JP4420112B2 - 車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路 - Google Patents

車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路 Download PDF

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Description

本発明は、車両の変速制御に用いられる同期噛合装置とその同期噛合装置を操作する油圧式シフトアクチュエータとを備える車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路に関するものである。
車両用変速機の一種に、平行な2軸に設けられた回転比の異なる複数のギヤ対毎に設けられて油圧式シフトアクチュエータにより操作される同期噛合装置(同期噛合クラッチ)の択一的な係合により変速段が切り換えられる車両用同期噛合式変速機が知られている。その車両用同期噛合式変速機には、通常、油圧シリンダ等のアクチュエータにより自動的に係合、解放される自動クラッチが設けられている。たとえば、特許文献1に記載された車両用同期噛合式変速機がそれである。
特開2004−293704号公報
上記のような変速機は、変速に際しては、先ず、自動クラッチが解放され且つスロットル開度が減小値とされ、次いでそれまでの変速比に対応するギヤ対に設けられている同期噛合装置の係合が前記油圧式シフトアクチュエータにより解除される。次いで、前記複数のギヤ対毎に設けられた複数の同期噛合装置がいずれも未係合であるニュートラル状態において、要求ギヤ段の変速比すなわち変速後の変速比に対応するギヤ対を選択するセレクト操作が油圧式セレクトアクチュエータによって行われた後、油圧式アクチュエータにより押圧された同期噛合装置により回転同期作動が開始される。そして、その同期噛合装置による回転同期作動が終了すると油圧式シフトアクチュエータにより更に押し込まれてその同期噛合装置の係合完了すなわち同期完了が判定されると自動クラッチが係合され且つスロットル開度が復帰される、という一連の変速操作を実行する制御が行われる。
ところで、上記のような車両用同期噛合式変速機においては、本来的に、可及的に変速時間を短くすることが望まれる。変速に際して実行される前述の一連の変速操作では、自動クラッチが解放されて動力伝達遮断状態になっている区間は車両は惰性走行させられるので、ギヤ段の切換時間が長くなるほど、空走感が大きくなるとともに、自動クラッチの再係合時の変速ショックが大きくなり、また、特に登坂時には減速感が発生して、変速フィーリングが低下するからである。
また、上記のような車両用同期噛合式変速機においては、変速に際して前記同期噛合装置の同期作動の時や係合時に前記油圧式シフトアクチュエータに与えられる油圧、すなわち前記油圧式シフトアクチュエータのシフト力は、可及的に小さくすることが望まれる。上記同期作動の時や係合時に発生する同期噛合装置の磨耗を抑制し、その耐久性を向上させる必要があるからである。
これらに対し、前記変速アクチュエータに供給される油圧を制御する電磁制御弁により、変速段切り換えにおける前記同期噛合装置の係合解除の際は油圧を可及的に大きくし、その同期噛合装置の同期作動の時や係合時は油圧を上記磨耗を抑制する所定の油圧(許容荷重)にまで低下する、という制御が行われるようにすることが考えられる。しかし、この所定油圧への調圧は、上記電磁制御弁のフィードバック制御により行うことが考えられるが、今後さらに変速時間を短縮する場合に、上記電磁制御弁のフィードバック制御のみでは、応答遅れ等の影響により上記所定油圧に速やかに調圧させることができないという問題がある。
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、ニュートラル状態を経て同期噛合装置の同期作動が開始されるときにシフトアクチュエータに出力される油圧を遅れなく適切に発生させることができる車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路を提供することにある。
上記目的を達成するための請求項1に係る発明は、(a) 回転比が異なる複数のギヤ対毎に設けられて択一的に係合させることにより変速段の切り換えを行う同期噛合装置と、シフト作動ストロークにおいて噛合状態の該同期噛合装置の噛み合いを解除してニュートラル状態とした後、非噛合状態の同期噛合装置の噛み合いを行う油圧式シフトアクチュエータとを、備える車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路であって、(b) 前記複数の同期噛合装置のいずれか1の噛み合いが解除されてそのニュートラル状態となるまでは前記油圧式シフトアクチュエータに作動油圧を供給し、該同期噛合装置のいずれか1の噛み合いが開始されるに先立って該作動油圧の供給を遮断する主制御弁と、(c) 該主制御弁と前記油圧式シフトアクチュエータとの間の第1油路に設けられて、前記主制御弁から供給された作動油圧を蓄圧するとともに所定量の作動油を貯溜し、該主制御弁が遮断された後は該貯溜された作動油を前記油圧式シフトアクチュエータへ供給する蓄圧器とを、備えることを特徴とする。
また、請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、(a) 前記油圧式シフトアクチュエータは、円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体内部に摺動可能に嵌め入れられたピストンと、該ピストンに一端が連結されて前記シリンダ本体から外部へ突き出すロッドと、該ピストンを隔てて前記シリンダ本体の内部に形成される前記ロッド側の第1油室および反対側の第2油室とを有する、複動式の油圧シリンダであって、(b) 前記油圧シリンダの作動量あるいは作動位置を検出するストロークセンサをさらに備え、(c) 前記主制御弁は、該ストロークセンサで検出された作動量あるいは作動位置に基づいて、前記油圧式シフトアクチュエータが予め決められた作動位置であるときに作動油圧のその油圧式シフトアクチュエータへの遮断を行うものである。
また、請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明において、(a) 前記第1油路は、前記油圧式シフトアクチュエータの第1油室に接続されるとともに、(b) 該第1油路から分岐して該油圧式シフトアクチュエータの第2油室に接続された第2油路と、該第2油路に設けられて、該第2油室の前記第1油路への接続、該第2油室の遮断、または該第2油室の排出油路への接続を切り換える切換制御弁とをさらに備え、(c) 前記ピストンの前記第1油室側に有する第1受圧面積は、該ピストンの前記第2油室側に有する第2受圧面積の半分である。
また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれか1に係る発明において、前記蓄圧器は、容器状の本体と、該本体の内部に摺動可能に嵌め入れられて容積可変の蓄圧油室を形成する蓄圧ピストンと、該蓄圧ピストンを前記蓄圧油室側へ付勢するばねとを、有するばね式アキュムレータである。
