行驶车辆的无级变速装置及其无级变速方法

专利名称：行驶车辆的无级变速装置及其无级变速方法
技术领域：
本发明涉及一种由泵和可变容量型马达构成闭路的无级变速装置及无级 变速方法。
背景技术：
在可以无级变速的HST装置(液压传动装置)中，作为使用油压泵和油压 马达的HST装置，以往己知有例如图14所示的HST回路构成(例如参照专利 文献l)。另外，作为分别使用一个油压泵和一个油压马达的HST装置，公开了可在 低速行驶时维持无级变速的特性而在高速行驶时使油压马达与动力源直接连 结的图16所示的HST装置(参照专利文献2)等。在图14所示的HST回路构成中，由未图示的发动机等驱动源驱动而旋转 的可变容量型泵50通过回路59、 60分别与固定容量型马达51、可变容量型马 达52相连。在可变容量型马达52的马达轴52a上安装有齿轮54。该齿轮54通过离 合器55与安装在输出轴53上的齿轮56啮合。另外，固定容量型马达51的马 达轴51a上安装有齿轮57，该齿轮57与安装在输出轴53上的齿轮58啮合。 在输出轴53的旋转下，可驱动未图示的行驶车辆的轮胎等旋转。专利文献2所记载的HST装置为如图16所示的回路构成。可变容量型泵 61由发动机79驱动而旋转。可变容量型泵61与油压马达63通过油路62及油 路64构成闭路。而且，油压马达63具有使行驶车辆行驶的输出轴，并通过在 途中具有离合机构66的轴65与可变容量型泵61侧相连。离合机构66通常处于将油压马达63从可变容量型泵61侧遮断的遮断状 态。当离合机构66切换成连接状态时，离合机构66使油压马达63与可变容量型泵61侧相连。由此，可将发动机79的驱动力通过轴65直接传递给油压 马达63侧的输出轴。离合机构66利用缸体67进行切换。在缸体67的杆侧室67a的压力比底 部侧室67b的压力高出规定压力之前，离合机构66处于遮断状态，将油压马 达63从可变容量型泵61侧遮断。而当缸体67的杆侧室67a的压力比底部侧 室67b的压力高出规定压力时，离合机构66在缸体67的推力下切换成连接状 态，使油压马达63的输出轴与可变容量型泵61侧相连。在行驶车辆前进时，在缸体67的底部侧室67b中供给有来自与可变容量 型泵61连续设置的第一控制泵68的输出压力。在行驶车辆前进时，在缸体67 的杆侧室67a中供给有来自与油压马达63连续设置的第二控制泵70的输出压 力。另外，将所述油路62、 64连通的连通管线72中介有连通阀73地进行设 置。连通阀73在由弹簧78保持的常态下处于将连通管线72遮断的遮断位置。 当螺线管74被励磁时，切换成将连通管线72连通的连通位置。螺线管74连 接在与可变容量型泵61的斜板连结的开关75上。当在车辆的前进行驶范围内将可变容量型泵61的斜板倾斜成设定角度 时，开关75在检测到其之后对螺线管74进行励磁。作为设定角度就是车辆前 进行驶范围内的最大角附近的角度，即在可变容量型泵61的泵输出流量成为 最大流量附近，车辆以高速前进行驶时对螺线管74进行励磁。当使可变容量型泵61的斜板在从零度到所述设定角度为止的范围内倾斜 时，可利用可变容量型泵61的输出量来控制油压马达63的转速。由此，可通 过无级变速使行驶车辆的车速增大。此时，与油压马达63的容量相比，可变容量型泵61的输出量变少。艮卩， 要使油压马达63旋转一圈，可变容量型泵61就必须旋转一圈多。因此，第一、第二控制泵68、 70的转速也产生偏差，第一控制泵68比第 二控制泵70多输出与该转速差相应的泵输出流量。由此，缸体67的杆侧室67a 的压力不会比底部侧室67b的压力高出规定压力，离合机构66被保持在遮断 状态。接着，当可变容量型泵61的斜板倾斜成最大倾角时，可变容量型泵61 的泵输出流量与油压马达63的容量正好一致。g卩，第一控制泵68的转速与第 二控制泵70的转速成为相同的转速，从具有相同容量的第一控制泵68和第二 控制泵70输出等量的泵输出流量。位于缸体67的杆侧室67a上游侧的第二孔口 71的开度形成得比位于缸体 67的底部侧室67b上游侧的第一孔口 69的开度小。因此，缸体67的杆侧室 67a的压力比底部侧室67b的压力高出规定压力，将离合机构66切换成连接状 态。由此，可使油压马达63与可变容量型泵61侧相连。另外，此时利用开关 75对可变容量型泵61的斜板倾斜成设定角度进行检测。根据来自开关75的信 号，螺线管74被励磁，连通阀73切换至连通位置。当将可变容量型泵61的斜板倾斜成最大倾角时，可将离合机构66切换成 连接状态。因此，发动机79的驱动力可通过轴65直接传递给油压马达63侦ij。专利文献1:日本专利特开平2-240442号公报专利文献2:日本专利特开2000-46151号公报发明的公开发明所要解决的技术问题在HST装置中，通过进行无级变速可使车速从零的状态加速至规定速 度。但是，在如专利文献l、 2所记载的以往的HST装置中，作为通过无级 变速获得的变速比，在使用一个油压泵和一个油压马达时是3 4倍左右的 变速比，在使用一个油压泵和两个油压马达时也只是6 8倍左右的变速比。另外，为了获得大变速比，就必须再设置机械传动装置以进行由HST 装置的变速和由机械传动装置的变速形成的二级变速。但是，为了再配设 机械传动装置，就需要载放机械传动装置的场所，在行驶车辆中，很难确 保用于载放机械传动装置的场所。另外，在机械传动装置中，在切换变速比时必须利用离合器暂时切断 输出转矩。因此，在机械传动装置的变速切换时，输出转矩不传递给轮胎，从而产生所谓的转矩断开现象。例如，当在爬坡途中切换机械传动装置的变速比时，会发生车辆暂时 减速的情况。而且，会产生机械传动装置的变速冲击，给乘车舒适度造成 不良影响。在本发明中提供一种可扩大HST装置等的无级变速的变速比的无级变 速装置及其无级变速方法。另外，在本发明中使用的"等价容量"的意思 可定义成将可变容量型马达的最大容量与相对于该可变容量型马达的输出 轴的变速比相乘的值。解决技术问题所采用的技术方案本发明的技术问题可由技术方案1 技术方案4所记载的各发明解决。 艮卩，在本申请的第1发明中，在具有与泵构成闭路地进行连接的多个可变 容量型马达的无级变速装置中，其最主要的特征在于，通过可断开、连接且具 有可选择的多个变速比的变速齿轮将所述可变容量型马达的各马达轴与向外 部输出旋转的输出轴分别相连，分别设定所述各变速齿轮的变速比，使不同的 所述可变容量型马达各自的等价容量的大小依次减小，从而使一个所述可变容 量型马达的一个等价容量成为最大的等价容量，第二大的等价容量成为其它所 述可变容量型马达的一个等价容量，第三大的等价容量成为与所述其它可变容 量型马达不同的所述可变容量型马达的等价容量。另外，在本申请的第2发明中，在具有与泵构成闭路地进行连接的可变容 量型马达及可变容量型泵一马达的无级变速装置中，其另一个最主要的特征在 于，通过可断开、连接且具有可选择的多个变速比的变速齿轮将所述可变容量 型马达的马达轴与向外部输出旋转的输出轴分别相连，通过可断开、连接的变 速齿轮将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述输出轴相连，通过可断开、 连接的变速齿轮将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述泵的泵驱动轴相 连，分别设定所述可变容量型马达的马达轴、所述可变容量型泵-马达的马达 轴以及所述输出轴上的所述各变速齿轮的变速比，使各等价容量的大小依次减 小，从而使所述可变容量型马达的一个等价容量成为最大的等价容量，第二大 的等价容量成为所述可变容量型泵-马达的等价容量，第三大的等价容量成为所述可变容量型马达的其它等价容量。另外，在本申请的第3发明及第4发明中，将利用了第1发明及第2发明 的无级变速装置的无级变速方法分别作为另外的最主要的特征。 发明效果在本发明中，对于无级变速装置的输出轴，可利用构成无级变速装置的泵、 可变容量型马达、可变容量型泵-马达的各自高效率的结构来进行无级变速。 并且，通过使用等价容量，可在大范围内进行相对于输出轴的无级变速。另外，在使用多个可变容量型马达的无级变速控制或使用可变容量型马达 和可变容量型泵-马达的无级变速控制中，可在大的变速范围内进行无级变速。 并通过防止在变速切换时产生转矩断开，可获得大的变速比。


