JP2898405B2 - 多段変速機の切換え方法 - Google Patents
多段変速機の切換え方法Info
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
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- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
- B60W10/11—Stepped gearings
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
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- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/18—Propelling the vehicle
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
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- F16H61/04—Smoothing ratio shift
- F16H61/0403—Synchronisation before shifting
-
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念記載の多段変
速機の切換え方法に関する。一般的に知られている従来
の多段変速機は、変速機入力軸と、この変速機入力軸と
軸線平行に設けられかつ歯車対を介してこの変速入力軸
に連結可能である変速機出力軸を備えている。この多段
変速機の場合、新しいギアに入れるときに、駆動エンジ
ンから変速機を経て車輪に達するモーメントの流れが中
断される。このような引張り力の中断の時間は、形状補
完的に互いに連結される変速機部品の同期のために必要
な時間によって決まる。
速機の切換え方法に関する。一般的に知られている従来
の多段変速機は、変速機入力軸と、この変速機入力軸と
軸線平行に設けられかつ歯車対を介してこの変速入力軸
に連結可能である変速機出力軸を備えている。この多段
変速機の場合、新しいギアに入れるときに、駆動エンジ
ンから変速機を経て車輪に達するモーメントの流れが中
断される。このような引張り力の中断の時間は、形状補
完的に互いに連結される変速機部品の同期のために必要
な時間によって決まる。
ヨーロッパ特許第0173117号明細書により、多段変速
機の切換え方法が知られている。この方法の場合には、
シフトアップのときに、その都度のギアで行われる引張
り力中断の時間のために、エンジンの駆動モーメントが
付加的な変速段を介して車輪に伝達される。その際、接
続は引張り力中断と同時に行われるので、シフトアップ
のときに、エンジンの駆動モーメントがその都度時間的
に順々に、先ず低いギアの変速段から接続可能な変速段
へ、そして推進力を発生させるために高いギアに伝達さ
れる。
機の切換え方法が知られている。この方法の場合には、
シフトアップのときに、その都度のギアで行われる引張
り力中断の時間のために、エンジンの駆動モーメントが
付加的な変速段を介して車輪に伝達される。その際、接
続は引張り力中断と同時に行われるので、シフトアップ
のときに、エンジンの駆動モーメントがその都度時間的
に順々に、先ず低いギアの変速段から接続可能な変速段
へ、そして推進力を発生させるために高いギアに伝達さ
れる。
これよりも改善された方法がヨーロッパ特許出願公開
第0300792号明細書に示してある。そこには多段変速機
を切換えるための方法が記載されている。この方法の場
合には、その都度入っているギアがまだ外れていないと
きに、接続可能な変速段が切換過程を開始するために接
続される。接続可能な変速段は、ギアを入れた変速段の
負荷を解除するために、回転モーメント伝達の少なくと
も一部を引き受ける。このような方法はヨーロッパ特許
出願公開第0367020号明細書にも記載されている。
第0300792号明細書に示してある。そこには多段変速機
を切換えるための方法が記載されている。この方法の場
合には、その都度入っているギアがまだ外れていないと
きに、接続可能な変速段が切換過程を開始するために接
続される。接続可能な変速段は、ギアを入れた変速段の
負荷を解除するために、回転モーメント伝達の少なくと
も一部を引き受ける。このような方法はヨーロッパ特許
出願公開第0367020号明細書にも記載されている。
このような変速機の場合には、接続可能な変速段はシ
フトアップを開始するために、元のギアがまだ入ってい
るときに既に作用する。多段変速機内で先ず駆動モーメ
ントの分岐が生じる。すなわち、一部が元のギアを経て
伝達され、他の部分が接続可能な変速段を経て被駆動部
に供給される。入っているギアが、例えばこのギアの駆
動分岐部で所定の回転モーメントを下回った後で、外さ
れるときに、接続可能な変速段が駆動モーメントを伝達
する。駆動モーメントのこのような分岐によって、車両
の推進のために供されるモーメントが非常に所望な経過
を取る。それにより全体として、変速の間も変速機出力
部に適切な駆動モーメントが供される。これは例えば回
転数の負の勾配の設定によって、シフトアップの場合に
も行われる（米国特許第4860607号明細書参照）。
フトアップを開始するために、元のギアがまだ入ってい
るときに既に作用する。多段変速機内で先ず駆動モーメ
ントの分岐が生じる。すなわち、一部が元のギアを経て
伝達され、他の部分が接続可能な変速段を経て被駆動部
に供給される。入っているギアが、例えばこのギアの駆
動分岐部で所定の回転モーメントを下回った後で、外さ
れるときに、接続可能な変速段が駆動モーメントを伝達
する。駆動モーメントのこのような分岐によって、車両
の推進のために供されるモーメントが非常に所望な経過
を取る。それにより全体として、変速の間も変速機出力
部に適切な駆動モーメントが供される。これは例えば回