また、請求項5に係る発明は、請求項4に係る発明において、(a) 前記ギヤ対は、平行な2軸の一方に相対回転可能に設けられた第1ギヤと、該平行な2軸の他方に相対回転不能に設けられた第2ギヤとから成り、(b) 前記同期噛合装置は、前記第1ギヤに一体的に設けられた外周歯からなる結合歯と、前記平行な2軸の一方に固定されたハブと、該ハブの外周歯と噛み合う内周歯を有して前記油圧式シフトアクチュエータにより該平行な2軸の一方の軸心方向に操作される円筒状の結合スリーブと、該結合スリーブが前記結合歯に向かって移動させられる過程で該結合歯と結合スリーブとの回転数が同期するまで該結合スリーブの内周歯に当接して該結合スリーブの移動を阻止する同期リングとを、備えるものであり、(c) 前記ばね式アキュムレータにおける作動油の流入あるいは流出体積をその流入あるいは流出前後の圧力差で除した値で表されるコンプライアンスは、変速に際して、該変速前の変速段の成立に関与している前記同期噛合装置の係合を解除するときに前記結合スリーブを操作する前記油圧式シフトアクチュエータに供給される第1油圧と、変速後の変速段の成立に関与する前記同期噛合装置を係合する際に該同期噛合装置の同期リングによる前記同期作動が開始されるときに前記油圧式シフトアクチュエータに供給される第2油圧との圧力差で、前記油圧式シフトアクチュエータが予め決められた作動位置であるときから前記同期開始までに消費する消費油量を除した値となるように、設定されている。
また、請求項6に係る発明は、請求項2乃至5に係る発明において、前記予め決められた作動位置とは、前記同期噛合装置がシフト作動ストロークにおいて該同期噛合装置の噛み合いが解除されたニュートラル状態となる位置である。
請求項1に係る発明の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路によれば、(a) 回転比が異なる複数のギヤ対毎に設けられて択一的に係合させることにより変速段の切り換えを行う同期噛合装置と、シフト作動ストロークにおいて噛合状態の該同期噛合装置の噛み合いを解除してニュートラル状態とした後、非噛合状態の同期噛合装置の噛み合いを行う油圧式シフトアクチュエータとを、備える車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路であって、(b) 前記複数の同期噛合装置のいずれか1の噛み合いが解除されてそのニュートラル状態となるまでは前記油圧式シフトアクチュエータに作動油圧を供給し、該同期噛合装置のいずれか1の噛み合いが開始されるに先立って該作動油圧の供給を遮断する主制御弁と、(c) 該主制御弁と前記油圧式シフトアクチュエータとの間の第1油路に設けられて、前記主制御弁から供給された作動油圧を蓄圧するとともに所定量の作動油を貯溜し、該主制御弁が遮断された後は該貯溜された作動油を前記油圧式シフトアクチュエータへ供給する蓄圧器とを、備える。したがって、前記主制御弁による油圧式シフトアクチュエータへの作動油圧の供給遮断後は蓄圧器からの作動油圧が油圧式シフトアクチュエータに供給されることになり、また、その蓄圧器により供給される作動油圧はその供給される油量に応じて低下するので、ニュートラル状態を経て同期噛合装置の同期作動が開始されるときにシフトアクチュエータに出力される油圧を適切な値で遅れなく発生させることができる。要するに、本発明は、上記作動油圧の減圧と、シフトアクチュエータの作動速度の減速すなわち同期噛合装置に発生する衝撃の緩和とを同時に達成するものである。
また、請求項2に係る発明の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路によれば、(a) 前記油圧式シフトアクチュエータは、円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体内部に摺動可能に嵌め入れられたピストンと、該ピストンに一端が連結されて前記シリンダ本体から外部へ突き出すロッドと、該ピストンを隔てて前記シリンダ本体の内部に形成される前記ロッド側の第1油室および反対側の第2油室とを有する、複動式の油圧シリンダであって、(b) 前記油圧シリンダの作動量あるいは作動位置を検出するストロークセンサをさらに備え、(c) 前記主制御弁は、該ストロークセンサで検出された作動量あるいは作動位置に基づいて、前記油圧式シフトアクチュエータが予め決められた作動位置であるときに作動油圧のその油圧式シフトアクチュエータへの遮断を行うものである。したがって、油圧式シフトアクチュエータの予め決められた作動位置における前記主制御弁による油圧式シフトアクチュエータである油圧シリンダへの作動油圧の供給遮断後は、蓄圧器からの作動油圧がその油圧シリンダに供給されることになり、また、その蓄圧器により供給される作動油圧はその供給される油量に応じて低下するので、ニュートラル状態を経て同期噛合装置の同期作動が開始されるときにその油圧シリンダに出力される油圧を適切な値で遅れなく発生させることができる。
また、請求項3に係る発明の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路によれば、(a) 前記第1油路は、前記油圧式シフトアクチュエータの第1油室に接続されるとともに、(b) 該第1油路から分岐して該油圧式シフトアクチュエータの第2油室に接続された第2油路と、該第2油路に設けられて、該第2油室の前記第1油路への接続、該第2油室の遮断、または該第2油室の排出油路への接続を切り換える切換制御弁とをさらに備え、(c) 前記ピストンの前記第1油室側に有する第1受圧面積は、該ピストンの前記第2油室側に有する第2受圧面積の半分である。したがって、前記油圧シリンダを往動および複動のいずれの方向に作動させる場合も、前記主制御弁による油圧式シフトアクチュエータへの作動油圧の供給遮断後の油圧源すなわち蓄圧器から作動油が供給されるとき、油圧式シフトアクチュエータの作動ストロークが同じであれば同じ作動油圧が得られるので、主制御弁の制御が単純化されるという利点がある。すなわち、前記主制御弁による油圧シリンダへの作動油圧の供給遮断後に、蓄圧器によって供給される作動油量が常に一定であっても、上述のように油圧シリンダをどちらの方向にも適切に作動させることができる。
また、請求項4に係る発明の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路によれば、前記蓄圧器は、容器状の本体と、該本体の内部に摺動可能に嵌め入れられて容積可変の蓄圧油室を形成する蓄圧ピストンと、該蓄圧ピストンを前記蓄圧油室側へ付勢するばねとを、有するばね式アキュムレータであることから、前記ばね式アキュムレータに蓄圧される作動油圧とその油量とが、上記ばねの特性により決定されるので、前記アキュムレータの設計が容易であるという利点がある。
また、請求項5に係る発明の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路によれば、(a) 前記ギヤ対は、平行な2軸の一方に相対回転可能に設けられた第1ギヤと、該平行な2軸の他方に相対回転不能に設けられた第2ギヤとから成り、(b) 前記同期噛合装置は、前記第1ギヤに一体的に設けられた外周歯からなる結合歯と、前記平行な2軸の一方に固定されたハブと、該ハブの外周歯と噛み合う内周歯を有して前記油圧式シフトアクチュエータにより該平行な2軸の一方の軸心方向に操作される円筒状の結合スリーブと、該結合スリーブが前記結合歯に向かって移動させられる過程で該結合歯と結合スリーブとの回転数が同期するまで該結合スリーブの内周歯に当接して該結合スリーブの移動を阻止する同期リングとを、備えるものであり、(c) 前記ばね式アキュムレータにおける作動油の流入あるいは流出体積をその流入あるいは流出前後の圧力差で除した値で表されるコンプライアンスは、変速に際して、該変速前の変速段の成立に関与している前記同期噛合装置の係合を解除するときに前記結合スリーブを操作する前記油圧式シフトアクチュエータに供給される第1油圧と、変速後の変速段の成立に関与する前記同期噛合装置を係合する際に該同期噛合装置の同期リングによる前記同期作動が開始されるときに前記油圧式シフトアクチュエータに供給される第2油圧との圧力差で、前記油圧式シフトアクチュエータが予め決められた作動位置であるときから前記同期開始までに消費する消費油量を除した値となるように、設定されている。したがって、前記主制御弁による接続遮断後すなわち主制御弁からの油圧の供給が途絶えた後は、蓄圧器によって油圧が油圧式シフトアクチュエータに供給されるとともに、その供給される油圧は、その供給される油量に応じて自然に低下して、予め設定された所望の値となるので、ニュートラル状態を経て同期噛合装置の結合スリーブが同期クラッチを押し付ける、すなわち同期噛合装置による同期が開始されるときの油圧式シフトアクチュエータに対する油圧を遅れなく一層適切に発生させることができる。
