JP2005299708A - Parallel shaft transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に用いられる常時噛合式変速機であって、特に、平行軸変速装置の技術分野に属する。 The present invention is a continuously meshing transmission used in a vehicle, and particularly belongs to the technical field of a parallel shaft transmission.
従来、変速機において、変速時においては、クラッチを非締結状態としてから次の変速ギヤへの変速を行うが、変速段の変化により、変速前と変速後では入力軸の回転数と出力軸の回転数の回転数比が変化するため、変速後の変速段に対応した回転数比にしないまま変速を行うと、多大な変速ショックが発生する。 Conventionally, in a transmission, at the time of shifting, the clutch is disengaged and then shifted to the next transmission gear. However, due to changes in the gear position, the rotational speed of the input shaft and the output shaft before and after shifting are changed. Since the rotation speed ratio of the rotation speed changes, if a shift is performed without setting the rotation speed ratio corresponding to the gear position after the shift, a great shift shock occurs.
そのため、入出力軸の回転数同期を行う回転数同期制御クラッチ手段を用いるとともに、変速ギヤ締結時に生じる変速ショックを吸収する2ウェイクラッチを用いている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
しかしながら、上記従来技術にあっては、回転数同期が十分に行われていない状態で2ウェイクラッチを締結すると多大な変速ショックが生じてしまう。特に1速や2速の低速歯車における変速時には伝達トルクが大きいため、この影響は顕著である。そのため、変速ショックに耐えられるよう2ウェイクラッチの締結容量を大きくする必要があり、装置の小型化の妨げとなるという問題があった。また、回転数同期を精度よく行ことで2ウェイクラッチの小型化を図ることも可能ではあるが、精度の高い回転同期には時間がかかるため、変速時に空走感が出てしまい、好ましくない。 However, in the above prior art, if the two-way clutch is engaged in a state where the rotation speed synchronization is not sufficiently performed, a great shift shock occurs. In particular, this effect is significant because the transmission torque is large at the time of shifting in the first gear and the second gear. For this reason, it is necessary to increase the engagement capacity of the two-way clutch so as to withstand a shift shock, which hinders downsizing of the apparatus. Although it is possible to reduce the size of the two-way clutch by accurately performing the rotation speed synchronization, it takes time for the rotation synchronization with high accuracy, and it is not preferable because a feeling of idling occurs at the time of shifting. .
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速時に大きな変速ショックが発生する低速ギヤ変速であっても、2ウェイクラッチの大型化を招くことなく円滑な変速が達成可能な平行軸変速装置を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to achieve smoothness without increasing the size of the two-way clutch even in a low-speed gear shift that generates a large shift shock during a shift. It is an object of the present invention to provide a parallel shaft transmission capable of achieving a shift.
上述の目的を達成するため、本願発明では、平行軸上に変速段毎の常時噛合歯車が設けられ、駆動側回転軸及び被動側回転軸が平行に配置されるとともに、該常時噛合歯車のトルク伝達経路を切り替えることで変速を達成する多段変速機構と、平行軸の駆動側回転軸と前記常時噛合歯車の駆動側歯車との締結・解放を行う2ウェイクラッチと、を備えた平行軸変速装置において、常時噛合歯車の低速被動側歯車と前記被動側回転軸との間のトルク伝達経路上に、所定トルクのみ伝達するトルクリミッタを設けた。 In order to achieve the above-described object, in the present invention, a constant meshing gear is provided for each shift stage on a parallel shaft, the driving side rotational shaft and the driven side rotational shaft are arranged in parallel, and the torque of the constant meshing gear. A parallel shaft transmission comprising: a multi-stage transmission mechanism that achieves speed change by switching a transmission path; and a two-way clutch that engages and releases the drive-side rotation shaft of the parallel shaft and the drive-side gear of the constantly meshing gear. The torque limiter for transmitting only a predetermined torque is provided on the torque transmission path between the low-speed driven gear of the constantly meshing gear and the driven rotary shaft.
すなわち、本発明にあっては、トルクリミッタを介して低速歯車と被動側回転軸との動力伝達を行うため、変速時に大きな変速ショックが発生する低速ギヤ変速であっても、円滑で迅速な変速を行うことができる。 That is, according to the present invention, since the power is transmitted between the low-speed gear and the driven-side rotating shaft via the torque limiter, smooth and quick gear shifting is possible even in the case of a low-speed gear shifting in which a large shift shock is generated at the time of shifting. It can be performed.
よって、2ウェイクラッチの大型化を回避できるとともに、精度のよい回転数同期を行う必要がない平行軸変速装置を提供できる。 Therefore, an increase in the size of the two-way clutch can be avoided, and a parallel shaft transmission that does not require accurate rotation speed synchronization can be provided.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1及び実施例2に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described based on Example 1 and Example 2.