图1是HST装置的概略回路构成图。(实施例l) 图2是图1的HST回路构成的控制模式。(实施例l) 图3是图1的控制流程。(实施例l) 图4是HST装置的概略回路构成图。(实施例2) 图5是图3的HST回路构成的控制模式。(实施例2) 图6是图4的控制流程。(实施例2) 图7是HST装置的概略回路构成图。(实施例3) 图8是HST装置的概略主要部分回路构成图。(比较例) 图9是HST装置的概略主要部分回路构成图。(实施例) 图10是图8的HST回路构成的控制模式。(比较例) 图11是图9的HST回路构成的控制模式。(实施例) 图12是表示图8的容量效率的表。(比较例) 图13是表示图9的容量效率的表。(实施例) 图14是HST装置的概略回路构成图。(现有例1) 图15是图14的HST回路构成的控制模式。(现有例l) 图16是HST装置的概略回路构成图。(现有例2)(符号说明) 1可变容量型泵 2可变容量型马达3可变容量型马达6第一主动齿轮7第二主动齿轮8第三主动齿轮9第四主动齿轮10第一从动齿轮11第二从动齿轮33可变容量型泵-马达50可变容量型泵51固定容量型马达52可变容量型马达61可变容量型泵63油压马达66离合机构68第一控制泵70第二控制泵73连通阀P1 P4可变容量型马达具体实施方式
下面参照附图对本发明的最佳实施形态进行具体说明。作为本发明的 无级变速装置的构成，下面以HST装置的无级变速装置为例进行说明。但是，作为本发明的无级变速装置及无级变速方法，除了下面说明的 形状、配置构成之外，若是可解决本发明的技术问题的形状、配置构成， 则其形状、配置构成也可予以采用。因此，本发明并不限定于下面说明的实施例，也可适用于HST装置之 外的无级变速装置。 实施例1作为本发明实施形态的无级变速装置，下面用图1对使用可变容量型 泵1和两个可变容量型马达2、 3的例子进行说明。除了可变容量型泵之外， 本发明还可适用于使用固定容量型泵的场合。因此，本发明并不限定于可 变容量型泵。另外，在本发明中，作为可变容量型马达的配设数目并不限定于配设 两个可变容量型马达，也可配设三个以上的可变容量型马达来构成无级变 速装置。再者，作为介于一个马达轴与输出轴之间的变速齿轮的数目并不 限定于由如图1所示的主动齿轮和从动齿轮构成的两个变速齿轮，也可以 是配设了两个以上的变速齿轮的构成。可变容量型泵1通过泵驱动轴5a与发动机5直接连结地进行配设，在 发动机5的旋转下被驱动旋转。可变容量型马达2利用油路20、油路22和 油路21在与可变容量型泵1之间构成闭路。另外，可变容量型马达3利用油 路20、油路22、油路21、以及从油路21分支出的油路23在与可变容量型泵 l之间构成闭路。即，可变容量型泵1的端口 la与可变容量型马达2的端口 2a以及可变容 量型马达3的端口 3b连通。另外，可变容量型泵l的端口 lb与可变容量型马 达22的端口 2b以及可变容量型马达3的端口 3a连通。对来自可变容量型泵1的端口 la的压力油向油路20输出的场合进行说 明。向油路20输出的压力油从可变容量型马达2的端口 2a流入而使可变容量 型马达2旋转。来自可变容量型马达2的旋转输出可由马达轴18输出。另外，向油路20输出的压力油从可变容量型马达3的端口 3b流入而使可 变容量型马达3旋转。来自可变容量型马达3的旋转输出由马达轴19输出。 此时，可变容量型马达2和可变容量型马达3被配设成朝相同方向旋转。从可变容量型马达2的端口 2b排出的压力油以及从可变容量型马达2的 端口 2b排出的压力油一起经由油路21返回到可变容量型泵l的端口 lb。另外，在来自可变容量型泵l的端口 lb的压力油向油路21输出的场合，只是可变容量型马达2及可变容量型马达3的旋转方向与向油路20输出压 力油场合的方向相反，其它与来自可变容量型泵1的端口 la的压力油向油路 20输出的场合相同地动作。艮P，在压力油从可变容量型泵l的端口 lb向油路21输出的场合，可变 容量型马达2的端口 2b以及可变容量型马达3的端口 3a成为各马达的输入端 口。端口 2a及端口 3b分别成为可变容量型马达2、 3的输出端口。输出来自可变容量型马达2的旋转输出力的马达轴18、输出来自可变容 量型马达3的旋转输出力的马达轴19以及对车辆输出驱动力的输出轴14分 别平行地配设。在可变容量型马达2的马达轴18上分别安装着中介有离合器13a的第一 主动齿轮6和中介有离合器13b的第二主动齿轮7。在可变容量型马达3的马 达轴19上分别安装着中介有离合器14a的第三主动齿轮8和中介有离合器14b 的第四主动齿轮9。第一主动齿轮6及第三主动齿轮8与安装在输出轴4上的第一从动齿 轮10啮合。第二主动齿轮7及第四主动齿轮9与安装在输出轴4上的第二 从动齿轮11啮合。艮口，通过离合器13a与离合器13b的切换，可将马达轴18的旋转从第 一主动齿轮6经由第一从动齿轮10传递给输出轴4或从第二主动齿轮7经 由第二从动齿轮11传递给输出轴4。通过离合器14a与离合器14b的切换， 可将马达轴19的旋转从第三主动齿轮8经由第一从动齿轮10传递给输出 轴4或从第四主动齿轮9经由第二从动齿轮11传递给输出轴4。这样，通过适当组合主动齿轮和从动齿轮，可使变速比不同，可在马 达轴18与输出轴4之间以及马达轴19与输出轴4之间进行多级的变速控 制。作为可以多级变速的主动齿轮的构成，例如可作成如下构成对多个 齿轮系中的各齿轮系配设离合器，通过离合器的断开、连接由单一的主动 齿轮将来自多个齿轮系的旋转输出。单一的主动齿轮可与安装在输出轴上的从动齿轮啮合。作为所述齿轮系，也可由行星齿轮机构、使减速比不同 的齿轮的组合等来构成。等价容量可作为可变容量型马达的最大容量乘以变速比的值的数值来求得。利用在马达轴18或马达轴19与输出轴4之间啮合的主动齿轮与从 动齿轮的组合，可设定各个变速齿轮的变速比的值。另外，可变容量型马 达的最大容量由所使用的可变容量型马达已有的最大容量唯一确定。例如，对将马达轴18的旋转经由第一主动齿轮6和第一从动齿轮10 传递给输出轴4的场合进行说明，此时的可变容量型马达2的等价容量为 将第一主动齿轮6与第一从动齿轮10之间的变速比的值乘以可变容量型马 达2的最大容量的值而得到的值。作为等价容量的大小，将由组合了第一主动齿轮6与第一从动齿轮10 的变速齿轮所确定的可变容量型马达2的等价容量作为最大的等价容量。 将由组合了第三主动齿轮8与第一从动齿轮10的变速齿轮所确定的可变容 量型马达3的等价容量作为第二大的等价容量。下面，设定成按照由组合了第二主动齿轮7与从动齿轮11的变速齿轮 所确定的可变容量型马达2的等价容量、由组合了第四主动齿轮9与第二 从动齿轮11的变速齿轮所确定的可变容量型马达3的等价容量的顺序变 小。另外，与等价容量的大小相关的顺序并不限定于上述的变速齿轮的顺 序，也可以是其它的变速齿轮的顺序。此时，作为等价容量的大小顺序也必需是如下构成例如在将可变容 量型马达2的多个等价容量中的一个等价容量作为最大等价容量时，作为第二大的等价容量应是可变容量型马达3的多个等价容量中的一个等价容且 里。其次，必需按照将第三大的等价容量作为可变容量型马达2的另一个 等价容量、将第四大的等价容量作为可变容量型马达3的另一个等价容量 那样的形态交替地构成在可变容量型马达2与可变容量型马达3之间。 用图2对图l所示的无级变速装置的控制模式进行说明。 