(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生じることのない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４２により検出し、選択中の変速段から目標変速段への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、車両の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。【選択図】図３
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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、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として出力する出力回転数検出手段と、
上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段と、
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すると共に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して換算回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後、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
を備えたことを特徴とする車両用変速制御装置。
【請求項２】
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、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として出力する出力回転数検出手段と、
上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段と、
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対応した換算回転数に換算すると共に、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して補正出力回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後、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補正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
を備えたことを特徴とする車両用変速制御装置。
【請求項３】
上記車両の制動装置によって生じる制動力を検出する制動力検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記制動力検出手段が検出した制動力に応じて上記補正量を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用変速制御装置。
【請求項４】
上記エンジンの運転状態と上記変速機で選択中の変速段とに基づき演算した推定走行加速度と、上記加速度検出手段が検出した走行加速度との比較に基づく負荷度を検出する負荷度検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記負荷度検出手段が検出した負荷度に応じて上記補正量を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
【請求項５】
上記車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記勾配検出手段が検出した勾配に応じて上記補正量を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
【請求項６】
上記車両の積載量を検出する積載量検出手段を更に備え、
上記制御手段は、上記積載量検出手段が検出した積載量に応じて上記補正量を変更することを特徴とする請求項１乃至３及び５のいずれかに記載の車両用変速制御装置。
【請求項７】
上記車両は、プロペラシャフトを介して上記変速機から出力される駆動力を駆動輪に伝達する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選択中の変速段の変速比とから求めた入力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による変速段の切り換えで用いられ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。
【０００７】
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。
このため、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変速段の変速比とから求めた入力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しても、制御に使用した出力回転数と実際の出力回転数との間にずれがあるため、目標変速段を選択した際にギヤ鳴きが生じたりショックが発生したりするという問題がある。また、このような回転数のずれにより変速機のシンクロ機構にも負担がかかってしまうという問題も生じる。
【０００８】
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生じることのない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】
