JP7356637B2

JP7356637B2 - 変速機システム

Info

Publication number: JP7356637B2
Application number: JP2020144860A
Authority: JP
Inventors: 一大山; 健二佐々木; 健夫森内; 泰彦新屋; 友成板垣; 宏治高橋
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: JP2022039707A

Description

本発明は、変速機システムに関し、特に、運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムに関する。

特開２００８－３７３１２号公報（特許文献１）には、自動変速機のシフト切換装置が記載されている。このシフト切換装置は、有段変速機のギア段を、車両の走行状態に応じて自動的に切り替えるように構成されている。また、特許文献１記載のシフト切換装置にはマニュアルモードが備えられており、マニュアルモードに設定されている場合には、運転者はパドルシフト等を操作することにより、必要に応じて低速側または高速側にギア段を切り替えることができる。

このように、自動変速機に備えられたマニュアルモードでは、一般に、運転者によりパドルシフトやマニュアルモード用ポジションのフロアシフト等が操作されると、制御ユニットは、まず、変速機をニュートラルの状態に切り替える。次いで、制御ユニットは、エンジン回転数を、切り替え後のギア段に適した回転数に自動的に調整し、その後、変速機を、運転者の操作に基づくギア段に切り替える。例えば、運転者がブレーキをかけながら、パドルシフトやフロアシフト等により変速機を低速側に切り替える操作を行った場合、制御ユニットは、まず、変速機をニュートラルにし、次いで、エンジン回転数を上昇させた後、実際に変速機を低速側に切り替える。このため、自動変速機のマニュアルモードでは、一般に、運転者はエンジン回転数等を考慮することなく、パドルシフトやフロアシフト等により変速機を低速側または高速側に切り替えることができる。

特開２００８－３７３１２号公報

ここで、車両の運転中に、走行状態やエンジン回転数に応じて適切なギア段を選択して変速機を切り替え、車両を自在に操ることは運転者の楽しみの一つである。たとえば、高速段での走行中に交差点を左折し、左折後スムーズに加速を行うために、変速機を予め低速側に切り替える操作を行う場合がある。自動変速機では、上述したマニュアルモードで、それ自体のシフト操作は可能である。

一方、そのような場合、マニュアルトランスミッションを搭載した車両では、運転者は、ブレーキペダルをつま先で踏みながら、クラッチを切り、かかとでアクセルペダルを踏むことでエンジン回転数を上げ、変速機を低速側に切り替えた後、クラッチを接続する。これにより、エンジン回転数を、切り替え後の低速側の変速機の回転数に合わせた状態で、スムーズにシフトダウンすることができると共に、左折後の速やかな加速が可能になる。マニュアルトランスミッションの車両を運転する運転者は、このヒールアンドトゥのような様々な運転技術を習得しながら車両を自在に操ることができるようになり、これが運転の楽しみになっている。

しかしながら、自動変速機を搭載した車両では、利便性や快適性の高い自動変速での走行が可能である一方、マニュアルモードに設定した場合でも上述したような運転技術は不要となり、その分、運転者は車両を操る感覚を感じることができないという問題がある。

従って、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、自動変速式の変速機であっても、運転者に車両を操る感覚をより感じさせることができる変速機システムを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムであって、エンジンの駆動力を車輪に伝達する動力伝達系であって、駆動力の断接機構および変速機を含む動力伝達系と、運転者が変速操作を行う変速操作部と、運転者による変速操作部の変速操作の操作量を検知する変速操作検知部と、この変速操作検知部によって検知された変速操作量に基づいて、変速機の変速および断接機構による駆動力の断接切り替えを実行する変速制御部と、を有し、変速制御部はマニュアル回転同期モードを実行可能に構成され、マニュアル回転同期モードは、変速操作部の変速操作の操作量が所定の第１操作量に達したことが変速操作検知部により検知されると、動力伝達系の断接機構に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第１ステップと、変速操作部の変速操作の操作量が第１の操作量より大きい所定の第２操作量に達したことが変速操作検知部により検知されると、断接機構に制御信号を送り、変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第２ステップと、を有することを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、変速操作の操作量が所定の第１操作量に達したことが検知されると、動力伝達系の断接機構に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第１ステップと、変速操作の操作量が第１の操作量より大きい所定の第２操作量以上であることが検知されると、断接機構に制御信号を送り、変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第２ステップと、によって変速機の低速側への切り替えが完了する。このとき、駆動力の伝達が停止される第１ステップの実行時から、駆動力の伝達が再開される第２ステップの実行時までの間に、運転者は、自ら、エンジンの回転数を低速側の変速機の回転数に合わせるためにアクセルペダル等の操作を行うことができ、これにより、運転者に車両を操る感覚をより感じさせることができるのである。また、運転者に、手動運転スキルの向上という楽しみも感じさせることができる。

また、本発明において、好ましくは、さらに、変速操作部の運転者の変速操作量に対して所定の操作反力を与える操作反力発生装置を有し、操作反力発生装置は、運転者が第１操作量の操作位置に変速操作部を保持するときの操作力に対して、運転者が第１操作量の操作位置から第２操作量の操作位置に向けて変速操作部を操作し始めるときの操作力が大きくなるように変速操作部に操作反力を与える。
このように構成された本発明によれば、運転者による駆動力の切断操作（第１操作量位置への操作およびその第１操作量位置での保持）と、運転者によるエンジン回転数合わせ操作後の変速操作および駆動力の伝達の再開操作（保持していた第１操作量位置から第２操作量位置に向けた変速操作）とを適切に区別して感じるようにさせ、これにより、より的確に各操作を行わせることができる。

また、本発明において、好ましくは、変速操作検知部は、変速操作部の変速操作の操作量を、第１操作量と第２操作量とをそれぞれ検出可能な２つのポジションセンサの信号、または、第１操作量および第２操作量を検出可能な１つのストロークセンサの信号に基づいて検知する。
このように構成された本発明によれば、より確実に、変速操作の操作量を検知することができる。

また、本発明において、好ましくは、変速モード設定操作部を有し、この変速モード設定操作部により、マニュアル回転同期モードと、第１操作量の操作または第２操作量の操作のみで変速機の低速側への変速が完了する自動回転同期モードとを選択可能である。
このように構成された本発明によれば、運転者が、変速モード設定操作部により、自動回転同期モードも選択することができるので、自らの意思によるタイミングで素早く的確にシフトダウンを行いたい、または、複雑な操作を行わずにシフトダウンを行いたいという要望にも応えることができる。

また、本発明において、好ましくは、変速制御部は、路面状態センサにより所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、自動回転同期モードを実行する。
このように構成された本発明によれば、所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合でも、自動回転同期モードが実行される。このため、第１ステップの実行時から第２ステップの実行時までの間、駆動力の伝達が停止されていることに起因する危険な状態を回避することができる。

また、本発明において、好ましくは、変速制御部は、第１操作量の変速操作が検知された後、所定時間以内に第２操作量の変速操作が検知されない場合には、車速またはエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する。
このように構成された本発明によれば、第１操作量の変速操作が行われた後、所定時間以内に第２操作量の変速操作が行われない場合には、車速またはエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択するので、第１ステップの実行により駆動力の伝達が停止された状態で車両が長時間走行するのを回避すると共に、車両の走行状態に応じた適切な変速段を選択することができる。

また、本発明において、好ましくは、変速制御部は、マニュアル回転同期モードの実行中において、第２操作量の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速を実行せず、第１操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持する。
このように構成された本発明によれば、第２操作量の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、変速段が維持されるので、エンジン回転数が低い状況での低速側への変速による予期せぬエンジン停止や過度なショックが発生したりするのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、さらに、報知装置、および報知制御部を有し、報知制御部は、第１操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。
このように構成された本発明によれば、第２操作量の変速操作を行ったときのエンジン回転数が低く、変速段が維持された場合には、報知装置により報知されるので、運転者は自己の変速操作が不適切であったことを認識できる。また、変速段の維持が報知されることにより、変速操作を行ったにも関わらず変速が実行されなかったという誤解を運転者に与えるのを防止することができる。

