JP6843095B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機構を有する車両の走行制御を行う車両用制御装置に関し、特に、変速機構のインギヤ時に同期制御を行う車両用制御装置に関する。

車両に搭載された変速機構の動作を制御するため、入出力軸及びその他の回転軸の回転数を検出するための種々の回転センサが車両に搭載されている。これらの回転センサからの情報の信頼性を担保するため、従来、回転センサの検出機能が何らかの事情で低下した場合、検出機能の低下を認識する種々の手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように、回転センサの検出機能の低下を認識した場合、その後、制御装置が、変速機構等に適切な制御を施すことで、適切な走行制御が可能となる。

しかしながら、変速制御で変速ギヤの同期を行う場合に、オフギヤ状態で変速用ギヤの同期がなされる前の場合など、回転センサの検出機能の低下を直接認識することが困難な場合もある。このとき、同期制御が適切に進行せず、変速制御が停滞するおそれがあった。

特開２０１３−０４９３２３号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、一部の回転センサの検出機能が低下した場合に、当該回転センサの検出機能低下を直接認識する前であっても、適切な変速制御を行うことができる車両用制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明にかかる車両用制御装置は、駆動輪（ＷＲ，ＷＬ）に伝達される回転動力を発生する動力源（２）と、動力源（２）に接続される入力軸（２ａ）と、駆動輪（ＷＲ，ＷＬ）に回転動力を伝達する出力軸（６３）と、入力軸（２ａ）から伝達される回転動力を出力軸（６３）へ伝達する中間軸（６２）と、中間軸（６２）に同期され出力軸（６３）に動力を伝達する変速用ギヤ（７２，７４，７６）と、中間軸（６２）に配置される入力側同期要素（８２ａ，８４ａ）と出力軸（６３）に動力を伝達する出力側同期要素（８２ｂ，８４ｂ）とを備え、入力側同期要素（８２ａ，８４ａ）と出力側同期要素（８２ｂ，８４ｂ）とを同期させる同期機構（８２，８４）と、を有する車両（１）に対し、入力側同期要素（８２ａ，８４ａ）と出力側同期要素（８２ｂ，８４ｂ）との差回転（ｄＮ）に基づいて同期機構（８２，８４）の同期制御を行う制御装置（１１）を有する車両用制御装置であって、制御装置（１１）は、同期制御において、中間軸（６２）の回転数に基づいて差回転（ｄＮ）を算定する第一同期モード（Ｍｄ１）と、入力軸（２ａ）の回転数に基づいて差回転（ｄＮ）を算定する第二同期モード（Ｍｄ２）と、を有し、変速用ギヤ（７２，７４）の同期制御を行う際、第一同期モード（Ｍｄ１）で同期制御を行い、同期制御が進行しない場合に、第二同期モード（Ｍｄ２）で同期制御を行うことを特徴とする。

このように、制御装置は、変速用ギヤの同期制御を行う際、通常は第一同期モードを用いる。第一同期モードでは、中間軸の回転数に基づいて差回転を算定するが、例えば、中間軸の回転センサに機能低下が生ずるなど、中間軸の回転数の検出に支障が生じた場合、差回転の算定値が小さくならず、同期制御が進行しない。この場合に、制御装置は、中間軸の回転数を用いる第一同期モードに代えて、入力軸の回転数を用いた第二同期モードに基づく差回転の算定を行う。このように、必要な場合に第二同期モードを用いて、入力軸の回転数から中間軸の回転数を推定することで、適切な差回転を推定することができる。この結果、適切な同期制御が進行することとなる。このように、中間軸の回転数を検出する検出機能の低下を直接認識する前、すなわち、中間軸の回転数を検出する回転センサの機能低下を直接認識する前であっても、同期制御を進行させ、適切な変速制御を行うことができる。

また、上述の車両用制御装置において、制御装置（１１）は、第一同期モード（Ｍｄ１）で同期制御を行い、同期制御の開始の指示を取得してから所定時間経過したときに、差回転（ｄＮ）が所定値以上である場合に、第二同期モード（Ｍｄ２）に移行するとしてもよい。

