(57)【要約】      （修正有）【課題】変速時にスリーブを移動させてドグクラッチに係合させる場合、スリーブと遊転ギヤとの間の差回転数を大きく減少させず迅速に変速動作を可能とする自動変速機用ドグクラッチ制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、第一推力荷重でスリーブを移動させ、高歯の先端部がクラッチ前歯の先端部に位置した第一ストローク位置に到達すると、スリーブへの付勢力を、第二推力荷重とし、高歯の先端部とクラッチ後歯の先端部とが当接しスリーブの移動が停止すると、ストローク位置センサの検出データに基づき高歯の先端部をクラッチ後歯の先端部から予め設定した距離Ｌ離間した位置に位置させるように、予め設定した離間時間Ｔだけ軸動装置をフィードバック制御した後に、高歯の先端部が第二ストローク位置を超えて変位可能である第三推力荷重をスリーブに付与する離間リトライ制御を、高歯の先端部が第二ストローク位置を越えるまで繰り返し実行する。【選択図】図７
2015086937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機の入力軸およ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、前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に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、前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置、前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出して形成され前記スリーブの軸動に応じて前記スプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部、および前記スリーブの前記軸線方向の移動位置を検出するストローク位置センサを有し、
前記スプラインは、複数の高歯が残りの低歯より歯丈が高く形成され、
前記ドグクラッチ部は、前記高歯と同数であり外径が前記高歯の内径より大きくかつ前記低歯の内径より小さいクラッチ前歯が、前記高歯と対応する位置で前記ドッグクラッチ部の前端面から前記ドグクラッチ部の後端位置まで延在して形成され、
前記スプラインの歯溝と噛合可能なクラッチ後歯が、前記ドグクラッチ部の前記前端面より所定量後退した位置から前記ドグクラッチ部の前記後端位置まで延在して形成されているドグクラッチ変速機構と、
前記ストローク位置センサの検出位置に基づいて前記軸動装置を制御し、前記スリーブを予め設定された複数の推力荷重で移動させる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
第一推力荷重で前記スリーブを前記ドグクラッチ部側へ付勢して移動させ、前記高歯の先端部が前記クラッチ後歯方向へ変位して前記クラッチ前歯の先端部に位置した第一ストローク位置に到達すると、前記スリーブへの付勢力を、前記高歯の先端部が前記クラッチ後歯の先端部に変位可能である第二推力荷重とし、
前記第二推力荷重で付勢される前記高歯の先端部と前記クラッチ後歯の先端部とが当接し前記スリーブの前記クラッチ後歯方向への移動が停止すると、前記ストローク位置センサの検出データに基づき前記高歯の先端部を前記クラッチ後歯の先端部から予め設定した距離離間した位置に位置させるように、予め設定した離間時間だけ前記軸動装置をフィードバック制御した後に、前記高歯の先端部が前記クラッチ後歯の先端部に位置した第二ストローク位置を超えて変位可能である第三推力荷重を前記スリーブに付与する離間リトライ制御を、前記高歯の先端部が前記第二ストローク位置を越えるまで繰り返し実行する自動変速機用ドグクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記離間時間の長さを、前記スリーブと前記ドグクラッチ部との間の差回転数に基づき設定する請求項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】
前記制御装置は、前記高歯の先端部が、前記ドグクラッチ部の前記クラッチ後歯の先端部と当接後、前記ドグクラッチ部から離間する方向に弾かれた場合、前記第三推力荷重よりも大きな第四推力荷重を前記弾かれた直後に前記スリーブに付与する請求項１または２に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記高歯が前記第二ストローク位置を越えた場合、前記スリーブに前記第三推力荷重より大きな第五推力荷重を付与する請求項１乃至３のいずれか１項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、エンジンや電動モータなど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。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、回転軸と平行に設けられたカウンタ軸に形成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。この方式の変速機では、回転軸と一体回転し軸線方向に移動可能なスリーブと回転軸上で遊転可能な遊転ギヤとを回転軸に並設している。そして、スリーブを軸線方向に移動させスリーブのスプラインを遊転ギヤのドグクラッチ歯に係合させて遊転ギヤとスリーブ（回転軸）と、を一体回転させるものである。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。そこで、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、所望の変速動作を行なうことができる。
【０００３】
しかしながら、上記の変速動作においては、スリーブの遊転ギヤへの押付のタイミングによっては、スリーブと遊転ギヤとの噛合が良好に行なえない場合がある。このような場合にスリーブと遊転ギヤとを良好に噛合させるため、遊転ギヤ側へ押付けていたスリーブのトルクを一旦減じ、その後、改めて大きなトルクで遊転ギヤ側に押付ける技術が特許文献１に開示されている。特許文献１には、遊転ギヤ側へ押付けていたスリーブのトルクを一旦減じることによって、スリーブのスプラインの先端部と遊転ギヤのドグクラッチ歯の先端部とが当接して一体的に回転する状態を脱し、再びスリーブと遊転ギヤとの間に差回転数を発生させることができると記載されている。これにより、スリーブと遊転ギヤとは成り行きで係合し易くなるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特願２０１３−１５７８９４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される方法では、スリーブの付勢トルクを減じることによって、スリーブと遊転ギヤとの間の差回転数を、付勢トルクを減じる前の状態に対して相対的に増加させてはいるが、スリーブの先端部は常にドグクラッチ歯の先端部に当接している。このため、回転軸の慣性力のみによって回転されるスリーブの回転数は、スリーブとドグクラッチ歯との間の摩擦によって、駆動輪に連結され強制的に回転されるドグクラッチ歯の回転数に急速に近づいていく。これにより、両者の間の差回転数は小さくなり迅速にスリーブと遊転ギヤとを係合させて変速することが困難となる。