(57)【要約】【課題】  ポンプモータの押出容積の制御にフェールが生じた場合に変速比の変化を小さくして車両の挙動を安定させる変速機の制御装置を提供する。【解決手段】  二つの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各動力伝達経路毎に設けられ、かつ圧力流体を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１２，１３と、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最大および最小ならびにその中間の容積のいずれかに設定して変速比を設定する変速比設定手段４３とを備え、前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、その押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合にその押出容積が増大するように構成されている。【選択図】  図１
2008051149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源から出力部材に到る少なくとも二つの動力伝達経路を備え、かつ各動力伝達経路毎に変速比が異なっている変速機の制御装置において、
前記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各動力伝達経路毎に設けられ、かつ圧力流体を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、
各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最大および最小ならびにその中間の容積のいずれかに設定して変速比を設定する変速比設定手段と
を備え、
前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、その押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合にその押出容積が増大するように構成されていることを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項２】
前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、その押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合にその押出容積が最大になるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。
【請求項３】
前記フェールが生じて各押出容積が増大した場合に変速比が増大するか否かを判断する変速判断手段と、
前記フェールが生じることに伴って変速比が増大することが変速判断手段によって判断された場合に、前記出力部材側から伝達されるトルクで駆動される被駆動側の可変容量型流体圧ポンプモータの吐出側の圧力を低下させるリリーフ手段と
を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の変速機の制御装置。
【請求項４】
前記リリーフ手段は、前記フェールが生じることに伴って変速比が増大しないことが変速判断手段によって判断された場合に、前記被駆動側の可変容量型流体圧ポンプモータの吐出側の圧力を維持もしくは増大させる手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の変速機の制御装置。
【請求項５】
前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吸入ポート同士を連通させる第１流路と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出ポート同士を連通させる第２流路とを更に備え、
前記リリーフ手段は、これらの各流路の間に設けられかつ第１流路の圧力が設定圧以上高い場合に開いて排圧する調圧可能な第１リリーフ弁と、前記各流路の間に設けられかつ第２流路の圧力が設定圧以上高い場合に開いて排圧する調圧可能な第２リリーフ弁と、これらのリリーフ弁の少なくともいずれか一方のリリーフ弁の調圧値を制御する手段を含む
ことを特徴とする請求項３または４に記載の変速機の制御装置。
【請求項６】
前記いずれかの動力伝達経路は、該動力伝達経路をトルク伝達可能な係合状態とトルクを伝達しない解放状態とに切り換える切換機構とを備え、
前記いずれかの動力伝達経路に設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最小にして該可変容量型流体圧ポンプモータを空転状態にしている状態で該可変容量型流体圧ポンプモータに前記フェールが生じてその押出容積を最大にする場合に、前記切換機構を係合状態に設定する切換指示手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の変速機の制御装置。
【請求項７】
前記いずれかの動力伝達経路は、相対的に大きい変速比を設定する低速用伝動機構と相対的に小さい変速比を設定する高速用伝動機構との少なくとも二つの伝動機構を備え、
前記切換機構は、これらの伝動機構を前記動力源と出力部材との間でトルク伝達可能にする係合状態およびトルクを伝達させない解放状態に選択的に切り換える機構を含み、
前記切換指示手段は、前記フェールが生じた場合に、前記切換機構を前記高速用伝動機構を介してトルク伝達する係合状態に設定する手段を含む
ことを特徴とする請求項６に記載の変速機の制御装置。
【請求項８】
前記切換指示手段は、前記いずれかの動力伝達経路に設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最小にして該可変容量型流体圧ポンプモータを空転状態にしている最小変速比の状態で該可変容量型流体圧ポンプモータに前記フェールが生じた場合に、前記いずれかの動力伝達経路における切換機構を低速用伝動機構がトルクを伝達する係合状態に切り換える手段を含み、
前記リリーフ手段は、前記最小変速比の状態で前記フェールが生じた場合に、前記いずれかの動力伝達経路に設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの吐出圧を低下させる手段を含む
ことを特徴とする請求項６または７に記載の変速機の制御装置。
【請求項９】
前記各動力伝達経路は、前記動力源からトルクが伝達される入力要素および前記可変容量型流体圧ポンプモータが連結された反力要素ならびに前記出力部材に対してトルクを出力する出力要素を有する差動機構と、前記出力要素と前記出力部材との間に設けられ、かつ各動力伝達経路毎に異なる変速比の伝動機構とを備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の変速機の制御装置。
【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二つの動力伝達経路を備え、それらの押出容積を最大と最小、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変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変速機は、入力部材と出力部材との間に、複数の動力伝達経路を選択的に形成し、各動力伝達経路での増減速比を異ならせることにより、入力部材と出力部材との回転数比である変速比を複数の変速比に設定するように構成された動力伝達装置である。この種の変速機が車両に搭載されていることは周知の通りであり、車両用の変速機としては、設定可能な変速比の数が多いこと、小型軽量であること、動力の伝達効率が高いことなどが要求される。そこで例えば特許文献１には、７段以上の変速段を設定でき、しかも小型化を図ることのできる変速機が記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された変速機は、いわゆるツインクラッチ式の有段変速機であり、第１クラッチを介してエンジンに連結される第１入力軸と、第２クラッチを介してエンジンに連結される第２入力軸と、出力軸と、第１入力軸にギヤ対を介して連結されている副軸と、第１入力軸と副軸との間に設けられるとともに噛み合いクラッチ機構によって選択的に連結状態とする複数のギヤ対と、第２入力軸と出力軸との間に設けられるとともに噛み合いクラッチ機構によって選択的に連結状態とされる複数のギヤ対とを有している。そして、この変速機は、いずれかの入力軸から所定のギヤ対を介して出力軸にトルクを伝達する変速段と、いずれかの入力軸から所定のギヤ対および副軸を介して出力軸にトルクを伝達する変速段とを設定するように構成され、その結果、後進段を含めて７段以上の変速段を設定するように構成されている。
