JP6464636B2 - 車両制御装置、車両制御方法、および車両 - Google Patents

Description

本発明は、変速時のトルク制御を行う車両制御装置および車両制御方法、並びに車両、特に、変速時にモータでトルクアシストを行う車両およびその制御装置および制御方法に関するものである。

従来より、走行状態に応じて内燃機関と電気モータの両方またはいずれか一方を駆動源とするハイブリッド車両が知られている。また、ハイブリッド車両に採用される変速機の一例として、走行状態に応じて一連のクラッチの接離操作と変速操作を自動で行うＡＭＴ（オートメイテッドマニュアルトランスミッション）と呼ばれる有段自動変速機がある。このような有段自動変速機において変速を行う場合は、変速過程でクラッチが一時的に切断されるため内燃機関からのトルクが車輪側に伝達されず、車両全体としての駆動トルクが低下する期間、いわゆる「トルク抜け」が生じる。そのため、電気モータでトルクアシストを行うことにより変速時の「トルク抜け」を防止する技術が提案されている。

なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。

特開平１１−６９５０９号公報

ところで、スポーツ仕様の車両や操作レスポンスを重視したスポーツモードを選択可能な車両がある。このような車両において、運転者がアクセル操作等により車両挙動の変化を要求した場合、例えば高速走行への移行を要求した場合に、その要求に対して車両が敏感に反応して車両の挙動が変化した（変速が迅速に行われた）と運転者に感じさせることが好ましい。しかし、実際の変速処理はクラッチが切断された後にギア段の変更が行われ、再度クラッチが接続されることで完了する。そして、クラッチが再接続されたときに生じる加速度変化（Ｇ変化）により、運転者が車両の挙動変化を認識する場合もある。このように、運転者がアクセル操作等により車両挙動の変化を要求しても、実際に変速が完了するまでにはタイムラグが存在するので、車両の敏感性を運転者に体感させにくいという問題があった。

また、電機モータによるトルクアシスト機能がある場合、基本的にはトルク変動を軽減する方向に制御が行われるので、車両の挙動変化が分かり難い場合がある。さらに、一般的な内燃機関は、その特性上、制御指令を供給しても瞬時に目標トルクを出力させることは難しく、立ち上がり勾配または立ち下がり勾配を経た後に目標トルクに到達する。したがって、従来のハイブリッド車両では、敏感な変速（挙動変化）を運転者に体感させにくかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、変速時に敏感な変速感を運転者に与える車両制御装置を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の車両制御装置は、機関トルクを供給する内燃機関とモータトルクを供給するモータとを備えた車両を制御する車両制御装置であって、ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに変速クラッチが噛み合うことで前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態と、変速クラッチが噛み合わないことで前記ギア対を介して前記入力シャフトから前記出力シャフトにトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り換えて変速処理を行う変速機構と、前記内燃機関と前記入力シャフトとの間に配置され、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達する接続状態と、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換える機関クラッチと、前記モータと前記出力シャフトとの間に配置され、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達する接続状態と、前記モータトルクと前記出力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換えるモータクラッチと、少なくとも前記モータジェネレータおよび前記モータクラッチを制御して、前記出力シャフトの出力トルクを調整する制御部と、を備え、前記制御部は、前記変速処理において、前記モータクラッチを接続状態として前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達している状態で、前記モータトルクを変化させる構成を有している。

この構成により、変速機構での変速処理において、変速機構の出力シャフトがモータトルクを受けているときに、モータトルクを変化させるので、運転者は変速の際にモータトルクによるトルク変化を体感することができる。モータトルクの変化は機関トルクの変化より機敏であるので、運転者には、変速が機敏に行われている感覚を与えることができる。

前記制御部は、さらに、前記機関クラッチを制御してよく、前記変速処理において、前記機関クラッチを非接続状態として、前記モータトルクを変化させてよい。

この構成により、変速処理の際に、モータトルクのみが出力シャフトにトルクを与えた状態で、モータトルクを変化させるので、運転者はトルク変化をよりよく体感できる。

前記変速クラッチは、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに沿って移動可能なスリーブと、前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うドグクラッチであってよく、前記制御部は、前記変速処理によって前記トルク非伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク非伝達状態となった後であって、前記変速処理によって前記トルク伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク伝達状態となる前に、前記モータトルクを変化させてよい。

この構成により、変速処理においてトルク伝達状態に切り換わるべきギア対の変速クラッチにおけるスリーブとドグとが同期している場合に、それらの位相をずらすことができる。

前記制御部は、前記変速処理において前記トルク伝達状態に切り換わるべき前記ギア対の変速クラッチにおける前記スリーブと前記ドグとが噛み合わずに接触して連れ回り、前記ギア対が前記トルク伝達状態となることができないときに、前記モータトルクを変化させてよい。

この構成により、スリーブとドグとが接触はしているが噛み合わずに連れ回っている状態でモータトルクを変化させるので、スリーブとドグとの位相がずれると、それに引き続いてスリーブとドグとを噛合させることができる。

前記制御部は、前記モータトルクを変化させる際に、前記スリーブの前記ドグに向かう推力を弱めてよい。

この構成により、スリーブとドグとの位相をずらしやすくできる。

前記制御部は、前記変速処理がアップ変速の場合に、前記モータトルクを減少させてよい。

この構成により、変速時のモータトルクの変化によって運転者にアップ変速が行われた感覚を与えることができる。

前記制御部は、前記変速処理がダウン変速の場合に、前記モータトルクを増加させてよい。

この構成により、変速時のモータトルクの変化によって運転者にダウン変速が行われた感覚を与えることができる。

前記制御部は、前記変速処理において、前記出力トルクが変速後のトルクとなるように、前記モータトルクを変化させてよい。

この構成により、変速処理の後に内燃機関の機関トルクが出力シャフトに与えられたときにも、トルクの急激な変化を抑えることができ、運転者に、変速はあくまでもモータトルクの変化の際に行われたという感覚を与えることができる。

本発明の一態様の車両は、機関トルクを供給する内燃機関と、モータトルクを供給するモータと、ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに変速クラッチが噛み合うことで前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態と、変速クラッチが噛み合わないことで前記ギア対を介して前記入力シャフトから前記出力シャフトにトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り換えて変速処理を行う変速機構と、前記内燃機関と前記入力シャフトとの間に配置され、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達する接続状態と、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換える機関クラッチと、前記モータと前記出力シャフトとの間に配置され、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達する接続状態と、前記モータトルクと前記出力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換えるモータクラッチと、少なくとも前記モータジェネレータおよび前記モータクラッチを制御して、前記出力シャフトの出力トルクを調整する制御部と、を備え、前記制御部は、前記変速処理において、前記モータクラッチを接続状態として前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達している状態で、前記モータトルクを変化させる構成を有している。

この構成によっても、変速機構での変速処理において、変速機構の出力シャフトがモータトルクを受けているときに、モータトルクを変化させるので、運転者は変速の際にモータトルクによるトルク変化を体感することができる。

本発明の一態様の車両制御方法は、ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備えた変速機構と、前記入力シャフトに機関トルクを供給する内燃機関と、前記出力シャフトにモータトルクを供給するモータと、前記モータと前記出力シャフトとの間に配置され、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達する接続状態と、前記モータトルクと前記出力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換えるモータクラッチとを備えた車両を制御する車両制御方法であって、変速処理の際に、前記モータクラッチを前記接続状態とし、前記前記モータクラッチを接続状態として前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達しているときに、前記モータトルクを変化させる構成を有している。

この構成によっても、変速処理において、変速機構の出力シャフトがモータトルクを受けているときに、モータトルクを変化させるので、運転者は変速の際にモータトルクによるトルク変化を体感することができる。

本発明によれば、変速処理において、変速機構の出力シャフトがモータトルクを受けているときに、モータトルクを変化させるので、運転者は変速の際にモータトルクによるトルク変化を体感することができる。

