DE102019106917B4

DE102019106917B4 - Getriebe

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Publication number: DE102019106917B4
Application number: DE102019106917.3A
Authority: DE
Inventors: Kohei Matsuura; Hiroyuki Kojima; Kazuhiko Nakamura; Kazumitsu Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2023-07-20
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: JP6716625B2; US11199258B2; JP2019178752A; DE102019106917A1; US20190301600A1

Abstract

Getriebe (T), das in einer Antriebseinheit (P) für ein Sattelfahrzeug (1) mit einem Verbrennungsmotor (E) enthalten ist, wobei das Getriebe (T) Folgendes umfasst:Antriebswellen (31, 32), die Kraft von einer Kurbelwelle (23) des Verbrennungsmotors (E) aufnehmen;eine Ausgangswelle (33), welche die Kraft von der Kurbelwelle (23) aufnimmt;eine Zahnradgruppe (G), die die Kraft von den Antriebswellen (31, 32) auf die Ausgangswelle (33) überträgt;ein in mehreren Zahnrädern der Zahnradgruppe (G) enthaltenes Schaltrad (66), wobei das Schaltrad (66) relativ drehbar durch mindestens eine Welle (67) der Antriebswellen (31, 32) und der Ausgangswelle (33) gelagert ist und einen Schaltkranz (66t) aufweist;einen Schaltmechanismus (60) mit einer Hülse (61) und einem Synchronring (63), wobei die Hülse (61) beweglich in axialer Richtung von der Welle (67) gelagert ist, während eine relative Drehung unterdrückt wird, wobei der Synchronring (63) zwischen dem Schaltrad (66) und der Hülse (61) angeordnet ist, wobei der Synchronring (63) Ringzähne (63t) aufweist, welche zwischen Hülsenzähnen (61t) der Hülse (61) und dem Schaltkranz (66t) angeordnet sind, wobei die Hülse (61) derart ausgeführt ist, dass durch ihre Bewegung eine innere Umfangsfläche (63a) des Synchronrings (63) mit einem vorstehenden zylinderförmigen Teil (66ss) des Schaltrades (66) in Kontakt kommt, wodurch sich die Hülse (61) mit dem Schaltrad (66) synchronisiert, wobei die Hülse (61) derart ausgeführt ist, dass weiterhin durch ihre Bewegung die Hülsenzähne (61t) mit den Ringzähnen (63t) in Kontakt und in Eingriff kommen und danach die Hülsenzähne (61t) mit dem Schaltkranz (66t) in Kontakt und in Eingriff kommen, wodurch die Hülse (61) in das Schaltrad (66) eingreift, was zur Festlegung einer Gangstufe führt; undeinen Schaltbetätigungsmechanismus (70), der die Hülse (61) zum Bewegen in axialer Richtung veranlasst, indem er eine Schubkraft (F) zum Schieben der Hülse (61) zu dem Schaltrad (66) aufbringt und die Schubkraft (F) von einer Antriebskraft eines Aktuators (72) erzeugt wird,wobei das Getriebe (T) weiterhin Folgendes umfasst:eine Motordrehzahlmesseinheit (101), die eine Motordrehzahl (Ne) des Verbrennungsmotors (E) misst;eine Hülsenpositionsmesseinheit (102), die eine Position der Hülse (61) misst; undein Schaltsteuersystem (100), das den Schaltmechanismus (60) steuert,wobei das Schaltsteuersystem (100) dazu ausgeführt ist, den Aktuator (72) derart zu steuern, dass die Schubkraft (F) als eine konstante Schubkraft der Verzahnungsphase (Fg) während einer Verzahnungsphase gesteuert wird, die Verzahnungsphase zu einer vorgegebenen Zeit, bevor Spitzen der Hülsenzähne (61t) der Hülse (61) mit Spitzen des Schaltkranzes (66t) des Schaltrades (66) kollidieren, beginnt und dann endet, wenn eine vorgegebene Zeit nach der Kollision zwischen den Hülsenzähnen (61t) und dem Schaltkranz (66t) abgelaufen ist,die Schubkraft der Verzahnungsphase (Fg) auf der Basis einer Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase, welche zu Beginn der Verzahnungsphase gemessen wird, derart gesteuert wird, dass sie ansteigt, wenn die Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase ansteigt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Synchronisiereinrichtung für ein Sattelfahrzeug.
Ein Getriebe mit einer eine Hülse, eine Nabe und einen Synchronring aufweisenden Synchronisiereinrichtung wird zur Gangschaltung eingesetzt. Wenn ein Fahrer zum Beschleunigen schaltet, kann zum Bewegen der Hülse zu dem Schaltrad in möglichst kurzer Zeit durch Aufbringen einer Schubkraft die Bewegungsgeschwindigkeit der Hülse des Getriebes derart gesteuert werden, dass sie ansteigt, wenn eine gemessene oder eine geschätzte Beschleunigung in einer Längsrichtung eines Fahrzeugs ansteigt. Ein derartiges bestehendes Verfahren ist in der Patentliteratur 1 offenbart.
Das Getriebe mit einer derartigen Synchronisiereinrichtung kann als Getriebe eines Sattelfahrzeuges eingesetzt werden. In diesem Fall ist das Getriebe in eine Antriebseinheit eingebaut, welche freiliegend an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist, und somit ist für einen Fahrer ein Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen Hülsenzähnen der Synchronisiereinrichtung und einem Schaltkranz des Schaltrades gut hörbar. Aus diesem Grund ist es notwendig, das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen den Hülsenzähnen und dem Schaltkranz beim Schalten zu verringern.
Patentliteratur 1: Japanisches Patent JP 5 313 938 B2
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Getriebe mit einer Synchronisiereinrichtung für ein Sattelfahrzeug bereitzustellen, in dem ein Antrieb freiliegend an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Das Getriebe verringert ein Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen einer Hülse und einem Schaltrad, wenn eine Motordrehzahl gering ist und das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen der Hülse und dem Schaltrad gut hörbar ist. Weiterhin erfüllt das Getriebe eine Anforderung eines Fahrers nach raschem Schalten von Gängen, wenn die Motordrehzahl hoch ist und das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen der Hülse und dem Schaltrad in einem Motorgeräusch untergeht und relativ schwer zu hören ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Getriebe bereit, das in einer Antriebseinheit für ein Sattelfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor enthalten ist. Das Getriebe weist Antriebswellen, die Kraft von einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors erhalten, eine Ausgangswelle, die die Kraft von der Kurbelwelle erhält, eine Zahnradgruppe, die die Kraft von den Antriebswellen auf die Ausgangswelle überträgt, sowie ein Schaltrad auf. Das Schaltrad ist in mehreren Zahnrädern der Zahnradgruppe enthalten, und das Schaltrad ist durch mindestens eine Welle der Antriebswellen und der Ausgangswelle relativ drehbar gelagert und weist einen Schaltkranz auf. Das Getriebe weist außerdem einen Schaltmechanismus auf, der eine Hülse und einen Synchronring umfasst. Die Hülse ist durch die eine Welle beweglich in axialer Richtung gelagert, während eine Relativdrehung unterdrückt wird. Der Synchronring ist zwischen dem Schaltrad und der Hülse angeordnet. Der Synchronring hat Ringzähne, die zwischen Hülsenzähnen der Hülse und dem Schaltkranz angeordnet sind. Die Hülse ist so ausgeführt, dass sie sich bewegt, um einen Kontakt einer Innenumfangsfläche des Synchronrings mit einem vorstehenden zylinderförmigen Teil des Schaltrades zu bewirken, wodurch sich die Hülse mit dem Schaltrad synchronisiert. Die Hülse ist dazu ausgeführt, dass sie sich weiterhin bewegt, so dass die Hülsenzähne in Kontakt und in Eingriff mit den Ringzähnen kommen und dass danach die Hülsenzähne in Kontakt und in Eingriff mit dem Schaltkranz kommen, wodurch die Hülse in das Schaltrad eingreift, was zur Festlegung einer Gangstufe führt. Das Getriebe weist außerdem einen Schaltbetätigungsmechanismus auf, durch den sich die Hülse durch Aufbringen einer Schubkraft zum Schieben der Hülse zu dem Schaltrad in axialer Richtung bewegt. Die Schubkraft wird durch eine Antriebskraft eines Aktuators erzeugt. Das Getriebe weist ferner eine Drehzahlmesseinheit, die eine Motordrehzahl der Verbrennungsmaschine misst, eine Hülsenpositionsmesseinheit, die eine Position der Hülse misst, und ein Schaltsteuersystem auf, das den Schaltmechanismus steuert. Das Schaltsteuersystem steuert den Aktuator derart, dass die Schubkraft so gesteuert wird, dass sie eine konstante Schubkraft der Verzahnungsphase während einer Verzahnungsphase darstellt. Die Verzahnungsphase beginnt zu einer vorgegebenen Zeit, bevor Spitzen der Hülsenzähne der Hülse mit Spitzen des Schaltkranzes des Schaltrades kollidieren, und endet, wenn eine vorgegebene Zeit nach der Kollision zwischen den Hülsenzähnen und dem Schaltkranz verstrichen ist. Die Schubkraft der Verzahnungsphase wird auf der Basis einer Motordrehzahl in der Verzahnungsphase gesteuert, die zu Beginn der Verzahnungsphase gemessen wird, so dass sie sich erhöht, wenn sich die Motordrehzahl in der Verzahnungsphase erhöht.
Das Getriebe mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann in einem Sattelfahrzeug verwendet werden, in dem ein Verbrennungsmotor zur Außenseite freiliegt und so angeordnet ist, dass er nahe einem Fahrer angeordnet ist, wodurch ein Klopfgeräusch aufgrund einer Kollision zwischen einer Hülse und einem Zahnrad gut zu hören ist. In diesem Fall verringert das Getriebe ein Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen Hülsenzähnen der Hülse und einem Schaltkranz eines Schaltrades, indem die Schubkraft für die Hülse verringert wird, wenn eine Motordrehzahl gering ist und ein Motorgeräusch leise ist. Das Getriebe stellt eine hohe Schaltgeschwindigkeit durch Erhöhung der Schubkraft bereit, wenn die Motordrehzahl hoch ist, und das kollisionsbedingte Klopfgeräusch geht in einem lauten Motorgeräusch unter und ist für einen Fahrer schwer zu hören. Somit erfüllt das Getriebe eine Anforderung eines Fahrers nach raschem Schalten der Zahnräder, was tendenziell dann erfolgt, wenn die Motordrehzahl hoch ist.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann das Schaltsteuersystem unter Einsatz einer Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase arbeiten, welche bezüglich der Motordrehzahl in der Verzahnungsphase festgelegt wird. Ist die Motordrehzahl in der Verzahnungsphase geringer als die Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, kann das Schaltsteuersystem die Schubkraft der Verzahnungsphase derart steuern, dass sie ein vorgegebener erster Festwert der Verzahnungsphase ungeachtet der Motordrehzahl in der Verzahnungsphase ist. Der erste Festwert der Verzahnungsphase ist nicht größer als eine berechnete Verzahnungsphasen-Schubkraft bei der Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase.
Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Abfall der Schaltgeschwindigkeit und ermöglicht die Aufrechterhaltung einer niedrigsten geeigneten Schaltgeschwindigkeit, wenn die Motordrehzahl gering ist.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann das Schaltsteuersystem auch unter Einsatz einer Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase arbeiten, welche relativ zur Motordrehzahl in der Verzahnungsphase derart festgelegt wird, dass sie höher als die Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist. Wenn die Motordrehzahl in der Verzahnungsphase höher als die Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist, kann das Schaltsteuersystem die Verzahnungsphasen-Schubkraft derart steuern, dass sie ein vorgegebener zweiter Festwert der Verzahnungsphase ist. Der zweite Festwert der Verzahnungsphase ist nicht geringer als eine berechnete Verzahnungsphasen-Schubkraft bei der Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase.
Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Anstieg der Schaltgeschwindigkeit, wenn die Motordrehzahl hoch ist, wodurch das kollisionsbedingte Klopfgeräusch verringert wird, was zu einem Schutz der Hülse und des Zahnrades führt. Weiterhin erfolgt durch diesen Vorgang die Änderung der Schaltgeschwindigkeit für einen Fahrer unbemerkt. Entsprechend wird sowohl eine Verringerung des kollisionsbedingten Klopfgeräuschs als auch eine Optimierung der Schaltgeschwindigkeit erzielt.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann der Schaltmechanismus einen Schaltvorgang mit einer Leerlaufphase, einer Hülsenbewegungsphase, einer Synchronisierungsphase, der Verzahnungsphase und einer Schubphase durchführen. Während der Leerlaufphase bewegt sich die Hülse nicht zu dem Schaltrad. Die Hülsenbewegungsphase beginnt, wenn die Hülse sich zu bewegen beginnt, und endet, bevor der Synchronring gegen das vorstehende zylinderförmige Teil des Schaltrades gedrückt wird, wodurch eine Erzeugung von Reibung beginnt, und die Hülse beginnt, sich mit dem Schaltrad zu synchronisieren. Die Synchronisierungsphase beginnt zu Beginn der Synchronisation und endet vor dem Beginn der Verzahnung. Die Verzahnungsphase beginnt zu Beginn der Verzahnung und endet vor dem Ende der Verzahnung, nachdem die Hülsenzähne der Hülse die Ringzähne des Synchronrings zur Seite schieben und mit dem Schaltkranz des Schaltrades kollidieren. Die Schubphase beginnt am Ende der Verzahnung und endet, wenn die Hülsenzähne mit einer Zahnradwand des Schaltrades kollidieren, wodurch das Schalten der Zahnräder abgeschlossen ist. Das Schaltsteuersystem kann in der Synchronisierungsphase unter Einsatz einer konstanten Schubkraft der Synchronisierungsphase als Schubkraft eine Schaltsteuerung durchführen. Das Schaltsteuersystem kann eine Steuerung auf der Basis der Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase durchführen, welche zu Beginn der Synchronisierungsphase gemessen wird, so dass sich die konstante Schubkraft der Synchronisierungsphase erhöht, wenn sich die Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase erhöht.
Dieser Vorgang verringert das kollisionsbedingte Klopfgeräusch zwischen den Hülsenzähnen der Hülse und dem Schaltkranz des Schaltrades, indem die Schubkraft für die Hülse bei geringer Motordrehzahl verringert wird, und ein Motorgeräusch ist leise. Dieser Vorgang stellt eine hohe Schaltgeschwindigkeit durch Erhöhung der Schubkraft bei hoher Motordrehzahl bereit, und das kollisionsbedingte Klopfgeräusch geht in einem lauten Motorgeräusch unter und ist für einen Fahrer kaum hörbar. Somit erfüllt dieser Vorgang eine Anforderung eines Fahrers nach schnellem Schalten der Zahnräder, welche tendenziell auftritt, wenn die Motordrehzahl hoch ist. In dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird die Schubkraft der Synchronisierungsphase auf der Basis der Motordrehzahl zu Beginn der Synchronisierungsphase in der Synchronisierungsphase gesteuert, die unmittelbar vor der Verzahnungsphase liegt, in welcher das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen den Hülsenzähnen der Hülse und dem Schaltkranz des Schaltrades auftritt. Somit verringert der vorstehend beschriebene Aufbau das kollisionsbedingte Klopfgeräusch und sorgt für schnelles Schalten der Zahnräder, was eine Anforderung eines Fahrers erfüllen kann.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann das Schaltsteuersystem auch unter Einsatz einer Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase arbeiten, welche bezüglich der Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase festgelegt wird. Wenn die Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase niedriger ist als die Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, dann kann das Schaltsteuersystem die Schubkraft der Synchronisierungsphase derart steuern, dass sie ungeachtet der Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase ein vorgegebener erster Festwert der Synchronisierungsphase ist. Der erste Festwert der Synchronisierungsphase ist nicht größer als eine berechnete Schubkraft der Synchronisierungsphase bei der Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase.
Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Abfall der Schaltgeschwindigkeit und ermöglicht die Aufrechterhaltung einer niedrigsten geeigneten Schaltgeschwindigkeit bei niedriger Motordrehzahl.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann das Schaltsteuersystem auch unter Einsatz einer Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase arbeiten, welche bezüglich der Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase derart festgelegt wird, dass sie höher als die Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase ist. Wenn die Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase höher ist als die Drehzahl zum Beenden der Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, kann das Schaltsteuersystem die Schubkraft der Synchronisierungsphase derart steuern, dass sie ein vorgegebener zweiter Festwert der Synchronisierungsphase ist. Der zweite Festwert der Verzahnungsphase ist nicht geringer als eine berechnete Schubkraft der Verzahnungsphase bei der Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase.
Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Anstieg der Schaltgeschwindigkeit, wenn die Motordrehzahl hoch ist, und verringert das kollisionsbedingte Klopfgeräusch, was zum Schutz der Hülse und des Zahnrades führt. Außerdem erfolgt durch diesen Vorgang die Änderung der Schaltgeschwindigkeit für einen Fahrer unbemerkt. Entsprechend wird sowohl eine Verringerung des kollisionsbedingten Klopfgeräusches als auch eine Optimierung der Schaltgeschwindigkeit erzielt.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau kann während der Schubphase eine Feedback-Steuerung durchgeführt werden, indem ein Unterschied einer Ist-Position von einer Zielposition der Hülse als Eingabewert zur Steuerung der Schaltung der Zahnräder verwendet wird.
In dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird die Schubkraft derart gesteuert, dass sie die Schaltgeschwindigkeit in der Schubphase erhöht. Diese Steuerung erfolgt, da das Klopfgeräusch, das in der Schubphase erzeugt wird, im Vergleich zu dem in der Verzahnungsphase gering ist.
Das Getriebe gemäß vorliegender Erfindung kann als ein Getriebe eines Sattelfahrzeuges eingesetzt werden, in dem eine Antriebseinheit an einer Fahrzeugkarosserie freiliegend befestigt ist. In diesem Fall verringert das Getriebe ein Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen einer Hülse und einem Schaltrad, wenn eine Motordrehzahl niedrig ist, und das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen der Hülse und dem Schaltrad ist gut hörbar. Weiterhin erfüllt das Getriebe eine Anforderung eines Fahrers nach schnellem Schalten der Zahnräder, wenn die Motordrehzahl hoch ist, und das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen der Hülse und dem Schaltrad geht in einem Motorgeräusch unter und ist relativ schwer zu hören.

1 zeigt eine rechte Seitenansicht eines Motorrades mit montierter Antriebseinheit nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine rechte Seitenansicht der Antriebseinheit.
3 zeigt eine linke Seitenansicht der Antriebseinheit, von welcher eine Gehäuseabdeckung entfernt ist.
4 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie IV-IV aus 2.
5 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Linie V-V aus 3.
6 zeigt eine Schnittansicht der Umgebung eines Getriebes.
7 zeigt eine Schnittansicht der Umgebung eines Schaltmechanismus.
8 zeigt eine Schnittansicht der Umgebung des Schaltmechanismus.
9A bis 9G sind schematische Zeichnungen eines Synchronisierungsvorganges einer Synchronisiereinrichtung in Zeitfolge.
10 ist eine schematische Zeichnung des Getriebes.
11 zeigt eine Beziehung zwischen einer Gangstufenänderung und einem Übersetzungsverhältnis.
12 stellt ein Diagramm dar, das ein erzeugtes Zahnradgeräusch G, Geräuschdruck, ein Tastverhältnis eines Schaltmotors und einen Drehwinkel einer Schalttrommel in einem Schaltvorgang des Getriebes zeigt.
13 stellt ein Diagramm dar, das ein Tastverhältnis der Verzahnungsphase und ein Tastverhältnis der Synchronisierungsphase bezüglich einer Motordrehzahl Ne zeigt.

Ein Getriebe T einer Antriebseinheit P gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
In Beschreibungen in dieser Schrift sowie in Ansprüchen stellen eine Vorwärts-Rückwärts- bzw. Längsrichtung, eine Links-Rechts- bzw. Querrichtung und eine Oben-Unten- bzw. Höhenrichtung Richtungen bezüglich eines Fahrzeuges in einem Zustand dar, in dem eine Antriebseinheit gemäß vorliegender Erfindung an einem Fahrzeug, insbesondere einem Motorrad, montiert ist. Die Zeichnungen zeigen Pfeile FR, RE, RH, LH, UP and DW, welche eine Vorwärts-Richtung, eine Rückwärts-Richtung, eine Richtung nach rechts, eine Richtung nach links, eine Richtung nach oben bzw. eine Richtung nach unten darstellen.
1 zeigt ein Motorrad 1 mit einem Karosserierahmen 2. Der Karosserierahmen 2 weist ein Steuerkopfrohr 3, ein Hauptrahmenteil 4, ein Mittelrahmenteil 5, eine Sitzstrebe 6, eine Mittelstrebe 7 und einen Abwärtsrahmen 8 auf. Das Steuerkopfrohr 3 ist an einem vorderen Teil des Karosserierahmens 2 angeordnet. Das Hauptrahmenteil 4 verläuft schräg nach unten hinten von dem Steuerkopfrohr 3, ist an einem Teil auf halbem Wege abgebogen und verläuft weiter nach hinten. Das Mittelrahmenteil 5 verläuft von einem hinteren Ende des Hauptrahmenteils 4 nach unten. Die Sitzstrebe 6 erstreckt sich von einem oberen Teil des Mittelrahmenteils 5 in Richtung nach hinten. Die Mittelstrebe 7 ist zwischen einem hinteren Teil des Mittelrahmenteils 5 und einem hinteren Teil der Sitzstrebe 6 angeordnet. Der Abwärtsrahmen 8 verläuft von dem Steuerkopfrohr 3 nach unten.
Das Steuerkopfrohr 3 trägt steuerbar eine Frontgabel 9, die ein Vorderrad 10 drehbar an einem unteren Endteil lagert. Die Frontgabel 9 ist mit einem Lenker 11 an einem oberen Endteil verbunden. Das Mittelrahmenteil 5 trägt einen Schwenkarm 13 schwenkbar über eine Gelenkwelle 12. Der Schwenkarm 13 lagert ein Hinterrad 15 drehbar an einem hinteren Ende über eine Hinterradachse 14.
Die Sitzstrebe 6 weist einen über dieser montierten Fahrzeugsitz 16 auf. Der Fahrzeugsitz 16 weist vor sich einen Kraftstofftank 17 auf, und der Kraftstofftank 17 ist über dem Hauptrahmenteil 4 angebracht.
Das Motorrad 1 ist mit der Antriebseinheit P montiert, in welcher eine Drehachse einer Kurbelwelle 23 in einer Quer-Richtung ausgerichtet ist. Die Antriebseinheit P arbeitet zum Antreiben des Hinterrades 15. Die Antriebseinheit P weist eine Ausgangswelle 33 auf, an der ein Antriebsritzel 33a angebracht ist. Die Hinterradachse 14 weist ein angetriebenes Ritzel 14a auf, das an dieser angebracht ist. Das Antriebsritzel 33a und das angetriebene Ritzel 14a weisen eine Endloskette 18 auf, die zwischen diesen gespannt ist.
Die Antriebseinheit P ist an einem vorderen Teil, einem oberen Mittelteil, einem hinteren oberen Teil und einem hinteren unteren Teil durch mehrere Motoraufhängungen 2a abgestützt, welche an dem Karosserierahmen 2 bereitgestellt sind. Die Motoraufhängung 2a, die das hintere untere Teil der Antriebseinheit P abstützt, ist unter einer geradzahligen Stufenwelle 32 positioniert, welche später beschrieben wird.
Wie in 2 dargestellt, weist die Antriebseinheit P einen wassergekühlten, 2-Zylinder-, Viertakt-Verbrennungsmotor (nachstehend als „Verbrennungsmotor“ bezeichnet) E und ein Getriebe T auf, welche miteinander verbunden sind. Das Getriebe T ist mit der Rückseite des Verbrennungsmotors E verbunden. Das Getriebe T führt einen Schaltvorgang unter der Steuerung eines Schaltsteuersystems 100 durch, das an dem Motorrad 1 angebracht ist. Der Verbrennungsmotor E ist mit einer Motorgeschwindigkeitsmesseinheit 101 versehen, die eine Motordrehzahl Ne misst. Die gemessene Motordrehzahl Ne wird an das Schaltsteuersystem 100 übermittelt.
Die Antriebseinheit P weist ein selbsttragendes Gehäuse 20 auf, das einen Kurbelkasten 21 als vordere Hälfte und einen Getriebekasten 22 als hintere Hälfte umfasst, welche einstückig in der Fahrzeuglängsrichtung ausgebildet sind. Der Kurbelkasten 21 lagert drehbar die Kurbelwelle 23. Der Getriebekasten 22 nimmt einen Getriebemechanismus 30 des Getriebes T auf. Das selbsttragende Gehäuse 20 besteht aus geteilten Ober- und Unterteilen: einer oberen Gehäusehälfte 20U und einer unteren Gehäusehälfte 20D. Die obere Gehäusehälfte 20U umfasst eine obere Kurbelkastenhälfte 21U und eine obere Getriebekastenhälfte 22U, welche einstückig ausgebildet sind. Die untere Gehäusehälfte 20D umfasst eine untere Kurbelkastenhälfte 21D und eine untere Getriebekastenhälfte 22D, welche einstückig ausgebildet sind.
