JP2006219001A - 変速制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機の油温が低い場合に、ギヤインを確実に行うことができ、かつそのギヤイン時のギヤ鳴りを防止することができる変速制御装置及び方法を提供する。
【解決手段】 車輪側に連動する主軸３３と、エンジン１及びクラッチ２側に連動する副軸３２とを備えた変速機３の変速を制御する変速制御装置であって、上記変速機３の油温を検出するための温度検出手段５１を備え、いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段５１による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸３３側の回転速度が、ギヤインを行うために必要な目標副軸回転速度と同期しないときには、上記クラッチ２を第一の所定位置まで接側に移動させ、その後、変速先のギヤ段における上記副軸３２側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期するようにエンジン１を制御し、上記副軸３２側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うものである。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、車輪側に連動する主軸と、エンジン及びクラッチ側に連動する副軸とを備えた変速機の変速を制御する変速制御装置及び方法に関するものである。

近年、車両用の変速機において、部品数及びコストの低減を図るため、機械的なシンクロ機構を省略し、代わりにシンクロ制御なるものを行って変速（ギヤイン）の際の同期を図ることが行われている。

例えば、車輪側に連動する主軸と、エンジン及びクラッチ側に連動する副軸とを備えた二軸式変速機において、シフトダウン時などのように、変速先のギヤ段における副軸側の回転数が主軸側の回転数よりも低い場合にはダブルクラッチ制御を実行する。即ち、クラッチを断してギヤ抜きする一方で、主軸側と副軸側とを同期させるために必要な目標副軸回転数を算出し、エンジン回転数がその目標副軸回転数に相当する回転数になるようにエンジンの燃料噴射制御を実行する。その後、クラッチを一時的に接して副軸回転数を目標副軸回転数まで上昇させて主軸側と副軸側とを同期させる。そこで再度クラッチを断してギヤインを行う。

なお、本明細書でいう「回転数」とは単位時間当たりの回転数、例えばｒｐｍを単位とする値であり、回転速度に相当するものである。

一方、シフトアップ時などのように、変速先のギヤ段における副軸側の回転数が主軸側の回転数よりも高い場合は、副軸ブレーキ制御（カウンタシャフトブレーキ制御、以下ＣＳＢ制御という）を実行する。即ち、クラッチを断してギヤ抜きを行う一方で、主軸側と副軸側とを同期させるために必要な目標副軸回転数を算出し、副軸に設けられた副軸ブレーキ手段を用いて副軸を目標副軸回転数まで減速制動して主軸側と副軸側とを同期させてクラッチを断してギヤインを実行する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−５０８９１号公報

ところで、寒冷地などで変速機のオイル（潤滑オイル）の油温が著しく低い場合には、オイルの粘度が非常に高くなり、副軸の回転に対して大きな抵抗が作用するようになる。そのため、クラッチ断時など副軸に伝達されるエンジンの駆動力が小さな状態では、副軸回転数の下降が大きなものとなる。その大きな副軸回転数の下降が上述した変速制御に悪影響を与えてしまう。

ここで、シフトアップ時における副軸ブレーキ制御を低油温時に行った場合の問題点を図１７に基づき説明する。

時刻ｔ１でクラッチを断側へ作動させ、時刻ｔ２でギヤ抜きを行う。一方で、主軸側と副軸側とを同期させるために必要な目標副軸回転数Ｘを算出する。また、時刻ｔ２から副軸ブレーキ手段により副軸を減速制動する（ＣＳＢ制御）。

ここで、低油温時にはオイルによる抵抗が大きいため、副軸の回転数が目標副軸回転数Ｘを下回りやすくなる。下回った場合、時刻ｔ３で、クラッチを接側へと作動させて、副軸回転数を再び上昇させる。

副軸回転数が目標副軸回転数Ｘと同期したならば（時刻ｔ４）、ギヤインを行うべく、クラッチを断側に作動させる。

しかし、上述したように、低油温時に、クラッチを断側に作動させると副軸回転数が著しく低減してしまう。そのため、ギヤイン指示信号が発信されてから、実際にギヤイン動作が行われるまでのわずかなタイムラグにより、副軸回転数が目標副軸回転数Ｘよりも大幅に下降してしまう。その結果、副軸側（ドグギヤ）と主軸側（スリーブ）の回転数差がギヤイン可能な範囲から外れた状態でノンシンクロギヤ段へのギヤイン操作を実行することになり、ギヤ鳴りまたはギヤが入らない現象が発生する。

図１７の時刻ｔ５以降では、ギヤイン指示信号を発したもののギヤインできず、再度、クラッチ接・クラッチ断をしてギヤインを試みる様子を示している。しかし、時刻ｔ５以降も変速制御方法は時刻ｔ３からｔ４と変わらないため、ギヤインできない可能性が高く、車両自体の失速の原因となる。

このように従来の変速制御は、通常油温時を想定して設定されたものであり、低油温時の変速制御としては、あまり適したものとはいえない。

以上要するに、低油温時では、ギヤインをすべくクラッチを断側に作動させると、変速機が実際にギヤインされるまでの間に、副軸の回転数が著しく低減してしまうため、良好なギヤインができなくなってしまう。

そこで、本発明の目的は、変速機の油温が低い場合に、ギヤインを確実に行うことができ、かつそのギヤイン時のギヤ鳴りを防止することができる変速制御装置及び方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、車輪側に連動する主軸と、エンジン及びクラッチ側に連動する副軸とを備えた変速機の変速を制御する変速制御装置であって、上記変速機の油温を検出するための温度検出手段を備え、いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が、ギヤインを行うために必要な目標副軸回転速度と同期しないときには、上記クラッチを第一の所定位置まで接側に移動させ、その後、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期するようにエンジンを制御し、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うものである。

好ましくは、いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度よりも高いときに、ギヤ抜きを行うべく上記クラッチを断した後、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度を下回った場合には、上記クラッチを上記第一の所定位置まで接側に移動させて上記副軸側の回転速度を上記エンジンを制御することで上昇させ、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うものである。

好ましくは、上記変速機が、変速時に変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度と上記目標副軸回転速度とを同期させるための機械的なシンクロ機構を有さないノンシンクロギヤ段を備えたものである。

好ましくは、上記ノンシンクロギヤ段へ変速するときであって、上記検出温度が所定温度を超え、かつ変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度よりも高いときに、上記クラッチを断してギヤ抜きを行った後、上記副軸に設けられた副軸ブレーキ手段によって上記副軸を上記目標副軸回転速度まで減速制動してギヤインを行う際に、その減速制動により、上記副軸の回転速度が上記目標副軸回転速度を下回った場合に、上記クラッチを第二の所定位置まで接側に移動させ、上記副軸の回転速度を上記目標副軸回転速度以上まで上昇させた後、上記クラッチを再び断側に作動すると共に、上記クラッチが予め設定した位置まで断側に移動するまでの間はギヤインを禁止し、その後、上記副軸回転速度が下降して上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うものである。

好ましくは、上記第一の所定位置が、上記第二の所定位置よりも接側に位置するものである。

好ましくは、上記検出温度が上記所定温度を超える場合には、上記クラッチが上記設定した位置まで断側に移動した後、所定期間を経過するまではギヤインを禁止するものである。

好ましくは、上記検出温度が上記所定温度を超える場合には、上記クラッチが上記設定した位置まで断側に移動した後、上記副軸ブレーキ手段により上記副軸を減速制動するものである。

好ましくは、上記目標副軸回転速度に相当する上記クラッチの出力軸回転速度を算出し、その算出したクラッチ出力軸回転速度と実際のエンジン回転速度との差を比較する手段を備え、上記検出温度が上記所定温度を超え、かつ上記差が所定値よりも小さいときには、上記ギヤインの禁止は実行せず、上記クラッチを上記第二の所定位置まで移動させクラッチ接とし、上記副軸の回転速度が上昇し上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うものである。

