(57)【要約】【課題】  変速時のシフト軸のシフト荷重を適切に制御する変速機のシフト制御装置を提供する。【解決手段】  シフト軸の移動目標位置である目標シフト変位とシフトストロークセンサによるシフト軸の実シフト変位との偏差に基づいて、シフト軸を移動させる電動モータへ駆動電圧パルスを設定するＰＩＤ制御手段と、電動モータへの駆動電圧パルスのデューティ比を直接指示するデューティ指示制御とを備え、シフト軸が変速機のギヤ同士の同期位置近傍のときは、デューティ指示制御手段を用い（デューティ指示制御区間）、前段ギヤの位置からニュートラル位置を経由した同期位置手前までと、同期後の位置から次段ギヤの位置までのときは、ＰＩＤ制御手段を用いて（ＰＩＤ制御区間）、電動モータを駆動させて、シフト軸を移動させる。つまり、シフト軸の位置に応じて、ＰＩＤ制御手段又はデューティ指示制御手段を切換えて、シフト軸を移動させて、シフト操作を行う。【選択図】  図３
2005106165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機のギヤのシフト操作を行なうシフト軸を、電動モータを用いてシフト方向に移動させるシフト移動手段と、
前記シフト軸のシフト方向の位置を検出するシフト位置検出手段と、
変速操作の指示に応じ、前記電動モータを駆動して、前記シフト移動手段により前記シフト軸を移動させて変速を行なう制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記シフト軸の移動目標位置と前記シフト位置検出手段による前記シフト軸の位置との偏差に基づいて、前記電動モータへの駆動電圧パルスを設定するＰＩＤ制御手段と、
前記電動モータへの駆動電圧パルスのデューティ比を直接指示するデューティ指示制御手段とを備え、
前記シフト軸の位置に応じて、前記ＰＩＤ制御手段又は前記デューティ指示制御手段とを切換えて、前記電動モータを駆動することを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の変速機のシフト制御装置において、
前記制御手段は、前記変速機のギヤ同士の周速度が同期する前記シフト軸の同期位置を設定値として有し、前記シフト軸の位置が前記同期位置近傍のときに、前記デューティ指示制御手段を用いることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の変速機のシフト制御装置において、
前記制御手段は、前記シフト軸の位置が前記同期位置の所定値以内となったとき、前記ＰＩＤ制御手段から前記デューティ指示制御手段へ切換えることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の変速機のシフト制御装置において、
前記制御手段は、前記変速機のギヤ同士が噛合って係合する前記シフト軸の係合位置を設定値として有し、前記シフト軸の位置が前記係合位置の所定値以内となったとき、前記デューティ指示制御手段から前記ＰＩＤ制御手段へ切換えることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【請求項５】
請求項３記載の変速機のシフト制御装置において、
前記変速機のクラッチ装置のクラッチの回転数を検出するクラッチ回転数検出手段と、
前記変速機の出力軸の回転数により車速を検出する車速検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記クラッチ回転数検出手段によるクラッチの回転数と、前記車速検出手段による車速に基づいて算出された次段ギヤの回転数とが略同等となったとき、前記デューティ指示制御手段から前記ＰＩＤ制御手段へ切換えることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の変速機のシフト制御装置において、
前記制御手段は、前記ＰＩＤ制御手段から前記デューティ指示制御手段へ切換えたとき、前記電動モータへの駆動電圧パルスを、所定の変化速度で所定のデューティ比まで変化させることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の変速機のシフト操作を行うシフト制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バスやトラック等の大型の車両では、手動変速機と同等の構造の機械式変速機に、クラッチを自動的に断接可能なクラッチ装置と、電動モータ等のアクチュエータによる駆動力を用いて変速操作を行うシフト制御装置等とを組み合わせた機械式自動変速機（以下、ＡＭＴと略す）が用いられている。上記構成により、変速指示に合わせて、自動的にクラッチを断接して、自動的に変速を行うことができる。特に、大型の変速機を有するトラック、バス等の車両においては、シフト操作時の運転者の負担を軽減して、円滑なシフト操作を行なえるようにしている。
