(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来より、複数の変速段を有し且つトルクコンバータを備えていない変速機と、内燃機関の出力軸と変速機の入力軸との間に介装されてクラッチトルク(クラッチが伝達し得るトルクの最大値)を調整可能なクラッチと、車両の走行状態に応じてアクチュエータを用いてクラッチトルク及び変速機の変速段を制御する制御手段と、を備えた動力伝達制御装置が開発されてきている(例えば、特許文献1を参照)。係る動力伝達制御装置は、オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)とも呼ばれる。以下、内燃機関の出力軸のトルクを「内燃機関トルク」と呼ぶ。
【0003】
加えて、近年、AMTであって、変速機としてシンクロナイザリングを含むシンクロメッシュ機構が設けられていないタイプのもの(ノンシンクロトランスミッションとも呼ばれる。)が用いられた構成が開発されてきている。ノンシンクロトランスミッションは、シンクロメッシュ機構が設けられた変速機と比べて、シンクロナイザリングの省略に起因して、変速機の全長が短い、シンクロナイザリングの回転に係る摩擦損失が発生しない、並びに、変速機の重量が軽い、などの利点を有する。
【0004】
ノンシンクロトランスミッションの変速においては、変速ショック(変速に起因する車両の前後加速度の急激な変化)を抑制するため、変速前の変速段の遊転ギヤと係合しているスリーブを軸方向に移動することによって前記係合を解除してニュートラル段を実現した後、シンクロメッシュ機構に代わる何等かの手段を用いて、変速機の入力軸の回転速度を「同期回転速度」に一致するように調整する必要がある。その後、変速機入力軸の回転速度が「同期回転速度」に維持された状態にて、変速後の変速段に対応するスリーブを軸方向に移動することによって、同スリーブのドグ歯が変速後の変速段の遊転ギヤのドグ歯と噛合わされる。ここで、「同期回転速度」とは、「変速後の変速段が実現された状態における車両の速度に対応する変速機の入力軸の回転速度」を指す。以下、変速機入力軸の回転速度を「同期回転速度」に一致することを「同期」と呼び、変速機入力軸の回転速度を「同期回転速度」に一致するように変更・調整することを、「同期を行う」、「同期する」などと呼ぶ(以下、本明細書において同じ)。
【0005】
ノンシンクロトランスミッションを備えたAMTでは、変速機入力軸の回転速度の同期を行うため、内燃機関トルクを利用する手法が考えられる。この場合、クラッチトルクを内燃機関トルクより大きい値に維持した状態(即ち、クラッチを接合状態に維持した状態)で、内燃機関トルクを調整することによって変速機入力軸の回転速度の同期が行われ得る。この同期は、例えば、内燃機関の出力軸の回転速度(=変速機入力軸の回転速度)を検出するセンサから得られる回転速度が、車速を検出するセンサの検出結果に基づいて算出される「同期回転速度」に一致するように、内燃機関トルクがフィードバック制御されることによって達成され得る。
【0006】
また、近年、動力源として内燃機関と電動機とを備えた所謂ハイブリッド車両が開発されてきている(例えば、特許文献2を参照)。ハイブリット車両では、電動機の出力軸が、内燃機関の出力軸、変速機の入力軸、及び変速機の出力軸の何れかに接続される構成が採用され得る。以下、電動機の出力軸のトルクを「電動機トルク」と呼ぶ。
【0007】
以下、AMTを搭載し、且つ、電動機の出力軸が変速機の出力軸に接続され得る構成を備えたハイブリッド車両(以下、「AMT付ハイブリッド車両」と呼ぶ。)を想定する。AMT付ハイブリッド車両では、変速作動中にてニュートラル段が実現されている期間(従って、内燃機関トルクが変速機の出力軸へ伝達され得ない期間)に亘って、電動機トルクを変速機の出力軸(従って、駆動輪)へ伝達することができる。このように、電動機トルクのアシストを利用することにより、変速作動に伴う変速ショック(内燃機関トルクの谷の発生)を抑制することができる。
【0008】
具体的には、車両が加速状態にて変速作動が開始される場合には、電動機トルクの加速方向のアシスト(ゼロより大きい加速方向の値に調整された電動機トルクが駆動輪へ伝達される状態)が実行されることによって、車両の加速状態が維持・継続され得る。一方、車両の減速状態にて変速作動が開始される場合には、電動機トルクの減速方向のアシスト(ゼロより大きい減速方向の値に調整された電動機トルクが駆動輪へ伝達される状態)が実行されることによって、車両の減速状態が維持・継続され得る。
【発明の概要】
【0010】
以下、AMT付ハイブリッド車両において変速作動がなされる場合であって、電動機トルクのアシストが実行された状態(即ち、車両の加速状態(或いは、減速状態)が維持された状態)にて、内燃機関トルクを利用して変速機入力軸の回転速度の同期が行われる場合を想定する。この場合、増大(或いは、減少)していく車速を検出するセンサの応答遅れ、及び検出誤差、並びに、内燃機関の出力軸の回転速度を検出するセンサの応答遅れ、及び検出誤差等に起因して、変速機入力軸の真の回転速度が真の「同期回転速度」(真の車速に基づく同期回転速度)に正確に一致し得ない事態(即ち、変速後の変速段に対応するスリーブの回転速度と、変速後の変速段の遊転ギヤの回転速度と、が一致しない事態)が発生し得る。
【0011】
