JP2001271921A - 変速機とその自動変速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速動作を素早くスムーズに完了させる。 【解決手段】 主軸５２と副軸５１との間にギヤ組を配
置した副軸式変速機構２１と、副軸５１に連結されその
回転数を制御するモータ２２と、変速動作時に、副軸５
１の回転数が変速後のギヤポジションに対応する回転数
になるようにモータ２２を制御するモータ制御手段２３
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にマニュア
ルトランスミッション等に用いられる副軸式の変速機を
ベースにした、変速機とその自動変速制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の変速機及びその自動変速
制御方法としては、例えば特開平１１−２４５６９１号
公報に図７のブロック図に示すようなものが開示されて
いる。

【０００３】このトランスミッション（変速機）４０１
は、いわゆるマニュアルトランスミッション（ＭＴ）に
用いられるものと同様にメインシャフト（主軸）とカウ
ンタシャフト（副軸）を有し、これら両シャフトに複数
の変速ギヤ組を配置する副軸式の構成を採っており、モ
ータ駆動式の自動変速装置４０３と、クラッチアクチュ
エータ４０７によりその変速制御を自動的に行うもので
ある。

【０００４】このトランスミッション４０１は、流体ト
ルクコンバータを用いた一般的なオートマチックトラン
スミッション（ＡＴ）に比べ、スリップ損失が少なく伝
達効率の良いクラッチを用いたいわゆるマニュアルトラ
ンスミッション（ＭＴ）をベースにして、その変速動作
を自動化して行い、燃費の向上と共に、運転操作の容易
化を図ったものである。

【０００５】具体的には、前記自動変速装置４０３で
は、モータ駆動によるシフトロッドの回転と軸方向移動
とによってトランスミッション４０１の変速動作が行わ
れる。

【０００６】そして、変速動作に先立つクラッチ４０５
の断続は、モータ駆動式のクラッチアクチュエータ４０
７により行われ、変速動作および断続操作は共にＥＣＵ
（電子制御装置）４１１により制御される。

【０００７】ＥＣＵ４１１には、エンジン４１３の点火
時期角度センサ４１５、クラッチの断続を検出するクラ
ッチストロークセンサ４１７、トランスミッションのシ
フトロッドの軸方向位置を検出するシフトストロークセ
ンサ４２１および同シフトロッドの回転方向位置を検出
する角度センサ４２３から検出情報が入力される。

【０００８】また、ＥＣＵ４１１にはスロットル開度セ
ンサ４２５および車速センサ４２７から検出情報が入力
され、ＥＣＵ４１１は、これらの検出情報に基づきシフ
トすべき変速位置（ギヤポジション）を決定する。

【０００９】すなわち、各センサの検出情報に基づき、
車両の走行状態がトランスミッション４０１の現在のギ
ヤポジションから次のギヤポジションにシフトアップす
べき状態になったとＥＣＵ４１１が判定した場合、ＥＣ
Ｕ４１１からトルクダウンの指示を受けてエンジントル
ク自動低減手段４３１が、アクセルペダルの操作とは無
関係にエンジントルクを下げる。

【００１０】エンジントルクが所定値まで下がると、ク
ラッチアクチュエータ４０７によりクラッチ４０５が遮
断され、そして、トランスミッション４０１のギヤポジ
ションが次のギヤポジションにシフトアップされる。シ
フトアップが完了すると、エンジントルク自動低減手段
４３１によるトルクダウンが解除される。

【００１１】トルクダウンが完全に解除されると、クラ
ッチ４０５が接続され、クラッチ４０５の接続が完了す
るとシフトアップ制御が終了する。

【００１２】こうして、エンジン４１３の駆動力は、ト
ランスミッション４０１のシフトアップされたギヤポジ
ションの伝達経路を通って減速機４３３を経て車輪４３
５へ伝達される。

【００１３】こうして、ギヤポジションを自動的にシフ
トアップするに当たり、クラッチ４０５を遮断する前
に、一旦エンジン４１３をトルクダウンさせておいてク
ラッチ４０５を遮断することにより、トルクダウンさせ
ずにクラッチを遮断する場合に比べ、シフトアップ時の
車両の減速度を小さく抑えられるので、これにより運転
者に与える不快な減速感を軽減しようとするものであ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な変速制御方法では、変速に時間がかかるうえに、シフ
トアップ時のトルクダウンおよびその解除制御などが必
要となるため、コスト高になってしまうという問題があ
った。

【００１５】また、トランスミッション４０１は、シン
クロメッシュ機構を備える同期噛合式であるのが一般的
であるが、シンクロ容量を大きく設定しようとするとそ
れだけコストがかかるのはもちろん、シンクロメッシュ
機構の同期作用に要する時間が必要で、変速動作時間に
この時間が付加されてしまうことは否めない。

【００１６】そこで、本発明は、素早い変速動作が可能
な変速機及びその自動変速制御方法の提供を目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ケース内に回転自在に、かつ、互いに平行に支持さ
れた主軸及び副軸とを備え、これら各軸に配設された複
数のギヤ組を噛み合わせることによって変速動作を行う
副軸式の変速機であって、前記副軸に連結され、該副軸
の回転数を制御するモータと、変速動作時に、前記副軸
の回転数を変速機の変速動作後のギヤポジションにおけ
る所定の回転数になるように前記モータを制御するモー
タ制御手段とを備えたことを特徴としている。