【０００９】
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、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として出力する出力回転数検出手段と、上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段と、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すると共に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して換算回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後、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ことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、入力回転数検出手段が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と共に、出力回転数検出手段が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出力回転数として出力する。
そして制御手段は、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すると共に加速度検出手段によって検出された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。
【００１１】
また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、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として出力する出力回転数検出手段と、上記車両の走行加速度を検出する加速度検出手段と、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対応した換算回転数に換算すると共に、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して補正出力回転数を求め、上記変速機をニュートラル状態とした後、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補正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ことを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、入力回転数検出手段が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と共に、出力回転数検出手段が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出力回転数として出力する。
そして制御手段は、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対応した換算回転数に換算すると共に、出力回転数検出手段が出力する出力回転数を加速度検出手段によって検出された走行加速度に応じた補正量により補正して補正出力回転数を求め、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補正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。
【００１３】
更に、上記いずれかの車両用変速制御装置において、上記車両の制動装置によって生じる制動力を検出する制動力検出手段を更に備え、上記制御手段は、上記制動力検出手段が検出した制動力に応じて上記補正量を変更することを特徴とする（請求項３）。
このように構成された車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正を行う際の補正量が制動力に応じて変化する。
【００１４】
即ち、出力回転数検出手段が出力する出力回転数から換算回転数を求めるようにした場合には、換算回転数が走行加速度に応じて補正されることになり、このときの補正量が制動力に応じて変化する。
一方、入力回転数検出手段が出力する入力回転数を用いて変速機の出力側の回転数に対応した換算回転数を求めるようにした場合には、出力回転数検出手段が出力する出力回転数が走行加速度に応じて補正されて補正出力回転数が求められ、このときの補正量が制動力に応じて変化する。
【００１５】
また、上記いずれかの車両用変速制御装置において、上記エンジンの運転状態と上記変速機で選択中の変速段とに基づき演算した推定走行加速度と、上記加速度検出手段が検出した走行加速度との比較に基づく負荷度を検出する負荷度検出手段を更に備え、上記変速制御手段は、上記負荷度検出手段が検出した負荷度に応じて上記補正量を変更することを特徴とする（請求項４）。
【００１６】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正が行われる際の補正量が負荷度に応じて変化する。
即ち、出力回転数検出手段が出力する出力回転数から換算回転数を求めるようにした場合には、換算回転数が走行加速度に応じて補正されることになり、このときの補正量が負荷度に応じて変化する。
【００１７】
一方、入力回転数検出手段が出力する入力回転数を用いて変速機の出力側の回転数に対応した換算回転数を求めるようにした場合には、出力回転数検出手段が出力する出力回転数が走行加速度に応じて補正されて補正出力回転数が求められ、このときの補正量が負荷度に応じて変化する。
