JP2014009702A - 同期係合装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期係合装置のギヤ鳴き発生時に損傷の程度をより適切に判断することが可能な制御装置を提供する。
【解決手段】変速要求に応じてアクチュエータ（６）で駆動するシンクロスリーブ（６０）が解放位置から係合位置へストロークする際に、同期完了位置以降のストローク位置で入力回転（Ｎ１）と出力回転（Ｎ０）との差回転（Ｎｄ）を算出し、当該差回転（Ｎｄ）が所定の閾値（Ｎｔｈ）以上である場合に、当該差回転（Ｎｄ）に基づいて損傷判定指数（Ｄ）を算出する。そして、変速段ごとに積算した損傷判定指数（Ｄ）の積算値（Ｄｓ）が所定の閾値（Ｄｔｈ）以上になった場合には、当該積算値（Ｄｓ）に対応する変速段の係合動作を禁止する制御を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、変速機が備える同期係合装置の制御装置に関し、詳細には、同期係合装置にギヤ鳴きが発生した場合にその損傷の程度を検知することが可能な制御装置に関する。

車両などに搭載される変速機として、原動機など駆動源の駆動力が入力する入力軸と、入力軸と平行に配置した出力軸と、入力軸上に設けられて該入力軸の回転を伝達する入力ギヤ（変速ギヤ）と、出力軸上に設けられて入力ギヤのいずれかと噛合する出力ギヤ（変速ギヤ）とを備える有段式の変速機がある。そして、このような変速機では、入力ギヤ又は出力ギヤの回転を入力軸又は出力軸の回転に同期させて係合するための同期係合装置（シンクロナイザ装置）を備えるものがある。この同期係合装置は、入力ギヤ又は出力ギヤが入力軸又は出力軸に係合する係合位置と当該係合を解放させる解放位置との間で軸方向にストロークが可能なシンクロスリーブを有する。

上記のような同期係合装置では、シンクロナイザーリングの機能低下により、シンクロスリーブのストローク位置が本来的に同期係合動作が完了する位置になった時点でも同期係合動作が完了せず、入力側の回転数と出力側の回転数との間に差回転が生じるようになる。この状態のままシンクロスリーブのドグ歯の先端部と変速ギヤのドグ歯の先端部が接触すると、相対回転によりそれらの間で金属摩擦音や接触音などの異音が発生する状態となる。本明細書では、このような異音が発生する状態をギヤ鳴き状態と称す。このギヤ鳴き状態で同期係合動作を繰り返し行い続けると、最終的には、同期係合装置の各部（シフトフォークや変速ギヤのドグ歯やハブスリーブなど）の破損に至ってしまうおそれがある。

そこで従来、シンクロスリーブのストローク位置に応じた差回転量からギヤ鳴きの有無を判定することが行なわれている。すなわち、特許文献１に記載の変速制御装置では、スリーブが遊転ギヤと噛み合い始める噛合開始位置に達したことを検出した時点で、入力軸と出力軸との相対回転数が同期完了と判定される同期判定値以内に収まっていない場合は、ギヤ鳴り発生と判定する。また、特許文献２に記載の変速制御装置では、入力回転数と出力回転数との相対回転数が所定値以上でスリーブの変位量が所定値以上であるときにギヤ鳴りが発生していると判定する。

さらに、特許文献１，２に記載の従来技術では、ギヤ鳴きの判定後および判定中に同期係合装置の機械的構造に更なる損傷が生じないようにするための対策が講じられている。すなわち、特許文献１の変速制御装置では、ギヤ鳴りが発生した変速段を直ちに使用禁止とはせず、係合動作の制御方法を変更してギヤ鳴きを抑制しつつ使用して、変速機に生じるダメージを軽減する。また、特許文献２の変速制御装置では、特定の変速段で所定回数以上ギヤ鳴りが発生していると判定したときに、該変速段をギヤ鳴り変速段と認定し、ギヤ鳴り変速段を飛ばして変速制御を行う。

特開２００６−１５３２３５号公報 特開２００２−７１００５号公報

しかしながら、上記従来技術のように、スリーブのストロークに応じた差回転からギヤ鳴き発生の有無のみを判定し、ギヤ鳴き発生回数をカウントし、この発生回数が所定回数以上となった場合に該当するギヤの使用を禁止するなどの措置を講じる手法では、同期係合装置及びシンクロフォークが受けている損傷の程度（ダメージの大きさ）を判断することができない。そのため、実際には損傷の程度が少なく使用可能なギヤの使用を禁止したり、その逆に損傷の程度が大きく使用すべきでないギヤの使用を許可したりするおそれがある。また、交換が不要な関連部品まで交換が必要と判断したり、その逆に、交換が必要な部品を交換不要と判断したりするおそれがある。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ギヤ鳴き発生時に同期係合装置が受けている損傷の程度をより適切に判断することができる同期係合装置の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる同期係合装置の制御装置は、変速機（２）の入力軸（１８）と、入力軸（１８）上に設けられて該入力軸（１８）の回転を伝達する入力ギヤ（３２，３４）と、入力軸（１８）と平行に配置した出力軸（１３）と、出力軸（１３）上に設けられて入力ギヤ（３２，３４）のいずれかと噛合する出力ギヤ（４１，４３）と、入力ギヤ（３２，３４）と出力ギヤのいずれか一方の回転を入力軸（１８）又は出力軸の回転に同期させて係合する係合位置と当該係合を解放させる解放位置との間でストローク可能なスリーブ（６０）を有する同期係合装置（Ｓ２）と、スリーブ（６０）を駆動するためのアクチュエータ（６）と、同期係合装置（Ｓ２）による同期係合動作を制御するための制御手段（５）と、入力軸（１８）側の入力回転（Ｎ１）及び出力軸（１３）側の出力回転（Ｎ０）を検出する回転検出手段（２０２，２０３）と、スリーブ（６０）のストローク位置に関する情報を取得するためのストローク位置情報取得手段（２０５）と、入力回転（Ｎ１）と出力回転（Ｎ０）との差回転に応じて設定された同期係合装置（Ｓ２）の損傷程度を判定するための損傷判定指数（Ｄ）を記憶した記憶手段（７）と、を備え、制御手段（５）は、変速要求に応じてアクチュエータ（６）で駆動するスリーブ（６０）が解放位置から係合位置へストロークする際に、入力ギヤ（３２，３４）又は出力ギヤの回転と入力軸（１８）又は出力軸の回転との同期が完了したと判断する同期完了位置以降のストローク位置で入力回転（Ｎ１）と出力回転（Ｎ０）との差回転（Ｎｄ）を算出し、当該差回転（Ｎｄ）が所定の閾値（Ｎｔｈ）以上である場合に、当該差回転（Ｎｄ）に基づいて損傷判定指数（Ｄ）を算出することを特徴とする。

