JP5706285B2

JP5706285B2 - ギヤシフト装置及びディテント機構の基準位置学習方法

Info

Publication number: JP5706285B2
Application number: JP2011204457A
Authority: JP
Inventors: 秀昭山下; 稲川　靖; 靖稲川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JP2013064469A

Description

本発明は、変速機に設けられた同期噛合機構の状態を切り換えるギアシフト装置に関する。

従来、同期噛合機構の状態を切り換えることにより、変速機のギアを切り換えるギアシフト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

同期噛合機構はスリーブを備える。ギアシフト装置は、スリーブに係合するフォークのストローク量を検出するストロークセンサからの信号を受信し、受信した信号に基づいてフォークを介してスリーブを制御する。

フォークには、ディテント機構が設けられており、このディテント機構により、変速用の歯車とスリーブとがスプライン結合した結合状態と、この結合が解除されたニュートラル状態とに解除自在に保持される。

また、特許文献１のものでは、ストロークセンサが温度の影響を受け易いため、温度センサを設けて対応している。

特開２００９−１４４８４３号公報

従来の制御装置では、ストロークセンサの温度による影響をなくすために、温度センサを設けているため、部品点数が増加し、コスト増となる。

本発明は、以上の点に鑑み、別途部品を設けることなくストロークセンサの温度による影響を抑制することができるギアシフト装置を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、軸に設けられ、該軸と相対回転可能なギアと結合して該ギアを軸に固定する係合状態と、この係合を断つ開放状態とに切換自在な同期噛合機構を作動させるために用いられ、係合状態の噛合位置又は前記開放状態のニュートラル位置で前記同期噛合機構のスリーブと係合するフォークを解除自在に保持するディテント機構と、前記フォークを作動させるアクチュエータと、前記フォークのストローク量を検出するストロークセンサと、前記ストロークセンサからの入力に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部と、前記ストロークセンサの基準位置を記憶する記憶部とを備えるギアシフト装置において、前記ディテント機構は、複数の凹部と、該凹部に係合自在なボールプランジャとを備え、該ボールプランジャと前記凹部とが係合することにより、噛合位置又はニュートラル位置が保持され、前記基準位置は、前記凹部の最下点であり、前記制御部は、基準位置学習処理を実行し、該基準位置学習処理は、前記同期噛合機構の状態を切り換えるときに、前記アクチュエータにより、前記ボールプランジャを隣接する前記凹部に移動させた後に、前記アクチュエータの作動力を前記フォークの作動に影響を及ぼさない値である所定値以下に低下させる作動力低下工程と、前記ストロークセンサの出力値から変位量の加速度を求める演算工程と、得られた変位加速度から変位加速度が減少状態から増加状態に切り替わる変化点を求める変化点工程と、前記変化点工程で求められた変化点から所定時間遡った時点において、前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であったか否かを確認する変化点作動力確認工程と、前記記憶部に記憶された基準位置を前記ボールプランジャが通り過ぎてオーバーシュートしたか否かを確認するオーバーシュート工程と、前記オーバーシュート工程でオーバーシュートが確認され、前記変化点作動力確認工程で前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であった場合には、変化点を前記ストロークセンサの新たな基準位置として記憶させる更新工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ディテント機構の凹部を利用して、ボールプランジャを一旦基準位置を通り過ぎるようにオーバーシュートさせて、変化点を求めることにより、凹部の位置を正確に求めることができる。従って、ストロークセンサが温度等の影響で出力値にドリフトが生じてもディテント機構の凹部の位置を変化点から求めることができ、ストロークセンサの出力値を補正することができる。従って、本発明によれば、従来のように温度センサ等の新たな部品を設けることなく、既存の部品を用いてストロークセンサの出力値の補正を適切に行うことができる。

本発明においては、制御部は、アクチュエータの作動力が所定値以下となっている場合にのみ、変化点を新たな基準位置として記憶部に記憶させる。アクチュエータの作動力が所定値以下となっていない場合には、アクチュエータの作動力の影響により、求められた変化点がディテント機構の凹部の最下点と一致していない場合が考えられる。従って、このような場合には、基準位置を更新しないことにより、誤った基準位置が記憶されることを防止できる。

［２］本発明においては、制御部は、オーバーシュート工程でオーバーシュートしなかったことを確認した場合には、作動力低下工程で、所定値までアクチュエータの作動力を下げるまでの間のアクチュエータの作動力を増加させることが好ましい。

