JP2004017758A - シフト制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期機構の耐久性を低下させることなく変速時間を短くし、変速期間について運転者に違和感を抱かせないようにする。
【解決手段】シフト制御装置のシフトレバー４９は、シフト要求領域と、中立位置を含むニュートラル領域とを有する操作領域内で操作される。ストロークセンサ５２はシフトレバー４９の操作位置を検出する。ＥＣＵ（電子制御装置）５７はシフトレバー４９が、中立位置からニュートラル領域内のシフト要求領域寄りの所定位置へ操作されたことがストロークセンサ５２によって検出されると、変速機用アクチュエータ３８により、変速機１５内の変速用ハブスリーブを同期機構が作動する直前の位置へ移動させて待機させる。そして、シフトレバー４９が所定位置からシフト要求領域へ操作されたことが検出されると、ハブスリーブをさらに移動させ、同期機構を通じて変速機１５をシフトダウンさせる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シフトレバー等のシフト操作部材の操作位置を検出し、その検出結果に基づき変速機用アクチュエータを駆動制御することにより、変速機の変速段を切替えるようにしたシフト制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
手動変速機の変速動作を自動化した、シーケンシャルマニュアルトランスミッション（順次変速手動変速機）と呼ばれる技術が知られている。この技術では、運転席の近傍にシフト装置が設けられている。シフト装置は、中立位置を基準とし、その両側の操作領域（シフトアップ要求領域及びシフトダウン要求領域）で操作されるシフトレバーを備えている。
【０００３】
一方、前記変速機が選択歯車式変速機と呼ばれるタイプの場合、その変速機には複数対の変速ギヤ列（変速段）と複数個の変速用スリーブとが設けられている。また、変速用スリーブを移動させて変速段を切替えるために変速機用アクチュエータが設けられている。そして、シフト装置において、シフトレバーが中立位置からシフトダウン要求領域へ操作されると、変速機では変速用スリーブが変速機用アクチュエータによって移動されてギヤが噛合う。この噛合いにより、変速段が変速比の大きな低速段側へ１段変速（シフトダウン）される。これとは逆に、シフトレバーが中立位置からシフトアップ要求領域へ操作されると、変速用スリーブが変速機用アクチュエータによって前記シフトダウン時とは逆方向へ移動されてギヤ同士が噛合う。この噛合いにより、変速段が変速比の小さな高速側へ１段変速（シフトアップ）される。このように中立位置と基準として、シフトレバーがシフトダウン要求領域又はシフトアップ要求領域へ操作されると、変速機の複数の前進変速段がシフトアップ又はシフトダウンされる。
【０００４】
また、前記変速機が同期機構を備えるタイプの場合、変速用スリーブによってギヤ同士が噛合わされる際、シンクロナイザリングとの摩擦力によって両ギヤの回転速度が近づけられる（同期される）。この同期によりギヤの噛合いが容易になる。
【０００５】
そして、前記同期機構を備えた選択歯車式変速機にあっては、変速を行う場合、運転者はクラッチを操作してエンジン及び変速機間での動力伝達を切断する。この状態で、シフトレバーを中立位置からシフトダウン要求領域又はシフトアップ要求領域へ操作する。この操作に応じ、変速機では、変速機用アクチュエータによって変速用スリーブが移動させられ、それまで噛合っていたギヤから外れる。続いて、シンクロナイザリングの摩擦力によって変速機の入力側ギヤの周速度が上昇させられる。そして、入力側ギヤの周速度が出力側ギヤの周速度に略一致（同期）された状態で、変速用スリーブが出力側ギヤに噛合わされる。その後に運転者がクラッチを操作してエンジン及び変速機を接続すると、変速が終了し、エンジン及び変速機間での動力伝達が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記同期機構を有する選択歯車式変速機においては、入力軸について変速前の回転速度と変速後の回転速度との差が比較的大きな状況下での変速、例えば１速、２速等への変速（シフトダウン）の際、運転者により変速要求が出されてから変速が終了するまでに比較的時間がかかる。これに対しては、シンクロナイザリングの摩擦力を利用した回転の同期時間が前記変速時間の多くを占めることから、この同期時間を短くすることが有効である。そして、その対策として、シンクロナイザリングを高い荷重でギヤ側へ押して摩擦力を増大させ同期時間を短縮することが考えられるが、反面、シンクロナイザリングを含む同期機構の構成部品等が摩耗する等して、耐久性が低下するおそれがある。
【０００７】
また、同期機構の作動中には、通常、運転者による操作が行われない。しかも、この作動中には変速が終了していないことから、運転者が車両の駆動力を感ずることもない。従って、この同期機構の作動期間は運転者にとって、何ら操作をせずに待っている期間（待ち期間）となる。その結果、運転者は変速時間が長いと感じ、違和感を抱くおそれがある。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、同期機構の耐久性を低下させることなく変速時間を短くし、変速期間について運転者に違和感を抱かせないようにすることのできるシフト制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、同期機構を有する変速機と、クラッチ操作部材の操作状態に応じてエンジンから前記変速機への動力伝達を断続するクラッチとを備えた乗物に用いられるものであって、シフト要求領域と中立位置を含むニュートラル領域とを有する操作領域内で操作されるシフト操作部材と、前記シフト操作部材の操作位置を検出する検出手段と、前記シフト操作部材が、前記中立位置から前記ニュートラル領域内の前記シフト要求領域寄りの所定位置へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、変速機用アクチュエータにより変速用可動部材を前記同期機構が作動する直前の位置へ移動させて待機させる待機手段と、前記シフト操作部材が前記シフト要求領域へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、前記待機手段により待機されている前記変速用可動部材を前記変速機用アクチュエータによりさらに移動させ、前記同期機構を通じて前記変速機を変速させるシフト制御手段とを備えるものとする。