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、変速時にスリーブを移動させてドグクラッチに係合させる場合、スリーブと遊転ギヤとの間の差回転数を大きく減少させず迅速に変速動作を可能と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に係る自動変速機用ドグクラッチ制御装置は、自動変速機の入力軸およ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、前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に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、前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置、前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出して形成され前記スリーブの軸動に応じて前記スプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部、および前記スリーブの前記軸線方向の移動位置を検出するストローク位置センサを有し、前記スプラインは、複数の高歯が残りの低歯より歯丈が高く形成され、前記ドグクラッチ部は、前記高歯と同数であり外径が前記高歯の内径より大きくかつ前記低歯の内径より小さいクラッチ前歯が、前記高歯と対応する位置で前記ドッグクラッチ部の前端面から前記ドグクラッチ部の後端位置まで延在して形成され、前記スプラインの歯溝と噛合可能なクラッチ後歯が、前記ドグクラッチ部の前記前端面より所定量後退した位置から前記ドグクラッチ部の前記後端位置まで延在して形成されているドグクラッチ変速機構と、前記ストローク位置センサの検出位置に基づいて前記軸動装置を制御し、前記スリーブを予め設定された複数の推力荷重で移動させる制御装置と、を備え、前記制御装置は、第一推力荷重で前記スリーブを前記ドグクラッチ部側へ付勢して移動させ、前記高歯の先端部が前記クラッチ後歯方向へ変位して前記クラッチ前歯の先端部に位置した第一ストローク位置に到達すると、前記スリーブへの付勢力を、前記高歯の先端部が前記クラッチ後歯の先端部に変位可能である第二推力荷重とし、前記第二推力荷重で付勢される前記高歯の先端部と前記クラッチ後歯の先端部とが当接し前記スリーブの前記クラッチ後歯方向への移動が停止すると、前記ストローク位置センサの検出データに基づき前記高歯の先端部を前記クラッチ後歯の先端部から予め設定した距離離間した位置に位置させるように、予め設定した離間時間だけ前記軸動装置をフィードバック制御した後に、前記高歯の先端部が前記クラッチ後歯の先端部に位置した第二ストローク位置を超えて変位可能である第三推力荷重を前記スリーブに付与する離間リトライ制御を、前記高歯の先端部が前記第二ストローク位置を越えるまで繰り返し実行する。
【０００８】
このように、制御装置は、スリーブの高歯の先端部とドグクラッチ部のクラッチ後歯の先端部とが当接されると、スリーブがクラッチ後歯から予め設定された距離離間するように離間時間だけフィードバック制御する。これにより、スリーブとドグクラッチ部との間の摩擦によって両者のうち慣性力のみによって回転される側の回転数が、駆動輪に強制回転される側の回転数に急速に同期される虞はない。よって、以後、ドグクラッチ部の方向にスリーブを第三推力荷重で付勢し、ドグクラッチ部との噛合を試みる際、スリーブとドグクラッチ部との間に残存する大きな差回転数によってスリーブとドグクラッチ部とを迅速に噛合させ変速を完了させることができる。
【０００９】
請求項２に係る請求項１に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置では、前記制御装置は、前記離間時間の長さを、前記スリーブと前記ドグクラッチ部との間の差回転数に基づき設定する。
【００１０】
これにより、たとえば差回転数が大きいときには、離間時間を短くし、差回転数が小さいときには、離間時間を長くする等により、スリーブの各歯溝を、所望のドグクラッチ部の各クラッチ後歯に良好に噛合させることができ変速が迅速に行える。
【００１１】
請求項３に係る請求項１または２に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置は、前記高歯の先端部が、前記ドグクラッチ部の前記クラッチ後歯の先端部と当接後、前記ドグクラッチ部から離間する方向に弾かれた場合、前記第三推力荷重よりも大きな第四推力荷重を前記弾かれた直後に前記スリーブに付与する。
【００１２】
これにより、弾かれた後、スリーブはすぐに大きな第四推力荷重で付勢されドグクラッチ部方向へ押し戻されて、スリーブの各歯溝を、ドグクラッチ部の各クラッチ後歯に噛合させて迅速に変速が行える。
【００１３】
請求項４に係る請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置は、前記制御装置は、前記高歯が前記第二ストローク位置を越えた場合、前記スリーブに前記第三推力荷重より大きな第五推力荷重を付与する。
【００１４】
これにより、スリーブの各歯溝を、迅速にドグクラッチ部の各クラッチ後歯に噛合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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】ドグクラッチ変速機構の一部の分解斜視図である。
【図４】クラッチリングの正面図である。
【図５】クラッチハブの正面図である。
【図６】スリーブの正面図である。
【図７】制御装置のブロック図である。
【図８】ドグクラッチ部位置に対するスリーブ位置の関係を示す図である。
【図９】スリーブに付与される推力荷重およびスリーブストロークと経過時間との関係を示す図である。
【図１０】軸動装置の推力荷重制御全体を示すフローチャートＡである。
【図１１】図１０に示す第一制御部のフローチャートＡ１である。
【図１２】図１０に示す第二制御部のフローチャートＡ２である。
【図１３】図１０に示す第三制御部のフローチャートＡ３である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜概要＞
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。車両Ｍは、図１に示すように、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、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、およ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。
【００１７】
クラッチ１２は、制御装置（ＥＣＵ）１０の指令に応じて自動で断接されるように構成されている。自動変速機１３は、ドグクラッチ変速機構を組み込んで例えば前進６段、後進１段を自動的に選択するものである。ディファレンシャル装置１４は、ファイナルギヤおよ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。
【００１８】
＜自動変速機用ドグクラッチ制御装置＞
自動変速機１３は、図２に示すように、ケーシング２２、入力シャフト２４（本発明の回転軸および入力軸に相当する）、第１入力ギヤ２６、第２入力ギヤ２８、第３クラッチリング３０（第３入力ギヤ）、第４クラッチリング３２（第４入力ギヤ）、クラッチハブ３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ３８，３８、軸動装置４０、出力シャフト４２（本発明の出力軸に相当する）、第１クラッチリング４４（第１出力ギヤ）、第２クラッチリング４６（第２出力ギヤ）、第３出力ギヤ４８および第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４４（第１出力ギヤ）、第２クラッチリング４６（第２出力ギヤ）、クラッチハブ３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ（図略）、軸動装置（図略）等により第１のドグクラッチ変速機構が構成される。また、第３クラッチリング３０（第３入力ギヤ）、第４クラッチリング３２（第４入力ギヤ）、クラッチハブ３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ３８，３８、および軸動装置４０等により第２のドグクラッチ変速機構が構成される。また、第１および第２のドグクラッチ変速機構と制御装置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。
【００１９】
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、および本体２２ａ内を入力シャフト２４（入力軸）の軸線方向に区画する第２壁２２ｃを含んで構成されている。なお、以降において、軸線方向といった場合は、入力軸の軸線方向のことをいうものとする。
【００２０】
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（図２における左端）が、軸受２２ｂ１を介して第１壁２２ｂに軸承されている。また、入力シャフト２４の他端（図２における右端）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の出力軸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。なお、本実施形態における入力シャフト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。
【００２１】
