JP4101528B2

JP4101528B2 - ギヤ段判定装置

Info

Publication number: JP4101528B2
Application number: JP2002039119A
Authority: JP
Inventors: 巧篠島; 康宏野原; 一彦小林
Original assignee: Isuzu Motors Ltd; Transtron Inc
Current assignee: Isuzu Motors Ltd; Transtron Inc
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: JP2003240115A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の変速機のギヤ段ないしギヤ位置をギヤポジションセンサによらずに間接的に検出するギヤ段判定装置に係り、特に変速機の種類やドリブンギヤに応じたマップを予め記憶させ、そのマップからメータギヤ比を学習してギヤ段を検出できるギヤ段判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、エンジンと変速機との間にロックアップ可能な流体継手（トルクコンバータを含む）と摩擦型変速クラッチとを直列に設け、変速時に変速クラッチを自動的に断接する車両の動力伝達装置を新たに開発した。この場合、変速時にあって、ギヤ抜き開始と同時にクラッチが自動断され、ギヤインと同時にクラッチが自動接される。
【０００３】
このように、変速機の変速操作あるいはギヤ段位置に応じてクラッチの制御が行われるため、またクラッチ断接制御方法（具体的には断接速度、断接量等）がギヤ段毎に変えられることがあるため、変速機にはそのギヤ段を検出するギヤポジションセンサが設けられる。しかし、ギヤポジションセンサのみでギヤ段を検出すると、このセンサの故障時にクラッチ制御が不可能となるなどの不具合があり、フェールセーフ上問題となる。そこでこのバックアップとして、特開平４−１７１３５３号公報に示されるように、車速センサとインプットシャフト回転センサとの出力を利用して現在のギヤ段を割り出す方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、当該公報の技術だと、各々のセンサの出力を単位時間当たりの回転数即ち回転速度に換算して所定の演算を行うため、図１３に示すように、比較的高い車速のときの領域（Ｂ）でのギヤ位置判定には問題ないものの、比較的低い車速のときの領域（Ａ）でのギヤ位置判定には、変速機回転数が近い値となり、ギヤ段の誤判定を起こす虞がある。
【０００５】
そこで、詳細は後述するが、本発明者等は、車速センサの所要回転当たりのＴＭ回転センサのパルス数をカウントすることにより、精度よくギヤ段を推定する方法を新たに創案した。
【０００６】
しかしながら、このギヤ段推定には、変速機の各段のＴ／Ｍギヤ比の他に、車速センサで回転を検出するためのスピードメータドライブギヤとスピードメータドリブンギヤのギヤ比も予め分かっていなければならないため、車両や変速機が複数あり、これに応じてスピードメータドライブギヤとスピードメータドリブンギヤのギヤ比が複数ある場合は、実際のメータギヤ比に対応した全てのデータを、予め工場出荷時等にコントローラに入力する必要があり、その種類毎の入力に多大な労力を必要とする問題がある。
【０００７】
そこで、以上の問題に鑑みて本発明は創案され、その目的は、ギヤ段を判定する前に、メータギヤ比に基づく変速機のデータを自動的に学習することができるギヤ段判定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、変速機の出力軸にメータギヤを介して回転駆動され、その出力軸の回転位相に応じた数のパルスを発生させる車速センサと、上記変速機の入力軸の回転位相に応じた数のパルスを発生させる変速機回転センサと、これらセンサからそれぞれ発生されたパルスが入力されると共に、一方のパルスを単位数カウントしたときの他方のパルス数をカウントし、そのカウントされた他方のパルス数から現在のギヤ段を決定するギヤ段決定手段とを備え、そのギヤ段決定手段に、上記変速機の各ギヤ段のギヤ比と複数のメータギヤのギヤ比とに基づく上記他方のパルス数のカウント値のデータを予めマップとして記憶させ、そのマップから変速機に組み込まれたメータギヤのギヤ比を特定した後、その特定したメータギヤ比に対応した上記カウント値のデータのマップから現ギヤ段を判定するようにしたギヤ段判定装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、マップには、車速センサが単位数パルスを発生したときの変速機回転センサの変速機パルス数が、変速機のギヤ段毎に記憶されると共に、その各変速機パルス数が、メータギヤのギヤ比に応じて、変速機パルス数を変速機のギヤ比を割った値（Ｎｄ）ごとに記憶される請求項１記載のギヤ段判定装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、変速機回転センサから入力される変速機パルス数を、現在のギヤ段のギヤ比で割ってＮｄ値を求め、そのＮｄ値からメータギヤ比を判定し、その判定したメータギヤ比に対応したマップから現ギヤ段を判定する請求項２記載のギヤ段判定装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、車速センサと上記ギヤ段決定手段間には、タイヤ動半径、ファイナルギヤ比等の相違に基づいて車速センサの信号を補正するパルス整合器が接続され、ギヤ決定手段にはそのパルス整合器で補正された車速センサと補正係数（α）が入力され、メータギヤ比と現ギヤ段の判定は、変速機パルス数に補正係数（α）を乗算してマップからメータギヤ比と現ギヤ段を判定する請求項３記載のギヤ段判定装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、マップには、変速機のギヤ比が所定の段で相違し、他の段が一致する、種類が複数の変速機の変速機パルス数データが記憶され、先ず他の段にギヤがあるときのメータギヤ比を判定し、その後、所定の段での変速機パルス数から変速機のタイプを判定し、その判定したタイプのマップを用いて現ギヤ段を判定する請求項３記載のギヤ段判定装置である。
