JP2006153235A - Automatic gear change control device of synchronous meshing transmission gear - Google Patents

Automatic gear change control device of synchronous meshing transmission gear Download PDF

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JP2006153235A JP2004348534A JP2004348534A JP2006153235A JP 2006153235 A JP2006153235 A JP 2006153235A JP 2004348534 A JP2004348534 A JP 2004348534A JP 2004348534 A JP2004348534 A JP 2004348534A JP 2006153235 A JP2006153235 A JP 2006153235A
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Mitsutoshi Kamiya
Yoshie Miyazaki
Toshihiko Tamori
剛枝 宮崎
俊彦 田守
充俊 神谷
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Aisin Ai Co Ltd
アイシン・エーアイ株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce damage generated in a transmission gear, without immediately stopping using a gear-change stage where the gear sound occurs, by using the gear-change stage while preventing the gear sounding by changing a method of controlling the engagement motion. <P>SOLUTION: A synchronous meshing transmission gear includes: an idling gear which transmits rotation of an input shaft; a sleeve which rotates integrally with a hub for transmitting the rotation to an output shaft and which can move axially with respect to the hub; a synchronous meshing mechanism which is frictionally engaged with the idle gear and then synchronously meshed therewith by the displacement of the sleeve, thereby achieving a predetermined gear-change stage; and an actuator for displacing the sleeve. An automatic gear change control device of the synchronous meshing transmission gear is characterized by including: a gear sounding judging means which judges whether or not the gear sounding occurs when the actuator displaces the sleeve based on a gear change demand in order to engage the synchronous meshing mechanism; and a control means for changing the way of carrying out the engagement motion according to the judgement result of the gear sounding judging means so as to perform the engagement motion. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、同期噛合式変速機の変速制御装置に関し、より詳細にはシンクロメッシュ機構の係合動作に際してギヤ鳴り発生の有無により制御方法を変更する自動変速制御装置に関する。   The present invention relates to a shift control device for a synchronous mesh transmission, and more particularly to an automatic shift control device that changes a control method depending on whether or not a gear squeal is generated during an engagement operation of a synchromesh mechanism.

エンジン、モータなどにより駆動される車両は、道路状況に応じた速度、駆動力を得るために変速機を備えている。変速機には、一般的に無段変速機、オートマチックトランスミッション、マニュアルトランスミッションがある。一般的なマニュアルトランスミッションは、エンジンなどの入力回転を伝達する入力軸と、車輪に向けて出力回転を伝達する出力軸と、入力軸上に配設固定された複数の駆動ギアと、この駆動ギアと常時噛み合うとともに出力軸上に遊転可能に配設された複数の遊転ギヤと、出力軸と一体に回転するハブの外周にスプライン嵌合して軸方向に移動するスリーブと、運転者の操作によりスリーブが移動して所望の遊転ギアと同期しつつ係合することにより所望の変速段を達成するシンクロメッシュ機構と、を備えている。   A vehicle driven by an engine, a motor or the like includes a transmission to obtain a speed and driving force according to road conditions. Transmissions generally include continuously variable transmissions, automatic transmissions, and manual transmissions. A general manual transmission includes an input shaft that transmits input rotation of an engine or the like, an output shaft that transmits output rotation toward a wheel, a plurality of drive gears disposed and fixed on the input shaft, and the drive gear. A plurality of freewheeling gears that are always meshed with each other and rotatably mounted on the output shaft, a sleeve that is spline-fitted to the outer periphery of the hub that rotates integrally with the output shaft, and moves in the axial direction; And a synchromesh mechanism that achieves a desired gear position by moving the sleeve by operation and engaging it in synchronization with a desired idle gear.

ところで、従来のマニュアルトランスミッションでは、変速に際して運転者はクラッチの断続操作とともにシフト操作も行う必要があった。シフト操作では、運転者がシフトレバーを操作することにより、スリーブを移動させて所望の変速段を選択、係合していた。近年では、運転者の操作の負担を軽減するために、基本的な構造はマニュアルトランスミッションとしながらも、油圧あるいはモータなどを駆動源とするアクチュエータによりシフト操作を行う自動変速機が用いられるようになってきている。自動変速機では、アクチュエータを制御する自動変速制御装置により、完全な自動変速を達成でき、また運転者の意思に基づいた半自動変速も可能である。   By the way, in the conventional manual transmission, the driver needs to perform the shift operation together with the clutch on / off operation at the time of shifting. In the shift operation, the driver operates the shift lever to move the sleeve to select and engage a desired gear position. In recent years, in order to reduce the burden on the operation of the driver, an automatic transmission that performs a shift operation by an actuator using a hydraulic power source or a motor as a driving source has been used, although the basic structure is a manual transmission. It is coming. In an automatic transmission, a complete automatic shift can be achieved by an automatic shift control device that controls an actuator, and a semi-automatic shift based on the driver's intention is also possible.

しかしながら、自動変速制御装置を用いても、従来のマニュアルトランスミッションと同様に、ギヤ鳴りが発生することがあり得る。ギヤ鳴り防止策として、例えば特許文献1にギヤ鳴り判定手段を備える変速制御装置が開示されている。この変速制御装置では、変速の進行状況を指標する変速進行情報を自動的に取り込み、ギヤ鳴り発生の有無を判定している。判定の結果、ギヤ鳴りが発生していると判定された変速段の使用を見合わせる対策が開示されている。
特開2002−71005号公報
However, even when the automatic transmission control device is used, gear squeal may occur as in the case of a conventional manual transmission. As a gear noise prevention measure, for example, Patent Literature 1 discloses a gear shift control device including gear noise determination means. In this shift control device, shift progress information indicating the progress of shift is automatically taken in, and the presence or absence of occurrence of gear ringing is determined. As a result of the determination, a countermeasure for disabling the use of the gear position determined to have generated gear ringing is disclosed.
JP 2002-71005 A

