JP2007010023A - 変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なう。
【解決手段】 ＥＣＵは、変速指令が入力されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、変速前後の変速段を検知するステップ（Ｓ１０２）と、検知された変速前後の変速段とに基づいてパターン群を選択するステップ（Ｓ１０４）と、パターン群に基づいてアクチュエータを制御するステップ（Ｓ１０６）と、全ての動作パターンの動作が終了したか否かを判断するステップ（Ｓ１０８）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、変速機の制御装置に関し、特に、変速機を変速させるアクチュエータの制御に関する。

従来より、噛合い式のギヤトレーンからなる変速機において、変速を手動ではなく、アクチュエータなどを用いて自動で行なうものがある。このような変速機においては、変速段に対応するギヤの係脱を行なうシフト操作とシフトフォークシャフトの選択を行なうセレクト操作とがアクチュエータにより行なわれる。

たとえば、特開２００４−２４５２９３号公報（特許文献１）は、変速操作を短時間で行なえ、かつ小型で軽量で低消費電力な変速操作装置を開示する。この変速操作装置は、シフトセレクトシャフトを第一の方向と第一の方向とは異なる第二の方向に駆動してギヤの選択と締結解放動作を行なう噛合い式変速機の変速操作装置である。変速操作装置は、第一の方向に駆動しながら及び第二のアクチュエータを同時に駆動することにより、シフトセレクトシャフトを第一の方向に駆動しながら第二の方向に駆動することよってギヤの選択と締結解放動作を行なうように構成している。

特許文献１に開示された変速操作装置によると、フォロワがガイド溝に沿って移動するため、シフトフィンガはシフト方向に移動しながら、同時にセレクト方向へも移動することが可能となり、シフトセレクト操作を行なう際のモータの起動、停止の回数が減り、変速操作に要する時間が短縮する。また、シフト操作用モータの起動、停止の回数が減るので消費電力が下がる。なおかつ、フォロワが溝に沿って斜行する際は、シフト方向の駆動力はセレクト方向にも部分的に作用するため、セレクト操作用アクチュエータの負担が減り、セレクト操作用アクチュエータの小型化と軽量化が可能となる。
特開２００４−２４５２９３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された変速操作装置において、シフトセレクトシャフトの一部を形成するフォロワを、ガイド溝に係合して、シフト操作およびセレクト操作を同時に行なうようにすると、変速動作の時間が短縮するため、変速指令に対して高い応答性を有するが、フォロワとガイド溝とが擦れて、その摩擦により摺動抵抗が増加するという問題がある。摺動抵抗が増加すると、フォロワ側あるいはガイド溝側が磨耗して変速機の耐久性が悪化する可能性がある。また、摺動抵抗の増加により、フォロワを予め定められた位置に移動できなくなることによる位置制御の悪化の可能性がある。したがって、変速動作の安定性が確保できないという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なうことができる変速機の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る変速機の制御装置は、シフトセレクトレバーを、回転方向および軸方向について、変速段に対応する位置に移動させることにより、変速段に対応するギヤを噛み合わせて、変速動作を行なう変速機の制御装置である。シフトセレクトレバーは、アクチュエータにより移動され、変速機は、シフトセレクトレバーの回転方向および軸方向の移動を制限するシフトゲートと、シフトゲートにより制限された移動範囲において、シフトセレクトレバーの移動とともにシフトゲートの移動経路を相対的に移動するゲートピンとを含む。この制御装置は、変速時のシフトゲート上のゲートピンの移動経路を記憶するための記憶手段と、第１の変速段から第２の変速段への変速指令を検知するための検知手段と、前記変速指令が検知されると、変速動作時に、記憶手段に記憶された第１の変速段から第２の変速段への移動経路を選択するための選択手段と、選択された移動経路に沿ってゲートピンがシフトゲートに対して相対的に移動するようにアクチュエータを制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、第１の変速段から第２の変速段への変速指令が検知されると、選択手段は、記憶手段に記憶された第１の変速段から第２の変速段への移動経路を選択する。制御手段は、選択された移動経路に沿ってゲートピンがシフトゲートに対して相対的に移動するようにアクチュエータを制御する。たとえば、移動経路がシフトゲートを押圧しないように形成されるとすると、シフトセレクトレバーの回転方向の移動（以下、シフト操作とも記載する）および軸方向の移動（以下、セレクト操作とも記載する）が同時に行なわれる際に、ゲートピンの移動経路に対応するアクチュエータの動作を予め設定しておくことにより、変速動作時にゲートピンによるシフトゲートへの押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。また、移動経路をシフトゲートを押圧しないように形成される経路でかつ直線的な経路により形成するようにすると、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合と比べて、変速動作の時間を短縮させることができる。したがって、変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なうことができる変速機の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る変速機の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、移動経路は、第１の変速段と第２の変速段との間において、シフトゲート上の予め定められた傾きを有する複数の直線経路が組み合わされて形成される。

