CN105247254A - 自动变速器用爪形离合器控制装置 - Google Patents

自动变速器用爪形离合器控制装置 Download PDF

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CN105247254A CN201480030866.5A CN201480030866A CN105247254A CN 105247254 A CN105247254 A CN 105247254A CN 201480030866 A CN201480030866 A CN 201480030866A CN 105247254 A CN105247254 A CN 105247254A
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dog
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岩崎靖久
吉田雄亮
甲村雅彦
岩田崇司
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

提供一种自动变速器用爪形离合器控制装置,在变速中使套筒移动并与爪形离合器卡合的情况下,能够进行快速的变速动作。控制装置具有(10)具有运算部(10b),该运算部(10b)基于用于检测套筒(36)的移动位置的行程位置传感器(38)在规定时刻的检测位置对套筒的移动速度进行运算,控制装置(10)基于行程位置传感器的检测位置以及套筒的移动速度控制轴动装置(40)的动作,在高齿通过了离合环的离合器前齿的倒角部(30b3)后,控制装置(10)施加停止推力负荷(F4),该停止推力负荷(F4)在套筒的高齿(36a1)与离合环(30)的离合器后齿(30b2)的端面(30b6)抵接前使高齿停止前进。

Description

自动变速器用爪形离合器控制装置
技术领域
本发明涉及在车辆用自动变速器中使用的爪形离合器的控制装置。
背景技术
以往,在车辆的动力传动系统中具有变速器,所述变速器为了根据行驶状况将来自在驱动中使用的发动机、电动马达等驱动装置的旋转和转矩传递到驱动轮,对转矩和转速进行变换。变速器有若干种类,但是公知的例如有如下的常啮合型的变速器,即,能够相对于与驱动轮连接的旋转轴旋转且不能沿旋转轴线方向移动地嵌合的多个空转齿轮、和在与旋转轴平行设置的中间轴周围设置的多个齿轮始终啮合。在该变速器中,与空转齿轮并列设置有以能沿旋转轴线方向移动的方式与旋转轴花键嵌合的套筒,使在套筒的与空转齿轮接合的接合面上设置的卡合齿(花键)与设置于空转齿轮的被接合面上的被卡合齿(爪形离合器齿)卡合,来使该卡合的空转齿轮和旋转轴一体旋转。并且,通过与旋转轴一体旋转的空转齿轮与和该空转齿轮啮合的中间轴的齿轮连动旋转,将旋转轴的转矩和转速传递到中间轴。在齿数不同的多个空转齿轮中,选择要与旋转轴一体旋转的空转齿轮使其与套筒卡合,由此来进行变速动作。并且,套筒与空转齿轮有时因套筒向空转齿轮按压的时机不同而不能良好地卡合。
为了在这种情况下良好地卡合,在专利文献1中,在套筒不能与空转齿轮卡合的情况下,暂时减小将套筒向空转齿轮侧按压的转矩,然后重新以较大的转矩将套筒向空转齿轮侧按压。
由此,在无法将套筒卡合在空转齿轮上的情况下,仅仅重新执行卡合动作,就能够在不从最初重新进行变速操作本身的情况下来对两者进行卡合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-82710号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,在专利文献1的变速控制方法中,为了判断为套筒无法卡合到空转齿轮的爪形离合器而使用了计时器,在即使经过了一定时间也未到达规定的卡合位置的情况下,进行再次使套筒卡合到空转齿轮的再突入控制。因此,计时器计时得到的再突入前的突入控制结束时间需要设定为正常移动到规定位置的时间(套筒不被爪形离合器弹起而卡合的时间)以上的值。由此,在判断为不能将套筒卡合到空转齿轮的爪形离合器的时刻,爪形离合器已经被按压到套筒上,套筒和空转齿轮的相互的转速差变小,导致到达下次能够卡合的位置为止会耗费时间,或者导致被带动而到下次能够卡合为止的时间变长。这样,有可能使变速时间变长。
因此,发明人在日本特愿2013-017265中提出如下控制方法:在套筒齿(花键)从爪前齿(离合器前齿)前端部前进至爪后齿(离合器后齿)前端部的旋转结合范围中,利用推力负荷使套筒前进,该推力负荷为能够克服因套筒齿与爪后齿的端面彼此抵接所产生的摩擦力来确保相对旋转的推进负荷,并是在套筒齿被爪后齿前端部弹起的情况下,套筒齿不从旋转结合范围后退的推进负荷。
但是,在套筒齿被爪后齿前端部弹起的情况下,由于套筒转速降低且旋转差减少,所以存在如下可能性:到达套筒齿与爪前齿侧面抵接而进行同步旋转的时间延长,从而变速动作所需要的时间变长。
本发明鉴于上述课题而提出,其目的在于提供一种自动变速器用爪形离合器控制装置,在变速时使套筒移动并与爪形离合器卡合的情况下,能够进行快速的变速动作。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题,技术方案1的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
具有旋转轴、爪形离合器变速机构和控制装置,
所述旋转轴与自动变速器的输入轴以及输出轴中的一方旋转连接,并能够围绕轴线旋转地被支承,
所述爪形离合器变速机构具有:
离合环,能够旋转地被所述旋转轴支承,并与所述输入轴以及输出轴中的另一方旋转连接,
离合毂,与所述离合环相邻地固定在所述旋转轴上,
套筒,利用花键限制与所述离合毂相对旋转,并且能够沿着所述轴线方向移动地与所述离合毂嵌合,
轴动装置,通过换挡拨叉使所述套筒沿着轴线方向移动,
爪形离合器部,形成为所述离合环的向所述套筒侧突出的啮合部,根据所述套筒的在轴线方向上的移动能够与所述花键进行齿间卡合或分离,
行程位置传感器,用于检测所述套筒在所述轴线方向上的移动位置;
所述花键形成为,多个高齿的齿高高于剩余的低齿的齿高,
所述爪形离合器部的离合器前齿在与所述高齿对应的位置上,从所述爪形离合器部的前端面延伸至所述爪形离合器部的后端位置,所述离合器前齿的外径比所述高齿的内径大且比所述低齿的内径小,
能够与所述花键的齿槽啮合的离合器后齿从特定位置延伸至所述爪形离合器部的后端位置,该特定位置是从所述爪形离合器部的前端面后退了规定量的位置;
所述控制装置具有运算部,该运算部基于所述行程位置传感器在规定时刻的检测位置运算所述套筒的移动速度,所述控制装置基于所述行程位置传感器的检测位置以及所述套筒的移动速度来控制所述轴动装置的动作;
