JP2021110393A

JP2021110393A - 車載制御装置

Info

Publication number: JP2021110393A
Application number: JP2020002692A
Authority: JP
Inventors: 隆瀬尾; Takashi Seo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-08-02
Also published as: US11199229B2; US20210215206A1; CN113108050A; CN113108050B

Abstract

【課題】シンクロメッシュ機構の部品について傷みが少ない状態でも傷み度合いを算出可能な車載制御装置を提供する。【解決手段】車載制御装置は、ギヤ鳴りが発生すると判定される場合には、スリーブと遊転ギヤとの回転速度差に基づき、スリーブチャンファとギヤチャンファとの衝突の大きさを示す衝突度合いを算出する衝突度合い算出処理（Ｓ１１０）と、ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される衝突度合いに基づいてスリーブチャンファ及びギヤチャンファの傷みに相関する指標値を算出する指標値算出処理（Ｓ１３０）と、ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される指標値を積算することによりスリーブチャンファ及びギヤチャンファの傷み度合いを算出する傷み度合い算出処理（Ｓ１４０）とを実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、車載制御装置に関する。

例えば特許文献１には、シャフトに対して相対回転可能に設けられた遊転ギヤと、同シャフトの軸方向に移動可能なスリーブと、遊転ギヤとスリーブとの回転を同期させるシンクロナイザリングとを備えるシンクロメッシュ機構が開示されている。

この特許文献１では、スリーブがシンクロナイザリングと接触する同期開始時のスリーブ位置と、スリーブが遊転ギヤと噛み合うギヤイン終了時のスリーブ位置との差に基づいて同期要素であるシンクロナイザリングの摩耗度合いを推定するようにしている。

特開２０１９−３９４５３号公報

ところで、上記特許文献１に記載のものでは、シンクロナイザリングの摩耗がある程度大きくならないと、そうした摩耗による傷み度合いが上記スリーブ位置の差には表れないため、シンクロナイザリングの傷みが少ない状態では傷み度合いを算出することができない。また、同文献１では、シンクロナイザリングの傷み度合いを算出しているが、シンクロナイザリング以外にも、シンクロメッシュ機構の部品についてその傷みが少ない状態から傷み度合いを算出可能とすることが望まれる。

上記課題を解決する車載制御装置は、シャフトに対して相対回転可能に設けられておりスプラインを有する遊転ギヤと、前記シャフトと一体回転するとともにスプラインを有するシンクロナイザハブと、前記シンクロナイザハブの外周に配設されて前記シンクロナイザハブのスプライン及び前記遊転ギヤのスプラインと噛み合うスプラインを有しており前記シャフトの軸方向に移動可能なスリーブと、前記シンクロナイザハブと前記遊転ギヤとの間に設けられたシンクロナイザリングと、前記スリーブを前記軸方向に移動させる移動機構と、を備えており、前記スリーブが移動して前記スリーブのスプラインと前記遊転ギヤのスプラインとが噛み合うことにより前記シャフトと前記遊転ギヤとの間の駆動力伝達が接続された係合状態になるシンクロメッシュ機構を備える車両に適用される。この車載制御装置は、前記シンクロメッシュ機構を係合状態にする際に、前記スリーブのスプラインの先端に形成されたスリーブチャンファと前記遊転ギヤのスプラインの先端に形成されたギヤチャンファとの衝突によるギヤ鳴りが発生するか否かを判定するギヤ鳴り判定処理と、前記ギヤ鳴り判定処理にて、ギヤ鳴りが発生すると判定される場合には、前記スリーブと前記遊転ギヤとの回転速度差に基づき、前記スリーブチャンファと前記ギヤチャンファとの衝突の大きさを示す衝突度合いを算出する衝突度合い算出処理と、前記ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される前記衝突度合いに基づいて前記スリーブチャンファ及び前記ギヤチャンファの傷みに相関する指標値を算出する指標値算出処理と、前記ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される前記指標値を積算することにより前記スリーブチャンファ及び前記ギヤチャンファの傷み度合いを算出する傷み度合い算出処理とを実行する。

同構成によれば、ギヤ鳴りが発生すると判定されると、スリーブと遊転ギヤとの回転速度差に基づいてスリーブチャンファとギヤチャンファとの衝突度合いが算出されるとともに、その衝突度合いに基づいてスリーブチャンファ及びギヤチャンファの傷みに相関する指標値が算出される。そして、ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される同指標値を積算することによりスリーブチャンファ及びギヤチャンファの傷み度合いが算出される。ここで、当該傷み度合は、ギヤ鳴りが発生すると判定される場合のスリーブと遊転ギヤとの回転速度差を起点として算出される値であり、そうした回転速度差は、スリーブチャンファやギヤチャンファの傷みが少ない状態でも確実に把握することができる。従って、シンクロメッシュ機構のスリーブチャンファやギヤチャンファの傷みが少ない状態でも傷み度合いを算出することが可能になる。