【００１３】
請求項６の発明は、マップからメータギヤ比を判定した後、ギヤ段決定手段は、そのメータギヤ比に基づくマップを学習したことをあらわすフラッグを立て、フラッグが立っているときにのみギヤポジションセンサの故障判定を行う請求項１〜５いずれかに記載のギヤ段判定装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
図１は本発明が適用される車両の動力伝達装置を示す。図示するように、エンジンＥと変速機Ｔ／Ｍとの間にクラッチ機構１が設けられ、クラッチ機構１は動力伝達方向上流側に設けられた流体継手（フルードカップリング）２と、その下流側に直列に設けられた摩擦型クラッチ、本実施形態では湿式多板クラッチからなる変速クラッチ３とからなっている。なおここでいう流体継手とはトルクコンバータを含む広い概念であり、現に本実施形態においてもトルクコンバータを用いている。本装置が適用される車両はトラック等の比較的大型の車両である。エンジンＥはディーゼルエンジンである。
【００１６】
流体継手２は、エンジンの出力軸（クランク軸）に接続されたポンプ４と、ポンプ４に対向されクラッチ３の入力側に接続されたタービン５と、タービン５とポンプ４との間に介設されたステータ６とを有する。そして流体継手２と並列してロックアップクラッチ７が設けられ、これはポンプ４とタービン５との断接を行って流体継手２をロックアップ可能とする。変速クラッチ３は、その入力側が入力軸３ａを介してタービン５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍのインプットシャフト８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間を断接する。
【００１７】
変速機Ｔ／Ｍは、インプットシャフト（入力軸）８と、これと同軸に配置されたアウトプットシャフト（出力軸）９と、これらに平行に配置されたカウンタシャフト（副軸）１０とを有する。インプットシャフト８には、入力主ギヤ１１が設けられている。アウトプットシャフト９には、１速主ギヤＭ１と、２速主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、４速主ギヤＭ４と、リバース主ギヤＭＲとが夫々軸支されていると共に、６速主ギヤＭ６が固設されている。カウンタシャフト１０には、入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１に噛合する１速副ギヤＣ１と、２速主ギヤＭ２に噛合する２速副ギヤＣ２と、３速主ギヤＭ３に噛合する３速副ギヤＣ３と、４速主ギヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４と、リバース主ギヤＭＲにアイドルギヤＩＲを介して噛合するリバース副ギヤＣＲとが固設されていると共に、６速主ギヤＭ６に噛合する６速副ギヤＣ６が軸支されている。
【００１８】
この変速機Ｔ／Ｍによれば、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９がリバース回転し、上記スリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が１速相当で回転する。そして、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が２速相当で回転し、上記スリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が３速相当で回転する。
【００１９】
そして、アウトプットシャフト９に固定されたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が４速相当で回転し、上記スリーブＳ／４５を入力主ギヤ１１のドグＤ５にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が５速相当（直結）で回転する。そして、カウンタシャフト１０に固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合すると、アウトプットシャフト９が６速相当で回転する。上記各スリーブは、図示しないシフトフォークおよびシフトロッドを介して、運転室内のシフトレバーによってドライバによりマニュアル操作される。つまり変速機Ｔ／Ｍはマニュアル式である。
【００２０】
変速クラッチ３は通常の湿式多板クラッチの構成である。即ち、図示省略するが、オイルが満たされたクラッチケーシング内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ互い違いにクラッチプレートがスプライン噛合され、これらクラッチプレート同士をクラッチピストンにより押し付け合い、或いは解放して、クラッチの接続・分断を行うものである。図２を参照して、クラッチピストン２７はクラッチスプリング２８により常に断側に付勢されると共に、これを上回る油圧がクラッチピストン２７に付加されたときクラッチ３が締結される。クラッチ締結力ないしクラッチのトルク容量は与えられる油圧に応じて増大される。
