つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図8には、この発明の一実施例である車両Veのドライブトレーンおよび制御系統の一例が、模式的に示されている。まず、車両Veには駆動力源としてのエンジン1が設けられており、エンジン1と車輪2との間に形成された動力伝達経路に変速機3が設けられている。この変速機3は、第1発進クラッチ出力軸4および第2発進クラッチ出力軸5および第1変速機出力軸6および第2変速機出力軸7を有している。第2発進クラッチ出力軸5は円筒状に構成されており、第2発進クラッチ出力軸5の内部に第1発進クラッチ出力軸4が配置されている。また、第1発進クラッチ出力軸4と第2発進クラッチ出力軸5とが同軸上に配置され、第1発進クラッチ出力軸4と第2発進クラッチ出力軸5とが相対回転可能となるように構成されている。さらに、第1発進クラッチ出力軸4および第2発進クラッチ出力軸5に対して、第1変速機出力軸6が平行に配置されているとともに、第1変速機出力軸6と第2変速機出力軸7とが平行に配置されている。
一方、前記第1変速機出力軸6と一体回転するドライブギヤ45と、前記第2変速機出力軸7と一体回転するドリブンギヤ46とが噛合されている。さらに、変速機3は、エンジン1に接続される入力軸47を有している。また、第1発進クラッチ出力軸4と入力軸47との間における動力伝達状態を制御する第1発進クラッチC1と、第2発進クラッチ出力軸5と入力軸47との間における動力伝達状態を制御する第2発進クラッチC2とが設けられている。この第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2としては、例えば、摩擦式クラッチ、より具体的には湿式クラッチを用いていることが可能である。つまり、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2を構成するプレートやディスクが、潤滑油により潤滑および冷却される。この第1発進クラッチC1,第2発進クラッチC2は、別々に係合圧指令値もしくはトルク容量を制御可能に構成されている。
また、変速機3は、前進段を設定するために、第1速用歯車対8ないし第6速用歯車対13を有している。まず、第1速用歯車対8は、第1速ドライブギヤ14と、第1速ドライブギヤ14に噛合された第1速ドリブンギヤ15とにより構成されている。第1速ドライブギヤ14は第1発進クラッチ出力軸4に設けられており、第1速ドライブギヤ14と第1発進クラッチ出力軸4とが一体回転するように構成されている。これに対して、第1速ドリブンギヤ15は第1変速機出力軸6に設けられており、第1速ドリブンギヤ15と第1変速機出力軸6とが相対回転可能となるように構成されている。
つぎに、第2速用歯車対9は、第2速ドライブギヤ16と、第2速ドライブギヤ16に噛合された第2速ドリブンギヤ17とにより構成されている。第2速ドライブギヤ16は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、第2速ドライブギヤ16と第2発進クラッチ出力軸5とが一体回転するように構成されている。これに対して、第2速ドリブンギヤ17は第1変速機出力軸6に設けられており、第2速ドリブンギヤ17と第1変速機出力軸6とが相対回転可能となるように構成されている。
さらに、第3速用歯車対10は、第3速ドライブギヤ18と、第3速ドライブギヤ18に噛合された第3速ドリブンギヤ19とにより構成されている。第3速ドライブギヤ18は第1発進クラッチ出力軸4に設けられており、第3速ドライブギヤ18と第1発進クラッチ出力軸4とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第3速ドリブンギヤ19は第1変速機出力軸6に設けられており、第3速ドリブンギヤ19と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、第4速用歯車対11は、第4速ドライブギヤ20と、第4速ドライブギヤ20に噛合された第4速ドリブンギヤ21とにより構成されている。第4速ドライブギヤ20は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、第4速ドライブギヤ20と第2発進クラッチ出力軸5とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第4速ドリブンギヤ21は第1変速機出力軸6に設けられており、第4速ドリブンギヤ21と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、第5速用歯車対12は、第5速ドライブギヤ22と、第5速ドライブギヤ22に噛合された第5速ドリブンギヤ23とにより構成されている。第5速ドライブギヤ22は第1発進クラッチ出力軸4に設けられており、第5速ドライブギヤ22と第1発進クラッチ出力軸4とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第5速ドリブンギヤ23は第1変速機出力軸6に設けられており、第5速ドリブンギヤ23と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、第6速用歯車対13は、第6速ドライブギヤ24と、第6速ドライブギヤ24に噛合された第6速ドリブンギヤ25とにより構成されている。第6速ドライブギヤ24は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、第6速ドライブギヤ24と第2発進クラッチ出力軸5とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第6速ドリブンギヤ25は第1変速機出力軸6に設けられており、第6速ドリブンギヤ25と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、変速機3は、後進段を設定するための後進用歯車対26を有している。後進用歯車対26は、後進ドライブギヤ27および後進ドリブンギヤ28と、後進ドライブギヤ28および後進ドリブンギヤ28に噛合された後進アイドラギヤ29とにより構成されている。後進ドライブギヤ27は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、後進ドライブギヤ27と第2発進クラッチ出力軸5とが一体回転するように構成されている。これに対して、後進ドリブンギヤ28は第1変速機出力軸6に設けられており、後進ドリブンギヤ28と第1変速機出力軸6とが相対回転可能となるように構成されている。