転数の負の勾配の設定によって、シフトアップの場合に
も行われる（米国特許第4860607号明細書参照）。
上記と類似の方法でシフトダウンが行われる。シフト
アップとの違いにより、正の回転数変化が生じる。なぜ
なら、同じ走行速度の場合、変速機入力軸は低いギアが
高いギアよりも速く回転するからである。これに相応し
て、回転数変更の設定値として、正の勾配が決められ
る。
アップとの違いにより、正の回転数変化が生じる。なぜ
なら、同じ走行速度の場合、変速機入力軸は低いギアが
高いギアよりも速く回転するからである。これに相応し
て、回転数変更の設定値として、正の勾配が決められ
る。
米国特許第4860607号明細書により、多段変速機が知
られている。この変速機はその原理的な構造はヨーロッ
パ特許第0173117号とヨーロッパ特許出願公開第0367020
号明細書に記載された多段変速機と似ている。そこで
は、変速の際に、時間当たりの回転数の変更が一定の勾
配で行われる。
られている。この変速機はその原理的な構造はヨーロッ
パ特許第0173117号とヨーロッパ特許出願公開第0367020
号明細書に記載された多段変速機と似ている。そこで
は、変速の際に、時間当たりの回転数の変更が一定の勾
配で行われる。
このような背景で、本発明の課題は、車両の推進のた
めに供されるモーメントが非常に望ましい経過を取るよ
うに、冒頭に述べた種類の方法を改良することである。
めに供されるモーメントが非常に望ましい経過を取るよ
うに、冒頭に述べた種類の方法を改良することである。
この課題は請求の範囲第１項の特徴によって解決され
る。請求の範囲従属項は本発明の合目的な実施形および
有利な発展形態を示している。
る。請求の範囲従属項は本発明の合目的な実施形および
有利な発展形態を示している。
本発明に従い、変速機入力軸の回転数nEINの変更およ
びまたは適合は、付加的な変速段を介して、時間当たり
の所定の回転数変更の設定（回転数の勾配の目標値）に
よって生じる。この場合、時間当たりの回転数変更の量
は、駆動エンジンの運転状態を表す少なくとも一つの量
に依存して予め定めることができる。
びまたは適合は、付加的な変速段を介して、時間当たり
の所定の回転数変更の設定（回転数の勾配の目標値）に
よって生じる。この場合、時間当たりの回転数変更の量
は、駆動エンジンの運転状態を表す少なくとも一つの量
に依存して予め定めることができる。
この運転状態を示す量は例えば回転数nEIN自体であっ
てもよい。これは好ましくは回転数nEINの変更または適
合のために、勾配のフィードバックまたは調節によって
行われる。
てもよい。これは好ましくは回転数nEINの変更または適
合のために、勾配のフィードバックまたは調節によって
行われる。
勾配の目標値はモーメントMEINに依存してもよい。こ
のモーメントは定義に従って、切換えの開始の前に変速
機入力軸によって導かれるモーメントである。このモー
メントMEINはエンジンモーメントMMOTと、変速機入力軸
の前に配置されこの入力軸に連結されたすべての回転部
材の慣性質量とに依存する。前記のモーメント少なくと
も一つの勾配の設定基準値に依存することにより、付加
的な変速段を経て導かれるモーメントは、切換えの開始
前に伝達されるモーメントと、切換えの終了後に伝達さ
れるモーメントとの間に位置する。
のモーメントは定義に従って、切換えの開始の前に変速
機入力軸によって導かれるモーメントである。このモー
メントMEINはエンジンモーメントMMOTと、変速機入力軸
の前に配置されこの入力軸に連結されたすべての回転部
材の慣性質量とに依存する。前記のモーメント少なくと
も一つの勾配の設定基準値に依存することにより、付加
的な変速段を経て導かれるモーメントは、切換えの開始
前に伝達されるモーメントと、切換えの終了後に伝達さ
れるモーメントとの間に位置する。
勾配の目標値は好ましくは、元の変速段およびまたは
新しい変速段に依存して決められる。これにより、付加
的な変速段を経て導かれるモーメントは所定の限界値を
上回ったり、下回ることはない。
新しい変速段に依存して決められる。これにより、付加
的な変速段を経て導かれるモーメントは所定の限界値を
上回ったり、下回ることはない。
本発明の特に有利な実施形では、回転数nEINが同期回
転数に達する前の勾配の目標値が量的に小さくなる。同
期回転数に達することは、変速機入力軸と変速機出力軸
の回転数が、ギアの入っている変速段の変速比に一致し
ていることを意味する。切換え中に、同期回転数に達す
ると、新しい変速段のギアが入る。新しい変速段は所定
の長さ（＞０）の時間を必要とする。この時間内に、回
転数nEINはできるだけ同期回転数に近接していなければ
ならない。そのために、上述のように、同期回転数に達
する前に勾配が小さくなる。これにより、新しいギアを
入れるために供される時間は延長される。
転数に達する前の勾配の目標値が量的に小さくなる。同
期回転数に達することは、変速機入力軸と変速機出力軸
の回転数が、ギアの入っている変速段の変速比に一致し
ていることを意味する。切換え中に、同期回転数に達す
ると、新しい変速段のギアが入る。新しい変速段は所定
の長さ（＞０）の時間を必要とする。この時間内に、回
転数nEINはできるだけ同期回転数に近接していなければ
ならない。そのために、上述のように、同期回転数に達
する前に勾配が小さくなる。これにより、新しいギアを
入れるために供される時間は延長される。
請求の範囲第6,7および８項は、勾配の変更の時点を
決めるための異なる例を示している。その際、勾配の連
続した変更あるいは複数のステップで行われる変更が可
能である。
決めるための異なる例を示している。その際、勾配の連
続した変更あるいは複数のステップで行われる変更が可
能である。
請求の範囲の他の項は特に、付加的な変速段に関する
モーメント伝達の調節または制御と、同期回転数に対し
て回転数nEINを適合させるための手段に関する。
モーメント伝達の調節または制御と、同期回転数に対し
て回転数nEINを適合させるための手段に関する。
請求の範囲第14項は本発明による方法を実施するため
