ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE, DEVICE FOR VEHICLE CONTROL AND CONTROL METHOD FOR VEHICLE

Уровень техники
1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Изобретение относится к транспортному средству, к устройству управления для транспортного средства и к способу управления для транспортного средства, а более конкретно, к транспортному средству, включающему в себя кулачковую муфту, включающую в себя механизм синхронизации зацепления зубчатых пар в тракте передачи мощности, к устройству управления для транспортного средства и к способу управления для транспортного средства.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известен механизм синхронизации зацепления зубчатых пар, предусмотренный в кулачковой муфте, которая соединяет или разъединяет пару вращающихся элементов. Когда кулачковая муфта соединяется, механизм синхронизации зацепления зубчатых пар синхронизирует скорости вращения вращающихся элементов, имеющих различные скорости вращения, за счет этого обеспечивая возможность плавного зацепления. Публикация заявки на патент (Япония) номер 2010-281423 (JP 2010-281423 А) описывает устройство трансмиссии. Устройство трансмиссии включает в себя множество механизмов синхронизации зацепления зубчатых пар. Когда выдается команда переключения передач, устройство трансмиссии выполняет операцию переключения передач посредством работы механизма синхронизации зацепления зубчатых пар позиции целевой ступени коробки передач, на которую переключается позиция ступени коробки передач, и до истечения предварительно определенного времени с момента, когда выдается команда переключения передач, кольцо синхронизатора прижимается к конической поверхности, по меньшей мере, одной другой позиции ступени коробки передач, отличной от позиции целевой ступени коробки передач. Таким образом, посредством работы механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, соответствующего другой ступени коробки передач, чтобы упрощать синхронизацию, обеспечивается достаточная производительность синхронизации. Следовательно, можно сокращать время переключения передач без сложной или громоздкой конструкции устройства трансмиссии.
Сущность изобретения
[0003] В этой связи, когда механизм синхронизации зацепления зубчатых пар нормально работает при зацеплении (соединении) кулачковой муфты посредством работы механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, зубья шлица, сформированные на втулке ступицы механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, вводятся в зацепление с зубьями шлица, сформированными на кольце синхронизатора механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, в направлении вращения. Тем не менее, при синхронизации скоростей вращения вращающихся элементов между собой, может возникать сбой зацепления, который представляет собой так называемую блокировку. При этом сбое зацепления, зубья шлица втулки ступицы и зубья шлица кольца синхронизатора контактируют между собой на вершинах зубьев, и эти зубья шлица не могут зацепляться (вводиться в зацепление). Если возникает блокировка, кулачковая муфта нормально не зацепляется (соединяется), так что нарушается передача мощности между вращающимися элементами. В качестве способа предотвращения блокировки, например, возможна следующая конфигурация. Предусматривается датчик, который обнаруживает блокировку, и когда блокировка обнаруживается, работа механизма синхронизации зацепления зубчатых пар сразу отменяется, и после этого снова выполняется операция зацепления. Тем не менее, время переключения передач продлевается. Например, время тратится на то, чтобы отменять работу механизма синхронизации зацепления зубчатых пар.
[0004] Изобретение предусматривает транспортное средство, которое включает в себя кулачковую муфту, включающую в себя механизм синхронизации зацепления зубчатых пар, и которое позволяет, даже когда возникает блокировка при зацеплении кулачковой муфты, отменять блокировку и быстро выполнять операцию переключения передач, устройство управления для транспортного средства и способ управления для транспортного средства.
[0005] Первый аспект изобретения предусматривает устройство управления для транспортного средства. Транспортное средство включает в себя кулачковую муфту, включающую в себя механизм синхронизации зацепления зубчатых пар. Механизм синхронизации зацепления зубчатых пар включает в себя втулку и кольцо синхронизатора. Когда определяется зацепление кулачковой муфты, втулка прижимается к кольцу синхронизатора посредством предварительно определенной прижимающей силы таким образом, что она должна синхронизироваться с кольцом синхронизатора, и после этого кулачковая муфта зацепляется. Устройство управления включает в себя: электронный модуль управления, выполненный с возможностью: (a) при зацеплении кулачковой муфты, инструктировать первой прижимающей силе действовать на втулку, причем первая прижимающая сила должна зацеплять втулку с кольцом синхронизатора; (b) после инструктирования первой прижимающей силе действовать на втулку, инструктировать второй прижимающей силе действовать на втулку, причем вторая прижимающая сила меньше первой прижимающей силы, причем синхронизированное состояние втулки с кольцом синхронизатора поддерживается посредством второй прижимающей силы в состоянии, в котором крутящий момент не вводится во втулку; и (c) при инструктировании второй прижимающей силе действовать на втулку, вводить крутящий момент из источника движущей силы транспортного средства во втулку.
[0006] При этой конфигурации, при зацеплении (соединении) кулачковой муфты, когда возникает блокировка в то время, когда первой прижимающей силе инструктируется действовать на втулку, вершины зубьев шлица втулки контактируют с вершинами зубьев шлица кольца синхронизатора, и эти зубья шлица не могут зацепляться; тем не менее, после этого, второй прижимающей силе инструктируется действовать на втулку, так что несложно прекращать блокировку. Помимо этого, когда крутящему моменту из источника движущей силы инструктируется действовать на втулку, инструктируется возникновение смещения в направлении вращения между взаимно контактирующими зубьями шлица. Таким образом, блокировка прекращается. Таким образом, даже когда возникает блокировка, блокировка прекращается, так что можно зацеплять кулачковую муфту. Когда возникает блокировка, такая операция, как однократная отмена работы механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, не требуется, так что управление также является простым, и избегается продление времени зацепления.
[0007] В устройстве управления согласно вышеуказанному аспекту, первая муфта может предусматриваться в тракте передачи мощности между источником движущей силы и втулкой, и электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, после инструктирования второй прижимающей силе действовать на втулку, вводить крутящий момент из источника движущей силы во втулку посредством начала зацепления первой муфты. Таким образом, зацепление первой муфты начинается в состоянии, в котором второй прижимающей силе инструктируется действовать на втулку, и после этого крутящий момент из источника движущей силы передается во втулку через первую муфту. Таким образом, втулка и кольцо синхронизатора смещены друг от друга в направлении вращения, так что в итоге блокировка прекращается.
[0008] В устройстве управления согласно вышеуказанному аспекту, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, после ввода крутящего момента из источника движущей силы на втулку, инструктировать прижимающей силе действовать на втулку, причем прижимающая сила должна зацеплять втулку с кольцом синхронизатора. При этой конфигурации, после того, как крутящий момент из источника движущей силы вводится во втулку, и блокировка прекращается, прижимающей силе, которая требуется для того, чтобы зацеплять втулку с кольцом синхронизатора, инструктируется действовать на втулку, так что кулачковая муфта надежно зацепляется.
[0009] В устройстве управления согласно вышеуказанному аспекту, бесступенчатая трансмиссия и зубчатая передача могут предусматриваться параллельно друг с другом между входным валом и выходным валом, крутящий момент, выводимый из источника движущей силы, может вводиться на входной вал, крутящий момент может передаваться на выходной вал, первая муфта и кулачковая муфта могут вставляться в первом тракте передачи мощности, через который крутящий момент источника движущей силы передается из входного вала через зубчатую передачу на выходной вал, и вторая муфта может вставляться во втором тракте передачи мощности, через который крутящий момент источника движущей силы передается из входного вала через бесступенчатую трансмиссию на выходной вал, вторая муфта может соединять или прерывать второй тракт передачи мощности. При этой конфигурации, когда первая муфта и кулачковая муфта зацепляются, а вторая муфта расцепляется, транспортному средству разрешается двигаться с использованием первого тракта передачи мощности, тогда как, когда, по меньшей мере, одна из первой муфты и кулачковой муфты расцепляется, а вторая муфта зацепляется, транспортному средству разрешается двигаться с использованием второго тракта передачи мощности. При изменении тракта передачи мощности со второго тракта передачи мощности на первый тракт передачи мощности, кулачковая муфта и первая муфта должны зацепляться. В это время, второй прижимающей силе инструктируется действовать на втулку, которая составляет механизм синхронизации зацепления зубчатых пар, и помимо этого, крутящий момент вводится во втулку посредством начала зацепления первой муфты. Таким образом, когда возникает блокировка, блокировка надежно прекращается.
[0010] В устройстве управления согласно вышеуказанному аспекту, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, когда тракт передачи мощности в ходе движения изменяется со второго тракта передачи мощности на первый тракт передачи мощности, начинать зацепление кулачковой муфты, а когда второй прижимающей силе инструктируется действовать на втулку, расцеплять вторую муфту и зацеплять первую муфту. Таким образом, крутящий момент вводится во втулку посредством начала зацепления первой муфты в состоянии, в котором второй прижимающей силе инструктируется действовать на втулку, так что когда возникает блокировка, блокировка надежно прекращается.
