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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-23
(45)【発行日】2022-07-01
(54)【発明の名称】多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置及び制御方法
(51)【国際特許分類】
F16H 47/04 20060101AFI20220624BHJP
【ＦＩ】
F16H47/04 C
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021564182
(86)(22)【出願日】2019-10-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-04-14
(86)【国際出願番号】 CN2019112636
(87)【国際公開番号】W WO2021068284
(87)【国際公開日】2021-04-15
【審査請求日】2021-10-27
(31)【優先権主張番号】201910949522.9
(32)【優先日】2019-10-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】517405840
【氏名又は名称】江▲蘇▼大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000291
【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】朱 鎮
(72)【発明者】
【氏名】蔡 英鳳
(72)【発明者】
【氏名】陳 龍
(72)【発明者】
【氏名】夏 長高
(72)【発明者】
【氏名】田 翔
(72)【発明者】
【氏名】韓 江▲義▼
(72)【発明者】
【氏名】孫 暁東
(72)【発明者】
【氏名】施 徳華
(72)【発明者】
【氏名】王 峰
(72)【発明者】
【氏名】袁 朝春
【審査官】小川 克久
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－０５１１４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０３０３０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】独国実用新案第２０２０１５１０２２８２（ＤＥ，Ｕ１）
【文献】独国特許出願公開第１０２００７０００６１９（ＤＥ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０９２９６７２４（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９７２３７８９（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｈ ４７／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力軸１、分路機構２、機械式伝動部品３、液圧式伝動部品４、及び出力軸５が含まれ、前記の入力軸１が分路機構２を介して、互いに並列に接続された機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４に接続され、前記の機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４共に出力軸５に接続される多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置であって、前記の機械式伝動部品３は、互いに直列に接続された前部遊星列部品３１及び後部遊星列部品３２が含まれ、前記の前部遊星列部品３１は、第１のクラッチ３１１、第２のクラッチ３１２、第３のクラッチ３１３、前部遊星列リングギア３１４、前部遊星列遊星キャリア３１５、前部遊星列太陽歯車３１６、及び第１のワンウェイクラッチ３１７が含まれ、前記の第１のクラッチ３１１は、分路機構２と前部遊星列リングギア３１４との間に位置し、前記の第２のクラッチ３１２と第３のクラッチ３１３は、互いに並列に接続され、それぞれ前部遊星列太陽歯車３１６に接続され、前記の第３のクラッチ３１３と前部遊星列太陽歯車３１６の間には、第１のワンウェイクラッチ３１７が設けられ、前記の出力軸５は、前部遊星列遊星キャリア３１５に接続され、
前記の後部遊星列部品３２は、第４のクラッチ３２１、後部遊星列太陽歯車３２２、後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４、第１のブレーキ３２５、第２のブレーキ３２６、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が含まれ、前記の第４のクラッチ３２１は、分路機構２と後部遊星列太陽歯車３２２との間に位置し、前記の第１のブレーキ３２５は、後部遊星列太陽歯車３２２に接続され、前記の後部遊星列遊星キャリア３２３は、前部遊星列リングギア３１４に接続されて、互いに並列に接続された第２のブレーキ３２６及び第２のワンウェイクラッチ３２７に接続され、前記の後部遊星列リングギア３２４は、出力軸５に接続される
ことを特徴とする、多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置。
【請求項2】
液圧式伝動部品４は、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動入力歯車対４２、液圧ポンプ４３、油圧管４４、液圧モーター４５、液圧式伝動出力歯車対４６、及び液圧式伝動出力クラッチ４７が含まれ、前記の液圧ポンプ４３は、液圧式伝動入力歯車対４２に介して分路機構２に接続され、前記の液圧式伝動入力歯車対４２と液圧ポンプ４３の間には、液圧式伝動入力クラッチ４１が設けられ、前記の液圧ポンプ４３は、油圧管４４に介して液圧モーター４５に接続され、前記の液圧モーター４５は、液圧式伝動出力歯車対４６に介して出力軸５に接続され、前記の液圧モーター４５と液圧式伝動出力歯車対４６との間には、液圧式伝動出力クラッチ４７が設けられることを特徴とする、請求項１に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置。
【請求項3】
前記の分路機構２は、分路ブレーキ２１、分路機構太陽歯車２２、分路機構遊星キャリア２３、及び分路機構リングギア２４が含まれ、前記の入力軸１は、分路機構リングギア２４に接続され、前記の分路機構太陽歯車２２は、液圧式伝動部品４に接続され、前記の分路機構太陽歯車２２には、分路ブレーキ２１が設けられ、前記の分路機構遊星キャリア２３は、機械式伝動部品３に接続されることを特徴とする、請求項１または２に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置。
【請求項4】
ブレーキとクラッチとの間の組み合わせを切り替えることにより、単純な液圧式伝動、機械油圧式複合伝動、及び単純な機械式伝動の３種類の伝動を実現し、具体的に、単純な液圧式伝動には、第１のブレーキ３２５、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動出力クラッチ４７、及び第４のクラッチ３２１が接合し、他のクラッチとブレーキが離間し、第４のクラッチ３２１と第１のブレーキ３２５が接合し、分路機構遊星キャリア２３がブレーキされ、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が接合し、動力が入力軸１、分路機構リングギア２４、分路機構太陽歯車２２、液圧式伝動入力歯車対４２、及び入力クラッチ４１を介して液圧ポンプ４３を駆動して作動させ、前記の液圧ポンプ４３が機械動力を高圧油に変換し、液圧管４４に介して液圧モーター４５を駆動して作動させ、液圧モーター４５により出力された機械動力が液圧式伝動出力クラッチ４７及び液圧式伝動出力歯車対４６を介して出力軸５に伝達される、
単純な機械式伝動には、分路ブレーキ２１が接合し、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動出力クラッチ４７、第２のブレーキ３２６、及び第４のクラッチ３２１が離間し、他のクラッチとブレーキとの間の組み合わせによって単純な機械式伝動モードにおける伝動速度比が異なるギアシフトを実現し、分路ブレーキ２１が接合し、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が離間し、動力が液圧式伝動部品４に入力せず、入力軸１、分路機構リングギア２４、及び分路機構遊星キャリア２３を介して機械式伝動部品３に伝達され、機械式伝動部品３は、速度比が調節された後、出力軸５から出力する、
機械油圧式複合伝動には、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が接合し、分路ブレーキ２１、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、他のクラッチとブレーキとの間の組み合わせによって機械油圧式複合伝動モードにおける伝動速度比が異なるギアシフトを実現し、動力が入力軸１及び分路機構リングギア２４を介して分路機構遊星キャリア２３に伝達され、分路機構遊星キャリア２３で分路し、それぞれ機械式伝動部品３と分路機構太陽歯車２２へ流れ、前記の分路機構太陽歯車２２は、液圧式伝動部品４に接続され、最後に出力軸５に合流して出力する
ことを特徴とする、請求項３に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【請求項5】
前記の単純な機械式伝動モードは、機械式伝動ギアＩ、機械式伝動ギアＩＩ、機械式伝動ギアＩＩＩ、及び機械式伝動ギアＩＶが含まれ、具体的に、機械式伝動ギアＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第２のクラッチ３１２が離間し、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、前部遊星列太陽歯車３１６、前部遊星列遊星キャリア３１５を順次介して出力軸５に伝達される、
