(57)【要約】      （修正有）【課題】走行する道路の勾配に係わらず、変速操作時における変速動作完了までの時間を短縮する。【解決手段】ハイブリッド車両の自動変速制御装置は、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る。機械式変速機１０の変速操作時に、そ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の回転速度をギヤ入れ可能な回転速度に近づくように電動機３１を制御する変速制御手段３６を備える。走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段３７と車両の加速又は減速を検出する加減速検出手段４０が設けられ、変速制御手段３６は、変速操作時に道路勾配検出手段３７が所定の範囲を外れる勾配を検出すると、加減速検出手段が検出する加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたオフセット回転速度にインプットシャフトの回転速度が近づくように電動機を制御する。【選択図】図１
2016113039.tif 000002
【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)を切断して前記機械式変速機(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変速操作時に、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近づくように前記電動機(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)と車両の加速又は減速を検出する加減速検出手段(40)が設けられ、
前記変速制御手段(36)は、変速操作時に前記道路勾配検出手段(37)が所定の範囲を外れる勾配を検出すると、前記加減速検出手段(40)が検出する加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたオフセット回転速度に前記インプットシャフト(2)の回転速度が近づくように前記電動機(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)がシンクロ機構(11,12)を有し、電動機(31)によるインプットシャフト(2)の回転速度がオフセット回転速度に達した後であっても、変速制御手段(36)は前記オフセット回転速度に達した前記インプットシャフト(2)の回転速度を所定時間維持させるように前記電動機(31)を制御する請求項１記載のハイブリッド車両の自動変速制御装置。
【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両においては、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、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。）。
【０００３】
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。）。
【０００４】
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、電動機によりインプットシャフトの回転速度をそのギヤ入れ可能な回転速度に一致させることが提案されている。
【０００５】
しかし、電動機によりインプットシャフトを回転駆動しても、そ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達するまでには、時間的なずれが生じることが知られている。このため、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には、それとともにアウトプットシャフトの回転速度も著しく低下することになり、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できない場合を生じさせる。
【０００６】
即ち、図１０に示すように、上り坂を走行中のように、車両の速度が著しく低下する状態においてシフトダウンを行う時には、クラッチを切断した後（ｔ１）、機械式変速機の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、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まで上昇させることになる（ｔ３）。
【０００７】
けれども、車両が上り坂を走行して、駆動車輪の回転速度が著しく低下する場合には、それとともにアウトプットシャフトの回転速度も著しく低下し、電動機による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達すると、時間的なずれにより、その時のギヤ入れ可能な回転速度は更に低下して、時間的にずれるインプットシャフトの実際の回転速度はギヤ入れ可能な回転速度を超えてしまうことになる。即ち、図１０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に対して、破線で示すインプットシャフトの実際の回転速度はそれよりも高くなってしまう。
【０００８】
このように、インプットシャフトの実際の回転速度がギヤ入れ可能な回転速度よりも高くなってしまうと、電動機によりインプットシャフトの回転速度をそのギヤ入れ可能な回転速度に一致させるように低下させても、更に低下するギヤ入れ可能な回転速度にそれを追いつかせることは困難となる。すると、両者は平行状態を保って、ギヤ入れ可能な回転速度にインプットシャフトの実際の回転速度が一致しない状態を生じさせる。このため、本来であれば図１０の破線で示すようにシフタロッドが移動してギヤ入れが完了（ｔ５）するのだけれども、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。
【０００９】
このような不具合を解消するために、本出願人は、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、ギヤ抜き後にインプットシャフトの回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待って機械式変速機のギヤ入れを行うようにすることを提案した（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【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
【特許文献３】特開２０１４−２０１１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、所定値以上の勾配の上り坂である場合に、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待つ上記従来のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、その変速が完了するまでの時間が比較的長くなり、変速操作の変速途中に上り坂で無くなった場合には、変速が完了できなくなるという未だ解決すべき課題が残存していた。
【００１２】
即ち、所定値以上の勾配の上り坂である場合に、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待つ従来のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、図９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、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）、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待つ（ｔ３）。そして、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が、インプットシャフトの回転速度に近づいた段階でギヤ入れ方向にシフタロッドを付勢するギヤ入れ動作（ｔ４）が行われ、それらが一致した段階で結合スリーブが摺動してギヤ入れを完了（ｔ５）させることになる。
【００１３】
すると、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待つギヤ抜き（ｔ２）からギヤ入れ動作（ｔ４）までの間の時間が、そのアウトプットシャフトの回転を電動機で強制的に制御する場合に比較して長くなる傾向にある。特に、そのギヤ抜き（ｔ２）からギヤ入れ動作（ｔ４）の間に登り坂でなくなった場合には、アウトプットシャフトの回転速度の低下率が減少し、ギヤ入れ可能な回転速度に達するまでの時間は更に長くなり、変速が完了するまでの時間が従来よりも延長されるという未だ解決すべき課外が残存していた。
【００１４】
また、そのギヤ抜き（ｔ２）からギヤ入れ動作（ｔ４）までの間に登り坂から下り坂になった場合には、アウトプットシャフトの回転速度は低下せずに、逆に上昇し、そのアウトプットシャフトの回転数がギヤ入れ可能な回転速度に達することはなくなり、変速を完了させることができないような問題も生じさせる。
【００１５】