【００２１】
次に、変速クラッチ３に作動油圧を供給するための油圧供給装置について説明する。図２に示すように、オイルタンク１３のオイルがろ過器１４を介して油圧ポンプＯＰにより吸引吐出されると共に、その吐出圧がリリーフバルブ１５により調整され、一定のライン圧ＰＬが作られる。このライン圧ＰＬのオイルを圧力制御ないし減圧制御してクラッチ３に送り込むわけだが、このためクラッチコントロールバルブＣＣＶとクラッチソレノイドバルブＣＳＶという二つのバルブを用いている。即ち、メインの油圧ラインに接続されたクラッチコントロールバルブＣＣＶを、クラッチソレノイドバルブＣＳＶから送られてくるパイロット油圧Ｐｐに応じて開閉させるという、パイロット操作型油圧制御方式を採用している。そしてパイロット油圧Ｐｐの大きさが、電子コントロールユニット（以下ＥＣＵという）１６から出力されるディーティパルスに応じて変化される。
【００２２】
即ち、クラッチソレノイドバルブＣＳＶは電磁ソレノイドを有した電磁弁であり、ＥＣＵ１６から出力されるディーティパルス信号のＯＮ／ＯＦＦに応じて開閉すると共に、常にライン圧ＰＬが供給されている。そしてディーティパルスのデューティ（デューティ比）Ｄに応じたパイロット油圧Ｐｐを出力する。
【００２３】
クラッチコントロールバルブＣＣＶは、パイロット油圧Ｐｐに基づき無段階で制御されるスプール弁であり、これ自体は電子制御されない。即ちパイロット油圧Ｐｐの大きさに応じて内蔵スプールを開放側にストロークさせ、これによりライン圧ＰＬを適宜調整しクラッチ圧Ｐｃとしてクラッチ３に送り込む。こうして、結果的に、クラッチ３に供給される油圧がＥＣＵ１６によりデューティ制御されることとなる。
【００２４】
なお、クラッチソレノイドバルブＣＳＶとクラッチコントロールバルブＣＣＶとを結ぶ経路の途中にアキュムレータ１７が設けられる。
【００２５】
また、本実施形態にはロックアップクラッチ７の制御系も存在するが、ここでは本発明に直接関係ないため説明を省略する。その油圧制御系の構成は変速クラッチ３の油圧制御系と大略同様である。
【００２６】
次に、動力伝達装置を電子制御するための電子制御装置を図３を用いて説明する。
【００２７】
前述のＥＣＵ１６にはクラッチソレノイドバルブＣＳＶの他、本装置を電子制御するために様々なスイッチやセンサが接続されている。
【００２８】
これにはエンジン回転速度（具体的には回転数、以下同様）を検出するためのエンジン回転センサ１８、クラッチ３の入力側の回転速度即ちタービン５の回転速度を検出するためのタービン回転センサ１９、変速機Ｔ／Ｍの回転速度、代表的には入力副ギヤ１２の回転速度を検出するための変速機回転センサ２０、及び車速を検出するための車速センサ２１が含まれる。これらのセンサは図１にも示される。特にＥＣＵ１６は変速機回転センサ２０の出力と、入力主ギヤ１１及び入力副ギヤ１２のギヤ比とから、インプットシャフト８の回転速度を計算し、これをクラッチ３の出力側回転速度及び変速機Ｔ／Ｍの入力軸側回転速度とする。また、ＥＣＵ１６には、パーキングブレーキが作動中か否かを検出するためのパーキングブレーキスイッチ２２、フットブレーキが作動中か否かを検出するためのフットブレーキスイッチ２３、及び変速機のギヤポジションを検出するためのギヤポジションセンサ２４も接続される。
【００２９】
そしてＥＣＵ１６にはノブスイッチ２５も接続されている。即ち、本実施形態ではドライバーによる変速操作の開始時期を検出するため、或いはクラッチ断を開始するタイミングを決定するため、運転室のシフトレバーにおいて、レバーに対しシフトノブが僅かにシフト方向に揺動可能に取り付けられており、これらレバーとシフトノブとの間にノブスイッチ２５が設けられている。そしてドライバーによる変速操作時、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動すると、ノブスイッチ２５がONとなり、これを合図にクラッチ断を開始するようになっている。具体的構成は特開平１１−２３６９３１号公報に示されたものと同様である。
【００３０】
また、本実施形態の動力伝達装置には、同公報に示されたような坂道発進補助装置(HSA;Hill Start Aid)が設けられており、その装置の手動ON/OFFを行うため運転室にＨＳＡスイッチ２６が設けられ、ＨＳＡスイッチ２６がＥＣＵ１６に接続されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作動及び制御方法を説明する。
【００３２】
この動力伝達装置では、エンジンＥの動力を流体継手２、変速クラッチ３、変速機Ｔ／Ｍという順で伝達する。ロックアップクラッチ７は原則として発進後は常にON（接）され、停車時及び発進時にOFF（断）される。従って発進時はＡＴ車のように流体継手２のクリープを利用でき、摩擦クラッチを電子的に発進制御するものに比べ制御が簡単になると共に、走行中は流体継手２がロックアップされるのでスリップによるロスを防止できる。変速クラッチ３は変速の度毎に自動で断接される。これは通常のＭＴ車と同様である。
【００３３】
ここでロックアップクラッチ７の断接制御について詳しく述べると、ロックアップクラッチ７は比較的低車速である所定速度（本実施形態では約10km/h）以上で接とされる。正確には、ロックアップクラッチ接は、各ギヤ段においてインプットシャフト回転数が所定回転数（本実施形態では一律900rpm）以上に達すると接とされる。発進段（例えば多用される発進段である２速）で発進し、インプットシャフト回転数がその所定回転数（900rpm）に達すると、ロックアップクラッチが接とされ、このときの車速が低車速（約10km/h）である。
【００３４】
