(57)【要約】【課題】現変速段から次変速段への変速中、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面へ接触することで発生する衝突音を防止すること。【解決手段】変速ギヤ対１１in，１１out、１２in，１２out、１３in，１３outと、ドククラッチ機構３と、変速操作機構４と、ドグ歯抜きカム機構５と、を備える。変速操作機構４に、変速用ドラム４１に形成されるドラム溝４２と、スリーブドグ３２に嵌合するシフトフォーク４５に連結され、ドラム溝４２の位置に配置されるブラケットピン４６と、の組み合わせによる変速用カム機構４８を設ける。変速用カム機構４８は、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面に接触する前に、現変速段のスリーブドグ３２をストロークさせて現変速段の締結ドグ歯を解放する設定とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と出力軸に設けられ、互いに噛み合う複数の変速ギヤ対と、
前記変速ギヤ対のうち可動ギヤに設けられ、ギヤドグ歯を有するギヤドグと、前記ギヤドグのギヤドグ歯と噛み合うスリーブドグ歯を有するスリーブドグと、の組み合わせによるドグクラッチ機構と、
前記スリーブドグに連結され、現変速段から次変速段への変速要求があると、次変速段のスリーブドグに締結ストロークを与える変速操作機構と、
前記スリーブドグと可動ギヤ軸との間に設けられ、次変速段のドグ歯締結により現変速段のスリーブドグとギヤドグの間で発生する差回転を、軸方向力に変換することで現変速段の締結ドグ歯を解放するドグ歯抜きカム機構と、を備え、
前記変速操作機構に、変速用ドラムに形成されるドラム溝と、前記スリーブドグに嵌合するシフトフォークに連結され、前記ドラム溝の位置に配置されるブラケットピンと、の組み合わせによる変速用カム機構を設け、
前記変速用カム機構は、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面に接触する前に、現変速段のスリーブドグをストロークさせて現変速段の締結ドグ歯を解放する設定とする
ことを特徴とするシームレスシフト式変速機。
【請求項２】
請求項１に記載されたシームレスシフト式変速機において、
前記変速用カム機構の周方向相対位置を、前記変速用ドラムが変速中に回転するとき、次変速段のスリーブドグの締結ストロークがドグ歯締結開始ポイントに到達すると、現変速段のドグ歯解放を開始する設定にする
ことを特徴とするシームレスシフト式変速機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたシームレスシフト式変速機において、
前記変速用ドラムを変速中に回転させる変速アクチュエータを設け、
前記変速アクチュエータは、前記変速用ドラムの回転角度位置に応じて前記スリーブドグの全てを変速段毎にストロークさせる１つのカム作動用モータとする
ことを特徴とするシームレスシフト式変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されるシームレスシフト式変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現変速段から次変速段への変速要求があると、スリーブドグのうち次変速段のスリーブドグに締結ストロークを与える。そして、次変速段のスリーブドグの締結ストロークが完了すると、現変速段のスリーブドグとギヤドグの間で発生する差回転を軸方向力に変換することで現変速段のドグ歯を解放する。これにより、ドグクラッチを用いながらも駆動力が途切れないようにしたシームレスシフト式変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２７４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のシームレスシフト式変速機にあっては、変速時に次変速段ギヤからのトルク循環により現変速段のギヤドグとスリーブドグに差回転が発生する。この差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面へ接触することにより衝突音が発生する、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、現変速段から次変速段への変速中、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面へ接触することで発生する衝突音を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の変速ギヤ対と、ドグクラッチ機構と、変速操作機構と、ドグ歯抜きカム機構と、を備える。
