JP2017101747A - シンクロ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造や制御により、シンクロ時間を短縮して、回転軸同士の締結作業を迅速に完了することのできるシンクロ装置を提供すること。【解決手段】内燃機関型のエンジン１１０のクランクシャフト１１１と、自動変速機１３０の入力回転軸１３８とを、回転動力を授受可能に締結するＣクラッチ１２１の締結動作時に作動するシンクロ装置であって、ＥＣＭ１０は、クランクシャフトの端部に設置されたＳクラッチ１２２を作動させて車両１００側の固定シャフト１０９に、そのクランクシャフトを半クラッチ状態で連結させることにより制動トルクを伝達してエンジンを減速させる。【選択図】図１

Description

本発明は、異なる回転速度で回転可能な回転軸同士をスムーズに連結させるシンクロ装置に関する。

動力を伝達する装置では、回転数（回転速度）の異なる回転軸を動力伝達可能に連結させ、また、その連結状態を解除することが頻繁に行われている。

例えば、内燃機関型のエンジンを搭載する車両においては、エンジンの回転軸を変速機の回転軸にクラッチを介して解放状態から締結状態に連結させることにより、連結する変速段に応じた回転数に変速しつつエンジンで発生する動力をドライブシャフト側に伝達して走行するようになっている。この車両では、クラッチを連結状態から解放することにより変速段を切り換えるようになっている。

このような変速機を搭載する車両において、変速操作を自動化したＡＭＴ（Automated Manual Transmission）を備える場合、例えば、加速中に変速段をアップさせるときには、クラッチを解放状態にした後に、クラッチを連結状態にしてもショックが生じない程度にエンジンの回転数が低下するのを待ってから、クラッチの連結動作を開始するようになっている。

このように、ＡＭＴを搭載する車両では、クラッチの連結動作でショックが発生しないようにシンクロ時間を考慮した制御をすることにより、ドライバビリティが低下してしまうことを回避することができる。なお、反対に、そのシンクロ時間を待つことなく、変速機とエンジンの回転軸を連結させると、締結状態になるとともに、エンジンの動力が変速機以降に伝達されてショックとなってドライバビリティが低下してしまうことになる。

また、このように、ＡＭＴを搭載する車両では、エンジンの回転数が所定の回転数まで低下してからクラッチの連結動作を開始することから、このシンクロ時間中に乗員は加速を感じることができず、ドライバビリティに欠けることになる。特に、フライホイールを備える場合には、慣性により回転速度の低下に時間が掛かって、シンクロ時間が長くなってしまう。

このため、変速機を備える車両では、変速機の入力回転軸（インプットシャフト）に回転速度を低下させるシンクロナイザを設けることが多用されている。しかしながら、このシンクロナイザでは、シンクロ時間を短縮するために、制動トルクを大きくしようとすると、磨耗も大きくなり、耐久性が低下する。また、そのようなシンクロナイザでは、装置自体が大型化するとともに、部品コストが増加してしまう。

ところで、エンジンを搭載する車両では、エンジンの回転軸の回転に連動するオルタネータを備えることにより、バッテリに逐次充電することが行われている。

このことから、特許文献１に記載の車両（制御装置）では、オルタネータの負荷を調整することにより、変速機のシフトアップやシフトダウンを行う際のシンクロ時間を短縮することが行われている。しかしながら、オルタネータの本来の役目は、エンジンに過大な負荷を付与することなくバッテリに充電することであり、他の要素に応じて負荷が調整されてしまうと、オルタネータの制御が煩雑になるとともに、バッテリの充電に時間が掛かってしまい、また、その充電が不十分になってしまう可能性がある。

特開２００１−１９３５１５号公報

そこで、本発明は、簡易な構造制御により、シンクロ時間を短縮して、回転軸同士の連結作業を迅速に完了することのできるシンクロ装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するシンクロ装置の発明の一態様は、第１回転装置の第１回転軸と第２回転装置の第２回転軸とを回転動力を授受可能に締結するメインクラッチの当該締結動作時に作動するシンクロ装置であって、前記第１回転軸および前記第２回転軸の少なくとも一方に当該回転速度の減速を目的に設けられる減速機能部と、前記減速機能部の作動または非作動を切り換えるように制御する作動制御部と、を備えている。

