用于车辆的自动变速器的自动换档设备的制作方法
【专利摘要】一种用于车辆（M）的自动变速器（13）的自动换档设备（10），包括旋转轴（22，28）、离合器环（23，24）、离合器毂（25）、套筒（26）、爪形离合器部（23a，24a）、轴移动装置（27）以及控制部（33）。所述控制部（33）包括推力减少控制部（33a），其执行推力减少控制，所述推力减少控制为：在所述套筒（26）到达所述离合器后齿（23c1）的端面（23c2）之后，响应于所述套筒（26）的前后移动而减少所述轴移动装置（27）施加在所述离合器后齿（23c1）上的所述套筒（26）的推力（F）。所述控制部（33）包括重试控制部（33b），其执行重试控制，所述重试控制为在所述推力减少控制之后，响应于预定重试条件来重新施加所述套筒（26）的所述推力（F）。
【专利说明】用于车辆的自动变速器的自动换档设备
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种用于车辆的自动变速器的自动换档设备。
【背景技术】
[0002]众所周知，自动换档设备通过控制单元(其为ECU)来自动切换自动变速器的齿轮级，从而致动驱动马达。例如，在JP37099558 (在下文中称为参考文献I)公开的技术中，当切换齿轮级时，ECU致动自动换档设备的驱动马达，并且以预定转矩在输入轴的轴向上移动利用该输入轴连接到驱动马达并旋转接合的套筒。设置在套筒上的销钉的凸部与设置在由输入轴怠速可旋转地(idly rotatably)支撑的齿轮上的销钉的凹部接合，以便于套筒和齿轮一体旋转。因此，旋转驱动力传递给与齿轮旋转接合的输出轴。在上述情况下，未使用同步器机构使套筒与齿轮旋转接合。其结果是，套筒和齿轮无法每次都顺利地接合。换句话说，可能存在设置在套筒上的销钉的凸部与设置在齿轮上的销钉的凹部未接合的情况。销钉的凸部的端部可以接触在销钉的凸部与销钉的凹部之间的位置处的突起的平坦面，使得销钉的凸部和销钉的凹部同步旋转或在相对彼此旋转的同时在彼此上滑动。在参考文献I公开的技术中，作为应对这种情况的措施，在致动驱动马达之后，首先检测驱动马达的旋转角度，也就是套筒的工作行程。如果检测到工作行程为不可能到达预定行程(对应于套筒与齿轮完全接合时的行程)的行程时，判定套筒和齿轮未处于接合状态，从而执行重进(re-entry)控制或重试(retry)控制。重进控制是暂时减小从驱动马达施加的、用于移动套筒而使得套筒与齿轮相对彼此转动的转矩，然后通过重新在套筒上施加预定的转矩重试使套筒进入销钉的凹部。在销钉的凸部和销钉的凹部进入相同相位(phase)的时刻，将预定转矩重新施加到套筒上以移动套筒来使销钉的凸部进入销钉的凹部。其结果是，套筒和齿轮彼此接合并且一体旋转。
[0003]在参考文献I公开的自动换档设备中，对套筒和齿轮不处于接合状态的判定，也就是对套筒的行程不可能到达对应于套筒与齿轮完全接合时的形成的预定行程的判定，由定时器来判定并通过是否经过预定估计时间来判定。所要求的预定估计时间被限定为等于或长于套筒顺利到达预定行程所需的时间长度。其结果是，需要漫长的时间来判定套筒和齿轮未接合并且总的换档时间变长。
[0004]因此，需要这样的用于车辆的自动变速器的自动换档设备，其通过套筒的行程动作来判定套筒与齿轮未接合，而无需等待经过预定估计时间，使得换档时间缩短。
【发明内容】
[0005]一种用于车辆的自动变速器的自动换档设备包括:旋转轴，被配置为旋转接合并且被轴向支撑，以围绕所述自动变速器的输入轴和输出轴中的一个的轴线可旋转；离合器环，被轴向支撑以围绕所述旋转轴可旋转，并且被配置为与所述输入轴和所述输出轴中的另一个旋转接合；离合器毂，固定在所述旋转轴上邻近所述离合器环的位置处；套筒，适配到所述离合器毂以在所述旋转轴的轴向上可移动；爪形离合器部，凸出布置在所述离合器环上以朝向所述套筒凸出，所述爪形离合器部响应于套筒在轴向上的移动而选择性地与所述套筒啮合；轴移动装置，在轴向上移动所述套筒，以在所述爪形离合器部上推动所述套筒；以及控制部，控制所述轴移动装置的操作以选择性地接合所述套筒和所述爪形离合器部。所述套筒包括多个低齿和形成有高于所述低齿的齿的多个高齿。所述爪形离合器部包括与所述高齿数量相同的离合器前齿，所述离合器前齿形成在对应于所述高齿的位置处并且在轴向上延伸，所述离合器前齿形成有大于所述高齿的内径以及小于所述低齿的内径的外径。所述爪形离合器部包括多个离合器后齿，所述离合器后齿形成在所述离合器前齿之间的位置处，所述位置从所述离合器前齿凹进预定量，并且所述离合器后齿在轴向上延伸。所述爪形离合器部包括离合器齿槽，形成在邻近布置的所述离合器前齿和所述离合器后齿之间并且在邻近布置的所述离合器后齿之间，所述离合器齿槽与所述套筒接合。所述控制部包括推力减少控制部，其执行推力减少控制，所述推力减少控制为在所述套筒到达所述离合器后齿的端面之后，响应于所述套筒的前后移动而减少所述轴移动装置施加在所述离合器后齿上的所述套筒的推力。所述控制部包括重试控制部，其执行重试控制，所述重试控制为在所述推力减少控制之后，响应于预定重试条件来重新施加所述套筒的所述推力。
[0006]因此，根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备，通过在套筒到达离合器后齿的端面之后检测套筒的前后移动的发生来检测判定套筒未与齿轮接合或未与离合器齿槽接合，并且判定减少套筒的推力。换句话说，根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备，响应于套筒的前后移动通过套筒的动作来事先判定套筒无法与离合器齿槽接合，并且无需等待经过套筒移动预定量(所述预定量为套筒为与离合器齿槽完全接合而由套筒移动的量)所需的预定估计时间来判定套筒无法与离合器齿槽接合，从而可以缩短换档时间。套筒开始进入离合器齿槽的重试过程的位置有所不同。在套筒在无法与离合器齿槽接合的位置处并且套筒与离合器后齿的端面接触的情况下，套筒的转速缓慢下降，并且在离合器后齿的端面上推动套筒的同时套筒在周向上移动。套筒的前后移动是发生在套筒越过离合器齿槽而阻挡套筒进入的时刻的套筒的动作。套筒在此离合器齿槽处弹出并且立刻远离离合器后齿移动，然后套筒再次朝向离合器后齿移动。根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备，在套筒到达离合器后齿的端面之后检测套筒的前后移动，以便事先判定套筒无法与离合器齿槽接合。通过在套筒到达离合器后齿的端面之后第一次检测到套筒前后移动的时刻判定套筒无法与离合器齿槽接合，根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备在更早的时间点上事先判定套筒无法与离合器齿槽接合。
[0007]根据本公开的另一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备还包括:行程传感器，其检测所述套筒在轴向上的移动量。通过来自所述行程传感器的输出中的变化来检测出所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备的所述套筒的前后移动。
[0008]因此，通过来自检测套筒在轴向上的移动量的行程传感器的输出中的变化来检测出套筒的前后移动。行程传感器可以共用在控制轴移动装置的操作中使用的行程传感器，以避免使用于车辆的自动变速器的自动换档设备的构造变得复杂。
[0009]根据本公开的又一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备还包括:第一转速传感器，其检测所述套筒的转速。所述重试控制部响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件为所述套筒的所述转速的减速梯度大于所述减速梯度的预定阈值。
[0010]因此，重试控制部响应于重试条件来执行重试控制，所述重试条件为套筒的转速的减速梯度大于所述减速梯度的预定阈值。其结果是，在套筒的转速适当地减少到的合适的转速的状态中，在套筒上重新施加套筒的推力，所述合适的转速使套筒的相位与离合器齿槽的相位匹配以便套筒不难与离合器齿槽接合，从而有效地执行重试控制。