オーバーシュートしなかった場合には、ボールプランジャが凹部の最下点まで到達していない可能性が高い。従って、上述の如くアクチュエータの作動力を増加させれば、次回以降で、オーバーシュートできるようになる。

［３］本発明においては、変化点工程で求められた変化点において、アクチュエータの作動力が前記所定値を超えていた場合には、作動力低下工程において、アクチュエータの作動力を前記所定値まで低下させる作業の完了時期を早めることが好ましい。

変化点においてアクチュエータの作動力が前記所定値を超えている場合には、変化点が凹部の最下点を通り越している可能性がある。この場合、上述の如く構成すれば、次回以降に実行される作動力低下工程では、アクチュエータの作動力の低下がより早期に完了するため、変化点を凹部の最下点と一致させることができる。

［４］本発明においては、ストロークセンサの出力値は電圧であり、演算工程ではストロークセンサの出力電圧から電圧の変位量の加速度を求め、更新工程では、オーバーシュート工程でオーバーシュートが確認され、変化点作動力確認工程で、変化点においてアクチュエータの作動力が所定値であった場合には、変化点におけるストロークセンサの出力電圧をストロークセンサの新たな基準位置の電圧として記憶させるようにすることができる。

［５］また、本発明は、同期噛合機構のスリーブに係合するフォークに設けられたディテント機構であって、該ディテント機構は、複数の凹部とボールプランジャとからなり、複数の凹部のうち何れか１つの凹部の最下点の位置を基準位置として学習させる学習方法において、同期噛合機構の状態を切り換えるときに、アクチュエータにより、前記ボールプランジャを隣接する前記凹部に移動させた後に、前記アクチュエータの作動力をフォークの作動に影響を及ぼさない値である所定値以下に低下させる作動力低下工程と、前記フォークのストローク量を検出するストロークセンサの出力値から変位量の加速度を求める演算工程と、得られた変位加速度から変位加速度が減少状態から増加状態に切り替わる変化点を求める変化点工程と、前記変化点工程で求められた変化点から所定時間遡った時点において、前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であったか否かを確認する変化点作動力確認工程と、記憶部に記憶された基準位置を前記ボールプランジャが通り過ぎてオーバーシュートしたか否かを確認するオーバーシュート工程と、前記オーバーシュート工程でオーバーシュートが確認され、前記変化点作動力確認工程で前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であった場合には、変化点を前記ストロークセンサの新たな基準位置として記憶させる更新工程とを備えることを特徴とする。

本発明のギアシフト装置の実施形態を示す模式図。本実施形態のディテント機構を示す説明図。（ａ）は本実施形態のディテント機構の動作を示す説明図。（ｂ）は本実施形態のストロークセンサの出力値を示すグラフ。（ｃ）はストロークセンサの出力値の変位速度を示すグラフ。（ｄ）はストロークセンサの出力値の変位加速度を示すグラフ。（ｅ）はアクチュエータの作動力を示すグラフ。本実施形態の制御部の処理を示すフローチャート。

図を参照して、本発明の実施形態のギアシフト装置１を説明する。本実施形態のギアシフト装置１は、自動車の変速機に設けられる同期噛合機構２の状態を切り換えるものである。

図１に示すように、同期噛合機構２は、変速機の入力軸や出力軸等の軸３に設けられ、軸方向に摺動自在なスリーブ２ａを備えている。軸３には、同期噛合機構２を挟み込むようにして一速歯車４及び三速歯車５が回転自在に軸支されている。同期噛合機構２は、スリーブ２ａを一速歯車４側に移動させ、回転を同期させた後、更に移動させることにより、スリーブ２ａが一速歯車４に設けられたドグ歯４ａとスプライン結合する。これにより、一速歯車４が同期噛合機構２を介して軸３に一体に回転するように固定される。

このとき、軸３が例えば変速機の入力軸とすると、出力軸には一速歯車４と噛合する従動歯車が固定されており、入力軸と出力軸との間で一速歯車４を介して駆動力が伝達可能な状態となる。この一速歯車４が軸３に固定された状態を、同期噛合機構２の一速側噛合状態と定義する。

また、同期噛合機構２は、スリーブ２ａを三速歯車５側に移動させ、回転を同期させた後、更に移動させることにより、スリーブ２ａが三速歯車５に設けられたドグ歯５ａとスプライン結合する。これにより、三速歯車５が同期噛合機構２を介して軸３に一体に回転するように固定される。