また、上記車載制御装置において、前記衝突度合い算出処理は、前記回転速度差及び前記スリーブの移動速度に基づき、前記衝突度合いを算出する処理を実行してもよい。
同構成によれば、上記衝突度合いの算出に際して上記回転速度差に加えて前記スリーブの移動速度も加味されるため、衝突度合いの算出精度が向上するようになる。

また、上記車載制御装置において、前記衝突度合い算出処理が算出する前記衝突度合いは、前記スリーブチャンファと前記ギヤチャンファとが衝突する際の衝突エネルギであり、前記傷み度合いが規定値に達するときの前記スリーブチャンファと前記ギヤチャンファとの衝突回数を限界衝突回数としたときに、前記指標値算出処理は、前記衝突エネルギが大きいときほど前記限界衝突回数の値が小さくなるように同限界衝突回数を算出するとともに、算出した前記限界衝突回数を分母とし、「１」を分子とする分数を前記指標値として算出する処理を実行してもよい。

衝突エネルギが大きいときほど上記限界衝突回数の値は小さくなるため、その限界衝突回数を分母とし、「１」を分子とする分数で示される上記指標値の値は、衝突エネルギＥｓが大きいときほど大きくなる。そのため、衝突エネルギが大きいときには、衝突エネルギが小さいときに比べて上記指標値を積算した上記傷み度合いの値はより早期に大きくなる。従って、同構成によれば、スリーブチャンファ及びギヤチャンファの傷みに相関する指標値を上記衝突度合いに基づいて適切に算出することができる。

また、上記車載制御装置において、前記移動機構は、前記スリーブを移動させるアクチュエータを備えており、同アクチュエータの駆動制御を通じて前記シンクロメッシュ機構の係合動作を実行するとともに、前記傷み度合いが規定の判定値以上である場合には、前記シンクロメッシュ機構の係合動作を禁止する処理を実行してもよい。

同構成によれば、上記傷み度合いが規定の判定値以上である場合には、シンクロメッシュ機構の係合動作が禁止されるため、スリーブチャンファ及びギヤチャンファの傷み度合いが同判定値を超えて大きくなることを抑えることができるようになる。

なお、上記ギヤ鳴り判定処理については、周知の態様にて実施することが可能である。例えばスリーブの回転と遊転ギヤの回転とが同期した後においてスリーブと遊転ギヤとの間に回転速度差が生じている場合には、ギヤ鳴りが発生すると判定することが可能である。

車載制御装置の一実施形態が適用される車両の模式図。（Ａ）及び（Ｂ）及び（Ｃ）は、同車両が備えるシンクロメッシュ機構の係合動作を示す模式図。同実施形態の車載制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。係合途中のスリーブチャンファとギヤチャンファとの位置関係を示す模式図。同実施形態の車載制御装置が算出する限界衝突回数と衝突エネルギとの関係とを示す概念図。

以下、車載制御装置の一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、車両５００は、内燃機関１０や、内燃機関の出力トルクを駆動輪８０に伝える動力伝達装置２００を備えている。

動力伝達装置２００は、内燃機関１０のクランクシャフト１８が接続される流体式伝動装置であるトルクコンバータ２０と、トルクコンバータ２０に接続された入力軸２３と、入力軸２３に接続されたベルト式の無段変速機４０と、入力軸２３に接続された切り替え機構３０と、切り替え機構３０を介して入力軸２３に接続されており無段変速機４０に対して並列に設けられたギヤ伝達機構５０と、無段変速機４０及びギヤ伝達機構５０の共通の出力回転部材である出力軸６０と、出力軸６０から駆動力が伝達される減速ギヤ７０と、減速ギヤ７０から駆動力が伝達されるディファレンシャルギヤ７５と、ディファレンシャルギヤ７５に接続された駆動輪８０などを備えている。

トルクコンバータ２０は、内燃機関１０のクランクシャフト１８に接続されたポンプインペラ２１や、入力軸２３に接続されたタービンインペラ２２を備えている。
切り替え機構３０は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であって、入力要素としてのキャリヤ３０ｃ、出力要素としてのサンギヤ３０ｓ、及び反力要素としてのリングギヤ３０ｒを備えている。キャリヤ３０ｃは、サンギヤ３０ｓと噛み合うピニオンギヤを有しており、入力軸２３と一体回転可能に接続されている。リングギヤ３０ｒには、ブレーキ機構Ｂ１が設けられている。サンギヤ３０ｓは、入力軸２３と同軸であって当該入力軸２３に対して相対回転可能に設けられた小径ギヤ３２に接続されている。キャリヤ３０ｃ及びサンギヤ３０ｓは、第１クラッチ機構Ｃ１を介して選択的に接続される。

