JP2011185295A - Electronic synchronous transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子制御によりカウンタシャフトの回転数を調整する電子同期変速機に係り、燃費を悪化させず、かつ部品の追加を少なくして潤滑油を昇温できる電子同期変速機に関する。 The present invention relates to an electronic synchronous transmission that adjusts the rotation speed of a countershaft by electronic control, and relates to an electronic synchronous transmission that can increase the temperature of lubricating oil without deteriorating fuel consumption and with fewer parts added.
図2に示されるように、電子同期変速機21では、図示しないエンジンからの動力が図示しないクラッチを介して伝達されるカウンタシャフト2に複数のカウンタギア3が設けられており、カウンタシャフト2に対して平行に配置されたメインシャフト22には各カウンタギア3に常時噛合している複数のメインギア23がメインシャフト22から回転自在に設けられている。各メインギア23にはメインギア23と一体回転する図示しないドグギアがそれぞれ付随しており、さらに、メインシャフト22にはメインシャフト22と一体回転する図示しないスリーブが軸方向移動自在に設けられている。いずれかのドグギアに対してスリーブが軸方向移動して噛合すると、カウンタシャフト2の回転がメインシャフト22に伝達される。変速期間中のギアが抜けている状態では、カウンタシャフト2に対してメインシャフト22は自由である。メインシャフト22は、図示しないアウトプットシャフトにギアを介して連結されているため、車速に比例して回転する。
As shown in FIG. 2, in the electronic
このとき目標ギア段に該当するスリーブの回転数に対してドグギアの回転数が高い場合には、カウンタシャフトブレーキ6を作動させてドグギアの回転数(=カウンタシャフト2の回転数)を低下させる。逆に、スリーブの回転数に対してドグギアの回転数が低い場合には、クラッチを繋いでエンジン回転数を上げることにより、ドグギアの回転数を上昇させる。スリーブとドグギアの回転が同期することでギア入れが可能になる。このように、電子同期変速機21では機械で構成されるシンクロ機構が不要になる。
At this time, when the rotation speed of the dog gear is higher than the rotation speed of the sleeve corresponding to the target gear stage, the
カウンタシャフトブレーキ6は、いわゆる湿式多板ブレーキ(CSB)5によって構成される。すなわち、カウンタシャフトブレーキ6は、変速機筐体4に対して固定であるディスク板に対抗させてカウンタシャフト2に同軸に取り付けられたディスク板を有する。同期制御においてカウンタシャフト2の制動を行うには、同期時制動指令により同期用電磁弁24を駆動し、空気源25からの空気圧で図示しないピストンを押してディスク板同士を圧接させることにより、カウンタシャフトブレーキ6を作動させる。同期時制動指令がないときは、同期用電磁弁24の駆動が切られ、図示しないリターンスプリングの押圧によってカウンタシャフトブレーキ6の空気圧が同期用電磁弁24から大気に抜けるので、ディスク板同士が離間し、カウンタシャフトブレーキ6は非作動となる。
The
ところで、図3に示されるように、電子同期変速機21の変速機筐体4には、カウンタシャフト2に取り付けられた複数のカウンタギア3のそれぞれ一部、図示例ではカウンタシャフト2の下面近傍まで、が潤滑油Lに浸かるよう潤滑油Lが蓄えられており、カウンタギア3の回転に伴い、潤滑油Lが循環される。
Incidentally, as shown in FIG. 3, the
しかしながら、カウンタギア3が潤滑油Lを攪拌することにより攪拌損失と呼ばれるエネルギ損失が生じる。攪拌損失は、無視できない大きさの損失であり、低減すべきものである。特に、潤滑油Lの温度が低い場合、潤滑油Lの粘度が高いため、大きな攪拌損失が発生する。また、オイルポンプ26によって潤滑油Lが循環される構成を有する場合は、潤滑油Lの温度が低いと潤滑油Lの圧送に必要なポンプ駆動力が増加する。潤滑油Lの温度が低い現象は、エンジンの始動直後や外気温度が低いときに顕著となる。
However, when the counter gear 3 agitates the lubricating oil L, energy loss called agitation loss occurs. The stirring loss is a loss that cannot be ignored and should be reduced. In particular, when the temperature of the lubricating oil L is low, a large stirring loss occurs because the viscosity of the lubricating oil L is high. Further, when the lubricating oil L is circulated by the
したがって、攪拌損失やポンプ駆動力を低減するためには、潤滑油Lの温度が低いとき、早期に潤滑油Lの温度を所定の温度まで高める必要がある。潤滑油Lの昇温を行う電子同期変速機としては、図4に示される電子同期変速機41のように、変速機筐体4内に電熱ヒータ42を設置し、電熱ヒータ42で潤滑油Lを昇温するもの、図5に示される電子同期変速機51のように、熱交換器52を設置し、熱交換器52に排気ガスを導いて排気ガスの熱で潤滑油Lを昇温するものが知られている。潤滑油Lを昇温して潤滑油Lの粘度を低く維持することで、攪拌損失やオイルポンプ26の駆動力を低減でき、変速機全体としての損失を低減できる。
