CN103299104A - 变速器及变速控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明能实现驱动力不断开，抑制变速冲击或加速缓慢，重量降低。一种变速器（1），其特征在于，以通过改变多个啮合离合器（19）、（21）进行多级变速齿轮（19）、（21）向上级的变速的方式排列多级变速齿轮（19）、21），在变速操作部（93）及啮合离合器（47）、（49）的各级上设有导向部（G），该导向部在下级及上级啮合离合器（47）、（49）通过变速操作部（93）的动作同时啮合时，利用通过上级的变速旋转作用在下级的滑行方向转矩使下级啮合离合器（47）向空转方向移动，从而使啮合脱离。

Description

变速器及变速控制系统

技术领域

本发明涉及进行汽车、工程机械、农业车辆等的变速的变速器及变速控制系统。

背景技术

一般地，使用单式离合器的车辆用变速器在变速时断开驱动力，无法避免变速冲击或加速缓慢等。并且，产生具有较大的行驶阻力，速度能量小，并且在工程机械、农业车辆等中，在变速时当驱动力断开时则马上停止而难以变速的场合。

相对于此，成对离合器的变速器的驱动力不会断开，能够抑制变速冲击或加速缓慢。

但是，成对离合器的变速器存在结构复杂且重量大之类的问题。

另一方面，无缝变速变速器能够抑制重量增加，从而备受瞩目。

图29是无缝变速变速器的动作说明图。在图29中，为了使说明简单，说明一档、二档间的变速。

在该无缝变速变速器中，在一档齿轮301、二档齿轮303间具备与输入轴配合的三个第一量管305、三个第二量管307，为根据变速操作移动的结构。在一档齿轮301及二档齿轮303上形成啮合齿301a、303a，在第一量管305及第二量管307的两端部形成在旋转方向前后不同的复杂的表面。

第一量管305及第二量管307是相对于选择叉的动作通过弹簧向一档齿轮301或二档齿轮303侧移动的结构。

通过这种结构，例如在向一档齿轮301变速时，三个第一量管305与一档齿轮301的啮合齿301a啮合之后，剩下的三个第二量管307与啮合齿301a啮合。

在向二档变速时，在三个第二量管307与二档齿轮303的啮合齿303a啮合后，剩下的三个第一量管305与啮合齿303a啮合。

通过借助于具备这种复杂的表面的第一量管305及第二量管307与弹簧的选择动作，驱动力不会断开，能够抑制变速冲击或加速缓慢，并且实现重量降低。

但是，存在具备第一量管305及第二量管307等的结构复杂，并且部件件数也增大之类的问题。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：June2005Racecar Engineering（www.racecar.engineering.com）

发明内容

发明所要解决的课题

所要解决的问题点在于能够不断开驱动力，抑制变速冲击或加速缓慢，并且实现重量降低，但结构复杂。

用于解决课题的方法

本发明的变速器为了能够不断开驱动力，抑制变速冲击或加速缓慢，实现重量降低，并且使结构简单，是一种变速器，其具备：多级变速齿轮，其固定在驱动力传送轴上或相对旋转自如地支撑在驱动力传送轴上；多个离合器环，其用于将上述变速齿轮结合在上述驱动力传送轴上并变速输出，在两侧具有与离开两档以上的变速齿轮啮合的啮合部的离合器环；以及选择性地操作该离合器环的变速操作部，该变速器的特征在于，在上述离合器环与驱动力传送轴之间的各级上设置导向部，该导向部在下级及上级离合器环通过上述变速操作部的动作同时啮合时，在上述下级与上级上分别产生啮合方向或啮合解除方向的不同方向的轴力。

本发明的变速控制系统的特征在于，具备：通过连结调整传送输出来自发动机的转矩的起动离合器；通过啮合离合器的切换移动并根据车速变速将来自该起动离合器的传送输出向驱动轮输出的变速器；对上述起动离合器进行连结调整的离合器促动器；使上述啮合离合器切换移动的变速促动器；检测向上述驱动轮的传送转矩的转矩检测部；以及控制部，其控制上述离合器促动器，以下述方式进行连结调整：在从将要变速之前到变速不久之后将上述起动离合器的传送转矩降低为，在维持上述转矩检测部检测的变速时的发动机输出传送转矩的状态下，不传送由变速引起的过大的冲击。

