(57)【要約】【課題】シンクロメッシュ機構とシンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機において、変速機での変速完了を精度よく把握する。【解決手段】ＥＣＵは、変速を要求するシフト操作が行なわれると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、スリーブ位置Ｓのモニタを開始し（Ｓ２０２）、変速機の入力軸と出力軸との同期が完了すると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、スリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳがしきい値より小さいか否かを判断し（Ｓ２０６）、時間変化量ΔＳがしきい値より小さくなったときのスリーブ位置Ｓを、噛み合い開始位置Ｓ（２）として算出し（Ｓ２１０）、算出された噛み合い開始位置Ｓ（２）にαを加えた値を、噛み合い完了位置Ｓ（３）として算出する（Ｓ２１２）。αは、スリーブのチャンファ面の軸方向の寸法と歯車のチャンファ面の軸方向の寸法との和に基づいた値に設定される。【選択図】図７
2009191868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンクロメッシュ機構と前記シンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機を備えた車両の制御装置であって、前記シンクロメッシュ機構には、前記変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸と同期して回転し、前記アクチュエータによるギヤ入れ方向への移動によって、他方の軸に同期して回転する歯車と噛み合うスリーブが備えられ、
前記制御装置は、
前記スリーブの位置を検出するための検出手段と、
前記検出手段によって検出された前記スリーブの位置の単位時間あたりの変化量に基づいて、前記アクチュエータによる前記スリーブの前記ギヤ入れ方向への移動によって前記スリーブと前記歯車との噛み合いが完了するときの前記スリーブの位置を、噛み合い完了位置として算出するための算出手段と、
前記算出手段によって算出された前記噛み合い完了位置を記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記噛み合い完了位置に基づいて、前記車両の変速に関する制御を行なうための制御手段とを含む、制御装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記単位時間あたりの変化量に基づいて、前記スリーブが前記歯車に当接し始めたときの前記スリーブの位置を、噛み合い開始位置として算出するための第１の算出手段と、
前記第１の算出手段によって算出された前記噛み合い開始位置と、前記スリーブの寸法および前記歯車の寸法に基づいて予め定められた値とに基づいて、前記噛み合い完了位置を算出するための第２の算出手段とを含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記スリーブの前記歯車側の端部には、前記ギヤ入れ方向に対して傾斜する第１の面が備えられ、
前記歯車の前記スリーブ側の端部には、前記スリーブが前記ギヤ入れ方向に移動した場合に前記第１の面に対向する第２の面が備えられ、
前記噛み合い開始位置は、前記第１の面が前記第２の面に当接し始めたときの前記スリーブの位置であり、
前記噛み合い完了位置は、前記第１の面と前記第２の面との当接が完了したときの前記スリーブの位置である、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第２の算出手段は、前記第１の面の前記ギヤ入れ方向の寸法と前記第２の面の前記ギヤ入れ方向の寸法との和に応じた値を前記噛み合い開始位置に加えた値を、前記噛み合い完了位置として算出する、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１の算出手段は、
前記単位時間あたりの変化量がしきい値よりも小さいか否かを判断するための判断手段と、
前記判断手段によって前記単位時間あたりの変化量が前記しきい値よりも小さいと判断されたときの前記スリーブの位置を、前記噛み合い開始位置として算出するための手段とを含む、請求項２〜４のいずれかに記載の制御装置。
【請求項６】
前記シンクロメッシュ機構には、前記スリーブと前記歯車とが噛み合う前に前記スリーブと前記歯車とを同期させるシンクロナイザリングが備えられ、
前記制御装置は、前記一方の軸と前記他方の軸とが同期したか否かを判断するための同期判断手段をさらに含み、
前記算出手段は、前記同期判断手段によって前記一方の軸と前記他方の軸とが同期したと判断された後の前記スリーブの位置の前記単位時間あたりの変化量に基づいて、前記噛み合い完了位置を算出する、請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。
【請求項７】
前記車両には、前記車両の駆動源と、前記駆動源と前記変速機との間に設けられたクラッチとが備えられ、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記噛み合い完了位置に基づいて、前記クラッチを制御する、請求項１〜６のいずれかに記載の制御装置。
【請求項８】
シンクロメッシュ機構と前記シンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機を備えた車両を制御する制御ユニットが行なう制御方法であって、前記シンクロメッシュ機構には、前記変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸と同期して回転し、前記アクチュエータによるギヤ入れ方向への移動によって、他方の軸に同期して回転する歯車と噛み合うスリーブが備えられ、
前記制御方法は、
前記スリーブの位置を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された前記スリーブの位置の単位時間あたりの変化量に基づいて、前記アクチュエータによる前記スリーブの前記ギヤ入れ方向への移動によって前記スリーブと前記歯車との噛み合いが完了するときの前記スリーブの位置を、噛み合い完了位置として算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された前記噛み合い完了位置を記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップで記憶された前記噛み合い完了位置に基づいて、前記車両の変速に関する制御を行なう制御ステップとを含む、制御方法。
