(57)【要約】【課題】走行動特性の改善された走行駆動部のためのパワースプリット型変速機の銅行動特性を改善する。【解決手段】変速機入力側と結合可能な第１ハイドロリック機構１６と、作動管路４２，４４を介して第１ハイドロリック機構１６と接続可能でありかつ変速機出力側と結合可能な第２ハイドロリック機構１８とを備えたハイドロリック式パワー分岐１２と、ハイドロリック機構の押しのけ容積を調節する調節装置１７，１９と、変速機入／出力側と結合可能なパワー分岐１４と、変速比制御用の制御装置３４が設けられている。制御装置３４は押しのけ容積目標値により調節装置１７，１９を制御可能であり、押しのけ容積目標値は、ハイドロリック機構の押しのけ容積が最大値に到達する、または最大値から減少する、変速機２の走行レンジにおいて、目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行駆動部（１）のためのパワースプリット型変速機において、
変速機入力側（４）と変速機出力側（２４）が設けられており、該変速機入力側（４）と該変速機出力側（２４）の回転数によって、前記変速機（２）の実際の変速比（ｒ）を規定可能であり、
前記変速機入力側（４）と結合可能な第１ハイドロリック機構（１６）と、第１作動管路（４２）および第２作動管路（４４）を介して前記第１ハイドロリック機構（１６）と流体接続可能でありかつ前記変速機出力側（２４）と結合可能な第２ハイドロリック機構（１８）とを備えたハイドロリック式パワー分岐（１２）が設けられており、
前記ハイドロリック機構（１６，１８）の少なくとも一方は、該ハイドロリック機構の押しのけ容積（ＶP，ＶM）を調節するための調節装置（１７，１９）を有しており、
前記変速機入力側（４）および前記変速機出力側（２４）と結合可能な別のパワー分岐（１４）と、
前記変速比（ｒ）を制御するための制御装置（３４）が設けられており、
該制御装置（３４）により、押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて少なくとも一方の調節装置（１７，１９）を制御可能であり、前記押しのけ容積目標値（ＶPss，ＶMs）は少なくとも、前記ハイドロリック機構（１６，１８）のうち一方のハイドロリック機構の押しのけ容積（ＶP，ＶM）が最大値に到達する、または該最大値から減少する、前記変速機（２）の走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）において、目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更されるように、前記制御装置（３４）が構成されていることを特徴とする、
走行駆動部（１）のためのパワースプリット型変速機。
【請求項２】
前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方はそれぞれ１つの調節装置（１７，１９）を有しており、該調節装置（１７，１９）は前記制御装置（３４）により押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて制御可能であり、該押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）は少なくとも前記走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）において目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更されている、請求項１記載の変速機。
【請求項３】
前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記押しのけ容積目標値の一方（ＶPs，ＶMs）または両方（ＶPs，ＶMs）が少なくとも、前記走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）および／または前記変速比（ｒ）および／または前記変速機（２）のパワーフロー方向（Ｐ+/-）に依存して、および／または前記作動管路（４２，４４）のうち一方の作動管路の作動圧力（ＰA,B）および／または作動管路（４２，４４）の限界作動圧力（Ｐmax）に依存して、および／または圧力媒体温度（ＴP）および／または変速機入力回転数（ｎE）に依存して変更されるように構成されている、請求項１または２記載の変速機。
【請求項４】
前記第２ハイドロリック機構（１８）は調節装置（１９）を有しており、前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記第２ハイドロリック機構（１８）の押しのけ容積目標値（ＶMs）が少なくとも前記変速比（ｒ）の第１インターバルにおいて、最大押しのけ容積目標値の分数値に制限されるよう変更されるように構成されている、請求項１から３のいずれか１項記載の変速機。
【請求項５】
前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方の調節装置（１７，１９）をほぼ同時に制御可能であるように構成されている、請求項１から４のいずれか１項記載の変速機。
【請求項６】
前記制御装置（３４）は、前記変速比（ｒ）の第２インターバルにおいて前記ハイドロリック機構（１６，１８）の押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）が、ゼロとは異なる異符号の勾配をそれぞれ有することができるように構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載の変速機。
【請求項７】
前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記押しのけ容積目標値の一方（ＶPs，ＶMs）または両方（ＶPs，ＶMs）が少なくとも、前記ハイドロリック機構（１６，１９）のうち一方のハイドロリック機構のデッドタイム（ｔp，ｔM）または応答時間に依存して変更されるように構成されている、請求項１から６のいずれか１項記載の変速機。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載のパワースプリット型変速機（２）の変速比（ｒ）を制御する方法において、
少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を求めるステップと、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）の調節装置（１７，１９）を、前記変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて制御するステップと
を有することを特徴とする、
パワースプリット型変速機（２）の変速比（ｒ）を制御する方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を求める前記ステップを少なくとも、前記走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）および／または前記変速機（２）のパワーフロー方向（Ｐ+/-）および／または変速比（ｒ）に依存して、および／または前記作動管路（４２，４４）のうち一方の作動管路の作動圧力（ＰA,B）および／または前記作動管路（４２，４４）のうち一方の作動管路の限界作動圧力（Ｐmax）に依存して、および／または圧力媒体温度（Ｔp）および／または変速機入力回転数（ｎE）に依存して行う、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１および前記第２ハイドロリック機構（１８）は調節装置（１９）を有しており、
前記第２ハイドロリック機構（１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶMs）を求める前記ステップを、前記変速比（ｒ）の少なくとも第１インターバルにおいて、前記第２ハイドロリック機構のための押しのけ容積目標値を、最大押しのけ容積目標値の分数値に制限するステップを少なくとも介して行う、
請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方は調節装置（１７，１９）を有しており、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）の調節装置（１７，１９）を前記変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて制御する前記ステップを、それぞれ他方のハイドロリック機構（１８，１６）の調節装置（１９，１７）を押しのけ容積目標値を用いて制御するステップと時間的にほぼ同時に行う、
