JP2007139110A - 変速システム - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤ入れ時に最大操作力を発揮できるような変速システムを提供する。
【解決手段】変速システム１は、ギヤ入れ時に、ギヤ入れ位置３０３まではギヤの最大操作力を発揮できるようなシフトＤＵＴＹ３０５（駆動電圧のパルス幅比）を直接電動ＧＳＵ１０に指示し、ギヤ入れ位置３０３を越えると、一定時間３０６でシフトＤＵＴＹ３０５を略０に下降させるような制御を行う。
なお、ギヤ入れ開始直後はシフトＤＵＴＹ３０５を一度にパルス状に一定値３０８として与えるのではなく、シフトＤＵＴＹ３０５が０の状態から一定の時間勾配３０６をもって徐々にシフトＤＵＴＹ３０５を上昇させるような制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、変速システムに関するものである。

近年、自動車の変速機として、マニュアル車と同様な変速機及びクラッチにそれぞれアクチュエータを付設し、これらをＥＣＵ（Electric Control Unit）と呼ばれるコンピュータが自動制御することにより、変速を行えるようにした機械式自動変速機が、開発、実用化されている。

このような自動変速機は、変速時には、ＥＣＵが目標シフトストロークを設定し、ギヤの実際のシフトストロークと目標シフトストロークとの差を元に算出した操作力をギヤに与えるようアクチュエータを制御している。

図１０は、ノンシンクロ機構の機械式自動変速機のギヤ入れ時のシフトストローク制御を示す図であって、図１１はシンクロ機構の機械式自動変速機のギヤ入れ時のシフトストローク制御を示す図である。

図１０に示すように、ノンシンクロ機構のギヤ入れ時には、ＥＣＵは、目標シフトストローク６０１として特定の変速段を設定し、ギヤの実際のシフトストローク６０２と目標シフトストローク６０１との差を元にＰＩＤ制御で算出したシフトＤＵＴＹ６０５をアクチュエータに指示することによってギヤ入れを制御している。
従って、ノンシンクロ機構のギヤ入れ時は全工程がＰＩＤ制御区間６０７となる。

なお、シフトＤＵＴＹ６０５とは駆動電圧のパルス幅比のことであり、シフトＤＵＴＹ６０５を変化させることによってアクチュエータの操作力を制御することができる。

一方、図１１に示すように、シンクロ機構のギヤ入れ時には、ＥＣＵは、目標シフトストローク７０１として特定の変速段を設定し、入力軸と出力軸の回転数が一致するいわゆる同期位置７０３の直前までは、ギヤの実際のシフトストローク７０２と目標シフトストローク７０１との差を元にＰＩＤ制御で算出したシフトＤＵＴＹ７０５をアクチュエータに指示することによってギヤ入れを制御する。

そして、シフトストロークが同期位置の直前以上になると、ＥＣＵはシフトＤＵＴＹ７０５を直接指示する。
従って、シンクロ機構のギヤ入れの工程は、ＰＩＤ制御区間７０７とＤＵＴＹ制御区間７０９の２区間からなる。
このような制御を行う変速システムとしては以下のようなものがある（特許文献１）。
特開２００５-１０６１６５号公報

しかしながら、このような変速システムでは、ギヤの現在位置と目標ストローク位置との差を元に操作力が与えられるため、常にアクチュエータの最大操作力が与えられるわけではない。

即ち、ＰＩＤ制御ではシフトストロークが目標シフトストロークに近づくにつれて操作力が低下するため、ノンシンクロ機構では、ギヤ入れ時の操作力が不足するという問題があった。

また、シンクロ機構ではＰＩＤ制御区間７０７とＤＵＴＹ制御区間７０９の境界で操作力が略０になるため、変速に時間がかかるという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的はギヤ入れ時に最大操作力を発揮できるような変速システムを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、エンジンと、所定のギヤを噛み合わせ、前記エンジンの回転数を変換する変速機と、前記変速機のギヤを駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記変速機が中立位置から目標変速段にギヤ入れを行う際に、ギヤ入れ開始後、所定の位置に前記ギヤが移動するまでは所定のギヤ入れ操作力でギヤ入れを行うよう前記アクチュエータを制御することを特徴とする変速システムである。

