(57)【要約】【課題】変速の際に、同期噛合装置にかかる負荷を小さくする。【解決手段】同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）と同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）とを共に係合状態とすることによりギヤ段を構成する変速機１６において、変速の際には、同期噛合クラッチ４０が先に係合されてイナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期させられると共に、イナーシャ２がイナーシャ３と同期した後に、同期噛合クラッチ３８が係合されてイナーシャ１（電動機１２及び入力軸１８）がそのイナーシャ２及びイナーシャ３と同期させられるので、イナーシャ２分とイナーシャ１分とでインプット系イナーシャを２つに分けて同期させることになり、同期噛合クラッチ４０にかかる負荷を小さくすることができる。【選択図】図７
2011133032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と断接不能に連結された入力軸と、該入力軸と平行に設けられて駆動輪に連結された出力軸と、該入力軸と該出力軸との間を動力伝達可能に連結する為のギヤ比が異なる複数の常時噛み合うギヤ対と、該ギヤ対毎に設けられてアクチュエータにより選択的に係合させられることにより該入力軸と該出力軸とを該ギヤ対を介して連結する為の同期噛合装置とを備え、前記電動機の動力を前記駆動輪側へ伝達する車両用有段変速機の制御装置であって、
前記同期噛合装置は、前記入力軸と前記ギヤ対の入力軸側ギヤとを連結する入力側同期噛合装置と、前記出力軸と前記ギヤ対の出力軸側ギヤとを連結する出力側同期噛合装置とを有し、
前記入力側同期噛合装置と前記出力側同期噛合装置とを共に係合状態とすることによりギヤ段を構成するものであり、
変速の際には、前記出力側同期噛合装置を先に係合して前記ギヤ対の出力軸側ギヤを前記出力軸と連結させると共に、該ギヤ対の出力軸側ギヤが該出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置を係合して前記入力軸を該ギヤ対の入力軸側ギヤと連結させることを特徴とする車両用有段変速機の制御装置。
【請求項２】
前記車両用有段変速機は、前記入力軸と平行に設けられたアイドラ軸と、前記複数のギヤ対に対応して該アイドラ軸に相対回転不能に設けられて該入力軸と該アイドラ軸との間を動力伝達可能に連結する為の複数のアイドラギヤとを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用有段変速機の制御装置。
【請求項３】
前記ギヤ対の回転速度及び前記出力軸の回転速度を各々検出する為の各々の回転速度センサを備え、
前記回転速度センサにより検出された各々の回転速度に基づいて前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と回転同期したか否かを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用有段変速機の制御装置。
【請求項４】
前記出力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータの作動量が所定値よりも大きくなった場合に前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と回転同期したと判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用有段変速機の制御装置。
【請求項５】
前記出力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータを該出力側同期噛合装置の係合に向かって作動開始させてから、前記ギヤ対の出力軸側ギヤを前記出力軸と回転同期させる為の所定時間が経過後に、前記入力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータを該入力側同期噛合装置の係合に向かって作動開始させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用有段変速機の制御装置。
【請求項６】
前記出力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータの作動位置が前記ギヤ対の出力軸側ギヤを前記出力軸と回転同期させる為の所定位置とされるまで、前記入力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータが機械的に作動不能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用有段変速機の制御装置。
【請求項７】
変速の際には、変速後の前記電動機の同期回転速度に向かって回転変化させる為のトルクを発生させるように前記電動機を制御することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の車両用有段変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸間に設けられた常時噛み合う複数のギヤ対と、ギヤ段を構成する為にギヤ対毎に設けられてアクチュエータを介して選択的に係合させられる同期噛合装置とを備える車両用有段変速機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用有段変速機として、常時噛み合う複数の変速ギヤ対（ギヤ対）を２軸間に備え、それらギヤ対の何れかをアクチュエータにより操作される同期噛合装置（同期噛合クラッチ）の選択的な係合によって動力伝達可能状態とすることでギヤ段（変速段）を自動的に切り換えることが可能な同期噛合式自動変速機が良く知られている。このような同期噛合式自動変速機では、一般的に、アクチュエータにより自動的に係合、解放される自動クラッチ（発進クラッチ）が設けられており、発進時や変速時には、自動クラッチの係合と解放とが制御される。例えば、上記自動クラッチが設けられた同期噛合式自動変速機では、変速に際して、先ず、自動クラッチが解放され且つスロットル開度が減小値とされ、次いでそれまでのギヤ段に対応するギヤ対に設けられている同期噛合装置の係合がアクチュエータにより解除される。次いで、複数のギヤ対毎に設けられた複数の同期噛合装置がいずれも未係合であるニュートラル状態において、変速先のギヤ段である要求ギヤ段に対応するギヤ対に設けられている同期噛合装置の係合がアクチュエータによって開始される。すなわち、アクチュエータにより押圧された同期噛合装置によって回転同期作動が開始される。そして、その同期噛合装置による回転同期作動が終了してその同期噛合装置の係合完了すなわち同期完了が判定されると、自動クラッチが係合され且つスロットル開度が復帰される、という一連の変速操作を実行する制御が行われる。
【０００３】
また、上記自動クラッチがエンジンとの間に設けられた同期噛合式自動変速機を有する車両の制御装置に関して、例えば特許文献１には、変速する際、ニュートラル状態で一旦クラッチをつなぎ、エンジン回転速度を上昇させて、変速機の入力軸と出力軸との回転速度を同期させる所謂ダブルクラッチ制御を実行した後、上記同期噛合装置による回転同期作動を開始することが記載されている。また、特許文献２には、変速機の入力軸と出力軸との伝達トルクを調節する為の多板クラッチを更に備え、変速の際には、変速ギヤ対と出力軸とを連結する為の変速用ドッグクラッチを解放状態にし、次いで入力軸と出力軸との連結が開放された状態にて多板クラッチの伝達トルク容量を制御して入出力間の変速比を変速後の変速比とし、その状態で変速用ドッグクラッチを締結させて入力軸と出力軸とを連結し、その連結完了後に多板クラッチを解放して変速完了することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０１６４３号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、専ら電動機を主駆動力源とする車両に備えられる車両用有段変速機では、一般的に、車両停止時にエンジン作動を維持しつつ発進時にエンジンの動力を駆動輪側へ伝達させるような発進機構がいらない為、上述した発進クラッチや多板クラッチが不要とされる。