請求項８から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方は調節装置（１７，１９）を有しており、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を求める前記ステップを少なくとも、前記ハイドロリック機構（１６，１８）のうち一方のハイドロリック機構のデッドタイム（ｔp，ｔM）または応答時間に依存して行う、
請求項８から１１のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の走行駆動部のためのパワースプリット型変速機および請求項８の上位概念に記載の変速機の変速比を制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭で述べた形式の走行駆動部のためのパワースプリット型変速機殊に移動型作業機械たとえばホイールローダーの走行駆動部ためのパワースプリット型変速機は、固定変速比または可変変速比で駆動可能な機械式パワー分岐のほかにも別のパワー分岐を有している。この別のパワー分岐は、ハイドロリックポンプとハイドロリックモータを備えたハイドロリック変速機分岐としてハイドロリック閉回路で形成されている。この場合、少なくともハイドロリックポンプは調節可能な押しのけ容積を有しており、それによりこのハイドロリック変速機分岐を介して、パワースプリット型変速機のすべての変速比を無段階で変更可能である。ハイドロリックモータは、調節可能な押しのけ容積を有するようにも、または一定の押しのけ容積を有するようにも構成することができる。
【０００３】
遊星歯車伝動装置として構成されることの多い変速機の合算部を介して、両方のパワー分岐のパワーを合成し、変速機出力側たとえば変速機出力軸へ伝達することができる。さらにこれらのパワー分岐は変速機入力側たとえば変速機入力軸を介して、走行駆動部の駆動機械たとえば内燃機関好ましくはディーゼルエンジンと結合可能であり、あるいは結合されている。
【０００４】
この場合、ハイドロリック機構の押しのけ容積の調節は、そのつど課されている要求に合わせて、有利にはエレクトロハイドロリック式の調節装置を介して行われる。そのためこの装置に対し、たとえば電磁的に操作可能な比例方向制御弁を介して、制御圧力媒体を加えることができる。その際にこの弁は、変速機または走行駆動部の制御装置によって、そのつど課されている要求に応じた押しのけ容積値を用いて制御される。走行速度の要求はたとえばドライバにより操作されるアクセルペダルを介して行われ、このペダル自体は制御装置と接続されている。制御装置はハイドロリックポンプのために、および場合によってはハイドロリックモータのために、上述の要求と変速機の運動力学方程式（インバースキネマティクス）に基づき、調節可能なハイドロリック機構各々の押しのけ容積に対する目標値を求める。目下の走行速度は、回転数センサによって制御装置へフィードバックされる。
【０００５】
冒頭で述べた形式のパワースプリット型変速機については、たとえば刊行物DE 10 2007 037 107 A1およびDE 10 2007 037 664 A1に開示されている。これらは複数の走行レンジを有している。ハイドロリック式の走行レンジが生じるのは、変速機の入力軸と出力軸との間のパワー伝達に対し、機械式変速機分岐を迂回してハイドロリック式パワー分岐のみが関与する場合である。これとは逆に、もっぱら機械式の走行レンジが生じるのは、機械式パワー分岐のみが関与する場合である。両方のパワー分岐がパワー伝達に関与する場合、走行レンジはパワースプリット型とみなされる。
【０００６】
車両が加速しているときには順々に複数の走行レンジを通過し、それらの走行レンジ内において複数の走行レンジ区間を通過する。始動時には、もっぱらハイドロリック式の第１走行レンジを選択するのが有利である。その際にできるかぎり始動トルクを高める目的で、第１走行レンジ区間中、調節可能なハイドロリックモータはさしあたりその最大押しのけ容積となるよう調節されてそれが一定に保持される一方、ハイドロリックポンプの押しのけ容積は、要求されている速度に従い既述の制御装置によって常に目下の要求に合わせて、最小値たとえばゼロからスタートして高められる。ハイドロリックポンプの押しのけ容積が最大値に達すると、ハイドロリック走行レンジにおける第１走行レンジ区間から第２走行レンジ区間へと切り替わる。この走行レンジ区間において制御装置は、ハイドロリックポンプの押しのけ容積を以降は一定に保持する一方、ハイドロリックモータの押しのけ容積は要求されている速度に応じて、既述の制御装置により目下の要求に合わせて低減される。
【０００７】
適切な切替判定基準に達すると、機械式分岐の結合部材を介して合算部との接続が行われ、それによってパワー分岐された走行レンジが選択され、第３走行レンジ区間が続くようになる。この走行レンジでは、合算部のコンセプトに従い速度もしくは変速比をさらに高めることができ、これをたとえば一方または両方のハイドロリック機構の吸入容積の増大および／または吐出容積の低減によって行うことができる。後続の走行レンジを形成するために、さらに次の変速段を両方のパワー分岐と結合することができる。
【０００８】
公知の解決手段の欠点は以下の通りである。すなわち、ある走行レンジから別の走行レンジへ移行するとき、またはある走行レンジ区間から別の走行レンジ区間へ移行するとき、ハイドロリック機構の一方に対し一定保持された押しのけ容積から可変に制御される押しのけ容積への切り替えが行われ、またはその逆のことが行われ、あるいは移行時に変速機のパワー伝達方向の切り替えが行われ、その際にパワーが低下し、走行動特性が劣化する。このことはドライバにとってはたとえば、衝撃的な走行動作として感じられるし、あるいは現在要求している速度からの逸脱として知覚される。その原因はたとえば、制御されるハイドロリック機構の有限の応答時間あるいは非連続的な変速機特性にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】DE 10 2007 037 107 A1
【特許文献２】DE 10 2007 037 664 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって本発明の課題は、走行動特性の改善された走行駆動部のためのパワースプリット型変速機を提供することにある。さらに本発明の課題は、このような変速機の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１つめの課題は、請求項１の特徴部分に記載されたパワースプリット型変速機によって解決される。すなわち、
変速機入力側と変速機出力側が設けられており、該変速機入力側と該変速機出力側の回転数によって、前記変速機の実際の変速比を規定可能であり、
前記変速機入力側と結合可能な第１ハイドロリック機構と、第１作動管路および第２作動管路を介して前記第１ハイドロリック機構と流体接続可能でありかつ前記変速機出力側と結合可能な第２ハイドロリック機構とを備えたハイドロリック式パワー分岐が設けられており、
前記ハイドロリック機構の少なくとも一方は、該ハイドロリック機構の押しのけ容積を調節するための調節装置を有しており、
前記変速機入力側および前記変速機出力側と結合可能な別のパワー分岐と、
前記変速比を制御するための制御装置が設けられており、
該制御装置により、押しのけ容積目標値を用いて少なくとも一方の調節装置を制御可能であり、前記押しのけ容積目標値は少なくとも、前記ハイドロリック機構のうち一方のハイドロリック機構の押しのけ容積が最大値に到達する、または該最大値から減少する、前記変速機の走行レンジにおいて、目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更されるように、前記制御装置が構成されている
ことを特徴とする、走行駆動部のためのパワースプリット型変速機によって解決される。
【００１２】
２つめの課題は、請求項８の特徴部分に記載された方法によって解決される。すなわち、
