JP2008223857A - Power transmission device for vehicle - Google Patents

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JP2008223857A JP2007061926A JP2007061926A JP2008223857A JP 2008223857 A JP2008223857 A JP 2008223857A JP 2007061926 A JP2007061926 A JP 2007061926A JP 2007061926 A JP2007061926 A JP 2007061926A JP 2008223857 A JP2008223857 A JP 2008223857A
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Kyoji Kitajima
恭司 北島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmission device capable of smooth and quick gear change control without adding an electric motor or the like. <P>SOLUTION: The power transmission device for a vehicle comprises an engine, a clutch, a transmission outputting output of the engine with changing speed, a throttle actuator, and a gear change actuator performing gear change control by combining output adjustment of the engine and transmission control by the clutch. The gear change actuator performs control reducing engine output torque when gear change demand from a present gear position to a target gear position is raised, changing over the gear position to a neutral position when output torque gets below predetermined value, then, adjusting throttle to change engine speed to target engine speed corresponding to the target gear position, releasing the clutch and changing over the gear position to the target gear position when engine speed roughly reaches the target engine speed, and connecting an automatic clutch when the gear position is changed over to the target gear position. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両の走行駆動用のエンジンの出力軸側に自動クラッチ装置および自動変速機構を繋げて構成される車両用動力伝達装置に関する。さらに詳しくは、走行状態に応じて自動的に変速制御を行わせるように構成された車両用動力伝達装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power transmission device configured by connecting an automatic clutch device and an automatic transmission mechanism to an output shaft side of an engine for driving a vehicle. More particularly, the present invention relates to a vehicle power transmission device configured to automatically perform a shift control according to a traveling state.

車両の走行状態(例えば、エンジンスロットル開度、車速等)に応じて自動的に変速制御を行わせる自動変速機は従来から良く知られているが、従来の自動変速機はトルクコンバータと油圧作動クラッチを備えた変速機構とから構成され、油圧作動クラッチへの作動油圧供給制御を行って自動的な変速制御を行わせる構成のものが一般的である。これに対して伝達効率の向上等を目的として、摩擦係合式のメインクラッチと、シンクロメッシュ式変速機構のようなメカニカルクラッチ式変速機構を有した動力伝達ギヤ列とからなる変速機構を自動的に作動制御するように構成した自動変速機も提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Although automatic transmissions that automatically perform shift control according to the running state of the vehicle (for example, engine throttle opening, vehicle speed, etc.) are well known, conventional automatic transmissions operate with a torque converter and hydraulic operation. A transmission mechanism having a clutch is generally used, and is configured to perform automatic transmission control by performing hydraulic pressure supply control to the hydraulic operation clutch. On the other hand, for the purpose of improving transmission efficiency, a transmission mechanism comprising a friction engagement type main clutch and a power transmission gear train having a mechanical clutch transmission mechanism such as a synchromesh transmission mechanism is automatically provided. An automatic transmission configured to perform operation control has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に開示の自動変速機はハイブリッド電気自動車に用いられており、メインクラッチの出力軸に繋がってモータ・発電機が設けられている。この自動変速機においては、変速開始時に変速機に入力される伝達トルクを減少させ、メインクラッチを接続した状態でニュートラルに切り換え、ニュートラル状態において、モータ・発電機により、エンジン回転数を変速後のエンジン目標回転数に変化させた上で、目標変速段へ切り換える制御を行うように構成されている。   The automatic transmission disclosed in Patent Document 1 is used in a hybrid electric vehicle, and is provided with a motor / generator connected to an output shaft of a main clutch. In this automatic transmission, the transmission torque input to the transmission at the start of shifting is reduced and switched to neutral when the main clutch is connected. In the neutral state, the engine speed is changed by the motor / generator after shifting. After changing to the target engine speed, control is performed to switch to the target gear.

特開2004−150450号公報JP 2004-150450 A

特許文献1に開示の自動変速機においては、変速時にモータ・発電機によりエンジン回転数を目標回転数に変化させる制御を行っているが、ハイブリッド電気自動車用ではない通常の機械式自動変速機の場合に同様の制御を行うには、電気モータを追加する必要があり、コストおよび重量増加に繋がるという問題がある。   In the automatic transmission disclosed in Patent Document 1, a motor / generator is used to change the engine speed to a target speed at the time of shifting, but a normal mechanical automatic transmission that is not for a hybrid electric vehicle is used. In order to perform the same control in some cases, it is necessary to add an electric motor, which leads to an increase in cost and weight.

なお、メインクラッチを解放して変速制御を行う場合には、シンクロナイザーにより同期させる部品が、メインクラッチのフリクションディスク、インプットシャフト、インプットシャフト上のギヤと噛合しているギヤ系であるが、上記特許文献1の自動変速機ではメインクラッチが係合した状態で変速する構成であるため、これら部品に加えて、大きな慣性モーメントを有するエンジン主運動系、メインクラッチおよびモータの回転を同期させる必要がある。このため、短時間で且つスムーズに変速を行わせるためには、モータ・発電機の回転数制御の精度に応じて決まる微小な差回転を短い時間で同期させる必要が生じ、シンクロナイザの各部に大きな慣性力が作用することとなり、この部分を強度アップする必要があるという問題がある。   When the main clutch is released and the shift control is performed, the parts synchronized by the synchronizer are the friction system of the main clutch, the input shaft, and the gear system that meshes with the gear on the input shaft. Since the automatic transmission of Patent Document 1 is configured to shift while the main clutch is engaged, in addition to these components, it is necessary to synchronize the rotation of the engine main motion system having a large moment of inertia, the main clutch, and the motor. is there. For this reason, in order to make the speed change smoothly in a short time, it is necessary to synchronize the minute differential rotation determined according to the accuracy of the motor / generator rotation speed control in a short time, and there is a large amount in each part of the synchronizer. An inertial force acts, and there is a problem that it is necessary to increase the strength of this part.

