(57)【要約】【課題】トルクの伝達を制御する可変容量型ポンプモータを備えた変速機におけるクラッチ機構の同期制御を動力損失を生じることなく、かつ応答性良く実行する。【解決手段】解放状態になっていてトルクを伝達していないクラッチ機構もしくは該クラッチ機構が係合する相手部材にトルク伝達可能に連結されているいずれかの可変容量型ポンプモータに流体圧を供給する圧力源と、前記解放状態になっている前記クラッチ機構と前記相手部材との回転数を合わせるように前記いずれかの可変容量型ポンプモータに前記圧力源から供給される流体圧を制御する流体制御機構と、前記流体圧が供給される際に前記いずれかの可変容量型ポンプモータの押出容積を増大させる押出容積増大手段（ステップＳ６）とを備えている。【選択図】  図１
2007327530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力部材と少なくとも二本の回転軸との間に所定の回転数比に設定された複数の伝動機構が設けられるとともに、その伝動機構を介したトルク伝達を可能にするクラッチ機構が設けられ、さらに前記回転軸ごとに設けられかつ動力源と前記回転軸との間で伝達されるトルクを制御する可変容量型ポンプモータを備えている変速機の制御装置において、
解放状態になっていてトルクを伝達していないクラッチ機構もしくは該クラッチ機構が係合する相手部材にトルク伝達可能に連結されているいずれかの可変容量型ポンプモータに流体圧を供給する圧力源と、
前記解放状態になっている前記クラッチ機構と前記相手部材との回転数を合わせるように前記いずれかの可変容量型ポンプモータに前記圧力源から供給される流体圧を制御する流体制御機構と、
前記流体圧が供給される際に前記いずれかの可変容量型ポンプモータの押出容積を増大させる押出容積増大手段と
を備えていることを特徴とする変速機の制御装置。
【請求項２】
前記押出容積増大手段は、前記いずれかの可変容量型ポンプモータの押出容積を最大容積まで増大させる手段を含む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】
前記押出容積増大手段は、前記流体制御機構によって前記いずれかの可変容量型ポンプモータに前記流体圧が供給されるのに先立って前記押出容積を増大させる手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変容量型ポンプモータによって伝達するトルクを制御でき、またトルクの伝達に関与する伝動機構をクラッチ機構の係合・解放の状態に応じて選択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】
変速段数を可及的に多くした究極の構造が、変速比を連続的に変化させることのできる無段変速機であり、無段変速機によれば、エンジンなどの動力源の回転数を運転効率などを考慮した最適な回転数に設定でき、また駆動力を多様に変化させることができる。その無段変速機の一例として、ギヤ列を使用した有段変速部と油圧を利用した無段変速部とを、入力軸と出力軸との間に並列に配置した構成が、特許文献２に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２０７６４号公報
【特許文献２】特開平１１−５１１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、これを係合させる場合、相手部材との間に回転数差があると、係合によって回転数の変化が生じ、この回転数の変化に起因する慣性トルクがショックとして現れる可能性がある。そこで、同期連結機構などの回転同期を行う機能のある機構を使用することもある。しかしながら、回転同期するまでに時間が掛かり、これが変速応答性を低下させる要因になり、また同期に要する時間を短くするためには複雑で高価な同期機構を必要とするなどの課題がある。
【０００９】
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。
【００１０】
一方、特許文献２に記載されている変速機は、変速比を連続的に変化させる無段変速機として機能させることができるが、油圧を使用した無段変速部では、常時、油圧を発生させるとともに、その圧油をモータに供給している。そのため、オイルの撹拌や摩擦による損失あるいは漏れに起因する損失などが常時かつ不可避的に生じ、その結果、動力の伝達効率が必ずしも良好ではなく、車両の全体としては燃費が悪化する可能性がある。
【００１１】
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、クラッチ機構の切り換えの際のいわゆる同期制御を、応答性良く実行でき、また動力の損失の少ない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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、出力部材と少なくとも二本の回転軸との間に所定の回転数比に設定された複数の伝動機構が設けられるとともに、その伝動機構を介したトルク伝達を可能にするクラッチ機構が設けられ、さらに前記回転軸ごとに設けられかつ動力源と前記回転軸との間で伝達されるトルクを制御する可変容量型ポンプモータを備えている変速機の制御装置において、解放状態になっていてトルクを伝達していないクラッチ機構もしくは該クラッチ機構が係合する相手部材にトルク伝達可能に連結されているいずれかの可変容量型ポンプモータに流体圧を供給する圧力源と、前記解放状態になっている前記クラッチ機構と前記相手部材との回転数を合わせるように前記いずれかの可変容量型ポンプモータに前記圧力源から供給される流体圧を制御する流体制御機構と、前記流体圧が供給される際に前記いずれかの可変容量型ポンプモータの押出容積を増大させる押出容積増大手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記押出容積増大手段は、前記いずれかの可変容量型ポンプモータの押出容積を最大容積まで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。