【請求項９】
前記算出ステップは、前記単位時間あたりの変化量に基づいて、前記スリーブが前記歯車に当接し始めたときの前記スリーブの位置を、噛み合い開始位置として算出する第１の算出ステップと、
前記第１の算出ステップで算出された前記噛み合い開始位置と、前記スリーブの寸法および前記歯車の寸法に基づいて予め定められた値とに基づいて、前記噛み合い完了位置を算出する第２の算出ステップとを含む、請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記スリーブの前記歯車側の端部には、前記ギヤ入れ方向に対して傾斜する第１の面が備えられ、
前記歯車の前記スリーブ側の端部には、前記スリーブが前記ギヤ入れ方向に移動した場合に前記第１の面に対向する第２の面が備えられ、
前記噛み合い開始位置は、前記第１の面が前記第２の面に当接し始めたときの前記スリーブの位置であり、
前記噛み合い完了位置は、前記第１の面と前記第２の面との当接が完了したときの前記スリーブの位置である、請求項９に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記第２の算出ステップは、前記第１の面の前記ギヤ入れ方向の寸法と前記第２の面の前記ギヤ入れ方向の寸法との和に応じた値を前記噛み合い開始位置に加えた値を、前記噛み合い完了位置として算出する、請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
前記第１の算出ステップは、
前記単位時間あたりの変化量がしきい値よりも小さいか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップで前記単位時間あたりの変化量が前記しきい値よりも小さいと判断されたときの前記スリーブの位置を、前記噛み合い開始位置として算出するステップとを含む、請求項９〜１１のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１３】
前記シンクロメッシュ機構には、前記スリーブと前記歯車とが噛み合う前に前記スリーブと前記歯車とを同期させるシンクロナイザリングが備えられ、
前記制御方法は、前記一方の軸と前記他方の軸とが同期したか否かを判断する同期判断ステップをさらに含み、
前記算出ステップは、前記同期判断ステップで前記一方の軸と前記他方の軸とが同期したと判断された後の前記スリーブの位置の前記単位時間あたりの変化量に基づいて、前記噛み合い完了位置を算出する、請求項８〜１２のいずれかに記載の制御方法。
【請求項１４】
前記車両には、前記車両の駆動源と、前記駆動源と前記変速機との間に設けられたクラッチとが備えられ、
前記制御ステップは、前記記憶ステップで記憶された前記噛み合い完了位置に基づいて、前記クラッチを制御する、請求項８〜１３のいずれかに記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御に関し、特に、シンクロメッシュ機構とシンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機を備えた車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シンクロメッシュ機構と、シンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより自動的に変速を行なう変速機が公知である。シンクロメッシュ機構には、スリーブとシンクロナイザリングとが備えられる。スリーブは、変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸と同期して回転し、アクチュエータによってギヤ入れ方向に移動させられると、他方の軸と同期して回転する歯車と噛み合うように構成される。シンクロナイザリングは、スリーブと歯車との間に設けれ、スリーブの移動に応じて増大する摩擦力により、スリーブと歯車とが噛み合う前に、スリーブと歯車とを同期させるように構成される。これにより、入力軸と出力軸とが、変速前に同期していなくても、変速中のスリーブの移動に伴って同期される。そのため、スムーズな変速を行なうことができる。このようなシンクロメッシュ機構を備えた変速機において、スリーブの移動量を正確に制御する技術が、たとえば特開２００２−１０６７１０号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
この公報に開示された制御装置は、シフト操作に基づき作動する駆動部を有するシフトアクチュエータと、シンクロメッシュ機構部のスリーブと係合し、軸方向の移動によりスリーブを移動させるフォーク軸と、駆動部とフォーク軸との間に配置され、駆動部の駆動力をフォーク軸に伝達する駆動力伝達部材と、を備えた同期噛合式自動変速機を制御する。この制御装置は、フォーク軸の駆動時における駆動力伝達部材のたわみ量を検出する第１検出部と、第１検出部が検出したたわみ量に基づきシフトアクチュエータの作動を制御する制御部とを含む。
【０００４】
この公報に開示された制御装置によると、第１検出部が検出した、フォーク軸の駆動時における駆動力伝達部材のたわみ量に基づき、制御部がシフトアクチュエータの作動を制御する。そのため、フォーク軸およびスリーブの移動量をより正確に制御することができる。
【特許文献１】特開２００２−１０６７１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５３２３５号公報
【特許文献３】特開２００５−４２７９８号公報
【特許文献４】特開２００１−１４１０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常、上述した変速機と駆動源との間には、変速機での変速に応じて自動的に制御されるクラッチが設けられる。このクラッチは、変速が要求されると、まず動力を伝達しない状態に切り換えられ、変速機での変速が完了した後（すなわちスリーブが歯車と噛み合う位置に移動した後）に、動力を伝達する状態に戻される。したがって、要求される変速を速やかに行なうためには、変速機での変速の完了、すなわちスリーブと歯車との噛み合いが完了したときのスリーブの位置（以下、「噛み合い完了位置」とも記載する）を精度よく把握する必要がある。