また、モータ・発電機を備えていない自動変速機では、一般的にメインクラッチを解放して変速制御が行われ、変速完了後においてメインクラッチが、変速の結果生じるエンジン回転数と変速機入力軸との差回転を吸収する必要があるため、変速ショックが出て変速フィーリングが損なわれやすく、変速時間が長くなるという問題がある。   Also, in an automatic transmission that does not include a motor / generator, the main clutch is generally released and shift control is performed. After the shift is completed, the main clutch is driven by the engine speed and the transmission input shaft generated as a result of the shift. Therefore, there is a problem that a shift shock is generated and the shift feeling is easily lost, and the shift time becomes long.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、自動クラッチ装置と自動変速機構とからなる動力伝達装置であって、新たに電気モータ等を追加する必要もなく、スムーズ且つ迅速な変速制御を行わせることができるような構成の動力伝達装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and is a power transmission device including an automatic clutch device and an automatic transmission mechanism, and it is not necessary to newly add an electric motor or the like, and smooth and quick transmission control is achieved. It is an object of the present invention to provide a power transmission device having a configuration capable of performing the above.

上記目的達成のため、本発明に係る車両用動力伝達装置は、車両の走行駆動用のエンジンと、前記エンジンの出力回転を断接して伝達する自動クラッチ装置と、前記自動クラッチ装置を介して伝達される前記エンジンの出力回転を変速して出力する自動変速機構と、前記エンジンの出力調整を行うエンジン出力調整装置と、前記自動変速機構による変速制御を、前記エンジン出力調整装置による前記エンジンの出力調整および前記自動クラッチ装置による前記エンジンの出力伝達制御を組み合わせて行う変速制御装置とを備えて構成される。そして、前記変速制御装置は、現在の変速段を目標変速段へ変速する要求が出た時に、前記自動クラッチを接続させたまま前記エンジン出力調整により前記エンジン出力トルクを減少させ、前記自動クラッチを介して前記自動変速機構に伝達される前記エンジン出力トルクが所定値を下回ったときに、前記自動変速機構を中立段に切り換え、前記中立段への切換後に、前記エンジンの回転数を前記目標変速段に対応する目標エンジン回転数に変更するように前記エンジン出力調整装置による前記エンジンの出力調整を行わせ、前記エンジン回転数がほぼ前記目標エンジン回転数に到達したときに、前記自動クラッチ装置を解放するとともに前記自動変速機を前記目標変速段に切り換え、前記自動変速機が前記目標変速段に切り換わったときに前記自動クラッチを接続する制御を行うように構成されている。   In order to achieve the above object, a power transmission device for a vehicle according to the present invention includes an engine for driving a vehicle, an automatic clutch device that connects and disconnects output rotation of the engine, and transmission via the automatic clutch device. An automatic transmission mechanism that shifts and outputs the output rotation of the engine, an engine output adjustment device that adjusts the output of the engine, and a shift control by the automatic transmission mechanism, the engine output by the engine output adjustment device And a shift control device that performs a combination of adjustment and output transmission control of the engine by the automatic clutch device. Then, the shift control device reduces the engine output torque by adjusting the engine output while the automatic clutch is connected when a request to shift the current shift speed to the target shift speed is issued, and the automatic clutch is When the engine output torque transmitted to the automatic transmission mechanism via a predetermined value falls below a predetermined value, the automatic transmission mechanism is switched to a neutral stage, and after switching to the neutral stage, the engine speed is changed to the target speed change. When the engine output adjustment is performed by the engine output adjustment device so as to change to the target engine rotation speed corresponding to the stage, and the engine rotation speed substantially reaches the target engine rotation speed, the automatic clutch device is And when the automatic transmission is switched to the target shift stage, the automatic transmission is switched to the target shift stage. It is configured to perform a control for connecting the serial automatic clutch.

なお、前記自動変速機が、複数の動力伝達経路を形成する複数の動力伝達ギヤ列と、前記複数の動力伝達ギヤ列による動力伝達を選択的に行わせて所定の動力伝達経路を選択する複数のメカニカルクラッチと、前記複数のメカニカルクラッチを選択作動させるクラッチ作動機構とから構成され、前記クラッチ作動機構により前記複数のメカニカルクラッチを選択作動させて変速制御を行うように構成されているのが好ましい。   The automatic transmission selects a predetermined power transmission path by selectively performing a plurality of power transmission gear trains that form a plurality of power transmission paths and power transmission by the plurality of power transmission gear trains. And a clutch operating mechanism that selectively operates the plurality of mechanical clutches, and the clutch operating mechanism is preferably configured to selectively operate the plurality of mechanical clutches to perform shift control. .

