(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関(21)にクラッチ(26)と電動機(31)と機械式変速機(10)がこの順序で接続されたハイブリッド車両であって、
前記クラッチ(26)を切断して高段位のギヤからギヤ抜きを行った後に低段位のギヤにギヤ入れを行う前記機械式変速機(10)のシフトダウン時に、そのギヤ抜き後ギヤ入れ前に前記機械式変速機(10)のインプットシャフト(2)の回転速度をギヤ入れ可能な回転速度にするように前記電動機(31)を制御する変速制御手段(36)を備えたハイブリッド車両の自動変速制御装置において、
走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段(37)が設けられ、
前記変速制御手段(36)は、シフトダウン時に前記道路勾配検出手段(37)が勾配の所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、少なくとも道路勾配と車両重量と減速比を含む要因から計算された一定の値である所定の規定値をギヤ抜き時の前記インプットシャフト(2)の回転速度から減じた制御回転速度に前記インプットシャフト(2)の回転速度をするように前記電動機(31)を制御する
ことを特徴とするハイブリッド車両の自動変速制御装置。
【請求項２】
機械式変速機(10)が変速時にシンクロナイザリング(12)をドッグギヤ(11)のコーン面(11b)に押しつけて摩擦力を生じさせるシンクロ機構(11,12)を有し、インプットシャフト(2)の回転速度を制御回転速度にするシフトダウン時における変速制御手段(36)の制御が、少なくとも前記シンクロナイザリング(12)が前記ドッグギヤ(11)のコーン面(11b)に押しつけられるまで継続される請求項１記載のハイブリッド車両の自動変速制御装置。
【請求項３】
アウトプットシャフト(3)の回転速度を検出する回転検出手段(39)が更に設けられ、
変速制御手段(36)は、シフトダウン時に道路勾配検出手段(37)が勾配の所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に前記回転検出手段(39)が回転速度の所定値以下の回転速度を検出すると、
少なくとも道路勾配と車両重量と減速比を含む要因から計算された一定の値である所定の規定値をギヤ抜き時のインプットシャフト(2)の回転速度から減じた制御回転速度に前記インプットシャフト(2)の回転速度をするように前記電動機(31)を制御する請求項１又は２記載のハイブリッド車両の自動変速制御装置。
【請求項４】
機械式変速機(10)の段位を検出する段位検出手段(38)が更に設けられ、
変速制御手段(36)は、シフトダウン時に道路勾配検出手段(37)が勾配の所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に前記段位検出手段(38)が所定の低速段位以下を検出すると、
少なくとも道路勾配と車両重量と減速比を含む要因から計算された一定の値である所定の規定値をギヤ抜き時のインプットシャフト(2)の回転速度から減じた制御回転速度に前記インプットシャフト(2)の回転速度をするように前記電動機(31)を制御する請求項１又は２記載のハイブリッド車両の自動変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関にクラッチと電動機と機械式変速機がこの順序で接続されたハイブリッド車両の自動変速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラックなど商用車においては、機械式変速機を搭載するものが多く見られる。この機械式変速機は、内燃機関の回転軸に連結されたインプットシャフトと、そのインプットシャフトに同軸に設けられたアウトプットシャフトと、そのアウトプットシャフトの周囲で空転する複数のドリブンギヤとを備える。アウトプットシャフトの下方には、インプットシャフトとともに回転するカウンタシャフトが設けられ、カウンタシャフトにはドライブギヤが一体的に形成される。
【０００３】
ドライブギヤはドリブンギヤと常時噛み合っており、各ドリブンギヤのそれぞれの間のアウトプットシャフトには、円盤状のシンクロナイザハブがそれぞれ一体的に設けられる。その複数のシンクロナイザハブの外周には、複数の結合スリーブが摺動可能に設けられる。そして、結合スリーブが隣接するドリブンギヤに係合すると、カウンタシャフトとアウトプットシャフトは連結され、これによりギヤ入れは完了することになる。このようにギヤ入れが完了すると、インプットシャフトの回転がカウンタシャフトを介してアウトプットシャフトに伝達されることになる。
【０００４】
このような構造の機械式変速機では、結合スリーブを摺動させるシフタロッドが設けられる。このため、このシフタロッドをエアシリンダ等のアクチュエータにより移動させる自動変速制御装置が知られている。この自動変速制御装置を備える車両では、内燃機関と機械式変速機の間に設けられて内燃機関の動力を切断するクラッチと、そのアクチュエータを制御する制御手段と、その制御手段がアクチュエータを制御するための情報を提供する各種のセンサが設けられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、近年では、省エネルギーの観点から、内燃機関の出力軸にクラッチを介して電動機を結合し、この電動機の回転駆動力を駆動出力として機械式変速機におけるインプットシャフトに伝達し、アウトプットシャフトからの駆動出力を駆動車輪に伝達する構造のハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
このようなハイブリッド車両の自動変速制御装置では、クラッチを切断した状態で、機械式変速機におけるシフトアップ又はシフトダウンの変速制御をしている。その際、制御手段は、駆動車輪を回転させるアウトプットシャフトの回転速度を求め、そこから求められるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度を更に求め、その求められたギヤ入れ可能な回転速度を目標として、電動機によりインプットシャフトの実際の回転速度を一致させることが提案されている。