変速操作機構に、変速用ドラムに形成されるドラム溝と、スリーブドグに嵌合するシフトフォークに連結され、ドラム溝の位置に配置されるブラケットピンと、の組み合わせによる変速用カム機構を設ける。
変速用カム機構は、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面に接触する前に、現変速段のスリーブドグをストロークさせて現変速段の締結ドグ歯を解放する設定とする。
【発明の効果】
【０００７】
このように、現変速段のドグ歯がコースト歯面に接触する前に抜き切ることで、現変速段から次変速段への変速中、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面へ接触することで発生する衝突音を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のシームレスシフト式変速機が適用されたエンジン車両の駆動系及び変速制御系を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のシームレスシフト式変速機においてスリーブドグのドライブ歯面とギヤドグのドライブ歯面が接触しているドライブ状態を示す斜視図である。
【図３】実施例１のシームレスシフト式変速機においてスリーブドグのコースト歯面とギヤドグのコースト歯面が接触しているコースト状態を示す斜視図である。
【図４】実施例１のシームレスシフト式変速機において変速用カム機構であるドラム溝とブラケットピンとの周方向相対位置の設定例を示す図である。
【図５】実施例１のシームレスシフト式変速機の変速機コントローラにて実行される１−２アップシフト時の変速制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】比較例のシームレスシフト式変速機において現変速段のスリーブドグとギヤドグの間で発生する差回転の原因であるトルク循環状態を示す説明図である。
【図７】比較例のシームレスシフト式変速機において低速段でのドラム溝とブラケットピンとの位置関係と高速段でのドラム溝とブラケットピンとの位置関係を示す説明図である。
【図８】比較例のシームレスシフト式変速機において低速段のドグ歯での衝突音発生作用を示す衝突音発生作用説明図である。
【図９】比較例のシームレスシフト式変速機において衝突音が発生するときのドグ歯解放カム機構の位置関係変化を示す説明図である。
【図１０】比較例のシームレスシフト式変速機において１→２変速を実行した際の各特性を示すタイムチャートである。
【図１１】実施例１のシームレスシフト式変速機において低速段でのドラム溝とブラケットピンとの位置関係と高速段でのドラム溝とブラケットピンとの位置関係を示す説明図である。
【図１２】実施例１のシームレスシフト式変速機において低速段のドグ歯での衝突音発生防止作用を示す衝突音発生防止作用説明図である。
【図１３】実施例１のシームレスシフト式変速機において衝突音発生が防止されるときのドグ歯解放カム機構の位置関係変化を示す説明図である。
【図１４】実施例１のシームレスシフト式変速機において１→２変速を実行した際の各特性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明によるシームレスシフト式変速機を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１におけるシームレスシフト式変速機Ａは、前進３速を実現する変速機であり、走行用駆動源としてエンジンＥを搭載したエンジン車両（車両の一例）に適用したものである。以下、実施例１の構成を、「全体システム構成」、「変速用カム機構の構成」、「変速制御処理構成」に分けて説明する。
【００１１】
［全体システム構成］
図１は、実施例１のシームレスシフト式変速機が適用されたエンジン車の駆動系及び変速制御系を示す。図１に基づいて全体システム構成を説明する。
【００１２】
シームレスシフト式変速機Ａは、図１に示すように、変速機ケース１のケース内部に、変速ギヤトレーン２と、ドグクラッチ機構３と、変速操作機構４と、ドグ歯抜きカム機構５と、を備えている。変速機ケース１のケース外部に、エンジンＥと、カム作動用モータ６（変速アクチュエータ）と、変速制御デバイス７（変速制御手段）と、を備えている。