本発明にかかる同期係合装置の制御装置によれば、同期係合装置で同期完了位置以降のストローク位置で入力回転と出力回転との差回転が所定の閾値以上である場合には、ギヤ鳴きが発生していると判断して、当該差回転に基づいてギヤや同期係合装置の各部が受けている損傷の程度を考慮した損傷判定指数を算出するようにした。これにより、同期係合装置にギヤ鳴きが発生している場合、同期係合装置の各部が破損などに至る前に、適切な安全率を持って当該ギヤ鳴きが発生じているギヤの使用を禁止したり、部品交換を推奨する旨のデータを蓄積したりするなどの措置を取ることが可能となる。その一方で、実際には使用可能なギヤや同期係合装置の使用を禁止したり、不必要な部品交換を推奨する旨のデータを蓄積したりするなどの不適切な措置を効果的に防止できるようになる。

また、上記同期係合装置の制御装置では、入力ギヤ（３２，３４）と出力ギヤ（４１，４３）は複数ずつが設けられており、これら複数の入力ギヤ（３２，３４）及び出力ギヤ（４１，４３）の係合切替によって複数の変速段を設定可能であり、差回転（Ｎｄ）に対応する損傷判定指数（Ｄ）は、複数の変速段ごとに設定されており、制御手段（５）は、複数の変速段ごとに算出した損傷判定指数（Ｄ）を積算するとよい。

この構成によれば、各変速段を構成するいずれかのギヤ又はそれに対応する同期係合装置が損傷を受けている場合、当該損傷の程度を適切に把握することができ、把握した損傷の程度に応じて該当する変速段の使用を禁止するなどの措置を取ることが可能となる。したがって、実際には使用が可能な変速段の使用を禁止したり、使用を禁止すべき変速段の使用を許可したりするなどの不適切な措置を回避でき、ギヤや同期係合装置が受けている損傷の程度に応じた適切な措置が可能となる。

また、上記同期係合装置の制御装置では、入力ギヤ（３２，３４）又は出力ギヤの回転と入力軸（１８）又は出力軸の回転との同期が完了したと判断する同期完了位置は、スリーブ（６０）が入力ギヤ（３２，３４）側又は出力ギヤ側に接触するボーク完了位置であってよい。

同期係合装置の各部が磨耗などの損傷を受けていない本来の状態では、スリーブが入力ギヤ側又は出力ギヤ側に接触するボーク完了位置以降では、入力側の回転数と出力側の回転数との差回転が無くなる。したがって、上記のボーク完了位置を同期完了位置として設定して、それ以降の位置での差回転に基づいて損傷判定指数を算出することで、同期係合装置などが受けている損傷の程度をより適切に判断することが可能となる。

また、上記同期係合装置の制御装置では、制御手段（５）は、変速段ごとに積算した損傷判定指数（Ｄ）の積算値（Ｄｓ）が所定の閾値（Ｄｔｈ）以上になった場合には、当該積算値（Ｄｓ）に対応する変速段の係合動作を禁止する制御を行うとよい。

損傷判定指数が所定の閾値以上になった変速段の係合動作を禁止することで、当該変速段での更なるギヤ鳴きの発生を防ぐことができる。また、ギヤ鳴きが発生している変速段の係合動作を継続すると、ギヤや同期係合装置の各部が破損に至るおそれがあるところ、当該変速段の係合を禁止することで、ギヤや同期係合装置の破損を回避できる。

また、上記の損傷判定指数（Ｄ）には、入力ギヤと出力ギヤを含む同期係合装置の各構成部品の故障の有無又は交換の要否の推定が関連付けられており、制御手段（５）は、損傷判定指数（Ｄ）の大きさに応じて、故障又は要交換状態であると推定する部品の種類及び数を決定するとよい。

これによれば、損傷判定指数の大小に基づいて故障又は要交換状態であると推定する部品の種類及び数を決定できるので、同期係合装置が受けている損傷の程度に応じて、その構成部品それぞれに対応する故障の有無や交換の要否に関する適切なデータを蓄積することができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる同期係合装置の制御装置によれば、ギヤ鳴き発生時に同期係合装置が受けている損傷の程度を適切に判断することができ、当該損傷の程度に応じて変速段の係合を禁止したり部品交換を行ったりするなどの適切な措置を取ることが可能となる。

本発明の一実施形態にかかる同期係合装置の制御装置を備える車両の駆動系及び制御系の概略構成図である。 変速機の構成例を示すスケルトン図である。 同期係合装置の構成例を示す側断面図である。 図３のＸ−Ｘ矢視断面を示す図である。 同期係合装置の同期係合動作における各値の変化を示すタイミングチャートである。 変速段ごとの入力回転数と出力回転数の差回転と損傷判定指数との関係を示すグラフである。 損傷判定指数と交換部品との関係を示すグラフである。 同期係合装置の同期係合動作において損傷判定指数を算出する手順を示すフローチャートである。 変速段ごとに損傷判定指数をカウントする手法を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる自動変速機の制御装置を備える車両の駆動系及び制御系の概略構成図である。また、図２は、変速機（ツインクラッチ式の自動変速機）のスケルトン図である。図１に示すように、本実施形態の車両は、エンジン１と、流体式のトルクコンバータ３を介してエンジン１の駆動力が伝達される変速機２とを備える。変速機２は、有段式の変速機構２ａを備えている。また、この車両は、エンジン１を制御するＦＩ−ＥＣＵ４と、変速機２を制御するＡＴ−ＥＣＵ（制御手段）５と、トルクコンバータ３の回転駆動やロックアップクラッチ４の締結制御、および変速機２の変速機構２ａが備える複数の摩擦係合要素ＣＬ１，ＣＬ２や同期係合装置Ｓ１〜Ｓ４（図２参照）の動作を制御するための油圧制御装置（アクチュエータ）６とを備えている。

