車両の変速装置
【課題】変速機に設けられているシンクロ機構の摩耗の進行を抑制することが可能な車両の変速装置を提供する。
【解決手段】変速時に摩擦力を利用して軸とギアとを同期させるシンクロ機構２７が変速段毎に設けられた変速機１０が内燃機関２と駆動輪４との間の動力伝達経路中に配置され、車両１の走行状態と変速線図とに基づいて変速機１０の変速段を切り替える車両の変速装置において、変速機１０の各シンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断し、いずれかのシンクロ機構２７が摩耗していると診断された場合にはシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度が少なくなるように変速線図を変更する。
【解決手段】変速時に摩擦力を利用して軸とギアとを同期させるシンクロ機構２７が変速段毎に設けられた変速機１０が内燃機関２と駆動輪４との間の動力伝達経路中に配置され、車両１の走行状態と変速線図とに基づいて変速機１０の変速段を切り替える車両の変速装置において、変速機１０の各シンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断し、いずれかのシンクロ機構２７が摩耗していると診断された場合にはシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度が少なくなるように変速線図を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンクロ機構が設けられた変速機を備えた車両の変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて走行用動力源と駆動輪との間の動力伝達経路中に配置され、互いに変速比が相違する複数の変速段を切替可能に構成された変速機が知られている。また、このような変速機において、変速段の切替時に切替後の変速段のギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構を備えた変速機が知られている。このシンクロ機構を備えた変速機に適用され、ギアと軸とのシンクロ動作中に変速段を切り替えるためのシフトストロークが所定値になった際にその軸の回転数が所定値以上にならなかった場合にはシンクロ機構が摩耗していると判断するシンクロ機構の摩耗検出装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１１２１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５１１４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０８５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、シンクロ機構が摩耗しているか否か診断できるが、摩耗していると診断されたシンクロ機構に対してどのような対応をするか開示も示唆もされていない。そのため、診断後も車両の走行中にシンクロ機構が摩耗している変速段に頻繁に切り替えられ、摩耗がさらに進行する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、変速機に設けられているシンクロ機構の摩耗の進行を抑制することが可能な車両の変速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】
【０００６】
本発明の車両の変速装置は、走行用動力源として内燃機関が搭載された車両に適用され、前記内燃機関と前記車両の駆動輪との間の動力伝達経路中に配置され、互いに変速比が相違する複数の変速段を切替可能に構成され、かつ変速段の切替時に切替後の変速段のギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が変速段毎に設けられた変速機と、前記車両の速度と前記車両のアクセルの開度とで定義されて変速段の切替パターン毎に変速線が設定された変速線図を有し、前記車両の走行状態と前記変速線図とに基づいて前記変速機の変速段の切替を制御する制御手段と、を備えた変速装置において、前記変速機の各シンクロ機構が摩耗しているか否か診断する摩耗診断手段と、前記摩耗診断手段により少なくともいずれか１つのシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に、シンクロ機構が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度がそのシンクロ機構が摩耗していないと診断されていたときよりも少なくなるように前記変速線図を変更する変速線図変更手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速装置によれば、摩耗診断手段によりシンクロ機構が摩耗していると診断された場合には変速線図が変更されてそのシンクロ機構が設けられている変速段に切り替えられる頻度が少なくなる。そのため、シンクロ機構の摩耗の進行を抑制できる。
【０００８】
本発明の変速装置の一形態において、前記車両には、前記駆動輪に対して動力を入出力可能なモータ・ジェネレータが設けられ、前記変速線図変更手段が前記変速線図を変更したことにより前記車両の速度及び前記車両のアクセルの開度が同じである走行状態において前記内燃機関から前記駆動輪に伝達される動力が変化した場合には、その動力の変化が補償されるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御するＭＧ制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。この形態によれば、変速線図が変更されたことにより内燃機関から駆動輪に伝達される動力が変化した場合でもその動力の変化がモータ・ジェネレータで補償される。そのため、変速線図を変更しても運転者に違和感を殆ど与えることなく車両を走行させることができる。
【０００９】
なお、本発明の「補償」の概念には、内燃機関から駆動輪に伝達される動力の変化をモータ・ジェネレータで完全に相殺すること、及びその動力の変化をモータ・ジェネレータで部分的に補うことの両方が含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の変速装置によれば、シンクロ機構が摩耗していると診断された場合にはそのシンクロ機構が設けられている変速段に切り替えられる頻度が少なくなる。そのため、シンクロ機構の摩耗の進行を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る変速装置が組み込まれた車両を模式的に示す図。
【図２】シンクロ機構の周囲の断面を拡大して示す図。
【図３】変速途中のシンクロ機構の周囲の断面を示す図。
【図４】変速完了後のシンクロ機構の周囲の断面を示す図。
【図５】制御装置が変速機の制御に使用する変速線図の一例を示す図。
【図６】制御装置が実行する摩耗診断ルーチンを示すフローチャート。
【図７】制御装置が実行する変速線図変更ルーチンを示すフローチャート。
【図８】３速のシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に使用される摩耗時変速線図を示す図。
【図９】３速のシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に使用される摩耗時変速線図の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一形態に係る変速装置が組み込まれた車両を模式的に示している。車両１には、走行用動力源として内燃機関２が搭載されている。また、この車両１には、モータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称する。）３が搭載されている。ＭＧ３は、電動機及び発電機として機能する周知のものであり、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ３ｃとを備えている。
【００１３】