【００１３】
変速ギヤトレーン２は、入力軸８と出力軸９に設けられ、互いに噛み合う１速ギヤ対１１in，１１outと、２速ギヤ対１２in，１２outと、３速ギヤ対１３in，１３outと、を有する平行２軸式ギヤトレーンである。
【００１４】
入力軸８の一端部には、メインクラッチ１０を介してエンジンＥが連結されている。入力軸８の軸上には、入力軸８に対して自由に回転可能な１速可動ギヤ１１inと２速可動ギヤ１２inと３速可動ギヤ１３inが設けられる。
【００１５】
出力軸９の軸上には、出力軸９に対して１速固定ギヤ１１outと２速固定ギヤ１２outと３速固定ギヤ１３outが固定される。
【００１６】
出力軸９の一端部には、出力ギヤ２１が設けられる。この出力ギヤ２１は、デファレンシャルギヤ２２のリングギヤ２３と噛み合って終減速ギヤ対を構成する。デファレンシャルギヤ２２の両サイドギヤには、それぞれドライブシャフト２４が連結される。ドライブシャフト２４のそれぞれ端部には、左右の駆動輪２５が装着されている。なお、互いに噛み合う３つのギヤを有するリバースギヤ列については図示並びに説明を省略する。
【００１７】
ドグクラッチ機構３は、ギヤドグ３１と、スリーブドグ３２と、の組み合わせにより構成される。ギヤドグ３１は、変速ギヤ対（１速ギヤ対１１in，１１out、２速ギヤ対１２in，１２out、３速ギヤ対１３in，１３out）のうち可動ギヤ（１１in、１２in、１３in）に設けられ、ギヤドグ歯３３を有する。スリーブドグ３２は、ギヤドグ３１のギヤドグ歯３３と噛み合うスリーブドグ歯３４を有する（図２及び図３参照）。
【００１８】
ギヤドグ３１は、１速ギヤドグ３１ａと、２速ギヤドグ３１ｂと、３速ギヤドグ３１ｃと、を有する。１速ギヤドグ３１ａは、１速ギヤ対１１ａ，１１ｂのうち軸固定されていない１速可動ギヤ１１ａの側面位置に固定され、１速ギヤドグ歯３３ａを有する。２速ギヤドグ３１ｂは、２速ギヤ対１２ａ，１２ｂのうち軸固定されていない２速可動ギヤ１２ａの側面位置に固定され、２速ギヤドグ歯３３ｂを有する。３速ギヤドグ３１ｃは、３速ギヤ対１３ａ，１３ｂのうち軸固定されていない３速可動ギヤ１３ａの側面位置に固定され、３速ギヤドグ歯３３ｃを有する。
【００１９】
スリーブドグ３２は、１速スリーブドグ３２ａと、２速スリーブドグ３２ｂと、３速スリーブドグ３２ｃと、を有する。１速スリーブドグ３２ａは、１速ギヤドグ３１ａの隣接位置に配置され、１速ギヤドグ歯３３ａと噛み合うスリーブドグ歯３４ａを有する。２速スリーブドグ３２ｂは、２速ギヤドグ３１ｂの隣接位置に配置され、２速ギヤドグ歯３３ｂと噛み合うスリーブドグ歯３４ｂを有する。３速スリーブドグ３２ｃは、３速ギヤドグ３１ｃの隣接位置に配置され、３速ギヤドグ歯３３ｃと噛み合うスリーブドグ歯３４ｃを有する。
【００２０】
変速操作機構４は、スリーブドグ３２に連結され、現変速段から次変速段への変速要求があると、次変速段のスリーブドグ３２に締結ストロークを与える機能を有する。
【００２１】
この変速操作機構４は、変速用ドラム４１と、ドラム溝４２と、シフトアーム４３と、シフトロッド４４と、シフトフォーク４５と、ブラケットピン４６と、チェックボール４７と、変速用カム機構４８を備える。変速用カム機構４８は、ドラム溝４２とブラケットピン４６の組み合わせにより構成され、変速用ドラム４１の回転運動をシフトフォーク４５のストローク運動に変換する。
【００２２】
変速用ドラム４１は、１つのカム作動用モータ６によりドラム中心軸を回転軸として回転する円筒形状ドラムである。この変速用ドラム４１には、１速ドラム溝４２ａと、２速ドラム溝４２ｂと、３速ドラム溝４２ｃとが円周上に形成されている。１速ドラム溝４２ａ、２速ドラム溝４２ｂ、３速ドラム溝４２ｃのそれぞれは、変速用ドラム４１が回転する各変速パターンにおいて、所望のシフトフォーク４５のストローク動作を実現する形状とされている。
【００２３】
シフトアーム４３は、１速シフトアーム４３ａと、２速シフトアーム４３ｂと、３速シフトアーム４３ｃと、を有する。１速シフトアーム４３ａの一端部には、１速ドラム溝４２ａの位置に配置される１速ブラケットピン４６ａが設けられ、他端部は後述する１速シフトロッド４４ａに固定されている。２速シフトアーム４３ｂの一端部には、２速ドラム溝４２ｂの位置に配置される２速ブラケットピン４６ｂが設けられ、他端部は後述する２速シフトロッド４４ｂに固定されている。３速シフトアーム４３ｃの一端部には、３速ドラム溝４２ｃの位置に配置される３速ブラケットピン４６ｃが設けられ、他端部は後述する３速シフトロッド４４ｃに固定されている。