機械式伝動ギアＩＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、第２のクラッチ３１２、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、第３のクラッチ３１３と第１のワンウェイクラッチ３１７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、前部遊星列太陽歯車３１６を順次介して前部遊星列遊星キャリア３１５に伝達され、前部遊星列遊星キャリア３１５でそれぞれ出力軸５と前部遊星列リングギア３１４に分路し、前記の前部遊星列リングギア３１４の動力が後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４に順次伝達され、最後に出力軸５に合流する、
機械式伝動ギアＩＩＩには、第１のブレーキ３２５、第２のクラッチ３１２、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、第１のクラッチ３１１、第３のクラッチ３１３、及び第１のワンウェイクラッチ３１７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第１のクラッチ３１１に入力され、そこで分路してそれぞれ前部遊星列リングギア３１４と前部遊星列太陽歯車３１６へ流れ、前部遊星列遊星キャリア３１５で合流し、最後に出力軸５から出力される、
機械式伝動ギアＩＶには、第２のクラッチ３１２、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、第１のクラッチ３１１と第１のブレーキ３２５が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第１のクラッチ３１１、前部遊星列リングギア３１４、後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４を順次介して出力軸５で出力される
ことを特徴とする、請求項４に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【請求項6】
前記の機械油圧式複合伝動モードは、複合伝動ギアＩ、複合伝動ギアＩＩ、複合伝動ギアＩＩＩ、及び複合伝動ギアＩＶが含まれ、具体的に、複合伝動ギアＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第２のブレーキ３２６と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２、前部遊星列太陽歯車３１６、前部遊星列遊星キャリア３１５を順次介して、最後に出力軸５に合流して出力される、
複合伝動ギアＩＩには、第２のブレーキ３２６、第１のクラッチ３１１、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第１のブレーキ３２５と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２、前部遊星列太陽歯車３１６を順次介して前部遊星列遊星キャリア３１５に伝達され、前部遊星列遊星キャリア３１５でそれぞれ出力軸５と前部遊星列リングギア３１４に分路し、前記の前部遊星列リングギア３１４の動力が後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４に順次伝達され、最後に３つの分路の動力が出力軸５に合流する、
複合伝動ギアＩＩＩには、第１のブレーキ３２５、第２のブレーキ３２６、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第１のクラッチ３１１と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２に入力され、そこで分路してそれぞれ前部遊星列リングギア３１４と前部遊星列太陽歯車３１６へ流れ、前部遊星列遊星キャリア３１５で合流し、機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４が出力軸５で合流して出力する、
複合伝動ギアＩＶには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第２のクラッチ３１２が離間し、第２のブレーキ３２６と第４のクラッチ３２１が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第４のクラッチ３２１、後部遊星列太陽歯車３２２、後部遊星列リングギア３２４を順次介して出力軸５に伝達され、機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４が出力軸５で合流して出力する
ことを特徴とする、請求項４に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【請求項7】
前記の機械油圧式複合伝動モードは、ギアを切り替えると、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩ→複合伝動ギアＩＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩＩ→複合伝動ギアＩＶが４つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＶが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩ→複合伝動ギアＩＶが４つのギアシフト素子と係り、２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、交互作用のない３つまたは４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表により分析され、４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における４つの列を十分に活用し、３つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における３つの列を任意に選ばれ、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のある直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、グループの形で各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する
ことを特徴とする、請求項６に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【請求項8】
前記の機械油圧式複合伝動モードのギアシフトの制御方法は、具体的に、１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
【数43】
出力軸の角速度の変化率は、
【数44】
出力軸のトルクは、
【数45】
出力軸の角速度の二次微分は、
【数46】
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
【数47】
【数48】
【表8】
表中、各記号の数式は、次の通りであり、
【数49】
であり、幅データによって各因子の優先順位を決定し、1つの評価指標の好ましいスキームを決定し、最後に重み係数により最も好ましいスキームを決定し、
最も好ましいスキームは、
【数50】
３）直交表ヘッダーを設計し、実験計画を明確にし、９回の実験を実施し、実験結果を得る、
４）実験結果により幅を算出し、因子の優先順位を決定し、
【数51】
機液複合ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数52】
５）最適なスキームが要件を満たさなければ、「繰り上げ」及び「遅延」の時間を増減することができ、要件が満たされるまで異なる「繰り上げ」時間及び「遅延」時間を選択することもできる、
６）異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する
ことを特徴とする、請求項７に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【請求項9】
前記の単純な機械式伝動モードは、ギアが切り替えると、機械ギアＩから機械ギアＩＩへの切り替えが1つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩから機械ギアＩＩＩへの切り替えが1つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩＩから機械ギアＩＶへの切り替え３つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩから機械ギアＩＩＩへの切り替えが２つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩから機械ギアＩＶへの切り替えが５つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩから機械ギアＩＶの切り替えが４つのギアシフト素子と係り、２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、３つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、５つのギアシフト素子と係り且つその中の３つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、及び４つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフトは、いずれも直交表で分析され、分析には対応するリストを選択し、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のない直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、実験データにより幅を算出し、因子の優先順位を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態の最適なスキームをペアマトリックスにし、ギアの間の切り替えが制御されるようにプログラムを作成する、
