JP2008057575A - Actuator for automatic speed change of manual transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータに関し、特に、モータで駆動されるマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータに関する。 The present invention relates to an automatic transmission actuator for a manual transmission, and more particularly to an automatic transmission actuator for a manual transmission driven by a motor.
非特許文献1を参照すると、マニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータとは、自動車のクラッチ機構及び手動式変速機構をモータ駆動式アクチュエータを使って動作させ、クラッチの断・係合動作及び手動式変速機構の変速をおこなうものである。従来、このシステムのアクチュエータを駆動するモータとしては、永久磁石界磁型のDCモータが使用されている。
Referring to Non-Patent
非特許文献1を参照すると、上記DCモータの特性の特徴は、トルクの変化に対して、回転数、電流が比例して変化することである。
Referring to
車両走行中、マニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータの変速動作は、クラッチ断→セレクトないしシフト→クラッチ係合である。例えば、クラッチ機構において、クラッチ断からクラッチ係合直前の間、すなわち、クラッチ機構の空走期間は、エンジンからタイヤへのトルク伝達が遮断されている状態であり、この時間が長いと変速中の空走時間が長くなり、フィーリングが悪くなる。このため、空走時間の短縮による応答性向上が求められる。 While the vehicle is running, the shifting operation of the automatic transmission actuator of the manual transmission is clutch disengagement → selection or shift → clutch engagement. For example, in the clutch mechanism, between the clutch disengagement and immediately before the clutch engagement, that is, the idle running period of the clutch mechanism is a state in which the torque transmission from the engine to the tire is interrupted. The running time is longer and the feeling is worse. For this reason, the improvement of the responsiveness by shortening of idle time is calculated | required.
また、搭載されるエンジンが大きいほど上記アクチュエータを駆動するための必要な出力が大きくなるため、アクチュエータを駆動するためのモータは高トルクかつ高回転が求められる。 In addition, the larger the engine mounted, the greater the output required to drive the actuator. Therefore, the motor for driving the actuator is required to have high torque and high rotation.
上記DCモータは、入力として電圧×電流を与えると、トルク×回転数として出力される。つまり、効率=出力/入力=(トルク×回転教)/(電圧×電流)という関係がある。DCモータの効率は一般的に60〜80%程度であるため、電圧及び電流に制限があり、入力を大きくできない場合、出力=トルク×回転数も大きくするには制限がかかり、必要トルクが大きい場合、回転数を下げる必要があり、また、必要回転数を高くしたい場合、トルクを下げる必要がある。損失を減らして、効率を上げたとしても、効率100%以上にすることは不可能であるため、トルクと回転数の両方を同時に上げることには限界がある。 The DC motor, when given voltage x current as an input, is output as torque x rotation speed. That is, there is a relationship of efficiency = output / input = (torque × rotation) / (voltage × current). Since the efficiency of a DC motor is generally about 60 to 80%, there are limitations on voltage and current, and when the input cannot be increased, there is a limit to increase the output = torque × rotation speed, and the required torque is large. In this case, it is necessary to reduce the rotational speed, and to increase the required rotational speed, it is necessary to reduce the torque. Even if the loss is reduced and the efficiency is increased, it is impossible to increase the efficiency to 100% or more. Therefore, there is a limit to increasing both the torque and the rotational speed at the same time.
従来、マニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータを駆動する永久磁石界磁型のDCモータの速度制御、回転方向切替にはFET4個のHブリッジ回路を使用するが、各FETにはモータへ流す電流がそのまま流れるため、4個とも大容量のFETが必要となる。 Conventionally, four FET H-bridge circuits are used for speed control and rotation direction switching of a permanent magnet field type DC motor that drives an automatic transmission actuator of a manual transmission. Since it flows, all four FETs require large capacity FETs.
