(57)【要約】      （修正有）【課題】全体の軸長を短縮して、車両の体格を小さくすることのできる可変容量型ポンプモータ式変速装置を提供する。【解決手段】差動機構６，８に動力源１から伝達される入力トルクに対する反力トルクを与える可変容量型ポンプモータ７，９と、差動機構から出力されたトルクが伝達される中間軸４，５と出力部材との間に設けられ、選択的に動力伝達可能な状態に制御される複数の変速段用伝動機構とを有する変速装置において、中立位置と、その左右両側の第１係合位置および第２係合位置とに移動させられる連結可動体と、動力源が出力したトルクを伝達する入力軸と出力部材との間に設けられ、かつ入力軸の回転数が出力部材の回転数以上になるとトルクを伝達する一方向クラッチと、第１係合位置に配置され、かつ連結可動体に選択的に係合する一方向クラッチの従動部材と、第２係合位置に配置され、かつ連結可動体に選択的に係合する変速段用伝動機構とを備える。【選択図】図１
2010031881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧を発生することに伴う反力を動力源が連結されている差動機構に該動力源から伝達される入力トルクに対する反力トルクとして与える可変容量型ポンプモータと、その差動機構から出力されたトルクが伝達される中間軸と出力部材との間に設けられ、かつ選択的に動力伝達可能な状態に制御される複数の変速段用伝動機構とを有する可変容量型ポンプモータ式変速装置において、
中立位置と、その左右両側の第１係合位置および第２係合位置とに移動させられる連結可動体と、
前記動力源が出力したトルクを伝達する入力軸と前記出力部材との間に設けられ、かつ前記入力軸の回転数が前記出力部材の回転数以上になる場合にトルクを伝達する一方向クラッチと、
前記第１係合位置に配置され、かつ前記連結可動体に選択的に係合する前記一方向クラッチの従動部材と、
前記第２係合位置に配置され、かつ前記連結可動体に選択的に係合する変速段用伝動機構と
を備えていることを特徴とする可変容量型ポンプモータ式変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関などの動力源を差動機構および変速用歯車機構を介して出力部材に伝達し、かつその差動機構に対して可変容量型ポンプモータで反力トルクを与えることにより出力部材のトルクを制御できる変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された変速機は、二組の差動機構における入力要素のそれぞれにエンジンを連結する一方、各差動機構における反力要素に可変容量型のポンプモータを連結するとともに、いずれかのポンプモータは押出容積を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とし、さらに各差動機構における出力要素と出力部材との間に、同期連結機構（シンクロナイザー）を介して選択的にトルク伝達可能とされる複数の変速段用ギヤ対を設けて構成されている。さらに、それらのポンプモータは、いわゆる正回転状態で圧油を吐出する吐出口同士、および圧油を吸入する吸入口同士を連通させる閉油圧回路によって接続されている。
【０００３】
したがって、特許文献１に記載されている変速機では、それぞれのポンプモータの押出容積を所定の容積に設定するとともに、隣接する変速段を設定するための変速段用ギヤ対をトルクを出力部材に対してトルク伝達可能な状態とすることにより、一方のポンプモータがポンプとして機能して油圧を発生し、それに伴う反力が一方の差動機構における反力要素に作用する。その差動機構では、入力要素に動力源からのトルクが作用し、反力要素にはポンプモータによる反力トルクが作用しているので、これらのトルクを合成したトルクが出力要素から所定の変速段用ギヤ対に出力され、そのギヤ比に応じて増幅されたトルクが出力部材に伝達される。
【０００４】
これに対して、他方のポンプモータは前記閉油圧回路を介して圧油が供給されることによりモータとして機能し、そのトルクが他方の差動機構における反力要素に伝達される。その他方の差動機構では、入力要素に動力源からのトルクが入力されているので、そのトルクと反力要素に伝達されたトルクとが合成されて出力要素から所定の変速段用ギヤ対に出力され、そのギヤ比に応じて増幅されたトルクが出力部材に伝達される。すなわち、出力部材には二組の変速用ギヤ対を介して伝達されたトルクを合成したトルクが現れる。そして、そのトルクは、油圧を介して伝達されるトルクの割合すなわちポンプモータの押出容積に応じて変化し、したがって変速比を連続的に変化させることができる。
【０００５】
さらに、特許文献１に記載された変速機で、いずれか一方のポンプモータの押出容積をゼロにすれば、閉油圧回路での圧油の流動が阻止されるので、他方のポンプモータがロックされる。その結果、そのポンプモータが連結されている差動機構の反力要素が固定されるので、動力源が出力した動力は、その差動機構および所定の変速段用ギヤ対を介して出力部材に伝達され、その変速用ギヤ対のギヤ比に応じた変速比（変速段）が設定される。したがってこの場合、油圧を介した動力の伝達が生じないので、動力伝達効率が相対的に良好になる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６４２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように特許文献１に記載されているように、一方のポンプモータの押出容積をゼロにして他方のポンプモータをロックすれば、他方の差動機構における反力要素が固定されるので、動力源が出力した動力は、その差動機構および所定の変速段用ギヤ対を介して出力部材に伝達される。これは、動力を油圧の流動に変換することのないいわゆる機械的な動力伝達になるので、動力の伝達効率が相対的に良好になる。しかしながら、実際には、ポンプモータでの油圧の漏洩が不可避的に生じ、これが動力の損失の原因になるとともに、変速比が低速側に僅かに増大して動力源の回転数が高回転数になる。また、たとえ変速比が“１”の最高速段であっても、そのための変速段用ギヤ対を介して動力を伝達するから、ギヤを介したトルク伝達で不可避的に生じる摩擦が動力損失の要因となる。
【０００８】
そこで、差動機構の反力要素をポンプモータで固定する代わりに、新たに設けたブレーキ機構によってその反力要素を固定することが考えられる。しかしながら、その場合であっても変速段用ギヤ対での動力損失を回避することはできない。また、そのブレーキ機構で反力要素を固定できるとしても、駆動トルクの急変などによるショックを生じることなくブレーキ機構を係合させる技術は知られていない。また、差動機構を構成する部品点数が多くなり、製造コストが嵩むとともに車両の体格が大きくなるという問題があり、このように、上記のポンプモータを備えた変速装置を車両に搭載して使用するためには、未だ改善もしくは開発する余地が多分にあった。