或いは上記車両用変速制御装置において、上記車両が走行する路面の勾配を検出する勾配検出手段を更に備え、上記変速制御手段は、上記勾配検出手段が検出した勾配に応じて上記補正量を変更することを特徴とする（請求項５）。
【００１８】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正が行われる際の補正量が路面の勾配に応じて変化する。
即ち、出力回転数検出手段が出力する出力回転数から換算回転数を求めるようにした場合には、換算回転数が走行加速度に応じて補正されることになり、このときの補正量が路面の勾配に応じて変化する。
【００１９】
一方、入力回転数検出手段が出力する入力回転数を用いて変速機の出力側の回転数に対応した換算回転数を求めるようにした場合には、出力回転数検出手段が出力する出力回転数が走行加速度に応じて補正されて補正出力回転数が求められ、このときの補正量が路面の勾配に応じて変化する。
また、上記車両用変速制御装置において、上記車両の積載量を検出する積載量検出手段を更に備え、上記変速制御手段は、上記積載量検出手段によって検出された積載量に応じて上記補正量を変更することを特徴とする（請求項６）。
【００２０】
このように構成された車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正が行われる際の補正量が積載量に応じて変化する。
即ち、出力回転数検出手段が出力する出力回転数から換算回転数を求めるようにした場合には、換算回転数が走行加速度に応じて補正されることになり、このときの補正量が積載量に応じて変化する。
【００２１】
一方、入力回転数検出手段が出力する入力回転数を用いて変速機の出力側の回転数に対応した換算回転数を求めるようにした場合には、出力回転数検出手段が出力する出力回転数が走行加速度に応じて補正されて補正出力回転数が求められ、このときの補正量が積載量に応じて変化する。
更に、上記車両用変速制御装置において、上記車両は、プロペラシャフトを介して上記変速機から出力される駆動力を駆動輪に伝達することを特徴とする（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、変速機から出力される駆動力がプロペラシャフトを介して車両の駆動輪に伝達される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の車両用変速制御装置によれば、変速機で選択中の変速段から目標変速段への切り換えを行う際に、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されると共に加速度検出手段によって検出された走行加速度に応じた補正量により補正されて換算回転数が求められる。
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。
【００２４】
この結果、駆動源を制御して変速機の入力回転数が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すれば、ギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択することが可能となる。また、変速機のシンクロ機構の負担も軽減され、シンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
或いは、本発明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切り換えを行う際に、変速機の入力回転数が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されると共に、出力回転数検出手段が出力する変速機の出力回転数が走行加速度に応じた補正量により補正されて補正出力回転数が求められる。
【００２５】
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補正出力回転数を得ることができる。
この結果、駆動源を制御して換算回転数が補正出力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すれば、ギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択することが可能となる。また、変速機のシンクロ機構の負担も軽減され、シンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
また、請求項３の車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正を行う際の補正量が制動力に応じて変化する。
車両が加速中もしくは減速中であるときに変速段の切り換えのために変速機がニュートラル状態となると、変速機を介して駆動輪に伝達される駆動力或いは制動力が遮断されるため、変速機がニュートラル状態となる前と比べて変速機の出力側の回転数変化が異なったものとなる。また、駆動源と変速機との間にクラッチを有するような場合には、車両が加速中もしくは減速中であるときに変速段の切り換えのためにこのクラッチを切断した場合も、同様にクラッチが切断される前と比べて変速機の出力側の回転数変化が異なったものとなる。
【００２７】
一方、車両の走行加速度は走行速度の変化を演算して求めるのが一般的であり、車両の実際の加速状態や減速状態の変化に対して遅れて変化する上、出力回転数検出手段から出力される変速機の出力回転数を用いて走行加速度を求めるようにした場合には、走行加速度の変化が更に遅れてしまうことになる。