【００１８】したがって、変速動作時に、モータ制御手
段及びモータにより、変速動作後のギヤポジションにお
ける所定の回転数になるように、副軸の回転数を調整す
るので、素早いシフト操作が可能となる。

【００１９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の変速機であって、前記モータ制御手段は、前記主軸の
回転数を検出する主軸回転数検出手段と、変速動作後の
ギヤポジションを予測するギヤポジション予測手段と、
前記主軸回転数検出手段及びギヤポジション予測手段か
らの情報に基づいて、前記副軸の変速動作後の回転数を
算出する副軸回転数算出手段とを備えたことを特徴とし
ている。

【００２０】したがって、請求項１の発明と同等の作用
・効果が得られると共に、モータ制御手段が主軸の回転
数と、変速動作後のギヤポジションに応じてモータの回
転数を算出するので、該モータにより回転制御される副
軸の回転数を適切に制御でき、スムーズな変速動作が可
能となる。

【００２１】請求項３に記載の自動変速制御方法は、請
求項１または請求項２に記載の変速機と、車両の運転状
況を検知して、前記変速機の変速動作及びクラッチの断
続制御を行う自動変速機構とを備え、車両の運転状況に
応じて、前記モータ及び自動変速機構を総合的に制御す
ることを特徴としている。

【００２２】したがって、請求項１または請求項２に記
載の変速機と、スリップ損失が少ないクラッチとを用い
て、伝達効率が良く燃費を向上することのできる自動変
速機を実現できると共に、運転状況に応じてモータ及び
自動変速機を総合的に制御しているため、適切かつスム
ーズな変速を実現することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１〜図６によって本発明の一実
施形態である変速機１とその自動変速制御方法を説明す
る。

【００２４】図１は変速機１を用いた車両の動力系を示
し、図２〜図５はこの実施形態の自動変速制御方法によ
って変速機１が変速制御される手順を示すフローチャー
トであり、図６はこの変速制御に用いられる制御マップ
である。

【００２５】図１に示すように、この動力系は、縦置き
のエンジン２、乾式の単板クラッチ３、断続操作機構
４、変速機１、プロペラシャフト５、リヤデフ６、後車
軸７，８、左右の後輪９，１０、左右の前輪１１，１２
などから構成されている。

【００２６】エンジン２を始動しクラッチ３を連結する
と、エンジン２の駆動力は変速機１で変速され、プロペ
ラシャフト５からリヤデフ６に伝達され、リヤデフ６か
ら後車軸７，８に配分されて左右の後輪９，１０を駆動
する。

【００２７】断続操作機構４は、油圧ポンプ１３、電動
モータ１４、オイルタンク１５、電磁式のＯＮ（開放）
−ＯＦＦ（閉鎖）切換バルブ１６、オリフィスの絞り径
を調整可能な可変バルブ１７、油圧アクチュエータ１８
などから構成されている。

【００２８】油圧ポンプ１３は電動モータ１４に駆動さ
れ、オイルタンク１５からオイルを吸い込む。切換バル
ブ１６が開放されると、油圧ポンプ１３の吐出オイルは
可変バルブ１７から油圧アクチュエータ１８に送られる
と共に、戻り流路が遮断されて油圧アクチュエータ１８
が作動し、プレッシャープレート１９を介してクラッチ
３が押圧され締結させる。

【００２９】可変バルブ１７はオリフィスの絞り径を変
えて油圧アクチュエータ１８の作動圧を調整し、クラッ
チ３の締結力を制御する。

【００３０】また、切換バルブ１６が閉鎖されると、油
圧アクチュエータ１８への油圧供給が停止すると共に、
戻り流路が開放されてオイルがオイルタンク１５へ戻
り、油圧アクチュエータ１８の作動が停止し、クラッチ
３が開放される。

【００３１】これら電動モータ１４、切換バルブ１６、
可変バルブ１７の制御は、電子制御装置（ＥＣＵ）２０
によって行われる。

【００３２】この電磁制御装置２０は、エンジン２の燃
焼等を制御するために従来から車両に搭載されているも
のである。

【００３３】変速機１は、シンクロメッシュ式の副軸式
変速機構２１、タイミングモータ２２（モータ）、モー
タ制御手段２３などから構成されている。

【００３４】このモータ制御手段２３は、主軸回転数検
出手段２４、ギヤポジション予測手段２５、副軸回転数
算出手段２６とを備え、これらからの情報に基づいて電
動モータ１４を制御しており、これらの演算・処理等
は、前記電子制御装置２０で行われる。

【００３５】さらに、変速機１は、後述する各フローチ
ャートに従って、本発明の自動変速制御方法により、自
動変速機構２７と共に、車両の運転状況に応じて電子制
御装置２０によって総合的に制御される。

【００３６】つまり、自動変速機構２７がオートモード
の場合、副軸式変速機構２１の変速操作と断続操作機構
４によるクラッチ３の断続制御とを総合的に行うのであ
る。

【００３７】なお、この変速機１はこのオートモードの
他にドライバが手動でギヤポジションを選択するマニュ
アルモードを備えており、その場合は、ドライバの動き
からギヤポジション予測手段２５が変速動作を検知し
て、電動モータ１４を制御するようにしてある。