無段変速機４０は、入力軸２３に設けられて油圧により有効径が変化するプライマリプーリ４２と、出力軸６０と同軸の回転軸４８に接続されて油圧により有効径が変化するセカンダリプーリ４４と、プライマリプーリ４２及びセカンダリプーリ４４に巻き掛けられた伝動ベルト４６とを備えている。セカンダリプーリ４４と出力軸６０との間には第２クラッチ機構Ｃ２が設けられており、この第２クラッチ機構Ｃ２が係合されるとセカンダリプーリ４４と出力軸６０との間でトルク伝達が行われ、同第２クラッチ機構Ｃ２が解放されるとセカンダリプーリ４４と出力軸６０との間のトルク伝達が切断される。

ギヤ伝達機構５０は、上記小径ギヤ３２と、カウンタシャフト５２と、カウンタシャフト５２と同軸であって当該カウンタシャフト５２と一体回転するように設けられており上記小径ギヤ３２と噛み合う大径ギヤ５１とを備えている。また、ギヤ伝達機構５０は、カウンタシャフト５２と同軸であって同カウンタシャフト５２に対して相対回転可能に設けられた遊転ギヤ５８や、上記出力軸６０と同軸であって当該出力軸６０と一体回転するように設けられており上記遊転ギヤ５８と噛み合う出力ギヤ６２を備えている。

また、ギヤ伝達機構５０は、周知のシンクロメッシュ機構Ｓ１を備えている。このシンクロメッシュ機構Ｓ１は、上記大径ギヤ５１と上記遊転ギヤ５８との間に設けられており、上記カウンタシャフト５２と遊転ギヤ５８との間の駆動力伝達を断接するとともに、切断されていた駆動力伝達を接続する際にはカウンタシャフト５２の回転速度と遊転ギヤ５８の回転速度との同期を行う。なお、以下では、カウンタシャフト５２と遊転ギヤ５８との間の駆動力伝達が接続された状態をシンクロメッシュ機構の係合といい、カウンタシャフト５２と遊転ギヤ５８との間の駆動力伝達が切断された状態をシンクロメッシュ機構の解放という。

上記シンクロメッシュ機構Ｓ１は、シンクロナイザハブ５３、環状のスリーブ５４、環状のシンクロナイザリング５５などを備えている。
シンクロナイザハブ５３は、カウンタシャフト５２と同軸であって当該カウンタシャフト５２と一体回転するように設けられており、外周にはスプラインが形成されている。

スリーブ５４は、シンクロナイザハブ５３の外周に配設されており、その内周にはシンクロナイザハブ５３のスプラインに噛み合うスプラインが形成されている。このスリーブ５４は、カウンタシャフト５２の軸方向Ｍに移動可能になっている。

遊転ギヤ５８には、シンクロナイザハブ５３側に向かって縮径するテーパにて構成されたコーン面Ｃや、スリーブ５４のスプラインに噛み合うスプライン５８ｓが設けられている。

シンクロナイザリング５５は環状であってカウンタシャフト５２と同軸であり、シンクロナイザハブ５３と遊転ギヤ５８との間に設けられている。このシンクロナイザリング５５は、遊転ギヤ５８のコーン面Ｃに押しつけられるテーパ面Ｔや、スリーブ５４のスプラインと噛み合うスプラインを有している。

スリーブ５４には、同スリーブ５４をカウンタシャフト５２の軸方向Ｍに移動させる移動機構が設けられている。この移動機構は、スリーブ５４の外周に係合しているシフトフォーク９０と、シフトフォーク９０を軸方向Ｍに移動させるフォークシャフト９１と、フォークシャフト９１を移動させる油圧式のアクチュエータ９２とを備えている。このアクチュエータ９２の駆動制御を通じてフォークシャフト９１の移動量が調整されることによりスリーブ５４の位置制御が行われる。

アクチュエータ９２や、上述した第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、及びブレーキ機構Ｂ１は、それらを油圧制御する油圧回路３００に接続されている。
図２に、シンクロメッシュ機構Ｓ１の同期動作を示す。なお、以下では、軸方向Ｍにあってスリーブ５４が遊転ギヤ５８に近づく側に移動する方向を係合方向ＭＫといい、軸方向Ｍにあってスリーブ５４が遊転ギヤ５８から離れる側に移動する方向を解放方向ＭＲという（図１を参照）。

まず、図２（Ａ）に示すように、解放状態であったシンクロメッシュ機構Ｓ１において係合が開始されることにより、スリーブ５４が係合方向ＭＫに移動していくと、スリーブ５４に形成されたスプライン５４ｓにおいてその先端に形成されたスリーブチャンファ５４ｃが、シンクロナイザリング５５に形成されたスプライン５５ｓにおいてその先端に形成されたシンクロチャンファ５５ｃに接触して同シンクロチャンファ５５ｃを押圧する。この押圧が開始されると、シンクロナイザリング５５のテーパ面Ｔが遊転ギヤ５８のコーン面Ｃに強く押し付けられるようになり、テーパ面Ｔとコーン面Ｃとの間に大きな摩擦力が発生する。この摩擦力により、遊転ギヤ５８とスリーブ５４との相対回転速度の差は小さくなっていき、最終的には当該相対回転速度の差がなくなることにより、遊転ギヤ５８の回転速度とスリーブ５４の回転速度との同期が完了する。

