(57)【要約】【課題】可変容量型流体圧ポンプモータを使用した変速機において、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨ぐ変速であっても、変速の応答性を向上させることができる制御装置を提供する。【解決手段】動力源と出力部材との間で複数の変速比を設定可能な２つの伝動機構と、圧力流体が相互に授受可能に連通された２つの可変容量型流体圧ポンプモータと、各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備えた可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、各流体圧ポンプモータの回転をそれぞれ制動して機械的に固定するブレーキ手段と、固定変速段を跨いで変速比を変化させる変速を行う場合に、その跨がれる固定変速段を設定する際に押出容積がゼロにされる流体圧ポンプモータの回転を制動する変速支援手段（ステップＳ５，Ｓ５’，Ｓ６，Ｓ７）とを備えている。【選択図】図３
2009115248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量型の第１流体圧ポンプモータと第２流体圧ポンプモータとが、いずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通されるとともに、前記第１流体圧ポンプモータがロックされた場合に動力源からの動力を出力部材に伝達する第１伝動機構と、前記第２流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第２伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、
前記第１流体圧ポンプモータおよび第２流体圧ポンプモータの回転をそれぞれ制動して機械的に固定するブレーキ手段と、
前記固定変速段を跨いで変速比を変化させる変速を行う場合に、その跨がれる固定変速段を設定する際に押出容積がゼロにされる前記流体圧ポンプモータの回転を前記ブレーキ手段により制動する変速支援手段と
を備えていることを特徴とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項２】
前記各伝動機構は、それぞれ、前記各流体圧ポンプモータのロータに連結された回転軸と、その回転軸に回転自在に嵌合されるとともに前記回転軸に連結されることにより前記出力部材に対して動力を伝達する伝動回転体と、前記伝動回転体に連結されるとともに変速比の異なる複数のギヤ対とを含み、
前記切替機構は、スリーブを前記回転軸の軸線方向に移動させることにより前記伝動回転体に係合して前記回転軸と前記伝動回転体とを連結する同期連結機構を含み、
前記変速支援手段は、前記変速の際に前記同期連結機構により連結される前記回転軸と前記伝動回転体との回転同期を促進する方向に前記流体圧ポンプモータの回転を制動する手段を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【請求項３】
前記変速支援手段は、前記流体圧ポンプモータの回転を制動する際に、その制動される流体圧ポンプモータの回転数が閾値として予め設定したゼロよりも大きい所定の回転数になるまで制動する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力流体を相互に授受できる少なくとも一対の可変容量型流体圧ポンプモータと、各々の可変容量型流体圧ポンプモータによって伝達されるトルクを出力部材に伝達する少なくとも２つの伝動機構と、それぞれの伝動機構を動力伝達可能状態と動力伝達不可能状態とに切り替える切替機構とを備え、いずれかの伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、各可変容量型流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を変化させることによる無段変速状態とを設定可能な変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機が特許文献１に記載されている。その構成を簡単に説明すると、一対の遊星歯車機構のそれぞれにおける反力要素に可変容量型の流体圧ポンプモータが連結され、各流体圧ポンプモータの吐出口同士、および吸入口同士が互いに連結されて閉回路が形成されている。また、各遊星歯車機構における入力要素にはエンジンなどの動力源の出力した動力が入力されるように構成されている。さらに、各遊星歯車機構の出力要素と一体の中間軸上には、いわゆる固定段を設定するための駆動ギヤが配置され、それぞれの駆動ギヤに噛み合っている従動ギヤが出力軸上に配置されている。そして、これらの駆動ギヤと従動ギヤとからなる各ギヤ対をトルクの伝達が可能な状態とトルクを伝達しない状態とに切り替える同期連結機構（いわゆるシンクロ）が設けられている。
【０００３】
したがって、いずれかの流体圧ポンプモータをロックして反力要素を固定すれば、動力源の出力した動力が、その反力要素を有する遊星歯車機構を介して一方の中間軸に伝達され、さらにその中間軸に対してシンクロによって連結されているギヤ対を介して出力軸に動力が伝達される。その場合の変速比は、動力の伝達に関与しているギヤ対のギヤ比に応じた変速比となる。
【０００４】
この場合の流体圧ポンプモータのロックは、他方の流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにすることにより設定される。すなわち、各流体圧ポンプモータは閉回路によって連通されているので、他方の流体圧ポンプモータの押出容積をゼロにすれば、圧力流体の流動が生じなくなるので、一方の流体圧ポンプモータの押出容積を最大にするなど、ゼロより大きい押出容積とすることにより、一方の流体圧ポンプモータがロックされ、その回転が阻止される。
【０００５】
また、各流体圧ポンプモータの押出容積をゼロより大きくするとともに、一方の流体圧ポンプモータ側のシンクロによって所定のギヤ対をトルク伝達可能な状態とし、かつ他方の流体圧ポンプモータ側のシンクロによって他のギヤ対をトルク伝達可能な状態にすると、各ギヤ対のギヤ比に応じて決まる変速比の中間の値の変速比が設定される。すなわち、一方の流体圧ポンプモータが圧力流体を発生させ、これが他方の流体圧ポンプモータに供給されてこれがモータとして動作し、その動力が他方のギヤ対を介して出力軸に伝達される。その結果、出力軸には、このような流体を介して伝達された動力と、一方の流体圧ポンプモータを介して機械的に伝達された動力とを合成した動力が現れる。そのうちの流体を介した動力は、各流体圧ポンプモータの押出容積を連続的に変化させることにより連続的に変化させることが可能であるから、結局、変速機の全体としての変速比を連続的に、すなわち無段階に設定することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２６６４９３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、いずれかのギヤ対のギヤ比に応じた変速比、すなわち固定変速段（固定変速比）を超えて、もしくは跨いで変速する場合、シンクロを切り替え動作させることにより、動力の伝達に関与するギヤ対を変更することになる。より具体的には、一方の中間軸側のシンクロをいわゆる係合状態に維持したまま、他方の中間軸側のシンクロをニュートラル位置に移動させ、かつ他のギヤ対側に移動させてそのギヤによって動力を伝達するいわゆる係合状態に切り替える。その切り替えの過程では、一旦、固定変速段を設定し、その状態でトルクの伝達に関与していない方のシンクロを切り替えることになる。すなわち、押出容積がゼロの可変容量型流体圧ポンプモータに繋がっているシンクロを切り替え動作させることになる。そして、シンクロの切り替え動作が完了した段階で、押出容積がゼロになっていた可変容量型ポンプモータの押出容積が目標変速比に基づいて制御される。
