JP2007113608A - 変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速時のトルク変動に起因するショックの発生を抑制しつつ、変速制御時の応答性を向上させる。
【解決手段】ＥＣＵは、変速要求があると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、シフト抜き制御とクラッチ抜き制御とエンジントルク制御を行なうステップ（Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６）と、駆動トルクＴＱがαより大きく（Ｓ１０８にてＮＯ）、クラッチストロークＣがβより小さくても（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、ギヤが抜けており（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、シフト位置がニュートラルになっていると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、シフトセレクトシャフトをセレクト方向に移動させるステップ（Ｓ１１８）と、シンクロ制御を行なうステップ（Ｓ１２２）と、クラッチ入れ制御を行なうステップ（Ｓ１２６）と、ギヤ入れ制御を行なうステップ（Ｓ１２８）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、常時噛み合い式の変速機の変速制御装置であって、特に、変速が要求された後に、変速前の変速段からシフト位置をニュートラル位置に戻す動作と、クラッチを係合状態から解放状態に切り換える動作とを並行して行なう変速制御に関する。

従来より、常時噛み合い式のギヤトレーンからなる変速機において、変速を手動ではなく、アクチュエータなどを用いて自動で行なうものがある。このような変速機が搭載された車両においては、エンジンと変速機との間に設けられたクラッチは、アクチュエータなどにより作動させられる。このような変速機において、急加速や坂道での発進等の場合においては、変速を速やかに行なうことが望ましい。

たとえば、実開平６−２０１２７号公報（特許文献１）は、運転者が急加速、坂道での発進等必要に応じ早い変速を指示できる変速機の変速制御装置を開示する。この変速制御装置は、メイン変速機とハイロー２段切換のレンジ式サブ変速機とを有する電子制御機械式自動変速機の変速制御装置である。変速制御装置には、運転者が早い変速を要求するための急変速要求スイッチが設けられ、急変速要求スイッチからの信号によりクラッチを切り、メイン変速機のギヤを抜くと同時にサブ変速機を変速し、その変速作動の完了後にメイン変速機のギヤを噛み合わせる制御装置が設けられる。

上述した公報に開示された変速制御装置によると、急加速や坂道での発進等、急変速が必要な時、急変速要求スイッチであるキックダウン領域までアクセルペダルを踏み込むか、シフトレバーに設けた急変速スイッチをＯＮして変速すれば変速時間が短縮できる。

また、登坂中の変速時などにおける変速時間の短縮を目的として、車両の状態に応じて、クラッチを係合させたまま変速が行なわれたり、クラッチの係合を解除して変速が行なわれたりする技術が公知である。たとえば、特表２００４−５２３７０５号公報（特許文献２）は、マスタクラッチを係合させたまま行なわれるダイナミックシフト操作と、マスタクラッチの係合を解除した後、再度係合させるように行なわれるダイナミックシフト操作のうちのいずれかを行なうように命令する自動機械式変速システムを開示する。この自動機械式変速システムは、自動マスタクラッチ用のオペレータとシステムコントローラとを有する車両用の自動機械式変速システムである。選択されている変速比から目的の変速比までダイナミックシフト操作を行なう際、システムコントローラは、（i）マスタクラッチを係合させたまま行なうシフトシーケンスと、（ii）マスタクラッチの係合を解除した後、再度係合させることを含むシフトシーケンスのいずれかが最も効果的であるかを評価しかつ実行するのに効果的なコントロールロジックを用いる。

上述した公報において開示された自動機械式変速システムによると、選択されている変速比から目的の変速比までダイナミックシフト操作を行なう際、（i）マスタクラッチを係合させたまま行なうシフトシーケンスと、（ii）マスタクラッチの係合の解除と再度の係合とを含むシフトシーケンスのいずれかが最も効果的であるかを評価し、効果的なシーケンスを実行することができる。
実開平６−２０１２７号公報 特表２００４−５２３７０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された変速制御装置は、複数の変速機の各々において、順次行なわれる複数の変速動作を並行して行なうことにより変速時間の短縮を実現するものであって、１つの変速機について複数の変速動作を行なうことについては考慮されていない。そのため、たとえば、変速時にクラッチの係合を解放する動作とシフト位置をニュートラル位置に戻す動作とを並行して行なうことにより変速時間を短縮しようとしても、変速機の入力軸と出力軸との間に、トルク変動による大きな捩れが発生した状態で、動力伝達が急に遮断されると、捩れが解放されることによりショックが発生する可能性がある。

そこで、特許文献２に開示された自動機械式変速システムのように、エンジンから出力されるトルクを制御することが考えられるが、特許文献２に開示された自動機械式変速システムにおいては、エンジンから出力されるトルクを低減する制御は、クラッチを係合した状態で行なわれるものである。したがって、クラッチの状態の変化（たとえば、係合状態から解放状態への変化）に応じてクラッチから変速機に伝達されるトルクが変動することについて考慮されていない。そのため、応答性よく変速制御を行なおうとすると、クラッチから変速機に伝達されるトルクの変動によりショックが発生する可能性がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速時のトルク変動に起因するショックの発生を抑制しつつ、変速制御時の応答性を向上させる変速制御装置を提供することである。

第１の発明に係る変速制御装置は、車両に搭載された動力源にクラッチを介して接続される常時噛み合い式変速機の変速制御装置である。変速機は、シフト選択部材が所望の変速段に対応する位置に移動すると、変速段に対応するギヤが動力伝達状態になることにより変速する。この変速制御装置は、動力源から出力される駆動トルクを検知するための検知手段と、クラッチから変速機に伝達される伝達トルクを検知するための伝達トルク検知手段と、車両の駆動輪から変速機に伝達される負荷トルクを検知するためのトルク検知手段と、車両の走行中に変速が要求されると、クラッチを係合状態から解放状態になるように切り換えるための切換手段と、クラッチの切り換えに並行して、負荷トルクが、駆動トルクおよび伝達トルクのうちの少なくとも一方よりも大きくなると、動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、シフト選択部材を移動させるための手段とを含む。

第１の発明によると、変速制御装置は、車両の駆動輪から変速機に伝達される負荷トルクが、駆動トルクおよび伝達トルクのうちの少なくとも一方よりも大きくなると、動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、シフト選択部材を移動させる。負荷トルクが、駆動トルクおよび伝達トルクのうちの少なくとも一方よりも大きくなる時点とは、変速が要求された後に、変速機の入力軸に付与されるトルク（駆動トルクまたは伝達トルク）と出力軸に付与されるトルク（負荷トルク）とが略同じあるいは、その大小関係が逆転する時点である。変速機の入出力軸に付与されるトルクが略同じになると、動力伝達経路上におけるトルクの変動が小さくなる。また、変速機の入出力軸に付与されるトルクの大小関係が逆転するとき、変速機内の動力伝達経路上における軸の捩れ方向が逆になるため、軸の捩れが小さくなる。このとき、変速段に対応するギヤが非伝達状態となるように、シフト選択部材を移動させることにより、トルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制することができる。また、クラッチが解放状態になるにつれて、変速機の入力軸に付与される伝達トルクは小さくなるため、伝達トルクが速やかに負荷トルクよりも小さくなる。これにより、シフト選択部材の移動が速やかに開始されるため、クラッチの解放操作とシフト位置をニュートラルに戻す操作とを並行して行なうことができる。そのため、シフト選択部材の、変速後の変速段に対応する位置への移動を速やかに開始することができる。すなわち、変速制御における応答性を向上させることができる。したがって、変速時のトルク変動に起因するショックの発生を抑制しつつ、変速制御時の応答性を向上させる変速制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る変速制御装置は、車両に搭載された動力源にクラッチを介して接続される常時噛み合い式変速機の変速制御装置である。変速機は、シフト選択部材を所望の変速段に対応する位置に移動させると、変速段に対応するギヤが動力伝達状態となることにより変速する。この変速制御装置は、車両の走行中に変速が要求されると、シフト選択部材に対して、動力伝達状態のギヤが非伝達状態となる方向に、変速段に対応した力を付与するための付与手段と、変速段に対応した力の付与に並行して、クラッチを係合状態から解放状態になるように切り換えるための切換手段と、シフト選択部材の位置を検知するための位置検知手段と、検知された位置が、変速前の変速段において動力伝達状態のギヤが非伝達状態となる位置になると、シフト選択部材を変速後の変速段に対応する位置になるように移動させるための手段とを含む。

