JP6775821B2 - Shift control system - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の変速を自動又は手動により行わせ、特に駆動力伝達状態で噛合いクラッチを選択的に切り替え結合させて発進クラッチからの伝達出力を変速出力する変速制御システムに関する。 The present invention relates to a shift control system that automatically or manually shifts a speed of an automobile or the like, and particularly selectively switches and engages a meshing clutch in a driving force transmission state to shift and output the transmission output from the start clutch.
一般に、シングル・クラッチを使用した車両用のトランスミションは、変速時に駆動力が途切れ、変速ショックや加速遅れ等が避けられなかった。また大きな走行抵抗を有し速度エネルギ小さい、建機、農機等にあっては変速時、駆動力が途切れると即停止してしまい変速が困難な場合も生じる。 In general, in the transmission for a vehicle using a single clutch, the driving force is interrupted at the time of shifting, and shifting shock and acceleration delay are unavoidable. Further, in the case of construction machinery, agricultural machinery, etc., which have a large running resistance and a small speed energy, if the driving force is interrupted at the time of shifting, the gear stops immediately and shifting may be difficult.
これに対し、シームレス・シフト・トランスミッションと呼ばれるシステムを用いることにより、変速時に駆動力が途切れず、問題を改善することができる。歯車式のシームレス・シフト・トランスミッションには、一般にツイン・クラッチのシームレス・シフト・トランスミッションと呼ばれるシステムがある。 On the other hand, by using a system called a seamless shift transmission, the driving force is not interrupted at the time of shifting, and the problem can be improved. Gear-type seamless shift transmissions include a system commonly referred to as a twin-clutch seamless shift transmission.
しかし、このシステムは、周知のように構造が複雑で重量が大きくコスト増を招くという問題がある。 However, as is well known, this system has a problem that the structure is complicated, the weight is large, and the cost is increased.
一方、出願人は、特許文献1のように、シングル・クラッチによるシームレス・シフト・トランスミッション(株式会社イケヤフォーミュラ製)を提案した。 On the other hand, the applicant has proposed a seamless shift transmission (manufactured by Ikeya Formula Co., Ltd.) using a single clutch as in Patent Document 1.
このシームレス・シフト・トランスミッションは、構造が極めて簡単な上、重量が小さい等種々のメリットを需要者に提供できるシステムとして大きな注目を集めている。 This seamless shift transmission has attracted a great deal of attention as a system that can provide various merits such as extremely simple structure and low weight to consumers.
このシステムでは、変速(シフト・アップ)による同時噛合いを行なわせ、内部循環トルクが発生することで下段のクラッチ・リングはコースティング方向トルクによりガイド移動されると共に上段のクラッチ・リングはドライブ方向のトルクによりガイド移動されるようにした。 In this system, simultaneous meshing is performed by shifting (shifting up), and internal circulation torque is generated, so that the lower clutch ring is guided by the coasting torque and the upper clutch ring is driven in the drive direction. The guide is moved by the torque of.
かかるシステムにおいて、出願人は、さらにスムーズな変速のために噛合いクラッチの選択的な切り替えを、発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点とし、噛合いクラッチの変速直前の伝達トルクを、発進クラッチのすべりを起因として検出することにより変速を行なわせる構成とした。 In such a system, the applicant sets the selective switching of the meshing clutch at the time when there is a difference in the input / output rotation speed of the starting clutch for smoother shifting, and sets the transmission torque immediately before the shifting of the meshing clutch. , The system is configured to shift gears by detecting the slippage of the starting clutch as a cause.
この構成により、変速時に伝達トルクが途切れず、エンジン回転数と車速との不整合の抑制によるクラッチの必要以上の滑りを抑制し、且つショックの吸収を行わせることができる。 With this configuration, the transmission torque is not interrupted at the time of shifting, the clutch can be suppressed from slipping more than necessary due to the suppression of the mismatch between the engine speed and the vehicle speed, and the shock can be absorbed.
しかし、後述するように、アクチュエータのパワー等の問題により、現実にはクラッチの差回転が生じた時点に対し変速に遅れが生じる。この遅れに起因し、スムーズな変速には依然として限界があった。 However, as will be described later, due to problems such as the power of the actuator, a shift delay actually occurs with respect to the time when the differential rotation of the clutch occurs. Due to this delay, smooth shifting was still limited.
解決しようとする問題点は、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチの切り替えにより変速することができても、エンジン回転数と車速との不整合によるクラッチの必要以上の滑り、或いはショックを吸収しきれないため、噛合いクラッチの選択的な切り替えを、発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点としたが、限界があった点である。 The problem to be solved is that even if the gear can be changed by switching the meshing clutch while transmitting the driving force, the clutch absorbs excessive slippage or shock due to the mismatch between the engine speed and the vehicle speed. Since it could not be cut off, the selective switching of the meshing clutch was set at the time when there was a difference in the input / output rotation speed of the starting clutch, but there was a limit.
本発明は、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチの切り替えにより変速することができながら、クラッチの必要以上の滑り、ショックをより確実に制御することを可能とするため、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチの切り替えにより変速する変速制御システムであって、エンジンからのトルクを締結調整により伝達出力する発進クラッチと、駆動力伝達軸に相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤの各噛合いクラッチが駆動力伝達状態下で選択的に切り替えられて前記発進クラッチからの伝達出力を変速出力するトランスミションと、前記発進クラッチを締結調整するクラッチ・アクチュエータと、前記噛合いクラッチをシフト指示信号により切り替えるシフト・アクチュエータと、前記発進クラッチの入力回転速度を検出するイン・プット回転速度センサ及び出力回転速度を検出するアウト・プット回転速度センサと、前記シフト指示信号の入力により前記クラッチ・アクチュエータを制御して前記発進クラッチの締結力を低下させ前記検出される発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点で前記シフト・アクチュエータにより前記噛合いクラッチの選択的な切り替えを行わせる制御部とを備え、前記噛合いクラッチは、前記複数段の変速ギヤに対し前記駆動力伝達軸に軸方向移動可能に複数備えられクラッチ歯の選択的な噛み合いにより噛合った変速ギヤを前記駆動力伝達軸に結合させる複数のクラッチ・リングを備え、前記シフト・アクチュエータは、前記クラッチ・リングの前記変速ギヤに対する選択的な噛み合いを切り替え、前記複数段の変速ギヤのうちの下段と上段とに前記複数のクラッチ・リングのうちの一対が各別に同時噛合いしたとき前記変速ギヤの下段に同時噛合いするクラッチ・リングに対する噛合い解除方向の軸力と前記変速ギヤの上段に同時噛合いするクラッチ・リングに対する噛合い方向の軸力とを各別に生じさせるガイド部を前記各クラッチ・リングと駆動力伝達軸との間に設け、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点で、前記同時噛合いにより内部循環トルクが発生し前記変速ギヤの下段に同時噛合いするクラッチ・リングにはコースティング方向トルクにより前記ガイド部を作用させて前記噛合い解除方向の軸力を生じさせると共に前記変速ギヤの上段に同時噛合いするクラッチ・リングにはドライブ方向のトルクにより前記ガイド部を作用させて前記噛合い方向の軸力を生じさせ、前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間に前記発進クラッチの入出力回転速度の差が増加するのを抑制するようにエンジンの出力を制御することを特徴とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention enables more reliable control of clutch slippage and shock than necessary while being able to shift gears by switching the meshing clutch while transmitting the driving force. It is a shift control system that shifts gears by switching the meshing clutch. Each meshing of the start clutch that transmits and outputs the torque from the engine by fastening adjustment and the multi-stage transmission gear that is rotatably supported by the driving force transmission shaft. A transmission that selectively switches the clutch under the driving force transmission state to shift and output the transmission output from the starting clutch, a clutch actuator that engages and adjusts the starting clutch, and a shift instruction signal for the meshing clutch. A shift actuator that is switched by, an input / put rotation speed sensor that detects the input rotation speed of the start clutch, an output rotation speed sensor that detects the output rotation speed, and the clutch actuator by inputting the shift instruction signal. A control unit that controls to reduce the engaging force of the starting clutch and causes the shift actuator to selectively switch the engaging clutch when the detected input / output rotation speed of the starting clutch is different. wherein the dog clutch, said plurality of stages the driving force driving force transmitting shaft gear meshed to the transmission shaft by axially movably selective engagement of a plurality equipped are clutch teeth to shift gears The shift actuator comprises a plurality of clutch rings to be coupled to, and the shift actuator switches the selective engagement of the clutch ring with respect to the transmission gear, and the plurality of gears in the lower and upper stages of the plurality of transmission gears . When a pair of clutch rings are simultaneously meshed with each other, the axial force in the disengagement direction with respect to the clutch ring that is simultaneously meshed with the lower stage of the transmission gear and the clutch ring that is simultaneously meshed with the upper stage of the transmission gear. A guide portion for generating an axial force in the meshing direction with respect to the clutch ring is provided between each clutch ring and the driving force transmission shaft, and when a difference occurs in the input / output rotation speeds of the starting clutch, the simultaneous the transmission with resulting axial force of the meshing releasing direction by the action of the guide portion by coasting direction torque simultaneously meshing Isle clutch ring inner circulating torque is generated in the lower part of the transmission gear by meshing the simultaneous meshing Isle clutch ring in the upper part of the gear by the action of the guide portion by the torque of the drive direction the mesh An axial force in the mating direction is generated , and the control unit has a difference in the input / output rotation speed of the starting clutch between the time when the difference in the input / output rotation speed of the starting clutch occurs and the time when the guide unit acts. It is characterized by controlling the output of the engine so as to suppress the increase.