ギヤ鳴りが発生した状況で係合動作を繰り返して行うと、ギヤの衝突によるダメージが大きく、変速機の性能を著しく低下させ、寿命を損なう。このため、ギヤ鳴りが発生した変速段の使用を見合わせる対策は、過去にも実施されてきた。しかし、変速段が減少することによる影響、特に第一速の発進用変速段を使えない場合の影響は甚大である。すなわち、安定した発進動作や円滑な加速や減速の動作が阻害される弊害が生じている。   If the engagement operation is repeatedly performed in a state where gear squeal has occurred, damage caused by the collision of the gear is great, and the performance of the transmission is remarkably deteriorated and the life is shortened. For this reason, measures have been implemented in the past to forego use of the gear stage in which gear squeal has occurred. However, the influence caused by the reduction of the gear position, particularly when the first speed starting gear stage cannot be used, is significant. That is, there is a problem that a stable start operation and smooth acceleration and deceleration operations are hindered.

本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、ギヤ鳴りが発生した変速段を直ちに使用禁止とはせず、係合動作の制御方法を変更してギヤ鳴りを抑制しつつ使用して、変速機に生じるダメージを軽減できる、同期噛合式変速機の自動変速制御装置を提供する。   The present invention has been made in view of the above background, and does not immediately prohibit the use of the gear stage in which gear squeal has occurred, but is used while suppressing the squealing by changing the control method of the engagement operation, Provided is an automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission that can reduce damage caused to the transmission.

本発明の同期噛合式変速機の自動変速制御装置は、入力軸の回転を伝達する遊転ギヤと、出力軸に回転を伝達するハブと一体的に回転すると共に該ハブに対して軸方向に移動可能なスリーブと、該スリーブが移動することにより該遊転ギアと摩擦係合した後に同期して噛み合わされ所定の変速段を達成するシンクロメッシュ機構と、該スリーブを移動させるアクチュエータと、を備える同期噛合式変速機において、変速要求に基づいて該アクチュエータが該スリーブを移動させ該シンクロメッシュ機構が係合動作する際に、ギヤ鳴りが発生するか否かを判定するギヤ鳴り判定手段と、該ギヤ鳴り判定手段の判定結果により、該係合動作の方法を変更して実施する制御手段と、を備えることを特徴とする。   An automatic transmission control device for a synchronous meshing transmission according to the present invention includes an idler gear that transmits rotation of an input shaft and a hub that transmits rotation to an output shaft, and rotates in an axial direction with respect to the hub. A movable sleeve; a synchromesh mechanism that achieves a predetermined shift speed by being meshed synchronously after frictional engagement with the idler gear by the movement of the sleeve; and an actuator that moves the sleeve In a synchronous mesh transmission, a gear squealing judging means for judging whether or not a gear squeal occurs when the actuator moves the sleeve based on a speed change request and the synchromesh mechanism engages, And a control unit that changes the engagement operation method according to a determination result of the gear ringing determination unit.

遊転ギアは、各変速段に対応して出力軸上に遊転可能に配設され、エンジンなどの入力回転を伝達する入力軸の駆動歯車と常時噛み合あっている。そして選択された変速段以外の遊転ギヤは、駆動力を伝達せずに遊転している。   The idle gear is rotatably arranged on the output shaft corresponding to each gear, and is always meshed with a drive gear of the input shaft that transmits input rotation of an engine or the like. The idle gears other than the selected gear stage idle without transmitting the driving force.

スリーブはリング状で、内面がハブに対して例えばスプライン嵌合することにより、ハブ及び出力軸と一体的に回転し、かつ軸方向に移動できるようになっている。   The sleeve is ring-shaped, and its inner surface is spline-fitted to the hub, for example, so that it can rotate integrally with the hub and the output shaft and can move in the axial direction.

シンクロメッシュ機構は、摩擦係合することにより同期しその後にギア同士が噛み合って結合される一連の係合動作により所定の変速段を達成する機構である。シンクロメッシュ機構は、例えば、遊転ギヤに設けられたコーン部と、コーン部と摩擦係合し周囲にギヤを備えるシンクロナイザリングと、で構成することができる。そして、スリーブが移動してシンクロナイザリングを押圧すると、シンクロナイザリングは遊転ギアのコーン部と摩擦係合し、両者の間の回転数の差が徐々に減少して同期する。同期後にスリーブはさらに移動して、シンクロナイザリングのギヤと遊転ギヤとを噛み合わせて結合し一体的に回転することで、係合動作が完了する。シンクロメッシュ機構には、ハブが直接遊転ギヤと摩擦係合する方式やその他の方式があるが、本発明はいずれの方式にも適用できる。   The synchromesh mechanism is a mechanism that achieves a predetermined shift speed by a series of engagement operations in which the gears are engaged and coupled by frictional engagement and then the gears mesh with each other. The synchromesh mechanism can be constituted by, for example, a cone portion provided in the idle gear and a synchronizer ring that frictionally engages the cone portion and includes a gear around the cone portion. When the sleeve moves and presses the synchronizer ring, the synchronizer ring frictionally engages with the cone portion of the idler gear, and the difference in rotational speed between the two gradually decreases and synchronizes. After the synchronization, the sleeve further moves, the synchronizer ring gear and the idler gear engage with each other, and are coupled and rotated to complete the engagement operation. The synchromesh mechanism includes a system in which the hub directly frictionally engages with the idler gear and other systems, but the present invention can be applied to any system.

アクチュエータは、運転者に替わってスリーブの移動を駆動する手段である。アクチュエータの駆動源には、油圧、空気圧、モータなどが用いられ、例えばシフトフォーク軸やシフトフォークなどの伝達機構を介してスリーブを駆動するように構成することができる。アクチュエータの出力荷重は、後述するように制御手段によって制御され、スリーブの移動速度が加減される。   The actuator is means for driving the movement of the sleeve in place of the driver. As the drive source of the actuator, hydraulic pressure, air pressure, a motor or the like is used, and for example, the sleeve can be driven via a transmission mechanism such as a shift fork shaft or a shift fork. The output load of the actuator is controlled by the control means as will be described later, and the moving speed of the sleeve is adjusted.