上記目的を達成するために本発明は、車輪側に連動する主軸と、エンジン及びクラッチ側に連動する副軸とを備えた変速機の変速を制御する変速制御方法であって、上記変速機の油温を検出するための温度検出手段を設け、いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が、ギヤインを行うために必要な目標副軸回転速度と同期しないときには、上記クラッチを第一の所定位置まで接側に移動させ、その後、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期するようにエンジンを制御し、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うものである。

本発明によれば、変速機の油温が低い場合に、ギヤインを確実に行うことができ、かつそのギヤイン時のギヤ鳴りを防止することができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態は、本出願人が特開２００１−２６３４７２号公報で開示している自動変速装置に適用したものであり、まず、自動変速装置の概要を説明する。

図１に本実施形態に係る車両の自動変速装置を示す。ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタであり、エンジンがディーゼルエンジンである。図示するように、エンジン１にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機３の出力軸４（図２参照）が図示しないプロペラシャフトに連結されて後輪（図示せず）を駆動するようになっている。エンジン１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサ７とアクセル開度を検出するアクセル開度センサ８との出力から現在のエンジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射ポンプ１ａの電子ガバナ１ｄを制御し、燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する。一方、変速機３の変速中は、アクセル開度センサ８によって検知される実アクセル開度と無関係にＥＣＵ６自らが加工した疑似アクセル開度なるものに基づいてエンジン制御を実行する。これは特に後述するダブルクラッチ制御において必要である。

さらに、本実施形態では、変速機３の油温を測定するための温度検出手段が設けられる。その温度検出手段は、変速機３に設けられた油温センサ５１からなる。

図２に示すように、エンジンのクランク軸にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウントしてエンジン回転数を算出する。

図１に示すように、ここではクラッチ２と変速機３とがトランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。即ちかかる自動変速装置には自動クラッチ装置と自動変速機とが備えられる。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能である。

図２に示すように、クラッチ２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホイール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及びドリブンプレート２ａをフライホイール１ｂに摩擦接触或いは離反させるプレッシャプレート２ｂから構成される。そしてクラッチ２は、クラッチアクチュエータ１０（図１参照）によりプレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっている。一方、微低速バックに際しての微妙なクラッチワークや、非常時のクラッチ急断等を可能とするため、ここではクラッチペダル１１（図１参照）によるマニュアル断接も可能となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成である。図１に示すように、クラッチ位置（即ちプレッシャプレート２ｂの位置）を検知するクラッチストロークセンサ１４と、クラッチペダル１１の位置（踏み込み量）を検知するクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けられ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。さらに、ＴＭＣＵ９には油温センサ５１が接続され、油温センサ５１の検出温度がＴＭＣＵ９に送られる。

図３に分かりやすく示すが、クラッチアクチュエータ（クラッチブースタ）１０は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタンク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａが二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブルチェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂに、クラッチアクチュエータ１０に付設される油圧作動弁１２が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェックバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。

上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥはＴＭＣＵ９によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、ＯＮのとき上流側を下流側に連通し、ＯＦＦのとき上流側を遮断して下流側を大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ１は単にイグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦに合わせてＯＮ／ＯＦＦされるだけである。イグニッションキーＯＦＦ、つまり停車中はＯＦＦとなり、エアタンク５からの空圧を遮断する。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２がともにＯＮだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチアクチュエータ１０に供給される。これによりクラッチが分断される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがＯＦＦされ、これによりクラッチアクチュエータ１０の空圧がＭＶＣ２から排出されてクラッチが接続される。

ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがＯＦＦとなると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されてしまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをＯＮする。すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチアクチュエータ１０に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急接が防止される。

次にマニュアル側を説明する。クラッチペダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによって油圧作動弁１２が開閉され、クラッチアクチュエータ１０への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてクラッチアクチュエータ１０に至る。なお、クラッチ２の自動断接とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接を優先させるようになっている。

図２に詳細に示すように、変速機３は基本的に主軸（メインシャフト）３３及び副軸（カウンタシャフト）３２を備えた常時噛み合い式の多段変速機で、前進１６段、後進２段に変速可能である。変速機３はメインギヤ１８と、その入力側及び出力側にそれぞれ副変速機としてのスプリッタ１７及びレンジギヤ１９を備える。そして、入力軸１５（クラッチ２の出力軸）に伝達されてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ１８、レンジギヤ１９へと順に送って出力軸４に出力する。

変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メインギヤ１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当するスプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。これらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ１７，１８，１９の現在ポジションはギヤポジションスイッチ２３（図１参照）で検知される。副軸３２の回転速度が副軸回転センサ２６で検知され、出力軸４の回転速度が出力軸回転センサ２８で検知される。これら検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。

また、ＴＭＣＵ９は、出力軸回転センサ２８により検知された現在の出力軸回転速度に基づいて現在の車速を算出し、これをスピードメータに表示する。

この自動変速機ではマニュアルモードが設定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュアル変速が可能である。この場合、図１に示すように、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は運転席に設けられたシフトチェンジ装置２９からの変速指示信号を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトチェンジ装置２９のシフトレバー２９ａをシフト操作すると、シフトチェンジ装置２９に内蔵されたシフトスイッチが作動（ＯＮ）し、変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッチアクチュエータ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作（クラッチ断→ギヤ抜き→ギヤ入れ→クラッチ接）を実行する。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター３１に表示する。

図１に示すシフトチェンジ装置２９において、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、ＵＰは手動シフトアップ位置、ＤＯＷＮは手動シフトダウン位置をそれぞれ意味する。シフトスイッチはこれら各ポジションに応じた信号を出力する。また運転席に、変速モードをマニュアル変速モードと自動変速モードとの間で切り換えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行う通常モードと１段飛ばしで行うスキップモードとを切り換えるスキップスイッチ２５とが設けられる。

自動変速モードでシフトレバー２９ａがＤレンジに位置しているときは、基本的に後述するシフトアップマップ及びシフトダウンマップ（以下、両者を総合して単にシフトマップと言うときもある）に従って変速機３の自動変速が行われる。この自動変速モード中に、ドライバがシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに手動操作した場合、シフトマップとは無関係にドライバの手動操作に応じて変速機３がシフトアップ又はシフトダウンされる。このとき、スキップスイッチ２５がＯＦＦ（通常モード）であれば、シフトレバー２９ａの１回の操作により、変速は１段ずつ行われる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大きいときに有効である。またスキップスイッチ２５がＯＮ（スキップモード）なら変速は１段飛ばしで行われる。これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなどに有効である。

一方、マニュアル変速モードのときは、変速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａがＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持され、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又はシフトダウンが可能である。このときも前記同様、スキップスイッチ２５がＯＦＦなら１回の操作につき変速は１段ずつ行われ、スキップスイッチ２５がＯＮなら変速は１段飛ばしで行われる。このモードではＤレンジは現ギヤ段を保持するＨ（ホールド）レンジとなる。

なお、運転席に非常用変速スイッチ２７が設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ２７の手動切換により変速できるようになっている。

図２に示すように、変速機３にあっては、変速機入力軸（クラッチ出力軸）１５、主軸３３及び変速機出力軸４が同軸上に配置され、副軸３２がそれらの下方に平行配置される。入力軸１５がクラッチ２のドリブンプレート２ａに接続され、入力軸１５と主軸３３とが相対回転可能に支持される。

まずスプリッタ１７とメインギヤ１８の構成を説明する。入力軸１５にインプットギヤＳＨが回転可能に取り付けられる。また主軸３３にも前方から順にギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳＨ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれ副軸３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩＲは副軸３２に固設されたカウンタギヤＣＲに常時噛合される。

