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発明の名称 変速機の制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−10023(P2007−10023A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−191029(P2005−191029)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100064746
【弁理士】
【氏名又は名称】深見 久郎
発明者 加藤 雅之 / 伊藤 嘉規
要約 課題
変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なう。

解決手段
ECUは、変速指令が入力されると(S100にてYES)、変速前後の変速段を検知するステップ(S102)と、検知された変速前後の変速段とに基づいてパターン群を選択するステップ(S104)と、パターン群に基づいてアクチュエータを制御するステップ(S106)と、全ての動作パターンの動作が終了したか否かを判断するステップ(S108)とを含む、プログラムを実行する。
特許請求の範囲
【請求項1】
シフトセレクトレバーを、回転方向および軸方向について、変速段に対応する位置に移動させることにより、変速段に対応するギヤを噛み合わせて、変速動作を行なう変速機の制御装置であって、前記シフトセレクトレバーは、アクチュエータにより移動され、前記変速機は、前記シフトセレクトレバーの回転方向および軸方向の移動を制限するシフトゲートと、前記シフトゲートにより制限された移動範囲において、前記シフトセレクトレバーの移動とともにシフトゲートの移動経路を相対的に移動するゲートピンとを含み、
変速時の前記シフトゲート上の前記ゲートピンの移動経路を記憶するための記憶手段と、
第1の変速段から第2の変速段への変速指令を検知するための検知手段と、
前記変速指令が検知されると、前記変速動作時に、前記記憶手段に記憶された第1の変速段から第2の変速段への移動経路を選択するための選択手段と、
前記選択された移動経路に沿って前記ゲートピンが前記シフトゲートに対して相対的に移動するように前記アクチュエータを制御するための制御手段とを含む、変速機の制御装置。
【請求項2】
前記移動経路は、前記第1の変速段と前記第2の変速段との間において、シフトゲート上の予め定められた傾きを有する複数の直線経路が組み合わされて形成される、請求項1に記載の変速機の制御装置。
【請求項3】
前記移動経路は、前記シフトゲート上の第1の変速段に対応する位置と、前記シフトゲートの角部の頂点と、前記第2の変速段に対応する位置とをそれぞれ直線で結んで形成される経路である、請求項1または2に記載の変速機の制御装置。
【請求項4】
前記移動経路は、前記ゲートピンが前記シフトゲートに押圧しないように形成される経路である、請求項1〜3のいずれかに記載の変速機の制御装置。
【請求項5】
前記変速機は、車両に搭載され、
前記制御装置は、前記車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、前記移動経路を補正するための補正手段をさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の変速機の制御装置。
【請求項6】
前記予め定められた条件は、前記車両の走行距離が予め定められた距離以上であるという条件と、前記車両の走行期間が予め定められた期間以上であるという条件とのうちの少なくともいずれか一方である、請求項5に記載の変速機の制御装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記シフトゲートにより制限された移動範囲を検知するための移動範囲検知手段をさらに含み、
前記補正手段は、前記検知された移動範囲に基づいて、前記移動経路を補正するための手段を含む、請求項5または6に記載の変速機の制御装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、変速機の制御装置に関し、特に、変速機を変速させるアクチュエータの制御に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、噛合い式のギヤトレーンからなる変速機において、変速を手動ではなく、アクチュエータなどを用いて自動で行なうものがある。このような変速機においては、変速段に対応するギヤの係脱を行なうシフト操作とシフトフォークシャフトの選択を行なうセレクト操作とがアクチュエータにより行なわれる。
【0003】
たとえば、特開2004−245293号公報(特許文献1)は、変速操作を短時間で行なえ、かつ小型で軽量で低消費電力な変速操作装置を開示する。この変速操作装置は、シフトセレクトシャフトを第一の方向と第一の方向とは異なる第二の方向に駆動してギヤの選択と締結解放動作を行なう噛合い式変速機の変速操作装置である。変速操作装置は、第一の方向に駆動しながら及び第二のアクチュエータを同時に駆動することにより、シフトセレクトシャフトを第一の方向に駆動しながら第二の方向に駆動することよってギヤの選択と締結解放動作を行なうように構成している。
【0004】