【０００３】
上記シフト制御装置の１つとして、電動ＧＳＵ（Gear Shift Unit）を用いているものがある。電動ＧＳＵは、変速機の上部に設けられており、変速機内部のギヤを選択するシフト軸に係合するスライディングレバーと、スライディングレバーを介してシフト軸を移動させる電動モータのアクチュエータと、シフト軸の位置を検出するシフト位置センサ等を有している。ＡＭＴにおけるシフト操作時には、電動モータを用いてシフト軸を移動させると共に、シフト位置センサからの出力値をフィードバックしてシフト軸の位置を制御することで、所定のギヤ段を選択してシフト操作を行なう。
【０００４】
具体的には、上記電動ＧＳＵにおいて、シフト軸の移動目標位置（目標シフト変位）を設定し、その移動目標位置と実際のシフト軸の位置（実シフト変位）との偏差を求め、ＰＩＤ制御により移動目標位置に実際のシフト軸の位置を追従させることで、電動ＧＳＵによるシフト軸の位置制御、つまり、シフト操作を行なっている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３１３３２７号公報（第３−６頁、第１−６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電動ＧＳＵのスライディングレバーが変速機のシフト軸（実際は、シフト軸を保持するジョー）を押す荷重は、シフトデューティで決まる。このシフトデューティとは、電動ＧＳＵにおいて、シフト軸を移動させる電動モータに与える駆動電圧のパルス幅比を示すものである。従来のシフト制御では、シフト軸の位置制御を行うためにＰＩＤ制御を用いており、目標シフト変位と実シフト変位との偏差により、自ずとシフトデューティが決まり、シフトデューティ、即ち、シフト荷重自体の制御は行っていない。そのため、ギヤの同期時のシフト荷重が、適正なシフト荷重値に対して過大又は過小となってしまうおそれがある。
【０００７】
又、変速機のシンクロ機構が磨耗した場合、同期位置（図３の同期位置参照）が初期の位置に比べてギヤ入り位置（図３の次段位置参照）側へずれる。これにより、ギヤの同期時の実シフト変位と目標シフト変位（図３のramp range2）の差が小さくなるため、ＰＩＤ制御により決定されるシフトデューティが小さくなり、シフト荷重が適正値より小さくなってしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、変速時のシフト軸のシフト荷重を適切に制御する変速機のシフト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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明に係る請求項１の変速機のシフト制御装置は、
変速機のギヤのシフト操作を行なうシフト軸を、電動モータを用いてシフト方向に移動させるシフト移動手段と、
シフト軸のシフト方向の位置を検出するシフト位置検出手段と、
変速操作の指示に応じ、電動モータを駆動して、シフト移動手段によりシフト軸を移動させて変速を行なう制御手段とを有する。
更に、制御手段が、
シフト軸の移動目標位置とシフト位置検出手段によるシフト軸の位置との偏差に基づいて、電動モータへの駆動電圧パルスを設定するＰＩＤ制御手段と、
電動モータへの駆動電圧パルスのデューティ比を直接指示するデューティ指示制御手段とを備え、
シフト軸の位置に応じて、ＰＩＤ制御手段又はデューティ指示制御手段とを切換えて、電動モータを駆動する。
なお、変速操作の指示は、シフトレバーの操作位置に応じて、手動変速モードでは、運転者の操作によりギヤ段が直接指示され、又、自動変速モードでは、車両の運転状況に応じてギヤ段が自動的に指示される。
【００１０】
上記課題を解決する本発明に係る請求項２の変速機のシフト制御装置は、
上記変速機のシフト制御装置において、
制御手段が、変速機のギヤ同士の周速度が同期するシフト軸の同期位置を設定値として有し、シフト軸の位置が同期位置近傍のときには、デューティ指示制御手段を用いて、電動モータが駆動されて、シフト軸が移動される（デューティ指示制御区間）。
シフト軸の他の位置、例えば、前段ギヤの位置からニュートラル位置を経由して同期位置手前まで、又、同期完了後の位置から次段ギヤの位置までは、シフト軸の目標位置と実際の位置との偏差に基づきＰＩＤ制御により、電動モータが駆動されて、シフト軸の位置制御が行われる（ＰＩＤ制御区間）。
【００１１】
上記課題を解決する本発明に係る請求項３の変速機のシフト制御装置は、
上記変速機のシフト制御装置において、
制御手段が、シフト軸の位置が同期位置の所定値以内となったとき、ＰＩＤ制御手段からデューティ指示制御手段へ切換えて、デューティ指示制御手段の使用を開始して、電動モータを駆動する。