このとき、軸３が例えば変速機の入力軸とすると、出力軸には三速歯車５と噛合する従動歯車が固定されており、入力軸と出力軸との間で三速歯車５を介して駆動力が伝達可能な状態となる。この三速歯車５が軸３に固定された状態を、同期噛合機構２の三速側噛合状態と定義する。また、同期噛合機構２のスリーブ２ａが、一速歯車４にも三速歯車５にも係合していない状態をニュートラル状態と定義する。

スリーブ２ａには、フォーク６の先端６ａが係合している。フォーク６は、その基端に設けられたシャフト７を介して、アクチュエータ８によって軸方向に移動する。アクチュエータ８は、ＥＣＵ等の制御部９で制御される。

ギアシフト装置１は、シャフト７の位置を検出するストロークセンサ１０を備える。制御部９はストロークセンサ１０からの出力値（電圧値又は電流値）に基づきアクチュエータ８を制御する。また、制御部９は、ストロークセンサ１０からの出力値（図３（ｂ）参照）の変位量を微分して変位速度を求めることができる（図３（ｃ））。また、制御部９は、求められた変位速度を更に微分して変位加速度を求めることができる（図３（ｄ））。また、制御部９は、基準位置を記憶する記憶部を備え、基準位置を基準にアクチュエータ８を制御する。

シャフト７には、ディテント機構１１が設けられている。図２に示すように、ディテント機構１１は、シャフト７の外周面に設けられた３つの凹部１２と、この凹部１２に当接する１つのボールプランジャ１３とで構成される。ボールプランジャ１３は、凹部１２の間に形成される山部１２ａを乗り越えられるように構成されている。

各凹部１２は、同期噛合機構２の一速側噛合状態、ニュートラル状態、三速側噛合状態の３つの状態に対応させて設けられており、各凹部１２にボールプランジャ１３が解除可能に係合することにより、ディテント機構１１は、同期噛合機構２の各状態を解除可能に保持する機能を有している。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態のギアシフト装置１の作動を説明する。ここでは、同期噛合機構２が一速側噛合状態であり、同期噛合機構２を一速側噛合状態からニュートラル状態に移行する場合を例に説明する。尚、図３において、横軸は時間軸であり、図３（ｂ）の縦軸はストロークセンサ１０の出力値（例えば電圧［ｖ］）、図３（ｃ）の縦軸はストロークセンサ１０の出力値の変位速度、図３（ｄ）の縦軸はストロークセンサ１０の出力値の変位加速度、図３（ｅ）の縦軸はアクチュエータ８の作動力（例えば油圧）である。

制御部９は、基準位置学習処理を備えている。基準位置学習処理は、図４に示すように各処理を実行する。これを詳説すると、基準位置学習処理では、まず、同期噛合機構２を一速側噛合状態からニュートラル状態に移行させる場合には、まず、アクチュエータ８でフォーク６をニュートラル側に移動させ、ボールプランジャ１３を一速側噛合状態に対応する凹部１２ｂから離脱させる。

そして、ボールプランジャ１３が隣接するニュートラル状態に対応する凹部１２ｃに入ったときに（図３（ｅ）のｔ１）、アクチュエータ８の作動力を所定値（本実施形態では、「０」）よりも少し大きな値である中間値まで下げる。そして、制御部９は、あらかじめ定められたｔ２でアクチュエータ８の作動力が所定値（本実施形態では、「０」）となるように、中間値から徐々に作動力を低下させる。ここまでの処理が図４のステップ１に該当する。このステップ１の工程が本発明の作動力低下工程に該当する。

次で、ステップ２に進み、制御部９で演算された変位加速度が図３（ｄ）において下降状態から上昇状態に切り替わる変化点ｔ３（ピーク）があるか否かを確認する。このステップ２の工程が本発明の演算工程及び変化点工程に該当する。

変化点を確認した場合には、ステップ３に進み、変化点ｔ３から所定時間遡った時点ｔ２において、アクチュエータ８の作動力が所定値以下となっていたか否かを確認する。この所定時間は「０」であってもよいが、「０」を超える「正」の時間とすることによって、より正確な変化点ｔ３を求めることができる。

即ち、変化点ｔ３のときにアクチュエータ８の作動力が所定値以下であるかどうかを確認すると、ボールプランジャ１３が凹部１２ｃの最下点を超えた位置で作動力が所定値以下となった場合に直ちに変化点が発生し、変化点と実際の凹部１２ｃの最下点とに誤差が生じる虞がある。上述の如く変化点ｔ３から「正」の時間たる所定時間遡った時点ｔ２で確認すれば、このような誤差の発生を防止することができ、より正確な変化点ｔ３を求めることができる。