发明效果

本发明的变速器由于为上述机构，因此能够不断开驱动力，抑制变速冲击或加速缓慢，并且能够实现重量降低，并且能够使结构简单。

本发明的变速控制系统由于为上述机构，因此驱动力不会断开，从而能够抑制变速冲击或加速缓慢。

附图说明

图1是与前差动装置一起表示变速器的概略剖视图。（实施例一）

图2是变速器的主要部分放大剖视图。（实施例一）

图3是表示凸轮槽及凸轮突起的展开图。（实施例一）

图4是表示凸轮槽及凸轮突起的展开图。（实施例一）

图5是表示离合器凸轮环及离合器环的关系的立体图。（实施例一）

图6是表示离合器凸轮环及离合器环的关系的立体图。（实施例一）

图7是表示离合器凸轮环的立体图。（实施例一）

图8是表示离合器环的立体图。（实施例一）

图9是表示变速叉检查部及啮合离合器的关系的概略图。（实施例一）

图10是表示变速叉检查部及啮合离合器的关系的概略图。（实施例一）

图11是离合器环的主要部分展开图。（实施例一）

图12表示压嵌式离合器的啮合，（a）是表示滑行啮合位置的主要部分展开图，（b）是表示待机啮合位置的主要部分展开图。（实施例一）

图13是表示调高档时变速器的四档齿轮啮合的概略图。（实施例一）

图14是表示调高档时变速器的四档离合器环的脱离待机的位置的概略图。（实施例一）

图15是在五档变速结束时的概略图。

图16是表示调低档时四档五档是空档的概略图。（实施例一）

图17是调高档、调低档时的筒槽的动作说明。（实施例一）

图18是与前差动装置一起表示变速器的概略剖视图。（实施例一）

图19是与前差动装置一起表示变速器的概略剖视图。（实施例一）

图20是表示变速器的概略剖视图。（实施例一）

图21是变速控制系统的概略结构图。（实施例二）

图22表示待机机构及压嵌式离合器的关系，（a）是表示待机状态的概略图，（b）是表示动作后的状态的概略图。（实施例二）

图23是表示由起动离合器的切断引起的转矩减少的图表。（实施例二）

图24是表示变速前后的变速冲击的图表。（实施例二）

图25是表示起动离合器的断续与转矩变动的关系的图表。（实施例二）

图26是表示由变速控制系统引起的变速冲击的图表。（实施例二）

图27是控制流程图。（实施例二）

图28是表示发动机转数的变化的图表。（实施例二）

图29是无缝换档变速器的主要部分立体图。（现有例）

具体实施方式

通过下述导向部实现不断开驱动力，抑制变速冲击或加速缓慢，能够实现重量降低，并且使结构简单的目的：在上级及下级的同时啮合时利用作用在下级上的路线方向转矩，使下级的啮合离合器向中间方向移动并使啮合脱离。

在上述离合器环与驱动力传送轴之间的各级设置利用变速操作部的动作在下级及上级的离合器环同时啮合时在上述下级与上级分别产生啮合方向或啮合解除方向的不同方向的轴力的导向部。

实施例一

图1是与前差动装置一起表示本发明实施例一的变速器的概略剖视图，图2是变速器的主要部分放大剖视图。

如图1、图2所示，变速器1作为驱动力传送轴具备主轴3及计数轴5、空转轴7。这些主轴3及计数轴5被轴承9、11、13、15等旋转自如地支撑在变速箱体17上。空转轴7固定在变速箱体侧。

在主轴3与计数轴5上作为多级变速齿轮固定或相对旋转自如地支撑有一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27以及六档齿轮29。

计数轴5上的一档齿轮19、三档齿轮23与主轴3的输出齿轮31、33啮合，主轴3上的二档齿轮21、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29分别与计数轴5的输入齿轮35、37、39、41啮合。

空转轴7上的逆向空转轮43配置为能通过轴向移动与主轴3上的输出齿轮44及计数轴5上的输入齿轮45啮合。

一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29通过多个第一～第三啮合离合器47、49、51结合在主轴3或计数轴5上，并能从主轴3向计数轴5进行变速输出。

第一～第三啮合离合器47、49、51通过改变多个第一～第三啮合离合器47、49、51来进行多级变速齿轮向上级的变速。

即，作为多级变速齿轮的一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29以通过改变第一～第三啮合离合器47、49、51来进行变速的方式排列。

例如，从一档齿轮19向二档齿轮21的变速通过改变多个第一、第二啮合离合器47、49来进行。

第一～第三啮合离合器47、49、51基本上是相同结构，具备离合器凸轮环53、55、57、离合器环59、61、63、形成在离合器环59、61、63及一档齿轮19～六档齿轮29的各相对面上的离合器齿47a、47b、49a、49b、51a、51b、19a、21a、23a、25a、27a、29a。

因此，离合器环59、61、63向主轴3、计数轴5的轴向啮合移动并通过离合器齿47a、47b、49a、49b、51a、51b、19a、21a、23a、25a、27a、29a的选择的啮合进行用于变速输出的结合。

在第一～第三啮合离合器47、49、51的离合器凸轮环53、55、57上形成へ字状的凸轮槽65、67、69。第一啮合离合器47的离合器凸轮环53结合在计数轴5上，能一体旋转。第二、第三啮合离合器49、51的离合器凸轮环55、57结合在主轴3上，能一体旋转。

第一～第三啮合离合器47、49、51的离合器环59、61、63嵌合配置在离合器凸轮环53、55、57的外周，能向轴向移动。在离合器环59、61、63的内周形成凸轮突起71、73、75，嵌合在凸轮槽65、67、69上而被引导。

在离合器环59及逆向空转轮43上形成后述的变速叉77、79嵌合的圆周凹条81、83。在离合器环59的外周还形成上述输入齿轮45。在离合器环61、63上形成后述的变速叉85、87嵌合的圆周凸条89、91。

第一～第三啮合离合器47、49、51被变速操作部93选择性地操作。逆向空转轮43也被变速操作部93操作。

变速操作部93位于变速箱体17内，具备多个变速叉77、79、85、87、多个变速杆103、105、107、109、变速臂111、113、115、117以及变速筒119。

