JP6930326B2 - アクチュエータ及び、アクチュエータを備える変速機のシフト装置 - Google Patents

Description

本開示の技術は、アクチュエータ及び、アクチュエータを備える変速機のシフト装置に関する。

一般的に、機械式自動変速機（以下、単に変速機という）においては、運転者のシフト操作装置の操作に応じてシフトアクチュエータが作動すると、これに伴いシフトロッドがロッド軸方向へシフト移動する。シフトロッドがシフト移動すると、同期装置のシンクロナイザスリーブがシフトロッドと一体にシフト移動してシンクロナイザリングを押圧することにより同期荷重を生じさせる。同期荷重によりシンクロナイザスリーブとシンクロナイザリングとの回転が同期すると、シンクロナイザスリーブがさらにシフト移動してドグギヤと噛合することにより、変速ギヤがシャフトと同期結合（ギヤイン）するように構成されている。

この種のシフトアクチュエータを備えるシフト装置は、例えば特許文献１，２等に開示されている。

特開２０１７−１５２０９号公報 特開平１１−２８７３２１号公報

ところで、一般的なシフトアクチュエータは、シフトロッドにギヤイン方向へのシフト推力を付与する第１圧力室と、シフトロッドにギヤイン方向と相反するギヤ抜き方向へのシフト推力を付与する第２圧力室との計二個の圧力室を備えている。このようなシフトアクチュエータにおいて、大きなシフト推力を確保するには、各圧力室から作動圧を受圧するピストンの外径を大きくする必要がある。

しかしながら、ピストン径を大きくすると、ピストンをシフト移動させるのに必要な油量が増加し、これに伴いアクチュエータ作動時の油圧回路内における油消費量が多くなることで、油圧回路の元圧を不安定にするといった課題がある。また、ピストンをシフト移動させるために油圧を上昇させると、これに伴いポンプの駆動負荷も上昇することで、燃費性能の悪化を招くといった課題もある。さらに、ギヤイン動作時に常に大きなシフト推力で同期装置を作動させると、同期要素の劣化を促進させるといった課題もある。

本開示の技術は、ピストンに付与する作動圧を適宜に選択可能なアクチュエータ及び、該アクチュエータを備えるシフト装置を提供することを目的とする。

本開示の技術は、中空状のケース本体と、前記ケース本体内の一端側に形成された第１中空部と、前記ケース本体内の前記第１中空部よりも他端側に形成されると共に、前記第１中空部よりも拡径された第２中空部と、前記第１中空部内に移動可能に収容された第１ピストンと、前記第２中空部内に移動可能に収容されており、その一端部に前記第１ピストンの他端部が連結されると共に、その他端部にロッドが直接的又は間接的に接続された第２ピストンと、前記第２中空部内の前記第２ピストンよりも一端側に形成されて前記第２ピストンの一端面に第１方向への作動圧を付与可能な第１圧力室と、前記第２中空部内の前記第２ピストンよりも他端側に形成されて前記第２ピストンの他端面に第１方向とは反対の第２方向への作動圧を付与可能な第２圧力室と、前記第１中空部内の前記第１ピストンよりも一端側に形成されて前記第１ピストンの一端面に前記第１方向への作動圧を付与可能な第３圧力室と、を備えることを特徴とする。

また、前記ケース本体内の前記第２中空部よりも他端側に形成されると共に、前記第２中空部よりも縮径された第３中空部と、前記第３中空部内に移動可能に収容されており、その一端部に前記第２ピストンの他端部が連結されると共に、その他端部に前記ロッドが連結された第３ピストンと、前記第３中空部内の前記第３ピストンよりも他端側に形成されて前記第３ピストンの他端面に前記第２方向への作動圧を付与可能な第４圧力室と、をさらに備えてもよい。

また、前記ロッドが同期装置を作動させるシフトロッドに連結されており、前記アクチュエータに作動油を供給可能な油圧回路と、前記油圧回路による前記シフトアクチュエータへの作動油の供給を制御して前記シフトロッドをシフト移動させることにより前記変速機をギヤインさせる変速制御を実施する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記第１圧力室に作動油を供給して前記シフトロッドに所定の第１シフト推力を付与する第１変速制御と、前記第１シフト推力よりも大きなシフト推力が必要な場合に、前記第１及び前記第３圧力室に作動油を供給して前記シフトロッドに前記第１シフト推力よりも大きな第２シフト推力を付与する第２変速制御とを選択的に実施することが好ましい。

また、前記作動油及び、又は前記変速機の潤滑油の油温を取得する油温取得手段と、取得される前記油温に基づいて、前記油温が所定の低温状態にあるか否かを判定する油温判定手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記油温判定手段により前記油温が所定の低温状態にないと判定された場合には、前記第１変速制御を実施し、前記油温判定手段により前記油温が所定の低温状態にあると判定された場合には、前記第２変速制御を実施することが好ましい。

また、シフト操作装置がシフトダウン操作されたか否かを取得可能なシフト操作取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記油温判定手段により前記油温が所定の低温状態にないと判定されても、前記シフト操作取得手段によりシフトダウン操作が取得された場合には、前記第２変速制御を実施することが好ましい。

