JP7776346B2 - Gear transmission control device, vehicle, and control method - Google Patents
Gear transmission control device, vehicle, and control methodInfo
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Description
本開示は、シフトアクチュエータの動力によりギヤチェンジを行うギヤ変速機の制御装置、乗物および制御方法に関する。 This disclosure relates to a control device, vehicle, and control method for a gear transmission that changes gears using the power of a shift actuator.
特許文献1には、シフトドラムを回動させる電動モータと、当該電動モータを制御する制御部とを具備する変速制御装置が開示されている。このシフトドラムの外周面に形成された溝にシフトフォークの突起が係合している。電動モータによりシフトドラムが回動されると、シフトフォークとともにドグが変位し、現在係合されているドグクラッチの係合を解除して次のドグクラッチを係合する動作が実行される。 Patent Document 1 discloses a gear change control device equipped with an electric motor that rotates a shift drum and a control unit that controls the electric motor. A protrusion on a shift fork engages with a groove formed on the outer peripheral surface of the shift drum. When the shift drum is rotated by the electric motor, the dogs are displaced along with the shift fork, disengaging the currently engaged dog clutch and engaging the next dog clutch.
ドッグクラッチ式のギヤ変速機では、ドグが円滑に係合されることが望まれる。 In a dog clutch gear transmission, it is desirable for the dogs to engage smoothly.
そこで、本開示は、ドッグクラッチ式のギヤ変速機において、ドグの円滑な係合を実現できるギヤ変速機の制御装置、乗物および制御方法を提供することを目的とする。 The present disclosure therefore aims to provide a gear transmission control device, vehicle, and control method that can achieve smooth engagement of the dogs in a dog clutch-type gear transmission.
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るギヤ変速機の制御装置は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸に同軸の変速ギヤおよび前記出力軸に同軸の変速ギヤをそれぞれ含む複数組の変速ギヤ対と、前記複数組の変速ギヤ対に係合可能な複数の係合部を移動させ、前記複数組の変速ギヤ対の中で前記係合部に係合した1の変速ギヤ対を動力伝達状態にするシフトアクチュエータと、前記係合部の位置を検出するセンサと、を備えるギヤ変速機の制御装置であって、前記制御装置は、処理回路を備え、前記処理回路は、変速段をシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングを決定し、前記係合タイミングとなるまで、前記センサにより検出される位置が、前記複数の係合部が前記複数組の変速ギヤ対のいずれとも係合しない非係合範囲内に維持されるよう、前記シフトアクチュエータを制御する。 In order to solve the above-mentioned problems, one aspect of the present disclosure provides a gear transmission control device that includes an input shaft, an output shaft, multiple sets of gear pairs, each including a gear that is coaxial with the input shaft and a gear that is coaxial with the output shaft, a shift actuator that moves multiple engagement portions that can engage with the multiple sets of gear pairs and places one of the multiple sets of gear pairs that is engaged with an engagement portion into a power transmission state, and a sensor that detects the position of the engagement portions. The control device includes a processing circuit that, upon receiving a shift command to shift a gear position, determines the engagement timing for starting engagement between the gear and the engagement portions based on the difference between the rotational speed of the gear and the rotational speed of the engagement portions, and controls the shift actuator so that the position detected by the sensor is maintained within a disengagement range in which the multiple engagement portions do not engage with any of the multiple sets of gear pairs until the engagement timing is reached.
本開示の一態様に係る乗物は、運転者により操作されることにより走行する乗物であって、走行駆動源を搭載した車体と、前記車体に支持された前記ギヤ変速機と、前記ギヤ変速機を制御する前記制御装置と、を備える、乗物である。 A vehicle according to one aspect of the present disclosure is a vehicle that travels when operated by a driver, and includes a vehicle body equipped with a driving source, the gear transmission supported on the vehicle body, and the control device that controls the gear transmission.
本開示の一態様に係るギヤ変速機の制御方法は、変速段をシフトするために変速ギヤに係合可能な係合部を移動させるシフトアクチュエータを制御するためのギヤ変速機の制御方法であって、変速段をシフトするためのシフト指令を取得したときに、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングを決定し、前記係合タイミングとなるまで、前記係合部の位置を、前記係合部が前記変速ギヤと係合しない非係合範囲内に維持する。 A gear transmission control method according to one aspect of the present disclosure is a gear transmission control method for controlling a shift actuator that moves an engagement portion that can engage with a transmission gear to shift gear stages. When a shift command to shift gear stages is received, the method determines the engagement timing for initiating engagement between the transmission gear and the engagement portion based on the difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion, and maintains the position of the engagement portion within a disengagement range in which the engagement portion does not engage with the transmission gear until the engagement timing is reached.
本開示によれば、ドッグクラッチ式のギヤ変速機において、ドグの円滑な係合を実現できるギヤ変速機の制御装置、乗物および制御方法を提供することができる。 This disclosure provides a gear transmission control device, vehicle, and control method that can achieve smooth engagement of the dogs in a dog clutch-type gear transmission.
以下、図面を参照して実施形態を説明する。 The following describes the embodiment with reference to the drawings.
<ギヤ変速機の構成>
図1は、一実施形態に係るギヤ変速機10の制御装置40が搭載された乗物1の動力システムの模式図である。例えば乗物1は、鞍乗車両(例えば、自動二輪車)である。本実施形態では、乗物1として、第1原動機としての内燃機関であるエンジン2、および、第2原動機としての電動モータである駆動モータ3の2つの走行駆動源を備えたハイブリッド車両が例示される。
<Gear transmission configuration>
1 is a schematic diagram of a power system of a vehicle 1 equipped with a control device 40 for a gear transmission 10 according to one embodiment. The vehicle 1 is, for example, a straddle-type vehicle (e.g., a motorcycle). In this embodiment, the vehicle 1 is exemplified as a hybrid vehicle equipped with two driving sources: an engine 2, which is an internal combustion engine serving as a first prime mover, and a drive motor 3, which is an electric motor serving as a second prime mover.
エンジン2のクランク軸2aは、プライマリギヤ4およびメインクラッチ5(例えば、摩擦クラッチ)を介してギヤ変速機10に接続されている。メインクラッチ5は、クラッチアクチュエータ5aによって駆動されて、クランク軸2aから入力軸11への動力伝達経路を切断したり接続したりする。また、駆動モータ3のモータ駆動軸3aは、動力伝達機構6(例えば、チェーン・スプロケット機構、ベルト・プーリー機構、ドライブシャフト・ギヤ機構等)を介してギヤ変速機10に接続されている。ギヤ変速機10は、出力伝達機構7(例えば、チェーン・スプロケット機構、ベルト・プーリー機構、ドライブシャフト・ギヤ機構等)を介して駆動輪8に接続されている。 The crankshaft 2a of the engine 2 is connected to the gear transmission 10 via a primary gear 4 and a main clutch 5 (e.g., a friction clutch). The main clutch 5 is driven by a clutch actuator 5a to connect and disconnect the power transmission path from the crankshaft 2a to the input shaft 11. The motor drive shaft 3a of the drive motor 3 is connected to the gear transmission 10 via a power transmission mechanism 6 (e.g., a chain and sprocket mechanism, a belt and pulley mechanism, a drive shaft and gear mechanism, etc.). The gear transmission 10 is connected to the drive wheels 8 via an output transmission mechanism 7 (e.g., a chain and sprocket mechanism, a belt and pulley mechanism, a drive shaft and gear mechanism, etc.).
ギヤ変速機10は、ドッグクラッチ式の変速機である。ギヤ変速機10は、入力軸11と、出力軸12と、複数の変速段にそれぞれ対応する複数組の変速ギヤ対13と、複数組の変速ギヤ対13にそれぞれ対応する複数のドグ14(係合部に対応)とを備える。複数のドグ14は、複数組の変速ギヤ対13のうちの所望の減速比の1組を選択する。 The gear transmission 10 is a dog clutch type transmission. The gear transmission 10 includes an input shaft 11, an output shaft 12, multiple sets of transmission gear pairs 13 corresponding to multiple gear stages, and multiple dogs 14 (corresponding to engagement portions) corresponding to the multiple sets of transmission gear pairs 13. The multiple dogs 14 select one of the multiple sets of transmission gear pairs 13 that has the desired reduction ratio.
入力軸11には、走行駆動源であるエンジン2および駆動モータ3の少なくとも一方の駆動力が伝達可能である。メインクラッチ5が接続状態にあるとき、エンジン2のみから、または、エンジン2および駆動モータ3の双方から、動力が入力軸11に入力される。メインクラッチ5が切断状態にあるとき、駆動モータ3のみから動力が入力軸11に入力される。出力軸12は、入力軸11に平行に配置されている。以下、入力軸11および出力軸12に平行な方向を、「軸方向」と称する。複数組の変速ギヤ対13は、軸方向に並んでいる。複数組の変速ギヤ対13は、互いに減速比が異なる。減速比は、ギヤ比または変速比とも称し得る。 The input shaft 11 can transmit the driving force of at least one of the engine 2 and drive motor 3, which are driving sources for traveling. When the main clutch 5 is engaged, power is input to the input shaft 11 from only the engine 2, or from both the engine 2 and drive motor 3. When the main clutch 5 is disengaged, power is input to the input shaft 11 from only the drive motor 3. The output shaft 12 is arranged parallel to the input shaft 11. Hereinafter, the direction parallel to the input shaft 11 and the output shaft 12 will be referred to as the "axial direction." Multiple sets of transmission gear pairs 13 are aligned in the axial direction. The multiple sets of transmission gear pairs 13 have different reduction ratios. The reduction ratio can also be referred to as the gear ratio or the transmission ratio.
各変速ギヤ対13は、入力軸11に同軸に設けられた1つの変速ギヤ13と、出力軸12に同軸に設けられた1つの変速ギヤ13とを含む。各変速ギヤ対13が含む2つの変速ギヤ13のうち、一方の変速ギヤ13は、そのギヤと同軸である入力軸11または出力軸12と一体的に回転するギヤ(以下、「共回転ギヤ」と称する)13aである。例えば、共回転ギヤ13aは、入力軸11または出力軸12にスプライン嵌合により組付けられている。各変速ギヤ対13が含む2つの変速ギヤ13のうち、他方の変速ギヤ13は、そのギヤと同軸である入力軸11または出力軸12に対して相対回転可能であるギヤ(以下、「空転ギヤ」と称する)13bである。 Each transmission gear pair 13 includes one transmission gear 13 coaxially mounted on the input shaft 11 and one transmission gear 13 coaxially mounted on the output shaft 12. Of the two transmission gears 13 included in each transmission gear pair 13, one transmission gear 13 is a gear (hereinafter referred to as the "co-rotating gear") 13a that rotates integrally with the input shaft 11 or output shaft 12, which is coaxial with that gear. For example, the co-rotating gear 13a is assembled to the input shaft 11 or output shaft 12 by spline fitting. Of the two transmission gears 13 included in each transmission gear pair 13, the other transmission gear 13 is a gear (hereinafter referred to as the "idling gear") 13b that can rotate relative to the input shaft 11 or output shaft 12, which is coaxial with that gear.
各変速ギヤ対13における共回転ギヤ13aと空転ギヤ13bとは常時噛み合っている。本実施形態では、入力軸11に、共回転ギヤ13aと空転ギヤ13bとが軸方向に交互に並んでいる。同様に、出力軸12には、空転ギヤ13bと共回転ギヤ13aとが軸方向に交互に並んでいる。 The co-rotating gear 13a and the idling gear 13b in each transmission gear pair 13 are constantly meshed. In this embodiment, the co-rotating gears 13a and the idling gears 13b are arranged alternately in the axial direction on the input shaft 11. Similarly, the idling gears 13b and the co-rotating gears 13a are arranged alternately in the axial direction on the output shaft 12.
いくつかの共回転ギヤ13aが、ドグ14と一体型となっており、ドグ14とともにドッグギヤ15を構成している。ドッグギヤ15において、ドグ14は、共回転ギヤ13aの軸方向端面から軸方向に突出するように設けられている。例えばドグ14は、共回転ギヤ13aの端面において、共回転ギヤ13aの周方向に所定の間隔をあけて並んだ複数の突起により構成されている。なお、図2では、煩雑になるのを避けるために、共回転ギヤ、空転ギヤ、ドッグギヤの全てに符号を付さず、それらの一部にのみ符号が付されている。 Several co-rotating gears 13a are integral with dogs 14, and together with the dogs 14, form dog gears 15. In the dog gears 15, the dogs 14 are arranged so as to protrude axially from the axial end faces of the co-rotating gears 13a. For example, the dogs 14 are composed of multiple protrusions arranged at predetermined intervals around the circumferential direction of the co-rotating gear 13a on the end faces of the co-rotating gears 13a. Note that in Figure 2, to avoid complexity, not all of the co-rotating gears, idling gears, and dog gears are labeled with reference numerals, but only some of them.
ドッグギヤ15は、入力軸11または出力軸12に対して軸方向に移動可能となっている。ドッグギヤ15に軸方向に対向する空転ギヤ13bは、収容空間Sを有する。収容空間Sは、移動するドグ14が入り込めるよう、軸方向におけるドグ14が配置された側に開口している。本実施形態では、収容空間Sは、空転ギヤ13bの軸方向端面において、空転ギヤ13bの周方向に所定の間隔をあけて並んだ複数の突起により構成されている。すなわち、収容空間Sは、空転ギヤ13bの端面において空転ギヤ13bの周方向に隣接する突起の間に形成される空間である。なお、収容空間Sは、空転ギヤ13bの軸方向端面に形成された穴であってもよい。すなわち、収容空間Sは、空転ギヤ13bの径方向に開口していてもよいし、開口していなくてもよい。 The dog gear 15 is movable axially relative to the input shaft 11 or the output shaft 12. The idle gear 13b, which is axially opposed to the dog gear 15, has an accommodation space S. The accommodation space S is open on the axial side where the dog 14 is located so that the moving dog 14 can enter. In this embodiment, the accommodation space S is formed by multiple protrusions arranged at predetermined intervals around the circumferential direction of the idle gear 13b on the axial end face of the idle gear 13b. In other words, the accommodation space S is the space formed between adjacent protrusions around the circumferential direction of the idle gear 13b on the end face of the idle gear 13b. Note that the accommodation space S may also be a hole formed in the axial end face of the idle gear 13b. In other words, the accommodation space S may or may not be open radially of the idle gear 13b.
