JP2008202684A

JP2008202684A - 変速機の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2008202684A
Application number: JP2007039381A
Authority: JP
Inventors: Masahito Shimizu; 将人清水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2027-02-20
Also published as: EP1961999A3; EP1961999B1; EP1961999A2; JP4412334B2

Abstract

【課題】シンクロ機構を制御するアクチュエータにより変速を自動的に行なう変速機において、ギヤ抜け状態から再びギヤを入れる際に、ギヤ鳴りの発生を抑制しつつ、ギヤ入れ時間が不必要に長くなることを抑制する。
【解決手段】ＥＣＵは、スリーブ移動量Ｓに基づいて、スリーブの位置がギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）より中立位置側であるか否かを判断するステップ（Ｓ１０６）と、スリーブの位置がギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）より中立位置側である場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、車両が停止中である場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）および入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとが同期している場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）のいずれかの場合に、スリーブを中立位置に戻さずに、スリーブをギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に移動させるステップ（Ｓ１１８）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、変速機の制御に関し、特に、シンクロ機構とシンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機の制御に関する。

従来、シンクロ機構と、シンクロ機構を制御するアクチュエータとにより自動的に変速を行なう変速機が公知である。シンクロ機構には、スリーブとシンクロナイザリングとが備えられる。スリーブは、変速機の入力軸および出力軸のいずれかに接続され、アクチュエータにより中立位置からギヤ入れ位置に移動させられると、スリーブが接続された軸と異なる軸の回転と同期した歯車と噛み合うように構成される。シンクロナイザリングは、スリーブの移動に応じて増大する摩擦力により、入力軸と出力軸とが同期するように構成される。これにより、入力軸と出力軸とが、変速前に同期していなくても、変速中のスリーブの移動に伴って同期される。そのため、スムーズな変速を行なうことができる。このようなシンクロ機構を備えた変速機において、急な加減速、凹凸道路の走行、段差越えなどで車両にショックがかかると、ギヤ入れ位置にあったスリーブが中立位置側に移動してしまう、いわゆるギヤ抜け現象を起こすおそれがある。ギヤ抜け状態ではニュートラル状態（動力が伝達されない状態）になり、ドライバーの意図しない走行状態となってしまう。このような問題を解決する技術が、たとえば、実公平２−２１６４６号公報（特許文献１）および特開２０００−２０５４１０号公報（特許文献２）に開示されている。

特許文献１に開示された自動変速装置は、機械式シンクロ機構を備え、シフトチェンジ操作を自動的に行なう制御装置を有する車両の変速を行なう。この自動変速装置は、ギヤ抜けを検出するためのギヤ抜け検出手段と、ギヤをセットするためのギヤセット手段と、ギヤ抜け検出手段の検出信号に基づいて、ギヤをニュートラルにセットしてからもとのギヤにセットする指令をギヤセット手段に発信するための手段とを含む。

特許文献１に開示された自動変速装置によると、外的な要因でギヤが外れたときに、一旦、完全にギヤをニュートラル位置にして噛み合いをなくし、再度ギヤのセット動作を行なう。そのため、同期が中途半端な状態でギヤセット動作が行われることが抑制される。これにより、機械式シンクロ機構を確実に作動でき、短時間にギヤ鳴りのしない正常なギヤセットを行なうことができる。

特許文献２に開示された自動操作変速装置は、ドリブンシャフト上のクラッチハブと同回転しかつ軸方向に移動可能であってニュートラル状態において中立位置に位置するスリーブと、スリーブの軸方向への移動量に応じたシフト入れ領域から同期領域への変位で歯車変速機構の所定歯車への摩擦力を増大しつつ同期をとり、スリーブが同期領域から押分け領域に移ると空転して所定歯車の外歯へのスリーブの内歯の噛み合いを許容しシフトを完了させるシンクロナイザリングとをもつ操作機構と、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に駆動可能なアクチュエータとを具備する。この自動操作変速装置は、アクチュエータの駆動動作に基づくアクチュエータの可動部材またはスリーブの移動量を検出するための手段と、正規のシフト操作以外で検出した移動量が押分け領域に対応した値のときは、アクチュエータを現シフト状態へ再駆動し、検出した移動量が同期領域あるいはシフト入れ領域に対応した値のときは、スリーブを中立位置に戻した後にアクチュエータを現シフト状態へ再駆動するための手段とを含む。