この図に示すように車両１は、変速機１０を備えている。変速機１０は内燃機関２と駆動輪４との間の動力伝達経路中に設けられている。変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２と、入力軸１１と出力軸１２との間に設けられた常時噛み合い式の第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５とを備えている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第５変速ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４、第５変速ギア対Ｇ５の順に小さくなるように設定されている。そのため、第１変速ギア対Ｇ１が１速に対応し、第２変速ギア対が２速に対応する。また、第３変速ギア対Ｇ３が３速に対応し、第４変速ギア対Ｇ４が４速に対応する。そして、第５変速ギア対Ｇ５が５速に対応する。
【００１４】
第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に設けられている。この図に示したようにこれらのギアは、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、第５ドライブギア２１の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。第１〜第５ドリブンギア１４、１６、１８、２０、２２は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。
【００１５】
変速機１０には、入力軸１１と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１のうちのいずれか１つとを選択的に接続するための変速段切替機構２３が設けられている。変速段切替機構２３は、第１スリーブ２４、第２スリーブ２５、及び第３スリーブ２６を備えている。第１〜第３スリーブ２４〜２６は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。この図に示すように第１スリーブ２４は第１ドライブギア１３と第２ドライブギア１５との間に設けられている。第２スリーブ２５は第３ドライブギア１７と第４ドライブギア１９との間に設けられている。第３スリーブ２６は第４ドライブギア１９と第５ドライブギア２１との間に設けられている。
【００１６】
第１スリーブ２４は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２５は、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、第３ドライブギア１７及び第４ドライブギア１９のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第３スリーブ２６は、入力軸１１と第５ドライブギア２１とが一体に回転するように第５ドライブギア２１と噛み合う５速位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００１７】
入力軸１１には、第１〜第３スリーブ２４〜２６と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させるシンクロ機構２７が変速段毎に設けられている。図２〜図４を参照してシンクロ機構２７について説明する。シンクロ機構２７はいわゆるキー式シンクロメッシュ機構として構成されている。なお、各変速段のシンクロ機構２７はいずれも同様に構成されているため、以下では第１スリーブ２４と第１ドライブギア１３との間に設けられているシンクロ機構２７について説明し、その他のシンクロ機構２７の説明は省略する。
【００１８】
図２は、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第１スリーブ２４、及びシンクロ機構２７の断面を拡大して示している。なお、この図に示すように１速のシンクロ機構２７と２速のシンクロ機構２７とは一部の部品が共有されている。シンクロ機構２７は、クラッチハブ２８と、キー２９と、シンクロナイザリング３０とを備えている。クラッチハブ２８は、軸線方向Ａｘに移動可能かつ入力軸１１と一体回転するように入力軸１１にスプライン嵌合されている。クラッチハブ２８の外周には、キー２９が設けられている。クラッチハブ２８とキー２９との間にはスプリング３１が設けられている。スプリング３１は、クラッチハブ２８に固定されており、キー２９を外周側に付勢している。クラッチハブ２８の外周には、軸線方向Ａｘに移動可能かつクラッチハブ２８と一体回転するように第１スリーブ２４がスプライン嵌合されている。第１スリーブ２４の外周面には、第１スリーブ２４を軸線方向Ａｘに駆動するためのシフトフォーク３２が係合されている。この図に示すように第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５には、クラッチハブ２８に近付くにつれて半径が小さくなるコーン部１３ａ、１５ａが設けられている。シンクロナイザリング３０は、ドライブギア１３、１５に対して相対回転可能かつ軸線方向Ａｘに相対移動可能なようにコーン部１３ａ、１５ａの外周面に設けられている。この図に示すようにシンクロナイザリング３０は、それぞれのクラッチハブ２８側の端部がキー２９とコーン部１３ａ、１５ａとの間に配置されている。各シンクロナイザリング３０の外周面には、第１スリーブ２４がスライドしてきたときに第１スリーブ２４のスプラインと噛み合うスプライン３０ａが設けられている。また、各ドライブギア１３、１５には、シンクロナイザリング３０の外側を通過してきた第１スリーブ２４のスプラインと噛み合うスプライン部１３ｂ、１５ｂが設けられている。
【００１９】
図３に示すようにシフトフォーク３２によって第１スリーブ２４が第１ドライブギア１３側に駆動されると、第１スリーブ２４とともにキー２９及びクラッチハブ２８も同様に駆動される。そして、この図に示すように第１スリーブ２４によってキー２９が内周側に押し下げられると、キー２９がシンクロナイザリング３０をコーン部１３ａに押し付ける。これによりシンクロナイザリング３０とコーン部１３ａとが摩擦係合し、入力軸１１と第１ドライブギア１３の同期が開始される。その後、入力軸１１の回転数と第１ドライブギア１３の回転数とが略等しくなると同期が終了し、第１スリーブ２４がさらに第１ドライブギア１３側に駆動される。そして、図４に示すように第１スリーブ２４のスプラインがシンクロナイザリング３０のスプライン３０ａ及び第１ドライブギア１３のスプライン部１３ｂとそれぞれ噛み合う。これにより入力軸１１が第１ドライブギア１３と接続される。
【００２０】
なお、上述した説明では、第１ドライブギア１３と接続する場合について説明したが、第２ドライブギア１５と接続する場合は図２の左側に示した２速のシンクロ機構２７が同様に摩擦力にて入力軸１１と第２ドライブギア１５とを同期させ、その後これらを接続する。このようにシンクロ機構２７では、摩擦力を利用して入力軸１１とドライブギア１３、１５とを同期させている。なお、このように各ドライブギアのコーン部も入力軸１１とドライブギアとの同期に使用されるため、このコーン部も本発明のシンクロ機構に含まれる。
【００２１】
図１に戻って変速機１０の説明を続ける。この図に示すように変速機１０は、第１〜第３スリーブ２４〜２６を駆動するためのアクチュエータ３３を備えている。アクチュエータ３３は、各スリーブ２４〜２６に係合しているシフトフォーク３２を駆動し、これにより各スリーブ２４〜２６を駆動する。
【００２２】
この図に示すように入力軸１１には、第１クラッチ３４を介して内燃機関２の出力軸２ａが接続されている。第１クラッチ３４は、内燃機関２と入力軸１１との間で動力が伝達される係合状態と、その動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知のものである。
【００２３】
ＭＧ３のロータ軸３ａには、第２クラッチ３５が設けられている。ロータ軸３ａと出力軸１２との間には、常時噛み合い式のギア対３６が設けられている。ギア対３６は、出力軸１２に固定された第１ギア３７と、ロータ軸３ａに設けられて第１ギア３７と噛み合う第２ギア３８とを備えている。第２クラッチ３５は、ロータ軸３ａと入力軸１１とが相互に動力伝達可能に接続される第１係合状態と、ロータ軸３ａと出力軸１２とがギア対３６を介して相互に動力伝達可能に接続される第２係合状態と、ロータ軸３ａが入力軸１１及び出力軸１２のいずれとも切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第２クラッチ３５には、例えばスリーブの位置を変更することにより接続先を切り替え可能な周知のドグクラッチが使用される。そのため、第２クラッチ３５の詳細な説明は省略する。