【０００６】
しかしながら、この噛み合い完了位置を、変速機の製造前に予め精度よく把握することは難しい。なぜなら、スリーブと歯車との相対位置は複数の部品を組み付けることによって決まるため、これらの部品の組付公差や組付ばらつきの影響で、噛み合い完了位置が設計寸法に対して変速機の固体ごとにばらつくためである。
【０００７】
特許文献１には、スリーブの位置（移動量）そのものを正確に制御する技術が開示されているが、上述した噛み合い完了位置を変速機の固体ごとに精度よく把握する技術については何ら開示されていない。そのため、変速機での変速の完了を精度よく把握することができない。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シンクロメッシュ機構とシンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機において、変速機での変速完了を精度よく把握することができる制御装置および制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る制御装置は、シンクロメッシュ機構とシンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機を備えた車両を制御する。シンクロメッシュ機構には、変速機の入力軸および出力軸のいずれか一方の軸と同期して回転し、アクチュエータによるギヤ入れ方向への移動によって、他方の軸に同期して回転する歯車と噛み合うスリーブが備えられる。制御装置は、スリーブの位置を検出するための検出手段と、検出手段によって検出されたスリーブの位置の単位時間あたりの変化量に基づいて、アクチュエータによるスリーブのギヤ入れ方向への移動によってスリーブと歯車との噛み合いが完了するときのスリーブの位置を、噛み合い完了位置として算出するための算出手段と、算出手段によって算出された噛み合い完了位置を記憶するための記憶手段と、記憶手段に記憶された噛み合い完了位置に基づいて、車両の変速に関する制御を行なうための制御手段とを含む。第８の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１０】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、算出手段は、単位時間あたりの変化量に基づいて、スリーブが歯車に当接し始めたときのスリーブの位置を、噛み合い開始位置として算出するための第１の算出手段と、第１の算出手段によって算出された噛み合い開始位置と、スリーブの寸法および歯車の寸法に基づいて予め定められた値とに基づいて、噛み合い完了位置を算出するための第２の算出手段とを含む。第９の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１１】
第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、スリーブの歯車側の端部には、ギヤ入れ方向に対して傾斜する第１の面が備えられる。歯車のスリーブ側の端部には、スリーブがギヤ入れ方向に移動した場合に第１の面に対向する第２の面が備えられる。噛み合い開始位置は、第１の面が第２の面に当接し始めたときのスリーブの位置である。噛み合い完了位置は、第１の面と第２の面との当接が完了したときのスリーブの位置である。第１０の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、第２の算出手段は、第１の面のギヤ入れ方向の寸法と第２の面のギヤ入れ方向の寸法との和に応じた値を噛み合い開始位置に加えた値を、噛み合い完了位置として算出する。第１１の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１３】
第５の発明に係る制御装置においては、第２〜４のいずれかの発明の構成に加えて、第１の算出手段は、単位時間あたりの変化量がしきい値よりも小さいか否かを判断するための判断手段と、判断手段によって単位時間あたりの変化量がしきい値よりも小さいと判断されたときのスリーブの位置を、噛み合い開始位置として算出するための手段とを含む。第１２の発明に係る制御方法は、第５の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１４】
第６の発明に係る制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、シンクロメッシュ機構には、スリーブと歯車とが噛み合う前にスリーブと歯車とを同期させるシンクロナイザリングが備えられる。制御装置は、一方の軸と他方の軸とが同期したか否かを判断するための同期判断手段をさらに含む。算出手段は、同期判断手段によって一方の軸と他方の軸とが同期したと判断された後のスリーブの位置の単位時間あたりの変化量に基づいて、噛み合い完了位置を算出する。第１３の発明に係る制御方法は、第６の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【００１５】
第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、車両には、車両の駆動源と、駆動源と変速機との間に設けられたクラッチとが備えられる。制御手段は、記憶手段に記憶された噛み合い完了位置に基づいて、クラッチを制御する。。第１４の発明に係る制御方法は、第７の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、噛み合い完了位置が、実際のスリーブの位置の検出値（すなわち、変速機の固体ごとのばらつきを考慮した値）に基づいて算出される。そのため、噛み合い完了位置を変速機の固体ごとに精度よく算出することができる。これにより、シンクロメッシュ機構とシンクロメッシュ機構を制御するアクチュエータとにより変速を自動的に行なう変速機において、変速機での変速完了を精度よく把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１８】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を備えた車両について説明する。なお、本発明に係る制御装置を適用できる車両は、変速機に備えられたシンクロメッシュ機構をアクチュエータにより制御する車両であれば、図１に示す車両に限定されず、他の態様を有する車両であってもよい。また、駆動源は、エンジンに限定されずモータであってもよい。