入力軸１５及び主軸３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得るようドグギヤ３６が一体的に設けられ、これらドグギヤ３６に隣接して入力軸１５及び主軸３３に第１〜第４ハブ３７〜４０が固設される。第１〜第４ハブ３７〜４０には第１〜第４スリーブ４２〜４５が嵌合される。ドグギヤ３６及び第１〜第４ハブ３７〜４０の外周部と、第１〜第４スリーブ４２〜４５の内周部とにスプラインが形成されており、第１〜第４スリーブ４２〜４５は第１〜第４ハブ３７〜４０に常時係合して入力軸１５又は主軸３３と同時回転すると共に、前後にスライド移動してドグギヤ３６に対し選択的に係合・離脱する。即ち、スプリッタ１７におけるハブ３７とドグ３６、およびメインギヤ１８における副軸３２側のドグ３６と主軸３３側のハブ３７〜４０とをスリーブ４２〜４５により係合・離脱させることによりギヤイン・ギヤ抜きが行われる。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエータ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動をメインアクチュエータ２１で行う。

このように、スプリッタ１７とメインギヤ１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速され得る常時噛み合い式の構成とされる。また、スプリッタ１７は、そのスプライン部に通常の機械的なシンクロ機構が存在するものであるが、メインギヤ１８の各ギヤ段は各スプライン部にシンクロ機構が存在しないノンシンクロギヤ段となっている。このため、メインギヤ１８の変速を伴う変速を実行する場合、後述のシンクロ制御なるものを行って副軸３２側のドグギヤ回転数と主軸３３側のスリーブ回転数とを同期させて変速するようにしている。ここではメインギヤ１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特願平１１−３１９９１５号公報参照）。

次にレンジギヤ１９の構成を説明する。レンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ・ローいずれかのポジションに切り替えることができる。遊星歯車機構３４は、主軸３３の最後端に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能に支持され、キャリア６８は変速機出力軸４に連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４とともに二重軸を構成する。

第５ハブ４１が管部６９に一体的に設けられる。また第５ハブ４１の後方に隣接して、出力軸４に出力軸ドグギヤ７０が一体的に設けられる。第５ハブ４１の前方に隣接して、ミッションケース側に固定ドグギヤ７１が設けられる。第５ハブ４１の外周に第５スリーブ４６が嵌合される。これら第５ハブ４１、出力軸ドグギヤ７０、固定ドグギヤ７１及び第５スリーブ４６にも前記同様にスプラインが形成され、第５スリーブ４６が第５ハブ４１に常時係合すると共に、前後にスライド移動して出力軸ドグギヤ７０又は固定ドグギヤ７１に対し選択的に係合・離脱する。第５スリーブ４６の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジギヤ１９のスプライン部には機械的なシンクロ機構が存在する。

第５スリーブ４６が前方に移動するとこれが固定ドグギヤ７１に係合し、第５ハブ４１と固定ドグギヤ７１とが連結される。これによりリングギヤ６７がミッションケース側に固定され、出力軸４が１より大きい比較的大きな減速比（ここでは４．５）で回転駆動されるようになる。これがローのポジションである。

一方、第５スリーブ４６が後方に移動するとこれが出力軸ドグギヤ７０に係合し、第５ハブ４１と出力軸ドグギヤ７０とが連結される。これによりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定され、出力軸４が１の減速比で直結駆動されるようになる。これがハイのポジションである。このようにかかるレンジギヤ１９ではハイ・ロー間の減速比が比較的大きく異なる。

結局、この変速機３では、前進側において、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギヤ１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速することができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ・ローを切り替えて２段に変速することができる。

次に、各アクチュエータ２０，２１，２２について説明する。これらアクチュエータはエアタンク５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そしてこれら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。

スプリッタアクチュエータ２０は、ダブルピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶＨ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７をニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。

メインアクチュエータ２１は、ダブルピストンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当する空圧シリンダ４９とを備える。空圧シリンダ４８には三つの電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥが設けられ、空圧シリンダ４９には二つの電磁弁ＭＶＢ，ＭＶＡが設けられる。

セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤの１ｓｔ、２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メインギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。

シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦＦ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤの１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。

レンジアクチュエータ２２は、シングルピストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶＩ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶＩ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮのとき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。

ところで、後述するシンクロ制御に際して副軸３２を減速制動するため、副軸３２には副軸ブレーキ手段２７が設けられる。副軸ブレーキ手段２７は湿式多板ブレーキであって、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を切り替えるため電磁弁ＭＶ ＢＲＫが設けられる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＮのとき副軸ブレーキ手段２７に空圧が供給され、副軸ブレーキ手段２７が作動状態となる。電磁弁ＭＶ ＢＲＫがＯＦＦのときには副軸ブレーキ手段２７から空圧が排出され、副軸ブレーキ手段２７が非作動となる。

さて、変速制御装置とは、変速時に変速機３、エンジン１及びクラッチ２を制御するものであり、本実施形態では、ＥＣＵ６、ＴＭＣＵ９、油温センサ５１、クラッチアクチュエータ１０、及びギヤシフトユニットＧＳＵ等で構成される。以下、この変速制御装置による制御内容を説明する。

ＴＭＣＵ９には図４及び図５にそれぞれ示すように、車両の運転状態に基づく変速機３の各ギヤ段の範囲を予め定めたシフトアップマップ及びシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ９は、自動変速モードのとき、基本的にこれらシフトマップに従って変速機３を自動変速する。

例えば図４のシフトアップマップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整数）からｎ＋１へのシフトアップラインがアクセル開度（％）と変速機出力軸回転数（ｒｐｍ）との関数で決められている。そしてマップ上ではアクセル開度センサ８により検出された実際のアクセル開度（％）と、出力軸回転センサ２８により検出された実際の出力軸回転数（ｒｐｍ）とからただ１点が定まる。車両加速中は、車輪に連動する出力軸４の回転数が次第に増加していく。そこで通常の自動変速モードでは、現在の１点が各シフトアップラインを越える度に１段ずつシフトアップを行うこととなる。このときスキップモードであればシフトアップラインを交互に１本ずつ飛ばして２段ずつシフトアップを行う。

図５のシフトダウンマップにおいても同様に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎへのシフトダウンラインがアクセル開度（％）と変速機出力軸回転数（ｒｐｍ）との関数で決められている。そしてマップ上では実際のアクセル開度（％）と変速機出力軸回転数（ｒｐｍ）とからただ１点が定まる。車両減速中は出力軸４の回転数が次第に減少していくので、通常の自動変速モードでは、現在の１点が各シフトダウンラインを越える度に１段ずつシフトダウンを行う。スキップモードであればシフトダウンラインを交互に１本ずつ飛ばして２段ずつシフトダウンする。

次に、ノンシンクロギヤ段であるメインギヤ１８の各ギヤ段へのギヤインを伴う変速を実行する場合におけるシンクロ制御の内容を説明する。

図６、図７に示すように、ＴＭＣＵ９には、スプリッタ１７及びメインギヤ１８における各ギヤの歯数Ｚ_SH，Ｚ₁ 〜Ｚ₄ ，Ｚ_R ，Ｚ_CH，Ｚ_C1〜Ｚ_C4，Ｚ_CRと、レンジギヤ１９におけるハイ・ローの減速比とが予め記憶されている。そこでＴＭＣＵ９は、メインギヤ１８のギヤ歯数と、副軸回転センサ２６によって検知される副軸回転数（ｒｐｍ）とに基づいて、次回変速先となるメインギヤ１８のギヤ段（目標メインギヤ段）におけるドグギヤ回転数（ｒｐｍ）を算出する。また、ＴＭＣＵ９は、次回変速先となるレンジギヤ１９のギヤ段（目標レンジギヤ段）の減速比と、出力軸回転センサ２８によって検知される出力軸回転数（ｒｐｍ）とに基づき、メインギヤ１８におけるスリーブ回転数（ｒｐｍ）を算出する。ここで、スリーブは主軸のハブに嵌合されているものであるため、当然スリーブ回転数＝ハブ回転数となる。

