可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置
【課題】可変容量型油圧ポンプモータ式変速機において、シンクロの切り替え動作を伴う変速であっても、違和感のないスムーズな急変速を可能にする制御装置を提供する。
【解決手段】動力源と出力部材との間で複数の変速比を設定可能な２つの動力伝達経路と、圧力流体が相互に授受可能に連通された可変容量型流体圧ポンプモータとを備えた可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、動力伝達経路に作用するトルクを低減するリリーフ弁と、切替機構の切り替えを伴う変速を実行する場合に、リリーフ手段を制御して切り替えが行われる側の動力伝達経路の伝達トルクを低減する切り替え側トルク低減手段（ステップＳ３，Ｓ４）とを備えている。
【解決手段】動力源と出力部材との間で複数の変速比を設定可能な２つの動力伝達経路と、圧力流体が相互に授受可能に連通された可変容量型流体圧ポンプモータとを備えた可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、動力伝達経路に作用するトルクを低減するリリーフ弁と、切替機構の切り替えを伴う変速を実行する場合に、リリーフ手段を制御して切り替えが行われる側の動力伝達経路の伝達トルクを低減する切り替え側トルク低減手段（ステップＳ３，Ｓ４）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力の伝達状態を可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積に応じて変更できる少なくとも２つの動力伝達経路を備え、それらの押出容積を最大および最小ならびにその中間の値に設定することにより適宜に変速することのできる可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機が特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、一対の遊星歯車機構のそれぞれにおける反力要素に可変容量型流体圧ポンプモータが連結され、各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士、および吸入口同士が互いに連結されて閉回路が形成されている。また、各遊星歯車機構における入力要素にはエンジンなどの動力源が出力した動力が入力されるように構成されている。さらに、各遊星歯車機構の出力要素と一体の中間軸上には、いわゆる固定変速段もしくは固定変速比を設定するための駆動ギヤが配置され、それぞれの駆動ギヤに噛み合っている従動ギヤが出力軸上に配置されている。そして、これらの駆動ギヤと従動ギヤとからなる各ギヤ対をトルクの伝達可能な状態とトルクを伝達しない状態とに切り替える切替機構として同期連結機構（いわゆるシンクロ）が設けられている。
【０００３】
したがって、いずれかの可変容量型流体圧ポンプモータをロックして前記反力要素を固定すれば、動力源が出力した動力が、その反力要素を有する遊星歯車機構を介して一方の中間軸に伝達され、さらにその中間軸に対してシンクロによって連結されているギヤ対を介して出力軸に動力が伝達される。その場合の変速比は、動力の伝達に関与している前記ギヤ対のギヤ比に応じた変速比となる。
【０００４】
この場合の可変容量型流体圧ポンプモータのロックは、他方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロすなわち最小にすることにより設定される。すなわち、各流体圧ポンプモータは閉回路によって連通されているので、他方の流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにすれば、圧力流体の流動が生じなくなるので、一方の流体圧ポンプモータの押出容積を最大にするなど、ゼロより大きい押出容積とすることにより、その一方の流体圧ポンプモータがロックされ、その回転が阻止される。
【０００５】
また、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロより大きくするとともに、一方の可変容量型流体圧ポンプモータ側のシンクロによって所定のギヤ対をトルク伝達可能な状態とし、かつ他方の可変容量型流体圧ポンプモータ側のシンクロによって他のギヤ対をトルク伝達可能な状態にすると、各ギヤ対のギヤ比に応じて決まる変速比の中間の値の変速比が設定される。すなわち、一方の可変容量型流体圧ポンプモータが圧力流体を発生させ、これが他方の可変容量型流体圧ポンプモータに供給されてこれがモータとして動作し、その動力が他方のギヤ対を介して出力軸に伝達される。その結果、出力軸には、このような流体を介して伝達された動力と、一方の可変容量型流体圧ポンプモータを介して機械的に伝達された動力とを合成した動力が現れる。そのうちの流体を介した動力は、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を連続的に変化させることにより連続的に変化させることが可能であるから、結局、変速機の全体としての変速比を連続的に、すなわち無段階に設定することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載されている変速機では、いずれかのギヤ対のギヤ比に応じた変速比、すなわち固定変速段（固定変速比）を超えて変速する場合、シンクロを切り替え動作させることにより、動力の伝達に関与するギヤ対を変更することになる。より具体的には、一方の中間軸側のシンクロをいわゆる係合状態に維持したまま、他方の中間軸側のシンクロをニュートラル位置に移動させ、かつ他のギヤ対側に移動させてそのギヤによって動力を伝達するいわゆる係合状態に切り替える。その切り替えの過程では、一旦、固定変速段を設定し、その状態でトルクの伝達に関与していない方のシンクロを切り替えることになる。すなわち、押出容積がゼロの可変容量型流体圧ポンプモータに繋がっているシンクロを切り替え動作させることになる。そして、シンクロの切り替え動作が完了した段階で、押出容積がゼロになっていた方の可変容量型ポンプモータの押出容積が目標変速比に基づいて制御される。
【０００８】
すなわち、固定変速段を超えて変速する場合は、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴うことになり、そのシンクロの切り替えが完了するまでの間は変速比が固定変速段で固定された状態すなわち変速しない状態になる。したがって、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴う変速すなわち固定変速段を跨ぐ変速は、固定変速段で変速比の変化が停滞してしまう分、シンクロの切り替え動作を伴わない連続的な変速すなわち各固定変速段の間での無段変速と比較して変速時間が長くなってしまう。そのため、特に、急発進や急加速の際に実行されるダウンシフトやアップシフトなどの、変速比の迅速な変化が求められる急変速の際に、要求される変速速度を達成できなくなる可能性があった。また、各固定変速段の間での無段変速と固定変速段を跨ぐ変速とで変速速度が変化することに起因して、変速フィーリングに差異が生じ、その結果、運転者に違和感を与えてしまう可能性があった。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、可変容量型流体圧ポンプモータを使用した変速機において、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速であっても、変速時間を短縮して迅速な変速を可能にし、また、違和感のないスムーズな変速を可能にする制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも２つの動力伝達経路と、それら各動力伝達経路を介して伝達されるトルクを押出容積に応じて変化させるように前記各動力伝達経路毎に設けられかついずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第１伝動機構と、他方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第２伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減するリリーフ手段と、前記切替機構によりいずれかの前記伝動機構の動力伝達状態の切り替えを伴う変速を実行する場合に、前記リリーフ手段を制御して前記動力伝達状態の切り替えが行われる伝動機構が設けられている側の前記伝達トルクを低減する切り替え側トルク低減手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記切り替え側トルク低減手段により前記伝達トルクが低減された後に、前記切替機構を動作させる切替機構制御手段と、前記切替機構制御手段により前記切替機構が動作させられるのと同時に、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を前記変速後の必要容積へそれぞれ変更するポンプモータ容積制御手段とを更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、目標変速比と実変速比とに基づく前記変速機の変速状態を判断する変速状態判断手段を更に備え、前記切り替え側トルク低減手段が、現在の変速が前記変速状態判断手段により目標変速比と実変速比との差が予め定めた閾値以上となる急変速であると判断された場合に、前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記各可変容量型流体圧ポンプモータが、それぞれの吸入口同士を結ぶ第１流路と、それぞれの吐出口同士を結ぶ第２流路とにより互いに連通されているとともに、前記リリーフ手段が、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第１流路の圧力を調圧可能な第１リリーフ弁と、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第２流路の圧力を調圧可能な第２リリーフ弁と、これら各リリーフ弁の少なくともいずれか一方のリリーフ弁の設定圧力を制御する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１４】
そして、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記切り替え側トルク低減手段が、前記第１リリーフ弁および第２リリーフ弁の少なくともいずれか一方を開放することにより前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、その一方の切替機構が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減される。具体的には、伝達トルクがゼロにされる。そのため、一方の切替機構を動力の伝達に関与しない状態にして、その切り替え動作を実行することが可能な状態にすることができる。その結果、切替機構の切り替え動作を速やかに行うことができ、固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮して、固定変速段を跨がない無段変速に対する変速速度の低下を回避もしくは抑制し、違和感のないスムーズな変速を実行することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、固定変速段を跨いだ変速、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速の際には、その一方の切替機構が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減され、その後、その一方の切替機構の切り替えが行われる。そしてその切り替えの開始とともに、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積が変速後に設定されるべき必要容積になるように制御される。言い換えると、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積の制御を待つことなく、切替機構の切り替えが開始される。そのため、切り替えが行われる切替機構が配置されている側のいずれか一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにして、その切替機構の伝達トルクを低減することにより切替機構の切り替えを行う従来の変速制御と比較して、変速時間を短縮し、変速速度を速めることができる。
【００１７】
また、請求項３の発明によれば、固定変速段を跨いだ変速であって、特に変速比の迅速な変化が求められる急変速の際に、固定変速段での変速比の変化の停滞を解消して、変速速度を速めることができ、違和感のないスムーズで迅速な急変速を実行することができる。
【００１８】
また、請求項４の発明によれば、各可変容量型流体圧ポンプモータの吸入口同士を連通させる第１流路と吐出口同士を連通させる第２流路との間に、第１流路の圧力を排圧する第１リリーフ弁、および第２流路の圧力を排圧する第２リリーフ弁が設けられる。そして、各リリーフ弁は設定圧力すなわちリリーフ圧を調圧可能に構成されている。そのため、各リリーフ弁の設定圧力を制御すること、具体的には設定圧力を低下させることにより、各動力伝達経路に作用する伝達トルクを低減することができる。例えば、第１リリーフ弁の設定圧力をゼロにすることにより、その第１リリーフ弁により圧力が調整される第１流路を介して圧力流体が供給される可変容量型流体圧ポンプモータ側の動力伝達経路の伝達トルクをゼロにすることができる。
【００１９】
そして、請求項５の発明によれば、固定変速段を跨いだ変速、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速の際に、切り替えがおこなわれる切替機構が配置されている側の可変容量型流体圧ポンプモータへ圧力流体を供給している流路の圧力を調圧するリリーフ弁が開放され、その設定圧力がゼロにされる。そのため、上述した動力伝達経路の伝達トルクを低減する（ゼロにする）制御を、リリーフ弁を開くことにより容易に行うことができる。また、この種のリリーフ弁は通常設けられるものであるから、装置の構成を複雑化することなく、上記のような伝達トルクを低減する制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機について説明すると、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、少なくとも２つの動力伝達経路を備えており、それら両方の動力伝達経路を介して、動力源から出力部材にトルクを伝達できるように構成され、その結果、動力源と出力部材との回転数の比である変速比を連続的に変化させることのできる変速機である。
【００２１】
より具体的には、各動力伝達経路は、ポンプおよびモータのそれぞれとして機能する可変容量型流体圧ポンプモータを備えており、この押出容積に応じたトルクを伝達するように構成され、さらにそれぞれの可変容量型流体圧ポンプモータが圧力流体を相互に授受できるように連通されている。したがって、一方の可変容量型流体圧ポンプモータがポンプとして機能することにより、その押出容積に応じたトルクが動力源から出力部材に伝達され、同時に、一方の可変容量型流体圧ポンプモータから他方の可変容量型流体圧ポンプモータに圧力流体が供給されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがモータとして機能する。すなわち、圧力流体を介した動力伝達が並行して行われ、そのトルクが他方の動力伝達経路を介して出力部材に伝達される。その結果、出力部材に伝達されるトルクは、各動力伝達経路を介して伝達されるトルクの合計になり、しかも圧力流体を介して伝達されるトルクは、各押出容積に応じて変化するので、結局は、変速比が連続的に変化することになる。
【００２２】
各動力伝達経路は、それぞれ互いに変速比の異なるギヤ対や巻き掛け伝動装置などの伝動機構を備えることができ、一方の動力伝達経路のみを介して出力部材にトルクを伝達する場合には、変速機の全体としての変速比は、その動力伝達経路における伝動機構の変速比で決まる。このような変速比を仮に固定変速段と称すると、固定変速段を設定している状態では、圧力流体を介した動力の伝達が生じないので、動力の損失が生じにくく、効率の良い伝動状態となる。なお、いずれかの伝動機構のみをトルク伝達に関与させるようにするために、クラッチ機構などの切替機構を各伝動機構に含ませることが好ましく、あるいは動力源もしくは出力部材と伝動機構との間に切替機構を設けることが好ましい。
【００２３】
この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、圧力流体を介して動力を伝達するように構成されているので、ハイドロスタティック・トランスミッション（ＨＳＴ）として構成した変速機であってもよいが、上述したように機械的な動力伝達によって変速比を設定する機能を兼ね備えたハイドロスタティック・メカニカル・トランスミッション（ＨＭＴ）として構成されたものであることが好ましい。そのメカニカルトランスミッションの部分は、必要に応じて適宜の構成とすることができ、常時噛み合っているギヤ対をクラッチ機構もしくは同期連結機構によって選択する構成の機構や、複数の遊星歯車機構もしくは複合遊星歯車機構によって複数の変速比を設定できる構成などを採用することができる。また、可変容量型流体圧ポンプモータは、動力源と出力部材との間に直列に介在させる構成以外に、反力手段として可変容量型流体圧ポンプモータを用いる構成とすることもできる。
【００２４】
つぎに、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の構成を具体例に基づいて説明する。図１に示す例は、車両用の変速機ＴＭとして構成した例であり、差動機構を動力分配機構として使用するとともに、伝動機構として複数のギヤ対を使用している。したがって、可変容量型流体圧ポンプモータが反力機構となっている例であって、流体を介さずにトルクを伝達して設定できるいわゆる固定変速段として４つの前進段および１つの後進段を設定するように構成した例である。すなわち、図１において、動力源（Ｅ／Ｇ）１に入力部材２が連結されており、この入力部材２から第１遊星歯車機構３および第２遊星歯車機構４にトルクを伝達するように構成されている。
【００２５】
動力源１は、内燃機関や電気モータあるいはこれらを組み合わせた構成など、車両に使用されている一般的な動力源であってよい。以下の説明では、動力源１として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＬＰＧエンジンなどのエンジン１を使用した例を説明する。また、このエンジン１と入力部材２との間にダンパーやクラッチ、トルクコンバータなどの適宜の伝動手段を介在させてもよい。