【００３８】前記、副軸式変速機構２１は、入力シャフ
ト５０、カウンターシャフト５１（副軸）、メインシャ
フト５２（主軸）、シャフト５０，５１を連結する伝動
ギヤ組６１、前進１速〜４速及び６速の各ギヤ組６２〜
６６、後進のギヤ組６７などから構成されている。各ギ
ヤ組６２〜６６はカウンターシャフト５１とメインシャ
フト５２との間に配置されており、後進のギヤ組６７は
リバースアイドラーギヤ６８を介して各シャフト５１，
５２の間に配置されている。

【００３９】また、５速のポジションと４速ギヤ組６５
の切り換え、３速と２速の各ギヤ組６４，６３の切り換
え、１速と後進の各ギヤ組６２，６７の切り換え、６速
のギヤ組６６の断続は、それぞれの間に配置されたシフ
トフォークとシンクロメッシュ機構によって行われ、５
速のギヤポジションでは、入力シャフト５０とメインシ
ャフト５２とが直結される。

【００４０】シフトフォークの操作は、自動変速機構２
７が行う。

【００４１】クラッチ３が締結されると、エンジン２の
駆動力は副軸式変速機構２１の入力シャフト５０に入力
し、いずれかのギヤ組で変速され、メインシャフト５２
からリヤデフ６側に伝達される。

【００４２】タイミングモータ２２は、カウンターシャ
フト５１に連結されている。

【００４３】タイミングモータ２２はモータ制御手段２
３によって回転数を制御され、副軸式変速機構２１の変
速に当たって、変速動作後のギヤポジション（ギヤ組６
２〜６７のいずれか）が同期回転するために必要な回転
数になるように、カウンターシャフト５１の回転数を調
整する。

【００４４】なお、前述のように直結となる５速のギヤ
ポジションでは、カウンターシャフト５１の回転数を調
整することにより、伝導ギヤ組６１を介して入力シャフ
ト５０の回転数をメインシャフト５２と同期するように
回転数を調整している。

【００４５】このとき、電子制御装置２０は、主軸回転
数検出手段２４によってメインシャフト５２の回転数を
検出し、ギヤポジション予測手段２５によって変速動作
後のギヤポジションを予測し、これらの情報に基づき副
軸回転数算出手段２６によってカウンターシャフト５１
の変速動作後の回転数を算出する。

【００４６】こうして、変速機１が構成されている。

【００４７】変速機１は、上記のように、副軸式変速機
構２１の変速動作時にタイミングモータ２２によってカ
ウンターシャフト５１の回転数を制御し、変速動作後の
ギヤポジションにおける所定の回転数になるように調整
することによって、同期時間が大幅に短縮され、極めて
素早いシフト操作が行える。

【００４８】したがって、変速動作時の車速変化が小さ
くなり、搭乗者に与える不快感がそれだけ軽減される。

【００４９】また、従来例と異なって、シフトアップ時
のトルクダウンおよびその解除制御などを行う機能が不
要になるから、それだけ構成が簡単になり、軽量、コン
パクトになって車載性が向上すると共に、コストが低減
される。

【００５０】また、同期時間が短縮されると共に、同期
動作に無理な力が加わらないから、シンクロメッシュ機
構の耐久性が大幅に向上する。

【００５１】さらには、カウンターシャフト５１の回転
数制御によって、切り換え（変速）目的のギヤ組を完全
に同期させれば、シンクロメッシュ機構を廃止すること
も可能になり、この場合、コストの低減効果は極めて大
きい。

【００５２】従来の構造のまま、シンクロメッシュ機構
を持たない場合、例えばレーシングカー等に用いられる
選択摺動式の変速機などでは、変速動作時にクラッチペ
ダルを２回踏み、カウンタシャフトの回転を変速動作後
の回転に併せてやる、いわゆるダブルクラッチ操作を用
いることがあるが、これには高度の熟練が必要である。

【００５３】しかし、変速機１では、あるいは、変速機
１からシンクロメッシュ機構を省いた構成でも、上記の
ような同期機能によって、一般的な操縦技量のドライバ
でもダブルクラッチ操作をせずに、安全で容易に変速操
作を行うことができる。

【００５４】また、上記のように、モータ制御手段２３
がメインシャフト５２の回転数と、変速動作後のギヤポ
ジションに応じてタイミングモータ２２の回転数を算出
するので、カウンターシャフト５１の回転数制御が適切
に行われ、変速動作が極めてスムーズになる。

【００５５】また、カウンターシャフト５１にタイミン
グモータ２２を連結するだけの簡単な構成である上に、
従来のマニュアルトランスミッション等に用いられる副
軸式変速機構をそのまま用いることができるから、極め
て低コストで実施できる。

【００５６】また、副軸式変速機構を用いているため、
ギヤ組を必要に応じて変えることも容易である。

【００５７】また、カウンターシャフト５１の回転数制
御をしていない間、タイミングモータ２２はカウンター
シャフト５１によって回転駆動されるから、そのダイナ
モ機能によってバッテリを充電すれば、エネルギーが回
収され、エンジンの燃費を向上させることができる。

【００５８】次に、本実施形態の自動変速制御方法を説
明する。

【００５９】この自動変速制御方法は、図２〜図５に示
す各フローチャートのように、車両の運転状況に応じて
変速機１を自動変速機構２７と共に総合的に制御する。

【００６０】このとき、電子制御装置２０は、下記のよ
うな各センサから検出信号を受け取り、モータ制御手段
２３の主軸回転数検出手段２４、ギヤポジション予測手
段２５、副軸回転数算出手段２６などを機能させる。

