JP2015064080A - Automatic shift device and automatic shift method - Google Patents
Automatic shift device and automatic shift method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015064080A JP2015064080A JP2013199113A JP2013199113A JP2015064080A JP 2015064080 A JP2015064080 A JP 2015064080A JP 2013199113 A JP2013199113 A JP 2013199113A JP 2013199113 A JP2013199113 A JP 2013199113A JP 2015064080 A JP2015064080 A JP 2015064080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- sleeve
- moving gear
- fixed
- moving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、車両等に用いられる自動変速装置および自動変速方法に関する。 The present invention relates to an automatic transmission device and an automatic transmission method used for a vehicle or the like.
自動変速装置は、回転軸に取り付けられた二つの固定ギヤ(クラッチリング)と、それらの間に設けられた移動ギヤ(スリーブ)とを含む変速機構を有している。固定ギヤは、回転軸に対して、回転可能に、かつ回転軸の軸線方向への移動が不可能に取り付けられている。移動ギヤは、回転軸に対して、相対回転不可能に、かつ回転軸の軸線方向への移動が可能に取り付けられている。 The automatic transmission has a transmission mechanism including two fixed gears (clutch rings) attached to a rotating shaft and a moving gear (sleeve) provided therebetween. The fixed gear is attached to the rotating shaft so as to be rotatable and impossible to move in the axial direction of the rotating shaft. The moving gear is attached so as not to be relatively rotatable with respect to the rotating shaft and to be able to move in the axial direction of the rotating shaft.
移動ギヤは、回転軸の軸線方向に移動することによって隣接する一方の固定ギヤと噛み合う。これにより、軸の回転が、移動ギヤと噛み合った固定ギヤに、移動ギヤを介して伝達され、または移動ギヤと噛み合った固定ギヤの回転が、移動ギヤを介して、回転軸に伝達される。 The moving gear meshes with one of the adjacent fixed gears by moving in the axial direction of the rotating shaft. Accordingly, the rotation of the shaft is transmitted to the fixed gear meshed with the moving gear via the moving gear, or the rotation of the fixed gear meshed with the moving gear is transmitted to the rotating shaft via the moving gear.
自動変速装置には、上記のような変速機構が複数設けられており、複数の固定ギヤのギヤ比は互いに異なっている。いずれかの変速機構(1つ又は複数)において、移動ギヤがそれに隣接する固定ギヤと噛み合うことで上記の回転の伝達が行われ、そのとき、他の変速機構の移動ギヤはいずれの固定ギヤとも噛み合わないニュートラル位置に位置付けられる。 The automatic transmission is provided with a plurality of transmission mechanisms as described above, and the gear ratios of the plurality of fixed gears are different from each other. In any one or more of the transmission mechanisms (one or more), the transmission of the rotation is performed by the movement gear meshing with the adjacent fixed gear. At this time, the movement gears of the other transmission mechanisms are the same as any of the fixed gears. It is positioned at the neutral position where it does not mesh.
この自動変速装置において変速を行う際には、固定ギヤに噛み合っている移動ギヤに対して軸線方向の推力を加えて移動ギヤを軸線方向に移動させて、固定ギヤと移動ギヤとの係合を解除し(抜き動作)、その後に移動ギヤ(当該移動ギヤまたは他の変速機構の移動ギヤ)に対して軸線方向の推力を加えて他の固定ギヤに移動ギヤを係合させる。 When performing a shift in this automatic transmission, an axial thrust is applied to the moving gear meshing with the fixed gear to move the moving gear in the axial direction so that the fixed gear and the moving gear are engaged. After releasing (pulling operation), an axial thrust is applied to the moving gear (the moving gear or the moving gear of another speed change mechanism) to engage the moving gear with another fixed gear.
この変速を迅速に行うためには、抜き動作の際に、移動ギヤに大きな推力を加える必要がある。しかしながら、移動ギヤに加える推力が大きすぎると、移動ギヤが固定ギヤから抜けた後に、移動ギヤの軸線方向の振れによって、移動ギヤが他方の固定ギヤに接触ないし衝突(以下、単に「衝突」という。)してしまうことがある。移動ギヤが他方の固定ギヤに衝突すると、当該他方の固定ギヤの回転数が高いときは、変速ショックや接触音が発生するという問題がある。一方、移動ギヤに加える推力を小さくして移動ギヤの軸線方向の振れを抑え、移動ギヤと他方の固定ギヤとの衝突を回避しようとすると、変速時間が長くなってしまう。 In order to perform this speed change quickly, it is necessary to apply a large thrust to the moving gear during the pulling operation. However, if the thrust applied to the moving gear is too large, the moving gear contacts or collides with the other fixed gear (hereinafter simply referred to as “collision”) due to the movement of the moving gear in the axial direction after the moving gear comes out of the fixed gear. )). When the moving gear collides with the other fixed gear, there is a problem that a shift shock or contact noise occurs when the rotation speed of the other fixed gear is high. On the other hand, if the thrust applied to the moving gear is reduced to suppress the movement of the moving gear in the axial direction and the collision between the moving gear and the other fixed gear is to be avoided, the shift time becomes longer.
このような問題に対して、特許文献1に記載のドグクラッチ式の変速装置では、固定ギヤと移動ギヤとの噛み合いを解除する抜き動作において、移動ギヤに対して固定ギヤとの係合を解除する方向(離脱方向)への推力を加えるとともに、移動ギヤが固定ギヤから抜けた後に、移動ギヤに対して離脱方向とは逆方向の推力を加えている。これによって、移動ギヤと固定ギヤとの衝突を緩和して迅速な変速を実現できる。
With respect to such a problem, the dog clutch transmission described in
しかしながら、抜き動作において、移動ギヤに対して逆方向に推力を加えるタイミングが遅いと、移動ギヤと固定ギヤとの衝突を回避しきれず、そのために、抜き動作において離脱方向への大きな推力を抑えなければならなくなる。これによって、ニュートラル位置への移動時間が遅くなり、迅速な変速ができなくなる。 However, if the timing at which thrust is applied in the reverse direction to the moving gear in the pulling operation is too late, the collision between the moving gear and the fixed gear cannot be avoided. Therefore, the large thrust in the separating direction must be suppressed in the pulling operation. I will have to. As a result, the movement time to the neutral position is delayed, and a quick shift cannot be performed.
そこで、本願の発明者らは、固定ギヤから移動ギヤを抜く際に、移動ギヤと固定ギヤとの係合が完全に解除される前に、移動ギヤに離脱方向とは逆方向の推力(制動力)を加える制御を行う発明をした(特願2013−017263号)。これにより、そのような制動力を加える前には大きな推力で移動ギヤを移動させることができるとともに、移動ギヤをニュートラル位置の手前の目標位置に早く収束させ、移動ギヤと固定ギヤとの衝突を緩和することができる。 Therefore, the inventors of the present application, when removing the moving gear from the fixed gear, before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released, Invented to perform control to add power) (Japanese Patent Application No. 2013-017263). As a result, the moving gear can be moved with a large thrust before applying such a braking force, and the moving gear is quickly converged to the target position before the neutral position, so that the collision between the moving gear and the fixed gear can be prevented. Can be relaxed.
図20は、この先願発明のタイムチャートである。変速制御装置は、スリーブ(移動ギヤ)のニュートラル位置への移動要求があると、スリーブを駆動するためのリニアアクチュエータに一定電流Iaを供給する(時点t0〜t1)。これによって、スリーブに離脱方向の推力が加えられ、その結果スリーブが離脱方向に移動を開始する。変速制御装置は、スリーブ位置Qa(時点t1)にてスリーブの移動を確認すると、ニュートラル位置Naより手前の位置Paを目標位置として初期フィードバック制御を開始する。この結果、図20に示すように、リニアアクチュエータ供給電流は時刻t1から徐々に減少して、目標位置Paより手前の位置Pbで離脱方向とは逆方向の推力(制動力)が加えられる。ここで、この位置Pbは、スリーブが固定ギヤから完全に離脱する前の位置である。 FIG. 20 is a time chart of the prior invention. When there is a request to move the sleeve (moving gear) to the neutral position, the speed change control device supplies a constant current Ia to the linear actuator for driving the sleeve (time t0 to t1). As a result, thrust in the separation direction is applied to the sleeve, and as a result, the sleeve starts to move in the separation direction. When the shift control device confirms the movement of the sleeve at the sleeve position Qa (time point t1), it starts initial feedback control with the position Pa before the neutral position Na as the target position. As a result, as shown in FIG. 20, the linear actuator supply current gradually decreases from time t1, and thrust (braking force) in the direction opposite to the separation direction is applied at the position Pb before the target position Pa. Here, the position Pb is a position before the sleeve is completely detached from the fixed gear.
