(57)【要約】【課題】変速開始判断時期を、ギヤ比の変化で判断するより早く変速開始時期を判断し、変速開始判断後の制御を遅れることなく実行し、ドライバビリティを向上させ変速ショックの発生を防止する。【解決手段】回転軸２４と、回転軸に支承され入力軸２４及び出力軸４２の他方に回転連結されたクラッチリング３０、回転軸にクラッチリングと隣接されたクラッチハブ３４、クラッチハブに嵌合されたスリーブ３６、クラッチリングのスリーブ側に突出して設けられスリーブのスプライン３６ａと噛合するドグクラッチ部３０ａ並びにスリーブを軸線ＣＬ方向に移動させる軸動装置４０を備える複数のドグクラッチ機構３０，３６と、スリーブが中立位置に至る前に係合離脱を検出する係合離脱検出部３８と、軸動装置を制御する制御装置１０とを備え、制御装置は、変速時に係合離脱が検出されると変速時に係合されるドグクラッチ機構の変速対応制御を開始する。【選択図】図２
2014149020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機の入力軸及び出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、
前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸及び出力軸の他方に所定ギヤ比で回転連結されたクラッチリング、前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定されたクラッチハブ、前記クラッチハブとスプラインで前記軸線方向に移動可能に嵌合されたスリーブ、前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの軸動に応じて前記スリーブに形成されたスプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部並びに前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置を備える複数の係脱可能なドグクラッチ機構と、
前記スリーブが前記クラッチリングと係合する係合状態から中立位置に至る前に係合離脱を検出する係合離脱検出部と、
前記軸動装置の作動を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、変速時に前記係合離脱検出部によって、前記係合離脱が検出されると、変速時に係合される前記ドグクラッチ機構を係合するための変速対応制御を開始する自動変速機用ドグクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記変速対応制御は、車両の車輪を駆動させるエンジンの回転トルクを制御するエンジントルク制御及びクラッチの伝達トルクを制御するクラッチトルク制御である請求項１に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記自動変速機には車両の車輪を駆動する駆動源としてのモータジェネレータが併設され、
前記変速対応制御は、変速時のトルク抜けを防止するモータ制御である請求項１又は請求項２に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用自動変速機に使用されるドグクラッチの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のパワートレインには、駆動に使用されるエンジンや電動モータなどの駆動装置からの回転やトルクを、走行状況に応じて駆動輪に伝達するため、トルクや回転数を変換する変速機を備える。変速機には幾つかの種類があるが、例えば駆動輪に連結された回転軸に相対回転可能かつ回転軸線方向に移動不能に嵌合された複数の遊転ギヤと回転軸に平行に設けられたカウンタ軸に周設された複数のギヤとが常時噛み合った常時噛み合い式のものが知られている。これは、回転軸に回転軸線方向に移動可能にスプライン嵌合したスリーブを遊転ギヤに並設し、スリーブの遊転ギヤへの接合面に設けられた係合歯（スプライン）を遊転ギヤの被接合面に設けられた被係合歯（ドグクラッチ歯）に係合せ、この係合された遊転ギヤと回転軸とを一体回転させるものである。そして、回転軸と一体回転する遊転ギヤとその遊転ギヤと噛合するカウンタ軸のギヤとが連動して回転することにより、回転軸のトルクや回転数をカウンタ軸に伝達するものであり、歯数の異なった複数の遊転ギヤのうち、回転軸と一体回転させる遊転ギヤを選択してスリーブを係合させることにより、変速動作をおこなうものである。
【０００３】
そして、変速時に変速指示があっても、その後に実際に変速動作が開始されるためタイムラグがある。そして、変速として例えばシフトアップする場合、車輪の回転に応じて遅く回転する出力軸の高いギヤ比のギヤ（ドグクラッチ歯）に回転を合わせて入力軸側のギヤ（スプライン）を係合するため、変速開始後の制御としてエンジンのトルクダウンやクラッチの押圧トルク制御などが必要となるが、実際に変速動作が開始されるのに合わせて行うため、その実際の変速開始をどの時点で判断するか重要となる。この点について、特許文献１に係る発明では、自動変速機の入力軸の回転数と出力軸の回転数とを取得し、これらの二つの回転数よりギヤ比を演算し、ギヤ比の値の変化があらかじめ設定された閾値に至る時点を実際の変速開始の判断をして、変速開始後の各種制御を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１６７２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１にある変速制御方法では、ギヤ比の値の所定の変化があった後に実際に変速開始されているかの判断をしている。