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３０（第３入力ギヤ）、および第４クラッチリング３２（第４入力ギヤ）が設けられている。第１および第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（遊転自在）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（遊転自在）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３４がスプライン嵌合等で相対回転不能に固定されている。第３入力ギヤ３０（第３クラッチリング）は、後述の第３出力ギヤ４８と噛合し、第４入力ギヤ３２（第４クラッチリング）は、後述の第４出力ギヤ５０と噛合する。
【００２２】
ケーシング２２には入力シャフト２４と平行に出力シャフト４２（出力軸）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（図２において左端）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（図２において右端）が軸受２２ｃ２を介して第２壁２２ｃに軸承されている。
【００２３】
出力シャフト４２には、第１クラッチリング４４（第１出力ギヤ）、第２クラッチリング４６（第２出力ギヤ）、第３出力ギヤ４８、第４出力ギヤ５０および第５出力ギヤ５２が設けられている。第１クラッチリング４４（第１出力ギヤ）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４６（第２出力ギヤ）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３０（第３入力ギヤ）と噛合するものであり、外周面には第３クラッチリング３０（第３入力ギヤ）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３２（第４入力ギヤ）と噛合するものであり、外周面には第４クラッチリング３２（第４入力ギヤ）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。
【００２４】
第１クラッチリング４４と第２クラッチリング４６との間には、これらと隣接してクラッチハブ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およびクラッチハブ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およびクラッチハブ３４と同様である。第３出力ギヤ４８、第４出力ギヤ５０および第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。
【００２５】
なお、入力シャフト２４の第２のドグクラッチ変速機構と出力シャフト４２の第１のドグクラッチ変速機構とは同様の構成なので、入力シャフト２４の第２のドグクラッチ変速機構を代表して説明する。
【００２６】
＜第２のドグクラッチ変速機構＞
入力シャフト２４とスプライン嵌合（図略）によって一体回転可能に支持されるクラッチハブ３４は、図３および図５に示すように、平歯車状に形成され、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、スリーブ３６の高歯３６ａ１および低歯３６ａ２が、噛合可能な深さの噛合溝３４ａ１、３４ａ２に対応して形成されている。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３６ａ（スプライン）がスライド自在に係合される。
【００２７】
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（スプライン）は、図３および図６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とを備えている。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。
【００２８】
図６に示すように、スリーブ３６の高歯３６ａ１および低歯３６ａ２の第３および第４クラッチリング３０，３２にそれぞれ対向する両端面（前端面３６ａ４，３６ａ４）において、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がそれぞれ形成されている。これによって、後述する第３、第４クラッチリング３０，３２のドグクラッチ歯との衝突による衝撃で角部が欠落することはない。
【００２９】
隣り合う高歯３６ａ１と低歯３６ａ２との間、および隣り合う低歯３６ａ２同士の間には歯溝３６ａ５が形成されている。これらの歯溝３６ａ５には、第３クラッチリング３０のクラッチ前歯およびクラッチ後歯（いづれも図略）が嵌合する。また、同様に、後述する第４クラッチリング３２のクラッチ前歯３２ｂ１およびクラッチ後歯３２ｂ２が嵌合する。スリーブ３６の高歯３６ａ１および低歯３６ａ２は、前述したようにクラッチハブ３４の噛合溝３４ａ１、３４ａ２にスライド可能に係合する。
【００３０】
入力シャフト２４にはクラッチハブ３４の両側に隣接して第３クラッチリング３０および第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４クラッチリング３２についてのみ代表して説明する。
【００３１】
第４クラッチリング３２は、入力シャフト２４に、図略のベアリングを介して相対回転自在かつ回転軸線ＣＬ方向へ相対移動不能に設けられている。つまり、第４クラッチリング３２の外周面に形成された第４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４クラッチリング３２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４ドグクラッチ部３２ａが形成されている。第４ドグクラッチ部３２ａ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３２ｂが形成されている。ドグクラッチ歯３２ｂは、歯丈の異なる２種類のクラッチ前歯３２ｂ１およびクラッチ後歯３２ｂ２を備えている。また、ドグクラッチ歯３２ｂ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。
【００３２】
クラッチ前歯３２ｂ１は、円周方向に１８０度回転した対向位置に一対（２本）設けられている。クラッチ前歯３２ｂ１は、歯先円の外径が、スリーブ３６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３２ｂ１は、噛合部を構成する第４ドグクラッチ部３２ａの前端面ＦＥより回転軸線ＣＬ方向に第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥまで延在して形成される。クラッチ前歯３２ｂ１の前端面３２ｂ５とクラッチ前歯３２ｂ１のスリーブ３６と噛合する側の両側面３２ｂ９との間には、回転方向に対して４５度傾斜する第１面取部３２ｂ３がそれぞれ形成されている。第４クラッチリング３２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３２ｂ１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３２ｂ１のスリーブ３６側の前端面３２ｂ５および第１面取部３２ｂ３を含んで、クラッチ前歯３２ｂ１の先端部が構成される。
【００３３】
クラッチ後歯３２ｂ２は、図３および図４に示すように、２本のクラッチ前歯３２ｂ１間に等間隔で各５本ずつ合計１０本配設されている。そして、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３２ｂ２は、噛合部を構成する第４ドグクラッチ部３２ａの前端面ＦＥから回転軸線ＣＬ方向に所定量ｔ後退した位置から第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥまで延在して形成される。
【００３４】
クラッチ後歯３２ｂ２の前端面３２ｂ６とクラッチ後歯３２ｂ２のスリーブ３６と噛合する側の両側面３２ｂ７との間には、回転方向に４５度傾斜する第２面取部３２ｂ４が設けられている。第４クラッチリング３２に対してスリーブ３６が相対回転しながら接近し、第４クラッチリング３２の所定量ｔ後退した位置まで高歯３６ａ１および低歯３６ａ２が進入すると、クラッチ後歯３２ｂ２はスリーブの高歯３６ａ１および低歯３６ａ２と係合を開始する。クラッチ後歯３２ｂ２がスリーブの高歯３６ａ１および低歯３６ａ２と係合することにより、スリーブ３６と第４クラッチリング３２との間では、大きな回転トルクを安全かつ確実に伝達できる。クラッチ後歯３２ｂ２のスリーブ３６側の前端面３２ｂ６および第２面取部３２ｂ４を含んで、クラッチ後歯３２ｂ２の先端部が構成される。