图2 (a)的可变容量型马达2、图2 (b)的可变容量型马达3以及图2 (c)的可变容量型泵1的横轴表示的是将可变容量型马达2的容量、可 变容量型马达3的容量以及可变容量型泵1的容量分别改变成为了与速度 指令值对应的容量时的指令值，是可由速度指令值的值确定的指令值。另外，图2 (d)的车速的横轴为速度指令值。作为速度指令值，可使 用速度调整用的操作手柄的操作量、发动机5的转速等。图2 (a)的纵轴表示的是可变容量型马达2的容量，图2 (b)的纵轴 表示的是可变容量型马达3的容量。图2 (c)的纵轴表示的是可变容量型 泵1的容量，图2 (d)的纵轴表示的是行驶车辆的车速。当行驶车辆处于 车速为零的停止状态、即图1中可变容量型泵1的斜板角度为零时，可变 容量型马达2及可变容量型马达3的斜板角度成为最大角度。此时，在图2 (a) 图2 (c)中，与车速指令O对应，可变容量型马 达2及可变容量型马达3的容量成为最大容量。可变容量型泵1的容量成 为零容量。在图2的区间(I)内，随着速度指令增大，如图2 (e)所示，使可 变容量型泵1的容量从零容量增加至最大容量。另外，如图2 (a)、图2 (b)所示，作为可变容量型马达2及可变容量型马达3的容量维持在最大 容量。随着可变容量型泵1的容量从零容量增加至最大容量，向成为了最大 容量的可变容量型马达2及可变容量型马达3供给的来自可变容量型泵1 的流量增大。由此，可变容量型马达2及可变容量型马达3的转速增大， 图1所示的输出轴4的转速增大。g卩，如图2 (d)所示，行驶车辆的车速 从零起增大。在图2的区间(II)中，随着速度指令增大，如图2 (a)所示，使可 变容量型马达2的容量从最大容量减小至零容量。另外，如图2 (b)、图 2 (c)所示，可变容量型马达3的容量和可变容量型泵1的容量分别维持 在最大容量状态。由此，随着可变容量型马达2的容量减小，可变容量型马达2的转速 增大，图1中的马达轴18的转速增大，输出轴4的旋转进一步加快。艮卩，如图2 (d)所示，行驶车辆的车速进一步增大。此时，可变容量型马达3 的转速也随着可变容量型马达2的转速增大而增大。在图2的区间(III)中，在使可变容量型马达2的等价容量变小后， 随着速度指令增大，如图2 (a)所示，使可变容量型马达2的容量从零容 量增大至最大容量。同时，如图2 (b)所示，使成为了比变更后的可变容 量型马达2的等价容量大的等价容量的可变容量型马达3的容量从最大容 量减小至零容量。此时，如图2 (c)所示，可变容量型泵1的容量维持在 最大容量。由此，随着可变容量型3的容量减小，可变容量型马达3的转速增大， 图1中的马达轴19的转速增大。随着马达轴19的转速增大，输出轴4的 转速进一步增大，如图2 (d)所示，行驶车辆的车速进一步增大。此时， 可变容量型马达2的转速也随着可变容量型马达3的转速增大而增大。在图2的区间(IV)中，在使可变容量型马达3的等价容量变小后， 随着速度指令增大，如图2 (b)所示，使可变容量型马达3的容量从零容 量增大至最大容量。同时，如图2 (a)所示，使成为了比变更后的可变容 量型马达3的等价容量大的等价容量的可变容量型马达2的容量从最大容 量减小至零容量。此时，如图2 (c)所示，可变容量型泵1的容量维持在 最大容量。由此，随着可变容量型马达2的容量减小，可变容量型马达2的转速 增大，图1中的马达轴18的转速增大。随着马达轴18的转速增大，输出 轴4的转速进一步增大，如图2 (d)所示，行驶车辆的车速进一步增大， 可成为最大速度状态。此时，可变容量型马达3的转速也随着可变容量型 马达2的转速增大而增大。下面用图3对无级变速装置的控制流程进行说明。在步骤1中，通过使图1所示的可变容量型泵1的斜板lc的角度增大， 使可变容量型泵1的容量从零容量增加至最大容量。下面对此时从可变容 量型泵1向油路20输出压力油的情况进行说明。由于可变容量型马达2及可变容量型马达3的斜板角度被维持在最大角度状态，因此可变容量型马达2及可变容量型马达3各自的旋转由从油 路20供给的压力油流量来控制。来自可变容量型马达2的旋转输出通过马达轴18从第一主动齿轮6传 递给第一从动齿轮IO，驱动输出轴4旋转。同时，来自可变容量型马达3 的旋转输出通过马达轴19传递给第三主动齿轮8与第一从动齿轮10，驱动 输出轴4旋转。因此，输出轴4由来自朝相同方向旋转的可变容量型马达2的旋转输 出与来自可变容量型马达3的旋转输出的合力来驱动，可在行驶启动时输 出必要的大转矩。如图2 (c)所示，可变容量型泵1的容量从零容量增加至最大容量。 另外，如图2 (a)、图2 (b)所示，可变容量型马达2及可变容量型马达 3的容量维持着最大容量。如图2 (d)所示，在来自可变容量型马达2及 可变容量型马达3的旋转输出下，行驶车辆的车速从零起增大。在图3的步骤2中，对可变容量型泵1的容量是否成为最大容量作出 判断。在可变容量型泵1的容量未成为最大容量时，使可变容量型泵1的 容量增大。该状态可作为上述的图2的区间(I)进行表示。在可变容量型 泵l的容量成为了最大容量时，转移到步骤3。在图3的步骤3中，将可变容量型马达2的斜板2c的角度从最大角度 控制成零角度。此时，从可变容量型泵1向油路20输出的压力油的流量成 为一定流量，但通过将可变容量型马达2的斜板2c的角度从最大角度控制 成零角度，可使可变容量型马达2的旋转输出增大。若可变容量型马达2的旋转输出增大，则通过马达轴18从第一主动齿 轮6传递给第一从动齿轮10的旋转输出增大，输出轴4加速旋转。因此， 行驶车辆的车速进一步增大。另外，随着可变容量型马达2的容量减小， 从油路20流入可变容量型马达3中的压力油的流量增大。另外，由于可变容量型马达3的马达轴19通过第一从动齿轮10及第 三主动齿轮8与输出轴4相连，因此作为马达轴19的旋转，可成为与加速 旋转中的输出轴4的旋转相符的转速。如图2 (a)所示，可变容量型马达2的容量从最大容量减小至零容量。 如图2 (b)、图2 (c)所示，可变容量型马达3的容量和可变容量型泵1 的容量分别维持最大容量状态。而且，如图2 (d)所示，行驶车辆的车速进一步增大。在图3的步骤4中，对可变容量型马达2的容量是否成为了零容量作 出判断。在可变容量型马达2的容量未成为零容量时，使可变容量型马达2 的容量减小。该状态可作为图2的区间(II)进行表示。在可变容量型马 达2的容量成为了零容量时，转移到步骤5。在图3的步骤5中，分离离合器13a,并连接离合器13b。艮卩，将马达 轴18通过第二主动齿轮7和第二从动齿轮11与输出轴4相连。此时，在 马达轴18上进行变速比的切换，但由于可变容量型马达2的容量为零容量， 成为了没有输出转矩的状态。因此，在马达轴18上不会产生切换变速比时 的变速冲击。另外，在马达轴18上切换变速比时，可变容量型马达3也是通过第三 主动齿轮8及第一从动齿轮10将旋转传递给输出轴4。因此，不会产生使 赋于转轴4的转矩断开。在图3的步骤6中，在改变可变容量型马达2的马达轴18的变速比而 成为了可在第二主动齿轮7与第二从动齿轮11之间传递马达轴18的旋转 输出的状态后，使可变容量型马达3的容量从最大容量减小至零容量。同 时，使可变容量型马达2的容量从零容量增大至最大容量。此时，从可变容量型泵l向油路20输出的压力油的流量成为一定流量， 但通过将可变容量型马达3的斜板3c的角度从最大角度控制成零角度，可 使来自可变容量型马达3的旋转输出增大。另外，输出轴4利用可变容量型马达3的旋转输出与可变容量型马达 2的旋转输出的旋转输出之差来驱动旋转。此时，由于可变容量型马达3 的旋转输出大于可变容量型马达2的旋转输出，因此输出轴4的旋转进一 步增大。艮P，从等价容量来看，可变容量型马达3的等价容量变得大于可变容量型马达2的等价容量。可变容量型马达3的旋转输出大于可变容量型马 达2的旋转输出。因此，行驶车辆的车速进一步增大。如图2 (a)所示，可变容量型马达2的容量从零容量增大至最大容量。 