【０００８】
このように、特許文献１に記載されている変速機では、固定変速段を跨いで変速する場合は、上記のようにシンクロの切り替え動作を伴うことになり、そのシンクロの切り替えを行う際には、シンクロの回転軸の回転と、その回転軸に対して相対回転する他の回転部材すなわち切り替え先の回転部材の回転とを同期させる必要がある。したがって、固定変速段を跨ぐ変速すなわちシンクロの切り替えを伴う変速が行われる場合、シンクロの回転同期が完了するのに時間がかかり、変速制御の応答遅れが生じてしまうおそれがあった。
【０００９】
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、可変容量型流体圧ポンプモータを使用した変速機において、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨ぐ変速であっても、変速時間を短縮して変速の応答性を向上させることができる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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、可変容量型の第１流体圧ポンプモータと第２流体圧ポンプモータとが、いずれか一方の押出容積がゼロの場合に他方が圧力流体の給排を阻止されてロックされるように相互に連通されるとともに、前記第１流体圧ポンプモータがロックされた場合に動力源からの動力を出力部材に伝達する第１伝動機構と、前記第２流体圧ポンプモータがロックされた場合に前記動力源からの動力を前記出力部材に伝達する第２伝動機構と、前記各伝動機構を選択的に動力伝達可能な状態にする切替機構とを備え、いずれかの前記伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記各流体圧ポンプモータ同士の間で圧力流体を介して伝達する動力を連続的に変化させることによる無段変速状態とを設定することが可能なように構成された可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置において、前記第１流体圧ポンプモータおよび第２流体圧ポンプモータの回転をそれぞれ制動して機械的に固定するブレーキ手段と、前記固定変速段を跨いで変速比を変化させる変速を行う場合に、その跨がれる固定変速段を設定する際に押出容積がゼロにされる前記流体圧ポンプモータの回転を前記ブレーキ手段により制動する変速支援手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記各伝動機構が、それぞれ、前記各流体圧ポンプモータのロータに連結された回転軸と、その回転軸に回転自在に嵌合されるとともに前記回転軸に連結されることにより前記出力部材に対して動力を伝達する伝動回転体と、前記伝動回転体に連結されるとともに変速比の異なる複数のギヤ対とを含み、前記切替機構が、スリーブを前記回転軸の軸線方向に移動させることにより前記伝動回転体に係合して前記回転軸と前記伝動回転体とを連結する同期連結機構を含み、前記変速支援手段が、前記変速の際に前記同期連結機構により連結される前記回転軸と前記伝動回転体との回転同期を促進する方向に前記流体圧ポンプモータの回転を制動する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１２】
そして、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記変速支援手段が、いずれかの前記流体圧ポンプモータの回転を前記ブレーキ手段により制動する際に、その制動される流体圧ポンプモータの回転数が閾値として予め設定したゼロよりも大きい所定の回転数になるまで制動する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、その跨がれる固定変速段を設定した際に押出容積がゼロにされている側の流体圧ポンプモータの回転が制動される。言い換えると、跨がれる固定変速段に隣接する変速先の固定変速段を設定する際にロックされる側の流体圧ポンプモータの回転が制動される。その結果、固定変速段を跨いだ変速の際に、フリーで回転していた状態からロックされてその回転を停止させられる流体圧ポンプモータの回転数が低下させられる。そのため、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮して、変速の応答性を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわちいずれか一方の切替機構の切り替え動作を伴う変速を実行する場合、言い換えると、同期連結機構のスリーブを移動させて回転軸と伝動回転体とを連結させる動作を伴う変速を実行する場合に、連結される回転軸すなわち流体圧ポンプモータのロータと一体回転もしくは差動回転するように連結されている回転軸の回転と、出力部材と跨がれる固定変速段の前後の変速比の固定変速段を設定するギヤ対を介して連結されている伝動回転体の回転とを同期させる方向に、その流体圧ポンプモータの回転が制動される。そのため、回転軸と伝動回転体との回転同期を促進して、同期連結機構のスリーブの移動、すなわち切替機構の切り替え動作に要する時間を短縮することができ、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮して、変速の応答性を向上させることができる。
【００１５】
そして、請求項３の発明によれば、流体圧ポンプモータの回転を制動する場合、その流体圧ポンプモータの回転数がゼロになる前に、すなわち流体圧ポンプモータがロックされる前に、その流体圧ポンプモータの回転への制動が停止させられる。そのため、切替機構の切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速の際に、流体圧ポンプモータの回転を制動してその変速の進行を支援する制御を実行する場合に、例えば不可避的な制御の応答遅れを考慮して流体圧ポンプモータの回転の制動を事前に終了しておくことができ、他の変速制御との干渉を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機について説明すると、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、少なくとも２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。
【００１７】
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して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、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。
【００１８】
各動力伝達経路は、それぞれ互いに変速比の異なるギヤ対や巻き掛け伝動装置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段と称すると、固定変速段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、効率の良い伝動状態となる。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替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替機構を設けることが好ましい。
【００１９】
この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機は、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。