【００２４】
出力軸１２には、出力ギア３９が一体回転するように設けられている。出力ギア３９は、デファレンシャル機構５のリングギア５ａと噛み合っている。デファレンシャル機構５は、リングギア５ａに入力された動力を左右の駆動輪４に伝達する周知の機構である。
【００２５】
内燃機関２、ＭＧ３、変速機１０の動作は、制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置４０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置４０は、これらのプログラムを実行することにより内燃機関２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置４０は、例えば車両１の走行状態に応じて第２クラッチ３５の状態を切り替える。また、制御装置４０は、車両１に対して変速が要求された場合には変速機１０の変速が完了するまで第１クラッチ３４を解放状態に切り替える。制御装置４０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。例えば、アクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ４１、及び車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する車速センサ４２等が接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２６】
制御装置４０は、車速及びアクセル開度にて特定される車両１の走行状態に応じて変速段が切り替えられるように変速機１０を制御する。制御装置４０のＲＯＭには、図５に示す変速線図がマップとして記憶されている。制御装置４０は、車両１の走行状態がこのマップのいずれの位置に対応するか判定し、その位置の変速段に切り替える。このように変速段を切り替えることにより、制御装置４０が本発明の制御手段として機能する。
【００２７】
上述したように各シンクロ機構２７は、シンクロナイザリング３０と各ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを摩擦係合させることにより入力軸１１と各ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１を同期させる。そのため、シンクロナイザリング３０や各ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１のコーン部が摩耗する。そして、この摩耗が過度に進行すると入力軸１１とドライブギアとを同期させる際にギア鳴り等が発生する可能性がある。そこで、制御装置４０は、変速機１０の各シンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断する。また、制御装置４０は、その診断結果に応じて変速線図を変更する。
【００２８】
図６は、制御装置４０がシンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断するために実行する摩耗診断ルーチンを示している。このルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することにより制御装置４０が摩耗診断手段として機能する。
【００２９】
このルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態に基づいて変速段の切り替えが必要か否か判定する。変速段の切り替えが必要か否かは、図５に示した変速線図に基づいて判定すればよい。例えば、現在の変速段が２速で、現在の車速及びアクセル開度から特定される走行状態が変速線図の３速の領域内である場合には２速から３速への切り替えが必要と判定される。変速段の切り替えが不要と判定した場合には今回のルーチンを終了する。
【００３０】
一方、変速段の切り替えが必要と判定した場合にはステップＳ１２に進み、制御装置４０はシンクロ機構２７のシンクロナイザリング３０等が摩耗しているか否か診断する。この摩耗診断は、例えば変速時の第１〜第３スリーブ２４〜２６のストローク量、入力軸１１の回転数、及び出力軸１２の回転数に基づいて行えばよい。一例として１速のシンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断する場合について説明する。シンクロナイザリング３０やコーン部１３ａが摩耗していない場合、第１スリーブ２４が図３に示した位置まで動かされるとシンクロナイザリング３０とコーン部１３ａとが接触して同期が開始される。これにより入力軸１１と第１ドライブギア１３との回転数差が小さくなる。第１ドライブギア１３は、第１ドリブンギア１４と常に噛み合っている。そのため、第１スリーブ２４が第１ドライブギア１３と摩擦係合すると入力軸１１の回転数は、第１変速ギア対Ｇ１の変速比及び出力軸１２の回転数に応じた回転数とほぼ同じになる。
【００３１】
これに対してシンクロナイザリング３０やコーン部１３ａが摩耗している場合には、第１スリーブ２４が図３に示した位置まで動かされてもシンクロナイザリング３０とコーン部１３ａとが十分に摩擦係合しない。そのため、同期が行われず、第１変速ギア対Ｇ１の変速比及び入力軸１１の回転数に基づいて求められる回転数と出力軸１２の回転数との差が大きいままに維持される。そのため、この場合にはシンクロ機構２７が摩耗していると判断できる。そこで、例えば第１スリーブ２４が所定の位置まで動かされたときに、第１変速ギア対Ｇ１の変速比及び入力軸１１の回転数から求められた回転数と出力軸１２の回転数との差が予め設定した許容範囲外の場合に、１速のシンクロ機構２７が摩耗していると診断すればよい。２〜５速のシンクロ機構２７についても同様に診断すればよい。
【００３２】
次のステップＳ１３において制御装置４０は、摩耗診断の結果に基づいて変速機１０のいずれかのシンクロ機構２７が摩耗しているか否か判定する。摩耗していると判定した場合にはステップＳ１４に進み、制御装置４０はいずれかのシンクロ機構２７が摩耗していることを示す摩耗フラグをオンに切り替える。また、この際に制御装置４０は、シンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段を記憶する。その後、今回のルーチンを終了する。一方、摩耗していないと判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置４０は摩耗フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。なお、摩耗フラグ及びシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段は制御装置４０のＲＡＭに記憶され、制御装置４０が実行する他のルーチンで使用される。
【００３３】
図７は、制御装置４０が上述した摩耗診断の結果に応じて変速線図を変更するために実行する変速線図変更ルーチンを示している。この制御ルーチンは車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンを実行することにより制御装置４０が本発明の変速線図変更手段として機能する。
【００３４】
このルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ２１において摩耗フラグがオンか否か判定する。摩耗フラグがオフと判定した場合にはステップＳ２２に進み、制御装置４０は変速機１０の制御に使用する変速線図として図５に示した変速線図を変更する。その後、今回のルーチンを終了する。なお、図５に示した変速線図は１速〜５速の全てのシンクロ機構２７が摩耗していないと診断された場合に用いられる変速線図である。以下、この変速線図を通常変速線図と称する。
【００３５】
