(57)【要約】【課題】第１リングと第２リングとこれらを連結する弾性部材とを含む切替機構を備えた車両用変速機において、製造コストが増加することなく車両用変速機の異常を検出できる車両用変速機の制御装置を提供する。【解決手段】シフトバレル６４の回転中に算出される力積Ｌが、予め設定されている正常範囲から外れた場合、変速機１０に異常が発生したものと判定されるため、異常を検出するためのセンサ等を設けることなく、変速機１０の異常を判定することができる。【選択図】図１１
2019173945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに相対回転可能に設けられている複数個の変速ギヤと、前記変速ギヤと前記シャフトの軸方向で隣り合う位置に設けられ、前記変速ギヤと前記シャフトとが一体的に回転する接続状態と前記変速ギヤと前記シャフトとが相対回転する遮断状態とに切り替える切替機構と、前記切替機構を前記シャフトの軸方向に移動するためのシフトフォークと、回転角に応じて前記シフトフォークの位置を規定するシフトバレルとを、含み、前記切替機構は、前記シャフトの軸方向に並んで配置され、該シャフトに対して相対回転不能、且つ、該シャフトの軸方向に相対移動可能な第１リングおよび第２リングと、前記第１リングと前記第２リングとの間に介挿され、該第１リングと該第２リングとを連結する弾性部材とを、含む車両用変速機、の制御装置であって、
前記シフトバレルの回転中に該シフトバレルに作用する反力の関連値が、予め設定されている範囲から外れた場合、前記車両用変速機に異常が発生したものと判定する異常判定部を備える
ことを特徴とする車両用変速機の制御装置。
【請求項２】
前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中に該シフトバレルに作用する前記反力の関連値が前記範囲の上限値よりも大きいか、または、前記反力の関連値が前記範囲の下限値よりも小さいかに基づいて、前記異常の原因を特定することを特徴とする請求項１の車両用変速機の制御装置。
【請求項３】
前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中に該シフトバレルに作用する前記反力の関連値が前記範囲の下限値よりも小さい場合、前記弾性部材の破損、前記シフトフォークの破損または摩耗、前記シフトバレルの破損または摩耗、の何れかが発生したものと判断することを特徴とする請求項２の車両用変速機の制御装置。
【請求項４】
前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中に該シフトバレルに作用する前記反力の関連値が前記範囲の上限値よりも大きい場合、前記弾性部材が弾性変形した状態から戻らなくなる不具合、前記切替機構と前記シャフトとの間の摺動抵抗の増加、の何れかが発生したものと判断することを特徴とする請求項２の車両用変速機の制御装置。
【請求項５】
前記異常判定部は、前記車両用変速機の変速中に前記接続状態から前記遮断状態に切り替わる前記切替機構が、該接続状態から該遮断状態に切り替わる過渡期の前記反力の関連値を検出することを特徴とする請求項１から４の何れか１に記載の車両用変速機の制御装置。
【請求項６】
前記異常判定部は、前記車両用変速機の変速中に前記遮断状態から前記接続状態に切り替わる前記切替機構が、該遮断状態から該接続状態に切り替わる過渡期の前記反力の関連値を検出することを特徴とする請求項１から４の何れか１に記載の車両用変速機の制御装置。
【請求項７】
前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中の力積を算出し、算出された力積が予め設定されている範囲から外れた場合、前記異常の発生を判定することを特徴とする請求項１から６の何れか１に記載の車両用変速機の制御装置。
【請求項８】
前記第１リングは、前記変速ギヤに前記シャフトの軸方向で隣り合う位置に配置され、
前記第２リングは、前記第１リングに対して前記変速ギヤと反対側に配置され、
前記第１リングには、前記変速ギヤ側に向かって突き出す第１の噛合歯が形成され、
前記第２リングには、前記第１リングを貫通し、前記変速ギヤ側に向かって突き出す第２の噛合歯が形成され、
前記第１の噛合歯と前記第２の噛合歯とは、前記シャフトの回転方向で並んで配置され、
前記変速ギヤには、前記第１の噛合歯および前記第２の噛合歯と噛合可能なギヤ側噛合歯が形成されている
ことを特徴とする請求項１の車両用変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用変速機の異常判定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シャフトに相対回転可能に装着された変速ギヤと、変速ギヤとシャフトとが一体的に回転する接続状態と相対回転する遮断状態とに切り替える切替機構とを、備え、切替機構は、変速ギヤとシャフトの軸方向で隣り合う位置に配置され、シャフトともに回転する第１リングと、シャフトの軸方向において第１リングに対して変速ギヤと反対側に配置され、シャフトともに回転する第２リングと、第１リングと第２リングとを連結する弾性部材とを、含んで構成される、車両用変速機が提案されている。特許文献１の車両用変速機がそれである。
【０００３】
特許文献１の車両用変速機にあっては、変速時において、変速前の変速ギヤのドグ歯と第１リングの第１凸部とが噛み合った状態から、第２リングに、シャフトの軸方向において変速ギヤから遠ざかる側に作用する力が付与されると、第２リングがシャフトの軸方向において変速ギヤから遠ざかる方向に移動させられる。このとき、第１リングは、変速ギヤのドグ歯と第１リングの第１凸部との噛合による抗力（摩擦抗力）によって噛合状態が維持され、第１リングと第２リングとがシャフトの軸方向で乖離した状態となり、弾性部材が弾性変形させられる。さらに、変速先の変速ギヤが動力伝達状態に切り替えられ、変速前に噛み合っていた変速ギヤのドグ歯と第１リングの第１凸部との噛合による抗力が、切替機構の弾性部材の弾性変形に伴う弾性復帰力よりも小さくなると、弾性部材の弾性復帰力によって第１リングが移動し、変速ギヤのドグ歯と第１リングの第１凸部との噛合が解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０４０３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば第１リングと第２リングとを連結する弾性部材が故障した場合、切替機構の位置が定まらなくなる虞があり、このような切替機構の故障または切替機構を作動させる機構の故障に起因する車両用変速機の異常を検出する必要がある。この異常を検出するため、例えば第１リングおよび第２リングにそれぞれ位置センサを設けることが考えられるが、位置センサの数が多くなり、製造コストの増加に繋がる虞がある。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、第１リングと第２リングとこれらを連結する弾性部材とを含む切替機構を備えた車両用変速機において、製造コストが増加することなく車両用変速機の異常を検出できる車両用変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明の要旨とするところは、（ａ）シャフトに相対回転可能に設けられている複数個の変速ギヤと、前記変速ギヤと前記シャフトの軸方向で隣り合う位置に設けられ、前記変速ギヤと前記シャフトとが一体的に回転する接続状態と前記変速ギヤと前記シャフトとが相対回転する遮断状態とに切り替える切替機構と、前記切替機構を前記シャフトの軸方向に移動するためのシフトフォークと、回転角に応じて前記シフトフォークの位置を規定するシフトバレルとを、含み、前記切替機構は、前記シャフトの軸方向に並んで配置され、そのシャフトに対して相対回転不能、且つ、そのシャフトの軸方向に相対移動可能な第１リングおよび第２リングと、前記第１リングと前記第２リングとの間に介挿され、その第１リングとその第２リングとを連結する弾性部材とを、含む車両用変速機、の制御装置であって、（ｂ）前記シフトバレルの回転中にそのシフトバレルに作用する反力の関連値が、予め設定されている範囲から外れた場合、前記車両用変速機に異常が発生したものと判定する異常判定部を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両用変速機の制御装置において、前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中にそのシフトバレルに作用する前記反力の関連値が前記範囲の上限値よりも大きいか、または、前記反力の関連値が前記範囲の下限値よりも小さいかに基づいて、前記異常の原因を特定することを特徴とする。
【０００９】
また、第３発明の要旨とするところは、第２発明の車両用変速機の制御装置において、前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中にそのシフトバレルに作用する前記反力の関連値が前記範囲の下限値よりも小さい場合、前記弾性部材の破損、前記シフトフォークの破損または摩耗、前記シフトバレルの破損または摩耗、の何れかが発生したものと判断することを特徴とする。
【００１０】
また、第４発明の要旨とするところは、第２発明の車両用変速機の制御装置において、前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中にそのシフトバレルに作用する前記反力の関連値が前記範囲の上限値よりも大きい場合、前記弾性部材が弾性変形した状態から戻らなくなる不具合、前記切替機構と前記シャフトとの間の摺動抵抗の増加、の何れかが発生したものと判断することを特徴とする。
【００１１】
また、第５発明の要旨とするところは、第１発明から第４発明の何れか１に記載の車両用変速機の制御装置において、前記異常判定部は、前記車両用変速機の変速中に前記接続状態から前記遮断状態に切り替わる前記切替機構が、その接続状態からその遮断状態に切り替わる過渡期の前記反力の関連値を検出することを特徴とする。
【００１２】
また、第６発明の要旨とするところは、第１発明から第４発明の何れか１に記載の車両用変速機の制御装置において、前記異常判定部は、前記車両用変速機の変速中に前記遮断状態から前記接続状態に切り替わる前記切替機構が、その遮断状態からその接続状態に切り替わる過渡期の前記反力の関連値を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、第７発明の要旨とするところは、第１発明から第６発明の何れか１に記載の車両用変速機の制御装置において、前記異常判定部は、前記シフトバレルの回転中の力積を算出し、算出された力積が予め設定されている範囲から外れた場合、前記異常の発生を判定することを特徴とする。
【００１４】