如图2 (b)所示，可变容量型马达3的容量从最大容量减小至零容量。如 图2 (c)所示，可变容量型泵1的容量被维持在最大容量。如图2 (d)所 示，行驶车辆的车速进一步增大。在图3的步骤7中，对可变容量型马达3的容量是否成为了零容量作 出判断。在可变容量型马达3的容量未成为零容量时，使可变容量型马达3 的容量减小。该状态可作为图2的区间(III)进行表示。在可变容量型马 达3的容量成为了零容量时，转移到步骤8。在图3的步骤8中，分离离合器14a，连接离合器14b。 g卩，将马达轴 19通过第四主动齿轮9和第二从动齿轮11与输出轴4相连。此时，在马达 轴19上进行变速比的切换，但由于可变容量型马达3的容量为零容量，成 为了没有输出转矩的状态。因此，在马达轴19上不会产生切换变速比时的 变速冲击。另外，在马达轴19上切换变速比时，成为最大容量的可变容量型马达 2接受来自可变容量型马达1的泵输出流量而旋转，也是通过第二主动齿轮 7及第二从动齿轮11将其旋转传递给输出轴4。因此，不会产生使赋于转 轴4的转矩断开。在图3的步骤9中，在改变可变容量型马达3的马达轴19的变速比而 成为了可在第四主动齿轮9与第二从动齿轮11之间传递马达轴19的旋转 输出的状态后，使可变容量型马达2的容量从最大容量减小至零容量。同 时，使可变容量型马达3的容量从零容量增大至最大容量。此时，从可变容量型泵l向油路20输出的压力油的流量成为一定流量， 但通过将可变容量型马达2的斜板2c的角度从最大角度控制成零角度，可 使来自可变容量型马达2的旋转输出增大。此时，输出轴4利用可变容量型马达2的旋转输出与可变容量型马达 3的旋转输出的旋转输出之差来驱动旋转。又由于可变容量型马达2的旋转输出大于可变容量型马达3的旋转输出，因此输出轴4的旋转进一步增大。艮P，从等价容量来看，可变容量型马达2的等价容量变得大于可变容 量型马达3的等价容量。可变容量型马达2的旋转输出大于可变容量型马 达3的旋转输出。因此，行驶车辆的车速进一步增大。如图2 (a)所示，可变容量型马达2的容量从最大容量减小至零容量。 如图2 (b)所示，可变容量型马达3的容量从零容量增大至最大容量。如 图2 (c)所示，可变容量型泵1的容量维持在最大容量。如图2 (d)所示， 行驶车辆的车速进一步增大。在图3的步骤10中，对可变容量型马达3的容量是否成为最大容量作 出判断。在可变容量型马达3的容量未成为最大容量时，使可变容量型马 达3的容量增大。该状态可作为图2的区间(IV)进行表示。在可变容量 型马达3的容量成为了最大容量时，结束控制流程。在图2及图3中并未记载其后的控制模式及控制流程，但在使可变容 量型马达2的容量成为零容量并使可变容量型马达3的容量成为最大容量 后，可通过分离离合器13b而使可变容量型马达2成为零容量的空载状态。 从该状态起，通过使可变容量型马达3的容量从最大容量例如减小至一半 容量等，可使行驶车辆的车速进一步增大。由此，可获得变速比大幅度增加的无级变速装置。此外，在切换变速 比时，即在从离合器13a切换至离合器13b时和从离合器14a切换至离合 器14b时，可始终将来自成为了最大容量状态的可变容量型马达3或成为 了相同的最大容量状态的可变容量型马达2的旋转输出传递给输出轴4。由 此，在切换变速比时不会产生转矩断开。因此，在坡道的爬坡途中，即使进行离合器的切换即变速比变更也不 会引起转矩断开。另外，由于变速比的切换在可变容量型马达的容量为零 容量时进行，因此不会产生变速冲击。图1中对作为可变容量型马达使用了两个可变容量型马达2、 3的例子 进行了说明。但本发明的可变容量型马达的数目并不限定于两个，在使用 了多个可变容量型马达的场合也能使本发明有效地起作用。在设置有多个可变容量型马达的场合，应将由各个可变容量型马达和 该可变容量型马达可选择的变速比所获得的等价容量设定成不同的可变容 量型马达各自的等价容量的大小依次减小。例如以使用了可变容量型马达A 可变容量型马达C三个可变容量型 马达的场合为例进行说明。而且，各可变容量型马达A 可变容量型马达C 可分别利用与变速齿轮的变速比而成为两个不同的等价容量状态。此时，例如将可变容量型马达A的一个等价容量Al作为最大的等价容 量来构成。作为第二大的等价容量，构成可变容量型马达B的一个等价容 量Bl。作为第三大的等价容量，构成可变容量型马达C的一个等价容量Cl。像这样，分别设定所述各变速齿轮的变速比，以使等价容量的大小按 可变容量型马达A的另一个等价容量A2、可变容量型马达B的另一个等价 容量B2、可变容量型马达C的另一个等价容量C2的顺序依次减小。另外， 上述的等价容量的大小顺序为例示，也可构成为其它顺序。首先进行使等价容量Al的可变容量型马达A的容量成为零容量的控 制。改变成为了零容量的可变容量型马达A的变速比，以使等价容量变小。 即，在最大容积状态下使可变容量型马达A的等价容量成为所述另一个等 价容量A2。接着，将等价容量B1的可变容量型马达B1的容量控制成零容量。同 时，使成为了零容量的可变容量型马达A的容量增大至最大容量，成为等 价容量A2。接着，改变成为了零容量的可变容量型马达B的变速比，以成为所述 另一个等价容量B2。接着，将等价容量Cl的可变容量型马达C的容量控制 成零容量。同时，使成为了零容量的可变容量型马达B的容量增大至最大 容量，成为等价容量B2。然后，改变成为了零容量的可变容量型马达C的变速比，以成为所述 另一方等价容量C2。接着，将等价容量A2的可变容量型马达A的容量控制 成零容量。同时，使成为了零容量的可变容量型马达C的容量增大至最大 容量，成为等价容量C2。接着，断开可变容量型马达A与输出轴的连接，将等价容量B2的可变 容量型马达B的容量控制成零容量。最后，断开可变容量型马达B与输出 轴的连接，使等价容量C2的可变容量型马达C的容量减小，可使行驶车辆 的车速进一步增大。另外，各可变容量型泵的等价容量并不限定于两个等 价容量，也可以是一个或三个以上的等价容量。用图1对在马达轴18、 19上分别通过离合器配设有两个主动齿轮的例 子进行了说明。但是，对各马达轴18、 19，或对多个各马达轴，可分别配 设多个离合器和主动齿轮。此时，可对各可变容量型马达设定多个等价容量，使等价容量依次减 小的组合和顺序等可适当地进行选择。实施例2下面，作为本发明的第2实施形态的无级变速装置，利用图4对使用 了可变容量型泵1、可变容量型马达2和可变容量型泵-马达33的例子进行 说明。在本发明中，作为可变容量型马达的配设数目并不限定于一个可变容 量型马达，也可配设多个可变容量型马达来构成无级变速装置。另外，根 据需要也可配设多个可变容量型泵-马达33。另外，对与实施例1中的图1相同的构成要素标记相同的符号，下面 省去其说明。可变容量型泵1的端口 la与可变容量型马达2的端口 2a以及可变容 量型泵-马达33的端口 33b连通。可变容量型泵1的端口 lb与可变容量型 马达2的端口 2b以及可变容量型泵-马达33的端口 33a连通。输出来自可变容量型马达2旋转输出力的马达轴18、输出来自可变容 量型泵-马达33旋转输出力的马达轴34以及对车辆输出驱动力的输出轴4 分别平行地配设。在可变容量型马达2的马达轴18上分别安装着中介有离合器13a的第 一主动齿轮6和中介有离合器13b第二主动齿轮7。在可变容量型泵-马达 33的马达轴34上分别安装着中介有离合器15a的第三主动齿轮8和中介有离合器15b的第二齿轮17。第一主动齿轮6及第三主动齿轮8与安装在输出轴4上的第一从动齿 轮10啮合。第二主动齿轮7与安装在输出轴4上的第二从动齿轮11啮合， 第二齿轮17与安装在传递来自发动机5的旋转的泵驱动轴5a上的第一齿 轮16啮合。作为等价容量的大小，将组合了第一主动齿轮6与第一从动齿轮10时 的可变容量型马达2的等价容量作为最大的等价容量。