所述控制装置在所述高齿通过了所述离合器前齿的设置有相对于旋转方向倾斜地形成的倒角部的倒角位置后施加停止推力负荷,该停止推力负荷用于在所述高齿与所述离合器后齿的端面抵接前使所述高齿的前进停止。
技术方案2的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,在技术方案1的基础上,其特征在于,
所述轴动装置还具有换挡棘爪机构,
该换挡棘爪机构具有:
叉轴,在外周面刻设有停止定位凹部,能够沿着轴线方向滑动地支承在外壳上,并且固定有所述换挡拨叉,所述停止定位凹部通过相对且相邻的倾斜面形成为凹状,并在所述高齿与所述离合器后齿的前端面将要抵接的位置对所述高齿进行定位;
锁止构件,设置在所述外壳上,通过施力构件向与所述叉轴垂直的方向施力,并且能够嵌入所述定位凹部中。
技术方案3的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,在技术方案2的基础上,其特征在于,
所述换挡棘爪机构的所述叉轴具有:
中立定位凹部,设置在所述叉轴的外周面上,并相邻配置在所述停止定位凹部的轴线方向的一侧,并且在所述套筒与所述离合环的所述爪形离合器部未啮合的中立位置嵌入有所述锁止构件,对所述套筒进行定位,
啮合定位凹部,设置在在所述叉轴的外周面上,并相邻配置在所述停止定位凹部的轴线方向的另一侧,并且在使所述套筒与所述啮合部啮合的啮合位置嵌入有所述锁止构件,对所述套筒进行定位。
技术方案4的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,在技术方案2或3的基础上,其特征在于,
在所述锁止构件到达所述停止定位凹部的所述倾斜面的端缘的时刻,所述控制装置停止施加所述停止推力负荷。
技术方案5的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,在技术方案1~4中任一项的基础上,其特征在于,
在施加所述停止推力负荷后,在所述高齿到达所述离合器后齿的规定的时机,所述控制装置对所述高齿施加相对旋转确保推力负荷,该相对旋转确保推力负荷克服所述高齿以及所述离合器后齿的彼此端面的抵接所产生的摩擦力来确保所述高齿以及所述离合器后齿的相对旋转。
技术方案6的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,在技术方案5的基础上,其特征在于,
所述停止推力负荷是对所述套筒进行制动直到将要停止的负的推力负荷,
在施加所述相对旋转确保推力负荷后,所述控制装置对所述高齿施加能够嵌入的推力负荷,该能够嵌入的推力负荷能够克服在所述高齿以及所述低齿和所述离合器前齿以及离合器后齿之间所产生的摩擦力,使所述高齿嵌入所述离合器前齿与所述离合器后齿之间,
所述能够嵌入的推力负荷是比所述相对旋转确保推力负荷大的推力负荷。
技术方案7的发明的自动变速器用爪形离合器控制装置,在技术方案2的基础上,其特征在于,
在被所述离合器前齿弹起的所述高齿与所述离合器前齿相对旋转而到达下一个离合器前齿为止的时间内,所述控制装置对所述高齿施加规定推力负荷,直到所述高齿从未与所述爪形离合器部啮合的中立位置移动至所述离合器前齿的所述倒角位置为止,该规定推力负荷使所述高齿产生能够进入弹起所述高齿的所述离合器前齿与所述下一个离合器前齿之间的速度,
在施加所述规定推力负荷后,所述控制装置对所述高齿施加使所述高齿停止前进的所述停止推力负荷,直到所述锁止构件到达所述停止定位凹部的所述倾斜面的端缘为止,
在施加所述停止推力负荷后,在所述套筒的移动速度变为在能够防止所述高齿被所述离合器后齿的前端面弹起的规定速度以下时,所述控制装置对所述高齿施加相对旋转确保推力负荷,该相对旋转确保推力负荷克服所述高齿以及所述离合器后齿的端面彼此抵接所产生的摩擦力来确保所述高齿以及所述离合器后齿的相对旋转,
在施加所述相对旋转确保推力负荷后,在所述高齿通过了所述离合器后齿的设置有相对于所述离合器后齿的旋转方向倾斜的倒角部的倒角位置后,所述控制装置对所述高齿施加能够嵌入的推力负荷,该能够嵌入的推力负荷克服在所述高齿以及所述低齿和所述离合器前齿以及所述离合器后齿之间所产生的摩擦力,使所述高齿能够嵌入所述离合器前齿与所述离合器后齿之间。
发明效果
根据技术方案1的发明,控制装置借助在所述高齿通过了所述离合器前齿的倒角位置后施加的停止推力负荷,使前进的高齿在与离合器后齿端面抵接前停止,因此,高齿不会被离合器后齿端面弹起,从而不会产生离合器后齿弹起高齿时的套筒转速的失速。因此,能够不使套筒与离合环的相对转速(旋转差)减少而维持高的相对转速,从而能够使高齿与离合器前齿侧面快速地抵接。并且,能够将离合器前齿的侧面作为引导件来将高齿嵌入离合器后齿与离合器前齿之间。由此,能够进行快速的变速动作。
根据技术方案2的发明,通过锁止构件的加载力作用于倾斜面而产生的推力,使叉轴在轴线方向上移动,能够将套筒的高齿可靠地定位在与所述离合器后齿的端面抵接前的位置。由此,能够防止高齿被离合器后齿弹起,从而能够防止套筒与离合环的旋转差减少,因此,能够缩短到达了离合器后齿的高齿到达离合器前齿的侧面的时间,从而能够进行快速的变速动作。
根据技术方案3的发明,由于在停止定位凹部的一侧相邻设置有中立定位凹部,在停止定位凹部的另一侧相邻设置有啮合定位凹部,所以通过停止定位凹部除了能够防止高齿被离合器后齿弹起以外,还能够可靠地进行停止定位位置中立位置的定位和啮合位置的定位。
根据技术方案4的发明,在锁止构件到达倾斜面的端缘的时刻,通过停止轴动装置的推力负荷,使得只通过锁止构件作用于倾斜面产生的小的推力使套筒的高齿前进。并且,该套筒的高齿接近离合器后齿的速度变得微小。这样,通过将套筒的高齿的速度变得微小,能够防止被弹起,即使被弹起也能够降低被弹起的量,从而能够降低旋转差的减少。
根据技术方案5的发明,在施加所述停止推力负荷后的规定的时刻到达了离合器后齿的高齿,通过被施加能够确保相对旋转的推力负荷,不会产生与离合器后齿的被带动等,从而能够快速地移动至离合器前齿的侧面,因此,能够使套筒与离合环快速地啮合。
根据技术方案6的发明,通过负的推力负荷即停止推力负荷使高齿的前进方向的推力高效地降低,并通过以降低的状态被施加的小的推力的相对旋转确保推力负荷,能够快速地使高齿开始嵌入离合器前齿与离合器后齿之间,利用大的能够嵌入的推力负荷能够使高齿快速地嵌入离合器前齿与离合器后齿之间。
根据技术方案7的发明,通过规定推力负荷,使高齿快速地进入离合器前齿之间,通过停止推力负荷,在高齿与离合器后齿的前端面抵接前,使高齿的前进方向的推力高效地降低,从而直到能够使套筒的移动速度降低至能够防止高齿被所述离合器后齿的前端面弹起为止。并且,通过相对旋转确保推力负荷,能够快速地使高齿开始嵌入离合器前齿与离合器后齿之间,通过能够嵌入推力负荷,能够使开始嵌入的高齿快速地嵌入离合器前齿与离合器后齿之间。
