WO2017002501A1 - 変速制御装置 - Google Patents

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WO2017002501A1
WO2017002501A1 PCT/JP2016/065881 JP2016065881W WO2017002501A1 WO 2017002501 A1 WO2017002501 A1 WO 2017002501A1 JP 2016065881 W JP2016065881 W JP 2016065881W WO 2017002501 A1 WO2017002501 A1 WO 2017002501A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output shaft
gear
input shaft
shift
clutch
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/065881
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
新也 原田
鈴木　良英
村上　芳弘
Original Assignee
アイシン精機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイシン精機株式会社 filed Critical アイシン精機株式会社
Publication of WO2017002501A1 publication Critical patent/WO2017002501A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F16H61/08—Timing control

Definitions

  • the present invention relates to a transmission control device having a transmission mechanism.
  • Patent Document 1 proposes that an end of a pair of meshing teeth (a tooth on the motor generator side and a tooth on the axle shaft side) in a dog clutch be provided with an inclination inclined in one direction. According to this configuration, when the meshing teeth are switched to the engaged state, the meshing teeth can be rotated relative to each other while sliding due to the inclination of the tip, so that the resistance is reduced and the meshing teeth can be meshed easily. It is supposed to be possible.
  • the dog clutch described in Patent Document 1 allows the meshing teeth to be easily meshed with each other by a special shape in which the tips of the meshing teeth are inclined. In other words, if the rotational deviation between one meshing tooth and the other meshing tooth is too large or too small, it may not be possible to mesh with each other unless such a special shape is used.
  • the rotation speed of the teeth on the motor generator side is higher than the rotation speed of the teeth on the axle shaft side.
  • the meshing teeth can not be meshed with each other unless adjustment is made so that the rotational speed of the teeth on the motor generator side becomes higher.
  • the tips of the meshing teeth are inclined in one direction, they can be applied only when rotating in a specific direction.
  • gear shifting can not be performed unless the meshing teeth mesh with each other. If the meshing teeth do not mesh properly, the gear may be adversely affected.
  • the present invention has been made in view of such problems, and it is an object of the present invention to provide a transmission control device capable of reliably controlling transmission and protecting gears.
  • an input shaft to which power from a power source is transmitted, an output shaft to which power is transmitted to a wheel, and a gear ratio provided between the input shaft and the output shaft The torque transmission state in which the torque is transmitted from either the input shaft or the output shaft by meshing between a plurality of gear pairs having different gear and at least one of the plurality of gear pairs, and the output by meshing being disengaged
  • a shift mechanism having a switching clutch that switches between torque non-transmission states where transmission of torque to the shaft is blocked, a rotation speed acquisition unit for acquiring the rotation speeds of the input shaft and the output shaft, and gear change The number of revolutions of the output shaft and the effective number of revolutions determined from the gear ratio of the gear pair meshing with the input shaft later Difference, at the timing when the first target value for starting the shift, and a control unit for starting the shift control by the switching clutch, the shift control device equipped with is provided.
  • the rotational speed of the input shaft and the output shaft is acquired, and the shift control by the switching clutch is started at the timing at which the first target value is reached.
  • the shift control device includes an acceleration / deceleration acquisition unit that acquires an acceleration / deceleration of the vehicle, and the control unit determines the timing to start the shift control based on the acceleration / deceleration.
  • the shift control device includes a power transmission mechanism that switches the switching clutch, and the control unit completely completes the switching clutch by the power transmission mechanism at a timing when the rotational speed difference becomes a second target value after the shift start. It is desirable to engage in power transmission.
  • the switching clutch is a dog clutch in which a sleeve is moved with respect to the input shaft or the output shaft, and torque transmission is achieved by meshing a dog provided on one gear of the gear pair with the sleeve. It is also good.
  • a target value acquisition unit for acquiring the first target value according to the acceleration of the vehicle may start the shift control at a timing according to a comparison between the first target value and the rotational speed difference between the effective rotational speed and the rotational speed of the output shaft.
  • the control unit may start the shift control when any of the following equations (1) to (4) is satisfied: Nieff-No ⁇ ⁇ Nd (the vehicle is in an accelerated state, and No ⁇ Nieff) In the case of) ...
  • Nieff-No> ⁇ Nd when the vehicle is decelerating and No ⁇ Nieff
  • No-Nieff> ⁇ Nd when the vehicle is in an accelerated state and No> Nieff
  • No-Nieff ⁇ ⁇ Nd when the vehicle is decelerating and No> Nieff
  • the shift control is performed at the timing according to the acceleration of the vehicle, the shift can be reliably controlled.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle including a control device 116 according to an embodiment of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The disassembled perspective view which shows the structure of the switching clutch in embodiment of this invention. The figure explaining the axial motion mechanism in embodiment of this invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the meshing operation of the switching clutch in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a control device 116.
  • 5 is a flowchart showing an example of processing operation of the control device 116 at the time of shift control.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of shift input when shift control is performed according to the flowchart of FIG. 6;
  • FIG. 7 is a diagram showing another example of shift input when shift control is performed according to the flowchart of FIG. 6;
  • FIG. 7 is a view showing still another example of shift input when shift control is performed according to the flowchart of FIG. 6;
  • FIG. 7 is a diagram showing still another example of shift input when shift control is performed according to the flowchart of FIG. 6;
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a vehicle 100 including a transmission control device according to an embodiment of the present invention.
  • Vehicle 100 includes an engine 102, a clutch 104, a transmission mechanism 106 having an input shaft 106a and an output shaft 106b, a motor generator 108, an inverter 110, a battery 112, a differential gear 114, and a control device 116.
  • a storage unit 118, switching mechanisms 120a and 120b, and wheels 122 are provided.
  • the transmission mechanism 106 and the control device 116 constitute a transmission control device.
  • the engine 102 which is a type of internal combustion engine, is, for example, a gasoline engine, and the control of the control device 116 controls the engine speed and the engine torque.
  • the clutch 104 is disposed between the output shaft of the engine 102 and the input shaft 106a of the transmission mechanism 106, and switches between a power transmission state connecting the engine 102 and the transmission mechanism 106 and a power non-transmission state disconnecting both.
  • the state of the clutch 104 is controlled by the controller 116 in accordance with the traveling state.
  • the clutch 104 When the clutch 104 is in the power transmission state, the power from the engine 102 is transmitted to the transmission mechanism 106, and the rotation speed of the output shaft of the engine 102 and the rotation speed of the input shaft 106a of the transmission mechanism 106 become equal. That is, in the power transmission state, the number of rotations of the input shaft 106 a of the transmission mechanism 106 can be controlled.
  • the clutch 104 when the clutch 104 is in the power non-transmission state, the power from the engine 102 is not transmitted to the transmission mechanism 106.
  • a predetermined time T0 (for example, several hundreds of msec) is required for the clutch 104 to transition between the power transmission state and the power non-transmission state.
  • Motor generator 108 is connected to transmission mechanism 106 via switching mechanisms 120a and 120b. That is, switching mechanism 120 a is disposed between motor generator 108 and output shaft 106 b of transmission mechanism 106. The motor generator 108 can be directly connected to the output shaft 106 b side of the transmission mechanism 106 by the switching mechanism 120 a. Further, switching mechanism 120 b is disposed between motor generator 108 and input shaft 106 a of transmission mechanism 106. The motor generator 108 can be directly connected to the input shaft 106 a side of the transmission mechanism 106 by the switching mechanism 120 b.
  • transmission mechanism 106 When transmission mechanism 106 is controlled to receive driving force from engine 102 while switching mechanism 120 b is connected, vehicle 100 is made to travel by the driving force of engine 102 and motor generator 108 is used as a generator together with it. In operation, the battery 112 can be charged while traveling.
  • the transmission mechanism 106 does not receive the driving force from the engine 102 in the state where the switching mechanism 120 b is connected, the motor generator 108 can function as a generator by the driving force from the engine 102. As a result, the battery 112 can be charged while the vehicle 100 is stopped.
  • motor generator 108 is separated from transmission mechanism 106 by switching mechanism 120, only engine 102 can travel.
  • the switching mechanisms 120a and 120b are shown separately from the transmission mechanism 106 in FIG. 1, the switching mechanisms 120a and 120b may be provided with dog clutches or the like in the transmission mechanism 106.
  • the transmission mechanism 106 transmits power from a power source such as the engine 102 or the motor generator 108 to the wheel 122 at a selected gear ratio.
  • the transmission mechanism 106 includes an input shaft 106a, an output shaft 106b, a plurality of drive gears 106c, a plurality of driven gears 106d, and a switching clutch 106e.
  • the drive gear 106c and the driven gear 106d may be provided between the input shaft 106a and the output shaft 106b, and the number thereof is not particularly limited.
  • the switching mechanisms 120 a and 120 b may be in the transmission mechanism 106.
  • the input shaft 106a is provided on the side of the engine 102 and the switching mechanism 120b.
  • the input shaft 106a transmits power from the engine 102 when the clutch 104 is in power transmission state.