ことを特徴とする、請求項５に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【請求項10】
前記の単純な機械式伝動モードギアシフトの制御方法は、具体的に、１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
【数53】
出力軸の角速度の変化率は、
【数54】
出力軸のトルクは、
【数55】
出力軸の角速度の二次微分は、
【数56】
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
【数57】
【数58】
【表9】
表中、各記号の数式は、次の通りである、
【数59】
３）表３に示すような直交表ヘッダーを設計し、実験計画を明確にし、２７回の実験を実行し、xi（ｉ＝１,・・・，２７）の実験結果を得、関わる統計値を算出する、
４）分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、Ｆ値を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、
【表10】
総偏差平方和ＱＴ、各因子の偏差平方和ＱＦ、及び誤差の偏差平方和Ｑｅは、それぞれ
【数60】
であり、総自由度ｆＴ＝２６、各因子の自由度ｆＦ＝２、誤差の自由度ｆｅ＝４、
因子と誤差との平均偏差の平方和は、
【数61】
であり、機械式伝動モード素子のスイッチングタイミング分散分析表は、表４に示すように
変動要因が主に（１）「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、及び「ｅ」、（２）「ｅ×ｃ」（ｅ×ｃ１とｅ×ｃ２とが含まれる）、「ｅ×ｄ」（ｅ×ｄ１とｅ×ｄ２とが含まれる）、及び「ｃ×ｄ」（ｃ×ｄ１とｃ×ｄ２とが含まれる）、（３）誤差ｅ＊の３つの部分にあり、
算出された変動要因の各因子と誤差との偏差平方和、自由度、及び平均偏差の平方和により、ＦＦ値とＦα（ｆＦ，ｆｅ）値を比較し、
ＦＦ＞Ｆα（ｆＦ，ｆｅ）の場合は、該因子による影響が有意であり、それ以外の場合は、有意性がなく、有意性のある因子を選択し、各因子の重要性を直感的に分析し、ギアシフトの最適なスキームを決定する。
機械ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数62】
異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する
ことを特徴とする、請求項９に記載の多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、伝動装置及びその制御方法に関し、特に多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置及び制御方法を提供する。
【背景技術】
【0002】
エンジニアリング作業装置では、運転開始時や移動時に伝動装置が高トルク・低回転数の速度伝達比を提供することが求められ、場所移転中に伝動装置が小トルク・高回転数の速度伝達比を提供することが求められる。従って、エンジニアリング作業装置は、その作動状態の複雑さによって、伝動装置が一般的な車両よりも高い要件が求められ、構造がより複雑で、エンジニアリング作業装置の伝動装置では、高い速度伝達比とトルクが必要である。
【0003】
伝動装置は、エンジニアリング作業装置の燃費経済性に重要な影響を与え、伝動装置でエンジンを出来る限り経済的な状態下で作動させることにより、燃費経済性の向上に寄与する。しかし、従来の工程機械の伝動装置は、流体トルクコンバーター、ギアボックスから構成され、一般にデュアルクラッチトランスミッション系とも呼ばれている。流体トルクコンバーターの役割は、エンジンとギアボックスとの間に非剛性的な接続を形成し、エンジンの回転数とトルクをギアボックスに伝達することである。最終に、エンジニアリング作業装置は、速度伝達比の変換がギアボックスのギアシフトによって達成され、従来の機械式伝動モードに属し、複雑な作動状態の速度伝達比に対する要件を満たすことができない。
【0004】
現在、エンジニアリング作業装置は、液圧ポンプをエンジンで駆動し、液圧モーターを駆動して移動を実現する液圧式伝動系が現れているが、そのような液圧式伝動系は、伝動媒介が液圧オイルであり、伝動中に高圧油が生成され、素子間のシール性が高く要求され、液圧素子の耐圧性に対する要求が高いほど、素子のコストがより高く、機械式伝動系と比べて伝動効率が高くない。
【発明の概要】
【0005】
本発明の目的は、前記した問題を解決するために、多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置及び制御方法を提供することにある。本発明では、複雑な作動状態に応じて複数の出力分配モードを提供し、十分に活用する機械式伝動の効率的な伝動性能と液圧式伝動の無段階速度調整の性能、車両の作動効率、動力性能、及び経済性の向上に寄与する。
【0006】
本発明の技術態様は、多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置であって、該装置は、入力軸、分路機構、機械式伝動部品、液圧式伝動部品、及び出力軸が含まれ、上記の入力軸が分路機構に介して、互いに並列に接続された機械式伝動部品及び液圧式伝動部品に接続され、上記の機械式伝動部品と液圧式伝動部品は、共に出力軸に接続され、上記の機械式伝動部品が互いに直列に接続された前部遊星列部品及び後部遊星列部品が含まれ、
上記の前部遊星列部品は、第１のクラッチ、第２のクラッチ、第３のクラッチ、前部遊星列リングギア、前部遊星列遊星キャリア、前部遊星列太陽歯車、及び第１のワンウェイクラッチが含まれ、上記の第１のクラッチは分路機構と前部遊星列リングギアの間に位置し、上記の第２のクラッチと第３のクラッチは、互いに並列に接続され、それぞれ前部遊星列太陽歯車に接続され、上記の第３のクラッチと前部遊星列太陽歯車との間には、第１のワンウェイクラッチが設けられ、上記の出力軸は、前部遊星列遊星キャリアに接続され、
上記の後部遊星列部品は、第４のクラッチ、後部遊星列太陽歯車、後部遊星列遊星キャリア、後部遊星列リングギア、第１のブレーキ、第２のブレーキ、及び第２のワンウェイクラッチが含まれ、上記の第４のクラッチは、分路機構と後部遊星列太陽歯車との間に位置し、上記の第１のブレーキは、後部遊星列太陽歯車に接続され、上記の後部遊星列遊星キャリアは、前部遊星列リングギアに接続され、互いに並列に接続された第２のブレーキ及び第２のワンウェイクラッチに接続され、上記の後部遊星列リングギアは、出力軸に接続される。
上記の前部遊星列部品は、第１のクラッチ、第２のクラッチ、第３のクラッチ、前部遊星列リングギア、前部遊星列遊星キャリア、前部遊星列太陽歯車、及び第１のワンウェイクラッチが含まれ、上記の第１のクラッチは分路機構と前部遊星列リングギアの間に位置し、上記の第２のクラッチと第３のクラッチは、互いに並列に接続され、それぞれ前部遊星列太陽歯車に接続され、上記の第３のクラッチと前部遊星列太陽歯車との間には、第１のワンウェイクラッチが設けられ、上記の出力軸は、前部遊星列遊星キャリアに接続され、
上記の後部遊星列部品は、第４のクラッチ、後部遊星列太陽歯車、後部遊星列遊星キャリア、後部遊星列リングギア、第１のブレーキ、第２のブレーキ、及び第２のワンウェイクラッチが含まれ、上記の第４のクラッチは、分路機構と後部遊星列太陽歯車との間に位置し、上記の第１のブレーキは、後部遊星列太陽歯車に接続され、上記の後部遊星列遊星キャリアは、前部遊星列リングギアに接続され、互いに並列に接続された第２のブレーキ及び第２のワンウェイクラッチに接続され、上記の後部遊星列リングギアは、出力軸に接続される。
【0007】
液圧式伝動部品は、液圧式伝動入力クラッチ、液圧式伝動入力歯車対、液圧ポンプ、油圧管、液圧モーター、液圧式伝動出力歯車対、及び液圧式伝動出力クラッチが含まれ、上記の液圧ポンプは、液圧式伝動入力歯車対に介して分路機構に接続され、上記の液圧式伝動入力歯車対と液圧ポンプとの間には、液圧式伝動入力クラッチが設けられ、上記の液圧ポンプは、油圧管に介して液圧モーターに接続され、上記の液圧モーターは、液圧式伝動出力歯車対に介して出力軸に接続され、上記の液圧モーターと液圧式伝動出力歯車対との間には、液圧式伝動出力クラッチが設けられる。
【0008】
上記の分路機構は、分路ブレーキ、分路機構太陽歯車、分路機構遊星キャリア、及び分路機構リングギアが含まれ、上記の入力軸は、分路機構リングギアに接続され、上記の分路機構太陽歯車は、液圧式伝動部品に接続され、上記の分路機構太陽歯車には、分路ブレーキが設けられ、上記の分路機構遊星キャリアは、機械式伝動部品に接続される。
【0009】
ブレーキとクラッチとの間の組み合わせを切り替えることにより、単純な液圧式伝動、機械油圧式複合伝動、及び単純な機械式伝動の３種類の伝動を実現し、具体的に、
単純な液圧式伝動には、第１のブレーキ、液圧式伝動入力クラッチ、液圧式伝動出力クラッチ、及び第４のクラッチが接合し、他のクラッチとブレーキが離間し、第４のクラッチと第１のブレーキが接合し、分路機構遊星キャリアがブレーキされ、液圧式伝動入力クラッチと液圧式伝動出力クラッチが接合し、動力が入力軸、分路機構リングギア、分路機構太陽歯車、液圧式伝動入力歯車対、及び入力クラッチを介して液圧ポンプを駆動して作動させ、上記の液圧ポンプが機械動力を高圧油に変換し、液圧管に介して液圧モーターを駆動して作動させ、液圧モーターにより出力された機械動力が液圧式伝動出力クラッチ及び液圧式伝動出力歯車対を介して出力軸に伝達される。
単純な液圧式伝動には、第１のブレーキ、液圧式伝動入力クラッチ、液圧式伝動出力クラッチ、及び第４のクラッチが接合し、他のクラッチとブレーキが離間し、第４のクラッチと第１のブレーキが接合し、分路機構遊星キャリアがブレーキされ、液圧式伝動入力クラッチと液圧式伝動出力クラッチが接合し、動力が入力軸、分路機構リングギア、分路機構太陽歯車、液圧式伝動入力歯車対、及び入力クラッチを介して液圧ポンプを駆動して作動させ、上記の液圧ポンプが機械動力を高圧油に変換し、液圧管に介して液圧モーターを駆動して作動させ、液圧モーターにより出力された機械動力が液圧式伝動出力クラッチ及び液圧式伝動出力歯車対を介して出力軸に伝達される。
【0010】
