(57)【要約】【課題】大容量の油圧ポンプモータを用いることなく、車両を高速走行させることができる無段変速装置を提供すること。【解決手段】駆動源により回転駆動される可変容量型の第１油圧ポンプモータと、第１油圧ポンプモータと閉回路を構成し、第１油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、第１油圧ポンプモータと油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、油圧モータと連結された可変容量型の第２油圧ポンプモータと、油路における油圧モータと第２油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える、無段変速装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源により回転駆動される可変容量型の第１油圧ポンプモータと、
前記第１油圧ポンプモータと閉回路を構成し、前記第１油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、
前記第１油圧ポンプモータと前記油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、前記油圧モータと連結された可変容量型の第２油圧ポンプモータと、
前記油路における前記油圧モータと前記第２油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、前記圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える、
無段変速装置。
【請求項２】
前記第２油圧ポンプモータの最大容量は、前記油圧モータの容量と等しい、
請求項１に記載の無段変速装置。
【請求項３】
前記第１および第２油圧ポンプモータは、
作動油室と、
前記作動油室内の容積を変更可能なピストンと、
前記圧油が前記油路から前記作動油室に向かって流れる際に開弁する第１逆止弁と、
前記第１逆止弁の開閉を制御可能な第１アクチュエータと、
前記圧油が前記作動油室から前記油路に向かって流れる際に開弁する第２逆止弁と、
前記第２逆止弁の開閉を制御可能な第２アクチュエータと、を備える
請求項１または２に記載の無段変速装置。
【請求項４】
前記油圧モータは、アキシャルピストン型の油圧モータである、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の無段変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両の走行用として用いられる静油圧式無段変速装置（ハイドロ  スタティック  トランスミッション：ＨＳＴ）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載のＨＳＴは、エンジンにより駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプが発生した油圧により駆動される油圧モータとを閉回路で接続したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５２３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のＨＳＴでは、車両を高速走行させるために、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータが必要になるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、車両を高速走行させることができる無段変速装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る無段変速装置は、駆動源により回転駆動される可変容量型の第１油圧ポンプモータと、前記第１油圧ポンプモータと閉回路を構成し、前記第１油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、前記第１油圧ポンプモータと前記油