JP2020097988A - 車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切替機構に噛み合い式の切替機構を用いた変速機において、変速時間を短くすることが可能な車両の変速制御装置を提供する。【解決手段】変速要求があった際の次のギヤ段が目標ギヤ段でないと判断された場合に（ステップＳ４）、現在のギヤ段から目標ギヤ段へ中間のギヤ段を超えて変速する飛び変速を実行するか否かを判断するように構成され（ステップＳ５）、飛び変速を実行するか否かの判断は、切替機構のドグ歯を挿入および抜く動作の際のそのドグ歯と中間のギヤ段におけるドグ歯とが接触するか否かを判断し、前記動作により切替機構のドグ歯と中間のギヤ段におけるドグ歯とが接触しないと判断された場合に飛び変速を実行する（ステップＳ５０，５１）。【選択図】図２

Description

この発明は、変速比を段階的に変化させることができる車両の変速制御装置に関し、特に、所定の変速段を設定するための切替機構（係合機構）に噛み合い式の切替機構を用いた車両の変速制御装置に関するものである。

この種の変速機が特許文献１に記載されている。具体的には、特許文献１に記載された変速機は、複数の変速ギヤと、その変速ギヤに軸線方向で隣り合う位置に配置され出力軸と変速ギヤとが一体回転あるいは相対回転する状態を切り替える切替機構（クラッチ機構）と、前記切替機構をストロークさせるシフト機構とを備え、切替機構を作動させることで複数のギヤ段を設定可能に構成されている。また、前記変速ギヤには、切替機構に対向する面に複数の噛合歯が設けられている。さらに、前記切替機構は、第１リングと、第２リングと、その第１リングと第２リングとを軸線方向で相互に接近する方向に付勢するスプリングとを備え、前記変速ギヤに対向する面には前記噛合歯と噛み合う係合歯が形成されている。

特開２０１８−０４４６１３号公報

特許文献１に記載された変速機は、シフト機構により切替機構を変速ギヤ側にストロークさせて、その変速ギヤと係合することで所定のギヤ段が形成される。この変速機において、通常、所定ギヤ段（例えば第６速）から所定の目標ギヤ段（例えば第２速）へダウンシフトする際には一段ずつダウンシフトする。すなわち第６速から第５速、第４速、第３速、第２速の順に係合および解放の動作を繰り返し実行する。しかしながら、このように目標ギヤ段へ変速する際に中間段（上記の第５速から第３速）でギヤ段を形成しつつ変速を行うと目標ギヤ段を形成するのに時間を要する。すなわち変速時間が長くなる。また、併せて変速時間が長くなると、運転者の要求する駆動力を出力するまでの時間も長くなる。したがって、このような変速機を備えた車両における変速制御については未だ改善の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、切替機構（係合機構）に噛み合い式の切替機構を用いた変速機において、変速時間を短くすることが可能な車両の変速制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、駆動力源と、前記駆動力源の出力側に設けられ、かつ変速比をステップ的に変化させる有段式の変速機とを備え、前記変速機は、複数の変速ギヤと、前記複数の変速ギヤにおける所定のギヤ段を設定するために係合される噛み合い式の切替機構と、前記切替機構を作動するアクチュエータとを備え、前記所定のギヤ段への変速時に前記切替機構を前記アクチュエータにより前記所定のギヤ段側へ作動させるように構成された車両の変速制御装置において、前記車両を制御するコントローラを更に備え、前記コントローラは、変速要求があるか否かを判断し、前記変速要求があった場合に、次のギヤ段が目標ギヤ段であるか否かを判断し、前記次のギヤ段が前記目標ギヤ段でないと判断された場合に、現在のギヤ段から前記目標ギヤ段へ少なくとも一つの中間のギヤ段を超えて変速する飛び変速を実行するか否かを判断するように構成され、前記飛び変速を実行するか否かの判断は、前記切替機構のドグ歯を挿入および抜く動作の際の前記切替機構のドグ歯と前記中間のギヤ段におけるドグ歯とが接触するか否かを判断し、前記動作により前記切替機構のドグ歯と前記中間のギヤ段におけるドグ歯とが接触しないと判断された場合に前記飛び変速を実行するように構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、所定の条件が成立する場合には、飛び変速を実行するように構成されている。具体的には、切替機構側のドグ歯と変速ギヤ側のドグ歯とが接触しないように、ドグ歯の挿入および抜く動作を実行することが可能な場合に飛び変速を行うように構成されている。つまり、中間段では切替機構のストローク（ドグ歯の抜き差し）のみを実行してギヤ段を形成しないように構成されている。言い換えれば、その切替機構のストロークにおいて次のギヤ段が目標ギヤ段になったら係合するように構成されている。したがって、例えば上述した第６速から第２速へダウンシフトする際に第５速、第４速、第３速、第２速の順で繰り返しドグ歯の係合および解放を繰り返して変速する場合に比べて、変速時間を短縮することができる。また、そのように変速時間を短縮することができるため、運転者の要求する駆動力の出力を早く実現することができる。