第２の発明によると、車両の走行中においては、変速機の入力軸には、動力源から出力される駆動トルクあるいはクラッチから伝達される伝達トルクが付与される。変速機の出力軸には、駆動トルクおよび伝達トルクとは逆方向であって、車両の走行抵抗により駆動輪から伝達される負荷トルクが付与される。車両の走行中に変速が要求された後に、クラッチが解放状態になるように切り換えられて、それに応じて伝達トルクが低下すると（あるいは、動力源の出力が低減されて、それに応じて駆動トルクが低下すると）、伝達トルク（あるいは駆動トルク）と負荷トルクとの大小関係が略同じあるいは逆転する場合がある。このとき、シフト選択部材に対して、変速段に対応した力が付与されているため、変速段に対応するギヤが非伝達状態になるようにシフト選択部材が移動する。伝達トルクと負荷トルクとが略同じとなる場合には、動力伝達経路上のトルク変動は小さくなる。また、伝達トルクと負荷トルクとの大小関係が逆転する場合には、変速機の入出力軸間における軸が逆方向に捩れを開始するための捩れ量が小さくなる。このとき、変速段に対応するギヤにかかるトルクあるいはトルク変動が小さくなる。そのため、ギヤを動力伝達状態から非伝達状態に移行するために要する力（シフト選択部材を移動させるために要する力）が減少するため、付与していた力によりシフト選択部材が移動する。したがって、動力伝達経路上においてトルク変動が発生していない状態でシフト選択部材を移動させることができるため、動力伝達経路上のトルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制することができる。また、シフト選択部材の位置が、変速段に対応したギヤが非伝達状態となる位置となることを検知することにより、変速後の変速段への移動を速やかに開始することができる。すなわち、変速制御における応答性を向上させることができる。したがって、変速時のトルク変動に起因するショックの発生を抑制しつつ、変速制御時の応答性を向上させる変速制御装置を提供することができる。

第３の発明に係る変速制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、変速段に対応した力は、変速段に対応するギヤが動力伝達状態から非伝達状態となるときの、シフト選択部材の移動に要する力であって、車両の走行抵抗により駆動輪から変速機に伝達される負荷トルクに基づいて算出される。

第３の発明によると、車両の走行中に変速が要求されると、変速段に対応した力がシフト選択部材に付与される。変速が要求されてから、変速機の入力軸に入力されるトルク（たとえば、伝達トルクあるいは駆動トルク）が低下すると、変速機の出力軸に入力されるトルク（たとえば、負荷トルク）と略同じになったり、あるいは、大小が逆転したりする。このとき、変速機の変速段に対応するギヤには、多くとも負荷トルクに基づくトルクが付与される。したがって、シフト選択部材は、付与された力により、変速段に対応するギヤが非伝達状態となるように移動を開始する。そのため、動力伝達経路上のトルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制しつつ、変速後の変速段への移動を速やかに開始することができる。

第４の発明に係る変速制御装置は、第２または３の発明の構成に加えて、動力源から出力される駆動トルクを検知するためのトルク検知手段と、変速前の変速段に対応するギヤが動力伝達状態であって、検知されたトルクが、車両の駆動輪から変速機に伝達される負荷トルク以下になると、動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、シフト選択部材を移動させるための手段とをさらに含む。

第４の発明によると、動力源から出力される駆動トルクが、負荷トルク以下になると、動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、シフト選択部材を移動させる。駆動トルクが負荷トルク以下になる時点とは、変速機の入力軸に付与されるトルク（駆動トルク）と出力軸に付与されるトルク（負荷トルク）とが略同じあるいは、大小関係が逆転する時点である。駆動トルクが負荷トルクと略同じになると、動力伝達経路上におけるトルクの変動が小さくなる。また、駆動トルクと負荷トルクとの大小関係が逆転するとき、変速機内の動力伝達経路上における軸の捩れ方向が逆になるため、軸の捩れが小さくなる。このとき、変速段に対応するギヤが非伝達状態となるように、シフト選択部材を移動させることにより、トルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制することができる。

第５の発明に係る変速制御装置は、第２〜４のいずれかの発明の構成に加えて、クラッチから変速機に伝達される伝達トルクを検知するための伝達トルク検知手段と、変速前の変速段に対応するギヤが動力伝達状態であって、検知された伝達トルクが、車両の駆動輪から変速機に伝達される負荷トルク以下になると、動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、シフト選択部材を移動させるための手段とをさらに含む。

第５の発明によると、クラッチから変速機に伝達される伝達トルクが、負荷トルク以下になると、動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、シフト選択部材を移動させる。伝達トルクが負荷トルク以下になる時点とは、変速機の入力軸に付与されるトルク（伝達トルク）と出力軸に付与されるトルク（負荷トルク）とが略同じあるいは、大小関係が逆転する時点である。伝達トルクが負荷トルクと略同じになると、動力伝達経路上におけるトルクの変動が小さくなる。また、伝達トルクと負荷トルクとの大小関係が逆転するとき、変速機内の動力伝達経路上における軸の捩れ方向が逆になるため、軸の捩れが小さくなる。このとき、変速段に対応するギヤが非伝達状態となるように、シフト選択部材を移動させることにより、トルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制することができる。また、クラッチが解放状態になるにつれて、変速機の入力軸に付与される伝達トルクは小さくなるため、伝達トルクが速やかに負荷トルクよりも小さくなる。これにより、シフト選択部材の移動が速やかに開始されるため、クラッチの解放操作とシフト位置をニュートラルに戻す操作とを並行して行なうことができる。そのため、シフト選択部材の、変速後の変速段に対応する位置への移動を速やかに開始することができる。すなわち、変速制御における応答性を向上させることができる。

第６の発明に係る変速制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、変速の要求があると、動力源から出力される駆動トルクを制御するための手段をさらに含む。

第６の発明によると、たとえば、変速制御時において、駆動トルクが低減するように動力源が制御されると、駆動トルクの低下により、変速機の入力軸に付与される駆動トルクは小さくなるため、駆動トルクが速やかに負荷トルクよりも小さくなる。これにより、シフト選択部材の移動が速やかに開始されるため、変速後の変速段に対応する位置への移動を速やかに開始することができる。すなわち、変速制御における応答性を向上させることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る変速制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、エンジン１００で発生した駆動力が、クラッチ２００、変速機３００、デファレンシャルギヤ４００およびドライブシャフト４０２を介して駆動輪４０４に伝達されることにより走行する。エンジン１００、クラッチ２００および変速機３００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００により制御される。本実施の形態に係る変速制御装置は、たとえば、ＥＣＵ５００において実行されるプログラムにより実現される。

クラッチ２００は、エンジン１００のクランクシャフト６００に連結されている。クラッチ出力軸２０２は、スプライン３１０を介して変速機３００の入力軸３０２に連結されている。

変速機３００は、常時噛み合い式のギヤトレーンから構成されている。変速機３００におけるギヤ段の選択は、アクチュエータ３０４によりシフトフォークシャフト３０８を摺動させることにより行なわれる。