入力軸11および出力軸12に平行に配置された支軸21には、ギヤチェンジのために変位するシフトフォーク22がスライド自在に支持されている。シフトフォーク22の先端は、ドッグギヤ15に接続されている。シフトフォーク22の基端は、シフトドラム23の案内溝Gに嵌合している。シフトドラム23が回転すると、案内溝Gに案内されたシフトフォーク22が、対応するドッグギヤ15を入力軸11または出力軸12に沿ってスライドさせる。ドッグギヤ15がスライド変位する。ある変速段に対応するドグ14が、当該ある変速段に対応する変速ギヤ対13の収容空間Sに入り込み、これにより、当該変速段に対応する変速ギヤ対13が動力伝達状態となる。 A shift fork 22, which moves to change gears, is slidably supported on a support shaft 21 arranged parallel to the input shaft 11 and output shaft 12. The tip of the shift fork 22 is connected to a dog gear 15. The base end of the shift fork 22 is fitted into a guide groove G of the shift drum 23. When the shift drum 23 rotates, the shift fork 22, guided by the guide groove G, slides the corresponding dog gear 15 along the input shaft 11 or output shaft 12. The dog gear 15 slides and moves. The dog 14 corresponding to a certain gear enters the accommodation space S of the gear pair 13 corresponding to that gear, thereby placing the gear pair 13 corresponding to that gear in a power transmission state.
ギヤ変速機10は、ギヤポジションセンサ31(センサに対応)、シフトアクチュエータ32およびチェンジ機構33を有する。 The gear transmission 10 has a gear position sensor 31 (corresponding to the sensor), a shift actuator 32, and a change mechanism 33.
ギヤポジションセンサ31は、シフトドラム23の回転角を検出する。シフトドラム23の回転角により、ギヤ変速機10の複数の変速ギヤ対13のうちのいずれが選択された状態にあるか、つまりどの変速段にあるかを検出可能である。ギヤポジションセンサ31により検出された回転角を示す検出角度信号は、乗物1の制御装置40に送られる。 The gear position sensor 31 detects the rotation angle of the shift drum 23. The rotation angle of the shift drum 23 makes it possible to detect which of the multiple transmission gear pairs 13 of the gear transmission 10 is in a selected state, i.e., which gear position it is in. A detected angle signal indicating the rotation angle detected by the gear position sensor 31 is sent to the control device 40 of the vehicle 1.
制御装置40は、エンジン2、駆動モータ3、クラッチアクチュエータ5a、およびシフトアクチュエータ32を制御する。制御装置40は、プロセッサ40aおよびメモリ40bを有する。プロセッサ40aは、メモリ40bに記憶されたプログラムを実行することにより、エンジン2、駆動モータ3、クラッチアクチュエータ5a、およびシフトアクチュエータ32を制御する。プロセッサ40aは、処理回路の一例である。また、制御装置40によるシフトアクチュエータ32の制御は、シフトスイッチ41から送られたシフト指令に応じて実行される。 The control device 40 controls the engine 2, drive motor 3, clutch actuator 5a, and shift actuator 32. The control device 40 has a processor 40a and memory 40b. The processor 40a controls the engine 2, drive motor 3, clutch actuator 5a, and shift actuator 32 by executing programs stored in memory 40b. The processor 40a is an example of a processing circuit. The control device 40 controls the shift actuator 32 in response to a shift command sent from the shift switch 41.
シフトスイッチ41は、ギヤ変速機10のシフト位置である変速段を変更するためのものである。シフトスイッチ41は、例えば運転者が手動操作できるように、乗物1のハンドルのグリップなどに配置される。シフトスイッチ41は、例えば運転者の手動操作に応じてシフト指令を制御装置40に送る。例えばシフト指令は、シフトアップ指令またはシフトダウン指令である。シフトアップ指令は、ギヤ変速機10の変速段を増加させる指令である。より詳しくは、シフトアップ指令は、入力軸11に対する出力軸12の減速比を大きくする指令である。シフトダウン指令は、ギヤ変速機10の変速段を減少させる指令である。より詳しくは、シフトダウン指令は、入力軸11に対する出力軸12の減速比を小さくする指令である。 The shift switch 41 is used to change the gear position, or shift stage, of the gear transmission 10. The shift switch 41 is located, for example, on the grip of the steering wheel of the vehicle 1 so that it can be manually operated by the driver. The shift switch 41 sends a shift command to the control device 40 in response to manual operation by the driver. For example, the shift command is an upshift command or a downshift command. An upshift command is a command to increase the gear stage of the gear transmission 10. More specifically, an upshift command is a command to increase the reduction ratio of the output shaft 12 relative to the input shaft 11. A downshift command is a command to decrease the gear stage of the gear transmission 10. More specifically, a downshift command is a command to decrease the reduction ratio of the output shaft 12 relative to the input shaft 11.
シフトアクチュエータ32は、制御装置40により制御され、シフトドラム23を回転させる動力を発生させる。シフトアクチュエータ32は、例えば正逆回転可能な電動モータである。シフトアクチュエータ32による動力は、チェンジ機構33を介してシフトドラム23に伝達される。 The shift actuator 32 is controlled by the control device 40 and generates power to rotate the shift drum 23. The shift actuator 32 is, for example, an electric motor that can rotate forward and backward. The power from the shift actuator 32 is transmitted to the shift drum 23 via the change mechanism 33.
図2は、シフトドラム23の軸線X1の延在する方向に見たチェンジ機構33の側面図である。図2では、チェンジ機構33が手前側に位置し、シフトドラム23が奥側に位置する。チェンジ機構33は、シフトアクチュエータ32の回転動力によって動作し、シフトドラム23を間欠的に回転させる。チェンジ機構33は、チェンジシャフト51、チェンジレバー52、リターンスプリング53、チェンジカム54、ストッパ棒55、およびポジションレバー56を備える。 Figure 2 is a side view of the change mechanism 33 as seen in the direction in which the axis X1 of the shift drum 23 extends. In Figure 2, the change mechanism 33 is located on the front side, and the shift drum 23 is located on the back side. The change mechanism 33 operates using the rotational power of the shift actuator 32, and intermittently rotates the shift drum 23. The change mechanism 33 includes a change shaft 51, a change lever 52, a return spring 53, a change cam 54, a stopper rod 55, and a position lever 56.
チェンジシャフト51の軸線X2は、シフトドラム23の軸線X1と平行に配置されている。チェンジシャフト51の第1端部にはシフトアクチュエータ32が取り付けられ(図1参照)、チェンジシャフト51の第2端部にはチェンジレバー52が取り付けられている。チェンジシャフト51は、シフトアクチュエータ32の動力が入力され、その軸線X2周りに回転する。 The axis X2 of the change shaft 51 is arranged parallel to the axis X1 of the shift drum 23. The shift actuator 32 is attached to the first end of the change shaft 51 (see Figure 1), and the change lever 52 is attached to the second end of the change shaft 51. The change shaft 51 receives power from the shift actuator 32 and rotates around its axis X2.
チェンジレバー52は、チェンジシャフト51に固定されている。チェンジレバー52は、レバー本体61、スライダ62、リベット63およびスライダスプリング64を備える。レバー本体61およびスライダ62は、軸線X2に平行な直線に垂直な板状の部材である。 The change lever 52 is fixed to the change shaft 51. The change lever 52 comprises a lever body 61, a slider 62, a rivet 63, and a slider spring 64. The lever body 61 and the slider 62 are plate-shaped members that are perpendicular to a line parallel to the axis X2.
レバー本体61は、例えば溶着などにより、チェンジシャフト51に固定されている。レバー本体61は、チェンジシャフト51とともに軸線X2の周りに回動する。レバー本体61は、チェンジシャフト51に固定される基部71と、軸線X2に直交する径方向に基部71から突出したスライダ支持部72とを有する。基部71は、被付勢部71aと、ストッパ孔71bとを有する。 The lever body 61 is fixed to the change shaft 51, for example, by welding. The lever body 61 rotates together with the change shaft 51 around the axis X2. The lever body 61 has a base 71 fixed to the change shaft 51 and a slider support portion 72 that protrudes from the base 71 in a radial direction perpendicular to the axis X2. The base 71 has a biased portion 71a and a stopper hole 71b.
基部71に対して前記軸方向一方側にリターンスプリング53が配置されており、被付勢部71aは、基部71の主面部からリターンスプリング53側に(図2の例では紙面奥側に)突出している部分である。被付勢部71aは、リターンスプリング53に当接されてリターンスプリング53から付勢力が与えられる。ストッパ孔71bは、軸線X2周りの周方向に延びた長円形状を有する。スライダ支持部72は、リベット63が貫通するピン孔72aを有する。 The return spring 53 is disposed on one axial side of the base 71, and the biased portion 71a protrudes from the main surface of the base 71 toward the return spring 53 (toward the back of the page in the example of Figure 2). The biased portion 71a abuts against the return spring 53 and is subjected to a biasing force from the return spring 53. The stopper hole 71b has an oval shape that extends circumferentially around the axis X2. The slider support portion 72 has a pin hole 72a through which the rivet 63 passes.
スライダ62は、スライダ支持部72に摺動自在に重ねられる。スライダ62は、リベット63の軸部が挿通する案内穴75を有する。案内穴75は、リベット63の軸部を前記径方向に案内可能に前記径方向に延びている。リベット63は、スライダ62の案内穴75を通過してレバー本体61のピン孔72aに締結されている。なお、スライダ62の案内穴75に挿通されるものはリベットに限られず、案内ピンの役目を果たすものであれば他のもの(例えば、ピンおよび抜け止め具)でもよい。 The slider 62 is slidably placed on the slider support portion 72. The slider 62 has a guide hole 75 through which the shank of the rivet 63 is inserted. The guide hole 75 extends in the radial direction so as to guide the shank of the rivet 63 in the radial direction. The rivet 63 passes through the guide hole 75 of the slider 62 and is fastened into the pin hole 72a of the lever body 61. Note that the object inserted into the guide hole 75 of the slider 62 is not limited to a rivet; any object that functions as a guide pin (for example, a pin or a retaining device) may be used.
スライダ62は、軸線X2から遠位側、すなわちチェンジシャフト51の径方向外側において一対のシフト爪66を有する。一対のシフト爪66は、スライダ62の先端部をチェンジカム54に向けて屈曲させて形成されている。一対のシフト爪66は、互いに前記軸線X2からスライダ62に向かう方向に直交する方向に離間している。一対のシフト爪66は、軸線X2方向から見て、一対のシフト爪66の間の中間点を通る前記径方向に延びた仮想線を基準として対称な形状を有する。 The slider 62 has a pair of shift pawls 66 distal from the axis X2, i.e., radially outward from the change shaft 51. The pair of shift pawls 66 are formed by bending the tip of the slider 62 toward the change cam 54. The pair of shift pawls 66 are spaced apart in a direction perpendicular to the direction from the axis X2 toward the slider 62. When viewed from the direction of the axis X2, the pair of shift pawls 66 have a symmetrical shape with respect to the imaginary line extending radially and passing through the midpoint between the pair of shift pawls 66.
スライダスプリング64は、スライダ62を軸線X2に近づける方向に当該スライダ62を付勢している。スライダスプリング64の一端は、スライダ62のスプリング支持部62aに取り付けられている。例えば、スライダスプリング64は、スライダ62に対してチェンジカム54が位置する側とは反対側に配置され、スプリング支持部62aは、スライダ62の主面部からスライダスプリング64側に(図2の例では紙面手前側に)突出している。スライダスプリング64の他端は、チェンジシャフト51に相対回転自在に外嵌されたリング、あるいはレバー本体61の基部71に取り付けられている。スライダ62が、レバー本体61に対して、径方向外方(言い換えれば軸線X2から離れる方向)にスライド変位すると、スライダスプリング64によってスライダ62が径方向内方(言い換えれば軸線X2から近づく方向)に戻ろうとする付勢力が作用する。なお、スライダスプリング64は、図2において簡略化して示される。 The slider spring 64 biases the slider 62 in a direction that brings the slider 62 closer to the axis X2. One end of the slider spring 64 is attached to the spring support portion 62a of the slider 62. For example, the slider spring 64 is positioned on the opposite side of the slider 62 from the side where the change cam 54 is located, and the spring support portion 62a protrudes from the main surface of the slider 62 toward the slider spring 64 (toward the front of the page in the example of Figure 2). The other end of the slider spring 64 is attached to a ring that is fitted onto the change shaft 51 so as to be rotatable relative to the change shaft 51, or to the base 71 of the lever body 61. When the slider 62 slides radially outward (in other words, away from the axis X2) relative to the lever body 61, the slider spring 64 applies a biasing force that returns the slider 62 radially inward (in other words, toward the direction away from the axis X2). The slider spring 64 is shown in simplified form in Figure 2.