まず、車両発進時の作動、即ちガレージシフトの場合を説明する。車両がギヤニュートラル且つブレーキ（フットブレーキ及びパーキングブレーキのいずれをも含む）作動状態で停止中、ドライバーが発進しようとしてシフトレバーを発進段に操作しようとしたとする。するとシフトレバーにおいて、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動することによりノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッチ３が自動で分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが発進段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が自動で接続される。この接続によってタービン５が駆動輪側から止められるので、タービン５に対しポンプ４が滑動し、クリープ力が発生するようになる。従って後はブレーキを離したりアクセルを踏み込んだりすれば車両が動き出すのである。
【００３５】
次に、車両走行中の変速時の作動、即ちシフトアップ又はダウンの場合を説明する。車両が所定ギヤ段で走行中、ドライバーが変速しようとしてシフトレバーを次の変速段に操作しようとしたとする。するとレバーの動作に先立ってシフトノブが揺動し、ノブスイッチ２５がONされ、これを合図にクラッチ３が自動で分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが次の変速段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が自動で接続される。これによって変速が完了する。この変速中ロックアップクラッチ７はONのままで、エンジン動力がそのままクラッチ３に伝達される。
【００３６】
次に、このような車両の動力伝達装置に適用された、本発明に関わるギヤ段検出装置を説明する。
【００３７】
上記動力伝達装置では、ギヤインと同時にクラッチ接を開始したり、シフトアップ・シフトダウンの判別を行ったりするので、変速機のギヤ段ないしギヤ位置を常時検出するようになっている。そしてこの検出は原則として上記ギヤポジションセンサ２４（図３参照）によって行われる。
【００３８】
図１２にギヤポジションセンサ２４の詳細を示す。Ｒ，１，２・・・はリバース、１速、２速・・・を意味し、シフトレバーが図示の如きＨパターンに沿って移動される。ギヤポジションセンサ２４は、シフトレバーに連動する部材のシフト方向のストロークを検出するシフトストロークセンサ３１と、当該部材のセレクト方向の位置を検出する二つのセレクトスイッチＳＷ１，ＳＷ２とから構成される。一方のセレクトスイッチＳＷ１はリバース及び１速相当のセレクト位置に設けられ、その位置でＯＮとなる。他方のセレクトスイッチＳＷ２は４速及び５速相当のセレクト位置に設けられ、その位置でＯＮとなるが、この他６速相当のセレクト位置でもＯＮとなる。例えば、シフトストロークセンサ３１がシフト方向最前列の位置（リバース、２速、４速又は６速相当の位置）を示す場合において、セレクトスイッチＳＷ１がＯＦＦ、セレクトスイッチＳＷ２がＯＦＦなら現在のギヤ段は２速であると判定できる。なお４速か６速かどうかはセレクトスイッチＳＷ２によって判別できないので、後述のギヤ段検出装置により判別することになる。なお、ギヤポジションセンサ２４の形態は上記以外にも様々なものが可能である。
【００３９】
ところで、ギヤポジションセンサ２４に断線やショート等の故障が発生すると、ギヤが現在どの位置に入っているかが判別できなくなり、クラッチ制御等に支障をきたしてしまう。
【００４０】
そこで、このバックアップとして、本実施形態ではギヤポジションセンサ２４によらずとも変速機のギヤ段を間接的に検出ないし推定する装置が設けられている。以下これについて詳細に説明する。
【００４１】
かかるギヤ段検出装置は、変速機の回転作動中に、車速センサ２１と変速機回転センサ２０とからそれぞれ発生する回転パルスを利用して現在のギヤ段を判別するものである。その構成を図４に示し、前記と同一の要素については同一の符号を付す。
【００４２】
図示するように、本装置は、前記変速機Ｔ／Ｍ、車速センサ２１、変速機回転センサ２２及びギヤ段決定手段としてのＥＣＵ１６から主に構成される。車速センサ２１は、その回転軸３１が、メータギヤ３２を介してアウトプットシャフト９により回転駆動される。メータギヤ３２は、図１では簡略化されているが、詳細には図４に示される如くアウトプットシャフト９に固定されたメータドライブギヤ３３と、これに噛合され回転軸３１に固定されるメータドリブンギヤ３４とからなる。車速センサ２１は、回転軸３１の等位相間隔毎にパルス信号を発生し、回転軸３１の１回転当たりに所定数（本実施形態では２５個）のパルス信号を発生する。このパルス信号はＥＣＵ１６に直接入力される。回転軸３１がアウトプットシャフト９に連動するので、結局車速センサ２１は、アウトプットシャフト（出力軸）９の回転位相に応じた数のパルス信号を発生させる出力軸側パルス発生手段を構成する。
【００４３】
一方、変速機回転センサ２０は、これに対向する入力副ギヤ１２の歯が通過する毎にパルス信号を発生し、このパルス信号をＥＣＵ１６に直接入力する。入力副ギヤ１２がインプットシャフト８に連動するので、結局変速機回転センサ２０は、インプットシャフト（入力軸）８の回転位相に応じた数のパルス信号を発生させる入力軸側パルス発生手段を構成する。
【００４４】
この図４においては、車速が６０Ｋｍ／ｈのときに６３７ｒｐｍで回転に相当するような車速パルスが車速センサ２１からＥＣＵ１６に入力されるように、メータギヤ３２のギヤ比が予め定められている。具体的には、タイヤ動半径や種々のバリエーションに応じてメータドリブンギヤ３４の組み替えが工場出荷時等に行われる。
【００４５】