【００６１】なお、図２〜図５の各フローチャートと図
６の制御マップに用いられている各記号の定義は、下記
のとおりである。

【００６２】Ｖｔ：車速（図２のステップ３で検出され
る） ｘｔ：ギヤポジション（図２のステップ３で検出され
る） Ｏｔ：スロットル開度 Ｖｘｔ：ギヤポジションｘｔにおける許容速度（シフト
チェンジのタイミングとして予め設定された設定速度：
図６の制御マップから算出される） α：減速加速度（制動時における減速方向の加速度） αｘｔ：ギヤポジションｘｔにおける許容減速加速度
（シフトダウンを行うかを判定する材料として予め設定
された設定値） Ｖ（ｔ−ｄｔ）：Ｖｔよりもｄｔ（微少時間）前の車速 Ｏ（ｔ−ｄｔ）：Ｏｔよりもｄｔ（微少時間）前のスロ
ットル開度 ｘｔ＋１：シフトアップ後のギヤポジション ｘｔ−１：シフトダウン後のギヤポジション Ｖ（ｘｔ＋１）：シフトアップ後のギヤポジションｘｔ
＋１における許容速度 Ｖ（ｘｔ−１）：シフトダウン後のギヤポジションｘｔ
−１における許容速度 Ｎ（ｘｔ＋１）：ｘｔから一段シフトアップする際のタ
イミングモータ２２の回転数（図６の制御マップから算
出される） Ｎ（ｘｔ−１）：ｘｔから一段シフトダウンする際のタ
イミングモータ２２の回転数（図６の制御マップから算
出される） Ｎｏ：トランスミッションの入力シャフト側回転数（ク
ラッチ３の出力側回転数） Ｎｅ：クラッチ３のエンジン側回転数 Ｖｔ’：図５のシフトチェンジフローＣにおいて検出さ
れる制動後の車速 ｘｔ’：このＶｔ’を基に算出されるＶｔ’における理
想ギヤポジション（図６の制御マップから算出される） Ｎｘｔ’：ｘｔ’に変速する際のタイミングモータ２２
の回転数（図６の制御マップから算出される） また、図１において白丸の中に記入されたアルファベッ
トの大文字は、下記のように、入力側では各センサが検
出して電子制御装置２０の各手段２４〜２６に送る情報
であり、出力側では電子制御装置２０が各手段２３，２
７を制御する信号である。

【００６３】［センサから入力する情報］ Ａ：クラッチ３のエンジン２側回転数（Ｎｅ）を通知す
る情報であり、回転数センサによって検出される。

【００６４】Ｂ：トランスミッションの出力側回転数を
通知する情報であり、回転数センサによって検出され、
車速検知にも用いられる。

【００６５】Ｃ：パーキングブレーキ７０のＯＮ−ＯＦ
Ｆ状態を通知する情報であり、パーキングブレーキセン
サによって検出される。

【００６６】Ｄ：クラッチポジションのＯＮ−ＯＦＦ状
態（連結されているか切断されているかだけを検出す
る）を通知する情報であり、クラッチ３の電磁式切換バ
ルブ１６に設けたポジションセンサによって検出され
る。

【００６７】Ｅ：副軸式変速機構２１のギヤポジション
を通知する情報であり、ギヤポジションセンサによって
検出される。

【００６８】Ｆ：イグニションスイッチ７１のＯＮ−Ｏ
ＦＦ状態を通知する情報であり、イグニションスイッチ
センサによって検出される。

【００６９】Ｇ：変速モードスイッチ７２がオートモー
ドであるかマニュアルモードであるかを通知する情報で
あり、変速モードスイッチ７２によって検出される。

【００７０】Ｈ：フットブレーキ７３のＯＮ−ＯＦＦ状
態を通知する情報であり、ブレーキセンサによって検出
される。

【００７１】Ｉ：制動時の減速加速度（α）を通知する
情報であり、前後Ｇセンサ７４によって検出される。

【００７２】Ｊ：クラッチ３の出力側回転数Ｎｏを通知
する情報であり、トランスミッションの入力シャフト５
０の回転数センサによって検出される。

【００７３】Ｋ：スロットル開度（Ｏｔ）を通知する情
報であり、スロットル７５に設けたスロットル開度セン
サによって検出される。

【００７４】［電子制御装置２０から出力される制御信
号］ Ｌ：可変バルブ１７のオリフィス径を制御する信号であ
り、これにより、クラッチ３の押圧力を微妙に制御し、
例えば、反クラッチ制御を行う。

【００７５】Ｍ：タイミングモータ２２の回転数Ｎｘ等
を制御する信号 Ｎ：自動変速機構２７の一部を構成するギヤ切換モータ
７６を制御する信号 Ｏ：断続操作機構４の電動モータ１４を制御する信号 以下、実施形態の自動変速制御方法による変速機１と自
動変速機構２７の制御を、図２から図５の順に各フロー
チャートに従って説明する。