このギヤ比は、エンジンの駆動軸に駆動される入力軸の回転数と車輪の回転で駆動される出力軸の回転数の比であり、変速時にはエンジンの回転数が減少するまで待つ必要がある。そのため、変速開始判断後の制御に遅れが生じるおそれがあり、制御が遅れるとドライバビリティの悪化や変速ショックを生じるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、変速開始判断時期をドグクラッチ機構の移動位置で判断することで、ギヤ比の変化で判断するより早く変速開始時期を判断し、変速開始判断後の制御を遅れることなく実行し、ドライバビリティを向上させ変速ショックの発生を防止する自動変速機用ドグクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、自動変速機の入力軸及び出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸及び出力軸の他方に所定ギヤ比で回転連結されたクラッチリング、前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定されたクラッチハブ、前記クラッチハブとスプラインで前記軸線方向に移動可能に嵌合されたスリーブ、前記２クラッチリングの前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの軸動に応じて前記スリーブに形成されたスプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部並びに前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置を備える複数の係脱可能なドグクラッチ機構と、前記スリーブが前記クラッチリングと係合する係合状態から中立位置に至る前に係合離脱を検出する係合離脱検出部と、前記軸動装置の作動を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、変速時に前記係合離脱検出部によって、前記係合離脱が検出されると、変速時に係合される前記ドグクラッチ機構を係合するための変速対応制御を開始することである。
【０００８】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記変速対応制御は、車両の車輪を駆動させるエンジンの回転トルクを制御するエンジントルク制御及びクラッチの伝達トルクを制御するクラッチトルク制御である請求項１に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置である。
【０００９】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記自動変速機には車両の車輪を駆動する駆動源としてのモータジェネレータが併設され、前記変速対応制御は、変速時のトルク抜けを防止するモータ制御である請求項１又は請求項２に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、制御装置は、変速時に係合離脱検出部によって、係合離脱が検出されると、変速時に係合されるドグクラッチ機構を係合するための変速対応制御を開始する。これによって、変速時にギヤ比に変化が生じる時点よりも早い時点で変速対応制御を開始するので、変速対応制御が遅れることなく実行でき、ドライバビリティを向上させ変速ショックの発生を防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、変速時にエンジンの回転トルクを制御するエンジントルク制御及びクラッチの伝達トルクを制御するクラッチトルク制御を遅れることなく実行でき、ドライバビリティを向上させ変速ショックの発生を防止することが可能である。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、モータジェネレータ駆動源としてが併設されたハイブリッド車両においても、変速の際に行うことが必要なモータ制御を遅れることなく実行でき、変速時のトルク抜けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るドグクラッチを有する自動変速機を備えた車両の概略図である。
【図２】本発明に係るドグクラッチを有する自動変速機の概要図である。
【図３】制御装置のブロック図である。
【図４】ドグクラッチ機構の分解斜視図ある。
【図５】クラッチリングの正面図である。
【図６】クラッチハブの正面図である。
【図７】スリーブの正面図である。
【図８】変速対応制御を開始する手順を示すフローチャートである。
【図９】変速対応制御を示すフローチャートである。
【図１０】スリーブのスプラインとドグクラッチ歯の係合状態における位置関係を示す図である。
【図１１】スリーブの係合状態が外れる時点の位置関係を示す図である。
【図１２】スリーブのストローク位置をタイムチャートで示す図である。
【図１３】変速対応制御をタイムチャートで示す図である。
【図１４】スリーブがニュートラル位置にある状態を示す図である。
【図１５】スリーブが次のドグクラッチに係合を開始する時点の状態を示す図である。