しかしながら、上記の抜き動作において、移動ギヤと固定ギヤとの係合が完全に解除される前に、ドライバによるブレーキ操作や路面の段差による走行抵抗の変化等の要因によってク固定ギヤに予期しない何らかの回転方向の外力が加わると、固定ギヤと移動ギヤとの間の歯面の抵抗が急激に変化する。このような場合にも、移動ギヤが固定ギヤから離脱する前にスリーブの離脱方向とは逆方向の制動力を加える制御を行うと、移動ギヤが固定ギヤに固着してしまうことがある。 However, in the above pulling-out operation, before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released, there is something unexpected in the gear fixed gear due to factors such as a brake operation by the driver and a change in running resistance due to a step on the road surface. When an external force in the rotational direction is applied, the resistance of the tooth surface between the fixed gear and the moving gear changes abruptly. Even in such a case, if control is performed to apply a braking force in the direction opposite to the direction in which the sleeve is detached before the moving gear is detached from the fixed gear, the moving gear may be fixed to the fixed gear.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、迅速な変速を実現するとともに、固定ギヤと移動ギヤとの係合を解除する抜き動作において移動ギヤの固着を解消できる自動変速装置を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an automatic transmission that realizes quick shifting and can eliminate sticking of a moving gear in a pulling operation for releasing the engagement between the fixed gear and the moving gear. The main purpose is to provide.
本発明の自動変速装置は、回転軸に支承され、前記回転軸に対して相対回転不能かつ前記回転軸の軸線方向に移動可能な移動ギヤと、前記移動ギヤを前記回転軸の前記軸線方向に移動させる軸動機構と、前記移動ギヤに隣接する位置で前記回転軸に支承され、前記回転軸に対して回転可能であり、前記移動ギヤの移動によって前記移動ギヤと係脱可能な固定ギヤと、前記移動ギヤの前記軸線方向の位置を検出するセンサと、前記センサにて検出された位置に基づいて、前記軸動機構の作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記固定ギヤと前記移動ギヤとの係合を解除する制御として、前記移動ギヤを、前記移動ギヤが前記固定ギヤから離脱する離脱方向に移動させるために、前記軸動機構に第1の電流を供給し、前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に、前記移動ギヤに前記離脱方向とは逆方向の制動力を加えるために、前記軸動機構に第2の電流を供給し、前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に前記移動ギヤが前記固定ギヤに対して固着したと判断したときに、前記移動ギヤに前記離脱方向への推力を加えるために、前記軸動機構に第3の電流を供給するという構成を有している。 An automatic transmission according to the present invention includes a moving gear that is supported on a rotating shaft, is not rotatable relative to the rotating shaft and is movable in the axial direction of the rotating shaft, and the moving gear is moved in the axial direction of the rotating shaft. An axial movement mechanism that moves, a fixed gear that is supported by the rotating shaft at a position adjacent to the moving gear, is rotatable with respect to the rotating shaft, and can be engaged with and disengaged from the moving gear by movement of the moving gear; A sensor that detects a position of the moving gear in the axial direction, and a control device that controls the operation of the axial movement mechanism based on the position detected by the sensor. As a control for releasing the engagement between the gear and the moving gear, a first current is supplied to the axial mechanism in order to move the moving gear in a disengagement direction in which the moving gear is disengaged from the fixed gear. The moving gear To apply a braking force in the direction opposite to the separation direction to the movement gear after the movement in the separation direction is started and before the engagement between the movement gear and the fixed gear is completely released. In addition, after the second current is supplied to the axial movement mechanism and the moving gear starts to move in the disengagement direction, before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released. When the moving gear is determined to be fixed to the fixed gear, a third current is supplied to the axial movement mechanism in order to apply a thrust in the disengaging direction to the moving gear. doing.
この構成によれば、移動ギヤの移動が開始した後に移動ギヤに離脱方向とは逆方向の静動力を加えるので、移動ギヤと固定ギヤとの係合を解除するために移動ギヤに大きな推力を与えることができ、よって係合解除に要する時間を短縮できる。また、移動ギヤと固定ギヤとの係合が完全に解除される前に移動ギヤに離脱方向とは逆方向の静動力を加えるので、移動ギヤと固定ギヤとの衝突を緩和できるとともに、当該係合が完全に解除された後に静動力を加える制御と比較して、移動ギヤを固定ギヤとの係合が解除された目標位置に収束させるのに要する時間を短縮できる。さらに、逆方向の制動力を加える制御を行なう場合において、固定ギヤに何らかの外力が加わることによって移動ギヤが固定ギヤに対して固着したときに、移動ギヤには再度離脱方向の推力が加えられるので、そのような固着を解除できる。ここで、移動ギヤと固定ギヤとの係合が完全に解除された状態とは、それらが回転軸の軸線方向に重なる部分がなくなった状態を言う。 According to this configuration, after the movement of the moving gear is started, a static force in the direction opposite to the disengagement direction is applied to the moving gear, so that a large thrust is applied to the moving gear in order to release the engagement between the moving gear and the fixed gear. Therefore, the time required for disengagement can be shortened. In addition, since the static force in the direction opposite to the disengagement direction is applied to the moving gear before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released, the collision between the moving gear and the fixed gear can be mitigated and the engagement can be reduced. Compared with the control in which the static force is applied after the engagement is completely released, the time required to converge the moving gear to the target position where the engagement with the fixed gear is released can be shortened. Furthermore, when performing control to apply a braking force in the reverse direction, when some external force is applied to the fixed gear and the moving gear is fixed to the fixed gear, a thrust in the disengaging direction is applied to the moving gear again. , Such sticking can be released. Here, the state in which the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released refers to a state in which there is no portion where they overlap in the axial direction of the rotating shaft.
前記制御装置は、固着した前記移動ギヤの固着位置に基づいて前記第3の電流の大きさを決定してよい。この構成によれば、固着位置が移動ギヤの移動の目標位置により近いほど、固着解除のための第3の電流を小さくする等の調整が可能となり、移動ギヤを目標位置に収束させるのに要する時間を適切に短縮できる。 The control device may determine the magnitude of the third current based on a fixed position of the fixed moving gear. According to this configuration, the closer the fixed position is to the target position of movement of the moving gear, the smaller the adjustment of the third current for releasing the fixed state, and the like, which is necessary for converging the moving gear to the target position. Time can be shortened appropriately.
前記制御装置は、前記固着位置と前記移動ギヤの移動の目標位置との偏差に基づいて前記第3の電流の大きさを決定してよい。この構成によっても、固着位置が移動ギヤの移動の目標位置により近いほど、固着解除のための第3の電流を小さくする等の調整が可能となり、移動ギヤを目標位置に収束させるのに要する時間を適切に短縮できる。 The control device may determine the magnitude of the third current based on a deviation between the fixing position and a target position for movement of the moving gear. Even with this configuration, the closer the fixed position is to the target position of movement of the moving gear, the smaller the adjustment of the third current for releasing the fixed state becomes possible, and the time required for the moving gear to converge to the target position. Can be shortened appropriately.
前記制御装置は、前記偏差と前記第3の電流の大きさとの対応関係を規定したマップを参照して前記第3の電流の大きさを決定してよい。この構成によれば、偏差に基づいてその都度第3の電流の大きさを算出する等の方法と比較して、高速に第3の電流の大きさを決定できる。 The control device may determine the magnitude of the third current with reference to a map that defines a correspondence relationship between the deviation and the magnitude of the third current. According to this configuration, the magnitude of the third current can be determined at a higher speed compared to a method of calculating the magnitude of the third current each time based on the deviation.
前記第3の電流は、前記第1の電流より小さくてよい。この構成によれば、固着解除の後に移動ギヤと固定ギヤとの係合が完全に解除されたときにも、移動ギヤがその移動の目標位置を大幅に超えることを回避し、目標位置に早く収束させつつ、目標位置にて迅速に停止させることができる。 The third current may be smaller than the first current. According to this configuration, even when the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released after the fixation is released, the moving gear is prevented from greatly exceeding the target position of the movement, and the target position is quickly reached. It can be quickly stopped at the target position while converging.