遊転ギヤ５８の回転速度とスリーブ５４の回転速度との同期が完了すると、図２（Ｂ）に示すように、スリーブ５４のスプライン５４ｓは、シンクロナイザリング５５のスプライン５５ｓを押し分けて進んでいき、遊転ギヤ５８のスプライン５８ｓに近づいていく。

その後、図２（Ｃ）に示すように、スリーブ５４のスプライン５４ｓは、遊転ギヤ５８のスプライン５８ｓと噛み合い、これによりシンクロメッシュ機構Ｓ１の係合が完了する。

図１に示した動力伝達装置２００は、トルクコンバータ２０、切り替え機構３０、及びギヤ伝達機構５０を介して内燃機関１０の出力トルクを出力軸６０へ伝達する第１伝達経路と、トルクコンバータ２０及び無段変速機４０を介して内燃機関１０の出力トルクを出力軸６０へ伝達する第２伝達経路とを備えている。

そして、車両５００の走行時には、ギヤ伝達機構５０を使う第１伝達経路を介して内燃機関１０の出力トルクが出力軸６０に伝達されるギヤ走行、または無段変速機４０を使う第２伝達経路を介して内燃機関１０の出力トルクが出力軸６０に伝達されるベルト走行のいずれか一方が選択される。

ギヤ走行は、車両停止中を含む低車速領域にて選択される走行モードであり、第１クラッチ機構Ｃ１及びシンクロメッシュ機構Ｓ１が係合されるとともに第２クラッチ機構Ｃ２及びブレーキ機構Ｂ１が解放されることにより第１伝達経路が形成されて前進走行が可能になる。なお、ブレーキ機構Ｂ１及びシンクロメッシュ機構Ｓ１が係合されるとともに第１クラッチ機構Ｃ１及び第２クラッチ機構Ｃ２が解放されると、このギヤ走行において後進走行が可能となる。

また、このギヤ走行において、第１クラッチ機構Ｃ１及びブレーキ機構Ｂ１がともに解放される場合や、シンクロメッシュ機構Ｓ１が解放される場合には、トルク伝達が遮断されたニュートラル状態になる。

ベルト走行は、中車速領域及び高車速領域にて選択される走行モードであり、第２クラッチ機構Ｃ２が係合されるとともに第１クラッチ機構Ｃ１及びブレーキ機構Ｂ１は解放されることにより第２伝達経路が形成されて前進走行が可能となる。なお、中車速領域では、シンクロメッシュ機構Ｓ１は係合状態にされる。その一方で高車速領域では、シンクロメッシュ機構Ｓ１は解放状態にされる。高車速領域においてシンクロメッシュ機構Ｓ１が解放状態にされるのは、例えばベルト走行中のギヤ伝達機構５０等の引きずりを無くすと共に、高車速領域において、ギヤ伝達機構５０や、切り替え機構３０の構成部材（例えばピニオンギヤ）等が高回転化するのを防ぐためである。

ちなみに、このベルト走行において第２クラッチ機構Ｃ２が解放されると、トルク伝達が遮断されたニュートラル状態になる。
内燃機関１０の制御、アクチュエータ９２及び第１クラッチ機構Ｃ１及び第２クラッチ機構Ｃ２及びブレーキ機構Ｂ１を油圧制御する油圧回路３００の制御など、各種の制御は、車両５００に搭載された車載制御装置１００（以下、制御装置という）によって実行される。

制御装置１００は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１０や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ１２０を備えている。そして、メモリ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより各種制御を実行する。なお、図示はしないが、制御装置１００は、内燃機関１０の制御ユニットや油圧回路３００の制御ユニットなど、複数の制御ユニットで構成されている。

制御装置１００には、クランクシャフト１８の回転角を検出するクランク角センサ１１や、内燃機関１０の吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ１２や、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを検出するアクセルポジジョンセンサ１３や、車両５００の車速ＳＰを検出する車速センサ１４が接続されている。また、制御装置１００には、スリーブ５４の回転速度であるスリーブ回転速度ＮＳを検出する速度センサ１５や、遊転ギヤ５８の回転速度であるギヤ回転速度ＮＧを検出する速度センサ１６や、軸方向Ｍにおけるスリーブ５４の位置であるスリーブ位置ＳＴを検出するストロークセンサ１７も接続されている。なお、スリーブ位置ＳＴは、例えばシンクロメッシュ機構Ｓ１が解放状態になっているときのスリーブ５４の位置を原点位置ＳＴｓｐとして、この原点位置ＳＴｓｐからのスリーブ５４の移動量にて表される値であり、実際には原点位置ＳＴｓｐからの上記フォークシャフト９１の移動量を検出することにより、スリーブ位置ＳＴは検出される。そして、それら各種センサからの出力信号が制御装置１００には入力される。なお、制御装置１００は、クランク角センサ１１の出力信号Ｓｃｒに基づいて機関回転速度ＮＥを算出する。

