(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械式クラッチにより油圧機械式変速機のモード切り換えを滑らかに行う方法であって、
シフトの開始時に、油圧機械式変速機に動力を与えるエンジンへの燃料の供給を停止して、油圧機械式変速機への動力を一時的に低下させる過程と、
油圧機械式変速機の流体回路をクロスポートして、油圧機械式変速機内の油圧動力を低下させる過程と、
クラッチのシフトが終了した後に、エンジン及び油圧機械式変速機の双方に動力を再び供給する過程と
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
動力の不存在により、油圧機械式変速機内の油圧流体の漏出を減少させかつ固定回転斜板制御部の速度を増加させ、ひいては当該クラッチに係るクラッチ要素の速度差を約半分に低下させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
切り換え中に、油圧機械式変速機の可変回転斜板制御部の容量を実質的に変化させることなく、油圧機械式変速機の動力の損失の方向を逆にして、固定回転斜板制御部の速度を変化させることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
機械式クラッチを有する油圧機械式変速機のシフト制御器であって、
シフトの開始時に、油圧機械式変速機に動力を与えるエンジンへの燃料の供給を停止させて、油圧機械式変速機への動力を一時的に低下させる手段と、
油圧機械式変速機の流体回路をクロスポートして、油圧機械式変速機の油圧動力を低下させる手段と、
クラッチのシフトが終了した後に、エンジン及び油圧機械式変速機に動力を再び供給する手段と
を備えていることを特徴とする変速機用シフト制御器。
【請求項５】
動力の不存在により、油圧機械式変速機内の油圧流体の漏出を減少させかつ固定回転斜板制御部の速度を増加させ、ひいては当該クラッチに係るクラッチ要素の速度差を約半分に低下させることを特徴とする請求項４に記載の変速機用シフト制御器。
【請求項６】
機械式クラッチを有する油圧機械式変速機の変速機用シフト制御器であって、
油圧機械式変速機の流体回路をクロスポートして、油圧機械式変速機内の油圧動力を低下させる手段と、
クラッチの切り換えが終了した後に、エンジン及び油圧機械式変速機の双方に動力を再び供給する手段と
を備えていることを特徴とする変速機用シフト制御器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧機械式伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧機械式伝動装置（ＨＭＴ）では、伝達される油圧動力を低下させるために、油圧伝動部（ＨＳＴ）と機械式動力路とが並列的に用いられている。これにより、切り換え、すなわち「モード切り換え」によって広がる出力速度範囲が狭められる。
【０００３】
マルチモード油圧機械式伝動装置では、切換の際の連続する入力／出力速度及びトルク比を一定とするために、切換は、クラッチにより通常の「同期」速度で行われる。しかし実際には、切り換え時に油圧伝動部の動力の方向を逆にする必要があるので、切り換えを滑らかに行うことはできない。
【０００４】
油圧伝動部の動力の方向を逆にし、かつ切り換えの際に油圧伝動部の通常の同期速度を保つ場合、閉ループ内の油圧の方向を逆にすることにより、動力の方向を逆とすることができる。それにより、少なくとも１つの油圧ユニットの速度または容量の変化に伴う漏れ損失が発生する。油圧ユニットの速度や容量を変化させるのに必要な時間を短縮させると、切り換えの質、すなわち切り換えの円滑性が改善される。
【０００５】
米国特許第5,560,203号に記載されているように、動力の切り換えを少しだけ事前同期させ、切り換え中に、エンジン及び車両の慣性を利用して、固定油圧ユニットの速度を増加させることにより、動力の方向を最も速く逆にすることができる。
【０００６】
最も好ましい切り換えは、油圧伝動部の動力の流れを逆にするのに必要な圧力差及び速度差を考慮して、切り換えの前後に、可変ユニットの角度をおおむね同じとすることである。可変回転斜板制御部（Ｖユニット）の容量を変化させるよりも、固定回転斜板制御部（Ｆユニット）の速度を変化させるのに、はるかに大きい動力を利用することができるので、上述した方法によると、きわめて早く、かつ滑らかに切り換えを行うことができる。
【０００７】