Die obere Kurbelkastenhälfte 21U weist ein Oberteil auf, auf dem ein Zylinderblock 24, ein Zylinderkopf 25 und eine Kopfabdeckung 26 aufeinanderfolgend schräg nach oben in Richtung nach vorne übereinander angeordnet sind, so dass sie nach vorne geneigt vorstehen.
Die untere Gehäusehälfte 20D weist eine Unterseite auf, die mit einer Ölwanne 27 verschlossen ist. Das selbsttragende Gehäuse 20 hat eine rechte Seite, welche mit einer rechten Gehäuseabdeckung 28R abgedeckt ist, und hat eine linke Seite, welche mit einer linken Gehäuseabdeckung 28L abgedeckt ist (siehe 6).
Die Kurbelwelle 23 wird von der oberen Kurbelkastenhälfte 21U und der unteren Kurbelkastenhälfte 21D über nicht dargestellte Lager gehalten, wodurch sie durch den Kurbelkasten 21 drehbar gelagert ist.
Wie in den 4 bis 6 gezeigt, weist das Getriebe T, das eine Antriebskraft des Verbrennungsmotors E auf ein geschaltetes Zahnrad einer vorgegebenen Gangstufe überträgt, einen Getriebemechanismus mit ständigem Eingriff 30, einen Schaltbetätigungsmechanismus 70 sowie eine Kupplungseinheit 47 auf. Der Schaltbetätigungsmechanismus 70 steuert Gangstufen des Getriebemechanismus 30. Die Kupplungseinheit 47 weist eine erste Kupplung 47A und eine zweite Kupplung 47B auf und wird allgemein als Doppelkupplung bezeichnet. Das Getriebe T ist mit 8 Vorwärts-Gangstufen ausgeführt.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist der Getriebemechanismus 30 des Getriebes T eine ungeradzahlige Stufenwelle 31, eine geradzahlige Stufenwelle 32, die Ausgangswelle 33 sowie eine Zahnradgruppe G auf. Die ungeradzahlige Stufenwelle 31 ist eine Eingangswelle und ist mit Antriebszahnrädern m1, m3, m5 und m7 von ungeradzahligen Stufen angeordnet. Die geradzahlige Stufenwelle 32 nimmt eine Drehantriebskraft von der ungeradzahligen Stufenwelle 31 auf und ist mit Antriebszahnrädern m2, m4, m6 und m8 von geradzahligen Stufen angeordnet. Die Ausgangswelle 33 hat angetriebene Zahnräder c1 bis c4, mit welchen die Antriebszahnräder m1 bis m8 der ungeradzahligen Stufen und der geradzahligen Stufen jeweils in Eingriff stehen. Die Zahnradgruppe G umfasst die Antriebszahnräder m1 bis m8 der ungeradzahligen Stufen und der geradzahligen Stufen sowie die angetriebenen Zahnräder c1 bis c4. Die ungeradzahlige Stufenwelle 31, die geradzahlige Stufenwelle 32, die Ausgangswelle 33, eine Schalttrommel 80 und eine Schaltgabelwelle 90 sind parallel zur Kurbelwelle 23 angeordnet und sind in der Querrichtung ausgerichtet. Die Schalttrommel 80 und die Schaltgabelwelle 90 werden später beschrieben.
3 zeigt die Kurbelwelle 23, die ungeradzahlige Stufenwelle 31, die geradzahlige Stufenwelle 32 und die Schalttrommel 80 bei Betrachtung von einer Seite des Fahrzeuges. Die Ausgangswelle 33 ist hinter der Kurbelwelle 23 angeordnet. Die ungeradzahlige Stufenwelle 31 und die geradzahlige Stufenwelle 32 sind hinter der Kurbelwelle 23 angeordnet. Außerdem ist die ungeradzahlige Stufenwelle 31 auf einer der geradzahligen Stufenwelle 32 gegenüberliegenden Seite bezüglich einer Linie L1 vorgesehen, die die Kurbelwelle 23 und die Ausgangswelle 33 verbindet. Die Schalttrommel 80 ist auf einer der Ausgangswelle 33 gegenüberliegenden Seite bezüglich einer Linie L2 angeordnet, die die ungeradzahlige Stufenwelle 31 und die geradzahlige Stufenwelle 32 verbindet. Eine oder beide der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und der geradzahligen Stufenwelle 32 sind zwischen der Kurbelwelle 23 und der Ausgangswelle 33 in der Längsrichtung des Fahrzeuges angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die ungeradzahlige Stufenwelle 31 zwischen der Kurbelwelle 23 und der Ausgangswelle 33 angeordnet. Die ungeradzahlige Stufenwelle 31, die geradzahlige Stufenwelle 32 und die Ausgangswelle 33 sind derart angeordnet, dass ein mittiger Abstand D1 zwischen der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und der Ausgangswelle 33 länger als ein mittiger Abstand D2 zwischen der geradzahligen Stufenwelle 32 und der Ausgangswelle 33 ist.
Wie in 3 dargestellt, ist die ungeradzahlige Stufenwelle 31 hinter der Kurbelwelle 23 in einer Richtung schräg nach oben zu der oberen Getriebekastenhälfte 22U hin angeordnet. Wie in 4 darstellt, weist die ungeradzahlige Stufenwelle 31 eine ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31a, eine äußere Kraftübertragungswelle 31b und eine äußere Kurbelwelle 31 c auf. Die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31 a nimmt eine Drehantriebskraft von der Kurbelwelle 23 über die erste Kupplung 47A auf. Die äußere Kraftübertragungswelle 31b ist relativ drehbar angeordnet, um ungefähr die Mitte der ungeradzahligen Hauptstufenwelle 31a abzudecken, und überträgt eine Drehantriebskraft auf die geradzahlige Stufe über die zweite Kupplung 47B. Die äußere Kupplungswelle 31c ist relativ drehbar auf einer rechten Stirnseite der ungeradzahligen Hauptstufenwelle 31a angrenzend an die äußere Kraftübertragungswelle 31b gelagert.
Die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31a weist ein linkes Ende auf, das drehbar durch die obere Getriebekastenhälfte 22U über ein Kugellager 34 gelagert ist und weist ein rechtes Ende auf, das drehbar durch die rechte Gehäuseabdeckung 28R über ein Kugellager 35 gelagert ist. Die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31a weist die Antriebszahnräder m1, m3, m7 und m5 der ungeradzahligen Stufen in dieser Reihenfolge von der linken Seite her auf, welche relativ drehbar über entsprechende Nadellager 56 montiert sind.
Die äußere Kraftübertragungswelle 31b ist an einem Teil von der Mitte aus in Richtung der rechten Stirnseite der ungeradzahligen Hauptstufenwelle 31a über ein Nadellager 41 relativ drehbar gelagert. Die äußere Kraftübertragungswelle 31b weist ein rechtes Ende auf, an dem eine innere Kupplung 47B₂ der zweiten Kupplung 47B relativ drehfest befestigt ist, und weist ein linkes Ende auf, an dem ein Übersetzungszahnrad 51 einstückig ausgebildet ist, um Kraft auf die geradzahlige Stufenwelle 32 zu übertragen.
Die äußere Kupplungswelle 31c ist drehbar an einem Teil von der äußeren Kraftübertragungswelle 31b nach außen in Richtung nach rechts von der ungeradzahligen Hauptstufenwelle 31a über ein Nadellager 42 gelagert. Die äußere Kupplungswelle 31c hat einen Mittelpunkt, an dem ein primäres angetriebenes Zahnrad 46 relativ drehfest befestigt ist. Das primäre angetriebene Zahnrad 46 steht in Eingriff mit einem primären Antriebszahnrad 45, das an der Kurbelwelle 23 befestigt ist. Das primäre angetriebene Zahnrad 46 ist zwischen der ersten Kupplung 47A, welche auf einer rechten Seite angeordnet ist, und der zweiten Kupplung 47B, welche auf einer linken Seite angeordnet ist, angebracht.
Die erste Kupplung 47A weist eine äußere Kupplung 47A₁ auf. Die zweite Kupplung 47B weist eine äußere Kupplung 47B₁ auf. Diese äußeren Kupplungen 47A₁ und 47B₁ sind jeweils integriert drehbar an der äußeren Kupplungswelle 31 c befestigt. Die erste Kupplung 47A hat eine innere Kupplung 47A₂, die mit der ungeradzahligen Hauptstufenwelle 31a kerbverzahnt ist. Die zweite Kupplung 47B weist die innere Kupplung 47B₂ auf, die mit der äußeren Kraftübertragungswelle 31b kerbverzahnt ist.
Die Kurbelwelle 23 liefert eine Drehantriebskraft, die mit einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis durch das primäre Antriebszahnrad 45 und das primäre angetriebene Zahnrad 46 untersetzt wird und auf die äußere Kupplungswelle 31c übertragen wird. Die Drehantriebskraft, die auf die äußere Kupplungswelle 31c übertragen wird, wird in Abhängigkeit einer wahlweisen Verbindung der ersten Kupplung 47A und der zweiten Kupplung 47B, die durch einen (nicht dargestellten) Ölhydraulikkreis erfolgt, auf die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31 a oder die äußere Kraftübertragungswelle 31 b übertragen.
Die Ausgangswelle 33 nimmt Kraft von dem Getriebe T auf. Die Ausgangswelle 33 ist hinter der Kurbelwelle 23 angeordnet, während sie zwischen der oberen Getriebekastenhälfte 22U und der unteren Getriebekastenhälfte 22D gehalten wird.
Die Ausgangswelle 33 ist drehbar durch den Getriebekasten 22 in dem Zustand gelagert, in dem ein linkes Ende durch ein Kugellager 39 führt und ein Teil auf der linken Stirnseite und ein rechtes Ende zwischen der oberen Getriebekastenhälfte 22U und der unteren Getriebekastenhälfte 22D über ein Kugellager 39 bzw. ein Nadellager 40 gehalten werden. Das linke Ende der Ausgangswelle 33 wird in ein Antriebsritzel 33a eingeführt.
Die äußere Kraftübertragungswelle 31b der ungeradzahligen Stufenwelle 31 ist relativ drehbar durch die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31a über das Nadellager 41 gelagert. Die äußere Kraftübertragungswelle 31b ist einstückig mit dem Übersetzungszahnrad 51 ausgebildet, das angrenzend auf einer linken Seite eines Kugellagers 36 angeordnet ist. Das Übersetzungszahnrad 51 überträgt Kraft von der ungeradzahligen Stufenwelle 31 auf die geradzahlige Stufenwelle 32. Die äußere Kraftübertragungswelle 31b hat ein rechtes Ende, das mit der inneren Kupplung 47B₂ der zweiten Kupplung 47B kerbverzahnt ist, wodurch Kraft von der Kurbelwelle 23 übertragen wird und durch die zweite Kupplung 47B abgesperrt wird.
Die geradzahlige Stufenwelle 32 hat ein übersetztes Zahnrad 52, das auf einer rechten Stirnseite vorgesehen ist. Das übersetzte Zahnrad 52 dreht sich einstückig mit der geradzahligen Stufenwelle 32. Das rechte Ende der Ausgangswelle 33 lagert ein Leerlaufzahnrad 53 relativ drehbar über ein Nadellager 58. Das Leerlaufzahnrad 53 steht jeweils im Eingriff mit dem Übersetzungszahnrad 51 und dem übersetzten Zahnrad 52.
Wie in 4 dargestellt, hat das Leerlaufzahnrad 53 eine linke Seite, an der ein erstes Scherenzahnrad 54 relativ drehbar befestigt ist. Das erste Scherenzahnrad 54 weist einen Durchmesser auf, der ungefähr dem Außendurchmesser des Leerlaufzahnrades 53 entspricht. Das erste Scherenzahnrad 54 steht im Eingriff mit dem Übersetzungszahnrad 51 und wird durch eine Feder 54a in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Drehrichtung des Übersetzungszahnrades 51 gedrängt.