そして、制御装置１００は、上記各種センサの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態や車両５００の走行状態などを把握し、その把握した状態に応じて、内燃機関１０の出力制御や、油圧回路３００を介した走行モードの切り替え制御を実行する。

そうした走行モードの切り替え制御の１つとして、制御装置１００は、シンクロメッシュ機構Ｓ１の解放や係合を行うべく、スリーブ５４の位置制御を行う。
この位置制御では、車両５００が停止状態から走行状態に移行する場合、あるいはベルト走行中に車速ＳＰが高車速領域から中車速領域に変化した場合には、解放状態のシンクロメッシュ機構Ｓ１を係合させるために、制御装置１００は、スリーブ５４を係合方向ＭＫに移動させる。

一方、ギヤ走行中に車速ＳＰが低車速領域から中車速領域に変化した場合、あるいはベルト走行中に車速ＳＰが中車速領域から高車速領域に変化した場合には、係合状態のシンクロメッシュ機構Ｓ１を解放するために、制御装置１００は、スリーブ５４を解放方向ＭＲに移動させる。

ここで、低μ路や悪路など、駆動輪８０の回転速度が急激に変化しやすい状況において、シンクロメッシュ機構Ｓ１を解放状態から係合状態に変更する場合、つまりベルト走行中に車速ＳＰが高車速領域から中車速領域に変化することにより、それまで解放状態になっていたシンクロメッシュ機構Ｓ１を係合させる際には、ギヤ鳴りが発生するおそれがある。

すなわち、上記図２（Ｂ）に示した状態、つまり同期が完了してスリーブ５４のスプライン５４ｓがシンクロナイザリング５５のスプライン５５ｓを押し分けて進んでいく過程では、テーパ面Ｔとコーン面Ｃとの間の摩擦力が消滅している。そのため、同期が完了してから、遊転ギヤ５８のスプライン５８ｓにおいてその先端に形成されたギヤチャンファ５８ｃにスリーブチャンファ５４ｃが接触するまでは、出力軸６０に繋がっている遊転ギヤ５８は、入力軸２３に繋がっているスリーブ５４に対して相対回転可能な状態になる。この相対回転可能な状態のときに、出力軸６０に繋がっている駆動輪８０の回転速度が急激に変化すると、その変化に合わせて遊転ギヤ５８の回転速度も変化するため、スリーブ５４の回転速度と遊転ギヤ５８の回転速度との間に差が生じてしまい、同期がずれてしまう。この同期がずれている状態で、スリーブ５４のスプライン５４ｓが遊転ギヤ５８のスプライン５８ｓに噛み合おうとすると、スリーブチャンファ５４ｃとギヤチャンファ５８ｃとが衝突してギヤ鳴りが発生する。

こうしたギヤ鳴りが起きるたびに、スリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃは傷んでいく。そして、そうしたスリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの傷み度合いが規定の値を超えると、スリーブチャンファ５４ｃやギヤチャンファ５８ｃが破損してその破損片がギヤに噛み込むなどの不具合が起きる可能性がある。

そこで、本実施形態の制御装置１００は、そうした傷み度合いＤＡを算出し、その算出した傷み度合いＤＡが規定の判定値ＤＡｒｅｆ以上になると、シンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作を禁止するようにしている。

以下、図３を参照しつつ、傷み度合いの算出やシンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作の禁止に関する処理手順について説明する。
図３に示す処理は、制御装置１００のメモリ１２０に記憶されたプログラムをＣＰＵ１１０が実行することにより実現される。また、制御装置１００は、シンクロメッシュ機構Ｓ１の係合が開始されてから係合が完了するまで、図３に示す処理を所定周期毎に繰り返し実行する。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。

本処理を開始すると、制御装置１００は、ギヤ鳴りが発生するか否かを判定するギヤ鳴り判定処理を実行する（Ｓ１００）。本実施形態では、以下のようにしてギヤ鳴り判定が行われる。

図４に示すように、スリーブ５４と遊転ギヤ５８との同期が完了してスリーブ５４のスプライン５４ｓがシンクロナイザリング５５のスプライン５５ｓを押し分けて進み始めるときのスリーブ位置ＳＴを第１位置ＳＴａとする。

また、この押し分け後において、スリーブ５４のスプライン５４ｓが遊転ギヤ５８のスプライン５８ｓに近づいていき、スリーブチャンファ５４ｃの先端５４ｅが、スリーブチャンファ５４ｃに対向するギヤチャンファ５８ｃの先端位置５８ｅｐと並ぶときのスリーブ位置ＳＴを第２位置ＳＴｂとする。なお、第１位置ＳＴａ及び第２位置ＳＴｂは、シンクロメッシュ機構Ｓ１の設計諸元から決まる固定値である。