以上のように構成された本発明に係る動力伝達装置によれば、変速要求が出た時に、自動クラッチを接続させたままエンジン出力調整によりエンジン出力トルクを減少させ、自動クラッチを介して自動変速機構に伝達されるエンジン出力トルクが所定値を下回ったときに中立段に切り換える制御を行うため、変速開始後に直ちにエンジン回転数および変速機入力回転数を低減させることが可能であり、変速時間を短縮することができる。   According to the power transmission device of the present invention configured as described above, when a shift request is issued, the engine output torque is reduced by adjusting the engine output while the automatic clutch is connected, and the automatic shift is performed via the automatic clutch. Since the engine output torque transmitted to the mechanism is controlled to switch to the neutral stage when it falls below a predetermined value, it is possible to reduce the engine speed and the transmission input speed immediately after the start of the shift, and to reduce the shift time. It can be shortened.

また、中立段への切換後にエンジンの回転数を目標エンジン回転数に変更するようにエンジンの出力調整を行わせ、エンジン回転数がほぼ目標エンジン回転数に到達したときに、自動クラッチ装置を解放するとともに自動変速機を前記目標変速段に切り換える制御を行い、目標変速段に切り換わったときに自動クラッチを接続する制御を行う構成であるため、変速完了後にクラッチを係合させる時点で、エンジン回転数と変速機入力回転数は、ほぼ同一回転となっており、自動クラッチおよび変速用メカニカルクラッチ(特にシンクロメッシュ機構の場合でのシンクロナイザー)の吸収するエネルギーは非常に小さく、これらの耐久性が向上するとともに、自動クラッチを完全係合させる時間が短縮でき、係合時のショックも低減させることができる。   Also, the engine output is adjusted so that the engine speed is changed to the target engine speed after switching to the neutral stage, and the automatic clutch device is released when the engine speed reaches the target engine speed. And the control for switching the automatic transmission to the target shift stage and the control for connecting the automatic clutch when the target shift stage is switched. Therefore, when the clutch is engaged after the shift is completed, The rotational speed and the input speed of the transmission are almost the same, and the energy absorbed by the automatic clutch and the mechanical clutch for shifting (especially the synchronizer in the case of the synchromesh mechanism) is very small and their durability. As well as improving the time required to fully engage the automatic clutch, the shock during engagement can also be reduced. It can be.

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図1および図2は、本発明に係る動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示している。この動力伝達装置は、原動機としてのエンジン2の回転駆動力(トルク)を変速して駆動輪W、Wに伝達するものであり、変速機4と、エンジン2と変速機4との間を接続・遮断する発進用のクラッチ(メインクラッチ)5と、変速機4およびクラッチ5などの動作を制御するECU6を備えている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a schematic configuration of a power transmission device according to the present invention and a vehicle equipped with the power transmission device. This power transmission device changes the rotational driving force (torque) of the engine 2 as a prime mover and transmits it to the drive wheels W, W. The transmission 4 is connected between the engine 2 and the transmission 4. A starting clutch (main clutch) 5 to be shut off and an ECU 6 for controlling operations of the transmission 4 and the clutch 5 are provided.

クラッチ5は、エンジン2のクランク軸2aに連結されたフライホイール2bと変速機4との間に順に配置された、フリクションディスク7、プレッシャディスク8およびダイヤフラムスプリング9を備えている。フリクションディスク7は、変速機4の入力軸14の一端部に固定されている。ダイヤフラムスプリング9の中央部はクラッチカバー10に支持され、内端部は、変速機4の入力軸14に対して摺動自在のレリーズベアリング11に連結されている。また、ダイヤフラムスプリング9の外端部は、プレッシャディスク8に当接し、これをフリクションディスク7側に付勢している。レリーズベアリング11には、レリーズフォーク12の一端部が連結されている。このレリーズフォーク12は、その中間部で支点12aに回動自在に支持されるとともに、他端部には発進アクチュエータ13が連結されている。   The clutch 5 includes a friction disk 7, a pressure disk 8, and a diaphragm spring 9 disposed in order between a flywheel 2 b connected to the crankshaft 2 a of the engine 2 and the transmission 4. The friction disk 7 is fixed to one end of the input shaft 14 of the transmission 4. The center portion of the diaphragm spring 9 is supported by the clutch cover 10, and the inner end portion is connected to a release bearing 11 that is slidable with respect to the input shaft 14 of the transmission 4. Further, the outer end portion of the diaphragm spring 9 is in contact with the pressure disk 8 and biases it toward the friction disk 7. One end of a release fork 12 is connected to the release bearing 11. The release fork 12 is rotatably supported by a fulcrum 12a at an intermediate portion thereof, and a start actuator 13 is connected to the other end portion.