このように本発明の一態様によれば、回転軸の回転速度の減速させる目的の簡易な構造制御により、シンクロ時間を短縮することができ、回転軸同士の連結作業を迅速に完了することのできるシンクロ装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。 図２は、そのシンクロ装置に関わる制御ブロック図である。 図３は、そのシンクロ装置によるシンクロ制御処理を説明するフローチャートである。 図４は、そのシンクロ制御処理におけるトルクの伝達の時間変化を説明するグラフである。 図５は、そのシンクロ制御処理による作用効果を説明する図であり、（ａ）は従来のままシンクロ回転数まで低下するのを待機するシンクロ時間を示すグラフ、（ｂ）はシンクロ制御処理により短縮されたシンクロ時間を示すグラフである。 図６は、その他の態様に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。 図８は、そのシンクロ装置に関わる制御ブロック図である。 図９は、そのシンクロ装置によるシンクロ制御処理を説明するフローチャートである。 図１０は、そのシンクロ制御処理におけるトルクの伝達の時間変化を説明するグラフである。 図１１は、その第１の他の態様に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。 図１２は、その第２の他の態様に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。 図１３は、本発明の第３実施形態に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す概念図である。 図１４は、そのシンクロ装置に関わる制御ブロック図である。 図１５は、そのシンクロ装置によるシンクロ制御処理を説明するフローチャートである。 図１６は、そのシンクロ制御処理におけるトルクの伝達の時間変化を説明するグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５は本発明の第１実施形態に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図である。

図１において、車両１００は、走行用の動力を発生する動力源として、内燃機関型のエンジン１１０を搭載している。車両１００は、エンジン１１０の駆動トルク（回転動力）をドライブシャフト１０２にデファレンシャルギヤ１０１を介して伝達し駆動輪１０３を回転させることにより走行するようになっている。

エンジン１１０は、Ｃクラッチ１２１と自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）１３０とを介してデファレンシャルギヤ１０１に連結されている。言い換えると、Ｃクラッチ１２１と自動変速機１３０は、エンジン１１０からドライブシャフト１０２（駆動輪１０３）にエンジン１１０の動力を伝達する経路の途中に配置されている。

Ｃクラッチ１２１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と自動変速機１３０の入力回転軸１３８との間に、変速制御時に機能するように設置されている。Ｃクラッチ１２１は、そのクランクシャフト１１１と入力回転軸１３８との間を相対回転不能な締結状態にすることにより、エンジン１１０とドライブシャフト１０２との間の動力伝達経路を接続状態にする。また、Ｃクラッチ１２１は、そのクランクシャフト１１１と入力回転軸１３８との間の締結状態を相対回転可能な解放状態にすることにより、エンジン１１０とドライブシャフト１０２との間の動力伝達経路を切断状態にする。

このＣクラッチ１２１は、クランクシャフト１１１と入力回転軸１３８との間の締結部材間を摺動状態で接触する、所謂、半クラッチ状態にして相対回転を許容しつつ回転負荷を与えることにより、互いの回転速度を徐々に一致させて締結状態にスムーズに移行することを可能にしている。すなわち、エンジン１１０が第１回転装置を、クランクシャフト１１１が第１回転軸を、自動変速機１３０が第２回転装置を、入力回転軸１３８が第２回転軸を構成し、Ｃクラッチ１２１がメインクラッチを構成している。

自動変速機１３０は、入力回転軸１３８がＣクラッチ１２１に接続されているのに対して、出力回転軸１３９はデファレンシャルギヤ１０１に連結されている。自動変速機１３０は、入力回転軸１３８と出力回転軸１３９との間に複数種の変速段、例えば、１速ギヤ列１３１、２速ギヤ列１３２、３速ギヤ列１３３、および後退ギヤ列１３４が収納されている。

１速ギヤ列１３１、２速ギヤ列１３２、および３速ギヤ列１３３は、エンジン１１０のトルクを受けて駆動回転するドライブギヤＤｒｖが入力回転軸１３８側に相対回転自在に設置されており、このドライブギヤＤｒｖに噛み合って従動回転するドリブンギヤＤｒｎが出力回転軸１３９側に相対回転不能に固定されて構築されている。

この構造により、１速ギヤ列１３１、２速ギヤ列１３２、および３速ギヤ列１３３は、エンジン１１０から出力される回転トルクを、入力回転軸１３８側のドライブギヤＤｒｖと出力回転軸１３９側のドリブンギヤＤｒｎとを介して、それぞれの変速比で変速させつつ伝達することができる。

後退ギヤ列１３４は、入力回転軸１３８側に設定されるドライブギヤＤｒｖと、出力回転軸１３９側に固定されるドリブンギヤＤｒｎとの間に、その双方に噛み合うリバースアイドラギヤＲｉｄが設置されている。

この構造により、後退ギヤ列１３４は、ドライブギヤＤｒｖとドリブンギヤＤｒｎとの間にリバースアイドラギヤＲｉｄが介在することにより、１速ギヤ列１３１などにおけるドライブギヤＤｒｖに対するドリブンギヤＤｒｎの回転方向を逆方向にして、エンジン１１０から出力される回転トルクを入力回転軸１３８側から出力回転軸１３９側に特定の変速比で変速させつつ伝達することができる。

この自動変速機１３０は、１速ギヤ列１３１と２速ギヤ列１３２の間と、３速ギヤ列１３３と後退ギヤ列１３４との間のそれぞれの入力回転軸１３８側に、ドライブギヤＤｒｖを入力回転軸１３８に相対回転不能に固定するスリーブＳｌｖが設置されている。