【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、車両に搭載した場合にはいわゆる直結段を構成するための噛み合い式連結機構を一方向クラッチと直列に配置した構成であって、部品点数を少なくすることで全体の軸長を短縮することによって、車両の体格を小さくすることができるとともに製造コストを低減することのできる可変容量型ポンプモータ式変速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、油圧を発生することに伴う反力を動力源が連結されている差動機構に該動力源から伝達される入力トルクに対する反力トルクとして与える可変容量型ポンプモータと、その差動機構から出力されたトルクが伝達される中間軸と出力部材との間に設けられ、かつ選択的に動力伝達可能な状態に制御される複数の変速段用伝動機構とを有する可変容量型ポンプモータ式変速装置において、中立位置と、その左右両側の第１係合位置および第２係合位置とに移動させられる連結可動体と、前記動力源が出力したトルクを伝達する入力軸と前記出力部材との間に設けられ、かつ前記入力軸の回転数が前記出力部材の回転数以上になる場合にトルクを伝達する一方向クラッチと、前記第１係合位置に配置され、かつ前記連結可動体に選択的に係合する前記一方向クラッチの従動部材と、前記第２係合位置に配置され、かつ前記連結可動体に選択的に係合する変速段用伝動機構とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、連結可動体が中立位置とその左右両側の係合位置に選択的に係合されることにより、１つの連結機構で二つの機能を果たすことができるので製造コストを低減することができるとともに、変速装置の軸長を短縮することができるので、体格を小さくして車載性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１はこの発明に係る変速装置の一例を示しており、伝達するべき動力（エネルギ）の形態を変更せずに設定できるいわゆる固定変速比として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り、特にエンジンなどの動力源１を車両の前後方向に向けて搭載するＦＲ車（フロントエンジン・リヤドライブ車）に適するように構成した例である。すなわち、動力源１が出力した動力を伝達する入力軸２と同一の軸線上、もしくはこれに平行な軸線上に、動力を分配し、また伝達および遮断する機構が配置されている。
【００１３】
ここで、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を仮にエンジン１と記す。また、入力軸２はエンジン（Ｅ／Ｇ）１の出力した動力を伝達できる部材であればよく、ドライブプレートや回転軸であってよい。これらエンジン１と入力軸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ることができる。なお、符号３はサブポンプあるいはチャージポンプと称されるオイルポンプで、変速装置内の各部への潤滑油の供給や、後述する各油圧ポンプモータとの間に形成されている油路への圧油の補給などのために使用されるものである。
【００１４】
前記各軸線上に配置されている機構は、入力された動力をそのまま出力し、あるいはその一部をそのまま出力するとともに、他の動力を、エネルギ形態を変換して出力し、さらには空転して動力の伝達を行わないように構成された伝動手段の一種である。図１に示す例では、差動機構と、これに反力を与えかつその反力の可変な反力機構とによって構成されている。差動機構は、要は、三つの回転要素によって差動作用を行うものであればよく、歯車やローラを回転要素とした機構であり、そのうちの歯車式差動機構としては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を使用することができる。また、反力機構は、選択的にトルクを出力できる機構であればよく、油圧などの流体式のポンプモータや電気的に動作するモータ・ジェネレータなどを用いることができる。
【００１５】
図１に示す例では、差動機構としてシングルピニオン型遊星歯車機構が用いられ、また反力を生じさせるための反力機構として可変容量型油圧ポンプモータが用いられている。以下の説明では、エンジン１および入力軸２に平行な第１ドライブ軸４およびこれに回転自在に嵌合させられている第２ドライブ軸５と同一軸線上に配置された遊星歯車機構を仮に第１遊星歯車機構６と記し、また油圧ポンプモータを仮に第１ポンプモータ７と記す。さらに、これと平行に配置されている遊星歯車機構を仮に第２遊星歯車機構８と記し、また油圧ポンプモータを第２ポンプモータ９と記す。なお、第１ポンプモータ７を図にはＰＭ１と記し、第２ポンプモータ９を図にはＰＭ２と記すことがある。
【００１６】
第１ドライブ軸４と第２ドライブ軸５とは中間軸に相当し、これらのうち一方のドライブ軸（この例では、第２ドライブ軸５）は中空構造であって、第１ドライブ軸４の外周側に相互に回転自在に嵌合している。そして、これらのドライブ軸４，５は第１遊星歯車機構６を挟んで第１ポンプモータ７とは軸線方向で反対側に配置されている。
【００１７】
第１遊星歯車機構６は、外歯歯車であるサンギヤＳ１と、これと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤＲ１と、これらのサンギヤＳ１とリングギヤＲ１とに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリアＣ１とを回転要素とするシングルピニオン型の遊星歯車機構である。前記の入力軸２にカウンタギヤ対１０のカウンタドライブギヤ１０Ａが取り付けられており、これに噛み合っている一方のカウンタドリブンギヤ１０Ｂが、第１ポンプモータ７および第１遊星歯車機構６と同一軸線上に回転自在に配置されている。そして、このカウンタドリブンギヤ１０Ｂは、スタート（Ｓ）シンクロ１１を介してリングギヤＲ１に連結されている。
【００１８】
このスタートシンクロ１１はいわゆる発進用切換機構であり、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１とエンジン１との間を選択的にトルク伝達可能な状態にするとともに、リングギヤＲ１の回転を規制すること、すなわちリングギヤＲ１を固定することができるように構成されている。したがってリングギヤＲ１が入力要素となっている。
【００１９】
また、サンギヤＳ１に反力機構としての第１ポンプモータ７のロータ軸７Ａが接続されている。したがってサンギヤＳ１が反力要素となっている。そして、キャリアＣ１に第１ドライブ軸４が連結されている。したがって、キャリヤＣ１が出力要素となっている。
【００２０】
第１ポンプモータ７は、押出容積を変更できる可変容量型であり、この図１に示す例では、特に押出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ものであり、第１遊星歯車機構６と同一軸線上に配置されている。この種の第１ポンプモータ７としては、各種の形式のものを採用することができ、例えば斜板ポンプや斜軸ポンプ、あるいはラジアルピストンポンプなどを用いることができる。
【００２１】
一方、第２遊星歯車機構８は、上記の第１遊星歯車機構６と同様の構成であって、サンギヤＳ２とリングギヤＲ２とこれらに噛み合っているピニオンギヤを自転および公転自在に保持しているキャリアＣ２とを回転要素とし、これら三つの回転要素によって差動作用を行うシングルピニオン型の遊星歯車機構である。
【００２２】
そして上記の第１遊星歯車機構６と同様に、入力軸２に取り付けられたカウンタドライブギヤ１０Ａに噛み合っている他方のカウンタドリブンギヤ１０Ｃが、リングギヤＲ２に連結されている。すなわち、リングギヤＲ２に入力軸２がカウンタギヤ対１０を介して連結されている。したがってリングギヤＲ２が入力要素となっている。また、サンギヤＳ２に反力機構としての第２ポンプモータ９のロータ軸９Ａが接続されている。したがってサンギヤＳ２が反力要素となっている。そして、キャリアＣ２にこれと同一軸線上に配置された第３速駆動ギヤ１２Ａが連結されている。したがってキャリアＣ２が出力要素となっている。
【００２３】
第２ポンプモータ９は、押出容積を変更できる可変容量型であり、図１に示す例では、押出容積をゼロから正負のいずれか一方向に変化させることのできるいわゆる片振り型のものであり、第２遊星歯車機構８に対してエンジン１側（図１の左側）に、第２遊星歯車機構８と同一軸線上に配置されている。この種の第２ポンプモータ９としては、各種の形式のものを採用することができ、例えば斜板ポンプや斜軸ポンプ、あるいはラジアルピストンポンプなどを用いることができる。
【００２４】