  • power from motor generator 108 is transmitted to input shaft 106a when switching mechanism 120b is in a power transmission state.
  • the input shaft 106a is provided with a rotation number sensor (not shown) that measures the rotation number Ni.
  • Each of the plurality of drive gears 106c is provided to the input shaft 106a. That is, part or all of the drive gear 106c may be always provided on the input shaft 106a, or can be switched between a state provided on the input shaft 106a and a state to be separated by a switching clutch 106e described later It is also good. In any case, when the drive gear 106c is provided on the input shaft 106a, the drive gear 106c rotates with the input shaft 106a.
  • Each of the plurality of driven gears 106d is provided on the output shaft 106b. That is, part or all of the driven gear 106d may be always provided on the output shaft 106b, and can be switched between a state provided on the output shaft 106b and a state to be separated by a switching clutch 106e described later. It is also good. When the driven gear 106d is provided on the output shaft 106b, the driven gear 106d rotates with the output shaft 106b.
  • One drive gear 106c is paired with one driven gear 106d.
  • the paired gears are always meshed and rotating together.
  • one drive gear 106c and one driven gear 106d are referred to as a gear pair.
  • one drive gear 106c and one driven gear 106d constitute a first gear pair
  • another drive gear 106c and another driven gear 106d constitute a second gear pair.
  • Each gear pair has a different gear ratio.
  • the gear ratio of a certain gear pair is r
  • one rotation of the drive gear 106c causes the driven gear 106d to rotate r.
  • the switching clutch 106e is provided in the gear pair, and switches whether to transmit torque between the input shaft 106a and the output shaft 106b. This switching is controlled by the controller 116.
  • switching clutch 106e can be engaged to provide drive gear 106c and driven gear 106d in one gear pair on input shaft 106a and output shaft 106b, respectively. Thereby, torque is transmitted between the torque of the input shaft 106a and the output shaft 106b via the gear pair. This state is called a torque transmission state.
  • At least one of the plurality of gear pairs is engaged by the switching clutch 106e, whereby torque is transmitted from either the input shaft 106a or the output shaft 106b.
  • a gear change can be performed by switching the gear pair provided on the input shaft 106a and the output shaft 106b.
  • the gear pair disengages, thereby blocking the torque transmission to the output shaft 106b.
  • the switching clutch 106e can be a dog transmission including a so-called dog clutch described later.
  • the switching clutch 106e includes a sleeve movable along the output shaft 106b, an actuator for moving the sleeve, a clutch hub fixed to the output shaft 106b, and a dog fixed to the driven gear 106d.
  • the control device 116 controls the actuator to move the sleeve toward the dog side, and the sleeve and the dog are engaged, whereby the output shaft 106 b and the driven gear 106 d are fixed.
  • the switching clutch 106e includes a sleeve movable along the input shaft 106a, an actuator for moving the sleeve, a clutch hub fixed to the input shaft 106a, and a dog fixed to the drive gear 106c in the gear pair. May be composed of The configuration of the switching clutch 106e may differ depending on the gear pair. Alternatively, the switching clutch 106e may be a transmission provided with a synchromesh.
  • the output shaft 106 b is provided on the wheel 122 side, and when it is in a torque transmitting state, it is rotated by the torque of the input shaft 106 a to transmit power to the wheel 122.
  • the ratio between the rotation speed of the input shaft 106a and the rotation speed of the output shaft 106b is equal to the gear ratio r of the gear pair fixed to both shafts. That is, in the torque transmission state, the product Ni * r of the gear ratio r of the fixed gear pair and the rotational speed Ni of the input shaft 106a (hereinafter, this Ni * r is the rotational speed of the input shaft considering the gear ratio In the sense, the effective rotational speed Nieff) is equal to the rotational speed No of the output shaft 106b.
  • the output shaft 106 b is provided with a rotation number sensor (not shown) that measures the rotation number No.
  • the wheel 122 is connected to the output shaft 106b via a differential gear 114 or the like, and is rotated by the torque of the output shaft 106b.
  • the differential gear 114 distributes the torque from the engine 102 and the motor generator 108 to the wheels 122 while absorbing the difference in speed (difference in rotational speed) between the inner and outer wheels 122 when the vehicle 100 turns. Tell.
  • the control device 116 optimally controls the engine 102, the clutch 104, the transmission mechanism 106, the inverter 110, the battery 112, the switching mechanism 120, and the like in accordance with the traveling request based on the traveling operation of the driver or the traveling state of the vehicle 100. Driving can be realized.
  • the control device 116 is shown as an integrated control unit that integrally controls each device, but individual control units are provided for each control target so that each control unit is cooperatively controlled. It is also good. Also, several functions may be controlled collectively. The specific configuration of the control device 116 will be described later with reference to FIG.
  • the storage unit 118 stores various types of information acquired by the control device 116. Further, the stored information is provided to the control device 116 to control each device or to reflect the feedback control of each device. The control device 116 may process the information to create new information or update existing information and store the information in the storage unit 118 based on the acquired various types of information.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the switching clutch 106e according to the embodiment of the present invention.
  • the switching clutch 106 e includes a dog clutch 34 and a dog 30.
  • the dog clutch 34 comprises a clutch hub 341 and a sleeve 342.
  • the dog 30 is integrally formed with the driven gear 106d, and is formed on the dog clutch 34 side of the driven gear 106d.
  • the clutch hub 341 is fixed to the input shaft 106a adjacent to the dog 30 by spline fitting or the like, and rotates integrally with the input shaft 106a.
  • a spline 342 a including high teeth 342 a 1 and low teeth 342 b 1 having different radial heights is formed on the inner periphery of the sleeve 342.
  • a spline 341a is formed, which is slidably engaged with the spline 342a formed on the inner peripheral surface of the sleeve 342 in the axial direction of the input shaft 106a.
  • a plurality of (for example, two) grooves 341a1 are formed deeper than the remaining grooves.
  • the plurality of grooves 341 a 1 correspond to the plurality of high teeth 342 a 1 of the sleeve 342.
  • the dog 30 has a ring-shaped clutch ring 30a1, two front teeth 30b1 arranged 180 degrees apart on the outer periphery of the clutch ring 30a1, and two front teeth 30b1 on the outer periphery of the clutch ring 30a1. And the rear teeth 30c11 arranged at equal angular intervals five by five.
  • the front teeth 30b1 and the rear teeth 30c1 are formed on the outer periphery of the clutch ring 30a1 with a clutch tooth groove 30d1 having a predetermined width.
  • the clutch ring 30a1 is formed such that the outer diameter is smaller than the inner diameter of the high teeth 342a1 of the spline 342a formed on the sleeve 342.
  • the front teeth 30b1 are formed such that the outer diameter is larger than the inner diameter of the high teeth 342a1 of the spline 342a and smaller than the inner diameter of the low teeth 342b1 of the spline 342a.
  • the rear teeth 30c1 are formed to be capable of meshing with the spline tooth grooves 342c1 of the splines 342a. That is, the front teeth 30b1 do not mesh with the low teeth 342b1, and are formed to be meshable with the high teeth 342a1.
  • the rear teeth 30c1 are formed to be able to mesh with the high teeth 342a1 and the low teeth 342b1.
  • the front teeth 30b1 are formed as many as the high teeth 342a1 (two in this example). Even if there is a large difference between the rotational speed of the sleeve 342 and the rotational speed of the dog 30 (and the driven gear 106d), the front teeth 30b1 are small so that the two high teeth 342a1 can easily enter between the two front teeth 30b1. It is considered to be a tooth.
  • the front teeth 30b1 extend from the front end surface 30a2 of the clutch ring 30a1 to the rear end position of the dog 30 (the side surface of the driven gear 106d) at a position corresponding to the high teeth 342a1.
  • the rear teeth 30c1 are formed extending from a position retracted by a first predetermined amount d1 from the front end surface 30a2 of the clutch ring 30a1 to a rear end position (a side surface of the driven gear 106d) of the dog 30.
  • inclined surfaces 30b2 are formed on both sides in the circumferential direction, which incline from the center toward the rear end position of the dog 30.
  • the rear teeth 30c1 are formed with contact surfaces 30c2 capable of coming into contact with the high teeth 342a1 and the low teeth 342b1.
  • the inclined surface 30b2 of the front teeth 30b1 is formed such that the position where the inclined surface 30b2 of the front teeth 30b1 intersects the side surface 30b3 of the front teeth 30b1 is closer to the front end surface 30a2 of the clutch ring 30a1 than the contact surface 30c2 of the rear teeth 30c1.
  • the tip of the front end portion of the front teeth 30b1, that is, the intersection of the two inclined surfaces 30b2 is formed into a general rounded chamfer (R-shaped).
  • FIG. 3 is a view for explaining an axial movement mechanism 343 for reciprocating the sleeve 342 in the axial direction in the embodiment of the present invention.
  • the axial movement mechanism 343 includes a fork 343a, a fork shaft 343b, and a drive device (actuator) 343c.