【００７６】なお、この制御は、各フローチャートが示
すように、 （１）エンジン２を始動して、発進する。

【００７７】（２）走行中にシフトアップもしくはシフ
トダウンをする。

【００７８】（３）エンジンブレーキを使ってある程度
減速し、走行を続ける。

【００７９】（４）フットブレーキを使ってある程度減
速し、走行を続ける。

【００８０】（５）フットブレーキ８３を掛けて停車す
る。

【００８１】のような車両の運転状況に応じて行われ
る。

【００８２】また、図６の制御マップは、本実施形態の
ための１例であって、エンジン２の回転数と副軸式変速
機構２１の各ギヤ組との関係を表す走行性能曲線を基に
設定されたものであり、車速Ｖｔ（ｋｍ／ｈ）を横軸に
とり、タイミングモータ２２の回転数Ｎｘ（ｒｐｍ）を
縦軸にとっている。

【００８３】また、本実施形態では、１速〜６速の変速
は、車速Ｖｔがそれぞれ２０，４０，６０，８０，１０
０（ｋｍ／ｈ）になったとき行われるように設定されて
おり、これらの車速上の縦方向の破線と各速のグラフと
交る上方の黒丸はシフトアップポイントを示し、下方の
白丸はシフトダウンポイントを示している。このように
設定することによってタイミングモータ２２の回転数は
５０００（ｒｐｍ）以下に保持され、タイミングモータ
２２の耐久性が高く保たれると共に、負担が掛からな
い。

【００８４】先ず、図２のフローチャートの各制御ステ
ップを説明する。

【００８５】なお、図２の制御ステップでは、車両の発
進もしくは走行中を確認し、発進後及び走行時のシフト
アップ（図３のフローチャート）またはシフトダウン
（図４のフローチャート）と制動に伴うシフト（図５の
フローチャート）に至るまでの制御が示されている。

【００８６】イグニションをＯＮにしてエンジン２を始
動すると、電子制御装置２０による制御フローがスター
トし、ステップ１に移行する。

【００８７】ステップ１では、自動変速機構２７の変速
モードが検出され、ステップ２に移行する。

【００８８】ステップ２では、自動変速機構２７の変速
モードがオートモードであるかマニュアルモードである
かを判定し、オートモードであればステップ３に移行
し、マニュアルモードであればステップ８のマニュアル
モード操作を経由してスタートに戻る。

【００８９】ステップ３では、車速Ｖｔとギヤポジショ
ンｘｔを検出し、ステップ４に移行する。

【００９０】ステップ４では、車速Ｖｔが０であるか否
か（車両が走行中であるか否か）を判定する。ここで、
車両が停止していればステップ５に移行し、車両が走行
中であればステップ９に移行する。

【００９１】ステップ５では、パーキングブレーキ７０
のＯＮ−ＯＦＦ状態を判定する。パーキングブレーキ７
０がＯＮであれば発進する意志がないとして、スタート
に戻り、パーキングブレーキ７０がＯＦＦであればステ
ップ６に移行する。

【００９２】ステップ６では、フットブレーキ７３のＯ
Ｎ−ＯＦＦ状態を判定する。フットブレーキ７３がＯＮ
であれば、発進する意志はないとして、スタートに戻
り、フットブレーキ８３がＯＦＦであればステップ７に
移行する。

【００９３】ステップ７では、スロットル開度の変化を
Ｏｔ＞Ｏ（ｔ−ｄｔ）？によって判定し、その微小な時
間的変化によってスロットルを開けようとしているか否
か（発進しようとしているか否か）を検知し、スロット
ル開度に変化がなければスタートに戻る。また、スロッ
トルを開けようとしていれば、発進する意志があると判
定し、図３に示すサブルーチンプログラムであるシフト
アップモードのギヤチェンジフローＡに移行する。

【００９４】一方、ステップ９では、ステップ４で車両
が走行中であると判定されたことにしたがって、スロッ
トル開度（Ｏｔ）が全閉であるか否かを判定する。全閉
でなければ、止まる意志がないと判断し、ステップ１０
に移行する。逆に、全閉であれば、ステップ１４に移行
する。

【００９５】ステップ１０では、スロットル開度の変化
をＯｔ＞Ｏ（ｔ−ｄｔ）？を判定し、その微小な時間的
変化によってスロットルを開けようとしているか否かを
検知する。スロットルを開けようとしていれば、加速す
る意志があるとして、ステップ１１に移行し、スロット
ル開度に変化がなければステップ１２に移行する。

【００９６】ステップ１１では、車速（Ｖｔ）とギヤポ
ジションｘｔにおける許容速度（Ｖｘｔ）とが比較され
る。車速（Ｖｔ）がそのときのギヤポジションｘｔにお
ける許容速度（Ｖｘｔ）より大きければ、シフトアップ
が必要であると判定して、図３のシフトアップモードギ
ヤチェンジフローＡに移行する。また、車速（Ｖｔ）が
許容速度（Ｖｘｔ）以下であれば、加速性能を得るため
にシフトダウンの可能性があると判定し、ステップ１３
に移行する。

【００９７】なお、各ギヤポジションｘｔにおける許容
速度（Ｖｘｔ）は、図６の制御マップから算出される。

【００９８】例えば、４速ギヤで走行中に車速（Ｖｔ）
がタイミングモータ２２の回転数４７５０ｒｐｍに相当
する回転数を超えると、シフトアップが促され、車速
（Ｖｔ）がタイミングモータ２２の回転数３２００ｒｐ
ｍに相当する回転数を下回ると、シフトダウンが促され
る。

