(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動斜板による可変容量式の油圧ポンプと、同じく可動斜板による可変容量式の油圧モータを具備する油圧式無段変速機を用いた油圧式−機械式変速機において、該油圧式無段変速機の油圧モータ出力軸の駆動力により駆動軸が駆動される場合をＨＳＴモードとし、エンジンからの入力軸の駆動力を遊星歯車部により変速して、油圧モータ出力軸の駆動力の合成駆動力により駆動軸が駆動される場合をＨＭＴモードとし、該ＨＳＴモードとＨＭＴモードとを切り換えるＨＳＴクラッチとＨＭＴクラッチを、動力伝達経路上に設け、該ＨＳＴモードにおいては、ＨＭＴクラッチを切断し、ＨＳＴクラッチを接続し、また、ＨＭＴモードにおいては、ＨＭＴクラッチを接続し、ＨＳＴクラッチを切断し、後進全域および前進低速域をＨＳＴモードとし、前進中速域から高速域においてＨＭＴモードとし、前進−後進切換用クラッチを具備せず、前進−後進切換は  油圧式無段変速機の油圧ポンプ又は油圧モータの容量および吐出方向を変更することにより行い、前記ＨＭＴモードの出力回転を示すグラフと、油圧モータの作動油吐出量を示すグラフと、油圧ポンプの作動油吐出量を示すグラフにおいて、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの出力回転が一致する点（Ｘ）において、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの切換を自動的に行い、前記ＨＭＴモードの出力回転を示すグラフの中立点（Ｎ）に対応する点において、油圧ポンプの吐出量は０であり、該吐出量０の中立点（Ｎ）に対応する油圧ポンプの作動油吐出量を示すグラフの下方を吐出量のマイナスとし、上方を吐出量のプラスとすると、該油圧ポンプの作動油吐出量が最大のマイナス吐出量のグラフ上の点が、点（Ｐ１）および点（Ｐ２）であり、これに対して油圧モータの作動油の吐出量は、前記油圧モータの作動油吐出量を示すグラフ上において、前記油圧ポンプの点（Ｐ２）より後進側においては減少し、点（Ｐ１）より前進側においても減少する構成とし、該点（Ｐ１）と点（Ｐ２）の間においては、油圧モータの吐出量が一定に保たれるように構成し、該油圧ポンプの吐出量を調節し、前記油圧モータの出力を制御するとともに、更に出力を増す場合には油圧ポンプの吐出量を一定に維持し、油圧モータの吐出量を調節し、該油圧ポンプと油圧モータの相対的な吐出量の変化により出力を調節することを特徴とする油圧−機械式変速機。
【請求項２】
請求項１記載の油圧−機械式変速機において、変速時のＨＭＴクラッチとＨＳＴクラッチの切換の制御を行うための回転検出器（１０３）を、遊星歯車部の変速軸であり、かつ油圧式無段変速機の油圧モータ出力軸より出力軸に近い軸部であって、該変速時のＨＭＴクラッチとＨＳＴクラッチの切換により回転が停止しない回転部に設けることを特徴とする油圧−機械式変速機。
【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−機械式変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の油圧−機械式変速装置においては、油圧式無段変速機および油圧−機械式変速機を併用する構成が取られている。変速域を広く取るために、複数の遊星歯車やクラッチが用いられている。もしくは、後進用のクラッチを装着している。
【０００３】
また、変速時の制御を行うためのセンサーは油圧式無段変速機のモータ軸に設けられており、油圧式無段変速機のモータ回転のみを検出して出力軸の変速を行っている。また、モータ軸および出力軸の二カ所を検出位置としてセンサーを設け、出力軸の変速を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の変速機構では、機構が複雑になり、コストが掛かる。また、制御機構が複雑になる。このため、小型の農業機械や建設機械などの車両もしくは船舶に変速機を搭載する際には不適切である。
【０００５】