【００１４】
さらに、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記押出容積増大手段は、前記流体制御機構によって前記いずれかの可変容量型ポンプモータに前記流体圧が供給されるのに先立って前記押出容積を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。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、いずれかのクラッチ機構を係合させると、出力部材といずれかの回転軸との間で、伝動機構を介してトルクを伝達できる状態となり、その回転軸に対応して設けられている可変容量型ポンプモータの押出容積を制御することにより、動力源から前記回転軸に動力が伝達される。その結果、前記伝動機構の回転数比に応じた変速比が設定される。その状態では他のクラッチ機構を解放状態とすることができ、また他の可変容量型ポンプモータをいわゆるフリーな状態にして、該他の可変容量型ポンプモータに対応する回転軸には動力源から動力を伝達しない状態とすることができる。そこで、前記他のクラッチ機構を係合させる場合、前記他の可変容量型ポンプモータに流体圧源から圧力流体を供給してこれを回転させ、こうすることにより前記他のクラッチ機構を係合させる際に、相手部材との回転数の差をなくしていわゆる同期させる。その場合、前記他の可変容量型ポンプモータの押出容積が増大させられているので、発生するトルクが大きく、迅速に同期し、制御応答性もしくは変速応答性が良好になる。また、押出容積が増大させられていることにより、流体圧源から供給する圧力が相対的に低圧であってよく、そのため流体圧の漏れやそれに起因する動力の損失を防止もしくは抑制することができる。
【００１６】
特に請求項２の発明によれば、前記押出容積が最大に設定されるので、応答性が更に良好になり、また流体圧を低くすることができる。
【００１７】
さらに、請求項３の発明によれば、押出容積が予め増大させられているから、流体圧の供給によって直ちに大きいトルクが発生し、したがって応答性が良好になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図２にこの発明に係る変速機の一例をスケルトン図で示してあり、ここに示す例は、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二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。
【００１９】
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。
【００２０】
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としては、シングルピニオン型やダブルピニオン型などの適宜の形式の遊星歯車機構を採用することができる。図２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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ１２を以下の説明では、第１ポンプモータ１２と記し、図にはＰＭ１と表示する。
【００２５】
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、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、また吐出口もしくは吸入口から圧力流体を供給することにより、モータとして機能するようになっている。なお、この可変容量型ポンプモータ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。
【００２６】
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、それぞれの吸入口１２Ｓ，１３Ｓ同士が油路１４によって連通され、また吐出口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によってこの発明における閉回路が形成されている。なお、各ポンプモータ１２，１３における吸入口１２Ｓ，１３Ｓは、各ポンプモータ１２，１３が前記動力源１と同方向に正回転する際にオイルなどの流体を吸入するポートであり、また吐出口１２Ｄ，１３Ｄは正回転時にオイルなどの流体を吐出するポートである。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。
