高トルク制御実行時の各パラメータの推移を示すタイムチャート

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。

まず、図１を参照して、本実施形態に係る油圧機械式変速機を搭載した車両１の全体構成について説明する。図１には、車両１の前後方向が描かれている。以下の説明では、車両前側を単に「前」、車両後側を単に「後」と呼ぶことがある。

車両１は、駆動源１０と、ダンパ２０と、差動機構３０と、油圧変速部４０と、有段変速部５０と、制御装置８０とを備えている。そして、有段変速部５０の出力側に、プロペラシャフト６１、デファレンシャル６２およびドライブシャフト６３を介して、駆動輪６４が動力伝達可能に連結されている。

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。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。なお、以下において、駆動源１０はディーゼルエンジンであるとして説明を行う。

ダンパ２０は、入力側部材２１と、出力側部材２２と、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とを備える。ダンパ２０の出力側部材２２は、差動機構３０の入力軸３１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差動機構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。

差動機構３０は、円周方向に等配に設けられた複数のベベルギヤ３２、第１差動出力ギヤ３３および第２差動出力ギヤ３４を備えている。ベベルギヤ３２は、図１に示すように、入力軸３１に相対回転可能に軸支されている。第１差動出力ギヤ３３は、第１ポンプモータ４１の第１入出力軸４１ａの前端に設けられている。第２差動出力ギヤ３４は、差動出力軸３５の前端に設けられている。

差動出力軸３５は、第１入出力軸４１ａと同軸かつ第１入出力軸４１ａの外周側に設けられた円筒状の部材である。差動出力軸３５の後端には、第１ギヤ３６が設けられている。差動出力軸３５は、不図示の軸受を介して、第１入出力軸４１ａに軸支されている。第１ギヤ３６は、第２ポンプモータ４２の第２入出力軸４２ａの前端に設けられた第２ギヤ３７と噛合している。

なお、本実施形態では、第１差動出力ギヤ３３の歯数は、第２差動出力ギヤ３４の歯数と同一である。また、第１ギヤ３６の歯数は、第２ギヤ３７の歯数と同一である。差動機構３０の構造は一般的なベベルギヤ型差動機構の構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。

油圧変速部４０は、第１ポンプモータ４１と、第２ポンプモータ４２と、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２を油圧接続する閉回路４３とからなる。また、閉回路４３には、高圧側油路４３ａの油圧が所定油圧以上となった場合に開き、圧油を低圧側油路４３ｂへ排出するリリーフ弁４４が設けられている。なお、図１では、閉回路４３における一部の構成部品（チャージポンプ、チャージ油路等）を省略している。

第１ポンプモータ４１は、押し除け容積をゼロから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である。第１ポンプモータ４１の第１入出力軸４１ａは、第１ポンプモータ４１を前から後へ貫通している。このような第１ポンプモータ４１としては、アキシャルピストン型、ラジアルピストン型等、各種の形式のものを採用することができる。なお、第１ポンプモータ４１は、本発明の「他方の可変容量型ポンプモータ」に相当する。

第２ポンプモータ４２は、押し除け容積をゼロから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である。第２ポンプモータ４２の第２入出力軸４２ａは、第２ポンプモータ４２を前から後へ貫通している。このような第２ポンプモータ４２としては、アキシャルピストン型、ラジアルピストン型等、各種の形式のものを採用することができる。なお、第２ポンプモータ４２は、本発明の「一方の可変容量型ポンプモータ」に相当する。

なお、本実施形態では、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２は同形式のものを用いている。また、第１ポンプモータ４１の最大押し除け容積は、第２ポンプモータ４２の最大押し除け容積と等しい。

有段変速部５０は、第１入出力軸４１ａと、第１入出力軸４１ａと平行に配置された第２入出力軸４２ａと、副軸５１と、出力軸５２とを備えている。なお、第１入出力軸４１ａは、本発明の「他方の可変容量型ポンプモータの入出力軸」に相当する。また、第２入出力軸４２ａは、本発明の「一方の可変容量型ポンプモータの入出力軸」に相当する。

