JPH1182709A

JPH1182709A - 電動式変速装置の変速制御方法

Info

Publication number: JPH1182709A
Application number: JP26819397A
Authority: JP
Inventors: Atsuro Ota; 淳朗大田; Osamu Suzuki; 修鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-09-13
Filing date: 1997-09-13
Publication date: 1999-03-26
Also published as: CA2240229C; MY122271A; CN1211693A; CN1188613C; CA2240229A1

Abstract

(57)【要約】【課題】操作性に優れた電動式変速装置の変速制御方
法を提供する。【解決手段】クラッチの断続が、モータ駆動される変
速軸の回動に連動して行なわれる電動式変速装置の変速
制御方法において、接続解除されたクラッチを接続する
際、変速軸が予定タイミングまでは高速回転され、予定
タイミング以降は低速回転されるようにした

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式変速装置の
変速制御方法に係り、特に、ギアシフトおよびクラッチ
の断続を電気的に行なう電動式変速装置の変速制御方法
に関する。さらに具体的に言えば、変速軸を第１の位置
から第２の位置まで回動させることで、接続解除された
クラッチを接続する際、変速軸の回転速度を、所定のタ
イミング以降は遅くするようにした電動式変速装置の変
速制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】クラッチペダル（あるいはクラッチレバ
ー）およびシフトチェンジレバーの双方を操作してギア
シフトを行なう従来の変速装置に対して、ギアシフトを
モータによって電気的に行なう電動式変速装置が、特開
平５−３９８６５号公報に開示されている。上記した従
来技術では、駆動モータによりシフトドラムを双方向に
間歇回転させ、これによって所望のシフトフォークを作
動させてギアシフトを行なっている。これに対して、ク
ラッチの断続もモータにより同時に行なうことが考えら
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような場合、従来
の手動式変速装置を考えると、ギアがスムーズにシフト
しない場合であっても、シフト操作を繰り返すことで最
終的にはシフトチェンジを完了させることができる。ま
た、シフトチェンジ後におけるクラッチ接続がスムーズ
に行なえるか否かも、ドライバのクラッチ操作に大きく
依存する。

【０００４】このように、従来の手動式変速装置では、
シフト操作を繰り返すことなくシフトチェンジを完了さ
せられるか否か、あるいはクラッチ接続をスムーズに行
なえるか否かといった操作性の良否の多くが、ドライバ
の操作方法に大きく依存している。換言すれば、ドライ
バの学習効果によって良好な操作性を得ることができ
る。

【０００５】これに対して、クラッチおよびシフトチェ
ンジレバーの双方をモータで駆動する場合は、ドライバ
の操作内容に依存する部分がない。したがって、ギアシ
フトができない場合や、クラッチ接続がスムーズ、また
はドライバの意思に応じて行なわれないと、ドライバに
違和感を与えてしまう可能性があった。

【０００６】例えば、接続解除されたクラッチを接続す
る際、変速ショックを和らげるためにはクラッチを低速
で接続することが望ましい。一方、変速速度はクラッチ
の接続速度に依存するため、素早い変速を実現するため
には、クラッチを高速で接続することが望ましい。

【０００７】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、クラッチ接続に要する時間を短縮でき、接
続ショックが少なく、かつ良好な操作性が得られる電動
式変速装置の変速制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、クラッチの断続が、モータ駆動さ
れる変速軸の回動に連動して行なわれる電動式変速装置
の変速制御方法において、接続解除されたクラッチを接
続する際、変速軸が予定タイミングまでは高速回転さ
れ、予定タイミング以降は低速回転されるようにした点
に特徴がある。

【０００９】上記した構成によれば、変速ショックと無
関係な作動領域ではクラッチが高速度で移動され、クラ
ッチが接続される作動領域では低速度で移動されるの
で、変速時間の短縮と変速ショックの低減とが同時に達
成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の電動式変速装置が搭載
される車両の操作部の平面図である。

【００１１】操作部には、電動変速用のシフトアップス
イッチ５１およびシフトダウンスイッチ５２と、前照灯
の向きを切り換えるディマースイッチ５３と、前照灯の
点灯／非点灯を切り換えるライティングスイッチ５４
と、エンジンのスタートスイッチ５５およびストップス
イッチ５６とが設けられている。本実施形態では、前記
各シフトスイッチ５１、５２を押下してオン操作するご
とに、シフトポジションがそれぞれ１段づつ上下にシフ
トする。

【００１２】図２は、本発明の一実施形態である電動式
変速装置の駆動系の主要部の構成を示した部分断面図で
ある。

【００１３】電気アクチュエータとしての駆動モータ１
は、減速ギア機構２を介してシフトスピンドル３を正逆
転方向へ回動させる。シフトスピンドル３の回転位置
（角度）は、その一端に設けられたアングルセンサ２８
によって検知される。シフトスピンドル３から垂直に伸
びたクラッチアーム６の一端には、シフトスピンドル３
の回転運動を直進運動に変換する変換機構８が設けられ
ている。変換機構８は、駆動モータ１によってシフトス
ピンドル３がニュートラル位置から回動されると、その
回動方向とは無関係に、変速クラッチ５の接続を回動過
程で解除し、再びニュートラル位置まで逆向きに回動さ
れる過程で接続状態に戻す。クラッチアーム６および変
換機構８は、シフトスピンドル３が予定角度（例えば、
±６度）まで回動された時点で変速クラッチ５の接続が
解除されるように構成されている。

