JP5734693B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、制御可能な同期装置を有する車両の変速機が公知である。特許文献１には、変速段をアップ方向及びダウン方向のうちのいずれか一方に変速し、アップ側ボーク点及びダウン側ボーク点のうちのいずれか一方を実際に求める処理を行う第１処理部と、アップ側ボーク点及びダウン側ボーク点のうちのいずれか一方に基づいて、他方を予測して予測値を求める予測処理を行う第２処理部とを具備する車両用自動変速装置の技術が開示されている。

特許文献２には、エンジン始動による運転開始後の初回のシフトレンジ切換時に、シフトアームの移動速度がシフトレンジ切換開始から終了までの中途段階で規定値以下となったポイントをシンクロメッシュ機構による同期開始位置として記憶する自動変速機のシフトレンジ切換装置の技術が開示されている。

特開２００５−２９１４７５号公報 特開２００６−３８１１９号公報

変速機の同期装置に関して学習を行う機会を適切に確保できることが望まれている。例えば、実際に変速を行うときに限らず同期装置に関して学習を行うことができれば、学習機会の増加を図ることができる。

本発明の目的は、変速機の同期装置に関して学習を行う機会を適切に確保できる車両制御装置を提供することである。

本発明の車両制御装置は、入力軸の回転をそれぞれ異なる変速比で出力軸に伝達する複数のギヤ対と、いずれかの前記ギヤ対に選択的に係合して前記入力軸の回転と前記出力軸の回転とを同期させる制御可能な同期装置と、を有する常時噛合い式の変速機と、前記入力軸に接続された第一動力源と、前記出力軸に接続された第二動力源とを備え、前記第一動力源の動力によらずに前記第二動力源の動力によって車両を走行させる所定走行時に、前記同期装置によって前記入力軸の回転と前記出力軸の回転とを同期させるときの動力伝達の開始点について学習制御を行い、かつ前記学習制御において、動力伝達が開始されるときの前記入力軸の回転数変化を検出可能な回転数まで前記入力軸の回転数を低下させてから前記同期装置を前記ギヤ対に係合させることを特徴とする。

上記車両制御装置において、前記学習制御において、前記入力軸の回転数の増加に基づいて前記動力伝達の開始点について学習することが好ましい。

上記車両制御装置において、更に、前記第一動力源と前記入力軸との間に配置されたクラッチを備え、前記クラッチを解放した状態で前記動力伝達の開始点について学習することが好ましい。

上記車両制御装置において、前記第一動力源としてエンジンを備え、前記学習制御において、前記エンジンを停止させ、かつ前記クラッチを係合させて前記入力軸の回転数を低下させてから、前記クラッチを解放した状態で前記動力伝達の開始点について学習することが好ましい。

上記車両制御装置において、前記学習制御における前記同期装置のシフトストロークの速度が、変速時の前記同期装置のシフトストロークの速度よりも低速であることが好ましい。

本発明にかかる車両制御装置は、複数のギヤ対と制御可能な同期装置とを有する常時噛合い式の変速機と、入力軸に接続された第一動力源と、出力軸に接続された第二動力源とを備え、第一動力源の動力によらずに第二動力源の動力によって車両を走行させる所定走行時に、同期装置によって入力軸の回転と出力軸の回転とを同期させるときの動力伝達の開始点について学習制御を行い、かつ学習制御において、動力伝達が開始されるときの入力軸の回転数変化を検出可能な回転数まで入力軸の回転数を低下させてから同期装置をギヤ対に係合させる。本発明にかかる車両制御装置によれば、シフトチェンジのタイミングに限らず動力伝達の開始点について学習制御を行うことができ、同期装置に関して学習を行う機会を適切に確保できるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態の学習制御の動作を示すフローチャートである。 図２は、実施形態の車両制御装置が搭載されたハイブリッド車両を示す図である。 図３は、第１実施形態の学習制御にかかるタイムチャートである。 図４は、第２実施形態の学習制御の動作を示すフローチャートである。 図５は、第２実施形態の学習制御にかかるタイムチャートである。

以下に、本発明の実施形態にかかる車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

（第１実施形態）
図１から図３を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、本実施形態の学習制御の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態の車両制御装置が搭載されたハイブリッド車両を示す図である。

本実施形態に係るハイブリッド車両１００は、同期装置４０を有する常時噛合い式ギヤと摩擦式のクラッチ５とを備える。ハイブリッド車両１００の車両制御装置１−１は、同期装置４０の同期開始点（ボーク点）の学習を行う。従来、シフトチェンジ時にボーク点学習が行われていたが、この場合、ボーク点学習の機会がシフトチェンジ時に限られる。本実施形態の車両制御装置１−１は、ＥＶ走行時にボーク点学習を行う。これにより、シフトチェンジ時に限定されずに任意のタイミングで学習制御を実行可能となり、学習機会を適切に確保することができる。また、ＥＶ走行時に学習を行うことで、シフトチェンジ時よりもシフトストロークを緩やかに動作させて高精度でボーク点を学習することができる。

