JP2000337487A - 変速機のシフト制御装置 - Google Patents

変速機のシフト制御装置

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JP2000337487A JP11145131A JP14513199A JP2000337487A JP 2000337487 A JP2000337487 A JP 2000337487A JP 11145131 A JP11145131 A JP 11145131A JP 14513199 A JP14513199 A JP 14513199A JP 2000337487 A JP2000337487 A JP 2000337487A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ボーク点及び2段入り点での変速ショックや異
音の発生をより抑える。 【解決手段】 スリーブを軸方向に移動させる流体圧式
に駆動可能な直動シリンダ17と、該直動シリンダ17
を運転席操作手段29からの指令によって駆動する駆動
手段15とを具備したシンクロメッシュ式変速機におい
て、駆動手段15が、所定変速段への切換えの開始時に
直動シリンダ17への駆動圧力及び駆動速度を最大に設
定し、前記スリーブが前記シンクロナイザリングと嵌合
するボーク点及び該スリーブが前記遊転ギヤと嵌合する
2段入り点のうち少なくとも一方の点の所定距離前位置
で直動シリンダ17が発生する推力及び速度のうち少な
くとも一方を前記ボーク点または前記2段入り点を越え
る位置まで減じるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変速機、特にシン
クロメッシュ式変速機のシフト制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】シンクロメッシュ式変速機は、一般に図
4に示すように、回転シャフト1に装着された2NDギ
ヤ2、3RDギヤ3等の遊転ギヤ群の一つにシンクロメ
ッシュ機構4の一部を構成するスリーブ5、6を押付け
ることにより、遊転ギヤを回転シャフト1と同回転させ
るものである。
【0003】図4に示される変速機は、回転シャフト1
とスプライン等により嵌合され回転シャフト1と同回転
するクラッチハブ7、8と、クラッチハブ7、8にスプ
ライン5a、6a等により外装され軸方向に移動可能な
スリーブ5、6と、遊転ギヤの側面から突出されたボス
部分にスプライン等により嵌合され外周にそれぞれドグ
歯9a、10aをもつギヤピース9(2NDギヤ用)、
10(3RDギヤ用)と、ギヤピース9、10のコーン
面とスリーブ5、6の内周面(スプライン5a、6a)
との間にそれぞれ配設されたシンクロナイザリング11
(2NDギヤ用)、12(3RDギヤ用)とを主要素と
して構成されている。
【0004】なお、クラッチハブ7とスリーブ5並びに
クラッチハブ8とスリーブ6の間には、各クラッチハブ
7、8の外周を数カ所切欠いて形成された軸方向の溝に
嵌合されかつスリーブ5、6の内周面で挟まれたシフテ
ィングキーが装着されている。シフティングキーは、遠
心方向の突起がニュートラル状態のスリーブ5、6の内
周凹面に嵌合している。
【0005】また、スリーブ5にはシフトフォーク13
が嵌合しており、スリーブ6にはシフトフォーク14が
嵌合している。そして、シフトフォーク13、14は、
例えば操作レバーのセレクト方向の操作によって移動さ
れる選択部材(図示略)と選択的に係合されるようにな
っており、選択部材がシフト方向に操作されることによ
ってそれぞれスリーブ5、6を軸方向にストローク動さ
せる。
【0006】上記構成の変速機の変速過程をスリーブ5
のストローク位置を示す図6及びシフトセレクトパター
ンを示す図5を参照して例えば2NDギヤ2の変速段か
ら3RDギヤ3の変速段に切換える場合を例に説明す
る。図4に示すギヤ配列の変速機では、2ND変速段か
ら3RD変速段へ切換える場合、マニュアル操作上図5
に示すようにシフト方向とセレクト方向の操作を伴う。
変速操作前の2ND変速段では、選択部材はシフトフォ