本実施の形態において、変速機３００の内部には、３本のシフトフォークシャフト３０８が互いに略平行に設けられる。３本のシフトフォークシャフト３０８は、それぞれ軸方向に摺動可能に設けられる。また、３本のシフトフォークシャフト３０８を直交するように、シフトセレクトシャフトが設けられる。このシフトセレクトシャフトが「シフト選択部材」に対応する。シフトセレクトシャフトには、中心軸回りおよびシフトフォークシャフト３０８と直交する方向に移動可能に設けられる。シフトセレクトシャフトの途中には、突出部が設けられる。シフトフォークシャフト３０８のそれぞれの一方端には、シフトセレクトシャフトの突出部に嵌合（以下、噛み合いともいう）可能な溝が、シフトセレクトシャフトの移動可能な方向、すなわち、シフトフォークシャフト３０８と直交する方向に沿って設けられる。シフトセレクトシャフトがシフトフォークシャフト３０８と直交する方向（セレクト方向）に移動することにより、突出部は、３本のシフトフォークシャフト３０８のうちのいずれかの溝に嵌合する。シフトセレクトシャフトの突出部がシフトフォークシャフト３０８の溝に嵌合した状態でシフトセレクトシャフトが中心軸回り（シフト方向）に回転すると、突出部の回転力が溝に加わって、シフトフォークシャフト３０８は、軸と平行な方向に摺動する。シフトフォークシャフト３０８の他方端には、入力軸３０２あるいは出力軸３０６と同期回転するハブスリーブ３１０，３１２，３１４がシフトフォークにより保持される。ハブスリーブ３１０〜３１４および変速段に対応するギヤには互いに対応する形状のスプライン構造を有している。シフトフォークシャフト３０８が摺動するとともに、ハブスリーブ３１０〜３１４のいずれかが摺動して、ハブスリーブのスプラインとギヤ側に設けられるスプラインとが嵌合することにより、ギヤ３１６，３１８，３２０，３２２，３２４のいずれかが入力軸３０２あるいは出力軸３０６と連結状態（同期状態）となって、動力伝達状態となる。なお、ハブスリーブ３１０〜３１４およびギヤ３１６〜３２４のスプラインには、嵌合時の抜け防止のために、その当接面が嵌合方向と異なる角度（テーパ角度）となるような形状を有する。具体的には、ハブスリーブ３１０〜３１４およびギヤ３１６〜３２４のスプラインの先端部が、抜け方向に力が加わったときに当接面の面圧が上昇するような形状を有する。当接面の面圧の上昇により摩擦力が増大して抜け方向の移動が制限される。

３本のシフトフォークシャフト３０８の他方端に設けられるシフトフォークは、１速−２速用ハブスリーブ３１０、３速−４速用ハブスリーブ３１２、５速−リバース用ハブスリーブ３１４をそれぞれ保持する。したがって、たとえば、シフトセレクトシャフトの突出部が、１速−２速用のハブスリーブ３１０が設けられるシフトフォークシャフト３０８の溝に嵌合して、シフトフォークシャフト３０８を摺動させる場合、基準位置（ニュートラル位置）から摺動可能な二方向のうちの一方（図１の紙面右側）に摺動すると、１速−２速用ハブスリーブ３１０が１速に対応するギヤ３１６と連結状態となる。そして、シフトフォークシャフト３０８が他方（図１の紙面左側）に摺動すると、１速−２速用ハブスリーブ３１０が２速に対応するギヤ３１８と連結状態となる。このようにして、１速から２速への変速が行なわれる。３速〜５速への変速についても同様に対応するギヤ３２０〜３２４のいずれかと対応するハブスリーブ３１２，３１４のいずれかとが嵌合することにより変速するため、その詳細な説明は繰り返さない。また、本実施の形態においては、変速機３００は、１速から５速の変速機として説明するが、特にこれに限定されるものではない。また、ハブスリーブ３１０〜３１４とギヤ３１６〜３２４とを連結状態にするために、たとえば、ハブスリーブの回転とギヤの回転とを同期させるシンクロメッシュ機構が用いられるが、公知な技術であるため、その詳細は説明しない。

本実施の形態においては、アクチュエータ３０４によりシフトセレクトシャフト３０８を駆動して、所望の変速段に対応するシフトフォークシャフト３０８を摺動させることにより変速が行なわれる。アクチュエータ３０４は、たとえば、１または２以上のモータにより構成され、シフトセレクトシャフトをセレクト方向およびシフト方向に駆動させる。なお、アクチュエータ３０４は、油圧により作動するものであってもよく、特にモータに限定されるものではない。

アクチュエータ３０４の内部には、前述のモータの作動量に基づくシフトセレクトシャフトの位置（セレクト方向の位置およびシフト方向の位置）を検知するためのシフト位置検知センサ（図示せず）が設けられる。シフト位置検知センサは、検知したシフトセレクトシャフトの位置を表す信号をＥＣＵ５００に送信する。なお、シフト位置検知センサは、直接シフトセレクトシャフトの位置を検知するようにしてもよい。

ＥＣＵ５００には、シフト量検知センサ、アクセル開度センサ５０２、ブレーキストロークセンサ５０４、ポジションセンサ５０６、タイミングロータ５０８の外周に対向して設けられたクランクポジションセンサ５１０、入力軸回転数センサ５１２、出力軸回転数センサ５１４、車速センサ５１６から信号が送信される。

アクセル開度センサ５０２は、アクセルペダルのアクセル開度を検出する。ブレーキストロークセンサ５０４、ブレーキペダルの操作量（踏込み量）を検出する。ポジションセンサ５０６は、シフトレバーのシフトポジションを検出する。

クランクポジションセンサ５１０により、エンジン回転数ＮＥが検出される。具体的には、クランクポジションセンサ５１０から送信されるパルス信号の１パルスあたりの時間に基づいて、ＥＣＵ５００がエンジン回転数ＮＥを検出する。

入力軸回転数センサ５１２により、変速機３００の入力軸３０２の回転数ＮＩが検出される。具体的には、入力軸回転数センサ５１２から送信されるパルス信号の１パルスあたりの時間に基づいて、ＥＣＵ５００が入力軸回転数ＮＩを検出する。

出力軸回転数センサ５１４により、変速機３００の出力軸３０６の回転数が検出される。具体的には、出力軸回転数センサ５１４から送信されるパルス信号の１パルスあたりの時間に基づいて、ＥＣＵ５００が出力軸回転数を検出する。

車速センサ５１６により、駆動輪４０４の回転数ＮＯが検出される。具体的には、車速センサ５１６から送信されるパルス信号の１パルスあたりの時間に基づいて、ＥＣＵ５００が駆動輪４０４の回転数ＮＯを検出する。また、駆動輪４０４の回転数ＮＯから車速が算出される。さらに、車速から加速度（減速度を含む）が算出される。

ＥＣＵ５００は、これらのセンサから送信された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたプログラム、マップおよび変速線などに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ５００は、エンジン１００、クラッチ２００および変速機３００を制御する。

図２を参照して、クラッチ２００についてさらに説明する。クラッチ２００は、乾式単板式の摩擦クラッチである。図２に示すように、クラッチ２００は、クラッチ出力軸２０２と、クラッチ出力軸２０２に配設されたクラッチディスク２０４と、クラッチハウジング２０６と、クラッチハウジング２０６に配設されたプレッシャプレート２０８と、ダイヤフラムスプリング２１０と、クラッチレリーズシリンダ２１２と、レリーズフォーク２１４と、レリーズスリーブ２１６とを含む。

ダイヤフラムスプリング２１０が、プレッシャプレート２０８を図２において右方向に付勢することにより、クラッチディスク２０４が、エンジン１００のクランクシャフト６００に取り付けられたフライホイール６０２に押付けられ、クラッチが係合される。

クラッチレリーズシリンダ２１２が、レリーズフォーク２１４を介して図２において右方向へ、レリーズスリーブ２１６を移動させることにより、ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図２において右方向へ移動する。ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図２において右方向へ移動すると、プレッシャプレート２０８が図２において左方向に移動し、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが離れてクラッチが解放される。