Therefore, in order to reduce stirring loss and pump driving force, when the temperature of the lubricating oil L is low, it is necessary to raise the temperature of the lubricating oil L to a predetermined temperature at an early stage. As an electronic synchronous transmission for raising the temperature of the lubricating oil L, an
なお、単に攪拌損失を低減させるだけであるならば、変速機筐体4内の潤滑油Lの油面を下げればよい。しかし、油面を下げると潤滑性能が低下する。したがって、油面を下げることなく攪拌損失を低減させたいところである。
Note that if the stirring loss is merely reduced, the oil level of the lubricating oil L in the
電熱ヒータ42で潤滑油Lを昇温する場合、大電力を消費することになるため、オルタネータを含めた電装系の増強を必要とすると共に、電力消費により燃費が悪化する。
When the temperature of the lubricating oil L is increased by the
排気ガスの熱で潤滑油Lを昇温する場合、燃費の悪化はないものの、熱交換器52を設置することになるので、装置構成が大がかりとなり、部品の追加が多く、変速機や排気系の大幅な設計変更を伴う。
When the temperature of the lubricating oil L is raised by the heat of the exhaust gas, although the fuel efficiency is not deteriorated, the
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、燃費を悪化させず、かつ部品の追加を少なくして潤滑油を昇温できる電子同期変速機を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic synchronous transmission that solves the above-described problems, can reduce the fuel consumption, and can increase the temperature of the lubricating oil with fewer parts added.
上記目的を達成するために本発明は、車両に搭載され、エンジンからの動力がクラッチを介して伝達されるカウンタシャフトと、前記カウンタシャフトに取り付けられたカウンタギアの一部が潤滑油に浸かるよう前記潤滑油が蓄えられた変速機筐体と、前記変速機筐体に対して固定であるディスク板に対抗させて前記カウンタシャフトに同軸に取り付けられたディスク板を有する湿式多板ブレーキからなるカウンタシャフトブレーキと、変速期間中のギア入れ時に前記カウンタシャフトブレーキを作動させて前記カウンタシャフトを制動制御する変速制御手段とを備えた電子同期変速機において、前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度センサと、車両の駆動状態を検出する車両駆動状態検出手段と、前記変速制御手段が変速期間中であるかどうかを検出する変速期間検出手段と、前記潤滑油の温度が設定値以下であるときに、前記車両の駆動状態が減速状態であり、かつ前記変速制御手段が変速期間中でなければ、前記カウンタシャフトブレーキを作動させて前記潤滑油の昇温を行う潤滑油昇温制御手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a countershaft that is mounted on a vehicle and to which power from an engine is transmitted via a clutch, and a part of a counter gear attached to the countershaft is immersed in lubricating oil. Counter comprising: a transmission housing in which the lubricating oil is stored; and a wet multi-plate brake having a disk plate mounted coaxially to the counter shaft so as to oppose a disk plate fixed to the transmission housing Lubricating oil temperature for detecting the temperature of the lubricating oil in an electronic synchronous transmission comprising a shaft brake and shift control means for controlling the countershaft by operating the countershaft brake when the gear is engaged during a shift period A sensor, vehicle driving state detecting means for detecting a driving state of the vehicle, and whether the shift control means is in a shift period; A shift period detecting means for detecting whether or not the vehicle is in a decelerating state and the shift control means is not in a shift period when the temperature of the lubricating oil is not more than a set value; Lubricating oil temperature rise control means for operating the shaft brake to raise the temperature of the lubricating oil is provided.