本発明の実施の形態における車両制御装置を含む車両の機能ブロック図 本発明の実施の形態における車両制御装置を含む車両のドライブトレインを中心とする駆動系の模式図 本発明の実施の形態における変速クラッチの構成を示す分解斜視図 本発明の実施の形態における軸動機構を説明する図 （ａ）本発明の実施の形態における変速クラッチの噛合動作（噛合前）を説明する図 （ｂ）本発明の実施の形態における変速クラッチの噛合動作（前端当接）を説明する図 （ｃ）本発明の実施の形態における変速クラッチの噛合動作（半噛合）を説明する図 （ｄ）本発明の実施の形態における変速クラッチの噛合動作（噛合状態）を説明する図 本発明の実施の形態における変速制御処理を説明するフローチャート 本発明の実施の形態における変速制御処理を説明するフローチャート 本発明の実施の形態における変速制御処理を実行した場合の一例を示すタイムチャート

以下、本発明の実施の形態の車両制御装置およびそれを備えた車両並びに車両制御方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、本発明の実施の形態の車両制御装置を含む車両の機能ブロック図である。本実施形態の車両制御装置は、変速機構の変速処理の際にクラッチが切断され、変速機構側に内燃機関からのトルクが一時的に伝達されない場合に、モータジェネレータからトルクを供給して出力トルクを補う。そのとき、変速する旨の決定後、速やかに変速処理が完了したような印象を運転者等に与えやすいように、モータジェネレータのモータトルクを変化させる。具体的には、変速機構のギア対が他のギア対に変更されることが決定された場合、変速処理によってトルク非伝達状態に切り換わるべきギア対がトルク非伝達状態となった後であって、変速処理によってトルク伝達状態に切り換わるべきギア対がトルク伝達状態となる前に、出力シャフトにおける出力トルクを強制的かつ急激に変化させるようなモータトルクを発生するようにモータジェネレータを制御するものである。

図１に示すハイブリッド車両（以下単に「車両」という。）１００は、エンジン（ＥｎＧ）１０２、クラッチ１０４、自動変速機（変速機構）１０６、モータジェネレータ（ＭＧ）１０８、インバータ１１０、バッテリ１１２、差動装置（デフ）１１４、制御部１１６、記憶部１１８、切換機構１２０等で構成されている。なお、図１では、本実施形態と関連しない構成については省略している。

内燃機関の一種であるエンジン１０２は、例えばガソリンエンジン等で、制御部１１６の制御によりエンジン回転数やエンジントルクが制御される。クラッチ１０４は、エンジン１０２の出力シャフトと自動変速機１０６の入力シャフトとの間に配置される。クラッチ１０４の制御状態には、エンジン１０２側から供給される動力（トルク）を伝達するトルク伝達状態と、伝達しないトルク非伝達状態とがある。トルク伝達状態は、およびトルク伝達状態とトルク非伝達状態の中間の状態で滑りながら接触して一部のトルクを伝達する滑り状態を含む。クラッチ１０４の制御状態は走行状態に応じて制御部１１６によって制御されるようにしてもよい。

自動変速機１０６は、変速クラッチとして、後述するいわゆるドグクラッチを含むドグトランスミッションとすることができるが、別の実施形態では、変速クラッチとしてシンクロメッシュを備えるトランスミッションでもよい。自動変速機１０６の出力シャフト側には、モータジェネレータ１０８が接続されている。図１の構成では、自動変速機１０６に対するモータジェネレータ１０８の接続状態を切り換える切換機構１２０が設けられている。

切換機構１２０に含まれるＭＧクラッチ１２０ａによってモータジェネレータ１０８を自動変速機１０６の出力シャフト側に直結させることができる。ＭＧクラッチ１２０ａは、モータジェネレータ１０８と自動変速機１０６の出力シャフトとの間に配置される。また、切換機構１２０に含まれるＭＧクラッチ１２０ｂによってモータジェネレータ１０８を自動変速機１０６の入力シャフト側に直結させることができる。ＭＧクラッチ１２０ｂは、モータジェネレータ１０８と自動変速機１０６の入力シャフトとの間に配置される。切換機構１２０は、ＭＧクラッチ１２０ａおよびＭＧクラッチ１２０ｂのいずれか一方を接続する状態と、ＭＧクラッチ１２０ａ、１２０ｂのいずれも切断して、モータジェネレータ１０８を自動変速機１０６から分離させる状態、つまりドライブトレインからモータジェネレータ１０８を分離させる状態とを選択できる。

ＭＧクラッチ１２０ａが接続状態となり、モータジェネレータ１０８が自動変速機１０６の出力シャフト側と直結される場合は、インバータ１１０を介してバッテリ１１２からの電力供給を受けてモータとして機能するモータジェネレータ１０８の出力トルクを差動装置１１４側に提供可能である。したがって、エンジン１０２からの駆動力の供給を受けない場合、モータジェネレータ１０８のみを駆動源とするＥＶ走行が可能となる。また、エンジン１０２からの駆動力の供給を受ける場合は、エンジン１０２の駆動力をアシストするアシスト走行が可能になる。また、車両１００の制動時にはモータジェネレータ１０８を発電機として機能させて、インバータ１１０を介してバッテリ１１２を充電させることが可能である。

ＭＧクラッチ１２０ｂが接続状態となり、モータジェネレータ１０８が自動変速機１０６の入力シャフト側と直結される場合は、インバータ１１０を介してバッテリ１１２からの電力供給を受けてモータとして機能するモータジェネレータ１０８の出力トルクを自動変速機１０６に提供可能である。したがって、エンジン１０２の駆動力をアシストするアシスト走行が可能になる。また、後述するが、自動変速機１０６内部の接続状態によりエンジン１０２からの駆動力を受け取る状態と受け取らない状態の切り換えが可能である。

ＭＧクラッチ１２０ｂを接続した状態で、自動変速機１０６がエンジン１０２からの駆動力を受け取る状態に制御されると、エンジン１０２の駆動力により車両１００を走行させ、それととともに、モータジェネレータ１０８を発電機として機能させて、バッテリ１１２を走行中に充電することができる。また、ＭＧクラッチ１２０ｂを接続した状態で、自動変速機１０６がエンジン１０２からの駆動力を受け取らない状態にすると、エンジン１０２からの駆動力によりモータジェネレータ１０８を発電機として機能させることができる。その結果、車両１００の停止中にバッテリ１１２を充電することができる。なお、切換機構１２０によりモータジェネレータ１０８を自動変速機１０６側から分離すればエンジン１０２のみのエンジン走行が可能になる。ＭＧクラッチ１２０ａ、１２０ｂは、図１においては自動変速機１０６とは別構成で示すが、自動変速機１０６の中にドグクラッチ等で設けてもよい。

差動装置１１４は、車両１００が旋回する際に、内側と外側の車輪１２２に生じる速度差（回転数の差）を吸収しつつ動力源（エンジン１０２またはモータジェネレータ１０８あるいはその両方）からのトルクを各車輪１２２に振り分けて伝える。

本実施形態の場合、制御部１１６は、運転者の走行操作に基づく走行要求または車両１００の走行状態にしたがって、エンジン１０２、クラッチ１０４、自動変速機１０６、インバータ１１０、バッテリ１１２、切換機構１２０等を連携制御して、最適な走行を実現するようにすることができる。なお、図１の構成の場合、制御部１１６は各機器を統合制御する統合制御部として示しているが、制御対象ごとに個別の制御部を備え、各制御部が連携制御されるようにしてもよい。また、いくつかの機能をまとめて制御するようにしてもよい。記憶部１１８は制御部１１６が取得する各種情報を記憶する。また、記憶した情報を制御部１１６に提供して各機器を制御したり、各機器のフィードバック制御に反映させる。なお、制御部１１６は、取得した各種情報に基づき、情報を加工して新たな情報を作成したり、既存の情報を更新したりして記憶部１１８に記憶させてもよい。

図２は、本発明の実施形態における車両制御装置を含む車両のドライブトレインを中心とする駆動系の模式図である。図２に示す構成例の場合、自動変速機１０６の入力シャフト１２には、例えば乾式のクラッチ１０４を介してエンジン１０２の動力と、モータジェネレータ１０８の動力が供給できるように構成されている。つまり、本実施形態の自動変速機１０６はハイブリッド車両に搭載されている。