一方、摩耗フラグがオンと判定した場合にはステップＳ２３に進み、制御装置４０は変速機１０の制御に使用する変速線図を摩耗時変速線図に変更する。摩耗時変速線図は、通常変速線図と比較してシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度が少なくなるように各変速段の領域が設定された変速線図である。図８は、３速のシンクロ機構２７が摩耗していると診断された場合に使用される摩耗時変速線図を示している。この図に示すように３速の摩耗時変速線図では通常変速線図と比較して３速に切り替えるべき領域が狭い。そのため、３速に切り替えられる頻度が少なくなる。なお、この図に示したように通常変速線図において３速が設定されていた領域Ａ１、Ａ２には、２速又は４速が設定される。摩耗時変速線図は、変速段毎に用意されて制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。各摩耗時変速線図は、それぞれ対応する変速段に切り替えるべき領域が通常変速線図と比較して狭くなっている。すなわち、１速の摩耗時変速線図であれば１速に切り替えるべき領域が、２速の摩耗時変速線図であれば２速に切り替えるべき領域が狭くなっている。上述したようにシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段は、摩耗フラグの状態とともに制御装置４０のＲＡＭに記憶されている。そのため、この処理ではその記憶されている変速段の摩耗時変速線図をＲＯＭから読み出して変速機１０の制御に使用する変速線図に設定すればよい。その後、今回のルーチンを終了する。
【００３６】
以上に説明したように本発明の変速装置によれば、変速機１０のいずれかのシンクロ機構２７が摩耗していると診断された場合にはそのシンクロ機構２７の変速段に切り替わる頻度が少なくなるように変速線図が変更される。図８に示したように摩耗時変速線図では、通常変速線図においてシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段が設定されていた領域にはその変速段の１つ上又は１つ下の変速段が設定される。これによりシンクロ機構２７の摩耗の進行を抑制しつつ車両１を走行させることができる。
【００３７】
なお、図８に示した摩耗時変速線図ではアクセル開度が小さいときだけ３速を使用しないように３速の領域を設定したが、摩耗時変速線図はこの図に示した変速線図に限定されない。例えば、シンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段の領域を削除した変速線図を摩耗時変速線図として使用してもよい。例えば、３速の摩耗時変速線図では、図９に示したように３速の領域を全て無くしてもよい。また、摩耗時変速線図では、シンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段の領域をシンクロ機構２７の摩耗の進行度に応じて変化させてもよい。例えば、シンクロ機構２７の摩耗が進行するほど変速段の領域を徐々に小さくしてもよい。
【００３８】
上述したように摩耗時変速線図では、通常変速線図においてシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段が設定されていた領域にはその変速段の１つ上又は１つ下の変速段が設定される。この場合、同じ車速で同じアクセル開度でも内燃機関２から駆動輪４に伝達される動力が変化する。そこで、制御装置４０は、この動力の変化が補償されるようにＭＧ３の動作を制御してもよい。このようにＭＧ３を制御することにより、制御装置４０が本発明のＭＧ制御手段として機能する。
【００３９】
図８を参照して具体的に説明する。図８において２速が設定されている領域Ａ１は、通常変速線図では３速が設定されていた。そのため、摩耗時変速線図では、同じ車速で同じアクセル開度でも１つ下の変速段になり通常変速線図のときよりも駆動輪４に伝達される動力が大きくなる。そこで、このような場合にはＭＧ３を発電機として機能させ、駆動輪４に伝達される動力の一部を回生する。そして、これにより内燃機関２から駆動輪４に伝達される動力を小さくする。また、図８において４速が設定されている領域Ａ２は、通常変速線図では３速が設定されていた。そのため、摩耗時変速線図では同じ車速で同じアクセル開度でも１つ上の変速段に切り替えられて内燃機関２の回転数が低くなる。従って、通常変速線図のときよりも駆動輪４に伝達される動力が小さくなり運転者が駆動力不足を感じるおそれがある。そこで、このような場合にはＭＧ３を電動機として機能させ、ＭＧ３から駆動輪４に動力を出力する。そして、これにより駆動輪４に伝達される動力を大きくする。すなわち、このような場合にはＭＧ３で駆動輪４の駆動をアシストする。
【００４０】
ＭＧ３で補償すべき動力は、運転者からの要求トルクと内燃機関２の出力トルクとの差である、そこで、運転者からの要求トルクをアクセル開度等から通常時と同様に算出し、内燃機関２の出力トルクを摩耗時変速線図に基づいて算出する。そして、それら要求トルクと内燃機関２のトルクとの差をＭＧ３で補償すればよい。
【００４１】
このようにＭＧ３で動力を補償することにより、変速機１０を摩耗時変速線図で制御しても通常変速線図で制御していたときと同じ動力で駆動輪４を駆動できる。そのため、変速機１０の制御に使用する変速線図を摩耗時変速線図に変更しても運転者に違和感を殆ど与えることなく車両１を走行させることができる。
【００４２】
なお、図８の領域Ａ１等の摩耗時変速線図において通常変速線図よりも１つ下の変速段を使用することになった領域では、通常変速線図のときよりも駆動力が大きくなる。この場合、アクセル開度で駆動力を調整できるので、ＭＧ３で動力の補償をしなくてもよい。これにより制御を簡略化できる。
【００４３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明に設けられる変速機のシンクロ機構は、キー式シンクロメッシュ機構に限定されない。本発明に設けられる変速機には、変速時に摩擦力を利用して回転軸とギアとの同期を行う種々のシンクロ機構を設けてよい。また、本発明に設けられる変速機は、シンクロ機構が入力軸に設けられた変速機に限定されない。例えば、各ドライブギアが入力軸に一体回転するように設けられるとともに各ドリブンギアが出力軸に相対回転可能に支持され、かつ出力軸とドリブンギアとの間にシンクロ機構が設けられた変速機であってもよい。
【００４４】
モータ・ジェネレータによる動力の補償が不要の場合には、内燃機関のみが走行用動力源として搭載された車両に本発明を適用してもよい。この場合にも変速機に設けられているシンクロ機構の摩耗の進行を抑制することができる。
【００４５】
シンクロ機構のシンクロナイザリングやギアのコーン部が摩耗しているか否か診断する方法は、上述した形態で示した方法に限定されない。これらの部分の摩耗を検出可能な種々の方法を用いてよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 車両
２ 内燃機関
３ モータ・ジェネレータ
４ 駆動輪
１０ 変速機
１１ 入力軸
１３ 第１ドライブギア
１５ 第２ドライブギア
１７ 第３ドライブギア
１９ 第４ドライブギア
２１ 第５ドライブギア
２７ シンクロ機構
４０ 制御装置（制御手段、摩擦診断手段、変速線図変更手段、ＭＧ制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンクロ機構が設けられた変速機を備えた車両の変速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて走行用動力源と駆動輪との間の動力伝達経路中に配置され、互いに変速比が相違する複数の変速段を切替可能に構成された変速機が知られている。また、このような変速機において、変速段の切替時に切替後の変速段のギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構を備えた変速機が知られている。このシンクロ機構を備えた変速機に適用され、ギアと軸とのシンクロ動作中に変速段を切り替えるためのシフトストロークが所定値になった際にその軸の回転数が所定値以上にならなかった場合にはシンクロ機構が摩耗していると判断するシンクロ機構の摩耗検出装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１１１２１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５１１４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０８５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、シンクロ機構が摩耗しているか否か診断できるが、摩耗していると診断されたシンクロ機構に対してどのような対応をするか開示も示唆もされていない。そのため、診断後も車両の走行中にシンクロ機構が摩耗している変速段に頻繁に切り替えられ、摩耗がさらに進行する可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、変速機に設けられているシンクロ機構の摩耗の進行を抑制することが可能な車両の変速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】