本実施形態は、下記の構成を有することを前提としている。
（１）モータ（トランスミッション出力軸に接続されているもの。ただし、入力軸への接続やニュートラル等の切替えが可能であってもよい）。
（２）トランスミッション入力軸の回転を検出できるセンサ。
（３）クラッチ操作を自動的に行う機構とアクチュエータ。
（４）シフト操作を自動的に行う機構とアクチュエータ。

図２において、符号１００は、本実施形態に係る車両制御装置１−１が搭載されたハイブリッド車両を示す。車両制御装置１−１は、エンジン１、変速機２、モータジェネレータ３、クラッチ５およびＥＣＵ３０を備える。

エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源であり、燃料の燃焼エネルギーをクランクシャフト１１の回転運動に変換して出力する。本実施形態のエンジン１は、第一動力源に対応する。

変速機２は、自動制御式マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ；Automated Manual Transmission）である。変速機２は、常時噛合い式の変速機であり、アクチュエータによって変速操作（ギヤ段の切り替え）が自動的に行われる。変速機２は、入力軸２Ａ、出力軸２Ｂ、相互に変速比が異なる複数のギヤ対（第一ギヤ対２１，第二ギヤ対２２，第三ギヤ対２３，第四ギヤ対２４）および同期装置４０を有する。各ギヤ対２１，２２，２３，２４は、入力軸２Ａの回転をそれぞれ異なる変速比で出力軸２Ｂに伝達する。入力軸２Ａは、クラッチ５を介してエンジン１のクランクシャフト１１に接続されている。

各ギヤ対２１，２２，２３，２４は、入力軸２Ａに配置された入力ギヤ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａと、出力ギヤ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂとを有している。入力ギヤ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａは、入力軸２Ａによって入力軸２Ａに対して相対回転自在に支持されている。一方、出力ギヤ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂは、出力軸２Ｂに対して相対回転不能に連結されており、出力軸２Ｂと一体回転する。各ギヤ対２１，２２，２３，２４は、常時噛み合っており、同期装置４０によって、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの間で動力を伝達する動力伝達状態と、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの間で動力を伝達しない非伝達状態とに切り替えられる。

同期装置４０は、シンクロメッシュ機構４１，４２およびシフト作動機構４３を備える。シンクロメッシュ機構４１は、入力軸２Ａの回転と、第一ギヤ対２１の入力ギヤ２１ａあるいは第二ギヤ対２２の入力ギヤ２２ａのいずれか一方の回転と、を同期させるものである。シンクロメッシュ機構４１は、ハブ４４およびスリーブ４５を有する。ハブ４４およびスリーブ４５は、軸方向における第一ギヤ対２１と第二ギヤ対２２との間に配置されている。ハブ４４は、入力軸２Ａに対して相対回転不能に連結されている。ハブ４４は、例えば、入力軸２Ａに対してスプライン嵌合している。スリーブ４５は、ハブ４４の外周側に嵌合している。スリーブ４５は、ハブ４４に対して相対回転不能かつ軸方向に相対移動可能である。つまり、ハブ４４およびスリーブ４５は、入力軸２Ａと一体回転する回転部材である。

シンクロメッシュ機構４２は、シンクロメッシュ機構４１のハブ４４およびスリーブ４５と同様のハブ４６およびスリーブ４７を有している。ハブ４６およびスリーブ４７は、軸方向における第三ギヤ対２３と第四ギヤ対２４との間に配置されている。シンクロメッシュ機構４２は、入力軸２Ａの回転と、第三ギヤ対２３の入力ギヤ２３ａあるいは第四ギヤ対２４の入力ギヤ２４ａのいずれか一方の回転と、を同期させるものである。

シフト作動機構４３は、シンクロメッシュ機構４１、４２を作動させて変速を行うものである。シフト作動機構４３は、シフトフォークシャフト４９，５１、シフトフォーク４８，５０およびシフトアクチュエータ５２を有している。シフトアクチュエータ５２は、油圧等によって発生させる力によりシフトフォークシャフト４９，５１を軸方向に進退させる。シフトアクチュエータ５２は、例えば、シフトフォークシャフト４９，５１にそれぞれ接続されたピストンロッドと、シリンダとを有し、シリンダの油室に供給される油圧によってピストンロッドと共にシフトフォークシャフト４９，５１を軸方向に進退させるものとすることができる。

シフトアクチュエータ５２は、軸方向におけるシフトフォークシャフト４９，５１の進退量（シフトストローク）を任意に制御可能である。同期装置４０は、シフトアクチュエータ５２のピストンロッドのストロークを検出するシフトストロークセンサを有する。シフトアクチュエータ５２は、シフトストロークセンサの検出結果に基づいてシフトフォークシャフト４９，５１のシフトストロークを取得することができる。

シンクロメッシュ機構４１のスリーブ４５は、シフトフォーク４８およびシフトフォークシャフト４９を介してシフトアクチュエータ５２のピストンロッドと接続されている。また、シンクロメッシュ機構４２のスリーブ４７は、シフトフォーク５０およびシフトフォークシャフト５１を介してシフトアクチュエータ５２のピストンロッドと接続されている。シフトアクチュエータ５２は、シフトフォークシャフト４９，５１のいずれか一方を選択的に作動させることができる。