将组合了第三主动 齿轮8与第一从动齿轮10时的可变容量型泵-马达33的等价容量作为第二 大的等价容量。将组合了第二主动齿轮7与第二从动齿轮11时的可变容量 型马达2的等价容量作为最小的等价容量。另外，等价容量的大小顺序并不限定于上述的例子，也可以是其它顺 序。利用这些主动齿轮和从动齿轮来构成多组变速齿轮。利用各变速齿轮 可进行多级变速。作为可以多级变速的主动齿轮例如可作成如下结构对多个齿轮系中 的各齿轮系配设离合器，通过离合器的断开、连接由单一的主动齿轮将来 自多个齿轮系的旋转输出。单一的主动齿轮可与安装在输出轴上的从动齿 轮啮合。作为齿轮系，也可由行星齿轮机构、使减速比不同的齿轮的组合 等来构成。用图5、图6对图4所示的无级变速装置的控制模式及控制流程进行 说明。图5的横轴全部是对可变容量型泵1、可变容量型马达2和可变容量 型泵-马达33的容量调整的指令、即速度指令值。图5 (a)的纵轴表示的是可变容量型马达2的容量，图5 (b)的纵轴 表示的是可变容量型泵-马达33的容量。图5 (c)的纵轴表示的是可变容 量型泵1的容量，图5 (d)的纵轴表示的行驶车辆的车速。图6表示的是无级变速装置的控制流程。作为速度指令值，可使用速 度调整用的操作手柄的操作量、发动机5的转速等。当行驶车辆处于车速为零的停止状态、即图4中可变容量型泵1的斜 板角度为零时，可变容量型马达2的斜板2c及可变容量型泵-马达33的斜板33c成为最大角度。此时，如图5 (a) 图5 (c)中的车速指令0所示，可变容量型马达 2及可变容量型泵-马达33的容量为最大容量。可变容量型泵1的容量为零 容量。在图6的步骤21中，通过使图4所示的可变容量型泵1的斜板lc的 角度增大，使可变容量型泵1的容量从零容量增加至最大容量。下面对此 时从可变容量型泵1向油路20输出压力油的情况进行说明。由于可变容量型马达2及可变容量型泵-马达33的各自的斜板2c、33c 被维持在最大角度状态，因此可变容量型马达2及可变容量型泵-马达33 各自的旋转由从油路20输出的压力油流量来控制。来自可变容量型马达2的旋转输出通过马达轴18从第一主动齿轮6传 递给第一从动齿轮10，驱动输出轴4旋转。同时，来自可变容量型泵-马达 33的旋转输出通过马达轴34传递给第三主动齿轮8和第一从动齿轮10， 驱动输出轴4旋转。因此，输出轴4由来自可变容量型马达2的旋转输出与来自可变容量 型泵-马达33的旋转输出合力来驱动，可在行驶启动时输出必要的大转矩。该状态可作为图5的区间(I)进行表示。如图5 (c)所示，可变容 量型泵1的容量从零容量增加至最大容量。另外，如图5 (a)、图5 (b) 所示，可变容量型马达2及可变容量型泵-马达33的容量维持着最大容量。如图5 (d)所示，利用来自可变容量型马达2及可变容量型泵-马达 33的旋转输出，行驶车辆的车速从零起增大。在图6的步骤22中，对可变容量型泵1的容量是否成为最大容量作出 判断。在可变容量型泵1的容量未成为最大容量时，使可变容量型泵1的 容量增大。在可变容量型泵l的容量成为了最大容量时，转移到步骤23。在图6的步骤23中，将可变容量型马达2的斜板2c的角度从最大角 度控制成零角度。此时，从可变容量型泵l向油路20输出的压力油的流量 成为一定流量，但通过将可变容量型马达2的斜板2c的角度从最大角度控 制成零角度，可使可变容量型马达2的旋转输出增大。若可变容量型马达2的旋转输出增大，则通过马达轴18从第一主动齿 轮6传递给第一从动齿轮10的旋转输出增大，输出轴4加速旋转。因此，行驶车辆的车速进一步增大。另外，随着可变容量型马达2的容量减小，从油路20流入可变容量型 泵-马达33中的压力油的流量增大。再者，由于可变容量型泵-马达33的 马达轴34通过第一从动齿轮10及第三主动齿轮8与输出轴4相连，因此 作为马达轴34的旋转，可成为与加速旋转中的输出轴4的旋转相符的转速。该状态可作为图5的区间(II)进行表示。如图5 (a)所示，可变容 量型马达2的容量从最大容量减小至零容量。如图5 (b)、图5 (c)所示， 可变容量型泵-马达33的容量和可变容量型泵1的容量分别维持最大容量 状态。而且，如图5 (d)所示，行驶车辆的车速进一步增大。在图6的步骤24中，对可变容量型马达2的容量是否成为了零容量作 出判断。在可变容量型马达2的容量未成为零容量时，使可变容量型马达2 的容量减小。在可变容量型马达2的容量成为了零容量时，转移到步骤25。在图6的步骤25中，分离离合器13a，连接离合器13b。即，将马达 轴18通过第二主动齿轮7和第二从动齿轮11与输出轴4相连。此时，在 马达轴18上进行变速比的切换，但由于可变容量型马达2的容量为零容量， 成为了没有输出转矩的状态。因此，在马达轴18上不会产生切换变速比时 的变速冲击。另外，在马达轴18上切换变速比时，可变容量型泵-马达33也是通过 第三主动齿轮8及第一从动齿轮10而将旋转传递给输出轴4。因此，不会 产生使赋于转轴4的转矩断开。在图6的步骤26中，在改变可变容量型马达2的马达轴18的变速比 而成为了可在第二主动齿轮7与第二从动齿轮11之间传递马达轴18的旋 转输出的状态后，使可变容量型泵-马达33的容量从最大容量减小至零容 量。同时，使可变容量型马达2的容量从零容量增大至最大容量。此时，从可变容量型泵l向油路20输出的压力油的流量成为一定流量， 但通过将可变容量型泵-马达33的斜板33c的角度从最大角度控制成零角度，可使来自可变容量型泵-马达33的旋转输出增大。另外，输出轴4利用可变容量型泵-马达33的旋转输出与可变容量型 马达2的旋转输出的旋转输出之差来驱动旋转。此时，由于可变容量型泵-马达33的旋转输出大于可变容量型马达2的旋转输出，因此输出轴4的旋 转进一步增大。艮P，从等价容量来看，可变容量型泵-马达33的等价容量变得大于可 变容量型马达2的等价容量。可变容量型泵-马达33的旋转输出大于可变 容量型马达2的旋转输出。因此，行驶车辆的车速进一步增大。该状态可作为图5的区间(III)进行表示。如图5 (a)所示，可变 容量型马达2的容量从零容量增大至最大容量。如图5 (b)所示，可变容 量型泵-马达33的容量从最大容量减小至零容量。如图5 (c)所示，.可变 容量型泵1的容量被维持在最大容量。如图5 (d)所示，行驶车辆的车速 进一步增大。在图6的步骤27中，对可变容量型泵-马达33的容量是否成为了零容 量作出判断。在可变容量型泵-马达33的容量未成为零容量时，使可变容 量型泵-马达33的容量减小。在可变容量型泵-马达33的容量成为了零容 量时，转移到步骤28。在图6的步骤28中，分离离合器15a，连接离合器15b。即，将可变 容量型泵-马达33的马达轴34通过第二齿轮17和第一齿轮16与来自发动 机5的泵驱动轴5a相连。此时，在马达轴34上进行离合器的切换，但由于可变容量型泵-马达 33的容量为零容量，成为了没有输出转矩的状态。因此，在马达轴34上不 会产生切换离合器时的变速冲击。另外，在马达轴34上进行离合器15a、 16b的切换时，成为最大容量 的可变容量型马达2接受来自可变容量型泵1的泵输出流量而旋转，也是 通过第二主动齿轮7及第二从动齿轮11将其旋转传递给输出轴4。因此， 不会产生使赋于转轴4的转矩断开。在图6的步骤29中，使可变容量型泵-马达33作为泵起作用。S卩，在来自发动机5的旋转驱动力下，可变容量型泵-马达33进行泵作用。在图4中，可变容量型泵-马达33从端口 33b输出压力油，与来自可变容量型泵1的输出流量一起向可变容量型马达22的端口 2a供给压力油。 向可变容量型马达2供给的压力油的流量增大，从而使可变容量型马达2的旋转加速。g口，从可变容量型马达5输出给马达轴18的旋转输出增大，通过第二主动齿轮7及第二从动齿轮11传递给输出轴4的旋转输出增大。因此，行驶车辆的车速进一步增大。该状态可作为图5的区间(IV)进行表示。