まず、構成を説明する。
図1は、実施例1における平行軸変速装置の全体構成を表す概略図である。平行軸変速装置は、エンジン10から出力された回転を断接する電磁多板クラッチ(発進クラッチ)30と、入力された回転を変速する多段変速機20と、電磁多板クラッチ30及び多段変速機20に対し制御指令を出力するコントロールユニット500から構成されている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the parallel shaft transmission according to the first embodiment. The parallel shaft transmission includes an electromagnetic multi-plate clutch (starting clutch) 30 that connects and disconnects the rotation output from the
[電磁多板クラッチ30の構成]
図2は平行軸変速装置の断面図である。電磁多板クラッチ30はエンジン10の出力軸側に取り付けられた入力クラッチハウジング39内に収装されている。この入力クラッチハウジング39の後端部には、多段変速機20を格納する変速機ケース21の前端部が接続されている。
[Configuration of electromagnetic multi-plate clutch 30]
FIG. 2 is a sectional view of the parallel shaft transmission. The electromagnetic
電磁多板クラッチ30は、電磁石37の電磁力により締結するパイロットクラッチ34と、このパイロットクラッチ34の外周に配置したメインクラッチ33と、このパイロットクラッチ34の内周に配置したトルクカム機構35から構成されている。
The electromagnetic
入力クラッチハウジング39には、ボルトにより液密にフロントカバー38が取着され、これによりトーショナルダンパ40を収装する大気開放された第1収装室38aを画成している。また、変速機ケース21、入力クラッチハウジング39の一部及びフロントカバー38により油潤滑が成される第2収装室21aを画成している。
A
メインクラッチ33の第1入力ドラム31は有底筒形状であり、有底側端部は、トーショナルダンパ40が噛み合わせにより連結されている。メインクラッチ33の第2入力ドラム32は、有底二重筒形状をしており、最外筒面はスプライン嵌合によって、第1入力ドラム31と一体回転でき、かつ第2入力ドラム32の軸方向移動可能に構成されている。また、第2入力ドラム32の内筒内径には、パイロットクラッチ34が設けられている。第2入力ドラム32はメインクラッチ33とスプライン嵌合し、第2入力ドラム32の内筒外径部の外側には、入力クラッチハブ36が配置されている。
The
トルクカム機構35は、パイロットクラッチ34のドリブン側部材と入力クラッチハブ36との間にカム機構を有し、回転方向の力を軸方向の推力に変換することでメインクラッチ33を締結する。
The
エンジン10の動力は、トーショナルダンパ40から第1入力ドラム31及び第2入力ドラム32に伝達され、パイロットクラッチ34のドライブ側に伝達される。パイロットクラッチ34を締結すると、トルクカム機構35によって軸方向の推力が発生し、メインクラッチ33が締結する。よって、エンジン10の動力は、電磁多板クラッチ30から第1入力軸22に伝達される。
The power of the
[多段変速機の構成]
多段変速機における変速はシフトアクチュエータにより行われる。変速機ケース21内には第1入力軸22、第2入力軸23、及び出力軸25が設けられている。これらの3軸は平行に設けられ、第1入力軸22と第2入力軸23はそれぞれ後端部においてアイドルギヤ24を介して接続している。
[Configuration of multi-stage transmission]
Shifting in the multi-stage transmission is performed by a shift actuator. A
第1入力軸22は、3速〜5速までの駆動用変速ギヤ203、204、205と、3速−5速切り替えシンクロ405と4速切り替えシンクロ404を有する。これらのギヤは、第1入力軸22のエンジン10側から順に、4速、5速、3速駆動用変速ギヤ204、205、203の順に配置される。
The
第2入力軸23は1速、2速駆動用変速ギヤ201、202、及び後退駆動用変速ギヤ206を有し、これらのギヤはアイドルギヤ24から見て順に2速、1速、後退用駆動ギヤの順に配置される。この1速、2速駆動用変速ギヤ201、202はそれぞれ1速用2ウェイクラッチ301、及び2速用2ウェイクラッチ302を有する。
The
これら1速、2速用2ウェイクラッチ301、302は、駆動ギヤと一体に回転する外輪と、第2入力軸23と一体に回転する内輪を有し、1速−2速切り替えシフトスリーブ401の軸方向の移動によって外輪と内輪の締結・解放を行う。
These first-speed and second-speed two-
出力軸25は第1、第2入力軸22,23の間に設けられ、1速被動用変速ギヤ211、2−3速被動用変速ギヤ212、及び4、5速被動用変速ギヤ214、215と、後退用カウンターギヤ216aと噛み合う後退被動用変速ギヤ216bと、減速ギヤ217と、出力軸一体スリーブ411とを有する。これらの被動用ギヤはそれぞれ各変速段の駆動用変速ギヤと対応する位置に設けられている。
The
ここで、2−3速被動用変速ギヤ212は、第1入力軸22の3速駆動用変速ギヤ203と第2入力軸23の2速駆動用変速ギヤ202の両方と噛み合っている。また、出力軸一体スリーブ411は出力軸25における2−3速被動用変速ギヤ212と5速被動用変速ギヤ215との間に設けられ、出力軸25と一体に回転する。
Here, the 2-3 speed driven
2−3速被動用変速ギヤ212のエンジン10側にはドグ歯嵌合スプライン212aが設けられている。このドグ歯嵌合スプライン212aはドグクラッチ420と嵌合することにより、出力軸一体スリーブ411を介して出力軸25と締結され、2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25の完全締結を行う。
A dog-tooth engaging
また、2−3速被動用変速ギヤ212のアイドルギヤ24側にはトルクリミッタ410が設けられ、このトルクリミッタ410は2−3速被動用変速ギヤ212及び出力軸25と嵌合して両者のトルク伝達を行う。
Further, a
このトルクリミッタ410は駆動側プレートと被動側プレートから構成されており、駆動側プレートは2−3速被動用変速ギヤ212の内周に設けられた中空円筒部内周とスプライン嵌合し、被動側プレートは出力軸25の外周とスプライン嵌合する。これら2つのプレートは互いに相対回転可能に組み合わされ、常時一定の力で押圧されている。
This
2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25の間に規定以上のトルクが入力されると、トルクリミッタ410の駆動側プレートと被動側プレートが相対回転し、規定値以上のトルク伝達が遮断される。すなわち、2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25との間に生じた過大なトルクはトルクリミッタ410により吸収される。
When a torque exceeding the specified value is input between the 2-3 speed driven
図3は、平行軸変速装置の後退ギヤ付近の詳細な断面図である。後退駆動用変速ギヤ206は後退用カウンターギヤ216aと常時噛合い、後退用カウンターギヤ216aは後退被動用変速ギヤ216bと常時噛み合っている。後退用カウンターギヤ216aは変速機ケース21に軸方向回転可能に支持され、第1、第2入力軸22、23と平行に回転する。
FIG. 3 is a detailed sectional view of the vicinity of the reverse gear of the parallel shaft transmission. The reverse
この後退用カウンターギヤ216aは平歯車であり、後退駆動用変速ギヤ206の外周に設けられる。この後退用カウンターギヤ216aは、軸方向に移動することでシンクロと同様に機能する。
The
[コントロールユニットの構成]
次に、図1に示すコントロールユニット500の構成について説明する。平行軸変速装置は、スロットルセンサ511(スロットル開度の検出)、エンジン回転数センサ512、タービンセンサ513(電磁多板クラッチ30出力軸回転数すなわち多段変速機の入力軸回転数の検出)、車速センサ514、油温センサ515(電磁多板クラッチ30の潤滑油温検出)、及び電流センサ516(電磁多板クラッチ30への供給電流検出)を有する。