単純な機械式伝動には、分路ブレーキが接合し、液圧式伝動入力クラッチ、液圧式伝動出力クラッチ、第２のブレーキ、及び第４のクラッチが離間し、他のクラッチとブレーキとの間の組み合わせによって単純な機械式伝動モードにおける異なる速度伝達比のギアシフトを実現し、分路ブレーキが接合し、液圧式伝動入力クラッチと液圧式伝動出力クラッチが離間し、動力が液圧式伝動部品に入力せずに、入力軸、分路機構リングギア、及び分路機構遊星キャリアを介して機械式伝動部品に伝達され、機械式伝動部品は、速度比が調節された後、出力軸から出力する。
【0011】
機械油圧式複合伝動には、液圧式伝動入力クラッチと液圧式伝動出力クラッチが接合し、分路ブレーキ、第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、及び第２のワンウェイクラッチが離間し、他のクラッチとブレーキとの間の組み合わせによって機械油圧式複合伝動モードにおける異なる速度伝達比のギアの間の切り替えを実現し、動力が入力軸、分路機構リングギアを介して分路機構遊星キャリアに伝達され、分路機構遊星キャリアで分路し、それぞれ機械式伝動部品と分路機構太陽歯車へ流れ、上記の分路機構太陽歯車が液圧式伝動部品に接続され、最後に出力軸に合流して出力する。
【0012】
上記の単純な機械式伝動モードは、機械式伝動ギアＩ、機械式伝動ギアＩＩ、機械式伝動ギアＩＩＩ、及び機械式伝動ギアＩＶが含まれ、具体的に、
機械式伝動ギアＩには、第１のブレーキ、第１のクラッチ、及び第２のクラッチが離間し、第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、及び第２のワンウェイクラッチが接合し、動力が分路機構遊星キャリアから第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、前部遊星列太陽歯車、及び前部遊星列遊星キャリアを順次介して出力軸に伝達される。
機械式伝動ギアＩには、第１のブレーキ、第１のクラッチ、及び第２のクラッチが離間し、第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、及び第２のワンウェイクラッチが接合し、動力が分路機構遊星キャリアから第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、前部遊星列太陽歯車、及び前部遊星列遊星キャリアを順次介して出力軸に伝達される。
【0013】
機械式伝動ギアＩＩには、第１のブレーキ、第１のクラッチ、第２のクラッチ、及び第２のワンウェイクラッチが離間し、第３のクラッチと第１のワンウェイクラッチが接合し、動力が分路機構遊星キャリアから第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、前部遊星列太陽歯車を順次介して前部遊星列遊星キャリアに伝達され、前部遊星列遊星キャリアでそれぞれ出力軸と前部遊星列リングギアに分路し、上記の前部遊星列リングギアの動力が後部遊星列遊星キャリア、後部遊星列リングギアに順次伝達され、最後に出力軸に合流する。
【0014】
機械式伝動ギアＩＩＩには、第１のブレーキ、第２のクラッチ、及び第２のワンウェイクラッチが離間し、第１のクラッチ、第３のクラッチ、及び第１のワンウェイクラッチが接合し、動力が分路機構遊星キャリアから第１のクラッチ処分路に入力され、それぞれ前部遊星列リングギアと前部遊星列太陽歯車へ流れ、前部遊星列遊星キャリアで合流し、最後に出力軸から出力される。
【0015】
機械式伝動ギアＩＶには、第２のクラッチ、第３のクラッチ、第１のワンウェイクラッチ、及び第２のワンウェイクラッチが離間し、第１のクラッチと第１のブレーキが接合し、動力が分路機構遊星キャリアから第１のクラッチ、前部遊星列リングギア、後部遊星列遊星キャリア、後部遊星列リングギアを順次介して出力軸に出力される。
【0016】
上記の機械油圧式複合伝動モードは、複合伝動ギアＩ、複合伝動ギアＩＩ、複合伝動ギアＩＩＩ、及び複合伝動ギアＩＶが含まれ、具体的に、
複合伝動ギアＩには、第１のブレーキ、第１のクラッチ、及び第４のクラッチが離間し、第２のブレーキと第２のクラッチが接合し、動力が分路機構リングギアから分路機構遊星キャリアで分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリアから分路機構太陽歯車を介して液圧式伝動部品へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリアから第２のクラッチ、前部遊星列太陽歯車、及び前部遊星列遊星キャリアを順次介して、最後に出力軸に合流する出力される。
複合伝動ギアＩには、第１のブレーキ、第１のクラッチ、及び第４のクラッチが離間し、第２のブレーキと第２のクラッチが接合し、動力が分路機構リングギアから分路機構遊星キャリアで分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリアから分路機構太陽歯車を介して液圧式伝動部品へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリアから第２のクラッチ、前部遊星列太陽歯車、及び前部遊星列遊星キャリアを順次介して、最後に出力軸に合流する出力される。
【0017】
複合伝動ギアＩＩには、第２のブレーキ、第１のクラッチ、及び第４のクラッチが離間し、第１のブレーキと第２のクラッチが接合し、動力が分路機構リングギアから分路機構遊星キャリアで分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリアから分路機構太陽歯車を介して液圧式伝動部品へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリアから第２のクラッチ、前部遊星列太陽歯車を順次介して前部遊星列遊星キャリアに伝達され、前部遊星列遊星キャリアでそれぞれ出力軸と前部遊星列リングギアに分路し、上記の前部遊星列リングギアの動力が後部遊星列遊星キャリア、後部遊星列リングギアに順次伝達され、最後に３つの分路の動力が出力軸に動力が合流する。
【0018】
複合伝動ギアＩＩＩには、第１のブレーキ、第２のブレーキ、及び第４のクラッチが離間し、第１のクラッチと第２のクラッチが接合し、動力が分路機構リングギアから分路機構遊星キャリアで分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリアから分路機構太陽歯車を介して液圧式伝動部品へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリアから第２のクラッチに入力され、そこで分路してそれぞれ前部遊星列リングギアと前部遊星列太陽歯車へ流れ、前部遊星列遊星キャリアで合流し、機械式伝動部品及び液圧式伝動部品が出力軸で合流して出力する。
【0019】
複合伝動ギアＩＶには、第１のブレーキ、第１のクラッチ、及び第２のクラッチが離間し、第２のブレーキと第４のクラッチが接合し、動力が分路機構リングギアから分路機構遊星キャリアで分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリアから分路機構太陽歯車を介して液圧式伝動部品へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリアから第４のクラッチ、後部遊星列太陽歯車、後部遊星列リングギアを順次介して出力軸に伝達され、機械式伝動部品及び液圧式伝動部品が出力軸で合流して出力する。
【0020】
【表1】
【0021】
上記の機械油圧式複合伝動モードは、ギアを切り替えると、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩ→複合伝動ギアＩＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩＩ→複合伝動ギアＩＶが４つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＶが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩ→複合伝動ギアＩＶが４つのギアシフト素子と係り、
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、交互作用のない３つまたは４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表により分析され、４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における４つの列を十分に活用し、３つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における３つの列を任意に選ばれ、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のある直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、グループの形で各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する。
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、交互作用のない３つまたは４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表により分析され、４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における４つの列を十分に活用し、３つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における３つの列を任意に選ばれ、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のある直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、グループの形で各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する。
【0022】
上記の機械油圧式複合伝動モードのギアシフトの制御方法は、具体的に、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及びギアシフト時間ｔを選択する。α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