第１入出力軸４１ａの前端には、上述のとおり、差動機構３０の第１差動出力ギヤ３３が設けられている。また、第１入出力軸４１ａの後端には、第１入力ハブ４１ｂが、第１入出力軸４１ａと一体回転するように設けられている。

副軸５１は、第１入出力軸４１ａと同軸かつ第１入出力軸４１ａの外周側に設けられた円筒状の部材である。副軸５１の前端には第１副ギヤ５３が設けられ、副軸５１の後端には第２副ギヤ５４が設けられている。

第１入力ギヤ５５は、第１入出力軸４１ａの外周側に、第１入出力軸４１ａに対して相対回転可能に設けられている。第１入力ギヤ５５は、副軸５１と第１入力ハブ４１ｂとの間に設けられている。

第２入出力軸４２ａの前端には、上述のとおり、差動機構３０の第２ギヤ３７が設けられている。また、第２入出力軸４２ａの後端には、第２入力ハブ４２ｂが、第２入出力軸４２ａと一体回転するように設けられている。

第２入力ギヤ５６は、第２入出力軸４２ａと一体回転するように設けられている。第２入力ギヤ５６は、第２ポンプモータ４２と第２入力ハブ４２ｂとの間に設けられている。第２入力ギヤ５６は、第１副ギヤ５３と噛合している。

出力軸５２の前端には、出力ハブ５７が、出力軸５２と一体回転するように設けられている。第１出力ギヤ５８は、出力軸５２の外周側に、出力軸５２に対して相対回転可能に設けられている。第１出力ギヤ５８は、出力ハブ５７の後側に設けられている。第１出力ギヤ５８は、第２副ギヤ５４と噛合している。

第２出力ギヤ５９は、出力軸５２と一体回転するように設けられている。第２出力ギヤ５９は、第１出力ギヤ５８の後側に設けられている。第２出力ギヤ５９は、第１入力ギヤ５５と噛合している。

有段変速部５０には、第１入出力軸４１ａと第１入力ギヤ５５とを選択的に一体回転可能に連結する第１連結機構７１が設けられている。第１連結機構７１は、第１入力ハブ４１ｂと、第１入力ギヤ５５と一体に設けられた第１クラッチギヤ５５ａと、第１スリーブ７２とを備えている。

第１スリーブ７２は、第１入力ハブ４１ｂの外周側に、第１入力ハブ４１ｂと一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に設けられている。第１スリーブ７２が図１に示す後位置の場合、第１入出力軸４１ａと第１入力ギヤ５５とは相対回転可能である。

第１スリーブ７２を前位置とすることで、第１入力ギヤ５５は、第１入出力軸４１ａと一体に回転する。本実施形態では、第１連結機構７１として一般的なシンクロナイザ方式のものを使用している。シンクロナイザ方式の連結機構は公知であるため、詳細な説明は省略する。なお、第１連結機構７１は、本発明の「第２の係合機構」に相当する。

有段変速部５０には、第２入出力軸４２ａと出力軸５２、または、第１出力ギヤ５８と出力軸５２とを、選択的に一体回転可能に連結する第２連結機構７３が設けられている。第２連結機構７３は、第２入力ハブ４２ｂと、出力ハブ５７と、第１出力ギヤ５８と一体に設けられた出力クラッチギヤ５８ａと、第２スリーブ７４とを備えている。

第２スリーブ７４は、出力ハブ５７の外周側に、出力ハブ５７と一体回転可能かつ軸方向に相対移動可能に設けられている。第２スリーブ７４が図１に示す中央位置の場合、第２入出力軸４２ａと出力軸５２とは相対回転可能である。また、第２スリーブ７４が図１に示す中央位置の場合、第１出力ギヤ５８と出力軸５２とは相対回転可能である。

第２スリーブ７４を前位置とすることで、出力軸５２は、第２入出力軸４２ａと一体に回転する。また、第２スリーブ７４を後位置とすることで、出力軸５２は、第１出力ギヤ５８と一体に回転する。なお、第２連結機構７３は、本発明の「第１の係合機構」に相当する。