【０００７】
このようにインプットシャフトの実際の回転速度を、アウトプットシャフトの回転速度から求められるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度に一致させた状態で、アウトプットシャフトと一体的に回転する結合スリーブを隣接するドリブンギヤに係合させることにより、変速を確実に行うとともに、その変速に係る時間を短縮し得るとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６ー２４１３００号公報
【特許文献２】特開２００７−６９７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、アウトプットシャフトの回転速度からインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度を求めている。しかし、ギヤ抜きが行われた状態では、車両が走行状態にある場合、回転する車輪がアウトプットシャフトを回転させることに成るので、その場合、アウトプットシャフトの回転速度が振動することが知られている。
【００１０】
このアウトプットシャフトの回転速度の振動は、２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように低速域において現れることが多く、車両が上り坂を走行する場合にように、車輪の回転が著しく減速されるような場合に特に顕著とされている。
【００１１】
即ち、図６に示すように、車両の速度が低下してシフトダウンを行う時には、クラッチを切断した後（ｔ１）、シフタロッドを移動させてギヤ抜きを行い（ｔ２）、その後、電動機により、インプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度を目標に、インプットシャフトの回転速度を一致させることになる（ｔ３）。
【００１２】
しかし、例えば、車両が上り坂を走行しているときのように、駆動車輪の回転速度が著しく低下する場合であって、シフタロッドを移動させてギヤ抜きが行われた状態で、アウトプットシャフトの回転速度が振動しつつ低下するようになると、そのアウトプットシャフトの回転速度から求められたインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度も振動しつつ低下するものとなる。
【００１３】
一方、電動機が実際にインプットシャフトの回転速度を得られたギヤ入れ可能な回転速度に一致させるまでには時間的なずれが生じる。このため、その振動しつつ著しく低下するギヤ入れ可能な回転速度に実際のインプットシャフトの回転速度を一致させようとすると、実際のインプットシャフトの回転速度がギヤ入れ可能な回転速度に遅れる結果となる。即ち、そのギヤ入れ可能な回転速度と電動機により回転が制御される実際のインプットシャフトの回転速度は、両者ともに振動しつつずれたものとなる。
【００１４】
すると、図６の実線で示すインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度は、破線で示す実際のインプットシャフトの回転速度より低下して下方に位置するような場合が多く生じ、両者は交差することはあっても、求められたインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度に実際のインプットシャフトの回転速度を一致させることが困難となる不具合を生じさせる。
【００１５】
特に、登坂車線で２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように、低速域における電動機によるインプットシャフトの回転制御は安定しないことが知られており、アウトプットシャフトの回転速度を元に計算したインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度が振動するようなものであると、ギヤ入れ可能な回転速度に、電動機により回転が制御される実際のインプットシャフトの回転速度を一致させることはますます困難となる。よって、本来であれば図６の破線で示すようにシフタロッドが移動して（ｔ５）ギヤ入れが完了するのだけれども、低速域にあっては、ギヤ入れ方向にシフタロッドを付勢しても（ｔ４）、実線で示すようにシフタロッドは移動せずに、ギヤ入れは不能となり、ギヤ入れを完了させることができない問題を生じさせる。
【００１６】
本発明の目的は、アウトプットシャフトの回転速度が振動する場合であっても、シフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させ得るハイブリッド車両の自動変速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】
【００１７】
本発明は、内燃機関にクラッチと電動機と機械式変速機がこの順序で接続されたハイブリッド車両であって、クラッチを切断して高段位のギヤからギヤ抜きを行った後に低段位のギヤにギヤ入れを行う機械式変速機のシフトダウン時に、そのギヤ抜き後ギヤ入れ前に機械式変速機のインプットシャフトの回転速度をギヤ入れ可能な回転速度にするように電動機を制御する変速制御手段を備えたハイブリッド車両の自動変速制御装置の改良である。
【００１８】
その特徴ある構成は、走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段が設けられ、変速制御手段は、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、インプットシャフトの回転速度をギヤ抜き時のインプットシャフトの回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度にするように電動機を制御するところにある。
【００１９】