【０００６】
本発明の車両の変速装置は、走行用動力源として内燃機関が搭載された車両に適用され、前記内燃機関と前記車両の駆動輪との間の動力伝達経路中に配置され、互いに変速比が相違する複数の変速段を切替可能に構成され、かつ変速段の切替時に切替後の変速段のギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が変速段毎に設けられた変速機と、前記車両の速度と前記車両のアクセルの開度とで定義されて変速段の切替パターン毎に変速線が設定された変速線図を有し、前記車両の走行状態と前記変速線図とに基づいて前記変速機の変速段の切替を制御する制御手段と、を備えた変速装置において、前記変速機の各シンクロ機構が摩耗しているか否か診断する摩耗診断手段と、前記摩耗診断手段により少なくともいずれか１つのシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に、シンクロ機構が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度がそのシンクロ機構が摩耗していないと診断されていたときよりも少なくなるように前記変速線図を変更する変速線図変更手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速装置によれば、摩耗診断手段によりシンクロ機構が摩耗していると診断された場合には変速線図が変更されてそのシンクロ機構が設けられている変速段に切り替えられる頻度が少なくなる。そのため、シンクロ機構の摩耗の進行を抑制できる。
【０００８】
本発明の変速装置の一形態において、前記車両には、前記駆動輪に対して動力を入出力可能なモータ・ジェネレータが設けられ、前記変速線図変更手段が前記変速線図を変更したことにより前記車両の速度及び前記車両のアクセルの開度が同じである走行状態において前記内燃機関から前記駆動輪に伝達される動力が変化した場合には、その動力の変化が補償されるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御するＭＧ制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。この形態によれば、変速線図が変更されたことにより内燃機関から駆動輪に伝達される動力が変化した場合でもその動力の変化がモータ・ジェネレータで補償される。そのため、変速線図を変更しても運転者に違和感を殆ど与えることなく車両を走行させることができる。
【０００９】
なお、本発明の「補償」の概念には、内燃機関から駆動輪に伝達される動力の変化をモータ・ジェネレータで完全に相殺すること、及びその動力の変化をモータ・ジェネレータで部分的に補うことの両方が含まれる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の変速装置によれば、シンクロ機構が摩耗していると診断された場合にはそのシンクロ機構が設けられている変速段に切り替えられる頻度が少なくなる。そのため、シンクロ機構の摩耗の進行を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る変速装置が組み込まれた車両を模式的に示す図。
【図２】シンクロ機構の周囲の断面を拡大して示す図。
【図３】変速途中のシンクロ機構の周囲の断面を示す図。
【図４】変速完了後のシンクロ機構の周囲の断面を示す図。
【図５】制御装置が変速機の制御に使用する変速線図の一例を示す図。
【図６】制御装置が実行する摩耗診断ルーチンを示すフローチャート。
【図７】制御装置が実行する変速線図変更ルーチンを示すフローチャート。
【図８】３速のシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に使用される摩耗時変速線図を示す図。
【図９】３速のシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に使用される摩耗時変速線図の他の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一形態に係る変速装置が組み込まれた車両を模式的に示している。車両１には、走行用動力源として内燃機関２が搭載されている。また、この車両１には、モータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称する。）３が搭載されている。ＭＧ３は、電動機及び発電機として機能する周知のものであり、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ３ｃとを備えている。
【００１３】
この図に示すように車両１は、変速機１０を備えている。変速機１０は内燃機関２と駆動輪４との間の動力伝達経路中に設けられている。変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２と、入力軸１１と出力軸１２との間に設けられた常時噛み合い式の第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５とを備えている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第５変速ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４、第５変速ギア対Ｇ５の順に小さくなるように設定されている。そのため、第１変速ギア対Ｇ１が１速に対応し、第２変速ギア対が２速に対応する。また、第３変速ギア対Ｇ３が３速に対応し、第４変速ギア対Ｇ４が４速に対応する。そして、第５変速ギア対Ｇ５が５速に対応する。
【００１４】
第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に設けられている。この図に示したようにこれらのギアは、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、第５ドライブギア２１の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。第１〜第５ドリブンギア１４、１６、１８、２０、２２は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。
【００１５】
変速機１０には、入力軸１１と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１のうちのいずれか１つとを選択的に接続するための変速段切替機構２３が設けられている。変速段切替機構２３は、第１スリーブ２４、第２スリーブ２５、及び第３スリーブ２６を備えている。第１〜第３スリーブ２４〜２６は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。この図に示すように第１スリーブ２４は第１ドライブギア１３と第２ドライブギア１５との間に設けられている。第２スリーブ２５は第３ドライブギア１７と第４ドライブギア１９との間に設けられている。第３スリーブ２６は第４ドライブギア１９と第５ドライブギア２１との間に設けられている。
【００１６】