本発明の自動変速方法は、回転軸に支承され、前記回転軸に対して相対回転不能かつ前記回転軸の軸線方向に移動可能な移動ギヤと、前記移動ギヤを前記軸線方向に移動させる軸動機構と、前記移動ギヤに隣接する位置で前記回転軸に支承され、前記回転軸に対して回転可能であり、前記移動ギヤの移動によって前記移動ギヤと係脱可能な固定ギヤと、前記移動ギヤの前記軸線方向の位置を検出するセンサとを備えた自動変速装置にて、前記固定ギヤと前記移動ギヤとの係合を解除するために、前記センサにて検出された位置に基づいて前記軸動機構を制御する自動変速方法であって、前記移動ギヤを、前記移動ギヤが前記固定ギヤから離脱する離脱方向に移動させるために、前記軸動機構に第1の電流を供給し、前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に、前記移動ギヤに前記離脱方向とは逆方向の制動力を加えるために、前記軸動機構に第2の電流を供給し、前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に前記移動ギヤが前記固定ギヤに対して固着したと判断したときに、前記移動ギヤに前記離脱方向への推力を加えるために、前記軸動機構に第3の電流を供給するという構成を有している。 The automatic transmission method of the present invention includes a moving gear that is supported on a rotating shaft, is not rotatable relative to the rotating shaft and is movable in the axial direction of the rotating shaft, and an axial movement that moves the moving gear in the axial direction. A mechanism, a fixed gear that is supported on the rotary shaft at a position adjacent to the moving gear, is rotatable with respect to the rotating shaft, and can be engaged with and disengaged from the moving gear by movement of the moving gear; and the moving gear An automatic transmission device including a sensor for detecting a position in the axial direction of the shaft to release the engagement between the fixed gear and the moving gear based on the position detected by the sensor. An automatic transmission method for controlling a moving mechanism, wherein a first current is supplied to the shaft moving mechanism to move the moving gear in a disengagement direction in which the moving gear is disengaged from the fixed gear. How to disengage the gear In order to apply a braking force in a direction opposite to the disengagement direction to the moving gear after the start of movement to and before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released, The movement is performed after supplying a second current to the axial movement mechanism, and after the movement gear starts to move in the disengagement direction and before the engagement between the movement gear and the fixed gear is completely released. When it is determined that the gear is fixed to the fixed gear, a third current is supplied to the axial movement mechanism in order to apply a thrust in the disengagement direction to the moving gear. .
この構成によっても、移動ギヤの移動が開始した後に移動ギヤに離脱方向とは逆方向の静動力を加えるので、移動ギヤと固定ギヤとの係合を解除するために移動ギヤに大きな推力を与えることができ、よって係合解除に要する時間を短縮できる。また、移動ギヤと固定ギヤとの係合が完全に解除される前に移動ギヤに離脱方向とは逆方向の静動力を加えるので、当該係合が完全に解除された後に静動力を加える制御と比較して、移動ギヤを固定ギヤとの係合が解除された目標位置に収束させるのに要する時間を短縮できる。さらに、逆方向の制動力を加える制御を行なう場合において、固定ギヤに何らかの外力が加わることによって移動ギヤが固定ギヤに対して固着したときに、移動ギヤには再度離脱方向の推力が加えられるので、そのような固着を解除できる。 Even with this configuration, a static force in the direction opposite to the disengagement direction is applied to the moving gear after the movement of the moving gear is started, so that a large thrust is applied to the moving gear in order to release the engagement between the moving gear and the fixed gear. Therefore, the time required for releasing the engagement can be shortened. In addition, since the static force in the direction opposite to the disengagement direction is applied to the moving gear before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released, the control to apply the static force after the engagement is completely released As compared with the above, the time required to converge the moving gear to the target position where the engagement with the fixed gear is released can be shortened. Furthermore, when performing control to apply a braking force in the reverse direction, when some external force is applied to the fixed gear and the moving gear is fixed to the fixed gear, a thrust in the disengaging direction is applied to the moving gear again. , Such sticking can be released.
本発明によれば、移動ギヤと固定ギヤとの係合解除の過程で移動ギヤが固定ギヤに対して固着したときに、移動ギヤに離脱方向の推力が加えられるので、そのような固着を解除できる。 According to the present invention, when the moving gear is fixed to the fixed gear in the process of releasing the engagement between the moving gear and the fixed gear, a thrust in the disengagement direction is applied to the moving gear. it can.
以下、本発明の実施の形態の自動変速装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Hereinafter, an automatic transmission according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
(1.自動変速装置を備えた車両の構成)
図1は、本発明の実施の形態の自動変速装置を備えた車両の構成を示す概要図である。図1に示すように、車両Mは、エンジン11と、クラッチ12と、自動変速装置13と、ディファレンシャル装置14と、制御装置15と、駆動輪(左右前輪)Wfl、Wfr等を含んで構成されている。
(1. Configuration of vehicle equipped with automatic transmission)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle including an automatic transmission according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the vehicle M includes an
エンジン11は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるものである。エンジン11の駆動力は、クラッチ12、自動変速装置13、およびディファレンシャル装置14を介して駆動輪Wfl、Wfrに伝達されるように構成されている。図1に示した車両は、いわゆるFF車両である。クラッチ12は、制御装置15の指令に応じて自動で断接されるように構成されている。自動変速装置13は、例えば前進6段、後進1段を自動的に選択するものである。ディファレンシャル装置14は、ファイナルギヤおよびディファレンシャルギヤの両方を含んで構成されており、自動変速装置13と一体的に形成されている。
The
(2.自動変速装置の構成)
図2は、自動変速装置の構成を示すスケルトン図である。図2に示すように、自動変速装置13は、ケーシング21、ドライブシャフト22、メインシャフト23、カウンタシャフト24、ドグクラッチ変速機構251、252、253、254、および制御装置15に設けられている変速制御装置26等を含んで構成されている。
(2. Configuration of automatic transmission)
FIG. 2 is a skeleton diagram showing the configuration of the automatic transmission. As shown in FIG. 2, the