この構造により、自動変速機１３０は、シフト操作により選択された１速ギヤ列１３１などのいずれかのドライブギヤＤｒｖにスリーブＳｌｖを連結固定することにより、エンジン１１０の動力を入力回転軸１３８から出力回転軸１３９に伝達する動力伝達経路を形成する。また、この自動変速機１３０は、所謂、ニュートラルレンジにシフトされたときには、そのスリーブＳｌｖのドライブギヤＤｒｖとの連結固定を解除して、入力回転軸１３８の自由回転を許容して、出力回転軸１３９との間の動力伝達経路を切断状態にすることができる。

この車両１００は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の一端側端部１１１ａに自動変速機１３０の入力回転軸１３８との間を締結状態または解放状態にするＣクラッチ１２１が配置されているのに対して、そのクランクシャフト１１１の反対側端部１１１ｂには、車両１００側に締結し、また、その締結を解除するＳクラッチ１２２がシンクロ制御時に機能させるように設置されている。

Ｓクラッチ１２２は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の反対側端部１１１ｂと、例えば、エンジン１１０を支持するフレーム１０８に固定されている固定シャフト（不動部材）１０９との間に設置されている。Ｓクラッチ１２２は、クランクシャフト１１１と固定シャフト１０９との間を摺動状態に連結する半クラッチ状態にすることにより、クランクシャフト１１１の回転を許容しつつその回転を制限する負荷を与えるようになっている。また、Ｓクラッチ１２２は、締結状態を解消してクランクシャフト１１１の固定シャフト１０９に対する自由回転を確保することによりエンジン１１０の稼動を許容するようになっている。すなわち、Ｓクラッチ１２２がサブクラッチを構成し、固定シャフト１０９と共に減速機能部を構成している。なお、Ｓクラッチ１２２は、クランクシャフト１１１と固定シャフト１０９との間を相対回転不能な締結状態にすることにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１を回転不能に固定することができる。

また、車両１００は、図２に示すように、ＥＣＭ（Engine Control Module）１０と、ＴＣＭ（Transmission Control Module）２０とがＣＡＮ（Controller Area Network）通信により各種情報をやり取りして、エンジン１１０や自動変速機１３０を統括制御するようになっている。

ＥＣＭ１０は、予め格納されているメモリ内の制御プログラムに従って各種検出情報や各種パラメータに基づく制御処理を実行するようになっており、エンジン回転検出部（回転数検出部）１１と、車速センサ１２と、アクセルセンサ１３と、シフト位置検出部１４とから検出情報を受け取って、エンジン１１０等の駆動を制御するようになっている。

エンジン回転検出部１１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転速度（回転数）を検出してＥＣＭ１０に送信する。車速センサ１２は、例えば、ドライブシャフト１０２の回転数を検出してＥＣＭ１０に送信する。アクセルセンサ１３は、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出してＥＣＭ１０に送信する。シフト位置検出部１４は、ドライバの図示しないシフトノブのシフト操作により選択されたシフト位置（ＥＣＭ１０の自動選択するシフト位置を含んでも良い）を検出してＥＣＭ１０に送信する。

ＴＣＭ２０は、予め格納されているメモリ内の制御プログラムに従って各種検出情報や各種パラメータに基づく制御処理を実行するようになっており、自動変速機１３０のギヤ位置検出部２１と、Ｃクラッチ１２１のクラッチ位置検出部２２とから検出情報を受け取って、自動変速機１３０やＣクラッチ１２１の駆動を制御するようになっている。

このＴＣＭ２０は、ドライバによるシフト操作に従って、あるいはＥＣＭ１０と連携する制御処理による自動のシフト操作に従って、Ｃクラッチ１２１のアクチュエータによる駆動（締結または解放）を制御する。このとき、ＴＣＭ２０は、Ｃクラッチ１２１の駆動を制御しつつ、自動変速機１３０の入力回転軸１３８と出力回転軸１３９とを１速ギヤ列１３１などの変速段のいずれかに相対回転不能に締結する制御処理や、その入力回転軸１３８および出力回転軸１３９の変速段との締結を解除して相対回転自在のＮ（ニュートラル）ポジションを選択（設定）する制御処理を実行するようになっている。

ギヤ位置検出部２１は、自動変速機１３０のスリーブＳｌｖが不図示のアクチュエータにより稼動されて入力回転軸１３８と出力回転軸１３９との間で固定した変速段を検出してＴＣＭ２０に送信する。クラッチ位置検出部２２は、不図示のアクチュエータにより動作されるＣクラッチ１２１の締結状態（接続状態）、解放状態（切断状態）あるいは摺動状態（半クラッチ状態）に応じた締結部材の位置（間隔）を検出してＴＣＭ２０に送信する。

また、ＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２のクラッチ位置検出部２５と、自動変速機１３０の入力回転数検出部２６とから検出情報を受け取ってＳクラッチ１２２の駆動を制御しつつ、ＴＣＭ２０と連携するようになっている。

