特許 6205853 自動変速機用ドグクラッチ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6205853

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】自動変速機用ドグクラッチ制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/04 20060101AFI20170925BHJP

   F16H 61/28 20060101ALI20170925BHJP

   F16H 63/32 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   F16H61/04

   F16H61/28

   F16H63/32

【請求項の数】4

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-115949(P2013-115949)

(22)【出願日】2013年5月31日

(65)【公開番号】特開2014-234853(P2014-234853A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2016年4月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089082

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 脩

(72)【発明者】

【氏名】森 匡輔

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 靖久

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雄亮

(72)【発明者】

【氏名】甲村 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】岩田 崇司

【審査官】 村上 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３００４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９６１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１３２１０６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ６１／０４

Ｆ１６Ｈ ６１／２８

Ｆ１６Ｈ ６３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自動変速機の入力軸および出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、
前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に回転連結されたクラッチリング、前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定されたクラッチハブ、前記クラッチハブとスプラインで相対回転を規制され軸線方向に移動可能に嵌合されたスリーブ、シフトフォークにより前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置、前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出した噛合部に形成され前記スリーブの軸動に応じて前記スプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部、および前記スリーブの前記軸線方向の移動位置を検出するストローク位置センサを有し、
前記スプラインは、複数の高歯が残りの低歯より歯丈が高く形成され、
前記ドグクラッチ部は、外径が前記高歯の内径より大きくかつ前記低歯の内径より小さいクラッチ前歯が、前記高歯と対応する位置で前記ドグクラッチ部の前端面から前記ドグクラッチ部の後端位置まで延在して形成され、
前記スプラインの歯溝と噛合可能なクラッチ後歯が、前記ドグクラッチ部の前端面より所定量後退した位置から前記ドグクラッチ部の後端位置まで延在して形成されているドグクラッチ変速機構と、
前記ストローク位置センサの所定時刻における検出位置に基づいて前記スリーブの移動速度を演算する演算部を有し、前記ストローク位置センサの検出位置および前記スリーブの移動速度に基づいて前記軸動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記高歯が前記クラッチ後歯の端面に当接する前に前記高歯の前進を停止させる停止推力荷重を、前記高歯が前記クラッチ前歯の面取位置を過ぎた後に付加する自動変速機用ドグクラッチ制御装置。

【請求項2】

前記軸動装置は、
対向して隣接する傾斜面により凹状に形成され前記高歯が前記クラッチ後歯の端面に当接する前の位置に前記高歯を位置決めする停止位置決め凹部が外周面に刻設され、ハウジングに軸線方向に摺動可能に支承され、前記シフトフォークが固定されたフォークシャフトと、
前記ハウジングに設けられ、付勢部材によって前記フォークシャフトと直角な方向に付勢され、前記位置決め凹部に嵌入されるロック部材と、を有するシフトディテント機構をさらに備える請求項１記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記ロック部材が前記停止位置決め凹部の前記傾斜面の端縁に到達した時点で、前記停止推力荷重の付加を停止する請求項２記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置。

【請求項4】

前記制御装置は、前記停止推力荷重付加後、前記高歯が前記クラッチ後歯に到達する所定の時機に、前記高歯および前記クラッチ後歯の端面同士の当接で生じる摩擦力に抗して前記高歯および前記クラッチ後歯の相対回転を確保する相対回転確保推力荷重を前記高歯に付加する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用自動変速機に使用されるドグクラッチの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両のパワートレインには、駆動に使用されるエンジンや電動モータなどの駆動装置からの回転やトルクを、走行状況に応じて駆動輪に伝達するため、トルクや回転数を変換する変速機を備える。変速機には幾つかの種類があるが、例えば駆動輪に連結された回転軸に相対回転可能かつ回転軸線方向に移動不能に嵌合された複数の遊転ギヤと回転軸に平行に設けられたカウンタ軸に周設された複数のギヤとが常時噛み合った常時噛み合い式のものが知られている。これは、回転軸に回転軸線方向に移動可能にスプライン嵌合したスリーブを遊転ギヤに並設し、スリーブの遊転ギヤへの接合面に設けられた係合歯（スプライン）を遊転ギヤの被接合面に設けられた被係合歯（ドグクラッチ歯）に係合せ、この係合された遊転ギヤと回転軸とを一体回転させるものである。そして、回転軸と一体回転する遊転ギヤとその遊転ギヤと噛合するカウンタ軸のギヤとが連動して回転することにより、回転軸のトルクや回転数をカウンタ軸に伝達するものであり、歯数の異なった複数の遊転ギヤのうち、回転軸と一体回転させる遊転ギヤを選択してスリーブを係合させることにより、変速動作をおこなうものである。そして、スリーブと遊転ギヤとの係合が、スリーブの遊転ギヤへの押付のタイミングによっては、うまくいかない場合がある。

【0003】

このような場合にうまく係合させるため、特許文献１には、スリーブを遊転ギヤに係合できない場合に、スリーブを遊転ギヤ側へ押付けていたトルクを一旦減じ、その後、改めて大きなトルクで遊転ギヤ側に押付けることとしている。

【0004】

これによると、スリーブを遊転ギヤに係合できなかった場合に、改めて係合動作だけが実行されるので、変速操作自身を初めからやり直すことなく両者を係合することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−８２７１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１にある変速制御方法では、スリーブが遊転ギヤのドグクラッチに係合することができないと判定するのにタイマーを使用しており、一定時間経過しても所定の係合位置まで到達しない場合に、再度スリーブを遊転ギヤに係合させる再突入制御を行なっている。そのため、タイマーによる再突入前の突入制御終了時間を、正常に所定の位置まで移動する時間（スリーブがドグクラッチに撥ねられることなく係合する時間）以上の値に設定する必要がある。これによって、スリーブを遊転ギヤのドグクラッチに係合できないと判断された時点で、すでにドグクラッチはスリーブに押付けられてスリーブと遊転ギヤの相互の差回転数は微小になって、次に係合できる位置まで時間がかかってしまうか、連れ回ってしまって次に係合するまでの時間が長くなる。このようにして、変速時間が長くかかってしまうというおそれがあった。

【0007】

そのため、発明者らは、特願２０１３−０１７２６５において、スリーブ歯（スプライン）がドグ前歯（クラッチ前歯）前端部からドグ後歯（クラッチ後歯）前端部まで前進する回転合わせ範囲において、スリーブ歯とドグ後歯の端面同士の当接によって生じる摩擦力に抗して、相対回転を確保できる推進荷重であって、スリーブ歯がドグ後歯前端部に撥ねられた場合に、回転合わせ範囲から後退することのない推力荷重で、スリーブを前進させる制御方法を提案した。

【0008】

しかし、スリーブ歯がドグ後歯前端部に撥ねられた場合に、スリーブ回転数が落ち、差回転が減少するため、スリーブ歯がドグ前歯側面に当接し回転同期が行なわれるまでの時間が延び、変速動作に要する時間が長くなるおそれがあった。

【0009】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、変速時にスリーブを移動させてドグクラッチに係合する場合に、迅速な変速動作を可能とする自動変速機用ドグクラッチ制御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】

