JP6550950B2 - 変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機に関し、特に、マニュアル変速機の変速段を操作レバーの操作に応じて自動的に切り替える機械式自動マニュアル変速機（Automated Manual Transmission）の制御装置に関する。

従来、この種の装置として、操作レバーのセレクト／シフト操作に応じて電動アクチュエータを駆動させると共に、セレクトされたシフトレバーを回動させてシフトブロックをスリーブと一体にシフト移動させることで、所定の変速段に自動的にギヤインさせる機械式自動マニュアル変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１０９３１０号公報

機械式自動マニュアル変速機においては、アクチュエータの駆動力によりスリーブを移動させているが、スリーブを移動させる推力は、例えば、変速時間を短縮することを目的として、アクチュエータの最大出力としていた。

このようにアクチュエータの最大出力によりスリーブを移動させると、スリーブと、変速ギヤとの間に介装されているシンクロナイザリングとの回転を同期させる際に、シンクロナイザリングに高い負荷を与えてしまい、シンクロナイザリングを破損してしまったり、シンクロナイザリングの寿命を短くしてしまったりする虞があった。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、シンクロナイザリングを適切に保護することができる技術を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の一観点に係る変速機の制御装置は、動力源からの駆動力が入力されるインプットシャフトと、駆動力を出力するアウトプットシャフトと、複数の変速ギヤと、変速ギヤに固定されたドグギヤと噛合わされることにより、インプットシャフトからアウトプットシャフトへの駆動力の伝達経路を確立するスリーブと、ドグギヤとスリーブとの間に介装され、変速ギヤとスリーブとの回転を同期させるためのシンクロナイザリングと、スリーブをドグギヤに噛合わされる位置に移動させるための移動機構部と、移動機構部を駆動させるアクチュエータと、を有する変速機の制御装置であって、シンクロナイザリングと、スリーブとを接触させて同期させる際におけるアクチュエータに対する制御値に関する出力を上げる側の制限値を記憶する制限値記憶手段と、シンクロナイザリングと、スリーブとを接触させて同期させる際において、制限値の範囲内で、アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を有し、制限値は、シンクロナイザリングの単位時間当たりの吸収エネルギーが所定値を超えないように設定されている。

上記変速機の制御装置において、制限値は、シンクロナイザリングの単位時間当たりの吸収エネルギーが所定値を超えない制御を行うために許容されるスリーブと変速ギヤとを同期させる最小の時間と、許容されるシンクロナイザリングへの最大の押し付け荷重と、許容されるスリーブの最速の移動速度とを満たす範囲内の制御値であってもよい。

また、上記変速機の制御装置において、変速機を搭載した車両のアクセル開度が所定の閾値以上であるか否かを判定するアクセル開度判定手段をさらに有し、アクチュエータ制御手段は、アクセル開度が所定の閾値以上である場合には、制限値を用いて制御し、アクセル開度が所定の閾値以上でない場合には、制限値により制御するよりも変速ギヤとスリーブとを同期させる同期時間が長くなる制御値を用いて、アクチュエータを制御してもよい。

また、上記変速機の制御装置において、制限値記憶手段は、シンクロナイザリングのそれぞれに対応させて制限値を記憶し、アクチュエータ制御手段は、制限値を用いる際に、スリーブの同期に用いるシンクロナイザリングに対応する制限値を用いるようにしてもよい。

本発明によると、シンクロナイザリングを適切に保護することができる。

本発明の一実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機のギヤ配列を示す図である。 本発明の一実施形態に係るシフト装置の一部を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係るシフト装置を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係るシフトアクチュエータを示す模式的な部分断面図である。 本発明の一実施形態に係るシンクロ機構を示す模式的な部分断面図である。 本発明の一実施形態に係るシンクロ機構による同期結合、ギヤイン動作を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る変速機電子制御ユニット及び関連する構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る変速制御処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る変速制御時におけるアクチュエータの推力の時間変化の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る変速制御時におけるスリーブの移動量の時間変化の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る変速制御時におけるスリーブと変速ギヤとの回転数差の時間変化の一例を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機のギヤ配列の一例を示す図である。機械式自動マニュアル変速機は、インプットシャフト１０と、インプットシャフト１０と同軸に配置されたアウトプットシャフト１１と、これらインプットシャフト１０及び、アウトプットシャフト１１と平行に配置されたカウンタシャフト１２とを備えている。また、機械式自動マニュアル変速機は、インプットシャフト１０の回転数を検出する入力回転数センサ９１と、アウトプットシャフト１１の回転数を検出する出力回転数センサ９２とを備えている。

例えば、入力回転数センサ９１により検出された回転数によると、インプットメインギヤ１３、１速メインギヤＭ１、２速メインギヤＭ２、３速メインギヤＭ３、４速メインギヤＭ４、及び第４スリーブ５１の回転数を、直接又は介在するギヤのギヤ比に基づいて特定することができる。