図７の表の左欄において、左端に記載された「１ｓｔ」、「２ｎｄ」…「Ｒｅｖ」の語は目標メインギヤ段を示している。また括弧内の「１ｓｔ」、「２ｎｄ」…の語は各目標メインギヤ段が担当する変速機全体としての目標ギヤ段を示している。例えば、メインギヤ１８の「１ｓｔ」（ギヤＭ１）が担当する変速機全体のギヤ段は「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「９ｔｈ」、「１０ｔｈ」である。括弧内の語は最初の二つと後の二つとがレンジギヤ１９のロー・ハイで切り分けられる。例えばメインギヤ「１ｓｔ」だと「１ｓｔ」、「２ｎｄ」がレンジギヤロー、「９ｔｈ」、「１０ｔｈ」がレンジギヤハイである。そして最初の二つ又は後の二つの中において、先と後とがスプリッタ１７のロー・ハイで切り分けられる。例えばメインギヤ「１ｓｔ」でレンジギヤローだと、スプリッタローで変速機は「１ｓｔ」、スプリッタハイで変速機は「２ｎｄ」となる。またメインギヤ「１ｓｔ」でレンジギヤハイだと、スプリッタローで変速機は「９ｔｈ」、スプリッタハイで変速機は「１０ｔｈ」となる。目標メインギヤ段の「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」についても同様である。

目標メインギヤ段「Ｒｅｖ」ではレンジギヤ１９による切り分けは行われず、スプリッタ１７のみで切り分けがなされる。スプリッタハイでリバース「ｈｉｇｈ」、スプリッタローでリバース「ｌｏｗ」となる。

図７の表の右欄は副軸３２側であるドグギヤ回転数（ｒｐｍ）の算出式を示している。例えば目標メインギヤ段「１ｓｔ」だと、副軸回転センサ２６による検出値（副軸回転数（ｒｐｍ））に、ギヤ比Ｚ_C1／Ｚ₁ を乗じた値が、ギヤＭ１に固設されたドグギヤ３６の回転即ちドグギヤ回転数（ｒｐｍ）となる。目標メインギヤ段「Ｒｅｖ」では、副軸回転数（ｒｐｍ）に減速比Ｃ_Rev を乗じた値がドグギヤ回転数（ｒｐｍ）となる。

一方、図７の下段は、主軸３３側であるスリーブ４３、４４、４５の回転即ちスリーブ回転数（ｒｐｍ）の算出式を示している。次回変速先の目標レンジギヤ段がＨｉｇｈのときは、減速比が１なので、出力軸回転センサ２８の検出値（出力軸回転数（ｒｐｍ））がそのままスリーブ回転数（ｒｐｍ）となる。また目標レンジギヤ段がＬｏｗのときは、減速比がＣ_RG＝４．５なので、出力軸回転数（ｒｐｍ）に減速比Ｃ_RGを乗じた値がスリーブ回転数（ｒｐｍ）となる。

シンクロ制御では、これら副軸３２側のドグギヤ回転数（回転速度）と主軸３３側のスリーブ回転数（回転速度）とをギヤイン可能な範囲内に近付ける制御を行う。具体的には回転差Δ＝（ドグギヤ回転数−スリーブ回転数）を計算し、この値をギヤイン可能な範囲に入れる制御を行う。

さらに、本実施形態のシンクロ制御は通常油温時シンクロ制御と低油温時シンクロ制御とからなり、油温センサ５１の検出温度に基づいてそれらの制御が切り替えられる。より具体的には、油温センサ５１の検出温度が所定温度Ｔ１を超える場合には、通常油温時シンクロ制御が行われ、検出温度が所定温度Ｔ１以下の場合には、低油温時シンクロ制御が行われる。例えば、寒冷地において車両を始動した直後など変速機３が十分に暖まっていない時には、低油温時シンクロ制御が行われ、車両がしばらく走行して変速機３が十分に暖まった時に、通常油温時シンクロ制御に切り替えられる。所定温度Ｔ１は、オイルの粘度や油温センサ５１の設置場所などにより適宜設定される。例えば、所定温度Ｔ１は３０℃である。

以下、このような制御の切り替えを実行するためのプログラムについて、図１４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ１４１において、現在シンクロ制御中であるかどうかを判定する。シンクロ制御中でないと判定された場合、ノンシンクロギヤ段（メインギヤ１８）の変速を伴う変速ではないので終了する。

ステップ１４１でシンクロ制御中であると判定された場合、ステップ１４２に進み現在の油温センサ５１の検出温度が所定温度Ｔ１を超えるかどうか判定する。

ステップ１４２で油温センサ５１の検出温度が所定温度Ｔ１を超えると判定された場合、ステップ１４３に進む。ステップ１４３では、後述する通常油温時シンクロ制御を行う。

一方、ステップ１４２で変速機３の油温が所定温度Ｔ１以下であると判定された場合は、ステップ１４４に進む。ステップ１４４では、後述する低油温時シンクロ制御を行う。

ステップ１４３で通常油温時シンクロ制御を行った後、またはステップ１４４で低油温時シンクロ制御を行った後は、ステップ１４５に進み終了する。

以下に、通常油温時シンクロ制御と低油温時シンクロ制御とについて各々説明する。

まず、通常油温時シンクロ制御について説明する。

例えば、シフトアップ時などのように、変速先のギヤ段においてドグギヤ回転数＞スリーブ回転数となっている場合には、クラッチ２を断してギヤ抜きする一方で、副軸３２側のドグギヤと主軸３３側のスリーブとを同期させるのに必要な副軸回転数（目標副軸回転数）を算出し、副軸ブレーキ手段２７を作動させて副軸３２を目標副軸回転数まで減速制動してドグギヤとスリーブとを同期させる。

他方、シフトダウン時などのように、変速先のギヤ段においてドグギヤ回転数＜スリーブ回転数となっている場合、ダブルクラッチ制御を行い、ドグギヤ回転を上げて同期させる。

ダブルクラッチ制御は以下の如きである。図８に示すように、時刻ｔ１で変速指示信号があった場合、まずクラッチ断し、ギヤ抜きを行う。ギヤ抜きは、クラッチが切れ始めた直後の位置、言い換えれば半クラッチ領域に入った直後の位置Ｐ１で開始する。エンジン制御は、クラッチ位置がＰ１となった時点から、実アクセル開度から離れた疑似アクセル開度に基づく制御に移行される。このとき、ＥＣＵ６は変速先のギヤ段における副軸３２側のドグギヤと主軸３３側のスリーブとを同期させるために必要な目標副軸回転数ｘに相当する目標エンジン回転数Ｅを算出し、実際のエンジン回転数を目標エンジン回転数Ｅまで上昇させて一定に保持する。

ギヤ抜き後、クラッチが一瞬接続され、これにより副軸３２の回転数が目標副軸回転数ｘ付近まで上昇し、ドグギヤ回転数とスリーブ回転数との回転差がギヤイン可能な範囲内となる（同期する）。この直後クラッチが再び断され、ギヤインが実行される。ギヤインは、クラッチが完全に切れる直前の位置、言い換えれば半クラッチ領域から抜け出る直前の位置Ｐ２から開始される。ギヤイン終了後、直ちにクラッチが再接続され、クラッチが完接されるとダブルクラッチ制御が終了し、エンジン及び副軸回転数が実アクセル開度に従った回転に移行する。