本実施形態の自動変速機１０６は、変速クラッチとして、シンクロメッシュ機構を持たず、代わりに「ドグクラッチ」と呼ばれる噛み合わせ機構を有し、複数のギアが常時噛み合い状態にある変速機である。このようにドグクラッチを含む自動変速装置を「ドグミッション」と称する場合もある。図２はドグミッションの一例を示す。本実施形態の自動変速機１０６は、１本の入力シャフト１２と、２本の出力シャフト２０ａ、２０ｂを含む例を示している。

出力シャフト２０ａは、第１速用従動ギア２２、第５速用従動ギア２４、第２速用従動ギア２６、第４速用従動ギア２８を回転自在にその軸上に支持している。出力シャフト２０ａは、第１速用従動ギア２２を出力シャフト２０ａに固定してトルクを伝達できる伝達状態（トルク伝達状態）と、固定を解放してトルクを伝達できない非伝達状態（トルク非伝達状態）とを切り換える第１ドグ３０を有する。同様に、出力シャフト２０ａは、第５速用従動ギア２４を出力シャフト２０ａに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り換える第５ドグ３２を有する。そして、出力シャフト２０ａは、第１ドグ３０と第５ドグ３２のいずれかをトルク伝達状態にするあるいはいずれもトルク非伝達状態にする切換動作を行う第１ドグクラッチ３４を備える。

同様に、出力シャフト２０ａは、第２ドグ３６と第４ドグ３８を有する。第２ドグ３６は、第２速用従動ギア２６を出力シャフト２０ａに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り換える。第４ドグ３８は、第４速用従動ギア２８を出力シャフト２０ａに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り換える。そして、出力シャフト２０ａは、第２ドグ３６と第４ドグ３８のいずれかをトルク伝達状態にするあるいはいずれもトルク非伝達状態にする切換動作を行う第２ドグクラッチ４０を備える。

出力シャフト２０ｂは、第３速用従動ギア４２、後進用従動ギア４４を回転自在にその軸上に支持している。出力シャフト２０ｂは、第３速用従動ギア４２を出力シャフト２０ｂに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り換える第３ドグ４６を有する。同様に、後進用従動ギア４４を出力シャフト２０ｂに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り換える後進用ドグ４８を有する。そして、出力シャフト２０ｂは、第３ドグ４６と後進用ドグ４８のいずれかをトルク伝達状態にするまたはいずれもトルク非伝達状態にする切換動作を行う第３ドグクラッチ５０を備える。

入力シャフト１２は、第２速用駆動ギア５２、第４速用駆動ギア５４、第１速／後進用駆動ギア５６、第３速／第５速用駆動ギア５８を備える。本実施形態の構成の場合、第１逮／後進用駆動ギア５６および第３速／第５速用駆動ギア５８は入力シャフト１２に固定されている。一方、第２速用駆動ギア５２および第４速用駆動ギア５４は入力シャフト１２に回転自在に支持されている。なお、本実施形態の構成では、第２速用駆動ギア５２および第４速用駆動ギア５４は、モータジェネレータ１０８の動力伝達を第４速用駆動ギア５４で受けて、両方が回転できるように一体化されており、入力シャフト１２に対して一体的に回転できるように構成されている。

その一方で、入力シャフト１２は、第２速用駆動ギア５２を当該入力シャフト１２に固定するトルク伝達状態と固定を解放するトルク非伝達状態とを切り換えるＡドグ６０を備え、その切換動作を行う第４ドグクラッチ６２を備える。したがって、第４ドグクラッチ６２によって、Ａドグ６０が第２速用駆動ギア５２と噛み合った場合には、第２速用駆動ギア５２および第４速用駆動ギア５４の両方が入力シャフト１２に固定されることになる。したがって、第４ドグクラッチ６２によりＡドグ６０がトルク非伝達状態、第１ドグクラッチ３４が中立状態、第２ドグクラッチ４０により第４ドグ３８または第２ドグ３６がトルク伝達状態の場合、モータジェネレータ１０８は、出力シャフト２０ａと直結されて、図１におけるＭＧクラッチ１２０ａが接続された状態が形成できる。一方、第４ドグクラッチ６２によりＡドグ６０をトルク伝達状態にすれば、図１におけるＭＧクラッチ１２０ｂが接続された状態が形成できる。

図２の自動変速機１０６の場合、第１速用従動ギア２２と第１速／後進用駆動ギア５６とで第１ギア対６４を構成し、第２速用従動ギア２６と第２速用駆動ギア５２とで第２ギア対６６を構成し、第３速用従動ギア４２と第３速／第５速用駆動ギア５８とで第３ギア対６８を構成している。また、第４速用従動ギア２８と第４速用駆動ギア５４とで第４ギア対７０を構成し、第５速用従動ギア２４と第３速／第５速用駆動ギア５８とで第５ギア対７２を構成している。なお、後進用従動ギア４４は、第１速用従動ギア２２を介して第１速／後進用駆動ギア５６と対を成し後進ギア対７４を構成している。

このように、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０、第４ドグクラッチ６２は、第１ギア対６４、第２ギア対６６、第３ギア対６８、第４ギア対７０、第５ギア対７２、後進ギア対７４を介して第１シャフト（例えば入力シャフト１２）と第２シャフト（例えば出力シャフト２０ａまたは出力シャフト２０ｂ）との間でギア対ごとに定められたギア比に従うトルク伝達状態と、トルク非伝達状態とを切り換える切換機構として機能する。

例えば、第１ドグクラッチ３４により第１ドグ３０を第１速用従動ギア２２に噛み合わせることにより回転自在であった第１速用従動ギア２２が出力シャフト２０ａに固定される。第１速／後進用駆動ギア５６は、入力シャフト１２に固定されているので、第１ギア対６４は、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間で所定のギア比にしたがうトルク伝達状態になる。一方、第１ドグクラッチ３４により第１ドグ３０と第１速用従動ギア２２の噛み合いが解除されると第１速用従動ギア２２は出力シャフト２０ａに対して回転自在となる。したがって、入力シャフト１２に固定された第１速／後進用駆動ギア５６によって、第１速用従動ギア２２が回転しても、出力シャフト２０ａの軸上で空転するのみで、第１ギア対６４は、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間でトルク非伝達状態になる。

自動変速機１０６の出力シャフト２０ａ、２０ｂには、それぞれ出力ギア７６ａ、７６ｂが固定され、差動装置１１４のリングギア８０と噛み合い、出力シャフト２０ａ、２０ｂのトルクをリングギア８０に伝達している。

モータジェネレータ１０８の出力シャフト８２に固定された出力ギア８４は、アイドルギア８６を介して第４速用駆動ギア５４と噛み合っている。したがって、モータジェネレータ１０８は、第４速用駆動ギア５４および第２速用駆動ギア５２を同時に回転させることができる。なお、図２において、アイドルギア８６は回転センサ８８を備え、モータジェネレータ１０８の実回転数の検出を行い、モータジェネレータ１０８の制御に利用している。また、入力シャフト１２にはクラッチ１０４のクラッチカバーを押すコンセントリック・スレーブ・シリンダ（ＣＳＣ） ９０が備えられている。

前述したように、自動変速機１０６は制御部１１６によって制御することができる。この場合、制御部１１６は、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０、及び第４ドグクラッチ６２の制御を行うギア制御部として機能し、トルク伝達状態とトルク非伝達状態の切り換えを行う。

上述のように、自動変速機１０６は、駆動源としてエンジン１０２とモータジェネレータ１０８を利用したハイブリッド車両に適用される。そして、制御部１１６によるエンジン１０２、モータジェネレータ１０８の駆動制御および各ドグの切換制御により走行状態に適した変速状態を実現する。例えば、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０のいずれかにより第１速用従動ギア２２、第５速用従動ギア２４、第２速用従動ギア２６、第４速用従動ギア２８のいずれかを出力シャフト２０ａに固定する。あるいは、第３ドグクラッチ５０により第３速用従動ギア４２、後進用従動ギア４４のいずれかを出力シャフト２０ｂに固定する。その結果、エンジン１０２とモータジェネレータ１０８の少なくとも一方の駆動力を用いた制御を実現する。