Das Leerlaufzahnrad 53 weist eine rechte Seite auf, an der ein zweites Scherenzahnrad 55 relativ drehbar befestigt ist. Das zweite Scherenzahnrad 55 hat einen Durchmesser, der ungefähr dem Außendurchmesser des Leerlaufzahnrades 53 entspricht. Das zweite Scherenzahnrad 55 steht im Eingriff mit dem übersetzten Zahnrad 52 und wird von einer Feder 55a in eine Drehrichtung des Leerlaufzahnrades 53 gedrängt.
Das Leerlaufzahnrad 53 der Ausgangswelle 33 steht ständig im Eingriff mit dem Übersetzungszahnrad 51 der äußeren Kraftübertragungswelle 31 b der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und steht außerdem ständig mit dem übersetzten Zahnrad 52 der geradzahligen Stufenwelle 32 im Eingriff. Wenn die zweite Kupplung 47B verbunden ist, wird eine Drehantriebskraft der Kurbelwelle 23 auf die geradzahlige Stufenwelle 32 über die zweite Kupplung 47B, das Übersetzungszahnrad 51 der äußeren Kraftübertragungswelle 31 b, das Leerlaufzahnrad 53 und das übersetzte Zahnrad 52 übertragen. Zu diesem Zeitpunkt verhindert das erste Scherenzahnrad 54, das auf der linken Seite des Leerlaufzahnrades 53 vorgesehen ist, ein Zahnradspiel zwischen dem Übersetzungszahnrad 51 und dem Leerlaufzahnrad 53, während das zweite Scherenzahnrad 55, das auf der rechten Seite des Leerlaufzahnrades 53 vorgesehen ist, ein Zahnradspiel zwischen dem Leerlaufzahnrad 53 und dem übersetzten Zahnrad 52 verhindert. Dieser Aufbau verringert ein Klappergeräusch, das zwischen Zahnrädern zum Zeitpunkt des Schaltens in die geradzahlige Stufe erzeugt wird.
Die Zahnradgruppe G, die für das Getriebe T vorgesehen ist, weist den folgenden Aufbau auf.
Die vier Antriebszahnräder der ungeradzahligen Stufen: das Antriebszahnrad m1 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine erste Gangstufe, das Antriebszahnrad m3 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine dritte Gangstufe, das Antriebszahnrad m7 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine siebte Gangstufe, und das Antriebszahnrad m5 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine fünfte Gangstufe, in dieser Reihenfolge von der linken Seite her, sind jeweils relativ drehbar durch die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31 a der ungeradzahligen Stufenwelle 31 über die entsprechenden Nadellager 56 gelagert.
Die vier Antriebszahnräder der geradzahligen Stufen: das Antriebszahnrad m2 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine zweite Gangstufe, das Antriebszahnrad m4 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine vierte Gangstufe, das Antriebszahnrad m8 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine achte Gangstufe und das Antriebszahnrad m6 mit einem Übersetzungsverhältnis für eine sechste Gangstufe, in dieser Reihenfolge von der linken Seite her, sind entsprechend relativ drehbar durch die geradzahlige Stufenwelle 32 über entsprechende Nadellager 57 gelagert.
Die vier angetriebenen Zahnräder: die angetriebenen Zahnräder c1, c2, c3 und c4 sind an der Ausgangswelle 33 in dieser Reihenfolge von der linken Seite her vorgesehen. Diese angetriebenen Zahnräder c1 bis c4 sind jeweils mit der Ausgangswelle 33 kerbverzahnt und werden jeweils integriert mit der Ausgangswelle 33 gedreht.
Das Antriebszahnrad m1 der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und das Antriebszahnrad m2 der geradzahligen Stufenwelle 32 werden paarweise angeordnet und stehen beide ständig im Eingriff mit dem angetriebenen Zahnrad c1 der Ausgangswelle 33. In ähnlicher Weise werden die Antriebszahnräder m3, m7 und m5 der ungeradzahligen Stufenwelle 31 jeweils paarweise mit den Antriebszahnrädern m4, m8 und m6 der geradzahligen Stufenwelle 32 angeordnet, und die paarweise angeordneten Antriebszahnräder stehen jeweils ständig im Eingriff mit den angetriebenen Zahnrädern c2, c3 und c4.
Wie in 4 gezeigt, ist die ungeradzahlige Hauptstufenwelle 31a der ungeradzahligen Stufenwelle 31 mit einer Hülse 61 versehen, die zwischen dem Antriebszahnrad m1 für die erste Gangstufe und dem Antriebszahnrad m3 für die dritte Gangstufe und auch zwischen dem Antriebszahnrad m7 für die siebte Gangstufe und dem Antriebszahnrad m5 für die fünfte Gangstufe positioniert ist. Die Hülse 61 ist in einem Schaltmechanismus 60 enthalten. Die Hülse 61 ist auf dem ungeradzahligen Stufenwelle 31 in der axialen Richtung verschiebbar und ist wahlweise mit dem angrenzenden Antriebszahnrad m1, m3, m5 oder m7 über eine Synchronisiereinrichtung S im Eingriff.
Die geradzahlige Stufenwelle 32 ist auch mit einer Hülse 61 versehen, die zwischen dem Antriebszahnrad m2 für die zweite Gangstufe und dem Antriebszahnrad m4 für die vierte Gangstufe und außerdem zwischen dem Antriebszahnrad m8 für die achte Gangstufe und dem Antriebszahnrad m6 für die sechste Gangstufe positioniert ist. Die Hülse 61 ist in einem Schaltmechanismus 60 enthalten. Die Hülse 61 ist auf der geradzahligen Stufenwelle 32 in axialer Richtung verschiebbar und steht wahlweise mit dem angrenzenden Antriebszahnrad m2, m4, m6 oder m8 über eine Synchronisiereinrichtung S im Eingriff.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, ist jede der Hülsen 61 mit einer Gabeleingriffsnut 61a versehen und wird durch eine Schaltgabel 91, die in die Gabeleingriffsnut 61 a eingreift, in axialer Richtung beweglich gemacht.
Der Schaltmechanismus 60 weist die Synchronisiereinrichtung S auf. Die Synchronisiereinrichtung S ist jeweils zwischen den Hülsen 61 und dem Antriebszahnrad vorgesehen, das in die entsprechende Hülse 61 eingreifen soll. Jede der Synchronisiereinrichtungen S legt die entsprechende Gangstufe fest, indem sie die Hülse 61 mit dem Antriebszahnrad synchronisiert.
Der Schaltmechanismus 60 und die Synchronisiereinrichtung S, welche zwischen dem Antriebszahnrad m1 zum Festlegen der ersten Gangstufe und dem Antriebszahnrad m3 zum Festlegen der dritten Gangstufe aus den Antriebszahnrädern zum Festlegen der Gangstufen vorgesehen sind, werden mit Bezug auf die 7 und 8 beschrieben.
Der Aufbau des Schaltmechanismus 60 und der Synchronisiereinrichtung S gilt ebenfalls jeweils für die anderen Schaltmechanismen 60 und Synchronisiereinrichtungen S.
Wie in 7 und 8 dargestellt, sind ein Schaltrad 65, das durch das Antriebszahnrad m1 für die erste Gangstufe dargestellt ist, und ein Schaltrad 66, das durch das Antriebszahnrad m3 für die dritte Gangstufe dargestellt ist, drehbar durch eine Drehwelle 67 über die Nadellager 56 gelagert. Die Drehwelle 67 entspricht der ungeradzahligen Stufenwelle 31 in dieser Ausführungsform.
Das Schaltrad 65 weist Schaltradzähne 65a an einem Außenumfang als Antriebsradzähne für die erste Gangstufe auf. Das Schaltrad 65 weist auch einen Schaltkranz 65t auf, der an einem Außenumfang eines zylinderförmigen Teils 65s ausgebildet ist, das in Richtung des Schaltrades 66 vorsteht, welches das Antriebszahnrad m3 für die dritte Gangstufe darstellt. Das zylinderförmige Teil 65s, das am Außenumfang den Schaltkranz 65t aufweist, hat ebenfalls ein vorstehendes zylinderförmiges Teil 65ss, welches durch Hervorstehen eines inneren Umfangsteils gebildet ist.
Das Schaltrad 66 weist Schaltradzähne 66a an einem Außenumfang als Antriebsradzähne für die dritte Gangstufe auf. Das Schaltrad 66 weist auch einen Schaltkranz 66t auf, der an einem Außenumfang eines zylinderförmigen Teils 66s ausgebildet ist, das in Richtung des Schaltrades 65 vorsteht, welches das Antriebszahnrad m1 für die erste Gangstufe darstellt. Das zylinderförmige Teil 66s, das den Schaltkranz 66t an dem Außenumfang aufweist, weist ebenfalls ein vorstehendes zylinderförmiges Teil 66ss auf, das durch Hervorstehen eines inneren Umfangsteils gebildet ist.
Die Hülse 61 ist an einer äußeren Umfangsfläche einer Nabe 62 schwenkbar in axialer Richtung kerbverzahnt. Die Nabe 62 ist mit der ungeradzahligen Hauptstufenwelle 31a kerbverzahnt, während eine Bewegung in axialer Richtung unterdrückt wird. Die Nabe 62 weist Keilwellenzähne 62s auf, welche an einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind. Die Keilwellenzähne 62s greifen in Hülsenzähne 61t ein, welche an einer inneren Umfangsfläche der Hülse 61 ausgebildet sind.
Von den mehreren Keilwellenzähnen 62s, welche an der äußeren Umfangsfläche der Nabe 62 ausgebildet sind, werden die Keilwellenzähne 62s in einem Intervall von 120 Grad in der Umfangsrichtung abgeschnitten, um drei abgeschnittene Nuten 62b zu bilden.
Die Keilwellenzähne 61t sind kreisförmig auf der inneren Umfangsfläche der Hülse 61 angeordnet und sind jeweils an jedem Ende verjüngt.
Die Gabeleingriffsnut 61a, die mit der Schaltgabel 91 im Eingriff steht, ist am Außenumfang der Hülse 61 ausgebildet.
Das vorstehende zylinderförmige Teil 65ss des Schaltrades 65 und die Hülse 61 weisen einen Synchronring 63 und eine Synchronisierungsfeder 64 auf, welche zwischen diesen angeordnet sind. In ähnlicher Weise umfassen das vorstehende zylinderförmige Teil 66ss des Schaltrades 66 und die Hülse 61 einen Synchronring 63 und eine Synchronisierungsfeder 64, welche zwischen diesen angeordnet sind. Der Synchronring 63 ist mit Ringzähnen 63t ausgebildet, welche einen Durchmesser haben, der annähernd dem Durchmesser des Schaltkranzes 65t des Schaltrades 65 und dem Durchmesser des Schaltkranzes 66t des Schaltrades 66 entspricht.
Bei der Festlegung der Gangstufe wird die Hülse 61, die in die Schaltgabel 91 eingreift, durch den Schaltbetätigungsmechanismus 70 aus einem in 7 gezeigten Leerlaufzustand zu dem Schaltrad 66 geschwenkt. Somit kommt die Hülse 61 in Kontakt mit einer linken Fläche der Synchronisierungsfeder 64, und der Synchronring 63 kommt in Kontakt mit einer rechten Fläche der Synchronisierungsfeder 64, um die Synchronisierung der Hülse 61 zu beginnen.
Dieser Synchronisierungsvorgang der Synchronisiereinrichtung S wird mit Bezug auf die 9A bis 9G beschrieben.
9A zeigt einen Leerlaufzustand, bevor das Schalten der Zahnräder eingeleitet wird. Im Leerlaufzustand befindet sich die Hülse 61 in einer neutralen Position und die Hülsenzähne 61t sind nicht in Kontakt mit den Synchronisierungsfedern 64 in der Querrichtung und leiten dadurch nicht den Synchronisierungsvorgang ein.
Nachdem das Schalten der Zahnräder eingeleitet wird, bewegt sich die Hülse 61 in die Richtung nach rechts. Wie in 9B dargestellt, kommen die Hülsenzähne 61t der Hülse 61 in Kontakt mit der Synchronisierungsfeder 64 und können den Synchronring 63 über die Synchronisierungsfeder 64 in Richtung des Schaltrades 66 drücken. Diese Bewegung erfolgt in einer Kontaktierungsstufe der Synchronisierungsfeder.
Wenn sich die Hülse 61 ferner in die Richtung nach rechts bewegt, wie in 9C gezeigt, wird der Synchronring 63 in Richtung des Schaltrades 66 gedrückt und eine Reibkraft wird zwischen einer inneren Umfangsfläche 63a des Synchronrings 63 und dem vorstehenden zylinderförmigen Teil 66ss des Schaltrades 66 erzeugt. Inzwischen kommen Spitzen der Hülsenzähne 61t in Kontakt mit Spitzen der Ringzahnräder 63t, und danach kommen abgeschrägte Flächen 61c der Hülsenzähne 61t in Kontakt mit abgeschrägten Flächen 63c der Ringzähne 63t, wodurch eine Synchronisierung eingeleitet wird. Diese Bewegung erfolgt in einer Synchronstufe.