【図１６】スリーブが次のドグクラッチに係合する動きを、スリーブのストローク位置で示す図である。
【図１７】変速対応制御の終了判断を行なうためのフローチャートを示す図である。
【図１８】変速対応制御の終了のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施例）
以下、本発明による自動変速機用ドグクラッチ制御装置を備えた自動変速機を車両に適用した実施形態について図面を参照して説明する。図１はその車両の構成を示す概要図である。
【００１５】
車両Ｍは、図１に示すように、制御装置（ＥＣＵ）１０、エンジン１１、クラッチ１２、自動変速機１３、ディファレンシャル装置１４、モータジェネレータ１５、駆動輪（左右前輪）Ｗｆｌ，Ｗｆｒを含んで構成されている。エンジン１１は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるものである。エンジン１１の駆動力は、クラッチ１２、自動変速機１３、及びディファレンシャル装置１４を介して駆動輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに伝達されるように構成されている（いわゆるＦＦ車両である）。
【００１６】
クラッチ１２は、エンジン１１の駆動軸９と自動変速機１３の入力軸（入力シャフト２４）との間に設けられ、駆動軸９と入力軸とをクラッチアクチュエータ（図略）により制御装置１０の指令に応じて自動で断接するように構成されている。自動変速機１３は、後述するドグクラッチ機構を組み込んで例えば前進５段、後進１段を自動的に選択するＡＭＴ（Automated Manual Transmission）である。
【００１７】
ディファレンシャル装置１４は、ファイナルギヤ及びディファレンシャルギヤの両方を含んで構成されており、自動変速機１３と一体的に形成されている。自動変速機１３の出力軸及びモータジェネレータ１５の少なくとも一方から入力された回転トルクを差動可能に駆動輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに伝達する。
【００１８】
モータジェネレータ１５は、駆動輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに回転トルクを付与する駆動源（モータ）として作動するとともに、車両の運動エネルギーを電力に変換する発電機としても作動する。モータジェネレータ１５は、いずれも図略のケースに固定されたステータと、このステータの内周側に回転可能に設けられたロータとから構成される。
【００１９】
自動変速機１３は、その構成の一部を表わす図２に示すように、ケーシング２２、入力シャフト（回転軸）２４、第１入力ギヤ２６、第２入力ギヤ２８、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０、第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２、クラッチハブ（ハブ）３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ（係合離脱検出部に対応）３８、軸動装置４０、出力シャフト（出力軸）４２、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４、第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６、第３出力ギヤ４８及び第４出力ギヤ５０を含んで構成されている。そして、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４、第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６、クラッチハブ（ハブ）３４、スリーブ３６、軸動装置（図略）等により第１のドグクラッチ機構が構成され、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０、第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２、クラッチハブ（ハブ）３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ３８、及び軸動装置４０等により第２のドグクラッチ機構が構成される。また、前述の第１及び第２のドグクラッチ機構と制御装置１０等とによって自動変速機用ドグクラッチ制御装置が構成される。
【００２０】
自動変速機１３のケーシング２２は、ほぼ有底円筒状に形成された本体２２ａ、本体２２ａの底壁である第１壁２２ｂ、及び本体２２ａ内を左右方向に区画する第２壁２２ｃを含んで構成されている。
【００２１】
入力シャフト２４は、ケーシング２２に回転自在に支承されている。すなわち、入力シャフト２４の一端（左端）が軸受２２ｂ１を介して第１壁２２ｂに軸承され、入力シャフト２４の他端（右端）側が軸受２２ｃ１を介して第２壁２２ｃに軸承されている。入力シャフト２４の他端は、クラッチ１２を介してエンジン１１の駆動軸９に回転連結されている。よって、エンジン１１の出力はクラッチ１２が接続されているときに入力シャフト２４に入力される。入力シャフト２４が本願発明の回転軸である。なお、本実施形態における入力シャフト（回転軸）２４は、自動変速機１３の入力軸に直結して回転連結され、回転軸線（軸線）ＣＬ回りに回転可能に軸承されるものである。
【００２２】
