(57)【要約】【課題】変速段の切換時に変速機のシンクロ機構への負担を軽減しながらギヤ鳴きやショックの発生を抑制するようにした変速制御装置を提供する。【解決手段】変速機８の入力回転数を検出すると共に、変速機８の出力回転数を出力回転数センサ３４及びフィルタ４０により検出し、選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、目標変速段の変速比に基づき出力回転数を変速機８の入力側の回転数に換算すると共に、走行加速度に応じた補正量により補正して換算回転数を求め、変速機８をニュートラル状態とした後、電動機６を制御して入力回転数と換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択する。そして、車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、上記所定減速状態より急な減速状態にないときよりも、上記変速段切り換えのタイミングを遅延させる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変速段のいずれか１つを選択した状態と車両の駆動輪に駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とのいずれかを選択可能な変速機と、
上記変速機に駆動力を伝達する駆動源と、
上記変速機の入力側の回転数を検出し、入力回転数として出力する入力回転数検出手段と、
上記変速機の出力側の回転数を検出し、出力回転数として出力する出力回転数検出手段と、
上記変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、上記出力回転数検出手段が出力する上記出力回転数を上記目標変速段の変速比に基づき上記変速機の入力側の回転数に換算した換算回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後に、上記駆動源を制御することにより上記入力回転数検出手段が出力する上記入力回転数と上記換算回転数とがほぼ一致したときに上記目標変速段を選択する制御手段と
を備えた車両用変速制御装置において、
上記制御手段は、上記車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、上記所定減速状態より急な減速状態にないときよりも上記変速段切り換えのタイミングを遅延させることを特徴とする車両用変速制御装置。
【請求項２】
出力回転数検出手段は、上記変速機の出力側の回転数を検出し、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に上記出力回転数として出力することを特徴とする請求項１に記載の車両用変速制御装置。
【請求項３】
上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記加速度検出手段によって検出された上記走行加速度に応じた補正量により換算回転数を補正することを特徴とする請求項２に記載の車両用変速制御装置。
【請求項４】
複数の変速段のいずれか１つを選択した状態と車両の駆動輪に駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とのいずれかを選択可能な変速機と、
上記変速機に駆動力を伝達する駆動源と、
上記変速機の入力側の回転数を検出し、入力回転数として出力する入力回転数検出手段と、
上記変速機の出力側の回転数を検出し、出力回転数として出力する出力回転数検出手段と、
上記変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、上記入力回転数検出手段が出力する上記入力回転数を上記目標変速段の変速比に基づき上記変速機の出力側の回転数に換算した換算回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後に、上記駆動源を制御することにより上記換算回転数と上記出力回転数検出手段が出力する上記出力回転数とがほぼ一致したときに上記目標変速段を選択する制御手段と
を備えた車両用変速制御装置において、
上記制御手段は、上記車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、上記所定減速状態より急な減速状態にないときよりも上記変速段切り換えのタイミングを遅延させることを特徴とする車両用変速制御装置。
【請求項５】
出力回転数検出手段は、上記変速機の出力側の回転数を検出し、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に上記出力回転数として出力することを特徴とする請求項４に記載の車両用変速制御装置。
【請求項６】
上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記出力回転数検出手段が出力する上記出力回転数を上記加速度検出手段によって検出された上記走行加速度に応じた補正量により補正することを特徴とする請求項５に記載の車両用変速制御装置。
【請求項７】
上記制御手段は、上記車両が所定の勾配よりも急な勾配の登坂路を走行しているときには、上記車両が上記所定減速状態より急な減速状態にあっても、上記変速段切り換えのタイミングに対する上記遅延を行わないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用変速制御装置に関し、特に複数の変速段のいずれか１つを選択した状態と、駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とのいずれかを選択可能な変速機の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される変速装置として、平行に設けられた入力軸と出力軸との間に複数の変速段を有し、いずれか１つの変速段を選択した状態と、駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とのいずれかを選択可能としたいわゆる平行軸式の変速装置が知られており、このような変速装置における変速段の切り換えを自動的に行うようにした変速制御装置が開発され実用化されている。
【０００３】
平行軸式の変速装置において変速段を切り換える場合には、駆動源と変速装置との間に介装されたクラッチを切断し、現在選択中の変速段の選択を解除してニュートラル状態とした後に目標の変速段を選択するのが一般的であり、このような変速段の切り換えは、各変速段に設けられたシンクロ機構で回転同期をとりながら行われる。
そして、変速段切換時におけるシンクロ機構の負担を軽減するため、そのとき使用中の変速段の選択を解除して変速機をニュートラル状態とした後、エンジンなどの動力源を制御することによって、変速機の入力回転数が変速機の出力回転数と選択中の変速段の変速比とから求めた入力回転数にほぼ一致したときに目標変速段を選択するようにした変速制御装置が、例えば特許文献１や特許文献２によって提案されている。
【０００４】
特許文献１の変速制御装置は、駆動源としてエンジンと電動機とを有するパラレル式ハイブリッド電気自動車に適用されるものであって、エンジンと変速機との間に電動機が配設されると共に、エンジンと電動機との間にクラッチが配設されている。
この変速制御装置は、変速段の切り換え要求があると、クラッチを接続状態としたままでエンジンと電動機とから変速機に伝達される駆動トルクを零とした後、選択中の変速段の選択を解除してニュートラル状態とする。そして、電動機を制御することにより、変速機の入力回転数が変速機の出力回転数と目標変速段の変速比とから求めた変速機入力側の換算回転数とほぼ一致したときに目標変速段を選択するようになっている。
【０００５】
また、特許文献２の変速制御装置は、駆動源としてエンジンのみを有する車両に適用されるものであって、変速段の切り換え要求があると、クラッチを接続状態としたままで変速機の入力回転数と、変速機の出力回転数及び選択中の変速段の変速比から求めた入力回転数との差が減少するようにエンジンを制御し、上記差が零となるタイミングで変速段の切り換えを行うようにしている。
【特許文献１】特開２００４−１５０４５０号公報
【特許文献２】特開平６−２６４９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような変速制御装置を搭載した車両が減速走行中である場合、所定の変速マップに従い、走行速度の低下と共に変速段がシフトダウンされていくが、このときにもエンジンや電動機を制御して、変速機の入力回転数が変速機の出力回転数と目標変速段の変速比とから求めた変速機の入力側の換算回転数とほぼ一致したときに目標変速段を選択するように制御が行われる。
【０００７】
しかしながら、車両が減速走行中であることから換算回転数は車両の減速と共に減少していく一方、変速機の入力回転数はシフトダウンに伴い増大方向に制御されるため、換算回転数に変速機の入力回転数を一致させようとしても、換算回転数に対し変速機の入力回転数にオーバシュートが発生してしてしまうことになる。
このようなオーバシュートが発生することにより、目標変速段を選択した際にギヤ鳴きやショックが発生する可能性があり、変速機のシンクロ機構にも大きな負担がかかってしまうという問題が生じる。
【０００８】
特に、急な減速であるほど上記オーバシュートの度合いは増大することになり、目標変速段を選択した際のギヤ鳴きやショックが発生しやすくなると共に、変速機のシンクロ機構にもより大きな負担がかかる。
また、換算回転数を求める際に使用する変速機の出力回転数を、変速機の出力軸に装着された出力回転数センサによって検出するようにした場合、変速機の出力軸が車両の駆動輪に連結されているため、路面の凹凸による影響などを受けて出力回転数センサの出力信号には高周波ノイズが多く含まれている。そこで、このような高周波ノイズを除去するため、一次遅れフィルタなどのローパスフィルタが用いられる。