クラッチ位置検出部２５は、不図示のアクチュエータにより動作されるＳクラッチ１２２の締結状態（接続状態）、解放状態（切断状態）あるいは摺動状態（半クラッチ状態）に応じた締結部材の位置（間隔）を検出してＥＣＭ１０に送信する。入力回転数検出部２６は、自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転数を検出してＴＣＭ２０（ＥＣＭ１０）に送信する。

このＥＣＭ１０は、エンジン回転検出部１１が検出するエンジン１１０の回転速度やアクセルセンサ１３が検出するアクセルペダルの踏み込み量などに応じてエンジン１１０を稼動させる制御処理を実行し、また、ＴＣＭ２０と連携して、自動変速機１３０の変速制御と共にＣクラッチ１２１の締結または解放の切換制御を実行することにより、車両１００を効率よく走行させるようになっている。

このとき、ＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携して、エンジン回転検出部１１が検出するクランクシャフト１１１の回転速度や入力回転数検出部２６が検出する自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転数がＣクラッチ１２１の締結動作によりショックが発生しない程度に同調（シンクロ）したことを確認するようになっている。このＥＣＭ１０は、その同調を確認できたときに、クラッチ位置検出部２２が検出するＣクラッチ１２１の締結部材間の間隔を調整し、そのＣクラッチ１２１を解放状態から半クラッチ状態を経て締結状態にする切換制御処理を実行するようになっている。

また、ＥＣＭ１０は、この自動変速機１３０の変速制御と並行して、Ｓクラッチ１２２の締結または解放の切換制御を実行することにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転を自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転速度に積極的に同調（シンクロ）させるようになっている。すなわち、ＥＣＭ１０が作動制御部を構成し、Ｓクラッチ１２２の作動または非作動を切り換えるように制御することにより、自動変速機１３０の変速に掛かる切換制御時間（シンクロ時間）を調整するようになっている。

具体的に、ＥＣＭ１０およびＴＣＭ２０は、それぞれメモリ内の制御プログラムに従って連携動作することにより、Ｃクラッチ１２１の駆動を制御しつつ、自動変速機１３０の変速段を切り換える変速制御処理を実行するようになっている。このとき、ＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２の駆動（締結や解放）を制御してエンジン１１０のクランクシャフト１１１に固定シャフト１０９を半クラッチ状態で連結して制動トルク（制動力）を付与することにより、そのクランクシャフト１１１の回転を自動変速機１３０の入力回転軸１３８と同調（シンクロ）させつつＣクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御を実行するようになっている。

例えば、図３のフローチャートに示すように、自動変速機１３０の変速段をシフトアップさせる変速制御処理を実行する際に、ＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携しつつ、Ｓクラッチ１２２の駆動を制御することにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と自動変速機１３０の入力回転軸１３８との回転速度を同調（シンクロ）させつつ、Ｃクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御を実行するようになっている。

まず、自動変速機１３０の変速段のシフトアップ制御処理が開始されると、図３に示すように、ＥＣＭ１０とＴＣＭ２０が連携してＣクラッチ１２１を解放状態に制御した後に（ステップＳ１１１）、ＥＣＭ１０は、エンジン１１０の駆動制御条件から求めるエンジントルクが予め設定されている閾値以下になっているか否かを繰り返し確認する（ステップＳ１２１）。

このように、エンジン１１０のトルクが閾値以下であることを確認することにより、図４に実線で示すように、走行トルクを出力するための燃焼制御が継続してＣクラッチ１２１がトルクを伝達する状態のまま、以下のステップにおいて、Ｓクラッチ１２２を半クラッチ状態にしてしまうことを回避することができ、積極的に回転させる制御中のエンジン１１０に無用なブレーキを掛けて燃料を無駄に浪費してしまうことを防止することができる。

ステップＳ１２１において、エンジン１１０の出力トルクが設定閾値以下になっていることを確認したＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２を解放状態から半クラッチ状態にしてクランクシャフト１１１に制動トルクを付与することにより（ステップＳ１３１）、エンジン１１０の回転数がＣクラッチ１２１によるクランクシャフト１１１と入力回転軸１３８との締結状態への切換制御によって問題となる程度のショックが発生しないシンクロ回転範囲内まで低下しているか否かを繰り返し確認する（ステップＳ１４１）。

このように、図４に一点鎖線で示すように、Ｓクラッチ１２２を半クラッチ状態にしてエンジン１１０の回転を制限する制動トルクを伝達することによりクランクシャフト１１１の回転速度を積極的に低下させることができる。このため、エンジン１１０の回転速度がＣクラッチ１２１をスムーズに締結状態にすることのできるシンクロ回転数まで低下するまで長期間待機しなければならなかった図５（ａ）に示す待ち時間Ｔ１を、図５（ｂ）に示す待ち時間Ｔ２のように、大きく短縮することができる。

ステップＳ１４１において、エンジン１１０の回転がシンクロ回転数まで低下したことを確認したＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２を半クラッチ状態から解放状態にした後に（ステップＳ１５１）、ＴＣＭ２０と連携して、Ｃクラッチ１２１を締結状態に制御してエンジン１１０の出力トルクの増加を可能な状態にし（ステップＳ１６１）、この自動変速機１３０のシフトアップ制御処理を終了する。