本発明は、上記手段としたため、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチの切り替えにより変速する変速制御システムにより、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制しながら、エンジン回転数と車速との不整合によるクラッチの必要以上の滑り、及び変速ショックを確実に抑制することができる。 Since the present invention uses the above means, the speed change control system that shifts gears by switching the meshing clutch while transmitting the driving force ensures that the driving force is not interrupted and the engine speed and vehicle speed are suppressed while suppressing the shift shock and the delay in acceleration. Unnecessary slippage of the clutch due to inconsistency with the clutch and shift shock can be reliably suppressed.
駆動力伝達状態下で噛合いクラッチの切り替えにより変速することができながら、クラッチの必要以上の滑り、ショックを確実に抑制することを可能にするという目的を、エンジンからのトルクを締結調整により伝達出力する発進クラッチと、駆動力伝達軸に相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤの各噛合いクラッチが駆動力伝達状態下で選択的に切り替えられて発進クラッチからの伝達出力を変速出力するトランスミションと、発進クラッチを締結調整するクラッチ・アクチュエータと、噛合いクラッチをシフト指示信号により切り替えるシフト・アクチュエータと、発進クラッチの入力回転速度を検出するイン・プット回転速度センサ及び出力回転速度を検出するアウト・プット回転速度センサと、シフト指示信号の入力によりクラッチ・アクチュエータを制御して発進クラッチの締結力を低下させ検出される発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点でシフト・アクチュエータにより噛合いクラッチの選択的な切り替えを行わせる制御部とを備え、前記噛合いクラッチは、前記駆動力伝達軸に軸方向移動可能に複数備えられ軸方向の両サイドに2速以上はなれて前記変速ギヤがそれぞれ配置され各両サイドの何れかの変速ギヤと選択的に噛み合って前記駆動出力軸に結合させるクラッチ・リングを備え、前記シフト・アクチュエータは、前記クラッチ・リングの前記変速ギヤに対する選択的な噛み合いを切り替え、前記下段と上段との変速ギヤに前記何れか一対のクラッチ・リングが各別に同時噛合いしたとき前記下段と上段との変速ギヤに対し噛合い方向と噛合い解除方向との異なる方向の軸力を前記一対のクラッチ・リングに各別に生じさせるガイド部を前記各クラッチ・リングと前記駆動力伝達軸との間に設け、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点で、シフト・アップによる前記同時噛合いにより内部循環トルクが発生し前記下段のクラッチ・リングはコースティング方向トルクにより前記ガイド部を作用させると共に前記上段のクラッチ・リングはドライブ方向のトルクにより前記ガイド部を作用させ、前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間に前記発進クラッチの入出力回転速度の差が増加するのを抑制するようにエンジンの出力を制御することで実現した。 The torque from the engine is transmitted by tightening adjustment for the purpose of making it possible to reliably suppress excessive slippage and shock of the clutch while being able to shift gears by switching the meshing clutch under the driving force transmission state. The starting clutch that outputs and each meshing clutch of the multi-stage transmission gears that are rotatably supported by the driving force transmission shaft are selectively switched under the driving force transmission state, and the transmission output from the starting clutch is output as a shift output. Transmission, a clutch actuator that engages and adjusts the start clutch, a shift actuator that switches the meshing clutch by a shift instruction signal, an input rotation speed sensor that detects the input rotation speed of the start clutch, and an output rotation speed. When there is a difference between the output rotation speed sensor to be detected and the input / output rotation speed of the start clutch that is detected by controlling the clutch actuator by inputting the shift instruction signal to reduce the engagement force of the start clutch, the shift is performed. A control unit that selectively switches the meshing clutch by an actuator is provided, and a plurality of the meshing clutches are provided on the driving force transmission shaft so as to be movable in the axial direction, and two or more speeds can be separated on both sides in the axial direction. Each of the transmission gears is arranged and includes a clutch ring that selectively meshes with any of the transmission gears on both sides to engage with the drive output shaft, and the shift actuator relates to the transmission gear of the clutch ring. When the selective meshing is switched and any one pair of clutch rings is simultaneously meshed with the speed change gears of the lower stage and the upper stage, the meshing direction and the disengagement direction with respect to the transmission gears of the lower stage and the upper stage. A guide portion is provided between each of the clutch rings and the driving force transmission shaft to separately generate an axial force in a direction different from that of the clutch ring, and there is a difference in the input / output rotation speed of the starting clutch. When it occurs, internal circulation torque is generated by the simultaneous meshing due to shift-up, the lower clutch ring acts on the guide portion by the coasting direction torque, and the upper clutch ring acts on the drive direction torque. The guide unit is made to act, and the control unit increases the difference in the input / output rotation speed of the start clutch from the time when the difference in the input / output rotation speed of the start clutch occurs to the time when the guide unit acts. This was achieved by controlling the output of the engine so as to suppress the clutch.
前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間に前記発進クラッチの入出力回転速度の差が設定値を下回るようにエンジンの出力を制御するようにしても良い。 The control unit outputs the engine so that the difference in the input / output rotation speed of the start clutch is less than the set value between the time when the difference in the input / output rotation speed of the start clutch occurs and the time when the guide unit operates. May be controlled.
前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間で前記クラッチ・アクチュエータの制御を固定するようにしても良い。 The control unit may fix the control of the clutch / actuator from the time when the input / output rotation speed of the start clutch is different to the time when the guide unit operates.
[変速制御システム]
図1は、変速制御システムのブロック図、図2は、変速制御システムの構成図である。
[Shift control system]
FIG. 1 is a block diagram of a shift control system, and FIG. 2 is a configuration diagram of a shift control system.
本発明を実現する図1、図2の実施例の変速制御システム1001は、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチの切り替えにより変速する、いわゆるシームレス・シフトのトランスミション1003及び発進クラッチ1005を制御部としてのコントローラ1007によって変速制御するものである。
The
トランスミション1003は、噛合いクラッチ47、49、51を備え、シフト・アクチュエータ1009により切り替えられるようになっている。シフト・アクチュエータ1009は、例えば、電動モータによって構成され、シフト・ドラム119の入力軸119aに取り付けられ、コントローラ1007の出力ポート側に図示しない駆動回路を介して接続されている。
The
発進クラッチ1005は、クラッチ・アクチュエータ1011により締結調整されるようになっている。発進クラッチ1005は、エンジン1013のクランク・シャフト1015とトランスミション1003のメイン・シャフト3との間に設けられ、エンジン1013の出力をトランスミション1003へ断続可能に伝達する。
The starting clutch 1005 is engaged and adjusted by the
この発進クラッチ1005は、一対の摩擦部材1019a、1019bをスプリング1021により締結調整することでエンジン1013からの出力を調整することができる。スプリング1021は、内径側に可動スリーブ1023aが結合され、可動スリーブ1023aが固定スリーブ1023bに対して軸方向移動調整される構成となっている。
The start clutch 1005 can adjust the output from the
固定スリーブ1023b側には、ソレノイドで構成されたクラッチ・アクチュエータ1011が設けられ、クラッチ・アクチュエータ1011への通電制御により可動スリーブ1023aをスプリング1021の付勢力に抗して軸方向移動させようになっている。クラッチ・アクチュエータ1011は、コントローラ1007の出力ポート側に図示しない駆動回路を介して接続されている。
A
なお、図示上、クラッチ・アクチュエータ1011は、固定スリーブ1023bから離れているが、クラッチ・アクチュエータ1011及び固定スリーブ1023bは、一体的に形成されているものである。
Although the
また、発進クラッチ1005は、電気的に制御する油圧アクチュエータ等により締結制御する構成にすることもできる。 Further, the starting clutch 1005 may be configured to be engaged and controlled by an electrically controlled hydraulic actuator or the like.
コントローラ1007は、例えばマイクロ・コンピュータにより構成され、CPU、ROM、RAMなどを備えている。コントローラ1007の入力ポートには、イン・プット回転速度センサ1025、アウト・プット回転速度センサ1027が接続され、シフト指示検出センサ1029、エンジン回転数センサ1031、アクセル開度センサ1033、車速センサ1035が接続されている。
The
イン・プット回転速度センサ1025は、発進クラッチ1005の入力回転速度を検出して制御部に入力するものであり、クランク・シャフト1015の回転速度を検出する。アウト・プット回転速度センサ1027は、発進クラッチ1005の出力回転速度を検出してコントローラ1007に入力するものであり、メイン・シャフト3の回転速度を検出する。
The input
シフト指示検出センサ1029は、手動又は自動によるシフト指示の信号を検出してコントローラ1007に入力するものである。
The shift
シフト指示検出センサ1029は、例えば、シフト・レバーのマニュアルモードでの操作によりシフト・アップ又はシフト・ダウンが行われたとき、その操作信号を検出してシフト・レバーの操作信号としてコントローラ1007に入力する。
For example, when the shift
自動によるシフト指示信号は、コントローラ1007に入力されるエンジン回転数、アクセル開度、車速に基づくものであり、エンジン回転数センサ1031、アクセル開度センサ1033、車速センサ1035からのエンジン回転数検出信号、アクセル開度検出信号、車速検出信号の入力に基づき適切な変速段が算出されることになる。
The automatic shift instruction signal is based on the engine speed, accelerator opening, and vehicle speed input to the
なお、実施例としては、変速を手動又は自動に切り換えて行わせることができるものであるが、手動又は自動での何れかのみによる変速の切り換えを行える態様にすることもできる。 As an embodiment, the shifting can be switched manually or automatically, but it is also possible to switch the shifting manually or automatically.