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、前記油圧モータと連結された可変容量型の第２油圧ポンプモータと、前記油路における前記油圧モータと前記第２油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、前記圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る無段変速装置によれば、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、車両を高速走行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る無段変速装置が搭載された車両の全体構成を示すスケルトン図
【図２】可変容量型のポンプモータにおけるシリンダの概略図
【図３Ａ】作動油を低圧側から吸入し、高圧側に吐出する行程を示す図
【図３Ｂ】作動油を低圧側から吸入し、高圧側に吐出する行程を示す図
【図３Ｃ】作動油を低圧側から吸入し、高圧側に吐出する行程を示す図
【図３Ｄ】作動油を低圧側から吸入し、高圧側に吐出する行程を示す図
【図３Ｅ】作動油を低圧側から吸入し、高圧側に吐出する行程を示す図
【図３Ｆ】作動油を低圧側から吸入し、高圧側に吐出する行程を示す図
【図４Ａ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図４Ｂ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図４Ｃ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図４Ｄ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図４Ｅ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図４Ｆ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図４Ｇ】作動油が高圧側から流入し、低圧側に流出する行程を示す図
【図５】低トルク発進時を示すスケルトン図
【図６】高トルク発進時を示すスケルトン図
【図７】高速走行時を示すスケルトン図
【図８】高速走行時における減速状態を示すスケルトン図
【図９】低速走行時における減速状態を示すスケルトン図
【図１０】後進時を示すスケルトン図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１０】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る車両１の全体構成について説明する。
【００１１】
車両１は、駆動源１０と、ダンパ２０と、無段変速装置３０とを備えている。そして、無段変速装置３０の出力側に、不図示のプロペラシャフト、デファレンシャルおよびドライブシャフトを介して、駆動輪が動力伝達可能に連結されている。
【００１２】
駆動源１０は、例えばディーゼルエンジンである。なお、駆動源１０は、ガソリンエンジン、電動機等でも構わない。なお、本実施形態では、駆動源１０がディーゼルエンジンであるとして説明を行う。駆動源１０の出力軸１１には、ダンパ２０の入力側部材２１が接続されている。
【００１３】
ダンパ２０は、入力側部材２１、出力側部材２２、および、入力側部材２１と出力側部材２２とを弾性的に連結する弾性連結部材２３を備える。ダンパ２０の出力側部材２２は、無段変速装置３０の入力軸３０ａと接続されている。ダンパ２０は、駆動源１０の発生する回転振動が無段変速装置３０に伝達されるのを抑制する機能を有する。ダンパ２０の構造は一般的なダンパの構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
【００１４】
無段変速装置３０は、第１ポンプモータ３１、第２ポンプモータ３２、第３ポンプモータ３３および切換弁３４を互いに油路で接続し、閉回路を構成したものである。なお、図１では、閉回路における一部の構成部品（チャージポンプ、チャージ油路、リリーフ油路、バイパス油路等）を省略している。