上記DCモータへの入力を上げるために昇圧、電流増加という手段もあるが、昇圧の場合、システムが高コストであり、また、電流増加の場合、発熱低減、電圧降下低減のため、ワイヤーハーネス(W/H)を太くする必要があるが、必要スペース増加、重量増加という問題がある。 In order to increase the input to the DC motor, there is a means of boosting and increasing current, but in the case of boosting, the system is expensive, and in the case of increasing current, the wire harness ( W / H) needs to be thickened, but there are problems of increased required space and increased weight.
本発明の目的は、構成を複雑化ないし肥大化させることなく又コストを抑制しながら、マニュアルトランスミッションの空走時間を短縮できるマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an automatic transmission actuator for a manual transmission that can reduce the idle running time of the manual transmission without complicating or enlarging the configuration and suppressing the cost.
本発明は、第1の視点において、車両のマニュアルトランスミッションを自動的に動作させる自動変速用アクチュエータであって、前記アクチュエータを駆動する電磁石界磁型モータと、前記マニュアルトランスミッションの状態に応じて前記電磁石界磁型モータの界磁の強度を可変に制御する制御手段と、を有する、ことを特徴とするマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータを提供する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an automatic transmission actuator for automatically operating a manual transmission of a vehicle, an electromagnet field motor for driving the actuator, and the electromagnet according to a state of the manual transmission. And a control means for variably controlling the field strength of the field motor. An automatic transmission actuator for a manual transmission is provided.
なお、電磁石界磁型モータにおいては、例えば、分巻モータの場合、電機子巻線と、界磁巻線が並列に接続され、界磁巻線に直列に挿入されたスイッチング素子で電流を可変とすることにより、界磁を変化させることができる。後述する図2及び図3のユニバーサルモータは、分巻モータであり、さらに、電機子側がアマーチュア(回転子、ロータ)、界磁側が固定子(ステータ)となっている。しかし、本発明に適用される電磁石界磁型モータはこれに限定されるものではなく、界磁が可変にできるものであれば種種のもの、例えば、直巻モータ、複巻モータ、他励磁モータも用いることができる。また、電機子電流の整流は、アマチュアに設けたコミュテータとそれに摺接するブラシによって行うことができるが、他の方式を用いてもよい。 In the case of an electromagnet field motor, for example, in the case of a shunt motor, the armature winding and the field winding are connected in parallel, and the current can be varied by a switching element inserted in series with the field winding. Thus, the field can be changed. The universal motor shown in FIGS. 2 and 3 to be described later is a divided motor, and further, an armature side is an armature (rotor, rotor), and a field side is a stator (stator). However, the electromagnet field motor applied to the present invention is not limited to this, and various types of motors can be used as long as the field can be varied, for example, a series motor, a compound motor, and other excitation motors. Can also be used. Further, the rectification of the armature current can be performed by a commutator provided in the amateur and a brush that is in sliding contact with the commutator, but other methods may be used.
なお、制御手段は、前記マニュアルトランスミッションの状態を、前記アクチュエータに付随するセンサやスイッチが出力する検知信号に把握することができ、或いは、アクチュエータに送信する自らの指令信号に基づいて、把握してもよい。 The control means can grasp the state of the manual transmission based on a detection signal output from a sensor or switch associated with the actuator, or based on its own command signal transmitted to the actuator. Also good.
本発明によれば、従来、マニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータの駆動に使用している永久磁石界磁型のDCモータに替えて、電磁石界磁型モータ(例えば、ユニバーサルモータ、分巻モータ)を使用する。そして、本発明によれば、界磁電流を調整することにより界磁を強くしたり弱くしたりすることができ、界磁を強くした場合、高トルク(低回転)となり、界磁を弱くした場合、高回転(低トルク)が得られる。 According to the present invention, an electromagnetic field type motor (for example, a universal motor or a divided motor) is used instead of the permanent magnet field type DC motor that has been conventionally used for driving an automatic transmission actuator of a manual transmission. use. According to the present invention, it is possible to increase or decrease the field by adjusting the field current. When the field is increased, the torque becomes low (low rotation) and the field is weakened. In this case, high rotation (low torque) is obtained.
