JP2010255820A - 車両用変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ機構に不要な負荷をかけずに同期機構の耐久性を向上させることができる車両用変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】ＥＣＵは、ギヤ抜きを行った後（ステップＳ１４）、オフアップ条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１５）。ＥＣＵは、オフアップ条件が成立したと判定した場合に（ステップＳ１５でＹＥＳ）、入力軸回転数Ｎｉｎ−換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下となってから（ステップＳ１６でＹＥＳ）、クラッチハブスリーブのスプラインを、シンクロナイザリングのスプラインおよび変速ギヤのクラッチギヤと係合させるギヤ入れを行う（ステップＳ１７）。ＥＣＵは、オフアップ条件が成立していないと判定した場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、シンクロナイザリングにより同期動作を行った後（ステップＳ２０）、ギヤ入れを行う（ステップＳ２２）。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両用変速機の制御装置に関する。

車両に搭載される車両用変速機として、所謂マニュアルトランスミッションを構成するクラッチと変速機構とを電気的に制御することによって、自動的に変速が実行されるＡＭＴ（Automated-Manual-Transmission）と呼ばれるものが知られている。
このようなＡＭＴは、運転者の変速要求としてシフトレバーからの変速指示や、アクセルペダルからの負荷要求に応じて、変速が行われている。

また、ＡＭＴの変速機構には、平行歯車式の変速機構が採用されており、具体的には、次のように構成されている。すなわち、平行歯車式の変速機構は、互いに平行に配置された入力軸および出力軸に、複数の変速ギヤ対が設けられている。この変速ギヤ対は、一方の軸と一体回転する変速ギヤと、他方の軸に相対回転可能な変速ギヤと、により構成され、一方の軸の変速ギヤと他方の軸の変速ギヤとが常時噛み合うようになっている。ＡＭＴは、このような常時噛み合い式の変速機構を有し、変速段の切り替えの際に、他方の軸に相対回転可能な変速ギヤにおいて、切り替え前の変速ギヤから切り替え後の変速ギヤへの掴み替えを行うようになっている。

ここで、全ての変速ギヤ対が、出力軸と一体回転する変速ギヤと、入力軸と相対回転可能な変速ギヤと、を有している場合について説明する。出力軸に設けられた変速ギヤは出力軸と一体回転するため、それぞれ同一回転で回転する。一方、変速ギヤ対毎に変速比が異なるため、入力軸と相対回転可能な変速ギヤは、それぞれ異なる回転数で回転する。したがって、変速段の切り替えの際には、切り替え前の入力軸側の変速ギヤの回転数と、切り替え後の入力軸側の変速ギヤの回転数とが異なるため、このまま変速ギヤの掴み替えを行うと、変速ショックが発生する。

このため、変速機構は、変速段の切り替えの際に、入力軸の回転と、切り替え後の変速ギヤ対のうち入力軸側の変速ギヤの回転と、を同期させる同期機構を備えている。同期機構は、入力軸と一体回転するクラッチハブスリーブおよびシンクロナイザリングを有している。変速機構は、変速段の切り替えの際に、クラッチハブスリーブを入力軸の軸線方向に移動させてシンクロナイザリングと入力軸側の変速ギヤとを摩擦接触させ、シンクロナイザリングの回転を入力軸側の変速ギヤの回転に同期させる。
これにより、変速機構は、変速ショックを低減させつつ変速段を切り替えるようになっている。

このような変速ショックを低減する車両用変速機の制御装置として、エンジン回転数を調整するとともに、クラッチ機構の係合作用を利用することにより、ＡＭＴにおける変速段の切り替えを行う車両用変速機の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この従来の特許文献１に記載の車両用変速機の制御装置は、例えば、高速段側への変速段の切り替えを行う場合において、クラッチ機構の解放後、スロットル開度を調整してエンジン回転数を低下させる。そして、エンジン回転数が切り替え後の変速段に対応するエンジン回転数まで低下したときにクラッチ機構を係合することにより、変速機構の入力軸の回転数を切り替え後の変速段に対応する回転数まで急激に低下させ、再度クラッチ機構を解放するとともに、クラッチハブスリーブを切り替え後の変速段を形成する変速ギヤに係合させるようにしている。
このように上記車両用変速機の制御装置は、クラッチ機構の係合により、入力軸の回転数を急激に低下させた後に、クラッチハブスリーブを変速ギヤに係合させるので、変速段の切り替えに要する時間を短縮するとともに、クラッチハブスリーブと変速ギヤとの係合時における変速ショックを低減するようになっている。

特開２００８−２５６０６７号公報

しかしながら、上記車両用変速機の制御装置にあっては、変速段の切り替えに要する時間を短縮することができるものの、同期機構の代わりにクラッチ機構の係合によって入力軸の回転数を低下させるので、クラッチ機構に負荷をかけてしまう。特に、アクセルペダルの踏み込み解除に伴う高速段側への変速（以下、オフアップ変速という）を行う場合のように、迅速な変速が必要とされない場合にもクラッチ機構の係合により入力軸の回転数を低下させるので、クラッチ機構に不要な負荷をかけてしまうという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、クラッチ機構に不要な負荷をかけずに同期機構の耐久性を向上させることができる車両用変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用変速機の制御装置は、上記目的達成のため、（１）駆動源からの回転動力を入力する入力軸と、前記入力された回転動力を駆動輪に伝達する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記回転動力を設定変速比で変速する常時噛み合う複数の変速ギヤ対と、前記入力軸および前記出力軸のうちいずれか一方の軸と前記複数の変速ギヤ対のうちいずれかの変速ギヤ対との同期を行う複数の同期機構と、を有する変速機構と、変速条件に従って前記複数の変速ギヤ対から前記回転動力を伝達する変速ギヤ対を選択する変速ギヤ対選択手段と、前記選択された変速ギヤ対と前記一方の軸とが完全同期する完全同期位置と、前記選択された変速ギヤ対と前記一方の軸とを設定された差分回転数まで同期させる同期位置と、前記選択された変速ギヤ対と前記一方の軸とが同期しない非同期位置との間で前記同期機構を移動させる移動手段と、を備え、前記移動手段は、前記変速ギヤ対選択手段によって変速ギヤ対が選択された際に、前記同期機構を前記同期位置に待機させた後に前記完全同期位置に移動させる車両用変速機の制御装置において、前記動力源の回転動力を増加させずに前記変速比が小さい変速ギヤ対への切り替えを行うオフアップ条件が成立したか否かを判定するオフアップ条件判定手段と、を備え、前記移動手段は、前記オフアップ条件が成立した場合に、前記完全同期位置にある同期機構を前記非同期位置に移動させた後、前記変速ギヤ対選択手段に選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を前記非同期位置に待機させたまま、前記選択された変速ギヤ対を構成する変速ギヤと前記一方の軸の差分回転数が予め定められた値以下となった場合に、前記選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を、前記完全同期位置に移動させて前記変速比を切り替えることを特徴とした構成を有している。

この構成により、本発明に係る車両用変速機の制御装置は、オフアップ条件が成立した場合に、ギヤ入れ位置にある同期機構を中立位置に移動させた後、選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を非同期位置に待機させたまま、選択された変速ギヤ対を構成する変速ギヤと一方の軸の差分回転数が予め定められた値以下となった場合に、選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を、完全同期位置に移動させて変速比を切り替えるので、クラッチ機構を係合させることなく、また、同期機構によって差分回転数を低下させずに変速比を切り替えることができ、クラッチ機構に不要な負荷をかけずに同期機構の耐久性を向上させることができる。

なお、動力源が車両の前部に配置されるとともに変速機構が車両の後部に配置され、動力源と変速機構の入力軸とがプロペラシャフトで結合される車両においては、プロペラシャフトが長くなり質量が増大するため、プロペラシャフトおよび入力軸の慣性モーメントが大きくなる。このため、同期機構と変速ギヤとを同期させる際の摩擦が増大するとともに、摩擦音も増大する。このような車両においても、本発明に係る車両用変速機の制御装置は、上記差分回転数が予め定められた値以下となった場合に、同期機構を完全同期位置に移動させるので、摩擦力および摩擦音の増大を抑制することができる。

さらに、後輪駆動で変速機構が車両の後部に配置されている車両においては、駆動輪としての後輪に変速機構の荷重がかかり、後輪のトラクションが増大する。そのため、同期機構と変速ギヤとを完全同期させる際に、プロペラシャフトおよび入力軸の慣性モーメントの影響が出力軸を介して駆動輪に伝達され、変速ショックとして車両の挙動に現れやすくなる。このような車両においても、本発明に係る車両用変速機の制御装置は、上記差分回転数が予め定められた値以下となった場合に、同期機構を完全同期位置に移動させるので、変速ショックも抑制することができる。

