用于自动变速器的爪形离合器控制装置制造方法
用于自动变速器的爪形离合器控制装置制造方法
【专利摘要】用于自动变速器的爪形离合器控制装置，包括：转轴；爪形离合器变速机构，其包括离合器环，离合器毂，包括花键的套筒，轴向驱动设备，设置在离合器环上的爪形离合器部，转速检测传感器，包括高齿和低齿的所述花键，形成在爪形离合器部处的离合器前齿和离合器后齿；以及控制单元，控制单元基于由转速检测传感器检测到的套筒和离合器环中任一个的转速的减速梯度来控制轴向驱动设备的操作，并且控制轴向驱动设备使得在减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载从套筒施加到离合器后齿。
【专利说明】用于自动变速器的爪形离合器控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明总体上涉及一种用于自动变速器的爪形离合器控制装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，车辆的动力传动系包括变速器，变速器改变用于驱动驱动轮的驱动设备(例如包括发动机和/或电动机)的转矩和/或转数(即转速)，从而取决于车辆的驱动条件来将转矩和/或转动传递到驱动轮。有几种类型的变速器，例如包括常合式(normally-engaged type)变速器。例如，已知的常合式变速器包括多个惰齿轮和多个齿轮。其中每个惰齿轮配合到或设置在连接到驱动轮的转轴，使得惰齿轮相对于转轴可转动并在其转轴方向上不可移动，并且多个齿轮围绕平行于转轴布置的中间轴(countershaft)的外周而设置。惰齿轮和齿轮通常彼此啮合。根据已知的常合式变速器，通过花键配合到转轴以在转轴的方向上可移动的套筒与惰齿轮并列布置。设置在套筒连结面处的接合齿(花键)连结到惰齿轮，并可与设置在惰齿轮连结面处的接合齿(爪形离合器)接合。因此，与套筒接合的惰齿轮和转轴彼此一体转动。与转轴一体转动的惰齿轮和与惰齿轮啮合的中间轴的齿轮彼此关联地转动，使得将转轴的转矩和/或转数传递到中间轴。通过从包括彼此不同的齿数的多个惰齿轮中选择与转轴一体转动的惰齿轮，并通过使套筒与所选择的惰齿轮接合，来执行换档操作。取决于套筒抵靠惰齿轮挤压的时间，可能存在套筒和惰齿轮无法彼此正确接合的情况。
[0003]为了在套筒与惰齿轮未正确接合的情况下使套筒和惰齿轮彼此接合，根据JP37099558 (下文将称为参考文献I )，一旦减少套筒抵靠惰齿轮推动的转矩，则此后，套筒以较大转矩再次抵靠惰齿轮推动，使得套筒和惰齿轮彼此正确地接合。
[0004]根据参考文献1，在套筒与惰齿轮未接合的情况下，仅再次执行接合操作。因此，在没有从一开始启动换档操作的情况下，将套筒和惰齿轮彼此接合。
[0005]根据JP06-50413A (下文将称为参考文献2)中公开的电子换档装置，在未实现换档到所期望的档位的情况下，将档位改变的输出切断持续预定时间段。此后，再次开启档位改变的输出。因此，可以获得足够的时间切换液压开关阀。在再次执行的情况下可靠地执行换档，由此提高变速的可操作性。
[0006]根据参考文献I中公开的变速控制方法，定时器用于判定套筒无法与惰齿轮的爪形离合器接合。在经过预定时间段之后套筒未到达预定接合位置的情况下，再次执行重进控制以使套筒与惰齿轮接合。因此，需要将由定时器设定的在开始重进控制之前的控制结束时间设定为等于或长于套筒正确地移动到预定接合位置的时间段值(也就是套筒与爪形离合器接合而不被爪形离合器弹出的时间段)。因此，在判定套筒无法与惰齿轮的爪形离合器接合的时间点上，爪形离合器已经抵靠套筒推动，并且套筒和惰齿轮之间的转数的差因而较小。因此，套筒和惰齿轮需要时间行进到套筒和惰齿轮彼此接合的下一个位置。或者，因为套筒和惰齿轮彼此共同转动，所以套筒和惰齿轮再次彼此接合需要更长时间。其结果是，换档时间可能会很长。
[0007]根据参考文献2中公开的电子换档装置，在未实现换档到所需的换档位置(即未接合的)情况下，定时器用于将档位改变的输出切断或关闭预定时间段，并且此后再次开启档位改变的输出。等待换档操作直到例如定时器的重试计数器开始计数，这可能导致用于判定套筒无法与爪形离合器接合的时间段较长。其结果是，换档时间可能会很长。
[0008]因此，需要用于自动变速器的爪形离合器控制装置，其能够在当换档操作时套筒移动并被带入与爪形离合器的接合的情况下实现快速换档操作。
【发明内容】
[0009]根据本公开的一个方案，一种用于自动变速器的爪形离合器控制装置，包括:转轴，可转动地连接到自动变速器的输入轴和所述自动变速器的输出轴中的一个，并且被支撑成围绕一轴线可转动以及爪形离合器变速机构。所述爪形离合器变速机构包括:离合器环，可转动地支撑在所述转轴处并且可转动地连接到所述输入轴和输出轴中的另一个，所述离合器环包括配合部；离合器毂，固定到所述转轴并邻近所述离合器环布置；套筒，包括花键并且经由所述花键配合到所述离合器毂，以在所述轴线方向上可移动；轴向驱动设备，用于在所述轴线方向上移动所述套筒；爪形离合器部，设置在所述离合器环的所述配合部处，并且响应于所述套筒的轴向移动来选择性地与所述套筒的所述花键啮合，所述配合部朝向所述套筒突出；转速检测传感器，用于检测所述套筒和所述离合器环中的任一个的转速；所述花键，包括多个高齿，所述花键的其余部分对应于低齿，每个所述高齿的齿深大于所述低齿的齿深；离合器前齿，形成在所述爪形离合器部处以从所述爪形离合器部的前端面延伸到所述爪形离合器部的后端位置，并且被布置在对应于所述高齿位置的位置处，所述离合器前齿的外径大于所述高齿的内径并小于所述低齿的内径；以及离合器后齿，形成在所述爪形离合器部处以从所述爪形离合器部的前端面缩进预定量的位置延伸到所述爪形离合器部的后端位置，所述离合器后齿被构造为与所述花键的齿槽啮合。所述爪形离合器控制装置还包括控制单元，基于由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备的操作。所述控制单元控制所述轴向驱动设备，使得在由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿。
[0010]根据上述公开内容，在套筒的每个高齿进入离合器前齿之间之后，例如，在套筒的转速为快速的自由状态同时离合器环的转速较低的情况下，通过套筒的转速的减速梯度小于表示较缓和的减速梯度的第一预定值可检测出:套筒和离合器环之间的转动差减少同时套筒的每个高齿与每个离合器后齿的端面(即前端面)接触而不接触每个离合器前齿的侧面的状态；或者离合器环和套筒彼此共同转动的状态。由于在用于抵靠离合器环推动套筒的推力负载的基础上产生摩擦力，所以发生套筒和离合器环之间的转动差较小或套筒和第三离合器环彼此共同转动的状态。因此，从套筒施加到离合器环的离合器后齿的推力负载减少，以解除套筒和离合器环之间的转动差较小或套筒和离合器环彼此共同转动的状态。可以确保套筒和离合器环之间的转动差以减少用于套筒与离合器环的离合器前齿的侧面接触的时间段。与离合器环的离合器前齿的侧面接触的套筒的高齿到达爪形离合器部的后端位置(即离合器后齿的齿槽的位置)同时被离合器前齿的侧面引导。因此，可以迅速执行套筒和离合器环之间的接合。因为检测出套筒的转速的减速梯度以判定套筒和离合器环是否彼此共同转动，因此例如，可以实现预测套筒和离合器环无法彼此接合的状态，这可以导致迅速的换档操作。
[0011]在处于自由状态的离合器环高速转动同时套筒低速转动的情况下，检测离合器环的转速的减速梯度以判定该减速梯度是否小于第一预定值。其结果是，可以事先预测套筒和离合器环无法彼此接合的状态。
[0012]所述控制单元控制所述轴向驱动设备，使得在将所述减少的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿之后，在由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度超过比所述第一预定值大的第二预定值的情况下，将增加的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿。
[0013]在套筒的转速的减速梯度超过作为较大值的第二预定值的情况下，套筒的高齿与离合器前齿的侧面接触，使得套筒的转速迅速减小。因此，增加的推力负载从套筒施加到离合器后齿，使得与离合器环的离合器前齿的侧面接触的套筒的高齿快速到达第三爪形离合器部的后端位置，同时被离合器前齿的侧面引导。
[0014]所述爪形离合器变速机构还包括行程位置传感器，用于在所述轴线方向上检测所述套筒的移动位置，并且所述控制单元除了基于由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备之外，还基于由所述行程位置传感器检测到的位置来控制所述轴向驱动设备的操作，所述控制单元控制所述轴向驱动设备，使得在所述控制单元通过行程位置传感器所述检测到所述套筒到达所述离合器后齿的位置，并且由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿。
[0015]设置行程位置传感器以检测套筒在转轴线方向上的移动位置。由于行程位置传感器，可以可靠地判定套筒的高齿是否与离合器后齿的前端面接触，并且可以进一步可靠地判定套筒的高齿是否与离合器前齿的侧面接触。可以实现快速和高准确性的换档操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]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:
[0017]图1是配备有包括根据本文公开的实施例的爪形离合器的自动变速器的车辆的示意图；
[0018]图2是包括根据实施例的爪形离合器的自动变速器的示意图；
[0019]图3是根据实施例的控制单元的方框图；
[0020]图4是根据实施例的爪形离合器变速机构的立体图；
[0021]图5是根据实施例的离合器环的正视图；
[0022]图6是根据实施例的离合器毂的正视图；
[0023]图7是根据实施例的套筒的正视图；
[0024]图8是根据实施例的轴向驱动设备的推力负载控制的流程图；
[0025]图9是示出对于根据实施例的换档操作的行程位置和套筒转速、离合器环转速以及推力负载之间的关系相对于时间的时序图；
[0026]图10是示出将套筒与离合器环接合持续最短时间段的情况下，行程位置和套筒转速、离合器环转速以及推力负载之间的关系的时序图；
[0027]图11是示出在将套筒与离合器环带入接合持续长时间段的情况下，行程位置和套筒转速、离合器环转速以及推力负载之间的关系的时序图；
[0028]图12是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒在空档位置中的状态下爪形离合器的操作；
[0029]图13是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿直接接触离合器环的离合器前齿的侧面的状态下的、爪形离合器的操作；
[0030]图14是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿在接触离合器后齿的前端面之后接触离合器前齿的侧面的状态下、爪形离合器的操作；
[0031]图15是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿相对于离合器环深入同时被离合器前齿的侧面引导的状态下的、爪形离合器的操作；
[0032]图16是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒接触离合器后齿的状态下爪形离合器的操作的图；
[0033]图17是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒和不与离合器前齿邻近的离合器后齿接触的状态下的、爪形离合器的操作；
[0034]图18是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿以套筒和离合器环之间的较小转动差移动的状态下的、爪形离合器的操作；
[0035]图19是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒和离合器环彼此共同转动的状态下爪形离合器的操作；
[0036]图20是从径向外侧看的示意图，示出了由于减少施加到以套筒和离合器环之间的较小转动差移动的套筒的高齿的、第一推力负载而导致的、套筒的高齿以套筒和离合器环之间的较大转动差可移动的状态下的、爪形离合器的操作；
[0037]图21是从径向外侧看的示意图，示出了在通过减少施加到与离合器环共同转动的套筒的高齿的第一推力负载而在套筒和离合器环之间产生转动差的状态下的、爪形离合器的操作；
[0038]图22是从径向外侧看的示意图，示出了在第一推力负载施加到由于减少了推力负载而到达离合器前齿的侧面的位置的套筒的状态下的、爪形离合器的操作；以及