【００２０】
つぎに、この発明で対象とする可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の構成を具体例に基づいて説明する。図１に示す例は、車両用の変速機ＴＭとして構成した例であり、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ている。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例であって、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段として４つの前進段および１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、図１において、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。
【００２１】
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。以下の説明では、動力源１として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいはＬＰＧエンジンなどのエンジン１を使用した例を説明する。また、このエンジン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。
【００２２】
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ア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。
【００２３】
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、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。
【００２４】
第１遊星歯車機構３におけるキャリア３Ｃは出力要素となっており、そのキャリア３Ｃに、この発明の回転軸に相当する第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。
【００２５】
第２遊星歯車機構４も同様な構成であって、そのキャリア４Ｃが出力要素となっており、そのキャリア４Ｃに、この発明の回転軸に相当する第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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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がエンジン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。
【００２９】
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。
【００３０】
具体的に説明すると、第１中間軸８には、第１遊星歯車機構３側から順に、第４速ギヤ対１７の第４速駆動ギヤ１７Ａと、第２速ギヤ対１８の第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速ギヤ対１７の第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速ギヤ対１８の第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。したがってこれらの駆動ギヤ１７Ａ，１８Ａと従動ギヤ１７Ｂ，１８Ｂとは、この発明の伝動回転体に相当している。
【００３１】
一方、第２中間軸にも、第２遊星歯車機構４側から順に、第３速ギヤ対１９の第３速駆動ギヤ１９Ａと、第１速ギヤ対２０の第１速駆動ギヤ２０Ａとが配置されている。第３速駆動ギヤ１９Ａは上記の第４速従動ギヤ１７Ｂに噛み合っていて、第１速駆動ギヤ２０Ａは上記の第２速従動ギヤ１８Ｂに噛み合っている。そして、それら第３速駆動ギヤ１９Ａと第１速駆動ギヤ２０Ａとは第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速ギヤ対１９の第３速従動ギヤ１９Ｂを兼ねており、また第２速従動ギヤ１８Ｂが第１速ギヤ対２０の第１速従動ギヤ２０Ｂを兼ねている。したがって、これらの第３速用および第１速用の駆動ギヤ１９Ａ，２０Ａとこれに噛み合っている従動ギヤ１７Ｂ（１９Ｂ），１８Ｂ（２０Ｂ）とは、この発明の伝動回転体に相当している。
【００３２】
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。
【００３３】
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、第１ポンプモータ１２側のモータ軸９に回転自在に取り付けられた発進駆動ギヤ２１Ａと、出力軸１６に取り付けられた発進従動ギヤ２１Ｂとを備えている。
【００３４】
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との間で選択的にトルク伝達可能な状態とするための機構、すなわちこの発明の切替機構に相当する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１にはシンクロナイザーを採用した例を示してある。
【００３５】
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することにより回転軸と回転部材とを同期させることによって、回転軸と回転部材とを連結するように構成されている。
【００３６】
具体的には、モータ軸９上で、発進駆動ギヤ２１Ａ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の右側に移動させることにより、発進駆動ギヤ２１Ａをモータ軸９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。
【００３７】
また、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、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、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。
【００３８】
さらに、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、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、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。
【００３９】
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、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とキャリア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。
【００４０】
そして、上記の第１シンクロ２２とＲシンクロ２５とは、この発明におけるブレーキ手段の一部を構成している。すなわち、第１シンクロ２２を挟んで発進駆動ギヤ２１Ａとは反対側に、外周面にスプラインが形成された固定ハブ２６が配置されている。そして、この固定ハブ２６は、ケーシングなどの固定部２７に取り付けられている。したがって、第１シンクロ２２のスリーブを図１の左側に移動させて、発進駆動ギヤ２１Ａから離隔させるとともに固定ハブ２６に係合させることにより、モータ軸９が固定部２７に連結されてモータ軸９およびこれに連結されている第１ポンプモータ１２のロータ１２Ａならびに第１遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓが固定されるようになっている。言い換えると、モータ軸９が回転している際に、第１シンクロ２２のスリーブを図１の左側に移動させて固定ハブ２６に係合させることにより、モータ軸９を制動し、モータ軸９および第１ポンプモータ１２ならびにサンギヤ３Ｓの回転数を低下させることができる。