[0011]根据本公开的另一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备还包括:第一转速传感器，其检测所述套筒的转速，以及第二转速传感器，其检测所述第一离合器环的转速。所述重试控制部响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件为所述套筒的所述转速与所述第一离合器环的所述转速之间的转速差等于或小于所述套筒的所述转速与所述第一离合器环的所述转速之间的所述转速差的预定阈值。
[0012]因此，重试控制部响应于重试条件来执行重试控制，所述重试条件为套筒的转速与第一离合器环的转速之间的转速差等于或小于套筒的转速与所述第一离合器环的转速之间的转速差的预定阈值。其结果是，套筒的转速接近作为离合器齿槽的转速的第一离合器环的转速，并且在套筒的相位容易与设置在第一离合器环上的离合器齿槽的相位匹配的状态中在套筒上重新施加套筒的推力。因此，套筒不难与离合器齿槽接合，从而有效地执行重试控制。
[0013]根据本公开的又一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备的所述重试控制部响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件为所述离合器齿槽被所述套筒越过的次数的计数等于或大于所述离合器齿槽的数量减去二，根据来自所述行程传感器的输出检测所述计数。
[0014]因此，重试控制部响应于重试条件来执行重试控制，所述重试条件为离合器齿槽被套筒越过的次数的计数等于或大于离合器齿槽的数量减去二，根据来自行程传感器的输出上检测所述计数。其结果是，在套筒的相位在处于已知容易与离合器齿槽的相位匹配的状态的状态中，即在套筒处于保留至少一个离合器齿槽供套筒越过的相位，也就是下一次套筒越过离合器齿槽以便建立套筒的高齿面对离合器齿槽接合高齿处的状态时，套筒的高齿的侧面与离合器前齿的侧面接触的相位，在以上状态中在套筒上重新施加套筒的推力。因此，套筒不难与离合器齿槽接合，从而有效地执行重试控制。
[0015]根据本公开的另一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备的所述推力减少控制部将所述套筒的所述推力减少至零负载。
[0016]通过将套筒的推力减少至零负载，使套筒进入以下状态:不降低套筒的转速，使得套筒的高齿的侧面快速与离合器前齿的侧面接触，从而建立套筒的高齿面对离合器齿槽接合高齿处的状态。在套筒的相位容易与离合器齿槽的相位匹配的状态中重新施加套筒的推力，使得套筒不难与离合器齿槽接合，并有效地执行重试控制。
[0017]根据本公开的又一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备的所述推力减少控制部将所述套筒的所述推力减少至保持在所述离合器后齿的所述端面上推动所述套筒的状态的负载水平。
[0018]通过将套筒的推力减少至保持在离合器后齿的端面上推动套筒的状态的负载水平，即使在减少套筒的推力之后，也可以由行程传感器通过套筒的动作直接检测套筒和离合器齿槽之间的相位。
[0019]根据本公开的另一方案，所述用于车辆的自动变速器的自动换档设备还包括:第一转速传感器，其检测所述套筒的转速，以及第二转速传感器，其检测所述第一离合器环的转速。所述重试控制部根据所述套筒的所述转速与所述第一离合器环的所述转速之间的转速差来计算所述套筒越过所述离合器后齿的所述端面所需的时间量。所述重试控制部响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件包括由所计算的时间量限定的用以延迟所述重试控制的预定时间量。
[0020]重试控制部根据套筒的转速与第一离合器环的转速之间的转速差来计算套筒越过离合器后齿的端面所需的时间量。此外，重试控制部响应于重试条件来执行重试控制，所述重试条件包括由所计算的时间量限定的用以延迟重试控制的预定时间量。因此，在套筒的相位在处于已知容易与离合器齿槽的相位匹配的状态的状态中，即在套筒处于套筒的高齿的侧面与离合器前齿的侧面接触的相位并且套筒在套筒的高齿面对离合器齿槽接合高齿处的状态中，在上述状态中重新施加套筒的推力。其结果是，套筒不难与离合器齿槽接合，从而有效地执行重试控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]通过下面结合附图的详细描述，本公开的上述和另外的特征和特性将变得更加清楚，附图中:
[0022]图1是示出车辆的构造的简图，其中该车辆可以应用根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备；
[0023]图2是示出自动变速器的说明图，其中该自动变速器可以应用根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备；
[0024]图3是示出根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备的爪形离合器部的分解立体图；
[0025]图4是示出根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备中的重试控制的操作的时间折线图；
[0026]图5是示出套筒在进入根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备中的离合器齿槽之前暂时在离合器齿槽处弹出的状态的示意图；
[0027]图6是示出套筒与根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备中的离合器前齿的侧表面接触的状态的示意图；
[0028]图7是示出套筒以到达根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备中的离合器齿槽的底部的状态的示意图；
[0029]图8是示出套筒越过根据本公开的用于车辆的自动变速器的自动换档设备中的离合器齿槽的状态的示意图；
[0030]图9是示出根据第一实施例的用于车辆的自动变速器的自动换档设备的操作的流程图；
[0031]图10是示出根据第二实施例的用于车辆的自动变速器的自动换档设备的操作的流程图；以及
[0032]图11是示出根据第二实施例的用于车辆的自动变速器的自动换档设备的操作的流程图。
【具体实施方式】
[0033]将参照附图描述根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10。图1是示出车辆M的构造的简图，其中包括有自动换档设备10的自动变速器13安装在车辆M上，自动换档设备10配备有爪形离合器。如图1所示，车辆M包括发动机11、离合器12、自动变速器13、差动装置14以及分别为左前轮和右前轮的驱动轮Wfl、Wfr。发动机11是通过燃料的燃烧产生驱动力的装置。驱动力从发动机11经由离合器12、自动变速器13和差动装置14传递到驱动轮Wfl、Wfr。换句话说,车辆M是通常被称为前置发动机前轮驱动车(FF)的车辆。FF车辆是车辆M的一个示例并且车辆M不限于FF车辆。车辆M可以是前轮驱动车辆、四轮驱动车辆或类似车辆。
[0034]离合器12被配置成响应于来自控制部33的指令而自动连接和断开。如图2所示，自动变速器13包括配备有爪形离合器机构的自动换档设备10。自动变速器13从例如五个用于向前移动的位置和一个用于向后移动的位置中自动选择一齿轮位置。在图2中，示出两个用于向前移动的位置。差动装置14包括末端齿轮和差动齿轮中的每个作为部件。差动装置14与自动变速器13 —体形成。
[0035]如图2所示，自动变速器13包括壳体21、输入轴22、输出轴28以及自动换档设备10。输入轴22和输出轴28中的每个用作旋转轴。在根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10中，输入轴22用作旋转轴。
[0036]壳体21包括形成为具有底部的中空筒形的主体21a、作为主体21a的底部的第一壁21b、以及第二壁21c，第二壁21c将主体21a内的空间区分为相对于第二壁21c的左空间、右空间，其中左和右指的是图2中的左和右。
[0037]输入轴22由壳体21可旋转地支撑。更具体地，输入轴22的一端(在图2中的左端)通过轴承21bl由第一壁21b支撑。输入轴22的另一端(在图2中的右端)通过轴承21cl由第二壁21c支撑。如图1所示，所述输入轴22的另一端经由离合器12与发动机11的输出轴旋转接合。其结果是，来自发动机11的输出在离合器12连接时被输入到输入轴22。当离合器12断开时，输入轴22处于可自由旋转的状态。