[Configuration of control unit]
Next, the configuration of the
コントロールユニット500は通常制御部501及び極低温制御部502を有する。通常制御部501は、入力された上記各センサ信号に基づいて、最適な変速段を決定し、シフトアクチュエータ60に対して変速指令を出力する。同時に、エンジン10に対して制御指令を出力するとともに、電磁多板クラッチ30に対して締結制御指令を出力する。
The
極低温制御部502は、検出された潤滑油温が極低温と判断されたときに制御を実行する制御部である。潤滑油温が極低温である場合、極低温時に対応する制御指令をシフトアクチュエータ60、エンジン10、電磁多板クラッチ30に対して出力する。
The cryogenic
[1−2アップシフト制御作用]
1−2アップシフトにおいては、まず電磁多板クラッチ30の通電を停止し、1速ギヤから2速ギヤへの変速を行う。このとき、変速段の変化により、変速前と変速後では第2入力軸23の回転数Ninと出力軸25の回転数Noutの回転数比が変化する。1速、2速変速時には変速機構に大きな負荷がかかり、回転数同期を十分に行わずに変速を実行した場合、2速用2ウェイクラッチに大きな負荷がかかる。この負荷に対応して2速用2ウェイクラッチの締結容量を大きくすると、締結容量の増大に伴って2ウェイクラッチの大型化を招いてしまう。
[1-2 Upshift control action]
In the 1-2 upshift, first, the energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is stopped, and the shift from the first gear to the second gear is performed. At this time, the rotation speed ratio of the rotation speed Nin of the
そのため、本願実施例においては、入力軸回転数Ninの回転数制御(エンジン回転数制御、電磁多板クラッチ締結制御等)を行い、入出力軸回転数比を制御し、変速時に発生する変速ショックを低減する。さらに、変速ショックの大きい変速段である低速段にトルクリミッタを設け、変速時のショックをより低減する。本願実施例においては、トルクリミッタを2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25との間に設けている。
Therefore, in the embodiment of the present application, the rotational speed control of the input shaft rotational speed Nin (engine rotational speed control, electromagnetic multi-plate clutch engagement control, etc.) is performed, the input / output shaft rotational speed ratio is controlled, and the shift shock generated at the time of shifting Reduce. Furthermore, a torque limiter is provided at a low speed stage, which is a gear stage with a large shift shock, to further reduce the shock during the shift. In this embodiment, a torque limiter is provided between the 2-3 speed driven
1−2変速においては、通常制御部501からの指令により、まず電磁多板クラッチ30を解放後、シフトアクチュエータ60によって1速用2ウェイクラッチ301を解放する。次に、2速用2ウェイクラッチ302を締結するとともに、電磁多板クラッチ30の締結を開始する。このとき、2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25の間に設けられたトルクリミッタ410により、第2入力軸23と出力軸25の間は一定以上のトルクが授受されることがなく、変速ショックの発生を防止する。
In the 1-2 shift, the electromagnetic multi-plate clutch 30 is first released according to a command from the
このときの第2入力軸23の回転数をNin、出力軸25の回転数Noutとして、両者の回転数差の絶対値
|Nin - Nout|
が規定値以下であれば、十分な回転数同期制御が行われたとして、ドグクラッチ420を締結して2速を完全締結状態とする。
At this time, assuming that the rotation speed of the
Is equal to or less than the specified value, the
[1−2アップシフト制御処理]
次に、具体的な変速制御例として1−2アップシフト制御について説明する。図4は、平行軸変速装置のコントロールユニット500において、1−2アップシフト時に通常制御部501で実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
[1-2 Upshift control processing]
Next, 1-2 upshift control will be described as a specific shift control example. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of a shift control process executed by the
ステップS1では、電磁多板クラッチ30への通電を停止して非締結状態とし、ステップS2へ移行する。 In step S1, the energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is stopped to be in a non-engaged state, and the process proceeds to step S2.
ステップS2では、ドグクラッチ420が解放状態であるかどうかを判断し、YESであればステップS4へ移行し、NOであればステップS3へ移行する。
In step S2, it is determined whether or not the
ステップS3では、ドグクラッチ420を解放し、ステップS4へ移行する。
In step S3, the
ステップS4では、1速用2ウェイクラッチ301を解放し、ステップS5へ移行する。
In step S4, the first-speed two-
ステップS5では、電磁多板クラッチ30に通電を再開し、ステップS6へ移行する。 In step S5, energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is resumed, and the process proceeds to step S6.
ステップS6では、エンジン回転を用いて第1、第2入力軸22,23の回転数同期制御を行い、ステップS7へ移行する。
In step S6, the engine speed is used to perform rotational speed synchronization control of the first and
ステップS7では、入出力軸回転数の差 Nin−Nout の絶対値が規定値を下回るかどうかが判断され、YESであればステップS8へ移行し、NOであればステップS6へと戻り、再度回転数同期制御を行う。 In step S7, it is determined whether or not the absolute value of the input / output shaft rotational speed difference Nin−Nout is less than the specified value. If YES, the process proceeds to step S8, and if NO, the process returns to step S6 to rotate again. Performs number synchronization control.