そして、これら第１位置ＳＴａと第２位置ＳＴｂとの間の区間が判定区間ＲＡとして予め設定されている。スリーブ位置ＳＴがこの判定区間ＲＡ内にあるときには、上述したように、同期後において出力軸６０に繋がっている遊転ギヤ５８が、入力軸２３に繋がっているスリーブ５４に対して相対回転可能な状態になっている。従って、スリーブ位置ＳＴがこの判定区間ＲＡ内にあるときに、スリーブ５４の回転速度と遊転ギヤ５８の回転速度との間に差が生じていれば、現在、同期がずれており、ギヤ鳴りが発生すると判定することができる。

そこで、制御装置１００は、スリーブ位置ＳＴが上記判定区間ＲＡ内にあるときに、スリーブ５４の回転速度であるスリーブ回転速度ＮＳと遊転ギヤ５８の回転速度であるギヤ回転速度ＮＧとの差が規定値以上である場合には、ギヤ鳴りが発生すると判定する。一方、制御装置１００は、スリーブ位置ＳＴが上記判定区間ＲＡ内にあるときに、スリーブ回転速度ＮＳとギヤ回転速度ＮＧとの差が規定値未満である場合には、ギヤ鳴りは発生しないと判定する。なお、この他、周知の態様でギヤ鳴り判定を行ってもよい。

そして、ギヤ鳴りが発生しないと判定する場合（Ｓ１００：ＮＯ）、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。
一方、ギヤ鳴りが発生すると判定する場合（Ｓ１００：ＹＥＳ）、制御装置１００は、スリーブチャンファ５４ｃとギヤチャンファ５８ｃとの衝突の大きさを示す衝突度合いを算出する衝突度合い算出処理を実行する（Ｓ１１０）。この衝突度合い算出処理では、スリーブチャンファ５４ｃとギヤチャンファ５８ｃとが衝突する際の衝突エネルギＥｓが上記衝突度合いとして算出される。

衝突度合い算出処理において、制御装置１００は、スリーブ回転速度ＮＳ及びギヤ回転速度ＮＧを取得する。そして、スリーブ５４の回転方向における単位時間当たりのスプライン５４ｓの移動距離であるスリーブ移動速度Ｖｓ１をスリーブ回転速度ＮＳに基づいて算出する。また、遊転ギヤ５８の回転方向における単位時間当たりのスプライン５８ｓの移動距離であるギヤ移動速度Ｖｐをギヤ回転速度ＮＧに基づいて算出する。そして、スリーブ移動速度Ｖｓ１とギヤ移動速度Ｖｐとの差である速度差ΔＶを算出する。また、制御装置１００は、スリーブ位置ＳＴについてその単位時間当たりの変化量を算出することにより、軸方向Ｍにおけるスリーブ５４の移動速度Ｖｓ２を算出する。

そして、制御装置１００は、次式（１）に示すように、速度差ΔＶの二乗値及び移動速度Ｖｓ２の二乗値の和の平方根を算出することにより、スリーブチャンファ５４ｃとギヤチャンファ５８ｃとが衝突する際の衝突速度Ｖｇを算出する。

Ｖｇ＝（ΔＶ＾２＋Ｖｓ２＾２）＾（１／２）…（１）
そして、制御装置１００は、この衝突速度Ｖｇの二乗値に対して、上述した第１伝達経路における第１クラッチ機構Ｃ１からシンクロナイザリング５５までの等価イナーシャ及び遊転ギヤ５８のイナーシャから求められる適合係数Ｋを乗算することにより衝突エネルギＥｓ（Ｅｓ＝Ｖｇ＾２×Ｋ）を算出する。

次に、制御装置１００は、算出した衝突エネルギＥｓに基づいて限界衝突回数ＮＣを算出する処理を実行する（Ｓ１２０）。この限界衝突回数ＮＣは、以下の値である。すなわち、スリーブチャンファ５４ｃやギヤチャンファ５８ｃの傷み度合いＤＡが、シンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作を禁止しなければいけない程度の規定値に達するときのスリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの衝突回数である。

図５に示すように、衝突１回当たりの衝突エネルギＥｓが大きいときほど限界衝突回数ＮＣは小さい値になる。そこで、図５に示すような衝突エネルギＥｓと限界衝突回数ＮＣとの対応関係を示すマップあるいは関係式がメモリ１２０には記憶されている。そして、Ｓ１２０の処理において、制御装置１００は、Ｓ１１０で算出した衝突エネルギＥｓに対応する限界衝突回数ＮＣを算出する。

次に、制御装置１００は、衝突エネルギＥｓに基づいて算出した限界衝突回数ＮＣを使って、スリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの傷みに相関する指標値Ｓを算出する指標値算出処理を実行する（Ｓ１３０）。