【００１０】
上記の構成によれば、変速機の変速に際し、運転者がシフト操作部材を中立位置からシフト要求領域側へ操作する。この操作によりシフト操作部材が所定位置を通過すると、そのことが検出手段によって検出され、待機手段によって変速機用アクチュエータが駆動制御される。この制御により、変速用可動部材は、同期機構が作動する直前の位置へ移動させられる。変速用可動部材は、運転者の操作によりシフト操作部材がニュートラル領域からシフト要求領域へ移るまで、この位置に待機される。そして、シフト操作部材がシフト要求領域へ操作されたことが検出手段によって検出されると、待機している変速用可動部材が変速機用アクチュエータによってさらに移動させられる。この変速用可動部材の移動にともない同期機構を通じて変速機が作動され、現状とは異なる変速段に変速される。
【００１１】
このように、シフト操作部材が所定位置へ操作された後、ニュートラル領域からシフトダウン要求領域へ移るまでの期間、変速機では変速用可動部材が、同期機構の作動する直前の位置に待機される。この期間には変速機はニュートラル状態、すなわち入力軸から出力軸への動力伝達が遮断された状態となる。そのため、運転者がこの期間において、１回の変速にクラッチ操作部材の断続操作を２度行う、いわゆるダブルクラッチ操作を行うことが可能となる。
【００１２】
このダブルクラッチ操作に際しては、運転者は、クラッチを切断操作してエンジンから変速機への動力伝達を遮断する。シフト操作部材を中立位置から所定位置へ操作し、その位置又はその近傍で一旦止める。続いて、クラッチを接続操作して、エンジンから変速機への動力を伝達させる。アクセルペダル等のアクセル操作部材を操作して、エンジンの回転速度を上昇させ、出力側ギヤの回転を上げて変速用可動部材と出力側ギヤの各周速度を近づける。そして、クラッチを切断操作してエンジンから変速機への動力伝達を遮断する。その後、シフト操作部材をシフト要求領域へ操作して変速機を所望の変速段に変速させるとともに、クラッチを接続操作してエンジンから変速機へ動力を伝達する。
【００１３】
従って、ダブルクラッチ操作により、出力側ギヤの周速度が変速用可動部材の周速度に近づけられる分、両周速度を同期させるために同期機構が作動する量（仕事量）が少なくなる。そのため、同期機構についてシンクロナイザリングを高い荷重で押して摩擦力を増大させなくても変速時間を短くすることが可能となり、同期機構の摩耗等に起因する耐久性低下を抑えることができる。
【００１４】
さらに、運転者による変速要求から変速が終了するまでの期間（変速期間）の一部は、運転者によるダブルクラッチ操作の期間によって占められる。その分、前記変速期間のうち、運転者が何ら操作をせずに待っている期間（待ち期間）が短くなる。その結果、この待ち期間が長いことに起因する違和感を運転者に抱かせないようにすることが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記シフト要求領域は、前記ニュートラル領域を挟んで互いに対向するシフトアップ要求領域及びシフトダウン要求領域からなり、前記所定位置は、前記ニュートラル領域内の前記シフトダウン要求領域寄りの箇所に設定されており、前記シフト制御手段は、前記シフト操作部材が前記シフトダウン要求領域へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、前記待機手段により待機されている前記変速用可動部材を前記変速機用アクチュエータによりさらに移動させ、前記同期機構を通じて前記変速機をシフトダウンさせるシフトダウン制御手段を含むものとする。
【００１６】
上記の構成によれば、運転者の操作によりシフト操作部材が所定位置を通過したことが検出手段によって検出されると、待機手段による変速機用アクチュエータの駆動制御を通じ、変速用可動部材は、同期機構が作動する直前の位置へ移動させられる。この待機は、シフト操作部材がニュートラル領域からシフトダウン要求領域へ移るまで継続される。そして、運転者によってシフト操作部材がシフトダウン要求領域へ操作されたことが検出手段によって検出されると、シフトダウン制御手段では、待機している変速用可動部材が変速機用アクチュエータによってさらに移動させられる。この変速用可動部材の移動にともない同期機構を通じて変速機がシフトダウンされる。
【００１７】
このように、シフト操作部材が所定位置へ操作された後、シフトダウン要求領域へ操作されるまでの期間、変速機では変速用可動部材が、同期機構の作動する直前の位置に待機される。この期間には変速機がニュートラル状態となるため、運転者がダブルクラッチ操作を行うことにより、変速段がそれまでよりも低い変速段に切替えられる（シフトダウンされる）。
【００１８】
従って、シフトダウン時にダブルクラッチ操作を行うことにより、同期機構の仕事量を少なくして、同期機構の構成部品等の耐久性低下を抑えることができる。また、シフトダウンに際し、運転者が何ら操作をせずに待っている期間を短くして、違和感を運転者に抱かせないようにすることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記シフト操作部材が前記中立位置から前記シフトアップ要求領域側へ操作されて、そのシフト操作部材が前記ニュートラル領域を越えたことが前記検出手段により検出されると、前記変速用可動部材を、前記同期機構が作動する直前の位置で待機させることなく前記変速機用アクチュエータにより移動させ、前記同期機構を通じて前記変速機をシフトアップさせるシフトアップ制御手段をさらに備えるものとする。