【００３５】
また、スリーブ３６の先端部（高歯３６ａ１の前端面３６ａ４）の位置を検出する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。
【００３６】
図２に示す軸動装置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る。軸動装置４０は、スリーブ３６を付勢し第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から反力が加わるとスリーブ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】
軸動装置４０は、図２に示すように、フォーク４０ａ、フォークシャフト４０ｂおよび駆動装置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に入力軸の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（図２における左端）が軸受２２ｂ３を介して第１壁２２ｂに支承されている。また、フォークシャフト４０ｂの他端（図２における右端）側がブラケット４０ｄに固定されている。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。また、ブラケット４０ｄは、ナット部材４０ｆに相対回転不能に固定されている。ナット部材４０ｆは駆動装置４０ｃを備えた駆動シャフト４０ｈに進退可能に螺合されている。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。
【００３８】
駆動装置４０ｃは、リニアアクチュエータ４０ｉ（図７参照）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４０ｉ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、内周方向に複数のコイルをステータ（図略）として配設させた円筒状のケーシングと、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。
【００３９】
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およびフォークシャフト４０ｂを所定の推力荷重で往復動させるとともに、任意の位置に位置決めする。また、この駆動装置４０は、駆動シャフト４０ｈ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。
【００４０】
フォークシャフト４０ｂの第１壁２２ｂ付近には、ディテント機構５８が設けられている。ディテント機構５８は、図略のばねによってフォークシャフト４０ｂを軸線と直交する方向に付勢するストッパ５８ａを備えている。ストッパ５８ａは、フォークシャフト４０ｂの表面上に軸線と直行するように複数形成された三角溝５９に係合されている。これにより、フォークシャフト４０ｂの軸線方向の移動を、任意の位置で停止させ位置決め可能としている。
【００４１】
なお、本実施形態では、駆動装置としてボールねじ式リニアアクチュエータを採用した。しかし、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に押圧している際、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。
【００４２】
＜制御装置＞
制御装置１０は、図７に示すように、記憶部１６、演算部１８および制御部２０を有している。記憶部１６は、入力部であるストローク位置センサ３８が検出したスリーブ３６の先端部（高歯３６ａ１の前端面３６ａ４）の位置信号を取得し記憶する。
【００４３】
演算部１８は、記憶部１６からスリーブ３６の先端部（高歯３６ａ１の前端面３６ａ４）の位置信号を取得する。そして、スリーブ３６の先端部と、第４ドグクラッチ部３２ａのクラッチ前歯３２ｂ１の先端部、クラッチ後歯３２ｂ２の先端部および第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥとの相対位置を演算するとともに、演算結果である相対位置信号を記憶部１６に逐次送信する。ただし、このとき、相対位置信号ではなく、第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥの絶対位置を元に、スリーブ３６をストロークさせたい絶対位置（例えば、後述する第一および第二ストローク位置Ｓ１、Ｓ２等）を演算し、当該演算結果を記憶部１６に送信してもよい。その場合には、以降に説明する制御部２０では、ストローク位置センサ３８が検出した実際の検出値を第一および第二ストローク位置Ｓ１、Ｓ２の絶対位置と比較してスリーブ３６のストロークの制御を行なえばよい。
【００４４】
制御部２０は、記憶部１６から相対位置信号を受信し、当該受信した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４０ｉの推力荷重値および位置を制御する。なお、制御部２０は、スリーブ３６の先端部（高歯３６ａ１の前端面３６ａ４）の位置に応じて、それぞれ推力荷重値および位置を制御する第一、第二および第三制御部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを有している。
【００４５】
＜第一制御部＞
第一制御部２０ａでは、スリーブ３６のストローク位置をあらわす図８に示すように、制御開始位置Ｓ０から第一ストローク位置Ｓ１までの間で制御を実行する。以後、制御開始位置Ｓ０から第一ストローク位置Ｓ１までの間の領域を１段目歯領域と称す。制御が開始されると、第一制御部２０ａは、制御開始位置Ｓ０（図９参照）から第一推力荷重Ｆ１でスリーブ３６を付勢し第４ドグクラッチ部３２ａ側へ移動させる。
【００４６】
ここで、第一ストローク位置Ｓ１とは、図８に示すように、クラッチ前歯３２ｂ１の第１面取部３２ｂ３と側面３２ｂ９との境界より若干、第４クラッチリング３２側に進入した位置とする。つまり、第一ストローク位置Ｓ１に到達したということは、スリーブ３６の高歯３６ａ１および第４クラッチリング３２のクラッチ前歯３２ｂ１の各先端部同士が当接して所定の差回転を有しながら連れ回りされる、もしくは両者の間の摩擦力により差回転がなくなり一体的に回転される、ということがない領域に到達したことを意味する。また、スリーブ３６の高歯３６ａ１が、クラッチ前歯３２ｂ１のスリーブ３６側の前端面３２ｂ５および第１面取部３２ｂ３に衝突し、移動方向とは逆の方向に弾かれることのない領域に到達したことを意味する。
【００４７】
上記において、第一推力荷重Ｆ１は、それまで停止していた軸動装置４０を始動させるのに十分大きな推力荷重であるものとする。そして、スリーブ３６の先端部（前端面３６ａ４）が第一ストローク位置Ｓ１に到達するまでの間において、制御開始から図略のタイマによって計測した時間が、予め設定された制御時間Ｔ１を経過した場合には、第一推力荷重Ｆ１を高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）をクラッチ前歯３２ｂ１の先端部（前端面３２ｂ５および第１面取部３２ｂ３を含む部位）に向かって変位可能とする推力荷重Ｆ２に減少させる（図９参照）。
【００４８】
そして、スリーブ３６の先端部（前端面３６ａ４）が第一ストローク位置Ｓ１に到達するまでの間において、スリーブ３６の先端部が、クラッチ前歯３２ｂ１の先端部のうち前端面３２ｂ５および第１面取部３２ｂ３に当接し、スリーブ３６の第４ドグクラッチ部３２ａ方向への移動が停止した場合には、スリーブ３６に付与する推力荷重を微弱な推力荷重Ｆ３に変更する（図略）。これにより、スリーブ３６と第４ドグクラッチ部３２ａとの間の摩擦力が低減され、両者の間には確実に差回転が生じる。このため、やがて成り行きによって、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）がクラッチ前歯３２ｂ１の周方向側方に係入され第一ストローク位置Ｓ１に到達する。
【００４９】
しかし、スリーブ３６の先端部が、クラッチ前歯３２ｂ１の先端部のうち前端面３２ｂ５および第１面取部３２ｂ３に衝突し、スリーブ３６の付勢方向とは反対の方向に弾かれた場合には、弾かれる直前までスリーブ３６に付与されていた推力荷重（例えば、第一推力荷重Ｆ１）よりも大きな第４ドグクラッチ部３２ａ方向への推力荷重Ｆ４をスリーブ３６に付与する（図略）。これにより、スリーブ３６を迅速に第４ドグクラッチ部３２ａ方向に反転させることができ、短時間での変速の実現に寄与する。
【００５０】