ギヤ鳴り判定手段は、ギヤ鳴りという物理的現象を検知、判定する手段である。ギヤ鳴りとは、同期が不完全で相対回転数の残っている複数のギヤを噛み合わせようとしたときの衝突で発生する衝突音である。したがって、ギヤ鳴り判定手段としては、例えば衝突音を直接検知する音響センサや、衝突に伴う振動センサを用いることができる。また、後述するように、既設のセンサ類を利用してスリーブの位置と入力軸及び出力軸の回転数とを収集して、判定するようにしてもよい。   The gear ringing determination unit is a unit that detects and determines a physical phenomenon called gear ringing. The gear squeal is a collision sound generated by a collision when trying to mesh a plurality of gears whose synchronization is incomplete and the relative rotational speed remains. Therefore, for example, an acoustic sensor that directly detects a collision sound or a vibration sensor that accompanies a collision can be used as the gear ringing determination unit. Further, as will be described later, the position of the sleeve and the rotational speeds of the input shaft and the output shaft may be collected and determined using existing sensors.

制御手段は、ギヤ鳴り判定手段の判定結果により、係合動作の方法を変更して実施する。制御手段には、既設の通常の変速制御用のマイクロコンピュータを用いることができ、ソフトウェアによってセンサの検出結果を収集し、演算処理を行い、アクチュエータを制御することにより実現可能である。   The control means changes the engagement operation method according to the determination result of the gear ringing determination means. As the control means, an existing normal shift control microcomputer can be used, which can be realized by collecting sensor detection results by software, performing arithmetic processing, and controlling the actuator.

前記制御手段は、前記係合動作する際に前記ギヤ鳴り判定手段がギヤ鳴り発生と判定したとき、前記スリーブが前記遊転ギヤと噛み合うときの移動制御方法を、ギヤ鳴り未発生時の速度制御から変更して荷重制御とすることが好ましい。   The control means is a speed control when no gear squealing occurs when the gear squealing judging means determines that a gear squeal has occurred during the engaging operation. It is preferable to change to the load control.

従来の通常の制御方法では、まずスリーブを一定の速度で駆動、制御しシンクロナイザリングを押圧して遊転ギアのコーン部と摩擦係合する位置まで移動させる。次に、一定の同期荷重を加えながら一定時間摩擦係合を続け、シンクロナイザリングと遊転ギアの回転速度を近づけ、同期を得るようにする。最後に、速度制御により、スリーブをシンクロナイザリング及び遊転ギアと噛み合う位置まで移動させて結合することにより、係合動作は完了する。   In the conventional normal control method, first, the sleeve is driven and controlled at a constant speed, and the synchronizer ring is pressed to move to a position where it is frictionally engaged with the cone portion of the idler gear. Next, the frictional engagement is continued for a certain time while applying a certain synchronous load, and the rotation speeds of the synchronizer ring and the idle gear are brought close to obtain synchronization. Finally, the engagement operation is completed by moving the sleeve to a position where it engages with the synchronizer ring and the idler gear by speed control.

このスリーブと遊転ギアが噛み合う際に、ギヤ鳴りが発生している場合は、スリーブの移動制御方法を、速度制御から変更して荷重制御とすることが好ましい。何故なら、ギヤ鳴りとは同期が不完全なスリーブと遊転ギアの歯同士が衝突している状態であるため、一定速度で強引に噛み合わせようとすると、衝撃力により過大なダメージを被る危険性が伴うからである。したがって、一定の荷重で押圧しながら噛み合わせることにより、歯同士の衝突時の衝撃を抑制しつつ、ダメージを軽減することが好ましい。   When gear squealing occurs when the sleeve and the idler gear mesh with each other, it is preferable to change the sleeve movement control method from speed control to load control. This is because gear squealing is a state where the sleeves of the incomplete synchronization and the teeth of the idle gears collide with each other, so if you try to forcibly mesh at a constant speed, the risk of excessive damage due to impact force This is because there is sex. Therefore, it is preferable to reduce damage while suppressing impact at the time of collision between teeth by engaging with each other while pressing with a constant load.

また、前記制御手段は、前記係合動作する際に前記ギヤ鳴り判定手段がギヤ鳴り発生と判定したとき、前記スリーブが前記遊転ギヤと噛み合うときの移動速度を、ギヤ鳴り未発生時よりも低下させてもよい。ギヤ鳴りが発生しているとき、スリーブの速度制御を荷重制御に変更する方策の別法として、移動速度をギヤ鳴り未発生時よりも低下させる方策もある。この方策でも、同様にギヤ鳴り抑制の効果を得ることができる。   In addition, when the gear squeezing determining means determines that the gear squeal has occurred during the engaging operation, the control means has a moving speed when the sleeve is engaged with the idler gear as compared to when no gear squeal has occurred. It may be lowered. As another method of changing the sleeve speed control to load control when gear squeal is occurring, there is also a method of lowering the moving speed than when no gear squeal has occurred. Even with this measure, the effect of suppressing gear noise can be obtained.

前記制御手段は、前記ギヤ鳴り判定手段がギヤ鳴り発生と判定した変速段で次回以降シンクロメッシュ機構が摩擦係合する際に、ギヤ鳴り発生と判定されている間は前記アクチュエータが出力する同期荷重の値を一定量低減することを繰り返すようにしてもよい。また、前記制御手段は、前記アクチュエータの前記同期荷重の値が許容下限値を下回ったときに、前記変速段を使用禁止にすることが好ましい。   The control means is a synchronous load that is output by the actuator while the synchromesh mechanism is frictionally engaged after the next gear shift determined by the gear squeeze determining means to be generated by the gear squeal while the gear squeal is determined to be generated. It may be possible to repeatedly reduce the value of a certain amount. Further, it is preferable that the control means prohibits the use of the gear position when the value of the synchronous load of the actuator falls below an allowable lower limit value.