  • the tip of the fork 343 a is formed in accordance with the outer peripheral shape of the outer peripheral groove 342 b of the sleeve 342.
  • the proximal end of the fork 343a is fixed to the fork shaft 343b.
  • the fork shaft 343 b is slidably supported in the axial direction on the casing of the transmission mechanism 106.
  • One end of the fork shaft 343b is disposed to pass through the drive device 343c.
  • the drive device 343c is a linear drive device using a linear motor as a drive source, and as the linear motor, one described in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-259413 may be employed. That is, in the linear drive device 343c, a plurality of coils are arranged in parallel along the axial direction to form a cylindrical core, and a plurality of N pole magnets and S pole magnets are formed on the fork shaft 343b penetrating the through hole thereof. Are alternately arranged side by side. By controlling energization of each coil, it is possible to reciprocate the fork shaft 343b or to position and fix it at an arbitrary position.
  • the axial movement mechanism 343 is configured to allow the sleeve 342 to move by the reaction force when the reaction force is applied from the dog 30 while pressing the sleeve 342 against the dog 30.
  • a linear drive is employed as the drive 343c, but when the sleeve 342 is pressed against the dog 30, if a reaction force is applied from the dog 30, the sleeve 342 is affected by the reaction force.
  • Other drive devices such as a solenoid drive device or a hydraulic drive device may be used as long as they are configured to allow movement.
  • the sleeve 342 is separated from the dog 30 before meshing.
  • the front end surface 342a2 of the high teeth 342a1 is the front end of the front teeth 30b1. It abuts on the top (the intersection of the two inclined surfaces 30b2).
  • the low teeth 342b1 are not in contact with anything.
  • the front end surface 342a2 of the high teeth 342a1 and the front end surface 342b2 of the low teeth 342b1 are rear teeth. Contact with the contact surface 30c2 of 30c1 (half meshing state).
  • the operation state is divided into two ways.
  • the front end surface 342a2 (chamfered portion) of the high tooth 342a1 and the front end surface 342b2 (chamfered portion) of the low tooth 342b1 abut on the side inclined surface 23c4 of the rear tooth 30c1.
  • the front teeth 30b1 and the rear teeth 30c1 are formed on the outer periphery of the clutch ring 30a1 with the clutch tooth grooves 30d1 having a predetermined width open, so the high teeth 342a1 and the low teeth 342b1 jump into the nearest clutch teeth groove 30d1 in a short time be able to.
  • the second operating state is when the high teeth 342a1 and the low teeth 342b1 can not jump into the nearest clutch tooth groove 30d1.
  • the side 26a3 of the high teeth 342a1 is the side 30b3 of the front teeth 30b1. And abut.
  • the low teeth 342b1 are not in contact with anything.
  • the sleeve 342 is moved along the axial direction by the axial movement mechanism 343, as shown in FIG. 4D, the high teeth 342a1 and the low teeth 342b1 completely mesh with the rear teeth 30c1, and the sleeve 342 is The dog 30 rotates in synchronization with the dog 30, and the meshing operation is completed.
  • the control device 116 controls the switching clutch 106e described above to perform shift control and the like. Since it is necessary to switch the state of the switching clutch 106e, the shift control can not shift at any timing. For example, when the difference ⁇ N between the effective rotation speed Nieff of the input shaft 106a and the rotation speed No of the output shaft 106b (hereinafter simply referred to simply as the rotation speed difference ⁇ N) is too large, There is a possibility that the components in the pair or the switching clutch 106e may be adversely affected. On the other hand, if the rotational speed difference ⁇ N is too small, it may take time to enter the torque transmission state, and in some cases, the gear pair may become synchronized without engaging with each other.
  • control device 116 of the present embodiment performs shift control at an appropriate timing by considering the acceleration of the vehicle 100 as follows.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of control device 116.
  • the control device 116 includes a power source control unit 2a, a power transmission control unit 2b, a torque transmission control unit 2c, a rotation speed acquisition unit 2d, an acceleration / deceleration acquisition unit 2e, a deviation acquisition unit 2f, and a storage unit 2g. Have. Some or all of these may be configured by hardware, or may be realized by the processor of the computer executing a predetermined program.
  • the power source control unit 2a controls the rotational speed and the torque of the engine 102 and the motor generator 108 in consideration of the rotational speed Ni of the input shaft 106a and the rotational speed No of the output shaft 106b as necessary.
  • the power transmission control unit 2b switches whether the clutch 104 is in the power transmission state or in the power non-transmission state.
  • the torque transfer control unit 2c switches whether the switching clutch 106e is in the torque transfer state or in the torque non-transfer state.
  • the rotation speed acquisition unit 2d acquires the rotation speed Ni of the input shaft 106a from the rotation speed sensor provided on the input shaft 106a, and acquires the rotation speed No of the output shaft 106b from the rotation speed sensor.
  • the rotation speed acquisition unit 2d periodically acquires rotation speed information at predetermined intervals.
  • the acceleration / deceleration acquisition unit 2e acquires the change ⁇ No of the rotational speed of the output shaft 106b as acceleration information indicating the 100 acceleration of the vehicle.
  • the acceleration / deceleration acquisition unit 2e periodically acquires acceleration information at predetermined intervals.
  • the acceleration / deceleration acquisition unit 2e may acquire, as the acceleration of the vehicle 100, an acceleration from an acceleration sensor or the like or a change in speed from a vehicle speed sensor.
  • the deviation acquisition unit (target value acquisition unit) 2f acquires a rotational deviation with shift ⁇ Nd (first target value) according to the acceleration of the vehicle 100, that is, the change in the rotational speed of the output shaft 106b (acceleration) ⁇ No. Shift-in refers to the timing at which the switching clutch 106e starts meshing.
  • the start timing of the shift control is determined by the shift rotational deviation ⁇ Nd.
  • shift control is started when the rotational speed difference ⁇ N and the rotational speed difference ⁇ Nd satisfy the predetermined relationship, the vehicle 100 is accelerating and decelerating, and the rotational speed difference ⁇ N is momentarily obtained by the acceleration. Even if it is changing, it is set so that the shift is performed when the rotational speed difference ⁇ N is a specific target value ⁇ Nt (for example, several hundred rpm, a second target value).
  • the target value .DELTA.Nt may have a certain extent, and the upper limit value is determined so as not to adversely affect the gear pair etc., and the lower limit value is determined so as to ensure shift entry.
  • the timing at which the power transmission control unit 2b and the torque transmission control unit 2c perform shift control at a timing according to the rotation speed Ni of the input shaft 106a, the rotation speed No of the output shaft 106b, and the acceleration / deceleration ⁇ No of the vehicle 100 It functions as a control unit.
  • Gear shift control is started at a timing according to the comparison result of the difference .DELTA.N between the gear ratio of the gear pair being rotated and the rotational speed No of the output shaft 106b and the acquired shift rotational deviation .DELTA.Nd. Switch the state of 106e.
  • the power transmission control unit 2b changes the power transmission state of the clutch 104 to the power non-transmission state at the timing when the rotational speed difference ⁇ N becomes equal to the shift rotational deviation ⁇ Nd. Then, after the clutch 104 is in the power non-transmission state, the torque transmission control unit 2c changes the switching clutch 106e from the torque non-transmission state to the torque transmission state.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of processing operation of the control device 116 at the time of shift control.
  • 7 to 10 are diagrams showing shifting in the case where shift control is performed according to the flowchart of FIG. 6, each diagram (a) being a time chart, each diagram (b) being a dog clutch as the switching clutch 106e
  • the sleeve 342 and the dog 30 are illustrated schematically.
  • 7 and 9 show the case where the vehicle 100 is accelerating
  • FIGS. 8 and 10 show the case where the vehicle 100 is decelerating.
  • 7 and 8 show the case where the effective rotation speed Nieff of the input shaft 106a is higher than the rotation speed No of the output shaft 106b
  • FIGS. 9 and 10 show the effective rotation speed Nieff of the input shaft 106a at the output shaft 106b. It is a case where it is lower than the rotational speed No.
  • the rotation speed acquisition unit 2d periodically acquires the rotation speed Ni of the input shaft 106a and the rotation speed No of the output shaft 106b, and the acceleration / deceleration acquisition unit 2e The acceleration / deceleration ⁇ No of 100 is periodically acquired. Then, the control described in the flowchart of FIG. 6 is repeated at a specific cycle.
  • the presence or absence of a shift request is determined based on the rotation speed Ni, No, the acceleration / deceleration speed ⁇ No of the vehicle 100, the traveling state of the vehicle 100, the driver's operation state, etc. (step S1).
  • step S1 If there is a shift request (YES in step S1), the following processing is performed prior to shift control. First, to cut off the torque to the transmission mechanism 106, the power source control unit 2a reduces the torque of the engine 102, and the power transmission control unit 2b puts the clutch 104 in a power non-transmission state (step S2).
  • the torque transmission control unit 2c puts the switching clutch 106e in the non-torque transmission state, and the power transmission control unit 2b places the clutch 104 in the power transmission state (step S3). .
