特許 6087702 ハイブリッド車両の自動変速制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6087702

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の自動変速制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/08 20060101AFI20170220BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20170220BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20170220BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20170220BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20170220BHJP

   B60W 20/00 20160101ALI20170220BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/08 900

   B60K6/48ZHV

   B60K6/547

   B60W10/02 900

   B60W10/10 900

   B60W20/00

   B60L11/14

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-77317(P2013-77317)

(22)【出願日】2013年4月3日

(65)【公開番号】特開2014-201137(P2014-201137A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2016年3月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121234

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 利明

(72)【発明者】

【氏名】高橋 雅幸

(72)【発明者】

【氏名】吉田 知樹

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０９８６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２１３１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９０５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２００７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １１／１４

Ｂ６０Ｗ １０／０２

Ｂ６０Ｗ １０／１０

Ｂ６０Ｗ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関(21)にクラッチ(26)と電動機(31)と機械式変速機(10)がこの順序で接続されたハイブリッド車両であって、
前記クラッチ(26)を切断して高段位のギヤからギヤ抜きを行った後に低段位のギヤにギヤ入れを行う前記機械式変速機(10)のシフトダウン時に、そのギヤ抜き後ギヤ入れ前に前記機械式変速機(10)のインプットシャフト(2)の回転速度を増加させるように前記電動機(31)を制御する変速制御手段(36)を備えたハイブリッド車両の自動変速制御装置において、
走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段(37)が設けられ、
前記変速制御手段(36)は、シフトダウン時に前記道路勾配検出手段(37)が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、ギヤ抜き後に前記電動機(31)により前記インプットシャフト(2)の回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフト(3)の回転速度が低下するのを待って前記機械式変速機(10)のギヤ入れを行うように構成された
ことを特徴とするハイブリッド車両の自動変速制御装置。

【請求項2】

アウトプットシャフト(3)の回転速度を検出する回転検出手段(39)が更に設けられ、
変速制御手段(36)は、シフトダウン時に道路勾配検出手段(37)が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に前記回転検出手段(39)が所定値以下の回転速度を検出すると、ギヤ抜き後に前記インプットシャフト(2)の回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフト(3)の回転速度が低下するのを待って前記機械式変速機(10)のギヤ入れを行うように構成された請求項１記載のハイブリッド車の自動変速制御装置。

【請求項3】

機械式変速機(10)の段位を検出する段位検出手段(38)が更に設けられ、
変速制御手段(36)は、シフトダウン時に道路勾配検出手段(37)が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に前記段位検出手段(38)が所定の低速段位以下を検出すると、ギヤ抜き後に前記インプットシャフト(2)の回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフト(3)の回転速度が低下するのを待って前記機械式変速機(10)のギヤ入れを行うように構成された請求項１記載のハイブリッド車両の自動変速制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関にクラッチと電動機と機械式変速機がこの順序で接続されたハイブリッド車両の自動変速制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、トラックなど商用車においては、機械式変速機を搭載するものが多く見られる。この機械式変速機は、内燃機関の回転軸に連結されたインプットシャフトと、そのインプットシャフトに同軸に設けられたアウトプットシャフトと、そのアウトプットシャフトの周囲で空転する複数のドリブンギヤとを備える。アウトプットシャフトの下方には、インプットシャフトとともに回転するカウンタシャフトが設けられ、カウンタシャフトにはドライブギヤが一体的に形成される。ドライブギヤはドリブンギヤと常時噛み合っており、各ドリブンギヤのそれぞれの間のアウトプットシャフトには、円盤状のシンクロナイザハブがそれぞれ一体的に設けられる。その複数のシンクロナイザハブの外周には、複数の結合スリーブが摺動可能に設けられる。そして、結合スリーブが隣接するドリブンギヤに係合すると、カウンタシャフトとアウトプットシャフトは連結され、これによりギヤ入れは完了することになる。このようにギヤ入れが完了すると、インプットシャフトの回転がカウンタシャフトを介してアウトプットシャフトに伝達されることになる。

【0003】

このような構造の機械式変速機では、結合スリーブを摺動させるシフタロッドが設けられる。このため、このシフタロッドをエアシリンダ等のアクチュエータにより移動させる自動変速制御装置が知られている。この自動変速制御装置を備える車両では、内燃機関と機械式変速機の間に設けられて内燃機関の動力を切断するクラッチと、そのアクチュエータを制御する制御手段と、その制御手段がアクチュエータを制御するための情報を提供する各種のセンサが設けられる（例えば、特許文献１参照。）。

