ハイブリッド車両の変速制御装置
【課題】電動機のトルクを入力軸に迅速に付加でき、かつ変速機に設けられているシンクロ機構の負荷を低減可能なハイブリッド車両の変速制御装置を提供する。
【解決手段】マニュアル式の変速機１０を備えたハイブリッド車両１に適用される変速制御装置において、変速機１０に対してギア段の切り替えが要求された場合、まず最高段を目標ギア段に設定するとともに最高段の変速比に基づいて目標回転数を設定する。次に第２クラッチ３１を入力軸係合状態に切り替えて入力軸１１にトルクを付加するトルク付加処理を実行する。その後、目標ギア段が要求ギア段と一致しているか否か判定する判定処理を実行する。判定処理で不一致と判定した場合は第２クラッチ３１を入力軸係合状態に維持し、目標ギア段及び目標回転数を再設定する再設定処理を実行する。そして、目標ギア段と要求ギア段とが一致するまでトルク付加処理、判定処理、及び再設定処理を繰り返し実行する。
【解決手段】マニュアル式の変速機１０を備えたハイブリッド車両１に適用される変速制御装置において、変速機１０に対してギア段の切り替えが要求された場合、まず最高段を目標ギア段に設定するとともに最高段の変速比に基づいて目標回転数を設定する。次に第２クラッチ３１を入力軸係合状態に切り替えて入力軸１１にトルクを付加するトルク付加処理を実行する。その後、目標ギア段が要求ギア段と一致しているか否か判定する判定処理を実行する。判定処理で不一致と判定した場合は第２クラッチ３１を入力軸係合状態に維持し、目標ギア段及び目標回転数を再設定する再設定処理を実行する。そして、目標ギア段と要求ギア段とが一致するまでトルク付加処理、判定処理、及び再設定処理を繰り返し実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の入力軸にトルクを付加可能な電動機を備えたハイブリッド車両の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に設けられて入力軸にクラッチを介して内燃機関が接続され、かつ変速比が手動で変更されるマニュアル式の変速機と、変速機の入力軸にトルクを付加可能な電動機とが搭載された車両が知られている。このような車両の変速制御装置として、変速操作が行われた場合にまず予測した変速比に基づいて目標回転数を設定し、続いて実際の入力軸の回転数が目標回転数になるように電動機を制御し、その後予測した変速比が実際に変更された変速比と一致しない場合には電動機と入力軸との間のクラッチを解放する装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４５１０号公報
【特許文献３】特開平０９−０６５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、予測した変速比が実際の変速比と一致しない場合に変速機の入力軸と電動機とを切り離す。そのため、その後入力軸に電動機のトルクを付加する必要が生じた場合に入力軸と電動機とを再接続する必要があるため、入力軸へのトルクの付加が開始されるまで時間が掛かる可能性がある。また、特許文献１の装置では、予測した変速比が実際の変速比と一致しない場合には変速機に設けられているシンクロ機構にて回転数差が補償される。そのため、シンクロ機構に大きな負荷が掛かる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電動機のトルクを入力軸に迅速に付加でき、かつ変速機に設けられているシンクロ機構の負荷を低減可能なハイブリッド車両の変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両の変速制御装置は、互いに大きさが異なる変速比が設定された複数のギア段を有し、シフトレバーの操作にてギア段が切り替えられるマニュアル式の変速機と、前記変速機の入力軸にクラッチ手段を介して接続された電動機と、前記変速機の出力軸と動力伝達可能に接続された駆動輪と、を備え、前記変速機には、ギア段の切替時に切替後に使用されるギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が設けられているハイブリッド車両に適用される変速制御装置において、前記変速機に対してギア段の切り替えが要求された場合に、まず前記複数のギア段のうち変速比が最も小さいギア段を目標ギア段に設定するとともに設定した目標ギア段の変速比及び前記出力軸の回転数に基づいて目標回転数を設定する初期値設定処理を実行し、次に前記クラッチ手段を前記入力軸と前記電動機とが係合される係合状態に切り替えるとともに前記入力軸の回転数が前記目標回転数に調整されるように前記電動機から前記入力軸にトルクを付加するトルク付加処理を実行し、その後前記目標ギア段が前記変速機に対して要求されたギア段である要求ギア段と一致しているか否か判定する判定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段が不一致と判定された場合には前記クラッチ手段を前記係合状態に維持し、かつ前記複数のギア段のうち前記判定処理の実行時に前記目標ギア段に設定されていたギア段の次に変速比が小さいギア段を前記目標ギア段に再設定するとともに再設定した目標ギア段と前記出力軸の回転数に基づいて前記目標回転数を再設定する再設定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段とが一致していると判定されるまで前記トルク付加処理、前記判定処理、及び前記再設定処理を繰り返し実行する制御手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速制御装置によれば、目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合にはクラッチ手段を係合状態に維持するので、再度電動機のトルクを入力軸に付加する必要が生じた場合に迅速にトルクを付加することができる。また、本発明によれば、目標ギア段が要求ギア段と一致するまで電動機のトルクを入力軸に付加するので、シンクロ機構の負荷を低減できる。
【０００８】
本発明の変速制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記判定処理において前記入力軸の回転数が前記目標回転数より低い所定の判定値以上になったときに前記電動機による前記入力軸へのトルクの付加を停止するとともに前記入力軸の回転数と前記目標回転数との差である回転数差の時間微分値が所定の傾き判定値以下か否か判定し、前記再設定処理では前記判定処理にて前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定してもよい（請求項２）。周知のようにギア段の切り替えが行われるときには、シンクロ機構を介して出力軸の回転が入力軸に伝達されて入力軸の回転数同期が行われる。この際に目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合には入力軸の回転数は目標回転数を超えてさらに増加する。この場合、入力軸の回転数が目標回転数に近くても単位時間当たりの回転数差の変化量、いわゆる回転数差の傾きは大きいままである。周知のように回転数差の傾きは、回転数差の時間微分値である。一方、目標ギア段と要求ギア段とが一致している場合には入力軸の回転数は目標回転数とほぼ同じになる。そのため、回転数差の時間微分値は小さくなる。従って、回転数差の時間微分値に基づいて目標ギア段と要求ギア段とが一致しているか否か判定することができる。
【０００９】
この形態において、前記制御手段は、前記判定処理において前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下か否か判定するとともに前記回転数差の２階時間微分値が０未満か否か判定し、前記再設定処理では前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定され、かつ前記回転数差の２階時間微分値が０未満と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定してもよい（請求項３）。周知のように回転数制御では、回転数が目標回転数に到達した後暫くの間目標回転数を挟んで振動することが知られている。このように回転数が振動した場合、回転数と目標回転数との間の回転数差が増加から減少に転じる変曲点が生じる。そして、この変曲点では回転数差の２階時間微分値が０になる。また、回転数差が減少する場合には回転数差の２階時間微分値が０より大きくなる。そのため、目標ギア段と要求ギア段とが一致している場合には入力軸の回転数が目標回転数を挟んで振動し、回転数差の２階時間微分値が０以上になる。これに対して目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合には、上述したように入力軸の回転数は目標回転数を超えてさらに増加するので、回転数差の２階時間微分値は０未満になる。このように回転数差の２階時間微分値を用いても目標ギア段と要求ギア段とが一致しているか否か判定できる。この形態では、回転数差の時間微分値及び回転数差の２階時間微分値の両方を用いて目標ギア段と要求ギア段とが一致しているか否か判定するので、判定精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の変速制御装置によれば、目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合にはクラッチ手段を係合状態に維持するので、迅速にトルクを付加することができる。また、目標ギア段が要求ギア段と一致するまで入力軸にトルクを付加するので、シンクロ機構の負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る変速制御装置が組み込まれた車両を模式的に示す図。
【図２】変速機のシフトレバーのシフトパターンを示す図。
【図３】制御装置が実行する変速補助制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】図３に続くフローチャート。
【図５】変速補助制御ルーチンを実行して変速を行っているときの回転数差の時間変化の一例を示す図。
【図６】変速補助制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図７】変速時における入力軸の回転数の時間変化の一例を示す図。
【図８】図７の範囲Ａを拡大して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一形態に係る変速制御装置が組み込まれた車両を模式的に示している。この車両１は、走行用動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２及び電動機としてのモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称することがある。）３を備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、４つの気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。エンジン２には、エンジン２を始動するためのスタータ２ａが設けられている。ＭＧ３は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。ＭＧ３は、バッテリ４と電気的に接続されている。車両１には変速機１０が搭載され、エンジン２及びＭＧ３は変速機１０と接続されている。また、変速機１０には、車両１の駆動輪５に動力を出力するための出力部６も接続されている。出力部６は、出力ギア７と、駆動輪５に連結されたデファレンシャル機構８とを備えている。出力ギア７は、変速機１０の出力軸１２に一体回転するように取り付けられている。また、出力ギア７は、デファレンシャル機構８のケースに設けられたリングギア８ａと噛み合っている。デファレンシャル機構８は、伝達された動力を左右の駆動輪５に分配する周知のものである。