ギヤ同士を噛み合わせる以前に、摩擦係合の段階でアクチュエータの同期荷重を低減してやれば、所要時間は長くなるが同期は得やすくなり、ギヤ鳴りを抑制することができる。同期荷重の低減を繰り返せばギヤ鳴り抑制の効果は顕著になる。ただしその反面、所要時間も極端に増大もしてしまう問題点がある。このため、同期荷重に許容下限値を設け、許容下限値の同期荷重でもまだギヤ鳴りが発生する場合には、当該変速段の使用を見合わせることが好ましい。   If the synchronous load of the actuator is reduced at the stage of friction engagement before the gears are engaged with each other, the required time becomes longer, but synchronization can be easily obtained, and gear noise can be suppressed. If the reduction of the synchronous load is repeated, the effect of suppressing the gear squeal becomes remarkable. However, on the other hand, there is a problem that the required time is extremely increased. For this reason, it is preferable to provide an allowable lower limit value for the synchronous load, and to cancel the use of the gear position when gear squeal still occurs with the synchronous load of the allowable lower limit value.

前記制御手段は、前記係合動作に要した所要時間が許容上限時間を上回ったとき、アップロック現象に起因したか否かを判定し、起因したときは該係合動作を再度行い、起因していないときは前記変速段を使用禁止にすることが好ましい。   When the time required for the engagement operation exceeds the allowable upper limit time, the control means determines whether or not it is caused by an uplock phenomenon, and if it is, the engagement operation is performed again. If not, it is preferable to disable the use of the gear position.

前述の同期荷重低減を行った場合に限らず、係合動作に要した所要時間が許容上限値を上回ったときには、当該変速段にダメージが発生していると考えられるため使用を見合わせることが好ましい。ここで注意が必要なのは、性能上問題のないアップロック現象に起因している場合には、係合動作を再度行うようにすればよく、使用を見合わせる必要がない点である。アップロック現象とは、同期しながらも、ギヤの歯の山同士、谷同士がぶつかってしまい噛み合えなくなる現象であり、正常な機構でも希には発生する場合がある。なお、アップロック現象か否かの判定は、例えば、入力軸と出力軸の回転数を検知して、同期の成否を判定することにより行うことができる。   Not only when the above-mentioned synchronous load reduction is performed, but when the time required for the engagement operation exceeds the allowable upper limit value, it is considered that the gear stage is damaged, so it is preferable to postpone the use. . It should be noted here that when it is caused by an uplock phenomenon that does not cause a problem in performance, it is only necessary to perform the engaging operation again, and there is no need to cancel the use. The uplock phenomenon is a phenomenon in which crests and troughs of gear teeth collide with each other and cannot be engaged with each other even though they are synchronized. The determination as to whether or not an uplock phenomenon has occurred can be made, for example, by detecting the number of revolutions of the input shaft and the output shaft and determining the success or failure of synchronization.

前記変速段が使用禁止にされたことを表示する表示手段を備えることが好ましい。前述の同期荷重制御の値が許容下限値を下回ったとき、及び係合動作に要した所要時間が許容上限値を上回ったときには、当該変速段の使用を見合わせるだけでなく、使用禁止の事実を表示して運転者に報知することが好ましい。これを認知した運転者は、適当な時期に当該変速段の修理、点検、手入れを行うことができる。   It is preferable that display means for displaying that the shift stage is prohibited from being used is provided. When the value of the synchronous load control mentioned above falls below the allowable lower limit value and when the time required for the engagement operation exceeds the allowable upper limit value, not only the use of the gear stage but also the fact that the use is prohibited It is preferable to display and notify the driver. A driver who recognizes this can repair, inspect and care for the gear stage at an appropriate time.

前記ギヤ鳴り判定手段は、前記入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサと、前記出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサと、前記スリーブの位置を検出するストロークセンサとを備え、該スリーブが前記遊転ギアと噛み合い始める噛合開始位置に達したことを検出した時点で、該入力軸と該出力軸との相対回転数が同期完了と判定される同期判定値以内に収まっていない場合はギヤ鳴り発生と判定するようにしてもよい。このように、ギヤ鳴り判定手段は、新たに専用のセンサを付設することなく、既設のセンサと制御手段のソフトウェアで安価に実現することもできる。   The gear ringing determining means includes an input shaft rotational speed sensor that detects the rotational speed of the input shaft, an output shaft rotational speed sensor that detects the rotational speed of the output shaft, and a stroke sensor that detects the position of the sleeve. And the relative rotational speed between the input shaft and the output shaft falls within a synchronization determination value at which synchronization is determined to be complete when it is detected that the sleeve has reached a meshing start position where the sleeve begins to mesh with the idle gear. If not, it may be determined that gear squeal has occurred. In this way, the gear ringing determination means can be realized at low cost by software of the existing sensor and the control means without newly attaching a dedicated sensor.

本発明の同期噛合式変速機の自動変速制御装置では、スリーブが移動してシンクロメッシュ機構が係合動作する際にギヤ鳴り発生と判定したとき、スリーブが遊転ギヤと噛み合うときの移動制御方法をギヤ鳴り未発生時の速度制御から変更して荷重制御としている。あるいは、スリーブが遊転ギヤと噛み合うときの移動速度をギヤ鳴り未発生時よりも低下させている。また、ギヤ鳴り発生と判定した変速段で次回以降前記アクチュエータが出力する同期荷重の値を一定量低減することを繰り返すようにしている。このため、ギヤ鳴りが発生した変速段を、ギヤ鳴りを抑制しつつ使用することができ、変速機に生じるダメージを軽減できる。   In the automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission according to the present invention, when the sleeve moves and the synchromesh mechanism engages, when it is determined that gear ringing occurs, the movement control method when the sleeve meshes with the idler gear. Is changed from the speed control when no gear squeal occurs, and load control is performed. Alternatively, the moving speed when the sleeve engages with the idle gear is made lower than when no gear ringing occurs. Further, it is repeated that the value of the synchronous load output from the actuator after the next time is reduced by a certain amount at the gear position determined as the occurrence of gear ringing. For this reason, the gear stage in which the gear squealing can be used while suppressing the gear squealing, and damage caused to the transmission can be reduced.