第２の発明によると、移動経路は、シフトゲート上の予め定められた傾きを有する複数の直線経路が組み合わされる。たとえば、シフトゲートを押圧しないように形成される経路になるように、予め定められた傾きを有する複数の直線経路を組み合わせて形成して、アクチュエータが直線経路に沿ってシフトゲートに対して相対的に移動するように動作を予め設定しておくようにすると、シフト操作およびセレクト操作が同時に行なわれる際に、シフトゲートへの押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。また、予め定められた傾きを有する直線経路を組み合わせて移動経路が形成されるため、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合と比べて、変速動作の時間を短縮させることができる。

第３の発明に係る変速機の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加えて移動経路は、シフトゲート上の第１の変速段に対応する位置と、シフトゲートの角部の頂点と、第２の変速段に対応する位置とをそれぞれ直線で結んで形成される経路である。

第３の発明によると、移動経路は、第１の変速段と第２の変速段との間において、シフトゲートの角部の頂点を結んで形成するようにすると、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合の移動経路よりも短くすることができる。したがって、変速動作の時間を短縮させることができる。

第４の発明に係る変速機の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、移動経路は、ゲートピンがシフトゲートに押圧しないように形成される経路である。

第４の発明によると、移動経路を、シフトゲートを押圧しないように形成すると、シフト操作およびセレクト操作が同時に行なわれても、シフトゲートへの押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。

第５の発明に係る変速機の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、変速機は、車両に搭載される。制御装置は、車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正するための補正手段をさらに含む。

第５の発明によると、補正手段は、車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正する。シフトゲートまたはゲートピンは、振動等の外乱の影響を受けて磨耗する場合がある。そのため、走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正することにより、移動経路を適切に補正することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。

第６の発明に係る変速機の制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、車両の走行距離が予め定められた距離以上であるという条件と、車両の走行期間が予め定められた期間以上であるという条件とのうちの少なくともいずれか一方である。

第６の発明によると、走行距離および走行期間のうちの少なくともいずれか一方の条件が満足した場合に、シフトゲートまたはゲートピンは、振動等の外乱の影響を受けて磨耗している場合がある。そのため、走行距離および走行期間のうちの少なくともいずれか一方の条件を満足すると、移動経路を適切に補正するようにすると、変速動作の安定性を確保することができる。

第７の発明に係る変速機の制御装置は、第５または６の発明の構成に加えて、シフトゲートにより制限された移動範囲を検知するための移動範囲検知手段をさらに含む。補正手段は、検知された移動範囲に基づいて、移動経路を補正するための手段を含む。

第７の発明によると、補正手段が検知された移動範囲に基づいて移動経路を補正することにより、シフトゲートまたはゲートピンが振動等の外乱の影響を受けて磨耗している場合においても、移動経路が適切に補正されるため、変速動作の安定性を確保することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。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を参照して、本実施の形態に係る変速機の制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、エンジン１５０で発生した駆動力が、クラッチ２００、変速機１００、デファレンシャルギヤ４００およびドライブシャフト４０２を介して車輪４０４に伝達されることにより走行する。エンジン１５０、クラッチ２００および変速機１００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００により制御される。本実施の形態に係る変速機の制御装置は、ＥＣＵ５００において実行されるプログラムにより実現される。

エンジン１５０は、ガソリンエンジンである。なお、ガソリンエンジンの代わりに、ディーゼルエンジンであってもかまわない。クラッチ２００は、エンジン１５０のクランクシャフト６００に連結されている。クラッチ出力軸２０２は、スプライン３１０を介して変速機１００の入力軸３０２に連結されている。

変速機１００は、常時噛み合い式のギヤトレーンから構成されている。変速機１００における変速段の選択について詳細は後述するが、アクチュエータ３０４，３０５によりシフトフォークシャフトを選択、摺動させることにより行なわれる。アクチュエータ３０４，３０５は、油圧により作動するものであってもよく、電力により作動するものであってもよい。本実施の形態において、アクチュエータ３０４，３０５は、たとえば、電動モータである。

ＥＣＵ５００には、アクセル開度センサ５０２、ポジションセンサ５０４、車速センサ５０６、タイミングロータ５０８の外周に対向して設けられたクランクポジションセンサ５１０、入力軸回転数センサ５１２および出力軸回転数センサ５１４から信号が送信される。

アクセル開度センサ５０２は、アクセルペダルのアクセル開度を検出する。ポジションセンサ５０４は、シフトレバーのシフトポジションを検出する。たとえば、運転者により変速段の変更に対応するシフトレバーの操作が行なわれると、変速指令がＥＣＵ５００に送信される。車速センサ５０６は、車速を検出する。クランクポジションセンサ５１０はエンジン回転数ＮＥを検出する。入力軸回転数センサ５１２は、変速機１００の入力軸３０２の回転数ＮＩを検出する。出力軸回転数センサ５１４は、変速機１００の出力軸３０６の回転数ＮＯを検出する。