このように、変速機入力軸の真の回転速度が真の「同期回転速度」に一致していない状態にて、変速後の変速段に対応するスリーブが変速後の変速段の遊転ギヤに向けて軸方向に移動していく場合、前記スリーブが前記遊転ギヤとの噛合開始位置に到達した直後にて、前記スリーブのドグ歯及び前記遊転ギヤのドグ歯の軸方向端部同士が噛合うことによって、前記スリーブと前記遊転ギヤとの相対回転速度がゼロになる。その後、「前記スリーブと前記遊転ギヤとの相対回転速度がゼロであり、且つ、噛み合う歯面の面圧が比較的大きい噛合い状態」が継続し得る。この面圧に由来して、噛み合う歯面間に比較的大きい摩擦力が発生する。この摩擦力に起因して、前記スリーブが軸方向に移動する際の抵抗(摩擦抵抗、摺動抵抗)が比較的大きくなる。この結果、前記スリーブが前記噛合開始の直後の噛合不完全な位置(後述する
図10を参照)から更に移動し難くなり、前記スリーブが前記遊転ギヤとの噛合完了位置(後述する
図11を参照)まで到達し得ない、或いは、前記噛合完了位置に到達するまでに比較的長い時間がかかる、という問題が発生し得る。係る状況において、前記スリーブを前記噛合完了位置までスムーズに移動させること(即ち、変速作動がスムーズになされること)が望まれているところである。
【0012】
本発明の目的は、AMT付ハイブリッド車両に適用される動力達制御装置であって、電動機トルクのアシストが実行され、且つ、内燃機関トルクを利用して変速機入力軸の回転速度の同期が実行されながら変速作動がなされる場合において、変速作動がスムーズになされ得るものを提供することにある。
【0013】
本発明に係る動力伝達制御装置は、AMT付ハイブリッド車両に適用される。この装置では、変速機として、複数の変速段のうち少なくとも1つ以上の変速段がシンクロメッシュ機構を備えないノンシンクロ段であるものが使用される。即ち、変速機は、複数の変速段の全てがノンシンクロ段である必要はなく、複数の変速段のうちの一部がシンクロメッシュ機構を備えるシンクロ段であってもよい。
【0014】
この装置では、実現される変速段を、「複数の変速段のうちの何れか一つの変速段」から「ノンシンクロ段であるそれ以外の変速段」に変更する際、(クラッチトルクを内燃機関トルクより大きい値に維持しながら、且つ、内燃機関トルクをゼロ、或いは微小値まで低減し、)変速前の変速段の遊転ギヤと係合しているスリーブを軸方向に移動することによって前記係合を解除してニュートラル段が実現される。加えて、車両が加速状態にある場合には電動機トルクがゼロより大きい加速方向の値に調整され、車両が減速状態にある場合には電動機トルクがゼロより大きい減速方向の値に調整される(即ち、電動機トルクのアシストが開始される)。
【0015】
次いで、ニュートラル段が実現され且つ電動機トルクが変速機出力軸に伝達され且つクラッチトルクが内燃機関トルクより大きい値に維持された状態(第1状態)において、内燃機関トルクを調整することによって変速機入力軸の回転速度の同期が行われる。
【0016】
続いて、内燃機関トルクが、「変速機入力軸の回転速度が同期回転速度に維持されるように決定される同期要求値」に調整(フィードバック制御)され続けることによって、変速機入力軸の回転速度の同期が維持されている状態(第2状態)において、変速後の変速段に対応するスリーブを軸方向に移動することによってそのスリーブが変速後の変速段の遊転ギヤと係合させられる。その後、内燃機関トルクが増大され(復帰され)、電動機トルクが低減される(電動機トルクのアシストが終了する)。
【0017】
この装置の特徴は、前記第2状態にて、前記スリーブを前記遊転ギヤと係合させる際、加速状態の場合には内燃機関トルクを所定期間に亘って「同期要求値」に代えて「同期要求値より大きい値」に調整し、減速状態の場合には内燃機関トルクを所定期間に亘って「同期要求値」に代えて「同期要求値より小さい値」に調整するように構成されたことにある。
【0018】
内燃機関トルクが「同期要求値」に調整(フィードバック制御)され続けているにもかかわらず、センサの応答遅れなどの原因によって変速機入力軸の回転速度が「同期回転速度」に一致しない(即ち、前記スリーブの回転速度と前記遊転ギヤの回転速度とが一致しない)ことによって、前記スリーブと前記遊転ギヤとの噛合い開始後にて、上述した「スリーブと遊転ギヤとの相対回転速度がゼロであり、且つ噛み合う歯面の面圧が比較的大きい噛合い状態」が継続している場合を考える。
【0019】
一般に、車両の加速状態(或いは、減速状態)では、変速機入力軸の回転速度が「同期回転速度」より若干小さめ(或いは、大きめ)に調整されることが多い。従って、車両の加速状態(或いは、減速状態)では、内燃機関トルクを一時的に現在の値(=同期要求値)より若干大きめ(或いは、小さめ)に調整して変速機入力軸の回転速度を少しだけ大きめ(或いは、小さめ)に調整することは、前記面圧が小さくなる方向(噛合いが解除される方向(噛合い解除方向))に変速機入力軸の回転速度が調整されることを意味する。前記面圧が小さくなれば(噛合いが解除されれば)、上述した摩擦抵抗が小さくなる(或いは、なくなる)ことによって、前記スリーブが前記噛合完了位置までスムーズに移動し得るようになる。
【0020】
上記特徴は、係る知見に基づく。即ち、上記特徴によれば、内燃機関トルク(従って、変速機入力軸の回転速度)を一時的に「噛合い解除方向」に変移するように意図的に調整することによって、前記スリーブが前記遊転ギヤとの噛合完了位置(後述する
図11を参照)までスムーズに移動し得る。この結果、変速作動がスムーズになされ得る。
【0021】