【０００９】
ところが、このローパスフィルタは入力信号に対して遅れを持った信号が出力されるため、車両が加速中または減速中であるような場合には、変速段切換制御に用いられる変速機の出力回転数が実際の出力回転数の変化より遅れて変化することになる。
従って、このようなローパスフィルタを介して検出した変速機の出力回転数から換算回転数を求めた場合、車両の減速時には変速機の実際の出力回転数と目標変速段の変速比とから求まる変速機入力側における回転数、即ち目標変速段の選択に際して変速機の入力回転数を一致させるべき本来の回転数に対し、換算回転数が遅れて減少していく。
【００１０】
このため、車両の減速時に変速機の入力回転数を換算回転数に一致させるようにエンジン又は電動機を制御すると、変速機の入力回転数は本来一致させるべき回転数より大きめに制御されることになり、上述したオーバシュートの度合いが大きくなる。
つまり、ローパスフィルタを介して変速機の出力回転数の検出を行うようにした場合には、車両減速時に変速機の入力回転数を換算回転数に一致させる際の、入力回転数のオーバシュートの度合いがより大きなものとなる。この結果、目標変速段を選択した際のギヤ鳴きやショックが発生しやすくなり、変速機のシンクロ機構にも大きな負担がかかってしまうという問題が生じる。
【００１１】
特に、急な減速であるほど、検出される変速機の出力回転数が変速機の実際の出力回転数から遅れる度合いが増大するため、前述した急減速時におけるオーバシュートの増大をより一層助長する結果を招き、目標変速段を選択した際のギヤ鳴きやショックが発生がより一層顕著なものとなる上、変速機のシンクロ機構にもより大きな負担がかかってしまうという問題が生じる。
【００１２】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、変速段の切換時に変速機のシンクロ機構への負担を軽減しながらギヤ鳴きやショックの発生を抑制するようにした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】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明の車両用変速制御装置は、複数の変速段のいずれか１つを選択した状態と車両の駆動輪に駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とのいずれかを選択可能な変速機と、上記変速機に駆動力を伝達する駆動源と、上記変速機の入力側の回転数を検出し、入力回転数として出力する入力回転数検出手段と、上記変速機の出力側の回転数を検出し、出力回転数として出力する出力回転数検出手段と、上記変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、上記出力回転数検出手段が出力する上記出力回転数を上記目標変速段の変速比に基づき上記変速機の入力側の回転数に換算した換算回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後に、上記駆動源を制御することにより上記入力回転数検出手段が出力する上記入力回転数と上記換算回転数とがほぼ一致したときに上記目標変速段を選択する制御手段とを備えた車両用変速制御装置において、上記制御手段は、上記車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、上記所定減速状態より急な減速状態にないときよりも、上記変速段切り換えのタイミングを遅延させることを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、制御手段は、変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、出力回転数検出手段が出力する出力回転数を目標変速段の変速比に基づき変速機の入力側の回転数に換算して換算回転数を求め、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより入力回転数検出手段が出力する入力回転数と換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択する。
【００１５】
そして、車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、所定減速状態より急な減速状態にないときよりも遅延して、このような変速段切り換えが実行される。
また、上記変速制御装置において、出力回転数検出手段は、上記変速機の出力側の回転数を検出し、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に上記出力回転数として出力することを特徴とする（請求項２）。
【００１６】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に出力回転数検出手段から出力された出力回転数に基づき換算回転数が求められる。
また、上記車両用変速制御装置において、上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記加速度検出手段によって検出された上記走行加速度に応じた補正量により換算回転数を補正することを特徴とする（請求項３）。
【００１７】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより入力回転数検出手段が出力する入力回転数と走行加速度に応じた補正量で補正された換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択される。
また、上記目的を達成するため、本発明の車両用変速制御装置は、複数の変速段のいずれか１つを選択した状態と車両の駆動輪に駆動力の伝達を行わないニュートラル状態とのいずれかを選択可能な変速機と、上記変速機に駆動力を伝達する駆動源と、上記変速機の入力側の回転数を検出し、入力回転数として出力する入力回転数検出手段と、上記変速機の出力側の回転数を検出し、出力回転数として出力する出力回転数検出手段と、上記変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、上記入力回転数検出手段が出力する上記入力回転数を上記目標変速段の変速比に基づき上記変速機の出力側の回転数に換算した換算回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後に、上記駆動源を制御することにより上記換算回転数と上記出力回転数検出手段が出力する上記出力回転数とがほぼ一致したときに上記目標変速段を選択する制御手段とを備えた車両用変速制御装置において、上記制御手段は、上記車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、上記所定減速状態より急な減速状態にないときよりも上記変速段切り換えのタイミングを遅延させることを特徴とする（請求項４）。
【００１８】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、制御手段は、変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、入力回転数検出手段が出力する入力回転数を目標変速段の変速比に基づき変速機の出力側の回転数に換算して換算回転数を求め、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより換算回転数と出力回転数検出手段が出力する出力回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択する。
【００１９】
そして、車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、所定減速状態より急な減速状態にないときよりも遅延して、このような変速段切り換えが実行される。
また、上記車両用変速制御装置において、出力回転数検出手段は、上記変速機の出力側の回転数を検出し、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に上記出力回転数として出力することを特徴とする（請求項５）。
【００２０】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に出力回転数検出手段から出力された出力回転数と換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択される。
更に、上記車両用変速制御装置において、上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記出力回転数検出手段が出力する上記出力回転数を上記加速度検出手段によって検出された上記走行加速度に応じた補正量により補正することを特徴とする（請求項６）。
【００２１】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより換算回転数と走行加速度に応じた補正量で補正された出力回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択される。
また、以上のいずれかの車両用変速制御装置において、上記制御手段は、上記車両が所定の勾配よりも急な勾配の登坂路を走行しているときには、上記車両が上記所定減速状態より急な減速状態にあっても、上記変速段切り換えのタイミングに対する上記遅延を行わないことを特徴とする（請求項７）。