ステップS8では、2速用2ウェイクラッチ302を締結し、ステップS9へ移行する。
In step S8, the 2-speed 2-
ステップS9では、ドグクラッチ420を締結し、ステップS10へ移行する。
In step S9, the
ステップS10では、電磁多板クラッチ30を完全締結状態として制御を終了する。 In step S10, the electromagnetic multi-plate clutch 30 is brought into a completely engaged state and the control is terminated.
[1−2アップシフト制御の経時変化]
図5は、実施例1の1速から2速への変速制御のタイムチャートである。図5(a)にシフト指令、図5(b)にエンジン回転数Ne、図5(c)に電磁多板クラッチ30への締結指令及び締結力、図5(d)に1速及び2速用2ウェイクラッチ301,302への締結指令及び締結状態、図5(e)にドグクラッチ420への締結指令及び締結状態を示す。
[1-2 Time-dependent change of upshift control]
FIG. 5 is a time chart of the shift control from the first speed to the second speed in the first embodiment. Fig. 5 (a) shows a shift command, Fig. 5 (b) shows the engine speed Ne, Fig. 5 (c) shows an engagement command and an engagement force for the electromagnetic multi-plate clutch 30, and Fig. 5 (d) shows first and second speeds. FIG. 5 (e) shows an engagement command and an engagement state for the
時刻t1において、1速から2速へのシフト指令が行われ、電磁多板クラッチ30に対し非通電指令を出力し、1速用2ウェイクラッチ301に対し解放指令を出力する。このとき、エンジン10の回転数及び電磁多板クラッチ30の締結力が徐々に減少していく。
At time t 1 , a shift command from the first speed to the second speed is issued, a non-energization command is output to the electromagnetic multi-plate clutch 30, and a release command is output to the first-speed 2-
時刻t2において、電磁多板クラッチ30及び1速用2ウェイクラッチ301が完全解放状態となる。このとき、2速2ウェイクラッチ302及びドグクラッチ420は未だ非締結状態であり、エンジン回転数も減少を継続している。
In time t 2, the electromagnetic multiple disk clutch 30 and the first-speed two-
時刻t3において、電磁多板クラッチ30の通電を再開して締結状態とし、エンジン10の回転による入力軸の回転数同期制御を開始する。回転数同期制御を円滑に行うため電磁多板クラッチ30は完全締結状態とはせず、エンジン10の回転数を徐々に小さくし、2速時における回転数に接近させていく。同時に、2速用2ウェイクラッチ302の締結を開始する。
At time t 3 , the energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is resumed to be in the engaged state, and the rotational speed synchronization control of the input shaft by the rotation of the
時刻t4において、2速用2ウェイクラッチ302が完全締結状態となり、入力軸の回転数同期制御が十分に行われたとしてドグクラッチ420の締結を開始する。回転数同期制御により入出力軸の回転数比が完全に同期していない場合、t4において回転数が急激に減少し、変速ショックが発生する。上述のようにトルクリミッタ410によって2速ギヤ締結時の変速ショックを緩和する。
At time t 4 , the second-speed two-
時刻t5において、ドグクラッチ420が完全締結状態となり、電磁多板クラッチ30を完全締結状態として変速を終了する。
At time t 5, the
[一般変速制御作用]
本発明の平行軸変速装置においては、1−2アップシフトだけではなく、2−3アップシフト、4−3ダウンシフト等、2速または3速が関与する変速制御全般についても特有の作用が得られる。以下、各場合について説明する。
[General shift control action]
In the parallel shaft transmission of the present invention, not only the 1-2 upshift, but also the entire shift control involving the second speed or the third speed, such as the 2-3 upshift and the 4-3 downshift, is obtained. It is done. Hereinafter, each case will be described.
[(1) 1,4,5速から2または3速への変速制御作用]
1−2アップシフト、4−3ダウンシフト等の変速時には、変速前の変速段ではドグクラッチ420は解放状態となっている。そのため変速開始時には、まず電磁多板クラッチ30を解放し、変速前の変速段(1速、4速または5速)を解放し、入出力軸の回転数同期制御を行う。回転数同期を十分行った後、変速後の変速段(2速または3速)を締結する。
[(1) Shift control action from 1, 4, 5 speed to 2 or 3 speed]
During a shift such as a 1-2 upshift or a 4-3 downshift, the
変速後の変速段はトルクリミッタ410を備えた2−3速被動用変速ギヤ212であるため、変速後の変速段(2速または3速)締結時においては、まずトルクリミッタ410を介して入出力軸間のトルク伝達を行う。トルクリミッタ410による変速ショック低減が終了した後、ドグクラッチ420を締結し、電磁多板クラッチ30を完全締結とする。
Since the gear stage after the shift is the 2-3 speed driven
[(2) 2−3アップシフトまたは3−2ダウンシフトにおける変速制御作用]
2−3アップシフト、3−2ダウンシフトにおいては、変速前の変速段(2速または3速)ではドグクラッチ420は締結状態となっている。そのため、変速開始時には、まず電磁多板クラッチ30を解放し、変速前の変速段(2速または3速)を解放し、更にドグクラッチ420を解放する。トルクリミッタ410は常時一定の締結力を持つため、入出力軸はトルクリミッタ410を介したトルク伝達状態にある。この状態で入出力軸の回転数同期制御を行った後、変速後の変速段を締結する。
[(2) Shift control action in 2-3 upshift or 3-2 downshift]
In the 2-3 upshift and the 3-2 downshift, the
変速後の変速段も2速または3速であるため、変速後の変速段締結と同時にトルクリミッタ410を介してトルク伝達が行われる。トルクリミッタ410による変速ショック低減が終了すると、ドグクラッチ420を締結し、電磁多板クラッチ30を完全締結とする。
Since the gear stage after the shift is also the second gear or the third gear, torque transmission is performed via the
[(3) 2または3速から1,4,5速への変速制御作用]
3−4アップシフト、2−1ダウンシフト等の2速または3速から1速、4速、または5速への変速制御において、変速前の変速段(2速または3速)ではドグクラッチ420は締結状態である。変速開始時にはまず電磁多板クラッチ30を解放し、変速前の変速段(2速または3速)を解放し、更にドグクラッチ420を解放する。この状態で入出力軸の回転数同期制御を行った後、変速後の変速段(1速、4速または5速)を締結し、電磁多板クラッチ30を完全締結とする。
[(3) Shift control action from 2nd or 3rd speed to 1, 4 and 5th speed]
In shift control from 2nd or 3rd speed such as 3-4 upshift or 2-1 downshift to 1st speed, 4th speed, or 5th speed,
[一般変速制御処理]
図6は、実施例1の平行軸変速装置のコントロールユニット500において、変速時に通常制御部501で実行される一般変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
[General shift control processing]
FIG. 6 is a flowchart illustrating the flow of a general shift control process executed by the
ステップS11では、電磁多板クラッチ30への通電を停止して非締結状態とし、ステップS12へ移行する。 In step S11, the energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is stopped and brought into a non-engaged state, and the process proceeds to step S12.