[0039]图23是从径向外侧看的示意图，示出了从套筒与离合器环共同转动的状态到第一推力负载施加到到达离合器前齿的侧面的位置的套筒的状态的、爪形离合器的操作的图。
【具体实施方式】
[0040]将参照【专利附图】
【附图说明】应用到车辆的包括根据第一实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置的自动变速器。如图1所示，车辆M具有发动机11、离合器12、自动变速器
13、差动装置14以及驱动轮，驱动轮具体为左前轮Wfl和右前轮Wfr。发动机11通过燃料的燃烧产生驱动力。发动机11被构造成使得发动机11的驱动力经由离合器12、自动变速器13和差动装置14传递到驱动轮Wfl和Wfr。也就是说，车辆M是所谓的前轮驱动车辆。
[0041]离合器12被构造成根据来自用作该实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置的控制单元(ECU) 10的指令来自动连接和断开。自动变速器13包括在其中的爪形离合器变速机构，并自动从例如六个前进齿轮和一个后退齿轮中选择。差动装置14包括末端齿轮和差动齿轮，并与自动变速器13 —体形成。
[0042]如图2所不，自动变速器13包括壳体22、用作转轴的输入轴24、第一输入齿轮26、第二输入齿轮28、用作离合器环和第三输入齿轮的第三离合器环30、用作第四输入齿轮和离合器环的第四离合器环32、用作毂的离合器毂34、套筒36、行程位置传感器38、轴向驱动设备40、输出轴42、离合器毂43、用作第一输出齿轮和离合器环的第一离合器环44、套筒45、用作第二输出齿轮和离合器环的第二离合器环46、第三输出齿轮48和第四输出齿轮50。例如,第一离合器环44 (第一输出齿轮)、第二离合器环46 (第二输出齿轮)、离合器毂43 (毂)、套筒45和轴向驱动设备构成第一爪形离合器变速机构。另外，例如，第三离合器环30 (第三输入齿轮)、第四离合器环32 (第四输入齿轮)、离合器毂34 (毂)、套筒36行程位置传感器38以及轴向驱动设备40构成第二爪形离合器变速机构。例如，第一爪形离合器变速机构、第二爪形离合器变速机构和控制单元10构成用于自动变速器的爪形离合器控制装置。
[0043]壳体22包括:具有底部的本体22a，形成为大致筒形构造；第一壁22b，用作本体22a的底部(底壁)的第一壁22b ;以及第二壁22c，在图2的左右方向上分隔主体22a的内部。
[0044]输入轴24被转动地支撑在壳体22处。具体地说，输入轴24的第一端(即图2中的左端)经由轴承22bl被支撑在第一壁22b处。输入轴24的第二端(即图2中的右端)经由轴承22cl被支撑在第二壁22c处。输入轴24的第二端经由离合器12可转动地连接到发动机11的输出轴。因此，在离合器12处于连接状态的状态下，发动机11的输出被输入到输入轴24。输入轴24用作本公开的转轴。输入轴(转轴)24直接和可转动地连接到自动变速器13的输入轴。输入轴24被支撑以围绕用作轴(轴线)的旋转轴线CL可转动。
[0045]第一输入齿轮26、第二输入齿轮28、第三离合器环30 (第三输入齿轮)和第四离合器环32 (第四输入齿轮)设置在输入轴24处。第一输入齿轮26和第二输入齿轮28例如通过花键配合固定到输入轴24，使得相对于输入轴24不可转动。第三输入齿轮形成在被支撑在输入轴24处的第三离合器环30的外周以相对于输入轴24可转动。第四输入齿轮形成在被支撑在输入轴24处的第四离合器环32的外周以相对于输入轴24可转动。离合器毂34例如通过花键配合固定到输入轴24，使得离合器毂34被阻止相对于输入轴24转动。离合器毂34位于第三离合器环30和第四离合器环32之间以与其邻近或紧邻。第三离合器环30 (第三输入齿轮)与第三输出齿轮啮合，同时第四离合器环32 (第四输入齿轮)与第四输出齿轮啮合。
[0046]输出轴42设置在壳体22处以与输入轴24平行布置。输出轴42可转动地被支撑在壳体22处。具体地说，输出轴42的第一端(图2中的左端)经由轴承22b2被支撑在第一壁22b处并且输出轴42的第二端(图2中的右端)经由轴承22c2被支撑在第二壁22c处。
[0047]第一离合器环44 (第一输出齿轮)、第二离合器环46 (第二输出齿轮)、所述第三输出齿轮48、第四输出齿轮50和第五输出齿轮52设置在输出轴42处。第一离合器环44经由形成在第一离合器环44的外周面的螺旋齿轮与第一输入齿轮26哨合。第二离合器环46经由形成在第二离合器环46的外周面的螺旋齿轮与第二输入齿轮28啮合。第三输出齿轮48经由形成在第三输出齿轮48的外周面的螺旋齿轮与第三离合器环30啮合。第四输出齿轮50经由形成在第四输出齿轮50的外周面的螺旋齿轮与第四离合器环320啮合。第五输出齿轮52经由形成在第五输出齿轮52的外周面的螺旋齿轮与差动装置14的输入齿轮啮合。呈环形的第一爪形离合器部44a (即爪形离合器部)形成在第一离合器环44面对离合器毂43的表面上(即配合部分)。呈环形的第二爪形离合器部46a (即爪形离合器部)形成在第二离合器环46面对离合器毂43的表面上(即配合部分)。
[0048]由例如转速编码器形成的转速检测传感器49设置在输出轴42的附近。检测输出轴42的转数，即输出轴42的转速，以检测例如设置在输入轴24处的第三离合器环30的转数(转速)。
[0049]离合器毂43 (毂)例如通过花键配合固定到输出轴42，并且位于第一离合器环44和第二离合器环46之间以与其邻近或紧邻。例如，第一离合器环44、第二离合器环46与离合器毂43的构造与设置在输入轴24处的第三离合器环30、第四离合器环32和离合器毂34大致相同，因此省略第一离合器环44、第二离合器环46和离合器毂43的说明。第三输出齿轮48、第四输出齿轮50和第五输出齿轮52例如通过花键配合固定到输出轴42。发动机11的驱动力从输入轴24输入，以传递到输出轴42并最终输出到差动装置14。
[0050]设置在输入轴24处的第二爪形离合器变速机构和设置在输出轴42处的第一爪形离合器变速机构包括大致相同的构造。因此，下面说明设置在输入轴24处的第二爪形离合器变速机构的构造。
[0051]离合器毂34通过花键配合被支撑在输入轴24处，使得离合器毂34与输入轴24一体转动。如图4和图6所示，离合器毂34包括花键配合输入轴24的接合孔35 (其中在图4和图6中省略键槽构造)，并包括扁平的筒形。离合器毂34还在外圆面处包括花键齿34a。例如，在周向上以均匀间隔形成十二个花键齿34a。每个花键齿34a形成为包括相同直径的齿顶圆(齿顶端圆)。此外，每个花键齿34a形成为包括相同直径的齿根圆(齿根部圆)以由此形成啮合槽34al，每个啮合槽34al包括使得套筒36的高齿36al和低齿36a2被构造成与啮合槽34al啮合的深度。套筒36的内齿(例如，花键)36a可滑动地与离合器毂34的花键齿34a接合。
[0052]套筒36被形成为大致环形。外周槽36b形成在套筒36沿其周向的外周上。轴向驱动设备40的叉部40a (参见图2)与外周槽36b可滑动地接合。如图4和图7所示，形成在套筒36的内周的十二个内齿36a在周向上以均匀的间隔布置。每个内齿36a被形成为包括相同直径的齿根圆。内齿36a包括高齿36al和低齿36a2。每个高齿36al的齿深(SP对应于径向上的长度的高齿)与每个低齿36a2的齿深不同。每个包括较大齿深(即较高高齿)的高齿36al在周向上成对形成，以按照高齿36al之间的180度的间隔彼此面对。其它内齿36a，即十个低齿36a2被形成为包括相同的比高齿36al的齿深小的高齿。套筒36包括端面(前端面36a4)，所述端面分别面对第三离合器环30和第四离合器环32，并与旋转轴线CL呈直角地对应于高齿36al和低齿36a2的表面。每个上述高齿36al和低齿36a2的表面包括位于套筒36的转动方向的前端和后端处的边角。所述边角包括相对于转动方向形成大致45度角的倒角面36a3(参见图7)。因此，防止每个高齿36al和低齿36a2的边角被第三离合器环30和第四离合器环32的爪形离合器齿(下文将说明)的冲击损坏或削掉。齿槽36a5形成在每个高齿36al和邻近于该高齿36al的低齿36a2之间，并且在彼此邻近的低齿36a2之间。第三离合器环30的离合器前齿30bl和离合器后齿30b2 (下文将描述)分别配合到齿槽36a5。套筒36的高齿36al和低齿36a2与离合器毂34的啮合槽34al接入口 ο
[0053]由例如转速编码器构成的转速检测传感器39设置在输入轴24的附近。检测输入轴24的转数(即输入轴24的转速)以检测套筒36的套筒转数(转速)。
[0054]包括第三爪形离合器部30a (即爪形离合器部)的第三离合器环30和包括第四爪形离合器部32a (即爪形离合器部)的第四离合器环32设置在输入轴24处以邻近于离合器毂34，即在旋转轴线CL的方向上定位在离合器毂34的相对侧。这里，第三离合器环30和第四离合器环32包括相对于离合器毂34大致对称的构造。因此，下文说明第三离合器环30的构造。
[0055]如图4和图5所示，第三离合器环30经由轴承设置在输入轴24处以在旋转轴(轴线)CL的方向上相对于输入轴24可转动并且相对于输入轴24不可移动。形成在第三离合器环30的外周面处的第三输入齿轮构成相对于输入轴24可转动的惰齿轮。呈环形的第三爪形离合器部30a形成在面对离合器毂34的第三离合器环30的表面处(即配合部)。多个爪形离合器齿30b被构造为与形成在三爪形离合器部30a的外周的套筒36的内齿36a哨合。爪形离合器齿30b包括具有彼此不同的齿深的两种齿，即离合器前齿30bl和离合器后齿30b2。爪形离合器齿30b在第三离合器环30的周向上以均匀的间隔形成。每个爪形离合器齿30b被形成为包括相同直径的齿根圆。离合器前齿30bl在周向上成对地形成，以按照前齿30bl之间的180度的间隔彼此面对。离合器前齿30bl这样被形成，S卩，离合器前齿30bl的齿顶圆的外径大于套筒36的高齿36al的齿顶圆的内径并且小于套筒36的低齿36a2的齿顶圆的内径。离合器前齿30bI被形成为在旋转轴线CL的方向上从构成配合部的第三爪形离合器部30a的前端面FE延伸到第三爪形离合器部30a的后端部RE。每个离合器前齿30bI包括朝向套筒36延伸的侧面30b9 (即前齿侧面)。在每个侧面30b9处形成相对于第三离合器环30的转动方向大致45度倾斜的倒角部30b3 (即前倒角部)。第三离合器环30的离合器前齿30bl被构造，以在套筒36靠近第三离合器环30同时相对于第三离合器环30转动的情况下与套筒36的高齿36al接合而不与低齿36a2接合。每个离合器前齿30bl的前端部由面对套筒36和倒角部30b3的前端面30b5形成。
[0056]如图4和图5所示，五个离合器后齿30b2布置在两个离合器前齿30bI和其它五个离合器后齿30b2之间的相位上，并且布置在两个离合器前齿30bl之间的另一相位上。也就是说，总共设置十个离合器后齿30b2。离合器后齿30b2被形成为使得离合器后齿30b2的齿顶圆的外径大于套筒36的低齿36a2的齿顶圆的内径。离合器后齿30b2这样形成，即，从旋转轴线CL的方向上缩进预定量t的位置从第三爪形离合器部30a的前端面FE延伸到构成配合部的第三爪形离合器部30a的后端部RE。每个离合器后齿30b2包括朝向套筒36延伸的侧面30b7 (即后齿侧面)。在每个侧面30b7处形成相对于第三离合器环30的转动方向大致45度倾斜的倒角部30b4 (即后倒角部)。齿槽30b8形成在彼此邻近的离合器后齿30b2之间，同时齿槽30bl0形成在每个离合器前齿30bl和邻近于该离合器前齿30bl的离合器后齿30b2之间。在套筒36靠近第三离合器环30同时相对于第三离合器环30转动的情况下，由于高齿36al和低齿36a2移入或进入第三离合器环30处的位置，即缩进预定量t的位置,所以离合器后齿30b2与套筒36的高齿36al和低齿36a2接合。由于离合器后齿30b2与套筒36的高齿36al和低齿36a2接合，所以安全和可靠地传递较大的转动力矩。每个离合器后齿30b2的前端部由面对套筒36和倒角部30b4的前端面30b6形成。
[0057]包括但不限于位置敏感检测器或线性编码器的各种传感器类型的位置传感器可以用作行程位置传感器38。
[0058]如图3所示，控制单元10包括存储部、计算部和控制部。控制单元10基于由转速检测装置39检测到的转数，即套筒36的转数(转速)以及由转速检测传感器49检测到的转数，即第三离合器环30的转数(转速)，在计算部处计算减速梯度。然后，控制单元10比较计算出的减速梯度和事先存储在存储部处的第一预定减速梯度值(第一预定值)或第二预定减速梯度值(第二预定值)。其结果是，控制单元10控制用作轴向驱动设备40的驱动源的线性驱动器40i，以在套筒36处产生第一推力负载Fl (增加的推力负载)或第二推力负载F2 (减小的推力负载)。控制单元10基于相对位置信号来控制用作轴向驱动设备40的驱动源的线性驱动器40i的推力负载值和高齿36al的前端面36a4的移动位置。相对位置信号分别指示由行程位置传感器38检测到的套筒36的远端(高齿36al的前端面36a4)相对于第三爪形离合器部30a的前端面FE的相对位置、由行程位置传感器38检测到的套筒36的远端相对于离合器后齿30b2的前端部的相对位置，以及由行程位置传感器38检测到的套筒36的远端相对于第三爪形离合器部30a的后端位置RE的相对位置。