これにより、Ｃクラッチ１２１の解放状態がシンクロ待ち時間Ｔ１の間で続いて、エンジン１１０のトルクが伝達されない抜け期間をドライバが感じてしまうことを回避することができ、Ｓクラッチ１２２によりエンジン１１０の回転を積極的に減速させて短縮したシンクロ待ち時間Ｔ２でショックが発生することなくＣクラッチ１２１を締結状態にすることができる。

このように、本実施形態においては、Ｓクラッチ１２２を設置してＥＣＭ１０により適宜制御するだけの簡易な構造と制御で、Ｃクラッチ１２１を締結させる動作を開始するまでのシンクロ待ち時間（トルクの抜け期間）を積極的に短縮することができ、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と自動変速機１３０の入力回転軸１３８との連結作業を迅速に完了することができる。したがって、車両１００のドライバビリティが欠けることになることを回避することができる。

ここで、本実施形態の他の態様としては、本実施形態ではＳクラッチ１２２をエンジン１１０側に設置してクランクシャフト１１１の回転数を積極的に低下させる構成を採用するが、これに限るものではない。例えば、図６に示すように、Ｓクラッチ１２２は、自動変速機１３０の入力回転軸１３８のＣクラッチ１２１の反対側に、エンジン１１０用のフレーム１０８の固定シャフト１０９と共に設置するようにしても良い。この場合には、自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転数を積極的に低下させて変速段の切換制御を迅速に行い得るようにすることができる。
また、図示することは省略するが、Ｓクラッチ１２２は、固定シャフト１０９を廃して、フレーム１０８に接するように設置しても良い。

（第２実施形態）
次に、図７〜図１０は本発明の第２実施形態に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図である。ここで、本実施形態は、上述の第１実施形態と略同様に構成されていることから、図面を流用し、同様の構成には同一の符号を付して特徴部分を説明する（以下の実施形態においても同様）。

図７および図８において、車両１００は、上述の第１実施形態におけるエンジン１１０用のフレーム１０８に設置する固定シャフト１０９に代えて、ジェネレータ（回転機）２１０が設置されており、ジェネレータ２１０の回転軸２１１がシンクロ制御用のＳクラッチ１２２に連結されている。

Ｓクラッチ１２２は、半クラッチ状態から締結状態になってクランクシャフト１１１とジェネレータ２１０の回転軸２１１との間を連結することにより、そのジェネレータ２１０を発電機として機能させることができるようになっている。ジェネレータ２１０は、図示しないインバータを介してバッテリ２１９に接続されており、発電機として機能した際の発電電力をバッテリ２１９に充電することができるようになっている。

ＥＣＭ１０は、上述の第１実施形態と同様に、自動変速機１３０の変速制御と並行して、Ｓクラッチ１２２の締結または解放の切換制御を実行することにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転を自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転速度に積極的に同調（シンクロ）させるようになっている。

具体的に、ＥＣＭ１０およびＴＣＭ２０は、それぞれメモリ内の制御プログラムに従って連携動作することにより、自動変速機１３０の変速段を切り換える変速制御処理を実行するようになっている。このとき、ＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２の駆動（締結や解放）を制御してエンジン１１０のクランクシャフト１１１にジェネレータ２１０の回転軸２１１に締結して発電機として機能する際の回生トルクを制動トルクとして付与することにより、そのクランクシャフト１１１の回転を自動変速機１３０の入力回転軸１３８と同調（シンクロ）させつつＣクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御を実行するようになっている。

例えば、自動変速機１３０の変速段をシフトアップさせる変速制御処理を実行する際に、図９のフローチャートに示すように、ＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携しつつ、Ｓクラッチ１２２の駆動を制御して、上述の第１実施形態と同様の制御処理を実行することにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と自動変速機１３０の入力回転軸１３８との回転速度を同調（シンクロ）させつつＣクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御を実行するようになっている。

まず、自動変速機１３０の変速段のシフトアップ制御処理が開始されると、図９に示すように、ＥＣＭ１０は、Ｃクラッチ１２１を解放状態に制御して（ステップＳ１１１）、エンジントルクの設定閾値以下を確認した後に（ステップＳ１２１）、Ｓクラッチ１２２を解放状態から半クラッチ状態を経て締結状態にしてクランクシャフト１１１にジェネレータ２１０で発生する回生トルクを付与する（ステップＳ１３２）。

次いで、ＥＣＭ１０は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転数が自動変速機１３０の入力回転軸１３８とＣクラッチ１２１を介して締結する際のシンクロ回転範囲内まで低下しているか否かを繰り返し確認する（ステップＳ１４１）。