【００２７】
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２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が採用されている。具体的には、前記第１中間軸８には、第２速駆動ギヤ１７Ａが一体となって回転するように設けられている。その第２速駆動ギヤ１７Ａに噛み合っている第２速従動ギヤ１７Ｂが、出力軸１６上に配置され、かつ出力軸１６に対して回転自在に嵌合されている。
【００２８】
また、第１速駆動ギヤ１８Ａが、第２中間軸１０に回転自在に嵌合させられている。この第１速駆動ギヤ１８Ａに噛み合っている第１速従動ギヤ１８Ｂが出力軸１６に一体となって回転するように設けられている。
【００２９】
さらに、発進用ギヤ対１９が設けられている。この発進用ギヤ対１９は、図２の上側の第１ポンプモータ１２が流体圧モータとして機能した場合に、その出力トルクを出力軸１６に伝達するためのものである。具体的には、モータ軸９に一体なって回転するように取り付けられている発進駆動ギヤ１９Ａと、この発進駆動ギヤ１９Ａに噛み合うとともに出力軸１６に回転自在に嵌合させられた発進従動ギヤ１９Ｂとによって構成されている。
【００３０】
上述した第１速用および第２速用の各ギヤ対１８，１７、および発進用のギヤ対１９を、いずれかの中間軸８，１０と出力軸１６との間、もしくはモータ軸９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クラッチ機構が設けられている。このクラッチ機構は、要は、選択的にトルクを伝達する機構であって、従来知られているドグクラッチ機構や同期連結機構（シンクロナイザー）などの機構を採用することができ、図２にはシンクロナイザーを採用した例を示してある。
【００３１】
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を軸線方向に移動させて、その回転軸に対して相対回転するように取り付けられた回転部材のスプラインに係合させ、その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して回転軸と回転部材とを同期させることにより、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１９Ｂと第２速従動ギヤ１７Ｂとの間に第１のシンクロナイザー（以下、第１シンクロと記す）２０が設けられている。この第１シンクロ２０は、そのスリーブを図２の左側に移動させることにより、発進従動ギヤ１９Ｂを出力軸１６に連結し、発進用のギヤ対１９によってモータ軸９と出力軸１６との間でトルクを伝達させるように構成されている。また、第１シンクロ２０のスリーブを図２の右側に移動させることにより、第２速従動ギヤ１７Ｂを出力軸１６に連結し、第２速用のギヤ対１７によってモータ軸９と出力軸１６との間でトルクを伝達させるように構成されている。
【００３２】
また、前記第２中間軸１０上で、第１速駆動ギヤ１８Ａに隣接して第２のシンクロナイザー（以下、第２シンクロと記す）２１が設けられている。この第２シンクロ２１は、第１速駆動ギヤ１８Ａに対して図２の左側に配置されており、したがってそのスリーブを図２の右側に移動させることにより、第１速駆動ギヤ１８Ａを第２中間軸１０に連結し、第１速用のギヤ対１８によって第２中間軸１０と出力軸１６との間でトルクを伝達させるように構成されている。さらに、第２シンクロ２１を挟んで第１速駆動ギヤ１８Ａとは反対側に後進段を設定するためのハブ２２が設けられている。このハブ２２は第２シンクロ２１と共にこの発明のクラッチ機構を構成するものであって、その外周面に、第２シンクロ２１のスリーブに係合するスプラインが形成されており、第２ポンプモータ１３側のモータ軸１１に一体となって回転するように取り付けられている。したがって、第２シンクロ２１のスリーブを図２の左側に移動させると、第２中間軸１０とモータ軸１１とが連結され、すなわち第２遊星歯車機構４のキャリヤ４Ｃとサンギヤ４Ｓとが連結され、その結果、第２遊星歯車機構４の全体が一体回転するようになっている。
【００３３】
これらのシンクロ２０，２１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、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信号に応じて動作させるように構成すればよい。
【００３４】
上述したように、図２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機構２３を介してデファレンシャル２４が連結され、ここから左右の車軸２５に動力を出力するようになっている。
【００３５】
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の回転数を検出する入力回転数センサ２６、前記車軸２５の回転数を検出する出力回転数センサ２７、第１ポンプモータ１２の回転数を検出する回転数センサ２８、第２ポンプモータ１３の回転数を検出する回転数センサ２９などが設けられている。
【００３６】
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。
【００３７】