如图5 (a)所示，可变容 量型马达2的容量维持着最大容量状态，利用来自可变容量型泵1及可变 容量型泵-马达33的输出流量而加速旋转。如图5 (b)所示，可变容量型泵-马达33作为泵起作用，将其容量从 零容量增大至最大容量。如图5 (c)所示，可变容量型泵1的容量被维持 在最大容量。因此，如图5 (d)所示，行驶车辆的车速进一步增大。 在图5及图6中并未记载其后的控制模式及控制流程，但在使可变容 量型泵-马达33的容量成为最大容量后，通过使可变容量型马达2的容量 从最大容量例如减小至一半容量等，可使行驶车辆的车速进一步增大。由此，可获得变速比大幅度增加的无级变速装置。此外，在切换变速 比时，即在从离合器13a切换至离合器13b时和从离合器15a切换至离合 器15b时，可始终将来自成为了最大容量状态的可变容量型马达2或成为 了相同的最大容量状态的可变容量型泵-马达3的旋转输出传递给输出轴 4。由此，在切换变速比时和切换离合器15a、 15b时，不会产生转矩断开。 因此，在坡道的爬坡途中，即使进行离合器的切换和变速比的变更也 不会引起转矩断开。另外，由于变速比的切换和离合器的切换在可变容量 型马达或可变容量型泵-马达的容量为零容量时进行，因此不会产生变速冲 击。图4中，在上述说明中对在马达轴18与输出轴4之间配设有两个由主 动齿轮和从动齿轮构成的变速齿轮、在马达轴18与输出轴4之间配设有一 个由主动齿轮和从动齿轮构成的变速齿轮的结构进行了说明。但是，可配设在马达轴18与输出轴4之间以及马达轴18与输出轴4 之间的变速齿轮的数目并不限定于上述数目。通过将马达轴18与输出轴4 之间以及马达轴18与输出轴4之间的变速齿轮的配设数目配设成适当的数 目，还可增加等量容量的数目。另外，也可通过配设多个可变容量型马达 来增加等价容量的数目。在增加了等价容量的数目时，需要将不同的可变容量型马达及可变容 量型泵-马达各自的等价容量的大小设定成依次减小。例如对作为可变容量型马达使用了可变容量型马达A 可变容量型马 达C三个马达、并使用了可变容量型泵-马达D的场合进行说明。此时，各 可变容量型马达A 可变容量型马达C及可变容量型泵-马达D可分别利用 与变速齿轮的变速比而形成两个不同的等价容量。此时，例如将可变容量型马达A的一个等价容量作为最大的等价容量 Al而构成。作为第二大的等价容量，构成可变容量型马达B的一个等价容 量Bl。作为第三大的等价容量，构成可变容量型马达C的一个等价容量Cl。如下地分别设定所述各变速齿轮的变速比，以使等价容量的大小按可 变容量型马达A的另一个等价容量A2、可变容量型马达B的另一个等价容 量B2、可变容量型泵-马达D的一个等价容量Dl、可变容量型马达C的另 一个等价容量C2、可变容量型泵-马达D的另一个等价容量D2的顺序依次 减小。首先进行使等价容量Al的可变容量型马达A的容量成为零容量的控 制。改变成为了零容量的可变容量型马达A的变速比，以使等价容量成为 所述另一个等价容量A2。接着，将等价容量B1的可变容量型马达B1的容量控制成零容量。同 时，使成为了零容量的可变容量型马达A的容量增大至最大容量，成为等 价容量A2。接着，改变成为了零容量的可变容量型马达B的变速比，以成为所述 另一个等价容量B2。接着，将等价容量Cl的可变容量型马达C的容量控制 成零容量。同时，使成为了零容量的可变容量型马达B的容量增大至最大 容量，成为等价容量B2。然后，改变成为了零容量的可变容量型马达C的变速比，以成为所述 另一方等价容量C2。接着，将等价容量A2的可变容量型马达A的容量控制 成零容量。同时，使成为了零容量的可变容量型马达C的容量增大至最大 容量，成为等价容量C2。接着，断开可变容量型马达A与输出轴的连接，将等价容量B2的可变 容量型马达B的容量控制成零容量。然后，断开可变容量型马达B与输出 轴的连接，将等价容量Dl的可变容量型泵-马达D的容量控制成零容量。改变成为了零容量的可变容量型泵-马达D的变速比，以成为所述另一 个等价容量D2。接着，遮断可变容量型泵-马达D与输出轴的连接，将可变 容量型泵-马达D与发动机等的驱动轴相连。由此，这次使可变容量型泵-马达D作为泵起作用。使可变容量型泵-马达D的容量从零容量变化为最大容量。由此，除了来自可变容量型泵的 输出压力油之外，来自作为泵起作用的可变容量型泵-马达D的输出压力油 也对成为了最大容量的等价容量C2的可变容量型马达C进行供给。由此，可变容量型马达C进一步加速，从而可使行驶车辆的车速进一 步增大。另外，通过使等价容量C2的可变容量型马达C的容量减小，可使 行驶车辆的车速进一步增大。这样，通过进行从大的等价容量开始依次使其容量从最大容量减小至 最小容量的控制，可使行驶车辆的车速无级地加速。另外，在进行从大的 等价容量开始依次使其容量从最大容量减小至零容量的控制时，若存在有 成为了零容量的可变容量型马达，则通过改变该可变容量型马达的变速比 而减小等价容量，可从零容量增大至最大容量。这样，为了使行驶车辆的车速增大，可增加进行容量减小控制的可变 容量型马达的数目。另外，也可将可变容量型泵-马达D的等价容量Dl、 D2的大小作为大于可变容量型马达A的另一个等价容量A2、可变容量型马达 B的另一个等价容量B2等的值来构成。此时，可变容量型泵-马达D在使行驶车辆的车速加速的途中也作为泵 起作用，使最大容量状态的可变容量型马达加速旋转。另外，上述的可变 容量型的大小顺序为例示，也可以是其它顺序和其它组合。另外，可变容量型泵、可变容量型泵-马达的等价容量并不限定于两个 等价容量，也可以是一个或三个以上的等价容量。再者，使等价容量依次 减小的组合和顺序等可适当地进行选择。实施例3作为本发明第3实施形态的无级变速装置，下面用图7对使用可变容 量型泵1、可变容量型马达2和可变容量型马达3的例子进行说明。在本发 明中，作为可变容量型马达的配设数目并不限定于两个可变容量型马达， 也可配设多个可变容量型马达来构成无级变速装置。在实施例1中表示了在可变容量型马达3的马达轴19上配设了第三主 动齿轮8及第四主动齿轮9的例子。在实施例3中，代替在马达轴19上配 设第三主动齿轮8及第四主动齿轮9,作成了配设有主动齿轮27及由行星 齿轮机构构成的齿轮系28、 29的结构，该齿轮系28、 29通过离合器26a、 26b分别可选择地与所述主动齿轮27相连。其它构成与实施例1相同。因此，对与实施例1中的图1相同的构成要素标记相同的符号，下面 省去其说明。另外，在下面的说明中，以与实施例1不同的构成为中心进 行说明。另外，图7中作成了在马达轴18上配设有两个主动齿轮6、 7的结构， 但也可作成如下结构与马达轴19一样地配设由可选择性连接的、使减速 比不同的齿轮组合等构成的齿轮系等，以代替两个主动齿轮6、 7。在图7的马达轴19上，主动齿轮27可自由转动地被支承着，该主动 齿轮27与由齿轮系28、 29构成的两个行星齿轮机构相连。即，齿轮系28 的齿圈28a与主动齿轮27可一体旋转地相连。与齿圈28a啮合的多个行星 齿轮28b分别被齿轮架28d支撑而可自由旋转。齿轮架28d被固定在可变容量马达3的马达轴19上。与各行星齿轮 28b啮合的恒星齿轮28c可通过离合器26a的动作来选择固定状态或自由旋 转状态。主动齿轮27与齿轮系29的齿轮架29d可一体自由旋转地相连。被齿 轮架29d支撑而可自由旋转的多个行星齿轮29b与固定在马达轴19上的恒 星齿轮29c啮合。另外，多个行星齿轮29b与连接在离合器26b上的齿圈29a啮合。齿 圈29a可通过离合器26的动作来选择固定状态或自由旋转状态。这样，构成了可利用离合器26a、 26b进行选择的变速器，从变速器进 行输出的主动齿轮27与输出轴4的第一从动齿轮10啮合。作为本发明的 变速齿轮，除了由单体的主动齿轮和从动齿轮构成外，还包含由具有变速 器的主动齿轮和从动齿轮构成等。下面对变速器的动作进行说明。