JPH08338507A - 連続可変トランスミッションのシフト点制御方法 - Google Patents

連続可変トランスミッションのシフト点制御方法

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JPH08338507A
JPH08338507A JP8120041A JP12004196A JPH08338507A JP H08338507 A JPH08338507 A JP H08338507A JP 8120041 A JP8120041 A JP 8120041A JP 12004196 A JP12004196 A JP 12004196A JP H08338507 A JPH08338507 A JP H08338507A
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hydraulic
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Alan R Coutant
アラン・アール・クータント
Jerry D Marr
ジェリー・ディ・マール
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧トランスミッションの動力と油圧トラン
スミッション及び機械式トランスミッションの組み合わ
せの動力との間でショックのないスムーズな交代を達成
することである。 【解決手段】 連続可変トランスミッションのシフト点
の制御方法は、連続可変トランスミッションの入出力速
度及び油圧トランスミッションからの出力速度を検出し
て速度比をモニタし、作動トランスミッション速度比を
予め定められた確立されたトランスミッション速度比と
を比較する。予め定められた確立されたトランスミッシ
ョン速度比が達成されると高速クラッチ又は低速クラッ
チの係合が解除され、この係合の解除に続いて油圧トラ
ンスミッションの出力速度を増加又は減少させる。そし
て、油圧トランスミッションの出力速度の変化が高速又
は低速クラッチに対する速度に実質上同期したとき、高
速又は低速クラッチの他方を係合する。これにより、シ
フトの前後においてのトランスミッションの出力トルク
及び速度が実質上等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的に油圧トラン
スミッションと機械式トランスミッションとの組み合わ
せを使用して連続可変トランスミッションを提供する方
法に関し、特に、スムーズなシフトを得るための連続可
変トランスミッションのシフト点制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの型の連続可変トランスミッション
が過去において使用されている。しかし、ほとんどの場
合には、一つの型のトランスミッションのみが使用され
ている。
【０００３】高い作動効率及び高い速度レンジの両方を
得るためには、異なる型のトランスミッションが一つの
システムに合成されてこれらの要求を満たしてきた。異
なる型のトランスミッションが使用されるので、望まし
い速度及び／又はトルク範囲を達成するためには、作動
中に多くの型のトランスミッションの間でシフトをする
必要がある。
【０００４】機械が負荷を積んで作動中のときには、各
トランスミッションの間でシフトをするときにスムーズ
な交代を達成することが困難である。シフトの間の各ト
ランスミッションの間での速度レベル又はトルクレベル
の変更は機械の運動量の変更をもたらし、オペレータに
とって不快なものとなる。
【０００５】ある応用においては、この運動量の変更が
交代の間に“ジャーク”（急激な動き）を引き起こすこ
とになる。本発明は上述した問題の一つ或いはそれ以上
を克服せんとするものである。
【０００６】
【発明の開示】本発明の一つの側面によると、連続可変
トランスミッションの閉ループ制御でのシフト点の制御
方法が提供される。連続可変トランスミッションの出力
は油圧トランスミッションにより発生されるか、又は油
圧トランスミッションと合計プラネタリギア機構と高速
及び低速クラッチを有する機械式トランスミッションと
の組み合わせにより発生される。
【０００７】シフト点制御方法は、連続可変トランスミ
ッションの入力速度を検出し、油圧トランスミッション
の出力速度を検出し、連続可変トランスミッションの出
力速度を検出し、油圧トランスミッションの又は油圧ト
ランスミッションと機械式トランスミッションの組み合
わせの作動トランスミッション速度比を予め定められた
確立されたトランスミッション速度比と比較し、油圧ト
ランスミッションの又は油圧トランスミッションと機械