前記車両駆動状態検出手段は、アクセルセンサによりアクセルがオフであることが検出されているとき、前記車両の駆動状態が減速状態であると判定してもよい。 The vehicle driving state detecting means may determine that the driving state of the vehicle is a deceleration state when it is detected by the accelerator sensor that the accelerator is off.
前記潤滑油昇温制御手段は、前記ディスク板同士が非接触で前記潤滑油を介して制動力が伝達されるよう前記カウンタシャフトブレーキを作動させてもよい。 The lubricating oil temperature raising control means may operate the countershaft brake so that a braking force is transmitted through the lubricating oil while the disk plates are not in contact with each other.
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.
(1)燃費を悪化させない。 (1) Does not deteriorate fuel consumption.
(2)部品の追加が少ない。 (2) There are few additional parts.
(3)潤滑油を昇温することができる。 (3) The temperature of the lubricating oil can be raised.
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示されるように、本発明に係る電子同期変速機1は、車両に搭載され、図示しないエンジンからの動力が図示しないクラッチを介して伝達されるカウンタシャフト2と、カウンタシャフト2に取り付けられたカウンタギア3の一部が潤滑油Lに浸かるよう潤滑油Lが蓄えられた変速機筐体4と、変速機筐体4に対して固定であるディスク板に対抗させてカウンタシャフト2に同軸に取り付けられたディスク板を有する湿式多板ブレーキ5からなるカウンタシャフトブレーキ6と、変速期間中のギア入れ時にカウンタシャフトブレーキ6を作動させてカウンタシャフト2を制動制御する変速制御手段7とを備えた電子同期変速機1である。
As shown in FIG. 1, an electronic
電子同期変速機1は、潤滑油Lの温度を検出する潤滑油温度センサ8と、車両の駆動状態を検出する車両駆動状態検出手段9と、変速制御手段7が変速期間中であるかどうかを検出する変速期間検出手段10と、潤滑油Lの温度が設定値以下であるときに、車両の駆動状態が減速状態であり、かつ変速制御手段7が変速期間中でなければ、カウンタシャフトブレーキ6を作動させて潤滑油Lの昇温を行う潤滑油昇温制御手段11とを備える。
The electronic
この電子同期変速機1を搭載する車両は、図示しないアクセルのオフを検出する図示しないアクセルセンサを備えるほか、エンジン制御、変速制御に必要な公知のセンサ、アクチュエータは図示しなくとも全て備えるものである。
The vehicle equipped with the electronic
変速制御手段7は、現ギア段を目標ギア段に変速するべく、図示しない変速機アクチュエータを制御してギア抜き・ギア入れを行うものであり、変速期間中の同期制御において同期時制動指令により同期用電磁弁24を駆動することができる。変速制御手段7は、従来より電子制御装置(Electronical Control Unit;ECU)12にプログラムとして組み込まれているものである。車両駆動状態検出手段9、変速期間検出手段10、潤滑油昇温制御手段11は、ECU12にプログラムとして組み込むのが好ましい。
The shift control means 7 controls the transmission actuator (not shown) to shift the current gear stage to the target gear stage to release the gear and put in the gear. The synchronization
ここでは、変速制御手段7は、変速期間中にステータス信号“変速期間中”を出力し、車両駆動状態検出手段9は、車両が減速状態にあるときにステータス信号“減速状態”を出力し、潤滑油昇温制御手段11は、潤滑油温度センサ8が検出した潤滑油Lの温度が設定値以下であるときにステータス信号“低油温”を出力するものとする。潤滑油昇温制御等価回路13は、潤滑油昇温制御手段11の機能を論理回路で示したものである。潤滑油昇温制御等価回路13は、“低油温”であって、“減速状態”であって、“変速期間中”でないとき、昇温時制動指令を出力して昇温用電磁弁14を駆動することができる。
Here, the shift control means 7 outputs a status signal “during a shift period” during the shift period, and the vehicle drive state detection means 9 outputs a status signal “deceleration state” when the vehicle is in a deceleration state, The lubricating oil temperature rise control means 11 outputs a status signal “low oil temperature” when the temperature of the lubricating oil L detected by the lubricating oil temperature sensor 8 is equal to or lower than a set value. The lubricating oil temperature rise control