[0038]输出轴28由壳体21可旋转地支撑。更具体地说，输出轴28的一端(在图2中的左端)通过轴承21bl由第一壁21b支撑。输出轴28的另一端(在图2中的右端)通过轴承21cl由第二壁21c支撑。第一输出齿轮28a、第二输出齿轮28b和第三输出齿轮28c例如通过键槽配合固定在输出轴28上。
[0039]第一输出齿轮28a是与第一离合器环23哨合的齿轮。第一离合器环23将在下文中进一步描述。与第一离合器环23哨合的齿轮(更具体地为螺旋齿轮)形成在第一输出齿轮28a的外周面上。第二输出齿轮28b是与第二离合器环24啮合的齿轮。第二离合器环24将在下文中进一步描述。与第二离合器环24啮合的齿轮(更具体地为螺旋齿轮)形成在第二输出齿轮28b的外周面上。第三输出齿轮28c是与差动装置14的离合器环卩齿合的齿轮。与差动装置14的离合器环啮合的齿轮(更具体地为螺旋齿轮)形成在第三输出齿轮28c的外周面上。因此，输出轴28经由差动装置14与驱动轮Wf1、Wfr旋转接合。
[0040]以上述布置，在移动车辆时使驱动轮Wfl、Wfr转动而迫使第一离合器环23和第二离合器环24经由差动装置14来转动第三输出齿轮28c、输出轴28、第一输出齿轮28a和第二输出齿轮28b。通过将由第二转速传感器32检测到的输出轴28的转速No乘以第一输出齿轮28a与第一离合器环23之间形成的变速比来计算此时第一离合器环23的转速Ncl。
[0041]通过将由第二转速传感器32检测到的输出轴28的转速No乘以第二输出齿轮28b与第二离合器环24之间形成的变速比来计算此时第二离合器环24的转速Nc2。
[0042]其结果是，在离合器12 (其被布置以连接和断开)的连接状态中，来自发动机11的驱动力输入到输入轴22，传递到输出轴28，并最终经由第三输出齿轮28c和差动装置14输出到驱动轮Wfl、Wfr。
[0043]如图2和图3所示，自动换档设备10包括离合器毂25、第一离合器环23、第二离合器环24、套筒26、轴移动装置27、行程传感器29、第一转速传感器31、第二转速传感器32、装配在第一离合器环23上的第一爪形离合器部23a、装配在第二离合器环24上的第二爪形离合器部24a以及控制部33，控制部33为电子控制单元(EOT)。第一离合器环23和第二离合器环24中的每个用作离合器环。
[0044]离合器毂25例如通过键槽配合固定在用作旋转轴的输入轴22上，以便与输入轴22围绕输入轴22的旋转轴一体旋转。如图3所示，齿轮键25a形成在离合器毂25的外周面上。齿轮键26a形成在套筒26的内周面上。齿轮键25a与齿轮键26a接合以便在输入轴22的轴向上可滑动。齿轮键25a形成有多个凹部25al，例如两个凹部25al，比其余的凹部凹进得更深。所述多个凹部25al对应于套筒的多个高齿26al凹部。套筒的高齿26al将在下文中进一步描述。
[0045]第一离合器环23和第二离合器环24中的每个由用作旋转轴的输入轴22可转动地空转支撑。第一离合器环23与第二离合器环24分别配置在邻近离合器毂25的表面的位置处，在输入轴22的轴向上间隔开。与固定在输出轴28上的第二输出齿轮28b啮合的齿轮(更具体地为螺旋齿轮)形成在第一离合器环23的外周面上。因此，第一离合器环23和第二离合器环24与输出轴28旋转接合。
[0046]与形成在套筒26上的齿轮键部26a接合的第一爪形离合器部23a形成在第一离合器环23面对离合器毂25的方向的表面上。与形成在套筒26上的齿轮键部26a接合的第二爪形离合器部24a形成在第二离合器环24面对离合器轮毂25的方向(即面对套筒26的方向)的表面上。第一爪式离合器部23a和第二爪式离合器部24a中的每个用作爪形离合器部。
[0047]第一离合器环23的第一爪形离合器部23a和第二离合器环24的第二爪形离合器部24a在构造上相同。因此，将参照图3详细描述第一爪形离合器部23a，图3中示出第一离合器环23、离合器毂25和套筒26，而将省略第二爪形离合器部24a的详细描述。
[0048]图3所示，第一爪形离合器部23a包括凸部23al、离合器前齿23bl和离合器后齿23cl。凸部23al形成为环形。两个离合器前齿23bl在凸部23al的外周部上呈180度间隔定位。离合器后齿23cl定位在凸部23al的外周部上两个离合器前齿23bl之间。更具体而言，五个离合器后齿23cl以相等的角度间隔在各个周向上布置在两个离合器前齿23bl之间。离合器前齿23bl和离合器后齿23cl形成在凸部23al的外周部上，与形成在每个离合器前齿23bl和离合器后齿23cl之间的离合器齿槽23dl间隔开。每个离合器齿槽23dl在周向上设置有独有的宽度。换句话说，如图3所示，六个离合器齿槽23dl在朝向图3视者的方向上在180度间隔内形成在两个离合器前齿23bl之间，并且六个离合器齿槽23dl在远离图3视者的方向上在180度间隔内形成在两个离合器前齿23bI之间。
[0049]凸部23al被形成为使得凸部23al的外径小于齿轮键26a的高齿26al的内径。离合器前齿23bl被形成为使得离合器前齿23bl的外径大于齿轮键26a的高齿26al的内径及小于齿轮键26a的低齿26bl的内径。离合器后齿23cl被形成为能够与齿轮键26a的齿轮键齿凹部26cl啮合。换句话说,离合器前齿23bl被形成为不与低齿26bl啮合,并被形成为能够与高齿26al啮合。离合器后齿23cl被形成为与高齿26al和低齿26bl啮合。
[0050]离合器前齿23bl的数量被形成为等于所形成的高齿26al的数量。在根据第一实施例用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10中，形成两个离合器前齿23bl并相等地形成两个高齿26al。减少离合器前齿23bl的数量，使得即使在套筒26和第一离合器环23之间的转速差较大的状态中，两个高齿26al也可以容易地进入两个离合器前齿23bl之间的空间。每个离合器前齿23bl形成在对应于高齿26al的位置的位置处,并在轴向上从凸部23al的前端面23a2延伸至第一爪形离合器部23a的后端位置Pe。每个离合器后齿23cl在轴向上从自凸部23al的前端面23a2凹进预定距离的位置延伸至第一爪形离合器部23a的后端位置Pe。
[0051]与高齿26al接触的端面23b4面对高齿26al形成在每个离合器前齿23bl的前端部处。此外，每个离合器前齿23bl形成有分别从在周向上间隔开的端面23b4朝向第一爪形离合器部23a的后端位置Pe倾斜的斜面23b2。离合器前齿23bl的端面23b4形成在与凸部23al的前端面23a2相同的平面上，或者形成在与凸部23al的前端面23a2平行的平面上。在每个离合器后齿23cl面对套筒26的高齿26al和低齿26bl的前端面上,形成用于与高齿26al和低齿26bl接触的端面23c2。离合器前齿23bl的每个斜面23b2与离合器前齿23bl的每个侧面23b3在凸部23al的前端面23a2相对于离合器后齿23cl的端面23c2的方向上的位置处相交。在离合器前齿23bl的前端部处的端面23b4和斜面23b2交叉的位置以典型的R形进行倒角和磨圆。如图3所示，每个离合器后部齿23cl包括端面23c2、侧面23c3和形成为连接在端面23c2和每个侧面23c3之间的斜面23c4。
[0052]如图3所示，形成为环形的套筒26与离合器毂25 —体旋转并且在相对于离合器毂25的轴向上可滑动。齿轮键26a形成在套筒26的内周面上。齿轮键26a与形成在离合器毂25的外周面上的齿轮键25a接合，以便在轴向上可滑动。齿轮键26a形成有多个高齿26al，例如两个高齿26al，高于其它低齿26bl凸起得更高。作为第一离合器环23的方向上在前端面26a2、26b2处的角边缘部，每个高齿26al和每个低齿26bl的角边缘部以45度角倒角以形成典型的C形，以便保护高齿26al和低齿26bl不被在高齿26al和低齿26bl与离合器前齿23bl和与离合器后齿23cl接触时的冲击损坏。套筒26包括在高齿26al处的侧面26a3。在套筒26的外周面上，外周凹部26d被形成为在与套筒26的周向一致的方向上延伸。叉部27a处的弧形部与外周凹部26d接合，以便在套筒26的周向上可滑动。