リターンスプリング53は、チェンジシャフト51に外嵌されたトーションスプリングである。リターンスプリング53の一端部および他端部は、レバー本体61の被付勢部71aを軸線X2周りの周方向に挟んでいる。リターンスプリング53の一端部と他端部との間には、ストッパ棒55が通過している。リターンスプリング53は、チェンジレバー52の軸線X2周りの位相角が所定のレバー基準角に保たれるようにチェンジレバー52を付勢する。 The return spring 53 is a torsion spring fitted onto the change shaft 51. One end and the other end of the return spring 53 sandwich the biased portion 71a of the lever body 61 in the circumferential direction around the axis X2. A stopper rod 55 passes between the one end and the other end of the return spring 53. The return spring 53 biases the change lever 52 so that the phase angle of the change lever 52 around the axis X2 is maintained at a predetermined lever reference angle.
チェンジカム54は、シフトドラム23の回転軸線X1周りにシフトドラム23と一体回転する。チェンジカム54は、シフトドラム23の軸線X1方向の端面に固定され、チェンジレバー52と対向している。チェンジカム54は、ディスク部81および複数の受動凸部82を有する。 The change cam 54 rotates integrally with the shift drum 23 around the rotation axis X1 of the shift drum 23. The change cam 54 is fixed to the end face of the shift drum 23 in the direction of the axis X1 and faces the change lever 52. The change cam 54 has a disk portion 81 and multiple passive convex portions 82.
ディスク部81は、シフトドラム23の軸線X1に直交するように配置されている。ディスク部81の外周面(外周縁とも称し得る)には、位置決め用の複数の谷部83が軸線X1周りの周方向に間隔をあけて形成されており、当該周方向に隣接する2つの谷部83の間に山部84が形成されている。本実施形態では、複数の谷部83は、軸線X1周りの周方向に等間隔をあけて配置され、複数の山部84は、軸線X1周りの周方向に等間隔をあけて配置されている。谷部83の数は、ギヤ変速機10の変速段の数(本例では6つ)と同じである。本実施形態では、ディスク部81の外周面には、凹凸が繰り返し形成されており、当該凹凸は滑らかな曲線形状を有する。 The disc portion 81 is arranged perpendicular to the axis X1 of the shift drum 23. A plurality of positioning valleys 83 are formed on the outer peripheral surface (which may also be referred to as the outer peripheral edge) of the disc portion 81 at intervals in the circumferential direction around the axis X1, and a peak 84 is formed between two adjacent valleys 83 in the circumferential direction. In this embodiment, the plurality of valleys 83 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the axis X1, and the plurality of peaks 84 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the axis X1. The number of valleys 83 is the same as the number of gears in the gear transmission 10 (six in this example). In this embodiment, the outer peripheral surface of the disc portion 81 has repeated unevenness formed thereon, and the unevenness has a smooth curved shape.
複数の受動凸部82は、ディスク部81のうちチェンジレバー52に対向する面から突出している。複数の受動凸部82は、軸線X1周りの周方向に等間隔をあけて配置されている。複数の受動凸部82の数は、ギヤ変速機10の変速段の数と同じである。軸線X1方向における受動凸部82の位置は、軸線X1方向におけるシフト爪66の位置と重なっている。シフト爪66が、軸線X2周りに回動すると、複数の受動凸部82のうちの1以上がシフト爪66に当接する。 The multiple passive protrusions 82 protrude from the surface of the disc portion 81 facing the change lever 52. The multiple passive protrusions 82 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the axis X1. The number of passive protrusions 82 is the same as the number of gears in the gear transmission 10. The position of the passive protrusions 82 in the direction of the axis X1 overlaps with the position of the shift pawl 66 in the direction of the axis X1. When the shift pawl 66 rotates around the axis X2, one or more of the multiple passive protrusions 82 abuts against the shift pawl 66.
ストッパ棒55は、チェンジレバー52の回転方向に遊びをもってレバー本体61のストッパ孔71bに挿通されている。ストッパ棒55は、ギヤ変速機10におけるケースの側壁に固定されて当該側壁からレバー本体61に向けて突出している。 The stopper rod 55 is inserted into the stopper hole 71b of the lever body 61 with some play in the rotational direction of the change lever 52. The stopper rod 55 is fixed to the side wall of the case of the gear transmission 10 and protrudes from that side wall toward the lever body 61.
ポジションレバー56は、位置決めアーム91、位置決めローラ92、および位置決めスプリング93を有する。位置決めアーム91は、その基端部91aを通過する、軸線X2に平行な直線X3周りに回動可能となっている。位置決めアーム91の基端部91aは、ギヤ変速機10におけるケースの側壁に回転自在に軸支されている。位置決めアーム91の先端部91bには、位置決めローラ92が回転自在に取り付けられている。位置決めローラ92は、チェンジカム54の外周面に対向している。位置決めスプリング93は、位置決めローラ92をチェンジカム54の外周面に押圧するように位置決めアーム91を付勢している。位置決めスプリング93の付勢力により、位置決めローラ92は、チェンジカム54の外周面の谷部83に嵌り込むように位置決めされる。これにより、チェンジカム54は、その軸線X1周りの位相角が、位置決めローラ92が嵌まり込んだ谷部83に対応する変速段に応じた角度となるよう位置決めされる。 The position lever 56 has a positioning arm 91, a positioning roller 92, and a positioning spring 93. The positioning arm 91 is rotatable around a straight line X3 that passes through its base end 91a and is parallel to the axis X2. The base end 91a of the positioning arm 91 is rotatably supported on the side wall of the case of the gear transmission 10. A positioning roller 92 is rotatably attached to the tip end 91b of the positioning arm 91. The positioning roller 92 faces the outer peripheral surface of the change cam 54. The positioning spring 93 biases the positioning arm 91 so as to press the positioning roller 92 against the outer peripheral surface of the change cam 54. The biasing force of the positioning spring 93 positions the positioning roller 92 so that it fits into the valley 83 on the outer peripheral surface of the change cam 54. As a result, the change cam 54 is positioned so that its phase angle around the axis X1 corresponds to the gear corresponding to the valley 83 into which the positioning roller 92 fits.
<変速処理>
図3は、現在の変速段から次の変速段にシフトするためのシフト指令をプロセッサ40aが取得したときの制御装置40による変速処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、適宜図4乃至9を参照して、図3の変速処理の流れを説明する。本明細書において、便宜上、現在の変速段を、第1変速段と称し、第1変速段に対応するドグ14を、第1ドグ14a(第1係合部に対応)と称し、第1ドグ14aと係合可能な第1変速段に対応する変速ギヤ13を、第1ギヤ(あるいは、第1変速ギヤ、現ギヤ、プレ変速ギヤ)13b1と称する。また、シフト指令に基づき現在の変速段からドグ14がシフト動作した後の次の変速段を、第2変速段と称し、第2変速段に対応するドグ14を、第2ドグ14b(第2係合部に対応)と称し、第2ドグ14bと係合可能な第2変速段に対応する変速ギヤ13を、第2ギヤ(あるいは、第2変速ギヤ、次ギヤまたはポスト変速ギヤ)13b2と称することとする。
<Gear shifting process>
Fig. 3 is a flowchart showing an example of the flow of the gear shifting process by the control device 40 when the processor 40a acquires a shift command to shift from the current gear to the next gear. The flow of the gear shifting process in Fig. 3 will be explained below with reference to Figs. 4 to 9 as appropriate. For convenience, in this specification, the current gear will be referred to as the first gear, the dog 14 corresponding to the first gear will be referred to as the first dog 14a (corresponding to the first engagement portion), and the transmission gear 13 corresponding to the first gear and engageable with the first dog 14a will be referred to as the first gear (or first transmission gear, current gear, or pre-transmission gear) 13b1. In addition, the next gear stage after the dog 14 shifts from the current gear stage based on a shift command will be referred to as the second gear stage, the dog 14 corresponding to the second gear stage will be referred to as the second dog 14b (corresponding to the second engagement portion), and the gear 13 corresponding to the second gear stage that can engage with the second dog 14b will be referred to as the second gear (or second gear, next gear, or post gear) 13b2.
(第1変速段が選択された状態)
まず図4および5を参照して、第1変速段が選択された状態を説明する。図4は、第1変速段におけるチェンジカム54、位置決めローラ92およびシフト爪66の位置関係の一例を示す模式図である。なお、シフト爪66は、二点鎖線で示す。位置決めスプリング93(図2参照)の付勢力により位置決めアーム91が位置決めローラ92をチェンジカム54の外周面に押圧しており、これにより、位置決めローラ92が第1変速段に対応する谷部83に嵌り込んでいる。以下、第1変速段に対応する谷部83を、第1谷部83aと称し、次の変速段である第2変速段に対応する谷部83を、第2谷部83bと称することとする。一対のシフト爪66は、チェンジカム54の隣接する2つの受動凸部82を挟む位置に配置される。即ち、シフト爪66が、軸線X1周りの周方向において受動凸部82に対向する。
(First gear selected)
First, with reference to Figures 4 and 5, a state in which the first gear is selected will be described. Figure 4 is a schematic diagram showing an example of the positional relationship between the change cam 54, positioning roller 92, and shift pawl 66 in the first gear. The shift pawl 66 is indicated by a two-dot chain line. The biasing force of the positioning spring 93 (see Figure 2) causes the positioning arm 91 to press the positioning roller 92 against the outer peripheral surface of the change cam 54, causing the positioning roller 92 to fit into the valley portion 83 corresponding to the first gear. Hereinafter, the valley portion 83 corresponding to the first gear will be referred to as the first valley portion 83a, and the valley portion 83 corresponding to the next gear, the second gear, will be referred to as the second valley portion 83b. The pair of shift pawls 66 are positioned so as to sandwich two adjacent passive convex portions 82 of the change cam 54. That is, the shift pawls 66 face the passive convex portions 82 in the circumferential direction around the axis X1.
シフトドラム23の回転角θ、つまりギヤポジションセンサ31により検出される回転角θは、第1変速段に対応する角度となっている。なお、図4および後述の図6,8,10において、第1変速段から第2変速段に変速する過程でシフト爪66に当接する受動凸部82に、82aという符号を付し、ギヤポジションセンサ31により検出される回転角θは、第1変速段における受動凸部82aの位置からの回転角で表すこととする。つまり、第1変速段を示す図4では、シフトドラム23およびチェンジカム54は、回転角θが0°である位置に位置決めされている。 The rotation angle θ of the shift drum 23, i.e., the rotation angle θ detected by the gear position sensor 31, is an angle corresponding to the first gear. Note that in FIG. 4 and the later-described FIGS. 6, 8, and 10, the passive convex portion 82 that contacts the shift pawl 66 during the shift from first gear to second gear is designated by the reference symbol 82a, and the rotation angle θ detected by the gear position sensor 31 is represented as the rotation angle from the position of the passive convex portion 82a in first gear. In other words, in FIG. 4, which shows the first gear, the shift drum 23 and change cam 54 are positioned where the rotation angle θ is 0°.
図5は、第1変速段におけるドグ14と変速ギヤ13との位置関係の一例を示す模式図である。図5に示すように、収容空間Sを有する変速ギヤ13は、当該変速ギヤ13の周方向に収容空間Sを画定する第1面16aおよび第2面16bを有している。第1面16aは、収容空間Sに入り込んだドグ14が、出力軸12に所定の正方向にトルクを伝達する際に当接する面である。第2面16bは、収容空間Sに入り込んだドグ14が、出力軸12に正方向と反対の負方向にトルクを伝達する際に当接する面である。 Figure 5 is a schematic diagram showing an example of the positional relationship between the dog 14 and the transmission gear 13 in the first gear position. As shown in Figure 5, the transmission gear 13, which has an accommodation space S, has a first surface 16a and a second surface 16b that define the accommodation space S in the circumferential direction of the transmission gear 13. The first surface 16a is the surface against which the dog 14 inserted into the accommodation space S abuts when transmitting torque to the output shaft 12 in a predetermined positive direction. The second surface 16b is the surface against which the dog 14 inserted into the accommodation space S abuts when transmitting torque to the output shaft 12 in the negative direction, opposite to the positive direction.
なお、図5において、軸方向と正方向とが矢印で示されている。本明細書において、正方向とは、乗物1が前進する際に出力軸12を加速させる方向の入力軸11および出力軸12のトルクの発生方向を意味する。すなわち、第1面16aは、収容空間Sに入り込んだドグ14が、出力軸12の回転を加速させる際に当接する面であり、第2面16bは、収容空間Sに入り込んだドグ14が、出力軸12の回転を減速させる際に当接する面である。特に本例では、第1面16aは、収容空間Sに入り込んだドグ14が、乗物1が前方に加速中に当接している面であり、第2面16bは、収容空間Sに入り込んだドグ14が、乗物1の減速中に当接している面である。 In Figure 5, the axial direction and the positive direction are indicated by arrows. In this specification, the positive direction refers to the direction in which torque is generated by the input shaft 11 and the output shaft 12, accelerating the output shaft 12 as the vehicle 1 moves forward. That is, the first surface 16a is the surface against which the dog 14 inserted into the storage space S abuts when accelerating the rotation of the output shaft 12, and the second surface 16b is the surface against which the dog 14 inserted into the storage space S abuts when decelerating the rotation of the output shaft 12. In particular, in this example, the first surface 16a is the surface against which the dog 14 inserted into the storage space S abuts when the vehicle 1 is accelerating forward, and the second surface 16b is the surface against which the dog 14 inserted into the storage space S abuts when the vehicle 1 is decelerating.
図5に示すように、第1ドグ14aが、第1ギヤ13b1の第1面16aに当接することで、第1ギヤ13b1が、第1ドグ14aとともに回転する。こうして、第1ドグ14aが係合した変速ギヤ対13は、入力軸11のトルクを出力軸12に伝達するようになる。 As shown in FIG. 5, when the first dog 14a abuts against the first surface 16a of the first gear 13b1, the first gear 13b1 rotates together with the first dog 14a. In this way, the transmission gear pair 13 with which the first dog 14a is engaged transmits the torque of the input shaft 11 to the output shaft 12.
