(57)【要約】【課題】発進時における過大トルクの発生を回避もしくは抑制するとともに、漏れ損失を低減して変速機の効率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】一対の油圧ポンプモータの吸入口同士および吐出口同士を連通している各油路により構成される閉回路に連通された蓄圧装置と、リリーフ圧が制御可能であり、かつ高圧側の油路に接続されるとともに、リリーフ圧を低下させることにより高圧側の油路の油圧を排圧し、リリーフ圧を維持することにより高圧側の油路の油圧の排圧を規制するリリーフ弁と、押出容積がゼロに設定された一方の流体圧ポンプモータの押出容積がゼロから増大され、一時的に高圧の油圧が発生する場合に、リリーフ弁を制御して油圧の排圧を規制して高圧側の油路の油圧を蓄圧装置に蓄圧させる蓄圧制御手段（ステップＳ１１〜Ｓ１７）とを備えている。【選択図】図７
2009097677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも２つの動力伝達経路と、それら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前記各動力伝達経路毎に設けられかつ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吸入口同士および吐出口同士が相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型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１伝動機構と、他方の前記可変容量型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、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記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、
前記吸入口同士を連通している流路と前記吐出口同士を連通している流路とのうち前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロに設定されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされている状態で高圧となる流路に連通された蓄圧装置と、
リリーフ圧が制御可能であり、かつ前記高圧となる流路に接続されるとともに、前記リリーフ圧を予め定めた基準リリーフ圧よりも低下させることにより前記高圧となる流路の流体圧を排圧し、前記リリーフ圧を前記基準リリーフ圧以上に維持することにより前記高圧となる流路の流体圧の排圧を規制するリリーフ弁と、
前記押出容積がゼロに設定された一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積が増大される場合に、前記リリーフ弁を制御して前記排圧を規制して前記高圧となる流路の流体圧を前記蓄圧装置に蓄圧させる蓄圧制御手段と
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】
前記蓄圧装置の圧力を検出する圧力センサを更に備え、
前記蓄圧制御手段は、前記圧力センサにより検出された前記圧力が予め定めた基準圧力よりも大きい場合に、前記リリーフ弁を制御して前記排圧を行う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】
前記切替機構により前記各伝動機構のうち最大変速比の伝動機構が動力伝達可能な状態であるか否かを検出する発進状態検出手段を更に備え、
前記蓄圧制御手段は、前記発進状態検出手段により前記最大変速比の伝動機構が動力伝達可能な状態にされたことを検出した場合に、前記リリーフ弁を制御して前記排圧を規制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。
【請求項４】
前記蓄圧装置は、前記高圧となる流路から該蓄圧装置への圧力流体の流動のみを許容する逆止弁機構を介して該高圧となる流路に連通されているとともに、
前記蓄圧装置と圧力流体供給部位とを開閉弁機構を介して選択的に連通させる吐出制御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３のいずれか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が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】
なお、特許文献２には、ハイドロメカニカルトランスミッション（ＨＭＴ）を備えた車両の動力回収運転時に、入力軸の回転数を所定値に保つためのトルクが入力軸に作用するように、液圧ポンプのポンプ斜板角度と液圧モータのモータ斜板角度とを制御する車両の動力回収運転時におけるＨＭＴの入力軸回転数制御方法に関する発明が記載されている。そしてこの特許文献２に記載されているＨＭＴを搭載した車両には、減速時に、閉回路の高圧の作動油を回収して蓄える蓄圧器が設けられている。
【０００７】
また、特許文献３には、機械式トランスミッション（ＭＴ）が入力軸と出力軸との間に介装され、静液圧式トランスミッション（ＨＳＴ）が並列に設けられたハイドロメカニカルトランスミッション（ＨＭＴ）を搭載した車両に、減速時にＨＳＴの閉回路から供給される高圧の作動油を蓄える蓄圧器を備えた車両の動力回収装置が記載されている。この特許文献３に記載されている車両の動力回収装置は、車両の減速時に、閉回路の高圧の作動油を蓄圧器に蓄える際に、ＨＳＴの液圧モータの斜板角度を減少させて容量を減少させるように構成されている。
【０００８】
そして、特許文献４には、１対の可変容量式流体ポンプ／モータを接続する主流体回路と、その主流体回路間を可変容量式流体ポンプ／モータを介さずに直接連通させるバイパス系路と、そのバイパス系路の途中に設けられバイパス経路の開閉状態を制御するバイパス弁とを備え、発進時に、バイパス弁の開度を開閉制御して、発進時に現れる過大な出力トルクを軽減するように構成した無段変速機（ＨＳＴ）の発進制御装置が記載されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２６６４９３号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１３８４号公報