このように、図１０に一点鎖線で示すように、Ｓクラッチ１２２を締結状態にしてエンジン１１０の回転を制限する回生（制動）トルクを伝達することによりクランクシャフト１１１の回転速度を低下させることができる。このとき、ジェネレータ２１０は、エンジン１１０に回生トルクを伝達しつつ回生電力を発生してバッテリ２１９に充電することができる。このため、上述の第１実施形態と同様に、図５（ａ）に示すシンクロ回転数まで低下する待ち時間Ｔ１を、図５（ｂ）に示す待ち時間Ｔ２まで大きく短縮することができる。

以降、上述の第１実施形態と同様に、ＥＣＭ１０は、ステップＳ１４１において、エンジン１１０の回転がシンクロ回転数まで低下したことを確認した後に、Ｓクラッチ１２２を半クラッチ状態から解放状態にする（ステップＳ１５２）。この後に、ＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携して、Ｃクラッチ１２１を締結状態にしてエンジン１１０の出力トルクの増加を可能な状態にし（ステップＳ１６１）、この自動変速機１３０のシフトアップ制御処理を終了する。

このように、本実施形態においては、上述の第１実施形態による作用効果に加えて、エンジン１１０を自動変速機１３０とスムーズに締結するシンクロ回転まで低下させる際に、上述の第１実施形態のように、Ｓクラッチ１２２において固定シャフト１０９側との摺動接触により発生する熱として消費させるのではなく、ジェネレータ２１０に発電させてバッテリ２１９を充電することができ、エンジン１１０のトルクを有効利用することができる。

ここで、本実施形態の第１の他の態様としては、本実施形態ではＳクラッチ１２２をエンジン１１０側に設置してクランクシャフト１１１の回転数を積極的に低下させる構成を採用するが、これに限るものではない。例えば、図１１に示すように、ジェネレータ２１０は、自由回転可能であることから、自動変速機１３０の入力回転軸１３８のＣクラッチ１２１の反対側に直結して設置するようにしても良い。

また、第２の他の態様としては、自動変速機１３０の入力回転軸１３８のＣクラッチ１２１の反対側にＳクラッチ１２２を配置するとともに、ジェネレータ２１０に代えて、オイルポンプ２２０を設置するようにしても良い。このように、オイルポンプ２２０を設置する場合には、自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転数を積極的に低下させて変速段の切換制御を迅速に行い得るようにするのに加えて、オイルポンプ２２０により圧力上昇させたオイルを送って蓄圧することができる。

さらに、第３の他の態様としては、図示することは省略するが、本実施形態のジェネレータ２１０はＳクラッチ１２２により任意のタイミングで接断することができることから、ＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携して、クランクシャフト１１１を自動変速機１３０の入力回転軸１３８に締結してエンジン１１０の制動トルクをドライブシャフト１０２に伝達する際にも、Ｓクラッチ１２２の駆動（締結や解放）を制御して、エンジン１１０のクランクシャフト１１１にジェネレータ２１０の回転軸２１１を締結して発電機として機能させ回生トルクを付与するようにしても良い。

例えば、ＥＣＭ１０は、自動変速機１３０の変速段を積極的に落として車両１００を減速させる、所謂、キックダウン時、あるいは、自動変速機１３０の変速段を車両１００の慣性走行の車速に応じて落とす、所謂、コーストダウン時、または、カーブを通り抜け前に自動変速機１３０の変速段を落として減速させた後に加速する、所謂、ブリッピング時に、エンジン１１０のクランクシャフト１１１を自動変速機１３０の入力回転軸１３８に締結して、ジェネレータ２１０を発電機として機能させて回生トルクをエンジン１１０のクランクシャフト１１１に付与しつつ回生電力をバッテリ２１９に充電することができるようにしても良い。

また、第４の他の態様としては、図示することは省略するが、ジェネレータ２１０がバッテリ２１９に接続されてモータとしても機能させることができることから、ＥＣＭ１０は、車両１００の走行用の駆動源として、エンジン１１０をアシストするためにジェネレータ２１０にバッテリ２１９から電力供給して駆動トルクを出力するようにしても良い。また、ＥＣＭ１０は、ジェネレータ２１０をエンジン１１０の始動時におけるクランキングさせるスタータモータとしても利用するようにしても良い。

（第３実施形態）
次に、図１３〜図１６は本発明の第３実施形態に係るシンクロ装置を備える車両の一例を示す図である。

図１３および図１４において、車両１００は、上述の第１実施形態におけるエンジン１１０用のフレーム１０８に設置する固定シャフト１０９に代えて、変速機３３０が設置されている。この車両１００では、自動変速機１３０を接続するデファレンシャルギヤ１０１が設置されるドライブシャフト１０２と同様に、反対側のドライブシャフト１０６にもデファレンシャルギヤ１０５が設置されて、変速機３３０の入力回転軸３３８がシンクロ制御用のＳクラッチ１２２に連結されるとともに、その変速機３３０の出力回転軸３３９がデファレンシャルギヤ１０５に接続されている。