第１スリーブ２４は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２５は、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、第３ドライブギア１７及び第４ドライブギア１９のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第３スリーブ２６は、入力軸１１と第５ドライブギア２１とが一体に回転するように第５ドライブギア２１と噛み合う５速位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００１７】
入力軸１１には、第１〜第３スリーブ２４〜２６と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させるシンクロ機構２７が変速段毎に設けられている。図２〜図４を参照してシンクロ機構２７について説明する。シンクロ機構２７はいわゆるキー式シンクロメッシュ機構として構成されている。なお、各変速段のシンクロ機構２７はいずれも同様に構成されているため、以下では第１スリーブ２４と第１ドライブギア１３との間に設けられているシンクロ機構２７について説明し、その他のシンクロ機構２７の説明は省略する。
【００１８】
図２は、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第１スリーブ２４、及びシンクロ機構２７の断面を拡大して示している。なお、この図に示すように１速のシンクロ機構２７と２速のシンクロ機構２７とは一部の部品が共有されている。シンクロ機構２７は、クラッチハブ２８と、キー２９と、シンクロナイザリング３０とを備えている。クラッチハブ２８は、軸線方向Ａｘに移動可能かつ入力軸１１と一体回転するように入力軸１１にスプライン嵌合されている。クラッチハブ２８の外周には、キー２９が設けられている。クラッチハブ２８とキー２９との間にはスプリング３１が設けられている。スプリング３１は、クラッチハブ２８に固定されており、キー２９を外周側に付勢している。クラッチハブ２８の外周には、軸線方向Ａｘに移動可能かつクラッチハブ２８と一体回転するように第１スリーブ２４がスプライン嵌合されている。第１スリーブ２４の外周面には、第１スリーブ２４を軸線方向Ａｘに駆動するためのシフトフォーク３２が係合されている。この図に示すように第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５には、クラッチハブ２８に近付くにつれて半径が小さくなるコーン部１３ａ、１５ａが設けられている。シンクロナイザリング３０は、ドライブギア１３、１５に対して相対回転可能かつ軸線方向Ａｘに相対移動可能なようにコーン部１３ａ、１５ａの外周面に設けられている。この図に示すようにシンクロナイザリング３０は、それぞれのクラッチハブ２８側の端部がキー２９とコーン部１３ａ、１５ａとの間に配置されている。各シンクロナイザリング３０の外周面には、第１スリーブ２４がスライドしてきたときに第１スリーブ２４のスプラインと噛み合うスプライン３０ａが設けられている。また、各ドライブギア１３、１５には、シンクロナイザリング３０の外側を通過してきた第１スリーブ２４のスプラインと噛み合うスプライン部１３ｂ、１５ｂが設けられている。
【００１９】
図３に示すようにシフトフォーク３２によって第１スリーブ２４が第１ドライブギア１３側に駆動されると、第１スリーブ２４とともにキー２９及びクラッチハブ２８も同様に駆動される。そして、この図に示すように第１スリーブ２４によってキー２９が内周側に押し下げられると、キー２９がシンクロナイザリング３０をコーン部１３ａに押し付ける。これによりシンクロナイザリング３０とコーン部１３ａとが摩擦係合し、入力軸１１と第１ドライブギア１３の同期が開始される。その後、入力軸１１の回転数と第１ドライブギア１３の回転数とが略等しくなると同期が終了し、第１スリーブ２４がさらに第１ドライブギア１３側に駆動される。そして、図４に示すように第１スリーブ２４のスプラインがシンクロナイザリング３０のスプライン３０ａ及び第１ドライブギア１３のスプライン部１３ｂとそれぞれ噛み合う。これにより入力軸１１が第１ドライブギア１３と接続される。
【００２０】
なお、上述した説明では、第１ドライブギア１３と接続する場合について説明したが、第２ドライブギア１５と接続する場合は図２の左側に示した２速のシンクロ機構２７が同様に摩擦力にて入力軸１１と第２ドライブギア１５とを同期させ、その後これらを接続する。このようにシンクロ機構２７では、摩擦力を利用して入力軸１１とドライブギア１３、１５とを同期させている。なお、このように各ドライブギアのコーン部も入力軸１１とドライブギアとの同期に使用されるため、このコーン部も本発明のシンクロ機構に含まれる。
【００２１】
図１に戻って変速機１０の説明を続ける。この図に示すように変速機１０は、第１〜第３スリーブ２４〜２６を駆動するためのアクチュエータ３３を備えている。アクチュエータ３３は、各スリーブ２４〜２６に係合しているシフトフォーク３２を駆動し、これにより各スリーブ２４〜２６を駆動する。
【００２２】
この図に示すように入力軸１１には、第１クラッチ３４を介して内燃機関２の出力軸２ａが接続されている。第１クラッチ３４は、内燃機関２と入力軸１１との間で動力が伝達される係合状態と、その動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知のものである。
【００２３】
ＭＧ３のロータ軸３ａには、第２クラッチ３５が設けられている。ロータ軸３ａと出力軸１２との間には、常時噛み合い式のギア対３６が設けられている。ギア対３６は、出力軸１２に固定された第１ギア３７と、ロータ軸３ａに設けられて第１ギア３７と噛み合う第２ギア３８とを備えている。第２クラッチ３５は、ロータ軸３ａと入力軸１１とが相互に動力伝達可能に接続される第１係合状態と、ロータ軸３ａと出力軸１２とがギア対３６を介して相互に動力伝達可能に接続される第２係合状態と、ロータ軸３ａが入力軸１１及び出力軸１２のいずれとも切り離される解放状態とに切り替え可能に構成されている。第２クラッチ３５には、例えばスリーブの位置を変更することにより接続先を切り替え可能な周知のドグクラッチが使用される。そのため、第２クラッチ３５の詳細な説明は省略する。
【００２４】
出力軸１２には、出力ギア３９が一体回転するように設けられている。出力ギア３９は、デファレンシャル機構５のリングギア５ａと噛み合っている。デファレンシャル機構５は、リングギア５ａに入力された動力を左右の駆動輪４に伝達する周知の機構である。
【００２５】
内燃機関２、ＭＧ３、変速機１０の動作は、制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置４０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置４０は、これらのプログラムを実行することにより内燃機関２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置４０は、例えば車両１の走行状態に応じて第２クラッチ３５の状態を切り替える。また、制御装置４０は、車両１に対して変速が要求された場合には変速機１０の変速が完了するまで第１クラッチ３４を解放状態に切り替える。制御装置４０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。例えば、アクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ４１、及び車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する車速センサ４２等が接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２６】
制御装置４０は、車速及びアクセル開度にて特定される車両１の走行状態に応じて変速段が切り替えられるように変速機１０を制御する。制御装置４０のＲＯＭには、図５に示す変速線図がマップとして記憶されている。制御装置４０は、車両１の走行状態がこのマップのいずれの位置に対応するか判定し、その位置の変速段に切り替える。このように変速段を切り替えることにより、制御装置４０が本発明の制御手段として機能する。
【００２７】