そして、各変速用歯車対に対応して複数の変速用クラッチが設けられている。この変速用クラッチは、変速用歯車対を構成する各ギヤと、各軸との間における動力伝達状態を制御する装置である。この実施例においては、変速用クラッチとして同期係合装置(シンクロメッシュ機構)を用いた場合を説明する。まず、第1速用歯車対8に対応する第1同期係合装置30は、第1変速機出力軸6に設けられている。第1同期係合装置30は、第1変速機出力軸6と一体回転し、かつ、第1変速機出力軸6の軸線方向に動作可能なスリーブ31と、第1速ドリブンギヤ15と一体回転するアウターギヤ32と、スリーブ31と一体回転し、かつ、スリーブ31とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ31にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ31が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ32と、スリーブ31のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ32と、スリーブ31のインナーギヤとが係合された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第1速用歯車対8を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、スリーブ31が軸線方向で中立位置に動作されて、スリーブ31のインナーギヤと、アウターギヤ32とが解放された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第1速用歯車対8を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
前記第2速用歯車対9に対応する第2同期係合装置33は、第1変速機出力軸6に設けられている。第2同期係合装置33は、第1変速機出力軸6と一体回転し、かつ、第1変速機出力軸6の軸線方向に動作可能なスリーブ34と、第2速ドリブンギヤ17と一体回転するアウターギヤ35と、スリーブ34と一体回転し、かつ、スリーブ34とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ34にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ34が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ35とインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ35と、スリーブ34のインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第2速用歯車対9を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ35と、スリーブ34のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第2速用歯車対9を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
また、この第2同期係合装置33は後進用歯車対26に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、後進用ドリブンギヤ28と一体回転するアウターギヤ36が設けられており、アウターギヤ36に対応するシンクロナイザーリング(図示せず)が設けられている。そして、スリーブ34が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ36とスリーブ34のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ36とスリーブ34のインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、後進用歯車対26を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ36とスリーブ34のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、後進用歯車対26を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ34を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ34のインナーギヤを、2つのアウターギヤ35,36から共に解放させることは可能であるが、スリーブ34のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、2つのアウターギヤ35,36のいずれか一方にのみ噛合する。