【０００４】
また、無段変速機の変速比を制御する変速サーボユニットとその変速サーボユニットを制御する変速制御ソレノイドバルブユニットとを備え、その変速制御ソレノイドバルブユニットに作動不良が生じた場合に、変速サーボユニットを所定位置に固定して所定の減速比に設定するように構成した変速制御装置が、特許文献２に記載されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、変速制御のための油圧サーボシリンダを動作させるソレノイドバルブに作動不良が生じた場合に、その油圧サーボシリンダにオリフィスを介して油圧を給排する油路を設けておき、その油路を介して油圧を給排することにより油圧サーボシリンダを一方向にゆっくり動作させ、所定の変速比を設定するように構成した制御装置が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２０７６４号公報
【特許文献２】特開平４−３７０４６９号公報
【特許文献３】特開平１−１０５０６５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、設定可能な変速段数が多いことにより、エンジンを燃費のよい状態で運転でき、また副軸を効果的に利用するように構成されているので、変速機が全体として小型軽量化され、その結果、車両の燃費を向上させることができる。
【０００８】
しかしながら、動力の伝達経路を設定し、また変更するために用いられている前記第１クラッチおよび第２クラッチは、変速過渡時の慣性力を吸収するべく油圧式の摩擦クラッチによって構成されており、そのために、エネルギー効率や変速応答性の点で改善すべき余地があった。すなわち、油圧式の摩擦クラッチは、油圧によって摩擦板を押圧することにより係合するから、所定の変速段を設定して走行している定常的な状態であっても、クラッチを係合させるための油圧を発生させる必要があり、そのための動力を常時消費することになる。
【０００９】
また、トルクの伝達に関与していないクラッチはいわゆる解放状態に制御されるが、摩擦板の相対回転による引き摺りトルクが生じ、それに伴う摩擦によって動力損失が生じる。また、その際に熱が生じるので、冷却のために常時潤滑油を供給する必要があり、その潤滑のために動力を消費するから、動力損失が増える可能性がある。
【００１０】
さらに、解放状態のクラッチを係合させる場合、摩擦板同士の間のクリアランスが詰まった後、摩擦板同士が実質的に係合してトルクを伝達する。したがってそのクリアランスが詰まるまでの時間が遅れ時間となる。特に、特許文献１に記載された変速機では、一方のクラッチの解放と他方のクラッチの係合とを協調して進行させるいわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速となるので、各クラッチ相互の状況に応じて係合もしくは解放を進行させることになり、そのために複雑な制御が余儀なくされるのみならず、変速応答性が必ずしも良好ではない。
【００１１】
また、特許文献２あるいは３に記載された制御装置は、変速比を制御する油圧サーボ機構にいわゆるフェールセーフ機構を設けた構成であり、そのために変速比の制御機構が複雑化する可能性があり、さらに特許文献３に記載された構成では、フェールの発生によって変速比が大きく変化する可能性がある。
【００１２】
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、全体としてのエネルギー効率が良好で、しかも変速比を制御する機構にフェールが生じた場合の変速比の変化を抑制でき、さらには構成の簡単な変速機の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】
【００１３】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源から出力部材に到る少なくとも二つの動力伝達経路を備え、かつ各動力伝達経路毎に変速比が異なっている変速機の制御装置において、前記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各動力伝達経路毎に設けられ、かつ圧力流体を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、各可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最大および最小ならびにその中間の容積のいずれかに設定して変速比を設定する変速比設定手段とを備え、前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、その押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合にその押出容積が増大するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記各可変容量型流体圧ポンプモータは、その押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合にその押出容積が最大になるように構成されていることを特徴とする変速機の制御装置である。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記フェールが生じて各押出容積が増大した場合に変速比が増大するか否かを判断する変速判断手段と、前記フェールが生じることに伴って変速比が増大することが変速判断手段によって判断された場合に、前記出力部材側から伝達されるトルクで駆動される被駆動側の可変容量型流体圧ポンプモータの吐出側の圧力を低下させるリリーフ手段とを更に備えていることを特徴とする変速機の制御装置である。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記リリーフ手段は、前記フェールが生じることに伴って変速比が増大しないことが変速判断手段によって判断された場合に、前記被駆動側の可変容量型流体圧ポンプモータの吐出側の圧力を維持もしくは増大させる手段を含むことを特徴とする変速機の制御装置である。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項３または４の発明において、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吸入ポート同士を連通させる第１流路と、前記各可変容量型流体圧ポンプモータの吐出ポート同士を連通させる第２流路とを更に備え、前記リリーフ手段は、これらの各流路の間に設けられかつ第１流路の圧力が設定圧以上高い場合に開いて排圧する調圧可能な第１リリーフ弁と、前記各流路の間に設けられかつ第２流路の圧力が設定圧以上高い場合に開いて排圧する調圧可能な第２リリーフ弁と、これらのリリーフ弁の少なくともいずれか一方のリリーフ弁の調圧値を制御する手段を含むことを特徴とする変速機の制御装置である。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記いずれかの動力伝達経路は、該動力伝達経路をトルク伝達可能な係合状態とトルクを伝達しない解放状態とに切り換える切換機構とを備え、前記いずれかの動力伝達経路に設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最小にして該可変容量型流体圧ポンプモータを空転状態にしている状態で該可変容量型流体圧ポンプモータに前記フェールが生じてその押出容積を最大にする場合に、前記切換機構を係合状態に設定する切換指示手段を更に備えていることを特徴とする変速機の制御装置である。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記いずれかの動力伝達経路は、相対的に大きい変速比を設定する低速用伝動機構と相対的に小さい変速比を設定する高速用伝動機構との少なくとも二つの伝動機構を備え、前記切換機構は、これらの伝動機構を前記動力源と出力部材との間でトルク伝達可能にする係合状態およびトルクを伝達させない解放状態に選択的に切り換える機構を含み、前記切換指示手段は、前記フェールが生じた場合に、前記切換機構を前記高速用伝動機構を介してトルク伝達する係合状態に設定する手段を含むことを特徴とする変速機の制御装置である。