附图说明
图1是安装了具有本发明的爪形离合器的自动变速器的车辆的概略图。
图2是具有本发明的爪形离合器的自动变速器的概要图。
图3是控制装置的框图。
图4是爪形离合器变速机构的分解立体图。
图5是离合环的主视图。
图6是离合毂的主视图。
图7是套筒的主视图。
图8是表示第一实施方式中的轴动装置的推力负荷控制的流程图。
图9是表示用于变速的经过时间中的相对于爪形离合器部的套筒位置(行程)以及推力负荷的关系的图。
图10是表示放大第二实施方式中的换挡棘爪机构的概要的剖视图。
图11是表示用于变速的经过时间中的套筒相对于爪形离合器部的位置(行程)以及推力负荷的关系的图。
图12是表示用于变速的经过时间中的套筒相对于爪形离合器部的位置(行程)以及推力负荷的关系的图。
图13是表示套筒位于S5位置时的锁止构件与定位凹部的位置关系的图。
图14是表示套筒位于S5位置与S4位置之间时的锁止构件与定位凹部的位置关系的图。
图15是表示在锁止构件被嵌入停止定位凹部内时套筒位于S4位置的跟前的图。
具体实施方式
(实施例1)
下面,参照附图说明将具有本发明的自动变速器用爪形离合器控制装置的自动变速器应用于车辆上的第一实施方式。图1是表示上述车辆的结构的概要图。
如图1所示,车辆M包含:发动机11、离合器12、自动变速器13、差速器装置14、驱动轮(左右前轮)Wfl、Wfr。发动机11通过燃料的燃烧产生驱动力。发动机11的驱动力经由离合器12、自动变速器13以及差速器装置14传递至驱动轮Wfl、Wfr(所谓的FF车辆)。
离合器12根据控制装置(ECU)10的指令自动断开或接合。自动变速器13组装有爪形离合器变速机构,自动选择例如前进6个挡、后退1个挡。差速器装置14包含末端传动齿轮(finalgear)以及差动齿轮,与自动变速器13一体形成。
如图2所示,自动变速器13包括外壳22、输入轴(旋转轴)24、第一输入齿轮26、第二输入齿轮28、第三离合环(第三输入齿轮)30、第四离合环(第四输入齿轮)32、离合毂(毂)34、套筒36、行程位置传感器38、轴动装置40、输出轴(输出轴)42、第一离合环(第一输出齿轮)44、第二离合环(第二输出齿轮)46、第三输出齿轮48以及第四输出齿轮50。并且,由第一离合环(第一输出齿轮)44、第二离合环(第二输出齿轮)46、离合毂(毂)34、套筒36、轴动装置(省略图示)等构成第一爪形离合器变速机构,由第三离合环(第三输入齿轮)30、第四离合环(第四输入齿轮)32、离合毂(毂)34、套筒36、行程位置传感器38以及轴动装置40等构成第二爪形离合器变速机构。另外,由上述的第一以及第二爪形离合器变速机构与控制装置10等构成自动变速器用爪形离合器控制装置。
外壳22包含形成为大致有底圆筒状的主体22a、作为主体22a的底壁的第一壁22b、以及在左右方向上划分主体22a内的第二壁22c。
输入轴24自由旋转地支承在外壳22上。即,输入轴24的一端(左端)经由轴承22b1被支承在第一壁22b上,输入轴24的另一端(右端)侧经由轴承22c1被支承在第二壁22c上。输入轴24的另一端经由离合器12与发动机11的输出轴旋转连接。由此,在离合器12被接合时,发动机11的输出被输入至输入轴24。输入轴24是本发明的旋转轴。此外,本实施方式的输入轴(旋转轴)24与自动变速器13的输入轴直接旋转连接,能够围绕轴线SCL旋转地被支承。
在输入轴24上设置有第一输入齿轮26、第二输入齿轮28、第三离合环(第三输入齿轮)30以及第四离合环(第四输入齿轮)32。第一以及第二输入齿轮26、28通过花键嵌合等以相对于输入轴24不能相对旋转的方式被固定。第三输入齿轮形成在第三离合环30的外周,该第三离合环30相对于输入轴24自由旋转地被支承。第四输入齿轮形成在第四离合环32的外周,该第四离合环32相对于输入轴24自由旋转地被支承。而且,离合毂(毂)34位于第三离合环30与第四离合环32之间并与它们相邻,通过花键嵌合等不能相对旋转地被固定在输入轴24上。第三输入齿轮(第三离合环)30与后述的第三输出齿轮啮合,第四输入齿轮(第四离合环)32与后述的第四输出齿轮啮合。
在输入轴24的附近设置有转速检测传感器39,利用输入轴24的转速来检测套筒36的转速。
在外壳22上与输入轴24平行地设置有输出轴42。输出轴42自由旋转地支承在外壳22上。即,输出轴42的一端(左端)经由轴承22b2被支承于第一壁22b,输出轴42的另一端(右端)经由轴承22c2被支承于第二壁22c。
在输出轴42上设置有第一离合环(第一输出齿轮)44、第二离合环(第二输出齿轮)46、第三输出齿轮48、第四输出齿轮50以及第五输出齿轮52。第一离合环(第一输出齿轮)44与第一输入齿轮26啮合,在外周面上形成有与第一输入齿轮26啮合的斜齿轮。第二离合环(第二输出齿轮)46与第二输入齿轮28啮合,在外周面上形成有与第二输入齿轮28啮合的斜齿轮。第三输出齿轮48与第三离合环(第三输入齿轮)30啮合,在外周面上形成有与第三离合环(第三输入齿轮)30啮合的斜齿轮。第四输出齿轮50与第四离合环(第四输入齿轮)32啮合,在外周面上形成有与第四离合环(第四输入齿轮)32啮合的斜齿轮。第五输出齿轮与差速器装置14的输入齿轮(省略图示)啮合,在外周面上形成有与该输入齿轮啮合的斜齿轮。
在输出轴42的附近设置有由例如旋转编码器组成的转速检测传感器49,该转速检测传感器49通过检测输出轴42的转速来检测输入轴24中的第三离合环30等的转速。
离合毂(毂)34位于第一离合环44与第二离合环46之间并与它们相邻,通过花键嵌合等被固定在输出轴42上。由于第一离合环44、第二离合环46以及离合毂34等的结构与输入轴24中的第三离合环30、第四离合环32以及离合毂34相同,所以省略说明。第三输出齿轮48、第四输出齿轮50以及第五输出齿轮52通过花键嵌合等被固定在输出轴42。发动机11的驱动力从输入轴24输入,传递至输出轴42,最终经由第五输出齿轮52输出至差速器装置14。
由于输入轴24的第二爪形离合器变速机构与输出轴42的第一爪形离合器变速机构是相同的结构,所以以输入轴24的第二爪形离合器变速机构为代表进行说明。
离合毂34与输入轴24通过花键嵌合(省略图示)能够一体旋转地被支撑。如图4以及图6所示,离合毂34具有与输入轴24嵌合的嵌合孔,并且形成为扁平的圆柱状,在离合毂34的外周面形成有花键齿34a。花键齿34a在圆周方向上以同一间距形成有12根,各花键齿34a以相同的齿顶圆的直径形成。花键齿34a的齿底圆的直径形成为全部相同,以形成套筒36的高齿36a1以及低齿36a2能够一起啮合的深度的啮合槽34a1。套筒36的内齿(花键)36a自由滑动地卡合在离合毂34的花键齿34a上。