前記第3速用歯車対10に対応する第3同期係合装置37は、第1発進クラッチ出力軸4に設けられている。第3同期係合装置37は、第1発進クラッチ出力軸4と一体回転し、かつ、第1発進クラッチ出力軸4の軸線方向に動作可能なスリーブ38と、第3速ドライブギヤ18と一体回転するアウターギヤ39と、スリーブ38と一体回転し、かつ、スリーブ38とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ38にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ38が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ39とスリーブ38のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ39とスリーブ38のインナーギヤとが係合された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第3速用歯車対10を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ39とスリーブ38のインナーギヤとが解放された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第3速用歯車対10を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
また、この第3同期係合装置37は第5速用歯車対12に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、第5速ドライブギヤ22と一体回転するアウターギヤ40が設けられており、アウターギヤ40に対応するシンクロナイザーリング(図示せず)が設けられている。そして、スリーブ38が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ40とスリーブ38のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ40とスリーブ38のインナーギヤとが係合された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第5速用歯車対12を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ40とスリーブ38のインナーギヤとが解放された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第5速用歯車対12を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ38を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ38のインナーギヤを、2つのアウターギヤ39,40から共に解放させることは可能であるが、スリーブ38のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、2つのアウターギヤ39,40のいずれか一方にのみ噛合する。
前記第4速用歯車対11に対応する第4同期係合装置41は、第2発進クラッチ出力軸5に設けられている。第4同期係合装置41は、第2発進クラッチ出力軸5と一体回転し、かつ、第2発進クラッチ出力軸5の軸線方向に動作可能なスリーブ42と、第4速ドライブギヤ20と一体回転するアウターギヤ43と、スリーブ42と一体回転し、かつ、スリーブ42とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ42にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ42が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ43とスリーブ42のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ43とスリーブのインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第4速用歯車対11を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ43とスリーブ42のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第4速用歯車対11を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
また、この第4同期係合装置41は第6速用歯車対13に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、第6速ドライブギヤ24と一体回転するアウターギヤ44が設けられており、アウターギヤ44に対応するシンクロナイザーリング(図示せず)が設けられている。そして、スリーブ42が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ44とスリーブ42のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ44とスリーブ42のインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第6速用歯車対13を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ44とスリーブ42のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第6速用歯車対13を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ42を軸線方向で中立位置に動作させると、スリーブ42のインナーギヤを、2つのアウターギヤ43,44から共に解放させることは可能であるが、スリーブ42のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、2つのアウターギヤ43,44のいずれか一方にのみ噛合する。