また、第８発明の要旨とするところは、第１発明の車両用変速機の制御装置において、（ａ）前記第１リングは、前記変速ギヤに前記シャフトの軸方向で隣り合う位置に配置され、（ｂ）前記第２リングは、前記第１リングに対して前記変速ギヤと反対側に配置され、（ｃ）前記第１リングには、前記変速ギヤ側に向かって突き出す第１の噛合歯が形成され、（ｄ）前記第２リングには、前記第１リングを貫通し、前記変速ギヤ側に向かって突き出す第２の噛合歯が形成され、（ｅ）前記第１の噛合歯と前記第２の噛合歯とは、前記シャフトの回転方向で並んで配置され、（ｆ）前記変速ギヤには、前記第１の噛合歯および前記第２の噛合歯と噛合可能なギヤ側噛合歯が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明の車両用変速機の制御装置によれば、シフトバレルの回転中にシフトバレルに作用する反力の関連値が、予め設定されている範囲から外れた場合、車両用変速機に異常が発生したものと判定されるため、異常を検出するためのセンサ等を設けることなく車両用変速機の異常の発生を判定することができる。
【００１６】
また、第２発明の車両用変速機の制御装置によれば、シフトバレルの回転中にシフトバレルに作用する反力の関連値が、予め設定されている範囲の上限値よりも大きいか、または範囲の下限値よりも小さいかを判定することで、異常の原因を特定することができる。
【００１７】
また、第３発明の車両用変速機の制御装置によれば、シフトバレルの回転中にシフトバレルに作用する反力の関連値が、予め設定されている範囲の下限値よりも小さい場合には、弾性部材の破損、シフトフォークの破損または摩耗、シフトバレルの破損または摩耗、の何れかが発生したものと判断することができる。
【００１８】
また、第４発明の車両用変速機の制御装置によれば、シフトバレルの回転中にシフトバレルに作用する反力の関連値が、予め設定されている範囲の上限値よりも大きい場合には、弾性部材が弾性変形した状態から戻らなくなる不具合、切替機構とシャフトとの間の摺動抵抗の増加、の何れかが発生したものと判断することができる。
【００１９】
また、第５発明の車両用変速機の制御装置によれば、車両用変速機の変速中に切替機構が接続状態から遮断状態に切り替わる過渡期において、弾性部材が弾性変形することで弾性部材の弾性復帰力による反力が発生するため、このときの反力の関連値を検出することで、異常の発生を判定することができる。
【００２０】
また、第６発明の車両用変速機の制御装置によれば、車両用変速機の変速中に切替機構が遮断状態から接続状態に切り替わる過渡期において、前記弾性部材が弾性変形すると弾性部材の弾性復帰力による反力が発生するため、このときの反力の関連値を検出することで、異常の発生を判定することができる。
【００２１】
また、第７発明の車両用変速機の制御装置によれば、シフトバレルの回転中の力積を算出し、算出された力積が予め設定されている範囲を外れた場合に、異常の発生を判定することができる。
【００２２】
また、第８発明の車両用変速機の制御装置によれば、変速ギヤのギヤ側噛合歯と噛合可能な切替機構の噛合歯が、第１リングの第１の噛合歯および第２リングの第２の噛合歯から構成されるため、ギヤ側噛合歯と切替機構の噛合歯とが噛み合った状態では、これら噛合歯の間のガタが小さくなる。一方、切替機構の噛合歯と変速ギヤのギヤ側噛合歯とを噛み合わせる過渡期において、ギヤ側噛合歯と第２の噛合歯とが衝突しても、弾性部材が弾性変形することで歯の衝突によるショックが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明が適用された車両用変速機の構造を簡略的に示す骨子図である。
【図２】図１の第１切替機構の構造を説明するための分解図である。
【図３】図１の変速機が１速ギヤ段で走行中における、第１切替機構および第２切替機構の切替状態を模式的に示す図である。
【図４】１速ギヤ段から２速ギヤ段への変速過渡期の第１切替機構および第２切替機構の作動状態を時系列で示したものである。
【図５】第１切替機構および第２切替機構の作動状態を切り替えるシフトバレルを駆動する駆動機構およびこの駆動機構を制御する制御系統を示す図である。
【図６】変速機の変速過渡期におけるピストン反力と変速開始時点からの時間との関係を示す図である。
【図７】変速機の変速過渡期におけるピストン反力と変速開始時点からの時間との関係を示す他の図である。
【図８】スプリングの破損数毎のピストン反力と時間との関係を示す図である。
【図９】スプリングの破損毎の部品のばらつきを考慮した力積の取り得る範囲を示す図である。
【図１０】ハブスリーブと第１リングおよび第２リングとの間の摺動抵抗が増加した場合の、第２切替機構の切替中におけるピストン反力と時間との関係を示す図である。
【図１１】図５の電子制御装置の制御作動の要部すなわち変速機の変速中に異常を判定する制御作動を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の他の実施例に対応する、変速中の第１切替機構および第２切替機構の作動状態を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施例に対応する、電子制御装置の制御作動の要部、すなわち変速機の変速中に異常を判定する制御作動を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明が適用された車両用変速機１０（以下、変速機１０と称す）の構造を簡略的に示す骨子図である。変速機１０は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路上に設けられ、エンジン１２から入力される回転を所定の変速比γで変速することで複数のギヤ段（本実施例では４速ギヤ段）を成立させる平行２軸式のトランスミッションである。
【００２６】
変速機１０は、クラッチ１６を介してエンジン１２に動力伝達可能に接続され、第１軸線ＣＬ１まわりに回転する入力軸１８と、第１軸線ＣＬ１と平行な第２軸線ＣＬ２まわりに回転可能に配置されているカウンタ軸２０と、入力軸１８と直列に配置され、第１軸線ＣＬ１まわりに回転可能な出力軸２２とを備えている。出力軸２２は、デファレンシャル装置２１等を介して駆動輪１４に動力伝達可能に連結されている。なお、出力軸２２が、本発明のシャフトに対応している。
【００２７】
また、変速機１０は、入力軸１８に設けられている入力ギヤ２４と、カウンタ軸２０に設けられ、入力ギヤ２４と噛み合う中間ギヤ２６とを、備えている。また、変速機１０は、出力軸２２の軸方向でエンジン１２側から順番に、第１ギヤ対２８ａ、第２ギヤ対２８ｂ、第３ギヤ対２８ｃ、および第４ギヤ対２８ｄを備えている。
【００２８】
第１ギヤ対２８ａは、カウンタ軸２２に相対回転不能に固定されている第１カウンタギヤ３０ａと、出力軸２２に相対回転可能に設けられ、第１カウンタギヤ３０ａと噛み合う第１変速ギヤ３２ａと、から構成されている。第１変速ギヤ３２ａには、出力軸２２の軸方向で後述する第１切替機構３４ａ側に向かって突き出す第１ギヤ側ドグ歯３６ａが形成されている。
【００２９】
第２ギヤ対２８ｂは、カウンタ軸２２に相対回転不能に固定されている第２カウンタギヤ３０ｂと、出力軸２２に相対回転可能に設けられ、第２カウンタギヤ３０ｂと噛み合う第２変速ギヤ３２ｂと、から構成されている。第２変速ギヤ３２ｂには、出力軸２２の軸方向で第１切替機構３４ａ側に向かって突き出す第２ギヤ側ドグ歯３６ｂが形成されている。
【００３０】
第３ギヤ対２８ｃは、カウンタ軸２２に相対回転不能に固定されている第３カウンタギヤ３０ｃと、出力軸２２に相対回転可能に設けられ、第３カウンタギヤ３０ｃと噛み合う第３変速ギヤ３２ｃと、から構成されている。第３変速ギヤ３２ｃには、出力軸２２の軸方向で後述する第２切替機構３４ｂ側に向かって突き出す第３ギヤ側ドグ歯３６ｃが形成されている。
【００３１】
第４ギヤ対２８ｄは、カウンタ軸２２に相対回転不能に固定されている第４カウンタギヤ３０ｄと、出力軸２２に相対回転可能に設けられ、第４カウンタギヤ３２ｄと噛み合う第４変速ギヤ３２ｄと、から構成されている。第４変速ギヤ３２ｄには、出力軸１８の軸方向で第２切替機構３４側に向かって突き出す第４ギヤ側ドグ歯３６ｄが形成されている。なお、第１ギヤ側ドグ歯３６ａ〜第４ギヤ側ドグ歯３６ｄが、本発明のギヤ側噛合歯にそれぞれ対応している。
【００３２】
また、変速機１０は、出力軸２２上であって、出力軸２２の軸方向で第１変速ギヤ３２ａと第２変速ギヤ３２ｂとの間に設けられている第１切替機構３４ａと、出力軸２２の軸方向で第３変速ギヤ３２ｃと第４変速ギヤ３２ｄとの間に設けられている第２切替機構３４ｂとを、備えている。なお、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂが、本発明の切替機構に対応している。以下、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂを区別しない場合には、切替機構３４と記載する。
【００３３】
第１切替機構３４ａは、出力軸２２の軸方向において第１変速ギヤ３２ａおよび第２変速ギヤ３２ｂと隣り合う位置、すなわち第１変速ギヤ３２ａと第２変速ギヤ３２ｂとの間に設けられ、出力軸２２と第１変速ギヤ３２ａまたは第２変速ギヤ３２ｂとを選択的に断接する断接機構である。第１切替機構３４ａは、出力軸２２の軸方向に移動させられることにより、第１変速ギヤ３２ａまたは第２変速ギヤ３２ｂと出力軸２２とが接続されて一体的に回転する接続状態と、第１変速ギヤ３２ａおよび第２変速ギヤ３２ｂと出力軸２２との接続が遮断されて相対回転する遮断状態とに、切替可能に構成されている。
【００３４】
第１切替機構３４ａによって、第１変速ギヤ３２ａと出力軸２２とが接続されると、カウンタ軸２０と出力軸２２とが第１ギヤ対２８ａを介して動力伝達可能となり、このとき４速ギヤ段４ｔｈが成立する。第１切替機構３４ａによって、第２変速ギヤ３２ｂと出力軸２２とが接続されると、カウンタ軸２０と出力軸２２とが第２ギヤ対２８ｂを介して動力伝達可能となり、このとき２速ギヤ段２ｎｄが成立する。
【００３５】
第２切替機構３４ｂは、出力軸２２の軸方向において第３変速ギヤ３２ｃおよび第４変速ギヤ３２ｄと隣り合う位置、すなわち第３変速ギヤ３２ｃと第４変速ギヤ３２ｄとの間に設けられ、出力軸２２と第３変速ギヤ３２ｃまたは第２変速ギヤ３２ｄとを選択的に断接する断接機構である。第２切替機構３４ｂは、出力軸２２の軸方向に移動させられることにより、第３変速ギヤ３２ｃまたは第４変速ギヤ３２ｄと出力軸２２とが接続されて一体的に回転する接続状態と、第３変速ギヤ３２ｃおよび第４変速ギヤ３２ｄと出力軸２２との接続が遮断されて相対回転する遮断状態とに、切替可能に構成されている。
【００３６】
第２切替機構３４ｂによって、第３変速ギヤ３２ｃと出力軸２２とが接続されると、カウンタ軸２０と出力軸２２とが第３ギヤ対２８ｃを介して動力伝達可能となり、このとき３速ギヤ段３ｒｄが成立する。第２切替機構３４ｂによって、第４変速ギヤ３２ｄと出力軸２２とが接続されると、カウンタ軸２０と出力軸２２とが第４ギヤ対２８ｄを介して動力伝達可能となり、このとき１速ギヤ段１ｓｔが成立する。
【００３７】
次に、切替機構３４の構造について説明する。図２は、第１切替機構３４ａの構造を説明するための分解図である。なお、第２切替機構３４ｂは、図２に示す第１切替機構３４ａと構造が同じであるため、その説明を省略する。