式トランスミッションの組み合わせの作動トランスミッ
ション速度比が予め定められた確立されたトランスミッ
ション速度比に達するのに応じて、高速クラッチ又は低
速クラッチのいずれかの係合を解除し、連続可変トラン
スミッションの入力速度が合計プラネタリギア機構の速
度と実質上等しくないとき又は油圧トランスミッション
の出力速度が連続可変トランスミッションの出力速度と
実質上等しくないとき、油圧トランスミッションの出力
速度を増加又は減少させ、連続可変トランスミッション
の入力速度が合計プラネタリギア機構の速度に実質上等
しくないとき又は油圧トランスミッションの出力速度が
連続可変トランスミッションの出力速度に実質上等しい
のに応じて、高速クラッチか低速クラッチの他方を係合
する各ステップから構成され、その結果トランスミッシ
ョンの速度及び出力トルクがシフトの前後において実質
上等しくなる。
【０００８】予め定められた確立されたトランスミッシ
ョン速度比は、油圧トランスミッションの予め定められ
たトルク曲線と油圧トランスミッションと機械式トラン
スミッションの組み合わせの予め定められたトルク曲線
との交点である。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、エンジン１２
を有する機械（図示せず）に使用する連続可変トランス
ミッション１０が示されている。
【００１０】連続可変トランスミッション１０は油圧ト
ランスミッション１４及びポンプの入力駆動シャフト１
７を介してエンジン１２に作動的に連結された油圧トラ
ンスミッションの制御装置１６と、機械式トランスミッ
ション１８及びギア機構２１を介してエンジン１２に作
動的に連結された機械式トランスミッションに関連した
クラッチ制御装置２０とを含んでいる。
【００１１】ポンプの入力駆動シャフト１７とギア機構
２１とが一緒になって、連続可変トランスミッション１
０の入力となる。連続可変トランスミッション１０は更
に、油圧トランスミッション１４の制御装置１６と、機
械式トランスミッション１８のクラッチ制御装置２０
と、検出装置２３と（オペレータの）コマンド入力装置
２４とに連結されたマイクロプロセッサ２２を含んでい
る。作業システム２６が最終駆動シャフト２８により、
連続可変トランスミッション１０に連結されている。
【００１２】機械式トランスミッション１８は、ギア機
構２１を介してエンジン１２に連結され、モータの出力
シャフト３４を介して油圧トランスミッション１４に作
動的に連結された合計プラネタリギア機構３０を含んで
いる。合計プラネタリギア機構３０の出力は最終駆動シ
ャフト２８に連結されている。
【００１３】機械式トランスミッション１８は更に方向
高速クラッチ３６，３８と、低速クラッチ４０とを含ん
でいる。方向高速クラッチ３６，３８はギア機構２１と
合計プラネタリギア機構３０の入力装置４１との間に配
置されている。
【００１４】低速クラッチ４０はモータの出力シャフト
３４と、合計プラネタリギア機構３０と、最終出力シャ
フト２８に対して相対的に配置されており、低速クラッ
チ４０が係合されるとモータの出力シャフト３４、合計
プラネタリギア機構３０及び最終出力シャフト２８が同
一速度で回転する。
【００１５】低速クラッチ４０の係合が解かれると、合
計プラネタリギア機構３０の入力装置４１、モータの出
力シャフト３４及び最終出力シャフト２８の相対速度は
合計プラネタリギア機構３０のために変化する。
【００１６】クラッチ制御装置２０がパイロットポンプ
４２のような加圧パイロット流体源とマイクロプロセッ
サ２２に接続されており、マイクロプロセッサ２２から
供給される電気信号に応じて作動され、各速度クラッチ
３６，３８，４０の係合及び係合の解除を制御する。
【００１７】油圧トランスミッション１４はポンプの容
量制御装置４６を有する可変容量ポンプ４４と、モータ
の容量制御装置５２を有し可変容量ポンプ４４に流体的
に接続された可変容量モータ４８とを含んでいる。
【００１８】油圧制御装置１６はパイロットポンプ４２
とマイクロプロセッサ２２に接続されており、マイクロ
プロセッサ２２から供給される電気信号に応じて作動さ
れ、ポンプ及びモータの容量制御装置４６，５２の動き
を制御する。
【００１９】コマンド入力装置２４は、最初の零位置又
は最大速度位置から最大走行位置又は零速度位置に移動
可能な速度ペダル５６を有する速度入力機構５４と、中
立位置から前進位置又は後進位置に選択的に移動可能な
方向制御レバー６０を有する方向制御機構５８を含んで
いる。
【００２０】検出装置２３はポンプの入力シャフト１７
の速度を検出することにより連続可変トランスミッショ