【００１３】
変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２とを備えている。入力軸１１と出力軸１２との間には、第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５及び後進ギア群ＧＲが設けられている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第５変速ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５は、ドライブギアとドリブンギアとが常時噛み合うように設けられている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４、第５変速ギア対Ｇ５の順に小さくなるように設定されている。後進ギア群ＧＲは、後進ドライブギア２３、中間ギア２４、及び後進ドリブンギア２５にて構成されている。
【００１４】
第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に支持されている。後進ドライブギア２３は、入力軸１１と一体に回転するように入力軸１１に固定されている。この図に示したようにこれらのギアは、後進ドライブギア２３、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、第５ドライブギア２１の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。第１〜第５ドリブンギア１４、１６、１８、２０、２２及び後進ドリブンギア２５は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。
【００１５】
入力軸１１には第１〜第４スリーブ２６〜２９が設けられている。第１〜第３スリーブ２６〜２８は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。第４スリーブ２９は、入力軸１１に対して相対回転可能かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。第１スリーブ２６及び第４スリーブ２９は、第１ドライブギア１３と後進ドライブギア２３との間に設けられている。第２スリーブ２７は、第２ドライブギア１５と第３ドライブギア１７との間に設けられている。第３スリーブ２８は、第４ドライブギア１９と第５ドライブギア２１との間に設けられている。
【００１６】
第１スリーブ２６は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２７は、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、第２ドライブギア１５及び第３ドライブギア１７のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第３スリーブ２８は、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、入力軸１１と第５ドライブギア２１とが一体に回転するように第５ドライブギア２１と噛み合う５速位置と、第４ドライブギア１９及び第５ドライブギア２１のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。なお、図示は省略したが入力軸１１には、第１〜第３スリーブ２６〜２８と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。
【００１７】
第４スリーブ２９は、中間ギア２４を回転可能に支持している。中間ギア２４は、第４スリーブ２９とともに軸線方向に移動する。第４スリーブ２９は、中間ギア２４が後進ドライブギア２３及び後進ドリブンギア２５のそれぞれと噛み合うリバース位置と、中間ギア２４と各ギア２３、２５との噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００１８】
この図に示すように入力軸１１には、第１クラッチ３０を介してエンジン２が接続されている。第１クラッチ３０は、エンジン２と入力軸１１との間で動力が伝達される係合状態と、その動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知のものである。第１クラッチ３０はクラッチペダル９にて操作される。第１クラッチ３０は、クラッチペダル９が踏まれた場合に解放状態に切り替わり、その踏み込みが解除されると係合状態に切り替わる。
【００１９】
ＭＧ３のロータ軸３ａには、クラッチ手段としての第２クラッチ３１と、中間部材３２とが設けられている。中間部材３２は、ロータ軸３ａに相対回転可能に支持されている。中間部材３２と出力軸１２との間には、常時噛み合い式のギア対３３が設けられている。ギア対３３は、出力軸１２に固定された第１ギア３４と、中間部材３２に固定されて第１ギア３４と噛み合う第２ギア３５とを備えている。第２クラッチ３１は、ロータ軸３ａと入力軸１１とが一体に回転するようにこれらを係合する入力軸係合状態と、ロータ軸３ａと中間部材３２とが一体に回転するようにこれらを係合する出力軸係合状態と、ロータ軸３ａが入力軸１１及び出力軸１２のいずれとも係合しない解放状態とに切り替え可能に構成されている。第２クラッチ３１としては、例えばロータ軸３ａに一体回転するスリーブを設け、そのスリーブの位置を切り替えて係合先を切り替える周知のクラッチを使用すればよい。
【００２０】
変速機１０の各スリーブ２６〜２９は、ドライバが操作するシフトレバー３６と接続されている。図２は、シフトレバー３６のシフトパターン３７を示している。シフトパターン３７は、この図の左右方向に延びるセレクト経路３８と、そのセレクト経路３８から図の上下方向に延びる７つのシフト経路３９とを備えている。シフトレバー３６は、これらセレクト経路３８及び各シフト経路３９を移動可能に設けられている。この図に示すように７つのシフト経路３９には、１速〜５速、後進Ｒ、及びＥＶ走行ＥＶが設定されている。なお、１速〜５速については周知のシフトパターンと同様に数字のみを示す。セレクト経路３８には、ニュートラルＮが設定されている。
【００２１】
このシフトパターン３７において、シフトレバー３６が１速に操作された場合、第１スリーブ２６が１速位置に、第２〜第４スリーブ２７〜２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が２速に操作された場合、第２スリーブ２７が２速位置に、第１、第３、第４スリーブ２６、２８、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が３速に操作された場合、第２スリーブ２７が３速位置に、第１、第３、第４スリーブ２６、２８、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が４速に操作された場合、第３スリーブ２８が４速位置に、第１、第２、第４スリーブ２６、２７、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が５速に操作された場合、第３スリーブ２８が５速位置に、第１、第２、第４スリーブ２６、２７、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が後進Ｒに操作された場合、第４スリーブ２９がリバース位置に、第１〜第３スリーブ２６〜２８がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶ又はニュートラルＮに操作された場合、第１〜第４スリーブ２６〜２９が解放位置に切り替わる。このようにシフトレバー３６と各スリーブ２６〜２９とは連動するように接続されている。そのため、変速機１０はドライバがシフトレバー３６を操作して変速を行う、いわゆるマニュアル式変速機として構成されている。
【００２２】
この車両１では、エンジン２、ＭＧ３、及び第２クラッチ３１の動作を制御することにより複数の走行モードが実現される。複数の走行モードとしては、エンジン２の動力で走行するエンジン走行モード、エンジン２及びＭＧ３の両方の動力で走行するＨＶ走行モード、ＭＧ３の動力のみで走行するＥＶ走行モードが設定されている。エンジン走行モード及びＨＶ走行モードは、シフトレバー３６が１速〜５速又は後進Ｒに操作された場合に実行される。なお、エンジン走行モードとＨＶ走行モードの切り替えは、車両１に要求される速度やトルク等に応じて適宜に行われる。ＥＶ走行モードは、シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶの位置に操作された場合に実行される。
【００２３】
エンジン走行モードでは、エンジン２が運転状態に切り替えられ、第２クラッチ３１が解放状態に切り替えられる。そして、変速機１０がドライバによって１速〜５速又は後進Ｒに適宜に切り替えられる。ＨＶ走行モードでは、エンジン走行モードの状態から第２クラッチ３１が入力軸係合状態又は出力軸係合状態に切り替えられる。そして、ＭＧ３を電動機として機能させる。ＥＶ走行モードでは、シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶに操作されるため上述したように第１〜第４スリーブ２６〜２９が解放位置に切り替えられる。また、エンジン２を停止させる。第２クラッチ３１は出力軸係合状態に切り替えられ、ＭＧ３を電動機として機能させる。
【００２４】
エンジン２、ＭＧ３、及び第２クラッチ３１の動作は、制御装置５０にて制御される。制御装置５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置５０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置５０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置５０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。例えば、クラッチペダル９が踏み込まれているときに信号を出力するクラッチペダルセンサ５１、車両１の速度に対応した信号を出力する車速センサ５２、及び入力軸１１の回転数に対応した信号を出力する入力軸回転数センサ５３等が接続されている。また、図２に示すように制御装置５０には、シフトレバー３６がニュートラルＮにあるか否かに対応した信号を出力するニュートラルセンサ５４、シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶにあるか否かに対応した信号を出力するＥＶ走行センサ５５、及びシフトレバー３６が後進Ｒにあるか否かに対応した信号を出力する後進センサ５６も接続されている。この他にも制御装置５０には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２５】