  • the deviation acquisition unit 2 f acquires the shift-added rotational deviation ⁇ Nd based on the acceleration / deceleration ⁇ No of the vehicle 100 (step S 4). Then, the power source control unit 2a controls the rotation speed of the engine 102 until the rotation speed difference ⁇ N becomes equal to the shift-added rotation deviation ⁇ Nd (steps S5 and S6).
  • “equivalent” can be determined by, for example, whether any one of the following equations (1) to (4) is satisfied.
  • Nieff-No ⁇ ⁇ Nd in the case of FIG. 7 (acceleration and No ⁇ Nieff)
  • Nieff-No> ⁇ Nd in the case of FIG.
  • step S6 When the two become equal (YES in step S6, time t1 in FIG. 7 to FIG. 10), the power transmission control unit 2b and the torque transmission so that the switching clutch 106e meshes when the rotational speed difference .DELTA.N is the specific target value .DELTA.Nt.
  • the control unit 2c starts the shift control.
  • the power transmission control unit 2b sets the clutch 104 in the power non-transmission state (step S7). If shift entry is performed while the clutch 104 is in the power transmission state, power from the engine 102 and the motor generator 108 may adversely affect the switching clutch 106e.
  • a predetermined time T0 time t1 to t2 in FIGS. 7 to 10 is required until the clutch 104 changes from the power transmission state to the power non-transmission state, during which the rotation speed No of the output shaft 106b changes (FIG. 7 and In the case of FIG. 9, it may increase, and in the case of FIG. 8 and FIG. Further, the rotation speed Ni of the input shaft 106 a gradually decreases because power is not supplied from the engine 102. Therefore, while the state of the clutch 104 is switched, the rotational speed difference ⁇ N changes.
  • the torque transmission control unit 2c changes the switching clutch 106e from the torque non-transmission state to the torque transmission state (step S8, time t2 in FIGS. 7 to 10). If the shift rotational deviation ⁇ Nd is appropriately set, the switching clutch 106e meshes when the rotational speed difference ⁇ N is the target value (eg, several hundred rpm) ⁇ Nt. That is, the front teeth of the sleeve in the switching clutch 106e engage with the front teeth of the dog.
  • the target value eg, several hundred rpm
  • the power transmission control unit 2b places the clutch 104 in the power transmission state (step S9). Thus, the shift control is completed.
  • shift rotation deviation ⁇ Nd is set so that the switching clutch 106e engages (shift entry is performed).
  • shift rotational deviation ⁇ Nd is set in consideration of a state switching time T0 (time t1 to t2 in FIGS. 7 to 10) required for clutch 104 to switch from the power transmission state to the power non-transmission state. Just do it. That is, in consideration of the state switching time of clutch 104 and acceleration / deceleration ⁇ No of vehicle 100, the amount of change in the rotation speed No of output shaft 106b in the same state switching time is added (or subtracted) to target value ⁇ Nt to enter the shift. It may be set as the rotational deviation ⁇ Nd. Specifically, it is as follows.
  • Such a shift-in rotational deviation ⁇ Nd is previously determined for each magnitude relation between acceleration / deceleration ⁇ No, sign of acceleration (acceleration or deceleration), effective rotation speed Nieff of input shaft 106a, and rotation speed No of output shaft 106b. It may be set by experiment or the like and stored in the storage unit 118 of FIG. Then, the deviation acquisition unit 2 f responds to the magnitude relationship between the acceleration / deceleration ⁇ No, the sign of acceleration (whether acceleration or deceleration), and the effective rotation speed Nieff of the input shaft 106 a and the rotation speed No of the output shaft 106 b. The rotational deviation with shift ⁇ Nd may be acquired from the storage unit 2g. Alternatively, if it is possible to calculate the shift rotational deviation ⁇ Nd based on the acceleration / deceleration ⁇ No or the like, the deviation acquisition unit 2 f may calculate the shift rotational deviation ⁇ Nd each time.
  • the switching clutch 106e in order to take into account the acceleration of the vehicle 100, even when the vehicle 100 accelerates or decelerates during the shift control, the switching clutch 106e is performed at an appropriate timing when the rotational speed difference ⁇ N becomes the target value ⁇ Nt. Can engage, and shift control can be performed easily and reliably. Therefore, even when the switching clutch 106e is configured of the dog 30 having the leading teeth, the possibility of breakage of the gear pair can be reduced. In addition, it is not necessary to make the teeth in the gear pair into a special shape, and this embodiment can be applied not only to a general tooth-shaped synchroless transmission but also to a transmission with synchro.
  • a transmission mechanism for transmitting power from the power source to the wheels at a predetermined gear ratio An input shaft provided on the power source side; An output shaft provided on the wheel side; A plurality of gear pairs provided between the input and output shafts and having mutually different gear ratios; A torque transmission state provided in the gear pair and engaged with each other to fix one gear pair of the plurality of gear pairs to the input shaft or the output shaft and transmitting torque between the input and output shafts And a shift clutch that switches between a torque non-transmission state in which torque is not transmitted between the input and output shafts, and a shift mechanism that can change gears depending on which of the gear pairs is fixed to the input shaft or the output shaft
  • a vehicle control device for controlling a vehicle provided with A rotation number acquisition unit that acquires rotation number information indicating the rotation number of the input shaft and the output shaft; An acceleration / deceleration acquisition unit that acquires acceleration information indicating the acceleration of the vehicle;
  • a shift control device comprising: a timing control unit that
  • the timing control unit is configured to engage the shift clutch when the rotational speed difference between the input and output shafts based on the gear ratio of the gear pair fixed to the input shaft or the output shaft after gear shifting is a target value.
  • the shift control device according to appendix 1, wherein the shift control is started.
  • a deviation acquisition unit that acquires a deviation according to the acceleration of the vehicle;
  • the timing control unit is a timing according to a comparison result of the deviation between the rotational speed difference between the input and output shafts in consideration of the gear ratio of the gear pair fixed to the input shaft or the output shaft after gear shift,
  • the shift control device according to appendix 1 or 2, wherein the shift control is started.
  • the vehicle includes a power transmission mechanism that switches between a power transmission state in which power from the power source is transmitted to the transmission mechanism, and a power non-transmission state in which power is not transmitted.
  • the shift control device according to claim 3, wherein the timing control unit changes the power transmission mechanism from the power transmission state to the power non-transmission state at a timing according to the comparison result.
  • the vehicle includes a power transmission mechanism that switches between a power transmission state in which power from the power source is transmitted to the transmission mechanism, and a power non-transmission state in which power is not transmitted.
  • the shift control device according to any one of Appendices 3 to 5, wherein the deviation is set based on a time required for the power transmission mechanism to switch from the power transmission state to the power non-transmission state.
  • the deviation is set such that the shift clutch is engaged when the rotation speed difference between the input and output shafts based on the gear ratio of the gear pair fixed to the input and output shafts after gear shifting is a target value.