このように発進クラッチや多板クラッチが備えられない場合には、電動機から駆動輪までの動力伝達経路は、例えば上記同期噛合装置のみにより断接されることになる。これにより、変速に際して、電動機と変速機とは切り離されることなく連結されたままとなり、同期噛合装置の前段部（入力側）のイナーシャには電動機が含まれることになる、すなわち同期噛合装置のインプット系イナーシャが大きくなる。従って、変速の際に、電動機自身の同期回転制御を実行した場合に、同期回転速度とのずれが大きい程、同期噛合装置にかかる同期時の負担（負荷）は大きくなる。その為、例えば同期噛合装置の摩耗が進んで耐久性が低下したり、同期噛合装置を作動させる為に必要な外力が増大させられるなどの問題が生じ易くなる。尚、発進クラッチや多板クラッチを備えない車両用有段変速機の変速時の制御として、上記特許文献１，２に記載されているようなクラッチの制御を前提とする技術を適用できないことは言うまでもないことである。このような課題は未公知であり、電動機との間にクラッチを備えない変速機の変速の際に、同期噛合装置にかかる負荷を小さくすることについて、未だ提案されていない。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、変速の際に、同期噛合装置にかかる負荷を小さくすることができる車両用有段変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a) 電動機と断接不能に連結された入力軸と、その入力軸と平行に設けられて駆動輪に連結された出力軸と、その入力軸とその出力軸との間を動力伝達可能に連結する為のギヤ比が異なる複数の常時噛み合うギヤ対と、そのギヤ対毎に設けられてアクチュエータにより選択的に係合させられることによりその入力軸とその出力軸とをそのギヤ対を介して連結する為の同期噛合装置とを備え、前記電動機の動力を前記駆動輪側へ伝達する車両用有段変速機の制御装置であって、(b) 前記同期噛合装置は、前記入力軸と前記ギヤ対の入力軸側ギヤとを連結する入力側同期噛合装置と、前記出力軸と前記ギヤ対の出力軸側ギヤとを連結する出力側同期噛合装置とを有し、(c) 前記入力側同期噛合装置と前記出力側同期噛合装置とを共に係合状態とすることによりギヤ段を構成するものであり、(d) 変速の際には、前記出力側同期噛合装置を先に係合して前記ギヤ対の出力軸側ギヤを前記出力軸と連結させると共に、そのギヤ対の出力軸側ギヤがその出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置を係合して前記入力軸をそのギヤ対の入力軸側ギヤと連結させることにある。
【発明の効果】
【０００８】
このようにすれば、前記入力側同期噛合装置と前記出力側同期噛合装置とを共に係合状態とすることによりギヤ段を構成する車両用有段変速機において、変速の際には、前記出力側同期噛合装置が先に係合されて前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と連結させられると共に、そのギヤ対の出力軸側ギヤがその出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置が係合されて前記入力軸がそのギヤ対の入力軸側ギヤと連結させられるので、前記出力側同期噛合装置の係合時には前記ギヤ対分のインプット系イナーシャを同期させ、前記入力側同期噛合装置の係合時には前記電動機分のインプット系イナーシャを同期させることになる。従って、前記入力側同期噛合装置が先に係合された後に前記出力側同期噛合装置が係合されることにより前記出力側同期噛合装置の係合時には前記入力側同期噛合装置の係合時に同期させられた前記ギヤ対と前記電動機との両方の分のインプット系イナーシャを同期させることに比較して、変速の際に、前記ギヤ対分と前記電動機分とでインプット系イナーシャを２つに分けて同期させることになり、同期噛合装置にかかる負荷を小さくすることができる。よって、同期噛合装置の耐久性が向上され、またアクチュエータによる同期噛合装置の操作力も小さくされる。
【０００９】
ここで、好適には、前記車両用有段変速機は、前記入力軸と平行に設けられたアイドラ軸と、前記複数のギヤ対に対応してそのアイドラ軸に相対回転不能に設けられてその入力軸とそのアイドラ軸との間を動力伝達可能に連結する為の複数のアイドラギヤとを更に備えることにある。このようにすれば、ギヤ段を形成する為のアイドラギヤが設けられたアイドラ軸を備えないような平行２軸式の車両用有段変速機と比較して、ギヤ段を構成する為に前記入力側同期噛合装置と前記出力側同期噛合装置とを共に係合状態とする必要があるものの、同じギヤ段数を構成する場合に、ギヤ対を構成するギヤの枚数を少なくすることができ、また、軸方向の幅も小さくすることができる。これにより、比較的小型で軽量な車両用有段変速機が構成され、燃費を向上することが可能となる。
【００１０】
また、好適には、前記ギヤ対の回転速度及び前記出力軸の回転速度を各々検出する為の各々の回転速度センサを備え、前記回転速度センサにより検出された各々の回転速度に基づいて前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と回転同期したか否かを判断することにある。このようにすれば、前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置を係合して前記入力軸を前記ギヤ対の入力軸側ギヤと連結させることが適切に実行される。
【００１１】
また、好適には、前記出力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータの作動量が所定値よりも大きくなった場合に前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と回転同期したと判断することにある。このようにすれば、前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置を係合して前記入力軸を前記ギヤ対の入力軸側ギヤと連結させることが適切に実行される。
【００１２】
また、好適には、前記出力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータをその出力側同期噛合装置の係合に向かって作動開始させてから、前記ギヤ対の出力軸側ギヤを前記出力軸と回転同期させる為の所定時間が経過後に、前記入力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータをその入力側同期噛合装置の係合に向かって作動開始させることにある。このようにすれば、前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置を係合して前記入力軸を前記ギヤ対の入力軸側ギヤと連結させることが適切に実行される。
【００１３】
また、好適には、前記出力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータの作動位置が前記ギヤ対の出力軸側ギヤを前記出力軸と回転同期させる為の所定位置とされるまで、前記入力側同期噛合装置を係合させる為に作動させられる前記アクチュエータが機械的に作動不能とされていることにある。このようにすれば、前記ギヤ対の出力軸側ギヤが前記出力軸と連結した後に、前記入力側同期噛合装置を係合して前記入力軸を前記ギヤ対の入力軸側ギヤと連結させることが適切に実行される。
【００１４】
また、好適には、変速の際には、変速後の前記電動機の同期回転速度に向かって回転変化させる為のトルクを発生させるように前記電動機を制御することにある。このようにすれば、変速過程において、前記電動機の回転速度が同期回転速度に近くされる程、前記電動機分のインプット系イナーシャを同期させる前記入力側同期噛合装置にかかる負担が小さくされる。また、前記入力側同期噛合装置の係合時にはほぼ電動機自身のみを同期回転速度に向かって回転変化させるだけでよいので、前記入力側同期噛合装置が先に係合された後に前記出力側同期噛合装置が係合されることにより前記出力側同期噛合装置の係合時には前記入力側同期噛合装置の係合時に同期させられた前記ギヤ対と前記電動機との両方を電動機により同期回転速度に向かって回転変化させることに比較して、電動機の負荷が小さくされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用される車両を構成する動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。