の多段変速機に関する。この場合、変速機入力軸の回転
数変更を制御または調節するための手段が設けられてい
る。
の多段変速機に関する。この場合、変速機入力軸の回転
数変更を制御または調節するための手段が設けられてい
る。
請求の範囲第15項では、接続可能な変速段が多段変速
機内で無段階にあるいは徐々に調節可能である。これに
より、付加的な変速段がそれぞれ、入れるギアの変速比
に調節される。付加的な変速段を接続する際の熱損失ま
たは摩擦損失は最小に抑えられる。
機内で無段階にあるいは徐々に調節可能である。これに
より、付加的な変速段がそれぞれ、入れるギアの変速比
に調節される。付加的な変速段を接続する際の熱損失ま
たは摩擦損失は最小に抑えられる。
次に、図に基づいて本発明の有利な実施例を詳しく説
明する。
明する。
第１図は本発明による方法を実施するための多段変速
機の概略的な構造を示す図、 第２図は第１速から第２速へシフトアップするときの
変速機出力軸のモーメントの経過を示す図、 第３図は同様にシフトアップ時のクラッチのモーメン
ト経過を示す図であり、この場合駆動モーメントの一部
がクラッチと付加的な変速機段を経て導かれる。
機の概略的な構造を示す図、 第２図は第１速から第２速へシフトアップするときの
変速機出力軸のモーメントの経過を示す図、 第３図は同様にシフトアップ時のクラッチのモーメン
ト経過を示す図であり、この場合駆動モーメントの一部
がクラッチと付加的な変速機段を経て導かれる。
第４図は同様にシフトアップ時のエンジンの回転数の
経過と、同期回転数に対する変速機入力軸の回転数の偏
差の程度を表す回転数差の経過を示す図、 第５〜７図はシフトダウン時の第２〜４図に対応する
モーメントと回転数の経過を示す図、 第８図は本発明による方法の他の実施例を示すための
多段変速機の他の例を示す図である。
経過と、同期回転数に対する変速機入力軸の回転数の偏
差の程度を表す回転数差の経過を示す図、 第５〜７図はシフトダウン時の第２〜４図に対応する
モーメントと回転数の経過を示す図、 第８図は本発明による方法の他の実施例を示すための
多段変速機の他の例を示す図である。
第１図には多段変速機11が概略的に示してある。この
多段変速機の入力軸12はスタート兼分離クラッチ13を介
して、はずみ質量14を備えた駆動エンジン15に連結され
ている。変速機入力軸12は個々の変速段に付設された対
の変速歯車16〜19と同期スリーブ20,21を介して変速機
出力軸22に連結可能である。この変速機出力軸は駆動さ
れる車輪に連結されている。23は、変速機入力軸12と変
速機出力軸22の間で作用する接続可能な変速段を示して
いる。この変速段は実質的に、最も高い変速段に付設さ
れた歯車対24とクラッチからなっている。図示の円板ク
ラッチ25は原理的には円錐クラッチ、磁気クラッチおよ
び流体力学的または静液圧的クラッチと置き換え可能で
ある。円板クラッチ25によって伝達可能な回転モーメン
トはここでは、設定可能な最大値に調節可能である。第
１の操作装置26によって付勢可能な円板クラッチ25によ
り、歯車対24の空転歯車が変速機入力軸12に連結可能で
ある。この連結は、第１の変速段（歯車対16）で例示的
に図示するように、多段変速機内で既に形状補完的な連
結が行われているときにも可能である。基本的には、既
存の最も高い変速段24を接続可能な変速段として利用し
ないで、付加的な歯車対として設けることが可能であ
る。図に示した多段変速機11の実施例は本発明に従い制
御装置27を備えている。この制御装置により、第１の操
作装置26のほかに駆動エンジン15に付設されたモーメン
ト干渉装置28、回転数干渉装置29、およびスタート兼分
離クラッチ13に付設された第２の操作装置30を付勢可能
である。前述の多段変速機11の機能を、グラフに基づい
て詳細に説明する。
多段変速機の入力軸12はスタート兼分離クラッチ13を介
して、はずみ質量14を備えた駆動エンジン15に連結され
ている。変速機入力軸12は個々の変速段に付設された対
の変速歯車16〜19と同期スリーブ20,21を介して変速機
出力軸22に連結可能である。この変速機出力軸は駆動さ
れる車輪に連結されている。23は、変速機入力軸12と変
速機出力軸22の間で作用する接続可能な変速段を示して
いる。この変速段は実質的に、最も高い変速段に付設さ
れた歯車対24とクラッチからなっている。図示の円板ク
ラッチ25は原理的には円錐クラッチ、磁気クラッチおよ
び流体力学的または静液圧的クラッチと置き換え可能で
ある。円板クラッチ25によって伝達可能な回転モーメン
トはここでは、設定可能な最大値に調節可能である。第
１の操作装置26によって付勢可能な円板クラッチ25によ
り、歯車対24の空転歯車が変速機入力軸12に連結可能で
ある。この連結は、第１の変速段（歯車対16）で例示的
に図示するように、多段変速機内で既に形状補完的な連
結が行われているときにも可能である。基本的には、既
存の最も高い変速段24を接続可能な変速段として利用し
ないで、付加的な歯車対として設けることが可能であ
る。図に示した多段変速機11の実施例は本発明に従い制
御装置27を備えている。この制御装置により、第１の操
作装置26のほかに駆動エンジン15に付設されたモーメン
ト干渉装置28、回転数干渉装置29、およびスタート兼分
離クラッチ13に付設された第２の操作装置30を付勢可能
である。前述の多段変速機11の機能を、グラフに基づい
て詳細に説明する。
第２〜４図は、シフトアップ、例えば第１速から第２
速へシフトアップするときのモーメントまたは回転数の
経過を示している。時点t1〜t5は第２〜４図において互
いに一致している。シフトアップは時点t1で開始され
る。第１の操作装置26によって円板クラッチ25を操作す
ることにより、付加的な変速段23が接続される。この変
速段は、入っている第１速の変速段（歯車対16）よりも
大きな変速比を有する。従って、変速のこの相におい
て、円板クラッチ25を介して摩擦連結を行なうことがで
きない。ギアが噛み合っている第１速と比べて付加的な
変速段23の変速比が大きいので、少なくとも円板クラッ