ところで、この変速制御装置では、特開２００１−２６３４７２号公報に示されているように二パターンの変速制御を実行する。一つ目は、レンジギヤのシフトダウンを伴わない変速を行うときに実行する変速Ａパターンであり、二つ目は、レンジギヤのシフトダウンとダブルクラッチ制御両方を必要とする変速を行うときに実行する変速Ｂパターンである。レンジギヤのシフトダウンとダブルクラッチ制御両方を必要とする変速とは、図７の表でいえば９ｔｈ→７ｔｈ、９ｔｈ→８ｔｈ、１０ｔｈ→８ｔｈの場合である。この場合、レンジギヤのハイ・ロー間の減速比が比較的大きく異なりシフトダウンに時間がかかると共に、ダブルクラッチ制御にも比較的時間がかかるためこれらを順番に行っていたのでは全体の変速時間が長くなる。そこで、レンジギヤのシフトダウンを伴う変速機全体のシフトダウンのときには、全体の変速時間を短縮できるような変速制御パターンを行うようにしているのである。

以下、二つの変速制御パターンについて説明する。

まず、図９を用いて変速パターン判別のためのプログラムを説明する。

変速指示があるとＴＭＣＵ９はまずステップ１０１でレンジギヤの変速の有無を判断する。レンジギヤ変速無のときはステップ１０４に進んで変速Ａパターンを選択する。変速Ａパターンとは図１０のチャートに従って変速するパターンのことで、通常の変速パターンである。レンジギヤ変速有のときはステップ１０２に進んでその変速がシフトダウンか（Ｈ→Ｌ）否かを判断する。シフトアップならステップ１０４に進んで変速Ａパターンを選択し、シフトダウンならステップ１０３に進んで変速Ｂパターンを選択する。変速Ｂパターンとは図１１のチャートに従って変速するパターンのことで、比較的特殊なケースにおいて行われる変速パターンである。

図１０、図１１においては、図の上方から下方に向かう時間軸があり、横並びに示されている項目は同時ないし同時期に行うことを示している。例えば図１０でステップ２０１とステップ２０２とは同時に行う。

レンジギヤのシフトダウンを伴わない変速Ａパターンについて。図１０に示すように、まず、メインギヤ変速有のときはステップ２０１に進んでメインギヤ抜きを行う。このときスプリッタの変速も有るときは、ステップ２０２に進んでスプリッタのギヤ抜き（シフト抜き）を行う。このときの条件はクラッチ位置がＰ１より断側にあることである。なおこれを「クラッチ位置＞Ｐ１」と表示する。勿論、メインギヤ又はスプリッタの一方しか変速しない場合は両ステップのうち一方が省略される。なおレンジギヤのみの変速の場合は無い。図７の表に示すように、一気に７段飛ばし（ｅｘ．２ｎｄ→１０ｔｈ）になってしまうからである。

次に、ステップ２０３、２０４、２０５を同時に行う。ステップ２０３では次にギヤインするギヤＭ１，Ｍ２…に合わせてメインギヤのセレクトを行う。条件はメインギヤがニュートラルにあることである。ステップ２０４では、レンジギヤの変速があるときは、そのギヤ抜きとギヤインとを同時に行う。これは図２に示したようにレンジアクチュエータ２２の構造上、抜きとインとが同時に行われてしまうからである。このときの条件はクラッチ位置がＰ２ より断側にあるか （「クラッチ位置＞Ｐ２ 」と表示する）、又はメインギヤがニュートラルであることである。ステップ２０５ではスプリッタのギヤイン（シフトイン）を行う。条件はステップ２０４と同様クラッチ位置＞Ｐ２ 又はメインギヤ＝Ｎである。これによりエンジン動力が副軸３２まで伝達可能となり、ダブルクラッチ制御可能となる。なお、スプリッタのみの変速の場合はここで変速完了となる。

ステップ２０６ではシンクロ制御を実行する。ここでの条件はメインギヤがＮで、且つスプリッタとレンジギヤとがシフト完了していることである。ドグギヤ回転数−スリーブ回転数＞Ｍ₁ （Ｍ₁ は正の設定値）のとき、即ちシフトアップのときは、副軸ブレーキ手段２７により副軸３２を目標副軸回転数まで減速制動してドグギヤ回転数をスリーブ回転数付近まで下げる。一方、ドグギヤ回転数−スリーブ回転数＜−Ｍ₂ （Ｍ₂ は正の設定値）のときは、ダブルクラッチ制御を行い、副軸３２を目標副軸回転数まで上昇させてドグギヤ回転数をスリーブ回転数付近まで上げる。

こうしてメインギヤの同期を終えたらステップ２０７に進んでメインギヤをギヤインする。ここでの条件は、メインギヤがセレクト完了しており（ステップ２０３）、目標副軸回転数と現副軸回転数との差の絶対値がギヤイン可能な値α以下であり、且つクラッチ位置＞Ｐ２ となっていることである。以上により変速Ａパターンを終了する。

次に、レンジギヤのシフトダウンを伴う変速Ｂパターンについて。図１１に示すように、ここではメインギヤの変速は必須なので（図７参照）、ステップ３０２に進んでメインギヤ抜きを行う。条件はステップ２０１同様クラッチ位置＞Ｐ１である。このときスプリッタの変速も有るときは、ステップ３０２に先立ってステップ３０１でスプリッタをギヤ抜きし、ステップ３０２と同時にステップ３０３でスプリッタをギヤインする。ステップ３０１、３０３の実行条件はステップ２０２、２０５と同じである。

次に、ステップ３０４、３０５及び３０６を同時に行う。ステップ３０４ではステップ２０３同様メインギヤをセレクトする。ステップ３０５ではステップ２０４同様、レンジギヤのギヤ抜き及びギヤイン即ちシフトダウンを行う。ステップ３０６ではステップ２０６同様シンクロ制御を行う。

こうしてこれらステップを終えたら、ステップ３０７でステップ２０７同様メインギヤをギヤインし、変速Ｂパターンを終了する。

このように変速Ｂパターンでは、比較的長時間を要するレンジギヤのシフトダウンとダブルクラッチ制御とを同時に行ってしまうので、全体の変速時間を短縮することができる。

ここで、変速Ａパターンでレンジギヤの変速後にシンクロ制御を行うのは以下の理由による。即ち、変速Ａパターンではレンジギヤがシフトアップであり、このときは変速機全体で必ずシフトアップとなり、シンクロ制御は副軸ブレーキ手段２７による副軸３２の減速制動となる。副軸ブレーキ手段２７による同期は極めて短時間で行えるので、このときレンジギヤのシフトアップを同時又は後に行ってしまうと、副軸ブレーキ手段２７による同期が先に終了し、レンジギヤのシフト終了までの間に副軸の回転数が落ち込み、せっかく同期した回転が狂うばかりかダブルクラッチの必要性も生じてくるからである。

また、シンクロ制御及びメインギヤのギヤインを行ってからレンジギヤをシフトアップする考え方もあるが、一般的にこれは行えない。レンジギヤが比較的大きな減速比の差を有するため、この順番で行うとレンジギヤのシンクロ出力側からテーパコーンを介して、シンクロ入力側から変速機入力軸１５までのギヤ群全体を急加速しなければならず、レンジギヤのシンクロ機構に過負荷を掛け、レンジギヤを入れられないか又は変速機を壊してしまうからである。

以上の理由から、変速Ａパターンでは先にレンジギヤの変速を行い、この後メインギヤのシンクロ、ギヤインを行うようにしている。

ところで、変速先のギヤ段における副軸３２側のドグギヤ回転数が主軸３３側のスリーブ回転数よりも高い場合（ドグギヤ回転数＞スリーブ回転数）は副軸ブレーキ手段２７を作動して副軸３２を減速制動するのであるが、副軸ブレーキ手段２７の制動力が大きすぎる等の理由によって副軸３２の回転数が目標副軸回転数よりも下回ってしまう場合がある。その場合、本実施形態の変速制御装置は、クラッチを接続して副軸３２の回転数を上昇させてギヤインを図り、そのギヤイン時のギヤ鳴りを防止するようにしている。

図１２を用いて本実施形態の変速制御方法を説明する。図の上側はクラッチの断接状態を示しており、下側は副軸３２に連動するクラッチ出力軸１５（変速機入力軸）の回転数を示している。