【００２０】
上記の構成によれば、運転者によるシフト操作部材のシフトアップ要求領域側への操作により、そのシフト操作部材がニュートラル領域を越えると、そのことが検出手段によって検出される。この検出に応じ、シフトアップ制御手段は変速機用アクチュエータを駆動制御し、変速用可動部材を同期機構が作動する直前の位置で待機させることなく移動させる。この移動にともない同期機構を通じて変速機が現状の変速段よりも上の変速段に変速（シフトアップ）される。従って、ダブルクラッチ操作をさほど必要としないシフトアップ時には、シフト操作部材のシフトアップ要求領域への操作に応じ、変速用可動部材を一気に移動させて所望の変速段に変速させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記シフトアップ制御手段は、前記シフト操作部材が前記所定位置へ操作された後に、前記シフトダウン要求領域まで操作されることなく前記シフトアップ要求領域へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、前記シフト操作部材が前記シフトダウン要求領域側へ操作される前の変速段に戻すものとする。
【００２２】
上記の構成によれば、運転者が、シフトダウンのためにシフト操作部材を所定位置へ操作した後に、状況が変化した場合や、ダブルクラッチ操作による回転合せがうまくできない場合も起り得る。この場合、運転者がシフト操作部材をシフトダウン要求領域まで操作することなくシフトアップ要求領域へ操作すると、変速機の変速段はシフトアップ制御手段により、シフト操作部材がシフトダウン要求領域側へ操作される前の変速段に戻される。従って、前記のように状況が変化した場合に変速機がシフトダウンされるのを防ぎ、運転者の要求に合った変速段にすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明では、請求項２〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記ニュートラル領域について、前記中立位置から前記シフトダウン要求領域側の端までは、同中立位置から前記シフトアップ要求領域側の端までよりも長く設定されているものとする。
【００２４】
上記の構成によれば、ニュートラル領域において、中立位置からシフトダウン要求領域側の端までの方がシフトアップ要求領域側の端までよりも長いため、所定位置を容易に設定することができる。これにともない、変速用可動部材を同期機構が作動する直前の位置に確実に待機させることが可能となり、ダブルクラッチ操作がしやすくなる。また、中立位置からシフトアップ要求領域側の端までが短いことから、シフト操作部材をシフトアップ要求領域側へ短い距離操作するだけで変速機をシフトアップさせることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用のシフト制御装置に具体化した一実施形態について、図面に従って説明する。
【００２６】
図１に示すように、車両１０には動力源としてエンジン１１が搭載されている。エンジン１１の出力軸であるクランク軸１２には、フライホイール１３が一体回転可能に取付けられている。フライホイール１３には、クラッチ１４を介して変速機１５が接続されている。クラッチ１４は、クランク軸１２の回転を変速機１５に伝達したり、その回転伝達を遮断したりするためのものである。
【００２７】
クラッチ１４としては、例えば、図２に示す周知の乾式単板式摩擦クラッチを用いることができる。このタイプのクラッチ１４の構成について説明すると、フライホイール１３にはクラッチカバー１６が一体回転可能に取付けられている。一方、変速機１５の入力軸１７にはクラッチディスク１８が軸方向（図２の左右方向）へのスライド可能にスプライン結合されている。
【００２８】
クラッチディスク１８とクラッチカバー１６との間にはプレッシャプレート１９が配置されている。プレッシャプレート１９は、ダイヤフラムスプリング２１の外端部によってフライホイール１３側へ押付けられている。この押付けにより、プレッシャプレート１９とクラッチディスク１８との間、及びクラッチディスク１８とフライホイール１３との間でそれぞれ摩擦力が発生する。これらの摩擦力により、クラッチ１４がいわゆる接続（継合）された状態となり、プレッシャプレート１９、クラッチディスク１８及びフライホイール１３が一体となって回転する。このようにして、エンジン１１から変速機１５への動力伝達が行われる。
【００２９】
前記動力伝達の程度を調整したり、動力伝達を遮断したりする機構として、入力軸１７にはレリーズベアリング２２が軸方向へのスライド可能に装着されている。また、レリーズベアリング２２の近傍にはレリーズフォーク２３が軸２４により回動可能に支持されており、その一端部（図２の下端部）がレリーズベアリング２２に当接している。レリーズフォーク２３の他端部（図２の上端部）には、ロッド２７及びピストン２６を介してレリーズシリンダ２５が連結されている。レリーズシリンダ２５には、リニアソレノイドバルブを介してオイルポンプ（図示略）が接続されている。そして、これらのレリーズシリンダ２５、リニアソレノイドバルブ、オイルポンプ等によってクラッチ用アクチュエータ２８が構成されている。
【００３０】