套筒36形成为大致圆环状,在套筒36的外周上沿圆周方向形成有轴动装置40的换挡拨叉40a(参照图2)可滑动地卡合的外周槽36b。如图4以及图7所示,就在套筒36的内周形成的内齿36a而言,其齿底圆的直径形成为相同,并且在圆周方向上以同一间距形成总计12根。内齿36a具有齿高不同的高齿36a1与低齿36a2,齿高高的高齿36a1在圆周上以180度相对地形成一对。其它的10根低齿36a2以相同的齿高且以比高齿36a1低的齿高形成。在套筒36的与第三以及第四离合环30、32相对的端面(前端面36a4),即高齿36a1以及低齿36a2的与轴线SCL成直角的面在旋转方向的前后所具有的角上,形成有相对于旋转方向成45度的倒角面36a3(参照图7)。由此,不会发生因与第三、第四离合环30、32的后述的爪形离合器齿的碰撞导致角部脱落。在相邻的高齿36a1与低齿36a2之间以及相邻的低齿36a2之间形成有齿槽36a5。在上述齿槽36a5中嵌合有后述的第三离合环30的离合器前齿30b1以及离合器后齿30b2。套筒36的高齿36a1以及低齿36a2与上述的离合毂34的啮合槽34a1卡合。
在输入轴24上并在与离合毂34相邻的两侧设置有第三离合环30以及第四离合环32。此外,第三离合环30与第四离合环32是对应的爪形离合器部以离合毂34为中心大致对称的结构,因此,以第三离合环30作为代表进行说明。
如图4以及图5所示,第三离合环30经由轴承(省略图示)设置在输入轴24上,并且该第三离合环30相对于该输入轴24能够自由旋转且不能在轴线SCL方向上移动(参照图2)。形成在第三离合环30的外周面上的第三输入齿轮构成相对于输入轴24自由旋转地进行旋转的空转齿轮。在第三离合环30的与离合毂34相对的面(啮合部)上形成有环状的第三爪形离合器部30a。在第三爪形离合器部30a的外周形成有与套筒36的内齿36a啮合的多个爪形离合器齿30b。爪形离合器齿30b具有齿高不同的两种的离合器前齿30b1以及离合器后齿30b2。另外,爪形离合器齿30b分别以相同的齿底圆的直径且在圆周方向上以相同的间距形成。离合器前齿30b1在圆周方向上旋转180度的相对位置上设置有一对(2根)。离合器前齿30b1形成为,齿顶圆的外径比所述套筒的高齿36a1的齿顶圆的内径大,且比低齿36a2的齿顶圆的内径小。离合器前齿30b1从构成啮合部的第三爪形离合器部30a的前端面FE沿着轴线SCL延伸至第三爪形离合器部30a的后端位置RE。在离合器前齿30b1的套筒36侧的两侧面30b9,形成有相对于旋转方向倾斜45度的倒角部30b3。在套筒36相对于第三离合环30一边相对旋转一边接近的情况下,离合器前齿30b1与套筒36的高齿36a1卡合,而不与低齿36a2卡合。通过离合器前齿的套筒36侧的前端面30b5以及倒角部30b3构成离合器前齿30b1的前端部。
如图4以及图5所示,离合器后齿30b2在2根离合器前齿30b1之间的相位位置各配置有5根,总计10根,各齿顶圆的外径比套筒36的低齿36a2的齿顶圆的内径大。离合器后齿30b2从特定位置延伸至第三爪形离合器部30a的后端位置RE,所述特定位置为从构成啮合部的第三爪形离合器部30a的前端面FE沿着轴线SCL方向以远离套筒36侧的方式后退规定量t后的位置。在离合器后齿30b2的套筒36侧的两侧面30b7,设置有相对于旋转方向倾斜45度的倒角部30b4。在套筒36相对于第三离合环30一边相对旋转一边接近的情况下,在高齿36a1以及低齿36a2进入到第三离合环30的后退了规定量t的位置时,离合器后齿30b2与套筒的高齿36a1以及低齿36a2卡合。通过离合器后齿30b2与套筒的高齿36a1以及低齿36a2卡合,能够安全且可靠地传递大的转矩。
作为行程位置传感器38,例如使用光位置传感器、线性编码器等的各种位置传感器。上述行程位置传感器38进行套筒36与第三离合环30的相对位置检测以及换挡棘爪机构58的各停止位置检测。
如图3所示,控制装置10具有存储部10a、运算部10b以及控制部10c,该控制装置10基于行程位置传感器38所检测的套筒36的顶端(高齿36a1的前端面36a4)相对于第三爪形离合器部30a的前端面FE的位置、相对于离合器后齿30b2的前端部以及爪形离合器部30a的后端位置RE等的相对位置的信号,来控制使轴动装置40进行驱动的线性促动器40i的推力负荷值F1~F4以及高齿36a1的前端面36a4的移动位置。另外,根据规定时间中的多个检测位置之间的移动距离,由运算部对套筒36的移动速度进行运算,基于运算出的移动速度的值来控制施加于高齿36a1的相对旋转确保推力负荷F2。另外,基于由套筒转速检测传感器39以及离合环转速检测传感器49所检测出的数据,能够进行推力负荷值F1~F4的控制。
轴动装置40使套筒36沿着轴线方向往复运动,在将套筒36按压于第三离合环30或第四离合环32上时,在从第三离合环30或第四离合环32施加了反作用力的情况下,允许套筒36因该反作用力而移动。
轴动装置40包括叉40a、叉轴40b以及驱动装置40c。叉40a的顶端部与套筒36的外周槽36b的外周形状相配合形成。叉40a的基端部固定在叉轴40b上。叉轴40b沿着轴线方向自由滑动地支承在外壳22上。即,叉轴40b的一端(左端)经由轴承22b3被支承在第一壁22b上,叉轴40b的另一端(右端)侧被固定在支架40d上,支架40d通过从第二壁22c向轴线方向突出的引导构件(止转件)40e能够滑动,并且不能相对旋转地固定在螺母构件40f上。螺母构件40f螺合在具有驱动装置40c的驱动轴40h上并能够进退。驱动轴40h经由轴承22c3被支承在第二壁22c上。
驱动装置40c是将线性促动器40i作为驱动源的线性驱动装置,作为线性促动器40i,例如有滚珠螺杆式的线性促动器。驱动装置40c例如包括:外壳,形成为圆筒状且在内周方向上配设有多个线圈来作为定子(省略图示);转子(省略图示),相对于定子自由旋转地设置,与该定子设置有磁隙且相对的多个N极磁铁与S极磁铁交替地配置在外周;驱动轴40h(滚珠螺杆轴),以定子的旋转轴线为中心与转子一体旋转;螺母构件40f,由与驱动轴40h螺合的滚珠螺母组成。驱动轴40h经由多个球(省略图示)可相对旋转地螺入螺母构件40f。通过控制向定子的各线圈的通电,驱动轴40h在正反两个方向上任意地旋转,使螺母构件40f以及叉轴40b往复运动,并且定位固定在任意的位置。另外,该驱动装置40c将所述滚珠螺杆轴的导程形成得较长,由此,在从第三离合环30或第四离合环32施加了反作用力的情况下,能够允许套筒36因该反作用力而移动。