また、出力回転数センサ９２により検出された回転数によると、第１スリーブ２４、第２スリーブ３４、第３スリーブ４４、及び６速カウンタギヤＣ６の回転数を、直接又は介在するギヤのギヤ比に基づいて特定することができる。

インプットシャフト１０には、インプットメインギヤ１３が一体回転可能に設けられている。アウトプットシャフト１１には、入力側から順に、４速メインギヤＭ４、３速メインギヤＭ３、２速メインギヤＭ２、１速メインギヤＭ１、リバースメインギヤＲＭ、６速メインギヤＭ６が設けられている。４速メインギヤＭ４、３速メインギヤＭ３、２速メインギヤＭ２、１速メインギヤＭ１、及びリバースメインギヤＭＲは、アウトプットシャフト１１に相対回転可能に設けられ、６速メインギヤＭ６はアウトプットシャフト１１に一体回転可能に設けられている。

カウンタシャフト１２には、入力側から順に、インプットメインギヤ１３と噛合するインプットカウンタギヤ１４、４速メインギヤＭ４と噛合する４速カウンタギヤＣ４、３速メインギヤＭ３と噛合する３速カウンタギヤＣ３、２速メインギヤＭ２と噛合する２速カウンタギヤＣ２、１速メインギヤＭ１と噛合する１速カウンタギヤＣ１、アイドラギヤ１５を介してリバースメインギヤＭＲと噛合するリバースカウンタギヤＣＲ、６速メインギヤＭ６と噛合する６速カウンタギヤＣ６が設けられている。インプットカウンタギヤ１４、４速カウンタギヤＣ４、３速カウンタギヤＣ３、２速カウンタギヤＣ２、１速カウンタギヤＣ１、及びリバースカウンタギヤＣＲは、カウンタシャフト１２に一体回転可能に設けられ、６速カウンタギヤＣ６はカウンシャフト１２に相対回転可能に設けられている。

第１シンクロ機構２０は、アウトプットシャフト１１に固定された第１ハブ２１と、インプットメインギヤ１３に固定されたインプットドグギヤ２２と、４速メインギヤＭ４に固定された４速ドグギヤ２３と、第１ハブ２１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第１スリーブ２４と、第１スリーブ２４と各ドグギヤ２２，２３との間にそれぞれ介装された一対のシンクロナイザリング（ブロックリング）ＳＲとを備えている。第１スリーブ２４の外周凹溝には、第１スリーブ２４を軸方向に移動させる第１シフトフォークＦ１が係合されている。

第１スリーブ２４が図中矢印Ａ方向に移動してインプットドグギヤ２２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットシャフト１０からアウトプットシャフト１１に直結となり、アウトプットシャフト１１は５速相当で回転する。第１スリーブ２４が図中矢印Ｂ方向に移動して４速ドグギヤ２４とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、４速カウンタギヤＣ４、４速メインギヤＭ４となり、アウトプットシャフト１１は４速相当で回転する。

第２シンクロ機構３０は、アウトプットシャフト１１に固定された第２ハブ３１と、３速メインギヤＭ３に固定された３速ドグギヤ３２と、２速メインギヤＭ２に固定された２速ドグギヤ３３と、第２ハブ３１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第２スリーブ３４と、第２スリーブ３４と各ドグギヤ３２，３３との間にそれぞれ介装された一対のシンクロナイザリングＳＲとを備えている。第２スリーブ３４の外周凹溝には、第２スリーブ３４を軸方向に移動させる第２シフトフォークＦ２が係合されている。

第２スリーブ３４が図中矢印Ａ方向に移動して３速ドグギヤ３２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、３速カウンタギヤＣ３、３速メインギヤＭ３となり、アウトプットシャフト１１は３速相当で回転する。第２スリーブ３４が図中矢印Ｂ方向に移動して２速ドグギヤ３４とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、２速カウンタギヤＣ２、２速メインギヤＭ２となり、アウトプットシャフト１１は２速相当で回転する。

第３シンクロ機構４０は、アウトプットシャフト１１に固定された第３ハブ４１と、１速メインギヤＭ１に固定された１速ドグギヤ４２と、リバースメインギヤＭＲに固定されたリバースドグギヤ４３と、第３ハブ４１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第３スリーブ４４と、第３スリーブ４４と各ドグギヤ４２，４３との間にそれぞれ介装された一対のシンクロナイザリングＳＲとを備えている。第３スリーブ４４の外周凹溝には、第３スリーブ４４を軸方向に移動させる第３シフトフォークＦ３が係合されている。

第３スリーブ４４が図中矢印Ａ方向に移動して１速ドグギヤ４２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、１速カウンタギヤＣ１、１速メインギヤＭ１となり、アウトプットシャフト１１は１速相当で回転する。第３スリーブ４４が図中矢印Ｂ方向に移動してリバースドグギヤ４４とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、リバースカウンタギヤＣＲ、アイドラギヤ１５、リバースメインギヤＭＲとなり、アウトプットシャフト１１は逆回転する。