また、車両の運転状態を取得する運転状態取得手段と、取得される前記運転状態に基づいて、前記車両の運転状態が短時間で前記変速機をギヤインさせることが望まれる所定の運転状態にあるか否かを判定する短時間ギヤイン要求判定手段と、をさらに備え、前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記短時間ギヤイン要求判定手段により前記車両の運転状態が前記所定の運転状態にないと判定された場合には、前記第１変速制御を実施し、前記短時間ギヤイン要求判定手段により前記車両の運転状態が前記所定の運転状態にあると判定された場合には、前記第２変速制御を実施することが好ましい。

また、シフト操作装置がシフトダウン操作されたか否かを取得可能なシフト操作取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記短時間ギヤイン要求判定手段により前記車両の運転状態が前記所定の運転状態にないと判定されても、前記シフト操作取得手段によりシフトダウン操作が取得された場合には、前記第２変速制御を実施することが好ましい。

また、前記制御手段による前記第１変速制御の実施により前記変速機がギヤインされたか否かを判定するギヤイン判定手段をさらに備え、前記制御手段は、前記ギヤイン判定手段によりギヤインされなかったと判定された場合には、前記第２変速制御を実施することが好ましい。

本開示の技術によれば、ピストンに付与する作動圧を適宜に選択可能なアクチュエータ及び、該アクチュエータを備えるシフト装置を提供することができる。

本実施形態に係るシフト装置を備える変速機の一部を示す模式図である。 第一本実施形態に係るコントロールユニットを示す機能ブロック図である。 第一実施形態に係る変速制御処理を説明するフローチャート図である。 第二本実施形態に係るコントロールユニットを示す機能ブロック図である。 第二実施形態に係る変速制御処理を説明するフローチャート図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るアクチュエータ及び、アクチュエータを備えるシフト装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、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。

［共通構成］
図１は、本実施形態に係るシフト装置２０を備える変速機１の一部を示す模式図である。同図に示すように変速機１のシャフト２には、変速ギヤ３がニードルベアリング等を介して相対回転可能に軸支されている。また、シャフト２の変速ギヤ３と隣接する部位には、同期装置１０が設けられている。

同期装置１０は、シャフト２に一体回転可能に設けられたシンクロナイザハブ１１と、シンクロナイザハブ１１の外周歯と噛合する内周歯を有するシンクロナイザスリーブ１２と、変速ギヤ３に一体回転可能に設けられたドグギヤ１３と、シンクロナイザハブ１１とドグギヤ１３との間に設けられたシンクロナイザリング１４とを備えている。シンクロナイザスリーブ１２には、シフトロッド１６に固定されたシフトフォーク１５が一体移動可能に係合している。シフトロッド１６は、シフト装置２０のシフトアクチュエータ５０に連結されている。

同期装置１０は、シフト操作装置４のギヤイン操作に応じてシフトアクチュエータ５０が作動すると、シフトロッド１６にギヤイン方向（ニュートラル位置のシンクロナイザハブ１１側からドグギヤ１３側に向かう図中右方向）へのシフト推力が付与されることにより、シンクロナイザスリーブ１２がシフトフォーク１５と一体にギヤイン方向にシフト移動する。シンクロナイザスリーブ１２のシフト移動によりシンクロナイザリング１４が押圧されると、シンクロナイザリング１４とドグギヤ１３との間に同期荷重を生じさせ、これらの回転数が同期すると、シンクロナイザスリーブ１２がさらにシフト移動してドグギヤ１３と完全噛合することにより、変速ギヤ３がシャフト２と結合（ギヤイン）するようになっている。同期装置１０の各同期要素に供給する潤滑油は、後述する油圧回路２１を流れる作動油の一部を用いてもよく、或は、油圧回路２１とは別体に設けた不図示の潤滑油回路を流れる潤滑油を用いてもよい。

シフト装置２０は、油圧回路２１と、シフトアクチュエータ５０と、油温センサ８０と、シフトストロークセンサ８１と、シフトポジションセンサ８２と、コントロールユニット１００とを備えている。

油圧回路２１は、不図示のエンジンの動力で駆動するポンプ２２を備えている。ポンプ２２の入口ポートには、オイルパン２３から作動油を吸い上げる吸引配管２４が接続され、ポンプ２２の吐出ポートには、作動油を供給する供給配管２５が接続されている。供給配管２５は、第１主供給配管２６、第２主供給配管２７、第１補助供給配管２８及び、第２補助供給配管２９の計４本の配管に分岐形成されている。

第１主供給配管２６は、第１流量制御弁３０に接続されている。第１流量制御弁３０は、第１主給排配管３１を介してシフトアクチュエータ５０に接続されている。また、第１流量制御弁３０には、オイルパン２３に作動油を戻す第１リターン配管３２が接続されている。

第２主供給配管２７は、第２流量制御弁３３に接続されている。第２流量制御弁３３は、第２主給排配管３４を介してシフトアクチュエータ５０に接続されている。また、第２流量制御弁３３には、オイルパン２３に作動油を戻す第２リターン配管３５が接続されている。

第１補助供給配管２８は、第１オン／オフ弁４０に接続されている。第１オン／オフ弁４０は、第１補助給排配管４１を介してシフトアクチュエータ５０に接続されている。また、第１オン／オフ弁４０には、オイルパン２３に作動油を戻す第３リターン配管４２が接続されている。

第２補助供給配管２９は、第２オン／オフ弁４３に接続されている。第２オン／オフ弁４３は、第２補助給排配管４４を介してシフトアクチュエータ５０に接続されている。また、第２オン／オフ弁４３には、オイルパン２３に作動油を戻す第４リターン配管４５が接続されている。