[0059]轴向驱动设备40沿轴向使套筒36往复运动，即套筒36进行轴向移动。在套筒36被挤压或推动抵靠第三离合器环30或第四离合器环32的状态中从第三离合器环30或第四离合器环32向套筒36施加反作用力的情况下，轴向驱动设备40允许套筒36通过该反作用力移动。
[0060]轴向驱动设备40包括叉部40a、叉轴40b和驱动设备40c。叉部40a的远端被形成为与套筒36的外周槽36b的外周构造相匹配。叉部40a的基部固定到叉轴40b。叉轴40b被支撑在壳体22处以沿轴向可移动。也就是说，叉轴40b的第一端(即图2中的左端)经由轴承22b3支撑在第一壁22b处，并且叉轴40b的第二端(即图2中的右端)固定在支架40d处。支架40d由导向构件(转动锁)40e可滑动地支撑，导向构件40e从第二壁22c在轴向上突出。支架40d固定到螺母构件40f以相对于其不可转动。螺母构件40f与包括驱动设备40c的驱动轴40h以螺母构件40f可以前进或后退的方式啮合(即螺纹接合)，也就是说，螺母构件40f可以在轴向上往复运动。驱动轴40h经由轴承22c3支撑在第二壁22c处。[0061 ] 驱动设备40c是线性驱动装置，其驱动源是线性致动器40i。线性致动器40i例如包括滚珠螺杆型的线性致动器。滚珠螺杆型线性致动器包括，例如壳体、转子、驱动轴40h(滚珠轴)以及螺母构件40f。筒状的壳体包括由在内周向上布置的多个线圈形成的定子。设置用以相对于定子可转动的转子包括在外周上交替布置的多个N极磁体和S极磁体。N极磁体和S极磁体面对定子，且相对于定子具有磁隙。驱动轴40h与转子围绕定子的轴一体转动。由滚珠螺母形成的螺母构件40f与驱动轴40h啮合。驱动轴40h被旋入螺母构件40f以经由多个滚珠相对于螺母构件40f可转动。提供给每个定子线圈的电源被控制，以任意地和选择性地在向前和向后方向上转动驱动轴40h。其结果是，螺母构件40f和叉轴40b被驱动为往复运动并定位和保持在任意位置处。此外，由于滚珠螺杆轴的细长的杆体，驱动设备40c允许套筒36被可以从第三离合器环30或第四离合器环32而施加到套筒36的反作用力移动。
[0062]制动机构58设置在叉轴40b处以定位在第一壁22b附近。制动机构58包括止动器58a，止动器58a通过弹簧在正交于叉轴40b的轴线的方向上被偏压。止动器58a沿其轴向适配并插入形成在叉轴40b处的多个三角形凹槽59的每个中，使得可以将叉轴40b沿其轴向上的滑动限制在任意位置。
[0063]在实施例中，滚珠螺杆型线性致动器用作驱动设备。可替代地，可以使用其它驱动设备，例如螺线管驱动设备或液压驱动设备，只要该驱动设备允许在套筒36被挤压和推动抵靠第三离合器环30或第四离合器环326的状态下，套筒36可以被从第三离合器环30或第四离合器环32而施加到套筒36的反作用力移动。
[0064]接下来，将参照图8中的流程图说明上述用于自动变速器的爪形离合器装置的操作。例如，在升档操作时，在套筒36以高速转动并具有较小的惯量同时第三离合器环30(第三输入齿轮)以低速转动并具有较大的惯量的情况下，套筒36的转速降低。另一方面，在降档操作时，在套筒36以低速转动并具有较小的惯量同时第三离合器环30以高速转动并具有较大的惯量的情况下，套筒36的转速增加。在下文中，说明在升档操作时用于降低套筒36的速度的操作。
[0065]套筒36布置在第三离合器环30和第四离合器环32之间，处于被布置在空档位置的状态，在该空档位置套筒36的内齿(花键)36a与第三离合器环30和第四离合器环32的爪形离合器齿30b等的接合被阻止。
[0066]第三离合器环30的每个离合器后齿30b2的每个倒角部30b4和每个离合器后齿30b2的每个侧面30b7之间的边界位置用作第一行程位置SI。每个离合器后齿30b2的后端面的位置(第三爪形离合器部30a的后端位置RE)用作第二冲程位置S2。
[0067]在接收到换档开始信号时，控制单元10将控制电流施加到轴向驱动设备40的线性致动器40i，使得产生或施加移动套筒36所需要的推力。其结果是，开始套筒36和第三离合器环30之间的接合(接合动作)，如图12所示，如步骤101 (以下简称为S101)。驱动轴40h由线性致动器40i伸长(elongated)以移动叉轴40b。然后，叉部40a使套筒36朝向第三离合器环30滑动。套筒36靠近第三离合器环30同时相对于第三离合器环30转动与套筒36和第三离合器环30之间的转动差对应的量。此时，控制单元10控制线性驱动器40i，使得将第一推力负载Fl (即预定推力负载)施加到套筒36，如S102。
[0068]然后，使套筒36的高齿36al与第三离合器环30的离合器前齿30bl的前端面30b5或倒角部30b3接触。由于上述接触，套筒36和第三离合器环30之间的转动差略微降低。此时，套筒36的低齿36a2被阻止与任何部分或构件接触。
[0069]在每个高齿36al的端面36a4与每个离合器前齿30bI的前端面30b5接触但被弹回从而使得每个高齿36al被阻止从前端面30b5进入得更深的情况下，由施加到套筒36的第一推力负载Fl再次使套筒36靠近第三离合器环30。
[0070]此外，在套筒36进一步靠近第三离合器环30的状态中，在每个高齿36al的前端面36a4从每个离合器前齿30bl的前端面30b5 (即后齿前端面)进入得更深(即相对于其而深入)之后，通过行程位置传感器38判定套筒36的每个高齿36al是否到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6的位置，如步骤S103。在判定每个高齿36al未到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6的情况下，重复该判定直到每个高齿36al到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6。
[0071]通过行程位置传感器38判定套筒36的每个高齿36al是否到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6的判定过程不是必须的并可以省略。然而，此时，由于上述过程，确认每个高齿36al的位置，以判定套筒36的每个高齿36al是否与每个离合器前齿30bl的侧面30b9接触，套筒36和第三离合器环30之间的转动差减少，同时套筒36的每个高齿36al与每个离合器后齿30b2的前端面30b6接触而不与每个离合器前齿30bl的侧面30b9接触，或者第三离合器环30和套筒36大致一起转动(即彼此共同转动)。其结果是，可以获得更准确的接合控制。
[0072]在控制单元10判定套筒36的高齿36al行进到或到达如图9中SI所示的离合器后齿30b2的位置的情况下，通过转速检测传感器39判定套筒36的转速的减速梯度是否小于第一预定减速梯度值，如步骤S104和图9中的点A。第一预定减速梯度值(第一预定值)是通过确认以下情形来事先指定的:套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2接触因而套筒36的转速逐渐降低的情形，所述情形包括套筒36和第三离合器环30共同转动。在S104中判定套筒36的转速的减速梯度是否小于第一值。
[0073]在S104中判定套筒36的转速的减速梯度足够大于第一预定值，例如大于第二预定减速梯度值(第二预定值)的情况下，认为套筒36的高齿36al与离合器前齿30bl的侧面30b9直接接触而不接触离合器后齿30b2的前端面30b6，因而套筒36的转速大大降低。因此，继续施加第一推力负载Fl以使高齿36al进入齿槽30bl0。接着，在S108中，判定套筒36是否到达如图15所示的第三爪形离合器部30a的后端位置RE。
[0074]在S104中判定套筒36的转速的减速梯度略大于第一预定值，例如小于第二预定值的情况下，认为套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2的前端面30b6接触因而套筒36的转速略微降低，并且此后套筒36的高齿36al与离合器前齿30bl的侧面30b9接触。在上述情况下，也继续施加第一推力负载Fl以使高齿36al进入齿槽30bl0。接着，在S108中，判定套筒36是否到达如图15所示的第三爪形离合器部30a的后端位置RE。
[0075]在S104中判定套筒36的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，在S105中将推力负载的施加从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2。套筒36的转速的减速梯度小于第一预定值表示套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2的前端面30b6接触，其中离合器后齿30b2的前端面30b6不与高齿36al邻近，如图16和图17所示，因而套筒36的转速略微降低。因此，当将第一推力负载Fl继续施加到套筒36时，套筒36的高齿36al以套筒36和第三离合器环30之间的小转动差移动到离合器前齿30bl，如图18所示，或者套筒36和第三离合器环30以相同的转数(即相同转速)转动，即一同转动(共同转动)，如图19所示。在这种情况下，继续施加第一推力负载Fl可以导致在高齿36al接触离合器后齿30b2(即图11中的点A和第一行程位置SI)之后，套筒36的高齿36al到达离合器前齿30bl的侧面30b9的位置(即图11中的点C)所需要的时间增加。其结果是，延长了换档操作的时间段。
[0076]在本实施例中，如图9所示，在点A之后套筒36的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，推力负载从第一推力负载Fl减少。因此，套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2接触从而使得套筒36和第三离合器环30以其间的小转动差转动的状态被解除。可以很容易地确保套筒36和第三离合器环30之间的转动差，使得用于套筒36与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的时间段减少。例如，高齿36al与离合器后齿30b2之间的摩擦力减少，从而通过将推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2来进一步降低套筒36的转速的减速梯度，如图20所示。因此，高齿30al迅速移动到离合器前齿30bI的侧面30b9。
[0077]在如图21所示套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的情况下，基于转动惯量或转动滑动阻力差(例如套筒36和第三离合器环30之间)，将推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2会导致套筒36和第三离合器环30之间的转动差。
[0078]在将推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2的情况下，在S106中，控制单元10通过转速检测传感器39判定套筒36的转速的减速梯度是否大于第二预定值。在如图20所示，套筒36的高齿36al接触离合器前齿30bl的侧面30b9使得套筒36转速快速变化，即套筒36的高转速快速变化以适应第三离合器环30的低转速的情况下，套筒36的转速的减速梯度变得大于第二预定值。上述状态大致类似于图13或图14所示的状态，其中套筒36的转速的减速梯度大于第一预定值。
[0079]在判定套筒36的转速的减速梯度小于第二预定值的情况下，重复该判定直到检测出减速梯度大于第二预定值。
[0080]在判定套筒36的转速的减速梯度大于第二预定值(即图9中点B)的情况下，在S107中施加第一推力负载Fl用于使套筒36与第三离合器环30啮合。由于第一推力负载Fl施加到套筒36，所以套筒36的高齿36al进入离合器前齿30bl和离合器后齿30b2之间的齿槽30bl0同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。