特許文献1に開示された変速操作装置によると、フォロワがガイド溝に沿って移動するため、シフトフィンガはシフト方向に移動しながら、同時にセレクト方向へも移動することが可能となり、シフトセレクト操作を行なう際のモータの起動、停止の回数が減り、変速操作に要する時間が短縮する。また、シフト操作用モータの起動、停止の回数が減るので消費電力が下がる。なおかつ、フォロワが溝に沿って斜行する際は、シフト方向の駆動力はセレクト方向にも部分的に作用するため、セレクト操作用アクチュエータの負担が減り、セレクト操作用アクチュエータの小型化と軽量化が可能となる。
【特許文献1】特開2004−245293号公報
【発明の開示】
【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に開示された変速操作装置において、シフトセレクトシャフトの一部を形成するフォロワを、ガイド溝に係合して、シフト操作およびセレクト操作を同時に行なうようにすると、変速動作の時間が短縮するため、変速指令に対して高い応答性を有するが、フォロワとガイド溝とが擦れて、その摩擦により摺動抵抗が増加するという問題がある。摺動抵抗が増加すると、フォロワ側あるいはガイド溝側が磨耗して変速機の耐久性が悪化する可能性がある。また、摺動抵抗の増加により、フォロワを予め定められた位置に移動できなくなることによる位置制御の悪化の可能性がある。したがって、変速動作の安定性が確保できないという問題がある。
【0006】
本発明は、上述した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、変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なうことができる変速機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の発明に係る変速機の制御装置は、シフトセレクトレバーを、回転方向および軸方向について、変速段に対応する位置に移動させることにより、変速段に対応するギヤを噛み合わせて、変速動作を行なう変速機の制御装置である。シフトセレクトレバーは、アクチュエータにより移動され、変速機は、シフトセレクトレバーの回転方向および軸方向の移動を制限するシフトゲートと、シフトゲートにより制限された移動範囲において、シフトセレクトレバーの移動とともにシフトゲートの移動経路を相対的に移動するゲートピンとを含む。この制御装置は、変速時のシフトゲート上のゲートピンの移動経路を記憶するための記憶手段と、第1の変速段から第2の変速段への変速指令を検知するための検知手段と、前記変速指令が検知されると、変速動作時に、記憶手段に記憶された第1の変速段から第2の変速段への移動経路を選択するための選択手段と、選択された移動経路に沿ってゲートピンがシフトゲートに対して相対的に移動するようにアクチュエータを制御するための制御手段とを含む。
【0008】
第1の発明によると、第1の変速段から第2の変速段への変速指令が検知されると、選択手段は、記憶手段に記憶された第1の変速段から第2の変速段への移動経路を選択する。制御手段は、選択された移動経路に沿ってゲートピンがシフトゲートに対して相対的に移動するようにアクチュエータを制御する。たとえば、移動経路がシフトゲートを押圧しないように形成されるとすると、シフトセレクトレバーの回転方向の移動(以下、シフト操作とも記載する)および軸方向の移動(以下、セレクト操作とも記載する)が同時に行なわれる際に、ゲートピンの移動経路に対応するアクチュエータの動作を予め設定しておくことにより、変速動作時にゲートピンによるシフトゲートへの押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。また、移動経路をシフトゲートを押圧しないように形成される経路でかつ直線的な経路により形成するようにすると、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合と比べて、変速動作の時間を短縮させることができる。したがって、変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なうことができる変速機の制御装置を提供することができる。
【0009】
第2の発明に係る変速機の制御装置においては、第1の発明の構成に加えて、移動経路は、第1の変速段と第2の変速段との間において、シフトゲート上の予め定められた傾きを有する複数の直線経路が組み合わされて形成される。
【0010】
第2の発明によると、移動経路は、シフトゲート上の予め定められた傾きを有する複数の直線経路が組み合わされる。たとえば、シフトゲートを押圧しないように形成される経路になるように、予め定められた傾きを有する複数の直線経路を組み合わせて形成して、アクチュエータが直線経路に沿ってシフトゲートに対して相対的に移動するように動作を予め設定しておくようにすると、シフト操作およびセレクト操作が同時に行なわれる際に、シフトゲートへの押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。また、予め定められた傾きを有する直線経路を組み合わせて移動経路が形成されるため、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合と比べて、変速動作の時間を短縮させることができる。
【0011】
第3の発明に係る変速機の制御装置においては、第1または2の発明の構成に加えて移動経路は、シフトゲート上の第1の変速段に対応する位置と、シフトゲートの角部の頂点と、第2の変速段に対応する位置とをそれぞれ直線で結んで形成される経路である。
【0012】