【図２】変速機にて成立させられる４つのギヤ段と、ニュートラル状態とを示す概略図である。
【図３】同期噛合クラッチの構成及び作動を具体的に説明する図であって、同期噛合クラッチが未係合の状態すなわちニュートラル状態を示す図である。
【図４】同期噛合クラッチの構成及び作動を具体的に説明する図であって、同期噛合クラッチが係合された状態を示す図である。
【図５】走行中の変速の際の同期噛合クラッチの係合順を説明する状態遷移図である。
【図６】電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図７】電子制御装置の制御作動の要部すなわち変速機の変速の際に同期噛合クラッチにかかる負荷を小さくする為の制御作動を説明するフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。
【図９】シフトシリンダの構成を説明する概略図である。
【図１０】出力側同期噛合装置が先に係合されないと次の入力側同期噛合装置の係合が始まらない機械的な機構の構成及び作動を説明する図である。
【図１１】出力側同期噛合装置が先に係合されないと次の入力側同期噛合装置の係合が始まらない機械的な機構の構成及び作動を説明する図であって、図１０とは別の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明が適用される車両１０を構成する電動機１２から駆動輪１４までの動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、変速機１６の変速制御等を実行する為に車両１０に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図１において、変速機１６は、例えば車両１０において横置きされるＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両に好適に用いられるものであり、入力軸１８に直接的に伝達された走行用駆動力源としての電動機１２の動力を、出力軸２０に設けられた出力歯車としてのドライブピニオンギヤ２２から、デフリングギヤ２４、差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ）２６、及び一対の車軸（ドライブシャフト）２８等を順次介して一対の駆動輪１４へ伝達する車両用有段変速機である。これら変速機１６、差動歯車装置２６等によりトランスアクスル（Ｔ／Ａ）が構成される。尚、入力軸１８は、クラッチ等の動力伝達経路断接装置を介すことなく例えば不図示のスプライン嵌合継手を介して断接不能に電動機１２の出力軸に連結されている。また、出力軸２０は、入力軸１８と平行に設けられており、差動歯車装置２６のデフリングギヤ２４と噛み合わされるドライブピニオンギヤ２２等を介して駆動輪１４に連結されている。また、差動歯車装置２６は例えば傘歯車式のものであり、差動歯車装置２６を構成する不図示の一対のサイドギヤにはそれぞれ左右の車軸２８がスプライン嵌合などによって連結され、左右の駆動輪（前車輪）１４が車軸２８により回転駆動される。
【００１８】
また、変速機１６は、所謂常時噛合型平行軸式変速機であって、入力軸１８と出力軸２０との間を動力伝達可能に連結する為のギヤ比が異なる複数の常時噛み合うギヤ対（変速ギヤ対）３０，３２と、ギヤ対３０，３２毎に設けられてアクチュエータとしてのシフトシリンダ３４，３６により選択的に係合させられることにより入力軸１８と出力軸２０とをギヤ対を介して連結する為のシンクロメッシュタイプの複数の同期噛合クラッチ（同期噛合装置）３８，４０とを備えている。
【００１９】
ギヤ対（変速ギヤ対）３０は、入力軸１８に相対回転可能に設けられた入力軸側ギヤ３０ａと、出力軸２０に相対回転可能に設けられた出力軸側ギヤ３０ｂとから構成されている。ギヤ対（変速ギヤ対）３２は、入力軸１８に相対回転可能に設けられた入力軸側ギヤ３２ａと、出力軸２０に相対回転可能に設けられた出力軸側ギヤ３２ｂとから構成されている。また、同期噛合クラッチ３８は、入力軸側ギヤ３０ａと入力軸１８とを係合により選択的に連結する為の入力側同期噛合クラッチ３８ａと、入力軸側ギヤ３２ａと入力軸１８とを係合により選択的に連結する為の入力側同期噛合クラッチ３８ｂとを備え、入力軸１８とギヤ対３０，３２とを同期（回転同期）する入力側同期噛合装置である。同期噛合クラッチ４０は、出力軸側ギヤ３０ｂと出力軸２０とを係合により選択的に連結する為の出力側同期噛合クラッチ４０ａと、出力軸側ギヤ３２ｂと出力軸２０とを係合により選択的に連結する為の出力側同期噛合クラッチ４０ｂとを備え、出力軸２０とギヤ対３０，３２とを同期（回転同期）する出力側同期噛合装置である。尚、同期噛合クラッチ３８，４０は係合により各部材間を連結することから、同期噛合クラッチ３８，４０が各部材間やそれに直接的に繋がる部材間を同期（回転同期）するということは各部材間を連結するということとほぼ同意として取り扱う。つまり、係合に依らなくとも回転を同期することは可能であり、単に回転を同期するだけでは連結することとは同意とはならないが、同期噛合クラッチ３８，４０は係合によって同期させるので連結とほぼ同意とする。
【００２０】
また、変速機１６は、入力側同期噛合クラッチ３８ａ，３８ｂの構成に含まれるクラッチハブスリーブ（結合スリーブ）４２に対して入力軸１８の軸心まわりに相対回転可能に係合させられてそのクラッチハブスリーブ４２を入力軸１８の軸心方向に選択的に移動させることにより何れかのギヤ段を成立させるフォーク４４が設けられた、例えば入力軸１８に平行なフォークシャフト４６を備えている。このフォークシャフト４６はシフトシリンダ３４の作動に従って入力軸１８の軸心方向に移動させられるものであり、フォーク４４はこのフォークシャフト４６の移動に連動して移動させられる。また、変速機１６は、出力側同期噛合クラッチ４０ａ，４０ｂの構成に含まれるクラッチハブスリーブ４８に対して出力軸２０の軸心まわりに相対回転可能に係合させられてそのクラッチハブスリーブ４８を出力軸２０の軸心方向に選択的に移動させることにより何れかのギヤ段を成立させるフォーク５０が設けられた、例えば出力軸２０に平行なフォークシャフト５２を備えている。このフォークシャフト５２はシフトシリンダ３６の作動に従って出力軸２０の軸心方向に移動させられるものであり、フォーク５０はこのフォークシャフト５２の移動に連動して移動させられる。
【００２１】
更に、変速機１６は、入力軸１８と平行に設けられたアイドラ軸５４と、ギヤ対３０，３２に対応してアイドラ軸５４に相対回転不能に設けられて入力軸１８とアイドラ軸５４との間を動力伝達可能に連結する為に入力軸側ギヤ３０ａ，３２ａと各々常時噛み合う複数のアイドラギヤ５６，５８とを備えている。尚、図１は、入力軸１８、出力軸２０、アイドラ軸５４、及びデフリングギヤ２４の軸心を共通の平面内に示した展開図である。
【００２２】
このように構成された変速機１６において、本実施例では、シフトシリンダ３４，３６の作動に従ってクラッチハブスリーブ４２，４８がフォークシャフト４６，５２等を介して選択的に移動させられて、入力側同期噛合クラッチ３８ａ，３８ｂと出力側同期噛合クラッチ４０ａ，４０ｂとが共に係合状態とされることにより何れかのギヤ段が成立させられる。フォークシャフト４６，５２等を移動させるシフトシリンダ３４，３６は、運転者の操作力を要しないで変速機１６のギヤ段を切り換える変速アクチュエータ（シフトアクチュエータ）として機能している。従って、変速機１６は、運転者の操作力を要しないで自動で変速が実行される同期噛合式自動変速機である。
【００２３】
図２は、変速機１６にて成立させられる４つのギヤ段と、ニュートラル状態とを示す概略図である。図２において、図２（ａ）に示すように、入力側同期噛合クラッチ３８ａと出力側同期噛合クラッチ４０ａとが共に係合状態とされると、矢印ａのように動力が伝達されるギヤ段ａが成立させられる。また、図２（ｂ）に示すように、入力側同期噛合クラッチ３８ｂと出力側同期噛合クラッチ４０ｂとが共に係合状態とされると、矢印ｂのように動力が伝達されるギヤ段ｂが成立させられる。また、図２（ｃ）に示すように、入力側同期噛合クラッチ３８ｂと出力側同期噛合クラッチ４０ａとが共に係合状態とされると、矢印ｃのように動力が伝達されるギヤ段ｃが成立させられる。また、図２（ｄ）に示すように、入力側同期噛合クラッチ３８ａと出力側同期噛合クラッチ４０ｂとが共に係合状態とされると、矢印ｄのように動力が伝達されるギヤ段ｄが成立させられる。また、図２（ｅ）に示すように同期噛合クラッチ３８，４０の何れもが係合状態とされないと、或いは不図示のように同期噛合クラッチ３８，４０の何れか一方でも係合状態とされないと、動力の伝達が遮断されるニュートラル状態が成立させられる。尚、ギヤ段ａ及びギヤ段ｂでは、ギヤ段の形成に関わるギヤ対３０，３２のギヤ比のみで単純にギヤ段のハイ、ローが決まるが、ギヤ段ｃ及びギヤ段ｄでは、ギヤ段の形成にアイドラギヤ５６，５８が関わるので、ギヤ対３０，３２及びアイドラギヤ５６，５８の相互の歯数等の関係によりギヤ段のハイ、ローが決まる。従って、ギヤ段ｃ及びギヤ段ｄにおける各変速比（＝入力軸１８の回転速度ＮＩＮ／出力軸２０の回転速度ＮＯＵＴ）は、ギヤ段ａの変速比とギヤ段ｂの変速比との間に入るとは限らない。