ケーシング21は、ほぼ円筒状に形成された本体21a、本体21a内を左右方向に区画する第1壁21bおよび第2壁21c等で構成されている。ドライブシャフト22およびメインシャフト23は、同軸で配置され、カウンタシャフト24は、ドライブシャフト22およびメインシャフト23に平行に配置されている。ドライブシャフト22、メインシャフト23およびカウンタシャフト24は、ケーシング21に回転可能に支承されている。
The
即ち、ドライブシャフト22の一端(図2の左端)は、クラッチ12を介してエンジン11の出力軸に回転連結され、ドライブシャフト22の他端(図2の右端)側は、軸受271を介して第1壁21bに支承されている。よって、エンジン11の出力はクラッチ12が接続されているときにドライブシャフト22に入力される。
That is, one end (the left end in FIG. 2) of the
メインシャフト23の一端(図2の左端)は、後述するドグクラッチ変速機構251を介してドライブシャフト22の一端(図2の右端)に回転連結可能に軸支され、メインシャフト23の他端(図2の右端)側は、軸受272を介して第2壁21cに回転可能に支承されている。
One end (the left end in FIG. 2) of the
カウンタシャフト24の一端(図2の左端)側は、軸受273を介して第1壁21bに回転可能に支承され、カウンタシャフト24の他端(図2の右端)側は、軸受274を介して第2壁21cに回転可能に支承されている。メインシャフト23は、本発明の「回転軸」に相当する。なお、カウンタシャフト24も、本発明の「回転軸」に相当し得る。
One end (left end in FIG. 2) of the
メインシャフト23には、クラッチ側から順に、5速またはリバースに変速するドグクラッチ変速機構251、2速または1速に変速するドグクラッチ変速機構252が配置され、カウンタシャフト24には、クラッチ側から順に、4速または3速に変速するドグクラッチ変速機構253、6速に変速するドグクラッチ変速機構254が配置されている。各ドグクラッチ変速機構251、252、253、254は、後述する各速のギヤ281、282、283、284、285、286、28Rを備えている。
The
ドライブシャフト22の他端(図2の右端)には、5速ギヤ285の回転中心がスプライン嵌合等で固定されている。メインシャフト23には、クラッチ12側から順に、リバースギヤ28Rが回転自在に支承され、4速ギヤ284の回転中心がスプライン嵌合等で固定され、3速ギヤ283の回転中心がスプライン嵌合等で固定され、2速ギヤ282が回転自在に支承され、1速ギヤ281が回転自在に支承され、6速ギヤ286の回転中心がスプライン嵌合等で固定されている。
At the other end of the drive shaft 22 (the right end in FIG. 2), the rotation center of the
カウンタシャフト24には、5速ギヤ285に噛み合う第5カウンタギヤ295の回転中心がスプライン嵌合等で固定され、リバースギヤ28Rと1つのギヤ29rを介して噛み合う第2カウンタギヤ29Rの回転中心がスプライン嵌合等で固定され、4速ギヤ284に噛み合う第4カウンタギヤ294が回転自在に支承され、3速ギヤ283に噛み合う第3カウンタギヤ293が回転自在に支承され、2速ギヤ282に噛み合う第2カウンタギヤ292の回転中心がスプライン嵌合等で固定され、1速ギヤ281に噛み合う第1カウンタギヤ291の回転中心がスプライン嵌合等で固定され、6速ギヤ286に噛み合う第6カウンタギヤ296が回転自在に支承されている。1速ギヤ281および第1カウンタギヤ291の各外周面には、互いに噛合するギヤ(ヘリカルギヤ)が形成されている。他の互いに噛合するギヤにおいても同様である。
The rotation center of the fifth counter gear 295 that meshes with the
図3に示すように、ドグクラッチ変速機構252は、1速ギヤ(第1クラッチリング)281、2速ギヤ(第2クラッチリング)282、クラッチハブ(ハブ)311、スリーブ312、軸動装置313、位置検出センサ314等を含んで構成されている。ドグクラッチ変速機構253は、第3カウンタギヤ(第1クラッチリング)293、第4カウンタギヤ(第2クラッチリング)294、クラッチハブ(ハブ)321、スリーブ322、軸動装置323、位置検出センサ324等を含んで構成されている。他のドグクラッチ変速機構251も同様である。ただし、ドグクラッチ変速機構254は、第2クラッチリングは備えておらず、第2クラッチリングとして6速ギヤ286のみを備えている。以下では、ドグクラッチ変速機構252の詳細な構成について説明する。
As shown in FIG. 3, the dog
クラッチハブ311は、1速ギヤ281と2速ギヤ282との間にこれらと隣接してスプライン嵌合等で固定されている。1速ギヤ281のクラッチハブ311側の側面には、スリーブ312に形成されているスプライン312a(図4参照)に係合する第1ドグクラッチ部281aが形成されている。同様に、2速ギヤ282のクラッチハブ311側の側面には、スリーブ312のスプライン312aに係合する第2ドグクラッチ部282aが形成されている。ここで、1速ギヤ281の第1ドグクラッチ部281aは、2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aと同一構成であるため、図4〜図7には1速ギヤ281、クラッチハブ311およびスリーブ312を示して以下詳細に説明する。
The
図4および図7に示すように、スリーブ312は、クラッチハブ311と一体回転するとともにクラッチハブ311に対して軸線方向に摺動可能であり、リング状に形成されたものである。スリーブ312の内周面には、クラッチハブ311の外周面に形成されているスプライン311aに軸線方向に摺動可能に係合するスプライン312aが形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 7, the
スプライン312aは、複数(例えば2つ)の高歯312a1が残りの低歯312blより歯丈が高く形成されている。高歯312a1および低歯312b1における1速ギヤ281側の前端面の両端角部は、クラッチ前歯281b1やクラッチ後歯281c1と当接したときに衝撃で破損しないように、一般的な45度面取り(C形状)に形成されている。また、スリーブ312の外周面には、周方向に沿って外周溝312dが形成されている。外周溝312dには、フォーク313aの先端円弧部が周方向に沿って摺動可能に係合する。
The
図3に示すように、軸動装置313は、スリーブ312を軸線方向に沿って往復動させるものであり、スリーブ312を1速ギヤ281または2速ギヤ282に押圧させている際に、1速ギヤ281または2速ギヤ282から反力が加わった場合に、スリーブ312がその反力によって移動することを許容するように構成されている。軸動装置323も同様である。この軸動装置313は、本発明の「軸動機構」に相当する。
As shown in FIG. 3, the axial movement device 313 reciprocates the
軸動装置313は、フォーク313a、フォークシャフト313b、ディテント機構313Cおよびリニアアクチュエータ313d等を含んで構成されている。軸動装置323も同様に、フォーク323a、フォークシャフト323b、ディテント機構323cおよびリニアアクチュエータ323d等を含んで構成されている。以下では、軸動装置313について説明する。
The axial movement device 313 includes a
フォーク313aの先端部は、スリーブ312の外周溝312bの外周形状にあわせて形成されている。フォーク313aの基端部は、フォークシャフト313bに固定されている。フォークシャフト313bは、ケーシング21に軸線方向に沿って摺動自在に支承されている。すなわち、フォークシャフト313bの一端(図3の右端)が軸受313eを介して第2壁21cに支承され、フォークシャフト313bの他端(図3の左端)側がブラケット313fに固定され、ブラケット313fは第1壁21bより軸線方向に突出するガイド部材(回り止め)313gによって摺動可能であるとともに、ナット部材313hに相対回転不能に固定されている。ナット部材313hはリニアアクチュエータ313dを備えた駆動シャフト313iに進退可能に螺合されている。駆動シャフト313iは軸受313jを介して第1壁21bに支承されている。
The tip of the
ディテント機構313cは、フォークシャフト313bの軸線方向の摺動位置、すなわちスリーブ312の移動位置を位置決めする機構である。ディテント機構313cは、図略のバネでフォークシャフト313bの軸線に直角な方向に付勢されているストッパ313c1を備え、ストッパ313c1がフォークシャフト313bに設けられている三角溝s1、sn、s2にバネ力で嵌まり込むことにより、フォークシャフト313bの軸線方向の摺動位置を位置決め可能に構成されている。
The
なお、ストッパ313c1は、スリーブ312のスプライン312aおよび1速ギヤ281の第1ドグクラッチ部281aが係合したとき三角溝s1に嵌まり込み、スリーブ312が1速ギヤ281および2速ギヤ282の中間に設定されているニュートラル位置(中立位置)Na(図10参照)に位置したとき三角溝snに嵌まり込み、スリーブ312のスプライン312aおよび2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aが係合したとき三角溝s2に嵌まり込むようになっている。
The stopper 313c1 is fitted into the triangular groove s1 when the
リニアアクチュエータ313dとしては、例えば、ボールねじ式のリニアアクチュエータがある。これは例えば、円筒状に形成され内周方向に複数のコイルをステータ(図略)として配設させたケーシングと、ステータに対して回転自在に設けられ該ステータと磁気的空隙を設けて対向する複数のN極磁石とS極磁石とが外周に交互に配設されたロータ(図略)と、ステータの回転軸線を中心にロータとともに一体回転する駆動シャフト313i(ボールねじ軸)と、駆動シャフト313iに螺合されるボールナットからなるナット部材313hとから構成される。
An example of the
駆動シャフト313iはナット部材313hに複数のボール(図略)を介して相対回転可能に螺入されている。ステータの各コイルへの通電を制御することで、駆動シャフト313iが正逆双方向に任意に回転し、ナット部材313kおよびフォークシャフト313bを往復動させるとともに、任意の位置に位置決め固定させる。また、このリニアアクチュエータ313dは、駆動シャフト313iのリードを長く形成することで、1速ギヤ281または2速ギヤ282から反力が加わった場合に、スリーブ312がその反力によって移動することを許容するように構成されている。これによりスリーブ312のスプライン312aおよび2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aの係合を確実に行うことができる。
The drive shaft 313i is screwed into the
なお、本実施形態では、リニアアクチュエータ313dとしてボールねじ式リニアアクチュエータを採用したが、スリーブ312を1速ギヤ281または2速ギヤ282に押圧させている際に、1速ギヤ281または2速ギヤ282から反力が加わった場合に、スリーブ312がその反力によって移動することを許容するように構成されているものであれば、他の駆動装置であるソレノイド式駆動装置や油圧式駆動装置でもよい。位置検出センサ314は、スリーブ312が移動するときの位置を検出するセンサであり、例えば光位置センサやリニアエンコーダ等の各種位置センサを使用する。