したがって、チャージポンプ３０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（以下、パイロット圧とする）Ｐsol5との和より高い圧力が作用した場合にドレインポートを開く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Ｐsol5に応じた圧力に設定するように構成されている。
【００３８】
一方のチェック弁３２と油路１４との間には、これらチェック弁３２と油路１４とを連通させた状態と、チェック弁３２と油路１４とを遮断するとともに油路１４をドレイン箇所に連通させる状態とに切り換える切換弁３５が設けられている。この切換弁３５は、パイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力（以下、パイロット圧とする）Ｐsol3が、スプリングによる弾性力に対抗するように作用している状態がＯＮ状態であって、チェック弁３２と油路１４とを遮断するとともに油路１４をドレイン箇所に連通させるようになっている。また、パイロット圧Ｐsol3が作用していない状態がＯＦＦ状態であって、チェック弁３２と油路１４とを連通させるようになっている。
【００３９】
また、チャージポンプ３０の吐出口に連通されている他方のチェック弁３３と油路１５との間には、これらチェック弁３３と油路１５とを連通させた状態と、チェック弁３３と油路１５とを遮断するとともに油路１５をドレイン箇所に連通させる状態とに切り換える切換弁３７が設けられている。この切換弁３７は、パイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力（以下、パイロット圧とする）Ｐsol4が、スプリングによる弾性力に対抗するように作用している状態がＯＮ状態であって、チェック弁３３と油路１５とを遮断するとともに油路１５をドレイン箇所に連通させるようになっている。また、パイロット圧Ｐsol4が作用していない状態がＯＦＦ状態であって、チェック弁３３と油路１５とを連通させるようになっている。
【００４０】
前記リリーフ弁３４のドレインポートと各切換弁３５，３７のドレインポートとが相互に連通され、これらのドレインポートがスプリングによって吐出圧を設定したチェック弁５３を介して潤滑箇所やオイルクーラーなどの循環箇所５４に連通されている。したがって、各油路１４，１５の排出圧はチェック弁５３によって設定されるようになっている。
【００４１】
さらに、前記油路１４には、第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに近い箇所と、第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓに近い箇所とに、ロック弁４３，３９が介装されており、前記切換弁３５はこれらのロック弁４３，３９の中間に接続されている。一方のロック弁（以下、仮に第１ロック弁と記す）４３は、パイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力（以下、パイロット圧とする）Ｐsol1によって切り換え動作する開閉弁（オン・オフ弁）であって、パイロット圧Ｐsol1が作用しているＯＮ状態では閉状態となって第１ポンプモータ１２を閉回路に対して遮断し、パイロット圧Ｐsol1の作用してないＯＦＦ状態では開状態となって吸入口１２Ｓを油路１４に連通させるようになっている。また、他方のロック弁（以下、仮に第２ロック弁と記す）３９は、パイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力（以下、パイロット圧とする）Ｐsol2によって切り換え動作する開閉弁（オン・オフ弁）であって、パイロット圧Ｐsol2が作用しているＯＮ状態では閉状態となって第２ポンプモータ１３を閉回路に対して遮断し、パイロット圧Ｐsol2の作用してないＯＦＦ状態では開状態となって吸入口１３Ｓを油路１４に連通させるようになっている。
【００４２】
上記の油路１４と油路１５との間には、第２ポンプモータ１３および第２ロック弁３９をバイパスするように、すなわちこれら第２ポンプモータ１３および第２ロック弁３９に対して並列に、調圧可能なリリーフ弁５５が設けられている。またこれと同様に、第１ポンプモータ１２および第１ロック弁４３をバイパスするように、すなわちこれら第１ポンプモータ１２および第１ロック弁４３に対して並列に、調圧可能なリリーフ弁５６が設けられている。これらのリリーフ弁５５，５６は、電磁力もしくはパイロット圧（以下、パイロット圧とする）Ｐsol6，Ｐsol7と弾性力との和に抗する圧力が作用した場合に開弁して油圧を逃がすように構成されている。したがって、パイロット圧Ｐsol6，Ｐsol7を高低に制御することにより、油路１４，１５の圧力を制御できるように構成されている。
【００４３】
上記の各ポンプモータ１２，１３の押出容積や各パイロット圧Ｐsol1，〜Ｐsol7を電気的に制御できるように構成されており、そのための電子制御装置（ＥＣＵ）４０が設けられている。この電子制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体にして構成されたものであって、前記各センサ２６，２７，２８，２９からの信号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。