【００１５】
第１ポンプモータ３１は、高圧側油路３５に開口する高圧側ポート３１ａと、低圧側油路３６に開口する低圧側ポート３１ｂとを有する。第１ポンプモータ３１は、容量をゼロ容量から最大容量Ｑ１まで変化させることのできる可変容量型のポンプモータである。なお、第１ポンプモータ３１は、本発明の「第１油圧ポンプモータ」に相当する。
【００１６】
ここで、第１ポンプモータ３１の構成について、図２を参照して詳細に説明する。図２には、第１ポンプモータ３１における１つのシリンダ４０が描かれている。なお、シリンダ４０は、本発明の「作動油室」に相当する。
【００１７】
シリンダ４０は、低圧側逆止弁４１を介して低圧側油路３６と接続されるとともに、高圧側逆止弁４２を介して高圧側油路３５と接続されている。シリンダ４０には、ピストン４３が設けられている。
【００１８】
ピストン４３の下端付近は、リンク機構４４を介してクランク軸４５と接続されている。リンク機構４４は、クランク軸４５の回転運動をピストン４３の上下運動に変換する。また、逆に、リンク機構４４は、ピストン４３の上下運動を、クランク軸４５の回転運動に変換する。
【００１９】
クランク軸４５は、入力軸３０ａと接続されており、駆動源１０により回転駆動される。そして、クランク軸４５の回転運動に基づいてピストン４３がシリンダ４０内で上下運動することにより、シリンダ４０内の容積が周期的に変化する。
【００２０】
低圧側逆止弁４１は、第１の弁座４１ａと、第１の弁体４１ｂと、第１の弁体４１ｂを第１の弁座４１ａから離間させる方向へ押圧する第１のスプリング４１ｃとを有する。低圧側逆止弁４１は、例えばポペットバルブである。なお、低圧側逆止弁４１は、本発明の「第１逆止弁」に相当する。
【００２１】
また、低圧側逆止弁４１は、所望のタイミングで閉弁可能に構成されている。具体的には、低圧側逆止弁４１に、制御装置５０からの制御信号により第１の弁体４１ｂを第１の弁座４１ａへ着座させる第１のソレノイド４１ｄが設けられている。なお、第１のソレノイド４１ｄは、本発明の「第１アクチュエータ」に相当する。
【００２２】
第１のソレノイド４１ｄは、制御装置５０から電力を供給されている間だけ、第１の弁体４１ｂを第１の弁座４１ａへ着座させる。制御装置５０には、クランク角検出センサ４５ａにより検出されたクランク軸４５の回転角度が入力される。制御装置５０は、入力されたクランク軸４５の回転角度に基づいて、第１のソレノイド４１ｄを制御して、第１の弁体４１ｂを第１の弁座４１ａへ着座させる。
【００２３】
高圧側逆止弁４２は、第２の弁座４２ａと、第２の弁体４２ｂと、第２の弁体４２ｂを第２の弁座４２ａに着座させる方向へ付勢する第２のスプリング４２ｃとを有する。高圧側逆止弁４２は、例えばポペットバルブである。なお、高圧側逆止弁４２は、本発明の「第２逆止弁」に相当する。
【００２４】
また、高圧側逆止弁４２は、所定のタイミングで開弁する。さらに、高圧側逆止弁４２は、開弁状態を維持可能に構成されている。具体的には、高圧側逆止弁４２には、第２の弁座４２ａから離間した第２の弁体４２ｂの離間状態を保持する第２のソレノイド４２ｄが設けられている。第２のソレノイド４２ｄは、制御装置５０からの制御信号により制御される。なお、第２のソレノイド４２ｄは、本発明の「第２アクチュエータ」に相当する。
【００２５】
第２のソレノイド４２ｄは、制御装置５０から電力を供給されている間だけ、第２の弁体４２ｂを第２の弁座４２ａから離間させる。制御装置５０は、クランク軸４５の回転角度に基づいて、第２のソレノイド４２ｄを制御して、第２の弁体４２ｂを第２の弁座４２ａから離間させる。
【００２６】
次に、図３Ａ〜図３Ｆを参照して、作動油を低圧側油路３６からシリンダ４０内へ吸入して、高圧側油路３５へ吐出する行程について説明する。
【００２７】
クランク軸４５の回転に伴い、ピストン４３が上死点から下死点まで下降する吸入行程（図３Ａ〜図３Ｃ）において、第１のソレノイド４１ｄには、制御装置５０から電力が供給されず、第１の弁体４１ｂは第１の弁座４１ａから離間した状態となる。このようにして、吸入行程では、低圧側逆止弁４１が開弁し、低圧側油路３６内の作動油がシリンダ４０内に導入される。また、吸入行程では、高圧側逆止弁４２は閉弁している。