第3の発明によると、移動経路は、第1の変速段と第2の変速段との間において、シフトゲートの角部の頂点を結んで形成するようにすると、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合の移動経路よりも短くすることができる。したがって、変速動作の時間を短縮させることができる。
【0013】
第4の発明に係る変速機の制御装置においては、第1〜3のいずれかの発明の構成に加えて、移動経路は、ゲートピンがシフトゲートに押圧しないように形成される経路である。
【0014】
第4の発明によると、移動経路を、シフトゲートを押圧しないように形成すると、シフト操作およびセレクト操作が同時に行なわれても、シフトゲートへの押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。
【0015】
第5の発明に係る変速機の制御装置においては、第1〜4のいずれかの発明の構成に加えて、変速機は、車両に搭載される。制御装置は、車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正するための補正手段をさらに含む。
【0016】
第5の発明によると、補正手段は、車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正する。シフトゲートまたはゲートピンは、振動等の外乱の影響を受けて磨耗する場合がある。そのため、走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正することにより、移動経路を適切に補正することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。
【0017】
第6の発明に係る変速機の制御装置においては、第5の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、車両の走行距離が予め定められた距離以上であるという条件と、車両の走行期間が予め定められた期間以上であるという条件とのうちの少なくともいずれか一方である。
【0018】
第6の発明によると、走行距離および走行期間のうちの少なくともいずれか一方の条件が満足した場合に、シフトゲートまたはゲートピンは、振動等の外乱の影響を受けて磨耗している場合がある。そのため、走行距離および走行期間のうちの少なくともいずれか一方の条件を満足すると、移動経路を適切に補正するようにすると、変速動作の安定性を確保することができる。
【0019】
第7の発明に係る変速機の制御装置は、第5または6の発明の構成に加えて、シフトゲートにより制限された移動範囲を検知するための移動範囲検知手段をさらに含む。補正手段は、検知された移動範囲に基づいて、移動経路を補正するための手段を含む。
【0020】
第7の発明によると、補正手段が検知された移動範囲に基づいて移動経路を補正することにより、シフトゲートまたはゲートピンが振動等の外乱の影響を受けて磨耗している場合においても、移動経路が適切に補正されるため、変速動作の安定性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
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。
【0022】
図1を参照して、本実施の形態に係る変速機の制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、エンジン150で発生した駆動力が、クラッチ200、変速機100、デファレンシャルギヤ400およびドライブシャフト402を介して車輪404に伝達されることにより走行する。エンジン150、クラッチ200および変速機100は、ECU(Electronic Control Unit)500により制御される。本実施の形態に係る変速機の制御装置は、ECU500において実行されるプログラムにより実現される。
【0023】
エンジン150は、ガソリンエンジンである。なお、ガソリンエンジンの代わりに、ディーゼルエンジンであってもかまわない。クラッチ200は、エンジン150のクランクシャフト600に連結されている。クラッチ出力軸202は、スプライン310を介して変速機100の入力軸302に連結されている。
【0024】
変速機100は、常時噛み合い式のギヤトレーンから構成されている。変速機100における変速段の選択について詳細は後述するが、アクチュエータ304,305によりシフトフォークシャフトを選択、摺動させることにより行なわれる。アクチュエータ304,305は、油圧により作動するものであってもよく、電力により作動するものであってもよい。本実施の形態において、アクチュエータ304,305は、たとえば、電動モータである。
【0025】
ECU500には、アクセル開度センサ502、ポジションセンサ504、車速センサ506、タイミングロータ508の外周に対向して設けられたクランクポジションセンサ510、入力軸回転数センサ512および出力軸回転数センサ514から信号が送信される。
【0026】
アクセル開度センサ502は、アクセルペダルのアクセル開度を検出する。ポジションセンサ504は、シフトレバーのシフトポジションを検出する。たとえば、運転者により変速段の変更に対応するシフトレバーの操作が行なわれると、変速指令がECU500に送信される。車速センサ506は、車速を検出する。クランクポジションセンサ510はエンジン回転数NEを検出する。入力軸回転数センサ512は、変速機100の入力軸302の回転数NIを検出する。出力軸回転数センサ514は、変速機100の出力軸306の回転数NOを検出する。
【0027】