まず、時刻ｔ１において変速指示信号があった場合、クラッチを断側に作動する。そして、クラッチが半クラッチ領域に入る位置Ｐ１（切れ始め直後）まで断側に移動したら変速機のギヤ抜きを開始する（時刻ｔ２）。

一方、ＴＭＣＵ９は変速先のギヤ段における主軸３３側のスリーブと副軸３２側のドグギヤとを同期させるために必要な目標副軸回転数を算出し、その目標副軸回転数に相当する目標クラッチ出力軸回転数Ｘを算出する。具体的には、目標副軸回転数にスプリッタギヤ１７のギヤ比を乗じて目標クラッチ出力軸回転数Ｘを算出する。そして、クラッチが位置Ｐ１まで断側に移動したら副軸ブレーキ手段２７を作動させて副軸３２を減速制動する（ＣＳＢ制御）。従って、副軸３２に連動するクラッチ出力軸１５の回転数も当然下降する。

ここで、時刻ｔ３に示すように、副軸ブレーキ手段２７による制動が大きすぎた等の理由によってクラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘを下回ってしまったとする。つまり、副軸回転数が目標副軸回転数（ギヤイン可能な同期範囲の下限）を下回ってしまった場合である。

この場合、直ちにクラッチが接側へと作動され、第二の所定位置まで移動する。本実施形態の第二の所定位置は、クラッチが半クラッチ領域に入る位置Ｐ１である。クラッチがつながり始めると、クラッチ出力軸１５及び副軸３２にエンジン１の駆動力が伝わりその回転数が上昇する。そして、クラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘ以上まで上昇した（副軸回転数も目標副軸回転数以上に上昇する）ならば、再度、クラッチを断側に作動する。

一方、このときＴＭＣＵ９は現在のエンジン回転数Ｙと目標クラッチ出力軸回転数Ｘとの差Ｚを算出する（Ｙ−Ｘ＝Ｚ）。そして、その差Ｚが予め設定した値（例えば１００ｒｐｍ）よりも大きい場合、クラッチが所定の断位置まで断側に移動し、その後設定期間Ｔを経過するまではギヤインを禁止する。ここでは、クラッチの所定の断位置とは半クラッチ領域の断側境界位置Ｐ２のことであり、設定期間Ｔは５０ｍｓである。よって、クラッチが位置Ｐ２まで断側に移動した時刻ｔ５から５０ｍｓを経過した時刻ｔ６よりも前では、ギヤインは実行されない。

従って、時刻ｔ３でクラッチを接することによってクラッチ出力軸回転数が上昇し、時刻ｔ４において実際のクラッチ出力軸回転数と目標クラッチ出力軸回転数Ｘとが（同期）一致しても、時刻ｔ６よりも前であるためギヤインは実行されない。

クラッチが位置Ｐ２まで断側に移動するとエンジン１の駆動力がクラッチ出力軸１５（及び副軸３２）に伝わらなくなり、クラッチ出力軸１５の回転数が下降する。

そして、設定期間Ｔが経過するとギヤインの禁止は解除されるので、その後、下降するクラッチ出力軸１５の回転数が目標クラッチ出力軸回転速度Ｘと一致（同期）した時刻ｔ７においてギヤイン指示信号がＴＭＣＵ９から出力され、ギヤインの実行が開始される（時刻ｔ７）。

なお、クラッチが位置Ｐ２まで断側に移動した時刻ｔ５以降、副軸ブレーキ手段２７を作動して副軸３２及びクラッチ出力軸１５を減速制動するようにしても良い。

一方、エンジン回転数Ｙと目標クラッチ出力軸回転数Ｘとの差Ｚが設定値よりも小さい場合には、ギヤインの禁止は行わない。従って、時刻ｔ４でクラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘと一致（同期）するとギヤインが実行される。

このように、エンジン回転数Ｙと目標クラッチ出力軸回転数Ｘとの差が大きいときには、クラッチを接して副軸３２の回転数を上昇させた後、クラッチが所定位置よりも断側に移動するまではギヤインを禁止する。従って、その後ギヤインを行うときはクラッチが切れた状態であるためエンジン１の駆動力が変速先のギヤのドグギヤに伝達されることはなく、ギヤ鳴りを防止できる。

また、ギヤインを行うときのクラッチ出力軸１５及び副軸３２はオイルの粘性等による回転抵抗により回転数が低減している状態であるため、スリーブをドグに入れるときの抵抗が小さく、ギヤ鳴りを引き起こす可能性が小さい。

一方、エンジン回転数Ｙと目標クラッチ出力軸回転数Ｘとの差Ｚが小さいときには、時刻ｔ４でクラッチを接したときのクラッチ出力軸及び副軸の加速度が比較的小さくギヤ鳴りが発生する心配は少ないので、クラッチが所定位置まで断側に移動する前であってもクラッチ出力軸回転数と目標クラッチ出力軸回転数Ｘ（副軸回転数と目標副軸回転数）とが一致（同期）したならばギヤインを実行する。これにより、変速期間の短期化を図っている。

以下、このような制御を実行するためのプログラムについて、図１３のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートはＴＭＣＵ９によって所定時間（ｅｘ．３２ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１において、現在シンクロ制御中であるかどうかを判定する。シンクロ制御中でないということはノンシンクロギヤ段（メインギヤ１８）の変速を伴う変速ではないので、ステップＳ８に進みタイマーをクリアして終了する。

ステップＳ１でシンクロ制御中であると判定された場合、ステップＳ２に進み現在の変速機出力軸回転数に変速先のギヤ段（目標ギヤ段）のギヤ比を乗じて目標クラッチ出力軸回転数Ｘを算出する。即ち、ここでは変速機出力軸回転数に変速機３全体としてのギヤ段のギヤ比（スプリッタ１７、メインギヤ１８、レンジギヤ１９全て含んだギヤ比）を乗じて直接目標クラッチ出力軸回転数Ｘを算出するようにしている。

続いてステップＳ３に進み、現在のエンジン回転数ＹとステップＳ２で算出した目標クラッチ出力軸回転数Ｘとの差Ｚを算出する（Ｚ＝Ｙ−Ｘ）。

次にステップＳ４に進み、ステップＳ３で算出した差Ｚが設定値１よりも大きいかどうかを判定する。設定値１は前述したようにここでは１００ｒｐｍである。差Ｚが設定値１以下である場合はステップＳ８に進みタイマーをクリアして終了する。従って、ギヤインの禁止は行われず、図１２においてクラッチを接した後クラッチ出力軸回転数と目標クラッチ出力軸回転数Ｘとが一致（同期）した時刻ｔ４においてギヤインが行われる。

一方、ステップＳ４で差Ｚが設定値１よりも大きいと判定された場合、ステップＳ５に進み、現在のクラッチが設定値２（図１２の位置Ｐ２）よりも断側に位置しているかどうかを判定する。クラッチ位置が設定値２よりも接側であると判定された場合、ステップＳ６に進んでタイマーをクリアした後ステップＳ７に進んでギヤインを禁止する。従って、このときにクラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘと一致（同期）してもギヤインは行われない。

一方、ステップＳ５でクラッチが設定値２よりも断側に移動したと判定された場合、ステップＳ９に進みタイマーによる時間計測を開始する（タイマーインクリメント）。

次に、ステップＳ１０に進み、タイマーの計測値が設定値３よりも大きいかどうかを判定する。設定値３は前述したようにここでは５０ｍｓである。タイマーの計測値が設定値３以下であると判定された場合、ステップＳ７に進みギヤインの禁止を維持したまま終了する。

ステップＳ１０においてタイマーの計測値が設定値３よりも大きいと判定された場合、ステップＳ１１に進みギヤインの禁止を解除して終了する。これが、図１２における時刻ｔ６である。その後、クラッチ出力軸回転数が下降して目標クラッチ出力軸回転数Ｘと一致（同期）したらギヤインが実行される。