変化点ｔ３から所定時間遡った時点ｔ２において、アクチュエータ８の作動力が所定値を超えている場合には、変化点ｔ３が凹部１２の最下点と一致していない可能性がある。このため、ステップ７に進み、次回のアクチュエータ８の作動力を所定値まで下げる処理の完了時期（図３（ｅ）のｔ２）を早めるように制御する。これにより、次回では、アクチュエータ８の作動力が働いていない状態での変化点を得ることができる。このステップ３が本発明の変化点作動力確認工程に該当する。

ステップ３で、アクチュエータ８の作動力が所定値以下となっている場合には、ステップ４に進み、オーバーシュートが確認されたか否かを確認する。オーバーシュートが確認されなかった場合には、ボールプランジャ１３が凹部１２ｃの最下点まで達していない可能性がある。従って、ステップ８に進み、アクチュエータ８の前記中間値を増加させる。これにより、次回は、ボールプランジャ１３が凹部１２ｃの最下点に達することができる。このステップ４が本発明のオーバーシュート工程に該当する。

ステップ４でオーバーシュートが確認された場合には、ステップ５に進み、変化点ｔ３を新たな基準位置として記憶する。このステップ５が本発明の更新工程に該当する。

そして、ステップ６に進み、フォーク６のストローク量を次式（１）から求める。

ストローク量＝感度係数[mm/V]×（出力電圧[V]−基準位置電圧[V]）・・・（１）。

制御部９は、求められたストローク量に基づきアクチュエータ８を介して同期噛合機構２を制御する。

本実施形態のギアシフト装置１によれば、ディテント機構１１の凹部１２を利用して、ボールプランジャ１３を一旦基準位置を通り過ぎるようにオーバーシュートさせて、変化点ｔ３を求めることにより、凹部１２の位置を正確に求めることができる。従って、ストロークセンサ１０が温度等の影響で出力値にドリフトが生じてもディテント機構１１の凹部１２の位置を変化点ｔ３から正確に求めることができる。

そして、現在記憶されている基準位置の出力値と新たに求められた変化点ｔ３に対応するストロークセンサ１０の出力値とを比較することで、両者が相違している場合には、新たに求められた変化点ｔ３に対応するストロークセンサ１０の出力値を新たな基準位置の出力値とすることができる。従って、本発明によれば、従来のように温度センサ等の新たな部品を設けることなく、既存の部品を用いてストロークセンサ１０の出力値の補正を適切に行うことができる。

また、アクチュエータ８の作動力が所定値以下となっていない場合には、アクチュエータ８の作動力の影響により、求められた変化点ｔ３がディテント機構１１の凹部１２の最下点と一致していない場合が考えられる。従って、このような場合には、基準位置を更新しないことにより、誤った基準位置が記憶されることを防止できる。

また、オーバーシュートしなかった場合には、ボールプランジャ１３が凹部１２の最下点まで到達していない可能性が高い。従って、上述の如くアクチュエータ８の作動力を増加させれば、次回以降で、オーバーシュートできるようになる。

また、変化点ｔ３から所定時間遡った時点ｔ２においてアクチュエータ８の作動力が前記所定値を超えている場合には、変化点ｔ３が凹部１２の最下点を通り越している可能性がある。この場合、変化点工程で求められた変化点ｔ３から所定時間遡った時点ｔ２において、アクチュエータ８の作動力が前記所定値を超えていた場合には、作動力低下工程において、アクチュエータ８の作動力を前記所定値まで低下させる作業の完了時期（図３（ｅ）のｔ２）を早めれば、次回以降に実行される作動力低下工程では、アクチュエータ８の作動力の低下がより早期に完了するため、変化点ｔ３を凹部の最下点と一致させることができる。

１…ギアシフト装置、２…同期噛合機構、２ａ…スリーブ、３…軸、４…一速歯車、５…三速歯車、６…フォーク、６ａ…フォークの先端、７…シャフト、８…アクチュエータ、９…制御部、１０…ストロークセンサ、１１…ディテント機構、１２…凹部、１２ａ…山部、１２ｂ…一速側噛合状態に対応する凹部、１２ｃ…ニュートラル状態に対応する凹部、１３…ボールプランジャ。