クラッチレリーズシリンダ２１２は、リザーバ２１８から油圧ポンプ２２０により汲み上げられた作動油の油圧が、クラッチソレノイドバルブ２２２を介して供給されることにより作動する。クラッチソレノイドバルブ２２２は、クラッチレリーズシリンダ２１２に対する油圧の供給および排出を切り換える。クラッチソレノイドバルブ２２２は、ＥＣＵ５００により制御される。

クラッチレリーズシリンダ２１２に油圧が供給されると、クラッチレリーズシリンダ２１２のピストンが図２において左方向に移動し、レリーズスリーブ２１６が図２において右方向へ移動してクラッチが解放される。クラッチレリーズシリンダ２１２のピストンの位置（クラッチストローク）は、クラッチストロークセンサ５２２により検出される。クラッチストロークセンサ５２２の検出結果を表す信号は、ＥＣＵ５００に送信される。

ＥＣＵ５００は、クラッチストロークセンサ５２２から送信された信号に基づいて、クラッチ２００が解放状態にあるか、係合状態にあるか、半係合状態にあるかを検出する。なお、クラッチ２００を電力により作動するようにしてもよい。

以上のような構成を有する車両に搭載されたＥＣＵ５００は、車両の走行中において、走行状態に応じてあるいは運転者の要求により、変速機３００の変速が要求されると、シフトセレクトシャフトに対して、動力伝達状態のギヤが非伝達状態（ハブスリーブのスプラインとギヤのスプラインの噛み合いが外れる位置）となる方向（すなわち、ニュートラル側）に、変速段に対応した力を付与するようにアクチュエータ３４０を制御する。変速段に対応した力の付与と並行して、ＥＣＵ５００は、係合状態から解放状態に切り換えるようにクラッチ２００を制御する。ＥＣＵ５００は、シフトセレクトシャフトの位置が、変速前の変速段に対応するギヤが非伝達状態となる位置になると、シフトセレクトシャフトが変速後の変速段に対応する位置に移動するようにアクチュエータ３０４を制御する。本発明は、ＥＣＵ５００が上述の動作をする点に特徴を有する。

なお、「変速段に対応した力」は、変速段に対応するギヤが動力伝達状態から非伝達状態となるときの、シフトセレクトシャフトの移動に要する力であって、車両の走行抵抗により駆動輪４０４から変速機３００に伝達される負荷トルクに基づいて算出される。

すなわち、変速段に対応した力は、ハブスリーブのスプラインとギヤのスプラインとに、負荷トルクに基づく力が付与されるときに、ハブスリーブのスプラインとギヤのスプラインとの噛み合いが外れるようにハブスリーブを軸方向に移動させるために要する力である。

負荷トルクは、車両の走行抵抗に基づいて算出されるトルクであって、車両の速度に応じて負荷トルクは異なる。負荷トルクは、たとえば、車両の速度と予め定められた近似式とにより算出される。負荷トルクは、速度と負荷トルクとの関係を示すマップを予めＥＣＵ５００のメモリに記憶しておき、車速センサ５１６により検知された速度とマップとにより算出されるようにしてもよい。なお、たとえば、クラッチが係合状態であって、負荷トルクが駆動トルクと略同じとなるとき、車両は一定車速を維持して走行する。

算出された負荷トルクは、ハブスリーブの回転軸上に換算される。そして、ハブスリーブに嵌合するギヤの円周上の荷重が、ハブスリーブの回転軸上に換算された負荷トルクと、ギヤの径との積により算出される。そして、スプラインに設けられるテーパ角度により生じる負荷トルクの軸方向の分力が算出される。この分力が、ハブスリーブのスプラインとギヤのスプラインとに負荷トルクに基づく力が付与されるときの、スプラインの嵌合方向に働く力である。したがって、シフトセレクトシャフトの移動に要する力は、算出された分力にバラツキ吸収などを考慮した適合値を加えた力である。各変速段に応じてギヤ径が異なるため、変速段に対応した力は、各変速段毎に算出される。

以下、図３を参照して、本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ５００は、変速要求があるか否かを判断する。ＥＣＵ５００は、たとえば、車両の走行状態に応じてアップシフトあるいはダウンシフトの変速が要求される状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ５００は、車両の速度およびスロットル開度に応じて、予め定められた変速線図に従って、変速が要求される状態であるか否かを判断する。あるいは、ＥＣＵ５００は、運転者のシフトレバーあるいはパドルシフトの操作を検知することにより、変速が要求される状態であるか否かを判断するようにしてもよい。変速要求があると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ５００は、シフト抜き制御を開始する。「シフト抜き制御」は、アクチュエータ３４０により、シフトフォークシャフト３０８に対してニュートラル位置方向に、変速段に対応した力を付与する制御である。具体的には、ＥＣＵ５００は、シフトセレクトシャフトに対して、ハブスリーブのスプラインとギヤのスプラインの噛み合いが外れる方向に、変速段に対応した力を付与するようにアクチュエータ３４０を制御する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ抜き制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が係合状態から解放状態になるように、クラッチソレノイドバルブ２２２に制御信号を送信する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ５００は、エンジントルク制御を開始する。たとえば、ＥＣＵ５００は、アップシフトが要求されると、エンジン１００の駆動トルクＴＱが低下するように制御する。具体的には、ＥＣＵ５００は、スロットル開度が小さくなるように、スロットルモータに制御信号を送信する。あるいは、ＥＣＵ５００は、燃料噴射量が小さくなるようにインジェクタに制御信号を送信するようにしてもよい。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００において、クラッチストロークセンサ５２２により検知されたクラッチストロークＣが予め定められた値α以上であるか否かを判断する。予め定められた値αは、クラッチ２００の伝達トルクが駆動輪４０４から変速機３００に伝達される負荷トルクと略同じとなるときのクラッチストロークである。クラッチストロークＣが予め定められた値α以上であると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００から出力される駆動トルクＴＱが予め定められた値β以下であるか否かを判断する。エンジン１００の駆動トルクＴＱは、直接検知するようにしてもよいし、たとえば、スロットル開度、エンジン回転数、燃料噴射量および吸入空気量、吸気温度等から推定するようにしてもよい。予め定められた値βは、クラッチ２００の伝達トルクが駆動輪４０４から変速機３００に伝達される負荷トルクと略同じになるときの駆動トルクである。駆動トルクＴＱが予め定められた値β以下であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ５００は、ギヤ抜き制御を行なう。「ギヤ抜き制御」において、ＥＣＵ５００は、変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるようにアクチュエータ３０４を制御する。

Ｓ１１４にて、ＥＣＵ５００は、ギヤが抜けたか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５００は、変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れたか否かを判断する。ＥＣＵ５００は、シフト位置検知センサにより検知されたシフトセレクトシャフトの位置が、ギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるときのシフトセレクトシャフトの位置よりもニュートラル側であるか否かを判断する。

具体的には、ＥＣＵ５００は、｛（シフトストローク）−（変速段学習値）｝が予め定められた値γ以上であるか否かを判断する。変速段学習値は、各変速段に対応した学習値である。経年劣化等により、ハブスリーブのスプラインとギヤのスプラインとの噛み合いが外れるシフトストロークが変化する場合があるため、学習値により経年劣化による、噛み合いが外れるときのシフトストロークのずれを補正する。学習値は、たとえば、ＥＣＵ５００が予め定められた学習条件を満足するときに、アクチュエータ３０４を作動させて、シフトセレクトシャフトの作動範囲をシフト位置センサ等により検知して、初期値あるいは前回の学習時の作動範囲との差を学習値として算出する。ギヤが抜けたと判断されると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に戻される。

Ｓ１１６にて、ＥＣＵ５００は、シフトセレクトシャフトの位置が、ニュートラルに対応する位置であるか否かを判断する。ＥＣＵ５００は、シフト位置検知センサにより検知されたシフトセレクトシャフトの位置が、いずれのシフトフォークシャフト３０８も基準位置であることを示す位置であるか否かを判断する。シフトセレクトシャフトの位置がニュートラルに対応する位置であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１１６に戻される。