【0010】

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の特徴は、自動変速機の入力軸および出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に回転連結されたクラッチリング、前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定されたクラッチハブ、前記クラッチハブとスプラインで相対回転を規制され軸線方向に移動可能に嵌合されたスリーブ、シフトフォークにより前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置、前記クラッチリングの前記スリーブ側に突出した噛合部に形成され前記スリーブの軸動に応じて前記スプラインと係脱可能に噛合するドグクラッチ部、および前記スリーブの前記軸線方向の移動位置を検出するストローク位置センサを有し、前記スプラインは、複数の高歯が残りの低歯より歯丈が高く形成され、前記ドグクラッチ部は、外径が前記高歯の内径より大きくかつ前記低歯の内径より小さいクラッチ前歯が、前記高歯と対応する位置で前記ドグクラッチ部の前端面から前記ドグクラッチ部の後端位置まで延在して形成され、前記スプラインの歯溝と噛合可能なクラッチ後歯が、前記ドグクラッチ部の前端面より所定量後退した位置から前記ドグクラッチ部の後端位置まで延在して形成されているドグクラッチ変速機構と、前記ストローク位置センサの所定時刻における検出位置に基づいて前記スリーブの移動速度を演算する演算部を有し、前記ストローク位置センサの検出位置および前記スリーブの移動速度に基づいて前記軸動装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記高歯が前記クラッチ後歯の端面に当接する前に前記高歯の前進を停止させる停止推力荷重を、前記高歯が前記クラッチ前歯の面取位置を過ぎた後に付加することである。

【0011】

これによると、制御装置は、前記高歯が前記クラッチ前歯の面取位置を過ぎた後に付加する停止推力荷重により、前進する高歯をクラッチ後歯端面に当接する前で停止させるので、高歯がクラッチ後歯端面に撥ねられず、クラッチ後歯が高歯を撥ねる際のスリーブ回転数の失速を生じさせない。そのため、スリーブとクラッチリングとの相対回転数（差回転）を減少させることなく高い相対回転数を維持し、高歯をクラッチ前歯側面に迅速に当接させる。そして、クラッチ前歯の側面をガイドとして高歯をクラッチ後歯とクラッチ前歯との間に嵌入することを可能とする。これによって、迅速な変速動作を行なうことができる。

【0012】

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、前記軸動装置は、対向して隣接する傾斜面により凹状に形成されて前記高歯が前記クラッチ後歯の端面に当接する前の位置に前記高歯を位置決めする停止位置決め凹部が外周面に刻設され、ハウジングに軸線方向に摺動可能に支承され、前記シフトフォークが固定されたフォークシャフトと、前記ハウジングに設けられ、付勢部材によって前記フォークシャフトと直角な方向に付勢され、前記停止位置決め凹部に嵌入されるロック部材と、を有するシフトディテント機構を、さらに備える請求項１記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置である。

【0013】

これによると、ロック部材の付勢力が傾斜面に与える推力によって、フォークシャフトを軸線方向に移動させて、スリーブの高歯を、前記クラッチ後歯の端面に当接する前の位置に確実に位置決めすることができる。これによって、高歯がクラッチ後歯に撥ねられるのを防止し、スリーブとクラッチリングとの差回転が減少するのを防止するので、クラッチ後歯に到達した高歯がクラッチ前歯の側面に到達する時間を短縮することができ、迅速な変速動作を可能とする。

【0014】

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、前記制御装置は、前記ロック部材が前記位置決め凹部の前記傾斜面の端縁に到達した時点で、前記停止推力荷重の付加を停止する請求項２記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置である。

【0015】

これによると、ロック部材が傾斜面の端縁に到達した時点で軸動装置による推力荷重を停止することで、ロック部材が傾斜面に与える小さな推力のみによってスリーブの高歯を前進させる。そして、このスリーブの高歯がクラッチ後歯に向かう速度は微少となる。このようにスリーブの高歯の速度を微少とすることで撥ねられるのを防止し、撥ねられたとしても撥ねられる量を低減し、差回転の減少を低減することができる。

【0016】

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、前記制御装置は、前記停止推力荷重付加後、前記高歯が前記クラッチ後歯に到達する所定の時機に、前記高歯および前記クラッチ後歯の端面同士の当接で生じる摩擦力に抗して前記高歯および前記クラッチ後歯の相対回転を確保する相対回転確保推力荷重を前記高歯に付加する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動変速機用ドグクラッチ制御装置である。

【0017】

これによると、前記停止推力荷重付加後の所定の時機にクラッチ後歯に到達した高歯は、相対回転を確保できる推力荷重が加えられることで、クラッチ後歯との連れ回り等を生じることなくクラッチ前歯の側面まで迅速に移動することができるので、スリーブとクラッチリングとを迅速に噛合させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係るドグクラッチを有する自動変速機を備えた車両の概略図である。

【図2】本発明に係るドグクラッチを有する自動変速機の概要図である。

【図3】制御装置のブロック図である。

【図4】ドグクラッチ変速機構の分解斜視図である。

【図5】クラッチリングの正面図である。

【図6】クラッチハブの正面図である。

【図7】スリーブの正面図である。

【図8】第１実施形態における軸動装置の推力荷重制御を示すフローチャートである。

【図9】変速のための時間の経過におけるドグクラッチ部に対するスリーブ位置（ストローク）および推力荷重の関係を示す図である。

【図10】第２実施形態におけるシフトディテント機構の概要を拡大して示す断面図である。

【図11】変速のための時間の経過におけるドグクラッチ部に対するスリーブ位置（ストローク）および推力荷重の関係を示す図である。

【図12】変速のための時間の経過におけるドグクラッチ部に対するスリーブ位置（ストローク）および推力荷重の関係を示す図である。

【図13】スリーブがＳ５位置にあるときのロック部材と位置決め凹部との位置関係を示す図である。

【図14】スリーブがＳ５位置とＳ４位置との間にあるときのロック部材と位置決め凹部との位置関係を示す図である。

【図15】ロック部材が停止位置決め凹部に嵌入されたときに、スリーブがＳ４位置の手前にあることを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（実施例１）
以下、本発明による自動変速機用ドグクラッチ制御装置を備えた自動変速機を車両に適用した第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１はその車両の構成を示す概要図である。
車両Ｍは、図１に示すように、エンジン１１、クラッチ１２、自動変速機１３、ディファレンシャル装置１４、駆動輪（左右前輪）Ｗｆｌ，Ｗｆｒを含んで構成されている。エンジン１１は、燃料の燃焼によって駆動力を発生させるものである。エンジン１１の駆動力は、クラッチ１２、自動変速機１３、およびディファレンシャル装置１４を介して駆動輪Ｗｆｌ，Ｗｆｒに伝達されるように構成されている（いわゆるＦＦ車両である）。

【0020】

クラッチ１２は、制御装置（ＥＣＵ）１０の指令に応じて自動で断接されるように構成されている。自動変速機１３は、ドグクラッチ変速機構を組み込んで例えば前進６段、後進１段を自動的に選択するものである。ディファレンシャル装置１４は、ファイナルギヤおよびディファレンシャルギヤの両方を含んで構成されており、自動変速機１３と一体的に形成されている。

【0021】

自動変速機１３は、図２に示すように、ハウジング２２、入力シャフト（回転軸）２４、第１入力ギヤ２６、第２入力ギヤ２８、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０、第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２、クラッチハブ（ハブ）３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ３８、軸動装置４０、出力シャフト（出力軸）４２、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４、第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６、第３出力ギヤ４８および第４出力ギヤ５０を含んで構成されている。そして、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４、第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６、クラッチハブ（ハブ）３４、スリーブ３６、軸動装置（図略）等により第１のドグクラッチ変速機構が構成され、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０、第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２、クラッチハブ（ハブ）３４、スリーブ３６、ストローク位置センサ３８、および軸動装置４０等により第２のドグクラッチ変速機構が構成される。また、前述の第１および第２のドグクラッチ変速機構と制御装置１０等とによって自動変速機用ドグクラッチ制御装置が構成される。