【００１４】シフトスピンドル３に固定されたマスター
アーム７の一端は、シフトドラム軸８に設けられたクラ
ッチ機構９と係合し、駆動モータ１によってシフトスピ
ンドル３が回動されると、その回動方向に応じた方向へ
シフトドラム１０を回動させる。マスターアーム７およ
びクラッチ機構９は、シフトスピンドル３がニュートラ
ル位置からいずれかの方向へ回動されたときはシフトス
ピンドル３と係合してシフトドラム１０を回動し、ニュ
ートラル位置へ戻る方向へ回動されたときは、係合状態
を解除してシフトドラム１０を当該位置にとどめるよう
なクラッチ機構を構成する。

【００１５】各シフトフォーク１１の先端は、図４に関
して後述する各スリーブ３０の外周溝３１に係合し、シ
フトドラム１０の回動に応じて各シフトフォーク１１が
軸方向に平行移動されると、シフトドラム１０の回転方
向および回転角度に応じて、いずれかのスリーブがメー
ンシャフト４上で平行移動する。

【００１６】図４は、前記スリーブ３０の斜視図であ
り、メーンシャフト（図示省略）に対して軸方向に摺動
可能な状態で挿貫されている。スリーブ３０の外周側面
には、前記シフトフォークの先端が係合される溝３１が
円周方向に沿って形成されている。スリーブ３０の軸穴
の外周部には、図５に関して後述するギア４０の凹側ダ
ボ４２と係合する複数の凸側ダボ３２が、環状フランジ
３３と共に一体的に形成されている。

【００１７】図５は、前記ギア４０の斜視図であり、メ
ーンシャフト（図示省略）上の所定位置に回転自在に軸
支されている。ギア４０の軸穴の外周部には、前記スリ
ーブ３０の凸側ダボ３２と係合する複数の凹側ダボ４２
が、環状フランジ４３と一体的に形成されている。図３
は、前記スリーブ３０およびギア４０が各ダボ３２、４
２によって相互に係合した状態を示した概念図である。

【００１８】一方、図９、１０は、それぞれ従来のスリ
ーブ３８およびギア４８の斜視図であり、スリーブ３８
では、複数の凸側ダボ３９が、ギアの軸穴と同軸状にそ
れぞれ独立して設けられている。しかしながら、各凸側
ダボ３９を独立的に構成しようとすると、十分な強度を
確保するためには各凸側ダボ３９の底面積を比較的大き
くしなければならない。このため、従来技術では凸側ダ
ボ３９およびギア４０のダボ穴４９の回転方向に関する
幅の占める割合が大きくなり、凸側ダボ３９は、図示し
たように、４つ程度を設けていた。

【００１９】図１２は、従来のスリーブ３８の凸側ダボ
３９とギア４８のダボ穴４９との相対的な位置関係を模
式的に表現した図であり、ダボ穴４９の回転方向の幅Ｄ
２は凸側ダボ３９の幅Ｄ１の約２倍程度であった。この
ため、凸側ダボ３９がダボ穴４９内に係合（ダボイン）
できない期間Ｔａが、ダボインできる期間Ｔｂに比べて
長かった。

【００２０】これに対して、本実施形態では各凸側ダボ
３２が環状フランジ３３によって一体的に形成されてい
るので、図１３に示したように、十分な強度を保ったま
ま凸側ダボ３２の回転方向の幅Ｄ３およびギア４０の凹
側ダボ４２の幅Ｄ４を十分に短くすることができる。こ
のため、凸側ダボ３２をダボ穴４６にダボインできない
期間Ｔａを、ダボインできる期間Ｔｂに比べて短くする
ことができ、ダボインできる確率を向上させることが可
能になる。

【００２１】また、本実施形態では、ダボ穴４６の回転
方向の幅Ｄ５と凸側ダボ３２の幅Ｄ３との差を狭くする
ことができるので、両者の係合後における遊びを小さく
することができ、変速ショックや変速ノイズの低減が可
能になる。

【００２２】さらに、本実施形態では、図６に示したよ
うに、凸側ダボ３２のテーパを凸状に湾曲させる一方
で、図７に示したように、凹側ダボ４２のテーパを直線
状にしたので、図８に示したように、各ダボ３２、４２
を軸方向に線接触させることができる。このため、応力
の集中を防止することができ、ダボ強度を実質的に向上
させると共に、耐久性や耐摩耗性の向上が可能になる。