本実施形態における車両１００を走行させる場合、エンジン１０２のみを駆動源とする駆動態様と、モータジェネレータ１０８のみを駆動源とする駆動態様の他、エンジン１０２とモータジェネレータ１０８の両方を駆動源として用いる協調制御態様を選択できる.以下、協調制御時のギア接続の一例を説明する。

例えば、第１ギア対６４を用いてエンジン１０２の駆動力を伝達し、第２ギア対６６を用いてモータジェネレータ１０８の駆動力を伝達する場合、つまり、モータジェネレータ１０８によるアシストを伴い、エンジン１０２により第１速走行を行う場合の動力伝達例を説明する。

この場合、エンジン１０２およびモータジェネレータ１０８を駆動状態とし、クラッチ１０４を接続状態にする。ドグについては、第１ドグクラッチ３４によって第１ドグ３０をトルク伝達状態に切り換え、第２ドグクラッチ４０によって第２ドグ３６をトルク伝達状態に切り換える。その結果、エンジン１０２のトルクは、クラッチ１０４を介して入力シャフト１２に伝達され、当該入力シャフト１２に固定された第１速／後進用駆動ギア５６を回転させる。そして、第１速／後進用駆動ギア５６は、第１ドグ３０によって出力シャフト２０ａに固定された第１速用従動ギア２２を回転させてエンジン１０２のトルクを第１ギア対６４で定められるギア比にしたがって出力シャフト２０ａに伝達する。

一方、Ａドグ６０をトルク非伝達状態にすることで、モータジェネレータ１０８のトルクは、自由回転する第４速用駆動ギア５４に所定のギア比にしたがって伝達され、さらに一体化された第２速用駆動ギア５２を回転させる。そして、第２速用駆動ギア５２は、第２速用従動ギア２６を回転させる。第２速用従動ギア２６は、第２ドグ３６によって出力シャフト２０ａに固定されているので、モータジェネレータ１０８のトルクは、第２ギア対６６などを経由するギアのギア比にしたがって出力シャフト２０ａに伝達される。

したがって、出力シャフト２０ａには、エンジン１０２のトルクとモータジェネレータ１０８のトルクの両方が伝達され、出力ギア７６ａを回転させる。出力ギア７６ａに伝達されたトルクは、リングギア８０を介して差動装置１１４側、すなわち駆動輪側に伝達され車両の走行を可能にする。他のギア対を用いて車両を走行させる場合のトルク伝達についても同様である。

なお、ドグクラッチの制御により停車時にエンジン１０２の駆動力を用いて発電を行い、モータジェネレータ１０８等を駆動するバッテリ１１２を充電することができる。例えば、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０をニュートラルの状態にして、第４ドグクラッチ６２により第２速用駆動ギア５２および第４速用駆動ギア５４を入力シャフト１２に固定する。そして、クラッチ１０４を接続状態にする。その結果、エンジン１０２のトルクにより入力シャフト１２が回転し、それに伴い第４速用駆動ギア５４が回転する。第４速用駆動ギア５４には、アイドルギア８６を介してモータジェネレータ１０８の出力シャフト８２が噛み合っているので、エンジン１０２によりモータジェネレータ１０８の出力シャフト８２が回転させられて発電機として機能する。つまり停車時に発電を行う状態となる。

また、ドグクラッチの制御により停止中のエンジン１０２をモータジェネレータ１０８で始動することができる。例えば、エンジン１０２の停止時に、第４ドグクラッチ６２により第２速用駆動ギア５２および第４速用駆動ギア５４を入力シャフト１２に固定する。一方、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０は、ニュートラルの状態にすると共にクラッチ１０４を接続状態にする。この状態で、モータジェネレータ１０８を駆動すれば、停止状態の第４速用駆動ギア５４を回転させることができる。つまり、停止状態の入力シャフト１２を回転させて、クラッチ１０４を介してエンジン１０２のクランクシャフトを回転させて、エンジン１０２を始動することができる。その結果、エンジン１０２のためのスタータ装置を省略することができて、構成の簡略およびコストダウンに寄与することができる。

なお、協調制御により後進走行させる場合は、例えば、エンジン１０２のトルクが入力シャフト１２、第１速／後進用駆動ギア５６と第１速用従動ギア２２からなる第１ギア対６４を介し、さらに第１速用従動ギア２２と後進用従動ギア４４からなる後進ギア対７４に伝達されるようにする。その結果、後進用ドグ４８によって出力ギア７６ｂに固定された後進用従動ギア４４は、入力シャフト１２の回転方向とは逆方向に回転し、車両を後進させる。このとき、Ａドグ６０をトルク伝達状態に切り換えることにより、エンジン１０２のトルクが第４速用駆動ギア５４に伝達され、モータジェネレータ１０８の出力シャフト８２を回転させる。つまり、後進制御中に発電またはアシストすることができる。

図３は、本発明の実施の形態における変速クラッチの構成を示す分解斜視図である。変速クラッチの構成はいずれも同じであるので、図３には第１ドグクラッチ３４と第１ドグ３０とを含む変速クラッチを示して以下詳細に説明する。

第１ドグクラッチ３４は、クラッチハブ３４１とスリーブ３４２とからなる。また、第１ドグ３０は、第１速用従動ギア２２と一体的に形成されており、第１速用従動ギア２２の第１ドグクラッチ３４側に形成されている。クラッチハブ３４１は、第１ドグ３０に隣接してスプライン嵌合等で入力シャフト１２に固定されており、入力シャフト１２と一体的に回転する。

スリーブ３４２の内周には、半径方向高さが異なる高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１を含むスプライン３４２ａが形成されている。クラッチハブ３４１の外周面には、スリーブ３４２の内周面に形成されているスプライン３４２ａに入力シャフト１２の軸線方向に摺動可能に係合するスプライン３４１ａが形成されている。スプライン３４１ａにおいて、複数（例えば２つ）の溝３４１ａ１が残りの溝より深く形成されている。複数の溝３４１ａ１は、スリーブ３４２の複数の高歯３４２ａ１に対応するものである。

図３に示すように、第１ドグ３０は、リング状のクラッチリング３０ａ１と、クラッチリング３０ａ１の外周において１８０度隔てて配置された２枚の前歯３０ｂ１と、クラッチリング３０ａ１の外周において２枚の前歯３０ｂ１の間に５枚ずつ等角度間隔で配置された後歯３０ｃ１とを備えている。前歯３０ｂ１および後歯３０ｃ１は、クラッチリング３０ａ１の外周に一定幅のクラッチ歯溝３０ｄ１を空けて形成されている。

クラッチリング３０ａ１は、外径がスリーブ３４２に形成されているスプライン３４２ａの高歯３４２ａ１の内径より小さくなるように形成されている。前歯３０ｂ１は、外径がスプライン３４２ａの高歯３４２ａ１の内径より大きく、スプライン３４２ａの低歯３４２ｂ１の内径より小さくなるように形成されている。後歯３０ｃ１は、スプライン３４２ａのスプライン歯溝３４２ｃ１と噛合可能に形成されている。すなわち、前歯３０ｂ１は、低歯３４２ｂ１とは噛み合わず、高歯３４２ａ１と噛み合い可能に形成されている。後歯３０ｃ１は、高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１と噛み合い可能に形成されている。

前歯３０ｂ１は、高歯３４２ａ１と同数枚（本例では、２枚）形成されている。スリーブ３４２の回転速度と第１ドグ３０（および第１速用従動ギア２２）の回転速度に大きな差が生じていても、２枚の高歯３４２ａ１が２枚の前歯３０ｂ１間に容易に入り込めるように、前歯３０ｂ１は少歯とされている。そして、前歯３０ｂ１は、高歯３４２ａ１と対応する位置でクラッチリング３０ａ１の前端面３０ａ２から第１ドグ３０の後端位置（第１速用従動ギア２２の側面）まで延在して形成されている。後歯３０ｃ１は、クラッチリング３０ａ１の前端面３０ａ２から第１所定量ｄ１後退した位置から第１ドグ３０の後端位置（第１速用従動ギア２２の側面）まで延在して形成されている。