また、クラッチの滑りが生じた場合には、油圧モータ回転より演算して求めた出力回転数と実際の回転数にズレが生じる場合があり、センサーを配設する位置が限定される。さらに、回転数を検出するセンサーを追加する場合には、該センサーの検出値を入力するポートを該センサーに接続されるコントローラーに新たに設けるか、該コントローラーとして情報処理量の大きいものを使う必要がある。このため、コストが掛かることになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明が解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
請求項１においては、可動斜板による可変容量式の油圧ポンプと、同じく可動斜板による可変容量式の油圧モータを具備する油圧式無段変速機を用いた油圧式−機械式変速機において、該油圧式無段変速機の油圧モータ出力軸の駆動力により駆動軸が駆動される場合をＨＳＴモードとし、エンジンからの入力軸の駆動力を遊星歯車部により変速して、油圧モータ出力軸の駆動力の合成駆動力により駆動軸が駆動される場合をＨＭＴモードとし、該ＨＳＴモードとＨＭＴモードとを切り換えるＨＳＴクラッチとＨＭＴクラッチを、動力伝達経路上に設け、該ＨＳＴモードにおいては、ＨＭＴクラッチを切断し、ＨＳＴクラッチを接続し、また、ＨＭＴモードにおいては、ＨＭＴクラッチを接続し、ＨＳＴクラッチを切断し、後進全域および前進低速域をＨＳＴモードとし、前進中速域から高速域においてＨＭＴモードとし、前進−後進切換用クラッチを具備せず、前進−後進切換は  油圧式無段変速機の油圧ポンプ又は油圧モータの容量および吐出方向を変更することにより行い、前記ＨＭＴモードの出力回転を示すグラフと、油圧モータの作動油吐出量を示すグラフと、油圧ポンプの作動油吐出量を示すグラフにおいて、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの出力回転が一致する点（Ｘ）において、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの切換を自動的に行い、前記ＨＭＴモードの出力回転を示すグラフの中立点（Ｎ）に対応する点において、油圧ポンプの吐出量は０であり、該吐出量０の中立点（Ｎ）に対応する油圧ポンプの作動油吐出量を示すグラフの下方を吐出量のマイナスとし、上方を吐出量のプラスとすると、該油圧ポンプの作動油吐出量が最大のマイナス吐出量のグラフ上の点が、点（Ｐ１）および点（Ｐ２）であり、これに対して油圧モータの作動油の吐出量は、前記油圧モータの作動油吐出量を示すグラフ上において、前記油圧ポンプの点（Ｐ２）より後進側においては減少し、点（Ｐ１）より前進側においても減少する構成とし、該点（Ｐ１）と点（Ｐ２）の間においては、油圧モータの吐出量が一定に保たれるように構成し、該油圧ポンプの吐出量を調節し、前記油圧モータの出力を制御するとともに、更に出力を増す場合には油圧ポンプの吐出量を一定に維持し、油圧モータの吐出量を調節し、該油圧ポンプと油圧モータの相対的な吐出量の変化により出力を調節するものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１記載の油圧−機械式変速機において、変速時のＨＭＴクラッチとＨＳＴクラッチの切換の制御を行うための回転検出器を、遊星歯車部の変速軸であり、かつ油圧式無段変速機の油圧モータ出力軸より出力軸に近い軸部であって、該変速時のＨＭＴクラッチとＨＳＴクラッチの切換により回転が停止しない回転部に設けるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は油圧−機械式変速機の正面図、図２は図１の側面断面図、図３は油圧−機械式変速機のブロック図、図４は油圧−機械式変速機の出力と油圧ポンプおよび油圧モータの吐出量の関係を示す図、図５は変速状態に対応したクラッチの作動状況を示す図である。
【００１１】
図１・図２において、油圧−機械式変速機（以下、ＨＭＴという）４０の構成について説明する。該ＨＭＴ４０は、ＨＳＴ（油圧式無段変速機）２１および遊星歯車部７を備えるミッション３０により構成されている。ＨＳＴ２１はＨＳＴケース３１およびセンターセクション３２に内包される油圧ポンプ２２および油圧モータ２３を備えており、該センターセクション３２はミッション３０のケース３３に固設されている。
【００１２】