この発明で対象とする車両の駆動システムの一例を示す図である。 この発明の実施形態における制御例を説明するためのフローチャートである。 図２の制御例において飛び変速の実施を判断するためのフローチャートである。 ドグ歯の位置関係を説明するための図である。 図２の制御例において順番変速の実施を判断するためのフローチャートである。 この発明の実施形態における同期回転数制御の例を説明するためのフローチャートである。 図６の回転数同期制御を説明するための図である。 この発明の実施形態における同期回転数制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 図８の回転数同期制御を説明するための図である。

この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。

この発明の実施形態で制御対象にする車両は、例えばエンジン、ならびに、二つのモータを動力源とするハイブリッド車両である。第１モータはエンジンの出力側に配置され、エンジンが出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより発電する機能を有している。第２モータは、駆動輪に対して動力伝達可能に連結されている。そして、エンジンおよび第１モータと駆動輪との間に、それらの間で選択的にトルクの伝達および遮断を行う係合機構が設けられている。したがって、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両は、係合機構を解放することにより、駆動系統からエンジンおよび第１モータを切り離すことができる。その状態で、第２モータが出力するモータトルクによってハイブリッド車両を走行させることができる。すなわち、ハイブリッド車両を第２モータを駆動力源とする電気自動車として走行させることができる。一方、係合機構を係合することにより、少なくとも、エンジントルクによってハイブリッド車両を走行させることができる。あるいは、エンジントルクおよび第２モータのモータトルクでハイブリッド車両を走行させることができる。また、エンジントルクおよび第２モータのモータトルクに加え、第１モータが出力するモータトルクでハイブリッド車両を走行させることもできる。

図１に、この発明の実施形態で制御対象にするハイブリッド車両の駆動システム（駆動系統および制御系統）の一例を示してある。また、この図１に示す例では、四輪駆動車（４ＷＤあるいはＡＷＤと称される）の例を示しており、ここに示す例は、エンジン１を車両（車体）Ｖｅの中央に配置し、エンジン１の動力を後輪２に伝達するいわゆるＭＲ（ミッドシップエンジン・リヤドライブ）車をベースとした四輪駆動車の例である。図１に示すハイブリッド車両（以下、車両と記す）Ｖｅは、動力源として、前述のエンジン（ＥＮＧ）１、ならびに、後輪２にトルクを伝達可能な第１モータ（リア・モータ）３、および、前輪４にトルクを伝達可能な第２モータ（フロント・モータ）５を備えている。また、車両Ｖｅは、他の主要な構成要素として、バッテリ（ＢＡＴＴ）６、自動変速機７、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）８、ブレーキシステム（ＡＨＢＲｘ）９、および、ＥＣＵ（電子制御装置）１０を備えている。なお、対象とする車両Ｖｅは、図１に示すＭＲ車に限られず、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車、あるいは、ＲＲ（リヤエンジン・リヤドライブ）車であってもよい。

エンジン１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、出力の調整、ならびに、始動および停止などの作動状態が電気的に制御されるように構成されている。ガソリンエンジンであれば、スロットルバルブの開度、燃料の供給量または噴射量、点火の実行および停止、ならびに、点火時期などが電気的に制御される。ディーゼルエンジンであれば、燃料の噴射量、燃料の噴射時期、あるいは、ＥＧＲ［Exhaust Gas Recirculation］システムにおけるスロットルバルブの開度などが電気的に制御される。またエンジン１は、エンジンブレーキにより後輪２に減速力を発生させる。

第１モータ（リア・モータ）３は、エンジン１の出力側に配置されている。第１モータ３は、少なくとも、エンジン１が出力するエンジントルクを受けて駆動されることにより電気を発生する発電機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第１モータ３は、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能も有している。すなわち、第１モータ３は、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第１モータ３には、パワーコントロールユニット（Ｒｒ−ＰＣＵ）８ａを構成するインバータ（図示せず）を介して、バッテリ６が接続されている。したがって、第１モータ３を発電機として駆動し、その際に発生する電気をバッテリ６に蓄えることができる。また、バッテリ６に蓄えられている電気を第１モータ３に供給し、第１モータ３を電動機として駆動してモータトルクを出力することもできる。なお、第１モータ３は、図１に示すようにエンジン１に直接連結されているものの、この構成に替えて、歯車機構などの伝動機構を介して連結してもよい。また、そのエンジン１と第１モータとの間にダンパ機構やトルクコンバータなどの機構を配置してもよい。