ここで、図２を参照して、有段変速部５０の動作について説明する。図２は、有段変速部５０の状態と、各スリーブ７２および７４の動作状態との関係を示す図表である。

第１スリーブ７２が後位置とされ、第２スリーブ７４が後位置とされる状態を、「第１伝動状態」という（図３を参照）。第１伝動状態では、駆動源１０からの動力は、第２入出力軸４２ａから、第２入力ギヤ５６、第１副ギヤ５３、第２副ギヤ５４および第１出力ギヤ５８を経由して出力軸５２へ伝達される。

第１スリーブ７２が前位置とされ、第２スリーブ７４が中央位置とされる状態を、「第２伝動状態」という（図５を参照）。第２伝動状態では、駆動源１０からの動力は、第１入出力軸４１ａから、第１入力ギヤ５５および第２出力ギヤ５９を経由して出力軸５２に伝達される。

第１スリーブ７２が後位置とされ、第２スリーブ７４が前位置とされる状態を、「第３伝動状態」または「直結状態」という（図７を参照）。第３伝動状態では、駆動源１０からの動力は、第２入出力軸４２ａから、直接出力軸５２に伝達される。

さらに、本実施形態では、有段変速部５０は、上述の各変速状態の他に、以下に示す変速状態を取る。第１スリーブ７２が前位置とされ、第２スリーブ７４が後位置とされる状態を「第１中間伝動状態」という（図４を参照）。

第１中間伝動状態では、駆動源１０からの動力は、第２入出力軸４２ａから、第２入力ギヤ５６、第１副ギヤ５３、第２副ギヤ５４および第１出力ギヤ５８を経由して出力軸５２に伝達されるとともに、第１入出力軸４１ａから、第１入力ギヤ５５および第２出力ギヤ５９を経由して出力軸５２に伝達される。

また、第１中間伝動状態では、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の容量が調整され、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２が仕事をしないようにされる。

第１スリーブ７２が前位置とされ、第２スリーブ７４が前位置とされる状態を「第２中間伝動状態」という（図６を参照）。

第２中間伝動状態では、駆動源１０からの動力は、第１入出力軸４１ａから、第１入力ギヤ５５および第２出力ギヤ５９を経由して出力軸５２に伝達されるとともに、第２入出力軸４２ａから、出力軸５２に直接伝達される。

また、第２中間伝動状態では、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の容量が調整され、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２が仕事をしないようにされる。

本実施形態では、第２入力ギヤ５６、第１副ギヤ５３、第２副ギヤ５４および第１出力ギヤ５８の歯数は、第１伝動状態において、第２入出力軸４２ａの回転が減速して出力軸５２に伝達されるように、設定されている。また、第１入力ギヤ５５および第２出力ギヤ５９の歯数は、第２伝動状態において、第１入出力軸４１ａの回転が減速して出力軸５２に伝達されるように、設定されている。

第１伝動状態における変速比（第２入出力軸４２ａの回転数／出力軸５２の回転数）をα１、第２伝動状態における変速比（第１入出力軸４１ａの回転数／出力軸５２の回転数）をα２とすると、α１＞α２＞１である。なお、α１、α２および１（直結）の関係はこれに限定されない。具体的には、例えば、α１＜α２＜１とすることも可能である。

図１に戻って、制御装置８０は、駆動源１０、油圧変速部４０（第１ポンプモータ４１、第２ポンプモータ４２）、有段変速部５０（第１スリーブ７２、第２スリーブ７４）の制御を行う。

制御装置８０は、駆動源１０を制御するエンジン制御部８１（本発明の「駆動源制御部」）と、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２を制御する油圧変速制御部８２（本発明の「変速制御部」）と、第１スリーブ７２および第２スリーブ７４を制御する係合機構制御部８３とを機能要素として備える。

なお、本実施形態では、エンジン制御部８１、油圧変速制御部８２および係合機構制御部８３を制御装置８０に含まれるものとして説明するが、エンジン制御部８１、油圧変速制御部８２および係合機構制御部８３は、それぞれ独立したハードウェアとすることもできる。