そして、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）が第４ドグクラッチ部３２ａ方向へ変位してクラッチ前歯３２ｂ１の先端部に位置した第一ストローク位置Ｓ１に到達すると、第二制御部２０ｂによってスリーブ３６を制御する。
【００５１】
＜第二制御部＞
第二制御部２０ｂは、図８に示すように、スリーブ３６の先端部（前端面３６ａ４）が第一ストローク位置Ｓ１を越えてからクラッチ後歯の先端部に位置する第二ストローク位置Ｓ２に到達するまでの間を制御する制御部である。以後、第一ストローク位置Ｓ１から第二ストローク位置Ｓ２までの間の領域を２段目歯領域と称す。第二ストローク位置Ｓ２は、クラッチ後歯３２ｂ２の第２面取部３２ｂ４と側面３２ｂ７との境界より若干、第４クラッチリング３２側に進入した位置とする。つまり、第二ストローク位置Ｓ２に到達したということは、スリーブ３６の先端部（前端面３６ａ４）が、クラッチ後歯３２ｂ２のスリーブ３６側の前端面３２ｂ６および第２面取部３２ｂ４に衝突し、移動方向とは逆の方向に弾かれることのない領域に到達したことを意味する。
【００５２】
第二制御部２０ｂでは、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）が変位して第一ストローク位置Ｓ１を越えると、スリーブ３６への付勢力を、第二推力荷重Ｆ５に変更する。第二推力荷重Ｆ５は、高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）をクラッチ後歯３２ｂ２の先端部に向かって変位可能とするとともに、推力荷重Ｆ２よりも小さな推力荷重である。第二推力荷重Ｆ５は、高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、クラッチ後歯３２ｂ２の前端面３２ｂ６および第２面取部３２ｂ４に到達し衝突したときに、大きく弾かれることのない大きさの推力荷重である。また、第二推力荷重Ｆ５は、高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、クラッチ後歯３２ｂ２の前端面３２ｂ６および第２面取部３２ｂ４に到達したときに、クラッチ後歯３２ｂ２と相対回転せずに一体になって回転することのない大きさの推力荷重である。
【００５３】
第二制御部２０ｂでは、スリーブ３６が第二推力荷重Ｆ５で付勢されスリーブ３６の先端部（前端面３６ａ４）が、クラッチ後歯３２ｂ２の前端面３２ｂ６または第２面取部３２ｂ４に当接し、スリーブ３６の第４クラッチリング３２方向への移動が停止した場合に離間リトライ制御を実行する。図９に示すように、離間リトライ制御では、フィードバック制御によってスリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）の位置をクラッチ後歯３２ｂ２の先端部の前端面３２ｂ６から予め設定した距離Ｌだけ、予め設定した離間時間Ｔの間、離間させておく。このため、まず、スリーブ３６に、第二推力荷重Ｆ５の付勢方向と反対方向に付勢する推力荷重Ｆ６を付与する。次に、推力荷重Ｆ６をスリーブ３６に付与した直後に推力荷重Ｆ６とは反対方向の制動推力荷重Ｆ１１をスリーブ３６に付与する（図９参照）。このとき、上記制御は、ストローク位置センサ３８の検出データに基づいて実施する。これらの制御によって、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部（前端面３６ａ４）の位置がクラッチ後歯３２ｂ２の先端部の前端面３２ｂ６から距離Ｌだけ離間した位置に到達すれば、スリーブ３６への推力荷重の付与を停止する。その後は、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部をクラッチ後歯３２ｂ２の先端部から距離Ｌだけ離間時間Ｔの間、離間させておく。なお、推力荷重Ｆ６は予め設定した一定の値でもよいし、フィードバック制御の状況に応じて随時変化させてもよい。また、制動推力荷重Ｆ１１も一定の値ではなく随時、変更可能である。制動推力荷重Ｆ１１の付与によって、スリーブ３６が戻り方向（離間方向）に変位しすぎることを抑制できる。ただし、この態様に限らず、制動推力荷重Ｆ１１は付与しなくてもよい。これによっても、相応の結果は得られる。
【００５４】
その後、離間リトライ制御では、離間時間Ｔが経過した後に、スリーブ３６をクラッチ後歯３２ｂ２の先端部に変位可能とする第三推力荷重Ｆ７をスリーブ３６に付与する。このような離間リトライ制御を、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部がクラッチ後歯３２ｂ２の先端部に位置した第二ストローク位置Ｓ２を越えるまで繰り返し実行する。なお、図９には、２回、離間リトライ制御を試みた様子が示されている。そして、図９に示すようにスリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が第二ストローク位置Ｓ２を越えると、第三制御部２０ｃに移行する。
【００５５】
また、図９には示していないが、高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、クラッチ後歯３２ｂ２の前端面３２ｂ６または第２面取部３２ｂ４と衝突し、スリーブ３６の付勢方向とは反対の方向に弾かれた場合には、弾かれる直前までスリーブ３６に付与されていた第３ドグクラッチ部３２ａ方向への第三推力荷重Ｆ７よりも大きな第四推力荷重Ｆ８をスリーブ３６に付与する。これにより、スリーブ３６を迅速に第３ドグクラッチ部３２ａ方向に反転させることができ、短時間での変速の実現に寄与する。
【００５６】
＜第三制御部＞
第三制御部２０ｃは、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が第二ストローク位置Ｓ２を越えてからクラッチ後歯３２ｂ２の後端面（第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥ）に設定される第三ストローク位置Ｓ３に到達するまでの間を制御する制御部である（図８、図９参照）。以後、第二ストローク位置Ｓ２から第三ストローク位置Ｓ３までの間の領域を終端領域と称す。また、終端領域のうち、後端位置ＲＥから若干手前の位置までを係合領域と称す（図８参照）。係合領域は、スリーブ３６の高歯３６ａ１が、クラッチ後歯３２ｂ２と十分噛合しているといえる範囲をいう。
【００５７】
第三制御部２０ｃでは、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が第二ストローク位置Ｓ２を越え、係合領域に到達していない場合には、迅速に係合領域まで到達するよう大きな第五推力荷重Ｆ９をスリーブ３６に付与する（図９参照）。また、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が第二ストローク位置Ｓ２を越え、かつ係合領域に到達している場合には、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部と第４ドグクラッチ部３２ａの後端面との衝突音を軽減させるため、微弱な推力荷重Ｆ１０をスリーブ３６に付与する（図９参照）。
【００５８】
＜作動＞
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１０至図１３のフローチャートＡ，Ａ１，Ａ２，Ａ３に基づき以下に説明する。フローチャートＡは、制御開始から制御終了までの全体の制御を示している。フローチャートＡ１は、主に第一制御部２０ａの制御内容を示している。フローチャートＡ２は、主に第二制御部２０ｂの制御内容を示している。また、フローチャートＡ３は、主に第三制御部２０ｃの制御内容を示している。
【００５９】
なお、スリーブ３６の軸線方向への移動によって行なわれる変速には、シフトアップ変速とシフトダウン変速とがある。本実施形態においては、スリーブ３６が第４クラッチリング３２側から第３クラッチリング３０側に移動する場合は、シフトダウン変速である。また、スリーブ３６が第３クラッチリング３０側から第４クラッチリング３２側に移動する場合は、シフトアップ変速である。
【００６０】