次に、上記本発明に係る装置において、「前記電動機の出力軸からの動力が前記変速機の入力軸に入力される入力軸接続状態」、及び、「前記電動機の出力軸からの動力が前記変速機を介することなく前記変速機の出力軸に入力される出力軸接続状態」を選択的に実現する切替機構を備える場合を想定する。
【0022】
この場合、所定の条件が成立する場合に限り、上述のように、「出力軸接続状態にて、内燃機関トルクを一時的に同期要求値から噛合解除方向に変移させること」に代えて、「入力軸接続状態にて、内燃機関トルクを同期要求値に調整しながら、電動機トルクを一時的に噛合解除方向に発生させる」構成が考えられる。具体的には、加速状態(減速状態)では、電動機トルクが所定期間に亘ってゼロより大きい加速方向(減速方向)の値に調整される。
【0023】
一般に、内燃機関トルクを利用して変速機入力軸の回転速度を調整する構成と比べて、電動機トルクを利用して変速機入力軸の回転速度を調整する構成の方が、変速機入力軸の回転速度の調整についての応答性が高い。従って、前記切替機構が備えられる構成では、変速機入力軸の回転速度の調整について高い応答性が要求されない場合(例えば、車両が緩加速状態(或いは、緩減速状態)にある場合)には、出力軸接続状態にて内燃機関トルクを利用して変速機入力軸の回転速度を「噛合解除方向」に変移させ、一方、変速機入力軸の回転速度の調整について高い応答性が要求される場合(例えば、車両が急加速状態(或いは、急減速状態)にある場合)には、入力軸接続状態にて電動機トルクを利用して変速機入力軸の回転速度を「噛合解除方向」に変移させる構成が採用されることが好適である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明による車両の動力伝達制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【0026】
(構成)
図1は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置(以下、「本装置」と称呼する。)を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、動力源として、内燃機関、及び、電気モータ(モータ・ジェネレータ)を備え、且つ、トルクコンバータを備えない変速機とクラッチとを使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)を備えたハイブリッド車両である。
【0027】
この車両は、エンジンE/Gと、変速機T/Mと、クラッチC/Dと、電気モータM/Gと、を備えている。E/Gは、周知の内燃機関の1つであり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。E/Gの出力軸A1は、フライホイールF/W、及び、クラッチC/Dを介して、変速機T/Mの入力軸A2と接続されている。
【0028】
変速機T/Mは、前進用の複数(例えば、5つ)の変速段(シフト位置)、後進用の1つの変速段(シフト位置)、及びニュートラルを有するトルクコンバータを備えない周知の有段変速機の1つである。T/Mの出力軸A3は、ディファレンシャルD/Fを介して車両の駆動輪と接続されている。以下、後進用の変速段についての説明は省略する。
【0029】
図2に示すように、T/Mは、複数の固定ギヤG1i、G2i、G3i、G4i、G5iと、複数の遊転ギヤG1o、G2o、G3o、G4o、G5oと、複数の円筒状のスリーブS1、S2、S3と、を備える。固定ギヤG1i、G2i、G3i、G4i、G5iのそれぞれは、入力軸A2に相対回転不能に設けられ、前進用の複数の変速段のそれぞれに対応している。遊転ギヤG1o、G2o、G3o、G4o、G5oのそれぞれは、出力軸A3に相対回転可能に設けられ、前進用の複数の変速段のそれぞれに対応している。遊転ギヤG1o、G2o、G3o、G4o、G5oのそれぞれは、対応する固定ギヤと常時歯合するとともに、側面のピースにドグ歯が設けられている。スリーブS1、S2、S3のそれぞれは、出力軸A3に相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に設けられ、出力軸A3に対して対応する遊転ギヤを相対回転不能に固定するために対応する遊転ギヤのドグ歯と係合可能なドグ歯を備える。
【0030】
図2に示すように、T/Mの複数の変速段(1速〜5速)の全てが、遊転ギヤとスリーブとの間に「シンクロナイザリングを含むシンクロメッシュ機構」が設けられていない「ノンシンクロ段」である。換言すれば、T/Mは、ノンシンクロトランスミッションである。
【0031】
図3は、一例として、スリーブS1のドグ歯と、遊転ギヤG1o、G2oのピースのドグ歯の形状を示すが、その他のスリーブ及び遊転ギヤについても同様である。
図3に示すように、スリーブには、周方向において等間隔で配置され且つそれぞれが軸方向に延びる複数のドグ歯(典型的には、内歯)が出力軸A3と同軸的に形成されている。遊転ギヤのピースには、周方向においてスリーブのドグ歯の間隔と同じ等間隔で配置され且つそれぞれが軸方向に延びる複数のドグ歯(典型的には、外歯)が出力軸A3と同軸的に形成されている。
【0032】