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Abstract

確実に変速を制御でき、かつ、ギヤを保護可能な変速制御装置を提供する。 動力源からの動力が伝達される入力シャフトと、車輪へと動力が伝達される出力シャフトと、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間に設けられ、ギヤ比が異なる複数のギヤ対と、前記複数のギヤ対のうち少なくとも１つが噛み合うことにより、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトのいずれかよりトルクが伝達されるトルク伝達状態と、噛み合いが外れることにより前記出力シャフトへのトルクの伝達が遮断されるトルク非伝達状態とを切り替える切替クラッチと、を有する変速機構と、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの回転数を取得する回転数取得部と、変速時には、変速後に前記入力シャフトに噛み合うギヤ対のギヤ比から求められる実効回転数と、前記出力シャフトの回転数との回転数差が、変速を開始する第１目標値となるタイミングで、前記切替クラッチによる変速制御を開始する制御部と、を備えた変速制御装置が提供される。

Description

変速制御装置
　本発明は、変速機構を有する変速制御装置に関する。
　特許文献１には、ドグクラッチにおける一対の噛み合い歯（モータジェネレータ側の歯とアクスルシャフト側の歯）の先端部に、一方向に傾斜した傾斜を設けることが提案されている。この構成によれば、互いの噛み合い歯が係合状態に切り換わる際に、先端部の傾斜によって互いの噛み合い歯が滑りながら相対回転できるため、抵抗が低減し噛み合い歯を容易に噛み合わせることができるとされている。
特開２００９－２９３６７５号公報 特開２０１３－１１３４０４号公報
　特許文献１に記載のドグクラッチは、噛み合い歯の先端部を傾斜させるという特殊な形状によって、噛み合い歯どうしが容易に噛み合うようにしている。言い換えると、このような特殊な形状にしないと、一方の噛み合い歯と他方の噛み合い歯との回転偏差が大きすぎる場合や小さすぎる場合に、互いを噛み合わせることはできないおそれがある。
　しかも、特許文献１に記載のドグクラッチは、モータジェネレータ側の歯の回転数がアクスルシャフト側の歯の回転数より高いことが前提となっている。回転数の大小関係が逆の場合、モータジェネレータ側の歯の回転数の方が高くなるよう調整しなければ、噛み合い歯どうしを噛み合わせることができない。さらに、噛み合い歯の先端部が一方向に傾斜しているため、特定の方向に回転する際にしか適用できない。
　ドグクラッチを用いた変速機構を有する車両の場合、噛み合い歯どうしが噛み合わないと、変速を行うことができないし、噛み合い歯どうしがうまく噛み合わない場合、ギヤに悪影響を与えてしまうおそれもある。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、確実に変速を制御でき、かつ、ギヤを保護可能な変速制御装置を提供することである。
　本発明の一態様によれば、動力源からの動力が伝達される入力シャフトと、車輪へと動力が伝達される出力シャフトと、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間に設けられ、ギヤ比が異なる複数のギヤ対と、前記複数のギヤ対のうち少なくとも１つが噛み合うことにより、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトのいずれかよりトルクが伝達されるトルク伝達状態と、噛み合いが外れることにより前記出力シャフトへのトルクの伝達が遮断されるトルク非伝達状態とを切り替える切替クラッチと、を有する変速機構と、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの回転数を取得する回転数取得部と、変速時には、変速後に前記入力シャフトに噛み合うギヤ対のギヤ比から求められる実効回転数と、前記出力シャフトの回転数との回転数差が、変速を開始する第１目標値となるタイミングで、前記切替クラッチによる変速制御を開始する制御部と、を備えた変速制御装置が提供される。
　入力シャフトおよび出力シャフトの回転数を取得し、第１目標値となるタイミングで切替クラッチによる変速制御を開始するため、確実に変速を制御でき、かつ、ギヤを保護できる。
　当該変速制御装置は、車両の加減速度を取得する加減速度取得部を備え、前記制御部は、前記加減速度に基づいて変速制御を開始する前記タイミングを決定するのが望ましい。
　当該変速制御装置は、前記切替クラッチを切り替える動力伝達機構を備え、前記制御部は、前記回転数差が、変速開始後に第２目標値となるタイミングで前記動力伝達機構により前記切替クラッチを完全に噛み合わせて動力伝達状態とするのが望ましい。
　前記切替クラッチは、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに対してスリーブが移動し、前記ギヤ対の一方のギヤに設けられたドグと前記スリーブとが噛み合うことでトルク伝達が成されるドグクラッチであってもよい。
　車両の加速度に応じた前記第１目標値を取得する目標値取得部を備え、
　前記制御部は、前記実効回転数と前記出力シャフトの回転数との回転数差と、前記第１目標値との比較に応じたタイミングで前記変速制御を開始してもよい。
　前記実効回転数をＮｉｅｆｆとし、前記出力シャフトの回転数をＮｏとし、前記第１目標値をΔＮｄとするとき、
　前記制御部は、下記（１）～（４）式のいずれかを満たす場合に前記変速制御を開始してもよい
　Ｎｉｅｆｆ－Ｎｏ≦ΔＮｄ（前記車両が加速状態であり、かつ、Ｎｏ＜Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（１）
　Ｎｉｅｆｆ－Ｎｏ＞ΔＮｄ（前記車両が減速状態であり、かつ、Ｎｏ＜Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（２）
　Ｎｏ－Ｎｉｅｆｆ＞ΔＮｄ（前記車両が加速状態であり、かつ、Ｎｏ＞Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（３）
　Ｎｏ－Ｎｉｅｆｆ≦ΔＮｄ（前記車両が減速状態であり、かつ、Ｎｏ＞Ｎｉｅｆｆ）の場合）…（４）。
　車両の加速度に応じたタイミングで変速制御を行うため、確実に変速を制御できる。
本発明の実施形態に係る制御装置１１６を含む車両の概略構成を示すブロック図。 本発明の実施形態における切替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。 本発明の実施形態における切替クラッチの噛合動作を説明する図。 制御装置１１６の内部構成を示すブロック図。 変速制御時の制御装置１１６の処理動作の一例を示すフローチャート。 図６のフローチャートに従って変速制御を行う場合のシフト入りの様子の例を示す図。 図６のフローチャートに従って変速制御を行う場合のシフト入りの様子の別の例を示す図。 図６のフローチャートに従って変速制御を行う場合のシフト入りの様子のまた別の例を示す図。 図６のフローチャートに従って変速制御を行う場合のシフト入りの様子のさらに別の例を示す図。
　以下、本発明の実施形態の変速制御装置について、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、本発明の実施形態に係る変速制御装置を含む車両１００の概略構成を示すブロック図である。車両１００は、エンジン１０２と、クラッチ１０４と、入力シャフト１０６ａおよび出力シャフト１０６ｂを有する変速機構１０６と、モータジェネレータ１０８と、インバータ１１０と、バッテリ１１２と、差動装置１１４と、制御装置１１６と、記憶部１１８と、切替機構１２０ａ，１２０ｂと、車輪１２２とを備えている。変速機構１０６および制御装置１１６により変速制御装置が構成される。
　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あり、制御装置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の出力シャフトと変速機構１０６の入力シャフト１０６ａとの間に配置され、エンジン１０２と変速機構１０６とを接続する動力伝達状態と、両者を切り離す動力非伝達状態とを切り替える。クラッチ１０４の状態は走行状態に応じて制御装置１１６によって制御される。
　クラッチ１０４が動力伝達状態になると、エンジン１０２からの動力が変速機構１０６に伝達され、エンジン１０２の出力シャフトの回転数と変速機構１０６の入力シャフト１０６ａの回転数とが等しくなる。すなわち、動力伝達状態においては、変速機構１０６の入力シャフト１０６ａの回転数を制御可能である。一方、クラッチ１０４が動力非伝達状態になると、エンジン１０２からの動力は変速機構１０６に伝達されない。なお、クラッチ１０４が動力伝達状態と動力非伝達状態との間を遷移するには所定の時間Ｔ０（例えば数百ｍｓｅｃ程度）を要する。
　モータジェネレータ１０８は切替機構１２０ａ，１２０ｂを介して変速機構１０６と接続される。すなわち、切替機構１２０ａは、モータジェネレータ１０８と変速機構１０６の出力シャフト１０６ｂとの間に配置される。切替機構１２０ａによってモータジェネレータ１０８を変速機構１０６の出力シャフト１０６ｂ側に直結させることができる。また、切替機構１２０ｂは、モータジェネレータ１０８と変速機構１０６の入力シャフト１０６ａとの間に配置される。切替機構１２０ｂによってモータジェネレータ１０８を変速機構１０６の入力シャフト１０６ａ側に直結させることができる。
　切替機構１２０ａおよび切替機構１２０ｂのいずれか一方を接続する状態と、切替機構１２０ａ、１２０ｂのいずれも切断して、モータジェネレータ１０８を変速機構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。
　切替機構１２０ａが動力伝達状態となり、モータジェネレータ１０８が変速機構１０６の出力シャフト１０６ｂ側と直結される場合、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。
　切替機構１２０ｂが動力伝達状態となり、モータジェネレータ１０８が変速機構１０６の入力シャフト１０６ａ側と直結される場合、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の出力トルクを変速機構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、変速機構１０６内部の動力伝達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。