ーク13と係合している。また、スリーブ6はニュート
ラル位置にある。そして時期T1において操作レバーを
ニュートラル位置Nに操作すると、選択部材及びシフト
フォーク13を介してスリーブ5に図4中右方向の操作
力が加えられ、スリーブ5は、2NDギヤ2のギヤピー
ス9上を抵抗なくスライドし図6に示すようにニュート
ラル位置Nに達する(図6時期T2)。このT1−T2
シフト抜き領域という。
【0007】シフト抜きの後、操作レバーはセレクト方
向に操作され、時期T2−T3の間に選択部材がシフトフ
ォーク14と係合する。選択部材と係合したシフトフォ
ーク14は、操作レバーへのシフト方向の操作力によっ
て図4中右方向にスリーブ6が移動される(図6
3)。時期T3からスリーブ6のストロークとなる。こ
のスリーブ6が移動を開始すると、シフティングキーは
スリーブ6と共に移動してシフティングキーがリング1
2の端面を押圧する。シフティングキーがリング12の
端面を押圧するT3−T4をシフト入れ(インデックス)
領域という。
【0008】シフティングキーがスリーブ6の移動に伴
わなくなる時期T4において、スリーブ6は、そのスプ
ライン6aのチャンファがリング12の外歯12aと噛
合うようになる。この時期T4を同期開始点(ボーク
点)と称し、スリーブ6は、操作力にかかわらずストロ
ーク動を停止する。このボーク点の位置Sにおいて、ス
リーブ6はリング12をギヤピース10に押圧し、スリ
ーブ6の回転にリング12及びギヤピース10の回転が
同期するのを待つ(同期領域T4−T5)。
【0009】スリーブ6の回転にリング12及びギヤピ
ース10の回転が同期すると、リング12は回転方向に
自由となり、スリーブ6はリング12を押分けてギヤピ
ース10のドグ歯10aと嵌合する。このとき、ギヤピ
ース10及び3RDギヤ3は、その引きずりトルク等に
よってスリーブ6の回転に同期したときより回転が変化
しており、スリーブ6とギヤピース10のドグ歯10a
とが噛合う再同期のときに、スリーブ6にはギヤピース
10及び3RDギヤ3によって急激な荷重変動が加わ
る。この荷重変動がスリーブ6に加わる点を2段入り点
という。
【0010】スリーブ6が2段入り点の荷重に打勝って
ギヤピース10を押分けると、スリーブ6は3RDギヤ
3の端面でストッパ力を受け、停止する(時期T6)。
このT5ーT6の押分け領域の後、スリーブ6は3RD位
置を例えばシフトフォークあるいは操作レバーに係合す
る所定のロック機構によって維持する。ところで、上記
変速操作を流体圧式あるいは電気式のアクチュエータに
よって自動操作する変速機が例えばWO 97/054
10号公報等に記載されている。この種の変速機におい
て、アクチュエータを駆動する駆動手段は、従来は図6
及び図7に示すように、コントローラの制御下で車両状
態あるいは変速過程によりアクチュエータの作用圧力等
を調整(調圧)している。
【0011】すなわち、図6及び図7に示す従来の作用
圧力等の調整は、シフト抜き領域及びシフト入れ領域
(T1−T4)では、アクチュエータを高速、高作用圧で
作動させるために最大PMAX値に設定し、同期が開始さ
れるボーク点では、機構の耐久性や変速ショックあるい
は異音の発生等を考慮して同期に必要な調圧値P1に落
している。また、同期が完了した時期T5以降の押分け
領域とストッパ点を検知した後の所定期間の間は、再び
最大PMAX値に戻す制御を行っている。
【0012】スリーブ6は3RD位置をシフトフォーク
等に設けられるロック機構によって維持するので、駆動
手段はストッパ点以降ではアクチュエータの作用圧力等
を零とする。しかしながら、従来の作用圧力等の調整方
法だと、ボーク点あるいはスリーブ6が押分けを伴う2
段入り点等での変速ショックや異音の発生を満足できる
程度に抑えることができないことがわかった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ボ
ーク点あるいは2段入り点等での変速ショックや異音を
一層確実に抑えることができる変速機のシフト制御装置
を提供することを解決すべき課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の変速機のシフト制御装置は、回転シャフトに遊転状