このように、同期制御の開始の指示を取得してから所定時間経過しても、差回転が所定値以上である場合に、第二同期モードに移行することとすると、中間軸の回転数が適切に検出できていないおそれがある場合に、即座に第二同期モードに移行し、入力軸の回転数によって、適切な差回転を把握する。すると、同期制御を即座に進行させることができる。

また、上述の車両用制御装置において、車両（１）は、入力軸（２ａ）から中間軸（６２）に伝達される回転動力を調整する動力伝達要素（Ｃ２）を有し、制御装置（１１）は、第一同期モード（Ｍｄ１）で同期制御を行うとき、差回転（ｄＮ）が所定値以上である場合に、動力伝達要素（Ｃ２）を接続することとしてもよい。

このように、第一同期モードで同期制御を行うときにおいて、差回転が所定値以上である場合に動力伝達要素を接続することで、動力伝達要素の接続により入力軸の回転と中間軸の回転とが連動する。このため、入力軸の回転数で中間軸の回転数を推定する第二同期モードを使用する場合に、より正確に中間軸の回転数を推定することができ、より適切な同期制御が可能となる。また、動力伝達要素を接続すると、入力軸から中間軸への回転動力が伝達するため、中間軸の回転数を上げる。すると、短時間で差回転を小さくすることができ、差回転が小さくなったか否かを判定するための上記の所定時間をより短く設定することができる。この結果、より迅速に同期モードの選択をすることが可能となる。

また、上述の車両用制御装置において、制御装置（１１）は、差回転（ｄＮ）が所定値未満になった場合に、動力伝達要素（Ｃ２）の接続を解除することとしてもよい。

このように、入力軸と中間軸との回転合わせのための動力伝達要素の接続が必要なくなった場合に、動力伝達要素の接続を解除することで、効率のよい制御を行うことができる。

また、上述の車両用制御装置において、車両（１）の動力伝達要素（Ｃ２）は、入力軸（２ａ）側の第一動力伝達部（Ｃ２ａ）と、中間軸（６２）側の第二動力伝達部（Ｃ２ｂ）とを有し、第一動力伝達部（Ｃ２ａ）と第二動力伝達部（Ｃ２ｂ）との間が作動油で満たされた湿式クラッチであることとしてもよい。

このように、入力軸側の第一動力伝達部と、中間軸側の第二動力伝達部とを有し、第一動力伝達部と第二動力伝達部との間が作動油で満たされた構成の動力伝達要素とすると、動力伝達要素の接続がなくとも、作動油を介して第一動力伝達部から第二動力伝達部に回転動力が伝達するため、同期機構の同期がない場合に、中間軸が入力軸に連れ回ることとなる。このため、入力軸の回転数を用いた中間軸の回転数の推定が、より適切になる。

また、上述の車両用制御装置において、制御装置（１１）は、第二同期モード（Ｍｄ２）で同期制御を行った後、中間軸（６２）の回転数を確認し、中間軸（６２）の回転数を検出する検出機能が低下していると判断した場合には、その後の同期制御を第二同期モード（Ｍｄ２）によって行うこととしてもよい。

このように、中間軸の回転数の検出機能が低下したと判断した後は、中間軸の回転数を用いた第一同期モードよりも、入力軸の回転から中間軸の回転を推定した第二同期モードで同期制御を行うことで、迅速で適切な同期制御を行うことができる。

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる車両用制御装置によれば、一部の回転センサの検出機能が低下した場合に、当該回転センサの検出機能低下を直接認識する前であっても、適切な変速制御を行うことができる。

本実施形態の車両用制御装置を備えた車両の概略図である。 本実施形態の変速機のスケルトン図である。 本実施形態の変速機において第一変速機構（７速）を用いた場合の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態の変速機において第二変速機構（４速）を用いた場合の動力伝達経路を説明する図である。 本実施形態の車両用制御装置の制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態の車両用制御装置の制御の状態を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる車両用制御装置１０を備えた車両１の概略図である。本実施形態の車両１は、図１に示すように、動力源としてのエンジン２（内燃機関）及びモータ３（電動機）を備えたハイブリッド自動車の車両１である。車両１は、さらに、モータ３を制御するためのインバータ１２と、バッテリ１３（蓄電器）と、変速機４と、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２と、ディファレンシャル機構５と、左右のドライブシャフト６Ｒ，６Ｌと、左右の駆動輪ＷＲ，ＷＬとを備える。この構成により、エンジン２とモータ３の回転駆動力は、変速機４、ディファレンシャル機構５およびドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して左右の駆動輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。