ここで、所定の規定値は、少なくとも道路勾配と車両重量と減速比を含む要因から計算された一定の値であり、機械式変速機が変速時にシンクロナイザリングをドッグギヤのコーン面に押しつけて摩擦力を生じさせるシンクロ機構を有する場合、インプットシャフトの回転速度を制御回転速度にするシフトダウン時における変速制御手段の制御が、少なくともシンクロナイザリングがドッグギヤのコーン面に押しつけられるまで継続されることが好ましい。
【００２０】
このハイブリッド車両の自動変速制御装置は、アウトプットシャフトの回転速度を検出する回転検出手段が更に設けられている場合、変速制御手段は、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に回転検出手段が所定値以下の回転速度を検出すると、インプットシャフトの回転速度をギヤ抜き時のインプットシャフトの回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度にするように電動機を制御することが好ましい。
【００２１】
一方、機械式変速機の段位を検出する段位検出手段が更に設けられている場合、変速制御手段は、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に段位検出手段が所定の低速段位以下を検出すると、インプットシャフトの回転速度をギヤ抜き時のインプットシャフトの回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度にするように電動機を制御することもできる。
【発明の効果】
【００２２】
シフトダウン時に変速機におけるギヤ抜きが行われると、変速機におけるアウトプットシャフトの回転速度は減少するが、所定値以上の勾配の上り坂を登る場合には、その回転速度は振動しつつ減少する場合が多い。そして、このような所定値以上の勾配の上り坂を登る場合のシフトダウンにあっては、そのアウトプットシャフトの回転速度から得られるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度も振動しつつ減少することになる。
【００２３】
本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、ギヤ抜き後のアウトプットシャフトの回転速度は振動するであろうことから、インプットシャフトの回転速度をギヤ抜き時のインプットシャフトの回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度にするように電動機を制御する。
【００２４】
この制御回転速度はギヤ抜き時のインプットシャフトの回転速度よりも低い一定値となるので、電動機により制御される実際のインプットシャフトの回転速度は、その一定値である制御回転速度に制御され、その制御回転速度にギヤ入れ可能な回転速度が振動しつつ減少して近づくことになる。そして、そのギヤ入れ可能な回転速度が徐々に実際のインプットシャフトの回転速度に近づいて一致した段階で、アウトプットシャフトと一体的に回転する結合スリーブが隣接するドリブンギヤに係合することになる。
【００２５】
これにより、本発明では、ギヤ抜き時においてアウトプットシャフトの回転速度が振動しても、ギヤ入れ可能なインプットシャフトの回転速度と実際のインプットシャフトの回転速度が一致しないような状態は回避され、ギヤ入れを完了させることが可能となる。
【００２６】
また、機械式変速機がシンクロ機構を有する場合にも、所定値以上の勾配の上り坂を登る場合には、制御回転速度に達したインプットシャフトの実際の回転速度に、低下するインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度が達すると、ギヤ入れ動作が開始されることになる。そして、ギヤ入れ動作が開始されると、シンクロ機構におけるシンクロナイザリングをドッグギヤのコーン面に押しつけて摩擦力を生じさせ、その摩擦力によりインプットシャフトの回転速度をギヤ入れ可能な回転速度に一致させることになる。
【００２７】
このギヤ入れ動作の開始から摩擦力の発生までには所定時間必要なので、シフトダウン時における変速制御手段の制御が、少なくともシンクロナイザリングがドッグギヤのコーン面に押しつけられるまで継続されることにより、摩擦力が発生するまでにインプットシャフトの回転速度が制御回転速度から外れて、ギヤ入れができなくなるような事態を回避することができる。
【００２８】
更に、登坂時に生じるギヤ抜き時におけるアウトプットシャフトの回転速度が振動することは、２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように、低速域におけるシフトダウン時に大きなものとなる。このため、道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂を検出すると共に、回転検出手段や段位検出手段により、アウトプットシャフトの回転速度が低速であったり低速段である場合にのみ、インプットシャフトの回転速度を制御回転速度にするように電動機を制御して、ギヤ入れを行うようにすれば、その低速域におけるシフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明実施形態のハイブリッド車両の自動変速制御装置において道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂を検出した時のクラッチとシフタロッドのストロークとアウトプットシャフトの回転速度とインプットシャフトの回転速度との関係を示す図である。
【図２】その自動変速制御装置における通常時変速操作時のクラッチとシフタロッドのストロークとアウトプットシャフトの回転速度とインプットシャフトの回転速度との関係を示す図である。
【図３】その自動変速制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】その機械式変速機の構造を示す断面図である。
【図５】本発明実施形態のハイブリッド車両の自動変速制御装置の構成図である。