【００２６】
第１遊星歯車機構３は、入力部材２と同一軸線上に配置され、第２遊星歯車機構４が第１遊星歯車機構３の半径方向で外側に離隔し、それぞれの中心軸線を平行にした状態で並列に配置されている。これらの遊星歯車機構３，４は、シングルピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の形式の遊星歯車機構を用いることができる。図１に示す例はシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成した例であり、外歯歯車であるサンギヤ３Ｓ，４Ｓと、そのサンギヤ３Ｓ，４Ｓと同心円状に配置された、内歯歯車であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒと、これらサンギヤ３Ｓ，４Ｓとリングギヤ３Ｒ，４Ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持したキャリア３Ｃ，４Ｃとを備えている。そして、第１遊星歯車機構３におけるリングギヤ３Ｒに入力部材２が連結され、このリングギヤ３Ｒが入力要素となっている。
【００２７】
また、入力部材２にはカウンタドライブギヤ５が取り付けられており、このカウンタドライブギヤ５にアイドルギヤ６が噛み合っていて、さらにそのアイドルギヤ６にカウンタドリブンギヤ７が噛み合っている。このカウンタドリブンギヤ７は、第２遊星歯車機構４と同一軸線上に配置され、かつ第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに、一体となって回転するように連結されている。したがって、第２遊星歯車機構４においては、そのリングギヤ４Ｒが入力要素となっている。各遊星歯車機構３，４の入力要素であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒは、カウンタギヤ対がアイドルギヤ６を備えた構成であるから、同方向に回転するようになっている。
【００２８】
第１遊星歯車機構３におけるキャリア３Ｃは出力要素となっており、そのキャリア３Ｃに第１中間軸８が、一体になって回転するように連結されている。この第１中間軸８は中空軸であって、その内部をモータ軸９が回転自在に挿入されており、このモータ軸９の一端部が、第１遊星歯車機構３における反力要素であるサンギヤ３Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
【００２９】
第２遊星歯車機構４も同様な構成であって、そのキャリア４Ｃが出力要素となっており、そのキャリア４Ｃに第２中間軸１０が、一体になって回転するように連結されている。この第２中間軸１０は中空軸であって、その内部をモータ軸１１が回転自在に挿入されており、このモータ軸１１の一端部が、第２遊星歯車機構４における反力要素であるサンギヤ４Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
【００３０】
上記のモータ軸９の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ１２の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ１２は、斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量すなわち押出容積を変更可能な流体圧（油圧）ポンプであって、その出力軸にトルクを与えて回転させることによりポンプとして機能して圧力流体（圧油）を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ１２を以下の説明では、第１ポンプモータ１２と記し、図にはＰＭ１と表示する。
【００３１】
また、モータ軸１１の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ１３の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ１３は、モータ軸９側の第１ポンプモータ１２と同様の構成のものであり、したがって斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量すなわち押出容積を変更可能な流体圧（油圧）ポンプを採用することができる。なお、この可変容量型ポンプモータ１３を以下の説明では、第２ポンプモータ１３と記し、図にはＰＭ２と表示する。
【００３２】
各ポンプモータ１２，１３は、圧力流体である圧油を相互に受け渡すことができるように、油路１４，１５によって連通されている。すなわち、それぞれの吸入ポート（吸入口）１２Ｓ，１３Ｓ同士が、この発明の第１油路に相当する油路１４によって連通され、また吐出ポート（吐出口）１２Ｄ，１３Ｄ同士が、この発明の第２油路に相当する油路１５によって連通されている。したがって各油路１４，１５によって閉回路が形成されている。この閉回路での油圧制御のための機構については後述する。
【００３３】
上記の各中間軸８，１０と平行に、この発明の出力部材に相当する出力軸１６が配置されている。そして、この出力軸１６と各中間軸８，１０との間のそれぞれに、所定の変速比を設定する伝動機構が設けられている。この伝動機構としては、固定された回転数比（変速比）で動力を伝達する機構に限らず、変速比が可変な機構を採用することができ、図１に示す例では、固定された変速比で動力を伝達する複数のギヤ対１７，１８，１９，２０が採用されている。
【００３４】
具体的に説明すると、第１中間軸８には、第１遊星歯車機構３側から順に、この発明の第１伝動機構に相当する、第４速ギヤ対１７の第４速駆動ギヤ１７Ａと、第２速ギヤ対１８の第２速駆動ギヤ１８Ａとが配置されており、それら第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとは第１中間軸８に対して回転自在に嵌合させられている。その第４速駆動ギヤ１７Ａに噛み合っている第４速ギヤ対１７の第４速従動ギヤ１７Ｂと、第２速駆動ギヤ１８Ａに噛み合っている第２速ギヤ対１８の第２速従動ギヤ１８Ｂとが、出力軸１６に一体回転するように取り付けられている。
【００３５】
一方、第２中間軸にも、第２遊星歯車機構４側から順に、この発明の第２伝動機構に相当する、第３速ギヤ対１９の第３速駆動ギヤ１９Ａと、第１速ギヤ対２０の第１速駆動ギヤ２０Ａとが配置されている。第３速駆動ギヤ１９Ａは上記の第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っていて、第１速駆動ギヤ２０Ａは上記の第２速従動ギヤ１８Ｂに噛み合っている。そして、それら第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとは第２中間軸１０に回転自在に嵌合させられている。したがって、第４速従動ギヤ１７Ｂが第３速ギヤ対１９の第３速従動ギヤ１９Ｂを兼ねており、また第２速従動ギヤ１８Ｂが第１速ギヤ対２０の第１速従動ギヤ２０Ｂを兼ねている。ここで、各ギヤ対１７，１８，１９，２０の回転数比もしくは変速比（それぞれの駆動ギヤの歯数に対する従動ギヤの歯数の比）について説明すると、その回転数比は、第１速用ギヤ対２０、第２速用ギヤ対１８、第３速用ギヤ対１９、第４速用ギヤ対１７の順に小さくなるように構成されている。
【００３６】
さらに、発進用ギヤ対２１が設けられている。この発進用ギヤ対２１は、第１速用ギヤ対２０と併せて出力軸１６に動力を伝達することにより、発進時の駆動力を必要十分に大きくするためのものであって、第１ポンプモータ１２側のモータ軸９に取り付けられた発進駆動ギヤ２１Ａと、出力軸１６に回転自在に取り付けられた発進従動ギヤ２１Ｂとを備えている。
【００３７】
上述した各ギヤ対１７，１８，１９，２０，２１を、いずれかの中間軸８，１０と出力軸１６との間で選択的にトルク伝達可能な状態とするための機構、すなわちこの発明の切替機構に相当するクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、要は、選択的にトルクを伝達する機構であって、従来知られているドグクラッチ機構や同期連結機構（シンクロナイザー）などの機構を採用することができ、図１にはシンクロナイザーを採用した例を示してある。
【００３８】
シンクロナイザーは、基本的には、回転軸と共に回転するスリーブと、その回転軸に対して相対回転する他の回転部材に設けられたスプラインと、前記スリーブに押されて他の回転部材側に移動するシンクロナイザーリングとを有している。そして、スリーブを他の回転部材のスプライン側に移動させる過程でシンクロナイザーリングが回転部材に次第に摩擦接触することにより回転軸と回転部材とを同期させ、その状態でスリーブがスプラインに係合することにより、回転軸と回転部材とを連結するように構成されている。出力軸１６上で、発進従動ギヤ２１Ｂに隣接する位置に第１のシンクロナイザー（以下、第１シンクロと記す）２２が設けられている。この第１シンクロ２２は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、発進従動ギヤ２１Ｂを出力軸１６に連結し、発進用ギヤ対２１がモータ軸９と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００３９】
また、第２中間軸１０上で、第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとの間に第２のシンクロナイザー（以下、第２シンクロと記す）２３が設けられている。この第２シンクロ２３は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第１速駆動ギヤ２０Ａを第２中間軸１０に連結し、第１速用ギヤ対２０が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、第３速用ギヤ対１９が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００４０】
さらに、第１中間軸８上で、第２速駆動ギヤ１８Ａと第４速駆動ギヤ１７Ａとの間に第３のシンクロナイザー（以下、第３シンクロと記す）２４が設けられている。この第３シンクロ２４は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結し、第２速用ギヤ対１８が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、第４速用ギヤ対１７が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００４１】
またさらに、第２ポンプモータ１３側のモータ軸１１上で、第２中間軸１０の軸端に隣接する位置に後進用のシンクロナイザー（以下、Ｒシンクロと記す）２５が設けられている。このＲシンクロ２５は、そのスリーブを図１の右側に移動させることにより、モータ軸１１と第２中間軸１０、すなわち第２遊星歯車機構４におけるサンギヤ４Ｓとキャリア４Ｃとを連結して、第２遊星歯車機構４の全体を一体回転させるように構成されている。
【００４２】
上記の各シンクロ２２，２３，２４，２５は、手動操作によって切り替え動作するように構成することができるが、これに替えていわゆる自動制御するように構成することもできる。その場合は、例えば前述したスリーブを軸線方向に移動させる適宜のアクチュエータ（図示せず）を設け、そのアクチュエータを電気的に制御するように構成すればよい。
【００４３】
このように、図１に示す可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭは、エンジン１が出力したトルクが、いずれかの中間軸８，１０もしくはモータ軸９，１１を介して出力軸１６に伝達されるように構成されている。すなわち、エンジン１から第１中間軸８もしくはモータ軸９を経由して出力軸１６に至る動力伝達経路と、エンジン１から第２中間軸１０もしくはモータ軸１１を経由して出力軸１６に至る動力伝達経路との、エンジン１と出力軸１６との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を、各シンクロ２２，２３，２４，２５の切り替え動作によって選択的に設定可能な２つの動力伝達経路が構成されている。そして、出力軸１６には、歯車機構あるいはチェーンなどの巻き掛け伝動装置などの伝動手段２６を介してデファレンシャル２７が連結され、ここから左右の車軸２８に動力を出力するようになっている。
【００４４】
さらに、変速機ＴＭの動作状態を検出するためのセンサが設けられている。具体的には、前述した入力部材２もしくはこれと一体のカウンタドライブギヤ５の回転数を検出する入力回転数センサ２９、車軸２８の回転数を検出する出力回転数センサ３０、第１ポンプモータ１２の回転数を検出する回転数センサ３１、第２ポンプモータ１３の回転数を検出する回転数センサ３２などが設けられている。
【００４５】
つぎに、上記の各ポンプモータ１２，１３を制御するための流体圧回路（油圧回路）について説明する。各ポンプモータ１２，１３を連通させている前記閉回路１４，１５には、流体（具体的にはオイル）を補給するためのチャージポンプ（ブーストポンプと称されることもある）３３が設けられている。このチャージポンプ３３は、上記の閉回路からの漏れなどによるオイルの不足を補うためのものであって、前述したエンジン１や図示しないモータなどによって駆動されて、オイルパン３４からオイルを汲み上げて閉回路に供給するようになっている。
【００４６】
そのチャージポンプ３３の吐出口は、閉回路における油路１４と油路１５とにそれぞれチェック弁３５，３６を介して連通されている。なお、これらのチェック弁３５，３６は、チャージポンプ３３からの吐出方向に開き、これとは反対方向に閉じるように構成されている。さらに、チャージポンプ３３の吐出圧を調整するためのリリーフ弁３７が、チャージポンプ３３の吐出口に連通されている。このリリーフ弁３７は、スプリングによる弾性力とパイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力との和より高い圧力が作用した場合に開いてオイルをオイルパン３４に排出するように構成されており、したがってチャージポンプ３３の吐出圧をパイロット圧に応じた圧力に設定するように構成されている。
【００４７】
さらに、第１ポンプモータ１２の吸入ポート１２Ｓと油路１５との間に、第１リリーフ弁３８が設けられている。すなわち、第１ポンプモータ１２と並列に、各油路１４，１５を連通させるように第１リリーフ弁３８が設けられている。この第１リリーフ弁３８は、第１ポンプモータ１２の吸入ポート１２Ｓ、または第２ポンプモータ１３の吸入ポート１３Ｓから圧油を吐出する場合に、その吐出圧を予め設定した圧力に維持するように構成されている。言い換えれば、第１リリーフ弁３８は、油路１４の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
【００４８】
また、第２ポンプモータ１３の吐出ポート１３Ｄと油路１４との間に、第２リリーフ弁３９が設けられている。すなわち、第２ポンプモータ１３と並列に、各油路１４，１５を連通させるように第２リリーフ弁３９が設けられている。この第２リリーフ弁３９は、第２ポンプモータ１３の吐出ポート１３Ｄ、または第１ポンプモータ１２の吐出ポート１２Ｄから圧油を吐出する場合に、その吐出圧を予め設定した圧力に維持するように構成されている。言い換えれば、第２リリーフ弁３９は、油路１５の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
【００４９】
そして、これら各リリーフ弁３８，３９は、それぞれ、設定圧（すなわちリリーフ圧）をゼロを含む所定の圧力に調圧することができ、前記の各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減（トルクをゼロにすることも含む）することが可能な構成となっている。すなわち、これら第１リリーフ弁３８および第２リリーフ弁３９が、この発明のリリーフ手段として機能するリリーフ弁である。
【００５０】
したがって、いずれかのリリーフ弁３８（もしくは３９）のリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁３８（もしくは３９）が設けられている側の油路１４（もしくは１５）の油圧をゼロにして、ポンプモータ１２（もしくは１３）をフリーの状態、すなわちニュートラルの状態にすることができる。言い換えると、リリーフ弁３８（もしくは３９）を制御してそのリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁３８（もしくは３９）が設けられている側のポンプモータ１２（もしくは１３）を、その押出容積がゼロより大きい容積に制御されている場合であっても、出力軸１６に対して動力の伝達に関与しない状態にすることができる。
【００５１】
上記の各ポンプモータ１２，１３の押出容積や各シンクロ２２，２３，２４，２５の切り替え動作あるいは各リリーフ弁３８，３９のリリーフ圧などを電気的に制御できるように構成されており、そのための電子制御装置（ＥＣＵ）４０が設けられている。この電子制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、所定の回転部材の回転数や動作部材のストロークなどの検出信号が入力され、それらの入力された信号および予め記憶している情報ならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて指令信号を出力するように構成されている。
【００５２】
つぎに、上述した変速機ＴＭの作用について説明する。図２は、各変速段を設定する際の各ポンプモータ（ＰＭ１，ＰＭ２）１２，１３、および各シンクロ２２，２３，２４，２５の動作状態をまとめて示す図表であって、この図２における各ポンプモータ１２，１３についての「ＯＦＦ」は、ポンプ容量を実質的にゼロとし、その出力軸が回転させられても圧油を発生することがなく、また油圧が供給されても出力軸が回転しない状態（フリー）を示し、「ＬＯＣＫ」はそのロータの回転を止めている状態を示している。さらに「油圧発生」は、ポンプ容量を実質的なゼロより大きくするとともに圧油を吐出している状態を示し、したがって該当するポンプモータ１２，１３はポンプとして機能している。また、「油圧回収」は、一方のポンプモータ１３（もしくは１２）が吐出した圧油が供給されてモータとして機能している状態を示し、したがって該当するポンプモータ１２（もしくは１３）は軸トルクを発生し、対応するモータ軸９，１１および中間軸８，１０に駆動トルクを伝達している。
【００５３】
そして、各シンクロ２２，２３，２４，２５についての「右」、「左」は、それぞれのシンクロ２２，２３，２４，２５におけるスリーブの図１での位置を示すとともに、丸括弧はダウンシフトするための待機状態、カギ括弧はアップシフトするための待機状態を示し、そして「○」は該当するシンクロ２２，２３，２４，２５をＯＦＦ状態（中立位置）に設定することにより引き摺りを低減している状態、「●」は該当するシンクロ２２，２３，２４，２５をＯＦＦ状態（中立位置）に設定して中立状態となっていることを示す。