以上の構成により、発進アクチュエータ13が作動していない状態では、ダイヤフラムスプリング9の付勢力により、フリクションディスク7がプレッシャディスク8とフライホイール2bとの間に挟持されることで、変速機4の入力軸14が、フリクションディスク7およびフライホイール2bを介して、エンジン2のクランク軸2aに接続され、クラッチ5は接続状態となる。一方、発進アクチュエータ13が作動すると、レリーズフォーク12が支点12aを中心として同図の反時計方向に回動するのに伴い、レリーズベアリング11がダイヤフラムスプリング9を押圧し、プレッシャディスク8から離れるように弾性変形させることによって、フリクションディスク7の挟持が解かれることで、変速機4の入力軸14とエンジン2のクラッチ軸2aとの間が遮断され、クラッチ5は遮断状態になる。発進アクチュエータ13は油圧式または電気式のものであり、その作動は、ECU6からの制御信号によって油圧もしくは電気作動装置13aを介して制御される。   With the above configuration, when the starting actuator 13 is not in operation, the friction disk 7 is sandwiched between the pressure disk 8 and the flywheel 2b by the urging force of the diaphragm spring 9, so that the input of the transmission 4 The shaft 14 is connected to the crankshaft 2a of the engine 2 via the friction disk 7 and the flywheel 2b, and the clutch 5 is in a connected state. On the other hand, when the starting actuator 13 is actuated, the release bearing 11 presses the diaphragm spring 9 and moves away from the pressure disk 8 as the release fork 12 rotates counterclockwise in FIG. By elastically deforming, the clamping of the friction disk 7 is released, so that the input shaft 14 of the transmission 4 and the clutch shaft 2a of the engine 2 are disconnected, and the clutch 5 enters a disconnected state. The starting actuator 13 is of a hydraulic or electric type, and its operation is controlled by a control signal from the ECU 6 via a hydraulic or electric actuator 13a.

変速機4は、運転席に設けられて運転者による操作が行われるシフトレバー7のシフト位置などに応じて、ECU6により変速動作が制御される自動変速機タイプのものである。変速機4は、入力軸(メインシャフト)14、出力軸(カウンタシャフト)15、前進用の第1〜第5速ギヤ列GP1〜GP5(以下、総称するときは「ギヤ列GP」という)、後進ギヤ軸16および後進ギヤ列GRTなどを備えている。なお、第3速ギヤ列GP3として同一の歯数を有した二組の第3速ギヤ列GP3(1),GP3(2)が設けられている。これらの入力軸14、出力軸15および後進ギヤ軸16は、互いに平行に配置されており、これらの軸の間に図示のように、エンジン側から順に並んで、第1速ギヤ列GP1、後進ギヤ列GRT、第2速ギヤ列GP2、第3(1)速ギヤ列GP3(1)、第5速ギヤ列GP5、第3(2)速ギヤ列GP3(2)および第4速ギヤ列GP4が配設されている。   The transmission 4 is an automatic transmission type that is provided in the driver's seat and in which a shift operation is controlled by the ECU 6 in accordance with the shift position of the shift lever 7 that is operated by the driver. The transmission 4 includes an input shaft (main shaft) 14, an output shaft (counter shaft) 15, forward first to fifth speed gear trains GP1 to GP5 (hereinafter collectively referred to as "gear train GP"), A reverse gear shaft 16 and a reverse gear train GRT are provided. Note that two third speed gear trains GP3 (1) and GP3 (2) having the same number of teeth are provided as the third speed gear train GP3. The input shaft 14, the output shaft 15 and the reverse gear shaft 16 are arranged in parallel with each other. As shown in the drawing, the input shaft 14, the output shaft 15 and the reverse gear shaft 16 are arranged in order from the engine side. Gear train GRT, second gear train GP2, third (1) gear train GP3 (1), fifth gear train GP5, third (2) gear train GP3 (2) and fourth gear train GP4 Is arranged.

第1〜第5速ギヤ列GP1〜GP5(但し、第3速ギヤ列は、GP3(1)およびGP3(2)からなる)は、入力軸14に設けられた第1〜第5速入力ギヤGI1〜GI5(但し、第3速入力ギヤは、GI3(1)およびGI3(2)からなる)と、出力軸15に設けられ、第1〜第5速入力ギヤGI1〜GI5とそれぞれ常時噛合する第1〜第5速出力ギヤGO1〜GO5(但し、第3速出力ギヤは、GO3(1)およびGO3(2)からなる)で、それぞれ構成されており、変速段が高いほど小さいギヤ比に設定されている。   The first to fifth speed gear trains GP1 to GP5 (however, the third speed gear train is composed of GP3 (1) and GP3 (2)) are first to fifth speed input gears provided on the input shaft 14. GI1 to GI5 (however, the third speed input gear is composed of GI3 (1) and GI3 (2)) and the output shaft 15 are always meshed with the first to fifth speed input gears GI1 to GI5, respectively. The first to fifth speed output gears GO1 to GO5 (however, the third speed output gear is composed of GO3 (1) and GO3 (2)), and the gear ratio becomes smaller as the gear position is higher. Is set.

後進ギヤ列GRTは、入力軸14と一体の後進入力ギヤGIRと、後進ギヤ軸16上に回転自在に配設された後進中間ギヤGMRと、出力軸15に回転自在に設けられた後進出力ギヤGORで構成されている。後進中間ギヤGMRは後進ギヤ軸16上で軸方向に移動可能であり、後進中間ギヤGMRを図1に実線で示す位置にして後進入力ギヤGIRおよび後進出力ギヤGORとから離脱させて後進段を解除したり、図1に二点鎖線で示すように後進入力ギヤGIRおよび後進出力ギヤGORと噛合させて後進段を設定したりすることができるようになっている。   The reverse gear train GRT includes a reverse input gear GIR integrated with the input shaft 14, a reverse intermediate gear GMR rotatably disposed on the reverse gear shaft 16, and a reverse output gear rotatably provided on the output shaft 15. It is composed of GOR. The reverse intermediate gear GMR is movable in the axial direction on the reverse gear shaft 16, and the reverse intermediate gear GMR is moved away from the reverse input gear GIR and the reverse output gear GOR with the position shown by the solid line in FIG. It is possible to cancel or set the reverse gear by meshing with the reverse input gear GIR and the reverse output gear GOR as shown by a two-dot chain line in FIG.