[0053]如图2所示，轴移动装置27是使得套筒26在与轴向一致的方向上前后移动的装置。轴移动装置27被构造成使得轴移动装置27允许在第一离合器环23或第二离合器环24上推动套筒26时，通过由第一离合器环23或第二离合器环24施加的反作用力来使套筒26移动。
[0054]轴移动装置27包括叉部27a、叉轴27b以及驱动装置27c，驱动装置27c为致动器。叉部27a的端部被形成为适配套筒26的外周凹部26d的外周形状。叉部27a的基端部固定在叉轴27b上。叉轴27b由壳体21支撑以在与叉轴27b的轴向一致的方向上可滑动。更具体而言，作为图2中左端的叉轴27b的一端通过轴承21b3由第一壁21b支撑。作为图2中右端的叉轴27b的另一端通过轴承21c3由第二壁21c支撑。所述叉轴27b的另一端被布置为穿过驱动装置27c。
[0055]驱动装置27c是由已知类型的线性马达驱动的线性致动器。线性马达的示例公开于JP200B-259413A中。更具体地，驱动装置27c包括在轴向上并列布置的多个线圈，以形成中空筒状芯和叉轴27b，其装配有并列交替布置的多个N极磁铁和多个S极磁铁，穿过贯穿驱动装置27c延伸的通孔。通过控制供应给线圈的电力，叉轴27b被控制为前后移动或被控制为保留在所选择的位置处。驱动装置27c电连接到控制部33，如图2的虚线所示，并且由来自控制部33的指令操作。
[0056]在根据第一实施例用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10中，线性致动器用作驱动装置27c，然而，驱动装置27c不限定于这样的线性致动器。驱动装置27c可以由不同类型的驱动装置代替，例如，螺线管型致动器或油压力型致动器，只要驱动装置27c被配置为使得驱动装置27c允许在第一离合器环23或第二离合器环24上用预定负载推动套筒26时，通过来自第一离合器环23或第二离合器环24的反作用力来使套筒26移动即可。此外，可替代地，将旋转驱动马达的移动转换为直线方向移动的驱动装置可以用作驱动装置27c。
[0057]如图2所示，行程传感器29靠近叉轴27b定位以便检测叉轴27b的移动量，其为套筒26在轴向上的移动量Sd。行程传感器29连接到控制部33，如图2中的虚线所示，并且将检测到的数据传递到控制部33。行程传感器29的结构可以是任何结构。
[0058]如图2所示，第一转速传感器31被定位为靠近输入轴22，并且检测输入轴22的转速，也就是旋转轴的转速，即套筒26的转速Ns。第一转速传感器31连接到控制部33，如图2中的虚线A所示，并且将检测到的数据传递到控制部33。如图2所示，第二转速传感器32被定位为靠近输出轴28，并且检测输出轴28的转速No。第二转速传感器32连接到控制部33，如图2中的虚线B所示，并且将检测到的数据传递到控制部33。第一转速传感器31的结构可以是任何结构，并且第二转速传感器32的结构可以是任何结构。
[0059]作为E⑶的控制部33发送指令信号给轴移动装置27的驱动装置27c，以便操作叉轴27b。因此，套筒26经由连接到叉轴27b的叉部27a在轴向上前后移动，以便接合和分离套筒26的齿轮键26a和第一爪形离合器部23a。
[0060]控制部33包括推力减少控制部33a和重试控制部33b。推力减少控制部33a执行推力减少控制，推力减少控制减少在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后、轴移动装置27响应于套筒26的前后移动而施加在离合器后齿23cl上的套筒26的推力F。重试控制部33b执行重试控制，重试控制在执行推力减少控制之后响应于预定的重试条件而重新施加套筒26的推力F。因此。控制部33执行重试控制或重进控制。参照第一离合器环23描述的部件的操作同样适用于包括第二离合器环24的类似部件的操作。因此，将描述包括第一离合器环23的操作，并将省略包括第二离合器环24的操作。
[0061]首先描述上述重试控制或重进控制。作为重试控制的操作的示例，将描述这样的操作:齿轮级从由第二离合器环24和第二输出齿轮28b初始建立的齿轮级切换到由第一离合器环23和第一输出齿轮28a建立的齿轮级，以便提高速度。
[0062]为了切换齿轮级，控制部33首先断开离合器12。然后，控制部33操作轴移动装置27，以便在轴向上朝向第一离合器环23移动叉轴27b。因此，通过第二离合器环24和第二输出齿轮28b分离来建立齿轮级。
[0063]为了建立由第一离合器环23和第一输出齿轮28a建立的齿轮级，接着，控制部33操作轴移动装置27以朝向第一离合器环23来偏置与叉轴27b和叉部27a连接的套筒26，以便施加第一负载Fl作为第一时刻tl在第一离合器环23上的套筒26的推力F，如图4所示。第一负载Fl是预定的选值。通过在套筒26上施加第一负载F1，套筒26朝向第一离合器环23位移，套筒26的高齿16al直接进入或者在与离合器前齿23bl的端面23b4接触之后进入离合器前齿23bl之间的空间，并且在时刻t2套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2，如图4和图5所示。
[0064]套筒26开始进入离合器齿槽23dl的重试过程的位置有所不同。在套筒26无法与离合器齿槽23dl接合的位置处并且套筒26与离合器后齿23cl的端面23c2接触的情况下，套筒26的转速Ns缓慢下降，并且在离合器后齿23cl的端面23c2上推动套筒26的同时套筒26在周向上移动。套筒26的前后移动是在套筒越过阻挡套筒26进入的离合器齿槽23dl的时刻发生的套筒26的动作。套筒26在此离合器齿槽23dl处弹出并且远离离合器后齿23cI移动，然后套筒26再次朝向离合器后齿23cI移动。此时，套筒26在轴向上的移动量Sd同样示出了在图4所示的时刻t2和时刻t3之间的时间段对应于前后移动的上下变化。通过行程传感器29检测套筒26的前后移动。
[0065]根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后通过检测套筒26越过离合器齿槽23dl来检测套筒26的前后移动，以便事先判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合。如图5所示，通过在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后第一次检测到套筒26前后移动的时刻，也就是在套筒26第一次越过离合器齿槽23dl的时刻判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合，根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10在更早的时间点上事先判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合。
[0066]套筒26无法与离合器齿槽23dl接合的状态包括这样的状态:套筒26与离合器后齿23cI的端面23c2接触，并且套筒26的转速Ns和第一离合器环23的转速Ncl之间的差很小，使得套筒26的高齿26al的侧面26a3需要不适当的长时间到达离合器前齿23bl的侧面23b3，即如图6所示的状态，在套筒26越过离合器后齿23cl的端面23c2的过程之后，并且套筒26建立了套筒26的相位可以很容易地与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态。
[0067]在套筒26无法与离合器齿槽23dl接合的状态中，执行重试控制或重进控制以便使套筒26与第一离合器环23的离合器齿槽23dl正确地接合或啮合。重试控制是减少套筒26的推力F并且在减少套筒26的推力F之后再次施加套筒26的推力F的控制。
[0068]在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后已发生套筒26的前后移动的情况下，推力减少控制部33a在图4所示的时刻t3发起推力减少控制，将套筒26的推力F从第一负载Fl减少到小于第一负载Fl的第二负载F2。第二负载F2可以定义为保持在离合器后齿23cl的端面23c2上推动套筒26的状态的数值。在根据第一实施例的用于车辆的自动变速器的自动换档设备中，将第二负载F2减少到零，以便保持套筒26的位置。