入力シャフト２４には、第１入力ギヤ２６、第２入力ギヤ２８、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０、及び第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２が設けられている。第１及び第２入力ギヤ２６，２８は、スプライン嵌合等で入力シャフト２４に対して相対回転不能に固定されている。第３入力ギヤは、入力シャフト２４に対して回転自在に支承される第３クラッチリング３０の外周に形成されている。第４入力ギヤは入力シャフト２４に対して回転自在に支承される第４クラッチリング３２の外周に形成されている。さらに、入力シャフト２４には、第３クラッチリング３０と第４クラッチリング３２との間にこれらと隣接して、クラッチハブ（ハブ）３４が図略のスプライン嵌合等で相対回転不能に固定されている（図４参照）。第３入力ギヤ（第３クラッチリング）３０は後述する第３出力ギヤと噛合し、第４入力ギヤ（第４クラッチリング）３２は、後述する第４出力ギヤと噛合する。
【００２３】
ケーシング２２には入力シャフト２４と平行して出力シャフト（出力軸）４２が設けられている。出力シャフト４２は、ケーシング２２に回転自在に支承されている。すなわち、出力シャフト４２の一端（左端）が軸受２２ｂ２を介して第１壁２２ｂに軸承され、出力シャフト４２の他端（右端）が軸受２２ｃ２を介して第２壁２２ｃに軸承されている。
【００２４】
出力シャフト４２には、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４、第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６、第３出力ギヤ４８、第４出力ギヤ５０及び第５出力ギヤ５２が設けられている。第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４は第１入力ギヤ２６と噛合するものであり、外周面には第１入力ギヤ２６と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６は第２入力ギヤ２８と噛合するものであり、外周面には第２入力ギヤ２８と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第３出力ギヤ４８は、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０と噛合するものであり、外周面には第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第４出力ギヤ５０は、第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２と噛合するものであり、外周面には第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第５出力ギヤ５２は、ディファレンシャル装置１４の入力ギヤ（図示省略）と噛合するものであり、外周面にはその入力ギヤと噛合するヘリカルギヤが形成されている。
【００２５】
第１クラッチリング４４と第２クラッチリング４６との間にこれらと隣接して、クラッチハブ（ハブ）３４がスプライン嵌合等で出力シャフト４２に固定されている。第１クラッチリング４４、第２クラッチリング４６及びクラッチハブ３４等の構成は、入力シャフト２４における第３クラッチリング３０、第４クラッチリング３２及びクラッチハブ３４と同様であるので説明を省略する。第３出力ギヤ４８、第４出力ギヤ５０及び第５出力ギヤ５２は、スプライン嵌合等で出力シャフト４２に固定されている。エンジン１１の駆動力は、入力シャフト２４から入力し、出力シャフト４２に伝達し最終的に第５出力ギヤ５２を介してディファレンシャル装置１４に出力される。
【００２６】
入力シャフト２４の第２のドグクラッチ機構と出力シャフト４２の第１のドグクラッチ機構とは同様の構成なので、入力シャフト２４の第２のドグクラッチ機構を代表して説明する。
【００２７】
入力シャフト２４には、クラッチハブ３４がスプライン嵌合（図略）によって一体回転可能に支持されている。クラッチハブ３４は、図４及び図６に示すように、入力シャフト２４とスプライン嵌合（図略）する嵌合穴を有するとともに、平たい円柱状に形成され、クラッチハブ３４の外周面にはスプライン歯３４ａが形成されている。スプライン歯３４ａは円周方向に同一のピッチで１２本形成され、各スプライン歯３４ａは同一の歯先円の径で形成されている。スプライン歯３４ａの歯底円の径は、対向する一対だけ小さく形成され（深溝３４ａ１）、他の１０ヵ所のスプライン歯３４ａの歯底円の径は前記歯底円の径より少し大きく（浅溝３４ａ２）それぞれ同一に形成されている。クラッチハブ３４のスプライン歯３４ａにはスリーブ３６の内歯（スプライン）３６ａがスライド自在に係合される。
【００２８】