对在将恒星齿轮28c利用离合器26a 固定于固定部件的状态下、在齿轮系29的行星齿轮机构中利用离合器26b 使齿圈29a与固定部件的固定状态解除的场合进行说明。此时，行星齿轮28b被支撑在与马达轴19 一起旋转的齿轮架28d上， 该行星齿轮28b在绕固定的恒星齿轮28c公转的同时进行自转。通过行星 齿轮28b的旋转来使齿圈28a旋转，可使与齿圈28a相连的主动齿轮27旋 转。齿轮系29中的离合器26b将齿圈29a与固定部件的固定状态解除。因 此，齿圈29a成为可自由旋转的状态。此时，与主动齿轮27相连的齿轮架 29d与主动齿轮27 —起旋转，且固定在马达轴19上的恒星齿轮29c旋转。 另外，被齿轮架29d支撑的行星齿轮29b与齿圈29a—起成为可自由旋转 的状态。即使固定在马达轴19上的恒星齿轮29c和齿轮架29d分别旋转，该旋 转也会分别被行星齿轮29b和齿圈29a的自由旋转吸收。因此，来自固定在马达轴19上的恒星齿轮29c的旋转不会对齿轮架 29的旋转造成影响。下面对利用离合器26a使齿轮系28的恒星齿轮28c与固定部件的固定 状态解除、并利用齿轮系29中的离合器26b使齿圈29a与固定部件固定的 状态进行说明。齿圈29a与固定部件利用离合器26b而固定。因此，固定在马达轴19 上的恒星齿轮29c的旋转使其被齿轮架29d支撑的行星齿轮28b自转，且 行星齿轮28b绕被固定的齿圈29a公转。由此，齿轮架29d旋转，固定在齿轮架29d上的主动齿轮27旋转。另 一方面，利用齿轮系28中的离合器26a,使恒星齿轮28c与固定部件的固 定状态解除，因此恒星齿轮28c呈自由旋转。因此，即使与主动齿轮27相连的齿圈28a和固定在马达轴19上的齿 轮架28d分别旋转，各个旋转也会被行星齿轮28b和恒星齿轮28c的自由 旋转吸收。因此，固定在马达轴19上的齿轮架28d的旋转不会对齿圈29a的旋转 造成影响。这样，通过操作离合器26a、 26b，主动齿轮27可选择性地与齿轮系 28的行星齿轮机构的旋转或与齿轮系29的行星齿轮机构的旋转相连而旋转。艮P，可将由可变容量型马达2的两个变速比所确定的等价容量和由使 用了可变容量型马达3中的两个行星齿轮机构的两个变速比所确定的等价 容量作为分别不同的等价马达容量。与实施例1 一样，通过依次从大的等 价马达容量开始控制其容量，可使行驶车辆的速度无级地加速。另外，在上述实施例3中对在各个马达轴上可选择两个变速比的构成 的例子进行了说明，但也可作成在各马达轴上可选择多个变速比的构成。 另外，还可使用多个可变容量型马达来构成具有多级变速比的无级变速装 置。比较例下面对使用本发明实施例的无级变速装置时与使用以往的无级变速装 置时进行比较，用图8 图13对行驶车辆的变速例进行说明。另外，在图8及图9中省略了对两个可变容量型马达分别供给泵输出 流量的可变容量型泵、在该可变容量型泵与两个可变容量型马达之间形成 的油压回路。而且，作为图8的变速齿轮装置，对图14中作为现有例1而 记载的油压固定容量型马达51、可变容量型马达52进行了简化表示。顺便 提一下，作为图14所示的HST回路的控制模式，虽省略了其说明，但特意 地作了图15表示。艮P ，图8中将固定容量型马达51作为可变容量型的油压马达P进行表 示，将可变容量型马达52作为可变容量型的油压马达P2进行表示。另外， 图9对图l所示的可变容量型马达2、 3进行了简化表示。艮口，将可变容量型马达2作为可变容量型马达P3进行表示，将可变容 量型马达3作为可变容量型马达P4进行表示。只是由于将可变容量型马达 P4的变速比作为与现有例的可变容量型马达2相同的变速比来构成，因此 表示的是构成了一级变速比的例子。未图示的可变容量型泵的最大容量在表示现有例的图8的场合和表示 本发明的例子的图9的场合均设为大致120cc/rev，现有例的可变容量型马 达P1、 P2的最大容量均设为大致160cc/rev。另外，可变容量型马达Pl的变速比设为X3.86，可变容量型马达P2 的变速比设为Xl.O。即，可变容量型马达Pl的等价容量设为大致 618cc/rec，可变容量型马达P2的等价容量设为大致160cc/rev。与此相对，作为本发明的无级变速装置表示的图9的可变容量型马达 P3、 P4的最大容量均小于作为现有例表示的可变容量型马达Pl、 P2的最大 容量，设为大致100cc/rev。另外，可变容量型马达P3的变速比可选择X 5.3或X1.0，可变容量型马达P4的变速比设为X2.5。艮卩，可变容量型马达P3的等价容量可选择大致530cc/rev或大致 100cc/rev，可变容量型马达P4的等价容量设为大致250cc/rev。在表示现有例的图8中，可变容量型马达Pl的马达轴37的主动齿轮 38通过离合器35将旋转传递给输出轴4的从动齿轮41。可变容量型马达 P2的马达轴39通过主动齿轮40将旋转传递给输出轴4的从动齿轮41。在表示本发明的例子的图9中，在可变容量型马达P3的马达轴43上 配设有主动齿轮42a、 42b，该主动齿轮42a、 42b分别利用离合器44a、 44b 进行断开、连接。另外，在可变容量型马达P4的马达轴45上通过离合器46配设有主动 齿轮47。而且，设在可变容量型马达P3的马达轴43上的一对主动齿轮42a、 42b分别与输出轴4的从动齿轮48a、 48b啮合，设在可变容量型马达P4 的马达轴45上的主动齿轮47与输出轴4的从动齿轮48a啮合。图10是表示图8的可变容量型马达Pl、 P2、可变容量型泵各自的等 价容量与输出轴4的输出旋转的关系的曲线图。图11是表示图9的可变容 量型马达P3、 P4、可变容量型泵各自的等价容量与输出轴4的输出旋转的 关系的曲线图。在图10中，用点划线来表示可变容量型马达P1的等价容量，用虚线 来表示可变容量型马达P2的等价容量。另外，用实线来表示可变容量型马 达Pl与可变容量型马达P2的等价容量的合计。在图11中，用点划线来表示可变容量型马达P3的等价容量，用虚线 来表示可变容量型马达P4的等价容量。另外，用实线来表示可变容量型马 达P3与可变容量型马达P4的等价容量的合计。在图8所示的现有例的无级变速装置中，在将未图示的可变容量型泵 的容量控制成最大容量时，如图10所示，可变容量型马达P1和可变容量 型马达P2的等价容量分别为大致618cc/rev和大致160cc/rev，等价容量 的合计为大致778cc/rev。另外，输出轴4的转速为大致270rpm。若从该状态起减小可变容量型马达P1的等价容量，则如图10的点划 线所示，Pl的等价容量沿曲线减小，输出轴4的转速上升到大致1345rpm。 此时，如虚线所示，可变容量型马达P2的等价容量维持在大致160cc/rev 的状态。分离离合器35，解除可变容量型马达Pl与输出轴4的连结状态。接 着，使可变容量型马达P2的等价容量沿图10的虚线减小。在可变容量型 马达P2的等价容量成为大致46cc/rev时，可使输出轴4的旋转上升到大致4500rpm。下面看图9所示的本发明的无级变速装置，与图10的场合一样，将输 出轴4的最终的转速控制成大致4500rpm，成为图11所示的曲线图。如图11所示，在使未图示的可变容量型泵成为最大容量时，输出轴4 的转速为大致320rpm。此时，可变容量型马达P3的等价容量为大致 530cc/rec，可变容量型马达P4的等价容量为大致250cc/rev，等价容量的 合计为大致780cc/rev。接着，在将可变容量型马达P3置于变速比X5. 3状态下使其容量像图 11的点划线所示的曲线那样减小，可使输出轴4的转速增大到大致855rpm。然后，通过分离离合器44a并连接离合器44b，将可变容量型马达P3 的变速比变更为Xl.O。此时，可变容量型马达P4的等价容量被维持在 250cc/rev。使可变容量型马达P4的等价容量像图11的虚线那样减小。同时，使 可变容量型马达P3的等价容量像图11的点划线那样增大，以使等价马达 容量从零成为大致100cc/rev。