JP3595296B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の駆動力を有段の変速機を介して駆動輪に伝達する動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の動力伝達装置として、例えば特開２０００−６５１９９号公報に記載されたものが知られている。この動力伝達装置の変速機は、前進側５段式のものであり、エンジンに連結された入力軸上には、第１〜第５速入力ギヤがエンジン側から順に設けられ、出力軸上には、第１〜第５速入力ギヤにそれぞれ噛み合う第１〜第５速出力ギヤが設けられていて、これらの第１〜第５速入力ギヤおよび出力ギヤによって、それぞれ第１〜第５速ギヤ対が構成されている。また、第１および第２速出力ギヤは、出力軸に回転自在に支持され、この出力軸上の両ギヤ間にシンクロメッシュが配置されていて、このシンクロメッシュの噛合いにより、第１および第２速出力ギヤの一方を出力軸に選択的に接続・遮断することによって、変速機の変速段が第１速または第２速に設定される。同様に、第３および第４速入力ギヤは、入力軸に回転自在に支持され、この入力軸上の両ギヤ間に別のシンクロメッシュが配置されていて、このシンクロメッシュにより、第３および第４速入力ギヤの一方を入力軸に選択的に接続・遮断することによって、変速機の変速段が第３速または第４速に設定される。
【０００３】
一方、第５速入力ギヤは入力軸に回転自在に支持されており、この第５速入力ギヤの接続・遮断は、変速クラッチによって行われる。この変速クラッチは、その締結力を制御可能な油圧式のものであり、入力軸のエンジンと反対側の端部に配置されており、その外側にはさらに、変速クラッチを制御するための変速シリンダが設けられている。この変速クラッチは、変速機の変速段を第５速に設定するときには、変速シリンダの油圧を最大に制御することによって、完全に接続される。また、この変速クラッチは、シンクロメッシュにより第４速までのシフトアップを行う際には、変速シリンダの油圧をより小さな値とし、変速クラッチを滑らせるように制御することによって、エンジンのトルクの一部を出力軸に伝達し、補給する。これは、シンクロメッシュのみのトルク伝達では、シンクロメッシュが同期してから完全に噛み合って接続されるまでの間に、伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になり、このトルク抜けによりシンクロメッシュ特有の空走感が発生するので、これを防止するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の動力伝達装置では、シフトアップの際の空走感の防止のために、シンクロメッシュとは別個に、油圧式の変速クラッチおよびこれを駆動するための変速シリンダを、入力軸上にこれに沿って配置しなければならず、その分、変速機の入力軸方向長さが長くなり、変速機ひいては動力伝達装置をコンパクトに構成できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、変速機の軸方向長さを増大させることなく、シフトアップの際のシンクロメッシュの同期終了から噛合いまでの間のトルク抜けによる空走感の発生を、シンクロメッシュのみによって確実に防止することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、原動機（実施形態における（以下、この項において同じ）エンジン２）の駆動力を有段の変速機４を介して駆動輪Ｗに伝達する動力伝達装置であって、変速機４は、原動機に連結された入力軸１４と、駆動輪Ｗに連結された出力軸１５と、入力軸１４上に配置された入力ギヤ（第１〜３速入力ギヤＧＩ１〜ＧＩ３）、および出力軸１５上に配置され、入力ギヤに噛み合う出力ギヤ（第１〜３速出力ギヤＧＯ１〜ＧＯ３）でそれぞれ構成され、各々の入力ギヤおよび出力ギヤの一方が入力軸１４または出力軸１５に回転自在に支持された、第Ｎ段（第１速）用の第１ギヤ対（第１速ギヤ対ＧＰ１）、第Ｎ段よりも１段高い第Ｎ＋１段（第２速）用の第２ギヤ対（第２速ギヤ対ＧＰ２）、および第Ｎ段および第Ｎ＋１段以外の変速段（第３速）用の第３ギヤ対（第３速ギヤ対ＧＰ３）と、第１〜第３ギヤ対の各々の入力ギヤおよび出力ギヤのうちの一方とこれを回転自在に支持する入力軸１４または出力軸１５とを、遮断する遮断動作と、第１所定量の移動により回転同期までの動力伝達を行うボーク動作と、第２所定量の移動により噛み合わせ接続する接続動作とをそれぞれ実行可能で、接続されたギヤ対ＧＰを介して、原動機の駆動力を入力軸１４から出力軸１５にそれぞれ伝達する第１〜第３シンクロメッシュ（後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６）と、を有し、第１〜第３シンクロメッシュの動作を制御するシンクロメッシュ制御手段（ＥＣＵ６、変速アクチュエータ１７）を備え、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第２シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、少なくとも当該ボーク動作により第２ギヤ対が同期してから第２シンクロメッシュに接続動作を開始させるまでの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させることを特徴とする。
【０００７】
この動力伝達装置によれば、原動機に連結された入力軸上に配置された入力ギヤと、駆動輪に連結された出力軸上に配置され、入力ギヤに噛み合う出力ギヤとから、変速機の第Ｎ段用の第１ギヤ対、第Ｎ＋１段用の第２ギヤ対、および他の変速段用の第３ギヤ対が構成されるとともに、これらの第１〜第３ギヤ対をそれぞれ遮断動作、ボーク動作および接続動作する第１〜第３シンクロメッシュが設けられている。そして、変速機を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときには、シンクロメッシュ制御手段により、第２シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、当該ボーク動作により第２ギヤ対が同期してから第２シンクロメッシュに接続動作を開始させるまでの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させる。
【０００８】
以上のように、この動力伝達装置では、変速機を第Ｎ段から第Ｎ＋１段にシフトアップする際、少なくとも、第２シンクロメッシュのボーク動作により第２ギヤ対の同期が終了してから第２シンクロメッシュの接続動作が開始されるまでの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させるので、その間、第３ギヤ対を介して、原動機の駆動力が入力軸から出力軸に伝達され、補給される。したがって、そのように駆動力が補給された状態で、第２シンクロメッシュが接続動作により完全に噛み合わされるので、第２シンクロメッシュが同期してから完全に噛み合って接続されるまでの間に伝達駆動力（トルク）がゼロまたはそれに近い値になることによる、シンクロメッシュ特有の空走感の発生を、確実に防止することができる。また、駆動力補給を、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップに直接、係わらない他の変速段用の第３ギヤ対および第３シンクロメッシュを利用して、格別の部品を追加することなく行うことができる。以上により、既存のシンクロメッシュのみを用いて、変速機の軸方向長さを増大させることなく、空走感の発生を確実に防止することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力伝達装置において、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第２シンクロメッシュをボーク動作させた以降、第３シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後、第２シンクロメッシュのボーク動作により第２ギヤ対が同期した後に、第２シンクロメッシュを接続動作させることを特徴とする。
【００１０】
この動力伝達装置によれば、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップの際、第２シンクロメッシュをボーク動作させた以降、第３シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、第２シンクロメッシュのボーク動作が終了した後に、これを接続動作させる。したがって、第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間、原動機の駆動力を第３ギヤ対を介して出力軸に確実に補給でき、したがって、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の動力伝達装置において、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第２シンクロメッシュをボーク動作させると同時に、第３シンクロメッシュをボーク動作させることを特徴とする。
【００１２】
この動力伝達装置によれば、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップの際、第３シンクロメッシュのボーク動作を、第２シンクロメッシュのボーク動作と同時に行うので、シフトアップ動作の当初から、原動機の駆動力が、第３ギヤ対を介して出力軸に補給される。したがって、第３シンクロメッシュによる伝達トルクの負担分、第２シンクロメッシュにかかるトルク負荷を低減でき、その結果、第２シンクロメッシュのトルク容量を低減できるとともに、その摩耗を軽減することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の動力伝達装置において、第１ギヤ対および第３ギヤ対は互いに隣接して配置され、第１および第３シンクロメッシュは、第１ギヤ対と第３ギヤ対の間に配置された単一のシンクロメッシュで構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この動力伝達装置によれば、シフトアップのための第１ギヤ対の遮断と、第３ギヤ対による駆動力補給を、共通の単一のシンクロメッシュによって行えるので、制御すべきシンクロメッシュの数が少なくなり、その分、シフトアップ動作および駆動力補給のための制御を簡略化することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の動力伝達装置において、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第３シンクロメッシュをボーク動作させた後、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後、第２シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、第２シンクロメッシュのボーク動作により第２ギヤ対が同期した後に、第２シンクロメッシュを接続動作させることを特徴とする。
【００１６】
この動力伝達装置によれば、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップの際、まず第３シンクロメッシュをボーク動作させ、その後、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後に、第２シンクロメッシュをボーク動作させる。そして、第２シンクロメッシュのボーク動作が終了した後に、これを接続動作させる。したがって、本発明においても、第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間、第３ギヤ対を介して駆動力を確実に補給でき、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止することができる。また、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後に、第２シンクロメッシュをボーク動作させるので、互いに隣接して配置した第１および第２ギヤ対を、共通のシンクロメッシュで接続・遮断することが可能になり、したがって、複数のギヤ対を変速段の順に配置した既存の通常の変速機を、そのレイアウトを変更することなく流用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用した動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示している。この動力伝達装置１は、原動機としてのエンジン２の駆動力（トルク）を変速して駆動輪Ｗ、Ｗに伝達するものであり、有段の変速機４と、エンジン２と変速機４との間を接続・遮断する発進用のクラッチ５と、変速機４およびクラッチ５などの動作を制御するＥＣＵ６を備えている。