ステップS12では、ドグクラッチ420は解放状態にあるかどうかを判断し、YESであればステップS14へ移行し、NOであればステップS13へ移行する。
In step S12, it is determined whether the
ステップS13では、ドグクラッチ420を解放し、ステップS14へ移行する。
In step S13, the
ステップS14では、現在の変速段を解放し、ステップS15へ移行する。 In step S14, the current gear position is released and the process proceeds to step S15.
ステップS5では、電磁多板クラッチ30への通電を再開し、ステップS16へ移行する。 In step S5, energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is resumed, and the process proceeds to step S16.
ステップS16では、変速後の入力軸回転数Ninと出力軸回転数Noutが同一となるよう、電磁多板クラッチ30によりNinを回転数同期制御させ、ステップS17へ移行する。 In step S16, Nin is rotationally synchronized by the electromagnetic multi-plate clutch 30 so that the input shaft rotational speed Nin and the output shaft rotational speed Nout after shifting are the same, and the process proceeds to step S17.
ステップS17では、入力軸回転数Ninと出力軸回転数Noutの差の絶対値
| Nin - Nout |
の値が規定値以下であるかどうかを判断し、YESであればステップS18へ移行し、NOであればステップS16へ戻る。
In step S17, the absolute value of the difference between the input shaft speed Nin and the output shaft speed Nout
| Nin-Nout |
It is determined whether or not the value is equal to or less than the specified value. If YES, the process proceeds to step S18, and if NO, the process returns to step S16.
ステップS18では、所望する変速段を入力軸に固定し、ステップS19へ移行する。 In step S18, the desired gear position is fixed to the input shaft, and the process proceeds to step S19.
ステップS19では、変速後の変速段は2速または3速であるかどうかを判断し、YESであればステップS20へ移行し、NOであればステップS21へ移行する。 In step S19, it is determined whether or not the speed after the shift is the second speed or the third speed. If YES, the process proceeds to step S20, and if NO, the process proceeds to step S21.
ステップS20では、ドグクラッチ420を締結し、2−3速被動用変速ギヤ212を出力軸25に固定してステップS11へ移行する。
In step S20, the
ステップS21では、電磁多板クラッチ30を完全締結状態にして変速制御を終了する。 In step S21, the electromagnetic multi-plate clutch 30 is completely engaged and the shift control is terminated.
[本願実施例の効果]
(1) 2−3速被動用変速ギヤ212にトルクリミッタ410を設け、2−3速被動用変速ギヤ212はトルクリミッタ410を介して出力軸25との動力伝達を行うこととした。また、1速及び2速駆動用変速ギヤ201、202と第2入力軸23との締結に、それぞれ1速用及び2速用2ウェイクラッチ301,302を用いた。
これにより、1−2アップシフトなど、2速または3速への変速においては、ドグクラッチ420を解放してトルクリミッタ410のみによりトルク伝達を行うため、入出力軸間における一定値以上のトルク伝達を遮断することが可能となる。よって、変速時に大きな変速ショックが発生する1−2変速であっても、2速用2ウェイクラッチ302の締結容量の増大による装置の大型化を回避するとともに、精度のよい回転数同期を行わなくとも円滑で迅速な変速を行うことができる(請求項1に対応)。
[Effect of the embodiment of the present application]
(1) The 2-3 speed driven
As a result, when shifting to the second speed or the third speed, such as 1-2 upshift, the
(2) 2−3速被動用変速ギヤ212に、出力軸25と剛体結合を行うドグクラッチ420を設け、2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25との動力伝達は、2速用2ウェイクラッチ302または3速駆動用変速ギヤ203が締結開始してから所定時間のみトルクリミッタ410でトルク伝達を行った後、ドグクラッチ420を結合させて出力軸25とのトルク伝達を行うこととした。
これにより、2速または3速への変速時において、トルクリミッタ410により一定値以上のトルク伝達を遮断しつつ変速段を変更し、その後にドグクラッチ420により出力軸25と完全締結することが可能となり、確実な動力伝達を行うことができる(請求項2に対応)。
(2) A
As a result, at the time of shifting to the second speed or the third speed, it is possible to change the gear position while interrupting the torque transmission of a certain value or more by the
(3) 2−3速被動用変速ギヤ212と出力軸25の締結要素として、トルクリミッタ410とドグクラッチ420を並列で設けた。これにより、2速または3速への変速時において、変速ショックが低減された後、直ちに入出力軸の完全締結を行うことができる(請求項3に対応)。
(3) A
(4) 2−3速被動用変速ギヤ212を介して2速への変速を行う場合には、2速用2ウェイクラッチ302を締結してから一定時間トルクリミッタ410によりトルク伝達を行った後、ドグクラッチ420を剛体結合することでトルク伝達を行うこととした。これにより、2速用2ウェイクラッチ302が急激に締結した場合であっても、締結に伴うショックをトルクリミッタ410に吸収させ、その後にドグクラッチ420を締結させて入出力軸間を剛体結合することが可能となり、2速用2ウェイクラッチ302への負担を低減することで締結容量の増大に伴う大型化を回避できる(請求項5に対応)。
(4) When shifting to the second speed via the 2-3 speed driven
[極低温時発進制御]
次に、平行軸変速装置の極低温時における発進制御処理について説明する。極低温時においては、電磁多板クラッチ30内で潤滑している潤滑油の粘度が増大する。そのため、電磁多板クラッチ30を解放しても、粘度が増大した潤滑油がクラッチ板の間に介在することによってエンジン10の動力がドラグトルクとして伝達される場合がある。
[Start control at cryogenic temperatures]