【００２８】
ピストン４３が下死点から上死点まで上昇する吐出行程における所定の期間、制御装置５０は、第１のソレノイド４１ｄに電力を供給しない。これにより、第１の弁体４１ｂは第１の弁座４１ａから離間した状態を維持する。
【００２９】
第１の弁体４１ｂが第１の弁座４１ａから離間し、低圧側逆止弁４１が開弁した状態では、図３Ｄに示すように、高圧側逆止弁４２は閉弁状態を維持し、シリンダ４０内の作動油は高圧側油路３５には流れない。
【００３０】
吐出行程の途中で、第１のソレノイド４１ｄへ電力を供給すると、低圧側逆止弁４１が閉弁するとともにシリンダ４０内の圧力が上昇し、高圧側逆止弁４２が開弁する。そして、シリンダ４０内の作動油は高圧側油路３５へ導出される（図３Ｅ〜図３Ｆ）。なお、このとき、高圧側逆止弁４２の開弁状態を維持するために第２のソレノイド４２ｄの推力は必ずしも必要ではないが、第２のソレノイド４２ｄの推力により、第２の弁体４２ｂに作用する第２のスプリング４２ｃの荷重を打ち消してもよい。
【００３１】
このように、低圧側逆止弁４１を閉弁するタイミングを調整することで、第１ポンプモータ３１の容量をゼロ容量〜最大容量Ｑ１まで調整することができる。
【００３２】
次に、図４Ａ〜図４Ｇを参照して、作動油が高圧側油路３５からシリンダ４０内へ流入して、低圧側油路３６へ流出する行程について説明する。
【００３３】
図４Ａは、ピストン４３が上昇中であり、上死点に至る直前の状態を示している。このとき、第１のソレノイド４１ｄへ制御装置５０から電力の供給はなく、低圧側逆止弁４１は、第１のスプリング４１ｃにより開弁状態とされている。
【００３４】
この状態で、制御装置５０は、第１のソレノイド４１ｄへ電力を供給する。これにより、低圧側逆止弁４１は閉弁し、その後のピストン４３の上昇行程では、図４Ｂに示すように、高圧側逆止弁４２が開弁する。また、制御装置５０は、第１のソレノイド４１ｄへの電力の供給開始直後に、第２のソレノイド４２ｄにも電力を供給する。
【００３５】
これにより、ピストン４３が上死点に到達した状態では、高圧側逆止弁４２は開弁状態を維持する（図４Ｃ）。続いて、高圧側油路３５内の作動油がシリンダ４０内へ流入し、ピストン４３を押し下げる（図４Ｄ）。
【００３６】
ピストン４３が下死点に至る直前で、制御装置５０は、第１のソレノイド４１ｄへの電力供給を停止する。これにより、低圧側逆止弁４１は開弁し、その後のピストン４３の下降行程では、図４Ｅに示すように、高圧側逆止弁４２が閉弁する。また、制御装置５０は、第１のソレノイド４１ｄへの電力の供給停止直後に、第２のソレノイド４２ｄへの電力の供給を停止する。これにより、ピストン４３が下死点に到達した状態では、低圧側逆止弁４１は開弁し、高圧側逆止弁４２は閉弁した状態となる（図４Ｆ）。ここから、ピストン４３がクランク軸４５の回転慣性によって上死点へ向けて上昇すると、シリンダ４０内の作動油は低圧側油路３６へ流出することになる（図４Ｇ）。
【００３７】
ピストン４３が下死点から上死点まで上昇する行程において、第１のソレノイド４１ｄへの電力を供給して低圧側逆止弁４１を閉弁するタイミングを早めることで、それ以降、シリンダ４０から低圧側油路３６への作動油の流出を行わせないようにすることができる。このように、低圧側逆止弁４１を閉弁するタイミングを調整することで、第１ポンプモータ３１の容量をゼロ容量〜最大容量Ｑ１まで調整することができる。
【００３８】
図１に戻って、第２ポンプモータ３２は、高圧側油路３５に開口する高圧側ポート３２ａと、低圧側油路３６に開口する低圧側ポート３２ｂとを有する。第２ポンプモータ３２は、容量をゼロ容量から最大容量Ｑ２まで変化させることのできる可変容量型のポンプモータである。なお、本実施形態において、Ｑ１＜Ｑ２とされている。
【００３９】
第２ポンプモータ３２の構成は、第１ポンプモータ３１の構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。また、第２ポンプモータ３２は、第３ポンプモータ３３と一体回転するように、軸３２ｃにより第３ポンプモータ３３と連結されている。なお、第２ポンプモータ３２は、本発明の「第２油圧ポンプモータ」に相当する。
