JP2014231865A - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノンシンクロ段を含む変速機を備えたＡＭＴであって、ノンシンクロ段への変速時において変速機入力軸の回転速度の同期に関する応答性が良好なものを提供すること。【解決手段】変速機が備える複数の変速段（１速〜５速）のうち、減速比が最も大きい最低速段（１速）及び減速比が最も小さい最高速段（５速）がシンクロ段であり、残りの変速段（２速、３速、４速）がノンシンクロ段である。ノンシンクロ段への変速要求があった場合、変速前の変速段の遊転ギヤと対応するスリーブとの係合を解除してニュートラル段を実現した後（ｔ３）、クラッチトルクＴｃをゼロに維持した状態（クラッチの分断状態）で、シフトダウン（シフトアップ）のときは、最低速段（最高速段）のシンクロメッシュ機構を利用して、変速機の入力軸の回転速度Ｎｉが「同期回転速度」に一致するように増大・調整（減少・調整）される（ｔ３〜ｔ５）。【選択図】図９

Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関する。

近年、複数の変速段を有し且つトルクコンバータを備えていない変速機と、内燃機関の出力軸と変速機の入力軸との間に介装されてクラッチトルク（クラッチが伝達し得るトルクの最大値）を調整可能なクラッチと、車両の走行状態に応じてアクチュエータを用いてクラッチトルク及び変速機の変速段を制御する制御手段と、を備えた動力伝達制御装置が開発されてきている（例えば、特許文献１を参照）。係る動力伝達制御装置は、オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（ＡＭＴ）とも呼ばれる。以下、内燃機関の出力軸の駆動トルクを「内燃機関駆動トルク」と呼ぶ。

特開２００６−９７７４０号公報

近年、ＡＭＴであって、変速機としてシンクロナイザリングを含むシンクロメッシュ機構が設けられていないタイプのもの（ノンシンクロトランスミッションとも呼ばれる。）が用いられた構成が開発されてきている。ノンシンクロトランスミッションは、シンクロメッシュ機構が設けられた変速機と比べて、シンクロナイザリングの省略に起因して、変速機の全長が短い、シンクロナイザリングの回転に係る摩擦損失が発生しない、並びに、変速機の重量が軽い、などの利点を有する。

ノンシンクロトランスミッションの変速においては、変速ショック（変速に起因する車両の前後加速度の急激な変化）を抑制するため、変速前の変速段の遊転ギヤと係合しているスリーブを軸方向に移動することによって前記係合を解除してニュートラル段を実現した後、シンクロメッシュ機構に代わる何等かの手段を用いて、変速機の入力軸の回転速度を「同期回転速度」に近づく（より好ましくは、一致する）ように調整し、変速機入力軸の回転速度が「同期回転速度」に維持された状態にて、変速後の変速段に対応するスリーブを軸方向に移動することによって同スリーブを変速後の変速段の遊転ギヤと係合させる必要がある。ここで、「同期回転速度」とは、「変速後の変速段が実現された状態における車両の速度に対応する変速機の入力軸の回転速度」を指す。以下、変速機入力軸の回転速度を「同期回転速度」に一致することを「同期」と呼び、変速機入力軸の回転速度を「同期回転速度」に近づく（より好ましくは、一致する）ように変更・調整することを、「同期を行う」、「同期する」などと呼ぶ（以下、本明細書において同じ）。

ノンシンクロトランスミッションを備えたＡＭＴでは、変速機入力軸の回転速度の同期を行うため、内燃機関駆動トルクを利用する手法が考えられる。この場合、クラッチトルクを内燃機関駆動トルクより大きい値に維持した状態（即ち、クラッチを接合状態に維持した状態）で、内燃機関駆動トルクを調整することによって変速機入力軸の回転速度の同期が行われ得る。

内燃機関の駆動トルクを利用して変速機入力軸の回転速度の同期が行われる場合、同期に関する応答性は、内燃機関の出力軸の回転速度の変化速度に大きく依存する。一般に、内燃機関の出力軸の回転に係る慣性モーメントが大きいことに起因して、内燃機関の出力軸の回転速度は急激に変化し得ない。従って、変速機入力軸の回転速度の同期を行うために内燃機関駆動トルクを利用する手法が採用される場合、変速機入力軸の回転速度の同期に関する応答性は必ずしも良好とはいえなかった。以上より、ノンシンクロ段（シンクロメッシュ機構が設けられていない変速段）への変速時における、変速機入力軸の回転速度の同期に関する応答性を向上することが望まれているところである。

本発明の目的は、車両の動力伝達制御装置であって、ノンシンクロ段への変速時において変速機入力軸の回転速度の同期に関する応答性が良好なものを提供することにある。

本発明に係る動力伝達制御装置は、ＡＭＴに係り、変速機としては、複数の変速段のうち減速比が最も大きい最低速段及び減速比が最も小さい最高速段のそれぞれが、シンクロメッシュ機構が設けられたシンクロ段であり、残りの変速段のそれぞれが、シンクロメッシュ機構が設けられていないノンシンクロ段であるものが使用される。従って、変速機が有する１つ又は複数のノンシンクロ段の減速比は、最高速段の減速比より大きく且つ最低速段の減速比より小さい。