更に、この従来のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、所定値以上の勾配の上り坂である場合に適用されるけれども、下り坂にあっても、迅速な変速操作の完了を求める要望は多い。
【００１６】
本発明の目的は、走行する道路の勾配に係わらず、変速操作時における変速動作完了までの時間を短縮し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機械式変速機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機械式変速機の変速操作時に、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近づく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と車両の加速又は減速を検出する加減速検出手段が設けられ、変速制御手段は、変速操作時に道路勾配検出手段が所定の範囲を外れる勾配を検出すると、加減速検出手段が検出する加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたオフセット回転速度にインプットシャフトの回転速度が近づくように電動機を制御するところにある。
【００１９】
機械式変速機がシンクロ機構を有する場合、電動機によるインプットシャフトの回転速度がオフセット回転速度に達した後であっても、変速制御手段はオフセット回転速度に達したインプットシャフトの回転速度を所定時間維持させるように電動機を制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
所定の範囲を外れる勾配の道路を走行する車両の変速操作にあっては、電動機による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するように制御しても、そのインプットシャフトの実際の回転速度がギヤ入れ可能な回転速度に一致するまでの時間的なずれにより、インプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度は更に変化し、そのギヤ入れ可能な回転速度に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できない場合を生じさせる。
【００２１】
本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、変速操作時に、そのようなずれが生じるおそれのある所定の範囲を外れる走行道路の勾配を検出すると、インプットシャフト２の回転速度をオフセット回転速度に近づけるように電動機を制御する。オフセット回転速度は、加減速検出手段が検出する加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたものであるので、変速操作時に電動機によりインプットシャフトを回転させ、そのインプットシャフトの回転速度がオフセット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。そして、両者が一致した段階でギヤ入れが行われる。これにより、インプットシャフトを回転させずに、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を待つ従来に比較して、比較的短時間にギヤ入れを完了させることが可能となる。
【００２２】
また、本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、電動機によりインプットシャフトを回転させ、そのインプットシャフトの回転速度がオフセット回転速度に達するとギヤ入れ動作が開始されることになる。そして、機械式変速機がシンクロ機構を有する場合には、ギヤ入れ動作が開始されると、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。このギヤ入れ動作の開始から摩擦力が発生までには所定時間必要なので、インプットシャフトの回転速度がオフセット回転速度に達した後であっても、インプットシャフトの回転速度をオフセット回転速度に所定時間維持させることにより、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オフセット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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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の構成図である。
【図２】その機械式変速機の構造を示す断面図である。
【図３】そのハイブリッド車両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】その動作におけるオフセット回転速度を求めるフローチャートである。
【図５】登坂時のシフトダウン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である。
【図６】降坂時のシフトダウン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５に対応する図である。
【図７】登坂から降坂に変わる時のシフトダウン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５に対応する図である。
【図８】通常時変速操作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である。
【図９】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５に対応する図である。
【図１０】別の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５に対応する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１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２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１）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。
【００２６】
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。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。
【００２７】
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２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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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１）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１）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。
【００３２】
図１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。
【００３３】
クラッチ２６は、図１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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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、及びＩ／Ｏポートなどを有するものが使用される。
【００３９】
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。
【００４０】
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、車両１００の加速又は減速を検出する加減速検出手段である加速度センサ４０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の回転速度情報等も入力される。
【００４１】
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１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。
【００４２】
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近づくように電動機３１を制御するように構成される。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。
【００４３】
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の変速操作時に道路勾配検出手段である勾配センサ３７が所定の範囲を外れる勾配を検出すると、ギヤ入れ可能な回転速度から加減速検出手段である加速度センサ４０が検出する加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたオフセット回転速度にインプットシャフト２の回転速度が近づくように電動機３１を制御するところにある。