また、請求項6に係る発明の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路によれば、前記予め決められた作動位置とは、前記同期噛合装置がシフト作動ストロークにおいて該同期噛合装置の噛み合いが解除されたニュートラル状態となる位置であることから、前記主制御弁による油圧式シフトアクチュエータへの作動油圧の供給遮断後すなわちニュートラル状態以後は、蓄圧器によって油圧が油圧式シフトアクチュエータに供給されるとともに、その供給される油圧は、その供給される油量に応じて自然に低下して、予め設定された所望の値となるので、ニュートラル状態を経て同期噛合装置の結合スリーブが同期クラッチを押し付ける、すなわち同期噛合装置による同期が開始されるときの油圧式シフトアクチュエータに対する油圧を遅れなく一層適切に発生させることができる。
ここで、本発明における車両用同期噛合式変速機の変速は、たとえば車速およびアクセル操作量をパラメータとして予め記憶された関係(マップ、変速線図)から実際の車速およびアクセル操作量に基づいて変速判断を行い、その判断した変速段が得られるように前記油圧制御回路が作動させられるようにしてもよいし、レバータイプあるいはスイッチタイプの変速指令装置が設けられてそれらの操作に対応する変速段が得られるように前記油圧制御回路が作動させられるようにしてもよい。
また、燃料の燃焼によって動力を発生するエンジン駆動車両、電動モータによって走行する電気自動車、あるいは複数の動力源を備えているハイブリッド車両など、種々の車両に好適に適用される。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
図1は、本発明が適用された車両用駆動装置10の概略構成を説明する骨子図で、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両用のものであり、走行用駆動源としてのエンジン12、自動クラッチ14、変速機(同期噛合式変速機)16、差動歯車装置18を備えている。
自動クラッチ14は、例えば図2に示すような乾式単板式の摩擦クラッチで、エンジン12のクランクシャフト20に取り付けられたフライホイール22、クラッチ出力軸24に配設されたクラッチディスク26、クラッチカバー28に配設されたプレッシャープレート30、プレッシャープレート30をフライホイール22側へ付勢することによりクラッチディスク26を挟圧して動力伝達するダイヤフラムスプリング32、クラッチレリーズシリンダ34によりレリーズフォーク36を介して図2の左方向へ移動させられることにより、ダイヤフラムスプリング32の内端部を図2の左方向へ変位させてクラッチを解放(遮断)するレリーズスリーブ38、を有して構成されている。上記クラッチレリーズシリンダ34は、自動クラッチ14を解放或いは継合(係合)させるためのクラッチアクチュエータとして機能している。
図1に戻って、変速機16は、差動歯車装置18と共に共通のハウジング40内に配設されてトランスアクスルを構成しており、そのハウジング40内に所定量だけ充填された潤滑油に浸漬され、差動歯車装置18と共に潤滑されるようになっている。変速機16は、所謂常時噛合型平行軸式変速機であって、平行な2軸すなわち入力軸42、出力軸44間に、その平行な2軸の一方に相対回転可能に設けられた第1ギヤと該平行な2軸の他方に相対回転不能に設けられた第2ギヤとから成る、ギヤ比が異なる複数の変速ギヤ対(ギヤ対)46a〜46eが配設されるとともに、それ等の変速ギヤ対46a〜46eの被同期側歯車すなわち第1ギヤを入力軸42或いは出力軸44に選択的に連結するためのシンクロメッシュタイプの複数の同期噛合クラッチ(同期噛合装置)48a〜48eが設けられた、2軸噛合式の変速機構を備えている。
また、それ等同期噛合クラッチ48a〜48eの構成に含まれる3つのクラッチハブスリーブ(結合スリーブ)50a、50b、50cに対して入力軸42または出力軸44の軸心まわりに相対回転可能にそれぞれ係合させられてクラッチハブスリーブ50a、50b、50cを入力軸42または出力軸44の軸心方向に選択的に移動させることにより何れかの変速段を成立させる3つのフォーク51(他の2本は図示せず)が設けられた、互いに平行な3本のフォークシャフト52(他の2本は図示せず)と、それらフォークシャフト52に略直角な方向に設けられて、セレクトアクチュエータとして機能する後述のセレクトシリンダ76の作動に従って機械的に上記フォークシャフト52に略直角な軸方向であるセレクト方向へ移動させられることにより上記3本のフォークシャフト52のうちの任意の一つに選択的に係合させられるとともに、シフトアクチュエータとして機能する後述のシフトシリンダ(油圧シリンダ)78の作動に従ってたとえば本実施例では上記フォークシャフト52に略直角な軸心まわりに回動させられることによりフォークシャフト52をそのフォークシャフト52の軸方向へ移動させて、所定の変速段を成立させるシフトアンドセレクトシャフト59とを備えている。
さらに、入力軸42および出力軸44には、互いに噛み合わない状態にて後進ギヤ対54が配設され、図示しないカウンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車がその後進ギヤ対54のそれぞれと噛み合わされることにより後進変速段が成立させられるようになっている。なお、入力軸42は、スプライン嵌合継手55を介して前記自動クラッチ14のクラッチ出力軸24に連結されているとともに、出力軸44には出力歯車56が配設されて差動歯車装置18のリングギヤ58と噛み合わされている。差動歯車装置18は傘歯車式のものであり、一対のサイドギヤ80R、80Lにはそれぞれドライブシャフト82R、82Lがスプライン嵌合などによって連結され、左右の前車輪(車両の駆動輪)84R、84Lがドライブシャフト82R、82Lにより回転駆動される。図1は、入力軸42、出力軸44、およびリングギヤ58の軸心を共通の平面内に示した展開図である。
前述のようにシフトアンドセレクトシャフト59はセレクトシリンダ76により3本のフォークシャフト52のうちの任意の一つに選択的に係合させられるセレクト方向の3位置、たとえば本実施例では、フォークシャフト52およびフオーク51を介してクラッチハブスリーブ50cと係合可能な第1セレクト位置、クラッチハブスリーブ50bと係合可能な第2セレクト位置、あるいはクラッチハブスリーブ50aと係合可能な第3セレクト位置、に位置決めされる。
また、上述のようにシフトアンドセレクトシャフト59はシフトシリンダ78によりフォークシャフト52に略直角な軸心まわりに回動させられることにより、たとえば本実施例では、フォークシャフト52およびフォーク51を介してクラッチハブスリーブ50a、50b、50cが図1の右方向に移動されて同期クラッチ48a、48c、48eのいずれか1が係合される第1シフト位置、クラッチハブスリーブ50b、50cが図1の左方向に移動されて同期クラッチ48bまたは48dが係合される第2シフト位置、あるいは同期噛合クラッチ48a〜48eのいずれも係合されないニュートラル状態となるニュートラル位置、に位置決めされる。