【0004】

また、近年では、省エネルギーの観点から、内燃機関の出力軸にクラッチを介して電動機を結合し、この電動機の回転駆動力を駆動出力として機械式変速機におけるインプットシャフトに伝達し、アウトプットシャフトからの駆動出力を駆動車輪に伝達する構造のハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このようなハイブリッド車両の自動変速制御装置では、クラッチを切断した状態で、機械式変速機におけるシフトアップ又はシフトダウンの変速制御をしている。その際、制御手段は、駆動車輪を回転させるアウトプットシャフトの回転速度を求め、そこから求められるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度を更に求め、その求められたギヤ入れ可能な回転速度を目標として、電動機によりインプットシャフトの実際の回転速度を一致させることが提案されている。このようにインプットシャフトの実際の回転速度を、アウトプットシャフトの回転速度から求められるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度に一致させた状態で、アウトプットシャフトと一体的に回転する結合スリーブを隣接するドリブンギヤに係合させることにより、変速を確実に行うとともに、その変速に係る時間を短縮し得るとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６ー２４１３００号公報

【特許文献2】特開２００７−６９７８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述したように、従来のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、アウトプットシャフトの回転速度からインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度を求めている。しかし、電動機が実際にインプットシャフトの回転速度を、得られたギヤ入れ可能な回転速度に一致させるまでに時間的なずれが生じる。この時間的なずれは、インプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度に、実際のインプットシャフトの回転速度を一致させることができない場合を生じさせる。

【0007】

即ち、図６に示すように、車両の速度が低下してシフトダウンを行う時には、クラッチを切断した後（ｔ１）、シフタロッドを移動させてギヤ抜きを行い（ｔ２）、その後、電動機により、インプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度を目標に、インプットシャフトの回転速度を上昇させることになる（ｔ３）。けれども、例えば、車両が上り坂を走行しているときのように、駆動車輪の回転速度が著しく低下する場合には、それとともにアウトプットシャフトの回転速度も著しく低下することになる。すると、電動機により、そのアウトプットシャフトの回転速度から求められたインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度に、実際のインプットシャフトの回転速度を一致させた段階では、時間的なずれにより、すでにインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度は更に低下していることになる。

【0008】

すると、図６の実線で示すインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度は、破線で示す実際のインプットシャフトの回転速度より低下して下方に位置し、両者は平行状態を保って、求められたインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度に実際のインプットシャフトの回転速度を一致させることができないことになる。特に、この差は、２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように、低速段におけるシフトダウン時に大きなものとなる。このため、本来であれば図６の破線で示すようにシフタロッドが移動して（ｔ５）ギヤ入れが完了するのだけれども、ギヤ入れ方向にシフタロッドを付勢しても（ｔ４）、実線で示すようにシフタロッドは移動せずに、ギヤ入れは不能となり、ギヤ入れを完了させることができない問題を生じさせる。

【0009】

本発明の目的は、車両が上り坂を走行するときのように、駆動車輪の回転速度の低下率が大きな場合であっても、シフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させ得るハイブリッド車両の自動変速制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、内燃機関にクラッチと電動機と機械式変速機がこの順序で接続されたハイブリッド車両であって、クラッチを切断して高段位のギヤからギヤ抜きを行った後に低段位のギヤにギヤ入れを行う機械式変速機のシフトダウン時に、そのギヤ抜き後ギヤ入れ前に機械式変速機のインプットシャフトの回転速度を増加させるように電動機を制御する変速制御手段を備えたハイブリッド車両の自動変速制御装置の改良である。

【0011】

その特徴ある構成は、走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段が設けられ、変速制御手段は、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、ギヤ抜き後に電動機によりインプットシャフトの回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待って機械式変速機のギヤ入れを行うように構成されたところにある。

【0012】

このハイブリッド車両の自動変速制御装置では、アウトプットシャフトの回転速度を検出する回転検出手段が更に設けられ、変速制御手段は、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に回転検出手段が所定値以下の回転速度を検出すると、ギヤ抜き後にインプットシャフトの回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待って機械式変速機のギヤ入れを行うように構成することが好ましい。