【図６】従来の変速制御装置におけるクラッチとシフタロッドのストロークとアウトプットシャフトの回転速度とインプットシャフトの回転速度との関係を示す図１に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図５に示すように、ハイブリッド車両１００には機械式変速機１０が設けられる。図４に詳しく示すように、この実施の形態における機械式変速機１０は、ギヤケース１０ａと、そのギヤケース１０ａ内に設けられて後述する電動機３１（図５）の回転軸に連結されたインプットシャフト２と、そのインプットシャフト２に連結してそのインプットシャフト２に同軸に設けられたアウトプットシャフト３と、アウトプットシャフト３に支持されてそのアウトプットシャフト３の周囲で空転する複数のドリブンギヤ５ａ〜５ｅとを備える。
【００３２】
ギヤケース１０ａにはアウトプットシャフト３の下方にそのアウトプットシャフト３に平行にカウンタシャフト４が設けられ、このカウンタシャフト４にはドライブギヤ６ａ〜６ｆが一体的に形成される。カウンタシャフト４の先頭に設けられたカウンタドライブギヤ６ｆはインプットシャフト２に形成されたスピードギヤ２ａと歯合しており、これによりカウンタシャフト４はインプットシャフト２とともに回転するように構成される。
【００３３】
また、アウトプットシャフト３に支持されたドリブンギヤ５ａ〜５ｅは、カウンタシャフト４のドライブギヤ６ａ〜６ｅと常時噛み合っており、各ドリブンギヤ５ａ〜５ｅのそれぞれの間のアウトプットシャフト３には、円盤状のシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈがそれぞれ一体的に設けられる。そして、その複数のシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈの外周には、軸方向に伸びるスプライン５ｊが形成され、そのスプライン５ｊ上に複数の結合スリーブ７ａ〜７ｃが摺動可能に設けられる。
【００３４】
この機械式変速機１０はシンクロ機構を有するものであって、ドリブンギヤ５ａ〜５ｅにはシンクロ機構を構成するドッグギヤ１１がそれぞれ隣接して一体的に設けられる。このドッグギヤ１１の構造は同一であるので、その内の１つを代表して説明すると、図４の拡大図に示すように、ドリブンギヤ５ａ〜５ｅに隣接して同軸に設けられるドッグギヤ１１には、その外周に結合スリーブ７ａ〜７ｃと歯合する外歯１１ａと、シンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈに向かって小径となるコーン面１１ｂが形成される。アウトプットシャフト３と同回転するシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈとドッグギヤ１１のコーン面１１ｂとの間には、結合スリーブ７ａ〜７ｃと歯合する外歯１２ａをもつシンクロナイザリング１２が介装される。
【００３５】
そして、複数のシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈの外周におけるスプライン５ｊ上に設けられた複数の結合スリーブ７ａ〜７ｃを摺動させると、その摺動する結合スリーブ７ａ〜７ｃがシンクロナイザリング１２に接触し、そのシンクロナイザリング１２をドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつけて摩擦力を生じさせる。その後、その摩擦力により結合スリーブ７ａ〜７ｃに対するドッグギヤ１１の回転速度差が無くなると、結合スリーブ７ａ〜７ｃは更に軸方向に移動し、結合スリーブ７ａ〜７ｃの内歯７ｄがドッグギヤ１１の外歯１１ａに歯合して、ドッグギヤ１１が同軸に一体的に設けられたドリブンギヤ５ａ〜５ｅがアウトプットシャフト３に対して回転不能に係合される。これにより、カウンタシャフト４とアウトプットシャフト３は連結し、ギヤ入れは完了する。このようにギヤ入れが完了すると、インプットシャフト２の回転をカウンタシャフト４を介してアウトプットシャフト３の回転に伝達するように構成される。
【００３６】
また、この機械式変速機１０では、アウトプットシャフト３の上方にそのアウトプットシャフト３に平行な複数のシフタロッド９（図では１本のみ示す。）が長手方向に移動可能に設けられ、この複数のシフタロッド９には、シフタフォーク８ａ〜８ｃの上端がそれぞれ設けられる。シフタフォーク８ａ〜８ｃの下部は結合スリーブ７ａ〜７ｃに連結され、そのシフタロッド９を選択的に軸方向に移動させることにより、その移動するシフタロッド９とともに移動するシフタフォーク８ａ〜８ｃは、その下端に連結された結合スリーブ７ａ〜７ｃを摺動させるように構成される。
【００３７】
ギヤケース１０ａの上部にはアッパカバー１３が設けられる。アッパカバー１３には、上方からの平面視でシフタロッド９に直交するギヤシフト軸１４が設けられる。このギヤシフト軸１４にはスライディングレバー１５がスプライン嵌合されて、このスライディングレバー１５はそのギヤシフト軸１４の軸方向に移動可能に構成される。そして、スライディングレバー１５がギヤシフト軸１４の軸線方向に移動して、シフタロッド９に選択的に対向すると、このスライディングレバー１５はその対向するシフタロッド９と係合するように構成される。
【００３８】
スライディングレバー１５の移動はセレクト用エアシリンダ１６（図５）のセレクト操作により行われ、スライディングレバー１５がシフタロッド９に選択的に係合した状態で、シフト用エアシリンダ１７（図５）のシフト操作によりギヤシフト軸１４がスライディングレバー１５とともに回動することになる。すると、スライディングレバー１５の回動方向に応じてスライディングレバー１５に係合するシフタロッド９が軸線方向に移動し、そのシフタロッド９とともにシフタフォーク８ａ〜８ｃが前進又は後退することにより、ギヤ抜き及び所望のギヤ入れ操作がなされるように構成される。
【００３９】
図５に戻って、ハイブリッド車両１００は、内燃機関２１にクラッチ２６と電動機３１をこの順序に介して上述した機械式変速機１０が接続される。内燃機関２１は制御ＥＣＵ３６によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、又は代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ２６に伝達するように構成される。