本発明によれば、クラッチ機構に不要な負荷をかけずに同期機構の耐久性を向上させることができる車両用変速機の制御装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る車両用変速機の制御装置を備えた車両の概略構成を表す骨子図である。 本発明の実施の形態に係る自動クラッチの構成を示す骨子図である。 本発明の実施の形態に係る同期機構を含む変速機構の一部断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両用変速機の制御装置の制御系統を表すブロック線図である。 本発明の実施の形態に係る変速時の動作を説明するためのタイムチャートである。（ａ）〜（ｃ）は、オフアップ条件成立時のタイムチャートであり、（ｄ）〜（ｆ）は、オフアップ不成立時のタイムチャートである。 本発明の実施の形態に係る変速制御処理を表すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態に係る車両用変速機の制御装置を備えた車両１０の概略構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１０は、ＦＲ（Front engine-Rear Drive）車両である。車両１０は、駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１が出力した回転動力の断接を切り替える自動クラッチ２０と、自動クラッチ２０により伝達された回転動力を所定の変速比で変速するとともにドライブシャフト７５Ｌ、７５Ｒに分配して伝達するトランスアクスル４０と、車両１０を駆動させる駆動輪７７Ｌ、７７Ｒと、を備えている。

エンジン１１は、ガソリンあるいは軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を、図示しないシリンダの燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の動力装置により構成されている。エンジン１１は、燃焼室内で混合気の吸気、燃焼および排気を断続的に繰り返すことによりシリンダ内のピストンを往復動させ、ピストンと動力伝達可能に連結されたクランクシャフト１３を回転させることにより、自動クラッチ２０および減速ギヤ対３８を介してトランスアクスル４０に動力を伝達するようになっている。

ここで、減速ギヤ対３８は、クラッチ出力軸３６とプロペラシャフト３９との間に配設されており、クラッチ出力軸３６の回転を減速してプロペラシャフト３９に伝達し得るよう、径の異なる複数の歯車を有している。また、プロペラシャフト３９は、減速ギヤ対３８とトランスアクスル４０の入力軸４２とにそれぞれスプライン嵌合し、減速ギヤ対３８によって減速されたエンジン１１の回転動力をトランスアクスル４０に伝達するものである。なお、プロペラシャフト３９は、円筒形のトルクチューブに内装されていてもよい。

トランスアクスル４０は、車両１０の後部に搭載されており、変速機構５０と、ディファレンシャル機構７０と、を有している。また、トランスアクスル４０は、入力軸４２から入力されるエンジン１１の回転動力を、後述する複数の変速ギヤ対の係合の組み合わせを切り替えることにより変速し、ドライブシャフト７５Ｌ、７５Ｒを介して駆動輪７７Ｌ、７７Ｒに伝達するようになっている。

次に、変速機構５０の構成について説明する。
変速機構５０は、平行歯車式の有段変速機であり、トランスアクスル４０内に入力軸４２と出力軸５７とが平行に配置されている。また、変速機構５０は、エンジン１１からの回転動力を自動クラッチ２０を介して入力する入力軸４２と、入力された回転動力を駆動輪７７Ｌ、７７Ｒに伝達する出力軸５７と、入力軸４２と出力軸５７との間に設けられ、入力された回転動力をそれぞれ設定された変速比γで変速する常時噛み合う変速ギヤ対５１〜５５と、入力軸４２または出力軸５７と変速ギヤ対５１〜５５のうちいずれかの変速ギヤ対との同期を行う同期機構５８〜６０と、を備えている。

変速ギヤ５１ａ〜５３ａは、入力軸４２に相対回転するようになっており、変速ギヤ５４ａ、５５ａは、入力軸４２に一体回転するようになっている。変速ギヤ５１ｂ〜５３ｂは、出力軸５７に一体回転するようになっており、変速ギヤ５４ｂ、５５ｂは、出力軸５７に相対回転するようになっている。また、変速機構５０は、後進変速段を形成するための後進用変速ギヤ対５６も有している。このように、変速ギヤ対５１〜５５は、入力軸４２と一体回転する変速ギヤ５１ｂ〜５３ｂ、出力軸５７と一体回転する変速ギヤ５４ａ、５５ａと、上記変速ギヤ５１ｂ〜５３ｂおよび変速ギヤ５４ａ、５５ａとそれぞれ係合する変速ギヤ５１ａ〜５３ａおよび変速ギヤ５４ｂ、５５ｂと、によりそれぞれ構成され、入力軸４２から入力された回転動力をそれぞれ異なる変速比で変速するようになっている。

さらに、変速機構５０は、後述するＥＣＵによってセレクトアクチュエータ７およびシフトアクチュエータ８が作動させられることにより、変速ギヤ対５１〜５５の切り替えを行い、変速段を切り替えるようになっている。これにより、変速機構５０は、各変速段に応じた動力伝達経路を形成するとともに、各変速段に応じた変速比でエンジン１１の回転動力を変速するようになっている。

また、変速機構５０は、ディファレンシャル機構７０とともにトランスアクスル４０のケース４１内に配設され、トランスアクスル４０の一部を構成している。また、変速機構５０は、ケース４１内に所定量充てんされるとともに、図示しないオイルポンプによって循環される潤滑油によって、ディファレンシャル機構７０とともに潤滑されるようになっている。

また、変速機構５０は、変速ギヤ対５１に対応して同期機構５８を、変速ギヤ対５２、５３に対応して同期機構５９を、変速ギヤ対５４、５５に対応して同期機構６０を有している。さらに、変速機構５０は、同期機構５８〜６０の作動状態を完全同期状態、同期状態および非同期状態を取り得るように切り替えるクラッチハブスリーブ６１〜６３と、クラッチハブスリーブ６１〜６３のいずれかを入力軸４２または出力軸５７の軸線方向に移動させるシフト・セレクトシャフト６４と、を有している。

シフト・セレクトシャフト６４は、後述する３つの回転位置で３つの図示しないフォークシャフトを選択可能になっており、選択されたフォークシャフトを軸線方向に移動可能になっている。また、フォークシャフトには、それぞれシフトフォーク４３〜４５が連結されており、シフトフォーク４３〜４５が同期機構５８〜６０を構成するクラッチハブスリーブ６１〜６３に形成された溝にそれぞれ係合するようになっている。シフト・セレクトシャフト６４を軸線方向に移動することにより、選択されたフォークシャフトが軸線方向に移動すると、クラッチハブスリーブ６１〜６３もシフト・セレクトシャフト６４に連動して軸線方向に移動可能になっている。

ここで、図１に示すトランスミッション４０においては、シフト・セレクトシャフト６４が、シフトフォーク４３〜４５に直接連結されているが、実際には、各フォークシャフトを介してシフトフォーク４３〜４５にそれぞれ連結されている。図１は、実線で示すように、シフト・セレクトシャフト６４によって、シフトフォーク４４が選択されている状態を示している。

シフト・セレクトシャフト６４は、電動式のセレクトアクチュエータ７によって回転させられ、クラッチハブスリーブ６１〜６３のうちいずれかを選択する軸線周りの３つの回転位置に位置決めされるようになっており、電動式のシフトアクチュエータ８によって軸線方向の５つの位置に位置決めされるようになっている。このように位置決めされたシフト・セレクトシャフト６４によって、各クラッチハブスリーブ６１〜６３が後述する非同期位置Ｐｎ、同期位置Ｐｓ１、Ｐｓ２、完全同期位置Ｐｇ１、Ｐｇ２のいずれかの位置に移動させるようになっている。
したがって、本実施形態におけるセレクトアクチュエータ７、シフトアクチュエータ８、シフト・セレクトシャフト６４、各フォークシャフト、シフトフォーク４３〜４５は、後述するＥＣＵと協働して、本発明に係る移動手段を構成している。
なお、セレクトアクチュエータ７およびシフトアクチュエータ８は、電動式のものに限られず、油圧式のものを用いてもよい。

また、上述した軸線周りの３つの回転位置とは、シフトフォーク４５を介してクラッチハブスリーブ６３を出力軸５７の軸線方向に移動可能とする第１セレクト位置、シフトフォーク４４を介してクラッチハブスリーブ６２を入力軸４２の軸線方向に移動可能とする第２セレクト位置、およびシフトフォーク４３を介してクラッチハブスリーブ６１を入力軸４２の軸線方向に移動可能とする第３セレクト位置をいう。