[0011] В устройстве управления согласно вышеуказанному аспекту, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью, в то время как крутящий момент источника движущей силы передается через второй тракт передачи мощности на выходной вал, расцеплять кулачковую муфту. Таким образом, кулачковая муфта расцепляется в то время, когда крутящий момент источника движущей силы передается на выходной вал через второй тракт передачи мощности. Следовательно, совместное вращение вращающихся элементов, которые составляют первый тракт передачи мощности, подавляется, так что повышается экономия топлива, и помимо этого, также подавляется снижение долговечности вследствие сильного вращения вращающихся элементов, которые составляют первый тракт передачи мощности.
[0012] Второе аспект изобретения предусматривает способ управления для транспортного средства. Транспортное средство включает в себя кулачковую муфту и электронный модуль управления. Кулачковая муфта включает в себя механизм синхронизации зацепления зубчатых пар. Механизм синхронизации зацепления зубчатых пар включает в себя втулку и кольцо синхронизатора. Когда определяется зацепление кулачковой муфты, втулка прижимается к кольцу синхронизатора посредством предварительно определенной прижимающей силы таким образом, что она должна синхронизироваться с кольцом синхронизатора, и после этого кулачковая муфта зацепляется. Способ управления включает в себя: (a) при зацеплении кулачковой муфты, инструктирование, посредством электронного модуля управления, первой прижимающей силе действовать на втулку, причем первая прижимающая сила должна зацеплять втулку с кольцом синхронизатора; (b) после инструктирования первой прижимающей силе действовать на втулку, инструктирование, посредством электронного модуля управления, второй прижимающей силе действовать на втулку, причем вторая прижимающая сила меньше первой прижимающей силы, причем синхронизированное состояние втулки с кольцом синхронизатора поддерживается посредством второй прижимающей силы в состоянии, в котором крутящий момент не вводится во втулку; и (c) при инструктировании второй прижимающей силе действовать на втулку, ввод, посредством электронного модуля управления, крутящего момента из источника движущей силы транспортного средства во втулку.
[0013] Третий аспект изобретения предусматривает транспортное средство. Транспортное средство включает в себя: кулачковую муфту, включающую в себя механизм синхронизации зацепления зубчатых пар, причем механизм синхронизации зацепления зубчатых пар включает в себя втулку и кольцо синхронизатора, причем втулка, когда определяется зацепление кулачковой муфты, прижимается к кольцу синхронизатора посредством предварительно определенной прижимающей силы таким образом, что она должна синхронизироваться с кольцом синхронизатора, и после этого кулачковая муфта зацепляется; и электронный модуль управления, выполненный с возможностью: (a) при зацеплении кулачковой муфты, инструктировать первой прижимающей силе действовать на втулку, причем первая прижимающая сила должна зацеплять втулку с кольцом синхронизатора; (b) после инструктирования первой прижимающей силе действовать на втулку, инструктировать второй прижимающей силе действовать на втулку, причем вторая прижимающая сила меньше первой прижимающей силы, причем синхронизированное состояние втулки с кольцом синхронизатора поддерживается посредством второй прижимающей силы в состоянии, в котором крутящий момент не вводится во втулку; и (c) при инструктировании второй прижимающей силе действовать на втулку, вводить крутящий момент из источника движущей силы транспортного средства во втулку.
Краткое описание чертежей
[0014] Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является схематичным видом для иллюстрации схематичной конфигурации приводной системы, предусмотренной в транспортном средстве согласно варианту осуществления изобретения;
Фиг. 2 является видом, который показывает изменения шаблона приведения в движение приводной системы, показанной на фиг 1;
Фиг. 3A является видом, который иллюстрирует конфигурацию механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, показанного на фиг. 1;
Фиг. 3B является видом, который иллюстрирует работу механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, показанного на фиг. 1;
Фиг. 4A является другим видом, который иллюстрирует конфигурацию механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, показанного на фиг. 1;
Фиг. 4B является другим видом, который иллюстрирует работу механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, показанного на фиг. 1;
Фиг. 5 является видом, который иллюстрирует состояние, в котором возникает блокировка в механизме синхронизации зацепления зубчатых пар, показанном на фиг. 1;
Фиг. 6 является функциональной блок-схемой, которая иллюстрирует линии ввода-вывода электронного модуля управления, который управляет приводной системой, показанной на фиг. 1, и которая иллюстрирует релевантную часть функций управления, реализованных посредством электронного модуля управления;
Фиг. 7A и 7B являются видами для иллюстрации состояния зуба шлица втулки ступицы и зуба шлица кольца синхронизатора, когда возникает блокировка во время работы механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, показанного на фиг 1;
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, которая иллюстрирует релевантную часть электронного модуля управления, показанного на фиг. 6, т.е. операции управления для надежного зацепления кулачковой муфты при изменении с режима приведения в движение с использованием ременной передачи на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи, даже когда возникает блокировка в то время, когда механизм синхронизации зацепления зубчатых пар работает; и
Фиг. 9 является временной диаграммой, которая показывает результат операций на основе блок-схемы последовательности операций способа, показанной на фиг 8.
Подробное описание вариантов осуществления
[0015] Надлежащим образом в этом подробном описании, блокировка означает состояние, в котором вершины зубьев шлица, сформированных на втулке механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, контактируют с вершинами зубьев шлица, сформированных на кольце синхронизатора механизма синхронизации зацепления зубчатых пар, и соответствует состоянию, в котором продвижение вперед зубьев шлица втулки блокируется.
[0016] Далее подробно описывается вариант осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. В нижеприведенном варианте осуществления, чертежи упрощаются или модифицируются при необходимости, и масштаб, форма и т.п. каждой части не всегда рисуются точно.
[0017] Фиг. 1 является схематичным видом для иллюстрации схематичной конфигурации приводной системы 12, включенной в транспортное средство 10 согласно варианту осуществления изобретения. Приводная система 12 включает в себя, например, двигатель 14, преобразователь 16 крутящего момента, устройство 18 переключения переднего/заднего хода, ременную бесступенчатую трансмиссию 20 (в дальнейшем в этом документе, бесступенчатую трансмиссию 20), зубчатую передачу 22 и выходной вал 25. Двигатель 14 используется в качестве источника движущей силы для приведения в движение транспортного средства 10. Преобразователь 16 крутящего момента служит в качестве гидравлического трансмиссионного устройства. Выходная шестерня 24 формируется на выходном валу 25. Выходная шестерня 24 позволяет передавать мощность на ведущие колеса (не показаны). Приводная система 12 включает в себя первый тракт передачи мощности и второй тракт передачи мощности параллельно друг с другом. Через первый тракт передачи мощности, крутящий момент (движущая сила), который выводится из двигателя 14, вводится на вал 26 турбины через преобразователь 16 крутящего момента, и крутящий момент передается из вала 26 турбины на выходной вал 25 через зубчатую передачу 22 и т.п. Через второй тракт передачи мощности, крутящий момент, вводимый на вал 26 турбины, передается на выходной вал 25 через бесступенчатую трансмиссию 20 через второй тракт передачи мощности. Приводная система 12 выполнена с возможностью изменять тракт передачи мощности на основе состояния движения транспортного средства 10. Вал 26 турбины соответствует входному валу согласно изобретению.
[0018] Двигатель 14, например, формируется из бензинового двигателя или дизельного двигателя. Преобразователь 16 крутящего момента включает в себя рабочее колесо 16p насоса и рабочее колесо 16t турбины и выполнен с возможностью передавать мощность через жидкость. Рабочее колесо 16p насоса соединяется с коленчатым валом двигателя 14. Рабочее колесо 16t турбины соединяется с устройством 18 переключения переднего/заднего хода через вал 26 турбины, который соответствует элементу на выходной стороне преобразователя 16 крутящего момента. Блокировочная муфта 28 предусматривается между рабочим колесом 16p насоса и рабочим колесом 16t турбины. Когда блокировочная муфта 28 полностью зацепляется, рабочее колесо 16p насоса и рабочее колесо 16t турбины вращаются как единое целое.
[0019] Устройство 18 переключения переднего/заднего хода главным образом формируется из муфты C1 переднего хода, тормоза B1 заднего хода и планетарной зубчатой передачи 30 с сателлитами двух типов. Водило 30c как единое целое соединено с валом 26 турбины преобразователя 16 крутящего момента и входным валом 32 бесступенчатой трансмиссии 20. Коронная шестерня 30r избирательно соединена с корпусом 34 через тормоз B1 заднего хода. Корпус 34 служит в качестве невращающегося элемента. Солнечная шестерня 30s соединяется с шестерней 36 небольшого диаметра. Солнечная шестерня 30s и водило 30c избирательно соединены между собой через муфту C1 переднего хода. Каждое из муфты C1 переднего хода и тормоза B1 заднего хода соответствует устройству разделения и представляет собой гидравлическое фрикционное зацепляющее устройство, которое фрикционно зацепляется посредством гидравлического привода. Муфта C1 переднего хода соответствует первой муфте, предусмотренной в тракте передачи мощности между источником движущей силы и втулкой согласно изобретению.