第1速ギヤ列GP1の第1速入力ギヤGI1は入力軸14に一体に設けられ、第1速出力ギヤGO1は出力軸15に回転自在に設けられている。また、第2速ギヤ列GP2の第2速入力ギヤGI2は入力軸14に一体に設けられ、第2速出力ギヤGO2は出力軸15に回転自在に設けられている。これらの第1速出力ギヤGO1と第2速出力ギヤGO2との間に、変速段を第1速と第2速とに選択的に切り換えるための第1−2速用シンクロメッシュ機構SM12(第1シンクロメッシュ機構)が配置されている。   The first speed input gear GI1 of the first speed gear train GP1 is provided integrally with the input shaft 14, and the first speed output gear GO1 is rotatably provided on the output shaft 15. The second speed input gear GI2 of the second speed gear train GP2 is integrally provided on the input shaft 14, and the second speed output gear GO2 is rotatably provided on the output shaft 15. A first-second speed synchromesh mechanism SM12 (first speed) for selectively switching between the first speed and the second speed between the first speed output gear GO1 and the second speed output gear GO2. 1 synchromesh mechanism) is arranged.

この第1−2速用シンクロメッシュ機構SM12は、第1出力ギヤGO1または第2速出力ギヤGO2を、出力軸15に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸14と出力軸15の間が、第1速ギヤ列GP1または第2速ギヤ列GP2を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機4の変速段が、第1速または第2速に設定される。このような第1−2速用シンクロメッシュ機構SM12による第1速または第2速変速段の設定は、シンクロメッシュ機構SM12を構成する1−2速スリーブ22(1)を第1シフトフォーク31aにより軸方向に移動させて行われる。この第1シフトフォーク31aは第1シフトアクチュエータ31により駆動されて軸方向に移動されるようになっている。   The first-second speed synchromesh mechanism SM12 selectively connects the first output gear GO1 or the second speed output gear GO2 to the output shaft 15 or simultaneously shuts it off. As a result, when the input shaft 14 and the output shaft 15 are connected / disconnected via the first speed gear train GP1 or the second speed gear train GP2, the gear position of the transmission 4 is changed to the first speed gear train GP1. Speed or second speed is set. The setting of the first speed or the second speed gear stage by the first-second speed synchromesh mechanism SM12 is performed by using the first shift fork 31a to move the first-second speed sleeve 22 (1) constituting the synchromesh mechanism SM12. This is done by moving in the axial direction. The first shift fork 31a is driven by the first shift actuator 31 and moved in the axial direction.

第2速ギヤ列GP2の次に位置する第3(1)および第5速ギヤ列GP3(1)、GP5の第3(1)および第5速入力ギヤGI3(1)、GI5は、入力軸14上に回転自在に設けられ、第3(1)および第5速出力ギヤGO3(1)、GO5は出力軸15に結合されて一体回転するように設けられている。これらの第3(1)および第5速入力ギヤGI3(1)、GI5の間に、第3−5速用シンクロメッシュ機構SM35(第2シンクロメッシュ機構)が配置されている。   The third (1) and fifth speed gear trains GP3 (1) and the third (1) and fifth gear input gears GI3 (1) and GI5 of GP5 are positioned next to the second speed gear train GP2. 14, the third (1) and fifth speed output gears GO3 (1) and GO5 are coupled to the output shaft 15 so as to rotate integrally therewith. A third to fifth speed synchromesh mechanism SM35 (second synchromesh mechanism) is disposed between the third (1) and fifth speed input gears GI3 (1) and GI5.

この第3−5速用シンクロメッシュ機構SM35は、第3(1)速入力ギヤGI3(1)または第5速入力ギヤGI5を、入力軸14に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸14と出力軸15の間が、第3(1)速ギヤ列GP3(1)または第5速ギヤ列GP5を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機4の変速段が、第3速または第5速に設定される。このような第3−5速用シンクロメッシュ機構SM35による第3速または第5速変速段の設定は、シンクロメッシュ機構SM35を構成する3−5速スリーブ22(2)を第2シフトフォーク32aにより軸方向に移動させて行われる。この第2シフトフォーク32aは第2シフトアクチュエータ32により駆動されて軸方向に移動されるようになっている。   This 3-5 speed synchromesh mechanism SM35 selectively connects the 3rd (1) speed input gear GI3 (1) or the 5th speed input gear GI5 to the input shaft 14 or simultaneously shuts it off. As a result, the input shaft 14 and the output shaft 15 are connected / disconnected via the third (1) speed gear train GP3 (1) or the fifth speed gear train GP5. The gear position is set to the third speed or the fifth speed. The setting of the third speed or the fifth speed gear stage by the 3-5 speed synchromesh mechanism SM35 is performed by using the second shift fork 32a to move the 3-5 speed sleeve 22 (2) constituting the synchromesh mechanism SM35. This is done by moving in the axial direction. The second shift fork 32a is driven by the second shift actuator 32 and moved in the axial direction.