ECU500は、これらのセンサから送信された信号、メモリ(図示せず)に記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ECU500は、エンジン100、クラッチ200、変速機100およびアクチュエータ304,305を制御する。
【0028】
図2を参照して、本実施の形態において変速機100は、筐体としての変速機ケース101と、変速機ケース101の端部に取付けられたコントロールカバー102と、変速機ケース101内部を貫通し、矢印141で示す方向にスライド可能であり、かつ矢印142で示す方向に回動可能であるシフトセレクトレバー103とを有する。
【0029】
変速機100は、自動車の走行状態に応じてエンジンの回転速度および回転トルクを変換して駆動輪に伝える装置である。変速機100の本体を構成する変速機ケース101は金属製であり、さまざまな構成部品が取付けられる。変速機ケース101は内部空間101iを有し、この内部空間101iを封止するようにコントロールカバー102がボルトにより変速機ケース101に取付けられている。
【0030】
変速機ケース101およびコントロールカバー102に保持されるように、内部空間101iにシフトセレクトレバー103が配置される。シフトセレクトレバー103はスライドボールベアリング111によりコントロールカバー102に保持され、かつスライドボールベアリング112により変速機ケース101に保持される。シフトセレクトレバー103は棒状部材であり、変速機ケース101を貫通するように配置される。
【0031】
スライドボールベアリング111,112は、シフトセレクトレバー103を矢印141で示す方向にスライド可能に、かつ矢印142で示す方向に回動可能に保持する。したがって、内部空間101iにおいてシフトセレクトレバー103はスライドすることが可能で、かつ回動することが可能であり、シフトセレクトレバー103が動作すると、この動作に応じてシフトセレクトレバー103に取付けられた各構成部材も動作する。
【0032】
シフトセレクトレバー103が変速機ケース101から取出された部分では、シフトセレクトレバー103はゴム製のブーツ113に覆われている。ブーツ113はシフトセレクトレバー103の端部を保護して、外部から内部空間101i内へ塵や水分などが混入することを防止する役割を果たす。シフトセレクトレバー103が矢印141で示す方向にスライドするため、このスライド量を吸収すべく、ブーツ113は矢印141で示す方向に伸縮自在に設けられる。
【0033】
シフトアウターレバー129がシフトセレクトレバー103の端部に取付けられる。このシフトアウターレバー129と、アクチュエータ304,305とがギヤ等を介して回転方向およびスライド方向に移動可能になるように設けられる。
【0034】
すなわち、アクチュエータ304,305は、シフトアウターレバー129を介してシフトセレクトレバー103を回転方向(矢印142で示す方向)およびスライド方向(矢印141で示す方向)に移動させる。
【0035】
アクチュエータ304は、ECU500からの制御信号に基づいて、シフトアウターレバー129を回転させて、シフトセレクトレバー103を回転方向に移動させる。また、アクチュエータ305は、ECU500からの制御信号に基づいて、シフトアウターレバー129をスライド方向に移動させて、シフトセレクトレバー103をスライド方向に移動させる。なお、アクチュエータ304,305は、直接シフトセレクトレバー103を回転方向およびスライド方向に移動させるように設けられてもよい。
【0036】
シフトセレクトレバー103の端部には、シフトアシスト機構であるマスダンパ114が取付けられる。マスダンパ114は、シフトセレクトレバー103のシフト(回転)方向の荷重を補助させる働きがあるため、トランスミッション内部におけるギヤの噛み合いをスムーズに行なえ、かつ、シフト時の各部で発生する金属接触による振動を室内へ伝えることを防止できる。
【0037】
シフトセレクトレバー103には、インナーレバーNo.1(第1インナーレバー128)が固定されている。第1インナーレバー128はスロテッドピン118によりシフトセレクトレバー103に固定されており、シフトセレクトレバー103とともに矢印141で示す方向にスライドし、かつ矢印142で示す方向に回動する。第1インナーレバー128は3つのシフトヘッド120,121,122のいずれかに係合し、シフトヘッド120,121,122のいずれかを所定の方向にスライドさせることが可能である。
【0038】
図2では、第1インナーレバー128が中央の3速−4速用のシフトヘッド121に係合している。第1インナーレバー128はロックボールアッシ105と接触している。ロックボールアッシ105は、各変速段における第1インナーレバー128の位置を位置決めするための部材である。ロックボールアッシ105は変速機ケース101に固定されている。
【0039】
第1インナーレバー128を覆うようにインターロックプレート104がシフトセレクトレバー103に嵌め合わせられている。シフトセレクトレバー103の外周にインターロックプレート104が嵌まり合っており、インターロックプレート104はシフトセレクトレバー103に対して自由に回転することが可能となる。
【0040】
インターロックプレート104が第1インナーレバー128と接触しており、第1インナーレバー128がインターロックプレート104のスライド方向の移動(矢印141方向の移動)を規制する。このため、シフトセレクトレバー103が矢印141で示す方向に移動すれば、この移動に伴い、第1インナーレバー128およびインターロックプレート104も矢印141で示す方向に移動する。