Claims

軸に設けられ、該軸と相対回転可能なギアと結合して該ギアを軸に固定する係合状態と、この係合を断つ開放状態とに切換自在な同期噛合機構を作動させるために用いられ、
係合状態の噛合位置又は前記開放状態のニュートラル位置で前記同期噛合機構のスリーブと係合するフォークを解除自在に保持するディテント機構と、
前記フォークを作動させるアクチュエータと、
前記フォークのストローク量を検出するストロークセンサと、
前記ストロークセンサからの入力に基づいて前記アクチュエータを制御する制御部と、
前記ストロークセンサの基準位置を記憶する記憶部とを備えるギアシフト装置において、
前記ディテント機構は、複数の凹部と、該凹部に係合自在なボールプランジャとを備え、該ボールプランジャと前記凹部とが係合することにより、噛合位置又はニュートラル位置が保持され、
前記基準位置は、前記凹部の最下点であり、
前記制御部は、基準位置学習処理を実行し、
該基準位置学習処理は、
前記同期噛合機構の状態を切り換えるときに、前記アクチュエータにより、前記ボールプランジャを隣接する前記凹部に移動させた後に、前記アクチュエータの作動力を前記フォークの作動に影響を及ぼさない値である所定値以下に低下させる作動力低下工程と、
前記ストロークセンサの出力値から変位量の加速度を求める演算工程と、
得られた変位加速度から変位加速度が減少状態から増加状態に切り替わる変化点を求める変化点工程と、
前記変化点工程で求められた変化点から所定時間遡った時点において、前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であったか否かを確認する変化点作動力確認工程と、
前記記憶部に記憶された基準位置を前記ボールプランジャが通り過ぎてオーバーシュートしたか否かを確認するオーバーシュート工程と、
前記オーバーシュート工程でオーバーシュートが確認され、前記変化点作動力確認工程で前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であった場合には、変化点を前記ストロークセンサの新たな基準位置として記憶させる更新工程とを備えることを特徴とするギアシフト装置。
請求項１記載のギアシフト装置において、
前記制御部は、
前記オーバーシュート工程でオーバーシュートしなかったことを確認した場合には、
前記作動力低下工程で、前記所定値まで前記アクチュエータの作動力を下げるまでの間の前記アクチュエータの作動力を増加させることを特徴とするギアシフト装置。
請求項１または請求項２に記載のギアシフト装置において、
前記変化点工程で求められた前記変化点において、前記アクチュエータの作動力が前記所定値を超えていた場合には、
前記作動力低下工程において、前記アクチュエータの作動力を前記所定値まで低下させる作業の完了時期を早めることを特徴とするギアシフト装置。
請求項１から請求項３の何れか１項記載のギアシフト装置において、
前記ストロークセンサの出力値は電圧であり、
前記演算工程では、前記ストロークセンサの出力電圧から電圧の変位量の加速度を求め、
前記更新工程では、前記オーバーシュート工程でオーバーシュートが確認され、前記変化点作動力確認工程で、変化点において前記アクチュエータの作動力が前記所定値であった場合には、変化点における前記ストロークセンサの出力電圧を前記ストロークセンサの新たな基準位置の電圧として記憶させることを特徴とするギアシフト装置。
同期噛合機構のスリーブに係合するフォークに設けられたディテント機構であって、該ディテント機構は、複数の凹部とボールプランジャとからなり、複数の凹部のうち何れか１つの凹部の最下点の位置を基準位置として学習させる学習方法において、
同期噛合機構の状態を切り換えるときに、アクチュエータにより、前記ボールプランジャを隣接する前記凹部に移動させた後に、前記アクチュエータの作動力をフォークの作動に影響を及ぼさない値である所定値以下に低下させる作動力低下工程と、
前記フォークのストローク量を検出するストロークセンサの出力値から変位量の加速度を求める演算工程と、
得られた変位加速度から変位加速度が減少状態から増加状態に切り替わる変化点を求める変化点工程と、
前記変化点工程で求められた変化点から所定時間遡った時点において、前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であったか否かを確認する変化点作動力確認工程と、
記憶部に記憶された基準位置を前記ボールプランジャが通り過ぎてオーバーシュートしたか否かを確認するオーバーシュート工程と、
前記オーバーシュート工程でオーバーシュートが確認され、前記変化点作動力確認工程で前記アクチュエータの作動力が前記所定値以下であった場合には、変化点を前記ストロークセンサの新たな基準位置として記憶させる更新工程とを備えることを特徴とするディテント機構の基準位置学習方法。