ＥＣＵ５００は、これらのセンサから送信された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ５００は、エンジン１００、クラッチ２００、変速機１００およびアクチュエータ３０４，３０５を制御する。

図２を参照して、本実施の形態において変速機１００は、筐体としての変速機ケース１０１と、変速機ケース１０１の端部に取付けられたコントロールカバー１０２と、変速機ケース１０１内部を貫通し、矢印１４１で示す方向にスライド可能であり、かつ矢印１４２で示す方向に回動可能であるシフトセレクトレバー１０３とを有する。

変速機１００は、自動車の走行状態に応じてエンジンの回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える装置である。変速機１００の本体を構成する変速機ケース１０１は金属製であり、さまざまな構成部品が取付けられる。変速機ケース１０１は内部空間１０１ｉを有し、この内部空間１０１ｉを封止するようにコントロールカバー１０２がボルトにより変速機ケース１０１に取付けられている。

変速機ケース１０１およびコントロールカバー１０２に保持されるように、内部空間１０１ｉにシフトセレクトレバー１０３が配置される。シフトセレクトレバー１０３はスライドボールベアリング１１１によりコントロールカバー１０２に保持され、かつスライドボールベアリング１１２により変速機ケース１０１に保持される。シフトセレクトレバー１０３は棒状部材であり、変速機ケース１０１を貫通するように配置される。

スライドボールベアリング１１１，１１２は、シフトセレクトレバー１０３を矢印１４１で示す方向にスライド可能に、かつ矢印１４２で示す方向に回動可能に保持する。したがって、内部空間１０１ｉにおいてシフトセレクトレバー１０３はスライドすることが可能で、かつ回動することが可能であり、シフトセレクトレバー１０３が動作すると、この動作に応じてシフトセレクトレバー１０３に取付けられた各構成部材も動作する。

シフトセレクトレバー１０３が変速機ケース１０１から取出された部分では、シフトセレクトレバー１０３はゴム製のブーツ１１３に覆われている。ブーツ１１３はシフトセレクトレバー１０３の端部を保護して、外部から内部空間１０１ｉ内へ塵や水分などが混入することを防止する役割を果たす。シフトセレクトレバー１０３が矢印１４１で示す方向にスライドするため、このスライド量を吸収すべく、ブーツ１１３は矢印１４１で示す方向に伸縮自在に設けられる。

シフトアウターレバー１２９がシフトセレクトレバー１０３の端部に取付けられる。このシフトアウターレバー１２９と、アクチュエータ３０４，３０５とがギヤ等を介して回転方向およびスライド方向に移動可能になるように設けられる。

すなわち、アクチュエータ３０４，３０５は、シフトアウターレバー１２９を介してシフトセレクトレバー１０３を回転方向（矢印１４２で示す方向）およびスライド方向（矢印１４１で示す方向）に移動させる。

アクチュエータ３０４は、ＥＣＵ５００からの制御信号に基づいて、シフトアウターレバー１２９を回転させて、シフトセレクトレバー１０３を回転方向に移動させる。また、アクチュエータ３０５は、ＥＣＵ５００からの制御信号に基づいて、シフトアウターレバー１２９をスライド方向に移動させて、シフトセレクトレバー１０３をスライド方向に移動させる。なお、アクチュエータ３０４，３０５は、直接シフトセレクトレバー１０３を回転方向およびスライド方向に移動させるように設けられてもよい。

シフトセレクトレバー１０３の端部には、シフトアシスト機構であるマスダンパ１１４が取付けられる。マスダンパ１１４は、シフトセレクトレバー１０３のシフト（回転）方向の荷重を補助させる働きがあるため、トランスミッション内部におけるギヤの噛み合いをスムーズに行なえ、かつ、シフト時の各部で発生する金属接触による振動を室内へ伝えることを防止できる。

シフトセレクトレバー１０３には、インナーレバーＮｏ．１（第１インナーレバー１２８）が固定されている。第１インナーレバー１２８はスロテッドピン１１８によりシフトセレクトレバー１０３に固定されており、シフトセレクトレバー１０３とともに矢印１４１で示す方向にスライドし、かつ矢印１４２で示す方向に回動する。第１インナーレバー１２８は３つのシフトヘッド１２０，１２１，１２２のいずれかに係合し、シフトヘッド１２０，１２１，１２２のいずれかを所定の方向にスライドさせることが可能である。