【0041】
これに対して、矢印142で示す回動方向については、インターロックプレート104はシフトセレクトレバー103の回動に従わず、シフトセレクトレバー103と別の動作をすることが可能とされる。
【0042】
インターロックプレート104は二重噛み合い防止装置であり、第1インナーレバー128が2つのシフトヘッドを選択することを防止する役割を果たす。図2では、両端のシフトヘッド120,122をインターロックプレート104が押えているため、これらのシフトヘッド120,122を第1インナーレバー128が駆動させることを防止できる。
【0043】
インターロックプレート104に隣接するように、スロテッドピン117によりインナーレバーNo.2(第2インナーレバー106)が固定されている。ゲートプレートとしての第2インナーレバー106は中心部に穴の開いたドーナツ形状であり、この穴にシフトセレクトレバー103が嵌め合わせられている。第2インナーレバー106はハイ側セレクトスプリング115により付勢されている。
【0044】
ハイ側セレクトスプリング115はセレクトスプリングシート138と第2インナーレバー106とに接触し、第2インナーレバー106およびシフトセレクトレバー103をセレクトスプリングシート138から遠ざかる方向に付勢する。ハイ側セレクトスプリング115はコイルばねにより構成される。
【0045】
セレクトインナーレバー107が第2インナーレバー106と反対側に設けられる。セレクトインナーレバー107はシフトセレクトレバー103を受入れ、かつスロテッドピン119によりシフトセレクトレバー103に固定される。セレクトインナーレバー107はロー側セレクトスプリング116に接触しており、ロー側セレクトスプリング116はセレクトスプリングシートに接触している。ロー側セレクトスプリング116はセレクトインナーレバー107およびシフトセレクトレバー103を、セレクトスプリングシートから遠ざかる方向に付勢している。
【0046】
変速機ケース101には係合部としてのゲートピン108を支持するための支持部130が取付けられている。支持部130は変速機ケース101に捩じ込まれていてもよく、または変速機ケース101に圧入されていてもよい。支持部130の先端のピン形状部分がゲートピン108である。
【0047】
第2インナーレバー106の表面には複数本のゲート溝110が形成されており、ゲート溝110は変速機のシフトゲートパターンに従った形状となっている。各変速段に変速されると、支持部130のゲートピン108がゲート溝110に嵌まり合う。これにより、シフト後のセレクト方向(矢印141で示す方向)のシフトセレクトレバー103のガタを防止することが可能となっている。本実施の形態においてゲートプレートである第2インナーレバー104に形成されたゲート溝110がシフトセレクトレバーの移動範囲を制限するシフトゲートに対応する。
【0048】
1速−2速用のシフトヘッド122は、1速−2速用のフォークシャフト125を保持している。3速−4速用のシフトヘッド121は、3速−4速用のフォークシャフト124を保持している。5速−リバース用のシフトヘッド120は、5速−リバース用のフォークシャフト123を保持している。それぞれのフォークシャフト123,124,125は互いに平行に延びており、フォークシャフト123,124,125の延びる方向はシフトセレクトレバー103の延びる方向とほぼ直交する方向であり、かつエンジンの回転軸(クランクシャフト)とほぼ平行な方向とされる。
【0049】
フォークシャフト124は3速−4速用のシフトフォーク126を保持している。フォークシャフト125は、1速−2速用のシフトフォーク127を保持している。それぞれのシフトフォーク126,127はハブスリーブを保持しており、シフトフォーク126,127がハブスリーブを前後方向に移動させることで変速が行なわれる。すなわち、本実施の形態において変速機100は、シンクロメッシュ機構を用いた常時噛み合い式のものである。なお、シンクロメッシュ機構として、キータイプ、サーボタイプ(ポルシェタイプ)、ピンタイプ、コンスタントロード型などのさまざまな機構を採用することが可能である。
【0050】
図3に示すように、図2中の矢印IIで示す方向から見たゲートプレートの平面図において、第2インナーレバー106のゲートプレート106aは、複数本のゲート溝110を有する。ゲート溝110は、1速用溝131、2速用溝132、3速用溝133、4速用溝134、5速用溝135および後退用溝136を有する。この実施の形態では、5速の変速機を示しているが、これに限定されるものではなく、さらに少ない段数(たとえば4速)または多い段数(6速)などの変速機に本発明を適用することが可能である。また、図3ではニューラル状態を示している。
【0051】
1速用溝131、3速用溝133および5速用溝135は互いに隣接するように配置される。2速用溝132、4速用溝134および後退用溝136は互いに隣接するように配置される。1速用から5速用溝131から135および後退用溝136は、図3で示すように平行に形成され、各溝におけるニュートラル側角部は面取りされた形状である。また、この実施の形態では第2インナーレバー106にゲート溝110を形成する構成を示しているが、これに限られるものではなく、シフトセレクトレバー103の表面にゲート溝110を設けてもよい。あるいは、支持部130側にゲート溝が形成され、第2インナーレバー106側にゲートピンが形成されるようにしてもよい。
【0052】