車両用制御装置１０は、制御装置として電子制御ユニット１１（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を備える。電子制御ユニット１１は、エンジン２、モータ３、変速機４、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２、ディファレンシャル機構５、インバータ１２およびバッテリ１３をそれぞれ制御する。なお、電子制御ユニット１１は、１つのユニットとして構成されるものに限られない。例えば、エンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ、モータ３やインバータ１２を制御するためのモータジェネレータＥＣＵ、バッテリ１３を制御するためのバッテリＥＣＵ、変速機４を制御するためのＡＴ−ＥＣＵなど複数のＥＣＵから構成されてもよい。

また、本実施形態の電子制御ユニット１１は、エンジン２及びモータ３を制御するとともに、バッテリ１３に対する充放電、変速機４の変速動作及び変速時の同期動作、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２の締結及び開放の制御をする。詳細は後述する。

エンジン２は、燃料噴射の指令に応じて、燃料を空気と混合して燃焼することにより車両１を走行させるための回転駆動力を発生する内燃機関である。モータ３は、エンジン２とモータ３との協働走行やモータ３のみの単独走行の際には、バッテリ１３の電気エネルギーを利用して車両１を走行させる。また、モータ３は、車両１の減速時に、回生により電力を発電する発電機（ジェネレータ）として機能する。

また、電子制御ユニット１１には、複数の制御パラメータの各種の制御信号が入力される。制御信号としては、例えば、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダルセンサ３１からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ３２からのブレーキペダル開度、変速用ギヤ段（変速段）を検出するシフトポジションセンサ３３からのシフト位置、車速を検出する車速センサ３４からの車速、バッテリ１３の蓄電量（ＳＯＣ：State of Charge）を測定する蓄電量センサ３５からの蓄電量、シンクロ位置センサ３６からの各シンクロメッシュ機構の位置、各回転軸の回転数を検出する回転センサ３７からの回転数などである。電子制御ユニット１１は、これらのセンサからの情報をもとに、制御を行う。

本実施形態の回転センサ３７は、少なくとも、エンジン２のクランク軸２ａ（入力軸）の回転数を検出する回転センサ３７ａと、変速機４の第一軸６１の回転数を検出する回転センサ３７ｂ１と、変速機４の第二軸６２（中間軸）の回転数を検出する回転センサ３７ｂ２と、変速機４のカウンタシャフト６３（出力軸）の回転数を検出する回転センサ３７ｃと、を有する。それぞれの回転センサ３７は、検出対象の回転軸に直接配置される構成としてもよいし、検出対象の回転軸に付帯されるギヤを介して接続される他の回転軸に配置される構成としてもよい。

図２を用いて、本実施形態の車両１が備える変速機４の構成を説明する。図２は、本実施形態の変速機４のスケルトン図である。変速機４は、前進７速、後進１速の平行軸式トランスミッションであり、ツインクラッチ式変速機（ＤＣＴ：Dual Clutch Transmission）である。

変速機４は、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２を有する。第一クラッチＣ１は、クランク軸２ａ側のクラッチ板Ｃ１ａと、第一軸６１側のクラッチ板Ｃ１ｂとを有し、クラッチ板Ｃ１ａとクラッチ板Ｃ１ｂとの間が作動油で満たされている。また、第二クラッチＣ２は、クランク軸２ａ側のクラッチ板Ｃ２ａ（第一動力伝達部）と、第二軸６２側のクラッチ板Ｃ２ｂ（第二動力伝達部）とを有し、クラッチ板Ｃ２ａとクラッチ板Ｃ２ｂとの間が作動油で満たされている。このように、第一クラッチＣ１及び第二クラッチＣ２は、湿式クラッチである。