Daraufhin greifen, wenn sich die Hülse 61 weiter in Richtung nach rechts bewegt, wie in 9D gezeigt, die Hülsenzähne 61t in die Ringzähne 63t ein, indem sie die Ringzähne 63t zur Seite schieben, was zu einer integrierten Drehung der Hülse 61 und des Synchronrings 63 führt. Diese Bewegung erfolgt in einer Stufe, in der der Synchronring zur Seite geschoben wird.
Wenn sich die Hülse 61 weiter in die Richtung nach rechts bewegt, wie in 9E dargestellt, kommen die Spitzen der Hülsenzähne 61t in Kontakt mit Spitzen des Schaltkranzes 66t des Schaltrades 66, und danach kommen die abgeschrägten Flächen 61c der Hülsenzähne 61t in Kontakt mit abgeschrägten Flächen 66c des Schaltkranzes 66t. Diese Bewegung erfolgt in einer Kontaktierungsstufe des Schaltkranzes.
Wenn sich die Hülse 61 weiter in die Richtung nach rechts bewegt, wie in 9F gezeigt, greifen die Hülsenzähne 61t in den Schaltkranz 66t ein, indem sie den Schaltkranz 66t zur Seite schieben, was zu einem Abschluss der Synchronisierung führt. Diese Bewegung erfolgt in einer Stufe, in der der Schaltkranz zur Seite geschoben wird.
Wenn sich die Hülse 61 weiter in die Richtung nach rechts bewegt, wie in 9G gezeigt, greifen die Hülsenzähne 61t vollständig in den Schaltkranz 66t ein, und die Hülsenzähne 61t gelangen an eine Zahnradwand 66w des Schaltrades 66 heran, wodurch das Schalten der Zahnräder abgeschlossen wird. In der Folge drehen sich die Hülse 61 einschließlich der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und das Schaltrad 66 in einem Stück. Diese Bewegung erfolgt in einer Verzahnungsabschlussstufe.
Die Synchronisiereinrichtung S arbeitet wie vorstehend beschrieben, wodurch die Hülse 61 in das Schaltrad 66 eingreift, indem sie miteinander synchronisiert werden.
Als nächstes wird der Schaltbetätigungsmechanismus 70 zum Bewegen der Hülse 61 des Schaltmechanismus 60 mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben.
Der Schaltbetätigungsmechanismus 70 weist einen Schaltmotor 72, der als Aktuator fungiert, einen Untersetzungsmechanismus 73, eine Schaltspindel 74, einen Hauptarm 75, einen intermittierend übertragenden Mechanismus 76, die Schalttrommel 80, eine Schaltgabelwelle 90 und die Schaltgabel 91 auf. 6 zeigt einen Aufbau zum Ändern der Gangstufe des Getriebemechanismus 30. Der Schaltmotor 72 stellt eine Drehantriebskraft bereit, welche durch den Untersetzungsmechanismus 73 verringert wird. Die verringerte Drehantriebskraft dreht die Schaltspindel 74 und bewirkt, dass sich der Hauptarm 75 einstückig mit der Schaltspindel 74 dreht, wodurch der intermittierend übertragende Mechanismus 76 ein intermittierendes Drehen der Schalttrommel 80 bewirkt, um die Schaltgabel 91 zu bewegen. Folglich wird eine Zielhülse 61 des Schaltmechanismus 60 in axialer Richtung bewegt, um die Gangstufe des Getriebemechanismus 30 zu ändern. Der Schaltmotor 72 arbeitet gemäß einem Tastverhältnis DR, das auf der Basis einer Anweisung von dem Schaltsteuersystem 100 bestimmt wird.
Der Schaltmotor 72 ist an der linken Gehäuseabdeckung 28L auf der linken Seite der unteren Getriebekastenhälfte 22D befestigt. Der Untersetzungsmechanismus 73 ist zwischen der unteren Getriebekastenhälfte 22D und der linken Gehäuseabdeckung 28L vorgesehen. Der Untersetzungsmechanismus 73 weist ein Antriebszahnrad 73a, ein erstes und ein zweites Zahnrad 73b und 73c sowie ein angetriebenes Zahnrad 73d auf. Das Antriebszahnrad 73a ist einstückig an einer Motorwelle 72a des Schaltmotors 72 ausgebildet. Das erste und zweite Zahnrad 73b und 73c bestehen aus einem großen Zahnrad und einem kleinen Zahnrad. Das angetriebene Zahnrad 73d ist an der Schaltspindel 74 angebracht.
Die Schaltspindel 74 ist drehbar an der unteren Getriebekastenhälfte 22D über Lager zum Teil in der Nähe eines linken Endes und zum Teil in der Nähe eines rechten Endes gelagert. Der Hauptarm 75 ist mit einem Teil in der Nähe des rechten Endes der Schaltspindel 74 verschweißt, so dass sich die Schaltspindel 74 und der Hauptarm 75 integriert drehen.
Die Schalttrommel 80 ist in einer Hohlzylinderform ausgebildet. Die Schalttrommel 80 weist ein rechtes Endteil und ein linkes Endteil auf, welche drehbar durch die untere Getriebekastenhälfte 22D über ein Kugellager 88 bzw. ein Nadellager 89 gelagert sind, so dass sie parallel zur Drehachse der Kurbelwelle 23 unter der ungeradzahligen Stufenwelle 31 verlaufen.
Das rechte Endteil der Schalttrommel 80 ist mit dem intermittierend übertragenden Mechanismus 76 versehen, der die Schalttrommel 80 intermittierend dreht. Der intermittierend übertragende Mechanismus 76 ist mit dem Hauptarm 75 über einen Stift 76a verbunden. Die Schalttrommel 80 weist vier Führungsnuten 80a auf, welche auf einer radialen äußeren Umfangsfläche vorgesehen sind. Die Schalttrommel 80 ist mit einem nicht dargestellten Schalttrommel-Winkelsensor versehen, und es wird ein gegenüber einem vorgegebenen Winkel gedrehter Winkel der Schalttrommel 80 gemessen.
Wie in den 3 und 5 dargestellt, sind die Schaltgabelwellen 90 aufwärts und rückwärts der Schalttrommel 80 angeordnet und sind durch die untere Getriebekastenhälfte 22D parallel zur Schalttrommel 80 gelagert, während beide Enden der Schaltgabelwellen 90 an der unteren Getriebekastenhälfte 22D angebracht sind. Die Schaltgabelwellen 90 tragen vier Schaltgabeln 91 einzeln bewegbar in axialer Richtung.
Wie in 5 dargestellt, weist die Schaltgabel 91 einen Sockel 91a, ein Gabelteil 91c und ein Stiftteil 91d auf. Der Sockel 91a ist mit einer Welleneinführöffnung 91b ausgebildet, in welche die Schaltgabelwelle 90 eingeführt wird. Das Gabelteil 91c verläuft verzweigt von dem Sockel 91a in eine zur Schaltgabelwelle 90 senkrechte Richtung. Das Stiftteil 91d ist an einer Seite gegenüber dem Gabelteil 91c über den Sockel 91a vorgesehen.
Das Gabelteil 91c greift in die Gabeleingriffsnut 61a ein, die in der Hülse 61 ausgebildet ist.
Das Stiftteil 91d greift in eine entsprechende Führungsnut 80a ein, die auf der äußeren Umfangsfläche der Schalttrommel 80 ausgebildet ist.
Wenn die Schalttrommel 80 von dem Schaltmotor 72 des Schaltbetätigungsmechanismus 70 angetrieben und dadurch gedreht wird, wird die Schaltgabel 91 von der entsprechenden Führungsnut 80a geführt, die auf der äußeren Umfangsfläche der Schalttrommel 80 ausgebildet ist, und bewegt sich in axialer Richtung. Somit wird die entsprechende Hülse 61 in axialer Richtung bewegt und die Gangstufe wird geändert.
Das Getriebe T ist mit einem Schaltspindel-Winkelsensor 103 versehen, der einen Drehwinkel der Schaltspindel 74 misst. Der Drehwinkel der Schaltspindel 74, die von dem Schaltmotor 72 gedreht wird, wird zur Berechnung einer Position in axialer Richtung der Hülse 61 eingesetzt. Unter diesem Gesichtspunkt entspricht der Schaltspindel-Winkelsensor 103 in dieser Ausführungsform einer Hülsenpositionsmesseinheit 102.
Zwar wird in dieser Ausführungsform die Hülse 61 ohne Schaltrad in dem Schaltmechanismus 60 verwendet, es kann aber auch ein Schalthebelzahnrad mit einem Schaltrad verwendet werden, das einstückig an der Hülse ausgebildet ist.
Wie in 3 gezeigt, ist das Getriebe T derart ausgeführt, dass ein Durchmesser d3 des Leerlaufzahnrades 53 größer als ein Durchmesser d1 des Übersetzungszahnrades 51 und ein Durchmesser d2 des übersetzten Zahnrades 52 ist. Das heißt, dass die Durchmesser des Übersetzungszahnrades 51 und des übersetzten Zahnrades 52 klein ausgeführt sind und lediglich das Leerlaufzahnrad 53 ein Rad mit großem Durchmesser ist. Dieser Aufbau ermöglicht eine Verringerung der Abmessungen der Antriebseinheit P von der Seite betrachtet im Vergleich zu einem Aufbau, in dem das Leerlaufzahnrad einen kleinen Durchmesser aufweist und das Übersetzungszahnrad und das übersetzte Zahnrad große Durchmesser haben.
Andererseits weist sowohl das Übersetzungszahnrad 51 also auch das übersetzte Zahnrad 52, welche den Durchmesser d1 bzw. den Durchmesser d2 aufweisen, welche kleiner als der Durchmesser d3 des Leerlaufzahnrades 53 sind, eine geringe Anzahl an Zähnen auf. Es ist schwierig, das Verhältnis zwischen dem Übersetzungszahnrad 51 und dem übersetzten Zahnrad 52 mit dieser geringen Anzahl an Zähnen fein einzustellen.
10 ist eine schematische Zeichnung des Getriebes T und zeigt das Antriebszahnrad m 1 für die erste Gangstufe und das Antriebszahnrad m2 für die zweite Gangstufe als Beispiele aus den Antriebszahnrädern. 11 zeigt ein Verhältnis für jede Gangstufe. Die dünne gestrichelte Linie zeigt ein Sollverhältnis. Die gestrichelte dicke Linie zeigt ein Verhältnis aufgrund eines Schaltens nur durch jedes der Zahnräder m1 bis m8 und c1 bis c4. Der schwarze Pfeil zeigt einen Betrag von erhöhter Geschwindigkeit aufgrund des Übersetzungszahnrades 51 und des übersetzten Zahnrades 52. Die durchgehende Linie zeigt ein Gesamtverhältnis, das durch Addieren des Betrages von erhöhter Geschwindigkeit aufgrund des Übersetzungszahnrades 51 und des übersetzten Zahnrades 52 erhalten wird, zu dem Verhältnis von jedem der Zahnräder m1 bis m8 und c1 bis c4.
Wie in den 3 bis 10 dargestellt, sind die ungeradzahlige Stufenwelle 31, die geradzahlige Stufenwelle 32 und die Ausgangswelle 33 derart angeordnet, dass der mittige Abstand D1 zwischen der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und der Ausgangswelle 33 länger als der mittige Abstand D2 zwischen der geradzahligen Stufenwelle 32 und der Ausgangswelle 33 ist. Das heißt, dass der Durchmesser d1 des Übersetzungszahnrades 51 größer ausgeführt ist als der Durchmesser d2 des übersetzten Zahnrades 52, und somit das Verhältnis durch die Übersetzung von dem Übersetzungszahnrad 51 auf das übersetzte Zahnrad 52 stark erhöht wird. Eine Einstellung der Verhältnisse der Zahnräder m1 bis m8 und c1 bis c4 ist einfacher als die des Übersetzungszahnrades 51 und des übersetzten Zahnrades 52, da die Zahnräder m1 bis m8 und c1 bis c4 größere Durchmesser aufweisen als das Übersetzungszahnrad 51 und das übersetzte Zahnrad 52. Somit wird das Verhältnis der geradzahligen Gangstufe fein eingestellt, so dass es geringer ist als das Verhältnis der ungeradzahligen Gangstufe, um eine Verringerung der Geschwindigkeit zu bewirken, wodurch das Zielverhältnis erreicht wird.