[0069]将套筒26的推力F减少到第二负载F2而减少了套筒26的齿与离合器后齿23cl的端面23c2之间的摩擦力，使得不难将套筒26的转速Ns和第一离合器环23的转速Ncl保持为不同的转速，并且使得套筒26和离合器齿槽23dl进入套筒26的相位可以很容易地与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态。其结果是，如图6所示的状态，套筒26的高齿26al的侧面26a3在如图4所示的时刻t4与离合器前齿23bI的侧面23b3接触所需的时间可以缩短。
[0070]在如图4所示的时刻t5，重试控制部33b发起重试控制，响应于预定的重试条件来重新施加第一负载Fl作为套筒26的推力F，所述条件为套筒26和离合器齿槽23dl进入套筒26的相位很容易地与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态。在套筒26的动作的基础上，重试条件可以定义为套筒26的高齿26al的侧面26a3接近离合器前齿23bl的侧面23b3以便与离合器前齿23bI的侧面23b3接触的动作。
[0071]更具体地，将描述三个重试条件。第一重试条件是如图7和图8所示的状态:响应于在图4中的时刻t4套筒26的高齿26al的侧面26a3接触离合器前齿23bl的侧面23b3，套筒26的转速Ns的减速梯度ANs迅速改变，并且变得大于减速梯度ANs的预定阈值ANsl0
[0072]第二重试条件是:响应于管26的高齿26al的侧面26a3接触离合器前齿23bl的侧面23b3并降低了套筒26的转速Ns，套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ne I之间的转速差Nd变得等于或小于套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd的预定阈值Ndl。
[0073]第三重试条件如图8所示:离合器齿槽23dl被套筒26越过的次数的计数变为等于或大于离合器齿槽23dl的数量减去二的数量，其中根据来自行程传感器29的输出来检测该计数。如图3所示，第一离合器环23包括两个离合器前齿23bl和在两个离合器前齿23bl之间在各自的周向上的五个离合器后齿23cl。其结果是，第一离合器环23包括在两个离合器前齿23bl之间在各自的周向上的六个离合器齿槽23dl。如图8所示，如果套筒26的高齿26al进入离合器前齿23bl之间的空间，并且离合器齿槽23dl被套筒26的高齿26al越过的次数的计数变为大于四的数量，即通过从离合器齿槽23dl的数量六减去二得到的数量，则因为在下次套筒26越过离合器齿槽23dl时套筒26的高齿26al的侧面26a3与离合器前齿23bl的侧面23b3接触，所以在下次套筒26越过离合器齿槽23dl时，套筒26的高齿26al的侧面26a3处于套筒26的相位很容易与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态中。在套筒26每次越过离合器齿槽23dl时，离合器齿槽23dl被套筒26越过的次数的数量可以由行程传感器29通过检测表示套筒26的前后移动的移动量Sd的改变来检测。
[0074]作为重试控制部33b执行重试控制的结果，在图4所示的时刻t6处，套筒26和离合器齿槽23dl进入套筒26的相位很容易与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态，使得套筒26到达离合器齿槽23dl的底部，并通过图4中的时刻t7处的重试控制，变为套筒26和离合器齿槽23dl正确接合或啮合的状态，如图7所示的状态。
[0075]接下来将描述包括在自动变速器13中的自动换档设备10的操作。作为操作的示例，将描述这样的操作:齿轮级从由第二离合器环24和第二输出齿轮28b初始建立的齿轮级切换到由第一离合器环23和第一输出齿轮28a建立的齿轮级，以便提高速度。此时，控制部33断开离合器12以便切换齿轮级，并且已经与第二离合器环24接合的套筒26的转速Ns大于第一离合器环23的转速Ncl。
[0076]将参照图9所示的流程图描述根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的操作。在上述状态中，自动换档设备10包括在自动变速器13中，使得将齿轮级从切换到由第一离合器环23和第一输出齿轮28a建立的增加速度的齿轮级。在步骤Sll中，通过来自控制部33的指令将用于对越过离合器齿槽的次数进行计数的计数器重置为零。在步骤S12中，通过来自控制部33的指令，操作轴移动装置27，以便施加第一负载Fl作为套筒26的推力F，使得套筒26开始在朝向第一离合器环23的轴向上移动。当套筒26朝向第一离合器环23移动时,套筒26的高齿26al进入第一离合器环的23两个离合器前齿23bl之间的空间。
[0077]在步骤S13中，判定套筒26是否已到达离合器后齿23cl的端面23c2。可以通过由行程传感器29检测到的套筒26的移动量Sd来判定套筒26是否已到达离合器后齿23cl的端面23c2。如果套筒26的移动量Sd表明套筒未移动套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2所需的量，则套筒26的行程仍在到达离合器后齿23cl的端面23c2的中间过程，使得重复步骤S13直到套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2。
[0078]当套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2时，控制例程(routine)切换到步骤S14。在步骤S14中，判定套筒26是否已到达离合器齿槽23dl的底部。通过由行程传感器29检测到的套筒26的移动量Sd来判定套筒26是否已到达离合器齿槽23dl的底部。如果在步骤S14中套筒26被判定为套筒26已到达离合器齿槽23dl的底部，则套筒26的高齿26al和套筒26的低齿26bl与离合器齿槽23dl接合，使得套筒26和第一离合器环23完全啮合并同步旋转。
[0079]在套筒26被判定为套筒26已到达离合器齿槽23dl的底部之后，在步骤S15中通过来自控制部33的指令操作轴移动装置27，以便将套筒26的推力F减少到零负载，使得保持套筒26的位置并且完成换档操作。
[0080]理想的是，在套筒26已经到达离合器后齿23cl的端面23c2之后，套筒26顺利地与离合器齿槽23dl接合，使得套筒26的高齿26al和低齿26bl与离合器齿槽23dl完全啮合，从而在短时间内结束换档操作，然后如果在套筒26已经到达离合器后齿23cl的端面23c2之后套筒26未到达离合器齿槽23dl的底部，则控制例程切换到步骤S16，步骤S16由推力减少控制部33a处理，并且判定套筒26的移动量Sd是否增加和减少。
[0081]当如图5所示，当套筒26在周向上移动时，套筒26的移动量Sd增加和减少，同时套筒26被施加第一负载Fl作为套筒26的推力F并且在离合器后齿23cl的端面23c2上被推动。在套筒26越过此离合器齿槽23dl时套筒26在离合器齿槽23dl处弹出而阻止套筒26的进入。套筒远离离合器后齿23cl移动一次,然后套筒26再次朝向离合器后齿23cl移动，从而发生套筒26的前后移动。套筒26的移动量Sd同样表示发生在套筒26每次越过离合器齿槽23dl而阻止套筒26的进入时对应于套筒26的前后移动的一次上下变化。如果套筒26的移动量Sd被判定为套筒26的移动量Sd已经增加和减少，则控制例程切换到步骤S17，步骤S17在推力减少控制部33a中处理，并且用于对越过离合器齿槽23dl的次数计数的计数器增加一个计数。
[0082]跟随步骤S17之后，在推力减少控制部33a中处理步骤S18，以便判定用于对越过离合器齿槽23dl的次数计数的计数器的数值是否等于一。如果在步骤S18中判定用于对越过离合器齿槽23dl的次数计数的计数器的数值等于一，则控制例程切换到步骤S19，步骤S19在推力减少控制部33a中处理，并且将套筒26的推力F减少到作为第二负载F2的零负载。