变速叉77、79、85、87位于每个第一～第三各啮合离合器47、49、51及逆向空转轮43，使各啮合离合器47、49、51、逆向空转轮43连动。

变速杆103、105、107、109支撑各变速叉77、79、85、87。

变速臂111、113、115、117结合在各变速杆103、105、107、109上。

变速筒119具备变速槽120、121、123、125，在该变速槽120、121、123、125中配合各变速臂111、113、115、117的前端突部。

在变速叉85、87侧与变速箱体17侧之间设有凹凸部127、129及检查部131、133。在变速叉99侧与变速箱体17侧之间也设有相同结构的凹凸部及检查部，但未图示。

凹凸部127、129形成在变速叉95、97上，具备山形的定位凹部127a、127b、127c、129a、129b、129c。定位部127a、129a与空档位置对应，定位凹部127b、127c、129b、129c与滑行啮合位置对应。

检查部131、133支撑在变速相体17侧，利用检查弹簧131b、133b对检查球131a、133a加力，利用弹力配合在凹凸部127、129上。通过该配合，能够将第一～第三啮合离合器47、49、51定位在空档位置与滑行啮合位置。

变速器1的输出由与计数轴5的输出齿轮135啮合的前差动装置137进行。

即，当根据变速杆的手动操作信号，或由油门踏板的操作产生的油门开度及车速信号等，并利用变速马达（未图示）对变速筒119进行旋转驱动时，利用变速槽120、121、123、125的引导并通过某个变速臂111、113、115、117在轴向上对变速杆103、105、107、109进行选择驱动。

通过该变速杆103、105、107、109的选择驱动，并通过变速叉77、79、85、87的某个对第一～第三啮合离合器47、49、51或逆向空转轮43进行选择操作。通过该选择操作，一档齿轮19～六档齿轮29、逆向空转轮43选择性地进行动作，能够进行调高档、调低档、逆向的交换。

（导向部）

在上述变速操作部93及第一～第三啮合离合器47、49、51上具有导向部G，该导向部G当通过上述变速操作部93的动作，下级与上级啮合离合器双重啮合时，不论发动机的输出转矩如何，通过机构上必然产生的内部循环转矩，上级向驱动方向的转矩进行动作，且更深地啮合的方向移动，下级通过滑行转矩使离合器向空档方向移动，具有解除啮合的作用。

导向部G如上述那样，在第一～第三啮合离合器47、49、51上具备凸轮槽65、67、69及凸轮突起71、73、75。利用凸轮槽65、67、69及凸轮突起71、73、75，能在第一～第三啮合离合器47、49、51的滑行啮合位置，将驱动转矩及滑行转矩传送到上述一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29，只在比滑行啮合位置更向啮合脱离侧移动的脱离待机的位置，通过空档方向转矩，将上述啮合向空档方向引导。

另外，导向部G在变速操作部93具备移动力传送机构M，只在第一～第三啮合离合器47、49、51的正驱动转矩传送侧具备后述的驱动斜面F。

驱动斜面F能够通过驱动转矩产生使第一～第三啮合离合器47、49、51的离合器环59、61、63向脱离待机的位置移动的移动力。另外，斜面F即使设在齿轮侧的离合器齿上，也能够良好地得到相同的功能。

图3、图4是表示凸轮槽及凸轮突起的展开图，图5、图6是表示离合器凸轮环及离合器环的关系的立体图，图7是表示离合器凸轮环的立体图，图8是表示离合器环的立体图。

如图3～图7所示，凸轮槽65、67、69在离合器凸轮环53、55、57的外周面以圆周方向等间隔形成多个。该凸轮槽65、67、69包括与空档对应的部分，并在轴向的中央部形成V形状部65a、67a、69a，在其两侧形成平坦部65b、67b、69b。

因此，在啮合离合器47、49、51位于非待机位置的场合，由于凸轮突起71、73、75位于该平坦部65b、67b、69b，因此即滑行转矩进行作用，也不会产生向空档方向的推力，从而保持啮合。

凸轮突起71、73、75在离合器环59、61、63的内周上以圆周方向一定间隔在径向上突出设置，分别嵌入上述凸轮槽65、67、69，从而被引导。

因此，在第一～第三啮合离合器47、49、51的滑行啮合位置，凸轮突起71、73、75位于平坦部65b、67b、69b，能够将驱动转矩及滑行转矩传送到上述一档齿轮19、二档齿轮21、三档齿轮23、四档齿轮25、五档齿轮27、六档齿轮29。

在第一～第三啮合离合器47、49、51的脱离待机位置，因为凸轮突起71、73、75位于V形状部65a、67a、69a，因此能够如图4那样利用滑行方向转矩将啮合向空档方向引导。

图9、图10表示变速叉检查部及啮合离合器的关系的概略图，图11是离合器环的主要部分展开图，图12表示压嵌式离合器的啮合，（a）是表示滑行啮合位置的主要部分展开图，（b）是表示待机啮合位置的主要部分展开图。图9～图12对第二啮合离合器进行说明。第一、第三啮合离合器也相同，因此省略重复的说明。

如图9～图12所示，就第二啮合离合器49而言，离合器环61的离合器齿49a、49b与二档齿轮21、四档齿轮27的离合器齿21a、27a在圆周方向的配置中，具有比齿宽大的相互间隔。各离合器齿49a、49b、21a、27a的圆周方向啮合面以齿根稍细的方式倾斜形成。

在离合器环61的离合器齿49a、49b的齿根，在接受驱动转矩的啮合面上分别形成上述驱动斜面F。

因此，当将第二啮合离合器49啮合结合在例如四档齿轮27上，驱动转矩进行作用时，如图10、图12（b）那样，离合器环61利用驱动斜面F移动。此时，图10所示的、设在变速叉85上的凹部127b按压球131a，弹簧131b被加压而蓄积能量。