【００２０】
請求項８の発明は、請求項６または７の発明において、前記切換指示手段は、前記いずれかの動力伝達経路に設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積を最小にして該可変容量型流体圧ポンプモータを空転状態にしている最小変速比の状態で該可変容量型流体圧ポンプモータに前記フェールが生じた場合に、前記いずれかの動力伝達経路における切換機構を低速用伝動機構がトルクを伝達する係合状態に切り換える手段を含み、前記リリーフ手段は、前記最小変速比の状態で前記フェールが生じた場合に、前記いずれかの動力伝達経路に設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの吐出圧を低下させる手段を含むことを特徴とする変速機の制御装置である。
【００２１】
請求項９の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記各動力伝達経路は、前記動力源からトルクが伝達される入力要素および前記可変容量型流体圧ポンプモータが連結された反力要素ならびに前記出力部材に対してトルクを出力する出力要素を有する差動機構と、前記出力要素と前記出力部材との間に設けられ、かつ各動力伝達経路毎に異なる変速比の伝動機構とを備えていることを特徴とする変速機の制御装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１あるいは２の発明によれば、各動力伝達経路での伝達トルクが、それぞれに設けられている可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積に応じて変化するので、一方の動力伝達経路で伝達されるトルクをゼロとしかつ他方の動力伝達経路のみで動力を伝達するようにすれば、該他方の動力伝達経路で決まる変速比が設定され、あるいは各押出容積を共に最大にし、もしくは最大と最小との中間の値にすることにより、その押出容積の状態に応じた変速比が設定される。これに加えて、各可変容量型流体圧ポンプモータ同士が圧力流体を相互に授受できるように連通されているので、いずれか一方の可変容量型流体圧ポンプモータをポンプとして機能させることにより、該一方の可変容量型流体圧ポンプモータが設けられている動力伝達経路を介していわゆる機械的に出力部材にトルクが伝達されるとともに、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して他方の動力伝達経路を介して出力部材にトルクが伝達される。すなわち、流体を介した動力伝達が並行して生じ、しかも流体を介して伝達されるトルクは連続的に変化させることができるので、変速機の全体としてはいわゆる無段変速となる。
【００２３】
そして、押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合、その押出容積が増大し、あるいは最大になる。したがって、フェールが生じた時点に、押出容積が既に最大になっていれば、変速比は変化しない。また、フェールが生じた時点の押出容積が最小であったり、あるいは中間の値であった場合には、これを増大させた押出容積、および制御可能な他方の押出容積で決まる変速比が設定される。こうして設定される変速比は、各動力伝達経路でのいわゆる機械的伝動で決まる変速比によって制約され、最大変速比や最小変速比にまで大きく変化するものではないので、フェールに起因する変速比の変化を抑制することができる。また、このような変速比は、可変容量型流体圧ポンプモータの構成に応じて設定されるので、いわゆるフェールセーフのための構成を簡素化することができる。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば、フェールに伴って押出容積が上記のように増大することにより、変速比が増大する場合、すなわちダウンシフトが生じる場合、出力部材側から伝達されるトルクによって駆動される被駆動側の可変容量型流体圧ポンプモータの吐出圧が低下させられる。そのため、出力部材側から伝達される動力のいわゆる抜けが生じ、動力源に対して伝達されるトルクが小さくなり、もしくはゼロになるので、動力源による制動作用（動力源ブレーキもしくはエンジンブレーキ）が小さくなり、急制動状態を回避もしくは抑制することができる。
【００２５】
請求項４の発明によれば、フェールに伴って押出容積が上記のように増大することにより、変速比が増大しない場合、すなわちアップシフトが生じ、あるいは変速比が変化しない場合、出力部材側から伝達されるトルクによって駆動される被駆動側の可変容量型流体圧ポンプモータの吐出圧は低下させられない。そのため、出力部材側から伝達される動力が動力源まで伝達されるが、変速比が増大しないので、あるいは変速比が小さくなるので、動力源による制動作用（動力源ブレーキもしくはエンジンブレーキ）が小さくなり、急制動状態を回避もしくは抑制することができる。
【００２６】
請求項５の発明によれば、上述したフェール時の吐出圧の制御をリリーフ弁によって行うことができ、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、いわゆるフェールセーフのための制御を行うことができる。
【００２７】
請求項６の発明によれば、フェールによって押出容積が増大させられる可変容量型流体圧ポンプモータが設けられている動力伝達経路が、切換機構が係合状態となることによりトルクを伝達可能な状態になる。そのため、フェール時にいわゆる動力が抜ける状態を回避して、駆動力を生じさせることができる。
【００２８】
請求項７の発明によれば、フェールが生じた場合に設定される変速比が相対的に小さい変速比となるので、動力源を利用した制動力が生じるとしてもその制動力を相対的に小さくすることができる。
【００２９】
請求項８の発明によれば、最小変速比が設定されている状態で前述したフェールが生じると、変速比が低速側の変速比に増大し、それに伴って可変容量型流体圧ポンプモータの吐出圧が低下させられる。そのため、その吐出圧が低下させられた可変容量型流体圧ポンプモータでいわゆる動力の抜けが生じ、その結果、動力源による制動力が抑制され、いわゆるダウンシフトに伴う急制動を防止もしくは抑制することができる。
【００３０】
請求項９の発明によれば、請求項１ないし５の発明による効果と同様の効果を得ることができ、また各可変容量型流体圧ポンプモータが反力を生じる機構として機能するので、その容量が小さくてよく、したがって変速機を小型化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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変速機について説明すると、この発明で対象とする変速機は、少なくとも二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。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、並行して行われる。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。
【００３２】
各動力伝達経路は、それぞれ変速比の異なるギヤ対や巻き掛け伝動機構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比と称すると、固定変速比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、効率のよい伝動状態となる。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換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換機構を設けることが好ましい。