【００２３】このような構成において、前記スリーブ３
０がシフトフォーク１１によって予定位置まで平行移動
され、スリーブ３０の凸側ダボ３２がギア４０のダボ穴
４６にダボインすると、良く知られるように、メーンシ
ャフト４に対して空転状態で支持されていたギアがスリ
ーブによって当該メーンシャフト４に係合されて同期回
転する。この結果、クラッチシャフトからカウンタシャ
フト（共に図示せず）に伝達された回転力が、当該ギア
を介してメーンシャフト４に伝達される。

【００２４】なお、図示は省略するが、本発明が制御対
象とする電動式変速装置の搭載される車両のエンジンは
４サイクルであり、クランクシャフトからメインシャフ
トへの動力伝達系には、クランク軸上の遠心クラッチお
よびメインシャフト上のクラッチを介してエンジンの動
力が伝達される。したがって、エンジン回転数が所定値
以下の場合は、遠心クラッチがメインシャフト上のクラ
ッチへの動力伝達をカットしている。したがって、車両
停止中であればギアを何速へもシフトすることが可能に
なる。

【００２５】図１４は、本発明の一実施形態である電動
式変速装置の制御系の主要部の構成を示したブロック図
であり、図１５は、図１４に示したＥＣＵ１００の構成
例を示したブロック図である。

【００２６】図１４において、ＥＣＵ１００のＭＯＴＯ
Ｒ（＋）端子およびＭＯＴＯＲ（−）端子には前記駆動
モータ１が接続され、センサ信号端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
には、それぞれ車速を検知する車速センサ２６、エンジ
ン回転数を検知するＮe センサ２７および前記シフトス
ピンドル３の回転角度を検知する前記アングルセンサ２
８が接続されている。変速指令端子Ｇ１，Ｇ２には、前
記シフトアップスイッチ５１およびシフトダウンスイッ
チ５２が接続されている。

【００２７】バッテリ２１は、メインヒューズ２２、メ
インスイッチ２３およびヒューズボックス２４を介して
ＥＣＵ１００のＭＡＩＮ端子に接続されると共に、フェ
ールセーフ（Ｆ／Ｓ）リレー２５およびヒューズボック
ス２４を介してＶＢ端子にも接続されている。フェール
セーフ（Ｆ／Ｓ）リレー２５の励磁コイル２５ａはＲＥ
ＬＡＹ端子に接続されている。

【００２８】ＥＣＵ１００内では、図１５に示したよう
に、前記ＭＡＩＮ端子およびＲＥＬＡＹ端子が電源回路
１０６に接続され、電源回路１０６はＣＰＵ１０１に接
続されている。前記センサ信号端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３
は、インターフェース回路１０２を介してＣＰＵ１０１
の入力端子に接続されている。前記変速指令端子Ｇ１，
Ｇ２は、インターフェース回路１０３を介してＣＰＵ１
０１の入力端子に接続されている。

【００２９】スイッチング回路１０５は、それぞれ直列
接続されたＦＥＴ，ＦＥＴおよびＦＥＴ，ＦＥＴ
を相互に並列接続して構成され、並列接続の一端は前
記ＶＢ端子に接続され、他端はＧＮＤ端子に接続されて
いる。ＦＥＴ，ＦＥＴの接続点はＭＯＴＯＲ（−）
端子に接続され、ＦＥＴ，ＦＥＴの接続点はＭＯＴ
ＯＲ（＋）端子に接続されている。各ＦＥＴ〜ＦＥＴ
は、ＣＰＵ１０１によってプリドライバ１０４を介し
て選択的にＰＷＭ制御される。ＣＰＵ１０１は、メモリ
１０７に記憶された制御アルゴリズムに基づいて各ＦＥ
Ｔ〜ＦＥＴを制御する。

【００３０】次いで、本発明の電動変速装置による変速
制御方法を、図１６〜２１のフローチャートおよび図２
２の動作タイミングチャートを参照して説明する。

【００３１】ステップＳ１０では、いずれかのシフトス
イッチがオン操作されたか否かが判定され、オン操作さ
れたと判定されると、ステップＳ１１では、オン操作さ
れたシフトスイッチが、シフトアップスイッチ５１およ
びシフトダウンスイッチ５２のいずれであるかが判定さ
れる。ここで、シフトアップスイッチ５１がオン操作さ
れたと判定されるとステップＳ１３へ進み、シフトダウ
ンスイッチ５２がオン操作されたと判定されると、ステ
ップＳ１２において、エンジン回転数Ｎe を変数Ｎe1と
して記憶した後にステップＳ１３へ進む。

【００３２】ステップＳ１３では、オン操作されたシフ
トスイッチに応じて、ＥＣＵ１００内の前記スイッチン
グ回路１０５を構成する各ＦＥＴが、図２２の時刻ｔ₁
から選択的にＰＷＭ制御される。すなわち、シフトアッ
プスイッチ５１がオン操作されていれば、ＦＥＴ、
を遮断したまま、ＦＥＴ、が１００％のデューティ
ー比でＰＷＭ制御される。この結果、駆動モータ１はシ
フトアップ方向への回動を開始し、これに連動してシフ
トスピンドル３もシフトアップ方向への回動を開始す
る。