そして、コントローラ1007にシフト指示信号が入力されると、コントローラ1007は、クラッチ・アクチュエータ1011の制御により発信クラッチ1005の締結力を徐々に低下させる。この低下によりイン・プット回転速度センサ1025、アウト・プット回転速度センサ1027により入力されている発進クラッチ1005の入出力回転速度に差が生じた時点でシフト・アクチュエータ1009により噛合いクラッチ47、49、51の選択的な切り替えを行わせる。
Then, when the shift instruction signal is input to the
噛合いクラッチ47、49、51の選択的な切り替えが完了すると、クラッチ・アクチュエータ1011により発進クラッチ1005が100%の締結結合が行われる。
When the selective switching of the meshing
[変速制御、発進クラッチ制御、及びエンジン制御]
図3は、発進クラッチ滑り出しからの時間と発進クラッチの入力回転速度の上昇との関係を示すグラフである。図4は、変速制御システムのフローチャートである。図5は、変速制御システムのフローチャートのサブルーチンである。
[Shift control, start clutch control, and engine control]
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the time from the start clutch slippage and the increase in the input rotation speed of the start clutch. FIG. 4 is a flowchart of the shift control system. FIG. 5 is a subroutine of the flowchart of the shift control system.
上記のように、出願人が提案した従来の変速制御システムでは、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチの切り替えにより変速することができても、エンジン回転数と車速との不整合によるクラッチの必要以上の滑りの抑制、或いはショックの吸収に限界があったため、噛合いクラッチの選択的な切り替えを、発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点として必要以上の滑りの抑制、或いはショックの吸収を可能とした。 As described above, in the conventional shift control system proposed by the applicant, even if the shift can be changed by switching the meshing clutch while transmitting the driving force, the clutch is required due to the mismatch between the engine speed and the vehicle speed. Since there was a limit to the above-mentioned suppression of slippage or shock absorption, selective switching of the meshing clutch was performed to suppress slippage more than necessary when there was a difference in the input / output rotation speed of the starting clutch, or to suppress shock. Allowed absorption.
しかし、かかる場合でも、滑りの抑制、ショックの吸収には一定の限界があった。 However, even in such a case, there are certain limits in suppressing slippage and absorbing shock.
つまり、噛合いクラッチの選択的な切り替えを、発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点としても、シフト・アクチュエータが強大なパワーを有する場合は別として、現実には発進クラッチ1005のすべり出しからシフト・アップまでには、各部のある程度の動作時間を必要とする。 That is, even when the input / output rotation speed of the start clutch is different, the start clutch 1005 actually slides out, except when the shift actuator has a great power, when the meshing clutch is selectively switched. It takes a certain amount of operation time for each part from to shift up.
この必要な動作時間のため、その間に発進クラッチすべり出し時よりもエンジン回転が上昇することになった。加えて、上昇速度もシフト・アップのタイミングもバラつく。このため、シフト・アップ時の差回転も図3の線分A、B、C等のようにバラつくことになる。 Due to this required operating time, the engine speed increased during that time compared to when the start clutch slipped out. In addition, the ascending speed and the timing of shift-up vary. Therefore, the differential rotation at the time of upshifting also varies as shown in the line segments A, B, C, etc. in FIG.
この結果、シフト・アップ時の異音も大きくなり、且つ異音の大小及び異音の有無もバラつき、不快感を増大させる原因となる。 As a result, the abnormal noise at the time of upshifting becomes large, and the magnitude of the abnormal noise and the presence / absence of the abnormal noise vary, which causes an increase in discomfort.
一方、シフト・アクチュエータのパワーを強大なものにすれば、発進クラッチ1005のすべり出しからシフト・アップまでの時間を限りなく短くすることができ、その間のエンジン回転の上昇を抑制することは、理論的には可能である。 On the other hand, if the power of the shift actuator is increased, the time from the start clutch 1005 sliding out to the shift up can be shortened as much as possible, and it is theoretically possible to suppress the increase in engine rotation during that period. Is possible.
しかし、そのような強大なパワーのシフト・アクチュエータは、装置の大型化、重量増を招くため現時的ではない。また、強大なパワーでのシフト動作では、各部の衝突音の増大を招き、却って異音増大を招く原因となる。 However, such a powerful shift actuator is not current because it causes an increase in size and weight of the device. In addition, the shift operation with a large power causes an increase in the collision sound of each part, which in turn causes an increase in abnormal noise.
そこで、図4、図5のように制御し、発進クラッチすべり出し後のエンジン回転上昇を抑制して変速させるようにした。 Therefore, the control is performed as shown in FIGS. 4 and 5, so that the increase in engine speed after the start clutch slides out is suppressed to shift the gear.
すなわち、図1において、コントローラ1007は、発進クラッチ1005の入出力回転速度に差が生じた時点から後述するガイド部Gが作用するまでの間に発進クラッチ1005の入出力回転速度の差が増加するのを抑制するようにエンジンの出力を制御する。
That is, in FIG. 1, in the
ガイド部Gが作用するまでの間とは、シフト指示信号によりシフト・アクチュエータ1009が駆動されてからシフト・フォーク77、79、85、87の何れかがシフト・アップのために動作し、クラッチ・リング59、61、63の何れかが連動してガイド部Gが作用するまでの時間を意味する。ガイド部Gが作用し、クラッチ・リング59、61、63が噛合いを始めた後は除かれる。
Until the guide unit G operates, after the
具体的には、コントローラ1007は、発進クラッチ1005の入出力回転速度に差ΔNが生じた時点からガイド部Gが作用するまでの間、発進クラッチ1005の入出力回転速度Ni、Noの差が設定値である閾値を下回るようにエンジンの出力を制御する。この場合、進クラッチ1005の入出力回転速度に差ΔNが生じた時点からガイド部Gが作用するまでの間の全体でエンジンの出力を制御する。但し、進クラッチ1005の入出力回転速度に差ΔNが生じた時点からガイド部Gが作用するまでの間で部分的にエンジンの出力を制御する構成にすることも可能である。
Specifically, the
エンジンの出力を制御する手段としては、スロットルを絞る、燃料を調整する、点火をカットする、点火タイミングを遅らせる、などがある。 Means for controlling engine output include throttle throttle, fuel adjustment, ignition cut, and delay in ignition timing.
図4のフローチャートは、例えば前記エンジン1013の始動により実行される。
The flowchart of FIG. 4 is executed, for example, by starting the
ステップS1(以下、ステップSを端に「S」と略称する。)では、「シフト指示の読み込み」の処理により、シフト指示信号が読み込まれる。この読み込みでは、手動又は自動によるシフト指示の信号が読み込まれS2へ移行する。 In step S1 (hereinafter, step S is abbreviated as "S" at the end), the shift instruction signal is read by the process of "reading the shift instruction". In this reading, a manual or automatic shift instruction signal is read and the process shifts to S2.
S2では、「シフト指示有り?」の判断処理により、読み込まれた信号からシフト指示信号が有るか否かが判断される。シフト指示有りであれば(YES)、S3に移行し、シフト指示なしであれば(NO)、S1へ戻る。 In S2, it is determined from the read signal whether or not there is a shift instruction signal by the determination process of "is there a shift instruction?". If there is a shift instruction (YES), the process proceeds to S3, and if there is no shift instruction (NO), the process returns to S1.
S3では、「発進クラッチ締結力の低下」の処理により、コントローラ1007がクラッチ・アクチュエータ1011への通電を制御して可動スリーブ1023aを固定スリーブ1023b側へ軸方向移動調整し、発進クラッチ1005の締結力を徐々に低下させ、S4に移行する。
In S3, the
S4では、「アウト・プット、イン・プット回転数読み込み」の処理により、イン・プット回転速度センサ1025、アウト・プット回転速度センサ1027により入力されている発進クラッチ1005の入出力回転速度が読み込まれ、S5へ移行する。
In S4, the input / output rotation speed of the start clutch 1005 input by the input / put
S5では、「アウト・プット<イン・プット?」の判断処理が実行され、発進クラッチ1005の入出力回転速度に差が生じた時点(YES)、つまり、アウト・プット回転速度がイン・プット回転速度に対して遅れて発進クラッチ1005がすべり始めた時に、S6に移行し、差が生じておらず発進クラッチ1005がすべり始めていない間は(NO)、S3へ戻り、S3、S4、S5が繰り返される。 In S5, the determination process of "output <in-put?" Is executed, and when there is a difference in the input / output rotation speed of the start clutch 1005 (YES), that is, the output-put rotation speed is the input-put rotation. When the start clutch 1005 starts to slide behind the speed, it shifts to S6, and while there is no difference and the start clutch 1005 does not start to slide (NO), it returns to S3, and S3, S4, and S5 are repeated. Is done.