【００３８】
第１切替機構３４ａは、出力軸２２に相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動不能に嵌め着けられているハブスリーブ３８の外周側に設けられている第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａと、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとの間に介挿されている複数個のスプリング４４ａとを、含んでいる。なお、第１ドグリング４０ａは、第１変速ギヤ３２ａを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第１リングに対応し、第２変速ギヤ３２ｂを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第２リングに対応する。また、第２ドグリング４２ａは、第１変速ギヤ３２ａを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第２リングに対応し、第２変速ギヤ３２ｂを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第１リングに対応する。
【００３９】
ハブスリーブ３８は、円筒状に形成され、出力軸２２に相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動不能に嵌め着けられることで、出力軸２２の一部として機能する。また、ハブスリーブ３８の外周面には、軸方向に平行な複数本の嵌合溝４６が形成されている。
【００４０】
第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａは、出力軸２２の軸方向（以下、特に言及しない限り、軸方向は出力軸２２の軸方向を意味するものとする）で第１変速ギヤ３２ａと第２変速ギヤ３２ｂとの間に挟まれており、第１ドグリング４０ａが軸方向で第１変速ギヤ３２ａと隣り合う位置に配置され、第２ドグリング４２ａが軸方向で第２変速ギヤ３２ｂと隣り合う位置に配置されている。言い換えれば、第１ドグリング４０ａは、第２ドグリング４２ａに対して軸方向で第２変速ギヤ３２ｂと反対側に配置され、第２ドグリング４２ａは、第１ドグリング４０ａに対して軸方向で第１変速ギヤ３２ａと反対側に配置される。
【００４１】
第１ドグリング４０ａは、円環状に形成され、内周部には、ハブスリーブ３８の嵌合溝４６と嵌合する複数個の内向突起４８ａが形成されている。内向突起４８ａと嵌合溝４６とが互いに嵌合することで、第１ドグリング４０ａは、ハブスリーブ３８および出力軸２２に対して、相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動可能となる。
【００４２】
第１ドグリング４０ａには、軸方向で第１変速ギヤ３２ａと向かい合う側の面からその第１変速ギヤ３２ａ側に向かって突き出す複数個の第１噛合歯５２ａが形成されている。第１噛合歯５２ａは、第１変速ギヤ３２ａの第１ギヤ側ドグ歯３６ａと噛合可能となる位置および形状に形成されている。なお、第１噛合歯５２ａが、本発明の第１の噛合歯に対応している。
【００４３】
第１ドグリング４０ａには、軸方向で第２変速ギヤ３２ｂと向かい合う側の面からその第２変速ギヤ３２ｂ側に向かって突き出す複数個の第２噛合歯５３ａが形成されている。第２噛合歯５３ａは、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとが連結された状態において、第２ドグリング４２ａの後述する貫通穴５７ａを貫通し、第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと噛合可能となる位置および形状に形成されている。なお、第２噛合歯５３ａが、本発明の第２の噛合歯に対応している。
【００４４】
第１ドグリング４０ａには、軸方向に貫通する複数個の貫通穴５６ａが形成されている。貫通穴５６ａは、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとが連結された状態において、第２ドグリング４２ａの後述する第４噛合歯５５ａが貫通する位置および形状に形成されている。
【００４５】
第２ドグリング４２ａは、円環状に形成され、内周部には、ハブスリーブ３８の嵌合溝４６と嵌合する複数個の内向突起４８ｂが形成されている。内向突起４８ｂと嵌合溝４６とが互いに嵌合することで、第２ドグリング４２ａは、ハブスリーブ３８および出力軸２２に対して、相対回転不能、且つ、軸方向への相対移動可能となる。
【００４６】
第２ドグリング４２ａには、軸方向で第２変速ギヤ３２ｂと向かい合う側の面からその第２変速ギヤ３２ｂ側に向かって突き出す複数個の第３噛合歯５４ａが形成されている。第３噛合歯５４ａは、第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと噛合可能な位置および形状に形成されている。なお、第３噛合歯５４ａが、本発明の第１の噛合歯に対応している。
【００４７】
第２ドグリング４２ａには、軸方向で第１変速ギヤ３２ａと向かい合う側の面からその第１変速ギヤ３２ａ側に向かって突き出す複数個の第４噛合歯５５ａが形成されている。第４噛合歯５５ａは、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとが連結された状態において、第１ドグリング４０ａの貫通穴５６ａを貫通し、第１変速ギヤ３２ａの第１ギヤ側ドグ歯３６ａと噛合可能になる位置および形状に形成されている。なお、第４噛合歯５５ａが、本発明の第１の噛合歯に対応している。
【００４８】
第２ドグリング４２ａには、軸方向に貫通する複数個の貫通穴５７ａが形成されている。貫通穴５７ａは、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとが連結された状態において、第１ドグリング４０ａの第２噛合歯５３ａが貫通する位置および形状に形成されている。
【００４９】
第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとは、弾性部材であるスプリング４４ａを介して互いに連結される。第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとが互いに連結されると、第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａの互いに向かい合う面が接触した状態となる。また、第１変速ギヤ３２ａ側から第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａを見たとき、第１ドグリング４０ａの第１噛合歯５２ａおよび第２ドグリング４２ａの第４噛合歯５５ａが、出力軸２２の回転方向で連続して並んで配置されている。また、第２変速ギヤ３２ｂ側から第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａを見たとき、第２ドグリング４２ａの第３噛合歯５４ａおよび第１ドグリング４０ａの第２噛合歯５３ａが、出力軸２２の回転方向で連続して並んで配置されている。
【００５０】
上記のように構成される第１切替機構３４ａにおいて、第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａが、軸方向で第１変速ギヤ３２ａ側に向かって移動すると、第１噛合歯５２ａまたは第４噛合歯５５ａが第１ギヤ側ドグ歯３６ａと噛み合うことで、第１変速ギヤ３２ａと出力軸２２とが接続される。また、第１ドグリングギヤ４０ａおよび第２ドグリングギヤ４２ａが、軸方向で第２変速ギヤ３２ｂ側に向かって移動すると、第３噛合歯５４ａまたは第２噛合歯５３ａが第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと噛み合うことで、第２変速ギヤ３２ｂと出力軸２２とが接続される。
【００５１】
第１噛合歯５２ａまたは第４噛合歯５５ａが第１ギヤ側ドグ歯３６ａと噛み合った状態では、周方向で隣合う第１ギヤ側ドグ歯３６ａの間の隙間に、第１噛合歯５２ａおよび第４噛合歯５５ａが収容された状態になる。このように、周方向で隣り合う第１ギヤ側ドグ歯３６ａの間の隙間に、第１噛合歯５２ａおよび第４噛合歯５５ａが収容されることで、第１噛合歯５２ａおよび第４噛合歯５５ａと第１ギヤ側ドグ歯３６ａとの間に形成されるガタが小さくなる。
【００５２】
一方、第１ギヤ側ドグ歯３６ａと第１噛合歯５２ａおよび第４噛合歯５５ａとの間のガタが小さくなると、噛合過渡期において、第１ギヤ側ドグ歯３６ａと第１噛合歯５２ａまたは第４噛合歯５５ａとが衝突する歯当たりが問題となる。これに対して、第４噛合歯５５ａが第１ギヤ側ドグ歯３６ａと衝突した場合には、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとを連結するスプリング４４ａが弾性変形することで、歯当たりによるショックが緩和される。よって、歯当たりが問題となるのは、第１噛合歯５２ａと第１ギヤ側ドグ歯３６ａとの衝突のみとなるため、歯当たりが発生しにくくなる。
【００５３】
また、第３噛合歯５４ａまたは第２噛合歯５３ａが第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと噛み合った状態では、周方向で隣合う第２ギヤ側ドグ歯３６ｂの間の隙間に、第３噛合歯５４ａおよび第２噛合歯５３ａが収容された状態になる。このように、周方向で隣合う第２ギヤ側ドグ歯３６ｂの間の隙間に、第３噛合歯５４ａおよび第２噛合歯５３ａが収容されることで、第３噛合歯５４ａおよび第２噛合歯５３ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとの間に形成されるガタが小さくなる。
【００５４】
一方、第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと第３噛合歯５４ａおよび第２噛合歯５３ａとの間のガタが小さくなると、噛合過渡期において、第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと第３噛合歯５４ａまたは第２噛合歯５３ａとが衝突する歯当たりが問題となる。これに対して第２噛合歯５３ａが第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと衝突した場合には、第１ドグリング４０ａと第２ドグリング４２ａとを連結するスプリング４４ａが弾性変形することで、歯当たりによるショックが緩和される。よって、歯当たりが問題となるのは、第３噛合歯５４ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとの衝突のみとなるため、歯当たりが発生しにくくなる。
【００５５】