【００５４】
ニュートラルポジションが選択されてニュートラル（Ｎ）状態を設定する際には、各ポンプモータ１２，１３が「ＯＦＦ」状態とされ、また各シンクロ２２，２３，２４，２５のスリーブが中央位置に設定される。したがって、いずれのギヤ対１７，１８，１９，２０，２１も出力軸１６に連結されていないニュートラル状態となる。すなわち、各ポンプモータ１２，１３が、それらの押出容積（ポンプ容量）が実質的にゼロとなるように制御される。その結果、いわゆる空回り状態となるので、各遊星歯車機構３，４のリングギヤ３Ｒ，４Ｒにエンジン１からトルクが伝達されても、サンギヤ３Ｓ，４Ｓに反力が作用しない。そのため、出力要素であるキャリア３Ｃ，４Ｃに連結されている各中間軸８，１０にはトルクが伝達されない。
【００５５】
シフトポジションがドライブポジションなどの走行ポジションに切り替えられると、第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられるとともに第２シンクロ２３のスリーブが、図１の左側に移動させられる。したがって、発進駆動ギヤ２１Ａがモータ軸９に連結されて第１ポンプモータ１２と出力軸１６とが連結され、また第１速駆動ギヤ２０Ａが第２中間軸１０に連結されて第２遊星歯車機構４の出力要素であるキャリア４Ｃと出力軸１６とが連結される。すなわち、固定変速段である第１速を設定する状態となる。また、これと併せて各ポンプモータ１２，１３の押出容積がゼロより大きい容積に制御される。
【００５６】
したがって、第２ポンプモータ１３は第２遊星歯車機構４によって分配されたエンジン１の動力によって駆動されてポンプとして機能する。したがって、第２ポンプモータ１３は、油圧を発生させることに伴う反力トルクをモータ軸１１およびサンギヤ４Ｓに与える。これを図２には「油圧発生」と記載してある。そのため、第２遊星歯車機構４の差動作用によってキャリア４Ｃにトルクが伝達され、そのトルクが第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。
【００５７】
一方、第２ポンプモータ１３で発生した油圧がその吸入ポート１３Ｓから吐出されて第１ポンプモータ１２の吸入ポート１２Ｓに供給される。その結果、第１ポンプモータ１２がモータとして機能する。これを図２には「油圧回収」と記載してある。このようにして第１ポンプモータ１２に伝達される動力が発進用ギヤ対２１を介して出力軸１６に伝達される。したがって発進から第１速までの駆動状態では、第２遊星歯車機構４を介したいわゆる機械的な動力の伝達と、油圧を介した動力の伝達との両方が生じ、これらの動力を合成した動力が出力軸１６に現れる。また、この過程での変速比は、固定変速段である第１速より大きい値となり、その変速比は連続的に、あるいは無段階に変化する。
【００５８】
こうしてエンジン１の回転数や車速が変化して第１速の変速比になると、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がゼロに設定され、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が最大に設定され、その結果、実質上、第２ポンプモータ１３の回転がロックされる。すなわちモータ軸１１およびこれに連結されている第２ポンプモータ１３が固定される。また、併せて第１シンクロ２２がＯＦＦ状態に設定される。その結果、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓが固定され、また第１遊星歯車機構３は出力軸１６に対する動力の伝達に関与しなくなるので、エンジン１が出力した動力は、第２遊星歯車機構４および第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。すなわち、第１速用ギヤ対２０のギヤ比で決まる固定変速段が設定される。なお、この場合、第１ポンプモータ１２およびこれに連結されているモータ軸９が空転するので、第１中間軸８にトルクは現れない。
【００５９】
固定変速段である第１速からアップシフトする場合、第３シンクロ２４のスリーブを図１の左側に移動させて第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結しておく。なお、Ｒシンクロ２５は中立状態にしておく。また、第３シンクロ２４のスリーブを第２速駆動ギヤ１８Ａに係合させる場合、第３シンクロ２４のスリーブの回転数と第２速駆動ギヤ１８Ａとの回転数を一致させる同期制御を行う。その同期制御は、前記シンクロ２２，２３，２４，２５のスリーブを相手部材に係合させる場合にも同様に行われる。
【００６０】
この状態で、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大に向けて次第に増大させる。第２速へのアップシフト待機状態では、第１ポンプモータ１２は逆回転しているから、その押出容積ｑ1を次第に増大させることによりポンプとして機能する。すなわち、油圧を発生し（図２に「油圧発生」と記してある）、同時にそれに伴う反力トルクがモータ軸９に現れる。その結果、第１遊星歯車機構３および第２速用ギヤ対１８を介した動力の伝達が次第に行われる。また、第１ポンプモータ１２で発生した油圧が第２ポンプモータ１３に供給されてこれがモータとして機能する（図２に「油圧回収」と記してある）ので、第２ポンプモータ１３および第２遊星歯車機構４ならびに第１速用ギヤ対２０を介した動力の伝達が生じる。そのため、第１速から第２速への変速の過程での変速比は、第１速の変速比と第２速の変速比との間の値となり、かつ連続的に変化する変速比となる。すなわち、変速比が連続的に変化する無段変速状態となる。これは、上述した発進から第１速の変速比に到るまでの間、および各固定変速段の間でも同様であり、したがって上述した変速機は、無段変速機として機能させることができる。
【００６１】
固定変速段である第１速を設定している状態では、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1はゼロ（もしくは最小に近い所定値以下）に設定され、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2は最大もしくはこれに近い所定値以上になっている。したがって、第１ポンプモータ１２およびこれに連結されているモータ軸９が空転し、また第２ポンプモータ１３から第１ポンプモータ１２に対して圧油が流動することができないので、第２ポンプモータ１３はロックされた状態になる。この状態から先ず第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が次第に増大させられる。その結果、第１ポンプモータ１２で油圧が発生し、これが第２ポンプモータ１３に供給されるので、第２ポンプモータ１３がモータとして作用する。すなわち、各ポンプモータ１２，１３の間で圧油を介した動力の伝達が生じる。
【００６２】
こうして第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大になると、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2が共に最大もしくはこれに近い所定値以上となる。その後、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大もしくはこれに近い所定値以上に維持したまま、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が次第に低下させられる。そして、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロ（もしくは最小に近い所定値以下）になることにより、固定変速段である第２速が設定される。すなわち、各ギヤ対のうち第２速用ギヤ対１８のみを介して動力の伝達が行われ、第２速用ギヤ対１８の回転数比に応じた変速比が設定される。
【００６３】
第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がほぼ最大になりその回転が停止し、もしくは停止に近い状態になることにより、モータ軸９が実質的に固定される。また、併せて第２ポンプモータ１３がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第１遊星歯車機構３では、そのサンギヤ３Ｓが固定されるので、リングギヤ３Ｒに入力された動力がキャリア３Ｃから第１中間軸８を経て第２速駆動ギヤ１８Ａに出力される。一方、第２ポンプモータ１３はＯＦＦ状態となっており、これと同軸上に配置されているＲシンクロ２５および第２シンクロ２３はＯＦＦ状態であってそのスリーブが中立位置にあるので、第２ポンプモータ１３や第２遊星歯車機構４は動力の伝達に関与しない。したがって、第２速用ギヤ対１８のギヤ比で決まる固定変速段である第２速が設定される。
【００６４】
以下、同様にして、第３速は第２シンクロ２３のスリーブを図１の右側に移動させて第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2を最大にすることにより、第１速の場合と同様に、モータ軸１１および第２ポンプモータ１３を固定し、さらに他のシンクロ２２，２４がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第３速用ギヤ対１９を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速段である第３速が設定される。また、第４速は第３シンクロ２４のスリーブを図１の右側に移動させて第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、また第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大にすることにより、第２速の場合と同様に、モータ軸９および第１ポンプモータ１２を固定し、さらに他のシンクロ２３，２５がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第４速用ギヤ対１７を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速段である第４速が設定される。
【００６５】
さらに、後進段について説明すると、リバースポジションが選択された場合には、第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられ、またＲシンクロ２５のスリーブが図１の右側に移動させられ、さらに他のシンクロ２３，２４がＯＦＦ状態に設定される。したがって、Ｒシンクロ２５によって第２中間軸１０とモータ軸１１とが連結されることにより、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓとキャリア４Ｃとが連結されて第２遊星歯車機構４の全体が実質的に一体化される。また、発進駆動ギヤ２１Ａがモータ軸９すなわち第１ポンプモータ１２のロータに連結される。
【００６６】
したがって、エンジン１から第２遊星歯車機構４に伝達された動力がそのまま第２ポンプモータ１３に伝達されてこれが駆動され、第２ポンプモータ１３によって油圧が発生する。なお、第２シンクロ２３がＯＦＦ状態であるから、第２遊星歯車機構４あるいは第２中間軸１０から出力軸１６に動力が伝達されることはない。一方、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がゼロより大きい容積、例えば最大容積に制御される。その結果、第２ポンプモータ１３から供給された油圧によって第１ポンプモータ１２がモータとして機能し、モータ軸９にトルクを出力する。その場合、第１ポンプモータ１２にはその吐出ポート１２Ｄから油圧が供給されるので、第１ポンプモータ１２が逆回転する。そして、そのトルクが発進用ギヤ対２１を介して出力軸１６に伝達されるので、後進状態となる。すなわち、後進段では、油圧を介した動力の伝達が生じ、これを図２では、第１ポンプモータ１２について「油圧回収」と記し、第２ポンプモータ１３について「油圧発生」と記してある。
【００６７】
上記のように構成されたこの発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭでは、固定変速段を跨いで変速する際にシンクロの切り替え動作を行う必要があり、その切り替え動作が完了するまでの間は変速比の変化が固定変速段の状態で不可避的に停滞してしまう。したがって、固定変速段を跨いで変速する場合は、固定変速段の状態で変速比の変化が停滞する分だけ変速速度が遅くなってしまう。そのため、特に迅速な変速比の変化が要求される急変速時には、固定変速段に到達するまでの無段変速状態と固定変速段で変速比が停滞する状態とで変速速度が変化することに起因して、乗員に違和感やショックを与えてしまう可能性がある。
【００６８】
そこで、この発明の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭの制御装置では、固定変速段を跨ぐ変速、すなわちシンクロの切り替え動作を伴う変速であっても、変速速度の低下を防止し、違和感のないスムーズな変速を可能にするために、以下に示す制御を実行するように構成されている。その制御例を以下に説明する。
【００６９】
図３は、この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。また、ここでは、第２速固定変速段を跨いだダウンシフト、すなわち第２ポンプモータ１３側の第２シンクロ２３を第３速ギヤ対１９から第１速ギヤ対２０へ切り替える変速を例に挙げて説明する。
【００７０】
図３において、先ず、固定変速段を跨ぐ変速の変速要求の有無が判定される。具体的には、第２シンクロ２３に対する切り替え要求があるか否かが判断される（ステップＳ１）。各シンクロ２３，２４の切り替えは、例えば、図４に示すように、目標変速比（変速比の指令値）が、シンクロ切り替え判断線を越えた場合に実行される。このシンクロ切り替え判断線は、第２速および第３速の固定変速段を跨ぐ変速毎に設定されていて、図４に示す例では、第２速固定変速段を跨ぐアップシフトの際に第２シンクロ２３を第１速ギヤ対２０から第３速ギヤ対１９へ切り替える「１→３判断線」と、第２速固定変速段を跨ぐダウンシフトの際に第２シンクロ２３を第３速ギヤ対１９から第１速ギヤ対２０へ切り替える「３→１判断線」と、第３速固定変速段を跨ぐアップシフトの際に第３シンクロ２４を第２速ギヤ対１８から第４速ギヤ対１７へ切り替える「２→４判断線」と、第３速固定変速段を跨ぐダウンシフトの際に第３シンクロ２４を第４速ギヤ対１７から第２速ギヤ対１８へ切り替える「４→２判断線」とが設定されている。なお、「１→３判断線」と「３→１判断線」との間、および、「２→４判断線」と「４→２判断線」との間には、制御のハンチングを防止するためにヒステリシスが設けられている。
【００７１】
このように、第２シンクロ２３に対する切り替え要求の有無は、その時点の実際の変速比（すなわち実変速比）と目標変速比とに基づいて判断することができる。その第２シンクロ２３に対して切り替え要求がないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御は行わずに、このルーチンを一旦終了する。
【００７２】
これに対して、第２シンクロ２３に対して切り替え要求があったことにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進み、これから実行される変速が急ダウンシフトであるか否かが判断される。この制御における急変速（急ダウンシフト、急アップシフト）とは、変速比が大きく変化する変速を示していて、例えば、実変速比と目標変速比との差が所定値以上ある場合の変速のことである。
【００７３】
したがって、これから実行される変速が、急ダウンシフトであること、すなわち、実変速比と目標変速比との差が所定値以上となるダウンシフトであることにより、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進み、第２シンクロ２３が配置されている側の第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令が出力される。
【００７４】
第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令が出力されると、そのリリーフ圧がゼロになったか否かが判断される（ステップＳ４）。リリーフ圧がゼロになったか否かの判定は、例えば、リリーフ圧をゼロにする指令が出力された時点からの待ち時間Ｔlateを設定しておき、その待ち時間Ｔlateが経過したことによってリリーフ圧がゼロになったと判定することができる。また、その場合の待ち時間Ｔlateは、例えば、予め設定された油温によるマップに基づいて設定することができる。
【００７５】
第２リリーフ弁３９のリリーフ圧が未だゼロでないこと、すなわち、上記の待ち時間Ｔlateが未だ経過していないことにより、このステップＳ４で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ３へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００７６】
これに対して、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧がゼロになったこと、すなわち、上記の待ち時間Ｔlateが経過したことにより、ステップＳ４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進み、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。
【００７７】
ここで、上記の待ち時間Ｔlateは、図５のタイムチャートで時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間で表される時間であり、したがって、図５のタイムチャートにおいて、時刻ｔ1の時点で第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令が出力されると、その時刻ｔ1から待ち時間Ｔlateが経過した時刻ｔ2の時点で、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。
【００７８】