【特許文献３】特開平１１−６５５７号公報
【特許文献４】実開平５−６９４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の特許文献１に記載されている変速機では、発進の際には、いずれか一方の流体圧ポンプモータの押出容積がゼロにされていて、その流体圧ポンプモータを押出容積がゼロの状態から立ち上げることにより、閉回路内に油圧を発生させて動力源の出力トルクを増幅するようになっている。したがって、発進時には、閉回路に理論上では無限大の油圧が発生することになり、その過大な油圧により増幅されるトルクが過大トルクとなってしまう。そのため、従来では、閉回路内に圧力制御弁（カット弁，リリーフ弁）などを設けることにより、発進時に現れる過大な油圧の上昇を抑制している。
【００１１】
しかしながら、上記のように圧力制御弁（カット弁，リリーフ弁）によって過大な油圧上昇を抑制する場合には、一旦上昇させた高圧の油圧を、特に仕事をさせることなく閉回路の外部（オイル溜め部）に排圧することになる。そのため、その油圧の排圧分だけ油圧の漏れ損失が発生してしまい、そのことが、変速機としての効率の向上を阻害するもしくは効率を低下させる要因となっていた。
【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、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、発進時における過大トルクの発生を回避もしくは抑制するとともに、漏れ損失を低減して変速機の効率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】
【００１３】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、動力源と出力部材との間でそれぞれ互いに異なる複数の変速比を選択的に設定可能な少なくとも２つの動力伝達経路と、それら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前記各動力伝達経路毎に設けられかつ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吸入口同士および吐出口同士が相互に連通された可変容量型流体圧ポンプモータと、一方の前記可変容量型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１伝動機構と、他方の前記可変容量型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、いずれかの前記各伝動機構の変速比で決まる固定変速段と、前記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、前記吸入口同士を連通している流路と前記吐出口同士を連通している流路とのうち前記一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積がゼロに設定されて他方の可変容量型流体圧ポンプモータがロックされている状態で高圧となる流路に連通された蓄圧装置と、リリーフ圧が制御可能であり、かつ前記高圧となる流路に接続されるとともに、前記リリーフ圧を予め定めた基準リリーフ圧よりも低下させることにより前記高圧となる流路の流体圧を排圧し、前記リリーフ圧を前記基準リリーフ圧以上に維持することにより前記高圧となる流路の流体圧の排圧を規制するリリーフ弁と、前記押出容積がゼロに設定された一方の可変容量型流体圧ポンプモータの押出容積が増大される場合に、前記リリーフ弁を制御して前記排圧を規制して前記高圧となる流路の流体圧を前記蓄圧装置に蓄圧させる蓄圧制御手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蓄圧装置の圧力を検出する圧力センサを更に備え、前記蓄圧制御手段が、前記圧力センサにより検出された前記圧力が予め定めた基準圧力よりも高い場合に、前記リリーフ弁を制御して前記排圧を行う手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１５】
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、前記切替機構により前記各伝動機構のうち最大変速比の伝動機構が動力伝達可能な状態であるか否かを検出する発進状態検出手段を更に備え、前記蓄圧制御手段が、前記発進状態検出手段により前記最大変速比の伝動機構が動力伝達可能な状態にされたことを検出した場合に、前記リリーフ弁を制御して前記排圧を規制する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１６】
そして、請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記蓄圧装置が、前記高圧となる流路から該蓄圧装置への圧力流体の流動のみを許容する逆止弁機構を介して該高圧となる流路に連通されているとともに、前記蓄圧装置と圧力流体供給部位とを開閉弁機構を介して選択的に連通させる吐出制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明によれば、一方の可変容量型ポンプモータの押出容積がゼロよりも大きな所定の押出容積に設定されてロックされ、他方の可変容量型ポンプモータの押出容積がゼロに設定されている状態から、他方の可変容量型ポンプモータの押出容積がゼロから増大される場合に、それら各可変流体圧ポンプモータの吸入口同士を連通する流路もしくは吐出口同士を連通する流路のうちいずれかの流路で発生する高圧の流体圧が、蓄圧装置に蓄圧される。そのため、いずれかの可変容量型ポンプモータの押出容積をゼロから立ち上げる際に発生する高圧の流体圧を、漏れ損失として排圧することなく蓄圧装置に蓄えることができる。その結果、発進時に発生する高圧の流体圧が他方の可変容量型ポンプモータに供給されることによる過大トルクの発生を回避もしくは抑制できるとともに、漏れ損失を低減して変速機の効率を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項２の発明によれば、蓄圧装置の圧力が基準圧力よりも高い場合、例えば蓄圧装置が飽和状態にあるような場合は、リリーフ弁のリリーフ圧が低下させられ、すなわちリリーフ弁が開弁する方向に制御されて、高圧になった流体圧が排圧される。そのため、蓄圧装置が飽和して流体圧を蓄圧できない状態であっても、高圧の流体圧を排圧して変速機の流体圧回路の流体圧を適切な圧力に制御することができる。