【0013】

一方、このハイブリッド車両の自動変速制御装置では、機械式変速機の段位を検出する段位検出手段が更に設けられ、変速制御手段は、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に段位検出手段が所定の低速段位以下を検出すると、ギヤ抜き後にインプットシャフトの回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待って機械式変速機のギヤ入れを行うように構成することもできる。

【発明の効果】

【0014】

本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、ギヤ抜き後にインプットシャフトの回転速度を増加させずに、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待つ。すると、そのアウトプットシャフトの回転速度から得られるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度が、実際のインプットシャフトの回転速度に近づいて略一致した段階で、アウトプットシャフトと一体的に回転する結合スリーブが隣接するドリブンギヤに係合することになり、機械式変速機のギヤ入れを完了させることができる。これにより、本発明では、インプットシャフトの回転速度を増加させることに起因して、アウトプットシャフトの回転速度から求められたインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度と、実際のインプットシャフトの回転速度が一致しないような状態を回避して、ギヤ入れを完了させることができる。

【0015】

ここで、登坂時に生じるインプットシャフトのギヤ入れ可能な回転速度と、実際のインプットシャフトの回転速度の差は、２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように、低速段におけるシフトダウン時に大きなものとなる。このため、回転検出手段や段位検出手段により、低速段である場合にのみ、アウトプットシャフトの回転速度が低下するのを待って、ギヤ入れを行うようにすれば、その低速段におけるシフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明実施形態のハイブリッド車両の自動変速制御装置の構成図である。

【図2】その機械式変速機の構成を示す断面図である。

【図3】そのハイブリッド車両の自動変速制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】その動作におけるクラッチとシフタロッドのストロークとアウトプットシャフトの回転速度とインプットシャフトの回転速度との関係を示す図である。

【図5】登坂時におけるクラッチとシフタロッドのストロークとアウトプットシャフトの回転速度とインプットシャフトの回転速度との関係を示す図４に対応する図である。

【図6】従来の変速制御装置におけるクラッチとシフタロッドのストロークとアウトプットシャフトの回転速度とインプットシャフトの回転速度との関係を示す図５に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

図１に示すように、ハイブリッド車両１００には機械式変速機１０が設けられる。図２に詳しく示すように、この実施の形態における機械式変速機１０は、ギヤケース１１と、そのギヤケース１１内に設けられて後述する電動機３１（図１）の回転軸に連結されたインプットシャフト２と、そのインプットシャフト２に連結してそのインプットシャフト２に同軸に設けられたアウトプットシャフト３と、アウトプットシャフト３に支持されてそのアウトプットシャフト３の周囲で空転する複数のドリブンギヤ５ａ〜５ｅとを備える。

【0019】

ギヤケース１１にはアウトプットシャフト３の下方にそのアウトプットシャフト３に平行にカウンタシャフト４が設けられ、このカウンタシャフト４にはドライブギヤ６ａ〜６ｆが一体的に形成される。カウンタシャフト４の先頭に設けられたカウンタドライブギヤ６ｆはインプットシャフト２に形成されたスピードギヤ２ａと歯合しており、これによりカウンタシャフト４はインプットシャフト２とともに回転するように構成される。また、アウトプットシャフト３に支持されたドリブンギヤ５ａ〜５ｅは、カウンタシャフト４のドライブギヤ６ａ〜６ｅと常時噛み合っており、各ドリブンギヤ５ａ〜５ｅのそれぞれの間のアウトプットシャフト３には、円盤状のシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈがそれぞれ一体的に設けられる。そして、その複数のシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈの外周には、軸方向に伸びるスプラインが形成され、そのスプライン上に複数の結合スリーブ７ａ〜７ｃが摺動可能に設けられる。

【0020】

また、この機械式変速機１０では、アウトプットシャフト３の上方にそのアウトプットシャフト３に平行な複数のシフタロッド９（図では１本のみ示す。）が長手方向に移動可能に設けられ、この複数のシフタロッド９には、シフタフォーク８ａ〜８ｃの上端がそれぞれ設けられる。シフタフォーク８ａ〜８ｃの下部は結合スリーブ７ａ〜７ｃに連結され、そのシフタロッド９を選択的に軸方向に移動させることにより、その移動するシフタロッド９とともに移動するシフタフォーク８ａ〜８ｃは、その下端に連結された結合スリーブ７ａ〜７ｃを摺動させるように構成される。