前記クラッチ用アクチュエータ２８では、オイルポンプによって作動油がレリーズシリンダ２５に供給される。また、リニアソレノイドバルブの開度調整によりレリーズシリンダ２５のピストン２６に作用する油圧が調整される。この油圧調整によりピストン２６及びロッド２７が図２中右方へ移動すると、レリーズフォーク２３が時計周り方向へ回動させられる。レリーズベアリング２２がフライホイール１３側へ押され、ダイヤフラムスプリング２１の内端部が同方向へ弾性変形する。その結果、ダイヤフラムスプリング２１のプレッシャプレート１９を押付ける力が弱まり、上記摩擦力が減少する。このように、レリーズシリンダ２５におけるピストン２６の移動量に応じて上記摩擦力が変化する。
【００３１】
変速機１５は、車両１０の走行状態に応じてエンジン１１の回転速度及びトルクを変換して駆動輪に伝える装置である。本実施形態での変速機１５は、一般に選択歯車式変速機と呼ばれる手動変速機と同様の構成をなしており、同期機構３９を有している。図３は、変速機１５の内部構造の一部を示している。変速機１５は、前記入力軸１７のほかに出力軸３１を備えている。出力軸３１はドライブシャフト、ディファレンシャルギヤ、車軸等を介して駆動輪に接続されており、出力軸３１の回転がこれら各部材を通じて駆動輪に伝達される。
【００３２】
変速機１５では、入力軸１７及び出力軸３１が同一直線上に配置されている。入力軸１７にはギヤ（メインドライブギヤとも呼ばれる）３２が一体に設けられている。また、出力軸３１上には歯数の異なる複数のギヤ（スピードギヤとも呼ばれる）３３が回転自在に設けられている。また、複数のギヤ３５を有するカウンタギヤ３４が、入力軸１７及び出力軸３１に平行に配置されている。そして、カウンタギヤ３４のギヤ３５が、ギヤ３２，３３のうち対応するものに噛合っている。
【００３３】
出力軸３１上には、複数のクラッチハブ３６がスプライン結合されている。各クラッチハブ３６の外周には、変速用可動部材として、ハブスリーブ３７が軸方向への摺動可能にスプライン結合されている。そして、ハブスリーブ３７がいずれのギヤ３２，３３にも噛合っていない場合には、各ギヤ３３が出力軸３１上を空転し、入力軸１７から出力軸３１への動力伝達が遮断される。すなわち、変速機１５はニュートラル状態となる。
【００３４】
これに対し、ハブスリーブ３７が軸方向へ移動していずれかのギヤ３２，３３に噛合うと、エンジン１１の回転が入力軸１７、カウンタギヤ３４、ギヤ３２，３３、ハブスリーブ３７、クラッチハブ３６等を介して出力軸３１に伝達される。そして、ハブスリーブ３７を異なるギヤ３２，３３に噛合わせることで、動力伝達に関わるギヤ３２〜３４の組合わせが切替えられる。このギヤ３２〜３４の組合わせについて、変速比の大きいものから順に１速、２速、３速、…と呼ばれる。
【００３５】
変速機１５においてハブスリーブ３７を軸方向に移動させるために、前記クラッチ用アクチュエータ２８のレリーズシリンダ２５と同様に、シリンダ（シフトシリンダ、セレクトシリンダ）、バルブ、オイルポンプ等からなる変速機用アクチュエータ３８が設けられている（図１参照）。なお、このオイルポンプとしては、前述したレリーズシリンダ２５にオイルを供給するオイルポンプを共用することができる。
【００３６】
図４は同期機構３９の概略を示している。同期機構３９は、ハブスリーブ３７とギヤ３２，３３の各周速度を一致させる機構であり、前述したクラッチハブ３６、ハブスリーブ３７のほかにシンクロナイザリング４１、シフティングキー４２等を主要な構成部品としている。シンクロナイザリング４１は出力軸３１上のギヤ３２，３３のコーン（円錐）部４３に軸方向へのスライド可能に被せられている。シフティングキー４２は、クラッチハブ３６外周の溝に係合されていて、スプリング４４によってハブスリーブ３７に押付けられている。
【００３７】
上記構成の同期機構３９では、変速機用アクチュエータ３８がハブスリーブ３７を例えば図４の左方向へ移動させると、ハブスリーブ３７とシフティングキー４２とが突起の部分で係合していることから、ハブスリーブ３７に加えられた力はシフティングキー４２に伝わる。シフティングキー４２がシンクロナイザリング４１をコーン部４３に押付ける（図４の状態）。この押付けにより、コーン部４３とシンクロナイザリング４１との間に摩擦力が生じて、ギヤ３２，３３の回転が上昇し始める。ハブスリーブ３７がさらに移動すると、そのハブスリーブ３７とシフティングキー４２との係合が外れる。そして、ハブスリーブ３７内周のスプラインがシンクロナイザリング４１の歯に当って、同リング４１が強い力でコーン部４３に押付けられ、強い同期（シンクロ）作用が働く。最終的には、ギヤ３２，３３の周速度がハブスリーブ３７の周速度に一致して、それら両者が噛合い、ギヤ３２，３３が出力軸３１に相対回転不能に係止される。このようにして入力軸１７と出力軸３１とが駆動連結される。
【００３８】
図１に示すように、運転席の近傍には、クラッチ１４を断続する際に運転者によって操作されるクラッチ操作部材が設けられている。ここでは、クラッチ操作部材として、運転者によって踏込み操作されるクラッチペダル４５が、軸４６により回動可能に支持されている。クラッチペダル４５は、前記レリーズシリンダ２５に対し機械的に接続されていない。クラッチペダル４５の近傍には、その操作荷重（クラッチ踏力）を調整するための操作荷重調整装置４７が設けられている。
【００３９】
また、運転席の近傍にはシフト装置４８が組付けられている。シフト装置４８には、シフト操作部材として、シフトレバー４９がシフトゲート（図示略）に沿って変位可能に設けられている。図５は、シフトゲートのうち、複数の前進変速段について変速される際に、運転者によってシフトレバー４９が操作される領域（操作領域）を概念的に示している。
【００４０】
この操作領域は、所定位置Ｐ２と所定位置Ｐ３とによって挟まれたニュートラル領域ＲＮと、そのニュートラル領域ＲＮの両側に互いに対向して設けられたシフト要求領域（シフトダウン要求領域ＲＤ及びシフトアップ要求領域ＲＵ）とを有する。ニュートラル領域ＲＮは中立位置Ｐｎを含んでいる。この中立位置Ｐｎと所定位置Ｐ２とは距離ｂ離れ、中立位置Ｐｎと所定位置Ｐ３とは距離ｃ離れている。シフトアップ要求領域ＲＵは、変速機１５のシフトアップに際しシフトレバー４９が操作される領域であり、シフトダウン要求領域ＲＤは、シフトダウンに際しシフトレバー４９が操作される領域である。