【００４４】
図２に示す構成の変速機における同期制御は、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2を制御し、また各切換弁３５，３７およびロック弁３９，４３をＯＮ・ＯＦＦ制御することにより実行される。これらの制御の状態をまとめて示せば、図３のとおりである。なお、図３において、符号ｑ1は第１ポンプモータ１２の押出容積、ｑ2は第２ポンプモータ１３の押出容積、Ｓol1ないしＳol4は前記各パイロット圧Ｐsol1ないしＰsol4を出力させるソレノイドバルブをそれぞれ示し、そのソレノイドバルブＳol1，〜Ｓol4についての「×」印はＯＦＦ状態、「〇」印はＯＮ状態をそれぞれ示す。さらに「Ｍａｘ」は押出容積を最大に設定することを示し、「容積制御」は押出容積を予め定めた所定の容積に変化させることを示す。
【００４５】
図２に示す変速機では、前進第１速や第２速の固定変速比を、いずれかのポンプモータ１２，１３をロック状態（オイルを閉じ込めて回転させない状態）に維持して設定する。その状態では他方のポンプモータ１３，１２がいわゆるフリーな状態になる。そこで、この発明ではそのフリー状態のポンプモータ１３，１２をチャージポンプ３０が吐出する油圧で駆動して、シンクロ２０，２１を同期させる同期制御を行うように構成されている。その一例を説明すると、図１は、固定変速比である第１速を設定している状態で第２速へのアップシフト待機状態を設定する際の同期制御を示している。
【００４６】
図１に制御例は、図３の図表における「クラッチ機構」の欄に「スタート→２ｎｄ」と記載されている状態に相当し、先ず、アップシフト待機状態を設定するアップシフトセレクト指令が発せられると、検出された入力回転数Ｎin、出力回転数Ｎout、第１ポンプモータ１２の回転数ＮPM1、第２ポンプモータ１３の回転数ＮPM2に基づいて、特に入力回転数Ｎinと出力回転数Ｎoutとに基づいて、変速比が演算される（ステップＳ１）。その演算された変速比に基づいて第１速の成立を確認する判定が行われる（ステップＳ２）。その確認判定の結果によって第１速が成立しているか否かが判断される（ステップＳ３）。
【００４７】
第１速が成立していないことによりステップＳ３で否定的に判断された場合には、ステップＳ１に戻って変速比が演算される。これとは反対にステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわち第１速が成立している場合には、第１シンクロ２０のスリーブが、発進用ギヤ対１９側の位置Ｓからニュートラル位置Ｎに戻される（ステップＳ４）。これと併せて、第２ロック弁３９がＯＮ状態に切り替えられる（ステップＳ５）。また、これと併せて第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が、ゼロから最大（Ｍａｘ）に切り換えられる（ステップＳ６）。
【００４８】
さらに、切換弁３５がＯＮ状態に切り替えられる（ステップＳ７）。この状態を図４に示してあり、チャージポンプ３０から吐出した油圧は、一方のチェック弁３３および切換弁３７を介して油路１５に送られる。そして、その油路１５の圧力ＰＢはチャージポンプ３０の吐出圧ＰＣより低く設定され、また油路１４は切換弁３５を介して循環箇所５４に連通されている。また、第２ポンプモータ１３側の調圧可能なリリーフ弁（以下、第２調圧リリーフ弁と記す）５５の圧力ＰＡが前記リリーフ弁３４によるチャージポンプ３０の吐出圧ＰＣより高い圧力に設定される。そのため、油路１５に送られた圧油は、第１調圧リリーフ弁５６を介して油路１４および切換弁３５に流れる。
【００４９】
第１ポンプモータ１２は第１速の状態では、いわゆるフリー状態で正回転しているが、上述のように容積制御されると、その吸入口１２Ｓ側からオイルを吸入して吐出口１２Ｄから吐出する。すなわち、仕事をしてその仕事量に応じた負荷が第１ポンプモータ１２に作用する。その場合、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大に設定され、もしくは最大側に制御されているので、第１ポンプモータ１２の仕事量が大きく、そのためにその回転数が急速に低下する。言い換えれば、第１ポンプモータ１２が強制的に減速させられる。これを共線図で示せば図５のとおりであり、図５に符号Ｉで示してある強制減速状態が生じる。
【００５０】
このようにして第１ポンプモータ１２がついには停止する。その場合、吸入口１２Ｓ側の油路１４が切換弁３５を介して循環箇所５４に連通されて圧力が低くなっている。すなわち、吐出口１２Ｄ側の圧力が吸入口１２Ｓ側の圧力より高くなっているので、油路１５の油圧が吐出口１２Ｄ側から印加される。そのため、第１ポンプモータ１２には吐出口１２Ｄ側から吸入口１２Ｓ側に圧油が流れ、その結果、第１ポンプモータ１２が逆回転させられる。その状態を図６に示してある。また、これは図５に符号IIで示す状態である。その後、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が、第１シンクロ２０を回転同期させるように制御される（ステップＳ８）。第１ポンプモータ１２がこのようにして強制的に制動させられるとともに逆回転させられることにより、第１遊星歯車機構３におけるサンギヤ３Ｓが反転し、それに伴ってキャリヤ３Ｃの回転数が低下することにより、第１シンクロ２０が同期状態になる。すなわち、第１シンクロ２０で連結するべき発進従動ギヤ１９Ｂと出力軸１６との回転数がほぼ等しくなる。