【００２４】
図１に戻り、車両１０には、例えば変速機１６の変速制御などの為の車両用有段変速機の制御装置を含む電子制御装置６０が備えられている。電子制御装置６０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置６０は、電動機１２の出力制御や変速機１６の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じて電動機１２の出力制御用や変速機１６の変速制御用等に分けて構成される。
【００２５】
電子制御装置６０には、例えばレゾルバ式や電磁ピックアップ式等の電動機回転速度センサ６２により検出された電動機１２の回転速度（電動機回転速度）ＮＭすなわち入力軸１８の回転速度（入力軸回転速度）ＮＩＮを表す信号、電磁ピックアップ式等の出力軸回転速度センサ６４により検出された出力軸２０の回転速度（出力軸回転速度）ＮＯＵＴを表す信号、電磁ピックアップ式等のアイドラ軸回転速度センサ６６により検出されたアイドラ軸５４の回転速度（アイドラ軸回転速度）ＮＩを表す信号、アクセル開度センサ６８により検出された運転者の加速要求量としてのアクセルペダル７０の操作量であるアクセル開度Ａccを表す信号、電動機１２との間でインバータ７２を介して充放電を行うすなわち電動機１２への電力を需給する蓄電装置７４の充電容量（充電状態）ＳＯＣを表す信号などが、それぞれ供給される。
【００２６】
また、電子制御装置６０からは、例えば電動機１２の作動を指令する指令信号ＳＭ例えば電動機回転速度ＮＭや電動機１２の出力トルク（電動機トルク）ＴＭを制御することで電動機１２の出力（電動機出力）ＰＥを制御する為の電動機制御信号ＳＭ、油圧制御回路７６に備えられた油圧アクチュエータであるシフトシリンダ３４，３６の作動を制御して変速機１６の変速を実行する（すなわち変速機１６の所定のギヤ段を構成する）為に油圧制御回路７６に含まれる不図示のシフトソレノイドバルブ等を作動させる為のバルブ指令信号ＳＳＨ（すなわち変速機１６の変速制御の為の変速制御指令信号）、この油圧制御回路７６に設けられたレギュレータバルブにより元圧（例えばライン油圧）を調圧する為の信号ＳＰＬ等が、それぞれ出力される。
【００２７】
図３及び図４は、同期噛合クラッチ３８，４０の構成及び作動を具体的に説明する図である。この図３及び図４では、入力側同期噛合クラッチ３８ｂを用いているが、他の入力側同期噛合クラッチ３８ａ、及び出力側同期噛合クラッチ４０ａ，４０ｂも入力側同期噛合クラッチ３８ｂと同様の構成及び作動である。図３、４において、入力側同期噛合クラッチ３８ｂは、クラッチハブスリーブ４２と、キースプリング８０によってクラッチハブスリーブ４２に係合させられたシフティングキー８２と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー８２と共に入力軸１８を軸心として回転させられるシンクロナイザリング（同期リング）８４と、ギヤ対３２の入力軸側ギヤ３２ａに一体的に設けられた外周歯からなる結合歯８６及びコーン部８８と、入力軸１８に固定されたハブ９０（図１参照）とを備えている。クラッチハブスリーブ４２は、その内周面に設けられたスプライン歯（内周歯）９２とハブ９０の外周面に設けられたスプライン歯（外周歯）とがスプライン嵌合されることにより、入力軸１８と常に一体的に回転させられるようになっている一方で入力軸１８の軸心方向に移動自在になっている。
【００２８】
そのクラッチハブスリーブ４２が、前述のようにシフトシリンダ３４によりフォークシャフト４６及びフォーク４４を介して図３の右方向へ移動させられると、クラッチハブスリーブ４２と入力軸側ギヤ３２ａとの間の回転速度差があるときは、シフティングキー８２を介してシンクロナイザリング８４がコーン部８８に押圧されてテーパ嵌合させられ、それらの間の摩擦によって入力軸側ギヤ３２ａに動力伝達が行われるようになる。そして、クラッチハブスリーブ４２のスプライン歯９２がシンクロナイザリング８４に設けられたスプライン歯９４に当接させられて、クラッチハブスリーブ４２のそれ以上の軸心方向移動が阻止される。
【００２９】
しかし、クラッチハブスリーブ４２と入力軸側ギヤ３２ａとの間の回転速度差がなくなると、すなわちクラッチハブスリーブ４２と入力軸側ギヤ３２ａとの回転速度が同期すると、クラッチハブスリーブ４２の軸心方向移動が許容されるので、そのクラッチハブスリーブ４２が更に右方向へ移動させられる。上記シンクロナイザリング８４は、クラッチハブスリーブ４２が入力軸側ギヤ３２ａの結合歯８６に向かって移動させられる過程でその結合歯８６とクラッチハブスリーブ４２との回転速度が同期するまでそのクラッチハブスリーブ４２の内周歯に当接してそのクラッチハブスリーブ４２の移動を阻止する同期リングとして機能する。そして、図４に示すように、スプライン歯９２はシンクロナイザリング８４に設けられたスプライン歯９４、更には入力軸側ギヤ３２ａに設けられた結合歯７４と噛み合わされる。これにより入力軸１８と入力軸側ギヤ３２ａとが一体的に連結されて、入力軸側ギヤ３２ａを介して入力軸１８から出力軸側ギヤ３２ｂ及びアイドラギヤ５８（アイドラ軸５４）へ動力伝達が行われる。図３は入力側同期噛合クラッチ３８ｂが未係合の状態すなわちニュートラル状態で、図４は入力側同期噛合クラッチ３８ｂが係合された状態であり、それら図３及び図４の（ａ）は軸心を含む一平面の断面図、図３及び図４の（ｂ）は図３及び図４の（ａ）の状態を外周側から見たクラッチハブスリーブ４２の円筒部分を除く展開図である。
【００３０】
他の入力側同期噛合クラッチ３８ａ、及び出力側同期噛合クラッチ４０ａ，４０ｂも入力側同期噛合クラッチ３８ｂと実質的に同様の構成であるが、クラッチハブスリーブ４２は入力側同期噛合クラッチ３８ａ及び入力側同期噛合クラッチ３８ｂに共通のもので、クラッチハブスリーブ４８は出力側同期噛合クラッチ４０ａ及び出力側同期噛合クラッチ４０ｂに共通のものである。
【００３１】
ところで、本実施例のように、専ら電動機１２を主駆動力源とする車両１０に備えられる変速機１６では、発進機構がいらない為、電動機１２とはクラッチ等を介さずに断接不能に連結されている。その為、変速の際には、同期噛合クラッチ３８，４０の前段部（入力側）のイナーシャには電動機１２が含まれることになる、すなわち同期噛合クラッチ３８，４０のインプット系イナーシャが大きくなる。また、例えば走行中に変速を実行する場合には、駆動輪１４と共に回転している出力軸２０の回転速度ＮＯＵＴに他の回転要素の回転速度を同期させることになる。従って、変速の際に、電動機１２により同期回転制御を実行した場合に、同期回転速度とのずれが大きい程、同期噛合クラッチ３８，４０にかかる同期時の負荷は大きくなり、例えば同期噛合クラッチ３８，４０の耐久性が低下したり、同期噛合クラッチ３８，４０を作動させる為に必要な外力が増大させられる可能性がある。尚、変速過程では、同期噛合クラッチ３８，４０による変速作動をスムーズに行う為に、電動機１２を無負荷状態とすることが望ましいが、一方で、電動機による同期回転制御を実行しなければ、同期噛合クラッチ３８，４０による変速作動がスムーズに進行しない可能性がある。その為、同期噛合クラッチ３８，４０による変速作動に影響を与えない程度に、同期回転速度に向かって回転変化させるだけのトルクを電動機１２に発生させて電動機１２により同期回転制御を実行する。
【００３２】
ここで、本実施例の変速機１６では、主な回転イナーシャを同期噛合クラッチ３８，４０を境にして、次の３つのイナーシャ１〜３に分離することができる。
イナーシャ１：電動機１２及び入力軸１８
イナーシャ２：ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８