チ25を操作することにより、エンジン15から変速機出力
軸22へのモーメントの伝達が行われる。伝達可能なモー
メントの大きさは円板クラッチ25内の押圧力を変えるこ
とにより制御可能である。円板クラッチ25は、この個所
で伝達されるモーメントMLKが、ギアを入れた変速段に
よって今まで伝達されたモーメントとほぼ同じ位の大き
さである。円板クラッチ25によって伝達されるこの最大
のモーメントMLKMAXは時点t2で達成され、そして第１の
操作装置26の適当な制御によって維持される。場合によ
っては、運転手によるアクセルペダル位置の変更時に、
円板クラッチ25の付勢の適合が行われる。最大モーメン
トMLKMAXに達した後で、ギアの入っている第１速が同期
スリーブ21の操作によってギアを外される。
速へシフトアップするときのモーメントまたは回転数の
経過を示している。時点t1〜t5は第２〜４図において互
いに一致している。シフトアップは時点t1で開始され
る。第１の操作装置26によって円板クラッチ25を操作す
ることにより、付加的な変速段23が接続される。この変
速段は、入っている第１速の変速段（歯車対16）よりも
大きな変速比を有する。従って、変速のこの相におい
て、円板クラッチ25を介して摩擦連結を行なうことがで
きない。ギアが噛み合っている第１速と比べて付加的な
変速段23の変速比が大きいので、少なくとも円板クラッ
チ25を操作することにより、エンジン15から変速機出力
軸22へのモーメントの伝達が行われる。伝達可能なモー
メントの大きさは円板クラッチ25内の押圧力を変えるこ
とにより制御可能である。円板クラッチ25は、この個所
で伝達されるモーメントMLKが、ギアを入れた変速段に
よって今まで伝達されたモーメントとほぼ同じ位の大き
さである。円板クラッチ25によって伝達されるこの最大
のモーメントMLKMAXは時点t2で達成され、そして第１の
操作装置26の適当な制御によって維持される。場合によ
っては、運転手によるアクセルペダル位置の変更時に、
円板クラッチ25の付勢の適合が行われる。最大モーメン
トMLKMAXに達した後で、ギアの入っている第１速が同期
スリーブ21の操作によってギアを外される。
付加的な変速段23の接続は同時に、エンジン回転数n
MOTの低下をもたらす。このエンジン回転数は、第１速
のギアを外した後で、第２速（歯車対17）のギアを入れ
るための同期回転数が変速機入力軸12で得られるまで、
下降する。第４図には、同期回転数からの変速機入力軸
nEINの回転数の偏差として、回転数差nDIFFが記入され
ている。時点t4ではnDIFF＝０であり、それによって同
期回転数に達する。
MOTの低下をもたらす。このエンジン回転数は、第１速
のギアを外した後で、第２速（歯車対17）のギアを入れ
るための同期回転数が変速機入力軸12で得られるまで、
下降する。第４図には、同期回転数からの変速機入力軸
nEINの回転数の偏差として、回転数差nDIFFが記入され
ている。時点t4ではnDIFF＝０であり、それによって同
期回転数に達する。
４判るように、切り換えの開始時（時点t1）と同期回転
数に達したとき（時点t4）との間でエンジン回転数nMOT
が徐々に低下すると共に、同期回転数の範囲内でまたは
同期回転数の直前に回転数の変化が少なくなる。以下、
エンジン回転数nMOTの変化を勾配と呼ぶ。変速機出力軸
22のモーメントをできるだけ中断させないことが目的で
ある。同時に、本来の切り換え、すなわち同期スリーブ
20,21の着脱をできるだけモーメントを生じないように
行うべきである。そのために、前述のように、モーメン
トの少なくとも一部が付加的な変速段23を経て導かれ
る。エンジン回転数nMOTの前記の低下は、円板クラッチ
25に伝達されるモーメントMLKから必然的に生じる。こ
のモーメントは切り換えの間できるだけ一定であるべき
であるがしかし、それ自体は測定困難である。モーメン
トMLKの尺度として、エンジン回転数nMOTの変化、すな
わち勾配が用いられる。本実施例では、回転数nMOTは同
時に変速機入力軸nEINの回転数である。円板クラッチ25
に伝達されるモーメントMLKを制御するために、所定の
勾配が設定され、この勾配を達成するために操作装置26
が制御装置27によって適当に制御される。特に、実際の
回転数nMOTが時間的間隔をおいて測定され、瞬間的な勾
配が算出され、そして所定の目標値からの勾配の偏差が
第１の操作装置26の調節のために用いられる。それによ
って、閉じた調整回路が生じる。第３図と第４図から判
るように、時点t2とt3の間に、一定のクラッチモーメン
トMLKと、回転数nMOTの一定の勾配が存在する。回転数n
MOTは、第２速の歯車対17の空転歯車が変速機出力軸22
と同期回転し、同期スリーブ21が操作可能となるまで、
低下する。この過程はある程度の有限の時間を必要とす
る。この理由から、変速機入力軸nEINの回転数またはエ
ンジン回転数nMOTは同期点をできるだけゆっくり通過す
る。理想的には、回転数の差nDIFF（＝nEIN−同期回転
数）はマイナスである。これを達成するために、時点t3
から、すなわち同期回転数に達する前に、小さな勾配が
設定される。これに対応して、円板クラッチ25の押圧
力、ひいては伝達されるモーメントMLKが低下する。
数に達したとき（時点t4）との間でエンジン回転数nMOT
が徐々に低下すると共に、同期回転数の範囲内でまたは
同期回転数の直前に回転数の変化が少なくなる。以下、
エンジン回転数nMOTの変化を勾配と呼ぶ。変速機出力軸
22のモーメントをできるだけ中断させないことが目的で
ある。同時に、本来の切り換え、すなわち同期スリーブ
20,21の着脱をできるだけモーメントを生じないように
行うべきである。そのために、前述のように、モーメン
トの少なくとも一部が付加的な変速段23を経て導かれ
る。エンジン回転数nMOTの前記の低下は、円板クラッチ
25に伝達されるモーメントMLKから必然的に生じる。こ
のモーメントは切り換えの間できるだけ一定であるべき
であるがしかし、それ自体は測定困難である。モーメン
トMLKの尺度として、エンジン回転数nMOTの変化、すな