【００４０】
第３ポンプモータ３３は、固定容量型の油圧ポンプモータである。第３ポンプモータ３３は、油路３７に開口するポート３３ａと、油路３８に開口するポート３３ｂとを有しており、一方のポートから流入した作動油が、他方のポートから流出するように構成されている。
【００４１】
第３ポンプモータ３３は、例えばアキシャルピストン型のポンプモータである。第３ポンプモータ３３の回転方向は、作動油が流入するポートに依存する。例えば、作動油が油路３７から流入して油路３８へ流出する場合、第３ポンプモータ３３は正回転する。また、作動油が油路３８から流入して油路３７へ流出する場合、第３ポンプモータ３３は逆回転する。
【００４２】
換言すれば、第３ポンプモータ３３が正回転すると、作動油は油路３７から油路３８へ向かって流れる。また、第３ポンプモータ３３が逆回転すると、作動油は油路３８から油路３７へ向かって流れる。
【００４３】
また、第３ポンプモータ３３の容量はＱ２であり、第２ポンプモータ３２の最大容量と等しい。なお、作動油の流れ方向と、モータの回転方向との関係は、上述の関係には限定されず、上述の関係と逆の関係とすることもできる。なお、第３ポンプモータ３３は、本発明の「油圧モータ」に相当する。
【００４４】
切換弁３４は、２位置切換弁である。切換弁３４は、制御装置５０と電気的に接続されており、制御装置５０からの制御指令に基づき、作動油の流れる方向を切り換える。切換弁３４は、制御装置５０から電力が供給されていない場合に、高圧側油路３５と油路３７とを連通するとともに低圧側油路３６と油路３８とを連通する第１状態になる。また、切換弁３４は、制御装置５０から電力が供給された場合に、高圧側油路３５と油路３８とを連通するとともに低圧側油路３６と油路３７とを連通する第２状態になる。
【００４５】
次に、図５〜図１０を参照して、各走行状態における第１ポンプモータ３１、第２ポンプモータ３２、第３ポンプモータ３３の運転状態および切換弁３４の切換位置について説明する。
【００４６】
まず、図５を参照して、低トルク発進について説明する。低トルク発進とは、積載量が少ない状態で、平坦路において発進を行う場合等、発進時に要求されるトルクが小さい場合である。
【００４７】
この場合、第２ポンプモータ３２の容量は、ゼロとされる。また、切換弁３４は、第１状態とされる。また、第１ポンプモータ３１の容量は、ゼロ容量から最大容量に至るように制御される。
【００４８】
これにより、図５に示すように、第１ポンプモータ３１の高圧側ポート３１ａから高圧側油路３５へ吐出された作動油は、第３ポンプモータ３３のポート３３ａへ流入し、第３ポンプモータ３３を正回転させる。そして、第３ポンプモータ３３のポート３３ｂから流出した作動油は、第１ポンプモータ３１の低圧側ポート３１ｂへ送られる。
【００４９】
第１ポンプモータ３１の容量が徐々に増大されるにしたがい、速度比（第３ポンプモータ３３の回転数／駆動源１０の回転数）は上昇していく。低トルク発進における最高速度比は、（Ｑ１／Ｑ２）である。低トルク発進では、容量がゼロ容量〜最大容量Ｑ１まで可変な可変容量型ポンプと、容量Ｑ２の固定容量モータとの組み合わせと捉えることができる。
【００５０】
次に、図６を参照して、高トルク発進について説明する。高トルク発進とは、高積載状態で発進を行う場合、登坂路で発進を行う場合等であり、発進時に要求されるトルクが大きい場合である。
【００５１】
高積載状態、登坂路では、発進時に要求されるトルクが、第３ポンプモータ３３のみをモータとして用いた場合に発生可能なトルクを超える場合がある。このような場合において、第２ポンプモータ３２をモータとして動作させることにより、高トルクを発生させ、車両１を発進させることができる。
【００５２】
高トルク発進時、第２ポンプモータ３２は、作動油を高圧側油路３５からシリンダ４０内へ流入させ、低圧側油路３６へ流出させるように制御される。また、その際に、第２ポンプモータ３２の容量は、必要とされるトルクに応じて、ゼロ容量から最大容量Ｑ２までの任意の容量Ｑ３に調整される。
【００５３】
また、切換弁３４は、第１状態とされる。また、第１ポンプモータ３１の容量は、低トルク発進の場合と同様に、ゼロ容量から最大容量に至るように制御される。