容许该移动是因为在图13的四档变速臂117与变速槽125之间设有间隙。通过该移动，离合器环61为比图9、图12（a）的滑行啮合位置更向啮合脱离侧移动的脱离待机的位置。接着，当驱动转矩在滑行方向上变化时，齿向相反侧被推压，从图12所示的斜面F脱离。因此，通过上述弹簧131b的能量，并利用凹部127b、球131a的作用，成为图12（a）所示的深度啮合状态。

在该状态下，图2所示的凸轮突起75位于凸轮槽69的平坦部69b，因此不会在离合器环63上产生推力。

另一方面，在开始向上级的变速的场合，图13所示的变速筒119旋转，利用下级的变速槽125的形状，消除与变速臂117的上述间隙，滑行转矩进行作用，保持脱离位置。此时，突起75从凸轮槽69的平坦部69b向斜面部移动，因此当通过上级齿轮的啮合，滑行转矩作用在下级齿轮上时，能够利用凸轮槽69的斜面得到向空档方向移动的推力分力。具体的变速动作将于后述。

（调高档）

在此，为了使说明简单，只说明从四档（下级）向五档（上级）的调高档。其他级的调高档也相同。

（四档→五档）

图13～图16表示调高档时的动作。由于在图13的四档离合器齿25a上施加驱动转矩，因此如上所述，离合器环63通过斜面F的作用，如图14所示那样为脱离位置。即，位于四档位置的离合器环63的突起75位于凸轮槽69的斜面。此时，当通过变速筒119的旋转进行向五档的调高档操作时，变速槽123进行动作，通过变速臂115、变速杆107、变速叉85操作离合器环61。通过该操作，如图15所示，离合器环61与五档齿轮27啮合，四档齿轮25及五档齿轮27同时啮合。

此时，不论发动机输出转矩如何，通过由同时啮合产生的在机构上必然产生的内部循环转矩，在四档侧产生滑行转矩，在五档侧产生驱动转矩。该转矩利用凸轮槽69、67的斜面的作用，在位于四档位置的离合器环63产生图右侧空档方向、在五档位置的离合器环61产生使图右侧啮合更深的方向的推力，将各个离合器环63、61移动到规定的位置，如图15所示，结束向五档的调高档。

本变速器1的特征在于，在离合器环53、55、57向轴向移动时，利用凸轮槽65、67、69的斜面的作用，相对于与主轴3或计数轴5一起旋转的凸轮环59、61、63，相对地，下级侧离合器环慢，上级侧较快地旋转。该作用消除以不同的速度旋转的下级与上级齿轮的离合器齿19a、21a、23a、25a、27a、29a的相对速度，容许双动啮合，并且产生同步作用，从而缓和变速冲击。

（发动机制动进行作用时的调高档）

当在发动机制动进行作用时调高档，则位于四档位置的离合器环63在不位于待机位置的状态下进行变速。此时，通过调高档操作，五档离合器环61啮合，在四档时，滑行转矩进一步进行作用，但四档位置的离合器环63未位于脱离待机位置，因此不会产生向空档方向的推力分力。

但是，（1）发动机制动时的滑动转矩比加速时的转矩绝对值小，作用在啮合离合器上的摩擦力小。（2）五档位置的离合器环61利用凸轮槽67的斜面作用产生强力的推力分力。该推力通过五档位置的变速叉85、变速杆107、变速筒119传送到四档位置的变速杆109、变速叉87，将四档位置的离合器环63向图右侧的空档方向驱动。因此，即使在该场合，也不会产生对调高档的障碍。

另外，即使是驱动转矩进行动作的场合，在没有斜面F的场合，离合器环63未位于脱离待机位置。但是，即使该场合，也能够通过来自上述五档位置的变速机构的力的传送，强制地使离合器环63向空档方向移动。

因此，斜面F不是本发明必须的，用于使变速更顺畅。

另外，本实施例利用变速筒119的变速槽120、121、123、125（圆筒凸轮）进行变速操作，但即使利用控制平面凸轮或各变速杆的液压、电动马达空气压力等进行驱动，本发明也成立。

（调低档五档→四档）

在减速时，没有加速时那样的、无缝变速的必要性。减速主要由制动件承受，来自发动机的输出基本上没关系，因此即使来自发动机的驱动转矩或发动机制动转矩断开，也不会有问题。因此，与通常的变速器相同，首先，将上级的五档移动到图14所示的空档而断开动力，接着，通过啮合四档，进行调低档。

以上，为图13的啮合状态。这样，本实施例的特征在于，在调高档与调低档中，啮合转移的形态不同。这种情况由上级与下级的变速环61、63独立以及圆筒凸轮19的变速槽125、123的连接形状引起的。

下面，利用图17对在调高档与调低档中使变速形式不同的机构进行说明。

（调高档，四档→五档）

图13所示的四档时、四档位置的变速臂117及五档位置的变速臂115位于图17所示的位置115a及位置117a。当变速筒119为了调高档而向图跟前侧旋转时，利用变速槽123的斜面123a，变速臂115从位置115b1向115b2、115c移动。此时，产生双动啮合，变速臂117从位置117b1利用凸轮环57的凸轮槽69的斜面的作用，自动地移动到位置117b2，成为空档。并且，利用变速筒119的旋转，转移到位置117c。以上，从四档向五档的调高档结束。