上記第1セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48eが連結されることにより変速比(=入力軸42の回転数NIN/出力軸44の回転数NOUT )が最も大きい第1変速段G1が成立させられ、第1セレクト位置の第2シフト位置では、噛合クラッチ48dが連結されることにより変速比が2番目に大きい第2変速段G2が成立させられる。第2セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48cが連結されることにより変速比が3番目に大きい第3変速段G3が成立させられ、第2セレクト位置の第2シフト位置では、噛合クラッチ48bが連結されることにより変速比が4番目に大きい第4変速段G4が成立させられる。この第4変速段G4の変速比は略1である。第3セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48aが連結されることにより変速比が最も小さい第5変速段G5が成立させられ、第3セレクト位置の第2シフト位置では後進変速段が成立させられる。フォークシャフト52を移動させるセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78は、運転者の操作力を要しないで変速機16のギヤ段を切り換える変速アクチュエータとして機能している。
図3および図4は、同期噛合クラッチ48aの構成および作動を具体的に説明する図である。同期噛合クラッチ48aは、前記クラッチハブスリーブ50aと、キースプリング60によってクラッチハブスリーブ50aに係合させられたシフティングキー62と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー62と共に入力軸42を軸心として回転させられるシンクロナイザリング(同期リング)64と、変速ギヤ対46aの入力歯車66すなわち第1ギヤに一体的に設けられた外周歯からなる結合歯67およびコーン部68と、入力軸42に固定されたハブ69a(図1参照)とを備えている。クラッチハブスリーブ50aは、その内周面に設けられたスプライン歯(内周歯)70とハブ69aの外周面に設けられたスプライン歯(外周歯)とがスプライン嵌合されることにより、入力軸42と常に一体的に回転させられるようになっている一方で入力軸42の軸心方向に移動自在になっている。
そのクラッチハブスリーブ50aが、前述のようにシフトシリンダ78によりフォークシャフト52およびフォーク51を介して図3の右方向へ移動させられると、クラッチハブスリーブ50aと入力歯車66との間の回転速度差があるときは、シフティングキー62を介してシンクロナイザリング64がコーン部68に押圧されてテーパ嵌合させられ、それらの間の摩擦によって入力歯車66に動力伝達が行われるようになる。そして、クラッチハブスリーブ50aのスプライン歯70がシンクロナイザリング64に設けられたスプライン歯72に当接させられて、クラッチハブスリーブ50aのそれ以上の軸心方向移動が阻止される。
しかし、クラッチハブスリーブ50aと入力歯車66との間の回転速度差がなくなると、すなわちクラッチハブスリーブ50aと入力歯車66との回転数が同期すると、クラッチハブスリーブ50aの軸心方向移動が許容されるので、そのクラッチハブスリーブ50aが更に右方向へ移動させられる。上記シンクロナイザリング64は、クラッチハブスリーブ50a(結合スリーブ)が入力歯車66の結合歯67に向かって移動させられる過程でその結合歯67とクラッチハブスリーブ50との回転数が同期するまでそのクラッチハブスリーブ50aの内周歯に当接してそのクラッチハブスリーブ50aの移動を阻止する同期リングとして機能する。そして、図4に示すように、スプライン歯70はシンクロナイザリング64に設けられたスプライン歯72、更には入力歯車66に設けられた結合歯74と噛み合わされる。これにより入力軸42と入力歯車66とが一体的に連結されて、変速ギヤ対46aを介して入力軸42から出力軸44へ動力伝達が行われる。図3は同期噛合クラッチ48aが未係合の状態すなわちニュートラル状態で、図4は同期噛合クラッチ48aが係合された状態であり、それら図3および図4の(a) は軸心を含む一平面の断面図、図3および図4の(b) は図3および図4の(a) の状態を外周側から見たクラッチハブスリーブ50aの円筒部分を除く展開図である。
他の同期噛合クラッチ48b〜48eも上記同期噛合クラッチ48aと実質的に同じ構成であるが、クラッチハブスリーブ50bは同期噛合クラッチ48bおよび48cに共通のもので、クラッチハブスリーブ50cは同期噛合クラッチ48dおよび48eに共通のものである。
図5は、クラッチレリーズシリンダ34、セレクトシリンダ76、シフトシリンダ78に供給される油圧を制御する油圧制御回路(HPU:Hydraulic Power Unit)80を示す回路図である。油圧制御回路80には、リザーバー82から作動油を圧送する電動式の油圧ポンプ84と、その油圧ポンプ84から供給された作動油圧すなわちライン圧Paを蓄圧するアキュムレータ86と、クラッチレリーズシリンダ34の油室88のメイン油路89への接続、その接続の遮断、または油室88の排出油路90への接続を切り換える3ポートリニアスプール式のクラッチソレノイドバルブ92と、を備えている。
上記クラッチレリーズシリンダ34の油室88のメイン油路89への接続がなされてクラッチソレノイドバルブ92から油室88に作動油が供給されることによって、自動クラッチ14が遮断され、上記油室88の排出油路90への接続がなされてクラッチレリーズシリンダ34の作動油の流出が許容されると、自動クラッチ14のダイヤフラムスプリング32の付勢力に従ってクラッチレリーズシリンダ34のピストンが押し返されるとともに、自動クラッチ14が係合される。クラッチソレノイドバルブ92は、流量(流通断面積)を連続的に制御することが可能であり、自動クラッチ14の係合時には、クラッチレリーズシリンダ34の作動油の流出流量を変更することにより、変速の種類(アップダウンなど)や車速、エンジン回転数などの変速条件に応じて接続速度(接続に要する所要時間)を適宜設定できるようになっている。
また、油圧制御回路80は、セレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78に対するマスター圧Pmをたとえば変速機16の入力トルク或いはスロットル開度に応じた値に調圧し、且つ、メイン油路89の第1油路98への接続(接続状態)、その遮断(遮断状態)、または上記遮断状態としつつ第1油路98の排出油路90への接続(排出状態)を切り換える3ポートリニアスプール式のリニアソレノイドバルブ(主制御弁)94と、リニアソレノイドバルブ94とシフトシリンダ78およびセレクトシリンダとの間の第1油路98に設けられてリニアソレノイドバルブ94から供給された作動油圧を蓄圧するとともに所定量の作動油を貯溜し、リニアソレノイドバルブ94から第1油路98への接続が遮断された後はその貯溜された作動油をシフトシリンダ78へ供給する蓄圧器100と、セレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78の作動量あるいは作動位置を検出するストロークセンサ102およびストロークセンサ104とを、備えている。 また、図中の108はリリーフ弁、110は逆止弁、112は作動油のライン圧Paを検出する油圧センサ、113はセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78に対する元圧Pmを検出する油圧センサ、114はストレーナである。
上記リニアソレノイドバルブ94は、変速に際して、変速段が成立している同期噛合クラッチ48a〜48eのいずれか1の噛み合いが解除されてニュートラル状態となるまではシフトシリンダ78に作動油圧を供給し、同期噛合クラッチ48a〜48eのいずれか1が前記クラッチハブスリーブ50aの結合歯74への噛み合わせ開始すなわち押込ストローク開始に先立つ、前記クラッチハブスリーブ50aによるシンクロナイザリング64の押圧開始前の予め決められたシフトシリンダ78の作動位置であるニュートラル状態のときに、セレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78への作動油圧の供給を遮断する制御弁として機能している。ここで、本実施例では、上記予め決められたシフトシリンダ78の作動位置は、前記シフトシリンダ78のニュートラル位置に設定される。また、本実施例においては、上記ニュートラル位置は、例えば、シフトシリンダ78のシフト作動ストロークのうち前記第1シフト位置側におけるシンクロナイザリング64の押圧開始位置と、前記第2シフト位置側におけるシンクロナイザリング64の押圧開始位置との中間位置に設定される。