第２モータ（フロント・モータ）５は、少なくとも、電力が供給されることにより駆動されてモータトルクを出力する電動機としての機能を有している。この発明の実施形態における車両Ｖｅでは、第２モータ５は、外部からトルクを受けて駆動されることによって電気を発生する発電機としての機能も有している。すなわち、第２モータ５は、上記の第１モータ３と同様に、発電機能を有するモータ（いわゆる、モータ・ジェネレータ）であり、例えば、永久磁石式の同期モータ、あるいは、誘導モータなどによって構成されている。第２モータ５には、パワーコントロールユニット（Ｆｒ−ＰＣＵ）８ｂを構成するインバータを介して、バッテリ６が接続されている。したがって、バッテリ６に蓄えられている電気を第２モータ５に供給し、第２モータ５を電動機として駆動してモータトルクを出力することができる。また、後述するように、第２モータ５は、前輪４に対して動力伝達可能に連結されている。したがって、前輪４から伝達されるトルクによって第２モータ５を発電機として駆動し、その際に発生する回生電力をバッテリ６に蓄えることもできる。さらに、第１モータ３および第２モータ５は、インバータを介して、互いに電力の授受が可能なように接続されている。例えば、第１モータ３で発生した電気を、直接、第２モータ５に供給し、第２モータ５でモータトルクを出力することも可能である。

バッテリ６は、上記の第１モータ３および第２モータ５で発生した電気を蓄える蓄電装置であり、第１モータ３および第２モータ５に対して、それぞれ、電力の授受が可能なように接続されている。したがって、上記のように第１モータ３で発生した電気をバッテリ６に蓄えることができる。また、バッテリ６に蓄えた電気を第１モータ３に供給し、第１モータ３を駆動することができる。同様に、上記のように第２モータ５で発生した電気をバッテリ６に蓄えることができる。また、バッテリ６に蓄えた電気を第２モータ５に供給し、第２モータ５を駆動することができる。なお、蓄電装置としては、図１に示すようなバッテリ６に限らず、例えば、キャパシタ（コンデンサ）であってもよい。

自動変速機７は、図１に示すようにエンジン１と同一の軸線上に配置され、かつ第１モータ３の出力側に配置されており、エンジン１および第１モータ３と後輪２との間でトルクを伝達する変速機構である。自動変速機７は、要は、入力回転数の出力回転数に対する比率を適宜に変更できる機構であって、複数の変速比をステップ的に設定することができる。図１に示す例では、係合機構（切替機構）を係合もしくは解放させることにより駆動トルクの伝達経路を変えて変速を実行するように構成された有段自動変速機によって構成されている。具体的には、第１ドグリングと第２ドグリングとの２つのリングと、その第１ドグリングと第２ドグリングとを相互に接近させる方向に付勢するスプリングとを備えた切替機構（係合機構）を有する多段変速機（例えば前進６速や前進８速）が用いられている。またその切替機構は、ドグ歯を備えた噛み合い式の切替機構であって、その切替機構を所定のギヤ段側にストロークさせてその所定のギヤ段における噛合歯と係合させることにより所定のギヤ段が構築されるように構成されている。なお、この切替機構の構成は、前掲の特許文献１に記載されているものと同様のため詳細な説明については省略する。

そして、図１に示すように自動変速機７はリヤデファレンシャルギヤ１１に連結され、すなわちそのリヤデファレンシャルギヤ１１ならびにドライブシャフト１２を介して左右の後輪２にトルクを伝達するように構成されている。

また、その自動変速機７とエンジン１および第１モータ３との間には、選択的にトルクの伝達および遮断を行うクラッチ機構Ｋ１が設けられている。したがって、この発明の実施形態における車両Ｖｅは、クラッチ機構Ｋ１を解放することにより、駆動系統からエンジン１および第１モータ３を切り離すことができ、それとは反対にクラッチ機構Ｋ１を係合することにより、駆動系統とエンジン１および第１モータ３とを連結することができる。

パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）８は、インバータやコンバータ（共に図示せず）を含み、モータの温度やモータの出力を調整する。なお、図１に示す車両Ｖｅでは第１モータ３に連結されたＲｒーＰＣＵ８ａと、第２モータ５に連結されたＦｒーＰＣＵ８ｂとが設けられている。

ブレーキシステム（ＡＨＢＲｘ）９は、油圧ブレーキと回生ブレーキとを協調させて制動力を発生させることが可能なブレーキシステムであって、減速力を油圧によって前輪４および後輪２に発生させ、回生ブレーキ時には、回生量に応じた要求ブレーキ力との差分を油圧ブレーキで発生させるように構成されている。

また、前述の第２モータ５は、車両Ｖｅの前輪４側に配置されており、モータトルクを前輪４に伝達して駆動力を発生することが可能なように、車両Ｖｅの駆動系統に連結されている。図１に示す例では、第２モータ５の出力軸が、減速ギヤ対１３に連結され、すなわち、第２モータ５が出力するモータトルクは、その減速ギヤ対１３およびフロントデファレンシャルギヤ１４で増幅され、ドライブシャフト１５を介して左右の前輪４に伝達される。したがって、車両Ｖｅは、エンジン１を停止した状態で、第２モータ５が出力するモータトルクを前輪４に伝達して駆動力を発生することが可能である。また、クラッチ機構Ｋ１を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ３を駆動して発電させるとともに、第２モータ５のモータトルクを前輪４に伝達して駆動力を発生することが可能である。そして、クラッチ機構Ｋ１を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ５のモータトルクを後輪２ならびに前輪４に伝達して駆動力を発生することが可能である。

ＥＣＵ１０は、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当し、図１に示す例では、ＨＶ−ＥＣＵ１０ａとＡＨＢＲｘ−ＥＣＵ１０ｂとが設けられている。ＨＶ−ＥＣＵ１０ａは、主に第１モータ３、第２モータ５、自動変速機７、クラッチ機構Ｋ１、および、バッテリ６をそれぞれ制御し、ＡＨＶＲｘ−ＥＣＵ１０は、主にブレーキシステム９を制御する。なお、図示しないものの、その他エンジン１を制御するＥＣＵが設けられている。それら各ＥＣＵ１０ａ，１０ｂは、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成される電子制御装置である。各ＥＣＵ１０ａ，１０ｂには、各種センサから検出または算出されたデータが入力される。その入力されるデータは、例えばアクセル開度、車速、ステアリングの舵角、車両の前後加速度や横加速度、ブレーキ踏力もしくはブレーキペダルの踏み込み量、バッテリ６の充電残量、前輪４および後輪２の車輪速度などである。また、各ＥＣＵ１０ａ，１０ｂは、入力された各種データおよび予め記憶させられているデータや計算式等を使用して演算を行う。そして、各ＥＣＵ１０ａ，１０ｂは、その演算結果を制御指令信号として出力し、上記第１モータ３、第２モータ５、バッテリ６、クラッチ機構Ｋ１、自動変速機７、および、ブレーキシステム９をそれぞれ制御するように構成されている。

この発明の実施形態における車両Ｖｅは、上述したエンジン１、第１モータ３、第２モータ５、自動変速機７、および、クラッチ機構Ｋ１などを、それぞれＥＣＵ１０で制御することにより、複数の走行モードで走行することが可能である。すなわち、車両Ｖｅは、エンジン１を停止した状態で、第２モータ５が出力するモータトルクを前輪４に伝達して駆動力を発生させるＥＶ走行モード、クラッチ機構Ｋ１を解放した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクで第１モータ３を駆動して発電させるとともに、第２モータ５のモータトルクを前輪４に伝達して駆動力を発生させるシリーズＨＶ走行モード、クラッチ機構Ｋ１を係合した状態でエンジン１を運転し、エンジントルクおよび第２モータ５（ならびに第１モータ３）のモータトルクを後輪２および前輪４に伝達して駆動力を発生させるパラレルＨＶ走行モードのいずれかの走行モードを設定して走行する。なお、このような各走行モードの切り替えは、例えば要求駆動力および車速をパラメータとするモードの切り替えマップを用いて設定される。

このように構成された車両Ｖｅは、前掲の特許文献１と同様の自動変速機（切替機構にドグ歯を備えた変速機）を備えているから、通常、目標ギヤ段に変速する際は、一段ずつ変速する。例えば第６速から第２速へダウンシフトする際には、切替機構と次のギヤ段である第５速、第４速、第３速、ならびに、目標ギヤ段である第２速までの各ギヤ段とで係合および解放の動作を繰り返し実行して目標のギヤ段へ変速する。しかしながら、このように各ギヤ段での係合および解放の動作を実行すると変速時間が長くなる。そこで、この発明の実施形態では、目標ギヤ段へ変速する際に前記変速時間を短くするように構成されている。以下に、ＥＣＵ１０で実行される制御例について説明する。