図２では、第１インナーレバー１２８が中央の３速−４速用のシフトヘッド１２１に係合している。第１インナーレバー１２８はロックボールアッシ１０５と接触している。ロックボールアッシ１０５は、各変速段における第１インナーレバー１２８の位置を位置決めするための部材である。ロックボールアッシ１０５は変速機ケース１０１に固定されている。

第１インナーレバー１２８を覆うようにインターロックプレート１０４がシフトセレクトレバー１０３に嵌め合わせられている。シフトセレクトレバー１０３の外周にインターロックプレート１０４が嵌まり合っており、インターロックプレート１０４はシフトセレクトレバー１０３に対して自由に回転することが可能となる。

インターロックプレート１０４が第１インナーレバー１２８と接触しており、第１インナーレバー１２８がインターロックプレート１０４のスライド方向の移動（矢印１４１方向の移動）を規制する。このため、シフトセレクトレバー１０３が矢印１４１で示す方向に移動すれば、この移動に伴い、第１インナーレバー１２８およびインターロックプレート１０４も矢印１４１で示す方向に移動する。

これに対して、矢印１４２で示す回動方向については、インターロックプレート１０４はシフトセレクトレバー１０３の回動に従わず、シフトセレクトレバー１０３と別の動作をすることが可能とされる。

インターロックプレート１０４は二重噛み合い防止装置であり、第１インナーレバー１２８が２つのシフトヘッドを選択することを防止する役割を果たす。図２では、両端のシフトヘッド１２０，１２２をインターロックプレート１０４が押えているため、これらのシフトヘッド１２０，１２２を第１インナーレバー１２８が駆動させることを防止できる。

インターロックプレート１０４に隣接するように、スロテッドピン１１７によりインナーレバーＮｏ．２（第２インナーレバー１０６）が固定されている。ゲートプレートとしての第２インナーレバー１０６は中心部に穴の開いたドーナツ形状であり、この穴にシフトセレクトレバー１０３が嵌め合わせられている。第２インナーレバー１０６はハイ側セレクトスプリング１１５により付勢されている。

ハイ側セレクトスプリング１１５はセレクトスプリングシート１３８と第２インナーレバー１０６とに接触し、第２インナーレバー１０６およびシフトセレクトレバー１０３をセレクトスプリングシート１３８から遠ざかる方向に付勢する。ハイ側セレクトスプリング１１５はコイルばねにより構成される。

セレクトインナーレバー１０７が第２インナーレバー１０６と反対側に設けられる。セレクトインナーレバー１０７はシフトセレクトレバー１０３を受入れ、かつスロテッドピン１１９によりシフトセレクトレバー１０３に固定される。セレクトインナーレバー１０７はロー側セレクトスプリング１１６に接触しており、ロー側セレクトスプリング１１６はセレクトスプリングシートに接触している。ロー側セレクトスプリング１１６はセレクトインナーレバー１０７およびシフトセレクトレバー１０３を、セレクトスプリングシートから遠ざかる方向に付勢している。

変速機ケース１０１には係合部としてのゲートピン１０８を支持するための支持部１３０が取付けられている。支持部１３０は変速機ケース１０１に捩じ込まれていてもよく、または変速機ケース１０１に圧入されていてもよい。支持部１３０の先端のピン形状部分がゲートピン１０８である。

第２インナーレバー１０６の表面には複数本のゲート溝１１０が形成されており、ゲート溝１１０は変速機のシフトゲートパターンに従った形状となっている。各変速段に変速されると、支持部１３０のゲートピン１０８がゲート溝１１０に嵌まり合う。これにより、シフト後のセレクト方向（矢印１４１で示す方向）のシフトセレクトレバー１０３のガタを防止することが可能となっている。本実施の形態においてゲートプレートである第２インナーレバー１０４に形成されたゲート溝１１０がシフトセレクトレバーの移動範囲を制限するシフトゲートに対応する。

１速−２速用のシフトヘッド１２２は、１速−２速用のフォークシャフト１２５を保持している。３速−４速用のシフトヘッド１２１は、３速−４速用のフォークシャフト１２４を保持している。５速−リバース用のシフトヘッド１２０は、５速−リバース用のフォークシャフト１２３を保持している。それぞれのフォークシャフト１２３，１２４，１２５は互いに平行に延びており、フォークシャフト１２３，１２４，１２５の延びる方向はシフトセレクトレバー１０３の延びる方向とほぼ直交する方向であり、かつエンジンの回転軸（クランクシャフト）とほぼ平行な方向とされる。

フォークシャフト１２４は３速−４速用のシフトフォーク１２６を保持している。フォークシャフト１２５は、１速−２速用のシフトフォーク１２７を保持している。それぞれのシフトフォーク１２６，１２７はハブスリーブを保持しており、シフトフォーク１２６，１２７がハブスリーブを前後方向に移動させることで変速が行なわれる。すなわち、本実施の形態において変速機１００は、シンクロメッシュ機構を用いた常時噛み合い式のものである。なお、シンクロメッシュ機構として、キータイプ、サーボタイプ（ポルシェタイプ）、ピンタイプ、コンスタントロード型などのさまざまな機構を採用することが可能である。