以上の場合が、車速センサ２１のパルスがダイレクトにＥＣＵ１６に入力されるタイプＡであるが、この他に、図５に示すタイプＢの場合には、タイヤ動半径とファイナルギヤ比等に応じて車速信号を補正するために、車速センサ２１の下流にパルス整合器３５を接続し、６０ｋｍ／ｈ＝６３７ｒｐｍ相当のパルスがＥＣＵに入力される共にその補正係数αがＥＣＵ１６に入力される。この場合、メータギヤのギヤ比は、一定に固定され、工場出荷時等にパルス整合器３５が適宜調整され、αが決定される。
【００４６】
次に、図４、図５における変速機回転センサ２０の出力信号から現ギヤ段を推定する方法を説明する。
【００４７】
先ず、車速センサ２１と変速機回転センサ２０の信号出力からギヤ段を推定する例を、図４のタイプＡで、かつスピードメータギヤ比（Ｚd2／Ｚd1＝１０／４）
の場合で説明する。
【００４８】
さて、図４は、実際にギヤが４速に入っている場合の例を示す。この変速機では、５速のときに、減速比が１で、入力主ギヤ１１の歯数がＺＭ５、入力副ギヤ１２の歯数がＺＣ５、４速主ギヤＭ４の歯数ＺＭ４、４速副ギヤＣ４の歯数ＺＣ４である。
【００４９】
この図４で、車速センサ２１の回転軸３１が１回転するときのインプットシャフト回転数Ｎｉは次式（１）により求められる。
【００５０】
【数１】

【００５１】
なおメータギヤ３２のギヤ比ＧＲ（ｍ）を
【００５２】
【数２】

【００５３】
とし、４速のギヤ比即ち減速比ＧＲ（４）を下記（４）式、
【００５４】
【数３】

【００５５】
とする。
【００５６】
今、（１）式の両辺に入力主ギヤ１１の歯数ＺＭ５を乗じると、車速センサ２１の回転軸３１が１回転する間即ち車速センサ２１が２５パルス発生する間に、変速機回転センサ２０から発生する変速機パルス数ＰＴＭが算出できる（入力主ギヤ１１の通過歯数＝入力副ギヤ１２の通過歯数なので）。即ち、
【００５７】
【数４】

【００５８】
基本的にはこの（２）式に従えばギヤ段を判定できる。即ち、（２）式における各ギヤ段のギヤ比ＧＲ（１），ＧＲ（２），ＧＲ（３），・・・と、メータギヤ３２のギヤ比ＧＲ（ｍ）と、入力主ギヤ１１の歯数ＺＭ５と、車速センサ２１からの２５個のパルスをカウントしたときの変速機回転センサ２０から発生された変速機パルス数ＰＴＭをカウント値（変速機パルス数ＰＴＭ）と、上記メータギヤのギヤ比ＧＲ（ｍ）及び入力主ギヤ１１の歯数ＺＭ５とを（２）式に代入し、その上で（２）式に各ギヤ段のギヤ比ＧＲ（１），ＧＲ（２），ＧＲ（３），・・・を順次代入していく。そして（２）式がほぼ成立したギヤ段が現在のギヤ段となる。
【００５９】
しかしながら、本実施形態ではＥＣＵ１６における内部処理を簡単化するため、以下のような処理を行っている。（２）式の両辺をギヤ比ＧＲ（４）で割ると、
【００６０】
【数５】

【００６１】
となる。
【００６２】
つまり、変速機パルス数ＰＴＭをギヤ比で割った値はギヤ段に拘わらず一定値Ｎｄとなるのである。そこで、ＥＣＵ１６にはこの一定値Ｎｄと、各ギヤ段のギヤ比ＧＲ（１），ＧＲ（２），ＧＲ（３），・・・のみを予め記憶しておく。そしてギヤ段の検出に際しては、ＥＣＵ１６において、車速センサ２１からの２５個のパルスをカウントする間の変速機回転センサ２０からの変速機パルス数ＰＴＭをカウントし、このカウントされた変速機パルス数ＰＴＭと上記一定値Ｎｄとを（３）式に代入し、その上で（３）式に各ギヤ段のギヤ比ＧＲ（１），ＧＲ（２），ＧＲ（３），・・・を順次代入していき、（３）式がほぼ成立したギヤ段を現在のギヤ段として決定できる。
【００６３】
なお、実測値としての変速機パルス数ＰＴＭを現在のギヤ段のギヤ比で割っても理論上の一定値Ｎｄには正確に一致しないことがある。よってその除算によって得られた値が一定値Ｎｄに略一致したとき、例えば一定値Ｎｄに対しその数％以内に入っているとき（３）式成立とする。これが「ほぼ成立」の意味である。また、逆に（３）式を基にＮｄが既知であり、他の変速段を推定するには、カウントされた変速機パルス数ＰＴＭを一定値Ｎｄで割ってギヤ比を算出し、このギヤ比から、他のギヤ段が推定できる。尚、この計算でも前記同様に除算によって得られた値が現在のギヤ段のギヤ比に正確に一致しないことがあるので、そのギヤ比に略一致、例えばそのギヤ比に対し数％以内に入っているとき、そのギヤ比に対応したギヤ段を現在のギヤ段としてもよい。
【００６４】
ここで、図４を基に、具体値を挙げて説明する。
【００６５】
図４で、例えばメータドライブギヤ３３の歯数Ｚｄ１＝４、メータドリブンギヤ３４の歯数Ｚｄ２＝１０、入力主ギヤ１１の歯数ＺＭ５＝２８、４速主ギヤＭ４の歯数ＺＭ４＝３０、４速副ギヤの歯数ＺＣ４＝３８とする。
【００６６】
この場合、４速の減速比は、（４）式より、
ＧＲ（４）＝３０／３８ × ４６／２８ ≒１．２９７となる。
【００６７】
このとき（３）式の左辺＝１０／４×２８＝７０となる。そこでこの７０という値を一定値ＮｄとしてＥＣＵ１６に記憶しておく。
【００６８】
そこで、実測された変速機回転センサ２０のパルス数ＰＴＭ（４速の場合７０パルス）をＮｄで割り、その値にほぼ一致するギヤ比を検索する。この例ではＧＲ（４）＝１．２９７にほぼ一致するはずなので、現ギヤ段は４速と判定できる。
【００６９】
次に、変速機Ｔ／Ｍが、タイプＢの場合を図５により説明する。
【００７０】
このタイプＢはパルス整合器３５が車速センサ２１の下流側に接続され、車速センサ２１のパルスが補正係数αで補正されてＥＣＵ１６に入力される他は、図４のＥタイプと基本的には同じであるが、変速機回転センサ２０と車速センサ２１との関係で見れば、補正係数αがある分、ＥＣＵ１６に入力されるパルス数は違ってくる。
【００７１】