前記制御手段は、所定の位置に前記ギヤが移動した後は、一定の時間で操作力が略０になるようにギヤ入れを行うよう前記アクチュエータを制御してもよい。
前記所定の位置はギヤ入り完了位置である。
前記所定の操作力は前記アクチュエータの最大操作力である。
前記制御手段は、前記所定のギヤ入れ操作力でギヤ入れを行うよう前記アクチュエータを制御する際、操作力が略０の状態から略一定の時間勾配で前記所定のギヤ入れ操作力になるように前記アクチュエータを制御してもよい。
前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸とが、上記ギヤ入れを行う際にも常時連結されている

本発明によれば、ギヤ入れ時に最大操作力を発揮できるため、ギヤ入れが容易となる。

以下、図面に基づいて本発明に好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、大１の実施形態に係る変速システム１の回路図である。

エンジン３と変速機９の間にはクラッチ５が設けられている。
クラッチ５はアクチュエータである電動ＣＣＵ（Clutch Control Unit）１１によって断接駆動されるようになっており、変速機９は、アクチュエータである電動ＧＳＵ（Gear Shift Unit）１０によって制御されるようになっている。

エンジン３はエンジンＥＣＵ（Electric Control Unit）１５によって制御され、電動ＣＣＵ１１、電動ＧＳＵ１０はパワー回路であるドライブユニット１００を介して変速機ＥＣＵ１３に接続されており、変速機ＥＣＵ１３によって電気信号を通じて制御されている。

変速機ＥＣＵ１３は、変速等を行うための制御プログラムに従って演算処理を実行するＣＰＵ９１（Central Processing Unit）、演算結果等を格納するＲＡＭ９３（Random Access Memory）、制御プログラム等を格納するＲＯＭ９５（Read Only Memory）、後述する時間の計測を行うタイマ９７および後述する各種信号の入出力を行う入出力インタフェース９９を備えている。

また、変速機ＥＣＵ１３には、チェンジレバーユニット１０１、パーキングブレーキ１０３の作動を検出するパーキングブレーキスイッチ１０５、ブレーキペダル１０７の作動を検出するストップランプスイッチ１０９、エンジンＥＣＵ１５等が接続されており、エンジンＥＣＵ１５、チェンジレバーユニット１０１、パーキングブレーキスイッチ１０５、ストップランプスイッチ１０９等からの信号が入力されるようになっている。

チェンジレバーユニット１０１は、運転者が変速の指示を行うための装置であり、運転者がチェンジレバーユニット１０１内の図示しないシフトレバーを操作することにより、チェンジレバー操作信号が変速機ＥＣＵ１３に出力される。
パーキングブレーキ１０３は主に停車時に用いられる機械式のブレーキである。
ブレーキペダル１０７は運転者がブレーキの指示を行うためのペダルである。

また変速機９からは、分波器であるパルスデバイダ１０２を介して車速信号Ｓ３が入力されるようになっており、電動ＧＳＵ１０からはギヤポジション信号Ｓ６が入力されるようになっている。

車速信号Ｓ３とは、車速を示す信号であり、変速機ＥＣＵ１３は車速信号Ｓ３から、現在の車速を読み取る。
ギヤポジション信号Ｓ６とは、変速機９内でのギヤの位置を示す信号であり、変速機ＥＣＵ１３は、ギヤポジション信号Ｓ６から、現在の変速位置を読み取る。

変速機ＥＣＵ１３は、これらの入力信号に基づいて、変速を行うか否かの判断をし、変速を行う場合は、クラッチ５の断接のためのＣＣＵモータ駆動信号Ｓ１をドライブユニット１００を介して電動ＣＣＵ１１に出力したり、シフトチェンジのためのＧＳＵモータ駆動信号Ｓ２をドライブユニット１００を介して電動ＧＳＵ１０に出力したりする。
また、変速時は変速機ＥＣＵ１３がエンジン３の駆動も制御するため、燃料噴射量信号Ｓ７や、排気ブレーキ駆動指示信号Ｓ８をエンジンＥＣＵ１５に出力する。

エンジンＥＣＵ１５は加速、減速等を行うための制御プログラムに従って演算処理を実行するＣＰＵ１１１、演算結果等を格納するＲＡＭ１１３、制御プログラム等を格納するＲＯＭ１１５、時間の計測を行うタイマ１１７及び各種信号の入出力を行う入出力インタフェース１１９を備えている。