このため、例えば変速機がニュートラル状態となることによって変速機の出力側の回転数変化が異なったものとなっても、変速機がニュートラル状態となる前の走行加速度に応じて、出力回転数検出手段から出力される変速機の出力回転数から求めた換算回転数もしくは出力回転数が補正されてしまうことになる。
【００２８】
そこで、変速機を介した駆動力或いは制動力の伝達が遮断された後の車両の加減速の要素の１つである制動装置の制動力に応じて補正量を変更することにより、上述したような走行加速度検出値の変化遅れに伴う誤差を適正に修正することが可能となる。この結果、より一層確実に、ギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択することが可能となると共に、シンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００２９】
更に、請求項４の車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正が行われる際の補正量が負荷度に応じて変化する。
ここで用いられる負荷度は、エンジンの運転状態と選択中の変速段とに基づき演算した推定走行加速度と、検出された走行加速度との比較に基づくものであり、例えば路面の勾配や車両の積載量に応じて大きさが変化するものである。即ち、この負荷度も変速機がニュートラル状態となった後の車両の加減速の要素の１つとなる。
【００３０】
従って、変速機を介した駆動力或いは制動力の伝達が遮断された後の車両の加減速の要素の１つである負荷度に応じて補正量を変更することにより、上述したような走行加速度検出値の変化遅れに伴う誤差を適正に修正することが可能となる。この結果、より一層確実に、ギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択することが可能となると共に、シンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、請求項５の車両用変速制御装置によれば、走行加速度に応じた補正が行われる際の補正量が路面の勾配に応じて変化する。
従って、変速機を介した駆動力或いは制動力の伝達が遮断された後の車両の加減速の要素の１つである路面の勾配に応じて補正量を変更することにより、上述したような走行加速度検出値の変化遅れに伴う誤差を適正に修正することが可能となる。この結果、より一層確実に、ギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択することが可能となると共に、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、走行加速度に応じた補正が行われる際の補正量が積載量に応じて変化する。
従って、変速機を介した駆動力或いは制動力の伝達が遮断された後の車両の加減速の要素の１つである車両の積載量に応じて補正量を変更することにより、上述したような走行加速度検出値の変化遅れに伴う誤差を適正に修正することが可能となる。この結果、より一層確実に、ギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択することが可能となると共に、シンクロ機構の耐久性を向上させることができる。
【００３３】
また、請求項７の車両用変速制御装置によれば、変速機から出力される駆動力がプロペラシャフトを介して車両の駆動輪に伝達される。
変速機の出力がプロペラシャフトを介して駆動輪に伝達されるようにした場合には、路面から駆動輪を介して伝達される振動などに加え、プロペラシャフトのねじりに伴う振動の影響を受けて変速機の出力側の回転数が大きく振動しやすいため、より遅れの大きいフィルタが必要となる。従って、このような場合においてもギヤ鳴きやショックを発生することなくスムーズに目標変速段を選択できるようにする上で、本発明が特に有用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
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、エンジン２及び電動機６が本発明の駆動源に相当する。
【００３５】
この変速機８は、入力軸と出力軸との間に複数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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、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、及びハブリッド電気自動車１の制動を行うための図示しないブレーキ装置（制動装置）に供給されるブレーキ油圧を制動力として検出するブレーキ油圧センサ（制動力検出手段）４０などが接続されている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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、変速段切換制御に使用すると、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。
【００６２】
図３は、車両ＥＣＵ２２において上述したような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４２に入力される。このフィルタ部４２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４２が本発明の出力回転数検出手段に相当する。
【００６３】