【００４１】
なお、シフトゲートには、図示はしないが前記操作領域以外にもリバース（Ｒ）位置、ニュートラル（Ｎ）位置等の変速位置も設定されている。ニュートラル位置は、変速機１５における入力軸１７と出力軸３１との連結を遮断するために選択される位置である。リバース位置は、車両１０を後退させるために選択される位置である。さらに、シフト装置４８には、シフトアップ要求領域ＲＵ側又はシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作されたシフトレバー４９を中立位置Ｐｎに復帰させるための復帰機構（図示略）が設けられている。
【００４２】
図１に示すように、車両１０には、その状態を検出するために各種のセンサが用いられている。例えば、クラッチペダル４５の近傍には、その操作状態を検出する手段としてストロークセンサ５１が設けられている。ここでの操作状態は、クラッチペダル４５の操作量、すなわち踏込み量（ペダルストローク）である。また、シフト装置４８には、シフトレバー４９の操作位置を検出する手段（検出手段）として、中立位置Ｐｎを基準としたシフトレバー４９の移動距離（ストローク量）を検出するストロークセンサ５２が設けられている。
【００４３】
変速機１５には、変速に関わるハブスリーブ３７，及びそのハブスリーブ３７の移動方向をそれぞれ検出する２つのストロークセンサ５３，５４が設けられている。これらのセンサ５３，５４の検出値は、例えばそのときに採られている実際の変速段を特定（検出）するために用いられる。そのほかにも、車両１０の走行速度（車速）を検出する車速センサ５５、エンジン１１の回転速度を検出する回転速度センサ５６等が設けられている。なお、これらは一例にすぎず、他のセンサが用いられてもよい。
【００４４】
さらに、車両１０には電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）５７が設けられている。ＥＣＵ５７は、クラッチ用アクチュエータ２８の制御を通じてクラッチ１４の断続を制御する手段として用いられている。また、ＥＣＵ５７は、変速機用アクチュエータ３８の制御を通じて変速機１５の変速を制御する手段として用いられている。ＥＣＵ５７はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。
【００４５】
例えば、ＥＣＵ５７はクラッチ１４の断続制御に際し、ＲＯＭに記憶されている複数のクラッチ特性マップから、車両１０の状況に関する所定の状態量に最も適したものを１つ選択する。続いて、選択したクラッチ特性マップを参照し、ストロークセンサ５１によって検出されたそのときのペダルストロークに対するクラッチ用アクチュエータ２８の目標ストロークを算出する。そして、この目標ストロークに従ってクラッチ用アクチュエータ２８を制御する。このように、ストロークセンサ５１によって検出されたペダルストロークに基づきクラッチ用アクチュエータ２８が制御される。この制御にともない作動するクラッチ用アクチュエータ２８によって、クラッチ１４が接続（継合）又は切断され、エンジン１１から変速機１５へ動力が伝達又は遮断される。
【００４６】
次に、ＥＣＵ５７による変速機１５の変速制御について説明する。図６のフローチャートは、要求変速段、変速許可フラグ等、変速制御に必要な各種条件を設定するための条件設定ルーチンを示している。
【００４７】
変速許可フラグは、ハブスリーブ３７による変速を許可するか又は禁止するかを判定するためのものである。変速許可フラグは、変速を許可する場合に「１」に設定される。本実施形態では、シフトレバー４９がニュートラル領域ＲＮから外れてシフトアップ要求領域ＲＵ又はシフトダウン要求領域ＲＤに移行する際に変速許可フラグが「１」に設定される。そして、変速許可フラグは変速が終了するまで「１」に保持される。前述した以外の期間では、エンジン１１の始動時を含めて変速許可フラグは「０」に設定される。
【００４８】
また、図７のフローチャートは、前記要求変速段、変速許可フラグ等に基づいて変速機用アクチュエータ３８を駆動制御するための変速実行ルーチンを示している。
【００４９】
図６の条件設定ルーチンでは、ＥＣＵ５７はまずステップ１１０において、シフトレバー４９の操作方向と操作量とに基づき、運転者のシフトダウン要求の有無を判定する。具体的には、ストロークセンサ５２の検出値の変化に基づき、シフトレバー４９がシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作されたかどうかを判定する。また、ストロークセンサ５２の検出値に基づきシフトレバー４９が所定位置Ｐ１よりもシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作されたかどうかを判定する。ここで、所定位置Ｐ１は、図５に示すようにニュートラル領域ＲＮ内において、中立位置Ｐｎからシフトダウン要求領域ＲＤ側へ距離ａ離れた位置である。そして、この判定条件が満たされるまでステップ１１０の処理を繰返す。
【００５０】
前記ステップ１１０の判定条件が満たされると、シフトダウン要求があることから、次のステップ１２０において、ストロークセンサ５３，５４によって検出された現在の変速段よりも所定段（例えば１段）下の変速段を要求変速段として設定する。
【００５１】
次に、ステップ１３０において、シフトレバー４９の操作方向と操作量とに基づき、前記シフトダウン要求の後にその要求を取消すためのシフト操作が運転者によってなされたかどうかを判定する。具体的には、ストロークセンサ５２の検出値の変化に基づき、シフトレバー４９がシフトアップ要求領域ＲＵ側へ操作されたかどうかを判定する。また、ストロークセンサ５２の検出値に基づきシフトレバー４９が所定位置Ｐ２よりもシフトアップ要求領域ＲＵ側へ操作されたかどうか、すなわちシフトレバー４９がニュートラル領域ＲＮからシフトアップ要求領域ＲＵへ移ったかどうかを判定する。