次に、変速機１０の変速動作について説明する。図３は、変速機１０が１速ギヤ段１ｓｔで走行中における、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの切替状態を模式的に示している。図３において、紙面左右方向が、出力軸２２の軸方向に対応し、紙面上下方向が、回転方向に対応している。また、図３において左側が第１切替機構３４ａに対応し、右側が第２切替機構３４ｂに対応している。図３にあっては、周方向に連続する第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの一部が、平面に展開して簡略化した状態で示されている。
【００５６】
第１切替機構３４ａの両側には、第１変速ギヤ３２ａの第１ギヤ側ドグ歯３６ａの一部および第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂの一部が、平面に展開されて示されている。第２切替機構３４ｂの両側には、第３変速ギヤ３２ｃの第３ギヤ側ドグ歯３６ｃの一部および第４変速ギヤ３２ｄの第４ギヤ側ドグ歯３６ｄの一部が、平面に展開されて示されている。
【００５７】
図３の第１切替機構３４ａについて説明すると、紙面左側の部材が第１ドグリング４０ａに対応し、紙面右側の部材が第２ドグリング４２ａに対応している。これら第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａは、スプリング４４ａによって互いに接触する方向に付勢されている。
【００５８】
第１ドグリング４０ａには、第１変速ギヤ３２ａ側に向かって突き出す第１噛合歯５２ａ、および、第２ドグリング４２ａの貫通穴５７ａを貫通し、第２変速ギヤ３２ｂ側に向かって突き出す第２噛合歯５３ａが形成されている。第２ドグリング４２ａには、第２変速ギヤ３２ｂ側に向かって突き出す第３噛合歯５４ａ、および、第１ドグリング４０ａの貫通穴５６ａを貫通し、第１変速ギヤ３２ａ側に向かって突き出す第４噛合歯５５ａが形成されている。
【００５９】
第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａが連結された状態では、第１切替機構３４ａの外周面に環状の凹溝５８ａが形成され、その凹溝５８ａに第１シフトフォーク６０ａが嵌合している。従って、第１シフトフォーク６０ａが軸方向に移動することで、第１切替機構３４ａについても軸方向に移動させられる。第１シフトフォーク６０ａには、図３の黒丸で示す係合ピン６２ａが一体的に形成されており、この係合ピン６２ａが、後述するシフトバレル６４の外周面に形成されている第１シフト溝６６ａに係合している。
【００６０】
第１シフト溝６６ａは、係合ピン６２ａおよび第１シフトフォーク６０ａの軸方向の位置を規定するために形成され、図３に示すようにシフトバレル６４の回転角θbrlに応じて溝の形状が変化する。従って、シフトバレル６４が回転すると、係合ピン６２ａと係合する第１シフト溝６６ａの形状が変化するため、係合ピン６２ａとともに第１シフトフォーク６０ａの軸方向の位置が変化する。具体的には、第１シフトフォーク６０ａは、第１シフト溝６６ａに案内されて、軸方向において、４速ギヤ段４ｔｈを成立させる４速ギヤ段位置（Ｐ４）、動力伝達が遮断されるニュートラル位置（ＰＮａ）、および２速ギヤ段２ｎｄを成立させる２速ギヤ段位置（Ｐ２）に移動可能となっている。
【００６１】
図３に示す第２切替機構３４ｂについては、上述した第１切替機構３４ａの構造と基本的には変わらない。第２切替機構３４ｂについて説明すると、第２切替機構３４ｂは、第１ドグリング４０ｂと、第２ドグリング４２ｂと、第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂを連結する複数個のスプリング４４ｂとを、含んで構成されている。第１ドグリング４０ｂには、第３変速ギヤ３２ｃ側に向かって突き出す第１噛合歯５２ｂ、および、第２ドグリング４２ｂの貫通穴５７ｂを貫通し、第４変速ギヤ３２ｄ側に向かって突き出す第２噛合歯５３ｂが形成されている。第２ドグリング４２ｂには、第４変速ギヤ３２ｄ側に向かって突き出す第３噛合歯５４ｂ、および、第１ドグリング４０ｂの貫通穴５６ｂを貫通し、第３変速ギヤ３２ｃ側に向かって突き出す第４噛合歯５５ｂが形成されている。また、第１噛合歯５２ａ、５２ｂおよび第３噛合歯５４ａ、５４ｂには、それぞれ斜面６８が形成されている。なお、第１ドグリング４０ｂは、第３変速ギヤ３２ｃを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第１リングに対応し、第４変速ギヤ３２ｄを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第２リングに対応する。また、第２ドグリング４２ｂは、第３変速ギヤ３２ｃを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第２リングに対応し、第４変速ギヤ３２ｄを本発明の変速ギヤとした場合、本発明の第１リングに対応する。
【００６２】
以下、第１ドグリング４０ａおよび第１ドグリング４０ｂを区別しない場合には第１ドグリング４０と記載し、第２ドグリング４２ａおよび第２ドグリング４２ｂを区別しない場合には第２ドグリング４２と記載し、スプリング４４ａおよびスプリング４４を区別しない場合にはスプリング４４と記載する。また、第１噛合歯５２ａおよび第１噛合歯５２ｂを区別しない場合には第１噛合歯５２と記載し、第２噛合歯５３ａおよび第２噛合歯５３ｂを区別しない場合には第２噛合歯５３と記載し、第３噛合歯５４ａおよび第３噛合歯５４ｂを区別しない場合には第３噛合歯５４と記載し、第４噛合歯５５ａおよび第４噛合歯５５ｂを区別しない場合には第４噛合歯５５と記載する。なお、第１噛合歯５２ａ、５２ｂおよび第３噛合歯５４ａ、５４ｂが、本発明の第１の噛合歯に対応し、第２噛合歯５３ａ、５３ｂおよび第４噛合歯５５ａ、５５ｂが、本発明の第２の噛合歯に対応し、スプリング４４ａ、４４ｂが、本発明の弾性部材に対応している。
【００６３】
第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂが連結された状態では、第２切替機構３４ｂの外周面に環状の凹溝５８ｂが形成され、その凹溝５８ｂに第２シフトフォーク６０ｂが嵌合している。従って、第２シフトフォーク６０ｂが軸方向に移動することで、第２切替機構３４ｂについても軸方向に移動させられる。第２シフトフォーク６０ｂには、図３の黒丸で示す係合ピン６２ｂが一体的に形成されており、この係合ピン６２ｂがシフトバレル６４の外周面に形成されている第２シフト溝６６ｂに係合している。なお、第１、第２シフトフォーク６０ａ、６０ｂが、本発明のシフトフォークに対応している。以下、第１シフトフォーク６０ａおよび第２シフトフォーク６０ｂを特に区別しない場合には、シフトフォーク６０と記載する。
【００６４】
第２シフト溝６６ｂは、係合ピン６２ｂおよび第２シフトフォーク６０ｂの軸方向の位置を規定するために形成され、図３に示すようにシフトバレル６４の回転角θbrlに応じて溝の形状が変化する。従って、シフトバレル６４が回転すると、係合ピン６２ｂと係合する第２シフト溝６６ｂの形状が変化するため、係合ピン６２ｂとともに第２シフトフォーク６０ｂの軸方向の位置が変化する。具体的には、第２シフトフォーク６０ｂは、第２シフト溝６６ｂに案内されて、軸方向において、３速ギヤ段３ｒｄを成立させる３速ギヤ段位置（Ｐ３）、動力伝達が遮断されるニュートラル位置（ＰＮｂ）、および１速ギヤ段１ｓｔを成立させる１速ギヤ段位置（Ｐ１）に移動可能となっている。
【００６５】
図３において、紙面上方向が、前進走行時の回転方向を示している。従って、前進走行中は、第１変速ギヤ３２ａ〜第４変速ギヤ３２ｄが図３の紙面上方に移動する。また、第１変速ギヤ３２ａ〜第４変速ギヤ３２ｄは、エンジン１２の回転速度、および、各ギヤ段毎に機械的に設定されている変速比γに基づいた回転速度で回転することから、各変速ギヤ３２ａ〜３２ｄ毎に回転速度が異なる。具体的には、エンジン１２の回転速度が同じ場合、４速ギヤ段４ｔｈに対応する第１変速ギヤ３２ａの回転速度が最も高く、１速ギヤ段１ｓｔに対応する第４変速ギヤ３２ｄの回転速度が最も低くなる。また、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂは、出力軸２２と一体的に回転するため、回転速度が同じとなる。
【００６６】
１速ギヤ段１ｓｔで走行中における、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの作動状態（噛合状態）について説明する。１速ギヤ段１ｓｔで走行中にあっては、図３に示すように、第１切替機構３４ａの凹溝５８ａに嵌合する第１シフトフォーク６０ａは、第１シフト溝６６ａに案内されてニュートラル位置（ＰＮａ）に移動させられている。このとき、第１切替機構３４ａの第１噛合歯５２ａ〜第４噛合歯５５ａは、第１ギヤ側ドグ歯３６ａおよび第２ギヤ側ドグ歯３６ｂの何れにも噛み合っておらず、第１切替機構３４ａは、第１変速ギヤ３２ａおよび第２変速ギヤ３２ｂと出力軸２２との接続が遮断される遮断状態となる。
【００６７】
一方、第２切替機構３４ｂは、第２切替機構３４ｂの凹溝５８ｂに嵌合する第２シフトフォーク６０ｂが、第２シフト溝６６ｂに案内されて１速ギヤ段位置（Ｐ１）に位置させられている。このとき、図３に示すように、第３噛合歯５４ｂと第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとが互いに噛み合うことで、第２切替機構３４ｂが接続状態となり、第４変速ギヤ３２ｄと出力軸２２とが第２切替機構３４を介して動力伝達可能に接続されることで１速ギヤ段１ｓｔが形成される。
【００６８】
図４は、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへの変速過渡期の第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの作動状態を時系列で示したものである。１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへの変速過渡期は、図４に示す（ａ）〜（ｆ）を順次経て２速ギヤ段２ｎｄに変速される。
【００６９】
図４（ａ）は、１速ギヤ段１ｓｔで走行中すなわち変速開始前の第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの状態を示している。図４（ａ）は、前述した図３と全く同じであるため、その説明を省略する。
【００７０】
図４（ｂ）は、２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトが開始されたときの状態であって、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替開始時点を示している。シフトバレル６４が回転することで、第２シフトフォーク６０ｂの係合ピン６２ｂと係合する第２シフト溝６６ｂの形状が変化し、図４（ｂ）に示すように、第２シフトフォーク６０ｂが、軸方向（紙面左右方向）で第４変速ギヤ３２ｄから離れる方向に移動している。このとき、第２シフトフォーク６０ｂに押されて第１ドグリング４０ｂが第２ドグリング４２ｂから離れる方向に移動し、スプリング４４ｂが弾性変形させられるため、第１ドグリング４０ｂと第２ドグリング４２ｂとの間に、互いを引き付ける方向の付勢力Ｆ（弾性復帰力）が発生する。