変速機４は、第一クラッチＣ１を介して選択的にエンジン２のクランク軸２ａに接続される第一軸６１と、第二クラッチＣ２を介して選択的にエンジン２のクランク軸２ａに接続される第二軸６２と、第一軸６１及び第二軸６２に対して変速ギヤ機構を介して接続されるカウンタシャフト６３とを有する。第一軸６１には奇数段（１、３、５、７速）用のギヤが配設され、第二軸６２には偶数段（２、４、６速）用のギヤが配設される。カウンタシャフト６３は、ディファレンシャル機構５に接続され、駆動輪ＷＲ，ＷＬに対して選択された変速段に対応する回転動力を生じさせる。

また、第一軸６１には、その一端側にプラネタリギヤ機構５０が配設される。また、第一軸６１にはモータ３の回転子３ａが接続されており、モータ３の回転子３ａがプラネタリギヤ機構５０の周囲を回るように構成されている。このような構成により、変速機４は、エンジン２及びモータ３を車両１の駆動源として、ハイブリッド車両の変速機として機能する。

第二クラッチＣ２の出力側には、外側軸ＯＭＳが接続されており、この外側軸ＯＭＳは、第一軸６１の外筒をなすように、第一軸６１と同心状に配置されている。外側軸ＯＭＳは、アイドル軸ＩＤＳを介してリバース軸ＲＶＳおよび第二軸６２に常時係合し、第二クラッチＣ２の回転出力がリバース軸ＲＶＳおよび第二軸６２に伝達される。各軸は互いに平行である。

奇数段の変速段を実現するための第一変速機構Ｇ１について説明する。第一軸６１上には、変速用ギヤとして、３速駆動ギヤ７３、７速駆動ギヤ７７、５速駆動ギヤ７５がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。

第一軸６１のモータ３寄りの一端にはプラネタリギヤ機構５０が配置されている。プラネタリギヤ機構５０は、サンギヤ５１、ピニオンギヤ５２、リングギヤ５５を備え、サンギヤ５１は第一軸６１に固定され、第一軸６１及びモータ３と一体回転する。リングギヤ５５は、変速機４のケースに固定され、ピニオンギヤ５２のキャリア５３から変速出力を生じるように構成される。

プラネタリギヤ機構５０のキャリア５３と第一軸６１上の３速駆動ギヤ７３との間には、１速シンクロメッシュ機構８１が設けられる。また、３速駆動ギヤ７３と７速駆動ギヤ７７との間に３−７速シンクロメッシュ機構８３が設けられる。また、５速駆動ギヤ７５に対応して５速シンクロメッシュ機構８５が設けられる。これらの、１速シンクロメッシュ機構８１、３−７速シンクロメッシュ機構８３及び５速シンクロメッシュ機構８５によって、第一軸６１上において同期を行う第一同期機構が構成される。

第一同期機構としてのそれぞれのシンクロメッシュ機構８１，８３，８５には、入力側同期要素８１ａ，８３ａ，８５ａと出力側同期要素８１ｂ，８３ｂ，８５ｂと、軸方向にスライド可能に設けられたスリーブ８１ｃ，８３ｃ，８５ｃとが設けられる。そして、スリーブ８１ｃ，８３ｃ，８５ｃをスライドさせて、所望の入力側同期要素８１ａ，８３ａ，８５ａとそれに対応する出力側同期要素８１ｂ，８３ｂ，８５ｂとを同期させる。これにより、入力側同期要素８１ａ，８３ａ，８５ａから出力側同期要素８１ｂ，８３ｂ，８５ｂへ回転動力の伝達がなされる。

このような構成により、所望の奇数変速段用ギヤ（プラネタリギヤ機構５０、３速駆動ギヤ７３、５速駆動ギヤ７５、７速駆動ギヤ７７）のいずれかを選択する際に、第一軸６１に配置された第一同期機構を選択的に同期させる。これにより、選択された所望の奇数変速段が第一軸６１に連結される。

第一変速機構Ｇ１の各駆動ギヤは、カウンタシャフト６３上に設けられる出力ギヤのうち、対応するギヤと噛み合う。具体的には、３速駆動ギヤ７３は第一出力ギヤ９１に、７速駆動ギヤ７７は第二出力ギヤ９２に、５速駆動ギヤ７５は第三出力ギヤ９３に噛み合う。このように噛み合うことにより、カウンタシャフト６３を回転駆動する。