【００２４】
シフトロッド４４は、入力軸８及び出力軸９に平行配置であり、軸方向に移動可能に設けられた１速シフトロッド４４ａと、２速シフトロッド４４ｂと、３速シフトロッド４４ｃとを有する。１速シフトロッド４４ａには、ロッド軸に形成された溝にバネ付勢されたボールを押し付けることで、１速シフトロッド４４ａの軸方向ストローク量を規定する１速チェックボール４７ａが設けられる。２速シフトロッド４４ｂには、１速チェックボール４７ａと同様の２速チェックボール４７ｂが設けられる。３速シフトロッド４４ｃには、１速チェックボール４７ａと同様の３速チェックボール４７ｃが設けられる。
【００２５】
シフトフォーク４５は、１速シフトフォーク４５ａと、２速シフトフォーク４５ｂと、３速シフトフォーク４５ｃと、を有する。１速シフトフォーク４５ａの一端部は１速シフトロッド４４ａに固定され、他端部は１速スリーブドグ３２ａに嵌合される。２速シフトフォーク４５ｂの一端部は２速シフトロッド４４ｂに固定され、他端部は２速スリーブドグ３２ｂに嵌合される。３速シフトフォーク４５ｃの一端部は３速シフトロッド４４ｃに固定され、他端部は３速スリーブドグ３２ｃに嵌合される。
【００２６】
ドグ歯抜きカム機構５は、スリーブドグ３２（１速スリーブドグ３２ａ、２速スリーブドグ３２ｂ、３速スリーブドグ３２ｃ）と、１速可動ギヤ１１inと２速可動ギヤ１２inと３速可動ギヤ１３inが設けられる入力軸８との間に設けられる。このドグ歯抜きカム機構５は、次変速段のドグ歯締結により現変速段のスリーブドグ３２とギヤドグ３１の間で発生する差回転を、軸方向力に変換することで現変速段の締結ドグ歯を解放する機能を有する。さらに、ドグ歯締結状態において、可動ギヤ１１in，１２in，１３inを入力軸８に対してトルク伝達可能に連結固定する機能を有する。
【００２７】
ドグ歯抜きカム機構５は、入力軸８に対し一体的に設けられたハブ５３に形成されたカム溝５１と、カム溝５１の溝内部に向かって突出配置されたスリーブピン５２と、を備える（図２及び図３参照）。
【００２８】
カム溝５１は、１速カム溝５１ａと、２速カム溝５１ｂと、３速カム溝５１ｃとを有する。１速カム溝５１ａは、入力軸８に固定又は一体に設けられた１速ハブ５３ａの円筒周面に彫り込んで形成されるＶ字溝である。２速カム溝５１ｂは、入力軸８に固定又は一体に設けられた２速ハブ５３ｂの円筒周面に彫り込んで形成されるＶ字溝である。３速カム溝５１ｃは、入力軸８に固定又は一体に設けられた３速ハブ５３ｃの円筒周面に彫り込んで形成されるＶ字溝である。
【００２９】
スリーブピン５２は、１速スリーブピン５２ａと、２速スリーブピン５２ｂと、３速スリーブピン５２ｃとを有する。１速スリーブピン５２ａは、１速スリーブドグ３２ａの内面から内径方向に突出して設けられる円柱状ピンである。２速スリーブピン５２ｂは、２速スリーブドグ３２ｂの内面から内径方向に突出して設けられる円柱状ピンである。３速スリーブピン５２ｃは、３速スリーブドグ３２ｃの内面から内径方向に突出して設けられる円柱状ピンである。
【００３０】
変速制御デバイス７は、変速要求時、カム作動用モータ６への電流指令により変速用ドラム４１の回転角度と回転方向を制御する変速機コントローラ７１を備える。なお、変速パターン毎に、予め変速用ドラム４１の回転角度範囲と回転方向が決められている。
【００３１】
変速機コントローラ７１は、車速センサ７２、アクセル開度センサ７３、１速スリーブストロークセンサ７４、２速スリーブストロークセンサ７５、３速スリーブストロークセンサ７６からの情報を入力する。さらに、エンジン回転センサ７７、入力軸回転センサ７８、インヒビタースイッチ７９、エンコーダ８０等からの情報を入力する。
【００３２】
この変速機コントローラ７１では、車速VSPとアクセル開度APOによる二次元座標面に各変速段領域を設定した周知の変速スケジュールを用いて変速制御を実行する。つまり、変速スケジュール上での運転点（VSP,APO）が、アップシフト線やダウンシフト線を横切ると、次変速段のスリーブドグ３２を締結ストロークする変速指令を出力する。
【００３３】
［変速用カム機構の構成］