(ドグ抜き制御)
図3に示すように、制御装置40が、シフトスイッチ41から第1変速段から第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得した場合、制御装置40は、ドグ抜き制御を実行する(ステップS1)。ドグ抜き制御は、離脱制御とも称し得る。
(dog removal control)
3, when the control device 40 receives a shift command from the shift switch 41 to shift from the first gear to the second gear, the control device 40 executes dog-disengagement control (step S1). The dog-disengagement control may also be referred to as disengagement control.
ドグ抜き制御は、シフトアクチュエータ32に対して行う制御であり、第1ギヤ13b1の収容空間Sから第1ドグ14aを抜く制御である。具体的には、メモリ40bには、回転角θと、各変速段のドグ14とギヤ13との係合の有無(言い換えれば、ドグが収容空間に入っているか否か)の対応関係を示す情報が予め記憶されている。制御装置40は、ドグ抜き制御において、ギヤポジションセンサ31により検出される回転角θが、第1係合角度範囲R1(第1係合範囲に対応)から非係合角度範囲R0(非係合範囲に対応)に移るよう、シフトアクチュエータ32を制御する。 Dog disengagement control is a control performed on the shift actuator 32 to disengage the first dog 14a from the accommodation space S of the first gear 13b1. Specifically, the memory 40b pre-stores information indicating the correspondence between the rotation angle θ and whether or not the dog 14 of each gear is engaged with the gear 13 (in other words, whether or not the dog is in the accommodation space). During dog disengagement control, the control device 40 controls the shift actuator 32 so that the rotation angle θ detected by the gear position sensor 31 moves from the first engagement angle range R1 (corresponding to the first engagement range) to the non-engagement angle range R0 (corresponding to the non-engagement range).
第1係合角度範囲R1は、第1ギヤ13b1と第1ドグ14aとが係合する回転角θの範囲である。非係合角度範囲R0は、第1ドグ14aが第1ギヤ13b1と係合せず且つ第2ドグ14bが第2ギヤ13b2と係合しない回転角θの範囲である。言い換えれば、非係合角度範囲R0は、ギヤ変速機10のいずれの変速ギヤ対13も選択されていない回転角θの範囲である。 The first engagement angle range R1 is the range of rotational angle θ in which the first gear 13b1 and the first dog 14a are engaged. The non-engagement angle range R0 is the range of rotational angle θ in which the first dog 14a is not engaged with the first gear 13b1 and the second dog 14b is not engaged with the second gear 13b2. In other words, the non-engagement angle range R0 is the range of rotational angle θ in which none of the transmission gear pairs 13 of the gear transmission 10 is selected.
つまり、図6に示すように、シフトアクチュエータ32を制御して、シフト爪66を軸線X2周りに回動させることにより、シフト爪66により受動凸部82aを軸線X1周りに回動させる。その結果、図7に示すように、ギヤ変速機10のいずれの変速ギヤ対13もドグ14と係合していない状態、すなわち非係合状態となる。非係合状態では、入力軸11と出力軸12との間でトルクの伝達が遮断される。なお、図6では、一対のシフト爪66のうち、受動凸部82aと当接したシフト爪66のみ二点鎖線で示す。また、図6,8,10では、図面の見やすさのため、説明に必要のない符号は省略している。 In other words, as shown in FIG. 6, by controlling the shift actuator 32 to rotate the shift pawl 66 about axis X2, the shift pawl 66 rotates the passive convex portion 82a about axis X1. As a result, as shown in FIG. 7, none of the transmission gear pairs 13 of the gear transmission 10 are engaged with the dogs 14, i.e., they are in a disengaged state. In this disengaged state, torque transmission between the input shaft 11 and the output shaft 12 is interrupted. Note that in FIG. 6, only the shift pawl 66 of the pair of shift pawls 66 that is in contact with the passive convex portion 82a is shown by a two-dot chain line. Also, in FIGS. 6, 8, and 10, reference numerals not necessary for explanation have been omitted for clarity.
(待機制御および同期制御)
ドグ抜き制御が実行されたことによって回転角θが非係合角度範囲R0に移った後、制御装置40は、待機制御を実行する(ステップS2)。また、制御装置40は、同期制御を実行する(ステップS3)。
(Standby control and synchronization control)
After the rotation angle θ has entered the non-engagement angle range R0 as a result of the execution of the dog disengagement control, the control device 40 executes standby control (step S2) and synchronization control (step S3).
待機制御は、シフトアクチュエータ32に対して行う制御であり、制御装置40が決定するドグ入れタイミング(係合タイミングに対応)となるまで、回転角θを非係合角度範囲R0内に維持する制御である。別の表現で説明すれば、待機制御は、後述の同期制御によって第2ドグ14bと第2ギヤ13b2との間の回転数差がある程度小さくなるまで(設定値に到達するまで)、第2ドグ14bを第2ギヤ13b2の収容空間Sに入れるのを待つ制御である。なお、回転数とは、単位時間当たりに物体が回転する速さ(回数)を意味する。回転数は、回転速度や角速度とも称し得る。 Standby control is a control performed on the shift actuator 32 that maintains the rotation angle θ within the non-engagement angle range R0 until the dog engagement timing (corresponding to the engagement timing) determined by the control device 40 arrives. In other words, standby control waits for the second dog 14b to enter the accommodation space S of the second gear 13b2 until the difference in rotation speed between the second dog 14b and the second gear 13b2 becomes small to a certain extent (until it reaches a set value) through synchronization control, which will be described later. Note that rotation speed refers to the speed (number of times) at which an object rotates per unit time. Rotation speed can also be referred to as rotational speed or angular velocity.
同期制御は、入力軸11を駆動する原動機(本例では、エンジン2および駆動モータ3の少なくとも一方)に対して行う制御であり、第2ドグ14bの回転数および第2ギヤ13b2の回転数の一方を他方に近づける制御である。第2ギヤ13b2の収容空間Sに第2ドグ14bを入れる前に同期制御を行うことで、第2ドグ14bと第2ギヤ13b2との間の回転数差が低減し、第2ドグ14bが第2ギヤ13b2に円滑に係合される。 Synchronization control is performed on the prime mover (in this example, at least one of the engine 2 and drive motor 3) that drives the input shaft 11, and is control that brings one of the rotation speeds of the second dog 14b and the second gear 13b2 closer to the other. By performing synchronization control before inserting the second dog 14b into the accommodation space S of the second gear 13b2, the difference in rotation speed between the second dog 14b and the second gear 13b2 is reduced, allowing the second dog 14b to smoothly engage with the second gear 13b2.
より詳しく説明すると、同期制御は、第2ドグ14bおよびと第2ギヤ13b2のうちの入力側を出力側に合わせにいく制御である。例えば、入力軸11と一体回転する第2ドグ14bを、入力軸11に外装された第2ギヤ13b2に係合する場合には、上記同期制御は、当該第2ギヤ13b2の回転数に第2ドグ14bの回転数を近づける制御を意味する。また、例えば、出力軸12と一体回転する第2ドグ14bを、出力軸12に外装された第2ギヤ13b2に係合する場合には、上記同期制御は、第2ドグ14bの回転数に第2ギヤ13b2の回転数を近づける制御を意味する。 Explained in more detail, synchronous control is control that aligns the input side of the second dog 14b and second gear 13b2 with the output side. For example, when the second dog 14b, which rotates integrally with the input shaft 11, is engaged with the second gear 13b2 mounted on the input shaft 11, the synchronous control refers to control that brings the rotation speed of the second dog 14b closer to the rotation speed of the second gear 13b2. Also, when the second dog 14b, which rotates integrally with the output shaft 12, is engaged with the second gear 13b2 mounted on the output shaft 12, the synchronous control refers to control that brings the rotation speed of the second gear 13b2 closer to the rotation speed of the second dog 14b.
なお、同期制御の開始タイミングは、ドグ抜き制御が終了した後でなくてもよく、例えば、ドグ抜き制御の開始より前でもよいし、またはドグ抜き制御の開始と同時でもよい。 Note that the timing for starting synchronous control does not have to be after the end of dog-disengagement control; for example, it may be before the start of dog-disengagement control or simultaneously with the start of dog-disengagement control.
ステップS2において、制御装置40は、第2ギヤ13b2の回転数と第2ドグ14bの回転数との差に基づいて、第2ギヤ13b2と第2ドグ14bとの係合を開始するドグ入れタイミングを決定する。制御装置40は、ドグ入れタイミングとなるまで、回転角θが非係合角度範囲R0内に維持されるよう、シフトアクチュエータ32を制御する。 In step S2, the control device 40 determines the timing for engaging the second gear 13b2 with the second dog 14b based on the difference between the rotation speed of the second gear 13b2 and the rotation speed of the second dog 14b. The control device 40 controls the shift actuator 32 so that the rotation angle θ is maintained within the non-engagement angle range R0 until the timing for engaging the second gear 13b2.
本実施形態では、制御装置40は、第2ギヤ13b2の回転数と第2ドグ14bの回転数との差が、所定値以下になるタイミングを、ドグ入れタイミングに決定する。 In this embodiment, the control device 40 determines the timing at which the difference between the rotation speed of the second gear 13b2 and the rotation speed of the second dog 14b becomes equal to or less than a predetermined value as the dog engagement timing.
第2ギヤ13b2および第2ドグ14bのうち入力側の部材の回転数は、入力軸11の回転数またはそれに対応するパラメータから得られる。乗物1に搭載された第1回転数センサにより、入力軸11の回転数またはそれに対応するパラメータが検出され、制御装置40に送られる。第1回転数センサとしては、例えば、入力軸11の回転数を直接的に検出する回転数センサ、クランク軸2aの回転数を検出するエンジン回転数センサや、モータ駆動軸3aの回転数を検出するモータ回転数センサなどが例示される。 The rotation speed of the input side member, either the second gear 13b2 or the second dog 14b, is obtained from the rotation speed of the input shaft 11 or a parameter corresponding thereto. A first rotation speed sensor mounted on the vehicle 1 detects the rotation speed of the input shaft 11 or a parameter corresponding thereto and sends it to the control device 40. Examples of the first rotation speed sensor include a rotation speed sensor that directly detects the rotation speed of the input shaft 11, an engine rotation speed sensor that detects the rotation speed of the crankshaft 2a, and a motor rotation speed sensor that detects the rotation speed of the motor drive shaft 3a.
また、第2ギヤ13b2および第2ドグ14bのうち出力側の部材の回転数は、出力軸12の回転数またはそれに対応するパラメータから得られる。乗物1に搭載された第2回転数センサにより、出力軸12の回転数またはそれに対応するパラメータが検出され、制御装置40に送られる。第2回転数センサとしては、例えば、出力軸12の回転数を直接的に検出する回転数センサ、駆動輪8の回転数を検出する車輪回転数センサ8a(図1参照)が例示される。 The rotation speed of the output side member, either the second gear 13b2 or the second dog 14b, is obtained from the rotation speed of the output shaft 12 or a parameter corresponding thereto. A second rotation speed sensor mounted on the vehicle 1 detects the rotation speed of the output shaft 12 or a parameter corresponding thereto and sends it to the control device 40. Examples of the second rotation speed sensor include a rotation speed sensor that directly detects the rotation speed of the output shaft 12, and a wheel rotation speed sensor 8a (see Figure 1) that detects the rotation speed of the drive wheels 8.
待機制御中、回転角θは、非係合角度範囲R0内にあればよい。待機制御中、回転角θは、非係合角度範囲R0内の所定の角度に維持されてもよいし、非係合角度範囲R0内で変化してもよい。本実施形態では、制御装置40は、待機制御中、第1谷部83aと第2谷部83bとの間の山部84の頂点84a部分に位置決めローラ92が当接した状態を維持するよう、シフトアクチュエータ32を制御する(図6参照)。これにより、本例のように、山部84の頂点84aが滑らかな曲面を呈している場合、位置決めローラ92が山部84の頂点84aを押圧する力は、軸線X1を向く(図6の頂点84aから延びる矢印参照)。このため、位置決めローラ92の押圧力によるチェンジカム54を周方向に回転させるトルクをほぼゼロにできる。 During standby control, the rotation angle θ may be within the non-engagement angle range R0. During standby control, the rotation angle θ may be maintained at a predetermined angle within the non-engagement angle range R0, or may vary within the non-engagement angle range R0. In this embodiment, the control device 40 controls the shift actuator 32 during standby control to maintain the positioning roller 92 in contact with the apex 84a of the peak 84 between the first valley 83a and the second valley 83b (see FIG. 6). As a result, when the apex 84a of the peak 84 has a smoothly curved surface, as in this example, the force with which the positioning roller 92 presses against the apex 84a of the peak 84 is directed toward the axis X1 (see the arrow extending from the apex 84a in FIG. 6). Therefore, the torque that rotates the change cam 54 circumferentially due to the pressing force of the positioning roller 92 can be reduced to almost zero.
(ドグ入れ制御)
制御装置40は、ドグ入れタイミングになったと判定した場合、待機制御を終了し、ドグ入れ制御を実行する(ステップS4)。制御装置40は、ドグ入れ制御が完了すると変速処理を終了する。ドグ入れ制御は、係合制御とも称し得る。
(Dog control)
When the control device 40 determines that the timing for engaging the dog clutch has arrived, it ends the standby control and executes the dog clutch engagement control (step S4). When the dog clutch engagement control is completed, the control device 40 ends the gear shift process. The dog clutch engagement control may also be referred to as engagement control.