このため、本発明によれば、前記界磁を可変に制御することにより、モータ特性(トルク−回転数)を可変にできる。 Therefore, according to the present invention, the motor characteristics (torque-rotation speed) can be made variable by variably controlling the field.
したがって、本発明によれば、マニュアルトランスミッションの状態に応じて、アクチュエータにおいて高トルクが必要な場合は、界磁を強くして前記電磁石界磁型モータの特性を高トルク−低回転の特性とし、アクチュエータにおいて高トルクが必要ない場合、例えば、クラッチ機構においてはクラッチ機構用アクチュエータに対し低負荷期間であるクラッチ機構の係合期間や、変速機構のスリーブがボーク点から他のボーク点へ移動させられる期間に対応するシフトフォークヘッドのセレクト時又はシフト時の空走期間は界磁を弱くして前記電磁石界磁型モータの特性を低トルク−高回転の特性とすることができる。これによって、本発明によれば、電磁石界磁型モータ、それに駆動されるアクチュエータ、さらに、それにクラッチ機構ないし変速機構の応答性が向上し、マニュアルトランスミッションの空走時間を短縮し、変速のフィーリングを良くすることができる。 Therefore, according to the present invention, depending on the state of the manual transmission, when high torque is required in the actuator, the field is strengthened to make the characteristics of the electromagnet field motor a high torque-low rotation characteristic, When high torque is not required in the actuator, for example, in the clutch mechanism, the clutch mechanism engagement period, which is a low load period with respect to the clutch mechanism actuator, or the sleeve of the speed change mechanism is moved from the balk point to another balk point. When the shift fork head corresponding to the period is selected or the idle running period at the time of shifting, the field is weakened so that the characteristics of the electromagnet field motor can be changed to the characteristics of low torque and high rotation. As a result, according to the present invention, the responsiveness of the electromagnetic field type motor, the actuator driven thereto, and the clutch mechanism or the transmission mechanism is improved, the idle running time of the manual transmission is shortened, and the feeling of the transmission is improved. Can be improved.
さらに、本発明によれば、界磁の強度を可変にすることによりトルクを増大させることができるため、モータを大型化したり、モータ制御用のスイッチング素子を高容量としたり、電流増加のためワイヤーハーネス(W/H)径を太くしたり、高コストな昇圧回路を使用したりすることなく、応答性を確保しながら必要なトルクも得ることができる。 Furthermore, according to the present invention, the torque can be increased by making the field strength variable, so that the motor can be increased in size, the switching element for motor control can be increased in capacity, or the wire can be increased to increase the current. Necessary torque can be obtained while ensuring responsiveness without increasing the diameter of the harness (W / H) or using an expensive booster circuit.
以上より、本発明によれば、構成を複雑化ないし肥大化させることなく又コストを抑制しながら、マニュアルトランスミッションの空走時間を短縮できるマニュアルトランスミッションが提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a manual transmission capable of reducing the idle running time of the manual transmission without complicating or enlarging the configuration and suppressing the cost.
本発明の好ましい実施の形態において、前記マニュアルトランスミッションはクラッチ機構及び変速機構を含み、前記アクチュエータは、前記クラッチ機構を自動的に動作させるクラッチ機構用アクチュエータと、前記変速機構を自動的に動作させる変速機構用アクチュエータと、から構成され、前記制御手段は、前記クラッチ機構及び/又は前記変速機構における所定の動作期間において、他の期間よりも前記界磁を相対的に弱く制御する、ことを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態においては、前記電磁石界磁型モータが分巻モータであることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態において、前記所定の動作期間とは、前記クラッチ機構用アクチュエータが前記クラッチ機構を係合動作させる期間であることを特徴とする。
本発明の好ましい実施の形態において、前記変速機構は変速比を切換えるためのスリーブを有しており、前記所定の動作期間とは、前記変速機構用アクチュエータが前記変速機構において前記スリーブをボーク点から他のボーク点に動作させる期間であることを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, the manual transmission includes a clutch mechanism and a transmission mechanism, and the actuator includes a clutch mechanism actuator that automatically operates the clutch mechanism, and a transmission that automatically operates the transmission mechanism. An actuator for a mechanism, wherein the control means controls the field magnet relatively weakly in a predetermined operation period of the clutch mechanism and / or the speed change mechanism as compared with other periods. To do.