軸線方向の５つの位置とは、同期機構５８〜６０を非同期状態にする非同期シフト位置、同期機構５８〜６０のうちいずれか１つの同期機構を奇数の変速段に対応する変速ギヤと完全同期状態にする第１完全シフト位置および偶数の変速段に対応する変速ギヤと完全同期状態にする第２完全シフト位置、同期機構５８〜６０のうちいずれか１つの同期機構を奇数の変速段に対応する変速ギヤと同期状態にする第１同期シフト位置および偶数の変速段に対応する変速ギヤと同期状態にする第２同期シフト位置である。

同期機構６０は、シフト・セレクトシャフト６４が第１セレクト位置における第１完全シフト位置に位置決めされると、完全同期状態となり第１変速段が形成される。ここで、第１変速段における変速比γ１は最も大きい。

同期機構６０は、シフト・セレクトシャフト６４が第１セレクト位置における第２完全シフト位置に位置決めされると、完全同期状態となり第２変速段が形成される。ここで、第２変速段における変速比γ２は、第１変速段における変速比γ１に次いで、２番目に大きい。

同期機構５９は、シフト・セレクトシャフト６４が第２セレクト位置における第１完全シフト位置に位置決めされると、完全同期状態となり第３変速段が形成される。ここで、第３変速段における変速比γ３は、第２変速段における変速比γ２に次いで、３番目に大きい。

同期機構５９は、シフト・セレクトシャフト６４が第２セレクト位置における第２完全シフト位置に位置決めされると、完全同期状態となり第４変速段が形成される。ここで、第４変速段における変速比γ４は、第３変速段における変速比γ３に次いで、４番目に大きく、略１である。

同期機構５８は、シフト・セレクトシャフト６４が第３セレクト位置における第１完全シフト位置に位置決めされると、完全同期状態となり第５変速段が形成される。ここで、第５変速段における変速比γ５は、最も小さい。

同期機構５８は、シフト・セレクトシャフト６４が第３セレクト位置における第２完全シフト位置に位置決めされると、完全同期状態となり後進変速段が形成される。

ディファレンシャル機構７０は、駆動輪７７Ｌと駆動輪７７Ｒとの回転数の差を許容するものであり、リングギヤ７１を介して出力ギヤ６６から入力されたエンジン１１の回転動力を、サイドギヤ７２Ｌ、７２Ｒを介してドライブシャフト７５Ｌ、７５Ｒに分配して出力するようになっている。
なお、ディファレンシャル機構７０は、ドライブシャフト７５Ｌ、７５Ｒを同一回転とし、駆動輪７７Ｌと駆動輪７７Ｒとの回転数の差を許容しないデフロック状態をとることができるものであってもよい。

次に、図２を参照して、本発明の実施の形態に係る自動クラッチ２０の構成について説明する。

自動クラッチ２０は、エンジン１１と減速ギヤ対３８との間に配設されたクラッチ機構２１と、クラッチ機構２１の作動状態を切り替えるためのクラッチアクチュエータ３０と、を有している。

クラッチ機構２１は、所謂乾式単板式の摩擦クラッチである。クラッチ機構２１は、クランクシャフト１３と一体的に回転する円板形状のフライホイール２２と、フライホイール２２と同軸上に相対回転可能に配設されるとともに、減速ギヤ対３８を介してプロペラシャフト３９に連結されたクラッチ出力軸３６と一体回転するクラッチディスク２３と、クラッチディスク２３と同軸上に相対回転可能かつ軸線方向に移動可能に配設されたプレッシャプレート２６と、クラッチディスク２３と同軸上にプレッシャプレート２６を付勢可能に配設された皿ばねとしてのダイヤフラムスプリング２７と、これらを収容するようフライホイール２２に一体的に固設されたクラッチカバー２８と、を有している。

クラッチアクチュエータ３０は、ねじ歯車（ウォーム）とはすば歯車（ウォームホイール）とを組み合わせたウォームギヤを内蔵するとともに後述するＥＣＵによってウォームギヤを作動させられるクラッチモータ３１と、クラッチモータ３１に連結されるとともに軸線方向に往復動可能に配設された出力ロッド３３と、出力ロッド３３に連結されるとともに回動可能に配設されたレリーズフォーク３４と、クラッチ出力軸３６が貫挿するよう円環状に形成されるとともにクラッチ出力軸３６と同軸上を移動可能に配設されたレリーズスリーブ３５と、を有している。

ここで、自動クラッチ２０におけるクラッチ機構２１の係合状態と解放状態との切り替えについて説明する。

図２は、クラッチ機構２１の作動状態が係合状態である場合を表している。係合状態においては、ダイヤフラムスプリング２７の外周部２７ｃによってプレッシャプレート２６およびクラッチディスク２３がＸ方向に押圧されている。そのため、クラッチディスク２３とフライホイール２２とは、摩擦係合することにより一体回転している。したがって、クラッチ機構２１は、クランクシャフト１３から入力されたエンジン１１の回転動力を、クラッチ出力軸３６から出力している。

図２の状態において、ＥＣＵによってクラッチモータ３１が作動させられることにより出力ロッド３３がＹ方向に移動させられると、レリーズフォーク３４が時計回りに回動する。これにより、レリーズスリーブ３５はレリーズフォーク３４によってＸ方向に移動させられるとともに、ダイヤフラムスプリング２７の中央部２７ａを押圧することとなる。そのため、中央部２７ａを押圧されたダイヤフラムスプリング２７は、支持部２７ｂを支点に外周部２７ｃをＹ方向に移動させる。これにより、クラッチディスク２３に対するプレッシャプレート２６の押圧が解除されるので、クラッチディスク２３とフライホイール２２との摩擦係合が解除されて離間し、クラッチ機構２１の作動状態は解放状態となる。このとき、クラッチ出力軸３６へのエンジン１１の回転動力の伝達が遮断される。

次に、クラッチ機構２１の作動状態を係合状態に移行させる場合には、クラッチモータ３１を作動させることによって出力ロッド３３をＸ方向に移動させる。これにより、レリーズフォーク３４が反時計回りに回動する。これにより、レリーズフォーク３４がレリーズスリーブ３５を介して中央部２７ａを押圧する力が解放される。このため、ダイヤフラムスプリング２７の中央部２７ａがＹ方向に移動するとともに外周部２７ｃがＸ方向に移動し、プレッシャプレート２６をＸ方向に押圧するので、クラッチディスク２３とフライホイール２２とが摩擦係合することとなり、クラッチ機構２１の作動状態が係合状態となる。

ここで、クラッチモータ３１には、クラッチストロークセンサ８４が設けられている。クラッチストロークセンサ８４は、Ｙ方向に対する出力ロッド３３のストロークを検出するためのものである。クラッチストロークセンサ８４は、クラッチモータ３１に内蔵されたはすば歯車の回転角を検出する公知のロータリーエンコーダによって構成されている。クラッチストロークセンサ８４は、はすば歯車の回転角を検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、クラッチストロークセンサ８４の検出信号に基づいて、出力ロッド３３のストロークを算出し、クラッチストロークＳｃとして取得するようになっている。

次に、図３を参照して、同期機構５８〜６０の構成について説明する。
ここで、同期機構５８〜６０は同様の構成であるので、同期機構５９を例に説明する。
図３に示すように、同期機構５９は、所謂キー式シンクロメッシュ機構により構成され、入力軸４２と、変速ギヤ対５２の変速ギヤ５２ａまたは変速ギヤ対５３の変速ギヤ５３ａと、の同期を行うようになっている。同期機構５９は、入力軸４２にスプライン嵌合され、一体回転するクラッチハブ１６１と、クラッチハブ１６１に固定されたキースプリング１６２と、キースプリング１６２に付勢されたシンクロナイザキー１６３と、シンクロナイザキー１６３によって変速ギヤ５２ａおよび５３ａと当接するよう押圧されるシンクロナイザリング１６５および１６６と、クラッチハブ１６１と一体回転するとともに、シンクロナイザリング１６５および１６６をシンクロナイザキー１６３を介して押圧するクラッチハブスリーブ６２と、により構成されている。

クラッチハブスリーブ６２は、シフトアクチュエータ８によって入力軸４２の軸線方向における完全同期位置Ｐｇ１およびＰｇ２、同期位置Ｐｓ１およびＰｓ２、並びに非同期位置Ｐｎで位置決めされる。

クラッチハブ１６１は、その外周面に軸線方向の切溝を複数有しており、この切溝にキースプリング１６２とシンクロナイザキー１６３とが設けられている。これにより、キースプリング１６２およびシンクロナイザキー１６３は、クラッチハブ１６１と一体回転するようになっている。