本発明に係る動力伝達制御装置では、前記実現される変速段を、前記複数の変速段及び前記ニュートラル段のうちの何れか一つから前記ノンシンクロ段に変更する際、この変速が、前記変速機の入力軸の回転速度を、変速後の変速段が実現された状態における前記車両の速度に対応する同期回転速度に近づけるために、前記変速機の入力軸の回転速度を減少する必要があるか又は増大する必要があるかが判定される。典型的には、実現される変速段を、「複数の変速段のうちの何れか一つの変速段」から「ノンシンクロ段」に変更する際、この変速が、減速比が減少するシフトアップ及び減速比が増大するシフトダウンの何れに対応するかが判定される。

前記変速機の入力軸の回転速度を減少（増大）する必要があると判定された場合（典型的には、シフトアップ（シフトダウン）と判定された場合）、クラッチトルクをゼロまで低減し（且つ、動力源駆動トルクをゼロ、或いは微小値まで低減し）、クラッチトルクがゼロに維持された状態において、変速前の変速段の遊転ギヤと係合しているスリーブを軸方向に移動することによって前記係合を解除してニュートラル段が実現される。次いで、ニュートラル段が実現され且つクラッチトルクがゼロに維持された状態において、最高速段（最低速段）に対応するスリーブを軸方向に移動して最高速段（最低速段）のシンクロメッシュ機構が作動させられる。これにより、変速機の入力軸の回転速度が「同期回転速度」に近づくように（より好ましくは、一致するように）減少（増大）させられる。次いで、変速後の変速段に対応するスリーブを軸方向に移動することによって変速後の変速段の前記遊転ギヤと係合させ、次いで、クラッチトルク（及び、動力源駆動トルク）がゼロから増大させられる。

一般に、シフトアップの場合、変速機の入力軸の回転速度を同期するために同回転速度を減少する必要があり、シフトダウンの場合、変速機の入力軸の回転速度を同期するために同回転速度を増大する必要がある。上記構成では、ノンシンクロ段へのシフトアップの場合、変速機の入力軸の回転速度を減少するために、「変速後のノンシンクロ段より減速比が小さいシンクロ段である最高速段」のシンクロメッシュ機構が活用され、ノンシンクロ段へのシフトダウンの場合、変速機の入力軸の回転速度を増大するために、「変速後のノンシンクロ段より減速比が大きいシンクロ段である最低速段」のシンクロメッシュ機構が活用される。換言すれば、シンクロ段である最高速段及び最低速段のシンクロメッシュ機構が、ノンシンクロ段への変速時において変速機の入力軸の回転速度を減少・増大させる手段として活用される。

一般に、シンクロメッシュ機構を利用して変速機入力軸の回転速度の同期が行われる場合の同期に関する応答性は、上述のように内燃機関の駆動トルクを利用して変速機入力軸の回転速度の同期が行われる場合と比べて高い。従って、上記構成によれば、変速機が有する複数の変速段の全てがノンシンクロ段である構成が採用され得ない一方で、ノンシンクロ段への変速時において変速機入力軸の回転速度の同期に関する応答性が良好な動力伝達制御装置を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車両の動力伝達制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図１に示した変速機の概略構成図である。 図２に示したスリーブのドグ歯とギヤピースのドグ歯とを模式的に示した第１の図である。 図２に示したスリーブのドグ歯とギヤピースのドグ歯とを模式的に示した第２の図である。 図１に示したクラッチについての「ストローク−トルク特性」を規定するマップを示したグラフである。 車速及びアクセル開度と、シフト位置との関係を規定したマップを示したグラフである。 変速要求があった場合における変速作動に係る処理の流れを示すフローチャートである。 図７のステップ７３０の処理の詳細を示すフローチャートである。 ノンシンクロ段へのシフトダウン要求があった場合における変速作動の一例を示したタイムチャートである。 ノンシンクロ段へのシフトアップ要求があった場合における変速作動の一例を示したタイムチャートである。 本発明の実施形態の変形例に係る車両の動力伝達制御装置を搭載した車両の図１に対応する図である。

以下、本発明による車両の動力伝達制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（構成）
図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、動力源として内燃機関を備え、且つ、トルクコンバータを備えない変速機とクラッチとを使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（ＡＭＴ）を備えた車両である。

この車両は、エンジンＥ／Ｇと、変速機Ｔ／Ｍと、クラッチＣ／Ｄとを備えている。Ｅ／Ｇは、周知の内燃機関の１つであり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。Ｅ／Ｇの出力軸Ａ１は、フライホイールＦ／Ｗ、及び、クラッチＣ／Ｄを介して、変速機Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２と接続されている。

変速機Ｔ／Ｍは、前進用の複数（例えば、５つ）の変速段（シフト位置）、後進用の１つの変速段（シフト位置）、及びニュートラル段を有するトルクコンバータを備えない周知の有段変速機の１つである。Ｔ／Ｍの出力軸Ａ３は、ディファレンシャルＤ／Ｆを介して車両の駆動輪と接続されている。