このパルス整合器３５は、タイヤ動半径やファイナルギヤ比等のバリエーションが比較的多い車型については、工場出荷時のメータドリブンギヤ３４の組み替え数が膨大になり大変となるため、この組み替えを行わない或いは少なくするためにパルス整合器３５を調整し、これにより車速パルスの時間間隔を調整し、ＥＣＵ１６には車速６０ｋｍ／ｈのとき６３７ｒｐｍに相当する車速パルスが入力されるようにしている。
【００７２】
補正係数αは通常０．８〜１．２の範囲で可変であるが、パルス整合器３５が調整された後は一定値に固定される。パルス整合器３５への１の入力に対しその出力はαとなり、入力が２５パルスだとするとその出力は２５αパルスとなる。設定後のαの値はＥＣＵ１６に送られて記憶される。
【００７３】
この場合（２）式は以下のように変形できる。
【００７４】
【数６】

【００７５】
従って、両辺をギヤ比ＧＲ（４）で割った値も一定値となり、この一定値をＮｄとすると（３）式は以下のように改められる。
【００７６】
【数７】

【００７７】
従って、前記同様、（２）’式を用いて第一の方法によりギヤ段を決定でき、（３）’式を用いることでギヤ段を決定できる。
【００７８】
以上、現ギヤ段の推定方法を説明したが、タイプＡではメータギヤ３２のギヤ比は、種々のものがあり、具体的には工場出荷時等にメータドリブンギヤ３４の組み替えが行われる。上記ギヤ段推定方法では、ドリブンギヤ３４の歯数Ｚｄ２が判らないと、ギヤ段検出できないため、工場出荷時等に、ドリブンギヤ歯数の学習、ひいてはメータギヤ比の学習を行う必要がある。本発明においては、ギヤ段を推定するに当たって、ＥＣＵ１６に変速機のタイプ毎のギヤ比と、そのタイプにおけるスピードメータギヤ比における車速センサ２１と変速機回転センサ２０の信号出力を予めマップ化して記憶しておき、工場出荷時等に車速センサ２１と変速機回転センサ２０の信号出力からマップ中の変速機のタイプとスピードメータギヤ比に適合するものを学習しながら決定すると共にそのマップから決定したデータを基にギヤ段を推定するようにしたものである。
【００７９】
以下これを説明する。
【００８０】
図８は、ギヤ段Ｒｅｖ，１ｓｔ〜６ｔｈにおけるギヤ段の減速比と、メータギヤ比（本例の場合には、メータドライブギヤ３３の歯数Ｚｄ１は、４枚と固定しているので、ドリブンギヤの歯数（枚数）で、１０〜１７枚を示している）における、ＰＴＭパルス数（ＥＣＵ１６に入力された値）とＮｄ値を示している。
【００８１】
この図８のマップは、（３）式によるＮｄ値が記憶されており、メータドリブンギヤ３４の歯数１０枚のときには、（３）式より、１０／４×２８＝７０、１１枚のときには、Ｎｄ＝１１／４×２８＝７７、１２枚のときには、Ｎｄ＝１２／４×２８＝８４となり、またＥＣＵ１６に記憶されているＰＴＭ数も、（２）式から計算できる。
【００８２】
そこで、工場出荷時に仮走行を行い、先ず変速機回転センサ２０のカウント値（ＰＴＭ）を例えば、現ギヤ段が４速であれば、その４速の減速比（１．２９７）で割ることで、Ｎｄ値が求まる。
【００８３】
このＮｄ値が、７０であった場合には、図８のマップより、ドリブンギヤ枚数１０のＮｄ値が７０であるため、ドリブンギヤ枚数１０であることが分かり、また、４速におけるＥＣＵ１６でのＰＴＭ値と実際の変速機回転センサ２０のパルス数が一致していれば、変速機回転センサ２０等の故障がなく、ドリブンギヤ１０枚は正しいことが確認でき、以後はこの選択したマップでギヤ段の推定が行える。
【００８４】
また、Ｎｄ値が７７であれば、ドリブンギヤの枚数が１１枚であることが分かり、その場合には、ドリブンギヤ１１枚のマップを参照してギヤ段の判定を行う。
【００８５】
以下同様にして、Ｎｄ値を求め、ドリブンギヤの枚数を判定し、その判定に基づいたドリブンギヤの枚数に相当するマップを参照することで、メータギヤ比（ドリブンギヤ枚数）が種々あっても簡単にギヤ段の判定が行える。
【００８６】
この図８のマップは、５速の減速比が１．０００の場合のマップであるが、変速機Ｔ／Ｍの変速比が４速で、１．０００の場合には、図９のマップを用いて行えばよく、要は変速機Ｔ／Ｍの各ギヤ比に応じたマップをＥＣＵ１６に記憶させ、その中から変速機Ｔ／Ｍのタイプに合致するマップを選び、その後ドリブンギアレシオを求めて使用するマップを決定すればよい。
【００８７】
また、図８（図９も同様）のマップ中、「ＦＡＩＬ］で示したのは、ギヤポジションセンサ２４の故障判定を正確に行うために用いるデータである。
【００８８】
図１２に示したギヤポジションセンサ２４のスイッチＳＷ１が断線故障したときには、スイッチＳＷ１で検出されるＲｅｖと１ｓｔの検出が不可となり、シフトストロークセンサ３１のデータのみになり、変速機回転センサのパルス数の演算値と、実際に検出される変速機回転センサ２０からのパルス数と相違する。
【００８９】
この場合、ギヤポジションセンサ２４のギヤ位置判定で得られるギヤ段における変速機回転センサにおけるパルスの値（入力値）は、Ｒｅｖ、４ＴＨ、６ＴＨは、２ｎｄ相当、１ＳＴと５ＴＨは３ｒｄ相当のＰＴＭ値となるため、実際に入力される変速機回転センサのパルスから求めたＮｄ値が相違するため、この相違したＮｄ値を予めマップに入力しておくことで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の故障が正確に判断できると共に、いずれのスイッチＳＷ１，Ｗ２が故障したのかが診断できる。
【００９０】
次に、図５に示したタイプＢの変速機の場合を説明する。
【００９１】
この場合のマップは、ＥＣＵ１６に予め補正係数αの値が入力されるため、ドリブンギヤレシオの判定は（３）’式のＮｄにαを乗算した値からメータギヤ比を求め、その求めたメータギヤ比に基づくドリブンギヤ枚数に相当するマップを選択すればよい。
【００９２】
また、ギヤ段の推定は、変速機パルス数ＰＴＭにαを乗算した値と選択したマップからギヤ位置を判定すればよい。