【００４４】
即ち、本発明のハイブリッド車両用変速制御装置は、所定の範囲内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、所定の範囲を外れる勾配における上り坂又は下り坂の道路を走行する際に行う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。
【００４５】
ここで、非通常時変速制御にあっては、オフセット回転速度にインプットシャフト２の回転速度が近づくように電動機３１を制御することになるけれども、オフセット回転速度は、車両の加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたものである。このため、例えば、車両１００の速度が徐々に低くなる減速時であればギヤ入れ可能な回転速度から低い回転速度方向に所定値ずれたオフセット回転速度が設定され、車両１００の速度が徐々に高くなる加速時であればギヤ入れ可能な回転速度から高い回転速度方向に所定値ずれたオフセット回転速度が設定されることになる。そして、そのように設定されたオフセット回転速度にインプットシャフト２の回転速度が近づくように、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、電動機３１を制御することになる。
【００４６】
また、ギヤ入れ可能な回転速度とオフセット回転速度の差となる所定値とは、変動しない固定された固定値であり、少なくともシンクロ機構におけ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生じさせた場合、その摩擦力により所定値であるその回転速度差を無くすことができる範囲にある固定値とされる。けれども、この所定値は、シンクロ機構によりその回転速度差をなくすことができる限り、変数であっても良い。
【００４７】
そして、電動機３１により変速機１０のインプットシャフト２の回転速度が制御され、その電動機３１が回転駆動するインプットシャフト２の回転速度がオフセット回転速度に達し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ように構成される。
【００４８】
また、この実施の形態における機械式変速機１０がシンクロ機構を有するものであり、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度がオフセット回転速度に達し、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、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度をオフセット回転速度に一致させて所定時間維持させるように構成される。
【００４９】
ギヤ入れが開始されると、セレクト用エアシリンダ１６（図１）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１）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。
【００５０】
このため、所定時間とは、少なくとも、ギヤ入れが開始された時から、シンクロナイザリング１２がドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつけられて摩擦力が生じるまでの時間を僅かに超えるものであることが好ましい。
【００５１】
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。
【００５２】
この変速制御装置では、各種センサ３７，３８，３９，４０，４２，４４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８のｔ１）。図１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。
【００５３】
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が走行する道路の勾配が所定の範囲を外れる勾配であるか否かを判断する（図３のＳ０１）。ここで、所定の範囲を外れる勾配とは、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値や、水平方向に１００メータ走行した際に２メータ以上下るような値が例示される。そして、その道路の勾配が所定の範囲内であれば、通常時変速制御を開始する（図３のＳ０２）。
【００５４】
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８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２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）。
【００５５】
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、勾配が所定の範囲内の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、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２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）。
【００５６】
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２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。
【００５７】
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が走行する道路の勾配が所定の範囲を外れる勾配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）。
【００５８】
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５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）。そして、入力されたオフセット回転速度に（図３のＳ１４）、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Ｓ１５）。
【００５９】
ここで、オフセット回転速度の算出手順を説明すると、図４に示すように、制御ＥＣＵ３６は、ドライブシャフト１８の回転速度を入力し（Ｓ２１）、そ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先ず求める（Ｓ２２）。
【００６０】
次に、制御ＥＣＵ３６は、加速度センサ４０の検出出力である車両１００の加速度を入力し（Ｓ２３）、その加速度が正の値を示す加速であるか又はその加速度が負の値を示す減速であるかを判断する（Ｓ２４）。そして、その加速度が正の値である場合には、ギヤ入れ可能な回転速度に所定値を加え（Ｓ２５）、得られた値をオフセット回転速度として出力する（Ｓ２７）。逆に、制御ＥＣＵ３６は、車両１００の加速度が正でなくて負の値である場合には（Ｓ２４）、ギヤ入れ可能な回転速度から所定値を減じ（Ｓ２６）、得られた値をオフセット回転速度として出力する（Ｓ２７）。制御ＥＣＵ３６は、このように出力されたオフセット回転速度を入力し（図３のＳ１４）、そのオフセット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）。
【００６１】
上り坂を慣性走行する車両１００は減速してその加速度は負の値を示すので、オフセット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がオフセット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の回転速度はそのオフセット回転速度に向かって増加することになる。
【００６２】
このように、本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、所定の範囲を外れる走行道路の勾配を検出すると、変速操作時に、インプットシャフト２の回転速度をオフセット回転速度に近づけるように電動機を制御する。そして、オフセット回転速度は加減速検出手段が検出する加速又は減速に基づいてギヤ入れ可能な回転速度から回転速度が増加又減少する方向に所定値ずれたものであるので、インプットシャフト２の回転速度がオフセット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。
【００６３】
そして、インプットシャフト２の回転速度がオフセット回転速度に達すると（図３のＳ１６）、その後にギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフト２の回転速度に達することになるので、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２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。
【００６４】