【００１８】
クラッチ５は、エンジン２のクランク軸２ａに連結されたフライホイール２ｂと変速機４との間に順に配置された、フリクションディスク７、プレッシャディスク８およびダイヤフラムスプリング９を備えている。フリクションディスク７は、変速機４の入力軸１４の一端部に固定されている。ダイヤフラムスプリング９の中央部はクラッチカバー１０に支持され、内端部は、変速機４の入力軸１４に対して摺動自在のレリーズベアリング１１に連結されている。また、ダイヤフラムスプリング９の外端部は、プレッシャディスク８に当接し、これをフリクションディスク７側に付勢している。レリーズベアリング１１には、レリーズフォーク１２の一端部が連結されている。このレリーズフォーク１２は、その中間部で支点１２ａに回動自在に支持されるとともに、他端部には発進アクチュエータ１３が連結されている。
【００１９】
以上の構成により、発進アクチュエータ１３が作動していない状態では、ダイヤフラムスプリング９の付勢力により、フリクションディスク７がプレッシャディスク８とフライホイール２ｂとの間に挟持されることで、変速機４の入力軸１４が、フリクションディスク７およびフライホイール２ｂを介して、エンジン２のクランク軸２ａに接続され、クラッチ５は接続状態となる。一方、発進アクチュエータ１３が作動すると、レリーズフォーク１２が支点１２ａを中心として同図の時計方向に回動するのに伴い、レリーズベアリング１１がダイヤフラムスプリング９を押圧し、プレッシャディスク８から離れるように弾性変形させることによって、フリクションディスク７の挟持が解かれることで、変速機４の入力軸１４とエンジン２のクラッチ軸２ａとの間が遮断され、クラッチ５は遮断状態になる。
【００２０】
なお、発進アクチュエータ１３は油圧式または電気式のものであり、その作動は、ＥＣＵ６からの制御信号によって制御される。また、発進アクチュエータ１３は発進時のみ駆動され、それにより、クラッチ５は、発進時に接続→遮断→接続状態に制御され、それ以外には接続状態に保たれるようになっている。
【００２１】
変速機４は、シフトレバー２１のシフト位置などに応じて、ＥＣＵ６により変速動作が制御される自動変速機タイプのものである。変速機４は、メインシャフトである前記入力軸１４、カウンタシャフトである出力軸１５、前進用の第１〜７速ギヤ対ＧＰ１〜ＧＰ７（以下、総称するときは「ギヤ対ＧＰ」という）、後進ギヤ軸１６および後進ギヤ列ＧＲＴなどを備えている。これらの入力軸１４、出力軸１５および後進ギヤ軸１６は、互いに平行に配置されている。
【００２２】
第１〜７速ギヤ対ＧＰ１〜ＧＰ７は、入力軸１４に設けられた第１〜７速入力ギヤＧＩ１〜ＧＩ７と、出力軸１５に設けられ、第１〜７速入力ギヤＧＩ１〜ＧＩ７とそれぞれ対をなし、常に噛み合う第１〜７速出力ギヤＧＯ１〜ＧＯ７で、それぞれ構成されており、変速段が高いほど小さいギヤ比に設定されている。
【００２３】
これらのギヤ対ＧＰおよび後進ギヤ列ＧＲＴは、エンジン２側から、後進ギヤ列ＧＲＴ→第１速ギヤ対ＧＰ１→第２速ギヤ対ＧＰ２→第５速ギヤ対ＧＰ５→第３速ギヤ対ＧＰ３→第６速ギヤ対ＧＰ６→第４速ギヤ対ＧＰ４→第７速ギヤ対ＧＰ７の順に、配置されている。以下、この順に構成を説明する。
【００２４】
後進ギヤ列ＧＲＴは、入力軸１４と一体の後進入力ギヤＧＩＲと、後進ギヤ軸１６と一体の後進中間ギヤＧＭＲと、出力軸１５に回転自在に設けられた後進出力ギヤＧＯＲで構成されている。また、第１速ギヤ対ＧＰ１の第１速入力ギヤＧＩ１は入力軸１４に一体に設けられ、第１速出力ギヤＧＯ１は出力軸１５に回転自在に設けられている。これらの第１速出力ギヤＧＯ１と後進出力ギヤＧＯＲとの間に、変速段を後進と第１速に選択的に切り換えるための後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１（第１シンクロメッシュ）が配置されている。
【００２５】
この後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１は、周知の構成のものであるので、以下、その構成および動作を、図１２および図１３を参照して説明する。また、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１は、第１速出力ギヤＧＯ１と後進出力ギヤＧＯＲとの間で左右対称に構成されているので、以下、これらを代表して、第１速出力ギヤＧＯ１側の構成を中心として説明を行うものとする。
【００２６】
図１２に示すように、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１は、出力軸１５にスプライン結合され、外周面に軸線方向に延びる多数のスプライン歯５１ａを有するハブ５１と、内周面に多数のスプライン歯５２ａを有し、スプライン歯５１ａとの噛合いによって、ハブ５１に対して軸線方向に摺動自在の環状のスリーブ５２と、ハブ５１の軸線方向の端面に形成された凹部５１ｂに収容されたブロッキングリング５３と、ブロッキングリング５３の外周面に配置されたシンクロスプリング５４などを備えている。
【００２７】
スリーブ５２の外周面には、シフトフォーク５５が嵌合しており、このシフトフォーク５５をこれに連結された変速アクチュエータ１７（図１参照）で駆動することによって、スリーブ５２がハブ５１に対して軸線方向に駆動される。スリーブ５２の一部のスプライン歯５２ａの軸線方向端部には、半径方向内方に突出する凸部５２ｂが形成されており、凸部５２ｂの下面には、第１および第２傾斜面５２ｃ、５２ｄが外側から順に連続するように形成されている。
【００２８】
ブロッキングリング５３は、半径方向の外側および内側に配置されたアウターリング５６およびインナーリング５７と、両リング５６、５７間に配置されたテーパコーン５８で構成されている。アウターリング５６およびインナーリング５７は、それぞれに形成した係止片５６ａ、５７ａ同士の係合によって、相対回転不能に係止されている。テーパコーン５８の外周面および内周面はそれぞれテーパ面５８ａ、５８ｂになっており、アウターリング５６の内周面およびインナーリング５７の外周面にそれぞれ摺動自在に接している。
【００２９】
アウターリング５６の軸線方向端部には、半径方向外方に突出する多数のドグ歯５６ｂ（図１３参照）が形成され、これらのドグ歯５６ｂに臨む第１速出力ギヤＧＯ１の端部にも、多数のドグ歯５９ａ（図１３参照）が形成されていて、これらのドグ歯５６ｂ、５９ａにスリーブ５２のスプライン歯５２ａが噛合い可能になっている。また、図１３に示すように、スリーブ５２のスプライン歯５２ａの端部には斜面部５２ｅが形成されており、アウターリング５６のドグ歯５６ｂおよび第１速出力ギヤＧＯ１のドグ歯５９ａの端部には、斜面部５２ｅが当接可能な斜面部５６ｃ、５９ｂがそれぞれ形成されている。さらに、テーパコーン５８には軸線方向外方に突出する凸部５８ｃが形成されており、この凸部５８ｃが、第１速出力ギヤＧＯ１に形成された凹部５９ｃに緩く係合している。
【００３０】
シンクロスプリング５４は、アウターリング５６の外周面に周方向に間隔を隔てて形成した複数のスプリング支持部（図示せず）に支持されている。図１２に示すように、スリーブ５２がニュートラル位置にあるときには、シンクロスプリング５４は、アウターリング５６のドグ歯５６ｂと、ハブ５１の軸線方向の端面と、スリーブ５２のスプライン歯５２ａの軸線方向端部とに取り囲まれた状態になっている。
【００３１】
以上の構成によれば、スリーブ５２が図１２に示すニュートラル位置にあるときには、そのスプライン歯５２ａの凸部５２ｂがシンクロスプリング５４に接していない状態にあることで、シンクロスプリング５４のばね力がアウターリング５６に作用していないため、ブロッキングリング５３のアウターリング５６およびインナーリング５７とテーパコーン５８とは、相対回転可能な状態にある。したがって、アウターリング５６およびインナーリング５７はハブ５１と一体に回転する一方、テーパコーン５８は第１速出力ギヤＧＯ１と一体に回転するため、スリーブ５２したがって出力軸１５と第１速出力ギヤＧＯ１とのボーク動作は生じない（図１３（ａ））。
【００３２】
この状態から、スリーブ５２を、変速アクチュエータ１７によりシフトフォーク５５を介して、第１速出力ギヤＧＯ１側へ摺動させると、スリーブ５２の第１斜面部５２ｃが、シンクロスプリング５４を介して、ブロッキングリング５３のアウターリング５６を第１速出力ギヤＧＯ１側に押圧し、移動させる。また、スリーブ５２のスプライン歯５２ａの斜面部５２ｅが、アウターリング５６のドグ歯５６ｂの斜面部５６ｃに押圧された状態になる（同図（ｂ））ことで、ブロッキングリング５３のアウターリング５６およびインナーリング５７と、テーパコーン５８との間に大きな摩擦力が発生する。この状態で、出力軸１５と第１速出力ギヤＧＯ１とのボーク動作がなされる。
【００３３】
そして、このボーク動作が終了すると、両者の回転差が無くなることで、両者は同期し、ブロッキングリング５３がスリーブ５２の移動に抵抗する力が減少しまたは無くなり、スリーブ５２のスプライン歯５２ａはアウターリング５６のドグ歯５６ｂ、５６ｂ間に嵌合し（同図（ｂ）破線）、さらに第１速出力ギヤＧＯ１のドグ歯５９ａの斜面部５９ｂに当たった（同図（ｃ））後、ドグ歯５９ａ、５９ａ間に噛み合う（同図（ｄ））。これにより、第１速出力ギヤＧＯ１が出力軸１５と完全に一体化されることで、第１速ギヤ対ＧＰ１が接続状態になり、変速機４の変速段が第１速に設定される。なお、上記のブロッキングリング５３と第１速出力ギヤＧＯ１との同期終了から、スリーブ５２のスプライン歯５２ａが第１速出力ギヤＧＯ１のドグ歯５９ｂに当たるまでの間（同図（ｂ）破線から（ｃ）までの間）は、ブロッキングリング５３と第１速出力ギヤＧＯ１との間の摩擦力が減少しまたは無くなるため、出力軸１５への伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になる。
【００３４】
一方、図示しないが、スリーブ５２を後進出力ギヤＧＯＲ側へ摺動させると、上記とまったく同じ動作により、スリーブ５２のスプライン歯５２ａが、同期動作の後、後進出力ギヤＧＯＲのドグ歯５９ａに嵌合する。これにより、後進出力ギヤＧＯＲが出力軸１５と完全に一体化されることで、後進ギヤ列ＧＲＴが接続状態になり、この場合には、後進中間ギヤＧＭＲの介在により、変速機４の変速段が後進に設定される。また、スリーブ５２がニュートラル位置に位置しているときには、第１速ギヤ対ＧＰ１および後進ギヤ列ＧＲＴがいずれも遮断状態になる。
【００３５】
なお、スリーブ５２を駆動する変速アクチュエータ１７（シンクロメッシュ制御手段）は、油圧式または電気式のものであり、その動作はＥＣＵ６によって制御される。また、スリーブ５２のスプライン歯５２ａが、ブロッキングリング５３のドグ歯５６ｂを押圧しているボーク動作中に、その押圧荷重を制御することにより、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１を介して入力軸１４から出力軸１５に伝達される伝達トルクの大きさを制御することが可能である。この押圧荷重もまた、変速アクチュエータ１７を介して、ＥＣＵ６によって制御される。また、これまでに述べた後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１の構成および動作は、後述する他のシンクロメッシュＳ２５、Ｓ３６およびＳ４７についても同様である。なお、これらのシンクロメッシュを総称するときは、「シンクロメッシュＳ」という。
【００３６】
後進ギヤ列ＧＲＴおよび第１速ギヤ対ＧＰ１の次に位置する第２、５速ギヤ対ＧＰ２、ＧＰ５の第２、５速入力ギヤＧＩ２、ＧＩ５は、入力軸１４に一体に設けられ、第２、５速出力ギヤＧＯ２、ＧＯ５は出力軸１５に回転自在に設けられている。これらの第２、５速出力ギヤＧＯ２、ＧＯ５の間に、上述した後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１と同様の構成の第２・５速用シンクロメッシュＳ２５（第２シンクロメッシュ）が配置されている。したがって、この第２・５速用シンクロメッシュＳ２５もまた、第２速出力ギヤＧＯ２または第５速出力ギヤＧＯ５を、出力軸１５に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸１４と出力軸１５の間が、第２速ギヤ対ＧＰ２または第５速ギヤ対ＧＰ５を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機４の変速段が、第２速または第５速に設定される。
【００３７】