図２に示すように、Ｔ／Ｍは、複数の固定ギヤＧ１ｉ、Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉと、複数の遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏと、複数の円筒状のスリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３と、を備える。固定ギヤＧ１ｉ、Ｇ２ｉ、Ｇ３ｉ、Ｇ４ｉ、Ｇ５ｉのそれぞれは、入力軸Ａ２に相対回転不能に設けられ、前進用の複数の走行用変速段のそれぞれに対応している。遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏのそれぞれは、出力軸Ａ３に相対回転可能に設けられ、前進用の複数の走行用変速段のそれぞれに対応している。遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏのそれぞれは、対応する固定ギヤと常時歯合するとともに、側面のピースにドグ歯が設けられている。スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれは、出力軸Ａ３に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に設けられ、出力軸Ａ３に対して対応する遊転ギヤを相対回転不能に固定するために対応する遊転ギヤのドグ歯と係合可能なドグ歯を備える。

図２に示すように、Ｔ／Ｍの複数の走行用変速段（１速〜５速）のうち、減速比が最も大きい最低速段（１速）及び減速比が最も小さい最高速段（５速）のそれぞれが、「シンクロナイザリングＳＮＲを含むシンクロメッシュ機構」が設けられたシンクロ段であり、残りの変速段（２速、３速、４速）のそれぞれが、シンクロメッシュ機構が設けられていないノンシンクロ段である。

図３は、一例として、スリーブＳ１のドグ歯と、遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏのピースのドグ歯の形状を示し、図４は、一例として、スリーブＳ２のドグ歯と、遊転ギヤＧ３ｏ、Ｇ４ｏのピースのドグ歯の形状を示す。図３、図４に示すように、スリーブには、周方向において等間隔で配置され且つそれぞれが軸方向に延びる複数のドグ歯（典型的には、内歯）が出力軸Ａ３と同軸的に形成されている。遊転ギヤのピースには、周方向においてスリーブのドグ歯の間隔と同じ等間隔で配置され且つそれぞれが軸方向に延びる複数のドグ歯（典型的には、外歯）が出力軸Ａ３と同軸的に形成されている。

特に、ノンシンクロ段の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ）のドグ歯として、遊転ギヤのピースの側面からスリーブに向けて軸方向に突出している歯（以下、「噛合歯」と呼ぶ）と、突出していない歯（以下、「トルク伝達歯」と呼ぶ）とが、周方向において交互に形成されている。同様に、ノンシンクロ段に対応するスリーブのドグ歯として、スリーブの側面から対応するノンシンクロ段の遊転ギヤ（Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ）のピースに向けて軸方向に突出している歯と、突出していない歯とが、周方向において交互に形成されている。従って、スリーブが中立位置（Ｎ位置、図３、図４に示す位置）から、ノンシンクロ段の遊転ギヤに向けて軸方向に移動していく過程において、スリーブの前記突出しているドグ歯の軸方向端は、先ず、遊転ギヤの周方向に隣接する噛合歯同士の間に入り込む。これにより、スリーブの前記突出しているドグ歯が遊転ギヤの噛合歯のみと係合する（これにより、スリーブが遊転ギヤと係合する）。その後、スリーブの各ドグ歯（前記突出しているドグ歯、及び、前記突出していないドグ歯）の軸方向端が、遊転ギヤの周方向に隣接する噛合歯及びトルク伝達歯の間にそれぞれ入り込む。これにより、スリーブの各ドグ歯が遊転ギヤの噛合歯及びトルク伝達歯と係合する（これにより、スリーブが遊転ギヤと完全に係合する）。スリーブの噛合完了位置は、スリーブのドグ歯と遊転ギヤのトルク伝達歯との軸方向における噛合長さが所定値（＞０）に達する位置に対応する。

スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３のそれぞれが対応する遊転ギヤと係合していない状態では、ニュートラル段が実現される。スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３のうちの何れか一つが対応する１つの遊転ギヤと係合している状態では、その遊転ギヤに対応する変速段が実現される。

Ｔ／Ｍの変速段の変更・設定は、変速機アクチュエータＡＣＴ２（図１を参照）によってスリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３を駆動し、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３の軸方向位置を制御することで実行される。変速段を変更することで、減速比（出力軸Ａ３の回転速度Ｎｏに対する入力軸Ａ２の回転速度Ｎｉの割合）が調整される。具体的には、「Ｎ」速の「減速比」は、「ＧＮｏの歯数／ＧＮｉの歯数）（Ｎ：１，２，３，４，５）で表される。「１速」から「５速」に向けて、減速比は次第に小さくなっていく。

クラッチＣ／Ｄは、変速機Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２に一体回転するように設けられた周知の構成の１つを有する摩擦クラッチディスクである。より具体的には、エンジンＥ／Ｇの出力軸Ａ１に一体回転するように設けられたフライホイールＦ／Ｗに対して、クラッチＣ／Ｄ（より正確には、クラッチディスク）が互いに向き合うように同軸的に配置されている。フライホイールＦ／Ｗに対するクラッチＣ／Ｄ（より正確には、クラッチディスク）の軸方向の位置が調整可能となっている。クラッチＣ／Ｄの軸方向位置は、クラッチアクチュエータＡＣＴ１（図１を参照）により調整される。なお、このクラッチＣ／Ｄは、運転者によって操作されるクラッチペダルを備えていない。