[0020] Солнечная шестерня 30s планетарной зубчатой передачи 30 соединяется с шестерней 36 небольшого диаметра, которая составляет зубчатую передачу 22. Зубчатая передача 22 включает в себя шестерню 36 небольшого диаметра и шестерню 40 большого диаметра. Шестерня 40 большого диаметра предусматривается на обратном валу 38 таким образом, что она является относительно невращающейся. Промежуточная шестерня 42 предусматривается вокруг оси вращения, идентичной оси вращения обратного вала 38 таким образом, что она является относительно вращающейся относительно обратного вала 38. Кулачковая муфта D1 предусматривается между обратным валом 38 и промежуточной шестерней 42. Кулачковая муфта D1 избирательно соединяет обратный вал 38 с промежуточной шестерней 42 или разъединяет обратный вал 38 от промежуточной шестерни 42. Кулачковая муфта D1 включает в себя первую шестерню 48, вторую шестерню 50 и втулку 61 ступицы. Первая шестерня 48 формируется на обратном валу 38. Вторая шестерня 50 формируется на промежуточной шестерне 42. Зубья 70 шлица формируются на втулке 61 ступицы. Зубья 70 шлица имеют возможность входить (зацепляться, вводиться в зацепление) в эту первую шестерню 48 и вторую шестерню 50. Когда втулка 61 ступицы входит в эту первую шестерню 48 и вторую шестерню 50, обратный вал 38 соединяется с промежуточной шестерней 42. Кулачковая муфта D1 дополнительно включает в себя механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар. Механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар служит в качестве механизма синхронизации, который синхронизирует вращения во время вхождения первой шестерни 48 во вторую шестерню 50.
[0021] Промежуточная шестерня 42 находится в зацеплении с входной шестерней 52, имеющей больший диаметр, чем промежуточная шестерня 42. Входная шестерня 52 предусматривается таким образом, что она является относительно невращающейся относительно выходного вала 25. Выходной вал 25 размещается вдоль оси вращения, общей для оси вращения вторичного шкива (описан далее) бесступенчатой трансмиссии 20. Выходной вал 25 размещается таким образом, что он является вращающимся вокруг оси вращения. Входная шестерня 52 и выходная шестерня 24 предусматриваются на выходном валу 25 таким образом, что они являются относительно невращающимися. Таким образом, муфта C1 переднего хода, тормоз B1 заднего хода и кулачковая муфта D1 вставляются в первый тракт передачи мощности, через который крутящий момент двигателя 14 передается из вала 26 турбины через зубчатую передачу 22 на выходной вал 25.
[0022] Муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи вставляется между бесступенчатой трансмиссией 20 и выходным валом 25. Муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи избирательно соединяет бесступенчатую трансмиссию 20 с выходным валом 25 или разъединяет бесступенчатую трансмиссию 20 от выходного вала 25. Когда муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи зацепляется, второй тракт передачи мощности устанавливается. Через второй тракт передачи мощности, крутящий момент двигателя 14 передается на выходной вал 25 через входной вал 32 и бесступенчатую трансмиссию 20. Когда муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи расцепляется, второй тракт передачи мощности прерывается, и крутящий момент не передается из бесступенчатой трансмиссии 20 на выходной вал 25. Муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи соответствует второй муфте, которая соединяет или прерывает второй тракт передачи мощности согласно изобретению.
[0023] Бесступенчатая трансмиссия 20 включает в себя первичный шкив 54 (раздвижной шкив 54), вторичный шкив 56 (раздвижной шкив 56) и приводной ремень 58. Бесступенчатая трансмиссия 20 предусматривается в тракте передачи мощности между входным валом 32 и выходным валом 25. Входной вал 32 соединяется с валом 26 турбины. Первичный шкив 54 представляет собой элемент на входной стороне, предусмотренный на входном валу 32, и имеет переменный эффективный диаметр. Вторичный шкив 56 представляет собой элемент на выходной стороне и имеет переменный эффективный диаметр. Приводной ремень 58 наматывается вокруг пары раздвижных шкивов 54, 56 таким образом, чтобы перекрывает пару раздвижных шкивов 54, 56. Мощность передается через силу трения между парой раздвижных шкивов 54, 56 и приводным ремнем 58.
[0024] Первичный шкив 54 включает в себя неподвижный направляющий ролик 54a, подвижный направляющий ролик 54b и первичный гидравлический привод 54c. Неподвижный направляющий ролик 54a служит в качестве неподвижного ротора на входной стороне, прикрепленного к входному валу 32. Подвижный направляющий ролик 54b служит в качестве подвижного ротора на входной стороне, предусмотренного таким образом, что он является относительно невращающимся вокруг своей оси и подвижным в осевом направлении относительно входного вала 32. Первичный гидравлический привод 54c формирует осевое давление для перемещения переменного направляющего ролика 54b, с тем чтобы изменять ширину клиновидного паза между неподвижным направляющим роликом 54a и подвижным направляющим роликом 54b. Вторичный шкив 56 включает в себя неподвижный направляющий ролик 56a, подвижный направляющий ролик 56b и вторичный гидравлический привод 56c. Неподвижный направляющий ролик 56a служит в качестве неподвижного ротора на выходной стороне. Подвижный направляющий ролик 56b служит в качестве подвижного ротора на выходной стороне, предусмотренного таким образом, что он является относительно невращающимся вокруг своей оси и подвижным в осевом направлении относительно неподвижного направляющего ролика 56a. Вторичный гидравлический привод 56c формирует осевое давление для перемещения подвижного направляющего ролика 56b, с тем чтобы изменять ширину клиновидного паза между неподвижным направляющим роликом 56a и подвижным направляющим роликом 56b.
[0025] Ширина клиновидного паза каждой пары раздвижных шкивов 54, 56 изменяется, так что диаметр намотки (эффективный диаметр) приводного ремня 58 изменяется. Таким образом, фактическое передаточное число (передаточное отношение) γ (=скорость Nin вращения входного вала/скорость Nout вращения выходного вала) непрерывно изменяется. Например, когда ширина клиновидного паза первичного шкива 54 уменьшается, передаточное число γ снижается. Иными словами, выполняется переключение "вверх" бесступенчатой трансмиссии 20. Когда ширина клиновидного паза первичного шкива 54 увеличивается, передаточное число γ увеличивается. Иными словами, выполняется переключение "вниз" бесступенчатой трансмиссии 20.
[0026] В дальнейшем в этом документе описывается работа приводной системы 12 с такой конфигурацией посредством использования схемы состояний зацепления зацепляющих элементов для каждого шаблона приведения в движение, показанного на фиг. 2. На фиг. 2, C1 соответствует рабочему режиму муфты C1 переднего хода, C2 соответствует рабочему режиму муфты C2 приведения в движение с использованием ременной передачи, B1 соответствует рабочему режиму тормоза B1 заднего хода, D1 соответствует рабочему режиму кулачковой муфты D1, "O" указывает зацепленное (соединенное) состояние, и "x" указывает расцепленное (разъединенное) состояние. Кулачковая муфта D1 включает в себя механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар. Когда кулачковая муфта D1 зацепляется, механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар работает.
[0027] Первоначально описывается шаблон приведения в движение, в котором крутящий момент двигателя 14 передается в выходную шестерню 24 через зубчатую передачу 22, т.е. шаблон приведения в движение, в котором крутящий момент передается через первый тракт передачи мощности. Этот шаблон приведения в движение соответствует режиму приведения в движение с использованием зубчатой передачи, показанному на фиг. 2. Как показано на фиг. 2, муфта C1 переднего хода и кулачковая муфта D1 зацепляются (соединяются), в то время как муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи и тормоз B1 заднего хода расцепляются (разъединяются).
[0028] Когда муфта C1 переднего хода зацепляется, планетарная зубчатая передача 30, которая составляет устройство 18 переключения переднего/заднего хода, вращается как единое целое, так что шестерня 36 небольшого диаметра вращается на скорости вращения, идентичной скорости вращения вала 26 турбины. Поскольку шестерня 36 небольшого диаметра находится в зацеплении с шестерней 40 большого диаметра, предусмотренной на обратном валу 38, обратный вал 38 также аналогично вращается. Поскольку кулачковая муфта D1 зацепляется, обратный вал 38 и промежуточная шестерня 42 соединяются между собой, и промежуточная шестерня 42 вводится в зацепление с входной шестерней 52, так что выходной вал 25 и выходная шестерня 24, которые предусматриваются как единое целое с входной шестерней 52, вращаются. Таким образом, когда муфта C1 переднего хода и кулачковая муфта D1, вставленные в первый тракт передачи мощности, зацепляются, крутящий момент двигателя 14 передается на выходной вал 25 и выходную шестерню 24 через преобразователь 16 крутящего момента, вал 26 турбины, устройство 18 переключения переднего/заднего хода, зубчатую передачу 22, промежуточную шестерню 42 и т.п.