【００５１】
このような過程がステップＳ９で差回転数の演算として検出される。これは、前述した各回転数センサ２６，〜２９で検出された回転数に基づいて行うことができる。そして、その差回転数が予め定めた所定値以下になったか否か、もしくはゼロになったか否かによって回転同期が判断される（ステップＳ１０）。
【００５２】
第１シンクロ２０が同期状態になっていないことによりステップＳ１０で否定的に判断された場合には、ステップＳ８に戻って第１ポンプモータ１２の容積制御が継続される。これに対してステップＳ１０で肯定的に判断された場合には、第１シンクロ２０のスリーブがニュートラル位置Ｎから第２速用ギヤ対１７側の位置「２」に移動させられ、第２速従動ギヤ１７Ｂが出力軸１６に連結される（ステップＳ１１）。その場合、第２速従動ギヤ１７Ｂと出力軸１６との回転数がほぼ一致しているので、第１シンクロ２０が係合状態になることによる回転数の変化や急激なトルクの変化などが生じることはない。また、第１シンクロ２０に回転方向での滑りが生じることはない。
【００５３】
ついで、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がゼロに設定される（ステップＳ１２）。これと併せて、切換弁３５および第１ロック弁４３が元のＯＦＦ状態に制御される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００５４】
上記のいわゆる同期制御を行った場合の押出容積ｑ1の変化および第１ポンプモータ１２の回転数の変化を、図７にタイムチャートで示してある。第２ロック弁３９をＯＮ状態に切り換える時点（ｔ0時点）では、押出容積ｑ1は最小（例えばゼロ）になっている。第２ロック弁３９をＯＮ状態に切り換えるとともに第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1をゼロから最大（Ｍａｘ）に切り換えると、第１ポンプモータ１２が上述したように仕事をして油圧を発生し、それに伴って回転数が低下する。
【００５５】
押出容積ｑ1が最大になり、また第１ポンプモータ１２の回転数がほぼゼロになったｔ1時点に、油路１４側の切換弁３５がＯＮ状態に制御され、その結果、第１ポンプモータ１２にはその吐出口１２Ｄから油圧が供給されて吸入口１２Ｓから排出されるので、その回転方向が従前とは反対になる。また、その場合、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大に設定され、もしくは最大側に制御されているので、第１ポンプモータ１２の回転数が急激に増大する。
【００５６】
第１ポンプモータ１２の回転数が、第１シンクロ２０が同期状態になる回転数より小さい所定の回転数に達したｔ2時点に、第１ポンプモータ１２の容積制御が開始される。すなわち、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が、次第に低下させられる。そして、第１ポンプモータ１２の回転数が、第１シンクロ２０の回転同期の回転数に達すると（ｔ3時点）、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がその時点の容積に維持される。この状態で、第１シンクロ２０のスリーブが中立の位置Ｎから第２速を設定する位置「２」に移動させられると（ｔ4時点）、第１シンクロ２０のシフトが完了するので、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がゼロに向けて所定の勾配で低下させられ、またそれに伴ってその回転数が次第に低下する。
【００５７】
したがって、現在時点で設定されている変速比に対して隣り合う他の固定変速比への変速待機状態を設定するためにシンクロ（クラッチ機構）を切り換える場合、そのシンクロに連結されているポンプモータの押出容積を最大に設定し、もしくは最大側に制御するので、そのポンプモータで発生するトルクが大きく、その結果、シンクロを迅速に同期状態にすることができる。すなわち、変速待機状態への切り換え応答性あるいは変速応答性が良好になる。また、回転同期のための回転数の迅速な変更を、ポンプモータの押出容積を大きくすることにより行うので、油圧を相対的に低く設定することが可能になる。そのため、ポンプモータに供給する油圧を発生するために消費する動力を少なくでき、また油圧の漏れやそれに伴う動力の損失を低減できるので、エネルギー効率を向上させ、車両においては燃費を向上させることができる。
【００５８】
この発明の装置は、シンクロなどのクラッチ機構を同期状態にする際に、そのクラッチ機構に連結されているフリー状態のポンプモータの押出容積を大きくして同期に要する時間を短縮するように構成されており、したがって図２に示す構成の変速機を対象とする場合には、発進の際に各シンクロ２０，２１を係合させるから、両方のポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2を増大させることになる。その制御例を図８に示してある。
【００５９】