【００１９】
この車両は、エンジン１０と、クラッチ機構２０と、機械式自動変速機３０と、ＥＣＵ６００とを含む。
【００２０】
エンジン１０は、インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料をシリンダ（図示せず）の燃焼室内で燃焼させるガソリンエンジンである。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフト１２が回転させられる。
【００２１】
クラッチ機構２０は、エンジン１０のクランクシャフト１２と機械式自動変速機３０の入力軸２０２とに接続される。クラッチ機構２０は、ＥＣＵ６００からの制御信号に応じて作動するアクチュエータによって、エンジン１０のトルクを機械式自動変速機３０に伝達する状態（以下、「動力伝達状態」とも記載する）と、エンジン１０のトルクを機械式自動変速機３０に伝達しない状態（以下、「動力遮断状態」とも記載する）とに切り換えられる。
【００２２】
機械式自動変速機３０は、変速機ケース１００と、変速機ケース１００に収納された歯車変速機構２００と、シンクロメッシュ機構３００と、セレクトアクチュエータ４００と、シフトアクチュエータ５００とを含む。
【００２３】
歯車変速機構２００は、入力軸２０２と、入力軸２０２と同期して回転するカウンタ軸（図示せず）と、出力軸２０４とを含む。出力軸２０４上には、出力軸２０４に対して空転可能に接続された複数の歯車が設けられる。出力軸２０４上の複数の歯車は、カウンタ軸上の複数の歯車とそれぞれ常時噛み合っており、各歯車列のギヤ比に応じた回転数で、入力軸２０２と同期して回転する。
【００２４】
シンクロメッシュ機構３００は、出力軸２０４上で入力軸２０２と同期して回転する複数の歯車のうちのいずれかの歯車を出力軸２０４に同期させることによって、歯車変速機構２００の変速比を運転者が要求する変速比に設定する。なお、シンクロメッシュ機構３００については後に詳述する。
【００２５】
セレクトアクチュエータ４００は、ＥＣＵ６００からの制御信号に応じてセレクトシャフト（図示せず）を作動させて、シンクロメッシュ機構３００の歯車のうちの、運転者が要求する変速比に対応する歯車を選択する。なお、シフトアクチュエータ５００をシフトフォークのそれぞれに設ける場合、セレクトアクチュエータ４００は不要となる。以下の説明においては、シフトフォークのそれぞれに設けられるシフトアクチュエータ５００を制御する場合について説明する。
【００２６】
シフトアクチュエータ５００は、ＥＣＵ６００からの制御信号に応じてシフトフォーク（図示せず）に接続されたフォークシャフト（図示せず）を油圧によって軸方向に移動させる。これにより、シフトフォークと係合するスリーブ３１０（図２参照）を軸方向に移動させる。なお、シフトアクチュエータ５００は油圧式であることに限定されず、たとえば、電気式のモータを用いてもよい。
【００２７】
ＥＣＵ６００には、ストロークセンサ６０２と、シフトレバー６０４のシフトポジションセンサ６０６と、入力軸回転数センサ６０８と、出力軸回転数センサ６１０とがハーネスなどを介在させて接続されている。
【００２８】
ストロークセンサ６０２は、スリーブ３１０（図２参照）の位置（スリーブ位置）Ｓを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。本実施の形態においては、ストロークセンサ６０２は、予め定められた中立位置を基準として、中立位置からの移動量（中立位置とスリーブ３１０との距離）をスリーブ位置Ｓをして検出する。なお、スリーブ位置Ｓの検出方法は、中立位置を基準とすることに限定されない。
【００２９】
シフトポジションセンサ６０６は、シフトレバー６０４の位置（シフトポジション）ＳＰを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。なお、シフトレバー６０４は、運転者が希望する変速比に応じたシフトポジションＳＰに運転者により操作される。
【００３０】
入力軸回転数センサ６０８は、歯車変速機構２００の入力軸２０２の回転数（入力軸回転数）ＮＩＮを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。
【００３１】
出力軸回転数センサ６１０は、歯車変速機構２００の出力軸２０４の回転数（出力軸回転数）ＮＯＵＴを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。
【００３２】
ＥＣＵ６００は、ストロークセンサ６０２、シフトポジションセンサ６０６、入力軸回転数センサ６０８、および出力軸回転数センサ６１０などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、歯車変速機構２００が所望の状態となるように、クラッチ機構２０、機械式自動変速機３０（セレクトアクチュエータ４００およびシフトアクチュエータ５００）を制御する。
【００３３】
図２を参照して、シンクロメッシュ機構３００について説明する。シンクロメッシュ機構３００は、スリーブ３１０と、シンクロナイザリング３２０と、シフティングキー３１６とを含む。
【００３４】
スリーブ３１０の内周面には、内周スプラインが設けられ、この内周スプラインが出力軸２０４上に接続されたクラッチハブ（図示せず）の外周スプラインに嵌合される。そのため、スリーブ３１０は、出力軸２０４と同期して回転する。スリーブ３１０の内周歯３１２（内周スプラインの凸側）の歯車３３０側の端部には、チャンファ面３１４が設けられる。また、スリーブ３１０は、シフトフォークに係合され、シフトアクチュエータ５００によりフォークシャフトが移動されることにより、軸方向Ｘ（ギヤ入れ方向）に移動される。
【００３５】
シフティングキー３１６は、スリーブ３１０の内周面に遠心方向に嵌合され、軸方向Ｘへの移動初期において、シンクロナイザリング３２０の端面を軸方向Ｘに押圧する。
【００３６】
シンクロナイザリング３２０は、コーン状に形成される。スリーブ３１０によって軸方向Ｘに押圧されることにより、シンクロナイザリング３２０のコーン面３２６が、出力軸２０４上で入力軸２０２と同期して回転している歯車３３０のコーン面３３６に当接する。