少なくとも１つのハイドロリック機構のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を求めるステップと、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構の調節装置を、前記変更された押しのけ容積目標値を用いて制御するステップと
を有することを特徴とする、パワースプリット型変速機の変速比を制御する方法により解決される。
【００１３】
従属請求項２〜７および９〜１２には、本発明の有利な実施形態が記載されている。
【００１４】
走行駆動部たとえばホイールローダーの走行駆動部のためのパワースプリット型変速機は、たとえば走行駆動部の駆動機構と結合可能な変速機入力側を有しており、殊にこの変速機入力側は変速機入力軸を有している。さらにこの変速機は、走行駆動部のたとえばホイールユニットまたは軸ユニットと結合可能な変速機出力側も有しており、殊にこの変速機出力側は変速機出力軸を有している。その際、入力側と出力側の回転数を介して、変速比の変速比を規定することができる。これらの回転数の実際値によって、変速機の実際のまたは目下の変速比が表される。さらにこの変速機は、変速機入力側とたとえば機械的に結合可能な第１ハイドロリック機構と、第１作動管路および第２作動管路を介して第１ハイドロリック機構と流体接続可能でありかつ変速機出力側と結合可能な第２ハイドロリック機構とを備えたハイドロリック式パワー分岐を有する。このようにして作動管路とハイドロリック機構により、閉じたハイドロリック回路が形成される。この場合、ハイドロリック機構の少なくとも一方は、このハイドロリック機構の押しのけ容積を調節するための調節装置を有している。しかもこの変速機は、さらに別のたとえば機械式パワー分岐を有しており、このパワー分岐は変速機入力側および変速機出力側とたとえば機械的に結合可能である。この変速機は、変速比を制御するための制御装置も有している。この制御装置は以下のように構成されている。すなわちこの制御装置によって少なくとも１つの調節装置を、押しのけ容積目標値またはこの値に比例する目標値を用いて制御可能である。その際にこの目標値は少なくとも、ハイドロリック機構の押しのけ容積が絶対的な最大値または局所的な最大値に到達する領域、あるいはこの最大値から低減する変速機の領域において、目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更される。
【００１５】
変速機の１つの実施形態によれば目下の要求とは、制御装置へ伝達可能な現在要求されている変速機の変速比または現在要求されている走行駆動部の走行速度である。
【００１６】
目下の要求に合わせられている押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を用いることによってもたらされる利点とは、変速比および／または走行速度を要求に対しいっそうダイナミックにしかもいっそう連続的に追従させることができる点にある。変速機または走行駆動部を操作する側にとってみればこのことは、変速比のいっそう緻密な制御およびいっそう快適な走行動作という点で、走行動特性の改善として現れるとともに、その副次的な効果として、変速機による消費電力が跳躍的な変化を伴わず一定になる。
【００１７】
有利であるのは、変速機が２つ以上の走行レンジをもつことである。この走行レンジは、変速比における走行レンジ固有の１つのインターバル全体にわたり拡がっている。走行レンジは、パワー分岐の一方だけしか変速機により伝達されるパワーに寄与しないよう、非分岐状態にしておくこともできるし、あるいは両方のパワー分岐がともにパワーに寄与するよう、パワー分岐状態にしておくこともできる。複数の走行レンジもしくはそれらの変速比インターバルを、それぞれ異ならせることができるし、あるいは互いに分離しておくことができる。変速機におけるもっぱらハイドロリック式の走行レンジでは、パワー伝達がハイドロリックパワー分岐のみを介して行われ、他方のパワー分岐は切り離されている状態にある。このようなハイドロリック走行レンジはたとえば、ごく僅かな速度しか必要とされないが幅広い範囲で精密に調整可能でなければならない走行駆動部の作業走行に特に適している。これに対して、パワー分岐された走行レンジあるいはもっぱら機械式の走行レンジは主として、走行速度と牽引力に関して制限された動特性ないしはほぼ一定の動作点を有する走行動作に適している。
【００１８】
これらのパワー分岐を変速機のクラッチを介して変速機に接続可能であるならば、クラッチの規定された切り替えパターンが走行レンジ各々に対応する。この場合、走行レンジの切り替えを、たとえばクラッチの少なくとも１つの操作または分離によって行うことができる。
【００１９】
１つの走行レンジはただ１つの走行レンジ区間を有する。あるいは１つの走行レンジは複数の走行レンジ区間を有しており、それら複数の走行レンジ区間によって、走行レンジの変速比インターバルが複数の区間に分割されている。１つの走行レンジが１つの走行レンジ区間だけしか有していないならば、その走行レンジ区間は走行レンジ全体に拡がっている。
【００２０】
１つの走行レンジ区間はたとえば、その区間内でハイドロリック機構のうち一方のハイドロリック機構の実際の押しのけ容積だけが可変であるのに対し、他方は一定であるように定義されている。さらにこの場合、別の走行レンジ区間を、その区間内で両方のハイドロリック機構の実際の押しのけ容積が可変であるように定義することができる。
【００２１】
変更される押しのけ容積目標値を少なくとも求めるために、そして有利には要求に合わせられた押しのけ容積目標値も求めるために、１つの実現可能な実施形態によれば制御装置は記憶ユニットを有しており、この記憶ユニット内に後述の方法が格納されている。さらにこの方法を実行するために、制御装置はプロセッサユニットを有することもできる。
【００２２】
有利には制御装置は次のように構成されている。すなわち制御装置は要求を受け取るために、信号ラインたとえばバスシステムを介して、あるいはワイヤレスでたとえばＷＬＡＮを介して、変速機または走行駆動部の目標値発生器とシグナルコネクションを確立可能である。
【００２３】
変速機が走行駆動部に適用される場合に有利であるのは、目標値発生器をアクセルペダルまたは走行駆動部のジョイスティックとして構成することである。
【００２４】
１つの有利な実施形態によれば、両方のハイドロリック機構はそれぞれ１つの調節装置を有している。この調節装置は、変速機の少なくとも１つの走行レンジ内で目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された個々の押しのけ容積目標値によって、既述の手法で制御装置を介して制御可能である。
【００２５】
この場合、制御装置を介した要求の実現を著しくフレキシブルに制御可能である。
【００２６】
これに対する代案として、第１ハイドロリック機構だけが調節装置を有し、第２ハイドロリック機構は一定の押しのけ容積を有するように、変速機を構成することができる。このような変形実施形態は、装置を構成する技術からすれば著しく簡単である。
【００２７】
変速機の格別有利な実施形態によれば、制御装置は以下のように構成されている。すなわちこの制御装置を介して、１つまたは両方の押しのけ容積目標値が、変速機の走行レンジ、および／または実際の変速比、および／または変速機のパワーフロー方向、および／または作動管路の作動圧力、および／または作動管路の限界作動圧力、および／または変速機入力回転数、および／または圧力媒体温度に少なくとも依存して変更される。
【００２８】
この変更は、変速機のプロセスパラメータに応じた一方または両方の押しのけ容積目標値の補正であり、このようにすることで、要求された変速比からの変速比の残留偏差を最小限にすることができる。その結果、操作する側にしてみれば、やはり既述の走行動特性の改善、変速比および走行速度のいっそう緻密な制御が得られる。
【００２９】
殊に有利であるのは、制御装置を以下のように構成することである。すなわち制御装置を介して１つまたは複数の押しのけ容積目標値が、既述の７つのパラメータすべてに依存して変更され、すなわち走行レンジ、変速比、パワーフロー方向、作動圧力、限界作動圧力、変速機入力回転数および圧力媒体温度に依存して変更される。
【００３０】