ン１０の入力速度を検出し、電気信号をマイクロプロセ
ッサ２２に供給する第１速度センサー６２を含んでい
る。
【００２１】第２速度センサー６４はモータの出力シャ
フト３４の速度を検出し、電気信号をマイクロプロセッ
サ２２に供給する。第３速度センサー６６は最終駆動シ
ャフト２８の速度を検出し、電気信号をマイクロプロセ
ッサ２２に供給する。
【００２２】第１、第２及び第３速度センサー６２，６
４，６６から、連続可変トランスミッション１０の入力
速度、ギア機構２１の速度、合計プラネタリギア機構３
０の入力装置４１の速度及び最終出力シャフト２８の速
度がマイクロプロセッサ２２により個々にモニタされ
る。
【００２３】図２のグラフを参照すると、第１曲線７０
は連続可変トランスミッション１０の比速度比と比較し
た油圧トランスミッション１４の予め定められたトルク
曲線を示している。
【００２４】第２曲線７２は連続可変トランスミッショ
ン１０の比速度比と比較した油圧トランスミッションと
機械式トランスミッション１８の組み合わせの予め定め
られたトルク曲線を示している。
【００２５】第１及び第２曲線７０，７２は油圧トラン
スミッション１４のトルクと油圧トランスミッション及
び機械式トランスミッション１８の組み合わせのトルク
の両方が実質上同一になる予め定められた確立されたト
ランスミッション速度比を示す点７４で交差する。
【００２６】垂直線７６は連続可変トランスミッション
１０の入力速度と、入力装置４１の速度と、モータの出
力シャフト３４の速度と、最終出力シャフト２８の速度
とが実質上同一となる速度関係を示しており、同期速度
と称される。
【００２７】本発明の本質を逸脱せずして、数多くの変
更が可能であることに注意すべきである。例えば、第１
及び第２曲線７０，７２は異なる形状をとることもで
き、システムの作動パラメータに応じてこれらの曲線の
交点７４は異なる位置になることもある。同様に、シス
テムの作動パラメータに応じて垂直線７６の位置も異な
る位置になることもある。
【００２８】
【産業上の利用可能性】作用においては、方向レバー６
０に方向の入力がなされて走行方向が選択される。本実
施形態においては、速度ペダル５６が最初の零位置にあ
るので、連続可変トランスミッション１０はその最大速
度に加速される。
【００２９】この加速を達成するために、マイクロプロ
セッサ２２は速度ペダル５６の位置及び方向レバー６０
の位置を示す電気信号を受取り、オペレータの意思を示
すコマンドを処理し、適切な信号を油圧制御装置１６と
クラッチ制御装置２０に供給する。
【００３０】最初、油圧トランスミッション１４は可変
容量ポンプ４４及び可変容量モータ４８のそれぞれの容
量を調整することにより、機械の速度を増加させ、次い
で速度クラッチ３６又は３８及び４０の各々を制御して
機械の速度を連続的に増加させる。
【００３１】高速クラッチ３６又は３８を作動すると、
合計プラネタリギア機構３０のリングギアの速度を制御
することにより、機械の速度が更に増加される。望まし
い最大速度状態が達成されたなら、機械を加速或いは減
速せずにマイクロプロセッサ２２は機械の速度を一定に
維持する。
【００３２】もし、システムのダイナミックな特性によ
り、機械の速度が指定された値をオーバーシュート（指
定された値以上になること）したならば、マイクロプロ
セッサ２２は自動的に必要とする修正動作をして速度を
調整する。
【００３３】上述したように、油圧トランスミッション
１４は零速度状態から走行を開始するように使用され
る。図２の曲線７０から観察されるように、油圧トラン
スミッション１４の速度範囲の第１部分の間ではトルク
が非常に高くなっている。しかし、速度が増加するに連
れてトルクは減少する。油圧トランスミッション１４の
速度がその最大速度に達すると、トルクレベルは急激に
減少する。
【００３４】図２の曲線７２から明らかなように、油圧
トランスミッション１４と機械式トランスミッション１
８の組み合わせのトルクレベルは速度の増加に連れてよ
りゆっくりと減少する。図２に示されているように、各
トルク曲線７０，７２は交点７４で交差する。
【００３５】油圧トランスミッション１４から伝達され
る動力から油圧トランスミッション１４と機械式トラン
スミッション１８との出力の組み合わせから伝達される
動力へのスムーズな交代を達成するために、速度センサ
ー６２により検出されるギア機構２１を介して連続可変
トランスミッション１０に入力される速度は、合計プラ
ネタリギア機構３０の入力装置４１の速度と実質上等し
くなければならない。
【００３６】もしこれらの速度が実質上等しくないなら
ば、ムラのある動力のシストが感じられることになる。
これは通常機械の動きに“ジャーク”を引き起こす。本