【００９９】ステップ１２では、車速（Ｖｔ）の変化Ｖ
ｔ≦Ｖ（ｔ−ｄｔ）？によってエンジンブレーキによる
減速をしようとしているのかどうかを判定する。加速中
であればステップ１１に戻り、加速中でなければエンジ
ンブレーキによる減速効果を期待しているものとして、
ステップ１３に移行する。

【０１００】ステップ１３では、車速（Ｖｔ）とシフト
ダウン後のギヤポジションｘｔ−１における許容速度Ｖ
（ｘｔ−１）とが比較される。車速（Ｖｔ）が許容速度
Ｖ（ｘｔ−１）より大きければスタートに戻り、車速
（Ｖｔ）が許容速度Ｖ（ｘｔ−１）より小さければ、シ
フトダウンが必要であると判定して、図４に示すシフト
ダウンモードのギヤチェンジフローＢに移行する。

【０１０１】また、ステップ１４では、ステップ９でス
ロットル開度（Ｏｔ）が全閉であると判定されたことに
したがって、次に、フットブレーキ８３のＯＮ−ＯＦＦ
状態を検知する。フットブレーキ８３がＯＮであれば、
減速する意志があると判定してステップ１５に移行し、
フットブレーキ８３がＯＦＦであれば、シフトダウンに
よる、エンジンブレーキの緩やかな減速効果を期待して
いると判定し、ステップ１３に移行する。

【０１０２】ステップ１５では、制動による減速加速度
（α）とギヤポジションｘｔにおける許容減速加速度
（αｘｔ）とがα≧αｘｔ？によって判定される。減速
加速度（α）がその時のギヤポジションｘｔにおける許
容減速加速度（αｘｔ）を超えていなければ、急制動の
意志はないものと判定してステップ１３に戻り、減速加
速度（α）が許容減速加速度（αｘｔ）以上であれば、
図５に示す制動時のギヤチェンジフローＣに移行する。

【０１０３】次に、図３によってシフトアップモードの
ギヤチェンジフローＡを説明する。

【０１０４】ステップ２１では、クラッチ３を切断して
シフトアップに備え、ステップ２２に移行する。

【０１０５】ステップ２２では、前記モータ制御手段２
３により、副軸式変速機構２１を現在のギヤポジション
（ｘｔ）から一段シフトアップする際のタイミングモー
タ２２の回転数Ｎ（ｘｔ＋１）を、現在の車速Ｖｔから
図６の制御マップから算出し、ステップ２３に移行す
る。

【０１０６】ステップ２３では、算出された回転数Ｎ
（ｘｔ＋１）でタイミングモータ２２を回転させ、ステ
ップ２４に移行する。

【０１０７】ステップ２４では、自動変速機構２７のギ
ヤ切換モータ７６を作動させて副軸式変速機構２１を一
段シフトアップし、ステップ２５に移行する。

【０１０８】ステップ２５では、可変バルブ１７に信号
Ｌを送ってオリフィスを僅かに開き、ステップ２１で切
断されているクラッチ３の押圧力を微妙に制御し、クラ
ッチ３を反クラッチ状態にして、ステップ２６に移行す
る。

【０１０９】ステップ２６では、トランスミッションの
入力シャフト側回転数であるクラッチ３の出力側回転数
（Ｎｏ）とクラッチ３のエンジン側回転数（Ｎｅ）が等
速になったか否かを判定し、等速になるまではステップ
２５に戻って半クラッチ制御を繰り返し行う。そして、
これら回転数Ｎｏ，Ｎｅが等速になるとステップ２７に
移行する。

【０１１０】ステップ２７では、可変バルブ１７に信号
Ｌを送ってオリフィスを全開にし、クラッチ３を接続し
てシフトアップを完了し、スタートへ戻る。

【０１１１】上記のステップ２２において、具体的に説
明すると、例えば、車両が４速で走行中に５速へシフト
アップする場合、タイミングモータ２２の回転数は図６
の制御マップから３２００ｒｐｍになる。そこで、ステ
ップ２３でタイミングモータ２２を３２００ｒｐｍで回
転させ、ステップ２４で副軸式変速機構２１を５速にシ
フトアップさせることによって５速のギヤ組が同期し、
ギヤ組の噛み合いが極めてスムーズに行われるから、ス
テップ２５，２６，２７は短時間で終了する。

【０１１２】特に、ある程度の速度域に達してエンジン
２の回転数が安定すれば、クラッチ３を反クラッチ制御
する必要がなくなるから、ステップ２５，２６を省くこ
とも可能になる。

【０１１３】次に、図４によってシフトダウンモードの
ギヤチェンジフローＢを説明する。

【０１１４】ステップ３１では、クラッチ３を切断して
シフトダウンに備え、ステップ３２に移行する。

【０１１５】ステップ３２では、副軸式変速機構２１を
現在のギヤポジション（ｘｔ）から一段シフトダウンす
る際のタイミングモータ２２の回転数Ｎ（ｘｔ−１）
を、現在の車速Ｖｔから図６の制御マップによって算出
し、ステップ３３に移行する。