また、アクチュエータが出力する同期荷重の値を低減したことにより許容下限値を下回ったときや、アップロック現象以外の原因で係合動作に要した所要時間が許容上限値を上回ったときには、当該変速段を使用禁止とし、表示するようにしている。このため、当該変速段を性能限界まで使用し、かつ的確に使用禁止を判定でき、さらに適当な時期に修理することができる。   In addition, when the value of the synchronous load output by the actuator is reduced and the allowable lower limit value is exceeded, or when the time required for the engaging operation exceeds the allowable upper limit value for reasons other than the uplock phenomenon, The column is prohibited and displayed. For this reason, the gear stage can be used up to the performance limit, the use prohibition can be accurately determined, and repair can be performed at an appropriate time.

本発明を実施するための最良の形態を、図1及び図2を参考にして説明する。図1は、本発明の実施例の同期噛合式変速機の自動変速制御装置の説明図である。本発明の実施例の自動変速制御装置は、遊転ギヤ10と、スリーブ20と、シンクロメッシュ機構30と、アクチュエータ40と、を備える同期噛合式変速機において、ギヤ鳴り判定手段50と、制御手段60と、を備えている。   The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of an automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission according to an embodiment of the present invention. The automatic transmission control apparatus according to the embodiment of the present invention includes a gear squeeze determination unit 50, a control unit, and a synchronous mesh transmission including an idler gear 10, a sleeve 20, a synchromesh mechanism 30, and an actuator 40. 60.

図1において、クラッチディスク70は変速機の入力軸71に接続され、入力軸71の回転は歯車72、73の噛合によりカウンター軸74に伝達されている。遊転ギア10は、出力軸76上に遊転可能に配設され、カウンター軸74に固設された駆動歯車75と常時噛み合あっている。遊転ギア10は、各変速段に対応して複数設けられているが符号は省略している。   In FIG. 1, the clutch disk 70 is connected to an input shaft 71 of the transmission, and the rotation of the input shaft 71 is transmitted to the counter shaft 74 by meshing of gears 72 and 73. The idle gear 10 is disposed on the output shaft 76 so as to be free to rotate, and always meshes with a drive gear 75 fixed to the counter shaft 74. A plurality of idle gears 10 are provided corresponding to the respective speed stages, but the reference numerals are omitted.

スリーブ20は、出力軸76と共に回転するハブ21に対してスプライン嵌合して一体的に回転し、かつ軸方向に移動して遊転ギヤ10と噛合及び解離するようになっている。シンクロメッシュ機構30は、遊転ギヤ10に設けられたテーパ状のコーン部11と、スリーブ20により押圧されてコーン部11と内面で摩擦係合し周囲にギヤを備えるシンクロナイザリング31と、で構成されている。摩擦係合により同期した後には、シンクロナイザリング31のギヤと遊転ギヤ10とにスリーブ20が入り込んで噛み合い、三者が一体的に回転するようになる。   The sleeve 20 is spline-fitted to the hub 21 that rotates together with the output shaft 76 to rotate integrally, and moves in the axial direction to engage and disengage from the idler gear 10. The synchromesh mechanism 30 includes a tapered cone portion 11 provided on the idler gear 10, and a synchronizer ring 31 that is pressed by the sleeve 20 and frictionally engages with the cone portion 11 on the inner surface and includes a gear around it. Has been. After synchronization by frictional engagement, the sleeve 20 enters and meshes with the gear of the synchronizer ring 31 and the idler gear 10 so that the three members rotate integrally.

アクチュエータ40は、スリーブ20の駆動機構であり、図略の油圧源、油圧シリンダ、電磁弁などからなる油圧機構で構成されている。アクチュエータ40から出力される荷重は、シフトアンドセレクト軸41、シフトフォーク軸42、シフトフォーク43などの伝達機構を介してスリーブ20を駆動し、軸方向に移動させる。なお、スリーブ20、シンクロメッシュ機構30、及びアクチュエータ40は、各変速段の遊転ギアにそれぞれ設けられているが、図1では省略している。   The actuator 40 is a drive mechanism for the sleeve 20 and is constituted by a hydraulic mechanism including a hydraulic source (not shown), a hydraulic cylinder, an electromagnetic valve, and the like. The load output from the actuator 40 drives the sleeve 20 via a transmission mechanism such as the shift-and-select shaft 41, the shift fork shaft 42, the shift fork 43, etc., and moves in the axial direction. The sleeve 20, the synchromesh mechanism 30, and the actuator 40 are respectively provided in the idle gears of the respective shift stages, but are omitted in FIG.

ギヤ鳴り判定手段50は、入力軸回転数センサ51と、出力軸回転数センサ52と、ストロークセンサ53と、制御ユニット54及び制御ソフトウェアと、で構成されている。入力回転数センサ51は、入力軸71の近傍に配設されて入力軸71の回転数を検出している。同様に、出力軸回転数センサ52は、出力軸76の近傍に配設されて出力軸76の回転数を検出している。ストロークセンサ53は、シフトフォーク軸42の近傍に配設されて、スリーブ20の位置を検出している。これら3つのセンサ51、52、53の出力は電気的に制御ユニット54に接続されている。制御ユニット54には演算部や、記憶部、入力部、出力部などを備えるマイクロコンピュータが用いられ、搭載されている制御ソフトウェアにより以降の処理が行われて、ギヤ鳴り判定手段50の機能が実現されている。   The gear ringing determination means 50 includes an input shaft rotational speed sensor 51, an output shaft rotational speed sensor 52, a stroke sensor 53, a control unit 54, and control software. The input rotational speed sensor 51 is disposed in the vicinity of the input shaft 71 and detects the rotational speed of the input shaft 71. Similarly, the output shaft rotational speed sensor 52 is disposed in the vicinity of the output shaft 76 and detects the rotational speed of the output shaft 76. The stroke sensor 53 is disposed in the vicinity of the shift fork shaft 42 and detects the position of the sleeve 20. The outputs of these three sensors 51, 52 and 53 are electrically connected to the control unit 54. The control unit 54 uses a microcomputer including a calculation unit, a storage unit, an input unit, an output unit, and the like, and the subsequent processing is performed by the installed control software, thereby realizing the function of the gear ringing determination means 50. Has been.