次の第3(2)および第4速ギヤ列GP3(2)、GP4の第3(2)および第4速入力ギヤGI3(2)、GI4も上記と同様に、入力軸14に回転自在に設けられ、第3(2)および第4速出力ギヤGO3(2)、GO4は出力軸15に結合されて一体回転するように設けられており、第3(2)および第4速入力ギヤGI3(2)、GI4の間に、第3−4速用シンクロメッシュ機構SM34(第3シンクロメッシュ機構)が配置されている。   Next, the third (2) and fourth speed gear trains GP3 (2), the third (2) and fourth speed input gears GI3 (2) and GI4 of GP4 are also rotatable to the input shaft 14 in the same manner as described above. The third (2) and fourth speed input gears GI3 are provided so that the third (2) and fourth speed output gears GO3 (2) and GO4 are coupled to the output shaft 15 and rotate together. (2) Between the GI4, the 3-4 speed synchromesh mechanism SM34 (third synchromesh mechanism) is arranged.

この第3−4速用シンクロメッシュ機構SM34は、第3(2)速入力ギヤGI3(2)または第4速入力ギヤGI4を、入力軸14に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸14と出力軸15の間が、第3(2)速ギヤ列GP3(2)または第4速ギヤ列GP4を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機4の変速段が、第3速または第4速に設定される。このような第3−4速用シンクロメッシュ機構SM34による第3速または第4速変速段の設定は、シンクロメッシュ機構SM34を構成する3−4速スリーブ22(3)を第3シフトフォーク33aにより軸方向に移動させて行われる。この第3シフトフォーク33aは第3シフトアクチュエータ33により駆動されて軸方向に移動されるようになっている。   The third-fourth speed synchromesh mechanism SM34 selectively connects or disconnects the third (2) -speed input gear GI3 (2) or the fourth-speed input gear GI4 to the input shaft 14 at the same time. As a result, the input shaft 14 and the output shaft 15 are connected / disconnected via the third (2) speed gear train GP3 (2) or the fourth speed gear train GP4. The gear position is set to the third speed or the fourth speed. Such setting of the third speed or the fourth speed gear stage by the 3-4 speed synchromesh mechanism SM34 is performed by using the third shift fork 33a to move the 3-4 speed sleeve 22 (3) constituting the synchromesh mechanism SM34. This is done by moving in the axial direction. The third shift fork 33a is driven by the third shift actuator 33 and moved in the axial direction.

一方、出力軸15には、連結ギヤ18が一体に設けられており、この連結ギヤ18は、ディファレンシャル機構19のギヤ19aと常に噛み合っている。したがって、エンジン2の駆動力は、変速機4の設定された変速段による変速比で変速された後、出力軸15からディファレンシャル19を介して駆動輪W、Wに伝達され、駆動輪W、Wが回転駆動される。   On the other hand, a connecting gear 18 is integrally provided on the output shaft 15, and this connecting gear 18 is always meshed with a gear 19 a of the differential mechanism 19. Accordingly, the driving force of the engine 2 is shifted at a gear ratio according to the set gear position of the transmission 4 and then transmitted from the output shaft 15 to the driving wheels W and W via the differential 19, thereby driving the driving wheels W and W Is driven to rotate.

ECU6は、本実施形態において変速制御装置を構成するものであり、RAM、ROM、CPUおよびI/Oインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ(いずれも図示せず)で構成されている。ECU6は、シフト位置センサ7aにより検出されたシフトレバー7のシフト位置などに応じて、発進アクチュエータ13を駆動することによりクラッチ5の係合作動制御を行い、また、変速アクチュエータ30を構成する第1から第3シフトアクチュエータ31〜33を駆動することにより、第1〜第3シフトフォーク31a〜33aを軸方向に移動させて、変速制御を行う。また、ECU6は、変速機4の制御のときにエンジン2のスロットルアクチュエータ3の作動を制御してスロットル制御(トルク制御)を併せて実行する。   The ECU 6 constitutes a speed change control device in the present embodiment, and is constituted by a microcomputer (all not shown) including a RAM, a ROM, a CPU, an I / O interface, and the like. The ECU 6 controls the engagement operation of the clutch 5 by driving the start actuator 13 in accordance with the shift position of the shift lever 7 detected by the shift position sensor 7 a and the first actuator constituting the speed change actuator 30. By driving the third shift actuators 31 to 33, the first to third shift forks 31a to 33a are moved in the axial direction to perform shift control. Further, the ECU 6 controls the operation of the throttle actuator 3 of the engine 2 when controlling the transmission 4 and also executes throttle control (torque control).

以上説明した構成の動力伝達装置において、ECU6による発進アクチュエータ13,変速アクチュエータ30およびスロットルアクチュエータ3の作動制御により、所定変速段(N変速段)から1段上の変速段{(N+1)変速段}へのシフトアップ変速制御について、図3〜図8を参照して説明する。なお、図3はN変速段から(N+1)変速段への全過程における各値の時間変化を示し、図4〜図8は、この変速での各値の変化を複数のステージに分けて時系列的に順次示している。これらのグラフにはエンジントルクTeとクラッチトルクTcとが同一グラフ上に示されているが、クラッチトルクTcはクラッチトルク容量を示し、変速制御が行われていない通常状態においてはクラッチトルクTcはエンジントルクTeより若干高めに設定されてクラッチ5の滑りを防止している。   In the power transmission apparatus having the above-described configuration, the ECU 6 controls the start actuator 13, the shift actuator 30, and the throttle actuator 3 to control the shift stage that is one stage higher than the predetermined shift stage (N shift stage) {(N + 1) shift stage}. The shift-up shift control to 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the time change of each value in the whole process from the N shift speed to the (N + 1) shift speed, and FIGS. 4 to 8 show the change of each value in this shift divided into a plurality of stages. Shown sequentially in series. In these graphs, the engine torque Te and the clutch torque Tc are shown on the same graph, but the clutch torque Tc indicates the clutch torque capacity, and the clutch torque Tc is the engine torque in the normal state where the shift control is not performed. The clutch 5 is prevented from slipping by being set slightly higher than the torque Te.