ここで、発進用切換機構としてのスタートシンクロ１１について説明すると、このスタートシンクロ１１は、例えば同期連結機構（シンクロナイザー）や噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）もしくは摩擦式クラッチからなるものであって、図１には同期連結機構からなるスタートシンクロ１１が記載されている。このスタートシンクロ１１は、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１に一体のハブにスプライン嵌合したスリーブ１１Ｓを備えており、このスリーブ１１Ｓを挟んだ両側に、前述のカウンタギヤ対１０のカウンタドリブンギヤ１０Ｂおよび例えば変速機のケーシング（図示せず）に固定された固定部１３に一体化させたスプラインが配置されている。
【００２５】
具体的には、スリーブ１１Ｓの図１の左側に、カウンタギヤ対１０のカウンタドリブンギヤ１０Ｂに一体化させたスプラインが配置され、スリーブ１１Ｓの図１の右側に、固定部１３に一体化させたスプラインが配置されている。したがって、スタートシンクロ１１は、そのスリーブ１１Ｓを図１の左側に移動させることにより、カウンタギヤ対１０のカウンタドリブンギヤ１０Ｂを第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１に連結し、スリーブ１１Ｓを図１の右側に移動させることにより、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１を固定部１３に連結してリングギヤＲ１の回転を規制し、すなわちリングギヤＲ１を固定し、さらにスリーブ１１Ｓを中央に位置させることにより、カウンタドリブンギヤ１０Ｂあるいは固定部１３のいずれとも係合せずにニュートラル状態となるように構成されている。
【００２６】
上記のように、この例における第１遊星歯車機構６は、リングギヤＲ１およびサンギヤＳ１およびキャリアＣ１を、それぞれ入力要素および反力要素ならびに出力要素とするシングルピニオン型遊星歯車機構により構成されている。そのため、上記のようにスタートシンクロ１１のスリーブ１１Ｓを図１の右側に移動させてリングギヤＲ１を固定することにより、サンギヤＳ１の回転数に対してキャリアＣ１の回転数を減速することができる。すなわち、第１遊星歯車機構６は、スタートシンクロ１１を動作させて第１遊星歯車機構６の入力要素となっているリングギヤＲ１を固定することにより、第１遊星歯車機構６の反力要素となっているサンギヤＳ１に第１ポンプモータ７の出力トルクが入力された場合に、そのサンギヤＳ１のトルクを増幅して第１遊星歯車機構６の出力要素となっているキャリアＣ１から出力する減速機構として機能する構成となっている。
【００２７】
各ドライブ軸４，５から動力が伝達される出力軸１４が、各ドライブ軸４，５と平行になるように、また入力軸２と同一軸線上に配置されている。したがって、図１に示す変速装置は、その主要部分がいわゆる２軸構造になっている。これら各ドライブ軸４，５と出力軸１４との間には、異なる変速比を設定するための複数の伝動機構が設けられている。これらの各伝動機構は、トルクの伝達に関与した場合にそれぞれの回転数比に応じて、入力軸２と出力軸１４との間の変速比を設定するためのものであり、歯車機構や巻き掛け伝動機構、摩擦車を使用した機構などを採用することができる。図１に示す例では、前進走行のための４つのギヤ対１２，１５，１６，１７と後進走行のためのギヤ対１８とが設けられている。
【００２８】
すなわち、出力軸１４上には、エンジン１側から順に、第３速従動ギヤ１２Ｂ、第１速従動ギヤ１５Ｂ、リバース従動ギヤ１８Ｂ、第４速従動ギヤ１７Ｂ、第２速従動ギヤ１６Ｂが配置されており、これらのうち第３速従動ギヤ１２Ｂおよび第１速従動ギヤ１５Ｂならびにリバース従動ギヤ１８Ｂの三つの従動ギヤは出力軸１４に対して回転自在に嵌合しており、これに対して第４速従動ギヤ１７Ｂおよび第２速従動ギヤ１６Ｂは出力軸１４と一体化されている。
【００２９】
これに対して、前記第２ドライブ軸５には、前記第３速従動ギヤ１２Ｂに噛み合っているカウンタギヤ１２Ｃと、前記第１速従動ギヤ１５Ｂに噛み合っている第１速駆動ギヤ１５Ａと、リバース駆動ギヤ１８Ａとが一体となって回転するように設けられている。したがって、第１速駆動ギヤ１５Ａはリバース駆動ギヤ１８Ａを兼ねている。またリバース駆動ギヤ１８Ａとリバース従動ギヤ１８Ｂとの間には、これらのギヤ１８Ａ，１８Ｂに噛み合っているアイドルギヤ１８Ｃが設けられている。さらに、第１ドライブ軸４は、その外周側の第２ドライブ軸５からその先端側に突出しており、その突出部分には、第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っている第４速駆動ギヤ１７Ａと、第２速従動ギヤ１６Ｂに噛み合っている第２速駆動ギヤ１６Ａとが回転自在に嵌合させられている。
【００３０】
上述した各ギヤ対のうち、前進走行のための変速比（変速段）を設定する第１速ないし第４速のギヤ対１５，１６，１２，１７のギヤ比（従動側のギヤの歯数に対する駆動側のギヤの歯数の比）は、ここに挙げたギヤ対１５，１６，１２，１７の順に小さくなっている。そして、最高速変速比（最高速段）を設定するための第４速ギヤ対１７のギヤ比は、エンジン１の回転数（もしくは入力軸２の回転数）と出力軸１４の回転数との比である変速比が、“１”より僅かに小さい所定値となるギヤ比に設定されている。
【００３１】
その所定値は、油圧の漏れに起因する変速比のズレを考慮して設定され、これは、実験に基づき、もしくはシミュレーションを行うなどのことによって設定できる。より具体的に説明すると、図１に示す構成の変速装置は、後述するように、一方のポンプモータ７をポンプとして動作させるとともに他方のポンプモータ９をモータとして動作させることにより、あるいはいずれかのポンプモータ７，９を圧油の給排が生じないようにロックすることにより入力軸２から出力軸１４にトルクを伝達する。最高速段は、第１ポンプモータ７をロックし、かつ第４速ギヤ対１７をトルク伝達可能な状態にして設定されるが、その場合、第１ポンプモータ７は、反力を生じさせることに伴う高圧を発生するので、シール部などから不可避的に油圧が漏洩する。その結果、第１ポンプモータ７が僅かに回転したり、反力トルクが僅かに低下したりし、これが変速比の増大となって現れる。言い換えれば、変速比がギヤ比などの機械的構造に基づいて定まる値より僅かに大きくなる。第４速ギヤ対１７のギヤ比は、上記の漏れに起因する変速比の増大分を見込んで、変速比が“１”以下となるように設定されている。
【００３２】
上記の各ギヤ対１５，１６，１２，１７，１８を選択的に動力伝達可能な状態にするための切換機構が設けられている。この切換機構は、各ギヤ対１５，１６，１２，１７，１８におけるいずれかの回転自在なギヤを、そのギヤが取り付けられている軸に対してトルクを伝達できるように連結する機構であり、したがって従来の手動変速機などにおける同期連結機構（シンクロナイザー）を使用することができ、あるいは噛み合いクラッチ（ドグクラッチ）や摩擦式クラッチなどを使用することができる。
【００３３】
図１に示す例では、切換機構として同期連結機構が使用されており、上記の第１ドライブ軸４上で、第２速駆動ギヤ１６Ａと第４速駆動ギヤ１７Ａとの間に第１シンクロ２０が配置され、また出力軸１４上で、第１速従動ギヤ１５Ｂとリバース従動ギヤ１８Ｂとの間に第２シンクロ２１が配置され、さらに出力軸１４上で、第１速従動ギヤ１５Ｂと第３速従動ギヤ１２Ｂとの間に第３シンクロ２２が配置されている。これらのシンクロ２０，２１，２２は、従来の手動変速機で用いられているものと同様であって、出力軸１４に一体のハブにスリーブがスプライン嵌合され、そのスリーブを軸線方向に移動することにより次第にスプライン嵌合するチャンファーもしくはスプラインが各従動ギヤに一体に設けられ、さらにスリーブの移動に伴って、従動ギヤ側の所定の部材に次第に摩擦接触して回転を同期させるリングが設けられている。すなわち、同期機構を備えたクラッチ機構である。