例えばシフトアップ変速において、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４クラッチリング３２（第４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、ドグクラッチが係合することによって、スリーブ３６は第４クラッチリング３２の慣性モーメントの大きな速回転に引き戻されて減速される。一方、シフトダウン変速においてスリーブ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には、ドグクラッチが係合することによって、スリーブ３６の回転は第３クラッチリング３０の慣性モーメントの大きな高速回転によって引き上げられ増速される。これらは、係合途中において、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部と第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２の各クラッチ後歯の先端部とが当接し、差回転を有しながら連れ回っているときも同様である。以下の動作では、シフトアップ変速するときのスリーブ３６の減速動作について説明する。
【００６１】
＜フローチャートＡ＞
図１０のフローチャートＡに示すように、車両走行中に、制御装置１０によって制御が開始されると、まず、ステップＳ１０で変速開始要求の有無、つまりドグクラッチの入りの要求の有無の判定を行なう。変速開始要求は、図略のＥＣＵが車速、エンジン回転数、アクセル開度等のデータから判定するものである。変速開始要求がなければ、変速開始要求があるまでステップＳ１０が繰り返し処理される。変速（たとえばシフトアップ変速）の開始要求があれば、ステップＳ２０に移動する。
【００６２】
ステップＳ２０では、ストローク位置センサ３８の検出データに基づき、スリーブ３６の軸線方向における位置を演算する。シフトアップ変速では、スリーブ３６は、第３クラッチリング３０から第４クラッチリング３２方向に移動し、第３クラッチリング３０から離脱する。そして、スリーブ３６は、一旦、第３クラッチリング３０にも第４クラッチリング３２のも係合されていないニュートラル状態となる。図９における制御開始位置Ｓ０は、このニュートラル状態を示している。ステップＳ２０では、ニュートラル状態におけるスリーブ３６の軸線方向における位置から、スリーブ３６の先端部と、第４ドグクラッチ部３２ａのクラッチ前歯３２ｂ１の先端部、クラッチ後歯３２ｂ２の先端部および第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥとの相対位置を演算する。ただし、ここでは、相対位置ではなくスリーブ３６の先端部の絶対位置を演算して求めてもよい。そして、ステップＳ３０（フローチャートＡ１）に移動する。
【００６３】
＜フローチャートＡ１＞
ステップＳ３０（第一制御部２０ａ）では、前述した１段目歯領域でのスリーブ３６のドグ入り制御を行なう。ドグ入り制御では、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに所定の推力荷重が付加されるよう所定の制御電流を印加する。リニアアクチュエータ４０ｉにより駆動シャフト４０ｈを伸長させることで、フォークシャフト４０ｂを移動させ、フォーク４０ａによりスリーブ３６を第４クラッチリング３２側にスライドさせる。スリーブ３６は第４クラッチリング３２に対して差回転数分だけ相対回転しながら接近する。
【００６４】
図１１のフローチャートＡ１に示すように、ステップＳ３２では、ステップＳ３０に移動したときからの経過時間、すなわちドグ入り制御が開始されてからの経過時間が予め設定された制御時間Ｔ１を超えたか否かを判定する。制御時間Ｔ１を経過していれば、ステップＳ３４に移動する。制御時間Ｔ１を経過していなければ、ステップＳ４６に移動する。ステップＳ３２を初めて通過するときには、通常、ステップＳ４６に移動する。
【００６５】
ステップＳ４６では、制御装置１０が、予め設定された第一推力荷重Ｆ１を指示する。第一推力荷重Ｆ１は、ドグ入り制御の開始後にスリーブ３６を第４クラッチリング３２側に迅速に動かすために必要な十分大きな推力荷重とする（図９参照）。そして、ステップＳ３８で、第一推力荷重Ｆ１に対応する軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する制御電流を決定し印加する。このとき、制御電流の大きさは、記憶部１６が記憶する制御電流と推力荷重との関係を示すアクチュエータ特性マップから読み取るものとする。
【００６６】
この後、図１０のフローチャートＡに戻り、ステップＳ５０で、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が、第一ストローク位置Ｓ１を通過したか否かが判定される。通過していないと判定されると、フローチャートＡのステップＳ３０（フローチャートＡ１）に戻り、ステップＳ５０で第一ストローク位置Ｓ１を通過したと判定されるまでフローチャートＡ１が繰り返し処理される。フローチャートＡのステップＳ５０でスリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が、第一ストローク位置Ｓ１を通過したと判定されると、ステップＳ６０に移動する。ステップＳ６０は、図１２に示すフローチャートＡ２である。なお、以降においても、フローチャートＡ１が終了するたび、ステップＳ５０での判定は行なわれるが、同様であるので詳細な説明は省略する。
【００６７】
フローチャートＡ１の説明に戻る。ステップＳ３２（フローチャートＡ１）で、制御時間Ｔ１を超えたと判定されたとき移動するステップＳ３４では、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３２ｂ１の前端面３２ｂ５又は第１面取部３２ｂ３に接触（当接）し、第一推力荷重Ｆ１の付勢方向とは逆の方向に弾かれ変位したか否かを判定する。この判定は、ストローク位置センサ３８の検出データに基づき行なう。スリーブ３６が、弾かれ変位したと判定されれば、ステップＳ３６に移動し、スリーブ３６に前述した推力荷重Ｆ４を付与するよう指示する。推力荷重Ｆ４は、スリーブ３６が、弾かれる直前までスリーブ３６に付与されていた、例えば第一推力荷重Ｆ１よりも大きな推力荷重とする。そして、前述と同様、ステップＳ３８で、推力荷重Ｆ４に対応する制御電流を決定し、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。これにより、スリーブ３６を迅速に第４ドグクラッチ部３２ａ方向に反転させることができ、短時間での変速の実現に寄与する。
【００６８】
また、スリーブ３６が、弾かれてないと判定されれば、ステップＳ４０に移動する。ステップＳ４０では、ストローク位置センサ３８の検出データに基づき、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が、第４クラッチリング３２のクラッチ前歯３２ｂ１の前端面３２ｂ５又は第１面取部３２ｂ３に接触して軸線方向の変位が停止したか否かが判定される。停止していれば、ステップＳ４２に移動する。ステップＳ４２では、スリーブ３６に付与されていた、例えば第一推力荷重Ｆ１を微弱な推力荷重Ｆ３に変更する。そして、前述と同様、ステップＳ３８で、推力荷重Ｆ３に対応する制御電流を決定し、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。これにより、スリーブ３６と第４クラッチリング３２とがロックアップし一体回転することを防止することができる。そして、スリーブ３６と第４クラッチリング３２とが一体回転せず、相対的に差回転すると、スリーブ３６の高歯３６ａ１は、やがて１段目歯領域のクラッチ前歯３２ｂ１の前端面３２ｂ５又は第１面取部３２ｂ３を超えることができる。
【００６９】
また、ステップＳ４０において、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が１段目歯領域で停止しなければ、ステップＳ４４に移動する。そして、高歯３６ａ１の先端部をクラッチ後歯３２ｂ２の先端部なる前端面３２ｂ６に変位可能とする推力荷重Ｆ２をスリーブ３６に付与するよう指示する。推力荷重Ｆ２は、第一推力荷重Ｆ１より若干小さな推力荷重である（図９参照）。そして、ステップＳ３８で、推力荷重Ｆ２に対応する制御電流を決定し軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。
【００７０】
そして、前述したように、フローチャートＡのステップＳ５０で、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が、第一ストローク位置Ｓ１を通過していないと判定されると、ステップＳ３０（フローチャートＡ１）に戻る。そして、ステップＳ５０で第一ストローク位置Ｓ１を通過したと判定されるまで繰り返し処理が行なわれる。ステップＳ５０でスリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が、第一ストローク位置Ｓ１を通過したと判定されると、ステップＳ６０に移動する。ステップＳ６０は、図１２に示すフローチャートＡ２である。
【００７１】
＜フローチャートＡ２＞