[0029] Далее описывается шаблон приведения в движение, в котором крутящий момент двигателя 14 передается в выходную шестерню 24 через бесступенчатую трансмиссию 20. Этот шаблон приведения в движение соответствует режиму приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства), показанному на фиг. 2. Как показано в режиме приведения в движение с использованием ременной передачи по фиг. 2, муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи соединяется, в то время как муфта C1 переднего хода, тормоз B1 заднего хода и кулачковая муфта D1 разъединяются. Когда муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи соединяется, вторичный шкив 56 соединяется с выходным валом 25, так что вторичный шкив 56 вращается как единое целое с выходным валом 25 и выходной шестерней 24. Таким образом, когда муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи соединяется, второй тракт передачи мощности устанавливается, и крутящий момент двигателя 14 передается в выходную шестерню 24 через преобразователь 16 крутящего момента, вал 26 турбины, входной вал 32, бесступенчатую трансмиссию 20 и выходной вал 25. В это время, причина, по которой кулачковая муфта D1 расцепляется (разъединяется) в течение режима приведения в движение с использованием ременной передачи, в котором крутящий момент двигателя 14 передается через второй тракт передачи мощности, заключается в том, что движение вследствие неполного зацепления зубчатой передачи 22 и т.п. исключается в течение режима приведения в движение с использованием ременной передачи, и сильное вращение зубчатой передачи 22 и т.п. предотвращается на высокой скорости транспортного средства.
[0030] Режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи выбирается в области низких скоростей транспортного средства. Передаточное число γ* (скорость Nin вращения входного вала/скорость Nout вращения выходного вала) на основе первого тракта передачи мощности задается равным значению, превышающему максимальное передаточное число γmax бесступенчатой трансмиссии 20. Иными словами, передаточное число γ* задается равным значению, которое не задается в бесступенчатой трансмиссии 20. Когда определяется изменение на режим приведения в движение с использованием ременной передачи в результате, например, увеличения скорости V транспортного средства, шаблон приведения в движение изменяется на режим приведения в движение с использованием ременной передачи. При изменении с режима приведения в движение с использованием зубчатой передачи на режим приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства) или при изменении с режима приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства) на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи, в промежуточном состоянии задается режим приведения в движение с использованием ременной передачи (промежуточная скорость транспортного средства), показанный на фиг. 2.
[0031] Например, когда шаблон приведения в движение изменяется с режима приведения в движение с использованием зубчатой передачи на режим приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства), рабочий режим переходным образом изменяется из состояния, в котором зацепляются муфта C1 переднего хода и кулачковая муфта D1, соответствующие режиму приведения в движение с использованием зубчатой передачи, на состояние, в котором зацепляются муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи и кулачковая муфта D1. Иными словами, изменение зацепленного/расцепленного состояния начинается между муфтой C1 переднего хода и муфтой C2 приведения в движение с использованием ременной передачи. В это время, тракт передачи мощности изменяется с первого тракта передачи мощности на второй тракт передачи мощности, и фактически выполняется переключение "вверх" приводной системы 12. После того, как тракт передачи мощности изменяется, кулачковая муфта D1 расцепляется (разъединяется), чтобы предотвращать необязательное движение вследствие неполного зацепления или сильное вращение зубчатой передачи 22 и т.п. (ввод от приводимых элементов прерывается).
[0032] Когда шаблон приведения в движение изменяется с режима приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства) на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи, рабочий режим переходным образом изменяется из состояния, в котором зацепляется муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи, на состояние, в котором зацепляется кулачковая муфта D1, при подготовке к изменению на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи (подготовке к переключению "вниз"). В это время, вращение также передается в солнечную шестерню 30s планетарной зубчатой передачи 30 через зубчатую передачу 22. Когда изменение зацепленного/расцепленного состояния выполняется между муфтой C1 переднего хода и муфтой C2 приведения в движение с использованием ременной передачи (муфта C1 переднего хода зацепляется, а муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи расцепляется) из этого состояния, тракт передачи мощности изменяется со второго тракта передачи мощности на первый тракт передачи мощности. В это время, фактически выполняется переключение "вниз" приводной системы 12.
[0033] Фиг. 3A, фиг. 3B, фиг. 4A и фиг. 4B являются видами, которые иллюстрируют конфигурацию и работу кулачковой муфты D1, а также конфигурацию и работу механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, предусмотренного в кулачковой муфте D1. Фиг. 3A и фиг. 3B показывают состояние, в котором кулачковая муфта D1 расцепляется (разъединяется). Фиг. 4A и фиг. 4B показывают состояние, в котором кулачковая муфта D1 зацепляется (соединяется). Фиг. 3A и фиг. 4A являются видами в поперечном сечении механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар. Фиг. 3B и фиг. 4B является развернутыми видами, исключающим цилиндрическую часть втулки 61 ступицы, когда состояния по фиг 3A и фиг. 4A просматриваются из радиально внешней стороны. Как показано на фиг. 3A, механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар включает в себя втулку 61 ступицы, переключающий ключ 62, кольцо 64 синхронизатора и коническую часть 68. Переключающий ключ 62 зацепляется с втулкой 61 ступицы посредством пружины 60 ключа. Кольцо 64 синхронизатора вращается вместе с переключающим ключом 62 с предварительно определенным люфтом. Коническая часть 68 предусматривается около второй шестерни 50. Зубья 70 шлица предусматриваются на внутренней периферии втулки 61 ступицы. Следовательно, втулка 61 ступицы постоянно входит на шлицах в первую шестерню 48 и постоянно вращается как единое целое вместе с первой шестерней 48. Когда втулка 61 ступицы перемещается влево на чертеже, кольцо 64 синхронизатора прижимается к конической части 68 через переключающий ключ 62, и мощность передается во вторую шестерню 50 посредством трения между кольцом 64 синхронизатора и конической частью 68. Когда втулка 61 ступицы дополнительно перемещается влево, зубья 70 шлица втулки 61 ступицы прижимаются к зубьям 72 шлица второй шестерни 50 посредством предварительно определенной прижимающей силы, так что втулка 61 ступицы синхронизирована со второй шестерней 50. Как показано на фиг. 4A и фиг. 4B, зубья 70 шлица вводятся в зацепление и зацепляются с зубьями 72 шлица, предусмотренными в кольце 64 синхронизатора, и дополнительно с зубьями 74 шлица, предусмотренным во второй шестерне 50. Таким образом, первая шестерня 48 и вторая шестерня 50 соединены как единое целое, и тракт передачи мощности устанавливается между устройством 18 переключения переднего/заднего хода и выходной шестерней 24. Втулка 61 ступицы представляет собой элемент, который составляет кулачковую муфту D1. Тем не менее, втулка 61 ступицы прижимает переключающий ключ 62, либо синхронизация продолжает выполняться, когда зубья 70 шлица втулки 61 ступицы и зубья 74 шлица второй шестерни 50 прижимаются друг к другу, так что втулка 61 ступицы также включается в элементы, которые составляют механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар.
[0034] В этой связи, при переходном изменении с режима приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства) на режим приведения в движение с использованием ременной передачи (промежуточной скорости транспортного средства), зацепление кулачковой муфты D1 (т.е. работа механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар) начинается, и кулачковая муфта D1 переходным образом зацепляется. Тем не менее, как показано на фиг. 5, когда вершины зубьев 70 шлица втулки 61 ступицы механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар контактируют (сталкиваются) с вершинами зубьев 72 шлица кольца 64 синхронизатора, дополнительное перемещение втулки 61 ступицы является затруднительным, и ввод в зацепление кулачковой муфты D1 является нарушенным. В таком случае, зацепление кулачковой муфты D1 является нарушенным, так что передача мощности кулачковой муфты D1 является недостаточной. Напротив, при зацеплении кулачковой муфты D1 электронный модуль 80 управления (описан далее) выполняет операцию, которая описывается ниже. Таким образом, кулачковая муфта D1 надежно зацепляется, даже когда вышеописанные вершины зубьев для взаимных зубьев шлица сталкиваются между собой. В нижеприведенном описании, состояние, в котором вышеописанные вершины зубьев для взаимных зубьев шлица сталкиваются между собой, и соединение кулачковой муфты D1 является нарушенным, задается как блокировка.
