JP2008101643A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダブルクラッチ制御を伴なう変速を速やかに行なう。
【解決手段】ＥＣＵは、エンジンとトランスミッションとを連結するクラッチを解放状態にするステップ（Ｓ１００）と、スリーブが、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリングと当接した位置から移動するようにアクチュエータを制御するステップ（Ｓ２１０）と、スリーブの先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリングのチャンファの先端とが一致する位置までスリーブが移動した時点で、ダブルクラッチ制御を開始するステップ（Ｓ２１２）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、常時噛合式歯車変速機を有する車両を制御する技術に関する。

従来より、常時噛合式歯車変速機を有する車両において、クラッチの断接と、ギヤ段の選択とをアクチュエータにより行なう技術が知られている。このような車両においては、変速（特にダウンシフト）する際、ニュートラルの状態で一旦クラッチをつなぎ、エンジン回転数を上昇させて、常時噛合式歯車変速機の入力軸と出力軸とを同期させる、いわゆるダブルクラッチ制御が行なわれるものがある。

特開２００５−２１４３４６号公報（特許文献１）は、変速時に入力軸の回転数および出力軸の回転数を機械的に同期させる同期機構（シンクロナイザ）による同期に必要な時間よりも、ダブルクラッチ制御による同期に必要な時間が短い場合に、ダブルクラッチ制御を実行する変速装置を開示する。特許文献１に記載の変速装置は、常時噛合式歯車変速機を、入力軸と出力軸との機械的連結が解除された中立状態にするとともに、クラッチを接続し、動力機関の出力回転数を制御して、入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させるための同期部と、同期機構による同期に必要な時間を算出するための第１の算出部と、同期部による同期に必要な時間を算出するための第２の算出部と、同期機構による同期に必要な時間が、同期部による同期に必要な時間よりも短い場合は、同期機構により入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させて、常時噛合式歯車変速機を変速し、同期部による同期に必要な時間が、同期機構による同期に必要な時間よりも短い場合は、同期部により入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させて、常時噛合式歯車変速機を変速するための変速制御部とを含む。

この公報に記載の変速装置によると、同期部は、常時噛合式歯車変速機を、入力軸と出力軸との機械的連結が解除された中立状態にするとともに、クラッチを接続し、動力機関の出力回転数を制御して、入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させる。第１の算出部は、同期機構による同期に必要な時間を算出し、第２の算出部は、同期部による同期に必要な時間を算出する。算出された時間が比較され、変速制御部は、同期機構による同期に必要な時間が、同期部による同期に必要な時間よりも短い場合、同期機構を用いて入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期して、常時噛合式歯車変速機を変速し、同期部による同期に必要な時間が、同期機構による同期に必要な時間よりも短い場合は、同期部を用いて入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期して、常時噛合式歯車変速機を変速する。これにより、同期機構による同期および同期部による同期のうち、同期に必要な時間が短いものを用いて入力軸と出力軸とを同期し、変速を行なうことができる。
特開２００５−２１４３４６号公報

ところで、シンクロナイザ（同期機構）の耐久性を考慮すると、できるだけダブルクラッチ制御による同期を行なうことが望ましい。しかしながら、特開２００５−２１４３４６号公報に記載の変速装置ように、ダブルクラッチ制御を実行すると、変速に要する時間が長くなり易い。

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、変速を速やかに行なうことができる車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、第１のギヤ段を形成する際に第１の部材と当接し、第２のギヤ段を形成する際に第２の部材と当接するようにアクチュエータにより移動される移動部材が設けられる常時噛合式歯車変速機と、常時噛合式歯車変速機と動力機関との連結を断接するクラッチとを有する車両の制御装置である。この制御装置は、第１のギヤ段から他のギヤ段に変速する際、移動部材が第１の部材および第２の部材に当接しない位置まで移動するようにアクチュエータを制御するための制御手段と、移動部材が第１の部材および第２の部材に当接しない状態において、クラッチを係合し、動力機関の出力回転数を制御して、入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させる同期制御を実行するための実行手段とを含む。実行手段は、第１のギヤ段から他のギヤ段に変速する際、移動部材が第１の部材および第２の部材に当接しない位置まで移動部材が移動した後であって、常時噛合式歯車変速機をニュートラル状態にするために移動部材が停止されるニュートラル位置まで移動部材が移動する前に、同期制御を開始するための手段を含む。

第１の発明によると、第１のギヤ段から他のギヤ段に変速する際、移動部材が第１の部材および第２の部材に当接しない位置まで移動するようにアクチュエータが制御される。移動部材が第１の部材および第２の部材に当接しない状態において、クラッチを係合し、動力機関の出力回転数を制御して、入力軸の回転数と出力軸の回転数とを同期させる同期制御が実行される。この同期制御は、第１のギヤ段から他のギヤ段に変速する際、移動部材が第１の部材および第２の部材に当接しない位置まで移動部材が移動した後であって、常時噛合式歯車変速機をニュートラル状態にするために移動部材が停止されるニュートラル位置まで移動部材が移動する前に開始される。これにより、変速を開始してから同期制御を開始するまでの時間を短くすることができる。そのため、変速に要する時間を短くすることができる。その結果、変速を速やかに行なうことができる車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加え、第２のギヤ段に変速する際、同期制御の実行中に、ニュートラル位置よりも第２の部材に近い位置で移動部材が待機するようにアクチュエータを制御するための手段をさらに含む。