【０１１６】ステップ３３では、算出された回転数Ｎ
（ｘｔ−１）でタイミングモータ２２を回転させ、ステ
ップ３４に移行する。

【０１１７】ステップ３４では、自動変速機構２７のギ
ヤ切り換えモータ７６を作動させて副軸式変速機構２１
を一段シフトダウンし、ステップ３５に移行する。

【０１１８】ステップ３５では、可変バルブ１７に信号
Ｌを送ってオリフィスを僅かに開き、ステップ３１で切
断されているクラッチ３の押圧力を微妙に制御して、ク
ラッチ３を反クラッチ状態にし、ステップ３６に移行す
る。

【０１１９】ステップ３６では、クラッチ３の出力側回
転数（Ｎｏ）とクラッチ３のエンジン２側回転数（Ｎ
ｅ）が等速になったか否かを判定し、等速になるまでは
ステップ３５、３６を繰り返し行う。そしてこれら回転
数Ｎｏ，Ｎｅが等速になるとステップ３７に移行する。

【０１２０】ステップ３７では、可変バルブ１７に信号
Ｌを送ってオリフィスを全開し、クラッチ３を接続して
シフトダウンを完了し、スタートへ戻る。

【０１２１】上記のステップ３２において、具体的に説
明すると、例えば、車両が５速で走行中に４速へシフト
ダウンする場合、タイミングモータ２２の回転数は図６
の制御マップから４７５０ｒｐｍになる。そこで、ステ
ップ３３でタイミングモータ２２を４７５０ｒｐｍで回
転させ、ステップ３４で副軸式変速機構２１を４速にシ
フトダウンさせることによって４速のギヤ組６９が同期
し噛み合いが極めてスムーズに行われるから、エンジン
２の回転数が安定する速度域ではクラッチ３の反クラッ
チ制御が不要になり、ステップ３５，３６を省略でき
る。

【０１２２】次に、図５によって制動時のギヤチェンジ
フローＣを説明する。

【０１２３】ステップ４１では、クラッチ３を切断して
シフトに備え、ステップ４２に移行する。

【０１２４】ステップ４２では、制動後の車速（Ｖ
ｔ’）を算出し、ステップ４３に移行する。

【０１２５】ステップ４３では、図６の制御マップか
ら、車速（Ｖｔ’）における理想ギヤポジション（ｘ
ｔ’）と、このポジションに変速する際のタイミングモ
ータ２２の回転数（Ｎｘｔ’）を算出し、ステップ４４
に移行する。

【０１２６】ステップ４４では、算出された回転数（Ｎ
ｘｔ’）でタイミングモータ２２を回転させ、ステップ
４５に移行する。

【０１２７】ステップ４５では、自動変速機構２７のギ
ヤ切り換えモータ８７を作動させて副軸式変速機構２１
を理想ギヤポジション（ｘｔ’）にシフトし、ステップ
４６に移行する。

【０１２８】ステップ４６では、可変バルブ１７に信号
Ｌを送ってオリフィスを僅かに開き、ステップ４１で切
断されているクラッチ３の押圧力を微妙に制御して、ク
ラッチ３を反クラッチ状態にし、ステップ４７に移行す
る。

【０１２９】ステップ４７では、クラッチ３の出力側回
転数（Ｎｏ）とクラッチ３のエンジン２側回転数（Ｎ
ｅ）が等速になったか否かを判定し、等速になるまでは
ステップ４６，４７を繰り返し行う。そしてこれら回転
数Ｎｏ，Ｎｅが等速になるとステップ４８に移行する。

【０１３０】ステップ４８では、可変バルブ１７に信号
Ｌを送ってオリフィスを全開し、クラッチ３を接続して
シフトを完了し、スタートへ戻る。

【０１３１】上記のステップ４３において、理想ギヤポ
ジションに変速するためのタイミングモータ２２の回転
数が得られるから、ステップ４４でタイミングモータ２
２をその回転数で回転させ、ステップ４５で副軸式変速
機構２１を理想ギヤポジションにシフトすることによっ
て変速目的のギヤ組が同期し噛み合いが極めてスムーズ
に行われるから、エンジン２の回転数が安定する速度域
ではクラッチ３の反クラッチ制御が不要になり、ステッ
プ４６，４７を省略できる。

【０１３２】なお、この電子制御装置２０による制御
は、イグニションをＯＦＦにするまで繰り返し行われ
る。

【０１３３】また、イグニションをＯＦＦにより、停車
するときには、エンジン２が停止されると、可変バルブ
１７を全閉してクラッチ３を接続させておく。

【０１３４】このように、本実施形態の自動変速制御方
法は、変速機１を自動変速機構２７と共に、車両の運転
状況に応じて総合的に制御することによって、副軸式変
速機構２１をあらゆる運転状況で極めてスムーズに変速
させることができる。

【０１３５】また、変速機１を、スリップ損失の少ない
クラッチ３及び自動変速機構２７と併用することによっ
て、動力の伝達効率に優れ、燃費の向上効果が大きい自
動変速機が成立する。

【０１３６】また、この自動変速制御方法と変速機１の
高度な同期機能によって、クラッチ３を反クラッチ制御
する必要がなくなるから、クラッチ３の耐久性が大幅に
向上する。

【０１３７】なお、上記実施形態の変速機１で、可変バ
ルブ１７と油圧アクチュエータ１８との間にアキュムレ
ータを配置すれば、クラッチ３が締結されている間、充
分な油圧がさらに安定して得られる。