【００４１】
これと同様に、Ｒシンクロ２５を挟んで第１速駆動ギヤ２０Ａとは反対側に、外周面にスプラインが形成された固定ハブ２８が配置されている。そして、この固定ハブ２８は、ケーシングなどの固定部２７に取り付けられている。したがって、Ｒシンクロ２５のスリーブを図１の左側に移動させて、第１速駆動ギヤ２０Ａから離隔させるとともに固定ハブ２８に係合させることにより、モータ軸１１が固定部２７に連結されてモータ軸１１およびこれに連結されている第２ポンプモータ１３のロータ１３Ａならびに第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓが固定されるようになっている。言い換えると、モータ軸１１が回転している際に、Ｒシンクロ２５のスリーブを図１の左側に移動させて固定ハブ２８に係合させることにより、モータ軸１１を制動し、モータ軸１１および第２ポンプモータ１３ならびにサンギヤ４Ｓの回転数を低下させることができる。したがって、各シンクロ２２，２５と各固定ハブ２６，２８とによって、この発明におけるブレーキ手段が構成されている。
【００４２】
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、あるいは油圧を用いて制御するように構成すればよい。
【００４３】
このように、図１に示す変速機ＴＭは、エンジン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。すなわち、エンジン１から第１中間軸８もしくはモータ軸９を経由して出力軸１６に至る動力伝達経路と、エンジン１から第２中間軸１０もしくはモータ軸１１を経由して出力軸１６に至る動力伝達経路との、エンジン１と出力軸１６との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を、各シンクロ２２，２３，２４，２５の切り替え動作によって選択的に設定可能な２つの動力伝達経路が構成されている。そして、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装置などの伝動手段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。
【００４４】
さらに、変速機ＴＭ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３２、車軸３１の回転数を検出する出力回転数センサ３３、第１ポンプモータ１２の回転数を検出する第１ポンプモータ回転数センサ３４、第２ポンプモータ１３の回転数を検出する第２ポンプモータ回転数センサ３５などが設けられている。
【００４５】
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）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、前述したエンジン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。
【００４６】
したがって、チャージポンプ３６の吐出口は、前記の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パイロット圧もしくはソレノイドによる押圧力との和より高い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。
【００４７】
さらに、第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓと油路１５との間に、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の吸入口１２Ｓ、または第２ポンプモータ１３の吸入口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。また、第２ポンプモータ１３の吐出口１３Ｄと油路１４との間に、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１ポンプモータ１２の吐出口１２Ｄ、または第２ポンプモータ１３の吐出口１３Ｄ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。
【００４８】
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。
【００４９】
つぎに、上述した可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機ＴＭ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）を示し、「ＬＯＣＫ」はそのロータ１２Ａ，１３Ａの回転を止めている状態を示している。なお、その場合、押出容積は実質的なゼロより大きくするとともに、最大、最小、それらの中間の容積のいずれに設定してもよい。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１３（もしくは１２）は軸トルクを発生し、対応する中間軸８，１０に駆動トルクを伝達している。
【００５０】
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、「●」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。
【００５１】
図示しないシフト装置でニュートラルポジションが選択されるなどのことによってニュートラル（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、ポンプ容量が実質的にゼロとなるように制御され、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にエンジン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ので、出力要素であるキャリア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。
【００５２】
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の右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ア４Ｃと出力軸１６とが連結される。すなわち、固定変速段である第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。
【００５３】
したがって、第２ポンプモータ１３は、第２遊星歯車機構４によって分配されたエンジン１の動力によって駆動されてポンプとして機能し、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。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ア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。一方、第２ポンプモータ１３で発生した油圧がその吸入口１３Ｓから吐出されて第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに供給されるので、第１ポンプモータ１２がモータとして機能し、正回転する。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。第１ポンプモータ１２のこのような動作状態を図２に「油圧回収」と記してある。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。