以下、クラッチＣ／Ｄの原位置（クラッチディスクがフライホイールから最も離れた位置）からの接合方向（圧着方向）への軸方向の移動量をクラッチストロークと呼ぶ。クラッチＣ／Ｄが「原位置」にあるとき、クラッチストロークが「０」となる。図５に示すように、クラッチストロークを調整することにより、クラッチＣ／Ｄが伝達可能な最大トルク（クラッチトルクＴｃ）が調整される。「Ｔｃ＝０」の状態では、エンジンＥ／Ｇの出力軸Ａ１と変速機Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２との間で動力が伝達されない。この状態を「分断状態」と呼ぶ。また、「Ｔｃ＞０」の状態では、出力軸Ａ１と入力軸Ａ２との間で動力が伝達される。この状態を「接合状態」と呼ぶ。

本装置は、アクセルペダルＡＰの操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサＳ１と、シフトレバーＳＬの位置を検出するシフト位置センサＳ２と、ブレーキペダルＢＰの操作の有無を検出するブレーキセンサＳ３と、エンジンＥ／Ｇの出力軸Ａ１の回転速度を検出する回転速度センサＳ４と、変速機Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２の回転速度を検出する回転速度センサＳ５と、クラッチＣ／Ｄのクラッチストロークを検出するストロークセンサＳ６と、車両の速度（車速）を検出する車速センサＳ７と、を備えている。

また、本装置は、電子制御ユニットＥＣＵを備えている。ＥＣＵは、上述のセンサＳ１〜Ｓ６、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータＡＣＴ１、ＡＣＴ２を制御することで、Ｃ／Ｄのクラッチストローク（従って、クラッチトルクＴｃ）、及び、Ｔ／Ｍの変速段を制御する。また、ＥＣＵは、Ｅ／Ｇの燃料噴射量（スロットル弁の開度）を制御することでＥ／Ｇの出力軸Ａ１の駆動トルクを制御する。

以下、説明の便宜上、Ｅ／Ｇの燃焼により出力軸Ａ１に発生する駆動トルクを「エンジントルクＴｅ」と呼ぶ。Ｔｅは、車両の加速方向について正の値を採り、減速方向について負の値を採るものとする。Ｔｅは、通常（後述する変速作動中を除く）、アクセル開度及び車速等の車両の走行状態に基づいて調整される。

本装置では、シフトレバーＳＬが「自動モード」に対応する位置（例えば、Ｄレンジ）にある場合、ＥＣＵ内のＲＯＭに記憶された変速マップ（図６を参照）と、車速及びアクセル開度等の車両の走行状態とに基づいて要求される変速段（選択・実現すべき変速段、以下、「要求変速段」と呼ぶ）が選択される。例えば、現在の車速がαで現在のアクセル開度がβの場合、要求変速段として「３速」が選択される。一方、シフトレバーＳＬが「手動モード」に対応する位置（例えば、Ｍ（マニュアル）レンジ）にある場合、シフトレバーＳＬの位置に基づいて要求変速段が選択される。

変速機Ｔ／Ｍでは、通常、要求変速段と同じ変速段が実現される。要求変速段が変化したとき、「変速要求あり」と判定される。「変速要求あり」と判定された場合、Ｔ／Ｍの変速作動（変速段が変更される際の作動）が行われる。以下、本装置による変速作動について詳細に説明していく。

（変速作動）
上述したように、本装置に使用されるＴ／Ｍでは、最低速段（１速）及び最高速段（５速）のそれぞれがシンクロ段であり、残りの変速段（２速、３速、４速）のそれぞれがノンシンクロ段である。１速〜５速のうちの何れか一つの変速段からシンクロ段（１速又は５速）への変速作動では、変速ショック（変速に起因する車両の前後加速度の急激な変化）を抑制するため、変速後の変速段であるシンクロ段が有するシンクロメッシュ機構によって、Ｔ／Ｍの入力軸Ａ２の回転速度Ｎｉが前記「同期回転速度」に近づく（より好ましくは、一致する）ように調整される（即ち、Ｎｉの同期が行われる）。

一方、１速〜５速のうちの何れか一つの変速段からノンシンクロ段（２速又は３速又は４速）への変速作動では、変速ショックを抑制するため、シンクロメッシュ機構に代わる何等かの手段を用いてＮｉの同期を行う必要がある。

本装置では、ノンシンクロ段（２速又は３速又は４速）への変速時、シンクロ段（１速又は５速）が備えるシンクロメッシュ機構を利用してＮｉの同期が行われる。換言すれば、シンクロ段である最低速段（１速）及び最高速段（５速）のシンクロメッシュ機構が、ノンシンクロ段への変速時においてＮｉを減少・増大させる手段として活用される。以下、この点について、図７、８に示すフローチャート、並びに、図９、１０に示すタイムチャートを参照しながら詳細に説明する。