由此，可使输出轴4的转速增大到大致 2150rpm。分离离合器46，解除可变容量型马达P4与输出轴4的连结状态。使 成为了等价容量100cc/rev的可变容量型马达P3的等价容量像图11的点 划线所示的那样减小。接着，使该等价容量减小到大致46cc/rev，可使输 出轴4的转速增大到大致4500rpm。从图10、图11可以看出，在本发明中，即使将可变容量型马达的最 大容量构成得比以往的马达小，作为输出轴的转速也可无级地增大到相同 的转速。即，可使行驶车辆的车速无级地加速，而且即使是容量较小的可 变容量型马达也可以进行。另外，对将输出轴4的转速设为大致4500rpin、未图示的可变容量型 泵的输出压力设为20Mpa时的图8及图9中未图示的油压泵容积效率n进 行比较，则可参照图12、图13。另外，图12、图13中的油压泵的容积效 率il是基于市场上的普通出售品的油压泵的容积效率ri通过换算求得的。艮P，图12表示的是图io所示的现有技术的无级变速装置的效率n。在图12中，停止状态表示的是图10中输出旋转为零的状态。点1表示的 是输出旋转为大致270rpm的状态，点2表示的是输出旋转为大致345rpm 的状态，点3表示的是输出旋转为大致4500rpm的状态。另外，图13表示的是图11所示的本发明的无级变速装置的效率n 。 在图13中，停止状态表示的是图11中输出旋转为零的状态。点1表示的 是输出旋转为大致320rpm的状态，点2表示的是输出旋转为大致855rpm 的状态。点3表示的是输出旋转为大致2150rpm的状态，点4表示的是输 出旋转为大致4500rpm的状态。如图12所示，在各点1 3处，可变容量型马达P1、 P2的容积效率n 以可变容量型马达P2的容积效率n在使可变容量型马达Pl的容量成为零 容量的点2处成为0. 92时为最高，在点1处，可变容量型马达P及P2的 容积效率均为0.87。在使车辆成为了最高速度状态的点3处，可变容量型 马达P2的容积效率il减小到0. 73。与此相对，在表示本发明的无级变速装置的效率n的图13中，可变容 量型马达P3的容积效率ti除了在点4处为n =0. 82夕卜，保持着n =0. 92的高容积效率状态。另外，作为可变容量型马达P4的容积效率n，除了在 点l处为11=0.88外，在点2处保持着11=0.92的高容积效率状态。在车辆成为了最高速状态的最终点(图12中为点3，图13中为点4) 处，如图12所示，在现有例中效率ri二0.73，与此相比，在图13所示的 本发明的无级变速装置中效率ri-0.82。在本发明中，由于使用了高效率 的结构，因此可使用小容量的可变容量型马达。此外，与现有例相比，在效率n方面也可起到优良的效果。工业上的可利用性本发明对于可应用本发明技术思想的装置等来讲也可适用本发明的技 术思想。
权利要求
1.一种具有与泵构成闭路地进行连接的多个可变容量型马达的无级变速装置，其特征在于，通过可断开、连接且具有可选择的多个变速比的变速齿轮将所述可变容量型马达的各马达轴与向外部输出旋转的输出轴分别相连，分别设定所述各变速齿轮的变速比，使不同的所述可变容量型马达各自的等价容量的大小依次减小，从而使一个所述可变容量型马达的一个等价容量成为最大的等价容量，第二大的等价容量成为其它所述可变容量型马达的一个等价容量，第三大的等价容量成为与所述其它可变容量型马达不同的所述可变容量型马达的等价容量。
2. —种具有与泵构成闭路地进行连接的可变容量型马达及可变容量型泵 一马达的无级变速装置，其特征在于，通过可断开、连接且具有可选择的多个变速比的变速齿轮将所述可变容量 型马达的马达轴与向外部输出旋转的输出轴分别相连，通过可断开、连接的变速齿轮将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述 输出轴相连，通过可断开、连接的变速齿轮将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述 泵的泵驱动轴相连，分别设定所述可变容量型马达的马达轴、所述可变容量型泵-马达的马达 轴以及所述输出轴上的所述各变速齿轮的变速比，使各等价容量的大小依次减 小，从而使所述可变容量型马达的一个等价容量成为最大的等价容量，第二大 的等价容量成为所述可变容量型泵-马达的等价容量，第三大的等价容量成为 所述可变容量型马达的其它等价容量。
3. —种具有与泵构成闭路地进行连接的多个可变容量型马达的无级变速方法，其特征在于，通过可断开、连接且具有可选择的多个变速比的变速齿轮将所述可变容量 型马达的各马达轴与向外部输出旋转的输出轴分别相连，分别设定所述各变速齿轮的变速比，使不同的所述可变容量型马达各自的 等价容量的大小依次减小，从而使一个所述可变容量型马达的一个等价容量成 为最大的等价容量，第二大的等价容量成为其它所述可变容量型马达的一个等 价容量，第三大的等价容量成为与所述其它可变容量型马达不同的所述可变容 量型马达的等价容量，改变成为了零容量的所述可变容量型马达的所述变速比来使等价容量 变小，将最大容量状态下的所述可变容量型马达中的等价容量最大的所述可变 容量型马达的容量从最大容量控制成零容量，同时，将所述成为了零容量、使等价容量变小了的可变容量型马达的容量 从零容量控制成最大容量。
4. 一种具有与泵构成闭路地进行连接的可变容量型马达及可变容量型泵 一马达的无级变速方法，其特征在于，通过可断开、连接且具有可选择的多个变速比的变速齿轮将所述可变容量 型马达的马达轴与向外部输出旋转的输出轴分别相连，通过可断开、连接的变速齿轮将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述 输出轴相连，通过可断开、连接的变速齿轮将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述 泵的泵驱动轴相连，分别设定所述可变容量型马达的马达轴、所述可变容量型泵-马达的马达 轴以及所述输出轴上的所述各变速齿轮的变速比，使各等价容量的大小依次减 小，从而使所述可变容量型马达的一个等价容量成为最大的等价容量，第二大 的等价容量成为所述可变容量型泵-马达的等价容量，第三大的等价容量成为 所述可变容量型马达的其它等价容量，改变成为了零容量的所述可变容量型马达的所述变速比来使等价容量变小，将最大容量状态下的所述可变容量型泵-马达的容量从最大容量控制成零 容量，同时，将所述成为了零容量、使等价容量变小了的可变容量型马达的容量从零容量控制成最大容量，将成为了零容量的所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述输出轴的连接断开，将所述可变容量型泵-马达的马达轴与所述泵驱动轴相连。
全文摘要
用闭路来连接可变容量型泵(1)与两个可变容量型马达(2、3)。在可变容量型马达(2、3)的各马达轴(18、19)上分别通过离合器(13a、13b)及离合器(14a、14b)安装有第一主动齿轮(6)～第四主动齿轮(9)。与第一主动齿轮(6)和第三主动齿轮(8)啮合的第一从动齿轮(10)以及与第二主动齿轮(7)和第四主动齿轮(9)啮合的第二从动齿轮安装在输出轴(4)上。使各可变容量型马达(2、3)的等价容量不同，按等价容量的大小顺序依次进行使其容量成为零容量的控制。此外，在使可变容量型马达的容量减小时，改变成为了零容量的可变容量型马达的变速比来减小等价容量，并使其容量增大至最大容量为止。由此，可提供一种可扩大无级变速的变速比、通过扩大无级变速来进行加速控制的无级变速装置及其无级变速方法。
文档编号F16H47/02GK101223383SQ20068002568
公开日2008年7月16日 申请日期2006年7月4日 优先权日2005年7月22日
发明者伊藤光一郎, 平木彦三郎, 石崎直树 申请人:株式会社小松制作所