シフトアクチュエータ５２は、第一ギヤ対２１のギヤ段（以下、「第一ギヤ段」とも記載する。）に変速する場合、シフトフォークシャフト４９を第一ギヤ対２１に向けて軸方向に移動させ、シフトフォークシャフト４９およびシフトフォーク４８を介してスリーブ４５を第一ギヤ対２１に向けて移動させる。スリーブ４５が第一ギヤ対２１の入力ギヤ２１ａと係合すると、ハブ４４およびスリーブ４５を介して入力ギヤ２１ａと入力軸２Ａとが動力を伝達することができる。

スリーブ４５と入力ギヤ２１ａとの間には、シンクロナイザリングが介在しており、スリーブ４５が入力ギヤ２１ａに向けて移動すると、シンクロナイザリングによってスリーブ４５の回転と入力ギヤ２１ａの回転とが同期される。シンクロナイザリングは、スリーブ４５によって押圧されて入力ギヤ２１ａに対して摩擦係合することで、スリーブ４５と入力ギヤ２１ａとを接続する。シンクロナイザリングと入力ギヤ２１ａとが摩擦係合し、動力の伝達を開始することで、入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転との同期が開始される。スリーブ４５による押圧力が増加するほど同期が進行し、シンクロナイザリングと入力ギヤ２１ａの回転数が一致することで同期が完了する。このとき、入力軸２Ａの回転数と出力軸２Ｂの回転数とが第一ギヤ対２１の変速比に応じた回転比となる。

回転の同期が完了すると、スリーブ４５に形成されたギヤと入力ギヤ２１ａのクラッチギヤとが噛合い、変速が完了する。このように、同期装置４０は、第一ギヤ対２１に係合して第一ギヤ対２１の変速比で入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させることができる。

シフトアクチュエータ５２は、スリーブ４５が第一ギヤ対２１に係合している第一ギヤ段から、変速機２をニュートラルとする場合や、他のギヤ段に変速する場合、シフト抜きを行う。シフトアクチュエータ５２は、シフトフォークシャフト４９を第二ギヤ対２２に向けて移動させてスリーブ４５と入力ギヤ２１ａとを離間させることで、スリーブ４５と入力ギヤ２１ａとの係合を解放させる。

第二ギヤ対２２のギヤ段（第二ギヤ段）に変速する場合、シフトアクチュエータ５２は、シフトフォークシャフト４９を第二ギヤ対２２に向けて移動させる。入力ギヤ２２ａとスリーブ４５との回転が同期されてスリーブ４５のギヤと入力ギヤ２２ａのクラッチギヤとが噛合うまでの動作や、第二ギヤ段からのシフト抜きの動作は、第一ギヤ対２１の場合と同様である。

また、シフトアクチュエータ５２は、シフトフォークシャフト５１を軸方向に移動させることにより、第三ギヤ対２３のギヤ段（第三ギヤ段）や第四ギヤ対２４のギヤ段（第四ギヤ段）に変速することや、第三ギヤ段や第四ギヤ段からのシフト抜きを行うことができる。シフトアクチュエータ５２は、スリーブ４５を第一ギヤ対２１および第二ギヤ対２２のいずれとも係合させない中立状態とし、かつスリーブ４７を第三ギヤ対２３および第四ギヤ対２４のいずれとも係合させない中立状態とすることで、変速機２をニュートラルとすることができる。このように、同期装置４０は、複数のギヤ対２１，２２，２３，２４のいずれかのギヤ対に選択的に係合して入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させることができる。

変速機２の出力軸２Ｂには、モータジェネレータ３が連結されている。モータジェネレータ３は、出力軸２Ｂに接続された第二動力源である。モータジェネレータ３は、出力軸２Ｂ、入力軸２Ａおよびクラッチ５を介してエンジン１と接続されている。また、モータジェネレータ３は、出力軸２Ｂ、後述する差動機構１２およびドライブシャフト１４を介して駆動輪１６と接続されている。つまり、モータジェネレータ３は、入力ギヤ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを介さずに駆動輪１６と接続されている。

モータジェネレータ３は、ステータ３ａおよびロータ３ｂを有する。モータジェネレータ３は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。モータジェネレータ３としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。ロータ３ｂは出力軸２Ｂに対して一体回転可能に連結されている。バッテリ４は、充放電が可能な蓄電装置である。バッテリ４は、モータジェネレータ３と電気的に接続されており、モータジェネレータ３と電力を授受できる。

出力軸２Ｂには、出力軸２Ｂと一体に回転するドライブピニオンギヤ２６が設けられている。ドライブピニオンギヤ２６は、差動機構１２のリングギヤ１３と噛み合っている。エンジン１からクラッチ５および入力軸２Ａを介して伝達される動力と、モータジェネレータ３から出力される動力とは、出力軸２Ｂにおいて合成され、差動機構１２およびドライブシャフト１４を介して駆動輪１６に伝達される。