Ｓ１１８にて、ＥＣＵ５００は、シフトセレクトシャフトをセレクト方向に移動させる。ＥＣＵ５００は、シフトセレクトシャフトの突出部が、変速後の変速段に対応するシフトフォークシャフト３０８の溝に嵌合するように、アクチュエータ３０２に制御信号を送信する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ５００は、シフトセレクトシャフトのセレクト方向への移動が完了したか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５００は、シフト位置検知センサにより検知されたシフトセレクトシャフトのセレクト方向の位置が、変速後の変速段に対応する位置であるか否かを判断する。セレクト方向への移動が完了すると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２に移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１１８に戻される。

Ｓ１２２にて、ＥＣＵ５００は、シンクロ制御を開始する。「シンクロ制御」は、変速機３００の入力軸の回転数と、出力軸の回転数とを同期させる制御である。すなわち、ＥＣＵ５００は、ハブスリーブの回転とギヤの回転とを同期させる。ＥＣＵ５００は、アクチュエータ３０４の制御によりハブスリーブとギヤとが予め定められた位置関係（たとえば、変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合う前の予め定められたシフトストローク）になるように、シフトフォークシャフト３０８を摺動させる。ハブスリーブとギヤとが予め定められた位置関係になると、シンクロメッシュ機構が作動して、ハブスリーブの回転とギヤの回転とが同期する。

Ｓ１２４にて、ＥＣＵ５００は、シンクロ制御が完了したか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ５００は、入力軸回転数センサ５１２により検知される入力軸３０２の回転数ＮＩと、出力軸回転数センサ５１４により検知される出力軸３０６の回転数とに基づいて、ハブスリーブの回転とギヤの回転とが同期しているか否かを判断する。シンクロ制御が完了すると（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、処理はＳ１２６に移される。もしそうでないと（Ｓ１２４にてＮＯ）、処理はＳ１２２に移される。

Ｓ１２６にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００の入れ制御を開始する。ＥＣＵ５００は、解放状態から係合状態になるようにクラッチ２００を制御する。なお、クラッチ２００の入れ制御は、後述するギヤ入れ制御の後に行なうようにしてもよいし、並行して行なうようにしてもよい。

Ｓ１２８にて、ＥＣＵ５００は、ギヤ入れ制御を行なう。ＥＣＵ５００は、変速後の変速段に対応するシフトフォークシャフト３０８を摺動させて、変速後の変速段に対応するギヤ位置に移動するように、アクチュエータ３０４を制御する。このとき、変速後の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとが嵌合する。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ５００は、ギヤ入れ制御が完了したか否かを判断する。ＥＣＵ５００は、シフト位置検知センサにより検知されたシフトセレクトシャフトの位置が、変速後の変速段に対応する位置に移動したか否かを判断する。ギヤ入れ制御が完了すると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１２８に移される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００の動作について図４を用いて説明する。

車両の走行中において、図４（Ａ）に示すように、エンジン１００の駆動トルクＴＱがＴＱ（２）であって、クラッチストロークＣがクラッチ２００の完全係合状態を示すＣ（０）であって、シフトストロークＳが３速を示すＳ（０）であるとする。

時間Ｔ（０）において、車両の走行状態に応じて、あるいは、運転者のシフト操作により３速から４速へのアップシフトの要求があると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、シフトセレクトシャフトには、ニュートラル方向に、３速ギヤ３２０に対応した力がアクチュエータ３０４により付与される（Ｓ１０２）。そして、クラッチストロークＣがＣ（０）から増加するよう制御される（Ｓ１０４）。さらに、エンジン１００の駆動トルクＴＱがＴＱ（２）から低下するように制御される（Ｓ１０６）。

図４（Ｂ）に示すように、時間Ｔ（１）において、クラッチストロークＣがＣ（１）となる。クラッチストロークＣ（１）がα以上であると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、図４（Ｃ）に示すように、時間Ｔ（１）において、ギヤ抜き制御が開始される（Ｓ１１２）。

図４（Ａ）に示すように、時間Ｔ（１）において、エンジン１００の駆動トルクＴＱがＴＱ（１）となる。ＴＱ（１）がβ以下であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、図４（Ｃ）に示すように、時間Ｔ（１）において、ギヤ抜き制御が開始される（Ｓ１１２）。

図４（Ｃ）に示すように、時間Ｔ（２）において、シフトストロークが３速−４速用ハブスリーブ３１２と３速ギヤ３２０との噛み合いが外れる位置に対応するＳ（１）になると、ギヤが抜けたと判断される（Ｓ１１４にてＹＥＳ）。

時間Ｔ（３）において、シフトストロークＳがニュートラルの位置に対応するＳ（２）になると、シフト位置がニュートラルであると判断される（Ｓ１１６にてＹＥＳ）。また、３速−４速の変速であるので、セレクト方向の移動は行なわれない（Ｓ１１８，Ｓ１２０にてＹＥＳ）。

時間Ｔ（４）において、シフトストロークＳが４速側の予め定められた位置に対応するＳ（２）になるとシンクロ制御が開始される（Ｓ１２２）。時間Ｔ（５）において、シンクロ制御が完了すると（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、クラッチ２００が係合状態になるように制御されるとともに（Ｓ１２６）、シフトストロークＳが、３速−４速用ハブスリーブ３１２のスプラインと４速ギヤ３２２のスプラインとが噛み合い状態になる位置に対応するＳ（４）になるようにアクチュエータ３０４が制御される（Ｓ１２８，Ｓ１３０にてＹＥＳ）。

そして、時間Ｔ（６）において、シフト制御が完了すると、クラッチ２００が係合状態になりつつ、エンジン１００の駆動トルクＴＱが運転者の要求（アクセル開度）に対応するように上昇する。

ここで、時間Ｔ（０）以降において、エンジン１００の駆動トルクＴＱの低下、あるいは、クラッチストロークＣの増加に伴なって伝達トルクが低下するときに、クラッチストロークＣがαよりも小さく（Ｓ１０８にてＮＯ）、かつ、駆動トルクＴＱがβよりも大きくても（Ｓ１１０にてＮＯ）、シフトセレクトシャフトに対して、３速ギヤ３２０に対応した力が付与されるているため、３速ギヤ３２０が非伝達状態になるように、シフトセレクトシャフトが移動する場合がある。これは、駆動トルクＴＱおよび伝達トルクの低下により、変速機３００の入力軸から入力されるトルクと駆動輪４０４から変速機３００に伝達される負荷トルクとが略同じあるいは大小関係が逆転する場合があるためである。

変速機３００の入力軸から入力されるトルクと負荷トルクとが略同じになる場合には、動力伝達経路上においてトルク変動が小さい状態である。また、入力軸から入力されるトルクと負荷トルクとの大小関係が逆転する場合には、変速機３００の入出力軸間における軸が逆方向に捩れを開始するため、捩れが小さくなる。

したがって、３速−４速用ハブスリーブ３１２のスプラインと３速ギヤ３２０に設けられるスプラインとが噛み合う力が弱まるため、時間Ｔ（１）よりも早期の時間Ｔ’（１）において、図４（Ｃ）の破線に示すように、３速−４速用ハブスリーブ３１２に対応するシフトフォークシャフト３０８が付与された力によりニュートラル側に摺動して、３速−４速用ハブスリーブ３１２と３速ギヤ３２０との噛み合いが外れる（Ｓ１１４にてＹＥＳ）。このとき、図４（Ａ）−（Ｃ）の実線と比較して、Ｔ（１）−Ｔ’（１）の分だけ早期に変速を開始することができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る変速制御装置によると、車両の走行中に変速が要求された後に、駆動トルクおよび伝達トルクのうちの少なくともいずれか一方が、負荷トルク以下になると、ギヤが非伝達状態になるように、シフトセレクトシャフトを移動させる。駆動トルクが負荷トルク以下になる時点とは、変速機の入力軸に付与されるトルク（駆動トルクまたは伝達トルク）と出力軸に付与されるトルク（負荷トルク）とが略同じあるいは、大小関係が逆転する時点である。変速機の入力軸に付与されるトルクが略同じになると、動力伝達経路上におけるトルクの変動が小さくなる。また、変速機の入出力軸に付与されるトルクの大小関係が逆転するとき、変速機内の動力伝達経路上における軸の捩れ方向が逆になるため、軸の捩れが小さくなる。このとき、変速段に対応するギヤが非伝達状態となるように、シフト選択部材を移動させることにより、トルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制することができる。