ここでは、時間t0においてN変速段から(N+1)変速段への変速指令が出力された場合を示している。時間t0においてこの変速指令が出力されると、まず、スロットルアクチュエータ3を作動させてエンジントルクを低下させる制御が開始される。同時にクラッチ5のトルク容量はエンジントルクTeに対応して低下させる制御も行われる。そして、エンジントルクTeが閾値として加速領域にある予め設定されたトルクより低下したとき(時間t1であり、このとき加速領域から減速領域に切り換わる状態となったと判断する)に、現在のN変速段をニュートラル段に変速させるように、変速アクチュエータ30による変速作動制御を開始する。 Here, a case where a shift command from the N shift speed to the (N + 1) shift speed is output at time t 0 is shown. When this shift command is output at time t 0 , first, control for operating the throttle actuator 3 to reduce the engine torque is started. At the same time, control is performed to reduce the torque capacity of the clutch 5 in accordance with the engine torque Te. Then, when the engine torque Te falls below a preset torque in the acceleration region as a threshold value (time t 1, it is determined that the acceleration region is switched to the deceleration region at this time), the current N The shift operation control by the shift actuator 30 is started so as to shift the shift stage to the neutral stage.

図5に示すように、このときエンジン燃料カット(F/C)制御が行われ、エンジン回転抵抗のためエンジントルクTeは負トルクすなわち減速側に作用するトルクが発生する(時間t2)。これに応じてエンジン回転は急速に低下する。また、変速段がニュートラル段になるため変速機から出力側に伝達される駆動力は零となり、この時点での乗員が感じる減速感が低減する。 As shown in FIG. 5, engine fuel cut (F / C) control is performed at this time, and engine torque Te is negative torque, that is, torque acting on the deceleration side is generated due to engine rotational resistance (time t 2 ). Correspondingly, the engine speed decreases rapidly. In addition, since the gear position is neutral, the driving force transmitted from the transmission to the output side becomes zero, and the feeling of deceleration felt by the occupant at this time is reduced.

このようにして低下するエンジン回転数が次変速段すなわち(N+1)変速段に対応するエンジン回転数に近い(若干手前の)回転数まで低下した時点(時間t3)において変速フラグが立てられる。この変速フラグが立てられるのと同時に、クラッチ5を開放する制御が開始され、且つエンジンスロットルを開放する制御が開始される。この結果、図6に示すように、時間t3からクラッチトルクTcが急速に零まで低下し、エンジントルクTeが加速側に上昇する。 The shift flag is set at the time (time t 3 ) when the engine rotational speed thus decreased decreases to the rotational speed close to (slightly before) the engine rotational speed corresponding to the next shift stage, that is, the (N + 1) shift stage. At the same time that the shift flag is set, control for releasing the clutch 5 is started and control for opening the engine throttle is started. As a result, as shown in FIG. 6, and decreases from the time t 3 to the clutch torque Tc is rapidly zero, the engine torque Te rises to the acceleration side.

そして、クラッチ5が完全解放状態となり、且つエンジントルクTeが初期設定された若干加速側のトルクに到達した時点(時間t4)において、(N+1)変速段への変速を開始する。これによりシンクロメッシュ機構の作動が開始され、変速機から車輪側に伝達される駆動力がこれに応じて増加し、エンジン回転数は目標エンジン回転まで滑らかに変化する(図7参照)。 Then, at the time (time t 4 ) when the clutch 5 is in a completely released state and the engine torque Te reaches a slightly accelerated torque that is initially set, the shift to the (N + 1) gear stage is started. As a result, the operation of the synchromesh mechanism is started, the driving force transmitted from the transmission to the wheel side increases accordingly, and the engine speed smoothly changes to the target engine speed (see FIG. 7).

(N+1)変速段への変速が完了すると(時間t5)、図8に示すように、エンジンスロットル開度を元に戻すとともにクラッチ5を係合させる制御が行われ、時間t6において今回の変速制御が完了する。 When the shift to the (N + 1) shift stage is completed (time t 5 ), as shown in FIG. 8, control is performed to restore the engine throttle opening and engage the clutch 5 at time t 6 . Shift control is completed.

以上の変速制御内容から分かるように、(時間t4)において(N+1)変速段への変速を開始するときに、エンジン回転数と変速機の入力回転数とがほぼ同一回転となり、クラッチ5および変速用シンクロメッシュ機構の吸収するエネルギーが非常に小さく、変速ショックを抑えてスムーズな変速となるとともに、クラッチおよび変速機構(シンクロメッシュ機構)の耐久性が向上する。 As can be seen from the above shift control content, when the shift to the (N + 1) shift stage is started at (time t 4 ), the engine speed and the input speed of the transmission are substantially the same, and the clutch 5 and The energy absorbed by the synchromesh mechanism for shifting is very small, and the shift shock is suppressed and smooth shifting is achieved, and the durability of the clutch and the shifting mechanism (synchromesh mechanism) is improved.