【００７１】
一方、第２ドグリング４０ｂの第３噛合歯５４ｂと第４変速ギヤ３２ｄの第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの間で動力が伝達されているため、第３噛合歯５４ｂと第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの間に摩擦による抵抗力が発生することで、スプリング４４ｂの付勢力Ｆに抗って第３噛合歯５４ｂと第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの間の噛合が維持される。従って、図４（ｂ）に示すように、第１ドグリング４０ｂと第２ドグリング４２ｂとが軸方向で乖離した状態となる。
【００７２】
図４（ｃ）は、第２ギヤ段２ｎｄを形成するため、第１切替機構３４ａが、軸方向で第２変速ギヤ３２ｂ側に移動した状態を示している。シフトバレルが回転することで、第１シフトフォーク６０ａの係合ピン６２ａと係合する第１シフト溝６６ａの形状が変化し、第１シフトフォーク６０ａが、図４（ｃ）に示すように軸方向で第２変速ギヤ３２ｂ側に移動する。このとき、第１ドグリング４０ａの第３噛合歯５４ａと第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが噛合可能な状態となる。なお、図４（ｃ）は、噛み合う直前の状態を示している。
【００７３】
図４（ｄ）は、第１切替機構３４ａにおいて、第１ドグリング４０ａの第３噛合歯５４ａと第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが噛み合った直後の状態を示している。２速ギヤ段２ｎｄに対応する第２変速ギヤ３２ｂの回転速度が、１速ギヤ段１ｓｔに対応する第４変速ギヤ３２ｄの回転速度よりも速いことから、図４（ｃ）の状態になると、図４（ｄ）に示すように第３噛合歯５４ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが噛み合わされる。このとき、図４（ｄ）に示すように、第１切替機構３４ａの第３噛合歯５４ａと第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが噛み合うとともに、第２切替機構３４ｂの第３噛合歯５４ｂと第４変速ギヤ３２ｄの第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとが噛み合う、同時噛合状態となる。
【００７４】
図４（ｅ）は、第２切替機構３４ｂにおいて、第２切替機構３４ｂの第３噛合歯５４ｂと第４変速ギヤ３２ｄの第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの噛合が解除された状態を示している。図４（ｄ）において、第１切替機構３４ａの第３噛合歯５４ａと第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが噛み合うと、第２変速ギヤ３２ｂの回転速度が第４変速ギヤ３２ｄの回転速度よりも高いため、出力軸２２が、第２変速ギヤ３２ｂと一体的に回転する。このとき、第２切替機構３４ｂでは、出力軸２２と一体的に回転する第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂの回転速度が、第４変速ギヤ３２ｄの回転速度よりも速くなる。従って、第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂと第４変速ギヤ３２ｄとが相対回転することとなり、第２ドグリング４２ｂの第３噛合歯５４ｂと第４変速ギヤ３２ｄの第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの噛合が解除される。
【００７５】
図４（ｆ）は、第２切替機構３４ｂの第２ドグリング４２ｂが、スプリング４４ｂの付勢力Ｆによって第１ドグリング４０ｂ側に引き寄せられた状態を示している。図４（ｅ）において、第２切替機構３４ｂの第３噛合歯５４ｂと第４変速ギヤ３２ｄの第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの噛合が解除されると、これら第３噛合歯５４ｂと第４ギヤ側ドグ歯３６ｄとの間の摩擦による抵抗力がなくなるため、スプリング４４ｂの付勢力Ｆによって、第２ドグリング４２ｂが第１ドグリング４０ｂ側に引き寄せられる。このとき、第２切替機構３４ｂを構成する各噛合歯５２ｂ〜５５ｂは、何れのギヤ側ドグ歯とも噛み合わない遮断状態に切り替わり、２速ギヤ段２ｎｄへの変速が完了する。
【００７６】
図５は、変速機１０の第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの作動状態を切り替えるシフトバレル６４を駆動する駆動機構７０およびこの駆動機構７０を制御する制御系統を示す図である。
【００７７】
シフトバレル６４は、第１軸線ＣＬ１に平行な第３軸線ＣＬ３まわりに回転可能に配置されており、シフトバレル６４の外周面には、第１シフト溝６６ａおよび第２シフト溝６６ｂが形成されている。第１シフト溝６６ａには、第１シフトフォーク６０ａの係合ピン６２ａが係合し、第２シフト溝６６ｂには、第２シフトフォーク６０ｂの係合ピン６２ｂが係合している。従って、シフトバレル６４が回転すると、シフトバレル６４の回転角θbrlに応じて、第１シフトフォーク６０ａおよび第２シフトフォーク６０ｂの軸方向の位置が一義的に規定される。
【００７８】
第１シフト溝６６ａおよび第２シフト溝６６ｂの形状は、シフトバレル６４が一方向に回転すると変速機１０が１速ギヤ段１ｓｔ〜４速ギヤ段４ｔｈへ順次アップシフトされ、シフトバレル６４が逆方向に回転すると変速機１０が４速ギヤ段４ｔｈから１速ギヤ段１ｓｔへ順次ダウンシフトされるように予め設定されている。
【００７９】
第１切替機構３４ａの凹溝５８ａに第１シフトフォーク６０ａが嵌合し、第２切替機構３４ｂの凹溝５８ｂに第２シフトフォーク６０ｂが嵌合している。
【００８０】
よって、シフトバレル６４が回転すると、係合ピン６２ａおよび第１シフトフォーク６０ａが、第１シフト溝６６ａの形状に沿って軸方向に移動させられるとともに、係合ピン６２ｂおよび第２シフトフォーク６０ｂが、第２シフト溝６６ｂの形状に沿って軸方向に移動させられる。
【００８１】
駆動機構７０は、シフトバレル６４と一体的に回転するピニオン７２と、ピニオン７２と噛み合うラック７４と、ラック７４の長手方向の両端に設けられている一対の第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂと、第１ピストン７６ａに供給される作動油の作動油量を調整する第１ソレノイドバルブ７８ａと、第２ピストン７６ｂに供給される作動油の作動油量を調整する第２ソレノイドバルブ７８ｂと、第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂに供給される作動油を吐出するオイルポンプ８０と、オイルポンプ８０から吐出される作動油の油圧が許容値を超えると開弁することで作動油の油圧上昇を制限するリリーフバルブ８２とを、含んでいる。
【００８２】
オイルポンプ８０は、例えばエンジン１２によって駆動させられ、リザーバタンク８４に貯留されている作動油を吸い上げて吐出油路８６へ吐出する。吐出油路８６に吐出された作動油は、第１ソレノイドバルブ７８ａを介して第１ピストン７６ａに供給されるとともに、第２ソレノイドバルブ７８ｂを介して第２ピストン７６ｂに供給される。第１ピストン７６ａに供給される作動油量は、第１ソレノイドバルブ７８によって調整され、第１ピストン７６ａに供給される作動油量が増加するほど、第１ピストン７６ａのストローク量が増加する。第２ピストン７６ｂに供給される作動油量は、第２ソレノイドバルブ７８ｂによって調整され、第２ピストン７６ｂに供給される作動油量が増加するほど、第２ピストン７６ｂのストローク量が増加する。
【００８３】
第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂのストローク量を調整することで、ラック７４の位置、言い換えれば、ラック７４と噛み合うピニオン７２およびシフトバレル６４の回転角θbrlが調整される。
【００８４】
また、第１ソレノイドバルブ７８ａと第１ピストン７６ａとの間の油路と、第２ソレノイドバルブ７８ｂと第２ピストン７６ｂとの間の油路と、の間の差圧Ｐpd（以下、ピストン間差圧Ｐpd）を検出する差圧センサ８８が設けられ、シフトバレル６４の回転角θbrlを検出する回転センサ９０が設けられている。
【００８５】
また、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの作動状態を制御する、言い換えれば、変速機１０の変速制御を実行するための電子制御装置１００が設けられている。電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェイス等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、変速機１０の変速制御を実行する。
【００８６】
電子制御装置１００には、例えば回転センサ９０によって検出されるシフトバレル６４の回転角θbrlを表す信号、差圧センサ８８によって検出される前記ピストン間差圧Ｐdpを表す信号、回転センサ１０２によって検出されるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、回転センサ１０４によって検出されるカウンタ軸２０の回転角θconおよび回転速度Ｎconを表す信号、回転センサ１０６によって検出される出力軸２２の回転角θoutおよび出力軸回転速度Ｎoutを表す信号、アクセル開度センサ１０８によって検出されるアクセルペダルの踏み込み量（操作量）であるアクセル開度Ａccを表す信号などが供給される。
【００８７】
電子制御装置１００からは、第１ピストン７６ａに供給される作動油量を制御する第１ソレノイドバルブ７８ａの駆動信号Ｓsol1、第２ピストン７６ｂに供給される作動油量を制御する第２ソレノイドバルブ７８ｂの駆動信号Ｓsol2などが出力される。
【００８８】
電子制御装置１００は、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの切替制御を実行する切替制御部１２０を機能的に備えている。切替制御部１２０は、例えば走行中に所定のギヤ段への変速を判断すると、変速機１０をそのギヤ段に変速するため、第１切替機構３４ａおよび第２切替機構３４ｂの切替制御を実行する。なお、所定のギヤ段への変速は、例えば車速Ｖおよびアクセル開度Ａccなどから構成される変速マップ、或いは、運転者によるパドルシフトスイッチ等のシフト操作に基づいて判断される。
【００８９】