実施形態においては、低速クラッチ４０が係合している
ときには、モータの出力シャフト３４の速度と、最終出
力シャフト２８の速度と、入力装置４１の速度はみな同
一となる。
【００３７】図２から明らかなように、動力の交代の理
想的な点は二つの曲線が交差する交点７４である。しか
し、これはギア機構２１を介する速度が合計プラネタリ
ギア機構３０の入力装置４１の速度と実質上同一となる
同期点ではない。前に指摘したように、垂直線７６が速
度が実質上等しくなる点を示している。
【００３８】油圧トランスミッションモードから油圧ト
ランスミッションと機械式トランスミッションの組み合
わせモードへの切換時に動力のスムーズな交代を提供す
るために、低速クラッチ４０の係合が非同期点、即ち二
つの曲線が交差する交点７４で解除される。
【００３９】マイクロプロセッサ２２で検出されるよう
に、連続可変トランスミッション１０への入力速度と合
計プラネタリギア機構３０への入力装置４１の速度は等
しくないので、前進高速クラッチ３６は最初係合されな
い。
【００４０】本実施形態においては、合計プラネタリギ
ア機構３０への入力装置４１の速度を減少させるため
に、モータの出力シャフト３４の速度が減少される。モ
ータの出力シャフト３４の速度の減少の間に、最終出力
シャフト２８の速度は実質上同一速度に維持される。
【００４１】合計プラネタリギア機構３０への入力装置
４１の速度がギア機構２１の速度と実質上等しくなる
と、高速クラッチ３６が係合される。この動力の交代の
間に感知しうるトルクの変化或いは速度レベルの変化が
ないので、機械は動力の急激な変化に晒されることはな
く、その結果オペレータが“ジャーク”（急激な動き）
を感じることはない。
【００４２】後進方向に移動するときにも本システムは
同様に作用する。ただ一つの異なる点は、前進高速クラ
ッチ３６に代わって後進高速クラッチ３８が使用される
ことである。
【００４３】油圧トランスミッション１４と機械式トラ
ンスミッション１８との組み合わされた動力から油圧ト
ランスミッション１４の動力への交代がなされる点まで
機械の速度が低下したときには、上述した事柄と逆のこ
とが発生する。
【００４４】速度比が二つのトルク曲線７０，７２の交
点に関連した速度比に達すると、高速クラッチ３６の係
合が絶たれる。最終出力シャフト２８の速度はモータの
出力シャフト３４の速度と実質上等しくないので、低速
クラッチ４０は最初係合していない。
【００４５】モータの出力シャフト３４の速度が最終出
力シャフト２８の速度に実質上等しくなるまで増加され
る。これらの速度が実質上等しくなったならば、低速ク
ラッチ４０が係合される。
【００４６】この交代の間に、出力シャフト２８の速度
は変化せず、出力シャフト２８のトルクレベルは実質上
一定で変化しない。その結果、機械は動力の急激な変化
に晒されることはなく、この動力の交代の間にオペレー
タは“ジャーク”（急激な動き）を感じることはない。
【００４７】よって、本発明によると、出力が油圧トラ
ンスミッションで発生されるか又は油圧トランスミッシ
ョンと合計プラネタリギア機構及び高速及び低速クラッ
チを有する機械式トランスミッションとの組み合わせで
発生される、連続可変トランスミッションの閉ループ制
御でのシフト点の制御方法であって、連続可変トランス
ミッションの入力速度を検出し；油圧トランスミッショ
ンの出力速度を検出し；連続可変トランスミッションの
出力速度を検出し；油圧トランスミッションの又は油圧
トランスミッションと機械式トランスミッションの組み
合わせの作動トランスミッション速度比を、油圧トラン
スミッションの予め定められたトルク曲線と油圧トラン
スミッションと機械式トランスミッションの組み合わせ
の予め定められたトルク曲線との交点である予め定めら
れた確立されたトランスミッション速度比とを比較し；
油圧トランスミッションの又は油圧トランスミッション
と機械式トランスミッションの組み合わせの作動トラン
スミッション速度比が予め定められた確立されたトラン
スミッション速度比に達するのに応じて、高速クラッチ
又は低速クラッチの係合を解除し；連続可変トランスミ
ッションの入力速度が合計プラネタリギア機構の速度に
実質上等しくないとき又は油圧トランスミッションの出
力速度が連続可変トランスミッションの出力速度と実質
上等しくないときに、油圧トランスミッションの出力速
度を増加又は減少させ；連続可変トランスミッションの
入力速度が合計プラネタリギア機構の速度に実質上等し
いとき又は油圧トランスミッションの出力速度が連続可
変トランスミッションの出力速度に実質上等しいのに応
じて、高速クラッチ又は低速クラッチの他方を係合する