エンジン１の回転出力は、クランクシャフト（エンジン１の出力軸）１ａに出力される。クランクシャフト１ａの回転は、ロックアップクラッチ４付きのトルクコンバータ３を介して変速機２のメインシャフト１０（後述する第１、第２入力軸１１，１２）に伝達される。トルクコンバータ３は、公知の構成を適用可能であり、ここではその詳細な説明を省略する。変速機２は、例えば前進８速段・後進１速段の有段式の変速機構２ａを備える。変速機構２ａの構成については、後述する。

メインシャフト１０の回転トルクは、図２に示す変速機構２ａを介してカウンタシャフト（出力軸）１３に伝達される。また、カウンタシャフト１３の回転トルクは、図２に示す歯車列１９，２６およびディファレンシャル機構２５を介して車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

クランクシャフト１ａの近傍には、クランクシャフト１ａ（エンジン１）の回転数Ｎｅを検出するクランクシャフト回転数センサ２０１が設けられる。メインシャフト１０の近傍には、メインシャフト１０の回転数（変速機２の入力軸回転数）Ｎｉを検出するメインシャフト回転数センサ２０２が設けられる。カウンタシャフト１３の近傍には、カウンタシャフト１３の回転数（変速機２の出力軸回転数）Ｎｏを検出するカウンタシャフト回転数センサ２０３が設けられる。各回転数センサ２０１〜２０３により検出された回転数データは、ＡＴ−ＥＣＵ５に出力される。また、この車両は、後述する同期係合装置Ｓ２の損傷程度を判定するための損傷判定指数のデータ（例えば、図６に示すようなデータ）などの各種データが格納されたＲＯＭ（記憶手段）７を備えている。ＦＩ−ＥＣＵ４及びＡＴ−ＥＣＵ５は、ＲＯＭ７との間でデータの授受が可能である。

また、変速機２が備える同期係合装置Ｓ１〜Ｓ４（図２参照）それぞれには、同期係合装置Ｓ１〜Ｓ４が備えるスリーブのストローク位置を検出するためのストロークセンサ（ストローク位置情報取得手段）２０５が設置されている。ストロークセンサ２０５からの検出信号は、ＡＴ−ＥＣＵ５に出力される。

また、本実施形態の車両は、運転者によりシフトレバーを介して操作されるシフト装置９を備える。シフト装置９におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマルモード）での前進走行）、Ｓ（スポーツモードでの前進走行）などがある。シフト装置９の近傍には、シフトレバーポジションセンサ２０４が設けられる。シフトレバーポジションセンサ２０４は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。

ＡＴ−ＥＣＵ５は、上記の各センサ２０１〜２０５から入力された検出データやＦＩ−ＥＣＵ４から入力された各種データに基づいて、油圧制御装置６内のバルブ群を駆動する電磁弁を制御して、油圧により駆動される摩擦係合要素や係合切替装置（後述する第１、第２クラッチＣＬ１，ＣＬ２や同期係合装置Ｓ１〜Ｓ４など）の制御を行う。

図２に示す変速機構２ａは、前進８速段・後進１速段を設定可能なツインクラッチ式の自動変速機構である。この変速機構２ａは、トルクコンバータ３を介してエンジン（原動機）１の駆動力が入力される第２入力軸１２と、該第２入力軸１２と平行に配置した第１入力軸１１と、出力軸１３とを備える。そして、第２入力軸１２上に固設したドライブギヤ１５が第１入力軸１１上に固設したドリブンギヤ１６に噛合している。したがって、第２入力軸１２と第１入力軸１１はドライブギヤ１５とドリブンギヤ１６を介して常時接続され、ドライブギヤ１５とドリブンギヤ１６の歯数によって決まる一定の回転数比で逆方向に回転する。なお、変速機構２ａには、後進段を設定するためのリバース軸及びリバースギヤなどの機構も設けられているが、ここではそれらの図示及び説明は省略する。

第１入力軸１１の軸端には、第１クラッチ（奇数段用クラッチ）ＣＬ１が配置される。第１クラッチＣＬ１は、第１入力軸１１とその外周に相対回転自在に嵌合する第１外周軸１７との係合及び係合解除を切り替える。第１外周軸１７には、１速駆動ギヤ３１、３速駆動ギヤ３３、５速駆動ギヤ３５、７速駆動ギヤ３７が相対回転自在に支持されている。そして、１速駆動ギヤ３１及び３速駆動ギヤ３３は、１−３速同期係合装置Ｓ１で第１外周軸１７に選択的に結合可能であり、かつ、５速駆動ギヤ３５及び７速駆動ギヤ３７は、５−７速同期係合装置Ｓ３で第１外周軸１７に選択的に結合可能である。

また、第２入力軸１２の軸端には、第２クラッチ（偶数段用クラッチ）ＣＬ２が配置される。第２クラッチＣＬ２は、第２入力軸１２とその外周に相対回転自在に嵌合する第２外周軸（入力軸）１８との係合及び係合解除を切り替える。第２外周軸１８には、入力ギヤである２速駆動ギヤ３２、４速駆動ギヤ３４、６速駆動ギヤ３６、８速駆動ギヤ３８が相対回転自在に支持されている。そして、２速駆動ギヤ３２及び４速駆動ギヤ３４は、２−４速同期係合装置Ｓ２で第２外周軸１８に選択的に結合可能であり、かつ、６速駆動ギヤ３６及び８速駆動ギヤ３８は、６−８速同期係合装置Ｓ４で第２外周軸１８に選択的に結合可能である。

