(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトに遊転状態で装着された遊転ギヤと、該回転シャフトと同回転しかつ軸方向に移動可能に該回転シャフトに装着されたスリーブと、該遊転ギヤと該スリーブの間に挿嵌されたシンクロナイザリングと、該スリーブを軸方向に移動させる電気式あるいは流体圧式で駆動可能なアクチュエータと、該アクチュエータを運転席操作手段からの指令によって駆動する駆動手段とを具備し、該アクチュエータの作用で移動される該スリーブが該シンクロナイザリング及び該遊転ギヤと嵌合して変速を行う変速機において、
前記駆動手段は、所定変速段への切換えの開始時に前記アクチュエータが発生する推力及び速度を最大に設定し、前記スリーブが前記シンクロナイザリングと嵌合するボーク点の所定距離前位置で該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少なくとも一方を前記ボーク点を越える位置まで減じ、押し分け開始時には推力及び速度を最大に設定し、該スリーブが前記遊転ギヤと嵌合する２段入り点の所定距離前位置で該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少なくとも一方を前記２段入り点を越える位置まで前記ボーク点のときより高い値に減じることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記２段入り点で減じた前記アクチュエータを駆動する推力及び速度のうち少なくとも一方の値を前記スリーブが前記遊転ギヤの端面と当接するストッパ点を越える位置まで継続する請求項１記載の変速機のシフト制御装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、前記２段入り点で減じた前記アクチュエータを駆動する推力及び速度のうち少なくとも一方の値をストッパ点を越えたとき零に減じる請求項２記載の変速機のシフト制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速機、特にシンクロメッシュ式変速機のシフト制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シンクロメッシュ式変速機は、一般に図４に示すように、回転シャフト１に装着された２ＮＤギヤ２、３ＲＤギヤ３等の遊転ギヤ群の一つにシンクロメッシュ機構４の一部を構成するスリーブ５、６を押付けることにより、遊転ギヤを回転シャフト１と同回転させるものである。
【０００３】
図４に示される変速機は、回転シャフト１とスプライン等により嵌合され回転シャフト１と同回転するクラッチハブ７、８と、クラッチハブ７、８にスプライン５ａ、６ａ等により外装され軸方向に移動可能なスリーブ５、６と、遊転ギヤの側面から突出されたボス部分にスプライン等により嵌合され外周にそれぞれドグ歯９ａ、１０ａをもつギヤピース９（２ＮＤギヤ用）、１０（３ＲＤギヤ用）と、ギヤピース９、１０のコーン面とスリーブ５、６の内周面（スプライン５ａ、６ａ）との間にそれぞれ配設されたシンクロナイザリング１１（２ＮＤギヤ用）、１２（３ＲＤギヤ用）とを主要素として構成されている。
【０００４】
なお、クラッチハブ７とスリーブ５並びにクラッチハブ８とスリーブ６の間には、各クラッチハブ７、８の外周を数カ所切欠いて形成された軸方向の溝に嵌合されかつスリーブ５、６の内周面で挟まれたシフティングキーが装着されている。シフティングキーは、遠心方向の突起がニュートラル状態のスリーブ５、６の内周凹面に嵌合している。
【０００５】
また、スリーブ５にはシフトフォーク１３が嵌合しており、スリーブ６にはシフトフォーク１４が嵌合している。そして、シフトフォーク１３、１４は、例えば操作レバーのセレクト方向の操作によって移動される選択部材（図示略）と選択的に係合されるようになっており、選択部材がシフト方向に操作されることによってそれぞれスリーブ５、６を軸方向にストローク動させる。