また、蓄圧器100は、円筒容器状の本体116と、本体116の内部に摺動可能に嵌め入れられて容積可変の蓄圧油室118を形成する蓄圧ピストン120と、蓄圧ピストン120を介して蓄圧油室118の反対側に設けられて蓄圧ピストン120の一面を蓄圧油室118側へ付勢するばね122とを有する、ばね式アキュムレータである。
また、セレクトシリンダ76は、円筒状のシリンダ本体124と、そのシリンダ本体124内部に摺動可能に嵌め入れられたピストン126と、そのピストン126に一端が連結されてシリンダ本体124から外部へ突き出すロッド128と、ピストン126を隔ててシリンダ本体124の内部に形成されるロッド128側の第1油室130および反対側の第2油室132とを有する、複動式の油圧シリンダである。ピストン126は、図示しないスプリングによって前記シフトアンドセレクトシャフト59の第2セレクト位置に対応する中立位置に向かうように付勢されている。また、ピストン126の第1油室130側に有する第1受圧面積Aa1は、ピストン126の第2油室132側に有する第2受圧面積Aa2の半分となっている。
また、シフトシリンダ78は、円筒状のシリンダ本体134と、そのシリンダ本体134内部に摺動可能に嵌め入れられたピストン136と、そのピストン136に一端が連結されてシリンダ本体134から外部へ突き出すロッド138と、ピストン136を隔ててシリンダ本体134の内部に形成されるロッド138側の第1油室140および反対側の第2油室142とを有する、複動式の油圧シリンダである。ピストン136は、図示しないスプリングによって前記シフトアンドセレクトシャフト59のニュートラル位置に対応する中立位置に向かうように付勢されている。また、そのシフトシリンダ76のピストン136の第1油室140側に有する第1受圧面積Ab1は、ピストン136の第2油室142側に有する第2受圧面積Ab2の半分となっている。
また、セレクトストロークセンサ102は、セレクトシリンダ76のロッド128に連結されて前記セレクト方向すなわちフォークシャフト52の軸心方向に略直交する方向に移動させられるシフトアンドセレクトシャフト59の移動位置或いは移動距離を、たとえばセレクトシリンダ76の上記中立位置を基準として検出する、セレクトストローク検出装置として機能している。
また、シフトストロークセンサ104は、シフトシリンダ78のロッド138に図示しないリンク機構を介して連結されて前記セレクト方向の軸心まわりに回転させられるシフトアンドセレクトシャフト59の回転位置或いは回転量を、たとえばシフトシリンダ78の上記中立位置を基準として検出することにより、入力軸42の軸心方向に平行な方向に移動させられるフォークシャフト52の移動位置或いは移動距離を前記ニュートラル状態を基準として検出するシフトストローク検出装置として機能している。
上記シフトストロークセンサ102、104は、たとえば固定抵抗体とそれに摺接した状態で上記ロッド128、138と共に移動させられるブラシとを備えて上記移動距離または回転量に応じた電圧を出力するポテンショメータ、1方向の単位距離当たりに一定数の磁化領域を有する固定部材とこの固定部材に近接した状態でその1方向に相対移動させられる磁気ヘッドとを備えて上記移動距離または回転量に対応する数のパルス信号を出力する磁気式スケールなどから構成される。
さらに、油圧制御回路80には、上記第1油路98がセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78の第1油室130、140に接続されるとともに、その第1油路98から分岐してセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78の第2油室132、142に接続された第2油路144が設けられている。そして、油圧制御回路80は、その第2油路144に設けられて、セレクトシリンダ76の第2油室132の前記第2油路144を介した第1油路98への接続(第1接続状態)、その接続の遮断(遮断状態)、または第2油室132の排出油路90への接続(第2接続状態)を切り換えるセレクトソレノイドバルブ(切換制御弁)146と、シフトシリンダ78の第2油室142の前記第2油路144を介した第1油路98への接続(第1接続状態)、その接続の遮断(遮断状態)、または第2油室142の排出油路90への接続(第2接続状態)を切り換えるシフトソレノイドバルブ(切換制御弁)148とを、さらに備えている。
図6は、ニュートラル状態にある同期噛合クラッチ48のクラッチハブスリーブ50bが第2シフト位置に対応する位置に移動させられる、すなわちシフトシリンダ78のロッド138(ピストン136)が第2油室142側(図に示す左矢印の向き)へ移動させられる状態を示す、図5の油圧制御回路80の一部を示す図である。図6において、リニアソレノイドバルブ94およびセレクトソレノイドバルブ146は遮断状態であり、シフトソレノイドバルブ148は第2接続状態である。また、図7は、ニュートラル状態にある同期噛合クラッチ48のクラッチハブスリーブ50bが第1シフト位置に対応する位置に移動させられる、すなわちシフトシリンダ78のロッド138(ピストン136)が第1油室140側(図に示す右矢印の向き)へ移動させられる状態を示す、図5の油圧制御回路80の一部を示す図である。図7において、リニアソレノイドバルブ94およびセレクトソレノイドバルブ146は遮断状態であり、シフトソレノイドバルブ148は第1接続状態である。なお、図7は、後述の図9におけるt4時点の油圧制御回路80を示している。
ここで、図6に示すようにシフトシリンダ78が中立位置から第2シフト位置に作動させられる際には作動油が第1油室140に供給され、図7に示すようにシフトシリンダ78が中立位置から第1シフト位置に作動させられる際には作動油が第1油室140および第2油室142に供給されるようになっている。また、前述のように、シフトシリンダ78のピストン136の第1油室140側に有する第1受圧面積Ab1は、第2油室142側に有する第2受圧面積Ab2の半分となっている。つまり、シフトシリンダ78をニュートラル状態から往動および複動させる際いずれの方向に作動させる場合も油圧源すなわち蓄圧器100から作動油が供給されるとき、シフトシリンダ78の作動量すなわち作動ストロークが同じであれば、その作動後に同じ作動油圧が得られるようになっている。
図8は、変速に際して、その変速前に変速段の成立に関与していた噛合状態の同期噛合クラッチ48の噛み合いが解除されてニュートラル状態とされた後、上記変速後の変速段の成立に関与する例えば同期噛合クラッチ48bのシンクロナイザリング64による同期作動が開始されるときの状態を示す、図5の油圧制御回路80の一部を示す図である。なお、図8は、後述の図9におけるt5時点の油圧制御回路80を示している。また、図中の蓄圧器100に示す2点鎖線は、図7における蓄圧ピストン120の位置を表しており、図中のAc[mm2]は、蓄圧器100の蓄圧油室118の断面積すなわちピストン120の断面積である。また、図中のシフトシリンダ78に示す2点鎖線は、図7におけるピストン126の位置すなわちニュートラル位置を表しており、図中のy[mm]は、ニュートラル状態でリニアソレノイドバルブ94が遮断状態とされてから上記同期作動が開始されるまでに作動させられたピストン126の作動量すなわち変位である。
蓄圧器100は、リニアソレノイドバルブ94を通過する流量Q[mm3]により、そのリニアソレノイドバルブ94の下流すなわち第1油路98のマスター圧力Pm[Pa]を制御できる、というものである。本実施例のような、ばね式アキュムレータである蓄圧器100の特性は、次式(1)乃至(5)のように表される。