[0035] Фиг. 6 является функциональной блок-схемой, которая иллюстрирует линии ввода-вывода электронного модуля 80 управления, предусмотренного в транспортном средстве 10, чтобы управлять двигателем 14, бесступенчатой трансмиссией 20 и т.п., которая иллюстрирует релевантную часть функций управления, реализованных посредством электронного модуля 80 управления. Электронный модуль 80 управления включает в себя так называемый микрокомпьютер. Микрокомпьютер включает в себя, например, CPU, RAM, ROM, интерфейсы ввода-вывода и т.п. CPU выполняет различные виды управления для транспортного средства 10 посредством выполнения обработки сигналов в соответствии с программами, предварительно сохраненными в ROM, при использовании функции временного хранения RAM. Например, электронный модуль 80 управления выполнен с возможностью осуществлять управление выходной мощностью для двигателя 14, управление переключением передач и управление силой зажима ремня для бесступенчатой трансмиссии 20, управление надлежащего изменения шаблона приведения в движение на один из режима приведения в движение с использованием зубчатой передачи, в котором используется зубчатая передача 22, и режима приведения в движение с использованием ременной передачи, в котором используется бесступенчатая трансмиссия 20, и т.п. Если требуется, электронный модуль 80 управления разбивается на электронный модуль управления для управления двигателем, электронный модуль управления для управления бесступенчатой трансмиссией, электронный модуль управления для изменения шаблона приведения в движение и т.п.
[0036] Сигнал, указывающий угол Acr поворота (позицию) коленчатого вала и скорость Ne вращения (скорость вращения двигателя) двигателя 14, сигнал, указывающий скорость Nt вращения (скорость вращения турбины) вала 26 турбины, сигнал, указывающий скорость Nin вращения входного вала, сигнал, указывающий скорость Nout вращения выходного вала, сигнал, указывающий степень θth открытия дросселя для электронного дроссельного клапана, сигнал, указывающий рабочую величину Acc нажатия педали акселератора, сигнал, указывающий тормозной сигнал Bon, сигнал, указывающий позицию Psh рычага (рабочую позицию) рычага переключения передач и т.п., подаются в электронный модуль 80 управления. Угол Acr поворота (позиция) коленчатого вала и скорость Ne вращения двигателя определяется посредством датчика 82 скорости вращения двигателя. Скорость Nt вращения турбины определяется посредством датчика 84 скорости вращения турбины. Скорость Nin вращения входного вала является скоростью вращения входного вала 32 (первичного шкива 54) бесступенчатой трансмиссии 20 и определяется посредством датчика 86 скорости вращения входного вала. Скорость Nout вращения выходного вала является скоростью вращения вторичного шкива 56 бесступенчатой трансмиссии 20, соответствует скорости V транспортного средства и определяется посредством датчика 88 скорости вращения выходного вала. Степень θth открытия дросселя для электронного дроссельного клапана определяется посредством датчика 90 позиции дросселя. Рабочая величина Acc нажатия педали акселератора является рабочей величиной нажатия педали акселератора в качестве запрашиваемой величины ускорения водителя и определяется посредством датчика 92 рабочей величины нажатия педали акселератора. Тормозной сигнал Bon указывает состояние, в котором работает ножной тормоз, и определяется посредством переключателя 94 ножного тормоза. Ножной тормоз представляет собой рабочий тормоз. Позиция Psh рычага (рабочая позиция) рычага переключения передач определяется посредством датчика 96 позиции рычага. Электронный модуль 80 управления, например, последовательно вычисляет фактическое передаточное число γ (=Nin/Nout) бесступенчатой трансмиссии 20 на основе Скорости Nout вращения выходного вала и Скорости Nin вращения входного вала.
[0037] Сигнал Se команды управления выходной мощностью двигателя, сигнал Scvt команды гидравлического управления, сигнал Sswt команды гидравлического управления и т.п. выводятся из электронного модуля 80 управления. Сигнал Se команды управления выходной мощностью двигателя используется для управления выходной мощностью для двигателя 14, сигнал Scvt команды гидравлического управления используется для гидравлического управления, ассоциированного с "переключением передач" бесступенчатой трансмиссии 20. Сигнал Sswt команды гидравлического управления используется для того, чтобы управлять устройством 18 переключения переднего/заднего хода (муфтой C1 переднего хода, тормозом B1 заднего хода), муфтой C2 приведения в движение с использованием ременной передачи и кулачковой муфтой D1, ассоциированными с изменением шаблона приведения в движение приводной системы 12. В частности, сигнал дросселя, сигнал впрыска, сигнал распределения зажигания и т.п. выводятся в качестве сигнала Se команды управления выходной мощностью двигателя. Сигнал дросселя используется для того, чтобы управлять открытием/закрытием электронного дроссельного клапана посредством приведения в действие привода дросселя. Сигнал впрыска используется для того, чтобы управлять объемом топлива, которое впрыскивается из устройства впрыска топлива. Сигнал распределения зажигания используется для того, чтобы управлять распределением зажигания двигателя 14 посредством устройства зажигания. Сигнал команды управления для приведения в действие линейного соленоидного клапана (не показан), который регулирует первичное давление Pin, сигнал команды управления для приведения в действие линейного соленоидного клапана (не показан), который регулирует вторичное давление Pout, и т.п. выводятся в схему 98 гидравлического управления в качестве сигнала Scvt команды гидравлического управления. Первичное давление Pin подается в первичный гидравлический привод 54c. Вторичное давление Pout подается во вторичный гидравлический привод 56c. Сигналы команд управления и т.п. для соответствующего приведения в действие линейных соленоидных клапанов, которые управляют гидравлическими давлениями, которые подаются в муфту C1 переднего хода, тормоз B1 заднего хода, муфту C2 приведения в движение с использованием ременной передачи и механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, выводятся в схему 98 гидравлического управления в качестве сигнала Sswt команды гидравлического управления.
[0038] Ниже описываются функции управления электронным модулем 80 управления. Модуль 100 управления выходной мощностью двигателя (средство управления выходной мощностью двигателя), показанный на фиг. 6, например, выводит сигнал Se команды управления выходной мощностью двигателя, такой как сигнал дросселя, сигнал впрыска и сигнал распределения зажигания, в привод дросселя, устройство впрыска топлива и устройство зажигания, чтобы выполнять управление выходной мощностью для двигателя 14. Модуль 100 управления выходной мощностью двигателя, например, задает целевой крутящий момент Te* двигателя для получения требуемой движущей силы (крутящего момента приведения в движение). Требуемая движущая сила вычисляется на основе рабочей величины Acc нажатия педали акселератора и скорости V транспортного средства. Модуль 100 управления выходной мощностью двигателя управляет не только открытием/закрытием электронного дроссельного клапана посредством привода дросселя, но также и объемом впрыска топлива посредством устройства впрыска топлива и распределением зажигания посредством устройства зажигания таким образом, что получается целевой крутящий момент Te* двигателя.
[0039] Модуль 102 управления бесступенчатым переключением передач (средство управления бесступенчатым переключением передач) управляет передаточным числом γ бесступенчатой трансмиссии 20 таким образом, что получается целевое передаточное число γ*. Целевое передаточное число γ* вычисляется на основе рабочей величины Acc нажатия педали акселератора, скорости V транспортного средства, тормозного сигнала Bon и т.п. В частности, модуль 102 управления бесступенчатым переключением передач определяет первичное задаваемое давление Pintgt и вторичное задаваемое давление Pouttgt таким образом, что целевое передаточное число γ* бесступенчатой трансмиссии 20 достигается в то время, когда не возникает проскальзывания ремня бесступенчатой трансмиссии 20. Модуль 102 управления бесступенчатым переключением передач выводит первичное задаваемое давление Pintgt и вторичное задаваемое давление Pouttgt в схему 98 гидравлического управления. Целевое передаточное число γ* задается таким образом, что, рабочая точка двигателя 14 находится на оптимальной линии. Первичное задаваемое давление Pintgt является значением команды управления первичного давления Pin (целевого первичного давления Pin*). Вторичное задаваемое давление Pouttgt является значением команды управления вторичного давления Pout (целевого вторичного давления Pout*).
[0040] Модуль 106 управления изменениями (средство управления изменениями) выполняет управление изменениями для изменения шаблона приведения в движение на основе состояния движения транспортного средства 10 на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи с использованием первого тракта передачи мощности или на режим приведения в движение с использованием ременной передачи (высокую скорость транспортного средства) с использованием второго тракта передачи мощности. В режиме приведения в движение с использованием зубчатой передачи, крутящий момент двигателя 14 передается в выходную шестерню 24 через зубчатую передачу 22. В режиме приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства), крутящий момент двигателя 14 передается в выходную шестерню 24 через бесступенчатую трансмиссию 20. Модуль 106 управления изменениями функционально включает в себя модуль 108 определения изменений (средство определения изменений), модуль 110 определения истекшего времени (средство определения истекшего времени) и модуль 112 определения ввода крутящего момента (средство определения ввода крутящего момента).