なお、設定値１、設定値２及び設定値３は他の値に設定することもできる。また、設定値３は必ずしも設定する必要はなく、クラッチが設定値２まで断側に移動したならばギヤインの禁止を解除するようにしても良い。

さて、以上説明してきたような変速制御装置であるが、本発明では、「発明が解決しようとする課題」の項で説明した問題点を解決すべく改良が加えられている。

即ち、寒冷地などで変速機３の油温が低く、クラッチが断側に作動しかつギヤ抜きしている場合、つまり、副軸３２の回転数の下降速度が著しく速い場合、通常油温時シンクロ制御から低油温時シンクロ制御に切り替えて、ギヤが入らない現象やギヤ鳴りを防止することが目的である。

低油温時シンクロ制御の特徴は、副軸３２側の回転数と主軸３３側の回転数の大小にかかわらず、所定の位置にクラッチを移動させ、副軸３２側と主軸３３側とが同期（一致）するようにエンジンを制御し、その後、ギヤインが完了するまでクラッチを断側に作動させない点にある。

まず、図１５に基づいて、シフトアップ時などのように変速先のギヤ段においてドグギヤ回転数（副軸３２側）＞スリーブ回転数（主軸３３側）となっている場合の低油温時シンクロ制御について説明する。

図１５の上側には、クラッチの断接状態（プレッシャプレート２ｂの位置）が示される。図１５の下側には、クラッチ出力軸回転数が実線で、エンジン回転数Ｙが点線で示される。なお、図１５（および図１６）のＰ１は、クラッチが切れ始めた直後の位置であり、同様にＰ２は、クラッチが完全に切れる直前の位置である。

まず、時刻ｔ１において変速指示信号があった場合、クラッチを断側に作動する。クラッチが半クラッチ領域に入る位置Ｐ１まで断側に移動したら変速機３のギヤ抜きをする（時刻ｔ２）。さらに、通常油温時シンクロ制御と同様に、クラッチ位置がＰ１となった時点から、エンジン制御を疑似アクセル開度に基づく制御に移行させる。

一方、ＴＭＣＵ９は変速先のギヤ段における主軸３３側のスリーブと副軸３２側のドグギヤとを同期させるために必要な目標副軸回転数を算出し、その目標副軸回転数に相当する目標クラッチ出力軸回転数Ｘを算出する。

時刻ｔ２では、エンジン回転数Ｙが目標クラッチ出力軸回転数Ｘよりも高い。そこで、エンジン回転数Ｙが目標クラッチ出力軸回転数Ｘと一致（同期）するようにエンジンを制御してエンジン回転数Ｙを下降させる。

また、クラッチ出力軸回転数も目標クラッチ出力軸回転数Ｘよりも高い。そこで、副軸３２を減速制動してクラッチ出力軸回転数を下降させる。

副軸３２を減速制動する場合、通常油温時シンクロ制御では副軸ブレーキ手段２７を作動させたが、低油温時シンクロ制御ではその必要がない。これは、変速機３のオイル粘度が高いことから、クラッチを断側に作動させてギヤ抜きした状態にすると、副軸３２に副軸ブレーキ手段２７と同等の強いブレーキ効果が作用し、そのブレーキ効果により副軸回転数が十分に速い速度で下降するためである。その副軸回転数の下降により、副軸３２に連動するクラッチ出力軸１５の回転数も当然下降する。

また、時刻ｔ２では、ギヤインの前に行うべき事前動作を開始する。事前動作として、スプリッタギヤ１７の変速、レンジギヤ１９の変速及びメインギヤ１８のセレクト方向の移動を行う。それらの事前動作は時刻ｔ３で完了する。

ここでは、事前動作の完了時（時刻ｔ３）にクラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘを下回る場合が多い。一方、エンジン回転数Ｙは、時刻ｔ３でも依然として目標クラッチ出力軸回転数Ｘよりも高い場合が多い。

時刻ｔ３において事前動作が完了すると直ちにクラッチを接側に作動させる。クラッチは、第一の所定位置まで移動させる。本実施形態の第一の所定位置は、第二の所定位置Ｐ１よりも接側に位置する。具体的には、第一の所定位置はクラッチの接側の限界位置である完接位置Ｐ０である。本実施形態では、クラッチを完接位置Ｐ０に移動して副軸側と主軸側とを同期させるクラッチ完接制御が実行される。

このように、クラッチを完接位置Ｐ０まで移動させるのは、Ｐ１よりも断側の半クラッチ領域にクラッチを移動させたのでは、低油温時のブレーキ効果によりクラッチ入力軸（図示せず）とクラッチ出力軸１５との間に滑りが生じてしまい、クラッチ出力軸１５を同期させるのに時間が掛かってしまうためである。完接位置Ｐ０では、低油温時であってもクラッチが滑ることがない。

クラッチがつながり始めると、クラッチ出力軸１５および副軸３２にエンジンの駆動力が伝わり、それらの回転数が上昇する。クラッチが完接位置Ｐ０まで移動すると、クラッチ出力軸回転数はエンジン回転数Ｙと同期する。

このように、低油温時シンクロ制御の場合、クラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘを超えても、クラッチを断側に作動させない。

上述したように、エンジン回転数Ｙは目標クラッチ出力軸回転数Ｘまで下降するように制御されている。そこで、クラッチ接の状態を保持してクラッチ出力軸回転数をエンジン回転数Ｙと共に下降させる。

時刻ｔ４では、クラッチ出力軸回転数（エンジン回転数Ｙ）が目標クラッチ出力軸回転数Ｘに一致する（すなわち、副軸３２側の回転数が主軸３３側の回転数と同期する）。そこで、クラッチ接のままでギヤインを行う。時刻ｔ４において、ＴＭＣＵ９がギヤイン指示信号を発信すると、タイムラグの後、時刻ｔ５においてギヤインが完了する。このように本実施形態では、副軸側が主軸側と同期したことを検出した時（時刻ｔ４）から、ギヤイン完了を検出する（時刻ｔ５）までの間、クラッチを完接位置Ｐ０で保持する。

次に、図１６に基づきシフトダウン時などのように、変速先のギヤ段においてドグギヤ回転数＜スリーブ回転数となっている場合の低油温時シンクロ制御について説明する。

図１６の上側には、クラッチの断接状態（プレッシャプレート２ｂの位置）が示される。図１６の下側には、クラッチ出力軸回転数が実線で、エンジン回転数Ｙが点線で示される。

まず、時刻ｔ１において変速指示信号があった場合、クラッチを断側に作動させる。クラッチが半クラッチ領域に入る位置Ｐ１まで断側に移動したらギヤ抜きを指示する（時刻ｔ２）。さらに、通常油温時シンクロ制御と同様に、クラッチ位置がＰ１となった時点から、エンジン制御を疑似アクセル開度に基づく制御に移行する。

一方、ＴＭＣＵ９が目標クラッチ出力軸回転数Ｘを算出する。さらに、実際のエンジン回転数Ｙを目標クラッチ出力軸回転数Ｘまで上昇させて一定に保持する。

時刻ｔ２からｔ３までの間で、ギヤインの前に行うべき事前動作を行う。時刻ｔ３で、クラッチを接側に作動させ第一の所定位置（本実施形態では完接位置Ｐ０）まで移動させる。

クラッチがつながり始めると、クラッチ出力軸１５および副軸３２にエンジンの駆動力が伝わり、それらの回転数が上昇する。時刻ｔ３では、既にエンジン回転数Ｙが目標クラッチ出力軸回転数Ｘと同期している。そのため、クラッチが完接位置Ｐ０まで移動すると、クラッチ出力軸回転数が目標クラッチ出力軸回転数Ｘと同期する（時刻ｔ４）。このように、クラッチが第一の所定位置に到達する前に副軸３２側の回転数と主軸３３側の回転数とが同期している場合には、その同期状態を保持するようにエンジンを制御する。