【００１２】
上記課題を解決する本発明に係る請求項４の変速機のシフト制御装置は、
上記変速機のシフト制御装置において、
制御手段が、変速機のギヤ同士が噛合って係合するシフト軸の係合位置を設定値として有し、シフト軸の位置が係合位置の所定値以内となったとき、デューティ指示制御手段の使用を終了して、デューティ指示制御手段からＰＩＤ制御手段へ切換えて、電動モータを駆動する。
【００１３】
上記課題を解決する本発明に係る請求項５の変速機のシフト制御装置は、
上記変速機のシフト制御装置において、
変速機のクラッチ装置のクラッチの回転数を検出するクラッチ回転数検出手段と、
変速機の出力軸の回転数により車速を検出する車速検出手段とを有し、
制御手段が、クラッチ回転数検出手段によるクラッチの回転数と、車速検出手段による車速に基づいて算出された次段ギヤの回転数とが略同等となったとき、デューティ指示制御手段の使用を終了して、デューティ指示制御手段からＰＩＤ制御手段へ切換えて、電動モータを駆動する。
つまり、変速機のギヤ同士の同期の完了を、クラッチの回転数と車速に基づいて算出された次段ギヤの回転数とが略同等の回転数になったことにより判断し、そのタイミングでデューティ指示制御手段を終了して、デューティ指示制御手段からＰＩＤ制御手段へ切換えて、電動モータを駆動する。
【００１４】
上記課題を解決する本発明に係る請求項６の変速機のシフト制御装置は、
上記変速機のシフト制御装置において、
制御手段が、ＰＩＤ制御手段からデューティ指示制御手段へ切換えたとき、電動モータへの駆動電圧パルスを、所定の変化速度で所定のデューティ比まで変化させる。
つまり、デューティ指示制御手段の使用開始時に、所定の変化速度で所定のデューティ比まで駆動電圧パルスを変化させることで、デューティ比の急激な変化を避ける。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シフト軸の移動時に、ＰＩＤ制御／デューティ指示制御を適切に切換え、ギヤ同士の同期時にはデューティ指示制御によりシフトデューティを直接制御して、適切なシフト荷重を用いることができるので、構成部品に過大な負荷をかけることなく、素早くスムーズなシフト操作が可能となる。又、変速機のシンクロ機構の磨耗等による経時変化が生じても、ギヤ同士の同期時のシフト荷重は変わることがなく、適切なシフト荷重でシフト操作を行うことができる。
【００１６】
又、本発明によれば、ギヤ同士の同期完了の判定を、クラッチの回転数と次段ギヤの回転数とが略同等となることで行うので、シフト操作時間を短縮することができる。
【００１７】
又、本発明によれば、デューティ指示制御を開始する際、所定の変化速度を持って、指示シフトデューティまで変化させるので、ギヤ同士の同期時のショックを緩和することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
機械式自動変速機（ＡＭＴ）において、変速時には、電動ＧＳＵによりシフト軸を移動させて、ギヤ段のシフト操作を行う。具体的には、シフト軸が、現在のギヤ段の位置からニュートラル位置を経由して、次段ギヤの位置へ移動することで、次段ギヤが選択される。このシフト軸の次段ギヤの位置への移動時、つまり、ギヤ入れ時には、ギヤ同士の周速度が当初異なるため、ギヤ同士が同じ周速度となる「同期」と、その後のギヤ同士が噛合う「係合」と、２段階のステップを経てギヤ入れが完了する。ギヤ同士の同期動作は、その開始から完了までに、ギヤ同士の相対位置に所定の幅を持って行われ、同様にギヤ同士の係合動作も、その開始から完了までに、ギヤ同士の相対位置に所定の幅を持って行われる。更に、同期から係合までのギヤ同士の相対位置にも所定の幅がある。これらのギヤ同士の相対位置は、シフト操作を行なうシフト軸の位置と相関し、適切なシフト操作を行なうためには、シフト軸の位置の適切な制御が必要である。
【００１９】
従来は、シフト軸の位置制御のみに着目してシフト操作が行われており、例えば、ＰＩＤ制御を用いて、目標位置に対してシフト軸の実際の位置を追従するように制御していた。しかしながら、ＰＩＤ制御のみを用いて、シフト軸の位置制御を行った場合、必ずしも適切なシフト荷重にてシフト軸が移動されているとは限らず、場合によってはシフト荷重が過大又は過小となり、構成部品に過大な負荷がかかったり、シフト軸の移動に時間がかかったりしていた。そこで、本発明では、シフト軸の移動制御として、ＰＩＤ制御とデューティ指示制御を適切に切換え、ギヤ同士の同期時には、ＰＩＤ制御を用いずにシフトデューティを直接指示することで、過大又は過小なシフト荷重を防止すると共に、経時変化（シンクロ機構の磨耗等）した場合にも、過大又は過小なシフト荷重を防止して、シフト軸にかかる適切なシフト荷重を制御することを特徴としている。なお、このシフトデューティは、シフト軸を移動させる電動ＧＳＵの電動モータに与える駆動電圧パルスのデューティ比（パルス幅比）を指示することで制御される。