昇温用電磁弁14は、Eポートが大気に開放され、P2ポートが直接、空気源25に接続されるか、または破線のように減圧ユニット15を介して空気源25に接続される。昇温用電磁弁14の出力ポートは同期用電磁弁24のEポートに接続される。
In the temperature raising
次に、電子同期変速機1の動作を説明する。
Next, the operation of the electronic
本発明は、エンジンの始動直後や外気温度が低いときなどに、潤滑油Lの温度が低いとき、カウンタシャフトブレーキ6を作動させることで、カウンタシャフトブレーキ6のディスク板が浸されている潤滑油Lを昇温するものである。
In the present invention, the lubricating oil in which the disk plate of the
しかし、車両が加速を行っているとき、あるいは車両が定速走行しているときは、カウンタシャフトブレーキ6を作動させると車両が不必要に減速してしまうので、好ましくない。一方、車両が減速を行っているときにカウンタシャフトブレーキ6を作動させるのは好都合である。そこで、本発明では、車両駆動状態検出手段9により車両が減速状態にあることを検出する。好ましくは、車両駆動状態検出手段9は、アクセルセンサによりアクセルがオフであることが検出されているとき、車両の駆動状態が減速状態であると判定する。
However, when the vehicle is accelerating, or when the vehicle is traveling at a constant speed, operating the
また、カウンタシャフトブレーキ6は、本来、変速期間中に同期制御のために使用される。そこで、本発明では、変速期間検出手段10により変速制御手段7が変速期間中であるかどうかを検出し、変速期間中でないときのみカウンタシャフトブレーキ6による潤滑油Lの昇温を行う。
The
すなわち、潤滑油昇温制御手段11は、潤滑油温度センサ8が検出した潤滑油Lの温度が設定値以下であるときに、車両駆動状態検出手段9が検出した車両の駆動状態が減速状態であり、かつ変速制御手段7が変速期間中でなければ、昇温時制動指令を出力して昇温用電磁弁14を駆動する。昇温用電磁弁14が駆動されると、空気源25の空気圧が同期用電磁弁24を経由してカウンタシャフトブレーキ6に印加される。これにより、カウンタシャフトブレーキ6が作動し、潤滑油Lが昇温される。
That is, when the temperature of the lubricating oil L detected by the lubricating oil temperature sensor 8 is equal to or lower than the set value, the lubricating oil temperature increase control means 11 indicates that the vehicle driving state detected by the vehicle driving
以上説明したように、本発明の電子同期変速機1によれば、カウンタシャフトブレーキ6が作動したときの発熱により潤滑油Lが昇温される。カウンタシャフトブレーキ6の発熱量は大きいので、潤滑油Lを速やかに昇温させることができる。
As described above, according to the electronic
本発明の電子同期変速機1によれば、従来の電子同期変速機21に対して変速機の構造変更は全くしておらず、また、追加部品も実質的に昇温用電磁弁14のみであるから、最小限にとどめている。
According to the electronic
本発明の電子同期変速機1によれば、車両の減速時にカウンタシャフトブレーキ6を作動させるようにしたので、車両の運動エネルギが潤滑油昇温のエネルギ源に利用される。潤滑油昇温のために消費されるのは昇温用電磁弁14を駆動する電力程度であり、燃費を悪化させることがない。
According to the electronic
本発明の電子同期変速機1によれば、より好適には、車両の減速状態のうちアクセルオフ時のみ、つまり運転者がエンジンブレーキを意識しているときのみ、カウンタシャフトブレーキ6を作動させるようにすることで、運転に違和感を与えることがなくなる。
According to the electronic
次に、本発明の他の実施形態を説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
ここでは、図1に破線で示したように、昇温用電磁弁14のP2ポートを減圧ユニット15を介して空気源25に接続する。これにより、潤滑油昇温制御手段11が昇温用電磁弁14を駆動すると、空気源25の空気圧が減圧してカウンタシャフトブレーキ6に印加されることになる。
Here, as indicated by a broken line in FIG. 1, the P2 port of the temperature raising