[0083]将套筒26的推力F减少到第二负载F2，这样减少了套筒26的齿部与离合器后齿23cl的端面23c2之间的摩擦力，使得不难将套筒26的转速Ns和第一离合器环23的转速Ncl保持为不同的转速，并且使得套筒26和离合器齿槽23dl进入套筒26的相位可以很容易地与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态。例如通过使套筒26的高齿26al的侧面26a3与离合器前齿23bI的侧面23b3接触，套筒26的转速Ns的减速梯度ANs迅速下降。
[0084]如果在步骤S16中套筒26的移动量Sd被判定为套筒26的移动量Sd未增加和减少，并且如果在步骤S18中判定用于对越过离合器齿槽23dl的次数计数的计数器的数值不等于一，则套筒26或者在套筒26的高齿26al的侧面26a3已经与离合器前齿23bl的侧面23b3接触的状态中，或者在套筒26与离合器齿槽23dl接合的状态中，从而控制例程切换到步骤S20。
[0085]在重试控制部33b中处理的步骤S20，判定重试条件是否满足套筒26的转速Ns的减速梯度ANs大于减速梯度ANs的预定阈值ANsl,使得在图4所示的时刻t5重新施加作为套筒26的推力F的第一负载Fl。
[0086]在套筒26的转速Ns的减速梯度Λ Ns大于减速梯度Λ Ns的预定阈值Λ Nsl的状态中，控制例程切换到步骤S21，步骤S21在重试控制部33b中处理。如果套筒26的转速Ns的减速梯度Λ Ns被判定为不大于减速梯度ANs的预定阈值ANsl，则套筒26可能在套筒26与离合器齿槽23dl接合的状态中，从而控制例程切换到步骤S14。
[0087]在由重试控制部33b中处理的步骤S21中，对套筒26重新施加作为套筒26的推力F的第一负载F1，并且控制例程返回到步骤S14。
[0088]接下来将参照图10的流程图描述在齿轮级被切换到由第一离合器环23和第一输出齿轮28a建立的齿轮级以提高速度的情况下，根据第二实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的操作。根据第二实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10与根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10，除了与重试控制部33b相关的内容之外均相同。更具体地，在第二实施例从步骤S31到S41的控制例程中的步骤S40与第一实施例从步骤Sll到S21的控制例程中的步骤S20不同。因此，将描述与第一实施例不同的描述，并省略相同部分的描述。
[0089]步骤S40，其在重试控制部33b中处理，判定重试条件是否满足以下条件:套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd等于或小于套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd的预定阈值Ndl，从而在图4所示的时刻t5重新施加作为套筒26的推力F的第一负载Fl。如果套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd等于或小于预定阈值Ndl，则控制例程切换到在重试控制部33b中处理的步骤S41。
[0090]如果套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd被判定为不等于也不小于预定阈值Ndl，则套筒26可能在套筒26朝向离合器齿槽23dl移动的过程中的状态，从而控制例程返回到步骤S34。
[0091]接下来将参照图11的流程图描述在齿轮级被切换到由第一离合器环23和第一输出齿轮28a建立的齿轮级以提高速度的情况下，根据第三实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的操作。根据第三实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10与根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10，除了与推力减少控制部33a和重试控制部33b相关的内容之外均相同。更具体地，在第三实施例从步骤S51到S61的控制例程中的步骤S59和步骤S60与第一实施例从步骤Sll到S21的控制例程中的步骤S19和步骤S20不同。因此，将描述与第一实施例不同的描述，并省略相同部分的描述。
[0092]在步骤S59 (在推力减少控制部33a中处理)中，将套筒26的推力F减少到第二负载F2，然而，第二负载F2的负载不为零。相反，第二负载F2是保持在离合器后齿23cl上推动套筒26的状态的负载水平。不将第二负载F2减少到零负载，从而保持继续发生套筒26的前后移动的状态，以便不难检测套筒26越过离合器齿槽23dl时的套筒26的移动量Sd0套筒26的前后移动是在套筒越过离合器齿槽23dl而阻止套筒26的进入时发生的动作。套筒26在此离合器齿槽23dl处弹出，并且远离离合器后齿23cl移动一次,然后套筒26再次朝向离合器后齿23cI移动。
[0093]跟随在步骤S59之后并在重试控制部33b中处理的步骤S60，判定重试条件是否满足以下条件:位于两个离合器前齿23bl之间的位置处的离合器齿槽23dl被套筒26的高齿26al越过的次数的计数等于或大于离合器齿槽23dl的数量减去二。在位于两个离合器前齿23bl之间的位置处的离合器齿槽23dl被套筒26的高齿26al越过的次数的计数等于或大于位于两个离合器前齿23bl之间的位置处的离合器齿槽23dl的数量减去二的状态中，控制例程切换到步骤61，其在重试控制部33b中处理。
[0094]在位于两个离合器前齿23bl之间位置处的离合器齿槽23dl被套筒26的高齿26al越过的次数的计数未被判定为等于或大于位于两个离合器前齿23bl之间位置处的离合器齿槽23dl的数量减去二的状态中，套筒26可能在套筒26的高齿26al的侧面26a3已经与离合器前齿23bl的侧面23b3接触的状态中，或者套筒26可能在已经与离合器齿槽23dl接合的状态中，或者在套筒26可能在朝向离合器齿槽23dl移动的过程中的状态中，于是控制例程返回到步骤S54。
[0095]根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10包括:旋转轴(输入轴22，输出轴28)，被配置为被旋转接合并且轴向支撑，以围绕自动变速器13的输入轴22和输出轴28中的一个的轴线可旋转；离合器环(第一离合器环23，第二离合器环24)，被轴向支撑以围绕旋转轴(输入轴22，输出轴28)可旋转，并且被配置为与输入轴22和输出轴28中的另一个旋转接合；离合器毂25,固定在旋转轴(输入轴22,输出轴28)上邻近离合器环(第一离合器环23，第二离合器环24)的位置处；套筒26，适配到离合器毂25以在旋转轴的轴向上可移动；爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)，凸出布置在离合器环(第一离合器环23，第二离合器环24)上以朝向套筒26凸出，爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)响应于套筒26在轴向上的移动而有选择地与套筒26啮合；轴移动装置27，在轴向上移动套筒26，以在爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)上推动套筒26 ;以及控制部33，控制轴移动装置27的操作以选择性地接合套筒26和爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)。齿轮键26a包括多个低齿26bl和形成有高于低齿26bl的齿的多个高齿26al。爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)包括与高齿26al数量相同的离合器前齿23bl。离合器前齿23bl形成在对应于高齿26al的位置处并且在轴向上延伸。离合器前齿23bl形成有大于高齿26al的内径及小于低齿26bl的内径的外径。爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)包括多个离合器后齿23cl,形成在离合器前齿23bl之间的位置处,所述位置从离合器前齿凹进预定量,并且在轴向上延伸。