一方、前記エンジン1には内燃機関や外燃機関、モータなどの各種の動力装置が含まれるが、この実施例では、内燃機関を用いている場合について説明する。内燃機関としては、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジン、メタノールエンジンなどを用いることが可能である。この実施例では、エンジン1としてガソリンエンジンが用いられている場合について説明する。このエンジン1は、電子スロットルバルブ、燃料噴射量制御装置、点火時期制御装置などを有する公知のものである。さらに、車両Veにはブレーキ装置(図示せず)が設けられている。このブレーキ装置は、乗員により操作されるブレーキペダル、および車輪2に設けられたホイールシリンダなどにより構成されている。そして、ブレーキペダルの操作に応じてホイールシリンダの油圧が制御されて、車輪2に対する制動力が調整される。
つぎに、車両Veの制御系統について説明すると、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2および第1同期係合装置30ないし第4同期係合装置41を、それぞれ別々に制御することの可能なアクチュエータが設けられている。この実施例では、アクチュエータとして油圧アクチュエータ48が用いられている。つまり、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2および第1同期係合装置30ないし第4同期係合装置41は、いずれも油圧制御式のクラッチであり、各クラッチに対応して油圧室(図示せず)が形成されているととともに、各油圧室の油圧が油圧アクチュエータ48により制御されるように構成されている。つまり、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2の係合圧指令値は、油圧アクチュエータ48により制御される。この油圧アクチュエータ48は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知の構造を有している。
また、車両Veの全体を制御する総合電子制御装置49が設けられているとともに、エンジン1を制御するエンジン用電子制御装置50が設けられている。さらに、変速機3を制御するために乗員が操作するシフト操作装置51が設けられているとともに、変速機3における変速状態を表示するシフト状態表示装置52が設けられている。シフト操作装置51は、乗員が手で操作する構造のものまたは足で操作する構造のもののいずれでもよい。シフト操作装置51の操作により、前進段(ドライブポジション)、後進段(リバースポジション)、ニュートラルポジション、パーキングポジションなどを選択的に切り換え可能である。さらに、シフト状態表示装置52は、ランプ点灯、音声表示、ディスプレイ表示などの少なくとも1つの表示システムにより、変速機3の変速状態を出力する構成となっている。また、潤滑油および油圧アクチュエータ48の作動油の温度を検出する油温センサ520および各クラッチの軸線方向におけるスリーブの位置を検知するスリーブ位置センサ53が設けられている。
前記エンジン用電子制御装置50には、各種のセンサやスイッチの信号が入力される。このエンジン用電子制御装置50には、例えば、エンジン回転速度、吸入空気量、吸入空気温度、アクセル開度、スロットル開度、冷却水温、エンジン吹き上げ禁止スイッチなどの信号が入力される。エンジン用電子制御装置50からは、エンジン1の電子スロットルバルブの開度、吸入空気量、点火時期、燃料噴射量などを制御する信号が出力される。
前記総合電子制御装置49には、各種のセンサやスイッチの信号が入力される。総合電子制御装置49には、例えば、第1発進クラッチ出力軸4の回転速度センサ55、第2発進クラッチ出力軸5の回転速度センサ56、第2変速機出力軸7の回転速度センサ57、潤滑油および作動油の温度、発進クラッチC1,C2の係合面の温度を検出するクラッチ温度センサ、ブレーキペダルの操作状態、ナビゲーションシステムで得られる道路状況、シフト操作装置51の操作状態、道路勾配センサ、加速度センサなどの信号が入力される。総合電子制御装置49からは、油圧アクチュエータ48を制御する信号、シフト状態表示装置52を制御する信号などが出力される。なお、エンジン用電子制御装置50と総合電子制御装置49との間で相互に信号の授受がおこなわれる。また、この実施例において、各種の回転部材の回転速度は、各種の回転部材の回転数と等価のパラメータである。
つぎに、変速機3の制御について説明する。変速機3で前進段の第1速を設定する場合は、第1同期係合装置30のスリーブの動作により、第1同期係合装置30のスリーブのインナーギヤとアウターギヤ32とが係合されるとともに、第1発進クラッチC1が係合されるとともに、第2同期係合装置33ないし第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第2発進クラッチC2が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第1発進クラッチC1および第1速用歯車対8を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第1速用歯車対8を構成する第1速ドライブギヤ14と第1速ドリブンギヤ15との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第1速が設定される。