出力軸１３上には、出力ギヤである１−２速従動ギヤ４１と、３−４速従動ギヤ４３と、５−６速従動ギヤ４５と、７−８速従動ギヤ４７とが固設されている。１−２速従動ギヤ４１には、第１外周軸１７上の１速駆動ギヤ３１と第２外周軸１８上の２速駆動ギヤ３２とが噛合する。３−４速従動ギヤ４３には、第１外周軸１７上の３速駆動ギヤ３３と第２外周軸１８上の４速駆動ギヤ３４とが噛合する。５−６速従動ギヤ４５には、第１外周軸１７上の５速駆動ギヤ３５と第２外周軸１８上の６速駆動ギヤ３６とが噛合する。７−８速従動ギヤ４７には、第１外周軸１７上の７速駆動ギヤ３７と第２外周軸１８上の８速駆動ギヤ３８とが噛合する。

出力軸１３に固設したファイナルドライブギヤ１９は、ディファレンシャル機構２５に設けたファイナルドリブンギヤ２６に噛合し、ディファレンシャル機構２５から左右に延びる車軸２７，２７に駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。

上記の第１クラッチＣＬ１と、第１外周軸１７上に設けた１，３，５，７速駆動ギヤ３１，３３，３５，３７と、１−３速同期係合装置Ｓ１及び５−７速同期係合装置Ｓ３とで、奇数段の変速段を設定するための第１変速機構（第１係合切替手段）ＧＲ１が構成される。また、上記の第２クラッチＣＬ２と、第２外周軸１８上に設けた２，４，６，８速駆動ギヤ３２，３４，３６，３８と、２−４速同期係合装置Ｓ２及び６−８速同期係合装置Ｓ４とで、偶数段の変速段を設定するための第２変速機構（第２係合切替手段）ＧＲ２が構成される。

この変速機２では、第１クラッチＣＬ１を係合すると、エンジン１のクランクシャフト１ａの駆動力は、トルクコンバータ３→第２入力軸１２上のドライブギヤ１５→第１入力軸１１上のドリブンギヤ１６→第１入力軸１１→第１クラッチＣＬ１の経路で第１変速機構ＧＲ１に伝達される。一方、第２クラッチＣＬ２を係合すると、エンジン１のクランクシャフト１ａの駆動力は、トルクコンバータ３→第２入力軸１２→第２クラッチＣＬ２の経路で第２変速機構ＧＲ２に伝達される。

よって、１−３速同期係合装置Ｓ１を右動して１速駆動ギヤ３１を第１外周軸１７に結合した状態で第１クラッチＣＬ１を係合すると１速変速段が確立し、２−４速同期係合装置Ｓ２を右動して２速駆動ギヤ３２を第２外周軸１８に結合した状態で第２クラッチＣＬ２を係合すると２速変速段が確立し、１−３速同期係合装置Ｓ１を左動して３速駆動ギヤ３３を第１外周軸１７に結合した状態で第１クラッチＣＬ１を係合すると３速変速段が確立し、２速−４速同期係合装置Ｓ２を左動して４速駆動ギヤ３４を第２外周軸１８に結合した状態で第２クラッチＣＬ２を係合すると４速段が確立する。以降も同様に各同期係合装置Ｓ１〜Ｓ４と第１、第２クラッチＣＬ１，ＣＬ２の係合を切り替えることで、８速段までの各変速段を設定することができる。

そして、１速段側から８速段側へのシフトアップ時には、第１クラッチＣＬ１が係合して１速段が確立している間に２速段をプレシフトしておき、第１クラッチＣＬ１を係合解除して第２クラッチＣＬ２を係合することで２速段を確立し、第２クラッチＣＬ２が係合して２速段を確立している間に３速段をプレシフトしておき、第２クラッチＣＬ２を係合解除して第１クラッチＣＬ１を係合することで３速段を確立する。これを順に繰り返してシフトアップを行う。

一方、８速段側から１速段側へのシフトダウン時には、第２クラッチＣＬ２が係合して８速段が確立している間に７速段をプレシフトしておき、第２クラッチＣＬ２を係合解除して第１クラッチＣＬ１を係合することで７速段を確立し、第１クラッチＣＬ１が係合して７速段を確立している間に６速段をプレシフトしておき、第１クラッチＣＬ１を係合解除して第２クラッチＣＬ２を係合することで６速段を確立し、これを繰り返してシフトダウンを行う。これらにより、駆動力の途切れのないシフトアップ及びシフトダウンが可能になる。

図３は、同期係合機構の詳細構成例を示す側断面図であり、図４は、図３のＸ−Ｘ矢視断面を示す図である。図３に示す同期係合機構は、２速段と４速段の変速段を設定可能な同期係合装置Ｓ２の一部である。なお、図２に示す同期係合装置Ｓ２は、実質的に同一の構成である２速用の同期機構と４速用の同期機構を左右対称に備えているが、図３では、右側の２速用の同期機構のみを図示している。なお、以下の説明では、変速機２が備える複数の同期係合装置Ｓ１〜Ｓ４のうち、第２同期係合装置Ｓ２を例に挙げて本発明にかかる制御装置の説明を行う。

同期係合装置Ｓ２は、第２外周軸（以下では「入力軸」と記すことがある。）１８にスプライン嵌合されたシンクロハブ５５と、シンクロハブ５５の外周に軸方向へ摺動自在にスプライン結合されたシンクロスリーブ６０と、シンクロハブ５５及びシンクロスリーブ６０に対する軸方向の側部に設置された２速駆動ギヤ（変速ギヤ）３２とを備えている。変速ギヤ３２は、ニードルベアリング５３を介して第２外周軸１８上に回転自在に支持されている。２速駆動ギヤ３２のシンクロハブ５５側には、外周にドグスプライン７６が形成されたドグギヤ７５がスプライン嵌合している。シンクロスリーブ６０は、図示しないシフトフォークの摺動により、図３に示すニュートラル位置（解放位置）から軸方向に沿って左右の係合位置へ移動する。そして、右側の２速位置への移動により２速変速段が確立される。