【００１９】
さらに、請求項３の発明によれば、変速機における最大変速比が設定される場合、例えば発進時に変速比が最大に設定される場合に、前記のいずれかの流路で発生する高圧の流体圧が蓄圧装置に蓄圧される。そのため、発進時に発生する高圧の流体圧を、漏れ損失として排圧することなく蓄圧装置に蓄えることができる。
【００２０】
そして、請求項４の発明によれば、蓄圧装置に所定の流体圧が蓄圧された状態で、開閉弁機構を開弁状態に制御することにより、蓄圧装置に蓄圧された圧力流体を、例えば潤滑や冷却用あるいはアクチュエータの作動用として圧力流体供給部位へ適宜に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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の構成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。
【００２２】
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、その各可変容量型流体圧ポンプモータ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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
第１遊星歯車機構３は、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、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。
【００２８】
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が噛み合っていて、さら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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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すなわち押出容積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。
【００３２】
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、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すなわち押出容積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。
【００３３】
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（吸入口）１２Ｓ，１３Ｓ同士が、油路１４によって連通され、また吐出ポート（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ＣＣが形成されている。この閉回路ＣＣでの油圧制御のための機構については後述する。
【００３４】
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。
【００３５】
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、この発明の第１伝動機構に相当する、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、それら第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させられている。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。
【００３６】
一方、第２中間軸にも、第２遊星歯車機構４側から順に、この発明の第２伝動機構に相当する、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。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。
【００３７】
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、したがってこの変速機ＴＭの各伝動機構のうち最大の変速比に設定されている。そして、この発進用ギヤ対２１は、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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、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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
このように、図１に示す可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機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２６を介してデファレンシャル２７が連結され、ここから左右の車軸２８に動力を出力するようになっている。
【００４５】
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２９、車軸２８の回転数を検出する出力回転数センサ３０、第１ポンプモータ１２の回転数を検出する回転数センサ３１、第２ポンプモータ１３の回転数を検出する回転数センサ３２、そして前述した第１シンクロ２２のスリーブの位置を検出するストロークセンサ３３などが設けられている。
【００４６】
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を連通させている閉回路ＣＣにおける油路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（もしくはブーストポンプ）３４が設けられている。このチャージポンプ３４は、上記の閉回路ＣＣ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３５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。