ステップＳ６０（第二制御部２０ｂ）では、スリーブ３６の前述した２段目歯領域でのドグ入り制御を行なう。２段目歯領域でのドグ入り制御においても、スリーブ３６は第４クラッチリング３２に対して差回転数分だけ相対回転しながら接近する。フローチャートＡ２に移動した直後であれば、通常、後述するステップＳ６２、ステップＳ６８およびステップＳ７６がすべてＮＯである。これにより、ステップＳ８０において、スリーブ３６に第一推力荷重Ｆ１に対して小さな荷重である第二推力荷重Ｆ５（図９参照）が付与されるよう指示される。第二推力荷重Ｆ５は、高歯３６ａ１の先端部がクラッチ後歯３２ｂ２の先端部に向かって変位可能な推力荷重である。そして、ステップＳ６６で、第二推力荷重Ｆ５に対応する制御電流を決定し、決定された制御電流を軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。
【００７２】
この後、フローチャートＡに戻り、ステップＳ９０、ステップＳ１００が確認される。この段階では、例えば、スリーブ３６の高歯３６ａ１が１段目歯領域に戻っていないことを判定するステップＳ９０は満足するが、スリーブ３６は、第二ストローク位置Ｓ２には到達していない（ステップＳ１００）とする。そこで、ステップＳ１００からステップＳ６０（フローチャートＡ２）に戻る。なお、ステップＳ９０で、高歯３６ａ１の先端部が、１段目歯領域に戻っていると判定されれば、ステップＳ３０（フローチャートＡ１）に戻り、ステップＳ５０で第一ストローク位置Ｓ１を通過するまで繰り返し処理が行なわれる。
【００７３】
フローチャートＡ２の説明に戻る。ステップＳ６２では、スリーブ３６の高歯３６ａ１が第４クラッチリング３２のクラッチ後歯３２ｂ２の先端部なる前端面３２ｂ６又は第２面取部３２ｂ４に接触（当接）し、推力荷重Ｆ２の付勢方向とは逆の方向に弾かれ変位したか否かを判定する。この判定は、ストローク位置センサ３８の検出データに基づき行なう。スリーブ３６が、弾かれ変位したと判定されれば、ステップＳ６４に移動する。そして、スリーブ３６に第四推力荷重Ｆ８を付与するよう指示する。このとき、第四推力荷重Ｆ８は、スリーブ３６が、弾かれる直前までスリーブ３６に付与されていた推力荷重よりも大きな第４ドグクラッチ部３２ａ方向への推力荷重である。しかし、弾かれる直前までスリーブ３６に付与されていた推力荷重は１つではない。その推力荷重は、上述したように２段目歯領域での処理が開始された直後では、第二推力荷重Ｆ５である。また、後述するステップＳ７２で指示される第三推力荷重Ｆ７である場合もある。本実施形態においては、第二推力荷重Ｆ５＜第三推力荷重Ｆ７である。そこで、弾かれる直前までスリーブ３６に付与されていた推力荷重は、両者のうち、より大きな荷重である第三推力荷重Ｆ７とし、第四推力荷重Ｆ８は、第三推力荷重Ｆ７より大きな推力荷重とする。
【００７４】
そして、ステップＳ６６で、第四推力荷重Ｆ８に対応する制御電流を決定し軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。これにより、スリーブ３６を迅速に第４ドグクラッチ部３２ａ方向に反転させることができ、短時間での変速の実現に寄与する。
【００７５】
この後、フローチャートＡのステップＳ９０、ステップＳ１００に移動し再度、確認がされる。このように、フローチャートＡ２の処理が終了するたびに、ステップＳ９０およびステップＳ１００での確認がされる。しかし、内容は同じであるので、ステップＳ９０およびステップＳ１００での処理の説明については、以降省略する場合がある。
【００７６】
ステップＳ６２において、スリーブ３６が第４クラッチリング３２のクラッチ後歯３２ｂ２の先端部なる前端面３２ｂ６又は第２面取部３２ｂ４に弾かれてないと判定された場合には、ステップＳ６８に移動する。ステップＳ６８では、後述する離間リトライ制御が実行中であるか否かが判定される。離間リトライ制御が実行されていなければ、ステップＳ７６に移動し、離間リトライ制御が実行中であれば、ステップＳ７０に移動する。
【００７７】
ステップＳ７６では、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部とクラッチ後歯３２ｂ２の先端部とが当接し、スリーブ３６のクラッチ後歯３２ｂ２方向への移動が停止したと判定されると、ステップＳ７８に移動し、上述した離間リトライ制御を開始する。スリーブ３６のクラッチ後歯３２ｂ２方向への移動が停止してないと判定されると、ステップＳ８０に移動し、前述の処理を行なう。
【００７８】
ステップＳ７８で離間リトライ制御が開始されたのちに、ステップＳ６８を通過すると、離間リトライ制御中であるのでステップＳ７０に移動する。ステップＳ７０では、前述した予め設定された離間時間Ｔが経過したか否かが確認される。なお、離間時間Ｔは、図略のタイマによって計測を行なう。また、離間時間Ｔは、そのときの、スリーブ３６と、第４クラッチリング３２との間の差回転数に基づいて予め設定される。スリーブ３６の回転数Ｎｓは一般周知の回転センサ（図示略）にて確認し、第４ドグクラッチ部３２ａの回転数Ｎｄも一般周知の回転センサ（図示略）にて確認する。そして、このスリーブ３６とクラッチリング３０との相対差回転（｜Ｎｓ−Ｎｄ｜）に基づいて、スリーブ３６のスプライン３６ａがクラッチ後歯３２ｂ２に良好に噛合するよう離間時間Ｔを設定する。なお、離間時間Ｔは、相対差回転（｜Ｎｓ−Ｎｄ｜）だけでなく、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部の前端面３６ａ４がクラッチ後歯３２ｂ２における第二ストローク位置Ｓ２に到達するのに要する時間も考慮して設定することが好ましい。また、離間時間Ｔは、スリーブ３６と、第４クラッチリング３２との間の差回転数に基づいて設定するのではなく、予め設定しておき、記憶部１６に記憶させておいてもよい。
【００７９】
これによって、第４ドグクラッチ部３２ａおよびスリーブ３６が相対回転して直近のクラッチ後歯３２ｂ２とスリーブ３６のスプライン３６ａとの噛合を適切に行なうことができる。さらに、第三推力荷重Ｆ７は、第４ドグクラッチ部３２ａおよびスリーブ３６の噛合が適切に行なわれるために、スリーブ３６および第４ドグクラッチ部３２ａの外径、噛合する各歯のピッチ、スリーブ３６と第４ドグクラッチ部３２ａの相対回転速度等が考慮され演算される。ただし、これには限定されず、第三推力荷重Ｆ７は、一定の値でもよい。そして、ステップＳ７０で、離間時間Ｔを経過していれば、ステップＳ７２に移動する。
【００８０】
ステップＳ７２では、高歯３６ａ１の先端部をクラッチ後歯３２ｂ２の先端部に位置した第二ストローク位置Ｓ２を超えて変位可能とする第三推力荷重Ｆ７をスリーブ３６に付与する（図９参照）。これによって、スリーブ３６の高歯３６ａ１をクラッチ後歯３２ｂ２に噛合させるリトライを行なう。このように、本発明にかかる離間リトライ制御では、スリーブ３６の高歯３６ａ１をクラッチ後歯３２ｂ２から離間させた状態から再び噛合を試みる制御を行なう。このため、小さな慣性モーメントで大きな回転数を有するスリーブ３６が、大きな慣性モーメントで小さな回転数を有する第４クラッチリング３２に引きずられて差回転数が減少することはない。これにより、大きな差回転によって再び噛合させる時間を短縮することができるので迅速に変速を完了させることができる。
【００８１】
ステップＳ７０で、離間時間Ｔを経過していなければ、ステップＳ７４で引き続きフィードバック制御を行ない、離間時間Ｔが経過するまで、スリーブ３６の高歯３６ａ１をクラッチ後歯３２ｂ２から距離Ｌだけ離間させておく。フィードバック制御については、上述したとおりである。なお、このとき、離間する距離Ｌは、リトライしたときのスリーブ３６の移動時間を短縮するために、微小である方が好ましいが、クラッチ後歯３２ｂ２の先端部から第一ストローク位置Ｓ１までの間を越えない範囲であればいくつでもよい。これにより、スリーブ３６がニュートラル状態に向かって戻りすぎ、再度、フローチャートＡ１による制御を行なわなければならない状況の発生を防止できる。そして、ステップＳ６６で、推力荷重Ｆ６に対応する制御電流を決定し軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。
【００８２】
そして、この後、フローチャートＡのステップＳ９０およびステップＳ１００の条件を満たせば、フローチャートＡ２を終了し、フローチャートＡのステップＳ１１０に移動する。ステップＳ１１０は、図１３に示すフローチャートＡ３である。
【００８３】
＜フローチャートＡ３＞
ステップＳ１１０（第三制御部２０ｃ）では、前述した終端領域（図８参照）でのスリーブ３６のドグ入り制御を行なう。終端領域でのドグ入り制御では、スリーブ３６は第４クラッチリング３２に対して一体回転しながら接近する。
【００８４】