シンクロナイザキー１６３は、その外周に突起部１６４を有しており、突起部１６４は、非同期位置Ｐｎでクラッチハブスリーブ６２の内周面に形成された凹部６２ｈと嵌合している。クラッチハブスリーブ６２は、同期位置Ｐｓ１およびＰｓ２で、凹部６２ｈに形成された傾斜部が突起部１６４の傾斜部と係合することにより、シンクロナイザリング１６５および１６６を変速ギヤ５３ａおよび５２ａにそれぞれ押圧するようになっている。
また、図示は省略するが、クラッチハブスリーブ６２の内周面とクラッチハブ１６１の外周面とがスプライン嵌合しているため、クラッチハブスリーブ６２はクラッチハブ１６１と一体回転するようになっている。さらに、クラッチハブスリーブ６２の外周面には、シフトフォーク４４が係合するための溝部６２ｍが形成されている。クラッチハブスリーブ６２には、スプライン６２ｓが形成されており、このスプライン６２ｓは、クラッチハブ１６１の外周面に形成された図示しないスプラインと嵌合するようになっているので、クラッチハブスリーブ６２は、クラッチハブ１６１と一体回転するようになっている。

シンクロナイザリング１６５は、変速ギヤ５３ａに形成されたコーン部５３ｋの外周面に相対回転可能かつ入力軸４２の軸線方向に相対移動可能に配設されている。また、シンクロナイザリング１６５には、シンクロナイザキー１６３との対向面における周方向の複数箇所に溝が形成されており、この溝にはシンクロナイザキー１６３が係合している。そのため、シンクロナイザキー１６３とシンクロナイザリング１６５は一体回転する。すなわち、入力軸４２とシンクロナイザリング１６５は一体回転するようになっている。また、シンクロナイザリング１６５は、外周面にスプライン１６５ｓを有している。同様に、シンクロナイザリング１６６は、外周面にスプライン１６６ｓを有している。

変速ギヤ５２ａは、変速ギヤ５２ｂと係合する係合歯とは別に、クラッチギヤ５２ｇを有している。また、変速ギヤ５３ａは、変速ギヤ５３ｂと係合する係合歯とは別に、クラッチギヤ５３ｇを有している。

クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓと、シンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓおよび変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと、が互いに当接する方向の先端部には、テーパ面が形成されており、これにより、スプライン６２ｓと、スプライン１６５ｓおよびクラッチギヤ５３ｇの周方向における各位相が揃っていない場合であっても、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓが、スプライン１６５ｓおよびクラッチギヤ５３ｇと係合可能になっている。同様に、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓと、シンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓおよび変速ギヤ５２ａのクラッチギヤ５２ｇと、が互いに当接する方向の先端部には、テーパ面が形成されており、これにより、スプライン６２ｓと、スプライン１６５ｓおよびクラッチギヤ５２ｇの周方向における各位相が揃っていない場合であっても、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓが、スプライン１６５ｓおよびクラッチギヤ５２ｇと係合可能になっている。

次に、図４を参照して、本発明に係る車両用変速機の制御装置の制御系統について説明する。
ＥＣＵ１００は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central-Processing-Unit）１０１と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random-Access-Memory）１０２と、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically-Erasable-Programmable-Read-Only-Memory）１０３と、各種センサの検出信号を入力する入力ポート１０４と、ＣＰＵ１０１によって出力された信号を制御対象に出力する出力ポート１０５と、を有している。また、これらは双方向性バス１０６を介して互いに接続されている。

ＥＣＵ１００は、ＲＡＭ１０２の一次記憶領域を利用しつつ、予めＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶されたプログラムにしたがって、入力ポート１０４から入力された各種検出信号の処理を実行することにより、エンジン１１の出力調節、自動クラッチ２０の作動状態の切り替えおよび変速機構５０における変速段の切り替えを行うようになっている。また、出力ポート１０５から出力された信号は、図示しないＡＤＣ（Analog Digital Converter）を介して、スロットルアクチュエータ５、エンジン１１、クラッチモータ３１、セレクトアクチュエータ７およびシフトアクチュエータ８に入力されるようになっている。

ＥＥＰＲＯＭ１０３は、アクセルペダル３の操作量と車速との関係を変速段毎に設定した変速線図と、本発明の実施の形態に係る変速制御処理を実現するためのプログラムと、クラッチハブスリーブの完全同期位置への移動の可否を判定するためのギヤ入れ判定値αと、スロットル開度θｔｈを調節するための係合判定値βと、を記憶している。

また、ＥＣＵ１００は、エンジン１１の出力軸回転数を検出するためのエンジン回転数センサ８０と、入力軸４２の回転数を検出するための入力軸回転数センサ８１と、エンジン１１への吸入空気量を調整するスロットルバルブ６の開度を検出するためのスロットルセンサ８２と、車両１０の車速Ｖを検出するための車速センサ８３と、上述したクラッチストロークセンサ８４と、アクセルペダル３の操作量を検出するためのアクセルセンサ８５と、セレクトストロークを検出するためのセレクトストロークセンサ８６と、シフトストロークを検出するためのシフトストロークセンサ８７と、シフトレバー８９の操作位置を検出するためのシフトセンサ８８と、に接続されている。

エンジン回転数センサ８０は、クランクシャフト１３に設けられた図示しないタイミングロータの所定の回転角毎に、出力信号としてのパルスを発生し、検出信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを算出するようになっている。

入力軸回転数センサ８１は、入力軸４２（図１参照）に設けられた図示しないタイミングロータの所定の回転角毎に、出力信号としてのパルスを発生し、検出信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいて入力軸回転数Ｎｉｎを算出するようになっている。

スロットルセンサ８２は、スロットルバルブ６のスロットル開度θｔｈに応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されており、この出力電圧を表す検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいてスロットル開度θｔｈを算出するようになっている。

車速センサ８３は、変速機構５０の出力軸５７に設けられた図示しないタイミングロータの所定の回転角毎に、出力信号としてのパルスを発生し、検出信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいて車速Ｖおよび出力軸回転数Ｎｏｕｔを算出するようになっている。

アクセルセンサ８５は、アクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃを、ホール素子を用いて検出し、アクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいて、アクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃを算出することができる。

セレクトストロークセンサ８６は、セレクトアクチュエータ７の駆動量に応じた電気信号を検出信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいて、セレクトアクチュエータ７の駆動量に対応するセレクトストロークＳｓｅを算出するようになっている。

シフトストロークセンサ８７は、シフトアクチュエータ８の駆動量に応じた電気信号を検出信号としてＥＣＵ１００に出力するようになっている。ＥＣＵ１００は、この検出信号に基づいて、シフトアクチュエータ８の駆動量に対応するシフトストロークＳｓｈを算出するようになっている。

シフトセンサ８８は、シフト操作装置９０に設けられた複数のセンサ９１〜９７によって、シフトレバー８９を検出するようになっている。すなわち、シフトセンサ８８は、シフトレバー８９がいずれかの操作位置に操作されたときに、複数のセンサ９１〜９７のうち対応するセンサによってシフトレバー８９を検出し、検出信号をＥＣＵ１００に出力するようになっている。

ここで、シフトレバー８９は、車両１０の駐車のための駐車位置（Ｐ）、後進走行のための後進走行位置（Ｒ）、変速機構５０における動力伝達経路を遮断する中立位置（Ｎ）、自動変速モードを実現するための前進走行位置（Ｄ）、手動変速モードにおいてシフト操作するための手動変速位置（Ｍ）、手動変速モードにおいてアップ変速を指示するためのアップ変速指示位置（＋）およびダウン変速を指示するためのダウン変速指令位置（−）の操作位置のうち、いずれかに切り替えられるようになっている。

シフトレバー８９が、駐車位置（Ｐ）、後進走行位置（Ｒ）、中立位置（Ｎ）、前進走行位置（Ｄ）または手動変速位置（Ｍ）に操作されると、ＥＣＵ１００はシフトセンサ８８の検出信号に基づいて、それぞれＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、ＤレンジまたはＳレンジのシフトレンジを設定する。ＥＣＵ１００は、設定したシフトレンジに応じた動力伝達経路が形成されるようセレクトアクチュエータ７、シフトアクチュエータ８およびクラッチモータ３１を作動させるようになっている。

また、シフトレバー８９が前進走行位置（Ｄ）に操作されると、シフトセンサ８８は自動変速モードを表す検出信号をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、自動変速モードを表す検出信号を入力した場合に、変速モードを自動変速モードに設定し、車速センサ８３によって検出された車速Ｖおよびアクセルセンサ８５によって検出されたアクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに基づいて、ＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶されている変速線図を参照して変速段の切り替えの要否を判断する。そして、ＥＣＵ１００は、変速段の切り替えが必要であると判断した場合に、変速段を車速Ｖおよびアクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに応じた変速段に切り替える。