前述したように、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにすることにより、第２ポンプモータ１３がフリーの状態にされ、動力の伝達に関与しない状態にされる。言い換えると、第２ポンプモータ１３と、その第２ポンプモータ１３の側に配置された第２シンクロ２３との間の伝達トルクがゼロに低減され、その間の動力伝達が遮断される。その結果、第２ポンプモータ１３は第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓに対して反力を作用させない状態になり、それに伴って、第２ポンプモータ１３側に配置された第２シンクロ２３も動力の伝達に関与しない状態にされて、切り替え動作を実行可能な状態になる。したがって、第２ポンプモータ１３の押出容積の状態にかかわらず、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにすることにより、第２シンクロ２３の切り替え動作を実行可能な状態にすることができ、そのため、速やかに、言い換えると、押出容積がゼロになるのを待たずに、第２シンクロ２３の切り替え動作を開始して、第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速の変速時間を短縮することができ、ひいては、第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速の変速速度を増大することができる。
【００７９】
続いて、各ポンプモータ１２，１３の押出容積が目標値に制御される（ステップＳ６）。各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2は、変速比をγとして、また各遊星歯車機構３，４のサンギヤ３Ｓ，４Ｓとリングギヤ３Ｒ，４Ｒとの歯数比（すなわち、「サンギヤ３Ｓ，４Ｓの歯数／リングギヤ３Ｒ，４Ｒの歯数」）を共にρとし、各ポンプモータ１２，１３側の動力伝達経路におけるギヤ比をそれぞれκ1，κ2とすると、
γ＝｛（１＋ρ）×（κ1×Ｑ1＋κ2×Ｑ2）｝／（Ｑ1＋Ｑ2）
に示す押出容積Ｑ1，Ｑ2と変速比γとの関係を満たすようにそれぞれ制御される。
【００８０】
例えば図４に示すように、現時点の実変速比Ｒ0から第２速固定変速段を超えて目標変速比Ｒ1まで急ダウンシフトされる場合、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2は、押出容積Ｑ1が、現時点の容積ｑ10から変速後の必要容積である容積ｑ11になるように、また押出容積Ｑ2が、現時点の容積ｑ20から変速後の必要容積である容積q21になるように制御される。
【００８１】
また、エンジン１の回転数制御が実行される（ステップＳ７）。具体的には、エンジン回転数Ｎeは、出力軸１６の回転数をＮoutとすると、その出力軸回転数Ｎoutと変速後の変速比すなわち目標変速比Ｒ1とにより、
Ｎe＝Ｒ1×Ｎout
となるように制御される。
【００８２】
各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2の制御とエンジン１の回転数制御とが実行されると、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了しかつ各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が目標値に到達したか否かが判断される（ステップＳ８）。第２シンクロ２３の切り替え動作が完了した条件と、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が目標値に到達した条件との、少なくともいずれかの条件が未だ満たされていないことにより、このステップＳ８で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ５へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００８３】
これに対して、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了した条件と、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が目標値に到達した条件とがいずれも満たされたことにより、ステップＳ８で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進み、ゼロにされていた第２リリーフ弁３９のリリーフ圧を通常の状態に復帰させるリリーフ圧復帰制御が実行される。そして、エンジン１の回転数制御が終了させられ（ステップＳ１０）、そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００８４】
一方、これから実行される変速が急ダウンシフトでないこと、すなわち、実変速比と目標変速比との差が所定値より小さい通常のダウンシフトであることにより、前述のステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ１１へ進み、そのステップＳ１１以降の、通常のダウンシフトにおけるシンクロおよび各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2の制御が実行される。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１１で、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が、その時点で動力伝達状態に設定されているギヤ対における低速段側、この例では、第２速固定変速段を設定する状態になるように制御される。具体的には、第１ポンプモータ１２の押出容積Ｑ1が最大に設定され、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2がゼロに設定される。
【００８６】
なお、この発明による変速制御を適用する対象がアップシフトの場合は、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が、その時点で動力伝達状態に設定されているギヤ対における高速段側、例えば第３速固定変速段を跨いだアップシフトの場合には、第３速固定変速段を設定する状態になるように制御される。具体的には、第１ポンプモータ１２の押出容積Ｑ1がゼロに設定され、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2が最大に設定される。
【００８７】
続いて、シンクロ切り替え側のポンプモータ、この例では、第２ポンプモータ１３押出容積Ｑ2がゼロになったか否かが判断される（ステップＳ１２）。第２ポンプモータ１３押出容積Ｑ2が未だゼロにならないことにより、このステップＳ１２で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１１へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００８８】
これに対して、第２ポンプモータ１３押出容積Ｑ2がゼロになったことにより、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１３へ進み、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。
【００８９】
そして、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了したか否かが判断される（ステップＳ１４）。第２シンクロ２３の切り替え動作が未だ完了していないことにより、このステップＳ１４で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１３へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００９０】
これに対して、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了したことにより、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１５へ進み、前述のステップＳ６と同様に、各ポンプモータ１２，１３の押出容積が目標値に制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００９１】
上記に示したこの発明の制御装置による制御例と、この発明の制御装置による制御を行わない従来の制御例とを比較すると、先ず、図６のタイムチャートで示す従来の制御例では、第２シンクロ２３の切り替え動作を伴うダウンシフトの場合、時刻ｔ5の時点で、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2をゼロにする指令が出力された後に、その押出容積Ｑ2がゼロになった時刻ｔ6の時点で、言い換えると、押出容積Ｑ2がゼロになるのを待って、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。そして第２シンクロ２３の切り替えが行われ、その切り替え動作の完了が判定される時刻ｔ7の時点で、ゼロにされていた第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2を変速後の目標値ｑ21、すなわち最大に設定する指令が出力される。そしてその押出容積Ｑ2が目標値の容積ｑ21すなわち最大になった後に、第１ポンプモータ１２の押出容積Ｑ1を変速後の目標値ｑ11に設定する指令が出力され、その押出容積Ｑ1が目標値の容積ｑ11になった時刻ｔ8の時点で、このダウンシフトが完了する。
【００９２】
このように、従来の制御による第２シンクロ２３の切り替え動作を伴うダウンシフトにおける変速時間は、図６において時刻ｔ6から時刻ｔ7の期間で表される第２シンクロ２３の切り替え動作に要する切り換え時間Ｔswに、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2を制御する時間（すなわち時刻ｔ5から時刻ｔ6までの時間および時刻ｔ7から時刻ｔ8までの時間）を加えた時刻ｔ5から時刻ｔ8までの時間になる。
【００９３】
これに対して、この発明の制御による第２シンクロ２３の切り替え動作を伴うダウンシフトにおける変速時間は、図５において時刻ｔ2から時刻ｔ3の期間で表される第２シンクロ２３の切り替え動作に要する切り換え時間Ｔswに、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする待ち時間Ｔlateと、その第２リリーフ弁３９のリリーフ圧を通常のレベルまで復帰させる時刻ｔ3から時刻ｔ4までの時間とを加えた時刻ｔ1から時刻ｔ4までの時間になる。
【００９４】
相対的に高圧・大容量となる各ポンプモータ１２，１３と比較して、第２リリーフ弁３９の方が制御応答性がよく、したがって第２リリーフ弁３９のリリーフ圧を制御するための時間は、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2を制御するための時間よりも短くて済む。また、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2がゼロになるのを待って第２シンクロ２３の切り替えが開始される従来の制御に対して、この発明の制御では、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令の待ち時間Ｔlateが経過した時点で、押出容積Ｑ2がゼロになるのを待たずに第２シンクロ２３の切り替えを開始することができる。そのため、この発明の制御装置による変速制御を実行することによって、シンクロの切り替え動作を伴う変速の変速時間を従来の変速制御と比べて短縮すること、シンクロの切り替え動作を伴う変速の変速速度を速めることができる。
【００９５】
以上のように、この発明の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置によれば、例えば、第２速固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわち第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、その第２シンクロ２３が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減される。具体的には、第２リリーフ弁３９が開放すなわちそのリリーフ圧がゼロにされて、第２シンクロ２３が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクがゼロにされる。そのため、第２シンクロ２３を動力の伝達に関与しない状態にして、その切り替え動作を実行することが可能な状態にすることができる。その結果、第２シンクロ２３の切り替え動作を即座に実行することができ、固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮し、すなわち変速速度の低下を回避もしくは抑制して、違和感のないスムーズな変速を実行することができる。
【００９６】
そして、上記のような変速制御は、特に変速比の迅速な変化が求められる急変速の判断が成立した場合に実行されるため、その急変速の際に、固定変速段での変速比の変化の停滞を解消し、変速速度を速めることができ、違和感のないスムーズで迅速な急変速を実行することができる。
【００９７】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ３の機能的手段が、この発明のリリーフ手段に相当し、ステップＳ３，Ｓ４の機能的手段が、この発明の切り替え側トルク低減手段に相当する。また、ステップＳ４，Ｓ５の機能的手段が、この発明の切替機構制御手段に相当し、ステップＳ４ないしＳ６の機能的手段が、この発明のポンプモータ容量制御手段に相当する。
【００９８】
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、対象とする変速機は、図１に示す構成以外のものであってもよく、例えば、油圧のみによって動力を伝達し、かつ変速を行うように構成した変速機であってもよい。すなわち、前述したような静圧式変速機（ハイドロスタティック・トランスミッション：ＨＳＴ）であってもよい。また、歯車機構を主体とした変速機構と並列にＨＳＴを設けて、全体として無段階に変速できるように構成した変速機であってもよい。また、図１に示す例では、前進４段・後進１段の固定変速段を設定できるように構成されているが、この発明で対象とする変速機は、固定変速段の数がそれよりも多くてよく、あるいは反対に少なくてもよい。
【００９９】
また、ポンプモータをシングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構などの差動機構に対する反力機構として用いる場合、その押出容積をゼロから一方向にのみ増大できるいわゆる片振り型のものに限らず、正負の両方向に変化させることのできるいわゆる両振り型のポンプモータを使用することもできる。その場合、歯車機構は、図１と異なる構成とすることができる。
【０１００】
また、ポンプモータや差動機構ならびにギヤ対などの伝動機構の配列は、必要に応じて適宜変更することができ、いわゆるＦＲ車に適するように配置した構成としてもよい。またさらに、動力源は一方の差動機構に直接連結する替わりに、前述したカウンタギヤ対のアイドルギヤに連結してもよい。さらに、ギヤ対に替えてベルトやチェーンなどの機構を用いてもよい。そして、この発明における動力源は、エンジンである必要はなく、電気モータであってもよく、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド駆動装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】この発明で対象とする変速機の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す変速機で各変速比を設定する際の各ポンプモータおよび各シンクロの動作状態をまとめて示す図表である。
【図３】この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の制御装置による制御を実行する際の、変速比およびシンクロの切り替え状態ならびに各ポンプモータの押出容積の状態を模式的に説明する図である。
【図５】この発明の制御装置による制御例を説明するためのタイムチャートである。
【図６】従来の制御例を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…動力源（エンジン，Ｅ／Ｇ）、 ２…入力部材、 ３…第１遊星歯車機構、 ４…第２遊星歯車機構、 １２…可変流体圧ポンプモータ（第１ポンプモータ，ＰＭ１）、 １３…可変流体圧ポンプモータ（第２ポンプモータ，ＰＭ２）、 １４…第１油路、 １５…第２油路、 １６…出力部材（出力軸）、 １７，１８，１９，２０…伝動機構（ギヤ対）、 ２２，２３，２４，２５…切替機構（第１シンクロ，第２シンクロ，第３シンクロ，Ｒシンクロ）、 ３８…第１リリーフ弁、 ３９…第２リリーフ弁、 ４０…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ＴＭ…可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力の伝達状態を可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積に応じて変更できる少なくとも２つの動力伝達経路を備え、それらの押出容積を最大および最小ならびにその中間の値に設定することにより適宜に変速することのできる可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機が特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、一対の遊星歯車機構のそれぞれにおける反力要素に可変容量型流体圧ポンプモータが連結され、各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出口同士、および吸入口同士が互いに連結されて閉回路が形成されている。また、各遊星歯車機構における入力要素にはエンジンなどの動力源が出力した動力が入力されるように構成されている。さらに、各遊星歯車機構の出力要素と一体の中間軸上には、いわゆる固定変速段もしくは固定変速比を設定するための駆動ギヤが配置され、それぞれの駆動ギヤに噛み合っている従動ギヤが出力軸上に配置されている。そして、これらの駆動ギヤと従動ギヤとからなる各ギヤ対をトルクの伝達可能な状態とトルクを伝達しない状態とに切り替える切替機構として同期連結機構（いわゆるシンクロ）が設けられている。
【０００３】
したがって、いずれかの可変容量型流体圧ポンプモータをロックして前記反力要素を固定すれば、動力源が出力した動力が、その反力要素を有する遊星歯車機構を介して一方の中間軸に伝達され、さらにその中間軸に対してシンクロによって連結されているギヤ対を介して出力軸に動力が伝達される。その場合の変速比は、動力の伝達に関与している前記ギヤ対のギヤ比に応じた変速比となる。
【０００４】