図３に示すように、図２中の矢印ＩＩで示す方向から見たゲートプレートの平面図において、第２インナーレバー１０６のゲートプレート１０６ａは、複数本のゲート溝１１０を有する。ゲート溝１１０は、１速用溝１３１、２速用溝１３２、３速用溝１３３、４速用溝１３４、５速用溝１３５および後退用溝１３６を有する。この実施の形態では、５速の変速機を示しているが、これに限定されるものではなく、さらに少ない段数（たとえば４速）または多い段数（６速）などの変速機に本発明を適用することが可能である。また、図３ではニューラル状態を示している。

１速用溝１３１、３速用溝１３３および５速用溝１３５は互いに隣接するように配置される。２速用溝１３２、４速用溝１３４および後退用溝１３６は互いに隣接するように配置される。１速用から５速用溝１３１から１３５および後退用溝１３６は、図３で示すように平行に形成され、各溝におけるニュートラル側角部は面取りされた形状である。また、この実施の形態では第２インナーレバー１０６にゲート溝１１０を形成する構成を示しているが、これに限られるものではなく、シフトセレクトレバー１０３の表面にゲート溝１１０を設けてもよい。あるいは、支持部１３０側にゲート溝が形成され、第２インナーレバー１０６側にゲートピンが形成されるようにしてもよい。

図４に示すように、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図において、インターロックプレート１０４は、平坦部１０４ａと、平坦部１０４ａに連なる凹部１０４ｂとを有する。インターロックプレート１０４の中央部に切欠きが設けられており、この切欠きに第１インナーレバー１２８が嵌まり合っている。

第１インナーレバー１２８はシフトヘッド１２０から１２２のいずれかに係合し、これらのシフトヘッド１２０から１２２をフォークシャフト１２３から１２５の延びる方向にスライドさせることが可能である。このシフトヘッド１２０から１２２のスライドに伴い、シフトヘッド１２０から１２２に連結されたそれぞれのフォークシャフト１２３から１２５もスライドする。

次に、図２で示す変速機１００の変速動作について説明する。図５に示すように、１速へのシフト時のインターロックプレート１０４および第１インナーレバー１２８の断面図において、まず１速にシフトする段階では、シフトセレクトレバー１０３がアクチュエータ３０４，３０５により移動されることにより、インターロックプレート１０４および第１インナーレバー１２８が動き、第１インナーレバー１２８が１速−２速用のシフトヘッド１２２に係合する。シフトヘッド１２２に係合した第１インナーレバー１２８は図５の上方向へ移動する。互いにほぼ平行に延びるフォークシャフト１２３，１２４，１２５は、それぞれシフトヘッド１２０，１２１，１２２に接続されており、シフトヘッド１２２が移動すると、この移動がフォークシャフト１２５に伝導し、フォークシャフト１２５がシフトフォーク１２７によりハブスリーブ３２１を移動させる。これにより１速への変速が行なわれる。このとき、図６で示すように、各変速段における第２インナーレバー１０６の平面図において、ゲートピン１０８は１速用溝１３１に嵌まり合う。なお、ニューラル時には、図６の実線で示す位置にゲートピン１０８が位置しており、ゲートピン１０８はいずれのゲート溝１１０にも嵌まり合っていない。２速へのシフト時には、ゲートピン１０８は２速用溝１３２に嵌まり合っている。３速へのシフト時にはゲートピン１０８は３速用溝１３３に嵌まり合っている。４速へのシフト時にはゲートピン１０８は４速用溝１３４に嵌まり合っている。５速へのシフト時には、ゲートピン１０８は５速用溝１３４に嵌まり合っている。後退へのシフト時には、ゲートピン１０８は後退用溝１３６に嵌まり合っている。

本実施の形態に係る変速機の制御装置であるＥＣＵ５００は、このように構成される変速機１００の変速動作時に、予め記憶されたゲート溝１１０の形状における移動経路を選択し、選択された移動経路に沿って、ゲートピン１０８がシフトゲートであるゲート溝１１０に対して相対的に移動するようにアクチュエータ３０４およびアクチュエータ３０５を制御して、シフトセレクトレバー１０３の回転方向（矢印１４２で示す方向）の移動（シフト操作）およびスライド方向（矢印１４１で示す方向）の移動（セレクト操作）を同時に行なう点に特徴を有する。

具体的には、ＥＣＵ５００は、たとえば、運転者のシフトレバーの操作によりポジションセンサ５０４から２速から３速への変速指令を受信したときに、メモリに記憶された複数のゲート溝１１０上の移動経路の中から２速から３速への変速動作に対応する移動経路を読み出す。ＥＣＵ５００は、読み出された移動経路に沿ってゲートピン１０８がゲート溝１１０に対して相対的に移動するように、アクチュエータ３０４，３０５を制御する。