この指標値算出処理において、制御装置１００は、Ｓ１２０で算出した限界衝突回数ＮＣを分母とし、今回の衝突回数、つまり「１」を分子とする分数を指標値Ｓ（Ｓ＝１／ＮＣ）として算出する。

次に、制御装置１００は、傷み度合いＤＡを算出する傷み度合い算出処理を実行する（Ｓ１４０）。この傷み度合い算出処理において、制御装置１００は、Ｓ１３０にて算出した指標値Ｓを現在の傷み度合いＤＡに加算することにより、今回の本処理実行時における傷み度合いＤＡを算出して当該傷み度合いＤＡを更新する。なお、傷み度合いＤＡの初期値は「０」である。

そして、上記Ｓ１００にてギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに、衝突エネルギＥｓに応じて変化する上記指標値Ｓが傷み度合いＤＡに積算されていくことにより、傷み度合いＤＡは初期値である「０」から徐々に増加していく。なお、衝突エネルギＥｓが大きく限界衝突回数ＮＣが少なくなるときには、指標値Ｓの値は大きくなるため、衝突エネルギＥｓが小さいときに比べて、更新前の傷み度合いＤＡに対する更新後の傷み度合いＤＡの増加量は大きくなる。

そして、傷み度合いＤＡが「１」になると、シンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作を禁止しなければいけない程度にスリーブチャンファ５４ｃやギヤチャンファ５８ｃが傷んだ状態になっていると判断される。

次に、制御装置１００は、Ｓ１４０で更新された傷み度合いＤＡが判定値ＤＡｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１５０）。この判定値ＤＡｒｅｆとして、本実施形態では「１」が設定されている。そして、傷み度合いＤＡが判定値ＤＡｒｅｆ未満であると判定する場合には（Ｓ１５０：ＮＯ）、制御装置１００は、本処理を一旦終了する。

一方、傷み度合いＤＡが判定値ＤＡｒｅｆ以上であると判定する場合には（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、制御装置１００は、以降のシンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作を禁止して（Ｓ１６０）、本処理を終了する。

本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）図３に示した一連の処理手順において、ギヤ鳴りが発生すると判定されると、Ｓ１１０の処理では、スリーブ５４と遊転ギヤ５８との回転速度差に基づいてスリーブチャンファ５４ｃとギヤチャンファ５８ｃとの衝突度合いを示す衝突エネルギＥｓが算出される。そして、Ｓ１２０及びＳ１３０の処理では、算出された衝突エネルギＥｓに基づいてスリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの傷みに相関する指標値Ｓが算出される。そして、Ｓ１４０の処理では、ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される指標値Ｓを積算することによりスリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの傷み度合いＤＡが算出される。ここで、当該傷み度合ＤＡは、ギヤ鳴りが発生すると判定される場合のスリーブ５４と遊転ギヤ５８との回転速度差を起点として算出される値であり、そうした回転速度差は、スリーブチャンファ５４ｃやギヤチャンファ５８ｃの傷みが少ない状態でも確実に把握することができる。従って、シンクロメッシュ機構Ｓ１のスリーブチャンファ５４ｃやギヤチャンファ５８ｃの傷みが少ない状態でも、上記傷み度合いＤＡを算出することが可能になる。

（２）Ｓ１１０の処理における衝突エネルギＥｓの算出に際しては、上記回転速度差に加えてスリーブ５４の移動速度Ｖｓ２も加味されるため、衝突エネルギＥｓの算出精度が向上するようになる。

（３）衝突エネルギＥｓが大きいときほど上記限界衝突回数ＮＣの値は小さくなるため、その限界衝突回数ＮＣを分母とし、「１」を分子とする分数で示される上記指標値Ｓの値は、衝突エネルギＥｓが大きいときほど大きくなる。そのため、衝突エネルギＥｓが大きいときには、衝突エネルギＥｓが小さいときに比べて指標値Ｓを積算した上記傷み度合いＤＡの値はより早期に大きくなる。従って、スリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの傷みに相関する指標値を衝突エネルギＥｓに基づいて適切に算出することができる。

（４）傷み度合いＤＡが判定値ＤＡｒｅｆ以上である場合には、Ｓ１６０の処理にてシンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作は禁止されるため、スリーブチャンファ５４ｃ及びギヤチャンファ５８ｃの傷み度合いＤＡが同判定値ＤＡｒｅｆを超えて大きくなることを抑えることができるようになる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記判定値ＤＡｒｅｆとして「１」を設定したが、その他の値に設定してもよい。例えば、判定値ＤＡｒｅｆを「１」とした場合よりも係合動作の禁止を早めたい場合には、判定値ＤＡｒｅｆを「１」よりも小さい値に設定してもよい。