In this embodiment, a ball screw type linear actuator is adopted as the
(3.ドグクラッチ変速機構の作動)
次に、ドグクラッチ変速機構252におけるススリーブ312の高歯312a1および低歯312b1、並びに1速ギヤ281のクラッチ前歯281b1およびクラッチ後歯281c1の作動について、図8A〜Dおよび図9A〜Dを参照して説明する。スリーブ312が2速ギヤ282と噛み合って高速で回転し1速ギヤ281が低速で回転している場合、スリーブ312をシフトさせて1速ギヤ281と噛み合わせるとスリーブ312は減速される。一方、スリーブ312が1速ギヤ281と噛み合って低速で回転し、2速ギヤ282が高速で回転している場合、スリーブ312をシフトさせて2速ギヤ282と噛み合わせるとスリーブ312は増速される。以下の説明では減速動作を説明する。
(3. Actuation of dog clutch transmission mechanism)
Next, the operation of the high teeth 312a1 and low teeth 312b1 of the
図8Aに示すように、自動変速装置13のシフト前においては、スリーブ312は、1速ギヤ281から離間している。そして、スリーブ312が、軸動装置313により軸線方向に沿って1速ギヤ281側に移動されると、図8Bおよび図9Aに示すように、高歯312a1の前端面312a2が、クラッチ前歯281b1の接触面281b4と当接する。このとき、低歯312b1は、何にも当接していない。これにより、多少ではあるが、スリーブ312は、減速される。なお、図9A〜Dにおいて、スリーブ312は図9A〜Dの下方向に進行し、1速ギヤ281はスリーブ312より低速で図9A〜Dの下方向に進行し、よって、スリーブ312は1速ギヤ281に対して相対的に図9A〜Dの下方向に進行する。
As shown in FIG. 8A, the
さらに、スリーブ312が、軸動装置313により軸線方向に沿って移動されると、図9Bに示すように、高歯312a1の前端面312a2(面取り部)が、クラッチ前歯281b1の傾斜面281b2と当接する。このとき、低歯312b1は、何にも当接していない。これにより、スリーブ312は、大きく減速される。
Further, when the
さらに、スリーブ26が、軸動装置313により軸線方向に沿って移動されると、図8Cおよび図9Cに示すように、高歯312a1の前端面312a2および低歯312b1の前端面312b2が、クラッチ後歯281c1の接触面281c2と当接する。これにより、多少ではあるが、スリーブ312は、減速される。
Further, when the
さらに、スリーブ312が、軸動装置313により軸線方向に沿って移動されると、高歯312a1の前端面312a2(面取り部)および低歯312b1の前端面312b2(面取り部)が、クラッチ後歯281c1の側方傾斜面281c4と当接する。クラッチ前歯281b1およびクラッチ後歯281c1は、凸部281a1の外周に一定幅のクラッチ歯溝281d1を空けて形成されているので、高歯281a1および低歯281b1は、短時間で最寄りのクラッチ歯溝281d1に飛び込むことができる。これにより、スリーブ312は、大きく減速される。
Further, when the
さらに、スリーブ312が、軸動装置313により軸線方向に沿って移動されると、図8Dおよび図9Dに示すように、高歯312a1および低歯312b1は、クラッチ後歯281c1と完全に噛み合い、スリーブ312と1速ギヤ281とは同期回転し、シフト動作が完了する。
Further, when the
以上のように、スリーブ312は、メインシャフト23に支承され、メインシャフト23に対して相対回転不能であり、かつメインシャフト23の軸線方向に移動可能であり、本発明の「移動ギヤ」に相当する。また、1速ギヤ281は、スリーブ312に隣接する位置でメインシャフト23に支承され、メインシャフト23に対して回転可能であり、スリーブ312の移動によってスリーブ312と係脱可能であり、本発明の「固定ギヤ」に相当する。なお、図3に示したスリーブ321も同様に本発明の「移動ギヤ」に相当し、2速ギヤ282、3速ギヤ283、4速ギヤ284、5速ギヤ285、6速ギヤ286、リバースギヤ28Rも同様に本発明の「固定ギヤ」に相当する。
As described above, the
(4.変速制御装置の制御動作)
次に、変速制御装置26により、2速から3速に変速する場合の制御動作について説明する。変速制御装置26は、演算処理部、メモリ、入出力インターフェース等を備えたコンピュータ装置が変速制御プログラムを実行することにより実現される。この変速制御プログラムは、予めコンピュータに記憶されていてもよく、変速制御装置26が有線又は無線のネットワークを介してダウンロードすることで取得されて記憶されてもよい。
(4. Control action of transmission control device)
Next, the control operation when shifting from the second speed to the third speed by the
図10Aに示すように、変速制御装置26は、軸動装置313を制御し、2速ギヤ282に係合していたスリーブ312を、1速ギヤ281と2速ギヤ282の間に設定されているニュートラル位置Naに移動させて停止させる。そして、図10Bに示すように、軸動装置323を制御し、第3カウンタギヤ293と第4カウンタギヤ294の間に設定されているニュートラル位置Nbに停止していたスリーブ322を、第3カウンタギヤ293に向かって移動させ第3カウンタギヤ293に係合させる。
As shown in FIG. 10A, the
ここで、本実施形態の自動変速装置13では、1速ギヤ281と2速ギヤ282との間の間隔、並びに第3カウンタギヤ293と第4カウンタギヤ294との間の間隔を狭くすることにより、変速時間の短縮化を図っている。しかし、例えば機構にガタがある場合、スリーブ312がニュートラル位置Naにおいて停止したとき、スリーブ312が軸線方向に振れて1速ギヤ281に衝突するおそれがある。また、スリーブ312に離脱方向に加える推力が大きすぎてニュートラル位置Naでスリーブ312を静止させることができず、ニュートラル位置Naを越えて軸線方向に振れて1速ギヤ281に衝突するおそれもある。スリーブ312が1速ギヤ281に接触すると、スリーブ312と1速ギヤ281との回転数の相違によって、変速ショックや接触音が発生するという問題がある。
Here, in the
そこで、図11に示すように、本実施形態の変速制御装置26では、スリーブ312が係合していた2速ギヤ282とニュートラル位置Naとの間に目標位置Paを設定する。目標位置Paは、スリーブ312と2速ギヤ282との係合が解除され、かつスリーブ312が目標位置Paに達したとき、スリーブ312が軸線方向に振れても1速ギヤ281に接触しないよう、2速ギヤ282(係合を解除するギヤ)から見てニュートラル位置Naより手前の位置に設定される。なお、本実施の形態における目標位置Paは、スリーブ312が係合していたギヤから完全に抜け出た位置である。
Therefore, as shown in FIG. 11, in the speed
これにより、スリーブ312の移動速度を高めて目標位置Paまで移動させることが可能となる。そして、目標位置Paからニュートラル位置Naまでは、スリーブ312が軸線方向に振れても1速ギヤ281に接触しない移動速度でスリーブを移動させる。すなわち、目標位置Paまでのスリーブ312の移動速度vaが、目標位置Paからニュートラル位置Naまでのスリーブ312の移動速度vbよりも速くなるように制御する。これにより、変速時間の短縮化を図ることができる。
Thereby, the moving speed of the
(5.変速制御装置の構成)
図12に示すように、変速制御装置26は、位置設定部261と、ローパスフィルタ部262と、I制御部263と、FF制御部264と、PD制御部265と、P制御部266と、PI制御部267とを備えて構成されている。この変速制御装置26は、周知のPID制御およびフィードフォワード制御により、スリーブ312の位置に応じた制御電流を生成してリニアアクチュエータ313dに供給する。位置設定部261は、目標位置Paおよびニュートラル位置Naを切り替えて設定する。ローパスフィルタ部262は、位置設定部261で設定される目標位置Paおよびニュートラル位置Naまでスリーブ312を滑らかに移動させるためのスリーブ312の位置を指令する。
(5. Configuration of transmission control device)
As shown in FIG. 12, the
I制御部263は、ローパスフィルタ部262からの指令位置と、位置検出センサ324からの検出位置との偏差の積分に比例した制御を行うための制御指令値を演算する。FF制御部264は、位置設定部261で設定される目標位置Paに基づいて、スリーブ312を速く移動させて目標位置Paに早く収束させるためのフィードフォワード指令値を出力する。FF制御部264は、初期フィードバック制御(図14参照)の間、フィードフォワード指令値を出力する。このフィードフォワード指令値は、I制御部263で演算される制御指令値に加算される。
The I control
PD制御部265は、位置検出センサ324からの検出位置の偏差を時間微分して求めた速度に基づいて制御を行うための制御指令値を演算する。この制御指令値は、I制御部263で演算される制御指令値から減算される。P制御部266は、発散を防止するために、I制御部263、FF制御部264およびPD制御部265からの制御指令値と位置検出センサ324からの検出位置との偏差に比例した制御を行うための目標電流を演算する。PI制御部267は、P制御部266からの目標電流と、リニアアクチュエータ313dからの検出電流との偏差および偏差の積分に応じて、実際の電流を目標電流と一致させる。
The
(6.変速制御装置の処理)
次に、変速制御装置26の処理について、図13から図18のフローチャートおよび図19のタイムチャートを参照して説明する。なお、本実施の形態の変速制御装置26は、スリーブ312と2速ギヤ282との係合を解除する過程で、スリーブ312が固着してしまった場合にその固着を解消するための動作を行うが、この固着が生じなかった場合には、本実施の形態の制御の結果として、リニアアクチュエータ供給電流およびスリーブ位置は、図20のタイムチャートに示した変化をすることになる。よって、以下では、図20も参照しつつ本実施の形態の変速制御装置の処理を説明する。
(6. Processing of transmission control device)
Next, the processing of the
図13に示すように、変速制御装置26は、スリーブ312のニュートラル位置Naへの移動要求(即ちドグ抜きの要求)の有無を判断する(ステップS1)。そして、スリーブ312のニュートラル位置Naへの移動要求がある場合(ステップS1でYES)、スリーブ312のスプライン312aと2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aとの係合解除制御(ドグ抜き制御)を行う(ステップS2)。一方、ニュートラル位置Naへの移動要求がない場合には(ステップS1でNO)、移動要求があるまで待機する。
As shown in FIG. 13, the
係合解除制御(ステップS2)では、図14に示すように、変速制御装置26は、まず、係合解除制御に遷移して初回のループであるか否かを判断する(ステップS21)。初回のループであるときは(ステップS21でYES)、変速制御装置26は、リニアアクチュエータ313dに一定電流を供給する(ステップS24)。このときの一定電流は、本発明の「第1の電流」に相当する。