在叉轴40b的第一壁22b附近设置有换挡棘爪机构58。换挡棘爪机构58具有锁止构件62,该锁止构件62被省略图示的施力构件(螺旋弹簧)向与叉轴40b的轴线成直角的方向施力,锁止构件62借助弹簧力嵌入于在叉轴40b上沿着轴线设置有多个的定位凹部(三角槽)60内,由此,能够将叉轴40b的轴线方向的滑动定位在任意位置。能够将套筒36相对于离合环30、32的位置定位在,套筒36的花键(高齿)36a与第三离合环30以及第四离合环32的爪形离合器部30a(离合器前齿30b1)未接触的中立位置、套筒36的花键36a与第三离合环30或第四离合环32的爪形离合器部30a等相啮合的啮合位置。
此外,在本实施方式中,作为驱动装置,采用滚珠螺杆式的线性促动器,但是,若在将套筒36按压在第三离合环30或第四离合环32上时,在从第三离合环30或第四离合环32施加反作用力的情况下,允许套筒36因该反作用力而移动,则可以是其它的驱动装置、例如电磁式驱动装置或油压式驱动装置。
接着,下面根据图8以及图9说明上述的自动变速器用爪形离合器装置的动作。在此,例如在升挡中,在套筒36以高速且小的惯性矩旋转,第三离合环30(第三输入齿轮)以低速且大的惯性矩旋转的情况下,套筒36被减速。另一方面,在降挡中,在套筒36以低速且小的惯性矩旋转,第三离合环30以高速且大的惯性矩旋转的情况下,套筒36被加速。在下面的动作中,说明升挡时的套筒36的减速动作。
首先,套筒36位于第三离合环30以及第四离合环32之间,并被定位在套筒36的花键(内齿)36a未与三离合环30以及第四离合环32的任一个爪形离合器齿30b等卡合的空挡(中间位置)。在该情况下,换挡棘爪机构58的锁止构件62成为嵌入中立的定位凹部60N的状态。
另外,如图9所示,将第三离合环30的离合器前齿30b1的倒角部30b3与离合器前齿30b1的侧面30b9的边界边作为第一行程位置S1。将第三离合环30的离合器后齿30b2的倒角部30b4与离合器后齿30b2的侧面30b7的边界边作为第二行程位置S2。将离合器后齿30b2的后端位置(第三爪形离合器部30a的后端位置RE)作为第三行程位置S3。另外,将离合器后齿的前端面30b6作为第四行程位置S4。
将套筒36的高齿36a1的第三离合环30侧的端面(前端面36a4)移动的范围划分成,从空挡位置到第一行程位置S1、从第一行程位置S1到第二行程位置S2、从第二行程位置S2到第三行程位置S3的3个移动范围,在从第一行程位置S1到第四行程位置S4之间的规定位置利用套筒36的移动速度进行划分,除此之外,还以F1~F4四个阶段来控制由轴动装置40施加的推力负荷(参照图9)。
控制装置10接收开始变速的信号,在轴动装置40的线性促动器40i上施加能够产生规定的推力负荷的控制电流(图8中的步骤S101,下面记载为“S101”)。通过线性促动器40i使驱动轴40h伸长,使叉轴40b移动,通过叉40a使套筒36向第三离合环30侧滑动。套筒36一边相对于第三离合环30以旋转差进行旋转一边接近。此时,控制装置10施加一定的推力负荷F1(S102)。
并且,控制装置10通过行程位置传感器38来检测套筒36的高齿36a1的位置。高齿36a1的前端面36a4与离合器前齿30b1的前端面30b5或倒角部30b3接触,但在未到达行程位置S1而被弹起时(图9中的A点),通过推力负荷F1使套筒36再次接近第三离合环30。该推力负荷F1是如下的推力负荷:在由套筒36与第三离合环30的相对旋转引起的相互的相位超前而无法使高齿36a1与第三爪形离合器部30a的规定的离合器前齿30b1卡合后,在该第三爪形离合器部30a以及该套筒36进一步相对旋转而到达下一个离合器前齿30b1的期间的时间内,产生能够使高齿36a1进入相邻的离合器前齿30b1之间的速度。具体而言,根据套筒36以及第三爪形离合器部30a的外径、啮合的各齿的间距、套筒36与第三爪形离合器部30a的相对转速等,进行适当运算并控制上述推力负荷F1。
接着,使套筒36接近第三离合环30,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第一行程位置S1的情况下(S103),控制装置10将通过轴动装置40施加的推力负荷变更为停止推力负荷F4(S104)。停止推力负荷F4是对向前进的方向移动的套筒36进行制动直到即将停止的负荷,如图9所示,在多数情况下,施加负的推力负荷。在步骤103中,在判断为未到达第一行程位置S1的情况下,以施加推力负荷F1的状态,重复进行检测行程位置S的动作。
接着,控制装置10运算高齿36a1的移动速度,并判断因停止推力负荷F4的制动而减小的套筒36(高齿36a1)的移动速度是否到达规定速度Va(S105)。该规定速度Va是高齿的移动即将停止之前的速度(也可以为0),根据高齿与第四行程位置S4的位置关系来预先设定。在高齿36a1到达第四行程位置S4前,使套筒36的移动速度V减少至规定速度Va,由此防止高齿36a1被离合器后齿30b2的前端面30b6弹起。在步骤105中,在判断为未到达规定速度Va的情况下,以施加停止推力负荷F4的状态,重复进行运算套筒36的移动速度V的动作。
在步骤105中,在判断为套筒36的移动速度V减少至规定速度Va时,控制装置10向套筒36施加相对旋转确保推力负荷F2(S106)。被施加的相对旋转确保推力负荷F2是能够克服相抵接的高齿36a1的端面(前端面36a4)与离合器后齿30b2的端面(前端面30b6)之间所产生的摩擦力来确保套筒36与第三爪形离合器部30a之间的相对旋转的推力负荷。由此,能够防止以少的旋转差的相对速度移动(或以高齿36a1与离合器后齿30b2抵接的状态被带动),从而能够实现快速的变速动作。
此外,在使套筒36向第三离合环30侧移动的情况下,高齿36a1不将离合器前齿30b1的侧面30b9作为引导件,也能够嵌入爪形离合器齿30b中的任一齿槽30b8、30b10(参照图5)内,但若要将高齿36a1(以及低齿36a2)嵌入离合器后齿30b2之间的齿槽30b8内,则由于相邻的离合器后齿30b2的齿间距离短,被离合器后齿30b2弹起的情况较多。因此,为了将高齿36a1与爪形离合器齿30b快速地啮合,考虑利用离合器前齿30b1的侧面30b9引导高齿36a1,将高齿36a1嵌入与离合器前齿30b1相邻的齿槽30b10内是有效的。
接着,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第二行程位置S2的情况(或利用套筒转速检测传感器39检测到套筒36的转速显著减少的情况)下(S107),控制装置10判断为高齿36a1以及低齿36a2开始与离合器后齿30b2啮合,并将通过轴动装置40施加的推力负荷变更为F3(S108)。此时,被施加的推力负荷F3是如下的推力负荷:在使套筒36在第三离合环30上滑动时,能够克服在高齿36a1以及低齿36a2与离合器前齿30b1以及离合器后齿30b2之间所产生的摩擦力,使套筒36的内齿(花键)36a进入爪形离合器齿30b。通过该F3的推力负荷,利用离合器前齿30b1的侧面30b9进行引导,将高齿36a1嵌入离合器前齿30b1与离合器后齿30b2之间。在步骤107中,在判断为行程位置S未到达第二行程位置S2的情况下,以施加相对旋转确保推力负荷F2的状态,重复进行检测行程位置S的动作。