ドグ入れ制御は、シフトアクチュエータ32に対して行う制御であり、第2ギヤ13b2の収容空間Sに第2ドグ14bを入れ込む制御である。具体的には、制御装置40は、ドグ入れ制御において、ギヤポジションセンサ31により検出される回転角θが、非係合角度範囲R0から第2係合角度範囲R2(第2係合範囲に対応)に移るよう、シフトアクチュエータ32を制御する。第2係合角度範囲R2は、第2ギヤ13b2と第2ドグ14bとが係合する回転角θの範囲である。 Dog engagement control is a control performed on the shift actuator 32 to insert the second dog 14b into the accommodation space S of the second gear 13b2. Specifically, during dog engagement control, the control device 40 controls the shift actuator 32 so that the rotation angle θ detected by the gear position sensor 31 moves from the non-engagement angle range R0 to the second engagement angle range R2 (corresponding to the second engagement range). The second engagement angle range R2 is the range of rotation angle θ in which the second gear 13b2 and the second dog 14b engage.
図6に示した状態から、受動凸部82aをシフト爪66により軸線X1周りに更に回動させることにより、第2ドグ14bが第2ギヤ13b2の収容空間Sに入りこむ。また、位置決めスプリング93(図2参照)の付勢力により位置決めアーム91が位置決めローラ92をチェンジカム54の外周面に押圧し、これにより、図8に示すように、位置決めローラ92が第2変速段に対応する第2谷部83bに嵌り込む。図9に示すように、第2ドグ14bが、第2ギヤ13b2の第1面16aに当接することで、第2ギヤ13b2が、第2ドグ14bとともに回転する。こうして、第2ドグ14bが係合した変速ギヤ対13は、入力軸11のトルクを出力軸12に伝達するようになる。 From the state shown in FIG. 6, by further rotating the passive convex portion 82a around the axis X1 by the shift pawl 66, the second dog 14b enters the accommodation space S of the second gear 13b2. Furthermore, the biasing force of the positioning spring 93 (see FIG. 2) causes the positioning arm 91 to press the positioning roller 92 against the outer peripheral surface of the change cam 54, causing the positioning roller 92 to fit into the second valley portion 83b corresponding to the second gear, as shown in FIG. 8. As shown in FIG. 9, the second dog 14b abuts against the first surface 16a of the second gear 13b2, causing the second gear 13b2 to rotate together with the second dog 14b. In this way, the transmission gear pair 13 with which the second dog 14b is engaged transmits torque from the input shaft 11 to the output shaft 12.
以上に説明した構成によれば、第2ドグ14bの回転数と第2ギヤ13b2の回転数の差に基づいてドグ入れタイミグを決定するため、次の変速段における第2ドグ14bと第2ギヤ13b2との回転数差を低減した状態で係合させることができ、変速ショックを低減できる。 With the configuration described above, the timing of engagement is determined based on the difference in rotation speed between the second dog 14b and the second gear 13b2, so the second dog 14b and the second gear 13b2 can be engaged in the next gear with a reduced difference in rotation speed, reducing gear shift shock.
また、本実施形態では、制御装置40が、第2ギヤ13b2の回転数と第2ドグ14bの回転数との差が、所定値以下になるタイミングを、ドグ入れタイミングに決定するため、第2ギヤ13b2の回転数と第2ドグ14bの回転数との差が大きい状態で第2ドグ14bと第2ギヤ13b2とが係合することを確実に防ぐことができる。 In addition, in this embodiment, the control device 40 determines the timing for engaging the dog as the timing when the difference between the rotation speed of the second gear 13b2 and the rotation speed of the second dog 14b becomes equal to or less than a predetermined value, thereby reliably preventing the second dog 14b and the second gear 13b2 from engaging when there is a large difference between the rotation speed of the second gear 13b2 and the rotation speed of the second dog 14b.
<その他の実施形態>
本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。
<Other embodiments>
The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and the configurations thereof can be changed, added, or deleted.
例えば、上記実施形態では、ギヤ変速機は、ドグと共回転ギヤとが一体型となったドッグギヤ式であったが、ドグと共回転ギヤとは別体であってもよい。例えば、ギヤ変速機は、ドグを有するドッグリングを、入力軸または出力軸に対しスライド自在に設けるドッグリング式であってもよい。また、ドグが、入力軸11および出力軸12の双方の周りに配置されなくてもよく、全ての変速段のドグが、入力軸11および出力軸12のいずれか一方の周りにのみ配置されてもよい。 For example, in the above embodiment, the gear transmission was a dog gear type in which the dog and the co-rotating gear were integrated, but the dog and the co-rotating gear may be separate. For example, the gear transmission may be a dog ring type in which a dog ring having a dog is provided so as to slide freely on the input shaft or the output shaft. Also, the dogs do not have to be arranged around both the input shaft 11 and the output shaft 12; the dogs for all gear stages may be arranged around only one of the input shaft 11 and the output shaft 12.
また、上記実施形態では、シフトアクチュエータによりドグを移動させる構成が説明されたが、シフトアクチュエータにより移動する係合部はこれに限定されない。例えば、変速ギヤにドグが固定されており、当該ドグが係合する係合孔(または収容空間)を有する部材をシフトアクチュエータにより移動させてもよい。すなわち、変速ギヤ対を動力伝達状態にするために、当該変速ギヤ対に係合する係合部は、ドグでもよいし、ドグが係合する要素(例えば係合孔)でもよい。また、当該係合部の形状、つまりドグの形状やドグが係合する係合孔の形状も特に制限されない。 In addition, while the above embodiment describes a configuration in which the dog is moved by the shift actuator, the engagement portion moved by the shift actuator is not limited to this. For example, a dog may be fixed to the transmission gear, and a member having an engagement hole (or storage space) with which the dog engages may be moved by the shift actuator. In other words, the engagement portion that engages with the transmission gear pair to place the transmission gear pair in a power transmission state may be the dog, or an element with which the dog engages (for example, an engagement hole). Furthermore, there are no particular limitations on the shape of the engagement portion, i.e., the shape of the dog or the shape of the engagement hole with which the dog engages.
上記実施形態では、シフトアクチュエータとして、電動モータが例示されたが、シフトアクチュエータはこれに限定されず、例えば油圧駆動アクチュエータなどであってもよい。また、上記実施形態では、シフトアクチュエータがシフトドラムを回転させる動力を発生させることで係合部としてのドグを移動させたが、ギヤ変速機は、シフトドラムを備えなくてもよい。例えば、シフトアクチュエータにより係合部がシフトドラムを介さず直接駆動されてもよい。また、係合部の位置を検出するセンサは、ギヤポジションセンサでなくてもよい。係合部の位置を検出するセンサは、係合部の位置を間接的に検出するものでなくてもよく、係合部の移動方向における位置を直接検出するセンサであってもよい。 In the above embodiment, an electric motor was used as an example of the shift actuator, but the shift actuator is not limited to this and may be, for example, a hydraulically driven actuator. Furthermore, in the above embodiment, the shift actuator generates power to rotate the shift drum, thereby moving the dog serving as the engagement portion, but the gear transmission does not have to include a shift drum. For example, the engagement portion may be driven directly by the shift actuator without the intervention of the shift drum. Furthermore, the sensor that detects the position of the engagement portion does not have to be a gear position sensor. The sensor that detects the position of the engagement portion does not have to indirectly detect the position of the engagement portion, but may be a sensor that directly detects the position of the engagement portion in the direction of movement.
また、上記実施形態で説明されたチェンジ機構33の各構成要素の数、形状、配置なども、一例に過ぎない。例えばチェンジカムの谷部の数やチェンジカムの外周面の形状も一例に過ぎない。互いに隣接するある2つの谷部と谷部の間隔が、互いに隣接する別の2つの谷部と谷部の間隔も異なってもよい。 Furthermore, the number, shape, and arrangement of each component of the change mechanism 33 described in the above embodiment are merely examples. For example, the number of valleys in the change cam and the shape of the outer surface of the change cam are also merely examples. The distance between two adjacent valleys may be different from the distance between two other adjacent valleys.
図5,7,9では、第1変速段から第2変速段に移行する過程を1つのドッグギヤ15で説明したが、これは理解を容易にするために示したにすぎない。すなわち、ギヤ変速機に対する制御は、図5,7,9で説明された制御に限定されない。例えばギヤ変速機は、第1ドグおよび第2ドグの双方を含むドッグギヤを備えなくてもよい。第1ドグと第2ドグとは、別々の変速ギヤに設けられてもよいし、あるいは別々のドッグリングに設けられてもよい。 In Figures 5, 7, and 9, the process of shifting from the first gear to the second gear is explained using one dog gear 15, but this is shown merely for ease of understanding. In other words, the control of the gear transmission is not limited to the control explained in Figures 5, 7, and 9. For example, the gear transmission does not have to have a dog gear that includes both a first dog and a second dog. The first dog and second dog may be provided on separate gears or on separate dog rings.
シフト指令は、シフトスイッチの代わりに別の装置から指令を送信できてもよい。また、制御装置が、自動的にシフト指令を生成し、シフトアクチュエータを制御するための処理回路に送ってもよい。例えば制御装置は、車速、エンジン回転数およびスロットル開度と変速タイミングとの関係を規定する変速マップを記憶していてもよく、変速マップに基づいて自動的にシフト指令を生成してもよい。また、シフト指令は、ある変速段から別の変速段にシフトするための指令でなくてもよく、例えばニュートラルからある変速段にシフトするための指令であってもよい。 The shift command may be sent from another device instead of a shift switch. Alternatively, the control device may automatically generate the shift command and send it to a processing circuit that controls the shift actuator. For example, the control device may store a shift map that defines the relationship between vehicle speed, engine speed, throttle opening, and shift timing, and may automatically generate the shift command based on the shift map. Also, the shift command does not have to be a command to shift from one gear to another; for example, it may be a command to shift from neutral to a certain gear.
また、上記実施形態では、制御装置40は、第2ギヤ13b2の回転数と第2ドグ14bの回転数との差が所定値以下になるタイミングを、ドグ入れタイミングに決定したが、ドグ入れタイミングの決定方法は、これに限定されない。 In addition, in the above embodiment, the control device 40 determines the timing at which the difference between the rotation speed of the second gear 13b2 and the rotation speed of the second dog 14b becomes equal to or less than a predetermined value as the dog engagement timing, but the method for determining the dog engagement timing is not limited to this.
例えば制御装置は、第2ギヤの回転数と第2ドグの回転数との差に基づいて待機時間を決定してもよく、制御装置は、ギヤポジションセンサにより検出される回転角が非係合角度範囲内に維持される時間が、待機時間に到達したタイミングを、ドグ入れタイミングに決定してもよい。これにより、第2変速ギヤの回転数と第2ドグの回転数との回転数差を計測または算出することなく、変速ショックを低減できる。 For example, the control device may determine the standby time based on the difference between the rotation speed of the second gear and the rotation speed of the second dog, and the control device may determine the timing for engaging the dog as the time when the time during which the rotation angle detected by the gear position sensor is maintained within the disengagement angle range reaches the standby time. This makes it possible to reduce gear shift shock without measuring or calculating the difference in rotation speed between the second gear and the second dog.
また、この場合、制御装置は、第2ギヤの回転数と第2ドグの回転数との差に加え、第1ギヤ対の減速比、第2ギヤ対の減速比、および、シフトアップ指令かシフトダウン指令かに関するシフト指令の種類の1以上を用いて、待機時間を決定してもよい。これにより、変速ショックを低減できる適切な待機時間の決定が可能となる。 In this case, the control device may determine the standby time using one or more of the reduction ratio of the first gear pair, the reduction ratio of the second gear pair, and the type of shift command, whether it is an upshift command or a downshift command, in addition to the difference between the rotation speed of the second gear and the rotation speed of the second dog. This makes it possible to determine an appropriate standby time that can reduce gear shift shock.
また、上記実施形態では、制御装置40は、待機制御中、第1谷部83aと第2谷部83bとの間の山部84の頂点84a付近に位置決めローラ92が当接した状態を維持するよう、シフトアクチュエータ32を制御したが、待機制御中の回転角θの制御方法はこれに限定されない。 In addition, in the above embodiment, the control device 40 controlled the shift actuator 32 during standby control so as to maintain the positioning roller 92 in contact with the apex 84a of the peak 84 between the first valley 83a and the second valley 83b, but the method for controlling the rotation angle θ during standby control is not limited to this.
例えば制御装置は、位置決めローラが押し付けられることによってチェンジカムに生じるトルクに対抗する対抗力を、チェンジカムに対して付与するように、シフトアクチュエータを制御してもよい。これにより、位置決めローラの押圧力によるチェンジカムの回転トルクを低減できる。 For example, the control device may control the shift actuator to apply a counterforce to the change cam that counters the torque generated in the change cam when the positioning roller is pressed against it. This reduces the rotational torque of the change cam caused by the pressing force of the positioning roller.
この場合、例えば、図10に示すように、制御装置は、待機制御中、第1谷部83aと山部84の頂点84aとの間の部分に位置決めローラ92が当接した状態を維持するよう、シフトアクチュエータ32を制御してもよい。つまり、制御装置40は、位置決めローラ92が押し付けられることによってチェンジカム54に生じるトルクf1に対抗する対抗力f2を、チェンジカム54に対して付与するように、シフトアクチュエータ32を制御してもよい。これにより、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との回転数差を低減した状態で係合させることができ、その結果、変速ショックを低減できる。 In this case, for example, as shown in FIG. 10, the control device may control the shift actuator 32 during standby control so that the positioning roller 92 remains in contact with the portion between the first valley 83a and the apex 84a of the peak 84. In other words, the control device 40 may control the shift actuator 32 so that a counter force f2 is applied to the change cam 54 that counters the torque f1 generated in the change cam 54 when the positioning roller 92 is pressed against it. This allows the shift gear to be engaged in a state where the difference in rotational speed between the shift gear and the engagement portion is reduced, thereby reducing shift shock.