【００５２】
前記ステップ１３０の判定条件が満たされているとステップ１５０へ移行し、満たされていないとステップ１４０へ移行する。ステップ１５０では、前記ステップ１２０で設定される前の変速段（元の変速段）を要求変速段として設定する。そして、この設定処理を経た後、ステップ１６０へ移行する。
【００５３】
一方、ステップ１４０では、シフトレバー４９の操作方向と操作量とに基づき、所定位置Ｐ１まで又は越えて操作されたシフトレバー４９がさらにシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作されたかどうかを判定する。具体的には、ストロークセンサ５２の検出値の変化に基づき、シフトレバー４９がシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作されたかどうかを判定する。また、ストロークセンサ５２の検出値に基づきシフトレバー４９が所定位置Ｐ３よりもシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作されたかどうか、すなわちシフトレバー４９がニュートラル領域ＲＮからシフトダウン要求領域ＲＤへ移ったかどうかを判定する。そして、前記ステップ１４０の判定条件が満たされていないと前記ステップ１３０へ戻り、満たされていると次のステップ１６０へ移行する。
【００５４】
前記ステップ１４０又は１５０から移行したステップ１６０では、ハブスリーブ３７による変速を許可すべく変速許可フラグを「１」に切替える。この切替えにより、ハブスリーブ３７の移動にともなう変速機１５のシフトダウン又はシフトアップが可能となる。次に、ステップ１７０において、変速が終了したかどうかを判定する。例えば、ストロークセンサ５３，５４によって検出される現在の変速段が、前記ステップ１２０又は１５０で設定された要求変速段と同じであるかどうかを判定する。この判定条件が満たされるまでステップ１７０の処理を繰返す。そして、ステップ１７０の判定条件が満たされると、ステップ１８０においてハブスリーブ３７による変速を禁止すべく変速許可フラグを「０」に切替えて、条件設定ルーチンを一旦終了する。
【００５５】
次に、図７の変速実行ルーチンが開始されると、ＥＣＵ５７はまずステップ２１０において、前記条件設定ルーチンのステップ１２０又は１５０で設定された要求変速段が、ストロークセンサ５３，５４によって検出された現状の変速段と異なるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていないと、すなわち両変速段が一致しているとステップ２１０の処理を繰返し、満たされていると、ステップ２２０へ移行する。ステップ２２０では、変速機用アクチュエータ３８を駆動制御することにより、ハブスリーブ３７を同期機構３９が作動する直前の位置まで移動させる。
【００５６】
そして、ステップ２３０において、前述した条件設定ルーチンで設定された変速許可フラグが「１」であるか否かを判定する。この判定条件が満たされるまでステップ２３０の処理を繰返す。そして、ステップ２３０の判定条件が満たされると、ハブスリーブ３７による変速が許可されていることから、ステップ２４０において、ハブスリーブ３７をさらに移動させてギヤ３２，３３に噛合わせる。この噛合わせによりギヤ３２，３３が出力軸３１に一体回転可能に係止され、入力軸１７及び出力軸３１が、ギヤ３２，３３、カウンタギヤ３４、同期機構３９、ハブスリーブ３７、クラッチハブ３６等を介して駆動連結される。ステップ２４０の処理を経た後、変速実行ルーチンを一旦終了する。
【００５７】
上述した条件設定ルーチン及び変速実行ルーチンにおいて、ＥＣＵ５７によるステップ１１０，１２０，２２０，２３０の処理等が待機手段に相当する。また、ステップ１４０，１６０，２３０，２４０の処理等が、シフトダウン制御手段を含むシフト制御手段に相当する。また、ステップ１３０，１５０の処理等がシフトアップ制御手段に相当する。
【００５８】
そして、　これら両ルーチンに従うと、例えば変速機１５のシフトダウンが次のように行われる。
運転者の操作により、シフトレバー４９が所定位置Ｐ１及びＰ２間にある場合、条件設定ルーチンではステップ１１０の処理が繰返され、変速実行ルーチンではステップ２１０の処理が繰返される。ハブスリーブ３７は移動せず、変速段は現状のままである。また、シフトレバー４９が所定位置Ｐ１と所定位置Ｐ３との間にある場合、条件設定ルーチンでは、ステップ１１０→１２０→１３０→１４０→１３０→１４０→…の順に処理が行われる。この一連の処理により、現在よりも下の変速段が要求変速段として設定される。このとき、変速許可フラグは「０」である。一方、変速実行ルーチンでは、ステップ２１０→２２０→２３０の順に処理が行われる。この一連の処理により、変速機用アクチュエータ３８が駆動制御され、ハブスリーブ３７が、同期機構３９の作動する直前の位置へ移動させられる。ハブスリーブ３７は、運転者がシフトレバー４９をシフトダウン要求領域ＲＤへ操作して変速許可フラグが「１」に切替えられるまで、前記の位置に待機させられる。そして、運転者によりシフトレバー４９がシフトダウン要求領域ＲＤへ操作されると、条件設定ルーチンでは、ステップ１４０→１６０の処理が行われ、変速許可フラグが「１」に切替えられる。この切替えに応じ、変速実行ルーチンでは、ステップ２３０→２４０→リターンの順に処理が行われる。これらの一連の処理により、待機していたハブスリーブ３７が変速機用アクチュエータ３８によってさらに移動させられ、同期機構３９を通じて変速機１５がシフトダウンされる。
【００５９】
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