第２の発明によると、同期制御の実行中、ニュートラル位置よりも第２の部材に近い位置で移動部材が待機するようにアクチュエータが制御される。これにより、同期後に移動部材と第１の部材とを当接させる際、速やかに当接させることができる。

第３の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加え、同期制御の実行中に、ニュートラル位置で移動部材が待機するようにアクチュエータを制御するための手段をさらに含む。

第３の発明によると、同期制御の実行中、ニュートラル位置で移動部材が待機するようにアクチュエータが制御される。これにより、入力軸および出力軸が確実に遮断されるニュートラル状態において同期制御を実行することができる。そのため、たとえばシンクロナイザリングに負担をかけずに入力軸と出力軸との同期を行なうことができる。

第４の発明に係る車両の制御装置は、第２または３の発明の構成に加え、入力軸の回転数と出力軸の回転数との同期後にクラッチが解放状態になるようにクラッチを制御するための手段と、第２のギヤ段に変速する際、第２の部材と当接する方向に移動部材を移動させるようにアクチュエータを制御することを、クラッチが解放状態になる前に開始するための手段とをさらに含む。

第４の発明によると、入力軸の回転数と出力軸の回転数との同期後にクラッチが解放状態になるようにクラッチが制御される。第２のギヤ段に変速する際、第２の部材と当接する方向に移動部材を移動させるようにアクチュエータを制御することが、クラッチが解放状態になる前に開始される。これにより、アクチュエータの作動遅れを補償することができる。そのため、変速を速やかに行なうことができる。

第５の発明に係る車両の制御装置は、第２または３の発明の構成に加え、入力軸の回転数と出力軸の回転数との同期後にクラッチが解放状態になるようにクラッチを制御するための手段と、第２のギヤ段に変速する際、第２の部材と当接する方向に移動部材を移動させるようにアクチュエータを制御することを、入力軸の回転数と出力軸の回転数との差に応じて定められるタイミングで開始するための手段とをさらに含む。

第５の発明によると、入力軸の回転数と出力軸の回転数との同期後にクラッチが解放状態にされる。第２のギヤ段に変速する際、第２の部材と当接する方向に移動部材を移動させるようにアクチュエータを制御することが、入力軸の回転数と出力軸の回転数との差に応じて定められるタイミングで開始される。これにより、たとえば、入力軸の回転数および出力軸の回転数の差の変化率が小さくなったタイミングを基準にして、クラッチが完全に解放される前に制御を開始することができる。そのため、アクチュエータの作動遅れを補償することができる。その結果、変速を速やかに行なうことができる。

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一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。車両１００は、ＦＦ（Front drive Front engine）車両である。なお、本発明に係る制御装置を搭載した車両は、ＦＦ車両に限られない。

車両１００は、従来のマニュアルトランスミッションと同じ形式の常時噛合式歯車変速機およびクラッチをアクチュエータにより作動させ、所望のギヤ段を形成するクラッチペダルレスの車両である。車両１００においては、車速とスロットル開度とにより規定されるマップに基づいて、アップシフトおよびダウンシフトを行なうオートシフトモードと、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードとを選択することができる。オートシフトモードにおいては、通常よりも高いエンジン回転数で変速を行なうスポーツモードを選択することができる。

車両１００は、エンジン２００と、クラッチ３００と、トランスミッション４００と、デェファレンシャルギヤ（以下、デフと略して記載する）５００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６００とを含む。本実施の形態に係る制御装置は、たとえばＥＣＵ６００のＲＯＭ（Read Only Memory）６３０に記憶されたプログラムにより実現される。

エンジン２００は、インジェクタ（図示せず）により噴射された燃料と空気との混合気を、気筒内で爆発させてピストン（図示せず）を押し下げ、クランクシャフト２０２を回転させる内燃機関である。エンジン２００は、動力源として車両１００に搭載されている。車両１００は、エンジン２００からの駆動力により走行する。なお、エンジン２００の代わりに、その他、モータなどの動力機関を搭載してもかまわない。

クラッチ３００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３００は、クラッチ出力軸３０２と、クラッチ出力軸３０２に配設されたクラッチディスク３０４と、クラッチハウジング３０６と、クラッチハウジング３０６に配設されたプレッシャプレート３０８と、ダイヤフラムスプリング３１０と、クラッチレリーズシリンダ３１２と、レリーズフォーク３１４と、レリーズスリーブ３１６とを含む。