また、エンジンＥＣＵ１５にはアクセルペダル１２１の踏み込み量を検出するアクセル踏み込み量センサ１２３、排気ブレーキメインバルブ１２５、排気ブレーキスイッチ１２７、変速機ＥＣＵ１３等が接続され、アクセル踏み込み量センサ１２３、排気ブレーキスイッチ１２７等からの信号が入力されるようになっている。

アクセルペダル１２１は運転者が車速の増減の指示を出すためのペダルである。
排気ブレーキメインバルブ１２５は、排気ブレーキを作動するためのバルブであり、バルブが閉じられると、エンジン内への吸気が遮断され、排気ガスによる制動効果（排気ブレーキ）が得られる。
排気ブレーキスイッチ１２７は、排気ブレーキ操作信号を出力するスイッチである。

また変速機９からは、分波器であるパルスデバイダ１０２を介して車速信号Ｓ３がエンジンＥＣＵ１５に入力されるようになっているほか、変速時は変速機ＥＣＵ１３から燃料噴射量信号Ｓ７が入力されるようになっている。さらに、エンジン３からはエンジン駆動信号Ｓ５が、クラッチ５の入力側からは、エンジン回転数信号Ｓ４がエンジンＥＣＵ１５に入力されるようになっている。

エンジンＥＣＵ１５は車速信号Ｓ３から、現在の車速を読み取る。
エンジン駆動信号Ｓ５は、エンジンＥＣＵ１５がエンジン５に与えている駆動力を示す信号である。
エンジン回転数信号Ｓ４はエンジンの回転数を示す信号である。

エンジンＥＣＵ１５は、これらの入力信号に基づいてエンジン３の回転数を変えるかどうかの判断を行い、エンジン３の回転数を変える場合には、エンジン３にエンジン駆動信号Ｓ５を出力する。また、エンジンＥＣＵ１５は排気ブレーキスイッチ１２７からの排気ブレーキ操作信号に基づいて、排気ブレーキを作動させるかどうかを判断し、作動させる場合は、排気ブレーキメインバルブ１２５に排気ブレーキ駆動信号を出力する。

また、エンジンＥＣＵ１５、変速機ＥＣＵ１３はＣＡＮ（Controller Area Network）通信１２９を通じて接続されており、相互に情報を交換できる。
さらに、ＣＡＮ通信１２９を通じてメータクラスタ１２０に各種信号が出力されており、メータクラスタ１２０は、これらの信号が入力されると、内部に設けられた図示しない速度メータ、タコメータ（回転数メータ）等の各種メータに所定の表示を行う。

次に、変速機９およびその周辺の装置について説明する。図２は変速機９とその周辺装置を示す模式図である。
エンジン３と変速機９の間にはクラッチ５が設けられている。変速機９には、電動ＧＳＵ１０が設けられ、電動ＧＳＵ１０には、ドライブユニット１００を介して変速機ＥＣＵ１３が接続されている。また、エンジン３にはエンジンＥＣＵ１５が接続されている。

クラッチ５は電動ＣＣＵ１１に接続され、電動ＣＣＵ１１にはドライブユニット１００を介して変速機ＥＣＵ１３が接続されている。

入力軸１９が変速機９内に設けられており、駆動歯車２１が入力軸１９に設けられている。
駆動歯車２１はカウンターシャフト２３に設けられたカウンター歯車２５と噛み合っており、カウンターシャフト２３には常時、入力軸１９からの動力が伝えられている。

カウンターシャフト２３に設けられたカウンター歯車２７、２９はそれぞれ出力軸３１に設けられた１速歯車３３、２速歯車３５と噛み合っており、１速歯車３３はギヤ歯部３７を有し、２速歯車３５はギヤ歯部３９を有している。なお、通常は３速、４速‥と複数の歯車が設けられているが、３速以降の歯車は省略する。

また、出力軸３１上にはドグクラッチ６３がＡ方向及びＢ方向に移動可能に設けられ、ドグクラッチ６３にはドグ歯部６４ａ、６４ｂが設けられている。
ドグクラッチ６３にはセレクタ６５が設けられている。

ドグクラッチ６３はリング状の形状を有する部品であり、１速歯車３３もしくは２速歯車３５と締結することによって入力軸２３からの動力を出力軸３１に伝達する。
セレクタ６５はリング状の形状を有する部品であり、変速の際は、電動ＧＳＵ１０によって、ドグクラッチ６３と一体になってＡ方向及びＢ方向に移動する。