遊転ギヤのドグ歯としては、遊転ギヤのピースの側面からスリーブに向けて軸方向に突出している歯(以下、「噛合歯」と呼ぶ)と、突出していない歯(以下、「トルク伝達歯」と呼ぶ)とが、周方向において交互に形成されている。同様に、スリーブのドグ歯として、スリーブの側面から対応する遊転ギヤのピースに向けて軸方向に突出している歯と、突出していない歯とが、周方向において交互に形成されている。従って、スリーブが中立位置(N位置、
図3に示す位置)から軸方向に移動していく過程において、スリーブの前記突出しているドグ歯の軸方向端は、先ず、遊転ギヤの周方向に隣接する噛合歯同士の間に入り込む。これにより、スリーブの前記突出しているドグ歯が遊転ギヤの噛合歯のみと係合する(これにより、スリーブが遊転ギヤと係合する(噛合う))。その後、スリーブの各ドグ歯(前記突出しているドグ歯、及び、前記突出していないドグ歯)の軸方向端が、遊転ギヤの周方向に隣接する噛合歯及びトルク伝達歯の間にそれぞれ入り込む。これにより、スリーブの各ドグ歯が遊転ギヤの噛合歯及びトルク伝達歯と係合する(これにより、スリーブが遊転ギヤと完全に係合する)。スリーブの噛合完了位置は、スリーブのドグ歯と遊転ギヤのトルク伝達歯との軸方向における噛合長さが所定値(>0)に達する位置に対応する。
【0033】
スリーブS1、S2、S3のそれぞれが対応する遊転ギヤと係合していない状態では、ニュートラル段が実現される。スリーブS1、S2、S3のうちの何れか一つが対応する1つの遊転ギヤと係合している状態では、その遊転ギヤに対応する変速段が実現される。
【0034】
T/Mの変速段の変更・設定は、変速機アクチュエータACT2(
図1を参照)によってスリーブS1、S2、S3を駆動し、スリーブS1、S2、S3の軸方向位置を制御することで実行される。変速段を変更することで、減速比(出力軸A3の回転速度Noに対する入力軸A2の回転速度Niの割合)が調整される。具体的には、「N」速の「減速比」は、「GNoの歯数/GNiの歯数)(N:1,2,3,4,5)で表される。「1速」から「5速」に向けて、減速比は次第に小さくなっていく。
【0035】
クラッチC/Dは、変速機T/Mの入力軸A2に一体回転するように設けられた周知の構成の1つを有する摩擦クラッチディスクである。より具体的には、エンジンE/Gの出力軸A1に一体回転するように設けられたフライホイールF/Wに対して、クラッチC/D(より正確には、クラッチディスク)が互いに向き合うように同軸的に配置されている。フライホイールF/Wに対するクラッチC/D(より正確には、クラッチディスク)の軸方向の位置が調整可能となっている。クラッチC/Dの軸方向位置は、クラッチアクチュエータACT1(
図1を参照)により調整される。なお、このクラッチC/Dは、運転者によって操作されるクラッチペダルを備えていない。
【0036】
以下、クラッチC/Dの原位置(クラッチディスクがフライホイールから最も離れた位置)からの接合方向(圧着方向)への軸方向の移動量をクラッチストロークと呼ぶ。クラッチC/Dが「原位置」にあるとき、クラッチストロークが「0」となる。
図4に示すように、クラッチストロークを調整することにより、クラッチC/Dが伝達可能な最大トルク(クラッチトルクTc)が調整される。「Tc=0」の状態では、エンジンE/Gの出力軸A1と変速機T/Mの入力軸A2との間で動力が伝達されない。この状態を「分断状態」と呼ぶ。また、「Tc>0」の状態では、出力軸A1と入力軸A2との間で動力が伝達される。この状態を「接合状態」と呼ぶ。
【0037】
電気モータM/Gは、周知の構成(例えば、交流同期モータ)の1つを有していて、例えば、ロータ(図示せず)がM/Gの出力軸と一体回転するようになっている。M/Gの出力軸は、周知の構成の一つを有するIN−OUT切替機構を介して、T/Mの入力軸A2又は出力軸A3と選択的に接続される。即ち、IN−OUT切替機構によって、M/Gの出力軸がT/Mの入力軸A2に接続される構成(以下、「IN接続」と呼ぶ)と、M/Gの出力軸がT/Mの出力軸A3に接続される構成(以下、「OUT接続」と呼ぶ)と、が選択的に実現される。
【0038】
本装置は、アクセルペダルAPの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサSE1と、シフトレバーSFの位置を検出するシフト位置センサSE2と、ブレーキペダルBPの操作の有無を検出するブレーキセンサSE3と、エンジンE/Gの出力軸A1の回転速度を検出する回転速度センサSE4と、変速機T/Mの入力軸A2の回転速度を検出する回転速度センサSE5と、クラッチC/Dのクラッチストロークを検出するストロークセンサSE6と、車両の速度(車速)を検出する車速センサSE7と、スリーブS1〜S3の軸方向位置を検出するスリーブ位置センサSE8と、を備えている。
【0039】
また、本装置は、電子制御ユニットECUを備えている。ECUは、上述のセンサSE1〜SE8、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータACT1、ACT2を制御することで、C/Dのクラッチストローク(従って、クラッチトルクTc)、及び、T/Mの変速段を制御する。また、ECUは、E/Gの燃料噴射量(スロットル弁の開度)を制御することでE/Gの出力軸A1のトルクを制御する。また、ECUは、図示しないインバータを制御することで電気モータM/Gの出力軸のトルクを制御する。更には、ECUは、IN−OUT切替機構を制御することで、IN接続、及びOUT接続を選択的に実現する。本装置では、通常、OUT接続が実現される。
【0040】