動力切り換えの事前同期は、通常、速度差を用いて摩擦クラッチにより行われる。しかし、摩擦クラッチは、機械式クラッチよりもかなり高価であり、かつ効果的に小型化するのは困難である。また、各種の形態の伝動装置に組み込む際の適合性に問題がある。機械式クラッチは、滑ることはなく、動力の流れは急激に変化するので、動力を切り換えるのには向いていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の第１の目的は、機械式クラッチを有する油圧機械式伝動装置において、速度差を低下させ、切り換えに動力の流れを一時的に低下させ、切り換えが終了する前に、動力の流れを再び利用することにより、滑らかに切り換えるようにした方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、機械式クラッチを用いて、油圧機械式伝動装置のモードを切り換える際に、切り換えを滑らかに行わせるようにした装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、油圧機械式伝動装置のモードの切り換えを、滑らかに行わせる方法及び装置であって、切り換えが始まると、油圧機械式伝動装置を作動させるエンジンへの燃料の供給を停止して、油圧機械式伝動装置への動力を一時的に低下させ、かつ流体回路をクロスポートすることにより、油圧動力を低下させ、クラッチが切り換わった後に、エンジン及び油圧機械式伝動装置に動力を再び供給するようにした方法及び装置である。
【００１１】
また、油圧の漏れを減少させ、Ｆユニットの速度を増加するように制御すると、移動シーケンスにより、油圧の漏れを初期のクラッチの速度差が約半分に減少する。移動中には、Ｆユニットは、Ｖユニットの容量を自室的に変化させることなく、油圧伝動部の動力及び漏れの方向を逆にするのに必要な速度を変化させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は、モードを１回切り換える２モードの油圧機械式伝動装置（以下、ＨＭＴとする）を示し、油圧伝動部（以下、ＨＳＴとする）（５１）、機械式のクラッチ（２０）を備える駆動軸（４６）、プラネタリギヤ（４９）、及び出力シャフト（５０）を備えている。ＨＭＴは、可変回転斜板制御部（Ｖユニット）（３７）に作動的に連結された固定回転斜板制御部（Ｆユニット）（３６）を備えている。
【００１３】
クラッチ（２０）を位置Ａとすると、ＨＭＴは、油圧モードで始動する。この位置において、スライダ（２４）における係合片は、ギヤ（１７）の延長部に設けたスロット（２２）と係合し、動力が伝達される。動力は、ギヤ（２）とギヤ（１０）との噛合によって、エンジン（１）からＨＳＴ（５１）へ、ギヤ（９）とギヤ（６）との噛合によって、ＨＳＴ（５１）から駆動軸（４６）へ、ギヤ（１７）とギヤ（１１）との噛合によって、駆動軸（４６）から出力シャフト（５０）へ伝達される。
【００１４】
モード２では、動力は、ＨＳＴ（５１）及びプラネタリギヤ（４９）を介して伝達されなければならない。そのためには、クラッチ（２０）を、位置Ｂへ位置させなければならない。
【００１５】
ＨＭＴのモード１が終了した時の信号により、移動シーケンスが開始する。図１に示すように、移動シーケンスを、回転斜板位置センサ（５５−１）のようなＶユニット（３７）からの変位信号で開始させるのが好ましいが、Ｖユニット（３７）及びＦユニット（３６）の速度信号や圧力信号で開始させるようにしてもよい。
【００１６】
この時には、クラッチ（２０）は、スライダ（２４）を係合片（２４−２）と係合させ、スロット（２３）を有するギヤ（１８）は、事前同期速度とされ、Ｆユニット（３６）は、Ｖユニット（３７）に比べて低速動作する（同じ容量ユニットの場合）。この速度差は、伝達される動力、及びＨＳＴ（５１）の大きさに依存するが、通常は１５％以下である。
【００１７】
エンジン／伝動装置コントローラ（６３）は、電子式燃料制御部（６１）により、エンジン（１）への燃料の供給を即座に停止させる。電子式燃料制御部（６１）は、移動シーケンスの間に、動力伝達を停止させて、エンジン速度の増加を抑える。
【００１８】
次に、クラッチ（２０）は、信号伝達バルブ（５３）により、伝動装置の動力源から解除される。シリンダ（５２）は、ヨーク（５６）及びスライダ（２４）を移動させ、係合片（２４−１）をスロット（２２）から解除する。
【００１９】
動力が正方向へ伝達されると、Ｆユニット（３６）は、モータとして作動し、ライン（４３）のループ圧が低下することにより、クラッチ（２０）が解除されると、Ｆユニット（３６）の速度は、Ｖユニット（３７）とおおむね同じとなる。