次に、図３〜図８を参照して、変速動作について説明する。図３〜図７は、各伝動状態におけるスケルトン図である。図８は、速度比と押し除け容積との関係を示す図である。

車両１の発進は、図３に示す第１伝動状態で行われる。この場合、第１ポンプモータ４１はポンプとして動作し、第２ポンプモータ４２はモータとして動作する。なお、以下の説明において、「ポンプとして動作」および「モータとして動作」は、駆動源１０により車両１が駆動されている場合（すなわち、タイヤが正の仕事をしている場合）における第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の役割をいう。車両１が車輪側から駆動されている場合（すなわち、エンジンブレーキを掛ける場合）には、ポンプおよびモータの役割は逆転する。

車両１を発進させるには、第２ポンプモータ４２の押し除け容積を最大に保持した状態で、ポンプとして動作する第１ポンプモータ４１の押し除け容積を、ゼロから徐々に増大させていく。こうすることで、図８に示すように、速度比（出力軸５２の回転数Ｎｏｕｔ／駆動源１０の回転数Ｎｉｎ）がゼロから上昇していく。

なお、このとき、第１ポンプモータ４１から第２ポンプモータ４２への吐出圧が一定となるように駆動源１０の出力トルクを制御した場合（すなわち、増加するポンプ側押し退け容積に合わせて駆動源１０の出力トルクを増加させた場合）には、第２ポンプモータ４２が発生するトルクは一定となる。また、差動歯車から第２ポンプモータ４２の第２入出力軸４２ａへ伝達されるトルクは増加する。したがって、出力軸５２に伝わるトルクは増大する。

第１ポンプモータ４１の押し除け容積が最大になると、第１ポンプモータ４１の押し除け容積を最大に保持した状態で、モータとして動作する第２ポンプモータ４２の押し除け容積をゼロに向けて徐々に減少させていく。こうすることで、速度比はさらに上昇していく。

第２ポンプモータ４２の押し除け容積を徐々に減少させていき、第２ポンプモータ４２の押し除け容積がＱ１となると、第１入力ハブ４１ｂの回転数（すなわち、第１入出力軸４１ａの回転数）と、第１入力ギヤ５５の回転数とが一致する。

このタイミングで、第１伝動状態から第１中間伝動状態への変速が行われる。具体的には、第１スリーブ７２を前位置に移動させる（図４を参照）。これにより、駆動源１０からの動力は、第２入出力軸４２ａから、第２入力ギヤ５６、第１副ギヤ５３、第２副ギヤ５４および第１出力ギヤ５８を経由して出力軸５２に伝達されるとともに、第１入出力軸４１ａから、第１入力ギヤ５５および第２出力ギヤ５９を経由して出力軸５２に伝達される。

第１中間伝動状態では、駆動源１０からの動力は、油圧変速部４０において油圧に変換されることなく、第１入出力軸４１ａおよび第２入出力軸４２ａから出力軸５２へ出力される。そのため、第１中間伝動状態は、第１伝動状態および第２伝動状態に比べ、伝達効率が良い。

さらに、この状態から、第２伝動状態への変速が行われる。具体的には、第２スリーブ７４を後位置から中央位置に移動させ、第２ポンプモータ４２の第２入出力軸４２ａから出力軸５２への動力伝達を遮断する（図５を参照）。第２伝動状態への変速が完了することで、第１伝動状態においてポンプとして動作していた第１ポンプモータ４１がモータとして動作し、モータとして動作していた第２ポンプモータ４２がポンプとして動作することになる。

続いて、第１ポンプモータ４１の押し除け容積を最大に保持した状態で、ポンプとして動作する第２ポンプモータ４２の押し除け容積を、Ｑ１から徐々に増大させていく。こうすることで、速度比がさらに上昇していく。

第２ポンプモータ４２の押し除け容積が最大になると、第２ポンプモータ４２の押し除け容積を最大に保持した状態で、モータとして動作する第１ポンプモータ４１の押し除け容積をゼロに向けて徐々に減少させていく。こうすることで、速度比がさらに上昇していく。