爪形离合器部(第一爪式离合器部23a，第二爪形离合器部24a)包括离合器齿槽23dl，其与套筒26接合，形成在邻近布置的离合器前齿23bl和离合器后齿23cl之间并且在邻近布置的离合器后齿23cl之间。控制部33包括推力减少控制部33a，其执行推力减少控制，在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后，响应于套筒26的前后移动而减少轴移动装置27施加在离合器后齿23cl上的套筒26的推力F。控制部33包括重试控制部33b，其执行重试控制，在推力减少控制之后，执行响应于预定重试条件重新施加套筒26的推力F。因此，根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10，通过在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后检测套筒26的前后移动来判定套筒26未与齿轮接合，或未与离合器齿槽23dl接合，并且判定以减少套筒26的推力F。换句话说，根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10，响应于套筒26的前后移动通过套筒26的动作来事先判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合，并且无需等待经过套筒26移动预定量(所述预定量为套筒26为与离合器齿槽23dl完全接合而由套筒26移动的量)所需的预定估计时间来判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合，从而可以缩短换档时间。套筒26开始进入离合器齿槽23dl的重试过程的位置有所不同。在套筒26在无法与离合器齿槽23dl接合的位置处并且套筒26与离合器后齿23cl的端面23c2接触的情况下，套筒26的转速Ns缓慢下降，并且在离合器后齿23cl的端面23c2上推动套筒26的同时套筒26在周向上移动。套筒26的前后移动是发生在套筒越过离合器齿槽23dl而阻挡套筒26进入的时刻的套筒26的动作。套筒26在此离合器齿槽23dl处弹出并且远离离合器后齿23cl移动一次，然后套筒26再次朝向离合器后齿23cI移动。根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10，在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后检测套筒26的前后移动，以便事先判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合。通过在套筒26到达离合器后齿23cl的端面23c2之后第一次检测到套筒26前后移动的时刻判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合，根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10在更早的时间点上事先判定套筒26无法与离合器齿槽23dl接合。
[0096]根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10包括行程传感器29，其检测套筒26在轴向上的移动量Sd。通过来自行程传感器29的输出中的变化来检测出套筒26的前后移动。行程传感器29可以由在控制轴移动装置27的操作中使用的行程传感器共享，以避免使用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的构造变得复杂。
[0097]根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10包括检测套筒26的转速Ns的第一转速传感器31。根据第一实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的重试控制部33b响应于以下重试条件来执行重试控制:套筒26的转速Ns的减速梯度ANs大于减速梯度ANs的预定阈值ANsl。因此，在套筒26的转速Ns适当地减少到的合适的转速Ns的状态中，在套筒26上重新施加套筒26的推力F，所述合适的转速Ns使套筒26的相位与离合器齿槽23dl的相位匹配以便套筒26不难与离合器齿槽23dl接合，从而有效地执行重试控制。
[0098]根据第二实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10包括检测套筒26的转速Ns的第一转速传感器31，和检测第一离合器环23的转速Ncl的第二转速传感器32。根据第二实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的重试控制部33b响应于以下重试条件来执行重试控制:套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd等于或小于套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd的预定阈值Ndl。其结果是，套筒26的转速Ns接近作为离合器齿槽23dl的转速的第一离合器环23的转速Nd，并且在套筒26的相位容易与设置在第一离合器环23上的离合器齿槽23dl的相位匹配的状态中在套筒26上重新施加套筒26的推力F。因此，套筒26不难与离合器齿槽23dl接合，从而有效地执行重试控制。
[0099]根据第三实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的重试控制部33b响应于以下重试条件来执行重试控制:离合器齿槽23dl被套筒26越过的次数的计数等于或大于离合器齿槽23dl的数量减去二，其中根据来自行程传感器29的输出来检测该计数。其结果是，在套筒26的相位在处于已知容易与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态的状态中，即在套筒26处于保留至少一个离合器齿槽23dl供套筒26越过的相位，也就是在下一次套筒26越过离合器齿槽23dl以便建立套筒26的高齿26al面对离合器齿槽23dl接合高齿26al处的状态时，套筒26的高齿26al的侧面26a3与离合器前齿23bl的侧面23b3接触的相位，在以上状态中在套筒26上重新施加套筒26的推力F。因此，套筒26不难与离合器齿槽23dl接合，从而有效地执行重试控制。
[0100]根据第一和第二实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10，将套筒26的推力F减少至零负载。通过将套筒26的推力F减少至零负载，使套筒26进入以下状态:不降低套筒26的转速，使得套筒26的高齿26al的侧面26a3快速与离合器前齿23bl的侧面23b3接触，从而建立套筒26的高齿26al面对离合器齿槽23dl接合高齿26al处的状态。在套筒26的相位很容易与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态中重新施加套筒26的推力F，使得套筒26不难与离合器齿槽23dl接合，并有效地执行重试控制。
[0101]根据第三实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10将套筒26的推力F减少至保持在离合器后齿23cl的端面23c2上推动套筒26的状态的负载水平。通过将套筒26的推力F减少至保持在离合器后齿23cl的端面23c2上推动套筒26的状态的负载水平，即使在减少套筒的推力F之后，也可以由行程传感器29通过套筒26的动作直接检测套筒26和离合器齿槽23dl之间的相位。
[0102]根据第三实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10包括检测套筒26的转速Ns的第一转速传感器31，和检测第一离合器环23的转速Ncl的第二转速传感器32。根据第三实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的重试控制部33b根据套筒26的转速Ns与第一离合器环23的转速Ncl之间的转速差Nd来计算套筒26越过离合器后齿23cl的端面23c2所需的时间量，并且响应于重试条件来执行重试控制，所述重试条件包括由所计算的时间量限定的用以延迟重试控制的预定时间量。因此，在套筒26的相位在处于已知容易与离合器齿槽23dl的相位匹配的状态的状态中，即在套筒26处于套筒26的高齿26al的侧面26a3与离合器前齿23bl的侧面23b3接触的相位并且套筒26在套筒26的高齿26al面对离合器齿槽23dl接合高齿26al处的状态中，在上述状态中重新施加套筒26的推力F。其结果是，套筒26不难与离合器齿槽23dl接合，从而有效地执行重试控制。