特許文献２に開示された自動操作変速装置によると、スリーブの移動量が同期領域あるいはシフト入れ領域に対応した値のときは、所定歯車とスリーブとが噛み合っていない状態であるため、スリーブを中立位置に戻した後にアクチュエータを現シフト状態へ再駆動する。一方、スリーブの移動量が押分け領域に対応した値のときは、所定歯車とスリーブとが噛み合っている状態であるため、スリーブを中立位置に戻さずにアクチュエータを現シフト状態へ再駆動する。これにより、運転者の意図しないニュートラル状態となる時間を最小限に短くすることができる。
実公平２−２１６４６号公報特開２０００−２０５４１０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された自動変速装置において、ギヤ抜けが発生すると、常に、ギヤをニュートラル位置に戻してからギヤの再セット動作を行なう。そのため、たとえば、変速機の入力軸と出力軸とが同期している場合や、車両が停止していおり入力軸と出力軸との同期を考慮する必要がない場合にまで、ギヤがニュートラル位置に戻されてしまい、再セット時間が不必要に長くなってしまう。また、特許文献２に開示された自動操作変速装置においては、スリーブを中立位置に戻した後に再セットする動作と、スリーブを中立位置に戻さずに再セットする動作とを、スリーブの移動量に応じて切り換えているが、歯車とスリーブとが噛み合っていない状態（すなわちギヤ抜け状態）である場合には、常に、スリーブを中立位置に戻した後に再セットしている。そのため、特許文献１と同様に、再セット時間が不必要に長くなってしまう。

本発明は、上述の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、シンクロ機構とシンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機において、ギヤ抜け状態から再びギヤを入れる際に、ギヤ鳴りの発生を抑制しつつ、ギヤ入れ時間が不必要に長くなることを抑制することができる制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、シンクロ機構とシンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機を制御する。シンクロ機構には、変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸に接続され、中立位置からギヤ入れ位置への移動により、他方の軸の回転と同期する歯車の回転と同期しつつ歯車と噛み合うスリーブが備えられる。制御装置は、スリーブの移動量を検出するための手段と、移動量に基づいて、歯車とスリーブとが噛み合っていないギヤ抜け状態であるか否かを判断するための判断手段と、ギヤ抜け状態であると判断されると、入力軸および出力軸の同期に関する変速機の状態に基づいて、アクチュエータを制御するための手段とを含む。第８の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第１または８の発明によると、ギヤ抜け状態になった場合において、入力軸および出力軸が同期している場合には、スリーブによる同期は不要であり、スリーブを中立位置に一旦戻さずに直接ギヤ入れ位置に移動させても、ギヤ鳴り等は発生しない。そこで、ギヤ抜け状態であると判断されると、入力軸および出力軸の同期に関する変速機の状態に基づいて、アクチュエータが制御される。たとえば、入力軸および出力軸が同期している場合には、スリーブを中立位置に一旦戻さずに直接ギヤ入れ位置に移動させるように、アクチュエータが制御される。これにより、ギヤ抜け状態から再びギヤを入れる際に、ギヤ鳴りの発生を抑制しつつ、ギヤ入れ時間が不必要に長くなることを抑制することができる。その結果、シンクロ機構とシンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機において、ギヤ抜け状態から再びギヤを入れる際に、ギヤ鳴りの発生を抑制しつつ、ギヤ入れ時間が不必要に長くなることを抑制することができる制御装置および制御方法を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、ギヤ抜け状態であると判断されると、入力軸および出力軸の同期に関する変速機の状態に基づいて、アクチュエータを用いてスリーブを中立位置に移動させた後にギヤ入れ位置に移動させる第１の制御と、スリーブを中立位置に移動させないでアクチュエータを用いてギヤ入れ位置に移動させる第２の制御とのいずれかの制御を、選択するための選択手段と、選択手段により選択された制御を実行するように、アクチュエータを制御するための手段とを含む。第９の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第２または９の発明によると、スリーブを中立位置に移動させた後にギヤ入れ位置に移動させる第１の制御と、スリーブを中立位置に移動させないでギヤ入れ位置に移動させる第２の制御とが、入力軸および出力軸の同期に関する変速機の状態に基づいて選択される。たとえば、入力軸および出力軸が同期している場合には、第２の制御が選択される。これにより、スリーブによる同期が不要な場合に、スリーブを中立位置に一旦戻す時間を削減し、ギヤ入れ時間を短縮することができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、選択手段は、入力軸の回転数および出力軸の回転数に基づいて、いずれかの制御を選択するための手段を含む。第１０の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第３または１０の発明によると、入力軸の回転数および出力軸の回転数に基づいて、いずれかの制御が選択される。そのため、たとえば、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期している場合に、第２の制御を選択することができる。これにより、入力軸の回転数および出力軸の回転数に基づいて、ギヤ入れ時間を短縮することができる。