此时,套筒36的低齿36a2与包含第三离合环30的离合器后齿30b2在内的全部的爪形离合器齿30b同时啮合。
进而,使套筒36接近第三离合环30,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第三行程位置(后端位置RE)S3的情况下(S109),控制装置10判断为套筒36与第三离合环30完全啮合,从而停止施加轴动装置40的推力负荷(S110)。
此外,例如在降挡时,在套筒36以低速且小的惯性矩旋转,第三离合环30以高速且大的惯性矩旋转的情况下,套筒36被增速,套筒36与第三离合环30的相对旋转与上述相反。因此,高齿36a1嵌入的离合器前齿30b1的齿槽30b10变为相对于离合器前齿30b1位于相反位置的齿槽(图9中的与离合器前齿30b1相邻的右侧的齿槽)。其它的作用与套筒36减速的情况相同。
由上述说明可知,根据本实施方式的自动变速器用爪形离合器控制装置,控制装置10通过在高齿36a1经过离合器前齿30b1的倒角位置(第一行程位置S1)后施加的停止推力负荷F4,使前进的高齿36a1在与离合器后齿30b2的前端面30b6抵接前停止,因此,高齿36a1不会被离合器后齿30b2的前端面30b6弹起,从而不会产生离合器后齿30b2弹起高齿36a1时的套筒转速的失速。因此,能够不使套筒36与第三离合环30的相对转速(旋转差)减少而维持高的相对转速,从而使高齿36a1与离合器前齿30b1的侧面30b9快速地抵接。并且,能够将离合器前齿30b1的侧面30b9作为引导件而将高齿36a1嵌入离合器后齿30b2与离合器前齿30b1之间。由此,能够进行快速的变速动作。
(实施例2)
下面,参照附图说明将具有本发明的自动变速器用爪形离合器控制装置的自动变速器应用于车辆的第二实施方式。
本实施方式的自动变速器用爪形离合器控制装置的换挡棘爪机构58,除了具有将套筒36定位于中立位置的中立定位凹部60N和将套筒36定位于啮合位置的左右的啮合定位凹部60R、60L之外,还具有使套筒36的高齿36a1在第三以及第四离合环30、32的离合器后齿30b2的前端面30b6等的跟前停止的两个停止定位凹部60SR、60SL,这一点与第一实施方式不同。下面,基于图10进行详细的说明。由于其它的结构相同,所以赋予相同的附图标记并省略说明。
换挡棘爪机构58设置在叉轴40b的第一壁22b附近。如图10所示,换挡棘爪机构58主要具有:设置在叉轴40b的外周的定位凹部60(60N、60L、60R、60SL、60SR)、嵌入定位凹部60中的锁止构件(锁止球)62、引导锁止构件62的进退的引导构件64、向接近叉轴40b的方向对锁止构件62施力的施力构件(螺旋弹簧)66。
如图10所示,定位凹部60在叉轴40b的外周面上以在轴线方向排列多个的方式设置。各定位凹部60通过相对且相邻的倾斜面61a、61b形成为凹状,在两侧设置有啮合定位凹部60R、60L,在中央设置有中立定位凹部60N,在左右的啮合定位凹部60R、60L与中立定位凹部60N之间设置有左右的停止定位凹部60SR、60SL。
当在套筒36未与第三离合环30以及第四离合环32接触的中立位置(空挡位置)停止的停止位置停止时,中立定位凹部60N嵌入锁止构件62。锁止构件62嵌入的位置与高齿36a1停止的各停止位置相对应。在图10中,在锁止构件62嵌入右侧的右啮合定位凹部60R中时,套筒36在与第三离合环30的爪形离合器部30a啮合的第三啮合位置(相当于后端位置RE)停止。在图10中,在锁止构件62嵌入左侧的左啮合定位凹部60L中时,套筒36在与第四离合环32的爪形离合器部(省略图示)啮合的第四啮合位置(省略图示)停止。
在锁止构件62嵌入于设置在中立定位凹部60N与右啮合定位凹部60R之间的右停止定位凹部60SR内时,套筒36的高齿36a1在第三离合环30的离合器后齿30b2的前端面30b6之前的停止位置停止。在锁止构件62嵌入于设置在中立定位凹部60N与左啮合定位凹部60L之间的左停止定位凹部60SL内时,套筒36的高齿在第四离合环32的离合器后齿(省略图示)的端面之前的停止位置(省略图示)停止。
引导构件64形成为圆筒状,引导构件64的基端部通过支架部64a利用例如多个螺钉68固定在外壳22上。在引导构件64内,施力构件(螺旋弹簧)66以按压状态被嵌入设置,在施力构件66的顶端,可相对旋转地安装有钢制的锁止构件(锁止球)62。锁止构件62被施力构件66从与叉轴40b垂直的方向向叉轴40b施力。锁止构件62通过施力从引导构件64的顶端部前进而嵌入叉轴40b的定位凹部60中,并且通过克服施力构件66的作用力的外力能够后退至引导构件64中。在叉轴40b在轴线SCL方向上滑动时,锁止构件62越过嵌入的定位凹部60的缘部(倾斜面61a、61b的端缘(顶部)70)移动至相邻的定位凹部60而嵌入该相邻的定位凹部60中。利用嵌入的位置限制叉轴40b的轴线SCL方向的移动。
其它的结构与第一实施方式相同,因此,赋予相同的附图标记并省略说明。
接着,下面基于图10~图15说明上述的自动变速器用爪形离合器装置的动作。
首先,套筒36与第一实施方式相同,位于第三离合环30以及第四离合环32之间,并且被定位于套筒36的花键(内齿)36a未与第三离合环30以及第四离合环32中的任一个的爪形离合器齿30b等卡合的空挡(中间位置)。
另外,如图12所示,将离合器后齿30b2的前端面30b6之前的位置作为第五行程位置S5。该第五行程位置S5与换挡棘爪机构58中的处于中立定位凹部60N与啮合定位凹部60L、60R之间的凸部的顶部70相对应,在锁止构件62越过顶部70时,锁止构件62抵接的叉轴40b的倾斜面61a、b的倾斜切换至反向,因此,由施力构件66的加载力施加至倾斜面61b的按压力带来的推力的方向切换为使叉轴40b向第三离合环30侧(使套筒36移向第三爪形离合器部30a侧)移动的方向。另外,第四行程位置S4与左停止定位凹部60SL对应设置,在锁止构件62嵌入左停止定位凹部60SL中时,在第四行程位置S4稍微之前(例如之前0.5mm)的位置,高齿36a1的前端面36a4停止。其它的行程位置S与第一实施方式相同。
控制装置10接收开始变速的信号,在轴动装置40的线性促动器40i上施加能够产生规定的推力负荷的控制电流(图11中的步骤S201,下面记载为“S201”)。通过线性促动器40i使驱动轴40h伸长,使叉轴40b移动,通过叉40a使套筒36向第三离合环30侧滑动。套筒36一边相对于第三离合环30以旋转差进行相对旋转一边接近。此时,控制装置10施加一定的推力负荷F1(S202)。