Next, the start control process when the parallel shaft transmission is at a very low temperature will be described. At an extremely low temperature, the viscosity of the lubricating oil lubricated in the electromagnetic multi-plate clutch 30 increases. Therefore, even if the electromagnetic multi-plate clutch 30 is released, the power of the
極低温時にはエンジンのクリープトルクは通常時に比べて低く、ドラグトルクによって伝達されるクリープトルクを全て駆動輪53へ伝達させるとエンジン10はストールするおそれがある。とりわけ、本願実施例1の電磁多板クラッチ30においては、パイロットクラッチ34に発生するドラグトルクがトルクカム機構35により増大されるため影響は大きなものとなる。
When the cryogenic temperature is extremely low, the creep torque of the engine is lower than that at the normal time. If all the creep torque transmitted by the drag torque is transmitted to the drive wheels 53, the
そこで、本願実施例においては、極低温発進時のドラグトルク解消のため、エンジン10のクリープトルクにより電磁多板クラッチ30を相対回転させて発熱させ、ドラグトルクの解消を行う。極低温時にはエンジンのクリープトルクは通常時に比べて低く、車体を発進させることは困難である場合が多い。このとき、ドラグトルクによって伝達されるクリープトルクを全て駆動輪53へ伝達させるとエンジン10はストールするおそれがある。よって、多段変速機20内における入出力軸間を完全締結とはせず、トルクリミッタ410にトルクを吸収させることでエンジン10のストールを回避する。
Therefore, in the embodiment of the present application, in order to eliminate the drag torque at the start of cryogenic temperature, the electromagnetic multi-plate clutch 30 is relatively rotated by the creep torque of the
[極低温時発進制御作用]
図1に示す油温センサ515により極低温と判断された場合、まず電磁多板クラッチ30を解放し、ドグクラッチ420を開放したまま2速を締結する。ドラグトルクにより伝達されたクリープトルクは、2速におけるギヤ段である2−3速被動用変速ギヤ212に設けられたトルクリミッタ410の相対回転に伴うトルク吸収作用により、駆動輪53には一定値以上は伝達されない。
[Start control at cryogenic temperature]
When the
トルクリミッタ410は一定力で押し付けられた複数の相対回転可能なプレートであるため、相対回転に伴って反力を発生する。この反力が電磁多板クラッチ30に作用するため、電磁多板クラッチ30にはエンジン10からのクリープトルクとトルクリミッタ410からの反力が相対して作用する。
Since the
電磁多板クラッチ30において相対方向に作用するこの2つのトルクがドラグトルクの値を超えると、開放状態にある電磁多板クラッチ30は相対回転を始め、摩擦熱が発生する。この摩擦熱で電磁多板クラッチ30内の油温を上昇させ潤滑油の粘度を低下させることにより、ドラグトルクを消滅させる。 When these two torques acting in the relative directions in the electromagnetic multi-plate clutch 30 exceed the value of the drag torque, the electromagnetic multi-plate clutch 30 in the released state starts relative rotation and generates frictional heat. By this frictional heat, the oil temperature in the electromagnetic multi-plate clutch 30 is raised to lower the viscosity of the lubricating oil, thereby eliminating the drag torque.
なお、この極低温時発進制御は、油温を検出し、油温が所定値以上となるまで継続しても良いし、予め設定された所定時間継続することとしても良い。本願実施例では、この時間を極低温制御部502に設けられたカウンタ502aで計測し、一定時間以上経過していればドラグトルクは解消したと判断し、通常制御部501により通常のトルク伝達を開始するものとする。
The start control at the time of cryogenic temperature may be continued until the oil temperature is detected and the oil temperature becomes equal to or higher than a predetermined value, or may be continued for a preset predetermined time. In this embodiment, this time is measured by a
[極低温時発進制御処理]
図7は極低温時の発進時に極低温制御部502で実行される発進制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、各ステップについて説明する。
[Start control process at cryogenic temperature]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the start control process executed by the cryogenic
ステップS101では、電磁多板クラッチ30への通電を停止して非締結状態とし、ステップS102へ移行する。 In step S101, the energization of the electromagnetic multi-plate clutch 30 is stopped to be in a non-engaged state, and the process proceeds to step S102.
ステップS102では、ドグクラッチ420を解放し、ステップS5へ移行する。
In step S102, the
ステップS103では、2速用2ウェイクラッチ302を出力軸25に締結してステップS105へ移行する。
In step S103, the 2-way 2-
ステップS104では、カウンタ502aにより時間計測を開始し、ステップS105へ移行する。
In step S104, time measurement is started by the
ステップS105では、カウンタ502aで計測された時間が所定時間を経過しているかどうかを判断し、YESであればステップS107へ移行し、NOであればステップS106へ移行する。
In step S105, it is determined whether the time measured by the
ステップS106では、アクセルがONとなっているかどうかを判断し、YESであればステップS107へ移行し、NOであればステップS105へと戻る。 In step S106, it is determined whether or not the accelerator is ON. If YES, the process proceeds to step S107, and if NO, the process returns to step S105.