Als nächstes wird mit Bezug auf die 9A bis 9G und 12 eine Schaltsteuerung beschrieben. Die Schaltsteuerung erfolgt durch Steuern einer Schubkraft F, die die Hülse 61 beim Schalten der Zahnräder zu dem Schaltrad 66 schiebt. Die Schubkraft F ist proportional zu einem Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 des Schaltbetätigungsmechanismus 70 und wird mittels des Tastverhältnisses DR des Schaltmotors 72 gesteuert, der durch das Schaltsteuersystem 100 gesteuert wird.
Die Schubkraft F in dem Getriebe T wird in jeder der folgenden Phasen durch das Schaltsteuersystem 100 gesteuert. In welcher Phase sich das Getriebe T befindet, wird aus der Positionsangabe der Hülse 61 bestimmt oder wird unmittelbar aus einem Winkel der Schalttrommel 80 bestimmt. Die Positionsangabe der Hülse 61 wird auf der Basis eines Winkels α der Schaltspindel 74 berechnet, der von dem Schaltspindel-Winkelsensor 103 gemessen wird.
Leerlaufphase
In der Leerlaufphase befindet sich die Hülse 61 in einem neutralen Zustand, in dem sich die Hülse 61 nicht zu dem Schaltrad 66 bewegt und nicht mit dem Synchronring 63 oder der Synchronisierungsfeder 64 in Kontakt kommt, wodurch keine Synchronisierung mit dem Synchronring 63 und dem Schaltrad 66 einsetzt. Während der Leerlaufphase beträgt das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 0%, wodurch keine Antriebskraft von dem Schaltmotor 72 erzeugt wird und keine Schubkraft F erzeugt wird.
Hülsenbewegungsphase
Die Hülsenbewegungsphase beginnt, wenn die Hülse 61 beginnt, sich zu dem Schaltrad 66 zu bewegen, nachdem sie von dem Schaltmotor 72 angetrieben wird, welcher ein Signal von dem Schaltsteuersystem 100 erhält, und die Hülsenbewegungsphase endet unmittelbar, bevor die Hülse 61 beginnt, sich mit dem Schaltrad 66 zu synchronisieren. Zu Beginn der Synchronisierung kommen die Hülsenzähne 61t in Kontakt mit der Synchronisierungsfeder 64 und der Synchronring 63 wird gegen das vorstehende zylinderförmige Teil 66ss des Schaltrades 66 gedrückt und beginnt, Reibung zu erzeugen. Während der Hülsenbewegungsphase wird eine Feedbacksteuerung unter Verwendung eines Unterschiedes einer Ist-Position von einer Zielposition der Hülse 61 als Eingabewert zur Steuerung des Schaltens der Zahnräder durchgeführt. Die Zielposition in dieser Phase ist eine Position der Hülse 61, in der die Hülse 61 beginnt, sich mit dem Schaltrad 66 zu synchronisieren, während der Synchronring 63 gegen das vorstehende zylinderförmige Teil 66ss des Schaltrades 66 gedrückt wird und beginnt, Reibung zu erzeugen. Wenn der Abstand von der Zielposition größer ist, wird das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 erhöht, um die Schubkraft F zu erhöhen. Wenn der Abstand von der Zielposition geringer wird, wird das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 verringert, um die Schubkraft F zu verringern. Durch diese Steuerung wird die zum Einleiten der Synchronisierung erforderliche Zeit verkürzt.
(1) Synchronisierungsphase
Die Synchronisierungsphase beginnt mit dem Beginn der Synchronisierung der Hülse 61 mit dem Schaltrad 66 und endet vor dem Beginn einer nachstehend beschriebenen Verzahnungsphase. Während der Synchronisierungsphase wird das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 auf ein konstantes Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRs festgelegt, um die Schubkraft F als eine konstante Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs festzulegen. Das Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRs wird auf der Basis einer Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase bestimmt, die zu Beginn der Synchronisierungsphase gemessen wird.
(2) Verzahnungsphase
Die Verzahnungsphase beginnt mit dem Beginn des Verzahnens und endet mit dem Ende der Verzahnung. Zu Beginn der Verzahnungsphase erreicht die Hülse 61 eine Position, in der sie einen bestimmten Abstand auf einer dem Schaltrad 66 gegenüberliegenden Seite von einer Position in axialer Richtung der Hülse 61 aufweist, wenn die Spitzen der Hülsenzähne 61t der Hülse 61 mit den Spitzen der Ringzähne 63t des Synchronrings 63 kollidieren. Der bestimmte Abstand wird im Voraus festgelegt. Das heißt, dass die Verzahnungsphase dann beginnt, wenn die Hülse 61 eine Position erreicht, wodurch sie einen vorgegebenen Zwischenraum zwischen den Spitzen der Hülsenzähne 61t und dem Schaltkranz 66t aufweist.
In der Verzahnungsphase nach dem Beginn der Verzahnung schieben die Hülsenzähne 61t der Hülse 61 die Ringzähne 63t des Synchronrings 63 zur Seite und kollidieren mit dem Schaltkranz 66t des Schaltrades 66, um damit zu beginnen, den Schaltkranz 66t zur Seite zu schieben.
Die Verzahnungsphase endet, wenn die Hülse 61 eine Position erreicht, in der sie einen bestimmten Abstand auf einer Seite des Schaltrades 66 von einer Position in axialer Richtung der Hülse 61 hat, wenn die Hülsenzähne 61t mit dem Schaltkranz 66t kollidieren. Der bestimmte Abstand wird im Voraus festgelegt. Das heißt, dass die Verzahnungsphase dann endet, wenn die Hülse 61 eine Position erreicht, wodurch die Spitzen der Hülsenzähne 61t den Schaltkranz 66t um eine vorgegebene Länge überlappen.
Während der Verzahnungsphase ist das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 auf ein konstantes Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg festgelegt, wodurch die Schubkraft F eine konstante Schubkraft der Verzahnungsphase Fg ist. Das Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg wird auf der Basis einer Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase bestimmt, das zu Beginn der Verzahnungsphase gemessen wird.
(3) Schubphase
Die Schubphase beginnt am Ende der Verzahnungsphase und endet, wenn der folgende Zustand erreicht ist. Das heißt, die Hülsenzähne 61t kommen an die Zahnradwand 66w des Schaltrades 66, indem sie den Schaltkranz 66t des Schaltrades 66 weiter zur Seite schieben. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich die Schaltspindel 74 des Schaltbetätigungsmechanismus 70 vollständig, um die Schalttrommel 80 um einen vorgegebenen Winkel über den intermittierend übertragenden Mechanismus 76 zum Schalten um eine Gangstufe in Drehung zu versetzen.
Während der Schubphase erfolgt die Feedbacksteuerung unter Verwendung eines Unterschiedes der Ist-Position von einer Zielposition der Hülse 61 als Eingabewert zur Steuerung des Schaltens der Zahnräder. Wenn der Abstand von der Zielposition größer ist, wird das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 erhöht, um die Schubkraft F zu erhöhen. Wenn der Abstand von der Zielposition geringer wird, wird das Tastverhältnis DR des Schaltmotors 72 verringert, um die Schubkraft F zu verringern. Durch diese Steuerung wird die zum vollständigen Schalten der Zahnräder erforderliche Zeit reduziert.
Wie in 12 gezeigt, wird das Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg, das während der Verzahnungsphase konstant ist, gemäß einem vorgegebenen Kennfeld auf der Basis der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase berechnet, die zu Beginn der Verzahnungsphase gemessen wird. Das Kennfeld ist in 13 beispielhaft dargestellt.
Das Kennfeld spezifiziert eine Motordrehzahl: eine Drehzahl Neg zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase und eine Drehzahl Negf zum Beenden der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, die höher eingestellt ist als die Drehzahl Neg zum Einleiten der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase. Während die Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase zwischen diesen Zahlen Negs und Negf liegt, wird sie so festgelegt, dass bei Erhöhung der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase das Tastverhältnis DRg der Verzahnungsphase ansteigt, d.h. die Schubkraft Fg der Verzahnungsphase ansteigt.
Wenn die Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase geringer ist als die Drehzahl Negs zum Einleiten der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, dann wird das Tastverhältnis DRg der Verzahnungsphase derart gesteuert, dass es einen vorgegebenen ersten Festwert DRg1 der Verzahnungsphase ungeachtet der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase darstellt. Der erste Festwert der Verzahnungsphase DRg1 ist nicht höher als ein berechnetes Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRgs bei der Drehzahl Negs zum Einleiten der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase. Das heißt, die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg wird derart gesteuert, dass sie einen vorgegebenen ersten Festwert der Verzahnungsphase Fg1 darstellt, d.h. eine Schubkraft der Verzahnungsphase Fgs oder weniger.
Wenn die Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase höher als die Drehzahl Negf zum Beenden der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist, dann wird das Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg derart gesteuert, dass es einen vorgegebenen zweiten Festwert der Verzahnungsphase DRg2 ungeachtet der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase darstellt. Der zweite Festwert der Verzahnungsphase DRg2 ist nicht geringer als ein berechnetes Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRgf bei der Drehzahl Negf zum Beenden der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase. Das heißt, die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg wird derart gesteuert, dass sie einen zweiten Festwert der Verzahnungsphase Fg2, d.h. eine Schubkraft der Verzahnungsphase Fgf oder höher darstellt.
In dem Getriebe T dieser Ausführungsform ist die Drehzahl Negs zum Einleiten der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase auf ungefähr 2000 U/min festgelegt, ist die Drehzahl Negf zum Beenden der Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase auf ungefähr 5000 U/min festgelegt, ist der erste Festwert der Verzahnungsphase DRg1 auf ca. 40 % festgelegt und ist der zweite Festwert der Verzahnungsphase DRg2 auf ca. 85 % festgelegt. Das Motorgeräusch verstärkt sich rasch zwischen 2000 und 5000 U/min. Die Motordrehzahl: 3000 U/min oder weniger, wird in erster Linie zum Fahren mit konstanter Geschwindigkeit genutzt. In Anbetracht dessen ist diese Ausführungsform dazu ausgelegt, Schaltgeräusche in der Zeit, in der die Motordrehzahl bei 3000 U/min oder weniger liegt, zu reduzieren und die Schaltgeschwindigkeit in der Zeit zu verbessern, in der die Motordrehzahl bei 3000 U/min oder mehr liegt, da ein Fahrer zu dieser Zeit in den meisten Fällen bewusst beschleunigt.
Wie im Falle der Verzahnungsphase wird in der Synchronisierungsphase das Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRs gemäß einem vorgegebenen Kennfeld unter Einsatz einer Motordrehzahl Nes des Motors in der Synchronisierungsphase berechnet, die zu Beginn der Synchronisierungsphase gemessen wird. Somit wird die Schubkraft F derart gesteuert, dass sie eine konstante Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs darstellt.
Das Kennfeld spezifiziert eine Motordrehzahl: eine Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase und eine Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, die höher eingestellt ist als die Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase. Während die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase zwischen diesen Zahlen Ness und Nesf liegt, ist sie bei einem Anstieg der Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase so festgelegt, dass das Tastverhältnis DRs der Synchronisierungsphase ansteigt, d.h. die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs ansteigt.
Wenn die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase niedriger als die Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase ist, dann wird das Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRs derart gesteuert, dass es einen vorgegebenen ersten Festwert der Synchronisierungsphase DRs1 ungeachtet der Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase darstellt. Der erste Festwert der Synchronisierungsphase DRs1 ist nicht höher als ein berechnetes Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRss bei der Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase. Das heißt, die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs wird derart gesteuert, dass sie einen vorgegebenen ersten Festwert der Synchronisierungsphase Fs1 darstellt, d.h. eine Schubkraft der Synchronisierungsphase Fss oder weniger.
Wenn die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase höher als die Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase ist, dann wird das Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRs derart gesteuert, dass es einen vorgegebenen zweiten Festwert der Synchronisierungsphase DRs2 ungeachtet der Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase darstellt. Der zweite Festwert der Synchronisierungsphase DRs2 ist nicht geringer als ein berechnetes Tastverhältnis der Synchronisierungsphase DRsf bei der Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase. Das heißt, die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs wird derart gesteuert, dass sie einen vorgegebenen zweiten Festwert der Synchronisierungsphase Fs2 darstellt, d.h. eine Schubkraft der Synchronisierungsphase Fsf oder größer.