第４シンクロ機構５０は、カウンタシャフト１２に固定された第４ハブ５１と、６速カウンタギヤＣ６に固定された６速ドグギヤ５２と、第４ハブ５１に回転不能且つ軸方向に移動可能に取り付けられた第４スリーブ５４と、第４スリーブ５４と６速ドグギヤ５２との間に介装されたシンクロナイザリングＳＲとを備えている。第４スリーブ５４の外周凹溝には、第４スリーブ５４を軸方向に移動させる第４シフトフォークＦ４が係合されている。

第４スリーブ５４が図中矢印Ａ方向に移動して６速ドグギヤ５２とスプライン噛合すると、動力伝達経路はインプットメインギヤ１３、インプットカウンタギヤ１４、６速カウンタギヤＣ６、６速メインギヤＭ６となり、アウトプットシャフト１１は６速相当で回転する。

本実施形態に係る機械式自動マニュアル変速機は、後述するシフト装置６０により変速が行われる。

次に、図２〜４に基づいて、本実施形態のシフト装置６０の詳細構成を説明する。

図２に示すように、シフト装置６０は、互いに平行に延びる第１シフトシャフト６１Ａと、第２シフトシャフト６１Ｂとを備えている。

第１シフトシャフト６１Ａの一端側には、変速段を１速又はリバースに選択的に切り替えるための第１シフトブロック６２が連結されている。また、第１シフトシャフト６１Ａの他端側には、第３シフトフォークＦ３が固定されている。第１シフトシャフト６１Ａの第１シフトブロック６２と第３シフトフォークＦ３との間には、第２シフトフォークＦ２が軸方向に移動可能に設けられている。この第２シフトフォークＦ２には、変速段を３速又は２速に選択的に切り替えるための第３シフトブロック６４が連結されている。

第２シフトシャフト６１Ｂの一端側には、第１シフトフォークＦ１が軸方向に移動可能に設けられている。この第１シフトフォークＦ１には、変速段を５速又は４速に選択的に切り替えるための第２シフトブロック６３が連結されている。また、第２シフトシャフト６１Ｂの後端側には、第４シフトフォークＦ４が固定されている。第２シフトシャフト６１Ｂの第１シフトフォークＦ１と第４シフトフォークＦ４との間には、変速段を６速に切り替えるための第４シフトブロック６５が連結されている。

図３に示すように、第１シフトレバー６６及び、第２シフトレバー６７は、略Ｌ字状に屈曲して形成されており、支持シャフト７０に回転自在に軸支されている。第１シフトレバー６６の一端部は、第１シフトブロック６２の凹部に係合され、第２シフトレバー６７の一端部は、第２シフトブロック６３の凹部に係合されている。

第３シフトレバー６８及び、第４シフトレバー６９は、略Ｌ字状に屈曲して形成されており、支持シャフト７１に回転自在に軸支されている。第３シフトレバー６８の一端部は、第３シフトブロック６４の凹部に係合され、第４シフトレバー６９の一端部は、第４シフトブロック６５の凹部に係合されている。

これら第１〜４シフトレバー６６〜６９は、運転室に設けられた操作レバー９０の操作に応じて、各アクチュエータ７２〜７５により支持シャフト７０，７１を中心に回動されることで、各シフトブロック６２〜６５をシフト移動させる。

第１及び第２シフトレバー６６，６７は、第１セレクトアクチュエータ７２によりセレクトされると共に、第１シフトアクチュエータ７３によりシフト回動される。第３及び第４シフトレバー６８，６９は、第２セレクトアクチュエータ７４によりセレクトされると共に、第２シフトアクチュエータ７５により回動される。

第１、第２セレクトアクチュエータ７２，７４は、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａと、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａのモータギヤ７２Ｂ，７４Ｂと噛合するセレクトギヤ７２Ｃ，７４Ｃが設けられた筒体７２Ｄ，７４Ｄとを備えている。筒体７２Ｄ，７４Ｄの外周面には、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａの駆動により筒体７２Ｄ，７４Ｄが回動されると、各シフトレバー６６〜６９の他端部と選択的に係合される一対の突起部７４Ｅ（筒体７２Ｄの突起部は図示を省略）が設けられている。

第１、第２シフトアクチュエータ７３，７５は、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａと、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの回転軸に連結されたボールネジ７３Ｂ，７５Ｂとを備えている。第１、第２シフトアクチュエータ７３，７５には、筒体７２Ｄ，７４Ｄのボールネジ７３Ｂ，７５Ｂに対する相対移動量（以下、シフトストローク量という）を検出するシフトストロークセンサ９３（図４にのみ示す）が設けられている。シフトストロークセンサ９３により検出されたシフトストローク量（移動位置情報の一例）は、スリーブ（２４，３４，４４，５４）の移動位置と対応しており、スリーブの位置を特定することができる。