【０００６】
上記構成の変速機の変速過程をスリーブ５のストローク位置を示す図６及びシフトセレクトパターンを示す図５を参照して例えば２ＮＤギヤ２の変速段から３ＲＤギヤ３の変速段に切換える場合を例に説明する。
図４に示すギヤ配列の変速機では、２ＮＤ変速段から３ＲＤ変速段へ切換える場合、マニュアル操作上図５に示すようにシフト方向とセレクト方向の操作を伴う。変速操作前の２ＮＤ変速段では、選択部材はシフトフォーク１３と係合している。また、スリーブ６はニュートラル位置にある。そして時期Ｔ1において操作レバーをニュートラル位置Ｎに操作すると、選択部材及びシフトフォーク１３を介してスリーブ５に図４中右方向の操作力が加えられ、スリーブ５は、２ＮＤギヤ２のギヤピース９上を抵抗なくスライドし図６に示すようにニュートラル位置Ｎに達する（図６時期Ｔ2）。このＴ1−Ｔ2をシフト抜き領域という。
【０００７】
シフト抜きの後、操作レバーはセレクト方向に操作され、時期Ｔ2−Ｔ3の間に選択部材がシフトフォーク１４と係合する。選択部材と係合したシフトフォーク１４は、操作レバーへのシフト方向の操作力によって図４中右方向にスリーブ６が移動される（図６Ｔ3）。
時期Ｔ3からスリーブ６のストロークとなる。このスリーブ６が移動を開始すると、シフティングキーはスリーブ６と共に移動してシフティングキーがリング１２の端面を押圧する。シフティングキーがリング１２の端面を押圧するＴ3−Ｔ4をシフト入れ（インデックス）領域という。
【０００８】
シフティングキーがスリーブ６の移動に伴わなくなる時期Ｔ4において、スリーブ６は、そのスプライン６ａのチャンファがリング１２の外歯１２ａと噛合うようになる。この時期Ｔ4を同期開始点（ボーク点）と称し、スリーブ６は、操作力にかかわらずストローク動を停止する。このボーク点の位置Ｓにおいて、スリーブ６はリング１２をギヤピース１０に押圧し、スリーブ６の回転にリング１２及びギヤピース１０の回転が同期するのを待つ（同期領域Ｔ4−Ｔ5）。
【０００９】
スリーブ６の回転にリング１２及びギヤピース１０の回転が同期すると、リング１２は回転方向に自由となり、スリーブ６はリング１２を押分けてギヤピース１０のドグ歯１０ａと嵌合する。このとき、ギヤピース１０及び３ＲＤギヤ３は、その引きずりトルク等によってスリーブ６の回転に同期したときより回転が変化しており、スリーブ６とギヤピース１０のドグ歯１０ａとが噛合う再同期のときに、スリーブ６にはギヤピース１０及び３ＲＤギヤ３によって急激な荷重変動が加わる。この荷重変動がスリーブ６に加わる点を２段入り点という。
【００１０】
スリーブ６が２段入り点の荷重に打勝ってギヤピース１０を押分けると、スリーブ６は３ＲＤギヤ３の端面でストッパ力を受け、停止する（時期Ｔ6）。このＴ5ーＴ6の押分け領域の後、スリーブ６は３ＲＤ位置を例えばシフトフォークあるいは操作レバーに係合する所定のロック機構によって維持する。
ところで、上記変速操作を流体圧式あるいは電気式のアクチュエータによって自動操作する変速機が例えばＷＯ  ９７／０５４１０号公報等に記載されている。この種の変速機において、アクチュエータを駆動する駆動手段は、従来は図６及び図７に示すように、コントローラの制御下で車両状態あるいは変速過程によりアクチュエータの作用圧力等を調整（調圧）している。
【００１１】
すなわち、図６及び図７に示す従来の作用圧力等の調整は、シフト抜き領域及びシフト入れ領域（Ｔ1−Ｔ4）では、アクチュエータを高速、高作用圧で作動させるために最大ＰMAX値に設定し、同期が開始されるボーク点では、機構の耐久性や変速ショックあるいは異音の発生等を考慮して同期に必要な調圧値Ｐ1に落している。また、同期が完了した時期Ｔ5以降の押分け領域とストッパ点を検知した後の所定期間の間は、再び最大ＰMAX値に戻す制御を行っている。
【００１２】
スリーブ６は３ＲＤ位置をシフトフォーク等に設けられるロック機構によって維持するので、駆動手段はストッパ点以降ではアクチュエータの作用圧力等を零とする。