【００２２】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、車両が所定の勾配よりも急な勾配の登坂路を走行しているときには、車両が所定減速状態より急な減速状態にあっても、変速段切り換えのタイミングに対する遅延が行われない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の車両用変速制御装置によれば、変速段切り換えを行う際には、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより変速機の入力回転数と変速機の出力回転数を変速機の入力側に換算した換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択され、車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、所定減速状態より急な減速状態にないときよりも遅延して、このような変速段切り換えが実行される。
【００２４】
車両の減速状態が急であれば、変速段切り換えが遅延して実行されるため、変速段切り換え前の変速段に対応した変速機の入力回転数と目標変速段に対応した換算回転数との差は、変速段切り換えのタイミングを遅延しない場合に比べて縮小する。
この結果、変速機の入力回転数を換算回転数に一致するように駆動源を制御したときの変速機の入力回転数の変化量が減少することから、換算回転数に対する入力回転数のオーバシュート量を低減することが可能となり、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができると共に、シンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項２の車両用変速制御装置によれば、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に出力回転数検出手段から出力された出力回転数に基づき換算回転数が求められる。このため、車両の減速状態が急であるほど、出力回転数検出手段のフィルタ処理に伴い、変速機の入力回転数を一致させるべき本来の回転数と換算回転数との差が拡大し、一致させるべき本来の回転数に対する変速機の入力回転数のオーバシュートの度合いが増大することになる。
【００２６】
しかしながら、車両の減速状態が急である場合には、変速段切り換えが遅延して実行されるため、変速段切り換え前の変速段に対応した変速機の入力回転数と目標変速段に対応した換算回転数との差は、変速段切り換えのタイミングを遅延しない場合に比べて縮小する。
従って、出力回転数検出手段のフィルタ処理に伴い変速機の出力回転数の変化に遅れが生じても、入力回転数のオーバシュート量を低減することが可能となるので、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができると共に、シンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
更に、請求項３の車両用変速制御装置によれば、変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより入力回転数検出手段が出力する入力回転数と走行加速度に応じた補正量で補正された換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択される。
従って、車両が減速走行中であるときに、出力回転数検出手段が出力する変速機の出力側の回転数がフィルタ処理によって実際の出力側の回転数の変化より遅れて変化しても、変速機の出力側における実際の回転数と目標変速段の変速比とから求まる変速機入力側の換算回転数とほぼ一致する換算回転数を得ることが可能となる。
【００２８】
このように、換算回転数のずれ自体も抑制されるため、変速段切り換えの遅延による入力回転数のオーバシュート量の低減と相俟って、より一層ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となると共に、シンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
或いは本発明の車両用変速制御装置によれば、変速段切り換えを行う際には、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより変速機の入力回転数を変速機の出力側に換算した換算回転数と変速機の出力回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択され、車両が所定減速状態より急な減速状態にあるときには、所定減速状態より急な減速状態にないときよりも遅延して、このような変速段切り換えが実行される。
【００２９】
車両の減速状態が急である場合には、変速段切り換えが遅延して実行されるため、変速段切り換え前の変速比に対応した換算回転数と目標変速段に対応した変速機の出力回転数との差は、変速段切り換えのタイミングを遅延しない場合に比べて縮小する。
この結果、換算回転数を変速機の出力回転数に一致するように駆動源を制御したときの変速機の出力回転数の変化量が減少することから、変速機の出力回転数に対する換算回転数のオーバシュート量を低減することが可能となり、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができると共に、シンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
また、請求項５の車両用変速制御装置によれば、フィルタ処理を施して高周波成分を除去した後に出力回転数検出手段から出力された出力回転数と換算回転数とがほぼ一致したときに目標変速段の選択が行われる。このため、車両の減速状態が急であるほど、出力回転数検出手段のフィルタ処理に伴い、換算回転数を一致させるべき変速機の本来の出力回転数と出力回転数検出手段が出力する出力回転数との差は拡大することになる。
【００３１】
しかしながら、車両の減速状態が急である場合には、変速段切り換えが遅延して実行されるため、変速段切り換え前の変速段に対応した換算回転数と目標変速段に対応した変速機の出力回転数との差は、変速段切り換えのタイミングを遅延しない場合に比べて縮小する。
従って、出力回転数検出手段のフィルタ処理に伴い変速機の出力回転数の変化に遅れが生じても、換算回転数のオーバシュート量を低減することが可能となるので、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができると共に、シンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００３２】
更に、請求項６の車両用変速制御装置によれば、変速機で選択中の変速段から目標変速段への変速段切り換えを行う際に、変速機をニュートラル状態とした後、駆動源を制御することにより換算回転数と走行加速度に応じた補正量で補正された出力回転数とがほぼ一致したときに目標変速段が選択される。
従って、車両が加速中もしくは減速中であるようなときに、出力回転数検出手段が出力する変速機の出力回転数が変速機の出力側における実際の回転数の変化より遅れて変化しても、変速機の出力側における実際の回転数にほぼ等しい出力回転数を補正により得ることができる。
【００３３】
このように、変速機の出力回転数のずれ自体も抑制されるため、変速段切り換えの遅延による換算回転数のオーバシュート量の低減と相俟って、より一層ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となると共に、シンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
また、請求項７の車両用変速制御装置によれば、車両が所定の勾配よりも急な勾配の登坂路を走行しているときには、車両が所定減速状態より急な減速状態にあっても、変速段切り換えのタイミングに対する遅延が行われない。
【００３４】
従って、急な勾配の登坂路における減速走行時に走行速度が低下して、再度車両を加速する必要が生じたときに、車両の加速のための変速段切り換えが遅延なく行われ、加速遅れに伴う車両のずり下がりの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る変速制御装置が搭載されたハイブリッド電気自動車１の要部構成図である。
ディーゼルエンジンであるエンジン２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結され、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されており、本実施形態ではエンジン２及び電動機６が本発明の駆動源に相当する。
【００３６】
この変速機８は、入力軸と出力軸との間に前進５段及び後進１段の変速段を構成する変速歯車機構（図示せず）が設けられており、いずれの変速段も選択されないニュートラル状態と、いずれかの変速段が選択された状態とに切り換え可能であると共に、図示しないシンクロ機構によって変速歯車機構における回転の同期をとりながら変速段の切り換えが行われるようになっている。
【００３７】
また、変速機８の出力軸は、プロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に連結されている。
従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸の両方が、変速機８を介して駆動輪１６と機械的に連結可能となり、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に連結可能となる。
【００３８】