【００５４】
これにより、図６に示すように、第１ポンプモータ３１の高圧側ポート３１ａから高圧側油路３５へ吐出された作動油は、第３ポンプモータ３３のポート３３ａへ流入して第３ポンプモータ３３を正回転させるとともに、第２ポンプモータ３２の高圧側ポート３２ａへ流入して第２ポンプモータ３２を回転させる。なお、第２ポンプモータ３２は軸３２ｃを介して第３ポンプモータ３３と連結されているため、第２ポンプモータ３２の回転方向は、正回転となる。
【００５５】
そして、第２ポンプモータ３２の低圧側ポート３２ｂおよび第３ポンプモータ３３のポート３３ｂから流出した作動油は、第１ポンプモータ３１の低圧側ポート３１ｂへ送られる。
【００５６】
第１ポンプモータ３１の容量が徐々に増大されるにしたがい、速度比は上昇していく。高トルク発進では、容量がゼロ容量〜最大容量Ｑ１まで可変な可変容量型ポンプと、容量（Ｑ２＋Ｑ３）の固定容量モータとの組み合わせと捉えることができる。
【００５７】
そのため、低トルク発進に比べて、高いトルクを発生させることができる。なお、高トルク発進では、第１ポンプモータ３１の所定の容量において、低トルク発進に比べて高いトルクを発生させることができる半面、速度比は低トルク発進の場合よりも低くなる。
【００５８】
高トルク発進において、第１ポンプモータ３１の容量が最大容量Ｑ１まで増大され、速度比が（Ｑ１／（Ｑ２＋Ｑ３））となると、速度比をさらに上昇させるために、第２ポンプモータ３２の容量をＱ３からゼロまで低下させる制御が実行される。
【００５９】
第２ポンプモータ３２の容量がＱ３からゼロまで徐々に減少されるにしたがい、速度比は上昇していく。この場合、容量Ｑ１の固定容量ポンプと、容量が（Ｑ２＋Ｑ３）からＱ２まで可変な可変容量型モータとの組み合わせと捉えることができる。
【００６０】
したがって、速度比を、低トルク発進における最高速度比（Ｑ１／Ｑ２）まで上昇させることができる。
【００６１】
次に、図７を参照して、高速走行について説明する。上述のとおり、低トルク発進、高トルク発進ともに、速度比はゼロから（Ｑ１／Ｑ２）まで上昇させることができる。そして、本実施形態では、速度比をさらに上昇させるために、第２ポンプモータ３２が以下のように制御される。
【００６２】
第２ポンプモータ３２は、容量をゼロ容量とされた後、低圧側油路３６から作動油を吸入し、高圧側油路３５に作動油を吐出するように制御される。これにより、第２ポンプモータ３２および第３ポンプモータ３３の作動油の吸入量の和は少なくなり、速度比をさらに上昇させることが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態では、第２ポンプモータ３２の最大容量Ｑ２は、第３ポンプモータ３３の容量と等しい。そのため、第２ポンプモータ３２の容量を最大容量Ｑ２とすることで、第２ポンプモータ３２および第３ポンプモータ３３の作動油の吸入量の和をゼロとすることができる。
【００６４】
そのため、第１ポンプモータ３１の容量によらず、第２ポンプモータ３２および第３ポンプモータ３３を第２ポンプモータ３２および第３ポンプモータ３３の機械的限界速度まで回転させることができる。
【００６５】
次に、図８および図９を参照して、エンジンブレーキにより減速を行う場合について説明する。アクセルペダルの踏み込みが無くなる等により、駆動源１０の発生する駆動力が減少すると、第３ポンプモータ３３が車輪側から回転させられる。
【００６６】
この場合、本実施形態では、エンジンブレーキ力を発生させるために、以下に示す制御が実行される。まず、制御装置５０は、切換弁３４へ電力を供給し、切換弁３４を切り換え、油路３８と高圧側油路３５とを連通させる。
【００６７】
また、第１ポンプモータ３１の低圧側逆止弁４１および高圧側逆止弁４２は、制御装置５０により、作動油を高圧側油路３５からシリンダ４０内へ流入させてピストン４３を下降させ、ピストン４３の上昇時に作動油を低圧側油路３６へ流出させるように制御される。
【００６８】
これにより、第１ポンプモータ３１には、駆動源１０を回転させようとするトルクが発生する。これに対して、駆動源１０の内部抵抗により、エンジンブレーキが作用する。