なお図２のセレクタ６５の位置はいわゆるニュートラルの位置であり、１速歯車３３、２速歯車３５は共に出力軸３１とは繋がっておらず、エンジン３の動力は、出力軸３１には伝えられていない。

出力軸３１の一端にはファイナルギヤ７１が設けられ、ファイナルギヤ７１には車輪７５が設けられており、出力軸３１の動力は、ファイナルギヤ７１で最後に回転数を調整されて車輪７５に伝えられる。

ここで、ギヤ入れ時およびギヤ抜き時の変速機９内の動作について、ニュートラルから２速にギヤ入れを行う場合を例に説明する。
図３は、変速時の変速機９内の動作を示す図であって、図３（ａ）はニュートラル時、図３（ｂ）はギヤ入れ開始時、図３（ｃ）はギヤ入れ終了時の動作を示す。また、各図とも、左図は２速歯車３５付近の詳細図、右図はギヤ歯部３９、ドグ歯部６４ａを示す詳細図である。

図３（ａ）に示すように、ギヤ歯部３９は複数のドグ歯８１ａ、８１ｂを有している。ドグ歯８１ａ、８１ｂは共に、先端が三角形状をしており、傾斜部８１ｃ、８１ｄおよび先端部８１ｅ、８１ｆを有している。

ドグ歯部６４ａも同様に、ドグ歯８５ａ、８５ｂを有し、各ドグ歯は傾斜部８５ｃ、８５ｄおよび、先端部８５ｅ、８５ｆを有している。
なお、実際はギヤ歯部３９、ドグ歯部６４ａ共にドグ歯の数は２本以上あるが、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）では３本目以降のドグ歯の表記を省略している。

ギヤ入れの際は、まず図３（ａ）の状態から、セレクタ６５がＡ方向に移動し、図３（ｂ）に示すようにドグクラッチ６３のドグ歯部６４ａを２速歯車３５のギヤ歯部３９に接触させる。

ここで、ドグ歯部６４ａのドグ歯８５ａ、８５ｂと、ギヤ歯部３９のドグ歯８１ａ、８１ｂは傾斜部８５ｃ、８５ｄと傾斜部８１ｃ、８１ｄが接触するため、ドグ歯８５ａ、８５ｂは傾斜部８１ｃ、８１ｄに沿ってＡ方向に移動する。

図３（ｃ）に示すようにドグクラッチ６３が更にＡ方向に移動し、ドグ歯部６４ａのドグ歯８５ａ、８５ｂが、ギヤ歯部３９のドグ歯８１ａ、８１ｂと噛み合うとギヤ入れは終了する。
これにより、入力軸１９の動力がドグクラッチ６３を介して出力軸３１に伝えられ、入力軸１９と出力軸３１は一体となって回転する。

なお、ギヤ抜き時は上記動作とは逆の動作を行う。
即ち、図３（ｃ）に示す状態からセレクタ６５がＢ方向に移動して、ドグ歯部６４ａのドグ歯８５ａ、８５ｂをギヤ歯部３９のドグ歯８１ａ、８１ｂから切り離し、図３（ｂ）に示す状態を経て図３（ａ）に示すニュートラル位置までドグクラッチ６３が移動する。

次に第１の実施形態の動作について説明する。図４は変速システム１の動作を示すフローチャートであって、図５は図４におけるシフトストローク３０２とシフトＤＵＴＹ３０５の経時変化を示す図である。
なお、第１の実施形態ではクラッチ５を繋いだ状態でギヤ入れを行ういわゆるクラッチコントロールレス制御を前提にしている。

まず、走行中、あるいは発進時に変速機ＥＣＵ１３は、車速信号Ｓ３、エンジン回転数信号Ｓ４等の入力信号から、変速の条件を満たすか否かを判断し、変速の条件を満たすと判断すると次のステップに進む（ステップ２０１）。

エンジンＥＣＵ１５はエンジン３のトルクを制御する（ステップ２０２）。
具体的には、変速機ＥＣＵ１３が、エンジンＥＣＵ１５にエンジン３のトルクを制御するよう燃料噴射量信号Ｓ７を送信し、燃料噴射量信号Ｓ７を受信したエンジンＥＣＵ１５は、エンジン３にエンジン駆動信号Ｓ５を送信してギヤ歯部３９とドグ歯部６４ａとの間にかかるトルクを減少させるようにエンジントルクを制御する。