【００４７】
そのチャージポンプ３４の吐出口は、閉回路ＣＣにおける油路１４と油路１５とにそれぞれチェック弁３６，３７を介して連通されている。なお、これらのチェック弁３６，３７は、チャージポンプ３４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３４の吐出圧を調整するためのリリーフ弁３８が、チャージポンプ３４の吐出口に連通されている。このリリーフ弁３８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３５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３４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。
【００４８】
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、第１リリーフ弁３９が設けられている。すなわち、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第１リリーフ弁３９が設けられている。この第１リリーフ弁３９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。言い換えれば、第１リリーフ弁３９は、油路１４の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
【００４９】
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、第２リリーフ弁４０が設けられている。すなわち、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第２リリーフ弁４０が設けられている。この第２リリーフ弁４０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。言い換えれば、第２リリーフ弁４０は、油路１５の圧力が予め設定した圧力以上高い場合に開いて排圧するように構成されている。
【００５０】
そして、これら各リリーフ弁３９，４０は、それぞれ、設定圧（すなわちリリーフ圧）をゼロを含む所定の圧力に調圧することができ、前記の各動力伝達経路に作用する伝達トルクをそれぞれ低減（トルクをゼロにすることも含む）することが可能な構成となっている。
【００５１】
したがって、いずれかのリリーフ弁３９（もしくは４０）のリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁３９（もしくは４０）が設けられている側の油路１４（もしくは１５）の油圧をゼロにして、ポンプモータ１２（もしくは１３）をフリーの状態、すなわちニュートラルの状態にすることができる。言い換えると、リリーフ弁３９（もしくは４０）を制御してそのリリーフ圧をゼロにすることにより、そのリリーフ弁３９（もしくは４０）が設けられている側のポンプモータ１２（もしくは１３）を、その押出容積がゼロより大きい容積に制御されている場合であっても、出力軸１６に対して動力の伝達に関与しない状態にすることができる。
【００５２】
さらに、エネルギを回収するための機構が設けられている。すなわち、エンジン１が動力を出力しているいわゆるパワーオン状態で高圧となる油路１４に、チェック弁４１を介して蓄圧装置４２が連通されている。チェック弁４１は、この発明の逆止弁機構に相当する弁機構であって、油路１４から蓄圧装置４２に向けた圧油の流動のみを許容するように構成されている。また、蓄圧装置４２は、圧油を封入できるボンベ（もしくはタンク）を主体とするものであって、必要に応じてその内容積を弾性的に減じて内圧を相対的に高くするように構成され、そのために例えば所定圧力のガスが封入されている。そして、蓄圧装置４２に蓄えられた圧油の圧力を検出して信号を出力する圧力センサ４３が設けられている。
【００５３】
また、蓄圧装置４２とチェック弁４１との間から分岐してオン・オフ弁４４が連通されており、このオン・オフ弁４４を介して蓄圧装置４２から制御回路４５に圧油を選択的に供給するように構成されている。このオン・オフ弁４４は電気信号によって動作することにより、開状態と閉状態とに切り替わるいわゆる電磁弁である。具体的には、このオン・オフ弁４４は、この発明の開閉弁機構に相当する弁機構であって、ソレノイドに通電することによる押圧力（パイロット圧）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（開状態）であって、蓄圧装置４２と制御回路４５とを連通させるようになっている。一方、パイロット圧が作用していない状態、すなわちソレノイドに通電されていない状態がＯＦＦ状態（閉状態）であって、蓄圧装置４２と制御回路４５と遮断されるようになっている。
【００５４】
そして、制御回路４５は、前述した各ポンプモータ１２，１３の押出容積や各シンクロ２２，２３，２４，２５を動作させるためのアクチュエータ（図示せず）、さらには各リリーフ弁３９，４０のリリーフ圧や潤滑油などを制御するためのものであって、蓄圧装置４２の油圧や図示しないポンプで汲み上げた油圧を元圧として各部の油圧を制御するように構成されている。さらにまた、各油路１４，１５の圧力をそれぞれ検出して信号を出力する油圧センサ４６，４７が設けられている。
【００５５】
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の切り替え動作あるいは各リリーフ弁３９，４０のリリーフ圧など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）４８が設けられている。この電子制御装置４８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動作部材のストロークなど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。
【００５６】