第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、選択手段は、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期している場合に、第２の制御を選択するための手段を含む。第１１の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第４または１１の発明によると、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期している場合に、第２の制御が選択される。そのため、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期している場合のギヤ入れ時間を短縮することができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、選択手段は、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期していない場合に、第１の制御を選択するための手段を含む。第１２の発明に係る制御方法は、第５の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第５または１２の発明によると、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期していない場合に、スリーブを直接ギヤ入れ位置に移動されると、ギヤ鳴りが発生する。このギヤ鳴りの発生を抑制するために、スリーブによる同期が必要である。そこで、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが同期していない場合に、スリーブを中立位置に移動させた後にギヤ入れ位置に移動させる第１の制御が選択される。そのため、ギヤ入れ時のギヤ鳴りの発生を抑制することができる。

第６の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、選択手段は、変速機が搭載された車両が停止状態である場合に、第２の制御を選択するための手段を含む。第１３の発明に係る制御方法は、第６の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第６または１３の発明によると、変速機が搭載された車両が停止状態である場合、入力軸と出力軸とは回転しておらず、両者の同期を考慮する必要はないと考えられる。そこで、変速機が搭載された車両が停止状態である場合、第２の制御が選択される。これにより、車両が停止状態である場合のギヤ入れ時間を短縮することができる。

第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、アクチュエータは、油圧により制御される。判断手段は、移動量が第１の値になった場合に、ギヤ抜け状態であると判断するための手段を含む。制御装置は、移動量が第１の値よりギヤ入れ位置側の第２の値になると、油圧を調整してアクチュエータを用いてスリーブを移動させる準備をするための手段をさらに含む。第１４の発明に係る制御方法は、第７の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第７または１４の発明によると、アクチュエータが油圧により制御される。そのため、アクチュエータがスリーブの移動指令を受信してから油圧を制御し始めた場合、実際にスリーブの移動を開始するまでの時間が遅れてしまう場合がある。そこで、スリーブの移動量を検出し、移動量がギヤ抜け状態である第１の値よりギヤ入れ位置側の第２の値になると、油圧を調整してアクチュエータを用いてスリーブを移動させる準備をする。そのため、アクチュエータがスリーブの移動指令を受信してから実際にスリーブの移動を開始するまでの時間の遅れを抑制することができる。

第１５の発明に係るプログラムにおいては、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させる。第１６の発明に係る記録媒体は、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録する。

第１５または１６の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法を実現することができる。

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制御装置を備えた変速機について説明する。この変速機は、変速機ケース１００と、変速機ケース１００に収納された歯車変速機構２００と、シンクロメッシュ機構３００と、セレクトアクチュエータ４００と、シフトアクチュエータ５００と、セレクトアクチュエータ４００およびシフトアクチュエータ５００に接続されたＥＣＵ６００とを含む。