また、クラッチが解放状態になるにつれて、変速機の入力軸に付与される伝達トルクは小さくなるため、伝達トルクが速やかに負荷トルクよりも小さくなる。これにより、シフトセレクトシャフトの移動が速やかに開始されるため、クラッチの解放操作とシフト位置をニュートラルに戻す操作とを並行して行なうことができる。そのため、シフトセレクトシャフトの、変速後の変速段に対応する位置への移動を速やかに開始することができる。すなわち、変速制御における応答性を向上させることができる。したがって、変速時のトルク変動に起因するショックの発生を抑制しつつ、変速制御時の応答性を向上させる変速制御装置を提供することができる。

また、駆動トルクおよび伝達トルクのうちの少なくともいずれか一方が負荷トルク以下にならなくても、シフトセレクトシャフトに対して、変速段に対応した力が付与されているため、変速段に対応するギヤがハブスリーブとの噛み合いが外れるようにシフトセレクトシャフトが移動する場合がある。

伝達トルクと負荷トルクとが略同じとなる場合には、動力伝達経路上のトルク変動は小さくなる。また、伝達トルクと負荷トルクとの大小関係が逆転する場合には、変速機の入出力軸間における軸が逆方向に捩れを開始するための捩れ量が小さくなる。したがって、変速段に対応するギヤにかかるトルクあるいはトルク変動が小さくなる。そのため、ギヤが非伝達状態に移行するために要する力が減少するため、付与していた力によりシフトセレクトシャフトが移動する。したがって、より早期の段階でシフトセレクトシャフトを移動させることができるため、動力伝達経路上のトルク変動に起因するショックの発生を効果的に抑制しつつ、変速制御の応答性をさらに向上させることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る変速制御装置について説明する。本実施の形態に係る変速制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る変速制御装置を搭載する車両の構成と比較して、ＥＣＵ５００で実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る変速制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態において、変速制御装置であるＥＣＵ５００が、運転者が速い変速を要求しているか否かに応じて、変速ショックを抑制した変速制御と、速い変速の変速制御とを切り換える点に特徴を有する。

以下、図５を参照して、本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００で実行される、速い変速が要求されないときの変速制御のプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ５００は、変速要求があるか否かを判断する。変速要求があると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでないと、処理はＳ２００に戻される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ５００は、速い変速が要求されているか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ５００は、たとえば、運転者により変速速度を調整できる操作装置の操作状態に基づいて運転者が速い変速を要求しているか否かを判断する。操作装置は、たとえば、変速速度を調整できるダイヤルであってもよいし、スイッチ等であってもよい。

あるいは、ＥＣＵ５００は、運転者のアクセル開度あるいはアクセル開度の変化量に基づいて、運転者が速い変速を要求しているか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ５００は、運転者のアクセル開度あるいはその変化量が予め定められた値以上であると、運転者が速い変速を要求していると判断する。

さらに、ＥＣＵ５００は、車両の走行状態に応じて、運転者により速い変速が要求されることが予測できる状態であるか否かを判断するようにしてもよい。車両の走行状態は、たとえば、車両の速度、エンジントルクの推定値、路面の勾配、あるいは、ナビゲーションシステムから受信する地図情報を含む。たとえば、車両が走行する路面が登坂路であることが検知されると、ＥＣＵ５００は、運転者により速い変速が要求されることが予測できる状態であると判断する。速い変速が要求されると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、処理はＳ２０４に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ５００は、エンジントルク制御とクラッチ抜き制御とを並行して開始する。ＥＣＵ５００は、エンジン１００の駆動トルクＴＱが低下するように、すなわち、スロットル開度が小さくなるように、スロットルモータに制御信号を送信するとともに、クラッチ２００が解放状態になるようにクラッチソレノイドバルブ２２２に制御信号を送信する。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００の駆動トルクＴＱが判定値以下であって、かつ、クラッチストロークが、エンジン１００の変速機３００へのトルク伝達が切れるストロークに到達したか否かを判断する。

エンジンの駆動トルクＴＱは、直接検知するようにしてもよいし、エンジン１００の回転数、スロットル開度、燃料噴射量、吸入空気量および吸気温度に基づいて推定するようにしてもよい。「判定値」は、走行抵抗の推定値、駆動トルクＴＱの低下率およびシフトストロークの応答性（たとえば、目標シフトストロークに対する遅れ等）等を考慮してギヤ抜き制御の開始するか否かを判定する値であって、たとえば、実験等により適合される値である。

エンジン１００の駆動トルクＴＱが判定値以下であって、かつ、クラッチストロークが、エンジン１００のトルク伝達が切れるストロークに到達すると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２０４に戻される。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ５００は、変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるように、ギヤ抜き制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ５００は、アクチュエータ３０４により、シフトフォークシャフト３０８の位置を基準位置（ニュートラル）側に移動するように制御する。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ５００は、シフトストローク（シフトセレクトシャフトの位置）が、変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるストローク（位置）に到達したか否かを判断する。ギヤとハブスリーブとの噛み合いが外れるシフトストロークに到達すると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２０８に戻される。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ５００は、変速後の変速段に対応するギヤのスプラインとがハブスリーブのスプラインと噛み合うようにギヤ入れ制御を行なう。具体的には、ＥＣＵ５００は、アクチュエータ３０４の制御によりシフトセレクトシャフトを移動させて、変速後の変速段に対応するシフトフォークシャフト３０８を摺動させることにより、変速後の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとを噛み合わせる。

Ｓ２１４にて、ＥＣＵ５００は、シフトストロークが、変速後の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとが噛み合うストロークに到達したか否かを判断する。シフトストロークが、変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合うストロークに到達すると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１６に移される。もしそうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、処理はＳ２１２に移される。

Ｓ２１６にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００のクラッチ入れ制御およびスロットル開度を運転者の要求に復帰する制御を行なう。すなわち、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が解放状態から係合状態に移行するようにクラッチソレノイドバルブ２２２に制御信号を送信する。また、ＥＣＵ５００は、スロットル開度がアクセル開度の操作に対応する開度になるようにスロットルモータに制御信号を送信する。

Ｓ２１８にて、クラッチストロークがトルク伝達が可能なストロークに到達し、かつ、スロットル開度が運転者の要求に応じた開度であるか否かを判断する。クラッチストロークがトルク伝達が可能なストロークに到達し、かつ、スロットル開度が運転者の要求に応じた開度であると（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ２１８にてＮＯ）、処理はＳ２１６に移される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００の動作について説明する。

車両の走行中において、たとえば、３速から４速へのアップシフトの要求があって（Ｓ２００にてＹＥＳ）、ダイヤル、スイッチ等の変速速度の操作装置の操作状態に基づいて、速い変速が要求されないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、エンジン１００の駆動トルクＴＱが低下するように制御され、さらに、クラッチ２００が解放状態になるように制御される（Ｓ２０４）。

そして、エンジン１００の駆動トルクＴＱが判定値以下であって、かつ、トルク伝達が切れるクラッチストロークに到達すると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、３速ギヤ３２０からニュートラルへのギヤ抜き制御が開始される（Ｓ２０８）。

そして、３速ギヤ３２０のスプラインと３速−４速用ハブスリーブ３１２のスプラインとの噛み合いが外れるシフトストロークに到達すると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、ニュートラルに対応するシフトストロークになった後、４速ギヤ３２２へのギヤ入れ制御が開始される（Ｓ２１２）。