この場合の可変容量型流体圧ポンプモータのロックは、他方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロすなわち最小にすることにより設定される。すなわち、各流体圧ポンプモータは閉回路によって連通されているので、他方の流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにすれば、圧力流体の流動が生じなくなるので、一方の流体圧ポンプモータの押出容積を最大にするなど、ゼロより大きい押出容積とすることにより、その一方の流体圧ポンプモータがロックされ、その回転が阻止される。
【０００５】
また、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロより大きくするとともに、一方の可変容量型流体圧ポンプモータ側のシンクロによって所定のギヤ対をトルク伝達可能な状態とし、かつ他方の可変容量型流体圧ポンプモータ側のシンクロによって他のギヤ対をトルク伝達可能な状態にすると、各ギヤ対のギヤ比に応じて決まる変速比の中間の値の変速比が設定される。すなわち、一方の可変容量型流体圧ポンプモータが圧力流体を発生させ、これが他方の可変容量型流体圧ポンプモータに供給されてこれがモータとして動作し、その動力が他方のギヤ対を介して出力軸に伝達される。その結果、出力軸には、このような流体を介して伝達された動力と、一方の可変容量型流体圧ポンプモータを介して機械的に伝達された動力とを合成した動力が現れる。そのうちの流体を介した動力は、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を連続的に変化させることにより連続的に変化させることが可能であるから、結局、変速機の全体としての変速比を連続的に、すなわち無段階に設定することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の特許文献１に記載されている変速機では、いずれかのギヤ対のギヤ比に応じた変速比、すなわち固定変速段（固定変速比）を超えて変速する場合、シンクロを切り替え動作させることにより、動力の伝達に関与するギヤ対を変更することになる。より具体的には、一方の中間軸側のシンクロをいわゆる係合状態に維持したまま、他方の中間軸側のシンクロをニュートラル位置に移動させ、かつ他のギヤ対側に移動させてそのギヤによって動力を伝達するいわゆる係合状態に切り替える。その切り替えの過程では、一旦、固定変速段を設定し、その状態でトルクの伝達に関与していない方のシンクロを切り替えることになる。すなわち、押出容積がゼロの可変容量型流体圧ポンプモータに繋がっているシンクロを切り替え動作させることになる。そして、シンクロの切り替え動作が完了した段階で、押出容積がゼロになっていた方の可変容量型ポンプモータの押出容積が目標変速比に基づいて制御される。
【０００８】
すなわち、固定変速段を超えて変速する場合は、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴うことになり、そのシンクロの切り替えが完了するまでの間は変速比が固定変速段で固定された状態すなわち変速しない状態になる。したがって、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴う変速すなわち固定変速段を跨ぐ変速は、固定変速段で変速比の変化が停滞してしまう分、シンクロの切り替え動作を伴わない連続的な変速すなわち各固定変速段の間での無段変速と比較して変速時間が長くなってしまう。そのため、特に、急発進や急加速の際に実行されるダウンシフトやアップシフトなどの、変速比の迅速な変化が求められる急変速の際に、要求される変速速度を達成できなくなる可能性があった。また、各固定変速段の間での無段変速と固定変速段を跨ぐ変速とで変速速度が変化することに起因して、変速フィーリングに差異が生じ、その結果、運転者に違和感を与えてしまう可能性があった。
【０００９】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、可変容量型流体圧ポンプモータを使用した変速機において、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速であっても、変速時間を短縮して迅速な変速を可能にし、また、違和感のないスムーズな変速を可能にする制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも２つの動力伝達経路と、それら各動力伝達経路を介して伝達されるトルクを押出容積に応じて変化させるように前記各動力伝達経路毎に設けられかついずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第１伝動機構と、他方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第２伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減するリリーフ手段と、前記切替機構によりいずれかの前記伝動機構の動力伝達状態の切り替えを伴う変速を実行する場合に、前記リリーフ手段を制御して前記動力伝達状態の切り替えが行われる伝動機構が設けられている側の前記伝達トルクを低減する切り替え側トルク低減手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記切り替え側トルク低減手段により前記伝達トルクが低減された後に、前記切替機構を動作させる切替機構制御手段と、前記切替機構制御手段により前記切替機構が動作させられるのと同時に、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を前記変速後の必要容積へそれぞれ変更するポンプモータ容積制御手段とを更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、目標変速比と実変速比とに基づく前記変速機の変速状態を判断する変速状態判断手段を更に備え、前記切り替え側トルク低減手段が、現在の変速が前記変速状態判断手段により目標変速比と実変速比との差が予め定めた閾値以上となる急変速であると判断された場合に、前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記各可変容量型流体圧ポンプモータが、それぞれの吸入口同士を結ぶ第１流路と、それぞれの吐出口同士を結ぶ第２流路とにより互いに連通されているとともに、前記リリーフ手段が、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第１流路の圧力を調圧可能な第１リリーフ弁と、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第２流路の圧力を調圧可能な第２リリーフ弁と、これら各リリーフ弁の少なくともいずれか一方のリリーフ弁の設定圧力を制御する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１４】
そして、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記切り替え側トルク低減手段が、前記第１リリーフ弁および第２リリーフ弁の少なくともいずれか一方を開放することにより前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、その一方の切替機構が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減される。具体的には、伝達トルクがゼロにされる。そのため、一方の切替機構を動力の伝達に関与しない状態にして、その切り替え動作を実行することが可能な状態にすることができる。その結果、切替機構の切り替え動作を速やかに行うことができ、固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮して、固定変速段を跨がない無段変速に対する変速速度の低下を回避もしくは抑制し、違和感のないスムーズな変速を実行することができる。
【００１６】
また、請求項２の発明によれば、固定変速段を跨いだ変速、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速の際には、その一方の切替機構が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減され、その後、その一方の切替機構の切り替えが行われる。そしてその切り替えの開始とともに、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積が変速後に設定されるべき必要容積になるように制御される。言い換えると、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積の制御を待つことなく、切替機構の切り替えが開始される。そのため、切り替えが行われる切替機構が配置されている側のいずれか一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにして、その切替機構の伝達トルクを低減することにより切替機構の切り替えを行う従来の変速制御と比較して、変速時間を短縮し、変速速度を速めることができる。
【００１７】
また、請求項３の発明によれば、固定変速段を跨いだ変速であって、特に変速比の迅速な変化が求められる急変速の際に、固定変速段での変速比の変化の停滞を解消して、変速速度を速めることができ、違和感のないスムーズで迅速な急変速を実行することができる。
【００１８】
また、請求項４の発明によれば、各可変容量型流体圧ポンプモータの吸入口同士を連通させる第１流路と吐出口同士を連通させる第２流路との間に、第１流路の圧力を排圧する第１リリーフ弁、および第２流路の圧力を排圧する第２リリーフ弁が設けられる。そして、各リリーフ弁は設定圧力すなわちリリーフ圧を調圧可能に構成されている。そのため、各リリーフ弁の設定圧力を制御すること、具体的には設定圧力を低下させることにより、各動力伝達経路に作用する伝達トルクを低減することができる。例えば、第１リリーフ弁の設定圧力をゼロにすることにより、その第１リリーフ弁により圧力が調整される第１流路を介して圧力流体が供給される可変容量型流体圧ポンプモータ側の動力伝達経路の伝達トルクをゼロにすることができる。
【００１９】
そして、請求項５の発明によれば、固定変速段を跨いだ変速、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速の際に、切り替えがおこなわれる切替機構が配置されている側の可変容量型流体圧ポンプモータへ圧力流体を供給している流路の圧力を調圧するリリーフ弁が開放され、その設定圧力がゼロにされる。そのため、上述した動力伝達経路の伝達トルクを低減する（ゼロにする）制御を、リリーフ弁を開くことにより容易に行うことができる。また、この種のリリーフ弁は通常設けられるものであるから、装置の構成を複雑化することなく、上記のような伝達トルクを低減する制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機について説明すると、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、少なくとも２つの動力伝達経路を備えており、それら両方の動力伝達経路を介して、動力源から出力部材にトルクを伝達できるように構成され、その結果、動力源と出力部材との回転数の比である変速比を連続的に変化させることのできる変速機である。
【００２１】
より具体的には、各動力伝達経路は、ポンプおよびモータのそれぞれとして機能する可変容量型流体圧ポンプモータを備えており、この押出容積に応じたトルクを伝達するように構成され、さらにそれぞれの可変容量型流体圧ポンプモータが圧力流体を相互に授受できるように連通されている。したがって、一方の可変容量型流体圧ポンプモータがポンプとして機能することにより、その押出容積に応じたトルクが動力源から出力部材に伝達され、同時に、一方の可変容量型流体圧ポンプモータから他方の可変容量型流体圧ポンプモータに圧力流体が供給されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがモータとして機能する。すなわち、圧力流体を介した動力伝達が並行して行われ、そのトルクが他方の動力伝達経路を介して出力部材に伝達される。その結果、出力部材に伝達されるトルクは、各動力伝達経路を介して伝達されるトルクの合計になり、しかも圧力流体を介して伝達されるトルクは、各押出容積に応じて変化するので、結局は、変速比が連続的に変化することになる。
【００２２】
各動力伝達経路は、それぞれ互いに変速比の異なるギヤ対や巻き掛け伝動装置などの伝動機構を備えることができ、一方の動力伝達経路のみを介して出力部材にトルクを伝達する場合には、変速機の全体としての変速比は、その動力伝達経路における伝動機構の変速比で決まる。このような変速比を仮に固定変速段と称すると、固定変速段を設定している状態では、圧力流体を介した動力の伝達が生じないので、動力の損失が生じにくく、効率の良い伝動状態となる。なお、いずれかの伝動機構のみをトルク伝達に関与させるようにするために、クラッチ機構などの切替機構を各伝動機構に含ませることが好ましく、あるいは動力源もしくは出力部材と伝動機構との間に切替機構を設けることが好ましい。
【００２３】
この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、圧力流体を介して動力を伝達するように構成されているので、ハイドロスタティック・トランスミッション（ＨＳＴ）として構成した変速機であってもよいが、上述したように機械的な動力伝達によって変速比を設定する機能を兼ね備えたハイドロスタティック・メカニカル・トランスミッション（ＨＭＴ）として構成されたものであることが好ましい。そのメカニカルトランスミッションの部分は、必要に応じて適宜の構成とすることができ、常時噛み合っているギヤ対をクラッチ機構もしくは同期連結機構によって選択する構成の機構や、複数の遊星歯車機構もしくは複合遊星歯車機構によって複数の変速比を設定できる構成などを採用することができる。また、可変容量型流体圧ポンプモータは、動力源と出力部材との間に直列に介在させる構成以外に、反力手段として可変容量型流体圧ポンプモータを用いる構成とすることもできる。
【００２４】
つぎに、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の構成を具体例に基づいて説明する。図１に示す例は、車両用の変速機ＴＭとして構成した例であり、差動機構を動力分配機構として使用するとともに、伝動機構として複数のギヤ対を使用している。したがって、可変容量型流体圧ポンプモータが反力機構となっている例であって、流体を介さずにトルクを伝達して設定できるいわゆる固定変速段として４つの前進段および１つの後進段を設定するように構成した例である。すなわち、図１において、動力源（Ｅ／Ｇ）１に入力部材２が連結されており、この入力部材２から第１遊星歯車機構３および第２遊星歯車機構４にトルクを伝達するように構成されている。
【００２５】
動力源１は、内燃機関や電気モータあるいはこれらを組み合わせた構成など、車両に使用されている一般的な動力源であってよい。以下の説明では、動力源１として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＬＰＧエンジンなどのエンジン１を使用した例を説明する。また、このエンジン１と入力部材２との間にダンパーやクラッチ、トルクコンバータなどの適宜の伝動手段を介在させてもよい。
【００２６】
第１遊星歯車機構３は、入力部材２と同一軸線上に配置され、第２遊星歯車機構４が第１遊星歯車機構３の半径方向で外側に離隔し、それぞれの中心軸線を平行にした状態で並列に配置されている。これらの遊星歯車機構３，４は、シングルピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の形式の遊星歯車機構を用いることができる。図１に示す例はシングルピニオン型遊星歯車機構によって構成した例であり、外歯歯車であるサンギヤ３Ｓ，４Ｓと、そのサンギヤ３Ｓ，４Ｓと同心円状に配置された、内歯歯車であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒと、これらサンギヤ３Ｓ，４Ｓとリングギヤ３Ｒ，４Ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転自在かつ公転自在に保持したキャリア３Ｃ，４Ｃとを備えている。そして、第１遊星歯車機構３におけるリングギヤ３Ｒに入力部材２が連結され、このリングギヤ３Ｒが入力要素となっている。
【００２７】
また、入力部材２にはカウンタドライブギヤ５が取り付けられており、このカウンタドライブギヤ５にアイドルギヤ６が噛み合っていて、さらにそのアイドルギヤ６にカウンタドリブンギヤ７が噛み合っている。このカウンタドリブンギヤ７は、第２遊星歯車機構４と同一軸線上に配置され、かつ第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに、一体となって回転するように連結されている。したがって、第２遊星歯車機構４においては、そのリングギヤ４Ｒが入力要素となっている。各遊星歯車機構３，４の入力要素であるリングギヤ３Ｒ，４Ｒは、カウンタギヤ対がアイドルギヤ６を備えた構成であるから、同方向に回転するようになっている。
【００２８】
第１遊星歯車機構３におけるキャリア３Ｃは出力要素となっており、そのキャリア３Ｃに第１中間軸８が、一体になって回転するように連結されている。この第１中間軸８は中空軸であって、その内部をモータ軸９が回転自在に挿入されており、このモータ軸９の一端部が、第１遊星歯車機構３における反力要素であるサンギヤ３Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
【００２９】
第２遊星歯車機構４も同様な構成であって、そのキャリア４Ｃが出力要素となっており、そのキャリア４Ｃに第２中間軸１０が、一体になって回転するように連結されている。この第２中間軸１０は中空軸であって、その内部をモータ軸１１が回転自在に挿入されており、このモータ軸１１の一端部が、第２遊星歯車機構４における反力要素であるサンギヤ４Ｓに、一体となって回転するように連結されている。
【００３０】
上記のモータ軸９の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ１２の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ１２は、斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量すなわち押出容積を変更可能な流体圧（油圧）ポンプであって、その出力軸にトルクを与えて回転させることによりポンプとして機能して圧力流体（圧油）を吐出し、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ１２を以下の説明では、第１ポンプモータ１２と記し、図にはＰＭ１と表示する。
【００３１】