さらにパワーを変速機の合算部を介して合算し、変速機出力側において変速機出力を形成することができる。この場合、変速機を入力側で結合されるように構成することができ、その際、歯車段と合算部を介し遊星歯車伝動装置を経る分岐を形成することができる。このようなケースでは、各分岐において一定の回転数比が生じ、合算部において一定のトルク比が生じる。これに対する代案として変速機を、出力側で結合されるように構成することもでき、ここでは遊星歯車伝動装置および合成部を介し歯車段を経る分岐を構成することができる。この場合には各分岐において一定のトルク比が生じ、合算部において一定の回転数比が生じる。さらに別の選択肢として、これらのコンセプトをベースに構成しながら変速機が混合構造を有するようにしてもよい。
【００３１】
パワーフロー方向を正の方向または負の方向にすることができる。正の方向として規定されるのは、機械的出力ないしは機械的パワーが変速機入力側から入り、１つまたは複数のパワー分岐を介して変速機出力側へ伝達され、そこから送出される場合である。このケースでは走行駆動部のトラクション動作が生じる。変速機出力側においてパワーが受け入れられて変速機入力側からパワーが送出される場合、パワーフロー方向は負の方向として規定され、これによってエンジンブレーキ動作が生じる。
【００３２】
制御装置を以下のように構成することができる。すなわち制御装置を介して、両方のハイドロリック機構の（要求に合わせられたまたは変更された）押しのけ容積目標値を、制御装置内に格納されたインバースキネマティクスによって求めることができるように構成することができる。制御装置は走行レンジ各々について、その走行レンジに対応する係数をもつ少なくとも１つの式を有している。上述の係数は、変速機のキネマティクスを形成する式の定数である。このようにして求められた両方の押しのけ容積目標値（それらのうちの少なくとも一方は既述のように変更されている）を介して、制御装置によりハイドロリックパワー分岐の変速比を求めることができる。
【００３３】
変速機が外部のパワー分岐または内部のパワー分岐を有することができる。
【００３４】
変速機のさらに別の有利な実施形態によれば、第２ハイドロリック機構も調節装置を有しており、制御装置は以下のように構成されている。すなわち制御装置を介して、第２ハイドロリック機構の押しのけ容積目標値が変速比の少なくとも第１インターバルにおいて、第２ハイドロリック機構の最大押しのけ容積目標値殊に最大可能な押しのけ容積目標値の分数値に制限されるように変更される。
【００３５】
ここで分数値とは、有利には最大可能な押しのけ容積目標値の５０％〜９０％のことであり、殊に有利には７０％〜８０％のことである。有利には第１インターバルは変速比の大部分の領域をカバーし、殊に有利には規定どおりの可能なすべての変速比つまりは走行レンジをカバーする。
【００３６】
このように分数値に制限することの利点は、以下のことに関連して得られる。すなわち、第２ハイドロリック機構において有効となる所定の負荷トルクに対し、押しのけ容積目標値が低くなることから、ひいてはこの目標値に対応する実際値が低くなることから、最大押しのけ容積目標値が制限されていない場合よりも高い作動圧力が、高圧の作動管路に生じる。このことが有利になるのは、上述の作動管路の圧力媒体が第２ハイドロリック機構の調節装置の制御圧力媒体源として設けられている場合である。作動圧力が上昇するにつれて、この作動圧力から取り出し可能な制御圧力も上昇する。そして制御圧力が上昇すれば、今度は第２ハイドロリック機構のためにいっそう高い調整動特性が得られるようになり、このことによって要求された変速比からのまたは必要な変速比からの変速比の残留偏差を最小限に抑えることができる。操作する側にしてみれば、ここでもやはり既述の走行動特性の改善、変速比および走行速度のいっそう緻密な制御が得られるようになる。
【００３７】
その際にさらに利点として挙げられるのは、第２ハイドロリック機構の押しのけ容積目標値が制限されていることから、第１ハイドロリック機構の調節のみに左右される変速比の領域が拡大されることである。これによって、いっそう均質かつ連続的な変速比制御を達成できる。
【００３８】
これに対し従来のパワースプリット型変速機の場合、第２ハイドロリック機構の押しのけ容積目標値は制限されておらず、したがって第１ハイドロリック機構が制御装置により、要求に合わせられた制御装置の押しのけ容積目標値によって制御されると、第２ハイドロリック機構の押しのけ容積目標値は、最大可能な押しのけ容積目標値の１００％になる。既述のとおり不都合なことにこれに付随して、第２ハイドロリック機構の制御圧力が下がり調整動特性が低減し、さらに残留偏差が大きくなってしまう。
【００３９】
さらに別の利点として挙げられるのは、ハイドロリック機構の容積効率ないしは吸込効率がいっそう高い領域に作動圧力が上昇することであり、したがって相対的にみるとパワー伝達における損失が小さくなることである。
【００４０】
本発明による変速機のさらに別の有利な実施形態によれば、制御装置は次のように構成されている。すなわち制御装置を介して、押しのけ容積調節のために設けられているハイドロリック機構双方の調節装置が、ほぼ同時に殊に互いに無関係に制御できるように構成されている。
【００４１】
このように時間的に同時に制御することで、一方または両方のハイドロリック機構のデッドタイムもしくは応答時間を補償することができ、これによっていっそう連続的でいっそう安定した変速比ひいては走行速度の経過特性が得られる。
【００４２】
さらに有利であるのは、たとえばデッドタイムに相応する変速比の第２インターバルにおいて少なくとも、ハイドロリック機構の押しのけ容積目標値がゼロとは異なる異符号の勾配をもつことができるように、制御装置を構成することである。
【００４３】
このようにすれば、ハイドロリック機構の一方がたとえばまだ上昇中の押しのけ容積目標値により制御されているときに、そのつど他方のハイドロリック機構をすでに下降する押しのけ容積目標値によって制御することができ、あるいはその逆の制御も可能である。
【００４４】
本発明による変速機の格別有利な実施形態によれば、制御装置は以下のように構成されている。すなわち制御装置を介して押しのけ容積目標値が目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し少なくとも、ハイドロリック機構の一方のデッドタイムまたは応答時間に依存して変更される。
【００４５】
このことは、殊に以下のような走行レンジにおいて有利となる。すなわち変速比を調節するために、たとえば加速中に変速比を高める際に、２つのハイドロリック機構のうち一方の押しのけ容積目標値が可変に制御される値から一定値へと移行し、２つのハイドロリック機構のうち他方の押しのけ容積目標値がその逆に一定値から可変に制御される値へと移行することになる走行レンジにおいて、殊に有利である。
【００４６】
従来のパワースプリット型変速機であるとこのような走行レンジにおいては、２つのハイドロリック機構のうち他方のハイドロリック機構の制御は、一方のハイドロリック機構の押しのけ容積または押しのけ容積目標値が上述の一定値に到達して初めて行われ、つまりシーケンシャルに行われる。このような場合であると、他方のハイドロリック機構におけるデッドタイムの経過中、変速比の変化は最初は発生せず、このことは走行動作中、衝撃として感じられる可能性がある。これによって、操作者のドライブフィーリングおよび走行動作の緻密さが損なわれてしまう。デッドタイムが経過して初めて、他方のハイドロリック機構の押しのけ容積目標値が有効になるので、変速比の調節がさらに先になる可能性がある。
【００４７】
これに対しデッドタイムに依存する既述の制御によって、他方のハイドロリック機構の今後の押しのけ容積目標値を用いた早めの制御が可能になる。換言すれば、他方のハイドロリック機構の押しのけ容積目標値がデッドタイムに依存して、この目標値が今後のあるいは先を見越した要求または要求された変速比に相応するよう、目下の要求に対し変更されるのである。これによって、一方のハイドロリック機構がその一定値に到達した時点では、他方のハイドロリック機構のデッドタイムはすでに経過しており、他方のハイドロリック機構の押しのけ容積は一定値から可変に制御される値へ移行し、連続的で安定した変速比と走行速度の経過が目立った衝撃なく得られるようになる。
【００４８】
さらに制御装置を以下のように構成すると有利である。すなわち制御装置を介して、押しのけ容積目標値が目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し、デッドタイムまたは応答時間に依存して変更されるだけでなく、変速比の変化率または勾配にも少なくとも依存して変更されるように構成するのである。
【００４９】