４速ギヤ３２２のスプラインと３速−４速用ハブスリーブ３１２のスプラインとが噛み合うシフトストロークに到達すると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、クラッチ２００が係合状態になるように制御され、かつ、スロットル開度が運転者の要求（アクセル開度）に対応した開度になるようにスロットルモータが制御される（Ｓ２１６）。そして、トルク伝達可能なクラッチストロークに到達し、かつ、スロットル開度が運転者の要求に対応した開度になると（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、この処理が終了する。

次に、図６を参照して、本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００で実行される、速い変速が要求されるときの変速制御のプログラムの制御構造について説明する。なお、図６に示したフローチャートの中で、前述の図５に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

変速要求があると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、Ｓ３００にて、ＥＣＵ５００は、速い変速が要求されているか否かを判断する。速い変速が要求されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ３０２にて、ＥＣＵ５００は、エンジントルク制御とクラッチ抜き制御とギヤ抜き制御とを並行して開始する。

Ｓ３０４にて、ＥＣＵ５００は、（１）エンジン１００の駆動トルクＴＱが判定値以下であって、かつ、（２）エンジン１００のトルク伝達が切れるクラッチストロークに到達し、さらに、（３）変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるシフトストロークに到達したか否かを判断する。上述した（１）〜（３）の条件が全て満足すると（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。もしそうでないと（Ｓ３０４にてＮＯ）、処理はＳ３０２に戻される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００の動作について図７を用いて、説明する。

車両の走行中において、図７（Ａ）に示すように、エンジン１００から出力される駆動トルクＴＱがＴＱ’（２）であって、クラッチストロークがクラッチ２００の完全係合状態を示すストロークであって、シフトストロークが３速を示すＳ（０）であるとする。

時間Ｔ（０）において、駆動トルクＴＱがＴＱ’（１）になったときに、車両の走行状態に応じて、あるいは、運転者のシフト操作により３速から４速へのアップシフトの要求があり（Ｓ２００にてＹＥＳ）、ダイヤル、スイッチ等の変速速度の操作装置の操作状態に基づいて速い変速が要求されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、エンジン１００の駆動トルクＴＱが低下するように制御され、かつ、クラッチ２００の解放状態になるように制御され、さらに、３速ギヤ３２０からニュートラルへのギヤ抜き制御が開始される（Ｓ３０２）。３速ギヤ３２０からニュートラルへのギヤ抜き制御が開始されると、ＥＣＵ５００は、図７（Ｂ）の破線に示すように目標シフトストロークの変化に追従するように、アクチュエータ３０４を制御する。このとき、シフトストロークは、図７（Ｂ）の実線に示すように変化する。

時間Ｔ（１）において、エンジン１００の駆動トルクＴＱがＴＱ’（０）になるときに、判定値以下となり、かつ、トルク伝達が切れるクラッチストロークに到達し、かつ、３速ギヤ３２０のスプラインと３速−４速用ハブスリーブ３１２のスプラインとの噛み合いがはずれるシフトストロークＳ’（１）に到達すると（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、シフトストロークがニュートラルに対応するシフトストロークＳ’（２）に到達した後に、４速ギヤ３２２へのギヤ入れ制御が開始される（Ｓ２１２）。

シフトストロークがＳ’（１）に到達するときに、エンジン１００の駆動トルクＴＱが走行抵抗の推定値に基づく駆動輪４０４から変速機３００に伝達されるトルクと略同じになるようにすることにより、ギヤの噛み合いが外れるときに動力伝達経路上のトルク変動に起因するショックの発生が抑制される。

４速ギヤ３２２のスプラインと３速−４速用ハブスリーブ３１２のスプラインとが噛み合うシフトストロークに到達すると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、クラッチ２００が係合状態になるように制御され、かつ、スロットル開度が運転車の要求に対応した開度になるようにスロットルモータが制御される（Ｓ２１６）。そして、トルク伝達可能なクラッチストロークになり、かつ、スロットル開度が運転者の要求に対応した開度になると（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、この処理が終了する。

以上のようにして、本実施の形態に係る変速制御装置によると、速い変速が要求されないときには、クラッチが解放状態（トルク伝達が切れる状態）においてシフト制御が行なわれるため、シフト制御時に動力伝達経路上のトルク変動に起因して生じるショックの発生を抑制することができる。また、速い変速が要求されるときには、エンジンの制御とクラッチの制御とシフト制御とを並行して実行することにより、エンジンの制御とクラッチの制御を並行して実行した後に、シフト制御を実行する場合と比較して、シフト制御を早期に開始できるため、変速制御の応答性を向上させることができる。このように、運転者の要求に応じて、変速ショックを抑制できる変速と、速い変速とを切り換えることにより、運転者の所望の変速制御を実現することができるため、運転者が感じる変速時の違和感を低減することができる。

なお、好ましくは、運転者が速い変速を要求していると判断された場合においては、各制御の無応答時間（あるいは遅れ時間）を考慮し、各制御の開始と終了とをオーバラップさせるようにしてもよい。このようにすると、さらに速い変速を実現することができる。

また、本実施の形態においては、２つのフローチャート（速い変速が要求されるときに実行されるフローチャートと速い変速が要求されないときに実行されるフローチャート）を並行して実行するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、たとえば２つのフローチャートを１つにまとめるようにしてもよい。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係る変速制御装置について説明する。本実施の形態に係る変速制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る変速制御装置を搭載する車両の構成と比較して、ＥＣＵ５００で実行される、速い変速が要求されるときの変速制御のプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る変速制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

以下、図８を参照して、本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００で実行される、速い変速が要求されるときの変速制御のプログラムの制御構造について説明する。なお、図８に示したフローチャートの中で、前述の図６に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

変速要求があって（Ｓ２００にてＹＥＳ）、かつ、速い変速が要求されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、Ｓ４００にて、ＥＣＵ５００は、エンジントルク制御を開始する。Ｓ４０２にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００から出力される駆動トルクＴＱが判定値以下であるか否かを判断する。エンジン１００の駆動トルクＴＱが判定値以下であると（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、処理はＳ４０４に移される。もしそうでないと（Ｓ４０２にてＮＯ）、処理はＳ４００に戻される。

Ｓ４０４にて、ＥＣＵ５００は、変速前の変速段のギヤ抜き制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ５００は、変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるように、アクチュエータ３０４に制御信号を送信する。

Ｓ４０６にて、ＥＣＵ５００は、シフトストロークが、変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるストロークに到達したか否かを判断する。変速前の変速段に対応するギヤのスプラインとハブスリーブのスプラインとの噛み合いが外れるシフトストロークに到達すると（Ｓ４０６にてＹＥＳ）、処理はＳ４０８に移される。もしそうでないと（Ｓ４０６にてＮＯ）、処理はＳ４０４に戻される。

Ｓ４０８にて、ＥＣＵ５００は、スロットル開度を制御することにより、入力軸３０２の回転数が、変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合うときの回転数になるようにエンジン１００の回転数を制御する。変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合うときの回転数とは、ショックの発生がないように変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合うと予測される入力軸３０２の回転数である。

Ｓ４１０にて、ＥＣＵ５００は、エンジン１００の回転数が、変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合うときの回転数に到達したか否かを判断する。変速後の変速段に対応するギヤとハブスリーブとが噛み合うときの回転数に到達すると（Ｓ４１０にてＹＥＳ）、処理はＳ４１２に移される。もしそうでないと（Ｓ４１０にてＮＯ）、処理はＳ４０８に戻される。

Ｓ４１２にて、ＥＣＵ５００は、入力軸３０２の回転が出力軸３０６の回転と同期しているか否かを判断する。具体的には、ＥＣＵ５００は、変速後の変速段に対応するギヤ側の回転数とハブスリーブ側の回転数とが略同じであるか否かを判断する。入力軸３０２の回転が出力軸３０６の回転と同期していると（Ｓ４１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８に移される。もしそうでないと（Ｓ４１２にてＮＯ）、処理はＳ４１４に移される。