In a preferred embodiment of the present invention, the electromagnet field motor is a shunt motor.
In a preferred embodiment of the present invention, the predetermined operation period is a period during which the clutch mechanism actuator engages the clutch mechanism.
In a preferred embodiment of the present invention, the speed change mechanism includes a sleeve for switching a speed change ratio, and the predetermined operation period is defined as a period when the speed change mechanism actuator moves the sleeve from the balk point in the speed change mechanism. It is a period for operating at another balk point.
本発明の好ましい実施の形態において、前記制御手段は、前記分巻モータの回転速度を制御する一個の第1種のスイッチング素子と、前記分巻モータの回転方向切替用且つ前記界磁制御用の複数個の第2種のスイッチング素子と、を有し、前記第2種のスイッチング素子は前記第1種のスイッチング素子に比べて低容量であることを特徴とする。この形態によれば、従来、使用していたモータ制御・回転方向切替兼用の高容量スイッチング素子(第1種のスイッチング素子、例えばFET)に4個に替えて、分巻モータの速度制御には高容量の第1種のスイッチング素子(例えばFET)を1個、回転方向切替には界磁電流切替用の小容量で安価な第2種のスイッチング素子(例えばFET)4個を使用する。さらに、制御手段(ECU)からモータへのワイヤーハーネス(W/H)は、従来、正逆回転を切り替えるためにモータ用のワイヤーハーネスが2本必要であったが、分巻モータは別回路で正逆回転を切り替えるので、制御手段(ECU)からモータへのW/Hを1本に低減できる。以上より、この形態によれば、従来に比べて大容量で高価なFETの数が減少してコストが低減され、又制御手段(ECU)とモータを接続するワイヤーハーネスの重量及びコストが低減される。 In a preferred embodiment of the present invention, the control means includes a first type of switching element for controlling the rotational speed of the shunt motor, a plurality of switching devices for switching the rotation direction of the shunt motor and for controlling the field. The second type switching element has a lower capacity than the first type switching element. According to this form, instead of the conventional high-capacity switching element (first type switching element, for example, FET) used for both motor control and rotation direction switching, the speed control of the shunt motor is used. One high-capacity first-type switching element (for example, FET) is used, and four low-capacity and inexpensive second-type switching elements (for example, FET) for switching the field current are used for switching the rotation direction. Furthermore, the wire harness (W / H) from the control means (ECU) to the motor has conventionally required two wire harnesses for the motor to switch the forward / reverse rotation, but the shunt motor is a separate circuit. Since the forward / reverse rotation is switched, W / H from the control means (ECU) to the motor can be reduced to one. As described above, according to this embodiment, the number of FETs having a large capacity and high price is reduced as compared with the conventional one, and the cost is reduced, and the weight and cost of the wire harness connecting the control means (ECU) and the motor are reduced. The
本発明の好ましい実施の形態においては、前記分巻モータのマイナス側をグランドに接続することを特徴とする。これによって、ワイヤーハーネスの量が削減される。 In a preferred embodiment of the present invention, the minus side of the divided motor is connected to the ground. This reduces the amount of wire harness.
図1は、本発明の実施例1に係る車両のマニュアルトランスミッションを自動的に動作させる自動変速用アクチュエータが適用されるマニュアルトランスミッションのシステム図である。 FIG. 1 is a system diagram of a manual transmission to which an automatic transmission actuator that automatically operates the manual transmission of the vehicle according to the first embodiment of the present invention is applied.