Das Kennfeld ist so eingestellt, dass die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg größer als die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs ist. Dies beruht darauf, dass ein Widerstand aufgrund des Beiseiteschiebens des Synchronrings 63 durch die Hülse 61 in der Verzahnungsphase größer ist als ein Reibungswiderstand in der Synchronisierungsphase.
In dieser Ausführungsform, wie in 13 dargestellt, sind die Drehzahl Negs zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase und die Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase auf denselben Wert, nämlich 2000 U/min, festgelegt, während die Drehzahl Negf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase und die Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase auf denselben Wert, nämlich 5000 U/min, festgelegt sind. Diese Zahlen für die Verzahnungsphase und für die Synchronisierungsphase können jedoch jeweils auf andere als die oben genannten Werte festgelegt werden.
Das Getriebe T dieser Ausführungsform ist somit aufgebaut und hat dadurch Auswirkungen wie nachstehend beschrieben.
Das Getriebe T der vorliegenden Erfindung ist dazu ausgeführt, dass es in der Antriebseinheit P für das Sattelfahrzeug mit dem Verbrennungsmotor E enthalten ist. Das Getriebe T weist die ungeradzahlige Stufenwelle 31 und die geradzahlige Stufenwelle 32, welche Kraft von der Kurbelwelle 23 des Verbrennungsmotors E erhalten, die Ausgangswelle 33, die Kraft von der Kurbelwelle 23 erhält, die Zahnradgruppe G, welche Kraft von der ungeradzahligen Stufenwelle 31 und der geradzahligen Stufenwelle 32 auf die Ausgangswelle 33 überträgt, und das Schaltrad 66 auf. Das Schaltrad 66 ist in den mehreren Zahnrädern der Zahnradgruppe G enthalten. Das Schaltrad 66 ist relativ drehbar durch mindestens eine der ungeradzahligen Stufenwelle 31, der geradzahligen Stufenwelle 32 und der Ausgangswelle 33 gelagert und weist den Schaltkranz 66t auf. Die eine Welle ist hier mit 67 bezeichnet. Das Getriebe T weist außerdem den Schaltmechanismus 60 auf, der die Hülse 61 und den Synchronring 63 umfasst. Die Hülse 61 ist durch die Welle 67 beweglich in axialer Richtung gelagert, während eine Relativdrehung unterdrückt wird. Der Synchronring 63 ist zwischen dem Schaltrad 66 und der Hülse 61 angeordnet. Der Synchronring 63 umfasst die Ringzähne 63t, die zwischen den Hülsenzähnen 61t der Hülse 61 und dem Schaltkranz 66t liegen. Die Hülse 61 bewegt sich so, dass die innere Umfangsfläche 63a des Synchronrings 63 mit dem vorstehenden zylinderförmigen Teil 66ss des Schaltrades 66 in Kontakt kommt, wodurch sich die Hülse 61 mit dem Schaltrad 66 synchronisiert. Die Hülse 61 bewegt sich ferner so, dass die Hülsenzähne 61t mit den Ringzähnen 63t in Kontakt und in Eingriff kommen, und dass dann die Hülsenzähne 61t mit dem Schaltkranz 66t in Kontakt und in Eingriff kommen, wodurch die Hülse 61 in das Schaltrad 66 eingreift, was zur Festlegung der Gangstufe führt. Das Getriebe T weist auch den Schaltbetätigungsmechanismus 70 auf, durch den sich die Hülse 61 in axialer Richtung bewegt, indem die Schubkraft F zum Schieben der Hülse 61 zu dem Schaltrad 66 aufgebracht wird. Die Schubkraft F wird durch die Antriebskraft des Aktuators 72 erzeugt. Das Getriebe T weist weiterhin die Motordrehzahlmesseinheit 101, welche die Motordrehzahl Ne des Verbrennungsmotors E misst, die Hülsenpositionsmesseinheit 102, welche die Position der Hülse 61 misst, sowie das Schaltsteuersystem 100 auf, welches den Schaltmechanismus 60 steuert.
Das Schaltsteuersystem 100 führt eine Steuerung derart durch, dass die Schubkraft F die konstante Schubkraft der Verzahnungsphase Fg während der Verzahnungsphase darstellt. Die Verzahnungsphase beginnt zu Beginn der Verzahnung, wenn eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist, bevor die Spitzen der Hülsenzähne 61t der Hülse 61 mit den Spitzen des Schaltkranzes 66t des Schaltrades 66 kollidieren, und die Verzahnungsphase endet vor dem Ende der Verzahnung, wenn eine vorgegebene Zeit nach der Kollision zwischen den Hülsenzähnen 61t und dem Schaltkranz 66t abgelaufen ist. Die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg wird durch Aufbringen der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase, die zu Beginn der Verzahnung gemessen wird, in dem vorgegebenen Kennfeld berechnet (siehe 13). Das Kennfeld spezifiziert die Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase derart, dass das Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg bei einem Anstieg der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase ansteigt. Somit wird die Schubkraft F derart gesteuert, dass die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg bei einem Anstieg der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase ansteigt.
Das Getriebe T mit einem derartigen Aufbau kann in der Antriebseinheit P mit dem Verbrennungsmotor E aufgenommen sein. Die Antriebseinheit P, welche an dem Motorrad 1 montiert ist, liegt zur Außenseite hin frei und ist in einer Position angeordnet, die sich in der Nähe eines Fahrers befindet. In diesem Motorrad 1 verringert das Getriebe T ein Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen den Spitzen der Hülsenzähne 61t der Hülse 61 und dem Schaltkranz 66t des Schaltrades 66, indem die Schubkraft F verringert wird, wenn die Motordrehzahl in der Verzahnungsphase niedrig ist, und das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen der Hülse 61 und dem Schaltrad 66 ist aufgrund eines geringen Motorgeräusches gut hörbar. Weiterhin sorgt das Getriebe T für eine hohe Schaltgeschwindigkeit, indem die Schubkraft F zur Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit der Hülse 61 erhöht wird, wenn die Motordrehzahl hoch ist, und das Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen den Hülsenzähnen 61t und dem Schaltkranz 66t geht in einem lauten Motorgeräusch unter und ist für einen Fahrer kaum hörbar. Somit erfüllt das Getriebe T eine Anforderung eines Fahrers nach raschem Schalten der Zahnräder, was tendenziell bei einer hohen Motordrehzahl stattfindet.
Das Schaltsteuersystem 100 arbeitet unter Einsatz der Drehzahl Negs zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, welche bezüglich der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase festgelegt ist. Wenn die Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase niedriger ist als die Drehzahl Negs zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, dann steuert das Schaltsteuersystem 100 das Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg derart, dass es den vorgegebenen ersten Festwert der Verzahnungsphase DRg1 ungeachtet der Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase darstellt. Der erste Festwert der Verzahnungsphase DRg1 ist nicht größer als das berechnete Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRgs bei der Drehzahl Negs zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase. In dieser Ausführungsform entspricht der erste Festwert der Verzahnungsphase DRg1 dem Wert des Tastverhältnisses der Verzahnungsphase DRgs. Somit wird die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg derart gesteuert, dass sie den vorgegebenen ersten Festwert der Verzahnungsphase Fg1 darstellt, der nicht größer ist als die berechnete Schubkraft der Verzahnungsphase Fgs bei der Drehzahl Negs zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase. In dieser Ausführungsform entspricht der erste Festwert der Verzahnungsphase Fg1 dem Wert der Schubkraft der Verzahnungsphase Fgs. Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Abfall der Schaltgeschwindigkeit und ermöglicht die Aufrechterhaltung einer niedrigsten geeigneten Schaltgeschwindigkeit, wenn die Motordrehzahl Neg des Motors in der Verzahnungsphase niedrig ist.
Das Schaltsteuersystem 100 arbeitet auch unter Einsatz der Drehzahl Negf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, welche bezüglich der Motordrehzahl Negin der Verzahnungsphase so festgelegt ist, dass sie höher als die Drehzahl Negs zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist. Wenn die Motordrehzahl Neg in der Verzahnungsphase höher als die Drehzahl Negf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist, dann steuert das Schaltsteuersystem 100 das Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRg derart, dass es einen vorgegebenen zweiten Festwert der Verzahnungsphase DRg2 darstellt. Der zweite Festwert der Verzahnungsphase DRg2 ist nicht geringer als das berechnete Tastverhältnis der Verzahnungsphase DRgf bei der Drehzahl Negf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase. In dieser Ausführungsform entspricht der zweite Festwert der Verzahnungsphase DRg2 dem Wert des Tastverhältnisses der Verzahnungsphase DRgf. Somit wird die Schubkraft der Verzahnungsphase Fg derart gesteuert, dass sie den vorgegebenen zweiten Festwert der Verzahnungsphase Fg2 darstellt, der nicht geringer als die berechnete Schubkraft der Verzahnungsphase Fgf bei der Drehzahl Negf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist. In dieser Ausführungsform entspricht der zweite Festwert der Verzahnungsphase Fg2 dem Wert der Schubkraft der Verzahnungsphase Fgf. Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Anstieg der Schaltgeschwindigkeit bei hoher Motordrehzahl, wodurch ein Klopfgeräusch aufgrund von Kollision zwischen der Hülse 61 und dem Schaltrad 66 verringert wird, was einen Schutz der Hülse 61 und des Schaltrades 66 zur Folge hat. Weiterhin erfolgt durch diesen Vorgang die Änderung der Schaltgeschwindigkeit für einen Fahrer unbemerkt. Dementsprechend wird sowohl eine Verringerung des kollisionsbedingten Klopfgeräusches als auch eine Optimierung der Schaltgeschwindigkeit erzielt.
Der Schaltmechanismus 60 führt den Schaltvorgang einschließlich der Leerlaufphase, der Hülsenbewegungsphase, der Synchronisierungsphase, der Verzahnungsphase und der Schubphase durch. Während der Leerlaufphase bewegt sich die Hülse 61 nicht zu dem Schaltrad 66. Die Hülsenbewegungsphase beginnt, wenn sich die Hülse 61 zu bewegen beginnt, und endet, bevor der Synchronring 63 gegen das vorstehende zylinderförmige Teil 66ss des Schaltrades 66 gedrückt wird, wodurch die Erzeugung von Reibung beginnt, und die Hülse 61 beginnt, sich mit dem Schaltrad 66 zu synchronisieren. Die Synchronisierungsphase beginnt zu Beginn der Verzahnung und endet vor der Beendigung der Verzahnung, nachdem die Hülsenzähne 61t der Hülse 61 die Ringzähne 63t des Synchronrings 63 zur Seite schieben und mit dem Schaltkranz 66t des Schaltrades 66 kollidieren. Die Schubphase beginnt zum Ende der Verzahnung und endet, wenn die Hülsenzähne 61t an die Zahnradwand 66w des Schaltrades 66 gelangen, wodurch das Schalten der Zahnräder abgeschlossen ist. Das Schaltsteuersystem 100 führt in der Synchronisierungsphase die Schaltsteuerung unter Einsatz der konstanten Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs als Schubkraft F durch. Wie in 13 dargestellt, wird die konstante Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs berechnet, indem die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase, welche zu Beginn der Synchronisierungsphase gemessen wird, in dem vorgegebenen Kennfeld eingesetzt wird. Das Kennfeld spezifiziert die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs, die derart festgelegt ist, dass sie ansteigt, wenn die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase ansteigt. Somit wird die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs auf der Basis der Motordrehzahl zu Beginn der Synchronisierungsphase in der Synchronisierungsphase gesteuert, d.h. unmittelbar vor der Verzahnungsphase, in der aufgrund von Kollision zwischen den Hülsenzähnen 61t der Hülse 61 und dem Schaltkranz 66t des Schaltrades 66 ein Klopfgeräusch auftritt. Dieser Vorgang verringert das kollisionsbedingte Klopfgeräusch und sorgt für rasches Schalten der Zahnräder, was eine Anforderung eines Fahrers erfüllen kann.
Ferner arbeitet das Schaltsteuersystem 100 unter Einsatz der Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, welche bezüglich der Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase festgelegt wird. Wenn die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase niedriger ist als die Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, dann steuert das Schaltsteuersystem 100 die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs derart, dass sie den vorgegebenen ersten Festwert der Synchronisierungsphase Fs1 ungeachtet der Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase darstellt. Der erste Festwert der Synchronisierungsphase Fs1 ist nicht größer als die berechnete Schubkraft der Synchronisierungsphase Fss bei der Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase. Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Abfall der Schaltgeschwindigkeit und ermöglicht die Aufrechterhaltung einer niedrigsten geeigneten Schaltgeschwindigkeit bei niedriger Motordrehzahl.