わち勾配が用いられる。本実施例では、回転数nMOTは同
時に変速機入力軸nEINの回転数である。円板クラッチ25
に伝達されるモーメントMLKを制御するために、所定の
勾配が設定され、この勾配を達成するために操作装置26
が制御装置27によって適当に制御される。特に、実際の
回転数nMOTが時間的間隔をおいて測定され、瞬間的な勾
配が算出され、そして所定の目標値からの勾配の偏差が
第１の操作装置26の調節のために用いられる。それによ
って、閉じた調整回路が生じる。第３図と第４図から判
るように、時点t2とt3の間に、一定のクラッチモーメン
トMLKと、回転数nMOTの一定の勾配が存在する。回転数n
MOTは、第２速の歯車対17の空転歯車が変速機出力軸22
と同期回転し、同期スリーブ21が操作可能となるまで、
低下する。この過程はある程度の有限の時間を必要とす
る。この理由から、変速機入力軸nEINの回転数またはエ
ンジン回転数nMOTは同期点をできるだけゆっくり通過す
る。理想的には、回転数の差nDIFF（＝nEIN−同期回転
数）はマイナスである。これを達成するために、時点t3
から、すなわち同期回転数に達する前に、小さな勾配が
設定される。これに対応して、円板クラッチ25の押圧
力、ひいては伝達されるモーメントMLKが低下する。
勾配の変化の時点に関してはいろいろな例がある。或
る実施例では切り換え過程（t1）の開始から所定の時間
後に勾配が小さくなる。他の実施例では、実際の回転数
nEIN-ISTまたは実際の回転数nMOT-ISTが所定の値まで同
期回転数に近接した後で、勾配の縮小が行われる。従っ
て、勾配は同期回転数に対する実際の回転数の隔たりに
依存して変化する。他の実施例では、切り換え過程の開
始時（nEIN-START）の回転数nEINからの実際の回転数n
EIN-ISTの隔たりに依存して勾配が変化する。
る実施例では切り換え過程（t1）の開始から所定の時間
後に勾配が小さくなる。他の実施例では、実際の回転数
nEIN-ISTまたは実際の回転数nMOT-ISTが所定の値まで同
期回転数に近接した後で、勾配の縮小が行われる。従っ
て、勾配は同期回転数に対する実際の回転数の隔たりに
依存して変化する。他の実施例では、切り換え過程の開
始時（nEIN-START）の回転数nEINからの実際の回転数n
EIN-ISTの隔たりに依存して勾配が変化する。
設定された勾配が大きく変化する場合には、クラッチ
モーメントMLKが急激に変化することになる。このモー
メントの急激な変化を制限するために、勾配を何度も小
さなステップであるいは連続的に小さくすることが有利
である。この穏やかなモーメント経過は第３図から明ら
かである。
モーメントMLKが急激に変化することになる。このモー
メントの急激な変化を制限するために、勾配を何度も小
さなステップであるいは連続的に小さくすることが有利
である。この穏やかなモーメント経過は第３図から明ら
かである。
第２図は切り換え中の変速機出力軸のモーメントmAUS
の経過を示している。第１速によって伝達されるモーメ
ントは時点t1までは全く有効である。時点t1から、付加
的な変速段23を経て行われるモーメント伝達が大きくな
る。これに応じて、第１速によって伝達されるモーメン
トが小さくなる。時点t2では第１速が負荷解除され、モ
ーメントの大部分が付加的な変速段23を経て導かれる。
時点t3では、勾配の変化により、変速機出力軸22のモー
メントMAUSが小さくなる。時点t4では勾配が最小とな
り、ひいてはMAUSも最小となる。第２速のギアを入れた
後で、円板クラッチ25が再び切られ、駆動モーメントが
第２速ギアを介して完全に導かれる（時点t5）。
の経過を示している。第１速によって伝達されるモーメ
ントは時点t1までは全く有効である。時点t1から、付加
的な変速段23を経て行われるモーメント伝達が大きくな
る。これに応じて、第１速によって伝達されるモーメン
トが小さくなる。時点t2では第１速が負荷解除され、モ
ーメントの大部分が付加的な変速段23を経て導かれる。
時点t3では、勾配の変化により、変速機出力軸22のモー
メントMAUSが小さくなる。時点t4では勾配が最小とな
り、ひいてはMAUSも最小となる。第２速のギアを入れた
後で、円板クラッチ25が再び切られ、駆動モーメントが
第２速ギアを介して完全に導かれる（時点t5）。
円板クラッチ25によって伝達されるモーメントM
LKは、切り換えの前および後で入れられる変速段によっ
て伝達されるモーメントに一致するモーメントMAUSが変
速機出力軸22に生じるように選択される。これに対応し
て、時点t2とt3の間でモーメントMAUSはほぼ、時点t1ま
でのモーメントMAUSと時点t5後のモーメントMAUSの間の
値である。それによって、勾配は変化しない大きさでは
なく、特に駆動エンジンのモーメントMMOTや入れられる
ギアに依存する。エンジンモーメントMMOTは例えば測定
されたエンジン吸気管圧力によって知ることができる。
LKは、切り換えの前および後で入れられる変速段によっ
て伝達されるモーメントに一致するモーメントMAUSが変
速機出力軸22に生じるように選択される。これに対応し
て、時点t2とt3の間でモーメントMAUSはほぼ、時点t1ま
でのモーメントMAUSと時点t5後のモーメントMAUSの間の
値である。それによって、勾配は変化しない大きさでは
なく、特に駆動エンジンのモーメントMMOTや入れられる
ギアに依存する。エンジンモーメントMMOTは例えば測定
されたエンジン吸気管圧力によって知ることができる。
制御装置27には好ましくは、エンジンモーメントMMOT
と変速比の多数の組み合わせに対してそれぞれ一つの勾
配目標値を対応させる特性が記憶されている。切り換え
の間、勾配は監視され、円板クラッチの押圧力を適当に
適合させることにより調節される。
と変速比の多数の組み合わせに対してそれぞれ一つの勾
配目標値を対応させる特性が記憶されている。切り換え
の間、勾配は監視され、円板クラッチの押圧力を適当に
適合させることにより調節される。
他の実施例では、記憶された特性に、元の変速ギアの