つぎに、上述した変速機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」はそのロータの回転を止め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（もしくは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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、それらの押出容積（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。そのため、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。
【００５９】
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。
【００６０】
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する。すなわち、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。
【００６１】
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、固定変速段である第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。
【００６２】
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ｑ1がゼロに設定され、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2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。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。
【００６３】
固定変速段である第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、前述のシンクロ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。
【００６４】
この状態で、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1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ｑ1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、および各固定変速段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。
【００６５】
固定変速段である第１速を設定している状態では、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1はゼロ（もしくは最小に近い所定値以下）に設定され、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2は最大もしくはこれに近い所定値以上になっている。したがって、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が空転し、また第２ポンプモータ１３から第１ポンプモータ１２に対して圧油が流動することができないので、第２ポンプモータ１３はロックされた状態になる。この状態から先ず第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が次第に増大させられる。その結果、第１ポンプモータ１２で油圧が発生し、これが第２ポンプモータ１３に供給されるので、第２ポンプモータ１３がモータとして作用する。すなわち、各ポンプモータ１２，１３の間で圧油を介した動力の伝達が生じる。
【００６６】
こうして第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大になると、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2が共に最大もしくはこれに近い所定値以上となる。その後、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1を最大もしくはこれに近い所定値以上に維持したまま、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の押出容積ｑ2がゼロ（もしくは最小に近い所定値以下）になることにより、固定変速段である第２速が設定される。すなわち、各ギヤ対のうち第２速用ギヤ対１８のみを介して動力の伝達が行われ、第２速用ギヤ対１８の回転数比に応じた変速比が設定される。
【００６７】
第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1がほぼ最大になりその回転が停止し、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ア３Ｃから第１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。
【００６８】
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、また第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2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がＯＦＦ状態に設定される。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。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、また第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、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がＯＦＦ状態に設定される。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。
【００６９】
さらに、後進段について説明すると、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のロータに連結される。
【００７０】