（调低档五档→四档）

当在五档离合器啮合时，四档位置的变速叉119利用图9所示的离合器机构如图1所示那样保持在空档位置。变速筒119从图17C移动到B的旋转位置，变速槽125相对于变速臂117，即使在位置117b2有间隙，也利用上述检查机构，变速臂117被保持在位置117b2的空档。

另一方面，变速臂115从位置115c的位置转移到位置115b1，四档、五档都如图16所示那样为空档。

并且，当变速筒119旋转且到达旋转位置A时，变速叉117从位置117b2转移到位置117a，离合器环63与四档齿轮25的压嵌式离合器25a啮合，如图13所示，调低档结束。

变速器与上述变速原理相同，但在使导向部G的凸轮槽的斜面的方向及斜面F的位置相对于离合器齿为反位置，上级与下级同时啮合时，也能够利用导向部G的作用，下级侧在离合器环更深地啮合的方向上、上游侧向空档方向被引导。

在工程机械、农业器械、大型卡车等低速时的、泥泞地行驶或爬坡等速度能量小且行驶阻力大的场合，为了得到更大的驱动力，需要调低档。在这方面，在利用通常的啮合变速机进行调低档的场合，即使驱动力是短时间地断开，车辆也停止，产生难以爬坡等问题。根据本发明，由于能驱动力不断开地变速，因此能容易地调低档而维持行驶。

图18～图20为变形例，图18、图19是与前差动装置一起表示变速器的概略剖视图，图20是表示变速器的概略剖视图。

图18将扭杆3a组装在主轴3上。主轴3除了扭杆3a，构成为具备空心部3b、从发动机侧接受驱动输入的输入部3c，其中，空心部3b具备输出齿轮31、33等。

扭杆3a与输入部3c同轴地形成为一体。扭杆3a利用套筒3d、3e相对于空心部3b相对旋转自如地被支撑。

扭杆3a及空心部3b的端部向轴承9外突出，利用螺钉3f结合在扭杆3a上的盖3g的内侧齿条结合在空心部3b的端部外周。

其他结构与上述实施例相同。

因此，当在主轴3上输入来自发动机的转矩时，能够通过扭杆3a向输出齿轮31、33等侧的空心部3b输入。

因此，即使具有来自发动机的急剧的输入，也能够进行向输出齿轮31、33等侧适当的转矩传送。

图19是将液压变矩器141安装在主轴3上的图，能够将来自发动机的转矩通过液压变矩器141输入到主轴3。

图20在计数轴5上设置螺旋齿条5a、5b，将计数轴5上的各输入齿轮35、37、39、41的内螺旋齿条嵌合在一方的螺旋齿条5a上，将一档齿轮19嵌合在另一螺旋齿条5b上。在各输入齿轮35、37、39、41及一档齿轮19的各两侧设有盘弹簧5c。因此，当计数轴5旋转时，利用螺旋齿条5a、5b，在轴向上对输入齿轮35、37、39、41及一档齿轮19加力，能利用盘弹簧5c定位。

实施例二

实施例二通过由啮合离合器进行的变速及起动离合器的离合器控制部实现驱动力不断开，抑制变速冲击或加速缓慢，能够实现重量降低，并且使结构简单的目的。

图21是本发明实施例二的变速控制系统的概略结构图。

如图21所示，变速控制系统201具备起动离合器203、变速器205、离合器促动器207、变速促动器209、转矩检测部及作为离合器控制部的控制器211。

起动离合器203通过连结调整对来自发动机213的转矩进行传送输出。

变速器205通过作为啮合离合器的压嵌式离合器215、217的切换移动并根据车速变速输出来自起动离合器203的传送输出，通过螺旋轴219、最终减速装置221、车轴223a、223b传送到作为驱动轮的后轮225a、225b。

在此，为了使说明简单，以前进四级说明变速器205，并且，忽略齿轮直径进行说明。变速器205具备一档齿轮227、二档齿轮229、三档齿轮231、四档齿轮233，并与计数轴35的计数齿轮237、239、241、243啮合。

当压嵌式离合器215与一档齿轮227啮合时，起动离合器203的输出通过四档齿轮233、计数齿轮243、计数齿轮237、一档齿轮227向螺旋轴219进行变速输出。

当压嵌式离合器215与二档齿轮229啮合时，起动离合器203的输出通过四档齿轮233、计数齿轮243、计数齿轮239、二档齿轮229向螺旋轴219进行变速输出。

当压嵌式离合器217与三档齿轮231啮合时，起动离合器203的输出通过四档齿轮233、计数齿轮243、计数齿轮241、三档齿轮231向螺旋轴219进行变速输出。

当压嵌式离合器217与四档齿轮233啮合时，起动离合器203的输出直接向螺旋轴219输出。

离合器促动器207对起动离合器203进行连结调整，使用液压促动器等。例如，电动马达接受来自控制器211的信号进行动作，通过驱动主气缸的活塞杆来对起动离合器203的连结力进行调整，从而控制传送转矩。

变速促动器209对压嵌式离合器215、217进行切换移动，具备变速筒245、变速叉247、249及待机机构251、253等。

变速筒245具备变速用槽245a、245b，为根据由变速杆产生的手动操作信号，或由油门踏板的操作产生的油门开度及车速信号等，利用变速马达（未图示）进行旋转驱动。油门开度由油门开度传感器256检测，并输入控制器211。