Pm[Pa] = Q[mm3] / C[mm3/Pa] ・・・式(1)
V[mm3] = ∫Qdq ・・・式(2)
x[mm] = V[mm3] / Ac[mm2] ・・・式(3)
F[N] = k[N/mm] * x[mm] ・・・式(4)
Pm[Pa] = F[N] / Ac[mm2] ・・・式(5)
式(2)中のV[mm3]は、流量Q[mm3]の積分すなわちリニアソレノイドバルブ94を通過した作動油の総量である。また、式(4)中のk[N/mm]は、ばね122のばね定数であり、式(4)中のx[mm]は、ばね122の自由長に対する変位であり、式(4)中および図8中の矢印で示すF[N]は、蓄圧油室118内に供給された作動油圧に抗する、蓄圧ピストン120に作用するばね122の反力である。
ここで、上記式(1)のコンプライアンスC[mm3/Pa]は、以下に示す式(6)で表される最小コンプライアンスCmin[mm3/Pa]と、式(7)で表される最大コンプライアンスCmax[mm3/Pa]との範囲内で、変速時間やリニアソレノイドバルブ94の性能により適宜決定される値である。ここで、コンプライアンスCは、蓄圧器100の性能を表すものであり、蓄圧器100に流入あるいは流出する作動油の体積をその流入あるいは流出前後の圧力差で除した値(体積/圧力)で表されるものである。なお、最大コンプライアンスCmaxは、リニアソレノイドバルブ94による作動油圧の供給すなわちフィードフォワード制御が行われない場合でも、上記同期作動開始以後のクラッチハブスリーブ50aの結合歯74への噛み合わせすなわち押込ストロークが完了し、さらには、その完了した際のマスター圧力Pmが零付近まで低下させられることのない条件を表す値である。リニアソレノイドバルブ94の性能すなわち調圧に際してフィードフォワード制御が適切に実施されて所定の目標油圧に速やかに調整させられる能力が高い場合は、上記Cmaxは小さく設定される。
Cmin[mm3/Pa] = △V[mm3] / △P[Pa] ・・・式(6)
Cmax[mm3/Pa] = Qsh[mm3] * Td[1/Pa] ・・・式(7)
式(6)中の△Pは、変速に際して、その変速前の変速段の成立に関与している同期噛合クラッチ48の係合を解除するときにクラッチハブスリーブ50を操作するシフトシリンダ78に供給される第1油圧Pm1[Pa]と、上記変速後の変速段の成立に関与する同期噛合クラッチ48を係合する際に同期噛合クラッチ48のシンクロナイザリング64による同期作動が開始されるときにシフトシリンダ78に供給される第2油圧Pm2[Pa]との圧力差である。また、式(6)中の△Vは、上記変速に際して、シフトシリンダ78が同期噛合クラッチ48のニュートラル状態から前記同期作動開始までに消費する消費油量であって、次式(8)で表される。なお、式(8)中のA[mm2]は、シフトシリンダ78の本体124の内径断面積であり、第2受圧面積Aa2に略同じ値である。
△V[mm3] = A[mm2] * y[mm] ・・・式(8)
また、式(7)中のQsh[mm3]は、上記変速の過程におけるシフトシリンダ78が同期噛合クラッチ48のニュートラル状態から上記変速後の変速段の成立に関与する同期噛合クラッチ48が係合されるまでにシフトソレノイドバルブ148を通過する最大流量である。また、式(7)中のTd[1/Pa]は、リニアソレノイドバルブ94の性能に関連して設定される応答遅れ値であって、その性能が高いほど小さく設定される。
蓄圧器100は上記式(1)乃至(8)を満たすように設計されており、たとえば、先ず、同期作動時のシンクロナイザリング64に対する所望の押付荷重(許容荷重)から押付圧すなわち上記第1油圧Pm1が決定され、各部寸法等が決定される。
以上のように構成される油圧制御回路80の変速期間における作動について、第2変速段G2から第3変速段G3へのアップシフト変速について例示した図9のタイムチャートを用いて説明する。なお、図9には、リニアソレノイドバルブ94のセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78に対するマスター圧Pmと、シフトシリンダ78のストローク位置と、セレクトシリンダのストローク位置とが、同時間軸上に示されている。
図9のt1時点において、たとえば操作者のシフトレバー操作による変速要求に応答して、自動クラッチ14の解放が開始される。また、t1時点以前は排出状態とされていたリニアソレノイドバルブ94が接続状態とされるとともに、そのリニアソレノイドバルブ94によるセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78に対するマスター圧PmをPm1とする調圧が開始される。なお、セレクトソレノイドバルブ146およびシフトソレノイドバルブ148は遮断状態にある。そしてt1〜t2時点の間において、上記自動クラッチ14の解放作動が完了される。
次いで、t2時点において、第2変速段G2の成立に関与している同期噛合クラッチ48dの係合の解除が開始される。具体的には、シフトソレノイドバルブ146が第1接続状態とされ、第2シフト位置にあるシフトシリンダ78が、t3時点までに、ニュートラル位置に作動させられる。
次いで、ストロークセンサ104で検出されたシフトシリンダ78の作動量に基づいて検出されたニュートラル位置、すなわち同期噛合クラッチ48がニュートラル状態のt3時点において、セレクトソレノイドバルブ146が第2接続状態とされて、t4時点までに、セレクトシリンダ76が第2セレクト位置にされる。
次いで、t4時点において、図7に示すようにセレクトソレノイドバルブ146およびリニアソレノイドバルブ94が遮断状態とされ、シフトシリンダ76が、ニュートラル位置からシンクロナイザリング64による同期作動が開始される所謂ボーク位置まで移動させられるに従って、マスター圧PmがPm1からPm2まで自動的に低下させられる。
次いで、t5時点において、図8に示すようにシフトシリンダ76が上記ボーク位置にされてシンクロナイザリング64による同期作動が開始される。
次いで、t6時点において、上記同期作動が完了され、t7時点までに、クラッチハブスリーブ50bのスプライン歯70がシンクロナイザリング64のスプライン歯72および入力歯車66の結合歯74と噛み合わされて、同期噛合クラッチの係合が完了させられる。
次いで、t7時点において、シフトソレノイドバルブ148が遮断状態とされ、変速が完了される。
上述のように、本実施例の車両用同期噛合式変速機16の油圧制御回路80によれば、(b) 複数の同期噛合クラッチ48a〜48eのいずれか1の噛み合いが解除されてそのニュートラル状態となるまではシフトシリンダ78に作動油圧を供給し、同期噛合クラッチ48a〜48eのいずれか1がそのニュートラル状態から前記クラッチハブスリーブ50aの結合歯74への噛み合わせ開始すなわち押込ストローク開始に先立って、前記クラッチハブスリーブ50aによるシンクロナイザリング64の押圧開始前のニュートラル状態のときに、セレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78への作動油圧の供給を遮断するリニアソレノイドバルブ94と、(c) そのリニアソレノイドバルブ94と上記シフトシリンダ78との間の第1油路98に設けられて、リニアソレノイドバルブ94から供給された作動油圧を蓄圧するとともに所定量の作動油を貯溜し、リニアソレノイドバルブ94が遮断された後はその貯溜された作動油をシフトシリンダ78へ供給する蓄圧器100とを、備える。したがって、リニアソレノイドバルブ94によるシフトシリンダ78への作動油圧の供給遮断後は蓄圧器100によって作動油圧がシフトシリンダ78に供給されることになり、また、その蓄圧器100により供給される作動油圧すなわちマスター圧Pmはその供給される油量に応じて第1油圧Pm1から所定の第2油圧Pm2に低下するので、ニュートラル状態を経て同期噛合クラッチ48a〜48eの同期作動が開始されるときにシフトシリンダ78に出力される油圧を適切な値で遅れなく発生させることができる。すなわち、上記マスター圧の減圧と、シフトシリンダ78の作動速度の減速すなわちシンクロナイザリング64に対する衝撃の緩和とが同時に達成される。