図８に示す例は、ニュートラル状態から前進走行が選択されてその待機状態に切り替える（ニュートラル→スタート）場合の制御例であり、押出容積ｑ1，ｑ2および各パイロット圧Ｐsol1，〜Ｐsol4は、図３の図表における「クラッチ機構」の欄の「ニュートラル→スタート」の項に記載されているように制御される。したがって、ニュートラル（Ｎ）ポジションからドライブ（Ｄ）ポジションへのシフトに伴ってセレクト指令が発せられると、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2がゼロから最大（Ｍax）に設定される（ステップＳ２１）。
【００６０】
ついで、第１ロック弁４３がＯＮ状態に制御される（ステップＳ２２）。その結果、第１ポンプモータ１２が閉回路に対して遮断される。またこれと併せて油路１４側の切換弁３５がＯＮ状態に制御される（ステップＳ２３）。したがって第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓが所定圧力に保持する機能を有するチェック弁３６を介して循環箇所５４に連通させられる。すなわち、第２ポンプモータ１３が、チャージポンプ３０が吐出する油圧で制御可能な状態になる。
【００６１】
なお、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大にすることにより、その出力軸すなわちモータ軸９およびこれに連結されている発進用ギヤ対１９が停止するので、第１シンクロ２０は回転同期した状態となる。一方、第１速用ギヤ対１８においては、その従動ギヤ１８Ｂが出力軸１６とともに停止し、かつこれに噛み合っている駆動ギヤ１８Ａが停止する。そのため、第２遊星歯車機構４においてはリングギヤ４Ｒに動力源１から動力が入力されている状態でキャリヤ４Ｃが固定されるから、そのサンギヤ４Ｓおよびこれに連結されている第２中間軸１０が、リングギヤ４Ｒの回転数および第２遊星歯車機構４のギヤ比（サンギヤ４Ｓの歯数とリングギヤ４Ｒの歯数との比）に応じた回転数で回転している。そこで、第２中間軸１０の回転数すなわちキャリヤ４Ｃの回転数をゼロにして第２シンクロ２１を回転同期させるために、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が制御される。
【００６２】
この状態を図９に示してあり、チャージポンプ３０から吐出した油圧は、油路１５側のチェック弁３３および切換弁３７を介して油路１５に向けて流れ、さらに各ポンプモータ１２，１３に向けて流れる。その場合、油路１５に接続されている第１調圧リリーフ弁５６の圧力ＰＢがチャージポンプ３０の吐出圧ＰＣより低く設定されており、しかも油路１４側の切換弁３５が油路１４を循環箇所５４に連通させるように動作しているので、油路１５を第１ポンプモータ１２に向けて流れた圧油は、第１ポンプモータ１２をバイパスして循環箇所５４に流れる。また、第２ポンプモータ１３に対してその吐出口１３Ｄに供給され、かつ吸入口１３Ｓから吐出され、切換弁３５を介して循環箇所５４に流れる。そして、停止状態にあった第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が次第に増大させられているので、第２ポンプモータ１３は停止状態から逆回転し始める。
【００６３】
このような状態を第２遊星歯車機構４についての共線図で示せば図１０のとおりであり、第２ポンプモータ１３が次第に逆回転するとともにこれに連結されているサンギヤ４Ｓの正回転方向の回転数が次第に低下する状態が図１０に符号IIIで示す状態である。このようにして第２ポンプモータ１３が逆回転するのに従ってサンギヤ４Ｓの回転数が低下し、ついにはサンギヤ４Ｓの回転が止まる。これが同期状態であって、第２シンクロ２１で連結するべき第２速駆動ギヤ１８Ａとサンギヤ４Ｓもしくはモータ軸１１の回転数が一致する。
【００６４】
このような過程がステップＳ２５で差回転数の演算として検出され、また同期の判断（ステップＳ２６）が実行される。そして、回転同期することによりステップＳ２６で肯定的に判断されると、第１シンクロ２０のスリーブがニュートラル位置Ｎから発進用ギヤ対１９側の位置Ｓへの切り替えられ、また第２シンクロ２１のスリーブがニュートラル位置Ｎから第１速用ギヤ対１８側の位置「１」への切り替えられる（ステップＳ２７）。そして、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロに設定される（ステップＳ２８）。その後、切換弁３５を元のＯＦＦ状態に戻す制御（ステップＳ２９）および第１ロック弁４３を元のＯＦＦ状態に戻す制御（ステップＳ３０）が実行される。
【００６５】
図８に示す制御を行った場合の押出容積ｑ1の変化および第１ポンプモータ１２の回転数の変化を、図１１にタイムチャートで示してある。発進待機状態を設定する指令（Ｎ→Ｄシフトセレクト指令）が発せられたｔ10時点に第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロから最大に向けて増大させる制御が開始され、押出容積ｑ2がほぼ最大になったｔ11時点に第１ロック弁３９および切換弁３５がＯＮ状態に制御される。したがって、押出容積ｑ2が最大の第２ポンプモータ１３に、チャージポンプ３０から油圧が供給されるので、その回転数が急速に増大する。なお、その回転方向は図１０に示すように逆回転方向である。
【００６６】