各ボールネジ７３Ｂ，７５Ｂは、筒体７２Ｄ，７４Ｄに嵌挿されたナット部７３Ｃ（図４にのみ示す）と螺合すると共に、その両端部をインターロックプレート７３Ｄ，７５Ｄによって支持されている。インターロックプレート７３Ｄ，７５Ｄには、筒体７２Ｄ，７４Ｄの突起部７４Ｅをシフト方向にスライド移動可能に収容するガイド溝７５Ｅ（インターロックプレート７３Ｄのガイド溝は図示を省略）が設けられている。

シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの駆動によりボールネジ７３Ｂ，７５Ｂが回転すると、シフトレバー６６〜６９が回動される。これにより、シフトブロック６２〜６５がシフト方向に移動され、ニュートラル位置から所定段へのギヤイン動作又は、所定段からニュートラル位置へのギヤ抜き動作が行われるように構成されている。ここで、シフトレバー６６〜６９、シフトブロック６２〜６５、及びシフトフォークＦ１〜Ｆ４が移動機構部に相当する。

セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａと、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａとは、変速機ＥＣＵ１００によって駆動が制御される。

次に、ニュートラル位置から４速への同期結合及びギヤイン動作の一例を説明する。他の変速段やリバースへの同期結合及びギヤイン動作も同様のため、詳細な説明は省略する。

操作レバー９０がニュートラル位置から４速のセレクト位置まで操作されると、変速機ＥＣＵ１００がセレクト用モータ７２Ａを駆動して、第２シフトレバー６７がセレクトされる。さらに、操作レバー９０が４速のシフト位置まで操作されると、変速機ＥＣＵ１００がシフト用モータ７３Ａを駆動して、ボールネジ７３Ｂの回転に伴い、第２シフトブロック６３が第１シフトフォークＦ１と一体にシフト方向に移動を開始する。すなわち、図５に示すように、第１シフトフォークＦ１と係合する第１スリーブ２４が、ニュートラル位置から４速ドグギヤ２３に向けて移動を開始する。なお、図５中において、符号２４Ｇは第１スリーブ２４のスプライン歯、符号ＳＧはシンクロナイザリングＳＲのシンクロ歯、符号２３Ｇは４速ドグギヤ２３のドグ歯をそれぞれ示している。

図６（Ａ）に示すように、第１スリーブ２４のシフト移動によりスプライン歯２４ＧがシンクロナイザリングＳＲのシンクロ歯ＳＧと接触すると、シンクロナイザリングＳＲに同期荷重が生じる（以下、各スリーブ２４，３４，４４，５４とシンクロナイザリングＳＲとが接触する時点を同期開始と称する）。このように、シンクロナイザリングＳＲに同期荷重が生じた状態が維持されて、結果として、第１スリーブ２４と４速ドグギヤ２３との回転が同期される。（以下、各スリーブ２４，３４，４４，５４と変速ギヤ（変速ギヤのドグギヤ）との回転が同期される時点を同期終了と称し、同期開始から同期終了までの間を同期中と称する）。

第１スリーブ２４と４速ドグギヤ２３との回転が同期されると、図６（Ｂ）に示すように、スプライン歯２４Ｇがシンクロ歯ＳＧを掻き分けることで、第１スリーブ２４はシフト方向に向けて移動を再開する。

その後、図６（Ｃ）に示すようにスプライン歯２４Ｇとドグ歯２３Ｇとが噛合を開始し、さらに、図６（Ｄ）に示すように、スプライン歯２４Ｇとドグ歯２３Ｇとが完全に噛合されることで、４速のギヤイン動作が終了するようになっている。

変速機ＥＣＵ１００は、いわゆる電子制御ユニットであって、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。

図７は、本発明の一実施形態に係る変速機電子制御ユニット及び関連する構成を示す機能ブロック図である。

変速機ＥＣＵ１００は、タイミング検出部１０２と、同期位置記憶部１０１と、アクチュエータ制御手段及びアクセル開度判定手段の一例としてのモータ制御部１０３と、制限値記憶手段の一例としての制御値記憶部１０４とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである変速機ＥＣＵ１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

同期位置記憶部１０１は、各スリーブ（２４，３４，４４，５４）が移動してシンクロナイザリングＳＲと接触する位置に関する情報（接触位置情報）を記憶する。本実施形態では、各スリーブについて、各スリーブが接触する対象となるそれぞれのシンクロナイザリングＳＲとの接触位置情報を記憶する。本実施形態では、スリーブがシンクロナイザリングＳＲと接触した際におけるシフトストロークセンサ９３により検出されているシフトストローク量を接触位置情報としている。したがって、スリーブを移動させた際に、シフトストロークセンサ９３により検出されているシフトストローク量が、記憶しているシフトストローク量に近づくと、接触位置（すなわち、同期開始位置）に近づいていることがわかる。

制御値記憶部１０４は、同期中において、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を制御するための制御値を記憶する。本実施形態では、各スリーブにより結合する各変速ギヤ（具体的には、各変速ギヤに対応するシンクロナイザリング）のそれぞれに対応する制御値を記憶している。本実施形態では、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａに対する、同期中における、出力を上げる側の制御値の制限値を記憶する。この制限値は、同期中においては、この制限値を超えて、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの出力を上げる制御値を使用してはならないことを意味している。したがって、値が大きくなるほど出力が大きくなる制御値であれば、制限値は上限値であり、小さくなるほど出力が大きくなる制御値であれば、制限値は下限値である。