【0021】

そして、複数のシンクロナイザハブ５ｆ〜５ｈの外周におけるスプライン上に設けられた複数の結合スリーブ７ａ〜７ｃを摺動させて、隣接するドリブンギヤ５ａ〜５ｅに係合させると、カウンタシャフト４とアウトプットシャフト３は連結することになる。これによりギヤ入れは完了し、インプットシャフト２の回転をカウンタシャフト４を介してアウトプットシャフト３の回転に伝達するように構成される。

【0022】

ギヤケース１１の上部にはアッパカバー１２が設けられる。アッパカバー１２には、上方からの平面視でシフタロッド９に直交するギヤシフト軸１３が設けられる。このギヤシフト軸１３にはスライディングレバー１４がスプライン嵌合されて、このスライディングレバー１４はそのギヤシフト軸１３の軸方向に移動可能に構成される。そして、スライディングレバー１４がギヤシフト軸１３の軸線方向に移動して、シフタロッド９に選択的に対向すると、このスライディングレバー１４はその対向するシフタロッド９と係合するように構成される。

【0023】

スライディングレバー１４の移動はセレクト用エアシリンダ１６（図１）のセレクト操作により行われ、スライディングレバー１４がシフタロッド９に選択的に係合した状態で、シフト用エアシリンダ１７（図１）のシフト操作によりギヤシフト軸１３がスライディングレバー１４とともに回動することになる。すると、スライディングレバー１４の回動方向に応じてスライディングレバー１４に係合するシフタロッド９が軸線方向に移動し、そのシフタロッド９とともにシフタフォーク８ａ〜８ｃが前進又は後退することにより、ギヤ抜き及び所望のギヤ入れ操作がなされるように構成される。

【0024】

図１に戻って、ハイブリッド車両１００は、内燃機関２１にクラッチ２６と電動機３１をこの順序に介して上述した機械式変速機１０が接続される。内燃機関２１は制御ＥＣＵ３６によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、又は代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ２６に伝達するように構成される。

【0025】

クラッチ２６は、図１の左側にある内燃機関２１の駆動出力軸に結合されて、その出力軸とともに回転するフライホイール２６ａと、そのフライホイール２６ａに対向配置されて電動機３１の回転軸と一体的に回転するクラッチディスク２６ｂを備える。そして、クラッチ２６にはクラッチレバー２６ｃが設けられ、このクラッチレバー２６ｃをクラッチブースタ２７が傾動可能に構成される。クラッチブースタ２７はクラッチアクチュエータ２８により制御される油圧によりそのロッド２７ａを出没させてクラッチレバー２６ｃを動かすものを例示する。

【0026】

クラッチアクチュエータ２８は制御ＥＣＵ３６からの電気信号により制御され、クラッチ２６は、内燃機関２１からの軸出力を、電動機３１及び機械式変速機１０を介してドライブシャフト１８に伝達し、ドライブシャフト１８の回転により駆動車輪１９を回転させて、車両１００を走行させるように構成される。即ち、クラッチ２６は、制御ＥＣＵ３６の制御によって、内燃機関２１の回転軸と電動機３１の回転軸とを機械的に接続することにより、内燃機関２１の軸出力を電動機３１に伝達したり、又は、内燃機関２１の回転軸と電動機３１の回転軸との機械的な接続を切断することにより、内燃機関２１の軸と、電動機３１の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。

【0027】

電動機３１は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ３２から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力を機械式変速機１０に供給するか、又は機械式変速機１０から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ３２に供給するものである。

【0028】

インバータ３２は、制御ＥＣＵ３６によって制御され、バッテリ３３からの直流電力を交流電力に変換するか、又は電動機３１からの交流電力を直流電力に変換するものである。電動機３１が動力を発生させる場合、インバータ３２は、バッテリ３３の直流電力を交流電力に変換して、電動機３１に電力を供給し、電動機３１が発電する場合、インバータ３２は、電動機３１からの交流電力を直流電力に変換するように構成される。即ち、インバータ３２は、バッテリ３３に直流電力を供給するための整流器及び電圧調整装置としての役割を果たすものである。

【0029】

バッテリ３３は、充放電可能な二次電池であり、電動機３１が動力を発生させるとき、電動機３１にインバータ３２を介して電力を供給するか、又は電動機３１が発電しているとき、電動機３１が発電する電力によって充電されるものである。