スリーブ３６は略円環状に形成され、スリーブ３６の外周には軸動装置４０のフォーク４０ａ（図２参照）が摺動可能に係合する外周溝３６ｂが円周方向に形成されている。スリーブ３６の内周に形成された内歯３６ａは、図４及び図７に示すように、歯底円の径が同一に形成されるとともに、円周方向に同一のピッチで合計１２本形成されている。内歯３６ａは歯丈の異なる高歯３６ａ１と低歯３６ａ２とを備え、歯丈の高い高歯３６ａ１は円周上に１８０度で対向して一対形成されている。その他１０本の低歯３６ａ２は同一の歯丈で高歯３６ａ１よりも低い歯丈で形成されている。スリーブ３６の第３及び第４クラッチリング３０，３２に対向する端面（前端面３６ａ４）であって、高歯３６ａ１及び低歯３６ａ２の回転軸線ＣＬに直角な面が回転方向の前後に有する角には、回転方向に対して４５度の面取面３６ａ３が形成されている（図７参照）。これによって、第３、第４クラッチリング３０，３２の後述するドグクラッチ歯との衝撃で角部が欠落しないようになっている。隣り合う高歯３６ａ１と低歯３６ａ２との間、及び隣り合う低歯３６ａ２の間には歯溝３６ａ５が形成されている。これらの歯溝３６ａ５には、後述する第３クラッチリング３０のクラッチ前歯３０ｂ１及びクラッチ後歯３０ｂ２が嵌合する。スリーブ３６の高歯３６ａ１が前記クラッチハブ３４の小さな歯底円の径（深溝３４ａ１）の箇所に係合し、他の低歯３６ａ２は前記クラッチハブ３４のそれぞれ少し大きな歯底円の径（浅溝３４ａ２）の箇所に係合する。
【００２９】
入力シャフト２４にはクラッチハブ３４に隣接する両側には第３クラッチリング３０及び第４クラッチリング３２が設けられている。なお、第３クラッチリング３０と第４クラッチリング３２とは、クラッチハブ３４を中心にして略対称の構造なので、第３クラッチリング３０について代表して説明する。
【００３０】
第３クラッチリング３０は、図４及び図５に示すように、入力シャフト２４にベアリング（図略）を介して相対回転自在かつ回転軸線ＣＬ方向の相対移動不能に設けられている。第３クラッチリング３０の外周面に形成された第３入力ギヤは、入力シャフト２４に対して相対回転自在に回転する遊転ギヤを構成する。第３クラッチリング３０のクラッチハブ３４と対向する面（噛合部）にはリング状の第３ドグクラッチ部３０ａが形成されている。第３ドグクラッチ部３０ａの外周にはスリーブ３６の内歯３６ａと噛み合う複数のドグクラッチ歯３０ｂが形成されている。ドグクラッチ歯３０ｂは、歯丈の異なる２種類のクラッチ前歯３０ｂ１及びクラッチ後歯３０ｂ２を備えている。また、ドグクラッチ歯３０ｂは、それぞれ同一の歯底円の径で、かつ円周方向に同じピッチで形成されている。クラッチ前歯３０ｂ１は、円周方向に１８０度回転する対向位置に一対（２本）設けられている。クラッチ前歯３０ｂ１は、歯先円の外径が、前記スリーブの高歯３６ａ１の歯先円の内径より大きく、かつ、低歯３６ａ２の歯先円の内径より小さく形成されている。クラッチ前歯３０ｂ１は、噛合部を構成する第３ドグクラッチ部３０ａの前端面ＦＥより回転軸線ＣＬ方向に第３ドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥまで延在して形成される。クラッチ前歯３０ｂ１のスリーブ３６側の両側面３０ｂ９には、回転方向より４５度傾斜する面取部３０ｂ３が形成されている。第３クラッチリング３０に対してスリーブ３６が相対回転しながら接近した場合に、クラッチ前歯３０ｂ１は、スリーブ３６の高歯３６ａ１と係合し、低歯３６ａ２とは係合しないようになっている。クラッチ前歯３０ｂ１のスリーブ３６側の前端面３０ｂ５及び面取部３０ｂ３によって、クラッチ前歯３０ｂ１の前端部が構成される。
【００３１】
クラッチ後歯３０ｂ２は、図４及び図５に示すように、２本のクラッチ前歯３０ｂ１間の位相位置に各５本ずつ合計１０本配設され、各歯先円の外径がスリーブ３６の低歯３６ａ２の歯先円の内径より大きく形成されている。クラッチ後歯３０ｂ２は、噛合部を構成する第３ドグクラッチ部３０ａの前端面ＦＥより回転軸線ＣＬ方向にスリーブ３６側より所定量ｔ後退した位置から第３ドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥまで延在して形成される。クラッチ後歯３０ｂ２のスリーブ３６側の両側面３０ｂ７には、回転方向に４５度傾斜する面取部３０ｂ４が設けられている。第３クラッチリング３０に対してスリーブ３６が相対回転しながら接近した場合に、第３クラッチリング３０の所定量ｔ後退した位置まで高歯３６ａ１及び低歯３６ａ２が進入すると、クラッチ後歯３０ｂ２はスリーブの高歯３６ａ１及び低歯３６ａ２と係合するようになっている。クラッチ後歯３０ｂ２がスリーブの高歯３６ａ１及び低歯３６ａ２と係合することにより、大きな回転トルクを安全かつ確実に伝達するようになっている。クラッチ後歯３０ｂ２のスリーブ３６側の前端面３０ｂ６及び面取部３０ｂ４によって、クラッチ後歯３０ｂ２の前端部が構成される。
【００３２】
ストローク位置センサ３８として、例えば光位置センサやリニアエンコーダ等の各種位置センサを使用する。
【００３３】
制御装置１０は、車両の走行状態全体を制御する統括制御装置（いずれも図略）、エンジンの回転トルク及び回転数を制御するエンジンＥＣＵ、自動変速機の変速動作を制御するＴＭ（transmission）−ＥＣＵ、モータジェネレータの回転トルクを制御するモータジェネレータＥＣＵ、電力の供給を制御するバッテリＥＣＵを含み、それぞれ記憶部、演算部及び制御部を有するものである。また、図３に示すように、制御装置（ＴＭ−ＥＣＵ）１０は、ストローク位置センサ３８が検出したスリーブ３６の先端（高歯３６ａ１の前端面３６ａ４）の第３ドグクラッチ部３０ａの前端面ＦＥに対する位置、クラッチ後歯３０ｂ２の前端部及びドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥに対する相対位置信号に基づいて、軸動装置４０を駆動させるリニアアクチュエータの推力荷重値及び高歯３６ａ１の前端面３６ａ４の移動位置を制御する。
【００３４】