制御装置５０は、変速機１０に対して変速が要求された場合にその変速を補助する制御を実行する。周知のように変速時にはシンクロ機構にて入力軸１１の回転数と変速後に使用されるドライブギアの回転数との同期が行われる。この制御では、変速時にＭＧ３から入力軸１１にトルクを付加し、この回転数の同期を補助する。図３及び図４は、制御装置５０がこのように変速を補助するために実行する変速補助制御ルーチンを示している。なお、図４は図３に続くフローチャートである。この制御ルーチンは車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは、制御装置５０が実行する他のルーチンと並行に実行される。
【００２６】
この制御ルーチンにおいて制御装置５０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、例えば入力軸１１の回転数及び車両１の速度等が取得される。次のステップＳ１２において制御装置５０は、車両１がフリーラン走行中か否か判定する。フリーラン走行とは、変速機１０の各スリーブ２６〜２９が解放位置であるとともに第２クラッチ３１が入力軸接続状態又は解放状態であり、駆動輪５がエンジン２及びＭＧ３から切り離されて車両１が惰性で走行している走行状態を示す。フリーラン走行中ではないと判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、フリーラン走行中と判定した場合にはステップＳ１３に進み、制御装置５０はクラッチペダル９が踏み込まれるクラッチ遮断操作が行われたか否か判定する。この判定は、クラッチペダルセンサ５１の出力信号を参照して行えばよい。クラッチ遮断操作が行われていないと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。一方、クラッチ遮断操作が行われたと判定した場合にはステップＳ１４に進み、制御装置５０は所定の入力軸接続条件が成立したか否か判定する。入力軸接続条件は、例えばＭＧ３を出力軸１２と接続できず、かつシフトレバー３６がニュートラルＮ、ＥＶ走行ＥＶ、又は後進Ｒの位置に無い場合に成立したと判定される。ＭＧ３を出力軸１２と接続できない場合とは、例えば車両１が高速で走行中の場合等が設定される。また、シフトレバー３６がニュートラルＮ、ＥＶ走行ＥＶ、又は後進Ｒの位置に無い場合とは、シフトレバー３６が１速〜５速のいずれかのシフト経路３９に動かされたことを示す。すなわち、変速機１０に対して１速〜５速のいずれかへの変速が要求されたことを示している。入力軸接続条件が不成立と判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、入力軸接続条件が成立したと判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置５０は第２クラッチ３１を入力軸係合状態に切り替えてＭＧ３と入力軸１１とを接続する。続くステップＳ１６において制御装置５０は、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔ及び目標回転数Ｎｉｎ＿ｔのそれぞれの初期値を設定する。目標回転数Ｎｉｎ＿ｔは、変速時にＭＧ３で制御すべき入力軸１１の回転数である。なお、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔには、初期値として変速機１０の最高段すなわち５速が設定される。また、目標回転数Ｎｉｎ＿ｔは、出力軸１２の回転数及び５速の変速比に基づいて算出される。
【００２９】
次のステップＳ１７において制御装置５０は、入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔから目標補正値Ｎ１を引いた値（以下、この値を判定値と称することがある。）未満か否か判定する。目標補正値Ｎ１は、入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達する前にＭＧ３から入力軸１１へのトルクの付加を停止するために設定される値である。目標補正値Ｎ１は、現在の車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔに基づいて設定される。なお、目標補正値Ｎ１は、例えば予め実験や数値計算等により車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと目標補正値Ｎ１との関係を求めて制御装置５０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップを用いて設定すればよい。入力軸回転数Ｎｉｎが判定値以上と判定した場合にはステップＳ１８及びＳ１９をスキップしてステップＳ２０に進む。一方、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満と判定した場合にはステップＳ１８に進み、制御装置５０はＭＧ正トルク付加制御を実行する。このＭＧ正トルク付加制御では、入力軸回転数Ｎｉｎが上述した判定値になるようにＭＧ３から入力軸１１に正トルクを付加する。なお、正トルクとはエンジン２の回転方向に入力軸１１が回転するトルクである。次のステップＳ１９において制御装置５０は、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値以上か否か判定する。入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満と判定した場合にはステップＳ１７に戻る。
【００３０】
一方、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値以上と判定した場合にはステップＳ２０に進み、制御装置５０はＭＧ３から入力軸１１へのトルクの付加を停止する。次のステップＳ２１において制御装置５０は、目標回転数Ｎｉｎ＿ｔから現在の入力軸回転数Ｎｉｎを引いた値である回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２以下か否か判定する。図５は、この変速補助制御ルーチンを実行して変速を行っているときの回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間変化の一例を示している。この図には、変速機１０が５速に変速されたとき、及び変速機１０が４速に変速されたときの回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間変化をそれぞれ示す。なお、実線が５速に変速されたときの時間変化を示し、破線が４速に変速されたときの時間変化を示している。この図では時刻Ｔ１において変速機１０の変速が行われる。上述したようにこの制御では、目標ギア段には初期値として５速が設定される。そのため、実際に５速に変速された場合には、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満になったときには実線で示したように回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の単位時間当たりの変化量が小さくなる。これに対して実際には４速に変速された場合には、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満になっても破線で示したように回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の単位時間当たりの変化量は大きいままである。回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値とは、この回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の傾きである。そのため、この図から明らかなように実際のギア段と目標ギア段とが一致していた場合には回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の微分値は小さくなり、実際のギア段と目標ギア段とが異なっていた場合には回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の微分値は大きくなる。傾き判定値Ｎ２は、実際のギア段と目標ギア段とが一致しているか否かを判定するために設定される。傾き判定値Ｎ２は、現在の車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔに基づいて設定される。なお、傾き判定値Ｎ２は、例えば予め実験や数値計算等により車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと傾き判定値Ｎ２との関係を求めて制御装置５０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップを用いて設定すればよい。
【００３１】
回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２より大きいと判定した場合にはステップＳ２２をスキップしてステップＳ２３に進む。一方、回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２以下と判定した場合にはステップＳ２２に進み、制御装置５０は目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔ及び目標回転数Ｎｉｎ＿ｔを変更する。なお、この処理では、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔをそれまで設定していたギア段よりも１つ小さいギア段に変更する。例えば、それまで５速が設定されていた場合には４速に変更される。目標回転数Ｎｉｎ＿ｔは、変更後の目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと出力軸１２の回転数とに基づいて設定される。
【００３２】
次のステップＳ２３において制御装置５０は、クラッチペダル９の踏み込みが解除されるクラッチ係合操作が行われたか否か判定する。クラッチ係合操作が行われていないと判定した場合にはステップＳ１７に戻り、クラッチ係合操作が行われるまでステップＳ１７〜Ｓ２３の処理を繰り返し実行する。一方、クラッチ係合操作が行われたと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
以上に説明したように本発明によれば、まず５速を目標ギア段に設定するので、ＭＧ３から入力軸１１に付加すべきトルクを低減できる。そして、実際のギア段が目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと異なる場合には第２クラッチ３１を解放せず、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔを変更して入力軸１１にさらにトルクを付加する。そのため、入力軸１１に迅速にトルクを付加することができる。また、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔが実際のギア段と一致するまで入力軸１１の回転数同期を補助することができる。従って、シンクロ機構に掛かる負荷を低減できる。
【００３４】