[0081]在套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的情况下，由于第一推力负载Fl施加到套筒36并因而套筒36的高齿36al接触离合器前齿30bl的侧面30b9，所以套筒36和第三离合器环30之间的转动差增加，如图23所示，这导致套筒36的转速的快速下降。然后，由于第一推力负载Fl施加到套筒36，所以套筒36的高齿36al进入离合器前齿30bl和离合器后齿30b2之间的齿槽30bl0同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。
[0082]接着，在S108中，控制单元10判定套筒36是否到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE (用作后齿后端部的离合器后齿30b2的后端部)。如图15所示的套筒36到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE的状态(图9中的S2)表示套筒36的高齿36al和低齿36a2与离合器前齿30bl和离合器后齿30b2完全卩齿合。
[0083]在判定套筒36到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE的情况下，在S109中，控制单元10控制轴向驱动设备40以停止第一推力负载Fl的施加。套筒36被制动机构58保持在后端位置RE并且换档操作终止。
[0084]在本实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置中，在套筒36的每个高齿36al(高齿36al的前端面36a4)进入离合器前齿30bl之间，尤其是在进入离合器前齿30bl与邻近于该离合器前齿30bl的离合器后齿30b2之间之后，在例如自由状态中的套筒36的转速为快速同时第三离合器环30的转速较低的情况下,通过套筒36的转速的减速梯度小于表示较缓和的减速梯度(例如，1/5)的第一预定值可检测出:套筒36和第三离合器环30之间的转动差减少，同时套筒36的每个高齿36al与每个离合器后齿30b2的端面(即前端面30b6)接触，而不接触每个离合器前齿30bl的侧面30b9的状态；或者第三离合器环30和套筒36彼此共同转动的状态。由于基于用于挤压套筒36而抵靠第三离合器环30的推力负载而产生的摩擦力，产生了套筒36和第三离合器环30之间的转动差较小或套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的状态。因此，从套筒36施加到第三离合器环30的离合器后齿30b2的推力负载减少，以解除套筒36和第三离合器环30之间的转动差较小或套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的状态。可以确保套筒36和第三离合器环30之间的转动差，以减少用于套筒36与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的时间段。与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的套筒36的高齿36al到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE，即离合器后齿30b2的齿槽30bl0，同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。此时，包括套筒36的低齿36a2在内的所有内齿36a与第三离合器环30的所有爪形离合器齿30b啮合。因此，可以迅速执行套筒36和第三离合器环30之间的接合。因为检测出套筒36的转速的减速梯度以判定套筒36和第三离合器环30是否彼此共同转动，例如，可以实现预测套筒36和第三离合器环30无法彼此接合的状态，这可以导致迅速的换档操作。
[0085]在套筒36的转速的减速梯度超过作为较大值(例如，13/2)的第二预定值的情况下，套筒36的高齿36al与离合器前齿30bl的侧面30b9接触，使得套筒36的转速迅速减小。因此，第一推力负载Fl从套筒36施加到离合器后齿30b2，使得与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的套筒36的高齿36al快速到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE，同时被离合器前齿30bI的侧面30b9引导。
[0086]设置行程位置传感器38以检测套筒36在转轴线CL方向上的移动位置。由于行程位置传感器38，可以可靠地判定套筒36的高齿36al是否与离合器后齿30b2的前端面30b6接触，并且可以进一步可靠地判定套筒36的高齿36al是否与离合器前齿30bl的侧面30b9接触。可以实现快速和高准确性的换档操作。
[0087]在套筒36移动到第三离合器环30的情况下，每个高齿36al可以进入以配合形成在彼此邻近的爪形离合器齿30b之间的齿槽30b8或30bl0，同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。但是，可以认为高齿36al和/或低齿36a2可能由于彼此邻近的离合器后齿30b2之间的较小的齿距而被离合器后齿30b2弹回。因此，为了使高齿36al立即与爪形离合器齿30b哨合，由离合器前齿30bl的侧面30b9引导高齿36al以配合到邻近于离合器前齿30bl的的齿槽30bl0将是有效的。
[0088]接下来，将参照【专利附图】
【附图说明】应用到车辆的根据第二实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置。如图2所示，套筒45、用作第一输出齿轮的第一爪形离合器环44以及用作第二输出齿轮的第二离合器环46构成爪形离合器变速机构，该爪形离合器变速机构用作第一爪形离合器变速机构以用于控制第一爪形离合器环44和套筒45之间的接合。在这种情况下，用作输出轴和转轴的输出轴42与驱动轮Wf I和Wfr以低速一起转动同时套筒45以低速与输出轴一起转动。
[0089]此时，套筒45与驱动轮Wfl和Wfr —同转动，因而包括较大的惯性力。第一离合器环44与第一输入齿轮26卩齿合,第一输入齿轮26围绕输入轴24设置,输入轴24被驱动以通过发动机11的驱动力而高速转动。第一离合器环44用作与输出轴42相关的惰轮。在第二实施例中说明以下情况:离合器12断开以使第一离合器环44 (处于自由状态)高速转动，以与低速转动的套筒45 (输出轴42)啮合。此时，由转速检测传感器49检测出套筒45的转速(转数)，并且由转速检测传感器39检测出第一离合器环44的转数。也就是说，转速检测传感器39和49之间的检测关系与第一实施例相反。在接合控制中，在转动更快的第一离合器环44的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2。另一方面，在第一离合器环44的转速的减速梯度大于第二预定值的情况下，将第一推力负载Fl施加到套筒45。除了上述构造之外，第二实施例的构造与第一实施例大致相同，因此省略说明。
[0090]因此，第一离合器环44和套筒45以其间的小转动差相对彼此转动(或彼此共同转动)的状态可以被控制(改变)为基于离合器环(第一离合器环)44的转速的减速梯度确保转速差的状态。第二实施例的其它效果与第一实施例大致相同，因此省略说明。
[0091]如上所述，在处于自由状态的第一离合器环44高速转动同时套筒45低速转动的情况下，检测第一离合器环44的转速的减速梯度以判定该减速梯度是否小于第一预定值。其结果是，可以事先预测套筒45和第一离合器环44无法彼此接合的状态。
[0092]在第一实施例和第二实施例中，在离合器环的圆周上设置两个离合器前齿以彼此面对。可替代地，可以在离合器环的圆周上设置例如三个或三个以上离合器前齿以彼此等距隔开。
[0093]此外，在第一实施例和第二实施例中，在减少推力负载之前由线性致动器40i产生的推力负载，和在检测出减速梯度大于第二预定值之后由线性致动器40i产生的推力负载都等于第一推力值F1。可替代地，例如，上述推力负载中的一个可以大于推力负载中的另一个。
[0094]此外，可转动地连接到自动变速器的输入轴的转轴包括直接连接到如第一实施例所述的输入轴的转轴。可转动地连接到自动变速器的输出轴的转轴包括直接连接到如第二实施例所述的输出轴的转轴。
[0095]此外，在本实施例中，转速检测传感器39和49中的每个由转速编码器构成。可替代地，转速检测传感器39和49中的每个可以由包括例如转动变压器的已知的传感器形成。
[0096]本实施例可以不限于上述构造和附图，并且可以在实施例的范围内适当地修改或改变。
【权利要求】
1.一种用于自动变速器的爪形离合器控制装置，包括: 转轴(24，42)，可转动地连接到自动变速器(13)的输入轴(24)和所述自动变速器(13)的输出轴(42)中的一个，并且被支撑成围绕轴线(CL)可转动； 爪形离合器变速机构(30，32，34，36，39，40，43，44，45，46，49)，包括:离合器环(30，32，44，46)，可转动地被支撑在所述转轴(24，42)处，并且可转动地连接到所述输入轴(24)和输出轴(42)中的另一个，所述离合器环(30，32，44，46)包括配合部；离合器毂(34，43)，固定到所述转轴(24，42)并邻近所述离合器环(30，32，44，46)布置； 套筒(36，45)，包括花键(36a)，并且经由所述花键(36a)配合到所述离合器毂(34，43)，以在所述轴线(CL)的方向上可移动； 轴向驱动设备(40)，用于在所述轴线(CL)的方向上移动所述套筒(36，45)； 爪形离合器部(30a，32a，44a，46a)，设置在所述离合器环(30，32，44，46)的所述配合部处，并且响应于所述套筒(36，45)的轴向移动来选择性地与所述套筒(36，45)的所述花键(36a)啮合，所述配合部朝向所述套筒(36，45)突出； 转速检测传感器(39，49)，用于检测所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，32，44，46)中的任一个的转速； 所述花键(36a)，包 括多个高齿(36al)，所述花键(36a)的其余部分对应于低齿(36&2)，每个所述高齿(36&1)的齿深大于所述低齿(36a2)的齿深； 离合器前齿(30bl)，形成在所述爪形离合器部(30a)处以从所述爪形离合器部(30a)的前端面(FE)延伸到所述爪形离合器部(30a)的后端位置(RE)，并且被布置在对应于所述高齿(36al)位置的位置处，所述离合器前齿(30bl)的外径大于所述高齿(36al)的内径并小于所述低齿(36a2)的内径；以及 离合器后齿(30b2)，形成在所述爪形离合器部(30a)处以从所述爪形离合器部(30a)的所述前端面(FE )缩进预定量(t)的位置延伸到所述爪形离合器部(30a)的所述后端位置(RE)，所述离合器后齿(30b2)被构造为与所述花键(36a)的齿槽(36a5)啮合；以及 控制单元(10)，基于由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备(40)的操作；所述控制单元(10)控制所述轴向驱动设备(40)，使得在由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载(F2)从所述套筒(36，45)施加到所述离合器后齿(30b2)。
2.根据权利要求1所述的爪形离合器控制装置(10)，其中所述控制单元(10)控制所述轴向驱动设备(40)，使得在将所述减少的推力负载(F2)从所述套筒(36，45)施加到所述离合器后齿(30b2)之后，在由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度超过比所述第一预定值大的第二预定值的情况下，将增加的推力负载(Fl)从所述套筒(36，45)施加到所述离合器后齿(30b2)。
3.根据权利要求1或2所述的爪形离合器控制装置(10)，其中所述爪形离合器变速机构(30，32，34，36，38，39，40，43，44，45，46，49)还包括: 行程位置传感器(38)，用于检测所述套筒(36，45)在所述轴线(CL)方向上的移动位置，以及 其中，除了基于由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备(40)之外，所述控制单元(10 )还基于由所述行程位置传感器(38 )检测到的位置来控制所述轴向驱动设备(40 )的操作， 所述控制单元(10)控制所述轴向驱动设备(40)，使得在所述控制单元(10)通过所述行程位置传感器(38 )检测到所述套筒(36，45 )到达所述离合器后齿(30b2 )的位置，并且由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度小于所述第一预定值的情况下，将所述减少的推力负载(F2)从所述套筒(36，45)施加 到所述离合器后齿(30b2)。
【文档编号】F16H59/04GK104074960SQ201410113471