フィルタ部４２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４４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４２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）４６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。
【００６４】
換算回転数演算部４４で求められた換算回転数Ｎｉｃと、実加速度演算部４６で求められた実加速度Ｇｒとは換算回転数補正部４８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４６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。
【００６５】
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。
【００６６】
車両が加速中の場合にもフィルタ部４２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。
【００６７】
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４６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。
【００６８】
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。このようにすることで、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を実加速度の変化に対応して変化させると共に、何らかの理由により過大な実加速度Ｇｒを誤検出したときに異常な補正量が設定されることを防止できる。
【００６９】
図５は、車両の減速中において換算回転数演算部４４が出力する換算回転数Ｎｉｃの変化の様子を一例として示すものである。また図５には、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が検出した出力側の回転数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省略している。
【００７０】
図５に示すように、時間ｔ２で変速段の切り換え制御によりクラッチ４が切断され、時間ｔ４で変速段の切り換え制御が終了してクラッチ４が接続されるとすると、時間ｔ２まではブレーキ装置の作動や上り坂の走行などのほか、エンジン２のエンジンブレーキによって車両が減速走行状態にある。このとき換算回転数Ｎｉｃは、フィルタ部４２の遅れによって仮想換算回転数Ｎｘの減少よりも遅れて減少していく。
【００７１】
例えば、時間ｔ１において仮想換算回転数Ｎｘと換算回転数Ｎｉｃとの間には差ΔＮ１が存在し、この差ΔＮ１は車両の減速の度合いが大きくなるほど、即ち負の走行加速度の絶対値が大きくなるほど拡大する。
前述したように、変速段の切り換えの際には電動機６を制御することによって、変速機８の入力側の回転数がこの仮想換算回転数Ｎｘにほぼ等しくなった時点で目標変速段を選択すると、ギヤ鳴きやショックを生じることがないが、実際に得られる換算回転数Ｎｉｃが仮想換算回転数ＮｘよりΔＮ１だけ大きいため、この換算回転数Ｎｉｃをそのまま変速段切換制御に使用するとギヤ鳴きやショックを生じることになる。
【００７２】
そこで、換算回転数Ｎｉｃからこの差の分を減じることにより仮想換算回転数Ｎｘに等しい換算回転数を得ようというのが換算回転数補正部４８の目的であり、差ΔＮ１は負の走行加速度の大きさに応じて変化することから、図４のような関係を予め定め、実加速度演算部４６で求められた実加速度Ｇｒに応じて補正量Ｎｄを設定するようにしているのである。
【００７３】
次に時間ｔ２でクラッチ４が切断されると、エンジンブレーキが駆動輪１６に作用しなくなるため、車両の減速の度合いは減少し、出力回転数センサ３４によって検出される出力側の回転数Ｎｏｕｔの変化が緩やかになる。このため、仮想換算回転数Ｎｘも時間ｔ２までの変化より緩やかに変化することになるが、換算回転数Ｎｉｃの方は仮想換算回転数Ｎｘよりも遅れて変化するため、例えば時間ｔ３では仮想換算回転数Ｎｘと換算回転数Ｎｉｃとの差はΔＮ２に減少する。
【００７４】
ここで、時間ｔ３においても時間ｔ２のときと同様に、換算回転数Ｎｉｃを差ΔＮ１で補正してしまうと、時間ｔ２までの減少度合いで仮想換算回転数Ｎｘがそのまま減少した場合を示す二点鎖線Ｎｘ”上の値となって、換算回転数Ｎｉｃは本来の仮想換算回転数Ｎｘよりもかなり小さい換算回転数に過剰に補正されてしまうことになる。
時間ｔ２からｔ４までの間の仮想換算回転数Ｎｘの減少度合いは、クラッチ４が切断されている状態で車両を積極的に減速させる要因であるブレーキ装置の作動状態や上り坂の勾配などによって変化し、例えばブレーキ装置による制動力が大きいほど、或いは上り坂の勾配が急であるほど、図中に矢印Ａで示す方向に仮想換算回転数Ｎｘの減少度合いが増大する。
【００７５】
即ち、図５に一点鎖線で示すような仮想換算回転数Ｎｘ’のときの方が実線で示す仮想換算回転数Ｎｘのときよりも、ブレーキ装置による制動力が大、或いは上り坂の勾配が急であって、時間ｔ３における換算回転数Ｎｉｃとの差ΔＮ３は仮想換算回転数Ｎｘと換算回転数Ｎｉｃとの差ΔＮ２より増大する。
換算回転数補正部４８ではこのような点に着目し、クラッチ４が切断されている状態において車両を積極的に減速させる要素であるブレーキ作動状態及び路面勾配に対応して、換算回転数Ｎｉｃに対する補正量Ｎｄを変更するようにしている。
【００７６】
このような変更を行うため、換算回転数補正部４８にはブレーキ油圧センサ４０が検出したブレーキ装置の油圧Ｐｂｒのほか、路面勾配に関する情報が入力される。