【００３３】一方、シフトダウンスイッチ５２がオン操
作されていれば、ＦＥＴ、を遮断したまま、ＦＥＴ
、が１００％のデューティー比でＰＷＭ制御され
る。この結果、駆動モータ１は、前記シフトアップ方向
とは逆向きのシフトダウン方向へ回動を開始し、これに
連動してシフトスピンドル３もシフトダウン方向への回
動を開始する。

【００３４】このように、デューティー比を１００％に
設定すると、シフトスピードを速くすることができ、ク
ラッチを素早く切り離すことができる。なお、本実施形
態では、シフトスピンドルが５〜６度だけ回動するとク
ラッチが切れるように設計されている。

【００３５】ステップＳ１４では、第１タイマ（図示せ
ず）が計時を開始し、ステップＳ１５では、前記シフト
スピンドル３の回動角度θ₀が前記アングルセンサ２８
によって検知される。ステップＳ１６では、検知された
回動角度θ₀が第１基準角度θ_REF（本実施形態では、
±１４度）を超えた（＋１４度以上または−１４度以
下；以後、単に±××度以上と表現する）か否かが判定
される。

【００３６】ここで、回動角度θ₀が±１４度以上と判
定されると、シフトフォーク１１によって平行移動され
たスリーブが正規の挿嵌（ダボイン）位置まで達してい
る可能性が高いのでステップＳ１７へ進むが、±１４度
以上に達していないと、スリーブが正規の挿嵌位置まで
達していないと判断できるので、後述するステップＳ３
０へ進む。

【００３７】スリーブが正規の挿嵌位置まで平行移動さ
れことが、時刻ｔ₂において、前記回動角度θ₀に基づ
いて検知されると、ステップＳ１７では前記第１タイマ
がリセットされる。ステップＳ１８では、回動中の駆動
モータ１に制動をかけるために、オン操作されたシフト
スイッチに応じて、前記スイッチング回路１０５の各Ｆ
ＥＴが選択的にＰＷＭ制御される。

【００３８】すなわち、シフトアップ中であれば、ＦＥ
Ｔ、は遮断したまま、ＦＥＴ、が１００％のデ
ューティー比でＰＷＭ制御される。一方、シフトダウン
中であれば、ＦＥＴ、は遮断したまま、ＦＥＴ、
が１００％のデューティー比でＰＷＭ制御される。こ
の結果、駆動モータ１が短絡されて回転負荷となるの
で、シフトスピンドル３のシフトアップ方向またはシフ
トダウン方向への駆動トルクに制動作用が働き、シフト
スピンドル３がストッパに当接する際の衝撃を弱めるこ
とができ、強度的にもノイズ的にも有利になる。なお、
ストッパに当接する際のシフトスピンドル３の回転角度
は１８度である。

【００３９】図１７のステップＳ１９では、制動時間を
規定するための第２タイマが計時を開始し、ステップＳ
２０では、第２タイマの計時時間が１５ｍｓを超えたか
否かが判定される。第２タイマの計時時間が１５ｍｓ超
えるまではステップＳ２１へ進み、後に詳述するエンジ
ン回転数（Ｎe ）制御が実行される。その後、時刻ｔ₃
において、計時時間が１５ｍｓを超えると、ステップＳ
２２へ進んで第２タイマがリセットされる。

【００４０】ステップＳ２３では、オン操作されたシフ
トスイッチに応じて前記スイッチング回路１０５の各Ｆ
ＥＴが選択的にＰＷＭ制御される。すなわち、シフトア
ップ中であれば、ＦＥＴ、を遮断したまま、ＦＥＴ
、が７０％のデューティー比でＰＷＭ制御される。
一方、シフトダウン中であれば、ＦＥＴ、を遮断し
たまま、ＦＥＴ、が７０％のデューティー比でＰＷ
Ｍ制御される。この結果、スリーブがギア側へ比較的弱
いトルクで押し付けられるので、ダボインまでに各ダボ
に加わる負荷が軽減されるうえ、ダボイン状態を確実に
保持できるようになる。

【００４１】ステップＳ２４では第３タイマが計時を開
始し、ステップＳ２５では、第３タイマの計時時間が７
０ｍｓを超えたか否かが判定される。計時時間が７０ｍ
ｓを超えていなければ、ステップＳ２６へ進んでＮe 制
御が実行される。また、計時時間が７０ｍｓを超えてい
ると、ステップＳ２７では前記第３タイマがリセットさ
れ、ステップＳ２７では、時刻ｔ₄において、後述する
クラッチＯＮ制御が開始される。

【００４２】なお、本実施形態における前記第３タイマ
のタイムアップ時間は、前記図１３に関して説明した、
ダボインできない期間Ｔａに基づいて決定されている。
すなわち、上記タイムアップ時間（７０ｍｓ）は、少な
くとも期間Ｔａが経過する時間は押し付け制御が実行さ
れるように設定されている。この間、凸側ダボと凹側ダ
ボとが当接されることになるが、デューティー比が７０
％まで減ぜられているので、各ダボに加わる負荷は小さ
く、強度的に有利になる。