【００３４】
したがって第１シンクロ２０は、そのスリーブ２０Ｓを図１の右側に移動させることにより、第２速駆動ギヤ１６Ａを第１ドライブ軸４に連結し、またスリーブ２０Ｓを図１の左側に移動させることにより、第４速駆動ギヤ１７Ａを第１ドライブ軸４に連結し、さらにスリーブ２０Ｓを中央に位置させることにより、いずれの駆動ギヤ１６Ａ，１７Ａとも係合せずにニュートラル状態となるように構成されている。また、第２シンクロ２１は、そのスリーブ２１Ｓを図１の右側に移動させることにより、リバース従動ギヤ１８Ｂを出力軸１４に連結し、またスリーブ２１Ｓを左側に移動させることにより、第１速従動ギヤ１５Ｂを出力軸に連結し、さらにスリーブ２１Ｓを中央に位置させることにより、いずれの駆動ギヤ１８Ｂ，１５Ｂとも係合せずにニュートラル状態となるように構成されている。
【００３５】
上述した入力軸２と出力軸１４とは同一軸線上に配置されていて、それぞれの端部が互いに接近しており、これら入力軸２と出力軸１４との間には、各軸２，４を一体となって回転するように連結するために、第３速従動ギヤ１５Ｂの順に配列されている。その一方向クラッチ２３は、入力軸２と一体の駆動部材と出力軸１４側の従動部材とを有し、駆動部材が従動部材に対して相対的に速く回転しようとする際にこれら駆動部材と従動部材とが係合して両者の間でトルクを伝達し、これとは反対の状態ではトルクの伝達を行わないクラッチ機構である。
【００３６】
そして、その一方向クラッチ２３と第３速従動ギヤ１５Ｂとの間に第３シンクロ２２のスリーブ２２Ｓが軸線方向に移動可能に配置されている。そのスリーブ２２Ｓは、軸線方向での中央の中立位置と、その左右両側の係合位置との合計三つの位置に設定できるように構成され、図１の左側の係合位置で前記一方向クラッチ２３の従動部材と係合してこれを出力軸１４に連結し、また図１の右側の係合位置で第３速従動ギヤ１５Ｂに係合してこれを出力軸１４に連結するように構成されている。
【００３７】
上記の各シンクロ１１，２０，２１，２２，の各スリーブ１１Ｓ，２０Ｓ，２１Ｓ，２２Ｓは、リンケージ（図示せず）を介して手動操作によって切換動作させるように構成することができ、あるいはそれぞれに個別に設けたアクチュエータ（図示せず）によって切換動作させるように構成することができる。また、前述の各ポンプモータ７，９の押出容積、あるいは各アクチュエータの動作は、電子制御装置（ＥＣＵ）２４によって電気的に制御される。この電子制御装置２４は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータおよびプログラムに従って演算を行い、押出容積を設定し、あるいは各シンクロ１１，２０，２１，２２を動作させるための指令信号を出力するようになっている。
【００３８】
つぎに、上記の各ポンプモータ７，９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７，９がいわゆる正回転した場合の吸入口７Ｓ，９Ｓ同士、および吐出口７Ｄ，９Ｄ同士が、図２に示すように、油路２６，２７によって互いに連通され、全体として閉回路を構成している。その油路２６，２７同士の間には、一方の油路２６の圧力が設定圧力を超えた場合に開弁して圧油を他方の油路２７に排出する電磁リリーフ弁２８と、他方の油路２７の圧力が設定圧力を超えた場合に開弁して圧油を一方の油路２６に排出する電磁リリーフ弁２９とが設けられている。なお、これらの電磁リリーフ弁２８，２９は、設定圧を電気的に制御し、あるいは設定圧をゼロにする制御を電気的に行うことのできる電磁弁である。
【００３９】
また、上記の閉回路には流体（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）３０が設けられている。このチャージポンプ３０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３１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。このチャージポンプ３０の吐出口は、前記閉回路における油路２６と油路２７とにそれぞれチェック弁３２，３３を介して連通されている。なお、これらのチェック弁３２，３３は、チャージポンプ３０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３０の吐出圧を調整するためのリリーフ弁３４が、チャージポンプ３０の吐出口に連通されている。このリリーフ弁３４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３１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３０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。
【００４０】
つぎに、上述した変速装置の作用について説明する。図３は、いずれかのギヤ対１５，１６，１２，１７，１８のギヤ比で決まる各変速段を設定する際の第１および第２のポンプモータ（ＰＭ１，ＰＭ２）７，９、および各シンクロ１１，２０，２１，２２，の動作状態をまとめて示す図表であって、この図３における各ポンプモータ７，９についての「０」は、ポンプ容量（押出容積）を実質的にゼロとし、そのロータ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ロータ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「ＰＵＭＰ」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第１あるいは第２のポンプモータ７，９はポンプとして機能している。また、「ＭＯＴＯＲ」は、一方のポンプモータ７（もしくは９）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油圧ポンプモータ９（もしくは７）は軸トルクを発生している。
【００４１】
そして、各シンクロ１１，２０，２１，２２についての「右」、「左」は、それぞれのスリーブ１１Ｓ，２０Ｓ，２１Ｓ，２２Ｓ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「Ｎ」は該当するシンクロ１１，２０，２１，２２をＯＦＦ状態（中立位置）に設定している状態を示し、斜体の「Ｎ」は引き摺りを低減するためＯＦＦ状態（中立位置）に設定していることを示す。
【００４２】
図示しないシフト装置によってニュートラルポジションが選択されていることによりニュートラル状態を設定する際には、各ポンプモータ７，９の押出容積がゼロとされ、また各シンクロ１１，２０，２１，２２がＯＦＦ状態とされる。すなわちそれぞれのスリーブ１１Ｓ，２０Ｓ，２１Ｓ，２２Ｓが中央位置に設定される。したがって、いずれのギヤ対１５，１６，１２，１７，１８も出力軸１４に連結されていないニュートラル状態となる。その結果、各ポンプモータ７，９がいわゆる空回り状態となる。したがって、各遊星歯車機構６，８のリングギヤＲ１，Ｒ２にエンジン１からトルクが伝達されても、サンギヤＳ１，Ｓ２に反力が作用しないため、出力要素であるキャリアＣ１，Ｃ２に連結されている各ドライブ軸４，５にはトルクが伝達されない。
【００４３】