【００３７】
シンクロナイザリング３２０の外周には、スリーブ３１０の内周歯３１２と噛み合う外周歯３２２が複数形成されている。外周歯３２２のスリーブ３１０側の端部には、スリーブ３１０が軸方向Ｘに移動した場合に、スリーブ３１０のチャンファ面３１４と対向するチャンファ面３２４が設けられている。
【００３８】
歯車３３０の外周には、スリーブ３１０の内周歯３１２と噛み合う外周歯３３２が複数形成されている。外周歯３３２のスリーブ３１０側の端部には、スリーブ３１０が軸方向Ｘに移動した場合に、スリーブ３１０のチャンファ面３１４と対向するチャンファ面３３４が設けられている。
【００３９】
スリーブ３１０が軸方向Ｘに移動して、スリーブ３１０の内周歯３１２が、シンクロナイザリング３２０の外周歯３２２の溝間に入り込み、さらに歯車３３０の外周歯３３２のの溝間に入り込むと、スリーブ３１０と歯車３３０とが機械的に結合される。
【００４０】
図３を参照して、シンクロメッシュ機構３００の動作について説明する。図３に示すように、スリーブ３１０のチャンファ面３１４、シンクロナイザリング３２０のチャンファ面３２４、歯車３３０ののチャンファ面３３４は、それぞれ軸方向Ｘに対して傾斜している。
【００４１】
歯車変速機構２００のニュートラル状態においては、スリーブ３１０は中立位置に保持される。運転者がシフトレバー６０４を操作して変速を要求した場合、ＥＣＵ６００からの制御信号に応じてスリーブ３１０が軸方向Ｘへの移動を開始する。
【００４２】
スリーブ３１０が軸方向Ｘへ移動し始めると、シフティングキー３１６も軸方向Ｘに移動し、シンクロナイザリング３２０の端面を同方向に押圧する。
【００４３】
シフティングキー３１６は、シンクロナイザリング３２０の外周歯３２２の溝の片側に寄った位置で回転するように位置決めされている。そのため、スリーブ３１０のチャンファ面３１４とシンクロナイザリング３２０のチャンファ面３２４とが常にずれた位相で向い合うように位相が規制される。これにより、スリーブ３１０がさらに軸方向Ｘに移動可能となる。
【００４４】
スリーブ３１０のチャンファ面３１４がシンクロナイザリング３２０の外周歯３２２に当接すると、スリーブ３１０が外周歯３２２を軸方向Ｘに押圧するため、シンクロナイザリング３２０のコーン面３２６と歯車３３０のコーン面３３６とに大きな摩擦力が発生する。これにより、歯車３３０がシンクロナイザリング３２０の回転と同期し始める。
【００４５】
図３（Ａ）に示すように、チャンファ面３１４のほぼ全面がチャンファ面３２４に当接する状態となった時点で、歯車３３０とシンクロナイザリング３２０の回転との同期がほぼ完了する。このときのスリーブ３１０の位置が同期位置Ｓ（１）である。
【００４６】
さらに、スリーブ３１０は、チャンファ面３１４とチャンファ面３２４とが当接した状態でシンクロナイザリング３２０を回転方向に変位させながら軸方向Ｘに移動し、スリーブ３１０の内周歯３１２がシンクロナイザリング３２０の外周歯３２２の溝間に入り込む。
【００４７】
スリーブ３１０はさらに軸方向Ｘに移動し、図３（Ｂ）に示すように、スリーブ３１０の内周歯３１２が歯車３３０の外周歯３３２に当接し始める。このときのスリーブ３１０の位置が噛み合い開始位置Ｓ（２）である。なお、この噛み合い開始位置Ｓ（２）は、スリーブ３１０がシンクロナイザリング３２０に加えて歯車３３０にも入り込み始める位置であることから、噛み合い開始位置Ｓ（２）を２段入り位置とも記載する。
【００４８】
さらに、スリーブ３１０は、チャンファ面３１４とチャンファ面３３４とが当接した状態で歯車３３０を回転方向に変位させながら軸方向Ｘに移動する。
【００４９】
図３（Ｃ）に示すように、チャンファ面３１４とチャンファ面３３４との当接が完了する位置までスリーブ３１０が移動して、スリーブ３１０の内周歯３１２が歯車３３０の外周歯３３２の溝間に入り込むと、スリーブ３１０と歯車３３０とが機械的に結合される。このときのスリーブ３１０の位置が噛み合い完了位置Ｓ（３）である。
【００５０】
その後、スリーブ３１０はさらに軸方向Ｘに移動し、たとえばフォークシャフトがストッパ（図示せず）に当接した時点で、図３（Ｄ）に示すように、スリーブ３１０の移動が完了する。このときのスリーブ３１０の位置がスリーブ移動完了位置Ｓ（４）である。
【００５１】
以上のような構成を有する車両において、本発明は、ＥＣＵ６００が、ストロークセンサ６０２に検出されたスリーブ位置Ｓの時間変化量（単位時間あたりの変化量）ΔＳに基づいて噛み合い開始位置Ｓ（２）を算出し、算出された噛み合い開始位置Ｓ（２）と、スリーブ３１０および歯車３３０の設計寸法（具体的には、チャンファ面３１４の軸方向Ｘの寸法Ａ、およびチャンファ面３３４の軸方向Ｘの寸法Ｂ）に基づいて、噛み合い完了位置Ｓ（３）を算出する点に特徴を有する。
【００５２】
図４に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ６００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ６００は、入力インターフェイス（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）６２０と、演算処理部６３０と、記憶部６４０と、出力インターフェイス（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）６５０とを含む。
【００５３】
入力Ｉ／Ｆ６２０は、シフトポジションセンサ６０６からのシフトポジションＳＰ、入力軸回転数センサ６０８からの入力軸回転数ＮＩＮ、出力軸回転数センサ６１０からの出力軸回転数ＮＯＵＴ、ストロークセンサ６０２からのスリーブ位置Ｓを受信して、演算処理部６３０に送信する。
【００５４】
記憶部６４０には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部６３０からデータが読み出されたり、格納されたりする。
【００５５】
演算処理部６３０は、クラッチ機構２０および機械式自動変速機３０を制御して変速制御を行なう変速制御部６３１、上述した噛み合い完了位置Ｓ（３）を学習する学習部６３２とを含む。
【００５６】