また、変速機3で前進段の第2速を設定する場合は、第2同期係合装置33のスリーブ34の動作により、スリーブ34のインナーギヤとアウターギヤ35とが係合されるとともに、第2発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第3同期係合装置37および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第1発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第2発進クラッチC2および第2速用歯車対9を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第2速用歯車対9を構成する第2速ドライブギヤ16と第2速ドリブンギヤ17との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第2速が設定される。
また、変速機3で前進段の第3速を設定する場合は、第3同期係合装置37のスリーブ38の動作により、スリーブ38のインナーギヤとアウターギヤ39とが係合されるとともに、第1発進クラッチC1が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第2発進クラッチC2が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第1発進クラッチC1および第3速用歯車対10を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第3速用歯車対10を構成する第3速ドライブギヤ18と第3速ドリブンギヤ19との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第3速が設定される。
さらに、変速機3で前進段の第4速を設定する場合は、第4同期係合装置41のスリーブ42の動作により、スリーブ42のインナーギヤとアウターギヤ43とが係合されるとともに、第2発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第3同期係合装置37のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第1発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第2発進クラッチC2および第4速用歯車対11を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第4速用歯車対11を構成する第4速ドライブギヤ20と第4速ドリブンギヤ21との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第4速が設定される。
さらに、変速機3で前進段の第5速を設定する場合は、第3同期係合装置37のスリーブ38の動作により、スリーブ38のインナーギヤとアウターギヤ40とが係合されるとともに、第1発進クラッチC1が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第2発進クラッチC2が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第1発進クラッチC1および第5速用歯車対12を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第5速用歯車対12を構成する第5速ドライブギヤ22と第5速ドリブンギヤ23との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第5速が設定される。
さらに、変速機3で前進段の第6速を設定する場合は、第4同期係合装置41のスリーブ42の動作により、スリーブ42のインナーギヤとアウターギヤ44とが係合されるとともに、第2発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第3同期係合装置37のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第1発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第2発進クラッチC2および第6速用歯車対13を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第6速用歯車対13を構成する第6速ドライブギヤ24と第6速ドリブンギヤ25との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第6速が設定される。このように、変速機3は、前進段において第1速ないし第6速を選択的に切り換えることが可能である。つまり、変速機3は、変速比を段階的に、または不連続に切り換えることの可能な有段変速機である。
一方、シフト操作装置51の操作により、後進段(リバースポジション)が選択された場合は、第2同期係合装置33のスリーブ34の動作により、スリーブ34のインナーギヤとアウターギヤ36とが係合されるとともに、第2発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第3同期係合装置37および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第1発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、第2発進クラッチC2および後進用歯車対26を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、後進用歯車対26を構成する後進用ドライブギヤ27と後進アイドラギヤ29と後進用ドリブンギヤ28との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3で後進段が設定される。なお、前進段が設定された場合と、後進段が設定された場合とでは、第2変速機出力軸7の回転方向が逆となる。