歯車変速機構２００は、入力軸２０２、カウンタ軸（図示せず）および出力軸２０４と、各軸に接続され、常時噛み合い状態にされた歯車列とからなり、出力軸２０４上の歯車列は、それぞれ出力軸２０４に対して空転可能に接続されている。

シンクロメッシュ機構３００は、歯車変速機構２００の歯車列のうち予め定められた歯車の状態を切り換えて出力軸２０４と同回転させることにより、歯車変速機構２００の変速比を予め定められた変速比に設定する。なお、シンクロメッシュ機構３００については後に詳述する。

セレクトアクチュエータ４００は、セレクトシャフトをシフト動作させることにより、シンクロメッシュ機構３００の歯車のうちの、設定する変速比に対応した歯車を選択する。セレクトアクチュエータ４００は、シフトアクチュエータ５００をシフトフォークのそれぞれに設ける場合は不要となる。なお、以下の説明においては、シフトフォークのそれぞれに設けられるシフトアクチュエータ５００を制御する場合について説明する。

シフトアクチュエータ５００は、後述するシンクロメッシュ機構３００のスリーブ３１０をライン油圧により軸方向に移動させる。なお、シフトアクチュエータ５００は油圧式であることに限定されず、たとえば、電気式のモータを用いてもよい。

ＥＣＵ６００には、ストロークセンサ６０２と、シフトレバー６０４のシフトポジションセンサ６０６と、入力軸回転数センサ６０８と、出力軸回転数センサ６１０とがハーネスなどを介在させて接続されている。

ストロークセンサ６０２は、後述するシンクロメッシュ機構３００のスリーブ３１０の中立位置からの移動量（スリーブ移動量）Ｓを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。

シフトポジションセンサ６０６は、シフトレバー６０４の位置を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。なお、シフトレバー６０４は、運転者が希望するギヤ段に応じた位置に運転者により操作される。

入力軸回転数センサ６０８は、歯車変速機構２００の入力軸２０２の回転数（入力軸回転数）ＮＩＮを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。

出力軸回転数センサ６１０は、歯車変速機構２００の出力軸２０４の回転数（出力軸回転数）ＮＯＵＴを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。

ＥＣＵ６００は、ストロークセンサ６０２、シフトポジションセンサ６０６、入力軸回転数センサ６０８、および出力軸回転数センサ６１０などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、歯車変速機構２００が所望の状態となるように、セレクトアクチュエータ４００およびシフトアクチュエータ５００を制御する。

図２を参照して、シンクロメッシュ機構３００について説明する。シンクロメッシュ機構３００は、シフトフォーク（図示せず）に係合されたスリーブ３１０と、シンクロナイザリング３２０と、シフティングキー３１６とを含む。

スリーブ３１０は、出力軸２０４上に接続されたクラッチハブ（図示せず）の外周スプラインに、内周スプライン３１２により嵌合される。スリーブ３１０は、シフトアクチュエータ５００により軸方向Ｘに移動される。

シンクロナイザリング３２０は、コーン状に形成される。スリーブ３１０によって軸方向Ｘに押圧されることにより、シンクロナイザリング３２０のコーン面３２６が、出力軸２０４上で入力軸２０２と同期した回転数で空転している歯車３３０のコーン面３３６に当接する。シンクロナイザリング３２０の外周にはスリーブ３１０の内周スプライン３１２に噛み合うように外周歯３２４が形成されている。

シフティングキー３１６は、スリーブ３１０の内周面に遠心方向に嵌合され、軸方向Ｘへの移動初期（後述するシフト入れ領域）において、シンクロナイザリング３２０の端面を軸方向Ｘに押圧する。

図３を参照して、シンクロメッシュ機構３００の動作について説明する。歯車変速機構２００のニュートラル状態においては、図３（Ａ）に示すように、スリーブ３１０は中立位置に保持される。