[0041] Модуль 108 определения изменений определяет то, следует или нет изменять шаблон приведения в движение в ходе движения транспортного средства. Модуль 108 определения изменений, например, сохраняет карту областей приведения в движение для определения шаблона приведения в движение транспортного средства 10 и определяет необходимость изменять шаблон приведения в движение, когда текущее состояние движения переходит в область приведения в движение, отличающуюся от области приведения в движение для шаблона приведения в движение на основе карты. Шаблон приведения в движение транспортного средства 10 формируется из скорости V транспортного средства и рабочей величины Acc нажатия педали акселератора (или степени θth открытия дросселя), полученных заранее. Режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи задается соответствующим области низких скоростей транспортного средства и низких рабочих величин нажатия педали акселератора (приведения в движение при низкой нагрузке). Режим приведения в движение с использованием ременной передачи задается как область промежуточных и высоких скоростей транспортного средства и область промежуточных и высоких рабочих величин нажатия педали акселератора (приведения в движение при промежуточной и высокой нагрузке).
[0042] Когда определяется необходимость изменять шаблон приведения в движение на основе модуля 108 определения изменений, модуль 106 управления изменениями изменяет шаблон приведения в движение. Первоначально описывается случай, в котором шаблон приведения в движение изменяется с режима приведения в движение с использованием зубчатой передачи на режим приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства). Модуль 106 управления изменениями первоначально начинает изменение зацепленного/расцепленного состояния между муфтой C1 переднего хода и муфтой C2 приведения в движение с использованием ременной передачи, с тем чтобы изменяться с первого тракта передачи мощности на второй тракт передачи мощности. В частности, выполняется управление изменением зацепления (межмуфтовое управление). При управлении изменением зацепления, муфта C1 переднего хода расцепляется, а муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи зацепляется. Это состояние соответствует режиму приведения в движение с использованием ременной передачи (промежуточной скорости транспортного средства), который переходным образом изменяется на фиг. 2, и тракт передачи мощности изменяется с первого тракта передачи мощности, через который крутящий момент передается через зубчатую передачу 22, на второй тракт передачи мощности, через который крутящий момент передается через бесступенчатую трансмиссию 20. Затем, модуль 106 управления изменениями выводит команду, чтобы разъединять соединенную кулачковую муфту D1 посредством перемещения втулки 61 ступицы механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар. Втулка 61 ступицы приводится в действие посредством гидравлического привода (не показан), и прижимающая сила, которая прикладывается к втулке 61 ступицы, регулируется посредством гидравлического давления, которое подается в гидравлический привод. Иными словами, механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар работает согласно гидравлическому давлению.
[0043] Ниже описывается случай, в котором шаблон приведения в движение изменяется с режима приведения в движение с использованием ременной передачи (высокой скорости транспортного средства) на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи, т.е. случай, в котором тракт передачи мощности изменяется со второго тракта передачи мощности на первый тракт передачи мощности. При изменении шаблона приведения в движение на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи, первоначально, механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар работает с возможностью начинать зацепление (соединение) кулачковой муфты D1; тем не менее, имеется вероятность того, что возникает вышеописанная блокировка. Напротив, посредством выполнения управления, описанного ниже, кулачковая муфта D1 надежно зацепляется, даже когда возникает блокировка.
[0044] Когда выводится команда для того, чтобы зацеплять кулачковую муфту D1 в расцепленном состоянии (разъединенном состоянии), в результате определения зацепления кулачковой муфты D1 на основе модуля 108 определения изменений, модуль 106 управления изменениями выводит команду, чтобы прикладывать первую прижимающую силу F1 к втулке 61 ступицы в течение предварительно определенного времени ta, посредством работы механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар. Первая прижимающая сила F1 является прижимающей силой, которая требуется для того, чтобы зацеплять зубья 70 шлица втулки 61 ступицы с зубьями 72 шлица кольца 64 синхронизатора (другими словами, прижимающей силой, которая требуется для того, чтобы зацеплять втулку 61 ступицы с кольцом 64 синхронизатора). Предварительно определенное время ta задается заранее. Таким образом, втулка 61 ступицы прижимается к кольцу 64 синхронизатора посредством первой прижимающей силы F1, так что начинается синхронизация. Когда не возникает блокировки, зубья 70, 72 шлица задвигаются между встречными зубьями 72, 70 шлица, так что в итоге зубья 70, 72 шлица зацепляются между собой (завершение зацепления). С другой стороны, когда возникает блокировка, вершины зубьев для взаимных зубьев 70, 72 шлица контактируют между собой, как показано на фиг. 5, и зацепление между зубьями 70, 72 шлица блокируется. Это состояние показано на фиг. 7A. Первая прижимающая сила F1 действует на зубья 70 шлица втулки 61 ступицы, и первая прижимающая сила F1 имеет абсолютную величину, требуемую для того, чтобы зацеплять взаимные зубья 70, 72 шлица между собой, так что первая прижимающая сила F1 задается равной относительно большому значению. Таким образом, когда взаимные зубья 70, 72 шлица контактируют между собой, сила Ffri1 трения, которая формируется на этих вершинах зубьев, также увеличивается, и эти зубья 70, 72 шлица затруднительно смещать в направлении вращения. Первая прижимающая сила F1 получается на основе эксперимента и т.п. заранее.
[0045] Модуль 110 определения истекшего времени определяет то, истекло или нет предварительно определенное время ta с момента, когда выводится команда для того, чтобы зацеплять кулачковую муфту D1. Предварительно определенное время ta задается равным времени, которое тратится на зацепление взаимных зубьев 70, 72 шлица между собой, в случае если не возникает блокировки. Когда определяется то, что предварительно определенное время ta истекло, на основе модуля 110 определения истекшего времени, модуль 106 управления изменениями изменяет прижимающую силу для прижатия втулки 61 ступицы на вторую прижимающую силу F2 (F2<F1), меньшую первой прижимающей силы F1. Вторая прижимающая сила F2 получается на основе эксперимента и т.п. заранее. Вторая прижимающая сила F2 задается равной минимальному значению или значению, близкому к минимальному значению в диапазоне, в котором механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар не расцепляется, т.е. в диапазоне, в котором взаимные зубья 70, 72 шлица продолжают контакт между собой (синхронизация поддерживается) в состоянии, в котором крутящий момент не вводится во втулку 61 ступицы. Таким образом, посредством уменьшения прижимающей силы для прижатия втулки 61 ступицы, как показано на фиг. 7B, состояние блокировки смягчается, и сила Ffri2 трения, которая формируется между вершинами зубьев 70, 72 шлица, также снижается (Ffri2<Ffri1).
[0046] После того, как прижимающая сила, которая действует на втулку 61 ступицы, становится второй прижимающей силой F2, модуль 106 управления изменениями выводит команду, чтобы начинать изменение зацепленного/расцепленного состояния для зацепления муфты C1 переднего хода и расцепления муфты C2 приведения в движение с использованием ременной передачи, в схему 98 гидравлического управления. Это соответствует изменению с режима приведения в движение с использованием ременной передачи (промежуточной скорости транспортного средства) на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи на фиг. 2. Поскольку муфта C1 переднего хода предусматривается в тракте передачи мощности между двигателем 14 и втулкой 61, крутящий момент двигателя 14, который передается во втулку 61 ступицы, увеличивается с увеличением перегрузочной способности зацепления муфты C1 переднего хода. Когда изменение зацепленного/расцепленного состояния начинается между муфтами C1, C2, выполняется модуль 112 определения ввода крутящего момента.
[0047] Модуль 112 определения ввода крутящего момента определяет то, вводится или нет крутящий момент Tin со стороны двигателя во втулку 61 ступицы. Модуль 112 определения ввода крутящего момента определяет то, вводится или нет крутящий момент Tin со стороны двигателя во втулку 61 ступицы, например, на основе того, истекло или нет предварительно определенное время tb с момента, когда изменение зацепленного/расцепленного состояния начинается между муфтами C1, C2, либо того, достигает или нет определенное гидравлическое давление гидравлического привода муфты C1 переднего хода предварительно установленного предварительно определенного значения. Предварительно определенное время tb или предварительно определенное значение гидравлического давления является значением, заданным на основе эксперимента и т.п. заранее, и задается равным значению, при котором крутящий момент Tin вводится во втулку 61 ступицы через муфту C1 переднего хода. Этот крутящий момент Tin задается равным значению, при котором в состоянии, в котором зубья 70 шлица и зубья 72 шлица находятся в состоянии блокировки, и вторая прижимающая сила F2 прикладывается к втулке 61 ступицы, смещение в направлении вращения возникает между зубьями 70 шлица и зубьями 72 шлица, и блокировка прекращается. В качестве альтернативного средства для определения ввода крутящего момента, он может быть определен на основе разности скоростей вращения муфты C1 переднего хода либо он может быть определен посредством прямого определения крутящего момента во втулку 61 ступицы посредством датчика. Иными словами, на это не накладывается ограничений при условии, что можно прямо или косвенно определять крутящий момент, вводимый во втулку 61 ступицы.