図4に示すように、図2中のIII−III線に沿った断面図において、インターロックプレート104は、平坦部104aと、平坦部104aに連なる凹部104bとを有する。インターロックプレート104の中央部に切欠きが設けられており、この切欠きに第1インナーレバー128が嵌まり合っている。
【0053】
第1インナーレバー128はシフトヘッド120から122のいずれかに係合し、これらのシフトヘッド120から122をフォークシャフト123から125の延びる方向にスライドさせることが可能である。このシフトヘッド120から122のスライドに伴い、シフトヘッド120から122に連結されたそれぞれのフォークシャフト123から125もスライドする。
【0054】
次に、図2で示す変速機100の変速動作について説明する。図5に示すように、1速へのシフト時のインターロックプレート104および第1インナーレバー128の断面図において、まず1速にシフトする段階では、シフトセレクトレバー103がアクチュエータ304,305により移動されることにより、インターロックプレート104および第1インナーレバー128が動き、第1インナーレバー128が1速−2速用のシフトヘッド122に係合する。シフトヘッド122に係合した第1インナーレバー128は図5の上方向へ移動する。互いにほぼ平行に延びるフォークシャフト123,124,125は、それぞれシフトヘッド120,121,122に接続されており、シフトヘッド122が移動すると、この移動がフォークシャフト125に伝導し、フォークシャフト125がシフトフォーク127によりハブスリーブ321を移動させる。これにより1速への変速が行なわれる。このとき、図6で示すように、各変速段における第2インナーレバー106の平面図において、ゲートピン108は1速用溝131に嵌まり合う。なお、ニューラル時には、図6の実線で示す位置にゲートピン108が位置しており、ゲートピン108はいずれのゲート溝110にも嵌まり合っていない。2速へのシフト時には、ゲートピン108は2速用溝132に嵌まり合っている。3速へのシフト時にはゲートピン108は3速用溝133に嵌まり合っている。4速へのシフト時にはゲートピン108は4速用溝134に嵌まり合っている。5速へのシフト時には、ゲートピン108は5速用溝134に嵌まり合っている。後退へのシフト時には、ゲートピン108は後退用溝136に嵌まり合っている。
【0055】
本実施の形態に係る変速機の制御装置であるECU500は、このように構成される変速機100の変速動作時に、予め記憶されたゲート溝110の形状における移動経路を選択し、選択された移動経路に沿って、ゲートピン108がシフトゲートであるゲート溝110に対して相対的に移動するようにアクチュエータ304およびアクチュエータ305を制御して、シフトセレクトレバー103の回転方向(矢印142で示す方向)の移動(シフト操作)およびスライド方向(矢印141で示す方向)の移動(セレクト操作)を同時に行なう点に特徴を有する。
【0056】
具体的には、ECU500は、たとえば、運転者のシフトレバーの操作によりポジションセンサ504から2速から3速への変速指令を受信したときに、メモリに記憶された複数のゲート溝110上の移動経路の中から2速から3速への変速動作に対応する移動経路を読み出す。ECU500は、読み出された移動経路に沿ってゲートピン108がゲート溝110に対して相対的に移動するように、アクチュエータ304,305を制御する。
【0057】
以下、本実施の形態における移動経路の設定方法について説明する。移動経路は、変速前の変速段と変速後の変速段との間に設定される経路である。ECU500のメモリには、図7に示すゲート溝110の形状が詳細に記憶される。すなわち、ECU500のメモリには、各変速段(1速〜5速およびリバース)が選択されたときのゲート溝110におけるゲートピン108の相対的な位置が記憶される。さらに、ECU500のメモリには、各変速段間における変速の前後にゲートピン108が通過するゲート溝110の角部の頂点の位置が記憶される。角部の頂点の位置は、好ましくは、この位置においてゲートピン108がゲート溝110を押圧しない位置、あるいは、この位置において第1インナーレバー128が、シフトヘッド120,121,122のいずれかを移動不可能な方向にを押圧しない位置が望ましい。なお、図7の紙面の左右方向のセレクト(X)方向がシフトセレクトレバー103のスライド方向(矢印141で示す方向)に対応し、紙面の上下方向のシフト(Y)方向がセレクトレバー103の回転方向(矢印142で示す方向)に対応する。
【0058】
本実施の形態において、たとえば、2速から3速への移動経路を設定する方法について説明するが、特にこれに限定されるものではない。2速から3速への移動経路は、図8に示すように、A点からF点を直線で結ぶ経路で形成される。A点は2速が選択されたときのゲート溝110におけるゲートピン108の位置を示し、F点は、3速が選択されたときのゲートピン108の位置を示す。B点〜E点は、メモリに記憶されたゲート溝110の角部の頂点の位置である。
【0059】
すなわち、2速から3速への移動経路は、ゲート溝110上の2速に対応するゲートピン108の位置(A点)と、ゲート溝110の角部の頂点(B点〜E点)と、3速に対応するゲートピン108の位置(F点)とをそれぞれ直線で結んで形成される経路である。このとき、A点からF点の移動経路は、2速から3速への変速動作時において、ゲートピン108がゲート溝110を押圧することなく、また、第1インナーレバー128の移動中にシフトヘッド120,121,122のいずれかに対して、移動不可能な方向に押圧することのない経路である。