図７は、「変速要求あり」と判定された場合において、ＥＣＵ（具体的には、ＥＣＵの内部のＣＰＵ）からの指令によって実行される変速作動に係る処理の流れを示す。図９は、ノンシンクロ段（２速又は３速又は４速）へのシフトダウン（減速比が増大する変速）の「変速要求あり」と判定された場合における変速作動の一例を示す。図１０は、ノンシンクロ段へのシフトアップ（減速比が減少する変速）の「変速要求あり」と判定された場合における変速作動の一例を示す。以下、先ず、図９に示す例について、図７、８に示すフローチャートを参照しながら説明していく。

図９に示す例（シフトダウン）では、シフトレバーＳＬによって「自動モード」（Ｄレンジ）が選択・維持され、且つ、時刻ｔ１以前にて３速で走行中（加速中）に、時刻ｔ１にて「３速から２速への変速要求」が発生した場合の一例が示されている。時刻ｔ１以前では、エンジントルクＴｅが大きい正の値（大きい加速方向の値）に維持され、クラッチトルクＴｃがＴｅよりも十分に大きい値（例えば、最大値Ｔｍａｘ）に維持され、入力軸Ａ２の回転速度Ｎｉが「３速の同期回転速度」に維持され、スリーブＳ１がＮ位置に位置し、スリーブＳ２が３速の噛合完了位置に位置している。

時刻ｔ１にて「３速から２速への変速要求」が発生すると、図７に示す処理が開始され、Ｔｃ及びＴｅがゼロまで低減される（ステップ７１０）。ここで、「Ｔｅ＝０」とは、エンジンＥ／Ｇがアイドリング状態にあることを意味する。この結果、図９に示す例では、時刻ｔ１以降、Ｔｃ及びＴｅがゼロに向けて減少していく。

時刻ｔ２にてＴｃ及びＴｅがゼロに達すると、Ｔｃ，Ｔｅがゼロに維持された状態（クラッチＣ／Ｄの分断状態）で、変速前噛合スリーブがＮ位置まで移動される（図７のステップ７２０）。ここで、「変速前噛合スリーブ」とは、変速前の段階で実現されている変速段の遊転ギヤと係合しているスリーブを指す。この結果、図９に示す例では、時刻ｔ２以降、スリーブＳ２が、３速の噛合完了位置からＮ位置に向けて移動していく。Ｔｃ，Ｔｅは、なおもゼロに維持されている。スリーブＳ２がＮ位置に移動することにより、ニュートラル段が実現される。

時刻ｔ３にてスリーブＳ２がＮ位置に達すると、シンクロ段のシンクロメッシュ機構を利用して、Ｎｉの同期が行われる（図７のステップ７３０）。具体的には、図８に示すように、変速後の変速段がシンクロ段である場合（ステップ８１０にてＮｏ）、変速後の変速段のシンクロメッシュ機構を利用してＮｉの同期が行われる（ステップ８２０）。この点について詳細な作動については、従来と同様であるので詳細な説明を省略する。一方、変速後の変速段がノンシンクロ段である場合（ステップ８１０にてＹｅｓ）において、シフトアップのとき（ステップ８３０でＹｅｓ）は、最高速段（５速）のシンクロメッシュ機構（具体的には、シンクロナイザリングＳＮＲ５、図２を参照）を利用してＮｉの同期が行われ（ステップ８４０）、シフトダウンのとき（ステップ８３０でＮｏ）は、最低速段（１速）のシンクロメッシュ機構（具体的には、シンクロナイザリングＳＮＲ１、図２を参照）を利用してＮｉの同期が行われる（ステップ８５０）。この結果、図９に示す例（シフトダウン）では、時刻ｔ３以降、スリーブＳ１が、Ｎ位置から、「スリーブＳ１の軸方向端部が、ＳＮＲ１と係合し且つ１速の遊転ギヤＧ１ｏのピースには係合しない位置」（以下、「ＳＮＲ１の作動位置」と呼ぶ）に向けて移動していく。Ｔｃ，Ｔｅは、なおもゼロに維持されている。

時刻ｔ４にて、スリーブＳ１が「ＳＮＲ１の作動位置」に達すると、ＳＮＲ１の作動が開始され、Ｎｉが、「３速の同期回転速度」から「２速の同期回転速度」に向けて増大していく。Ｎｉが「２速の同期回転速度」に達すると、Ｎｉの同期が達成される。

時刻ｔ５にて、Ｎｉが「２速の同期回転速度」に達すると、変速後噛合スリーブが、変速後の変速段の噛合完了位置に向けて移動される（図７のステップ７４０）。ここで、「変速後噛合スリーブ」とは、変速後の段階で実現される変速段の遊転ギヤと係合するスリーブを指す。この結果、図９に示す例では、時刻ｔ５以降、スリーブＳ１が、「ＳＮＲ１の作動位置」から２速の噛合完了位置に向けて移動していく。その後、スリーブＳ１が２速の噛合完了位置に移動することにより、２速が実現される。