さらに、シフトレバー８９が手動変速位置（Ｍ）に操作されたとき、シフトセンサ８８は手動変速モードを表す検出信号をＥＣＵ１００に出力する。ＥＣＵ１００は、手動変速モードを表す検出信号を入力した場合に、変速モードを手動変速モードに設定し、シフトレバー８９の手動操作に応じて変速段の切り替えを行うこととなる。この場合には、シフトレバー８９がアップ変速指示位置（＋）に１回操作されると、ＥＣＵ１００は、変速段を変速比γの小さい高速段側に１段切り替える。また、シフトレバー８９がダウン変速指示位置（−）に１回操作されると、ＥＣＵ１００は、変速段を変速比γの大きい低速段側に１段切り替える。

また、ＥＣＵ１００は、アクセルセンサ８５によって検出されたアクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに応じてスロットル開度θｔｈを調節するようになっている。
これにより、アクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに応じた量の空気がエンジン１１に導入され、エンジン１１の出力する回転動力が調節される。

次に、本実施の形態に係る車両用変速機の制御装置を構成するＥＣＵ１００の機能について説明する。

ＥＣＵ１００は、変速条件に従って変速ギヤ対５１〜５５から回転動力を伝達する変速ギヤ対を選択するようになっている。
具体的には、ＥＣＵ１００は、変速モードが自動変速モードである場合に、車速センサ８３によって検出された車速Ｖおよびアクセルセンサ８５によって検出されたアクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに基づいて、ＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶されている変速線図を参照して変速段の切り替えの要否を判断する。そして、ＥＣＵ１００は、変速段の切り替えが必要であると判断することにより変速条件が成立した場合に、切り替え後の変速段に応じた動力伝達経路を形成する変速ギヤ対を、変速ギヤ対５１〜５５から選択する。
一方、ＥＣＵ１００は、変速モードが手動変速モードである場合に、シフトレバー８９がアップ変速指示位置（＋）またはダウン変速指示位置（−）に操作されることにより変速条件が成立した場合に、切り替え後の変速段に応じた動力伝達経路を形成する変速ギヤ対を、変速ギヤ対５１〜５５から選択する。

例えば、ＥＣＵ１００は、変速モードが自動変速モードである場合に、車速センサ８３によって検出された車速Ｖおよびアクセルセンサ８５によって検出されたアクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃに基づいて、ＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶された変速線図を参照して、第２変速段から第３変速段への変速段の切り替えが必要であると判断することにより変速条件が成立した場合に、第３変速段に応じた変速ギヤ対５３を選択する。
したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る変速ギヤ対選択手段を構成している。

ＥＣＵ１００は、選択した変速ギヤ対５１〜５５のいずれかと入力軸４２または出力軸５７とが完全同期する完全同期位置と、選択した変速ギヤ対５１〜５５のいずれかと入力軸４２または出力軸５７との差分回転数をギヤ入れ判定値αまで同期させる同期位置と、選択した変速ギヤ対５１〜５５のいずれかと入力軸４２および出力軸５７とが同期しない非同期位置との間で、選択した変速ギヤ対５１〜５５のいずれかに対応する同期機構５８〜６０のいずれかを移動させるようセレクトアクチュエータ７およびシフトアクチュエータ８を制御するようになっている。例えば、ＥＣＵ１００は、変速ギヤ対５３を選択した場合には、変速ギヤ対５３と入力軸４２とが完全同期する完全同期位置と、変速ギヤ対５３と入力軸４２との差分回転数をギヤ入れ判定値αまで同期させる同期位置と、変速ギヤ対５３と入力軸４２とが同期しない非同期位置との間で、同期機構５９を移動させるようセレクトアクチュエータ７およびシフトアクチュエータ８を制御するようになっている。

したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る移動手段を構成している。なお、上記完全同期位置および同期位置においては、変速ギヤ対５１〜５３と入力軸４２とが完全同期または同期状態となり、変速ギヤ対５４、５５と出力軸５７とが完全同期または同期状態となる。
さらに、ＥＣＵ１００は、上述したように変速条件に従って変速ギヤ対５１〜５５のうち回転動力を伝達する１つの変速ギヤ対を選択した際に、同期機構５８〜６０のうち選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を、選択された変速ギヤ対と同期を行う同期位置に待機させた後に、さらに完全同期位置に移動させるようになっている。

ＥＣＵ１００は、切り替え後の変速段が第３変速段である場合には、第３変速段に応じた動力伝達経路を形成する変速ギヤ対として、変速ギヤ対５３を選択する。ここで、シンクロナイザリング１６５は入力軸４２と一体回転するため、ＥＣＵ１００は、シンクロナイザリング１６５の回転数については、入力軸回転数Ｎｉｎと略同一であるものとして算出する。また、ＥＣＵ１００は、変速ギヤ５３ａの回転数については、出力軸回転数Ｎｏｕｔに変速ギヤ対５３の変速比γ３を乗じて、換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３として算出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、入力軸回転数Ｎｉｎ、出力軸回転数Ｎｏｕｔ、および変速ギヤ対５３の変速比γ３に基づいて、シンクロナイザリング１６５の回転数および変速ギヤ５３ａの回転数を算出するようになっている。

ＥＣＵ１００は、オフアップ変速を行うか否かのオフアップ条件が成立したか否かを判定するようになっている。なお、オフアップ変速とは、エンジン１１の回転動力を増加させずに変速比γが小さい変速ギヤ対への切り替えを行う変速、すなわち、アクセルオフでのアップ変速をいう。
具体的には、ＥＣＵ１００は、変速モードが自動変速モードである場合に、アクセルセンサ８５の検出信号に基づいてアクセルペダル３の踏み込みが解除されたと判定し、かつ、ＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶された変速線図に基づいて、現在の変速段から変速比γの小さい高速段側への切り替えであると判定した場合に、オフアップ条件が成立したと判定する。
一方、ＥＣＵ１００は、変速モードが手動変速モードである場合に、アクセルセンサ８５の検出信号に基づいてアクセルペダル３の踏み込みが解除されたと判定し、かつ、シフトセンサ８８の検出信号に基づいて、シフトレバー８９がアップ変速指示位置（＋）（図４参照）に操作されたと判定した場合に、オフアップ条件が成立したと判定する。
したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係るオフアップ条件判定手段を構成している。

また、例えば、ＥＣＵ１００は、第２変速段を形成する変速ギヤ対５４から第３変速段を形成する変速ギヤ対５３に切り替えるオフアップ条件が成立した場合に、完全同期位置にある同期機構６０を非同期位置に移動させた後、選択した変速ギヤ対５３に対応する同期機構５９を非同期位置に待機させたまま、変速ギヤ対５３を構成する変速ギヤ５３ａと入力軸４２との差分回転数がギヤ入れ判定値α以下となった場合に、同期機構５９を、完全同期位置Ｐｇ１に移動させて変速比γ２から変速比γ３に切り替えるようになっている。

ここで、ＥＣＵ１００は、上述したような変速段の切り替えを行う間は、クラッチモータ３１を作動させることによりクラッチ機構２１の作動状態を解放状態にしているが、変速段の切り替えを終えてクラッチ機構２１の作動状態を係合状態に切り替えるときに、フライホイール２２とクラッチディスク２３との回転差が大きくならないよう、スロットルアクチュエータ５によりスロットルバルブ６を作動させて、スロットル開度θｔｈを調節するようになっている。具体的には、ＥＣＵ１００は、変速段の切り替えの間は、アクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃにかかわらず、スロットル開度θｔｈを零または略零に調節し、クラッチ機構２１の作動状態を係合状態に切り替える直前に、入力軸回転数Ｎｉｎに基づいて、フライホイール２２の回転数とクラッチディスク２３の回転数との差分が係合判定値β以下となるよう、スロットル開度θｔｈを調節する。

係合判定値βとは、フライホイール２２の回転数とクラッチディスク２３の回転数との差分が係合判定値β以下である状態でフライホイール２２とクラッチディスク２３とを係合させた場合に、クラッチディスク２３の発熱量や磨耗量といった負荷が予め定められた値以下となり、変速機構５０に入力される回転動力の急激な増大による変速ショックを抑制し得るよう、予め実験的、理論的に求められた値である。