シフトアクチュエータ５０は、主として、略中空筒状のケース本体５１と、ケース本体５１の一端開口（図示例では左開口）を塞ぐ第１蓋材５２と、ケース本体５１の他端開口（図示例では右開口）を塞ぐ第２蓋材５３と、第１ピストン５４と、第１ピストン５４よりも大径に形成された第２ピストン５５と、第１ピストン５４よりも大径、且つ、第２ピストン５５よりも小径に形成された第３ピストン５６と、第３ピストン５６に連結されたピストンロッド５７とを備えている。ピストンロッド５７は、第２蓋材５３の略中心部に形成された貫通孔に進退自在に挿入されている。

第１ピストン５４は、その一端面を第１蓋材５２の内壁面と対向させると共に、その他端面を第２ピストン５５の一端面の略中心部に連結されている。第３ピストン５６は、その一端面を第２ピストン５５の他端面の略中心部に連結されると共に、その他端面を第２蓋材５３の内壁面と対向させている。

シリンダ本体５１内には、一端側から順に、第１ピストン５４と略同径の第１中空筒穴部５１Ａ、第２ピストン５５と略同径の第２中空筒穴部５１Ｂ及び、第３ピストン５６と略同径の第３中空筒穴部５１Ｃが形成されている。

第１中空筒穴部５１Ａ内には、その外周面を第１中空筒穴部５１Ａの内周面と摺接させる第１ピストン５４の一端側が軸方向に移動可能に収容されている。第２中空筒穴部５１Ｂ内には、その外周面を第２中空筒穴部５１Ｂの内周面と摺接させる第２ピストン５５が軸方向に移動可能に収容されている。第３中空筒穴部５１Ｃ内には、その外周面を第３中空筒穴部５１Ｃの内周面と摺接させる第３ピストン５６の他端側が軸方向に移動可能に収容されている。

第１中空筒穴部５１Ａの内周又は第１ピストン５４の外周の何れか一方（図示例では第１中空筒穴部５１Ａの内周）には、これらの隙間を封止する第１シール部材Ｓ１が設けられている。第２中空筒穴部５１Ｂの内周又は第２ピストン５５の外周の何れか一方（図示例では第２ピストン５５の外周）には、これらの隙間を封止する第２シール部材Ｓ２が設けられている。第３中空筒穴部５１Ｃの内周又は第３ピストン５６の外周の何れか一方（図示例では第３中空筒穴部５１Ｃの内周）には、これらの隙間を封止する第３シール部材Ｓ３が設けられている。第２蓋材５３の貫通孔内周には、ピストンロッド５７との隙間を封止する第４シール部材Ｓ４が設けられている。

以上のように構成されたシフトアクチュエータ５０には、第２ピストン５５にギヤイン方向（図中右方向）へのシフト推力を付与可能な第１主圧力室Ａ１、第２ピストン５５にギヤ抜き方向（図中左方向）へのシフト推力を付与可能な第２主圧力室Ａ２、第１ピストン５４にギヤイン方向（図中右方向）へのシフト推力を付与可能な第１補助圧力室Ｂ１、第３ピストン５６にギヤ抜き方向（図中左方向）へのシフト推力を付与可能な第２補助圧力室Ｂ２が設けられている。

第１主圧力室Ａ１は、本発明の第１圧力室の一例であって、第２中空筒穴部５１Ｂの内周面と、第１中空筒穴部５１Ａと第２中空筒穴部５１Ｂとの段差面と、第２ピストン５５の一端面とにより区画形成されている。第１主圧力室Ａ１の給排ポートには、第１主給排配管３１が接続されている。第２主圧力室Ａ２は、本発明の第２圧力室の一例であって、第２中空筒穴部５１Ｂの内周面と、第２中空筒穴部５１Ｂと第３中空筒穴部５１Ｃとの段差面と、第２ピストン５５の他端面とにより区画形成されている。第２主圧力室Ａ２の給排ポートには、第２主給排配管３４が接続されている。

第１補助圧力室Ｂ１は、本発明の第３圧力室の一例であって、第１中空筒穴部５１Ａの内周面と、第１蓋材５２の内壁面と、第１ピストン５５の一端面とにより区画形成されている。第１補助圧力室Ｂ１の給排ポートには、第１補助給排配管４１が接続されている。第２補助圧力室Ｂ２は、本発明の第４圧力室の一例であって、第３中空筒穴部５１Ｃの内周面と、第２蓋材５２の内壁面と、第３ピストン５６の他端面とにより区画形成されている。第２補助圧力室Ｂ２の給排ポートには、第２補助給排配管４４が接続されている。

第１及び第２主圧力室Ａ１，Ａ２は、大きなシフト推力を必要としない通常時のギヤイン／ギヤ抜き動作時に使用される。第１及び第２補助圧力室Ｂ１，Ｂ２は、それぞれ第１及び第２主圧力室Ａ１，Ａ２と併用することにより、大きなシフト推力を必要とするギヤイン／ギヤ抜き動作時に使用される。これら各圧力室Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２から作動圧が付与される各ピストン５４，５５，５６の受圧面積は、変速機１の仕様や、シフト装置２０が適用される変速ギヤ３のギヤ段等に応じて適宜に設定すればよい。