態で装着された遊転ギヤと、該回転シャフトと同回転し
かつ軸方向に移動可能に該回転シャフトに装着されたス
リーブと、該遊転ギヤと該スリーブの間に挿嵌されたシ
ンクロナイザリングと、該スリーブを軸方向に移動させ
る電気式あるいは流体圧式等で駆動可能なアクチュエー
タと、該アクチュエータを運転席操作手段からの指令に
よって駆動する駆動手段とを具備し、該アクチュエータ
の作用で移動される該スリーブが該シンクロナイザリン
グ及び該遊転ギヤと嵌合して変速を行う変速機におい
て、該駆動手段が、所定変速段への切換えの開始時に該
アクチュエータが発生する推力及び速度を最大に設定
し、該スリーブが該シンクロナイザリングと嵌合するボ
ーク点及び該スリーブが該遊転ギヤと嵌合する2段入り
点のうち少なくとも一方の点の所定距離前位置で該アク
チュエータが発生する推力及び速度のうち少なくとも一
方を前記ボーク点または前記2段入り点を越える位置ま
で減じることを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明の変速機のシフト制御装置によれば、ス
リーブがリングの外歯と嵌合するボーク点の直前におい
て、アクチュエータがスリーブを操作する推力及び速度
のうち少なくとも一方が減じられるので、ボーク点にお
いてスリーブがリングの外歯と当接するときの変速ショ
ックあるいは異音の発生が抑えられる。
【0016】また、スリーブがリングを押分けて移動
し、スリーブが遊転ギヤのドグ歯と嵌合する直前におい
て、アクチュエータの作用圧力及び作用速度のうち少な
くとも一方が低くされるので、2段入り点においてスリ
ーブが遊転ギヤのドグ歯と当接するときの変速ショック
あるいは異音の発生が抑えられる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の変速機のシフト制御装置
において、電気式に駆動するアクチュエータを用いる場
合は、駆動手段としてアクチュエータへ流す電流の増幅
率コントロール形電力回路とこれを制御するECU等の
コンピュータ式コントローラあるいは電流波形発生形の
専用電気回路で構成することができる。
【0018】この電気式のアクチュエータは、電気モー
タと該電気モータの出力軸に取付けたピニオンと、該ピ
ニオンに噛合したラックとから構成できる。そして、ラ
ックをシフトフォークと接続すればよい。流体圧式のア
クチュエータは、油圧シリンダ等の液圧シリンダ、空圧
シリンダ等を使用することができる。流体圧式のアクチ
ュエータは、流体圧制御回路と該流体圧制御回路に配設
された電磁バルブ等を制御するECU等のコンピュータ
式コントローラあるいは専用電気回路で構成することが
できる。
【0019】液圧シリンダ、空圧シリンダの場合も、そ
のロッドをシフトフォークに接続すればよい。運転席操
作手段は、接点間が開閉されるレバースイッチあるいは
ボタン式のスイッチを用いることができる。本発明の駆
動手段は、所定変速段への切換えの開始時にアクチュエ
ータが発生する推力及び速度を最大値に設定し、スリー
ブがシンクロナイザリングと嵌合するボーク点に達する
前に該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少
なくとも一方を最低値に設定し、ボーク点を越えた同期
噛合い中は必要値に高め、押分け開始時には最大値に戻
し、該押分け中、該スリーブが遊転ギヤと嵌合する2段
入り点に達する前に該ボーク点のときより高い値に減
じ、ストッパ点を越えたとき零に減じることが好まし
い。
【0020】
【実施例】以下に本発明を図1及び図2を参照して更に
説明する。実施例の変速機のシフト制御装置は、シンク
ロメッシュ式変速機を図1に示すような油圧式の駆動手
段15で直動シリンダ16、17を駆動制御するもので
あり、直動シリンダ16は、図4に示すシフトフォーク
13、14と選択的に係合する選択部材をセレクト方向
に駆動するアクチュエータ、直動シリンダ17は、選択
部材をシフト方向に駆動するアクチュエータであって、
該選択部材と係合したシフトフォーク13あるいは14
をシフト方向に駆動することができる。