また、本発明において、好ましくは、さらに、加速度センサ、報知装置、および報知制御部を有し、報知制御部は、第２ステップ実行時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が加速度センサによって検出された場合には、報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。
このように構成された本発明によれば、第２ステップ実行時に所定値以上の加速度変動が検出された場合には、変速操作が不適切であった旨が報知されるので、運転者は自己の変速操作の適否を客観的に認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。

本発明の変速機システムによれば、自動変速式の変速機であっても、運転者に車両を操る感覚をより感じさせることができる。

本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の駆動系を示すブロック図である。本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の車室前部を示す模式図である。本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の車室前部に設けられたシフトレバー装置（図３（ａ））、シフトレバーの操作位置および操作量（図３（ｂ））、パドルシフトレバーの操作位置および操作量（図３（ｃ））をそれぞれ示す模式図である。本発明の実施形態による変速機システムのシフトレバー装置の操作力とシフトストロークとの関係を示す線図である。図４に示す操作反力特性を得るための本実施形態によるシフトレバー装置が備える操作反力発生装置の概略構成を示す模式図であり、シフトレバーがＭポジション（図５（ａ））、Ｎポジション（図５（ｂ））にそれぞれ位置している模式図である。本発明の実施形態による変速機システムのブロック図である。本発明の実施形態による変速機システムにおいてマニュアル回転同期モードが設定された場合における処理を示すフローチャートである。本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。本発明の実施形態による変速機システムのマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による変速機システムを説明する。

まず、図１乃至図５により、本発明の実施形態による変速機システムの概略構成を説明する。図１は、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の駆動系を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の車室前部を示す模式図であり、図３（ａ）は、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両の車室前部に設けられたシフトレバー装置を示す模式図であり、図３（ｂ）は、シフトレバーの操作位置（シフトポジション）および操作量（ストローク）を示す模式図であり、図３（ｃ）は、パドルシフトレバーの操作位置（シフトポジション）および操作量（ストローク）を示す模式図であり、図４は、本発明の実施形態による変速機システムのシフトレバー装置のシフトレバーの操作力とシフトストロークとの関係を示す線図であり、図５は、図４に示す操作反力特性を得るための本実施形態によるシフトレバー装置が備える操作反力発生装置の概略構成を示す模式図であり、シフトレバーがＭポジション（図５（ａ））、Ｎポジション（図５（ｂ））にそれぞれ位置している模式図である。

まず、図１に示すように、本発明の実施形態による変速機システムを搭載した車両１は、原動機であるエンジン２と、エンジン２の出力軸の回転数を減速すると共に動力を伝達する自動変速機６と、エンジン２と自動変速機６の間の動力の接続／非接続を切り替える断接機構であるクラッチ４と、自動変速機６の出力軸の動力を伝達するプロペラシャフト８およびドライブシャフト１０と、車輪１２と、を有する。これらのうち、クラッチ４、自動変速機６、プロペラシャフト８、および、ドライブシャフト１０は、エンジン２から出力される動力を駆動力として車輪１２に伝達する動力伝達系として機能する。

次に、図２および図３を参照して、本実施形態による車両１の車室前部に設けられている各操作部の配置、自動変速機６の変速モード、および、シフトレバーの基本操作を説明する。
まず、図２に示すように、本実施形態の変速機システムを搭載した車両１の車室前部には、運転者が変速操作を行う変速操作部として、運転席の側方側に設けられ、シフトレバー１４を備えるシフトレバー装置１５と、ステアリングホイール装置１６に設けられ、左右のパドルシフトレバー（パドルスイッチ）１６ａ、１６ｂを備えるパドルシフトレバー装置１７とが設けられている。

運転者は、シフトレバー１４により、自動変速機６を、パーキングレンジ（Ｐレンジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、ニュートラルレンジ（Ｎレンジ）、および、ドライブレンジ（Ｄレンジ）の各変速レンジに切り替えることができる（図３（ａ）参照）。
ここで、本実施形態において、自動変速機６は、「自動変速モード」または「マニュアルモード」を設定可能に構成されている。
「自動変速モード」は、Ｄレンジにおいて、自動変速機６の変速タイミングおよび変速段の選択を自動で制御するモードである。一方、「マニュアルモード」は、自動変速機６の変速タイミングおよび変速段を運転者が任意に選択可能にするモードである。

さらに、本実施形態では、「マニュアルモード」において、運転者が、自動変速機６の「自動回転同期モード」または「マニュアル回転同期モード」を選択可能に構成されている。この選択のため、図２に示すように、シフトレバー１４の近傍には、運転者が「自動回転同期モード」または「マニュアル回転同期モード」を選択するための変速モード設定操作部１４ａが設けられている。
ここで、「自動回転同期モード」は、運転者が選択した変速段へ変速する際、その変速段に合ったエンジン回転数となるようにエンジン２の回転数の同期が自動で実行されるモードである。一方、「マニュアル回転同期モード」は、後述するように、運転者が選択した低速側の変速段へ変速する際、その変速段に合わせるためのエンジン２の回転数の同期を運転者のアクセルペダル操作で行えるようにするモードである。

次に、図３（ａ）に示すように、本実施形態の変速機システムでは、シフトレバー装置１５のシフトレバー１４が、Ｐレンジ位置（Ｐポジション）、Ｒレンジ位置（Ｒポジション）、Ｎレンジ位置（Ｎポジション）またはＤレンジ位置（Ｄポジション）の各位置に保持されるステーショナリー式のシフト機構となっている。また、本実施形態では、Ｄポジションの側方にマニュアルモードポジション（Ｍポジション）が設けられ、運転者がシフトレバー１４をＭポジションに移動させると、上述した自動変速機６のマニュアルモードが選択され、このＭポジションを中立位置としたモーメンタリ式のシフト機構に切り替えられる。

本実施形態では、「マニュアル回転同期モード」が選択されている場合、運転者が、図３（ｂ）に示すように、シフトレバー１４の第１の操作量（第１ストローク量）でＮポジションに移動させ、さらに、シフトレバー１４の第２の操作量（第２ストローク量）により「－」ポジションに移動させる２段階の操作で、低速側への変速（シフトダウン）を行えるようになっている。

一方、運転者が、シフトレバー１４を「＋」ポジションに移動させると、高速側への変速（シフトアップ）を行えるようになっている。
なお、このマニュアルモードでは、モーメンタリ式のシフト機構により、運転者がＮポジション、「－」ポジション、または、「＋」ポジションでシフトレバー１４から手を離すなどして操作力を０にすると、シフトレバー１４は、中立位置であるＭポジションに復帰する。

本実施形態では、運転者が、シフトダウンするために動力を切断したいタイミングでシフトレバー１４をＮポジションに移動させると、クラッチ４が作動して動力伝達が切断されると共に、変速段がニュートラル状態となる。運転者は、この状態で、アクセルペダルを操作してエンジン回転数の同期操作が可能となる。さらに、運転者が、低速側の変速段で動力伝達を再開したいタイミングで「－」ポジションに移動させると、後述する所定の場合を除き、低速側への変速段の切り替えが実行される。

一方、「自動回転同期モード」が選択されている場合、運転者が、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すＮポジションまたは「－」ポジションへのシフトレバー１４のいずれの操作でも、エンジン２の回転数を自動で同期させると共に、低速側の変速段へのシフトダウンが実行される。

同様に、本実施形態では、左右のパドルシフトレバー１６ａ、１６ｂでも、「マニュアル回転同期モード」による変速が可能となるよう構成されている。すなわち、シフトレバー１４がＭポジション（図３（ａ）参照）に操作され、自動変速機６のマニュアルモードが選択されている場合、図３（ｃ）に示すように、運転者が、左側パドルシフトレバー１６ａの第１の操作量によりＮポジションに移動させ、さらに、第２の操作量により「－」ポジションに移動させる２段階の操作で、上述したように、エンジン回転数の同期を運転者のアクセルペダル操作で行う、低速側の変速段へのシフトダウンを行えるようになっている。また、運転者が、右側のパドルシフトレバー１６ｂを「＋」ポジションに移動させると、高速側への変速（シフトアップ）を行えるようになっている。