【0030】

制御ＥＣＵ３６は、インバータ３２を制御することによって電動機３１を制御するように構成される。そして、この制御ＥＣＵ３６は、例えば、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、及びＩ／Ｏポートなどを有するものが使用される。

【0031】

車両１００には、アクセルペダル４１の踏み込み量を検出するアクセルセンサ４２や、セレクトレバー４３の位置を検出するレンジセンサ４４が設けられ、これらの検出出力は、制御ＥＣＵ３６の制御入力に接続される。また、この車両１００には、走行道路の勾配を検出する道路勾配検出手段である勾配センサ３７や、機械式変速機１０の段位を検出する段位検出手段であるギヤ位置センサ３８、及びアウトプットシャフト３の回転速度を検出する回転検出手段である回転センサ３９が設けられ、それらの検出出力も制御ＥＣＵ３６の制御入力に接続される。更に、この制御ＥＣＵ３６には、内燃機関２１の回転速度情報等も入力される。

【0032】

この制御ＥＣＵ３６は、これらの情報を参照して、セレクト用エアシリンダ１６及びシフト用エアシリンダ１７を制御し、機械式変速機１０をシフトアップまたはシフトダウンさせるように構成される。ここで、図１に示す符号１６ａ及び１７ａは、それらエアシリンダ１６，１７に圧縮エアを給排するバルブ１６ａ、１７ａである。これにより、その機械式変速機１０を車両の走行状態に応じた最適な段位に制御されることになる。

【0033】

そして、この制御ＥＣＵ３６により機械式変速機１０をシフトダウンさせる時には、クラッチ２６を切断して、高段位のギヤからギヤ抜きを行った後に低段位のギヤにギヤ入れを行うことになる。けれども、このような機械式変速機１０のシフトダウン時に、制御ＥＣＵ３６は、そのギヤ抜き後ギヤ入れ前に機械式変速機１０のインプットシャフト２の回転速度を増加させるように電動機３１を制御するように構成される。

【0034】

本発明の特徴ある構成は、変速制御手段である制御ＥＣＵ３６は、機械式変速機１０をシフトダウンさせる時に、道路勾配検出手段である勾配センサ３７が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、ギヤ抜き後にインプットシャフト２（図２）の回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフト３（図２）の回転速度が低下するのを待って、機械式変速機１０のギヤ入れを行うように構成されたところにある。即ち、本発明のハイブリッド車両用変速制御装置は、シフトダウン時に、インプットシャフト２の回転速度を増加させる通常変速制御と、インプットシャフト２の回転速度を増加させない登坂時ダウン変速制御の、いずれかの制御が可能に構成される。

【0035】

アウトプットシャフト３の回転速度を検出する回転検出手段である回転センサ３９を備えたこの実施の形態では、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前にその回転検出手段である回転センサ３９が所定値以下の回転速度を検出したときに限り、ギヤ抜き後にそのインプットシャフト２の回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待って、機械式変速機１０のギヤ入れを行うように構成されたものとする。

【0036】

これは、登坂時に生じる、アウトプットシャフト３の回転速度から求められるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度と、実際のインプットシャフト２の回転速度の差は、低速段におけるシフトダウン時に大きなものとなるからである。即ち、回転検出手段である回転センサ３９が低速段であることを示す所定値以下の回転速度を検出したときに限り、アウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待って、そのアウトプットシャフト３の回転速度とともに低下するインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度に、実際のインプットシャフト２の回転速度が一致した段階においてギヤ入れを行うことにより、その低速段におけるシフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させるためである。

【0037】

次に、このように構成されたハイブリッド車両の自動変速制御装置の動作を説明する。

【0038】

この変速制御装置では、各種センサ３７，３８，３９，４２，４４からの情報により、制御ＥＣＵ３６が機械式変速機１０をシフトダウンさせる必要が生じたと判断したときに、その制御ＥＣＵ３６は、先ずクラッチ２６を切断する（図４のｔ１）。図１に示すように、このクラッチ２６の切断は、クラッチアクチュエータ２８に指令を発してクラッチブースタ２７のロッド２７ａを突出させてフライホイール２６ａ及びクラッチディスク２６ｂを切り離すことにより行われる。その後に具体的なシフトダウン動作が開始される。