In the disengagement control (step S2), as shown in FIG. 14, the
ステップS24でリニアアクチュエータ313dに一定電流が供給されると、図19および図20に示すように、スリーブ312には、時点t0から所定の一定電流Iaに応じた離脱方向の推力が加えられるので、スリーブ312は徐々に移動してスリーブ312のスプライン312aが2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aから抜け始める。変速制御装置26は、スリーブ312が移動を開始したか否かを判断し(ステップS25)、スリーブ312が移動を開始したと判断したら(ステップS25でYES)、初期フィードバック制御を行う(ステップS4)。
When a constant current is supplied to the
一方、ステップS25でスリーブ312が移動を開始したと判断しない場合には(ステップS25でNO)、ステップS24に戻って、変速制御装置26は、継続してリニアアクチュエータ313dに一定電流を供給する。なお、係合解除制御に遷移して初回のループでない場合(ステップS21でNO)については、後述する。
On the other hand, if it is not determined in step S25 that the
初期フィードバック制御(ステップS4)では、図15に示すように、変速制御装置26は、目標位置Paを設定し(ステップS41)、ローパスフィルタ処理を行う(ステップS42)。ローパスフィルタ処理では、変速制御装置26は、目標位置Paまでスリーブ312を滑らかに移動させるためのスリーブ312の位置を指令する。そして、変速制御装置26は、スリーブ312の目標位置とスリーブ312の検出位置との偏差を演算する(ステップS43)。
In the initial feedback control (step S4), as shown in FIG. 15, the
次に、変速制御装置26は、現在検出されたスリーブ位置から前回検出されたスリーブ位置を減算することでスリーブ速度を算出し(ステップS44)、スリーブ速度が所定の閾値以下であるかを判断することにより、スリーブ312が固着しているか否かを判断する(ステップS45)。
Next, the
スリーブ312が閾値より大きい速度をもって移動しており、即ち固着していない場合には(ステップS45でNO)、変速制御装置26は、以下の制御を行う。即ち、I制御部263は、スリーブ312の指令位置とスリーブ312の検出位置との偏差を演算して偏差の積分値を演算し(ステップS46)、偏差の積分値に積分ゲインを乗算して制御指令値IAを演算する(ステップS47)。PD制御部265は、偏差に比例ゲインを乗算して制御指令値IBを演算し(ステップS48)、偏差の時間変化に微分ゲインを乗算して制御指令値ICを演算する(ステップS49)。
When the
そして、FF制御部264は、スリーブ312を速く移動させて目標位置Paに早く収束させるためのフィードフォワード指令値IDを目標位置Paにフィードフォワードゲインを乗算することにより求める(ステップS50)。そして、FF制御部264は、ステップS48で求めた制御指令値IAに、ステップS50で求めたフィードフォワード指令値IDを加算し、ステップS49で求めた制御指令値IBおよびステップS49で求めた制御指令値ICを減算して、スリーブ312を移動させるためにリニアアクチュエータ313dに供給する最終的な制御電流IA−IB−IC+IDを演算する(ステップS51)。そして、リニアアクチュエータ313dの破壊防止のための電流値の上下限ガードを演算する(ステップS52)。このようにして決定されてリニアアクチュエータ313dに供給される電流は、本発明の「第2の電流」に相当する。
Then, the
すると、図19および図20に示すように、リニアアクチュエータ313dには、フィードバック制御を開始する時点t1においてフィードフォワード電流IDが供給される。そして、時点t1から一旦減少した後に0に向かって増加する電流IA−IB−IC+IDが供給され、スリーブ312は目標位置Paに向かって比較的速い速度で移動する。このとき、変速制御装置26は、スリーブ312を図示実線で示すように滑らかに移動させるため、図示点線で示す指令位置でリニアアクチュエータ313dを制御する。
Then, as shown in FIG. 19 and FIG. 20, the feedforward current ID is supplied to the
そして、図19および図20に示すように、スリーブ312のスプライン312aが、係合していた2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aから離脱する前、すなわち、スリーブ位置が目標位置Paより前のPrに達する前(好ましくは直前)に、変速制御部26は、スリーブ312に移動方向とは逆方向の制動力を加える制御を行なう。
Then, as shown in FIGS. 19 and 20, before the
この制動力は、リニアアクチュエータ供給電流がゼロクロス点に達してゼロクロス点を越えたとき、すなわちスリーブ位置がPbに達してPbを越えたときから加えられる。フィードバック制御の開始時点t1からリニアアクチュエータ供給電流がゼロクロス点に至るまでは、スリーブ312のスプライン312aを2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aから早く抜くためにリニアアクチュエータ供給電流を掛けるので、スリーブ312には制動力は掛からない。なお、PID制御のみでもスリーブ312に移動方向とは逆方向の制動力を加える制御を行なうことは可能である。
This braking force is applied when the linear actuator supply current reaches the zero cross point and exceeds the zero cross point, that is, when the sleeve position reaches Pb and exceeds Pb. From the feedback control start time t1 until the linear actuator supply current reaches the zero cross point, the
上述のフィードフォワード制御を行うことにより、スリーブ312を速く移動させて目標位置Paに早く収束させることができ、また、上述のPID制御を行うことにより、スリーブ312のスプライン312aが、係合していた2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部282aから離脱する前に、スリーブ312に制動を掛けることができるので、目標位置Paにて迅速に停止させることができる。
By performing the feedforward control described above, the
次に、変速制御装置26は、スリーブ312が目標位置Paに収束したか否かを判断し(ステップS53)、スリーブ312が目標位置Paに収束しない場合には(ステップS53でNO)、ステップS43に戻る。一方、スリーブ312が目標位置Paに収束した場合には、スリーブ312の指令位置とスリーブ312の実際の位置との差が所定値より小さくなり、かつ当該差が所定値より小さくなった時点t2から所定時間Tが経過した時点t3において、スリーブ312が目標位置Paに収束したと判断する(ステップS53でYES)。所定時間Tの経過を待っているので、目標位置Paに移動したスリーブ312の軸線方向の振れを減衰させることができ、目標位置Paからニュートラル位置Naまでのスリーブ312の移動速度を高めることができる。
Next, the
ここで、変速制御装置26は、スリーブ312が目標位置Paに収束したと判断したら、スリーブ322のスプライン322aおよび第3カウンタギヤ293の第3ドグクラッチ部293aの係合制御を開始する。すなわち、図18に示すように、スリーブ312が目標位置Paに収束してスリーブ312のスプライン312aと2速ギヤ282の第2ドグクラッチ部292aとの噛合が解除されたと判断したら(ステップS91)、ニュートラル位置Nbに停止していたスリーブ322を第3カウンタギヤ293に向かって移動を開始し、スリーブ322のスプライン322aと第3カウンタギヤ293の第3ドグクラッチ部293aとを係合させる(ステップS92)。
Here, when the
変速制御装置26は、ステップS45にて、スリーブ312の移動が止まり、スリーブ312が固着していると判断した場合は(ステップS45でYES)、係合解除制御(ステップS2)に戻る。図19の例では、時点t5において、スリーブが固着している。係合解除制御に戻ると、変速制御装置26は、ステップS21にて係合解除制御に遷移して最初のループではないと判断し(ステップS21でNO)、スリーブの目標位置とスリーブの検出位置(固着位置)との偏差を演算する(ステップS22)。ここで、目標位置として、ニュートラル位置Naを採用するが、目標位置Paを採用してもよい。
If it is determined in step S45 that the movement of the
変速制御装置26は、続いて、ステップS22で算出された偏差に応じて一定電流値Ibを決定する(ステップS23)。このとき、変速制御装置26は、偏差量と一定電流値との関係を規定したマップを参照して、偏差量に応じた一定電流値を決定する。マップには、偏差が小さいほど電流値が小さくなるように、偏差量と一定電流値との関係が規定されている。ステップS24では、変速制御装置26は、固着解除のための一定電流として、ステップS23で決定された電流値Ibをリニアアクチュエータ313dに供給する。この一定電流値Ibは、最初のループにおける一定電流値Iaよりも小さい(0に近い)値である。このように固着解除のための電流値Ibが供給されると、図19に示すように、スリーブ312は固着が解除されて、再び離脱方向に移動し始める。この後は、ステップS25でYESとなって、再び初期フィードバック制御(ステップS4)に遷移する。
Subsequently, the
このように、スリーブが固着したと判断された場合には、偏差に応じた一定電流をリニアアクチュエータに供給して、スリーブに離脱方向への推力を加えるので、スリーブとクラッチリングとの係合が完全に解除される前に、スリーブに離脱方向とは逆方向の制動力を加える制御を行なう場合において、クラッチリングに何らかの外力が加わることによってスリーブがクラッチリングに対して固着したときにも、固着を解除してスリーブとクラッチリングとの係合を解除することができる。 As described above, when it is determined that the sleeve is fixed, a constant current corresponding to the deviation is supplied to the linear actuator, and thrust in the disengagement direction is applied to the sleeve. Even when the sleeve is fixed to the clutch ring by applying some external force to the clutch ring when the braking force in the direction opposite to the release direction is applied to the sleeve before it is completely released, the sleeve is fixed. To release the engagement between the sleeve and the clutch ring.