制限値は、この制限値で制御した場合に、同期対象のシンクロナイザリングＳＲの単位時間あたりの吸収エネルギーが所定値を超えないような制御値に設定されている。

ここで、シンクロナイザリングＳＲとスリーブとの回転数差と、シンクロナイザリングＳＲのイナーシャを考慮することにより、シンクロナイザリングＳＲの単位時間あたりの吸収エネルギーが所定値を超えないように制御する場合における、許容される最小の同期時間、許容される最大の押し付け荷重（モータの推力）、許容されるスリーブの移動速度等について把握することができる。したがって、許容される最小の同期時間、許容される最大の押し付け荷重、許容されるスリーブの移動速度を満たす範囲内の制御値（例えば、それらを満たす限界の制御値）を制限値とすることができる。

タイミング検出部１０２は、シンクロナイザリングＳＲと、スリーブとが接触する直前の時点（同期開始直前）となったことを検出する。本実施形態では、タイミング検出部１０２は、シフトストロークセンサ９３のシフトストローク量と、同期位置記憶部１０１に記憶された接触位置情報とに基づいて、シンクロナイザリングと、スリーブとが接触する時点の直前であるか否かを判定する。

具体的には、タイミング検出部１０２は、シフトストロークセンサ９３のシフトストローク量と、接触位置情報の値との差が所定値以内になった場合に、同期開始直前であると判定する。タイミング検出部１０２は、同期開始直前であると判定した場合には、同期開始直前である旨をモータ制御部１０３に通知する。また、タイミング検出部１０２は、シフトストロークセンサ９３のシフトストローク量と、接触位置情報の値とが一致した場合には、同期開始であると判定し、同期開始である旨をモータ制御部１０３に通知する。

タイミング検出部１０２は、変速ギヤ（スリーブと結合させる対象のギヤ）とスリーブとの回転数差がなくなる直前の時点（同期終了直前）となったことを検出する。本実施形態では、タイミング検出部１０２は、インプットシャフト１０の回転数と、アウトプットシャフト１１の回転数とに基づいて、変速ギヤの回転数と、スリーブの回転数との回転数差を特定し、その回転数差が所定値以下となったか否かを判定し、回転数差が所定値以下となった場合に、スリーブとが接触する直前の時点（同期終了直前）であると検出する。タイミング検出部１０２は、同期終了直前であると判定した場合には、同期終了直前である旨をモータ制御部１０３に通知する。また、タイミング検出部１０２は、変速ギヤの回転数と、スリーブの回転数との回転数差がなくなった場合には、同期終了であると判定し、同期終了である旨をモータ制御部１０３に通知する。

モータ制御部１０３は、図示しないシフトポジションセンサから逐次操作レバー９０の位置を取得しており、セレクト操作が行われた場合には、操作レバー９０の位置に応じて、セレクト用モータ７２Ａ，７４Ａを駆動させて、その位置でシフト操作可能な変速段への変速に使用するシフトレバー（シフトレバー６７〜６９のいずれか）を回動可能な状態とする。

また、モータ制御部１０３は、図示しないシフトポジションセンサから逐次操作レバー９０の位置を取得しており、操作レバー９０により、シフト操作が行われた場合には、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａを駆動させて、シフト操作の対象の変速段に対応するシフトレバーを回動させる以下に示す変速制御を行う。

モータ制御部１０３は、シフト操作が行われた直後には、比較的大きな推力を発生させるように、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａを制御する。シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの制御は、例えば、供給電流の制御である。

また、モータ制御部１０３は、タイミング検出部１０２から同期開始直前である旨の通知を受けた場合には、シンクロナイザリングＳＲと、スリーブとが接触するまでの間、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を、直前の推力よりも低下させる。これにより、シンクロナイザリングＳＲとスリーブとの接触時における異音の発生を低減することができるとともに、シンクロナイザリングＳＲに与える衝撃を低減することができる。

また、モータ制御部１０３は、タイミング検出部１０２から同期開始である旨の通知を受けた場合、すなわち、同期中においては、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を、上昇させる制御を行う。本実施形態では、モータ制御部１０３は、制御値記憶部１０４に記憶された制限値の範囲内の制御値に基づいて、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を制御する。

例えば、モータ制御部１０３は、機械式自動マニュアル変速機を搭載した車両の図示しないアクセル開度センサから入力されるアクセル開度が所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上である場合には、制御値記憶部１０４に記憶された制限値に基づいて、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を制御する制限値制御を実行する一方、所定の閾値以上でない場合には、制御値記憶部１０４に記憶された制限値で制御するよりも同期時間が長くなる制御値に基づいて、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を制御する長同期時間制御を実行する。なお、長同期時間制御における、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、制限値制御における推力よりも小さくなっている。この結果、アクセル開度が閾値以上であり、運転者が変速の早期完了を望んでいると考えられる状況においては、シンクロナイザリングＳＲへの負荷を一定以下に維持しつつ、早期に変速を完了させることができる一方、アクセル開度が閾値未満である状況においては、シンクロナイザリングＳＲへの負荷をより低減させることができる。