ギヤ歯部３９とドグ歯部６４ａとの間にかかるトルクが０になると、変速機ＥＣＵ１３は、現行の変速段からニュートラル位置へのギヤ抜きを行う（ステップ２０３）。

ギヤがニュートラル位置に達すると、変速機ＥＣＵ１３は目標変速段の歯車（目標段が１速であれば１速歯車３３）と出力軸３１の回転数を一致させるよう変速機９およびエンジン３を制御する（ステップ２０４）。これは、ギヤ入れ時のショックや騒音及び破損を防止するためである。

具体的には、エンジン３に燃料噴射量信号Ｓ７や排気ブレーキ駆動信号Ｓ８を送信しエンジンの回転数を調整する。

目標変速段の歯車と出力軸３１の回転数が一致すると、変速機ＥＣＵ１３は、セレクタ６５の目標シフトストローク３０１を目標変速段に設定し、電動ＧＳＵ１０にＧＳＵモータ駆動信号Ｓ２を出力し、ニュートラル位置から目標シフトストローク３０１へのギヤ入れを行う（ステップ２０５）。
この際、変速機ＥＣＵ１３は、電動ＧＳＵ１０に与えるシフトＤＵＴＹ３０５を直接指示する。

即ち、変速機ＥＣＵ１３はシフトＤＵＴＹ３０５としてＲＯＭ９５に記憶された一定値３０８をＧＳＵモータ駆動信号Ｓ２として出力する。
この一定値３０８とは例えば電動ＧＳＵ１０が最大操作力を発揮するようなシフトＤＵＴＹである。このようなシフトＤＵＴＹを出力することにより、電動ＧＳＵ１０が最大操作力でギヤ入れを行うことができ、ギヤ入れが容易となる。

なお、ギヤ入れ開始直後は、シフトＤＵＴＹ３０５を一度にパルス状に一定値３０８として与えるのではなく、シフトＤＵＴＹ３０５が略０の状態から一定の時間勾配３０６をもって徐々にシフトＤＵＴＹ３０５を上昇させるような制御を行う。
これは電動ＧＳＵ１０のモータに負荷がかからないようにするためである。なお、時間の計測はタイマ９７を用いる。

シフトＤＵＴＹ３０５が一定になると、変速機ＥＣＵ１３は、電動ＧＳＵ１０に出力するシフトＤＵＴＹ３０５を、一定値３０８に保持する（ステップ２０６）。

ここで、変速機ＥＣＵ１３はギヤポジション信号Ｓ６から、セレクタ６５の現在のシフトストローク３０２を読み取り、これがギヤ入れ位置３０３以上であるか否かを判断し、ギヤ入れ位置３０３以上である場合は次のステップに進み、ギヤ入れ位置３０３以上でない場合はステップ２０６に戻る（ステップ２０７）。

なお、ギヤ入れ位置３０３とは図３（ｃ）に示すようなギヤ位置のことであり、あらかじめＲＯＭ９５に記憶されている。
また、ギヤ入れ位置３０３は幅を持った値であってもよい。

現在のシフトストローク３０２がギヤ入れ位置３０３以上である場合、変速機ＥＣＵ１３は、シフトＤＵＴＹ３０５を、一定値３０８の状態から一定時間３０６で略０に下降させるような制御を行う。（ステップ２０８）。
これは、ギヤ入れ位置３０３の誤差を考慮した処理である。

シフトＤＵＴＹ３０５が略０になるとギヤ入れは終了する（ステップ２０９）。

以上のように、第１の実施形態ではギヤ入れの全工程がシフトＤＵＴＹ３０５を直接指示するＤＵＴＹ制御区間３０７となる。

このように、第１の実施の形態によれば、変速システム１は、ギヤ入れ時に直接シフトＤＵＴＹ３０５を電動ＧＳＵ１０に指示する制御を行う。
従って、電動ＧＳＵ１０がギヤ入れ時に最大操作力を発揮することができ、ギヤ入れが容易となる。