軸動装置４０は、スリーブ３６を軸線方向に沿って往復動させるものであり、スリーブ３６を第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２に押圧させている際に、第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２から反力が加わった場合に、スリーブ３６がその反力によって移動することを許容するように構成されている。
【００３５】
軸動装置４０は、フォーク４０ａ、フォークシャフト４０ｂ及び駆動装置４０ｃを含んで構成されている。フォーク４０ａの先端部は、スリーブ３６の外周溝３６ｂの外周形状にあわせて形成されている。フォーク４０ａの基端部は、フォークシャフト４０ｂに固定されている。フォークシャフト４０ｂは、ケーシング２２に軸線方向に沿って摺動自在に支承されている。すなわち、フォークシャフト４０ｂの一端（左端）が軸受２２ｂ３を介して第１壁２２ｂに支承され、フォークシャフト４０ｂの他端（右端）側がブラケット４０ｄに固定され、ブラケット４０ｄは第２壁２２ｃより軸線方向に突出するガイド部材（回り止め）４０ｅによって摺動可能であるとともに、後述するナット部材４０ｆに相対回転不能に固定されている。
【００３６】
駆動装置４０ｃは、リニアアクチュエータを駆動源とするリニア駆動装置であり、リニアアクチュエータとしては、例えば、ボールねじ式のリニアアクチュエータがある。これは例えば、円筒状に形成され内周方向に複数のコイルをステータ（図略）として配設させたケーシングと、ステータに対して回転自在に設けられ該ステータと磁気的空隙を設けて対向する複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが外周に交互に配設されたロータ（図略）と、ステータの回転軸線を中心にロータとともに一体回転する駆動シャフト４０ｈ（ボールねじ軸）と、駆動シャフト４０ｈに螺合されるボールナットからなるナット部材４０ｆとから構成される。駆動シャフト４０ｈはナット部材４０ｆに複数のボール（図略）を介して相対回転可能に螺入されている。駆動シャフト４０ｈは軸受２２ｃ３を介して第２壁２２ｃに支承されている。ステータの各コイルへの通電を制御することで、駆動シャフト４０ｈが正逆双方向に任意に回転し、ナット部材４０ｆ及びフォークシャフト４０ｂを往復動させるとともに、任意の位置に位置決め固定させる。また、この軸動装置４０は、前記ボールねじ軸のリードを長く形成することで、第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２から反力が加わった場合に、スリーブ３６がその反力によって移動することを許容するように構成されている。
【００３７】
なお、本実施形態では、駆動装置４０ｃとしてボールねじ式リニアアクチュエータを採用したが、スリーブ３６を第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２に押圧させている際に、第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２から反力が加わった場合に、スリーブ３６がその反力によって移動することを許容するように構成されているものであれば、他の駆動装置であるソレノイド式駆動装置や油圧式駆動装置でもよい。
【００３８】
次に、上述した自動変速機用ドグクラッチ装置の作動について、図８乃至図１８に基づき以下に説明する。ここで例えばシフトアップにおいて、スリーブ３６が高速かつ小さい慣性モーメントで回転し、第３クラッチリング３０（第３入力ギヤ）が低速かつ大きい慣性モーメントで回転している場合には、スリーブ３６は減速される。一方、シフトダウンにおいてスリーブ３６が低速かつ小さい慣性モーメントで回転し、第３クラッチリング３０が高速かつ大きい慣性モーメントで回転している場合、スリーブ３６は増速される。以下の動作では、第３クラッチリング３０（第３入力ギヤ）から第４クラッチリング（第４入力ギヤ）にシフトアップするときのスリーブ３６の減速動作を、図８及び図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
まず、スリーブ３６の内歯３６ａは、第３クラッチリング３０の第３ドグクラッチ部３０ａに係合している状態にある（図１０参照）。車両の走行状態が、例えばスロットル開度と車両の速度との関係を表した変速線（図略）を越え、例えば、制御装置１０が３速から４速へと変速する変速指示（図１２参照）を受信したと判断した場合（ステップ１０１、以下Ｓ１０１という。）、制御装置１０は、軸動装置４０によりスリーブ３６を第３クラッチリング３０との係合を解く中立位置方向に移動させる。係合離脱検出部（ストローク位置センサ３８）により、スリーブ３６の高歯３６ａ１が第３クラッチリング３０のドグクラッチ歯３０ｂに対する相対位置をストローク位置として検出する（図１２参照）。
【００４０】
図１２は、制御装置１０の変速指示時点、スリーブ３６の第３クラッチリング３０に対するストローク位置、自動変速機１３の入力軸２４と出力軸４２との回転数の比をギヤ比の変化、及び変速開始判断時点をタイムチャートで表わしている。
【００４１】