ダイヤフラムスプリング３１０が、プレッシャプレート３０８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３０４が、エンジン２００のクランクシャフト２０２に取り付けられたフライホイール２０４に押付けられ、クラッチが接続（係合）される。

クラッチレリーズシリンダ３１２が、レリーズフォーク３１４を介して図２において右方向へ、レリーズスリーブ３１６を移動させることにより、ダイヤフラムスプリング３１０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３１０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３０８が図２において左方向に移動し、クラッチディスク３０４とフライホイール２０４とが離れてクラッチが切断（解放）される。

クラッチレリーズシリンダ３１２は、油圧回路（図示せず）によって油圧が供給されることにより作動する。クラッチレリーズシリンダ３１２は、ＥＣＵ６００により制御される。クラッチ３００は、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではさらなる説明は繰返さない。なお、クラッチ３００を、電力により断接するようにしてもよい。

図１に戻って、トランスミッション４００は、インプットシャフト４０２と、アウトプットシャフト４０４と、ハウジング４０６とを含む。トランスミッション４００は、デフ５００と共に、ハウジング４０６内に収容されている。トランスミッション４００は、常時噛合式歯車変速機である。

インプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４とは、平行に設けられている。インプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４との間には、ギヤ比が異なる複数の変速ギヤ対４１１〜４１５と、後進ギヤ対４１６とが配設されている。

各変速ギヤ対を構成する２つのギヤのうち、一方はインプットシャフト４０２に設けられており、他方はアウトプットシャフト４０４に設けられている。また、各変速ギヤ対を構成する２つのギヤのうち、一方は、設けられているシャフトに対して空転可能であり、他方は、設けられているシャフトと一体的に回転する。各変速ギヤ対を構成する２つのギヤは、常に噛合っている。

各変速ギヤ対４１１〜４１５には、それぞれと対応したクラッチギヤ４２１〜４２５が設けられている。シャフトとクラッチギヤ４２１〜４２５との間には、シャフトの回転数と、クラッチギヤ４２１〜４２５の回転数とを同期させて、連結するシンクロメッシュ機構４３１〜４３３が設けられている。いずれかのクラッチギヤ４２１〜４２５が、シンクロメッシュ機構４３１〜４３３のいずれかによりシャフトに連結されて、１速から５速のいずれかのギヤ段が成立する。全てのクラッチギヤがシャフトに連結されていなければ、トランスミッション４００はニュートラル状態となる。

後進ギヤ対４１６は、カウンタシャフト（図示せず）に配設された後進用アイドル歯車と噛合わされる。後進ギヤ対４１６が後進用アイドル歯車と噛合わされることにより、後進ギヤ段が成立させられる。

シンクロメッシュ機構４３１〜４３３は、フォークシャフト４４１を介して、ＥＣＵ６００により制御されるアクチュエータ４４４により作動させられる。シンクロメッシュ機構４３１〜４３３は、キー式シンクロメッシュ機構である。なお、キー式シンクロメッシュ機構の代わりに、その他、ダブルコーンシンクロメッシュ機構などを用いてもかまわない。

以下、シンクロメッシュ機構についてさらに説明する。なお、本実施の形態において、各シンクロメッシュ機構４３１〜４３３は同様の構成を有する。したがって、以下の説明では、シンクロメッシュ機構４３１について説明し、シンクロメッシュ機構４３１，４３３については、それらの詳細な説明は繰り返さない。

図３に示すように、シンクロメッシュ機構は、スリーブ４７０と、シンクロナイザキー４７２、キースプリング４７４と、シンクロナイザリング４８０と、変速ギヤ対４１１を構成するギヤのうち、インプットシャフト４０２に対して空転可能に設けられた入力ギヤ４８２に設けられた、テーパ状のコーン部４８４とを含む。

スリーブ４７０は、フォークシャフト４４１を介して、アクチュエータ４４４により、クラッチギヤ４２１の方向に移動させられる。シンクロナイザキー４７２は、キースプリング４７４により、スリーブ４７０に対して付勢され、スリーブ４７０に係合している。スリーブ４７０とシンクロナイザキー４７２とは、シンクロナイザハブ（図示せず）と共に、インプットシャフト４０２と一体的に回転する。

シンクロナイザリング４８０は、入力ギヤ４８２とシンクロナイザキー４７２との間に設けられている。シンクロナイザリング４８０に設けられた溝には、シンクロナイザキー４７２が係合しており、シンクロナイザリング４８０とシンクロナイザキー４７２とは共に回転する。

スリーブ４７０が図３において右方向へ移動させられると、シンクロナイザキー４７２がスリーブ４７０と共に移動させられる。シンクロナイザキー４７２が移動すると、シンクロナイザリング４８０がコーン部４８４に押圧されてテーパ嵌合させられる。

シンクロナイザリング４８０とコーン部４８４とがテーパ嵌合させられると、シンクロナイザリング４８０とコーン部４８４との間の摩擦により、徐々にインプットシャフト４０２から入力ギヤ４８２に動力が伝達され、シンクロナイザリング４８０と入力ギヤ４８２とがある程度スリップしながら、インプットシャフト４０２の回転数と入力ギヤ４８２の回転数とが次第に等しくなる（同期する）。