あるいは、制御装置は、待機制御中、第2谷部83bと山部84の頂点84aとの間の部分に位置決めローラ92が当接した状態を維持するよう、シフトアクチュエータ32を制御してもよい。 Alternatively, the control device may control the shift actuator 32 so that the positioning roller 92 remains in contact with the portion between the second valley portion 83b and the apex 84a of the peak portion 84 during standby control.
また、上記実施形態では、入力軸に駆動力を伝達する原動機として、エンジンおよび電動モータが例示されたが、入力軸に駆動力を伝達する原動機は、これに限定されない。原動機は、例えば内燃機関、外燃機関、電動モータ、流体機械などであり得る。エンジンの種類も特に限定されず、例えばエンジンは、レシプロエンジンでもよいし、ロータリーエンジンでもよい。例えばエンジンは、ガソリンエンジンでもよいし、ディーゼルエンジンでもよい。例えばエンジンは、2ストロークエンジンでもよいし、4ストロークエンジンでもよい。第1原動機と第2原動機とが、双方とも同じ種類の原動機でもよい。 In addition, in the above embodiment, an engine and an electric motor are exemplified as prime movers that transmit driving force to the input shaft, but the prime mover that transmits driving force to the input shaft is not limited to these. The prime mover may be, for example, an internal combustion engine, an external combustion engine, an electric motor, a fluid machine, or the like. The type of engine is also not particularly limited; for example, the engine may be a reciprocating engine or a rotary engine. For example, the engine may be a gasoline engine or a diesel engine. For example, the engine may be a two-stroke engine or a four-stroke engine. The first prime mover and the second prime mover may both be the same type of prime mover.
また、上記実施形態のように第1原動機と第2原動機とを備えたシステムにおいて、第1原動機と第2原動機とで、同期制御の開始タイミングが同じでもよいし異なってもよい。また、上記実施形態では、乗物1が、ハイブリッド車両であったが、乗物はハイブリッド車両でなくてもよい。例えば乗物は、エンジンおよび電動モータの一方のみを備えるものであってもよい。 Furthermore, in a system equipped with a first prime mover and a second prime mover as in the above embodiment, the start timing of synchronous control may be the same or different for the first prime mover and the second prime mover. Furthermore, in the above embodiment, the vehicle 1 is a hybrid vehicle, but the vehicle does not have to be a hybrid vehicle. For example, the vehicle may be equipped with only one of an engine and an electric motor.
乗物は、自動二輪車に限定されない。例えば、乗物は、例えば、自動三輪車や自動四輪車であってもよい。上記実施形態では、自動二輪車の動力システムのための変速制御装置が説明されたが、変速制御装置は、自動三輪車や自動四輪車など、別の種類の乗物の動力システムにも適用可能である。また、制御装置は、工作機械など、乗物の動力システム以外のシステムにおけるシフト動作にも適用可能である。 The vehicle is not limited to a motorcycle. For example, the vehicle may be, for example, a three-wheeled motor vehicle or a four-wheeled motor vehicle. In the above embodiment, a gear shift control device for a power system of a motorcycle was described, but the gear shift control device can also be applied to the power systems of other types of vehicles, such as three-wheeled motor vehicles and four-wheeled motor vehicles. The control device can also be applied to shift operations in systems other than vehicle power systems, such as machine tools.
なお、ギヤ変速機が、運転者により操作されることにより走行する乗物に搭載されている場合、ギヤ変速機の制御装置は、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との差に加え、シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作に応じて、係合タイミングを決定してもよい。ギヤ変速機の制御装置は、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との差に加え、シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作に応じて、係合タイミングを決定してもよい。例えばギヤ変速機の制御装置は、走行状況として、変速ギヤ対の減速比、変速ギヤ対の減速比、加減速度、車速、エンジン回転数、バンク角の1以上を用いて、係合タイミングを決定してもよい。例えば、ギヤ変速機の制御装置は、運転操作として、アクセル操作、ブレーキ操作、変速操作の1以上を用いて、係合タイミングを決定してもよい。なお、変速操作は、シフトアップ操作、シフトダウン操作、連続変速操作を含む。 Note that if the gear transmission is installed in a vehicle that is operated by the driver, the control device for the gear transmission may determine the engagement timing based on the difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion, as well as the driving conditions or driving operation when the shift command is received. The control device for the gear transmission may determine the engagement timing based on the difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion, as well as the driving conditions or driving operation when the shift command is received. For example, the control device for the gear transmission may determine the engagement timing using one or more of the reduction ratio of the transmission gear pair, the reduction ratio of the transmission gear pair, acceleration/deceleration, vehicle speed, engine rotation speed, and bank angle as the driving conditions. For example, the control device for the gear transmission may determine the engagement timing based on one or more of the accelerator operation, brake operation, and gear shift operation as the driving operation. Gear shift operations include upshift operations, downshift operations, and continuous gear shift operations.
走行状況または運転操作によっては、変速ショックが乗員に比較的許容される場合があったり、変速ショックを低減することが望ましい場合もあったりする。ギヤ変速機の制御装置が、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との差が、差分設定値となったタイミングを、係合タイミングとして決定するとする。この場合、ギヤ変速機の制御装置は、シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作に応じて、差分設定値を変更してもよい。例えばギヤ変速機の制御装置は、シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作が、変速ショックを乗員が許容できる状況に対応する第1カテゴリに属すると判定した場合には、差分設定値を所定の基準値から増加して、これにより係合タイミングを早くしてもよい。また、例えばギヤ変速機の制御装置は、シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作が、変速ショックを乗員が許容できない状況に対応する第2カテゴリに属すると判定した場合には、差分設定値を所定の基準値から低減して、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。 Depending on the driving conditions or driving operation, there are cases where shift shock is relatively tolerable to the occupant, and there are also cases where it is desirable to reduce shift shock. The gear transmission control device determines the timing at which the difference between the rotation speed of the shift gear and the rotation speed of the engagement portion reaches a differential setting value as the engagement timing. In this case, the gear transmission control device may change the differential setting value depending on the driving conditions or driving operation when a shift command is received. For example, if the gear transmission control device determines that the driving conditions or driving operation when a shift command is received belongs to a first category corresponding to a situation in which the occupant can tolerate shift shock, it may increase the differential setting value from a predetermined reference value, thereby advancing the engagement timing. Furthermore, for example, if the gear transmission control device determines that the driving conditions or driving operation when a shift command is received belongs to a second category corresponding to a situation in which the occupant cannot tolerate shift shock, it may decrease the differential setting value from a predetermined reference value, thereby delaying the engagement timing.
例えば加速度が上がっている走行状況、つまり運転者がアクセル操作をしている場合、変速ショックが生じることは乗員にとって想定内であり、乗員はそのショックを許容できると考えられる。このため、ギヤ変速機の制御装置は、このような加速状況または加速運転操作があったときは、差分設定値を基準値から増加させてもよく、これにより係合タイミングを早くしてもよい。例えばギヤ変速機の制御装置は、加速度やアクセル開度の増加に伴って差分設定値を増加してもよく、これにより係合タイミングを早くしてもよい。 For example, when acceleration is increasing, that is, when the driver is operating the accelerator, the occurrence of gear shift shock is expected by the occupant, and it is believed that the occupant can tolerate the shock. For this reason, when such an acceleration situation or accelerating driving operation occurs, the gear transmission control device may increase the differential setting value from the reference value, thereby advancing the engagement timing. For example, the gear transmission control device may increase the differential setting value as acceleration or accelerator opening increases, thereby advancing the engagement timing.
例えば車速が速い状況で、変速ショックが生じることは乗員にとって望ましくないと考えられる。このため、ギヤ変速機の制御装置は、このような車速が所定の速度より高いときは、差分設定値を基準値から低減させてもよく、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。例えばギヤ変速機の制御装置は、車速が高いほど差分設定値を低減してもよく、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。 For example, when the vehicle speed is high, it is considered undesirable for the occupants to experience gear shift shock. For this reason, the control device for the gear transmission may reduce the set differential value from the reference value when the vehicle speed is higher than a predetermined speed, thereby delaying the engagement timing. For example, the control device for the gear transmission may reduce the set differential value the higher the vehicle speed, thereby delaying the engagement timing.
例えば複数の(例えば6つの)変速段で切り替える際に、低・中速段での切り替え(例えば1速、2速、3速、4速の間の切り替え)は、高速段での切り替え(例えば4速、5速、6速の間の切り替え)よりも変速ショックが大きい傾向にあるため、低・中速段での切り替えは、変速ショックを抑えるのが望ましい。このため、ギヤ変速機の制御装置は、低・中速段での切り替えのときに使用する差分設定値を、高速段での切り替えのときに使用する差分設定値よりも低減させてもよい。これにより低・中速段での切り替えのときは、高速段での切り替えのときより、係合タイミングを遅くしてもよい。例えばギヤ変速機の制御装置は、低い変速段の切り替えほど差分設定値を低減してもよく、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。 For example, when shifting between multiple (e.g., six) gears, shifting between low and medium gears (e.g., switching between 1st, 2nd, 3rd, and 4th gears) tends to result in greater shift shock than shifting between high gears (e.g., switching between 4th, 5th, and 6th gears), so it is desirable to reduce shift shock when shifting between low and medium gears. For this reason, the gear transmission control device may reduce the differential setting value used when shifting between low and medium gears compared to the differential setting value used when shifting between high gears. This may result in the engagement timing being slower when shifting between low and medium gears than when shifting between high gears. For example, the gear transmission control device may reduce the differential setting value as the gear is shifted to a lower gear, thereby slowing the engagement timing.
例えば乗物が高速道路を走行する状況では、変速ショックが生じることは乗員にとって望ましくないと考えられる。このため、ギヤ変速機の制御装置は、乗物が走行している道路が、変速ショックを抑えることが望ましいとされる予め定めた道路(高速道路など)であると判定した場合、差分設定値を基準値から低減させてもよく、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。走行する道路の判定は、乗物に搭載されたGPS(Global Positioning System)などの地理的な位置を検出する位置検出器を用いて行ってもよい。 For example, when a vehicle is traveling on a highway, it is considered undesirable for the occupants to experience gear shift shock. For this reason, if the gear transmission control device determines that the road on which the vehicle is traveling is a predetermined road (such as a highway) on which it is desirable to reduce gear shift shock, it may reduce the set differential value from the reference value, thereby delaying the engagement timing. The road on which the vehicle is traveling may be determined using a position detector that detects the geographical position, such as a GPS (Global Positioning System) installed in the vehicle.
例えば乗物が砂利道を走行している場合、乗物は走行中、上下振動しており、変速ショックは乗員にとって比較的許容される状況であると考えられる。このため、ギヤ変速機の制御装置は、乗物の上下振動の度合いが閾値を超えたと判定した場合は、差分設定値を基準値から増加させてもよく、これにより係合タイミングを早くしてもよい。乗物の上下振動の度合いの判定は、乗物に搭載された上下方向の加速度を検出する加速度センサや、サスペンション装置のストロークセンサなどであってもよい。 For example, when a vehicle is traveling on a gravel road, the vehicle vibrates up and down while traveling, and the shift shock is considered to be a relatively tolerable situation for the occupants. For this reason, if the gear transmission control device determines that the degree of vertical vibration of the vehicle has exceeded a threshold, it may increase the set differential value from a reference value, thereby accelerating the engagement timing. The degree of vertical vibration of the vehicle may be determined using an acceleration sensor mounted on the vehicle that detects vertical acceleration, or a stroke sensor in the suspension device.
乗物が直立状態から車幅方向一方側に車体をバンクさせて旋回可能な車両である場合、車体をバンクさせている状態ではショックは小さい方が望ましい。このため、例えばギヤ変速機の制御装置は、車体の傾き具合を表すバンク角が所定の角度より大きいときは、差分設定値を基準値から低減させてもよく、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。例えばギヤ変速機の制御装置は、バンク角の増加に伴って差分設定値を低減してもよく、これにより係合タイミングを遅くしてもよい。 If the vehicle is capable of turning by banking the body to one side in the vehicle width direction from an upright position, it is desirable to reduce the shock when the body is banked. For this reason, for example, the gear transmission control device may reduce the differential setting value from a reference value when the bank angle, which indicates the degree of inclination of the body, is greater than a predetermined angle, thereby delaying the engagement timing. For example, the gear transmission control device may reduce the differential setting value as the bank angle increases, thereby delaying the engagement timing.
本明細書で開示する要素の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC(Application Specific Integrated Circuits)、従来の回路、または、それらの任意の組み合わせ、を含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本開示において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、手段、またはユニットはハードウェアとソフトウェアの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアまたはプロセッサの構成に使用される。 The functions of the elements disclosed herein can be performed using circuits or processing circuits, including general-purpose processors, special-purpose processors, integrated circuits, ASICs (Application Specific Integrated Circuits), conventional circuits, or any combination thereof, configured or programmed to perform the disclosed functions. Processors are considered processing circuits or circuits because they include transistors and other circuitry. In this disclosure, a circuit, unit, or means is hardware that performs the recited functions or hardware that is programmed to perform the recited functions. The hardware may be hardware disclosed herein or other known hardware that is programmed or configured to perform the recited functions. Where the hardware is a processor, which is considered a type of circuit, the circuit, means, or unit is a combination of hardware and software, and the software is used to configure the hardware or processor.