時刻ｔ６にて、スリーブＳ１が２速の噛合完了位置に達すると、Ｔｅ、Ｔｃが増大・復帰される（図７のステップ７５０）。図９に示す例では、時刻ｔ６以降、Ｔｅがゼロから「アクセル開度に応じた値」まで増大していき、Ｔｃがゼロから「時刻ｔ１以前での値」に向けて増大していく。そして、時刻ｔ７にて、Ｔｅ、Ｔｃの増大・復帰が完了すると、今回の変速作動に係る処理が全て終了する。

次に、図１０に示す例（シフトアップ）について説明する。図１０に示す例では、シフトレバーＳＬによって「自動モード」（Ｄレンジ）が選択・維持され、且つ、時刻ｔ１以前にて３速で走行中（加速中）に、時刻ｔ１にて「３速から４速への変速要求」が発生した場合の一例が示されている。図１０の時刻ｔ１〜ｔ７はそれぞれ、図９の時刻ｔ１〜ｔ７に対応している。図１０の時刻ｔ１以前の状態は、図９に示す例と同様である。

時刻ｔ１にて「３速から４速への変速要求」が発生すると、Ｔｃ及びＴｅがゼロに向けて減少していく。

時刻ｔ２にてＴｃ及びＴｅがゼロに達すると、スリーブＳ２が、３速の噛合完了位置からＮ位置に向けて移動していく。Ｔｃ，Ｔｅは、なおもゼロに維持されている。スリーブＳ２がＮ位置に移動することにより、ニュートラル段が実現される。

時刻ｔ３にてスリーブＳ２がＮ位置に達すると、スリーブＳ３が、Ｎ位置から、「スリーブＳ３の軸方向端部が、ＳＮＲ５と係合し且つ５速の遊転ギヤＧ５ｏのピースには係合しない位置」（以下、「ＳＮＲ５の作動位置」と呼ぶ）に向けて移動していく。Ｔｃ，Ｔｅは、なおもゼロに維持されている。

時刻ｔ４にて、スリーブＳ３が「ＳＮＲ５の作動位置」に達すると、ＳＮＲ５の作動が開始され、Ｎｉが、「３速の同期回転速度」から「４速の同期回転速度」に向けて減少していく。Ｎｉが「４速の同期回転速度」に達すると、Ｎｉの同期が達成される。

時刻ｔ５にて、Ｎｉが「４速の同期回転速度」に達すると、スリーブＳ２が、Ｎ位置から４速の噛合完了位置に向けて移動していく。その後、スリーブＳ２が４速の噛合完了位置に移動することにより、４速が実現される。

時刻ｔ６にて、スリーブＳ２が４速の噛合完了位置に達すると、Ｔｅがゼロから「アクセル開度に応じた値」まで増大していき、Ｔｃがゼロから「時刻ｔ１以前での値」に向けて増大していく。そして、時刻ｔ７にて、Ｔｅ、Ｔｃの増大・復帰が完了すると、今回の変速作動に係る処理が全て終了する。

以上、本装置によれば、ノンシンクロ段へのシフトアップの場合、Ｎｉを減少するために、「変速後のノンシンクロ段より減速比が小さいシンクロ段である最高速段（５速）」のシンクロメッシュ機構が活用される。他方、ノンシンクロ段へのシフトダウンの場合、Ｎｉを増大するために、「変速後のノンシンクロ段より減速比が大きいシンクロ段である最低速段（１速）」のシンクロメッシュ機構が活用される。換言すれば、シンクロ段である最高速段（５速）及び最低速段（１速）のシンクロメッシュ機構が、ノンシンクロ段への変速時においてＮｉを減少・増大させる手段として活用される。

ここで、一般に、シンクロメッシュ機構を利用して変速機入力軸の回転速度の同期が行われる場合の同期に関する応答性は、上記「発明の概要」の欄で述べたように内燃機関の駆動トルクを利用して変速機入力軸の回転速度の同期が行われる場合と比べて高い。従って、本装置によれば、Ｔ／Ｍが有する複数の変速段（１速〜５速）の全てがノンシンクロ段である構成が採用され得ない代わりに、ノンシンクロ段（２速又は３速又は４速）への変速時においてＮｉの同期に関する応答性が良好な動力伝達制御装置を得ることができる。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏの全て、及び、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３の全てが出力軸Ａ３に設けられているが（図２を参照）、遊転ギヤＧ１ｏ、Ｇ２ｏ、Ｇ３ｏ、Ｇ４ｏ、Ｇ５ｏの一部又は全部、及び、スリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３の一部又は全部が、入力軸Ａ２に設けられていてもよい。

また、上記実施形態における「走行用の変速段（ニュートラル段を除く）からノンシンクロ段へのシフトアップ又はシフトダウンの場合の制御」は、「ニュートラル段からノンシンクロ段へ変速の場合」にも適用され得る。即ち、この場合、ニュートラル段の状態における回転速度Ｎｉが「同期回転速度」よりも大きい場合、「走行用の変速段からノンシンクロ段へのシフトアップの場合の制御」が適用され得る。同様に、ニュートラル段の状態における回転速度Ｎｉが「同期回転速度」よりも小さい場合、「走行用の変速段からノンシンクロ段へのシフトダウンの場合の制御」が適用され得る。