変速比が組み込まれる。両変速比の組み合わせを使用す
ると、非常に有利であるがコストがかかる。そこで例え
ば、走行運転中強い負荷および加速の後で負荷が減少
し、そして次の次の段に切り換えることができるように
することが考えられる。新しい変速ギアの変速比は必ず
しも元のギアまたは新しいギアの変速比だけから生じな
い。
変速比が組み込まれる。両変速比の組み合わせを使用す
ると、非常に有利であるがコストがかかる。そこで例え
ば、走行運転中強い負荷および加速の後で負荷が減少
し、そして次の次の段に切り換えることができるように
することが考えられる。新しい変速ギアの変速比は必ず
しも元のギアまたは新しいギアの変速比だけから生じな
い。
更に、円板クラッチ25のモーメントは変速機入力軸12
の慣性モーメントに依存する。この慣性モーメントは実
質的に駆動エンジン15の回転質量、はずみ質量14および
分離クラッチ13に依存する。特性に記憶されたモーメン
トは相応して適合する。
の慣性モーメントに依存する。この慣性モーメントは実
質的に駆動エンジン15の回転質量、はずみ質量14および
分離クラッチ13に依存する。特性に記憶されたモーメン
トは相応して適合する。
更に、少なくとも低い回転数の場合、エンジン回転数
に依存して勾配を選択することができる。他方では、切
り換えの過程で勾配が大きすぎる場合には、望ましくな
い低いエンジン回転数が得られる。この場合のために切
り換えの開始を断念することができる。
に依存して勾配を選択することができる。他方では、切
り換えの過程で勾配が大きすぎる場合には、望ましくな
い低いエンジン回転数が得られる。この場合のために切
り換えの開始を断念することができる。
第５〜７図はシフトダウンのためのモーメントと回転
数の経過を示している。このシフトダウンは次のように
行われる（時点t1〜t4は第５〜７図において一致してい
る）。
数の経過を示している。このシフトダウンは次のように
行われる（時点t1〜t4は第５〜７図において一致してい
る）。
時点t1、すなわち切り換えの開始時に、モーメントを
生じないようにギアを入れるために、円板クラッチが短
時間付勢される。それによって、同期スリーブ21はばね
力によって歯車対17の空転歯車から滑動可能である。こ
の過程は時点t2で終了する。続いて、エンジンはアクセ
ルペダル位置に依存して、場合によってはモーメント干
渉装置28に依存して、制御装置27によって制御されて回
転する。そのために、既存のアイドリング充填調節弁を
一緒に制御することができる。同期回転数に達する前
に、すなわち回転数差nDIFF＝０となる前に、円板クラ
ッチ25が操作される（時点t3）。これに相応して伝達さ
れるクラッチモーメントMLKが第６図に記入されてい
る。それによって、円板クラッチ25内の摩擦はエンジン
の加速に対して反作用するので、勾配の縮小が時点t3か
ら達成される。シフトダウンの際の勾配による調節は時
点t2またはt3から始まる。シフトダウンの際に、設定す
べき勾配はシフトアップの場合と類似の方法で特性から
生じる。切り換えを最適にするために、他の実施例で
は、シフトダウンのための固有の特性が記憶されてい
る。
生じないようにギアを入れるために、円板クラッチが短
時間付勢される。それによって、同期スリーブ21はばね
力によって歯車対17の空転歯車から滑動可能である。こ
の過程は時点t2で終了する。続いて、エンジンはアクセ
ルペダル位置に依存して、場合によってはモーメント干
渉装置28に依存して、制御装置27によって制御されて回
転する。そのために、既存のアイドリング充填調節弁を
一緒に制御することができる。同期回転数に達する前
に、すなわち回転数差nDIFF＝０となる前に、円板クラ
ッチ25が操作される（時点t3）。これに相応して伝達さ
れるクラッチモーメントMLKが第６図に記入されてい
る。それによって、円板クラッチ25内の摩擦はエンジン
の加速に対して反作用するので、勾配の縮小が時点t3か
ら達成される。シフトダウンの際の勾配による調節は時
点t2またはt3から始まる。シフトダウンの際に、設定す
べき勾配はシフトアップの場合と類似の方法で特性から
生じる。切り換えを最適にするために、他の実施例で
は、シフトダウンのための固有の特性が記憶されてい
る。
時点t4では同期回転数が達成され、新しいギア例えば
第１速が同期スリーブ21の操作によって入れられる。同
時に、円板クラッチ25が再び切られる。駆動モーメント
は新しいギアを経て完全に伝達される。
第１速が同期スリーブ21の操作によって入れられる。同
時に、円板クラッチ25が再び切られる。駆動モーメント
は新しいギアを経て完全に伝達される。
第５速からシフトダウンする場合には、切り換えの開
始時に、新しい低い変速段の同期回転数までエンジンの
フル加速を許容するために、単に円板クラッチ25が切ら
れる。他の経過は上記の過程と同じである。第５速への
シフトアップの場合には、同様に、切り換え過程が短縮
される。円板クラッチ25を作用させた後で、同期スリー
ブ20を操作することによって第４速が外される。続い
て、円板クラッチ25の作用は、摩擦連結が開始され、付
加的な変速段23が第５速として切り換えられるまで維持
される。
始時に、新しい低い変速段の同期回転数までエンジンの
フル加速を許容するために、単に円板クラッチ25が切ら
れる。他の経過は上記の過程と同じである。第５速への
シフトアップの場合には、同様に、切り換え過程が短縮
される。円板クラッチ25を作用させた後で、同期スリー
ブ20を操作することによって第４速が外される。続い
て、円板クラッチ25の作用は、摩擦連結が開始され、付
加的な変速段23が第５速として切り換えられるまで維持
される。
他の実施例では、スタート兼分離クラッチ13が切り換
えに付加的に寄与する。すなわち、このクラッチは、そ
の入力側のモーメントを或る最大値までのみ伝達するよ
う第２の操作装置30によって制御される。円板クラッチ
25は小さな負荷に対応するよう設計可能であり、従って
構造を簡単にすることができる。更に、これは制御コス
トの大幅な低下をもたらすことができる。特に、一般的