出力軸の角速度の変化率は、
出力軸のトルクは、
出力軸の角速度の二次微分は、
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及びギアシフト時間ｔを選択する。α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
【数1】
出力軸の角速度の変化率は、
【数2】
出力軸のトルクは、
【数3】
出力軸の角速度の二次微分は、
【数4】
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
【数5】
【0023】
【数6】
【表2】
【数7】
であり、幅データによって各因子の優先順位を決定し、1つの評価指標の好ましいスキームを決定し、最後に重み係数により最も好ましいスキームを決定し、
最も好ましいスキームは、
【数8】
【0024】
３）直交表ヘッダーを設計し、実験計画を明確にし、９回の実験を実施し、実験結果を得る。
【0025】
４）実験結果により幅を算出し、因子の優先順位を決定し、
機液複合ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数9】
機液複合ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数10】
【0026】
５）最適なスキームが要件を満たさなければ、「繰り上げ」及び「遅延」の時間を増減することができ、要件が満たされるまで異なる「繰り上げ」時間及び「遅延」時間を選択することもできる。
【0027】
上記の単純な機械式伝動モードは、ギアが切り替えると、機械ギアＩから機械ギアＩＩへの切り替えが1つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩから機械ギアＩＩＩへの切り替えが1つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩＩから機械ギアＩＶへの切り替え３つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩから機械ギアＩＩＩへの切り替えが２つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩから機械ギアＩＶへの切り替えが５つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩから機械ギアＩＶへの切り替えが４つのギアシフト素子と係り、
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、３つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、５つのギアシフト素子と係り且つその中の３つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、及び４つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフトは、いずれも直交表で分析され、分析には対応するリストを選択し、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のない直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、実験データにより幅を算出し、因子の優先順位を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態の最適なスキームをペアマトリックスにし、ギアの間の切り替えが制御されるようにプログラムを作成する。
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、３つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、５つのギアシフト素子と係り且つその中の３つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、及び４つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフトは、いずれも直交表で分析され、分析には対応するリストを選択し、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のない直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、実験データにより幅を算出し、因子の優先順位を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態の最適なスキームをペアマトリックスにし、ギアの間の切り替えが制御されるようにプログラムを作成する。
【0028】
上記の単純な機械式伝動モードギアシフトの制御方法は、具体的に、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
出力軸の角速度の変化率は、
出力軸のトルク、
出力軸の角速度の二次微分は、
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
【数11】
出力軸の角速度の変化率は、
【数12】
出力軸のトルク、
【数13】
出力軸の角速度の二次微分は、
【数14】
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
【数15】
【0029】
【数16】
【表3】
表中、各記号の数式は次の通りである。
【数17】
【0030】
３）表４の直交表ヘッダーを設計し、実験計画を明確にし、２７回の実験を実行し、xi（ｉ＝１,・・・，２７）の実験結果を得、関わる統計値を算出する。
【0031】
４）分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、Ｆ値を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、
総偏差平方和ＱＴ、各因子の偏差平方和ＱＦ、及び誤差の偏差平方和Ｑｅは、それぞれ
であり、総自由度ｆＴ＝２６、各因子の自由度ｆＦ＝２、誤差の自由度ｆｅ＝４、
因子と誤差との平均偏差の平方和は、
機械式伝動モード素子のスイッチングタイミング分散分析表は、表１に示すように、
変動要因が主に（１）「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、及び「ｅ」、（２）「ｅ×ｃ」（ｅ×ｃ１とｅ×ｃ２とが含まれる）、「ｅ×ｄ」（ｅ×ｄ１とｅ×ｄ２とが含まれる）、及び「ｃ×ｄ」（ｃ×ｄ１とｃ×ｄ２とが含まれる）、（３）誤差ｅ＊の３つの部分にあり、
算出された変動要因の各因子と誤差との偏差平方和、自由度、及び平均偏差の平方和により、ＦＦ値とＦα（ｆＦ，ｆｅ）値を比較し、
ＦＦ＞Ｆα（ｆＦ，ｆｅ）の場合は、該因子による影響が有意であり、それ以外の場合は、有意性がない。有意性のある因子を選択し、各因子の重要性を直感的に分析し、ギアシフトの最適なスキームを決定する。
【表4】
総偏差平方和ＱＴ、各因子の偏差平方和ＱＦ、及び誤差の偏差平方和Ｑｅは、それぞれ
【数18】
であり、総自由度ｆＴ＝２６、各因子の自由度ｆＦ＝２、誤差の自由度ｆｅ＝４、
因子と誤差との平均偏差の平方和は、
【数19】
機械式伝動モード素子のスイッチングタイミング分散分析表は、表１に示すように、
変動要因が主に（１）「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、及び「ｅ」、（２）「ｅ×ｃ」（ｅ×ｃ１とｅ×ｃ２とが含まれる）、「ｅ×ｄ」（ｅ×ｄ１とｅ×ｄ２とが含まれる）、及び「ｃ×ｄ」（ｃ×ｄ１とｃ×ｄ２とが含まれる）、（３）誤差ｅ＊の３つの部分にあり、
算出された変動要因の各因子と誤差との偏差平方和、自由度、及び平均偏差の平方和により、ＦＦ値とＦα（ｆＦ，ｆｅ）値を比較し、
ＦＦ＞Ｆα（ｆＦ，ｆｅ）の場合は、該因子による影響が有意であり、それ以外の場合は、有意性がない。有意性のある因子を選択し、各因子の重要性を直感的に分析し、ギアシフトの最適なスキームを決定する。
【0032】
機械ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数20】
【発明の効果】
【0033】
１、本発明では、液圧式伝動、機液複合伝動、及び機械式伝動を切り替えることができ、各伝動方式は、複数のギアを選択可能で、複雑な作動状態に応じて複数の出力分配モードを提供し、機械式伝動の伝動性能と液圧式伝動の無段階速度調整の性能を十分に活用することにより、車両の作動効率、動力性能、及び経済性の向上に寄与する。２、機械式ギアシフト装置は、ワンウェイクラッチを採用して、エンジンブレーキを実現するだけではなく、各ギアシフト素子を均一に使用して耐用年数を延ばすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の構造原理図である。
【図2】本発明の単純な液圧式伝動における電力潮流の模式図である。
【図3】本発明の機械式伝動ギアＩにおける電力潮流の模式図である。
【図4】本発明の機械式伝動ギアＩＩにおける電力潮流の模式図である。
【図5】本発明の機械式伝動ギアＩＩＩにおける電力潮流の模式図である。
【図6】本発明の機械式伝動ギＩＶにおける電力潮流の模式図である。
【図7】本発明の複合伝動ギアＩにおける電力潮流の模式図である。
【図8】本発明の複合伝動ギアＩＩにおける電力潮流の模式図である。
【図9】本発明の複合伝動ギアＩＩＩにおける電力潮流の模式図である。
【図10】本発明の複合伝動ギアＩＶにおける電力潮流の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、図面を参照して本発明をさらに説明する。
図１に示すように、多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置は、入力軸１、分路機構２、機械式伝動部品３、液圧式伝動部品４、及び出力軸５が含まれ、上記の入力軸１が分路機構２を介して、互いに並列に接続された機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４に接続され、上記の機械式伝動部品３と液圧式伝動部品４が共に出力軸５に接続され、上記の機械式伝動部品３は、互いに直列に接続された前部遊星列部品３１及び後部遊星列部品３２が含まれ、