第１主圧力室Ａ１を用いる場合には、コントロールユニット１００により第１流量制御弁３０を通電すると共に、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にする。すると、第２ピストン５５にギヤイン方向（図中右方向）へのシフト推力が付与され、シフトロッド１６がシンクロナイザスリーブ１２と一体にギヤイン方向にシフト移動することで、シンクロナイザスリーブ１２をドグギヤ１３と完全噛合させるギヤイン動作が達成される。

第２主圧力室Ａ２を用いる場合には、コントロールユニット１００により第２流量制御弁３３を通電すると共に、第１流量制御弁３０、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にする。すると、第２ピストン５５にギヤ抜き方向（図中左方向）へのシフト推力が付与され、シフトロッド１６がシンクロナイザスリーブ１２と一体にギヤ抜き方向にシフト移動することで、シンクロナイザスリーブ１２をニュートラル位置に移動させるギヤ抜き動作が達成される。

第１補助圧力室Ｂ１を第１主圧力室Ａ１と併用する場合には、コントロールユニット１００により第１流量制御弁３０及び、第１オン／オフ弁４０を通電すると共に、第２流量制御弁３３及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にする。すると、第１ピストン５４及び、第２ピストン５５にギヤイン方向（図中右方向）へのシフト推力が付与され、シフトロッド１６がシンクロナイザスリーブ１２と一体にギヤイン方向に大きなシフト推力でシフト移動することで、シンクロナイザスリーブ１２をドグギヤ１３と完全噛合させるギヤイン動作が達成される。

第２補助圧力室Ｂ２を第２主圧力室Ａ２と併用する場合には、コントロールユニット１００により第２流量制御弁３３及び、第２オン／オフ弁４３を通電すると共に、第１流量制御弁３０及び、第１オン／オフ弁４０を非通電にする。すると、第３ピストン５６及び、第２ピストン５５にギヤ抜き方向（図中左方向）へのシフト推力が付与され、シフトロッド１６がシンクロナイザスリーブ１２と一体にギヤ抜き方向に大きなシフト推力でシフト移動することで、シンクロナイザスリーブ１２をニュートラル位置に移動させるギヤ抜き動作が達成される。

油温センサ８０は、本発明の油温取得手段の一例であって、油圧回路２１内の作動油（及び、又は潤滑油回路を別体に備える場合には潤滑油）の温度（以下、単に油温という）を取得する。シフトストロークセンサ８１は、シフトロッド１６のシフト方向への移動量（シフトストローク量）を取得する。シフトポジションセンサ８２は、本発明のシフト操作取得手段の一例であって、シフト操作装置４の操作位置（シフトポジション）を取得する。これら各センサ類８０，８１，８２のセンサ値は、電気的に接続されたコントロールユニット１００に入力される。

コントロールユニット１００は、変速機１等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。以下、第一実施形態及び第二実施形態に係るコントロールユニット１００の各機能要素の詳細を説明する。

［第一実施形態］
図２に示すように、第一実施形態のコントロールユニット１００は、油温判定部１１０と、ギヤイン判定部１２０と、変速制御部１３０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるコントロールユニット１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

油温判定部１１０は、本発明の油温判定手段であって、作動油（及び、又は潤滑油）がギヤイン動作時にシンクロナイザスリーブ１２に大きなシフト推力を必要とさせる粘性の高い所定の低温状態にあるか否かを判定する。具体的には、油温判定部１１０は、油温センサ８０から入力される油温と、予めコントロールユニット１００に記憶した所定の低油温閾値とを比較することにより油温判定を行う。低油温閾値は、例えば、ギヤイン動作時にシフトアクチュエータ５０の第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみではシンクロナイザスリーブ１２とシンクロナイザリング１４とを回転同期させられないか、或いは、回転同期までに長時間を必要とさせる油温を予め実験等により取得することで設定されている。油温判定部１１０は、油温センサ８０により取得される油温が低油温閾値以下であれば、油温を所定の低温状態にあると判定する。

ギヤイン判定部１２０は、本発明のギヤイン判定手段であって、後述する変速制御部１３０による自動変速制御の実施によりギヤインが確立できたか否かのギヤイン成功／ギヤイン失敗を判定する。具体的には、コントロールユニット１００には、シンクロナイザスリーブ１２がドグギヤ１３と完全噛合（ディテント）する際のシフトロッド１６のシフトストローク量が基準ストローク量として予め記憶されている。ギヤイン判定部１２０は、変速制御部１３０により自動変速制御が開始されると、シフトストロークセンサ８１のセンサ値を取得しながらコントロールユニット１００内蔵の不図示のタイマにより計時を開始する。そして、ギヤイン判定部１２０は、所定時間以内にシフトストロークセンサ８１のセンサ値が基準ストローク量に達するとギヤイン成功と判定し、所定時間経過してもシフトストロークセンサ８１のセンサ値が基準ストローク量に達しなかった場合にはギヤイン失敗と判定する。なお、ギヤイン判定に用いるセンサは、シフトストロークセンサ８１に限定されず、変速機１が不図示のディテントセンサを備える場合には、当該ディテントセンサを用いてもよい。或は、変速機１が不図示の入出力回転数センサを備える場合には、これら入出力回転数センサのセンサ値から得られる変速機１の入出力回転数比が所望のギヤ段のギヤ比に一致するか否かに基づいて判定してもよい。