【００３３】
この発明で対象とする変速機は、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などの切換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。
【００３４】
つぎに、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、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具体例を説明する。図１に示す例は、車両用の変速機として構成した例であり、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比として四つの前進段および一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、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からこの発明における差動機構に相当する第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。
【００３５】
その動力源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。また、この動力源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。
【００３６】
第１遊星歯車機構３が入力部材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はこの発明の差動機構に相当し、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ヤ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に前記入力部材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。
【００３７】
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が噛み合っているとともに、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、前記第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。
【００３８】
第１遊星歯車機構３におけるキャリヤ３Ｃは出力要素となっており、そのキャリヤ３Ｃに回転軸としての第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。
【００３９】
第２遊星歯車機構４も同様な構成であって、そのキャリヤ４Ｃが出力要素となっており、そのキャリヤ４Ｃに他の回転軸としての第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。
【００４０】
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、また吐出ポートもしくは吸入ポート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。
【００４１】
この第１ポンプモータ１２には、その押出容積を制御するための容量変更機構が設けられている。この容量変更機構は、斜軸もしくは斜板の傾斜角度を変更し、あるいはラジアルピストンポンプにおけるロータの相対的な偏心量を変更する機能を備えた機構であり、例えばデューティー比に応じた油圧を吐出するソレノイドバルブ（以下、仮に第１ソレノイドバルブと記す）１２Ａを主体として構成されている。また、容量変更機構は、それ自体がフェールし、あるいは断線などの制御信号系統にフェールが生じるなど、押出容積を任意に制御できない状態が生じた場合に、押出容積が最大となるように構成されている。これは、例えば前記第１ソレノイドバルブ１２Ａを、断線などのいわゆるＯＦＦフェールした場合に制御油圧を出力しないノーマリークローズ（Ｎ／Ｃ）タイプの構成としておき、フェール時に制御力が生じないことにより、第１ポンプモータ１２における機械的な力で押出容積が最大になるように構成したものである。
【００４２】
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、前記モータ軸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。
【００４３】
この第２ポンプモータ１３には、その押出容積を制御するための容量変更機構が設けられている。この容量変更機構は、斜軸もしくは斜板の傾斜角度を変更し、あるいはラジアルピストンポンプにおけるロータの相対的な偏心量を変更する機能を備えた機構であり、例えばデューティー比に応じた油圧を吐出するソレノイドバルブ（以下、仮に第２ソレノイドバルブと記す）１３Ａを主体として構成されている。また、容量変更機構は、それ自体がフェールし、あるいは断線などの制御信号系統にフェールが生じるなど、押出容積を任意に制御できない状態が生じた場合に、押出容積が最大となるように構成されている。これは、例えば前記第２ソレノイドバルブ１３Ａを、断線などのいわゆるＯＦＦフェールした場合に制御油圧を出力しないノーマリークローズ（Ｎ／Ｃ）タイプの構成としておき、フェール時に制御力が生じないことにより、第２ポンプモータ１３における機械的な力で押出容積が最大になるように構成したものである。
【００４４】
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１２Ｓ，１３Ｓ同士が油路１４によって連通され、また吐出ポート１２Ｄ，１３Ｄ同士が油路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。
【００４５】
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。この発明における伝動機構としては、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。
【００４６】
具体的に説明すると、前記第１中間軸８には、第１遊星歯車機構３側から順に、第４速駆動ギヤ１７Ａと第２速駆動ギヤ１８Ａとが配置されており、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している。その第４速駆動ギヤ１７Ａに噛み合っている第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。
【００４７】
さらに、上記の第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っている第３速駆動ギヤ１９Ａと、第２速従動ギヤ１８Ｂに噛み合っている第１速駆動ギヤ２０Ａとが、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速従動ギヤを兼ねており、また第２速従動ギヤ１８Ｂが第１速従動ギヤを兼ねている。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。
【００４８】
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、前記第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。
【００４９】
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との間でトルク伝達可能な状態とするための切換機構が設けられている。この切換機構は、要は、選択的にトルクを伝達する連結機構であって、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。
【００５０】
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。前記出力軸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係合状態となって、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。また、スリーブを図１の右側に移動させることにより解放状態となって、発進従動ギヤ２１Ｂと出力軸１６との連結を解くように構成されている。