【0039】

このシフトダウンに際して、制御ＥＣＵ３６は勾配検出手段である勾配センサ３７の検出出力から、この車両１００が走行する道路の勾配が所定の値の勾配以上のいわゆる上り坂であるか否かを判断する（図３のＳ０１）。ここで、所定の値の勾配とは、例えば、水平方向に１００メータ走行した際に８メータ以上登るような値が例示される。そして、その道路が上り坂でない場合には、通常のシフトダウン制御を開始する（図３のＳ０３）。

【0040】

即ち、図４に示すように、クラッチ２６を切断した（ｔ１）状態で、シフト用エアシリンダ１７を制御して図２に示すシフタロッド９を移動させてギヤ抜きを行う（ｔ２）（図３のＳ０４）。その後、制御ＥＣＵ３６は、ドライブシャフト１８の回転速度からアウトプットシャフト３の回転速度を求め、そのアウトプットシャフト３の実際の回転速度からインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度を更に求める。そして、その求められたインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度にインプットシャフト２の実際の回転速度を一致させるように、電動機３１を駆動して、そのインプットシャフト２の回転速度を増加させる（ｔ３）（図３のＳ０５）。

【0041】

インプットシャフト２の回転速度が増加して、インプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度にインプットシャフト２の実際の回転速度が近づき、インプットシャフト２の実際の回転速度と、インプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度の差が規定値以内になった段階で（図３のＳ０６）、シフタ用エアシリンダ１７を再び制御して、シフタロッド９をギヤ入れを行う方向に付勢させる（ｔ４）（図３のＳ０７）。その後、インプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度とインプットシャフト２の実際の回転速度が一致すると、ギヤ入れ方向に付勢されていたシフタロッド９はそのギヤ入れ方向に移動して、図２に示すアウトプットシャフト３と一体的に回転する結合スリーブ７ａ〜７ｃのいずれか隣接するドリブンギヤ５ａ〜５ｅに係合し、低位の段位へのギヤ入れが完了する（ｔ５）（図３のＳ０８）。これにより変速は完了し、その変速に係る時間は短縮される。そして、ギヤ入れが完了した後には、再びクラッチ２６を接続することにより（ｔ６）、その新たにギヤ入れされた低位の段位での走行が可能になる。

【0042】

この実施の形態では、ギヤ抜き前に回転検出手段である回転センサ３９が所定値以下の回転速度を検出する時に限り、登坂時ダウン変速制御を行うので、シフトダウンに際して、勾配センサ３７の検出出力から、所定値以上の上り坂であるとされた場合（図３のＳ０１）、次に、ギヤ抜き前に回転センサ３９が所定値以下の回転速度を検出するか否かを判断する（図３のＳ０２）。所定値以下の回転速度か否かを判断するのは、低速段におけるシフトダウンであるか否かを判断するためのものであり、登坂時に生じるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度と、実際のインプットシャフト２の回転速度の差は、低速段におけるシフトダウン時に大きなものとなるからである。よって、その回転速度が所定値以下でない場合には、上述した図４における通常のシフトダウン制御を行う（図３のＳ０３〜Ｓ０９）。

【0043】

一方、ギヤ抜き前に回転検出手段である回転センサ３９が所定値以下の回転速度を検出した場合には（図３のＳ０２）登坂時ダウン変速制御を行う（図３のＳ１３）。即ち、図５に示すように、クラッチ２６を切断した（Ｔ１）状態で、シフタ用エアシリンダ１７を制御してシフタロッド９を移動させてギヤ抜きを行う（Ｔ２）（図３のＳ１４）。その後、制御ＥＣＵ３６は、インプットシャフト２の回転速度を維持しつつ、アウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待つ（Ｔ３）（図３のＳ１５）。

【0044】

アウトプットシャフト３の回転速度が低下すると、そのアウトプットシャフト３の回転速度から求められるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度も低下する。そして、そのインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度に実際のインプットシャフト２の回転速度が近づき（Ｔ４）、そのインプットシャフト２の実際の回転速度とインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度の差が規定値以内になった段階で（図３のＳ１６）、シフタ用エアシリンダ１７を制御して、シフタロッド９をギヤ入れを行う方向に付勢させる（図３のＳ１７）。その後、インプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度とインプットシャフト２の実際の回転速度が一致すると、ギヤ入れ方向に付勢されていたシフタロッド９はそのギヤ入れ方向に移動して、図２に示すアウトプットシャフト３と一体的に回転する結合スリーブ７ａ〜７ｃのいずれかが隣接するドリブンギヤ５ａ〜５ｅに係合し、低位の段位へのギヤ入れが完了する（Ｔ５）（図３のＳ１８）。そして、この登坂時ダウン変速制御が終了した後には、ギヤ入れが完了したのでその後再びクラッチ２６を接続することにより（Ｔ６）、その新たにギヤ入れされた低位の段位での走行が可能になる。