S6では、「加圧力固定」の処理により、発進クラッチ締結力の低下の処理が停止され、クラッチ・アクチュエータ1011の制御を切り替えが完了するまで固定し、S7へ移行する。
In S6, the process of "fixing the pressing force" stops the process of reducing the starting clutch engaging force, fixes the control of the
S7では、「ΔN≒0、変速」の処理により、コントローラ1007がシフト・アクチュエータ1009を通電制御し、シフト指示信号に応じて噛合いクラッチ47、49、51の選択的な切り替えを行わせ、S8に移行する。
In S7, the
この場合、本実施例では、図5のサブルーチンが実行され、発進クラッチ1005すべり出し開始後のエンジン回転上昇を抑制して変速させる。図5のサブルーチンは、後述する。 In this case, in this embodiment, the subroutine of FIG. 5 is executed to suppress the increase in engine rotation after the start clutch 1005 starts to slide and shift the gear. The subroutine of FIG. 5 will be described later.
S8では、「クラッチ100%結合」の処理により、コントローラ1007がクラッチ・アクチュエータ1011の通電制御を停止するとスプリング1021が自らの付勢力でリターンし、摩擦部材1019a、1019bを締結してクラッチ100%結合の状態とし、処理を戻す。
In S8, when the
図5のサブルーチンでは、S701の「変速開始」の処理により、シフト・アクチュエータ1009による噛合いクラッチ47、49、51の選択的な切り替え動作が開始すると共に、S702へ移行する。
In the subroutine of FIG. 5, the process of “starting shifting” in S701 starts the selective switching operation of the meshing
S702では、「アウト・プット、イン・プット回転数読み込み」の処理により、シフト・アクチュエータ1009による切り替え動作開始の起因となる発進クラッチすべり開始時の入出力回転数を読み込み、S703へ移行する。
In S702, the input / output rotation speed at the start of the start clutch slip, which causes the start of the switching operation by the
S703では、「ΔN=Ni−No>閾値?」の判断処理により、エンジン回転数が上昇し、入出力回転数の差が設定された閾値を上回るか否かを判断する。この閾値は、発進クラッチ1005のすべりを示すΔNによって変速ショックによる不快な異音が発生するか否かの基準となり、実験により予め求める。閾値はゼロでも良い。ΔNが閾値を上回らなれば(NO)、S704、S705へ移行し、上回れば(YES)、S706へ移行する。 In S703, the determination process of "ΔN = Ni-No> threshold value?" Determines whether or not the engine speed increases and the difference between the input / output speeds exceeds the set threshold value. This threshold value serves as a reference for whether or not an unpleasant abnormal noise due to a shift shock is generated by ΔN indicating the slip of the start clutch 1005, and is obtained in advance by an experiment. The threshold value may be zero. If ΔN exceeds the threshold value (NO), the process proceeds to S704 and S705, and if it exceeds the threshold value (YES), the process proceeds to S706.
S704では、「変速信号読込」の処理により、変速動作の完了信号を読み込む。変速信号は、噛合いクラッチ47、49、51の選択的な切り替え動作が終了し、シフト・アップが完了したことを検出するためのものである。この信号の検出は、例えばシフト・ドラム119の回転位置をシフト・アクチュエータ1009の回転などにより検出することによる。
In S704, the completion signal of the shifting operation is read by the process of "reading the shifting signal". The shift signal is for detecting that the selective switching operation of the meshing
S705では、「変速終了?」の判断処理が行なわれ、変速が終了していなければ(NO)、S702へ処理が戻され、変速が終了していれば(YES)、S7のサブルーチンは終了し、図4のS8へ前記のように移行する。 In S705, the determination process of "shift end?" Is performed, and if the shift is not completed (NO), the process is returned to S702, and if the shift is completed (YES), the subroutine of S7 ends. , Transition to S8 of FIG. 4 as described above.
S706では、「エンジン出力制御」の処理により、エンジンの出力が一旦低下され、S707へ移行する。このエンジンの出力低下により発進クラッチすべり開始後のエンジン回転数の上昇が抑制される。エンジン出力制御は、例えばスロットルのパルス幅制御等による絞り制御などにより発進クラッチ1005のイン・プット回転数とアウト・プット回転数との差回転ΔNが増大しないようにする。このときのΔNの変化のイメージは、図3の線分Cのようになる。線分Cは、線分A、B、Cに比較して、発進クラッチ1005のすべり出しからの時間tに係らずΔNの上昇が抑制されている。
In S706, the output of the engine is temporarily reduced by the process of "engine output control", and the process shifts to S707. This decrease in engine output suppresses the increase in engine speed after the start clutch slip starts. The engine output control prevents the differential rotation ΔN between the input / put rotation speed and the output rotation speed of the start clutch 1005 from increasing due to throttle control such as throttle pulse width control. The image of the change in ΔN at this time is as shown by the line segment C in FIG. In the line segment C, as compared with the line segments A, B, and C, the increase in ΔN is suppressed regardless of the time t from the start slip of the
S707では、「ΔN=Ni−No≦閾値?」の判断処理により、エンジン回転数が設定された閾値を下回ったか否かを判断する。この閾値は、S703のものと同一である。ΔNが閾値を下回らなれば(NO)、S706へ戻り、再度「エンジン出力制御」の処理によりΔNの上昇を抑制する制御が行なわれる。 In S707, it is determined whether or not the engine speed has fallen below the set threshold value by the determination process of "ΔN = Ni−No ≦ threshold value?". This threshold is the same as that of S703. If ΔN falls below the threshold value (NO), the process returns to S706, and the process of “engine output control” again controls the suppression of the increase in ΔN.
S708では、「変速信号読込」の処理が行なわれ、S709では、「変速終了?」の判断処理が行なわれる。変速信号は、シフト・アクチュエータ1009を制御するコントローラ1007の制御信号とすることができる。S708は、S704に対応し、S709は、S705に対応し、同じ処理が行なわれる。S709の「変速終了?」の判断処理により変速が終了していなければ(NO)、S706へ処理が戻され、変速が終了していれば(YES)、S7のサブルーチンは終了し、図4のS8へ前記のように移行する。
In S708, the process of "reading the shift signal" is performed, and in S709, the process of determining "end of shift?" Is performed. The shift signal can be a control signal of the
なお、ΔNが閾値を下回った時点でエンジン出力の制御を固定し、クラッチ・リング59、61、63が噛合いを始めた時点で固定を解除する構成にすることもできる。 It is also possible to fix the control of the engine output when ΔN falls below the threshold value and release the control when the clutch rings 59, 61, and 63 start to engage.
以上のように、駆動力を伝達しながら噛合いクラッチ47、49、51の切り替えにより変速する変速制御システムにより、駆動力が途切れず、変速ショックや加速の遅れを抑制しながら、エンジン回転数と車速との不整合によるクラッチの必要以上の滑り、或いはショックを抑制することができる。
As described above, the shift control system that shifts gears by switching the meshing
つまり、コントローラ1007により噛合いクラッチ47、49、51の選択的な切り替えを、発進クラッチ1005の入出力回転速度に差が生じた時点で行なわせ、噛合いクラッチ47、49、51の変速直前の伝達トルクを、変速時に検出することで変速を行なわせる。
That is, the
かかるコントローラ1007による伝達トルクの検出により、その伝達トルク下において変速(シフト・アップ)による同時噛合いを行なわせ、内部循環トルクが発生することで下段のクラッチ・リングはコースティング方向トルクによりガイド部Gを作用させると共に上段のクラッチ・リングはドライブ方向のトルクによりガイド部Gを作用させる。
When the transmission torque is detected by the
そして、発進クラッチ1005の入出力回転速度に差ΔNが生じた時点からガイド部Gが作用するまでの間、発進クラッチ1005の入出力回転速度の差の増加を抑制するようにエンジンの出力を制御する。 Then, the output of the engine is controlled so as to suppress an increase in the difference in the input / output rotation speeds of the start clutch 1005 from the time when the difference ΔN occurs in the input / output rotation speeds of the start clutch 1005 until the guide unit G acts. To do.
このことにより、ガイド部Gが、閾値内の差回転ΔNの下で働き始めるから、エンジン回転数と車速との不整合が抑制され、クラッチの必要以上の滑りを抑制し、変速ショックを確実に抑制することができる。 As a result, the guide unit G starts to work under the differential rotation ΔN within the threshold value, so that the mismatch between the engine speed and the vehicle speed is suppressed, the clutch is suppressed from slipping more than necessary, and the shift shock is surely suppressed. It can be suppressed.