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】岩崎靖久, 吉田雄亮 申请人:爱信精机株式会社
【专利摘要】用于自动变速器的爪形离合器控制装置，包括：转轴；爪形离合器变速机构，其包括离合器环，离合器毂，包括花键的套筒，轴向驱动设备，设置在离合器环上的爪形离合器部，转速检测传感器，包括高齿和低齿的所述花键，形成在爪形离合器部处的离合器前齿和离合器后齿；以及控制单元，控制单元基于由转速检测传感器检测到的套筒和离合器环中任一个的转速的减速梯度来控制轴向驱动设备的操作，并且控制轴向驱动设备使得在减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载从套筒施加到离合器后齿。
【专利说明】用于自动变速器的爪形离合器控制装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明总体上涉及一种用于自动变速器的爪形离合器控制装置。
【背景技术】
[0002]众所周知，车辆的动力传动系包括变速器，变速器改变用于驱动驱动轮的驱动设备(例如包括发动机和/或电动机)的转矩和/或转数(即转速)，从而取决于车辆的驱动条件来将转矩和/或转动传递到驱动轮。有几种类型的变速器，例如包括常合式(normally-engaged type)变速器。例如，已知的常合式变速器包括多个惰齿轮和多个齿轮。其中每个惰齿轮配合到或设置在连接到驱动轮的转轴，使得惰齿轮相对于转轴可转动并在其转轴方向上不可移动，并且多个齿轮围绕平行于转轴布置的中间轴(countershaft)的外周而设置。惰齿轮和齿轮通常彼此啮合。根据已知的常合式变速器，通过花键配合到转轴以在转轴的方向上可移动的套筒与惰齿轮并列布置。设置在套筒连结面处的接合齿(花键)连结到惰齿轮，并可与设置在惰齿轮连结面处的接合齿(爪形离合器)接合。因此，与套筒接合的惰齿轮和转轴彼此一体转动。与转轴一体转动的惰齿轮和与惰齿轮啮合的中间轴的齿轮彼此关联地转动，使得将转轴的转矩和/或转数传递到中间轴。通过从包括彼此不同的齿数的多个惰齿轮中选择与转轴一体转动的惰齿轮，并通过使套筒与所选择的惰齿轮接合，来执行换档操作。取决于套筒抵靠惰齿轮挤压的时间，可能存在套筒和惰齿轮无法彼此正确接合的情况。
[0003]为了在套筒与惰齿轮未正确接合的情况下使套筒和惰齿轮彼此接合，根据JP37099558 (下文将称为参考文献I )，一旦减少套筒抵靠惰齿轮推动的转矩，则此后，套筒以较大转矩再次抵靠惰齿轮推动，使得套筒和惰齿轮彼此正确地接合。
[0004]根据参考文献1，在套筒与惰齿轮未接合的情况下，仅再次执行接合操作。因此，在没有从一开始启动换档操作的情况下，将套筒和惰齿轮彼此接合。
[0005]根据JP06-50413A (下文将称为参考文献2)中公开的电子换档装置，在未实现换档到所期望的档位的情况下，将档位改变的输出切断持续预定时间段。此后，再次开启档位改变的输出。因此，可以获得足够的时间切换液压开关阀。在再次执行的情况下可靠地执行换档，由此提高变速的可操作性。
[0006]根据参考文献I中公开的变速控制方法，定时器用于判定套筒无法与惰齿轮的爪形离合器接合。在经过预定时间段之后套筒未到达预定接合位置的情况下，再次执行重进控制以使套筒与惰齿轮接合。因此，需要将由定时器设定的在开始重进控制之前的控制结束时间设定为等于或长于套筒正确地移动到预定接合位置的时间段值(也就是套筒与爪形离合器接合而不被爪形离合器弹出的时间段)。因此，在判定套筒无法与惰齿轮的爪形离合器接合的时间点上，爪形离合器已经抵靠套筒推动，并且套筒和惰齿轮之间的转数的差因而较小。因此，套筒和惰齿轮需要时间行进到套筒和惰齿轮彼此接合的下一个位置。或者，因为套筒和惰齿轮彼此共同转动，所以套筒和惰齿轮再次彼此接合需要更长时间。其结果是，换档时间可能会很长。
[0007]根据参考文献2中公开的电子换档装置，在未实现换档到所需的换档位置(即未接合的)情况下，定时器用于将档位改变的输出切断或关闭预定时间段，并且此后再次开启档位改变的输出。等待换档操作直到例如定时器的重试计数器开始计数，这可能导致用于判定套筒无法与爪形离合器接合的时间段较长。其结果是，换档时间可能会很长。
[0008]因此，需要用于自动变速器的爪形离合器控制装置，其能够在当换档操作时套筒移动并被带入与爪形离合器的接合的情况下实现快速换档操作。
【发明内容】
[0009]根据本公开的一个方案，一种用于自动变速器的爪形离合器控制装置，包括:转轴，可转动地连接到自动变速器的输入轴和所述自动变速器的输出轴中的一个，并且被支撑成围绕一轴线可转动以及爪形离合器变速机构。所述爪形离合器变速机构包括:离合器环，可转动地支撑在所述转轴处并且可转动地连接到所述输入轴和输出轴中的另一个，所述离合器环包括配合部；离合器毂，固定到所述转轴并邻近所述离合器环布置；套筒，包括花键并且经由所述花键配合到所述离合器毂，以在所述轴线方向上可移动；轴向驱动设备，用于在所述轴线方向上移动所述套筒；爪形离合器部，设置在所述离合器环的所述配合部处，并且响应于所述套筒的轴向移动来选择性地与所述套筒的所述花键啮合，所述配合部朝向所述套筒突出；转速检测传感器，用于检测所述套筒和所述离合器环中的任一个的转速；所述花键，包括多个高齿，所述花键的其余部分对应于低齿，每个所述高齿的齿深大于所述低齿的齿深；离合器前齿，形成在所述爪形离合器部处以从所述爪形离合器部的前端面延伸到所述爪形离合器部的后端位置，并且被布置在对应于所述高齿位置的位置处，所述离合器前齿的外径大于所述高齿的内径并小于所述低齿的内径；以及离合器后齿，形成在所述爪形离合器部处以从所述爪形离合器部的前端面缩进预定量的位置延伸到所述爪形离合器部的后端位置，所述离合器后齿被构造为与所述花键的齿槽啮合。所述爪形离合器控制装置还包括控制单元，基于由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备的操作。所述控制单元控制所述轴向驱动设备，使得在由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿。
[0010]根据上述公开内容，在套筒的每个高齿进入离合器前齿之间之后，例如，在套筒的转速为快速的自由状态同时离合器环的转速较低的情况下，通过套筒的转速的减速梯度小于表示较缓和的减速梯度的第一预定值可检测出:套筒和离合器环之间的转动差减少同时套筒的每个高齿与每个离合器后齿的端面(即前端面)接触而不接触每个离合器前齿的侧面的状态；或者离合器环和套筒彼此共同转动的状态。由于在用于抵靠离合器环推动套筒的推力负载的基础上产生摩擦力，所以发生套筒和离合器环之间的转动差较小或套筒和第三离合器环彼此共同转动的状态。因此，从套筒施加到离合器环的离合器后齿的推力负载减少，以解除套筒和离合器环之间的转动差较小或套筒和离合器环彼此共同转动的状态。可以确保套筒和离合器环之间的转动差以减少用于套筒与离合器环的离合器前齿的侧面接触的时间段。与离合器环的离合器前齿的侧面接触的套筒的高齿到达爪形离合器部的后端位置(即离合器后齿的齿槽的位置)同时被离合器前齿的侧面引导。因此，可以迅速执行套筒和离合器环之间的接合。因为检测出套筒的转速的减速梯度以判定套筒和离合器环是否彼此共同转动，因此例如，可以实现预测套筒和离合器环无法彼此接合的状态，这可以导致迅速的换档操作。
[0011]在处于自由状态的离合器环高速转动同时套筒低速转动的情况下，检测离合器环的转速的减速梯度以判定该减速梯度是否小于第一预定值。其结果是，可以事先预测套筒和离合器环无法彼此接合的状态。
[0012]所述控制单元控制所述轴向驱动设备，使得在将所述减少的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿之后，在由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度超过比所述第一预定值大的第二预定值的情况下，将增加的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿。
[0013]在套筒的转速的减速梯度超过作为较大值的第二预定值的情况下，套筒的高齿与离合器前齿的侧面接触，使得套筒的转速迅速减小。因此，增加的推力负载从套筒施加到离合器后齿，使得与离合器环的离合器前齿的侧面接触的套筒的高齿快速到达第三爪形离合器部的后端位置，同时被离合器前齿的侧面引导。
[0014]所述爪形离合器变速机构还包括行程位置传感器，用于在所述轴线方向上检测所述套筒的移动位置，并且所述控制单元除了基于由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备之外，还基于由所述行程位置传感器检测到的位置来控制所述轴向驱动设备的操作，所述控制单元控制所述轴向驱动设备，使得在所述控制单元通过行程位置传感器所述检测到所述套筒到达所述离合器后齿的位置，并且由所述转速检测传感器检测到的所述套筒和所述离合器环中任一个的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载从所述套筒施加到所述离合器后齿。
[0015]设置行程位置传感器以检测套筒在转轴线方向上的移动位置。由于行程位置传感器，可以可靠地判定套筒的高齿是否与离合器后齿的前端面接触，并且可以进一步可靠地判定套筒的高齿是否与离合器前齿的侧面接触。可以实现快速和高准确性的换档操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]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:
[0017]图1是配备有包括根据本文公开的实施例的爪形离合器的自动变速器的车辆的示意图；
[0018]图2是包括根据实施例的爪形离合器的自动变速器的示意图；
[0019]图3是根据实施例的控制单元的方框图；
[0020]图4是根据实施例的爪形离合器变速机构的立体图；
[0021]图5是根据实施例的离合器环的正视图；
[0022]图6是根据实施例的离合器毂的正视图；
[0023]图7是根据实施例的套筒的正视图；
[0024]图8是根据实施例的轴向驱动设备的推力负载控制的流程图；
[0025]图9是示出对于根据实施例的换档操作的行程位置和套筒转速、离合器环转速以及推力负载之间的关系相对于时间的时序图；
[0026]图10是示出将套筒与离合器环接合持续最短时间段的情况下，行程位置和套筒转速、离合器环转速以及推力负载之间的关系的时序图；
[0027]图11是示出在将套筒与离合器环带入接合持续长时间段的情况下，行程位置和套筒转速、离合器环转速以及推力负载之间的关系的时序图；
[0028]图12是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒在空档位置中的状态下爪形离合器的操作；
[0029]图13是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿直接接触离合器环的离合器前齿的侧面的状态下的、爪形离合器的操作；
[0030]图14是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿在接触离合器后齿的前端面之后接触离合器前齿的侧面的状态下、爪形离合器的操作；
[0031]图15是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿相对于离合器环深入同时被离合器前齿的侧面引导的状态下的、爪形离合器的操作；
[0032]图16是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒接触离合器后齿的状态下爪形离合器的操作的图；
[0033]图17是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒和不与离合器前齿邻近的离合器后齿接触的状态下的、爪形离合器的操作；
[0034]图18是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒的高齿以套筒和离合器环之间的较小转动差移动的状态下的、爪形离合器的操作；
[0035]图19是从径向外侧看的示意图，示出了在套筒和离合器环彼此共同转动的状态下爪形离合器的操作；
[0036]图20是从径向外侧看的示意图，示出了由于减少施加到以套筒和离合器环之间的较小转动差移动的套筒的高齿的、第一推力负载而导致的、套筒的高齿以套筒和离合器环之间的较大转动差可移动的状态下的、爪形离合器的操作；
[0037]图21是从径向外侧看的示意图，示出了在通过减少施加到与离合器环共同转动的套筒的高齿的第一推力负载而在套筒和离合器环之间产生转动差的状态下的、爪形离合器的操作；