以下、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへの変速を一例にして説明する。１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへの変速にあっては、図４で説明したように、接続状態にある第２切替機構３４ｂが切断状態に切り替えられるとともに、切断状態にある第１切替機構３４ａが接続状態に切り替えられる。切替制御部１２０は、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへの変速を判断すると、先ず、シフトバレル６４を一方向に回転させることにより、第２シフトフォーク６０ｂを第２切替機構３４が切断状態となるニュートラル位置ＰＮｂまで移動させる。切替制御部１２０は、例えば、回転センサ９０によって随時検出されるシフトバレル６４の回転角θbrlと目標回転角θbrl*との偏差Δθbrlに基づいて、第１ソレノイドバルブ７８ａおよび第２ソレノイドバルブ７８ｂの制御量、すなわち第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂへの作動油量を調整するフィードバック制御を実行する。なお、目標回転角θbrl*は、第２シフトフォーク６０ｂがニュートラル位置ＰＮｂとなる回転角に設定されている。これより、第２切替機構３４ｂは、図４（ｂ）に示す状態となる。
【００９０】
次いで、切替制御部１２０は、第２シフトフォーク６０ｂがニュートラル位置ＰＮｂまで移動すると、シフトバレル６４をさらに一方向に回転させることにより、第１シフトフォーク６０ａを第１切替機構３４ａが接続状態となる２速ギヤ段位置Ｐ２まで移動させる。第１シフトフォーク６０ａが２速ギヤ段位置Ｐ２まで移動すると、図４（ｃ）に示す状態となり、この後は、図４（ｄ）〜図４（ｆ）を経て２速ギヤ段２ｎｄへ変速される。
【００９１】
ところで、例えば切替機構３４のスプリング４４の故障やシフトフォーク６０の故障が発生した場合には、切替機構３４の軸方向の位置が定まらなくなり、このような切替機構３４の軸方向の位置が定まらなくなる変速機１０の異常を検出する必要がある。これに対して、第１ドグリング４０および第２ドグリング４２のそれぞれに位置センサを設ければ前記異常を検出できるものの、位置センサの数が多くなり製造コストが増加してしまう。
【００９２】
これに対して、電子制御部１００は、シフトバレル６４の回転中に発生するピストン反力Ｆpから力積Ｌを算出し、算出された力積Ｌに基づいて前記異常を判定する異常判定部１２２を機能的に備えている。以下、異常判定部１２２の制御機能について説明する。なお、力積Ｌが、本発明の反力の関連値に対応している。
【００９３】
異常判定部１２２は、変速機１０の変速の開始を判断すると、シフトバレル６４の回転中、具体的には、変速機１０の変速中に接続状態から遮断状態に切り替わる切替機構３４が、その接続状態から遮断状態に切り替わる過渡期の力積Ｌを算出する。言い換えれば、異常判定部１２２は、切替機構３４に嵌合するシフトフォーク６０が、変速前のギヤ段に対応するギヤ段位置からニュートラル位置ＰＮに移動するまでの間に対応するシフトバレル６４の回転角θbrlの範囲を、シフトバレル３４が回転する間の力積Ｌを算出する。以下、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトを一例にして説明する。
【００９４】
１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトでは、第２切替機構３４ｂが遮断状態に切り替えられ、変速過渡期において、第２切替機構３４ｂの凹溝５８ｂに嵌合する第２シフトフォーク６０ｂがニュートラル位置ＰＮｂに移動する。第２シフトフォーク６０ｂがニュートラル位置ＰＮｂに移動する過渡期において、上述したように第１ドグリング４０ｂと第２ドグリング４２ｂとが乖離し、第２切替機構３４ｂのスプリング４４ｂが弾性変形させられる。スプリング４４ｂが弾性変形することで、スプリング４４ｂの弾性復帰力が、第２シフトフォーク６０ｂを介してシフトバレル６４の回転を阻害する方向に作用するシフトバレル６４の反力として作用する。また、この反力は、ピニオン７２、およびラック７４を介して、第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂに作用するピストン反力Ｆpとして伝達される。このピストン反力Ｆpが大きくなると、それに比例してピストン間差圧Ｐpdも高くなる。そこで、本実施例では、ピストン間差圧Ｐpdに基づいてピストン反力Ｆｐが算出され、さらに、シフトバレル６４に作用する反力の関連値として、ピストン反力Ｆｐに基づいく力積Ｌが算出される。
【００９５】
異常判定部１２２は、変速機１０の変速中、具体的には、第２シフトフォーク６０ｂが、１速ギヤ段位置Ｐ１からニュートラル位置ＰＮｂに移動する過渡期、すなわち第２切替機構３４ｂが接続状態から遮断状態に切り替わるシフトバレル６４の回転角θbrlの範囲をシフトバレル６４が回転する間のピストン間差圧Ｐpdを随時検出し、このピストン間差圧Ｐpdから算出されるピストン反力Ｆｐに基づいて、シフトバレル６４に作用する反力の関連値として力積Ｌを算出する。異常判定部１２２は、下式（１）から力積Ｌを算出する。式（１）において、Ａは、第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂの受圧面積[mm]を示しており、第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂの受圧面積Ａは等しいものとする。図６は、ピストン反力Ｆpと変速開始時点からの時間との関係を示している。ピストン反力Ｆpは、ピストン間差圧Ｐpdとピストン７６の受圧面積Ａとの積（Ｐpd×Ａ）に対応する。図６に示すピストン反力Ｆpと横軸（時間軸）とで囲まれている斜線が施されている部位の面積が、式（１）によって求められる力積Ｌに対応している。
Ｌ＝∫（Ｐpd×Ａ）ｄｔ・・・（１）
【００９６】
また、異常判定部１２２は、シフトバレル６４の回転中に算出された力積Ｌが、予め設定されている正常範囲内にあるかを判定する。正常範囲は、予め実験的または設計的に求められる値であり、部品のばらつき等を考慮に入れて、正常時において取り得る力積Ｌの下限値Ｌminと上限値Ｌmaxとの間（Ｌmin〜Ｌmax）の値に設定されている。異常判定部１２２は、シフトバレル６４の回転中に算出される力積Ｌが正常範囲内にある場合（Ｌmin＜Ｌ＜Ｌmax）、切替機構３４および切替機構３４を作動させる機構（駆動機構７０）が正常に作動するものと判定する。一方、異常判定部１２２は、シフトバレル６４の回転中に算出される力積Ｌが正常範囲から外れた場合、すなわち、力積Ｌが下限値Ｌminよりも小さい場合、または上限値Ｌmaxよりも大きい場合、切替機構３４の位置が定まらなくなる変速機１０の異常が発生したものと判定する。
【００９７】
異常判定部１２２は、力積Ｌが正常範囲の下限値Ｌminよりも小さい場合、第２切替機構３４ｂのスプリング４４ｂの破損、シフトバレル６４の第２シフト溝６６ｂの摩耗、第２シフトフォーク６０ｂの破損または摩耗、第２シフトフォーク６０ｂに形成されて第２シフト溝６６ｂに嵌合する係合ピン６２ｂの破損または摩耗、の何れかが発生したものと判断する。
【００９８】
例えば、第２切替機構３４ｂを構成する複数個のスプリング４４ｂのうちの１つが破損すると、そのスプリング４４ｂからは弾性復帰力が発生しなくなる。従って、ピストン反力Ｆpについても小さくなることから、力積Ｌが正常範囲よりも小さくなる。図７に示すピストン反力Ｆpと時間との関係において、実線は正常時のピストン反力Ｆpと時間との関係を示し、破線はスプリング４４ｂが破損した場合のピストン反力Ｆpと時間との関係を示している。図６で説明したように、ピストン反力Ｆpと横軸（時間軸）とで囲まれる面積が力積Ｌに対応していることから、スプリング４４ｂが破損した場合には、力積Ｌが正常時に比べて斜線が施されている面積分だけ小さくなる。
【００９９】
図８は、スプリング４４ｂの破損数毎のピストン反力Ｆpと時間との関係を示している。図８において、Ｘ０は、スプリング４４ｂが何れも正常である場合の、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替過渡期におけるスプリング反力Ｆpと時間との関係を示している。Ｘ１は、スプリング４４ｂが１個破損した場合の、第２切替機構３４ｂの切替過渡期におけるスプリング反力Ｆpと時間との関係を示している。Ｘ２は、スプリング４４ｂが２個破損した場合の、第２切替機構３４ｂの切替過渡期におけるスプリング反力Ｆpと時間との関係を示している。
【０１００】
図８に示すように、破損したスプリング４４ｂの個数が多くなるほど、全体として弾性復帰力が小さくなるため、切替過渡期におけるピストン反力Ｆpが小さくなっている。すなわち、破損したスプリング４４ｂの個数が多くなるほど、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替過渡期に算出される力積Ｌが小さくなる。
【０１０１】
図９は、スプリング４４ｂの破損した個数毎の、部品のばらつきを考慮した力積Ｌの取り得る範囲を示している。例えば、スプリング４４ｂが破損していない場合（Ｘ０）は、部品のばらつきを考慮した場合に下限値Ｌmin1から上限値Ｌmax1の範囲をとり、１個のスプリング４４ｂが破損している場合（Ｘ１）は、部品のばらつきを考慮した場合に下限値Ｌmin2から上限値Ｌmax2の値をとり、２個のスプリング４４ｂが破損している場合（Ｘ２）は、部品のばらつきを考慮した場合に下限値Ｌmin3から上限値Ｌmax3の値をとることを示している。
【０１０２】
図９に示すように、スプリング４４ｂが破損なしの場合（Ｘ０）の下限値Ｌmin1は、スプリング４４ｂが１個破損した場合（Ｘ１）の上限値Ｌmax2よりもΔＬ１だけ大きい。従って、スプリング４４ｂが破損なしの場合（Ｘ０）と、スプリング４４ｂが１個破損した場合（Ｘ１）とで力積Ｌの大きさに明確な差が生じる。また、スプリング４４ｂが１個破損した場合（Ｘ１）の下限値Ｌmin2は、スプリング４４ｂが２個破損した場合（Ｘ２）の上限値Ｌmax3よりもΔＬ２だけ大きい。従って、スプリング４４ｂが１個破損した場合（Ｘ１）と、スプリング４４ｂが２個破損した場合（Ｘ２）とで、力積Ｌの大きさに明確な差が生じる。このことから、力積Ｌの大きさからスプリング４４ｂの破損および破損したスプリング４４ｂの個数についても判断することができる。
【０１０３】
また、シフトバレル６４の第２シフト溝６６ｂが摩耗した場合であっても、力積Ｌが正常範囲の下限値Ｌminよりも小さくなる。第２シフト溝６６ｂが摩耗した場合、シフトバレル６４の回転角θbrlが、第２シフトフォーク６０ｂがニュートラル位置ＰＮｂに移動する角度に到達した場合であっても、第２シフトフォーク６０ｂがニュートラル位置ＰＮｂまで移動していない場合がある。このような場合には、スプリング４４ｂで発生する弾性復帰力が小さくなることから、ピストン反力Ｆpが小さくなり力積Ｌが減少する。従って、力積Ｌが下限値Ｌminよりも小さくなった場合には、第２シフト溝６６ｂが摩耗していることも考えられる。
【０１０４】