[0048] Когда положительное определение выполняется в модуле 112 определения ввода крутящего момента, крутящий момент Tin вводится со стороны двигателя, в то время как вторая прижимающая сила F2 действует на втулку 61 ступицы, так что в состоянии блокировки, смещение (относительное вращение) возникает между зубьями 70 шлица и зубьями 72 шлица, так что в итоге блокировка прекращается. Когда положительное определение выполняется в модуле 112 определения ввода крутящего момента, модуль 106 управления изменениями выводит команду для того, чтобы изменять прижимающую силу, которая действует на втулку 61 ступицы, на прижимающую силу F, которая позволяет проталкивать зубья 70, 72 шлица между встречными зубьями 72, 70 шлица, т.е. на прижимающую силу (например, первую прижимающую силу F1), которая требуется для того, чтобы зацеплять (зубья 70 шлица) втулку 61 ступицы с (зубьями 72 шлица) кольцом 64 синхронизатора. Таким образом, в состоянии блокировки, втулка 61 ступицы дополнительно проталкивается в кольцо 64 синхронизатора в состоянии, в котором блокировка прекращается, так что кулачковая муфта D1 надежно соединена. Прижимающая сила, которая требуется для зацепления, предпочтительно является значением, примерно равным первой прижимающей силе F1 для надежного зацепления; тем не менее, прижимающая сила, которая зацепляет втулку 61 ступицы с кольцом 64 синхронизатора, может получаться посредством эксперимента и т.п. заранее, и полученная прижимающая сила может задаваться для прижимающей силы. Например, когда втулка 61 ступицы зацепляется с кольцом 64 синхронизатора, даже когда вторая прижимающая сила F2 прикладывается, прижимающая сила может быть второй прижимающей силой F2.
[0049] Модуль 106 управления изменениями определяет то, истекло или нет предварительно определенное время tc с момента, когда команда для приложения прижимающей силы F, которая позволяет проталкивать зубья 70, 72 шлица между встречными зубьями 72, 70 шлица, выводится после определения крутящего момента, вводимого во втулку 61 ступицы. Когда предварительно определенное время tc истекает, определяется то, что соединение кулачковой муфты D1 посредством механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар завершено, и прижимающая сила, которая действует на втулку 61 ступицы, уменьшается до значения, при котором поддерживается зацепление кулачковой муфты D1. Предварительно определенное время tc является значением, полученным заранее, и задается равным значению, при котором втулка 61 ступицы начинает проталкивание в кольцо 64 синхронизатора после прекращения блокировки, и после этого завершается соединение кулачковой муфты D1 посредством механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар.
[0050] Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, которая иллюстрирует релевантную часть операций управления электронного модуля 80 управления, т.е. операций управления для того, чтобы надежно соединять кулачковую муфту D1 при изменении с режима приведения в движение с использованием ременной передачи на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи, даже когда возникает блокировка в механизме S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, включенном в кулачковую муфту D1. Эта блок-схема последовательности операций способа многократно выполняется за чрезвычайно короткое время цикла, например, приблизительно от нескольких миллисекунд до нескольких десятков миллисекунд.
[0051] Первоначально, на этапе S1 (в дальнейшем в этом документе, этап опускается), соответствующему модулю 108 определения изменений, определяется то, начинается или нет зацепление кулачковой муфты D1 посредством использования механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар. Когда отрицательное определение выполняется на этапе S1, процедура завершается. Когда положительное определение выполняется на этапе S1, на этапе S2, соответствующем модулю 106 управления изменениями, гидравлическое давление подается в гидравлический привод, который управляет прижимающей силой для прижатия втулки 61 ступицы таким образом, что первая прижимающая сила F1 действует на втулку 61 ступицы. В это время, когда не возникает блокировки, зубья 70 шлица втулки 61 ступицы и зубья 72 шлица кольца 64 синхронизатора зацепляются между собой. С другой стороны, когда возникает блокировка, вершины зубьев 70, 72 шлица контактируют между собой, и затруднительно дополнительно проталкивать зубья 70, 72 шлица между встречными зубьями 72, 70 шлица.
[0052] Затем, на этапе S3, соответствующем модулю 110 определения истекшего времени, определяется то, истекло или нет предварительно определенное время ta с момента, когда выводится команда для того, чтобы зацеплять кулачковую муфту D1. Когда отрицательное определение выполняется на этапе S3, поддерживается состояние, в котором первая прижимающая сила F1 действует на втулку 61 ступицы. Когда положительное определение выполняется на этапе S3, т.е. когда предварительно определенное время ta истекло, на этапе S4, соответствующем модулю 106 управления изменениями, гидравлическое давление подается в гидравлический привод втулки 61 ступицы таким образом, что прижимающая сила, которая действует на втулку 61 ступицы, становится второй прижимающей силой F2, меньшей первой прижимающей силы F1. После того, как вторая прижимающая сила F2 действует на втулку 61 ступицы, изменение зацепленного/расцепленного состояния начинается для расцепления муфты C2 приведения в движение с использованием ременной передачи и зацепления муфты C1 переднего хода.
[0053] Затем, на этапе S5, соответствующем модулю 112 определения ввода крутящего момента, определяется то, вводится или нет крутящий момент Tin со стороны двигателя во втулку 61 ступицы с увеличением перегрузочной способности по крутящему моменту муфты C1 переднего хода. Когда отрицательное определение выполняется на этапе S5, определение S5 многократно выполняется до тех пор, пока положительное определение не будет выполнено на этапе S5. Когда положительное определение выполняется на этапе S5, это означает то, что крутящий момент Tin вводится во втулку 61 ступицы. В это время, когда возникает блокировка, несложно прекращать блокировку посредством уменьшения прижимающей силы F, действующей на втулку 61 ступицы, до второй прижимающей силы F2, и помимо этого, зубья 70, 72 шлица смещены в направлении вращения посредством ввода крутящего момента Tin во втулку 61 ступицы, так что блокировка прекращается. На этапе S6, соответствующем модулю 106 управления изменениями, гидравлическое давление подается в гидравлический привод снова таким образом, что прижимающая сила F, которая позволяет проталкивать втулку 61 ступицы в кольцо 64 синхронизатора, действует на втулку 61 ступицы. Таким образом, зацепление зубьев 70, 72 шлица возобновляется после того, как прекращается блокировка. На этапе S7, соответствующем модулю 106 управления изменениями, определяется то, истекло или нет предварительно определенное время tc с момента, когда втулка 61 ступицы начинает проталкивание в кольцо 64 синхронизатора. В то время, когда отрицательное определение выполняется на этапе S7, определение S7 повторяется. Когда положительное определение выполняется на этапе S7, т.е. когда предварительно определенное время tc истекло с момента, когда втулка 61 ступицы начинает проталкивание в кольцо 64 синхронизатора, определяется то, что соединение кулачковой муфты D1 посредством механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар завершено, и процедура завершается.
[0054] Фиг. 9 является временной диаграммой, которая показывает результат работы на основе блок-схемы последовательности операций способа, показанной на фиг. 8. На фиг. 9, ось абсциссы представляет время, и ось ординат представляет, сверху, скорость V транспортного средства, скорость Nsr вращения синхронизатора зацепления зубчатых пар на выходной стороне, соответствующую скорости вращения второй шестерни 50, скорость Nsf вращения синхронизатора зацепления зубчатых пар на входной стороне, соответствующую скорости вращения первой шестерни 48, ход L привода, соответствующий смещению втулки 61 ступицы, гидравлическое давление Pd1 для зацепления муфты, соответствующее гидравлическому давлению гидравлического привода, который формирует прижимающую силу, которая действует на втулку 61 ступицы механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, давление Pc1 муфты, соответствующее гидравлическому давлению гидравлического привода муфты C1 переднего хода, и давление Pc2 муфты, соответствующее гидравлическому давлению гидравлического привода муфты C2 приведения в движение с использованием ременной передачи. Гидравлическое давление Pd1 для зацепления муфты, давление Pc1 муфты и давление Pc2 муфты указывают задаваемые давления.