以下、本実施の形態における移動経路の設定方法について説明する。移動経路は、変速前の変速段と変速後の変速段との間に設定される経路である。ＥＣＵ５００のメモリには、図７に示すゲート溝１１０の形状が詳細に記憶される。すなわち、ＥＣＵ５００のメモリには、各変速段（１速〜５速およびリバース）が選択されたときのゲート溝１１０におけるゲートピン１０８の相対的な位置が記憶される。さらに、ＥＣＵ５００のメモリには、各変速段間における変速の前後にゲートピン１０８が通過するゲート溝１１０の角部の頂点の位置が記憶される。角部の頂点の位置は、好ましくは、この位置においてゲートピン１０８がゲート溝１１０を押圧しない位置、あるいは、この位置において第１インナーレバー１２８が、シフトヘッド１２０，１２１，１２２のいずれかを移動不可能な方向にを押圧しない位置が望ましい。なお、図７の紙面の左右方向のセレクト（Ｘ）方向がシフトセレクトレバー１０３のスライド方向（矢印１４１で示す方向）に対応し、紙面の上下方向のシフト（Ｙ）方向がセレクトレバー１０３の回転方向（矢印１４２で示す方向）に対応する。

本実施の形態において、たとえば、２速から３速への移動経路を設定する方法について説明するが、特にこれに限定されるものではない。２速から３速への移動経路は、図８に示すように、Ａ点からＦ点を直線で結ぶ経路で形成される。Ａ点は２速が選択されたときのゲート溝１１０におけるゲートピン１０８の位置を示し、Ｆ点は、３速が選択されたときのゲートピン１０８の位置を示す。Ｂ点〜Ｅ点は、メモリに記憶されたゲート溝１１０の角部の頂点の位置である。

すなわち、２速から３速への移動経路は、ゲート溝１１０上の２速に対応するゲートピン１０８の位置（Ａ点）と、ゲート溝１１０の角部の頂点（Ｂ点〜Ｅ点）と、３速に対応するゲートピン１０８の位置（Ｆ点）とをそれぞれ直線で結んで形成される経路である。このとき、Ａ点からＦ点の移動経路は、２速から３速への変速動作時において、ゲートピン１０８がゲート溝１１０を押圧することなく、また、第１インナーレバー１２８の移動中にシフトヘッド１２０，１２１，１２２のいずれかに対して、移動不可能な方向に押圧することのない経路である。

図８に示すように、２速から３速への移動経路は、ゲート溝１１０におけるシフト方向およびセレクト方向の平面において、予め定められた傾きを有するＡ点−Ｂ点の直線経路とＢ点−Ｃ点の直線経路と、Ｃ点−Ｄ点の直線経路と、Ｄ点−Ｅ点の直線経路と、Ｅ点−Ｆ点の直線経路が組み合わされて形成される。

したがって、図９に示すように、ＥＣＵ５００のメモリには、２速と３速との間における複数の直線経路のそれぞれの動作パターン（１）〜（３）が記憶される。図９においては、２速から３速への移動経路を形成する直線経路の動作パターン（１）〜（３）について示したが、ＥＣＵ５００のメモリには、各変速段間（たとえば、１速〜２速、３速〜４速、４速〜５速、１速から後退など）の移動経路を形成する直線経路の動作パターンが全て記憶される。したがって、図９に示すように、シフト方向およびセレクト方向についてプラス側に移動する動作パターン（１）〜（３）に限らず、シフト方向あるいはセレクト方向についてマイナス側に移動する動作パターンもＥＣＵ５００のメモリに記憶される。

このような直線経路として、図１０に示す表のように、ゲート溝１１０上の直線の傾き（たとえば、α、β、γ）に対応した複数の動作パターン（１）〜（３）が記憶される。そして、たとえば、２速から３速への変速動作時には、図１１に示すように、２速から３速への変速時に選択される動作パターンの組み合わせと順序を示すパターン群がＥＣＵ５００のメモリに記憶される。図１１においては、Ａ点からＢ点までは、傾きαの動作パターン（１）が設定され、Ｂ点からＣ点までは、傾きαの動作パターン（１）が設定される。また、Ｃ点からＤ点までは、傾きβの動作パターン（２）が設定され、Ｄ点からＥ点までは、傾きβの動作パターン（２）が設定される。そして、Ｅ点からＦ点までは、傾きγの動作パターン（３）が設定される。