さらに、スリーブが固着しているときには、スリーブの位置は、係合解除制御を開始したとき、即ちスリーブのスプラインとクラッチリングのドグクラッチ部とが完全に噛合しているときのスリーブの位置よりも目標位置あるいはニュートラル位置により近くなっているので、スリーブの固着を解除するために、再び離脱方向に推力を加える場合において、その推力の大きさをスリーブの固着位置と目標位置との偏差に応じて決定し、しかも固着解除のための電流Ibを、係合解除のために最初に供給する電流Iaよりも小さくすることで、初期フィードバック制御の過程でスリーブが目標位置Paを大幅に超えることを回避し、目標位置Paに早く収束させつつ、目標位置Paにて迅速に停止させることができる。 Furthermore, when the sleeve is fixed, the position of the sleeve is more than the position of the sleeve when the disengagement control is started, that is, when the sleeve spline and the dog clutch portion of the clutch ring are completely engaged. Since it is closer to the position or neutral position, when thrust is applied again in the disengagement direction in order to release the sticking of the sleeve, the magnitude of the thrust is determined according to the deviation between the sticking position of the sleeve and the target position In addition, the current Ib for releasing the fixation is made smaller than the current Ia initially supplied for releasing the engagement, thereby avoiding the sleeve from greatly exceeding the target position Pa during the initial feedback control. Thus, it is possible to quickly stop at the target position Pa while converging quickly to the target position Pa.
変速制御装置26は、初期フィードバック制御(ステップS4)において、スリーブ312が目標位置Paに収束したと判断したら(ステップS53でYES)、終期フィードバック制御を行う(ステップS6)。すなわち、図16に示すように、変速制御装置26は、ニュートラル位置Naを設定し(ステップS61)、以下は図15に示すステップS42からS52までの処理のうち、スリーブの固着を判断する処理(ステップS44およびステップS45)およびフィードフォワード電流を求めて加算する処理(ステップS50、およびステップS51のIDの加算)を除く処理を行う(ステップS62〜S69)。
If it is determined in the initial feedback control (step S4) that the
すると、図19および図20に示すように、リニアアクチュエータ313dには、時点t3から一旦増加した後に0に向かって減少する電流IA−IB−ICが供給され、スリーブ312はニュートラル位置Naに向かって比較的遅い速度、すなわち目標位置Paに向かう速度よりも遅い速度で移動する。このとき、変速制御装置26は、スリーブ312を図示実線で示すように滑らかに移動させるため、図示点線で示す指令位置でリニアアクチュエータ313dを制御する。
Then, as shown in FIGS. 19 and 20, the
ステップS71にて、スリーブ312がニュートラル位置Naに収束した場合には、図19および図20に示すように、図示点線で示すスリーブ312の指令位置と図示実線で示すスリーブ312の実際の位置との差が所定値より小さくなった時点t4において、スリーブ312がニュートラル位置Naに収束したと判断する(ステップS71でYES)。
When the
変速制御装置26は、スリーブ312がニュートラル位置Naに収束したと判断したら(ステップS49でYES)、終期フィードバック制御を終了し、図13に示すように、アイドル制御を行って(ステップS8)、全ての処理を終了する。アイドル制御では、図17に示すように、変速制御装置26は、リニアアクチュエータ313dに供給する電流を0に設定する(ステップS81)。
If it is determined that the
なお、上記の例では、スリーブが固着した後に再びスリーブに離脱方向の推力を与えるために、固着解除のための電流として、最初の一定電流Iaよりも小さい(0に近い)電流Ibを加えたが、この固着解除のための電流Ibが最初の一定電流Iaよりも大きくてよい。固着によってスリーブのスプラインの歯面とクラッチリングのドグクラッチ部の歯面との静摩擦力が、通常時にスリーブとクラッチリングとの係合を解除する際の両歯面の静摩擦力よりも高くなっている場合には、固着解除のための電流Ibとして、最初の一定電流Iaよりも大きい電流を供給することが有効である。また、固着解除のための電流Ibは一定値でなくてもよい。 In the above example, a current Ib smaller than the first constant current Ia (close to 0) is applied as a current for releasing the sticking in order to give the sleeve a thrust in the separating direction again after the sleeve is stuck. However, the current Ib for releasing the sticking may be larger than the initial constant current Ia. The static frictional force between the tooth surface of the spline of the sleeve and the tooth surface of the dog clutch portion of the clutch ring is higher than the static friction force of both tooth surfaces when releasing the engagement between the sleeve and the clutch ring at normal times. In this case, it is effective to supply a current larger than the initial constant current Ia as the current Ib for releasing the fixation. Further, the current Ib for releasing the fixation may not be a constant value.
また、上記の例では、固着解除のための電流の大きさを、スリーブの目標位置とスリーブの固着位置との偏差に基づいて決定した。即ち、マップには、この偏差と固着解除のための電流の大きさが規定されていた。しかし、本発明はこれに限られない。スリーブの目標位置は固定であるので、上記の例におけるスリーブの目標位置とスリーブの固着位置との偏差の代わりに、スリーブの固着位置をそのまま用いることができる。即ち、マップには、スリーブの固着位置と固着解除のための電流値との対応付けが規定されていてもよい。固着位置と目標位置との偏差を用いる場合、および固着位置をそのまま用いる場合のいずれにおいても、変速制御部26は、スリーブの固着位置に基づいて固着解除のための電流値を決定していることになる。
In the above example, the magnitude of the current for releasing the sticking is determined based on the deviation between the target position of the sleeve and the sticking position of the sleeve. That is, the map defines the deviation and the magnitude of the current for releasing the sticking. However, the present invention is not limited to this. Since the target position of the sleeve is fixed, the fixed position of the sleeve can be used as it is instead of the deviation between the target position of the sleeve and the fixed position of the sleeve in the above example. That is, the map may define the association between the sleeve fixing position and the current value for releasing the fixing. Whether the deviation between the fixed position and the target position is used or the fixed position is used as it is, the speed
また、上記の例では、スリーブの目標位置とスリーブの検出位置との偏差と固着解除のための電流値との関係をマップに定義しておき、変速制御部26はこのマップを参照することで固着解除のための電流値を決定したが、本発明はこれに限られず、例えば、変速制御部26が上記の偏差またはスリーブの検出位置に基づいて所定の計算式を用いて固着解除のための電流値を算出することで決定してもよい。
In the above example, the relationship between the deviation between the target position of the sleeve and the detected position of the sleeve and the current value for releasing the fixation is defined in the map, and the
(8.変速制御装置の他の処理)
上述の変速制御装置26の処理においては、図15のステップS53において、スリーブ312が目標位置Paに収束したか否かの判断は、スリーブ312の指令位置と実際の位置との差が所定値より小さくなり、かつ当該差が所定値より小さくなってから所定時間Tが経過した時点t3で行っている場合を説明した。しかし、スリーブ312の指令位置と実際の位置との差が所定値より小さくなった時点で、すなわち所定時間Tの経過を待たずに直ちにスリーブ312が目標位置Paに収束したと判断し、終期フィードバック制御を開始するようにしてもよい。この場合も、目標位置Paまでのスリーブ312の移動速度が、目標位置Paからニュートラル位置Naまでのスリーブ312の移動速度よりも速くなるように制御する。
(8. Other processing of the shift control device)
In the above-described processing of the speed
また、上述の処理では、時点t1において、リニアアクチュエータ313dに所定電流IDを供給するフィードフォワード制御を行っているので、時点t1からt2において、ローパスフィルタ処理の時定数を大きくすることができる。一方、変速時間は若干長くなるが、時点t1からt2において、ローパスフィルタ処理の時定数を小さくすることにより、フィードフォワード制御を省略してフィードバック制御のみ行うようにしてもよい。
In the above-described processing, the feedforward control for supplying the predetermined current ID to the
また、上記の実施の形態はドグクラッチ式の自動変速装置を例に挙げて説明をしたが、本発明の自動変速装置はドグクラッチ式に限られず、変速動作において移動ギヤと固定ギヤとの係合を解除する任意の自動変速装置に本発明を適用できる。 In the above embodiment, the dog clutch type automatic transmission has been described as an example. However, the automatic transmission of the present invention is not limited to the dog clutch type, and the engagement between the moving gear and the fixed gear is performed in the shifting operation. The present invention can be applied to any automatic transmission to be released.