スリーブ３１０が軸方向Ｘへの移動を開始する（以下、この期間をシフト入れ領域とも記載する）と、シフティングキー３１６も軸方向Ｘに移動し、シンクロナイザリング３２０の端面を同方向に押圧する。

シフティングキー３１６は、シンクロナイザリング３２０の外周歯３２４の溝の片側に寄った位置で回転するように位置決めされている。そのため、図３（Ｂ）に示すように、内周スプライン３１２のチャンファ面３１４とシンクロナイザリング３２０の外周歯３２４のチャンファ面３２２とが常にずれた位相で向い合うように位相が規制される。

これにより、スリーブ３１０がさらに軸方向Ｘに移動可能となり、図３（Ｃ）に示すように、スリーブ３１０のチャンファ面３１４がシンクロナイザリング３２０のチャンファ面３２２を押圧し、シンクロナイザリング３２０のコーン面３２６と歯車３３０のコーン面３３６とに大きな摩擦力が発生する。さらに、スリーブ３１０の内周スプライン３１２がシンクロナイザリング３２０の外周歯３２４の溝間に入り込む（以下、この領域を同期領域とも記載する）と、スリーブ３１０が直接にシンクロナイザリング３２０を軸方向Ｘに押圧して歯車３３０がシンクロナイザリング３２０の回転と同期する。

同期が完了するとシンクロナイザリング３２０は空転状態となり、スリーブ３１０はさらに軸方向Ｘに移動し、スリーブ３１０の端面がストッパ３３４に当接した時点で、図３（Ｄ）に示すように、内周スプライン３１２が歯車３３０の外歯３３２の溝間に入り込み（以下、この期間を押分け領域とも記載する）、変速（ギヤ入れ）が完了する。

以上のような構成を備えた変速機において、急な加減速、凹凸道路の走行、段差越えなどで、変速機を搭載した車両にショックがかかると、スリーブ３１０がストッパ３３４に当接していた位置（ギヤ入れ位置）から中立位置側（ギヤ抜け方向）に移動してしまい、ギヤ抜け状態となる場合がある。ギヤ抜け状態においては、変速機が運転者の意図しないニュートラル状態となるため、ギヤ抜け状態の時間を短くする必要がある。

ここで、ギヤ抜け状態からスリーブ３１０を直接ギヤ入れ位置に移動させると、ギヤ抜け状態の時間を短くすることができる一方、入力軸２０２と出力軸２０４とが同期していない場合には、ギヤ鳴りが発生してしまう。

そこで、本実施の形態においては、ギヤ抜け状態において、入力軸２０２と出力軸２０４とが同期しているか否かを判断し、その判断結果に基づいて、スリーブ３１０を中立位置へ戻した後にギヤ入れ位置に移動させるのか、スリーブ３１０を中立位置へ戻さずに直接ギヤ入れ位置に移動させるのかを切り換える。

図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。図４に示すように、この制御装置は、ギヤ状態判断部６２０と、アクチュエータ駆動準備部６３０と、同期判断部６４０と、車両停止判断部６５０と、アクチュエータ制御部６６０とを含む。

ギヤ状態判断部６２０は、ストロークセンサ６０２からのスリーブ移動量Ｓに基づいて、歯車変速機構２００のギヤの状態を判断する。

アクチュエータ駆動準備部６３０は、ギヤ状態判断部６２０の判断結果に基づいて、シフトアクチュエータ５００に駆動遅れが生じないように、シフトアクチュエータ５００のライン油圧を予め高めておく制御信号をシフトアクチュエータ５００に送信する。

同期判断部６４０は、入力軸回転数センサ６０８からの入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数センサ６１０からの出力軸回転数ＮＯＵＴとに基づいて、入力軸２０２と出力軸２０４とが同期しているか否かを判断する。