【００２０】
Ｆユニット（３６）の速度が増加し、ライン（４３）のループ圧が低下した後に、エンジン／伝動装置コントローラ（６３）は、クロスポートバルブ（５６）を制御し、圧力を殆んど低下させることなく、ループに、Ｆユニット（３６）とＶユニット（３７）との動力差及び速度差を伝達する。
【００２１】
次に、エンジン／伝動装置コントローラ（６３）は、ヨーク（５６）を備えるスライダ（２４）及びシリンダ（５２）をさらに移動させることにより、クラッチ（２０）を位置Ｂへ移動させる。それにより、係合片（２４−２）がスロット（２３）と係合し、ギヤ（１８）とギヤ（１９）とが噛合する。
【００２２】
係合片（２４−２）とスロット（２３）とは、速度が異なるが、低い方の速度及び動力で係合するようになっている。係合している間、クラッチ（２０）は、Ｆユニット（３６）を正の同期速度に増加させ、移動終了後にＦユニット（３６）がポンプとして作動する。伝動部材は、正確な量の速度差により、移動の前後で、Ｖユニット（３７）の容量がほぼ一定となるような大きさとなっている。
【００２３】
次に、エンジン／伝動装置コントローラ（６３）は、燃料を送るように電子式燃料制御部（６１）を制御し、ループ状のクロスポートバルブ（５６）を閉じる。クロスポートバルブ（５６）は、常時開または常時閉である。
【００２４】
クロスポートバルブ（５６）が開いている場合には、動力は伝達されない。これが、「クロスポート」の意味である。モード２では、ＨＳＴ（５１）の動力の向きが逆となり、かつ伝達比が変化しないで、動力の伝達が再開される。
【００２５】
図１は、各クラッチに、クロスポートバルブを有するスライダを設けた１つのシフトバルブを示している。移動シーケンスは、何分の１秒という短時間で行われる。流れを制御するオリフィス（６８）（１６９）は、シリンダ（５２）（１５４）の速度を適切に調節する。
【００２６】
また、移動シーケンスをトラッキングベースで行うこともできる。その場合には、スライダの位置を、係合点の中間に移動させる第２のシフトバルブと、移動をモニタするセンサとを追加する必要がある。
【００２７】
クラッチ及びシフトアクチュエータを追加することにより、モードを追加することができる。図３〜図８を参照されたい。
【００２８】
図５は、プラネタリギヤ（１４９）及びクラッチ（１２５）を有する３モードの油圧機械式伝動装置を示している。図５の符号は、図２〜図４に示した符号に１００を付加したものであり、同じ部材を示している。すなわち、図２〜図４に示す部材（５０）は、図５では部材（１５０）として示してある。クラッチアクチュエータには、シリンダ（１５４）及びスライダ（１２８）を設けてある。移動シーケンスは、モード１からモード２への移動と同様である。
【００２９】
このように、本発明によると、少なくとも、上述した全ての目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による油圧機械式伝動装置の略図である。
【図２】２モード油圧機械式伝動装置の概略図である。
【図３】図２の第１のモードを示す図である。
【図４】図２の第２のモードを示す図である。
【図５】３モード油圧機械式伝動装置の概略図である。
【図６】図５の第１のモードを示す図である。
【図７】図５の第２のモードを示す図である。
【図８】図５の第３のモードを示す図である。
【符号の説明】
１        エンジン
６、９、１１，１７、１８、１９  ギヤ
２０      クラッチ
２２、２３  スロット
２４      スライダ
２４−１、２４−２  係合片
３６      固定回転斜板制御部（Ｆユニット）
３７      可変回転斜板制御部（Ｖユニット）
４３      ライン
４６      駆動軸
４９、１４９  プラネタリギヤ
５０      出力シャフト
５１      油圧伝動部（ＨＳＴ）
５２、１５４  シリンダ
５３      信号伝達バルブ
５５−１  回転斜板位置センサ
５６      クロスポートバルブ
６１      電子式燃料制御部
６３      エンジン／伝動装置コントローラ
６８、１６９  オリフィス
１２５    クラッチ
１２８    スライダ
１５４    シリンダ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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