第１ポンプモータ４１の押し除け容積を徐々に減少させていき、第１ポンプモータ４１の押し除け容積がＱ２となると、第２入力ハブ４２ｂの回転数（すなわち、第２入出力軸４２ａの回転数）と、出力ハブ５７の回転数（すなわち、出力軸５２の回転数）とが一致する。

このタイミングで、第２伝動状態から第２中間伝動状態への変速が行われる。具体的には、第２スリーブ７４を前位置に移動させる（図６を参照）。これにより、駆動源１０からの動力は、第１入出力軸４１ａから、第１入力ギヤ５５および第２出力ギヤ５９を経由して出力軸５２に伝達されるとともに、第２入出力軸４２ａから、出力軸５２に直接伝達される。

第２中間伝動状態では、駆動源１０からの動力は、油圧変速部４０において油圧に変換されることなく、第１入出力軸４１ａおよび第２入出力軸４２ａから出力軸５２へ出力される。そのため、第２中間伝動状態は、第２伝動状態および第３伝動状態に比べ、伝達効率が良い。

さらに、この状態から、第３伝動状態への変速が行われる。具体的には、第１スリーブ７２を前位置から後位置に移動させ、第１ポンプモータ４１の第１入出力軸４１ａから出力軸５２への動力伝達を遮断する（図７を参照）。第３伝動状態への変速が完了することで、第２伝動状態においてポンプとして動作していた第２ポンプモータ４２がモータとして動作し、モータとして動作していた第１ポンプモータ４１がポンプとして動作することになる。

続いて、第２ポンプモータ４２の押し除け容積を最大に保持した状態で、ポンプとして動作する第１ポンプモータ４１の押し除け容積を、Ｑ２から徐々に増大させていく。こうすることで、速度比がさらに上昇していく。

第１ポンプモータ４１の押し除け容積が最大になると、第１ポンプモータ４１の押し除け容積を最大に保持した状態で、モータとして動作する第２ポンプモータ４２の押し除け容積をゼロに向けて徐々に減少させていく。こうすることで、速度比がさらに上昇していく。そして、第２ポンプモータ４２の押し除け容積が略ゼロとなるまで、速度比は上昇していく。

なお、速度比を減少させる場合も同様であり、第３伝動状態から第２中間伝動状態、第２中間伝動状態から第２伝動状態、第２伝動状態から第１中間伝動状態、第１中間伝動状態から第１伝動状態への変速が順次行われる。

次に、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して、高トルク発進について説明する。図９は、高トルク発進制御の処理を示すフローチャートである。また、図１０Ａおよび図１０Ｂは、通常発進時および高トルク発進時における、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の押し除け容積、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の吐出（吸入）流量、および高圧側油路４３ａにおける圧力Ｐの推移を示すタイムチャートである。

まず、図９のフローチャートを参照して、高トルク発進制御処理について説明する。図９に示す処理は、高トルク発進要求が行われた場合に実行される。ここで、「高トルク発進要求が行われた場合」とは、例えば、油圧変速部４０における高圧側油路４３ａの圧力Ｐがリリーフ圧に達したにもかかわらず、車両１が停止したままの状態で、運転者によるアクセルペダルの踏み増しが行われた場合を指す。

ステップＳ１で、制御装置８０（具体的には、駆動源制御部８１）は、駆動源１０を制御して、駆動源１０の出力トルクを増大させる。

ステップＳ２で、制御装置８０（具体的には、変速制御部８２）は、第１ポンプモータ４１を制御して、第１ポンプモータ４１の押し除け容積を増大させる。

次に、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して、車両の発進時における発進動作について説明する。まず、図１０Ａを参照して、通常の発進動作について説明する。時刻ｔ０において、発進のために、モータとして動作する第２ポンプモータ４２の押し除け容積が最大とされ、ポンプとして動作する第１ポンプモータ４１の押し除け容積がゼロとされる。すると、駆動源１０の回転により第１ポンプモータ４１から圧油が高圧側油路４３ａへ供給され、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐが上昇する。