偶数段の変速段を実現するための第二変速機構Ｇ２について説明する。第二軸６２上には、変速用ギヤとして、２速駆動ギヤ７２、６速駆動ギヤ７６、４速駆動ギヤ７４がそれぞれ相対回転可能に同心状に配置されている。

２速駆動ギヤ７２と６速駆動ギヤ７６との間には２−６速シンクロメッシュ機構８２が設けられ、かつ、４速駆動ギヤ７４に対応して４速シンクロメッシュ機構８４が設けられる。

２速駆動ギヤ７２と６速駆動ギヤ７６との間に２−６速シンクロメッシュ機構８２が設けられる。また、４速駆動ギヤ７４に対応して４速シンクロメッシュ機構８４が設けられる。これらの、２−６速シンクロメッシュ機構８２と４速シンクロメッシュ機構８４とによって、第二軸６２上において同期を行う第二同期機構（同期機構）が構成される。

第二同期機構としてのそれぞれのシンクロメッシュ機構８２，８４には、入力側同期要素８２ａ，８４ａと出力側同期要素８２ｂ，８４ｂと、軸方向にスライド可能に設けられたスリーブ８２ｃ，８４ｃとが設けられる。そして、スリーブ８２ｃ，８４ｃをスライドさせて、所望の入力側同期要素８２ａ，８４ａとそれに対応する出力側同期要素８２ｂ，８４ｂとを同期させる。これにより、入力側同期要素８２ａ，８４ａから出力側同期要素８２ｂ，８４ｂへ回転動力の伝達がなされる。

このような構成により、所望の偶数変速段用ギヤ（２速駆動ギヤ７２、４速駆動ギヤ７４、６速駆動ギヤ７６）のいずれかを選択する際に、第二軸６２に配置された第二同期機構を選択的に同期させる。これにより、選択された所望の偶数変速段が第二軸６２に連結される。

第二変速機構Ｇ２の各駆動ギヤは、カウンタシャフト６３上に設けられる出力ギヤのうち、対応するギヤと噛み合う。具体的には、２速駆動ギヤ７２は第一出力ギヤ９１に、６速駆動ギヤ７６は第二出力ギヤ９２に、４速駆動ギヤ７４は第三出力ギヤ９３に噛み合う。このように噛み合うことにより、カウンタシャフト６３を回転駆動する。

リバース段を実現するためのリバース変速機構ＧＲについて説明する。リバース軸ＲＶＳは、アイドル軸ＩＤＳに係合するギヤ９７が固定されている。更に、リバース軸ＲＶＳの外周には、リバース軸ＲＶＳを第一軸６１に選択的に結合するためのリバースギヤ段が設けられている。リバースギヤ段は、リバース軸ＲＶＳに相対的に回転可能に同心的に設けられたリバース駆動ギヤ９８と、リバース駆動ギヤ９８をリバース軸ＲＶＳに選択的に結合するためのリバースシンクロメッシュ機構８９と、リバース駆動ギヤ９８に噛み合うように第一軸６１に固定されたギヤ７８とで構成される。

図３を用いて、エンジン２の動力により第一変速機構Ｇ１の変速用ギヤを選択した場合の動力伝達の一例を説明する。図３は、本実施形態の変速機４において第一変速機構（７速）を用いた場合の動力伝達経路を説明する図である。同図は、第一変速機構Ｇ１のうち、３−７速シンクロメッシュ機構８３を７速駆動ギヤ７７側に同期させて７速駆動ギヤ７７をインギヤした状態を示す。なお、ここでは、モータ３からの動力伝達についての説明は省略する。

エンジン２の動力を第一変速機構Ｇ１の７速駆動ギヤ７７を介して出力する場合には、３−７速シンクロメッシュ機構８３のスリーブ８３ｃを７速駆動ギヤ７７側に移動させる。これにより、７速駆動ギヤ７７が第一軸６１と同期する。そして、第一クラッチＣ１を締結すると、クランク軸２ａの動力伝達経路と第一軸６１の動力伝達経路が接続することにより、エンジン２による動力は、図３に示すように、第一軸６１に伝達される。次に、動力は、３−７速シンクロメッシュ機構８３を介して７速駆動ギヤ７７に伝達され、さらに、７速駆動ギヤ７７と噛合う第二出力ギヤ９２に伝達されることで、カウンタシャフト６３に伝達される。カウンタシャフト６３へ伝達された動力は、ディファレンシャル機構５とドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して駆動輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。