并且,控制装置10通过行程位置传感器38来检测套筒36的高齿36a1的位置。高齿36a1的前端面36a4与离合器前齿30b1的前端面30b5或倒角部30b3接触,但在未达到行程位置S1而被弹起时(图12中的A点),通过推力负荷F1使套筒36再次接近第三离合环30。该推力负荷F1是如下的推力负荷:在套筒36与第三离合环30的相对旋转超前而无法使高齿36a1与第三爪形离合器部30a的规定的离合器前齿30b1卡合后,在该第三爪形离合器部30a以及该套筒36进一步相对旋转而到达下一个离合器前齿30b1的期间的时间内,产生能够进入旋转结合范围的速度。具体而言,根据套筒36以及第三爪形离合器部30a的外径、啮合的各齿的间距、套筒36与第三爪形离合器部30a的相对旋转速度等,进行适当运算并控制上述推力负荷F1。
接着,使套筒36接近第三离合环30,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第一行程位置S1的情况下(S203),控制装置10将通过轴动装置40施加的推力负荷变更为停止推力负荷F4’(S204)。停止推力负荷F4’是对向前进的方向移动的套筒36制动直到即将停止的负荷,在多数情况下,施加负的推力负荷。
而且,使套筒36接近第三离合环30,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第五行程位置S5的情况下(S205),将轴动装置40的推力负荷变为0。在高齿36a1的前端面36a4到达了第五行程位置S5的情况下,如图13所示,锁止构件62到达倾斜面61b的端缘(顶部70)。
在轴动装置40的推力负荷变为0后,只通过在锁止构件62按压叉轴40b的外周的倾斜面61b时所产生的轴线方向分量的推力,使套筒36前进(参照图14)。高齿36a1借助作用力移动,直到锁止构件62到达左停止定位凹部60SL为止。并且,判断套筒36的速度V是否到达了规定速度Va(例如,0)以下(S207)。在锁止构件62到达了左停止定位凹部60SL时,由于锁止构件嵌入凹部中,所以套筒36的轴线方向SCL的速度V变为0(参照图15)。
在步骤207中,在判断为套筒36的速度V在规定速度Va以下时,控制装置10对套筒36施加相对旋转确保推力负荷F2(S208)。
接着,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第二行程位置S2的情况(或套筒转速检测传感器39检测到套筒36的转速显著减少的情况)下(S209),控制装置10判断为高齿36a1以及低齿36a2开始与离合器后齿30b2啮合,并将通过轴动装置40施加的推力负荷变更为F3(S210)。通过该F3的推力负荷,并利用离合器前齿30b1的侧面30b9进行引导,将高齿36a1嵌入离合器前齿30b1与离合器后齿30b2之间。此时,套筒36的低齿36a2与包含第三离合环30的离合器后齿30b2在内的全部的爪形离合器齿30b同时啮合。
而且,使套筒36接近第三离合环30,在通过行程位置传感器38检测到高齿36a1的前端面36a4到达了第三行程位置(后端位置RE)S3的情况下(S211),控制装置10判断为套筒36与第三离合环30完全啮合,从而停止施加轴动装置40的推力负荷(S212)。
由上述说明可知,根据本实施方式中的自动变速器用爪形离合器的控制,通过锁止构件62的加载力作用于倾斜面61b产生的反作用力(推力),使叉轴40b在轴线SCL方向移动,从而能够将套筒36的高齿36a1可靠地定位于与离合器后齿30b2的前端面30b6抵接前的位置。由此,防止高齿36a1被离合器后齿30b2弹起,防止套筒36与第三离合环30的旋转差减少,因此,能够缩短到达了离合器后齿30b2的高齿36a1接近离合器前齿30b1的侧面30b9的时间,从而能够进行快速的变速动作。
另外,在锁止构件62到达倾斜面61b的端缘(顶部)70的时刻,因停止施加轴动装置40的推力负荷,只通过锁止构件62作用于倾斜面61b产生的小的反作用力(比轴动装置40的线性促动器40i的推力小的力),就能使套筒36的高齿36a1前进。并且,该套筒36的高齿36a1接近离合器后齿30b2的速度变得微小。这样,通过将套筒36的高齿36a1的速度变得微小,能够防止被弹起,即使被弹起也能够降低被弹起的量,从而能够降低旋转差的减少。
另外,在施加停止推力负荷F4’后的规定的时机到达了离合器后齿30b2的高齿,通过被施加能够确保相对旋转的相对旋转确保推力负荷F2,能够以不产生与离合器后齿30b2的带动等的方式快速地移动至离合器前齿30b1的侧面30b9,因此,能够使套筒36与第三离合环30快速地啮合。
此外,在上述实施方式中,作为附加相对旋转确保推力负荷F2的条件,将套筒36的速度V减少至规定速度Va,但并不限定于此,例如,也可以是行程位置S到达离合器后齿的端面或端面附近,或者,在附加停止推力负荷F4、F4’后,利用计时器计时规定时间。
另外,换挡棘爪机构58,除了具有将套筒36定位于中立位置的中立定位凹部60N和将套筒36定位于啮合位置的左右的啮合定位凹部60R、60L,还具有使套筒36的高齿36a1在第三以及第四离合环30、32的离合器后齿30b2的前端面30b6等跟前停止的两个停止定位凹部60SR、60SL,但并不限定于此,例如,也可以没有中立定位凹部60N以及左右的啮合定位凹部60R、60L,只将两个停止定位凹部60SR、60SL设置在外周。
另外,本实施方式中的离合器前齿在离合环的圆周上相对设有两根,但并不限定于此,例如,也可以在离合环的圆周上以均等的距离配置三根或三根以上。
另外,作为爪形离合器变速机构,由套筒、第三离合环以及第四离合环等构成,,但并不限定于此,例如,也可以由套筒、第一离合环(第一输出齿轮)以及第二离合环(第二输出齿轮)等构成。
另外,经由离合器12与发动机11的输出轴旋转连接的自动变速器的输入轴(输入轴)22为旋转轴,但并不限定于此,例如,也可以将从自动变速器将转矩传递至驱动轮侧的输出轴作为旋转轴。具体而言,该自动变速器具有:经由离合器与发动机的输出轴连接的自动变速器的输入轴;与该输入轴平行设置并且经由传递齿轮被旋转连接的中间轴;具有与该中间轴平行的旋转轴线且设置有与设在所述中间轴上的多个传递齿轮啮合的多个空转齿轮的输出轴,在自动变速器的结构中,也可以将该输出轴作为旋转轴。在该情况下,套筒侧具有大的惯性矩,离合环侧具有小的惯性矩(自由状态)。
另外,作为与自动变速器的输入轴旋转连接的旋转轴,包含本实施方式那样的旋转轴与输入轴直接连接的情况,作为与自动变速器的输出轴旋转连接的旋转轴,包含旋转轴与输出轴(输出轴)直接连接的情况。
本发明不仅限于上述记载以及附图所示的实施方式,还能在不脱离主旨的范围内进行适当的变更来实施。
产业上的可利用性
能够利用于需要进行快速的变速动作的自动变速器用爪形离合器控制装置。