入力ギヤ４８２は、変速ギヤ対４１１を構成するギヤのうち、アウトプットシャフト４０４に一体的に設けられたギヤと常に噛合っているため、インプットシャフト４０２の回転数と入力ギヤ４８２の回転数とが同期することにより、インプットシャフト４０２の回転数とアウトプットシャフト４０４の回転数とが同期する。

スリーブ４７０が更に右方向へ移動させられると、図４に示すように、スリーブ４７０に設けられたスプライン４９０が、シンクロナイザリング４８０に設けられたチャンファ４９２および入力ギヤ４８２に設けられたクラッチギヤ４２１と噛合わされる。スリーブ４７０のスプライン４９０が、クラッチギヤ４２１と噛合うと、インプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４とが連結されて、変速ギヤ対４１１を介して、インプットシャフト４０２からアウトプットシャフト４０４に、動力が伝達される。

本実施の形態において、スリーブ４７０は、各シンクロメッシュ機構４３１〜４３３に対して一つずつ設けられる。これらの各スリーブ４７０に対して、図５に示すように、一本ずつ、合計３本のフォークシャフト４４１，４４２，４４３が設けられる。

図５において右端のフォークシャフト４４１を操作することにより、５速ギヤ段が形成される。図５において中央のフォークシャフト４４２を操作することにより、３速ギヤ段もしくは４速ギヤ段が形成される。図５において左端のフォークシャフト４４３を、操作することにより、１速ギヤ段もしくは２速ギヤ段が形成される。なお、形成されるギヤ段は５つに限らない。

アクチュエータ４４４により操作されるフォークシャフトは、セレクタ４４６により選択される。すなわち、セレクタ４４６と係合するフォークシャフトがアクチュエータ４４４により操作される。さらに、セレクタ４４６が、アクチュエータ４４４により操作される。

図１に戻って、インプットシャフト４０２は、スプライン４５０によってクラッチ３００のクラッチ出力軸３０２に連結されているとともに、アウトプットシャフト４０４には出力歯車４６０が配設されてデフ５００のリングギヤ５０２と噛合わされている。

デフ５００は、一対のサイドギヤ５０４、５０６を含む。サイドギヤ５０４、５０６にはそれぞれドライブシャフト５０８、５１０がスプライン嵌合などによって連結されている。ドライブシャフト５０８、５１０を介して、左右の前輪５１２、５１４に動力が伝達される。

ＥＣＵ６００には、アクセル開度センサ６０２、スポーツモードスイッチ６０４、シフトレバー６０６、回転数センサ６０８、温度センサ６１０、車速センサ６１２、入力回転数センサ６１４および出力回転数センサ６１６が接続されている。さらに、ＥＣＵ６００には、シフトストロークセンサ６１８およびクラッチストロークセンサ６２０が接続されている。

アクセル開度センサ６０２は、アクセル踏み量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。スポーツモードスイッチ６０４は、通常よりも高いエンジン回転数で変速を行ない、加速性を重視したスポーティな走行を嗜好する場合に、運転者により操作される。

シフトレバー６０６は、所望のギヤ段が選択されるように、運転者が操作する。シフトレバー６０６と対応したレンジ（たとえばＤレンジ）に応じて、トランスミッション４００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択することができる。

回転数センサ６０８は、エンジン２００の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。温度センサ６１０は、エンジン２００の油温を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。車速センサ６１２は、ドライブシャフト５０８の回転数から車両１００の車速を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。入力回転数センサ６１４はインプットシャフト４０２の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。出力回転数センサ６１６はアウトプットシャフト４０４の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ６００に送信する。

シフトストロークセンサ６１８は、アクチュエータ４４４のストローク量（フォークシャフト４４１，４４２，４４３のストローク量）を検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ６００に送信する。アクチュエータ４４４のストローク量に対応して、スリーブ４７０の位置が定まる。

クラッチストロークセンサ６２０は、クラッチ３００のストローク量、すなわち、クラッチレリーズシリンダ３１２の作動量を検出する。クラッチ３００のストローク量に対応して、クラッチ３００の状態が定まる。

ＥＣＵ６００は、これらのセンサおよびスロットル開度センサ（図示せず）などから送られた信号と、ＲＯＭ６３０に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１００が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

本実施の形態においては、変速時（特にダウンシフト時）にトランスミッション４００がニュートラル状態で一旦クラッチ３００を接続し、エンジン回転数を制御して、インプットシャフト４０２の回転数を、変速後のアウトプットシャフト４０４の回転数に同期させる制御（以下、ダブルクラッチ制御と記載する）が実行される。