【００２０】
又、シフトデューティを直接指示するときは、ギヤ同士の同期時のショックを緩和するため、所定の変化速度を持って、指示シフトデューティまで変化させてもよい。
【００２１】
又、ギヤ同士の同期完了の判定を、クラッチの回転数と次段の回転数（変速機の出力軸の回転数から次段ギヤのギヤ比で換算した回転数）とが同等となることで行ってもよい。
【００２２】
以下、図面を用いて、上記特徴を有する本発明に係るシフト制御装置を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
最初に、本発明に係るシフト制御装置が用いられる変速機及びその関連装置について説明する。図１に示す構成は、本発明に係るシフト制御装置が用いられるものの一例であり、同等の機能を有するものであれば、この構成に限定しない。又、実施例２においても、図１と同等の構成を前提として説明を行う。
【００２４】
図１は、本発明に係るシフト制御装置が用いられるエンジン、クラッチ装置及び変速機の概略構成図である。
【００２５】
エンジン１からクラッチ装置２を介して変速機３に伝達された出力を変速するために、本発明に係るシフト制御装置は、変速機３の上部に設けた電動ＧＳＵ４を制御することで、変速機３内部のシフト制御を行なって適切なギヤ段を選択している。
【００２６】
クラッチ装置２は通常用いられている機械摩擦式クラッチ装置でよいが、クラッチ板の断接動作を手動及び自動で実施可能であり、変速機３が変速される際には、変速に合わせて自動的に断接されるように構成されている。クラッチ板の自動断接のアクチュエータとしては、例えば、油圧等の流体圧を用いて制御するものでよい。クラッチ装置２の入力側には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ５が設けられ、クラッチ装置２の出力側には、クラッチ板の回転数を検出するクラッチ回転数センサ６（クラッチ回転数検出手段）が設けられており、変速後のクラッチ板の接続動作時には、エンジン１とクラッチ板との回転速度を同期させて接続する。
【００２７】
変速機３は、シンクロメッシュ機構のギヤを有する出力シャフトと、後退段を含め複数の前進段を有する変速段のギヤとを組み合わせて構成されており、後述する電動ＧＳＵ４によりシフト軸の位置が制御されて、所定のギヤ段が選択される。具体的には、出力シャフトが有するシンクロナイザスリーブの外周に設けられた溝部にシフトフォークが係合され、このシフトフォークがシフト軸を介して電動ＧＳＵ４によりストローク駆動される。そして、変速時には、シフト軸のストローク動作により、シフトフォーク、シンクロナイザスリーブを介して、出力シャフトのギヤが所定の変速段のギヤに噛合うことで、ギヤの回転が出力シャフトに円滑に伝達されるように構成されている。
【００２８】
変速操作の指示は、シフトレバー７ａの位置及び動作に応じて行われる。図１に示すように、シフトレバー７ａは、主に、自動変速モードと手動変速（ギヤ段固定）モードを有し、シフトレバー位置検出センサ７ｂを用いて、シフトレバー７ａの位置及び動作を検知している。シフトレバー位置検出センサ７ｂは、ＡＭＴ用ＥＣＵ（電子コントロールユニット）９に接続されており、ＡＭＴ用ＥＣＵ９に入力されたシフトレバー位置検出センサ７ｂからの検出信号Ｌ１に応じて、自動変速モード（シフトレバー７ａがＤレンジに位置する）のときは、車両の運転状況（例えば、車速やエンジン負荷）に応じて、最適なシフト位置（ギヤ段）が選択されるように制御されており、車両の運転状況が変化して、最適なシフト位置が変更される場合、ＡＭＴ用ＥＣＵ９からのＧＳＵ制御信号Ｌ３により、電動ＧＳＵ４が最適なギヤ段の選択を行う。又、手動変速モード（シフトレバー７ａがＨレンジに位置する）のときは、シフトレバー７ａのシフトアップ又はシフトダウン操作が行われた場合、ＡＭＴ用ＥＣＵ９からのＧＳＵ制御信号Ｌ３により電動ＧＳＵ４がギヤ段のアップ／ダウンを行う。
【００２９】
変速機の変速制御は、エンジン１の回転数の制御やクラッチ装置２の断接制御等、他の装置と連動して行われている。そのため、ＡＭＴ用ＥＣＵ９は、エンジン１の制御を行うために設けられたエンジン用ＥＣＵ１０と、直接、又は共通の通信ラインＬｃを介して、制御上必要な信号や情報をやり取りしている。例えば、アクセルペダル８ａに設けられたアクセル開度センサ８ｂからのアクセル開度信号Ｌ２は、ＡＭＴ用ＥＣＵ９、エンジン用ＥＣＵ１０両方に接続されており、クラッチ装置２のエンジン回転数センサ５からのエンジン回転数信号Ｌ７は、エンジン用ＥＣＵ１０を介してＡＭＴ用ＥＣＵ９に接続されている。又、クラッチ装置２のクラッチ回転数センサ６からのクラッチ回転数信号Ｌ５はＡＭＴ用ＥＣＵ９へ接続されており、クラッチ装置２への断接制御信号Ｌ６はＡＭＴ用ＥＣＵ９から出力されて、変速時のクラッチ装置２の断接制御が行われる。又、変速機３の出力軸近傍には、出力軸の回転数から車速を検出する車速センサ１９（車速検出手段）が設けられており、車速センサ１９からの車速信号Ｌ８は、ＡＭＴ用ＥＣＵ９に入力されて、後述するギヤ同士の同期完了検出に用いられる。