一方、「自動回転同期モード」が選択されている場合、図３（ｃ）に示すＮポジション、または、「－」ポジションへのパドルシフトレバー１６ａのいずれの操作でも、エンジン２の回転数が自動で同期されると共に、低速側の変速段へのシフトダウンが実行される。

なお、本実施形態では、シフトレバー１４がＤポジションに保持され、自動変速モードが実行されている場合でも、運転者が左右のパドルシフトレバー１６ａ、１６ｂを操作すると、一時的に、マニュアルモードが介入可能に構成されている。このマニュアルモードの介入では、上述した「マニュアル回転同期モード」または「自動回転同期モード」のいずれのモードも実行可能となっている。なお、パドルシフトレバー１６ａ、１６ｂの誤操作防止のために、所定の操作部でこのような介入を禁止してもよい。

なお、本実施形態においては、シフトレバー１４およびパドルシフトレバー１６ａ、１６ｂにより変速段の切り替えを可能としているが、変形例として、そのようなシフトレバーの他、任意の変速操作部を使用して変速段の切り替えができるように本発明を構成することができる。また、本実施形態においては、変速モード設定操作部１４ａとして、独立した１つの操作部が設けられているが、変速モード設定操作部１４ａを他の押しボタン（図示せず）などと兼用にすることもできる。この場合には、押しボタンの「長押し」等の特殊操作により、「自動回転同期モード」と「マニュアル回転同期モード」を切り替え可能に構成することもできる。

次に、図４を参照して、本実施形態によるシフトレバーの操作力特性を説明する。
図４に示すように、本実施形態では、上述したシフトレバー１４のマニュアルモードにおいて、運転者が、中立位置であるＭポジションから、Ｎポジションおよび「－」ポジションの各位置へシフトレバー１４を操作する際に、操作力がストロークに対して非線形に変化する特性が得られるようにしている。

すなわち、図４に示すように、操作力特性として、まず、運転者が中立位置（Ｍポジション）からシフトレバー１４を操作する際、そのストローク量に対して操作力が線形的に立ち上がり、これにより、運転者が一定の操作反力を感じるようにしている。
その後、第１操作量（１段階目）のＮポジション近傍で、ストローク量に対する操作力変化を一定とし、運転者がシフトレバー１４をＮポジションに保持し易くなるようにしている。

さらに、Ｎポジションを超え、かつ、Ｎポジションの近傍の所定のストローク範囲（図４において、この所定のストローク範囲を符号Ａで示す）では、ストロークに対して操作力が所定の傾きで線形的に立ち上げるようにして、運転者の操作に対し一定の操作反力が得られるようにしている。この所定の傾きは、運転者が、シフトレバー１４をＮポジションに保持する際、意図的に力を増大させない限り、シフトレバー１４がＮポジションから移動しないような操作反力が得られるような傾きである。これにより、運転者は、シフトレバー１４をＮポジションに保持しやすくなる。
本実施形態では、図４のような操作力特性により、運転者が、シフトレバー１４のＭポジションからＮポジションへの操作と、Ｎポジションでの保持操作と、Ｎポジションから「－」ポジションへの２段階目の操作とを適切に区別して感じるようにさせ、これにより、的確に各操作を行わせるようにしている。

さらに、図４に示すように、符号Ａで示すストローク範囲を超えると、操作力が低下するようにして、運転者がシフトレバー１４を「－」ポジションに操作しやすくしている。「－」ポジションを超えると、ストロークに対して線形的に操作力を立ち上げて、運転者のシフトレバー１４のストローク範囲を規制するようにしている。

本実施形態では、上述した図４に示すような操作力特性を、シフトレバー装置１５に設けた図５に示すような操作反力発生機構１８により得るようにしている。
図５に示すように、シフトレバー装置１５のシフトレバー１４は、回動軸１５ａまわりに回動するようになっており、操作反力発生機構１８により、運転者によるシフトレバー１４の操作に伴う回動量（ストローク量）に対して、図４に示すような操作反力を発生させるようになっている。

操作反力発生機構１８は、ディテント１８ａおよびバネ１８ｂ備え、本実施形態では、主に、このディテント１８ａの幅、高さ、傾きをそれぞれ設定することで、図４に示すような操作力特性を得るようにしている。

バネ１８ｂは、その固定点１８ｃおよびディテント１８ａとの作用点１８ｄ（ディテント１８ａとの間での滑り抵抗を減少させるための軸受体１８ｄ）との間で作用し、シフトレバー１４をＮポジションからＭポジションへ戻し、また、「－」ポジションからＭポジションへ戻す方向へ力を作用させる。

運転者がシフトレバー１４を操作すると、シフトレバー１４は、図５（ａ）に示す位置から、図５（ｂ）に示す位置に移動し（ストロークし）、その際、Ｎポジションを超え、かつ、Ｎポジションの近傍の位置Ａで、ディテント１８ａの主に傾きが大きくなるように設定している。これにより、上述したように、ストロークに対して操作力が所定の傾きで線形的に立ち上げるようにして（図４の符号Ａ）、運転者の操作に対し一定の操作反力が得られるようにしている。

また、パドルシフトレバー１６ａ、１６ｂも、図４と同様の操作力特性が得られるよう、図５と同様の操作反力発生機構を備えている。なお、運転者は、パドルシフトレバー１６ａ、１６ｂを基本的に指で操作するので、操作力特性は同じものの、操作力自体は小さくなるよう設定されている。

次に、図６を参照して、本発明の実施形態による変速機システム２０を説明する。
図６に示すように、変速機システム２０は、ＥＣＵ（電気制御ユニット／コントローラ）２２と、これに信号を入力するシフトレバー装置１５、変速モード設定操作部１４ａ、パドルシフトレバー装置１７、アクセル開度センサ２４、車速センサ２６、勾配センサ２８、および、加速度センサ３０を備えている。さらに、変速機システム２０は、ＥＣＵ２２からの制御信号が入力される自動変速機６、クラッチ４、および、報知装置である表示装置３２およびスピーカ３４を備えている。また、ＥＣＵ２２には、エンジン２も接続されており、制御信号により制御される。

シフトレバー装置１５には、シフトレバー１４の各ポジションとして、自動変速モードの「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の各ポジションをそれぞれ検出する複数のポジションセンサと、マニュアルモードのＭポジション、Ｎポジション、「－」ポジション、「＋」ポジションをそれぞれ検知する複数のポジションセンサとが設けられ、それらのポジションセンサの各信号がＥＣＵ２２に入力されるよう構成されている。
なお、変形例として、シフトレバー１４の中立位置（Ｍポジション）に対する移動距離を１つのストロークセンサ（リニアセンサなど）で検出し、その信号をＥＣＵ２２に入力するように構成してもよい。
このようなシフトレバー装置１５の各ポジションセンサまたはストロークセンサにより、シフトレバー１４が、上述した第１操作量または第２操作量（図３（ｂ）参照）に達したことが検知可能となる。

また、パドルシフトレバー装置１７には、パドルシフトレバー１６ａ、１６ｂのＮポジション、「－」ポジション、「＋」ポジションをそれぞれ検知する複数のポジションセンサが設けられ、それらのポジションセンサの各信号がＥＣＵ２２に入力されるよう構成されている。なお、左側パドルシフトレバー１６ａの中立位置（Ｍポジション）に対するＮポジションおよび「－」ポジションへの移動距離を１つのストロークセンサ（リニアセンサなど）で検出し、その信号をＥＣＵ２２に入力するように構成してもよい。
このようなパドルシフトレバー装置１７の各ポジションセンサまたはストロークセンサにより、左側パドルシフトレバー１６ａが、上述した第１操作量または第２操作量（図３（ｂ）参照）に達したことが検知可能となる。

また、アクセル開度センサ２４は、変速機システム２０が搭載されている車両１のアクセルペダル（図示せず）の踏込量を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
車速センサ２６は、変速機システム２０が搭載されている車両１の車速を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
勾配センサ２８は、変速機システム２０を搭載した車両１が走行している路面の勾配を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。
加速度センサ３０は、変速機システム２０が搭載されている車両１の前後方向加速度を検出し、検出信号をＥＣＵ２２に入力するように構成されている。