図６を参照して、ＥＣＵ６００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ６００の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ６００は、第１クラッチ解放部７００と、第１アクチュエータ制御部７１０と、同期実行部７２０と、第２アクチュエータ制御部７３０と、第３アクチュエータ制御部７４０と、第２クラッチ解放部７５０と、第４アクチュエータ制御部７６０と、第５アクチュエータ制御部７７０とを含む。

第１クラッチ解放部７００は、変速時にクラッチ３００が解放状態になるように制御する。第１アクチュエータ制御部７１０は、変速時にクラッチ３００が解放状態になると、スリーブ４７０が、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリング４８０と当接した位置から移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。

同期実行部７２０は、図７に示すように、スリーブ４７０の先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２の先端とが一致する位置までスリーブ４７０が移動した時点で、ダブルクラッチ制御を開始する。

すなわち、スリーブ４７０が変速前後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のいずれにも当接しない位置まで移動した後であって、トランスミッション４００をニュートラル状態にするためにスリーブ４７０が停止されるニュートラル位置までスリーブ４７０が移動する前に、ダブルクラッチ制御が開始される。

なお、スリーブ４７０の先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２の先端とが一致する位置までスリーブ４７０が移動した後であって、ニュートラル位置までスリーブ４７０が移動する前の任意の位置でダブルクラッチ制御を開始するようにしてもよい。

第２アクチュエータ制御部７３０は、変速前後において操作されるフォークシャフトが同じ場合（たとえば４速ギヤ段から３速ギヤ段へダウンシフトする場合）、ダブルクラッチ制御の実行中において、図８に示すように、スリーブ４７０の先端が待機点と一致する位置でスリーブ４７０が待機するようにアクチュエータ４４４を制御する。

待機点は、スリーブ４７０の先端と変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２とが当接を開始するボーク点の手前に定められる。すなわち、ダブルクラッチ制御の実行中、ニュートラル位置よりも変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０に近い位置でスリーブ４７０が待機される。

ボーク点は、たとえば変速時において、スリーブ４７０をシンクロナイザリング４８０に当接する方向に移動させるときに、インプットシャフト４０２の回転が上昇を開始する点として学習される。

なお、スリーブ４７０の先端が待機点と一致する位置とニュートラル位置との間の任意の位置でスリーブ４７０が待機するようにしてもよい。

第３アクチュエータ制御部７４０は、変速前後において操作されるフォークシャフトが異なる場合（たとえば３速ギヤ段から２速ギヤ段へダウンシフトする場合）、ダブルクラッチ制御の実行中において、図９に示すように、ニュートラル位置でスリーブ４７０が待機するようにアクチュエータ４４４を制御する。

第２クラッチ解放部７５０は、インプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４との同期が完了した後にクラッチ３００が解放状態になるように制御する。たとえば、インプットシャフト４０２の回転数と、アウトプットシャフト４０４の回転数に変速後のギヤ比を乗じた同期回転数との差がしきい値以内になると、同期が完了したと判定される。

第４アクチュエータ制御部７６０は、変速前後において操作されるフォークシャフトが同じ場合に、変速後のギヤ段に対応するボーク点にスリーブ４７０の先端が移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。すなわち、変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０に当接する方向へスリーブ４７０が移動するようにアクチュエータ４４４が制御される。

第４アクチュエータ制御部７６０は、クラッチ３００が解放状態になる前であって、クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（１）になると、アクチュエータ４４４の制御を開始する。

しきい値ＳＴ（１）は、クラッチ３００が実際に解放状態になるタイミングに合わせてスリーブ４７０の先端が実際にボーク点に到達するように、待機点とボーク点との距離、静止摩擦力、無応答時間、電流制御系の応答遅れなどを考慮して定められる。

第５アクチュエータ制御部７７０は、変速前後において操作されるフォークシャフトが異なる場合に、変速後のギヤ段に対応するボーク点にスリーブ４７０の先端が移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。

第５アクチュエータ制御部７７０は、クラッチ３００が解放状態になる前であって、クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（２）になると、アクチュエータ４４４の制御を開始する。

しきい値ＳＴ（２）は、クラッチ３００が実際に解放状態になるタイミングに合わせてスリーブ４７０の先端が実際にボーク点に到達するように、ニュートラル位置におけるスリーブ４７０の先端とボーク点との距離、静止摩擦力、無応答時間、電流制御系の応答遅れなどを考慮して定められる。

図１０〜１２を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００が変速時に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と略す）１００にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ３００を解放状態にする。Ｓ１０２にて、ＥＣＵ６００は、変速前後で操作されるフォークシャフトが同じ変速であるか否かを判断する。変速前後で操作されるフォークシャフトが同じ変速であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にＮＯ）、処理はＳ３００に移される。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ６００は、ダブルクラッチ要求があるか否かを判断する。たとえば、ダウンシフト時において、スポーツモードが選択されているという条件など、予め定められた条件が満たされていると、ダブルクラッチ要求があると判断される。ダブルクラッチ要求があると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ４００に移される。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０が、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリング４８０と当接した位置から移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０の先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２の先端とが一致する位置までスリーブ４７０が移動した時点で、ダブルクラッチ制御を開始する。