イナーシャ３：出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など
【００３３】
そして、走行中に変速する場合、変速完了前では、変速後の上記イナーシャ３の回転速度と上記イナーシャ１及び２の回転速度とは、例えばギヤ比によってインプット換算（入力軸回転速度ＮＩＮ換算）した後の回転速度において異なっている。この状態から、変速を開始した場合に、例えば先に入力側同期噛合装置すなわち同期噛合クラッチ３８を係合してイナーシャ１とイナーシャ２とを同期させると、イナーシャ１及びイナーシャ２を電動機１２によりイナーシャ３に同期させることになる。このとき、電動機１２で完全に同期できないときは、次に係合する出力側同期噛合装置すなわち同期噛合クラッチ４０にてイナーシャ１及びイナーシャ２をイナーシャ３に同期させることになる。このような場合、インプット系イナーシャとしてはイナーシャ１の分にイナーシャ２の分が加わることになり、同期噛合クラッチ４０には比較的大きな負荷がかかってしまう。
【００３４】
そこで、本実施例では、同期噛合クラッチ４０にかかる負荷を小さくする為に、変速の際には、同期噛合クラッチ４０を先に係合して出力軸側ギヤ３０ｂ，３２ｂを出力軸２０と連結させると共にすなわちイナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）をイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と回転同期させると共に、イナーシャ２がイナーシャ３と回転同期した後に、同期噛合クラッチ３８を係合して入力軸１８を入力軸側ギヤ３０ａ，３２ａと連結させるすなわちイナーシャ１（電動機１２及び入力軸１８）をそのイナーシャ２及びイナーシャ３と回転同期させる。
【００３５】
図５は、走行中の変速の際の同期噛合クラッチ３８，４０の係合順を説明する状態遷移図である。図５において、（ａ）ニュートラル状態では、同期噛合クラッチ３８，４０が共に係合されておらず、駆動輪１４の回転に伴ってイナーシャ３のみが回転している。次いで、（ｂ）同期１では、同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合クラッチ４０ａ）が先に係合されて、イナーシャ２とイナーシャ３とが同期回転させられる。次いで、（ｃ）同期２では、出力側同期噛合クラッチ４０ａに加えて同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合クラッチ３８ａ）が係合されてイナーシャ１〜３が全て同期回転させられ、変速が完了させられる。
【００３６】
尚、同期噛合クラッチ３８と同期噛合クラッチ４０とを同時（同時点）に係合することも考えられるが、同期噛合クラッチ３８と同期噛合クラッチ４０との係合の進行具合が常に同じになるとは限らず、両者の係合にずれが生じて例えば同期噛合クラッチ３８が先に係合完了する場合もある。そうすると、上述したように、同期噛合クラッチ４０による同期時に比較的大きな負荷がかかってしまう可能性がある。同期噛合クラッチ４０を先に係合するという本実施例は、このような場合のフェールセーフという考え方もできる。
【００３７】
より具体的には、図６は、電子制御装置６０による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図６において、有段変速制御部すなわち有段変速制御手段１００は、変速機１６の変速を行う。例えば、有段変速制御手段１００は、例えば車速Ｖに対応する出力軸回転速度ＮＯＵＴと要求負荷に対応するアクセル開度Ａccとを変数として予め記憶された公知の関係（変速線図、変速マップ）から実際の出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて変速機１６の変速を実行すべきか否かを判断する。すなわち、有段変速制御手段１００は、上記変速マップから実際の車両状態に基づいて変速機１６の変速すべき変速段を判断する。そして、有段変速制御手段１００は、その判断した変速段が得られるように変速機１６の自動変速制御を実行する。上記変速マップは、例えば車両１０の性能を充分引き出しつつ電動機１２の効率の良い状態で運転可能なようにすなわち車両１０のエネルギー効率と走行性能（動力性能）とを両立させる変速段にて運転可能なように、予め求められて設定されたものである。
【００３８】
例えば、走行中の上記変速機１６の自動変速制御において、有段変速制御手段１００は、先ず、現在係合されている同期噛合クラッチ３８，４０を共に解放させ、次いで上記判断した変速段が得られる為の出力側の同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０を係合させ、次いで後述する同期完了判定手段１０２により前記イナーシャ２が前記イナーシャ３と同期したと判定された後に上記判断した変速段が得られる為の入力側の同期噛合クラッチ（入力側同期噛合装置）３８を係合させる一連の変速作動を実行する為の変速制御指令信号ＳＳＨを油圧制御回路７６に出力する。油圧制御回路７６は、上記変速制御指令信号ＳＳＨに従って、上記一連の変速作動にて変速機１６の変速が実行されるように、例えば油圧制御回路７６内の不図示のシフトソレノイドバルブ等を作動させてシフトシリンダ３４，３６を作動させる。
【００３９】
同期完了判定部すなわち同期完了判定手段１０２は、出力軸回転速度センサ６４により検出された出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアイドラ軸回転速度センサ６６により検出されたアイドラ軸回転速度ＮＩに基づいて、イナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期したか否かを判断する。例えば、同期完了判定手段１０２は、出力側同期噛合クラッチ４０ａ，４０ｂのうちの係合されるクラッチに基づいた出力軸２０とアイドラ軸５４との間の所定のギヤ比γ２−３と出力軸回転速度ＮＯＵＴとに基づいてアイドラ軸回転速度ＮＩの同期回転速度ＮＩ’（＝γ２−３×ＮＯＵＴ）を算出し、実際のアイドラ軸回転速度ＮＩとその同期回転速度ＮＩ’との差回転が零と判定される為の予め設定された零判定値となったか否かに基づいて、イナーシャ２がイナーシャ３と同期したか否かを判断する。尚、イナーシャ２がイナーシャ３と同期したか否かを判断することは、同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合が完了したか否かを判断することでもある。
【００４０】
電動機制御部すなわち電動機制御手段１０４は、例えばインバータ７２を介して電動機１２による駆動力源又は発電機としての作動を制御する。例えば、電動機制御手段１０４は、そのときの走行車速Ｖ（出力軸回転速度ＮＯＵＴ）において、運転者の出力要求量としてのアクセル開度Ａccや出力軸回転速度ＮＯＵＴに基づいて車両１０の目標（要求）出力Ｐ＊を算出し、その目標出力Ｐ＊が得られるように伝達損失、補機負荷等を考慮して目標電動機出力（要求電動機出力）ＰＭ＊を算出し、出力軸回転速度ＮＯＵＴとそのときの変速段に対応する変速比から一意的に定められる電動機回転速度ＮＭを考慮してその目標電動機出力ＰＭ＊が得られる電動機トルクＴＭとなるように電動機１２を制御する為の電動機制御信号ＳＭをインバータ７２へ出力する。インバータ７２は、上記電動機制御信号ＳＭに従って、例えば目標電動機出力ＰＭ＊が得られる電動機トルクＴＭを発生させる為の駆動電流ＩＭにて電動機１２を駆動する。
【００４１】
また、電動機制御手段１０４は、例えばアクセルオフの惰性走行時（コースト走行時）やブレーキペダルの操作によるホイールブレーキ作動時（すなわちフットブレーキによる制動時）などには、車両１０のエネルギー効率を向上させる為に、駆動輪１４から伝達される車両１０の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生制御を実行する。具体的には、駆動輪１４から電動機１２側へ伝達される逆駆動力により電動機１２を回転駆動させて発電機として作動させ、その電気エネルギすなわち電動機発電電流をインバータ７２を介して蓄電装置７４へ充電する回生制御を実行する。
【００４２】