上記とは逆に、次の第３、６速ギヤ対ＧＰ３、ＧＰ６の第３、６速入力ギヤＧＩ３、ＧＩ６は、入力軸１４に回転自在に設けられ、第３、６速出力ギヤＧＯ３、ＧＯ６は出力軸１５に一体に設けられており、第３、６速入力ギヤＧＩ３、ＧＩ６の間に、同様の第３・６速用シンクロメッシュＳ３６（第３シンクロメッシュ）が配置されている。したがって、この第３・６速用シンクロメッシュＳ３６は、第３速入力ギヤＧＩ３または第６速入力ギヤＧＩ６を、入力軸１４に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸１４と出力軸１５の間が、第３速ギヤ対ＧＰ３または第６速ギヤ対ＧＰ６を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機４の変速段が、第３速または第６速に設定される。
【００３８】
これと同様に、次の第４、７速ギヤ対ＧＰ４、ＧＰ７の第４、７速入力ギヤＧＩ４、ＧＩ７は、入力軸１４に回転自在に設けられ、第４、７速出力ギヤＧＯ４、ＧＯ７は出力軸１５に一体に設けられており、第４、７速入力ギヤＧＩ４、ＧＩ７の間に、同様の第４・７速用シンクロメッシュＳ４７が配置されている。したがって、この第４・７速用シンクロメッシュＳ４７は、第４速入力ギヤＧＩ４または第７速入力ギヤＧＩ７を、入力軸１４に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸１４と出力軸１５の間が、第４速ギヤ対ＧＰ４または第７速ギヤ対ＧＰ７を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機４の変速段が、第４速または第７速に設定される。
【００３９】
一方、出力軸１５には、連結ギヤ１８が一体に設けられており、この連結ギヤ１８は、ディファレンシャル１９のギヤ１９ａと常に噛み合っている。したがって、エンジン２の駆動力は、変速機４の設定された変速段による変速比で変速された後、出力軸１５からディファレンシャル１９を介して駆動輪Ｗ、Ｗに伝達され、駆動輪Ｗ、Ｗが回転駆動される。
【００４０】
ＥＣＵ６は、本実施形態においてシンクロメッシュ制御手段を構成するものであり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。ＥＣＵ６は、シフト位置センサ２２により検出されたシフトレバー２１のシフト位置などに応じて、発進アクチュエータ１３および変速アクチュエータ１７を駆動することにより、クラッチ５および変速機４の動作を制御する。また、ＥＣＵ６は、変速機４の制御に必要なエンジン２のトルク制御を併せて実行する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ６で実行される、第１実施形態によるトルク補給処理を、図２および図３を参照して、説明する。このトルク補給処理は、変速機４をシフトアップする際のシンクロメッシュの噛合い時のトルク抜けによる空走感の発生を防止するために実行されるものであり、図２および図３は、第１速から第２速へシフトアップする場合の例を示している。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、変速機４の変速段が、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１による第１速ギヤ対ＧＰ１の接続によって第１速（１ｓｔ）に設定されている状態から、第２速（２ｎｄ）へシフトアップすべきことを表す変速信号が出力されているか否かを判別する。
【００４２】
この答がＹＥＳのときには、ステップ２において、第２速へのシフトアップのために、第２速ギヤ対ＧＰ２側への第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作を開始する（図３の時刻ｔ１）。具体的には、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のスリーブ５２を第２ギヤ対ＧＰ２側へボーク作動させる。これにより、スリーブ５２がブロッキングリング５３を押圧することで、エンジン２のトルク（駆動力）が、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５を介して出力軸１５に伝達されるようになり、この伝達トルクが次第に増加するとともに、その分、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１を介した伝達トルクが減少する。
【００４３】
次いで、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクが、エンジン２のトルクにほぼ等しくなったか否かを判別し（ステップ３）、ほぼ等しくなったときに（時刻ｔ２）、第１速ギヤ対ＧＰ１を遮断するために、第１速出力ギヤＧＯ１からの後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１のスリーブ５２の抜き荷重を増加させる（ステップ４）。次いで、このスリーブ５２の抜きが終了したか否かを判別し（ステップ５）、終了したときに（時刻ｔ３）、エンジン２のトルクを低下させ、第３速ギヤ対ＧＰ３側への第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作を開始するとともに、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のスリーブ５２の押圧荷重を減少させる（ステップ６）。これにより、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクが発生し、次第に増加するとともに、第２・５速シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクは減少する。
【００４４】
次いで、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の同期が終了したか否かを判別し（ステップ７）、同期が終了したときに（時刻ｔ４）、エンジン２のトルクを増加させる（ステップ８）。この同期終了に伴い、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になる。次に、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクが、エンジン２のトルクにほぼ等しいか否かを判別し（ステップ９）、ほぼ等しくなったときに（時刻ｔ５）、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の押圧荷重を増加させる（ステップ１０）。これにより、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のスリーブ５２のスプライン歯５２ａが、第２速出力ギヤＧＯ２のドグ歯５９ａ、５９ａ間に噛み合うことで、第２速へのシフトが終了する。
【００４５】
以上の第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の同期終了から第２速出力ギヤＧＯ２に噛み合うまでの間には、そのスプライン歯５２ａがブロッキングリング５３のドグ歯５６ｂから外れることで、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になるが、この時点では、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクがエンジン２のトルクにほぼ等しい値まで高められ、補給されているので、運転者がトルク抜けを感じることはなく、したがって、空走感の発生を確実に防止することができる。
【００４６】
次いで、このシフトが終了したか否かを判別し（ステップ１１）、終了を判別したときに（時刻ｔ６）、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のスリーブ５２を抜き側に作動させることで、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６を遮断し（ステップ１２）、本プログラムを終了する。
【００４７】
以上のように、第１速から第２速へのシフトアップの際に、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６をボーク動作させることで、これを介して出力軸１５へトルクを伝達し、補給するので、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の同期終了から噛合いまでの間の伝達トルクの瞬間的な抜けによる空走感の発生を、確実に防止することができる。また、このトルク補給は、このときのシフトアップに直接、係わる後進・第１速用および第２・５速用シンクロメッシュＳＲ１、Ｓ２５以外の第３・６速用シンクロメッシュＳ３６を利用して行われる。したがって、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６によるトルク補給を、シフトアップ動作自体とは独立して、これに支障を及ぼすことなく行えるとともに、トルク補給のための格別の部品を追加することなく行うことができる。その結果、既存のシンクロメッシュＳのみを用いて、変速機４の軸方向長さを増大させることなく、空走感の発生を確実に防止することができる。
【００４８】
なお、上記は、第１速から第２速へシフトアップする場合のトルク補給の例であるが、他の変速段間のシフトアップの際にも、トルク力補給が同様に行われる。図４は、シフトアップされる変速段と、トルク補給のために駆動されるシンクロメッシュＳおよびギヤ対ＧＰとの関係の一例を示している。すなわち、この例では、トルク補給が、シフトアップ先の変速段よりも１段高い変速段のギヤ対ＧＰを介して行われる。具体的には、シフトアップが第２速→第３速の場合には、第４・７速用シンクロメッシュＳ４７のボーク動作により第４速ギヤ対ＧＰ４を介して、第３速→第４速の場合には、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作により第５速ギヤ対ＧＰ５を介して、第４速→第５速の場合には、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作により第６速ギヤ対ＧＰ６を介して、第５速→第６速の場合には、第４・７速用シンクロメッシュＳ４７のボーク動作により第７速ギヤ対ＧＰ７を介して、トルク補給が行われる。なお、上記の例では、第６速→第７速のシフトアップの場合には、高速であることから、伝達トルクの抜けによる空走感はほとんど発生しないので、トルク補給は省略されている。
【００４９】
以上の制御によれば、第６速→第７速の場合を除く各変速段間のシフトアップの際に、トルク補給が行われるので、各シフトアップ時において、伝達トルクの抜けによる空走感の発生を確実に防止することができる。また、いずれのトルク補給も、そのときのシフトアップに直接、係わらないシンクロメッシュを用いて行うので、トルク補給を、シフトアップ動作自体に支障を及ぼすことなく、既存のシンクロメッシュを利用しながら行うことができる。
【００５０】
次に、図５および図６を参照して、第２実施形態によるトルク補給処理を、第１速から第２速へのシフトアップの場合を例にとり説明する。なお、このトルク補給処理の内容は、すでに説明した図２のトルク補給処理とは一部のみ異なるので、同じ実行内容については同一のステップ番号を付し、異なる部分を中心として説明する。このトルク補給処理は、図２のそれと比較し、第１速から第２速への変速信号があったときに（ステップ１：ＹＥＳ）、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作の開始と同時に、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作を開始する（ステップ２２）点が基本的に異なるものである。第１速出力ギヤＧＯ１からのスリーブ５２の抜きが終了したときには（ステップ５：ＹＥＳ）、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の押圧荷重が増加される（ステップ２６）。
【００５１】
したがって、この処理によれば、第１速から第２速への変速信号があったときに、そのシフトアップ動作の当初から、エンジン２のトルクが、第３速ギヤ対ＧＰ３を介して出力軸１５に補給される（図６の時刻ｔ１以降）ので、この補給トルクの分、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５にかかるトルク負荷を低減でき、その結果、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のトルク容量を低減できるとともに、その摩耗を軽減することができる。