したがって、ポジションセンサ５０４から２速から３速への変速指令がＥＣＵ５００に入力されると、ＥＣＵ５００は、図１１に示すパターン群を選択して読み出す。そして、ＥＣＵ５００は、読み出されたパターン群を形成する動作パターンの順序に従って、動作パターンの傾きに沿ってゲートピン１０８がゲート溝１１０に対して相対的に移動するようにアクチュエータ３０４，３０５を制御する。このとき、ＥＣＵ５００が、メモリに記憶された直線経路の動作パターンのそれぞれに沿って、ゲートピン１０８がゲート溝１１０上を相対的に移動するようにアクチュエータ３０４，３０５の動作を制御できるように予めＥＣＵ５００およびアクチュエータ３０４，３０５が調整されているものとする。なお、動作パターンの切り換わりは、たとえば、アクチュエータ３０４，３０５の作動量あるいは作動時間に基づいて行なわれればよく、特に限定されない。たとえば、ゲートピン１０８の位置を検知して、ゲートピン１０８の位置に基づいて動作パターンを切り換えるようにしてもよい。

以下、図１２を参照して、本実施の形態に係る変速機の制御装置であるＥＣＵ５００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ５００は、変速指令が入力されたか否かを判断する。本実施の形態においては、ＥＣＵ５００は、ポジションセンサ５０４から変速指令を受信すると変速指令が入力されたと判断する。なお、ＥＣＵ５００は、車両の走行状態（たとえば、エンジン１５０の回転数、車速、スロットルバルブの開度等）に基づいて変速が必要であるか否かを判断するようにしてもよい。変速指令が入力されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１５０は、入力された変速指令に基づいて、変速前の変速段と変速後の変速段を検知する。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ５００は、検知された変速前の変速段と変速後の変速段とに基づいて、メモリ等に予め記憶されたパターン群の中から対応するパターン群を選択する。たとえば、２速から３速への変速指令が検知されると、図１１に示すようなパターン群が選択される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１５０は、選択されたパターン群から順次動作パターンを読み出して、読み出された動作パターンの傾きに沿ってゲートピン１０８がゲート溝１１０に対して相対的に移動するように、アクチュエータ３０４，３０５を制御する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１５０は、選択されたパターン群において全ての動作パターンの動作が終了したか否かを判断する。全ての動作パターンの動作が終了すると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る変速機の制御装置であるＥＣＵ５００の動作について説明する。

車両が２速で走行しているとき、運転者がシフトレバーを３速に変速する操作を行なうと、変速指令がＥＣＵ５００に入力されて（Ｓ１００にてＹＥＳ）、２速から３速に変速されることが検知される（Ｓ１０２）。ＥＣＵ５００は、２速から３速への変速に対応するパターン群を読み出して（Ｓ１０４）、パターン群に含まれる動作パターンを順次読み出して、読み出された動作パターンの傾きにしたがってゲートピン１０８がゲート溝１１０に対して相対的に移動するようにアクチュエータ３０４，３０５を制御する（Ｓ１０６）。このとき、アクチュエータ３０４，３０５の作動によりシフトセレクトレバー１０３が２速に対応する位置から回転方向およびスライド方向に移動して３速に対応する位置に移動する。第１インナーレバー１２８は、シフトセレクトレバー１０３の移動とともに、シフトヘッド１２２をシフト方向についてニュートラル側に移動させつつ、シフトヘッド１２１を２速に対応する方向に移動させる。選択されたパターン群において、すべての動作パターンの動作が終了すると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、２速から３速への変速動作が完了する。

以上のようにして、本実施の形態に係る変速機の制御装置によると、シフトセレクトレバーの回転方向の移動（シフト操作）およびスライド方向の移動（セレクト操作）が同時に行なわれる際に、ゲートピンのゲート溝に対する相対的な移動経路に対応するアクチュエータの動作を予め設定しておくことにより、変速動作時にゲートピンによるゲート溝への押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。また、移動経路をゲート溝を押圧しないように形成される経路でかつ直線的な経路により形成することにより、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合と比べて、変速動作の時間を短縮させることができる。したがって、変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なうことができる変速機の制御装置を提供することができる。

好ましくは、ＥＣＵは、車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、メモリに記憶されたパターン群を補正することが望ましい。ゲート溝あるいはゲートピンは、振動等の外乱の影響を受けて磨耗する場合がある。そのため、走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正することにより、移動経路を適切に補正することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。なお、予め定められた条件とは、たとえば、車両の走行距離が予め定められた距離以上であるという条件と、車両の走行期間が予め定められた期間以上であるという条件とのうちの少なくともいずれか一方である。