【0021】駆動手段15は、ソレノイドへの通電(O
N)によって圧油を供給し、非通電(OFF)によって
圧油の供給を停止するマスター弁20と、該マスター弁
20のON時に圧油が供給され該圧油の流量をソレノイ
ドへ流す電流の大きさに比例して可変できる比例流量弁
21、22と、電気モータ(図示略)によって駆動され
るポンプ19、アキュームレータ30からなる油圧源
と、該油圧源の電気モータ及びマスター弁20の切換え
及び比例流量弁21、22のソレノイド20a、21
a、22aへの電流量を制御するECU等のコントロー
ラ25と具備している。
【0022】コントローラ25は、レバー式の運転席操
作手段29によって切換えられるスイッチ28からの信
号を入力して変速段を認識し、変速段に応じて直動シリ
ンダ17及び直動シリンダ16の駆動を制御する。な
お、直動シリンダ16、17には、それぞれロッドの位
置を検出する位置センサ26、27をもち、各位置セン
サ26、27は位置検出信号をコントローラ25に入力
している。
【0023】上記駆動手段15は、マスター弁20が非
通電のとき同マスター弁20の図中右位置が油路に接続
され、アキュームレータ30からの圧力は該マスター弁
20によって遮断されるとともに、直動シリンダ16、
17の両圧力室には、比例流量弁21、22の位置にか
かわらずリザーバ圧が作用している。また、直動シリン
ダ16は、そのピストン16bが左位置(ロッド16a
が最も縮んだ状態)にあるとき選択部材を図4に示すシ
フトフォーク14と係合させており、そのピストン16
bが中立位置にあるとき選択部材を図4に示すシフトフ
ォーク13と係合させているものとする。
【0024】更に、直動シリンダ17は、ピストン17
bが図中上位置(ロッド17aが最も縮んだ状態)のと
き、図4に示す変速機の軸方向Yの−側ヘシフトフォー
ク13、14等をシフトし、ピストン17bが図中下位
置(ロッド17aが最も延びた状態)のとき、図4に示
す変速機の軸方向Yの+側へシフトフォーク13、14
等をシフトするものとする。
【0025】上記構成の駆動手段15によってシンクロ
メッシュ式変速機の変速段を切換えるにあたって本実施
例の以下のような制御が可能となる。図4に示したシン
クロメッシュ式変速機において、スリーブ5、6を作動
させ、2ND状態から3RD状態に変速段を切換える場
合を例にして説明する。2ND状態において、レバー2
9が図5に示すパターンに操作されると、コントローラ
25は、図4のスリーブ5と嵌合したシフトフォーク1
3をシフトし、次に選択部材がスリーブ6と係合したシ
フトフォーク14と係合するように該選択部材をセレク
トし、更にシフトフォーク14をシフトする一連の変速
過程を設定する。 この変速過程の設定は、具体的に比
例流量弁21、22のソレノイド21a、22aへ流す
電流の基本波形を設定する方法や、同ソレノイド21
a、22aへ流す電流の増幅率を切換える基本パターン
を設定する。そして、基本波形や基本パターンは、各位
置センサ26、27からの位置検出信号によって波形変
化のタイミングや増幅率変化のタイミングが可変され
る。表1に各ステップでのマスター弁20、比例流量弁
21、22及び直動シリンダ16、17の動作状態を示
す。
【0026】
【表1】 さて、2ND状態においては、マスター弁20及び比例
流量弁21、22には通電されず、直動シリンダ16、
17の各ロッド16a、17aは、図1に示すようにフ
リー状態であるが、図4のシフトフォーク13は所定の
ロック機構によってスリーブ5をギヤピース9と噛合さ
せている。
【0027】ステップ1 上記2ND状態より、上記レバー29が図5に示すよう
に操作されると(図2に示す時期T1)、コントローラ
25は、ステップ1として、マスター弁20及び比例流
量弁22に対し変速開始時より最大流量で圧油を出力す
る電流をそれらのソレノイド20a、22aに流す。比
例流量弁21に対してはON/OFFを繰返す。これに
より、直動シリンダ16の両圧力室に圧油が供給され、
受圧面積差により直動シリンダ16のピストン16bの
中立位置が確保され、選択部材がシフトフォーク13と
係合した状態を維持する。また、直動シリンダ17の両