【００４３】また、第３タイマのタイムアップ時間は固
定値に限らず、例えばギアが１〜３速の範囲であれば７
０ｍｓでタイムアップし、４〜５速の範囲であれば９０
ｍｓでタイムアップするといったように、ギアの関数と
して可変的に設定されるようにしても良い。

【００４４】一方、図１６の前記ステップＳ１６におい
て、回転角度θ₀が第１基準値未満であると判定される
と、当該処理は図１８のステップＳ３０へ進む。ステッ
プＳ３０では、前記第１タイマによる計時時間が２００
ｍｓを超えたか否かが判定され、初めは超えていないと
判定されるので、ステップＳ３１でＮe 制御を実行した
後に図１６のステップＳ１６へ戻る。

【００４５】その後、第１タイマの計時時間が２００ｍ
ｓを超え、今回のシフトチェンジが失敗に終ったと判断
されると、ステップＳ３２において第１タイマがリセッ
トされる。ステップＳ３３では、後述する再突入カウン
タのカウント値が参照され、リセット状態（＝０）であ
れば、再突入制御が未実行であると判断されてステップ
Ｓ３４へ進み、後述する再突入制御が初めて実行され
る。これは、シフトチェンジに時間がかかると運転者に
違和感を抱かせる場合があるからである。

【００４６】一方、再突入カウンタがセット状態（＝
１）であれば、再突入制御を実行したにもかかわらずシ
フトチェンジが成功しなかったものと判定され、シフト
チェンジを行なうことなくクラッチを接続するためにス
テップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では再突入カウン
タがリセットされ、ステップＳ３６では、後述するクラ
ッチＯＮ制御が実行される。

【００４７】次いで、図１９のフローチャートを参照し
て前記再突入制御の制御方法を説明する。再突入制御と
は、シフトフォークによって軸方向へ平行移動されるス
リーブが正規の嵌合位置まで移動できなかった場合に、
移動トルクを一時的に減じた後で再び所定トルクを加え
て再移動（突入）を試みる処理である。

【００４８】ステップＳ４０では、ＰＷＭ制御下にある
ＦＥＴ、すなわちシフトアップ中であればＦＥＴ、
、シフトダウン中であればＦＥＴ、のデューティ
ー比が２０％に減じられる。この結果、シフトフォーク
１１によってスリーブに加えられる駆動トルクが弱ま
る。

【００４９】ステップＳ４１では第４タイマが計時を開
始し、ステップＳ４２では、第４タイマの計時時間が２
０ｍｓを超えたか否かが判定される。計時時間が２０ｍ
ｓを超えていなければ、ステップＳ４３へ進んでＮe 制
御が実行される。また、計時時間が２０ｍｓを超える
と、ステップＳ４４では第４タイマがリセットされ、ス
テップＳ４５では、前記再突入カウンタがセットされ
る。その後、当該処理は図１６の前記ステップＳ１３へ
戻り、駆動モータ１が再び１００％のデューティー比で
ＰＷＭ制御されるので、スリーブには当初の大きなトル
クが加えられることになる。

【００５０】本実施形態では、上記したようにシフトチ
ェンジが正常に行われないと、スリーブの押しつけトル
クを一時的に弱めた後、再び強いトルクで押し付けるよ
うにしたので、スリーブの再突入が容易に行えるように
なる。

【００５１】次いで、前記Ｎe 制御およびクラッチＯＮ
制御の動作を詳細に説明する前に、各制御の趣旨および
概略動作を、図２３、２４を参照して説明する。

【００５２】図２２に示したように、本実施形態では、
時刻ｔ₁でシフトスピンドルの回動を開始すると、時刻
ｔ₁₁でクラッチの接続が解除され、時刻ｔ₃でシフトス
ピンドルの回動が完了する。その後、時刻ｔ₄まで押し
つけ制御を実行した後、クラッチの接続制御へ移行す
る。

【００５３】このとき、変速ショックを和らげるために
はクラッチを低速で接続する、換言すればシフトスピン
ドル３の回転速度を遅くする必要がある。一方、変速速
度はシフトスピンドル３の回転速度に依存するため、素
早い変速を実現するためには、シフトスピンドル３の回
転速度を早くする必要がある。

【００５４】そこで、本発明では上記した２つの条件を
同時に満足すべく、図２２に示したように、時刻ｔ₄か
らｔ₅までの、クラッチ接続される角度範囲の近傍まで
はシフトスピンドル３を高速回転させ、時刻ｔ₅以降
の、クラッチが接続状態へ至る角度範囲ではシフトスピ
ンドル３を低速回転させることにした。このような２段
リターン制御により、本実施形態では変速ショックの低
減と変速時間の短縮とを両立している。