図２は、スリーブドグ歯３４のドライブ歯面とギヤドグ歯３３のドライブ歯面が接触しているドライブ状態を示す（ドライブ状態でスリーブドグ歯３４とギヤドグ歯３３が互いに接触する面をドライブ歯面とする）。図３は、スリーブドグ歯３４のコースト歯面とギヤドグ歯３３のコースト歯面が接触しているコースト状態を示す（コースト状態でスリーブドグ歯３４とギヤドグ歯３３が互いに接触する面をコースト歯面とする）。図４は、ドラム溝４２とブラケットピン４６との周方向相対位置の設定例を示す。以下、図２〜図４に基づいて変速用カム機構４８の構成を説明する。
【００３４】
変速用カム機構４８を、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面に接触する前に、現変速段のスリーブドグ３２をストロークさせて現変速段の締結ドグ歯を解放する設定としている。この変速用カム機構４８を採用することで、コースト歯面接触による衝突音を防止している。
【００３５】
即ち、変速用ドラム４１を変速時に回転させたとき、スリーブドグ３２とギヤドグ３１との間で差回転が発生するまでは、図２に示すように、現変速段のスリーブドグ歯３４とギヤドグ歯３３のドライブ歯面同士が接触しているドライブ状態である。しかし、上記変速用カム機構４８を採用しないと、差回転の発生により現変速段のスリーブドグ歯３４とギヤドグ歯３３がドライブ歯面同士の接触から離れ、図３に示すように、スリーブドグ歯３４とギヤドグ歯３３のコースト歯面同士が接触してしまう。
【００３６】
これに対し、２速段側でドグ歯締結ストロークが完了するタイミングではなく、２速段側でドグ歯締結開始ポイントに到達するタイミングになると、現変速段の締結ドグ歯の解放を開始する変速用カム機構４８の設定としたものである。
【００３７】
即ち、低速段を１速段とし高速段を２速段とし、変速用ドラム４１を図４の上方向に回転させて１−２アップシフトを実行するときを例にとる。このとき、２速段での２速ドラム溝４２ｂと２速ブラケットピン４６ｂの周方向相対位置が図４の右部に示す位置にあるとき、１速段での１速ドラム溝４２ａと１速ブラケットピン４６ａの周方向相対位置が図４の左部に示す位置となる関係に設定している。つまり、変速用カム機構４８は、２速段側においてドグ歯締結を開始するタイミングで、１速段側においてドグ歯解放を開始する設定としている。このとき、変速用カム機構４８は、１速ドラム溝４２ａの形状を変更することなく、１速ドラム溝４２ａに対する１速ブラケットピン４６ａの周方向位置が、図４の破線にて示す位置から黒丸で示す位置に変更設定することで実現している。
【００３８】
［変速制御処理構成］
低速段を１速段とし高速段を２速段とし、変速用ドラム４１を図４の上方向に回転させて１−２アップシフトを実行する変速制御を例にとる。図５は、変速機コントローラ７１にて実行される１−２アップシフト時の変速制御処理の流れを示す。以下、図５に基づいて１−２アップシフト時の変速制御処理構成を説明する。
【００３９】
ステップＳ１では１−２アップシフト要求があるか否かが判断され、ステップＳ１にて１−２アップシフト要求が有りと判断されると、ステップＳ１からステップＳ２→ステップＳ３へと進む。そして、ステップＳ３にて１速段のドグ歯解放ストロークが未完了と判断されている間、ステップＳ２→ステップＳ３へと進む流れが繰り返される。
【００４０】
つまり、ステップＳ２において、カム作動用モータ６に対して通電電流を出力することによって変速用ドラム４１が回転し、２速スリーブドグ３２ｂにドグ歯締結ストロークが与えられる。さらに、変速用ドラム４１の回転により１速スリーブドグ３２ａにドグ歯解放ストロークが与えられる。
【００４１】
その後、ステップＳ３にて１速段のドグ歯解放ストロークが完了と判断されると、ステップＳ３からステップＳ４→エンドへ進み、ステップＳ４では、カム作動用モータ６に対して出力されていた通電電流をゼロとし、１−２アップシフト制御を終了する。ここで、１速段のドグ歯解放ストローク完了の判断は、１速スリーブストロークセンサ７４からのセンサ値が完全解放ストローク位置に到達した値を示すことで行う。
【００４２】
次に、実施例１の作用を、「比較例での変速制御作用」、「実施例１での変速制御作用」に分けて説明する。
【００４３】
［比較例での変速制御作用］
以下、図６〜図１０に基づいて比較例での変速制御作用を説明する。
まず、シームレスシフト式変速機は、トルク切れのないシームレスシフトを達成するために、低速段から高速段へのアップシフト時、高速段のドグクラッチを締結するとき、低速段のドグクラッチを解放しないで締結したままとされる。
【００４４】