【００６９】
エンジンブレーキ力は、駆動源１０の回転数に依存する。そのため、制御装置５０は、所望のエンジンブレーキ力が得られるような駆動源１０の回転数となるように、第１ポンプモータ３１の容量を制御する。
【００７０】
さらに、例えば、高速走行中に減速を行う場合には、第３ポンプモータ３３の吐出した作動油のエネルギーをすべて第１ポンプモータ３１の回転に変換することができない。そのため、第２ポンプモータ３２は以下のように制御される。
【００７１】
すなわち、図８に示すように、第２ポンプモータ３２の低圧側逆止弁４１および高圧側逆止弁４２は、作動油を高圧側油路３５からシリンダ４０内へ流入させてピストン４３を下降させ、ピストン４３の上昇時に作動油を低圧側油路３６へ流出させるように制御される。
【００７２】
これにより、第２ポンプモータ３２を回転させるようとするトルク、すなわち車両１を加速させようとするトルクを発生させるようにしている。そのため、第１ポンプモータ３１の過回転を防止することができる。
【００７３】
一方、例えば、低速走行中に減速を行う場合には、所望のエンジンブレーキ力を得るために、第３ポンプモータ３３の吐出した作動油のみでは不足する場合がある。この場合、第２ポンプモータ３２は、低圧側油路３６から作動油を吸入し、高圧側油路３５に作動油を吐出するように制御される。こうすることで、第１ポンプモータ３１に流入する作動油の流量を満足させることができる。
【００７４】
次に、図１０を参照して、後進走行について説明する。後進走行時には、制御装置５０は、切換弁３４へ電力を供給し、切換弁３４を切り換え、高圧側油路３５と油路３８とを連通させる。
【００７５】
これにより、第１ポンプモータ３１から高圧側油路３５へ吐出された作動油は、油路３８を介して第３ポンプモータ３３のポート３３ｂへ流入し、第３ポンプモータ３３を逆回転させる。そして、第３ポンプモータ３３のポート３３ａから流出した作動油は、第１ポンプモータ３１の低圧側ポート３１ｂへ送られる。
【００７６】
なお、この際、第２ポンプモータ３２は、車両１が必要とするトルクおよび速度比に応じて、前進時と同様に制御される。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る無段変速装置によれば、駆動源により回転駆動される可変容量型の第１油圧ポンプモータと、前記第１油圧ポンプモータと閉回路を構成し、前記第１油圧ポンプモータから送出された圧油により回転駆動される固定容量型の油圧モータと、前記第１油圧ポンプモータと前記油圧モータとを接続する油路に接続されるとともに、前記油圧モータと連結された可変容量型の第２油圧ポンプモータと、前記油路における前記油圧モータと前記第２油圧ポンプモータとの間の部分に設けられ、前記圧油の流れの方向を切り換え可能な切換弁と、を備える。
【００７８】
これにより、油圧モータによる回転力で第２油圧ポンプモータを回転させて、第２油圧ポンプモータの吐出した作動油を油圧モータに吸入させることで、第２油圧ポンプモータおよび油圧モータの作動油の吸入量の和を少なくすることができる。
【００７９】
そのため、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、高い速度比を得ることができ、車両を高速走行させることが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態によれば、第１油圧ポンプモータの吐出した作動油を第２油圧ポンプモータに吸入させることで、第１油圧ポンプモータから吐出された作動油により、互いに連結された第２油圧ポンプモータおよび油圧モータを回転駆動することができる。
【００８１】
これにより、大容量の油圧ポンプおよび油圧モータを用いることなく、車両発進時に高トルクを得ることができる。そのため、車両を高積載状態で発進させることが可能となる。また、登坂路において車両を発進させることが可能となる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、減速時に油圧モータの吐出した作動油を第１油圧ポンプモータに吸入させることで、エンジンブレーキを作用させることができる。この場合、油圧モータの吐出した作動油を、第２油圧ポンプモータにも吸入させることで、第１油圧ポンプモータの過回転を防止することができる。また、油圧モータおよび第２油圧ポンプモータの吐出した作動油を第１油圧ポンプモータに吸入させることで、エンジンブレーキを適切に作用させることができる。