【００５１】
また、前記第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係合状態となって、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他の係合状態となって、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。そして、スリーブを中央に位置させることにより解放状態となって、第３速駆動ギヤ１９Ａおよび第１速駆動ギヤ２０Ａと第２中間軸１０との連結を解くように構成されている。
【００５２】
さらに、前記第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係合状態となって、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他の係合状態となって、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。そして、スリーブを中央に位置させることにより解放状態となって、第２速駆動ギヤ１８Ａおよび第４速駆動ギヤ１７Ａと第１中間軸８との連結を解くように構成されている。
【００５３】
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係合状態となって、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とキャリヤ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。
【００５４】
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。
【００５５】
上述したように、図１に示す変速機は、動力源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。そして、その出力軸１６には、歯車機構あるいはチェーンなどの巻き掛け伝動機構などの伝動手段２９を介してデファレンシャル３０が連結され、ここから左右の車軸３１に動力を出力するようになっている。
【００５６】
さらに、変速機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Ｎinを検出する入力回転数センサ３２、前記車軸３１の回転数Ｎoutを検出する出力回転数センサ３３などが設けられている。
【００５７】
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）３６が設けられている。このチャージポンプ３６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、前述した動力源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３７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。
【００５８】
そのチャージポンプ３６の吐出口は、前記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３８，３９を介して連通されている。なお、これらのチェック弁３８，３９は、チャージポンプ３６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３６の吐出圧を調整するための調圧弁（リリーフ弁）４０が、チャージポンプ３６の吐出口に連通されている。このリリーフ弁４０は、スプリングによる弾性力とソレノイドバルブ（以下、仮に第５ソレノイドバルブと記す）４０Ａの出力圧による押圧力との和より高い圧力（設定圧以上の圧力）が作用した場合に開いてオイルをオイルパン３７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３６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。
【００５９】
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、調圧弁（リリーフ弁）４１が設けられている。言い換えれば、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リリーフ弁４１が設けられている。このリリーフ弁４１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。すなわち、リリーフ弁４１は、ソレノイドバルブ（以下、仮に第３ソレノイドバルブと記す）４１Ａの出力圧によって調圧値を設定するように構成されており、いずれかの吸入ポート１２Ｓ，１３Ｓからの吐出圧がその調圧値以上（設定圧以上）の場合には、リリーフ弁４１が開いて排圧することにより、吐出圧を調圧値以下に維持するようになっている。
【００６０】
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、調圧弁（リリーフ弁）４２が設けられている。言い換えれば、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リリーフ弁４２が設けられている。このリリーフ弁４２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。すなわち、リリーフ弁４２は、ソレノイドバルブ（以下、仮に第４ソレノイドバルブと記す）４２Ａの出力圧によって調圧値を設定するように構成されており、いずれかの吐出ポート１２Ｄ，１３Ｄからの吐出圧がその調圧値以上の場合には、リリーフ弁４２が開いて排圧することにより、吐出圧を調圧値以下に維持するようになっている。
【００６１】
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）４３が設けられている。この電子制御装置４３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他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。
【００６２】
上記の変速機は、エンジン１の動力を出力軸１６に伝達する動力伝達経路として、第１ポンプモータ１２によって反力が与えられる第１遊星歯車機構３および第４速用ギヤ対１７もしくは第２速用ギヤ対１８を介して出力軸１６に動力を伝達する経路と、第２ポンプモータ１３によって反力が与えられる第２遊星歯車機構４および第３速用ギヤ対１９もしくは第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に動力を伝達する経路との二つの経路を備えている。そして、それぞれの動力伝達経路を介して伝達されるトルクは、それぞれに設けられているポンプモータ１２，１３の押出容積に応じて変化するようになっている。そして、そのトルクＴは、各押出容積をｑ1，ｑ2とし、かつ油路１４，１５の圧力差をＰとすると、
Ｔ＝（ｑ1＋ｑ2）・Ｐ／２π
で表される。
【００６３】
つぎに、上述した変速機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、ポンプ容量を最小もしくは実質的にゼロとし、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（フリー状態もしくは空転状態）を示し、「ＬＯＣＫ」はそのロータの回転が止まっ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。
【００６４】
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、「ー」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。
【００６５】