【００５５】さらに、本実施形態では各ドライバのアク
セル操作に応じて、クラッチの接続タイミングを最適な
タイミングに制御している。図２３、２４は、それぞれ
シフトアップおよびシフトダウン時に実行されるクラッ
チＯＮ制御およびＮe 制御によってシフトスピンドル位
置θ₀およびエンジン回転数Ｎe が変化する様子を示し
た図である。

【００５６】図２３に示したように、シフトアップ時
は、アクセルを戻してシフトアップスイッチ５１をオン
操作し、その後、変速動作が実行されてクラッチが再接
続された後でアクセルを開けることが一般的であるが、
その際のエンジン回転数Ｎe は実線ａで示した通りに変
化する。このとき、シフトスピンドルは実線Ａ，Ｂで示
した通りに制御される。

【００５７】しかしながら、ドライバによっては、アク
セルを戻すことなくシフトアップスイッチ５１を操作し
たり、クラッチが再接続される前にアクセルを開ける場
合も考えられ、このような場合、ドライバは速やかなシ
フトチェンジを望んでいるのでクラッチを素早く接続す
ることが望ましい。

【００５８】そこで、本実施形態では、エンジン回転数
Ｎe が実線ｂのように変化した場合には、ドライバがア
クセルを戻すことなくシフトアップスイッチ５１を操作
したと判定し、また、エンジン回転数Ｎe が実線ｃのよ
うに変化した場合には、クラッチが接続されるタイミン
グよりも早くアクセルが開かれたと判定し、それぞれ、
実線Ｃ，Ｄで示したように、クラッチを直ちに接続する
クイックリターン制御を実行するようにした。

【００５９】一方、図２４に示したように、シフトダウ
ン時もアクセルを戻してシフトダウンスイッチ５２をオ
ン操作し、その後、変速動作が実行されてクラッチが再
接続された後でアクセルを開けることが一般的であり、
その際のエンジン回転数Ｎeは実線ａで示した通りに変
化する。このとき、シフトスピンドルは実線Ａ，Ｂで示
した通りに２段制御される。

【００６０】しかしながら、シフトダウン時にエンジン
が空吹かしされる場合もあり、このような場合には、ク
ラッチを素早く接続してもシフトショックが少ないの
で、素早くクラッチ接続することが望ましい。

【００６１】そこで、本実施形態では、エンジン回転数
Ｎe が実線ｂ，ｃのように変化した場合には、ドライバ
がエンジンが空吹かししたと判定し、それぞれ、実線
Ｃ，Ｄで示したようなクイックリターン制御を実行する
ようにした。

【００６２】次いで、上記した２段リターン制御および
クイックリターン制御を実現するＮe 制御およびクラッ
チＯＮ制御の動作を詳細に説明する。図２０は、前記ス
テップＳ２１、Ｓ２６、Ｓ３１、Ｓ４３で実行されるＮ
e 制御の制御方法を示したフローチャートである。

【００６３】ステップＳ５０では、今回のエンジン回転
数Ｎe が計測される。ステップＳ５１では、これまでに
計測されたエンジン回転数Ｎe のピークホールド値Ｎep
およびボトムホールド値Ｎebが、前記今回のエンジン回
転数Ｎe に基づいて更新される。ステップＳ５２では、
シフトアップ中およびシフトダウン中のいずれであるか
が判定され、シフトアップ中であればステップＳ５６へ
進み、シフトダウン中であればステップＳ５３へ進む。

【００６４】ステップＳ５６では、前記ステップＳ５０
で検知された今回のエンジン回転数Ｎe と前記ステップ
Ｓ５１で更新されるボトムホールド値Ｎebとの差分（Ｎ
e −Ｎeb）が５０rpm 以上であるか否かが判定される。

【００６５】当該判定は、シフトアップ時にアクセルが
閉じられているか否かの判定であり、前記差分が５０rp
m 以上であれば、ドライバがアクセルを戻すことなくシ
フトアップスイッチ５１を操作したか、あるいはクラッ
チが接続されるタイミングよりも早くアクセルが開かれ
たものと判定される。この場合は、クラッチを直ちに接
続すべくステップＳ５５へ進み、クイックリターンフラ
グＦをセットした後に当該処理を終了する。また、差分
が５０rpm 未満であれば、通常の制御を継続すべく、ク
イックリターンフラグＦをセットすることなく、当該エ
ンジン回転数制御を終了する。

【００６６】一方、前記ステップＳ５２においてシフト
ダウン中と判定されると、ステップＳ５３では、前記今
回のエンジン回転数Ｎe と前記ステップＳ１２で記憶さ
れたエンジン回転数Ｎe1との差（Ｎe −Ｎe1）が３００
rpm 以上であるか否かが判定され、前記差分が３００rp
m 以上であれば、さらにステップＳ５４において、前記
ステップＳ５１で更新されるピークホールド値Ｎepと今
回のエンジン回転数Ｎe との差（Ｎep−Ｎe ）が５０rp
m 以上であるか否かが判定される。