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、オフセット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の回転速度がオフセット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。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、オフセット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）。
【００６５】
その後、ギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフト２の回転速度に近づき、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２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）。これにより登り坂におけるシフトダウンは完了し、インプットシャフトを回転させずに、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を待つ従来の自動変速制御装置に比較して、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】
次に、非通常時変速制御が下り坂における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６に示すように、制御ＥＣＵ３６は、通常時変速制御と同様に、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Ｓ１４）。
【００６７】
下り坂を慣性走行する車両は加速することになるので、この場合の加速度は正の値を示し、オフセット回転速度はギヤ入れ可能な回転速度より高い値となる。このため、下り坂における２速から１速へのシフトダウン時に、制御ＥＣＵ３６がオフセット回転速度に一致させるように電動機３１を制御する（Ｔ３）。
【００６８】
そして、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度がオフセット回転速度に達すると（図３のＳ１６）、その後にギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフト２の回転速度に達することになるので、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してギヤ入れを開始させる（Ｔ４）（図３のＳ１７）。すると、シフタロッド９とともに図２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。
【００６９】
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、オフセット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の回転速度がオフセット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。所定時間が経過して、摩擦力が付与された段階で、インプットシャフト２の回転を制御する電動機３１の駆動を停止させる（図３のＳ１８）。
【００７０】
その後、ギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフト２の回転速度に近づき、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２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、下り坂におけるシフトダウンが完了する（Ｔ５）（図３のＳ１９）。これにより変速は完了し、このような下り坂であっても、迅速な変速操作が可能となり、その変速に係る時間を短縮することができる。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。
【００７１】
また、次に、非通常時変速制御が登り坂における２速から１速へのシフトダウンであるけれども、そのシフトダウン制御の開始後であって完了前に、車両１００が下り坂を走行することになった場合を説明する。
【００７２】
すると、図７に示すように、通常時変速制御と同様に、先ず、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）。
【００７３】
上り坂である場合に車両１００は減速して加速度は負の値を示すので、オフセット回転速度はギヤ入れ可能な回転速度より低い値となる。このため、上り坂におけるシフトダウン時に、制御ＥＣＵ３６がオフセット回転速度に一致させるように電動機３１を制御する（Ｔ３）。すると、インプットシャフト２の回転速度は増加する。
【００７４】
ここで、車両１００の加速又は減速は常に検出しており（図４）、その加速又は減速により変化するオフセット値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制御している（図３のＳ１４〜Ｓ１６）。このため、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度がオフセット回転速度に達する以前に車両１００が下り坂を走行することになると、下り坂である場合に車両１００は加速してその加速度は正の値を示すので、上り坂から下り坂になって車両１００の加速度が正の値になった段階で、オフセット回転速度はギヤ入れ可能な回転速度より高い値に変化する。よって、上り坂から下り坂に変化するシフトダウン時に、制御ＥＣＵ３６がオフセット回転速度に一致させるように電動機３１を制御すると、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度はギヤ入れ可能な回転速度を超えて増加するようになる。
【００７５】
そして、電動機３１によるインプットシャフト２の回転速度がオフセット回転速度に達すると（図３のＳ１６）、その後にギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフト２の回転速度に達することになるので、この段階で、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してギヤ入れを開始させる（Ｔ４）（図３のＳ１７）。すると、シンクロ機構を構成するシンクロナイザリング１２がドッグギヤ１１のコーン面１１ｂに押しつられて摩擦力が生じ、その摩擦力が付与された段階で、インプットシャフト２の回転を制御する電動機３１の駆動を停止させる（図３のＳ１８）。
【００７６】
その後、ギヤ入れ可能な回転速度がインプットシャフト２の回転速度に近づき、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２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、上り坂から下り坂に変化するような場合におけるシフトダウンが完了する（ｔ５）（図３のＳ１９）。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。
【００７７】
従って、本発明におけるハイブリッド車両の自動変速制御装置は、走行する道路の勾配や、その勾配の走行中における変化に係わらず、変速操作時における変速動作完了までの時間を従来より短縮し得るものとなる。
【００７８】
なお、上述した実施の形態では、２速から１速へのシフトダウンである場合を説明したけれども、これは一例であって、このようなシフトダウン時に限られずに、ギヤ抜きを行った後に他の段のギヤにギヤ入れを行うシフトダウンやシフトアップの変速操作時の全てに適用できるものである。
【００７９】
また、上述した実施の形態では、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の回転速度からインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度を求める場合を説明したけれども、ギヤ入れ可能な回転速度は、車軸の回転速度を検出する車軸速センサの検出出力や、カウンタシャフト４の回転速度を検出する検出センサの検出出力から求めるようにしても良い。
【００８０】
また、上述した実施の形態では、所定の範囲を外れる勾配として、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勾配、及び水平方向に１００メータ走行した際に２メータ以上降るような勾配を例示した。けれども、所定の範囲を外れる勾配はこれに限定されず、通常時変速制御が困難となる勾配であれば良いものとされるものとする。
【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）
４０  加速度センサ（加減速検出手段）
１００  ハイブリッド車両
【図１】
2016113039.tif 000003
【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】
2016113039.tif 000009
【図８】
2016113039.tif 000010
【図９】
2016113039.tif 000011
【図１０】
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