圧力室に圧油が供給され、ロッド17aすなわち選択部
材と係合した図4のシフトフォーク13を軸方向Yの+
側に移動させ、スリーブ5を駆動する。このスリーブ5
への作用圧力は、マスター弁20の流量が最大に設定さ
れることで、図3に示すように、最大圧PMAXとなる。
シフトフォーク13が軸方向Yの+側に移動されると、
図2示すようにシフト抜きが行われ、直動シリンダ17
の位置は、ニュートラル位置Nに達する。
【0028】ステップ2 直動シリンダ17のニュートラル位置Nは、センサ27
によって検出される。センサ27の位置検出信号がニュ
ートラル位置Nを示すと、コントローラ25は、比例流
量弁21をOFFとし、比例流量弁22をON/OFF
を繰返すように する。これによって、直動シリンダ16には右側圧力室
に圧油が供給され、直動シリンダ17には両圧力室に圧
油が供給される。直動シリンダ16の右側圧力室に圧油
が供給されると、ロッド16aがX−方向に移動し選択
部材を図4のシフトフォーク14に係合させる。また、
直動シリンダ17は中立位置を維持する。これにより図
2に示すT2からT3のセレクト動作が行われる。直動シ
リンダ17は、図2に示すN位置を維持している。
【0029】ステップ3 直動シリンダ16の位置が左側エンドとなると、センサ
26からの信号によってコントローラ25はシフト入れ
時期T3を認識する。シフト入れ領域では、図4のスリ
ーブ6をリング12に押付けるべく、マスター弁20及
び比例流量弁22のON状態を維持し、直動シリンダ1
7を中立位置Nよりロッド17aが延びる軸方向Yの+
側に推進する。
【0030】本実施例では、直動シリンダ17が軸方向
Yの+側に推進する途中のボーク点がセンサ27によっ
て検出される時期T4(図6参照)の所定期間前の時期
3′において、マスター弁20のソレノイド20aへ
流す電流を減じる。これにより、比例流量弁22から直
動シリンダ17の上側圧力室に供給される圧油の圧力が
低減され、直動シリンダ17の作用圧力が減じられるこ
とになる。従って、図4のスリーブ6のチャンファがリ
ング12の外歯12aに当接するボーク点より前に、直
動シリンダ17の作用圧力が減じられ、直動シリンダ1
7によるスリーブ6への作用圧力としては、図3に示す
ように、時期T3′からP2(<PMAX)に低減されて、
スリーブ6のチャンファをリング12の外歯12aにソ
フトに嵌合させることができる。コントローラ25は、
上記直動シリンダ17の作用圧力を減じる期間を、セン
サ27がボーク点の位置Sを検出する時点まで設定す
る。
【0031】ステップ4 ボーク点が検出されると、コントローラ25は、直動シ
リンダ17の作用圧力が同期必要圧力P1となるよう
に、マスター弁20のソレノイド20aへの電流を高め
る。図3のこの期間T4′−T5は、従来と同様に、スリ
ーブ6は圧力P1でリング12を押圧し、3RDギヤ3
の回転は徐々にスリーブ6の回転に近づく。
【0032】ステップ5 図4のスリーブ6の回転と3RDギヤ3の回転が同期す
ると、リング12は空転するため、スリーブ6は3RD
位置に向って推進できるようになる。この位置を検出し
たセンサ27からの信号でコントローラ25は、マスタ
ー弁20のソレノイド20aに流す電流を再び最大にす
る。これによって、直動シリンダ17の作用圧力は、図
3の時期T5−T5′に示すように、シフト抜き時と同じ
MAXとなる。
【0033】ステップ6 PMAXで押される図4のスリーブ6がギヤピース10の
ドグ歯5と嵌合する位置より所定距離前の位置をセンサ
27が検出すると、コントローラ25はこの位置検出信
号を受けてマスター弁20のソレノイド20aへ流す電
流を再び低減する。これは2段入り点及びストッパ点に
対する措置であり、このときの電流値は、ボーク点より
前の位置を検出して低減したときより大きな値である。
そして、図4のスリーブ6が3RDギヤ10の端面と当
接するストッパ点をセンサ27で検出すると、コントロ
ーラ25は本変速操作の処理を終了し、マスター弁20
及び比例流量弁22への通電を終了する。
【0034】ここで、図3の2段入り点前の時期T5
よりストッパ点を検出した後の所定期間に減じられる直