以上、この車両は、AMTを搭載し、且つ、M/Gの出力軸がT/Mの出力軸A3に接続され得る構成を備えた上記「AMT付ハイブリッド車両」である。以下、説明の便宜上、出力軸A1に発生するトルクを「EGトルクTe」と呼び、電気モータM/Gの出力軸に発生するトルクを「MGトルクTm」と呼ぶ。Te、及び、Tmは、車両の加速方向について正の値を採り、減速方向について負の値を採るものとする。Tmが負の値の場合、Tmは「回生トルク」とも呼ばれる。
【0041】
Te、及び、Tm(Te及びTmの配分を含む)は、通常(後述する変速作動中を除く)、アクセル開度、車速、及びシフトレバーSFの位置等の車両の走行状態に基づいて調整される。本装置では、Te及びTmの配分を調整することによって、「Te(|Te|>0)のみを駆動力として使用する走行(EG走行)」、「Tm(|Tm|>0)のみを駆動力として使用する走行(EV走行)」、並びに、「Te(|Te|>0)、及び、Tm(|Tm|>0)の両方を駆動力として使用する走行(HV走行)」の何れも実現可能となっている。
【0042】
本装置では、シフトレバーSFが「自動モード」に対応する位置(例えば、Dレンジ)にある場合、ECU内のROMに記憶された変速マップ(
図5を参照)と、車速及びアクセル開度等の車両の走行状態とに基づいて要求される変速段(選択・実現すべき変速段、以下、「要求変速段」と呼ぶ)が選択される。例えば、現在の車速がαで現在のアクセル開度がβの場合、要求変速段として「3速」が選択される。一方、シフトレバーSFが「手動モード」に対応する位置(例えば、M(マニュアル)レンジ)にある場合、シフトレバーSFの位置に基づいて要求変速段が選択される。
【0043】
変速機T/Mでは、通常、要求変速段と同じ変速段が実現される。要求変速段が変化したとき、「変速要求あり」と判定される。「変速要求あり」と判定された場合、T/Mの変速作動(変速段が変更される際の作動)が行われる。以下、本装置による変速作動について詳細に説明していく。
【0044】
(変速作動)
本装置では、「変速要求あり」と判定された場合、先ず、EGトルクTeがアイドリング相当値まで低減され、この状態で、変速前の変速段の遊転ギヤ(以下、「変速前噛合遊転ギヤ」と呼ぶ)と係合しているスリーブ(以下、「変速前噛合スリーブ」と呼ぶ)を軸方向に移動させることによって、前記係合を解除してニュートラル段が実現される。加えて、車両が加速状態にあると判定された場合には、MGトルクTmが正の値(加速方向の値)に調整され、車両が減速状態にあると判定された場合には、MGトルクTmが負の値(減速方向の値)に調整される(即ち、OUT接続でのMGトルクのアシストが開始される)。車両が定速状態にあると判定された場合には、MGトルクのアシストは実行されない。
【0045】
ここで、「車両が、加速状態、減速状態、及び、定速状態の何れにあるか」の判定は、例えば、車速センサSE7から得られる車速に基づいて算出される車両加速度、アクセル開度センサSE1から得られるアクセル開度、ブレーキセンサSE3から得られるブレーキペダルBPの操作の有無、等に基づいてなされ得る。この判定は、「変速要求あり」と判定された時点で行われることが好適である。MGトルクのアシスト中におけるMGトルクTmの大きさは、例えば、前記算出される車両加速度に基づいて決定され得る。
【0046】
次いで、ニュートラル段が実現され且つMGトルクTmが変速機出力軸A3に伝達され且つクラッチトルクTcがEGトルクTeより大きい値に維持された状態において、Teを調整することによって変速機入力軸A2の回転速度Niの同期が行われる。具体的には、「回転速度センサSE4(又はSE5)から得られるエンジンE/Gの出力軸A1の回転速度Ne(=Ni)」が、「車速センサSE7の検出結果、及び、変速後の変速段の減速比から得られる同期回転速度」(=目標回転速度)と一致するように、Teがフィードバック制御される。このTeのフィードバック制御では、具体的には、Niが時々刻々と変化する「同期回転速度」と一致するようにTeの目標値(同期要求値)が逐次算出・決定され、Teが時々刻々と変化する「同期要求値」と一致するように逐次制御される。換言すれば、Teを「同期要求値」と一致するように逐次制御することによって、Niが「同期回転速度」と一致するように逐次制御され得る。
【0047】
続いて、EGトルクTeが「同期要求値」と一致するように逐次制御され続けることによって、Niの同期が維持されている状態(Niが「同期回転速度」と一致している状態)において、変速後の変速段に対応するスリーブ(以下、「変速後噛合スリーブ」と呼ぶ)を軸方向に移動することによって変速後噛合スリーブが変速後の変速段の遊転ギヤ(以下、「変速後噛合遊転ギヤ」と呼ぶ)と係合させられる。その後、EGトルクTeが増大され(復帰され)、MGトルクTmの大きさが低減される(OUT接続でのMGトルクのアシストが終了する)。
【0048】
ところで、本装置のように、EGトルクTeを利用してNiの同期が行われる場合、同期の実行のために使用される回転速度センサSE4(又はSE5)や車速センサSE7の応答遅れ、及び検出誤差等に起因して、真のNiが真の「同期回転速度」(真の車速に基づく同期回転速度)に正確に一致し得ない事態(即ち、変速後噛合スリーブの回転速度と、変速後噛合遊転ギヤの回転速度と、が一致しない事態)が発生し得る。
【0049】