車両停止判断部６５０は、出力軸回転数センサ６１０からの出力軸回転数ＮＯＵＴに基づいて、車両が停止しているか否かを判断する。

アクチュエータ制御部６６０は、ギヤ状態判断部６２０、同期判断部６４０および車両停止判断部６５０の各判断結果に基づいて、歯車変速機構２００のスリーブ３１０を移動させてギヤの状態を制御するように、シフトアクチュエータ５００に制御信号を送信する。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵに含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、ストロークセンサ６０２からの信号に基づいて、スリーブ３１０の中立位置からの移動量（スリーブ移動量）Ｓのモニタを開始する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ移動量Ｓに基づいて、スリーブ３１０の位置がアクチュエータ駆動準備位置Ｓ（Ａ）より中立位置側であるか否かを判断する。なお、アクチュエータ駆動準備位置Ｓ（Ａ）は、図６に示すように、スリーブ３１０がストッパ３３４に当接するギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）よりも中立位置側であって、ギヤ抜け状態となるギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）よりも、予め定められた値ΔＳだけギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）側の値に設定される。なお、ギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）は、スリーブ３１０、歯車３３０およびストッパ３３４の取り付け精度のばらつき等を考慮して、ギヤ抜け状態となる可能性がある値として、実験等により予め決められる。また、予め定められた値ΔＳは、スリーブ３１０がギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）に移動するまでの時間で、シフトアクチュエータ５００のライン圧を十分に高めておくことが可能な時間として、実験等により予め決められる。スリーブ３１０の位置がアクチュエータ駆動準備位置Ｓ（Ａ）より中立位置側であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。そうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ６００は、シフトアクチュエータ５００に駆動遅れが生じないように、シフトアクチュエータ５００のライン油圧を予め高めておく制御信号を、シフトアクチュエータ５００に送信する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ移動量Ｓに基づいて、スリーブ３１０の位置が、上述したギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）（図６参照）より中立位置側であるか否かを判断する。スリーブ３１０の位置がギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）より中立位置側であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。そうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１１８に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ６００は、入力軸回転数センサ６０８からの信号に基づいて、入力軸回転数ＮＩＮを検出する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ６００は、出力軸回転数センサ６１０からの信号に基づいて、出力軸回転数ＮＯＵＴを検出する。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ６００は、出力軸回転数ＮＯＵＴに基づいて、車両が停止中であるか否かを判断する。停止中であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。そうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ６００は、入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとが同期しているか否かを判断する。ＥＣＵ６００は、たとえば、入力軸回転数ＮＩＮが、出力軸回転数ＮＯＵＴと変速比との積から予め定められた値の範囲である場合に、入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとが同期していると判断する。入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとが同期していると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。そうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１６に移される。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ３１０を中立位置に戻すように、シフトアクチュエータ５００に制御信号を送信する。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ３１０をギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に移動させるように、シフトアクチュエータ５００に制御信号を送信する。

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制御装置であるＥＣＵ６００により制御される車両の動作について説明する。

まず、図７に示すように、ギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）であったスリーブ３１０が中立位置側へ移動し、時刻Ｔ（１）で、スリーブ３１０がアクチュエータ駆動準備位置Ｓ（Ａ）に移動した場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）を想定する。

この場合、時刻Ｔ（１）で、シフトアクチュエータ５００のライン油圧が予め高められる（Ｓ１０２）。その後、時刻Ｔ（２）で、スリーブ３１０がギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）まで移動していないと判断されると（Ｓ１０６にてＮＯ）、スリーブ３１０が中立位置に戻されずに、ギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に直接戻される（Ｓ１１８）。このように、ギヤ抜け状態になる前に、スリーブ３１０をギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に移動するため、ギヤ抜け状態になることを未然に防止することができる。

さらに、時刻Ｔ（１）でシフトアクチュエータ５００のライン油圧が予め高められるため、時刻Ｔ（２）でシフトアクチュエータ５００のライン油圧が高められる場合（図７の一点鎖線参照）に比べて、ギヤ入れが完了する時刻を時刻Ｔ（４）から時刻Ｔ（３）に早めることができる。そのため、ギヤ入れ時間を短縮することができる。