Ｓクラッチ１２２は、半クラッチ状態から締結状態になってクランクシャフト１１１と変速機３３０の入力回転軸３３８との間を連結することにより、変速機３３０とデファレンシャルギヤ１０５を介してドライブシャフト１０６にエンジン１１０の回転力を伝達するようになっている。このとき、Ｓクラッチ１２２は、変速機３３０の変速段に応じた変速比でドライブシャフト１０６の両端側のタイヤをも駆動輪１０７として回転させるように回転動力を伝達することができ、車両１００の走行をアシストすることができるようになっている。

変速機３３０は、入力回転軸３３８と出力回転軸３３９の間に１つの変速段として機能する変速ギヤ列３３１を備えており、入力回転軸３３８にはドライブギヤＤｒｖが固定され、出力回転軸３３９にはドリブンギヤＤｒｎが固定されて構築されている。

この構造により、変速ギヤ列３３１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転トルクをＳクラッチ１２２を介して固定の変速比で変速しつつ伝達することができ、デファレンシャルギヤ１０５を介してドライブシャフト１０６（駆動輪１０７）を回転させて車両１００を走行させることができる。すなわち、変速機３３０が第３回転装置を構成している。なお、変速機３３０は、車両１００の車速等に応じて変速比を選択可能に複数種の変速段を備える自動変速機や無段変速機に構築しても良い。

ＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２のクラッチ位置検出部２５と、自動変速機１３０の第１入力回転数検出部２６とに加えて、変速機３３０の第２入力回転数検出部２７からも検出情報を受け取ってＳクラッチ１２２の駆動を制御しつつＴＣＭ２０と連携するようになっている。第２入力回転数検出部２７は、第１入力回転数検出部２６と同様に、変速機３３０の入力回転軸３３８の回転数を検出してＥＣＭ１０に送信する。

このＥＣＭ１０は、上述の第１実施形態と同様に、自動変速機１３０の変速制御と並行して、Ｓクラッチ１２２の締結または解放の切換制御を実行することにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転を自動変速機１３０の入力回転軸１３８の回転速度に積極的に同調（シンクロ）させつつ、エンジン１１０の回転トルクを変速機３３０を介してドライブシャフト１０６側に伝達するようになっている。

具体的に、ＥＣＭ１０およびＴＣＭ２０は、それぞれメモリ内の制御プログラムに従って連携動作することにより、自動変速機１３０の変速段を切り換える変速制御処理を実行するようになっている。このとき、ＥＣＭ１０は、第２入力回転数検出部２７の変速機３３０の入力回転軸３３８の回転数（回転速度）に応じてＳクラッチ１２２の駆動（締結や解放）を制御して半クラッチ状態や締結状態にする。このようにして、ＥＣＭ１０は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１にドライブシャフト１０６（駆動輪１０７）を連れ回り回転させる負荷を制動トルクとして付与することにより、そのクランクシャフト１１１の回転を自動変速機１３０の入力回転軸１３８と同調（シンクロ）させつつＣクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御を実行するようになっている。

また、ＥＣＭ１０は、ドライブシャフト１０６を連れ回り回転させる制動トルクをエンジン１１０側に付与するだけでなく、自動変速機１３０の変速制御が終了した後に、Ｃクラッチ１２１を解放状態から締結状態に切り換える制御中に、エンジン１１０をトルク出力する状態に駆動制御するようにしてもよい。詳細には、ＥＣＭ１０は、Ｃクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御中に、Ｓクラッチ１２２を締結状態や半クラッチ状態にすることにより、Ｃクラッチ１２１とＳクラッチ１２２との双方からエンジン１１０の駆動トルクを自動変速機１３０と変速機３３０とを介して伝達して車両１００を走行させる切換制御を実行することもできるようになっている。なお、変速機３３０側は、固定シャフト１０９による制動トルクの付与と同様に、連れ回り回転に伴う制動トルクの付与だけに利用するようにして、エンジン１１０から駆動トルクを出力する際にはＳクラッチ１２２を解放状態にする切換制御処理を実行するようにしても良い。

例えば、自動変速機１３０の変速段をシフトアップさせる変速制御処理を実行する際に、図１５のフローチャートに示すように、ＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携しつつ、Ｓクラッチ１２２の駆動を制御して、シンクロ回転まで、上述の第１実施形態と同様の制御処理を実行することにより、エンジン１１０のクランクシャフト１１１と自動変速機１３０の入力回転軸１３８との回転速度を同調（シンクロ）させつつＣクラッチ１２１の解放状態から締結状態への切換制御を実行するのに加え、並行してＳクラッチ１２２の解放状態への切換制御処理を実行するようになっている。

まず、自動変速機１３０の変速段のシフトアップ制御処理が開始されると、図１５に示すように、ＥＣＭ１０は、Ｃクラッチ１２１を解放状態に制御して（ステップＳ１１１）、エンジントルクの設定閾値以下を確認した後に（ステップＳ１２１）、Ｓクラッチ１２２を解放状態から半クラッチ状態にして（車速によっては締結状態にしてよい）クランクシャフト１１１に変速機３３０からドライブシャフト１０６側で発生する制動トルクを付与する（ステップＳ１３３）。