Ｓ２１４にて、ＥＣＵ６００は、ダブルクラッチ制御の実行中において、スリーブ４７０が待機点で待機するように、すなわち、待機点とスリーブ４７０の先端とが一致する位置でスリーブ４７０が待機するようにアクチュエータ４４４を制御する。

Ｓ２１６にて、ＥＣＵ６００は、インプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４との同期が完了したか否かを判断する。たとえばインプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差がしきい値ΔＮ（０）以下であると、同期が完了したと判断される。同期が完了すると（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、処理はＳ２１８に移される。もしそうでないと（Ｓ２１６にてＮＯ）、処理はＳ２１６に戻される。

Ｓ２１８にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ３００の解放を開始する。Ｓ２２０にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（１）になったか否かを判断する。クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（１）になると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ４００に移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２２０に戻される。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ６００は、ダブルクラッチ要求があるか否かを判断する。ダブルクラッチ要求があると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３１０に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３２４に移される。

Ｓ３１０にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０が、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリング４８０と当接した位置から移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。

Ｓ３１２にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０の先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２の先端とが一致する位置までスリーブ４７０が移動した時点で、ダブルクラッチ制御を開始する。

Ｓ３１４にて、ＥＣＵ６００は、ダブルクラッチ制御の実行中において、ニュートラル位置でスリーブ４７０が待機するようにアクチュエータ４４４を制御する。Ｓ３１６にて、ＥＣＵ６００は、変速後のギヤ段に対応したフォークシャフトと係合する位置にセレクタ４４６が移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。

Ｓ３１８にて、ＥＣＵ６００は、インプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４との同期が完了したか否かを判断する。同期が完了すると（Ｓ３１８にてＹＥＳ）、処理はＳ３２０に移される。もしそうでないと（Ｓ３１８にてＮＯ）、処理はＳ３１８に戻される。

Ｓ３２０にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ３００の解放を開始する。Ｓ３２２にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（２）になったか否かを判断する。クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（２）になると（Ｓ３２２にてＹＥＳ）、処理はＳ５００に移される。もしそうでないと（Ｓ３２２にてＮＯ）、処理はＳ２２０に戻される。

Ｓ３２４にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０がニュートラル位置まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。Ｓ３２６にて、ＥＣＵ６００は、変速後のギヤ段に対応したフォークシャフトと係合する位置にセレクタ４４６が移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。

Ｓ４００にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０がボーク点まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御することを開始する。Ｓ４０２にて、ＥＣＵ６００は、スリーブ４７０が、変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０およびクラッチギヤと噛合うまで移動するようにアクチュエータ４４４を制御する。Ｓ４０４にて、ＥＣＵ６００は、クラッチ３００を係合状態にする。

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制御装置であるＥＣＵ６００の動作について説明する。

車両の走行中、変速する際、クラッチ３００が解放状態にされる（Ｓ１００）。たとえば、４速ギヤ段から３速ギヤ段にダウンシフトする場合もしくは２速ギヤ段から１速ギヤ段にダウンシフトする場合など、変速前後で操作されるフォークシャフトが同じ変速であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、ダブルクラッチ要求があるか否かが判断される（Ｓ２００）。

ダブルクラッチ要求があると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、スリーブ４７０が、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリング４８０と当接した位置から移動するようにアクチュエータ４４４が制御される（Ｓ２１０）。

前述した図７に示すように、スリーブ４７０の先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２の先端とが一致する位置までスリーブ４７０が移動した時点で、ダブルクラッチ制御の実行が開始される（Ｓ２１２）。これにより、変速を開始してからダブルクラッチ制御を開始するまでに要する時間を短くすることができる。

前述した図８に示すように、ダブルクラッチ制御の実行中において、スリーブ４７０が待機点で待機するように、アクチュエータ４４４が制御される（Ｓ２１４）。これにより、スリーブ４７０とシンクロナイザリング４８０との距離を短くすることができる。そのため、スリーブ４７０とシンクロナイザリング４８０とを当接させる際に要する時間を短くすることができる。

ダブルクラッチ制御によるインプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４との同期が完了すると（Ｓ２１６にてＹＥＳ）、クラッチ３００の解放が開始される（Ｓ２１８）。

図１３に示すように、時間Ｔ（１）において、クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（１）になると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、スリーブ４７０がボーク点まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御することが開始される（Ｓ４００）。クラッチ３００が解放状態になる前にアクチュエータ４４４の制御が開始されるため、アクチュエータ４４４の作動遅れを補償することができる。

その後、スリーブ４７０が、変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０およびクラッチギヤと噛合うまで移動するようにアクチュエータ４４４が制御され（Ｓ４０２）、クラッチ３００が係合状態にされる（Ｓ４０４）。