該ＨＳＴ２１には入力軸２５が挿嵌貫通されており、該入力軸２５には油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａおよびシリンダブロック２２ｂが挿嵌されている。該シリンダブロック２２ｂは入力軸２５に相対回動不能に挿嵌されており、入力軸２５とともにシリンダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該シリンダブロック２２ｂにはプランジャーポンプ２２ｃが複数摺動自在に配設されている。該プランジャーポンプ２２ｃの先端には前記可動斜板２２ａが当接しており、該可動斜板２２ａの傾斜角を調節することにより、油圧ポンプ２２の作動油の吐出量を調節可能に構成されている。油圧ポンプ２２により吐出された作動油はセンターセクション３２に設けられた油路を介して油圧モータ２３に送油される。
【００１３】
ＨＳＴ２１の油圧モータ２３には油圧モータ出力軸２６が挿嵌されており、該油圧モータ出力軸２６の一端はＨＳＴケース３１に回動自在に枢支されている。油圧モータ出力軸２６には油圧モータ２３の可動斜板２３ａおよびシリンダブロック２３ｂが挿嵌されており、該シリンダブロック２３ｂは油圧モータ出力軸２６に相対回動不可に構成されている。該シリンダブロック２３ｂにはプランジャーポンプ２３ｃが複数摺動自在に配設されおり、該プランジャーポンプ２３ｃの先端には前記可動斜板２３ａが当接しており、該可動斜板２３ａの傾斜角を調節することにより、油圧モータ２３の容量を調節可能に構成されている。該構成により、前記油圧ポンプ２２より送油される作動油量に対しての回転速度を調節する構成になっている。
【００１４】
次にミッション３０の構成について説明する。該ミッション３０はミッションケース３３により被装されており、該ミッションケース３３には入力軸２５、油圧モータ出力軸２６、駆動軸２７および出力軸１８が配設され、回動自在に支持されている。また、ミッションケース３３内には遊星歯車より構成される遊星歯車部７が設けられており、該ミッションケース３３内において遊星歯車部７はクラッチ部３５とケース３４により分割されている。遊星歯車部７は後述するサンギヤ１、プラネタリーギヤ２・３、入力ギヤ４、キャリヤ６により構成されており、該キャリヤ６に固設したギア５は遊星歯車部７とともにケース３４によりクラッチ部３５より隔離される構成となっている。
【００１５】
クラッチ部３５には、前記油圧モータ出力軸２６上に挿嵌されたクラッチ１１および駆動軸２７上に挿嵌されたクラッチ１２が配設されている。該クラッチ１１のクラッチハウジングは油圧モータ出力軸２６上に固設されており、クラッチ１１のクラッチボックスは油圧モータ出力軸２６に挿嵌された転がり軸受に挿嵌されている。クラッチ１１のクラッチボックスにはギヤ１４が固設されており、該クラッチ１１を接続することにより油圧モータ出力軸２６とともにギヤ１４が駆動される。また、該クラッチ１２のクラッチハウジングは駆動軸２７上に固設されており、クラッチ１２のクラッチボックスは駆動軸２７に挿嵌された転がり軸受に挿嵌されている。クラッチ１２のクラッチボックスにはギヤ１６が固設されており、ラッチ１２を接続することにより駆動軸２７とともにギヤ１６が駆動される。
【００１６】
ミッションケース３３内においてケース３４により遊星歯車部７がクラッチ部３５から隔離される構成をとるので、遊星歯車部７をクラッチ１１・１２より発生するスラッジ等より保護することができ、該遊星歯車部７の耐久性を向上している。
【００１７】
入力軸２５にはサンギヤ１が挿嵌固定されており、ギア４が一体形成された動力伝動パイプ２８が相対回動可能に挿嵌されている。前記遊星歯車部７は入力軸２５および動力伝動パイプ２８に挿嵌された構成になっている。遊星歯車部７のキャリア６に固設されたギヤ５は駆動軸２７に挿嵌固定されたギヤ９に噛合しており、該ギヤ９は出力軸１８に挿嵌固定されたギヤ１９に噛合している。該構成により前記ギヤ５の駆動力がギヤ９・１９を介して出力軸１８に伝達される構成になっている。
【００１８】