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、スタート（Ｓ）シンクロ１１のスリーブ１１Ｓ、および第１シンクロ２０のスリーブ２０Ｓが、それぞれ図１の右側に移動させられる。そして、第２シンクロ２１のスリーブ２１Ｓが左側に移動させられる。また、第３シンクロがＯＦＦ状態（ニュートラル）に設定させられる。したがって、第１速従動ギヤ１５Ｂが出力軸１４に連結されて、出力軸１４に対してトルク伝達可能な状態になり、また第２速駆動ギヤ１６Ａが第１ドライブ軸４に連結されてトルク伝達可能な状態になる。その結果、第２ドライブ軸５と出力軸１４とが第１速ギヤ対１５を介して連結され、第１ドライブ軸４と出力軸１４とが第２速ギヤ対１６を介して連結される。また、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１がスタートシンクロ１１を介して固定される。
【００４４】
すなわち、ギヤ対の連結状態としては、第１速および第２速を設定する状態となる。そして、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１が固定されるので、第１遊星歯車機構６は、サンギヤＳ１にロータ軸７Ａを介して第１ポンプモータ７の出力したトルクが入力された場合にそのサンギヤＳ１の回転数に対して第１遊星歯車機構６の出力要素であるキャリアＣ１の回転数が減速される減速機構、言い換えると、サンギヤＳ１にロータ軸７Ａを介して第１ポンプモータ７の出力したトルクが入力された場合にそのサンギヤＳ１のトルクに対して第１遊星歯車機構６の出力要素であるキャリアＣ１のトルクが増幅される減速機構として機能する状態となる。
【００４５】
したがって、車両の発進時に、シフトポジションが走行ポジションに切り替えられることに伴い、エンジン１の動力が第２遊星歯車機構８および第３速ギヤ対１２ならびにカウンタギヤ１２Ｃ、第２ドライブ軸５ならびに第１速ギヤ対１５を介して出力軸１４に伝達される動力伝達経路と、第１ポンプモータ７が出力したトルクが第１遊星歯車機構６で増幅されて第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して出力軸１４に伝達される動力伝達経路との２つの動力伝達経路が形成されることになる。
【００４６】
この状態では、車両が未だ停止しているので、第２遊星歯車機構８では、キャリアＣ２が停止している状態でリングギヤＲ２にエンジン１から動力が入力され、したがってサンギヤＳ２がリングギヤＲ２の回転方向とは反対の方向に回転する。この状態で、各ポンプモータ７，９の押出容積を次第に大きくすると、第２ポンプモータ９がポンプとして機能して油圧を発生する。すると、それに伴う反力が第２遊星歯車機構８におけるサンギヤＳ２に作用するので、キャリアＣ２にこれをリングギヤＲ２と同方向に回転させるトルクが現れる。その結果、第３速ギヤ対１２およびカウンタギヤ１２Ｃならびに第１速ギヤ対１５を介して出力軸１４に動力が伝達される。
【００４７】
上記の第２ポンプモータ９はいわゆる逆回転してポンプとして機能しているから、その吸入ポート９Ｓから圧油を吐出し、これが第１ポンプモータ７の吸入ポート７Ｓに供給される。その結果、第１ポンプモータ７がモータとして機能し、そのロータ軸７Ａからいわゆる正回転方向のトルクが出力され、そのトルクが第１遊星歯車機構６におけるサンギヤＳ１に入力される。このとき、第１遊星歯車機構６は、上記のようにリングギヤＲ１が固定されてキャリアＣ１を出力要素とする減速機構として機能するので、サンギヤＳ１に入力されたトルクは、第１遊星歯車機構６で増幅されて第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して出力軸１４に伝達される。すなわち第１ポンプモータ７から出力されたトルクが増幅されて出力軸１４へ伝達される。
【００４８】
このように、車両の発進時には、エンジン１から入力された動力の一部が第２遊星歯車機構８および第３速ギヤ対１２ならびにカウンタギヤ１２Ｃおよび第１速ギヤ対１５を介して出力軸１４に伝達され、また他の動力が圧油の流動の形にエネルギ変換され、これが第１ポンプモータ７に伝達され、さらにこの第１ポンプモータ７から出力軸１４にトルクが増幅されて伝達される。このように発進時には、いわゆる機械的な動力伝達と流体を介した動力伝達が行われ、しかも流体を介した動力伝達の際にはトルクが増幅されて、これらの動力を合算した動力が出力軸１４に出力される。すなわち、発進時には、第１ポンプモータ７が出力するトルクを増幅して変速装置が出力するトルクに付加することができる。言い換えると、車両の発進時に、第１ポンプモータ７の出力トルクを増幅して出力軸１４へ伝達することができ、第２遊星歯車機構８および第２ドライブ軸５および第１速ギヤ対１５を介して出力軸１４へ動力が伝達される動力伝達系統と併せて、２つの動力伝達系統を成立させることができる。その結果、大きな駆動力が要求される車両の発進時に、より大きな駆動トルクを得ることができ、車両の発進加速性を向上することができる。
【００４９】
上記のような動力の伝達状態では、出力軸１４に現れるトルクは、第１速ギヤ対１５を介した機械的伝達のみの場合のトルクより大きくなり、したがって変速装置の全体としての変速比は、第１速ギヤ対１５によって決まるいわゆる固定変速比より大きくなる。また、その変速比は、流体を介した動力の伝達割合に応じて変化する。そのため、第１遊星歯車機構６におけるサンギヤＳ１およびこれに連結されている第１ポンプモータ７の回転数が次第にゼロに近づくのに従って流体を介した動力伝達の割合が低下し、変速機の全体としての変速比は第１速の固定変速比に近づく。そして、第１ポンプモータ７の押出容積が“０”になると、閉回路での圧油の流動が阻止されるので第２ポンプモータ９がロックされ、固定変速比である第１速となる。
【００５０】
こうして第２ポンプモータ９がロックされると、第２遊星歯車機構８のサンギヤＳ２にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第２遊星歯車機構８ではサンギヤＳ２を固定した状態でリングギヤＲ２に動力が入力されるので、出力要素であるキャリアＣ２にはこれをリングギヤＲ２と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第２ドライブ軸５および第１速ギヤ対１５を介して、出力軸１４に伝達される。こうして固定変速比である第１速が設定される。
【００５１】
この第１速の状態で第１シンクロ２０をＯＦＦ状態に設定すれば、すなわちそれらのスリーブ２０Ｓを中立位置に設定すれば、第１ポンプモータ７を連れ回すことがないので、いわゆる引き摺りによる動力の損失を回避することができる。また、第１シンクロ２０のスリーブ２０Ｓを図１の右側、第２シンクロ２１のスリーブ２１Ｓを図１の左側、第３シンクロ２２のスリーブ２２ＳをＯＦＦ状態にそれぞれ設定したまま、スタートシンクロ１１のスリーブ１１Ｓを図１の左側に移動させて、カウンタギヤ対１０のカウンタドリブンギヤ１０Ｂを第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１に連結すれば、入力軸２が、カウンタギヤ対１０および第１遊星歯車機構６および第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して出力軸１４に連結されるので、固定変速比である第２速へのアップシフト待機状態となる。一方、スタートシンクロ１１のスリーブ１１Ｓを図１の右側に移動させて第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１を固定しておけば、第１速より大きい変速比を設定するダウンシフト待機状態となる。
【００５２】
第１速から第２速へのアップシフト待機状態では、第１ポンプモータ７およびこれに連結されているサンギヤＳ１がリングギヤＲ１とは反対の方向に回転している。したがって第１ポンプモータ７の押出容積を正の方向に増大させると、第１ポンプモータ７がポンプとして機能し、それに伴う反力がサンギヤＳ１に作用する。その結果、リングギヤＲ１に入力されたトルクとサンギヤＳ１に作用する反力とを合成したトルクがキャリアＣ１に作用し、これが正回転し、かつその回転数が次第に増大する。言い換えれば、エンジン１の回転数が次第に引き下げられる。そのキャリアＣ１から第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して出力軸１４にトルクが伝達される。