（１）シフトレバー４９が所定位置Ｐ１へ操作された後、ニュートラル領域ＲＮからシフトダウン要求領域ＲＤへ移るまでの期間、変速機１５ではハブスリーブ３７が、同期機構３９の作動する直前の位置に待機される。この期間には変速機１５がニュートラル状態となるため、運転者は、１回の変速にクラッチペダル４５の切断操作を２度行う、いわゆるダブルクラッチ操作を行うことが可能となる。
【００６０】
このダブルクラッチ操作に際しては、運転者はクラッチペダル４５の踏込み操作によりクラッチ１４を切断して、エンジン１１から変速機１５への動力伝達を遮断する。シフトレバー４９を中立位置Ｐｎから所定位置Ｐ１へ操作し、その位置又はその近傍で一旦止める。クラッチ１４を接続操作して、エンジン１１から変速機１５へ動力を伝達させる。アクセルペダルを踏込み操作して、エンジン回転速度を上昇させ、変速機１５の入力軸１７の回転速度を上げてギヤ３２，３３の周速度をハブスリーブ３７の周速度に近づける。そして、クラッチ１４を切断操作してエンジン１１から変速機１５への動力伝達を遮断する。その後、シフトレバー４９をシフトダウン要求領域ＲＤへ操作するとともに、クラッチ１４を接続操作してエンジン１１から変速機１５へ動力を伝達する。このように、ダブルクラッチ操作により、変速段をそれまでよりも１段下の変速段に切替える（シフトダウンする）ことができる。
【００６１】
（２）前述したダブルクラッチ操作により、ギヤ３２，３３の周速度がハブスリーブ３７の周速度に近づけられる分、両周速度を同期させるために同期機構３９が作動する量（仕事量）が少なくなる。そのため、シンクロナイザリング４１を高い荷重で押してギヤ３２，３３との間の摩擦力を増大させなくても、変速時間を短くすることが可能となる。また、摩擦力の増大がないことから同期機構３９の構成部品等の摩耗に起因する耐久性の低下を抑えることができる。
【００６２】
さらに、運転者によるシフトダウン要求から変速が終了するまでの期間（変速期間）の一部は、運転者によるダブルクラッチ操作の期間によって占められる。その分、前記変速期間のうち、運転者が何ら操作をせずに待っている期間（待ち期間）が短くなる。その結果、この待ち期間が長いことに起因する違和感を運転者に抱かせないようにすることができる。
【００６３】
このように、本実施形態のシフト制御装置によると、ダブルクラッチ操作を可能にすることで、同期機構３９の耐久性を低下させることなく変速時間を短くでき、運転者に違和感を抱かせないようにすることができる。
【００６４】
（３）シフトレバー４９を所定位置Ｐ１で一旦止めずに、一気にシフトダウン要求領域ＲＤへ操作することで、従来と同様のシングルクラッチ操作による変速も可能である。従って、運転者は、自身の嗜好やそのときの状況に応じてダブルクラッチ操作及びシングルクラッチ操作を任意に選んでクラッチ操作を行うことができる。
【００６５】
（４）ニュートラル領域ＲＮにおいて、中立位置Ｐｎよりもシフトアップ要求領域ＲＵ側には、シフトダウン要求領域ＲＤ側の所定位置Ｐ１に相当する位置を設定していない。
【００６６】
そのため、運転者の操作により、シフトレバー４９がニュートラル領域ＲＮからシフトアップ要求領域ＲＵに移ると、ハブスリーブ３７は同期機構３９が作動する直前位置で待機させられることなく移動させられる。この移動にともない同期機構３９を通じて変速機１５が現状の変速段よりも１つ上の変速段に変速（シフトアップ）される。従って、ダブルクラッチ操作がさほど必要のないシフトアップ時には、シフトレバー４９のシフトアップ要求領域ＲＵへの操作に応じ、ハブスリーブ３７を一気に移動させて所望の変速段に変速させることができる。
【００６７】
（５）運転者が、シフトダウンのためにシフトレバー４９を所定位置Ｐ１へ操作した後に、状況が変化した場合や、ダブルクラッチ操作による回転合せがうまくできない場合が起り得る。この場合、運転者はシフトレバー４９をシフトダウン要求領域ＲＤへ操作することなくシフトアップ要求領域ＲＵへ操作することができる。シフトレバー４９が所定位置Ｐ２へ移動したことがストロークセンサ５２によって検出されると、運転者によるシフトダウン要求がその運転者自身により取消されたとみなされる。そして、変速機１５の変速段が、シフトレバー４９がシフトダウン要求領域ＲＤ側へ操作される前の変速段に戻される。すなわち、ステップ１２０で、一旦現状変速段より下の変速段が要求変速段として設定され、それにともないハブスリーブ３７が移動されても、ステップ１５０で元の変速段が要求変速段として設定される。従って、前記のように状況が変化した場合、回転合せがうまくできなかった場合等にも、変速機１５が運転者の意に反してシフトダウンされるのを防ぎ、運転者の要求に合った変速段にすることができる。
【００６８】
（６）ニュートラル領域ＲＮにおいて、中立位置Ｐｎからシフトダウン要求領域ＲＤ側の端（所定位置Ｐ３）までの距離ｃを、シフトアップ要求領域ＲＵ側の端（所定位置Ｐ２）までの距離ｂよりも長く設定している。このため、前記のように長い中立位置Ｐｎ及び所定位置Ｐ３間に、所定位置Ｐ１を容易に設定することができる。これにともない、ハブスリーブ３７を同期機構３９が作動する直前の位置に確実に待機させることが可能となり、ダブルクラッチ操作がしやすくなる。また、中立位置Ｐｎ及び所定位置Ｐ２間の距離ｂが短いことから、中立位置Ｐｎからシフトレバー４９をさほど操作しなくても変速機１５をシフトアップさせることができる。
【００６９】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・シフト装置４８に、シフトレバー４９の操作荷重を変化させるための機構を組込む。そして、この機構により、シフトレバー４９が所定位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の付近へ操作されたとき、それまでとは異なる操作荷重となるようにしてもよい。こうすれば、運転者は操作荷重の変化により、シフトレバー４９をどの位置へ操作しているかを、レバー操作を通じて、手から受ける感触により即座に把握することができる。