上記の前部遊星列部品３１は、第１のクラッチ３１１、第２のクラッチ３１２、第３のクラッチ３１３、前部遊星列リングギア３１４、前部遊星列遊星キャリア３１５、前部遊星列太陽歯車３１６、及び第１のワンウェイクラッチ３１７が含まれ、上記の第１のクラッチ３１１は、分路機構２と前部遊星列リングギア３１４との間に位置し、上記の第２のクラッチ３１２と第３のクラッチ３１３は、互いに並列に接続され、それぞれ前部遊星列太陽歯車３１６に接続され、上記の第３のクラッチ３１３と前部遊星列太陽歯車３１６の間には、第１のワンウェイクラッチ３１７が設けられ、上記の出力軸５は、前部遊星列遊星キャリア３１５に接続され、
上記の後部遊星列部品３２は、第４のクラッチ３２１、後部遊星列太陽歯車３２２、後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４、第１のブレーキ３２５、第２のブレーキ３２６、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が含まれ、上記の第４のクラッチ３２１は、分路機構２と後部遊星列太陽歯車３２２との間に位置し、上記の第１のブレーキ３２５は、後部遊星列太陽歯車３２２に接続され、上記の後部遊星列遊星キャリア３２３は、前部遊星列リングギア３１４に接続されて、互いに並列に接続された第２のブレーキ３２６及び第２のワンウェイクラッチ３２７に接続され、上記の後部遊星列リングギア３２４は、出力軸５に接続される。
図１に示すように、多重出力分配モードの機械油圧式複合伝動装置は、入力軸１、分路機構２、機械式伝動部品３、液圧式伝動部品４、及び出力軸５が含まれ、上記の入力軸１が分路機構２を介して、互いに並列に接続された機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４に接続され、上記の機械式伝動部品３と液圧式伝動部品４が共に出力軸５に接続され、上記の機械式伝動部品３は、互いに直列に接続された前部遊星列部品３１及び後部遊星列部品３２が含まれ、
上記の前部遊星列部品３１は、第１のクラッチ３１１、第２のクラッチ３１２、第３のクラッチ３１３、前部遊星列リングギア３１４、前部遊星列遊星キャリア３１５、前部遊星列太陽歯車３１６、及び第１のワンウェイクラッチ３１７が含まれ、上記の第１のクラッチ３１１は、分路機構２と前部遊星列リングギア３１４との間に位置し、上記の第２のクラッチ３１２と第３のクラッチ３１３は、互いに並列に接続され、それぞれ前部遊星列太陽歯車３１６に接続され、上記の第３のクラッチ３１３と前部遊星列太陽歯車３１６の間には、第１のワンウェイクラッチ３１７が設けられ、上記の出力軸５は、前部遊星列遊星キャリア３１５に接続され、
上記の後部遊星列部品３２は、第４のクラッチ３２１、後部遊星列太陽歯車３２２、後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４、第１のブレーキ３２５、第２のブレーキ３２６、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が含まれ、上記の第４のクラッチ３２１は、分路機構２と後部遊星列太陽歯車３２２との間に位置し、上記の第１のブレーキ３２５は、後部遊星列太陽歯車３２２に接続され、上記の後部遊星列遊星キャリア３２３は、前部遊星列リングギア３１４に接続されて、互いに並列に接続された第２のブレーキ３２６及び第２のワンウェイクラッチ３２７に接続され、上記の後部遊星列リングギア３２４は、出力軸５に接続される。
【0036】
液圧式伝動部品４は、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動入力歯車対４２、液圧ポンプ４３、油圧管４４、液圧モーター４５、液圧式伝動出力歯車対４６、及び液圧式伝動出力クラッチ４７が含まれ、上記の液圧ポンプ４３は、液圧式伝動入力歯車対４２に介して分路機構２に接続され、上記の液圧式伝動入力歯車対４２と液圧ポンプ４３の間には、液圧式伝動入力クラッチ４１が設けられ、上記の液圧ポンプ４３は、油圧管４４に介して液圧モーター４５に接続され、上記の液圧モーター４５は、液圧式伝動出力歯車対４６に介して出力軸５に接続され、上記の液圧モーター４５と液圧式伝動出力歯車対４６との間には、液圧式伝動出力クラッチ４７が設けられる。
【0037】
上記の分路機構２は、分路ブレーキ２１、分路機構太陽歯車２２、分路機構遊星キャリア２３、及び分路機構リングギア２４が含まれ、上記の入力軸１は、分路機構リングギア２４に接続され、上記の分路機構太陽歯車２２は、液圧式伝動部品４に接続され、上記の分路機構太陽歯車２２には、分路ブレーキ２１が設けられ、上記の分路機構遊星キャリア２３は、機械式伝動部品３に接続される。
【0038】
表１に示すように、ブレーキとクラッチとの間の組み合わせを切り替えることにより、単純な液圧式伝動、機械油圧式複合伝動、及び単純な機械式伝動の３種類の伝動を実現し、具体的には、
図２に示すように、単純な液圧式伝動には、第１のブレーキ３２５、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動出力クラッチ４７、及び第４のクラッチ３２１が接合し、他のクラッチとブレーキが離間し、第４のクラッチ３２１と第１のブレーキ３２５が接合し、分路機構遊星キャリア２３がブレーキされ、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が接合し、動力が入力軸１、分路機構リングギア２４、分路機構太陽歯車２２、液圧式伝動入力歯車対４２、及び入力クラッチ４１を介して液圧ポンプ４３を駆動して作動させ、上記の液圧ポンプ４３が機械動力を高圧油に変換し、液圧管４４に介して液圧モーター４５を駆動して作動させ、液圧モーター４５により出力された機械動力が液圧式伝動出力クラッチ４７及び液圧式伝動出力歯車対４６を介して出力軸５に伝達される。
図２に示すように、単純な液圧式伝動には、第１のブレーキ３２５、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動出力クラッチ４７、及び第４のクラッチ３２１が接合し、他のクラッチとブレーキが離間し、第４のクラッチ３２１と第１のブレーキ３２５が接合し、分路機構遊星キャリア２３がブレーキされ、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が接合し、動力が入力軸１、分路機構リングギア２４、分路機構太陽歯車２２、液圧式伝動入力歯車対４２、及び入力クラッチ４１を介して液圧ポンプ４３を駆動して作動させ、上記の液圧ポンプ４３が機械動力を高圧油に変換し、液圧管４４に介して液圧モーター４５を駆動して作動させ、液圧モーター４５により出力された機械動力が液圧式伝動出力クラッチ４７及び液圧式伝動出力歯車対４６を介して出力軸５に伝達される。
【0039】
図３、４、５及び６に示すように、単純な機械式伝動には、分路ブレーキ２１が接合し、液圧式伝動入力クラッチ４１、液圧式伝動出力クラッチ４７、第２のブレーキ３２６、及び第４のクラッチ３２１が離間し、他のクラッチとブレーキとの間の組み合わせによって単純な機械式伝動モードにおける異なる速度伝達比のギアシフトを実現し、分路ブレーキ２１が接合し、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が離間し、動力が液圧式伝動部品４に入力せず、入力軸１、分路機構リングギア２４、及び分路機構遊星キャリア２３を介して機械式伝動部品３に伝達され、機械式伝動部品３は、速度比が調節された後、出力軸５から出力する。
【0040】
図７、８、９、１０に示すように、機械油圧式複合伝動には、液圧式伝動入力クラッチ４１と液圧式伝動出力クラッチ４７が接合し、分路ブレーキ２１、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、他のクラッチとブレーキとの間の組み合わせによって機械油圧式複合伝動モードにおける異なる速度伝達比のギアの間の切り替えを実現し、動力が入力軸１及び分路機構リングギア２４を介して分路機構遊星キャリア２３に伝達され、分路機構遊星キャリア２３で分路し、それぞれ機械式伝動部品３と分路機構太陽歯車２２へ流れ、上記の分路機構太陽歯車２２は、液圧式伝動部品４に接続され、最後に出力軸５に合流して出力する。
【0041】
上記の単純な機械式伝動モードは、機械式伝動ギアＩ、機械式伝動ギアＩＩ、機械式伝動ギアＩＩＩ、及び機械式伝動ギアＩＶが含まれ、具体的に、
図３に示すように、機械式伝動ギアＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第２のクラッチ３１２が離間し、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、前部遊星列太陽歯車３１６、前部遊星列遊星キャリア３１５を順次介して出力軸５に伝達される。
図３に示すように、機械式伝動ギアＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第２のクラッチ３１２が離間し、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、前部遊星列太陽歯車３１６、前部遊星列遊星キャリア３１５を順次介して出力軸５に伝達される。
【0042】
図４に示すように、機械式伝動ギアＩＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、第２のクラッチ３１２、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、第３のクラッチ３１３と第１のワンウェイクラッチ３１７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、前部遊星列太陽歯車３１６を順次介して前部遊星列遊星キャリア３１５に伝達され、前部遊星列遊星キャリア３１５でそれぞれ出力軸５と前部遊星列リングギア３１４に分路し、上記の前部遊星列リングギア３１４の動力が後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４に順次伝達され、最後に出力軸５に合流する。