また、上記実施形態では、Ｎｉの同期が行われる際、回転速度Ｎｉが「同期回転速度」に近づく（より好ましくは、一致する）ように調整されているが、回転速度Ｎｉが「同期回転速度」から所定回転速度だけずれた回転速度に近づく（より好ましくは、一致する）ように調整されてもよい。

また、上記実施形態では、Ｔ／Ｍが有する複数の変速段（１速〜５速）の全てが、車両の走行時に実際に選択され得る変速段である。換言すれば、最低速段（１速）は、車両の走行時に実際に選択され得る複数の変速段のうちで減速比が最も大きい変速段であり、最高速段（５速）は、車両の走行時に実際に選択され得る複数の変速段のうちで減速比が最も小さい変速段である。

これに対し、変速機が有する複数の変速段のうち最低速段及び最高速段を除く全ての変速段が、車両の走行時に実際に選択され得る変速段であり、最低速段及び最高速段が車両の走行時に実際には選択され得ない変速段であってもよい。換言すれば、最低速段は、車両の走行時に選択され得る複数の変速段のうちで減速比が最も大きい変速段（上記実施形態では、１速に相当）より減速比が大きい変速段であり、最高速段は、車両の走行時に実際に選択され得る複数の変速段のうちで減速比が最も小さい変速段（上記実施形態では、５速に相当）より減速比が小さい変速段であってもよい。

加えて、上記実施形態では、車両の動力源としてエンジンＥ／Ｇが使用されているが（図１を参照）、車両の動力源としてエンジンＥ／Ｇに代えて電気モータＭ／Ｇが使用されてもよい。また、図１１に示すように、車両の動力源として、エンジンＥ／Ｇと電気モータＭ／Ｇが共に使用されてもよい。図１１に示す例では、Ｍ／Ｇの出力軸がＴ／Ｍの入力軸Ａ２に接続される構成（ＩＮ接続）と、Ｍ／Ｇの出力軸がＴ／Ｍの出力軸Ａ３に接続される構成（ＯＵＴ接続）と、を選択的に実現する「ＩＮ−ＯＵＴ切替機構」が設けられている。

Ｔ／Ｍ…変速機、Ｅ／Ｇ…エンジン、Ｃ／Ｄ…クラッチ、Ａ１…エンジンの出力軸、Ａ２…変速機の入力軸、Ａ３…変速機の出力軸、ＡＣＴ１…クラッチアクチュエータ、ＡＣＴ２…変速機アクチュエータ、ＥＣＵ…電子制御ユニット

Claims (5)