図1を参照すると、このマニュアルトランスミッション10は、クラッチ機構11及び変速機構12を含む。クラッチ機構11は、第1のアクチュエータ2aによって自動的に動作され、変速機構12はセレクト用の第2のアクチュエータ2bと、シフト用の第3のアクチュエータ2cとによって自動的に動作される。
Referring to FIG. 1, the
第1〜第3のアクチュエータ2a,2b,2cは、電磁石界磁型モータであるそれぞれ第1〜第3の分巻モータ3a,3b,3cによって駆動され、第1〜第3の分巻モータ3a,3b,3cは制御手段(ECU部)1によってそれぞれ制御される。
The first to
制御手段1は、マニュアルトランスミッション10の状態、例えば、前記所定要素であるクラッチ板、シフトフォークヘッド又は同期装置のハブスリーブの位置に応じて、分巻モータ3a,3b,3cの界磁の強度を可変に制御することができる。例えば、クラッチ板のストロークセンサ、シフトフォークヘッドの位置センサ又はハブスリーブの位置センサの検知信号が制御手段1に入力され、該検知信号に基づいて、制御手段1は、マニュアルトランスミッションの状態を把握し、第1〜第3のアクチュエータ2a,2b,2c及び第1〜第3の分巻モータ3a,3b,3cを制御することができる。
The control means 1 determines the field strength of the
第1のアクチュエータ2aはクラッチ用であり、クラッチ板を移動させて、エンジンからの動力が伝達されるフライホイールに対して押し付ける。
The
第2のアクチュエータ2bは、セレクト用であって、シフトアンドセレクトシャフトを回動させて、数本のフォークシャフトの内の一本のフォークシャフトのシフトヘッドと係合させる。
The
第3のアクチュエータ2cは、シフト用であって、スリーブが一体的に設けられたフォークシャフトをシフトアンドセレクトシャフトの軸方向に移動させ、スリーブとギヤピースの間に配置されたシンクロ機構によりスリーブとギヤピースを摩擦係合によって同期回転させ、最終的にスリーブとギヤピースをスプライン係合させ、一体回転させる。 The third actuator 2c is for shifting, and moves the fork shaft integrally provided with the sleeve in the axial direction of the shift-and-select shaft, and the sleeve and the gear piece by the synchro mechanism disposed between the sleeve and the gear piece. Are synchronously rotated by friction engagement, and finally, the sleeve and the gear piece are spline-engaged to rotate integrally.
第1のアクチュエータ2aに関して、制御手段1は、クラッチ機構を動作させる際に第1のアクチュエータ2aが出力すべき荷重が相対的に小さい期間に相当するクラッチ機構を係合動作させる期間や、モータ起動後でモータ回転数が上昇している期間は、界磁電流の大きさを相対的に小さくして界磁の強度を相対的に弱めに制御してモータの回転速度を上昇させてフォークシャフトの移動速度を高くして応答性を向上させる。一方、クラッチ機構を動作させる際に第1のアクチュエータ2aが出力すべき荷重が相対的に大きい期間に相当するクラッチ機構を切断動作させる期間や、切断動作の準備段階にあたるクラッチ機構の係合の期間は、界磁電流の大きさを相対的に大きくして界磁の強度を相対的に強めに制御して第1のアクチュエータ2aの推力を上昇させる。
With respect to the
第2のアクチュエータ2bに関して、制御手段1は、シフトフォークヘッドの回動方向であるセレクト方向の空走期間、すなわち、シフトアンドセレクトシャフトがフォークシャフト上のシフトヘッドと係合していない期間、界磁電流の大きさを相対的に小さくして界磁の強度を相対的に弱めに制御して回転速度を上昇させてフォークシャフトの移動速度を高くして応答性を向上させる。一方、係合している期間は、界磁電流の大きさを相対的に大きくして界磁を相対的に強めに制御して第2のアクチュエータ2bの推力を上昇させ、係合をより確実なものとするとともに係合すべき部材とは他の部材との干渉の影響を少なくする。
With respect to the
第3のアクチュエータ2cに関して、制御手段1は、フォークシャフトのシフト方向への空走期間、すなわち、フォークシャフトと一体的に形成されたスリーブがシンクロ機構の働きによりギヤピースと摩擦係合し、同期動作を開始する(ボーク点)前の期間、つまりスリーブをボーク点から他のボーク点に動作させる期間、界磁電流の大きさを相対的に小さくして界磁の強度を相対的に弱めに制御して回転速度を上昇させてフォークシャフトの移動速度を高くして応答性を向上させる。一方、ボーク点以降の同期動作中および同期動作後は、界磁電流の大きさを相対的に大きくして界磁を相対的に強めに制御して第3のアクチュエータ2cの推力を上昇させ、係合をより確実なものとするとともに次回のギヤピースの非係合動作に備えることができる。 