図３において、エンジン２４の出力はＨＳＴ２１、遊星歯車部７のどちらか一方もしくはＨＳＴ２１および遊星歯車部７を介して駆動軸２７に伝達される。エンジン２４には入力軸２５の一端が接続されており、該エンジン２４の出力は入力軸２５を介してＨＳＴ２１に導入される。ＨＳＴ２１は油圧ポンプ２２および油圧モータ２３により構成されており、該油圧ポンプ２２および油圧モータ２３は容量を可変に構成されている。このため、該油圧ポンプ２２もしくは油圧モータ２３の容量を調節することにより、油圧ポンプ２２に対する油圧モータ２３の駆動比を調節することができる。油圧ポンプ２２には、前記入力軸２５が接続しており、該入力軸２５により油圧ポンプ２２が駆動される。上記の構成によりエンジン２４の出力は入力軸２５を介してＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２を駆動し、該油圧ポンプ２２により油圧モータ２３が駆動される。該油圧モータ２３には油圧モータ出力軸２６が接続されており、該油圧モータ２３により駆動される構成になっている。
【００１９】
また、前記入力軸２５の他端は遊星歯車部７に接続している。該遊星歯車部７はサンギヤ１、プラネタリーギヤ２、プラネタリーギヤ３、キャリヤ６および入力ギヤ４により構成されている。該サンギヤ１は入力軸２５の他端に挿嵌固定されており、該サンギヤ１にはプラネタリーギヤ２が噛合している。プラネタリーギヤ２はプラネタリーギヤ３に噛合しており、プラネタリーギヤ３は入力ギヤ４に噛合している。前記プラネタリーギヤ２・３はそれぞれキャリヤ６に固設された枢軸に回動自在に枢支されており、サンギヤ１に対して公転する構成になっている。
【００２０】
また、遊星歯車部７において、プラネタリーギヤ２およびプラネタリーギヤ３は三対配設されており、プラネタリーギヤ２およびプラネタリーギヤ３は前記キャリア６の回動中心を同心円とした円周上を回動する構成になっている。サンギヤ１の外周上にはプラネタリーギヤ２が噛合しており、キャリヤ６の回動中心に対して該プラネタリーギヤ２より外側にプラネタリーギヤ３が配設されている。また、キャリヤ６にはギヤ５が固設されており、サンギヤ１、入力ギヤ４、キャリヤ６およびギヤ５の回動中心は同一直線上に位置するように構成されている。キャリヤ６に固設した前記ギヤ５は駆動軸２７の一端に挿嵌固定されたギヤ９に噛合しており、該ギヤ９に駆動力を伝達可能に構成されている。
【００２１】
前記入力ギヤ４は動力伝動パイプ２８の一端において、該動力伝動パイプ２８の外周上に一体的に成形されており、該動力伝動パイプ２８の他端の外周上にはギヤ１０が挿嵌固定されている。該ギヤ１０には油圧モー出力軸２６に挿嵌されたギヤ１４が噛合している。該ギヤ１４には油圧モータ出力軸２６に挿嵌固定されたクラッチ１１のクラッチボックスに固設されており、該クラッチ１１を作動させることにより該油圧モータ出力軸２６とともにギヤ１４が駆動される構成になっている。また、油圧モータ出力軸２６の一端の外周上にはギヤ１５が挿嵌固定されており、該ギヤ１５は駆動軸２７に挿嵌したギヤ１６に噛合している。該ギヤ１６は駆動軸２７に挿嵌固定されたクラッチ１２のクラッチボックスに固設されており、該クラッチ１２を作動させることによりギヤ１６により、駆動軸２７に駆動力を与えギヤ１６とともに駆動軸２７を回動させる構成になっている。該ギヤ９は出力軸１８に挿嵌固定されたギヤ１９に噛合している。該構成により前記ギヤ５の駆動力がギヤ９・１９を介して出力軸１８に伝達されている。
【００２２】
上記構成において、クラッチ１１が切られており、クラッチ１２が作動し、ギヤ１６と駆動軸２７が接続されている場合には、前記ＨＳＴ２１の油圧モータ出力軸２６の駆動力により駆動軸２７が駆動される。また、ギヤ９・１９を介して出力軸１８に伝達されている。前記エンジン２４の出力はＨＳＴ２１において変速され油圧モータ出力軸２６より出力される。該油圧モータ出力軸２６が駆動されることにより、ギヤ１５が駆動され、該ギヤ１５に噛合したギヤ１６が駆動される。該ギヤ１６にはクラッチ１２のクラッチボックスが固設されており、該クラッチ１２が作動しているため、ギヤ１６と駆動軸２７が接続される。これにより、油圧モータ出力軸２６の出力により駆動軸２７が駆動される。即ち、クラッチ１１の接続を切り、クラッチ１２を作動させることにより、ＨＳＴ２１により変速された駆動力のみにより前記駆動軸２７を駆動する。また、ギヤ９・１９を介して出力軸１８に伝達されている。