前歯３０ｂ１の高歯３４２ａ１と対向する前端部には、中央部から第１ドグ３０の後端位置側に向かって傾斜する傾斜面３０ｂ２が円周方向両側に形成されている。後歯３０ｃ１には、高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１と当接可能な接触面３０ｃ２が形成されている。前歯３０ｂ１の傾斜面３０ｂ２が前歯３０ｂ１の側面３０ｂ３と交差する位置は、後歯３０ｃ１の接触面３０ｃ２よりクラッチリング３０ａ１の前端面３０ａ２側となるように、前歯３０ｂ１の傾斜面３０ｂ２は形成されている。なお、前歯３０ｂ１の前端部の先端、すなわち両傾斜面３０ｂ２の交差部は、一般的な丸み面取り（Ｒ形状）に形成されている。

以上のように、本実施の形態の変速クラッチは、自動変速機の入力軸および出力軸の一方に回転連結され軸線回りに回転可能に軸承された回転軸と、前記回転軸に回転可能に支承され前記入力軸および出力軸の他方に回転連結されたドグと、前記回転軸に前記クラッチリングと隣接して固定されたハブと、前記ハブと前記軸線方向に移動可能に嵌合されたスリーブと、前記スリーブを前記軸線方向に移動させる軸動装置と、を備え、前記ドグは従動ギアの前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの軸動に応じて前記スリーブに形成されたスプラインと係脱可能に噛合し、前記スプラインは、複数の高歯が残りの低歯より歯丈が高く形成され、前記ドグは、外径が前記高歯の内径より大きく前記低歯の内径より小さく前記高歯と同数枚の前歯が、前記高歯と対応する位置で前記ドグの前端面から前記ドグの後端位置まで延在して形成されるとともに、前記スプラインの歯溝と噛合可能な後歯が、前記ドグの前端面から所定量後退した位置から前記ドグの後端位置まで延在して形成されている。

図４は、本発明の実施の形態におけるスリーブを軸線方向に沿って往復動させる軸動機構を説明する図である。軸動機構３４３は、フォーク３４３ａ、フォークシャフト３４３ｂおよび駆動装置（アクチュエータ）３４３ｃを含んで構成されている。フォーク３４３ａの先端部は、スリーブ３４２の外周溝３４２ｂの外周形状にあわせて形成されている。フォーク３４３ａの基端部は、フォークシャフト３４３ｂに固定されている。フォークシャフト３４３ｂは、自動変速機１０６のケーシングに軸線方向に沿って摺動自在に支承されている。フォークシャフト３４３ｂの一端部は、駆動装置３４３ｃを貫通して配設されている。

駆動装置３４３ｃは、リニアモータを駆動源とするリニア駆動装置であり、リニアモータとしては、特開２００８−２５９４１３号公報に記載されているものを採用すればよい。すなわち、リニア駆動装置３４３ｃは、複数のコイルが軸線方向に沿って並設されて円筒状のコアが形成され、その貫通穴を貫通しているフォークシャフト３４３ｂに複数のＮ極磁石とＳ極磁石を交互に並設することで構成されている。各コイルへの通電を制御することで、フォークシャフト３４３ｂを往復動させることも、任意の位置に位置決め固定させることも可能である。

軸動機構３４３は、スリーブ３４２を第１ドグ３０（または第２ドグ３２）に押圧させている際に、第１ドグ３０（または第２ドグ３２）から反力が加わった場合に、スリーブ３４２がその反力によって移動することを許容するように構成されている。なお、本実施形態では、駆動装置３４３ｃとしてリニア駆動装置を採用したが、スリーブ３４２を第１ドグ３０（または第２ドグ３２）に押圧させている際に、第１ドグ３０（または第２ドグ３２）から反力が加わった場合に、スリーブ３４２がその反力によって移動することを許容するように構成されているものであれば、他の駆動装置であるソレノイド式駆動装置や油圧式駆動装置でもよい。

次に、第１ドグ３０と第１ドグクラッチ３４との噛合動作について、図５を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、噛合前においては、スリーブ３４２は、第１ドグ３０から離間している。そして、スリーブ３４２が、軸動機構３４３により軸線方向に沿って第１ドグ３０側に移動されると、図５（ｂ）に示すように、高歯３４２ａ１の前端面３４２ａ２が、前歯３０ｂ１の前端部の頂部（両傾斜面３０ｂ２の交差部）と当接する。このとき、低歯３４２ｂ１は、何にも当接していない。さらに、スリーブ３４２が、軸動機構３４３により軸線方向に沿って移動されると、図５（ｃ）に示すように、高歯３４２ａ１の前端面３４２ａ２および低歯３４２ｂ１の前端面３４２ｂ２が、後歯３０ｃ１の接触面３０ｃ２と当接する（半噛合状態）。

さらに、スリーブ３４２が、軸動機構３４３により軸線方向に沿って移動されると、作動状態は２通りに分かれる。第１の作動状態では、高歯３４２ａ１の前端面３４２ａ２（面取り部）および低歯３４２ｂ１の前端面３４２ｂ２（面取り部）が、後歯３０ｃ１の側方傾斜面２３ｃ４と当接する。前歯３０ｂ１および後歯３０ｃ１は、クラッチリング３０ａ１の外周に一定幅のクラッチ歯溝３０ｄ１を空けて形成されているので、高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１は、短時間で最寄りのクラッチ歯溝３０ｄ１に飛び込むことができる。さらに、スリーブ３４２が、軸動機構３４３により軸線方向に沿って移動されると、図５（ｄ）に示すように、高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１は、後歯３０ｃ１と完全に噛み合い、スリーブ３４２と第１ドグ３０とは同期回転し、噛合動作が完了する。

第２の作動状態は、高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１が、最寄りのクラッチ歯溝３０ｄ１に飛び込むことができないときであり、この場合は、まず、高歯３４２ａ１の側面２６ａ３が、前歯３０ｂ１の側面３０ｂ３と当接する。このとき、低歯３４２ｂ１は、何にも当接していない。さらに、スリーブ３４２が、軸動機構３４３により軸線方向に沿って移動されると、図５（ｄ）に示すように、高歯３４２ａ１および低歯３４２ｂ１は、後歯３０ｃ１と完全に噛み合い、スリーブ３４２と第１ドグ３０とは同期回転し、噛合動作が完了する。

上述にように構成される車両１００の自動変速機１０６においてギア対が他のギア対に変更されることが決定された場合の制御について、図６Ａ、図６Ｂ、および図７を用いて説明する。

前述したように、車両には、その仕様や走行目的、運転者の嗜好等によって様々な要望がなされる。その一例として、スポーツ仕様の車両や操作レスポンスを重視したスポーツモードを選択可能な車両の場合、運転者の要求に対して車両が敏感に反応していると運転者に感じさせたいという要望がある。例えば、運転者がアクセル操作等により車両挙動の変化を要求した場合、一例として変速による高速走行への移行を要求した場合に、その変速処理が迅速に行われ、その実行を運転者が体感できることが望ましい。

しかし、自動変速機１０６はあるギア対から他のギア対に変更する場合、前述したようにドグクラッチの接離操作を伴うとともに、その接離操作は、クラッチ１０４を切断し自動変速機１０６をエンジン１０２から分離した状態で行う必要があった。運転者が体感しやすい車両挙動の変化の１つとして変速による「Ｇ（加速度）変化」があるが、一般的に「Ｇ変化」は、変速処理の完了後に、クラッチ１０４が再接続され自動変速機１０６とエンジン１０２が接続されることにより発生する。つまり、運転者がアクセル操作等により実質的な変速要求を行ってから「Ｇ変化」に基づき車両の挙動変化（変速処理の実行）を認識するまでにタイムラグが存在する。その結果、応答性がよいというイメージが与えにくかった。

なお、ギア対の切り換えに先立ちドグを抜く処理が必要になりエンジントルクを低下させる必要がある。このエンジントルクの低下で「Ｇ変化」を発生させることが考えられる。しかし、一般的に、エンジントルクを急激に変化させることは困難である。例えばエンジントルクを低下させる場合は、立ち下がり勾配を経た後に目標トルクに到達する。この立ち下がり勾配があるためエンジントルクの変化は「なまり」状態となり、顕著な「Ｇ変化」の発生が困難であった。