ここで、有段変速制御手段１００による変速機１６の自動変速制御中においては、係合する同期噛合クラッチ３８，４０への負荷を低減する為に、基本的には電動機１２を無負荷状態として自由回転すなわち空転させることが望ましい。しかしながら、電動機回転速度ＮＭと変速後の電動機回転速度ＮＭの同期回転速度ＮＭ’（＝変速後の変速段に対応する変速比γ×ＮＯＵＴ）との差回転が大きい程、係合する同期噛合クラッチ３８，４０への負荷が大きくなってしまう。そこで、本実施例では、変速の際には、変速後の電動機回転速度ＮＭの同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化させる為の電動機トルクＴＭを発生させるように電動機１２を制御する。具体的には、電動機制御手段１０４は、例えば同期噛合クラッチ３８，４０による変速作動に影響を与えない程度に、電動機回転速度ＮＭを同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化させる為の予め求められて設定された所定の電動機トルクＴＭ’を電動機１２に発生させて電動機１２により同期回転制御を実行する為の同期回転制御信号ＳＭをインバータ７２へ出力する。インバータ７２は、上記同期回転制御信号ＳＭに従って、電動機回転速度ＮＭが同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化するように、例えば上記所定の電動機トルクＴＭ’を発生させる為の所定の駆動電流ＩＭ’にて電動機１２を駆動する。
【００４３】
図７は、電子制御装置６０の制御作動の要部すなわち変速機１６の変速の際に同期噛合クラッチ４０にかかる負荷を小さくする為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍsec乃至数十ｍsec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。また、図８は、図７のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。尚、この図８では、同期噛合クラッチ３８，４０の係合による各イナーシャ１〜３の相互間の同期の状態をわかりやすくする為に、イナーシャ２及び３の回転速度をギヤ比によってインプット換算（すなわちイナーシャ１の回転速度（電動機回転速度ＮＭ、入力軸回転速度ＮＩＮ）の同期回転速度に換算）した後の回転速度として示している。
【００４４】
図７において、先ず、有段変速制御手段１００に対応するステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１０において、例えば前記変速マップから実際の出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアクセル開度Ａccで示される車両状態に基づいて変速機１６の変速を実行すべきか否かが判断される。このＳ１０の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は有段変速制御手段１００及び電動機制御手段１０４に対応するＳ２０において、例えば現在係合されている同期噛合クラッチ３８，４０を共に解放させた後、上記変速マップから実際の車両状態に基づいて判断された変速機１６の変速すべき変速段が得られる為の出力側の同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合が開始される（図８のｔ１時点）。また、所定の電動機トルクＴＭ’を電動機１２に発生させて電動機１２により同期回転制御を実行する為の同期回転制御信号ＳＭが出力され、電動機回転速度ＮＭが同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化させられる（図８のｔ１時点以降）。次いで、同期完了判定手段１０２に対応するＳ３０において、出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアイドラ軸回転速度ＮＩに基づいて、イナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期したか否かが判断される。つまり、同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合が完了したか否かが判断される。上記Ｓ３０の判断が否定される場合はこのＳ３０が繰り返し実行されるが肯定される場合は有段変速制御手段１００に対応するＳ４０において、上記変速マップから実際の車両状態に基づいて判断された変速機１６の変速すべき変速段が得られる為の入力側の同期噛合クラッチ（入力側同期噛合装置）３８の係合が開始される（図８のｔ２時点）。そして、電動機１２による同期回転制御ではイナーシャ２，３と同期させられなかったイナーシャ１（電動機１２及び入力軸１８）の残りの回転分を収束するようにが同期噛合クラッチ３８の係合により同期させられ（図８のｔ２時点乃至ｔ３時点）、図８のｔ３時点にて同期噛合クラッチ３８の係合が完了して一連の変速作動が終了する。
【００４５】
上述のように、本実施例によれば、同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）と同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）とを共に係合状態とすることによりギヤ段を構成する変速機１６において、変速の際には、同期噛合クラッチ４０が先に係合されて出力軸側ギヤ３０ｂ，３２ｂが出力軸２０と連結させられると共にすなわちイナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と回転同期させられると共に、イナーシャ２がイナーシャ３と回転同期した後に、同期噛合クラッチ３８が係合されて入力軸１８が入力軸側ギヤ３０ａ，３２ａと連結させられるのですなわちイナーシャ１（電動機１２及び入力軸１８）がそのイナーシャ２及びイナーシャ３と回転同期させられるので、同期噛合クラッチ４０の係合時にはイナーシャ２分のインプット系イナーシャを同期させ、同期噛合クラッチ３８の係合時にはイナーシャ１分のインプット系イナーシャを同期させることになる。従って、同期噛合クラッチ３８が先に係合された後に同期噛合クラッチ４０が係合されることにより同期噛合クラッチ４０の係合時には同期噛合クラッチ３８の係合時に同期させられたイナーシャ２とイナーシャ１との両方の分のインプット系イナーシャを同期させることに比較して、変速の際に、イナーシャ２分とイナーシャ１分とでインプット系イナーシャを２つに分けて同期させることになり、同期噛合クラッチ４０にかかる負荷を小さくすることができる。よって、同期噛合クラッチ４０の耐久性が向上され、またシフトシリンダ３６による同期噛合クラッチ４０の操作力も小さくされる。
【００４６】
また、本実施例によれば、変速機１６は、入力軸１８と平行に設けられたアイドラ軸５４と、複数のギヤ対３０，３２に対応してそのアイドラ軸５４に相対回転不能に設けられて入力軸１８とアイドラ軸５４との間を動力伝達可能に連結する為の複数のアイドラギヤ５６，５８とを更に備えるので、変速機１６のギヤ段を形成する為のアイドラギヤ５６，５８が設けられたアイドラ軸５４を備えないような平行２軸式の車両用有段変速機と比較して、ギヤ段を構成する為に同期噛合クラッチ３８と同期噛合クラッチ４０とを共に係合状態とする必要があるものの、同じギヤ段数を構成する場合に、ギヤ対を構成するギヤの枚数を少なくすることができ、また、軸方向の幅も小さくすることができる。これにより、比較的小型で軽量な車両用有段変速機が構成され、燃費を向上することが可能となる。具体的には、通常の平行２軸式の車両用有段変速機と比較して、変速機１６のような４段変速で、例えばギヤの枚数を８枚から６枚（入力軸側ギヤ３０ａ，３２ａ、出力軸側ギヤ３０ｂ，３２ｂ、アイドラギヤ５６，５８）にすることができ、また軸方向の幅もギヤ４枚分から２枚分（ギヤ対３０の列とギヤ対３２の列）とすることができる。
【００４７】
また、本実施例によれば、出力軸回転速度センサ６４により検出された出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアイドラ軸回転速度センサ６６により検出されたアイドラ軸回転速度ＮＩに基づいて、イナーシャ２がイナーシャ３と回転同期したか否かを判断するので、イナーシャ２がイナーシャ３と回転同期した後に、同期噛合クラッチ３８を係合してイナーシャ１をイナーシャ２及びイナーシャ３と回転同期させることが適切に実行される。
【００４８】