よって、変速時、図６に示すように、高速段のギヤドグとスリーブドグがドグ歯締結を開始し、高速段経路にトルクの流れが発生すると、低速段のギヤドグとスリーブドグのドグ歯が締結状態を維持していることで循環トルクが発生する。このトルク循環により低速段のギヤドグとスリーブドグに差回転が発生する。即ち、低速段のギヤドグとスリーブドグとの間に差回転が発生することを利用し、差回転を許容しつつ差回転力を軸方向力（スラスト力）に変換するドグ歯抜きカム機構によって低速段のドグクラッチを解放するのがシームレスシフト式変速機である。
【００４５】
ここで、低速段から高速段へのアップシフト時、高速段のドグクラッチの締結ストロークが完了した後、低速段のドグクラッチの解放ストロークを開始するシームレスシフト式変速機を比較例とする。
【００４６】
この比較例の場合、変速用ドラムを図７の上方向に回転させて低速段から高速段へアップシフトを実行するとき、高速段側でドグ歯締結開始ポイントから変速を開始するタイミングで、低速段側ではドグ歯の解放が開始されない。つまり、図７に示すように、低速段のブラケットピンは、ドラム溝に非接触状態である。
【００４７】
高速段側でドグ歯締結開始ポイントに到達するまでは、低速段側のギヤドグとスリーブドグは、図８の右部に示すように、ギヤドグ歯とスリーブドグ歯のドライブ歯面が互いに接触している。しかし、高速段側でドグ歯締結開始ポイントからドグ歯が噛み合いを開始するとトルク循環が始まり、図８の左部に示すように、低速段のギヤドグとスリーブドグに差回転が発生する。この差回転発生により、低速段のギヤドグとスリーブドグの相対位置が変位し、ギヤドグ歯とスリーブドグ歯が、ドライブ歯面の接触状態から離れてコースト歯面に接触し衝突音が発生する。
【００４８】
そして、低速段側のギヤドグのコースト歯面でスリーブドグを押し始め、図９に示すように、ドグ歯抜きカム機構５は、スリーブドグに連動するスリーブピンが、先にカム溝内を周方向に向かって移動する。その後、スリーブピンは、カム溝の斜面に沿ってニュートラル位置まで移動する。
【００４９】
比較例での1-2アップシフト制御作用を、図１０に基づいて説明する。
図１０において、時刻t1は1-2アップシフト制御開始時刻であり、アクチュエータに通電電流が印加され、変速用ドラムのドラム回転角が上昇を開始する。時刻t2はエンジン回転数/入力回転数の上昇開始時刻である。時刻t3は２速スリーブドグの締結ストローク開始時刻である。時刻t4は２速スリーブドグの完全締結ストロークへの到達時刻であると共に１速スリーブドグの解放ストローク開始時刻である。時刻t5は１速スリーブドグの解放ストローク終了時刻であると共にアクチュエータ電流をゼロにする時刻である。時刻t6はエンジン回転数/入力回転数が時刻t4での回転数へ復帰する時刻である。
【００５０】
このように、時刻t4にて２速側のドグ歯が締結を完了すると、１速側のドグ歯の解放を開始する。このため、比較例の場合、ギヤドグ歯とスリーブドグ歯がドライブ歯面の接触状態からコースト歯面に接触して衝突音が発生する、という課題がある。
【００５１】
［実施例１での変速制御作用］
実施例１は、上記課題に着目してなされたもので、変速用ドラム４１が回転すると、低速段側ドグ歯がコースト歯面に接触する前に低速段側スリーブドグをストロークさせて低速段側ドグ歯を抜く変速用カム機構４８を採用した。以下、図１１〜図１４に基づいて実施例１での変速制御作用を説明する。
【００５２】
実施例１の場合、変速用ドラム４１を図１１の上方向に回転させて低速段（１速段）から高速段（２速段）へアップシフトを実行するとき、２速段側でドグ歯締結を開始するタイミングで１速段側ではドグ歯解放が開始される。つまり、図１１に示すように、１速ブラケットピン４６ａは、１速ドラム溝４２ａに接触する。
【００５３】
２速段側でドグ歯締結開始ポイントに到達するまでは、１速段側の１速ギヤドグ３１ａと１速スリーブドグ３２ａは、図１２の右部に示すように、１速ギヤドグ歯３３ａと１速スリーブドグ歯３４ａのドライブ歯面が互いに接触している。しかし、２速段側でドグ歯締結開始ポイントからドグ歯が噛み合いを開始するとトルク循環が始まり、図１２の左部に示すように、１速ギヤドグ３１ａと１速スリーブドグ３２ａに差回転が発生する。この差回転発生により、１速ギヤドグ３１ａと１速スリーブドグ３２ａの相対位置が変位し、１速ギヤドグ歯３３ａと１速スリーブドグ歯３４ａが、ドライブ歯面の接触状態から離れる。
【００５４】