【0043】
図５に示すように、機械式伝動ギアＩＩＩには、第１のブレーキ３２５、第２のクラッチ３１２、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、第１のクラッチ３１１、第３のクラッチ３１３、及び第１のワンウェイクラッチ３１７が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第１のクラッチ３１１に入力され、そこで分路してそれぞれ前部遊星列リングギア３１４と前部遊星列太陽歯車３１６へ流れ、前部遊星列遊星キャリア３１５で合流し、最後に出力軸５から出力される。
【0044】
図６に示すように、機械式伝動ギアＩＶには、第２のクラッチ３１２、第３のクラッチ３１３、第１のワンウェイクラッチ３１７、及び第２のワンウェイクラッチ３２７が離間し、第１のクラッチ３１１と第１のブレーキ３２５が接合し、動力が分路機構遊星キャリア２３から第１のクラッチ３１１、前部遊星列リングギア３１４、後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４を順次介して出力軸５で出力される。
【0045】
上記の機械油圧式複合伝動モードは、複合伝動ギアＩ、複合伝動ギアＩＩ、複合伝動ギアＩＩＩ、及び複合伝動ギアＩＶが含まれ、具体的に、
図７に示すように、複合伝動ギアＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第２のブレーキ３２６と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２、前部遊星列太陽歯車３１６、前部遊星列遊星キャリア３１５を順次介して、最後に出力軸５に合流して出力される。
図７に示すように、複合伝動ギアＩには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第２のブレーキ３２６と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２、前部遊星列太陽歯車３１６、前部遊星列遊星キャリア３１５を順次介して、最後に出力軸５に合流して出力される。
【0046】
図８に示すように、複合伝動ギアＩＩには、第２のブレーキ３２６、第１のクラッチ３１１、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第１のブレーキ３２５と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２、前部遊星列太陽歯車３１６を順次介して前部遊星列遊星キャリア３１５に伝達され、前部遊星列遊星キャリア３１５でそれぞれ出力軸５と前部遊星列リングギア３１４に分路し、上記の前部遊星列リングギア３１４の動力が後部遊星列遊星キャリア３２３、後部遊星列リングギア３２４に順次伝達され、最後に３つの分路の動力が出力軸５に合流する。
【0047】
図９に示すように、複合伝動ギアＩＩＩには、第１のブレーキ３２５、第２のブレーキ３２６、及び第４のクラッチ３２１が離間し、第１のクラッチ３１１と第２のクラッチ３１２が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第２のクラッチ３１２に入力され、そこで分路してそれぞれ前部遊星列リングギア３１４と前部遊星列太陽歯車３１６へ流れ、前部遊星列遊星キャリア３１５で合流し、機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４が出力軸５で合流して出力する。
【0048】
図１０に示すように、複合伝動ギアＩＶには、第１のブレーキ３２５、第１のクラッチ３１１、及び第２のクラッチ３１２が離間し、第２のブレーキ３２６と第４のクラッチ３２１が接合し、動力が分路機構リングギア２４から分路機構遊星キャリア２３で分路し、動力の一部が分路機構遊星キャリア２３から分路機構太陽歯車２２を介して液圧式伝動部品４へ流れ、他の部分が分路機構遊星キャリア２３から第４のクラッチ３２１、後部遊星列太陽歯車３２２、後部遊星列リングギア３２４を順次介して出力軸５に伝達され、機械式伝動部品３及び液圧式伝動部品４が出力軸５で合流して出力する。
【0049】
上記の機械油圧式複合伝動モードは、ギアを切り替えると、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩ→複合伝動ギアＩＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩＩ→複合伝動ギアＩＶが４つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＩＩが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩ→複合伝動ギアＩＶが２つのギアシフト素子と係り、複合伝動ギアＩＩ→複合伝動ギアＩＶが４つのギアシフト素子と係り、
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、交互作用のない３つまたは４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表により分析され、４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における４つの列を十分に活用し、３つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における３つの列を任意に選ばれ、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のある直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、グループの形で各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する。
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、交互作用のない３つまたは４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表により分析され、４つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における４つの列を十分に活用し、３つのギアシフト素子と係わったギアシフトは、直交表における３つの列を任意に選ばれ、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のある直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータにより、グループの形で各グループのギアシフト素子のスイッチングタイミングを制御する。
【0050】
上記の機械油圧式複合伝動モードのギアシフトの制御方法は、具体的に、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
出力軸の角速度の変化率は、
出力軸のトルクは、
出力軸の角速度の二次微分は、
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率であり、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量は、
【数21】
【数22】
【数23】
【数24】
【数25】
【0051】
【数26】
複合伝動ギアＩＩから複合伝動ＩＶへの切り替えを例として、
「４つの因子」としては、ブレーキＢ２、ブレーキＢ３、クラッチＣ３、及びクラッチＣ５が決定され、それらの４つのギアシフト素子のスイッチングタイミングは、伝動系のギアシフトの品質に影響を与える４つの因子である。
【0052】
「３つの水準」としては、ギアシフト素子の「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを選択し、実際の情況に応じて「繰り上げ」及び「遅延」の時間を選択でき、「繰り上げ」及び「遅延」の時間は、同じでもよく、異なってもよい。この例では、「繰り上げ」及び「遅延」の時間は、０．３ｓである。
【0053】
【表5】
表中、各記号の数式は、次の通りであり、
【数27】
であり、幅データによって各因子の優先順位を決定し、1つの評価指標の好ましいスキームを決定し、最後に重み係数により最も好ましいスキームを決定し、
最も好ましいスキームは、
【数28】
【0054】
３）直交表ヘッダーを設計し、実験計画を明確にし、９回の実験を実施し、実験結果を得る。
【0055】
４）実験結果により幅を算出し、因子の優先順位を決定し、
機液複合ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数29】
機液複合ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
【数30】
【0056】
５）最適なスキームが要件を満たさなければ、「繰り上げ」及び「遅延」の時間を増減することができ、要件が満たされるまで異なる「繰り上げ」時間及び「遅延」時間を選択することもできる。
【0057】
異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータをグループの形でギアシフト制御器に入力し、さらに各グループのギアシフト装置のスイッチングタイミングを制御することにより、同じ伝動モードが各ギアシフトの中で良好なギアシフト品質を発揮することが保証される。
【0058】
複合伝動ギアＩＩＩから複合伝動ギアＩＶの切り替えも同じように、関わる「４つの因子」と「３つの水準」を変えればよい。
【0059】
上記の単純な機械式伝動モードは、ギアが切り替えると、機械ギアＩから機械ギアＩＩへの切り替えが1つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩから機械ギアＩＩＩへの切り替えが1つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩＩから機械ギアＩＶへの切り替え３つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩから機械ギアＩＩＩへの切り替えが２つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩから機械ギアＩＶへの切り替えが５つのギアシフト素子と係り、機械ギアＩＩから機械ギアＩＶへの切り替えが４つのギアシフト素子と係り、