すなわち、制御ユニット54は、入力軸71と出力軸76の回転数を検出し、両者の差分の相対回転数を求めている。そして、スリーブ20が遊転ギア10と噛み合い始める噛合開始位置に達したことを検出したときに、相対回転数を、同期完了と判定される同期判定値と比較し、ギヤ鳴り発生を判定している。同期判定値を越える相対回転数が残っている状態でギアが噛み合い始めていれば、ギヤ鳴りが発生していると論理的に判定するのである。なお、噛合開始位置は各変速段により異なり、同期判定値も係合動作する変速段と入出力軸の回転数に依存して変化する値となっている。このため、噛合開始位置及び同期判定値は、制御ユニット54の記憶部に、一覧表形式のマップあるいは計算式として記憶されている。   That is, the control unit 54 detects the rotational speeds of the input shaft 71 and the output shaft 76 and obtains the relative rotational speed of the difference between the two. Then, when it is detected that the sleeve 20 has reached the meshing start position where the sleeve 20 begins to mesh with the idler gear 10, the relative rotational speed is compared with the synchronization determination value determined to be synchronization completion, and the occurrence of gear squealing is determined. Yes. If the gear starts to be engaged with the relative rotational speed exceeding the synchronization determination value remaining, it is logically determined that gear ringing has occurred. The meshing start position varies depending on each gear position, and the synchronization determination value is also a value that varies depending on the gear position in which the engagement operation is performed and the rotational speed of the input / output shaft. For this reason, the meshing start position and the synchronization determination value are stored in the storage unit of the control unit 54 as a map or calculation formula in a list form.

制御手段60も、3つのセンサ51、52、53と、制御ユニット54及び制御ソフトウェアと、で構成されている。制御手段60では、ストロークセンサ53によりスリーブ20の位置及び移動速度を検出しながら、アクチュエータ40の出力荷重を加減することにより、速度制御あるいは荷重制御を行っている。なお、シンクロメッシュ機構30が摩擦係合するときの同期荷重の値は、変速段と入出力軸の回転数と油圧機構の油温とに依存して変化し、かつギヤ鳴りを抑制するために低減することもある。このため、同期荷重の値は、制御ユニット54の記憶部に、一覧表形式のマップあるいは計算式として記憶されている。   The control means 60 is also composed of three sensors 51, 52, 53, a control unit 54, and control software. The control means 60 performs speed control or load control by adjusting the output load of the actuator 40 while detecting the position and moving speed of the sleeve 20 by the stroke sensor 53. The value of the synchronous load when the synchromesh mechanism 30 is frictionally engaged changes depending on the gear position, the rotational speed of the input / output shaft and the oil temperature of the hydraulic mechanism, and to suppress gear noise. It may be reduced. For this reason, the value of the synchronous load is stored in the storage unit of the control unit 54 as a map or calculation formula in a list form.

従来の通常の制御方法では、制御手段50は、まずスリーブ20を一定の速度で駆動し、シンクロナイザリング31を押圧して遊転ギア10のコーン部11と摩擦係合する位置まで移動させる。次に、アクチュエータ40の出力を一定の同期荷重として摩擦係合を続け、シンクロナイザリング31と遊転ギア10の回転速度を近づけ、同期を得るようにする。最後に、一定速度制御でスリーブ20をシンクロナイザリング31及び遊転ギア10と噛み合う位置まで移動させて結合することにより、係合動作は完了する。   In the conventional normal control method, the control means 50 first drives the sleeve 20 at a constant speed and presses the synchronizer ring 31 to move it to a position where it is frictionally engaged with the cone portion 11 of the idle gear 10. Next, frictional engagement is continued with the output of the actuator 40 as a constant synchronous load, and the rotation speeds of the synchronizer ring 31 and the idle gear 10 are brought close to obtain synchronization. Finally, the engagement operation is completed by moving the sleeve 20 to a position where it engages with the synchronizer ring 31 and the idler gear 10 with constant speed control.

本発明では、スリーブ20と遊転ギア10とを噛み合わせる際に、ギヤ鳴り判定手段50の判定結果を参照して、係合動作の方法を変更し最適に制御している。以下、図2の係合動作の制御フローチャートを参考にして、制御方法及び動作を説明する。なお、下記の括弧付き番号は図2の処理内容の番号に対応している。   In the present invention, when the sleeve 20 and the idler gear 10 are engaged, the engagement operation method is changed and optimally controlled with reference to the determination result of the gear ringing determination means 50. Hereinafter, the control method and operation will be described with reference to the control flowchart of the engagement operation in FIG. The numbers in parentheses below correspond to the numbers of the processing contents in FIG.