また、モータ制御部１０３は、同期終了直前である旨の通知を受けた場合に、変速ギヤとスリーブとの回転数差がなくなるまでの間、アクチュエータの推力を、直前の推力よりも低下させる。これにより、シンクロナイザリングＳＲと変速ギヤとの同期が終了する際における異音の発生を低減することができる。

ここで、同期終了直前から同期終了まで推力を低下させることによる効果について説明する。変速ギヤとスリーブとの同期が終了すると、同期中に発生していた同期荷重がなくなり、推力の全部がスリーブの前進に寄与することとなり、スリーブに加えられる力の状態が変化する。このため、推力を一定にしていると、スリーブに加えられる力の状態変化が急激となり、スリーブを急速に移動させようとして異音が発生してしまう。これに対して、本実施形態で示したように、同期終了直前から同期終了まで推力を低下させると、同期終了時におけるスリーブに加えられる力の状態変化を抑制することができ、スリーブの急激な移動を抑制し、異音の発生を低減することができる。

また、モータ制御部１０３は、タイミング検出部１０２から同期終了である旨の通知を受けた場合には、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を、上昇させる。

次に、本発明の一実施形態に係る変速機ＥＣＵ１００による変速制御処理について説明する。

図８は、本発明の一実施形態に係る変速制御処理のフローチャートである。

変速制御処理は、例えば、変速機ＥＣＵ１００のモータ制御部１０３が、図示しないシフトポジションセンサからの操作レバー９０の位置に基づいて、シフト操作を検出した場合に開始される。

モータ制御部１０３は、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａに比較的大きな推力を発生させる制御（初期推力制御）を開始する（Ｓ１１）。

初期推力制御が開始されると、タイミング検出部１０２は、同期開始直前となったか否かを検出し（Ｓ１２）、同期開始直前となっていない場合（Ｓ１２：ＮＯ）には、処理を繰り返し実行する。

一方、同期開始直前となったことを検出した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、タイミング検出部１０２は、モータ制御部１０３に同期開始直前となった旨を通知し、通知を受けたモータ制御部１０３が、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａに直前の推力（初期推力制御時の推力）よりも小さい推力を発生させる制御（同期前推力制御）を開始する（Ｓ１３）。このように、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力を小さくするので、シンクロナイザリングＳＲとスリーブとの接触時における異音の発生を低減することができるとともに、シンクロナイザリングＳＲに与える衝撃を低減することができる。

次いで、タイミング検出部１０２は、同期開始となったか否かを検出し（Ｓ１４）、同期開始となっていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、処理を繰り返し実行する。

一方、同期開始となったことを検出した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）には、タイミング検出部１０２は、モータ制御部１０３に同期開始となった旨を通知し、通知を受けたモータ制御部１０３が、図示しないアクセル開度センサから入力されるアクセル開度が所定の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ１５）。

この結果、アクセル開度が所定の閾値以上である場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）には、モータ制御部１０３が、制御値記憶部１０４に記憶された制限値に基づいて、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａを制御する制限値制御を開始する（Ｓ１６）。これにより、アクセル開度が閾値以上であり、運転者が変速の早期完了を望んでいると考えられる状況において、シンクロナイザリングＳＲへの負荷を一定以下に維持しつつ、早期に変速を完了させることができることとなる。

一方、アクセル開度が所定の閾値以上でない場合（Ｓ１５：ＮＯ）には、モータ制御部１０３は、制御値記憶部１０４に記憶された制限値で制御するよりも同期時間が長くなる制御値に基づいて、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａを制御する長同期時間制御を開始する（Ｓ１７）。長同期時間制御におけるシフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、制限値制御における推力よりも小さくなっている。したがって、シンクロナイザリングＳＲへの負荷を低減させることができる。

ステップＳ１６又はステップＳ１７の制御が開始された後、タイミング検出部１０２は、同期終了直前となったか否かを検出し（Ｓ１８）、同期終了直前となっていない場合（Ｓ１８：ＮＯ）には、処理を繰り返し実行する。

一方、同期終了直前になったことを検出した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）には、タイミング検出部１０２は、モータ制御部１０３に同期終了直前となった旨を通知し、通知を受けたモータ制御部１０３が、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａに直前の推力（制限値制御及び長同期時間制御の推力）よりも小さい推力を発生させる制御（同期終了推力制御）を開始する（Ｓ１９）。これにより、変速ギヤとスリーブとの同期が終了する際における異音の発生を低減することができる。