【００５４】
こうしてエンジン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、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。また、併せて第１シンクロ２２がＯＦＦ状態に設定される。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、エンジン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段が設定される。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。
【００５５】
なお、上記のように第１速の固定変速段が設定される場合、Ｒシンクロ２５のスリーブを図１の左側に移動させて固定ハブ２８に係合することにより、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を機械的に固定することができる。その場合、モータ軸１１もしくは第２ポンプモータ１３のロータ１３ＡがＲシンクロ２５によって固定されることによって、第２ポンプモータ１３にはトルクが作用することがなく、また油圧が供給されることはないから、第２ポンプモータ１３で油圧が発生しない。そのため、油圧の漏れやこれに起因する動力の損失を回避もしくは抑制することができる。
【００５６】
固定変速段である第１速から第２速へ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、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の回転数とを一致させる同期制御が行われる。その同期制御は、他のシンクロ２２，２３，２５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。そして、この発明の同期制御は、第１シンクロ２２および固定ハブ２６、またはＲシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構を利用し、同期時間を短縮してスムーズな回転同期を行うことができるようになっている。その具体的な制御内容については後述する。
【００５７】
この状態で、Ｒシンクロ２５を中立状態にするとともに、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は逆回転しており、その押出容積を次第に増大させるとポンプとして機能し、油圧を発生し、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、および各固定変速段の間でも同様であり、したがって上述した変速機ＴＭは、無段変速機として機能させることができる。
【００５８】
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と、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ア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段である第２速が設定される。
【００５９】
そして、この場合も、上記の第１速の固定変速段を設定する場合と同様に、第１シンクロ２２のスリーブを図１の左側に移動させて固定ハブ２６に係合することにより、モータ軸９およびこれに連結されている第１ポンプモータ１２を機械的に固定することができる。その場合、モータ軸９もしくは第１ポンプモータ１２のロータ１２Ａが第１シンクロ２２によって固定されることによって、第１ポンプモータ１２にはトルクが作用することがなく、また油圧が供給されることはないから、第１ポンプモータ１２で油圧が発生しない。そのため、油圧の漏れやこれに起因する動力の損失を回避もしくは抑制することができる。
【００６０】
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に連結し、他のシンクロ２２，２４をＯＦＦ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、固定変速段である第３速が設定される。
【００６１】
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に連結し、他のシンクロ２３，２５をＯＦＦ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、固定変速段である第４速が設定される。
【００６２】
これら第３速および第４速のいずれの変速比であっても、上記の第１速および第２速の固定変速段を設定する場合と同様に、ポンプモータ１２，１３を、機械的なブレーキ機構である第１シンクロ２２もしくはＲシンクロ２５および固定ハブ２６，２８によって機械的に固定することができる。そのため、油圧の漏れやこれに起因する動力の損失を回避もしくは抑制することができる。
【００６３】
さらに、後進段について説明すると、図示しないシフト装置などによってリバースレンジ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の右側に移動させられ、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とキャリア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１２Ａに連結される。
【００６４】
したがって、エンジン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、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にはその吐出口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１９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。
【００６５】
上記のように構成されたこの発明で対象とする変速機ＴＭでは、シンクロの切り替えを伴う変速が行われる場合、前述したように、第１シンクロ２２および固定ハブ２６、もしくはＲシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構を利用することにより、シンクロのスリーブとそのスリーブの係合先の回転部材とを速やかに回転同期させる制御を実行するように構成されている。その制御例を以下に説明する。
【００６６】
図３は、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って、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。なお、ここでは、第１速固定変速段もしくは第１速と第２速との間の中間段が設定されている状態から、第２速固定変速段を超える変速、言い換えると第２速固定変速段を跨ぐ変速が行われる場合、すなわち、第１速から第２速までの間の変速比で走行している際に、アップシフトに要求があって第２速を跨いでアップシフトが実行される場合に、第２ポンプモータ１３側の第２シンクロ２３を第１速ギヤ対２０側から第３速ギヤ対１９側へ切り替える変速を例に挙げて説明する。
【００６７】
図３において、先ず、第２速を跨ぐ変速、すなわち第２速以上へのアップシフトの指令が出力されると（ステップＳ１）、その時点の変速機ＴＭの変速比が、第２速の固定変速段になったことが確認され（ステップＳ２）、その後、第２シンクロ２３を第１速ギヤ対２０側から第３速ギヤ対１９側へ切り替える指令が出力される（ステップＳ３）。