【００５２】
図７は、本発明を適用した別の動力伝達装置を示している。この動力伝達装置３１は、第１実施形態の動力伝達装置１と比較し、変速機４が前進５段で構成されることと、入力軸１４および出力軸１５に対するギヤ対ＧＰおよび後進ギヤ列ＧＲＴのレイアウトが異なるものである。具体的には、この動力伝達装置３１では、エンジン２側から、第１速ギヤ対ＧＰ１→第３速ギヤ対ＧＰ３→第２速ギヤ対ＧＰ２→第４速ギヤ対ＧＰ４→第５速ギヤ対ＧＰ５→後進ギヤ列ＧＲＴの順に配置されている。また、第１、３速ギヤ対ＧＰ１、ＧＰ３の回転自在の第１、３速出力ギヤＧＯ１、ＧＯ３間に、第１・３速用シンクロメッシュＳ１３が配置され、第２、４速ギヤ対ＧＰ２、ＧＰ４の回転自在の第２、４速入力ギヤＧＩ２、ＧＩ４間に、第２・４速用シンクロメッシュＳ２４が配置され、第５速ギヤ対ＧＰ５の回転自在の第５速入力ギヤＧＩ５と、後進ギヤ列ＧＲＴの回転自在の後進入力ギヤＧＩＲとの間に、第５速・後進用シンクロメッシュＳ５Ｒが配置されている。
【００５３】
図８は、この動力伝達装置３１において、シフトアップされる変速段と、トルク補給のために駆動されるシンクロメッシュＳおよびギヤ対ＧＰとの関係の一例を示している。すなわち、この例においてもまた、トルク補給は、シフトアップ先の変速段よりも１段高い変速段のギヤ対ＧＰを介して行われる。具体的には、シフトアップが第１速→第２速の場合には、第１・３速用シンクロメッシュＳ１３により第３速ギヤ対ＧＰ３を介して、第２速→第３速の場合には、第２・４速用シンクロメッシュＳ２４により第４速ギヤ対ＧＰ４を介して、第３速→第４速の場合には、第５速・後進用シンクロメッシュＳ５Ｒにより第５速ギヤ対ＧＰ５を介して、トルク補給が行われる。なお、第１実施形態と同様、最高速段間の第４速→第５速のシフトアップの場合には、空走感はほとんど発生しないので、トルク補給は省略されている。
【００５４】
また、ギヤ対ＧＰおよびシンクロメッシュＳが前述したように配置されていることから、上記のうち、例えば第１速→第２速のシフトアップの場合には、シフトアップのための第１速ギヤ対ＧＰ１の遮断と、第３速ギヤ対ＧＰ３によるトルク補給が、共通の第１・３速用シンクロメッシュＳ１３によって行われる。したがって、シフトアップ動作とトルク補給を行うのに、第１・３速用および第２・４速用シンクロメッシュＳ１３、Ｓ２４という２つのシンクロメッシュＳを作動させるだけでよいので、３つのシンクロメッシュＳを作動させることが必要な第１実施形態の動力伝達装置１と比較して、その制御を簡略化することができる。なお、この場合には、その構成上、第１速ギヤ対ＧＰ１を遮断した後に第３ギヤ対ＧＰ３によるトルク補給を行う関係になるので、そのトルク補給処理として、図２のトルク補給処理が適用されることになる。
【００５５】
このような関係は、シフトアップが第２速から第３速の場合についても同様に得ることができる。すなわち、第２速→第３速のシフトアップの場合には、第２速ギヤ対ＧＰ２の遮断と第４速ギヤ対ＧＰ４によるトルク補給とを、共通の第２・４速用シンクロメッシュＳ２４によって行えるので、シンクロメッシュＳの制御を簡略化することができる。
【００５６】
次に、図９および図１０を参照して、第３実施形態によるトルク補給処理を、第１速から第２速へのシフトアップの場合を例にとり説明する。なお、このトルク補給処理の内容は、すでに説明した図２のトルク補給処理とは一部のみ異なるので、同じ実行内容については同一のステップ番号を付し、異なる部分を中心として説明する。このトルク補給処理は、図２のそれと比較し、第１速から第２速への変速信号があったときに（ステップ１：ＹＥＳ）、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５ではなく、まず第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作を開始し（ステップ３２）、第１速出力ギヤＧＯ１からのスリーブ５２の抜きが終了した（ステップ５：ＹＥＳ、時刻ｔ３）後に、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作を開始させる点が基本的に異なるものである。これに伴い、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクが、エンジン２のトルクにほぼ等しくなったときに（ステップ３３：ＹＥＳ、図１０の時刻ｔ２）、第１速出力ギヤＧＯ１からのスリーブ５２の抜き荷重が増加される（ステップ４）。以降の処理内容は、図２の場合と同じである。
【００５７】
以上のように、この処理によれば、第１速ギヤ対ＧＰ１の遮断動作が終了した後に、第２速ギヤ対ＧＰ２のボーク動作を開始するので、互いに隣接して配置した第１および第２速ギヤ対ＧＰ１、ＧＰ２を、共通のシンクロメッシュＳで接続・遮断することが可能であり、したがって、複数のギヤ対ＧＰを変速段の順に配置した通常の変速機に適用することができる。図１１は、そのような通常のレイアウトのギヤ対ＧＰを有する変速機４を用いた動力伝達装置の例を示している。この動力伝達装置６１では、エンジン２側から、第１〜第５速ギヤ対ＧＰ１〜ＧＰ５および後進ギヤ列ＧＲＴが順に配置されていて、第１および第２速ギヤ対ＧＰ１、ＧＰ２の間に第１・２速用シンクロメッシュＳ１２が、第３および第４速ギヤ対ＧＰ３、ＧＰ４の間に第３・４速用シンクロメッシュＳ３４が、第５速ギヤ対ＧＰ５と後進ギヤ列ＧＲＴの間に第５速・後進用シンクロメッシュＳ５Ｒが、それぞれ配置されている。したがって、第３実施形態のトルク補給処理を適用することで、このような既存の変速機４を、そのレイアウトを変更することなく、流用することができる。
【００５８】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば実施形態では、最高速段間以外の各変速段間のシフトアップ時にトルク補給を行っているが、伝達トルクの抜けによる空走感は、特に低速時に顕著に現れやすいので、低・中速段でのシフトアップ時のみ、例えば、第１速→第２速および第２速→第３速の場合のみ、トルク補給を行うようにしてもよい。また、トルク補給を、シフトアップ先の変速段よりも１段高い変速段のギヤ対ＧＰを介して行っているが、シフトアップ先の変速段以外の複数のギヤ対ＧＰを介して行ってもよい。例えば、第１速→第２速のシフトアップの際に、第３および第４ギヤ対ＧＰ３、ＧＰ４によるトルク補給を行うことによって、シンクロメッシュのトルク負荷をさらに低減することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１による動力伝達装置によれば、変速機を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、少なくとも第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させ、第３ギヤ対を介して、原動機の駆動力を入力軸から出力軸に補給するので、この間に第２シンクロメッシュの伝達駆動力がゼロまたはそれに近い値になることによる、シンクロメッシュ特有の空走感の発生を、確実に防止することができる。また、既存のシンクロメッシュのみを用いて、変速機の軸方向長さを増大させることなく、上記の効果を得ることができる。
請求項２による動力伝達装置によれば、第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間、原動機の駆動力を第３ギヤ対を介して出力軸に確実に補給でき、したがって、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止することができる。
請求項３による動力伝達装置によれば、シフトアップ動作の当初から、原動機の駆動力が、第３ギヤ対を介して出力軸に補給されるので、第３シンクロメッシュによる伝達トルクの負担分、第２シンクロメッシュにかかるトルク負荷を低減でき、その結果、第２シンクロメッシュのトルク容量を低減できるとともに、その摩耗を軽減することができる。
また、請求項４による動力伝達装置によれば、シフトアップのための第１ギヤ対の遮断と、第３ギヤ対による駆動力補給を、共通の単一のシンクロメッシュによって行えるので、制御すべきシンクロメッシュの数が少なくなり、その分、シフトアップ動作および駆動力補給のための制御を簡略化することができる。
さらに、請求項５による動力伝達装置によれば、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止できるとともに、複数のギヤ対を変速段の順に配置した既存の通常の変速機を、そのレイアウトを変更することなく流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図２】図１の動力伝達装置で実行される、第１実施形態によるトルク補給処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のトルク補給処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の動力伝達装置において、シフトアップされる変速段と、トルク補給に用いられるシンクロメッシュおよびギヤ対との関係を示す図である。
【図５】第２実施形態によるトルク補給処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のトルク補給処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】図２のトルク補給処理が適用される別の動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図８】図７の動力伝達装置において、シフトアップされる変速段と、トルク補給に用いられるシンクロメッシュおよびギヤ対との関係を示す図である。
【図９】第３実施形態によるトルク補給処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９のトルク補給処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】図９のトルク補給処理が適用される別の動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図１２】シンクロメッシュの構成を示す部分縦断面図である。
【図１３】シンクロメッシュの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 動力伝達装置
２ エンジン（原動機）
４ 変速機
６ ＥＣＵ（シンクロメッシュ制御手段）
１４ 入力軸
１５ 出力軸
１７ 変速アクチュエータ（シンクロメッシュ制御手段）
ＧＰ１ 第１速ギヤ対（第１ギヤ対）
ＧＩ１ 第１速入力ギヤ（入力ギヤ）
ＧＯ１ 第１速出力ギヤ（出力ギヤ）
ＧＰ２ 第２速ギヤ対（第２ギヤ対）
ＧＩ２ 第２速入力ギヤ（入力ギヤ）
ＧＯ２ 第２速出力ギヤ（出力ギヤ）
ＧＰ３ 第３速ギヤ対（第３ギヤ対）
ＧＩ３ 第３速入力ギヤ（入力ギヤ）
ＧＯ３ 第３速出力ギヤ（出力ギヤ）
ＳＲ１ 後進・第１速用シンクロメッシュ（第１シンクロメッシュ）
Ｓ２５ 第２・５速用シンクロメッシュ（第２シンクロメッシュ）
Ｓ３６ 第３・６速用シンクロメッシュ（第３シンクロメッシュ）
３１ 動力伝達装置
Ｓ１３ 第１・３速用シンクロメッシュ（第１および第３シンクロメッシュ）
Ｓ２４ 第２・４速用シンクロメッシュ（第２シンクロメッシュ）
６１ 動力伝達装置
Ｓ１２ 第１・２速用シンクロメッシュ（第１および第２シンクロメッシュ）
Ｓ３４ 第３・４速用シンクロメッシュ（第３シンクロメッシュ）
Ｗ 駆動輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機の駆動力を有段の変速機を介して駆動輪に伝達する動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の動力伝達装置として、例えば特開２０００−６５１９９号公報に記載されたものが知られている。この動力伝達装置の変速機は、前進側５段式のものであり、エンジンに連結された入力軸上には、第１〜第５速入力ギヤがエンジン側から順に設けられ、出力軸上には、第１〜第５速入力ギヤにそれぞれ噛み合う第１〜第５速出力ギヤが設けられていて、これらの第１〜第５速入力ギヤおよび出力ギヤによって、それぞれ第１〜第５速ギヤ対が構成されている。また、第１および第２速出力ギヤは、出力軸に回転自在に支持され、この出力軸上の両ギヤ間にシンクロメッシュが配置されていて、このシンクロメッシュの噛合いにより、第１および第２速出力ギヤの一方を出力軸に選択的に接続・遮断することによって、変速機の変速段が第１速または第２速に設定される。同様に、第３および第４速入力ギヤは、入力軸に回転自在に支持され、この入力軸上の両ギヤ間に別のシンクロメッシュが配置されていて、このシンクロメッシュにより、第３および第４速入力ギヤの一方を入力軸に選択的に接続・遮断することによって、変速機の変速段が第３速または第４速に設定される。