また、本実施例の車両用同期噛合式変速機16の油圧制御回路80によれば、(a) シフトシリンダ78は、円筒状のシリンダ本体124と、そのシリンダ本体124内部に摺動可能に嵌め入れられたピストン126と、そのピストン126に一端が連結されてシリンダ本体124から外部へ突き出すロッド128と、そのピストン126を隔ててシリンダ本体124の内部に形成されるロッド128側の第1油室130および反対側の第2油室132とを有する、複動式の油圧シリンダであって、(b) シフトシリンダ78の作動量あるいは作動位置を検出するストロークセンサ104をさらに備え、(c) リニアソレノイドバルブ94は、ストロークセンサ104で検出された作動量あるいは作動位置に基づいて、シフトシリンダ78が予め決められた作動位置であるときに作動油圧のそのシフトシリンダ78への遮断を行うものである。したがって、シフトシリンダ78の予め決められた作動位置におけるリニアソレノイドバルブ94による油圧シリンダであるシフトシリンダ78へのストロークセンサ104で検出された作動量に基づいた作動油圧の供給遮断後は蓄圧器100によって作動油圧がシフトシリンダ78に供給されることになり、また、その蓄圧器100により供給される作動油圧はその供給される油量に応じて低下するので、ニュートラル状態を経て同期噛合クラッチ48a〜48eの同期作動が開始されるときにシフトシリンダ78に出力される油圧を適切な値で遅れなく発生させることができる。
また、本実施例の車両用同期噛合式変速機16の油圧制御回路80によれば、(a) 第1油路98は、シフトシリンダ78の第1油室130に接続されるとともに、(b) その第1油路98から分岐してシフトシリンダ78の第2油室132に接続された第2油路144と、その第2油路144に設けられて、第2油室132の前記第1油路98への接続(第1接続状態)、その接続の遮断(遮断状態)、またはその第2油室132の排出油路90への接続(第2接続状態)を切り換えるシフトソレノイドバルブ148とをさらに備え、(c) 前記ピストン126の第1油室130側に有する第1受圧面積Aa1は、ピストン126の第2油室132側に有する第2受圧面積Aa2の半分である。したがって、シフトシリンダ78を往動および複動のいずれの方向に作動させる場合も、リニアソレノイドバルブ94によるシフトシリンダ78への作動油圧の供給遮断後の油圧源すなわち蓄圧器100から作動油圧が供給されるとき、シフトシリンサ78の作動ストロークが同じであれば同じ作動油圧が得られるので、リニアソレノイドバルブ94の制御が単純化されるという利点がある。すなわち、リニアソレノイドバルブ94によるシフトシリンダ78への作動油圧の供給遮断後に、蓄圧器100によって供給される作動油量が常に一定であっても、上述のようにシフトシリンダ78をどちらの方向にも適切に作動させることができる。
また、本実施例の車両用同期噛合式変速機16の油圧制御回路80によれば、蓄圧器100は、容器状の本体116と、その本体116の内部に摺動可能に嵌め入れられて容積可変の蓄圧油室118を形成する蓄圧ピストン120と、その蓄圧ピストン120の一面を蓄圧油室118側へ付勢するばね122とを、有するばね式アキュムレータであることから、そのばね式アキュムレータに蓄圧される作動油圧とその油量とが、上記ばね122の特性により決定されるので、蓄圧器100の設計が容易であるという利点がある。
また、本実施例の車両用同期噛合式変速機16の油圧制御回路80によれば、(a) 変速ギヤ対46a〜46eは、平行な2軸すなわち入力軸42および出力軸44の一方に相対回転可能に設けられた入力歯車66すなわち第1ギヤと、その平行な2軸の他方に相対回転不能に設けられた第2ギヤとから成り、(b) 同期噛合クラッチ48a〜48eは、上記入力歯車66に一体的に設けられた外周歯からなる結合歯67と、前記平行な2軸の一方に固定されたハブ69a、69b、69cと、該ハブ69a、69b、69cの外周歯と噛み合う内周歯を有してシフトシリンダ78により上記平行な2軸の一方の軸心方向に操作される円筒状のクラッチハブスリーブ50a、50b、50cと、そのクラッチハブスリーブ50a、50b、50cが結合歯67に向かって移動させられる過程でその結合歯67とクラッチハブスリーブ50a、50b、50cとの回転数が同期するまでそのクラッチハブスリーブ50の内周歯に当接してそのクラッチハブスリーブ50の移動を阻止するシンクロナイザリング64とを、備えるものであり、(c) 蓄圧器100における作動油の流入あるいは流出体積をその流入あるいは流出前後の圧力差で除した値で表されるコンプライアンスCは、変速に際して、その変速前の変速段の成立に関与している同期噛合クラッチ48の係合を解除するときに対応するクラッチハブスリーブ50を操作するシフトシリンダ78に供給される第1油圧Pm1と、変速後の変速段の成立に関与する同期噛合クラッチ48を係合する際にその同期噛合クラッチ48のシンクロナイザリング64による同期作動が開始されるときにシフトシリンダ78に供給される第2油圧Pm2との圧力差△Pで、シフトシリンダ78が予め決められた作動位置であるときから同期開始までに消費する消費油量△Vを除した値となるように、設定されている。したがって、リニアソレノイドバルブ94が遮断状態とされた後すなわちリニアソレノイドバルブ94からの油圧の供給が途絶えた後は、蓄圧器100によって油圧がシフトシリンダ78に供給されるとともに、その供給される油圧は、その供給される油量に応じて自然に低下して、予め設定された所望の値である第2油圧Pm2となるので、ニュートラル状態を経て同期噛合クラッチ46のクラッチハブスリーブ50がシンクロナイザリング64を押し付ける、すなわち同期噛合クラッチ48による同期が開始されるときのシフトシリンダ78に対する油圧を一層適切な値で遅れなく発生させることができる。
また、本実施例の車両用同期噛合式変速機16の油圧制御回路80によれば、前記予め決められた作動位置とは、同期噛合クラッチ48a〜48eがシフト作動ストロークにおいてその同期噛合クラッチ48a〜48eの噛み合いが解除されたニュートラル状態となる位置であることから、リニアソレノイドバルブ94によるシフトシリンダ78への作動油圧の供給遮断後すなわちニュートラル状態以後は、蓄圧器100によって油圧がシフトシリンダ78に供給されるとともに、その蓄圧器100により供給される作動油圧すなわちマスター圧Pmはその供給される油量に応じて第1油圧Pm1から所定の第2油圧Pm2に低下するので、ニュートラル状態を経て同期噛合クラッチ48a〜48eの同期作動が開始されるときにシフトシリンダ78に出力される油圧を一層適切な値で遅れなく発生させることができる。
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
たとえば、前述の実施例において、車両の駆動方式はFF(フロントエンジン・フロントドライブ)であったが、その駆動方式だけに限られず、種々の駆動方式の車両に好適に適応され得る。
また、前述の実施例において、変速機16は平行な2軸を備える常時噛合式の有段変速機であったが、3軸以上を備える変速機であってもよい。また、すべての変速段が常時噛合クラッチの係合により成立されなくてもよい等種々の態様が可能である。
また、前述の実施例において、第2変速段G2から第3変速段G4へのアップシフトの場合の油圧制御回路の作動を説明したが、アップシフトに限らずダウンシフトの場合にも適用され、また1段づつの変速に限らずたとえば第2変速段G2から第4変速段G4への変速のようにとびとびの変速の場合にも適用され得る。