例えば３速から４速へとシフトアップの変速指示があったときＴ０（図１２及び図１３参照）、制御装置１０は、燃料噴射装置を制御してエンジン１１の駆動を減少させエンジンの回転トルクを減少させる。そして、エンジンの回転トルクが減少してスリーブ３６の内歯３６ａと第３クラッチリング３０のドグクラッチ歯３０ｂとの係合が解除可能となったところで、軸動装置４０は、スリーブ３６の内歯３６ａと第３クラッチリング３０のドグクラッチ歯３０ｂとの係合状態から、該係合が外れる中立位置へスリーブ３６の移動を開始する。スリーブ３６の高歯３６ａ１のストローク位置がＳ点において係合が外れる（図１２及び図１３におけるＴ１）。ストローク位置センサ３８は、Ｓ点に至った時点を変速開始判断時点として検出する。なお、従来では変速時にギヤ比が下がっていって、所定ギヤ比であるＧ点となる位置に至った時点で変速開始を判断していたので、Ｓ点で判断することで、次のスリーブ３６が第４クラッチリング３２に係合するための変速対応制御を、早い段階で実行することができる。
【００４２】
上述のように、ストローク位置センサ３８が、高歯３６ａ１が第３クラッチリング３０のクラッチ前歯３０ｂ１との係合から外れる位置（図１１参照・図１２においてＳ点）を検出すると（Ｓ１０２）、係合離脱信号を制御装置１０に送信する。
【００４３】
制御装置１０は、係合離脱信号を受信すると、変速開始判断フラッグをオンにし（Ｓ１０３）、変速開始制御を開始する（図９参照）。変速開始制御として、例えば、エンジンの回転トルク、クラッチの伝達トルク、モータジェネレータの回転トルクを以下のように制御する。
【００４４】
まず、変速開始判断フラッグがオンであることを確認し（Ｓ２０１）、変速開始判断フラッグがオンでない場合には、上記フラッグがオンであることの問い合わせを繰り返す。変速開始判断フラッグがオンであると判断されると、燃料噴射装置を停止させてエンジン１１の駆動を停止させ、エンジンの回転トルクを減少させる（エンジントルク制御開始、Ｓ２０２、図１３におけるＴ１）。これにより、エンジン１１の駆動が停止し、図１３（１）に示すように、エンジン１１の正方向の回転トルクがさらに減少し負方向の回転トルクとなる。クラッチ１２は、係合状態にあるので、エンジン１１のフリクショントルクである負トルクが、クラッチ１２を介して入力シャフト２４に入力され、図１３（３）に示すように、エンジン１１の停止に伴い、エンジン回転速度及び入力軸回転速度（入力シャフト回転数）が低下する。併せて、エンジン１１の回転トルクが減少と同時に、モータジェネレータ１５の回転トルクを増大させる制御を開始する（モータトルク制御開始、Ｓ２０３、図１３（２））。なお、モータジェネレータ１５の回転トルクは、車両Ｍの加減速を加味して、ディファレンシャル装置１４のリングギヤに入力されるエンジン１１の回転トルクの減少分を補完するように制御される。
【００４５】
制御装置１０は、軸動装置４０によりスリーブ３６を中立位置（ニュートラル位置）に移動する（図１４参照）。制御装置１０は、クラッチアクチュエータを駆動させてクラッチ１２の伝達トルクを、完全係合時のトルクよりも低く、０より大きい伝達トルクに低下させ（図１３（４））、クラッチ１２を半クラッチ状態とする（クラッチトルク制御開始、Ｓ２０４、図１３におけるＴ２）。なお、出力軸（出力シャフト４２）には回転連結されていないため、入力シャフト２４と一体回転する部材の回転モーメントは、入力シャフト２４、クラッチディスク、ドグクラッチの一部等にすぎない。このため、クラッチ１２が半クラッチ状態であっても、クラッチ１２の接合が滑ることなく、エンジン１１の駆動軸９と入力シャフト２４が一体回転して、エンジン１１の回転速度の低下に伴って、入力シャフト２４の回転速度が低下する。
【００４６】
制御装置１０は、入力シャフト２４の回転速度が、規定回転速度よりも低く低下したと判断した場合、クラッチアクチュエータを駆動することで、クラッチ１２の伝達トルクを０にして（図１３（５））、クラッチ１２を切断する（図１３におけるＴ３）。
【００４７】
制御装置１０は、入力シャフト２４の回転速度が、同期回転速度に低下したと判断した場合は、変速開始判断フラッグがオンであることを確認し（図１７、Ｓ３０１）、変速開始判断フラッグがオンである場合、アップ側に軸動装置４０を駆動させて、スリーブ３６の第４クラッチリング３２への係合を開始する。スリーブ３６は、図１４に示すニュートラル位置から、図１５に示すように、第４クラッチリング３２側に移動する。
【００４８】
スリーブ３６の第４クラッチリング３２側の高歯（入り側スリーブ）３６ａ１が、第４クラッチリング３２の前歯の端面より所定量前進した位置（終了位置Ｋ点）を通過したか否かをストローク位置センサ３８により検出する（図１５、図１６参照）。終了位置Ｋは、スリーブと第４クラッチリング３２との係合が、エンジン１１等からの回転トルクが付加されても外れない位置に設定される。
【００４９】
制御装置１０は、終了位置Ｋ点を通過したという検出信号を受信すると（Ｓ３０２）、変速終了判断フラッグをオンにする（Ｓ３０３）。
【００５０】
制御装置１０は、変速終了判断フラッグをオンとなっていることを確認したとき（Ｓ４０１）、変速対応制御を終了する（Ｓ４０２、図１３におけるＴ５）。具体的には、軸動装置４０は、スリーブ３６を第４クラッチリング３２に押し当てて、スリーブ３６の高歯３６ａ１が第４クラッチリング３２のクラッチ前歯（図略）及びクラッチ後歯（図略）に完全係合するまで前進させる。
【００５１】
制御装置１０は、クラッチアクチュエータを駆動することで、クラッチ１２の伝達トルクが完全係合時の伝達トルクとなるまで、徐々に増大させる（図１３（６））。完全係合時の伝達トルクに到達するとクラッチトルク制御を終了する（Ｓ４０２）。
【００５２】