【0022】

ハウジング２２は、ほぼ有底円筒状に形成された本体２２ａ、本体２２ａの底壁である第１壁２２ｂ、および本体２２ａ内を左右方向に区画する第２壁２２ｃを含んで構成されている。

【0023】

入力シャフト２４は、ハウジング２２に回転自在に支承されている。すなわち、入力シャフト２４の一端（左端）が軸受２２ｂ１を介して第１壁２２ｂに軸承され、入力シャフト２４の他端（右端）側が軸受２２ｃ１を介して第２壁２２ｃに軸承されている。入力シャフト２４の他端は、クラッチ１２を介してエンジン１１の出力軸に回転連結されている。よって、エンジン１１の出力はクラッチ１２が接続されているときに入力シャフト２４に入力される。入力シャフト２４が本願発明の回転軸である。なお、本実施形態における入力シャフト（回転軸）２４は、自動変速機１３の入力軸に直結して回転連結され、軸線ＳＣＬ回りに回転可能に軸承されるものである。

【0024】

入力シャフト２４には、第１入力ギヤ２６、第２入力ギヤ２８、第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０、および第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２が設けられている。第１および第２入力ギヤ２６，２８は、スプライン嵌合等で入力シャフト２４に対して相対回転不能に固定されている。第３入力ギヤは、入力シャフト２４に対して回転自在に支承される第３クラッチリング３０の外周に形成されている。第４入力ギヤは入力シャフト２４に対して回転自在に支承される第４クラッチリング３２の外周に形成されている。さらに、入力シャフト２４には、第３クラッチリング３０と第４クラッチリング３２との間にこれらと隣接して、クラッチハブ（ハブ）３４がスプライン嵌合等で相対回転不能に固定されている。第３入力ギヤ（第３クラッチリング）３０は後述する第３出力ギヤと噛合し、第４入力ギヤ（第４クラッチリング）３２は、後述する第４出力ギヤと噛合する。
入力シャフト２４の近傍には、回転数検出センサ３９が設けられ、入力シャフト２４の回転数よりスリーブ３６の回転数を検出する。

【0025】

ハウジング２２には入力シャフト２４と平行して出力シャフト４２が設けられている。出力シャフト（出力軸）４２は、ハウジング２２に回転自在に支承されている。すなわち、出力シャフト４２の一端（左端）が軸受２２ｂ２を介して第１壁２２ｂに軸承され、出力シャフト４２の他端（右端）が軸受２２ｃ２を介して第２壁２２ｃに軸承されている。

【0026】

出力シャフト４２には、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４、第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６、第３出力ギヤ４８、第４出力ギヤ５０および第５出力ギヤ５２が設けられている。第１クラッチリング（第１出力ギヤ）４４は第１入力ギヤ２６と噛合するものであり、外周面には第１入力ギヤ２６と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第２クラッチリング（第２出力ギヤ）４６は第２入力ギヤ２８と噛合するものであり、外周面には第２入力ギヤ２８と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第３出力ギヤ４８は第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０と噛合するものであり、外周面には第３クラッチリング（第３入力ギヤ）３０と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第４出力ギヤ５０は第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２と噛合するものであり、外周面には第４クラッチリング（第４入力ギヤ）３２と噛合するヘリカルギヤが形成されている。第５出力ギヤ は、ディファレンシャル装置１４の入力ギヤ（図示省略）と噛合するものであり、外周面にはその入力ギヤと噛合するヘリカルギヤが形成されている。

【0027】

出力シャフト４２の近傍には、例えばロータリエンコーダからなる回転数検出センサ４９が設けられ、出力シャフト４２の回転数の検出することで、入力シャフト２４における第３クラッチリング３０等の回転数を検出する。

【0028】

第１クラッチリング４４と第２クラッチリング４６との間にこれらと隣接して、クラッチハブ（ハブ）３４がスプライン嵌合等で出力シャフト４２に固定されている。第１クラッチリング４４、第２クラッチリング４６およびクラッチハブ３４等の構成は、入力シャフト２４における第３クラッチリング３０、第４クラッチリング３２およびクラッチハブ３４と同様であるので説明を省略する。第３出力ギヤ４８、第４出力ギヤ５０および第５出力ギヤ５２は、スプライン嵌合等で出力シャフト４２に固定されている。エンジン１１の駆動力は、入力シャフト２４から入力し、出力シャフト４２に伝達し最終的に第５出力ギヤ５２を介してディファレンシャル装置１４に出力される。

【0029】

入力シャフト２４の第２のドグクラッチ変速機構と出力シャフト４２の第１のドグクラッチ変速機構とは同様の構成なので、入力シャフト２４の第２のドグクラッチ変速機構を代表して説明する。

【0030】

入力シャフト２４には、クラッチハブ３４がスプライン嵌合（図略）によって一体回転可能に支持されている。クラッチハブ３４は、図４および図６に示すように、入力シャフト２４と嵌合する嵌合穴を有するとともに、平たい円柱状に形成され、クラッチハブ３４の外周面にはスプライン歯３４ａが形成されている。スプライン歯３４ａは円周方向に同一のピッチで１２本形成され、各スプライン歯３４ａは同一の歯先円の径で形成されている。スプライン歯３４ａの歯底円の径は、スリーブ３６の高歯３６ａ１および低歯３６ａ２が、共に噛合可能な深さの噛合溝３４ａ１となるよう、すべて同一に形成されている。クラッチハブ３４のスプライン歯３４ａにはスリーブ３６の内歯（スプライン）３６ａがスライド自在に係合される。

【0031】

スリーブ３６は略円環状に形成され、スリーブ３６の外周には軸動装置４０のシフトフォーク４０ａ（図２参照）が摺動可能に係合する外周溝３６ｂが円周方向に形成されている。スリーブ３６の内周に形成された内歯３６ａは、図４および図７に示すように、歯底円の径が同一に形成されるとともに、円周方向に同一のピッチで合計１２本形成されている。内歯３６ａは歯丈の異なる高歯３６ａ１と低歯３６ａ２とを備え、歯丈の高い高歯３６ａ１は円周上に１８０度で対向して一対形成されている。その他１０本の低歯３６ａ２は同一の歯丈で高歯３６ａ１よりも低い歯丈で形成されている。スリーブ３６の第３および第４クラッチリング３０，３２に対向する端面（前端面３６ａ４）であって、高歯３６ａ１および低歯３６ａ２の軸線ＳＣＬに直角な面が回転方向の前後に有する角には、回転方向に対して４５度の面取面３６ａ３が形成されている（図７参照）。これによって、第３、第４クラッチリング３０，３２の後述するドグクラッチ歯との衝撃で角部が欠落しないようになっている。隣り合う高歯３６ａ１と低歯３６ａ２との間、および隣り合う低歯３６ａ２の間には歯溝３６ａ５が形成されている。これらの歯溝３６ａ５には、後述する第３クラッチリング３０のクラッチ前歯３０ｂ１およびクラッチ後歯３０ｂ２が嵌合する。スリーブ３６の高歯３６ａ１および低歯３６ａ２が前記クラッチハブ３４の噛合溝３４ａ１に係合する。

【0032】

入力シャフト２４にはクラッチハブ３４に隣接する両側には第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２が設けられている。なお、第３クラッチリング３０と第４クラッチリング３２とは、対応するドグクラッチ部がクラッチハブ３４を中心にして略対称の構造なので、第３クラッチリング３０について代表して説明する。