ダブルクラッチ要求がない場合は（Ｓ２００にてＮＯ）、ダブルクラッチ制御を行なうことなく、スリーブ４７０がボーク点まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御することが開始される（Ｓ４００）。その後、スリーブ４７０が、変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０およびクラッチギヤと噛合うまで移動するようにアクチュエータ４４４が制御され（Ｓ４０２）、クラッチ３００が係合状態にされる（Ｓ４０４）。

たとえば、５速ギヤ段から４速ギヤ段にダウンシフトする場合もしくは３速ギヤ段から２速ギヤ段にダウンシフトする場合など、変速前後で操作されるフォークシャフトが異なる変速であると（Ｓ１０２にてＮＯ）、ダブルクラッチ要求があるか否かが判断される（Ｓ３００）。

ダブルクラッチ要求があると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、スリーブ４７０が、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリング４８０と当接した位置から移動するようにアクチュエータ４４４が制御される（Ｓ３１０）。

前述した図７に示すように、スリーブ４７０の先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０のチャンファ４９２の先端とが一致する位置までスリーブ４７０が移動した時点で、ダブルクラッチ制御の実行が開始される（Ｓ３１２）。

前述した図９に示すように、ダブルクラッチ制御の実行中において、ニュートラル位置でスリーブ４７０が待機するようにアクチュエータ４４４が制御され（Ｓ３１４）、変速後のギヤ段に対応したフォークシャフトと係合する位置にセレクタ４４６が移動するようにアクチュエータ４４４が制御される（Ｓ３１６）。

ダブルクラッチ制御の実行中は、スリーブ４７０がニュートラル位置にあるため、ニュートラル状態であることが確実な状態で、ダブルクラッチ制御を行なうことができる。そのため、シンクロナイザリング４８０への負担を小さくすることができる。

ダブルクラッチ制御によるインプットシャフト４０２とアウトプットシャフト４０４との同期が完了すると（Ｓ３１８にてＹＥＳ）、クラッチ３００の解放が開始される（Ｓ３２０）。

クラッチ３００のストローク量がしきい値ＳＴ（２）になると（Ｓ３２２にてＹＥＳ）、スリーブ４７０がボーク点まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御することが開始される（Ｓ４００）。その後、スリーブ４７０が、変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０およびクラッチギヤと噛合うまで移動するようにアクチュエータ４４４が制御され（Ｓ４０２）、クラッチ３００が係合状態にされる（Ｓ４０４）。

ダブルクラッチ要求がない場合は（Ｓ３００にてＮＯ）、ダブルクラッチ制御を行なうことなく、スリーブ４７０がニュートラル位置まで移動するようにアクチュエータ４４４が制御され（Ｓ３２４）、変速後のギヤ段に対応したフォークシャフトと係合する位置にセレクタ４４６が移動するようにアクチュエータ４４４が制御される（Ｓ３２６）。

さらに、スリーブ４７０がボーク点まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御することが開始される（Ｓ４００）。その後、スリーブ４７０が、変速後のギヤ段に対応するシンクロナイザリング４８０およびクラッチギヤと係合するまで移動するようにアクチュエータ４４４が制御され（Ｓ４０２）、クラッチ３００が係合状態にされる（Ｓ４０４）。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによれば、変速する際、ダブルクラッチ要求があると、スリーブが、変速前のギヤ段に対応したクラッチギヤおよびシンクロナイザリングと当接した位置から移動するようにアクチュエータが制御される。スリーブの先端と変速前のギヤ段に対応するシンクロナイザリングのチャンファの先端とが一致する位置までスリーブが移動した時点で、ダブルクラッチ制御の実行が開始される。これにより、変速を開始してからダブルクラッチ制御を開始するまでに要する時間を短くすることができる。そのため、変速を速やかに行なうことができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ダブルクラッチ要求がある場合において、スリーブ４７０がボーク点まで移動するようにアクチュエータ４４４を制御することを開始するタイミングを、インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差により定める点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらの機能についても同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図１４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ６００の機能はハードウェアにより実現するようにしてもよく、ソフトウェアにより実現するようにしてもよい。また、前述の第１の実施の形態と同じ構成については、同じ符号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００の第４アクチュエータ制御部７６２は、変速前後において操作されるフォークシャフトが同じ場合、インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差の絶対値の変化率がしきい値ΔＮ（１）以下であると、変速後のギヤ段に対応するボーク点にスリーブ４７０が移動するようにアクチュエータ４４４を制御することを開始する。

しきい値ΔＮ（１）は、クラッチ３００が実際に解放状態になるタイミングに合わせてスリーブ４７０の先端が実際にボーク点に到達するように、待機点とボーク点との距離、静止摩擦力、無応答時間、電流制御系の応答遅れなどを考慮して定められる。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００の第５アクチュエータ制御部７７２は、変速前後において操作されるフォークシャフトが異なる場合、インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差の絶対値の変化率がしきい値ΔＮ（２）以下であると、変速後のギヤ段に対応するボーク点にスリーブ４７０が移動するようにアクチュエータ４４４を制御することを開始する。