[シームレス・シフト]
ここで、トランスミション1003のシームレス・シフトの構造及び作用を説明する。
[Seamless shift]
Here, the structure and operation of the seamless shift of the
トランスミション1003は、駆動力伝達軸であるメイン・シャフト3及びカウンタ・シャフト5に相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤの各噛合いクラッチが駆動力伝達状態下で選択的に切り替えられて前記発進クラッチからの伝達出力を変速出力するものである。
In the
このトランスミション1003の噛合いクラッチ47、49、51は、メイン・シャフト3に軸方向移動可能に複数備えられ軸方向の両サイドに2速以上はなれて変速ギヤとして2速ギヤ21と5速ギヤ27、4速ギヤ25と6速ギヤ29が配置され、カウンタ・シャフト5に同1速ギヤ19と3速ギヤ23が配置され、各両サイドの何れかの変速ギヤと選択的に噛み合って駆動出力軸に結合させるクラッチ・リング59、61、63を備えている。
A plurality of meshing
シフト・アクチュエータ1009は、クラッチ・リング59、61、63の変速ギヤに対する選択的な噛み合いを切り替えている。
The
下段と上段との変速ギヤに何れか一対のクラッチ・リング59、61、63が各別に同時噛合いしたとき下段と上段との変速ギヤに噛合い方向と噛合い解除方向との異なる方向の軸力を各別に生じさせるガイド部Gを各クラッチ・リング59、61、63と駆動力伝達軸との間に設けている。
When any pair of
以下、具体的に説明する。 Hereinafter, a specific description will be given.
図6は、トランスミションの要部拡大断面図である。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the transmission.
図2、図6のように、トランスミション1003は、駆動力伝達軸としてメイン・シャフト3及びカウンタ・シャフト5、アイドラ・シャフト7を備えている。これらメイン・シャフト3及びカウンタ・シャフト5は、軸受9、11、13、15等によりミッション・ケース17に回転自在に支持されている。アイドラ・シャフト7は、ミッション・ケース17側に固定されている。
As shown in FIGS. 2 and 6, the
メイン・シャフト3とカウンタ・シャフト5とには、複数段の変速ギヤとして1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29が固定または相対回転自在に支持されている。
カウンタ・シャフト5上の1速ギヤ19、3速ギヤ23は、メイン・シャフト3の出力ギヤ31、33に噛合い、メイン・シャフト3上の2速ギヤ21、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29は、カウンタ・シャフト5の入力ギヤ35、37、39、41にそれぞれ噛合っている。
The
アイドラ・シャフト7上のリバース・アイドラ43は、軸方向移動によりメイン・シャフト3上の出力ギヤ44及びカウンタ・シャフト5上の入力ギヤ45に噛合い可能に配置されている。
The
1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ
29は、複数の第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51によりメイン・シャフト3又はカウンタ・シャフト5に結合されてメイン・シャフト3からカウンタ・シャフト5へ変速出力可能となっている。
The
第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51は、複数段の変速ギヤの上段への変速を、複数の第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51を変更して行なうようになっている。 すなわち、複数段の変速ギヤである1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29は、第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51を変更して変速を行うように配列されている。
The first to
例えば1速ギヤ19から2速ギヤ21への変速は、複数の第1、第2の噛合いクラッチ47、49を変更して行なう。
For example, shifting from the
第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51は、基本的には同一構造であり、クラッチ・カム・リング53、55、57、クラッチ・リング59、61、63、クラッチ・リング59、61、63及び1速ギヤ19〜6速ギヤ29の各対向面に形成されたクラッチ歯47a、47b、49a、49b、51a、51b、19a、21a、23a、25a、27a、29aを備えている。
The first to
したがって、クラッチ・リング59、61、63は、メイン・シャフト3、カウンタ・シャフト5の軸方向へ噛合い移動してクラッチ歯47a、47b、49a、49b、51a、51b、19a、21a、23a、25a、27a、29aの選択的な噛合いにより変速出力のための結合を行わせる。
Therefore, the clutch rings 59, 61, 63 mesh with each other in the axial direction of the
第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51のクラッチ・カム・リング53、55、57には、への字状のカム溝65、67、69が形成されている。第1の噛合いクラッチ47のクラッチ・カム・リング53は、カウンタ・シャフト5に結合され、一体回転可能となっている。第2、第3の噛合いクラッチ49、51のクラッチ・カム・リング55、57は、メイン・シャフト3に結合され、一体回転可能となっている。
The clutch cam rings 53, 55, 57 of the first to
第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51のクラッチ・リング59、61、63は、クラッチ・カム・リング53、55、57の外周に嵌合配置され、軸方向へ移動可能となっている。クラッチ・リング59、61、63の内周には、カム突起71、73、75が形成され、カム溝65、67、69に嵌合しガイドされるようになっている。
The clutch rings 59, 61, 63 of the first to
クラッチ・リング59及びリバース・アイドラ43には、後述するシフト・フォーク77、79が嵌合する周凹条81、83が形成されている。クラッチ・リング59の外周には、さらに前記入力ギヤ45が形成されている。クラッチ・リング61、63には、後述するシフト・フォーク85、87が嵌合する周凸条89、91が形成されている。
The
第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51は、変速操作部93により選択的に操作されるようになっている。リバース・アイドラ43も、変速操作部93により操作されるようになっている。
The first to
変速操作部93は、ミッション・ケース17内に備えられ、複数のシフト・フォーク77、79、85、87と複数のシフト・ロッド103、105、107、109とシフト・アーム111、113、115、117とシフト・ドラム119とを備えている。
The shifting
シフト・フォーク77、79、85、87は、第1〜第3の各噛合いクラッチ47、49、51毎及びリバース・アイドラ43に備えられ、各噛合いクラッチ47、49、51、リバース・アイドラ43を連動させるものである。
The
シフト・ロッド103、105、107、109は、各シフト・フォーク77、79、85、87を支持している。
シフト・アーム111、113、115、117は、各シフト・ロッド103、105、107、109に結合されている。
The
シフト・ドラム119は、シフト溝120、121、123、125を備え、このシフト溝120、121、123、125に各シフト・アーム111、113、115、117の先端突部を係合させている。
The
シフト・フォーク85、87側とミッション・ケース17側との間には、凹凸部127、129及びチェック部131、133が設けられている。シフト・フォーク99側とミッション・ケース17側との間にも、同一構造の、凹凸部及びチェック部が設けられているが、図示は省略する。
Concavo-
凹凸部127、129は、シフト・フォーク95、97に形成され、山形の位置決め凹部127a、127b、127c、129a、129b、129cを備えている。位置決め凹部127a、129aは、ニュートラル位置に対応し、位置決め凹部127b、127c、129b、129cは、コースト噛み合い位置に対応している。
The
チェック部131、133は、ミッション・ケース17側に支持され、チェック・ボール131a、133aをチェック・スプリング131b、133bにより付勢し、凹凸部127、129に弾性力を持って係合させている。この係合により第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51をニュートラル位置とコースト噛合い位置とへ位置決めることができる。
The
トランスミション1003の出力は、カウンタ・シャフト5の出力ギヤ135に噛合うフロント・デファレンシャル装置137から行う。
The output of the
すなわち、シフト・レバーのマニュアル操作信号に基づき、或いはアクセル・ペダルの操作によるアクセル開度及び車速信号等に基づき、シフト・モータ(図示せず)によりシフト・ドラム119が回転駆動されると、シフト溝120、121、123、125のガイドにより何れかのシフト・アーム111、113、115、117を介してシフト・ロッド103、105、107、109が軸方向へ選択駆動される。
That is, when the
このシフト・ロッド103、105、107、109の選択駆動によりシフト・フォーク77、79、85、87の何れかを介して第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51、或いはリバース・アイドラ43が選択操作される。この選択操作により、1速ギヤ19〜6速ギヤ29、リバース・アイドラ43が選択的に動作し、シフト・アップ、シフト・ダウン、リバースのチェンジを行わせることができる。
The selective drive of the
前記変速操作部93及び第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51に、前記変速操作部93の動作により下段と上段の噛合いクラッチが2重噛合いした時、エンジンの出力トルクに係らず、機構上必然的に発生する内部循環トルクにより上段はドライブ方向のトルクが働きより深く噛み合う方向へ、下段はコースティング・トルクによりクラッチをニュートラル方向へ移動させて噛合いを解除する作用を有するガイド部Gを各段に設けている。
When the lower and upper meshing clutches are double-engaged with the speed
ガイド部Gは、前記のようにカム溝65、67、69及びカム突起71、73、75を第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51に備えている。カム溝65、67、69及びカム突起71、73、75により、第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51のコースト噛合い位置で駆動トルク及びコースティング・トルクを前記1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29に伝達し、コースト噛合い位置よりも噛合い離脱側へ移動した離脱待機の位置でのみコースティング方向トルクにより前記噛合いをニュートラル方向へガイドすることができる。
As described above, the guide portion G is provided with
また、ガイド部Gは、移動力伝達機構Mを変速操作部93に備え、後述する駆動斜面Fを第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51の正の駆動トルク伝達側のみに備えている。
Further, the guide unit G is provided with the moving force transmission mechanism M in the speed
駆動斜面Fは、ドライブ・トルクにより第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51のクラッチ・リング59、61、63を離脱待機の位置へ移動させる移動力を発生させることができる。尚斜面Fは歯車側のクラッチ歯に設けても良く同様の機能を得ることが出来る。
The drive slope F can generate a moving force for moving the clutch rings 59, 61, 63 of the first to
図7、図8は、カム溝及びカム突起を示す展開図、図9、図10は、クラッチ・カム・リング及びクラッチ・リングの関係を示す斜視図、図11は、クラッチ・カム・リングを示す斜視図、図12は、クラッチ・リングを示す斜視図である。 7 and 8 are development views showing a cam groove and a cam protrusion, FIGS. 9 and 10 are perspective views showing a relationship between a clutch cam ring and a clutch ring, and FIG. 11 is a clutch cam ring. FIG. 12 is a perspective view showing a clutch ring.