また、モータ軸１１の他方の端部が、可変容量型ポンプモータ１３の出力軸に連結されている。この可変容量型ポンプモータ１３は、モータ軸９側の第１ポンプモータ１２と同様の構成のものであり、したがって斜軸ポンプや斜板ポンプあるいはラジアルピストンポンプなどの吐出容量すなわち押出容積を変更可能な流体圧（油圧）ポンプを採用することができる。なお、この可変容量型ポンプモータ１３を以下の説明では、第２ポンプモータ１３と記し、図にはＰＭ２と表示する。
【００３２】
各ポンプモータ１２，１３は、圧力流体である圧油を相互に受け渡すことができるように、油路１４，１５によって連通されている。すなわち、それぞれの吸入ポート（吸入口）１２Ｓ，１３Ｓ同士が、この発明の第１油路に相当する油路１４によって連通され、また吐出ポート（吐出口）１２Ｄ，１３Ｄ同士が、この発明の第２油路に相当する油路１５によって連通されている。したがって各油路１４，１５によって閉回路が形成されている。この閉回路での油圧制御のための機構については後述する。
【００３３】
上記の各中間軸８，１０と平行に、この発明の出力部材に相当する出力軸１６が配置されている。そして、この出力軸１６と各中間軸８，１０との間のそれぞれに、所定の変速比を設定する伝動機構が設けられている。この伝動機構としては、固定された回転数比（変速比）で動力を伝達する機構に限らず、変速比が可変な機構を採用することができ、図１に示す例では、固定された変速比で動力を伝達する複数のギヤ対１７，１８，１９，２０が採用されている。
【００３４】
具体的に説明すると、第１中間軸８には、第１遊星歯車機構３側から順に、この発明の第１伝動機構に相当する、第４速ギヤ対１７の第４速駆動ギヤ１７Ａと、第２速ギヤ対１８の第２速駆動ギヤ１８Ａとが配置されており、それら第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとは第１中間軸８に対して回転自在に嵌合させられている。その第４速駆動ギヤ１７Ａに噛み合っている第４速ギヤ対１７の第４速従動ギヤ１７Ｂと、第２速駆動ギヤ１８Ａに噛み合っている第２速ギヤ対１８の第２速従動ギヤ１８Ｂとが、出力軸１６に一体回転するように取り付けられている。
【００３５】
一方、第２中間軸にも、第２遊星歯車機構４側から順に、この発明の第２伝動機構に相当する、第３速ギヤ対１９の第３速駆動ギヤ１９Ａと、第１速ギヤ対２０の第１速駆動ギヤ２０Ａとが配置されている。第３速駆動ギヤ１９Ａは上記の第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っていて、第１速駆動ギヤ２０Ａは上記の第２速従動ギヤ１８Ｂに噛み合っている。そして、それら第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとは第２中間軸１０に回転自在に嵌合させられている。したがって、第４速従動ギヤ１７Ｂが第３速ギヤ対１９の第３速従動ギヤ１９Ｂを兼ねており、また第２速従動ギヤ１８Ｂが第１速ギヤ対２０の第１速従動ギヤ２０Ｂを兼ねている。ここで、各ギヤ対１７，１８，１９，２０の回転数比もしくは変速比（それぞれの駆動ギヤの歯数に対する従動ギヤの歯数の比）について説明すると、その回転数比は、第１速用ギヤ対２０、第２速用ギヤ対１８、第３速用ギヤ対１９、第４速用ギヤ対１７の順に小さくなるように構成されている。
【００３６】
さらに、発進用ギヤ対２１が設けられている。この発進用ギヤ対２１は、第１速用ギヤ対２０と併せて出力軸１６に動力を伝達することにより、発進時の駆動力を必要十分に大きくするためのものであって、第１ポンプモータ１２側のモータ軸９に取り付けられた発進駆動ギヤ２１Ａと、出力軸１６に回転自在に取り付けられた発進従動ギヤ２１Ｂとを備えている。
【００３７】
上述した各ギヤ対１７，１８，１９，２０，２１を、いずれかの中間軸８，１０と出力軸１６との間で選択的にトルク伝達可能な状態とするための機構、すなわちこの発明の切替機構に相当するクラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、要は、選択的にトルクを伝達する機構であって、従来知られているドグクラッチ機構や同期連結機構（シンクロナイザー）などの機構を採用することができ、図１にはシンクロナイザーを採用した例を示してある。
【００３８】
シンクロナイザーは、基本的には、回転軸と共に回転するスリーブと、その回転軸に対して相対回転する他の回転部材に設けられたスプラインと、前記スリーブに押されて他の回転部材側に移動するシンクロナイザーリングとを有している。そして、スリーブを他の回転部材のスプライン側に移動させる過程でシンクロナイザーリングが回転部材に次第に摩擦接触することにより回転軸と回転部材とを同期させ、その状態でスリーブがスプラインに係合することにより、回転軸と回転部材とを連結するように構成されている。出力軸１６上で、発進従動ギヤ２１Ｂに隣接する位置に第１のシンクロナイザー（以下、第１シンクロと記す）２２が設けられている。この第１シンクロ２２は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、発進従動ギヤ２１Ｂを出力軸１６に連結し、発進用ギヤ対２１がモータ軸９と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００３９】
また、第２中間軸１０上で、第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとの間に第２のシンクロナイザー（以下、第２シンクロと記す）２３が設けられている。この第２シンクロ２３は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第１速駆動ギヤ２０Ａを第２中間軸１０に連結し、第１速用ギヤ対２０が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、第３速用ギヤ対１９が第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００４０】
さらに、第１中間軸８上で、第２速駆動ギヤ１８Ａと第４速駆動ギヤ１７Ａとの間に第３のシンクロナイザー（以下、第３シンクロと記す）２４が設けられている。この第３シンクロ２４は、そのスリーブを図１の左側に移動させることにより、第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結し、第２速用ギヤ対１８が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。また、反対にそのスリーブを図１の右側に移動させることにより、第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、第４速用ギヤ対１７が第１中間軸８と出力軸１６との間でトルクを伝達するように構成されている。
【００４１】
またさらに、第２ポンプモータ１３側のモータ軸１１上で、第２中間軸１０の軸端に隣接する位置に後進用のシンクロナイザー（以下、Ｒシンクロと記す）２５が設けられている。このＲシンクロ２５は、そのスリーブを図１の右側に移動させることにより、モータ軸１１と第２中間軸１０、すなわち第２遊星歯車機構４におけるサンギヤ４Ｓとキャリア４Ｃとを連結して、第２遊星歯車機構４の全体を一体回転させるように構成されている。
【００４２】
上記の各シンクロ２２，２３，２４，２５は、手動操作によって切り替え動作するように構成することができるが、これに替えていわゆる自動制御するように構成することもできる。その場合は、例えば前述したスリーブを軸線方向に移動させる適宜のアクチュエータ（図示せず）を設け、そのアクチュエータを電気的に制御するように構成すればよい。
【００４３】
このように、図１に示す可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭは、エンジン１が出力したトルクが、いずれかの中間軸８，１０もしくはモータ軸９，１１を介して出力軸１６に伝達されるように構成されている。すなわち、エンジン１から第１中間軸８もしくはモータ軸９を経由して出力軸１６に至る動力伝達経路と、エンジン１から第２中間軸１０もしくはモータ軸１１を経由して出力軸１６に至る動力伝達経路との、エンジン１と出力軸１６との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を、各シンクロ２２，２３，２４，２５の切り替え動作によって選択的に設定可能な２つの動力伝達経路が構成されている。そして、出力軸１６には、歯車機構あるいはチェーンなどの巻き掛け伝動装置などの伝動手段２６を介してデファレンシャル２７が連結され、ここから左右の車軸２８に動力を出力するようになっている。
【００４４】
さらに、変速機ＴＭの動作状態を検出するためのセンサが設けられている。具体的には、前述した入力部材２もしくはこれと一体のカウンタドライブギヤ５の回転数を検出する入力回転数センサ２９、車軸２８の回転数を検出する出力回転数センサ３０、第１ポンプモータ１２の回転数を検出する回転数センサ３１、第２ポンプモータ１３の回転数を検出する回転数センサ３２などが設けられている。
【００４５】
つぎに、上記の各ポンプモータ１２，１３を制御するための流体圧回路（油圧回路）について説明する。各ポンプモータ１２，１３を連通させている前記閉回路１４，１５には、流体（具体的にはオイル）を補給するためのチャージポンプ（ブーストポンプと称されることもある）３３が設けられている。このチャージポンプ３３は、上記の閉回路からの漏れなどによるオイルの不足を補うためのものであって、前述したエンジン１や図示しないモータなどによって駆動されて、オイルパン３４からオイルを汲み上げて閉回路に供給するようになっている。
【００４６】
そのチャージポンプ３３の吐出口は、閉回路における油路１４と油路１５とにそれぞれチェック弁３５，３６を介して連通されている。なお、これらのチェック弁３５，３６は、チャージポンプ３３からの吐出方向に開き、これとは反対方向に閉じるように構成されている。さらに、チャージポンプ３３の吐出圧を調整するためのリリーフ弁３７が、チャージポンプ３３の吐出口に連通されている。このリリーフ弁３７は、スプリングによる弾性力とパイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力との和より高い圧力が作用した場合に開いてオイルをオイルパン３４に排出するように構成されており、したがってチャージポンプ３３の吐出圧をパイロット圧に応じた圧力に設定するように構成されている。
【００４７】
さらに、第１ポンプモータ１２の吸入ポート１２Ｓと油路１５との間に、第１リリーフ弁３８が設けられている。すなわち、第１ポンプモータ１２と並列に、各油路１４，１５を連通させるように第１リリーフ弁３８が設けられている。この第１リリーフ弁３８は、第１ポンプモータ１２の吸入ポート１２Ｓ、または第２ポンプモータ１３の吸入ポート１３Ｓから圧油を吐出する場合に、その吐出圧を予め設定した圧力に維持するように構成されている。言い換えれば、第１リリーフ弁３８は、油路１４の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
【００４８】
また、第２ポンプモータ１３の吐出ポート１３Ｄと油路１４との間に、第２リリーフ弁３９が設けられている。すなわち、第２ポンプモータ１３と並列に、各油路１４，１５を連通させるように第２リリーフ弁３９が設けられている。この第２リリーフ弁３９は、第２ポンプモータ１３の吐出ポート１３Ｄ、または第１ポンプモータ１２の吐出ポート１２Ｄから圧油を吐出する場合に、その吐出圧を予め設定した圧力に維持するように構成されている。言い換えれば、第２リリーフ弁３９は、油路１５の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
【００４９】
そして、これら各リリーフ弁３８，３９は、それぞれ、設定圧（すなわちリリーフ圧）をゼロを含む所定の圧力に調圧することができ、前記の各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減（トルクをゼロにすることも含む）することが可能な構成となっている。すなわち、これら第１リリーフ弁３８および第２リリーフ弁３９が、この発明のリリーフ手段として機能するリリーフ弁である。
【００５０】
したがって、いずれかのリリーフ弁３８（もしくは３９）のリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁３８（もしくは３９）が設けられている側の油路１４（もしくは１５）の油圧をゼロにして、ポンプモータ１２（もしくは１３）をフリーの状態、すなわちニュートラルの状態にすることができる。言い換えると、リリーフ弁３８（もしくは３９）を制御してそのリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁３８（もしくは３９）が設けられている側のポンプモータ１２（もしくは１３）を、その押出容積がゼロより大きい容積に制御されている場合であっても、出力軸１６に対して動力の伝達に関与しない状態にすることができる。
【００５１】
上記の各ポンプモータ１２，１３の押出容積や各シンクロ２２，２３，２４，２５の切り替え動作あるいは各リリーフ弁３８，３９のリリーフ圧などを電気的に制御できるように構成されており、そのための電子制御装置（ＥＣＵ）４０が設けられている。この電子制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、所定の回転部材の回転数や動作部材のストロークなどの検出信号が入力され、それらの入力された信号および予め記憶している情報ならびにプログラムに基づいて演算を行い、その演算結果に応じて指令信号を出力するように構成されている。
【００５２】
つぎに、上述した変速機ＴＭの作用について説明する。図２は、各変速段を設定する際の各ポンプモータ（ＰＭ１，ＰＭ２）１２，１３、および各シンクロ２２，２３，２４，２５の動作状態をまとめて示す図表であって、この図２における各ポンプモータ１２，１３についての「ＯＦＦ」は、ポンプ容量を実質的にゼロとし、その出力軸が回転させられても圧油を発生することがなく、また油圧が供給されても出力軸が回転しない状態（フリー）を示し、「ＬＯＣＫ」はそのロータの回転を止めている状態を示している。さらに「油圧発生」は、ポンプ容量を実質的なゼロより大きくするとともに圧油を吐出している状態を示し、したがって該当するポンプモータ１２，１３はポンプとして機能している。また、「油圧回収」は、一方のポンプモータ１３（もしくは１２）が吐出した圧油が供給されてモータとして機能している状態を示し、したがって該当するポンプモータ１２（もしくは１３）は軸トルクを発生し、対応するモータ軸９，１１および中間軸８，１０に駆動トルクを伝達している。
【００５３】
そして、各シンクロ２２，２３，２４，２５についての「右」、「左」は、それぞれのシンクロ２２，２３，２４，２５におけるスリーブの図１での位置を示すとともに、丸括弧はダウンシフトするための待機状態、カギ括弧はアップシフトするための待機状態を示し、そして「○」は該当するシンクロ２２，２３，２４，２５をＯＦＦ状態（中立位置）に設定することにより引き摺りを低減している状態、「●」は該当するシンクロ２２，２３，２４，２５をＯＦＦ状態（中立位置）に設定して中立状態となっていることを示す。
【００５４】
ニュートラルポジションが選択されてニュートラル（Ｎ）状態を設定する際には、各ポンプモータ１２，１３が「ＯＦＦ」状態とされ、また各シンクロ２２，２３，２４，２５のスリーブが中央位置に設定される。したがって、いずれのギヤ対１７，１８，１９，２０，２１も出力軸１６に連結されていないニュートラル状態となる。すなわち、各ポンプモータ１２，１３が、それらの押出容積（ポンプ容量）が実質的にゼロとなるように制御される。その結果、いわゆる空回り状態となるので、各遊星歯車機構３，４のリングギヤ３Ｒ，４Ｒにエンジン１からトルクが伝達されても、サンギヤ３Ｓ，４Ｓに反力が作用しない。そのため、出力要素であるキャリア３Ｃ，４Ｃに連結されている各中間軸８，１０にはトルクが伝達されない。
【００５５】
シフトポジションがドライブポジションなどの走行ポジションに切り替えられると、第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられるとともに第２シンクロ２３のスリーブが、図１の左側に移動させられる。したがって、発進駆動ギヤ２１Ａがモータ軸９に連結されて第１ポンプモータ１２と出力軸１６とが連結され、また第１速駆動ギヤ２０Ａが第２中間軸１０に連結されて第２遊星歯車機構４の出力要素であるキャリア４Ｃと出力軸１６とが連結される。すなわち、固定変速段である第１速を設定する状態となる。また、これと併せて各ポンプモータ１２，１３の押出容積がゼロより大きい容積に制御される。
【００５６】
したがって、第２ポンプモータ１３は第２遊星歯車機構４によって分配されたエンジン１の動力によって駆動されてポンプとして機能する。したがって、第２ポンプモータ１３は、油圧を発生させることに伴う反力トルクをモータ軸１１およびサンギヤ４Ｓに与える。これを図２には「油圧発生」と記載してある。そのため、第２遊星歯車機構４の差動作用によってキャリア４Ｃにトルクが伝達され、そのトルクが第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。
【００５７】
一方、第２ポンプモータ１３で発生した油圧がその吸入ポート１３Ｓから吐出されて第１ポンプモータ１２の吸入ポート１２Ｓに供給される。その結果、第１ポンプモータ１２がモータとして機能する。これを図２には「油圧回収」と記載してある。このようにして第１ポンプモータ１２に伝達される動力が発進用ギヤ対２１を介して出力軸１６に伝達される。したがって発進から第１速までの駆動状態では、第２遊星歯車機構４を介したいわゆる機械的な動力の伝達と、油圧を介した動力の伝達との両方が生じ、これらの動力を合成した動力が出力軸１６に現れる。また、この過程での変速比は、固定変速段である第１速より大きい値となり、その変速比は連続的に、あるいは無段階に変化する。
【００５８】
こうしてエンジン１の回転数や車速が変化して第１速の変速比になると、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がゼロに設定され、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が最大に設定され、その結果、実質上、第２ポンプモータ１３の回転がロックされる。すなわちモータ軸１１およびこれに連結されている第２ポンプモータ１３が固定される。また、併せて第１シンクロ２２がＯＦＦ状態に設定される。その結果、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓが固定され、また第１遊星歯車機構３は出力軸１６に対する動力の伝達に関与しなくなるので、エンジン１が出力した動力は、第２遊星歯車機構４および第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達される。すなわち、第１速用ギヤ対２０のギヤ比で決まる固定変速段が設定される。なお、この場合、第１ポンプモータ１２およびこれに連結されているモータ軸９が空転するので、第１中間軸８にトルクは現れない。