【００４０】
クラッチ２６は、図５の左側にある内燃機関２１の駆動出力軸に結合されて、その出力軸とともに回転するフライホイール２６ａと、そのフライホイール２６ａに対向配置されて電動機３１の回転軸と一体的に回転するクラッチディスク２６ｂを備える。そして、クラッチ２６にはクラッチレバー２６ｃが設けられ、このクラッチレバー２６ｃをクラッチブースタ２７が傾動可能に構成される。クラッチブースタ２７はクラッチアクチュエータ２８により制御される油圧によりそのロッド２７ａを出没させてクラッチレバー２６ｃを動かすものを例示する。
【００４１】
クラッチアクチュエータ２８は制御ＥＣＵ３６からの電気信号により制御され、クラッチ２６は、内燃機関２１からの軸出力を、電動機３１及び機械式変速機１０を介してドライブシャフト１８に伝達し、ドライブシャフト１８の回転により駆動車輪１９を回転させて、車両１００を走行させるように構成される。即ち、クラッチ２６は、制御ＥＣＵ３６の制御によって、内燃機関２１の回転軸と電動機３１の回転軸とを機械的に接続することにより、内燃機関２１の軸出力を電動機３１に伝達したり、又は、内燃機関２１の回転軸と電動機３１の回転軸との機械的な接続を切断することにより、内燃機関２１の軸と、電動機３１の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。
【００４２】
電動機３１は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ３２から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力を機械式変速機１０に供給するか、又は機械式変速機１０から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ３２に供給するものである。
【００４３】
インバータ３２は、制御ＥＣＵ３６によって制御され、バッテリ３３からの直流電力を交流電力に変換するか、又は電動機３１からの交流電力を直流電力に変換するものである。電動機３１が動力を発生させる場合、インバータ３２は、バッテリ３３の直流電力を交流電力に変換して、電動機３１に電力を供給し、電動機３１が発電する場合、インバータ３２は、電動機３１からの交流電力を直流電力に変換するように構成される。即ち、インバータ３２は、バッテリ３３に直流電力を供給するための整流器及び電圧調整装置としての役割を果たすものである。
【００４４】
バッテリ３３は、充放電可能な二次電池であり、電動機３１が動力を発生させるとき、電動機３１にインバータ３２を介して電力を供給するか、又は電動機３１が発電しているとき、電動機３１が発電する電力によって充電されるものである。
【００４５】
制御ＥＣＵ３６は、インバータ３２を制御することによって電動機３１を制御するように構成される。そして、この制御ＥＣＵ３６は、例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ３６ａ、及びＩ／Ｏポートなどを有するものが使用される。
【００４６】
車両１００には、アクセルペダル４１の踏み込み量を検出するアクセルセンサ４２や、セレクトレバー４３の位置を検出するレンジセンサ４４が設けられ、これらの検出出力は、制御ＥＣＵ３６の制御入力に接続される。
【００４７】
また、この車両１００には、走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段である勾配センサ３７や、機械式変速機１０の段位を検出する段位検出手段であるギヤ位置センサ３８、及びアウトプットシャフト３の回転速度を検出する回転検出手段である回転センサ３９が設けられ、それらの検出出力も制御ＥＣＵ３６の制御入力に接続される。更に、この制御ＥＣＵ３６には、内燃機関２１の回転速度情報や電動機３１の回転軸に連結されたインプットシャフト２の回転速度等も入力される。
【００４８】
この制御ＥＣＵ３６は、これらの情報を参照して、セレクト用エアシリンダ１６及びシフト用エアシリンダ１７を制御し、機械式変速機１０をシフトアップまたはシフトダウンのような変速操作をさせるように構成される。ここで、図５に示す符号１６ａ及び１７ａは、それらエアシリンダ１６，１７に圧縮エアを給排するバルブ１６ａ、１７ａである。これにより、その機械式変速機１０を車両の走行状態に応じた最適な段位に制御されることになる。
【００４９】
この制御ＥＣＵ３６により機械式変速機１０を変速操作させる時には、クラッチ２６を切断して、機械式変速機１０のギヤ抜きを行った後に他の段のギヤにギヤ入れを行う。そして、この変速操作時のギヤ抜き後ギヤ入れ前に機械式変速機１０のインプットシャフト２の回転速度をギヤ入れ可能な回転速度にするように電動機３１を制御する。ここで、ギヤ入れ可能な回転速度とは、その変速操作時の駆動車輪１９を回転させるアウトプットシャフト３の回転速度から求められるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度である。
【００５０】
そして、本発明の特徴ある構成は、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、機械式変速機１０のシフトダウン操作時に道路勾配検出手段である勾配センサ３７が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、インプットシャフト２の回転速度をギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度にするように電動機３１を制御するところにある。
【００５１】
即ち、本発明のハイブリッド車両用変速制御装置は、所定値未満の勾配における比較的平坦な道路を走行する際に行う通常時変速制御と、所定値以上の勾配における上り坂の道路を走行する際のシフトダウンにおける非通常時変速制御の、いずれかの制御が可能に構成される。
【００５２】