変速制御部６３１は、運転者がシフトレバー６０４を操作して変速を要求した場合、まずクラッチ機構２０を動力伝達状態から動力遮断状態に切り換え、スリーブ３１０をギヤ入れ方向（軸方向Ｘ）に移動させる制御信号（要求ストローク信号）を、出力Ｉ／Ｆ６５０を経由してシフトアクチュエータ５００に出力する。これにより、シフトアクチュエータ５００は、要求ストローク信号に応じた位置にスリーブ３１０を移動させるように、フォークシャフトを移動させる。
【００５７】
また、変速制御部６３１は、スリーブ位置Ｓが噛み合い完了位置Ｓ（３）になると、スリーブ３１０と歯車３３０とが機械的に結合されたものとして、クラッチ機構２０を動力遮断状態から動力伝達状態に切り換える制御信号をクラッチ機構２０に出力する。なお、噛み合い完了位置Ｓ（３）は、記憶部６４０に記憶されている。
【００５８】
学習部６３２は、同期判断部６３３と、噛み合い開始位置算出部６３４と、噛み合い完了位置算出部６３５と、更新部６３６とを含む。
【００５９】
同期判断部６３３は、入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとに基づいて、入力軸２０２と出力軸２０４とが同期したか否かを判断する。
【００６０】
噛み合い開始位置算出部６３４は、入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとが同期した後のスリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳに基づいて、噛み合い開始位置Ｓ（２）を算出する。
【００６１】
噛み合い完了位置算出部６３５は、噛み合い開始位置算出部６３４で算出された噛み合い開始位置Ｓ（２）に予め定められた値αを加えた値を、噛み合い完了位置Ｓ（３）として算出する。この予め定められた値αは、チャンファ面３１４の軸方向Ｘの寸法Ａとチャンファ面３３４の軸方向Ｘの寸法Ｂとの和あるいは和に基づいた値に設定される。
【００６２】
更新部６３６は、記憶部６４０に記憶されている噛み合い完了位置Ｓ（３）を、最新の値に更新する。なお、噛み合い完了位置Ｓ（３）の初期値は、設計寸法に基づいて予め設定された値である。
【００６３】
本実施の形態において、変速制御部６３１および学習部６３２は、いずれも演算処理部６３０であるＣＰＵが記憶部６４０に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
【００６４】
図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００が、クラッチ機構２０および機械式自動変速機３０を制御して変速制御を行なう際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００６５】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、シフトポジションＳＰに基づいて、運転者が変速を要求するシフト操作を行なったか否かを判断する。変速を要求するシフト操作が行なわれると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６６】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ機構２０を動力伝達状態から動力遮断状態に切り換える制御信号をクラッチ機構２０に出力する。
【００６７】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ６００は、要求された変速を実行するように、要求ストローク信号をシフトアクチュエータ５００に出力する。なお、要求ストローク信号については後に詳述する。
【００６８】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ６００は、記憶部６４０に記憶された噛み合い完了位置Ｓ（３）を読み出す。
【００６９】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ６００は、ストロークセンサ６０２からのスリーブ位置Ｓを検出する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ位置Ｓが噛み合い完了位置Ｓ（３）に達した否かを判断する。スリーブ位置Ｓが噛み合い完了位置Ｓ（３）に達すると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。そうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。
【００７０】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ機構２０を動力遮断状態から動力伝達状態に切り換える制御信号をクラッチ機構２０に出力する。
【００７１】
図６に、Ｓ１０４にてＥＣＵ６００からシフトアクチュエータ５００に出力される要求ストローク信号とスリーブ位置Ｓとの関係について説明する。なお、この要求ストローク信号は一例であって、これに限定されるものではない。
【００７２】
時刻Ｔ（１）にて、クラッチ機構２０が動力伝達状態から動力遮断状態に切り換えられると、ＥＣＵ６００は、要求ストロークを比較的急な勾配で増加させ始める。このとき、スリーブ３１０の実ストローク（すなわちスリーブ位置Ｓ）も、要求ストロークに少し遅れて上昇し始める。
【００７３】
時刻Ｔ（２）にて、入力軸２０２と出力軸２０４との同期が開始されると、ＥＣＵ６００は、要求ストロークを比較的緩やかな勾配で増加させる。このとき、同期が完了するまでスリーブ３１０の実ストロークはほとんど増加しない。なお、ＥＣＵ６００は、入力軸回転数ＮＩＮ＝変速前の変速比×出力軸回転数ＮＯＵＴの関係式が成立しなくなった場合に、入力軸２０２と出力軸２０４との同期が開始されたと判断する。
【００７４】
時刻Ｔ（３）にて、スリーブ３１０の実ストロークが同期位置Ｓ（１）となり（図３（Ａ）参照）、入力軸２０２と出力軸２０４との同期がほぼ完了すると、ＥＣＵ６００は、要求ストロークを最大値になるまで再び急な勾配で増加させる。これに伴なって、スリーブ３１０の実ストロークは再び上昇し始める。なお、ＥＣＵ６００は、入力軸回転数ＮＩＮ＝変速後の変速比×出力軸回転数ＮＯＵＴの関係式が成立するようになった場合に、入力軸２０２と出力軸２０４との同期が完了したと判断する。
【００７５】