動シリンダ17の作用圧力は、ボーク点前の時期T3
より所定期間減じられる直動シリンダ17の作用速度よ
り大きくされ、スリーブ6への作用圧力がP2より大き
なP3とされている。これは、2段入り点よりボーク点
の方が変速ショックや異音が大きいからである。
【0035】このように本実施例のシフト制御装置で
は、ボーク点前の時期T3′より所定期間と、2段入り
点前の時期T5′よりストッパ点を検出した後の所定期
間との間に、直動シリンダ17の作用速度を減じること
により、ボーク点及び2段入り点からストッパ点での変
速ショックや異音を確実に低減することができる。ま
た、作用圧力は変えずに比例流量弁における作動速度だ
けを減じても良い。
【0036】ここで、マスター弁20は、ソレノイド電
流に比例した圧力を出力するソレノイド式比例圧力制御
弁を指す。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、スリ
ーブがボーク点に達する前及び2段入り点に達する前の
少なくとも一方の点においてアクチュエータの作用圧力
を減じることができるので、変速ショックや異音の発生
を確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】 本発明の動作を示し、直動シリンダの位置の
変化を示す動作図である。
【図3】 本発明によるアクチュエータの作用圧力を示
す動作説明図である。
【図4】 一般的なシンクロメッシュ式変速機の構成を
示すスケルトン図である。
【図5】 操作レバーの操作パターンを示す図である。
【図6】 従来装置で動作するアクチュエータの位置の
変化を示す動作図である。
【図7】 従来装置によるアクチュエータの作用圧力を
示す動作説明図である。
【符号の説明】
15…駆動手段、16、17…直動シリンダ(アクチュ
エータ)、20…マスタ弁、21、22…比例流量弁、
25…コントローラ、26、27…センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J028 EA01 EA21 FC32 FC42 HB02 HC13 3J052 AA01 CA05 CA14 FB22 FB34 GC74 HA03 KA01 KA15 KA16 3J056 AA12 BB01 BD15 BD25 BD34 BE30

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転シャフトに遊転状態で装着された遊
    転ギヤと、該回転シャフトと同回転しかつ軸方向に移動
    可能に該回転シャフトに装着されたスリーブと、該遊転
    ギヤと該スリーブの間に挿嵌されたシンクロナイザリン
    グと、該スリーブを軸方向に移動させる電気式あるいは
    流体圧式等で駆動可能なアクチュエータと、該アクチュ
    エータを運転席操作手段からの指令によって駆動する駆
    動手段とを具備し、該アクチュエータの作用で移動され
    る該スリーブが該シンクロナイザリング及び該遊転ギヤ
    と嵌合して変速を行う変速機において、 前記駆動手段は、所定変速段への切換えの開始時に前記
    アクチュエータが発生する推力及び速度を最大に設定
    し、前記スリーブが前記シンクロナイザリングと嵌合す
    るボーク点及び該スリーブが前記遊転ギヤと嵌合する2
    段入り点のうち少なくとも一方の点の所定距離前位置で
    該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少なく
    とも一方を前記ボーク点または前記2段入り点を越える
    位置まで減じることを特徴とする変速機のシフト制御装
    置。
  2. 【請求項2】 前記駆動手段は、前記2段入り点で減じ
    た前記アクチュエータを駆動する圧力及び速度のうち少
    なくとも一方の値を前記スリーブが前記遊転ギヤの端面
    と当接するストッパ点を越える位置まで継続する請求項
    1記載の変速機のシフト制御装置。
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