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、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に動力源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ヤ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。
【００６６】
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ヤ４Ｃと出力軸１６とが連結される。すなわち、固定変速比である第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。
【００６７】
したがって、第２ポンプモータ１３は前記第２遊星歯車機構４によって分配された動力源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ヤ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。
【００６８】
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、固定変速比である第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。
【００６９】
こうして動力源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の押出容積がゼロに設定されてＯＦＦ状態となり、また第２ポンプモータ１３の押出容積が最大に設定され、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。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、動力源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比が設定される。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。なお、この固定変速比である第１速で第１シンクロ２２のスリーブを解放状態（図２の〇印）とすれば、第１ポンプモータ１２を連れ回さないので、動力損失を防止できる。また、アップシフト待機状態となる。
【００７０】
固定変速比である第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。
【００７１】
この状態で、第１ポンプモータ１２の押出容積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、および各固定変速比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。
【００７２】
上述のようにして第１ポンプモータ１２の押出容積をほぼ最大にしてその回転が停止し、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ヤ３Ｃから中間軸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比である第２速が設定される。
【００７３】
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に連結する係合状態とし、また第２ポンプモータ１３の押出容積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は解放状態にする。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、固定変速比である第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に連結する係合状態とし、また第１ポンプモータ１２の押出容積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は解放状態にする。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、固定変速比である第４速が設定される。
【００７４】
さらに、後進段について説明すると、シフト装置によって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とキャリヤ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。
【００７５】
したがって、動力源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。
【００７６】
上記のようにこの発明で対象とする変速機では、いずれかのギヤ対１７，〜２０をシンクロ２３，２４によってトルク伝達可能な状態とし、かつトルク伝達可能なギヤ対に連結される遊星歯車機構３，４に対する反力をいずれかのポンプモータ１２，１３をロックして最大とすれば、そのギヤ対のギヤ比に応じた固定変速比が設定される。これに対して、固定変速比の間の変速比は、伝達されるトルクが前述した式で表される関係にあるので、一方の押出容積を最大にし、かつ他方の押出容積を最大と最小との中間の値に制御することにより設定することができ、あるいは両方の押出容積を中間の値に制御しても設定することができる。これを線図で示すと、図３のとおりであり、図３の（Ａ）に示す例は、一方の押出容積を最大にして各変速比を設定する例であり、図３の（Ｂ）に示す例は、固定変速比以外のいわゆる中間変速比を、各押出容積を共に中間の値に制御して設定する例である。これらの図３の（Ａ）および（Ｂ）において、１ｓｔ〜４ｔｈは固定変速比の変速段を示し、★印と数字とで示す位置はいわゆる中間変速比を示す。
【００７７】
一方、この発明で対象とする上記の変速機は、各ポンプモータ１２，１３の押出容積を制御する機構がフェールした場合、その押出容積が最大になるように構成されている。具体的には、第１もしくは第２のソレノイドバルブ１２Ａ，１３Ａが断線などによって制御できない状態（いわゆるＯＦＦフェールした状態）が生じると、これが閉状態になって押出容積が最大となる。したがって、フェールが生じた時点の変速比あるいは各押出容積の状態によっては、アップシフトやダウンシフトが生じ、あるいは変速が生じない。
【００７８】
これを図３を参照して説明すると、図３の（Ａ）に点Ｐ１で示し、あるいは図３の（Ｂ）に点Ｐ２で示す固定変速比（例えば第３速）が設定されている状態で両方のポンプモータ１２，１３にフェールが生じた場合、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速用ギヤ対１７をトルク伝達可能な状態にしたアップシフト待機状態であれば、★４で示すアップシフト側の変速比への変速が生じる。各押出容積が最大になるからである。これとは反対に第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速用ギヤ対１８をトルク伝達可能な状態にしたダウンシフト待機状態であれば、★３で示すダウンシフト側の変速比への変速が生じる。第２速用ギヤ対１８と第３速用ギヤ対１９との両方を介した機械的伝動と、各ポンプモータ１２，１３の間での流体伝動を介した動力伝達との両方が生じるからである。このようなフェールに基づくアップシフトあるいはダウンシフトは、ＯＦＦ状態のポンプモータ１３（もしくは１２）の押出容積が増大することによって生じる。したがって、第２ポンプモータ１３の押出容積が既に最大になっている上記の点Ｐ１あるいは点Ｐ２で示す状態で第２ポンプモータ１３のみがフェールした場合は、変速比が変化しない。
【００７９】
また、図３の（Ａ）に点Ｐ３で示すいわゆる中間変速比の状態は、第２速用ギヤ対１８と第３速用ギヤ対１９とをトルク伝達可能な状態に設定し、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大にし、かつ第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2を中間値に設定している状態である。言い換えれば、シンクロの係合・解放状態としては第２速でのアップシフト待機状態とし、その状態で流体伝動を生じさせている状態である。この状態で各ポンプモータ１２，１３にフェールが生じた場合、および押出容積ｑ2が中間値になっている第２ポンプモータ１３にフェールが生じた場合、両方のポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2が共に最大になるので、★３で示すアップシフト側の変速比への変速が生じる。これに対して第１ポンプモータ１２にフェールが生じた場合には、その押出容積ｑ1が既に最大になっているので、変速は生じない。