【０００３】
一方、第５速入力ギヤは入力軸に回転自在に支持されており、この第５速入力ギヤの接続・遮断は、変速クラッチによって行われる。この変速クラッチは、その締結力を制御可能な油圧式のものであり、入力軸のエンジンと反対側の端部に配置されており、その外側にはさらに、変速クラッチを制御するための変速シリンダが設けられている。この変速クラッチは、変速機の変速段を第５速に設定するときには、変速シリンダの油圧を最大に制御することによって、完全に接続される。また、この変速クラッチは、シンクロメッシュにより第４速までのシフトアップを行う際には、変速シリンダの油圧をより小さな値とし、変速クラッチを滑らせるように制御することによって、エンジンのトルクの一部を出力軸に伝達し、補給する。これは、シンクロメッシュのみのトルク伝達では、シンクロメッシュが同期してから完全に噛み合って接続されるまでの間に、伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になり、このトルク抜けによりシンクロメッシュ特有の空走感が発生するので、これを防止するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の動力伝達装置では、シフトアップの際の空走感の防止のために、シンクロメッシュとは別個に、油圧式の変速クラッチおよびこれを駆動するための変速シリンダを、入力軸上にこれに沿って配置しなければならず、その分、変速機の入力軸方向長さが長くなり、変速機ひいては動力伝達装置をコンパクトに構成できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、変速機の軸方向長さを増大させることなく、シフトアップの際のシンクロメッシュの同期終了から噛合いまでの間のトルク抜けによる空走感の発生を、シンクロメッシュのみによって確実に防止することができる動力伝達装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、原動機（実施形態における（以下、この項において同じ）エンジン２）の駆動力を有段の変速機４を介して駆動輪Ｗに伝達する動力伝達装置であって、変速機４は、原動機に連結された入力軸１４と、駆動輪Ｗに連結された出力軸１５と、入力軸１４上に配置された入力ギヤ（第１〜３速入力ギヤＧＩ１〜ＧＩ３）、および出力軸１５上に配置され、入力ギヤに噛み合う出力ギヤ（第１〜３速出力ギヤＧＯ１〜ＧＯ３）でそれぞれ構成され、各々の入力ギヤおよび出力ギヤの一方が入力軸１４または出力軸１５に回転自在に支持された、第Ｎ段（第１速）用の第１ギヤ対（第１速ギヤ対ＧＰ１）、第Ｎ段よりも１段高い第Ｎ＋１段（第２速）用の第２ギヤ対（第２速ギヤ対ＧＰ２）、および第Ｎ段および第Ｎ＋１段以外の変速段（第３速）用の第３ギヤ対（第３速ギヤ対ＧＰ３）と、第１〜第３ギヤ対の各々の入力ギヤおよび出力ギヤのうちの一方とこれを回転自在に支持する入力軸１４または出力軸１５とを、遮断する遮断動作と、第１所定量の移動により回転同期までの動力伝達を行うボーク動作と、第２所定量の移動により噛み合わせ接続する接続動作とをそれぞれ実行可能で、接続されたギヤ対ＧＰを介して、原動機の駆動力を入力軸１４から出力軸１５にそれぞれ伝達する第１〜第３シンクロメッシュ（後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６）と、を有し、第１〜第３シンクロメッシュの動作を制御するシンクロメッシュ制御手段（ＥＣＵ６、変速アクチュエータ１７）を備え、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第２シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、少なくとも当該ボーク動作により第２ギヤ対が同期してから第２シンクロメッシュに接続動作を開始させるまでの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させることを特徴とする。
【０００７】
この動力伝達装置によれば、原動機に連結された入力軸上に配置された入力ギヤと、駆動輪に連結された出力軸上に配置され、入力ギヤに噛み合う出力ギヤとから、変速機の第Ｎ段用の第１ギヤ対、第Ｎ＋１段用の第２ギヤ対、および他の変速段用の第３ギヤ対が構成されるとともに、これらの第１〜第３ギヤ対をそれぞれ遮断動作、ボーク動作および接続動作する第１〜第３シンクロメッシュが設けられている。そして、変速機を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときには、シンクロメッシュ制御手段により、第２シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、当該ボーク動作により第２ギヤ対が同期してから第２シンクロメッシュに接続動作を開始させるまでの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させる。
【０００８】
以上のように、この動力伝達装置では、変速機を第Ｎ段から第Ｎ＋１段にシフトアップする際、少なくとも、第２シンクロメッシュのボーク動作により第２ギヤ対の同期が終了してから第２シンクロメッシュの接続動作が開始されるまでの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させるので、その間、第３ギヤ対を介して、原動機の駆動力が入力軸から出力軸に伝達され、補給される。したがって、そのように駆動力が補給された状態で、第２シンクロメッシュが接続動作により完全に噛み合わされるので、第２シンクロメッシュが同期してから完全に噛み合って接続されるまでの間に伝達駆動力（トルク）がゼロまたはそれに近い値になることによる、シンクロメッシュ特有の空走感の発生を、確実に防止することができる。また、駆動力補給を、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップに直接、係わらない他の変速段用の第３ギヤ対および第３シンクロメッシュを利用して、格別の部品を追加することなく行うことができる。以上により、既存のシンクロメッシュのみを用いて、変速機の軸方向長さを増大させることなく、空走感の発生を確実に防止することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の動力伝達装置において、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第２シンクロメッシュをボーク動作させた以降、第３シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後、第２シンクロメッシュのボーク動作により第２ギヤ対が同期した後に、第２シンクロメッシュを接続動作させることを特徴とする。
【００１０】
この動力伝達装置によれば、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップの際、第２シンクロメッシュをボーク動作させた以降、第３シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、第２シンクロメッシュのボーク動作が終了した後に、これを接続動作させる。したがって、第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間、原動機の駆動力を第３ギヤ対を介して出力軸に確実に補給でき、したがって、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の動力伝達装置において、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第２シンクロメッシュをボーク動作させると同時に、第３シンクロメッシュをボーク動作させることを特徴とする。
【００１２】
この動力伝達装置によれば、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップの際、第３シンクロメッシュのボーク動作を、第２シンクロメッシュのボーク動作と同時に行うので、シフトアップ動作の当初から、原動機の駆動力が、第３ギヤ対を介して出力軸に補給される。したがって、第３シンクロメッシュによる伝達トルクの負担分、第２シンクロメッシュにかかるトルク負荷を低減でき、その結果、第２シンクロメッシュのトルク容量を低減できるとともに、その摩耗を軽減することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の動力伝達装置において、第１ギヤ対および第３ギヤ対は互いに隣接して配置され、第１および第３シンクロメッシュは、第１ギヤ対と第３ギヤ対の間に配置された単一のシンクロメッシュで構成されていることを特徴とする。
【００１４】
この動力伝達装置によれば、シフトアップのための第１ギヤ対の遮断と、第３ギヤ対による駆動力補給を、共通の単一のシンクロメッシュによって行えるので、制御すべきシンクロメッシュの数が少なくなり、その分、シフトアップ動作および駆動力補給のための制御を簡略化することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の動力伝達装置において、シンクロメッシュ制御手段は、変速機４を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、第３シンクロメッシュをボーク動作させた後、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後、第２シンクロメッシュをボーク動作させるとともに、第２シンクロメッシュのボーク動作により第２ギヤ対が同期した後に、第２シンクロメッシュを接続動作させることを特徴とする。
【００１６】
この動力伝達装置によれば、第Ｎ段から第Ｎ＋１段へのシフトアップの際、まず第３シンクロメッシュをボーク動作させ、その後、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後に、第２シンクロメッシュをボーク動作させる。そして、第２シンクロメッシュのボーク動作が終了した後に、これを接続動作させる。したがって、本発明においても、第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間、第３ギヤ対を介して駆動力を確実に補給でき、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止することができる。また、第１シンクロメッシュを遮断動作させた後に、第２シンクロメッシュをボーク動作させるので、互いに隣接して配置した第１および第２ギヤ対を、共通のシンクロメッシュで接続・遮断することが可能になり、したがって、複数のギヤ対を変速段の順に配置した既存の通常の変速機を、そのレイアウトを変更することなく流用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用した動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示している。この動力伝達装置１は、原動機としてのエンジン２の駆動力（トルク）を変速して駆動輪Ｗ、Ｗに伝達するものであり、有段の変速機４と、エンジン２と変速機４との間を接続・遮断する発進用のクラッチ５と、変速機４およびクラッチ５などの動作を制御するＥＣＵ６を備えている。
【００１８】
クラッチ５は、エンジン２のクランク軸２ａに連結されたフライホイール２ｂと変速機４との間に順に配置された、フリクションディスク７、プレッシャディスク８およびダイヤフラムスプリング９を備えている。フリクションディスク７は、変速機４の入力軸１４の一端部に固定されている。ダイヤフラムスプリング９の中央部はクラッチカバー１０に支持され、内端部は、変速機４の入力軸１４に対して摺動自在のレリーズベアリング１１に連結されている。また、ダイヤフラムスプリング９の外端部は、プレッシャディスク８に当接し、これをフリクションディスク７側に付勢している。レリーズベアリング１１には、レリーズフォーク１２の一端部が連結されている。このレリーズフォーク１２は、その中間部で支点１２ａに回動自在に支持されるとともに、他端部には発進アクチュエータ１３が連結されている。
【００１９】