また、上述したギヤ入れ判定値αとは、例えば第２変速段から第３変速段に切り替える場合において、入力軸回転数Ｎｉｎと換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数がギヤ入れ判定値α以下である状態でクラッチハブスリーブ６２を非同期位置Ｐｎから完全同期位置Ｐｇ１に移動させた場合には、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面との摩擦によるシンクロナイザリング１６５の発熱量や磨耗量といった負荷が予め定められた値以下となり、さらに、変速ショックおよび摩擦音の増大を抑制し得るよう、予め実験的、理論的に求められた値である。なお、ギヤ入れ判定値αは、入力軸回転数Ｎｉｎ、出力軸回転数Ｎｏｕｔ、切り替え前後の変速段、同期機構５８〜６０の構成およびシフトアクチュエータ８の駆動力に応じた値を取る。

次に、動作について説明する。
まず、図３を参照して、同期機構の動作について説明する。ここでは、第２変速段から第３変速段への切り替えを例に説明する。

ここで、変速段の切り替え時には、クラッチ機構２１を一旦解放状態にして車両１０を惰性走行させるので、変速段の切り替えの前後で出力軸回転数Ｎｏｕｔは略一定である。このとき、変速ギヤ５３ａは、変速段の切り替えの前後で略一定の換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３で回転している。ここで、換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３は、出力軸回転数Ｎｏｕｔに第３変速段を形成する変速ギヤ対５３の変速比γ３を乗じた回転数である。
一方、同期機構５９は、常に入力軸回転数Ｎｉｎで回転しているが、このときの入力軸回転数Ｎｉｎは、同期機構６０と変速ギヤ５４ｂとが完全同期状態では、出力軸回転数Ｎｏｕｔに第２変速段を形成する変速ギヤ対５４の変速比γ２を乗じた換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ２と等しくなっている。このため、同期機構６０が変速ギヤ５４ｂと非同期状態となったときには、同期機構５９の回転と変速ギヤ５３ａの回転とは同期していない。

まず、シフトアクチュエータ８によって、第２完全シフト位置にあったシフト・セレクトシャフト６４が非同期位置まで移動させられることにより、完全同期位置にあった同期機構６０のクラッチハブスリーブ６３（図１参照）が非同期位置まで移動し、第２変速段が解除される。なお、このとき、シフトフォーク４５を介してクラッチハブスリーブ６３が図３に示すＢ方向に移動させられて、クラッチハブスリーブ６３のスプラインと、シンクロナイザリングのスプラインおよび変速ギヤ５４ｂのクラッチギヤと、の係合が解除されて、ギヤ抜きが行われる。

次に、セレクトアクチュエータ７によって、第１セレクト位置にあったシフト・セレクトシャフト６４が第２セレクト位置まで回動させられる。これにより、シフト・セレクトシャフト６４によってシフトフォーク４４を介してクラッチハブスリーブ６２を入力軸４２の軸線方向に移動させることが可能となる。

次に、シフトアクチュエータ８によってシフト・セレクトシャフト６４が作動させられることにより、シフトフォーク４４を介してクラッチハブスリーブ６２がＢ方向に移動する。ここで、凹部６２ｈと突起部１６４とが係合しているため、シンクロナイザキー１６３はクラッチハブスリーブ６２とともにＢ方向に移動する。そして、クラッチハブスリーブ６２が同期位置Ｐｓ１に位置決めされることにより、シンクロナイザキー１６３は、シンクロナイザリング１６５をコーン部５３ｋに押圧することより、同期機構５９の同期動作が開始される。

このとき、シンクロナイザキー１６３が、シンクロナイザリング１６５をコーン部５３ｋに押圧すると、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面とが摩擦接触することとなり、シンクロナイザリング１６５と変速ギヤ５３ａとの差分回転数が減少し始める。

そして、クラッチハブスリーブ６２がＢ方向にさらに移動するようシフトアクチュエータ８によって力が加えられると、クラッチハブスリーブ６２によってシンクロナイザリング１６５がさらに押圧され、シンクロナイザリング１６５とコーン部５３ｋとの摩擦力がさらに増大する。そうすると、シンクロナイザリング１６５の回転数と変速ギヤ５３ａの回転数とが略等しくなり、同期機構５９の同期動作が終了する。

次に、同期動作が終了すると、クラッチハブスリーブ６２は、さらにＢ方向に移動させられて、図３（ｂ）に示すような状態となる。そして、図３（ｃ）に示すように、スプライン６２ｓが、変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと係合するとともにシンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓと係合する。このように、同期機構５９が、同期状態から完全同期状態に移行することで、第３変速段が形成されて、ギヤ入れ動作が終了する。この結果、第３変速段を形成する変速ギヤ対５３を介して回転動力が入力軸４２から出力軸５７を介して伝達され、第３変速段に対応する動力伝達経路が形成される。

なお、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓが、変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと係合するとともにシンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓと係合している状態が、同期機構５９の完全同期状態であり、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓが、変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと係合しておらずシンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓとも係合していない状態で、かつ、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面とが摩擦接触している状態が、同期機構５９の同期状態であり、凹部６２ｈと突起部１６４とが嵌合している状態が、同期機構５９の非同期状態である。

以上、第２変速段から第３変速段への切り替え動作における同期機構６０および同期機構５９の動作について説明したが、これに限らず、各変速段への切り替え動作における各同期機構における動作も上記した動作と同様な動作となる。なお、本実施の形態における変速機構５０の場合、第１変速段から第２変速段、第３変速段から第４変速段への切り替え時は、同一の同期機構においてギヤ抜きおよびギヤ入れが行われることとなる。

次に、図５を参照して、変速時のタイムチャートついて、第２変速段から第３変速段への切り替えを例に説明する。

ここで、図５（ａ）から（ｃ）は、後述するオフアップ条件が成立時のタイムチャートを、図５（ｄ）から（ｆ）は、後述するオフアップ条件が不成立時のタイムチャートをそれぞれ表している。また、図５（ａ）、（ｂ）、（ｄ）および（ｅ）において、一点鎖線は制御値を表し、実線は検出値を表す。さらに、図５（ｃ）および（ｆ）において、破線は換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３を表し、実線は入力軸回転数Ｎｉｎを表す。

まず、オフアップ条件が成立時のタイムチャートについて説明する。
時刻ｔ１より前は、（ａ）に示すように、シフトストロークＳｓｈは、第２完全シフト位置に対応するＳｓｈ２であり、（ｂ）に示すように、セレクトストロークＳｓｅは、第１セレクト位置に対応するＳｓｅ１となっている。このとき、変速機構５０においては、同期機構６０が完全同期状態であるため、第２変速段が形成されている。そして、第３変速段への切り替えのため、ＥＣＵ１００によってクラッチモータ３１（図２参照）が作動させられることにより、クラッチ機構２１の作動状態が一旦解放状態となる。

時刻ｔ１においては、ＥＣＵ１００によってシフトアクチュエータ８（図１参照）が作動させられることにより、シフト・セレクトシャフト６４が非同期シフト位置に移動し始める。これにより、同期機構６０の完全同期状態が解除される。

時刻ｔ２においては、シフト・セレクトシャフト６４が非同期シフト位置に位置決めされて、同期機構６０が非同期状態となる。このとき、シフトストロークＳｓｈは、（ａ）に示すように、シフト・セレクトシャフト６４の非同期シフト位置に対応するＳｓｈｎとなる。
また、時刻ｔ２においてシフトストロークＳｓｈがＳｓｈｎとなると、ＥＣＵ１００によってセレクトアクチュエータ７が作動させられることにより、シフト・セレクトシャフト６４は、第２セレクト位置へ回動し始める。

時刻ｔ３においては、シフト・セレクトシャフト６４は、第２セレクト位置に位置決めされる。このとき、セレクトストロークＳｓｅは、（ｂ）に示すように、第２セレクト位置に対応するＳｓｅ２となる。

時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、シフトストロークＳｓｈがＳｓｈｎに維持されることにより、クラッチハブスリーブ６２は非同期位置Ｐｎで待機させられる。そのため、変速機構５０においては、動力伝達経路が遮断された状態となる。このとき、クラッチ機構２１が解放状態であるため、入力軸４２はクランクシャフト１３の回転の影響を受けず、かつ、いずれの同期機構も非同期状態であるため、出力軸５７の回転の影響も受けない。この場合には、専らトランスアクスル４０内に充てんされた潤滑油を例えば変速ギヤ５４ａが攪拌する際の攪拌抵抗と図示しない軸受け部の摺動抵抗とを含む引き摺り抵抗によって、入力軸４２の回転が徐々に減速される。
このため、時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、入力軸回転数Ｎｉｎは引き摺り抵抗によって後述するオフアップ条件不成立時と比較して緩やかに低下することとなる。