図7〜図12のように、カム溝65、67、69は、クラッチ・カム・リング53、55、57の外周面に周方向等間隔で複数形成されている。このカム溝65、67、69は、ニュートラルに対応する部分を含めて軸方向の中央部にV形状部65a、67a、69aが形成され、その両側に平坦部65b、67b、69bが形成されたものである。
As shown in FIGS. 7 to 12, a plurality of
このため、噛み合いクラッチ47、49、51が非待機位置に位置する場合、該平坦部65b、67b、69bにカム突起71、73、75が位置するため、コースティング・トルクが作用しても、ニュートラル方向へのスラストは生ぜず、噛み合いを保つ。
Therefore, when the meshing
カム突起71、73、75は、クラッチ・リング59、61、63の内周に周方向一定間隔で径方向に突設され、前記カム溝65、67、69にそれぞれ嵌入し、ガイドされるようになっている。
The cam protrusions 71, 73, and 75 are radially projected from the inner circumferences of the clutch rings 59, 61, and 63 at regular intervals in the circumferential direction, and are fitted into and guided by the
したがって、第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51のコースト噛合い位置では、カム突起71、73、75が平坦部65b、67b、69bに位置して駆動トルク及びコースティング・トルクを前記1速ギヤ19、2速ギヤ21、3速ギヤ23、4速ギヤ25、5速ギヤ27、6速ギヤ29に伝達することができる。
Therefore, at the coastal meshing positions of the first to
第1〜第3の噛合いクラッチ47、49、51の離脱待機の位置では、カム突起71、73、75がV形状部65a、67a、69aに位置するから、図8のようにコースティング方向トルクにより噛合いをニュートラル方向へガイドすることができる。
At the disengagement standby positions of the first to
図13、図14は、シフト・フォーク、チェック部、及び噛合いクラッチとの関係を示す概略図、図15は、クラッチ・リングの要部展開図、図16は、ドグ・クラッチの噛合いを示し、(a)は、コースト噛合い位置、(b)は、待機噛合い位置を示す要部展開図である。図13〜図16は、第3の噛合いクラッチについて説明する。第1、第2の噛合いクラッチについても同様であり、重複説明は省略する。 13 and 14 are schematic views showing the relationship with the shift fork, the check portion, and the meshing clutch, FIG. 15 is a developed view of the main part of the clutch ring, and FIG. 16 is the meshing of the dog clutch. (A) is a coastal meshing position, and (b) is a development view of a main part showing a standby meshing position. 13 to 16 show a third meshing clutch. The same applies to the first and second meshing clutches, and duplicate description will be omitted.
図13〜図16のように、第3の噛合いクラッチ51は、クラッチ・リング63のクラッチ歯51a、51bと4速ギヤ25、6速ギヤ29のクラッチ歯25a、29aとが、周方向の配置において、歯幅よりも大きな相互間隔を有している。各クラッチ歯51a、51b、25a、29aの周方向噛合い面は、歯の根元が若干細くなるように傾斜形成されている。
As shown in FIGS. 13 to 16, in the third meshing
クラッチ・リング63のクラッチ歯51a、51bの根元には、駆動トルクを受ける噛合い面に前記駆動斜面Fがそれぞれ形成されている。
At the roots of the
したがって、第3の噛合いクラッチ51を、例えば6速ギヤ29に噛合い結合させ、駆動トルクが働くと、図16(b)のように駆動斜面Fによってクラッチ・リング63が移動する。このとき図14に示す、シフト・フォーク87の凹部129bがボール133aを押しのけ、スプリング133bは加圧されエネルギを蓄える。
Therefore, when the third meshing
この移動を許すのはシフト・アーム117のガイドに対しシフト溝125に適宜軸方向の遊びを設けているからである。この移動によりクラッチ・リング63は、図13、図16(a)のコースト噛合い位置よりも噛合い離脱側へ移動した離脱待機の位置となる。
This movement is permitted because the
次に駆動トルクがコースト方向に変化すると、歯は反対側に押し付けられ、図16に示す斜面Fから離脱する。このため上記スプリング133bのエネルギにより凹部129b、ボール133aの作用で図16(a)に示す深い噛み合い状態となる。この状態においては、図2、図6に示すカム突起75がカム溝69の軸方向端部側の平坦部69bに位置するため、クラッチ・リング63にスラストは発生しない。
Next, when the driving torque changes in the coast direction, the teeth are pressed to the opposite side and separated from the slope F shown in FIG. Therefore, the energy of the
一方上段への変速が開始された場合、図2に示すシフト・ドラム119が回転しているので下段のシフト溝125の形状によりシフト・アーム117のガイドに対する上記遊びをなくしコースト・トルクが作用しも離脱位置を保持する。このとき突起75はカム溝69の平坦部69bから斜面部へ移動しているため上段ギヤの噛合いにより、下段ギヤにコースティング・トルクが負荷されると、カム溝69の斜面によりニュートラル方向へ移動するスラスト分力を得ることができる。具体的な変速アクションについては後記する。
On the other hand, when the shift to the upper stage is started, since the
[シフト・アップ]
図17は、シフト・アップ時トランスミションの4速ギヤ噛み合いを示す概略図、図18は、シフト・アップ時トランスミションの4速クラッチ・リングの離脱待機の位置を示す概略図、図19は、5速に変速終了時の概略図、図20は、シフト・ダウン時、4速5速がニュートラルであることを示す概略図である。
[Shift up]
FIG. 17 is a schematic view showing the meshing of the 4th gear of the transmission during shift-up, FIG. 18 is a schematic view showing the position of the 4-speed clutch ring waiting for release of the transmission during shift-up, and FIG. A schematic diagram at the end of shifting to the 5th gear, FIG. 20 is a schematic diagram showing that the 4th and 5th gears are in neutral at the time of downshifting.
ここでは、説明を簡単にするため、4速(下段)から5速(上段)へのシフト・アップを主に説明する。他の段のシフト・アップも同様である。図中、ドライブ方向の矢印は、メイン・シャフト3を図上右から見て反時計回りに回転することを示す。
Here, for the sake of simplicity, the shift-up from the 4th speed (lower stage) to the 5th speed (upper stage) will be mainly described. The same applies to the shift up of other stages. In the figure, the arrow in the drive direction indicates that the
(4速→5速)
図17〜図20にシフト・アップ時の動きを示す。図17の4速のクラッチ歯25aにはドライブ・トルクが付加されているため前記したようにクラッチ・リング63は斜面Fの作用により図18のように離脱待機位置となる。つまり4速位置にあるクラッチ・リング63の突起75はカム溝69の斜面に位置することとなる。このときシフト・ドラム119の回転により5速へのシフト・アップ操作が行われると、シフト溝123が働き、シフト・アーム115、シフト・ロッド107、シフト・フォーク85を介してクラッチ・リング61が操作される。この操作によりクラッチ・リング61が5速ギヤ27に噛み合い、4速ギヤ25及び5速ギヤ27が同時噛合いとなる。
(4th speed → 5th speed)
17 to 20 show the movement during shift-up. Since the drive torque is applied to the 4-speed
このときエンジン出力トルクの如何に係らず同時噛み合いによる機構的必然による内部循環トルクにより4速側にはコースティング・トルク、5速側にはドライブ・トルクが発生する。このトルクがカム溝69、67の斜面の作用で4速位置にあるクラッチ・リング63には図右側ニュートラル方向、5速位置のクラッチ・リング61には図右側噛み合いを深める方向のスラストが発生し、それぞれのクラッチ・リング63、61を所定の位置に移動し、図19に示すように5速へのシフト・アップを終了させる。
At this time, regardless of the engine output torque, coasting torque is generated on the 4th speed side and drive torque is generated on the 5th speed side due to the internal circulation torque due to mechanical inevitability due to simultaneous meshing. Due to the action of the slopes of the
本発明実施例の特徴は、クラッチ・リング59、61、63が軸方向へ移動するとき、カム溝65、67、69の斜面の作用で、メイン・シャフト3またはカウンタ・シャフト5と同回転するカム・リング53、55、57に対して相対的に下段側のクラッチ・リング59、61、63は回転が遅れ、上段側のクラッチ・リング59、61、63は回転が先行する。このような状況で回転する下段と上段との歯車のクラッチ歯19a、21a、23a、25a、27a、29aの相対速度をなくしダブル噛み合いを許容すると共に、シンクロ作用を発生し変速ショックを緩和する。
The feature of the embodiment of the present invention is that when the clutch rings 59, 61, 63 move in the axial direction, they rotate in the same manner as the
[エンジンブレーキが働いているときのシフト・アップ]
エンジンブレーキが作用しているときシフト・アップすると、4速位置にあるクラッチ・リング63は待機位置に位置しない状態で変速が行われる。このときシフト・アップ操作によりクラッチ・リング61が5速ギヤ27に噛み合い、4速に更なるコースティング・トルクが働くが、4速位置のクラッチ・リング63は離脱待機位置に無いため、ニュートラル方向へのスラスト分力は発生しない。
[Shift up when the engine brake is working]
If the shift is up while the engine brake is operating, the
しかし、(1)エンジンブレーキ時のコースティング・トルクは加速時のトルクに比べ絶対値が小さく、噛み合いクラッチに働く摩擦力は小さい。(2)5速位置のクラッチ・リング61はカム溝67の斜面作用で強力なスラスト分力が発生する。
However, (1) the coasting torque during engine braking has a smaller absolute value than the torque during acceleration, and the frictional force acting on the meshing clutch is small. (2) The
このスラストが5速位置のシフト・フォーク85、シフト・ロッド107、シフト・ドラム119を経て、4速位置のシフト・ロッド109、シフト・フォーク87へと伝達され、4速位置のクラッチ・リング63を図右側のニュートラル方向へ駆動する。従って、このような場合でもシフト・アップへの支障は生じない。
This thrust is transmitted to the
またドライブ・トルクが働いている場合であっても、斜面Fがない場合、クラッチ・リング63は離脱待機位置に位置しない。しかし、この場合であっても、上記5速位置のシフト機構からの力の伝達により、強制的にニュートラル方向へクラッチ・リング63を移動できる。
Further, even when the drive torque is applied, the
このため斜面Fは本発明に必須のものではなく、変速をよりスムースにするためのものである。 Therefore, the slope F is not indispensable for the present invention, but is for smoothing the shifting.