時刻ｔ４では、クラッチ接のままギヤインを行う。時刻ｔ４において、ＴＭＣＵ９がギヤイン指示信号を発信すると、タイムラグの後、時刻ｔ５においてギヤインが完了する。

以上のように、低油温時シンクロ制御では、ギヤインが完了するまでクラッチ接の状態を保持する。クラッチ接の状態では、クラッチ出力軸や副軸に作用するオイルの回転抵抗がエンジンの駆動力により打ち消されており、クラッチ出力軸回転数はエンジン回転数と同期したものとなる。そこで、エンジン回転数Ｙを目標クラッチ出力軸回転数で保持することで、ドグギヤ回転数とスリーブ回転数との回転差がギヤイン可能な範囲内に収まるような副軸回転数を保持することができる。

このように、クラッチを接したままでギヤインを行うことで、ギヤイン指示信号が発信されてからギヤインが完了するまでのわずかの時間に、クラッチ出力軸回転数が過度に下降してしまうという問題が解消され、ギヤインを確実に行うことができる。

また、ギヤイン時にエンジン回転数Ｙとクラッチ出力軸回転数とが同期しているため、クラッチ接ままギヤインを実行してもギヤ鳴りが発生する心配がない。

また、ギヤインを確実に行うことで、ギヤイン時の車両の失速を防止することができる。

また、低温時シンクロ制御では、副軸ブレーキ制御に比べ変速時間が延びる可能性があるが、ある程度走行すれば変速機の油温が設定温度Ｔ１を超え、自動的に通常油温時シンクロ制御に移行し、変速時間を短縮する制御を実施することができる。つまり、変速機の油温に基づいて常に最適な変速制御を行うことができる。

なお、本発明はこれまで説明してきた変速制御装置に限定されない。

例えば、本実施形態の第一の所定位置は完接位置Ｐ０であるが、これに限定されない。第一の所定位置は、エンジンのトルクをクラッチ出力軸に伝達させる範囲（図１５中Ｐ２〜Ｐ０）内であれば任意に設定することができる。例えば、クラッチ出力軸回転数とエンジン回転数Ｙとが略同期するような位置が考えられる。第一の所定位置は、設定温度Ｔ１、ギヤイン時のタイムラグ、エンジンの駆動力、クラッチの伝達トルクなどを考慮して適切に設定される。

また、温度検出手段は、油温センサ５１に限定されない。例えば、変速機の油温はエンジンの水温と相関があることを考慮し、油温をエンジン水温から間接的に推定するようにしてもよい。

また、通常油温時シンクロ制御は、上述したものに限らず、例えば、本出願人が特開２００３−１７５７５０号公報で開示しているようなもの等でもよい。

また、上記フローチャートは一例として示したものであり、本発明を限定するものではない。

また、本発明は、ノンシンクロギヤ段を備えた変速機の変速を制御するものであれば他の変速制御装置にも当然適用できる。さらには、ノンシンクロギヤ段を備えない変速機の変速を制御する変速制御装置にも適用することが考えられる。

本発明の一実施形態に係る車両の自動変速装置を示す構成図である。 自動変速機を示す構成図である。 自動クラッチ装置を示す構成図である。 シフトアップマップである。 シフトダウンマップである。 変速機内の各ギヤの歯数を示す。 ドグギヤ回転及びスリーブ回転の算出式を示す。 ダブルクラッチ制御の内容を示すタイムチャートである。 変速パターン判別プログラムを示すフローチャートである。 変速Ａパターンの内容を示すフローチャートである。 変速Ｂパターンの内容を示すフローチャートである。 副軸回転数が目標副軸回転数を下回った場合の制御内容を示すタイムチャートである。 図１２の制御を実行するためのフローチャートである。 通常油温時シンクロ制御と低油温時シンクロ制御との切り替えを実行するためのフローチャートである。 低油温時シンクロ制御の制御内容を示すタイムチャートである。 低油温時シンクロ制御の制御内容を示すタイムチャートである。 従来の制御内容を示すタイムチャートである。

符号の説明

２ クラッチ
３ 変速機
６ エンジンコントロールユニット
９ トランスミッションコントロールユニット
１０ クラッチアクチュエータ
１８ メインギヤ（ノンシンクロギヤ段）
２７ 副軸ブレーキ手段
３２ 副軸
３３ 主軸
５１ 油温センサ（温度検出手段）

Claims (9)

1. 車輪側に連動する主軸と、エンジン及びクラッチ側に連動する副軸とを備えた変速機の変速を制御する変速制御装置であって、
   上記変速機の油温を検出するための温度検出手段を備え、
   いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が、ギヤインを行うために必要な目標副軸回転速度と同期しないときには、
   上記クラッチを第一の所定位置まで接側に移動させ、その後、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期するようにエンジンを制御し、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うことを特徴とする変速制御装置。
2. いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度よりも高いときに、ギヤ抜きを行うべく上記クラッチを断した後、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度を下回った場合には、
   上記クラッチを上記第一の所定位置まで接側に移動させて上記副軸側の回転速度を上記エンジンを制御することで上昇させ、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行う請求項１記載の変速制御装置。
3. 上記変速機が、変速時に変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度と上記目標副軸回転速度とを同期させるための機械的なシンクロ機構を有さないノンシンクロギヤ段を備えた請求項１または２記載の変速制御装置。
4. 上記ノンシンクロギヤ段へ変速するときであって、上記検出温度が所定温度を超え、かつ変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度よりも高いときに、上記クラッチを断してギヤ抜きを行った後、上記副軸に設けられた副軸ブレーキ手段によって上記副軸を上記目標副軸回転速度まで減速制動してギヤインを行う際に、
   その減速制動により、上記副軸の回転速度が上記目標副軸回転速度を下回った場合に、上記クラッチを第二の所定位置まで接側に移動させ、上記副軸の回転速度を上記目標副軸回転速度以上まで上昇させた後、上記クラッチを再び断側に作動すると共に、上記クラッチが予め設定した位置まで断側に移動するまでの間はギヤインを禁止し、その後、上記副軸回転速度が下降して上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行う請求項３記載の変速制御装置。
5. 上記第一の所定位置が、上記第二の所定位置よりも接側に位置する請求項４記載の変速制御装置。
6. 上記検出温度が上記所定温度を超える場合には、上記クラッチが上記設定した位置まで断側に移動した後、所定期間を経過するまではギヤインを禁止する請求項４または５記載の変速制御装置。
7. 上記検出温度が上記所定温度を超える場合には、上記クラッチが上記設定した位置まで断側に移動した後、上記副軸ブレーキ手段により上記副軸を減速制動する請求項４から６いずれかに記載の変速制御装置。
8. 上記目標副軸回転速度に相当する上記クラッチの出力軸回転速度を算出し、その算出したクラッチ出力軸回転速度と実際のエンジン回転速度との差を比較する手段を備え、
   上記検出温度が上記所定温度を超え、かつ上記差が所定値よりも小さいときには、上記ギヤインの禁止は実行せず、上記クラッチを上記第二の所定位置まで移動させクラッチ接とし、上記副軸の回転速度が上昇し上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行う請求項４から７いずれかに記載の変速制御装置。
9. 車輪側に連動する主軸と、エンジン及びクラッチ側に連動する副軸とを備えた変速機の変速を制御する変速制御方法であって、
   上記変速機の油温を検出するための温度検出手段を設け、
   いずれかのギヤ段に変速するときであって、上記温度検出手段による検出温度が所定温度以下で、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が、ギヤインを行うために必要な目標副軸回転速度と同期しないときには、
   上記クラッチを第一の所定位置まで接側に移動させ、その後、変速先のギヤ段における上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期するようにエンジンを制御し、上記副軸側の回転速度が上記目標副軸回転速度と同期したときにギヤインを行うことを特徴とする変速制御方法。
   

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