ここで、非通常時変速制御にあっては、インプットシャフト２の回転速度を制御回転速度にするように電動機３１を制御することになるけれども、図１に示す様に、この制御回転速度は、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度から所定の規定値を減じたものである。ここで、所定の規定値は、少なくとも道路勾配と車両重量と減速比を含む要因から計算された一定の値であって、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度から一定値である所定の規定値を減じた制御回転速度は、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度よりも低い一定の値となる。
【００５３】
この非通常時変速制御において、制御回転速度にするように電動機３１により制御された実際のインプットシャフト２の回転速度は、その後に一定値である制御回転速度に達し、その制御回転速度に達した実際のインプットシャフト２の回転速度に、ギヤ入れ可能な回転速度が振動しつつ減少して近づくことになる。そして、そのギヤ入れ可能な回転速度が徐々に実際のインプットシャフト２の回転速度に近づいた段階で、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、機械式変速機１０のギヤ入れを開始する（図１のＴ４）ように構成される。
【００５４】
このため、所定の規定値は、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度からこの所定の規定値を減じた制御回転速度にインプットシャフト２の実際の回転速度が達した後に、ギヤ入れ可能な回転速度が減少して近づくに足りる値として算出されるものであり、ギヤ入れ可能な回転速度よりも実際のインプットシャフト２の回転速度が僅かに低い状態を確実に生じさせて、変速可能な領域を広げるようなものとして算出される。
【００５５】
なお、この実施の形態では、種々の条件に基づく所定の規定値を予め計算し、その予め計算された複数の所定の規定値は、その条件毎に制御ＥＣＵ３６におけるメモリ３６ａに記憶されて準備されるものとする。
【００５６】
図４に示すように、ギヤ入れが開始されると、セレクト用エアシリンダ１６（図５）のセレクト操作によりスライディングレバー１５が移動し、スライディングレバー１５がシフタロッド９に選択的に係合した状態で、シフト用エアシリンダ１７（図５）のシフト操作によりギヤシフト軸１４がスライディングレバー１５とともに回動することになる。すると、スライディングレバー１５の回動方向に応じてスライディングレバー１５に係合するシフタロッド９が軸線方向に移動し、そのシフタロッド９とともにシフタフォーク８ａ〜８ｃが前進又は後退して結合スリーブ７ａ〜７ｃが軸方向に移動し、その移動する結合スリーブ７ａ〜７ｃ、がシンクロナイザリング１２をドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつけて摩擦力を付与することになる。
【００５７】
即ち、この実施の形態では、機械式変速機１０がシンクロ機構１１，１２を有するので、ギヤ入れ動作が開始されると、シンクロナイザリング１２をドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつけて摩擦力を生じさせ、その摩擦力によりインプットシャフト２の回転速度をギヤ入れ可能な回転速度に一致させることになる。このギヤ入れ動作の開始から摩擦力の発生までには所定時間必要なので、シフトダウン時に変速制御手段である制御ＥＣＵ３６がインプットシャフト２の回転速度を制御回転速度にする制御は、少なくともシンクロナイザリング２３がドッグギヤ２２のコーン面２２ｂに押しつけられるまで継続されるように構成される。
【００５８】
そして、アウトプットシャフト３の回転速度から求められるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度にインプットシャフト２の実際の回転速度が一致した状態で、アウトプットシャフト３と一体的に回転する結合スリーブ７ａ〜７ｃを隣接するドリブンギヤ５ａ〜５ｅに係合させることにより、変速を完了させることになる。
【００５９】
次に、このように構成されたハイブリッド車両の自動変速制御装置の動作を説明する。
【００６０】
この変速制御装置では、各種センサ３７，３８，３９，４２，４４からの情報により、制御ＥＣＵ３６が機械式変速機１０のシフトダウンやアップの変速操作の必要の有無を判断する。そして、例えば、制御ＥＣＵ３６が機械式変速機１０を変速操作させる必要が生じたと判断したときに、その制御ＥＣＵ３６は、先ずクラッチ２６を切断する（図１のＴ１及び図２のＴ１）。
【００６１】
図５に示すように、このクラッチ２６の切断は、クラッチアクチュエータ２８に指令を発してクラッチブースタ２７のロッド２７ａを突出させてフライホイール２６ａ及びクラッチディスク２６ｂを切り離すことにより行われる。その後に機械式変速機１０の変速操作が開始される。
【００６２】
この変速操作に際して、制御ＥＣＵ３６は勾配検出手段である勾配センサ３７の検出出力から、この車両１００が走行する道路が所定値以上の勾配の上り坂であるか否かを判断する（図３のＳ０１）。ここで、所定値以上の勾配の上り坂とは、例えば、水平方向に１００メータ走行した際に８メータ以上登るような坂が例示される。そして、その道路が所定値以上の勾配の上り坂でない場合は、通常時変速制御を開始する（図３のＳ０２）。
【００６３】
この通常時変速制御が２速から１速へのシフトダウンである場合を説明すると、図２に示すように、制御ＥＣＵ３６は、クラッチ２６を切断した（Ｔ１）状態で、シフト用エアシリンダ１７を制御して図４に示すシフタロッド９を移動させてギヤ抜きを行う（Ｔ２）（図３のＳ０３）。その後、制御ＥＣＵ３６は、ドライブシャフト１８の回転速度からアウトプットシャフト３の回転速度を求め、そのアウトプットシャフト３の実際の回転速度からインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度を更に求める（図３のＳ０４）。そして、その求められたインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度にインプットシャフト２の回転速度を一致させるように、電動機３１を駆動して、そのインプットシャフト２の回転速度を増加させる（Ｔ３）（図３のＳ０５）。