Das Schaltsteuersystem 100 arbeitet außerdem unter Einsatz der Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, welche bezüglich der Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase derart festgelegt wird, dass sie höher als die Drehzahl Ness zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase ist. Wenn die Motordrehzahl Nes in der Synchronisierungsphase höher als die Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase ist, dann steuert das Schaltsteuersystem 100 die Schubkraft der Synchronisierungsphase Fs derart, dass sie den vorgegebenen zweiten Festwert der Synchronisierungsphase Fs2 darstellt. Der zweite Festwert der Synchronisierungsphase Fs2 ist nicht geringer als die berechnete Schubkraft der Synchronisierungsphase Fsf bei der Drehzahl Nesf zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase. Dieser Vorgang verhindert einen übermäßigen Anstieg der Schaltgeschwindigkeit bei hoher Motordrehzahl, wodurch ein kollisionsbedingtes Klopfgeräusch reduziert wird, was den Schutz der Hülse und des Zahnrades zur Folge hat. Weiterhin erfolgt durch diesen Vorgang die Änderung der Schaltgeschwindigkeit für einen Fahrer unbemerkt. Dementsprechend wird sowohl eine Verringerung des kollisionsbedingten Klopfgeräusches und eine Optimierung der Schaltgeschwindigkeit erzielt.
Während der Schubphase wird die Feedbacksteuerung unter Verwendung einer Differenz der Ist-Position von der Zielposition der Hülse 61 als Eingangswert zum Steuern des Schaltens der Zahnräder durchgeführt. Somit wird die Schubkraft derart gesteuert, dass sie die Schaltgeschwindigkeit in der Schubphase erhöht. Das liegt daran, dass das in der Schubphase erzeugte Klopfgeräusch gegenüber dem in der Verzahnungsphase gering ist.
Bezugszeichenliste

P: Antriebseinheit
E: Verbrennungsmotor
F: Schubkraft
T: Getriebe
G: Zahnradgruppe
S: Synchronisiereinrichtung
Ne: Motordrehzahl
Neg: Motordrehzahl in der Verzahnungsphase
Negs: Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase
Negf: Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase
Fg: Schubkraft der Verzahnungsphase
Fgs: Schubkraft der Verzahnungsphase bei Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase
Fgf: Schubkraft der Verzahnungsphase bei Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase
Fg1: erster Festwert der Verzahnungsphase
Fg2: zweiter Festwert der Verzahnungsphase
Nes: Motordrehzahl in der Synchronisierungsphase
Ness: Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase
Nesf: Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase
Fs: Schubkraft der Synchronisierungsphase
Fss: Schubkraft der Synchronisierungsphase bei Drehzahl zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase
Fsf: Schubkraft der Synchronisierungsphase bei Drehzahl zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase
Fs1: erster Festwert der Synchronisierungsphase
Fs2: zweiter Festwert der Synchronisierungsphase
1: Motorrad
20: selbsttragendes Gehäuse
23: Kurbelwelle
31: ungeradzahlige Stufenwelle
32: geradzahlige Stufenwelle
33: Ausgangswelle
60: Schaltmechanismus
61: Hülse
61t: Hülsenzähne
63: Synchronring
63t: Ringzähne
66: Schaltrad
66t: Schaltkranz
67: Welle
70: Schaltbetätigungsmechanismus
72: Aktuator
100: Schaltsteuersystem
101: Motordrehzahlmesseinheit
102: Hülsenpositionsmesseinheit

Claims

Getriebe (T), das in einer Antriebseinheit (P) für ein Sattelfahrzeug (1) mit einem Verbrennungsmotor (E) enthalten ist, wobei das Getriebe (T) Folgendes umfasst: Antriebswellen (31, 32), die Kraft von einer Kurbelwelle (23) des Verbrennungsmotors (E) aufnehmen; eine Ausgangswelle (33), welche die Kraft von der Kurbelwelle (23) aufnimmt; eine Zahnradgruppe (G), die die Kraft von den Antriebswellen (31, 32) auf die Ausgangswelle (33) überträgt; ein in mehreren Zahnrädern der Zahnradgruppe (G) enthaltenes Schaltrad (66), wobei das Schaltrad (66) relativ drehbar durch mindestens eine Welle (67) der Antriebswellen (31, 32) und der Ausgangswelle (33) gelagert ist und einen Schaltkranz (66t) aufweist; einen Schaltmechanismus (60) mit einer Hülse (61) und einem Synchronring (63), wobei die Hülse (61) beweglich in axialer Richtung von der Welle (67) gelagert ist, während eine relative Drehung unterdrückt wird, wobei der Synchronring (63) zwischen dem Schaltrad (66) und der Hülse (61) angeordnet ist, wobei der Synchronring (63) Ringzähne (63t) aufweist, welche zwischen Hülsenzähnen (61t) der Hülse (61) und dem Schaltkranz (66t) angeordnet sind, wobei die Hülse (61) derart ausgeführt ist, dass durch ihre Bewegung eine innere Umfangsfläche (63a) des Synchronrings (63) mit einem vorstehenden zylinderförmigen Teil (66ss) des Schaltrades (66) in Kontakt kommt, wodurch sich die Hülse (61) mit dem Schaltrad (66) synchronisiert, wobei die Hülse (61) derart ausgeführt ist, dass weiterhin durch ihre Bewegung die Hülsenzähne (61t) mit den Ringzähnen (63t) in Kontakt und in Eingriff kommen und danach die Hülsenzähne (61t) mit dem Schaltkranz (66t) in Kontakt und in Eingriff kommen, wodurch die Hülse (61) in das Schaltrad (66) eingreift, was zur Festlegung einer Gangstufe führt; und einen Schaltbetätigungsmechanismus (70), der die Hülse (61) zum Bewegen in axialer Richtung veranlasst, indem er eine Schubkraft (F) zum Schieben der Hülse (61) zu dem Schaltrad (66) aufbringt und die Schubkraft (F) von einer Antriebskraft eines Aktuators (72) erzeugt wird, wobei das Getriebe (T) weiterhin Folgendes umfasst: eine Motordrehzahlmesseinheit (101), die eine Motordrehzahl (Ne) des Verbrennungsmotors (E) misst; eine Hülsenpositionsmesseinheit (102), die eine Position der Hülse (61) misst; und ein Schaltsteuersystem (100), das den Schaltmechanismus (60) steuert, wobei das Schaltsteuersystem (100) dazu ausgeführt ist, den Aktuator (72) derart zu steuern, dass die Schubkraft (F) als eine konstante Schubkraft der Verzahnungsphase (Fg) während einer Verzahnungsphase gesteuert wird, die Verzahnungsphase zu einer vorgegebenen Zeit, bevor Spitzen der Hülsenzähne (61t) der Hülse (61) mit Spitzen des Schaltkranzes (66t) des Schaltrades (66) kollidieren, beginnt und dann endet, wenn eine vorgegebene Zeit nach der Kollision zwischen den Hülsenzähnen (61t) und dem Schaltkranz (66t) abgelaufen ist, die Schubkraft der Verzahnungsphase (Fg) auf der Basis einer Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase, welche zu Beginn der Verzahnungsphase gemessen wird, derart gesteuert wird, dass sie ansteigt, wenn die Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase ansteigt.
Getriebe (T) nach Anspruch 1, wobei das Schaltsteuersystem (100) unter Einsatz einer Drehzahl (Negs) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase arbeitet, welche bezüglich der Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase festgelegt wird, wenn die Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase niedriger ist als die Drehzahl (Negs) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, das Schaltsteuersystem (100) die Schubkraft der Verzahnungsphase (Fg) derart steuert, dass sie einen vorgegebenen ersten Festwert der Verzahnungsphase (Fg1) darstellt, und der erste Festwert der Verzahnungsphase (Fg1) nicht größer ist als eine berechnete Schubkraft der Verzahnungsphase (Fgs) bei der Drehzahl (Negs) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase.
Getriebe (T) gemäß Anspruch 2, wobei das Schaltsteuersystem (100) unter Einsatz einer Drehzahl (Negf) zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase arbeitet, welche bezüglich der Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase derart festgelegt wird, dass sie höher als die Drehzahl (Negs) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase ist, wenn die Motordrehzahl (Neg) in der Verzahnungsphase höher ist als die Drehzahl (Negf) zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase, das Schaltsteuersystem (100) die Schubkraft der Verzahnungsphase (Fg) derart steuert, dass sie einen vorgegebenen zweiten Festwert der Verzahnungsphase (Fg2) darstellt, und der zweite Festwert der Verzahnungsphase (Fg2) nicht geringer ist als eine berechnete Schubkraft der Verzahnungsphase (Fgf) bei der Drehzahl (Negf) zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Verzahnungsphase.
Getriebe (T) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schaltmechanismus (60) einen Schaltvorgang durchführt, mit: einer Leerlaufphase, in der sich die Hülse (61) nicht zu dem Schaltrad (66) bewegt; einer Hülsenbewegungsphase, die beginnt, wenn sich die Hülse (61) zu bewegen beginnt, und die endet, bevor der Synchronring (63) gegen das vorstehende zylinderförmige Teil (66ss) des Schaltrades (66) gedrückt wird, wodurch die Erzeugung von Reibung beginnt, und die Hülse (61) beginnt, sich mit dem Schaltrad (66) zu synchronisieren; einer Synchronisierungsphase, die zu Beginn der Synchronisierung beginnt und die vor dem Beginn der Verzahnungsphase endet; der Verzahnungsphase, die zu Beginn der Verzahnung beginnt und die vor dem Ende der Verzahnung endet, nachdem die Hülsenzähne (61t) der Hülse (61) die Ringzähne (63t) des Synchronrings (63) zur Seite schieben und mit dem Schaltkranz (66t) des Schaltrades (66) kollidieren; und einer Schubphase, die zum Ende der Verzahnungsphase beginnt und die endet, wenn die Hülsenzähne (61t) mit einer Zahnradwand (66w) des Schaltrades (66) kollidieren, wodurch das Schalten der Zahnräder abgeschlossen ist, das Schaltsteuersystem (100) in der Synchronisierungsphase eine Schaltsteuerung unter Einsatz einer konstanten Schubkraft der Synchronisierungsphase (Fs) als Schubkraft (F) durchführt, und die konstante Schubkraft der Synchronisierungsphase (Fs) auf der Basis einer Motordrehzahl (Nes) in der Synchronisierungsphase, die zu Beginn der Synchronisierungsphase gemessen wird, derart gesteuert wird, dass sie ansteigt, wenn die Motordrehzahl (Nes) in der Synchronisierungsphase ansteigt.
Getriebe (T) nach Anspruch 4, wobei das Schaltsteuersystem (100) unter Einsatz einer Drehzahl (Ness) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase arbeitet, welche bezüglich der Motordrehzahl (Nes) in der Synchronisierungsphase festgelegt wird, wenn die Motordrehzahl (Nes) in der Synchronisierungsphase niedriger ist als die Drehzahl (Ness) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, das Schaltsteuersystem (100) die Schubkraft der Synchronisierungsphase (Fs) derart steuert, dass sie einen vorgegebenen ersten Festwert der Synchronisierungsphase (Fs1) darstellt, und der erste Festwert der Synchronisierungsphase (Fs1) nicht größer ist als eine berechnete Schubkraft der Synchronisierungsphase (Fss) bei der Drehzahl (Ness) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase.
Getriebe (T) gemäß Anspruch 5, wobei das Schaltsteuersystem (100) unter Einsatz einer Drehzahl (Nesf) zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase arbeitet, die bezüglich der Motordrehzahl (Nes) in der Synchronisierungsphase so festgelegt wird, dass sie höher als die Drehzahl (Ness) zum Einleiten einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase ist, wenn die Motordrehzahl (Nes) in der Synchronisierungsphase höher ist als die Drehzahl (Nesf) zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase, das Schaltsteuersystem (100) die Schubkraft der Synchronisierungsphase (Fs) so steuert, dass sie einen vorgegebenen zweiten Festwert der Synchronisierungsphase (Fs2) darstellt, und der zweite Festwert der Synchronisierungsphase (Fs2) nicht geringer ist als eine berechnete Schubkraft der Synchronisierungsphase (Fsf) bei der Drehzahl (Nesf) zum Beenden einer Änderung der Antriebskraft in der Synchronisierungsphase.
Getriebe (T) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei während der Schubphase eine Rückkopplungssteuerung unter Verwendung einer Differenz einer Ist-Position von einer Zielposition der Hülse (61) als Eingabewert zur Steuerung des Schaltens der Zahnräder durchgeführt wird.