しかしながら、従来の作用圧力等の調整方法だと、ボーク点あるいはスリーブ６が押分けを伴う２段入り点等での変速ショックや異音の発生を満足できる程度に抑えることができないことがわかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、ボーク点あるいは２段入り点等での変速ショックや異音を一層確実に抑えることができる変速機のシフト制御装置を提供することを解決すべき課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の変速機のシフト制御装置は、回転シャフトに遊転状態で装着された遊転ギヤと、該回転シャフトと同回転しかつ軸方向に移動可能に該回転シャフトに装着されたスリーブと、該遊転ギヤと該スリーブの間に挿嵌されたシンクロナイザリングと、該スリーブを軸方向に移動させる電気式あるいは流体圧式で駆動可能なアクチュエータと、該アクチュエータを運転席操作手段からの指令によって駆動する駆動手段とを具備し、該アクチュエータの作用で移動される該スリーブが該シンクロナイザリング及び該遊転ギヤと嵌合して変速を行う変速機において、
前記駆動手段は、所定変速段への切換えの開始時に前記アクチュエータが発生する推力及び速度を最大に設定し、前記スリーブが前記シンクロナイザリングと嵌合するボーク点の所定距離前位置で該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少なくとも一方を前記ボーク点を越える位置まで減じ、押し分け開始時には推力及び速度を最大に設定し、該スリーブが前記遊転ギヤと嵌合する２段入り点の所定距離前位置で該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少なくとも一方を前記２段入り点を越える位置まで前記ボーク点のときより高い値に減じることを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明の変速機のシフト制御装置によれば、スリーブがリングの外歯と嵌合するボーク点の直前において、アクチュエータがスリーブを操作する推力及び速度のうち少なくとも一方が減じられるので、ボーク点においてスリーブがリングの外歯と当接するときの変速ショックあるいは異音の発生が抑えられる。
【００１６】
また、スリーブがリングを押分けて移動し、スリーブが遊転ギヤのドグ歯と嵌合する直前において、アクチュエータの作用圧力及び作用速度のうち少なくとも一方が低くされるので、２段入り点においてスリーブが遊転ギヤのドグ歯と当接するときの変速ショックあるいは異音の発生が抑えられる。
更に、段入り点の直前において、アクチュエータの作用圧力及び作用速度のうちの一方をボーク点のときより高い値に減じることで、２段入り点よりボーク点の方が変速ショックや異音が大きいことに対応できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の変速機のシフト制御装置において、電気式に駆動するアクチュエータを用いる場合は、駆動手段としてアクチュエータへ流す電流の増幅率コントロール形電力回路とこれを制御するＥＣＵ等のコンピュータ式コントローラあるいは電流波形発生形の専用電気回路で構成することができる。
【００１８】
この電気式のアクチュエータは、電気モータと該電気モータの出力軸に取付けたピニオンと、該ピニオンに噛合したラックとから構成できる。そして、ラックをシフトフォークと接続すればよい。
流体圧式のアクチュエータは、油圧シリンダ等の液圧シリンダ、空圧シリンダ等を使用することができる。流体圧式のアクチュエータは、流体圧制御回路と該流体圧制御回路に配設された電磁バルブ等を制御するＥＣＵ等のコンピュータ式コントローラあるいは専用電気回路で構成することができる。
【００１９】
液圧シリンダ、空圧シリンダの場合も、そのロッドをシフトフォークに接続すればよい。