ここで、図６に示すように、入力軸２０２と出力軸２０４との同期がほぼ完了した時刻Ｔ（３）以降に、スリーブ３１０の実ストロークが上昇せずに一瞬停滞する現象が生じる場合がある。この停滞現象は、図３（Ｂ）に示したように、スリーブ３１０のチャンファ面３１４と歯車３３０のチャンファ面３３４とが当接し始めたとき（スリーブ３１０が噛み合い開始位置Ｓ（２）まで移動したとき）に生じる現象である。
【００７６】
すなわち、スリーブ３１０と歯車３３０との相対回転数差が生じている状態でスリーブ３１０が噛み合い開始位置Ｓ（２）まで移動したときに、スリーブ３１０のチャンファ面３１４と歯車３３０のチャンファ面３３４とが速やかに噛み合わずに衝突することによって、この停滞現象が生じる。
【００７７】
なお、スリーブ３１０が同期位置Ｓ（１）まで移動した時点では、スリーブ３１０と歯車３３０とはシンクロナイザリング３２０によってほぼ同期している。したがって、スリーブ３１０が同期位置Ｓ（１）から噛み合い開始位置Ｓ（２）に移動する間に、入力軸２０２あるいは出力軸２０４の引き摺りトルクや捩れトルクなどによってスリーブ３１０と歯車３３０との相対回転数差が生じた場合に、この停滞現象が生じやすい。
【００７８】
本発明は、この停滞現象を利用して、噛み合い完了位置Ｓ（３）を学習する。具体的には、スリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳに基づいて停滞現象が生じたか否かを判断し、停滞現象が生じたと判断されたときのスリーブ位置Ｓを噛み合い開始位置Ｓ（２）として算出し、算出された噛み合い開始位置Ｓ（２）、チャンファ面３１４の軸方向Ｘの寸法Ａ、およびチャンファ面３３４の軸方向Ｘの寸法Ｂに基づいて、噛み合い完了位置Ｓ（３）を算出する。
【００７９】
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００が、噛み合い完了位置Ｓ（３）を学習する際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００８０】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ６００は、シフトポジションＳＰに基づいて、運転者が変速を要求するシフト操作を行なったか否かを判断する。なお、この判断は、要求ストローク信号が出力されてスリーブ３１０の移動が開始されたか否かを判断するものであれば、たとえば要求ストローク信号そのものが出力されたか否かを判断するようにしてもよい。変速を要求するシフト操作が行なわれると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。そうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８１】
Ｓ２０２にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ位置Ｓのモニタを開始する。Ｓ２０４にて、ＥＣＵ６００は、入力軸２０２と出力軸２０４との同期が完了したか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ６００は、上述したように、入力軸回転数ＮＩＮ＝変速後の変速比×出力軸回転数ＮＯＵＴの関係式が成立するようになった場合に、入力軸２０２と出力軸２０４との同期が完了したと判断する。同期が完了すると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。そうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０４に戻され、同期が完了するまで待つ。
【００８２】
Ｓ２０６にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳがしきい値より小さいか否かを判断する。この判断は、スリーブ３１０が噛み合い開始位置Ｓ（２）まで移動したことによって停滞現象が生じたか否かを判断するものである。しきい値より小さいと（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。そうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２０８に移される。
【００８３】
Ｓ２０８にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ位置Ｓがスリーブ移動完了位置Ｓ（４）に到達したか否かを判断する。スリーブ位置Ｓがスリーブ移動完了位置Ｓ（４）に到達すると（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、この処理は終了する。そうでないと（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２０６に戻される。
【００８４】
Ｓ２１０にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳがしきい値より小さくなったときのスリーブ位置Ｓを、噛み合い開始位置Ｓ（２）として算出する。
【００８５】
Ｓ２１２にて、ＥＣＵ６００は、算出された噛み合い開始位置Ｓ（２）に予め定められた値αを加えた値を、噛み合い完了位置Ｓ（３）として算出する。なお、予め定められた値αは、図３に示すように、噛み合い開始位置Ｓ（２）と噛み合い完了位置Ｓ（３）との距離の差であり、最大でチャンファ面３１４の軸方向Ｘの寸法Ａとチャンファ面３３４の軸方向Ｘの寸法Ｂとの和Ｃである。そのため、予め定められた値αは、寸法Ａと寸法Ｂとの和Ｃあるいはその和Ｃに基づいた値に設定される。
【００８６】
Ｓ２１４にて、ＥＣＵ６００は、算出された噛み合い完了位置Ｓ（３）で、記憶部６４０に記憶されている噛み合い完了位置Ｓ（３）を更新する。
【００８７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００の動作について説明する。
【００８８】
運転者がシフトレバー６０４を操作して変速を要求した場合、ＥＣＵ６００は、まずクラッチ機構２０を動力伝達状態から動力遮断状態に切り換え、スリーブ３１０が噛み合い完了位置Ｓ（３）まで移動すると、スリーブ３１０と歯車３３０とが機械的に結合されたとして、クラッチ機構２０を動力遮断状態から動力伝達状態に切り換える。したがって、クラッチ機構２０および機械式自動変速機３０の変速制御を速やかに行なうためには、噛み合い完了位置Ｓ（３）を精度よく把握することが要求される。
【００８９】