また、本実施例によれば、変速の際には、変速後の電動機１２の同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化させる為の所定の電動機トルクＴＭ’を発生させるように電動機１２を制御するので、変速過程において、電動機回転速度ＮＭが同期回転速度ＮＭ’に近くされる程、イナーシャ１分のインプット系イナーシャを同期させる同期噛合クラッチ３８にかかる負担が小さくされる。また、同期噛合クラッチ３８の係合時にはほぼ電動機１２自身のみを同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化させるだけでよいので、同期噛合クラッチ３８が先に係合された後に同期噛合クラッチ４０が係合されることにより同期噛合クラッチ４０の係合時には同期噛合クラッチ３８の係合時に同期させられたイナーシャ１とイナーシャ２との両方を電動機１２により同期回転速度に向かって回転変化させることに比較して、電動機１２の負荷が小さくされる。
【００４９】
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００５０】
前述の実施例では、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアイドラ軸回転速度ＮＩに基づいて、イナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期したか否か、すなわち同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合が完了したか否かを判断した。本実施例では、それに替えて、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、同期噛合クラッチ４０を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３６の作動量が所定値よりも大きくなったか否かに基づいて、イナーシャ２がイナーシャ３と同期したか否かを判断する。
【００５１】
図９は、シフトシリンダ３６の構成を説明する概略図である。図９において、シフトシリンダ３６は、フォークシャフト５２に作動的に連結されてクラッチハブスリーブ４８を出力軸２０の軸心方向に選択的に移動させる為に摺動させられるシフトロッド３７を備えている。また、車両１０には、そのシフトロッド３７の摺動量ＳＴすなわちシフトシリンダ３６の作動量を検出する為のストロークセンサ７８が備えられている。このストロークセンサ７８により検出されたシフトロッド３７の摺動量ＳＴを表す信号が電子制御装置６０へ供給される。そして、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、ストロークセンサ７８により検出されたシフトロッド３７の摺動量ＳＴが所定値ＳＴ’よりも大きくなった場合にイナーシャ２がイナーシャ３と同期したと判断する。上記所定値ＳＴ’は、例えば同期噛合クラッチ４０が係合される位置までクラッチハブスリーブ４８が移動したと判断できる為の予め求められて定められた係合判定値である。
【００５２】
上述のように、本実施例によれば、同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３６の作動量（シフトロッド３７の摺動量ＳＴ）が所定値ＳＴ’よりも大きくなった場合にイナーシャ２がイナーシャ３と回転同期したと判断するので、イナーシャ２がイナーシャ３と回転同期した後に、同期噛合クラッチ３８を係合してイナーシャ１をイナーシャ２及びイナーシャ３と回転同期させることが適切に実行される。
【実施例３】
【００５３】
前述の実施例では、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアイドラ軸回転速度ＮＩに基づいて、或いはシフトロッド３７の摺動量ＳＴに基づいて、イナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期したか否か、すなわち同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合が完了したか否かを判断した。本実施例では、それに替えて、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、同期噛合クラッチ４０を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３６の作動時間が所定時間経過したか否かに基づいて、イナーシャ２がイナーシャ３と同期したか否かを判断する。つまり、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、有段変速制御手段１００により変速の為にシフトシリンダ３６が同期噛合クラッチ４０の係合に向かって作動開始させられてからの作動時間ＴＳＣが所定時間ＴＳＣ’以上となったか否かに基づいて、イナーシャ２がイナーシャ３と同期したか否かを判断する。そして、有段変速制御手段１００は、シフトシリンダ３６を同期噛合クラッチ４０の係合に向かって作動開始させてから所定時間ＴＳＣ’が経過後に、すなわち同期完了判定手段１０２により作動時間ＴＳＣが所定時間ＴＳＣ’以上となったと判定された場合に、同期噛合クラッチ（入力側同期噛合装置）３８を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３４を同期噛合クラッチ３８の係合に向かって作動開始させる。上記所定時間ＴＳＣ’は、例えば同期噛合クラッチ４０の係合を開始してから同期噛合クラッチ４０が係合される位置までクラッチハブスリーブ４８が移動してイナーシャ２がイナーシャ３と同期させられるまでに必要な時間として予め求められて定められた係合所用時間である。
【００５４】
上述のように、本実施例によれば、同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３６を同期噛合クラッチ４０の係合に向かって作動開始させてから、イナーシャ２をイナーシャ３と回転同期させる為の所定時間ＴＳＣ’が経過後に、同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３４を同期噛合クラッチ３８の係合に向かって作動開始させるので、イナーシャ２がイナーシャ３と回転同期した後に、同期噛合クラッチ３８を係合してイナーシャ１をイナーシャ２及びイナーシャ３と回転同期させることが適切に実行される。
【実施例４】
【００５５】
前述の実施例では、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）は、出力軸回転速度ＮＯＵＴ及びアイドラ軸回転速度ＮＩに基づいて、シフトロッド３７の摺動量ＳＴに基づいて、或いはシフトシリンダ３６の作動時間ＴＳＣに基づいて、イナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）がイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期したか否か、すなわち同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合が完了したか否かを判断した。本実施例では、それに替えて、同期完了判定手段１０２（図７のステップＳ３０）を備えず、すなわちイナーシャ２がイナーシャ３と同期したか否かを判断することなく、機械的な機構により同期噛合クラッチ４０の係合後に同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）の係合を開始させる。つまり、本実施例の車両１０では、同期噛合クラッチ４０が先に係合されないと（例えば図４に示すように係合されないと）、次の同期噛合クラッチ３８の係合が始まらない機械的な機構を備えている。
【００５６】
図１０及び図１１は、同期噛合クラッチ４０が先に係合されないと次の同期噛合クラッチ３８の係合が始まらない機械的な機構１１０，１２０の構成及び作動を説明する図である。図１０及び図１１において、シフトロッド３５は、シフトシリンダ３４に備えられており、フォークシャフト４６に作動的に連結されてクラッチハブスリーブ４２を入力軸１８の軸心方向に選択的に移動させる為に摺動させられる。また、シフトロッド３７は、前述したようにシフトシリンダ３６に備えられている。
【００５７】