【００８０】
さらに、図３の（Ａ）に点Ｐ４で示すいわゆる中間変速比の状態は、固定変速比である第１速より大きい変速比であり、これは、第１速用ギヤ対２０とスタートギヤ対２１との両方をトルク伝達可能な状態とし、かつ第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2を最大に制御するとともに、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を中間値に制御して設定される。この状態で両方のポンプモータ１２，１３にフェールが生じた場合、および押出容積ｑ1が中間値になっている第１ポンプモータ１２にフェールが生じた場合、両方のポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2が共に最大になるので、★１で示すダウンシフト側の変速比への変速が生じる。これに対して第２ポンプモータ１３にフェールが生じた場合には、その押出容積ｑ2が既に最大になっているので、変速は生じない。
【００８１】
さらに、図３の（Ｂ）に点Ｐ５で示す変速比が設定されている場合について説明すると、この変速比は各押出容積ｑ1，ｑ2を共に中間値に制御して設定されている。したがって、各ポンプモータ１２，１３にフェールが生じると、両方の押出容積ｑ1，ｑ2が最大になるので、第１速と第２速との中間の変速比である★２で示す変速比へのダウンシフトが生じる。また、第１ポンプモータ１２のみにフェールが生じると、その押出容積ｑ1が最大になるので、第２速に近い★５で示す変速比へのアップシフトが生じる。さらに、第２ポンプモータ１３のみにフェールが生じると、その押出容積ｑ2が最大になるので、第１速側の★６で示す変速比へのダウンシフトが生じる。なお、上記のいずれの場合も、前述した各リリーフ弁４０，４１，４２のそれぞれが、各ソレノイドバルブ４０Ａ，４１Ａ，４２Ａによって正常に調圧されている状態で押出容積の制御にフェールが生じた場合の例である。
【００８２】
図３を参照して説明したように、この発明に係る変速機の制御装置では、いずれかのポンプモータ１２，１３の押出容積を制御する機構にフェールが生じると、図３に★印を付して示す変速比への変速が生じる場合がある。そして、その変速後の変速比は、フェールが生じた時点の変速比に対して、固定変速比同士の変速比幅より小さい変化幅の変速比である。したがってこの発明によれば、押出容積の制御にフェールが生じても、変速比が大きく変化することがないので、上記の変速機を搭載した車両の挙動を安定的に維持することができる。また、上記のフェールが生じた後の変速比が、フェールが生じる直前に設定されていた変速比に近い変速比になるので、走行に必要な駆動力を確保して、安定した再加速が可能になる。さらに、上述した構成では、各ポンプモータ１２，１３の押出容積を制御するソレノイドバルブ１２Ａ，１３Ａをノーマリークローズタイプにするなど、既存の機器の特性や機能を特定する程度の構成の変更によってフェールセーフを確立でき、新たな部品を追加するなどの必要がないことにより装置全体の構成を簡素化することができる。
【００８３】
ところで、図３を参照して説明したように、フェールが生じた時点の変速比や各押出容積の状態、あるいはフェールが生じるポンプモータ１２，１３によっては変速比が増大するダウンシフトが生じることがある。このようなダウンシフトによる制動力（エンジンブレーキ力もしくは動力源制動力）を抑制するために、この発明の制御装置は、以下の制御を実行するように構成されている。図４はその制御の一例を説明するためのフローチャートであり、各ポンプモータ１２，１３におけるソレノイドバルブ１２Ａ，１３Ａの電流値を読み込み、その電流値からフェールが判断される（ステップＳ１）。具体的には、第１もしくは第２のソレノイドバルブ１２Ａ，１３ＡがＯＦＦフェールしていることが検出される。その時点のポンプモータ１２，１３の指令値およびシフト位置に基づいて、アップシフトが生じるか、ダウンシフトが生じるかが判断される（ステップＳ２）。ここで、ポンプモータ１２，１３の指令値は、それぞれの押出容積についての指令値であり、またシフト位置は、前記第２シンクロ２３および第３シンクロ２４の係合・解放状態であっていずれのギヤ対１７，１８，１９，２０がトルク伝達可能になっているかの情報である。
【００８４】
前述したように押出容積を制御する機構にフェールが生じた場合、その押出容積が最大になるように構成されているので、最大より小さい押出容積に制御されているポンプモータ１２，１３にフェールが生じると、変速が生じる。ステップＳ２ではその変速がアップシフトかダウンシフトかが判断される。ダウンシフトが生じることがステップＳ２で判断された場合には、被駆動側のソレノイドバルブがＯＦＦ制御される（ステップＳ３）。具体的には、図１に示す第４ソレノイドバルブ４２Ａがノーマリーオープンタイプのバルブであって、ＯＦＦとなることにより開放側に制御され、リリーフ弁４２の調圧値（リリーフ圧）が低下させられる。
【００８５】
エンジン出力を増大させずにダウンシフトした場合には、変速比が大きくなることにより、出力軸１６側のトルクでエンジン回転数を引き上げることになり、その場合のエンジン１による反力が制動力として作用する。その場合、変速比に応じて決まるいずれか一方のポンプモータ１２，１３が出力軸１６側から伝達されるトルクによって強制的に正回転させられ、ポンプとして機能する。そのため、吐出ポート１２Ｄ，１３Ｄから油圧を吐出するので、油路１５の圧力が高くなる。こうしてポンプモータ１２，１３で生じる反力が遊星歯車機構３，４のサンギヤ３Ｓ，４Ｓに作用するために、その反力とキャリヤ３Ｃ，４Ｃに出力軸１６側から伝達されるトルクとが合成されてエンジン１を強制的に回転させるトルクとなる。
【００８６】
これに対してリリーフ弁４２のリリーフ圧が低下させられることにより、ポンプモータ１２，１３の吐出圧が低くなり、それに応じてポンプモータ１２，１３による反力が小さくなる。したがって、第４ソレノイドバルブ４２Ａが完全に開放してリリーフ圧が大気圧程度もしくはスプリングによるプリセット値程度に低くなった場合には、ポンプモータ１２，１３による反力がほぼゼロになる。その結果、出力軸１６側からトルクが伝達されても、いわゆるトルク抜けが生じて、エンジン１を強制的に回転させるトルクが抑制される。すなわち、エンジンブレーキ力が小さくなっていわゆる急制動などの挙動の変化が防止もしくは抑制される。
【００８７】
これとは反対に、アップシフトが生じることがステップＳ２で判断された場合には、第４ソレノイドバルブ４２ＡがＯＮ状態に維持される（ステップＳ４）。フェールに基づいてアップシフトが生じるとしても、制動力が生じたりすることがないので、閉回路１４，１５の油圧を維持するためにリリーフ弁４２のリリーフ圧が従前の圧力に維持される。
【００８８】
ところで前述した変速機で固定変速比を設定する場合、図２に示すように、ポンプモータ１２，１３の引き摺りによる動力損失を防止するために、いずれか一方の動力伝達経路におけるシンクロを中立位置に設定し、該動力伝達経路によるトルク伝達が生じないようにする場合がある。これに対して、フェールが生じた場合、フェールが生じた時点の変速比によっては両方の動力伝達経路を介してトルクを伝達する変速比に変速する場合がある。その場合、シンクロが中立位置にあってトルクを伝達しない場合には、いわゆるトルク抜けが生じてエンジン１と出力軸１６との間で動力を伝達できなくなる。すなわち、車両が走行できなくなる。このような事態を回避するためにこの発明に係る制御装置は図５に示す制御を行うように構成されている。
【００８９】