【0033】

第３クラッチリング３０は、図４および図５に示すように、入力シャフト２４にベアリング（図略）を介して相対回転自在かつ軸線ＳＣＬ方向の相対移動不能に設けられている（図２参照）。第３クラッチリング３０の外周面に形成された第３入力ギヤは、入力シャフト２４に対して相対回転自在に回転する遊転ギヤを構成する。第３クラッチリング３０のクラッチハブ３４と対向する面（噛合部）にはリング状の第３ドグクラッチ部３０ａが形成されている。第３ドグクラッチ部３０ａの外周にはスリーブ３６の内歯３６ａと噛み合う複数のドグクラッチ歯３０ｂが形成されている。ドグクラッチ歯３０ｂは、歯丈の異なる２種類のクラッチ前歯３０ｂ１およびクラッチ後歯３０ｂ２を備えている。また、ドグクラッチ歯３０ｂは、それぞれ同一の歯底円の径で、かつ円周方向に同じピッチで形成されている。クラッチ前歯３０ｂ１は、円周方向に１８０度回転する対向位置に一対（２本）設けられている。クラッチ前歯３０ｂ１は、歯先円の外径が、前記スリーブの高歯３６ａ１の歯先円の内径より大きく、かつ、低歯３６ａ２の歯先円の内径より小さく形成されている。クラッチ前歯３０ｂ１は、噛合部を構成する第３ドグクラッチ部３０ａの前端面ＦＥより軸線ＳＣＬ方向に第３ドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥまで延在して形成される。クラッチ前歯３０ｂ１のスリーブ３６側の両側面３０ｂ９には、回転方向より４５度傾斜する面取部３０ｂ３が形成されている。第３クラッチリング３０に対してスリーブ３６が相対回転しながら接近した場合に、クラッチ前歯３０ｂ１は、スリーブ３６の高歯３６ａ１と係合し、低歯３６ａ２とは係合しないようになっている。クラッチ前歯のスリーブ３６側の前端面３０ｂ５および面取部３０ｂ３によって、クラッチ前歯３０ｂ１の前端部が構成される。

【0034】

クラッチ後歯３０ｂ２は、図４および図５に示すように、２本のクラッチ前歯３０ｂ１間の位相位置に各５本ずつ合計１０本配設され、各歯先円の外径がスリーブ３６の低歯３６ａ２の歯先円の内径より大きく形成されている。クラッチ後歯３０ｂ２は、噛合部を構成する第３ドグクラッチ部３０ａの前端面ＦＥより軸線ＳＣＬ方向にスリーブ３６側より所定量ｔ後退した位置から第３ドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥまで延在して形成される。クラッチ後歯３０ｂ２のスリーブ３６側の両側面３０ｂ７には、回転方向に４５度傾斜する面取部３０ｂ４が設けられている。第３クラッチリング３０に対してスリーブ３６が相対回転しながら接近した場合に、第３クラッチリング３０の所定量ｔ後退した位置まで高歯３６ａ１および低歯３６ａ２が進入すると、クラッチ後歯３０ｂ２はスリーブの高歯３６ａ１および低歯３６ａ２と係合するようになっている。クラッチ後歯３０ｂ２がスリーブの高歯３６ａ１および低歯３６ａ２と係合することにより、大きな回転トルクを安全かつ確実に伝達するようになっている。

【0035】

ストローク位置センサ３８として、例えば光位置センサやリニアエンコーダ等の各種位置センサを使用する。スリーブ３６と第３クラッチリング３０との相対位置検出およびシフトディテント機構５８の各停止位置検出をおこなう。

【0036】

制御装置１０は、図３に示すように、記憶部１０ａ、演算部１０ｂおよび制御部１０ｃを有し、ストローク位置センサ３８が検出したスリーブ３６の先端（高歯３６ａ１の前端面３６ａ４）の第３ドグクラッチ部３０ａの前端面ＦＥに対する位置、クラッチ後歯３０ｂ２の前端部およびドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥ等に対する相対位置信号に基づいて、軸動装置４０を駆動させるリニアアクチュエータ４０ｉの推力荷重値Ｆ１〜Ｆ４および高歯３６ａ１の前端面３６ａ４の移動位置を制御する。また、所定時間における複数の検出位置間の移動距離に応じて、演算部によりスリーブ３６の移動速度を演算し、演算された移動速度の値に基づいて高歯３６ａ１に付加する相対回転確保推力荷重Ｆ２を制御する。また、スリーブ回転数検出センサ３９およびクラッチリング回転数検出センサ４９により検出されるデータに基づいて、推力荷重値Ｆ１〜Ｆ４の制御が可能となっている。

【0037】

軸動装置４０は、スリーブ３６を軸線方向に沿って往復動させるものであり、スリーブ３６を第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２に押圧させている際に、第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２から反力が加わった場合に、スリーブ３６がその反力によって移動することを許容するように構成されている。

【0038】

軸動装置４０は、フォーク４０ａ、フォークシャフト４０ｂおよび駆動装置４０ｃを含んで構成されている。フォーク４０ａの先端部は、スリーブ３６の外周溝３６ｂの外周形状にあわせて形成されている。フォーク４０ａの基端部は、フォークシャフト４０ｂに固定されている。フォークシャフト４０ｂは、ハウジング２２に軸線方向に沿って摺動自在に支承されている。すなわち、フォークシャフト４０ｂの一端（左端）が軸受２２ｂ３を介して第１壁２２ｂに支承され、フォークシャフト４０ｂの他端（右端）側がブラケット４０ｄに固定され、ブラケット４０ｄは第２壁２２ｃより軸線方向に突出するガイド部材（回り止め）４０ｅによって摺動可能であるとともに、ナット部材４０ｆに相対回転不能に固定されている。ナット部材４０ｆは駆動装置４０ｃを備えた駆動シャフト４０ｈに進退可能に螺合されている。駆動シャフト４０ｈは軸受２２ｃ３を介して第２壁２２ｃに支承されている。

【0039】

駆動装置４０ｃは、リニアアクチュエータ４０ｉを駆動源とするリニア駆動装置であり、リニアアクチュエータ４０ｉとしては、例えば、ボールねじ式のリニアアクチュエータがある。これは例えば、円筒状に形成され内周方向に複数のコイルをステータ（図略）として配設させたハウジングと、ステータに対して回転自在に設けられ該ステータと磁気的空隙を設けて対向する複数のＮ極磁石とＳ極磁石とが外周に交互に配設されたロータ（図略）と、ステータの回転軸線を中心にロータとともに一体回転する駆動シャフト４０ｈ（ボールねじ軸）と、駆動シャフト４０ｈに螺合されるボールナットからなるナット部材４０ｆとから構成される。駆動シャフト４０ｈはナット部材４０ｆに複数のボール（図略）を介して相対回転可能に螺入されている。ステータの各コイルへの通電を制御することで、駆動シャフト４０ｈが正逆双方向に任意に回転し、ナット部材４０ｆおよびフォークシャフト４０ｂを往復動させるとともに、任意の位置に位置決め固定させる。また、この駆動装置４０ｃは、前記ボールねじ軸のリードを長く形成することで、第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２から反力が加わった場合に、スリーブ３６がその反力によって移動することを許容するように構成されている。