図１０において、機構１１０は、シフトロッド３５とシフトロッド３７との間の所定の間隙Ａに、シフトロッド３５とシフトロッド３７とに対してロッドの軸方向に相対移動不能に固定された間隙部材１１２ａ，１１２ｂと、間隙部材１１２ａ，１１２ｂに挟まれたコマ１１４とを備えている。コマ１１４は、間隙部材１１２ａ，１１２ｂと同様にロッドの軸方向に相対移動不能ではあるが、シフトロッド３５とシフトロッド３７とに対してロッドの軸方向と垂直方向（すなわちシフトロッド３５とシフトロッド３７との相対方向）に移動可能に設けられている。シフトロッド３５には、同期噛合クラッチ３８がニュートラル状態とされているときの位置にあるときにコマ１１４のシフトロッド３５側の先端部が入り込む溝３５ａが設けられている。また、シフトロッド３７には、出力側同期噛合クラッチ４０ａ，４０ｂがそれぞれ係合完了状態とされているときの位置にあるときにコマ１１４のシフトロッド３７側の先端部が入り込む溝３７ａ，３７ｂが設けられている。尚、シフトロッド３５及びシフトロッド３７の一部或いは全部、及び機構１１０は、例えば油圧制御回路７６のバルブボディ１１６内に収容されている。
【００５８】
このように構成されたシフトロッド３５とシフトロッド３７及び機構１１０において、図１０（ａ）に示すように、同期噛合クラッチ３８，４０が共にニュートラル状態にあるときには、シフトロッド３５は溝３５ａがコマ１１４に引っかかるために摺動することができないが、シフトロッド３７は自由に摺動することができる。従って、同期噛合クラッチ４０の係合を先に開始することができる。次いで、図１０（ｂ）に示すように、シフトロッド３７の溝３７ａが出力側同期噛合クラッチ４０ａの係合が完了した位置である原点０に来ると、すなわちシフトシリンダ３６の作動位置がイナーシャ２（ギヤ対３０，３２、及びアイドラギヤ５６，５８）をイナーシャ３（出力軸２０、ドライブピニオンギヤ２２など）と同期させる為の所定位置とされると、コマ１１４がその溝３７ａに入り込むことが可能になるので、シフトロッド３５は自由に摺動することができる。そして、図１０（ｃ）に示すように、シフトロッド３５が入力側同期噛合クラッチ３８ａの係合が完了した位置に来ると、すなわちシフトシリンダ３４の作動位置がイナーシャ１（電動機１２及び入力軸１８）をイナーシャ２及びイナーシャ３と同期させる為の所定位置とされると、変速機１６の変速が完了する。このように、機構１１０を採用することにより、同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３６（シフトロッド３７）の作動位置がイナーシャ２をイナーシャ３と回転同期させる為の所定位置とされるまで、同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３４（シフトロッド３５）が機械的に作動不能（摺動不能）とされる。
【００５９】
また、図１０（ｄ）に示すように、スプリング１１８ａ，１１８ｂによる待ち機構を採用することで、同期噛合クラッチ３８，４０を共に係合するようにシフトシリンダ３４，３６を同時に作動させることが可能になる。つまり、シフトシリンダ３４をシフトシリンダ３６と同時に作動させても、シフトロッド３５を摺動させる力はシフトシリンダ３６（シフトロッド３７）の作動位置が所定位置とされるまでスプリング１１８ａにより一時的に吸収されるので、実際には、シフトロッド３５は摺動させられない。そして、シフトシリンダ３６（シフトロッド３７）の作動位置が所定位置とされると、シフトロッド３５は同期噛合クラッチ３８の係合に向かって摺動させられる。
【００６０】
ところで、図１０の機構１１０では、同期噛合クラッチ３８，４０を共にニュートラル状態へ戻すときには、シフトロッド３５を先に動かして溝３５ａが原点０に来ないと、シフトロッド３７は摺動不能である。つまり、シフトロッド３５とシフトロッド３７との両方を一度に摺動させてニュートラル状態の位置に戻せないため、ニュートラル状態への切換えに遅れが生じる。図１１に示した機構１２０は、機構１１０の機能に加え、機構１１０におけるニュートラル状態への切換え遅れを解消するものである。図１１において、シフトロッド３５には、機構１１０における溝３５ａに対応する位置に、コマ１１４の一方向の移動のみを許容する一方向機構１２２が設けられている。一方向機構１２２は、コマ１１４をその間に留めることができる三角のストッパ１２２ａ，１２２ｂを備えている。ストッパ１２２ａ，１２２ｂは、コマ１１４のシフトロッド３５側の先端部が自身に引っかかることによりその間から軸方向外側への移動を阻止するものである一方、自身が倒れることによりその軸方向外側からその間への移動を許容するものである。また、間隙部材１２４ａ，１２４ｂには、シフトロッド３５の摺動時に一方向機構１２２が引っかかることのない範囲で凹部が設けられている。
【００６１】
このように構成されたシフトロッド３５とシフトロッド３７及び機構１２０において、図１１（ａ）に示すように、同期噛合クラッチ３８，４０が共にニュートラル状態にあるときには、シフトロッド３５は一方向機構１２２がコマ１１４に引っかかるために摺動することができないが、シフトロッド３７は自由に摺動することができる。つまり、シフトロッド３７の溝３７ａ，３７ｂが同期噛合クラッチ４０の係合が完了した位置である原点０に来ないと、シフトロッド３５は摺動することができない。また、図１１（ｂ）に示すように、シフトロッド３７は、シフトロッド３５の位置に関係なくニュートラル状態（図１１（ａ）の状態）の位置に摺動させることができる。また、シフトロッド３５は、一方向機構１２２のストッパ１２２ａ，１２２ｂが倒れるので、ニュートラル状態（図１１（ａ）の状態）の位置に摺動させることができる。
【００６２】
上述のように、本実施例によれば、機構１１０、１２０を採用することにより、同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３６（シフトロッド３７）の作動位置がイナーシャ２をイナーシャ３と回転同期させる為の所定位置とされるまで、同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）を係合させる為に作動させられるシフトシリンダ３４（シフトロッド３５）が機械的に作動不能（摺動不能）とされるので、イナーシャ２がイナーシャ３と同期した後に、同期噛合クラッチ３８を係合してイナーシャ１をイナーシャ２及びイナーシャ３と同期させることが適切に実行される。
【００６３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６４】
例えば、前述の実施例では、入力軸１８と平行に設けられたアイドラ軸５４と、複数のギヤ対３０，３２に対応してそのアイドラ軸５４に相対回転不能に設けられたアイドラギヤ５６，５８とを備え、４段変速が可能な変速機１６であったが、必ずしもアイドラ軸５４とアイドラギヤ５６，５８とを備えなくとも良いし、他のギヤ対やアイドラギヤを更に備えるものであっても良い。要するに、同期噛合クラッチ３８（入力側同期噛合装置）と同期噛合クラッチ４０（出力側同期噛合装置）とを共に係合状態とすることによりギヤ段が構成される変速機であれば、本発明は適用され得る。
【００６５】
また、前述の実施例では、図８に示すように、変速機１６の変速過程において実行される電動機１２による同期回転制御は、出力側の同期噛合クラッチ（出力側同期噛合装置）４０の係合開始と同時期から開始されたが、同期噛合クラッチ４０の係合開始前（例えばニュートラル状態とされているとき）でも良いし、同期噛合クラッチ４０の係合開始後でも良い。要するに、入力側の同期噛合クラッチ（入力側同期噛合装置）３８の係合が開始されるときまでに、電動機１２による同期回転制御によって電動機回転速度ＮＭが同期回転速度ＮＭ’に向かって回転変化させられておれば良い。
【００６６】
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０：車両
１２：電動機
１４：駆動輪
１６：変速機（車両用有段変速機）
１８：入力軸
２０：出力軸
３０，３２：ギヤ対
３０ａ，３２ａ：入力軸側ギヤ
３０ｂ，３２ｂ：出力軸側ギヤ
３４，３６：シフトシリンダ（アクチュエータ）
３８：同期噛合クラッチ（同期噛合装置、入力側同期噛合装置）
４０：同期噛合クラッチ（同期噛合装置、出力側同期噛合装置）
５４：アイドラ軸
５６，５８：アイドラギヤ
６０：電子制御装置（制御装置）
６４：出力軸回転速度センサ
６６：アイドラ軸回転速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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