【００６８】
第２シンクロ２３を第１速ギヤ対２０側から第３速ギヤ対１９側へ切り替える指令が出力されると、その切り替え動作が開始される（ステップＳ４）。具体的には、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て第１速駆動ギヤ２０Ａが第２中間軸１０に連結されていた状態から、一旦ニュートラル位置に移動させられ、その後、図１の右側に移動させられて第３速駆動ギヤ１９Ａが第２中間軸１０に連結される状態に切り替えられる。言い換えると、第２中間軸１０のトルクが、第１速用ギヤ対２０を介して出力軸１６に伝達されるようになっていた状態から、第３速用ギヤ対１９を介して出力軸１６に伝達される状態に切り替えられる。
【００６９】
上記のようにシンクロの切り替え動作が行われる場合、先ず、シンクロのシンクロナイザーリングを切り替え先の回転部材に摩擦接触させることによる通常の回転同期が行われる。上記の第２シンクロ２３の切り替え動作が行われる場合は、第２シンクロ２３のスリーブが、ニュートラル状態を経て、図１の右側に移動させられることに伴い、第２シンクロ２３のシンクロナイザーリングが第３速駆動ギヤ１９Ａに押し付けられ、それらの間の摩擦力によって、第２中間軸１０すなわち第２遊星歯車機構４のキャリア４Ｃと第３速駆動ギヤ１９Ａとの回転が同期させられる。
【００７０】
その場合の第２ポンプモータ１３の回転数の変化、すなわち第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓの回転数の変化を図４に示してある。この図４は、第２速の固定変速段が設定された状態で、第２シンクロ２３が第１速ギヤ対２０側に設定されている場合、および第２シンクロ２３が第３速ギヤ対１９側に設定されている場合における第２遊星歯車機構４の各回転要素すなわちサンギヤ４Ｓおよびキャリア４Ｃおよびリングギヤ４Ｒの回転数を示す共線図であって、直線Ｌ１が、第２シンクロ２３が第１速ギヤ対２０側に設定されている状態を示し、直線Ｌ２が、第２シンクロ２３が第３速ギヤ対１９側に設定されている状態を示している。
【００７１】
図４に示すように、第２シンクロ２３が第１速ギヤ対２０側に設定されている状態では、第２ポンプモータ１３すなわちサンギヤ４Ｓの回転数は、エンジン１の回転方向と同方向の正回転の所定回転数ａで回転しているが、上記のような第２シンクロ２３の切り替えが行われ、第２シンクロ２３が第３速ギヤ対１９側に設定された状態では、第２ポンプモータ１３すなわちサンギヤ４Ｓの回転数は、エンジン１の回転方向と反対方向の逆回転の所定回転数ｂで回転することになる。
【００７２】
このような第２シンクロ２３が第１速ギヤ対２０側から第３速ギヤ対１９側へ切り替えられる際の回転同期は、上記のように摩擦力を利用して行われるため、この変速機ＴＭにおける各シンクロ２２，２３，２４，２５は、それぞれの回転同期を可能にする容量（もしくは体格）のものが用いられることになる。同期させる際の回転数差が大きい場合は、容量（もしくは体格）が大きいシンクロを用いるか、もしくは同期させる時間を長くする必要がある。したがって、従来では、シンクロの切り替えを伴う変速の変速時間を短縮し、スムーズな変速を実現させるためには、容量（もしくは体格）が大きなシンクロを用いなければならず、その結果、変速機ＴＭの体格が大型化してしまうという課題があった。
【００７３】
そこで、この発明の変速機ＴＭにおいては、上記のようにシンクロの切り替え動作が行われる場合、シンクロのシンクロナイザーリングと切り替え先の回転部材との間の摩擦力を利用した通常の回転同期作用に加えて、前述したように、第１シンクロ２２および固定ハブ２６、もしくはＲシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構を利用した回転同期制御が実行される。
【００７４】
すなわち、上記のステップＳ４で第２シンクロ２３の切り替え動作が行われることと併せて、Ｒシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構によって、第２ポンプモータ１３すなわちモータ軸１１およびサンギヤ４Ｓの回転が制動される。具体的には、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が検出されるとともに（ステップＳ５’）、ニュートラル位置に設定されていたＲシンクロ２５のスリーブが図１の左側に移動させられ、第２ポンプモータ１３すなわちモータ軸１１と固定ハブ２８とが徐々に連結されることによって、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が徐々に低下させられる（ステップＳ５）。
【００７５】
図４に示すように、第２ポンプモータ１３すなわちサンギヤ４Ｓの回転数が低下させられることに伴い、キャリア４Ｃの回転数も引き下げられる。したがって、上記のようにＲシンクロ２５のスリーブを固定ハブ２８側へ移動させて、第２ポンプモータ１３の回転を制動することにより、サンギヤ４Ｓおよびキャリア４Ｃの回転数が引き下げられて、第２シンクロ２３における回転同期を進行させることができる。言い換えると、第２シンクロ２３の切り替え動作が行われる場合に、Ｒシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構によって第２ポンプモータ１３の回転を制動することにより、第２シンクロ２３における回転同期を補助して、その回転同期を促進することができる。その結果、第２シンクロ２３のみによる従来の回転同期と比較して、シンクロの大型化を伴うことなく、同期に要する時間を短縮することができる。もしくは、同期時間が従来と同レベルであれば、第２シンクロ２３の容量（体格）を小さくすることができ、すなわち第２シンクロ２３を小型化することができる。
【００７６】
Ｒシンクロ２５のスリーブが図１の左側に移動させられ、第２ポンプモータ１３の回転に対する制動が行われると、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が、所定の回転数Ｎsよりも低くなったか否かが判断される（ステップＳ６）。上記のようにＲシンクロ２５および固定ハブ２８による第２シンクロ２３の回転同期は、第２ポンプモータ１３の回転を制動することにより行われるため、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が、所定の正回転からゼロまでの間もしくは所定の逆回転からゼロまでの間でしか行うことができない。
【００７７】
したがって、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2がゼロになる際に、Ｒシンクロ２５および固定ハブ２８による制動を中止して、Ｒシンクロ２５のスリーブをニュートラル位置に戻す必要がある。シンクロのスリーブを移動させる場合、不可避的な応答遅れが存在するため、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2がゼロになった時点でＲシンクロ２５のスリーブをニュートラル位置に戻す指令を出力すると、Ｒシンクロ２５のスリーブがニュートラル位置に戻るのが遅れて、第２シンクロ２３による回転同期と干渉してしまう。すなわち、第２シンクロ２３による回転同期によって、第２ポンプモータ１３すなわちサンギヤ４Ｓの回転は、正回転から一旦停止して（すなわち回転数Ｎpm2がゼロになって）逆回転するようになるが、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2がゼロから逆回転に転じて増加しようとする際に、Ｒシンクロ２５のスリーブがニュートラル位置に戻るのが遅れることにより、第２ポンプモータ１３の回転が規制されてしまい、その結果、第２シンクロ２３による回転同期と干渉してしまう。