１つの実施形態によれば制御装置は、第２インターバルがハイドロリック機構における押しのけ容積目標値の極値を有するように構成されている。
【００５０】
さらに１つの実施形態によれば、第２インターバルが押しのけ容積実際値の極値を有するように制御装置を構成することができる。
【００５１】
この場合、実際値の極値が第２インターバルの境界に配置されているように制御装置を構成することができる。
【００５２】
有利であるのはハイドロリック機構を、アキシャルピストン機構として斜板または斜板構造で構成することである。このケースでは押しのけ容積は、斜板または斜軸の傾斜角に比例する。
【００５３】
既述の説明における１つまたは複数の観点に従い構成されたパワースプリット型変速機の変速比制御方法は、少なくとも以下のステップを含んでいる。すなわち、「少なくとも１つのハイドロリック機構のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を求めるステップ」と、「少なくとも１つのハイドロリック機構の調節装置を、このようにして変更された押しのけ容積目標値によって制御するステップ」とを含んでいる。
【００５４】
この方法によって、パワースプリット型変速機についてすでに述べたのと同じ利点がもたらされる。すなわち変速機の変速比および／または走行駆動部の走行速度を、要求に合わせてダイナミックにしかもいっそう連続的に追従制御することができる。変速機または走行駆動部を操作する側にとってみればこのことは、走行動特性の改善として現れ、さらに変速比および走行速度のいっそう正確な制御として、さらには衝撃がなくそれによっていっそう快適で緻密な走行動作として現れる。
【００５５】
本発明による方法の１つの有利な実施形態によれば、「少なくとも１つのハイドロリック機構のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を求める」ステップは、少なくとも走行レンジに依存して実施され、つまり変速比、および／または変速機の変速比および／またはパワーフロー方向、および／または作動管路の作動圧力、および／または作動管路の限界作動圧力、および／または変速機入力回転数、および／または圧力媒体温度に間接的にまたは直接依存して実施される。
【００５６】
上述のパラメータに依存して目標値を求めて制御することの利点は、これまでの説明から明らかである。
【００５７】
殊に有利であるのは、１つまたは複数の押しのけ容積目標値を、既述の７つのパラメータすべてに依存して求めることであり、すなわち走行レンジ、変速比、パワーフロー方向、作動圧力、限界作動圧力、変速機入力回転数および圧力媒体温度に依存して求めることである。
【００５８】
さらに有利であるのは本発明による方法が、「両方のハイドロリック機構の押しのけ容積目標値を、インバースキネマティクスの方程式を介して求める」ステップを含むことである。インバースキネマティクスについては、すでにこれまでの説明で述べてある。
【００５９】
第２ハイドロリック機構も調節装置を有することを前提として、本発明による方法の１つの有利な実施形態によれば、「２つのハイドロリック機構のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を求める」ステップは、少なくとも変速比の第１インターバルにおいて、少なくとも「押しのけ容積目標値を最大もしくは最大可能な押しのけ容積目標値の分数値に制限する」ステップを介して実施される。
【００６０】
つまりここではこのような変更は、押しのけ容積目標値を制限することによって行われる。既述のように分数値は、第２ハイドロリック機構の最大可能な押しのけ容積の有利には５０％〜９０％殊に有利には７０％〜８０％であり、第１インターバルは変速比の大部分の領域をカバーし、有利にはすべての可能な規定どおりの変速比つまりは走行レンジおよび走行レンジ区間をカバーする。
【００６１】
このような制限の利点も、これまでの説明から明らかである。
【００６２】
両方のハイドロリック機構が調節装置を有することを前提として、１つの有利な実施形態によれば、「少なくとも一方のハイドロリック機構の調節装置をこのように変更された押しのけ容積目標値によって制御する」ステップは、「そのつど他方のハイドロリック機構の調節装置を押しのけ容積目標値によって制御する」ステップと、時間的にほぼ同時に、殊に互いに関係し合うことなく実施される。他方のハイドロリック機構の調節装置を制御する上述の押しのけ容積目標値も、本発明によれば変更することができ、あるいは要求に合わせることができる。
【００６３】
これまでの説明からすでに明らかなように、時間的にほぼ同時に制御することで、一方または両方のハイドロリック機構のデッドタイムもしくは応答時間を補償することができ、これによっていっそう連続的でいっそう安定した変速比および走行速度の経過特性が得られる。
【００６４】
その際に有利であるのは、たとえばデッドタイムに相応する変速比の第２インターバルにおいて、両方のハイドロリック機構の押しのけ容積目標値が、ゼロとは異なる異符号の勾配すなわちそれぞれ異なる極性符号をもつゼロとは異なる勾配をもつことができるように、既述の方法を構成することである。このようにすれば、ハイドロリック機構の一方がたとえばまだ上昇中の押しのけ容積目標値により制御されているときに、そのつど他方のハイドロリック機構をすでに下降する押しのけ容積目標値によって制御することができ、あるいはその逆の制御も可能である。
【００６５】
両方のハイドロリック機構が調節装置を有することを前提として、「少なくとも一方のハイドロリック機構のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を求める」ステップを少なくとも、ハイドロリック機構の一方のデッドタイムまたは応答時間に依存して実施するのが格別有利である。
【００６６】
次に、本発明による変速機の１つの実施例並びに本発明による変速機制御方法の３つの実施例について、図面を参照しながら詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】走行駆動部のパワースプリット型変速機の実施例に関するハイドロリック回路図
【図２】２ａは図１による変速機を制御するための従来技術による方法における押しのけ容積と変速比との関係を示すダイアグラム、２ｂは図１による変速機を制御するための第１の実施例による方法における押しのけ容積と変速比との関係を示すダイアグラム
【図３】３ａは図１による変速機を制御するための第２の実施例による方法を示すフローチャート、３ｂは３ａによる方法におけるハイドロスタティック式効率補償計算について示す図、３ｃは３ａおよび３ｂによる方法におけるインバースキネマティクス計算について示す図
【図４】４ａは図３の３ａ〜３ｃによる方法ならびに図１による変速機を制御するためのデッドタイム補償方法を実施した場合の補正係数の経過特性を示す図、４ｂは４ａと相関する圧力経過特性を示す図、４ｃは４ａおよび４ｂと相関する旋回角度と時間の関係を旋回角度目標値および旋回角度実際値とともに示すダイアグラム、４ｄは４ａ、４ｂ、４ｃと相関する変速比と時間の関係を変速比の目標値および実際値とともに示すダイアグラム
【発明を実施するための形態】
【００６８】
説明を簡単にするため、以下では複数の図に共通して現れる同じ要素には同じ参照符号が付されている。
【００６９】
図１によれば、車両たとえばフロントローダーの走行駆動部１にパワースプリット型変速機２が設けられている。この変速機２は、駆動モータもしくは駆動機関６と接続された入力軸４を備えた入力側を有している。入力軸４は、歯車を介してそれぞれ入力軸８，１０と接続されている。入力軸８はハイドロリック式の第１パワー分岐１２に割り当てられており、入力軸１０は機械式の第２パワー分岐１４に割り当てられている。ハイドロリック式パワー分岐１２は、２方向に圧送するためにハイドロリックポンプとして構成された調節可能な第１ハイドロリック機構１６と、やはり２つの流動方向のためにただしハイドロリックモータとして構成された調節可能な第２ハイドロリック機構１８を有している。これらは双方ともアキシャルピストン機構として構成されており、ハイドロリック閉回路において第１作動管路４２および第２作動管路４４を介して相互に流体接続されている。そしてこの実施例では、第１ハイドロリック機構１６は斜板形で、第２ハイドロリック機構１８は斜軸形で構成されている。もちろん、これらの構造の代替となる実施形態ならびに異なる構造の組み合わせも可能である。ここで強調しておきたいのは、双方のハイドロリック機構がポンプ駆動部としてもモータ駆動部としても動作可能なことである。