時刻ｔ４においては、入力軸回転数Ｎｉｎと、換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数が、ＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶されたギヤ入れ判定値α以下となる。
したがって、時刻ｔ４においては、ＥＣＵ１００によってシフトアクチュエータ８が作動させられることにより、クラッチハブスリーブ６２が入力軸４２上をＢ方向へ移動し始める。

ここで、時刻ｔ４において、入力軸回転数Ｎｉｎと、換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数が、ＥＥＰＲＯＭ１０３に記憶されたギヤ入れ判定値α以下となっていることから、シンクロナイザリング１６５の回転と変速ギヤ５３ａの回転とは略同期している。このため、同期機構５９が同期動作を行うことなく、クラッチハブスリーブ６２は、完全同期位置Ｐｇ１に移動する。

時刻ｔ５においては、クラッチハブスリーブ６２は、完全同期位置Ｐｇ１に位置決めされ（図３参照）、第３変速段が形成される。このとき、シフトストロークＳｓｈは、（ａ）に示すように、シフト・セレクトシャフト６４の第１完全シフト位置に対応するＳｓｈ１となっている。
時刻ｔ５を経過すると、ＥＣＵ１００によってクラッチモータ３１が作動させられることにより、クラッチ機構２１の作動状態が係合状態となり、変速段の切り替えが完了する。

次に、オフアップ条件が不成立時のタイムチャートについて説明する。
時刻ｔ１１より前に、第３変速段への切り替えのため、ＥＣＵ１００によってクラッチモータ３１（図２参照）が作動させられることにより、クラッチ機構２１の作動状態が一旦解放状態となる。

時刻ｔ１１においては、ＥＣＵ１００によってシフトアクチュエータ８（図１参照）が作動させられることにより、シフト・セレクトシャフト６４が非同期シフト位置に移動し始める。これにより、同期機構６０の完全同期状態が解除される。

時刻ｔ１２においては、シフト・セレクトシャフト６４が非同期シフト位置に位置決めされて、同期機構６０が非同期状態となる。このとき、シフトストロークＳｓｈは、（ｄ）に示すように、シフト・セレクトシャフト６４の非同期シフト位置に対応するＳｓｈｎとなる。
また、時刻ｔ１２において、シフトストロークＳｓｈがＳｓｈｎとなると、ＥＣＵ１００によってセレクトアクチュエータ７（図１参照）が作動させられることにより、シフト・セレクトシャフト６４は、第２セレクト位置へ回動し始める。

時刻ｔ１３においては、シフト・セレクトシャフト６４は、第２セレクト位置に位置決めされる。このとき、セレクトストロークＳｓｅは、（ｅ）に示すように、第２セレクト位置に対応するＳｓｅ２となる。
また、時刻ｔ１３においてセレクトストロークＳｓｅがＳｓｅ２となると、ＥＣＵ１００によってシフトアクチュエータ８が作動させられることにより、シフト・セレクトシャフト６４が第１同期シフト位置に移動し始める。これにより、非同期位置Ｐｎ（図３参照）にあったクラッチハブスリーブ６２が、Ｂ方向（図３参照）へ移動し始める。

時刻ｔ１４においては、クラッチハブスリーブ６２が同期位置Ｐｓ１に位置決めされるため、シフトストロークＳｓｈは、シフト・セレクトシャフト６４の第１同期シフト位置に対応するＳｓｈｓ１となる。このとき、クラッチハブスリーブ６２によってシンクロナイザリング１６５がコーン部５３ｋに押圧されることとなり、同期機構５９の同期動作が開始される（図３参照）。

時刻ｔ１５においては、入力軸回転数Ｎｉｎと、換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数が、ギヤ入れ判定値α以下となる。すなわち、入力軸回転数Ｎｉｎで回転するシンクロナイザリング１６５の回転数と、換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３で回転する変速ギヤ５３ａの回転数と、の差分回転数が、ギヤ入れ判定値α以下となる。
また、時刻ｔ１５においては、ＥＣＵ１００によってシフトアクチュエータ８が作動させられることにより、クラッチハブスリーブ６２が入力軸４２上をさらにＢ方向（図３参照）へ移動し始める。

時刻ｔ１６においては、クラッチハブスリーブ６２は、完全同期位置Ｐｇ１に位置決めされ（図３参照）、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓが、シンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓおよび変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと係合し、変速機構５０において第３変速段が形成される。このとき、シフトストロークＳｓｈは、（ｄ）に示すように、シフト・セレクトシャフト６４の第１完全シフト位置に対応するＳｓｈ１となっている。
時刻ｔ１６を経過すると、ＥＣＵ１００によってクラッチモータ３１が作動させられることにより、クラッチ機構２１の作動状態が係合状態となり、変速段の切り替えが完了する。

ここで、（ｆ）に示すように、時刻ｔ１１から時刻ｔ１４までは、入力軸回転数Ｎｉｎは、上述した引き摺り抵抗によって緩やかに低下している。
一方、時刻ｔ１４以降は、同期機構５９の同期動作が開始されるため、入力軸回転数Ｎｉｎは、出力軸５７とともに回転する変速ギヤ５３ａの回転の影響を受けて、上述したオフアップ条件成立時と比較して急激に低下することとなる。

このように、オフアップ条件不成立時においては、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面との摩擦を利用して同期機構５９の同期動作を行っていた。このため、（ｆ）に示すように、入力軸回転数Ｎｉｎと換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数がギヤ入れ判定値αより大きい状態で同期を開始するため、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋ（図３参照）の外周面との摩擦力が大きくなり、シンクロナイザリング１６５に負荷をかけていた。

これに対し、オフアップ条件成立時においては、図５（ａ）から（ｃ）に示すように、引き摺り抵抗によって入力軸回転数Ｎｉｎと換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数がギヤ入れ判定値α以下となるまで、クラッチハブスリーブ６２を非同期位置Ｐｎで待機させ、上記差分回転数がギヤ入れ判定値α以下となってからギヤ入れを行うので、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面との摩擦を抑制することができ、シンクロナイザリング１６５の耐久性を向上させることができる。

次に、図６を参照して、本発明の実施の形態に係る変速制御処理について説明する。
なお、図６に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００によって、ＲＡＭ１０２を作業領域として実行される同期制御のプログラムの実行内容を表す。また、この同期制御は、ＥＣＵ１００によって、予め定められた時間間隔で実行されるようになっている。

図６に示すように、まず、ＥＣＵ１００は、変速条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１１）。ＥＣＵ１００は、変速条件が成立していないと判定した場合に（ステップＳ１１でＮＯ）、本処理を終了する。
以下、ＥＣＵ１００が第２変速段から第３変速段への変速段の切り替えを行う変速条件が成立したものとして説明する。

一方、ＥＣＵ１００は、変速条件が成立したと判定した場合に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、スロットル閉弁を開始する（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、スロットル閉弁の実行フラグをＯＮに設定するとともに、スロットルアクチュエータ５を作動させて、アクセルペダル３の操作量Ｑａｃｃにかかわらずスロットル開度θｔｈを略零に調節することにより、スロットル閉弁を開始する。
これにより、エンジン回転数Ｎｅは、緩やかに低下していくこととなる。

次に、ＥＣＵ１００は、クラッチ機構２１の作動状態を解放状態に切り替える（ステップＳ１３）。

次に、ＥＣＵ１００は、ギヤ抜きを行う（ステップＳ１４）。具体的には、ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ８を作動させてクラッチハブスリーブ６３を非同期位置に移動させることにより、ギヤ抜きを行う。
ＥＣＵ１００は、ギヤ抜きを行った後、セレクトアクチュエータ７を作動させてシフト・セレクトシャフト６４を第２セレクト位置に位置決めする。また、ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ８を作動させずに、クラッチハブスリーブ６２を非同期位置Ｐｎ（図３参照）で待機させる。

次に、ＥＣＵ１００は、オフアップ条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１５）。
ＥＣＵ１００は、オフアップ条件が成立したと判定した場合に（ステップＳ１５でＹＥＳ）、入力軸回転数Ｎｉｎと換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数（Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３）が、ギヤ入れ判定値α以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ＥＣＵ１００は、Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下となるまで（ステップＳ１６でＹＥＳ）、Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下であるか否かの判定処理を繰り返す（ステップＳ１６）。

ＥＣＵ１００は、Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下となったら（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ギヤ入れを行う（ステップＳ１７）。具体的には、ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ８を作動させることにより、非同期位置Ｐｎ（図３参照）で待機させていたクラッチハブスリーブ６２を完全同期位置Ｐｇ１に位置決めし、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓを、シンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓおよび変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと係合させることにより、ギヤ入れを行う。