附图标记的说明:
10控制装置·自动变速器用爪形离合器控制装置
10a运算部
13自动变速器
22外壳
24输入轴·旋转轴(输入轴)
30离合环·爪形离合器变速机构(第三离合环)
30a爪形离合器部(第三爪形离合器部)
30b1离合器前齿
30b2离合器后齿
30b3倒角部(离合器前齿的倒角部)
30b6端面(离合器后齿的前端面)
32爪形离合器变速机构(第四离合环)
34离合毂·爪形离合器变速机构
36套筒·爪形离合器变速机构
36a花键(内齿)
36a1高齿
36a2低齿
36a5齿槽(花键的齿槽)
38行程位置传感器·爪形离合器变速机构
40轴动装置·爪形离合器变速机构
40a换挡拨叉
40b叉轴
42输出轴(输出轴)
58换挡棘爪机构
60定位凹部
60SL左停止定位凹部
60SR右停止定位凹部
61a、61b倾斜面
62锁止构件
70倾斜面的端缘(顶部)
FE前端面(爪形离合器部的前端面)
RE后端位置
SCL轴线(旋转轴线)
t规定量

Claims (7)

1.一种自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
具有旋转轴、爪形离合器变速机构和控制装置,
所述旋转轴与自动变速器的输入轴以及输出轴中的一方旋转连接,并能够围绕轴线旋转地被支承,
所述爪形离合器变速机构具有:
离合环,能够旋转地被所述旋转轴支承,并与所述输入轴以及输出轴中的另一方旋转连接,
离合毂,与所述离合环相邻地固定在所述旋转轴上,
套筒,利用花键限制与所述离合毂相对旋转,并且能够沿着所述轴线方向移动地与所述离合毂嵌合,
轴动装置,通过换挡拨叉使所述套筒沿着轴线方向移动,
爪形离合器部,形成为所述离合环的向所述套筒侧突出的啮合部,根据所述套筒的在轴线方向上的移动能够与所述花键进行齿间卡合或分离,
行程位置传感器,用于检测所述套筒在所述轴线方向上的移动位置;
所述花键形成为,多个高齿的齿高高于剩余的低齿的齿高,
所述爪形离合器部的离合器前齿在与所述高齿对应的位置上,从所述爪形离合器部的前端面延伸至所述爪形离合器部的后端位置,所述离合器前齿的外径比所述高齿的内径大且比所述低齿的内径小,
能够与所述花键的齿槽啮合的离合器后齿从特定位置延伸至所述爪形离合器部的后端位置,该特定位置是从所述爪形离合器部的前端面后退了规定量的位置;
所述控制装置具有运算部,该运算部基于所述行程位置传感器在规定时刻的检测位置运算所述套筒的移动速度,所述控制装置基于所述行程位置传感器的检测位置以及所述套筒的移动速度来控制所述轴动装置的动作;
所述控制装置在所述高齿通过了所述离合器前齿的设置有相对于旋转方向倾斜地形成的倒角部的倒角位置后施加停止推力负荷,该停止推力负荷用于在所述高齿与所述离合器后齿的端面抵接前使所述高齿的前进停止。
2.如权利要求1所述的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
所述轴动装置还具有换挡棘爪机构,
该换挡棘爪机构具有:
叉轴,在外周面刻设有停止定位凹部,能够沿着轴线方向滑动地支承在外壳上,并且固定有所述换挡拨叉,所述停止定位凹部通过相对且相邻的倾斜面形成为凹状,并在所述高齿与所述离合器后齿的前端面将要抵接的位置对所述高齿进行定位;
锁止构件,设置在所述外壳上,通过施力构件向与所述叉轴垂直的方向施力,并且能够嵌入所述定位凹部中。
3.如权利要求2所述的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
所述换挡棘爪机构的所述叉轴具有:
中立定位凹部,设置在所述叉轴的外周面上,并相邻配置在所述停止定位凹部的轴线方向的一侧,并且在所述套筒与所述离合环的所述爪形离合器部未啮合的中立位置嵌入有所述锁止构件,对所述套筒进行定位,
啮合定位凹部,设置在在所述叉轴的外周面上,并相邻配置在所述停止定位凹部的轴线方向的另一侧,并且在使所述套筒与所述啮合部啮合的啮合位置嵌入有所述锁止构件,对所述套筒进行定位。
4.如权利要求2或3所述的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
在所述锁止构件到达所述停止定位凹部的所述倾斜面的端缘的时刻,所述控制装置停止施加所述停止推力负荷。
5.如权利要求1~4中任一项所述的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
在施加所述停止推力负荷后,在所述高齿到达所述离合器后齿的规定的时机,所述控制装置对所述高齿施加相对旋转确保推力负荷,该相对旋转确保推力负荷克服所述高齿以及所述离合器后齿的端面彼此抵接所产生的摩擦力来确保所述高齿以及所述离合器后齿的相对旋转。
6.如权利要求5所述的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
所述停止推力负荷是对所述套筒进行制动直到将要停止的负的推力负荷,
在施加所述相对旋转确保推力负荷后,所述控制装置对所述高齿施加能够嵌入的推力负荷,该能够嵌入的推力负荷能够克服在所述高齿以及所述低齿和所述离合器前齿以及离合器后齿之间所产生的摩擦力,使所述高齿嵌入所述离合器前齿与所述离合器后齿之间,
所述能够嵌入的推力负荷是比所述相对旋转确保推力负荷大的推力负荷。
7.如权利要求2所述的自动变速器用爪形离合器控制装置,其特征在于,
在被所述离合器前齿弹起的所述高齿与所述离合器前齿相对旋转而到达下一个离合器前齿为止的时间内,所述控制装置对所述高齿施加规定推力负荷,直到所述高齿从未与所述爪形离合器部啮合的中立位置移动至所述离合器前齿的所述倒角位置为止,该规定推力负荷使所述高齿产生能够进入弹起所述高齿的所述离合器前齿与所述下一个离合器前齿之间的速度,
在施加所述规定推力负荷后,所述控制装置对所述高齿施加使所述高齿停止前进的所述停止推力负荷,直到所述锁止构件到达所述停止定位凹部的所述倾斜面的端缘为止,
在施加所述停止推力负荷后,在所述套筒的移动速度变为在能够防止所述高齿被所述离合器后齿的前端面弹起的规定速度以下时,所述控制装置对所述高齿施加相对旋转确保推力负荷,该相对旋转确保推力负荷克服所述高齿以及所述离合器后齿的端面彼此抵接所产生的摩擦力来确保所述高齿以及所述离合器后齿的相对旋转,
在施加所述相对旋转确保推力负荷后,在所述高齿通过所述离合器后齿的设置有相对于所述离合器后齿的旋转方向倾斜的倒角部的倒角位置后,所述控制装置对所述高齿施加能够嵌入的推力负荷,该能够嵌入的推力负荷克服在所述高齿以及所述低齿和所述离合器前齿以及所述离合器后齿之间所产生的摩擦力,使所述高齿能够嵌入所述离合器前齿与所述离合器后齿之间。
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