また、ＥＣＵがパターン群を補正する場合には、たとえば、アクチュエータ３０４，３０５の駆動可能範囲を検知することにより、ゲート溝におけるゲートピンの移動範囲を検知すればよい。検知された移動範囲に基づいて、動作パターンあるいはパターン群を補正するようにすると、ゲート溝あるいはゲートピンが振動等の外乱の影響を受けて磨耗している場合においても、変速動作の安定性を確保することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る変速機の制御装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。 本実施の形態における変速機の断面図である。 図２中の矢印ＩＩで示す方向から見たゲート溝の平面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 １速へのシフト時のインターロックプレートおよび第１インナーレバーの断面図である。 各変速段における第２のインナーレバーの平面図である。 ゲート溝の形状を示す図である。 ２速から３速に変速するときのゲートピンのゲート溝に対する相対的な移動経路を示す図である。 複数の動作パターンの経路を示す図である。 傾きと動作パターンとを対応づけた表を示す図である。 ２速から３速に変速するときの移動経路のパターン群を示す図である。 本実施の形態に係る変速機の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 変速機、１０１ 変速機ケース、１０２ コントロールカバー、１０３ シフトセレクトレバー、１０４ インターロックプレート、１０５ ロックボールアッシ、１０６ 第２インナーレバー、１０７ セレクトインナーレバー、１０８ ゲートピン、１１０ ゲート溝、１１１，１１２ スライドボールベアリング、１１３ ブーツ、１１４ マスダンパ、１１５ ハイ側セレクトスプリング、１１６ ロー側セレクトスプリング、１１７，１１８，１１９ スロテッドピン、１２０，１２１，１２２ シフトヘッド、１２３，１２４，１２５ フォークシャフト、１２６，１２７ シフトフォーク、１２８ 第１インナーレバー、１３０ 支持部、１３１ １速用溝、１３２ ２速用溝、１３３ ３速用溝、１３４ ４速用溝、１３５ ５速用溝、１３６ 後退用溝、１３８ セレクトスプリングシート、１４１，１４２ 矢印、１５０ エンジン、２００ クラッチ、２０２ クラッチ出力軸、２０４ クラッチディスク、２０６ クラッチハウジング、２０８ プレッシャプレート、２１０ ダイヤフラムスプリング、２１２ クラッチレリーズシリンダ、２１４ レリーズフォーク、２１６ レリーズスリーブ、２２２ クラッチソレノイドバルブ、３００ 変速機、３０２ 入力軸、３０４，３０５ アクチュエータ、３１０ スプライン、５００ ＥＣＵ、５０２ アクセル開度センサ、５０４ ポジションセンサ、５０６ 車速センサ、５１０ クランクポジションセンサ、５１２ 入力軸回転数センサ、５１４ 出力軸回転数センサ、６００ クランクシャフト。

Claims (7)

1. シフトセレクトレバーを、回転方向および軸方向について、変速段に対応する位置に移動させることにより、変速段に対応するギヤを噛み合わせて、変速動作を行なう変速機の制御装置であって、前記シフトセレクトレバーは、アクチュエータにより移動され、前記変速機は、前記シフトセレクトレバーの回転方向および軸方向の移動を制限するシフトゲートと、前記シフトゲートにより制限された移動範囲において、前記シフトセレクトレバーの移動とともにシフトゲートの移動経路を相対的に移動するゲートピンとを含み、
   変速時の前記シフトゲート上の前記ゲートピンの移動経路を記憶するための記憶手段と、
   第１の変速段から第２の変速段への変速指令を検知するための検知手段と、
   前記変速指令が検知されると、前記変速動作時に、前記記憶手段に記憶された第１の変速段から第２の変速段への移動経路を選択するための選択手段と、
   前記選択された移動経路に沿って前記ゲートピンが前記シフトゲートに対して相対的に移動するように前記アクチュエータを制御するための制御手段とを含む、変速機の制御装置。
2. 前記移動経路は、前記第１の変速段と前記第２の変速段との間において、シフトゲート上の予め定められた傾きを有する複数の直線経路が組み合わされて形成される、請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. 前記移動経路は、前記シフトゲート上の第１の変速段に対応する位置と、前記シフトゲートの角部の頂点と、前記第２の変速段に対応する位置とをそれぞれ直線で結んで形成される経路である、請求項１または２に記載の変速機の制御装置。
4. 前記移動経路は、前記ゲートピンが前記シフトゲートに押圧しないように形成される経路である、請求項１〜３のいずれかに記載の変速機の制御装置。
5. 前記変速機は、車両に搭載され、
   前記制御装置は、前記車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、前記移動経路を補正するための補正手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の変速機の制御装置。
6. 前記予め定められた条件は、前記車両の走行距離が予め定められた距離以上であるという条件と、前記車両の走行期間が予め定められた期間以上であるという条件とのうちの少なくともいずれか一方である、請求項５に記載の変速機の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記シフトゲートにより制限された移動範囲を検知するための移動範囲検知手段をさらに含み、
   前記補正手段は、前記検知された移動範囲に基づいて、前記移動経路を補正するための手段を含む、請求項５または６に記載の変速機の制御装置。

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