図２は、その制御の一例を示すフローチャートであって、所定の条件が成立する場合には、変速時間を短くするために、少なくとも一つの変速段を越えて変速する、いわゆる飛び変速を実行するように構成されている。なお、以下に示す制御例では一例として第６速から第２速へダウンシフトする場合の例を説明する。先ず、変速要求があるか否かを判断する（ステップＳ１）。つまり、ダウンシフトの要求があるか否かを判断する。したがって、このステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわち変速要求がない場合には、これ以降の制御を実行することなくこのフローチャートを一旦終了する。

一方、このステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち変速要求ありと判断された場合には、ついでドグ歯を抜く（ステップＳ２）。つまり、変速に向けて現在のギヤ段と係合している切替機構におけるドグ歯を抜く。具体的には、シフトバレル（アクチュエータ）で切替機構をストロークさせる。

ついで、シフトバレルの回転が完了したか否かを判断する（ステップＳ３）。これは、ステップＳ２でのドグ歯が抜けたことを判断するステップであって、例えば第６速からダウンシフトする場合には、第６速と第５速との間のニュートラル位置にシフトバレルが位置しているか否かを判断する。つまり、シフトバレルが所定の位置に回転完了している場合にはドグ歯抜きが完了したと判断できる。したがって、このステップＳ３で否定的に判断された場合、すなわちシフトバレルの回転が完了していない場合には、ステップＳ２に戻り継続してドグ歯抜きを行う。

それとは反対にこのステップＳ３で肯定的に判断された場合、すなわちシフトバレルの回転が完了したと判断された場合には、次の変速段が目標のギヤ段であるか否かを判断する（ステップＳ４）。つまり、第６速から第２速へのダウンシフトの場合には次の変速段が第２速か否かを判断する。したがって、このステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち次の変速段が目標変速段でない場合には飛び変速へ移行する。

この飛び変速は、第６速から第２速までのダウンシフトで言えば、第５速から第３速までの中間段で係合を行わないことを意味する。つまり、係合（完全係合）させずに、切替機構をストロークさせてドグ歯が相手方のドグ歯（すなわち変速段側の歯）に接触しないように、抜き挿しを実行して変速する。したがって、その飛び変速の実施を許可するか否かを判断する（ステップＳ５）。具体的には、図３に示すフローチャート（サブルーチン）にて判断する。

そのサブルーチンについて説明すると、先ず、ドグのすれ違い時間がドグ歯を挿入および抜く時間以下であるか否かを判断する（ステップＳ５０）。これは、上述したように切替機構のドグ歯と変速段のドグ歯とが接触しないように抜き挿しが可能か否かを判断するステップである。具体的には、現在の切替機構と次の変速段との差回転数から切替機構のドグ歯とギヤ段のドグ歯とのすれ違い時間が切替機構のドグ歯の挿し時間と抜き時間とを合算した時間以下か否かを判断する。

図４は、そのドグ歯のすれ違い、ならびに、ドグ歯の抜き挿しの動作を説明する図であって、上側に切替機構側のドグ歯Ｔ１を示し、下側に変速ギヤ側のドグ歯Ｔ２を示し、それぞれ切替機構と変速ギヤとが相対回転している状態を示している。また、切替機構がアクチュエータによりストロークされることで上側のドグ歯Ｔ１が挿入および抜かれる。したがって、このステップＳ５０で否定的に判断された場合、すなわちドグすれ違い時間がドグ歯Ｔ１の挿入時間と抜き時間との時間より長い場合には、このステップＳ５０で肯定的に判断されるまでこのステップを繰り返し実行する。

一方、このステップＳ５０で肯定的に判断された場合、すなわちドグすれ違い時間がドグ歯Ｔ１の挿入時間と抜き時間とを合算した時間以下の場合には、ついで実際にドグが接触しないか否かを判断する（ステップＳ５１）。これは、現在の相対的なドグ歯の位置から互いのドグ歯が接触しないか否かを判断するステップであって、例えば図４の例で言えば、現在の切替機構側のドグ歯Ｔ１と変速ギヤ側のドグ歯Ｔ２との相対位置から判断すると、破線の軌跡が示すようにドグ歯Ｔ１はドグ歯Ｔ２に接触せずに挿入および抜く動作が可能である。したがって、その場合にはこのステップＳ５１で肯定的に判断され、このフローチャートを終了する。