しかし、変速用ドラム４１が回転すると、低速段側ドグ歯がコースト歯面に接触する前に低速段側スリーブドグをストロークさせて低速段側ドグ歯を抜く変速用カム機構４８を採用した。よって、変速用カム機構４８により１速ギヤドグ歯３３ａと１速スリーブドグ歯３４ａがコースト歯面に接触する前に、１速ギヤドグ歯３３ａから１速スリーブドグ歯３４ａを抜いてしまう。つまり、１速ギヤドグ３１ａと１速スリーブドグ３２ａとのドグ歯解放タイミングを、比較例よりも早めることで、１速ギヤドグ歯３３ａと１速スリーブドグ歯３４ａのコースト歯面同士が接触することを回避する。
【００５５】
このため、１速ギヤドグ歯３３ａのコースト歯面で１速スリーブドグ３２ａを押すことがない。このため、ドグ歯抜きカム機構５では、図１３に示すように、１速スリーブドグ３２ａに連動する１速スリーブピン５２ａが、１速歯部５３ａに形成された１速カム溝５１ａに沿って直線的にニュートラル位置まで移動する。
【００５６】
実施例１での1-2アップシフト制御作用を、図１４に基づいて説明する。
図１４において、時刻t1は1-2アップシフト制御開始時刻であり、アクチュエータに通電電流が印加され、変速用ドラム４１のドラム回転角が上昇を開始する。時刻t2はエンジン回転数/入力回転数の上昇開始時刻である。時刻t3は２速スリーブドグの締結ストローク開始時刻である。時刻t4は２速スリーブドグ３２ｂの締結ポイントへの到達時刻であると共に１速スリーブドグ３２ａの解放ストローク開始時刻である。時刻t5は２速スリーブドグ３２ｂの締結ストローク完了時刻である。時刻t6は１速スリーブドグ３２ａの解放ストローク終了時刻であると共にアクチュエータ電流をゼロにする時刻である。時刻t7はエンジン回転数/入力回転数が時刻t5での回転数へ復帰する時刻である。
【００５７】
このように、時刻t4にて２速ギヤドグ歯３３ｂと２速スリーブドグ歯３４ｂが締結ポイントに到達すると、１速スリーブドグ３２ａをストロークさせて１速ドグ歯解放を開始する。これにより、時刻t4〜時刻t5の区間が、高速段の締結ストロークと低速段の解放ストロークが重なり合う区間となる。そして、変速用カム機構４８により、高速段の締結ストロークが完了する前に１速スリーブドグ３２ａの解放ストロークを進行させておくことで、１速ギヤドグ歯３３ａと１速スリーブドグ歯３４ａのコースト歯面同士が接触することを回避する。このため、実施例１の場合、１速ギヤドグ歯３３ａと１速スリーブドグ歯３４ａがドライブ歯面の接触状態から離れてコースト歯面に接触することで発生する衝突音を防止できる。
【００５８】
以上説明したように、実施例１のシームレスシフト式変速機Ａにあっては、下記に列挙する効果を奏する。
【００５９】
(1) 入力軸８と出力軸９に設けられ、互いに噛み合う複数の変速ギヤ対（１速ギヤ対１１in，１１out、２速ギヤ対１２in，１２out、３速ギヤ対１３in，１３out）と、ドグクラッチ機構３と、変速操作機構４と、ドグ歯抜きカム機構５と、を備える。
ドグクラッチ機構３は、変速ギヤ対のうち可動ギヤ１１in，１２in，１３inに設けられ、ギヤドグ歯３３を有するギヤドグ３１と、ギヤドグ３１のギヤドグ歯３３と噛み合うスリーブドグ歯３４を有するスリーブドグ３２と、の組み合わせによる。
変速操作機構４は、スリーブドグ３２に連結され、現変速段から次変速段への変速要求があると、次変速段のスリーブドグ３２に締結ストロークを与える。
ドグ歯抜きカム機構５は、スリーブドグ３２と可動ギヤ軸（入力軸８）との間に設けられ、次変速段のドグ歯締結により現変速段のスリーブドグ３２とギヤドグ３１の間で発生する差回転を、軸方向力に変換することで現変速段の締結ドグ歯を解放する。
変速操作機構４に、変速用ドラム４１に形成されるドラム溝４２と、スリーブドグ３２に嵌合するシフトフォーク４５に連結され、ドラム溝４２の位置に配置されるブラケットピン４６と、の組み合わせによる変速用カム機構４８を設ける。
変速用カム機構４８は、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面に接触する前に、現変速段のスリーブドグ３２をストロークさせて現変速段の締結ドグ歯を解放する設定とする。
このように、現変速段のドグ歯がコースト歯面に接触する前に抜き切ることで、現変速段から次変速段への変速中、差回転の発生により現変速段のドグ歯がドライブ歯面から離れてコースト歯面へ接触することで発生する衝突音を防止することができる。