本開示の一態様に係るギヤ変速機の制御装置は、入力軸と、出力軸と、前記入力軸に同軸の変速ギヤおよび前記出力軸に同軸の変速ギヤをそれぞれ含む複数組の変速ギヤ対と、前記複数組の変速ギヤ対に係合可能な複数の係合部を移動させ、前記複数組の変速ギヤ対の中で前記係合部に係合した1の変速ギヤ対を動力伝達状態にするシフトアクチュエータと、前記係合部の位置を検出するセンサと、を備えるギヤ変速機の制御装置であって、前記制御装置は、処理回路を備え、前記処理回路は、変速段をシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングを決定し、前記係合タイミングとなるまで、前記センサにより検出される位置が、前記複数の係合部が前記複数組の変速ギヤ対のいずれとも係合しない非係合範囲内に維持されるよう、前記シフトアクチュエータを制御する。 A gear transmission control device according to one aspect of the present disclosure includes an input shaft, an output shaft, multiple sets of shift gear pairs, each including a shift gear coaxial with the input shaft and a shift gear coaxial with the output shaft, a shift actuator that moves multiple engagement portions engageable with the multiple sets of shift gear pairs to place one of the multiple sets of shift gear pairs engaged with an engagement portion into a power transmission state, and a sensor that detects the position of the engagement portions. The control device includes a processing circuit that, upon receiving a shift command to shift a gear position, determines the engagement timing for initiating engagement between the shift gear and the engagement portions based on the difference between the rotational speed of the shift gear and the rotational speed of the engagement portions, and controls the shift actuator so that the position detected by the sensor is maintained within a disengagement range in which the multiple engagement portions do not engage with any of the multiple sets of shift gear pairs until the engagement timing is reached.
上記の構成によれば、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との差に基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始するタイミングを決定するため、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との回転数差を低減した状態で係合させることができ、変速ショックを低減できる。 With the above configuration, the timing for starting engagement between the transmission gear and the engagement portion is determined based on the difference between the rotational speed of the transmission gear and the rotational speed of the engagement portion. This allows engagement to be achieved with a reduced difference in rotational speed between the transmission gear and the engagement portion, thereby reducing gear shift shock.
なお、処理回路は、入力軸を駆動する原動機に対して、係合部の回転数およびそれに係合することになる変速ギヤの回転数の一方を他方に近づける同期制御を実行することで、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との回転数差を低減した状態となる。 In addition, the processing circuit performs synchronization control on the prime mover that drives the input shaft, bringing the rotation speed of the engagement part and the rotation speed of the transmission gear that engages with it closer to each other, thereby reducing the difference in rotation speed between the transmission gear and the engagement part.
前記複数組の変速ギヤ対は、第1変速ギヤを含む第1変速ギヤ対および第2変速ギヤを含む第2変速ギヤ対を含み、前記複数の係合部は、前記第1変速ギヤに係合可能な第1係合部および前記第2変速ギヤに係合可能な第2係合部を含み、前記処理回路は、前記第1係合部が前記第1変速ギヤに係合した第1変速段から前記第2係合部が前記第2変速ギヤに係合した第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記センサにより検出される位置が、前記第1係合部が前記第1変速ギヤに係合する第1係合範囲から、前記第1係合部が前記第1変速ギヤと係合せず且つ前記第2係合部が前記第2変速ギヤと係合しない前記非係合範囲に移るよう、前記シフトアクチュエータを制御し、前記第2係合部の回転数と前記第2変速ギヤの回転数との差に基づいて、前記第2係合部と前記第2変速ギヤとの係合を開始する前記係合タイミングを決定してもよい。 The multiple sets of shift gear pairs include a first shift gear pair including a first shift gear and a second shift gear pair including a second shift gear, and the multiple engagement portions include a first engagement portion engageable with the first shift gear and a second engagement portion engageable with the second shift gear, and the processing circuit, when receiving a shift command to shift from a first gear stage in which the first engagement portion engages with the first shift gear to a second gear stage in which the second engagement portion engages with the second shift gear, controls the shift actuator so that the position detected by the sensor moves from a first engagement range in which the first engagement portion engages with the first shift gear to the non-engagement range in which the first engagement portion does not engage with the first shift gear and the second engagement portion does not engage with the second shift gear, and determines the engagement timing for starting engagement between the second engagement portion and the second shift gear based on the difference between the rotational speed of the second engagement portion and the rotational speed of the second shift gear.
前記ギヤ変速機は、前記複数の係合部とともに変位する1以上のシフトフォークと、前記1以上のシフトフォークを案内する案内溝を有するシフトドラムとを含み、前記シフトアクチュエータは、前記シフトドラムを回転させる動力を発生させ、前記センサは、前記係合部の位置に対応する前記シフトドラムの回転角を検出してもよい。 The gear transmission may include one or more shift forks that displace together with the multiple engagement portions, and a shift drum having a guide groove that guides the one or more shift forks, the shift actuator may generate power to rotate the shift drum, and the sensor may detect the rotation angle of the shift drum corresponding to the position of the engagement portions.
前記処理回路は、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差が、所定値以下になるタイミングを、前記係合タイミングに決定してもよい。これにより、係合部と変速ギヤとの回転数差が大きい状態で係合部と変速ギヤとが係合することを確実に防ぐことができる。 The processing circuit may determine the engagement timing to be the timing when the difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion falls below a predetermined value. This reliably prevents the engagement portion and the transmission gear from engaging when there is a large difference in rotation speed between them.
前記処理回路は、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に基づいて待機時間を決定し、前記センサにより検出される位置が前記非係合範囲内に維持される時間が、前記待機時間に到達したタイミングを、前記係合タイミングに決定してもよい。これにより、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との回転数差を計測または算出することなく、変速ショックを低減できる。 The processing circuit may determine the standby time based on the difference between the rotational speed of the transmission gear and the rotational speed of the engagement portion, and may determine the timing at which the time during which the position detected by the sensor is maintained within the disengagement range reaches the standby time as the engagement timing. This makes it possible to reduce shift shock without measuring or calculating the difference in rotational speed between the transmission gear and the engagement portion.
前記ギヤ変速機は、運転者により操作されることにより走行する乗物に搭載され、前記処理回路は、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に加え、前記シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作に応じて、前記係合タイミングを決定してもよい。走行状況または運転操作によっては、変速ショックが乗員に許容される場合があり、上記の構成によれば、状況に適した係合タイミングを決定できる。 The gear transmission is mounted on a vehicle that is driven by a driver, and the processing circuit may determine the engagement timing based on the difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion, as well as the driving conditions or driving operation when the shift command is received. Depending on the driving conditions or driving operation, shift shock may be tolerated by the occupant, and the above configuration makes it possible to determine the engagement timing appropriate for the situation.
前記処理回路は、前記走行状況として、前記変速ギヤ対の減速比、前記変速ギヤ対の減速比、加減速度、車速、エンジン回転数、バンク角の1以上を用いて、前記係合タイミングを決定してもよい。 The processing circuit may determine the engagement timing using one or more of the reduction ratio of the transmission gear pair, the reduction ratio of the transmission gear pair, acceleration/deceleration, vehicle speed, engine speed, and bank angle as the driving conditions.
前記処理回路は、前記運転操作として、アクセル操作、ブレーキ操作、変速操作の1以上を用いて、前記係合タイミングを決定してもよい。 The processing circuit may determine the engagement timing using one or more of the following driving operations: accelerator operation, braking operation, and gear shift operation.
前記ギヤ変速機は、第1変速段に対応する第1谷部と、第2変速段に対応する第2谷部と、前記第1谷部と前記第2谷部との間の山部とを含む外周面を有し、前記シフトドラムと一体回転するチェンジカムと、位置決めローラ、および前記位置決めローラを前記チェンジカムの前記外周面に押し付ける位置決めスプリングを有するポジションレバーと、を更に備え、前記処理回路は、前記第1変速段から前記第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記係合タイミングとなるまで、前記外周面における前記山部の頂点部分に前記位置決めローラが当接した状態を維持するよう、前記シフトアクチュエータを制御してもよい。これにより、位置決めローラの押圧力によるチェンジカムの回転トルクを低減できる。 The gear transmission further includes a change cam that has an outer peripheral surface including a first valley corresponding to the first gear, a second valley corresponding to the second gear, and a peak between the first valley and the second valley, and rotates integrally with the shift drum; and a position lever having a positioning roller and a positioning spring that presses the positioning roller against the outer peripheral surface of the change cam. When the processing circuit receives a shift command to shift from the first gear to the second gear, it may control the shift actuator to maintain the positioning roller in contact with the peak of the peak on the outer peripheral surface until the engagement timing occurs. This reduces the rotational torque of the change cam due to the pressing force of the positioning roller.
前記ギヤ変速機は、第1変速段に対応する第1谷部と、第2変速段に対応する第2谷部と、前記第1谷部と前記第2谷部との間の山部とを含む外周面を有し、前記シフトドラムと一体回転するチェンジカムと、位置決めローラ、および前記位置決めローラを前記チェンジカムの前記外周面に押し付ける位置決めスプリングを有するポジションレバーと、を更に備え、前記処理回路は、前記第1変速段から前記第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記係合タイミングとなるまで、前記位置決めローラが押し付けられることによって前記チェンジカムに生じるトルクに対抗する対抗力を、前記チェンジカムに対して付与するように、前記シフトアクチュエータを制御してもよい。これにより、ポジションレバーによりチェンジカムを所定の回転位置に保持する機構を備えたギヤ変速機においても、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との回転数差を低減した状態で係合させることができ、その結果、変速ショックを低減できる。 The gear transmission further includes a change cam that has an outer peripheral surface including a first valley corresponding to the first gear, a second valley corresponding to the second gear, and a peak between the first and second valleys and rotates integrally with the shift drum; and a position lever having a positioning roller and a positioning spring that presses the positioning roller against the outer peripheral surface of the change cam. When the processing circuit receives a shift command to shift from the first gear to the second gear, it may control the shift actuator to apply a counterforce to the change cam that counters the torque generated in the change cam by the positioning roller being pressed against it until the engagement timing. This allows the change cam to be engaged with a reduced difference in rotational speed between the shift gear and the engagement portion, even in a gear transmission equipped with a mechanism that holds the change cam in a predetermined rotational position using a position lever, thereby reducing shift shock.
前記処理回路は、前記係合タイミングとなるまで、前記外周面における前記第1谷部と前記山部の頂点との間の部分に前記位置決めローラが当接した状態を維持するよう、前記シフトアクチュエータを制御してもよい。この構成によれば、第1変速段から第2変速段にシフトするためにチェンジカムを回転させる方向と、チェンジカムに対して付与する対抗力の方向とを一致させることができる。このため、外周面における第2谷部と山部の頂点との間の部分に位置決めローラが当接した状態を維持する場合に比べて制御しやすい。 The processing circuit may control the shift actuator to maintain the positioning roller in contact with the portion of the outer peripheral surface between the first valley and the peak of the peak until the engagement timing is reached. With this configuration, the direction in which the change cam is rotated to shift from the first gear to the second gear can be made to coincide with the direction of the counterforce applied to the change cam. This makes it easier to control than maintaining the positioning roller in contact with the portion of the outer peripheral surface between the second valley and the peak of the peak.
本開示の一態様に係る乗物は、運転者により操作されることにより走行する乗物であって、走行駆動源を搭載した車体と、前記車体に支持された前記ギヤ変速機と、前記ギヤ変速機を制御する前記制御装置と、を備える、乗物である。 A vehicle according to one aspect of the present disclosure is a vehicle that travels when operated by a driver, and includes a vehicle body equipped with a driving source, the gear transmission supported on the vehicle body, and the control device that controls the gear transmission.
本開示の一態様に係るギヤ変速機の制御方法は、変速段をシフトするために回転するシフトドラムの回転角を制御するためのギヤ変速機の制御方法であって、第1変速段から第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したときに、前記シフトドラムの回転角が、前記第1変速段に対応する第1変速ギヤと第1ドグとが係合する第1係合角度範囲から、前記第1ドグが前記第1変速ギヤと係合せず且つ前記第2変速段に対応する第2ドグが第2変速ギヤと係合しない非係合角度範囲に移るよう、シフトドラムを回転させ、前記第2変速ギヤの回転数と前記第2ドグの回転数との差に基づいて、前記第2変速ギヤと前記第2ドグとの係合を開始するドグ入れタイミングを決定し、前記ドグ入れタイミングとなるまで、前記シフトドラムの回転角を、前記非係合角度範囲内に維持する方法である。 A gear transmission control method according to one aspect of the present disclosure is a control method for a gear transmission for controlling the rotation angle of a shift drum that rotates to shift gears. When a shift command to shift from a first gear to a second gear is received, the method rotates the shift drum so that the rotation angle of the shift drum moves from a first engagement angle range, in which a first dog engages with a first gear corresponding to the first gear, to a non-engagement angle range, in which the first dog does not engage with the first gear and a second dog corresponding to the second gear does not engage with the second gear; the method determines a dog engagement timing for starting engagement of the second gear with the second dog based on the difference between the rotation speed of the second gear and the rotation speed of the second dog; and maintains the rotation angle of the shift drum within the non-engagement angle range until the dog engagement timing is reached.
上記の方法によれば、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との差に基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始するタイミングを決定するため、変速ギヤの回転数と係合部の回転数との回転数差を低減した状態で係合させることができ、変速ショックを低減できる。 The above method determines the timing for starting engagement between the transmission gear and the engagement portion based on the difference between the rotational speed of the transmission gear and the rotational speed of the engagement portion, allowing the transmission gear to be engaged in a state where the difference between the rotational speed of the transmission gear and the engagement portion is reduced, thereby reducing gear shift shock.