【0040】

フォークシャフト４０ｂの第１壁２２ｂ付近には、シフトディテント機構５８が設けられている。シフトディテント機構５８は、図略の付勢部材（コイルばね）でフォークシャフト４０ｂの軸線に直角な方向に付勢されているロック部材６２を備え、ロック部材６２がフォークシャフト４０ｂに軸線に沿って複数設けられている位置決め凹部（三角溝）６０に、ばね力で嵌まり込むことにより、フォークシャフト４０ｂの軸線方向の摺動を任意の位置に位置決め可能に構成される。クラッチリング３０，３２に対するスリーブ３６の位置を、スリーブ３６のスプライン（高歯）３６ａが第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２のドグクラッチ部３０ａ（クラッチ前歯３０ｂ１）に接触しない中立位置、スリーブ３６のスプライン３６ａと第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２のドグクラッチ部３０ａ等とが噛合する噛合位置とに位置決めする。

【0041】

なお、本実施形態では、駆動装置としてボールねじ式リニアアクチュエータを採用したが、スリーブ３６を第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２に押圧させている際に、第３クラッチリング３０または第４クラッチリング３２から反力が加わった場合に、スリーブ３６がその反力によって移動することを許容するように構成されているものであれば、他の駆動装置であるソレノイド式駆動装置や油圧式駆動装置でもよい。

【0042】

次に、上述した自動変速機用ドグクラッチ装置の作動について、図８および図９に基づき以下に説明する。ここで例えばシフトアップにおいて、スリーブ３６が高速かつ小さい慣性モーメントで回転し、第３クラッチリング３０（第３入力ギヤ）が低速かつ大きい慣性モーメントで回転している場合には、スリーブ３６は減速される。一方、シフトダウンにおいてスリーブ３６が低速かつ小さい慣性モーメントで回転し、第３クラッチリング３０が高速かつ大きい慣性モーメントで回転している場合、スリーブ３６は増速される。以下の動作ではシフトアップするときのスリーブ３６の減速動作を説明する。

【0043】

まず、スリーブ３６は、第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２の間に位置し、スリーブ３６のスプライン（内歯）３６ａが第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２のいずれのドグクラッチ歯３０ｂ等と係合していないニュートラル（中間位置）に位置決めされている。この場合、シフトディテント機構５８のロック部材６２は、中立位置決め凹部６０Ｎに嵌入した状態となっている。

【0044】

また、図９に示すように、第３クラッチリング３０のクラッチ前歯３０ｂ１の面取部３０ｂ３とクラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９との境界辺を第１ストローク位置Ｓ１とする。第３クラッチリング３０のクラッチ後歯３０ｂ２の面取部３０ｂ４とクラッチ後歯３０ｂ２の側面３０ｂ７との境界辺を第２ストローク位置Ｓ２とする。クラッチ後歯３０ｂ２の後端位置（第３ドグクラッチ部３０ａの後端位置ＲＥ）を第３ストローク位置Ｓ３とする。また、クラッチ後歯の前端面３０ｂ６を第４ストローク位置Ｓ４とする。

【0045】

スリーブ３６の高歯３６ａ１の第３クラッチリング３０側の端面（前端面３６ａ４）が移動する範囲を、ニュートラル位置から第１ストローク位置Ｓ１まで、第１ストローク位置Ｓ１から第２ストローク位置Ｓ２まで、第２ストローク位置Ｓ２から第３ストローク位置Ｓ３までの３つの移動範囲に区分するとともに、第１ストローク位置Ｓ１から第４ストローク位置Ｓ４との間の所定位置でおこなうスリーブ３６の移動速度による区分を加え、軸動装置４０により付加する推力荷重をＦ１〜Ｆ４の四段階で制御する（図９参照）。

【0046】

制御装置１０は、変速開始の信号を受けて、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに所定の推力荷重が付加される制御電流を印加する（図８におけるステップＳ１０１、以下「Ｓ１０１」と記載する。）。リニアアクチュエータ４０ｉにより駆動シャフト４０ｈを伸長させることで、フォークシャフト４０ｂを移動させ、フォーク４０ａによりスリーブ３６を第３クラッチリング３０側にスライドさせる。スリーブ３６は第３クラッチリング３０に対して回転差分だけ相対回転しながら接近する。この際、制御装置１０は、一定の推力荷重Ｆ１を付加する（Ｓ１０２）。

【0047】

そして、制御装置１０は、ストローク位置センサ３８により、スリーブ３６の高歯３６ａ１の位置を検出する。高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、クラッチ前歯３０ｂ１の前端面３０ｂ５又は面取部３０ｂ３に接触したが、ストローク位置Ｓ１まで至らずに撥ねられたときには（図９におけるＡ点）、推力荷重Ｆ１によりスリーブ３６を再び第３クラッチリング３０に接近させる。この推力荷重Ｆ１は、スリーブ３６と第３クラッチリング３０との相対回転による相互の位相が、高歯３６ａ１が第３ドグクラッチ部３０ａの所定のクラッチ前歯３０ｂ１を係合することなく超えてしまった後、該第３ドグクラッチ部３０ａおよび該スリーブ３６がさらに相対回転して次のクラッチ前歯３０ｂ１に到達する間の時間に、高歯３６ａ１が隣り合うクラッチ前歯３０ｂ１の間に進入することが可能な速度を生じさせる推力荷重である。具体的には、スリーブ３６および第３ドグクラッチ部３０ａの外径、噛合する各歯のピッチ、スリーブ３６と第３ドグクラッチ部３０ａの相対回転速度等によって適宜演算されて制御される。

【0048】

次に、スリーブ３６を第３クラッチリング３０に接近させることで、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第１ストローク位置Ｓ１に到達したことが検出された場合（Ｓ１０３）、制御装置１０は軸動装置４０により付加する推力荷重を停止推力荷重Ｆ４に変更する（Ｓ１０４）。停止推力荷重Ｆ４は、前進する方向に移動していたスリーブ３６を停止直前まで制動する荷重であり、図９に示すように、多くの場合マイナスの推力荷重がかけられる。ステップ１０３において、第１ストローク位置Ｓ１に到達していないと判定される場合には、推力荷重Ｆ１を付加した状態で、ストローク位置Ｓを検出する動作を繰り返す。

【0049】

次に、制御装置１０は、高歯３６ａ１の移動速度を演算し、停止推力荷重Ｆ４による制動により減少するスリーブ３６（高歯３６ａ１）の移動速度が所定速度Ｖａに至ったか否かを判定する（Ｓ１０５）。この所定速度Ｖａは、高歯の移動が停止する直前の速度（０でもよい）であり、第４ストローク位置Ｓ４との位置関係により予め定められる。高歯３６ａ１が第４ストローク位置Ｓ４に達する前に、スリーブ３６の移動速度Ｖを所定速度Ｖａまで減少させることで、高歯３６ａ１がクラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６に撥ねられることを防止する。ステップ１０５において所定速度Ｖａに至っていないと判定される場合には、停止推力荷重Ｆ４を付加した状態で、スリーブ３６の移動速度Ｖを演算する動作を繰り返す。

【0050】

ステップ１０５において、スリーブ３６の移動速度Ｖが、所定速度Ｖａまで減少したと判定されたとき、制御装置１０は、スリーブ３６に相対回転確保推力荷重Ｆ２を付加する（Ｓ１０６）。付加される相対回転確保推力荷重Ｆ２は、当接した高歯３６ａ１の端面（前端面３６ａ４）とクラッチ後歯３０ｂ２の端面（前端面３０ｂ６）との間に生じる摩擦力に抗して、スリーブ３６と第３ドグクラッチ部３０ａとの間の相対回転を確保することが可能な推力荷重である。これによって、少ない回転差分の相対速度で移動する（或いは、高歯３６ａ１がクラッチ後歯３０ｂ２に当接した状態で連れ回る）のを防止して、迅速な変速動作を実現させることができる。