次に、ＥＣＵ１００は、スロットル閉弁の実行フラグをＯＦＦに設定することにより、スロットル閉弁を終了する（ステップＳ１８）。

次に、ＥＣＵ１００は、クラッチ機構２１の作動状態を係合状態に切り替える（ステップＳ１９）。ここで、ＥＣＵ１００は、クラッチ機構２１の作動状態を係合状態に切り替える直前に、入力軸回転数Ｎｉｎに基づいて、フライホイール２２の回転数とクラッチディスク２３の回転数との差分が係合判定値β以下となるよう、スロットル開度θｔｈを調節する。

一方、ＥＣＵ１００は、オフアップ条件が成立していないと判定した場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、同期機構５９に同期動作を行わせる（ステップＳ２０）。具体的には、ＥＣＵ１００は、クラッチハブスリーブ６２を同期位置Ｐｓ１に位置決めし、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面との摩擦接触を利用した同期動作を行う。すなわち、ＥＣＵ１００は、シンクロナイザリング１６５の内周面とコーン部５３ｋの外周面との摩擦接触により、シンクロナイザリング１６５の回転数を、変速ギヤ５３ａの回転数に近づくよう同期機構５９を作動させる。

次に、入力軸回転数Ｎｉｎと換算出力軸回転数Ｎｏｕｔγ３との差分回転数（Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３）が、ギヤ入れ判定値α以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ＥＣＵ１００は、Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下でなければ（ステップＳ２１でＮＯ）、Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下となるまで（ステップＳ２１でＹＥＳ）、同期機構５９による同期動作を継続する。

ＥＣＵ１００は、Ｎｉｎ−Ｎｏｕｔγ３がギヤ入れ判定値α以下となったら（ステップＳ２１でＹＥＳ）、ギヤ入れを行う（ステップＳ２２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、シフトアクチュエータ８を作動させることにより、同期位置Ｐｓ１（図３参照）に位置決めされていたクラッチハブスリーブ６２を完全同期位置Ｐｇ１に位置決めし、クラッチハブスリーブ６２のスプライン６２ｓを、シンクロナイザリング１６５のスプライン１６５ｓおよび変速ギヤ５３ａのクラッチギヤ５３ｇと係合させることにより、ギヤ入れを行う。

以上のように、本実施の形態に係る車両用変速機の制御装置は、例えば第２変速段から第３変速段への切り替えを行うオフアップ条件が成立した場合に、ギヤ入れ位置にある同期機構６０を非同期位置Ｐｎに移動させた後、選択された変速ギヤ対５３に対応する同期機構５９を非同期位置Ｐｎに待機させたまま、選択された変速ギヤ対５３を構成する変速ギヤ５３ａと入力軸４２との差分回転数がギヤ入れ判定値α以下となった場合に、選択された変速ギヤ対５３に対応する同期機構５９を、完全同期位置Ｐｇ１に移動させて変速比を切り替えるので、クラッチ機構２１を係合させることなく、また、同期機構５９によって差分回転数を低下させずに変速比を切り替えることができ、クラッチ機構２１に不要な負荷をかけずに同期機構５９の耐久性を向上させることができる。

なお、エンジン１１が車両の前部に配置されるとともに変速機構５０が車両の後部に配置され、エンジン１１と入力軸４２とがプロペラシャフト３９で結合される車両１０においては、プロペラシャフト３９が長くなり質量が増大するため、プロペラシャフト３９および入力軸４２の慣性モーメントが大きくなる。このため、同期機構５８〜６０に同期動作をさせる際の摩擦が増大するとともに、摩擦音も増大する。このような車両１０においても、本発明に係る車両用変速機の制御装置は、上記差分回転数がギヤ入れ判定値α以下となった状態でギヤ入れを行うため、摩擦力および摩擦音の増大を抑制することができる。

さらに、後輪駆動で変速機構５０が車両１０の後部に配置されている車両１０においては、駆動輪７７Ｌ、７７Ｒに変速機構５０の荷重がかかり、駆動輪７７Ｌ、７７Ｒのトラクションが増大する。そのため、同期機構５８〜６０に同期動作をさせる際に、プロペラシャフト３９および入力軸４２の慣性モーメントの影響が出力軸５７を介して駆動輪７７Ｌ、７７Ｒに伝達され、変速ショックとして車両１０の挙動に現れやすくなる。このような車両１０においても、本発明に係る車両用変速機の制御装置は、上記差分回転数がギヤ入れ判定値α以下となった場合に、同期機構５８〜６０を完全同期位置Ｐｇ１または完全同期位置Ｐｇ２に移動させるので、変速ショックも抑制することができる。

上述した本発明に係る実施の形態においては、１つのＥＣＵを有するものとして説明したが、これに限らず、複数のＥＣＵによって構成されるものであってもよい。例えば、エンジン１１の出力調節を行うＥ−ＥＣＵ、変速機構５０における変速段の切り替えを行うＴ−ＥＣＵによって、本実施の形態のＥＣＵ１００が構成されるものであってもよい。この場合に、各ＥＣＵは、必要な情報を相互に入出力する。

また、上述した本発明に係る実施の形態においては、炭化水素系の燃料を用いるエンジン１１を動力源として採用する車両１０について説明したが、これに限らず、車両１０は、水素を燃料とするエンジンやモータを動力源として採用することもできる。この場合も上述した車両用変速機の制御装置と同様の効果が得られる。

以上説明したように、本発明に係る車両用変速機の制御装置は、クラッチ機構に不要な負荷をかけずに同期機構の耐久性を向上させることができるという効果を有し、車両用変速機の制御装置等として有用である。

３ アクセルペダル
６ スロットルバルブ
７ セレクトアクチュエータ（移動手段）
８ シフトアクチュエータ（移動手段）
１０ 車両
１１ エンジン
２０ 自動クラッチ
２１ クラッチ機構
４０ トランスアクスル
４２ 入力軸
４３〜４５ シフトフォーク（移動手段）
５０ 変速機構
５１〜５５ 変速ギヤ対
５１ａ〜５５ａ 変速ギヤ
５１ｂ〜５５ｂ 変速ギヤ
５７ 出力軸
５８〜６０ 同期機構
６１〜６３ クラッチハブスリーブ
６４ シフト・セレクトシャフト（移動手段）
７０ ディファレンシャル機構
８０ エンジン回転数センサ
８１ 入力軸回転数センサ
８２ スロットルセンサ
８３ 車速センサ
８４ クラッチストロークセンサ
８５ アクセルセンサ
８６ セレクトストロークセンサ
８７ シフトストロークセンサ
８８ シフトセンサ
９１〜９７ センサ
１００ ＥＣＵ（変速ギヤ対選択手段、移動手段、オフアップ条件判定手段）

Claims (1)

1. 駆動源からの回転動力を入力する入力軸と、前記入力された回転動力を駆動輪に伝達する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記回転動力を設定変速比で変速する常時噛み合う複数の変速ギヤ対と、前記入力軸および前記出力軸のうちいずれか一方の軸と前記複数の変速ギヤ対のうちいずれかの変速ギヤ対との同期を行う複数の同期機構と、を有する変速機構と、
   変速条件に従って前記複数の変速ギヤ対から前記回転動力を伝達する変速ギヤ対を選択する変速ギヤ対選択手段と、
   前記選択された変速ギヤ対と前記一方の軸とが完全同期する完全同期位置と、前記選択された変速ギヤ対と前記一方の軸とを設定された差分回転数まで同期させる同期位置と、前記選択された変速ギヤ対と前記一方の軸とが同期しない非同期位置との間で前記同期機構を移動させる移動手段と、を備え、
   前記移動手段は、前記変速ギヤ対選択手段によって変速ギヤ対が選択された際に、前記同期機構を前記同期位置に待機させた後に前記完全同期位置に移動させる車両用変速機の制御装置において、
   前記動力源の回転動力を増加させずに前記変速比が小さい変速ギヤ対への切り替えを行うオフアップ条件が成立したか否かを判定するオフアップ条件判定手段と、を備え、
   前記移動手段は、前記オフアップ条件が成立した場合に、前記完全同期位置にある同期機構を前記非同期位置に移動させた後、前記変速ギヤ対選択手段に選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を前記非同期位置に待機させたまま、前記選択された変速ギヤ対を構成する変速ギヤと前記一方の軸の差分回転数が予め定められた値以下となった場合に、前記選択された変速ギヤ対に対応する同期機構を、前記完全同期位置に移動させて前記変速比を切り替えることを特徴とする車両用変速機の制御装置。

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