【００２３】
また、クラッチ１１が作動し、ギヤ１４と油圧モータ出力軸２６が接続され、クラッチ１２の接続が切られている場合には、入力軸２５の駆動力と油圧モータ出力軸２６の駆動力が遊星歯車部７において合成され、該遊星歯車部７において合成された出力により駆動軸２７が駆動される。サンギヤ１には入力軸２５を介してエンジン２４の出力が伝達され、該サンギヤ１により入力軸２５の駆動力が遊星歯車部７に導入される。また、油圧モータ出力軸２６の駆動力はクラッチ１１の接続によりギヤ１４を介してギヤ１０に伝達される。該ギヤ１０により動力伝動パイプ２８が駆動され、該動力伝動パイプ２８に一体成形された入力ギヤ４が駆動される。該入力ギヤ４により油圧モータ出力軸２６の駆動力が遊星歯車部７に伝達される。該遊星歯車部７において入力軸２５と油圧モータ出力軸２６の駆動力が合成され、キャリヤ６が駆動される。該キャリヤ６の駆動力は該キャリヤ６に固設されたギヤ５によりギヤ９に伝達され、ギヤ９により駆動軸２７に伝達される。これにより、入力軸２５により遊星歯車部７に伝達された駆動力とＨＳＴ２１により変速された駆動力により駆動軸２７が駆動される。
【００２４】
また、入力軸２５の近傍には動力源回転数検出器１０４が配設されており、該入力軸２５の回転数を検出可能に構成されている。駆動軸２７の一端に挿嵌固定されたギヤ９近傍にも回転検出器１０３が配設され、該ギヤ９の回転数を検出する構成になっている。動力源回転数検出器１０４および回転検出器１０３はコントローラ１００に接続されており、該動力源回転数検出器１０４および回転検出器１０３の検出値が該コントローラ１００に入力される構成になっている。
【００２５】
該コントローラ１００には速度表示器および電磁弁１０５が接続されており、コントローラ１００により制御される。該速度表示器には前記動力源回転数検出器１０４および回転検出器１０３の検出値より速度が算出され、表示される構成になっている。また、該コントローラ１００に接続された電磁弁１０５により前記クラッチ１１およびクラッチ１２の作動が制御される構成になっている。コントローラ１００において、前記動力源回転数検出器１０４および回転検出器１０３の検出値により演算がなされ、該コントローラ１００により電磁弁１０５が制御されクラッチ１１・１２の切断もしくは接続がなされ変速操作を行うことができる。即ち、コントローラ１００によりＨＭＴ４０の駆動速度に応じて自動的に変速操作を行うことができ、円滑な変速が実現される。
【００２６】
前記駆動方法において、ＨＳＴ２１の油圧モータ出力軸２６の駆動力により駆動軸２７が駆動される場合をＨＳＴモード、入力軸２５の駆動力と油圧モータ出力軸２６の駆動力の合成駆動力により駆動軸２７が駆動される場合をＨＭＴモードとする。ＨＳＴモードにおいては前述のごとくクラッチ１１が切られており、クラッチ１２が接続されている。また、ＨＭＴモードにおいては前述のごとくクラッチ１１が接続されており、クラッチ１２が切られている。図４においてグラフ４１は油圧ポンプ２２の作動油吐出量を示すものであり、グラフ４２は油圧モータ２３の作動油吐出量を示すものであり、グラフ４３はＨＭＴ４０の出力を示すものである。グラフ４３において、中立点Ｎより左を後進駆動、右を前進駆動とする。また、中立点Ｎにおいては出力回転は０であり、駆動が行われない。該構成において後進側の全域および前進側の低速回転の範囲においてはＨＳＴモードにより駆動され、中速回転および高速回転の範囲においてはＨＭＴモードにより駆動される。
【００２７】
次にグラフ４３に対応した油圧ポンプ２２の作動油吐出量を示すグラフ４１において、油圧ポンプ２２の吐出量の制御構成について説明する。前記グラフ４３の中立点Ｎに対応する点において油圧ポンプ２２の吐出量は０であり、吐出量０より下方が吐出量がマイナスであり、上方がプラスである。また、点Ｐ１および点Ｐ２は油圧ポンプ２２における最小吐出量である。即ち、点Ｐ１および点Ｐ２における油圧ポンプ２２の吐出量は最大のマイナス吐出量である。グラフ４２において、油圧モータ２３の作動油の吐出量は点Ｐ２より後進側においては減少し、点Ｐ１より前進側においても減少する構成になっており、点Ｐ１とＰ２の間においては吐出量が一定に保たれている。
【００２８】