ＥＣＵ２２は、具体的には、マイクロプロセッサ、メモリ、インターフェイス回路、およびこれらを作動させるプログラム等（以上、図示せず）から構成されている。ＥＣＵ２２は、これらのハードウェア、ソフトウェアにより、変速制御部２２ａ、変速操作検知部２２ｂ、報知制御部２２ｃ等の機能を実現している。

変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、変速段を切り替えるように構成されている。変速制御部２２ａによる具体的な制御内容は後述する。

変速操作検知部２２ｂは、変速操作部であるシフトレバー１４およびパドルシフトレバー１６ａ、１６ｂの、運転者による変速操作を検知するように構成されている。
特に、変速操作検知部２２ｂは、シフトレバー装置１５の各ポジションセンサからの入力信号に基づいて、シフトレバー１４が、マニュアルモードのＮポジション、「－」ポジション、「＋」ポジションに操作されたことを検知する。
また、変速操作検知部２２ｂは、パドルシフトレバー装置１７の各ポジションセンサからの入力信号に基づいて、左側パドルシフトレバー１６ａについてはＮポジション、「－」ポジションに操作されたことを検知し、また、右側パドルシフトレバー１６ｂについては「＋」ポジションに操作されたことを検知する。

特に、本実施形態では、変速操作検知部２２ｂは、シフトレバー１４のマニュアルモードのＮポジションと、「－」ポジションとを検知することにより、シフトレバー１４が上述した第１操作量または第２操作量（図３（ｂ）参照）に達したことを検知するよう構成されている。
また、変速操作検知部２２ｂは、左側パドルシフトレバー１６ａのＮポジションと、「－」ポジションとを検知することにより、左側パドルシフトレバー１６ａが上述した第１操作量または第２操作量（図３（ｃ）参照）に達したことを検知するよう構成されている。
変形例としてのストロークセンサを用いた場合は、変速操作検知部２２ｂは、その検出されたストローク量に基づいて、シフトレバー１４の第１操作量または第２操作量（図３（ｂ）参照）、および、左側パドルシフトレバー１６ａの第１操作量または第２操作量（図３（ｃ）参照）を検知するよう構成される。

報知制御部２２ｃは、ＥＣＵ２２に接続されている表示装置３２およびスピーカ３４に制御信号を送り、変速機システム２０の作動状況等を運転者に報知するように構成されている。

表示装置３２は、図２に示すように、変速機システム２０が搭載されている車両１のインストルメントパネルに設けられたディスプレイであり、車両１の運転者や乗員に対し、種々の情報を提示するように構成されている。ＥＣＵ２２に内蔵された報知制御部２２ｃは、表示装置３２に制御信号を送り、表示装置３２に種々の情報を表示させる。また、表示装置３２をタッチパネルとし、表示装置３２により種々の情報の表示および入力を可能にすることもできる。例えば、変速モード設定操作部１４ａを、タッチパネル上に表示されるコマンドボタン（図示せず）によって構成することもできる。

スピーカ３４は、図２に示すように、車両１の運転者や乗員に対し、音声により種々の情報を伝達する音声発生装置である。また、ＥＣＵ２２に内蔵された報知制御部２２ｃは、スピーカ３４に音声信号を送り、種々の音声、報知音、警告音等を発生させるように構成されている。

次に、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａの制御内容を説明する。
変速制御部２２ａは、自動変速機６が「自動モード」に設定されている場合には、車速センサ２６やアクセル開度センサ２４によって検出された検出信号に基づいて適切な変速段を選択し、自動変速機６の変速段を切り替える。本実施形態において、自動変速機６は、遊星歯車機構による動力伝達経路を、変速用クラッチ６ａである複数のクラッチ、ブレーキの断接により切り替える有段式の変速機である。変速制御部２２ａは、所定のタイミングでクラッチ４および変速用クラッチ６ａを断接し、変速段を切り替えるように構成されている。

自動変速機６が「マニュアルモード」に設定されている場合には、変速制御部２２ａは、運転者によるシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａ、１６ｂの操作に基づいて、自動変速機６の変速段を切り替える。本実施形態の変速機システム２０では、自動変速機６の「マニュアルモード」において、運転者が変速モード設定操作部１４ａを操作することにより、「自動回転同期モード」または「マニュアル回転同期モード」を選択することができる。

本実施形態においては、自動変速機６が「マニュアルモード」に設定され、かつ、「自動回転同期モード」に設定されている場合は、運転者による１回のシフトレバー１４、１６ａ、１６ｂの操作により、自動変速機６の変速段を切り替えることができる。具体的には、シフトレバー１４がＭポジションからＮポジション側（Ｎポジションまたは「－」ポジション）に操作され、または、左側パドルシフトレバー１６ａがＭポジションからＮポジション側（Ｎポジションまたは「－」ポジション）に操作されると、自動変速機６を低速側の変速段に変速するための操作が行われたことが変速操作検知部２２ｂによって検知される。
また、シフトレバー１４がＭポジションから「＋」ポジションにシフトレバー１４が操作され、または、右側パドルシフトレバー１６ｂが操作されると、自動変速機６を高速側の変速段に変速するための操作が行われたことが変速操作検知部２２ｂによって検知される。
これらの運転者の変速操作が変速操作検知部２２ｂによって検知されると、変速制御部２２ａは、変速操作に応じて自動変速機６を低速側または高速側の変速段に切り替える。

「自動回転同期モード」において、運転者がシフトダウンをするためにシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａを操作すると、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａは、まず、クラッチ４に制御信号を送り、これを切断させる。次いで、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、自動変速機６をニュートラルに切り替える。さらに、変速制御部２２ａは、エンジン２に制御信号を送り、変速後の変速段（１段階低速側の変速段）に相当する回転数になるよう、エンジン２を制御する。次いで、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送って変速段を１段階低速側に切り替えた後、クラッチ４に制御信号を送ってクラッチ４を接続し、変速を完了する。

このように、「自動回転同期モード」においては、変速制御部２２ａが、自動的に、エンジン２の回転数を変速後の変速段の回転数に同期させる。このため、運転者はエンジン２の回転数を考慮することなく、シフトレバー１４、１６ａの１回の操作で、自動変速機６の変速段を切り替えることができる。なお、運転者がシフトアップをするためにシフトレバー１４、１６ｂを操作した場合にも、同様の処理が行われ、自動変速機６の変速段が高速側に切り替えられる。

次に、自動変速機６が「マニュアルモード」に設定され、かつ、「マニュアル回転同期モード」に設定されている場合は、運転者が、上述したシフトレバー１４、１６ａの第１操作量および第２操作量（図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）を区別して２段階操作することで、自動変速機６の変速段を１段階低速側に切り替えることができる。

具体的には、「マニュアル回転同期モード」において、運転者がシフトダウンをするために動力を切断したいタイミングで、シフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａをＮポジションに操作すると、すなわち、第１操作量位置まで操作すると、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａは、まず、クラッチ４に制御信号を送り、これを切断させる。次いで、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、自動変速機６をニュートラルに切り替える。運転者は、このとき、アクセルペダルを操作してエンジン回転数の同期操作をすることができる。

さらに、変速制御部２２ａは、運転者が、低速側の変速段で動力伝達を再開したいタイミングで、シフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａを「－」ポジションに操作すると、すなわち、第２操作量位置まで操作すると、変速制御部２２ａは、後述する所定の場合を除き、自動変速機６に制御信号を送って変速段を１段階低速側に切り替えた後、クラッチ４に制御信号を送ってクラッチ４を接続し、変速を完了する。

なお、シフトレバー１４、１６ｂによる高速側への切り替えについては、変速モード設定操作部１４ａが「マニュアル回転同期モード」に設定されている場合においても１回の操作で自動変速機６の変速段を切り替えることができる。