【００５３】
第１ポンプモータ７がポンプとして機能することにより発生した圧油はその吸入ポート７Ｓから第２ポンプモータ９の吸入ポート９Ｓに供給される。そのため、第２ポンプモータ９がモータとして機能して正回転方向にトルクを出力し、これが第２遊星歯車機構８のサンギヤＳ２に作用する。第２遊星歯車機構８のリングギヤＲ２にはエンジン１から動力が入力されているので、そのトルクとサンギヤＳ２に作用するトルクとが合成されてキャリアＣ２から第２ドライブ軸５に出力される。すなわち、油圧を介した動力伝達が、機械的な動力伝達と並行して生じ、出力軸１４にはこれらの動力を合算した動力が伝達される。そして、第１ポンプモータ７の回転数が次第に低下することにより、第１遊星歯車機構６および第２速ギヤ対１６を介した機械的動力伝達の割合が次第に増大し、変速装置の全体としての変速比は、第１速ギヤ対１５で決まる変速比から第２速ギヤ対１６で決まる変速比に次第に低下する。すなわちアップシフトする。その変化は、上述した発進後に固定変速比である第１速に変化する場合と同様に、連続的な変化となる。すなわち、無段変速となる。そして、第１ポンプモータ７の押出容積が最大まで増大し、かつ第２ポンプモータ９の押出容積がゼロになることにより、第１ポンプモータ７がロックされて固定変速比である第２速となる。
【００５４】
すなわち、各ポンプモータ７，９を連通させている閉回路が第２ポンプモータ９によって閉じられることになるので、押出容積が最大になっている第１ポンプモータ７は圧油を供給および吐出できなくなり、その回転が止められる。その結果、第１遊星歯車機構６のサンギヤＳ１にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第１遊星歯車機構６ではサンギヤＳ１を固定した状態でリングギヤＲ１に動力が入力されるので、出力要素であるキャリアＣ１にはこれをリングギヤＲ１と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して、出力軸１４に伝達される。こうして固定変速比である第２速が設定される。
【００５５】
第２速から第３速へのアップシフト待機状態では第２ポンプモータ９およびこれに連結されているサンギヤＳ２がリングギヤＲ２とは反対の方向に回転している。したがって第２ポンプモータ９の押出容積を正の方向に増大させると、第２ポンプモータ９がポンプとして機能し、それに伴う反力がサンギヤＳ２に作用する。その結果、リングギヤＲ２に入力されたトルクとサンギヤＳ２に作用する反力とを合成したトルクがキャリアＣ２に作用してこれが正回転し、そのトルクが第３速ギヤ対１２を介して出力軸１４に伝達される。また、変速比の低下に伴ってエンジン１の回転数が次第に引き下げられる。
【００５６】
第２ポンプモータ９がポンプとして機能することにより発生した圧油はその吸入ポート９Ｓから第１ポンプモータ７の吸入ポート７Ｓに供給される。そのため、第１ポンプモータ７がモータとして機能して正回転方向にトルクを出力し、これが第１遊星歯車機構６のサンギヤＳ１に作用する。第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１にはエンジン１から動力が入力されているので、そのトルクとサンギヤＳ１に作用するトルクとが合成されてキャリアＣ１から第１ドライブ軸４に出力される。すなわち、油圧を介した動力伝達が、機械的な動力伝達と並行して生じ、出力軸１４にはこれらの動力を合算した動力が伝達される。そして、第２ポンプモータ９の回転数が次第に低下することにより、第２遊星歯車機構８および第３速ギヤ対１２を介した機械的動力伝達の割合が次第に増大し、変速装置の全体としての変速比は、第２速ギヤ対１６で決まる変速比から第３速ギヤ対１２で決まる変速比に次第に低下する。すなわち、アップシフトする。その変化は、上述した発進後に固定変速比である第１速に変化する場合や第１速から第２速にアップシフトする場合と同様に、連続的な変化となる。すなわち、無段変速となる。そして、第２ポンプモータ９の押出容積が最大まで増大し、かつ第１ポンプモータ７の押出容積がゼロになって閉回路での圧油の流動が阻止されることにより、固定変速比である第３速となる。
【００５７】
すなわち、第２遊星歯車機構８のサンギヤＳ２にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第２遊星歯車機構８ではサンギヤＳ２を固定した状態でリングギヤＲ２に動力が入力されるので、出力要素であるキャリアＣ２にはこれをリングギヤＲ２と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第２ドライブ軸５および第３速ギヤ対１２を介して、出力軸１４に伝達される。こうして固定変速比である第３速が設定される。
【００５８】
第３速から第４速へのアップシフト待機状態では、第１ポンプモータ７およびこれに連結されているサンギヤＳ１がリングギヤＲ１とは反対の方向に回転している。したがって第１ポンプモータ７の押出容積を正の方向に増大させると、第１ポンプモータ７がポンプとして機能し、それに伴う反力がサンギヤＳ１に作用する。その結果、リングギヤＲ１に入力されたトルクとサンギヤＳ１に作用する反力とを合成したトルクがキャリアＣ１に作用してこれが正回転し、そのトルクが第１ドライブ軸４に伝達され、さらに第４速ギヤ対１７を介して出力軸１４に伝達される。また、変速比の低下に伴ってエンジン１の回転数が次第に引き下げられる。
【００５９】
第１ポンプモータ７がポンプとして機能することにより発生した圧油はその吸入ポート７Ｓから第２ポンプモータ９の吸入ポート９Ｓに供給される。そのため、第２ポンプモータ９がモータとして機能して正回転方向にトルクを出力し、これが第２遊星歯車機構８のサンギヤＳ２に作用する。第２遊星歯車機構８のリングギヤＲ２にはエンジン１から動力が入力されているので、そのトルクとサンギヤＳ２に作用するトルクとが合成されてキャリアＣ２から第３速ギヤ対１２およびカウンタギヤ１２Ｃを介して第２ドライブ軸５に出力される。すなわち、油圧を介した動力伝達が、機械的な動力伝達と並行して生じ、出力軸１４にはこれらの動力を合算した動力が伝達される。そして、第１ポンプモータ７の回転数が次第に低下することにより、第１遊星歯車機構６および第４速ギヤ対１７を介した機械的動力伝達の割合が次第に増大し、変速装置の全体としての変速比は、第３速ギヤ対１２で決まる変速比から第４速ギヤ対１７で決まる変速比に次第に低下する。すなわち、アップシフトする。その変化は、上述した各固定変速比の間での変速と同様に、連続的な変化となる。すなわち、無段変速となる。そして、第１ポンプモータ７の押出容積が最大まで増大し、かつ第２ポンプモータ９の押出容積がゼロになって閉回路での圧油の循環が阻止されることにより、固定変速比である第４速となる。
【００６０】
すなわち、第１遊星歯車機構６のサンギヤＳ１にはこれを固定するトルクが作用することになる。そのため、第１遊星歯車機構６ではサンギヤＳ１を固定した状態でリングギヤＲ１に動力が入力されるので、出力要素であるキャリアＣ１にはこれをリングギヤＲ１と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第１ドライブ軸４に伝達され、さらに第４速ギヤ対１７を介して、出力軸１４に伝達される。こうして固定変速比である第４速が設定される。
【００６１】