【００７８】
そのため、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2がゼロになる際にＲシンクロ２５のスリーブをニュートラル位置に戻す指令は、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が実際にゼロになる前に出力される。すなわち、上記のステップＳ６における所定の回転数Ｎsは、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2がゼロになる際に、第２シンクロ２３による回転同期と干渉しない範囲で、かつ可及的にゼロに近い第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2で、Ｒシンクロ２５のスリーブをニュートラル位置に戻す指令を出力する時期を判断するための閾値である。この回転数Ｎsは、実験的・経験的に予め設定される値であり、例えば、変速機ＴＭの油温や入力回転数などをパラメータとするマップとして設定しておくことができる。
【００７９】
したがって、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が未だ回転数Ｎs以上であることにより、ステップＳ６で否定的に判断された場合は、そのステップＳ６の制御が繰り返し実行される。すなわち、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が回転数Ｎsより低くなるまで、ステップＳ６の制御が繰り返される。
【００８０】
そして、第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が回転数Ｎsより低くなったことにより、ステップＳ６で肯定的に判断された場合には、ステップＳ７へ進み、Ｒシンクロ２５のスリーブをニュートラル位置に戻す指令、すなわち、Ｒシンクロ２５および固定ハブ２８による第２ポンプモータ１３の回転に対する制動を中止する指令が出力される。
【００８１】
その後、第２ポンプモータ１３の回転の制動が中止させられると、前述のステップＳ４で指令が出力されることにより実行されていた第２シンクロ２３の第１速ギヤ対２０側から第３速ギヤ対１９側への切り替えが完了し（ステップＳ８）、このルーチンを一旦終了する。
【００８２】
なお、上記の図３のフローチャートで示す制御例では、第１速から第２速までの間の変速比で走行している際に第２速を跨いでアップシフトが実行される場合に、第２ポンプモータ１３側の第２シンクロ２３を第１速ギヤ対２０側から第３速ギヤ対１９側へ切り替える変速の例を説明しているが、第２速から第３速までの間の変速比で走行している際に第３速を跨いでアップシフトが実行される場合に、第１ポンプモータ１２側の第３シンクロ２４を第２速ギヤ対１８側から第４速ギヤ対１７側へ切り替える変速、および、第３速から第２速までの間の変速比で走行している際に第２速を跨いでダウンシフトが実行される場合に、第２ポンプモータ１３側の第２シンクロ２３を第３速ギヤ対１９側から第１速ギヤ対２０側へ切り替える変速、ならびに、第４速から第３速までの間の変速比で走行している際に第３速を跨いでダウンシフトが実行される場合に、第１ポンプモータ１２側の第３シンクロ２３を第４速ギヤ対１７側から第２速ギヤ対１８側へ切り替える変速の場合も、図３のフローチャートで示す制御例と同様の回転同期制御を実行することができる。
【００８３】
すなわち、第３速から第２速までの間の変速比で走行している際に第２速を跨いでダウンシフトが実行される場合に、第２ポンプモータ１３側の第２シンクロ２３を第３速ギヤ対１９側から第１速ギヤ対２０側へ切り替える変速の場合は、図３のフローチャートで示す制御例と同様に、第２シンクロ２３および固定ハブ２８によるブレーキ機構で第２ポンプモータ１３の回転を制動することにより、第２シンクロ２３の切り替えが行われる際の回転同期制御を実行することができる。
【００８４】
また、第２速から第３速までの間の変速比で走行している際に第３速を跨いでアップシフトが実行される場合に、第１ポンプモータ１２側の第３シンクロ２４を第２速ギヤ対１８側から第４速ギヤ対１７側へ切り替える変速の場合、および、第４速から第３速までの間の変速比で走行している際に第３速を跨いでダウンシフトが実行される場合に、第１ポンプモータ１２側の第３シンクロ２３を第４速ギヤ対１７側から第２速ギヤ対１８側へ切り替える変速の場合は、図３のフローチャートで示す制御例において第２シンクロ２３の切り替えが行われる際のＲシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構で第２ポンプモータ１３の回転を制動することによる回転同期制御の代わりに、第１シンクロ２２および固定ハブ２６によるブレーキ機構で第１ポンプモータ１２の回転を制動することにより、第３シンクロ２４の切り替えが行われる際の回転同期制御を実行することができる。
【００８５】
さらに、この発明で対象とする変速機ＴＭの他の構成例を図５に示してある。この図５に示す変速機ＴＭの構成例は、上記の図１に示す変速機ＴＭにおける、第１シンクロ２２および固定ハブ２６、もしくはＲシンクロ２５および固定ハブ２８によるブレーキ機構に対して、摩擦ブレーキ５１，５２により、この発明におけるブレーキ手段を構成した例である。
【００８６】
すなわち、図５において、第１シンクロ２２は、そのスリーブをニュートラル位置と発進用ギヤ対２１側（図１の右側）との間で移動させるように構成されていて、そのスリーブを図１の右側に移動させることにより、発進駆動ギヤ２１Ａをモータ軸９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、Ｒシンクロ２５は、そのスリーブをニュートラル位置と第２中間軸１０側（図１の右側）との間で移動させるように構成されていて、そのスリーブを図１の右側に移動させることにより、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とキャリア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。
【００８７】
そして、モータ軸９上で、第１ポンプモータ１２と第１シンクロ２２との間に、モータ軸９すなわち第１ポンプモータ１２の回転を制動する摩擦ブレーキ５１が設けられている。この摩擦ブレーキ５１は、例えば湿式多板ブレーキにより構成される係合装置であり、ケーシングなどの固定部２７に固定されていて、摩擦板同士が押圧される際の摩擦力によって第１ポンプモータ１２の回転を規制する公知の摩擦係合装置である。
【００８８】
一方、モータ軸１１上で、第２ポンプモータ１３とＲシンクロ２５との間に、モータ軸１１すなわち第２ポンプモータ１３の回転を制動する摩擦ブレーキ５２が設けられている。この摩擦ブレーキ５２は、上記の摩擦ブレーキ５１と同様、例えば湿式多板ブレーキにより構成される係合装置であり、ケーシングなどの固定部２７に固定されていて、摩擦板同士が押圧される際の摩擦力によって第２ポンプモータ１３の回転を規制する公知の摩擦係合装置である。この図５に示す変速機ＴＭにおけるその他の部分の構成は、上記の図１に示す変速機ＴＭと同じであるため、図５に図１と同様の符号を付けてその詳細な説明は省略する。
【００８９】