　切替機構１２０ｂを接続した状態で、変速機構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、切替機構１２０ｂを接続した状態で、変速機構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、切替機構１２０によりモータジェネレータ１０８を変速機構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。切替機構１２０ａ、１２０ｂは、図１においては変速機構１０６とは別構成で示すが、変速機構１０６の中にドグクラッチ等で設けてもよい。
　変速機構１０６は、エンジン１０２やモータジェネレータ１０８といった動力源からの動力を、選択されたギヤ比で車輪１２２に伝達する。具体的には、変速機構１０６は、入力シャフト１０６ａと、出力シャフト１０６ｂと、複数の駆動ギヤ１０６ｃと、複数の従動ギヤ１０６ｄと、切替クラッチ１０６ｅとを有する。駆動ギヤ１０６ｃおよび従動ギヤ１０６ｄは、入力シャフト１０６ａと出力シャフト１０６ｂとの間に設けられればよく、その数に特に制限はない。また、切替機構１２０ａ，１２０ｂは変速機構１０６内にあってもよい。
　入力シャフト１０６ａはエンジン１０２および切替機構１２０ｂ側に設けられる。入力シャフト１０６ａは、クラッチ１０４が動力伝達状態になると、エンジン１０２からの動力が伝達される。また、入力シャフト１０６ａは、切替機構１２０ｂが動力伝達状態になると、モータジェネレータ１０８からの動力が伝達される。入力シャフト１０６ａには、その回転数Ｎｉを計測する回転数センサ（不図示）が設けられる。
　複数の駆動ギヤ１０６ｃのそれぞれは、入力シャフト１０６ａに設けられる。すなわち、駆動ギヤ１０６ｃの一部または全部は、入力シャフト１０６ａに常に設けられていてもよいし、後述する切替クラッチ１０６ｅによって入力シャフト１０６ａに設けられる状態と、切り離される状態とを切り換え可能であってもよい。いずれにしても駆動ギヤ１０６ｃが入力シャフト１０６ａに設けられると、その駆動ギヤ１０６ｃは入力シャフト１０６ａとともに回転する。
　複数の従動ギヤ１０６ｄのそれぞれは、出力シャフト１０６ｂに設けられる。すなわち、従動ギヤ１０６ｄの一部または全部は、出力シャフト１０６ｂに常に設けられていてもよいし、後述する切替クラッチ１０６ｅによって出力シャフト１０６ｂに設けられる状態と、切り離される状態とを切り換え可能であってもよい。従動ギヤ１０６ｄが出力シャフト１０６ｂに設けられると、その従動ギヤ１０６ｄは出力シャフト１０６ｂとともに回転する。
　１つの駆動ギヤ１０６ｃは１つの従動ギヤ１０６ｄと対になっている。そして、対になっているギヤどうしは常に噛み合ってともに回転している。以下、対なっている１つの駆動ギヤ１０６ｃと１つの従動ギヤ１０６ｄとを合わせてギヤ対とも呼ぶ。例えば、ある駆動ギヤ１０６ｃおよびある従動ギヤ１０６ｄは第１速用ギヤ対を構成し、別の駆動ギヤ１０６ｃおよび別の従動ギヤ１０６ｄは第２速用ギヤ対を構成する。各ギヤ対は、互いにギヤ比が異なっている。あるギヤ対のギヤ比がｒである場合、駆動ギヤ１０６ｃが１回転すると従動ギヤ１０６ｄがｒ回転する。
　切替クラッチ１０６ｅは、ギヤ対に設けられ、入力シャフト１０６ａと出力シャフト１０６ｂとの間でトルクを伝達するか否かを切り換える。この切り換えは制御装置１１６によって制御される。
　より具体的には、切替クラッチ１０６ｅは噛み合うことで、１つのギヤ対における駆動ギヤ１０６ｃおよび従動ギヤ１０６ｄを入力シャフト１０６ａおよび出力シャフト１０６ｂにそれぞれ設けることができる。これにより、当該ギヤ対を介して、入力シャフト１０６ａのトルクと出力シャフト１０６ｂとの間でトルクが伝達される。この状態をトルク伝達状態という。
　すなわち、トルク伝達状態では、切替クラッチ１０６ｅによって複数のギヤ対のうち少なくとも１つが噛み合っており、それによって、入力シャフト１０６ａまたは出力シャフト１０６ｂのいずれかからトルクが伝達される。入力シャフト１０６ａおよび出力シャフト１０６ｂに設けるギヤ対を切り換えることよって変速（ギヤチェンジ）を行うことができる。
　また、切替クラッチ１０６ｅは噛み合わないことで、すべてのギヤ対について、駆動ギヤ１０６ｃおよび従動ギヤ１０６ｄの少なくとも一方を入力シャフト１０６ａおよび出力シャフト１０６ｂにそれぞれ設けないようにできる。これにより、入力シャフト１０６ａと出力シャフト１０６ｂとの間でトルクが伝達されなくなる。この状態をトルク非伝達状態という。トルク非伝達状態はニュートラルとも呼ばれる。
　すなわち、トルク非伝達状態では、ギヤ対の噛み合いが外れ、それによって、出力シャフト１０６ｂへのトルク伝達が遮断される。
　切替クラッチ１０６ｅ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。
　一例として、切替クラッチ１０６ｅは、出力シャフト１０６ｂに沿って移動可能なスリーブと、このスリーブを移動させるアクチュエータと、出力シャフト１０６ｂに固定されたクラッチハブと、従動ギヤ１０６ｄに固定されたドグとから構成されるドグクラッチとすることができる。この場合、制御装置１１６がアクチュエータを制御してスリーブをドグ側に移動させ、スリーブとドグとが噛み合うことで、出力シャフト１０６ｂと従動ギヤ１０６ｄとが固定される。
　もちろん、切替クラッチ１０６ｅは、入力シャフト１０６ａに沿って移動可能なスリーブと、このスリーブを移動させるアクチュエータと、入力シャフト１０６ａに固定されたクラッチハブと、ギヤ対における駆動ギヤ１０６ｃに固定されたドグとから構成されてもよい。切替クラッチ１０６ｅの構成はギヤ対によって異なっていてもよい。あるいは、切替クラッチ１０６ｅは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。
　出力シャフト１０６ｂは車輪１２２側に設けられ、トルク伝達状態になると、入力シャフト１０６ａのトルクによって回転し車輪１２２に動力を伝達する。入力シャフト１０６ａの回転数と出力シャフト１０６ｂの回転数との比は、両シャフトに固定されたギヤ対のギヤ比ｒと等しくなる。すなわち、トルク伝達状態になると、固定されたギヤ対のギヤ比ｒと入力シャフト１０６ａの回転数Ｎｉとの積Ｎｉ＊ｒ（以下、このＮｉ＊ｒを、ギヤ比を考慮した入力シャフトの回転数という意味で、実効回転数Ｎｉｅｆｆともいう）が、出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏと等しくなる。出力シャフト１０６ｂには、その回転数Ｎｏを計測する回転数センサ（不図示）が設けられる。
　車輪１２２は、差動装置１１４などを介して出力シャフト１０６ｂに接続され、出力シャフト１０６ｂのトルクによって回転する。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）を吸収しつつエンジン１０２やモータジェネレータ１０８からのトルクを各車輪１２２に振り分けて伝える。
　制御装置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、変速機構１０６、インバータ１１０、バッテリ１１２、切替機構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、制御装置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。
　制御装置１１６の具体的な構成については、図５を用いて後述する。
　記憶部１１８は制御装置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装置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、制御装置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切替クラッチ１０６ｅの構成を示す分解斜視図である。切替クラッチ１０６ｅは、ドグクラッチ３４と、ドグ３０とを含む。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、ドグ３０は、従動ギヤ１０６ｄと一体的に形成されており、従動ギヤ１０６ｄのドグクラッチ３４側に形成されている。クラッチハブ３４１は、ドグ３０に隣接してスプライン嵌合等で入力シャフト１０６ａに固定されており、入力シャフト１０６ａ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１０６ａ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２に示すように、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３０ｃ１１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の回転速度とドグ３０（および従動ギヤ１０６ｄ）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からドグ３０の後端位置（従動ギヤ１０６ｄ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後退した位置からドグ３０の後端位置（従動ギヤ１０６ｄ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。
　図３は、本発明の実施形態におけるスリーブ３４２を軸線方向に沿って往復動させる軸動機構３４３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、変速機構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をドグ３０に押圧させている際に、ドグ３０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をドグ３０に押圧させている際に、ドグ３０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、ドグ３０とドグクラッチ３４との噛合動作について、図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、噛合前においては、スリーブ３４２は、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ドグ３０側に移動されると、図４（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４（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４（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４（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とドグ３０とは同期回転し、噛合動作が完了する。