特に、車両が加速状態(或いは、減速状態)にある場合(即ち、変速作動中にMGトルクのアシストが行われる場合)には、増大(或いは、減少)していく車速を検出する車速センサSE7の応答遅れに由来して、真のNiが真の「同期回転速度」に正確に一致し得ない事態が発生し易い。この結果、一般に、車両の加速状態(或いは、減速状態)では、真のNiが真の「同期回転速度」より若干小さめ(或いは、大きめ)に調整されることが多い。
【0050】
このように、真のNiが真の「同期回転速度」に正確に一致していない状態で、変速後噛合スリーブが変速後噛合遊転ギヤと係合すると、変速作動がスムーズに実行され得ない。そこで、本装置では、変速後噛合スリーブを変速後噛合遊転ギヤと係合する際、EGトルクTeが、一時的に「同期要求値」に代えて「同期要求値」から変移した値に調整される。以下、この点について、
図6に示すフローチャート、並びに、
図7に示すタイムチャートを参照しながら詳細に説明する。
【0051】
図6は、「変速要求あり」と判定された場合においてECU(具体的には、ECUの内部のCPU)からの指令によって実行される変速作動に係る処理の流れを示す。
図7は、「変速要求あり」と判定された場合における変速作動の一例を示す。
図7に示す例では、シフトレバーSFによって「自動モード」(Dレンジ)が選択・維持され、且つ、時刻t1以前にて2速でEG走行中(加速状態、アクセルペダルAP:ON、ブレーキペダルBP:OFF)に、時刻t1にて「2速から1速への変速要求」が発生した場合の一例が示されている。時刻t1以前では、EGトルクTeがアクセル開度に応じた大きい正の値(大きい加速方向の値)に維持され、MGトルクTmがゼロに維持され、クラッチトルクTcがTeよりも十分に大きい値(例えば、最大値Tmax、
図4を参照)に維持され、入力軸A2の回転速度Niが「2速の同期回転速度」に維持され、スリーブS1が2速の噛合完了位置(
図8を参照)に位置している。IN−OUT切替機構は、「OUT接続」に維持されている。
【0052】
時刻t1にて「2速から1速への変速要求」が発生すると、
図6に示す処理が開始され、Tcを維持しながらTeがゼロまで低減される(
図6のステップ610)。ここで、「Te=0」とは、エンジンE/Gがアイドリング状態にあることを意味する。この結果、
図7に示す例では、時刻t1以降、Teがゼロに向けて減少していく。なお、この例では、Tcは、時刻t1以降も一定に維持されている。
【0053】
加えて、時刻t1にて、「車両が、加速状態、減速状態、及び、定速状態の何れにあるか」が判定され、加速状態(或いは、減速状態)と判定された場合、MGトルクTmが正の値(或いは、負の値)に調整される(
図6のステップ610)。
図7に示す例では、加速状態との判定に基づき、時刻t1以降、Tmがゼロから正の或る値まで増大していく。即ち、時刻t1にて、OUT接続でのMGトルクのアシスト(加速方向)が開始される。
【0054】
時刻t2にてTeがゼロに達すると、Teがゼロに維持された状態で、変速前噛合スリーブがN位置まで移動される(
図6のステップ620)。この結果、
図7に示す例では、時刻t2以降、スリーブS1が、2速の噛合完了位置からN位置に向けて移動していく。スリーブS1がN位置に移動することにより、ニュートラル段が実現される(
図9を参照)。
【0055】
時刻t3にてスリーブS1がN位置に達すると、EGトルクTeを調整しながら(上記フィードバック制御して)Niの同期が行われる(
図6のステップ630)。
図7に示す例では、時刻t3以降、回転速度センサSE4(又はSE5)の検出結果に基づくNe(Ni)が、車速センサSE7の検出結果から得られる時々刻々と変化する「1速の同期回転速度」と一致するように「同期要求値」が逐次算出・決定され、Teが「同期要求値」と一致するように逐次制御される。この結果、
図7に示す例では、時刻t3以降、Teがゼロから第1のトルク値(=同期要求値>0)まで増大し、前記第1のトルク値で維持される。Teが前記第1のトルク値に維持されることによって、Niが「2速の同期回転速度」から「1速の同期回転速度」に向けて増大していく。Niが増大するのは、前記第1のトルク値が「ニュートラル状態にある変速機T/M」の入力軸Niを回転させるために必要な摩擦トルク(所謂、引き摺りトルク)よりも大きいことに基づく。Niが「1速の同期回転速度」に達すると、Niの同期が達成される。
【0056】
時刻t4にて、Niが「1速の同期回転速度」に達すると、Niの同期が維持される(
図6のステップ640)。この結果、
図7に示す例では、時刻t4以降、Teが、前記第1のトルク値よりも小さい第2のトルク値(=同期要求値>0)まで減少し、前記第2のトルク値(=同期要求値)で維持される。Teが前記第2のトルク値(=同期要求値)に維持されることによって、Niが「1速の同期回転速度」に維持され得る。ただし、車両が加速状態にある
図7に示す例では、時刻t4以降、回転速度センサSE4(又はSE5)及び車速センサSE7の応答遅れ、及び検出誤差等の何等かの原因によって、真のNiが真の「1速の同期回転速度」より若干小さめの値に維持されているものとする。Niが「1速の同期回転速度」(より若干小さめの値)で一定に維持され得るのは、前記第2のトルク値(=同期要求値)が「ニュートラル状態にある変速機T/M」の前記「引き摺りトルク」と等しいことに基づく。
【0057】
加えて、時刻t4にて、Niが「1速の同期回転速度」に達したと判定されると、変速後噛合スリーブが、N位置から、変速後の変速段の噛合完了位置に向けて移動される(
図6のステップ640)。この結果、