【００５９】
固定変速段である第１速からアップシフトする場合、第３シンクロ２４のスリーブを図１の左側に移動させて第２速駆動ギヤ１８Ａを第１中間軸８に連結しておく。なお、Ｒシンクロ２５は中立状態にしておく。また、第３シンクロ２４のスリーブを第２速駆動ギヤ１８Ａに係合させる場合、第３シンクロ２４のスリーブの回転数と第２速駆動ギヤ１８Ａとの回転数を一致させる同期制御を行う。その同期制御は、前記シンクロ２２，２３，２４，２５のスリーブを相手部材に係合させる場合にも同様に行われる。
【００６０】
この状態で、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大に向けて次第に増大させる。第２速へのアップシフト待機状態では、第１ポンプモータ１２は逆回転しているから、その押出容積ｑ1を次第に増大させることによりポンプとして機能する。すなわち、油圧を発生し（図２に「油圧発生」と記してある）、同時にそれに伴う反力トルクがモータ軸９に現れる。その結果、第１遊星歯車機構３および第２速用ギヤ対１８を介した動力の伝達が次第に行われる。また、第１ポンプモータ１２で発生した油圧が第２ポンプモータ１３に供給されてこれがモータとして機能する（図２に「油圧回収」と記してある）ので、第２ポンプモータ１３および第２遊星歯車機構４ならびに第１速用ギヤ対２０を介した動力の伝達が生じる。そのため、第１速から第２速への変速の過程での変速比は、第１速の変速比と第２速の変速比との間の値となり、かつ連続的に変化する変速比となる。すなわち、変速比が連続的に変化する無段変速状態となる。これは、上述した発進から第１速の変速比に到るまでの間、および各固定変速段の間でも同様であり、したがって上述した変速機は、無段変速機として機能させることができる。
【００６１】
固定変速段である第１速を設定している状態では、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1はゼロ（もしくは最小に近い所定値以下）に設定され、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2は最大もしくはこれに近い所定値以上になっている。したがって、第１ポンプモータ１２およびこれに連結されているモータ軸９が空転し、また第２ポンプモータ１３から第１ポンプモータ１２に対して圧油が流動することができないので、第２ポンプモータ１３はロックされた状態になる。この状態から先ず第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が次第に増大させられる。その結果、第１ポンプモータ１２で油圧が発生し、これが第２ポンプモータ１３に供給されるので、第２ポンプモータ１３がモータとして作用する。すなわち、各ポンプモータ１２，１３の間で圧油を介した動力の伝達が生じる。
【００６２】
こうして第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大になると、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2が共に最大もしくはこれに近い所定値以上となる。その後、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大もしくはこれに近い所定値以上に維持したまま、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が次第に低下させられる。そして、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロ（もしくは最小に近い所定値以下）になることにより、固定変速段である第２速が設定される。すなわち、各ギヤ対のうち第２速用ギヤ対１８のみを介して動力の伝達が行われ、第２速用ギヤ対１８の回転数比に応じた変速比が設定される。
【００６３】
第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がほぼ最大になりその回転が停止し、もしくは停止に近い状態になることにより、モータ軸９が実質的に固定される。また、併せて第２ポンプモータ１３がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第１遊星歯車機構３では、そのサンギヤ３Ｓが固定されるので、リングギヤ３Ｒに入力された動力がキャリア３Ｃから第１中間軸８を経て第２速駆動ギヤ１８Ａに出力される。一方、第２ポンプモータ１３はＯＦＦ状態となっており、これと同軸上に配置されているＲシンクロ２５および第２シンクロ２３はＯＦＦ状態であってそのスリーブが中立位置にあるので、第２ポンプモータ１３や第２遊星歯車機構４は動力の伝達に関与しない。したがって、第２速用ギヤ対１８のギヤ比で決まる固定変速段である第２速が設定される。
【００６４】
以下、同様にして、第３速は第２シンクロ２３のスリーブを図１の右側に移動させて第３速駆動ギヤ１９Ａを第２中間軸１０に連結し、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2を最大にすることにより、第１速の場合と同様に、モータ軸１１および第２ポンプモータ１３を固定し、さらに他のシンクロ２２，２４がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第３速用ギヤ対１９を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速段である第３速が設定される。また、第４速は第３シンクロ２４のスリーブを図１の右側に移動させて第４速駆動ギヤ１７Ａを第１中間軸８に連結し、また第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大にすることにより、第２速の場合と同様に、モータ軸９および第１ポンプモータ１２を固定し、さらに他のシンクロ２３，２５がＯＦＦ状態に設定される。したがって、第４速用ギヤ対１７を介して出力軸１６に動力が伝達され、固定変速段である第４速が設定される。
【００６５】
さらに、後進段について説明すると、リバースポジションが選択された場合には、第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられ、またＲシンクロ２５のスリーブが図１の右側に移動させられ、さらに他のシンクロ２３，２４がＯＦＦ状態に設定される。したがって、Ｒシンクロ２５によって第２中間軸１０とモータ軸１１とが連結されることにより、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓとキャリア４Ｃとが連結されて第２遊星歯車機構４の全体が実質的に一体化される。また、発進駆動ギヤ２１Ａがモータ軸９すなわち第１ポンプモータ１２のロータに連結される。
【００６６】
したがって、エンジン１から第２遊星歯車機構４に伝達された動力がそのまま第２ポンプモータ１３に伝達されてこれが駆動され、第２ポンプモータ１３によって油圧が発生する。なお、第２シンクロ２３がＯＦＦ状態であるから、第２遊星歯車機構４あるいは第２中間軸１０から出力軸１６に動力が伝達されることはない。一方、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がゼロより大きい容積、例えば最大容積に制御される。その結果、第２ポンプモータ１３から供給された油圧によって第１ポンプモータ１２がモータとして機能し、モータ軸９にトルクを出力する。その場合、第１ポンプモータ１２にはその吐出ポート１２Ｄから油圧が供給されるので、第１ポンプモータ１２が逆回転する。そして、そのトルクが発進用ギヤ対２１を介して出力軸１６に伝達されるので、後進状態となる。すなわち、後進段では、油圧を介した動力の伝達が生じ、これを図２では、第１ポンプモータ１２について「油圧回収」と記し、第２ポンプモータ１３について「油圧発生」と記してある。
【００６７】
上記のように構成されたこの発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭでは、固定変速段を跨いで変速する際にシンクロの切り替え動作を行う必要があり、その切り替え動作が完了するまでの間は変速比の変化が固定変速段の状態で不可避的に停滞してしまう。したがって、固定変速段を跨いで変速する場合は、固定変速段の状態で変速比の変化が停滞する分だけ変速速度が遅くなってしまう。そのため、特に迅速な変速比の変化が要求される急変速時には、固定変速段に到達するまでの無段変速状態と固定変速段で変速比が停滞する状態とで変速速度が変化することに起因して、乗員に違和感やショックを与えてしまう可能性がある。
【００６８】
そこで、この発明の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭの制御装置では、固定変速段を跨ぐ変速、すなわちシンクロの切り替え動作を伴う変速であっても、変速速度の低下を防止し、違和感のないスムーズな変速を可能にするために、以下に示す制御を実行するように構成されている。その制御例を以下に説明する。
【００６９】
図３は、この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。また、ここでは、第２速固定変速段を跨いだダウンシフト、すなわち第２ポンプモータ１３側の第２シンクロ２３を第３速ギヤ対１９から第１速ギヤ対２０へ切り替える変速を例に挙げて説明する。
【００７０】
図３において、先ず、固定変速段を跨ぐ変速の変速要求の有無が判定される。具体的には、第２シンクロ２３に対する切り替え要求があるか否かが判断される（ステップＳ１）。各シンクロ２３，２４の切り替えは、例えば、図４に示すように、目標変速比（変速比の指令値）が、シンクロ切り替え判断線を越えた場合に実行される。このシンクロ切り替え判断線は、第２速および第３速の固定変速段を跨ぐ変速毎に設定されていて、図４に示す例では、第２速固定変速段を跨ぐアップシフトの際に第２シンクロ２３を第１速ギヤ対２０から第３速ギヤ対１９へ切り替える「１→３判断線」と、第２速固定変速段を跨ぐダウンシフトの際に第２シンクロ２３を第３速ギヤ対１９から第１速ギヤ対２０へ切り替える「３→１判断線」と、第３速固定変速段を跨ぐアップシフトの際に第３シンクロ２４を第２速ギヤ対１８から第４速ギヤ対１７へ切り替える「２→４判断線」と、第３速固定変速段を跨ぐダウンシフトの際に第３シンクロ２４を第４速ギヤ対１７から第２速ギヤ対１８へ切り替える「４→２判断線」とが設定されている。なお、「１→３判断線」と「３→１判断線」との間、および、「２→４判断線」と「４→２判断線」との間には、制御のハンチングを防止するためにヒステリシスが設けられている。
【００７１】
このように、第２シンクロ２３に対する切り替え要求の有無は、その時点の実際の変速比（すなわち実変速比）と目標変速比とに基づいて判断することができる。その第２シンクロ２３に対して切り替え要求がないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御は行わずに、このルーチンを一旦終了する。
【００７２】
これに対して、第２シンクロ２３に対して切り替え要求があったことにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進み、これから実行される変速が急ダウンシフトであるか否かが判断される。この制御における急変速（急ダウンシフト、急アップシフト）とは、変速比が大きく変化する変速を示していて、例えば、実変速比と目標変速比との差が所定値以上ある場合の変速のことである。
【００７３】
したがって、これから実行される変速が、急ダウンシフトであること、すなわち、実変速比と目標変速比との差が所定値以上となるダウンシフトであることにより、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進み、第２シンクロ２３が配置されている側の第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令が出力される。
【００７４】
第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令が出力されると、そのリリーフ圧がゼロになったか否かが判断される（ステップＳ４）。リリーフ圧がゼロになったか否かの判定は、例えば、リリーフ圧をゼロにする指令が出力された時点からの待ち時間Ｔlateを設定しておき、その待ち時間Ｔlateが経過したことによってリリーフ圧がゼロになったと判定することができる。また、その場合の待ち時間Ｔlateは、例えば、予め設定された油温によるマップに基づいて設定することができる。
【００７５】
第２リリーフ弁３９のリリーフ圧が未だゼロでないこと、すなわち、上記の待ち時間Ｔlateが未だ経過していないことにより、このステップＳ４で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ３へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００７６】
これに対して、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧がゼロになったこと、すなわち、上記の待ち時間Ｔlateが経過したことにより、ステップＳ４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進み、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。
【００７７】
ここで、上記の待ち時間Ｔlateは、図５のタイムチャートで時刻ｔ1から時刻ｔ2までの期間で表される時間であり、したがって、図５のタイムチャートにおいて、時刻ｔ1の時点で第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令が出力されると、その時刻ｔ1から待ち時間Ｔlateが経過した時刻ｔ2の時点で、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。
【００７８】
前述したように、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにすることにより、第２ポンプモータ１３がフリーの状態にされ、動力の伝達に関与しない状態にされる。言い換えると、第２ポンプモータ１３と、その第２ポンプモータ１３の側に配置された第２シンクロ２３との間の伝達トルクがゼロに低減され、その間の動力伝達が遮断される。その結果、第２ポンプモータ１３は第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓに対して反力を作用させない状態になり、それに伴って、第２ポンプモータ１３側に配置された第２シンクロ２３も動力の伝達に関与しない状態にされて、切り替え動作を実行可能な状態になる。したがって、第２ポンプモータ１３の押出容積の状態にかかわらず、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにすることにより、第２シンクロ２３の切り替え動作を実行可能な状態にすることができ、そのため、速やかに、言い換えると、押出容積がゼロになるのを待たずに、第２シンクロ２３の切り替え動作を開始して、第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速の変速時間を短縮することができ、ひいては、第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速の変速速度を増大することができる。
【００７９】
続いて、各ポンプモータ１２，１３の押出容積が目標値に制御される（ステップＳ６）。各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2は、変速比をγとして、また各遊星歯車機構３，４のサンギヤ３Ｓ，４Ｓとリングギヤ３Ｒ，４Ｒとの歯数比（すなわち、「サンギヤ３Ｓ，４Ｓの歯数／リングギヤ３Ｒ，４Ｒの歯数」）を共にρとし、各ポンプモータ１２，１３側の動力伝達経路におけるギヤ比をそれぞれκ1，κ2とすると、
γ＝｛（１＋ρ）×（κ1×Ｑ1＋κ2×Ｑ2）｝／（Ｑ1＋Ｑ2）
に示す押出容積Ｑ1，Ｑ2と変速比γとの関係を満たすようにそれぞれ制御される。
【００８０】
例えば図４に示すように、現時点の実変速比Ｒ0から第２速固定変速段を超えて目標変速比Ｒ1まで急ダウンシフトされる場合、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2は、押出容積Ｑ1が、現時点の容積ｑ10から変速後の必要容積である容積ｑ11になるように、また押出容積Ｑ2が、現時点の容積ｑ20から変速後の必要容積である容積q21になるように制御される。
【００８１】
また、エンジン１の回転数制御が実行される（ステップＳ７）。具体的には、エンジン回転数Ｎeは、出力軸１６の回転数をＮoutとすると、その出力軸回転数Ｎoutと変速後の変速比すなわち目標変速比Ｒ1とにより、
Ｎe＝Ｒ1×Ｎout
となるように制御される。
【００８２】
各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2の制御とエンジン１の回転数制御とが実行されると、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了しかつ各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が目標値に到達したか否かが判断される（ステップＳ８）。第２シンクロ２３の切り替え動作が完了した条件と、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が目標値に到達した条件との、少なくともいずれかの条件が未だ満たされていないことにより、このステップＳ８で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ５へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００８３】
これに対して、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了した条件と、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が目標値に到達した条件とがいずれも満たされたことにより、ステップＳ８で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進み、ゼロにされていた第２リリーフ弁３９のリリーフ圧を通常の状態に復帰させるリリーフ圧復帰制御が実行される。そして、エンジン１の回転数制御が終了させられ（ステップＳ１０）、そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００８４】