次に、図７乃至図１２を参照して、本発明の実施形態による変速機システム２０の、マニュアル回転同期モードにおける制御処理内容およびその作用を説明する。
図７は、本発明の実施形態による変速機システム２０においてマニュアル回転同期モードが設定された場合における処理を示すフローチャートであり、図８乃至図１２は、本発明の実施形態による変速機システム２０のマニュアル回転同期モードにおける作用の一例を示すタイムチャートである。図７において、Ｓは各ステップを示す。

図７に示すフローチャートは、変速モード設定操作部１４ａにより「マニュアル回転同期モード」が設定されている場合において、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａにより所定の時間間隔で繰り返し実行される。なお、図８乃至図１２に示すタイムチャートは、上段から順に、ブレーキスイッチ信号、シフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａの操作に基づく、上述したＮポジションに相当する第１のシフトダウン信号および「－」ポジションに相当する第２のシフトダウン信号、自動変速機６の変速段、アクセル開度センサ２４の検出信号、エンジン２の回転数を示し、横軸は時間を表している。

まず、図７のＳ１において、各種信号がＥＣＵ２２に読み込まれる。すなわち、Ｓ１においては、シフトレバー装置１５からの運転者のシフトレバー１４の操作に関する信号、変速モード設定操作部１４ａからの回転モード設定信号、パドルシフトレバー装置１７からの運転者のパドルシフトレバー１６ａ、１６ｂの操作に関する信号、アクセル開度センサ２４からのアクセル開度の信号、車速センサ２６からの車両１の速度に関する信号、勾配センサ２８からの走行中の路面の勾配に関する信号、および、加速度センサ３０からの車両１の前後方向加速度に関する信号が含まれる。

次に、Ｓ２において、所定の路面状態が検出されているか否かが判断される。具体的には、Ｓ２においては、路面状態センサである勾配センサ２８によって検出された走行路面の勾配が所定の勾配閾値以上であるか否か、走行路面の路面摩擦が所定の摩擦閾値以下であるか否かが判断される。所定の勾配閾値以上である場合、または、所定の摩擦閾値以下である場合には、Ｓ３以下の処理が実行されることなく、図７に示すフローチャートの１回の処理を終了する。この場合においては、変速モード設定操作部１４ａによりマニュアル回転同期モードが設定されていても、自動回転同期モードが実行される。このように、本実施形態の変速機システム２０においては、所定の路面状態が検出されている場合には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、自動回転同期モードが実行される。

即ち、急な勾配の路面や、路面摩擦の小さい路面においてマニュアル回転同期モードが実行されると、運転者の変速操作が不適切であった場合には、車両が危険な挙動を示したり、運転者や乗員に強い不快感を与える可能性もある。たとえば、急勾配の路面では、変速段がニュートラルの間に車両が意図せず加速する状況、あるいは、低μ路において車輪に駆動力が与えられないことに起因する横滑りなど、危ない状況になり得る。本実施形態においては、このような路面状態においてマニュアル回転同期モードが実行され、車両が危険な挙動となることを回避して、運転者や乗員の安全をより確実に確保するようにしている。このように、マニュアル回転同期モードが選択されているにも関わらず、自動回転同期モードが実行された場合には、表示装置３２やスピーカ３４によって、運転者にその旨を報知しても良い。

なお、走行路面の路面摩擦は、エンジン２の駆動力と、車輪１２の車輪速の関係から推定することができる。即ち、路面摩擦が小さく、車輪１２にスリップが発生している場合には、エンジン２が発生する駆動力に対して車輪速が大きくなる。従って、この場合には、エンジン２の駆動力を検出するセンサ、車輪速を検出するセンサ、および駆動力と車輪速から路面摩擦を推定する演算装置（以上、図示せず）が、路面状態センサとして機能する。

次に、Ｓ３において、運転者により、第１のシフトダウン要求操作があったか否かが判断される。本実施形態では、この第１のシフトダウン要求操作は、運転者が、シフトダウンするために動力を切断したいという操作であり、運転者がシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａをＮポジションに移動させ、保持する操作である。このＳ３では、変速操作検知部２２ｂが、シフトレバー１４、１６ａの操作量が第１操作量（図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）に到達したか否かを判定する。

第１のシフトダウン要求があったと判定された場合にはＳ４に進み、第１のシフトダウン要求がないと判定された場合には、図７に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、図７に示すフローチャートにおけるＳ４以下の処理は、運転者により、シフトレバー１４、１６ａによるシフトダウン要求操作がなされた場合に実行され、シフトレバー１４、１６ｂによるシフトアップ要求操作がなされた場合には実行されない。

ここで、図８に示す例においては、運転者は、車両１を減速させながら自動変速機６を３速段から２速段へシフトダウンを行うべく、時刻ｔ1において、車両１のブレーキペダル（図示せず）を踏み込んでいる。次いで、運転者は、時刻ｔ2において、第１のシフトダウン要求操作としてシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａをＮポジションに操作している（シフトダウン信号１＝ＯＮ）。なお、以下では、このような運転者によるシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａのＭポジションからＮポジションへの操作（Ｍポジションからの第１操作量の操作）を「第１のシフトダウン要求操作」と言う。

シフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａの第１のシフトダウン要求操作が変速操作検知部２２ｂによって検知されると、図７に示すフローチャートにおける処理はＳ４に進む。Ｓ４において、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第１ステップとして、クラッチ４に制御信号を送ってクラッチ４を切断させ、駆動力の伝達を停止させる。さらに、Ｓ４において、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送って自動変速機６をニュートラルの状態に切り替える。

ここで、図８に示す例では、時刻ｔ3において、クラッチ４が切断されると共に、自動変速機６がニュートラルにされている。さらに、運転者は、時刻ｔ2においてシフトレバー１４、１６ａをＭポジションからＮポジションへ操作した後、図８の実線に示すように、時刻ｔ4～ｔ5の間、アクセルペダル（図示せず）を踏み込んでいる。これにより、時刻ｔ1からのブレーキペダルの踏み込みにより低下していたエンジン２の回転数が上昇する。

次に、図７のＳ５において、運転者により、第２のシフトダウン要求操作があったか否かが判断される。本実施形態では、この第２のシフトダウン要求操作は、運転者が、低速側の変速段で動力伝達を再開したいという操作であり、運転者がシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａをＮポジションから「－」ポジションに移動させる操作である。このＳ５では、変速操作検知部２２ｂが、シフトレバー１４、１６ａの操作量が第２操作量（図３（ｂ）、図３（ｃ）参照）に到達したか否かを判定する。

第２のシフトダウン要求操作があったと判定された場合にはＳ６に進み、第２のシフトダウン要求操作がないと判定された場合にはＳ１０に進む。Ｓ１０においては、第１のシフトダウン要求操作が行われた（図８の時刻ｔ2）後、所定時間が経過したか否かが判断される。所定時間が経過した場合にはＳ１１に進み、経過していない場合にはＳ５に戻る。従って、第１のシフトダウン要求操作の後、シフトレバー１４、１６ａが操作されていない場合には、Ｓ５→Ｓ１０→Ｓ５の処理が所定時間繰り返される。本実施形態においては、第１のシフトダウン要求操作後の所定時間として、３秒が設定されている。

ここで、図８のタイムチャートに示す例では、時刻ｔ2において第１のシフトダウン要求操作が行われた後、所定時間が経過する前の時刻ｔ6において第２のシフトダウン要求操作として、シフトレバー１４、１６ａを「－」ポジションに移動させる第２操作量の操作が行われている（シフトダウン信号２＝ＯＮ）。これにより、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ５からＳ６に進む。なお、以下では、運転者によるシフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａのＮポジションから「－」ポジションへの操作（Ｍポジションからの第２操作量の操作）を「第２のシフトダウン要求操作」と言う。

Ｓ６においては、エンジン２の回転数が所定の回転数閾値以上であるか否かが判断され、回転数閾値以上である場合にはＳ７へ進み、回転数閾値未満である場合にはＳ１２へ進む。図７のタイムチャートに示す例では、時刻ｔ2における第１のシフトダウン要求操作の後、運転者は、時刻ｔ4～ｔ5の間、アクセルペダル（図示せず）を踏み込んでいるので、エンジン２の回転数は所定の回転数閾値以上に上昇されており、Ｓ７に進んでいる。