变速叉247、249安装在变速杆257、259上，变速杆257、259通过待机机构251、253分别配合在变速筒245上。

控制器211具有作为转矩检测部的功能，利用发动机213的油门开度及转数计算发动机的产生转矩，推断起动离合器向后轮225a、225b侧传送的转矩A。发动机213的转数由转数传感器265检测。并输入到控制器211。

根据变速部件或变速控制器211等检测变速动作，以将要变速之前到变速不久之后将起动离合器的传送容器降低到A的方式进行连结调整。

控制器211在降低上述起动离合器203的传送转矩时，能够向发动机213输出点火断开、燃烧断开等信号。但是，在降低起动离合器203的传送转矩时，不向发动机213输出点火断开、燃料断开等信号。

图22表示待机机构及压嵌式离合器的关系，（a）是表示待机状态的概略图，（b）是表示动作后的状态的概略图。

在图22中，只说明压嵌式离合器215侧的待机机构251。压嵌式离合器217侧的待机机构253也是相同结构。

如图22所示，待机机构251具备气缸267、活塞269a、269b、螺旋弹簧271。气缸267一体地具备变速臂261a，构成为能在变速杆257的轴向上移动。另外，在待机机构253中，为变速臂261b。

活塞269a、269b相对于气缸267利用纳普环270a、270b限制向轴向外侧的移动，利用纳普环272a、272b限制相对于变速杆257的一定以上的轴向移动。

螺旋弹簧271设于活塞269a、269b之间。

变速叉247的前端侧配合在压嵌式离合器215的离合器环273上，在离合器环273的两面与一档齿轮227及二档齿轮229的相对面形成啮合齿273a、273b、227a、229a。

并且，通过由变速筒245的旋转产生的槽245a的引导，变速臂61进行动作，即使气缸267在轴向的二档齿轮229侧被驱动时，当起动离合器203的连结力充分时，利用离合器环273的啮合齿273a与一档齿轮227的啮合齿227a之间的摩擦力维持啮合。

因此，当活塞269a通过纳普环270a与气缸267一起移动时，在与利用纳普环272a定位的活塞269b之间使弹簧271弯曲，蓄积作用力。通过维持该作用力的蓄积，使压嵌式离合器215的切换移动待机。

当接收变速促动器的变速结束的信号时，利用点火断开或燃料断开等使发动机在一瞬间断开转矩输出。

因此，离合器环273的啮合齿273a与一档齿轮227的啮合齿227a之间的摩擦力变低。蓄积在弹簧271中的作用力超过该摩擦力，通过变速杆257，变速叉247瞬时地进行动作。

通过该动作，离合器环273向二档齿轮229侧移动，啮合齿273b与二档齿轮229的啮合齿229a啮合，进行利用二档齿轮229进行的变速输出。

此时，如上所述，由于变速时的起动离合器203的传送转矩降低到维持作为驱动轮的后轮225a、225b间的传送转矩的最低限A而进行减速，因此能够降低变速时的冲击。

图23是表示变速离合器的啮合转移到空档等、驱动输入转矩急剧地被断开时的后轮225a、225b被施加的驱动转矩的变化的图表。

如图23所示，即使使啮合离合器的啮合为空档，驱动转矩断开，后轮225a、225b的驱动转矩如箭头那样不会瞬时为零，具有以固有频率为起因的时间性倾向地减少。通常转矩成为0的时间是从0.1到0.2秒左右。该倾向由车轴223a、223b、螺旋轴219等的上游侧的惯性质量、车轴223a、223b、螺旋轴219等的刚性决定。

通过如上述那样瞬时地进行变速，在空档的停滞时间例如为0.02秒左右的极短时间的场合，能够在后轮225a、225b的驱动转矩的减少变少后结束变速。短时间变速能够通过不具有同步机构的啮合离合器与待机机构的组合而容易地实现。

图24是表示不切断起动离合器，强制地向上级变速时的变速冲击的转矩变动的图表。通过暂时为空档，驱动力断开，接着产生以由发动机的旋转差引起的运动能量为起因的较大的冲击转矩。图25是在通常的变速中，变速为上级的场合的转矩变动的图表。表示长时间断开驱动力的状况。

当如上那样在结合了起动离合器的状态下变速时，如图24所示，当是切断离合器的通常的变速时，则驱动力长时间被断开，较大的冲击、尤其对在不论驾驶员为何种意思，都进行变速的自动MT的场合的驾驶员带来不适感。

图26表示利用本发明实施例的变速控制系统的离合器传送转矩容量变化与转矩传送特性。通过快速瞬时的变速，转矩下降几乎没有，并且通过起动离合器的适当的控制，驱动转矩的断开或变速冲击也少。图26的斜线部分表示离合器的被全部吸收的冲击转矩。

如图26所示，在本发明实施例中，如上所述，在变速时不切断起动离合器203，根据将要变速之前的发动机产生转矩，从将要变速之前到变速不久之后将起动离合器203的传送转矩缓和到A。

通过这种起动离合器203的传送转矩的控制，在维持变速时的起动离合器203及后轮225a、225b间的传送转矩的状态下降低起动离合器203的传送转矩，能够实现降低变速冲击并且在加速中不会断开的变速。