　制御装置１１６は、以上説明した切替クラッチ１０６ｅを制御して、変速制御などを行う。変速制御は切替クラッチ１０６ｅの状態を切り換えることを要するため、任意のタイミングで変速を行えるわけではない。例えば、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆと出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏとの差ΔＮ（以下、単に回転数差ΔＮともいう）が大きすぎると、切替クラッチ１０６ｅをトルク伝達状態とする際にギヤ対や切替クラッチ１０６ｅ内の部品に悪影響を与えてしまうおそれがある。一方、回転数差ΔＮが小さすぎると、トルク伝達状態にするのに時間がかかったり、場合によってはギヤ対が噛み合わないまま同期した状態となってしまったりすることもある。
　また、回転数差ΔＮが適切な値になった時点で変速制御を開始しても、車両１００が加減速した（例えば急ブレーキ時）には、切替クラッチ１０６ｅの状態を実際に切り換える時点ではすでに回転数差ΔＮが変化していることもあり得る。
　そこで、本実施形態の制御装置１１６は、以下のように車両１００の加速度も考慮することで適切なタイミングで変速制御を行う。
　図５は、制御装置１１６の内部構成を示すブロック図である。制御装置１１６は、動力源制御部２ａと、動力伝達制御部２ｂと、トルク伝達制御部２ｃと、回転数取得部２ｄと、加減速度取得部２ｅと、偏差取得部２ｆと、記憶部２ｇとを有する。これらの一部または全部は、ハードウェアで構成されてもよいし、コンピュータのプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現されてもよい。
　動力源制御部２ａは、必要に応じて入力シャフト１０６ａの回転数Ｎｉや出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏを考慮し、エンジン１０２およびモータジェネレータ１０８の回転数やトルクを制御する。動力伝達制御部２ｂは、クラッチ１０４を動力伝達状態とするか、動力非伝達状態とするかを切り換える。トルク伝達制御部２ｃは、切替クラッチ１０６ｅをトルク伝達状態とするか、トルク非伝達状態とするかを切り換える。
　回転数取得部２ｄは、入力シャフト１０６ａに設けられた回転数センサから入力シャフト１０６ａの回転数Ｎｉを取得するとともに、回転数センサから出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏを取得する。回転数取得部２ｄは所定間隔で定期的に回転数情報を取得する。
　加減速度取得部２ｅは、車両の１００加速度を示す加速度情報として、出力シャフト１０６ｂの回転数の変化ΔＮｏを取得する。加減速度取得部２ｅは所定間隔で定期的に加速度情報を取得する。加減速度取得部２ｅは、車両１００の加速度として、加速度センサ等からの加速度や車速センサからの速度の変化を取得してもよい。
　偏差取得部（目標値取得部）２ｆは、車両１００の加速度、すなわち、出力シャフト１０６ｂの回転数の変化（加速度）ΔＮｏに応じたシフト入り回転偏差ΔＮｄ（第１目標値）を取得する。シフト入りとは、切替クラッチ１０６ｅの噛み合いを開始するタイミングを指す。
　変速制御の開始タイミング、言い換えると、変速する為のクラッチ１０４や切替クラッチ１０６ｅの状態を切り替えるタイミングは、シフト入り回転偏差ΔＮｄによって定まる。シフト入り回転偏差ΔＮｄは、回転数差ΔＮとシフト入り回転偏差ΔＮｄとが所定の関係を満たす時に変速制御を開始すると、車両１００が加減速していてその加速度によって回転数差ΔＮが時々刻々と変化している場合であっても、回転数差ΔＮが特定の目標値ΔＮｔ（例えば数百ｒｐｍ、第２目標値）であるときに、シフト入りが行われるよう、設定される。具体的なシフト入り回転偏差ΔＮｄの設定法は後述する。目標値ΔＮｔにはある程度の幅があってもよく、その上限値はギヤ対などに悪影響が出ないように定められ、下限値は確実にシフト入りができるよう定められる。
　変速制御を行う際には、クラッチ１０４および切替クラッチ１０６ｅを適切なタイミングで制御する必要がある。本実施形態では、動力伝達制御部２ｂおよびトルク伝達制御部２ｃが、入力シャフト１０６ａの回転数Ｎｉ、出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏおよび車両１００の加減速度ΔＮｏに応じたタイミングで変速制御を行うタイミング制御部として機能する。
　具体的には、動力伝達制御部２ｂおよびトルク伝達制御部２ｃは、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆ（＝Ｎｉ＊ｒ、ここでのギヤ比ｒは変速後に入力シャフト１０６ａおよび出力シャフト１０６ｂに設けられるギヤ対のギヤ比）と出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏとの差ΔＮと、取得されたシフト入り回転偏差ΔＮｄとの比較結果に応じたタイミングで変速制御を開始して、クラッチ１０４および切替クラッチ１０６ｅの状態を切り換える。
　さらに具体的には、変速制御を行う際、動力伝達制御部２ｂは、回転数差ΔＮがシフト入り回転偏差ΔＮｄと同等となったタイミングでクラッチ１０４を動力伝達状態から動力非伝達状態とする。そして、クラッチ１０４が動力非伝達状態となった後に、トルク伝達制御部２ｃは切替クラッチ１０６ｅをトルク非伝達状態からトルク伝達状態とする。
　図６は、変速制御時の制御装置１１６の処理動作の一例を示すフローチャートである。また、図７～図１０は、図６のフローチャートに従って変速制御を行う場合のシフト入りの様子を示す図であり、各図（ａ）はタイムチャート、各図（ｂ）は切替クラッチ１０６ｅがドグクラッチである場合のスリーブ３４２およびドグ３０を模式的に描いたものである。図７および図９は車両１００が加速しており、図８および図１０は車両１００が減速している場合である。また、図７および図８は、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆが出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏより高い場合であり、図９および図１０は入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆが出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏより低い場合である。
　なお、図６のフローチャート記載の処理とは別に、回転数取得部２ｄは入力シャフト１０６ａの回転数Ｎｉおよび出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏを定期的に取得しており、加減速度取得部２ｅは車両１００の加減速度ΔＮｏを定期的に取得している。そして、特定の周期で図６のフローチャート記載の制御が繰り返される。
　制御タイミングになると、回転数Ｎｉ，Ｎｏ、車両１００の加減速度ΔＮｏ、車両１００の走行状態や運転者の操作状態などに基づいて、変速要求の有無が判断される（ステップＳ１）。
　変速要求がある場合（ステップＳ１のＹＥＳ）、変速制御に先立って以下の処理が行われる。まず、変速機構１０６へのトルクを遮断するために、動力源制御部２ａがエンジン１０２のトルクを低下させるとともに、動力伝達制御部２ｂがクラッチ１０４を動力非伝達状態とする（ステップＳ２）。
　そして、入力シャフト１０６ａの回転数を調整するために、トルク伝達制御部２ｃが切替クラッチ１０６ｅをトルク非伝達状態にするとともに、動力伝達制御部２ｂはクラッチ１０４を動力伝達状態とする（ステップＳ３）。
　続いて、偏差取得部２ｆは、車両１００の加減速度ΔＮｏに基づいて、シフト入り回転偏差ΔＮｄを取得する（ステップＳ４）。そして、動力源制御部２ａは、回転数差ΔＮがシフト入り回転偏差ΔＮｄと同等になるまで、エンジン１０２の回転数を制御する（ステップＳ５，Ｓ６）。ここでの同等とは、例えば下記（１）～（４）式のいずれかを満たしたか否かで判定できる。
　Ｎｉｅｆｆ－Ｎｏ≦ΔＮｄ（図７（加速かつＮｏ＜Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（１）
　Ｎｉｅｆｆ－Ｎｏ＞ΔＮｄ（図８（減速かつＮｏ＜Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（２）
　Ｎｏ－Ｎｉｅｆｆ＞ΔＮｄ（図９（加速かつＮｏ＞Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（３）
　Ｎｏ－Ｎｉｅｆｆ≦ΔＮｄ（図１０（減速かつＮｏ＞Ｎｉｅｆｆ）の場合）…（４）
　両者が同等となると（ステップＳ６のＹＥＳ、図７～図１０の時刻ｔ１）、回転数差ΔＮが特定の目標値ΔＮｔであるときに切替クラッチ１０６ｅが噛み合うよう、動力伝達制御部２ｂおよびトルク伝達制御部２ｃは変速制御を開始する。
　変速制御として、まず動力伝達制御部２ｂはクラッチ１０４を動力非伝達状態とする（ステップＳ７）。クラッチ１０４が動力伝達状態であるままシフト入りを行うと、エンジン１０２やモータジェネレータ１０８からの動力によって切替クラッチ１０６ｅに悪影響を与えるおそれがあるためである。クラッチ１０４が動力伝達状態から動力非伝達状態となるまでに所定の時間Ｔ０（図７～図１０の時刻ｔ１～ｔ２）を要し、その間に出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏは変化（図７および図９の場合は増加、図８および図１０の場合は減少）し得る。また、入力シャフト１０６ａの回転数Ｎｉは、エンジン１０２から動力が供給されなくなるため、緩やかに減少する。よって、クラッチ１０４の状態が切り換わる間に、回転数差ΔＮが変化する。
　クラッチ１０４が動力非伝達状態となると、トルク伝達制御部２ｃは切替クラッチ１０６ｅをトルク非伝達状態からトルク伝達状態にする（ステップＳ８、図７～図１０の時刻ｔ２）。シフト入り回転偏差ΔＮｄを適切に設定していれば、回転数差ΔＮが目標値（例えば数百ｒｐｍ）ΔＮｔであるときに、切替クラッチ１０６ｅが噛み合う。すなわち、切替クラッチ１０６ｅにおけるスリーブの前歯がドグの前歯と係合する。