周知のように入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達するまでトルクを付加すると、入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達した後にさらに大きくなる可能性がある。この場合、入力軸１１の回転数を目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに合わせようとして回転数が振動する。これに対して本発明では、入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達する前に入力軸１１へのトルクの付加を停止する。そのため、入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達した後に回転数が振動することを軽減できる。
【００３５】
なお、変速補助制御ルーチンを実行することにより制御装置５０が本発明の制御手段として機能する。また、ステップＳ１６が本発明の初期値設定処理に相当し、ステップＳ１８が本発明のトルク付加処理に相当する。さらにステップＳ１９〜Ｓ２１が本発明の判定処理に相当し、ステップＳ２２が再設定処理に相当する。
【００３６】
図６を参照して変速補助制御ルーチンの変形例について説明する。なお、図６ではこの変形例の制御ルーチンの一部を示す。この変形例では、上述した変速補助制御ルーチンと比較してステップＳ２１とステップＳ２２との間にステップＳ３０、Ｓ３１が追加されている点が異なり、その以外は同じである。そのため、同じ処理には同じ符号を付して説明を省略する。この図ではステップＳ２０以降の処理を示す。この変形例でもステップＳ２０より前の処理は図３が参照される。
【００３７】
上述したように変速機１０の各スリーブ２６〜２９はシフトレバー３６と連動するように接続されている。そのため、各スリーブ２６〜２９が動く速度はドライバがシフトレバー３６を操作する力（以下、シフト操作力と称することがある。）の大きさや操作する速度（以下、シフト操作速度と称することがある。）に応じて変化する。図７は、変速時における入力軸１１の回転数の時間変化の一例を示している。なお、この図の実線ＳＬ１〜ＳＬ３はシフト操作力が小さいときの入力軸１１の回転数の時間変化を示し、破線ＢＬ１〜ＢＬ３はシフト操作力が大きいときの入力軸１１の回転数の時間変化を示している。また、この図の回転数Ｎｉｎ＿５ｔｈは目標ギア段が５速のときの目標回転数を、回転数Ｎｉｎ＿４ｔｈは目標ギア段が４速のときの目標回転数を、回転数Ｎｉｎ＿３ｒｄは目標ギア段が３速のときの目標回転数をそれぞれ示している。
【００３８】
シフト操作力が大きい場合は、シンクロ機構のシンクロリングがドライブギアのコーン部に押し付けられる力（以下、押付力と称することがある。）が大きい。そのため、この図に破線ＢＬ１〜ＢＬ３で示したように入力軸回転数が速やかに上昇する。一方、シフト操作力が小さい場合はこの押付力が小さいため、図に実線ＳＬ１〜ＳＬ３で示したように入力軸回転数がゆっくりと上昇する。このように変速時における入力軸回転数の時間変化は、シフト操作力に応じて変化する。シフト操作力が大きく入力軸１１の回転数が速やかに上昇した場合、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと実際のギア段とが一致していても回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の傾きが大きくなる可能性がある。そのため、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと実際のギア段とが一致しているか否かを回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値のみで判定すると誤判定するおそれがある。そこで、この変形例ではシフト操作力やシフト操作速度を考慮して目標ギア段を変更すべきか否か判定する。
【００３９】
この変形例の変速補助制御ルーチンにおいて制御装置５０は、ステップＳ２１までは図３に示した制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ２１において回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２以下と判定した場合にはステップＳ３０に進み、制御装置５０は入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上か否か判定する。入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ未満の場合には入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上になるまでこの処理を繰り返し実行する。入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上の場合にはステップＳ３１に進み、制御装置５０は入力軸回転数Ｎｉｎが振動しているか否か判定する。図８は図７の範囲Ａを拡大して示している。なお、この図では実線ＳＬ３の図示を省略した。この図に示したように目標ギア段と実際のギア段とが一致している場合、入力軸回転数Ｎｉｎは目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達した後に振動する。この振動は１速〜５速のいずれのギア段においても同様に生じる。そのため、この振動が検出された場合には目標ギア段と実際のギア段とが一致していると判断できる。入力軸回転数Ｎｉｎが振動している場合には、入力軸回転数Ｎｉｎが増加から減少に転じる変曲点が生じる。そこで、この処理では入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上の所定の回転数範囲内にあるときに以下の式（１）を用いて入力軸回転数Ｎｉｎが振動しているか否か判定する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
この式（１）に示すように、回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の２階時間微分値が０未満の場合は変曲点が生じていない。そのため、入力軸回転数Ｎｉｎが振動していないと判定できる。なお、所定の回転数範囲としては例えば図８に示すように目標回転数Ｎｉｎ＿ｔとその目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに所定値αを加えた範囲上限値Ｎｉｎ＿ｔ＋αとの間が設定される。所定値αには、範囲上限値Ｎｉｎ＿ｔ＋αが入力軸回転数Ｎｉｎの振動時の上限値よりも若干高くなるように適宜に設定すればよい。
【００４２】
入力軸回転数Ｎｉｎが振動していると判定した場合にはステップＳ２３に進む。一方、入力回転数Ｎｉｎが振動していないと判定した場合にはステップＳ２２に進む。ステップＳ２２又はＳ２３以降は、図３、図４に示した変速補助制御ルーチンと同様に処理を進める。
【００４３】
この変形例では、目標ギア段が実際のギア段と一致しているか否かを回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の２階時間微分値を用いても判定する。そのため、ドライバのシフト操作力の大小のバラツキに基づく目標ギア段の誤判定を防止できる。このように判定精度を向上させることによりシンクロ機構の負荷をさらに軽減することができる。
【００４４】
なお、この変形例では、ステップＳ１９〜２１、Ｓ３０、及びＳ３１が本発明の判定処理に相当する。
【００４５】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される変速機は最高段が５速の変速機に限定されない。本発明は４速又は６速が最高段の変速機に適用してもよい。この場合、目標ギア段の初期値にはそれらの変速機の最高段が設定される。すなわち、最高段が６速の変速機であれば目標ギア段の初期値には６速が設定される。
【００４６】
本発明に設けられる変速機のシンクロ機構は、キー式シンクロメッシュ機構に限定されない。本発明に設けられる変速機には、変速時に摩擦力を利用して回転軸とギアとの同期を行う種々のシンクロ機構を設けてよい。また、変速機は、シンクロ機構が入力軸に設けられた変速機に限定されない。例えば、各ドライブギアが入力軸に一体回転するように設けられるとともに各ドリブンギアが出力軸に相対回転可能に支持され、かつ出力軸とドリブンギアとの間にシンクロ機構が設けられた変速機であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ 車両
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
５ 駆動輪
１０ 変速機
１１ 入力軸
１２ 出力軸
３１ 第２クラッチ（クラッチ手段）
３６ シフトレバー
５０ 制御装置（制御手段）
Ｎ２ 傾き判定値
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機の入力軸にトルクを付加可能な電動機を備えたハイブリッド車両の変速制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と駆動輪との間の動力伝達経路中に設けられて入力軸にクラッチを介して内燃機関が接続され、かつ変速比が手動で変更されるマニュアル式の変速機と、変速機の入力軸にトルクを付加可能な電動機とが搭載された車両が知られている。このような車両の変速制御装置として、変速操作が行われた場合にまず予測した変速比に基づいて目標回転数を設定し、続いて実際の入力軸の回転数が目標回転数になるように電動機を制御し、その後予測した変速比が実際に変更された変速比と一致しない場合には電動機と入力軸との間のクラッチを解放する装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２１３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７４５１０号公報