ステップS107では、2速用2ウェイクラッチ302を解放し、ステップS108へ移行する。
In step S107, the 2-way 2-
ステップS108では、1速用2ウェイクラッチ301を締結し、ステップS109へ移行する。
In step S108, the first-speed two-
ステップS109では、電磁多板クラッチ30に通電し、通常の締結状態として終了する。 In step S109, the electromagnetic multi-plate clutch 30 is energized, and the process is terminated as a normal engagement state.
[極低温時発進制御の経時変化]
図8は、極低温時における発進制御のタイムチャートである。図8(a)にシフト指令、図8(b)にエンジン回転数Ne、図8(c)に電磁多板クラッチ30の締結力、図8(d)に1速用2ウェイクラッチ301及び2速用2ウェイクラッチ302の締結状態を示す。
[Time-dependent change of start control at cryogenic temperatures]
FIG. 8 is a time chart of start control at an extremely low temperature. FIG. 8 (a) shows a shift command, FIG. 8 (b) shows the engine speed Ne, FIG. 8 (c) shows the fastening force of the electromagnetic multi-plate clutch 30, and FIG. The engaged state of the two-
時刻t1において、ニュートラルから1速へのシフト指令が行われると、1速用2ウェイクラッチ301を非締結とし、2速用2ウェイクラッチ302の締結を開始する。更に、潤滑油の粘性増大に伴うエンジン負荷の増大に配慮し、エンジン10の回転数Neを上昇させる。このとき電磁多板クラッチ30は非締結であるが、ドラグトルクによりエンジン10の動力はトルクリミッタ410を介して出力軸25に伝達される。
When a shift command from neutral to first speed is issued at time t 1 , the first-speed two-
時刻t2において、2速用2ウェイクラッチ302が完全締結状態となると、所定時間を計測するカウンタ502aのカウントアップを開始する。電磁多板クラッチ30のドラグトルクが大きいときは、トルクリミッタ410の相対回転によりエンジンストールを防止する。
In time t 2, the the second speed two-
トルクリミッタ410の相対回転により、電磁多板クラッチ30にはエンジン10によるクリープトルクとトルクリミッタ410による反力が生じる。この2つの相対方向に作用するトルクがドラグトルクを超過すると、電磁多板クラッチ30は相対回転して摩擦熱が発生し、潤滑油温が上昇することでドラグトルクが解消していく。一方、電磁多板クラッチ30のドラグトルクが小さいときは電磁多板クラッチ30の相対回転が発生して潤滑油温を上昇させる。
Due to the relative rotation of the
時刻t3において、カウンタ502aによるカウントアップが終了し、油温が上昇する所定時間が経過したとして、電磁多板クラッチ30に通電を開始する。また、2速用2ウェイクラッチ302の解放と同時に1速用2ウェイクラッチ301の締結を開始する。
At time t 3 , counting up by the
時刻t4において、2速用2ウェイクラッチ302が完全解放となり、1速用2ウェイクラッチ301が完全締結となる。これにより、エンジン10の回転は1速ギヤに拘束され、ギヤ比に対応する分の回転数が上昇する。
At time t 4, 2-speed two-
時刻t5において電磁多板クラッチ30を完全締結状態とし、完全1速を達成する。 The electromagnetic multiple disk clutch 30 is completely engaged at time t 5, to achieve complete first speed.
[極低温時発進制御の効果]
(5) 発進クラッチとして電磁多板クラッチ30を用い、その潤滑油温を検出する油温センサ515を設け、油温が所定油温未満のときは極低温制御部502により電磁多板クラッチ30を解放し、所定時間トルクリミッタ410によりエンジン10のクリープトルクを伝達することとした。
これにより、電磁多板クラッチ30にエンジン10によるクリープトルクとトルクリミッタ410による反力が生じさせ、この2つの相対方向に作用するトルクにより電磁多板クラッチ30を相対回転させる。よって、クラッチ板を拘束する潤滑油とクラッチ板に摩擦熱を生じさせ、油温を上昇させてドラグトルクを解消することが可能となり、極低温時であってもエンジンストールを回避しつつ、円滑な発進を行うことができる(請求項4に対応)。
[Effect of starting control at cryogenic temperature]
(5) The electromagnetic multi-plate clutch 30 is used as a starting clutch, and an
As a result, a creep torque generated by the
(他の実施例)
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
(Other examples)
Although the best mode for carrying out the present invention has been described based on the first embodiment, the specific configuration of the present invention is not limited to each embodiment and does not depart from the gist of the present invention. Any changes in the design of the range are included in the present invention.