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動トルクが変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。また、車両減速時には、電動機６が発電機として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動トルクを発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
【００３９】
一方、エンジン２の駆動トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動トルクが駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動トルクと電動機６の駆動トルクとがそれぞれ変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。
【００４０】
また、バッテリ１８の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２（制御手段）は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。
【００４１】
そして、車両ＥＣＵ２２にはこのような制御を行うために、アクセルペダル３０の踏込量を検出するアクセル開度センサ３２のほか、車両の走行速度を検出するために変速機８に設けられて変速機８の出力側の回転数を検出する出力回転数センサ３４、電動機６の出力軸に装着されて変速機８の入力側の回転数である入力回転数を検出する入力回転数センサ（入力回転数検出手段）３６、及びエンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ３８などが接続されている。
【００４２】
エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２の始動・停止制御やアイドル制御、或いは排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
一方、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。また、電動機６やインバータ２０の温度を検出する温度センサ（図示せず）からの出力信号を受けて、電動機６の温度を車両ＥＣＵ２２に送るほか、電動機６やインバータ２０の作動状態を監視して、その情報を車両ＥＣＵ２２に送っている。
【００４３】
バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求めると共に、バッテリ１８の作動状態を監視している。そして、求めたＳＯＣやバッテリ１８の作動状態を上記検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に送っている。
このように構成されたハイブリッド電気自動車１において、車両を走行させるために車両ＥＣＵ２２を中心として行われる制御の概要は以下の通りである。
【００４４】
まず、車両が停車しエンジン２が運転している状態で、運転者がチェンジレバー（図示せず）をニュートラル位置からドライブ位置に操作すると、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を切断すると共に、ニュートラル状態にある変速機８を変速マップに従って発進開始時の変速段が選択された状態に切り換える。そして、運転者がアクセルペダル３０を踏み込むと、車両ＥＣＵ２２はアクセル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量に応じ、車両を発進させるために駆動輪１６に伝達すべき駆動トルクを求め、この駆動トルクと変速機８で使用中の変速段とに基づき電動機６の出力トルクを設定する。
【００４５】
インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定した電動機６の出力トルクに応じてインバータ２０を制御し、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて電動機６に供給される。電動機６は交流電力が供給されることによってモータ作動して駆動力を発生し、電動機６の駆動力は変速機８を介して駆動輪１６に伝達され、車両が発進する。
【００４６】
車両が発進加速して電動機６の回転数がエンジン２のアイドル回転数の近傍まで上昇すると、クラッチ４を接続してエンジン２の駆動力を駆動輪に伝達することが可能となり、車両ＥＣＵ２２は更なる車両の加速及びその後の走行のために、駆動輪１６に伝達すべき駆動トルクを求める。そして、この駆動トルクを変速機８で使用中の変速段や車両の運転状態等に応じてエンジン２の出力トルクと電動機６の出力トルクとに適切に振り分け、エンジンＥＣＵ２４やインバータＥＣＵ２６に指示すると共に、必要に応じて変速機８やクラッチ４を制御する。
【００４７】
エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定した出力トルクを受けてエンジン２及び電動機６をそれぞれ制御し、クラッチ４が接続されているときにはエンジン２及び電動機６の出力トルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達される一方、クラッチ４が切断されているときには電動機６が発生した出力トルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達され車両が走行する。
【００４８】
また、このとき車両ＥＣＵ２２は、アクセル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量や、出力回転数センサ３４によって検出された変速機８の出力側回転数から求めた走行速度などの車両の運転状態に応じ、所定の変速マップに従って変速機８の変速段を適宜切換制御すると共に、変速段の切り換えに合わせてエンジン２や電動機６のトルクを適切に制御するよう、エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に対して指示すると共にクラッチ４の断接を制御している。
【００４９】
車両ＥＣＵ２２が変速機８の変速段を、現在選択中のものから目標変速段に切り換える変速段切換制御を行う際には、変速機８の出力側の回転数と目標変速段の変速比とから求めた変速機８の入力側の換算回転数と、実際の変速機８の入力側の回転数とが一致するように電動機６を制御し、換算回転数と実際の入力側の回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択するようにして、シンクロ機構に負担をかけることなくスムーズな変速段の切り換えが行われるようにしている。
【００５０】
図２は、このような変速段切換制御の状況を示すタイムチャートであり、上段から、クラッチ４の実際のクラッチストローク、変速機８に伝達されるエンジン２及び電動機８の総合的なトルク指示値、車両ＥＣＵ２２からの変速機８に対する指令、車両ＥＣＵ２２からエンジンＥＣＵ２４に対して指示するエンジン２の回転数同期制御のオン／オフ状態、及び車両ＥＣＵ２２からインバータＥＣＵ２６に対して指示する電動機６の回転数同期制御のオン／オフ状態を示している。
【００５１】
まず、ある変速段（切換前変速段）が選択された状態で走行中に、車両ＥＣＵ２２が時間ｔａで変速マップに従って変速段の切り換えを判定すると、エンジン２及び電動機６から変速機８に伝達される総合的なトルクを徐々に減少させて０Ｎ・ｍとなるよう、車両ＥＣＵ２２からエンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に対して指令が出力される。
エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６は、この指令を受けてエンジン２及び電動機６を制御し、変速機８に伝達されるトルクは０Ｎ・ｍに向け徐々に減少していく。そして、変速機８に伝達されるトルクが０Ｎ・ｍに減少するわずか手前となる時間ｔｂで、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４の切断を開始する。
【００５２】
車両ＥＣＵ２２がクラッチ４の切断を行ってもクラッチ４は直ちに完全に切断された完断状態となるわけではなく、クラッチ４のクラッチストロークは図２に示すように変化していく。そして、クラッチ４が完断状態となる前の段階で、変速機８に伝達されるトルクは既に０Ｎ・ｍとなっており、クラッチ４が完断状態となっていない状態でもギヤ抜きを実行して変速段の選択を解除し、変速機８をニュートラル状態とすることが可能となる。そこで、予め定めたギヤ抜き開始点にクラッチストロークが達する時間ｔｃの時点で、車両ＥＣＵ２２から変速機８に対して現在選択中の変速段を解除してニュートラル状態とするよう制御信号が出力され、変速機８においてニュートラル状態への移行が行われる。
【００５３】
ギヤ抜き開始点は、現在選択中の変速段を解除してニュートラル状態とするよう制御信号が出力されてから実際にニュートラル状態となるまでの時間を予め把握しておき、変速機８が実際にニュートラル状態となったときにはクラッチ４が完断状態となっているように設定されるものである。
従って、クラッチ４が完断状態となってから変速機８はニュートラル状態となり、変速機８がニュートラル状態となる時間ｔｄにおいて、車両ＥＣＵ２２は変速機８に対して変速マップに応じた目標変速段（切換後変速段）を選択するよう制御信号を出力する。
【００５４】
このとき車両ＥＣＵ２２はインバータＥＣＵ２６に対し、入力回転数センサ３６によって検出された変速機８の入力回転数を、出力回転数センサ３４の検出値と目標変速段の変速比とに基づいて算出した入力側の換算回転数に一致させるような電動機６のトルクを指示する。即ち、ここではクラッチ４が既に完断状態にあり、エンジン２のトルクを変速機に伝達することはできないことから、電動機６のみによって変速機８の入力側の回転数を入力側の換算回転数に一致させる回転数同期制御が行われる。