運転席操作手段は、接点間が開閉されるレバースイッチあるいはボタン式のスイッチを用いることができる。
本発明の駆動手段は、所定変速段への切換えの開始時にアクチュエータが発生する推力及び速度を最大値に設定し、スリーブがシンクロナイザリングと嵌合するボーク点に達する前に該アクチュエータが発生する推力及び速度のうち少なくとも一方を最低値に設定し、ボーク点を越えた同期噛合い中は必要値に高め、押分け開始時には最大値に戻し、該押分け中、該スリーブが遊転ギヤと嵌合する２段入り点に達する前に該ボーク点のときより高い値に減じ、ストッパ点を越えたとき零に減じることが好ましい。
【００２０】
【実施例】
以下に本発明を図１及び図２を参照して更に説明する。
実施例の変速機のシフト制御装置は、シンクロメッシュ式変速機を図１に示すような油圧式の駆動手段１５で直動シリンダ１６、１７を駆動制御するものであり、直動シリンダ１６は、図４に示すシフトフォーク１３、１４と選択的に係合する選択部材をセレクト方向に駆動するアクチュエータ、直動シリンダ１７は、選択部材をシフト方向に駆動するアクチュエータであって、該選択部材と係合したシフトフォーク１３あるいは１４をシフト方向に駆動することができる。
【００２１】
駆動手段１５は、ソレノイドへの通電（ＯＮ）によって圧油を供給し、非通電（ＯＦＦ）によって圧油の供給を停止するマスター弁２０と、該マスター弁２０のＯＮ時に圧油が供給され該圧油の流量をソレノイドへ流す電流の大きさに比例して可変できる比例流量弁２１、２２と、電気モータ（図示略）によって駆動されるポンプ１９、アキュームレータ３０からなる油圧源と、該油圧源の電気モータ及びマスター弁２０の切換え及び比例流量弁２１、２２のソレノイド２０ａ、２１ａ、２２ａへの電流量を制御するＥＣＵ等のコントローラ２５と具備している。
【００２２】
コントローラ２５は、レバー式の運転席操作手段２９によって切換えられるスイッチ２８からの信号を入力して変速段を認識し、変速段に応じて直動シリンダ１７及び直動シリンダ１６の駆動を制御する。
なお、直動シリンダ１６、１７には、それぞれロッドの位置を検出する位置センサ２６、２７をもち、各位置センサ２６、２７は位置検出信号をコントローラ２５に入力している。
【００２３】
上記駆動手段１５は、マスター弁２０が非通電のとき同マスター弁２０の図中右位置が油路に接続され、アキュームレータ３０からの圧力は該マスター弁２０によって遮断されるとともに、直動シリンダ１６、１７の両圧力室には、比例流量弁２１、２２の位置にかかわらずリザーバ圧が作用している。
また、直動シリンダ１６は、そのピストン１６ｂが左位置（ロッド１６ａが最も縮んだ状態）にあるとき選択部材を図４に示すシフトフォーク１４と係合させており、そのピストン１６ｂが中立位置にあるとき選択部材を図４に示すシフトフォーク１３と係合させているものとする。
【００２４】
更に、直動シリンダ１７は、ピストン１７ｂが図中上位置（ロッド１７ａが最も縮んだ状態）のとき、図４に示す変速機の軸方向Ｙの−側ヘシフトフォーク１３、１４等をシフトし、ピストン１７ｂが図中下位置（ロッド１７ａが最も延びた状態）のとき、図４に示す変速機の軸方向Ｙの＋側へシフトフォーク１３、１４等をシフトするものとする。
【００２５】
上記構成の駆動手段１５によってシンクロメッシュ式変速機の変速段を切換えるにあたって本実施例の以下のような制御が可能となる。
図４に示したシンクロメッシュ式変速機において、スリーブ５、６を作動させ、２ＮＤ状態から３ＲＤ状態に変速段を切換える場合を例にして説明する。２ＮＤ状態において、レバー２９が図５に示すパターンに操作されると、コントローラ２５は、図４のスリーブ５と嵌合したシフトフォーク１３をシフトし、次に選択部材がスリーブ６と係合したシフトフォーク１４と係合するように該選択部材をセレクトし、更にシフトフォーク１４をシフトする一連の変速過程を設定する。  この変速過程の設定は、具体的に比例流量弁２１、２２のソレノイド２１ａ、２２ａへ流す電流の基本波形を設定する方法や、同ソレノイド２１ａ、２２ａへ流す電流の増幅率を切換える基本パターンを設定する。そして、基本波形や基本パターンは、各位置センサ２６、２７からの位置検出信号によって波形変化のタイミングや増幅率変化のタイミングが可変される。表１に各ステップでのマスター弁２０、比例流量弁２１、２２及び直動シリンダ１６、１７の動作状態を示す。