上述したように各シンクロ機構２７は、シンクロナイザリング３０と各ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを摩擦係合させることにより入力軸１１と各ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１を同期させる。そのため、シンクロナイザリング３０や各ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１のコーン部が摩耗する。そして、この摩耗が過度に進行すると入力軸１１とドライブギアとを同期させる際にギア鳴り等が発生する可能性がある。そこで、制御装置４０は、変速機１０の各シンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断する。また、制御装置４０は、その診断結果に応じて変速線図を変更する。
【００２８】
図６は、制御装置４０がシンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断するために実行する摩耗診断ルーチンを示している。このルーチンは、車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することにより制御装置４０が摩耗診断手段として機能する。
【００２９】
このルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態に基づいて変速段の切り替えが必要か否か判定する。変速段の切り替えが必要か否かは、図５に示した変速線図に基づいて判定すればよい。例えば、現在の変速段が２速で、現在の車速及びアクセル開度から特定される走行状態が変速線図の３速の領域内である場合には２速から３速への切り替えが必要と判定される。変速段の切り替えが不要と判定した場合には今回のルーチンを終了する。
【００３０】
一方、変速段の切り替えが必要と判定した場合にはステップＳ１２に進み、制御装置４０はシンクロ機構２７のシンクロナイザリング３０等が摩耗しているか否か診断する。この摩耗診断は、例えば変速時の第１〜第３スリーブ２４〜２６のストローク量、入力軸１１の回転数、及び出力軸１２の回転数に基づいて行えばよい。一例として１速のシンクロ機構２７が摩耗しているか否か診断する場合について説明する。シンクロナイザリング３０やコーン部１３ａが摩耗していない場合、第１スリーブ２４が図３に示した位置まで動かされるとシンクロナイザリング３０とコーン部１３ａとが接触して同期が開始される。これにより入力軸１１と第１ドライブギア１３との回転数差が小さくなる。第１ドライブギア１３は、第１ドリブンギア１４と常に噛み合っている。そのため、第１スリーブ２４が第１ドライブギア１３と摩擦係合すると入力軸１１の回転数は、第１変速ギア対Ｇ１の変速比及び出力軸１２の回転数に応じた回転数とほぼ同じになる。
【００３１】
これに対してシンクロナイザリング３０やコーン部１３ａが摩耗している場合には、第１スリーブ２４が図３に示した位置まで動かされてもシンクロナイザリング３０とコーン部１３ａとが十分に摩擦係合しない。そのため、同期が行われず、第１変速ギア対Ｇ１の変速比及び入力軸１１の回転数に基づいて求められる回転数と出力軸１２の回転数との差が大きいままに維持される。そのため、この場合にはシンクロ機構２７が摩耗していると判断できる。そこで、例えば第１スリーブ２４が所定の位置まで動かされたときに、第１変速ギア対Ｇ１の変速比及び入力軸１１の回転数から求められた回転数と出力軸１２の回転数との差が予め設定した許容範囲外の場合に、１速のシンクロ機構２７が摩耗していると診断すればよい。２〜５速のシンクロ機構２７についても同様に診断すればよい。
【００３２】
次のステップＳ１３において制御装置４０は、摩耗診断の結果に基づいて変速機１０のいずれかのシンクロ機構２７が摩耗しているか否か判定する。摩耗していると判定した場合にはステップＳ１４に進み、制御装置４０はいずれかのシンクロ機構２７が摩耗していることを示す摩耗フラグをオンに切り替える。また、この際に制御装置４０は、シンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段を記憶する。その後、今回のルーチンを終了する。一方、摩耗していないと判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置４０は摩耗フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。なお、摩耗フラグ及びシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段は制御装置４０のＲＡＭに記憶され、制御装置４０が実行する他のルーチンで使用される。
【００３３】
図７は、制御装置４０が上述した摩耗診断の結果に応じて変速線図を変更するために実行する変速線図変更ルーチンを示している。この制御ルーチンは車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。この制御ルーチンを実行することにより制御装置４０が本発明の変速線図変更手段として機能する。
【００３４】
このルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ２１において摩耗フラグがオンか否か判定する。摩耗フラグがオフと判定した場合にはステップＳ２２に進み、制御装置４０は変速機１０の制御に使用する変速線図として図５に示した変速線図を変更する。その後、今回のルーチンを終了する。なお、図５に示した変速線図は１速〜５速の全てのシンクロ機構２７が摩耗していないと診断された場合に用いられる変速線図である。以下、この変速線図を通常変速線図と称する。
【００３５】
一方、摩耗フラグがオンと判定した場合にはステップＳ２３に進み、制御装置４０は変速機１０の制御に使用する変速線図を摩耗時変速線図に変更する。摩耗時変速線図は、通常変速線図と比較してシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度が少なくなるように各変速段の領域が設定された変速線図である。図８は、３速のシンクロ機構２７が摩耗していると診断された場合に使用される摩耗時変速線図を示している。この図に示すように３速の摩耗時変速線図では通常変速線図と比較して３速に切り替えるべき領域が狭い。そのため、３速に切り替えられる頻度が少なくなる。なお、この図に示したように通常変速線図において３速が設定されていた領域Ａ１、Ａ２には、２速又は４速が設定される。摩耗時変速線図は、変速段毎に用意されて制御装置４０のＲＯＭに記憶されている。各摩耗時変速線図は、それぞれ対応する変速段に切り替えるべき領域が通常変速線図と比較して狭くなっている。すなわち、１速の摩耗時変速線図であれば１速に切り替えるべき領域が、２速の摩耗時変速線図であれば２速に切り替えるべき領域が狭くなっている。上述したようにシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段は、摩耗フラグの状態とともに制御装置４０のＲＡＭに記憶されている。そのため、この処理ではその記憶されている変速段の摩耗時変速線図をＲＯＭから読み出して変速機１０の制御に使用する変速線図に設定すればよい。その後、今回のルーチンを終了する。
【００３６】
以上に説明したように本発明の変速装置によれば、変速機１０のいずれかのシンクロ機構２７が摩耗していると診断された場合にはそのシンクロ機構２７の変速段に切り替わる頻度が少なくなるように変速線図が変更される。図８に示したように摩耗時変速線図では、通常変速線図においてシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段が設定されていた領域にはその変速段の１つ上又は１つ下の変速段が設定される。これによりシンクロ機構２７の摩耗の進行を抑制しつつ車両１を走行させることができる。
【００３７】
なお、図８に示した摩耗時変速線図ではアクセル開度が小さいときだけ３速を使用しないように３速の領域を設定したが、摩耗時変速線図はこの図に示した変速線図に限定されない。例えば、シンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段の領域を削除した変速線図を摩耗時変速線図として使用してもよい。例えば、３速の摩耗時変速線図では、図９に示したように３速の領域を全て無くしてもよい。また、摩耗時変速線図では、シンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段の領域をシンクロ機構２７の摩耗の進行度に応じて変化させてもよい。例えば、シンクロ機構２７の摩耗が進行するほど変速段の領域を徐々に小さくしてもよい。