に始動のために設けられた操作装置30を、その都度の切
り換え過程にクラッチモーメントMLKまたは勾配を適合
させるために使用することができる。補足的にあるいは
代替的に、このような適合をエンジンモーメントに依存
して行うことができる。
えに付加的に寄与する。すなわち、このクラッチは、そ
の入力側のモーメントを或る最大値までのみ伝達するよ
う第２の操作装置30によって制御される。円板クラッチ
25は小さな負荷に対応するよう設計可能であり、従って
構造を簡単にすることができる。更に、これは制御コス
トの大幅な低下をもたらすことができる。特に、一般的
に始動のために設けられた操作装置30を、その都度の切
り換え過程にクラッチモーメントMLKまたは勾配を適合
させるために使用することができる。補足的にあるいは
代替的に、このような適合をエンジンモーメントに依存
して行うことができる。
第８図は多段変速機の他の実施例の一部を示してい
る。第１図の場合と異なり、ここでは空転歯車が変速機
入力軸12に設けられ、固定歯車が変速機出力軸22に設け
られている。第１図の多段変速機との重要な違いは、接
続可能な変速段31（第１図の接続可能な変速段23に一致
している）が、変速比を連続的に調節可能であるベルト
駆動装置の技術によって形成されている。そのために、
変速機入力軸12には２個のベルトディスク半部32,33が
空転ホイールとして設けられ、中間軸34には２個のベル
トディスク半部35,36が固定ホイールとして設けられて
いる。これらのベルトディスク半部はベルト37を介して
互いに連結されている。中間軸34に相対回転不能に設け
られたピニオン38は、歯車対19（第４速）の被駆動ピニ
オンと噛み合い、変速機出力軸22の規定通りの駆動のた
めに必要な回転方向の逆転を可能にする。
る。第１図の場合と異なり、ここでは空転歯車が変速機
入力軸12に設けられ、固定歯車が変速機出力軸22に設け
られている。第１図の多段変速機との重要な違いは、接
続可能な変速段31（第１図の接続可能な変速段23に一致
している）が、変速比を連続的に調節可能であるベルト
駆動装置の技術によって形成されている。そのために、
変速機入力軸12には２個のベルトディスク半部32,33が
空転ホイールとして設けられ、中間軸34には２個のベル
トディスク半部35,36が固定ホイールとして設けられて
いる。これらのベルトディスク半部はベルト37を介して
互いに連結されている。中間軸34に相対回転不能に設け
られたピニオン38は、歯車対19（第４速）の被駆動ピニ
オンと噛み合い、変速機出力軸22の規定通りの駆動のた
めに必要な回転方向の逆転を可能にする。
ベルトディスク半部32,33と35,36を公知のごとく軸方
向に調節することにより、接続可能な変速段31の変速比
は無段階に調節可能である。第１図の多段変速機と同様
に、ここで空転ホイールとして回転するベルトディスク
半部32,33は、円板クラッチ25を介して変速機入力軸12
に連結可能である。接続可能な変速段31の変速比を無段
階に調節可能とすることにより、任意のシフトアップの
間、接続可能な変速段によって伝達すべき駆動モーメン
トのその都度の量を、切り換え過程の開始または終了の
時点で歯車によって伝達すべき駆動モーメントの量に適
合させることができる。例えば第１速から第２速への移
行時に変速段31は第２速の変速比に適合させることがで
き、しかもシフトアップの前に既に適合させることがで
きる。円板クラッチ25の範囲に摩擦連結が生じるや否
や、第２速を入れることができる。その際同時に、クラ
ッチの熱出力、ひいてはその摩耗は最小となる。
向に調節することにより、接続可能な変速段31の変速比
は無段階に調節可能である。第１図の多段変速機と同様
に、ここで空転ホイールとして回転するベルトディスク
半部32,33は、円板クラッチ25を介して変速機入力軸12
に連結可能である。接続可能な変速段31の変速比を無段
階に調節可能とすることにより、任意のシフトアップの
間、接続可能な変速段によって伝達すべき駆動モーメン
トのその都度の量を、切り換え過程の開始または終了の
時点で歯車によって伝達すべき駆動モーメントの量に適
合させることができる。例えば第１速から第２速への移
行時に変速段31は第２速の変速比に適合させることがで
き、しかもシフトアップの前に既に適合させることがで
きる。円板クラッチ25の範囲に摩擦連結が生じるや否
や、第２速を入れることができる。その際同時に、クラ
ッチの熱出力、ひいてはその摩耗は最小となる。
第１図と同様な、多段変速機の図示していない他の実
施例では、ベルトディスク半部32,33が変速機入力軸12
上に固定ホイールとして設けられている。その際、ベル
トディスク半部32,33は変速機入力軸12上で次のように
軸方向に調節可能である。すなわち、ベルトが少なくと
も一時的に駆動モーメントを伝達できないように、そし
てベルト係合の度合いを変更できるように軸方向に調節
可能である。それによって、円板クラッチ25の機能はベ
ルトディスク半部32,33とベルト37の協働作用によって
置き換えられる。
施例では、ベルトディスク半部32,33が変速機入力軸12
上に固定ホイールとして設けられている。その際、ベル
トディスク半部32,33は変速機入力軸12上で次のように
軸方向に調節可能である。すなわち、ベルトが少なくと
も一時的に駆動モーメントを伝達できないように、そし
てベルト係合の度合いを変更できるように軸方向に調節
可能である。それによって、円板クラッチ25の機能はベ
ルトディスク半部32,33とベルト37の協働作用によって
置き換えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 59:74 (56)参考文献 特開 昭64−26055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−45163（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16H 61/04 F16H 61/08 F02D 29/00 B60K 41/06