前進段または後進段が選択された場合は、上記のように入力軸47と第2変速機出力軸7とが動力伝達可能に接続されるため、エンジン1が運転され、かつ、アクセルペダルが踏み込まれた場合、つまり、パワーオンの状態では、エンジントルクが変速機3を経由して車輪2に伝達されて、駆動力が発生する。これに対して、車両Veの惰力走行時、つまり、アクセルペダルが踏まれていないパワーオフの状態では、車両Veの運動エネルギに対応するトルクが、車輪2から変速機3を経由してエンジン1に伝達され、エンジンブレーキ力が生じる。
さらに、シフト操作装置51により、パーキングポジションまたはニュートラルポジジョンが選択された場合は、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2が共に解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で動力伝達をおこなうことが不可能となる。そして、現在設定されている変速段から他の変速段(目標変速段)に切り換える場合は、現在の変速段を設定しているクラッチのスリーブを動作させて、現在の変速段に対応するアウターギヤと、スリーブのインナーギヤとを解放するとともに、目標変速段に対応するクラッチのスリーブを動作させて、目標変速段を設定するアウターギヤと、スリーブのインナーギヤとを係合させる制御が実行される。また、現在の変速段から目標変速段に切り換える場合に、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2の係合・解放状態を切り換える必要がある場合は、その切り換え制御が実行される。
この実施例において、前進段では、変速段を示す数字が小さいほど、変速機3における変速比が大きくなる。ここで、変速機3の変速比とは、入力軸47の回転速度を第2変速機出力軸7の回転速度で除した値である。この実施例において、現在の変速段における変速比よりも、目標変速段における変速比の方が大きくなる変速制御がダウンシフトである。また、現在の変速段における変速比よりも、目標変速段における変速比の方が大きくなる変速制御がアップシフトである。そして、変速機3は、変速比を切り換える場合に、第1発進クラッチC1のトルク容量、および第2発進クラッチC2のトルク容量が制御されるように構成された、いわゆるツイン・クラッチ式の変速機3である。つまり、変速機3の変速段を変更する場合は、第1発進クラッチC1および第2発進クラッチC2の係合・解放を並行して実行する、いわゆるクラッチ・トウ・クラッチ変速となる。
なお、この実施例においては、変速機3の変速段を切り換えるにあたり、自動変速制御とマニュアル変速制御とを選択可能である。マニュアル変速制御とは、乗員がシフト操作装置51をマニュアル操作することにより、第1速ないし第6速の変速段を選択的に切り換える制御である。また、自動変速制御とは、シフト操作装置51で前進段が選択されている場合に、車両Veの走行状態、例えば、車速およびアクセル開度および総合電子制御装置49に記憶されている変速マップに基づいて、変速判断をおこない、第1速ないし第6速の変速段を選択的に切り換える制御である。この場合、変速マップには、現在の変速段から他の変速段にアップシフトする場合の基準となるアップシフト線、および、現在の変速段から他の変速段にダウンシフトする場合の基準となるダウンシフト線が設けられている。
一方、摩擦等が原因で、スリーブのインナーギヤとアウターギヤとが摩耗するので、係合状態となるスリーブのストローク量が変化することがある。このため、定期的に係合開始時点までのスリーブのストローク量を学習により求めておく必要がある。
図1はこのスリーブのストローク量を学習制御により検出する制御の一例を示すフローチャートである。
まず、現在が変速中か否かが判断される(ステップS1)。そして、フラグFL2が零か否かが判断される(ステップS2)。このフラグFL2は学習制御実行の履歴フラグであり、FL2が1であれば学習はすでに終了しているものとされる。すなわち、ステップS2で否定的に判断された場合には、このルーチンを抜ける。
そして、ステップS2で肯定的に判断された場合、学習の前提条件が成立したか否が判断される(ステップS3)。ここで言う学習条件の成立は、回転数センサなどが正常に動作しているか否かで判断される。
ステップS3で否定的に判断された場合、すなわち学習条件が成立しなかった場合にはこのルーチンを抜けるが、ステップS3で学習条件が成立したと判断された場合には、シフト制御開始フラグFL1が“1”か否かが判断される(ステップS4)。このシフト制御開始フラグFL1が1であればシフト制御が開始されているとされる。したがって、ステップS4で肯定的に判断された場合には、シフト制御開始フラグFL1が1の場合にはステップS5からS9を飛ばしてステップS10に進む。
一方、ステップS4で否定的に判断された場合には、発進クラッチの入力側と出力側の回転数差が許容値より大きいか否かが判断される(ステップS5)。ステップS5で否定的に判断された場合、すなわち入出力の回転数差が許容値よりも小さい場合、回転数制御がおこなわれる(ステップS13)。なお、このステップS13の内容は後述する。
そして、ステップS5で肯定的に判断された場合、前記回転数差の変化率(回転差変化率)が予め定めた許容値よりも小さいか否かが判断される(ステップS6)。このステップS6で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを一旦抜ける。これとは反対にステップS6で肯定的に判断された場合、すなわち回転差変化率が許容値よりも小さい場合、すなわち前記入出力の回転数の差に変動がない場合もしくは変動が小さい場合、シフト制御開始フラグFL1を“1”にセットし(ステップS7)、かつカウンタをスタートする(ステップS8)。そして、シフト操作すなわち、シンクロナイザの係合を開始する(ステップS9)。