各ステップを含んでおり；シフトの前後でのトランスミ
ッションの速度及び出力トルクが実質上等しいことを特
徴とする連続可変トランスミッションのシフト点の制御
方法が提供される。
【００４８】上述したところから明らかなように、本発
明は油圧トランスミッションと油圧トランスミッション
及び機械式トランスミッションの組み合わせを使用して
全速度領域に渡り機械に動力を提供する連続可変トラン
スミッションのシフト点の制御方法を提供する。本発明
は二つの動力モードの間の交代を非同期速度で発生させ
て、交代の間に機械の速度の中断がなくトルク出力の急
激な変化がないことを可能にする。
【００４９】本発明の他の側面、目的及び利益は添付図
面、発明の詳細な説明及び特許請求の範囲を研究するこ
とにより得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御方法を利用した機械システムの概
略構成図である。
【図２】二つの異なる型のトランスミッションのトルク
曲線の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 連続可変トランスミッション １２ エンジン １４ 油圧トランスミッション １８ 機械式トランスミッション ３０ 合計プラネタリギア機構 ３６，３８ 方向高速クラッチ ４０ 低速クラッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 59/40 Ｆ１６Ｈ 59/40 59/42 59/42 59/46 59/46

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 出力が油圧トランスミッションで発生さ
    れるか、又は油圧トランスミッションと合計プラネタリ
    ギア機構及び高速及び低速クラッチを有する機械式トラ
    ンスミッションとの組み合わせで発生される、連続可変
    トランスミッションの閉ループ制御でのシフト点の制御
    方法であって、 連続可変トランスミッションの入力速度を検出し；油圧
    トランスミッションの出力速度を検出し；連続可変トラ
    ンスミッションの出力速度を検出し；油圧トランスミッ
    ションの又は油圧トランスミッションと機械式トランス
    ミッションの組み合わせの作動トランスミッション速度
    比を、油圧トランスミッションの予め定められたトルク
    曲線と油圧トランスミッションと機械式トランスミッシ
    ョンの組み合わせの予め定められたトルク曲線との交点
    である予め定められた確立されたトランスミッション速
    度比と比較し；油圧トランスミッションの又は油圧トラ
    ンスミッションと機械式トランスミッションの組み合わ
    せの作動トランスミッション速度比が予め定められた確
    立されたトランスミッション速度比に達するのに応じ
    て、高速クラッチ又は低速クラッチの係合を解除し；連
    続可変トランスミッションの入力速度が合計プラネタリ
    ギア機構の速度に実質上等しくないとき、又は油圧トラ
    ンスミッションの出力速度が連続可変トランスミッショ
    ンの出力速度と実質上等しくないときに、油圧トランス
    ミッションの出力速度を増加又は減少させ；連続可変ト
    ランスミッションの入力速度が合計プラネタリギア機構
    の速度に実質上等しいとき、又は油圧トランスミッショ
    ンの出力速度が連続可変トランスミッションの出力速度
    に実質上等しいのに応じて、高速クラッチ又は低速クラ
    ッチの他方を係合する各ステップを含んでおり；シフト
    の前後でのトランスミッションの速度及び出力トルクが
    実質上等しいことを特徴とする連続可変トランスミッシ
    ョンのシフト点制御方法。
  2. 【請求項２】 機械式トランスミッションの前記高速ク
    ラッチは前進高速クラッチであり、機械式トランスミッ
    ションは後進高速クラッチを含んでおり、高速クラッチ
    又は低速クラッチの一方の係合を解き高速クラッチ又は
    低速クラッチの他方を係合するステップにおいて、後進
    方向に操作されるときには前記後進高速クラッチが解除
    されるか又は係合されることを特徴とする請求項１記載
    の連続可変トランスミッションのシフト点制御方法。
JP8120041A 1995-06-06 1996-05-15 連続可変トランスミッションのシフト点制御方法 Pending JPH08338507A (ja)

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