変速制御部１３０は、本発明の制御手段であって、同期装置１０をギヤイン動作又はギヤ抜き動作させる際に、油温判定部１１０及び、又はギヤイン判定部１２０の判定結果に応じて、第１流量制御弁３０、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３の通電／非通電を選択的に切り替えることにより、シフトロッド１６に状況に応じたシフト推力を付与する自動変速制御を実施する。

具体的には、変速制御部１３０は、ギヤイン動作時に油温判定部１１０が油温を所定の低温状態にないと判定すると、第１流量制御弁３０を通電すると共に、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にすることで、第１主圧力室Ａ１のみによりシフトロッド１６にギヤイン方向のシフト推力を付与させる通常ギヤイン制御（第１変速制御）を実施する。このように、ギヤイン動作時に大きなシフト推力が必要とされない高油温時等は、シフトアクチュエータ５０の第１主圧力室Ａのみに作動油を供給する通常ギヤイン制御を実施することで、油圧回路２１内における不要な油消費及び、ポンプ２２の不要な駆動負荷の上昇が効果的に抑えられるようになる。

一方、変速制御部１３０は、ギヤイン動作時に油温判定部１１０が油温を所定の低温状態にあると判定すると、第１流量制御弁３０及び、第１オン／オフ弁４０を通電すると共に、第２流量制御弁３３及び、第２オン／オフ弁４３を非通電とすることで、シフトロッド１６に第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみならず、第１補助圧力室Ｂ１によるシフト推力をアシスト付与するアシストギヤイン制御（第２変速制御）を実施する。このように、ギヤイン時に大きなシフト推力が必要とされる低油温時等は、シフトロッド１６に付与される第１主圧力室Ａ１のシフト推力を第１補助圧力室Ｂ１のシフト推力でアシストすることにより、シンクロナイザスリーブ１２とシンクロナイザリング１４とが短時間且つ確実に回転同期されるようになる。

また、変速制御部１３０は、ギヤイン動作時に油温判定部１１０が油温を所定の低温状態にないと判定した場合であっても、シフトポジションセンサ８２がシフトダウン操作を検出した場合には、上述のアシストギヤイン制御を実施する。このように、変速後にギヤが高回転となるシフトダウン時もアシストギヤイン制御を実施することにより、短時間且つ確実なギヤインが確立されるようになる。

さらに、変速制御部１３０は、ギヤイン動作時に油温判定部１１０が油温を所定の低温状態にないと判定し、且つ、シフトポジションセンサ８２がシフトアップ操作を検出したことにより、上述の通常ギヤイン制御を実施した場合において、ギヤイン判定部１２０がギヤイン失敗と判定すると、第１主圧力室Ａ１のシフト推力を第１補助圧力室Ｂ１のシフト推力でアシストすべく、上述のアシストギヤイン制御を実施する。このように、変速後に高回転とならないシフトアップ時であっても、ギヤイン失敗と判定された場合にはアシストギヤイン制御を実施することにより、確実なギヤインが確立されるようになる。

次に、図３のフローに基づいて、第一実施形態に係るギヤイン動作時の変速制御処理を説明する。

ステップＳ１００では、シフトポジションセンサ８２のセンサ値に基づいて、シフト操作装置４がギヤイン操作されたか否かを判定する。ギヤイン操作された場合（肯定）、本制御はステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、油温センサ８０のセンサ値に基づいて、油温がギヤイン動作時にシンクロナイザスリーブ１２に大きなシフト推力を必要とさせる所定の低温状態にあるか否かを判定する。油温センサ８０により取得される油温が所定の低油温閾値以下（肯定）であれば、本制御はステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０では、第１流量制御弁３０及び、第１オン／オフ弁４０を通電すると共に、第２流量制御弁３３及び、第２オン／オフ弁４３を非通電とすることで、シフトロッド１６に第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみならず、第１補助圧力室Ｂ１によるシフト推力をアシスト付与するアシストギヤイン制御を実施する。次いで、ステップＳ１３０では、シフトストロークセンサ８１のセンサ値に基づいて、ギヤインを成功したか否かが判定される。ギヤイン成功（肯定）であれば、本制御はリターンされる。

一方、ステップＳ１１０にて、油温が所定の低油温閾値よりも高い場合（否定）、本制御はステップＳ１４０に進む。ステップＳ１４０では、シフトポジションセンサ８２のセンサ値に基づいて、ギヤイン操作がシフトダウン操作か否かが判定される。大きなシフト推力を必要とするシフトダウン操作であれば（肯定）、本制御は上述のステップＳ１２０に進み、アシストギヤイン制御を実施する。一方、大きなシフト推力を必要としないシフトアップ操作であれば、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０では、第１流量制御弁３０を通電すると共に、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にすることで、第１主圧力室Ａ１のみによりシフトロッド１６にギヤイン方向のシフト推力を付与させる通常ギヤイン制御を実施する。

次いで、ステップＳ１６０では、シフトストロークセンサ８１のセンサ値に基づいて、ギヤインを失敗したか否かを判定する。ギヤイン失敗であれば（肯定）、アシストギヤイン制御を実施すべく本制御は上述のステップＳ１２０に進む。一方、ギヤイン成功（否定）であれば、本制御はリターンされる。