クラッチ５は、摩擦係合式のクラッチ装置であり、入力される制御量によって係合度合いを制御可能なものである。クラッチ５は、入力側係合部材５５、出力側係合部材５６、およびクラッチ作動機構５７を有する。入力側係合部材５５は、クランクシャフト１１に接続されており、クランクシャフト１１と一体に回転する。出力側係合部材５６は、変速機２の入力軸２Ａに接続されており、入力軸２Ａと一体に回転する。クラッチ作動機構５７は、出力側係合部材５６を入力側係合部材５５に向けて押圧するダイヤフラムスプリング等の押圧手段と、押圧手段に抗してクラッチ５を解放させるクラッチアクチュエータ５８とを有する。クラッチアクチュエータ５８は、例えば、油圧によって発生させる力により、クラッチ５を解放させる。一例として、クラッチアクチュエータ５８は、ピストンロッドと、シリンダとを有し、シリンダの油室に供給される油圧によってピストンロッドを軸方向に進退させるものとすることができる。クラッチアクチュエータ５８は、ピストンロッドの軸方向における進退量（クラッチストローク）に応じて、出力側係合部材５６を入力側係合部材５５に向けて押圧する押圧力を調整することができる。クラッチ５では、クラッチストロークに応じて伝達可能な最大トルク、すなわちクラッチ５のクラッチトルクが変化する。以下の説明では、このクラッチ５において伝達可能な最大トルクを「クラッチトルク」と記載する。クラッチ作動機構５７は、クラッチストロークを検出するクラッチストロークセンサを有する。クラッチアクチュエータ５８は、クラッチストロークセンサの検出結果に基づいてクラッチストロークを取得することができる。

クラッチアクチュエータ５８は、クラッチ５を、完全係合状態、半係合状態、解放状態の３つの状態に制御することができる。完全係合状態とは、入力側係合部材５５と出力側係合部材５６とが係合し、かつ等しい回転数で一体に回転する状態である。半係合状態とは、入力側係合部材５５と出力側係合部材５６とが係合し、かつ互いに異なる回転数で回転する状態である。解放状態とは、入力側係合部材５５と出力側係合部材５６とが離間して動力を伝達しない状態である。また、クラッチアクチュエータ５８は、クラッチ５の半係合状態における動力の伝達度合いを制御することが可能である。

クラッチストロークが最も小さい領域では、クラッチトルクは最も大きく、クラッチ５は完全係合状態とる。クラッチストロークが増加するにつれてクラッチトルクは減少し、入力されるトルクよりもクラッチトルクが小さくなるとクラッチ５は半係合状態となる。クラッチストロークが最も大きい領域では、クラッチトルクは０となり、クラッチ５が解放され、動力を伝達しない解放状態となる。

ＥＣＵ３０は、周知のコンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行制御を行う走行制御装置としての機能を有している。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、同期装置４０に関する学習制御を行う学習部としての機能を有している。ＥＣＵ３０には、エンジン１、モータジェネレータ３、シフトアクチュエータ５２およびクラッチアクチュエータ５８が接続されており、エンジン１、モータジェネレータ３、シフトアクチュエータ５２およびクラッチアクチュエータ５８は、それぞれＥＣＵ３０によって制御される。

また、ＥＣＵ３０には、シフトストロークセンサ、クラッチストロークセンサ、変速機２の入力軸２Ａの回転数を検出する入力軸回転数センサ、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサが接続されている。以下の説明では、変速機２の入力軸２Ａの回転数を単に「入力軸回転数」と記載する。シフトストロークセンサによって検出されたシフトストロークを示す信号、クラッチストロークセンサによって検出されたクラッチストロークを示す信号、入力軸回転数センサによって検出された入力軸回転数を示す信号およびエンジン回転数センサによって検出されたエンジン回転数を示す信号は、それぞれＥＣＵ３０に出力される。また、ＥＣＵ３０には、バッテリ４の充放電状態や電圧等を検出するセンサが接続されている。ＥＣＵ３０は、このセンサによる検出結果に基づいて、バッテリ４の充電状態ＳＯＣを取得することができる。

ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００においてＥＶ走行およびエンジン走行（ＥＨＶ走行）を選択的に実行させることができる。エンジン走行とは、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードである。ＥＶ走行とは、エンジン１の動力によらずにモータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードであり、所定走行に対応する。

ＥＣＵ３０は、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪１６に伝達するべき要求トルクあるいは要求駆動力を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン１、モータジェネレータ３、およびクラッチ５を制御する。エンジン走行においてエンジン１のトルクを駆動輪１６に伝達する際には、クラッチ５が係合状態とされる。エンジン走行では、モータジェネレータ３を発電機として機能させ、発生した電力をバッテリ４に充電することができる。また、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーによってモータジェネレータ３を発電させてバッテリ４を充電する回生制御を実行することができる。

エンジン走行では、さらに、モータジェネレータ３を電動機として駆動させ、その動力を駆動輪１６に伝達することができる。モータジェネレータ３は、ハイブリッド車両１００の加速時等にエンジン１のトルクが不足する場合に、これをアシストすることができる。モータジェネレータ３は電動機として作動する場合、ハイブリッド車両１００を前方に向けて駆動する正のトルクを出力する。