ブレーキ油圧Ｐｂｒはブレーキ装置によって車両に作用する制動力に対応するものであって、ブレーキ油圧Ｐｂｒが大きいほど制動力も大きくなる。従って、換算回転数補正部４８は、ブレーキ油圧Ｐｂｒに基づき、図６に示す関係から変更係数Ｋａを求め、この変更係数Ｋａを補正量Ｎｄの変更に使用する。
【００７７】
また、路面勾配に関する情報は、予測加速度演算部５０と負荷度演算部（負荷度検出手段）５２とによって求められる。
まず予測加速度演算部５０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Ｑｆｕ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Ｎｅｎｇと、変速段切り換え前の変速段の変速比とに基づき、水平な路面において所定の乗員が乗車した車両が発生すると予測される加速度を予測加速度Ｇｅとして演算し、負荷度演算部５２に送出する。
【００７８】
負荷度演算部５２は、予測加速度演算部５０で求められた予測加速度Ｇｅと、実加速度演算部４６で求められた実加速度Ｇｒとを用い、予測加速度Ｇｅから実加速度Ｇｒを減じた差分値を負荷度Ｌｄとして求める。
車両が走行する上り坂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が低下していくことから、この負荷度Ｌｄが増大するほど路面勾配が急であることを示すことになる。
【００７９】
また、同じ路面勾配であっても、車両の積載量が多い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が低下していくことから、負荷度Ｌｄが増大するほど車両の積載量が大であることを示すことになる。
そして、上り坂を走行している際の路面勾配が急であるほど、或いは車両積載量が大であるほど、変速段切換時の減速の度合いが増大することから、換算回転数補正部４８は、負荷度演算部５２によって求められた負荷度Ｌｄに基づき、図７に示す関係から変更係数Ｋｂを求め、この変更係数Ｋｂを補正量Ｎｄの変更に使用する。
【００８０】
こうして設定された変更係数Ｋａ及びＫｂによる補正量Ｎｄの変更は、変更係数Ｋａ及びＫｂのいずれか大きい方を選択し、選択された変更係数を補正量Ｎｄに乗算することによって行われる。そして、このようにして変更された補正量Ｎｄが換算回転数Ｎｉｃから減算されることにより実加速度Ｇｒに応じて補正された換算回転数Ｎｉｖが求められ、変速段の切り換え制御を行う変速制御部５４に送られる。
【００８１】
図６に示すように、変更係数Ｋａはブレーキ油圧Ｐｂｒに応じて０から１の値が設定されるようになっており、ブレーキ油圧Ｐｂｒが０Ｎ／ｍ２のとき、即ちブレーキ装置による制動が行われていないときには変更係数Ｋａの値が０となるようになっている。
また、図７に示すように、変更係数Ｋｂは負荷度Ｌｄに応じて０から１の値が設定されるようになっており、負荷度Ｌｄが０のときには変更係数Ｋｂの値が０となるようになっている。負荷度Ｌｄが０であるということは、車両が予測加速度演算部５０で求めた予測加速度Ｇｅで走行している状態を示しており、車両が水平な路面を走行していることになる。
【００８２】
従って本実施形態では、路面が水平であってブレーキ装置も作動しておらず、車両が減速していないときには、変更係数Ｋａ及びＫｂがいずれも０となることから、換算回転数Ｎｉｃに対する補正は行われず、換算回転数Ｎｉｖは換算回転数Ｎｉｃと同じ値となる。
即ち、変速段の切り換えでクラッチ４が切断されたときに車両が減速状態にない場合には、前述したように換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒに応じて補正してしまうと、換算回転数Ｎｉｃが過大に補正されてしまうことによって、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ことから、換算回転数Ｎｉｃを補正しないようにしているのである。
【００８３】
一方、例えばブレーキ装置によって減速が行われているような場合には、ブレーキ油圧Ｐｂｒが高いほど変更係数Ｋａの値が大きくなることから、換算回転数Ｎｉｃから減算される補正量はブレーキ油圧Ｐｂｒが高く制動力が大きいほど大きくなる。このとき、変速機８の出力側における実際の回転数に対応した仮想換算回転数Ｎｘも、前述したようにブレーキ油圧Ｐｂｒが高く制動力が大きいほど変化の度合いが増大するため、換算回転数演算部４４が出力する換算回転数Ｎｉｃとの差が拡大する。
【００８４】
従って、ブレーキ油圧Ｐｂｒが高いほど大きく換算回転数Ｎｉｃを低減するように補正することによって、ブレーキ装置による制動力の大小にかかわらず仮想換算回転数Ｎｘにほぼ一致した換算回転数Ｎｉｖを得ることができることになる。
また、車両が上り坂を走行して減速が行われているような場合には、路面勾配が急であって負荷度Ｌｄが大きいほど変更係数Ｋｂの値が大きくなることから、換算回転数Ｎｉｃから減算される補正量は路面勾配が急であるほど大きくなる。このとき、変速機８の出力側における実際の回転数に対応した仮想換算回転数Ｎｘも、前述したように路面勾配が急で減速の度合いが大であるほど変化の度合いが増大するため、換算回転数演算部４４が出力する換算回転数Ｎｉｃとの差が拡大する。
【００８５】
従って、負荷度Ｌｄが高いほど大きく換算回転数Ｎｉｃを低減するように補正することによって、路面勾配の大小にかかわらず仮想換算回転数Ｎｘにほぼ一致した換算回転数Ｎｉｖを得ることができることになる。
更に、同じ路面勾配であっても、車両減速時における減速の度合いは積載量が大であるほど大きくなるが、負荷度Ｌｄに応じた変更係数Ｋｂの設定にはこの点も加味されているため、車両の積載量の大小にもかかわりなく、仮想換算回転数Ｎｘにほぼ一致した換算回転数Ｎｉｖを得ることができる。