【０１３８】また、クラッチ装置には、クラッチ３と油
圧アクチュエータ１８に換えて、電磁粉末を用いたパウ
ダークラッチや電磁石でクラッチを断続する電磁クラッ
チを用いて構成してもよい。

【０１３９】

【発明の効果】請求項１に記載の変速機は、変速動作の
際に副軸の回転数を変速動作後の所定回転数に調整する
モータの同期機能によって、変速が素早くスムーズに完
了する。

【０１４０】したがって、変速に伴う搭乗者の不快感が
軽減される。

【０１４１】また、従来例と較べて、構成簡単、軽量コ
ンパクトであり、車載性が向上し、コストが低減され
る。

【０１４２】また、同期時間が短縮され、同期動作中に
無理な力が加わらないから、シンクロメッシュ機構の耐
久性が大幅に向上する。

【０１４３】さらに、本発明の変速機の高度な同期機能
によって、シンクロメッシュ機構を廃止することも可能
であり、極めて大きいコスト低減効果が得られる。

【０１４４】また、この高度な同期機能によって、一般
的な操縦技量のドライバでもダブルクラッチ操作をせず
に、安全な変速操作を行える。

【０１４５】また、モータのダイナモ機能によってエネ
ルギーが回収され、燃費が向上する。

【０１４６】請求項２に記載の変速機は、請求項１の発
明と同等の効果が得られると共に、モータ制御手段を用
いて変速目的のギヤポジションに対応するモータ及び主
軸の各回転数を算出することにより、副軸の回転数が適
切に制御され、変速動作がさらにスムーズになる。

【０１４７】請求項３に記載の自動変速制御方法は、請
求項１または請求項２の変速機と自動変速機構とを、車
両の運転状況に応じて総合的に制御することにより、副
軸式変速機構の変速動作があらゆる運転状況で極めて素
早くスムーズに行われる。

【０１４８】また、請求項１または請求項２の変速機
を、スリップ損失の少ないクラッチ及び自動変速機構と
併用することによって、動力の伝達効率に優れ、燃費の
向上効果が大きい自動変速機が得られる。

【０１４９】しかも、請求項１または請求項２の変速機
とこの自動変速制御方法の高度な同期機能によって、ク
ラッチを反クラッチ制御する必要がなくなり、クラッチ
の耐久性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の変速機を用いた車両の動力系を示
すスケルトン機構図である。

【図２】実施形態の自動変速制御方法によって図１の変
速機を変速制御する主フローチャートである。

【図３】図２の主フローチャートのサブルーチンであ
り、シフトアップモードのギヤチェンジフローＡであ
る。

【図４】図２の主フローチャートのサブルーチンであ
り、シフトダウンモードのギヤチェンジフローＢであ
る。

【図５】図２の主フローチャートのサブルーチンであ
り、制動時のギヤチェンジフローＣである。

【図６】実施形態の自動変速制御方法によって図１の変
速機を変速制御する際に用いられる制御マップである。

【図７】従来例のブロック図である。

【符号の説明】

１ 変速機 ２ エンジン ２０ 電子制御装置 ２１ シンクロメッシュ式の副軸式変速機構 ２２ タイミングモータ（モータ） ２３ モータ制御手段 ２４ 主軸回転数検出手段 ２５ ギヤポジション予測手段 ２６ 副軸回転数算出手段 ２７ 自動変速機構 ５１ カウンターシャフト（副軸） ５２ メインシャフト（主軸）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 59:42 Ｆ１６Ｈ 59:42 59:44 59:44 59:48 59:48 Ｆターム(参考） 3D041 AA15 AA21 AA51 AB01 AC07 AC15 AC23 AC30 AD04 AD10 AD20 AD35 AD39 AD51 AE16 AE19 AE31 AF01 3J552 MA04 MA13 MA17 NA01 NB01 NB05 NB06 PA02 PA20 PA59 PA65 RA02 RA12 RB15 RB18 RB20 RC12 RC14 SA03 SA27 SA30 SB02 SB09 SB10 SB31 SB35 SB38 SB39 SB40 TA06 TA10 UA03 VA01W VA32W VA37W VA62Z VA74W VB01W VB04W VC01W VC03W VC04W VD11Z VD16W

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケース内に回転自在に、かつ、互いに平
   行に支持された主軸及び副軸とを備え、 これら各軸に配設された複数のギヤ組を噛み合わせるこ
   とによって変速動作を行う副軸式の変速機であって、 前記副軸に連結され、該副軸の回転数を制御するモータ
   と、 変速動作時に、前記副軸の回転数が変速機の変速動作後
   のギヤポジションにおける所定の回転数になるように前
   記モータを制御するモータ制御手段とを備えたことを特
   徴とする変速機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の変速機であって、 前記モータ制御手段は、前記主軸の回転数を検出する主
   軸回転数検出手段と、 変速動作後のギヤポジションを予測するギヤポジション
   予測手段と、 前記主軸回転数検出手段及びギヤポジション予測手段か
   らの情報に基づいて、前記副軸の変速動作後の回転数を
   算出する副軸回転数算出手段とを備えたことを特徴とす
   る変速機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の変速機
   と、 車両の運転状況を検知して、前記変速機の変速動作及び
   クラッチの断続制御を行う自動変速機構とを備え、 車両の運転状況に応じて、前記モータ及び自動変速機構
   を総合的に制御することを特徴とする自動変速制御方
   法。