【００７０】
個々の押しのけ容積を調節するため、ハイドロリック機構１６，１８各々は調節装置１７，１９を有している。両方の調節装置１７，１９は信号線路を介して制御装置３４と接続されており、この制御装置は信号線路を介してアクセルペダルと接続されている。制御装置３４は記憶ユニット５２を有しており、その中に実行すべき方法４８が格納されている。方法４８はハイドロリック機構１６，１８の押しのけ容積を制御するために用いられ、制御装置３４のプロセッサユニット５４において実行可能である。
【００７１】
第１ハイドロリック機構１６は、入力軸８を介して駆動機構６により駆動される。第２ハイドロリック機構１８は出力軸２０を有している。この出力軸２０を、第１結合器Ｃ１および歯車組み合わせを介して一段式遊星歯車伝動装置のウェブ２３と接続することができ、この遊星歯車伝動装置によって変速機２の合算部２２が形成されている。この出力軸２には第１モータ歯車２８が回転不能に接続されており、これは中間歯車３０を介して、遊星歯車伝動装置の太陽歯車３２と回転不能に接続された歯車３６を駆動する。このようにして太陽歯車３２は持続的にハイドロリックモータ１８の回転方向に、第２ハイドロリック機構１８にそのまま依存する回転数で駆動される。結合器Ｃ１が閉じられると、ウェブ２３は第２ハイドロリック機構１８にダイレクトに依存する回転数で駆動され、その際、ウェブ２３の回転方向と第２ハイドロリック機構１８の回転方向は互いに逆向きである。
【００７２】
機械式パワー分岐１４の入力軸１０を、第２結合器Ｃ２を介して合算部２２の入力軸１１と接続することができ、これは内歯車２５と回転不能に接続されている。太陽歯車３２の回転数と変速機合成部の内歯車２５の回転数とに基づき、ウェブ２３の出力回転数が生じる。さらに別の歯車を介して、ウェブ２３の回転が変速機の出力軸ないしは被駆動軸２４へ伝達される。
【００７３】
走行駆動部１および変速機２の構造に関する詳細な説明については、そして公知文献開示の目的で、ここでは刊行物DE 10 2007 037 107 A1およびDE 10 2007 037 664 A1を挙げておく。
【００７４】
次に、変速機２の本発明による制御方法の第１の実施例について、図１および図２ｂを参照しながら説明する。なお、変速機２の従来の制御方法を適用したときのハイドロリック機構１６の押しのけ容積を図２ａに示したが、この図は本発明による制御の効果を明確にするために用いられるにすぎない。ここでは、本発明を理解するのに十分な走行レンジ区間Ｉａ，ＩｂおよびＩＩに限って説明する。ここで説明する原理は、他のすべての走行レンジ区間についても同様に転用することができる。
【００７５】
図２ａには、変速比ｒに対する第１ハイドロリック機構１６の押しのけ容積の実際値Ｖpの経過が実線で示されている。さらに図２ａには、第２ハイドロリック機構１８の押しのけ容積ＶMの実際値の経過が破線で示されている。変速比ｒの軸は、４つの異なる走行レンジ区間Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩに分割されている。第１走行レンジＩaにおいて第１ハイドロリック機構１６は、押しのけ容積０からスタートしてその最大押しのけ容積（１００％）の方向に向かって調節される。このため第１ハイドロリック機構１６は図１に示した制御装置３４により、可変の押しのけ容積目標値ＶPs（図示せず）を用いて制御される。この走行レンジＩaでは第２ハイドロリック機構１８の押しのけ容積ＶMは、持続的にその最大値（１００％）をとる。押しのけ容積ＶPもその最大値（１００％）に達した時点では、ハイドロリックモータ１８の押しのけ容積ＶMを低減することによってのみ、変速比ｒをさらに高めることができる。このため図１に示した制御装置３４は、それまで行われていた第１ハイドロリック機構１６つまりハイドロリックポンプ１６の可変の制御から、第２ハイドロリック機構１８つまりハイドロリックモータの可変の制御へと移行する。そして第２ハイドロリック機構１８つまりハイドロリックモータが、図１に示した制御装置３４によって可変の押しのけ容積目標値ＶMs（図示せず）を用いて制御される。このようにすることで図２ａに示されているように走行レンジＩb以降、押しのけ容積ＶMが減少し、その結果として変速比ｒが高くなる。つまり従来の制御方法であると、両方のハイドロリック機構１６，１８は可変の押しのけ容積目標値ＶPs，ＶMsを用いてもっぱらシーケンシャルに制御され、ハイドロリックポンプ１６が自身の１００％の押しのけ容積に到達してはじめて、ハイドロリックモータ１８がその傾斜角ないしは旋回角の調節を開始し、さらにその逆が行われていた。
【００７６】
したがって図２ａによる従来の制御方法によれば、第２ハイドロリック機構つまりハイドロリックモータ１８は、走行レンジ区間Ｉa，ＩＩＩおよび場合によってはいっそう高い変速比ｒを有するそれ以降の走行レンジ区間において、自身の最大押しのけ容積ＶMを有する。したがって、図示されていない対応する押しのけ容積目標値ＶMsの大きさも最大である。この場合、第２ハイドロリック機構１８の最大押しのけ容積を用いた従来の制御は、もっぱら目下の要求に合わせられた制御に相応するものである。
【００７７】
ここで述べておくと、走行レンジ区間ＩaおよびＩbによって単にハイドロスタティックな非分岐式の走行レンジが形成されている。
【００７８】
図２ｂにも両方のハイドロリック機構１６，１８のシーケンシャルな制御が示されている。ただし図２ａに示した従来の制御とは異なり、第２ハイドロリック機構１８の押しのけ容積目標値ＶMsは、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し少なくとも走行レンジ区間Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩにおいて変化しており、この値はその全体のうち一部の値である分数値に制限されている。この場合、記憶ユニット５２に格納されておりプロセッサユニット５４によって実行可能な方法が適用される。上述の分数値は、これらの走行レンジ区間によってカバーされる変速比ｒの領域全体にわたり、最大可能な押しのけ容積のたとえば７０％となる値であり、つまりこのケースでは、要求に合わせられた押しのけ容積と比べると、少なくとも−３０％変更されている。すでに概要説明において述べたように、このようにした結果、旋回方向と作動管路４２または４４におけるパワーフロー方向Ｐ+/-に応じていっそう高い作動圧力ＰA,Bが発生し、これによって調整動特性が改善されるとともに、要求された変速比からの残留偏差ｒaがダイナミックにいっそう小さくなる。操作する側にとっては、走行駆動部１もしくは変速機２を緻密かつダイナミックに制御できる、という利点が得られる。第２ハイドロリック機構１８の押しのけ容積目標値ＶMsをここでは７０％に制限することによって、変速比ｒの制御に及ぼされる第２ハイドロリック機構１８の影響が小さくなる、という点は、以下のことから読み取ることができる。すなわち、走行レンジ区間Ｉb，ＩＩおよび場合によってはそれ以降に存在するいっそう高い変速比ｒの走行レンジ区間では、変速比ｒは第２ハイドロリック機構１８の可変の制御だけに基づき発生するのであるが、図２ｂに示されているようにそれらの走行レンジ区間が、図２ａによる従来の制御よりも狭くなっていることからわかる。これに応じて第１ハイドロリック機構１６の影響が大きくなり、これに割り当てられた走行レンジ区間ＩaおよびＩＩＩの幅が拡がる。その結果、すでに言及した利点が得られ、すなわちこれによって変速比の制御を広い範囲にわたりいっそうダイナミックに均等にかつ連続的に行うことができるようになる。
【００７９】
図３ａ〜図３ｃには、図１に示した変速機を制御するための方法に関する第２の実施例が示されている。この方法の目的は、２つの押しのけ容積目標値をハイドロリックモータ１８とハイドロリックポンプ１６の傾斜角αMs，αPsという２つの目標値として求めることである。ここではこの方法は２つのフェーズで実行される。第１フェーズいわゆるハイドロリック効率補償ＨＷＫにおいて補正係数ηk′が計算され、この補正係数ηk′は、走行レンジＦb、要求されている変速比ｒa、パワーフロー方向Ｐ+/-、負荷を受けている作動管路４２または４４内の目下の作動圧力ＰA,B、最大許容作動圧力Ｐmax、オイル温度またはオイルパン温度ＴP、ならびに変速機入力回転数ｎEの関数として計算される。計算された補正係数ηk′はその後、走行レンジの運動力学係数ＩＫＦFb、走行レンジＦbおよび要求されている変速比ｒaとともに、インバースキネマティクスＩＫの計算に関与する。そしてこのインバースキネマティクスが、この方法における第２フェーズを成している。インバースキネマティクスＩＫによって、押しのけ容積値ＶMs，ＶPsに対応する傾斜角目標値αが得られる。