【００７０】
・ニュートラル領域ＲＮにおいて、中立位置Ｐｎよりもシフトアップ要求領域ＲＵ側にも、シフトダウン要求領域ＲＤ側と同様、所定位置Ｐ１に相当する位置を設定してもよい。これは、シフトアップに時間がかかり、入力軸１７の回転速度が出力軸３１の回転速度よりも低下する場合も起り得るからである。このような状況になっても、前記実施形態と同様にダブルクラッチ操作を行うことにより、同期機構３９の耐久性を低下させることなく変速時間を短くし、運転者に違和感を抱かせにくくすることができる。
【００７１】
・本発明は、クラッチペダルとレリーズシリンダとを機械的に接続したコンベンショナルなクラッチを有する車両にも適用可能である。この場合、コンベンショナルなマスタシリンダによってレリーズシリンダにオイルを供給してもよい。また、この場合は、シフト系のみに例えば油圧アクチュエータを使用する。また、油圧アクチュエータに代えて電動モータを用いてもよい。
【００７２】
・クラッチ操作部材として、クラッチペダル以外のもの、例えば押しボタン等を用いてもよい。
・検出手段として、ストロークセンサ５２以外のセンサを用いてもよい。例えば、所定位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各々に、シフトレバー４９の位置を検出するセンサを配置してもよい。
【００７３】
・本発明は、車両１０以外の乗物におけるシフト制御装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した一実施形態におけるシフト制御装置の構成を示す略図。
【図２】クラッチの概略構成図。
【図３】変速機の内部構造の一部を示す概略断面図。
【図４】同期機構の部分断面図。
【図５】シフトレバーの操作領域を説明する概念図。
【図６】変速制御に必要な各種条件を設定する手順を説明するフローチャート。
【図７】変速用アクチュエータを駆動制御する手順を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１０…車両、１１…エンジン、１４…クラッチ、１５…変速機、３７…ハブスリーブ（変速用可動部材）、３８…変速機用アクチュエータ、３９…同期機構、４５…クラッチペダル（クラッチ操作部材）、４９…シフトレバー（シフト操作部材）、５２…ストロークセンサ（検出手段）、５７…ＥＣＵ（待機手段、シフト制御手段、シフトダウン制御手段、シフトアップ制御手段）、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…所定位置、Ｐｎ…中立位置、ＲＮ…ニュートラル領域、ＲＤ…シフトダウン要求領域、ＲＵ…シフトアップ要求領域。

Claims (5)

1. 同期機構を有する変速機と、クラッチ操作部材の操作状態に応じてエンジンから前記変速機への動力伝達を断続するクラッチとを備えた乗物に用いられるものであって、
   シフト要求領域と中立位置を含むニュートラル領域とを有する操作領域内で操作されるシフト操作部材と、
   前記シフト操作部材の操作位置を検出する検出手段と、
   前記シフト操作部材が、前記中立位置から前記ニュートラル領域内の前記シフト要求領域寄りの所定位置へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、変速機用アクチュエータにより変速用可動部材を前記同期機構が作動する直前の位置へ移動させて待機させる待機手段と、
   前記シフト操作部材が前記シフト要求領域へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、前記待機手段により待機されている前記変速用可動部材を前記変速機用アクチュエータによりさらに移動させ、前記同期機構を通じて前記変速機を変速させるシフト制御手段と
   を備えることを特徴とするシフト制御装置。
2. 前記シフト要求領域は、前記ニュートラル領域を挟んで互いに対向するシフトアップ要求領域及びシフトダウン要求領域からなり、
   前記所定位置は、前記ニュートラル領域内の前記シフトダウン要求領域寄りの箇所に設定されており、
   前記シフト制御手段は、前記シフト操作部材が前記シフトダウン要求領域へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、前記待機手段により待機されている前記変速用可動部材を前記変速機用アクチュエータによりさらに移動させ、前記同期機構を通じて前記変速機をシフトダウンさせるシフトダウン制御手段を含む請求項１に記載のシフト制御装置。
3. 前記シフト操作部材が前記中立位置から前記シフトアップ要求領域側へ操作されて、そのシフト操作部材が前記ニュートラル領域を越えたことが前記検出手段により検出されると、前記変速用可動部材を、前記同期機構が作動する直前の位置で待機させることなく前記変速機用アクチュエータにより移動させ、前記同期機構を通じて前記変速機をシフトアップさせるシフトアップ制御手段をさらに備える請求項２に記載のシフト制御装置。
4. 前記シフトアップ制御手段は、前記シフト操作部材が前記所定位置へ操作された後に、前記シフトダウン要求領域まで操作されることなく前記シフトアップ要求領域へ操作されたことが前記検出手段により検出されると、前記シフト操作部材が前記シフトダウン要求領域側へ操作される前の変速段に戻す請求項３に記載のシフト制御装置。
5. 前記ニュートラル領域について、前記中立位置から前記シフトダウン要求領域側の端までは、同中立位置から前記シフトアップ要求領域側の端までよりも長く設定されている請求項２〜４のいずれか１つに記載のシフト制御装置。

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