【００６７】当該判定は、シフトアップ時にドライバが
エンジンを空吹かししたか否かの判定であり、前記ステ
ップＳ５３、５４の判定がいずれの肯定であると、シフ
トアップ時にドライバが空吹かしをしたと判定されてス
テップＳ５５へ進み、前記クイックリターンクフラグＦ
をセットした後に当該処理を終了する。

【００６８】図２１は、前記ステップＳ２８、Ｓ３６で
実行されるクラッチＯＮ制御の制御方法を示したフロー
チャートである。

【００６９】ステップＳ７０では、車速が略０であるか
否かが判定される。本実施形態では、車速が３km/h以下
であれば略０と判定してステップＳ７２へ進み、シフト
スピンドル３の目標角度θ_Tにニュートラル位置をセッ
トした後にステップＳ７３へ進む。これは、車両が略停
止した状態でのシフトであり、このような場合にはシフ
トショックが生じないことから、素早くシフトチェンジ
する方が望ましいためである。

【００７０】また、前記ステップＳ７０において、車速
が３km/h以上と判定されると、ステップＳ７１におい
て、シフトスピンドル３の回動がストッパによって制限
される角度（本実施形態では、±１８度）から６度だけ
戻った第２基準角度（すなわち、±１２度）を目標角度
θ_Tにセットした後にステップＳ７３へ進む。ステップ
Ｓ７３では、アングルセンサ２８によって現在のシフト
スピンドル３の回転角度θ₀が検知され、ステップＳ７
４では、前記Ｎe 制御が実行される。

【００７１】ステップＳ７５では、比例積分微分（ＰＩ
Ｄ）制御用のＰＩＤ加算値が求められる。すなわち、前
記ステップＳ７３で検知された現在の回転角度θ₀およ
び目標角度θ_Tの差分（θ₀−θ_T）として表される比
例（Ｐ）項、Ｐ項の積分値である積分（Ｉ）項およびＰ
項の微分値である微分（Ｄ）項が、それぞれ求められて
加算される。ステップＳ７６では、前記求められたＰＩ
Ｄ加算値に基づいて、ＰＷＭ制御のデューティー比が決
定され、ステップＳ７７において、ＰＷＭ制御が実行さ
れる。

【００７２】図２５は、前記ＰＩＤ加算値とデューティ
ー比との関係を示した図であり、ＰＩＤ加算値の極性が
正であれば、その値に応じて正のデューティー比が選択
され、ＰＩＤ加算値の極性が負であれば、その値に応じ
て負のデューティー比が選択される。ここで、デューテ
ィー比の極性は、ＰＷＭ制御されるＦＥＴの組み合わせ
を示し、例えば５０％のデューティー比とは、ＦＥＴ
，ＦＥＴが５０％のデューティー比でＰＷＭ制御さ
れることを意味し、−５０％とデューティー比とは、Ｆ
ＥＴ，ＦＥＴが５０％のデューティー比でＰＷＭ制
御されることを意味する。

【００７３】ステップＳ７８では、第６タイマの計時時
間が１００ｍｓを超えたか否かが判定され、最初は第６
タイマが計時を開始していないのでステップＳ７９へ進
む。ステップＳ７９では、第５タイマの計時が開始され
る。ステップＳ８０では、第５タイマの計時時間が１０
ｍｓを超えたか否かが判定され、初めは超えていないの
でステップＳ７３へ戻り、前記ステップＳ７３〜Ｓ８０
の各処理が繰り返される。

【００７４】その後、図２２の時刻ｔ₅において、第５
タイマの計時時間が１０ｍｓを超えると、ステップＳ８
１では第５タイマがリセットされ、ステップＳ８２で
は、クイックリターンクフラグＦがセット状態にあるか
否かが判定される。ここで、クイックリターンクフラグ
Ｆがセット状態にあると、ステップＳ８３では、クイッ
クリターン制御を実行すべく、現在の目標角度から２な
いし４度だけ減じた角度が新たな目標角度として登録さ
れ、クイックリターンクフラグＦがセット状態ではない
と、ステップＳ８４において、現在の目標角度から０．
２度だけ減じた角度が新たな目標角度として登録され
る。

【００７５】ステップＳ８５では、目標角度がニュート
ラル角度に近いか否かが判定され、目標角度がニュート
ラル角度に十分に近付くまで前記ステップＳ７３〜Ｓ８
５の処理が繰り返される。その後、目標角度がニュート
ラル角度に十分に近付くと、ステップＳ８６では、目標
角度としてニュートラル角度が登録され、ステップＳ８
７では、第６タイマが計時を開始する。

【００７６】一方、前記ステップＳ７８において、第６
タイマの計時時間が１００ｍｓを超えたと判定される
と、ステップＳ９０では、第６タイマがリセットされ
る。ステップＳ９１では、クイックリターンクフラグＦ
がリセットされ、ステップＳ９２では、スイッチング回
路１０５のＰＷＭ制御が終了される。