【００８０】
図３ｂにはハイドロリック効率補償ＨＷＫの計算の流れが、図３ｃにはインバースキネマティクスＩＫの計算の流れが、それぞれ詳しく示されている。その際に用いられる式は以下の通りである：
式１．１：    ＰF＝ＰA,B／Ｐmax
式１．２：    ηPmax＝ｆ（ｒa，ｎE，Ｐ+/-）
式１．３：    ηPA,B＝ｆ（ｐF，ηPmax）
式１．４：    ΚT＝ｆ（Ｔp）
式１．５：    ηk＝ηPA,B * ΚT
式１．５１：  ηk′＝ｆ（Ｐ+/-，ηk）
式１．６：    ｒhs＝ｒha * ηk′
ただし、
ＰF：圧力係数；たとえば変速比ｒ、要求されている速度、要求されているパワーに応じて可変
ＰA,B：作動管路４２または４４内の目下の作動圧力
Ｐmax：作動管路４２または４４内の最大作動圧力
ηPmax：最大補正係数；予め計算されている表から求められ、圧力係数ＰFに応じてスケーリング
ｒa：要求されている変速比
ｎE：入力軸４における目下の変速機入力回転数
Ｐ+/-：パワーフロー方向
ηPA,B：目下の作動圧力ＰA,Bに対する補正係数
ΚT：温度補正係数
Ｔp：圧力媒体温度またはオイルパン温度
ηk：温度に依存する補正係数
ηk′：補正係数
ｒhs：ハイドロリック式パワー分岐１２の補正された変速比（補正された目標値）
ｒha：ハイドロリック式パワー分岐１２の要求されている変速比（要求されている目標値）
αis：傾斜角比目標値
αPs：第１ハイドロリック機構１６の傾斜角目標値
αMs：第２ハイドロリック機構１８の傾斜角目標値
【００８１】
既述の概要説明のところですでに説明したように上述の補正によれば、要求されている変速比ｒaからの変速比ｒの残留偏差が、ハイドロリック機構の容積効率および機械効率が考慮されながら低減され、このことは操作する側にとって、すでに言及したように走行動特性が高まることとなり、変速比および走行速度がいっそう精密に制御されることになる。
【００８２】
図４ａ〜図４ｄには、さらに別のダイアグラムが示されている。これらのダイアグラムには、すでに説明した方法が変速比ｒの制御に及ぼす作用、ならびにデッドタイム補償方法のさらに別実施例が変速比ｒの制御に及ぼす作用が描かれている。
【００８３】
図４ｄには時間ｔの関数として、実際の変速比ｒの経過が実線で示されており、その上に、要求されている変速比ｒaの経過が示されている。このダイアグラムからよくわかるように変速比ｒの実際値は、要求されている変速比ｒaに対し常に残留偏差を有しているが、これは従来技術に比べて僅かである。
【００８４】
図４ｃには、ハイドロリック機構１６およびハイドロリック機構１８における押しのけ容積目標値ＶPs，ＶMsに対応する傾斜角目標値αPs，αMsの経過が示されている。図３ａ〜図３ｃのところですでに説明したように、傾斜角目標値αPs，αMsはハイドロリック機構１６，１８の構造ゆえに、押しのけ容積目標値ＶPs，ＶMsに比例する。図４ｃにわかりやすく描かれているように本発明による制御方法の実施例によれば、ハイドロリックポンプ１６の単純に可変の制御が行われる走行レンジ区間から、ハイドロリックポンプ１８の単純に可変の制御が行われる走行レンジ区間への移行領域において、およびこの逆への移行領域において、いっそう穏やかで連続的な変速比の経過が得られるようになる。
【００８５】
時点ｔ＝０からスタートして、ハイドロリックモータ１８の傾斜角目標値αMsは１００％の値を有するのに対し、ハイドロリックポンプ１６の傾斜角目標値αPsは連続的に上昇している。つまりこの走行レンジ区間では変速比の制御は、最初はハイドロリックポンプ１６の可変の制御のみに基づいている。目標値信号に対するハイドロリックモータ１８の応答時間に相応するハイドロリックモータ１８のデッドタイムインターバルｔMにおいて、両方のハイドロリック機構１６，１８は時間的に同時に制御装置３４により可変の押しのけ容積目標値ＶPs，ＶMsを用いて制御される。その際、ハイドロリックモータ１８は、図１に示した制御装置３４によってデッドタイムｔMだけ早めに制御される。理想的にはこのことによって、デッドタイムｔMが経過したとき、実線で描かれたハイドロリックポンプ１６の傾斜角実際値αPがその最大値である１００％に到達し、それと同時にハイドロリックモータ１８の傾斜角実際値αM（破線）がその最大値である１００％ではなくなり、減少していくようになる。
【００８６】
この時点で図４ｄに示されている実際の変速比ｒの経過を見ると、その位置では変速比ｒの経過中に平坦な部分は見られない。このようにデッドタイムｔMを考慮した制御を行うことによって、変速比ｒの制御動作を均質かつ緻密にすることができる。同様の特性は、デッドタイムインターバルｔPの領域における制御の移行時にも現れている。この時点でも同様に、目標値αMsを用いたハイドロリックモータ１８の単純な可変制御から、目標値αPsを用いたハイドロリックポンプ１６の可変の制御へ移行している。このデッドタイムインターバルｔpは、目標値信号に対するハイドロリックポンプ１６の応答時間に相応する。デッドタイムインターバルｔM，ｔPは種々の値をとることができ、これらは機械固有のパラメータである。
【００８７】
図４ｂには、最大許容作動圧力Ｐmaxと実際の作動圧力ＰA,Bの曲線経過が示されている。これらのダイアグラムには区間ａおよびｂが書き込まれている。図４ｂには基本的に、図３ａ〜図３ｃを参照しながら説明した式１．１の両方のオペランドが示されている。この場合、値Ｐmaxは区間ａ＋ｂの和に相応し、作動圧力ＰA,Bの値は区間ｂに相応する。
【００８８】
図４ａには、補正係数ηPmaxおよびηPA,Bの経過が示されている。ここではオイルパン温度ＴPの影響は無視されており、これは一定であるとしている。その結果、ΚTが１となっている。
【００８９】
以上のとおり本出願によれば、ハイドロリック循環路中に２つのハイドロリック機構が配置されたハイドロリック式パワー分岐を備えるパワースプリット型変速機について開示されている。これら２つのハイドロリック機構のうち少なくとも一方は、調節可能な押しのけ容積を有するように構成されている。その際にこの変速機は変速比を制御するための制御装置を有しており、この制御装置は、この装置によって少なくとも一方の調節装置を押しのけ容積目標値を用いて制御できるように構成されている。押しのけ容積目標値は少なくとも、ハイドロリック機構の一方の押しのけ容積が最大値に到達する、あるいはこの最大値から出発して減少する走行レンジまたは走行レンジ区間において、目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更されている。
【００９０】
さらに本出願によれば、上述のような変速機の変速比を制御する方法も開示されている。この方法によれば、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値を算出することができ、少なくとも一方の調節装置をそのようにして変更された押しのけ容積目標値によって制御することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  走行駆動部
２   変速機
４  入力軸
６  駆動機構
８  ハイドロリック式パワー分岐の入力軸
１０  機械式パワー分岐の入力軸
１１  合算部の入力軸
１２  ハイドロリック式パワー分岐
１４  機械式パワー分岐
１６  第１ハイドロリック機構
１７  調節装置
１８  第２ハイドロリック機構
１９  調節装置
２０  出力軸
２１  入力軸
２２  合算部
２３  ウェブ
２４  出力軸
２５  内歯車
２６  軸ユニット
２８  第１モータ歯車
３０  中間歯車
３２  太陽歯車
３４  制御装置
３５  アクセルペダル
３６  歯車
４２  第１作動管路
４４  第２作動管路
４８  方法
５２  記憶ユニット
５４  プロセッサユニット
Ｃ１  第１結合器
Ｃ２  第２結合器
【図１】
2014206271.tif 000003
【図２】
2014206271.tif 000004
【図３】
2014206271.tif 000005
【図４】