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ｑ1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。
【００７１】
前述したように、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ＴＭは、発進の際に、第２ポンプモータ１３をその押出容積ｑ2がゼロの状態から立ち上げるため、理論上無限大の油圧が発生し、それに伴って出力軸１６に過大なトルクが作用することになる。
【００７２】
具体的には、発進時には、第１シンクロ２２のスリーブおよび第２シンクロ２３のスリーブは図１の左側に位置し、第３シンクロ２４のスリーブは中立位置にある。この場合、エンジン１からの入力トルクＴinは第２遊星歯車機構４のみに伝達される。すなわち、第２遊星歯車機構４のリングギヤ４Ｒに入力された入力トルクＴinは、第２遊星歯車機構４の  キャリア４ＣのトルクＴc2とサンギヤ４ＳのトルクＴs2とに分割され、キャリア４ＣのトルクＴc2が第１速ギヤ対２０を経由して出力トルクＴ1stとして出力軸１６に伝達される。
【００７３】
この場合、第１速ギヤ対２０のギヤ比をκ1st、第２遊星歯車機構４のサンギヤ４Ｓとリングギヤ４Ｒとの歯数比（すなわち、「サンギヤ４Ｓの歯数／リングギヤ４Ｒの歯数」）をρとすると、出力トルクＴ1stは、
Ｔ1st＝κ1st×（１＋ρ）×Ｔin                              ・・・・・（１）
として表される。
【００７４】
一方、第２遊星歯車機構４のサンギヤのトルクＴs2は、第２ポンプモータ１３に入力され、すなわち第２ポンプモータ１３をポンプとして駆動し、閉回路ＣＣ内に油圧Ｐを発生させる。この場合の第２ポンプモータ１３の押出容積をｑ2とすると、この油圧Ｐは、
Ｐ＝（２π／ｑ2）×Ｔs2＝（２π／ｑ2）×ρ×Ｔin            ・・・・・（２）
として表される。
【００７５】
このようにして第２ポンプモータ１３で発生させた油圧Ｐは、油路１４を経由して第１ポンプモータ１２に供給される。したがって、その油圧Ｐによって第１ポンプモータ１２がモータとして駆動され、その結果、第１ポンプモータ１２がモータトルクＴMを出力する。この場合の第１ポンプモータ１２の押出容積をｑ1とすると、このモータトルクＴMは、
ＴM＝（Ｐ×ｑ1）／２π＝（ｑ1／ｑ2）×ρ×Ｔin              ・・・・・（３）
として表される。
【００７６】
ここで、発進用ギヤ対２１のギヤ比をκsとすると、発進用ギヤ対２１を経由して出力軸１６に出力されるトルクＴsは、
Ｔs＝κs×（ｑ1／ｑ2）×ρ×Ｔin                            ・・・・・（４）
として求められる。
【００７７】
そして、最終的に車軸２８に伝達されるトルクＴoutは、デファレンシャル２７のギヤ比をκdとすると、上記の（１）式ないし（４）式から、
Ｔout＝κD×（Ｔ1st＋Ｔs）
＝κD×｛（１＋ρ）×Ｔin＋κs×（ｑ1／ｑ2）×ρ×Ｔin｝  ・・・（５）
として求められる。したがって、上記の（４）式，（５）式における「（ｑ1／ｑ2）」が、入力トルクＴinに対するトルク増幅分となっている。
【００７８】
前述したように変速機ＴＭは、ニュートラル状態では各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2が共にゼロとなるように制御されていて、各ポンプモータ１２，１３は空回り状態（フリー状態）になっている。この状態から発進する場合、図３に示すように、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大に設定されるとともに、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロから次第に増大させられる。そのため、発進直後においては、入力トルクＴinに対するトルク増幅分（ｑ1／ｑ2）が理論上ほぼ無限大になり、したがって図４のタイムチャートに破線で示すように、出力軸１６には一時的に過大な出力トルクＴoutが伝達されることになる。
【００７９】
そのため従来では、閉回路ＣＣ内に設けられた各リリーフ弁３９，４０、特にこの場合は第１リリーフ弁３９のリリーフ圧を制御することにより、発進時における過大トルクの発生を抑制している。具体的には、図５のフローチャートに示すように、先ず、エンジン１のスロットル開度θ、あるいはスロットル開度の変化率θ’が読み込まれ（ステップＳ１）、そのスロットル開度θもしくはスロットル開度の変化率θ’に基づいて要求駆動力（要求トルク）が算出される（ステップＳ２）。
【００８０】
続いて、エンジン１からの入力トルク（エンジントルク）Ｔin（ステップＳ３）と、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2によって決まる変速比γ（ステップＳ４）から、各ポンプモータ１２，１３の押出容積ｑ1，ｑ2と、第１リリーフ弁３９のリリーフ圧とが、出力トルクＴoutおよび変速機ＴＭの効率が最適となるように制御される（ステップＳ５）。この場合の第１リリーフ弁３９のリリーフ圧は、例えば図６に示すような、エンジントルクＴinと変速比γとをパラメータとする制御マップから設定することができる。
【００８１】
このようにして、発進時に第１リリーフ弁３９のリリーフ圧を適宜に制御することにより、発進時における過大トルクの発生を抑制することができる。しかしながら、その場合は、過大トルクの発生を抑えるために第１リリーフ弁３９のリリーフ圧を低下させて、第２ポンプモータ１３で発生させた油圧が、特に仕事をすることなく閉回路ＣＣの低圧側に排圧されることになる。すなわち、図４の斜線部分で示す範囲の面積に相当する油圧の漏れ損失が発生することになり、その損失分だけ変速機ＴＭの効率が低下してしまう。
【００８２】
そこで、上記の変速機ＴＭを対象とするこの発明に係る制御装置は、発進時における過大トルクの発生を回避もしくは抑制し、なおかつ漏れ損失を低減して変速機ＴＭの効率を向上させるために、以下に示す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。
【００８３】