【0051】

なお、スリーブ３６を第３クラッチリング３０側に移動させた場合、高歯３６ａ１がクラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９をガイドとしないで、ドグクラッチ歯３０ｂのいずれかの歯溝３０ｂ８，３０ｂ１０（図５参照）に嵌入させることは可能であるが、高歯３６ａ１（および低歯３６ａ２）がクラッチ後歯３０ｂ２の間の歯溝３０ｂ８に嵌入しようとすると、隣接するクラッチ後歯３０ｂ２の歯間距離は短いので、クラッチ後歯３０ｂ２に撥ねられることが多いと考えられる。そのため、迅速に高歯３６ａ１をドグクラッチ歯３０ｂと噛み合わせるため、高歯３６ａ１をクラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９でガイドして、クラッチ前歯３０ｂ１に隣接する歯溝３０ｂ１０に高歯３６ａ１を嵌入することが有効と考えられる。

【0052】

次に、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第２ストローク位置Ｓ２に到達したことが検出された場合（または、スリーブ回転数検出センサ３９によるスリーブ３６の回転数が大きく減少した場合）（Ｓ１０７）、制御装置１０は、高歯３６ａ１および低歯３６ａ２がクラッチ後歯３０ｂ２との噛合を開始したと判断し、軸動装置４０により付加する推力荷重をＦ３に変更する（Ｓ１０８）。このときに付加される推力荷重Ｆ３は、スリーブ３６を第３クラッチリング３０にスライドさせる際に、高歯３６ａ１および低歯３６ａ２とクラッチ前歯３０ｂ１およびクラッチ後歯３０ｂ２との間に生じる摩擦力に抗して、スリーブ３６の内歯（スプライン）３６ａをドグクラッチ歯３０ｂに進入させることが可能な推力荷重である。このＦ３の推力荷重により、クラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９でガイドして、クラッチ前歯３０ｂ１とクラッチ後歯３０ｂ２との間に高歯３６ａ１を嵌入する。ステップ１０７においてストローク位置Ｓが第２ストローク位置Ｓ２に到達していないと判定される場合には、相対回転確保推力荷重Ｆ２を付加した状態で、ストローク位置Ｓを検出する動作を繰り返す。

【0053】

このときスリーブ３６の低歯３６ａ２は、第３クラッチリング３０のクラッチ後歯３０ｂ２を含むすべてのドグクラッチ歯３０ｂと同時に噛合する。

【0054】

さらに、スリーブ３６を第３クラッチリング３０に接近させることで、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第３ストローク位置（後端位置ＲＥ）Ｓ３に到達したことが検出された場合（Ｓ１０９）、制御装置１０はスリーブ３６と第３クラッチリング３０が完全に噛合したと判定し、軸動装置４０による推力荷重の付加を停止する（Ｓ１１０）。

【0055】

なお、例えばシフトダウンするときのように、スリーブ３６が低速かつ小さい慣性モーメントで回転し、第３クラッチリング３０が高速かつ大きい慣性モーメントで回転している場合、スリーブ３６は増速され、スリーブ３６と第３クラッチリング３０との相対回転は上記と逆となる。そのため、高歯３６ａ１が嵌入するクラッチ前歯３０ｂ１の歯溝３０ｂ１０は、クラッチ前歯３０ｂ１に対して逆の位置の歯溝（図９におけるクラッチ前歯３０ｂ１に隣接する右側の歯溝）となる。その他の作用は、スリーブ３６が減速する場合と同様である。

【0056】

上述の説明から明らかなように、本実施形態の自動変速機用ドグクラッチ制御装置によれば、制御装置１０は、高歯３６ａ１がクラッチ前歯３０ｂ１の面取位置（第１ストローク位置Ｓ１）を過ぎた後に付加する停止推力荷重Ｆ４により、前進する高歯３６ａ１をクラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６に当接する前で停止させるので、高歯３６ａ１がクラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６に撥ねられず、クラッチ後歯３０ｂ２が高歯３６ａ１を撥ねる際のスリーブ回転数の失速を生じさせない。そのため、スリーブ３６と第３クラッチリング３０との相対回転数（差回転）を減少させることなく高い相対回転数を維持し、高歯３６ａ１をクラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９に迅速に当接させる。そして、クラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９をガイドとして高歯３６ａ１をクラッチ後歯３０ｂ２とクラッチ前歯３０ｂ１との間に嵌入することを可能とする。これによって、迅速な変速動作を行なうことができる。

【0057】

（実施例２）
以下、本発明による自動変速機用ドグクラッチ制御装置を備えた自動変速機を車両に適用した第２の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の自動変速機用ドグクラッチ制御装置のシフトディテント機構５８には、スリーブ３６を中立位置に位置決めする中立位置決め凹部６０Ｎおよびスリーブ３６を噛合位置に位置決めする左右の噛合位置決め凹部６０Ｒ，６０Ｌに加えて、スリーブ３６の高歯３６ａ１を第３および第４クラッチリング３０，３２のクラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６等の手前で停止させる２つの停止位置決め凹部６０ＳＲ，６０ＳＬを有している点で第１の実施形態と相違する。以下、図１０に基づいて詳説する。その他の構成については同様であるので、同じ符号を添付して説明を省略する。

【0058】

シフトディテント機構５８は、フォークシャフト４０ｂの第１壁２２ｂ近傍に設けられている。シフトディテント機構５８は、図１０に示すように、フォークシャフト４０ｂの外周に設けられる位置決め凹部６０（６０Ｎ，６０Ｌ，６０Ｒ，６０ＳＬ，６０ＳＲ）と、位置決め凹部６０に嵌入するロック部材（ロックボール）６２と、ロック部材６２の進退をガイドするガイド部材６４と、ロック部材６２をフォークシャフト４０ｂに接近する方向に付勢する付勢部材（コイルばね）６６とを主に備えている。

【0059】

位置決め凹部６０は、図１０に示すように、フォークシャフト４０ｂの外周面に軸線方向に複数並べて設けられている。各位置決め凹部６０は、対向して隣接する傾斜面６１ａ，６１ｂによって凹状に形成され、両側に噛合位置決め凹部６０Ｒ，６０Ｌ、中央に中立位置決め凹部６０Ｎ、左右の噛合位置決め凹部６０Ｒ，６０Ｌと中立位置決め凹部６０Ｎとの間に左右の停止位置決め凹部６０ＳＲ，６０ＳＬが設けられている。

【0060】

中立位置決め凹部６０Ｎは、スリーブ３６が第３クラッチリング３０及び第４クラッチリング３２に接触しない中立位置（ニュートラル位置）で停止する停止位置に停止するときにロック部材６２が嵌入する。ロック部材６２が嵌入する位置が、高歯３６ａ１が停止する各停止位置に対応する。図１０おいて右側の右噛合位置決め凹部６０Ｒにロック部材６２が嵌入するときに、スリーブ３６が第３クラッチリング３０のドグクラッチ部３０ａと噛合する第３噛合位置（後端位置ＲＥに該当）で停止する。図１０において左側の左噛合位置決め凹部６０Ｌにロック部材６２が嵌入するときに、スリーブ３６が第４クラッチリング３２のドグクラッチ部（図略）と噛合する第４噛合位置（図略）で停止する。