【特許文献３】特開平０９−０６５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、予測した変速比が実際の変速比と一致しない場合に変速機の入力軸と電動機とを切り離す。そのため、その後入力軸に電動機のトルクを付加する必要が生じた場合に入力軸と電動機とを再接続する必要があるため、入力軸へのトルクの付加が開始されるまで時間が掛かる可能性がある。また、特許文献１の装置では、予測した変速比が実際の変速比と一致しない場合には変速機に設けられているシンクロ機構にて回転数差が補償される。そのため、シンクロ機構に大きな負荷が掛かる可能性がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電動機のトルクを入力軸に迅速に付加でき、かつ変速機に設けられているシンクロ機構の負荷を低減可能なハイブリッド車両の変速制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両の変速制御装置は、互いに大きさが異なる変速比が設定された複数のギア段を有し、シフトレバーの操作にてギア段が切り替えられるマニュアル式の変速機と、前記変速機の入力軸にクラッチ手段を介して接続された電動機と、前記変速機の出力軸と動力伝達可能に接続された駆動輪と、を備え、前記変速機には、ギア段の切替時に切替後に使用されるギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が設けられているハイブリッド車両に適用される変速制御装置において、前記変速機に対してギア段の切り替えが要求された場合に、まず前記複数のギア段のうち変速比が最も小さいギア段を目標ギア段に設定するとともに設定した目標ギア段の変速比及び前記出力軸の回転数に基づいて目標回転数を設定する初期値設定処理を実行し、次に前記クラッチ手段を前記入力軸と前記電動機とが係合される係合状態に切り替えるとともに前記入力軸の回転数が前記目標回転数に調整されるように前記電動機から前記入力軸にトルクを付加するトルク付加処理を実行し、その後前記目標ギア段が前記変速機に対して要求されたギア段である要求ギア段と一致しているか否か判定する判定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段が不一致と判定された場合には前記クラッチ手段を前記係合状態に維持し、かつ前記複数のギア段のうち前記判定処理の実行時に前記目標ギア段に設定されていたギア段の次に変速比が小さいギア段を前記目標ギア段に再設定するとともに再設定した目標ギア段と前記出力軸の回転数に基づいて前記目標回転数を再設定する再設定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段とが一致していると判定されるまで前記トルク付加処理、前記判定処理、及び前記再設定処理を繰り返し実行する制御手段を備えている（請求項１）。
【０００７】
本発明の変速制御装置によれば、目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合にはクラッチ手段を係合状態に維持するので、再度電動機のトルクを入力軸に付加する必要が生じた場合に迅速にトルクを付加することができる。また、本発明によれば、目標ギア段が要求ギア段と一致するまで電動機のトルクを入力軸に付加するので、シンクロ機構の負荷を低減できる。
【０００８】
本発明の変速制御装置の一形態において、前記制御手段は、前記判定処理において前記入力軸の回転数が前記目標回転数より低い所定の判定値以上になったときに前記電動機による前記入力軸へのトルクの付加を停止するとともに前記入力軸の回転数と前記目標回転数との差である回転数差の時間微分値が所定の傾き判定値以下か否か判定し、前記再設定処理では前記判定処理にて前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定してもよい（請求項２）。周知のようにギア段の切り替えが行われるときには、シンクロ機構を介して出力軸の回転が入力軸に伝達されて入力軸の回転数同期が行われる。この際に目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合には入力軸の回転数は目標回転数を超えてさらに増加する。この場合、入力軸の回転数が目標回転数に近くても単位時間当たりの回転数差の変化量、いわゆる回転数差の傾きは大きいままである。周知のように回転数差の傾きは、回転数差の時間微分値である。一方、目標ギア段と要求ギア段とが一致している場合には入力軸の回転数は目標回転数とほぼ同じになる。そのため、回転数差の時間微分値は小さくなる。従って、回転数差の時間微分値に基づいて目標ギア段と要求ギア段とが一致しているか否か判定することができる。
【０００９】
この形態において、前記制御手段は、前記判定処理において前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下か否か判定するとともに前記回転数差の２階時間微分値が０未満か否か判定し、前記再設定処理では前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定され、かつ前記回転数差の２階時間微分値が０未満と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定してもよい（請求項３）。周知のように回転数制御では、回転数が目標回転数に到達した後暫くの間目標回転数を挟んで振動することが知られている。このように回転数が振動した場合、回転数と目標回転数との間の回転数差が増加から減少に転じる変曲点が生じる。そして、この変曲点では回転数差の２階時間微分値が０になる。また、回転数差が減少する場合には回転数差の２階時間微分値が０より大きくなる。そのため、目標ギア段と要求ギア段とが一致している場合には入力軸の回転数が目標回転数を挟んで振動し、回転数差の２階時間微分値が０以上になる。これに対して目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合には、上述したように入力軸の回転数は目標回転数を超えてさらに増加するので、回転数差の２階時間微分値は０未満になる。このように回転数差の２階時間微分値を用いても目標ギア段と要求ギア段とが一致しているか否か判定できる。この形態では、回転数差の時間微分値及び回転数差の２階時間微分値の両方を用いて目標ギア段と要求ギア段とが一致しているか否か判定するので、判定精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上に説明したように、本発明の変速制御装置によれば、目標ギア段と要求ギア段とが不一致の場合にはクラッチ手段を係合状態に維持するので、迅速にトルクを付加することができる。また、目標ギア段が要求ギア段と一致するまで入力軸にトルクを付加するので、シンクロ機構の負荷を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一形態に係る変速制御装置が組み込まれた車両を模式的に示す図。
【図２】変速機のシフトレバーのシフトパターンを示す図。
【図３】制御装置が実行する変速補助制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】図３に続くフローチャート。
【図５】変速補助制御ルーチンを実行して変速を行っているときの回転数差の時間変化の一例を示す図。
【図６】変速補助制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図７】変速時における入力軸の回転数の時間変化の一例を示す図。
【図８】図７の範囲Ａを拡大して示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一形態に係る変速制御装置が組み込まれた車両を模式的に示している。この車両１は、走行用動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２及び電動機としてのモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称することがある。）３を備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、４つの気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。エンジン２には、エンジン２を始動するためのスタータ２ａが設けられている。ＭＧ３は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。ＭＧ３は、バッテリ４と電気的に接続されている。車両１には変速機１０が搭載され、エンジン２及びＭＧ３は変速機１０と接続されている。また、変速機１０には、車両１の駆動輪５に動力を出力するための出力部６も接続されている。出力部６は、出力ギア７と、駆動輪５に連結されたデファレンシャル機構８とを備えている。出力ギア７は、変速機１０の出力軸１２に一体回転するように取り付けられている。また、出力ギア７は、デファレンシャル機構８のケースに設けられたリングギア８ａと噛み合っている。デファレンシャル機構８は、伝達された動力を左右の駆動輪５に分配する周知のものである。
【００１３】
変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２とを備えている。入力軸１１と出力軸１２との間には、第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５及び後進ギア群ＧＲが設けられている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第５変速ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５は、ドライブギアとドリブンギアとが常時噛み合うように設けられている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４、第５変速ギア対Ｇ５の順に小さくなるように設定されている。後進ギア群ＧＲは、後進ドライブギア２３、中間ギア２４、及び後進ドリブンギア２５にて構成されている。
【００１４】
第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に支持されている。後進ドライブギア２３は、入力軸１１と一体に回転するように入力軸１１に固定されている。この図に示したようにこれらのギアは、後進ドライブギア２３、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、第５ドライブギア２１の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。第１〜第５ドリブンギア１４、１６、１８、２０、２２及び後進ドリブンギア２５は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。
【００１５】
入力軸１１には第１〜第４スリーブ２６〜２９が設けられている。第１〜第３スリーブ２６〜２８は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。第４スリーブ２９は、入力軸１１に対して相対回転可能かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。第１スリーブ２６及び第４スリーブ２９は、第１ドライブギア１３と後進ドライブギア２３との間に設けられている。第２スリーブ２７は、第２ドライブギア１５と第３ドライブギア１７との間に設けられている。第３スリーブ２８は、第４ドライブギア１９と第５ドライブギア２１との間に設けられている。
【００１６】
第１スリーブ２６は、入力軸１１と第１ドライブギア１３とが一体に回転するように第１ドライブギア１３と噛み合う１速位置と、その噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。第２スリーブ２７は、入力軸１１と第２ドライブギア１５とが一体に回転するように第２ドライブギア１５と噛み合う２速位置と、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、第２ドライブギア１５及び第３ドライブギア１７のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第３スリーブ２８は、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、入力軸１１と第５ドライブギア２１とが一体に回転するように第５ドライブギア２１と噛み合う５速位置と、第４ドライブギア１９及び第５ドライブギア２１のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。なお、図示は省略したが入力軸１１には、第１〜第３スリーブ２６〜２８と第１〜第５ドライブギア１３、１５、１７、１９、２１とを噛み合わせる際にこれらの回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。