Ｓ７において、変速制御部２２ａは、自動変速機６に制御信号を送り、自動変速機６の変速段を１段階低速側に切り替える。さらに、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第２ステップとして、クラッチ４に制御信号を送って、クラッチ４を接続させ、エンジン２の駆動力の伝達を再開させる。図８に示す例においては、時刻ｔ7において、自動変速機６が３速段から２速段に切り替えられ、自動変速機６が低速側に切り替えられた状態でクラッチ４が接続され、駆動力の伝達が再開されている。

なお、時刻ｔ6において第２のシフトダウン要求操作がなされ、運転者がシフトレバー１４、１６ａをそのまま「－」ポジションに保持している場合、シフトダウン信号２のＯＮ信号が継続される（図８の一点鎖線）が、このような場合も、時刻ｔ6において第２のシフトダウン要求操作（シフトダウン信号２＝ＯＮ）に基づいて、自動変速機６が３速段から２速段に切り替えられ、自動変速機６が低速側に切り替えられた状態でクラッチ４が接続され、駆動力の伝達が再開される。

次に、Ｓ８においては、自動変速機６の切り替え時において、加速度センサ３０によって検出された車両１の前後方向加速度が、所定の加速度閾値以上であったか否かが判断される。前後方向加速度が所定の加速度閾値以上であった場合にはＳ９に進む。一方、所定の加速度閾値未満であった場合には、図７に示すフローチャートの１回の処理を終了し、シフトレバー１４、１６ａの操作によるシフトダウンを完了する。

即ち、図８の実線に示すように、第１のシフトダウン要求操作の後、運転者が適切にアクセルペダル（図示せず）を操作し、エンジン２が適切な回転数にされている場合には、第２のシフトダウン要求操作によりクラッチ４が接続された時も、車両１はスムーズに走行する。この場合には、Ｓ８の後、そのまま図７に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、運転者は、シフトレバー１４、１６ａを「Ｎ」ポジションへ操作した後、アクセルペダル（図示せず）を操作し、その後、シフトレバー１４、１６ａを「－」ポジションへ操作することによりシフトダウンを行って、車両１をスムーズに走行させることにより、運転者はマニュアル式の車両を運転しているような車両を操る感覚を、自動変速機を搭載した車両でも感じさせることができる。

一方、図８の一点鎖線に示すように、時刻ｔ2において第１のシフトダウン要求操作の後、運転者がアクセルペダル（図示せず）の操作を行っていない場合には、エンジン回転数が低いままとなる。このため、第２のシフトダウン要求操作によりクラッチ４が接続される時点で、エンジン回転数が自動変速機６の２速相当の回転数とは大きく異なってしまう。このような場合には、時刻ｔ7において自動変速機６が切り替えられ、クラッチ４が接続された際、ショックが発生し、これが加速度センサ３０により、前後方向の加速度変動として検出される。

図７のＳ８において、クラッチ４の接続時（図６の時刻ｔ7）における加速度変動が、所定の加速度閾値以上であると判定された場合には、Ｓ９に進む。Ｓ９において、ＥＣＵ２２の報知制御部２２ｃは、報知装置である表示装置３２およびスピーカ３４に信号を送り、変速操作が適切でなかった旨を運転者に報知し、図７に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、変速制御部２２ａは、第２のシフトダウン要求操作時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が加速度センサ３０によって検出された場合には、表示装置３２およびスピーカ３４に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。これにより、運転者は、自己の変速操作が適切でなかったために、車両１の走行にショックが発生したことを認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。

ここで、図９により、シフトレバー１４、１６ａの中立位置（Ｍポジション）に対する操作量をリニアセンサなど１つのストロークセンサで検出する変形例の場合の作用を説明する。図９に示すタイムチャートは、シフトダウン信号以外は図８と同一であり、ここでは、図８に示すタイムチャートと異なる点のみ説明する。
図９では、本実施形態の変形例として、ストロークセンサが、シフトレバー１４またはパドルシフトレバー１６ａのストローク量に対して線形に変化するシフトダウン信号（電圧）を出力する場合を示す。この変形例では、このようなシフトダウン信号に対して、２つのシフトダウン信号閾値１、２を用いて、上述した第１のシフトダウン要求操作および第２のシフトダウン要求操作を検知する。すなわち、ＥＣＵ２２の変速操作検知部２２ｂは、図９に示すように、シフトダウン信号が第１の閾値を超えた時点（時刻ｔ2）を、第１のシフトダウン要求操作がなされた時点と検知し、その後、シフトダウン信号が第２の閾値に達した時点（時刻ｔ6）を、第２のシフトダウン要求操作がなされた時点と検知する。

次に、図１０を参照して、車両１を加速させるために自動変速機６を３速段から２速段へシフトダウンする際の変速操作の一例を説明する。
まず、図１０に示す例では、時刻ｔ11において、第１のシフトダウン要求操作を行っている。これにより、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ３からＳ４に進む。Ｓ４では、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第１ステップとして、クラッチ４に信号を送り、駆動力の伝達を停止させる。さらに、変速制御部２２ａは自動変速機６に信号を送り、図１０の時刻ｔ12において、自動変速機６がニュートラルに切り替えられる。

次いで、運転者は、エンジン２の回転数を上昇させるべく、図１０の実線に示すように、時刻ｔ13においてアクセルペダル（図示せず）の踏み込みを開始し、時刻ｔ14において一旦アクセルペダルの踏み込みを緩めた後、時刻ｔ15において再びアクセルペダルの踏み込みを行う。さらに、運転者は、時刻ｔ16において、第２のシフトダウン要求操作を行う。これにより、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ５からＳ６に進む。

さらに、運転者は、エンジン２の回転数を上昇させているので、フローチャートにおける処理は、Ｓ６からＳ７に進む。Ｓ７において、変速制御部２２ａは、自動変速機６に信号を送り、自動変速機６の変速段を２速段に切り替える。さらに、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの第２ステップとして、クラッチ４に信号を送り、これを接続して駆動力の伝達を再開させ、図１０の時刻ｔ17において、変速が完了する。この際、エンジン２の回転数は、自動変速機６の２速段に相当する回転数まで上昇されているので、車両１にショックが発生することなく、スムーズにシフトダウンが完了する（図７のＳ８→リターン）。また、時刻ｔ15の後、運転者は、さらにアクセルペダルを踏み込んでいるので、エンジン回転数はさらに上昇し、それに伴い、車両１は加速する。

一方、図１０の一点鎖線に示す例では、時刻ｔ11において、運転者が第１のシフトダウン要求操作を行った後（図７のＳ３→Ｓ４）、アクセルペダル（図示せず）の踏み込みを行わないまま、時刻ｔ16において、第２のシフトダウン要求操作を行っている（図７のＳ５→Ｓ６）。この場合には、時刻ｔ17において、自動変速機６が２速段に切り替えられ、クラッチ４が接続される際のエンジン回転数が、自動変速機６の２速段に相当する回転数とは大きく異なっているので、クラッチ４の接続時にショックが発生する。この場合には、加速度センサ３０によって検出される加速度が所定の加速度閾値以上となる（図７のＳ８→Ｓ９）ので、Ｓ９において、変速操作が不適切であった旨が運転者に報知される。

次に、図１１を参照して、運転者が変速操作を誤った場合における変速機システム２０の作用の一例を説明する。
まず、図１１に示す例では、時刻ｔ21において、運転者はブレーキペダル（図示せず）を踏み込み、車両１を減速させている。次いで、時刻ｔ22において、第１のシフトダウン要求操作を行っている。これにより、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ３からＳ４に進む。Ｓ４では、変速制御部２２ａはクラッチ４および自動変速機６に信号を送り、図１１の時刻ｔ23において、自動変速機６をニュートラルに切り替える。Ｓ４の後、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ５→Ｓ１０→Ｓ５の処理を繰り返し、運転者による第２のシフトダウン要求操作を待っている。