また、本実施例はシフト・ドラム119のシフト溝120、121、123、125(円筒カム)によりシフト操作するが、平面カム、または各シフト・ロッドを制御された油圧や電動モータ、空気圧等で駆動しても本発明は成立する。
Further, in this embodiment, the shift operation is performed by the
[シフト・ダウン 5速→4速]
減速時は加速時のような、シームレス・シフトの必要性は無い。減速は主にブレーキにより受け持たれ、エンジンからの出力は基本的に関係しないから、エンジンからの駆動トルクやエンジンブレーキトルクが途切れても問題ないためである。このため通常のマニアルトランスミションと同じように、まず上段の5速位置にあるクラッチ・リング61を図20に示すニュートラルに移動させ動力を遮断し、次にクラッチ・リング63を4速ギヤ25を噛み合わせることでシフト・ダウンする。
[Shift down 5th gear → 4th gear]
When decelerating, there is no need for seamless shift as when accelerating. This is because deceleration is mainly handled by the brake, and the output from the engine is basically irrelevant, so there is no problem even if the drive torque from the engine or the engine brake torque is interrupted. Therefore, as in the case of normal manual transmission, the
以上で、図17の噛み合い状態となる。 With the above, the meshed state shown in FIG. 17 is obtained.
このように本実施例はシフト・アップとシフト・ダウンで、噛み合い移行の形態が異なることを特徴とする。これは、上段と下段のシフト・リング61、63が独立しているためと円筒カム119のシフト溝125、123の連携形状による。
As described above, this embodiment is characterized in that the form of meshing transition is different between shift-up and shift-down. This is because the upper and lower shift rings 61 and 63 are independent and the
[シフト・アップ 4速→5速]
以下このようにシフト・アップとシフト・ダウンとで変速形態を異ならせる機構について図21により説明する。図21は、シフト・アップ、シフト・ダウンのときのドラム溝の作動説明である。
[Shift up 4th gear → 5th gear]
Hereinafter, a mechanism for changing the shift mode between shift up and shift down will be described with reference to FIG. FIG. 21 is an explanation of the operation of the drum groove at the time of upshifting and downshifting.
図17に示す4速時、シフト・アーム117及びシフト・アーム115は、図21に示す位置115aおよび位置117aにある。シフト・ドラム119がシフト・アップのため図手前側へ上から下へ回転すると、シフト溝123の斜面123aによりシフト・アーム115が位置115b1から、115b2、115cへと移動する。このときダブル噛み合いが生じシフト・アーム117は、位置117b1位置からカム・リング57のカム溝69の斜面の働きで、位置117b2に自動的に移動しニュートラルとなる。更にシフト・ドラム119の回転で位置117C に移行する。以上で4速から5速へのシフト・アップは終了する。
At 4th gear shown in FIG. 17, the
[シフト・ダウン 5速→4速]
5速でクラッチが噛み合っているとき、シフト・フォーク117はチェック部133により図2に示すようにニュートラル位置に保持されている。シフト・ドラム119が回転し、シフト溝125がシフト・アーム117に対し、図21の位置117b2にあって軸方向の遊びがあっても、上記チェック部133によりシフト・アーム117は位置117b2においてニュートラルに保持される。
[Shift down 5th gear → 4th gear]
When the clutch is engaged in the 5th speed, the
一方、シフト・アーム115は位置115cから、位置115b1に移行し4速、5速とも図20に示すようにニュートラルとなる。
On the other hand, the
更にシフト・ドラム119が回転するとシフト・フォーク117は、位置117b2から位置117aに移行しクラッチ・リング63が4速ギヤ25のクラッチ歯25aと噛み合い、図17のようにシフト・ダウンが完了する。
When the
[変速ショック緩和メカニズム]
かかるトランス・ミッション1003の変速制御及び前記発進クラッチ制御による変速ショック緩和のメカニズムをさらに具体的に説明する。この場合、説明を簡単にするため、4速→5速へのシフト・アップ時について説明する。
[Shift shock mitigation mechanism]
The mechanism of shift control of the
4速側にシフトされているとき、4速ギヤ25とメイン・シャフト3とは等速で回転している。また、5速ギヤ27はメイン・シャフト3より遅く回転している。
When shifted to the 4th speed side, the
通常の変速機の場合、この状態で、急激に5速にシフト・アップすると、5速ギヤ27はメイン・シャフト3と瞬時に同一回転となり、巨大な角加速度が生じ、衝撃トルクが発生する。
In the case of a normal transmission, if the gear is suddenly shifted up to the 5th speed in this state, the
一方、本願発明実施例が前提とするシームレス・シフトのトランス・ミッション1003では、かかる衝撃トルクは発生しない。
On the other hand, in the
すなわち、シフト・アップのためにシフト・フォーク85を介してクラッチ・リング61が、図中右方向に操作され、同時にクラッチ・リング63がシフト・フォーク87により右方向に操作される。このため4速側の突起75の移動速度とカム溝69の屈曲形状の斜面効果とにより、メイン・シャフト3と結合しているカム溝69側をより速く回転させる。このため4速ギヤ25の回転は、メイン・シャフト3の回転よりも相対的に遅くなり、5速ギヤ27の回転により近づくことになる。
That is, the
一方、5速側の突起73の回転数はカム溝67により増速し、突起73と同一回転する5速ギヤ27の回転速度は、4速ギヤ25の回転により近づくことになる。以上の作用によりシンクロ効果が発生することは、上記した通りである。
On the other hand, the rotation speed of the
さらに、5速側のクラッチ・リング61が移動し続けると、クラッチ・リング61の突起73はカム溝67の平坦部に移動するとともに4速側のクラッチ・リング63のかみ合いが外れ、5速側のクラッチ・リング61が完全に噛合い、5速ギヤ27の回転はメイン・シャフト3の回転と同一となり変速は終了する。
Further, when the
以上のように突起73、75と屈曲形状のカム溝67、69の斜面とによるシンクロ作用、及び突起73、75とカム溝67、69との摺動摩擦により、変速ショックを吸収しスムーズな変速が可能となる。
As described above, the synchro action between the
しかし、このような、いわゆるシームレス・シフトのトランス・ミッション1003においても、変速初期に変速ショックは多少残存する。特にエンジン回転数が高く変速前後のエンジン回転数差が大きいと、カム溝65、67、69と突起71、73、75とのシンクロ機能においても、変速ショックが大きくなる可能性が有る。
However, even in such a so-called
すなわち、4速ギヤ25でドライブしているときには、ギヤ比により5速ギヤ27は、メイン・シャフト3よりも早く回転している。この状態から変速により5速ギヤ27側の変速動作が始まると、ドライブ・トルクにより5速側の突起73がカム溝67の凹曲面側に押し付けられ、5速ギヤ27とクラッチ・リング61とは、図16(a)と同様な関係から図16(b)と同様な関係へ瞬時に移行する。
That is, when driving with the
このため、5速側の突起73がカム溝67の凹曲面側に押し付けられるときに衝突力が発生し、変速ショックとなる。この衝突によるショックは、カム溝67による突起73の滑らかなガイド及び摩擦力により概ね直ちに吸収されるが、カム溝67及び突起73によるシンクロ機能への遷移時に瞬時のショックとしては残存する。
Therefore, when the
そこで、上記変速制御及び発進クラッチ制御を行う構成とした。 Therefore, the above-mentioned shift control and start clutch control are performed.