【００９３】
さて、図６、図７は、上述したメータギヤ比の学習とその学習したメータギヤ比を基にギヤ位置を推定するフローチャートを示したものである。
【００９４】
先ず、図６のメータギヤ比（本実施の形態の場合は、ドリブンギヤ枚数）の決定のフローを説明すると、制御が開始４０され、ｓｔｅｐ１で、メータギヤ比未学習の有無を判断し、未学習であれば（ｙｅｓ）、ｓｔｅｐ２で、車速センサパルスから２５パルス入力が完了したかどうかを判断し、２５パルスカウントしたならば（ｙｅｓ）、ｓｔｅｐ３で、変速機回転センサのパルスカウント数を収得したかどうかを判断し、収得したならば（ｙｅｓ）、図８、図９に示したマップ値と変速機回転センサのＴＭパルスカウント値より、メータギヤ比を求める、即ち、ドリブンギヤの枚数を決定４２する。
【００９５】
またｓｔｅｐ１の判断で、メータギヤ比の未学習でない、即ち学習が終えたとき（ｎｏ）は、制御を終了４３する。この際、セレクトスイッチＳＷ１，ＳＷ２の故障診断のときのために、学習済みとして、図８，図９のいずれかのドリブンギヤの枚数に基づくマップを収得したならば、ＥＣＵ１６に学習済みであるとのフラッグを立てておく。
【００９６】
次に、ギヤ段の推定のフローを図７により説明する。
【００９７】
制御が開始５０され、ｓｔｅｐ４で、メータギヤ比の学習済みかどうかを判断し、上述のようにフラッグが立っていれば学習済み（ｙｅｓ）とし、次にｓｔｅｐ５で、車速センサパルスから２５パルス入力が完了したかどうかを判断し、２５パルスカウンとしたならば（ｙｅｓ）、ｓｔｅｐ６で、変速機回転センサのパルスカウント数を収得したかどうかを判断し、収得したならば（ｙｅｓ）、マップ検索＋既知のメータギヤ比より、図８，図９で選択したマップからギヤ位置を推定する。
【００９８】
この図７のフローは、走行時、常時行い、ポジションセンサ２４が、故障した場合のギヤ段判定を行うことが可能となる。
【００９９】
また、ｓｔｅｐ４で、未学習のとき（ｎｏ）、即ちフラッグが立っていない場合には、セレクトスイッチのオープン診断とギヤ位置推定を中止５３する。
【０１００】
このように、ＥＣＵ１６に予めマップを記憶させ、車速センサ２１から２５パルス入力される間の変速機Ｔ／Ｍ回転センサ２０のパルス数を収得することで、その変速機のタイプに応じたマップを選択することで、ギヤ段の判定が可能となる。
【０１０１】
上述のメータギヤ比の学習に基づくギヤ段の推定は、各変速段（Ｒｅｖ，１〜５ｔｈ、或いは１〜６ｔｈ）のギヤ比に対して複数の各メータギヤ比がある場合の例であるが、変速機自体のバリエーションが複数あり、所定変速段のギヤ比のみが互いに異なる場合がある。例えば、３ｒｄと６ｔｈのギヤ比が相違し、その他のギヤ段のギヤ比が一致している場合の変速機では、上述の図８、図９に示したフローではマップを学習することはできない。
【０１０２】
図１０は、Ｃタイプ及びＤタイプの２種の変速機の１〜６ｔｈとＲｅｖの主ギヤと副ギヤの歯数を示したもので、Ｄｒｉ（５ｔｈ、減速比１）、４ｔｈ、２ｎｄ、１ｓｔ、Ｒｅｖの主ギヤと副ギヤの歯数は一致するものの、３ｒｄと６ｔｈでは相違するため、２ｎｄのギヤ位置にあるときにメータドリブンギヤを算出しても、タイプＣとタイプＤのいずれかの判別はつかないことになる。
【０１０３】
そこで、この場合、ＥＣＵ１６に、ＣタイプとＤタイプの個々に対応する図８に示したようなマップを２種記憶させ、ギヤ比の相違するギヤ位置３ｒｄの変速機回転センサのパルス数を判断し、タイプＣとタイプＤのいずれかを判断して、対応するマップを選定するようにする。
【０１０４】
この判定のフローチャートを図１１により説明する。
【０１０５】
制御が開始６０され、ｓｔｅｐ１０で、タイプＣとタイプＤで共通のギヤ比のギヤ段かどうか、例えばギヤ位置２ｎｄであれば（ｙｅｓ）、ｓｔｅｐ１１で、マップよりメータドリブンギヤ枚数を算出したかどうかを判断し、算出したならば（ｙｅｓ）、ｓｔｅｐ１２で、ギヤ位置がギヤ比の異なるギヤ段例えば、３ｒｄかどうかを判断し、ギヤ位置が３ｒｄであれば、ｓｔｅｐ１３で、メータドリブンギヤ枚数を算出し選択したマップ（この場合、例えばタイプＣのマップを優先的に選択するものとする）で、３ｒｄのデータがそのマップの値と一致するかどうかを判断し、一致していた場合、ＴＭタイプをタイプＣとして確定６１し、ｓｔｅｐ１３で一致していない場合（ｎｏ）には、ｓｔｅｐ１４で、タイプＤのマップを参照し、そのタイプＤのマップで合致するかどうかを判断し、一致していれば（ｙｅｓ）、ＴＭタイプをＤとして確定６２し、そのタイプＤのマップを選択する。
【０１０６】
このフローにおいては、６ｔｈのギヤ位置での判定は示していないが、６ｔｈで行ってもよい。
【０１０７】
以上、本発明によれば、センサの出力を時間要素で割って速度換算した値を用いるのではなく、センサから出力されるパルスの数自体（所謂パルスの生値）を用いてギヤ段を推定する際に、ＥＣＵ１６に予め変速機のギヤ段推定のためのマップを記憶させておき、工場出荷時等に、先ずメータギヤ比を学習し、本実施の形態では、ドリブンギヤの枚数を決定し、その後ドリブンギヤの枚数に基づくマップから変速機回転センサのパルス数を基にギヤ位置を判定するので、従来のように、メータギヤ比毎にＥＣＵ１６に変速機データを入力する煩雑な作業を無くすことが可能であり、またパルス整合器を介設する際の補正係数αによる調整も不要となる。
【０１０８】
また、本発明においては、メータギヤ比を学習し、使用するマップを選択した後は、ＥＣＵ１６内にフラッグを立て、このフラッグが立っていることを確認の上、故障診断を行うことで、ギヤポジションセンサ２４の故障時にもギヤ段の検出が正確におこなえる。
【０１０９】