次いで、タイミング検出部１０２は、同期終了となったか否かを検出し（Ｓ２０）、同期終了となっていない場合（Ｓ２０：ＮＯ）には、処理を繰り返し実行する。

一方、同期終了になったことを検出した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）には、タイミング検出部１０２は、モータ制御部１０３に同期終了となった旨を通知し、通知を受けたモータ制御部１０３が、スリーブと、変速ギヤのドグギヤとが完全に噛合うまで、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａに直前の推力（同期終了推力制御時の推力）よりも大きい推力を発生させる制御（ギアイン時推力制御）を行い（Ｓ２１）、変速制御処理を終了する。

次に、変速制御時における推力、スリーブの移動量、及びスリーブと変速ギヤとの回転数差の時間変化の一例について説明する。

図９は、本発明の一実施形態に係る変速制御時におけるアクチュエータの推力の時間変化の一例を示す図である。図１０は、本発明の一実施形態に係る変速制御時におけるスリーブの移動量の時間変化の一例を示す図である。図１１は、本発明の一実施形態に係る変速制御時におけるスリーブと変速ギヤとの回転数差の時間変化の一例を示す図である。

アクチュエータ（正確には、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａ）の推力は、図９に示すように、時刻Ｔ０に変速制御が開始されると、一定の値で制御される。そして、同期開始直前の時刻Ｔ１にシフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、直前よりも小さい推力に制御される。これにより、シンクロナイザリングＳＲとスリーブとの接触時における異音の発生を低減することができるとともに、シンクロナイザリングＳＲに与える衝撃を低減することができる。

同期開始の時刻Ｔ２になると、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、直前よりも大きい推力に制御される。時刻Ｔ２において、アクセル開度が所定の閾値以上の場合には、制限値制御が開始される。制限値制御においては、制御値記憶部１０４に記憶されている制限値に基づいて制御が行われる。制限値制御が行われた場合には、同期終了直前の時刻Ｔ３にシフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、直前よりも小さい推力に制御される。これにより、シンクロナイザリングＳＲと変速ギヤとの同期が終了する際における異音の発生を低減することができる。

同期終了の時刻Ｔ４になると、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、直前よりも大きい推力に制御される。そして、時刻Ｔ５にスリーブが変速ギヤのドグギヤと完全に噛合う状態となる。

一方、時刻Ｔ２において、アクセル開度が所定の閾値以上でない場合には、長同期時間制御が開始される。長同期時間制御においては、制御値記憶部１０４に記憶された制限値で制御するよりも同期時間が長くなる制御値に基づいて制御が行われる。長同期時間制御におけるシフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、制限値制御における推力よりも小さくなっている。この結果、シンクロナイザリングＳＲへの負荷を制御値制御に比して低減させることができる。なお、長同期時間制御を行った場合には、同期時間は、制限値制御を行った場合に比して長くなる。長同期時間制御が行われた場合には、同期終了直前の時刻Ｔ６にシフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、直前よりも小さい推力に制御される。これにより、シンクロナイザリングＳＲと変速ギヤとの同期が終了する際における異音の発生を低減することができる。

同期終了の時刻Ｔ７になると、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力は、直前よりも大きい推力に制御される。そして、時刻Ｔ８にスリーブが変速ギヤのドグギヤと完全に噛合う状態となる。

スリーブは、図１０に示すように、時刻Ｔ０に変速制御が開始されると、一定の速度で移動する。同期開始直前の時刻Ｔ１にシフト用モータ７３Ａ，７５Ａの推力が、直前よりも小さい推力に制御されるので、スリーブの移動速度は低下する。スリーブは、時刻Ｔ２にシンクロナイザリングＳＲと接触する。スリーブは、シンクロナイザリングＳＲと接触すると、同期が終了するまで、すなわち、制限値制御を行った場合には、時刻Ｔ４になるまで、長同期時間制御を行った場合には、時刻Ｔ７になるまで移動しない。同期が終了すると、スリーブは、変速ギヤのドグギヤと噛合うように移動し（ギヤインし）、制限値制御を行った場合には時刻Ｔ５に、長同期時間制御を行った場合には時刻Ｔ８に、変速ギヤのドグギヤと完全に噛合う位置に到達する。

スリーブと変速ギヤとの回転数差は、図１１に示すように、時刻Ｔ０に変速制御が開始されても、スリーブがシンクロナイザリングＳＲと接触するまで、すなわち、時刻Ｔ２になるまで、変化しない。スリーブがシンクロナイザリングＳＲと接触すると、制限値制御を行った場合には、徐々に回転数差が少なくなり、時刻Ｔ４で回転数差がなくなる。時刻Ｔ４以降は、回転数差がない状態が維持される。