また、モータジェネレータ３は、単独でもハイブリッド車両１００の走行用の動力源として機能することができる。すなわち、ハイブリッド車両１００は、エンジン１の動力によらずにモータジェネレータ３が出力する動力によって走行するＥＶ走行が可能である。ＥＶ走行において、モータジェネレータ３は、バッテリ４からの電力を消費して出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。ＥＣＵ３０は、バッテリ４の充電状態（ＳＯＣ）や走行状態等に基づいて、エンジン走行あるいはＥＶ走行のいずれの走行モードでハイブリッド車両１００を走行させるかを決定する。例えば、軽負荷や低速での走行時にはＥＶ走行が選択され、中高負荷や中高速での走行時には、エンジン走行が選択される。ＥＶ走行では、ＥＣＵ３０は、変速機２の入力軸２Ａとエンジン１とで動力が伝達されないように、例えばクラッチ５を解放状態に制御する。

また、ＥＣＵ３０は、エンジン走行において、変速機２の変速制御を行うことができる。変速機２の目標ギヤ段は、運転者の変速操作に応じたギヤ段であっても、ハイブリッド車両１００の走行状態に応じてＥＣＵ３０によって選択されたギヤ段であってもよい。ＥＣＵ３０は、目標ギヤ段を実現するように、クラッチ５のクラッチアクチュエータ５８および変速機２のシフトアクチュエータ５２を制御する。変速機２において変速を行う場合、ＥＣＵ３０は、クラッチ５を解放させ、変速機２において変速前の目標ギヤ段に対応するギヤ段をシフト抜きにより非伝達状態とし、変速後の目標ギヤ段に対応するギヤ段を動力伝達状態とする。ＥＣＵ３０は、目標ギヤ段へのギヤ段の切替えがなされると、クラッチ５を係合状態とする。

ここで、変速機２の変速を行う場合に、同期装置４０によって入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させるときの動力伝達の開始点を精度よく把握できることが好ましい。同期装置４０では、経年変化や摩耗等により、動力伝達が開始されるシフトストロークに変化が生じることがある。本実施形態では、シフトストロークにおける動力伝達の開始点、すなわち動力伝達が開始されるシフトストローク位置を「ボーク点」および「同期開始点」とも記載する。

従来、ボーク点の学習制御は、トルク変動等により搭乗者に違和感を与えることがないようにシフトチェンジ時に行われていたが、この場合、ボーク点学習の機会がシフトチェンジ時に限られる。また、学習精度を向上させる観点からはシフトストロークの速度を低速とすることが好ましいが、学習のためにシフトストロークの速度を低下させると、シフトチェンジを遅らせてしまうという問題がある。このため、従来は早く学習を完了させる必要から、微小な学習時期のずれが発生していた。これにより、正確な同期開始点を検出することができない場合があった。

本実施形態の車両制御装置１−１は、ボーク点学習をＥＶ走行時に行う。具体的には、ＥＶ走行時に、クラッチ５を解放させ、変速機２をニュートラルとした状態から、学習対象のギヤ段を成立させるように対応するシフトフォークシャフトのシフトストロークを変化させる。学習対象のギヤ段において動力伝達が開始されることによる入力軸回転数の変化、例えば入力軸回転数の増加に基づいて、ボーク点を検出可能である。本実施形態のボーク点学習の方法によれば、ＥＶ走行時に任意のタイミングでボーク点の学習制御を実行することができる。これにより、ボーク点に関する十分な学習機会を確保することができる。

また、本実施形態のボーク点の学習制御における同期装置４０のシフトストロークの変化速度が、変速時の同期装置４０のシフトストロークの変化速度よりも低速である。これにより、ボーク点に関して精度の高い学習を行うことが可能である。

図１を参照して、第１実施形態の動作について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、ＥＶ走行中でかつ実シフトポジションが前進段あるいはニュートラルである状態が一定以上維持された場合に実行される。なお、その他に学習が必要な場合、例えば学習が不足したギヤ段がある場合に本制御フローが実行されてもよい。なお、ＥＶ走行中であるため、本制御フローの実行時にクラッチ５は解放した状態である。

図３は、本実施形態の学習制御に係るタイムチャートである。図３において、（ａ）はシフトポジション、（ｂ）はシフトストローク、（ｃ）は入力軸回転数、（ｄ）はエンジン回転数をそれぞれ示す。（ａ）シフトポジションには、要求シフトポジション（破線）および実シフトポジション（実線）が示されている。また、（ｂ）シフトストロークには、要求シフトストローク（破線）および実シフトストローク（実線）が示されている。

まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により要求シフトポジションがニュートラル（Ｎ）とされる。ステップＳ１では、学習を行うためにシフトが抜かれる。図３では、時刻ｔ１において要求シフトポジションがニュートラルとされる。なお、ＥＶ走行中にシフトポジションがニュートラルとされるハイブリッド車両１００であれば、ステップＳ１からステップＳ３を省略して後述するステップＳ４から開始するようにしてもよい。