しきい値ΔＮ（２）は、クラッチ３００が実際に解放状態になるタイミングに合わせてスリーブ４７０の先端が実際にボーク点に到達するように、ニュートラル位置におけるスリーブ４７０の先端とボーク点との距離、静止摩擦力、無応答時間、電流制御系の応答遅れなどを考慮して定められる。

図１５〜１７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ６００が変速時に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ処理には、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図１５を参照して、Ｓ５００にて、ＥＣＵ６００は、インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差の絶対値の変化率がしきい値ΔＮ（１）以下であるか否かを判断する。インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差の絶対値がしきい値ΔＮ（１）以下であると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理は図１７に示すＳ４００に移される。

図１６を参照して、Ｓ５００にて、ＥＣＵ６００は、インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差の絶対値の変化率がしきい値ΔＮ（２）以下であるか否かを判断する。インプットシャフト４０２の回転数と同期回転数との差の絶対値がしきい値ΔＮ（２）以下であると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理は図１７に示すＳ４００に移される。このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

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。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置が搭載された車両を示す概略構成図である。 クラッチの断面図である。 シンクロメッシュ機構の部分断面図（その１）である。 シンクロメッシュ機構の部分断面図（その２）である。 フォークシャフトを示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。 スリーブとシンクロナイザリングとの位置関係を示す図（その１）である。 スリーブとシンクロナイザリングとの位置関係を示す図（その２）である。 スリーブとシンクロナイザリングとの位置関係を示す図（その３）である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。 本発明の第１の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その３）である。 インプットシャフトの回転数の推移を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。 本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャート（その３）である。

符号の説明

１００ 車両、２００ エンジン、３００ クラッチ、４００ トランスミッション、４０２ インプットシャフト、４０４ アウトプットシャフト、４１１，４１２，４１３，４１４，４１５ 変速ギヤ対、４１６ 後進ギヤ対、４２１ クラッチギヤ、４３１，４３２，３３ シンクロメッシュ機構、４４１，４４２，４４３ フォークシャフト、４４４ アクチュエータ、４７０ スリーブ、４８０ シンクロナイザリング、４９２ チャンファ、６００ ＥＣＵ、６１４ 入力回転数センサ、６１６ 出力回転数センサ、６１８ シフトストロークセンサ、６２０ クラッチストロークセンサ、７００ 第１クラッチ解放部、７１０ 第１アクチュエータ制御部、７２０ 同期実行部、７３０ 第２アクチュエータ制御部、７４０ 第３アクチュエータ制御部、７５０ 第２クラッチ解放部、７６０，７６２ 第４アクチュエータ制御部、７７０，７７２ 第５アクチュエータ制御部。

Claims (5)

1. 第１のギヤ段を形成する際に第１の部材と当接し、第２のギヤ段を形成する際に第２の部材と当接するようにアクチュエータにより移動される移動部材が設けられる常時噛合式歯車変速機と、前記常時噛合式歯車変速機と動力機関との連結を断接するクラッチとを有する車両の制御装置であって、
   前記第１のギヤ段から他のギヤ段に変速する際、前記移動部材が前記第１の部材および前記第２の部材に当接しない位置まで移動するように前記アクチュエータを制御するための制御手段と、
   前記移動部材が前記第１の部材および前記第２の部材に当接しない状態において、前記クラッチを係合し、前記動力機関の出力回転数を制御して、前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数とを同期させる同期制御を実行するための実行手段とを含み、
   前記実行手段は、前記第１のギヤ段から他のギヤ段に変速する際、前記移動部材が前記第１の部材および前記第２の部材に当接しない位置まで前記移動部材が移動した後であって、前記常時噛合式歯車変速機をニュートラル状態にするために前記移動部材が停止されるニュートラル位置まで前記移動部材が移動する前に、前記同期制御を開始するための手段を含む、車両の制御装置。
2. 前記制御装置は、前記第２のギヤ段に変速する際、前記同期制御の実行中に、前記ニュートラル位置よりも前記第２の部材に近い位置で前記移動部材が待機するように前記アクチュエータを制御するための手段をさらに含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記同期制御の実行中に、前記ニュートラル位置で前記移動部材が待機するように前記アクチュエータを制御するための手段をさらに含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御装置は、
   前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数との同期後に前記クラッチが解放状態になるように前記クラッチを制御するための手段と、
   前記第２のギヤ段に変速する際、前記第２の部材と当接する方向に前記移動部材を移動させるように前記アクチュエータを制御することを、前記クラッチが解放状態になる前に開始するための手段とをさらに含む、請求項２または３に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数との同期後に前記クラッチが解放状態になるように前記クラッチを制御するための手段と、
   前記第２のギヤ段に変速する際、前記第２の部材と当接する方向に前記移動部材を移動させるように前記アクチュエータを制御することを、前記入力軸の回転数と前記出力軸の回転数との差に応じて定められるタイミングで開始するための手段とをさらに含む、請求項２または３に記載の車両の制御装置。

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