With respect to the third actuator 2c, the control means 1 performs the idle operation in the shift direction of the fork shaft, that is, the sleeve formed integrally with the fork shaft frictionally engages with the gear piece by the action of the synchro mechanism, and operates synchronously. During the period before starting (boke point), that is, when the sleeve is operated from the boke point to another boke point, the field current is controlled to be relatively small so that the field strength is relatively weak. Thus, the rotational speed is increased to increase the moving speed of the fork shaft, thereby improving the responsiveness. On the other hand, during the synchronous operation after the balk point and after the synchronous operation, the magnitude of the field current is relatively increased to control the field to be relatively strong to increase the thrust of the third actuator 2c, Engagement can be made more reliable, and the next gear piece disengagement operation can be prepared.
次に、以上説明したシステムに適用される分巻モータ及びその回路について説明する。 Next, a shunt motor and its circuit applied to the system described above will be described.
図2は、本発明の実施例1に係る自動変速用アクチュエータを駆動する分巻モータの回路図である。図3(A)は図2の分巻モータの断面図、図3(B)及び図3(C)は、分巻モータの回転原理の説明図である。図4は、図2の分巻モータの特性線図である。図5は、比較例に係る自動変速用アクチュエータを駆動する永久磁石界磁型のDCモータの回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram of a shunt motor that drives the automatic transmission actuator according to the first embodiment of the present invention. 3A is a cross-sectional view of the shunt motor of FIG. 2, and FIGS. 3B and 3C are explanatory diagrams of the rotation principle of the shunt motor. FIG. 4 is a characteristic diagram of the shunt motor of FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of a permanent magnet field type DC motor for driving an automatic shifting actuator according to a comparative example.
図2及び図3(A)〜(C)を参照すると、分巻モータ3は、インナーにアマーチュア(電機子巻線、ロータ、回転子)31、アウターにステータ(固定子、界磁巻線)32が配置され、電機子電流の整流は、アマーチュア31上に設けられた不図示のコミュテータとそれに摺接するブラシ33によって行われる。ステータ32が発生する界磁の強さは、界磁電流の制御により、可変に調整される。なお、図3(B)及び図3(C)に示すように、電機子電流Iaの方向を反対にすることにより回転方向を変換させてもよい。
2 and 3A to 3C, the
図2を参照すると、ECU部(制御手段)1は、分巻モータ3の回転速度を制御する一個の第1種のスイッチング素子(大容量FET)SW0と、分巻モータ3の回転方向切替用且つ界磁制御用の複数個の第2種のスイッチング素子(低容量FET)SW1〜SW4と、を有している。
Referring to FIG. 2, the ECU section (control means) 1 is for switching the rotation direction of the one-
4個の第2種のスイッチング素子SW1〜SW4は、Hブリッジ回路を構成して分巻モータ3に接続され、一個の第1種のスイッチング素子SW0はこのHブリッジ回路と分巻モータ3の間かつ電源Vと分巻モータ3のプラス側との間に接続されている。
The four second-type switching elements SW1 to SW4 constitute an H-bridge circuit and are connected to the
分巻モータ3のマイナス側はグランドGNDに接続されている。ECU部(制御手段)1〜モータ間のW/Hを2本から1本に変更することにより、W/H重量、コストが低減される。
The minus side of the
数十Aの電機子電流Iaが流れる一個の第1種のスイッチング素子SW0のみに、大容量FETが用いられている。数Aの界磁電流しか流れない第2種のスイッチング素子(低容量FET)SW1〜SW4には低容量FETが用いられ、さらに、分巻モータ3との接続には、第1種のスイッチング素子SW0と分巻モータ3を接続するモータ用W/Hに比べて、細い、界磁回路用W/Hで十分である。