【００５５】
インバータＥＣＵ２６は、この指令を受けて電動機６を制御し、変速機８に伝達されるトルクを調節して変速機８の入力側の回転数を換算回転数に近づけ、変速機８の入力側の回転数と換算回転数との偏差が所定値（例えば数十ｒｐｍ）以下となったときに目標変速段への切り換えが完了する。目標変速段への切り換えが完了した時点で電動機６による回転数同期制御が不要となるので、これを終了する。
【００５６】
目標変速段への切り換えが完了した後、時間ｔｅになると、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４が半クラッチ状態となるわずかに手前のクラッチストロークとなる待機位置にクラッチ４を制御する。
車両ＥＣＵ２２は時間ｔｃ、即ち変速機８をニュートラル状態とするよう制御信号を出力した時点で、エンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２の回転数同期制御を開始するよう指令を出力している。
【００５７】
このエンジン２による回転数同期制御は、クラッチ４の入力側回転数、即ちエンジン回転数センサ３８によって検出されたエンジン回転数が、クラッチ４の出力側回転数、即ち入力回転数センサ３６によって検出された変速機８の入力側回転数と等しくなるようにエンジン２を制御するものである。このようなエンジン２による回転数同期制御により、クラッチ４を接続するときのクラッチ４における入力側回転数と出力側回転数とをほぼ一致させ、クラッチ４接続時のショックを防止するようにしている。
【００５８】
そして、クラッチ４が接続されるのは目標変速段への切り換えが完了した後であるが、エンジン２の応答性を考慮して、時間ｔｃの段階でエンジン２による回転数同期制御を開始するようにしているのである。
このようにして、エンジン２による回転数同期制御を行うことにより、時間ｔｅでクラッチ４を待機位置に制御した後、時間ｔｆでクラッチ４の入力側回転数とクラッチ４の出力側回転数との差が所定回転数差（例えば数十ｒｐｍ）以下となると、クラッチ４の入力側回転数とクラッチ４の出力側回転数とがほぼ一致したものとして、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を待機位置から半クラッチ状態で徐々に接続していく。
【００５９】
このようにしてクラッチ４が接続されていき、クラッチ４のクラッチストロークが予め定められたトルク復帰開始位置に達すると、車両ＥＣＵ２２はエンジンＥＣＵ２４に対してエンジン２による回転数同期制御を終了するよう指示すると共に、エンジン２及び電動機６から変速機８に伝達されるトルクが、目標変速段による車両の走行に必要な目標トルクまで徐々に増大するよう、エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に対してそれぞれのトルクを指示する。
【００６０】
エンジン２及び電動機６から変速機８に伝達されるトルクが目標トルクに達すると、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を完全に接続された完接状態となるように制御し、変速段切換制御を終了する。
このようにして行われる変速段切換制御では、出力回転数センサ３４によって検出された変速機８の出力側の回転数が使用されるが、変速機８の出力軸は駆動輪１６に連結されているため、路面の凹凸などによる振動の影響を受け、出力回転数センサ３４の出力信号には高周波ノイズが多く含まれている。
【００６１】
特に、本実施形態のように変速機８から出力される駆動力がプロペラシャフト１０を介して駆動輪１６に伝達されるような車両である場合には、プロペラシャフト１０にねじり振動が発生するため、出力回転数センサ３４の出力信号には、より多くの高周波ノイズが含まれている。
そこで変速段切換制御では、出力回転数センサ３４によって検出された変速機８の出力側における実際の回転数に一次遅れフィルタによるローパスフィルタ処理を施して高周波成分を除去したものを変速機８の出力回転数として用いるようにしている。
【００６２】
ところが、このようにしてローパスフィルタ処理を施した出力回転数は、変速機の出力側における実際の回転数よりも遅れて変化することになるため、この出力回転数をそのまま用いて換算回転数を算出し、電動機６の回転数同期制御に使用すると、変速機８の入力側の回転数が換算回転数に一致していても、変速機の出力側における実際の回転数から得られる換算回転数とは一致していないことになる。この結果、変速段切換制御において目標変速段を選択する際にギヤ鳴きやショックが発生するほか、シンクロ機構にも負担がかかることになる。
【００６３】
図３は、車両ＥＣＵ２２において上述したような電動機６の回転数同期制御を伴った変速段切換制御を行う部分をブロック図により示すものであり、このような問題を解消するための機能を有している。図３のブロック図に基づき、この機能について以下に詳細に説明する。
上述したように、出力回転数センサ３４の出力信号には高周波ノイズが含まれており、この高周波ノイズを除去するため、まず出力回転数センサ３４の検出信号がフィルタ部４０に入力される。このフィルタ部４０は一次遅れフィルタであって、出力回転数センサ３４が検出した変速機８の出力側における実際の回転数Ｎｏｕｔを示す検出信号に含まれた高周波成分を、ローパスフィルタ処理により除去するようになっている。従って、出力回転数センサ３４及びフィルタ部４０が本発明の出力回転数検出手段に相当する。
【００６４】
フィルタ部４０でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆは換算回転数演算部４２に送られ、目標変速段の変速比を用いることにより出力回転数Ｎｏｆが変速機８の入力側の回転数に換算されて換算回転数Ｎｉｃが求められる。
一方、出力回転数センサ３４はもともと車両の走行速度を検出するために設けられたものであることから、フィルタ部４０でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆは実加速度演算部（加速度検出手段）４４に送られ、その時間的変化により実際の走行加速度である実加速度Ｇｒが求められる。
【００６５】
換算回転数演算部４２で求められた換算回転数Ｎｉｃと、実加速度演算部４４で求められた実加速度Ｇｒとは換算回転数補正部４６に送られ、換算回転数Ｎｉｃに対して実加速度Ｇｒに応じた補正が行われ、換算回転数Ｎｉｖが求められる。
実加速度Ｇｒに応じた補正量Ｎｄは、図４に示すように実加速度Ｇｒと補正量Ｎｄとが所定の関係をもって予め設定されたマップから、実加速度演算部４４で求められた実加速度Ｇｒに対応する補正量Ｎｄを読み出すことによって設定される。
【００６６】
図４に示すように補正量Ｎｄは、実加速度Ｇｒが０ｍ／ｓ２以上の領域では０ｒｐｍとなっており、実加速度Ｇｒが負となる領域で０ｒｐｍ以外の値が設定されるようになっている。実加速度Ｇｒが負となる領域とは即ち車両が減速中の場合であって、本実施形態では車両が減速中の場合に限り、換算回転数Ｎｉｃに対する実加速度Ｇｒに応じた補正を行うようにしている。
【００６７】
車両が加速中の場合にもフィルタ部４０でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆは変速機８の出力側における実際の回転数Ｎｏｕｔの変化より遅れて変化していくが、目標変速段への切り換えを行う際には前述したようにクラッチ４を切断すると共に変速機８をニュートラル状態とするため、このときには駆動輪１６への駆動力の伝達が全くなされず、車両の加速が行われない。
【００６８】
このため、このように加速が行われない状態で換算回転数Ｎｉｃを実加速度演算部４４で求められた実加速度Ｇｒに応じて補正してしまうと、換算回転数Ｎｉｃが過剰に補正されることにより、かえって実際の回転数との整合性がとれなくなり、適正な変速段の切り換え制御を行うことができなくなるおそれがある。
一方、車両の減速時に目標変速段への切り換えを行う際には、クラッチ４が切断されると共に変速機８がニュートラル状態となっても、ブレーキ装置（図示せず）の作動や上り坂の走行などに起因して車両が減速することがあり、このような場合には依然として出力側回転数Ｎｏｆが変速機８の出力側における実際の回転数Ｎｏｕｔの変化より遅れて変化していくことになるので、換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒに応じて適正に補正する必要がある。
【００６９】
そこで、本実施形態では図４に示すようにして補正量Ｎｄを設定することにより、実加速度Ｇｒが負となる車両の減速時のみに換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒに応じて補正するようにしているのである。
なお、図４に示すように本実施形態では、実加速度Ｇｒの変化に比例して補正量Ｎｄが増大し、実加速度Ｇｒの絶対値が所定の値より大きい領域では補正量Ｎｄが一定値となっている。これは、通常の車両減速走行において発生しうる実加速度Ｇｒの範囲内では補正量Ｎｄを実加速度Ｇｒの変化に対応して変化させると共に、何らかの理由によって過大な実加速度Ｇｒを誤検出したときに異常な補正量が設定されないようにするための処置である。
【００７０】
変速制御部４８では、このようにして求められた換算回転数Ｎｉｖと、入力回転数センサ３６によって検出された変速機８の入力回転数Ｎｉｎとが一致するように電動機６を制御し、換算回転数Ｎｉｖと入力回転数Ｎｉｎとの偏差が所定値（例えば数十ｒｐｍ）以下となって、換算回転数Ｎｉｖと入力回転数Ｎｉｎとがほぼ一致したときに目標変速段を選択する。
【００７１】