【0061】

中立位置決め凹部６０Ｎと右噛合位置決め凹部６０Ｒとの間に設けられた右停止位置決め凹部６０ＳＲにロック部材６２が嵌入するときに、第３クラッチリング３０のクラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６の前の停止位置にスリーブ３６の高歯３６ａ１が停止する。中立位置決め凹部６０Ｎと左噛合位置決め凹部６０Ｌとの間に設けられた左停止位置決め凹部６０ＳＬにロック部材６２が嵌入するときに、第４クラッチリング３２のクラッチ後歯（図略）の端面の前の停止位置にスリーブ３６の高歯（図略）が停止する。

【0062】

ガイド部材６４は、円筒状に形成され、ガイド部材６４の基端部はブラケット部６４ａによって例えば複数のビス６８によりハウジング２２に固定されている。ガイド部材６４には付勢部材（コイルばね）６６が押圧状態で嵌設され、付勢部材６６の先端にはスチール製のロック部材（ロックボール）６２が相対回転可能に組み付けられている。ロック部材６２は、付勢部材６６によってフォークシャフト４０ｂに向かって直角な方向から付勢される。付勢によってガイド部材６４の先端部より進出してフォークシャフト４０ｂの位置決め凹部６０に嵌入するとともに、付勢部材６６の付勢力に抗する外力によってガイド部材６４の中に後退するようになっている。フォークシャフト４０ｂが軸線ＳＣＬ方向にスライドすると、ロック部材６２は嵌入している位置決め凹部６０の縁部（傾斜面６１ａ，６１ｂの端縁（頂部）７０）に乗り上げ、隣の位置決め凹部６０に移動して該隣の位置決め凹部６０に嵌入する。嵌入した位置でフォークシャフト４０ｂの軸線ＳＣＬ方向の移動を規制する。
その他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、同じ符号を付与して説明を省略する。

【0063】

次に、上述した自動変速機用ドグクラッチ装置の作動について、図１０〜図１５に基づき以下に説明する。
まず、スリーブ３６は、第１の実施形態と同様に、第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２の間に位置し、スリーブ３６のスプライン（内歯）３６ａが第３クラッチリング３０および第４クラッチリング３２のいずれのドグクラッチ歯３０ｂ等と係合していないニュートラル（中間位置）に位置決めされている。

【0064】

また、図１２に示すように、クラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６の前の位置を、第５ストローク位置Ｓ５とする。この第５ストローク位置Ｓ５は、シフトディテント機構５８における中立位置決め凹部６０Ｎと噛合位置決め凹部６０Ｌ，６０Ｒとの間にある凸部の頂部７０に対応し、ロック部材６２が頂部７０を乗越えると、ロック部材６２が当接するフォークシャフト４０ｂの傾斜面６１ａ，ｂの傾斜が逆に切替わるので、付勢部材６６の付勢力が傾斜面６１ｂに及ぼす押圧力による推力の方向が、フォークシャフト４０ｂを第３クラッチリング３０側（スリーブ３６を第３ドグクラッチ部３０ａ側）に移動させる方向に切替わる。また、第４ストローク位置Ｓ４は、左停止位置決め凹部６０ＳＬに対応して設けられ、左停止位置決め凹部６０ＳＬにロック部材６２が嵌入したときに、第４ストローク位置Ｓ４のわずか手前（例えば０．５ｍｍ手前）で、高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が停止するよう設定されている。その他のストローク位置Ｓは第１の実施形態と同様である。

【0065】

制御装置１０は、変速開始の信号を受けて、軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉに所定の推力荷重が付加される制御電流を印加する（図１１におけるステップＳ２０１、以下「Ｓ２０１」と記載する。）。リニアアクチュエータ４０ｉにより駆動シャフト４０ｈを伸長させることで、フォークシャフト４０ｂを移動させ、フォーク４０ａによりスリーブ３６を第３クラッチリング３０側にスライドさせる。スリーブ３６は第３クラッチリング３０に対して回転差分だけ相対回転しながら接近する。この際、制御装置１０は、一定の推力荷重Ｆ１を付加する（Ｓ２０２）。

【0066】

そして、制御装置１０は、ストローク位置センサ３８により、スリーブ３６の高歯３６ａ１の位置を検出する。高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、クラッチ前歯３０ｂ１の前端面３０ｂ５又は面取部３０ｂ３に接触したが、ストローク位置Ｓ１まで至らずに撥ねられたときには（図１２におけるＡ点）、推力荷重Ｆ１によりスリーブ３６を再び第３クラッチリング３０に接近させる。この推力荷重Ｆ１は、スリーブ３６と第３クラッチリング３０との相対回転が、高歯３６ａ１が第３ドグクラッチ部３０ａの所定のクラッチ前歯３０ｂ１を係合することなく超えてしまった後、該第３ドグクラッチ部３０ａおよび該スリーブ３６がさらに相対回転して次のクラッチ前歯３０ｂ１に到達する間の時間に、回転合わせ範囲まで進入することが可能な速度を生じさせる推力荷重である。具体的には、スリーブ３６および第３ドグクラッチ部３０ａの外径、噛合する各歯のピッチ、スリーブ３６と第３ドグクラッチ部３０ａの相対回転速度等によって適宜演算されて制御される。

【0067】

次に、スリーブ３６を第３クラッチリング３０に接近させることで、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第１ストローク位置Ｓ１に到達したことが検出された場合（Ｓ２０３）、制御装置１０は軸動装置４０により付加する推力荷重を停止推力荷重Ｆ４’に変更する（Ｓ２０４）。停止推力荷重Ｆ４’は、前進する方向に移動していたスリーブ３６を停止直前まで制動する荷重であり、多くの場合マイナスの推力荷重がかけられる。

【0068】

さらに、スリーブ３６を第３クラッチリング３０に接近させることで、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第５ストローク位置Ｓ５に到達したことが検出された場合（Ｓ２０５）、軸動装置４０の推力荷重をゼロにする。高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第５ストローク位置Ｓ５に到達した場合、図１３に示すように、ロック部材６２が傾斜面６１ｂの端縁（頂部７０）に到達している。

【0069】

軸動装置４０の推力荷重がゼロとなった後は、ロック部材６２がフォークシャフト４０ｂの外周の傾斜面６１ｂを押圧する際に生じる軸線方向成分の推力のみによって、スリーブ３６を前進させる（図１４参照）。高歯３６ａ１は、ロック部材６２が左停止位置決め凹部６０ＳＬに至るまで付勢力によって移動する。そして、スリーブ３６の速度Ｖは所定速度Ｖａ（例えばゼロ）以下に至ったかが判定される（Ｓ２０７）。ロック部材６２が左停止位置決め凹部６０ＳＬに至ったときには、ロック部材が凹部に嵌まり込むため、スリーブ３６の軸線方向ＳＣＬの速度Ｖはゼロとなる（図１５参照）。

【0070】

ステップ２０７において、スリーブ３６の速度Ｖが所定速度Ｖａ以下であると判定されたとき、制御装置１０は、スリーブ３６に相対回転確保推力荷重Ｆ２を付加する（Ｓ２０８）。

【0071】

次に、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第２ストローク位置Ｓ２に到達したことが検出された場合（または、スリーブ回転数検出センサ３９によるスリーブ３６の回転数が大きく減少した場合）（Ｓ２０９）、制御装置１０は、高歯３６ａ１および低歯３６ａ２がクラッチ後歯３０ｂ２との噛合を開始したと判断し、軸動装置４０により付加する推力荷重をＦ３に変更する（Ｓ２１０）。このＦ３の推力荷重により、クラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９でガイドして、クラッチ前歯３０ｂ１とクラッチ後歯３０ｂ２との間に高歯３６ａ１を嵌入する。このときスリーブ３６の低歯３６ａ２は、第３クラッチリング３０のクラッチ後歯３０ｂ２を含むすべてのドグクラッチ歯３０ｂと同時に噛合する。