当在变速时降低起动离合器203的传送转矩，并且向发动机213输出点火断开、燃料断开等信号时，能利用发动机213的输出转矩减少使瞬时的变速比预先变速的待机机构更可靠。

如图21的虚线所示，在起动离合器203与后轮225a、225b之间，在本实施例中，当在变速器205的后游侧作为对惯性旋转加力的惯性质量安装惯性轮75时，后轮225a、225b侧动力传送系统的固有频率下降，能使图23所示的转矩减少的倾向更小，能够更可靠地进行后轮225a、225b间的传送转矩的维持。

图27是本发明实施例的控制流程图。

图27的流程图由发动机启动来进行执行。

在步骤S201中，执行“利用手动或自动的变速指示”的处理。

利用手动的变速指示例如在通过以变速杆的手动模式的操作进行调高档或调低档时，将该操作信号输入到控制器211，控制器211向变速促动器209输出与指示相应的信号。

变速促动器209通过电动马达的旋转使变速筒245旋转，通过变速臂261、263、变速杆257、259、待机机构251、253、变速叉247、249使压嵌式离合器215、217适当进行动作，从而进行变速器205的变速。

通过自动进行的变速指示根据输入控制器211的发动机转数、油门开度、车速计算适当的变速级，并向变速促动器209输出与计算相应的信号。通过该输出信号，进行与上述相同的变速动作。

在该变速动作中，在图22的例如从一档齿轮227向二档齿轮229的变速中，如上所述，通过如上所述利用待机机构251的作用力的蓄积维持，使压嵌式离合器215的切换动作待机。

在步骤S202中，执行“向后轮侧的传送转矩1的检测”的处理。

在步骤S203中，离合器促动器根据步骤S202的结果缓和起动离合器的连结力。

在步骤S204中，通过点火断开等，使啮合离合器的转矩瞬间断开。由此，啮合离合器的摩擦力降低，通过待机机构的能量，离合器环273瞬时地向二档齿轮229侧移动，啮合齿273b与二档齿轮229的啮合齿229a啮合，进行利用二档齿轮229的变速输出。

在步骤S205中，执行“离合器再次100%连结”，变速结束。

本发明实施例一具备通过连结调整传送输出来自发动机213的转矩的起动离合器203、通过压嵌式离合器215、217的切换移动并根据车速变速后使来自该起动离合器203的传送输出向后轮225a、225b输出的变速器205、连结调整起动离合器203的离合器促动器207、切换移动压嵌式离合器215、217变速促动器209、检测向后轮225a、225b的传送转矩的转矩检测部211、控制离合器促动器207并在维持控制器（转矩检测部）211检测的变速时的传送转矩1的状态下以降低起动离合器203的传送转矩2的方式进行连结调整的控制器（离合器控制部）211。

因此，能够在维持变速被驱动齿轮与后轮225a、225b之间的将要变速之前的扭矩的状态下进行变速，能够驱动力不断开，抑制变速冲击或加速的缓慢。

并且，能够比成对离合器大幅地实现重量降低，并且由于使用压嵌式离合器215、217，因此能够使结构简单。

控制器211根据发动机213的油门开度及转数计算变速时的传送转矩1。

因此，能够在正确地维持变速时的传送转矩1的状态下降低起动离合器203的传送转矩2。

设有待机机构251、253，其直到控制器211进行的点火断开等产生的啮合离合器的传送转矩的降低，维持螺旋弹簧271产生的作用力，并使压嵌式离合器215、217的切换移动待机。

因此，是使用了压嵌式离合器215、217的简单的结构，并且能够在维持变速时的传送转矩A的状态下瞬时地进行变速。

在起动离合器203与后轮225a、225b之间设置对惯性旋转加力的惯性轮275。

因此，后轮225a、225b侧动力传送系统的固有频率下降，能够减小图23所示的转矩减少的倾向，能够使变速时的驱动轮的转矩下降最小。

图28是表示发动机转数的变化的图表。如在图21～图27中说明的那样，在根据油门开度、发动机转数变速前规定的结合状态下使离合器控制待机，在变速时，测定发动机转数的微分值。以在微分值比目标值小时，使离合器结合弱，在较大时，使离合器结合强的方式控制。目标值如图示那样为适当的负号。

因此，能产生最适的传送转矩，能进行顺畅的变速。

（其他）

在本发明的实施例二的变速控制系统中，能够省略待机机构251、253。在该场合，为在变速杆257、259上直接安装变速叉247、249，利用变速臂261、263使变速杆257、259直接动作的结构。

即使在该场合，在降低上述起动离合器203的传送转矩2时，能够利用螺线管等尽早进行切换。

本发明实施例二的变速控制系统能够代替实施例一的变速器1实现变速器205。

符号说明

1—变速器，3—主轴（驱动力传送轴），5—计数轴（驱动力传送轴），19—一档齿轮（变速齿轮），21—二档齿轮（变速齿轮），23—三档齿轮（变速齿轮），25—四档齿轮（变速齿轮），27—五档齿轮（变速齿轮），29—六档齿轮（变速齿轮），65、67、69—凸轮槽，71、73、75—凸轮突起，77、79、85、87—变速叉，103、105、107、109—变速杆，111、113、115、117—变速臂，119—变速筒，120、121、123、125—变速槽，131、133—检查部，47—第一啮合离合器，49—第二啮合离合器，51—第三啮合离合器，59、61、63—离合器环，93—变速操作部，F—驱动斜面，G—导向部，M—移动力传送机构，201—变速控制系统，203—起动离合器，205—变速器，207—离合器促动器，209—变速促动器，211—控制器（转矩检测部、离合器控制部）。