【００３８】
上述したように摩耗時変速線図では、通常変速線図においてシンクロ機構２７が摩耗していると診断された変速段が設定されていた領域にはその変速段の１つ上又は１つ下の変速段が設定される。この場合、同じ車速で同じアクセル開度でも内燃機関２から駆動輪４に伝達される動力が変化する。そこで、制御装置４０は、この動力の変化が補償されるようにＭＧ３の動作を制御してもよい。このようにＭＧ３を制御することにより、制御装置４０が本発明のＭＧ制御手段として機能する。
【００３９】
図８を参照して具体的に説明する。図８において２速が設定されている領域Ａ１は、通常変速線図では３速が設定されていた。そのため、摩耗時変速線図では、同じ車速で同じアクセル開度でも１つ下の変速段になり通常変速線図のときよりも駆動輪４に伝達される動力が大きくなる。そこで、このような場合にはＭＧ３を発電機として機能させ、駆動輪４に伝達される動力の一部を回生する。そして、これにより内燃機関２から駆動輪４に伝達される動力を小さくする。また、図８において４速が設定されている領域Ａ２は、通常変速線図では３速が設定されていた。そのため、摩耗時変速線図では同じ車速で同じアクセル開度でも１つ上の変速段に切り替えられて内燃機関２の回転数が低くなる。従って、通常変速線図のときよりも駆動輪４に伝達される動力が小さくなり運転者が駆動力不足を感じるおそれがある。そこで、このような場合にはＭＧ３を電動機として機能させ、ＭＧ３から駆動輪４に動力を出力する。そして、これにより駆動輪４に伝達される動力を大きくする。すなわち、このような場合にはＭＧ３で駆動輪４の駆動をアシストする。
【００４０】
ＭＧ３で補償すべき動力は、運転者からの要求トルクと内燃機関２の出力トルクとの差である、そこで、運転者からの要求トルクをアクセル開度等から通常時と同様に算出し、内燃機関２の出力トルクを摩耗時変速線図に基づいて算出する。そして、それら要求トルクと内燃機関２のトルクとの差をＭＧ３で補償すればよい。
【００４１】
このようにＭＧ３で動力を補償することにより、変速機１０を摩耗時変速線図で制御しても通常変速線図で制御していたときと同じ動力で駆動輪４を駆動できる。そのため、変速機１０の制御に使用する変速線図を摩耗時変速線図に変更しても運転者に違和感を殆ど与えることなく車両１を走行させることができる。
【００４２】
なお、図８の領域Ａ１等の摩耗時変速線図において通常変速線図よりも１つ下の変速段を使用することになった領域では、通常変速線図のときよりも駆動力が大きくなる。この場合、アクセル開度で駆動力を調整できるので、ＭＧ３で動力の補償をしなくてもよい。これにより制御を簡略化できる。
【００４３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明に設けられる変速機のシンクロ機構は、キー式シンクロメッシュ機構に限定されない。本発明に設けられる変速機には、変速時に摩擦力を利用して回転軸とギアとの同期を行う種々のシンクロ機構を設けてよい。また、本発明に設けられる変速機は、シンクロ機構が入力軸に設けられた変速機に限定されない。例えば、各ドライブギアが入力軸に一体回転するように設けられるとともに各ドリブンギアが出力軸に相対回転可能に支持され、かつ出力軸とドリブンギアとの間にシンクロ機構が設けられた変速機であってもよい。
【００４４】
モータ・ジェネレータによる動力の補償が不要の場合には、内燃機関のみが走行用動力源として搭載された車両に本発明を適用してもよい。この場合にも変速機に設けられているシンクロ機構の摩耗の進行を抑制することができる。
【００４５】
シンクロ機構のシンクロナイザリングやギアのコーン部が摩耗しているか否か診断する方法は、上述した形態で示した方法に限定されない。これらの部分の摩耗を検出可能な種々の方法を用いてよい。
【符号の説明】
【００４６】
１ 車両
２ 内燃機関
３ モータ・ジェネレータ
４ 駆動輪
１０ 変速機
１１ 入力軸
１３ 第１ドライブギア
１５ 第２ドライブギア
１７ 第３ドライブギア
１９ 第４ドライブギア
２１ 第５ドライブギア
２７ シンクロ機構
４０ 制御装置（制御手段、摩擦診断手段、変速線図変更手段、ＭＧ制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用動力源として内燃機関が搭載された車両に適用され、
前記内燃機関と前記車両の駆動輪との間の動力伝達経路中に配置され、互いに変速比が相違する複数の変速段を切替可能に構成され、かつ変速段の切替時に切替後の変速段のギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が変速段毎に設けられた変速機と、
前記車両の速度と前記車両のアクセルの開度とで定義されて変速段の切替パターン毎に変速線が設定された変速線図を有し、前記車両の走行状態と前記変速線図とに基づいて前記変速機の変速段の切替を制御する制御手段と、を備えた変速装置において、
前記変速機の各シンクロ機構が摩耗しているか否か診断する摩耗診断手段と、前記摩耗診断手段により少なくともいずれか１つのシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に、シンクロ機構が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度がそのシンクロ機構が摩耗していないと診断されていたときよりも少なくなるように前記変速線図を変更する変速線図変更手段と、を備えている変速装置。
【請求項２】
前記車両には、前記駆動輪に対して動力を入出力可能なモータ・ジェネレータが設けられ、
前記変速線図変更手段が前記変速線図を変更したことにより前記車両の速度及び前記車両のアクセルの開度が同じである走行状態において前記内燃機関から前記駆動輪に伝達される動力が変化した場合には、その動力の変化が補償されるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御するＭＧ制御手段をさらに備えている請求項１に記載の変速装置。
【請求項１】
走行用動力源として内燃機関が搭載された車両に適用され、
前記内燃機関と前記車両の駆動輪との間の動力伝達経路中に配置され、互いに変速比が相違する複数の変速段を切替可能に構成され、かつ変速段の切替時に切替後の変速段のギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が変速段毎に設けられた変速機と、
前記車両の速度と前記車両のアクセルの開度とで定義されて変速段の切替パターン毎に変速線が設定された変速線図を有し、前記車両の走行状態と前記変速線図とに基づいて前記変速機の変速段の切替を制御する制御手段と、を備えた変速装置において、
前記変速機の各シンクロ機構が摩耗しているか否か診断する摩耗診断手段と、前記摩耗診断手段により少なくともいずれか１つのシンクロ機構が摩耗していると診断された場合に、シンクロ機構が摩耗していると診断された変速段に切り替えられる頻度がそのシンクロ機構が摩耗していないと診断されていたときよりも少なくなるように前記変速線図を変更する変速線図変更手段と、を備えている変速装置。
【請求項２】
前記車両には、前記駆動輪に対して動力を入出力可能なモータ・ジェネレータが設けられ、
前記変速線図変更手段が前記変速線図を変更したことにより前記車両の速度及び前記車両のアクセルの開度が同じである走行状態において前記内燃機関から前記駆動輪に伝達される動力が変化した場合には、その動力の変化が補償されるように前記モータ・ジェネレータの動作を制御するＭＧ制御手段をさらに備えている請求項１に記載の変速装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−７９６８６（Ｐ２０１３−７９６８６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０３６７（Ｐ２０１１−２２０３６７）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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