・図３に示したＳ１５０の処理にて、傷み度合いＤＡが判定値ＤＡｒｅｆ以上であると判定される場合には、シンクロメッシュ機構Ｓ１の係合動作を禁止したが、その他の処理を行うようにしてもよい。

例えば外部サーバとの通信を行う通信装置を車両５００に搭載しておく。そして、傷み度合いＤＡが判定値ＤＡｒｅｆ以上であると判定される場合には、制御装置１００は、通信装置を介して、スリーブ５４及び遊転ギヤ５８の交換を要求する交換信号を車両５００の識別番号と共に外部サーバへ送信する。この信号を受信した外部サーバは、当該車両５００の識別番号から同車両５００のメンテナンスを行っている自動車整備工場を特定し、その自動車整備工場に対して部品の交換要請を行う。この交換要請を受けた自動車整備工場は、車両５００のユーザに対して部品交換のための入庫を依頼する。こうした変更例によれば、例えばスリーブチャンファ５４ｃやギヤチャンファ５８ｃを有する部品が損傷したままの状態になることを抑えることができる。

・アクチュエータ９２、第１クラッチ機構Ｃ１、第２クラッチ機構Ｃ２、及びブレーキ機構Ｂ１は油圧式であったが、電動式でもよい。
・上記衝突度合いを示す値として、上述した衝突エネルギＥｓ以外の値を算出してもよい。また、上記指標値を示す値として、上記限界衝突回数ＮＣを分母とし、「１」を分子とする分数以外の値を算出してもよい。

・図３に示した一連の処理手順を、手動変速機に設けられたシンクロメッシュ機構に適用してもよい。
・制御装置１００はＣＰＵ１１０とメモリ１２０とを備えており、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。例えば、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、制御装置１００は、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てをプログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するメモリ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置及びプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置及びプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路及び１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。

５４…スリーブ
５４ｃ…スリーブチャンファ
５８…遊転ギヤ
５８ｃ…ギヤチャンファ
１００…車載制御装置（制御装置）

Claims

シャフトに対して相対回転可能に設けられておりスプラインを有する遊転ギヤと、前記シャフトと一体回転するとともにスプラインを有するシンクロナイザハブと、前記シンクロナイザハブの外周に配設されて前記シンクロナイザハブのスプライン及び前記遊転ギヤのスプラインと噛み合うスプラインを有しており前記シャフトの軸方向に移動可能なスリーブと、前記シンクロナイザハブと前記遊転ギヤとの間に設けられたシンクロナイザリングと、前記スリーブを前記軸方向に移動させる移動機構と、を備えており、前記スリーブが移動して前記スリーブのスプラインと前記遊転ギヤのスプラインとが噛み合うことにより前記シャフトと前記遊転ギヤとの間の駆動力伝達が接続された係合状態になるシンクロメッシュ機構を備える車両に適用されて、
前記シンクロメッシュ機構を係合状態にする際に、前記スリーブのスプラインの先端に形成されたスリーブチャンファと前記遊転ギヤのスプラインの先端に形成されたギヤチャンファとの衝突によるギヤ鳴りが発生するか否かを判定するギヤ鳴り判定処理と、
前記ギヤ鳴り判定処理にて、ギヤ鳴りが発生すると判定される場合には、前記スリーブと前記遊転ギヤとの回転速度差に基づき、前記スリーブチャンファと前記ギヤチャンファとの衝突の大きさを示す衝突度合いを算出する衝突度合い算出処理と、
前記ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される前記衝突度合いに基づいて前記スリーブチャンファ及び前記ギヤチャンファの傷みに相関する指標値を算出する指標値算出処理と、
前記ギヤ鳴りが発生すると判定されるたびに算出される前記指標値を積算することにより前記スリーブチャンファ及び前記ギヤチャンファの傷み度合いを算出する傷み度合い算出処理と、を実行する
車載制御装置。
前記衝突度合い算出処理は、前記回転速度差及び前記スリーブの移動速度に基づき、前記衝突度合いを算出する処理を実行する
請求項１に記載の車載制御装置。
前記衝突度合い算出処理が算出する前記衝突度合いは、前記スリーブチャンファと前記ギヤチャンファとが衝突する際の衝突エネルギであり、
前記傷み度合いが規定値に達するときの前記スリーブチャンファと前記ギヤチャンファとの衝突回数を限界衝突回数としたときに、前記指標値算出処理は、前記衝突エネルギが大きいときほど前記限界衝突回数の値が小さくなるように同限界衝突回数を算出するとともに、算出した前記限界衝突回数を分母とし、「１」を分子とする分数を前記指標値として算出する処理を実行する
請求項１または２に記載の車載制御装置。
前記移動機構は、前記スリーブを移動させるアクチュエータを備えており、同アクチュエータの駆動制御を通じて前記シンクロメッシュ機構の係合動作を実行するとともに、
前記傷み度合いが規定の判定値以上である場合には、前記シンクロメッシュ機構の係合動作を禁止する処理を実行する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載制御装置。