昇温用電磁弁14のP2ポートに印加する空気圧P2は、カウンタシャフトブレーキ6のピストンの面積A[m2]、リターンスプリングのバネ定数k[N/m]、ピストンの可動範囲l[m]を用いた式(1)の範囲で設定する。
The air pressure P2 applied to the P2 port of the temperature raising
この設定により、空気源25の空気圧よりも減圧された空気圧P2がカウンタシャフトブレーキ6に印加されるため、カウンタシャフトブレーキ6内のディスク板同士が接触しない範囲でカウンタシャフトブレーキ6が作動される。この場合、ディスク板間は潤滑油Lを介して制動力が伝達される。これにより、潤滑油Lの剪断でエネルギ損失が発生することになる。この場合、ディスク板同士が直接には接触しないので、ディスク板同士が接触する場合に比べてディスク板の耐久性が低下しない。一方、変速期間中に同期用電磁弁24を駆動した場合には、空気源25の空気圧P1がカウンタシャフトブレーキ6に印加されるため、本来の同期制御時の制動には悪影響がない。
With this setting, the air pressure P2 that is lower than the air pressure of the
1 電子同期変速機
2 カウンタシャフト
3 カウンタギア
4 変速機筐体
5 湿式多板ブレーキ
6 カウンタシャフトブレーキ
7 変速制御手段
8 潤滑油温度センサ
9 車両駆動状態検出手段
10 変速期間検出手段
11 潤滑油昇温制御手段
12 ECU
13 潤滑油昇温制御等価回路
14 昇温用電磁弁
15 減圧ユニット
DESCRIPTION OF
13 Lubricating oil temperature rise control
Claims (3)
前記カウンタシャフトに取り付けられたカウンタギアの一部が潤滑油に浸かるよう前記潤滑油が蓄えられた変速機筐体と、
前記変速機筐体に対して固定であるディスク板に対抗させて前記カウンタシャフトに同軸に取り付けられたディスク板を有する湿式多板ブレーキからなるカウンタシャフトブレーキと、
変速期間中のギア入れ時に前記カウンタシャフトブレーキを作動させて前記カウンタシャフトを制動制御する変速制御手段とを備えた電子同期変速機において、
前記潤滑油の温度を検出する潤滑油温度センサと、
車両の駆動状態を検出する車両駆動状態検出手段と、
前記変速制御手段が変速期間中であるかどうかを検出する変速期間検出手段と、
前記潤滑油の温度が設定値以下であるときに、前記車両の駆動状態が減速状態であり、かつ前記変速制御手段が変速期間中でなければ、前記カウンタシャフトブレーキを作動させて前記潤滑油の昇温を行う潤滑油昇温制御手段とを備えたことを特徴とする電子同期変速機。 A countershaft mounted on a vehicle and transmitting power from an engine via a clutch;
A transmission housing in which the lubricating oil is stored such that a part of the counter gear attached to the counter shaft is immersed in the lubricating oil;
A countershaft brake consisting of a wet multi-plate brake having a disc plate coaxially attached to the countershaft against a disc plate fixed to the transmission housing;
In an electronic synchronous transmission comprising a shift control means for controlling the countershaft by operating the countershaft brake when the gear is engaged during a shift period,
A lubricating oil temperature sensor for detecting the temperature of the lubricating oil;
Vehicle driving state detecting means for detecting the driving state of the vehicle;
Shift period detecting means for detecting whether the shift control means is in a shift period; and
When the temperature of the lubricating oil is equal to or lower than a set value, if the driving state of the vehicle is a decelerating state and the shift control means is not in a shift period, the countershaft brake is operated to An electronic synchronous transmission comprising a lubricating oil temperature rise control means for raising the temperature.
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