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、３つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、５つのギアシフト素子と係り且つその中の３つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、及び４つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフトは、いずれも直交表で分析され、分析には対応するリストを選択し、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のない直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、実験データにより幅を算出し、因子の優先順位を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態の最適なスキームをペアマトリックスにし、ギアの間の切り替えが制御されるようにプログラムを作成する。
２つ以下のギアシフト素子と係わったギアシフトは、３回以下の実験で最適なスキームを得ることができ、３つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、５つのギアシフト素子と係り且つその中の３つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフト、及び４つのギアシフト素子と係り且つその中の２つのギアシフト素子が交互作用を有するギアシフトは、いずれも直交表で分析され、分析には対応するリストを選択し、
評価指標として、出力軸の角速度の変化量、出力軸の角速度の変化率、出力軸の角速度の二次微分、及び時間を決定し、「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを３つの水準として選択し、交互作用のない直交分析を実行し、実験を通じて実験データが得られ、実験データにより幅を算出し、因子の優先順位を決定し、各評価指標の好ましいスキームを得、重み係数に従って最適なスキームを決定し、異なる作動状態の最適なスキームをペアマトリックスにし、ギアの間の切り替えが制御されるようにプログラムを作成する。
【0060】
上記の単純な機械式伝動モードギアシフトの制御方法は、具体的に、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量α
出力軸の角速度の変化量は、
出力軸の角速度の変化率は、
出力軸のトルクは、以下の式（３）によって決定され、
出力軸の角速度の二次微分は、
衝撃度は、車両の縦加速度の変化率で、式（５）によって決定され、
１）評価指標として、出力軸の角速度の変化量α、出力軸の角速度の変化率β、出力軸の角速度の二次微分γ、及び時間ｔを選択し、α、β、γがそれぞれ回転数のゼロ次、１階微分、２階微分であり、時間ｔと共に時空の評価指標となり、
出力軸の角速度の変化量α
出力軸の角速度の変化量は、
【数31】
【数32】
出力軸のトルクは、以下の式（３）によって決定され、
【数33】
出力軸の角速度の二次微分は、
【数34】
【数35】
【0061】
【数36】
機械ギアＩから機械ギアＩＶへの切り替えを例として、
「５つの因子」としては、ブレーキＢ２、クラッチＣ４、クラッチＣ６、ワンウェイクラッチＦ１、及びワンウェイクラッチＦ２が決定され、それらの５つのギアシフト素子のスイッチングタイミングは、伝動系のギアシフト品質に影響を与える５つの因子である。「５つの因子」の中で、ブレーキＢ２とクラッチＣ４とは、交互作用がなく、クラッチＣ６とワンウェイクラッチＦ１とワンウェイクラッチＦ２とは、交互作用がある。
【0062】
「３つの水準」としては、ギアシフト素子の「繰り上げ」、「時間通り」、及び「遅延」の切り替えを選択し、実際の情況に応じて「繰り上げ」、及び「遅延」の時間を選択でき、「繰り上げ」、及び「遅延」の時間は、同じでもよく、異なってもよい。この例では、係わる素子が数多く、またそれらの間で交互作用があるため、「繰り上げ」及び「遅延」の時間は、０．５ｓが選ばれる。
【0063】
【表6】
【数37】
【0064】
３）表３に示すような直交表ヘッダーを設計し、実験計画を明確にし、２７回の実験を実行し、xi（ｉ＝１,・・・，２７）の実験結果を得、関わる統計値を算出する。
【0065】
４）分散分析表に従って因子と誤差との偏差平方和及び自由度を決定し、Ｆ値を決定し、それらの値を臨界値と比較して因子と誤差との有意性を決定し、
総偏差平方和ＱＴ、各因子の偏差平方和ＱＦ、及び誤差の偏差平方和Ｑｅは、それぞれ
であり、総自由度ｆＴ＝２６、各因子の自由度ｆＦ＝２、誤差の自由度ｆｅ＝４、
因子と誤差との平均偏差の平方和は、
であり、機械式伝動モード素子のスイッチングタイミング分散分析表は、表１に示すように、
変動要因が主に（１）「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、及び「ｅ」、（２）「ｅ×ｃ」（ｅ×ｃ１とｅ×ｃ２とが含まれる）、「ｅ×ｄ」（ｅ×ｄ１とｅ×ｄ２とが含まれる）、及び「ｃ×ｄ」（ｃ×ｄ１とｃ×ｄ２とが含まれる）、（３）誤差ｅ＊の３つの部分にあり、
算出された変動要因の各因子と誤差との偏差平方和、自由度、及び平均偏差の平方和により、ＦＦ値とＦα（ｆＦ，ｆｅ）値を比較し、
ＦＦ＞Ｆα（ｆＦ，ｆｅ）の場合は、該因子による影響が有意であり、それ以外の場合は、有意性がない。有意性のある因子を選択し、各因子の重要性を直感的に分析し、ギアシフトの最適なスキームを決定する。
【表7】
総偏差平方和ＱＴ、各因子の偏差平方和ＱＦ、及び誤差の偏差平方和Ｑｅは、それぞれ
【数38】
であり、総自由度ｆＴ＝２６、各因子の自由度ｆＦ＝２、誤差の自由度ｆｅ＝４、
因子と誤差との平均偏差の平方和は、
【数39】
であり、機械式伝動モード素子のスイッチングタイミング分散分析表は、表１に示すように、
変動要因が主に（１）「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ｄ」、及び「ｅ」、（２）「ｅ×ｃ」（ｅ×ｃ１とｅ×ｃ２とが含まれる）、「ｅ×ｄ」（ｅ×ｄ１とｅ×ｄ２とが含まれる）、及び「ｃ×ｄ」（ｃ×ｄ１とｃ×ｄ２とが含まれる）、（３）誤差ｅ＊の３つの部分にあり、
算出された変動要因の各因子と誤差との偏差平方和、自由度、及び平均偏差の平方和により、ＦＦ値とＦα（ｆＦ，ｆｅ）値を比較し、
ＦＦ＞Ｆα（ｆＦ，ｆｅ）の場合は、該因子による影響が有意であり、それ以外の場合は、有意性がない。有意性のある因子を選択し、各因子の重要性を直感的に分析し、ギアシフトの最適なスキームを決定する。
【0066】
機械ギアの最適なスキームは、以下の式によって定義され、
異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータをグループの形でギアシフト制御器に入力し、さらに各グループのギアシフト装置のスイッチングタイミングを制御することにより、同じ伝動モードが各ギアシフトの中で良好のギアシフト品質を発揮することが保証される。
【数40】
異なる作動状態下で得られたギアシフト機構のスイッチングタイミングデータをグループの形でギアシフト制御器に入力し、さらに各グループのギアシフト装置のスイッチングタイミングを制御することにより、同じ伝動モードが各ギアシフトの中で良好のギアシフト品質を発揮することが保証される。
【0067】
機械ギアＩＩＩから機械ギアＩＶへの切り替えは、３つのギアシフト素子と係り、その中で第３のクラッチ３１３と第１のワンウェイクラッチ３１７とが交互作用を有し、
第４の因子の列を交互の列に切り替えればよい。
【数41】
第４の因子の列を交互の列に切り替えればよい。
【0068】
機械ギアＩＩから機械ギアＩＶへの切り替えは、４つのギアシフト素子と係り、その中で第３のクラッチ３１３と第１のワンウェイクラッチ３１７とが交互作用を有し、
関わる余分な列は、空欄になる。
【数42】
関わる余分な列は、空欄になる。
【符号の説明】
【0069】
１ 入力軸
２ 分路機構
２１ 分路ブレーキ
２２ 分路機構太陽歯車
２３ 分路機構遊星キャリア
２４ 分路機構リングギア
３ 機械式伝動部品
３１ 前部遊星列部品
３１１ 第１のクラッチ
３１２ 第２のクラッチ
３１３ 第３のクラッチ
３１４ 前部遊星列リングギア
３１５ 前部遊星列遊星キャリア
３１６ 前部遊星列太陽歯車
３１７ 第１のワンウェイクラッチ
３２ 後部遊星列部品
３２１ 第４のクラッチ
３２２ 後部遊星列太陽歯車
３２３ 後部遊星列遊星キャリア
３２４ 後部遊星列リングギア
３２５ 第１のブレーキ
３２６ 第２のブレーキ
３２７ 第２のワンウェイクラッチ
４ 液圧式伝動部品
４１ 液圧式伝動入力クラッチ
４１ 入力クラッチ
４２ 液圧式伝動入力歯車対
４３ 液圧ポンプ
４４ 油圧管
４４ 液圧管
４５ 液圧モーター
４６ 液圧式伝動出力歯車対
４７ 液圧式伝動出力クラッチ
５ 出力軸
２ 分路機構
２１ 分路ブレーキ
２２ 分路機構太陽歯車
２３ 分路機構遊星キャリア
２４ 分路機構リングギア
３ 機械式伝動部品
３１ 前部遊星列部品
３１１ 第１のクラッチ
３１２ 第２のクラッチ
３１３ 第３のクラッチ
３１４ 前部遊星列リングギア
３１５ 前部遊星列遊星キャリア
３１６ 前部遊星列太陽歯車
３１７ 第１のワンウェイクラッチ
３２ 後部遊星列部品
３２１ 第４のクラッチ
３２２ 後部遊星列太陽歯車
３２３ 後部遊星列遊星キャリア
３２４ 後部遊星列リングギア
３２５ 第１のブレーキ
３２６ 第２のブレーキ
３２７ 第２のワンウェイクラッチ
４ 液圧式伝動部品
４１ 液圧式伝動入力クラッチ
４１ 入力クラッチ
４２ 液圧式伝動入力歯車対
４３ 液圧ポンプ
４４ 油圧管
４４ 液圧管
４５ 液圧モーター
４６ 液圧式伝動出力歯車対
４７ 液圧式伝動出力クラッチ
５ 出力軸
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】