次いで、ＥＣＭ１０は、エンジン１１０のクランクシャフト１１１の回転数が自動変速機１３０の入力回転軸１３８とＣクラッチ１２１を介して締結する際のシンクロ回転範囲内まで低下しているか否かを繰り返し確認する（ステップＳ１４１）。

このように、図１６に一点鎖線で示すように、Ｓクラッチ１２２を半クラッチ状態（車速によっては締結状態）にしてエンジン１１０の回転を制限する制動トルクを伝達することによりクランクシャフト１１１の回転速度を低下させることができる。このため、上述の第１実施形態と同様に、図５（ａ）に示すシンクロ回転数まで低下する待ち時間Ｔ１を、図５（ｂ）に示す待ち時間Ｔ２まで大きく短縮することができる。

次いで、ＥＣＭ１０は、ステップＳ１４１において、エンジン１１０の回転がシンクロ回転数まで低下したことを確認した後に、Ｃクラッチ１２１を解放状態から半クラッチ状態を経て締結状態にする切換制御処理を実行しつつ、Ｓクラッチ１２２を締結状態から半クラッチ状態を経て解放状態にする切換制御処理を実行するとともに、エンジン１１０からの駆動トルクの出力を開始する（ステップＳ１５３）。この後に、ＥＣＭ１０は、Ｓクラッチ１２２の伝達するエンジン１１０のトルクが予め設定されている閾値以下になっているか否かを繰り返し確認する（ステップＳ１５４）。

ステップＳ１５４において、Ｓクラッチ１２２が完全に解放状態になって伝達するエンジントルクが設定閾値以下になっていることを確認したＥＣＭ１０は、ＴＣＭ２０と連携して、Ｃクラッチ１２１を締結状態にしてエンジン１１０の出力トルクの増加を可能な状態にし（ステップＳ１６１）、この自動変速機１３０のシフトアップ制御処理を終了する。

このように、本実施形態においては、上述の第１実施形態による作用効果に加えて、自動変速機１３０の切換制御の後半に、変速機３３０を介してドライブシャフト１０６（駆動輪１０７）にもエンジン１１０の駆動トルクをＳクラッチ１２２を介して伝達して車両１００の走行をアシストすることができ、自動変速機１３０の切換制御に伴う抜け感をより小さくすることができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０ ＥＣＭ（作動制御部）
１１ エンジン回転検出部
１２ 車速センサ
１３ アクセルセンサ
１４ シフト位置検出部
２０ ＴＣＭ
２１ ギヤ位置検出部
２２、２５ クラッチ位置検出部
２６、２７ 入力回転数検出部
１００ 車両
１０９ 固定シャフト（不動部材）
１１０ エンジン（第１回転装置）
１１１ クランクシャフト（第１回転軸）
１２１ Ｃクラッチ（メインクラッチ）
１２２ Ｓクラッチ（サブクラッチ）
１３０ 自動変速機（第１回転装置）
１３８ 入力回転軸（第２回転軸）
２１０ ジェネレータ（回転機）
２２０ オイルポンプ
３３０ 変速機（第３回転装置）
３３８ 入力回転軸

Claims (7)

1. 第１回転装置の第１回転軸と第２回転装置の第２回転軸とを回転動力を授受可能に締結するメインクラッチの当該締結動作時に作動するシンクロ装置であって、
   前記第１回転軸および前記第２回転軸の少なくとも一方に当該回転速度の減速を目的に設けられる減速機能部と、
   前記減速機能部の作動または非作動を切り換えるように制御する作動制御部と、
   を備える、シンクロ装置。
2. 前記減速機能部は、前記第１回転軸および前記第２回転軸の少なくとも一方に設けられる前記メインクラッチに対して反対側の端部に位置するように配置されている、請求項１に記載のシンクロ装置。
3. 前記減速機能部は、不動部材に所望の制動力が発生するように接離するサブクラッチにより構成されている、請求項１または請求項２に記載のシンクロ装置。
4. 前記減速機能部は、前記第１回転軸および前記第２回転軸の少なくとも一方の当該回転軸が一体に回転するように設けられている回転機を含んで構成されている、請求項１または請求項２に記載のシンクロ装置。
5. 前記減速機能部は、前記第１回転軸および前記第２回転軸の少なくとも一方の当該回転軸が一体に回転するように設けられているポンプを含んで構成されている、請求項１または請求項２に記載のシンクロ装置。
6. 前記減速機能部は、前記第１回転軸および前記第２回転軸の少なくとも一方の当該回転軸が一体に回転するように設けられて前記回転動力を伝達して出力する第３回転装置を含んで構成されている、請求項１または請求項２に記載のシンクロ装置。
7. 前記第１回転装置を構成して前記回転動力を発生する内燃機関型のエンジンと、前記第２回転装置を構成して前記エンジンの回転動力を変速する変速機と、を備える車両に搭載されて、
   前記作動制御部は、前記回転動力が予め設定されている閾値以下のときに前記減速機能部を作動させる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のシンクロ装置。