図５はその制御の一例を説明するためのフローチャートであって、各ポンプモータ１２，１３におけるソレノイドバルブ１２Ａ，１３Ａの電流値を読み込み、その電流値からフェールが判断される（ステップＳ１１）。これは、前述した図４に示す制御例におけるステップＳ１と同様の制御である。ついで、シフト位置とポンプモータ１２，１３の押出容積についての指令値とに基づいて、フェールが検出される直前の変速比が固定変速比（固定段）か否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２で否定的に判断された場合、すなわちいわゆる中間変速比が設定されていた場合には、上記の図４に示す制御と同様に制御される。すなわち、フェールによって押出容積を最大にすることにより生じる変速がアップシフトかダウンシフトかの判断（ステップＳ１３）が行われ、ダウンシフトの場合には前記第４ソレノイドバルブ４２ＡがＯＦＦ状態（ステップＳ１４）に制御されてポンプモータ１２，１３の吐出圧が低下させられる。これとは反対にアップシフトの場合には、第４ソレノイドバルブ４２ＡがＯＮ状態（ステップＳ１５）に制御される。
【００９０】
これに対して固定変速比が設定されてい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、駆動力を伝達していない動力伝達経路でのシンクロが、いずれかのギヤ対に対して係合（ＯＮ）しているか、解放（ＯＦＦ）しているかが判断される（ステップＳ１６）。これはシフト位置の情報から判断することができる。シンクロが係合状態（ＯＮ状態）であれば、前述したステップＳ１３に進んで、中間変速比が設定されていた場合と同様に制御される。
【００９１】
これとは反対にシンクロが解放状態（ＯＦＦ状態）であることがステップＳ１６で判断された場合には、その固定変速比が最高速段か否かが判断される（ステップＳ１７）。図１に示す変速機を対象とする場合には、固定変速比である第４速が設定されているか否かが判断される。最高速段ではないことによりステップＳ１７で否定的に判断された場合には、その固定変速段より１段高速側の固定変速段を設定するように所定のシンクロを係合させる。具体的には、第１速で第１シンクロ２２および第３シンクロ２４が解放状態になっている場合には、第２速を設定する状態となるように、第３シンクロ２４を第２速用ギヤ対１８側に動作させてこれをトルク伝達可能な状態に係合させる。また、第２速で第２シンクロ２３が解放状態になっている場合には、これを第３速用ギヤ対１９側に動作させて第３速用ギヤ対１９をトルク伝達可能な状態にする。さらに、第３速で第３シンクロ２４が解放状態になっている場合には、これを第４速用ギヤ対１７側に動作させて第４速用ギヤ対１７をトルク伝達可能な状態にする。こうすることにより、いずれの動力伝達経路もトルクを伝達できる状態になるので、アップシフト後の変速比を設定することができる。またその場合、変速比が低下するので、特に制動力が生じることがなく、車両の挙動が不安定になることはない。
【００９２】
他方、最高速段が設定されていることによりステップＳ１７で肯定的に判断された場合には、被駆動側のソレノイドバルブがＯＦＦ制御される（ステップＳ１９）。これは、前述した図４に示す制御例におけるステップＳ３と同様の制御であって、具体的には、第４ソレノイドバルブ４２ＡがＯＦＦ状態に制御されてリリーフ弁４２のリリーフ圧が低下させられる。言い換えれば、出力軸１６側からのトルクで強制的に回転させられるポンプモータ１２，１３の吐出ポート１２Ｄ，１３Ｄからの吐出圧が低下させられる。ポンプモータ１２，１３による反力を低下させるためである。そして、最高速段より１段低速側の固定変速比を設定するようにシンクロが動作させられる（ステップＳ２０）。図１に示す変速機を対象とする場合には、最高速段である第４速で第２シンクロ２３が解放状態になっているので、これが第３速用ギヤ対１９側に動作させられて第３速用ギヤ対１９をトルク伝達可能な状態に設定する。
【００９３】
したがって、最高速段が設定されていた場合であっても両方の動力伝達経路がトルク伝達可能な状態になるので、いわゆるトルク抜けが回避され、また低速側の変速比を設定することができる。また、このようなダウンシフトが生じるとしても、ポンプモータ１２，１３による反力が小さくなることにより、エンジンブレーキ力を低下させて急制動状態を回避もしくは抑制でき、車両の挙動を安定させることができる。
【００９４】
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、車速やアクセル開度などの車両の走行状態に応じて図２に示すように押出容積およびシンクロを制御する前記電子制御装置４３が、この発明の変速比設定手段に相当する。また、前述した第１および第２のソレノイドバルブ１２Ａ，１３Ａならびにこれらに指令信号を出力する電子制御装置４３が、この発明における「押出容積を制御する機構」に相当する。さらに、前述したステップＳ２およびステップＳ１３を実行する機能的手段が、この発明の変速判断手段に相当し、ステップＳ３およびステップＳ１４を実行する機能的手段ならびにリリーフ弁４２および第４ソレノイドバルブ４２Ａが、この発明のリリーフ手段に相当する。またさらに、前記油路１４がこの発明の第１流路に相当し、また油路１５がこの発明の第２流路に相当する。そして、前記各シンクロ２２，２３，２４がこの発明の切換機構に相当し、ステップＳ１８およびステップＳ２０がこの発明の切換指示手段に相当する。また伝動機構に関しては、第１速用ギヤ対２０と第２速用ギヤ対１８とがこの発明の低速用伝動機構に相当し、第３速用ギヤ対１９と第４速用ギヤ対１７とがこの発明の高速用伝動機構に相当する。そして、各遊星歯車機構３，４がこの発明の差動機構に相当する。
【００９５】
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、要は、少なくとも二つの動力伝達経路で伝達するトルクを流体圧ポンプモータの押出容積に応じて変更でき、したがっていずれか一方の動力伝達経路のみを介してトルクを伝達して変速比を設定し、また両方の動力伝達経路を介してトルクを伝達することにより変速比を設定できる変速機であればよい。また、固定変速比を設定できるように構成する場合、固定変速比は４速より多くてもよく、あるいは反対に少なくてもよい。さらに、フェール時にいずれかのポンプモータの吐出圧を低下させる手段は、そのために設けた特定のバルブであってもよく、上記のリリーフ弁に限られない。またさらに、フェールによって押出容積を増大させる場合、最大まで増大させずに、予め定めた容積まで増大させるように構成してもよい。そして、この発明では、動力伝達経路は二つに限られず、要は、複数設けてあればよい。
【００９６】
またさらに、この発明では、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、この発明で差動作用のある歯車機構を用いる場合、シングルピニオン型遊星歯車機構に替えて例えばダブルピニオン型遊星歯車機構を用いることができ、あるいは更に他の構成の差動歯車機構によって構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】この発明の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す変速機の動作状態をまとめて示す図表である。
【図３】各変速比を設定するための各押出容積の状態を示す線図である。
【図４】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５】この発明の制御装置による他の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】
【００９８】
１…動力源（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、  ８…第１中間軸、  ９…モータ軸、  １０…第２中間軸、  １１…モータ軸、  １２…可変容量型ポンプモータ（第１ポンプモータ）、  １２Ａ…第１ソレノイドバルブ、  １３…可変容量型ポンプモータ（第２ポンプモータ）、  １３Ａ…第２ソレノイドバルブ、  １４，１５…油路、  １６…出力軸、  １７，１８，１９，２０…ギヤ対、  ２２…第１のシンクロナイザー（第１シンクロ）、  ２３…第２のシンクロナイザー（第２シンクロ）、  ２４…第３のシンクロナイザー（第３シンクロ）、  ４２…リリーフ弁、  ４２Ａ…第４ソレノイドバルブ、  ４３…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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