【００６４】
この変速操作はクラッチ２６を切断した（Ｔ１）状態で行われるので、車両１００は慣性走行と成り、道路が上り坂でない比較的平坦な道路を走行する車両１００は僅かに減速しながらの走行となる。このため、アウトプットシャフト３の回転速度が振動することは無く、ギヤ入れ可能な回転速度の変化率も少ない。よって、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度がギヤ入れ可能な回転速度と一致した段階（図３のＳ０６）で、制御ＥＣＵ３６は、シフタ用エアシリンダ１７を再び制御して、シフタロッド９をギヤ入れを行う方向に付勢させる（Ｔ４）（図３のＳ０７）。すると、シフタロッド９とともに図４に示すシフタフォーク８ａ〜８ｃが前進又は後退して結合スリーブ７ａ〜７ｃが軸方向に移動し、その移動する結合スリーブ７ａ〜７ｃ、がシンクロナイザリング１２をドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつけて摩擦力を付与する。そして、電動機３１によるインプットシャフト２の回転制御を終了させる（図３のＳ０８）。
【００６５】
その後、その摩擦力により結合スリーブ７ａ〜７ｃに対するドッグギヤ１１の回転速度差が無くなって一致すると、ギヤ入れ方向に付勢されていたシフタロッド９はそのギヤ入れ方向に移動して、図４に示す結合スリーブ７ａ〜７ｃの内歯７ｄがドッグギヤ１１の外歯１１ａに歯合し、低位の段位へのギヤ入れが完了する（Ｔ５）（図３のＳ０９）。これにより変速は完了し、その変速に係る時間は短縮される。そして、ギヤ入れが完了した後には、再びクラッチ２６を接続することにより（Ｔ６）、その新たにギヤ入れされた低位の段位での走行が可能になる。
【００６６】
一方、勾配検出手段である勾配センサ３７の検出出力から、この車両１００が走行する道路が所定値以上の勾配の上り坂を検出した場合には（図３のＳ０１）、非通常時変速制御を行う（図３のＳ１２）。
【００６７】
この非通常時変速制御が上り坂における２速から１速へのシフトダウンである場合を説明すると、図１に示すように、制御ＥＣＵ３６は、クラッチ２６を切断した（Ｔ１）状態でギヤ抜きを行う（Ｔ２）（図３のＳ１３）。制御ＥＣＵ３６は、そのギヤ抜きが行われた瞬間の道路勾配や、車両重量や、減速比を各種のセンサから検出し、そのような条件に基づく所定の規定値をメモリ３６ａから抽出し、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度からこの所定の規定値を減じた制御回転速度を算出する。
【００６８】
そして、制御ＥＣＵ３６は、このように算出された制御回転速度を入力し（図３のＳ１４）、この制御回転速度にインプットシャフト２の回転速度を一致させるように、電動機３１を駆動させる（Ｔ３）（図３のＳ１５）。ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度はギヤ入れ可能な回転速度より低い値となり、上り坂におけるシフトダウン時に、制御ＥＣＵ３６が制御回転速度に一致させるように電動機３１を制御すると、インプットシャフト２の回転速度はその制御回転速度に向かって減少することになる。そして、インプットシャフト２の回転速度が制御回転速度に達した後に、ギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフトの回転速度に近づくことになる。
【００６９】
そして、インプットシャフト２の回転速度が制御回転速度に達し、その後にギヤ入れ可能な回転速度が制御回転速度に近づくと（図３のＳ１６）、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、シフタ用エアシリンダ１７を再び制御して、シフタロッド９をギヤ入れを行う方向に付勢させる（Ｔ４）（図３のＳ１７）。すると、シフタロッド９とともに図４に示すシフタフォーク８ａ〜８ｃが前進又は後退して結合スリーブ７ａ〜７ｃが軸方向に移動し、その移動する結合スリーブ７ａ〜７ｃは、シンクロ機構を構成するシンクロナイザリング１２をドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつけて摩擦力を付与する。
【００７０】
ここで、シフタロッド９をギヤ入れを行う方向に付勢させるギヤ入れが開始されて（Ｔ４）（図３のＳ１７）からシンクロナイザリング１２がドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに実際に押しられて摩擦力が付与されるまでには所定時間がかかる。このため、ギヤ入れが開始された後であっても、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、制御回転速度に達したインプットシャフト２の回転速度を所定時間維持させ、摩擦力が発生するまでにインプットシャフト２の回転速度が制御回転速度から外れて、ギヤ入れができなくなるような事態を回避する。
【００７１】
所定時間が経過して、シンクロナイザリング１２がドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しられて摩擦力が付与された段階で、制御回転速度にインプットシャフト２の回転速度を一致させる電動機３１の駆動を停止させる（図３のＳ１８）。そして、シンクロ機構による摩擦力により結合スリーブ７ａ〜７ｃに対するドッグギヤ１１の回転速度差が無くなって一致すると、ギヤ入れ方向に付勢されていたシフタロッド９はそのギヤ入れ方向に移動して、図４に示す結合スリーブ７ａ〜７ｃの内歯７ｄがドッグギヤ１１の外歯１１ａに歯合し、低位の段位へのギヤ入れが完了する（Ｔ５）（図３のＳ１９）。
【００７２】
そして、ギヤ入れが完了した後には、再びクラッチ２６を接続することにより（Ｔ６）、その新たにギヤ入れされた低位の段位での走行が可能になる。
【００７３】