次に、ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により実ポジション（実シフトポジション）がニュートラルであるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、シフトストロークセンサの検出結果に基づいてステップＳ２の判定を行う。図３では、時刻ｔ２において実ポジションがニュートラルであると判定される。ステップＳ２の判定の結果、実ポジションがニュートラルであると判定された場合（ステップＳ２−Ｙ）にはステップＳ３に進み、そうでない場合（ステップＳ２−Ｎ）にはステップＳ１に移行する。なお、ニュートラルとするのは一例であって、学習を開始するにあたりギヤの噛合いがなく入力軸２Ａと出力軸２Ｂとで動力の伝達がなされない状態とされていればよい。

ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、入力軸回転数が一定以下であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、入力軸回転数が０近傍の回転数となった場合にステップＳ３で肯定判定を行う。なお、ステップＳ３の判定のための閾値は、０近傍の値には限定されない。入力軸回転数の閾値は、ボーク点における入力軸回転数の変化を検出しやすい回転数に基づいて定められた回転数であればよい。すなわち、閾値は、その後に同期装置４０によって同期がなされるときの同期開始時の入力軸回転数の変化を確認できる回転数であればよい。図３では、時刻ｔ３において入力軸回転数が一定以下であると判定される。ステップＳ３の判定の結果、入力軸回転数が一定以下であると判定された場合（ステップＳ３−Ｙ）にはステップＳ４に進み、そうでない場合（ステップＳ３−Ｎ）にはステップＳ３の判定が繰り返される。

ステップＳ４では、ＥＣＵ３０により、シフトポジションが目標ポジションとされる。ＥＣＵ３０は、学習を行うギヤ段を目標ポジションとして、シフトを目標ポジションへ緩やかに動作させる。ここでは、目標ポジションが第一ギヤ段である場合を例に説明する。ＥＣＵ３０は、シフトアクチュエータ５２を制御してスリーブ４５を第一ギヤ対２１に向けて軸方向に移動させる。シフトアクチュエータ５２がシフトフォークシャフト４９を軸方向に移動させる移動速度、すなわちシフトストロークの速度は、エンジン走行において第一ギヤ段に変速するときのシフトストローク速度よりも低速とされる。なお、このときに、現在の学習値の手前、すなわちこれまでの学習結果に基づくボーク点の手前までは素早い動作を行ってもよい。

図３では、時刻ｔ３から要求シフトストローク（破線）が徐々に増加され、これに対応して実シフトストローク（実線）が徐々に増加している。なお、図３では、目標ポジション（学習対象のギヤ段）は学習制御に入る前のシフトポジションと同一とされているが、これには限定されない。ＥＣＵ３０は、各シフトポジションの学習回数を記憶しておき、学習が不足したシフトポジションを目標ポジションとしてもよい。ステップＳ４が実行されると、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ＥＣＵ３０により、入力軸回転加速度が一定以上であるか否かが判定される。ステップＳ５では、入力軸回転数の上昇開始が判定される。入力軸回転加速度によって、入力軸回転数が上昇に転じる変曲点を判定することができる。図３では、時刻ｔ４において入力軸回転加速度が一定以上であると判定される。ステップＳ５の判定の結果、入力軸回転加速度が一定以上であると判定された場合（ステップＳ５−Ｙ）にはステップＳ６に進み、そうでない場合（ステップＳ５−Ｎ）にはステップＳ４に移行する。なお、ステップＳ５において、入力軸回転加速度に基づく判定に代えて、入力軸回転数が一定以上上昇した場合に肯定判定を行うようにしてもよい。

ステップＳ６では、ＥＣＵ３０により、同期開始点が学習される。ＥＣＵ３０は、シフトアクチュエータ５２における現在のシフトストロークを取得し、学習値を更新する。ＥＣＵ３０は、シフト制御量マップにおける目標ポジションに対応するシフトポジションの学習値に対して取得したシフトストロークを上書きする。なお、取得したシフトストロークで上書きすることに代えて、取得したシフトストロークに基づきなましをかけて学習値を更新するようにしてもよい。例えば、更新前の学習値と取得したシフトストロークとの間の値、一例として両者の平均値で学習値を上書きするようにしてもよい。ステップＳ６が実行されると、本制御フローは終了する。

ＥＣＵ３０は、学習制御が終了すると、学習開始前のシフトポジションに変速させる。図３では、時刻ｔ５において要求シフトポジションが学習開始前のシフトポジションとされる。なお、学習開始前のシフトポジションに変速させることに代えて、ニュートラルや他のシフトポジションへの変速がなされてもよい。また、学習すべきシフトポジションが他に存在する場合、そのシフトポジションに関する学習制御に移行してもよい。