ステップS9の操作は、学習制御用のシフト操作であり、その操作の開始後、操作が進行することにより、前記入出力の回転数差が変化する。その場合の回転差変化率の絶対値が、予め定めたボーク開始判定変化率より大きいか否かが判断される(ステップS10)。このステップS10で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを一旦抜ける。これとは反対にステップS10で肯定的に判断された場合、すなわち、回転差変化率の絶対値がボーク開始判定変化率より大きい場合には、その時点のカウンタ値を学習補正値として算出(ステップS11)し、シフト制御開始フラグFL1を“0”とし、かつ学習制御実行の履歴フラグFL2を“1”とし(ステップS12)、その後、一旦このルーチンを終了する。なお、ここで、ボーク開始時点とは、シンクロナイザリングが同期テーパ面に接した時点である。
一方、ステップS5で否定的に判断された場合、すなわち、回転数差が許容値を超えている場合には、回転数制御(ステップS13)が実行され、その後、このルーチンを一旦終了する。
その回転数制御について説明すると、先ず、プレシフトが解除されており、かつ、クラッチが解放されている状態での回転数が学習対象のシンクロナイザの同期回転数と同じ場合には制御を禁止する。もしくは、プレシフトが解除されており、かつ、クラッチが解放されている場合での状態が学習対象のシンクロナイザの同期回転数と同じ場合には、解放されているクラッチを予め定めた微少時間だけ、あるいは僅かなトルクを伝達する不完全係合状態にまで係合させることで、入出力の回転数差を発生させてもよい。
また、プレシフトが解除されており、かつ、クラッチが解放されている状態での回転数が学習対象のシンクロナイザの同期回転数と同じ場合には、同じクラッチに接続されている他のシンクロナイザを予め定めた微少時間だけ、あるいは僅かなトルクを伝達する不完全係合状態にまで係合させて入出力の回転数差を発生させてもよい。
さらに、プレシフトが解除されており、かつ、クラッチが解放されている状態での回転数が学習対象のシンクロナイザの同期回転数と同じ場合には、解放側クラッチに潤滑オイルを増加させて入出力の回転数差を増大させてもよい。
ところで、上記実施例においては、第1同期係合装置30、第2同期係合装置33、および第3同期係合装置37、第4同期係合装置41はいずれもシンクロナイザを用いて係合・解放を行っているが、これをシンクロナイザを用いない摩擦クラッチ等で構成してもよい。このような場合の係合開始位置の学習を行う制御の一例を示すフローチャートを図2に示す。
まず、プレシフト解除等のギヤ抜き指示があったか否かが判断される(ステップS21)。ステップS21で否定的に判断された場合にはこのルーチンを抜けるが、肯定的に判断された場合、すなわちギヤ抜き指示があった場合には、続いてフラグFM2が“0”か否かが判断される(ステップS22)。なお、フラグFM2は学習が実行済みであれば1となる学習実行履歴フラグである。
そして、ステップS22で否定的に判断された場合にはこのルーチンを抜けるが、ステップS22で肯定的に判断された場合、すなわち学習が未だ実行されていない場合には、続いて学習条件が成立したか否かが判断される(ステップS23)。この学習条件は各種のセンサが正常か、もしくはポンプ圧が正常である等の場合に成立する。
ステップS23で否定的に判断された場合には、このルーチンを一旦抜ける。これとは反対にステップS23で肯定的に判断された場合、すなわち学習条件が成立した場合、同期係合装置の係合圧を増大させ、シフト操作を開始する(ステップS24)。これに伴って、同期係合装置のストロークは変化する。そして、同期係合装置の入出力の回転数差が予め定められた抜け判定回転数差よりも大きくなったか否かが判断される(ステップS25)。そして、その時点のストローク位置が学習され(ステップS26)、フラグFM2が“1”とされ(ステップS27)、その後にこのルーチンを一旦終了する。なお、ステップS25で否定的に判断された場合には、このルーチンを抜ける。
その後、係合に必要な時間を学習する。このための制御の一例のフローチャートを図3に示す。
先ず、エンジンがONで停車中か否かが判断される(ステップS31)。そして、フラグFN2が“0”か否かが判断される(ステップS32)。そして、学習条件が成立したか否かが判断される(ステップS33)。なお、ステップS31からステップS33のいずれかで否定的に判断された場合には、このルーチンを抜ける。
そして、ステップS33で肯定的に判断された場合、すなわち学習条件が成立した場合フラグFN1が“1”か否かが判断される(ステップS34)。そして、ステップS34で肯定的に判断された場合、すなわち、シフト制御開始済みと判断された場合には、ステップS35からステップS38を飛ばしてステップS39に進む。一方、ステップS34で否定的に判断された場合、すなわちシフト制御が未だ開始されていない場合には、クラッチの出力回転数がゼロか否かが判断される(ステップS35)。ステップS35で否定的に判断された場合、すなわち、クラッチ出力回転数がゼロでない場合にはこのルーチンを抜けるが、ステップS35で肯定的に判断された場合には、シフト制御が開始されるので、フラグFN1を1にする(ステップS36)。そして、カウンタをスタートする(ステップS38)。
そして、学習制御用シフト操作を開始する(ステップS38)、具体的には同期係合装置を係合方向に制御する。したがって、同期係合装置の位置は変化する。そして、ステップS26で検出されたストローク位置に達したか否かが判断される(ステップS39)。ステップS39で否定的に判断された場合には、このルーチンを抜けるが、ステップS39で肯定的に判断された場合は、そのストローク位置に達した時点のカウンタ値を学習補正値として検出する(ステップS40)。そして、フラグFN1を“0”とし、フラグFN2を“1”としてこのルーチンを抜ける(ステップS41)。