以上の構成により、発進アクチュエータ１３が作動していない状態では、ダイヤフラムスプリング９の付勢力により、フリクションディスク７がプレッシャディスク８とフライホイール２ｂとの間に挟持されることで、変速機４の入力軸１４が、フリクションディスク７およびフライホイール２ｂを介して、エンジン２のクランク軸２ａに接続され、クラッチ５は接続状態となる。一方、発進アクチュエータ１３が作動すると、レリーズフォーク１２が支点１２ａを中心として同図の時計方向に回動するのに伴い、レリーズベアリング１１がダイヤフラムスプリング９を押圧し、プレッシャディスク８から離れるように弾性変形させることによって、フリクションディスク７の挟持が解かれることで、変速機４の入力軸１４とエンジン２のクラッチ軸２ａとの間が遮断され、クラッチ５は遮断状態になる。
【００２０】
なお、発進アクチュエータ１３は油圧式または電気式のものであり、その作動は、ＥＣＵ６からの制御信号によって制御される。また、発進アクチュエータ１３は発進時のみ駆動され、それにより、クラッチ５は、発進時に接続→遮断→接続状態に制御され、それ以外には接続状態に保たれるようになっている。
【００２１】
変速機４は、シフトレバー２１のシフト位置などに応じて、ＥＣＵ６により変速動作が制御される自動変速機タイプのものである。変速機４は、メインシャフトである前記入力軸１４、カウンタシャフトである出力軸１５、前進用の第１〜７速ギヤ対ＧＰ１〜ＧＰ７（以下、総称するときは「ギヤ対ＧＰ」という）、後進ギヤ軸１６および後進ギヤ列ＧＲＴなどを備えている。これらの入力軸１４、出力軸１５および後進ギヤ軸１６は、互いに平行に配置されている。
【００２２】
第１〜７速ギヤ対ＧＰ１〜ＧＰ７は、入力軸１４に設けられた第１〜７速入力ギヤＧＩ１〜ＧＩ７と、出力軸１５に設けられ、第１〜７速入力ギヤＧＩ１〜ＧＩ７とそれぞれ対をなし、常に噛み合う第１〜７速出力ギヤＧＯ１〜ＧＯ７で、それぞれ構成されており、変速段が高いほど小さいギヤ比に設定されている。
【００２３】
これらのギヤ対ＧＰおよび後進ギヤ列ＧＲＴは、エンジン２側から、後進ギヤ列ＧＲＴ→第１速ギヤ対ＧＰ１→第２速ギヤ対ＧＰ２→第５速ギヤ対ＧＰ５→第３速ギヤ対ＧＰ３→第６速ギヤ対ＧＰ６→第４速ギヤ対ＧＰ４→第７速ギヤ対ＧＰ７の順に、配置されている。以下、この順に構成を説明する。
【００２４】
後進ギヤ列ＧＲＴは、入力軸１４と一体の後進入力ギヤＧＩＲと、後進ギヤ軸１６と一体の後進中間ギヤＧＭＲと、出力軸１５に回転自在に設けられた後進出力ギヤＧＯＲで構成されている。また、第１速ギヤ対ＧＰ１の第１速入力ギヤＧＩ１は入力軸１４に一体に設けられ、第１速出力ギヤＧＯ１は出力軸１５に回転自在に設けられている。これらの第１速出力ギヤＧＯ１と後進出力ギヤＧＯＲとの間に、変速段を後進と第１速に選択的に切り換えるための後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１（第１シンクロメッシュ）が配置されている。
【００２５】
この後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１は、周知の構成のものであるので、以下、その構成および動作を、図１２および図１３を参照して説明する。また、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１は、第１速出力ギヤＧＯ１と後進出力ギヤＧＯＲとの間で左右対称に構成されているので、以下、これらを代表して、第１速出力ギヤＧＯ１側の構成を中心として説明を行うものとする。
【００２６】
図１２に示すように、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１は、出力軸１５にスプライン結合され、外周面に軸線方向に延びる多数のスプライン歯５１ａを有するハブ５１と、内周面に多数のスプライン歯５２ａを有し、スプライン歯５１ａとの噛合いによって、ハブ５１に対して軸線方向に摺動自在の環状のスリーブ５２と、ハブ５１の軸線方向の端面に形成された凹部５１ｂに収容されたブロッキングリング５３と、ブロッキングリング５３の外周面に配置されたシンクロスプリング５４などを備えている。
【００２７】
スリーブ５２の外周面には、シフトフォーク５５が嵌合しており、このシフトフォーク５５をこれに連結された変速アクチュエータ１７（図１参照）で駆動することによって、スリーブ５２がハブ５１に対して軸線方向に駆動される。スリーブ５２の一部のスプライン歯５２ａの軸線方向端部には、半径方向内方に突出する凸部５２ｂが形成されており、凸部５２ｂの下面には、第１および第２傾斜面５２ｃ、５２ｄが外側から順に連続するように形成されている。
【００２８】
ブロッキングリング５３は、半径方向の外側および内側に配置されたアウターリング５６およびインナーリング５７と、両リング５６、５７間に配置されたテーパコーン５８で構成されている。アウターリング５６およびインナーリング５７は、それぞれに形成した係止片５６ａ、５７ａ同士の係合によって、相対回転不能に係止されている。テーパコーン５８の外周面および内周面はそれぞれテーパ面５８ａ、５８ｂになっており、アウターリング５６の内周面およびインナーリング５７の外周面にそれぞれ摺動自在に接している。
【００２９】
アウターリング５６の軸線方向端部には、半径方向外方に突出する多数のドグ歯５６ｂ（図１３参照）が形成され、これらのドグ歯５６ｂに臨む第１速出力ギヤＧＯ１の端部にも、多数のドグ歯５９ａ（図１３参照）が形成されていて、これらのドグ歯５６ｂ、５９ａにスリーブ５２のスプライン歯５２ａが噛合い可能になっている。また、図１３に示すように、スリーブ５２のスプライン歯５２ａの端部には斜面部５２ｅが形成されており、アウターリング５６のドグ歯５６ｂおよび第１速出力ギヤＧＯ１のドグ歯５９ａの端部には、斜面部５２ｅが当接可能な斜面部５６ｃ、５９ｂがそれぞれ形成されている。さらに、テーパコーン５８には軸線方向外方に突出する凸部５８ｃが形成されており、この凸部５８ｃが、第１速出力ギヤＧＯ１に形成された凹部５９ｃに緩く係合している。
【００３０】
シンクロスプリング５４は、アウターリング５６の外周面に周方向に間隔を隔てて形成した複数のスプリング支持部（図示せず）に支持されている。図１２に示すように、スリーブ５２がニュートラル位置にあるときには、シンクロスプリング５４は、アウターリング５６のドグ歯５６ｂと、ハブ５１の軸線方向の端面と、スリーブ５２のスプライン歯５２ａの軸線方向端部とに取り囲まれた状態になっている。
【００３１】
以上の構成によれば、スリーブ５２が図１２に示すニュートラル位置にあるときには、そのスプライン歯５２ａの凸部５２ｂがシンクロスプリング５４に接していない状態にあることで、シンクロスプリング５４のばね力がアウターリング５６に作用していないため、ブロッキングリング５３のアウターリング５６およびインナーリング５７とテーパコーン５８とは、相対回転可能な状態にある。したがって、アウターリング５６およびインナーリング５７はハブ５１と一体に回転する一方、テーパコーン５８は第１速出力ギヤＧＯ１と一体に回転するため、スリーブ５２したがって出力軸１５と第１速出力ギヤＧＯ１とのボーク動作は生じない（図１３（ａ））。
【００３２】
この状態から、スリーブ５２を、変速アクチュエータ１７によりシフトフォーク５５を介して、第１速出力ギヤＧＯ１側へ摺動させると、スリーブ５２の第１斜面部５２ｃが、シンクロスプリング５４を介して、ブロッキングリング５３のアウターリング５６を第１速出力ギヤＧＯ１側に押圧し、移動させる。また、スリーブ５２のスプライン歯５２ａの斜面部５２ｅが、アウターリング５６のドグ歯５６ｂの斜面部５６ｃに押圧された状態になる（同図（ｂ））ことで、ブロッキングリング５３のアウターリング５６およびインナーリング５７と、テーパコーン５８との間に大きな摩擦力が発生する。この状態で、出力軸１５と第１速出力ギヤＧＯ１とのボーク動作がなされる。
【００３３】
そして、このボーク動作が終了すると、両者の回転差が無くなることで、両者は同期し、ブロッキングリング５３がスリーブ５２の移動に抵抗する力が減少しまたは無くなり、スリーブ５２のスプライン歯５２ａはアウターリング５６のドグ歯５６ｂ、５６ｂ間に嵌合し（同図（ｂ）破線）、さらに第１速出力ギヤＧＯ１のドグ歯５９ａの斜面部５９ｂに当たった（同図（ｃ））後、ドグ歯５９ａ、５９ａ間に噛み合う（同図（ｄ））。これにより、第１速出力ギヤＧＯ１が出力軸１５と完全に一体化されることで、第１速ギヤ対ＧＰ１が接続状態になり、変速機４の変速段が第１速に設定される。なお、上記のブロッキングリング５３と第１速出力ギヤＧＯ１との同期終了から、スリーブ５２のスプライン歯５２ａが第１速出力ギヤＧＯ１のドグ歯５９ｂに当たるまでの間（同図（ｂ）破線から（ｃ）までの間）は、ブロッキングリング５３と第１速出力ギヤＧＯ１との間の摩擦力が減少しまたは無くなるため、出力軸１５への伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になる。
【００３４】
一方、図示しないが、スリーブ５２を後進出力ギヤＧＯＲ側へ摺動させると、上記とまったく同じ動作により、スリーブ５２のスプライン歯５２ａが、同期動作の後、後進出力ギヤＧＯＲのドグ歯５９ａに嵌合する。これにより、後進出力ギヤＧＯＲが出力軸１５と完全に一体化されることで、後進ギヤ列ＧＲＴが接続状態になり、この場合には、後進中間ギヤＧＭＲの介在により、変速機４の変速段が後進に設定される。また、スリーブ５２がニュートラル位置に位置しているときには、第１速ギヤ対ＧＰ１および後進ギヤ列ＧＲＴがいずれも遮断状態になる。
【００３５】
なお、スリーブ５２を駆動する変速アクチュエータ１７（シンクロメッシュ制御手段）は、油圧式または電気式のものであり、その動作はＥＣＵ６によって制御される。また、スリーブ５２のスプライン歯５２ａが、ブロッキングリング５３のドグ歯５６ｂを押圧しているボーク動作中に、その押圧荷重を制御することにより、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１を介して入力軸１４から出力軸１５に伝達される伝達トルクの大きさを制御することが可能である。この押圧荷重もまた、変速アクチュエータ１７を介して、ＥＣＵ６によって制御される。また、これまでに述べた後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１の構成および動作は、後述する他のシンクロメッシュＳ２５、Ｓ３６およびＳ４７についても同様である。なお、これらのシンクロメッシュを総称するときは、「シンクロメッシュＳ」という。
【００３６】
後進ギヤ列ＧＲＴおよび第１速ギヤ対ＧＰ１の次に位置する第２、５速ギヤ対ＧＰ２、ＧＰ５の第２、５速入力ギヤＧＩ２、ＧＩ５は、入力軸１４に一体に設けられ、第２、５速出力ギヤＧＯ２、ＧＯ５は出力軸１５に回転自在に設けられている。これらの第２、５速出力ギヤＧＯ２、ＧＯ５の間に、上述した後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１と同様の構成の第２・５速用シンクロメッシュＳ２５（第２シンクロメッシュ）が配置されている。したがって、この第２・５速用シンクロメッシュＳ２５もまた、第２速出力ギヤＧＯ２または第５速出力ギヤＧＯ５を、出力軸１５に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸１４と出力軸１５の間が、第２速ギヤ対ＧＰ２または第５速ギヤ対ＧＰ５を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機４の変速段が、第２速または第５速に設定される。
【００３７】
上記とは逆に、次の第３、６速ギヤ対ＧＰ３、ＧＰ６の第３、６速入力ギヤＧＩ３、ＧＩ６は、入力軸１４に回転自在に設けられ、第３、６速出力ギヤＧＯ３、ＧＯ６は出力軸１５に一体に設けられており、第３、６速入力ギヤＧＩ３、ＧＩ６の間に、同様の第３・６速用シンクロメッシュＳ３６（第３シンクロメッシュ）が配置されている。したがって、この第３・６速用シンクロメッシュＳ３６は、第３速入力ギヤＧＩ３または第６速入力ギヤＧＩ６を、入力軸１４に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸１４と出力軸１５の間が、第３速ギヤ対ＧＰ３または第６速ギヤ対ＧＰ６を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機４の変速段が、第３速または第６速に設定される。
【００３８】
これと同様に、次の第４、７速ギヤ対ＧＰ４、ＧＰ７の第４、７速入力ギヤＧＩ４、ＧＩ７は、入力軸１４に回転自在に設けられ、第４、７速出力ギヤＧＯ４、ＧＯ７は出力軸１５に一体に設けられており、第４、７速入力ギヤＧＩ４、ＧＩ７の間に、同様の第４・７速用シンクロメッシュＳ４７が配置されている。したがって、この第４・７速用シンクロメッシュＳ４７は、第４速入力ギヤＧＩ４または第７速入力ギヤＧＩ７を、入力軸１４に選択的に接続するか、あるいは同時に遮断する。これにより、入力軸１４と出力軸１５の間が、第４速ギヤ対ＧＰ４または第７速ギヤ対ＧＰ７を介して接続・遮断されるのに応じて、変速機４の変速段が、第４速または第７速に設定される。