【００７７】なお、高速走行時または高エンジン回転時
にギアがニュートラル状態からシフトされると、比較的
大きなエンジンブレーキが作用してエンジンに過大な負
荷が加わる。そこで、本実施形態では車速が１０ｋｍ／
ｈ以上またはエンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上であ
ると、シフトアップスイッチ５１がオン操作されても前
記図１６の制御を阻止する変速禁止システムが設けられ
ている。

【００７８】図１１は、前記変速禁止システムの機能ブ
ロック図である。ニュートラル検知部８１は、ギアがニ
ュートラル位置にあると“Ｈ”レベルの信号を出力す
る。車速判定部８２は、車速が１０ｋｍ／ｈ以上である
と“Ｈ”レベルの信号を出力する。エンジン回転数判定
部８３は、エンジン回転数が３０００ｒｐｍ以上である
と“Ｈ”レベルの信号を出力する。

【００７９】ＯＲ回路８４は、車速判定部８２またはエ
ンジン回転数判定部８３の出力が“Ｈ”レベルであると
“Ｈ”レベルの信号を出力し、ＡＮＤ回路８５は、ＯＲ
回路８４の出力およびニュートラル検知部８１の出力が
“Ｈ”レベルであると“Ｈ”レベルの信号を出力する。
変速禁止部８６は、ＡＮＤ回路８５の出力が“Ｈ”レベ
ルであると、シフトアップスイッチ５１がオン操作され
ても前記図１６の制御を阻止する。

【００８０】但し、１速からの加速中で、車速が１０ｋ
ｍ／ｈ以上あるいはエンジン回転数が３０００ｒｐｍ以
上で誤ってニュートラルへシフトしてしまった場合は再
加速に時間がかかってしまうので、上記した変速禁止シ
ステムを付加するのであれば、車速走行中（例えば、車
速が３ｋｍ／ｈ以上）の場合にはニュートラルへのシフ
トを禁止するシステムを更に付加しても良い。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、接続解除されたクラッ
チを接続する際、変速軸が予定タイミングまでは高速回
転され、予定タイミング以降は低速回転されるので、変
速時間の短縮と変速ショックの低減とを両立できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動式変速装置が搭載される車両の操
作部の平面図である。

【図２】本発明の一実施形態である電動式変速装置の駆
動系の主要部の構成を示した部分断面図である。

【図３】スリーブとギアとが係合した状態の概念図であ
る。

【図４】本発明のスリーブの斜視図である。

【図５】本発明のギアの斜視図である。

【図６】スリーブの凸側ダボ３２の部分拡大図である。

【図７】ギアの凹側ダボ４２の部分拡大図である。

【図８】凸側ダボ３２と凹側ダボ４２との係合状態を示
した図である。

【図９】従来のスリーブの斜視図である。

【図１０】従来のギアの斜視図である。

【図１１】変速禁止システムの機能ブロック図である。

【図１２】従来のスリーブとギアとの係合タイミングを
模式的に示した図である。

【図１３】本発明のスリーブとギアとの係合タイミング
を模式的に示した図である。

【図１４】本発明の一実施形態である電動式変速装置の
制御系の主要部の構成を示したブロック図であ

【図１５】図１４に示したＥＣＵ１００の構成例を示し
たブロック図である。

【図１６】本発明の一実施形態のフローチャート（その
１）である。

【図１７】本発明の一実施形態のフローチャート（その
２）である。

【図１８】本発明の一実施形態のフローチャート（その
３）である。

【図１９】本発明の一実施形態のフローチャート（その
４）である。

【図２０】本発明の一実施形態のフローチャート（その
５）である。

【図２１】本発明の一実施形態のフローチャート（その
６）である。

【図２２】本発明のよるシフトスピンドルの動作タイミ
ングチェートである。

【図２３】本発明のよるシフトスピンドルおよびエンジ
ン回転数の動作タイミングチェート（シフトアップ時）
である。

【図２４】本発明のよるシフトスピンドルおよびエンジ
ン回転数の動作タイミングチェート（シフトダウン時）
である。

【図２５】ＰＩＤ加算値とデューティー比との関係を示
した図である。

【符号の説明】

１…駆動モータ２…減速ギア機構３…シフトスピンドル５…変速クラッチ１０…シフトドラム１１…シフトフォーク２８…アングルセンサ３０…スリーブ４０…ギア５１…シフトアップスイッチ５２…シフトダウンスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動モータによって回動される変速軸
と、前記変速軸の回転位置を検知するアングルセンサと、前記変速軸の回動に連動してクラッチを断続する伝達機
構と、前記変速軸の回動に連動してギアを切り換える変速機構
とを具備した電動式変速装置の変速制御方法であって、前記変速軸を第１の位置から第２の位置まで回動するこ
とで、接続解除されたクラッチを接続する際、前記変速
軸が第１の位置から回動後、予定タイミングまでは第１
の速度で回動し、当該予定タイミングから第２の位置に
至までは、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で回動
することを特徴とする電動式変速装置の変速制御方法。