図７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。図７において、先ず、ストロークセンサ３３により第１シンクロ２２のスリーブの位置が検出される（ステップＳ１１）。そして、そのストロークセンサ３３の検出値を基に、第１シンクロ（スタートシンクロ）２２がＯＮ状態であるか否か、すなわち第１シンクロ２２のスリーブが図１の左側に移動させられて、発進用ギヤ対２１と出力軸１６とが達可能な状態（すなわち発進モード）であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。
【００８４】
第１シンクロ２２のスリーブが、未だ図１の左側に移動させられておらず変速機ＴＭが発進モードでないことにより、このステップＳ１２で否定的に判断された場合は、ステップＳ１３へ進み、第１リリーフ弁３９が、通常時における第１リリーフ弁３９のリリーフ圧に制御される（通常制御）。すなわち、通常制御として、第１リリーフ弁３９のリリーフ圧が、通常時における相対的に高圧な所定圧力αに調圧され、第１リリーフ弁３９が閉じた状態に制御される。
【００８５】
これに対して、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て変速機ＴＭが発進モードになったことにより、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１４へ進み、オン・オフ弁４４がＯＦＦ状態、すなわち蓄圧装置４２と制御回路４５とが遮断された状態に制御される。言い換えると、オン・オフ弁４４が閉状態にされて蓄圧装置４２と制御回路４５とが遮断され、閉回路ＣＣからチェック弁４１を介して蓄圧装置４２に流動する圧油をその蓄圧装置４２に蓄えることが可能な状態（すなわち蓄圧モード）に制御される。
【００８６】
続いて、圧力センサ４３により蓄圧装置４２に蓄えられた圧油の油圧が検出され（ステップＳ１５）、その圧力センサ４３の検出値を基に、蓄圧装置４２に蓄えられた圧油の油圧が相対的に高圧な状態であるか否かが判断される（ステップＳ１６）。これは、例えば、蓄圧装置４２に蓄える圧油の油圧を所望する所定の圧力範囲に維持するために、その所望する所定の圧力範囲の上限もしくは上限に相当する値として予め定めた基準圧力に対して、ステップＳ１５で検出された圧力センサ４３の検出値の大小を比較することにより判断することができる。
【００８７】
蓄圧装置４２に蓄えられた圧油の油圧が未だ相対的に高圧な状態でないことにより、このステップＳ１６で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１３へ進み、前述した通常制御が実行される。
【００８８】
すなわち、この場合は、蓄圧装置４２の圧力が未だ基準圧力よりも低い状態であって、依然として蓄圧装置４２に圧油を蓄圧することが可能な状態であるため、第１リリーフ弁３９を閉じた状態にする通常制御を実行して、閉回路ＣＣが、第２ポンプモータ１３で発生した油圧を油路１４から蓄圧装置４２へ流通させて蓄圧できる状態、言い換えると、第２ポンプモータ１３で発生させた油圧を油路１４を介して蓄圧装置４２で回収もしくは回生可能な状態に設定される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００８９】
この通常制御を実行した場合の変速機ＴＭの油圧回路における圧油の流動状態および動力伝達経路における動力伝達状態を図８に示してある。なお、この図８および後述する図９，図１０において、矢印は圧油の流れ方向、あるいは動力の伝達方向、あるいは軸の回転方向を示し、また電子制御装置４８は省略してある。この状態では、第２ポンプモータ１３で発生させられてその第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓから吐出された圧油が、油路１４を介して第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに供給される。そして第１ポンプモータ１２をモータとして駆動するとともに、油路１４からチェック弁４１を経由して蓄圧装置４２へ供給されて、その蓄圧装置４２に蓄圧される。
【００９０】
したがって、発進直後に油路１４で一時的に高圧の油圧が発生する場合に、油路１４から油路１５へ圧油を流通する油路の途中に設けられた第１リリーフ弁３９が閉じた状態に制御されるとともに、その第１リリーフ弁３９と油路１４との間に、蓄圧装置４２が蓄圧可能な状態で連通されていることにより、油路１４の高圧な油圧を排圧することなく蓄圧装置４２へ蓄圧することができる。その結果、変速機ＴＭの油圧回路における油圧の漏れ損失を低減し、ひいては変速機ＴＭの効率を向上させることができる。
【００９１】
一方、蓄圧装置４２に蓄えられた圧油の油圧が相対的に高圧な状態になったことにより、ステップＳ１６で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１７へ進み、第１リリーフ弁３９が、蓄圧装置４２の飽和時における第１リリーフ弁３９のリリーフ圧に制御される（飽和制御）。すなわち、飽和制御として、第１リリーフ弁３９のリリーフ圧が、前述の通常制御の実行時における所定圧力αよりも低く、ゼロも含む他の所定圧力βに調圧され、第１リリーフ弁３９が開いた状態に制御される。
【００９２】
すなわち、この場合は、蓄圧装置４２の圧力が所望する圧力範囲の上限よりも高い状態もしくは上限に近い状態であって、蓄圧装置４２が飽和もしくはほぼ飽和した状態である。そのため、第１リリーフ弁３９を開いた状態にする飽和制御を実行して蓄圧装置４２への圧油の蓄圧を中止し、閉回路ＣＣが、閉回路ＣＣ内の油圧を低下する状態に設定される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。
【００９３】
この飽和制御を実行した場合の変速機ＴＭの油圧回路における圧油の流動状態および動力伝達経路における動力伝達状態を図９に示してある。この状態では、第２ポンプモータ１３で発生させられて第２ポンプモータ１３の吸入口１３Ｓから吐出された圧油が、油路１４を介して第１ポンプモータ１２の吸入口１２Ｓに供給されて第１ポンプモータ１２をモータとして駆動するとともに、油路１４から第１リリーフ弁３９を経由して油路１５へ流通させられて、すなわち、油路１４に高圧の油圧が低圧側の油路１５へ排圧されて、閉回路ＣＣの油圧が低下させられる。
【００９４】