次に、図８に示すように、スリーブ３１０がギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）から中立位置側へ移動し、時刻Ｔ（６）で、スリーブ３１０の位置がギヤ抜け位置Ｓ（Ｂ）に移動した場合を想定する。

時刻Ｔ（６）において、車両が停車中である場合（Ｓ１１２にてＹＥＳ）や、入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとが同期している場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）には、スリーブ３１０を中立位置に戻さずに、ギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に直接戻しても、ギヤ鳴り等は発生しない。

そこで、スリーブ３１０が中立位置に戻されずに、ギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に直接戻される（Ｓ１１８）。そのため、スリーブ３１０を中立位置に戻した後にギヤ入れ位置Ｓ（ＭＡＸ）に戻す場合（図８の一点鎖線）に比べて、ギヤ入れが完了する時刻を時刻Ｔ（８）から時刻Ｔ（７）に早めることができる。これにより、ギヤ入れ時間が不必要に長くなることを抑制して、ギヤ入れ時間を短縮することができる。

さらに、スリーブ３１０がアクチュエータ駆動準備位置Ｓ（Ａ）移動した時刻Ｔ（５）で、シフトアクチュエータ５００のライン油圧が予め高められる（Ｓ１０２）。そのため、時刻Ｔ（５）より後の時刻Ｔ（６）でシフトアクチュエータ５００のライン油圧が高められる場合（図８の二点鎖線参照）に比べて、ギヤ入れが完了する時刻を時刻Ｔ（９）から時刻Ｔ（７）に早めることができる。これにより、アクチュエータ５００がスリーブ３１０の移動指令を受信してからスリーブ３１０の移動を開始するまでの時間の遅れを抑制して、ギヤ入れ時間が長期化することを抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、シンクロ機構とシンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機のギヤ抜けが発生した場合において、変速機の入力軸と出力軸とが同期している場合および車両が停止している場合は、スリーブを中立位置に戻さずに、直接ギヤ入れ位置に戻すように、アクチュエータが制御される。そのため、ギヤを入れる際のギヤ鳴りの発生を抑制しつつ、ギヤ入れ時間を短縮することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される変速機の構造を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される変速機に備えられたシンクロメッシュ機構の構造を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される変速機に備えられたシンクロメッシュ機構の動作を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。スリーブの中立位置、ギヤ入れ位置、アクチュエータ駆動準備位置およびギヤ抜け位置との関係を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置により制御されるスリーブの移動量のタイミングチャート（その１）である。本発明の実施の形態に係る制御装置により制御されるスリーブの移動量のタイミングチャート（その２）である。

符号の説明

１００変速機ケース、２００歯車変速機構、２０２入力軸、２０４出力軸、３００シンクロメッシュ機構、３１０スリーブ、３１２内周スプライン、３１４，３２２チャンファ面、３１６シフティングキー、３２０シンクロナイザリング、３２４外周歯、３２６，３３６コーン面、３３０歯車、３３２外歯、３３４ストッパ、４００セレクトアクチュエータ、５００シフトアクチュエータ、６０２ストロークセンサ、６０４シフトレバー、６０６シフトポジションセンサ、６０８入力軸回転数センサ、６１０出力軸回転数センサ。