第４速では、エンジン１もしくは入力軸２から、カウンタギヤ１０Ａ，１０Ｂおよび第１遊星歯車機構６、第４速ギヤ対１７を介して出力軸１４に動力が伝達され、したがってこれらのギヤのギヤ比を総合したギヤ比が、変速装置としての変速比となる。この発明に係る変速装置では、その第４速での変速比が、前述したように、“１”より僅かに小さい値に設定されている。その“１”を僅かに下回る値は、変速装置に掛かる負荷およびそれに起因する圧油の漏れに応じて設定されている。すなわち、第１ポンプモータ７によってサンギヤＳ１が固定され、これに対してリングギヤＲ１にはエンジン１から動力が入力されているので、出力要素であるキャリヤＣ１が、第１遊星歯車機構６のギヤ比（サンギヤＳ１の歯数とリングギヤＲ１の歯数との比）に応じた回転数で回転する。
【００６２】
これに対して、エンジン１が最大トルクを出力しているなどの最大トルク時には、第１ポンプモータ７における圧力が最大になる。そのために不可避的もしくは設計上許容されている圧油の漏れが生じ、第１ポンプモータ７およびこれが連結されているサンギヤＳ１が低速で逆回転する。その結果、出力要素であるキャリヤＣ１に対するリングギヤＲ１の相対的な回転数が増大する。リングギヤＲ１には入力軸２を介してエンジン１が連結されているので、上記のような圧油の漏れが生じると、エンジン１の回転数が増大し、変速比は、圧油の漏れが生じない場合すなわち無負荷の場合に比較して僅かに大きくなる。この発明に係る変速装置では、このような圧油の漏れに伴う変速比の変化を考慮して、固定変速比である第４速の変速比が“１”以下になるように、第４速ギヤ対１７のギヤ比を設定してあるので、第４速で最大トルクが作用している状態であっても、出力軸１４の回転数は入力軸２の回転数以上となる。
【００６３】
このように第４速が設定されている状態では、出力軸１４が入力軸２の回転数以上の回転数で回転するので、第３クラッチ２２のスリーブ２２Ｓを図１の左側に移動させて、一方向クラッチ２３の従動部材を出力部材に連結させても一方向クラッチ２３がトルク伝達する状態に係合することがなく、すなわち出力軸１４に係合するように動作させると、出力軸１４との回転数の差を吸収する同期作用を伴って出力軸１４に係合する。その場合、一方向クラッチ２３は、上記のように解放状態になっているので、同期作用に伴って吸収するべきエネルギは、一方向クラッチ２３における従動部材を回転させる程度の軽微なものとなる。したがって、その係合を容易に行うことができる。さらに、出力軸１４のトルクが殆ど変化しないので、いわゆる変速ショックが悪化することはない。
【００６４】
この第４速が設定されている状態でエンジン１の出力トルクが一時的に低下したり、出力軸１４の回転数が一時的に増大するなど、第４速ギヤ対１７で伝達するトルクすなわち第１シンクロ２０に掛かるトルクが低下した際に第１シンクロ２０のスリーブ２０Ｓを中立位置に移動させると、第４速ギヤ対１７を介したトルクの伝達が断たれるので、エンジン１の回転数が相対的に増大する。その結果、一方向クラッチ２３が係合し、入力軸２と出力軸１４とが、一方向クラッチ２３および第３シンクロ２２を介して直結される。すなわち、直結段が設定される。その場合、一方向クラッチ２３から係合することによる回転数の変化はわずかであるから、係合ショックが生じることがなく、スムースに直結段を設定することができる。
【００６５】
したがって、この発明に掛かる変速装置では、第３シンクロ２２が、第３速従動ギヤ１２Ｂを出力軸１４に連結する機能と、一方向クラッチ２３の従動部材を出力軸１４に連結する機能との二つの機能を果たすので、全体として必要とする構成部材の数を少なくすることができ、ひいては全体として構成を小型化し、車載性を向上させることができる。
【００６６】
つぎに後進段について説明する。シフトポジションがニュートラルポジションからリバースポジションに切り替えられるなどのことによって後進段を設定する指示が行われると、スタートシンクロ１１のスリーブ１１Ｓが図１の右側に移動させられて、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１が固定部１３に連結され、リングギヤＲ１が固定された状態になる。また第１シンクロ２０のスリーブ２０Ｓが図１の右側に移動させられて第２速駆動ギヤ１６Ａが第１ドライブ軸４に連結され、第２速ギヤ対１６がトルク伝達可能な状態になる。さらに、第２シンクロ２１のスリーブ２１Ｓが図１の右側に移動させられて、リバース従動ギヤ１８Ｂが出力軸１４に連結される。すなわち、入力軸２から第２遊星歯車機構８および第３速ギヤ対１２ならびにカウンタギヤ１２Ｃおよび第２ドライブ軸５ならびにリバースギヤ対１８を経由して出力軸１４に到る動力伝達経路と、第１ポンプモータ７のロータ軸７Ａから第１遊星歯車機構６および第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を経由して出力軸１４に到る動力伝達経路との２つの動力伝達経路が形成される。
【００６７】
この状態で第２ポンプモータ９の押出容積を次第に増大させる。また、第１ポンプモータ７の押出容積を、上述した前進段（前進走行）の場合とは反対の負の方向に次第に増大させる。車両が停止している状態では出力軸１４は回転していないから、これに連結された第１ポンプモータ７は停止している。これに対して、第２遊星歯車機構８では第２ドライブ軸５に連結されているキャリアＣ２が固定されている状態でリングギヤＲ２にエンジン１から動力が入力されるから、サンギヤＳ２およびこれに連結されている第２ポンプモータ９がリングギヤＲ２とは反対方向に回転している。なお、第２ポンプモータ９の押出容積をゼロにしておくことにより、第２ポンプモータ９は空転するのみで油圧を発生しない。
【００６８】
したがって、第２ポンプモータ９のトルク容量を次第に増大させると、第２ポンプモータ９がポンプとして機能し、油圧を発生する。それに伴う反力がサンギヤＳ２に作用するので、出力要素であるキャリアＣ２にはこれを前進走行時と同方向に回転させるトルクが生じ、これが第３速ギヤ対１２およびカウンタギヤ１２Ｃを介して第２ドライブ軸５に伝達される。この第２ドライブ軸５と出力軸１４との間に配置されているリバースギヤ対１８は、アイドルギヤ１８Ｃを備えているので、第２ドライブ軸５が前進走行時と同方向に回転すると、出力軸１４はこれとは反対に方向に回転し、したがって後進走行することになる。
【００６９】
また、第２ポンプモータ９がポンプとして機能して発生した圧油が、その吸入ポート９Ｓから第１ポンプモータ７の吸入ポート７Ｓに供給される。その第１ポンプモータ７の押出容積は上述したように負側に設定されるから、第１ポンプモータ７は、圧油が吸入ポート７Ｓに供給されることにより、前進走行時とは反対方向に回転し、そのトルクが第１遊星歯車機構６および第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して出力軸１４に伝達される。
【００７０】
このとき、第１遊星歯車機構６は、第１遊星歯車機構６のリングギヤＲ１が固定されているため、前述の発進時と同様に、キャリアＣ１を出力要素とする減速機構として機能するので、サンギヤＳ１に入力されたトルクは、第１遊星歯車機構６で増幅されて第１ドライブ軸４ならびに第２速ギヤ対１６を介して出力軸１４に伝達される。すなわち第１ポンプモータ７から出力されたトルクが増幅されて出力軸１４へ伝達される。
【００７１】
したがって、エンジン１から入力された動力の一部が第２遊星歯車機構８およびリバースギヤ対１８を介して出力軸１４に伝達され、また他の動力が圧油の流動の形にエネルギ変換され、これが第１ポンプモータ７に伝達され、さらにこの第１ポンプモータ７から出力軸１４に、トルクが増幅されて伝達される。すなわち、後進時においても、前進方向への発進時と同様に、いわゆる機械的な動力伝達と流体を介した動力伝達が行われ、しかも流体を介した動力伝達の際にはトルクが増幅されて、これらの動力を合算した動力が出力軸１４に出力される。そのため、前進方向への発進時と同様、大きな駆動力が要求される車両の後進方向への発進時においても、より大きな駆動トルクを得ることができる。
【００７２】