10 エンジン
20 多段変速機
21 変速機ケース
21a 第2収装室
22 第1入力軸
23 第2入力軸
24 アイドルギヤ
25 出力軸
30 電磁多板クラッチ
31 第1入力ドラム
32 第2入力ドラム
33 メインクラッチ
34 パイロットクラッチ
35 トルクカム機構
36 入力クラッチハブ
37 電磁石
38 フロントカバー
38a 第1収装室
39 入力クラッチハウジング
51 車軸
52 デファレンシャルギヤ
53 駆動輪
60 シフトアクチュエータ
201 1速駆動用変速ギヤ
202 2速駆動用変速ギヤ
203 3速駆動用変速ギヤ
204 4速駆動用変速ギヤ
205 5速駆動用変速ギヤ
206 後退駆動用変速ギヤ
211 1速被動用変速ギヤ
212 2−3速被動用変速ギヤ
212a ドグ歯嵌合スプライン
214 4速被動用変速ギヤ
215 5速被動用変速ギヤ
216a 後退用カウンターギヤ
216b 後退被動用変速ギヤ
217 減速ギヤ
220 第1伝達ギヤ
230 第2伝達ギヤ
301 1速用2ウェイクラッチ
302 2速用2ウェイクラッチ
401 シフトスリーブ
404 4速切り替えシンクロ
405 3−5速切り替えシンクロ
410 トルクリミッタ
411 出力軸一体スリーブ
420 ドグクラッチ
500 コントロールユニット
511 スロットルセンサ
501 通常制御部
502 極低温制御部
502a カウンタ
512 エンジン回転数センサ
513 タービンセンサ
514 車速センサ
515 油温センサ
516 電流センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 20 Multistage transmission 21 Transmission case 21a 2nd storage chamber 22 1st input shaft 23 2nd input shaft 24 Idle gear 25 Output shaft 30 Electromagnetic multi-plate clutch 31 1st input drum 32 2nd input drum 33 Main clutch 34 Pilot clutch 35 Torque cam mechanism 36 Input clutch hub 37 Electromagnet 38 Front cover 38a First storage chamber 39 Input clutch housing 51 Axle 52 Differential gear 53 Drive wheel 60 Shift actuator 201 1st speed drive transmission gear 202 2nd speed drive transmission gear 202 203 3rd-speed drive transmission gear 204 4th-speed drive transmission gear 205 5th-speed drive transmission gear 206 Reverse drive transmission gear 211 1st-speed driven transmission gear 212 2-3rd-speed driven transmission gear 212a Dog-tooth engagement spline 214 For 4-speed driven High-speed gear 215 Five-speed driven transmission gear 216a Reverse counter gear 216b Reverse driven transmission gear 217 Reduction gear 220 First transmission gear 230 Second transmission gear 301 First-speed two-way clutch 302 Second-speed two-way clutch 401 Shift sleeve 404 4th speed switching sync 405 3-5th speed switching sync 410 Torque limiter 411 Output shaft integrated sleeve 420 Dog clutch 500 Control unit 511 Throttle sensor 501 Normal control unit 502 Cryogenic control unit 502a Counter 512 Engine speed sensor 513 Turbine sensor 514 Vehicle speed sensor 515 Oil temperature sensor 516 Current sensor
Claims (5)
前記平行軸の駆動側回転軸と前記常時噛合歯車の駆動側歯車との締結・解放を行う2ウェイクラッチと、
を備えた平行軸変速装置において、
前記常時噛合歯車の低速被動側歯車と前記被動側回転軸との間のトルク伝達経路上に、所定トルクのみ伝達するトルクリミッタを設けたことを特徴とする平行軸変速装置。 A multi-stage shift is provided with a constant meshing gear for each shift speed on a parallel shaft, the drive-side rotation shaft and the driven-side rotation shaft are arranged in parallel, and a shift is achieved by switching the torque transmission path of the constant-meshing gear. Mechanism,
A two-way clutch that engages / releases the drive-side rotary shaft of the parallel shaft and the drive-side gear of the constantly meshing gear;
In a parallel shaft transmission comprising:
A parallel shaft transmission comprising a torque limiter for transmitting only a predetermined torque on a torque transmission path between a low-speed driven gear of the constantly meshing gear and the driven rotary shaft.
前記低速被動側歯車と前記平行軸の被動側回転軸とを剛体結合可能な剛体結合手段を設け、
前記剛体結合手段は、前記低速被動側歯車への変速として、前記トルクリミッタによるトルク伝達後に、剛体結合によるトルク伝達を行う手段としたことを特徴とする平行軸変速装置。 The parallel shaft transmission according to claim 1, wherein
A rigid body coupling means capable of rigidly coupling the low-speed driven gear and the driven rotary shaft of the parallel shaft;
2. The parallel shaft transmission according to claim 1, wherein the rigid body coupling means is means for performing torque transmission by rigid body coupling after torque transmission by the torque limiter as a shift to the low speed driven gear.
前記トルクリミッタと前記剛体結合手段とを、前記被動側回転軸上に並列に配置したことを特徴とする平行軸変速装置。 The parallel shaft transmission according to claim 2,
A parallel shaft transmission, wherein the torque limiter and the rigid body coupling means are arranged in parallel on the driven side rotating shaft.
発進要素としてパイロットクラッチを備えた湿式の電磁多板クラッチと、前記平行軸変速装置の変速制御を行う変速制御手段とを有し、
前記電磁多板クラッチの潤滑油温を検出する油温検出手段を設け、
前記変速制御手段は、検出された油温が所定油温未満のときは、所定時間前記トルクリミッタのみによるトルク伝達を行うことを特徴とする平行軸変速装置。 The parallel shaft transmission according to any one of claims 1 to 3,
A wet electromagnetic multi-plate clutch provided with a pilot clutch as a starting element, and a shift control means for performing shift control of the parallel shaft transmission,
Oil temperature detecting means for detecting the lubricating oil temperature of the electromagnetic multi-plate clutch is provided,
The parallel shaft transmission, wherein the shift control means performs torque transmission only by the torque limiter for a predetermined time when the detected oil temperature is lower than a predetermined oil temperature.
前記2ウェイクラッチの締結により前記低速被動側歯車を介してトルク伝達を行うときは、前記2ウェイクラッチが締結開始してから所定時間のみ前記トルクリミッタでトルク伝達した後、前記剛体結合手段を締結してトルク伝達を行うことを特徴とする平行軸変速装置。 The parallel shaft transmission according to claim 2 or 3,
When torque is transmitted via the low-speed driven gear by engaging the two-way clutch, torque is transmitted by the torque limiter for a predetermined time after the two-way clutch starts to be engaged, and then the rigid body coupling means is engaged. A parallel shaft transmission that performs torque transmission.
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