加えて、ドグ歯衝突を抑えることで、ギヤドグ歯３３を有するギヤドグ３１とスリーブドグ歯３４を有するスリーブドグ３２の耐久信頼性を向上させることができる。
【００６０】
(2) 変速用カム機構４８の周方向相対位置を、変速用ドラム４１が変速中に回転するとき、次変速段のスリーブドグ３２の締結ストロークが締結ストローク完了前のドグ歯締結開始ポイントに到達すると、現変速段のドグ歯解放を開始する設定にする。
このように、次変速段のドグ歯締結開始ポイントに到達すると現変速段のドグ歯解放を開始する変速用カム機構４８の設定にすることで、変速用ドラム４１の回転によりコースト歯面に接触する前に現変速段の締結ドグ歯を解放することができる。
ここで、締結ドグ歯の解放は、完全解放ストロークまでの解放を意味するのではなく、少なくともコースト歯面との接触を回避する解放ストロークであれば良い。
【００６１】
(3) 変速用ドラム４１を変速中に回転させる変速アクチュエータを設ける。
変速アクチュエータは、変速用ドラム４１の回転角度位置に応じてスリーブドグ３２の全てを変速段毎にストロークさせる１つのカム作動用モータ６とする。
このように、変速用ドラム４１を回転させる１つのカム作動用モータ６を変速アクチュエータとして用いることで、コスト的にもスペース的にも有利なシームレスシフト式変速機Ａを提供することができる。
【００６２】
以上、本発明のシームレスシフト式変速機を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６３】
実施例１では、変速パターンとして、1-2アップシフトの例による変速作用を示した。しかし、変速パターンとしては、1-2アップシフト以外のアップシフトの例であっても良い。さらに、ダウンシフトの場合も差回転を軸方向力に変換することで現変速段の締結ドグ歯を解放するものであるため、様々なダウンシフトパターン例であっても良い。
【００６４】
実施例１では、変速操作機構４として、ドラム溝４２とブラケットピン４６による変速用カム機構の周方向相対位置を設定する際、ドラム溝４２を変更せず、ブラケットピン４６の周方向位置を変更することで設定する例を示した。しかし、変速操作機構としては、変速用カム機構の周方向相対位置を設定する際、ドラム溝の形状を変更し、ブラケットピンの周方向位置を変更しないで設定する例としても良い。また、ドラム溝の形状変更とブラケットピンの周方向位置変更を共に行って設定する例としても良い。
【００６５】
実施例１では、変速アクチュエータとして、変速用ドラム４１の回転角度位置に応じてスリーブドグ３２の全てを変速段毎にストロークさせる１つのカム作動用モータ６とする例を示した。しかし、変速アクチュエータとしては、各スリーブドグをそれぞれ別のモータで動かす例であっても良い。また、変速アクチュエータとしては、複数のスリーブドグを、例えば、アップシフトパターンとダウンシフトパターンに分け、変速パターン毎に別のモータで動かす例であっても良い。
【００６６】
実施例１では、本発明のシームレスシフト式変速機として、前進３速の変速段を有する変速機の例を示した。しかし、前進変速段や後退段の変速段数は、実施例１に限られるものではなく、例えば、前進４速段以上の変速段有する変速機の例としても勿論良い。
【００６７】
実施例１では、本発明のシームレスシフト式変速機をエンジン車両に適用する例を示した。しかし、本発明のシームレスシフト式変速機は、ハイブリッド車両や電気自動車等の他の車両に対しても適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ  シームレスシフト式変速機
Ｅ  エンジン
１  変速機ケース
２  変速ギヤトレーン
１１in，１１out  １速ギヤ対
１２in，１２out  ２速ギヤ対
１３in，１３out  ３速ギヤ対
３  ドグクラッチ機構
３１  ギヤドグ
３２  スリーブドグ
３３  ギヤドグ歯
３４  スリーブドグ歯
４  変速操作機構
４１  変速用ドラム
４２  ドラム溝
４５  シフトフォーク
４６  ブラケットピン
４８  変速用カム機構
５  ドグ歯抜きカム機構
５１  カム溝
５２  スリーブピン
５３  ハブ
６  カム作動用モータ（変速アクチュエータ）
７  変速制御デバイス
７１  変速機コントローラ
８  入力軸（可動ギヤ軸）
９  出力軸
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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