このように、所定値以上の勾配の上り坂を登る場合のシフトダウンでは、変速機１０におけるギヤ抜きが行われると、アウトプットシャフト３の回転速度は振動しつつ減少する場合が多く、その場合そのアウトプットシャフト３の回転速度から得られるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度も振動しつつ減少することになる。
【００７４】
けれども、本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、シフトダウン時に道路勾配検出手段である勾配センサ３７が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、インプットシャフト２の回転速度をギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度から所定の規定値を減じた制御回転速度にするように電動機を制御する。この制御回転速度はギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度よりも低い一定値となるので、電動機３１により制御される実際のインプットシャフト２の回転速度は、その一定値である制御回転速度に制御され、その制御回転速度にギヤ入れ可能な回転速度が振動しつつ減少して近づくことになる。
【００７５】
そして、そのギヤ入れ可能な回転速度が徐々に実際のインプットシャフト２の回転速度に近づいて一致すると、アウトプットシャフト３と一体的に回転する結合スリーブ７ａ〜７ｃが隣接するドリブンギヤ５ａ〜５ｅに係合することになる。これにより、本発明では、ギヤ抜き時においてアウトプットシャフト３の回転速度が振動しても、ギヤ入れ可能なインプットシャフト２の回転速度と実際のインプットシャフト２の回転速度が一致しないような状態は回避され、ギヤ入れを完了させることが可能となるのである。
【００７６】
また、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度は一定値で有り、その回転速度から減じる「所定の規定値」も同様に一定値であるので、得られる「制御回転速度」も一定値となる。このため、いわゆる低回転域であっても、このような一定値である制御回転速度にインプットシャフト２の回転速度を近づけて一致させるような電動機３１による制御は比較的容易であるので、ハイブリッド車両１００の挙動から影響を受けずに、車両１００の振動が大きい走行状況や、低回転領域での変速制御であっても、そのインプットシャフト２の回転速度を一定値となる制御回転速度に一致させた変速制御が可能となる。よって、アウトプットシャフト３の回転速度が振動する場合であっても、シフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させることが可能になるのである。
【００７７】
なお、上述した実施の形態では、種々の条件に基づく所定の規定値を予め計算し、その予め計算された複数の所定の規定値を、その条件毎に制御ＥＣＵ３６におけるメモリ３６ａに記憶して準備する場合を説明した。けれども、車両１００が走行する道路が所定値以上の勾配の上り坂を検出した場合のシフトダウン時に、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６が、そのギヤ抜きが行われた瞬間の道路勾配や、車両重量や、減速比等から、その所定の基準値を計算により求めるようにしても良い。この場合、そのギヤ抜き時の条件から算出された所定の規定値を、ギヤ抜き時のインプットシャフト２の回転速度から減じて、制御回転速度を更に算出することになる。
【００７８】
また、上述した実施の形態では、シフトダウン時に道路勾配検出手段３７が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出した場合に、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、インプットシャフト２の回転速度を制御回転速度にするように電動機３１を制御する場合を説明した。けれども、登坂時に生じるギヤ抜き時におけるアウトプットシャフトの回転速度が振動することは、２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように、低速域におけるシフトダウン時に大きなものとなる。
【００７９】
このため、シフトダウン時に道路勾配検出手段３７が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、回転検出手段３９がギヤ抜き前のアウトプットシャフトの回転速度が所定値以下の回転速度を検出したり、ギヤ抜き前に段位検出手段３８が所定の低速段位以下を検出したりする場合に、インプットシャフトの回転速度を制御回転速度にするように電動機を制御してもよい。このようにしても、その低回転域や低速段におけるシフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させることができる。
【００８０】
更に、上述した実施の形態では、所定値以上の勾配の上り坂として、例えば、水平方向に１００メータ走行した際に８メータ以上登るような上り坂を例示した。けれども、これは一例であって、所定値以上の勾配の上り坂はこれに限定されず、ギヤ抜きが成された状態で、アウトプットシャフト３の回転速度が振動するような上り坂であれば良いものとする。
【符号の説明】
【００８１】
２  インプットシャフト
３  アウトプットシャフト
１０  機械式変速機
１１  ドッグギヤ（シンクロ機構）
１２  シンクロナイザハブ（シンクロ機構）
２１  内燃機関
２６  クラッチ
３１  電動機
３６  制御ＥＣＵ（変速制御手段）
３７  勾配センサ（道路勾配検出手段）
３８  ギヤ位置センサ（段位検出手段）
３９  回転センサ（回転検出手段）
１００  ハイブリッド車両
【図１】
0006587343.tif 000002
【図２】
0006587343.tif 000003
【図３】
0006587343.tif 000004
【図４】
0006587343.tif 000005
【図５】
0006587343.tif 000006
【図６】
0006587343.tif 000007