以上詳述した第一実施形態によれば、ギヤイン動作時に大きなシフト推力を必要とする低油温時やシフトダウン時は、シフトロッド１６に第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみならず、第１補助圧力室Ｂ１によるシフト推力をアシスト付与するアシストギヤイン制御が実施される。一方、ギヤイン動作時に大きなシフト推力を必要としない高油温時やシフトアップ時は、第１主圧力室Ａ１のみによりシフトロッド１６にギヤイン方向のシフト推力を付与する通常ギヤイン制御が実施されるようになっている。

これにより、シフト推力を必要に応じて適宜に選択的に切り替えることが可能となり、油圧回路２１内における不必要な油消費量の増加が抑えられ、油圧回路の元圧が不安定になることを効果的に防止することができる。また、不必要なポンプ２２の駆動負荷上昇が抑えられるようになり、燃費性能を効果的に向上することも可能になる。さらに、ギヤイン動作時に常に大きなシフト推力で同期装置１０が作動されることを低減することが可能となり、シンクロナイザリング１４やドグギヤ１３、シンクロナイザスリーブ１２等の同期要素の劣化を効果的に抑制することができる。

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態に係るコントロールユニット１００を示す機能ブロック図である。同図に示すように、第二実施形態のコントロールユニット１００は、短時間ギヤイン要求判定部１５０と、ギヤイン判定部１６０と、変速制御部１７０とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウェアであるコントロールユニット１００に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

短時間ギヤイン要求判定部１５０は、本発明の短時間ギヤイン要求判定手段であって、車両の運転状態が所定の短時間ギヤイン要求状態にあるか否かを判定する。具体的には、短時間ギヤイン要求判定部１５０は、変速機１が低速段側からシフトアップ操作される車両の発進加速時等、変速時に生じるトルク抜けを効果的に低減して車両の加速性を向上することが望まれる所定の運転状態にある場合には、車両の運転状態を所定の短時間ギヤイン要求状態にあると判定する。車両の運転状態は、シフトポジションセンサ８２、エンジン回転数センサ８３、アクセル開度センサ８４、車速センサ８５等のセンサ値に基づいて取得すればよい。

ギヤイン判定部１６０は、本発明のギヤイン判定手段の一例であって、後述する変速制御部１７０による自動変速制御の実施によりギヤインが確立できたか否かのギヤイン成功／ギヤイン失敗を判定する。具体的には、コントロールユニット１００には、シンクロナイザスリーブ１２がドグギヤ１３と完全噛合（ディテント）する際のシフトロッド１６のシフトストローク量が基準ストローク量として予め記憶されている。ギヤイン判定部１６０は、変速制御部１７０により自動変速制御が開始されると、シフトストロークセンサ８１のセンサ値を取得しながらコントロールユニット１００内蔵の不図示のタイマにより計時を開始する。そして、ギヤイン判定部１６０は、所定時間以内にシフトストロークセンサ８１のセンサ値が基準ストローク量に達するとギヤイン成功と判定し、所定時間経過してもシフトストロークセンサ８１のセンサ値が基準ストローク量に達しなかった場合にはギヤイン失敗と判定する。なお、ギヤイン判定に用いるセンサは、シフトストロークセンサ８１に限定されず、変速機１が不図示のディテントセンサを備える場合には、当該ディテントセンサを用いてもよい。或は、変速機１が不図示の入出力回転数センサを備える場合には、これら入出力回転数センサのセンサ値から得られる変速機１の入出力回転数比が所望のギヤ段のギヤ比に一致するか否かに基づいて判定してもよい。

変速制御部１７０は、本発明の制御手段の一例であって、同期装置１０をギヤイン動作又はギヤ抜き動作させる際に、短時間ギヤイン要求判定部１５０及び、又はギヤイン判定部１６０の判定結果に応じて、第１流量制御弁３０、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３の通電／非通電を選択的に切り替えることにより、シフトロッド１６に状況に応じたシフト推力を付与する自動変速制御を実施する。

具体的には、変速制御部１７０は、ギヤイン動作時に短時間ギヤイン要求判定部１５０が車両の運転状態を所定の短時間ギヤイン要求状態にないと判定すると、第１流量制御弁３０を通電すると共に、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にすることで、第１主圧力室Ａ１のみによりシフトロッド１６にギヤイン方向のシフト推力を付与させる通常ギヤイン制御（第１変速制御）を実施する。このように、短時間でのギヤインが必要とされない車両の運転状態では、シフトアクチュエータ５０の第１主圧力室Ａのみに作動油を供給する通常ギヤイン制御を実施することで、油圧回路２１内における不要な油消費及び、ポンプ２２の不要な駆動負荷の上昇が効果的に抑えられるようになる。

一方、変速制御部１７０は、ギヤイン動作時に短時間ギヤイン要求判定部１５０が車両の運転状態を所定の短時間ギヤイン要求状態にあると判定すると、第１流量制御弁３０及び、第１オン／オフ弁４０を通電すると共に、第２流量制御弁３３及び、第２オン／オフ弁４３を非通電とすることで、シフトロッド１６に第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみならず、第１補助圧力室Ｂ１によるシフト推力をアシスト付与するアシストギヤイン制御（第２変速制御）を実施する。このように、短時間でのギヤインが必要とされる車両の運転状態では、シフトロッド１６に付与される第１主圧力室Ａ１のシフト推力を第１補助圧力室Ｂ１のシフト推力でアシストすることにより、早期のギヤインが確立されるようになり、車両の加速応答性を効果的に向上することができる。