Claims (15)
- 【請求項１】車両用多段変速機（11）を切換えるための
方法であって、この多段変速機が、 −駆動エンジン（15）に連結可能な変速機入力軸（1
2）、 −変速機出力軸（22）、 −複数の変速段（変速歯車の対16〜19）、 −変速機入力軸（12）と変速機出力軸（22）の間に設け
られ、ギアを入れた変速段よりも小さな変速比nEIN/n
AUSを有する少なくとも一つの他の接続可能な変速段（2
3） を備え、 次の方法段階、すなわち ａ） ギアの入っている変速段（６）の負荷を解除し、
かつ変速機入力軸（12）の回転数nEINを変えるために、
切換え過程の開始時に先ず最初に変速機入力軸（12）の
モーメントMEINの少なくとも一部が付加的な変速段（2
3）を経て変速機出力軸（22）に導かれ、 ｂ） 続いて少なくとも部分的に負荷解除された、ギア
の入っている変速段（６）がギアを外され、 ｃ） そして変速機入力軸（12）の回転数nEINが次にギ
アを入れる変速段（７）のための同期回転数に合わせら
れる を有する方法において、 ｄ） 回転数nEINの変更およびまたは適合が時間当たり
の所定の回転数変化の設定基準値（回転数の勾配の目標
値）によって行われ、時間当たりの回転数変化の量が、
駆動エンジン（15）の運転状態を表す少なくとも一つの
量に依存して設定されることを特徴とする方法。 - 【請求項２】回転数nEINの変更と適合がその勾配のフィ
ードバックおよび調節によって行われることを特徴とす
る請求の範囲第１項の方法。 - 【請求項３】勾配（目標値）がエンジンモーメントMMOT
に依存して、あるいは変速機入力軸（12）のモーメント
MEINに依存して決められることを特徴とする請求の範囲
第１項または第２項の方法。 - 【請求項４】勾配（目標値）が新しいおよびまたは元の
変速段に依存して決められることを特徴とする請求の範
囲第１項から第３項までのいずれか一つの方法。 - 【請求項５】勾配（目標値）が同期回転数の近くで小さ
くなり、従って次のギアを入れるために充分な時間が供
されることを特徴とする請求の範囲第１項から第４項ま
でのいずれか一つの方法。 - 【請求項６】勾配（目標値）が回転数nEINの変更の所定
の時間後に、同期回転数に達する前に小さくなることを
特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
一つの方法。 - 【請求項７】勾配（目標値）が同期回転数に対する回転
数nEIN-ISTの接近に依存して同期回転数に達する前に小
さくなることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項
までのいずれか一つの方法。 - 【請求項８】勾配（目標値）が変速機入力軸の回転数の
差（回転数変化nEIN-STARTの開始時の回転数−瞬間的な
回転数nEIN-IST）に依存して小さくなることを特徴とす
る請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一つの方
法。 - 【請求項９】変速機入力軸（12）のモーメントMEINが、
エンジンの測定された吸気管圧およびまたはエンジンの
測定された回転数勾配およびまたは前置の回転部材、特
にはずみ車（14）の慣性モーメントから求められること
を特徴とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれ
か一つの方法。 - 【請求項１０】付加的な変速段（23;31）がスリップ状
態で運転可能な付加的なクラッチ（25）を介して変速機
軸の一つ、特に変速機入力軸（12）に連結され、スリッ
プ状態またはモーメント伝達がクラッチ（25）の閉鎖力
の変更によって制御または調節されることを特徴とする
請求の範囲第１項から第９項までのいずれか一つの方
法。 - 【請求項１１】特にシフトアップ時に、同期回転数に適
合させるための回転数の変更が、付加的なクラッチ（2
5）の閉鎖力の変更によって制御または調節されること
を特徴とする請求の範囲第10項の方法。 - 【請求項１２】特にシフトダウン時に、同期回転数に適
合させるための回転数の変更が、エンジン（15）の制御
によって行われることを特徴とする請求の範囲第１項か
ら第11項までのいずれか一つの方法。 - 【請求項１３】シフトダウン時の同期回転数に適合させ
るための回転数の変更が、先ず最初にエンジン（15）の
制御によって、そして同期回転数に達する直前に場合に
よっては付加的なクラッチ（25）の付加的な閉鎖によっ
て行われることを特徴とする請求の範囲第10項から第12
項までのいずれか一つの方法。 - 【請求項１４】制御装置（27）が請求の範囲第１項の方
法段階ａ）〜ｄ）を制御または調節するためのプログラ
ムを備え、変速機入力軸（12）の回転数の変化がエンジ
ン（15）の制御によっておよびまたは付加的な変速段
（23;31）の少なくとも部分的な接続によって制御され
るかまたは調節されることを特徴とする請求の範囲第１
項から第13項までのいずれか一つの方法を実施するため
の制御装置（27）を備えた多段変速機。 - 【請求項１５】接続可能な変速段（31）が無段階にまた
は徐々に調節可能であることを特徴とする請求の範囲第
14項の多段変速機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4006357.7 | 1990-03-01 | ||
| DE4006357 | 1990-03-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05504391A JPH05504391A (ja) | 1993-07-08 |
| JP2898405B2 true JP2898405B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=6401159
Family Applications (1)
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