発明者らは種々の試験、検討を行った結果、変速が決定された場合に速やかに顕著な「Ｇ変化」を発生させることができれば、運転者の操作に対して車両が敏感に反応して挙動変化が生じた（変速処理が実行された）と運転者にイメージさせ易くなるという結論に至った。

そこで、本実施形態では、ギア対が変更されることが決定された場合、応答性のよいモータジェネレータ１０８のモータトルクの変化を用いて、強制的かつ急激に出力トルク（エンジントルクとモータトルクの合計）を変化させる。つまり、実際にギア対の変更が完了して「Ｇ変化」が発生するより前の段階で擬似的に顕著な「Ｇ変化」（擬似的な変速）を発生させて、運転者に車両の挙動変化（変速の完了）を変速感を疑似的または意図的に体感させている。なお、以下に示す例では、現在のギア段に対して高速側のギア段に変更すること要求された場合（アップ変速であり、変速後の出力トルク（合計トルク）が低下する場合）、特に、第１速から第２速へのギア段の変更が要求された場合を一例として説明する。

なお、以下では、第１速の走行時には、第２ドグクラッチ４０により第２ドグ３６がトルク伝達状態とされているが、モータジェネレータ１０８は回転していない状態になっている。この場合、モータジェネレータ１０８が回転することで、第４速用駆動ギア５４、第２速用駆動ギア５２、および第２速用従動ギア２６を介してＭＧトルクが出力シャフト２０ａに伝達されることになる。この状態で第１速段を第２速段にシフトする場合には、第１ドグクラッチ３４を第１ドグ３０から抜いて、その後に第４ドグクラッチ６２をＡドグ６０に入れることで、エンジントルクが入力シャフト１２から第４ドグクラッチ６２、Ａドグ６０、第２速用駆動ギア５２、第２速用従動ギア２６、第２ドグ３６、第２ドグクラッチ４０を介して、出力シャフト２０ａに伝達される。

図６Ａおよび図６Ｂは、本実施の形態の変速制御処理を説明するフローチャートである。図７は、図６Ａおよび図６Ｂのフローチャートで変速制御処理を実行した場合のタイムチャートの一例である。制御部１１６は、例えば車両１００のイグニッションスイッチがオンの場合、所定の制御周期で図６Ａおよび図６Ｂのフローチャートの処理を繰り返す。制御部１１６は、制御タイミングになると、各センサを介して車両１００の現在の加速度、アクセル開度、エンジントルク、ＭＧトルク等の車両の走行状態を示す情報を取得する。そして、制御部１１６は、記憶部１１８等に保持された変速マップを参照し、現在の車両状態および運転者の走査状態に基づいて、変速要求がなされたか否か、即ち要求ギア段が実ギア段と異なるか否かを判断し（ステップＳ６１）、変速要求があるまでこの判断を繰り返す。

図７のタイムチャートにおける時刻Ｔ１において変速要求があった場合には（ステップＳ６１にてＹＥＳ）、制御部１１６は、クラッチ１０４を接続状態から滑り状態を経て非接続状態にするクラッチ断処理を行う。すなわち、制御部１１６は、要求クラッチトルクを要求クラッチトルク前回値から第１のレートで減少させる（ステップＳ６２）。また、これに伴って、制御部１１６は、要求エンジントルクを要求エンジントルク前回値から第２のレートで減少させる（ステップＳ６２）。この制御により、図７のタイムチャートに示すように、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけてクラッチトルクおよび実エンジントルクが一定の割合で減少する。なお、第１のレートおよび第２のレートは、要求クラッチトルクが常に要求エンジントルクより大きくなるように設定される。

このように実エンジントルクが減少するときに、制御部１１６は、実エンジントルクの低下に対応させて、モータジェネレータ１０８を制御することでＭＧトルクを上昇させて、実エンジントルクの低下分をＭＧトルクで補い、合計トルクを略一定に保つ。すなわち、制御部１１６は、要求ＭＧトルクを前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクから実エンジントルクを差し引いた値（前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクと実エンジントルクとの差分）とする（ステップＳ６２）。なお、このとき、軸動機構のアクチュエータ３４３ｃに対する要求電流は、まだ０とされている（ステップＳ６２）。

制御部１１６は、ステップＳ６２の制御を行いつつ、実クラッチトルクが第１の閾値以下になったか否かを判断し（ステップＳ６３）、実クラッチトルクが第１の閾値以下となるまでステップＳ６２の制御を継続する。ここで、本実施の形態では第１の閾値は０とする。すなわち、ステップＳ６３では、制御部１１６は、クラッチ１０４が完全に非接続状態となったか否かを判断する。

時刻Ｔ２において、実クラッチトルクが第１の閾値以下になると（ステップＳ６３でＹＥＳ）、制御部１１６は、要求クラッチトルクを第１の閾値とし（すなわち、クラッチ１０４を非接続状態に維持し）、要求エンジントルクを第２の閾値とする（ステップＳ６４）。ここで、第２の閾値は、回転数のフィードバック制御によって計算される値であり、本実施の形態のように変速段が上がるアップ変速の場合には、実エンジントルクが負トルクとなる最小値とされる。これによって、図７に示すように、実エンジントルクは負トルクとなる。このように、要求エンジントルクを減少させることで、図７に示すように、エンジン回転数は徐々に減少していく。なお、ダウン変速の場合には、第２の閾値は一定値ではなく可変値となる。

そして、制御部１１６は、要求ＭＧトルクを前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクからクラッチトルクを差し引いた値とするが（ステップＳ６４）、このときすでにクラッチ１０４は非接続状態となっているので、実際には前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクをすべてＭＧトルクで賄って前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクを保つように、要求ＭＧトルクは前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクとされる。

さらに、ステップＳ６３でクラッチ１０４が非接続状態になったことが確認されると、制御部１１６は、軸動機構のアクチュエータ３４３ｃに対する要求電流を第３の閾値とし、その後は図７の時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間に示しているように、制御する（ステップＳ６４）。具体的には、制御部１１６は、アクチュエータ３４３ｃに対して、スリーブ３４２を第１ドグ３０から抜く方向の電流を与え、その後、スリーブ３４２が動き始めると、スリーブ３４２を第１ドグ３０から抜く力を弱くしていき、さらには逆方向（スリーブ３４２を第１ドグ３０に入れる方向）の電流を与えた後に０に戻す。アクチュエータ３４３ｃへのこのような要求電流によって、図７に示すように、スリーブ３４２はＬｏｗ（第１ドグ３０に噛み合っている状態）からニュートラル位置まで移動する。

制御部１１６は、スリーブポジションがニュートラル位置になったか否かを判断し（ステップＳ６５）、スリーブポジションがニュートラル位置になるまでステップＳ６４の制御を行う。上述のように、要求エンジントルクを減少させることでエンジン回転数は減少するが、自動変速機１０６の入力シャフト１２の回転数はそれによって減少することはなく、自動変速機１０６の入力シャフト１２の回転数とエンジン回転数との間に差が生じることになる。

そこで、制御部１１６は、時刻Ｔ３にスリーブポジションがニュートラル位置になると（ステップＳ６５でＹＥＳ）、要求クラッチトルクを第４の閾値まで若干上昇させる（ステップＳ６６）。これにより、エンジン回転数が自動変速機１０６の入力シャフト１０２に伝達され、自動変速機１０６の入力シャフト１２の回転数がエンジン回転数（第２速相当の低い回転数）に近づくように減少していく。第４の閾値は、自動変速機１０６の入力シャフト１０２の回転数をエンジン回転数に同期させることが可能な程度に設定され、このときクラッチ１０４は、滑り状態とされる。

また、制御部１１６は、スリーブポジションがニュートラル位置になった後にも引き続き要求エンジントルクは第２の閾値とし、要求ＭＧトルクは前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクとする（ステップＳ６６）。また、制御部１１６は、スリーブポジションがニュートラル位置になると、スリーブ３４２をニュートラル位置で保持すべく、アクチュエータ３４３ｃへの要求電流を０にする（ステップＳ６６）。