Ｓ４１４にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００の抜き制御を開始する。Ｓ４１６にて、ＥＣＵ５００は、クラッチストロークが、エンジン１００のトルク伝達が切れるストロークに到達しているか否かを判断する。クラッチストロークが、エンジンのトルク伝達が切れるストロークに到達していると（Ｓ４１６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。もしそうでないと（Ｓ４１６にてＮＯ）、処理はＳ４１４に戻される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵ５００の動作について説明する。

車両の走行中において、たとえば、３速から４速へのアップシフトの要求があって（Ｓ２００にてＹＥＳ）、ダイヤル、スイッチ等の変速速度の操作装置の操作状態に基づいて、速い変速が要求されると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、エンジン１００の駆動トルクＴＱが低下するように制御される（Ｓ４００）。エンジン１００の駆動トルクＴＱが判定値以下になると（Ｓ４０２にてＹＥＳ）、３速ギヤ３２０からニュートラルへのギヤ抜き制御が開始される（Ｓ４０４）。

３速ギヤ３２０と３速−４速用ハブスリーブ３１２との噛み合いが外れるシフトストロークに到達すると（Ｓ４０６にてＹＥＳ）、スロットル制御により入力軸回転数が４速ギヤ３２２と３速−４速用ハブスリーブ３１２とが噛み合うときの回転数になるように制御される（Ｓ４０８）。

入力軸３０２の回転数が４速ギヤ３２２と３速−４速用ハブスリーブ３１２とが噛み合うときの回転数に到達すると（Ｓ４１０にてＹＥＳ）、入力軸３０２の回転数と出力軸３０６の回転数とが同期していれば（Ｓ４１２にてＹＥＳ）、４速ギヤ３２２へのギヤ入れ制御が開始される（Ｓ２０８）。

一方、入力軸３０２の回転数と出力軸３０６の回転数とが同期していなければ（Ｓ４１２にてＮＯ）、クラッチ２００が解放状態になるように制御される（Ｓ４１４）。クラッチストロークが、トルク伝達が切れる位置に到達すると（Ｓ４１６にてＹＥＳ）、４速ギヤ３２２へのギヤ入れ制御が開始される（Ｓ２１２）。

４速ギヤ３２２と３速−４速用ハブスリーブ３１２とが噛み合うシフトストロークに到達すると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、クラッチ２００が係合状態になるように制御され、かつ、スロットル開度が運転者の要求（アクセル開度）に対応した開度になるようにスロットルモータが制御される（Ｓ２１６）。そして、トルク伝達可能なクラッチストロークに到達し、かつ、スロットル開度が運転者の要求に対応した開度になると（Ｓ２１８にてＹＥＳ）、この処理が終了する。

以上のようにして、本実施の形態に係る変速制御装置によると、第２の実施の形態に係る変速制御装置における効果に加えて、さらに、入力軸３０２の回転と出力軸３０６の回転とが同期するときには、クラッチの抜き制御が省略され、さらに、シンクロメッシュ機構の作動により入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させる回数を低減させることができるため、変速時間を短縮し、かつ、シンクロメッシュ機構の劣化を抑制することができる。そのため、シンクロメッシュ機構の耐久性を向上させることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

第１の発明の実施の形態に係る変速制御装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。 第１の発明の実施の形態に係る変速制御装置を搭載した車両のクラッチを示す図である。 第１の実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。 第２の実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵで実行される、速い変速が要求されないときの変速制御のプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵで実行される、速い変速が要求されるときの変速制御のプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。 第３の実施の形態に係る変速制御装置であるＥＣＵで実行される、速い変速が要求されるときの変速制御のプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、２００ クラッチ、２０２ クラッチ出力軸、２０４ クラッチディスク、２０６ クラッチハウジング、２０８ プレッシャプレート、２１０ ダイヤフラムスプリング、２１２ クラッチレリーズシリンダ、２１４ レリーズフォーク、２１６ レリーズスリーブ、２１８ リザーバ、２２０ 油圧ポンプ、２２２ クラッチソレノイドバルブ、３００ 変速機、３０２ 入力軸、３０４ アクチュエータ、３０６ 出力軸、３１０ スプライン、４００ デファレンシャルギヤ、４０２ ドライブシャフト、４０４ 駆動輪、５００ ＥＣＵ、５０２ アクセル開度センサ、５０４ ブレーキストロークセンサ、５０６ ポジションセンサ、５０８ タイミングロータ、５１０ クランクポジションセンサ、５１２ 入力軸回転数センサ、５１４ 出力軸回転数センサ、５１６ 車速センサ、５２２ クラッチストロークセンサ、６００ クランクシャフト、６０２ フライホイール。

Claims (6)

1. 車両に搭載された動力源にクラッチを介して接続される常時噛み合い式変速機の変速制御装置であって、前記変速機は、シフト選択部材が所望の変速段に対応する位置に移動すると、前記変速段に対応するギヤが動力伝達状態になることにより変速し、
   前記変速制御装置は、
   動力源から出力される駆動トルクを検知するための検知手段と、
   前記クラッチから前記変速機に伝達される伝達トルクを検知するための伝達トルク検知手段と、
   前記車両の駆動輪から前記変速機に伝達される負荷トルクを検知するためのトルク検知手段と、
   前記車両の走行中に前記変速が要求されると、前記クラッチを係合状態から解放状態になるように切り換えるための切換手段と、
   前記クラッチの切り換えに並行して、前記負荷トルクが、前記駆動トルクおよび前記伝達トルクのうちの少なくとも一方よりも大きくなると、前記動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、前記シフト選択部材を移動させるための手段とを含む、変速制御装置。
2. 車両に搭載された動力源にクラッチを介して接続される常時噛み合い式変速機の変速制御装置であって、前記変速機は、シフト選択部材を所望の変速段に対応する位置に移動させると、前記変速段に対応するギヤが動力伝達状態となることにより変速し、
   前記変速制御装置は、
   前記車両の走行中に前記変速が要求されると、前記シフト選択部材に対して、前記動力伝達状態のギヤが非伝達状態となる方向に、変速段に対応した力を付与するための付与手段と、
   前記変速段に対応した力の付与に並行して、前記クラッチを係合状態から解放状態になるように切り換えるための切換手段と、
   前記シフト選択部材の位置を検知するための位置検知手段と、
   前記検知された位置が、変速前の変速段において動力伝達状態のギヤが非伝達状態となる位置になると、前記シフト選択部材を変速後の変速段に対応する位置になるように移動させるための手段とを含む、変速制御装置。
3. 前記変速段に対応した力は、前記変速段に対応するギヤが動力伝達状態から非伝達状態となるときの、前記シフト選択部材の移動に要する力であって、前記車両の走行抵抗により駆動輪から前記変速機に伝達される負荷トルクに基づいて算出される、請求項２に記載の変速制御装置。
4. 前記変速制御装置は、
   前記動力源から出力される駆動トルクを検知するためのトルク検知手段と、
   前記変速前の変速段に対応するギヤが動力伝達状態であって、前記検知された駆動トルクが、前記車両の駆動輪から前記変速機に伝達される負荷トルク以下になると、前記動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、前記シフト選択部材を移動させるための手段とをさらに含む、請求項２または３に記載の変速制御装置。
5. 前記変速制御装置は、
   前記クラッチから前記変速機に伝達される伝達トルクを検知するための伝達トルク検知手段と、
   前記変速前の変速段に対応するギヤが動力伝達状態であって、前記検知された伝達トルクが、前記車両の駆動輪から前記変速機に伝達される負荷トルク以下になると、前記動力伝達状態のギヤが非伝達状態になるように、前記シフト選択部材を移動させるための手段とをさらに含む、請求項２〜４のいずれかに記載の変速制御装置。
6. 前記変速制御装置は、前記変速の要求があると、前記動力源から出力される駆動トルクを制御するための手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の変速制御装置。

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