[0038]图22是从径向外侧看的示意图，示出了在第一推力负载施加到由于减少了推力负载而到达离合器前齿的侧面的位置的套筒的状态下的、爪形离合器的操作；以及
[0039]图23是从径向外侧看的示意图，示出了从套筒与离合器环共同转动的状态到第一推力负载施加到到达离合器前齿的侧面的位置的套筒的状态的、爪形离合器的操作的图。
【具体实施方式】
[0040]将参照【专利附图】
【附图说明】应用到车辆的包括根据第一实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置的自动变速器。如图1所示，车辆M具有发动机11、离合器12、自动变速器
13、差动装置14以及驱动轮，驱动轮具体为左前轮Wfl和右前轮Wfr。发动机11通过燃料的燃烧产生驱动力。发动机11被构造成使得发动机11的驱动力经由离合器12、自动变速器13和差动装置14传递到驱动轮Wfl和Wfr。也就是说，车辆M是所谓的前轮驱动车辆。
[0041]离合器12被构造成根据来自用作该实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置的控制单元(ECU) 10的指令来自动连接和断开。自动变速器13包括在其中的爪形离合器变速机构，并自动从例如六个前进齿轮和一个后退齿轮中选择。差动装置14包括末端齿轮和差动齿轮，并与自动变速器13 —体形成。
[0042]如图2所不，自动变速器13包括壳体22、用作转轴的输入轴24、第一输入齿轮26、第二输入齿轮28、用作离合器环和第三输入齿轮的第三离合器环30、用作第四输入齿轮和离合器环的第四离合器环32、用作毂的离合器毂34、套筒36、行程位置传感器38、轴向驱动设备40、输出轴42、离合器毂43、用作第一输出齿轮和离合器环的第一离合器环44、套筒45、用作第二输出齿轮和离合器环的第二离合器环46、第三输出齿轮48和第四输出齿轮50。例如,第一离合器环44 (第一输出齿轮)、第二离合器环46 (第二输出齿轮)、离合器毂43 (毂)、套筒45和轴向驱动设备构成第一爪形离合器变速机构。另外，例如，第三离合器环30 (第三输入齿轮)、第四离合器环32 (第四输入齿轮)、离合器毂34 (毂)、套筒36行程位置传感器38以及轴向驱动设备40构成第二爪形离合器变速机构。例如，第一爪形离合器变速机构、第二爪形离合器变速机构和控制单元10构成用于自动变速器的爪形离合器控制装置。
[0043]壳体22包括:具有底部的本体22a，形成为大致筒形构造；第一壁22b，用作本体22a的底部(底壁)的第一壁22b ;以及第二壁22c，在图2的左右方向上分隔主体22a的内部。
[0044]输入轴24被转动地支撑在壳体22处。具体地说，输入轴24的第一端(即图2中的左端)经由轴承22bl被支撑在第一壁22b处。输入轴24的第二端(即图2中的右端)经由轴承22cl被支撑在第二壁22c处。输入轴24的第二端经由离合器12可转动地连接到发动机11的输出轴。因此，在离合器12处于连接状态的状态下，发动机11的输出被输入到输入轴24。输入轴24用作本公开的转轴。输入轴(转轴)24直接和可转动地连接到自动变速器13的输入轴。输入轴24被支撑以围绕用作轴(轴线)的旋转轴线CL可转动。
[0045]第一输入齿轮26、第二输入齿轮28、第三离合器环30 (第三输入齿轮)和第四离合器环32 (第四输入齿轮)设置在输入轴24处。第一输入齿轮26和第二输入齿轮28例如通过花键配合固定到输入轴24，使得相对于输入轴24不可转动。第三输入齿轮形成在被支撑在输入轴24处的第三离合器环30的外周以相对于输入轴24可转动。第四输入齿轮形成在被支撑在输入轴24处的第四离合器环32的外周以相对于输入轴24可转动。离合器毂34例如通过花键配合固定到输入轴24，使得离合器毂34被阻止相对于输入轴24转动。离合器毂34位于第三离合器环30和第四离合器环32之间以与其邻近或紧邻。第三离合器环30 (第三输入齿轮)与第三输出齿轮啮合，同时第四离合器环32 (第四输入齿轮)与第四输出齿轮啮合。
[0046]输出轴42设置在壳体22处以与输入轴24平行布置。输出轴42可转动地被支撑在壳体22处。具体地说，输出轴42的第一端(图2中的左端)经由轴承22b2被支撑在第一壁22b处并且输出轴42的第二端(图2中的右端)经由轴承22c2被支撑在第二壁22c处。
[0047]第一离合器环44 (第一输出齿轮)、第二离合器环46 (第二输出齿轮)、所述第三输出齿轮48、第四输出齿轮50和第五输出齿轮52设置在输出轴42处。第一离合器环44经由形成在第一离合器环44的外周面的螺旋齿轮与第一输入齿轮26哨合。第二离合器环46经由形成在第二离合器环46的外周面的螺旋齿轮与第二输入齿轮28啮合。第三输出齿轮48经由形成在第三输出齿轮48的外周面的螺旋齿轮与第三离合器环30啮合。第四输出齿轮50经由形成在第四输出齿轮50的外周面的螺旋齿轮与第四离合器环320啮合。第五输出齿轮52经由形成在第五输出齿轮52的外周面的螺旋齿轮与差动装置14的输入齿轮啮合。呈环形的第一爪形离合器部44a (即爪形离合器部)形成在第一离合器环44面对离合器毂43的表面上(即配合部分)。呈环形的第二爪形离合器部46a (即爪形离合器部)形成在第二离合器环46面对离合器毂43的表面上(即配合部分)。
[0048]由例如转速编码器形成的转速检测传感器49设置在输出轴42的附近。检测输出轴42的转数，即输出轴42的转速，以检测例如设置在输入轴24处的第三离合器环30的转数(转速)。
[0049]离合器毂43 (毂)例如通过花键配合固定到输出轴42，并且位于第一离合器环44和第二离合器环46之间以与其邻近或紧邻。例如，第一离合器环44、第二离合器环46与离合器毂43的构造与设置在输入轴24处的第三离合器环30、第四离合器环32和离合器毂34大致相同，因此省略第一离合器环44、第二离合器环46和离合器毂43的说明。第三输出齿轮48、第四输出齿轮50和第五输出齿轮52例如通过花键配合固定到输出轴42。发动机11的驱动力从输入轴24输入，以传递到输出轴42并最终输出到差动装置14。
[0050]设置在输入轴24处的第二爪形离合器变速机构和设置在输出轴42处的第一爪形离合器变速机构包括大致相同的构造。因此，下面说明设置在输入轴24处的第二爪形离合器变速机构的构造。
[0051]离合器毂34通过花键配合被支撑在输入轴24处，使得离合器毂34与输入轴24一体转动。如图4和图6所示，离合器毂34包括花键配合输入轴24的接合孔35 (其中在图4和图6中省略键槽构造)，并包括扁平的筒形。离合器毂34还在外圆面处包括花键齿34a。例如，在周向上以均匀间隔形成十二个花键齿34a。每个花键齿34a形成为包括相同直径的齿顶圆(齿顶端圆)。此外，每个花键齿34a形成为包括相同直径的齿根圆(齿根部圆)以由此形成啮合槽34al，每个啮合槽34al包括使得套筒36的高齿36al和低齿36a2被构造成与啮合槽34al啮合的深度。套筒36的内齿(例如，花键)36a可滑动地与离合器毂34的花键齿34a接合。
[0052]套筒36被形成为大致环形。外周槽36b形成在套筒36沿其周向的外周上。轴向驱动设备40的叉部40a (参见图2)与外周槽36b可滑动地接合。如图4和图7所示，形成在套筒36的内周的十二个内齿36a在周向上以均匀的间隔布置。每个内齿36a被形成为包括相同直径的齿根圆。内齿36a包括高齿36al和低齿36a2。每个高齿36al的齿深(SP对应于径向上的长度的高齿)与每个低齿36a2的齿深不同。每个包括较大齿深(即较高高齿)的高齿36al在周向上成对形成，以按照高齿36al之间的180度的间隔彼此面对。其它内齿36a，即十个低齿36a2被形成为包括相同的比高齿36al的齿深小的高齿。套筒36包括端面(前端面36a4)，所述端面分别面对第三离合器环30和第四离合器环32，并与旋转轴线CL呈直角地对应于高齿36al和低齿36a2的表面。每个上述高齿36al和低齿36a2的表面包括位于套筒36的转动方向的前端和后端处的边角。所述边角包括相对于转动方向形成大致45度角的倒角面36a3(参见图7)。因此，防止每个高齿36al和低齿36a2的边角被第三离合器环30和第四离合器环32的爪形离合器齿(下文将说明)的冲击损坏或削掉。齿槽36a5形成在每个高齿36al和邻近于该高齿36al的低齿36a2之间，并且在彼此邻近的低齿36a2之间。第三离合器环30的离合器前齿30bl和离合器后齿30b2 (下文将描述)分别配合到齿槽36a5。套筒36的高齿36al和低齿36a2与离合器毂34的啮合槽34al接入口 ο
[0053]由例如转速编码器构成的转速检测传感器39设置在输入轴24的附近。检测输入轴24的转数(即输入轴24的转速)以检测套筒36的套筒转数(转速)。
[0054]包括第三爪形离合器部30a (即爪形离合器部)的第三离合器环30和包括第四爪形离合器部32a (即爪形离合器部)的第四离合器环32设置在输入轴24处以邻近于离合器毂34，即在旋转轴线CL的方向上定位在离合器毂34的相对侧。这里，第三离合器环30和第四离合器环32包括相对于离合器毂34大致对称的构造。因此，下文说明第三离合器环30的构造。
[0055]如图4和图5所示，第三离合器环30经由轴承设置在输入轴24处以在旋转轴(轴线)CL的方向上相对于输入轴24可转动并且相对于输入轴24不可移动。形成在第三离合器环30的外周面处的第三输入齿轮构成相对于输入轴24可转动的惰齿轮。呈环形的第三爪形离合器部30a形成在面对离合器毂34的第三离合器环30的表面处(即配合部)。多个爪形离合器齿30b被构造为与形成在三爪形离合器部30a的外周的套筒36的内齿36a哨合。爪形离合器齿30b包括具有彼此不同的齿深的两种齿，即离合器前齿30bl和离合器后齿30b2。爪形离合器齿30b在第三离合器环30的周向上以均匀的间隔形成。每个爪形离合器齿30b被形成为包括相同直径的齿根圆。离合器前齿30bl在周向上成对地形成，以按照前齿30bl之间的180度的间隔彼此面对。离合器前齿30bl这样被形成，S卩，离合器前齿30bl的齿顶圆的外径大于套筒36的高齿36al的齿顶圆的内径并且小于套筒36的低齿36a2的齿顶圆的内径。离合器前齿30bI被形成为在旋转轴线CL的方向上从构成配合部的第三爪形离合器部30a的前端面FE延伸到第三爪形离合器部30a的后端部RE。每个离合器前齿30bI包括朝向套筒36延伸的侧面30b9 (即前齿侧面)。在每个侧面30b9处形成相对于第三离合器环30的转动方向大致45度倾斜的倒角部30b3 (即前倒角部)。第三离合器环30的离合器前齿30bl被构造，以在套筒36靠近第三离合器环30同时相对于第三离合器环30转动的情况下与套筒36的高齿36al接合而不与低齿36a2接合。每个离合器前齿30bl的前端部由面对套筒36和倒角部30b3的前端面30b5形成。
[0056]如图4和图5所示，五个离合器后齿30b2布置在两个离合器前齿30bI和其它五个离合器后齿30b2之间的相位上，并且布置在两个离合器前齿30bl之间的另一相位上。也就是说，总共设置十个离合器后齿30b2。离合器后齿30b2被形成为使得离合器后齿30b2的齿顶圆的外径大于套筒36的低齿36a2的齿顶圆的内径。离合器后齿30b2这样形成，即，从旋转轴线CL的方向上缩进预定量t的位置从第三爪形离合器部30a的前端面FE延伸到构成配合部的第三爪形离合器部30a的后端部RE。每个离合器后齿30b2包括朝向套筒36延伸的侧面30b7 (即后齿侧面)。在每个侧面30b7处形成相对于第三离合器环30的转动方向大致45度倾斜的倒角部30b4 (即后倒角部)。齿槽30b8形成在彼此邻近的离合器后齿30b2之间，同时齿槽30bl0形成在每个离合器前齿30bl和邻近于该离合器前齿30bl的离合器后齿30b2之间。在套筒36靠近第三离合器环30同时相对于第三离合器环30转动的情况下，由于高齿36al和低齿36a2移入或进入第三离合器环30处的位置，即缩进预定量t的位置,所以离合器后齿30b2与套筒36的高齿36al和低齿36a2接合。由于离合器后齿30b2与套筒36的高齿36al和低齿36a2接合，所以安全和可靠地传递较大的转动力矩。每个离合器后齿30b2的前端部由面对套筒36和倒角部30b4的前端面30b6形成。
[0057]包括但不限于位置敏感检测器或线性编码器的各种传感器类型的位置传感器可以用作行程位置传感器38。
[0058]如图3所示，控制单元10包括存储部、计算部和控制部。控制单元10基于由转速检测装置39检测到的转数，即套筒36的转数(转速)以及由转速检测传感器49检测到的转数，即第三离合器环30的转数(转速)，在计算部处计算减速梯度。然后，控制单元10比较计算出的减速梯度和事先存储在存储部处的第一预定减速梯度值(第一预定值)或第二预定减速梯度值(第二预定值)。其结果是，控制单元10控制用作轴向驱动设备40的驱动源的线性驱动器40i，以在套筒36处产生第一推力负载Fl (增加的推力负载)或第二推力负载F2 (减小的推力负载)。控制单元10基于相对位置信号来控制用作轴向驱动设备40的驱动源的线性驱动器40i的推力负载值和高齿36al的前端面36a4的移动位置。相对位置信号分别指示由行程位置传感器38检测到的套筒36的远端(高齿36al的前端面36a4)相对于第三爪形离合器部30a的前端面FE的相对位置、由行程位置传感器38检测到的套筒36的远端相对于离合器后齿30b2的前端部的相对位置，以及由行程位置传感器38检测到的套筒36的远端相对于第三爪形离合器部30a的后端位置RE的相对位置。