　切替クラッチ１０６ｅが噛み合ってトルク伝達状態となると、動力伝達制御部２ｂはクラッチ１０４を動力伝達状態とする（ステップＳ９）。これにより、変速制御が完了する。
　図７～図１０に示したように、回転数差ΔＮが目標値ΔＮｔであるときに、切替クラッチ１０６ｅが噛み合うよう（シフト入りが行われるよう）、シフト入り回転偏差ΔＮｄを設定する。そのためには、クラッチ１０４が動力伝達状態から動力非伝達状態に切り換わるまでに要する状態切り換え時間Ｔ０（図７～図１０の時刻ｔ１～ｔ２）を考慮して、シフト入り回転偏差ΔＮｄを設定すればよい。すなわち、クラッチ１０４の状態切り換え時間および車両１００の加減速度ΔＮｏを考慮し、同状態切り換え時間における出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏの変化量を、目標値ΔＮｔに加算（あるいは減算）して、シフト入り回転偏差ΔＮｄとすればよい。具体的には以下の通りである。
　図７に示すように、車両１００が加速しており、かつ、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆの方が高い場合、切り替え時間中に回転数差ΔＮが小さくなるので、シフト入り回転偏差ΔＮｄは目標値ΔＮｔより大きく設定される。
　図８に示すように、車両１００が減速しており、かつ、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆの方が高い場合、切り替え時間中に回転数差ΔＮが大きくなるので、シフト入り回転偏差ΔＮｄは目標値ΔＮｔより小さく設定される。
　図９に示すように、車両１００が加速しており、かつ、出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏの方が高い場合、切り替え時間中に回転数差ΔＮが大きくなるので、シフト入り回転偏差ΔＮｄは目標値ΔＮｔより小さく設定される。
　図１０に示すように、車両１００が減速しており、かつ、出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏの方が高い場合、切り替え時間中に回転数差ΔＮが小さくなるので、シフト入り回転偏差ΔＮｄは目標値ΔＮｔより大きく設定される。
　このようなシフト入り回転偏差ΔＮｄを、加減速度ΔＮｏ、加速度の符号（加速であるか減速であるか）、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆと出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏの大小関係ごとに予め実験などによって設定し、図１の記憶部１１８に記憶しておけばよい。そして、偏差取得部２ｆは、加減速度ΔＮｏ、加速度の符号（加速であるか減速であるか）、および、入力シャフト１０６ａの実効回転数Ｎｉｅｆｆと出力シャフト１０６ｂの回転数Ｎｏの大小関係に応じて、記憶部２ｇからシフト入り回転偏差ΔＮｄを取得すればよい。あるいは、加減速度ΔＮｏなどに基づいてシフト入り回転偏差ΔＮｄを算出できるのであれば、偏差取得部２ｆは都度シフト入り回転偏差ΔＮｄを算出してもよい。
　このように、本実施形態によれば、車両１００の加速度を考慮するため、変速制御中に車両１００が加減速した場合でも、回転数差ΔＮが目標値ΔＮｔとなる適切なタイミングで切替クラッチ１０６ｅが噛み合い、容易かつ確実に変速制御を行うことができる。よって、切替クラッチ１０６ｅが先行歯を有するドグ３０から構成される場合でも、ギヤ対が破損する可能性を低減できる。また、ギヤ対における歯を特殊な形状にする必要はなく、本実施形態は一般的な歯形状のシンクロレストランスミッションのみならずシンクロ付トランスミッションにも適用できる。
　以上の実施形態に基づいて、例えば以下のような発明が想到される。
（付記１）
　動力源と、
　車輪と、
　前記動力源からの動力を所定のギア比で前記車輪に伝達する変速機構であって、
　　前記動力源側に設けられた入力シャフトと、
　　前記車輪側に設けられた出力シャフトと、
　　前記入出力シャフト間に設けられた、ギア比が互いに異なる複数のギア対と、
　　前記ギア対に設けられ、噛み合うことで前記複数のギア対のうちの１つのギア対を前記入力シャフトまたは出力シャフトに固定させて前記入出力シャフト間でトルクを伝達するトルク伝達状態と、噛み合わないことで前記入出力シャフト間でトルクを伝達しないトルク非伝達状態と、を切り換える変速クラッチと、を有し、いずれの前記ギア対を前記入力シャフトまたは出力シャフトに固定させるかによって変速可能な変速機構と、
を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
　前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの回転数を示す回転数情報を取得する回転数取得部と、
　前記車両の加速度を示す加速度情報を取得する加減速度取得部と、
　前記入力シャフトの回転数、前記出力シャフトの回転数、および、前記車両の加速度に応じたタイミングで変速制御を行うタイミング制御部と、を備えた変速制御装置。
（付記２）
　前記タイミング制御部は、変速後に前記入力シャフトまたは出力シャフトに固定される前記ギア対のギア比に基づく前記入出力シャフト間の回転数差が目標値であるときに、前記変速クラッチが噛み合うよう、前記変速制御を開始する、付記１に記載の変速制御装置。
（付記３）
　前記車両の加速度に応じた偏差を取得する偏差取得部を備え、
　前記タイミング制御部は、変速後に前記入力シャフトまたは出力シャフトに固定される前記ギア対のギア比を考慮した前記入出力シャフト間の回転数差と、前記偏差との比較結果に応じたタイミングで、前記変速制御を開始する、付記１または２に記載の変速制御装置。
（付記４）
　前記車両は、前記動力源からの動力を前記変速機構に伝達する動力伝達状態と、動力を伝達しない動力非伝達状態とを切り換える動力伝達機構を備え、
　前記タイミング制御部は、前記比較結果に応じたタイミングで、前記動力伝達機構を動力伝達状態から動力非伝達状態とする、付記３に記載の変速制御装置。
（付記５）
　前記タイミング制御部は、前記動力伝達機構が動力非伝達状態となった後、前記変速クラッチをトルク非伝達状態からトルク伝達状態とする、付記４に記載の変速制御装置。
（付記６）
　前記車両は、前記動力源からの動力を前記変速機構に伝達する動力伝達状態と、動力を伝達しない動力非伝達状態とを切り換える動力伝達機構を備え、
　前記動力伝達機構が動力伝達状態から動力非伝達状態に切り換わるのに要する時間に基づいて、前記偏差が設定される、付記３乃至５のいずれか一項に記載の変速制御装置。
（付記７）
　変速後に前記入出力シャフトに固定される前記ギア対のギア比に基づく前記入出力シャフト間の回転数差が目標値であるときに前記変速クラッチが噛み合うよう、前記偏差が設定される、付記３乃至６のいずれか一項に記載の変速制御装置。
２ｄ　回転数取得部
２ｅ　加減速度取得部
１０２　エンジン
１０６　変速機構
１０６ａ　入力シャフト
１０６ｂ　出力シャフト
１０６ｃ　駆動ギヤ
１０６ｄ　従動ギヤ
１０６ｅ　切替クラッチ
１０８　モータジェネレータ
１１２　車輪
１１６　制御装置（制御部）

Claims (6)

  1. 　動力源からの動力が伝達される入力シャフトと、
    　車輪へと動力が伝達される出力シャフトと、
    　前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間に設けられ、ギヤ比が異なる複数のギヤ対と、
    　前記複数のギヤ対のうち少なくとも１つが噛み合うことにより、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトのいずれかよりトルクが伝達されるトルク伝達状態と、噛み合いが外れることにより前記出力シャフトへのトルクの伝達が遮断されるトルク非伝達状態とを切り替える切替クラッチと、を有する変速機構と、
    　前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの回転数を取得する回転数取得部と、
    　変速時には、変速後に前記入力シャフトに噛み合うギヤ対のギヤ比から求められる実効回転数と、前記出力シャフトの回転数との回転数差が、変速を開始する第１目標値となるタイミングで、前記切替クラッチによる変速制御を開始する制御部と、を備えた変速制御装置。
  2. 　車両の加減速度を取得する加減速度取得部を備え、
    　前記制御部は、前記加減速度に基づいて変速制御を開始する前記タイミングを決定する、請求項１に記載の変速制御装置。
  3. 　前記切替クラッチを切り替える動力伝達機構を備え、
    　前記制御部は、前記回転数差が、変速開始後に第２目標値となるタイミングで前記動力伝達機構により前記切替クラッチを完全に噛み合わせて動力伝達状態とする、請求項１または請求項２に記載の変速制御装置。
  4. 　前記切替クラッチは、前記入力シャフトまたは前記出力シャフトに対してスリーブが移動し、前記ギヤ対の一方のギヤに設けられたドグと前記スリーブとが噛み合うことでトルク伝達が成されるドグクラッチである、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変速制御装置。
  5. 　車両の加速度に応じた前記第１目標値を取得する目標値取得部を備え、
    　前記制御部は、前記実効回転数と前記出力シャフトの回転数との回転数差と、前記第１目標値との比較に応じたタイミングで前記変速制御を開始する、請求項１に記載の変速制御装置。
  6. 　前記実効回転数をＮｉｅｆｆとし、前記出力シャフトの回転数をＮｏとし、前記第１目標値をΔＮｄとするとき、
    　前記制御部は、下記（１）～（４）式のいずれかを満たす場合に前記変速制御を開始する、請求項５に記載の変速制御装置
    　Ｎｉｅｆｆ－Ｎｏ≦ΔＮｄ（前記車両が加速状態であり、かつ、Ｎｏ＜Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（１）
    　Ｎｉｅｆｆ－Ｎｏ＞ΔＮｄ（前記車両が減速状態であり、かつ、Ｎｏ＜Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（２）
    　Ｎｏ－Ｎｉｅｆｆ＞ΔＮｄ（前記車両が加速状態であり、かつ、Ｎｏ＞Ｎｉｅｆｆ）の場合）　…（３）
    　Ｎｏ－Ｎｉｅｆｆ≦ΔＮｄ（前記車両が減速状態であり、かつ、Ｎｏ＞Ｎｉｅｆｆ）の場合）…（４）。
     
PCT/JP2016/065881 2015-06-30 2016-05-30 変速制御装置 WO2017002501A1 (ja)

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