制御部１１６は、ステップＳ６６の制御を行いつつ、実クラッチトルクが第４の閾値以上になったか否か、即ち実クラッチトルクが要求クラッチトルク（目標値）に達したか否かを判断する（ステップＳ６７）。制御部１１６は、実クラッチトルクが第４の閾値以上になるまでステップＳ６６の制御を継続し、時刻Ｔ４に実クラッチトルクが第４の閾値以上になると（ステップＳ６７にてＹＥＳ）、実入力シャフト回転数が第５の閾値以下になったか否かを判断する（ステップＳ６８）。

制御部１１６は、実入力シャフト回転数が減少していき、時刻Ｔ５に第５の閾値以下になると（ステップＳ６８にてＹＥＳ）、再び要求クラッチトルクを第１の閾値（すなわち０）とする（ステップＳ６９）。このとき、要求エンジントルクは引き続き第２の閾値とし、ＭＧトルクも引き続き前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクとし、アクチュエータ３４３ｃへの要求電力も０を維持する（ステップＳ６９）。

制御部１１６は、実クラッチトルクが第１の閾値（目標値）以下になったか否か、すなわちクラッチ１０４が非接続状態となったか否かを判断する（ステップＳ７０）。時刻Ｔ６にクラッチ１０４が完全に非接続状態になると（ステップＳ７０にてＹＥＳ）、制御部１１６は、要求クラッチトルクを第１の閾値とし、要求エンジントルクを第２の閾値とし、要求ＭＧトルクを前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクとしたまま、自動変速機１０６にて第２速段を構成すべく第４ドグクラッチ６２のスリーブを駆動するためのアクチュエータへの要求電流を第６の閾値とする（ステップＳ７１）。以下では、第４ドグクラッチ６２およびＡドグ６０についても、図３〜図５で説明した第１ドグクラッチ３４および第１ドグ３０の各要素と同じ符号を用いて、それらの各要素を説明する。

制御部１１６は、タイマのカウントアップを行い（ステップＳ７２）、スリーブポジションが閾値Ａより大きくなったか否かを判断する（ステップＳ７３）。ここで、閾値Ａは、スリーブ３４２が図５（ｃ）の位置にある状態、すなわち、スリーブ３４２の高歯３４２ａ１の前端面３４２ａ２および低歯３４２ｂ１の前端面３４２ｂ２が、クラッチ後歯３０ｃ１の接触面３０ｃ２と当接している状態に対応している。そして、スリーブポジションが閾値Ａより大きくなったということは、スリーブ３４２が図５（ｃ）の位置から図５（ｄ）の位置に向けて移動し、これによりスリーブ３４２とＡドグ６０とが噛み合うことを意味する。

スリーブポジションが閾値Ａを超えていない場合（閾値Ａで停止している場合も含む）には（ステップＳ７３でＮＯ）、制御部１１６は、タイマ値が第７の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ７４）。スリーブポジションが閾値Ａを超えるか、またはタイマ値が第７の閾値以上となるまで、ステップＳ７２〜ステップＳ７４を繰り返す。

図７のタイムチャートの例では、スリーブポジションが閾値Ａで停止して、時刻Ｔ７にタイマ値が第７の閾値になっている（ステップＳ７４にてＹＥＳ）。なお、スリーブポジションが閾値Ａで停止している状況とは、スリーブ３４２とＡドグ６０との回転が同期しており、スリーブ３４２の高歯３４２ａ１の前端面３４２ａ２および低歯３４２ｂ１の前端面３４２ｂ２が、Ａドグ６０の後歯３０ｃ１の接触面３０ｃ２と当接したまま、スリーブ３４２とＡドグ６０とが連れ回って、スリーブ３４２の高歯３４２ａ１や低歯３４２ｂ１がＡドグ６０のクラッチ歯溝３０ｄ１に飛び込めない状況である。

この場合には、制御部１１６は、まず、要求クラッチトルク、要求エンジントルク、要求ＭＧトルクをそのまま維持して、アクチュエータ３４３ｃの要求電流を第８の閾値とする（ステップＳ７５）。この第８の閾値は、第６の閾値より小さい値であり、スリーブ３４２がニュートラル位置に戻らない程度にスリーブ３４２がＡドグ６０に向かう推力を弱めるが、依然としてＡドグ６０に向かう推力を維持した値である。このようにアクチュエータ３４３ｃの要求電流を下げてスリーブ３４２がＡドグ６０に向かう推力を弱めることで、スリーブ３４２の高歯３４２ａ１の前端面３４２ａ２および低歯３４２ｂ１の前端面３４２ｂ２と、Ａドグ６０の後歯３０ｃ１の接触面３０ｃ２との間の静摩擦力を弱めることで、スリーブ３４２とＡドグ６０との同期がずれて、スリーブ３４２の高歯３４２ａ１や低歯３４２ｂ１がＡドグ６０のクラッチ歯溝３０ｄ１に入ることが期待できる。

制御部１１６は、アクチュエータ３４３ｃの要求電力を第８の閾値とした後に、ステップＳ７２で経時を開始したタイマ値が第９の閾値以上となったか否かを判断する。タイマ値が第９の閾値以上となるまでは、ステップＳ７２に戻ってタイマをカウントアップさせるとともに（ステップＳ７２）、スリーブポジションが閾値Ａを超えたか否か、即ちアクチュエータ３４３ｃの要求電力を第８の閾値に弱めたことで、スリーブ３４２がＡドグ６０に入ったか否かを判断する（ステップＳ７３）。

スリーブ３４２がＡドグ６０に入った場合（ステップＳ７３にてＹＥＳ）、またはアクチュエータ３４３ｃへの要求電流を第８の閾値に下げてもスリーブ３４２がＡドグ６０に入らずにタイマ値が第９の閾値以上になった場合には（ステップＳ７６にてＹＥＳ）、制御部１１６は、要求クラッチトルクおよび要求エンジントルクを維持したまま、要求ＭＧトルクを今回要求ギア段相当のドライバ要求トルクとし、アクチュエータ３４３ｃへの要求電流はもとの第６の閾値に戻す（引き上げる）（ステップＳ７７）。

図７のタイムチャートの例では、スリーブ３４２が閾値Ａで停滞して、時刻Ｔ８にタイマ値が第９の閾値以上になったことにより（ステップＳ７６にてＹＥＳ）、要求ＭＧトルクが今回要求ギア段相当のドライバ要求トルクとされ（ステップＳ７７）、これによってＭＧトルクが急激に第２速段相当のトルクにまで落ちている。このとき、クラッチトルクは０であるので、合計トルクはすなわちＭＧトルクであり、ＭＧトルクが急減するということで合計トルクが急減する。この合計トルクの急減により、運転者は、あたかも一瞬で変速が完了したかのように感じることができ、敏感な変速（挙動変化）を運転者に体感させることができる。

また、合計トルクが急減することで、図７に示すように、自動変速機１０６の出力シャフト２０ａの回転数が減少する。そうすると、Ａドグ６０の回転数がスリーブ３４２の回転数に対して減少し、両者の同期がずれてスリーブ３４２がＡドグ６０に入ることが期待できる。制御部１１６は、スリーブポジションがハイ（Ｈｉｇｈ）位置になったか否か、即ちスリーブ３４２がＡドグ６０に完全に入ったか否かを判断する（ステップＳ７８）。スリーブポジションがハイ位置になると（ステップＳ７８でＹＥＳ）、クラッチ係合制御を行う（ステップＳ７９）。図７の例では、時刻Ｔ９にスリーブポジションがハイ位置に達してクラッチ係合制御が開始されている。

クラッチ係合制御では、図７に示すように、アクチュエータ３４３ｃへの要求電流は０とされる。また、クラッチトルクおよび実エンジントルクが徐々に上昇し、それに伴って、合計トルクが第２速段相当のドライバ要求トルクを維持するように、ＭＧトルクが減少する。