また、第２シフトフォーク６０ｂの破損または摩耗、ならびに第２シフトフォーク６０ｂに形成されている係合ピン６２ｂの破損または摩耗が発生した場合であっても、スプリング４４ｂが弾性変形しない、或いはスプリング４４ｂの変形量が正常時よりも減少することで、力積Ｌが下限値Ｌminよりも小さくなる。
【０１０５】
このことから、異常判定部１２２は、第２切替機構３４ｂの切替過渡期（シフトバレル６４の回転中）に算出される力積Ｌが、正常範囲の下限値Ｌminよりも小さい場合、第２切替機構３４ｂのスプリング４４ｂの破損、シフトバレル６４の第２シフト溝６６ｂの摩耗、第２シフトフォーク６０ｂの破損または摩耗、第２シフトフォーク６０ｂに形成されている係合ピン６２ｂの破損または摩耗、の何れかが発生したものと判定する。
【０１０６】
また、異常判定部１２２は、算出された力積Ｌが正常範囲の上限値Ｌmaxよりも大きい場合、ハブスリーブ３８の摩耗によるハブスリーブ３８と第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂとの間の摺動抵抗の増加、または、第２切替機構３４ｂのスプリング４４ｂが戻らなくなる不具合の何れかが発生したものと判定する。
【０１０７】
例えばハブスリーブ３８が摩耗することで、第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリングｂがハブスリーブ３８に対して傾く場合がある。このとき、ハブスリーブ３８と第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂとの間の摺動抵抗が増加する。このような場合には、第２シフトフォーク６０ｂを移動するのに必要な力が増加することから、第２切替機構３４ｂの移動中のピストン反力Ｆpが正常時よりも増加する。従って、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替過渡期に算出される力積Ｌが上限値Ｌmaxよりも大きくなる。
【０１０８】
また、スプリング４４ｂが戻らなくなる不具合が発生した場合には、スプリング４４ｂの弾性復帰力が通常よりも大きくなり、ピストン反力Ｆｐが正常時よりも増加する場合がある。このような場合には、第２切替機構３４ｂの切替過渡期に算出される力積Ｌが上限値Ｌmaxよりも大きくなる。
【０１０９】
図１０は、例えばハブスリーブ３８と第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂとの間の摺動抵抗が増加した場合の、第２切替機構３４ｂの切替過渡期におけるピストン反力Ｆpと時間との関係を示している。図１０において、実線が正常時のピストン反力Ｆpと時間との関係を示し、破線が、異常が発生した場合のピストン反力Ｆpと時間との関係を示している。図１０の破線で示すように、摺動抵抗が増加することで、ピストン反力Ｆpが正常時よりも大きくなっている。従って、図１０において斜線を施した面積分だけ力積Ｌが増加する。
【０１１０】
このことから、異常判定部１２２は、第２切替機構３４ｂの切替過渡期（シフトバレル６４の回転中）に算出される力積Ｌが、正常範囲の上限値Ｌmaxよりも大きい場合、ハブスリーブ３８の摩耗によるハブスリーブ３８と第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂとの間の摺動抵抗の増加、または、第２切替機構３４ｂのスプリング４４ｂが戻らなくなる不具合の何れかが発生したものと判定する。
【０１１１】
上記のように、異常判定部１２２は、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替過渡期に算出された力積Ｌが正常範囲(Ｌmin〜Ｌmax)を外れた場合において、その力積Ｌが正常範囲の上限値Ｌmaxよりも大きい（Ｌ＞Ｌmax）か、または、力積Ｌが下限値Ｌminよりも小さい（Ｌ＜Ｌmin）かに基づいて、異常が発生した原因を特定する。
【０１１２】
また、異常判定部１２２は、第２切替機構３４ｂの切替過渡期に算出される力積Ｌから、異常が発生した原因をさらに絞り込むこともできる。例えば、異常が発生した原因として、スプリング４４ｂが１個破損した場合、スプリング４４ｂが２個破損した場合、シフトバレル６４の第２シフト溝６６ｂが摩耗した場合、第２シフトフォーク６０ｂが破損または摩耗した場合、係合ピン６２ｂが破損または摩耗した場合、ハブスリーブ３８と第１ドグリング４０ｂおよび第２ドグリング４２ｂとの間の摺動抵抗が増加した場合、およびスプリング４４ｂが戻らない不具合が発生した場合など、異常の原因となる事案の各々について、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替過渡期に取り得る力積Ｌの範囲が、予め実験的または設計的に求められて記憶されている。異常判定部１２２は、第２切替機構３４ｂの遮断状態への切替過渡期に算出された力積Ｌが、上記異常が発生した原因の事案毎に設定されている力積Ｌの範囲内にあるものを全て抽出し、抽出された事案を異常の原因として特定する。なお、力積Ｌの値によっては、抽出された事案が複数存在し、この場合には、該当する複数の異常の原因の何れかと特定される。
【０１１３】
また、上記は、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトを一例にして説明されているが、異常判定部１２２は、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段へのアップシフト以外の変速においても上述した異常判定を実行する。例えば、２速ギヤ段２ｎｄから３速ギヤ段３ｒｄへのアップシフトの場合には、第１切替機構３４ａが遮断状態に切り替えられる。このとき、第１シフトフォーク６０ａが移動することで、第１切替機構３４ａのスプリング４４ａが弾性変形させられる。従って、２速ギヤ段２ｎｄから３速ギヤ段３ｒｄへのアップシフトにおいて、異常判定部１２２による異常判定を実行することで、第１切替機構３４ａの位置が定まらなくなる変速機１０の異常の発生を判定できる。また、力積Ｌに基づいて、第１切替機構３４ａのスプリング４４ａの破損、第１シフトフォーク６０ａの破損または摩耗、第１シフトフォーク６０ａに形成される係合ピン６２ａの破損または摩耗など、異常の原因を特定することもできる。また、他の変速段へのアップシフトまたはダウンシフトにおいても異常判定部１２２による異常判定を実行することで、切替機構３４の位置が定まらなくなる異常が検出されるとともに、異常の原因についても適宜特定される。
【０１１４】
図１１は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわち変速機１０の変速中に異常の発生を判定する制御作動を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、車両走行中において繰り返し実行される。
【０１１５】
先ず、異常判定部１２２の制御機能に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略）において、変速機１０の変速が実行されるかが判断される。Ｓ１が否定される場合、本ルーチンは終了させられる。Ｓ１が肯定される場合、異常判定部１２２の制御機能に対応するＳ２において、変速開始時点から、変速中に遮断状態に切り替えられる切替機構３４に嵌合するシフトフォーク６０がニュートラル位置ＰＮに移動するまでの間の、シフトバレル６４の回転角θbrlの範囲において力積Ｌが算出される。異常判定部１２２の制御機能に対応するＳ３では、Ｓ２で算出された力積Ｌが正常範囲（Ｌmin〜Ｌmax）内にあるかが判定される。Ｓ３が肯定される場合、異常判定部１２２の制御機能に対応するＳ４において、変速機１０が正常、すなわち第２切替機構３４ｂおよび第２切替機構３４ｂを作動させる機構が正常に作動するものと判定される。
【０１１６】
Ｓ３が否定される場合、切替機構３４の位置が定まらなくなる変速機１０の異常が発生したものと判定され、異常判定部１２２の制御機能に対応するＳ５において、力積Ｌが下限値Ｌminよりも小さいかが判定される。Ｓ５が肯定される場合、異常判定部１２２の制御機能に対応するＳ６において、切替機構３４の異常の原因として、スプリング４４の破損、シフトフォーク６０の破損または摩耗、係合ピン６２の破損まは摩耗、の何れかが発生したものと判断される。Ｓ５が否定される場合、すなわち力積Ｌが上限値Ｌmaxよりも大きい場合、異常判定部１２２の制御機能に対応するＳ７において、スプリング４４が戻らない、ハブスリーブ３８と第１ドグリング４０および第２ドグリング４２との間の摺動抵抗の増加、の何れかが発生したものと判断される。
【０１１７】
上述のように、本実施例によれば、シフトバレル６４の回転中に算出される力積Ｌが、予め設定されている正常範囲から外れた場合、変速機１０に異常が発生したものと判定されるため、異常を検出するためのセンサ等を設けることなく、変速機１０の異常を判定することができる。
【０１１８】
また、本実施例によれば、シフトバレル６４の回転中に算出される力積Ｌが、予め設定されている正常範囲よりも大きいか、または正常範囲よりも小さいかを判定することで、異常の原因を特定することができる。例えば、力積Ｌが正常範囲の下限値Ｌminよりも小さい場合には、スプリング４４の破損、シフトフォーク６０の破損または摩耗、シフトバレル６４の破損または摩耗、の何れかが発生したものと判断される。一方、力積Ｌが正常範囲の上限値Ｌmaxよりも大きい場合には、スプリング４４が弾性変形した状態から戻らなくなる不具合、切替機構３４とハブスリーブ３８との間の摺動抵抗の増加、の何れかが発生したものと判断される。
【０１１９】
また、本実施例によれば、変速機１０の変速中に切替機構３４が接続状態から遮断状態に切り替わる過渡期において、スプリング４４が弾性変形することでスプリング４４の弾性復帰力による反力が発生するため、このときの力積Ｌを算出することで、異常の発生を判定することができる。
【０１２０】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【０１２１】
前述の実施例では、変速機１０の変速中において、接続状態から遮断状態に切り替えられる側の切替機構３４の切替過渡期に算出される力積Ｌから異常を判定するものであった。本実施例では、変速機１０の変速時のシフトバレル６４の回転中に算出される力積Ｌ、具体的には、遮断状態から接続状態に切り替えられる切替機構３４が、遮断状態から接続状態に切り替わる過渡期に算出される力積Ｌに基づいて異常を判定する。以下、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップ変速を一例にして説明する。
【０１２２】