A large-capacity FET is used only for one first-type switching element SW0 through which an armature current Ia of several tens of A flows. Low-capacitance FETs are used for the second type switching elements (low-capacitance FETs) SW1 to SW4 through which only a field current of several A flows, and the first-type switching elements are connected to the
界磁電流Ifは、分巻モータ3の正転時にはSW1−分巻モータ3−SW4の方向に流れ、逆転時にはSW2−分巻モータ3−SW3の方向に流れる。
The field current If flows in the direction of SW1-divided motor 3-SW4 during forward rotation of the divided
界磁電流Ifは、ECU部(制御手段)1が、マニュアルトランスミッションの状態に応じて、第1種のスイッチング素子SW0により電圧をデューティ制御することにより制御される。 The field current If is controlled by the ECU unit (control means) 1 performing duty control of the voltage with the first type switching element SW0 according to the state of the manual transmission.
図4を参照すると、本発明の実施例1のように分巻モータを用いた場合、界磁電流を100%にして界磁を強くした場合、高トルク(低回転)の特性が得られ、界磁電流を50%にして界磁を弱くした場合、高回転(低トルク)の特性が得られることが分かる。したがって、本発明の実施例1によれば、高トルクが必要ない場合、例えば、クラッチの空走期間やシフトフォークヘッドのセレクト時又はシフト時の空走期間は界磁を弱くして分巻モータを低トルク−高回転の特性とすることにより、モータの応答性が向上し、マニュアルトランスミッションの空走時間を短縮し、変速のフィーリングを良くすることができる。 Referring to FIG. 4, when the shunt motor is used as in the first embodiment of the present invention, when the field current is increased to 100% and the field is strengthened, a high torque (low rotation) characteristic is obtained. It can be seen that when the field current is reduced to 50% and the field is weakened, high rotation (low torque) characteristics can be obtained. Therefore, according to the first embodiment of the present invention, when a high torque is not necessary, for example, during the idle running period of the clutch, the idle running period at the time of selection of the shift fork head, or the idle running period at the time of shifting, the field winding is weakened. By making the torque characteristic of low torque and high rotation, the responsiveness of the motor can be improved, the idle running time of the manual transmission can be shortened, and the feeling of shifting can be improved.
図5は、比較例に係る自動変速用アクチュエータを駆動する永久磁石界磁型のDCモータの回路図である。 FIG. 5 is a circuit diagram of a permanent magnet field type DC motor for driving an automatic shifting actuator according to a comparative example.
図5を参照すると、比較例のように、永久磁石界磁型のDCモータ40を用いた場合、その回転方向切替には、SW1〜SW4からなるFET4個のHブリッジ回路を使用され、各FET(SW1〜SW4)にはDCモータ40へ流す電機子電流Iaがそのまま流れるため、4個とも大容量のFETが必要となる。そのため、太いワイヤーハーネスが必要な箇所も増加する。また、永久磁石で界磁を行っているため、マニュアルトランスミッションの状態に応じて、モータ特性を変えることができない。
Referring to FIG. 5, when a permanent magnet field
図6は、本発明の実施例2に係る自動変速用アクチュエータを駆動する分巻モータの回路図である。 FIG. 6 is a circuit diagram of a shunt motor that drives the automatic transmission actuator according to the second embodiment of the present invention.