【0072】

さらに、スリーブ３６を第３クラッチリング３０に接近させることで、ストローク位置センサ３８により高歯３６ａ１の前端面３６ａ４が、第３ストローク位置（後端位置ＲＥ）Ｓ３に到達したことが検出された場合（Ｓ２１１）、制御装置１０はスリーブ３６と第３クラッチリング３０が完全に噛合したと判定し、軸動装置４０による推力荷重の付加を停止する（Ｓ２１２）。

【0073】

上述の説明で明らかなように、本実施形態における自動変速機用ドグクラッチ制御によると、ロック部材６２の付勢力が傾斜面６１ｂに与える反力（推力）によって、フォークシャフト４０ｂを軸線ＳＣＬ方向に移動させて、スリーブ３６の高歯３６ａ１を、クラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６に当接する前の位置に確実に位置決めすることができる。これによって、高歯３６ａ１がクラッチ後歯３０ｂ２に撥ねられるのを防止し、スリーブ３６と第３クラッチリング３０との差回転が減少するのを防止するので、クラッチ後歯３０ｂ２に到達した高歯３６ａ１がクラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９に向かう時間を短縮することができ、迅速な変速動作を可能とする。

【0074】

また、ロック部材６２が傾斜面６１ｂの端縁（頂部）７０に到達した時点で軸動装置４０による推力荷重を停止することで、ロック部材６２が傾斜面６１ｂに与える小さな反力（軸動装置４０のリニアアクチュエータ４０ｉによる推力よりも小さな力）のみによってスリーブ３６の高歯３６ａ１を前進させる。そして、このスリーブ３６の高歯３６ａ１がクラッチ後歯３０ｂ２に向かう速度は微少となる。このようにスリーブ３６の高歯３６ａ１の速度を微少とすることで撥ねられるのを防止し、撥ねられたとしても撥ねられる量を低減し、差回転の減少を低減することができる。

【0075】

また、停止推力荷重Ｆ４’付加後の所定の時機にクラッチ後歯３０ｂ２に到達した高歯は、相対回転を確保できる相対回転確保推力荷重Ｆ２が加えられることで、クラッチ後歯３０ｂ２との連れ回り等を生じることなくクラッチ前歯３０ｂ１の側面３０ｂ９まで迅速に移動することができるので、スリーブ３６と第３クラッチリング３０とを迅速に噛合させることができる。

【0076】

なお、上記実施形態において、相対回転確保推力荷重Ｆ２を付加する条件として、スリーブ３６の速度Ｖが所定速度Ｖａまで減少することとしたが、これに限定されず、例えば、ストローク位置Ｓがクラッチ後歯の端面または端面付近に到達したこと、また、停止推力荷重Ｆ４、Ｆ４’付加後、タイマーによって所定時間経過したことであってもよい。

【0077】

また、シフトディテント機構５８には、スリーブ３６を中立位置に位置決めする中立位置決め凹部６０Ｎおよびスリーブ３６を噛合位置に位置決めする左右の噛合位置決め凹部６０Ｒ，６０Ｌに加えて、スリーブ３６の高歯３６ａ１を第３および第４クラッチリング３０，３２のクラッチ後歯３０ｂ２の前端面３０ｂ６等の手前で停止させる２つの停止位置決め凹部６０ＳＲ，６０ＳＬを有しているものとしたが、これに限定されず、例えば、中立位置決め凹部６０Ｎおよび左右の噛合位置決め凹部６０Ｒ，６０Ｌがなく、２つの停止位置決め凹部６０ＳＲ，６０ＳＬのみが外周に設けられているものでもよい。

【0078】

また、本実施形態におけるクラッチ前歯は、クラッチリングの円周上に対向して２本のものとしたが、これに限定されず、例えば、クラッチリングの円周上に互いに均等な距離で３本或いはそれ以上配置されるものでもよい。

【0079】

また、ドグクラッチ変速機構として、スリーブ、第３クラッチリングおよび第４クラッチリング等より構成されるものとしたが、これに限定されず、例えば、スリーブ、第１クラッチリング（第１出力ギヤ）および第２クラッチリング（第２出力ギヤ）等より構成するものでもよい。

【0080】

また、回転軸を、クラッチ１２を介してエンジン１１の出力軸に回転連結される自動変速機の入力シャフト（入力軸）２２としたが、これに限定されず、例えば自動変速機より駆動輪側に回転トルクを伝達する出力シャフトを回転軸としてもよい。具体的には、エンジンの出力軸にクラッチを介して連結される自動変速機の入力軸と、該入力軸に対して平行に設けられるとともに伝達ギヤを介して回転連結されるカウンタシャフトと、該カウンタシャフトに対して平行な回転軸線を有し、前記カウンタシャフトに設けられた複数の伝達ギヤに噛合する複数の遊転ギヤが設けられた出力シャフトとを有する自動変速機の構造において、この出力シャフトを回転軸としてもよい。この場合、スリーブ側が大きな慣性モーメントを有し、クラッチリング側が小さな慣性モーメント（フリー状態）を有するものとなる。

【0081】

また、自動変速機の入力軸に回転連結する回転軸とは、本実施形態のように回転軸が入力軸に直結している場合を含むものであり、自動変速機の出力軸に回転連結する回転軸とは、回転軸が出力軸（出力シャフト）に直結している場合を含むものである。

【0082】

本発明は、上記しかつ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。

【符号の説明】

【0083】

１０・・・制御装置・自動変速機用ドグクラッチ制御装置、１０ａ・・・演算部、１３・・・自動変速機、２２・・・ハウジング、２４・・・入力軸・回転軸（入力シャフト）、３０・・・クラッチリング・ドグクラッチ変速機構（第３クラッチリング）、３０ａ・・ドグクラッチ部（第３ドグクラッチ部）、３０ｂ１・・・クラッチ前歯、３０ｂ２・・・クラッチ後歯、３０ｂ３・・・面取り部（クラッチ前歯の面取部）、３０ｂ６・・・端面（クラッチ後歯の前端面）、３２・・・ドグクラッチ変速機構（第４クラッチリング）、３４・・・クラッチハブ・ドグクラッチ変速機構、３６・・・スリーブ・ドグクラッチ変速機構、３６ａ・・・スプライン（内歯）、３６ａ１・・・高歯、３６ａ２・・・低歯、３６ａ５・・・歯溝（スプラインの歯溝）、３８・・・ストローク位置センサ・ドグクラッチ変速機構、４０・・・軸動装置・ドグクラッチ変速機構、４０ａ・・・シフトフォーク、４０ｂ・・・フォークシャフト、４２・・・出力軸（出力シャフト）、５８・・・シフトディテント機構、６０・・・位置決め凹部、６０ＳＬ・・・左停止位置決め凹部、６０ＳＲ・・・右停止位置決め凹部、６１ａ，６１ｂ・・・傾斜面、６２・・・ロック部材、７０・・・傾斜面の端縁（頂部）、ＦＥ・・・前端面（ドグクラッチ部の前端面）、ＲＥ・・・後端位置、ＳＣＬ・・・軸線（回転軸線）、ｔ・・・所定量。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】