１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトにおいて、第２切替機構３４ｂが図４（ｂ）に示す状態になると、次いで、第１切替機構３４ａが図４（ｃ）に示す位置に移動する。通常の変速では、第１切替３４ａが軸方向に移動する過渡期において、第１切替機構３４ａの第２噛合歯５３ａおよび第３噛合歯５４ａと第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが衝突しないように、第１切替機構３４ａの位置および移動速度が制御される。具体的には、第１切替機構３４ａの移動過渡期には、第２噛合歯５３ａおよび第３噛合歯５４ａの回転角および回転速度が、出力軸２２の回転角θoutおよび回転速度Ｎoutに基づいて算出され、第２ギヤ側ドグ歯３６ｂの回転角および回転速度が、カウンタ軸２０の回転角θconおよび回転速度Ｎconから算出される。さらに、これら回転角および回転速度から、第２噛合歯５３ａおよび第３噛合歯５４ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとの間の相対回転角および相対回転速度が算出され、算出された相対回転角および相対回転速度に基づいて、第１切替機構３４ａの移動過渡期にこれらの歯が衝突することなく第１切替機構３４ａが図４（ｃ）に示す位置まで移動するように、第１切替機構３４ａの位置および移動速度が制御される。
【０１２３】
これに対して、本実施例の切替制御部１５０（図５の括弧内を参照）は、第１切替機構３４ａを第２変速ギヤ３２ｂ側に移動させて遮断状態から接続状態に切り替える過渡期において、図１２に示すように第１切替機構３４ａの第２噛合歯５３ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとを衝突させ、第１切替機構３４ａの移動過渡期にスプリング４４ａを弾性変形させる。この場合には、第１切替機構３４ａの第２噛合歯５３ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとの間の相対回転角および相対回転速度に基づいて、第１切替機構３４ａの移動過渡期においてこれらの歯が衝突するように、第１切替機構３４ａの位置および移動速度が調整される。
【０１２４】
本実施例の異常判定部１５２（図５の括弧内を参照）は、第１切替機構３４ａが遮断状態から接続状態に切り替わる過渡期であって、第２噛合歯５３ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとが衝突し、第１切替機構３４ａのスプリング４４ａが弾性変形する過渡期の力積Ｌを算出し、算出された力積Ｌが、予め設定されている正常範囲内にあるかを判定する。
【０１２５】
異常判定部１５２は、力積Ｌが正常範囲（Ｌmin〜Ｌmax）内にある場合には、第１切替機構３４ａおよび第１切替機構３４ａを作動させる機構が正常に作動するものと判定する。
【０１２６】
一方、異常判定部１５２は、力積Ｌが正常範囲の下限値Ｌminよりも小さい場合には、第１切替機構３４ａのスプリング４４ａの破損、シフトバレル６４の第１シフト溝６６ａの摩耗、第１シフトフォーク６０ａの破損または摩耗、第１シフトフォーク６０ａに形成されている係合ピン６２ａの破損または摩耗の何れかが発生したものと判定する。
【０１２７】
また、異常判定部１５２は、力積Ｌが正常範囲の上限値Ｌmaxよりも大きい場合には、ハブスリーブ３８の摩耗によるハブスリーブ３８と第１ドグリング４０ａおよび第２ドグリング４２ａとの間の摺動抵抗の増加、または、第１切替機構３４ａのスプリング４４ａが戻らなくなる不具合の何れかが発生したものと判定する。
【０１２８】
上記は、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトを一例に説明されているが、他の変速段へのアップシフトおよびダウンシフトにおいても異常判定部１５２は、上述した異常判定を実行することができる。例えば、２速ギヤ段２ｎｄから３速ギヤ段へのアップシフトでは、第２切替機構３４ｂが接続状態に切り替えられる。このとき、第２切替機構３４ｂの移動過渡期において、第２切替機構３４ｂの第４噛合歯５５ｂと第３変速ギヤ３２ｃの第３ギヤ側ドグ歯３６ｃとが衝突させられ、スプリング４４ｂが弾性変形させられる。従って、２速ギヤ段２ｎｄから３速ギヤ段３ｒｄへのアップシフトにおいて、異常判定部１５２による異常判定を実行することで、第２切替機構３４ｂの位置が定まらなくなる変速機１０の異常の発生を判定できる。
【０１２９】
図１３は、本実施例の電子制御装置１４０（図５の括弧内を参照）の制御作動の要部、すなわち変速機１０の変速中に異常を判定する制御作動を説明するためのフローチャートである。
【０１３０】
先ず、異常判定部１５２に制御機能に対応するステップ１０において、変速中に接続状態に切り替えられる切替機構３４の第２噛合歯５３または第４噛合歯５５が変速ギヤ３２のギヤ側ドグ歯３６に衝突したかが判定される。Ｓ１０が否定される場合、本ルーチンが終了させられる。Ｓ１０が肯定される場合、異常判定部１５２の制御機能に対応するＳ２において、切替機構３４の第２噛合歯５３または第４噛合歯５５が変速ギヤ３２のギヤ側ドグ歯３６に衝突してスプリング４４の弾性変形が開始された時点から力積Ｌが算出される。異常判定部１５２の制御機能に対応するＳ３では、Ｓ２で算出された力積Ｌが正常範囲（Ｌmin〜Ｌmax）内にあるかが判定される。Ｓ３が肯定される場合、異常判定部１５２の制御機能に対応するＳ４において、切替機構３４および切替機構３４を作動する機構が正常に作動するものと判定される。
【０１３１】
Ｓ３が否定される場合、切替機構３４の位置が定まらなくなる変速機１０の異常が発生したものと判定され、異常判定部１５２の制御機能に対応するＳ５において、力積Ｌが下限値Ｌminよりも小さいかが判定される。Ｓ５が肯定される場合、異常判定部１５２の制御機能に対応するＳ６において、スプリング４４の破損、シフトフォーク６０の破損または摩耗、係合ピン６２の破損まは摩耗、の何れかが発生したものと判定される。Ｓ５が否定される場合、すなわち力積Ｌが上限値Ｌmaxよりも大きい場合、異常判定部１５２の制御機能に対応するＳ７において、スプリング４４が戻らない不具合、ハブスリーブ３８と第１ドグリング４０および第２ドグリング４２との間の摺動抵抗の増加、の何れかが発生したものと判定される。
【０１３２】
上述のように、本実施例によっても前述の実施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、変速機１０の変速中に遮断状態から接続状態に切り替わる切替機構３４の切替過渡期において、第２噛合歯５３または第４噛合歯５５とギヤ側ドグ歯３６とを衝突させ、スプリング４４を弾性変形させることでスプリング４４の弾性復帰力による反力が発生するため、このときの力積Ｌを検出することで、異常の発生を判定することができる。
【０１３３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１３４】
例えば、前述の各実施例は、必ずしも何れか一方のみを実施する必要はなく、各実施例を組み合わせて実施することもできる。例えば、１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフトにおいて、第２切替機構３４ｂが遮断状態に切り替わる過渡期において異常判定部１２２を実行し、その後の第１切替機構３４ａが接続状態に切り替わる過渡期において異常判定部１５２が実行されても構わない。
【０１３５】
また、前述の実施例では、例えば１速ギヤ段１ｓｔから２速ギヤ段２ｎｄへのアップシフト中に、第１切替機構３４ａの第２噛合歯５３ａと第２変速ギヤ３２ｂの第２ギヤ側ドグ歯３６ｂとを衝突させるものであったが、第１切替機構３４ａの第３噛合歯５４ａと第２ギヤ側ドグ歯３６ｂと衝突させるものであっても構わない。この場合には、第３噛合歯５４ａの斜面６８に変形または摩耗が生じていると、力積Ｌが正常時と比較して小さくなることから、力積Ｌが正常範囲の下限値Ｌminよりも小さい場合には、第３噛合歯５４ｂの斜面６８の変形または摩耗が異常の原因とされる。
【０１３６】
また、前述の実施例では、シフトバレル６４が、油圧式の第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂによって駆動させられていたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、電動モータによってシフトバレル６４が回転させられるものであっても構わない。この場合には、電動モータの電流値に基づいてシフトバレル６４に作用する反力の関連値が算出される。また、第１ピストン７６ａおよび第２ピストン７６ｂの直線運動が、ピニオン７２およびラック７４を介して回転運動に変換されているが、例えばウォームギヤなど直線運動を回転運動に変換する機構であれば特に限定されない。
【０１３７】
また、前述の実施例では、シフトバレル６４が回転するときに算出される力積Ｌから異常が判定されているが、必ずしも力積Ｌに限定されない。例えば、ピストン反力Ｆｐに加えて、ピストン７６ａ、７６ｂのストローク量を考慮して算出される仕事量に基づいて異常の発生を判定することもできる。要は、シフトバレル６４が回転するときにシフトバレルに作用する反力の関連値であれば、適宜適用することができる。
【０１３８】
また、前述の実施例では、変速機１０の変速中に異常の発生が判定されていたが、例えば１速ギヤ段１ｓｔで走行中において、接続状態にある第２切替機構３４ｂを一時的に図４（ｂ）に示す状態まで移動させ、そのときの力積Ｌを算出して異常の発生を判定することもできる。このように、異常の判定は、必ずしも変速機１０の変速中に限定されず、走行に影響を及ぼさない範囲において適宜実行されても構わない。
【０１３９】
また、前述の実施例では、変速機１０は、４個のギヤ対２８ａ〜２８ｄを備え、前進４段の変速可能に構成されていたが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、６個のギヤ段および３個の切替機構３４を備え、前進６段の変速が可能な変速機であっても本発明を適用することができる。要は、複数個のギヤ対および複数個の切替機構を備え、複数のギヤ段に変速可能な変速機であれば、本発明を適宜適用することができる。
【０１４０】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１０：車両用変速機
２２：出力軸（シャフト）
３２ａ〜３２ｄ：変速ギヤ
３４ａ、３４ｂ：第１、第２切替機構
３６ａ〜３６ｄ：第１〜第４ギヤ側ドグ歯（ギヤ側噛合歯）
４０ａ、４０ｂ：第１ドグリング（第１リング、第２リング）
４２ａ、４２ｂ：第２ドグリング（第１リング、第２リング）
４４ａ、４４ｂ：スプリング（弾性部材）
５２ａ、５２ｂ：第１噛合歯（第１の噛合歯）
５３ａ、５３ｂ：第２噛合歯（第２の噛合歯）
５４ａ、５４ｂ：第３噛合歯（第１の噛合歯）
５５ａ、５５ｂ：第４噛合歯（第２の噛合歯）
６０ａ、６０ｂ：第１、第２シフトフォーク
６４：シフトバレル
１００、１４０：電子制御装置（制御装置）
１２２、１５２：異常判定部
【図１】
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【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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