【００８６】
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。
【００８７】
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できる。
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。
【００８８】
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４２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に応じて補正すると共に、その補正量をブレーキ油圧Ｐｂｒ及び負荷度Ｌｄに応じて変更することによって、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。
【００８９】
以上のように、本実施形態ではフィルタ部４２から得られた変速機８の出力回転数Ｎｏｆを変速機８の入力側の回転数に対応した換算回転数Ｎｉｃに換算すると共に、実加速度Ｇｒに応じて補正することにより換算回転数Ｎｉｖを求めるようにしたので、換算回転数Ｎｉｖを仮想換算回転数Ｎｘとほぼ等しくすることが可能となる。
この結果、電動機６を制御して入力回転数Ｎｉｎが換算回転数Ｎｉｖに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。
【００９０】
そして、換算回転数Ｎｉｃを実加速度Ｇｒに応じて補正する際には、制動力を示すブレーキ油圧Ｐｂｒや路面勾配に対応した負荷度Ｌｄに応じて補正量を変更するようにしたので、変速段切り換えの際の車両の減速の度合いに応じて換算回転数Ｎｉｃが適正に補正され、確実にギヤ鳴きやショックの発生を防止して、スムーズな目標変速段の選択を実現することができる。
【００９１】
なお、本実施形態では路面勾配及び車両の積載量を負荷度Ｌｄにより統合的に把握し、負荷度Ｌｄに応じて変更係数Ｋｂを設定するようにしたが、路面勾配と車両の積載量とをそれぞれ個別に検出し、別個に変更係数を設定するようにしても良い。
この場合、路面勾配については、車両の傾斜角を直接計測する方法や車両の上下方向に作用する重力加速度の比率から求める方法など、種々知られている勾配センサ（勾配検出手段）によって検出し、路面勾配が大きいほど変更係数を大きく設定するようにすればよい。また、積載量についても車両のサスペンションのストロークから求める方法など、種々知られている積載量センサ（積載量検出手段）によって検出し、積載量が大きいほど変更係数を大きく設定するようにすればよい。
【００９２】
また、補正量Ｎｄに対する変更は、変更係数Ｋａ及びＫｂの大きい方を乗算することによって行うようにしたが、変更係数Ｋａ及びＫｂを共に補正量Ｎｄに乗算するようにして補正量Ｎｄを変更しても良い。
従って、路面勾配と積載量とを個別に検出して変更係数を個別に設定するようにした場合には、全ての変更係数の中から大きいものを選択して補正量Ｎｄに乗算しても良いし、全ての変更係数を補正量Ｎｄに乗算するようにしても良い。
【００９３】
更に、ブレーキ油圧Ｐｂｒに対応した変更係数Ｋａと負荷度Ｌｄに対応した変更係数Ｋｂとのいずれか一方のみを用いて補正量Ｎｄを変更するようにしても良いし、これら変更係数Ｋａ及びＫｂのほか、路面勾配に対応した変更係数と積載量に対応した変更係数との中から、いずれか１つ以上を用いて補正量Ｎｄを変更するようにしても良い。
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
このときも、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、ならびにブレーキ油圧Ｐｂｒや負荷度Ｌｄに応じた補正量Ｎｄの変更については上記実施形態と同様にして行うことができ、同様の作用効果を得ることができる。
また、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。
【００９７】
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。
【００９８】
この場合も、変速機の出力側の回転数に基づく換算回転数の演算、及び走行加速度に応じた換算回転数の補正、ならびにブレーキ油圧や負荷度に応じた補正量の変更については上記実施形態と同様にして行うことができ、同様の作用効果を得ることができる。
また、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。
【００９９】
更に、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。
また、上記実施形態では、フィルタ部４２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４４で換算回転数Ｎｉｃに換算した後、換算回転数補正部４８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４２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】
このような変形例のブロック図を図８に示す。なお、図８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４４及び換算回転数補正部４８が、出力回転数補正部５６及び換算回転数演算部５８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５６及び換算回転数演算部５８の機能を中心に説明する。
【０１０１】