[0103]根据本公开的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10不限于根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10的自动化变速器的类型。例如，根据本公开的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10可以应用于设置有自动换挡控制的手动变速器(MT)的手自一体变速器(AMT)，以及包括两个离合器的双离合器变速器(DCT)。众所周知AMT包括输入轴、输出轴和中间轴。例如中间轴或辅助轴可以用作AMT中的旋转轴。在DCT中，类似于AMT，两个中间轴或辅助轴可以用作旋转轴。将根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10应用到自动变速器13获得的益处，与将根据第一、第二和第三实施例中每个的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10应用到AMT或DCT获得的益处类似。
[0104]用以描述根据第一、第二、第三以及替代实施例的用于车辆M的自动变速器13的自动换档设备10所描述的特征可以适当地组合以形成其它实施例，除非具体描述的特征是具体实施例独有的特征。
【权利要求】
1.一种用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，包括: 旋转轴(22，28)，被配置为与所述自动变速器(13)的输入轴(22)和输出轴(28)中的一个的轴线旋转接合并且被轴向支撑，以围绕所述自动变速器(13)的输入轴(22)和输出轴(28)中的一个的轴线可旋转； 离合器环(23，24)，被轴向支撑以围绕所述旋转轴(22，28)可旋转，并且被配置为与所述输入轴(22)和所述输出轴(28)中的另一个旋转接合；离合器毂(25 )，固定在所述旋转轴(22，28 )上邻近所述离合器环(23，24 )的位置处；套筒(26)，适配到所述离合器毂(25)以在所述旋转轴(22，28)的轴向上可移动；爪形离合器部(23a，24a)，凸出地布置在所述离合器环(23，24)上以朝向所述套筒(26 )凸出，所述爪形离合器部(23a，24a)响应于所述套筒(26 )在所述轴向上的移动而选择性地与所述套筒(26)啮合； 轴移动装置(27)，在轴向上移动所述套筒(26)，以在所述爪形离合器部(23a，24a)上推动所述套筒(26);以及 控制部(33)，控制所述轴移动装置(27)的操作以选择性地接合所述套筒(26)和所述爪形离合器部(23a，24a)，其中 所述套筒(26)包括多个低齿(26bl)和形成有高于所述低齿(26bl)的齿的多个高齿(26al)，其中 所述爪形离合器部(23a ，24a)包括: 与所述高齿(26al)数量相同的离合器前齿(23bl )，所述离合器前齿(23bl)形成在对应于所述高齿(26al)的位置处并且在所述轴向上延伸，所述离合器前齿(23bl)形成有大于所述高齿(26al)的内径及小于所述低齿(26bl)的内径的外径； 多个离合器后齿(23cl)，所述离合器后齿(23cl)形成在所述离合器前齿(23bl)之间的位置处，这一位置从所述离合器前齿(23bl)凹进预定量，并且所述离合器后齿(23cl)在轴向上延伸； 离合器齿槽(23dl)，形成在邻近布置的所述离合器前齿(23bl)和所述离合器后齿(23cl)之间并且在邻近布置的所述离合器后齿(23cl)之间，所述离合器齿槽(23dl)与所述套筒(26)是可接合的，其中所述控制部(33)包括: 推力减少控制部(33a)，其执行推力减少控制，所述推力减少控制为:在所述套筒(26)到达所述离合器后齿(23cl)的端面(23c2)之后，响应于所述套筒(26)的前后移动而减少所述轴移动装置(27 )施加在所述离合器后齿(23c I)上的所述套筒(26 )的推力(F); 重试控制部(33b)，其执行重试控制，所述重试控制为:在所述执行推力减少控制之后，响应于预定重试条件来重新施加所述套筒(26)的所述推力(F)。
2.根据权利要求1所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，还包括: 行程传感器(29)，其检测所述套筒(26)在轴向上的移动量(Sd)，其中 通过来自所述行程传感器(29)的输出中的变化来检测所述套筒(26)的前后移动。
3.根据权利要求1或2所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，还包括:第一转速传感器(31)，其检测所述套筒(26 )的转速(Ns )，其中 所述重试控制部(33b)响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件为所述套筒(26)的所述转速(Ns)的减速梯度(ANs)大于所述减速梯度(ANs)的预定阈值(ANsl)。
4.根据权利要求1或2所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，还包括: 第一转速传感器(31)，其检测所述套筒(26)的转速(Ns)，以及 第二转速传感器(32)，其检测所述离合器环(23，24)的转速(Ncl )，其中 所述重试控制部(33b)响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件为所述套筒(26)的所述转速(Ns)与所述离合器环(23，24)的所述转速(Ncl)之间的转速差(Nd)等于或小于所述套筒(26)的所述转速(Ns)与所述离合器环(23，24)的所述转速(Ncl)之间的所述转速差(Nd)的预定阈值(Ndl)。
5.根据权利要求1或2所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，其中所述重试控制部(33b)响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件为所述离合器齿槽(23dl)被所述套筒(26)越过的次数的计数等于或大于所述离合器齿槽(23dl)的数量减去二，其中根据来自所述行程传感器(29)的输出来检测所述计数。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，其中所述推力减少控制部(33a)将所述套筒(26)的所述推力(F)减少至零负载。
7.根据权利要求5所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，其中所述推力减少控制部(33a)将所述套筒(26)的所述推力(F)减少至保持在所述离合器后齿(23cl)的所述端面(23c2)上推动所述套筒(26)的状态的负载水平。
8.根据权利要求5或7所述的用于车辆(M)的自动变速器(13)的自动换档设备(10)，还包括: 第一转速传感器(31)，其检测所述套筒(26)的转速(Ns)，以及 第二转速传感器(32)，其检测所述离合器环(23，24)的转速(Ncl )，其中 所述重试控制部(33b )根据所述套筒(26 )的所述转速(Ns )与所述离合器环(23，24 )的所述转速(Ncl)之间的转速差(Nd)来计算所述套筒(26)越过所述离合器后齿(23cl)的所述端面(23c2)所需的时间量，其中所述重试控制部(33b)响应于重试条件来执行所述重试控制，所述重试条件包括由所计算的时间量限定的用以延迟所述重试控制的预定时间量。
【文档编号】F16H61/26GK104074967SQ201410110760
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2013年3月25日
【发明者】岩崎靖久, 森匡辅, 吉田雄亮, 三嶋启介, 甲村雅彦 申请人:爱信精机株式会社