一方、スリーブポジションがハイ位置になっていない場合には（ステップＳ７８にてＮＯ）、タイマ値が第１０の閾値以上となったか否かを判断して（ステップＳ８０）、第１０の閾値に達していない場合には（ステップＳ８０でＮＯ）、タイマをカウントアップして（ステップＳ８１）、ステップＳ７７に戻る。スリーブポジションがハイ位置にならないままタイマ値が第１０の閾値以上になったら（ステップＳ８０にてＹＥＳ）、タイマをリセットして（ステップＳ８２）、ステップＳ７０に戻り、続くステップＳ７１で要求ＭＧトルクを前回要求ギア段相当のドライバ要求トルクに戻す。

以上のように、本実施の形態では、変速に際して自動変速機１０６におけるギアの切り換えの際に、自動変速機１０６の出力シャフト２０ａに直接モータジェネレータ１０８のトルクを出力するとともに、モータジェネレータ１０８のトルクを切換後のギア段相当のトルクに急減させるので、運転者に短時間で変速が完了したかのような感覚を与えることができる。

また、自動変速機１０６が、変速クラッチとして、高歯と低歯とからなるスリーブと、前歯と後歯とからなるドグとが噛み合う２段構成のドグクラッチを含み、ギアの切換えの際にドグと噛合することになるスリーブとが接触しているが噛合していない半噛合状態（図５（ｃ））で、モータジェネレータ１０８によって出力シャフト２０ａに与えるトルクを急減させるので、スリーブとドグとが同期して回転して噛合できない場合に、スリーブとドグとの回転位相をずらすことができ、スリーブとドグとを噛合させることができる。

さらに、ギアの切換えの際にドグと噛合することになるスリーブとが接触しているが噛合していない半噛合状態（図５（ｃ））で、スリーブのドグに向かう推力を弱めるので、スリーブとドグとの回転位相を容易にずらすことができる。

また、ギアの切換えに際してモータジェネレータ１０８が出力トルクを担っており、かつ、自動変速機１０６が入力シャフト１２の回転を出力シャフト２０ａおよび２０ｂに伝達しない状態で、クラッチ１０４を制御して自動変速機１０６の入力シャフト１２とエンジン１０２の出力シャフトとを接続するので、自動変速機１０６の入力シャフト１２の回転が、低下していくエンジン１０２の回転数に近づき、または同期され、その後に噛合するスリーブとドグとの回転数差を小さくして、容易にそれらの噛合を実現できる。

なお、上記の実施の形態では、第１速から第２速へのアップ変速を例に本発明の実施の形態を説明したが、ダウン変速の場合には上記の逆の制御を行うことができる。即ち、ギアの切換の際に出力シャフト２０ａに直接モータジェネレータ１０８のトルクを出力するとともに、モータジェネレータ１０８のトルクを切換後のギア段相当のトルクに急増させることで、運転者に、あたかも一瞬で変速が完了したかのような感覚を与えることができる。

本発明は、変速処理において、変速機構の出力シャフトがモータトルクを受けているときに、モータトルクを変化させるので、運転者は変速の際にモータトルクによるトルク変化を体感することができるという効果を有し、変速時のトルク制御を行う車両制御装置等として有用である。

１２：入力シャフト、２０ａ：出力シャフト、３０：第１ドグ、３０ｂ１：前歯、３４：第１ドグクラッチ、３４１：クラッチハブ、３４２：スリーブ、３４２ａ１：高歯、３４２ｂ１：低歯、１００：ハイブリッド車両、１０２：エンジン、１０４：クラッチ、１０６：自動変速機、１０８：モータジェネレータ、１１６：制御部、１２０ａ：ＭＧクラッチ

Claims (9)

1. 機関トルクを供給する内燃機関とモータトルクを供給するモータとを備えた車両を制御する車両制御装置であって、
   ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに変速クラッチが噛み合うことで前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態と、変速クラッチが噛み合わないことで前記ギア対を介して前記入力シャフトから前記出力シャフトにトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り換えて変速処理を行う変速機構と、
   前記内燃機関と前記入力シャフトとの間に配置され、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達する接続状態と、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換える機関クラッチと、
   前記モータと前記出力シャフトとの間に配置され、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達する接続状態と、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換えるモータクラッチと、
   少なくとも前記モータおよび前記モータクラッチを制御して、前記出力シャフトの出力トルクを調整する制御部と、
   を備え、
   前記変速クラッチは、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに沿って移動可能なスリーブと、前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うドグクラッチであり、
   前記制御部は、前記変速処理において、前記モータクラッチを接続状態として前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達している状態で、前記変速処理によって前記トルク非伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク非伝達状態となった後であって、前記変速処理によって前記トルク伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク伝達状態となる前であって、前記変速処理によって前記スリーブと前記トルク伝達状態に切り替わるべき前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うことを開始する位置に到達した後に、前記モータトルクを変化させることを特徴とする車両制御装置。
2. 前記制御部は、さらに、前記機関クラッチを制御し、前記変速処理において、前記機関クラッチを非接続状態として、前記モータトルクを変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記制御部は、前記変速処理において前記トルク伝達状態に切り換わるべき前記ギア対の変速クラッチにおける前記スリーブと前記ドグとが噛み合わずに接触して連れ回り、前記ギア対が前記トルク伝達状態となることができないときに、前記モータトルクを変化させることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記制御部は、前記モータトルクを変化させる際に、前記スリーブの前記ドグに向かう推力を弱めることを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記制御部は、前記変速処理がアップ変速の場合に、前記モータトルクを減少させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の車両制御装置。
6. 前記制御部は、前記変速処理がダウン変速の場合に、前記モータトルクを増加させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の車両制御装置。
7. 前記制御部は、前記変速処理において、前記出力トルクが変速後のトルクとなるように、前記モータトルクを変化させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両制御装置。
8. 機関トルクを供給する内燃機関と、
   モータトルクを供給するモータと、
   ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに変速クラッチが噛み合うことで前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態と、変速クラッチが噛み合わないことで前記ギア対を介して前記入力シャフトから前記出力シャフトにトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り換えて変速処理を行う変速機構と、
   前記内燃機関と前記入力シャフトとの間に配置され、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達する接続状態と、前記機関トルクを前記入力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換える機関クラッチと、
   前記モータと前記出力シャフトとの間に配置され、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達する接続状態と、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換えるモータクラッチと、
   少なくとも前記モータおよび前記モータクラッチを制御して、前記出力シャフトの出力トルクを調整する制御部と、
   を備え、
   前記変速クラッチは、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに沿って移動可能なスリーブと、前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うドグクラッチであり、
   前記制御部は、前記変速処理において、前記モータクラッチを接続状態として前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達している状態で、前記変速処理によって前記トルク非伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク非伝達状態となった後であって、前記変速処理によって前記トルク伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク伝達状態となる前であって、前記変速処理によって前記スリーブと前記トルク伝達状態に切り替わるべき前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うことを開始する位置に到達した後に、前記モータトルクを変化させることを特徴とする車両。
9. ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに変速クラッチが噛み合うことで前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態と、変速クラッチが噛み合わないことで前記ギア対を介して前記入力シャフトから前記出力シャフトにトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り換えて変速処理を行う変速機構と、前記入力シャフトに機関トルクを供給する内燃機関と、前記出力シャフトにモータトルクを供給するモータと、前記モータと前記出力シャフトとの間に配置され、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達する接続状態と、前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達しない切断状態とを切り換えるモータクラッチとを備えた車両を制御する車両制御方法であって、
   変速処理の際に、
   前記モータクラッチを前記接続状態とし、
   前記変速クラッチは、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに沿って移動可能なスリーブと、前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うドグクラッチであり、
   前記モータクラッチを接続状態として前記モータトルクを前記出力シャフトに伝達しているときに、前記変速処理によって前記トルク非伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク非伝達状態となった後であって、前記変速処理によって前記トルク伝達状態に切り換わるべき前記ギア対が前記トルク伝達状態となる前であって、前記変速処理によって前記スリーブと前記トルク伝達状態に切り替わるべき前記ギア対の一のギアに固定されたドグとが噛み合うことを開始する位置に到達した後に、前記モータトルクを変化させる
   ことを特徴とする車両制御方法。