図7に示す例では、時刻t4以降、スリーブS1が、N位置から1速の噛合完了位置(
図11を参照)に向けて移動していく。
【0058】
本装置では、この段階で、EGトルクTeが、一時的に「同期要求値」に代えて「同期要求値から(後述する)噛合解除方向へ変移した値」に調整される(
図6のステップ640を参照)。以下、この「Teの変移」による作用・効果を説明するための準備として、以下、先ずは、Teが「同期要求値」に調整され続ける場合(Teの変移が行われない場合)について説明する。
【0059】
この場合、
図7に示す例では、時刻t4以降もなお、Teは前記第2のトルク値(=同期要求値)に維持され続ける(図中の細い2点鎖線を参照)。この結果、真のNiが真の「1速の同期回転速度」よりも若干小さめの値に維持された状態で、スリーブS1が1速の噛合開始位置に到達する(即ち、スリーブS1の前記突出しているドグ歯と遊転ギヤG1oの噛合歯との軸方向端部同士が係合開始する)。その直後にて、前記軸方向端部同士が係合開始することによって、スリーブS1と遊転ギヤG1oとの相対回転速度がゼロになる。その後、「スリーブS1と遊転ギヤG1oとの相対回転速度がゼロであり、且つ、噛み合う歯面の面圧が比較的大きい噛合い状態」が継続し得る。この面圧に由来して、噛み合う歯面間に比較的大きい摩擦力が発生する。この摩擦力に起因して、スリーブS1が軸方向に移動する際の抵抗(摩擦抵抗、摺動抵抗)が比較的大きくなる。従って、スリーブS1が「1速の噛合開始位置」から若干進んだ後の位置である「1速の噛合不完全な位置」(
図10を参照)から更に移動し難くなる(
図7の点Aを参照)。
【0060】
この結果、スリーブS1が1速の噛合完了位置(
図11を参照)まで到達し得ない、或いは、1速の噛合完了位置に到達するまでに比較的長い時間がかかる、という問題が発生し得る。
図7に示す例では、前記摩擦抵抗に起因して、スリーブS1が比較的長い期間に亘って上記「1速の噛合不完全な位置」から移動し得ず、その後(
図7の点B’を参照)、何等かのきっかけによって、スリーブS1が上記「1速の噛合不完全な位置」から「1速の噛合完了位置」に向けて再度移動開始している。
【0061】
そして、時刻t5’にて、スリーブS1が「1速の噛合完了位置」に達すると、Teが増大され(復帰され)、MGトルクTmの大きさが低減される(
図6のステップ650)。
図7に示す例では、時刻t5’以降、Teがゼロからアクセル開度に応じた大きい値に向けて増大し(復帰し)、Tmがゼロまで減少している。Teの復帰、及び、Tmの減少が完了すると、変速作動が終了し、OUT接続でのMGトルクのアシスト(加速方向)が終了するとともに、1速でのEG走行が開始される。
【0062】
このように、真のNiが真の「同期回転速度」に完全に一致していない状態において、Teを「同期要求値」に調整し続けると、変速後噛合スリーブが変速後の変速段の噛合完了位置までスムーズに移動させること(即ち、変速作動がスムーズになされること)ができない事態が発生し得る。
【0063】
これに対し、本装置では、上述のように、EGトルクTeが、一時的に「同期要求値」に代えて「同期要求値から噛合解除方向へ変移した値」に調整される(
図6のステップ640を参照)。ここで、「噛合解除方向」とは、加速状態では「増大方向」を指し、減速状態では「減少方向」を指す。このように「Teの変移」を行う理由は以下のとおりである。
【0064】
即ち、一般に、車両の加速状態(或いは、減速状態)では、真のNiが真の「同期回転速度」より若干小さめ(或いは、大きめ)に調整されることが多い。従って、加速状態(或いは、減速状態)では、Teを一時的に現在の値(=同期要求値)より若干大きめ(或いは、小さめ)に調整してNiを少しだけ大きめ(或いは、小さめ)に調整することは、前記面圧が小さくなる方向(即ち、噛合解除方向)にNiが調整されることを意味する。前記面圧が小さくなれば(噛合いが解除されれば)、上述した摩擦抵抗が小さくなる(或いは、なくなる)ことによって、変速後噛合スリーブが変速後の変速段の噛合完了位置までスムーズに移動し得るようになる。
【0065】
加速状態にある
図7に示す例では、スリーブS1が「1速の噛合開始位置」、或いは、その近傍に到達した段階以降、Teが、一時的に、「同期要求値」に代えて「同期要求値から増大方向へ変移した値」に調整されている。この結果、スリーブS1が上記「1速の噛合不完全な位置」(
図7の点A、
図10を参照)から更に移動し易くなり、上述した点B’より早い段階の点B(
図7を参照)にて、スリーブS1が上記「1速の噛合不完全な位置」から「1速の噛合完了位置」に向けて再度移動開始している。即ち、スリーブS1が1速の噛合完了位置(
図11を参照)までよりスムーズに移動し得る。この結果、変速作動がスムーズになされ得、変速作動に要する時間が短縮され得る。
【0066】
なお、
図7では車両が加速状態にある場合の例が示されているが、車両が減速状態にある場合、Teが、一時的に、「同期要求値」に代えて「同期要求値から減少方向へ変移した値」に調整される。また、
図7では、変速作動として所謂「シフトダウン」(より減速比が大きい変速段への変速作動)がなされる場合の例が示されているが、変速作動として所謂「シフトアップ」(より減速比が小さい変速段への変速作動)がなされる場合においても、Teの調整によってNiの同期が実行される点において変わりはない。
【0067】