本実施形態の学習制御によれば、ＥＶ走行中の任意のタイミングでボーク点の学習を行うことができる。これにより、学習機会を十分に確保して学習精度を向上させることができる。また、エンジン走行中にシフトチェンジに合わせてボーク点を学習しようとする場合と異なり、走行条件に規制されずに任意のギヤ段についてのボーク点を学習することができる。このため、各ギヤ段についての学習頻度に偏りが生じることが抑制される。また、学習制御において、クラッチ５を解放して入力軸２Ａとエンジン１との動力の伝達を遮断することで、ショックを生じさせることなく同期装置４０によって入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させることができる。

このように、本実施形態のハイブリッド車両１００は、入力軸２Ａの回転をそれぞれ異なる変速比で出力軸２Ｂに伝達する複数のギヤ対と、いずれかのギヤ対に選択的に係合して入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させる制御可能な同期装置４０と、を有する常時噛合い式の変速機２と、入力軸２Ａに接続されたエンジン１（第一動力源）と、出力軸２Ｂに接続されたモータジェネレータ３（第二動力源）と、ＥＶ走行（所定走行）時に同期装置４０によって入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させるときの動力伝達の開始点について学習制御を行うＥＣＵ３０（学習部）とを備えている。

よって、本実施形態のハイブリッド車両１００では、実際に変速を行うときに限らず、同期装置４０に関する学習制御を行うことができる。特に、ハイブリッド車両１００は、エンジン１と入力軸２Ａとの間の動力伝達を接続あるいは遮断する制御可能なクラッチ５を備えている。これにより、クラッチ５を解放しておくことで、学習制御においてショックを生じさせることなく同期装置４０によって入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させることができる。

なお、本実施形態では、ＥＶ走行時に同期装置４０についての学習制御が行われたが、更に、エンジン走行時に同期装置４０についての学習制御がなされてもよい。エンジン走行時の学習制御としては、例えば、実際に変速機２において変速を行うときにボーク点について学習することができる。ＥＶ走行時におけるボーク点についての学習と、エンジン走行時におけるボーク点についての学習とを併用することで、より多くの学習機会を確保することができる。

なお、本実施形態では、第一動力源がエンジン１であり、第二動力源がモータジェネレータ３であったが、第一動力源および第二動力源は、これらには限定されず、それぞれ他の公知の動力源であってもよい。

本実施形態では、モータジェネレータ３が変速機２の出力軸２Ｂに接続されているが、モータジェネレータ３の位置はこれには限定されない。モータジェネレータ３は、学習制御を実行するときに入力ギヤ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａを介さずに駆動輪１６と接続されることができるものであればよい。例えば、モータジェネレータ３は、入力軸２Ａあるいは出力軸２Ｂのいずれかに選択的に接続可能なものであってもよい。この場合、ボーク点についての学習制御を行うときに、モータジェネレータ３が出力軸２Ｂに対して接続されるようにしてもよい。また、モータジェネレータ３は、変速機２と動力の伝達を行わないニュートラル状態に切替え可能なものであってもよい。

本実施形態の同期装置４０は、入力ギヤ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａの回転と入力軸２Ａの回転とを同期させるものであったが、これに代えて、出力ギヤ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させるものであってもよい。また、同期装置４０は、入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させるその他の機構であってもよい。

（第２実施形態）
図４および図５を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態において、上記第１実施形態と異なる点は、学習制御においてエンジンを停止させ、かつクラッチ５を係合させて入力軸回転数を低下させる点である。クラッチ５を係合させてエンジン１を入力軸２Ａに対する負荷とすることにより、クラッチ５を解放したままで入力軸回転数の低下を待つ場合よりも短時間で入力軸回転数を低下させることができる。その結果、速やかにボーク点の学習を開始することができ、学習制御に要する時間を短縮することができる。

図４は、本実施形態の学習制御の動作を示すフローチャート、図５は、本実施形態の学習制御に係るタイムチャートである。図５において、（ａ）（ｂ）は図３と同様にシフトポジション、シフトストロークをそれぞれ示す。また、（ｃ）はエンジントルク（実線）およびクラッチトルク（破線）、（ｄ）は入力軸回転数、（ｅ）はエンジン回転数をそれぞれ示す。