なお、本発明の実施形態は上述のものに限られない。上記実施形態では自動クラッチとマニュアル変速機の組合せであったが、クラッチはマニュアルでも構わないし、変速機も自動であっても構わない。要は、変速機のギヤ段検出を要するあらゆる装置に本発明は適用できる。また車両の動力伝達装置以外にも適用できるものである。
【０１１０】
上記実施形態では車速パルスの単位数を１回転（３６０°位相）相当の２５パルスに設定したが、これは例えば２回転（７２０°位相）相当、半回転（１８０°位相）相当のように適宜変更できるものである。
【０１１１】
上記実施形態では変速機の出力軸側パルス（車速パルス）を基準とし、出力軸側パルスが単位数（２５パルス）をカウントしたときの入力軸側パルス数によりギヤ段を特定したが、これは逆でも良く、入力軸側パルス（変速機パルス）を基準としてもよい。
【０１１２】
上記実施の形態では入力軸側パルス発生手段を副軸側に設けた変速機回転センサ２０とし、入力副ギヤ１２の通過歯数をカウントしているが、これは入力軸側に設けたセンサで構成してもよく、入力主ギヤ１１の通過歯数をカウントするようにしてもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ギヤ段判定装置に、予め各ギヤ段のギヤ比と、複数のメータギヤ比とに基づく変速機回転センサの変速機パルス数を記憶させたマップを備えさせておくことで、メータギヤの組み替えの都度、ギヤ段判定装置にデータを入力する必要がなく、その後の学習で実際のメータギヤ比を特定して必要なデータを選択できると共にこれを用いてギヤ段の判定ができるという優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両の動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図２】本発明に係る油圧供給装置を示す油圧回路図である。
【図３】本発明に係る電子制御装置を示す構成図である。
【図４】本発明に係るタイプＡの変速機の変速ギヤ段判定の具体例を示す構成図である。
【図５】本発明に係るタイプＢの変速機の変速ギヤ段判定の具体例を示す構成図である。
【図６】本発明において、メータギヤ比を学習するフローチャートを示す図である
【図７】本発明において、ギヤ段を判定するフローチャートを示す図である。
【図８】本発明において、ＥＣＵに記憶されるマップの一例を示す詳細図である。
【図９】本発明において、ＥＣＵに記憶されるマップの他の例を示す詳細図である。
【図１０】本発明において、特定ギヤ段が相違する変速機の変速段と歯数の関係を例示した図である。
【図１１】図１０における変速機のタイプを判定するためのフローチャートを示す図である。
【図１２】本発明において、ギヤポジションセンサの構成を示す図である。
【図１３】１ｓｔ〜３ｒｄにおける一般的な車速と変速機回転速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
８インプットシャフト
９アウトプットシャフト
１１入力主ギヤ
１６電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
２０変速機回転センサ
２１車速センサ
３２メータギヤ
３５パルス整合器
ＧＲギヤ段のギヤ比
ＧＲ（ｍ）メータギヤのギヤ比
Ｎｄ一定値
ＰＴＭ車速パルス数
Ｔ／Ｍ変速機
ＺＭ５入力主ギヤの歯数
α 補正係数

Claims

変速機の出力軸にメータギヤを介して回転駆動され、その出力軸の回転位相に応じた数のパルスを発生させる車速センサと、上記変速機の入力軸の回転位相に応じた数のパルスを発生させる変速機回転センサと、これらセンサからそれぞれ発生されたパルスが入力されると共に、一方のパルスを単位数カウントしたときの他方のパルス数をカウントし、そのカウントされた他方のパルス数から現在のギヤ段を決定するギヤ段決定手段とを備え、そのギヤ段決定手段に、上記変速機の各ギヤ段のギヤ比と複数のメータギヤのギヤ比とに基づく上記他方のパルス数のカウント値のデータを予めマップとして記憶させ、そのマップから変速機に組み込まれたメータギヤのギヤ比を特定した後、その特定したメータギヤ比に対応した上記カウント値のデータのマップから現ギヤ段を判定することを特徴とするギヤ段判定装置。
マップには、車速センサが単位数パルスを発生したときの変速機回転センサの変速機パルス数が、変速機のギヤ段毎に記憶されると共に、その各変速機パルス数が、メータギヤのギヤ比に応じて、変速機パルス数を変速機のギヤ比を割った値（Ｎｄ）ごとに記憶される請求項１記載のギヤ段判定装置。
変速機回転センサから入力される変速機パルス数を、現在のギヤ段のギヤ比で割ってＮｄ値を求め、そのＮｄ値からメータギヤ比を判定し、その判定したメータギヤ比に対応したマップから現ギヤ段を判定する請求項２記載のギヤ段判定装置。
車速センサと上記ギヤ段決定手段間には、タイヤ動半径、ファイナルギヤ比等の相違に基づいて車速センサの信号を補正するパルス整合器が接続され、ギヤ決定手段にはそのパルス整合器で補正された車速センサと補正係数（α）が入力され、メータギヤ比と現ギヤ段の判定は、変速機パルス数に補正係数（α）を乗算してマップからメータギヤ比と現ギヤ段を判定する請求項３記載のギヤ段判定装置。
マップには、変速機のギヤ比が所定の段で相違し、他の段が一致する、種類が複数の変速機の変速機パルス数データが記憶され、先ず他の段にギヤがあるときのメータギヤ比を判定し、その後、所定の段での変速機パルス数から変速機のタイプを判定し、その判定したタイプのマップを用いて現ギヤ段を判定する請求項３記載のギヤ段判定装置。
マップからメータギヤ比を判定した後、ギヤ段決定手段は、そのメータギヤ比に基づくマップを学習したことをあらわすフラッグを立て、フラッグが立っているときにのみギヤポジションセンサの故障判定を行う請求項１〜５いずれかに記載のギヤ段判定装置。