一方、長同期時間制御を行った場合には、徐々に回転数差が少なくなり、時刻Ｔ７で回転数差がなくなる。長同期時間制御を行った場合における同期中の回転数差の単位時間当たりの減少量は、制限値制御を行った場合に比して少なくなっている。すなわち、シンクロナイザリングＳＲに吸収されるエネルギー量が少ないことを意味しており、シンクロナイザリングＳＲに対する負荷が制限値制御に比して抑制されていることがわかる。なお、時刻Ｔ７以降は、回転数差がない状態が維持される。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、スリーブの移動位置情報として、筒体７２Ｄ，７４Ｄのボールネジ７３Ｂ，７５Ｂに対するシフトストローク量を用いていたが、本発明はこれに限られず、例えば、シフト用モータ７３Ａ，７５Ａの回転量であってもよく、シフトレバーの回動量であってもよく、スリーブの軸方向の移動量であってもよく、要は、スリーブの位置を特定することができる情報であればよい。なお、これらの場合には、用いる移動位置情報を検出可能なセンサを変速機に備える必要がある。

また、上記実施形態では、入力回転数センサ９１により検出された回転数と、出力回転数センサ９２により検出された回転数とにより、変速ギヤの回転数と、スリーブの回転数との回転数差を特定していたが、本発明はこれに限られず、変速ギヤの回転数と、スリーブの回転数とをセンサにより直接検出するようにして、それら回転数により回転数差を特定してもよく、また、変速ギヤの回転数と、スリーブの回転数とを特定できる別の部位の回転数を用いて回転数差を特定してもよい。例えば、エンジン回転数センサにより検出されるエンジン回転数や、プロペラシャフトの回転数を用いてもよい。

また、上記実施形態では、スリーブを移動させるアクチュエータとしてモータを用いていたが、本発明はこれに限られず、油圧を用いたアクチュエータとしてもよい。

１０ インプットシャフト
１１ アウトプットシャフト
１２ カウンタシャフト
１３ インプットメインギヤ
２２ インプットドグギヤ
２３ ４速ドグギヤ
２４，３４，４４，５４ スリーブ
３２ ３速ドグギヤ
３３ ２速ドグギヤ
４２ １速ドグギヤ
４３ リバースドグギヤ
５２ ６速ドグギヤ
７２，７４ セレクトアクチュエータ
７３，７５ シフトアクチュエータ
７２Ａ，７４Ａ セレクト用モータ
７３Ａ，７５Ａ シフト用モータ
９１ 入力回転数センサ
９２ 出力回転数センサ
９３ シフトストロークセンサ
１００ 変速機ＥＣＵ
１０２ タイミング検出部
１０３ モータ制御部
１０４ 制御値記憶部
Ｍ１ １速メインギヤ
Ｍ２ ２速メインギヤ
Ｍ３ ３速メインギヤ
Ｍ４ ４速メインギヤ
Ｍ５ ５速メインギヤ
Ｍ６ ６速メインギヤ
Ｃ６ ６速カウンタギヤ
ＳＲ シンクロナイザリング

Claims (4)

1. 動力源からの駆動力が入力されるインプットシャフトと、駆動力を出力するアウトプットシャフトと、複数の変速ギヤと、前記変速ギヤに固定されたドグギヤと噛合わされることにより、前記インプットシャフトから前記アウトプットシャフトへの駆動力の伝達経路を確立するスリーブと、前記ドグギヤと前記スリーブとの間に介装され、前記変速ギヤと前記スリーブとの回転を同期させるためのシンクロナイザリングと、前記スリーブを前記ドグギヤに噛合わされる位置に移動させるための移動機構部と、前記移動機構部を駆動させるアクチュエータと、を有する変速機の制御装置であって、
   前記シンクロナイザリングと、前記スリーブとを接触させて同期させる際における前記アクチュエータに対する出力を上げる側の制御値の制限値を記憶する制限値記憶手段と、
   前記シンクロナイザリングと、前記スリーブとを接触させて同期させる際において、前記制限値の範囲内で、前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段と、を有し、
   前記制限値は、前記シンクロナイザリングの単位時間当たりの吸収エネルギーが所定値を超えないように設定されている
   変速機の制御装置。
2. 前記制限値は、前記シンクロナイザリングの単位時間当たりの吸収エネルギーが所定値を超えない制御を行うために許容される前記スリーブと前記変速ギヤとを同期させる最小の時間と、許容される前記シンクロナイザリングへの最大の押し付け荷重と、許容される前記スリーブの最速の移動速度とを満たす範囲内の制御値である
   請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. 前記変速機を搭載した車両のアクセル開度が所定の閾値以上であるか否かを判定するアクセル開度判定手段をさらに有し、
   前記アクチュエータ制御手段は、前記アクセル開度が所定の閾値以上である場合には、前記制限値を用いて制御し、前記アクセル開度が所定の閾値以上でない場合には、前記制限値により制御するよりも前記変速ギヤと前記スリーブとを同期させる同期時間が長くなる制御値を用いて、前記アクチュエータを制御する
   請求項１又は請求項２に記載の変速機の制御装置。
4. 前記制限値記憶手段は、前記シンクロナイザリングのそれぞれに対応させて前記制限値を記憶し、
   前記アクチュエータ制御手段は、前記制限値を用いる際に、前記スリーブの同期に用いる前記シンクロナイザリングに対応する制限値を用いる
   請求項１から３の何れか一項に記載の変速機の制御装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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