【００１７】
第４スリーブ２９は、中間ギア２４を回転可能に支持している。中間ギア２４は、第４スリーブ２９とともに軸線方向に移動する。第４スリーブ２９は、中間ギア２４が後進ドライブギア２３及び後進ドリブンギア２５のそれぞれと噛み合うリバース位置と、中間ギア２４と各ギア２３、２５との噛み合いが解除される解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００１８】
この図に示すように入力軸１１には、第１クラッチ３０を介してエンジン２が接続されている。第１クラッチ３０は、エンジン２と入力軸１１との間で動力が伝達される係合状態と、その動力伝達が遮断される解放状態とに切り替え可能な周知のものである。第１クラッチ３０はクラッチペダル９にて操作される。第１クラッチ３０は、クラッチペダル９が踏まれた場合に解放状態に切り替わり、その踏み込みが解除されると係合状態に切り替わる。
【００１９】
ＭＧ３のロータ軸３ａには、クラッチ手段としての第２クラッチ３１と、中間部材３２とが設けられている。中間部材３２は、ロータ軸３ａに相対回転可能に支持されている。中間部材３２と出力軸１２との間には、常時噛み合い式のギア対３３が設けられている。ギア対３３は、出力軸１２に固定された第１ギア３４と、中間部材３２に固定されて第１ギア３４と噛み合う第２ギア３５とを備えている。第２クラッチ３１は、ロータ軸３ａと入力軸１１とが一体に回転するようにこれらを係合する入力軸係合状態と、ロータ軸３ａと中間部材３２とが一体に回転するようにこれらを係合する出力軸係合状態と、ロータ軸３ａが入力軸１１及び出力軸１２のいずれとも係合しない解放状態とに切り替え可能に構成されている。第２クラッチ３１としては、例えばロータ軸３ａに一体回転するスリーブを設け、そのスリーブの位置を切り替えて係合先を切り替える周知のクラッチを使用すればよい。
【００２０】
変速機１０の各スリーブ２６〜２９は、ドライバが操作するシフトレバー３６と接続されている。図２は、シフトレバー３６のシフトパターン３７を示している。シフトパターン３７は、この図の左右方向に延びるセレクト経路３８と、そのセレクト経路３８から図の上下方向に延びる７つのシフト経路３９とを備えている。シフトレバー３６は、これらセレクト経路３８及び各シフト経路３９を移動可能に設けられている。この図に示すように７つのシフト経路３９には、１速〜５速、後進Ｒ、及びＥＶ走行ＥＶが設定されている。なお、１速〜５速については周知のシフトパターンと同様に数字のみを示す。セレクト経路３８には、ニュートラルＮが設定されている。
【００２１】
このシフトパターン３７において、シフトレバー３６が１速に操作された場合、第１スリーブ２６が１速位置に、第２〜第４スリーブ２７〜２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が２速に操作された場合、第２スリーブ２７が２速位置に、第１、第３、第４スリーブ２６、２８、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が３速に操作された場合、第２スリーブ２７が３速位置に、第１、第３、第４スリーブ２６、２８、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が４速に操作された場合、第３スリーブ２８が４速位置に、第１、第２、第４スリーブ２６、２７、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が５速に操作された場合、第３スリーブ２８が５速位置に、第１、第２、第４スリーブ２６、２７、２９がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６が後進Ｒに操作された場合、第４スリーブ２９がリバース位置に、第１〜第３スリーブ２６〜２８がそれぞれ解放位置に切り替わる。シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶ又はニュートラルＮに操作された場合、第１〜第４スリーブ２６〜２９が解放位置に切り替わる。このようにシフトレバー３６と各スリーブ２６〜２９とは連動するように接続されている。そのため、変速機１０はドライバがシフトレバー３６を操作して変速を行う、いわゆるマニュアル式変速機として構成されている。
【００２２】
この車両１では、エンジン２、ＭＧ３、及び第２クラッチ３１の動作を制御することにより複数の走行モードが実現される。複数の走行モードとしては、エンジン２の動力で走行するエンジン走行モード、エンジン２及びＭＧ３の両方の動力で走行するＨＶ走行モード、ＭＧ３の動力のみで走行するＥＶ走行モードが設定されている。エンジン走行モード及びＨＶ走行モードは、シフトレバー３６が１速〜５速又は後進Ｒに操作された場合に実行される。なお、エンジン走行モードとＨＶ走行モードの切り替えは、車両１に要求される速度やトルク等に応じて適宜に行われる。ＥＶ走行モードは、シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶの位置に操作された場合に実行される。
【００２３】
エンジン走行モードでは、エンジン２が運転状態に切り替えられ、第２クラッチ３１が解放状態に切り替えられる。そして、変速機１０がドライバによって１速〜５速又は後進Ｒに適宜に切り替えられる。ＨＶ走行モードでは、エンジン走行モードの状態から第２クラッチ３１が入力軸係合状態又は出力軸係合状態に切り替えられる。そして、ＭＧ３を電動機として機能させる。ＥＶ走行モードでは、シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶに操作されるため上述したように第１〜第４スリーブ２６〜２９が解放位置に切り替えられる。また、エンジン２を停止させる。第２クラッチ３１は出力軸係合状態に切り替えられ、ＭＧ３を電動機として機能させる。
【００２４】
エンジン２、ＭＧ３、及び第２クラッチ３１の動作は、制御装置５０にて制御される。制御装置５０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置５０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置５０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置５０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。例えば、クラッチペダル９が踏み込まれているときに信号を出力するクラッチペダルセンサ５１、車両１の速度に対応した信号を出力する車速センサ５２、及び入力軸１１の回転数に対応した信号を出力する入力軸回転数センサ５３等が接続されている。また、図２に示すように制御装置５０には、シフトレバー３６がニュートラルＮにあるか否かに対応した信号を出力するニュートラルセンサ５４、シフトレバー３６がＥＶ走行ＥＶにあるか否かに対応した信号を出力するＥＶ走行センサ５５、及びシフトレバー３６が後進Ｒにあるか否かに対応した信号を出力する後進センサ５６も接続されている。この他にも制御装置５０には種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００２５】
制御装置５０は、変速機１０に対して変速が要求された場合にその変速を補助する制御を実行する。周知のように変速時にはシンクロ機構にて入力軸１１の回転数と変速後に使用されるドライブギアの回転数との同期が行われる。この制御では、変速時にＭＧ３から入力軸１１にトルクを付加し、この回転数の同期を補助する。図３及び図４は、制御装置５０がこのように変速を補助するために実行する変速補助制御ルーチンを示している。なお、図４は図３に続くフローチャートである。この制御ルーチンは車両１の走行中に所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは、制御装置５０が実行する他のルーチンと並行に実行される。
【００２６】
この制御ルーチンにおいて制御装置５０は、まずステップＳ１１で車両１の走行状態を取得する。車両１の走行状態としては、例えば入力軸１１の回転数及び車両１の速度等が取得される。次のステップＳ１２において制御装置５０は、車両１がフリーラン走行中か否か判定する。フリーラン走行とは、変速機１０の各スリーブ２６〜２９が解放位置であるとともに第２クラッチ３１が入力軸接続状態又は解放状態であり、駆動輪５がエンジン２及びＭＧ３から切り離されて車両１が惰性で走行している走行状態を示す。フリーラン走行中ではないと判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２７】
一方、フリーラン走行中と判定した場合にはステップＳ１３に進み、制御装置５０はクラッチペダル９が踏み込まれるクラッチ遮断操作が行われたか否か判定する。この判定は、クラッチペダルセンサ５１の出力信号を参照して行えばよい。クラッチ遮断操作が行われていないと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。一方、クラッチ遮断操作が行われたと判定した場合にはステップＳ１４に進み、制御装置５０は所定の入力軸接続条件が成立したか否か判定する。入力軸接続条件は、例えばＭＧ３を出力軸１２と接続できず、かつシフトレバー３６がニュートラルＮ、ＥＶ走行ＥＶ、又は後進Ｒの位置に無い場合に成立したと判定される。ＭＧ３を出力軸１２と接続できない場合とは、例えば車両１が高速で走行中の場合等が設定される。また、シフトレバー３６がニュートラルＮ、ＥＶ走行ＥＶ、又は後進Ｒの位置に無い場合とは、シフトレバー３６が１速〜５速のいずれかのシフト経路３９に動かされたことを示す。すなわち、変速機１０に対して１速〜５速のいずれかへの変速が要求されたことを示している。入力軸接続条件が不成立と判定した場合には、今回の制御ルーチンを終了する。
【００２８】
一方、入力軸接続条件が成立したと判定した場合にはステップＳ１５に進み、制御装置５０は第２クラッチ３１を入力軸係合状態に切り替えてＭＧ３と入力軸１１とを接続する。続くステップＳ１６において制御装置５０は、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔ及び目標回転数Ｎｉｎ＿ｔのそれぞれの初期値を設定する。目標回転数Ｎｉｎ＿ｔは、変速時にＭＧ３で制御すべき入力軸１１の回転数である。なお、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔには、初期値として変速機１０の最高段すなわち５速が設定される。また、目標回転数Ｎｉｎ＿ｔは、出力軸１２の回転数及び５速の変速比に基づいて算出される。
【００２９】