【0060】
図8に示すように、2速から3速への移動経路は、ゲート溝110におけるシフト方向およびセレクト方向の平面において、予め定められた傾きを有するA点−B点の直線経路とB点−C点の直線経路と、C点−D点の直線経路と、D点−E点の直線経路と、E点−F点の直線経路が組み合わされて形成される。
【0061】
したがって、図9に示すように、ECU500のメモリには、2速と3速との間における複数の直線経路のそれぞれの動作パターン(1)〜(3)が記憶される。図9においては、2速から3速への移動経路を形成する直線経路の動作パターン(1)〜(3)について示したが、ECU500のメモリには、各変速段間(たとえば、1速〜2速、3速〜4速、4速〜5速、1速から後退など)の移動経路を形成する直線経路の動作パターンが全て記憶される。したがって、図9に示すように、シフト方向およびセレクト方向についてプラス側に移動する動作パターン(1)〜(3)に限らず、シフト方向あるいはセレクト方向についてマイナス側に移動する動作パターンもECU500のメモリに記憶される。
【0062】
このような直線経路として、図10に示す表のように、ゲート溝110上の直線の傾き(たとえば、α、β、γ)に対応した複数の動作パターン(1)〜(3)が記憶される。そして、たとえば、2速から3速への変速動作時には、図11に示すように、2速から3速への変速時に選択される動作パターンの組み合わせと順序を示すパターン群がECU500のメモリに記憶される。図11においては、A点からB点までは、傾きαの動作パターン(1)が設定され、B点からC点までは、傾きαの動作パターン(1)が設定される。また、C点からD点までは、傾きβの動作パターン(2)が設定され、D点からE点までは、傾きβの動作パターン(2)が設定される。そして、E点からF点までは、傾きγの動作パターン(3)が設定される。
【0063】
したがって、ポジションセンサ504から2速から3速への変速指令がECU500に入力されると、ECU500は、図11に示すパターン群を選択して読み出す。そして、ECU500は、読み出されたパターン群を形成する動作パターンの順序に従って、動作パターンの傾きに沿ってゲートピン108がゲート溝110に対して相対的に移動するようにアクチュエータ304,305を制御する。このとき、ECU500が、メモリに記憶された直線経路の動作パターンのそれぞれに沿って、ゲートピン108がゲート溝110上を相対的に移動するようにアクチュエータ304,305の動作を制御できるように予めECU500およびアクチュエータ304,305が調整されているものとする。なお、動作パターンの切り換わりは、たとえば、アクチュエータ304,305の作動量あるいは作動時間に基づいて行なわれればよく、特に限定されない。たとえば、ゲートピン108の位置を検知して、ゲートピン108の位置に基づいて動作パターンを切り換えるようにしてもよい。
【0064】
以下、図12を参照して、本実施の形態に係る変速機の制御装置であるECU500で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【0065】
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU500は、変速指令が入力されたか否かを判断する。本実施の形態においては、ECU500は、ポジションセンサ504から変速指令を受信すると変速指令が入力されたと判断する。なお、ECU500は、車両の走行状態(たとえば、エンジン150の回転数、車速、スロットルバルブの開度等)に基づいて変速が必要であるか否かを判断するようにしてもよい。変速指令が入力されると(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでないと(S100にてNO)、処理はS100に戻される。
【0066】
S102にて、ECU150は、入力された変速指令に基づいて、変速前の変速段と変速後の変速段を検知する。S104にて、ECU500は、検知された変速前の変速段と変速後の変速段とに基づいて、メモリ等に予め記憶されたパターン群の中から対応するパターン群を選択する。たとえば、2速から3速への変速指令が検知されると、図11に示すようなパターン群が選択される。
【0067】
S106にて、ECU150は、選択されたパターン群から順次動作パターンを読み出して、読み出された動作パターンの傾きに沿ってゲートピン108がゲート溝110に対して相対的に移動するように、アクチュエータ304,305を制御する。
【0068】
S108にて、ECU150は、選択されたパターン群において全ての動作パターンの動作が終了したか否かを判断する。全ての動作パターンの動作が終了すると(S108にてYES)、この処理は終了する。もしそうでないと(S108にてNO)、処理はS106に戻される。
【0069】
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変速機の制御装置であるECU500の動作について説明する。
【0070】