即ち、中立点Ｎより後進側に出力回転を増す場合には、油圧ポンプ２２の吐出量をマイナス側に増すことにより、油圧モータ２３を後進側に駆動する出力回転を増している。即ち、油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａをマイナス側に傾斜させることにより、油圧ポンプ２２の作動油の吐出をマイナス側に増すものである。油圧モータ２３の吐出量は一定に保たれているので、該油圧ポンプ２２の吐出量がマイナス側に増すことにより油圧モータ２３がさらにマイナス側に駆動される。
【００２９】
出力回転を後進側にさらに増し、点Ｐ２よりも後進側に出力回転を行う場合には、油圧ポンプ２２の吐出量を点Ｐ２における吐出量に維持し、油圧モータ２３の吐出量を減少させる。これにより、油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の相対的な吐出量が変化し、油圧モータ２３の吐出量に対して油圧ポンプ２２の吐出量が増大する。即ち、油圧モータ２３の出力がマイナス側にさらに増すこととなる。
上記のごとく後進側に出力制御を行う際に油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の吐出量を調節することにより、後進側への出力回転範囲を増ことが可能である。
【００３０】
次に、前進側に出力回転を増す場合について説明する。中立点Ｎより前進側に出力回転を増す場合には、油圧ポンプ２２の吐出量を増すことにより行われる。ＨＳＴ２１の油圧モータ２３の吐出量が一定であるため、該油圧ポンプ２２の吐出量を増すことにより、油圧モータ２３の吐出量に対して油圧ポンプ２２の吐出量が増大し、油圧モータ２３の回転が増す。ＨＳＴモードにおいては、ＨＳＴ２１のみにより駆動が行われるため、油圧モータ２３の出力回転が増すことにより、出力回転が増す。また、後進域より前進域への変速および前進域より後進域への変速の際にはクラッチ操作を必要としない。後進全域および前進低速域においてはＨＳＴ２１による変速を行うので、該後進全域および前進低速域においてはクラッチ操作を必要としない。このため、後進全域および前進低速域において円滑な変速操作を行うことができ、微妙な速度調停を行いやすいＨＳＴ２１により変速を行うので操作性がよい。
【００３１】
前進側出力範囲において、該油圧ポンプ２２の吐出量をさらに増すと、点ＸにおいてＨＳＴモードによる出力回転と、該油圧ポンプ２２の吐出量に対応するＨＭＴモードによる出力回転が一致する。即ち、前進側の出力回転を増して行く場合にはこの点ＸにおいてＨＳＴモードよりＨＭＴモードへの切換が行われる。また、ＨＭＴモードにて出力している状態より出力回転を減少させ、出力回転が点Ｘより減少する場合にはＨＭＴモードよりＨＳＴモードに切換がおこなわれる。
【００３２】
該ＨＳＴモードよりＨＭＴモードへの切換は前述のごとく、クラッチ１１とクラッチ１２の接続と断続を制御することにより行われる。即ち、図５に示されるごとく、ＨＳＴモードよりＨＭＴモードに切り換える場合には、クラッチ１１を切れた状態より接続した状態に作動させるとともに、クラッチ１２を接続した状態より切れた状態に作動させる。逆に、ＨＭＴモードよりＨＳＴモードに切り換える場合には、クラッチ１２を切れた状態より接続した状態に作動させるとともに、クラッチ１１を接続した状態より切れた状態に作動させる。上記のごとくクラッチ１１・１２を制御することにより、点Ｘにおける駆動モードの切換を行うことができる。
【００３３】
出力回転が点Ｘを越えて、ＨＭＴモードにより駆動が行われる場合には、油圧モータ２３が遊星歯車部７に供給する回転とエンジン２４の回転が機械的に伝達される入力軸２５が遊星歯車部７に供給する回転により出力回転が決定される。即ち、ＨＭＴモードにおいては、入力軸２５と油圧モータ２３の回転数の差が大きくなるほど出力回転が増大する。Ｘ点より前進側の出力回転において、油圧ポンプ２２の吐出量を減少させ、油圧モータ２３の出力回転を減少させると、前記入力軸２５は一定に維持されているため、該油圧モータ２３と入力軸２５の出力回転の差が増す。これにより、出力回転が増す。
【００３４】