本実施例については、上記実施例1との相違点のみについて説明し、同様の点については、上記実施例1の記載を参照するものとする。 In this embodiment, only differences from the first embodiment will be described, and the description of the first embodiment will be referred to for the same points.
図6を参照すると、本発明の実施例2に係る自動変速用アクチュエータを駆動する分巻モータの回路においては、分巻モータ3のマイナス側が電源Vのマイナス側に接続されている。
Referring to FIG. 6, in the shunt motor circuit for driving the automatic speed change actuator according to the second embodiment of the present invention, the minus side of the
本発明は、マニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータに適用され、特に、モータで駆動されるマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータに適用される。 The present invention is applied to an automatic transmission actuator for a manual transmission, and in particular to an automatic transmission actuator for a manual transmission driven by a motor.
1 制御手段、ECU部
2a 第1のアクチュエータ
2b 第2のアクチュエータ
2c 第3のアクチュエータ
3 分巻モータ
3a 第1の分巻モータ(電磁石界磁型モータ)
3b 第2の分巻モータ(電磁石界磁型モータ)
3c 第3の分巻モータ(電磁石界磁型モータ)
10 マニュアルトランスミッション
11 クラッチ機構
12 変速機構
31 アマーチュア(電機子巻線、ロータ、回転子)
32 ステータ(固定子、界磁巻線)
33 ブラシ
40 永久磁石界磁型のDCモータ
SW0 第1種のスイッチング素子(大容量FET)
SW1〜SW4 第2種のスイッチング素子(低容量FET)
GND グランド
V 電源
W/H ワイヤーハーネス
Ia 電機子電流
If 界磁電流
DESCRIPTION OF
3b Second shunt motor (electromagnet field motor)
3c Third shunt motor (electromagnet field motor)
DESCRIPTION OF
32 Stator (stator, field winding)
33
SW1 to SW4 2nd type switching element (low capacitance FET)
GND Ground V Power supply W / H Wire harness Ia Armature current If Field current
Claims (5)
前記アクチュエータを駆動する電磁石界磁型モータと、前記マニュアルトランスミッションの状態に応じて前記電磁石界磁型モータの界磁の強度を可変に制御する制御手段と、を有する、ことを特徴とするマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータ。 An automatic shifting actuator that automatically operates a manual transmission of a vehicle,
An electromagnet field motor for driving the actuator, and a control means for variably controlling the field strength of the electromagnet field motor according to the state of the manual transmission. Automatic shifting actuator.
前記アクチュエータは、前記クラッチ機構を自動的に動作させるクラッチ機構用アクチュエータと、前記変速機構を自動的に動作させる変速機構用アクチュエータと、から構成され、
前記制御手段は、前記クラッチ機構及び/又は前記変速機構における所定の動作期間において、他の期間よりも前記界磁を相対的に弱く制御する、ことを特徴とする請求項1記載のマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータ。 The manual transmission includes a clutch mechanism and a transmission mechanism,
The actuator includes a clutch mechanism actuator that automatically operates the clutch mechanism, and a transmission mechanism actuator that automatically operates the transmission mechanism.
2. The manual transmission according to claim 1, wherein the control unit controls the magnetic field relatively weakly in a predetermined operation period of the clutch mechanism and / or the speed change mechanism as compared with other periods. Automatic shifting actuator.
前記所定の動作期間とは、前記変速機構用アクチュエータが前記変速機構において前記スリーブをボーク点から他のボーク点に動作させる期間である、ことを特徴とする請求項2記載のマニュアルトランスミッションの自動変速用アクチュエータ。 The speed change mechanism has a sleeve for changing the speed ratio,
3. The automatic transmission of a manual transmission according to claim 2, wherein the predetermined operation period is a period during which the actuator for the transmission mechanism operates the sleeve from a boke point to another boke point in the transmission mechanism. Actuator.
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