それとは反対に、このステップＳ５１で否定的に判断された場合、例えば図４の例で切替機構側のドグ歯Ｔ１が現在の位置より右側に位置する状態で挿入あるいは抜きの動作で相手方のドグ歯（すなわち変速ギヤ側のドグ歯）Ｔ２に接触する場合には、このステップＳ５１で肯定的に判断されるまでこのステップを繰り返し実行する。

そして、図２のフローチャートに戻り、ステップＳ５で否定的に判断された場合、すなわち飛び変速の実施を許可できないと判断された場合には、許可されるまでこのステップＳ５（つまり図３のサブルーチン）を繰り返し実行する。一方、このステップＳ５で肯定的に判断された場合、すなわち図３のサブルーチンが終了した場合には、実際に飛び変速を実施する（ステップＳ６）。具体的には、ドグ歯Ｔ１の挿入および抜きの動作を実行する。

ついで、そのステップＳ６のドグ歯Ｔ１の挿入および抜きの動作で係合していないか否かを判断する（ステップＳ７）。すなわち、この発明の実施形態では、中間段で係合せずに目標ギヤ段（第２速）へ変速するところ、その中間段で係合していないか否かを判断する。したがって、このステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわち中間段で係合した場合には、これ以降の制御を実行することなくこのフローチャートを一旦終了する。

一方、このステップＳ７で肯定的に判断された場合、すなわち中間段で係合していないと判断された場合には、シフトバレルの回転が完了したか否かを判断する（ステップＳ８）。すなわち、第６速から第２速へダウンシフトする際の次の変速段は第５速なので、その５速（と第４速との間）のニュートラル位置にシフトバレルの回転が完了したか否かを判断する。なお、目標ギヤ段は、この発明の実施形態では第２速であるが、シフトバレルは一段ずつ回転させることになるので、ここでは、一段下のバレルの回転角をみて判断する。したがって、このステップＳ８で否定的に判断された場合、すなわちシフトバレルの回転が完了していないと判断された場合には、ステップＳ６にリターンする。

一方、このステップＳ８で肯定的に判断された場合、すなわちシフトバレルの回転が完了したと判断された場合には、ステップＳ４にリターンする。つまり、前記中間段で完全係合しないように挿入および抜きの動作を繰り返し実行する。

そして、上述したステップＳ４で否定的に判断された場合、すなわち次の変速段が目標のギヤ段（第２速）の場合には、順番変速の実施を許可するか否かを判断する（ステップＳ９）。要は、順番変速を行うか否かを判断する。つまり、現在の変速段が３速の場合（実質的には、第６速からダウンシフトしてステップＳ５からステップＳ８を繰り返し実行して第３速と第２速との間のニュートラル位置にシフトバレルが位置する場合）には、次が目標のギヤ段であるから従来制御と同様、順番変速を行う。その順番変速の実施を許可するか否かは、図５に示すフローチャート（サブルーチン）にて判断する。これは上述した図３のフローチャートとほぼ同様であって、具体的には次のギヤ段が目標ギヤ段であるから係合するためのドグの挿入時間だけを判断する。すなわち、ドグのすれ違い時間がドグ歯の挿入時間以下か否かを判断する（ステップＳ９０）。したがって、このステップＳ９０で否定的に判断された場合、すなわちドグ歯の差回転数と挿入時間とからドグ歯のすれ違い時間の方がドグ歯の挿入時間より長いと判断された場合には、このステップＳ９０で肯定的に判断されるまでこのステップを繰り返し実行する。

一方、このステップＳ９０で肯定的に判断された場合、すなわちドグのすれ違い時間がドグ歯の挿入時間以下であると判断された場合には、実際にドグが接触しないか否かを判断する（ステップＳ９１）。つまり、ドグ歯を挿入した際に相手方のドグ歯（第２速の歯）に接触しないか否かを判断する。これは、上述した図４で説明したようにドグ歯Ｔ１およびドグ歯Ｔ２の相対位置から判断する。したがって、このステップＳ９１で否定的に判断された場合、すなわち挿入時にドグ歯Ｔ１がドグ歯Ｔ２に接触すると判断された場合には、このステップＳ９１で肯定的に判断されるまでこのステップを繰り返し実行する。