第２ポンプモータ１３の回転数が、第２シンクロ２１の同期回転数に対応する回転数より低い所定の回転数に達したｔ12時点に、第２ポンプモータ１３の容積制御が開始される。すなわち、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2が次第に低下させられる。そして、第２ポンプモータ１３の回転数が、第２シンクロ２１の回転同期の回転数に達すると（ｔ13時点）、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がその時点の容積に維持される。この状態で、第１シンクロ２０のスリーブが中立の位置Ｎから第２速を設定する位置「２」に移動させられると（ｔ14時点）、第２シンクロ２１のシフトが完了するので、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロに向けて所定の勾配で低下させられ、またそれに伴ってその回転数が次第に低下する。
【００６７】
したがって、発進するべくシンクロ（クラッチ機構）を切り換える場合、そのシンクロに連結されているポンプモータの押出容積を最大に設定し、もしくは最大側に制御するので、そのポンプモータで発生するトルクが大きく、その結果、シンクロを迅速に同期状態にすることができる。すなわち、発進待機状態への切り換え応答性あるいは変速応答性が良好になる。また、回転同期のための回転数の迅速な変更を、ポンプモータの押出容積を大きくすることにより行うので、油圧を相対的に低く設定することが可能になる。そのため、ポンプモータに供給する油圧を発生するために消費する動力を少なくでき、また油圧の漏れやそれに伴う動力の損失を低減できるので、エネルギー効率を向上させ、車両においては燃費を向上させることができる。
【００６８】
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、前記第１中間軸８もしくはモータ軸９、前記第２中間軸１０もしくはモータ軸１１、ならびに出力軸１６がこの発明の回転軸に相当し、前記チャージポンプ３０がこの発明の圧力源に相当する。また、前記各切換弁３５，３６およびロック弁３９，４３がこの発明の流体制御機構に相当し、さらに図１に示すステップＳ６および図８に示すステップＳ２１の機能的手段がこの発明の押出容積増大手段に相当する。
【００６９】
なお、前述した変速待機状態への同期制御の例は、第２シンクロ２１によって固定変速比として第１速を設定している状態で第１シンクロ２０を第２速用ギヤ対１７側に切り換える例であるが、これとは反対に第１シンクロ２０を発進用ギヤ対１９側に切り換える場合にも、上記の例と同様に制御して、相対的に低圧でかつ迅速に切り換えることができる。また、この発明は固定変速比が前進側で３速以上設けられている変速機を対象として実施することができ、上記の具体例に限定されない。さらに、動力源は一方の差動機構に直接連結する替わりに、前述したカウンタギヤ対のアイドルギヤに連結してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】第１速の状態で第２速アップシフト待機状態を設定する際の同期制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明で対象とする変速機の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図３】図２に示す変速機における各シンクロによるシフトの態様をまとめて示す図表である。
【図４】第１ポンプモータの回転数が低下する過程での油圧の流れを示す模式図である。
【図５】第２速アップシフト待機状態への同期制御の過程における各遊星歯車機構についての共線図である。
【図６】第１ポンプモータの回転数をチャージポンプの吐出圧で増大させる過程での油圧の流れを示す模式図である。
【図７】その同期制御での押出容積およびポンプモータの回転数の変化を示すタイムチャートである。
【図８】ニュートラル状態から発進待機状態を設定する際の同期制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図９】その同期制御によって第２ポンプモータの回転数が逆回転方向に増大する過程での油圧の流れを示す模式図である。
【図１０】その同期制御における各遊星歯車機構についての共線図である。
【図１１】その同期制御での押出容積およびポンプモータの回転数の変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１…動力源、  ２…入力部材、  ３，４…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…第１ポンプモータ、  １３…第２ポンプモータ、  １６…出力軸、  １７…第２速用ギヤ対、  １８…第１速用ギヤ対、  １９…発進用ギヤ対、  ２０，２１…同期連結機構（シンクロ）、  ３０…チャージポンプ、  ３５，３７…切換弁、  ３９，４３…ロック弁。
【図１】
2007327530.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007327530.tif 000009
【図８】
2007327530.tif 000010
【図９】
2007327530.tif 000011
【図１０】
2007327530.tif 000012
【図１１】
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