変速要求があると、制御手段60は要求された変速段が使用禁止になっていないか確認する (1)。使用禁止の場合は、変速すべき変速段を変更する (2)。使用禁止でなければ、制御手段60は、アクチュエータ40を駆動し、スリーブ20の移動を開始する (3)。併行して、ギヤ鳴り判定手段50は、ギヤ鳴り判定に必要な、スリーブ20の噛合開始位置の情報及び相対回転数の同期判定値の情報を、マップあるいは計算式から準備する (4)。制御手段60は、同期荷重制御により、スリーブ20に押圧されたシンクロナイザリング31と遊転ギア10とを摩擦係合させ、入力軸と出力軸の同期を図る (5)。   When there is a shift request, the control means 60 confirms whether or not the requested shift stage is prohibited (1). If use is prohibited, change the gear position to be shifted (2). If the use is not prohibited, the control means 60 drives the actuator 40 and starts moving the sleeve 20 (3). At the same time, the gear noise determination means 50 prepares information on the meshing start position of the sleeve 20 and information on the synchronization determination value of the relative rotational speed necessary for gear noise determination from a map or a calculation formula (4). The control means 60 frictionally engages the synchronizer ring 31 pressed against the sleeve 20 and the idler gear 10 by synchronous load control to synchronize the input shaft and the output shaft (5).

スリーブ20がギヤ鳴りを判定する噛合開始位置に達した時点で、ギヤ鳴り判定手段50は入力軸71と出力軸76の回転数を検出して相対回転数を求め、同期判定値と比較する。比較した結果、相対回転数のほうが大きい場合はギヤ鳴り発生と判定する(6) 。ギヤ鳴りが発生していない場合には、制御手段50は通常の係合動作を行う (7)。   When the sleeve 20 reaches the meshing start position for determining gear noise, the gear noise determining means 50 detects the rotation speeds of the input shaft 71 and the output shaft 76 to obtain the relative rotation speed, and compares it with the synchronization determination value. As a result of comparison, if the relative rotational speed is larger, it is determined that gear squeal has occurred (6). If no gear ringing has occurred, the control means 50 performs a normal engagement operation (7).

ギヤ鳴り発生の場合には、制御手段50は係合動作の方法を変更して行う。すなわち、スリーブ20と遊転ギヤ10とを噛み合わせる制御を、速度制御から荷重制御に切り換えるか、あるいは速度制御のままとして移動速度を低下させる (8)。制御手段50は、摩擦係合するときの同期荷重の値を一定量低減する (9) 。続いて、低減した同期荷重の値を、許容下限値と比較する (10)。許容下限値より小さい場合は、当該変速段を使用禁止とする(11)。   When gear squeal occurs, the control means 50 changes the method of engagement operation. That is, the control for meshing the sleeve 20 and the idle gear 10 is switched from the speed control to the load control, or the movement speed is lowered while the speed control is maintained (8). The control means 50 reduces the value of the synchronous load at the time of friction engagement by a certain amount (9). Subsequently, the reduced synchronous load value is compared with the allowable lower limit value (10). If it is smaller than the allowable lower limit value, the gear position is prohibited (11).

係合動作の許容上限時間が経過した時点で、スリーブ20が係合動作を完了した位置に到達したか確認する(12)。スリーブ20が係合動作完了位置に到達している場合、変速動作は完了である(13)。スリーブ20が係合動作完了位置に到達していない場合、再度相対回転数と同期判定値を比較し、同期しているか否か確認する(14)。同期している場合、アップロック現象と判断し、スリーブ20を元の位置に戻した後、再度係合動作を行う(15)。同期していない場合、当該変速段を使用禁止とし、変速段を変更して再度係合動作を行う(16)。   When the allowable upper limit time of the engaging operation has elapsed, it is confirmed whether the sleeve 20 has reached the position where the engaging operation has been completed (12). If the sleeve 20 has reached the engagement operation completion position, the speed change operation is completed (13). When the sleeve 20 has not reached the engagement operation completion position, the relative rotational speed and the synchronization determination value are compared again to confirm whether or not they are synchronized (14). If they are synchronized, it is determined that there is an uplock phenomenon, the sleeve 20 is returned to its original position, and then the engaging operation is performed again (15). If not synchronized, the gear position is prohibited, the gear position is changed, and the engagement operation is performed again (16).

上述のように構成され、動作する本発明の実施例の自動変速制御装置では、変速動作時にギヤ鳴りを判定し、ギヤ鳴り発生時は係合動作の方法を変更して行うようにしている。このため、ギヤ鳴りが発生した変速段は直ちに使用禁止とはならず、ギヤ鳴りを抑制しつつ使用することができ、変速機のダメージも低減できる。また、摩擦係合するときの同期荷重の低減や係合動作時間の長期化で、性能の低下が顕著になった場合は、的確に使用禁止を判定できる。   In the automatic shift control apparatus according to the embodiment of the present invention configured and operated as described above, the gear ringing is determined during the shift operation, and the engagement operation method is changed when the gear ringing occurs. For this reason, the gear stage in which gear noise has occurred is not immediately prohibited from being used, can be used while suppressing gear noise, and damage to the transmission can also be reduced. In addition, when the performance deterioration becomes significant due to the reduction of the synchronous load when the friction engagement is performed or the engagement operation time is prolonged, the prohibition of use can be accurately determined.

本発明の同期噛合式変速機の自動変速制御装置は、マニュアルトランスミッションの車両一般に、広く適用できる。   The automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission according to the present invention can be widely applied to a vehicle having a manual transmission in general.

本発明の実施例の同期噛合式変速機の自動変速制御装置の説明図である。It is explanatory drawing of the automatic transmission control apparatus of the synchronous meshing type transmission of the Example of this invention. 図1の実施例における制御フローチャートである。It is a control flowchart in the Example of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10:遊転ギヤ 11:コーン部
20:スリーブ 21:ハブ
30:シンクロメッシュ機構 31:シンクロナイザリング
40:アクチュエータ 41:シフトアンドセレクト軸
42:シフトフォーク軸 43:シフトフォーク
50:ギヤ鳴り判定手段
51;入力軸回転数センサ 52:出力軸回転数センサ
53:ストロークセンサ 54:制御ユニット
60:制御手段
70:クラッチディスク 71:入力軸 72、73:歯車
74:カウンター軸 75:駆動ギヤ 76:出力軸
10: idle gear 11: cone part 20: sleeve 21: hub 30: synchromesh mechanism 31: synchronizer ring 40: actuator 41: shift and select shaft 42: shift fork shaft 43: shift fork 50: gear noise judging means 51; Input shaft rotational speed sensor 52: Output shaft rotational speed sensor 53: Stroke sensor 54: Control unit 60: Control means 70: Clutch disk 71: Input shaft 72, 73: Gear 74: Counter shaft 75: Drive gear 76: Output shaft