更に、油圧ポンプ２２の吐出量を減少させ、該油圧ポンプ２２の吐出量がＰ１に達した場合には、該油圧ポンプ２２の吐出量はＰ１に維持され、油圧モータ２３の吐出量が減少する。該油圧ポンプ２２の吐出量が一定であり、油圧モータ２３の吐出量が減少するため、油圧モータ２３に対する油圧ポンプ２２の吐出量が相対的に増大する。これにより、油圧モータ２３が増速しする。グラフ４１・４２に示すごとく、該油圧モータ２３はマイナス側に出力回転を増大しているため、前記入力軸２５の遊星歯車部７への入力回転と油圧モータ２３の遊星歯車部７への入力回転の差が増し、出力回転が増大する。
【００３５】
上記構成のごとく、油圧ポンプ２２の吐出量を調節し、油圧モータ２３の出力を制御するとともに、更に出力を増す場合には油圧ポンプ２２の吐出量を一定に維持し、油圧モータ２３の吐出量を調節し、油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の相対的な吐出量の変化により出力を調節することにより、吐出量の少ない油圧ポンプおよび油圧モータにおいても調節可能な出力回転の範囲が増大する。このため、ＨＳＴ２１をコンパクトに構成することができる。また、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの出力回転が一致する点Ｘにおいて、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの切換を行うため、円滑な出力モードの切換を行うことができる。
【００３６】
また、上記の構成において後進域の全域および前進低速域においてはＨＳＴ２１により出力がなされ、前進中速域から高速域にかけてはＨＭＴ４０により駆動されるので、小型の車両等に該ＨＭＴ４０を搭載することにより、該小型の車両の使用状況に応じた変速を行うことができる。また、変速域が小型の車両に対応しているため、該小型の車両の取り扱い性が向上する。
【００３７】
さらに前進および後進域においてはＨＳＴ２１により駆動されるので、倍速度範囲において微妙な速度設定を行うことができ、作業の質を向上することが出来る。また、前進中速域から高速域にかけてはＨＭＴ４０により駆動されるので、円滑に変速を行うと同時にエンジンの出力の損失を減少し、出力を向上すると共に、燃費が向上し、経済的である。さらに変速機構をシンプルに構成できる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、請求項１記載の如く、可動斜板による可変容量式の油圧ポンプと、同じく可動斜板による可変容量式の油圧モータを具備する油圧式無段変速機を用いた油圧式−機械式変速機において、該油圧式無段変速機の油圧モータ出力軸の駆動力により駆動軸が駆動される場合をＨＳＴモードとし、エンジンからの入力軸の駆動力を遊星歯車部により変速して、油圧モータ出力軸の駆動力の合成駆動力により駆動軸が駆動される場合をＨＭＴモードとし、該ＨＳＴモードとＨＭＴモードとを切り換えるＨＳＴクラッチとＨＭＴクラッチを、動力伝達経路上に設け、該ＨＳＴモードにおいては、ＨＭＴクラッチを切断し、ＨＳＴクラッチを接続し、また、ＨＭＴモードにおいては、ＨＭＴクラッチを接続し、ＨＳＴクラッチを切断し、後進全域および前進低速域をＨＳＴモードとし、前進中速域から高速域においてＨＭＴモードとし、前進−後進切換用クラッチを具備せず、前進−後進切換は  油圧式無段変速機の油圧ポンプ又は油圧モータの容量および吐出方向を変更することにより行い、前記ＨＭＴモードの出力回転を示すグラフと、油圧モータの作動油吐出量を示すグラフと、油圧ポンプの作動油吐出量を示すグラフにおいて、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの出力回転が一致する点（Ｘ）において、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの切換を自動的に行い、前記ＨＭＴモードの出力回転を示すグラフの中立点（Ｎ）に対応する点において、油圧ポンプの吐出量は０としたので、後進全域および前進低速域においてデリケートな操作を行うことが出来、操作性が向上する。
また、前進中速域から高速域において油圧−機械式駆動とするので、油圧駆動による出力の損失を低減でき、出力を全体として向上するとともに燃費が良くなる。