そして、第２ポンプモータ９の押出容積を次第に大きくすることによりその回転数が次第に低下し、それに伴って流体を介した動力伝達の割合が次第に低下するので、変速比はリバースギヤ対１８のギヤ比によって決まる変速比に次第に低下する。すなわち、変速比が連続的に変化する。そして、各ポンプモータ７，９の押出容積を最大にすることにより、固定変速比としての後進段が設定される。
【００７３】
ここで、上述したこの発明に係る変速装置を対象とした制御について簡単に説明する。図４は、図１に示す構成の変速装置を車両に搭載した場合の制御例であり、先ず、アクセル開度θやエンジン回転数Ｎｅならびに車速Ｖなどの走行状態を示すデータが読み込まれ、それに基づいて目標変速比が算出され、その算出結果として変速比が“１”以下へのアップシフト（最高速段へのアップシフト）の指令が出力される（ステップＳ１）。その結果、変速比は最高速段の変速比に向かって次第に小さくなり、また車速の増大に応じて出力軸１４の回転数が上昇する。
【００７４】
ついで、その出力軸１４の回転数（出力回転数）が入力軸２の回転数（入力回転数）よりも高回転数か否かが判断される（ステップＳ２）。これら回転数は、各軸２，１４に対応して設けたセンサー（図示せず）によって検出することができる。このステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわち入力回転数が出力回転数以上であれば、従前の制御状態を維持する。これとは反対に、出力回転数が入力回転数より高回転数になっていることによりステップＳ２で肯定的に判断された場合には、第３シンクロ２２のスリーブ２２Ｓを図１の左側に移動させて一方向クラッチ２３の従動部材に連結（左へＯＮ）させる（ステップＳ３）。
【００７５】
この場合、出力回転数の方が入力回転数より高回転数になっているので、一方向クラッチ２３は解放状態になっていて、正回転方向でのトルクの伝達は生じない。したがって、一方向クラッチ２３の一方の回転部材の回転数を変化させるだけであるから、その同期機構に掛かる負荷は僅かである。そのため、容易かつ迅速に一方向クラッチ２３を切り替え動作させることができ、またショックを防止できる。
【００７６】
さらに、各ポンプモータ７，９が発生するトルクが低下させられる（ステップＳ４）。この制御は種々可能であって、例えば前述した各電磁リリーフ弁２８，２９のうち高圧が作用するリリーフ弁２８（もしくは２９）をＯＦＦに制御して各ポンプモータ７，９による油圧を低下させ、あるいは第４速でロックされている第１ポンプモータ７の押出容積をゼロに向けて低下させる。このように制御することにより各遊星歯車機構６，８のサンギヤＳ１，Ｓ２にトルクが作用しないので、これらの遊星歯車機構６，８および各ドライブ軸４，５を介した出力軸１４へのトルクの伝達が行われなくなる。
【００７７】
したがって、各シンクロ１１，２０，２１，２２にはトルクが殆ど掛からないので、そのスリーブを移動させることができる。そこで、電磁リリーフ弁２８，２９をＯＦＦに制御する指令を出力した後に、第１シンクロ２０のスリーブ２０Ｓを図１の中央に移動させてニュートラル状態に切り替える（ステップＳ５）。こうすることにより、エンジン１から出力軸１４に対するトルクの伝達は、入力軸２および一方向クラッチ２３を介して行われ、いわゆる直結段が設定される。
【００７８】
そして、直結段への変速制御に対して、直結段からのダウンシフトは以下のように制御される。すなわち、上記のステップＳ５で直結段が設定された後、アクセル開度θおよびエンジン回転数Ｎｅならびに車速Ｖなどの走行状態を示すデータに基づいて変速比を“１”以上にするダウンシフトが判断される（ステップＳ６）。ダウンシフトを行う状況にないことによりステップＳ６で否定的に判断された場合には、直前の制御状態すなわち直結段を維持する。これに対してダウンシフトの判断が成立してステップＳ６で肯定的に判断されてその指令信号が出力されると、第１シンクロ２０におけるスリーブ２０Ｓが図１の左側に移動させられる（ステップＳ７）。すなわち、第４速駆動ギヤ１７Ａが第１ドライブ軸４に連結され、また第３速従動ギヤ１２Ｂが出力軸１４に連結される。その場合、電磁リリーフ弁２８，２９がＯＦＦになっていて各ポンプモータ７，９は油圧を発生しないので、この第１シンクロ２０にトルクが作用しておらず、したがってその第１シンクロ２０Ｓを容易に係合状態に切り替えることができる。なお、その際の回転数差は、それぞれの同期機構によって吸収される。
【００７９】
こうして第４速以下の低速側変速比への待機状態もしくは第４速への待機状態が設定されると、変速比は第４速ギヤ対１７のギヤ比で決まる変速比もしくはその変速比よりも油圧の漏れ分、大きい変速比となり、入力回転数より出力回転数が高回転数になる。その後もしくはほぼ同時に、各電磁リリーフ弁２８，２９がＯＮ制御される（ステップＳ８）。その結果、閉回路２６，２７に油圧が発生するが、第２ポンプモータ９の押出容積がゼロになっているので、閉回路２６，２７での圧油の流動が阻止され、第１ポンプモータ７はロック状態に維持される。すなわち、エンジン１が出力した動力は、第４速ギヤ対１７を介して出力軸１４に伝達される。この場合、エンジン１から出力軸１４に対するトルクの伝達経路が切り替わることにより変速比が僅かなりとも変化（アップシフト）するので、エンジン回転数の変化を緩やかにするために、各電磁リリーフ弁２８，２９によるリリーフ圧は所定の小さい変化勾配で上昇させる。
【００８０】
さらに、第３シンクロ２２のスリーブ２２Ｓを、図１の中央に移動させてこれをニュートラル状態とする（ステップＳ９）。その場合、入力回転数が出力回転数より低回転数となっているので、一方向クラッチ２３は解放状態になっており、第３シンクロ２２のスリーブ２２Ｓを容易かつ迅速にニュートラル位置に切り替えることができる。
【００８１】
なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、変速段用歯車機構はギヤ対に限られず、ベルトやチェーンを用いた機構などであってもよい。各ポンプモータ７，９から排圧する手段として前記電磁リリーフ弁に代えて適宜の開閉弁を設けてもよい。さらに、この発明における出力部材は出力軸以外にギヤなどの回転部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】この発明に係る変速装置の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】そのポンプモータを連通させている閉回路の構成を示す油圧回路図である。
【図３】図１に示す変速装置における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４】この発明に係る制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００８３】
１…エンジン（動力源）、  ２…入力軸、  ４…第１ドライブ軸、  ５…第２ドライブ軸、  ６…第１遊星歯車機構、  Ｓ１…サンギヤ、  Ｒ１…リングギヤ、  Ｃ１…キャリア、  ７…第１ポンプモータ、  ８…第２遊星歯車機構、  ９…第２ポンプモータ、  Ｓ２…サンギヤ、  Ｒ２…リングギヤ、  Ｃ２…キャリア、  １０…カウンタギヤ対、  １４…出力軸、  １５…第１速ギヤ対、  １６…第２速ギヤ対、  １２…第３速ギヤ対、  １７…第４速ギヤ対、  １８…リバースギヤ対、  ２０…第１シンクロ、  ２１…第２シンクロ、  ２２…第３シンクロ、  ２３…一方向クラッチ、  ２４…電子制御装置、  ２６，２７…油路、  ２８，２９…電磁リリーフ弁。
【図１】
2010031881.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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