次のステップＳ１７において制御装置５０は、入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔから目標補正値Ｎ１を引いた値（以下、この値を判定値と称することがある。）未満か否か判定する。目標補正値Ｎ１は、入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達する前にＭＧ３から入力軸１１へのトルクの付加を停止するために設定される値である。目標補正値Ｎ１は、現在の車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔに基づいて設定される。なお、目標補正値Ｎ１は、例えば予め実験や数値計算等により車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと目標補正値Ｎ１との関係を求めて制御装置５０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップを用いて設定すればよい。入力軸回転数Ｎｉｎが判定値以上と判定した場合にはステップＳ１８及びＳ１９をスキップしてステップＳ２０に進む。一方、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満と判定した場合にはステップＳ１８に進み、制御装置５０はＭＧ正トルク付加制御を実行する。このＭＧ正トルク付加制御では、入力軸回転数Ｎｉｎが上述した判定値になるようにＭＧ３から入力軸１１に正トルクを付加する。なお、正トルクとはエンジン２の回転方向に入力軸１１が回転するトルクである。次のステップＳ１９において制御装置５０は、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値以上か否か判定する。入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満と判定した場合にはステップＳ１７に戻る。
【００３０】
一方、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値以上と判定した場合にはステップＳ２０に進み、制御装置５０はＭＧ３から入力軸１１へのトルクの付加を停止する。次のステップＳ２１において制御装置５０は、目標回転数Ｎｉｎ＿ｔから現在の入力軸回転数Ｎｉｎを引いた値である回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２以下か否か判定する。図５は、この変速補助制御ルーチンを実行して変速を行っているときの回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間変化の一例を示している。この図には、変速機１０が５速に変速されたとき、及び変速機１０が４速に変速されたときの回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間変化をそれぞれ示す。なお、実線が５速に変速されたときの時間変化を示し、破線が４速に変速されたときの時間変化を示している。この図では時刻Ｔ１において変速機１０の変速が行われる。上述したようにこの制御では、目標ギア段には初期値として５速が設定される。そのため、実際に５速に変速された場合には、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満になったときには実線で示したように回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の単位時間当たりの変化量が小さくなる。これに対して実際には４速に変速された場合には、入力軸回転数Ｎｉｎが判定値未満になっても破線で示したように回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の単位時間当たりの変化量は大きいままである。回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値とは、この回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の傾きである。そのため、この図から明らかなように実際のギア段と目標ギア段とが一致していた場合には回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の微分値は小さくなり、実際のギア段と目標ギア段とが異なっていた場合には回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の微分値は大きくなる。傾き判定値Ｎ２は、実際のギア段と目標ギア段とが一致しているか否かを判定するために設定される。傾き判定値Ｎ２は、現在の車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔに基づいて設定される。なお、傾き判定値Ｎ２は、例えば予め実験や数値計算等により車速及び目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと傾き判定値Ｎ２との関係を求めて制御装置５０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、そのマップを用いて設定すればよい。
【００３１】
回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２より大きいと判定した場合にはステップＳ２２をスキップしてステップＳ２３に進む。一方、回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２以下と判定した場合にはステップＳ２２に進み、制御装置５０は目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔ及び目標回転数Ｎｉｎ＿ｔを変更する。なお、この処理では、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔをそれまで設定していたギア段よりも１つ小さいギア段に変更する。例えば、それまで５速が設定されていた場合には４速に変更される。目標回転数Ｎｉｎ＿ｔは、変更後の目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと出力軸１２の回転数とに基づいて設定される。
【００３２】
次のステップＳ２３において制御装置５０は、クラッチペダル９の踏み込みが解除されるクラッチ係合操作が行われたか否か判定する。クラッチ係合操作が行われていないと判定した場合にはステップＳ１７に戻り、クラッチ係合操作が行われるまでステップＳ１７〜Ｓ２３の処理を繰り返し実行する。一方、クラッチ係合操作が行われたと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
以上に説明したように本発明によれば、まず５速を目標ギア段に設定するので、ＭＧ３から入力軸１１に付加すべきトルクを低減できる。そして、実際のギア段が目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと異なる場合には第２クラッチ３１を解放せず、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔを変更して入力軸１１にさらにトルクを付加する。そのため、入力軸１１に迅速にトルクを付加することができる。また、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔが実際のギア段と一致するまで入力軸１１の回転数同期を補助することができる。従って、シンクロ機構に掛かる負荷を低減できる。
【００３４】
周知のように入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達するまでトルクを付加すると、入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達した後にさらに大きくなる可能性がある。この場合、入力軸１１の回転数を目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに合わせようとして回転数が振動する。これに対して本発明では、入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達する前に入力軸１１へのトルクの付加を停止する。そのため、入力軸１１の回転数が目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達した後に回転数が振動することを軽減できる。
【００３５】
なお、変速補助制御ルーチンを実行することにより制御装置５０が本発明の制御手段として機能する。また、ステップＳ１６が本発明の初期値設定処理に相当し、ステップＳ１８が本発明のトルク付加処理に相当する。さらにステップＳ１９〜Ｓ２１が本発明の判定処理に相当し、ステップＳ２２が再設定処理に相当する。
【００３６】
図６を参照して変速補助制御ルーチンの変形例について説明する。なお、図６ではこの変形例の制御ルーチンの一部を示す。この変形例では、上述した変速補助制御ルーチンと比較してステップＳ２１とステップＳ２２との間にステップＳ３０、Ｓ３１が追加されている点が異なり、その以外は同じである。そのため、同じ処理には同じ符号を付して説明を省略する。この図ではステップＳ２０以降の処理を示す。この変形例でもステップＳ２０より前の処理は図３が参照される。
【００３７】
上述したように変速機１０の各スリーブ２６〜２９はシフトレバー３６と連動するように接続されている。そのため、各スリーブ２６〜２９が動く速度はドライバがシフトレバー３６を操作する力（以下、シフト操作力と称することがある。）の大きさや操作する速度（以下、シフト操作速度と称することがある。）に応じて変化する。図７は、変速時における入力軸１１の回転数の時間変化の一例を示している。なお、この図の実線ＳＬ１〜ＳＬ３はシフト操作力が小さいときの入力軸１１の回転数の時間変化を示し、破線ＢＬ１〜ＢＬ３はシフト操作力が大きいときの入力軸１１の回転数の時間変化を示している。また、この図の回転数Ｎｉｎ＿５ｔｈは目標ギア段が５速のときの目標回転数を、回転数Ｎｉｎ＿４ｔｈは目標ギア段が４速のときの目標回転数を、回転数Ｎｉｎ＿３ｒｄは目標ギア段が３速のときの目標回転数をそれぞれ示している。
【００３８】
シフト操作力が大きい場合は、シンクロ機構のシンクロリングがドライブギアのコーン部に押し付けられる力（以下、押付力と称することがある。）が大きい。そのため、この図に破線ＢＬ１〜ＢＬ３で示したように入力軸回転数が速やかに上昇する。一方、シフト操作力が小さい場合はこの押付力が小さいため、図に実線ＳＬ１〜ＳＬ３で示したように入力軸回転数がゆっくりと上昇する。このように変速時における入力軸回転数の時間変化は、シフト操作力に応じて変化する。シフト操作力が大きく入力軸１１の回転数が速やかに上昇した場合、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと実際のギア段とが一致していても回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の傾きが大きくなる可能性がある。そのため、目標ギア段Ｇｅａｒ＿ｔと実際のギア段とが一致しているか否かを回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値のみで判定すると誤判定するおそれがある。そこで、この変形例ではシフト操作力やシフト操作速度を考慮して目標ギア段を変更すべきか否か判定する。
【００３９】