制御装置１０は、クラッチ１２の伝達トルクの増大に合わせて、エンジン１１を始動させるとともに、エンジン１１の回転トルクを増大させる（図１３（７））。同時に、モータジェネレータ１５に制御信号を送信し、モータジェネレータ１５の回転トルクを低下させる（図１３（８））。このように、エンジントルク制御を終了し（Ｓ４０３）、モータトルク制御を終了する（Ｓ４０４）。
【００５３】
なお、例えばシフトダウンするときのように、スリーブ３６が低速かつ小さい慣性モーメントで回転し、第３クラッチリング３０が高速かつ大きい慣性モーメントで回転している場合、スリーブ３６は増速され、スリーブ３６と第３クラッチリング３０との相対回転は上記と逆となる。そのため、高歯３６ａ１が嵌入するクラッチ前歯３０ｂ１の歯溝は、クラッチ前歯３０ｂ１に対して逆の位置の歯溝となる。その他の作用は、スリーブ３６が減速する場合と同様である。
【００５４】
上述の説明から明らかなように、本実施形態の自動変速機用ドグクラッチ制御装置によれば、制御装置１０は、変速時にストローク位置センサ３８によって、係合離脱が検出されると、変速時に係合されるドグクラッチ機構３０，３６，４０を係合するための変速対応制御を開始する。これによって、変速時にエンジン回転数が減少してギヤ比に変化が生じる時点よりも早い時点で変速対応制御を開始するので、変速対応制御が遅れることなく実行でき、ドライバビリティを向上させ変速ショックの発生を防止することができる。
【００５５】
また、変速時にエンジン１１の回転トルクを制御するエンジントルク制御及びクラッチ１２の伝達トルクを制御するクラッチトルク制御を遅れることなく実行でき、ドライバビリティを向上させ変速ショックの発生を防止することが可能である。
【００５６】
また、モータジェネレータ１５が駆動源として併設されたハイブリッド車両においても、変速の際に行うことが必要なモータ制御を遅れることなく実行でき、変速時のトルク抜けを防止することができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、３速から４速にアップシフトをする場合についてのものとしたが、これに限定されず、例えば、２速から１速へダウンシフトする場合でも良い。ダウンシフトする場合においても、変速対応制御を早く開始できるので、変速時に生じる変速ショックを防止し、ドライバビリティの向上を図ることができる。
【００５８】
また、実施形態を駆動源としてエンジンとモータジェネレータとを有するハイブリッド車両に実施するものとしたが、これに限定されず、例えば、駆動源をエンジンのみとする車両でも良い。この場合は、変速対応制御としてモータトルク制御は行われないが、エンジン回転トルク制御が必要であり、変速対応制御の開始判断時点を早めることができる。
【００５９】
また、ドグクラッチ機構において、前歯と後歯の２段のドグクラッチ歯を使用したものとしたが、これに限定されず、例えば、ドグクラッチ歯が１段でもよく、前歯と後歯の間に中歯を有する３段のものでもよい。
【００６０】
また、クラッチ前歯はクラッチリングの円周上に対向して２本のものとしたが、これに限定されず、例えば、クラッチリングの円周上に互いに均等な距離で３本或いはそれ以上配置されるものでもよい。
【００６１】
また、回転軸を、クラッチ１２を介してエンジン１１の出力シャフト（出力軸）４２に回転連結される自動変速機の入力シャフト（入力軸）２４としたが、これに限定されず、例えば自動変速機より駆動輪側に回転トルクを伝達する出力シャフトを回転軸としてもよい。具体的には、エンジンの出力軸にクラッチを介して連結される自動変速機の入力軸と、該入力軸に対して平行に設けられるとともに伝達ギヤを介して回転連結されるカウンタシャフトと、該カウンタシャフトに対して平行な回転軸線を有し、前記カウンタシャフトに設けられた複数の伝達ギヤに噛合する複数の遊転ギヤが設けられた出力シャフトとを有する自動変速機の構造において、この出力シャフトを回転軸としてもよい。この場合、スリーブ側が大きな慣性モーメントを有し、クラッチリング側が小さな慣性モーメント（フリー状態）を有するものとなる。
【００６２】
また、自動変速機の入力軸に回転連結する回転軸とは、本実施形態のように回転軸（入力シャフト）が入力軸に直結している場合を含むものであり、自動変速機の出力軸に回転連結する回転軸とは、回転軸が出力軸（出力シャフト）に直結している場合を含むものである。
【００６３】
本発明は、上記しかつ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００６４】
１０・・・制御装置・自動変速機用ドグクラッチ制御装置、１１・・・エンジン、１２・・・クラッチ、１３・・・自動変速機、１５・・・モータジェネレータ、２４・・・入力軸・回転軸（入力シャフト）、３０・・・クラッチリング・ドグクラッチ機構（第３クラッチリング）、３０ａ・・ドグクラッチ部（第３ドグクラッチ部）、３２・・・ドグクラッチ機構（第４クラッチリング）、３４・・・クラッチハブ・ドグクラッチ機構、３６・・・スリーブ・ドグクラッチ機構、３６ａ・・・スプライン（内歯）、３６ａ１・・・高歯、３８・・・係合離脱検出部（ストローク位置センサ・ドグクラッチ機構）、４０・・・軸動装置・ドグクラッチ機構、４２・・・出力軸（出力シャフト）、ＣＬ・・・軸線（回転軸線）、ＦＥ・・・前端面（ドグクラッチ部の前端面）、ＲＥ・・・後端位置、ｔ・・・所定量。
【図１】
2014149020.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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