シンクロハブ５５の外周面には、スプライン歯５６が形成されており、シンクロスリーブ６０の内周面には、シンクロハブ５５のスプライン歯５６に噛み合うスプライン歯６１が形成されている。図４に示すように、スプライン歯６１の軸方向の端部には、該端部を先尖状に面取り加工してなるチャンファ面６１ａが形成されている。

図３に示すように、ドグギヤ７５のシンクロハブ５５側に延びたボス部７７の外周には、軸方向に対して円錐状に傾斜する傾斜面からなるテーパコーン面７８形成されている。テーパコーン面７８の外径側には、ブロッキングリング（シンクロナイザーリング）８０が嵌合している。ブロッキングリング８０は、所定幅を有する円形環状の部材で、その内周面には、ボス部７７のテーパコーン面７８に摺接する円錐状の傾斜面からなるテーパコーン面８８が形成されている。

ブロッキングリング８０の外周面には、径方向の外側に突出する複数のドグ歯８３が形成されている。また、ドグ歯８３における軸方向の端部（シンクロスリーブ６０側の端部）にも、該端部を先尖状に面取り加工してなるチャンファ面８３ａが形成されている。また、図３に示すように、ブロッキングリング８０の外周には、環状のシンクロスプリング９０が設置されている。

上記構成の同期係合機構では、シンクロスリーブ６０を２速駆動ギヤ３２側に移動（摺動）させると、シンクロスリーブ６０のスプライン歯６１がシンクロスプリング９０を押圧する。これにより、シンクロスプリング９０を介してブロッキングリング８０がドグギヤ７５側に押圧されることで、ブロッキングリング８０のテーパコーン面８８とドグギヤ７５のテーパコーン面７８とが圧接し、それらの間に摩擦トルクが発生してドグギヤ７５が同期回転を始める。

シンクロスリーブ６０が２速駆動ギヤ３２側へさらに移動すると、シンクロスリーブ６０のスプライン歯６１のチャンファ面６１ａがブロッキングリング８０のドグ歯８３のチャンファ面８３ａに接触して、ドグ歯８３の掻き分けが開始される。シンクロスリーブ６０がさらに移動すると、スプライン歯６１のチャンファ面６１ａがドグ歯８３のチャンファ面８３ａに摺接しながらドグ歯８３を掻き分けて前進し、スプライン歯６１のチャンファ面６１ａとドグ歯８３のチャンファ面８３ａとの接触が解除されて、ブロッキングリング８０の掻き分けが完了する。これにより、ブロッキングリング８０とドグギヤ７５との間の摩擦トルクがなくなり、ブロッキングリング８０とドグギヤ７５の同期動作が終了する。

上記のようにしてシンクロスリーブ６０とドグギヤ７５を同期させた後にシンクロスリーブ６０を更に移動させると、シンクロスリーブ６０のスプライン歯６１がドグギヤ７５のドグスプライン７６に接触する。シンクロスリーブ６０をさらに移動させると、スプライン歯６１がドグスプライン７６に噛み込み係合する。これにより、シンクロスリーブ６０と２速駆動ギヤ３２との結合が完了する。

そして、本実施形態の変速機２では、運転者によるシフト装置９の操作などで入力された変速要求の指令に応じて、油圧制御装置（油圧アクチュエータ）６で駆動する同期係合装置Ｓ２のシンクロスリーブ６０が解放位置から係合位置へストロークする際に、変速先の駆動ギヤの回転数（出力側の回転数）と入力軸１０（第１入力軸１１又は第２入力軸１２）の回転数（入力側の回転数）との同期が完了したと判断する同期完了位置以降のストローク位置で、入力側の回転数と出力側の回転数との差回転を検出する。そして、当該差回転が所定の閾値以上である場合には、ギヤ鳴き状態と判定する。そして、ギヤ鳴き状態と判定した場合には、当該差回転に基づいて損傷判定指数（ダメージ指数）を算出する。この損傷判定指数は、ギヤ鳴き状態の変速ギヤ又は同期係合装置（この場合は、第２駆動ギヤ３２又は同期係合装置Ｓ２）が受けている損傷の程度（ダメージの大きさ）を判定するための指数である。この差回転に対応する損傷判定指数は、変速機２で設定可能な変速段（１速段〜８速段、ＲＶＳ）ごとに設定されており、変速段ごとに当該損傷判定指数を算出して積算するようになっている。以下、上記の制御の具体的な内容について詳細に説明する。

図５は、同期係合装置Ｓ２による同期係合動作での各値の変化を示すタイミングチャートである。同期係合装置Ｓ２では、２速駆動ギヤ３２及び４速駆動ギヤ３４を第２外周軸１８に対して選択的に同期係合させることができるが、ここでは、３速段で車両が走行している状態で、第２外周軸１８上の同期係合装置Ｓ２においてプレシフト段が４速段から２速段に切り替わる場合を示しており、このプレシフト段の切り替えにおいて、上記ギヤ鳴き状態の判定を行う場合を示している。そして同図では、２速駆動ギヤ３２相当の回転数、４速駆動ギヤ３４相当の回転数、エンジン回転数Ｎｅ（３速駆動ギヤ３３の回転数）、変速段（４速段、３速段、２速段、ニュートラル）の設定状態、シンクロスリーブ６０のストローク位置、ＡＴ−ＥＣＵ５から出力されるプレシフト指令の有無、損傷判定指数の積算値Ｄｓの変化を示している。また、同期係合装置Ｓ２のシンクロスリーブ６０と４速駆動ギヤ３４とに損傷が生じていない正常状態での第２外周軸１８の回転数（正常時の入力軸回転数）を一点鎖線で示し、第２外周軸１８の実際の回転数（入力軸の実回転数）を実線で示している。そしてここでは、プレシフト段の切替前の時刻ｔ０では、プレシフト段の指令が４速段であり、走行段の指令が３速段である。その状態から、時刻ｔ１にプレシフト段の指令が２速段になる。これにより、シンクロスリーブ６０のストローク位置がまず４速段の係合位置からニュートラル位置へ移動し、その後、時刻ｔ２にニュートラル位置から２速段の係合位置へ移動する。これにより、第２外周軸１８（入力軸）の回転数が４速駆動ギヤ３４相当の回転数から２速駆動ギヤ３２相当の回転数に向かって上昇を開始する。