【００２６】
【表１】
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さて、２ＮＤ状態においては、マスター弁２０及び比例流量弁２１、２２には通電されず、直動シリンダ１６、１７の各ロッド１６ａ、１７ａは、図１に示すようにフリー状態であるが、図４のシフトフォーク１３は所定のロック機構によってスリーブ５をギヤピース９と噛合させている。
【００２７】
ステップ１
上記２ＮＤ状態より、上記レバー２９が図５に示すように操作されると（図２に示す時期Ｔ1）、コントローラ２５は、ステップ１として、マスター弁２０及び比例流量弁２２に対し変速開始時より最大流量で圧油を出力する電流をそれらのソレノイド２０ａ、２２ａに流す。比例流量弁２１に対してはＯＮ／ＯＦＦを繰返す。これにより、直動シリンダ１６の両圧力室に圧油が供給され、受圧面積差により直動シリンダ１６のピストン１６ｂの中立位置が確保され、選択部材がシフトフォーク１３と係合した状態を維持する。また、直動シリンダ１７の両圧力室に圧油が供給され、ロッド１７ａすなわち選択部材と係合した図４のシフトフォーク１３を軸方向Ｙの＋側に移動させ、スリーブ５を駆動する。このスリーブ５への作用圧力は、マスター弁２０の流量が最大に設定されることで、図３に示すように、最大圧ＰMAXとなる。シフトフォーク１３が軸方向Ｙの＋側に移動されると、図２示すようにシフト抜きが行われ、直動シリンダ１７の位置は、ニュートラル位置Ｎに達する。
【００２８】
ステップ２
直動シリンダ１７のニュートラル位置Ｎは、センサ２７によって検出される。センサ２７の位置検出信号がニュートラル位置Ｎを示すと、コントローラ２５は、比例流量弁２１をＯＦＦとし、比例流量弁２２をＯＮ／ＯＦＦを繰返すようにする。これによって、直動シリンダ１６には右側圧力室に圧油が供給され、直動シリンダ１７には両圧力室に圧油が供給される。直動シリンダ１６の右側圧力室に圧油が供給されると、ロッド１６ａがＸ−方向に移動し選択部材を図４のシフトフォーク１４に係合させる。また、直動シリンダ１７は中立位置を維持する。これにより図２に示すＴ2からＴ3のセレクト動作が行われる。直動シリンダ１７は、図２に示すＮ位置を維持している。
【００２９】
ステップ３
直動シリンダ１６の位置が左側エンドとなると、センサ２６からの信号によってコントローラ２５はシフト入れ時期Ｔ3を認識する。シフト入れ領域では、図４のスリーブ６をリング１２に押付けるべく、マスター弁２０及び比例流量弁２２のＯＮ状態を維持し、直動シリンダ１７を中立位置Ｎよりロッド１７ａが延びる軸方向Ｙの＋側に推進する。
【００３０】
本実施例では、直動シリンダ１７が軸方向Ｙの＋側に推進する途中のボーク点がセンサ２７によって検出される時期Ｔ4（図６参照）の所定期間前の時期Ｔ3′において、マスター弁２０のソレノイド２０ａへ流す電流を減じる。これにより、比例流量弁２２から直動シリンダ１７の上側圧力室に供給される圧油の圧力が低減され、直動シリンダ１７の作用圧力が減じられることになる。従って、図４のスリーブ６のチャンファがリング１２の外歯１２ａに当接するボーク点より前に、直動シリンダ１７の作用圧力が減じられ、直動シリンダ１７によるスリーブ６への作用圧力としては、図３に示すように、時期Ｔ3′からＰ2（＜ＰMAX）に低減されて、スリーブ６のチャンファをリング１２の外歯１２ａにソフトに嵌合させることができる。コントローラ２５は、上記直動シリンダ１７の作用圧力を減じる期間を、センサ２７がボーク点の位置Ｓを検出する時点まで設定する。