【００３０】
なお、上記ＡＭＴ用ＥＣＵ９及びエンジン用ＥＣＵ１０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ（プログラムやデータを有するＲＯＭと、演算作業領域となるＲＡＭとを有する。）及び入出力信号の処理回路となるインタフェイスとで構成されているものである。ＡＭＴ用ＥＣＵ９は、本発明に係る制御手段を有し、上述したセンサ等から入力された情報に基づき、制御プログラムにより適切な制御信号が出力されて、本発明に係る制御が実施される。
【００３１】
図２は、本発明に係るシフト制御装置が制御する電動ＧＳＵの概略構成図である。（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００３２】
本発明に係るシフト制御装置が制御する電動ＧＳＵ４は、変速機３の上部に配設されており、手動式のシフト装置に代わって電動式でシフト操作を行なうものである。図２に示すように、電動ＧＳＵ４は、ＡＭＴ用ＥＣＵ９からのＧＳＵ制御信号Ｌ４により作動する電動モータのシフトモータ１１、セレクトモータ１２と、シフトモータ１１、セレクトモータ１２により各々駆動され、互いに直交する方向に設けられた２つのボールネジ１３、１４と、シフト方向のボールネジ１３のナット１３ａに取付けられたガイドシャフト１５と、セレクト方向のボールネジ１４のナット１４ａに取付けられ、ガイドシャフト１５に貫通されたストライカ１６とを有し、ストライカ１６下部に設けられたスライディングレバー１６ａが図示していない変速機内部のシフト軸に嵌合されている。つまり、シフト軸（ストライカ１６）を移動させるシフト移動手段として、シフトモータ１１及びシフト方向のボールネジ１３を有し、セレクト移動手段として、セレクトモータ１２及びセレクト方向のボールネジ１４を有する構成である。
【００３３】
更に、ナット１３ａ、１４ａ（ストライカ１６）の位置を検出するシフト位置検出手段及びセレクト位置検出手段となるシフトストロークセンサ１７及びセレクトストロークセンサ１８を有する。シフトストロークセンサ１７及びセレクトストロークセンサ１８は、ナット１３ａ、１４ａ（ストライカ１６）の位置を角度の変化として検出するアングルセンサであり、センサの回転軸を中心に回転するセンサバー１７ａ、１８ａが各々のナット１３ａ、１４ａに接続されている。ガイドシャフト１５はセレクト方向のボールネジ１４と同一方向に配設され、セレクトモータ１２の回転により、ストライカ１６はセレクト方向へ移動可能であり、シフトモータ１１の回転により、ストライカ１６はシフト方向へ移動可能である。この時、センサバー１７ａ、１８ａの先端は、ナット１３ａ、１４ａの移動とともに移動に応じた回転角となり、この角度を検出して、ストライカ１６の位置、即ちシフト軸の位置を正確に把握することができる。シフトストロークセンサ１７及びセレクトストロークセンサ１８からは現在のストライカ１６の位置を示す信号（ＧＳＵ制御信号Ｌ４）が、ＡＭＴ用ＥＣＵ９にフィードバックされて、シフト軸の位置制御が行われて、変速機３のギヤ段が選択される。
【００３４】
なお、変速機３はギヤ段の数に応じた複数のシフト軸を有しており、所定の１つのシフト軸を移動させることで、隣り合う２つのギヤ段が選択できるように構成されている。例えば、１つのシフト軸は１段目ギヤと２段目ギヤを、他の１つのシフト軸は３段目ギヤと４段目ギヤを選択できるように構成され、１段目ギヤから２段目ギヤへシフト操作する場合には、上述のシフト軸の位置制御を行って、１−２段目ギヤのシフト軸を２段目ギヤ方向へ移動させて２段目ギヤを選択し、２段目ギヤから３段目ギヤへシフト操作する場合には、スライディングレバーが、ニュートラル位置にてセレクト方向へ移動して、１−２段目ギヤのシフト軸から３−４段目ギヤのシフト軸へ移動し、その後、３−４段目ギヤのシフト軸を３段目ギヤ方向へ移動させて３段目ギヤを選択する。
【００３５】
図３は、本発明に係る変速機のシフト制御装置において、その実施形態の一例を示すシフト制御のタイムチャートであり、図４は、そのフローチャートである。
なお、図３中の実シフト変位及び目標シフト変位は、シフトストロークセンサが検出する検出値及び電動ＧＳＵが指示する設定値であり、その電圧値（Ｖ）を縦軸にして図示した。又、シフト変位にともなうシフト荷重、シフトデューティ及びクラッチ回転数の変化も併記した。
【００３６】