このようにして目標変速段を選択することにより、ギヤ鳴きやショックを生じることなくスムーズに目標変速段の選択が行われ、シンクロ機構の負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることが可能となる。
特に、本実施形態のように変速機８から出力される駆動力がプロペラシャフト１０を介して駆動輪１６に伝達されるような車両である場合には、前述したようにプロペラシャフト１０にねじり振動が発生するため、出力回転数センサ３４の出力信号にはより多くの高周波ノイズが含まれている。
【００７２】
このため、比較的遅れの大きい一次フィルタをフィルタ部４０に用いる必要があるが、このような場合であっても換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒに応じて補正することによって、ギヤ鳴きやショックを生じることなくスムーズに目標変速段の選択を行い、シンクロ機構の負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
ところで、このような変速段切換制御では、前述したように所定の変速マップに従って変速段の切り換えが行われるが、この変速マップはアクセルペダル３０の踏込量と車両の走行速度とに基づき、選択されるべき変速段を規定するものであって、シフトアップ用の変速マップと、シフトダウン用の変速マップとがある。そして本実施形態では、特にシフトダウン用の変速マップについて、図５に示すようなフローチャートに従って、変速マップの切換制御が行われる。
【００７３】
この変速マップの切換制御は、車両ＥＣＵ２２に図示しない電源から電力が供給されるとスタートし、電源からの電力供給が遮断されるまで、所定の制御周期で切り返し実行される。
変速マップ切換制御がスタートすると、ステップＳ１では実加速度演算部４４で求められた実加速度Ｇｒが所定値Ｃ１より小さいか否かを判定する。
【００７４】
所定値Ｃ１は負の値を有しており、車両が所定の減速走行状態にあるときの車両の負の加速度、即ち減速度に対応するものであって、ステップＳ１で実加速度Ｇｒが負の所定値Ｃ１より小であるか否かを判定することにより、車両が所定の減速状態より急な減速状態にあるか否かを判定しているのである。
そして、ステップＳ１で実加速度Ｇｒが所定値Ｃ１以上であると判定した場合には、車両が所定の減速状態より急な減速状態にはないと判定したことになり、ステップＳ２に進んでシフトダウンマップＳＤ１を選択し、今回の制御周期を終了する。
【００７５】
一方、ステップＳ１で実加速度Ｇｒが所定値Ｃ１より小であると判定した場合には、車両が所定の減速状態より急な減速状態にあると判定したことになり、ステップＳ３に進んで、負荷度Ｌｄが所定値Ｃ２より大であるか否かを判定する。
負荷度Ｌｄは、水平な路面において車両が発生すると予測される予測加速度と、実加速度演算部４４で求められた実加速度Ｇｒとを用い、予測加速度に対する実加速度Ｇｒの百分率を１００％から減じた値である。なお、予測加速度はエンジンＥＣＵ２４から得られる単位時間あたりの燃料供給量と、エンジン回転数センサ３８によって検出されたエンジン回転数と、変速段切り換え前の変速段の変速比とに基づき求められる。
【００７６】
車両が走行する登坂路の勾配が急になるほど、車両が本来発生すべき走行加速度に対して実際に発生している走行加速度の比率が低下していくことから、この負荷度Ｌｄが増大するほど登坂路の路面勾配が急であることを示すことになる。
所定値Ｃ２は所定の勾配の登坂路を走行する場合の負荷度に対応しており、ステップＳ３で負荷度Ｌｄが所定値Ｃ２より大であるか否かを判定することにより、走行中の登坂路が所定の勾配よりも急な勾配の登坂路であるか否かを判定しているのである。
【００７７】
そして、ステップＳ３で負荷度Ｌｄが所定値Ｃ２より大であると判定した場合には、走行中の登坂路の勾配が所定の勾配よりも急であると判定したことになり、ステップＳ２に進んでシフトダウンマップＳＤ１を選択し、今回の制御周期を終了する。
一方、ステップＳ３で負荷度Ｌｄが所定値Ｃ１以下であると判定した場合には、走行中の登坂路の勾配が所定の勾配よりも急ではないと判定したことになり、ステップＳ４に進んでシフトダウンマップＳＤ２を選択し、今回の制御周期を終了する。
【００７８】
このようなステップＳ１及びＳ３の判定は制御周期毎に切り返し行われ、その判定結果に応じ、上述のようにしてシフトダウン用の変速マップＳＤ１又はＳＤ２が選択される。
ここで変速マップＳＤ１及びＳＤ２について以下に説明すると、図６は変速マップＳＤ１を示しており、アクセルペダル３０の踏み込み量と走行速度とに応じて、５速から４速へのシフトダウン線（４←５）、４速から３速へのシフトダウン線（３←４）、３速から２速へのシフトダウン線（２←３）及び２速から１速へのシフトダウン線（１←２）が設定されている。
【００７９】
従って、車両運転状態の変化によりアクセルペダル３０の踏み込み量と走行速度とによって定まる点が５速から４速へのシフトダウン線を図の右方から左方へと横切ると、車両ＥＣＵ２２は変速機８の変速段を５速から４速へとシフトダウンする。また、４速から３速へのシフトダウン線、３速から２速へのシフトダウン線及び２速から１速へのシフトダウン線についても同様であり、アクセルペダル３０の踏み込み量と走行速度とによって定まる点が各シフトダウン線を図の右方から左方へ横切ったときにそれぞれ対応するシフトダウンが行われる。
【００８０】
一方、図７は変速マップＳＤ２を示しており、アクセルペダル３０の踏み込み量と走行速度とに応じて、５速から４速へのシフトダウン線（４←５）、４速から３速へのシフトダウン線（３←４）、３速から２速へのシフトダウン線（２←３）及び２速から１速へのシフトダウン線（１←２）が設定されている。
この変速マップＳＤ２を使用した場合にも、変速マップＳＤ１の場合と同様にしてシフトダウンが行われるが、変速マップＳＤ２のシフトダウン線は、図７中に点線で示す変速マップＳＤ１のシフトダウン線に対し、それぞれ対応するシフトダウン線が走行速度の低速側にずれて設定されている。即ち、車両の減速走行に伴い走行速度が低下していくと、変速マップＳＤ１を用いた場合よりも、変速マップＳＤ２を用いた場合の方が各シフトダウンのタイミングが遅延することになる。
【００８１】
従って、前述のようにしてシフトダウン用の変速マップの切換制御が行われることにより、車両が所定の減速状態より急な減速状態にはないと判定した場合、もしくは走行中の登坂路の勾配が所定の勾配よりも急であると判定した場合に比べ、車両が所定の減速状態より急な減速状態にあると共に、走行中の登坂路の勾配が所定の勾配よりも急ではないと判定した場合の方がシフトダウンによる変速段切り換えのタイミングが遅延することになる。
【００８２】
言い換えれば、車両が所定の減速状態より急な減速状態にあると判定した場合には、走行中の登坂路の勾配が所定の勾配よりも急であると判定した場合を除き、車両が所定の減速状態より急な減速状態にないと判定した場合に比べてシフトダウンによる変速段切り換えのタイミングが遅延する。
図８は、車両の減速中において、入力回転数センサ３６が検出して出力する変速機８の入力回転数Ｎｉｎの変化の様子を一例として示すものである。また図８には、そのときの変速機８の出力側における実際の回転数、即ち出力回転数センサ３４が検出して出力する変速機８の出力側の回転数Ｎｏｕｔから目標変速段の変速比に基づいて得られる変速機８の入力側の換算回転数を仮想換算回転数Ｎｘとして示している。なお、出力側の回転数Ｎｏｕｔから得られた仮想換算回転数Ｎｘに含まれるものと考えられる高周波ノイズについては簡略化のため図示を省略している。
【００８３】
変速段の切り換え時には、使用中の変速段の選択を解除した後、電動機６の回転数同期制御により変速機８の入力回転数Ｎｉｎが仮想換算回転数Ｎｘとほぼ一致したときに目標変速段を選択すると、ギヤ鳴きやショックの発生を防止してスムーズに目標変速段を選択することができる。しかしながら、実際にはフィルタ部４０の遅れにより、フィルタ部４０が出力した出力回転数Ｎｏｆに基づく換算回転数Ｎｉｃが仮想換算回転数Ｎｘよりも遅れて変化するため、換算回転数Ｎｉｃは、図８中に二点鎖線で示すように仮想換算回転数Ｎｘよりも大きくなってしまう。
【００８４】
そこで本実施形態では、前述したようにして換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒで補正することにより、仮想換算回転数Ｎｘとほぼ一致する換算回転数Ｎｉｖを得るようにしている。
ところが、このようにして仮想換算回転数Ｎｘとほぼ一致する換算回転数Ｎｉｖを変速段切換制御に使用するようにしても、電動機６を制御して変速機８の入力回転数Ｎｉｎを換算回転数Ｎｉｖに近づける際に、図８中に一点鎖線で示すように、換算回転数Ｎｉｖに対して入力回転数Ｎｉｎのオーバシュートが発生してしまうため、このオーバシュートに起因してギヤ鳴きやショックが発生しやすくなる。
【００８５】
特に、車両減速時の変速段切り換えの場合には、減少していく換算回転数Ｎｉｖに入力回転数Ｎｉｎを一致させるように制御を行うため、急な減速であるほどオーバシュートの度合いは増大することになる。
しかしながら本実施形態では、上述したように、車両が所定の減速状態より急な減速状態にあるときには、シフトダウン用の変速マップを変速マップＳＤ１から変速マップＳＤ２に切り換えるようにしており、変速段切り換えのタイミングが遅延するようになっている。
【００８６】
即ち、車両が所定の減速状態より急な減速状態にないときには、例えば図８の時間ｔ１で変速段の切り換えの際の電動機６の回転数同期制御が行われるとすると、時間ｔ１では変速機８の入力回転数Ｎｉｎと換算回転数Ｎｉｖにほぼ等しい仮想換算回転数Ｎｘとの間にΔＮ１の回転数差がある。
一方、車両が所定の減速状態より急な減速状態にないときには、シフトダウン用の変速マップＳＤ１から変速マップＳＤ２への切り換えにより変速段切り換えのタイミングが遅延されるので、例えば時間ｔ１より遅い時間ｔ２で変速段の切り換えの際の電動機６の回転数同期制御が行われることになる。