時刻ｔ１において、高圧側油路４３ａ内の圧力ＰがＰ１となる（Ｐ＝Ｐ１）。なお、実際には高圧側油路４３ａの圧力Ｐは瞬時にＰ１に達するが、図１０Ａでは時刻ｔ０から時刻ｔ１までの長さを誇張して記載している。また、Ｐ１は、車両１が動き出すのに必要なトルクに対応する高圧側油路４３ａ内の圧力である。そのため、時刻ｔ１において、車両１が発進する。

時刻ｔ１以降、制御装置８０からの制御信号に基づいて、時間の経過に応じて第１ポンプモータ４１の押し除け容積が増大されて吐出流量が増大していく。また、第１ポンプモータ４１が吐出した圧油をすべて受け取るかたちで、第２ポンプモータ４２の吸入流量が上昇していく。

次に、図１０Ｂを参照して、高積載時、登坂時等により、通常の発進動作では車両１の発進トルクが確保できない場合について説明する。なお、図１０Ｂでは、車両１が動き出すのに必要なトルクに対応する高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐ２が記載されている。圧力Ｐ２は、リリーフ圧Ｐ_ＭＡＸよりも高い圧力である。

高積載時、登坂時等では、時刻ｔ１１で高圧側油路４３ａ内の圧力ＰがＰ１となっても、車両１を発進させることができない。

時刻ｔ１２において、高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐはリリーフ圧Ｐ_ＭＡＸに達し、高圧側油路４３ａ内の圧油が、リリーフ弁４４を介して低圧側油路４３ｂへ排出される。この状況で、例えば時刻ｔ１３において、運転者が発進を望んでアクセルペダルの踏み増しを行うと、上述の高トルク発進制御が行われる。すなわち、アクセルペダルの踏み増しに伴い、駆動源１０の出力トルクが増大される。それとともに、第１ポンプモータ４１の押し除け容積が増大される。

第１ポンプモータ４１の押し除け容積が増大されることで、図１０Ｂに示すように、ポンプの吐出流量と、モータの吸入流量とが一致しなくなるので、第１ポンプモータ４１からの吐出流量だけが増大する。この時点で高圧側油路４３ａ内の圧力はリリーフ圧Ｐ_ＭＡＸに達しているため、高圧側油路４３ａ内の圧油は、リリーフ弁４４を介して低圧側油路４３ｂへ排出される。。

一方、駆動源１０の出力トルクが増大されることによって、機械式伝達経路経由で第２入出力軸４２ａへ伝達されるトルクも増大する。そして、時刻ｔ１４において、第２入出力軸４２ａへ伝達される、油圧式伝達経路経由のトルクおよび機械式伝達経路経由のトルクの合計トルクが、車両１の発進に必要なトルクに達すると、車両１が発進する。

時刻ｔ１４以降、制御装置８０からの制御信号に基づいて、時間の経過に応じて第１ポンプモータ４１の押し除け容積が増大されて吐出流量が増大していく。また、第２ポンプモータ４２は、第１ポンプモータ４１が吐出した圧油の一部を受け取ることになる。そのため、第２ポンプモータ４２の吸入流量は、車両速度の増加（第２ポンプモータ４２の回転数の増加）によって上昇し、第１ポンプモータ４１の吐出流量から第２ポンプモータ４２の吸入流量を減算した量の圧油がリリーフ弁４４を介して低圧側油路４３ｂへ排出される。

次に、図１１および図１２を参照して、一時的高トルク制御について説明する。図１１は、一時的高トルク制御の処理を示すフローチャートである。また、図１２は、一時的高トルク制御実行時の、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の押し除け容積、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２の吐出（吸入）流量、および高圧側油路４３ａにおける圧力Ｐの推移を示すタイムチャートである。

まず、図１１のフローチャートを参照して、一時的高トルク制御処理について説明する。図１１に示す処理は、第１、第２または第３伝動状態で、運転者により一時的に高トルク要求が行われた場合に実行される。ここで、「一時的に高トルク要求が行われた場合」とは、例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み増しが行われた場合を指す。

ステップＳ１１で、制御装置８０は、油圧変速部４０において、第１ポンプモータ４１または第２ポンプモータ４２のうち、ポンプとして動作しているポンプモータの押し除け容積が最大でないか否かを判定する。