出力回転数補正部５６は、フィルタ部４２でフィルタ処理を施されて出力された出力回転数Ｎｏｆを入力側の回転数に対応した換算回転数に換算する前に、実加速度演算部４６で求められた実加速度Ｇｒに応じて補正するものであって、出力回転数Ｎｏｆ及び実加速度Ｇｒのほか、ブレーキ油圧センサ４０が検出したブレーキ装置の油圧Ｐｂｒ及び負荷度演算部５２で求められた負荷度Ｌｄが入力される。
【０１０２】
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４８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。
また、実加速度Ｇｒに応じて設定された補正量は、上記実施形態と同様にして、ブレーキ油圧Ｐｂｒに応じて設定された変更係数Ｋａと、負荷度Ｌｄに応じて設定された変更係数Ｋｂとの大きい方が乗算されることによって変更された後、出力回転数Ｎｏｆから減算されて、補正出力回転数Ｎｏｃが求められる。
【０１０３】
出力回転数補正部５６で求められた補正出力回転数Ｎｏｃは換算回転数演算部５８に送られ、換算回転数演算部５８は目標変速段の変速比に基づき変速機８の入力側の回転数に対応した換算回転数Ｎｉｖを演算して変速制御部５４に出力する。
このように、出力回転数補正部５６で出力回転数Ｎｏｆが実加速度Ｇｒに応じて補正されると共に、その補正量がブレーキ油圧Ｐｂｒ及び負荷度Ｌｄに応じて変更されることにより、結果的に換算回転数演算部５８で求められる換算回転数Ｎｉｖは、実加速度Ｇｒに応じて補正されると共に、その補正量がブレーキ油圧Ｐｂｒ及び負荷度Ｌｄに応じて変更されることになる。
【０１０４】
そして、実加速度Ｇｒと補正量との関係、ブレーキ油圧Ｐｂｒ及び負荷度Ｌｄと変更係数Ｋａ及びＫｂとの関係は上記実施形態と同様であることから、このような補正量により補正及び変更係数Ｋａ及びＫｂによる補正量の変更を行うことによって、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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
なお、上記実施形態や変形例では、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。
【０１０７】
この場合には、上記変形例と同様にして変速機８の出力回転数Ｎｏｆを実加速度Ｇｒに応じて補正すると共に、この補正量をブレーキ油圧Ｐｂｒ及び負荷度Ｌｄに応じて変更するようにして補正出力回転数Ｎｏｃを求める。そして、入力回転数センサ３６で検出された入力回転数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に換算し、この換算回転数が補正出力回転数Ｎｏｃに一致するように電動機６を制御して、換算回転数と補正出力回転数Ｎｏｃとの偏差が所定値（例えば数十ｒｐｍ）以下となり、換算回転数が補正出力回転数Ｎｏｃにほぼ一致したときに目標変速段を選択する。
【０１０８】
このようにすることにより、上記実施形態や変形例と同様に、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、このような制御は、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。
【０１０９】
また、上記実施形態では、車両が減速走行状態にない場合には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。
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、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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４２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。
【０１１４】
また、上記実施形態では、ブレーキ装置による制動力としてブレーキ油圧を検出するようにしたが、制動力の大きさはブレーキ油圧に限られるものではなく、例えばブレーキ部樽に加えられる踏力を検出するようにしても良いし、種々知られている方法を採用することができる。
更に、ブレーキ装置も油圧式に限られるものではなく、例えば空気圧式のものでブレーキ装置を構成した場合には、空気圧を制動力として検出するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【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】車両の減速中における換算回転数Ｎｉｃ及び仮想換算回転数Ｎｘの変化を示すグラフである。
【図６】ブレーキ油圧Ｐｂｒと変更係数Ｋａとの関係を示すグラフである。
【図７】負荷度Ｌｄと変更係数Ｋｂとの関係を示すグラフである。
【図８】図３の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１６】
２  エンジン（動力源）
４  クラッチ
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  ブレーキ油圧センサ（制動力検出手段）
４２  フィルタ部（出力回転数検出手段）
４６  実加速度演算部（加速度検出手段）
５２  負荷度演算部（負荷度検出手段）
【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】
2008075716.tif 000008
【図７】
2008075716.tif 000009
【図８】
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