[0055] Как показано на временной диаграмме, когда скорость V транспортного средства снижается, и, например, во время t1 определяется то, что скорость V транспортного средства попадает в предварительно установленную область приведения в движение режима приведения в движение с использованием зубчатой передачи, начинается зацепление (соединение) кулачковой муфты D1 посредством механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, с тем чтобы изменяться с режима приведения в движение с использованием ременной передачи на режим приведения в движение с использованием зубчатой передачи. Во время t1, гидравлическое давление Pd1 для зацепления муфты гидравлического привода механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар задается равным гидравлическому давлению Phi, посредством которого прижимающая сила, которая действует на втулку 61 ступицы, становится первой прижимающей силой F1. Соответственно, ход L привода гидравлического привода механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар увеличивается, переключающий ключ 62 прижимается к кольцу 64 синхронизатора, и сила трения формируется между переключающим ключом 62 и кольцом 64 синхронизатора и между кольцом 64 синхронизатора и конической частью 68 второй шестерни 50, так что скорость Nsf вращения синхронизатора зацепления зубчатых пар на входной стороне увеличивается. Непрерывная линия хода L привода соответствует непрерывной линии в случае, если отсутствует блокировка. В случае если отсутствует блокировка, когда первая прижимающая сила F1 действует на втулку 61 ступицы, ход L привода увеличивается до значения, при котором зацепляется кулачковая муфта D1. С другой стороны, пунктирная линия соответствует пунктирной линии в случае, если имеется блокировка, и увеличение хода L привода блокируется в предварительно определенной позиции.
[0056] Во время t2, в которое предварительно определенное время ta истекло от начала зацепления кулачковой муфты D1 посредством механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, гидравлическое давление Pd1 для зацепления муфты гидравлического привода механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар уменьшается до гидравлического давления Plow, соответствующего второй прижимающей силе F2. Таким образом, в случае если имеется блокировка, состояние блокировки смягчается. Иными словами, уменьшается сила трения, которая формируется на контактных поверхностях вершин зубьев 70, 72 шлица, которые контактируют между собой. Во время t3, изменение зацепленного/расцепленного состояния начинается между муфтой C1 переднего хода и муфтой C2 приведения в движение с использованием ременной передачи, крутящий момент Tin вводится со стороны двигателя во втулку 61 ступицы во время t4 через истекшее предварительно определенное время tb со времени t3, так что возникает смещение в направлении вращения между зубьями 70, 72 шлица, и блокировка прекращается. Во время t4, гидравлическое давление Pd1 для зацепления муфты задается равным гидравлическому давлению (например, гидравлическое давление Phi), которое требуется для того, чтобы зацеплять кулачковую муфту D1, ход L привода увеличивается, как указано посредством пунктирной линии, и зацепление кулачковой муфты D1 завершается во время t5 через истекшее предварительно определенное время tc со времени t4. Таким образом, даже когда возникает блокировка, кулачковая муфта D1 надежно зацепляется. В настоящем варианте осуществления, гидравлическое давление Plow задается равным гидравлическому давлению, превышающему гидравлическое давление, соответствующее максимальному ходу гидравлического привода.
[0057] Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления, при зацеплении (соединении) кулачковой муфты D1 посредством работы механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, когда возникает блокировка в то время, когда первая прижимающая сила F1 действует на втулку 61 ступицы, вершины зубьев 70 шлица втулки 61 ступицы контактируют с вершинами зубьев 72 шлица кольца 64 синхронизатора, и эти зубья 70, 72 шлица не могут зацепляться между собой. Тем не менее, после этого, вторая прижимающая сила F2 действует на втулку 61 ступицы. Таким образом, несложно прекращать блокировку. Помимо этого, крутящий момент Tin из двигателя 14 действует на втулку 61 ступицы, так что возникает смещение в направлении вращения между взаимно контактирующими зубьями шлица 70, 72, так что блокировка надежно прекращается. Таким образом, даже когда возникает блокировка, можно зацеплять кулачковую муфту D1 посредством прекращения блокировки. Когда возникает блокировка, такая операция, как однократная отмена работы механизма S1 синхронизации зацепления зубчатых пар, не требуется, так что управление также является простым, и избегается продление времени зацепления.
[0058] Согласно настоящему варианту осуществления, зацепление муфты C1 переднего хода начинается в состоянии, в котором вторая прижимающая сила F2 действует на втулку 61 ступицы, и крутящий момент Tin из двигателя 14 передается во втулку 61 ступицы через муфту C1 переднего хода. Таким образом, втулка 61 ступицы и кольцо 64 синхронизатора смещены в направлении вращения, так что блокировка прекращается.
[0059] Согласно настоящему варианту осуществления, когда блокировка прекращается, прижимающая сила F, которая требуется для того, чтобы зацеплять втулку 61 ступицы с кольцом 64 синхронизатора, действует на втулку 61 ступицы, так что кулачковая муфта D1 надежно зацепляется.
[0060] Согласно настоящему варианту осуществления, транспортному средству разрешается двигаться с использованием первого тракта передачи мощности, когда муфта C1 переднего хода и кулачковая муфта D1 зацепляются, а муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи расцепляется, и транспортному средству разрешается двигаться с использованием второго тракта передачи мощности, когда муфта C1 переднего хода и кулачковая муфта D1 расцепляются, а муфта C2 приведения в движение с использованием ременной передачи зацепляется. При изменении со второго тракта передачи мощности на первый тракт передачи мощности, кулачковая муфта D1 и муфта C1 переднего хода должны зацепляться. В это время, посредством инструктирования второй прижимающей силе F2 действовать на втулку 61 ступицы, которая составляет механизм синхронизации зацепления зубчатых пар D1, и дополнительного начала зацепления муфты C1 переднего хода, крутящий момент Tin вводится во втулку 61 ступицы. Таким образом, когда имеется блокировка, блокировка надежно прекращается.
[0061] Согласно настоящему варианту осуществления, кулачковая муфта D1 расцепляется в то время, когда крутящий момент двигателя 14 передается на выходной вал 25 через бесступенчатую трансмиссию 20, так что подавляется совместное вращение вращающихся элементов (зубчатой передачи 22 и т.п.), которые составляют тракт передачи мощности между кулачковой муфтой D1 и устройством 18 переключения переднего/заднего хода. Следовательно, повышается экономия топлива, а также подавляется снижение долговечности вследствие сильного вращения вращающихся элементов.
[0062] Вариант осуществления изобретения описывается подробно со ссылкой на чертежи; тем не менее, изобретение также является применимым к другому режиму.
[0063] Например, механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар согласно вышеописанному варианту осуществления работает согласно гидравлическому давлению, подаваемому в гидравлический привод. Тем не менее, привод не всегда ограничивается гидравлическим приводом, и например, механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар может работать за счет электромотора. Это обусловлено тем, что можно изменять прижимающую силу посредством управления выходным крутящим моментом электромотора.
[0064] Механизм S1 синхронизации зацепления зубчатых пар согласно вышеописанному варианту осуществления имеет такую конфигурацию, в которой втулка 61 ступицы постоянно входит в первую шестерню 48; вместо этого, вторая шестерня 50 может постоянно входить во втулку 61 ступицы.
[0065] В вышеописанном варианте осуществления, на этапе S7 по фиг 8 определяется то, истекло или нет предварительно определенное время tc с момента, когда начинается приложение прижимающей силы, которая позволяет проталкивать втулку 61 ступицы в кольцо 64 синхронизатора; тем не менее, этап определения того, истекло или нет предварительно определенное время tc, не обязательно требуется.
[0066] Электронный модуль 80 управления согласно вышеописанному варианту осуществления разбивается согласно вариантам применения, к примеру, на электронный модуль управления для управления двигателем, электронный модуль управления для управления бесступенчатой трансмиссией и электронный модуль управления для изменения шаблона приведения в движение; тем не менее, электронный модуль 80 управления не всегда должен обязательно разбиваться и может формироваться из одного электронного модуля управления.
[0067] В вышеописанном варианте осуществления, изобретение настоящей заявки применяется к приводной системе 12, в которой бесступенчатая трансмиссия 20 и зубчатая передача 22 предусматриваются параллельно друг с другом, и тракт передачи мощности изменяется на основе состояния движения. Изобретение настоящей заявки не ограничено приводной системой 12. При необходимости изобретение может применяться к кулачковой муфте, включающей в себя механизм синхронизации зацепления зубчатых пар.
[0068] В вышеописанном варианте осуществления, зубчатая передача 22 включает в себя одноступенчатое передаточное число; тем не менее, зубчатая передача 22 может иметь двух- (или более) ступенчатые передаточные числа и может переключаться по мере необходимости.
[0069] В вышеописанном варианте осуществления, бесступенчатая трансмиссия 20 формируется из ременной бесступенчатой трансмиссии; вместо этого, бесступенчатая трансмиссия 20 при необходимости может быть заменена, например, на тороидальную бесступенчатую трансмиссию и т.п.
[0070] В вышеописанном варианте осуществления, двигатель 14 используется в качестве источника движущей силы, тем не менее, источник движущей силы не всегда ограничивается двигателем 14. Источник движущей силы может изменяться по мере необходимости при условии, что он выступает в качестве источника движущей силы, такого как электромотор.
[0071] Вышеописанный вариант осуществления является только иллюстративным, и изобретение может реализовываться в режимах, включающих в себя различные модификации или улучшения на основе знаний специалистов в данной области техники.