この図５に示す構成の変速機ＴＭにおいても、摩擦ブレーキ５１，５２によるブレーキ機構を用いて、第１ポンプモータ１２もしくは第２ポンプモータ１３の回転を制動することにより、上記の図１に示す構成の変速機ＴＭと同様の回転同期制御を実行することができる。すなわち、この図５に示す構成の変速機ＴＭにおいては、図１に示す構成の変速機ＴＭにおいて第１シンクロ２２のスリーブを固定ハブ２６側に移動させて第１ポンプモータ１２の回転を制動する代わりに、摩擦ブレーキ５１を係合させることにより第１ポンプモータ１２の回転を制動することができ、図１に示す構成の変速機ＴＭと同様の回転同期制御を実行することができる。同様に、図１に示す構成の変速機ＴＭにおいてＲシンクロ２５のスリーブを固定ハブ２８側に移動させて第２ポンプモータ１３の回転を制動する代わりに、摩擦ブレーキ５２を係合させることにより第２ポンプモータ１３の回転を制動することができ、図１に示す構成の変速機ＴＭと同様の回転同期制御を実行することができる。
【００９０】
この図５に示すように変速機ＴＭを構成した場合、すなわち摩擦ブレーキ５１，５２によりこの発明におけるブレーキ手段を構成した場合は、摩擦ブレーキ５１，５２が、制御性に優れ、また滑らかな係合を行うことができる構成であることにより、この発明における回転同期制御の制御性を向上することができ、また、ショックのない滑らかな回転同期制御を実行することができる。
【００９１】
以上のように、この発明の可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機の制御装置によれば、例えば、第２速固定変速段を跨いで変速比を変化させる場合、すなわち第２シンクロ２３の切り替え動作を伴う変速を実行する場合に、第２速固定変速段を設定した際に押出容積がゼロにされている第２ポンプモータ１３の回転が制動される。言い換えると、跨がれる第２速固定変速段に隣接する変速先の固定変速段（すなわち、第３速固定変速段もしくは第１速固定変速段）を設定する際にロックされる第２ポンプモータ１３の回転が制動される。
【００９２】
その場合の第２ポンプモータ１３の回転は、第２シンクロ２３の切り替え動作を行う場合、すなわち第２シンクロ２３のスリーブを移動させて、連結される第２中間軸１０すなわち第２ポンプモータ１３のロータ１３Ａと第２遊星歯車機構４を介して差動回転するように連結されている第２中間軸１０と、出力軸１６と跨がれる第２速固定変速段の前後の変速比の固定変速段（すなわち、第３速固定変速段および第１速固定変速段）を設定する第３速ギヤ対１９および第１速ギヤ対２０の第３速駆動ギヤ１９Ａもしくは第１速駆動ギヤ２０Ａとを連結させる場合に、第２中間軸１０の回転と第３速駆動ギヤ１９Ａもしくは第１速駆動ギヤ２０Ａの回転とを同期させる方向に制動される。
【００９３】
すなわち、第２速固定変速段を跨いだ変速の際に、フリー（無負荷）で回転していた状態からロックされてその回転を停止させられる第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2が、第２ポンプモータ１３の回転を停止させる方向で、かつ第２中間軸１０と第３速駆動ギヤ１９Ａもしくは第１速駆動ギヤ２０Ａとの回転同期を促進させる方向に低下させられる。
【００９４】
そのため、ロックされる第２ポンプモータ１３の回転数を低下させるのに要する時間、および、第２中間軸１０と、第３速駆動ギヤ１９Ａもしくは第１速駆動ギヤ２０Ａとの回転同期を促進して、第２シンクロ２３のスリーブの移動すなわち第２シンクロ２３の切り替え動作に要する時間を短縮することができ、いずれかシンクロの切り替え動作を伴う固定変速段を跨いだ変速であっても、その変速時間を短縮して、変速の応答性を向上させることができる。
【００９５】
また、第２ポンプモータ１２の回転を制動する場合、その第２ポンプモータ１３の回転数Ｎpm2がゼロになる前に、すなわち回転数Ｎpm2が閾値として予め定めた所定回転数Ｎsより低くなった時点で、第２流体圧ポンプモータ１３の回転への制動が停止させられる。そのため、例えば不可避的な制御の応答遅れを考慮して、その変速の際にロックされるポンプモータ１３（もしくは１２）の回転の制動を事前に終了しておくことができ、シンクロの切り替え動作などの他の変速制御との干渉を回避することができる。
【００９６】
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、上述したステップＳ５，Ｓ５’，Ｓ６，Ｓ７の機能的手段が、この発明の変速支援進手段に相当する。
【００９７】
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、例えば、歯車機構を主体とした変速機構と並列にＨＳＴを設けて、全体として無段階に変速できるように構成した変速機であってもよい。また、図１に示す例では、前進４段・後進１段の固定変速段を設定できるように構成されているが、この発明で対象とする変速機は、固定変速段の数がそれよりも多くてよく、あるいは反対に少なくてもよい。
【００９８】
また、ポンプモータをシングルピニオン型遊星歯車機構やダブルピニオン型遊星歯車機構などの差動機構に対する反力機構として用いる場合、その押出容積をゼロから一方向にのみ増大できるいわゆる片振り型のものに限らず、正負の両方向に変化させることのできるいわゆる両振り型のポンプモータを使用することもできる。その場合、歯車機構は、図１と異なる構成とすることができる。
【００９９】
また、ポンプモータや差動機構ならびにギヤ対などの伝動機構の配列は、必要に応じて適宜変更することができ、いわゆるＦＲ車に適するように配置した構成としてもよい。またさらに、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。さらに、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、この発明における動力源は、エンジンである必要はなく、電気モータであってもよく、あるいは内燃機関と電動機とを組み合わせたハイブリッド駆動装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】この発明で対象とする変速機の構成の一例を模式的に示すスケルトン図である。
【図２】図１に示す変速機で各変速比を設定する際の各ポンプモータおよび各シンクロの動作状態をまとめて示す図表である。
【図３】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４】図３のフローチャートに示す制御を実行する際の回転が制動されるポンプモータ側の各回転部材の回転数を示す共線図である。
【図５】この発明で対象とする変速機の構成の他の例を模式的に示すスケルトン図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…動力源（エンジン，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、  ３Ｓ，４Ｓ…サンギヤ、  ３Ｒ，４Ｒ…リングギヤ、  ３Ｃ，４Ｃ…キャリヤ、  ８…第１中間軸、  ９…モータ軸、  １０…第２中間軸、  １１…モータ軸、  １２…可変容量型の第１流体圧ポンプモータ（第１ポンプモータ）、  １２Ａ，１３Ａ…ロータ、  １３…可変容量型の第２流体圧ポンプモータ（第２ポンプモータ）、  １６…出力部材（出力軸）、  １７，１８，１９，２０，２１…ギヤ対、  １７Ａ…第４速駆動ギヤ、  １８Ａ…第２速駆動ギヤ、  １７Ｂ…第４速従動ギヤ、  １８Ｂ…第２速従動ギヤ、  １９Ａ…第３速駆動ギヤ、  ２１Ａ…発進駆動ギヤ、  ２１Ｂ…発進従動ギヤ、  ２２，２３，２４，２５…切替機構（第１シンクロ，第２シンクロ，第３シンクロ，Ｒシンクロ）、  ２６，２８…固定ハブ、  ２７…固定部、  ４３…電子制御装置（ＥＣＵ）、  ５１，５２…ブレーキ手段（摩擦ブレーキ）、  ＴＭ…可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機。
【図１】
2009115248.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009115248.tif 000006
【図５】
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