そして、時刻ｔ３でシンクロスリーブ６０のストローク位置が同期完了位置に達する。この同期完了位置は、第２外周軸１８の回転と２速駆動ギヤ３２の回転との同期が完了したと判断する位置であって、具体的には、シンクロスリーブ６０に設けたスプライン６１の先端面（チャンファ面）６１ａが２速駆動ギヤ３２側に設けたドグ歯８３の先端面（チャンファ面）８３ａに接触するボーク完了位置である。そして、この時点（時刻ｔ３）での第２外周軸１８の正常時の回転数Ｎ０と実回転数Ｎ１とを比較し、それらの差回転Ｎｄ＝Ｎ０−Ｎ１を算出する。この算出した差回転Ｎｄがギヤ鳴き判定閾値Ｎｔｈよりも大きければ（Ｎｄ＞Ｎｔｈ）、ギヤ鳴き状態と判定する。そして、ギヤ鳴き状態と判定した場合には、当該差回転Ｎｄに応じた損傷判定指数Ｄを算出する。なお、上記の第２外周軸１８の回転と２速駆動ギヤ３２の回転との同期が完了したと判断する時刻ｔ３での第２外周軸１８の正常時の回転数Ｎ０は、当該時刻ｔ３での２速駆動ギヤ３２相当の回転数（出力側の回転数）と等しい回転数である。

なお、図５に示す例では、プレシフト段の切り替えとして、４速段から２速段へのダウンシフトでの切り替えが行われる場合を示している。このようなプレシフト段のダウンシフトでの切り替えでは、切り替え前の変速段に相当する回転数よりも切り替え後の変速段に相当する回転数の方が高い回転数である。したがって、（シンクロスリーブや駆動ギヤなどに損傷が生じていない）正常時の第２外周軸１８の回転数Ｎ０と、第２外周軸１８の実回転数Ｎ１と差回転Ｎｄは、正の値（Ｎｄ＝Ｎ０−Ｎ１＞０）となる。これに対して、本実施形態の変速機構２ａでは、例えば、２速段から４速段などアップシフトでのプレシフト段の切り替えが行われる場合もある。その場合には、切り替え前の変速段に相当する回転数よりも切り替え後の変速段に相当する回転数の方が低い回転数となる。よってこの場合は、（シンクロスリーブや駆動ギヤなどに損傷が生じていない）正常時の第２外周軸１８の回転数Ｎ０と、第２外周軸１８の実回転数Ｎ１と差回転Ｎｄは、負の値（Ｎｄ＝Ｎ０−Ｎ１＜０）となる。このように、正常時の第２外周軸１８の回転数Ｎ０と実回転数Ｎ１との差回転Ｎｄは、切り替えるプレシフト段の段数に応じて正負両方の値を取り得ることとなる。そのため、以下の説明では、正常時の第２外周軸１８の回転数Ｎ０と実回転数Ｎ１と差回転Ｎｄとして、当該差回転Ｎｄの絶対値｜Ｎｄ｜を用いて説明を行う。

図６は、変速段ごとの入力回転と出力回転との差回転｜Ｎｄ｜と損傷判定指数Ｄとの関係を示すグラフである。同図に示すように、差回転｜Ｎｄ｜に応じた損傷判定指数Ｄは、変速段ごとに設定されている。したがって、各変速段での上記の差回転｜Ｎｄ｜が算出されると、当該差回転｜Ｎｄ｜に応じた損傷判定指数Ｄが算出される。

上記損傷判定指数Ｄの算出は、各変速段に対する同期係合動作において差回転｜Ｎｄ｜がギヤ鳴き判定閾値Ｎｔｈを越えるごとに実行される。そして、各同期係合動作において算出した損傷判定指数Ｄは、変速段ごとに積算される。図５及び図６に示す例では、１回目の同期係合動作で算出した損傷判定指数Ｄａと、２回目の同期係合動作で算出した損傷判定指数Ｄｂと、３回目の同期係合動作で算出した損傷判定指数Ｄｃとが積算される。こうして積算された損傷判定指数Ｄの積算値Ｄｓが予め設定した閾値Ｄｔｈを越えたら、その時点で同期係合装置Ｓ２の破損などを防止するための所定の措置（フェールセーフ措置）を実施する。ここでは、所定の措置として、該当する変速段の係合を禁止する制御、あるいは、該当する同期係合装置及びその周辺部品の交換を推奨する旨のデータをメモリ７などに蓄積する制御を行うことができる。

図７は、損傷判定指数の積算値Ｄｓと同期係合装置Ｓ２及びその周辺の交換部品との関係を示すグラフである。同図に示すように、損傷判定指数の積算値Ｄｓに応じて、同期係合装置（シンクロ）Ｓ２のみの交換を行う場合と、同期係合装置（シンクロ）Ｓ２とシフトフォークの両方の交換を行う場合とがある。このように、損傷判定指数の積算値Ｄｓに応じて交換対象の部品を変えることで、同期係合装置Ｓ２が受けている損傷の程度に応じた適切な部品交換を行うことが可能となる。