2014206271.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月14日(2014.4.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行駆動部（１）のためのパワースプリット型変速機において、
変速機入力側（４）と変速機出力側（２４）が設けられており、該変速機入力側（４）と該変速機出力側（２４）の回転数によって、前記変速機（２）の実際の変速比（ｒ）を規定可能であり、
前記変速機入力側（４）と結合可能な第１ハイドロリック機構（１６）と、第１作動管路（４２）および第２作動管路（４４）を介して前記第１ハイドロリック機構（１６）と流体接続可能でありかつ前記変速機出力側（２４）と結合可能な第２ハイドロリック機構（１８）とを備えたハイドロリック式パワー分岐（１２）が設けられており、
前記ハイドロリック機構（１６，１８）の少なくとも一方は、該ハイドロリック機構の押しのけ容積（ＶP，ＶM）を調節するための調節装置（１７，１９）を有しており、
前記変速機入力側（４）および前記変速機出力側（２４）と結合可能な別のパワー分岐（１４）と、
前記変速比（ｒ）を制御するための制御装置（３４）が設けられており、
該制御装置（３４）により、押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて少なくとも一方の調節装置（１７，１９）を制御可能であり、前記押しのけ容積目標値（ＶPss，ＶMs）は少なくとも、前記ハイドロリック機構（１６，１８）のうち一方のハイドロリック機構の押しのけ容積（ＶP，ＶM）が最大値に到達する、または該最大値から減少する、前記変速機（２）の走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）において、目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更されるように、前記制御装置（３４）が構成されていることを特徴とする、
走行駆動部（１）のためのパワースプリット型変速機。
【請求項２】
前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方はそれぞれ１つの調節装置（１７，１９）を有しており、該調節装置（１７，１９）は前記制御装置（３４）により押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて制御可能であり、該押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）は少なくとも前記走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）において目下の要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更されている、請求項１記載の変速機。
【請求項３】
前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記押しのけ容積目標値の一方（ＶPs，ＶMs）または両方（ＶPs，ＶMs）が、前記走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）、および前記変速比（ｒ）、および前記変速機（２）のパワーフロー方向（Ｐ+/-）、および前記作動管路（４２，４４）のうち一方の作動管路の作動圧力（ＰA,B）、および前記作動管路（４２，４４）の限界作動圧力（Ｐmax）、および圧力媒体温度（ＴP）、および変速機入力回転数（ｎE）のうちの少なくとも一つに依存して変更されるように構成されている、請求項１または２記載の変速機。
【請求項４】
前記第２ハイドロリック機構（１８）は調節装置（１９）を有しており、前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記第２ハイドロリック機構（１８）の押しのけ容積目標値（ＶMs）が少なくとも前記変速比（ｒ）の第１インターバルにおいて、最大押しのけ容積目標値の分数値に制限されるよう変更されるように構成されている、請求項１から３のいずれか１項記載の変速機。
【請求項５】
前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方の調節装置（１７，１９）を並行して制御可能であるように構成されている、請求項１から４のいずれか１項記載の変速機。
【請求項６】
前記制御装置（３４）は、前記変速比（ｒ）の第２インターバルにおいて前記ハイドロリック機構（１６，１８）の押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）が、ゼロとは異なる異符号の勾配をそれぞれ有することができるように構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載の変速機。
【請求項７】
前記制御装置（３４）は、該制御装置（３４）により前記押しのけ容積目標値の一方（ＶPs，ＶMs）または両方（ＶPs，ＶMs）が少なくとも、前記ハイドロリック機構（１６，１９）のうち一方のハイドロリック機構のデッドタイム（ｔp，ｔM）または応答時間に依存して変更されるように構成されている、請求項１から６のいずれか１項記載の変速機。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項記載のパワースプリット型変速機（２）の変速比（ｒ）を制御する方法において、
少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を求めるステップと、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）の調節装置（１７，１９）を、前記変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて制御するステップと
を有することを特徴とする、
パワースプリット型変速機（２）の変速比（ｒ）を制御する方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を求める前記ステップを、前記走行レンジ（Ｉa，Ｉb，ＩＩ，ＩＩＩ）、および前記変速機（２）のパワーフロー方向（Ｐ+/-）、および変速比（ｒ）、および前記作動管路（４２，４４）のうち一方の作動管路の作動圧力（ＰA,B）および、前記作動管路（４２，４４）のうち一方の作動管路の限界作動圧力（Ｐmax）、および圧力媒体温度（Ｔp）、および変速機入力回転数（ｎE）のうちの少なくとも一つに依存して行う、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１および前記第２ハイドロリック機構（１８）は調節装置（１９）を有しており、
前記第２ハイドロリック機構（１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶMs）を求める前記ステップを、前記変速比（ｒ）の少なくとも第１インターバルにおいて、前記第２ハイドロリック機構のための押しのけ容積目標値を、最大押しのけ容積目標値の分数値に制限するステップを少なくとも介して行う、
請求項８または９記載の方法。
【請求項１１】
前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方は調節装置（１７，１９）を有しており、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）の調節装置（１７，１９）を前記変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を用いて制御する前記ステップを、それぞれ他方のハイドロリック機構（１８，１６）の調節装置（１９，１７）を押しのけ容積目標値を用いて制御するステップと並行して行う、
請求項８から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記ハイドロリック機構（１６，１８）双方は調節装置（１７，１９）を有しており、
前記少なくとも１つのハイドロリック機構（１６，１８）のために、要求に合わせられた押しのけ容積目標値に対し変更された押しのけ容積目標値（ＶPs，ＶMs）を求める前記ステップを少なくとも、前記ハイドロリック機構（１６，１８）のうち一方のハイドロリック機構のデッドタイム（ｔp，ｔM）または応答時間に依存して行う、
請求項８から１１のいずれか１項記載の方法。