【００３９】
一方、出力軸１５には、連結ギヤ１８が一体に設けられており、この連結ギヤ１８は、ディファレンシャル１９のギヤ１９ａと常に噛み合っている。したがって、エンジン２の駆動力は、変速機４の設定された変速段による変速比で変速された後、出力軸１５からディファレンシャル１９を介して駆動輪Ｗ、Ｗに伝達され、駆動輪Ｗ、Ｗが回転駆動される。
【００４０】
ＥＣＵ６は、本実施形態においてシンクロメッシュ制御手段を構成するものであり、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。ＥＣＵ６は、シフト位置センサ２２により検出されたシフトレバー２１のシフト位置などに応じて、発進アクチュエータ１３および変速アクチュエータ１７を駆動することにより、クラッチ５および変速機４の動作を制御する。また、ＥＣＵ６は、変速機４の制御に必要なエンジン２のトルク制御を併せて実行する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ６で実行される、第１実施形態によるトルク補給処理を、図２および図３を参照して、説明する。このトルク補給処理は、変速機４をシフトアップする際のシンクロメッシュの噛合い時のトルク抜けによる空走感の発生を防止するために実行されるものであり、図２および図３は、第１速から第２速へシフトアップする場合の例を示している。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、変速機４の変速段が、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１による第１速ギヤ対ＧＰ１の接続によって第１速（１ｓｔ）に設定されている状態から、第２速（２ｎｄ）へシフトアップすべきことを表す変速信号が出力されているか否かを判別する。
【００４２】
この答がＹＥＳのときには、ステップ２において、第２速へのシフトアップのために、第２速ギヤ対ＧＰ２側への第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作を開始する（図３の時刻ｔ１）。具体的には、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のスリーブ５２を第２ギヤ対ＧＰ２側へボーク作動させる。これにより、スリーブ５２がブロッキングリング５３を押圧することで、エンジン２のトルク（駆動力）が、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５を介して出力軸１５に伝達されるようになり、この伝達トルクが次第に増加するとともに、その分、後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１を介した伝達トルクが減少する。
【００４３】
次いで、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクが、エンジン２のトルクにほぼ等しくなったか否かを判別し（ステップ３）、ほぼ等しくなったときに（時刻ｔ２）、第１速ギヤ対ＧＰ１を遮断するために、第１速出力ギヤＧＯ１からの後進・第１速用シンクロメッシュＳＲ１のスリーブ５２の抜き荷重を増加させる（ステップ４）。次いで、このスリーブ５２の抜きが終了したか否かを判別し（ステップ５）、終了したときに（時刻ｔ３）、エンジン２のトルクを低下させ、第３速ギヤ対ＧＰ３側への第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作を開始するとともに、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のスリーブ５２の押圧荷重を減少させる（ステップ６）。これにより、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクが発生し、次第に増加するとともに、第２・５速シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクは減少する。
【００４４】
次いで、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の同期が終了したか否かを判別し（ステップ７）、同期が終了したときに（時刻ｔ４）、エンジン２のトルクを増加させる（ステップ８）。この同期終了に伴い、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になる。次に、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクが、エンジン２のトルクにほぼ等しいか否かを判別し（ステップ９）、ほぼ等しくなったときに（時刻ｔ５）、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の押圧荷重を増加させる（ステップ１０）。これにより、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のスリーブ５２のスプライン歯５２ａが、第２速出力ギヤＧＯ２のドグ歯５９ａ、５９ａ間に噛み合うことで、第２速へのシフトが終了する。
【００４５】
以上の第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の同期終了から第２速出力ギヤＧＯ２に噛み合うまでの間には、そのスプライン歯５２ａがブロッキングリング５３のドグ歯５６ｂから外れることで、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の伝達トルクがゼロまたはそれに近い値になるが、この時点では、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクがエンジン２のトルクにほぼ等しい値まで高められ、補給されているので、運転者がトルク抜けを感じることはなく、したがって、空走感の発生を確実に防止することができる。
【００４６】
次いで、このシフトが終了したか否かを判別し（ステップ１１）、終了を判別したときに（時刻ｔ６）、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のスリーブ５２を抜き側に作動させることで、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６を遮断し（ステップ１２）、本プログラムを終了する。
【００４７】
以上のように、第１速から第２速へのシフトアップの際に、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６をボーク動作させることで、これを介して出力軸１５へトルクを伝達し、補給するので、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５の同期終了から噛合いまでの間の伝達トルクの瞬間的な抜けによる空走感の発生を、確実に防止することができる。また、このトルク補給は、このときのシフトアップに直接、係わる後進・第１速用および第２・５速用シンクロメッシュＳＲ１、Ｓ２５以外の第３・６速用シンクロメッシュＳ３６を利用して行われる。したがって、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６によるトルク補給を、シフトアップ動作自体とは独立して、これに支障を及ぼすことなく行えるとともに、トルク補給のための格別の部品を追加することなく行うことができる。その結果、既存のシンクロメッシュＳのみを用いて、変速機４の軸方向長さを増大させることなく、空走感の発生を確実に防止することができる。
【００４８】
なお、上記は、第１速から第２速へシフトアップする場合のトルク補給の例であるが、他の変速段間のシフトアップの際にも、トルク力補給が同様に行われる。図４は、シフトアップされる変速段と、トルク補給のために駆動されるシンクロメッシュＳおよびギヤ対ＧＰとの関係の一例を示している。すなわち、この例では、トルク補給が、シフトアップ先の変速段よりも１段高い変速段のギヤ対ＧＰを介して行われる。具体的には、シフトアップが第２速→第３速の場合には、第４・７速用シンクロメッシュＳ４７のボーク動作により第４速ギヤ対ＧＰ４を介して、第３速→第４速の場合には、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作により第５速ギヤ対ＧＰ５を介して、第４速→第５速の場合には、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作により第６速ギヤ対ＧＰ６を介して、第５速→第６速の場合には、第４・７速用シンクロメッシュＳ４７のボーク動作により第７速ギヤ対ＧＰ７を介して、トルク補給が行われる。なお、上記の例では、第６速→第７速のシフトアップの場合には、高速であることから、伝達トルクの抜けによる空走感はほとんど発生しないので、トルク補給は省略されている。
【００４９】
以上の制御によれば、第６速→第７速の場合を除く各変速段間のシフトアップの際に、トルク補給が行われるので、各シフトアップ時において、伝達トルクの抜けによる空走感の発生を確実に防止することができる。また、いずれのトルク補給も、そのときのシフトアップに直接、係わらないシンクロメッシュを用いて行うので、トルク補給を、シフトアップ動作自体に支障を及ぼすことなく、既存のシンクロメッシュを利用しながら行うことができる。
【００５０】
次に、図５および図６を参照して、第２実施形態によるトルク補給処理を、第１速から第２速へのシフトアップの場合を例にとり説明する。なお、このトルク補給処理の内容は、すでに説明した図２のトルク補給処理とは一部のみ異なるので、同じ実行内容については同一のステップ番号を付し、異なる部分を中心として説明する。このトルク補給処理は、図２のそれと比較し、第１速から第２速への変速信号があったときに（ステップ１：ＹＥＳ）、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作の開始と同時に、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作を開始する（ステップ２２）点が基本的に異なるものである。第１速出力ギヤＧＯ１からのスリーブ５２の抜きが終了したときには（ステップ５：ＹＥＳ）、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の押圧荷重が増加される（ステップ２６）。
【００５１】
したがって、この処理によれば、第１速から第２速への変速信号があったときに、そのシフトアップ動作の当初から、エンジン２のトルクが、第３速ギヤ対ＧＰ３を介して出力軸１５に補給される（図６の時刻ｔ１以降）ので、この補給トルクの分、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５にかかるトルク負荷を低減でき、その結果、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のトルク容量を低減できるとともに、その摩耗を軽減することができる。
【００５２】
図７は、本発明を適用した別の動力伝達装置を示している。この動力伝達装置３１は、第１実施形態の動力伝達装置１と比較し、変速機４が前進５段で構成されることと、入力軸１４および出力軸１５に対するギヤ対ＧＰおよび後進ギヤ列ＧＲＴのレイアウトが異なるものである。具体的には、この動力伝達装置３１では、エンジン２側から、第１速ギヤ対ＧＰ１→第３速ギヤ対ＧＰ３→第２速ギヤ対ＧＰ２→第４速ギヤ対ＧＰ４→第５速ギヤ対ＧＰ５→後進ギヤ列ＧＲＴの順に配置されている。また、第１、３速ギヤ対ＧＰ１、ＧＰ３の回転自在の第１、３速出力ギヤＧＯ１、ＧＯ３間に、第１・３速用シンクロメッシュＳ１３が配置され、第２、４速ギヤ対ＧＰ２、ＧＰ４の回転自在の第２、４速入力ギヤＧＩ２、ＧＩ４間に、第２・４速用シンクロメッシュＳ２４が配置され、第５速ギヤ対ＧＰ５の回転自在の第５速入力ギヤＧＩ５と、後進ギヤ列ＧＲＴの回転自在の後進入力ギヤＧＩＲとの間に、第５速・後進用シンクロメッシュＳ５Ｒが配置されている。
【００５３】
図８は、この動力伝達装置３１において、シフトアップされる変速段と、トルク補給のために駆動されるシンクロメッシュＳおよびギヤ対ＧＰとの関係の一例を示している。すなわち、この例においてもまた、トルク補給は、シフトアップ先の変速段よりも１段高い変速段のギヤ対ＧＰを介して行われる。具体的には、シフトアップが第１速→第２速の場合には、第１・３速用シンクロメッシュＳ１３により第３速ギヤ対ＧＰ３を介して、第２速→第３速の場合には、第２・４速用シンクロメッシュＳ２４により第４速ギヤ対ＧＰ４を介して、第３速→第４速の場合には、第５速・後進用シンクロメッシュＳ５Ｒにより第５速ギヤ対ＧＰ５を介して、トルク補給が行われる。なお、第１実施形態と同様、最高速段間の第４速→第５速のシフトアップの場合には、空走感はほとんど発生しないので、トルク補給は省略されている。