ポンプの押し除け容積が最大である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、一時的高トルク制御処理を終了する。なお、この場合には、アクセルペダルの踏み増しが行われ、駆動源１０の出力トルクが増大することで、高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐが駆動源１０の出力トルクと釣り合うように上昇する。そして、高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐがリリーフ圧Ｐ_ＭＡＸに到達したところで、本システムの最大トルク状態となる。一方、ポンプの押し除け容積が最大でない場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２で、制御装置８０は、駆動源１０を制御して、駆動源１０の出力トルクを増大させる。駆動源１０の出力トルクの増大に伴って、高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐが駆動源１０の出力トルクに釣り合うように上昇し、リリーフ圧Ｐ_ＭＡＸに到達する。

続くステップＳ１３で、制御装置８０は、第１ポンプモータ４１または第２ポンプモータ４２のうち、ポンプとして動作しているポンプモータを制御して、押し除け容積を増大させる。

次に、図１２を参照して、走行中に伝動状態の変更を行わずに一時的に車両１を高トルク状態とする際の動作について説明する。図１２に示す例は、ポンプとして動作しているポンプモータの押し除け容積を一定とした状態での走行中に、運転者が一時的なトルクの増大を要求してアクセルペダルの踏み増しを行った場合を示している。

時刻ｔ２１で、運転者によるアクセルペダルの踏み増しが行われると、駆動源１０の出力トルクの増大に伴って高圧側油路４３ａ内の圧力Ｐが上昇し、リリーフ圧Ｐ_ＭＡＸに到達する。ここから更にアクセルペダルの踏み増しが行われると、上述の一時的高トルク制御が行われる。すなわち、時刻ｔ２１では、ポンプの押し除け容積は最大でないため、アクセルペダルの踏み増しに伴い、駆動源１０の出力トルクが増大される。それとともに、ポンプの押し除け容積が増大される。

ポンプの押し除け容積が増大されることで、ポンプからの吐出流量が増大する。また、高圧側油路４３ａ内の圧力はリリーフ圧Ｐ_ＭＡＸに達しており、高圧側油路４３ａ内の圧油は、図１２に示すように、ポンプの吐出流量と、モータの吸入流量とが一致しなくなるので、リリーフ弁４４を介して低圧側油路４３ｂへ排出される。

一方、駆動源１０の出力トルクが増大されることによって、機械式伝達経路でモータの入出力軸へ伝達されるトルクも増大する。そのため、モータの入出力軸へ伝達される、油圧式伝達経路経由のトルクおよび機械式伝達経路経由のトルクの合計が増大する。

なお、図１２に示す例では、時刻ｔ２２で、アクセルペダルの踏み込み量が時刻ｔ２１以前の状態に戻される。それに伴い、ポンプの押し除け容積も、時刻ｔ２１以前の状態に戻される。そのため、時刻ｔ２２以降、ポンプの吐出流量とモータの吸入流量とが一致する。

以上説明したように、本実施形態によれば、車両の駆動力の増大が要求された場合に、制御装置８０は、駆動源１０の出力トルクを増大させるとともに、第１ポンプモータ４１および第２ポンプモータ４２のうち、ポンプとして動作しているポンプモータを制御して、押し除け容積を増大させる。

これにより、高圧側油路４３ａ内の圧油の一部を、リリーフ弁４４を介して低圧側油路４３ｂへ排出させることになるが、駆動源１０の出力トルクが増大されることによって、機械式伝達経路でモータの入出力軸へ伝達されるトルクも増大する。そのため、一時的に高い駆動力を確保することができる。

また、本実施形態によれば、以下に示す効果も得られる。

高積載時、登坂時に車両を発進させるために、低速ギヤ段を用意する必要がない。そのため、有段変速部の変速段数を減らすことができる。もしくは、各ギヤ段におけるギヤ比を高め（高速寄り）に設定することができる。

また、伝動状態の切り替え点に近い速度比で車両を走行させている場合に、一時的にトルクを増大させるために、伝動状態を切り替える必要がない。例えば、第２伝動状態での走行中に、一時的にトルクを増大させるために、有段変速部５０を第１伝動状態へ切り替える必要がない。