本発明は、移動ギヤと固定ギヤとの係合解除の過程で移動ギヤが固定ギヤに対して固着したときに、移動ギヤに離脱方向の推力が加えられるので、そのような固着を解除できるという効果を有し、車両等に用いられる自動変速装置および自動変速方法等として有用である。 In the present invention, when the moving gear is fixed to the fixed gear in the process of releasing the engagement between the moving gear and the fixed gear, a thrust in the disengagement direction is applied to the moving gear, so that such fixing can be released. It has an effect and is useful as an automatic transmission device and an automatic transmission method used for vehicles and the like.
13 自動変速装置
23 メインシャフト(回転軸)
252、253 ドグクラッチ変速機構
26 変速制御装置
281 1速ギヤ(第1クラッチリング)
282 2速ギヤ(第2クラッチリング)
283 3速ギヤ
284 4速ギヤ
293 第3カウンタギヤ(第1クラッチリング)
294 第4カウンタギヤ(第2クラッチリング)
311、321 クラッチハブ(ハブ)
312、322 スリーブ(移動ギヤ)
313、323 軸動装置
314、324. 位置検出センサ
313d、323d リニアアクチュエータ
13
252 and 253 dog
282 2nd gear (second clutch ring)
283
294 Fourth counter gear (second clutch ring)
311 and 321 Clutch hub (hub)
312 and 322 Sleeve (moving gear)
313, 323
Claims (6)
前記移動ギヤを前記回転軸の前記軸線方向に移動させる軸動機構と、
前記移動ギヤに隣接する位置で前記回転軸に支承され、前記回転軸に対して回転可能であり、前記移動ギヤの移動によって前記移動ギヤと係脱可能な固定ギヤと、
前記移動ギヤの前記軸線方向の位置を検出するセンサと、
前記センサにて検出された位置に基づいて、前記軸動機構の作動を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記固定ギヤと前記移動ギヤとの係合を解除する制御として、
前記移動ギヤを、前記移動ギヤが前記固定ギヤから離脱する離脱方向に移動させるために、前記軸動機構に第1の電流を供給し、
前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に、前記移動ギヤに前記離脱方向とは逆方向の制動力を加えるために、前記軸動機構に第2の電流を供給し、
前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に前記移動ギヤが前記固定ギヤに対して固着したと判断したときに、前記移動ギヤに前記離脱方向への推力を加えるために、前記軸動機構に第3の電流を供給する
ことを特徴とする自動変速装置。 A moving gear supported by a rotating shaft, incapable of rotating relative to the rotating shaft and movable in the axial direction of the rotating shaft;
An axial movement mechanism for moving the moving gear in the axial direction of the rotary shaft;
A fixed gear that is supported by the rotating shaft at a position adjacent to the moving gear, is rotatable with respect to the rotating shaft, and is detachable from the moving gear by movement of the moving gear;
A sensor for detecting a position of the moving gear in the axial direction;
A control device for controlling the operation of the axial movement mechanism based on the position detected by the sensor;
With
As the control for releasing the engagement between the fixed gear and the moving gear,
Supplying a first current to the axial movement mechanism in order to move the moving gear in a disengagement direction in which the moving gear disengages from the fixed gear;
After the movement gear starts to move in the disengagement direction and before the engagement between the movement gear and the fixed gear is completely released, the movement gear is controlled in the direction opposite to the disengagement direction. Supplying a second current to the shaft mechanism to apply power;
It is determined that the moving gear is fixed to the fixed gear after the moving gear starts to move in the disengagement direction and before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released. In order to apply a thrust in the disengaging direction to the moving gear, a third current is supplied to the axial movement mechanism.
前記移動ギヤを前記軸線方向に移動させる軸動機構と、
前記移動ギヤに隣接する位置で前記回転軸に支承され、前記回転軸に対して回転可能であり、前記移動ギヤの移動によって前記移動ギヤと係脱可能な固定ギヤと、
前記移動ギヤの前記軸線方向の位置を検出するセンサと、
を備えた自動変速装置にて、前記固定ギヤと前記移動ギヤとの係合を解除するために、前記センサにて検出された位置に基づいて前記軸動機構を制御する自動変速方法であって、
前記移動ギヤを、前記移動ギヤが前記固定ギヤから離脱する離脱方向に移動させるために、前記軸動機構に第1の電流を供給し、
前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に、前記移動ギヤに前記離脱方向とは逆方向の制動力を加えるために、前記軸動機構に第2の電流を供給し、
前記移動ギヤが前記離脱方向への移動を開始した後であって前記移動ギヤと前記固定ギヤとの係合が完全に解除される前に前記移動ギヤが前記固定ギヤに対して固着したと判断したときに、前記移動ギヤに前記離脱方向への推力を加えるために、前記軸動機構に第3の電流を供給する
ことを特徴とする自動変速方法。 A moving gear supported by a rotating shaft, incapable of rotating relative to the rotating shaft and movable in the axial direction of the rotating shaft;
An axial movement mechanism for moving the moving gear in the axial direction;
A fixed gear that is supported by the rotating shaft at a position adjacent to the moving gear, is rotatable with respect to the rotating shaft, and is detachable from the moving gear by movement of the moving gear;
A sensor for detecting a position of the moving gear in the axial direction;
An automatic transmission method comprising: controlling an axial movement mechanism based on a position detected by the sensor in order to disengage the fixed gear from the moving gear. ,
Supplying a first current to the axial movement mechanism in order to move the moving gear in a disengagement direction in which the moving gear disengages from the fixed gear;
After the movement gear starts to move in the disengagement direction and before the engagement between the movement gear and the fixed gear is completely released, the movement gear is controlled in the direction opposite to the disengagement direction. Supplying a second current to the shaft mechanism to apply power;
It is determined that the moving gear is fixed to the fixed gear after the moving gear starts to move in the disengagement direction and before the engagement between the moving gear and the fixed gear is completely released. And a third current is supplied to the axial movement mechanism to apply a thrust in the disengagement direction to the moving gear.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013199113A JP2015064080A (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Automatic shift device and automatic shift method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013199113A JP2015064080A (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Automatic shift device and automatic shift method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015064080A true JP2015064080A (en) | 2015-04-09 |
Family
ID=52832127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013199113A Pending JP2015064080A (en) | 2013-09-26 | 2013-09-26 | Automatic shift device and automatic shift method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015064080A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017198247A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 本田技研工業株式会社 | Controller for speed change gear |
-
2013
- 2013-09-26 JP JP2013199113A patent/JP2015064080A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017198247A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 本田技研工業株式会社 | Controller for speed change gear |
CN107314107A (en) * | 2016-04-26 | 2017-11-03 | 本田技研工业株式会社 | The control device of speed changer |
US10086841B2 (en) | 2016-04-26 | 2018-10-02 | Honda Motor Co., Ltd. | Control apparatus for transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014149021A (en) | Automatic transmission device | |
JP5994820B2 (en) | Meshing engagement device | |
JP6186789B2 (en) | Automatic transmission for automatic transmission for vehicle | |
JP6212893B2 (en) | Dog clutch control device for automatic transmission | |
JP5746308B2 (en) | Servo control device with a function to reduce the brake fall amount | |
JP2014149022A (en) | Dog clutch control device for automatic transmission | |
JP2014149020A (en) | Dog clutch control device for automatic transmission | |
WO2015068584A1 (en) | Automatic transmission control device | |
JP2014149019A (en) | Automatic transmission device | |
JP2010216614A (en) | Control device of automatic transmission | |
JP5855408B2 (en) | Control method for vehicle transmission | |
JP5880779B2 (en) | Vehicle shift control device | |
JP2012253873A (en) | Variable speed control method of motor driver for vehicle and variable speed control method of vehicle | |
JP2015064080A (en) | Automatic shift device and automatic shift method | |
JP6152863B2 (en) | Electric braking device for vehicle | |
JP6569620B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP4616625B2 (en) | Automatic transmission control device | |
JP2015224715A (en) | Automatic transmission | |
JP6070294B2 (en) | Vehicle shift control device | |
JP5868095B2 (en) | Control method for vehicle transmission | |
JP6439324B2 (en) | Vehicle control device | |
WO2014171249A1 (en) | Automatic gear shifter for automatic transmission for vehicle | |
JP2015086937A (en) | Dog clutch control device of automatic transmission | |
JP6190117B2 (en) | Transmission control device and transmission control method for transmission | |
JP2015140851A (en) | Dog clutch device for automatic transmission |