まず、ステップＳ１１では、ＥＣＵ３０により、要求シフトポジションがニュートラルとされる。図５では、時刻ｔ１１において要求シフトポジションがニュートラルとされる。ステップＳ１１が実行されると、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＥＣＵ３０により、実ポジションがニュートラルであるか否かが判定される。図５では、時刻ｔ１２において実ポジションがニュートラルと判定される。ステップＳ１２の判定の結果、実ポジションがニュートラルであると判定された場合（ステップＳ１２−Ｙ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１２−Ｎ）にはステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１３では、ＥＣＵ３０は、クラッチトルクを増加させる。ステップＳ１３では、入力軸回転数を検出しやすい状態にするためにクラッチ５を係合させて入力軸２Ａの回転をエンジン回転（停止）に同期させる。ＥＣＵ３０は、クラッチアクチュエータ５８によってクラッチ５を係合させる方向にクラッチストロークを変化させる。この際のクラッチストロークの増加量や増加速度は、クラッチ係合によるショックや音が発生しない範囲でできるだけ大きな増加量や増加速度とすることが好ましい。図５では、時刻ｔ１２からクラッチトルクの増加が開始される。ステップＳ１３が実行されると、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、ＥＣＵ３０により、入力軸回転数が一定以下であるか否かが判定される。ステップＳ１４における判定のための閾値は、例えば、ステップＳ３と同様とすることができる。図５では、時刻ｔ１３において入力軸回転数が一定以下と判定される。ステップＳ１４の判定の結果、入力軸回転数が一定以下であると判定された場合（ステップＳ１４−Ｙ）にはステップＳ１５に進み、そうでない場合（ステップＳ１４−Ｎ）にはステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１５では、ＥＣＵ３０は、クラッチトルクを減少させる。ＥＣＵ３０は、シフトが可能な範囲までクラッチトルクを減少させる。ＥＣＵ３０は、クラッチアクチュエータ５８によってクラッチ５を解放（動力伝達を遮断）させる方向にクラッチストロークを変化させる。図５では、時刻ｔ１３においてクラッチトルクの減少が開始される。ステップＳ１５が実行されると、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、ＥＣＵ３０により、クラッチトルクが一定以下であるか否かが判定される。ステップＳ１６におけるクラッチトルクの閾値は、例えば、ボーク点において動力の伝達が開始されたとしてもショックが感じられない程度の値とされる。図５では、時刻ｔ１４においてクラッチトルクが一定以下と判定される。ステップＳ１６の判定の結果、クラッチトルクが一定以下であると判定された場合（ステップＳ１６−Ｙ）にはステップＳ１７に進み、そうでない場合（ステップＳ１６−Ｎ）にはステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１７からステップＳ１９は、上記第１実施形態（図１）のステップＳ４からステップＳ６と同様とすることができる。すなわち、ステップＳ１７でシフトポジションが目標ポジションとされ、ステップＳ１８で入力軸回転加速度が一定以上であると判定されると、ステップＳ１９で同期開始点が学習される。ステップＳ１９が実行されると、本制御フローは終了する。図３では、時刻ｔ１５において入力軸回転数が一定以上であると判定されて学習が開始される。学習値の更新方法は、例えば、上記第１実施形態と同様とすることができる。

ＥＣＵ３０は、学習制御が終了すると、学習開始前のシフトポジションに変速させる。なお、学習開始前のシフトポジションに変速させることに代えて、ニュートラルや他のシフトポジションへの変速がなされてもよい。また、学習すべきシフトポジションが他に存在する場合、そのシフトポジションに関する学習制御に移行してもよい。

本実施形態の学習制御では、エンジン１を停止させ、かつクラッチ５を係合して入力軸回転数を低下させてから、クラッチ５を解放した状態でボーク点の学習がなされる。クラッチ５を係合することで入力軸回転数を短時間で十分に低下させることができる。よって、同期装置４０によって入力軸２Ａの回転と出力軸２Ｂの回転とを同期させるときの動力伝達の開始点について入力軸回転数に基づいて精度よく検出することができる。

上記の各実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、変速機の同期装置に関して学習を行うのに有用であり、特に、学習機会を適切に確保するのに適している。

１−１ 車両制御装置
１ エンジン
２ 変速機
２Ａ 入力軸
２Ｂ 出力軸
３ モータジェネレータ
５ クラッチ
１６ 駆動輪
２１，２２，２３，２４ ギヤ対
３０ ＥＣＵ
４０ 同期装置
５２ シフトアクチュエータ
１００ ハイブリッド車両

Claims (5)

1. 入力軸の回転をそれぞれ異なる変速比で出力軸に伝達する複数のギヤ対と、いずれかの前記ギヤ対に選択的に係合して前記入力軸の回転と前記出力軸の回転とを同期させる制御可能な同期装置と、を有する常時噛合い式の変速機と、
   前記入力軸に接続された第一動力源と、
   前記出力軸に接続された第二動力源とを備え、
   前記第一動力源の動力によらずに前記第二動力源の動力によって車両を走行させる所定走行時に、前記同期装置によって前記入力軸の回転と前記出力軸の回転とを同期させるときの動力伝達の開始点について学習制御を行い、かつ前記学習制御において、動力伝達が開始されるときの前記入力軸の回転数変化を検出可能な回転数まで前記入力軸の回転数を低下させてから前記同期装置を前記ギヤ対に係合させる
   ことを特徴とする車両制御装置。
2. 前記学習制御において、前記入力軸の回転数の増加に基づいて前記動力伝達の開始点について学習する
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 更に、前記第一動力源と前記入力軸との間に配置されたクラッチを備え、
   前記クラッチを解放した状態で前記動力伝達の開始点について学習する
   請求項１または２に記載の車両制御装置。
4. 前記第一動力源としてエンジンを備え、
   前記学習制御において、前記エンジンを停止させ、かつ前記クラッチを係合させて前記入力軸の回転数を低下させてから、前記クラッチを解放した状態で前記動力伝達の開始点について学習する
   請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記学習制御における前記同期装置のシフトストロークの速度が、変速時の前記同期装置のシフトストロークの速度よりも低速である
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。

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