また、前述の実施例において、同期噛合クラッチ48a〜48eはシンクロナイザリング64を備えたシンクロメッシュタイプであったが、他の形式の噛合クラッチであってもよい。
また、前述の実施例において、蓄圧器100はばね式アキュムレータであったが、他の形式のアキュムレータであってもよい。
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
本発明が適用された車両用駆動装置の概略構成を説明する骨子図である。 自動クラッチの構造を示す図である。 同期噛合クラッチの構成および作動を具体的に説明する図であって、同期噛合クラッチが未係合の状態すなわちニュートラル状態を示す図である。 同期噛合クラッチの構成および作動を具体的に説明する図であって、同期噛合クラッチが係合された状態を示す図である。 図5は、クラッチレリーズシリンダ、セレクトシリンダ、およびシフトシリンダに供給される油圧を制御する油圧制御回路を示す回路図である。 シフトシリンダのロッド(ピストン)が第2油室側へ移動させられている状態を示す、図5の油圧制御回路の一部を示す図である。 シフトシリンダのロッド(ピストン)が第1油室側へ移動させられている状態を示す、図5の油圧制御回路の一部を示す図である。 変速後の変速段の成立に関与する同期噛合クラッチのシンクロナイザリングによる同期作動が開始されるときの状態を示す、図5の油圧制御回路の一部を示す図である。 油圧制御回路の変速期間における作動について説明するタイムチャートである。
符号の説明
16:変速機(同期噛合式変速機)
42:入力軸
44:出力軸
46a〜46e:変速ギヤ対(ギヤ対)
48a〜48e:同期噛合クラッチ(同期噛合装置)
50a、50b、50c:クラッチハブスリーブ(結合スリーブ)
64:シンクロナイザリング(同期リング)
66:入力歯車(第1ギヤ)
67:結合歯
69a、69b、69c:ハブ
70:スプライン歯(内周歯)
78:シフトシリンダ(シフトアクチュエータ、油圧シリンダ)
80:油圧制御回路
89:メイン油路
90:排出油路
94:リニアソレノイドバルブ(主制御弁)
98:第1油路
100:蓄圧器(ばね式アキュムレータ)
102:ストロークセンサ
104:ストロークセンサ
116:本体
118:蓄圧油室
120:蓄圧ピストン
122:ばね
124:シリンダ本体
126:ピストン
128:ロッド
130:第1油室
132:第2油室
134:シリンダ本体
136:ピストン
138:ロッド
140:第1油室
142:第2油室
144:第2油路
146:セレクトソレノイドバルブ(切換制御弁)
148:シフトソレノイドバルブ(切換制御弁)
Aa1、Ab1:第1受圧面積
Aa2、Ab2:第2受圧面積
C:コンプライアンス
Cmax:最大コンプライアンス
Cmin:最小コンプライアンス
Pm:マスター圧
Pm1:第1油圧
Pm2:第2油圧
△P:圧力差
△V:消費油量

Claims (6)

  1. 回転比が異なる複数のギヤ対毎に設けられて択一的に係合させることにより変速段の切り換えを行う同期噛合装置と、シフト作動ストロークにおいて噛合状態の該同期噛合装置の噛み合いを解除してニュートラル状態とした後、非噛合状態の同期噛合装置の噛み合いを行う油圧式シフトアクチュエータとを、備える車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路であって、
    前記複数の同期噛合装置のいずれか1の噛み合いが解除されてそのニュートラル状態となるまでは前記油圧式シフトアクチュエータに作動油圧を供給し、該同期噛合装置のいずれか1の噛み合いが開始されるに先立って該作動油圧の供給を遮断する主制御弁と、
    該主制御弁と前記油圧式シフトアクチュエータとの間の第1油路に設けられて、前記主制御弁から供給された作動油圧を蓄圧するとともに所定量の作動油を貯溜し、該主制御弁が遮断された後は該貯溜された作動油を前記油圧式シフトアクチュエータへ供給する蓄圧器と
    を、備えることを特徴とする車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路。
  2. 前記油圧式シフトアクチュエータは、円筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体内部に摺動可能に嵌め入れられたピストンと、該ピストンに一端が連結されて前記シリンダ本体から外部へ突き出すロッドと、該ピストンを隔てて前記シリンダ本体の内部に形成される前記ロッド側の第1油室および反対側の第2油室とを有する、複動式の油圧シリンダであって、
    前記油圧シリンダの作動量あるいは作動位置を検出するストロークセンサをさらに備え、
    前記主制御弁は、該ストロークセンサで検出された作動量あるいは作動位置に基づいて、前記油圧式シフトアクチュエータが予め決められた作動位置であるときに作動油圧の該油圧式シフトアクチュエータへの遮断を行うものである請求項1の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路。
  3. 前記第1油路は、前記油圧式シフトアクチュエータの第1油室に接続されるとともに、
    該第1油路から分岐して該油圧式シフトアクチュエータの第2油室に接続された第2油路と、該第2油路に設けられて、該第2油室の前記第1油路への接続、該第2油室の遮断、または該第2油室の排出油路への接続を切り換える切換制御弁とをさらに備え、
    前記ピストンの前記第1油室側に有する第1受圧面積は、該ピストンの前記第2油室側に有する第2受圧面積の半分である請求項2の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路。
  4. 前記蓄圧器は、容器状の本体と、該本体の内部に摺動可能に嵌め入れられて容積可変の蓄圧油室を形成する蓄圧ピストンと、該蓄圧ピストンを前記蓄圧油室側へ付勢するばねとを、有するばね式アキュムレータである請求項1乃至3の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路。
  5. 前記ギヤ対は、平行な2軸の一方に相対回転可能に設けられた第1ギヤと、該平行な2軸の他方に相対回転不能に設けられた第2ギヤとから成り、
    前記同期噛合装置は、前記第1ギヤに一体的に設けられた外周歯からなる結合歯と、前記平行な2軸の一方に固定されたハブと、該ハブの外周歯と噛み合う内周歯を有して前記油圧式シフトアクチュエータにより該平行な2軸の一方の軸心方向に操作される円筒状の結合スリーブと、該結合スリーブが前記結合歯に向かって移動させられる過程で該結合歯と結合スリーブとの回転数が同期するまで該結合スリーブの内周歯に当接して該結合スリーブの移動を阻止する同期リングとを、備えるものであり、
    前記ばね式アキュムレータにおける作動油の流入あるいは流出体積をその流入あるいは流出前後の圧力差で除した値で表されるコンプライアンスは、変速に際して、該変速前の変速段の成立に関与している前記同期噛合装置の係合を解除するときに前記結合スリーブを操作する前記油圧式シフトアクチュエータに供給される第1油圧と、変速後の変速段の成立に関与する前記同期噛合装置を係合する際に該同期噛合装置の同期リングによる前記同期作動が開始されるときに前記油圧式シフトアクチュエータに供給される第2油圧との圧力差で、前記油圧式シフトアクチュエータが予め決められた作動位置であるときから前記同期開始までに消費する消費油量を除した値となるように、設定されている請求項4の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路。
  6. 前記予め決められた作動位置とは、前記同期噛合装置がシフト作動ストロークにおいて該同期噛合装置の噛み合いが解除されたニュートラル状態となる位置である請求項2乃至5の車両用同期噛合式変速機の油圧制御回路。
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