一方、運転者は、エンジン２の回転数を上昇させるべく、時刻ｔ24～ｔ25においてアクセルペダル（図示せず）の踏み込みを行い、エンジン回転数を上昇させているが、第２のシフトダウン要求操作を行っていない。たとえば、図１１にケース１で示すシフトダウン信号で示されるように、運転者は、シフトレバー１４、１６ａをＮポジションに保持して、動力の切断を維持しているが、本来、第２のシフトダウン要求操作（「－」ポジションへの操作）を行って動力の接続を再開させるべきタイミングである時刻ｔ26において、「－」ポジションへの操作を行わず（シフトダウン信号２＝ＯＦＦ）、Ｎポジションの保持を解除してしまっている（シフトダウン信号１＝ＯＦＦ）。また、たとえばケース２では、運転者は、時刻ｔ25において空吹かし中にＮポジションの保持を解除し、ケース３では、Ｎポジションの保持し続ける一方、「－」ポジションへの操作を行っていない。これらのような場合、時刻ｔ22において第１のシフトダウン要求操作を行った後、所定時間が経過した時刻ｔ26において、図７のフローチャートにおける処理は、Ｓ１１に移行する。

Ｓ１１において、ＥＣＵ２２の変速制御部２２ａは、車速センサ２６によって検出された車速およびエンジン回転数に基づいて適切な変速段を選択し、選択した変速段に自動変速機６を自動的に切り替える。さらに、Ｓ１１において、変速制御部２２ａは、クラッチ４に制御信号を送って、クラッチ４を接続させ、エンジン２の駆動力の伝達を再開させる。図１１に示す例では、時刻ｔ24～ｔ25において運転者がエンジン２の回転数を上昇させているので、変速制御部２２ａによって２速段が選択され、時刻ｔ26において、自動変速機６が２速段に切り替えられ、さらに、クラッチ４が接続され、駆動力の伝達が再開されている。このように、第１のシフトダウン要求操作が検知された後、第２のシフトダウン要求操作が所定時間以内に検知されない場合には、変速制御部２２ａが自動的に変速段を選択して自動変速機６を切り替える。

これにより、自動変速機６がニュートラルに切り替えられた状態で、車両１が長時間走行するのを防止することができる。また、変速制御部２２ａは、車速およびエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する。なお、車速およびエンジン回転数の何れか一方のみに基づいて、変速段が選択されるように本発明を構成することもできる。

また、変形例として、図７のフローチャートにおけるＳ１１の後、第２のシフトダウン要求操作が行われなかった旨を、表示装置３２やスピーカ３４により、運転者に報知するように本発明を構成することもできる。なお、図１１に示す例では、時刻ｔ26におけるエンジン回転数が高いので、変速制御部２２ａにより２速段が選択されているが、所定時間経過時における車速やエンジン回転数によっては、第１のシフトダウン要求操作前の変速段が維持され、あるいは、他の変速段が選択される。

次に、図１２を参照して、運転者の操作が不適切であり、エンジン回転数が極度に低下した場合における変速機システム２０の作用の一例を説明する。
まず、図１２に示す例では、時刻ｔ31において、運転者はブレーキペダル（図示せず）を踏み込み、車両１を減速させている。次いで、時刻ｔ32において、第１のシフトダウン要求操作を行っている。これにより、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ３からＳ４に進む。Ｓ４では、変速制御部２２ａはクラッチ４および自動変速機６に信号を送り、図１２の時刻ｔ33において、自動変速機６をニュートラルに切り替える。

ここで、図１２に示す例においては、運転者は、第１のシフトダウン要求操作を行った後、アクセルペダル（図示せず）の踏み込みを行っていない。また、図１２に示す例においては、運転者によるブレーキペダル（図示せず）の踏み込みが強いため、エンジン２の回転数は極度に低下している。

次いで、時刻ｔ34において、第２のシフトダウン要求操作を行うと、図７に示すフローチャートにおける処理は、Ｓ５からＳ６に進む。Ｓ６においては、エンジン回転数が所定の回転数閾値以上であるか否かが判断される。図１２に示す例においては、時刻ｔ34においてエンジン２の回転数が極度に低下し、所定の回転数閾値未満になっているため、フローチャートにおける処理は、Ｓ１２に移行する。

Ｓ１２において、変速制御部２２ａは変速を実行せず、自動変速機６をニュートラルの状態から第１のシフトダウン要求操作時の変速段（図１２の例では３速段）に切り替え、さらに、クラッチ４を接続し、駆動力の伝達を再開する。即ち、図１２に示す例では、第２のシフトダウン要求操作が行われたにも関わらず、変速制御部２２ａはシフトダウンを実行せず、自動変速機６の変速段を、第１のシフトダウン要求操作が行われた時点における変速段に維持している。これは第２のシフトダウン要求操作が行われた時点におけるエンジン回転数が極端に低く、運転者の操作に従ってシフトダウンを行うとエンジン２が停止してしまうおそれがあるためである。このため、第２のシフトダウン要求操作が行われた時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速が実行されず、第１のシフトダウン要求操作を検知した時点における変速段が維持される。これにより、運転者の不適切な変速操作による、エンジン停止を回避することができる。

次に、Ｓ１３において、ＥＣＵ２２の報知制御部２２ｃが、表示装置３２およびスピーカ３４に信号を送り、シフトダウンが可能なエンジン回転数を下回ったため、変速を実行しなかった旨を運転者に報知し、図７に示すフローチャートの１回の処理を終了する。このように、変速制御部２２ａは、第１のシフトダウン要求操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、報知制御部２２ｃに信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する。これにより、運転者は、自己の変速操作が不適切であったことを認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。

次に、本発明の実施形態による変速機システムの主な作用効果を説明する。
本発明の実施形態の変速機システム２０によれば、運転者によるシフトレバー１４、１６ａの変速操作の操作量が所定の第１操作量（図３（ｂ）、図３（ｃ）、図７の時刻ｔ2等）に達したことが検知されると、動力伝達系の断接機構であるクラッチ４に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第１ステップと、変速操作の操作量が第１の操作量より大きい所定の第２操作量（図３（ｂ）、図３（ｃ）、図７の時刻ｔ2等））に達したことが検知されると、クラッチ４に制御信号を送り、変速機６が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第２ステップと、によって変速機６の低速側への切り替えが完了する。このとき、駆動力の伝達が停止される第１ステップの実行時から、駆動力の伝達が再開される第２ステップの実行時までの間に、運転者は、自ら、エンジン２の回転数を低速側の変速機の回転数に合わせるためにアクセルペダル等の操作（図７の実線、時刻ｔ4～ｔ5等）を行うことができる。これにより、運転者に車両を操る感覚をより感じさせることができ、また、手動運転スキルの向上という楽しみも感じさせることができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、運転者のシフトレバー１４、１６ａの変速操作量に対して所定の操作反力（図４）を与える操作反力発生装置１８を有し、操作反力発生装置１８は、運転者が第１操作量の操作位置（図３に示すＮポジション）に変速操作部を保持するときの操作力に対して、運転者が第１操作量の操作位置（図３に示すＮポジション）から第２操作量の操作位置（図３に示す「－」ポジション）に向けてシフトレバー１４、１６ａを操作し始めるときの操作力が大きくなるようにシフトレバー１４、１６ａに操作反力を与える。このような構成により、本実施形態では、運転者による駆動力の切断操作（第１操作量位置への操作およびその第１操作量位置での保持）と、運転者によるエンジン回転数合わせ操作後の変速操作および駆動力の伝達の再開操作（保持していた第１操作量位置から第２操作量位置に向けた変速操作）とを適切に区別して感じるようにさせ、これにより、より的確に各操作を行わせることができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、変速操作検知部２２ｂは、運転者によるシフトレバー１４、１６ａの操作量を、第１操作量と第２操作量とをそれぞれ検出可能な２つのポジションセンサの信号、または、第１操作量および第２操作量を検出可能な１つのストロークセンサの信号に基づいて検知するので、より確実に、変速操作の操作量を検知することができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、変速モード設定操作部１４ａにより、マニュアル回転同期モードと、第１操作量の操作または第２操作量の操作のみで変速機の低速側への変速が完了する自動回転同期モードとを選択可能であるので、運転者は、自らの意思によるタイミングで素早く的確にシフトダウンを行いたい、または、複雑な操作を行わずにシフトダウンを行いたいという要望にも応えることができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、変速制御部２２ａは、勾配センサ２８により所定の路面状態が検出されている場合（図６のＳ２でＮＯ）には、マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、自動回転同期モードを実行するので、駆動力を切断する第１ステップの実行時から、駆動力を再接続する第２ステップの実行時までの間、駆動力の伝達が停止されていることに起因する危険な状態を回避することができる。たとえば、急勾配の路面では、駆動力切断の間に車両が意図せず加速してしまい、あるいは、低μ路の路面では、駆動力が路面に加えられないことに起因する不安定な車両挙動を示す状態となり得るが、本実施形態によれば、このような状況を回避することができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、変速制御部２２ａは、第１操作量の変速操作が検知された後、所定時間以内に第２操作量の変速操作が検知されない場合（図６のＳ１０でＹＥＳ）には、車速またはエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する（図６のＳ１１）ので、第１ステップの実行により駆動力の伝達が停止された状態で車両が長時間走行するのを回避すると共に、車両の走行状態に応じた適切な変速段を選択することができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、変速制御部２２ａは、マニュアル回転同期モードの実行中において、第２操作量の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合（図６のＳ６でＮＯ）には、低速側への変速を実行せず、第１操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持する（図６のＳ１２）ので、エンジン回転数が低い状況での低速側への変速による予期せぬエンジン停止や過度なショックが発生したりするのを防止することができる。たとえば、エンジン回転数がアイドリング回転数まで低下した状態で駆動力の伝達を再開するとき、低速側の変速段で断接機構４を接続すると、エンジン２が動力伝達系から抵抗力を受けて予期せず停止したり、過度なショックが発生するが、このような状態を回避することができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、第２操作量の変速操作を行ったときのエンジン回転数が低く、変速段が維持された場合には、報知装置である表示装置３２およびスピーカ３４により報知される（図６のＳ１３）ので、運転者は自己の変速操作が不適切であったことを認識できる。また、変速段の維持が報知されることにより、変速操作を行ったにも関わらず変速が実行されなかったという誤解を運転者に与えるのを防止することができる。