また、変速制御部１７０は、ギヤイン動作時に短時間ギヤイン要求判定部１５０が車両の運転状態を所定の短時間ギヤイン要求状態にないと判定した場合であっても、シフトポジションセンサ８２がシフトダウン操作を検出した場合には、上述のアシストギヤイン制御を実施する。このように、変速後に高回転となるシフトダウン時もアシストギヤイン制御を実施することにより、短時間且つ確実なギヤインが確立されるようになる。

さらに、変速制御部１７０は、ギヤイン動作時に短時間ギヤイン要求判定部１５０が車両の運転状態を所定の短時間ギヤイン要求状態にないと判定し、且つ、シフトポジションセンサ８２がシフトアップ操作を検出したことにより、上述の通常ギヤイン制御を実施した場合において、ギヤイン判定部１６０がギヤイン失敗と判定すると、第１主圧力室Ａ１のシフト推力を第１補助圧力室Ｂ１のシフト推力でアシストすべく、上述のアシストギヤイン制御を実施する。このように、変速後に高回転とならないシフトアップ時であっても、ギヤイン失敗と判定された場合にはアシストギヤイン制御を実施することにより、確実なギヤインが確立されるようになる。

次に、図５のフローに基づいて、第二実施形態に係るギヤイン動作時の変速制御処理を説明する。

ステップＳ２００では、シフトポジションセンサ８２のセンサ値に基づいて、シフト操作装置４がギヤイン操作されたか否かを判定する。ギヤイン操作された場合（肯定）、本制御はステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０では、車両の運転状態が所定の短時間ギヤイン要求状態にあるか否かを判定する。車両の運転状態が所定の短時間ギヤイン要求状態にあれば（肯定）、本制御はステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０では、第１流量制御弁３０及び、第１オン／オフ弁４０を通電すると共に、第２流量制御弁３３及び、第２オン／オフ弁４３を非通電とすることで、シフトロッド１６に第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみならず、第１補助圧力室Ｂ１によるシフト推力をアシスト付与するアシストギヤイン制御を実施する。次いで、ステップＳ２３０では、シフトストロークセンサ８１のセンサ値に基づいて、ギヤインが成功したか否かが判定される。ギヤイン成功（肯定）であれば、本制御はリターンされる。

一方、ステップＳ２１０にて、車両の運転状態が所定の短時間ギヤイン要求状態にない場合（否定）、本制御はステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では、シフトポジションセンサ８２のセンサ値に基づいて、ギヤイン操作がシフトダウン操作か否かが判定される。大きなシフト推力を必要とするシフトダウン操作であれば（肯定）、本制御は上述のステップＳ２２０に進み、アシストギヤイン制御を実施する。一方、大きなシフト推力を必要としない所定の高速段でのシフトアップ操作であれば、本制御はステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０では、第１流量制御弁３０を通電すると共に、第２流量制御弁３３、第１オン／オフ弁４０及び、第２オン／オフ弁４３を非通電にすることで、第１主圧力室Ａ１のみによりシフトロッド１６にギヤイン方向のシフト推力を付与させる通常ギヤイン制御を実施する。

次いで、ステップＳ２６０では、シフトストロークセンサ８１のセンサ値に基づいて、ギヤインを失敗したか否かを判定する。ギヤイン失敗であれば（肯定）、アシストギヤイン制御を実施すべく本制御は上述のステップＳ２２０に進む。一方、ギヤイン成功（否定）であれば、本制御はリターンされる。

以上詳述した第二実施形態によれば、車両の運転状態が所定の短時間ギヤイン要求状態の場合には、シフトロッド１６に第１主圧力室Ａ１によるシフト推力のみならず、第１補助圧力室Ｂ１によるシフト推力をアシスト付与するアシストギヤイン制御が実施される。一方、ギヤイン動作時に車両の運転状態が所定の短時間ギヤイン要求状態にない場合には、第１主圧力室Ａ１のみによりシフトロッド１６にギヤイン方向のシフト推力を付与する通常ギヤイン制御が実施されるようになっている。

これにより、シフト推力を必要に応じて適宜に選択的に切り替えることが可能となり、油圧回路２１内における不必要な油消費量の増加が抑えられ、油圧回路の元圧が不安定になることを効果的に防止することができる。また、不必要なポンプ２２の駆動負荷上昇が抑えられるようになり、燃費性能を効果的に向上することも可能になる。さらに、ギヤイン動作時に常に大きなシフト推力で同期装置１０が作動されることを低減することが可能となり、シンクロナイザリング１４やドグギヤ１３、シンクロナイザスリーブ１２等の同期要素の劣化を効果的に抑制することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、ギヤ抜き時に大きなシフト推力を必要としない場合には、シフトアクチュエータ５０の第２補助圧力室Ｂ２を省略して構成してもよい。また、シフトアクチュエータ５０の適用範囲は、変速機のシフト装置に限定されず、作動圧によりロッドをストローク移動させる他の装置にも広く適用することが可能である。