フローチャートＡ３に示すように、ステップＳ１１２では、ストローク位置センサ３８の検出データに基づきスリーブ３６の高歯３６ａ１が、係合領域（図８参照）内にあるか否かを判定する。スリーブ３６の高歯３６ａ１が、係合領域内にあれば、ステップＳ１１４で、予め設定された一定の微弱な推力荷重Ｆ１０を指示する（図９参照）。そして、ステップＳ１１８で、微弱な推力荷重Ｆ１０に対応する制御電流を決定し、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。これにより、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部と第４ドグクラッチ部３２ａの後端位置ＲＥの面とが衝突する際の衝突音が軽減される。
【００８５】
また、スリーブ３６の高歯３６ａ１が、係合領域内になければ、ステップＳ１１６に移動する。そして、一定の大きな第五推力荷重Ｆ９（図９参照）を指示する。そして、ステップＳ１１８で、第五推力荷重Ｆ９に対応する制御電流を決定し、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに印加する。これにより、スリーブ３６の高歯３６ａ１は、迅速に係合領域内に到達できる。これにより、迅速に変速動作が完了できる。
【００８６】
上述の説明から明らかなように、上記実施形態によれば、制御部２０の第二制御部２０ｂでは、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部と第４ドグクラッチ部３２ａのクラッチ後歯３２ｂ２の先端部とが当接されると、スリーブ３６は、予め設定された距離Ｌおよび離間時間Ｔだけクラッチ後歯３２ｂ２から離間するようフィードバック制御される。これにより、スリーブ３６と第４ドグクラッチ部３２ａとの間の摩擦によって両者のうち慣性力のみによって回転される側の回転数が、駆動輪に強制回転される側の回転数に急速に同期される虞はない。よって、以後、第４ドグクラッチ部３２ａの方向にスリーブ３６を第三推力荷重Ｆ７で付勢し、第４ドグクラッチ部３２ａとの噛合を試みる際、スリーブ３６と第４ドグクラッチ部３２ａとの間に残存する大きな差回転数（相対差回転（Ｎｓ−Ｎｄ））によって両者を迅速に噛合させ変速を完了させることができる。
【００８７】
また、上記実施形態によれば、スリーブ３６と第４クラッチリング３２との差回転数（相対差回転（Ｎｓ−Ｎｄ））に基づいて、スリーブ３６のスプライン３６ａがクラッチ後歯３２ｂ２に良好に噛合するための離間時間Ｔを設定する。これにより、たとえばスリーブ３６と第４クラッチリング３２との差回転数（相対差回転（Ｎｓ−Ｎｄ））が大きいときには、離間時間Ｔを短くし、差回転数が小さいときには、離間時間Ｔを長くする等により、スリーブ３６の各歯溝を、所望の第４ドグクラッチ部３２ａの各クラッチ後歯３２ｂ２に良好に噛合させることができ変速が迅速に行える。
【００８８】
また、上記実施形態によれば、離間リトライ制御において、スリーブ３６に制動推力荷重Ｆ１１が付与されることにより、スリーブ３６のクラッチ後歯３２ｂ２からの離間量を予め設定された距離Ｌの範囲内に収めることが容易になり、過剰に離間する虞がない。これにより、クラッチ後歯３２ｂ２から予め設定された距離Ｌだけ離間された位置から再度、スリーブ３６を第４ドグクラッチ部３２ａに向かって付勢するときに、スリーブ３６の移動距離が長すぎて変速時間が伸びてしまうことが防止される。また、予め設定された範囲内に収めることが容易となるのでスリーブ３６が第一ストローク位置Ｓ１より手前の位置まで戻ってしまうことによる第一制御部２０ａによる制御のやり直しが防止できる。
【００８９】
また、上記実施形態によれば、制御装置１０は、スリーブ３６の高歯３６ａ１の先端部が、第４ドグクラッチ部３２ａのクラッチ後歯３２ｂ２の先端部と当接後、第４ドグクラッチ部３２ａ部から離間する方向に弾かれた場合、第三推力荷重Ｆ７よりも大きな第四推力荷重Ｆ８を弾かれた直後にスリーブ３６に付与する。これにより、弾かれた後、スリーブ３６はすぐに大きな推力荷重で付勢され第４ドグクラッチ部３２ａ方向へ押し戻されて、スリーブ３６の各歯溝を、迅速に各ドグクラッチ部３２ａの各クラッチ後歯３２ｂ２に噛合させて変速が行える。
【００９０】
また、上記実施形態によれば、制御装置１０の第二制御部２０ｂは、スリーブ３６の高歯３６ａ１が第二ストローク位置Ｓ２を越えた場合、スリーブ３６に第三推力荷重Ｆ７より大きな第五推力荷重Ｆ９を付与する。これにより、スリーブ３６の各歯溝を、迅速に各ドグクラッチ部３２ａのクラッチ後歯３２ｂ２に噛合させて変速を完了させることができる。
【００９１】
なお、上記実施形態とは異なり、例えばシフトダウン変速をするときのように、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３２ｂ１の歯溝３２ｂ１０は、クラッチ前歯３２ｂ１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。
【００９２】
また、本実施形態におけるクラッチ前歯３２ｂ１はクラッチリング３２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。
【００９３】
また、本実施形態におけるドグクラッチ変速機構は、スリーブ３６、第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２等より構成されるものとしたが、これに限定されず、例えば、スリーブ３６、第１クラッチリング４４（第１出力ギヤ）および第２クラッチリング４６（第２出力ギヤ）等より構成するものでもよい。
【００９４】
また、回転軸を、クラッチ１２を介してエンジン１１の出力軸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。
【００９５】
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。
【００９６】
また、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合せることが可能であることは明らかである。
【符号の説明】
【００９７】
１０・・・制御装置・自動変速機用ドグクラッチ制御装置、１３・・・自動変速機、２０・・・制御部、２０ａ・・・第一制御部、２０ｂ・・・第二制御部、２０ｃ・・・第三制御部、２４・・・入力軸・回転軸（入力シャフト）、３０・・・クラッチリング・ドグクラッチ変速機構（第３クラッチリング）、３２・・・クラッチリング・ドグクラッチ変速機構（第４クラッチリング）、３２ａ・・ドグクラッチ部（第４ドグクラッチ部）、３２ｂ１・・・クラッチ前歯、３２ｂ２・・・クラッチ後歯、３２ｂ３・・・第１面取り面（クラッチ前歯の先端部）、３２ｂ４・・・第２面取り面（クラッチ後歯の先端部）、３２ｂ６・・・クラッチ後歯の前端面（クラッチ後歯の先端部）、３２ｂ７・・・クラッチ後歯の側面、３２ｂ９・・・クラッチ前歯の側面、３４・・・クラッチハブ・ドグクラッチ変速機構、３６・・・スリーブ・ドグクラッチ変速機構、３６ａ・・・スプライン（内歯）、３６ａ１・・・高歯、３６ａ２・・・低歯、３６ａ４・・・高歯の前端面（高歯の先端部）、３６ａ５・・・歯溝（スプラインの歯溝）、３８・・・ストローク位置センサ・ドグクラッチ変速機構、４０・・・軸動装置・ドグクラッチ変速機構、４２・・・出力軸（出力シャフト）、ＣＬ・・・軸線（回転軸線）、Ｆ１・・・第１推力荷重、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４・・・推力荷重、Ｆ５・・・第二推力荷重、Ｆ７・・・第三推力荷重、Ｆ８・・・第四推力荷重、Ｆ９・・・第五推力荷重、ＦＥ・・・前端面（ドグクラッチ部の前端面）、Ｌ・・・距離、ＲＥ・・・ドグクラッチ部の後端位置、Ｓ０・・・制御開始位置、Ｓ１・・・第一ストローク位置、Ｓ２・・・第二ストローク位置、Ｓ３・・・第三ストローク位置、Ｔ・・・離間時間、Ｔ１・・・制御時間、ｔ・・・所定量。
【図１】
2015086937.tif 000003
【図２】
2015086937.tif 000004
【図３】
2015086937.tif 000005
【図４】
2015086937.tif 000006
【図５】
2015086937.tif 000007
【図６】
2015086937.tif 000008
【図７】
2015086937.tif 000009
【図８】
2015086937.tif 000010
【図９】
2015086937.tif 000011
【図１０】
2015086937.tif 000012
【図１１】
2015086937.tif 000013
【図１２】
2015086937.tif 000014
【図１３】
2015086937.tif 000015