それとは反対にこのステップＳ９１で肯定的に判断された場合、すなわちドグ歯が接触せずに挿入可能であると判断された場合には、このフローチャートを終了して図２のステップＳ１０へ進む。すなわち実際に順番変速を実行する（ステップＳ１０）。要はドグ歯を挿入して目標ギヤ段である第２速のドグ歯と係合させ変速を完了する。なお、順番変速の許可がされずステップＳ９で否定的に判断された場合には、それが許可になるまでこのステップ９（すなわち図５のサブルーチン）を繰り返し実行する。

つぎに、上述した飛び変速における回転数同期（ブリッピング）の制御について説明する。この発明の実施形態における飛び変速は、上述したように、目標ギヤ段にダウンシフトする際に、中間段での係合を行わないように構成されている。図６は、そのダウンシフトの際に現在のギヤ段から目標ギヤ段まで一回で回転数同期を実行する制御の一例を示すフローチャートである。具体的には、先ず、変速要求があるか否か（ステップＳ１００）、ならびに、その変速要求がダウンシフトであるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。したがって、このステップＳ１００もしくはステップＳ１１０で否定的に判断された場合、すなわち変速要求あるいはダウンシフトの要求がない場合には、これ以降の制御を実行することなくこのフローチャートを終了する。

一方、このステップＳ１００およびステップＳ１１０で肯定的に判断された場合、すなわち変速要求かつダウンシフトの要求があると判断された場合には、ついで回転数同期を実行する（ステップＳ１２０）。すなわち現在のギヤ段の回転数（Ncrt）と目標ギヤ段の回転数（Ntgt）との回転数同期制御を実行する。なお、図７は、この制御例を簡易的に示す図であって、現在のギヤ段（Gcrt）から目標ギヤ段（Gtgt）までの中間段（Gtgt-1）を一つの例（すなわち２段のダウンシフト）として示している。なお、この中間段は、ダウンシフトの段数に応じて増減され、すなわち上述した第６から第２速へのダウンシフトであれば中間段は３段になる。

ついで、その回転数同期の制御が完了したか否かを判断する（ステップＳ１３０）。つまり実際の回転数（実Ne）が目標回転数（Ntgt）になったか否かを判断する。なお、この同期回転数は所定のヒステリシス（HYS）を考慮してよく、つまり、図７に示す例で言えば目標回転数（Ntgt）の実線を挟んだ上下の所定の範囲の回転数で制御された場合に同期完了と判断できる。

したがって、このステップＳ１３０で否定的に判断された場合、すなわち回転数同期が完了していないと判断された場合には、ステップＳ１２０にリターンする。つまり再度同期回転数制御を行う。それとは反対に、このステップＳ１３０で肯定的に判断された場合、すなわち回転数同期が完了したと判断された場合には、それによりこのフローチャートを終了する。

なお、この図６および図７で説明した回転数同期制御は、一回の回転数同期で目標ギヤ段まで飛び変速可能であるから変速時間が短くなる点で有利であるものの。その制御を実行する時間幅が短い分、飛び変速が成立しにくい。つまり、ドグ歯の挿入および抜きの動作を回転数同期に併せて短時間で行うことができる場合に特に有効な制御となる。

一方、より飛び変速を成立させるために、前記時間幅を図６および図７の例より長くして制御することも可能である。図８は、その制御の一例を示すフローチャートであって中間段で係合はしないまでも回転数同期をしつつ飛び変速を行うように構成されている。なお、図６と同様のステップについては同じステップ番号を付し、その説明を簡略化する。

具体的には、先ず、変速要求があるか否か（ステップＳ１００）、ならびに、その変速要求がダウンシフトであるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。そして、このステップＳ１００およびステップＳ１１０で肯定的に判断された場合には、次のギヤ段（中間段）とで回転数同期を実行する（ステップＳ２００）。すなわち現在のギヤ段の回転数（Ncrt）と一段下のギヤ段の回転数（Ncrt-1）とで回転数同期制御を実行する。なお、図９は、この図８の制御例を簡易的に示す図であって、図７の例と同様に現在のギヤ段（Gcrt）から目標ギヤ段（Gtgt)までの中間段（Gcrt-1）を一つの例（すなわち２段のダウンシフト）として示している。また、この図９に示す例では、一段下の中間段（Gcrt-1）で回転数同期を行うため、回転数の傾きが上述した一回で目標ギヤ段まで飛び変速する図７の例に比べて緩やかとされている。つまり同期する時間幅が長くなるように構成されている。

ついで、その次のギヤ段との回転数同期の制御が完了したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。つまり実際の回転数（実Ne）が一段下の回転数（Ncrt-1）になったか否かを判断する。なお、この同期回転数は、上述した例と同様に所定のヒステリシスを考慮してよく、つまり、ヒステリシスの範囲を含む回転数で制御された場合に中間段で同期完了と判断できる。