上述した「Teの変移」は、Niが「同期回転速度」に達したと判定された後の所定の段階で常に実行されてもよい。この場合、典型的には、変速後噛合スリーブが変速後の変速段の噛合開始位置に到達したと判定された時点で「Teの変移」が開始され得る。或いは、「Teの変移」は、Niが「同期回転速度」に達したと判定された時点から所定期間が経過しても変速後噛合スリーブが変速後の変速段の噛合完了位置に到達しないと判定された場合にのみ実行されてもよい。これらの判定は、スリーブの軸方向位置を検出するセンサ(本装置では、センサSE8)を用いてなされ得る。
【0068】
また、「Teの変移」は、Teを「同期要求値」から予め定められた値だけ「噛合解除方向」にフィードフォワード的に変移させることで実行されてもよい。また、Niの目標回転速度を「同期回転速度」に代えて「同期回転速度から噛合解除方向に変移した値」に変更し、Niが「同期回転速度から噛合解除方向に変移した値」に一致するようにTeの目標値を算出し、Teがこの目標値と一致するようにTeをフィードバック制御することによって、Teが「同期要求値から噛合解除方向へ変移した値」に調整されてもよい。
【0069】
また、開始された「Teの変移」は、予め定められた期間の経過後に終了してもよいし、変速後噛合スリーブの位置が所定位置(典型的には、変速後の変速段の噛合完了位置)に到達したと判定された時点で終了してもよい。また、「Teの変移」の大きさは、車両の加速状態(或いは、減速状態)の程度に応じて設定され得る。典型的には、車両の加速状態(或いは、減速状態)の程度が大きいほど、「Teの変移」の大きさがより大きい値に設定され得る。
【0070】
以上、本装置によれば、変速機入力軸の回転速度Niが「同期回転速度」に達したと判定された後、EGトルクTe(従って、変速機入力軸の回転速度Ni)が一時的に「噛合い解除方向」に変移するように意図的に調整される。これにより、変速後噛合スリーブが変速後の変速段の噛合完了位置までスムーズに移動し得る。この結果、変速作動がスムーズになされ得る。
【0071】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、IN−OUT切替機構が備えられているが、IN−OUT切替機構が備えられない一方で、電気モータM/Gの出力軸がT/Mの出力軸A3に常時接続される構成(即ち、「OUT接続」が常に実現される構成)が採用されてもよい。
【0072】
また、上記実施形態では、OUT接続にてEGトルクTeを一時的に「同期要求値」から「噛合解除方向」に変移させることによって、変速機入力軸の回転速度Niが「噛合解除方向」に調整されているが、
図6及び
図7に対応する
図12及び
図13に示すように、IN接続にてEGトルクTeを「同期要求値」に維持しながら、MGトルクTmを一時的に「噛合解除方向」に発生させることによって、Niが「噛合解除方向」に調整されてもよい。この場合、具体的には、加速状態(或いは、減速状態)では、MGトルクTmが所定期間に亘って正の値(或いは、負の値)に調整される。
図13に示す例では、車両が加速状態にあるので、MGトルクTmが所定期間に亘って正の値に調整されている(
図13のt4〜t5の間を参照)。なお、
図12において、
図6に示すステップと同じステップについては、
図6に示すステップ番号と同じステップ番号が付されている。
【0073】
これによっても、上記実施形態と同様、Niが噛合解除方向(即ち、前記面圧が小さくなる方向)に調整されるので、変速後噛合スリーブが変速後の変速段の噛合完了位置までスムーズに移動し得るようになる。
【0074】
なお、一般に、Teを利用してNiを調整する構成と比べて、Tmを利用してNiを調整する構成の方が、Niの調整についての応答性が高い。従って、IN−OUT切替機構が備えられる上記実施形態では、Niの調整について高い応答性が要求されない場合(典型的には、車両が緩加速状態(或いは、緩減速状態)にある場合)には、OUT接続にてTeを利用してNiを「噛合解除方向」に変移させ(
図6及び
図7を参照)、一方、Niの調整について高い応答性が要求される場合(典型的には、車両が急加速状態(或いは、急減速状態)にある場合)には、IN接続にてTmを利用してNiを「噛合解除方向」に変移させる構成(
図12及び
図13を参照)が採用され得る。緩加速状態(或いは、緩減速状態)、及び、急加速状態(或いは、急減速状態)の識別は、例えば、車速センサSE7から得られる車速に基づいて算出される車両加速度、アクセル開度センサSE1から得られるアクセル開度、ブレーキセンサSE3から得られるブレーキペダルBPの操作の有無、等に基づいてなされ得る。
【0075】
また、上記実施形態では、遊転ギヤG1o、G2o、G3o、G4o、G5oの全て、及び、スリーブS1、S2、S3の全てが出力軸A3に設けられているが(
図2を参照)、遊転ギヤG1o、G2o、G3o、G4o、G5oの一部又は全部、及び、スリーブS1、S2、S3の一部又は全部が、入力軸A2に設けられていてもよい。
【0076】
また、上記実施形態では、T/Mの複数の変速段(1速〜5速)の全てが「ノンシンクロ段」であるが(
図2を参照)、T/Mの複数の変速段(1速〜5速)の一部のみが「シンクロナイザリングを含むシンクロメッシュ機構」が設けられた「シンクロ段」であってもよい。この場合、「ノンシンクロ段」から「ノンシンクロ段」への変速作動、並びに、「シンクロ段」から「ノンシンクロ段」への変速作動の際に、上述した
図6及び
図7、又は、上述した
図12及び
図13に示した変速作動が適用される。