本発明に係るシフト制御装置では、図３に示すように、シフト軸の移動制御を、ＰＩＤ制御区間とデューティ指示制御区間とに分け、ＰＩＤ制御区間では、シフト軸の実際の位置である実シフト変位が、設定されたシフト軸の目標シフト変位（移動目標位置）に追従するように、それらの偏差に基づいてＰＩＤ制御により自動的にシフトデューティを指示し、デューティ指示制御区間では、シフト軸を移動させる電動モータの駆動電圧パルスのデューティを直接指示して、シフト軸の移動制御、つまり、シフト操作を行なう。
【００３７】
具体的には、ニュートラル（Ｎ）位置から次段ギヤ位置へ移動する際に、同期位置手前の第１目標位置の目標シフト変位（図３中のramp range1）と実シフト変位の差が所定値（si thres）以内となったときに、デューティ指示制御区間の開始位置としてＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換え、係合位置手前の第２目標位置の目標シフト変位（図３中のramp range2）と実シフト変位の差が所定値（si thres）以内となったときに、デューティ指示制御区間の終了位置としてデューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換える。
なお、上記所定値（si thres）は、デューティ指示制御の開始又は終了位置への到達判定の閾値となるものであり、本実施例では、同期手前位置と係合手前位置で同じ大きさとしたが、異なる大きさとしてもよく、又、ギヤ段に応じて各々異なるものを用いてもよい。
【００３８】
本実施例のシフト制御を示す図４のフローチャートを、図３のタイムチャートを参照して説明する。
【００３９】
（ステップＳ１）
変速操作の指示によりギヤ入れが開始され、目標シフト変位の目標位置をニュートラル位置（Ｎ）とし、図３中の前段のギヤ位置からニュートラルへ、シフト軸の実シフト変位が目標シフト変位に追従するように、ＰＩＤ制御にてシフトデューティを決定して、シフト軸を移動させる。
【００４０】
（ステップＳ２）
シフト軸の実シフト変位がニュートラル位置（Ｎ）となったら、目標シフト変位の目標位置を同期手前位置の第１目標位置(ramp range1)とし、シフト軸の実シフト変位が第１目標位置(ramp range1)に追従するように、ＰＩＤ制御にてシフトデューティを決定して、シフト軸を移動させる。
【００４１】
（ステップＳ３）
シフト軸の実シフト変位が、第１目標位置の所定値(ramp range1±si thres)以内になるまでＰＩＤ制御を行う。
【００４２】
（ステップＳ４、Ｓ５）
シフト軸の実シフト変位が、第１目標位置の所定値(ramp range1±si thres)以内になったら、目標シフト変位の目標位置を係合手前位置の第２目標位置(ramp range2)とする。ここで、ＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換え、シフトデューティは、所定シフトデューティ(duty)まで、所定変位速度（duty speed）の傾きで変化（図３の場合は上昇）させる。このように、ＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換えた場合、所定変位速度（duty speed）の傾きで所定シフトデューティ(duty)まで変化させることで、急激にシフト荷重が変化しないようにして、ギヤ同士の同期時のショックが発生しないようにしている。
【００４３】
（ステップＳ６、Ｓ７）
シフト軸の実シフト変位が、第２目標位置の所定値(ramp range2±si thres)以内になるまで、所定シフトデューティ(duty)で同期を進める。図３に示すように、ギヤが同期する区間をデューティ指示制御とすることで、適切なシフト荷重にて同期を進めることができる。なお、この所定シフトデューティ(duty)は、変速機や車両の大きさ等に応じて、適切に設定する。
【００４４】
（ステップＳ８、Ｓ９）
シフト軸の実シフト変位が、第２目標位置の所定値(ramp range2±si thres)以内になったら、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換え、目標シフト変位の変位速度を所定速度（si speed）とし、最終的な目標シフト変位の目標位置を、次段のギヤ入り位置である第３目標位置(ramp range3)として、ＰＩＤ制御を行う。つまり、ギヤ同士の同期完了を、シフト軸の実シフト変位の位置により判定して、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換えている。そして、目標シフト変位が第３目標位置(ramp range3)になったら、目標シフト変位の目標位置を第３目標位置(ramp range3)のままとして、ＰＩＤ制御にてシフト軸を移動させる。
【００４５】
（ステップＳ１０）
シフト軸の実シフト変位が、第３目標位置(ramp range3)となったら、ギヤ入れ動作の終了となり、シフト操作が終了する。