また、従来のようにクラッチを解放して変速を行わせる制御の例を図9に示しているが、これと図3に示す本実施形態での変速制御とを比較すれば分かるように、本実施形態の変速制御では変速時間を短縮でき、且つスムーズな変速制御を行うことができる。   Further, FIG. 9 shows an example of control for shifting the clutch by releasing the clutch as in the prior art. As can be seen from a comparison between this and the shift control in the present embodiment shown in FIG. In the shift control of the embodiment, the shift time can be shortened and smooth shift control can be performed.

本発明に係る動力伝達装置を構成する変速機の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the transmission which comprises the power transmission device which concerns on this invention. 上記変速機を有した動力伝達装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the power transmission device which has the said transmission. 上記動力伝達装置による変速制御内容を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the shift control content by the said power transmission device. 上記動力伝達装置による変速制御内容を時系列的に分割して示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the contents of shift control by the above-mentioned power transmission device by dividing it in time series. 上記動力伝達装置による変速制御内容を時系列的に分割して示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the contents of shift control by the above-mentioned power transmission device by dividing it in time series. 上記動力伝達装置による変速制御内容を時系列的に分割して示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the contents of shift control by the above-mentioned power transmission device by dividing it in time series. 上記動力伝達装置による変速制御内容を時系列的に分割して示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the contents of shift control by the above-mentioned power transmission device by dividing it in time series. 上記動力伝達装置による変速制御内容を時系列的に分割して示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the contents of shift control by the above-mentioned power transmission device by dividing it in time series. 従来の変速制御例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of the conventional transmission control.

符号の説明Explanation of symbols

2 エンジン
3 スロットルアクチュエータ
4 変速機
5 クラッチ
7 シフトレバー
13 発進アクチュエータ
30 変速アクチュエータ
2 Engine 3 Throttle actuator 4 Transmission 5 Clutch 7 Shift lever 13 Start actuator 30 Shift actuator

Claims (2)

車両の走行駆動用のエンジンと、前記エンジンの出力回転を断接して伝達する自動クラッチ装置と、前記自動クラッチ装置を介して伝達される前記エンジンの出力回転を変速して出力する自動変速機構と、前記エンジンの出力調整を行うエンジン出力調整装置と、前記自動変速機構による変速制御を、前記エンジン出力調整装置による前記エンジンの出力調整および前記自動クラッチ装置による前記エンジンの出力伝達制御を組み合わせて行う変速制御装置とを備えて構成され、
前記変速制御装置は、
現在の変速段を目標変速段へ変速する要求が出た時に、前記自動クラッチを接続させたまま前記エンジン出力調整により前記エンジン出力トルクを減少させ、
前記自動クラッチを介して前記自動変速機構に伝達される前記エンジン出力トルクが所定値を下回ったときに、前記自動変速機構を中立段に切り換え、
前記中立段への切換後に、前記エンジンの回転数を前記目標変速段に対応する目標エンジン回転数に変更するように前記エンジン出力調整装置による前記エンジンの出力調整を行わせ、
前記エンジン回転数がほぼ前記目標エンジン回転数に到達したときに、前記自動クラッチ装置を解放するとともに前記自動変速機を前記目標変速段に切り換え、
前記自動変速機が前記目標変速段に切り換わったときに前記自動クラッチを接続する制御を行うように構成されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
An engine for driving the vehicle, an automatic clutch device for connecting and transmitting the output rotation of the engine, and an automatic transmission mechanism for shifting and outputting the output rotation of the engine transmitted through the automatic clutch device; The engine output adjusting device for adjusting the output of the engine and the shift control by the automatic transmission mechanism are performed by combining the engine output adjustment by the engine output adjusting device and the engine output transmission control by the automatic clutch device. A shift control device,
The shift control device includes:
When a request to shift the current shift speed to the target shift speed is issued, the engine output torque is reduced by adjusting the engine output while the automatic clutch is connected,
When the engine output torque transmitted to the automatic transmission mechanism via the automatic clutch falls below a predetermined value, the automatic transmission mechanism is switched to a neutral stage;
After switching to the neutral stage, the engine output adjustment device performs the engine output adjustment so as to change the engine speed to the target engine speed corresponding to the target shift stage,
When the engine speed has substantially reached the target engine speed, the automatic clutch device is released and the automatic transmission is switched to the target gear stage,
A vehicle power transmission device configured to perform control for connecting the automatic clutch when the automatic transmission is switched to the target shift stage.
前記自動変速機が、複数の動力伝達経路を形成する複数の動力伝達ギヤ列と、前記複数の動力伝達ギヤ列による動力伝達を選択的に行わせて所定の動力伝達経路を選択する複数のメカニカルクラッチと、前記複数のメカニカルクラッチを選択作動させるクラッチ作動機構とから構成され、
前記クラッチ作動機構により前記複数のメカニカルクラッチを選択作動させて変速制御を行うように構成されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
The automatic transmission includes a plurality of power transmission gear trains that form a plurality of power transmission paths, and a plurality of mechanical devices that selectively perform power transmission by the plurality of power transmission gear trains to select a predetermined power transmission path. A clutch and a clutch operating mechanism for selectively operating the plurality of mechanical clutches;
A vehicle power transmission device configured to perform shift control by selectively operating the plurality of mechanical clutches by the clutch operating mechanism.
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