一方、これから実行される変速が急ダウンシフトでないこと、すなわち、実変速比と目標変速比との差が所定値より小さい通常のダウンシフトであることにより、前述のステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ１１へ進み、そのステップＳ１１以降の、通常のダウンシフトにおけるシンクロおよび各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2の制御が実行される。
【００８５】
すなわち、ステップＳ１１で、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が、その時点で動力伝達状態に設定されているギヤ対における低速段側、この例では、第２速固定変速段を設定する状態になるように制御される。具体的には、第１ポンプモータ１２の押出容積Ｑ1が最大に設定され、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2がゼロに設定される。
【００８６】
なお、この発明による変速制御を適用する対象がアップシフトの場合は、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2が、その時点で動力伝達状態に設定されているギヤ対における高速段側、例えば第３速固定変速段を跨いだアップシフトの場合には、第３速固定変速段を設定する状態になるように制御される。具体的には、第１ポンプモータ１２の押出容積Ｑ1がゼロに設定され、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2が最大に設定される。
【００８７】
続いて、シンクロ切り替え側のポンプモータ、この例では、第２ポンプモータ１３押出容積Ｑ2がゼロになったか否かが判断される（ステップＳ１２）。第２ポンプモータ１３押出容積Ｑ2が未だゼロにならないことにより、このステップＳ１２で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１１へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００８８】
これに対して、第２ポンプモータ１３押出容積Ｑ2がゼロになったことにより、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１３へ進み、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。
【００８９】
そして、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了したか否かが判断される（ステップＳ１４）。第２シンクロ２３の切り替え動作が未だ完了していないことにより、このステップＳ１４で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１３へ戻り、従前の制御が繰り返し実行される。
【００９０】
これに対して、第２シンクロ２３の切り替え動作が完了したことにより、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１５へ進み、前述のステップＳ６と同様に、各ポンプモータ１２，１３の押出容積が目標値に制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００９１】
上記に示したこの発明の制御装置による制御例と、この発明の制御装置による制御を行わない従来の制御例とを比較すると、先ず、図６のタイムチャートで示す従来の制御例では、第２シンクロ２３の切り替え動作を伴うダウンシフトの場合、時刻ｔ5の時点で、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2をゼロにする指令が出力された後に、その押出容積Ｑ2がゼロになった時刻ｔ6の時点で、言い換えると、押出容積Ｑ2がゼロになるのを待って、第２シンクロ２３の切り替え指令が出力される。そして第２シンクロ２３の切り替えが行われ、その切り替え動作の完了が判定される時刻ｔ7の時点で、ゼロにされていた第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2を変速後の目標値ｑ21、すなわち最大に設定する指令が出力される。そしてその押出容積Ｑ2が目標値の容積ｑ21すなわち最大になった後に、第１ポンプモータ１２の押出容積Ｑ1を変速後の目標値ｑ11に設定する指令が出力され、その押出容積Ｑ1が目標値の容積ｑ11になった時刻ｔ8の時点で、このダウンシフトが完了する。
【００９２】
このように、従来の制御による第２シンクロ２３の切り替え動作を伴うダウンシフトにおける変速時間は、図６において時刻ｔ6から時刻ｔ7の期間で表される第２シンクロ２３の切り替え動作に要する切り換え時間Ｔswに、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2を制御する時間（すなわち時刻ｔ5から時刻ｔ6までの時間および時刻ｔ7から時刻ｔ8までの時間）を加えた時刻ｔ5から時刻ｔ8までの時間になる。
【００９３】
これに対して、この発明の制御による第２シンクロ２３の切り替え動作を伴うダウンシフトにおける変速時間は、図５において時刻ｔ2から時刻ｔ3の期間で表される第２シンクロ２３の切り替え動作に要する切り換え時間Ｔswに、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする待ち時間Ｔlateと、その第２リリーフ弁３９のリリーフ圧を通常のレベルまで復帰させる時刻ｔ3から時刻ｔ4までの時間とを加えた時刻ｔ1から時刻ｔ4までの時間になる。
【００９４】
相対的に高圧・大容量となる各ポンプモータ１２，１３と比較して、第２リリーフ弁３９の方が制御応答性がよく、したがって第２リリーフ弁３９のリリーフ圧を制御するための時間は、各ポンプモータ１２，１３の押出容積Ｑ1，Ｑ2を制御するための時間よりも短くて済む。また、第２ポンプモータ１３の押出容積Ｑ2がゼロになるのを待って第２シンクロ２３の切り替えが開始される従来の制御に対して、この発明の制御では、第２リリーフ弁３９のリリーフ圧をゼロにする指令の待ち時間Ｔlateが経過した時点で、押出容積Ｑ2がゼロになるのを待たずに第２シンクロ２３の切り替えを開始することができる。そのため、この発明の制御装置による変速制御を実行することによって、シンクロの切り替え動作を伴う変速の変速時間を従来の変速制御と比べて短縮すること、シンクロの切り替え動作を伴う変速の変速速度を速めることができる。
【００９５】
以上のように、この発明の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置によれば、例えば、第２速固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわち第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、その第２シンクロ２３が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクが低減される。具体的には、第２リリーフ弁３９が開放すなわちそのリリーフ圧がゼロにされて、第２シンクロ２３が配置されている側の動力伝達経路の伝達トルクがゼロにされる。そのため、第２シンクロ２３を動力の伝達に関与しない状態にして、その切り替え動作を実行することが可能な状態にすることができる。その結果、第２シンクロ２３の切り替え動作を即座に実行することができ、固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮し、すなわち変速速度の低下を回避もしくは抑制して、違和感のないスムーズな変速を実行することができる。
【００９６】
そして、上記のような変速制御は、特に変速比の迅速な変化が求められる急変速の判断が成立した場合に実行されるため、その急変速の際に、固定変速段での変速比の変化の停滞を解消し、変速速度を速めることができ、違和感のないスムーズで迅速な急変速を実行することができる。
【００９７】
ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ３の機能的手段が、この発明のリリーフ手段に相当し、ステップＳ３，Ｓ４の機能的手段が、この発明の切り替え側トルク低減手段に相当する。また、ステップＳ４，Ｓ５の機能的手段が、この発明の切替機構制御手段に相当し、ステップＳ４ないしＳ６の機能的手段が、この発明のポンプモータ容量制御手段に相当する。
【００９８】
なお、この発明は上記の具体例に限定されないのであって、対象とする変速機は、図１に示す構成以外のものであってもよく、例えば、油圧のみによって動力を伝達し、かつ変速を行うように構成した変速機であってもよい。すなわち、前述したような静圧式変速機（ハイドロスタティック・トランスミッション：ＨＳＴ）であってもよい。また、歯車機構を主体とした変速機構と並列にＨＳＴを設けて、全体として無段階に変速できるように構成した変速機であってもよい。また、図１に示す例では、前進４段・後進１段の固定変速段を設定できるように構成されているが、この発明で対象とする変速機は、固定変速段の数がそれよりも多くてよく、あるいは反対に少なくてもよい。
【００９９】
また、ポンプモータをシングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構などの差動機構に対する反力機構として用いる場合、その押出容積をゼロから一方向にのみ増大できるいわゆる片振り型のものに限らず、正負の両方向に変化させることのできるいわゆる両振り型のポンプモータを使用することもできる。その場合、歯車機構は、図１と異なる構成とすることができる。
【０１００】
また、ポンプモータや差動機構ならびにギヤ対などの伝動機構の配列は、必要に応じて適宜変更することができ、いわゆるＦＲ車に適するように配置した構成としてもよい。またさらに、動力源は一方の差動機構に直接連結する替わりに、前述したカウンタギヤ対のアイドルギヤに連結してもよい。さらに、ギヤ対に替えてベルトやチェーンなどの機構を用いてもよい。そして、この発明における動力源は、エンジンである必要はなく、電気モータであってもよく、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド駆動装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】この発明で対象とする変速機の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す変速機で各変速比を設定する際の各ポンプモータおよび各シンクロの動作状態をまとめて示す図表である。
【図３】この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。
【図４】この発明の制御装置による制御を実行する際の、変速比およびシンクロの切り替え状態ならびに各ポンプモータの押出容積の状態を模式的に説明する図である。
【図５】この発明の制御装置による制御例を説明するためのタイムチャートである。
【図６】従来の制御例を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…動力源（エンジン，Ｅ／Ｇ）、 ２…入力部材、 ３…第１遊星歯車機構、 ４…第２遊星歯車機構、 １２…可変流体圧ポンプモータ（第１ポンプモータ，ＰＭ１）、 １３…可変流体圧ポンプモータ（第２ポンプモータ，ＰＭ２）、 １４…第１油路、 １５…第２油路、 １６…出力部材（出力軸）、 １７，１８，１９，２０…伝動機構（ギヤ対）、 ２２，２３，２４，２５…切替機構（第１シンクロ，第２シンクロ，第３シンクロ，Ｒシンクロ）、 ３８…第１リリーフ弁、 ３９…第２リリーフ弁、 ４０…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ＴＭ…可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも２つの動力伝達経路と、それら各動力伝達経路を介して伝達されるトルクを押出容積に応じて変化させるように前記各動力伝達経路毎に設けられかついずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第１伝動機構と、他方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第２伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、
前記各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減するリリーフ手段と、
前記切替機構によりいずれかの前記伝動機構の動力伝達状態の切り替えを伴う変速を実行する場合に、前記リリーフ手段を制御して前記動力伝達状態の切り替えが行われる伝動機構が設けられている側の前記伝達トルクを低減する切り替え側トルク低減手段と
を備えていることを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項２】
前記切り替え側トルク低減手段により前記伝達トルクが低減された後に、前記切替機構を動作させる切替機構制御手段と、
前記切替機構制御手段により前記切替機構が動作させられるのと同時に、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を前記変速後の必要容積へそれぞれ変更するポンプモータ容積制御手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項３】
目標変速比と実変速比とに基づく前記変速機の変速状態を判断する変速状態判断手段を更に備え、
前記切り替え側トルク低減手段は、現在の変速が前記変速状態判断手段により目標変速比と実変速比との差が予め定めた閾値以上となる急変速であると判断された場合に、前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項４】
前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、それぞれの吸入口同士を結ぶ第１流路と、それぞれの吐出口同士を結ぶ第２流路とにより互いに連通されているとともに、
前記リリーフ手段は、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第１流路の圧力を調圧可能な第１リリーフ弁と、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第２流路の圧力を調圧可能な第２リリーフ弁と、これら各リリーフ弁の少なくともいずれか一方のリリーフ弁の設定圧力を制御する手段を含む
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項５】
前記切り替え側トルク低減手段は、前記第１リリーフ弁および第２リリーフ弁の少なくともいずれか一方を開放することにより前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項１】
動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも２つの動力伝達経路と、それら各動力伝達経路を介して伝達されるトルクを押出容積に応じて変化させるように前記各動力伝達経路毎に設けられかついずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第１伝動機構と、他方の前記可変容量型流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第２伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、
前記各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減するリリーフ手段と、
前記切替機構によりいずれかの前記伝動機構の動力伝達状態の切り替えを伴う変速を実行する場合に、前記リリーフ手段を制御して前記動力伝達状態の切り替えが行われる伝動機構が設けられている側の前記伝達トルクを低減する切り替え側トルク低減手段と
を備えていることを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項２】
前記切り替え側トルク低減手段により前記伝達トルクが低減された後に、前記切替機構を動作させる切替機構制御手段と、
前記切替機構制御手段により前記切替機構が動作させられるのと同時に、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を前記変速後の必要容積へそれぞれ変更するポンプモータ容積制御手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項３】
目標変速比と実変速比とに基づく前記変速機の変速状態を判断する変速状態判断手段を更に備え、
前記切り替え側トルク低減手段は、現在の変速が前記変速状態判断手段により目標変速比と実変速比との差が予め定めた閾値以上となる急変速であると判断された場合に、前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項４】
前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、それぞれの吸入口同士を結ぶ第１流路と、それぞれの吐出口同士を結ぶ第２流路とにより互いに連通されているとともに、
前記リリーフ手段は、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第１流路の圧力を調圧可能な第１リリーフ弁と、前記第１流路と第２流路との間に設けられかつ前記第２流路の圧力を調圧可能な第２リリーフ弁と、これら各リリーフ弁の少なくともいずれか一方のリリーフ弁の設定圧力を制御する手段を含む
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項５】
前記切り替え側トルク低減手段は、前記第１リリーフ弁および第２リリーフ弁の少なくともいずれか一方を開放することにより前記伝達トルクを低減する手段を含むことを特徴とする請求項４に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−３０７４１（Ｐ２００９−３０７４１Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９６４６１（Ｐ２００７−１９６４６１）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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