【００８３】
また、本実施形態では、第２油圧ポンプモータを、低圧側逆止弁および高圧側逆止弁を有する構成とした。これによる効果について、比較例を参照して簡単に説明する。
【００８４】
第２油圧ポンプモータを、斜板ポンプモータ、斜軸ポンプモータ等の、クリアランスシールを用いたバルブ構造を有する可変容量ポンプモータにより構成すると、第２油圧ポンプモータをポンプまたモータとして使用しない場合にも、常に作動油の漏れが生じる。そのため、効率が悪化する可能性がある。
【００８５】
一方、本実施形態では、第２油圧ポンプモータを上述の構成としたので、第２油圧ポンプモータをポンプまたはモータとして使用しない場合にも、作動油の漏れは生じない。そのため、効率を向上させることができる。
【００８６】
なお、上述の実施形態では、第１および第２油圧ポンプモータの容量調整を、１つのシリンダの一行程における開弁および閉弁タイミングを調整することで行うものを例に説明したが、第１および第２油圧ポンプモータの容量を調整する方法はこれに限定されない。
【００８７】
上述のとおり、第１および第２油圧ポンプモータは、複数のシリンダを備えている。そのため、複数のシリンダのうち、一部のシリンダについて、低圧側逆止弁を常に開弁、高圧側逆止弁を常に閉弁状態とし、当該一部のシリンダをポンプまたはモータとして使用しないようにすることで、単位時間あたりの作動油の吐出量を調整することができる。
【００８８】
具体的には、例えば、油圧ポンプモータのシリンダ数が１２であるとすると、６つのシリンダを使用しないようにすることで、単位時間あたりの作動油の吐出量を、全てのシリンダを使用した場合の５０％とすることができる。また、例えば、９つのシリンダを使用しないようにすることで、単位時間あたりの作動油の吐出量を、全てのシリンダを使用した場合の２５％とすることができる。
【００８９】
また、上述の実施形態では、第２油圧ポンプモータの最大容量と、油圧モータの容量とを等しくしたが、これに限定されず、第２油圧ポンプモータの最大容量と、油圧モータの容量とは、異なっていてもよい。
【００９０】
また、上述の実施形態では、油圧モータを、アキシャルピストン型の油圧モータとしたが、これに限定されない。具体的には、例えば、油圧モータは、ラジアルピストン側の油圧モータでもよく、また、その他の形式の油圧モータでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の無段変速装置は、トラック等、発進時に高トルクを必要とし、かつ、高速走行を行う車両に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００９２】
１  車両
１０  駆動源
１１  出力軸
２０  ダンパ
２１  入力側部材
２２  出力側部材
２３  弾性連結部材
３０  無段変速装置
３０ａ  入力軸
３１  第１ポンプモータ
３１ａ  高圧側ポート
３１ｂ  低圧側ポート
３２  第２ポンプモータ
３２ａ  高圧側ポート
３２ｂ  低圧側ポート
３２ｃ  軸
３３  第３ポンプモータ
３３ａ  ポート
３３ｂ  ポート
３４  切換弁
３５  高圧側油路
３６  低圧側油路
３７  油路
３８  油路
４０  シリンダ
４１  低圧側逆止弁
４１ａ  第１の弁座
４１ｂ  第１の弁体
４１ｃ  第１のスプリング
４１ｄ  第１のソレノイド
４２  高圧側逆止弁
４２ａ  第２の弁座
４２ｂ  第２の弁体
４２ｃ  第２のスプリング
４２ｄ  第２のソレノイド
４３  ピストン
４４  リンク機構
４５  クランク軸
４５ａ  クランク角検出センサ
５０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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