2 :エンジン
3 :駆動モータ
10 :ギヤ変速機
11 :入力軸
12 :出力軸
13 :変速ギヤ
13b1 :第1変速ギヤ
13b2 :第2変速ギヤ
14 :ドグ
14a :第1ドグ
14b :第2ドグ
22 :シフトフォーク
23 :シフトドラム
31 :ギヤポジションセンサ
32 :シフトアクチュエータ
33 :チェンジ機構
40 :制御装置
40a :プロセッサ
54 :チェンジカム
56 :ポジションレバー
66 :シフト爪
82 :受動凸部
83a :第1谷部
83b :第2谷部
84 :山部
84a :頂点
91 :位置決めアーム
92 :位置決めローラ
93 :位置決めスプリング
2: Engine 3: Drive motor 10: Gear transmission 11: Input shaft 12: Output shaft 13: Transmission gear 13b1: First transmission gear 13b2: Second transmission gear 14: Dog 14a: First dog 14b: Second dog 22: Shift fork 23: Shift drum 31: Gear position sensor 32: Shift actuator 33: Change mechanism 40: Control device 40a: Processor 54: Change cam 56: Position lever 66: Shift pawl 82: Passive convex portion 83a: First valley portion 83b: Second valley portion 84: Peak portion 84a: Peak 91: Positioning arm 92: Positioning roller 93: Positioning spring
Claims (12)
出力軸と、
前記入力軸に同軸の変速ギヤおよび前記出力軸に同軸の変速ギヤをそれぞれ含む複数組の変速ギヤ対と、
前記複数組の変速ギヤ対に係合可能な複数の係合部を移動させ、前記複数組の変速ギヤ対の中で前記係合部に係合した1の変速ギヤ対を動力伝達状態にするシフトアクチュエータと、
前記係合部の位置を検出するセンサと、を備えるギヤ変速機の制御装置であって、
前記制御装置は、処理回路を備え、
前記処理回路は、
変速段をシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に基づいて待機時間を決定することと、
前記センサにより検出される位置が非係合範囲内に維持される時間が前記待機時間に到達するタイミングを、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングに決定することであって、前記非係合範囲は、前記複数の係合部が前記複数組の変速ギヤ対のいずれとも係合しない範囲であることと、
前記係合タイミングとなるまで、前記センサにより検出される位置が前記非係合範囲内に維持されるよう、前記シフトアクチュエータを制御することとを実行する、ギヤ変速機の制御装置。 An input shaft;
An output shaft;
a plurality of sets of speed change gear pairs each including a speed change gear coaxially attached to the input shaft and a speed change gear coaxially attached to the output shaft;
a shift actuator that moves a plurality of engagement portions that can be engaged with the plurality of sets of transmission gear pairs, and places one of the plurality of sets of transmission gear pairs that is engaged with the engagement portion into a power transmission state;
A control device for a gear transmission comprising: a sensor that detects the position of the engagement portion,
the control device comprises a processing circuit;
The processing circuitry
When a shift command for shifting a gear position is acquired, determining a waiting time based on a difference between a rotation speed of the transmission gear and a rotation speed of the engagement portion;
determining the timing at which the time during which the position detected by the sensor is maintained within the non-engagement range reaches the standby time as the engagement timing at which the engagement between the transmission gear and the engagement portion starts, the non-engagement range being a range in which the plurality of engagement portions do not engage with any of the plurality of sets of transmission gears;
and controlling the shift actuator so that the position detected by the sensor is maintained within the disengagement range until the engagement timing is reached.
出力軸と、
前記入力軸に同軸の変速ギヤおよび前記出力軸に同軸の変速ギヤをそれぞれ含む複数組の変速ギヤ対と、
前記複数組の変速ギヤ対に係合可能な複数の係合部を移動させ、前記複数組の変速ギヤ対の中で前記係合部に係合した1の変速ギヤ対を動力伝達状態にするシフトアクチュエータと、
前記係合部の位置を検出するセンサと、を備えるギヤ変速機の制御装置であって、
前記制御装置は、処理回路を備え、
前記処理回路は、変速段をシフトするためのシフト指令を取得したとき、
前記変速ギヤと係合中の前記係合部の係合を解除するよう、前記シフトアクチュエータを制御することと、
前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差と、前記シフト指令を取得した際の前記ギヤ変速機を搭載する乗物の走行状況または運転操作とに基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングを決定することと、
前記係合タイミングとなるまで、前記センサにより検出される位置が、前記複数の係合部が前記複数組の変速ギヤ対のいずれとも係合しない非係合範囲内に維持されるよう、前記シフトアクチュエータを制御することとを実行する、ギヤ変速機の制御装置。 An input shaft;
An output shaft;
a plurality of sets of speed change gear pairs each including a speed change gear coaxial with the input shaft and a speed change gear coaxial with the output shaft;
a shift actuator that moves a plurality of engagement portions that can be engaged with the plurality of sets of transmission gear pairs, and places one of the plurality of sets of transmission gear pairs that is engaged with the engagement portion into a power transmission state;
A control device for a gear transmission comprising: a sensor that detects the position of the engagement portion,
the control device comprises a processing circuit;
When the processing circuit receives a shift command for shifting a gear position,
controlling the shift actuator to disengage the engagement portion currently engaged with the transmission gear;
determining an engagement timing for starting engagement between the transmission gear and the engagement portion based on a difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion, and a driving situation or driving operation of a vehicle equipped with the gear transmission when the shift command is acquired;
and controlling the shift actuator so that the position detected by the sensor is maintained within a non-engagement range in which the plurality of engagement portions do not engage with any of the plurality of sets of transmission gear pairs until the engagement timing is reached.
前記処理回路は、変速段をシフトするためのシフト指令を取得したときの前記ギヤ変速機を搭載する乗物の走行状況または運転操作に応じて、前記差分設定値を変更する、請求項2に記載のギヤ変速機の制御装置。 the processing circuit determines, as the engagement timing, a timing at which a difference between the rotation speed of the transmission gear and the rotation speed of the engagement portion reaches a difference setting value;
3. The control device for a gear transmission according to claim 2, wherein the processing circuit changes the difference setting value depending on a driving situation or driving operation of a vehicle equipped with the gear transmission when a shift command for shifting a gear position is acquired.
前記複数の係合部は、前記第1変速ギヤに係合可能な第1係合部および前記第2変速ギヤに係合可能な第2係合部を含み、
前記処理回路は、
前記第1係合部が前記第1変速ギヤに係合した第1変速段から前記第2係合部が前記第2変速ギヤに係合した第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記センサにより検出される位置が、前記第1係合部が前記第1変速ギヤに係合する第1係合範囲から、前記第1係合部が前記第1変速ギヤと係合せず且つ前記第2係合部が前記第2変速ギヤと係合しない前記非係合範囲に移るよう、前記シフトアクチュエータを制御し、
前記第2係合部の回転数と前記第2変速ギヤの回転数との差に基づいて、前記第2係合部と前記第2変速ギヤとの係合を開始する前記係合タイミングを決定する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のギヤ変速機の制御装置。 the plurality of sets of change gear pairs include a first change gear pair including a first change gear and a second change gear pair including a second change gear,
the plurality of engaging portions include a first engaging portion engageable with the first shift gear and a second engaging portion engageable with the second shift gear,
The processing circuitry
when a shift command is acquired to shift from a first gear stage in which the first engagement portion is engaged with the first shift gear to a second gear stage in which the second engagement portion is engaged with the second shift gear, the shift actuator is controlled so that the position detected by the sensor moves from a first engagement range in which the first engagement portion is engaged with the first shift gear to the non-engagement range in which the first engagement portion is not engaged with the first shift gear and the second engagement portion is not engaged with the second shift gear,
4. The control device for a gear transmission according to claim 1, wherein the engagement timing for starting engagement between the second engagement portion and the second shift gear is determined based on a difference between a rotation speed of the second engagement portion and a rotation speed of the second shift gear.
前記複数の係合部とともに変位する1以上のシフトフォークと、
前記1以上のシフトフォークを案内する案内溝を有するシフトドラムと、
第1変速段に対応する第1谷部と、第2変速段に対応する第2谷部と、前記第1谷部と前記第2谷部との間の山部とを含む外周面を有し、前記シフトドラムと一体回転するチェンジカムと、
位置決めローラ、および前記位置決めローラを前記チェンジカムの前記外周面に押し付ける位置決めスプリングを有するポジションレバーと、を更に備え、
前記シフトアクチュエータは、前記シフトドラムを回転させる動力を発生させ、
前記センサは、前記係合部の位置に対応する前記シフトドラムの回転角を検出し、
前記処理回路は、前記第1変速段から前記第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記係合タイミングとなるまで、前記外周面における前記山部の頂点部分に前記位置決めローラが当接した状態を維持するよう、前記シフトアクチュエータを制御する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のギヤ変速機の制御装置。 The gear transmission includes:
one or more shift forks that are displaced together with the plurality of engagement portions;
a shift drum having a guide groove that guides the one or more shift forks;
A change cam having an outer peripheral surface including a first valley portion corresponding to a first gear position, a second valley portion corresponding to a second gear position, and a peak portion between the first valley portion and the second valley portion, and rotating integrally with the shift drum;
a position lever having a positioning roller and a positioning spring that presses the positioning roller against the outer peripheral surface of the change cam,
The shift actuator generates power to rotate the shift drum,
The sensor detects a rotation angle of the shift drum corresponding to the position of the engagement portion,
7. The gear transmission control device according to claim 1, wherein, when the processing circuit receives a shift command to shift from the first gear to the second gear , the processing circuit controls the shift actuator so that the positioning roller remains in contact with the apex of the peak on the outer peripheral surface until the engagement timing is reached.
前記複数の係合部とともに変位する1以上のシフトフォークと、
前記1以上のシフトフォークを案内する案内溝を有するシフトドラムと、
第1変速段に対応する第1谷部と、第2変速段に対応する第2谷部と、前記第1谷部と前記第2谷部との間の山部とを含む外周面を有し、前記シフトドラムと一体回転するチェンジカムと、
位置決めローラ、および前記位置決めローラを前記チェンジカムの前記外周面に押し付ける位置決めスプリングを有するポジションレバーと、を更に備え、
前記シフトアクチュエータは、前記シフトドラムを回転させる動力を発生させ、
前記センサは、前記係合部の位置に対応する前記シフトドラムの回転角を検出し、
前記処理回路は、前記第1変速段から前記第2変速段にシフトするためのシフト指令を取得したとき、前記係合タイミングとなるまで、前記位置決めローラが押し付けられることによって前記チェンジカムに生じるトルクに対抗する対抗力を、前記チェンジカムに対して付与するように、前記シフトアクチュエータを制御する、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のギヤ変速機の制御装置。 The gear transmission includes:
one or more shift forks that are displaced together with the plurality of engagement portions;
a shift drum having a guide groove that guides the one or more shift forks;
A change cam having an outer peripheral surface including a first valley portion corresponding to a first gear position, a second valley portion corresponding to a second gear position, and a peak portion between the first valley portion and the second valley portion, and rotating integrally with the shift drum;
a position lever having a positioning roller and a positioning spring that presses the positioning roller against the outer peripheral surface of the change cam,
The shift actuator generates power to rotate the shift drum,
The sensor detects a rotation angle of the shift drum corresponding to the position of the engagement portion,
7. The gear transmission control device according to claim 1, wherein, when the processing circuit acquires a shift command to shift from the first gear to the second gear, the processing circuit controls the shift actuator so as to apply to the change cam a counter force that counters a torque generated in the change cam by pressing the positioning roller until the engagement timing is reached .
走行駆動源を搭載した車体と、
前記車体に支持された前記ギヤ変速機と、
前記ギヤ変速機を制御する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の前記制御装置と、を備える、乗物。 A vehicle that runs by being operated by a driver,
a vehicle body equipped with a driving source;
the gear transmission supported on the vehicle body;
A vehicle comprising the control device according to any one of claims 1 to 9 , for controlling the gear transmission.
変速段をシフトするためのシフト指令を取得したときに、前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差に基づいて、待機時間を決定することと、
前記係合部の位置が非係合範囲内に維持される時間が前記待機時間に到達するタイミングを、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングに決定することとであって、前記非係合範囲は、前記係合部が前記変速ギヤと係合しない範囲であることと、
前記係合タイミングとなるまで、前記係合部の位置を、前記非係合範囲内に維持することとを含む、ギヤ変速機の制御方法。 A control method for a gear transmission for controlling a shift actuator that moves an engagement portion that can be engaged with a transmission gear in order to shift a gear position, comprising:
When a shift command for shifting a gear position is acquired, determining a waiting time based on a difference between a rotation speed of the transmission gear and a rotation speed of the engagement portion;
determining a timing at which the time during which the position of the engaging portion is maintained within the non-engagement range reaches the waiting time as an engagement timing at which the engagement between the transmission gear and the engaging portion starts, wherein the non-engagement range is a range in which the engaging portion does not engage with the transmission gear;
and maintaining a position of the engagement portion within the disengagement range until the engagement timing is reached.
変速段をシフトするためのシフト指令を取得したときに、
前記変速ギヤと係合中の前記係合部の係合を解除することと、
前記変速ギヤの回転数と前記係合部の回転数との差と、前記シフト指令を取得した際の走行状況または運転操作とに基づいて、前記変速ギヤと前記係合部との係合を開始する係合タイミングを決定することと、
前記係合タイミングとなるまで、前記係合部の位置を、前記係合部が前記変速ギヤと係合しない非係合範囲内に維持することとを含む、ギヤ変速機の制御方法。 A control method for a gear transmission for controlling a shift actuator that moves an engagement portion that can be engaged with a transmission gear in order to shift a gear position, comprising:
When a shift command to shift gears is received,
disengaging the engagement portion that is currently engaged with the transmission gear;
determining an engagement timing for starting engagement between the transmission gear and the engagement portion based on a difference between a rotation speed of the transmission gear and a rotation speed of the engagement portion, and a driving situation or a driving operation when the shift command is acquired;
and maintaining a position of the engagement portion within a disengagement range in which the engagement portion does not engage with the transmission gear until the engagement timing is reached.
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