【００４６】
なお、従来との比較のため、シフト制御を全てＰＩＤ制御にて行った場合のシフトデューティの変化を、図３中に一点鎖線にて図示した。これからわかるように、本実施例の場合、従来のＰＩＤ制御のみの場合と比較して、過大であったシフトデューティが低減されて、適切なシフトデューティ、つまり、シフト荷重でシフト制御が行われることとなり、シフト制御時の変速ショックやシンクロ機構の磨耗等を低減することができる。
【実施例２】
【００４７】
図５は、本発明に係る変速機のシフト制御装置において、その実施形態の他の一例を示すシフト制御のタイムチャートであり、図６は、そのフローチャートである。
本実施例でも、実施例１において説明した変速機及びその関連装置において（図１、図２参照）、本発明に係るシフト制御を行っている。
【００４８】
実施例１では、デューティ指示制御からＰＩＤ制御への切換えを、実シフト変位の位置により判断しているため、同期完了の判定が遅れて、シフト操作時間が長くなってしまう場合がある。そこで、本実施例では、ギヤの同期完了の判定を、接続されるギヤ同士の周速度の同期を検知することで、シフト操作時間をより短縮できるようにしている。具体的には、実施例１を用いて説明すると、図３中に示すクラッチ回転数が、その時の車速に相当する回転数ｒｃになる（I）のタイミングで、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換えればよい。従って、本実施例では、制御の切換えのタイミングをクラッチ回転数及び車速を用いて、変速機のギヤ同士の同期を判断して、最適な切換えのタイミングを検出し、シフト時間の更なる短縮を図っている。ギヤ同士の同期は、実質的には、接続されるクラッチ側のギヤの回転数と変速機側のギヤとの回転同期をもって、同期とするので、実シフト変位の位置での判断より、この判断がより正確である。又、ギヤ同士が同期してからギヤ入り位置へ進むのが理想的なシフト動作である。
【００４９】
本実施例でも、図５に示すように、実施例1と同様、シフト軸の移動制御を、ＰＩＤ制御区間とデューティ指示制御区間に分け、ＰＩＤ制御区間では、実シフト変位が目標シフト変位に追従するようにＰＩＤ制御を行い、デューティ指示制御区間では、デューティを直接指示して制御する。
【００５０】
具体的には、ニュートラル（Ｎ）位置から次段ギヤ位置へ移動する際に、同期位置手前の第１目標位置の目標シフト変位（図５中のramp range1）と実シフト変位の差が所定値（si thres）以内となったときに、デューティ指示制御区間の開始位置としてＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換え、クラッチ回転数が、次段ギヤの回転数、具体的には、変速機の出力軸の回転数を次段ギヤのギヤ比で換算した値(rc±r thres)以内になったときに、デューティ指示制御区間の終了位置としてデューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換える。つまり、実施例１とは、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換えるタイミングが異なる。
【００５１】
本実施例のシフト制御を示す図６のフローチャートを、図５のタイムチャートを参照して説明する。
【００５２】
（ステップＳ１１）
変速操作の指示によりギヤ入れが開始され、目標シフト変位の目標位置をニュートラル位置（Ｎ）として、図５中の前段のギヤ位置からニュートラルへ、シフト軸の実シフト変位が目標シフト変位に追従するように、ＰＩＤ制御にてシフトデューティを決定して、シフト軸を移動させる。
【００５３】
（ステップＳ１２）
シフト軸の実シフト位置がニュートラル（Ｎ）となったら、目標シフト変位の目標位置を同期手前位置の第１目標位置(ramp range1)とし、シフト軸の実シフト変位が第１目標位置(ramp range1)に追従するように、ＰＩＤ制御にてシフトデューティを決定して、シフト軸を移動させる。
【００５４】
（ステップＳ１３）
シフト軸の実シフト変位が、第１目標位置の所定値(ramp range1±si thres)以内になるまでＰＩＤ制御を行う。
【００５５】
（ステップＳ１４、Ｓ１５）
シフト軸の実シフト変位が、第１目標位置の所定値(ramp range1±si thres)以内になったら、目標シフト変位の目標位置を係合手前位置の第２目標位置(ramp range2)とする。ここで、ＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換え、シフトデューティは、所定シフトデューティ(duty)まで、所定変位速度（duty speed）の傾きで変化（図５の場合も上昇）させる。このように、ＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換えた場合、所定変位速度（duty speed）の傾きで所定シフトデューティ(duty)まで変化させることで、急激にシフト荷重が変化しないようにして、ギヤ同士の同期時のショックが発生しないようにしている。