この変形例の変速補助制御ルーチンにおいて制御装置５０は、ステップＳ２１までは図３に示した制御ルーチンと同様に処理を進める。ステップＳ２１において回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の時間微分値が傾き判定値Ｎ２以下と判定した場合にはステップＳ３０に進み、制御装置５０は入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上か否か判定する。入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ未満の場合には入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上になるまでこの処理を繰り返し実行する。入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上の場合にはステップＳ３１に進み、制御装置５０は入力軸回転数Ｎｉｎが振動しているか否か判定する。図８は図７の範囲Ａを拡大して示している。なお、この図では実線ＳＬ３の図示を省略した。この図に示したように目標ギア段と実際のギア段とが一致している場合、入力軸回転数Ｎｉｎは目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに到達した後に振動する。この振動は１速〜５速のいずれのギア段においても同様に生じる。そのため、この振動が検出された場合には目標ギア段と実際のギア段とが一致していると判断できる。入力軸回転数Ｎｉｎが振動している場合には、入力軸回転数Ｎｉｎが増加から減少に転じる変曲点が生じる。そこで、この処理では入力軸回転数Ｎｉｎが目標回転数Ｎｉｎ＿ｔ以上の所定の回転数範囲内にあるときに以下の式（１）を用いて入力軸回転数Ｎｉｎが振動しているか否か判定する。
【００４０】
【数１】
【００４１】
この式（１）に示すように、回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の２階時間微分値が０未満の場合は変曲点が生じていない。そのため、入力軸回転数Ｎｉｎが振動していないと判定できる。なお、所定の回転数範囲としては例えば図８に示すように目標回転数Ｎｉｎ＿ｔとその目標回転数Ｎｉｎ＿ｔに所定値αを加えた範囲上限値Ｎｉｎ＿ｔ＋αとの間が設定される。所定値αには、範囲上限値Ｎｉｎ＿ｔ＋αが入力軸回転数Ｎｉｎの振動時の上限値よりも若干高くなるように適宜に設定すればよい。
【００４２】
入力軸回転数Ｎｉｎが振動していると判定した場合にはステップＳ２３に進む。一方、入力回転数Ｎｉｎが振動していないと判定した場合にはステップＳ２２に進む。ステップＳ２２又はＳ２３以降は、図３、図４に示した変速補助制御ルーチンと同様に処理を進める。
【００４３】
この変形例では、目標ギア段が実際のギア段と一致しているか否かを回転数差ｓｕｂ（Ｎｉｎ）の２階時間微分値を用いても判定する。そのため、ドライバのシフト操作力の大小のバラツキに基づく目標ギア段の誤判定を防止できる。このように判定精度を向上させることによりシンクロ機構の負荷をさらに軽減することができる。
【００４４】
なお、この変形例では、ステップＳ１９〜２１、Ｓ３０、及びＳ３１が本発明の判定処理に相当する。
【００４５】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される変速機は最高段が５速の変速機に限定されない。本発明は４速又は６速が最高段の変速機に適用してもよい。この場合、目標ギア段の初期値にはそれらの変速機の最高段が設定される。すなわち、最高段が６速の変速機であれば目標ギア段の初期値には６速が設定される。
【００４６】
本発明に設けられる変速機のシンクロ機構は、キー式シンクロメッシュ機構に限定されない。本発明に設けられる変速機には、変速時に摩擦力を利用して回転軸とギアとの同期を行う種々のシンクロ機構を設けてよい。また、変速機は、シンクロ機構が入力軸に設けられた変速機に限定されない。例えば、各ドライブギアが入力軸に一体回転するように設けられるとともに各ドリブンギアが出力軸に相対回転可能に支持され、かつ出力軸とドリブンギアとの間にシンクロ機構が設けられた変速機であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１ 車両
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
５ 駆動輪
１０ 変速機
１１ 入力軸
１２ 出力軸
３１ 第２クラッチ（クラッチ手段）
３６ シフトレバー
５０ 制御装置（制御手段）
Ｎ２ 傾き判定値
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに大きさが異なる変速比が設定された複数のギア段を有し、シフトレバーの操作にてギア段が切り替えられるマニュアル式の変速機と、前記変速機の入力軸にクラッチ手段を介して接続された電動機と、前記変速機の出力軸と動力伝達可能に接続された駆動輪と、を備え、
前記変速機には、ギア段の切替時に切替後に使用されるギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が設けられているハイブリッド車両に適用される変速制御装置において、
前記変速機に対してギア段の切り替えが要求された場合に、まず前記複数のギア段のうち変速比が最も小さいギア段を目標ギア段に設定するとともに設定した目標ギア段の変速比及び前記出力軸の回転数に基づいて目標回転数を設定する初期値設定処理を実行し、次に前記クラッチ手段を前記入力軸と前記電動機とが係合される係合状態に切り替えるとともに前記入力軸の回転数が前記目標回転数に調整されるように前記電動機から前記入力軸にトルクを付加するトルク付加処理を実行し、その後前記目標ギア段が前記変速機に対して要求されたギア段である要求ギア段と一致しているか否か判定する判定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段が不一致と判定された場合には前記クラッチ手段を前記係合状態に維持し、かつ前記複数のギア段のうち前記判定処理の実行時に前記目標ギア段に設定されていたギア段の次に変速比が小さいギア段を前記目標ギア段に再設定するとともに再設定した目標ギア段と前記出力軸の回転数に基づいて前記目標回転数を再設定する再設定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段とが一致していると判定されるまで前記トルク付加処理、前記判定処理、及び前記再設定処理を繰り返し実行する制御手段を備えている変速制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判定処理において前記入力軸の回転数が前記目標回転数より低い所定の判定値以上になったときに前記電動機による前記入力軸へのトルクの付加を停止するとともに前記入力軸の回転数と前記目標回転数との差である回転数差の時間微分値が所定の傾き判定値以下か否か判定し、前記再設定処理では前記判定処理にて前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定する請求項１に記載の変速制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記判定処理において前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下か否か判定するとともに前記回転数差の２階時間微分値が０未満か否か判定し、前記再設定処理では前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定され、かつ前記回転数差の２階時間微分値が０未満と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定する請求項２に記載の変速制御装置。
【請求項１】
互いに大きさが異なる変速比が設定された複数のギア段を有し、シフトレバーの操作にてギア段が切り替えられるマニュアル式の変速機と、前記変速機の入力軸にクラッチ手段を介して接続された電動機と、前記変速機の出力軸と動力伝達可能に接続された駆動輪と、を備え、
前記変速機には、ギア段の切替時に切替後に使用されるギアとそのギアが設けられた軸とを摩擦力を利用して同期させるシンクロ機構が設けられているハイブリッド車両に適用される変速制御装置において、
前記変速機に対してギア段の切り替えが要求された場合に、まず前記複数のギア段のうち変速比が最も小さいギア段を目標ギア段に設定するとともに設定した目標ギア段の変速比及び前記出力軸の回転数に基づいて目標回転数を設定する初期値設定処理を実行し、次に前記クラッチ手段を前記入力軸と前記電動機とが係合される係合状態に切り替えるとともに前記入力軸の回転数が前記目標回転数に調整されるように前記電動機から前記入力軸にトルクを付加するトルク付加処理を実行し、その後前記目標ギア段が前記変速機に対して要求されたギア段である要求ギア段と一致しているか否か判定する判定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段が不一致と判定された場合には前記クラッチ手段を前記係合状態に維持し、かつ前記複数のギア段のうち前記判定処理の実行時に前記目標ギア段に設定されていたギア段の次に変速比が小さいギア段を前記目標ギア段に再設定するとともに再設定した目標ギア段と前記出力軸の回転数に基づいて前記目標回転数を再設定する再設定処理を実行し、前記判定処理にて前記目標ギア段と前記要求ギア段とが一致していると判定されるまで前記トルク付加処理、前記判定処理、及び前記再設定処理を繰り返し実行する制御手段を備えている変速制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判定処理において前記入力軸の回転数が前記目標回転数より低い所定の判定値以上になったときに前記電動機による前記入力軸へのトルクの付加を停止するとともに前記入力軸の回転数と前記目標回転数との差である回転数差の時間微分値が所定の傾き判定値以下か否か判定し、前記再設定処理では前記判定処理にて前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定する請求項１に記載の変速制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記判定処理において前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下か否か判定するとともに前記回転数差の２階時間微分値が０未満か否か判定し、前記再設定処理では前記回転数差の時間微分値が前記傾き判定値以下と判定され、かつ前記回転数差の２階時間微分値が０未満と判定された場合に前記目標ギア段及び前記目標回転数をそれぞれ再設定する請求項２に記載の変速制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８６６１２（Ｐ２０１３−８６６１２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２７８２５（Ｐ２０１１−２２７８２５）
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１７日（２０１１．１０．１７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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