車両が2速で走行しているとき、運転者がシフトレバーを3速に変速する操作を行なうと、変速指令がECU500に入力されて(S100にてYES)、2速から3速に変速されることが検知される(S102)。ECU500は、2速から3速への変速に対応するパターン群を読み出して(S104)、パターン群に含まれる動作パターンを順次読み出して、読み出された動作パターンの傾きにしたがってゲートピン108がゲート溝110に対して相対的に移動するようにアクチュエータ304,305を制御する(S106)。このとき、アクチュエータ304,305の作動によりシフトセレクトレバー103が2速に対応する位置から回転方向およびスライド方向に移動して3速に対応する位置に移動する。第1インナーレバー128は、シフトセレクトレバー103の移動とともに、シフトヘッド122をシフト方向についてニュートラル側に移動させつつ、シフトヘッド121を2速に対応する方向に移動させる。選択されたパターン群において、すべての動作パターンの動作が終了すると(S108にてYES)、2速から3速への変速動作が完了する。
【0071】
以上のようにして、本実施の形態に係る変速機の制御装置によると、シフトセレクトレバーの回転方向の移動(シフト操作)およびスライド方向の移動(セレクト操作)が同時に行なわれる際に、ゲートピンのゲート溝に対する相対的な移動経路に対応するアクチュエータの動作を予め設定しておくことにより、変速動作時にゲートピンによるゲート溝への押圧が低減されるため、摺動抵抗を減少させることができる。そのため、耐久性および位置制御の悪化を抑制することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。また、移動経路をゲート溝を押圧しないように形成される経路でかつ直線的な経路により形成することにより、シフト操作およびセレクト操作を段階的に行なう場合と比べて、変速動作の時間を短縮させることができる。したがって、変速動作時の応答性を確保しつつ、安定した変速動作を行なうことができる変速機の制御装置を提供することができる。
【0072】
好ましくは、ECUは、車両の走行履歴が予め定められた条件を満足すると、メモリに記憶されたパターン群を補正することが望ましい。ゲート溝あるいはゲートピンは、振動等の外乱の影響を受けて磨耗する場合がある。そのため、走行履歴が予め定められた条件を満足すると、移動経路を補正することにより、移動経路を適切に補正することができるため、変速動作の安定性を確保することができる。なお、予め定められた条件とは、たとえば、車両の走行距離が予め定められた距離以上であるという条件と、車両の走行期間が予め定められた期間以上であるという条件とのうちの少なくともいずれか一方である。
【0073】
また、ECUがパターン群を補正する場合には、たとえば、アクチュエータ304,305の駆動可能範囲を検知することにより、ゲート溝におけるゲートピンの移動範囲を検知すればよい。検知された移動範囲に基づいて、動作パターンあるいはパターン群を補正するようにすると、ゲート溝あるいはゲートピンが振動等の外乱の影響を受けて磨耗している場合においても、変速動作の安定性を確保することができる。
【0074】
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】
【0075】
【図1】本実施の形態に係る変速機の制御装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。
【図2】本実施の形態における変速機の断面図である。
【図3】図2中の矢印IIで示す方向から見たゲート溝の平面図である。
【図4】図2中のIII−III線に沿った断面図である。
【図5】1速へのシフト時のインターロックプレートおよび第1インナーレバーの断面図である。
【図6】各変速段における第2のインナーレバーの平面図である。
【図7】ゲート溝の形状を示す図である。
【図8】2速から3速に変速するときのゲートピンのゲート溝に対する相対的な移動経路を示す図である。
【図9】複数の動作パターンの経路を示す図である。
【図10】傾きと動作パターンとを対応づけた表を示す図である。
【図11】2速から3速に変速するときの移動経路のパターン群を示す図である。
【図12】本実施の形態に係る変速機の制御装置であるECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【0076】
100 変速機、101 変速機ケース、102 コントロールカバー、103 シフトセレクトレバー、104 インターロックプレート、105 ロックボールアッシ、106 第2インナーレバー、107 セレクトインナーレバー、108 ゲートピン、110 ゲート溝、111,112 スライドボールベアリング、113 ブーツ、114 マスダンパ、115 ハイ側セレクトスプリング、116 ロー側セレクトスプリング、117,118,119 スロテッドピン、120,121,122 シフトヘッド、123,124,125 フォークシャフト、126,127 シフトフォーク、128 第1インナーレバー、130 支持部、131 1速用溝、132 2速用溝、133 3速用溝、134 4速用溝、135 5速用溝、136 後退用溝、138 セレクトスプリングシート、141,142 矢印、150 エンジン、200 クラッチ、202 クラッチ出力軸、204 クラッチディスク、206 クラッチハウジング、208 プレッシャプレート、210 ダイヤフラムスプリング、212 クラッチレリーズシリンダ、214 レリーズフォーク、216 レリーズスリーブ、222 クラッチソレノイドバルブ、300 変速機、302 入力軸、304,305 アクチュエータ、310 スプライン、500 ECU、502 アクセル開度センサ、504 ポジションセンサ、506 車速センサ、510 クランクポジションセンサ、512 入力軸回転数センサ、514 出力軸回転数センサ、600 クランクシャフト。




 

 


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