したがって、このステップＳ２１０で否定的に判断された場合、すなわち中間段で回転数同期が完了していないと判断された場合には、ステップＳ２００にリターンする。それとは反対に、このステップＳ２１０で肯定的に判断された場合、すなわち中間段での回転数同期が完了したと判断された場合には、目標ギヤ段とで回転数同期の制御が完了したか否かを判断する（ステップＳ１３０）。つまり実際の回転数（実Ne）がの目標ギヤ段（Gtgt）の回転数（Ntgt）になったか否かを判断する。なお、この同期回転数においても、上述した例と同様に所定のヒステリシスを考慮してよく、したがって所定のヒステリシスの範囲を含む回転数で制御された場合に目標ギヤ段で同期完了と判断できる。

このように、この発明の実施形態においては、上述したように所定の条件が成立する場合には、飛び変速を実行するように構成されている。具体的には切替機構側のドグ歯と変速ギヤ側のドグ歯とが接触しないように、ドグ歯同士のすれ違い時間がドグ歯の挿入および抜く時間の合算した時間以下の場合に飛び変速を行うように構成されている。また、その飛び変速の際の回転数の同期制御は、一回で目標ギヤ段の回転数に同期させる、あるいは、中間段でギヤを形成せず（すなわち係合せず）に回転数の同期を行いつつ目標のギヤ段で完全同期させるように構成されている。したがって、例えば第６速から第２速へダウンシフトする際に第５速、第４速、第３速、第２速の順で繰り返しドグ歯の係合および解放を繰り返して変速する場合、すなわち各中間ギヤ段を形成しつつ変速する場合に比べて、変速時間を短縮することができる。また、そのように変速時間を短縮することができるため、運転者の要求する駆動力の出力を早く実現することができる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述した例では特にダウンシフトを例として説明したものの、アップシフトの場合に適用してもよい。つまりアップシフト時に同様の制御を実行することで変速時間の短縮ならびに要求駆動力の出力を早く実現できる。

また、上述した例では、第６速から第２速へのダウンシフトを例として説明したものの、他の所定のギヤ段からダウンシフトあるいはアップシフトする際にこの飛び変速を実行するように構成してよい。

１…エンジン（ＥＮＧ）、 ２…後輪、 ３…第１モータ（リア・モータ）、 ４…前輪、 ５…第２モータ（フロント・モータ）、 ６…バッテリ（ＢＡＴＴ） ７…自動変速機、 ７ａ…入力軸、 ８，８ａ，８ｂ…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、 ９…ブレーキシステム（ＡＨＢＲｘ）、 １０，１０ａ，１０ｂ…ＥＣＵ（コントローラ）、 １１…リヤデファレンシャルギヤ、 １２，１５…ドライブシャフト、 １３…減速ギヤ対、 １４…フロントデファレンシャルギヤ、 Ｋ１…クラッチ機構、 Ｔ１，Ｔ２…ドグ歯、 Ｖｅ…車両。

Claims (1)

1. 駆動力源と、前記駆動力源の出力側に設けられ、かつ変速比をステップ的に変化させる有段式の変速機とを備え、
   前記変速機は、複数の変速ギヤと、前記複数の変速ギヤにおける所定のギヤ段を設定するために係合される噛み合い式の切替機構と、前記切替機構を作動するアクチュエータとを備え、
   前記所定のギヤ段への変速時に前記切替機構を前記アクチュエータにより前記所定のギヤ段側へ作動させるように構成された車両の変速制御装置において、
   前記車両を制御するコントローラを更に備え、
   前記コントローラは、
   変速要求があるか否かを判断し、
   前記変速要求があった場合に、次のギヤ段が目標ギヤ段であるか否かを判断し、
   前記次のギヤ段が前記目標ギヤ段でないと判断された場合に、現在のギヤ段から前記目標ギヤ段へ少なくとも一つの中間のギヤ段を超えて変速する飛び変速を実行するか否かを判断するように構成され、
   前記飛び変速を実行するか否かの判断は、前記切替機構のドグ歯を挿入および抜く動作の際の前記切替機構のドグ歯と前記中間のギヤ段におけるドグ歯とが接触するか否かを判断し、
   前記動作により前記切替機構のドグ歯と前記中間のギヤ段におけるドグ歯とが接触しないと判断された場合に前記飛び変速を実行するように構成されている
   ことを特徴とする車両の変速制御装置。
   

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