なお、上述の実施形態では、差動機構を、ベベルギヤ型の差動機構としたが、これに限定されない。差動機構としては、公知の構造を適宜採用し得る。具体的には、例えば、差動機構を遊星歯車機構としてもよい。

また、上述の実施形態では、有段変速部を、第１入出力軸側を１段、第２入出力軸側を２段とし、計３段としたが、これに限定されない。具体的には、例えば、第１入出力軸を２段、第１入出力軸側を１段としてもよい。

また、本実施形態では、有段変速部における変速段数を３段としたが、これに限定されない。具体的には、例えば、第１入出力軸の回転力を変速して出力軸に伝達する変速機構を設け、第１入出力軸側２段、第２入出力軸側２段の計４段としてもよい。この場合、各変速比は、第１入出力軸と第２入出力軸とを交互に使用するように設定される。さらに、各入出力軸から出力軸への変速段数を３以上とし、高速側へのさらなる多段化を図ることも可能である。また、逆に、第１入出力軸から出力軸への伝達経路および第２入出力軸から出力軸への伝達経路をそれぞれ１つずつのみ有する、低速および高速の２段切り替えとしてもよい。

本発明の駆動力制御装置は、一時的に高い駆動力が要求される車両に好適に用いられる。

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差動機構
３１入力軸
３２ベベルギヤ
３３第１差動出力ギヤ
３４第２差動出力ギヤ
３５差動出力軸
３６第１ギヤ
３７第２ギヤ
４０油圧変速部
４１第１ポンプモータ
４１ａ第１入出力軸
４１ｂ第１入力ハブ
４２第２ポンプモータ
４２ａ第２入出力軸
４２ｂ第２入力ハブ
４３閉回路
５０有段変速部
５１副軸
５２出力軸
５３第１副ギヤ
５４第２副ギヤ
５５第１入力ギヤ
５５ａ第１クラッチギヤ
５６第２入力ギヤ
５７出力ハブ
５８第１出力ギヤ
５８ａ出力クラッチギヤ
５９第２出力ギヤ
６１プロペラシャフト
６２デファレンシャル
６３ドライブシャフト
６４駆動輪
７１第１連結機構
７２第１スリーブ
７３第２連結機構
７４第２スリーブ
８０制御装置
８１エンジン制御部
８２油圧変速制御部
８３係合機構制御部

Claims

差動機構で２つに分割された駆動源からの動力の一方および他方が入力される一方および他方の可変容量型ポンプモータを閉回路で接続した油圧変速部と、前記一方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を複数の変速比に変速して出力軸へ出力可能な第１の係合機構、および前記他方の可変容量型ポンプモータの入出力軸の動力を前記複数の変速比とは異なる変速比で前記出力軸へ出力可能な第２の係合機構、を有する有段変速部と、を備える変速機を搭載した車両に用いられる駆動力制御装置であって、
前記車両の発進時において前記車両の駆動力の増大が要求された場合に、前記駆動源のトルクを増大させるように、前記駆動源を制御する駆動源制御部と、
前記車両の発進時において、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータのうち、モータとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積を最大に保持した状態で、ポンプとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積をゼロから増大させるように、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータを制御し、かつ、前記閉回路の高圧油路内の圧力が予め定められた圧力Ｐ１に上昇しても、前記車両を発進させることができない場合に、前記ポンプとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積をさらに増大させるように、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータを制御し、かつ、前記ポンプとして動作する前記可変容量型ポンプモータの押し除け容積の増大中において前記高圧油路内の圧力が前記圧力Ｐ１から上昇したリリーフ圧に到達した場合に、前記リリーフ圧で、前記高圧油路と低圧油路との間に設けられたリリーフ弁を介して前記高圧油路から前記低圧油路へ圧油をリリーフさせるように、前記一方または他方の可変容量型ポンプモータを制御する変速制御部と、を備える、
駆動力制御装置。
前記車両の駆動力の増大要求は、運転者によるアクセルペダルの踏み増しにより行われる、
請求項１に記載の駆動力制御装置。