【００５６】
（ステップＳ１６、Ｓ１７）
クラッチ回転数が、次段の回転数、具体的には、変速機（Ｔ／Ｍ）の出力軸の回転数を次段ギヤのギヤ比で換算した値(rc±r thres)以内になるまで、所定シフトデューティ(duty)で同期を進める。図５に示すように、ギヤ同士が同期する区間をデューティ指示制御とすることで、適切なシフト荷重にて同期を進めることができる。
ここで、次段ギヤの回転数の換算値（rc）は、車速センサにより検出された車速に基づいて換算された値である。又、上記所定値（r thres）は、ギヤ同士の同期完了の判定、つまり、デューティ指示制御の終了判定の閾値となるものである。
【００５７】
（ステップＳ１８、Ｓ１９）
クラッチ回転数が、次段ギヤの所定回転数(rc±r thres)以内になったら、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換え、目標シフト変位の変位速度を所定速度（si speed）とし、最終的な目標シフト変位の目標位置を、次段のギヤ入り位置である第３目標位置(ramp range3)として、ＰＩＤ制御を行う。つまり、クラッチ回転数が次段ギヤの回転数(rc±r thres)以内になったら、ギヤ同士の同期の完了と判定して、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換える。そして、目標シフト変位が第３目標位置(ramp range3)になったら、目標シフト変位を第３目標位置(ramp range3)のままとして、ＰＩＤ制御にてシフト軸の移動を行う。なお、デューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換える際は、ＰＩＤ制御からデューティ指示制御へ切換える際と異なり、シフトデューティがＰＩＤ制御により大きく設定されても、実効的なシフト荷重が過大になることはないため、図５の領域（III）に示すような不連続で、大きいシフトデューティを用いてもかまわない。
【００５８】
本実施例は、実施例１とは、このデューティ指示制御からＰＩＤ制御へ切換えるタイミングが異なり（図５の一点鎖線（II）が実施例１における切換えのタイミングを示す）、クラッチ回転数と変速機の出力軸の回転数（実際はギヤ段での換算値）とが略同一回転になったことで、実質的な同期完了と判断するので、切換えのタイミングが早くなり、シフト時間の短縮を図ることができる。
【００５９】
（ステップＳ２０）
シフト軸の実シフト変位が第３目標位置(ramp range3)となったら、ギヤ入れ動作の終了となり、シフト操作が終了する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るシフト制御装置が用いられるエンジン、クラッチ装置及び変速機の概略構成図である。
【図２】本発明に係るシフト制御装置が制御する電動ＧＳＵの概略構成図であり、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図３】本発明に係る変速機のシフト制御装置において、実施形態の一例を示すシフト制御のタイムチャートである。
【図４】本発明に係る変速機のシフト制御装置において、実施形態の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る変速機のシフト制御装置において、実施形態の他の一例を示すシフト制御のタイムチャートである。
【図６】本発明に係る変速機のシフト制御装置において、実施形態の他の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１    エンジン
２    クラッチ装置
３    変速機
４    電動ＧＳＵ
５    エンジン回転数センサ
６    クラッチ回転数センサ
７ａ  シフトレバー
７ｂ  シフトレバー位置検出センサ
８ａ  アクセルペダル
８ｂ  アクセル開度検出センサ
９    ＡＭＴ用ＥＣＵ
１０  エンジン用ＥＣＵ
１１  シフトモータ
１２  セレクトモータ
１３  ボールネジ
１４  ボールネジ
１５  ガイドシャフト
１６  ストライカ
１６ａ  スライディングレバー
１７  シフトストロークセンサ
１８  セレクトストロークセンサ
１９  車速センサ
【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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