1. 車両の動力源の出力軸から動力が入力される入力軸と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸とを備え、前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達系統が形成され且つ前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合である減速比が異なる予め定められた複数の変速段と、前記入力軸と前記出力軸との間で動力伝達系統が形成されないニュートラル段とを有する、トルクコンバータを備えていない変速機と、
   前記動力源の出力軸と前記変速機の入力軸との間に介装されたクラッチであってクラッチが伝達し得るトルクの最大値であるクラッチトルクを調整可能なクラッチと、
   前記クラッチを制御して前記クラッチトルクを調整する第１アクチュエータと、
   前記変速機を制御して前記複数の変速段及び前記ニュートラル段のうちから実現される変速段を変更する第２アクチュエータと、
   前記車両の走行状態に基づいて、前記動力源の出力軸の駆動トルクである動力源駆動トルク、前記クラッチトルク、前記第１アクチュエータ、及び前記第２アクチュエータを制御する制御手段と、
   を備えた車両の動力伝達制御装置であって、
   前記変速機は、
   それぞれが前記変速機の入力軸又は出力軸に相対回転不能に設けられるとともに、それぞれが前記複数の変速段のそれぞれに対応する複数の固定ギヤと、
   それぞれが前記変速機の入力軸又は出力軸に相対回転可能に設けられるとともに、それぞれが前記複数の変速段のそれぞれに対応し且つ対応する変速段の固定ギヤと常時歯合し、それぞれの側面にドグ歯が設けられた複数の遊転ギヤと、
   それぞれが前記変速機の入力軸及び出力軸のうち対応する１つ又は複数の前記遊転ギヤが設けられた対応する軸に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に設けられるとともに、それぞれが前記対応する軸に対して前記対応する遊転ギヤを相対回転不能に固定するために前記対応する遊転ギヤのドグ歯と係合可能なドグ歯を備えた複数のスリーブと、
   を備え、
   前記複数の変速段のうち前記減速比が最も大きい最低速段及び前記減速比が最も小さい最高速段のそれぞれは、対応する前記遊転ギヤと対応する前記スリーブとの間にシンクロナイザリングを含むシンクロメッシュ機構が設けられたシンクロ段であり、前記複数の変速段のうち前記最低速段及び前記最高速段以外の変速段のそれぞれは、前記シンクロメッシュ機構が設けられていないノンシンクロ段であり、
   前記複数のスリーブの全てが何れの遊転ギヤとも係合していない状態において前記ニュートラル段が実現され、前記複数のスリーブのうちの何れか一つが対応する１つの前記遊転ギヤと係合している状態において、前記複数の変速段のうち前記対応する一つの遊転ギヤに対応する変速段が実現され、
   前記第２アクチュエータが前記複数のスリーブのそれぞれの軸方向の位置を制御することによって、前記実現される変速段が変更されるように構成され、
   前記制御手段は、
   前記車両の走行状態に基づいて変速要求が発生した場合に、前記実現される変速段を前記変速要求に基づいて変更するように構成され、
   前記制御手段は、
   前記実現される変速段を、前記複数の変速段及び前記ニュートラル段のうちの何れか一つから前記ノンシンクロ段に変更する際、この変速が、前記変速機の入力軸の回転速度を、変速後の変速段が実現された状態における前記車両の速度に対応する同期回転速度に近づけるために、前記変速機の入力軸の回転速度を減少する必要があるか又は増大する必要があるかを判定し、
   前記変速機の入力軸の回転速度を減少する必要があると判定された場合、前記ニュートラル段が実現され且つ前記クラッチトルクがゼロに維持された状態において、前記最高速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動して前記最高速段の前記シンクロメッシュ機構を作動させることによって、前記変速機の入力軸の回転速度を前記同期回転速度に近づけるように減少し、次いで、変速後の変速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動することによって変速後の変速段の前記遊転ギヤと係合させ、次いで、前記クラッチトルクをゼロから増大するように構成され、
   前記変速機の入力軸の回転速度を増大する必要があると判定された場合、前記ニュートラル段が実現され且つ前記クラッチトルクがゼロに維持された状態において、前記最低速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動して前記最低速段の前記シンクロメッシュ機構を作動させることによって、前記変速機の入力軸の回転速度を前記同期回転速度に近づけるように増大し、次いで、変速後の変速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動することによって変速後の変速段の前記遊転ギヤと係合させ、次いで、前記クラッチトルクをゼロから増大するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記実現される変速段を、前記複数の変速段のうちの何れか一つの変速段から前記ノンシンクロ段に変更する際、この変速が、前記減速比が減少するシフトアップ及び前記減速比が増大するシフトダウンの何れに対応するかを判定し、
   前記シフトアップと判定された場合、前記クラッチトルクをゼロまで低減し、前記クラッチトルクがゼロに維持された状態において、変速前の変速段の前記遊転ギヤと係合している前記スリーブを軸方向に移動することによって前記係合を解除して前記ニュートラル段を実現し、前記ニュートラル段が実現され且つ前記クラッチトルクがゼロに維持された状態において、前記最高速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動して前記最高速段の前記シンクロメッシュ機構を作動させることによって、前記変速機の入力軸の回転速度を前記同期回転速度に近づけるように減少し、次いで、変速後の変速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動することによって変速後の変速段の前記遊転ギヤと係合させ、次いで、前記クラッチトルクをゼロから増大するように構成され、
   前記シフトダウンと判定された場合、前記クラッチトルクをゼロまで低減し、前記クラッチトルクがゼロに維持された状態において、変速前の変速段の前記遊転ギヤと係合している前記スリーブを軸方向に移動することによって前記係合を解除して前記ニュートラル段を実現し、前記ニュートラル段が実現され且つ前記クラッチトルクがゼロに維持された状態において、前記最低速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動して前記最低速段の前記シンクロメッシュ機構を作動させることによって、前記変速機の入力軸の回転速度を前記同期回転速度に近づけるように増大し、次いで、変速後の変速段に対応する前記スリーブを軸方向に移動することによって変速後の変速段の前記遊転ギヤと係合させ、次いで、前記クラッチトルクをゼロから増大するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記最高速段の前記シンクロメッシュ機構を作動させることによって前記変速機の入力軸の回転速度を前記同期回転速度に近づけるように減少する際、前記変速機の入力軸の回転速度を、前記同期回転速度から所定回転速度だけずれた回転速度に一致するように減少するよう構成され、
   前記最低速段の前記シンクロメッシュ機構を作動させることによって前記変速機の入力軸の回転速度を前記同期回転速度に近づけるように増大する際、前記変速機の入力軸の回転速度を、前記同期回転速度から所定回転速度だけずれた回転速度に一致するように増大するよう構成された、車両の動力伝達制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記複数の変速段の全てが、前記車両の走行時に選択され得る変速段であり、
   前記最低速段は、前記車両の走行時に選択され得る複数の変速段のうちで前記減速比が最も大きい変速段であり、前記最高速段は、前記車両の走行時に選択され得る複数の変速段のうちで前記減速比が最も小さい変速段である、車両の動力伝達制御装置。
5. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
   前記複数の変速段のうち前記最低速段及び最高速段を除く全ての変速段が、前記車両の走行時に選択され得る変速段であり、前記最低速段及び最高速段が前記車両の走行時に選択され得ない変速段であり、
   前記最低速段は、前記車両の走行時に選択され得る複数の変速段のうちで前記減速比が最も大きい変速段より前記減速比が大きい変速段であり、前記最高速段は、前記車両の走行時に選択され得る複数の変速段のうちで前記減速比が最も小さい変速段より前記減速比が小さい変速段である、車両の動力伝達制御装置。

Images