なお、蓄圧装置４２に蓄圧された圧油は、オン・オフ弁４４をＯＮ状態に制御することにより、制御回路４５へ供給することができる。すなわち、オン・オフ弁４４をＯＮ状態に制御して蓄圧装置４２と制御回路４５とを連通させた状態にすることにより、蓄圧装置４２に蓄圧された圧油が制御回路４５へ供給されて再利用される。したがって、前述したように、発進時に閉回路ＣＣで発生する過剰な油圧を、漏れ損失として閉回路ＣＣの外部に放出することなく蓄圧装置４２で回生し、その後、制御回路４５に供給して制御圧として再び利用することができる。
【００９５】
その場合の変速機ＴＭの油圧回路における圧油の流動状態を図１０に示してある。この状態では、蓄圧装置４２に蓄圧された圧油は、チェック弁４１により閉回路ＣＣへの流動が規制されるとともに、オン・オフ弁４４が開状態にされて蓄圧装置４２と制御回路４５との間が連通されることにより、制御回路４５へ制御圧として供給される。例えば、車両の一時的な停止時にエンジン１の運転を停止するいわゆるエコラン運転を実行する際に、変速機ＴＭ各部の潤滑および冷却のための潤滑油として、あるいは変速機ＴＭ各部のアクチュエータ等を動作させるための作動油として、蓄圧装置４２に蓄圧された圧油を有効に利用することができる。
【００９６】
このように、上述したステップＳ１１，１２の機能的手段が、この発明の発進状態検出手段に相当し、ステップＳ１１ないしＳ１７の機能的手段が、この発明の蓄圧制御手段に相当している。
【００９７】
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ＴＭの制御装置によれば、発進の際に、第１ポンプモータ１２の押出容積ｑ1が最大に設定されてロックされ、第２ポンプモータ１２の押出容積ｑ2がゼロに設定されている状態から、第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2がゼロから徐々に増大される場合、油路１４で発生する高圧の油圧が、蓄圧装置４２に蓄圧される。そのため、発進時に第２ポンプモータ１３の押出容積ｑ2をゼロから立ち上げる際に発生する高圧の油圧を、漏れ損失として排圧することなく蓄圧装置４２に蓄えることができる。その結果、発進時に発生する高圧の油圧が第１ポンプモータ１２に供給されることによる過大トルクの発生を回避もしくは抑制できるとともに、漏れ損失を低減して変速機ＴＭの効率を向上させることができる。
【００９８】
また、蓄圧装置４２の油圧が、例えば予め設定された基準圧力よりも高い場合、すなわち蓄圧装置４２が飽和状態にあるような場合は、第１リリーフ弁３９のリリーフ圧が低下させられ、すなわち第１リリーフ弁３９が開弁する方向に制御されて、高圧になった油路１４の油圧が、相対的に低圧の油路１５に排圧される。そのため、蓄圧装置４２が飽和して油圧を蓄圧できない状態であっても、油路１４の高圧の油圧を排圧して閉回路ＣＣの油圧を適切な値に制御することができる。
【００９９】
なお、変速機ＴＭが発進時の状態であるか否かは、第１シンクロ２２に設けられたストロークセンサ３３の検出値を基に判断することができる。すなわち、ストロークセンサ３３により、第１シンクロ２２のスリーブが発進用ギヤ対２１側（図１の左側）に移動させられたことを検出した場合に、変速機ＴＭが発進時の状態である、すなわち第１シンクロ２２により最大変速比に設定されている発進用ギヤ対２１が動力伝達可能な状態にされたと判断することができる。
【０１００】
そして、蓄圧装置４２に所定の油圧が蓄圧された状態で、オン・オフ弁４４を開弁状態に制御することにより、蓄圧装置４２に蓄圧された圧油を、例えば潤滑や冷却用あるいはアクチュエータの作動用として制御回路４５へ適宜に供給することができる。
【０１０１】
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ハイドロスタティックトランスミッション（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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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】
【０１０４】
【図１】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】図１に示す変速機で発進する際の各ポンプモータの押出容積の状態を模式的に説明する図である。
【図４】リリーフ弁による発進時の過大トルクを抑制する制御の一例を説明するためのタイムチャートである。
【図５】リリーフ弁による発進時の過大トルクを抑制する制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５で示す制御で用いられる制御マップを模式的に説明する図である。
【図７】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８】図５で示す制御における通常制御を行った場合の圧油の流れおよび動力伝達の状態等を示す模式図である。
【図９】図５で示す制御における飽和制御を行った場合の圧油の流れおよび動力伝達の状態等を示す模式図である。
【図１０】蓄圧装置に蓄圧した圧油を再生する場合の圧油の流れを示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０５】
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、  １２…可変容量型ポンプモータ（第１ポンプモータ，ＰＭ１）、  １３…可変容量型ポンプモータ（第２ポンプモータ，ＰＭ２）、  １４，１５…油路、  １６…出力部材（出力軸）、  １７，１８，１９，２０，２１…伝動機構（ギヤ対）、  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）、  ３３…圧力センサ、  ３９…第１リリーフ弁、  ４０…第２リリーフ弁、  ４２…蓄圧装置、  ４３…逆止弁機構（チェック弁）、  ４４…開閉弁機構（オン・オフ弁）、  ４８…電子制御装置（ＥＣＵ）、  ＣＣ…閉回路、  ＴＭ…可変容量型流体圧ポンプモータ式変速機。
【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】
2009097677.tif 000009
【図８】
2009097677.tif 000010
【図９】
2009097677.tif 000011
【図１０】
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