【0045】

上述したように、本発明のハイブリッド車両の自動変速制御装置では、シフトダウン時に道路勾配検出手段である勾配センサ３７が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出すると、ギヤ抜き後にインプットシャフト２の回転速度を増加させずに、アウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待つことになる。すると、そのアウトプットシャフト３の回転速度から得られるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度が、実際のインプットシャフト２の回転速度に近づいて略一致した段階で、アウトプットシャフト３と一体的に回転する結合スリーブ７ａ〜７ｃが隣接するドリブンギヤ５ａ〜５ｅに係合することになり、機械式変速機１０のギヤ入れを完了させることができる。よって、本発明では、車両１００が上り坂を走行しているときのように、駆動車輪２９の回転速度の変化率が大きな場合であっても、ギヤ入れを確実に完了させることができることになる。

【0046】

そして、登坂時に生じるインプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度と、実際のインプットシャフト２の回転速度の差は、２速段から１速段にシフトダウンするような場合のように、低速段におけるシフトダウン時に大きなものとなる。このため、回転検出手段である回転センサ３９により、アウトプットシャフト３の回転速度を求め、低速段である場合にのみ、アウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待って、ギヤ入れを行うようにするので、ギヤ入れを確実に完了させることができる。ここで、インプットシャフト２の回転速度を増加させないので、ギヤ入れが完了するまでの時間が増加するとも考えられるけれども、登坂時にあっては、アウトプットシャフト３の回転速度の低下が著しいので、インプットシャフト２のギヤ入れ可能な回転速度が、実際のインプットシャフト２の回転速度に略一致するまでの時間がそう長くなることはない。よって、ギヤ入れ完了までの時間が著しく延長されることはない。

【0047】

なお、上述した実施の形態では、回転センサ３９によりアウトプットシャフト３の回転速度を求め、低速段である場合にのみアウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待って、ギヤ入れを行うようにした。けれども、機械式変速機１０の段位を検出する段位検出手段であるギヤ位置センサ３８を備えていれば、シフトダウン時に道路勾配検出手段が所定値以上の勾配の上り坂であることを検出するとともに、ギヤ抜き前に段位検出手段が、例えば２速段のように、所定の低速段位以下を検出する時に限り、ギヤ抜き後にそのインプットシャフト２の回転速度を増加させることなく、アウトプットシャフト３の回転速度が低下するのを待って、機械式変速機１０のギヤ入れを行うようにしても良い。この場合であっても、ギヤ入れ完了までの時間を著しく延長することなく、その低速段におけるシフトダウン時におけるギヤ入れを確実に完了させることができる。なお、この所定の低速段位は、２速段に限らず、３速段又は４速段であっても良い。

【0048】

また、上述した実施の形態では、アウトプットシャフト３の回転速度を検出する回転検出手段として、そのアウトプットシャフトに連結されたドライブシャフト１８の回転速度を検出する回転センサ３９を例示したけれども、回転検出手段はこれに限定されるものではなく、アウトプットシャフト３の回転速度を検出し得る限り、他の形式のセンサであっても良い。

【0049】

また、上述した実施の形態では、所定の値の勾配として、例えば、水平方向に１００メータ走行した際に８メータ以上登るような値を例示したけれども、この所定の値の勾配はこれに限定されず、通常変速制御におけるシフトダウンが困難となる値であれば良いものとされる。

【符号の説明】

【0050】

２ インプットシャフト
３ アウトプットシャフト
１０ 機械式変速機
２１ 内燃機関
２６ クラッチ
３１ 電動機
３６ 制御ＥＣＵ（変速制御手段）
３７ 勾配センサ（道路勾配検出手段）
３８ ポジションセンサ（段位検出手段）
３９ 回転センサ（回転検出手段）
１００ ハイブリッド車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】