図８は、同期係合装置Ｓ２による同期係合動作において損傷判定指数Ｄを算出する手順を示すフローチャートである。この手順では、まず、変速後の差回転（正常状態での回転数Ｎ０と実回転数Ｎ１との差回転）｜Ｎｄ｜を検出する（ステップＳＴ１）。次に、この検出した差回転｜Ｎｄ｜とギヤ鳴き判定閾値Ｎｔｈとを比較する（ステップＳＴ２）。その結果、差回転｜Ｎｄ｜がギヤ鳴き判定閾値Ｎｔｈ以上でなければ（ＮＯ）、そのまま処理を終了する。一方、差回転｜Ｎｄ｜がギヤ鳴き判定閾値Ｎｔｈ以上（｜Ｎｄ｜≧Ｎｔｈ）であれば（ＹＥＳ）、当該差回転｜Ｎｄ｜に対応する損傷判定指数Ｄを算出し（ステップＳＴ３）、算出した損傷判定指数Ｄを変速段ごとに積算する（ステップＳＴ４）。そして、変速段ごとに積算した損傷判定指数Ｄの積算値Ｄｓが所定の閾値Ｄｔｈ以上か否かを判断する（ステップＳＴ５）。その結果、損傷判定指数Ｄの積算値Ｄｓが閾値Ｄｔｈ未満であれば（ＮＯ）、そのまま処理を終了する。一方、損傷判定指数Ｄの積算値Ｄｓが閾値Ｄｔｈ以上（Ｄｓ≧Ｄｔｈ）であれば（ＹＥＳ）、当該変速段の同期係合装置Ｓ２に対するフェールセーフ措置を実施する（ステップＳＴ６）。ここでのフェールセーフ措置としては、既述のように、当該変速段の使用を禁止する制御や、当該変速段にかかる同期係合装置の部品交換を推奨するデータをメモリ７に格納する制御などが可能である。

図９は、変速段ごとに損傷判定指数をカウントする手順を説明するための図である。同図に示すように、変速段ごとのギヤ鳴き時の差回転の領域をマップ化（ゾーン化）し、マップ上の領域ごとに上記の損傷判定指数をカウントする。すなわち、損傷判定指数Ｄを複数の変速段ごとにゾーン分けしたデータとして蓄積（格納）する。そして、いずれかの領域の損傷判定指数のカウント数が予め設定した数を越えたら、対応する変速段の使用を禁止したり、対応するギヤや同期係合装置の部品交換を推奨する旨のデータをメモリ７に格納する措置などを講じる。

なお、図９に示す領域マップは、予めメモリ７に格納されている。図９に示す領域マップの例では、ギヤ鳴き時の差回転が低い領域では、該当変速段を不使用とする判定を行い、ギヤ鳴き時の差回転がある程度高い領域では、同期係合装置（シンクロ）のみを交換する判定（交換を推奨する旨の判定、以下同じ。）を行い、さらにギヤ鳴き時の差回転が高い領域では、同期係合装置（シンクロ）とシフトフォークの両方を交換する判定を行う。なお、ここでは、上記の各差回転に基づく判定の内容をデータとしてメモリ７に格納しておくようにする。そして、車両がサービスセンターや修理工場などに入庫した際に、当該サービスセンターや修理工場などでの車両診断において当該メモリ７に格納した上記判定内容のデータを読み出すことができるようにしておく。これにより、車両の点検や修理の際にギヤ鳴きによって修理や交換が必要な部品を特定できるようにする。

また、図９に示すように、変速段ごとの損傷判定指数のカウントをマップ化すれば、いずれの変速段に対応するギヤ又は同期係合装置がどの程度の損傷を受けているかを適切に把握することが可能となる。したがって、同期係合装置又はギヤが受けている損傷の程度に応じて変速段の係合を禁止する措置を講じたり、部品交換を促すためのデータを記憶したりすることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の同期係合装置の制御装置によれば、同期係合装置において、シンクロスリーブが同期完了位置以降のストローク位置で入力回転と出力回転との差回転が閾値以上である場合には、ギヤ鳴きが発生したと判断して、当該差回転に基づいてギヤや同期係合装置の各部が受けている損傷の程度を考慮した損傷判定指数を算出するようにした。これにより、同期係合装置にギヤ鳴きが発生している場合、同期係合装置の各部が破損などに至る前に適切な安全率を持って当該ギヤ鳴きが発生じているギヤの使用を禁止したり、部品交換を推奨する旨のデータを蓄積したりする措置を取ることが可能となる。その一方で、実際には使用可能なギヤや同期係合装置の使用を禁止したり、不要な部品交換を推奨するデータを蓄積したりするなどの不適切な措置を効果的に防止できるようになる。

また、上記の差回転に対応する損傷判定指数は、変速機２で設定可能な複数の変速段ごとに設定されており、複数の変速段ごとに算出した損傷判定指数を積算するようにしている。これにより、各変速段を構成するいずれかのギヤ又は同期係合装置が損傷を受けている場合、当該損傷の程度を適切に把握することができ、損傷の程度に応じて該当するギヤ段の使用を禁止するなどの措置を取ることが可能となる。したがって、実際にはまだ使用が可能なギヤ段の使用を禁止したり、使用を禁止すべきギヤ段の使用を許可したりするなど不適切な措置を回避できる。

また、本実施形態の制御では、第２駆動軸（入力軸）１８の回転と第２駆動ギヤ３２の回転との同期が完了したと判断する同期完了位置は、シンクロスリーブ６０が第２駆動ギヤ３２側に接触するボーク完了位置としている。同期係合装置Ｓ２の各部に磨耗などの損傷が生じていない正常な状態では、このボーク完了位置以降では入力側と出力側との差回転が無くなる。したがって、ボーク完了位置を同期完了位置として設定して、それ以降の位置での差回転に基づいて損傷判定指数を算出することで、同期係合装置Ｓ２が受けている損傷の程度をより適切に判断することが可能となる。

また、本実施形態の制御では、変速段ごとに積算した損傷判定指数の積算値Ｄｓが閾値Ｄｔｈ以上になった場合には、変速段の係合動作を禁止する制御を行うようにしている。このように、損傷判定指数の積算値Ｄｓが閾値Ｄｔｈ以上になった変速段の係合動作を禁止することで、当該変速段での更なるギヤ鳴きの発生を防ぐことができる。また、ギヤ鳴きが発生している変速段の係合を継続すると、ギヤや同期係合装置の各部が破損に至るおそれがあるところ、当該変速段の係合を禁止することで、ギヤや同期係合装置の破損を回避できる。