ここで、メイン・シャフト3の駆動力を瞬間的に抜くと突起73がカム溝67の凹面側に衝突してもメイン・シャフト3に駆動力が存在しないことからショックの発生は殆ど無く、大きく抑制されることになる。
Here, when the driving force of the
しかし、単に駆動力を抜いてしまうとカム溝67の凹面側に対する突起73の押し付け力がなくなり、カム溝67の凹面側による突起73の摩擦力を伴ったガイドの開始タイミングが瞬間的に遅れ、トルクの途切れを招くことになる。
However, if the driving force is simply removed, the pressing force of the
そこで、変速直前の4速時に、発進クラッチ1005が滑り始めるまでクラッチ加圧力を緩めると、それ以上のトルクは伝達できなくなるため、シンクロ作用が、多少不足していても、ショックトルクは発生せず、よりスムーズな変速が可能となる。 Therefore, if the clutch pressing force is loosened until the start clutch 1005 starts slipping at the 4th speed immediately before shifting, no further torque can be transmitted, so even if the synchro action is slightly insufficient, no shock torque is generated. , Smoother shifting is possible.
そして、変速完了後にメイン・シャフト3を発進クラッチ1005の100%結合によりクランク・シャフト1015に結合すれば、一連の変速操作は終了する。
Then, if the
また、変速段に応じた発進クラッチ1015の滑り速度差の極めて小さい状況で発進クラッチ1005の結合を完了させることができ、ショックの小さな、トルクの途切れが殆ど無い、円滑な変速を行わせることができる。 Further, the coupling of the start clutch 1005 can be completed in a situation where the slip speed difference of the start clutch 1015 according to the shift stage is extremely small, and the shift can be smoothly performed with a small shock and almost no interruption of torque. it can.
このような、作用は、他の段1速→2速、2速→3速、3速→4速、5速→6速のシフト・アップにおいても同様であり、変速段に応じてカム溝及び突起によるシンクロ機能を適正に働かせるように発進クラッチの滑り速度を制御できる。 Such an action is the same in the shift-up of other stages 1st speed → 2nd speed, 2nd speed → 3rd speed, 3rd speed → 4th speed, 5th speed → 6th speed, and the cam groove is applied according to the shift stage. And the sliding speed of the starting clutch can be controlled so that the synchro function by the protrusions works properly.
1001 変速制御システム
1003 トランスミション
1005 発進クラッチ
1007 コントローラ(制御部)
1009 シフト・アクチュエータ
1011 クラッチ・アクチュエータ
1025 イン・プット回転速度センサ
1027 アウト・プット回転速度センサ
3 メイン・シャフト(駆動力伝達軸)
5 カウンタ・シャフト(駆動力伝達軸)
19 1速ギヤ(変速ギヤ)
21 2速ギヤ(変速ギヤ)
23 3速ギヤ(変速ギヤ)
25 4速ギヤ(変速ギヤ)
27 5速ギヤ(変速ギヤ)
29 6速ギヤ(変速ギヤ)
47 第1の噛合いクラッチ
49 第2の噛合いクラッチ
51 第3の噛合いクラッチ
59、61、63 クラッチ・リング
G ガイド部
1001
1009
5 Counter shaft (driving force transmission shaft)
19 1st gear (transmission gear)
21 2nd gear (transmission gear)
23 3rd gear (transmission gear)
25 4th gear (transmission gear)
27 5th gear (transmission gear)
29 6th gear (transmission gear)
47 1st meshing clutch 49 2nd meshing
Claims (3)
エンジンからのトルクを締結調整により伝達出力する発進クラッチと、
駆動力伝達軸に相対回転自在に支持された複数段の変速ギヤの各噛合いクラッチが駆動力伝達状態下で選択的に切り替えられて前記発進クラッチからの伝達出力を変速出力するトランスミションと、
前記発進クラッチを締結調整するクラッチ・アクチュエータと、
前記噛合いクラッチをシフト指示信号により切り替えるシフト・アクチュエータと、
前記発進クラッチの入力回転速度を検出するイン・プット回転速度センサ及び出力回転速度を検出するアウト・プット回転速度センサと、
前記シフト指示信号の入力により前記クラッチ・アクチュエータを制御して前記発進クラッチの締結力を低下させ前記検出される発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点で前記シフト・アクチュエータにより前記噛合いクラッチの選択的な切り替えを行わせる制御部と、を備え、
前記噛合いクラッチは、前記複数段の変速ギヤに対し前記駆動力伝達軸に軸方向移動可能に複数備えられクラッチ歯の選択的な噛み合いにより噛合った変速ギヤを前記駆動力伝達軸に結合させる複数のクラッチ・リングを備え、
前記シフト・アクチュエータは、前記クラッチ・リングの前記変速ギヤに対する選択的な噛み合いを切り替え、
前記複数段の変速ギヤのうちの下段と上段とに前記複数のクラッチ・リングのうちの一対が各別に同時噛合いしたとき前記変速ギヤの下段に同時噛合いするクラッチ・リングに対する噛合い解除方向の軸力と前記変速ギヤの上段に同時噛合いするクラッチ・リングに対する噛合い方向の軸力とを各別に生じさせるガイド部を前記各クラッチ・リングと駆動力伝達軸との間に設け、
前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点で、前記同時噛合いにより内部循環トルクが発生し前記変速ギヤの下段に同時噛合いするクラッチ・リングにはコースティング方向トルクにより前記ガイド部を作用させて前記噛合い解除方向の軸力を生じさせると共に前記変速ギヤの上段に同時噛合いするクラッチ・リングにはドライブ方向のトルクにより前記ガイド部を作用させて前記噛合い方向の軸力を生じさせ、
前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間に前記発進クラッチの入出力回転速度の差が増加するのを抑制するようにエンジンの出力を制御する、
ことを特徴とする変速制御システム。 It is a shift control system that shifts gears by switching the meshing clutch while transmitting the driving force.
A start clutch that transmits and outputs torque from the engine by tightening adjustment,
Each meshing clutch of the multi-stage transmission gears that are rotatably supported by the driving force transmission shaft is selectively switched under the driving force transmission state, and the transmission output from the starting clutch is changed and output.
A clutch actuator that engages and adjusts the starting clutch,
A shift actuator that switches the meshing clutch by a shift instruction signal, and
An input rotation speed sensor that detects the input rotation speed of the start clutch, an output rotation speed sensor that detects the output rotation speed, and an output rotation speed sensor.
The clutch actuator is controlled by the input of the shift instruction signal to reduce the engaging force of the starting clutch, and when the detected input / output rotation speed of the starting clutch is different, the shift actuator engages the clutch actuator. Equipped with a control unit that selectively switches the clutch,
The dog clutch couples the plurality variable gear meshed with axially movable selective engagement of a plurality equipped are clutch teeth on said drive force transmitting shaft to the speed change gear of the driving force transmission shaft Equipped with multiple clutch rings
The shift actuator switches the selective engagement of the clutch ring with the transmission gear.
When a pair of the plurality of clutch rings is simultaneously meshed with the lower and upper stages of the plurality of transmission gears, the direction of disengagement with respect to the clutch rings simultaneously meshing with the lower stage of the transmission gears. A guide portion is provided between each clutch ring and the driving force transmission shaft to separately generate the axial force of the above and the axial force in the meshing direction with respect to the clutch ring that simultaneously meshes with the upper stage of the transmission gear .
When there is a difference in the input / output rotation speed of the starting clutch, internal circulation torque is generated by the simultaneous meshing, and the clutch ring that simultaneously meshes with the lower stage of the transmission gear has the guide portion due to the coasting torque. Is applied to generate an axial force in the disengagement direction, and the guide portion is acted on the clutch ring that simultaneously meshes with the upper stage of the transmission gear by a torque in the drive direction to cause an axial force in the meshing direction. Causes
The control unit suppresses an increase in the difference in input / output rotation speed of the start clutch from the time when the difference in input / output rotation speed of the start clutch occurs until the guide unit operates. Control the output of
A shift control system characterized by this.
前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間に前記発進クラッチの入出力回転速度の差が設定値を下回るようにエンジンの出力を制御する、
ことを特徴とする変速制御システム。 The shift control system according to claim 1.
The control unit outputs the engine so that the difference in the input / output rotation speed of the start clutch is less than the set value between the time when the difference in the input / output rotation speed of the start clutch occurs and the time when the guide unit operates. To control,
A shift control system characterized by this.
前記制御部は、前記発進クラッチの入出力回転速度に差が生じた時点から前記ガイド部が作用するまでの間で前記クラッチ・アクチュエータの制御を固定する、
ことを特徴とする変速制御システム。 The shift control system according to claim 1 or 2.
The control unit fixes the control of the clutch actuator from the time when the input / output rotation speed of the start clutch is different to the time when the guide unit operates.
A shift control system characterized by this.
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