また、本実施形態の変速機システム２０によれば、第２ステップ実行時に所定値以上の加速度変動が検出された場合（図６のＳ８でＹＥＳ）には、変速操作が不適切であった旨が報知される（図６のＳ９）ので、運転者は自己の変速操作の適否を客観的に認識することができ、運転スキルの向上に役立てることができる。すなわち、不適切なエンジン回転数で駆動力の伝達が再開されると、エンジン回転数と変速機側の回転数との差に起因するショックが発生し、車両には加速度変動が生じるので、このような加速度変動に基づいて変速操作の適否を報知することができるのである。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、変速機として、動力を伝達するギアを、内蔵されたクラッチおよびブレーキの断接により切り替える自動変速機が備えられていた。これに対し、変形例として、クラッチを２枚にしてシームレスな変速を可能にしたデュアルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）や、一時的に２組のギアを同時に噛み合わせることによってシフトアップを行うシームレストランスミッション等、種々の形式の変速機を備えた変速機システムに本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態においては、マニュアル回転同期モードの第１ステップにおける駆動力伝達の停止、および第２ステップにおける駆動力伝達の再開が、自動変速機とは別に設けられた断接機構であるクラッチにより、実行されている。これに対し、変形例として、変速機の内部に設けられた断接機構により、駆動力伝達の停止および再開を行うように本発明を構成することもできる。また、変速機の外部に断接機構を備えていない動力伝達系を備えた変速機システムに本発明を適用することもできる。

１車両
２エンジン
４クラッチ（断接機構）
６自動変速機（変速機）
６ａ変速用クラッチ
８プロペラシャフト
１０ドライブシャフト
１２車輪
１４シフトレバー（変速操作部）
１４ａ変速モード設定操作部
１６ステアリングホイール
１６ａ、１６ｂパドルシフトレバー（変速操作部）
１８操作反力発生機構（操作反力発生装置）
２０変速機システム
２２ＥＣＵ
２２ａ変速制御部
２２ｂ変速操作検知部
２２ｃ報知制御部
２４アクセル開度センサ
２６車速センサ
２８勾配センサ（路面状態センサ）
３０加速度センサ
３２表示装置（報知装置）
３４スピーカ（報知装置）

Claims

運転者の変速操作に基づいて変速を実行する変速機システムであって、
エンジンの駆動力を車輪に伝達する動力伝達系であって、駆動力の断接機構および変速機を含む動力伝達系と、
運転者が変速操作を行う変速操作部と、
運転者による上記変速操作部の変速操作の操作量を検知する変速操作検知部と、
この変速操作検知部によって検知された変速操作量に基づいて、上記変速機の変速および上記断接機構による駆動力の断接切り替えを実行する変速制御部と、を有し、
上記変速制御部はマニュアル回転同期モードを実行可能に構成され、
上記マニュアル回転同期モードは、
上記変速操作部の変速操作の操作量が所定の第１操作量に達したことが上記変速操作検知部により検知されると、上記動力伝達系の断接機構に制御信号を送り、駆動力の伝達を停止させる第１ステップと、
上記変速操作部の変速操作の操作量が上記第１の操作量より大きい所定の第２操作量に達したことが上記変速操作検知部により検知されると、上記断接機構に制御信号を送り、上記変速機が低速側に切り替えられた状態で駆動力の伝達を再開させる第２ステップと、を有することを特徴とする変速機システム。
さらに、上記変速操作部の運転者の変速操作量に対して所定の操作反力を与える操作反力発生装置を有し、
上記操作反力発生装置は、運転者が上記第１操作量の操作位置に上記変速操作部を保持するときの操作力に対して、運転者が上記第１操作量の操作位置から上記第２操作量の操作位置に向けて上記変速操作部を操作し始めるときの操作力が大きくなるように上記変速操作部に操作反力を与える、請求項１に記載の変速機システム。
上記変速操作検知部は、上記変速操作部の変速操作の操作量を、上記第１操作量と上記第２操作量とをそれぞれ検出可能な２つのポジションセンサの信号、または、上記第１操作量および上記第２操作量を検出可能な１つのストロークセンサの信号に基づいて検知する、請求項１または請求項２に記載の変速機システム。
さらに、変速モード設定操作部を有し、この変速モード設定操作部により、上記マニュアル回転同期モードと、上記第１操作量の操作または上記第２操作量の操作のみで上記変速機の低速側への変速が完了する自動回転同期モードとを選択可能である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変速機システム。
上記変速制御部は、路面状態センサにより所定の路面状態が検出されている場合には、上記マニュアル回転同期モードが選択されている場合であっても、上記自動回転同期モードを実行する、請求項４に記載の変速機システム。
上記変速制御部は、上記第１操作量の変速操作が検知された後、所定時間以内に上記第２操作量の変速操作が検知されない場合には、車速またはエンジン回転数に基づいて、変速段を自動的に選択する、請求項１乃至５の何れか１項に記載の変速機システム。
上記変速制御部は、上記マニュアル回転同期モードの実行中において、上記第２操作量の変速操作を検知した時点におけるエンジン回転数が所定の回転数閾値未満である場合には、低速側への変速を実行せず、上記第１操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持する、請求項１乃至６の何れか１項に記載の変速機システム。
さらに、報知装置、および報知制御部を有し、上記報知制御部は、上記第１操作量の変速操作を検知した時点における変速段を維持した場合には、上記報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する、請求項７記載の変速機システム。
さらに、加速度センサ、報知装置、および報知制御部を有し、上記報知制御部は、上記第２ステップ実行時に所定の加速度閾値以上の加速度変動が上記加速度センサによって検出された場合には、上記報知装置に信号を送り、変速操作が不適切であった旨を運転者に報知する、請求項１乃至８の何れか１項に記載の変速機システム。