次に、第２の実施形態について説明する。
図６は第２の実施形態に係る変速システム２の変速機９とその周辺装置を示す模式図である。

なお、第１の実施形態に係る変速システム１と同様の機能を果たす要素には同一の番号を付し、説明を省略する。
また、変速システム２の回路図は変速システム１の回路図と同様であるため、説明を省略する。

第２の実施形態では、変速機９の係合装置にドグクラッチ６３ではなく、シンクロナイザリング１４９、１５１およびスリーブ１６３を用いている。

図６に示すように、１速歯車３３ａはギヤ歯部１３７および円錐形状のコーン１４１を有し、２速歯車３５ａはギヤ歯部１３９および円錐形状のコーン１４３を有している。なお、通常は３速、４速‥と複数の歯車が設けられているが、３速以降の歯車は省略する。

また、出力軸３１にはハブ１４７、シンクロナイザリング１４９、１５１が設けられ、シンクロナイザリング１４９にはシンクロ歯部１５３が設けられ、シンクロナイザリング１５１にはシンクロ歯部１５５が設けられている。

また、ハブ１４７にはスリーブ１６３がハブ１４７上をＣ方向及びＤ方向に移動可能に設けられ、スリーブ１６３にはスリーブ歯部１６４が設けられている。
スリーブ１６３にはセレクタ１６５が設けられている。

シンクロナイザリング１４９、１５１はリング状の形状を有する部品であり、変速の際は、コーン１４１、１４３との摺動によって、１速歯車３３ａもしくは２速歯車３５ａとスリーブ１６３の回転数同期を行う。

スリーブ１６３はリング状の形状を有する部品であり、同期が終了した後に１速歯車３３ａもしくは２速歯車３５ａとハブ１４７の締結を行う。
セレクタ１６５はリング状の形状を有する部品であり、変速の際は、電動ＧＳＵ１０によって、スリーブ１６３と一体になってＣ方向及びＤ方向に移動する。

なお図６のセレクタ１６５の位置はいわゆるニュートラルの位置であり、１速歯車３３ａ、２速歯車３５ａは共に出力軸３１とは繋がっておらず、エンジン３の動力は、出力軸３１には伝えられていない。

ここで、ギヤ入れ時の変速機９内の動作についてニュートラルから２速にギヤ入れを行う場合を例に説明する。
図７は、変速システム２の変速時の変速機９内の動作を示す図であって、図７（ａ）はニュートラル時、図７（ｂ）はギヤ入れ開始時、図７（ｃ）はギヤ入れ終了時の動作を示す。また、各図とも、左図は２速歯車３５ａ付近の詳細図、右図はギヤ歯部１３９、シンクロ歯部１５５、スリーブ歯部１６４を示す詳細図である。

図７（ａ）に示すように、ギヤ歯部１３９は複数のドグ歯１８１ａ、１８１ｂを有している。ドグ歯１８１ａ、１８１ｂは共に、先端が三角形状をしており、傾斜部１８１ｃ、１８１ｄおよび先端部１８１ｅ、１８１ｆを有している。

シンクロ歯部１５５、スリーブ歯部１６４も同様に、ドグ歯１８３ａ、１８３ｂ、１８５ａ、１８５ｂを有し、各ドグ歯は傾斜部１８３ｃ、１８３ｄ、１８５ｃ、１８５ｄおよび、先端部１８３ｅ、１８３ｆ、１８５ｅ、１８５ｆを有している。

なお、実際はギヤ歯部１３９、シンクロ歯部１５５、スリーブ歯部１６４共にドグ歯の数は２本以上あるが、図７（ａ）、図７（ｂ）および図７（ｃ）では３本目以降のドグ歯の表記を省略している。

変速の際は、まず、図７（ａ）に示す状態からセレクタ１６５がＣ方向に移動し、図７（ｂ）に示すように、スリーブ１６３のスリーブ歯部１６４をシンクロナイザリング１５１のシンクロ歯部１５５に接触させる。

スリーブ１６３の接触を受けたシンクロナイザリング１５１は、２速歯車３５ａのコーン１４３に押し付けられ、シンクロナイザリング１５１とコーン１４３の摺動によって同期が行われる。

同期が終了すると、図７（ｃ）に示すようにスリーブ１６３は更にＣ方向に移動し、スリーブ歯部１６４のドグ歯１８５ａ、１８５ｂはシンクロ歯部１５５のドグ歯１８３ａ、１８３ｂおよびギヤ歯部１３９のドグ歯１８１ａ、１８１ｂと噛み合い、ギヤ入れは終了する。
これにより、入力軸１９の動力がスリーブ１６３を介して出力軸３１に伝えられ、入力軸１９と出力軸３１は一体となって回転する。