[0059]轴向驱动设备40沿轴向使套筒36往复运动，即套筒36进行轴向移动。在套筒36被挤压或推动抵靠第三离合器环30或第四离合器环32的状态中从第三离合器环30或第四离合器环32向套筒36施加反作用力的情况下，轴向驱动设备40允许套筒36通过该反作用力移动。
[0060]轴向驱动设备40包括叉部40a、叉轴40b和驱动设备40c。叉部40a的远端被形成为与套筒36的外周槽36b的外周构造相匹配。叉部40a的基部固定到叉轴40b。叉轴40b被支撑在壳体22处以沿轴向可移动。也就是说，叉轴40b的第一端(即图2中的左端)经由轴承22b3支撑在第一壁22b处，并且叉轴40b的第二端(即图2中的右端)固定在支架40d处。支架40d由导向构件(转动锁)40e可滑动地支撑，导向构件40e从第二壁22c在轴向上突出。支架40d固定到螺母构件40f以相对于其不可转动。螺母构件40f与包括驱动设备40c的驱动轴40h以螺母构件40f可以前进或后退的方式啮合(即螺纹接合)，也就是说，螺母构件40f可以在轴向上往复运动。驱动轴40h经由轴承22c3支撑在第二壁22c处。[0061 ] 驱动设备40c是线性驱动装置，其驱动源是线性致动器40i。线性致动器40i例如包括滚珠螺杆型的线性致动器。滚珠螺杆型线性致动器包括，例如壳体、转子、驱动轴40h(滚珠轴)以及螺母构件40f。筒状的壳体包括由在内周向上布置的多个线圈形成的定子。设置用以相对于定子可转动的转子包括在外周上交替布置的多个N极磁体和S极磁体。N极磁体和S极磁体面对定子，且相对于定子具有磁隙。驱动轴40h与转子围绕定子的轴一体转动。由滚珠螺母形成的螺母构件40f与驱动轴40h啮合。驱动轴40h被旋入螺母构件40f以经由多个滚珠相对于螺母构件40f可转动。提供给每个定子线圈的电源被控制，以任意地和选择性地在向前和向后方向上转动驱动轴40h。其结果是，螺母构件40f和叉轴40b被驱动为往复运动并定位和保持在任意位置处。此外，由于滚珠螺杆轴的细长的杆体，驱动设备40c允许套筒36被可以从第三离合器环30或第四离合器环32而施加到套筒36的反作用力移动。
[0062]制动机构58设置在叉轴40b处以定位在第一壁22b附近。制动机构58包括止动器58a，止动器58a通过弹簧在正交于叉轴40b的轴线的方向上被偏压。止动器58a沿其轴向适配并插入形成在叉轴40b处的多个三角形凹槽59的每个中，使得可以将叉轴40b沿其轴向上的滑动限制在任意位置。
[0063]在实施例中，滚珠螺杆型线性致动器用作驱动设备。可替代地，可以使用其它驱动设备，例如螺线管驱动设备或液压驱动设备，只要该驱动设备允许在套筒36被挤压和推动抵靠第三离合器环30或第四离合器环326的状态下，套筒36可以被从第三离合器环30或第四离合器环32而施加到套筒36的反作用力移动。
[0064]接下来，将参照图8中的流程图说明上述用于自动变速器的爪形离合器装置的操作。例如，在升档操作时，在套筒36以高速转动并具有较小的惯量同时第三离合器环30(第三输入齿轮)以低速转动并具有较大的惯量的情况下，套筒36的转速降低。另一方面，在降档操作时，在套筒36以低速转动并具有较小的惯量同时第三离合器环30以高速转动并具有较大的惯量的情况下，套筒36的转速增加。在下文中，说明在升档操作时用于降低套筒36的速度的操作。
[0065]套筒36布置在第三离合器环30和第四离合器环32之间，处于被布置在空档位置的状态，在该空档位置套筒36的内齿(花键)36a与第三离合器环30和第四离合器环32的爪形离合器齿30b等的接合被阻止。
[0066]第三离合器环30的每个离合器后齿30b2的每个倒角部30b4和每个离合器后齿30b2的每个侧面30b7之间的边界位置用作第一行程位置SI。每个离合器后齿30b2的后端面的位置(第三爪形离合器部30a的后端位置RE)用作第二冲程位置S2。
[0067]在接收到换档开始信号时，控制单元10将控制电流施加到轴向驱动设备40的线性致动器40i，使得产生或施加移动套筒36所需要的推力。其结果是，开始套筒36和第三离合器环30之间的接合(接合动作)，如图12所示，如步骤101 (以下简称为S101)。驱动轴40h由线性致动器40i伸长(elongated)以移动叉轴40b。然后，叉部40a使套筒36朝向第三离合器环30滑动。套筒36靠近第三离合器环30同时相对于第三离合器环30转动与套筒36和第三离合器环30之间的转动差对应的量。此时，控制单元10控制线性驱动器40i，使得将第一推力负载Fl (即预定推力负载)施加到套筒36，如S102。
[0068]然后，使套筒36的高齿36al与第三离合器环30的离合器前齿30bl的前端面30b5或倒角部30b3接触。由于上述接触，套筒36和第三离合器环30之间的转动差略微降低。此时，套筒36的低齿36a2被阻止与任何部分或构件接触。
[0069]在每个高齿36al的端面36a4与每个离合器前齿30bI的前端面30b5接触但被弹回从而使得每个高齿36al被阻止从前端面30b5进入得更深的情况下，由施加到套筒36的第一推力负载Fl再次使套筒36靠近第三离合器环30。
[0070]此外，在套筒36进一步靠近第三离合器环30的状态中，在每个高齿36al的前端面36a4从每个离合器前齿30bl的前端面30b5 (即后齿前端面)进入得更深(即相对于其而深入)之后，通过行程位置传感器38判定套筒36的每个高齿36al是否到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6的位置，如步骤S103。在判定每个高齿36al未到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6的情况下，重复该判定直到每个高齿36al到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6。
[0071]通过行程位置传感器38判定套筒36的每个高齿36al是否到达每个离合器后齿30b2的前端面30b6的判定过程不是必须的并可以省略。然而，此时，由于上述过程，确认每个高齿36al的位置，以判定套筒36的每个高齿36al是否与每个离合器前齿30bl的侧面30b9接触，套筒36和第三离合器环30之间的转动差减少，同时套筒36的每个高齿36al与每个离合器后齿30b2的前端面30b6接触而不与每个离合器前齿30bl的侧面30b9接触，或者第三离合器环30和套筒36大致一起转动(即彼此共同转动)。其结果是，可以获得更准确的接合控制。
[0072]在控制单元10判定套筒36的高齿36al行进到或到达如图9中SI所示的离合器后齿30b2的位置的情况下，通过转速检测传感器39判定套筒36的转速的减速梯度是否小于第一预定减速梯度值，如步骤S104和图9中的点A。第一预定减速梯度值(第一预定值)是通过确认以下情形来事先指定的:套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2接触因而套筒36的转速逐渐降低的情形，所述情形包括套筒36和第三离合器环30共同转动。在S104中判定套筒36的转速的减速梯度是否小于第一值。
[0073]在S104中判定套筒36的转速的减速梯度足够大于第一预定值，例如大于第二预定减速梯度值(第二预定值)的情况下，认为套筒36的高齿36al与离合器前齿30bl的侧面30b9直接接触而不接触离合器后齿30b2的前端面30b6，因而套筒36的转速大大降低。因此，继续施加第一推力负载Fl以使高齿36al进入齿槽30bl0。接着，在S108中，判定套筒36是否到达如图15所示的第三爪形离合器部30a的后端位置RE。
[0074]在S104中判定套筒36的转速的减速梯度略大于第一预定值，例如小于第二预定值的情况下，认为套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2的前端面30b6接触因而套筒36的转速略微降低，并且此后套筒36的高齿36al与离合器前齿30bl的侧面30b9接触。在上述情况下，也继续施加第一推力负载Fl以使高齿36al进入齿槽30bl0。接着，在S108中，判定套筒36是否到达如图15所示的第三爪形离合器部30a的后端位置RE。
[0075]在S104中判定套筒36的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，在S105中将推力负载的施加从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2。套筒36的转速的减速梯度小于第一预定值表示套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2的前端面30b6接触，其中离合器后齿30b2的前端面30b6不与高齿36al邻近，如图16和图17所示，因而套筒36的转速略微降低。因此，当将第一推力负载Fl继续施加到套筒36时，套筒36的高齿36al以套筒36和第三离合器环30之间的小转动差移动到离合器前齿30bl，如图18所示，或者套筒36和第三离合器环30以相同的转数(即相同转速)转动，即一同转动(共同转动)，如图19所示。在这种情况下，继续施加第一推力负载Fl可以导致在高齿36al接触离合器后齿30b2(即图11中的点A和第一行程位置SI)之后，套筒36的高齿36al到达离合器前齿30bl的侧面30b9的位置(即图11中的点C)所需要的时间增加。其结果是，延长了换档操作的时间段。
[0076]在本实施例中，如图9所示，在点A之后套筒36的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，推力负载从第一推力负载Fl减少。因此，套筒36的高齿36al与离合器后齿30b2接触从而使得套筒36和第三离合器环30以其间的小转动差转动的状态被解除。可以很容易地确保套筒36和第三离合器环30之间的转动差，使得用于套筒36与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的时间段减少。例如，高齿36al与离合器后齿30b2之间的摩擦力减少，从而通过将推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2来进一步降低套筒36的转速的减速梯度，如图20所示。因此，高齿30al迅速移动到离合器前齿30bI的侧面30b9。
[0077]在如图21所示套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的情况下，基于转动惯量或转动滑动阻力差(例如套筒36和第三离合器环30之间)，将推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2会导致套筒36和第三离合器环30之间的转动差。
[0078]在将推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2的情况下，在S106中，控制单元10通过转速检测传感器39判定套筒36的转速的减速梯度是否大于第二预定值。在如图20所示，套筒36的高齿36al接触离合器前齿30bl的侧面30b9使得套筒36转速快速变化，即套筒36的高转速快速变化以适应第三离合器环30的低转速的情况下，套筒36的转速的减速梯度变得大于第二预定值。上述状态大致类似于图13或图14所示的状态，其中套筒36的转速的减速梯度大于第一预定值。
[0079]在判定套筒36的转速的减速梯度小于第二预定值的情况下，重复该判定直到检测出减速梯度大于第二预定值。
[0080]在判定套筒36的转速的减速梯度大于第二预定值(即图9中点B)的情况下，在S107中施加第一推力负载Fl用于使套筒36与第三离合器环30啮合。由于第一推力负载Fl施加到套筒36，所以套筒36的高齿36al进入离合器前齿30bl和离合器后齿30b2之间的齿槽30bl0同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。
[0081]在套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的情况下，由于第一推力负载Fl施加到套筒36并因而套筒36的高齿36al接触离合器前齿30bl的侧面30b9，所以套筒36和第三离合器环30之间的转动差增加，如图23所示，这导致套筒36的转速的快速下降。然后，由于第一推力负载Fl施加到套筒36，所以套筒36的高齿36al进入离合器前齿30bl和离合器后齿30b2之间的齿槽30bl0同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。