Claims (16)

1.一种变速器，其具备：多级变速齿轮，其固定在驱动力传送轴上或相对旋转自如地支撑在驱动力传送轴上；多个离合器环，其用于将上述变速齿轮结合在上述驱动力传送轴上并进行变速输出，在两侧具有与离开两档以上的变速齿轮啮合的啮合部；以及选择性地操作该离合器环的变速操作部，该变速器的特征在于，

在上述离合器环与驱动力传送轴之间的各级上设置导向部，该导向部在下级及上级离合器环通过上述变速操作部的动作同时啮合时，在上述下级与上级分别产生啮合方向或啮合解除方向的不同方向的轴力。

2.一种变速器，其具备：多级变速齿轮，其固定在驱动力传送轴上或相对旋转自如地支撑在驱动力传送轴上；多个离合器环，其用于将上述变速齿轮结合在上述驱动力传送轴上并进行变速输出，在两侧具有与离开两档以上的变速齿轮啮合的啮合部；以及选择性地操作该离合器环的变速操作部，该变速器的特征在于，

在上述离合器环与驱动力传送轴之间的各级上设置导向部，该导向部在下级及上级离合器环通过上述变速操作部的调高档动作同时啮合时，在上级产生向更深的啮合方向的轴力，在下级产生向啮合解除方向的轴力。

3.一种变速器，其具备：多级变速齿轮，其固定在驱动力传送轴上或相对旋转自如地支撑在驱动力传送轴上；多个离合器环，其用于将上述变速齿轮结合在上述驱动力传送轴上并进行变速输出，在两侧具有与离开两档以上的变速齿轮啮合的啮合部；以及选择性地操作该离合器环的变速操作部，该变速器的特征在于，

在上述离合器环与驱动力传送轴之间的各级上设置导向部，该导向部在下级及上级啮合离合器通过上述变速操作部的调低档动作同时啮合时，在下级产生向更深的啮合方向的轴力，在上级产生向啮合解除方向的轴力。

4.根据权利要求1～3任一项所述的变速器，其特征在于，

上述导向部由下述部件构成：在离合器环在导向件端部进行转矩传送时，不产生轴向的推力，当在离开端部规定距离的部分进行转矩传送时，利用驱动转矩产生更深地啮合的方向的推力，利用滑行转矩，产生啮合脱离方向的推力，平坦中央部在端部向ヘ字状的槽或突起以及其本身传送啮合转矩，能在轴向上滑动。

5.根据权利要求1～4任一项所述的变速器，其特征在于，

具有一个离合器环的推力通过变速操作部件，只在对相关的其他离合器环必要时传送的机构。

6.根据权利要求1～5任一项所述的变速器，其特征在于，

上述导向部具有下述机构：就离合器环的啮合深度而言，在驱动转矩传送时浅，在滑行转矩传送时深。

7.根据权利要求1或2所述的变速器，其特征在于，

在调高档时具有下级侧与上级侧的双动啮合状态，在调低档时不为双动啮合状态。

8.根据权利要求1或3所述的变速器，其特征在于，

在调低档时，具有下级侧与上级侧的双动啮合状态，在调高档时，不为双动啮合状态。

9.根据权利要求1～8任一项所述的变速器，其特征在于，

在上述驱动力传送轴上组装扭杆，

通过上述扭杆接受驱动输入。

10.根据权利要求1～9任一项所述的变速器，其特征在于，

上述驱动力传送轴通过液压变矩器接受驱动输入。

11.一种变速控制系统，其特征在于，

具备：

通过连结调整传送输出来自发动机的转矩的起动离合器；

通过啮合离合器的切换移动并根据车速变速将来自该起动离合器的传送输出向驱动轮输出的变速器；

连结调整上述起动离合器的离合器促动器；

对上述啮合离合器进行切换移动的变速促动器；

检测向上述驱动轮的传送转矩的转矩检测部；以及

离合器控制部，其控制上述离合器促动器，以下述方式进行连结调整：在从将要变速之前到变速不久之后期间将上述起动离合器的传送转矩降低为，在维持上述转矩检测部检测的变速时的发动机输出传送转矩的状态下，不传送由变速引起的过大的冲击转矩。

12.根据权利要求11所述的变速控制系统，其特征在于，

上述转矩检测部利用上述发动机的油门开度及转数检测上述传送转矩。

13.根据权利要求11或12所述的变速控制系统，其特征在于，

设有待机机构，该待机机构将上述啮合离合器的切换移动待机到向变速离合器部的传送转矩降低，并利用了弹性体。

14.根据权利要求11～13任一项所述的变速控制系统，其特征在于，

在上述起动离合器与驱动轮之间设有对惯性旋转加力的惯性质量体。

15.根据权利要求11～14任一项所述的变速控制系统，其特征在于，

使上述变速器为上述权利要求1～8任一项所述的变速器。

16.根据权利要求11～15任一项所述的变速控制系统，其特征在于，

上述离合器控制部以下述方式进行控制：根据油门开度、发动机转数，在变速前使离合器控制以规定的结合状态待机，在变速时，计测发动机转数的微分值，在该微分值比目标值小时，使离合器结合弱，在大时，使离合器结合强。

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