後進全域および前進低速域及び、前進中速域から高速域において、全ての変速域において、広い範囲で、油圧駆動による出力の損失を低減でき、出力を全体として向上するとともに燃費が良くなる。
【００３９】
また、可変容量の油圧式無段変速機を用いた油圧式−機械式変速機において、前進−後進切換用クラッチは持たず、前進−後進切換は油圧式無段変速機のポンプまたはモータの容量および吐出方向を変更することにより行うので、前進域より後進域もしくは後進域より前進域への変速が円滑に行われ、操作性が向上する。また、容易な構成により該変速機を構成できるので、製造コストを低減するとともに、制御機構が単純化され制御の信頼性が増す。また、変速機の耐久性が向上する。
【００４０】
また、該吐出量０の中立点（Ｎ）に対応する油圧ポンプの作動油吐出量を示すグラフの下方を吐出量のマイナスとし、上方を吐出量のプラスとすると、該油圧ポンプの作動油吐出量が最大のマイナス吐出量のグラフ上の点が、点（Ｐ１）および点（Ｐ２）であり、これに対して油圧モータの作動油の吐出量は、前記油圧モータの作動油吐出量を示すグラフ上において、前記油圧ポンプの点（Ｐ２）より後進側においては減少し、点（Ｐ１）より前進側においても減少する構成とし、該点（Ｐ１）と点（Ｐ２）の間においては、油圧モータの吐出量が一定に保たれるように構成し、該油圧ポンプの吐出量を調節し、前記油圧モータの出力を制御するとともに、更に出力を増す場合には油圧ポンプの吐出量を一定に維持し、油圧モータの吐出量を調節し、該油圧ポンプと油圧モータの相対的な吐出量の変化により出力を調節するので、油圧ポンプ２２の吐出量を調節し、油圧モータ２３の出力を制御するとともに、更に出力を増す場合には油圧ポンプ２２の吐出量を一定に維持し、油圧モータ２３の吐出量を調節し、油圧ポンプ２２と油圧モータ２３の相対的な吐出量の変化により出力を調節することにより、吐出量の少ない油圧ポンプおよび油圧モータにおいても調節可能な出力回転の範囲が増大する。
このため、ＨＳＴ２１をコンパクトに構成することができる。また、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの出力回転が一致する点Ｘにおいて、ＨＳＴモードとＨＭＴモードの切換を行うため、円滑な出力モードの切換を行うことができる。
また、上記の構成において後進域の全域および前進低速域においてはＨＳＴ２１により出力がなされ、前進中速域から高速域にかけてはＨＭＴ４０により駆動されるので、小型の車両等に該ＨＭＴ４０を搭載することにより、該小型の車両の使用状況に応じた変速を行うことができる。また、変速域が小型の車両に対応しているため、該小型の車両の取り扱い性が向上する。
【００４１】
請求項２に記載のごとく、請求項１記載の油圧−機械式変速機において、変速時のＨＭＴクラッチとＨＳＴクラッチの切換の制御を行うための回転検出器を、遊星歯車部の変速軸であり、かつ油圧式無段変速機の油圧モータ出力軸より出力軸に近い軸部であって、該変速時のＨＭＴクラッチとＨＳＴクラッチの切換により回転が停止しない回転部に設けるので、実際の回転に則した変速操作を行うことが可能であり、変速時の衝撃を低減できる。
また、正確な変速操作を行うことが可能である。また、正確な車速度を認識することができる。クラッチの滑りなどにより発生する回転変化などの誤差が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  油圧−機械式変速機の正面図である。
【図２】  図１の側面断面図である。
【図３】  油圧−機械式変速機のブロック図である。
【図４】  油圧−機械式変速機の出力と油圧ポンプおよび油圧モータの吐出量の関係を示す図である。
【図５】  変速状態に対応したクラッチの作動状況を示す図である。
【符号の説明】
７  遊星歯車部
１８  出力軸
２１  ＨＳＴ
２５  入力軸
２６  油圧モータ出力軸
２７  駆動軸
１００  コントローラ
１０３  回転検出器
１０４  動力源回転検出器
１０５  電磁弁
【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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