Claims

シンクロ機構と前記シンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機の制御装置であって、
前記シンクロ機構には、前記変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸に接続され、中立位置からギヤ入れ位置への移動により、他方の軸の回転と同期する歯車の回転と同期しつつ前記歯車と噛み合うスリーブが備えられ、
前記制御装置は、
前記スリーブの移動量を検出するための手段と、
前記移動量に基づいて、前記歯車と前記スリーブとが噛み合っていないギヤ抜け状態であるか否かを判断するための判断手段と、
前記ギヤ抜け状態であると判断されると、前記入力軸および前記出力軸の同期に関する前記変速機の状態に基づいて、前記アクチュエータを制御するための手段とを含む、制御装置。
前記制御手段は、
前記ギヤ抜け状態であると判断されると、前記入力軸および前記出力軸の同期に関する前記変速機の状態に基づいて、前記アクチュエータを用いて前記スリーブを前記中立位置に移動させた後に前記ギヤ入れ位置に移動させる第１の制御と、前記スリーブを前記中立位置に移動させないで前記アクチュエータを用いて前記ギヤ入れ位置に移動させる第２の制御とのいずれかの制御を、選択するための選択手段と、
前記選択手段により選択された制御を実行するように、前記アクチュエータを制御するための手段とを含む、請求項１に記載の制御装置。
前記選択手段は、前記入力軸の回転数および前記出力軸の回転数に基づいて、前記いずれかの制御を選択するための手段を含む、請求項２に記載の制御装置。
前記選択手段は、前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数とが同期している場合に、前記第２の制御を選択するための手段を含む、請求項３に記載の制御装置。
前記選択手段は、前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数とが同期していない場合に、前記第１の制御を選択するための手段を含む、請求項３に記載の制御装置。
前記選択手段は、前記変速機が搭載された車両が停止状態である場合に、前記第２の制御を選択するための手段を含む、請求項２に記載の制御装置。
前記アクチュエータは、油圧により制御され、
前記判断手段は、前記移動量が第１の値になった場合に、前記ギヤ抜け状態であると判断するための手段を含み、
前記制御装置は、前記移動量が前記第１の値より前記ギヤ入れ位置側の第２の値になると、前記油圧を調整して前記アクチュエータを用いて前記スリーブを移動させる準備をするための手段をさらに含む、請求項１〜６のいずれかに記載の制御装置。
シンクロ機構と前記シンクロ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機の制御方法であって、
前記シンクロ機構には、前記変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸に接続され、中立位置からギヤ入れ位置への移動により、他方の軸の回転と同期する歯車の回転と同期しつつ前記歯車と噛み合うスリーブが備えられ、
前記制御方法は、
前記スリーブの移動量を検出するステップと、
前記移動量に基づいて、前記歯車と前記スリーブとが噛み合っていないギヤ抜け状態であるか否かを判断する判断ステップと、
前記ギヤ抜け状態であると判断されると、前記入力軸および前記出力軸の同期に関する前記変速機の状態に基づいて、前記アクチュエータを制御するステップとを含む、制御方法。
前記制御ステップは、
前記ギヤ抜け状態であると判断されると、前記入力軸および前記出力軸の同期に関する前記変速機の状態に基づいて、前記アクチュエータを用いて前記スリーブを前記中立位置に移動させた後に前記ギヤ入れ位置に移動させる第１の制御と、前記スリーブを前記中立位置に移動させないで前記アクチュエータを用いて前記ギヤ入れ位置に移動させる第２の制御とのいずれかの制御を、選択する選択ステップと、
前記選択ステップにより選択された制御を実行するように、前記アクチュエータを制御するステップとを含む、請求項８に記載の制御方法。
前記選択ステップは、前記入力軸の回転数および前記出力軸の回転数に基づいて、前記いずれかの制御を選択するステップを含む、請求項９に記載の制御方法。
前記選択ステップは、前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数とが同期している場合に、前記第２の制御を選択するステップを含む、請求項１０に記載の制御方法。
前記選択ステップは、前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数とが同期していない場合に、前記第１の制御を選択するステップを含む、請求項１０に記載の制御方法。
前記選択ステップは、前記変速機が搭載された車両が停止状態である場合に、前記第２の制御を選択するステップを含む、請求項９に記載の制御方法。
前記アクチュエータは、油圧により制御され、
前記判断ステップは、前記移動量が第１の値になった場合に、前記ギヤ抜け状態であると判断するステップを含み、
前記制御方法は、前記移動量が前記第１の値より前記ギヤ入れ位置側の第２の値になると、前記油圧を調整して前記アクチュエータを用いて前記スリーブを移動させる準備をするステップをさらに含む、請求項８〜１３のいずれかに記載の制御方法。
請求項８〜１４のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項８〜１４のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。