【００３１】
ステップ４
ボーク点が検出されると、コントローラ２５は、直動シリンダ１７の作用圧力が同期必要圧力Ｐ1となるように、マスター弁２０のソレノイド２０ａへの電流を高める。図３のこの期間Ｔ4′−Ｔ5は、従来と同様に、スリーブ６は圧力Ｐ1でリング１２を押圧し、３ＲＤギヤ３の回転は徐々にスリーブ６の回転に近づく。
【００３２】
ステップ５
図４のスリーブ６の回転と３ＲＤギヤ３の回転が同期すると、リング１２は空転するため、スリーブ６は３ＲＤ位置に向って推進できるようになる。この位置を検出したセンサ２７からの信号でコントローラ２５は、マスター弁２０のソレノイド２０ａに流す電流を再び最大にする。これによって、直動シリンダ１７の作用圧力は、図３の時期Ｔ5−Ｔ5′に示すように、シフト抜き時と同じＰMAXとなる。
【００３３】
ステップ６
ＰMAXで押される図４のスリーブ６がギヤピース１０のドグ歯５と嵌合する位置より所定距離前の位置をセンサ２７が検出すると、コントローラ２５はこの位置検出信号を受けてマスター弁２０のソレノイド２０ａへ流す電流を再び低減する。これは２段入り点及びストッパ点に対する措置であり、このときの電流値は、ボーク点より前の位置を検出して低減したときより大きな値である。そして、図４のスリーブ６が３ＲＤギヤ１０の端面と当接するストッパ点をセンサ２７で検出すると、コントローラ２５は本変速操作の処理を終了し、マスター弁２０及び比例流量弁２２への通電を終了する。
【００３４】
ここで、図３の２段入り点前の時期Ｔ5′よりストッパ点を検出した後の所定期間に減じられる直動シリンダ１７の作用圧力は、ボーク点前の時期Ｔ3′より所定期間減じられる直動シリンダ１７の作用速度より大きくされ、スリーブ６への作用圧力がＰ2より大きなＰ3とされている。これは、２段入り点よりボーク点の方が変速ショックや異音が大きいからである。
【００３５】
このように本実施例のシフト制御装置では、ボーク点前の時期Ｔ3′より所定期間と、２段入り点前の時期Ｔ5′よりストッパ点を検出した後の所定期間との間に、直動シリンダ１７の作用速度を減じることにより、ボーク点及び２段入り点からストッパ点での変速ショックや異音を確実に低減することができる。
また、作用圧力は変えずに比例流量弁における作動速度だけを減じても良い。
【００３６】
ここで、マスター弁２０は、ソレノイド電流に比例した圧力を出力するソレノイド式比例圧力制御弁を指す。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、スリーブがボーク点に達する前及び２段入り点に達する前の少なくとも一方の点においてアクチュエータの作用圧力を減じることができるので、変速ショックや異音の発生を確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】  本発明の動作を示し、直動シリンダの位置の変化を示す動作図である。
【図３】  本発明によるアクチュエータの作用圧力を示す動作説明図である。
【図４】  一般的なシンクロメッシュ式変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図５】  操作レバーの操作パターンを示す図である。
【図６】  従来装置で動作するアクチュエータの位置の変化を示す動作図である。
【図７】  従来装置によるアクチュエータの作用圧力を示す動作説明図である。
【符号の説明】
１５…駆動手段、１６、１７…直動シリンダ（アクチュエータ）、２０…マスタ弁、２１、２２…比例流量弁、２５…コントローラ、２６、２７…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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【図７】
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