次にスリーブの作動時間を検出するための制御のタイムチャートの一例を図4に示す。まず、制御が開始され(A時点)、ステップS5で肯定的に判断されると(B時点)ステップS6で回転数変化が安定判定の判断が開始される(C時点)。そして、回転数変化が安定と判断されると(D時点、ステップS6に相当)、学習中のシンクロ油圧指示値が増大して、カウンタのカウントが開始される(D時点からE時点、ステップS8に相当)。その後、シンクロの係合が進行し、回転差変化率の絶対値が予め定められたボーク開始判定変化率よりも大きくなると(E時点、ステップS10に相当)、その時点での学習補正値を算出する(ステップS11)。つまり、D時点からE時点までの時間が、スリーブの作動時間となる。そして、このスリーブの作動時間に基づいて実際の変速時の係合時間が決定されるので経時変化に伴う変速ショックの発生を抑制することができる。また、この学習制御は通常の変速時におこなわれるので、運転者に違和感を与えることが抑制される。さらに、ステップS6で回転数変化が安定していると判断された場合に動作指令値の補正がおこなわれる。これにより精度良く補正値の検出を行うことができる。
さらに、回転数変化が安定していない場合には動作指令値の補正が中止される。これにより不要な動作指令値補正が行われないので、検出動作を向上させることができる。
また、B時点(ステップS5)で否定的に判断された場合には、解放されているクラッチを予め定めた微少時間だけ、あるいは僅かなトルクを伝達する不完全係合状態にまで係合させるか、シンクロナイザを予め定めた微少時間だけ係合させるか、解放クラッチに潤滑オイルを増加させて入出力の回転数差を増大させてもよい。これにより、一定期間学習を行わなかった場合に強制的に補正を行うことになり、検出精度を向上させることができる。
一方、図5および6は、係合時間の検出を行う他の制御例を示すタイムチャートである。学習用シフトが開始されると(A時点)シンクロの解放側へのストロークが増大する。そして、ある時点に達すると第2発進クラッチC2の回転数が増大する。そしてこの第2発進クラッチC2の回転数が増大した時点でのストローク位置を記録しておく(B時点)。
そして、今度は図5で記録したストローク位置まで係合させ、この係合に必要な時間を学習する(図6のA時点からB時点)。
図5や図6のような制御においては、同期係合装置がシンクロナイザのない、たとえば摩擦クラッチ等であってもストローク時間の検出を行うことができる。
なお、以上の制御で検出した作動時間をパワーオンダウン時の同期動作中のクラッチの回転数が目標同期回転数になる時間を算出し、その時点で同期装置の作動が完了するようにしてもよい。図7はその制御の一例を示すタイムチャートである。
先ずパワーオンダウンシフトが開始されると(A時点)、エンジン回転数が上昇を開始する。そして、プリシフト指令が出力されると(B時点)、スリーブの作動圧とシフト時間とが調整されたのち(B時点からC時点)、クラッチ・トウ・クラッチ変速が行われる。このときシフト時間の調整は、前記の実施例で求められたストローク時間に基づいておこなわれる。そのため、変速ショックを回避して変速をおこなうことができる。
また、この学習補正値を同期係合装置の機構の駆動に必要な油圧や油温でさらに補正を行ってもよい。これにより、学習の精度を向上させることができる。
ここで、実施例で説明した構成と、この発明との対応関係を説明すると、ステップS11の機能的手段が、請求項1における動作指令学習手段に相当し、ステップS5の機能的手段が請求項2の回転数変化安定判定手段に相当する。
また、ステップS13の機能的手段が請求項4から7の各手段に相当し、ステップS25の機能的手段が請求項9の相対回転数発生ストローク位置検出手段に相当し、ステップS39の機能的手段がストローク時間検出手段に相当する。
また、この発明は、各動力伝達部材および各回転部材の回転軸線が、車両Veの前後方向または車両Veの幅方向のいずれの向きで配置されている車両Veにおいても実行可能である。また、この発明は、第2変速機出力軸7のトルクが、前輪または後輪のいずれに伝達される構成の二輪駆動車にも適用可能である。また、この発明は、第2変速機出力軸7のトルクが、動力分配装置(トランスファ)により、前輪および後輪に分配される構成の四輪駆動車にも適用可能である。またこの発明は、車両Ve以外の駆動装置、例えば、建設機械、工作機械などにも適用可能である。また、請求項1ないし請求項5の発明においては、各種の係合装置として、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチ、噛み合い式クラッチなどを用いることが可能である。
1…エンジン、 3…変速機、 4…第1発進クラッチ出力軸、 5…第2発進クラッチ出力軸、 6…第1変速機出力軸、 7…第2変速機出力軸、 8…第1速用歯車対、 9…第2速用歯車対、 10…第3速用歯車対、 11…第4速用歯車対、 12…第5速用歯車対、 13…第6速用歯車対、 14…第1速ドライブギヤ、 15…第1速ドリブンギヤ、 16…第2速ドライブギヤ、 17…第2速ドリブンギヤ、 18…第3速ドライブギヤ、 19…第3速ドリブンギヤ、 20…第4速ドライブギヤ、 21…第4速ドリブンギヤ、 22…第5速ドライブギヤ、 23…第5速ドリブンギヤ、 24…第6速ドライブギヤ、 25…第6速ドリブンギヤ、 30…第1同期係合装置、 33…第2同期係合装置、 37…第3同期係合装置、 41…第4同期係合装置、 47…入力軸、 48…油圧アクチュエータ、 C1…第1発進クラッチ、 C2…第2発進クラッチ、 Ve…車両。