しかしながら、スリーブ３１０が同期位置Ｓ（１）に達した時点ですでに入力軸２０２と出力軸２０４とが同期しているため、噛み合い完了位置Ｓ（３）あるいは噛み合い開始位置Ｓ（２）を、入力軸回転数ＮＩＮや出力軸回転数ＮＯＵＴなどの信号に基づいて算出することは難しい。
【００９０】
そのため、従来においては、設計寸法に基づいて噛み合い完了位置Ｓ（３）を予め設定していたが、部品の組付公差やばらつきを考慮して、噛み合い完了位置Ｓ（３）を長く設定しておく必要があった。すなわち、スリーブ３１０（内周歯３１２）と歯車３３０（外周歯３３２）との相対位置は、部品の組付公差やばらつきの影響で機械式自動変速機３０の固体ごとに異なる。そのため、予め設定された噛み合い完了位置Ｓ（３）が実際のギヤ噛み合い完了位置より短い機械式自動変速機３０においては、スリーブ３１０の内周歯３１２が歯車３３０の外周歯３３２の溝間に入り込んでいない状態でクラッチ機構２０が動力伝達状態に切り換えられてしまうため、異音が生じたり部品が故障したりする恐れがある。
【００９１】
これらの問題を抑制するために、従来においては、上述したように噛み合い完了位置Ｓ（３）を一律に長く設定していたわけであるが、このようにすると、クラッチ機構２０を動力伝達状態に切り換えるタイミングが遅れてしまい、結果的に変速時間が増大していた。
【００９２】
そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ６００は、入力軸回転数ＮＩＮと出力軸回転数ＮＯＵＴとに基づいて、入力軸２０２と出力軸２０４との同期が完了した（Ｓ２０４にてＹＥＳ）後に、スリーブ３１０の停滞現象が生じているか否かをスリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳがしきい値より小さいか否かによって判断し（Ｓ２０６）、スリーブ位置Ｓの時間変化量ΔＳがしきい値より小さくなったときのスリーブ位置Ｓを、噛み合い開始位置Ｓ（２）として算出する（Ｓ２１０）。
【００９３】
このように、本実施の形態においては、スリーブ３１０の停滞現象を利用して、噛み合い開始位置Ｓ（２）を実際に検出したスリーブ位置Ｓに基づいて算出することができる。そのため、噛み合い開始位置Ｓ（２）が、機械式自動変速機３０の固体ごとのばらつきを考慮した精度のよい値となる。
【００９４】
さらに、噛み合い開始位置Ｓ（２）にα（最大でチャンファ面３１４の軸方向Ｘの寸法Ａとチャンファ面３３４の軸方向Ｘの寸法Ｂとの和Ｃ）を加えた値を、噛み合い完了位置Ｓ（３）として算出する（Ｓ２１０）。このとき、寸法Ａと寸法Ｂとは、チャンファ面３１４とチャンファ面３３４との設計寸法のみで決まる値であって、他の部品の組付交差やばらつきを考慮する必要がない。そのため、噛み合い完了位置Ｓ（３）を精度よく算出することができる。
【００９５】
このように、噛み合い完了位置Ｓ（３）を機械式自動変速機３０の固体ごとに精度よく算出し、算出された噛み合い完了位置Ｓ（３）が更新される（Ｓ２１４）。
【００９６】
更新された噛み合い完了位置Ｓ（３）に基づいて、クラッチ機構２０を動力遮断状態から動力伝達状態に切り換える制御が行なわれる（Ｓ１１０、Ｓ１１２）。
【００９７】
そのため、従来のように噛み合い完了位置Ｓ（３）を一律に長く設定する場合に比べて、異音や部品の故障を抑制しつつ、変速時間を短縮することができる。
【００９８】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置は、スリーブが噛み合い開始位置Ｓ（２）に達したときに生じる停滞現象を利用して、噛み合い完了位置Ｓ（３）を、スリーブ位置を検出するストロークセンサの出力値（すなわち、機械式自動変速機の固体ごとのばらつきを考慮した値）に基づいて算出する。そのため、噛み合い完了位置Ｓ（３）を機械式自動変速機の固体ごとに精度よく算出することができる。これにより、変速機での変速完了を精度よく把握することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態においては、スリーブ３１０が出力軸２０４と同期して回転し、歯車３３０が入力軸２０２と同期して回転する場合について説明したが、スリーブ３１０が入力軸２０２と同期して回転し、歯車３３０が出力軸２０４と同期して回転するようにしてもよい。
【０１００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される変速機に備えられたシンクロメッシュ機構の構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置により制御される変速機に備えられたシンクロメッシュ機構の動作を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図６】要求ストローク信号とスリーブ位置との関係を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０  エンジン、１２  クランクシャフト、２０  クラッチ機構、３０  機械式自動変速機、１００  変速機ケース、２００  歯車変速機構、２０２  入力軸、２０４  出力軸、３００  シンクロメッシュ機構、３１０  スリーブ、３１２  内周歯、３１４  チャンファ面、３１６  シフティングキー、３２０  シンクロナイザリング、３２２  外周歯、３２４  チャンファ面、３２６  コーン面、３３０  歯車、３３２  外周歯、３３４  チャンファ面、３３６  コーン面、４００  セレクトアクチュエータ、５００  シフトアクチュエータ、６００  ＥＣＵ、６０２  ストロークセンサ、６０４  シフトレバー、６０６  シフトポジションセンサ、６０８  入力軸回転数センサ、６１０  出力軸回転数センサ、６３０  演算処理部、６３１  変速制御部、６３２  学習部、６３３  同期判断部、６３４  開始位置算出部、６３５  完了位置算出部、６３６  更新部、６４０  記憶部、６２０  入力Ｉ／Ｆ、６５０  出力Ｉ／Ｆ。
【図１】
2009191868.tif 000003
【図２】
2009191868.tif 000004
【図３】
2009191868.tif 000005
【図４】
2009191868.tif 000006
【図５】
2009191868.tif 000007
【図６】
2009191868.tif 000008
【図７】
2009191868.tif 000009