なお、ギヤ抜き時は上記動作とは逆の動作を行う。
即ち、図７（ｃ）に示す状態からセレクタ６５がＤ方向に移動して、スリーブ歯部１６４のドグ歯１８５ａ、１８５ｂをシンクロ歯部１５５のドグ歯１８３ａ、１８３ｂおよびギヤ歯部１３９のドグ歯１８１ａ、１８１ｂから切り離し、図７（ｂ）に示す状態を経て図７（ａ）に示すニュートラル位置までスリーブ１６３が移動する。

次に第２の実施形態の動作について説明する。図８は変速システム２の動作を示すフローチャートであって、図９は図８におけるシフトストロークとシフトＤＵＴＹの経時変化を示す図である。

まず、走行中、あるいは発進時に変速機ＥＣＵ１３は、車速信号Ｓ３、エンジン回転数信号Ｓ４等の入力信号から、変速の条件を満たすか否かを判断し、変速の条件を満たすと判断すると次のステップに進む（ステップ４０１）。

エンジンＥＣＵ１５はエンジン３のトルクを制御する（ステップ４０２）。
具体的には、変速機ＥＣＵ１３が、エンジンＥＣＵ１５にエンジン３のトルクを制御するよう燃料噴射量信号Ｓ７を送信し、燃料噴射量信号Ｓ７を受信したエンジンＥＣＵ１５は、エンジン３にエンジン駆動信号Ｓ５を送信してギヤ歯部１３９とスリーブ歯部１６４との間にかかるトルクを減少させるようにエンジントルクを制御する。

ギヤ歯部１３９とスリーブ歯部１６４との間にかかるトルクが０になると、変速機ＥＣＵ１３は、クラッチ５を切断する（ステップ４０３）。

変速機ＥＣＵ１３は、現行の変速段からニュートラル位置へのギヤ抜きを行う（ステップ４０４）。

ギヤがニュートラル位置に達すると、変速機ＥＣＵ１３は、セレクタ１６５の目標シフトストローク５０１を目標変速段に設定し、電動ＧＳＵ１０にＧＳＵモータ駆動信号Ｓ２を出力し、ニュートラル位置から目標シフトストローク５０１へのギヤ入れを行う（ステップ４０５）。
この際、変速機ＥＣＵ１３は、電動ＧＳＵ１０に与えるシフトＤＵＴＹ５０５を直接指示する。

即ち、変速機ＥＣＵ１３はシフトＤＵＴＹ５０５としてＲＯＭ９５に記憶された一定値５０８をＧＳＵモータ駆動信号Ｓ２として出力する。
この一定値５０８とは例えば電動ＧＳＵ１０が最大操作力を発揮するようなシフトＤＵＴＹである。このようなシフトＤＵＴＹを出力することにより、電動ＧＳＵ１０が最大操作力でギヤ入れを行うことができ、ギヤ入れが容易となる。

なお、ギヤ入れ開始直後は、シフトＤＵＴＹ５０５を一度にパルス状に一定値５０８として与えるのではなく、シフトＤＵＴＹ５０５が略０の状態から一定の時間勾配５０６をもって徐々にシフトＤＵＴＹ５０５を上昇させるような制御を行う。
これは電動ＧＳＵ１０のモータに負荷がかからないようにするためである。なお、時間の計測はタイマ９７を用いる。

シフトＤＵＴＹ５０５が一定になると、変速機ＥＣＵ１３は、電動ＧＳＵ１０に出力するシフトＤＵＴＹ５０５を、一定値５０８に保持する（ステップ４０６）。

ここで、変速機ＥＣＵ１３はギヤポジション信号Ｓ６から、セレクタ１６５の現在のシフトストローク５０２を読み取り、これがギヤ入れ位置５０３以上であるか否かを判断し、ギヤ入れ位置５０３以上である場合は次のステップに進み、ギヤ入れ位置５０３以上でない場合はステップ４０６に戻る（ステップ４０７）。

なお、ギヤ入れ位置５０３とは図７（ｃ）に示すようなギヤ位置のことであり、あらかじめＲＯＭ９５に記憶されている。
また、ギヤ入れ位置５０３は幅を持った値であってもよい。