【００８７】
換算回転数Ｎｉｖは目標変速段の変速比に対応する一方、入力回転数Ｎｉｎは切り換え前の変速段の変速比に対応するものであるため、換算回転数Ｎｉｖの方が入力回転数Ｎｉｎより減少の傾きが急になり、時間ｔ２において変速機８の入力回転数Ｎｉｎと換算回転数Ｎｉｖにほぼ等しい仮想換算回転数Ｎｘとの間の回転数差ΔＮ２はΔＮ１より小さくなる。
【００８８】
この結果、電動機６の回転数同期制御における変速機８の入力回転数の変動幅は、時間ｔ１のときより時間ｔ２のときの方が少なくなり、その分だけ入力回転数Ｎｉｎの換算回転数Ｎｉｖに対するオーバシュート量は減少する。
従って、車両が所定の減速状態より急な減速状態にある場合には、変速段切り換えのタイミングを遅延することによって、電動機６の回転数同期制御における入力回転数Ｎｉｎの換算回転数Ｎｉｖに対するオーバシュート量を抑制し、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となる。また、このようなオーバシュート量の抑制により、変速機８のシンクロ機構への負担も軽減され、シンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００８９】
また、変速機８の入力回転数Ｎｉｎを接近させるための換算回転数が仮想換算回転数Ｎｘに対してずれていると、このようなオーバシュート量の抑制を行っても、仮想換算回転数Ｎｘに対するオーバシュートは十分に抑制できない可能性がある。この点、本実施形態では、前述のようにして換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒで補正することにより、仮想換算回転数Ｎｘにほぼ一致する換算回転数Ｎｉｖを電動機６の回転数同期制御に用いるようにしているので、上記オーバシュート量の抑制と相俟って、より一層確実にギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができると共に、変速機８のシンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００９０】
更にシフトダウン用の変速マップの切換制御では、前述したように、車両が所定の勾配より急な勾配の登坂路を走行中であるときには、変速マップＳＤ１から変速マップＳＤ２への切り換えを行わず、変速段切り換えのタイミングを遅延しないようにしている。
このように変速マップの切換制御を行うことにより、急な勾配の登坂路における減速走行時に走行速度が低下して、再度車両を加速する必要が生じたときに、車両の加速のための変速段切り換えが遅延なく行われ、加速遅れに伴う車両のずり下がりの発生を防止することができる。
【００９１】
以上で本発明の一実施形態に係る車両用変速制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態は本発明をハイブリッド電気自動車に適用したものであったが、動力源をエンジンのみとする車両にも本発明を適用することが可能である。
この場合、図１の構成において電動機６がなくなってクラッチ４の出力軸が直接変速機８の入力軸に連結されると共に、電動機６の運転制御に必要なバッテリ１８、インバータ２０、インバータＥＣＵ２６、及びバッテリＥＣＵ２８が不要となる。そして、動力源がエンジン２のみとなることによって、変速機８の入力側における回転数の調整はエンジン２でしかできないため、変速段の切り換えはクラッチ４を切断することなく行われる。
【００９２】
即ち、変速段の切り換え要求がなされると、まずエンジン２を制御することによって変速機８に伝達されるトルクを０Ｎ・ｍとし、現在使用中の変速段の選択を解除して変速機８をニュートラル状態とする。次いで、変速機８の出力側の回転数と目標変速段の変速比とから求めた入力側の換算回転数と、変速機８の入力側の回転数とが一致するようにエンジン２を制御し、換算回転数と入力側の回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択する。
【００９３】
このときも、シフトダウン用の変速マップの切換制御を上記実施形態と同様に行うことによって、車両が所定の減速状態より急な減速状態にある場合には、変速段切り換えのタイミングを遅延させて、入力回転数Ｎｉｎの換算回転数Ｎｉｖに対するオーバシュート量を抑制し、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となると共に、変速機８のシンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００９４】
またこのときの、変速機８の出力側の回転数に基づく換算回転数Ｎｉｃの演算、及び走行加速度に応じた換算回転数Ｎｉｃの補正についても上記実施形態と同様にして行うことができ、上記実施形態と同様に、上記オーバシュート量の抑制と相俟って、より一足確実に目標変速段を選択する際のギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができる。
更に、この場合にはクラッチ４を切断することなく変速段の切り換えを行うので、迅速且つスムーズに変速段の切り換えを行うことができる。
【００９５】
このようなクラッチ４の切断を伴わない変速段の切り換えは、ハイブリッド電気自動車１を対象とした上記実施形態においても適用可能である。即ち、エンジン２及び電動機６を制御することによって変速機８に伝達されるトルクを０Ｎ・ｍとし、現在使用中の変速段の選択を解除して変速機８をニュートラル状態とする。次いで、変速機８の出力側の回転数と目標変速段の変速比とから求めた入力側の換算回転数と、変速機の入力側の回転数とが一致するように電動機６（もしくはエンジン２）を制御し、換算回転数と入力側の回転数とがほぼ一致したときに目標変速段を選択すればよい。
【００９６】
この場合も、シフトダウン用の変速マップの切換制御を上記実施形態と同様に行うことによって、車両が所定の減速状態より急な減速状態にある場合には、変速段切り換えのタイミングを遅延させて、入力回転数Ｎｉｎの換算回転数Ｎｉｖに対するオーバシュート量を抑制し、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となると共に、変速機８のシンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００９７】
またこのときの、変速機８の出力側の回転数に基づく換算回転数Ｎｉｃの演算、及び走行加速度に応じた換算回転数Ｎｉｃの補正についても上記実施形態と同様にして行うことができ、上記実施形態と同様に、上記オーバシュート量の抑制と相俟って、より一足確実に目標変速段を選択する際のギヤ鳴きやショックの発生を抑制することができる。
更に、この場合にはクラッチ４を切断することなく変速段の切り換えを行うので、迅速且つスムーズに変速段の切り換えを行うことができる。
【００９８】
また、動力源がエンジン２ではなく電動機６のみである場合でも、電動機６のトルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達されるようにした車両であれば、駆動源がエンジン２のみの場合と同様に本発明を適用して同様の作用効果を得ることができる。
更に、上記実施形態ではシフトダウン用の変速マップを切り換えることにより、変速段切り換えのタイミングを遅延するようにしたが、変速段切り換えのタイミングを遅延する方法はこれに限られるものではない。
【００９９】
例えば、シフトダウン用の変速マップは切り換えず、変速マップＳＤ１でアクセルペダル３０の踏み込み量と走行速度とによって定まる点がシフトダウン線を横切ってから所定時間経過後に、対応する変速段の切り換えを実行するようにして遅延させても良い。
また、上記実施形態では、フィルタ部４０でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆを換算回転数演算部４２で換算回転数Ｎｉｃに換算した後、換算回転数補正部４６で実加速度Ｇｒに応じて補正するようにしたが、フィルタ部４０でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆを実加速度Ｇｒに応じて補正した後に換算回転数に換算するようにしても良い。
【０１００】
この場合の出力回転数Ｎｏｆに対する補正量は、上記実施形態の換算回転数補正部４６における補正量Ｎｄと同様の関係で実加速度Ｇｒに応じて設定される。但し、補正の対象が換算回転数への換算前の出力回転数Ｎｏｆであることから、補正量の大きさは上記実施形態とは相違するものとなる。
このようにして、出力回転数Ｎｏｆを実加速度Ｇｒに応じて補正することにより、結果的に換算回転数Ｎｉｖは実加速度Ｇｒに応じて補正されたものとなり、上記実施形態と同様に変速機８の出力側における実際の回転数から得られる仮想換算回転数Ｎｘとほぼ一致する換算回転数Ｎｉｖを得ることができる。
【０１０１】
従って、変速制御部５４では、このようにして求められた換算回転数Ｎｉｖと、入力回転数センサ３６によって検出された入力回転数Ｎｉｎとが一致するように電動機６を制御し、換算回転数Ｎｉｖと入力回転数Ｎｉｎとの偏差が所定値（例えば数十ｒｐｍ）以下となって、換算回転数Ｎｉｖと入力回転数Ｎｉｎとがほぼ一致したときに目標変速段を選択することにより、ギヤ鳴きやショックを生じることなくスムーズに目標変速段の選択が行われ、シンクロ機構の負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【０１０２】