１ 変速機
２ シャフト
３ 変速ギヤ
１０ 同期装置
１１ シンクロナイザハブ
１２ シンクロナイザスリーブ
１３ ドグギヤ
１４ シンクロナイザリング
１５ シフトフォーク
１６ シフトロッド
２０ シフト装置
２１ 油圧回路
２２ ポンプ
３０ 第１流量制御弁
３３ 第２流量制御弁
４０ 第１オン／オフ弁
４３ 第２オン／オフ弁
５０ シフトアクチュエータ
５１ ケース本体
５１Ａ 第１中空筒穴部
５１Ｂ 第２中空筒穴部
５１Ｃ 第３中空筒穴部
５４ 第１ピストン
５５ 第２ピストン
５６ 第３ピストン
５７ ピストンロッド
Ａ１ 第１主圧力室（第１圧力室）
Ａ２ 第２主圧力室（第２圧力室）
Ｂ１ 第１補助圧力室（第３圧力室）
Ｂ２ 第２補助圧力室（第４圧力室）
８０ 油温センサ
８１ シフトストロークセンサ
８２ シフトポジションセンサ
１００ コントロールユニット
１１０ 油温判定部
１２０ ギヤイン判定部
１３０ 変速制御部
１５０ 短時間ギヤイン要求判定部
１６０ ギヤイン判定部
１７０ 変速制御部

Claims (7)

1. 中空状のケース本体と、
   前記ケース本体内の一端側に形成された第１中空部と、
   前記ケース本体内の前記第１中空部よりも他端側に形成されると共に、前記第１中空部よりも拡径された第２中空部と、
   前記第１中空部内に移動可能に収容された第１ピストンと、
   前記第２中空部内に移動可能に収容されており、その一端部に前記第１ピストンの他端部が連結されると共に、その他端部にロッドが直接的又は間接的に接続された第２ピストンと、
   前記第２中空部内の前記第２ピストンよりも一端側に形成されて前記第２ピストンの一端面に第１方向への作動圧を付与可能な第１圧力室と、
   前記第２中空部内の前記第２ピストンよりも他端側に形成されて前記第２ピストンの他端面に第１方向とは反対の第２方向への作動圧を付与可能な第２圧力室と、
   前記第１中空部内の前記第１ピストンよりも一端側に形成されて前記第１ピストンの一端面に前記第１方向への作動圧を付与可能な第３圧力室と、
   前記ケース本体内の前記第２中空部よりも他端側に形成されると共に、前記第２中空部よりも縮径された第３中空部と、
   前記第３中空部内に移動可能に収容されており、その一端部に前記第２ピストンの他端部が連結されると共に、その他端部に前記ロッドが連結された第３ピストンと、
   前記第３中空部内の前記第３ピストンよりも他端側に形成されて前記第３ピストンの他端面に前記第２方向への作動圧を付与可能な第４圧力室と、を備える
   ことを特徴とするアクチュエータ。
2. 請求項１に記載のアクチュエータを備える変速機のシフト装置であって、
   前記ロッドが同期装置を作動させるシフトロッドに連結されており、
   前記アクチュエータに作動油を供給可能な油圧回路と、
   前記油圧回路による前記アクチュエータへの作動油の供給を制御して前記シフトロッドをシフト移動させることにより前記変速機をギヤインさせる変速制御を実施する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記第１圧力室に作動油を供給して前記シフトロッドに所定の第１シフト推力を付与する第１変速制御と、前記第１シフト推力よりも大きなシフト推力が必要な場合に、前記第１圧力室及び前記第３圧力室に作動油を供給して前記シフトロッドに前記第１シフト推力よりも大きな第２シフト推力を付与する第２変速制御とを選択的に実施する
   ことを特徴とする変速機のシフト装置。
3. 前記作動油及び、又は前記変速機の潤滑油の油温を取得する油温取得手段と、
   取得される前記油温に基づいて、前記油温が所定の低温状態にあるか否かを判定する油温判定手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記油温判定手段により前記油温が所定の低温状態にないと判定された場合には、前記第１変速制御を実施し、前記油温判定手段により前記油温が所定の低温状態にあると判定された場合には、前記第２変速制御を実施する
   請求項２に記載の変速機のシフト装置。
4. シフト操作装置がシフトダウン操作されたか否かを取得可能なシフト操作取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記油温判定手段により前記油温が所定の低温状態にないと判定されても、前記シフト操作取得手段によりシフトダウン操作が取得された場合には、前記第２変速制御を実施する
   請求項３に記載の変速機のシフト装置。
5. 車両の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
   取得される前記運転状態に基づいて、前記車両の運転状態が短時間で前記変速機をギヤインさせることが望まれる所定の運転状態にあるか否かを判定する短時間ギヤイン要求判定手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記短時間ギヤイン要求判定手段により前記車両の運転状態が前記所定の運転状態にないと判定された場合には、前記第１変速制御を実施し、前記短時間ギヤイン要求判定手段により前記車両の運転状態が前記所定の運転状態にあると判定された場合には、前記第２変速制御を実施する
   請求項２に記載の変速機のシフト装置。
6. シフト操作装置がシフトダウン操作されたか否かを取得可能なシフト操作取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記変速機をギヤインさせる際に、前記短時間ギヤイン要求判定手段により前記車両の運転状態が前記所定の運転状態にないと判定されても、前記シフト操作取得手段によりシフトダウン操作が取得された場合には、前記第２変速制御を実施する
   請求項５に記載の変速機のシフト装置。
7. 前記制御手段による前記第１変速制御の実施により前記変速機がギヤインされたか否かを判定するギヤイン判定手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記ギヤイン判定手段によりギヤインされなかったと判定された場合には、前記第２変速制御を実施する
   請求項２から５の何れか一項に記載の変速機のシフト装置。

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