現在のシフトストローク５０２がギヤ入れ位置５０３以上である場合、変速機ＥＣＵ１３は、シフトＤＵＴＹ５０５を、一定値５０８の状態から一定時間５０６で略０に下降させるような制御を行う（ステップ４０８）。これは、ギヤ入れ位置５０３の誤差を考慮した処理である。

シフトＤＵＴＹ５０５が略０になると、変速機ＥＣＵ１３は電動ＣＣＵ１１にクラッチ５を繋ぐ指示を出し、電動ＣＣＵ１１がクラッチ５を繋いでギヤ入れは終了する（ステップ４０９）。

以上のように、第２の実施形態ではギヤ入れの全工程がシフトＤＵＴＹ５０５を直接指示するＤＵＴＹ制御区間５０７となる。

このように、第２の実施の形態によれば、変速システム２は、ギヤ入れ時に直接シフトＤＵＴＹ３０５を電動ＧＳＵ１０に指示する制御を行う。
従って、電動ＧＳＵ１０がギヤ入れ時に最大操作力を発揮することができ、ギヤ入れが容易となる。

また、第２の実施形態によれば、ＰＩＤ制御区間とＤＵＴＹ制御区間の境界が存在しないため、シンクロ機構を有する変速システム２の変速時間を短縮することができる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、第１の実施形態ではクラッチコントロールレス制御でギヤ入れを行っているが、クラッチ５を制御してもよい。

変速システム１の回路図 変速機９とその周辺装置を示す模式図 変速時の変速機９内の動作を示す図 変速システム１の動作を示すフローチャート 図４におけるシフトストロークとシフトＤＵＴＹの経時変化を示す図 変速システム２の変速機９とその周辺装置を示す模式図 変速システム２の変速時の変速機９内の動作を示す図 変速システム２の動作を示すフローチャート 図８におけるシフトストロークとシフトＤＵＴＹの経時変化を示す図 ノンシンクロ機構の機械式自動変速機のギヤ入れ時のシフトストローク制御を示す図 シンクロ機構の機械式自動変速機のギヤ入れ時のシフトストローク制御を示す図

符号の説明

１…………変速システム
３…………エンジン
５…………クラッチ
９…………変速機
１０………電動ＧＳＵ
１１………電動ＣＣＵ
１３………変速機ＥＣＵ
１５………エンジンＥＣＵ
１９………入力軸
２１………駆動歯車
２３………カウンターシャフト
２５………カウンター歯車
２７………カウンター歯車
２９………カウンター歯車
３１………出力軸
３３………１速歯車
３５………２速歯車
３７………ギヤ歯部
３９………ギヤ歯部
６３………ドグクラッチ
６４ａ……ドグ歯部
６５………セレクタ
８１ａ……ドグ歯
８１ｃ……傾斜部
８１ｅ……先端部
１４３……コーン
１５５……シンクロナイザリング
１６３……スリーブ
３０２……シフトストローク
３０３……ギヤ係合位置
３０５……シフトＤＵＴＹ

Claims (6)

1. エンジンと、
   所定のギヤを噛み合わせ、前記エンジンの回転数を変換する変速機と、
   前記変速機のギヤを駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記変速機が中立位置から目標変速段にギヤ入れを行う際に、ギヤ入れ開始後、所定の位置に前記ギヤが移動するまでは所定のギヤ入れ操作力でギヤ入れを行うよう前記アクチュエータを制御することを特徴とする変速システム。
2. 前記制御手段は、所定の位置に前記ギヤが移動した後は、一定の時間で操作力が略０になるようにギヤ入れを行うよう前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１記載の変速システム。
3. 前記所定の位置はギヤ入り完了位置であることを特徴とする請求項１または２記載の変速システム。
4. 前記所定の操作力は前記アクチュエータの最大操作力であることを特徴とする請求項１記載の変速システム。
5. 前記制御手段は、前記所定のギヤ入れ操作力でギヤ入れを行うよう前記アクチュエータを制御する際、操作力が略０の状態から略一定の時間勾配で前記所定のギヤ入れ操作力になるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１記載の変速システム。
6. 前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸とが、上記ギヤ入れを行う際にも常時連結されていることを特徴とする請求項１記載の変速システム。

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