[0082]接着，在S108中，控制单元10判定套筒36是否到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE (用作后齿后端部的离合器后齿30b2的后端部)。如图15所示的套筒36到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE的状态(图9中的S2)表示套筒36的高齿36al和低齿36a2与离合器前齿30bl和离合器后齿30b2完全卩齿合。
[0083]在判定套筒36到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE的情况下，在S109中，控制单元10控制轴向驱动设备40以停止第一推力负载Fl的施加。套筒36被制动机构58保持在后端位置RE并且换档操作终止。
[0084]在本实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置中，在套筒36的每个高齿36al(高齿36al的前端面36a4)进入离合器前齿30bl之间，尤其是在进入离合器前齿30bl与邻近于该离合器前齿30bl的离合器后齿30b2之间之后，在例如自由状态中的套筒36的转速为快速同时第三离合器环30的转速较低的情况下,通过套筒36的转速的减速梯度小于表示较缓和的减速梯度(例如，1/5)的第一预定值可检测出:套筒36和第三离合器环30之间的转动差减少，同时套筒36的每个高齿36al与每个离合器后齿30b2的端面(即前端面30b6)接触，而不接触每个离合器前齿30bl的侧面30b9的状态；或者第三离合器环30和套筒36彼此共同转动的状态。由于基于用于挤压套筒36而抵靠第三离合器环30的推力负载而产生的摩擦力，产生了套筒36和第三离合器环30之间的转动差较小或套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的状态。因此，从套筒36施加到第三离合器环30的离合器后齿30b2的推力负载减少，以解除套筒36和第三离合器环30之间的转动差较小或套筒36和第三离合器环30彼此共同转动的状态。可以确保套筒36和第三离合器环30之间的转动差，以减少用于套筒36与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的时间段。与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的套筒36的高齿36al到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE，即离合器后齿30b2的齿槽30bl0，同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。此时，包括套筒36的低齿36a2在内的所有内齿36a与第三离合器环30的所有爪形离合器齿30b啮合。因此，可以迅速执行套筒36和第三离合器环30之间的接合。因为检测出套筒36的转速的减速梯度以判定套筒36和第三离合器环30是否彼此共同转动，例如，可以实现预测套筒36和第三离合器环30无法彼此接合的状态，这可以导致迅速的换档操作。
[0085]在套筒36的转速的减速梯度超过作为较大值(例如，13/2)的第二预定值的情况下，套筒36的高齿36al与离合器前齿30bl的侧面30b9接触，使得套筒36的转速迅速减小。因此，第一推力负载Fl从套筒36施加到离合器后齿30b2，使得与第三离合器环30的离合器前齿30bl的侧面30b9接触的套筒36的高齿36al快速到达第三爪形离合器部30a的后端位置RE，同时被离合器前齿30bI的侧面30b9引导。
[0086]设置行程位置传感器38以检测套筒36在转轴线CL方向上的移动位置。由于行程位置传感器38，可以可靠地判定套筒36的高齿36al是否与离合器后齿30b2的前端面30b6接触，并且可以进一步可靠地判定套筒36的高齿36al是否与离合器前齿30bl的侧面30b9接触。可以实现快速和高准确性的换档操作。
[0087]在套筒36移动到第三离合器环30的情况下，每个高齿36al可以进入以配合形成在彼此邻近的爪形离合器齿30b之间的齿槽30b8或30bl0，同时被离合器前齿30bl的侧面30b9引导。但是，可以认为高齿36al和/或低齿36a2可能由于彼此邻近的离合器后齿30b2之间的较小的齿距而被离合器后齿30b2弹回。因此，为了使高齿36al立即与爪形离合器齿30b哨合，由离合器前齿30bl的侧面30b9引导高齿36al以配合到邻近于离合器前齿30bl的的齿槽30bl0将是有效的。
[0088]接下来，将参照【专利附图】
【附图说明】应用到车辆的根据第二实施例的用于自动变速器的爪形离合器控制装置。如图2所示，套筒45、用作第一输出齿轮的第一爪形离合器环44以及用作第二输出齿轮的第二离合器环46构成爪形离合器变速机构，该爪形离合器变速机构用作第一爪形离合器变速机构以用于控制第一爪形离合器环44和套筒45之间的接合。在这种情况下，用作输出轴和转轴的输出轴42与驱动轮Wf I和Wfr以低速一起转动同时套筒45以低速与输出轴一起转动。
[0089]此时，套筒45与驱动轮Wfl和Wfr —同转动，因而包括较大的惯性力。第一离合器环44与第一输入齿轮26卩齿合,第一输入齿轮26围绕输入轴24设置,输入轴24被驱动以通过发动机11的驱动力而高速转动。第一离合器环44用作与输出轴42相关的惰轮。在第二实施例中说明以下情况:离合器12断开以使第一离合器环44 (处于自由状态)高速转动，以与低速转动的套筒45 (输出轴42)啮合。此时，由转速检测传感器49检测出套筒45的转速(转数)，并且由转速检测传感器39检测出第一离合器环44的转数。也就是说，转速检测传感器39和49之间的检测关系与第一实施例相反。在接合控制中，在转动更快的第一离合器环44的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，推力负载从第一推力负载Fl减少到第二推力负载F2。另一方面，在第一离合器环44的转速的减速梯度大于第二预定值的情况下，将第一推力负载Fl施加到套筒45。除了上述构造之外，第二实施例的构造与第一实施例大致相同，因此省略说明。
[0090]因此，第一离合器环44和套筒45以其间的小转动差相对彼此转动(或彼此共同转动)的状态可以被控制(改变)为基于离合器环(第一离合器环)44的转速的减速梯度确保转速差的状态。第二实施例的其它效果与第一实施例大致相同，因此省略说明。
[0091]如上所述，在处于自由状态的第一离合器环44高速转动同时套筒45低速转动的情况下，检测第一离合器环44的转速的减速梯度以判定该减速梯度是否小于第一预定值。其结果是，可以事先预测套筒45和第一离合器环44无法彼此接合的状态。
[0092]在第一实施例和第二实施例中，在离合器环的圆周上设置两个离合器前齿以彼此面对。可替代地，可以在离合器环的圆周上设置例如三个或三个以上离合器前齿以彼此等距隔开。
[0093]此外，在第一实施例和第二实施例中，在减少推力负载之前由线性致动器40i产生的推力负载，和在检测出减速梯度大于第二预定值之后由线性致动器40i产生的推力负载都等于第一推力值F1。可替代地，例如，上述推力负载中的一个可以大于推力负载中的另一个。
[0094]此外，可转动地连接到自动变速器的输入轴的转轴包括直接连接到如第一实施例所述的输入轴的转轴。可转动地连接到自动变速器的输出轴的转轴包括直接连接到如第二实施例所述的输出轴的转轴。
[0095]此外，在本实施例中，转速检测传感器39和49中的每个由转速编码器构成。可替代地，转速检测传感器39和49中的每个可以由包括例如转动变压器的已知的传感器形成。
[0096]本实施例可以不限于上述构造和附图，并且可以在实施例的范围内适当地修改或改变。
【权利要求】
1.一种用于自动变速器的爪形离合器控制装置，包括: 转轴(24，42)，可转动地连接到自动变速器(13)的输入轴(24)和所述自动变速器(13)的输出轴(42)中的一个，并且被支撑成围绕轴线(CL)可转动； 爪形离合器变速机构(30，32，34，36，39，40，43，44，45，46，49)，包括:离合器环(30，32，44，46)，可转动地被支撑在所述转轴(24，42)处，并且可转动地连接到所述输入轴(24)和输出轴(42)中的另一个，所述离合器环(30，32，44，46)包括配合部；离合器毂(34，43)，固定到所述转轴(24，42)并邻近所述离合器环(30，32，44，46)布置； 套筒(36，45)，包括花键(36a)，并且经由所述花键(36a)配合到所述离合器毂(34，43)，以在所述轴线(CL)的方向上可移动； 轴向驱动设备(40)，用于在所述轴线(CL)的方向上移动所述套筒(36，45)； 爪形离合器部(30a，32a，44a，46a)，设置在所述离合器环(30，32，44，46)的所述配合部处，并且响应于所述套筒(36，45)的轴向移动来选择性地与所述套筒(36，45)的所述花键(36a)啮合，所述配合部朝向所述套筒(36，45)突出； 转速检测传感器(39，49)，用于检测所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，32，44，46)中的任一个的转速； 所述花键(36a)，包 括多个高齿(36al)，所述花键(36a)的其余部分对应于低齿(36&2)，每个所述高齿(36&1)的齿深大于所述低齿(36a2)的齿深； 离合器前齿(30bl)，形成在所述爪形离合器部(30a)处以从所述爪形离合器部(30a)的前端面(FE)延伸到所述爪形离合器部(30a)的后端位置(RE)，并且被布置在对应于所述高齿(36al)位置的位置处，所述离合器前齿(30bl)的外径大于所述高齿(36al)的内径并小于所述低齿(36a2)的内径；以及 离合器后齿(30b2)，形成在所述爪形离合器部(30a)处以从所述爪形离合器部(30a)的所述前端面(FE )缩进预定量(t)的位置延伸到所述爪形离合器部(30a)的所述后端位置(RE)，所述离合器后齿(30b2)被构造为与所述花键(36a)的齿槽(36a5)啮合；以及 控制单元(10)，基于由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备(40)的操作；所述控制单元(10)控制所述轴向驱动设备(40)，使得在由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度小于第一预定值的情况下，将减少的推力负载(F2)从所述套筒(36，45)施加到所述离合器后齿(30b2)。
2.根据权利要求1所述的爪形离合器控制装置(10)，其中所述控制单元(10)控制所述轴向驱动设备(40)，使得在将所述减少的推力负载(F2)从所述套筒(36，45)施加到所述离合器后齿(30b2)之后，在由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度超过比所述第一预定值大的第二预定值的情况下，将增加的推力负载(Fl)从所述套筒(36，45)施加到所述离合器后齿(30b2)。
3.根据权利要求1或2所述的爪形离合器控制装置(10)，其中所述爪形离合器变速机构(30，32，34，36，38，39，40，43，44，45，46，49)还包括: 行程位置传感器(38)，用于检测所述套筒(36，45)在所述轴线(CL)方向上的移动位置，以及 其中，除了基于由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度来控制所述轴向驱动设备(40)之外，所述控制单元(10 )还基于由所述行程位置传感器(38 )检测到的位置来控制所述轴向驱动设备(40 )的操作， 所述控制单元(10)控制所述轴向驱动设备(40)，使得在所述控制单元(10)通过所述行程位置传感器(38 )检测到所述套筒(36，45 )到达所述离合器后齿(30b2 )的位置，并且由所述转速检测传感器(39，49)检测到的所述套筒(36，45)和所述离合器环(30，44)中任一个的转速的减速梯度小于所述第一预定值的情况下，将所述减少的推力负载(F2)从所述套筒(36，45)施加 到所述离合器后齿(30b2)。
【文档编号】F16H59/04GK104074960SQ201410113471
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】岩崎靖久, 吉田雄亮 申请人:爱信精机株式会社
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