【００５４】
また、ギヤ対ＧＰおよびシンクロメッシュＳが前述したように配置されていることから、上記のうち、例えば第１速→第２速のシフトアップの場合には、シフトアップのための第１速ギヤ対ＧＰ１の遮断と、第３速ギヤ対ＧＰ３によるトルク補給が、共通の第１・３速用シンクロメッシュＳ１３によって行われる。したがって、シフトアップ動作とトルク補給を行うのに、第１・３速用および第２・４速用シンクロメッシュＳ１３、Ｓ２４という２つのシンクロメッシュＳを作動させるだけでよいので、３つのシンクロメッシュＳを作動させることが必要な第１実施形態の動力伝達装置１と比較して、その制御を簡略化することができる。なお、この場合には、その構成上、第１速ギヤ対ＧＰ１を遮断した後に第３ギヤ対ＧＰ３によるトルク補給を行う関係になるので、そのトルク補給処理として、図２のトルク補給処理が適用されることになる。
【００５５】
このような関係は、シフトアップが第２速から第３速の場合についても同様に得ることができる。すなわち、第２速→第３速のシフトアップの場合には、第２速ギヤ対ＧＰ２の遮断と第４速ギヤ対ＧＰ４によるトルク補給とを、共通の第２・４速用シンクロメッシュＳ２４によって行えるので、シンクロメッシュＳの制御を簡略化することができる。
【００５６】
次に、図９および図１０を参照して、第３実施形態によるトルク補給処理を、第１速から第２速へのシフトアップの場合を例にとり説明する。なお、このトルク補給処理の内容は、すでに説明した図２のトルク補給処理とは一部のみ異なるので、同じ実行内容については同一のステップ番号を付し、異なる部分を中心として説明する。このトルク補給処理は、図２のそれと比較し、第１速から第２速への変速信号があったときに（ステップ１：ＹＥＳ）、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５ではなく、まず第３・６速用シンクロメッシュＳ３６のボーク動作を開始し（ステップ３２）、第１速出力ギヤＧＯ１からのスリーブ５２の抜きが終了した（ステップ５：ＹＥＳ、時刻ｔ３）後に、第２・５速用シンクロメッシュＳ２５のボーク動作を開始させる点が基本的に異なるものである。これに伴い、第３・６速用シンクロメッシュＳ３６の伝達トルクが、エンジン２のトルクにほぼ等しくなったときに（ステップ３３：ＹＥＳ、図１０の時刻ｔ２）、第１速出力ギヤＧＯ１からのスリーブ５２の抜き荷重が増加される（ステップ４）。以降の処理内容は、図２の場合と同じである。
【００５７】
以上のように、この処理によれば、第１速ギヤ対ＧＰ１の遮断動作が終了した後に、第２速ギヤ対ＧＰ２のボーク動作を開始するので、互いに隣接して配置した第１および第２速ギヤ対ＧＰ１、ＧＰ２を、共通のシンクロメッシュＳで接続・遮断することが可能であり、したがって、複数のギヤ対ＧＰを変速段の順に配置した通常の変速機に適用することができる。図１１は、そのような通常のレイアウトのギヤ対ＧＰを有する変速機４を用いた動力伝達装置の例を示している。この動力伝達装置６１では、エンジン２側から、第１〜第５速ギヤ対ＧＰ１〜ＧＰ５および後進ギヤ列ＧＲＴが順に配置されていて、第１および第２速ギヤ対ＧＰ１、ＧＰ２の間に第１・２速用シンクロメッシュＳ１２が、第３および第４速ギヤ対ＧＰ３、ＧＰ４の間に第３・４速用シンクロメッシュＳ３４が、第５速ギヤ対ＧＰ５と後進ギヤ列ＧＲＴの間に第５速・後進用シンクロメッシュＳ５Ｒが、それぞれ配置されている。したがって、第３実施形態のトルク補給処理を適用することで、このような既存の変速機４を、そのレイアウトを変更することなく、流用することができる。
【００５８】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば実施形態では、最高速段間以外の各変速段間のシフトアップ時にトルク補給を行っているが、伝達トルクの抜けによる空走感は、特に低速時に顕著に現れやすいので、低・中速段でのシフトアップ時のみ、例えば、第１速→第２速および第２速→第３速の場合のみ、トルク補給を行うようにしてもよい。また、トルク補給を、シフトアップ先の変速段よりも１段高い変速段のギヤ対ＧＰを介して行っているが、シフトアップ先の変速段以外の複数のギヤ対ＧＰを介して行ってもよい。例えば、第１速→第２速のシフトアップの際に、第３および第４ギヤ対ＧＰ３、ＧＰ４によるトルク補給を行うことによって、シンクロメッシュのトルク負荷をさらに低減することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１による動力伝達装置によれば、変速機を第Ｎ段から第Ｎ＋１段に変速するときに、少なくとも第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間に、第３シンクロメッシュをボーク動作させ、第３ギヤ対を介して、原動機の駆動力を入力軸から出力軸に補給するので、この間に第２シンクロメッシュの伝達駆動力がゼロまたはそれに近い値になることによる、シンクロメッシュ特有の空走感の発生を、確実に防止することができる。また、既存のシンクロメッシュのみを用いて、変速機の軸方向長さを増大させることなく、上記の効果を得ることができる。
請求項２による動力伝達装置によれば、第２シンクロメッシュの同期終了からその接続動作の開始までの間、原動機の駆動力を第３ギヤ対を介して出力軸に確実に補給でき、したがって、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止することができる。
請求項３による動力伝達装置によれば、シフトアップ動作の当初から、原動機の駆動力が、第３ギヤ対を介して出力軸に補給されるので、第３シンクロメッシュによる伝達トルクの負担分、第２シンクロメッシュにかかるトルク負荷を低減でき、その結果、第２シンクロメッシュのトルク容量を低減できるとともに、その摩耗を軽減することができる。
また、請求項４による動力伝達装置によれば、シフトアップのための第１ギヤ対の遮断と、第３ギヤ対による駆動力補給を、共通の単一のシンクロメッシュによって行えるので、制御すべきシンクロメッシュの数が少なくなり、その分、シフトアップ動作および駆動力補給のための制御を簡略化することができる。
さらに、請求項５による動力伝達装置によれば、シフトアップ時の空走感の発生を確実に防止できるとともに、複数のギヤ対を変速段の順に配置した既存の通常の変速機を、そのレイアウトを変更することなく流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図２】図１の動力伝達装置で実行される、第１実施形態によるトルク補給処理を示すフローチャートである。
【図３】図２のトルク補給処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図１の動力伝達装置において、シフトアップされる変速段と、トルク補給に用いられるシンクロメッシュおよびギヤ対との関係を示す図である。
【図５】第２実施形態によるトルク補給処理を示すフローチャートである。
【図６】図５のトルク補給処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】図２のトルク補給処理が適用される別の動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図８】図７の動力伝達装置において、シフトアップされる変速段と、トルク補給に用いられるシンクロメッシュおよびギヤ対との関係を示す図である。
【図９】第３実施形態によるトルク補給処理を示すフローチャートである。
【図１０】図９のトルク補給処理によって得られる動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】図９のトルク補給処理が適用される別の動力伝達装置、およびこれを搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図１２】シンクロメッシュの構成を示す部分縦断面図である。
【図１３】シンクロメッシュの動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 動力伝達装置
２ エンジン（原動機）
４ 変速機
６ ＥＣＵ（シンクロメッシュ制御手段）
１４ 入力軸
１５ 出力軸
１７ 変速アクチュエータ（シンクロメッシュ制御手段）
ＧＰ１ 第１速ギヤ対（第１ギヤ対）
ＧＩ１ 第１速入力ギヤ（入力ギヤ）
ＧＯ１ 第１速出力ギヤ（出力ギヤ）
ＧＰ２ 第２速ギヤ対（第２ギヤ対）
ＧＩ２ 第２速入力ギヤ（入力ギヤ）
ＧＯ２ 第２速出力ギヤ（出力ギヤ）
ＧＰ３ 第３速ギヤ対（第３ギヤ対）
ＧＩ３ 第３速入力ギヤ（入力ギヤ）
ＧＯ３ 第３速出力ギヤ（出力ギヤ）
ＳＲ１ 後進・第１速用シンクロメッシュ（第１シンクロメッシュ）
Ｓ２５ 第２・５速用シンクロメッシュ（第２シンクロメッシュ）
Ｓ３６ 第３・６速用シンクロメッシュ（第３シンクロメッシュ）
３１ 動力伝達装置
Ｓ１３ 第１・３速用シンクロメッシュ（第１および第３シンクロメッシュ）
Ｓ２４ 第２・４速用シンクロメッシュ（第２シンクロメッシュ）
６１ 動力伝達装置
Ｓ１２ 第１・２速用シンクロメッシュ（第１および第２シンクロメッシュ）
Ｓ３４ 第３・４速用シンクロメッシュ（第３シンクロメッシュ）
Ｗ 駆動輪
Claims (5)
- 原動機の駆動力を有段の変速機を介して駆動輪に伝達する動力伝達装置であって、
前記変速機は、
前記原動機に連結された入力軸と、
前記駆動輪に連結された出力軸と、
前記入力軸上に配置された入力ギヤ、および前記出力軸上に配置され、前記入力ギヤに噛み合う出力ギヤでそれぞれ構成され、各々の前記入力ギヤおよび前記出力ギヤの一方が前記入力軸または前記出力軸に回転自在に支持された、第Ｎ段用の第１ギヤ対、前記第Ｎ段よりも１段高い第Ｎ＋１段用の第２ギヤ対、および前記第Ｎ段および前記第Ｎ＋１段以外の変速段用の第３ギヤ対と、
前記第１〜第３ギヤ対の各々の前記入力ギヤおよび前記出力ギヤのうちの前記一方とこれを回転自在に支持する前記入力軸または前記出力軸とを、遮断する遮断動作と、第１所定量の移動により回転同期までの動力伝達を行うボーク動作と、第２所定量の移動により噛み合わせ接続する接続動作とをそれぞれ実行可能で、当該接続されたギヤ対を介して、前記原動機の駆動力を前記入力軸から前記出力軸にそれぞれ伝達する第１〜第３シンクロメッシュと、を有し、
前記第１〜第３シンクロメッシュの動作を制御するシンクロメッシュ制御手段を備え、
当該シンクロメッシュ制御手段は、前記変速機を前記第Ｎ段から前記第Ｎ＋１段に変速するときに、前記第２シンクロメッシュを前記ボーク動作させるとともに、少なくとも当該ボーク動作により前記第２ギヤ対が同期してから前記第２シンクロメッシュに前記接続動作を開始させるまでの間に、前記第３シンクロメッシュを前記ボーク動作させることを特徴とする動力伝達装置。 - 前記シンクロメッシュ制御手段は、前記変速機を前記第Ｎ段から前記第Ｎ＋１段に変速するときに、前記第２シンクロメッシュを前記ボーク動作させた以降、前記第３シンクロメッシュを前記ボーク動作させるとともに、前記第１シンクロメッシュを前記遮断動作させた後、前記第２シンクロメッシュの前記ボーク動作により前記第２ギヤ対が同期した後に、当該第２シンクロメッシュを前記接続動作させることを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達装置。
- 前記シンクロメッシュ制御手段は、前記変速機を前記第Ｎ段から前記第Ｎ＋１段に変速するときに、前記第２シンクロメッシュを前記ボーク動作させると同時に、前記第３シンクロメッシュを前記ボーク動作させることを特徴とする、請求項２に記載の動力伝達装置。
- 前記第１ギヤ対および前記第３ギヤ対は互いに隣接して配置され、前記第１および第３シンクロメッシュは、前記第１ギヤ対と前記第３ギヤ対の間に配置された単一のシンクロメッシュで構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の動力伝達装置。
- 前記シンクロメッシュ制御手段は、前記変速機を前記第Ｎ段から前記第Ｎ＋１段に変速するときに、前記第３シンクロメッシュを前記ボーク動作させた後、前記第１シンクロメッシュを前記遮断動作させた後、前記第２シンクロメッシュを前記ボーク動作させるとともに、当該第２シンクロメッシュの前記ボーク動作により前記第２ギヤ対が同期した後に、当該第２シンクロメッシュを前記接続動作させることを特徴とする、請求項１に記載の動力伝達装置。
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