Claims (8)

  1. 入力軸の回転を伝達する遊転ギヤと、出力軸に回転を伝達するハブと一体的に回転すると共に該ハブに対して軸方向に移動可能なスリーブと、該スリーブが移動することにより該遊転ギアと摩擦係合した後に同期して噛み合わされ所定の変速段を達成するシンクロメッシュ機構と、該スリーブを移動させるアクチュエータと、を備える同期噛合式変速機において、
    変速要求に基づいて該アクチュエータが該スリーブを移動させ該シンクロメッシュ機構が係合動作する際に、ギヤ鳴りが発生するか否かを判定するギヤ鳴り判定手段と、
    該ギヤ鳴り判定手段の判定結果により、該係合動作の方法を変更して実施する制御手段と、
    を備えることを特徴とする同期噛合式変速機の自動変速制御装置。
    An idler gear that transmits the rotation of the input shaft, a sleeve that rotates integrally with the hub that transmits the rotation to the output shaft and is movable in the axial direction with respect to the hub, and the idler as the sleeve moves. In a synchronous mesh transmission including a synchromesh mechanism that meshes synchronously after frictional engagement with a rotating gear to achieve a predetermined shift speed, and an actuator that moves the sleeve,
    Gear sounding determination means for determining whether or not gear sounding occurs when the actuator moves the sleeve and engages the synchromesh mechanism based on a shift request;
    Control means for changing the engagement operation method according to the determination result of the gear ringing determination means; and
    An automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission, comprising:
  2. 前記制御手段は、前記係合動作する際に前記ギヤ鳴り判定手段がギヤ鳴り発生と判定したとき、前記スリーブが前記遊転ギヤと噛み合うときの移動制御方法を、ギヤ鳴り未発生時の速度制御から変更して荷重制御とする請求項1に記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。   The control means is a speed control when no gear squealing occurs when the gear squealing judging means determines that a gear squeal has occurred during the engaging operation. 2. The automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission according to claim 1, wherein the load control is performed by changing from the above.
  3. 前記制御手段は、前記係合動作する際に前記ギヤ鳴り判定手段がギヤ鳴り発生と判定したとき、前記スリーブが前記遊転ギヤと噛み合うときの移動速度を、ギヤ鳴り未発生時よりも低下させる請求項1に記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。   The control means reduces the moving speed when the sleeve meshes with the idle gear when the gear squealing judging means determines that the gear squeal has occurred during the engaging operation, compared to when the gear squeal has not occurred. The automatic transmission control device for a synchronous mesh transmission according to claim 1.
  4. 前記制御手段は、前記ギヤ鳴り判定手段がギヤ鳴り発生と判定した変速段で次回以降シンクロメッシュ機構が摩擦係合する際に、ギヤ鳴り発生と判定されている間は前記アクチュエータが出力する同期荷重の値を一定量低減することを繰り返す請求項1〜3のいずれかに記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。   The control means is a synchronous load that is output by the actuator while the synchromesh mechanism is frictionally engaged after the next gear shift determined by the gear squeeze determining means to be generated by the gear squeal while the gear squeal is determined to be generated. The automatic shift control device for a synchronous mesh transmission according to any one of claims 1 to 3, wherein the value of is repeatedly reduced by a certain amount.
  5. 前記制御手段は、前記アクチュエータの前記同期荷重の値が許容下限値を下回ったときに、前記変速段を使用禁止にする請求項4に記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。   5. The automatic shift control device for a synchronous mesh transmission according to claim 4, wherein the control means prohibits the use of the gear position when the value of the synchronous load of the actuator falls below an allowable lower limit value.
  6. 前記制御手段は、前記係合動作に要した所要時間が許容上限時間を上回ったとき、アップロック現象に起因したか否かを判定し、起因したときは該係合動作を再度行い、起因していないときは前記変速段を使用禁止にする請求項1〜5のいずれかに記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。   When the time required for the engagement operation exceeds the allowable upper limit time, the control means determines whether or not it is caused by an uplock phenomenon, and if it is, the engagement operation is performed again. The automatic shift control device for a synchronous mesh transmission according to any one of claims 1 to 5, wherein the shift stage is prohibited from being used when not in use.
  7. 前記変速段が使用禁止にされたことを表示する表示手段を備える請求項5または6のいずれかに記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。   The automatic shift control device for a synchronous mesh transmission according to any one of claims 5 and 6, further comprising display means for displaying that the shift stage is prohibited from being used.
  8. 前記ギヤ鳴り判定手段は、前記入力軸の回転数を検出する入力軸回転数センサと、前記出力軸の回転数を検出する出力軸回転数センサと、前記スリーブの位置を検出するストロークセンサとを備え、
    該スリーブが前記遊転ギアと噛み合い始める噛合開始位置に達したことを検出した時点で、該入力軸と該出力軸との相対回転数が同期完了と判定される同期判定値以内に収まっていない場合はギヤ鳴り発生と判定する、請求項1〜7のいずれかに記載の同期噛合式変速機の自動変速制御装置。
    The gear ringing determining means includes an input shaft rotational speed sensor that detects the rotational speed of the input shaft, an output shaft rotational speed sensor that detects the rotational speed of the output shaft, and a stroke sensor that detects the position of the sleeve. Prepared,
    The relative rotational speed between the input shaft and the output shaft does not fall within the synchronization determination value determined as the completion of synchronization at the time when it is detected that the sleeve has reached the meshing start position where the sleeve starts to mesh with the idle gear. The automatic gear shift control device for a synchronous meshing transmission according to any one of claims 1 to 7, wherein it is determined that a gear squeal has occurred.
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