なお、この場合におけるシフトダウン用の変速マップの切換制御は上記実施形態と同様であり、車両が所定の減速状態より急な減速状態にある場合には、変速段切り換えのタイミングを遅延させて、入力回転数Ｎｉｎの換算回転数Ｎｉｖに対するオーバシュート量を抑制し、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となると共に、変速機８のシンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【０１０３】
また、上記実施形態では、変速機８の出力回転数を変速機８の入力側の回転数に対応した換算回転数に換算し、変速機８の入力回転数が換算回転数にほぼ一致したときに目標変速段を選択するようにしたが、変速機８の入力回転数を目標変速段の変速比に基づき変速機の出力側の回転数に対応した換算回転数に換算し、変速機の出力回転数が換算回転数にほぼ一致したときに目標変速段を選択するようにしても良い。
【０１０４】
このような変形例のブロック図を図９に示す。なお、図９では図３に示す上記実施形態のブロック図と共通する部分については同じ符号を付しており、上記実施形態における換算回転数演算部４２及び換算回転数補正部４６が、出力回転数補正部５０及び換算回転数演算部５２に置き換わっている。
ここでは上記実施形態と共通する部分についての説明は省略し、出力回転数補正部５０及び換算回転数演算部５２の機能を中心に説明する。
【０１０５】
出力回転数補正部５０は、フィルタ部４０でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆを、実加速度演算部４４で求められた実加速度Ｇｒに応じて補正して出力回転数Ｎｏｖを出力する。
出力回転数Ｎｏｆに対する補正量は、上記実施形態の換算回転数補正部４６における補正量Ｎｄと同様の関係で実加速度Ｇｒに応じて設定される。但し、補正の対象が換算回転数への換算前の出力回転数Ｎｏｆであることから、補正量の大きさは上記実施形態とは相違するものとなる。
【０１０６】
一方、換算回転数演算部５２は、入力回転数センサ３６で検出された変速機８の入力回転数Ｎｉｎを、目標変速段の変速比に基づき変速機８の出力側の回転数に対応した換算回転数Ｎｏｃに換算して出力する。
変速制御部４８は、出力回転数補正部５０から出力された出力回転数Ｎｏｖ及び換算回転数演算部５２から出力された換算回転数Ｎｏｃを受け、換算回転数Ｎｏｃが出力回転数Ｎｏｖに一致するように電動機６を制御して、換算回転数Ｎｏｃと出力回転数Ｎｏｖとの偏差が所定値（例えば数十ｒｐｍ）以下となり、換算回転数Ｎｏｃが出力回転数Ｎｏｖにほぼ一致したときに目標変速段を選択する。
【０１０７】
このようにすることにより、上記実施形態と同様に、ギヤ鳴きやショックを生じることなくスムーズに目標変速段の選択が行われ、シンクロ機構の負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
なお、この場合におけるシフトダウン用の変速マップの切換制御は上記実施形態と同様であり、車両が所定の減速状態より急な減速状態にある場合には、変速段切り換えのタイミングを遅延させて、換算回転数Ｎｏｃの出力回転数Ｎｏｖに対するオーバシュート量を抑制し、ギヤ鳴きやショックの発生を抑制することが可能となると共に、変速機８のシンクロ機構への負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【０１０８】
また、このような電動機６の回転数同期制御は、前述のように動力源をエンジン２或いは電動機６のみとした場合にも適用可能であって、同様の効果を得ることができる。
ところで上記実施形態では、車両が減速走行状態にない場合に、換算回転数を実加速度Ｇｒに応じて補正しないようにしたが、減速走行状態にない場合にも同様の補正を行うようにしても良い。この場合、変速段の切り換え開始前の走行加速度に応じて補正量を決定し、換算回転数をこの補正量の分だけ増大させるようにすればよい。
【０１０９】
なお、車両加速中における変速段切り換えの場合には、変速段切換時に駆動輪１６への駆動力の伝達が遮断されて車両の加速が行われなくなるため、換算回転数を実加速度Ｇｒに応じた補正量でそのまま補正してしまうと、前述したように過大に補正が行われ、かえって実際の回転数との整合性がとれなくなり、適正な変速段の切り換え制御を行うことができなくなるおそれがある。
【０１１０】
そこで、車両が減速走行状態にない場合にも換算回転数を実加速度Ｇｒに応じて補正するようにした場合には、変速段の切り換えのためにクラッチ４を遮断してから経過した時間に応じて補正量を変更するなどの処理が必要となる。また、エンジン２或いは電動機６のみを駆動源とする場合にはクラッチ４を接続したままで変速段の切り換えを行うため、変速段の切り換えのために変速機８をニュートラル状態としてから経過した時間に応じて補正量を変更する等の処理が必要となる。
【０１１１】
このようにして補正量を適正に設定するようにすれば、車両が減速走行状態にない場合にも換算回転数を実加速度Ｇｒに応じて補正することにより、ギヤ鳴きやショックを生じることなくスムーズに目標変速段の選択が行われ、シンクロ機構の負担を軽減してシンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
また、上記実施形態では実加速度Ｇｒに応じた補正量Ｎｄにより換算回転数Ｎｉｃを補正して換算回転数Ｎｉｖを得るようにしたが、車両の減速状態は車両を制動する際のブレーキ装置の制動力や、走行中の路面勾配などによっても変化することから、補正量Ｎｄを制動力や路面勾配などに応じて変更するようにしても良い。
【０１１２】
この場合、例えば制動力が大きいほど、或いは登坂路の登り勾配が急であるほど補正量Ｎｄが大きくなるように変更することにより、より一層精度良く換算回転数Ｎｉｖを仮想換算回転数Ｎｘに近づけることができる。
一方、上記変形例においても、フィルタ部４０から出力された出力回転数Ｎｏｆを実加速度Ｇｒに応じた補正量Ｎｄにより補正して出力回転数Ｎｏｖを得る際に、同様に補正量Ｎｄを制動力や路面勾配などに応じて変更するようにしても良い。これにより、より一足精度良く出力回転数Ｎｏｖを変速機８の出力側における実際の回転数に近づけることができる。
更に、上記実施形態では入力回転数センサ３６により電動機６の回転軸の回転数を変速機８の入力回転数として検出するようにしたが、これは電動機６の制御の際に電動機６の回転数情報が必要であることから、この回転数情報を得るために電動機６が元来有している回転数センサを利用したものである。従って、このような回転数センサとは別に変速機８の入力軸に入力回転数センサを設けるようにしても良い。但し、この場合には新たな回転数センサが必要となる。
【０１１３】
更に、上記実施形態では、変速機８から出力される駆動力がプロペラシャフト１０を介して駆動輪１６に伝達される車両に本発明を適用した。本発明はこのようなプロペラシャフト８を有する車両において特に有用ではあるが、プロペラシャフトを有していない車両においても本発明を適用することが可能であり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１４】
また、上記実施形態では本発明をハイブリッド電気自動車に適用した場合に、エンジン２をディーゼルエンジンとしたが、エンジンの形式はこれに限られるものではない。そして電動機６についても、上記実施形態では永久磁石式同期電動機としたが、電動機の形式もこれに限られるものではない。
更に、上記実施形態では、フィルタ部４０に一次遅れフィルタを用いるようにしたが、フィルタの形式はこれに限られるものではない。また、フィルタ部４０を有する場合に本発明は特に有効であるが、フィルタ部４０を設けない場合であっても、回転数同期制御におけるオーバシュート量を抑制することが可能であることから、同様の効果を得ることが可能である。
【０１１５】
また、上記実施形態では、変速機８が前進５段、後進１段の変速段を有するものとしたが、変速段の数はこれに限られるものではなく、複数の変速段のいずれかを選択した状態と、いずれの変速段も選択されずに駆動輪１６への駆動力の伝達が行われないニュートラル状態とが選択可能な変速機であればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る変速制御装置が搭載されたハイブリッド電気自動車の要部構成図である。
【図２】変速段切換制御の際の状況を示すタイムチャートである。
【図３】車両ＥＣＵにおいて変速段切換制御を行う部分のブロック図である。
【図４】実加速度Ｇｒと補正量Ｎｄとの関係を示すグラフである。
【図５】シフトダウン用変速マップの切換制御のフローチャートである。
【図６】シフトダウン用の変速マップＳＤ１を示す図である。
【図７】シフトダウン用の変速マップＳＤ２を示す図である。
【図８】車両の減速中における入力回転数Ｎｉｎ、仮想換算回転数Ｎｘ及び換算回転数Ｎｉｃの変化を示すグラフである。
【図９】図３の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１７】
２  エンジン（動力源）
６  電動機（駆動源）
８  変速機
１０  プロペラシャフト
１６  駆動輪
２２  車両ＥＣＵ（制御手段）
３４  出力回転数センサ（出力回転数検出手段）
３６  入力回転数センサ（入力回転数検出手段）
４０  フィルタ部（出力回転数検出手段）
４４  実加速度演算部（加速度検出手段）
【図１】
2008075718.tif 000003
【図２】
2008075718.tif 000004
【図３】
2008075718.tif 000005
【図４】
2008075718.tif 000006
【図５】
2008075718.tif 000007
【図６】
2008075718.tif 000008
【図７】
2008075718.tif 000009
【図８】
2008075718.tif 000010
【図９】
2008075718.tif 000011