また、図９に示すように、上記の損傷判定指数Ｄには、同期係合装置の各構成部品の故障の有無又は交換の要否の推定が関連付けられており、損傷判定指数Ｄの大きさに応じて、故障又は要交換状態であると推定する部品の種類及び数を決定するようになっている。これにより、同期係合装置が受けている損傷の程度に応じてその構成部品の交換などに関する適切なデータを蓄積することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明にかかる制御装置による制御対象の同期係合装置として、変速機２が備える第１外周軸（入力軸）１８上の同期係合装置Ｓ２を例に示したが、本発明にかかる制御装置による制御対象の同期係合装置は、これ以外にも、出力軸と該出力軸上の変速ギヤとの同期係合動作を行うための同期係合装置であってもよい。

また、上記実施形態では、本発明にかかる変速機の一例として、第１、第２クラッチと互いが平行に配置された第１、第２入力軸とを有するツインクラッチ式の自動変速機を示したが、本発明にかかる変速機の具体的な構成は、上記の実施形態に示す変速機２には限定されず、他の構成の変速機であってもよい。したがって、例えば、ツインクラッチ式の自動変速機の場合でも、その具体的な構成としては、２本の入力軸を同軸上（同芯状）に配置した構成の変速機や、エンジンと入力軸との間にトルクコンバータが設置しておらず、２つクラッチで車両の発進制御を行うタイプの変速機などにも本発明を適用することが可能である。

さらにいえば、本発明は、入力ギヤと出力ギヤとの間で係合位置と解放位置とを切り替えることが可能な同期係合装置と、当該同期係合装置による同期係合動作を制御するための制御手段とを有する変速機の制御装置であれば、上記のようなツインクラッチ式の自動変速機を制御する制御装置には限らず、それ以外にも、車両の運転者によるシフトスイッチの操作などに応じて、同期係合装置のスリーブを駆動するアクチュエータが作動して変速段の変更が行われる自動マニュアル変速機（ＡＭＴ：Automatic Manual Transmission）などを制御する制御装置であってもよい。

１ エンジン
１ａ クランクシャフト
２ 変速機
２ａ 変速機構
３ トルクコンバータ
４ ロックアップクラッチ
６ 油圧制御装置
９ シフト装置
１０ メインシャフト（入力軸）
１１ 第１入力軸
１２ 第２入力軸
１３ カウンタシャフト（出力軸）
１７ 第１外周軸
１８ 第２外周軸
３１〜３８ 駆動ギヤ（変速ギヤ）
４１，４３，４５，４７ 従動ギヤ（変速ギヤ）
５５ シンクロハブ
６０ シンクロスリーブ
６１ スプライン歯
６１ａ チャンファ面
７５ ドグギヤ
７６ ドグスプライン
８０ ブロッキングリング
８３ ドグ歯
８３ａ チャンファ面
Ｓ１〜Ｓ４ 同期係合装置
２０１ クランクシャフト回転数センサ
２０２ メインシャフト回転数センサ
２０３ カウンタシャフト回転数センサ
２０４ シフトレバーポジションセンサ
２０５ ストロークセンサ（位置情報取得手段）
ＣＬ１ 第１クラッチ
ＣＬ２ 第２クラッチ
Ｄ 損傷判定指数
Ｄｓ 積算値
Ｄｔｈ 閾値
Ｎ０ 正常時の回転数（出力回転）
Ｎ１ 実回転数（入力回転）
Ｎｄ 差回転
Ｎｔｈ 判定閾値

Claims (5)

1. 変速機の入力軸と、
   前記入力軸上に設けられて該入力軸の回転を伝達する入力ギヤと、
   前記入力軸と平行に配置した出力軸と、
   前記出力軸上に設けられて前記入力ギヤのいずれかと噛合する出力ギヤと、
   前記入力ギヤと前記出力ギヤのいずれか一方の回転を前記入力軸又は前記出力軸の回転に同期させて係合する係合位置と当該係合を解放させる解放位置との間でストローク可能なスリーブを有する同期係合装置と、
   前記スリーブを駆動するためのアクチュエータと、
   前記同期係合装置による同期係合動作を制御するための制御手段と、
   前記入力軸側の入力回転及び前記出力軸側の出力回転を検出する回転検出手段と、
   前記スリーブのストローク位置に関する情報を取得するためのストローク位置情報取得手段と、
   前記入力回転と前記出力回転との差回転に応じて設定された前記同期係合装置の損傷程度を判定するための損傷判定指数を記憶した記憶手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   変速要求に応じて前記アクチュエータで駆動する前記スリーブが前記解放位置から前記係合位置へストロークする際に、
   前記入力ギヤ又は前記出力ギヤの回転と前記入力軸又は前記出力軸の回転との同期が完了したと判断する同期完了位置以降のストローク位置で前記入力回転と前記出力回転との差回転を算出し、
   当該差回転が所定の閾値以上である場合に、該差回転に基づいて前記損傷判定指数を算出する
   ことを特徴とする同期係合装置の制御装置。
2. 前記入力ギヤと前記出力ギヤは複数ずつが設けられており、これら複数の入力ギヤ及び出力ギヤの係合切替によって複数の変速段を設定可能であり、
   前記差回転に対応する前記損傷判定指数は、前記複数の変速段ごとに設定されており、
   前記制御手段は、
   前記複数の変速段ごとに算出した前記損傷判定指数を積算する
   ことを特徴とする請求項１に記載の同期係合装置の制御装置。
3. 前記入力ギヤ又は前記出力ギヤの回転と前記入力軸又は前記出力軸の回転との同期が完了したと判断する同期完了位置は、前記スリーブが前記入力ギヤ側又は前記出力ギヤ側に接触するボーク完了位置である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の同期係合装置の制御装置。
4. 前記制御手段は、
   前記変速段ごとに積算した前記損傷判定指数の積算値が所定の閾値以上になった場合には、当該積算値に対応する変速段の係合動作を禁止する制御を行う
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の同期係合装置の制御装置。
5. 前記損傷判定指数には、前記入力ギヤと前記出力ギヤを含む前記同期係合装置の各構成部品の故障の有無又は交換の要否の推定が関連付けられており、
   前記制御手段は、
   前記損傷判定指数の大きさに応じて、故障又は要交換状態であると推定する部品の種類及び数を決定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の同期係合装置の制御装置。

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