図４を用いて、エンジン２の動力により第二変速機構Ｇ２の変速用ギヤを選択した場合の動力伝達の一例を説明する。図４は、本実施形態の変速機において第二変速機構（４速）を用いた場合の動力伝達経路を説明する図である。同図は、第二変速機構Ｇ２のうち、４速シンクロメッシュ機構８４を４速駆動ギヤ７４側に同期させて４速駆動ギヤ７４をインギヤした状態を示す。なお、ここでは、モータ３の動力の動力伝達経路については省略する。

エンジン２の動力を第二変速機構Ｇ２の４速駆動ギヤ７４を介して出力する場合には、４速シンクロメッシュ機構８４のスリーブ８４ｃを４速駆動ギヤ７４側に移動させる。これにより、４速駆動ギヤ７４がが第二軸６２と同期する。そして、第二クラッチＣ２を締結すると、クランク軸２ａの動力伝達経路と第二軸６２の動力伝達経路が接続することにより、エンジン２による動力は、図４に示すように、第二軸６２に伝達される。次に、動力は、４速シンクロメッシュ機構８４を介して４速駆動ギヤ７４に伝達され、さらに、４速駆動ギヤ７４と噛合う第三出力ギヤ９３に伝達されることで、カウンタシャフト６３に伝達される。カウンタシャフト６３へ伝達された動力は、ディファレンシャル機構５とドライブシャフト６Ｒ，６Ｌを介して駆動輪ＷＲ，ＷＬに伝達される。

〔同期制御〕
次に、電子制御ユニット１１による同期制御について説明する。以下では、駆動状態へ電子制御ユニット１１が、第一変速機構Ｇ１における７速駆動ギヤ７７から第二変速機構Ｇ２における４速駆動ギヤ７４への変速制御を行う場合に、４速シンクロメッシュ機構８４の同期制御をいかに行うかを例示して説明する。電子制御ユニット１１は、他の変速ギヤを同期する同期制御も同様に行う。

電子制御ユニット１１は、４速シンクロメッシュ機構８４における同期制御の開始の指示を取得した場合、入力側同期要素８４ａの回転数と出力側同期要素８４ｂの回転数との差である差回転ｄＮを算定する。ここで、差回転ｄＮが所定値未満になったときに同期動作を許容することとした場合、差回転ｄＮが所定値以上の場合、電子制御ユニット１１は、スリーブ８４ｃを動かさず、同期動作を行わない。一方、差回転ｄＮが所定値未満になった場合、電子制御ユニット１１は、同期動作を開始する。

ここで、本実施形態の電子制御ユニット１１は、差回転ｄＮを算定するために、第一同期モードＭｄ１と第二同期モードＭｄ２との２つの同期モードを有し、これらを必要に応じて選択的に切り替える。

第一同期モードＭｄ１では、第二軸６２の回転数を検出する回転センサ３７ｂ２が検出した回転数に基づいて、入力側同期要素８４ａの回転数が算定される。

第二同期モードＭｄ２では、クランク軸２ａの回転数を検出する回転センサ３７ａが検出した回転数から第二軸６２の回転数が推定され、この第二軸６２の推定回転数に基づいて入力側同期要素８４ａの回転数が算定される。

また、第一同期モードＭｄ１と第二同期モードＭｄ２とのいずれにおいても、出力側同期要素８４ｂの回転数は、カウンタシャフト６３の回転数を検出する回転センサ３７ｃが検出した回転数Ｎｃに基づいて算定される。

図５を用いて、車両用制御装置１０の電子制御ユニット１１が、第一同期モードＭｄ１と第二同期モードＭｄ２とを選択する手順を説明する。図５は、本実施形態の車両用制御装置１０の制御手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、電子制御ユニット１１が同期制御の開始の指示を取得すると（ステップＳＴ１）、通常は、第一同期モードＭｄ１によって同期制御を行う。第一同期モードＭｄ１においては、第二軸６２の回転センサ３７ｂ２が検出した回転数に基づいて、差回転ｄＮが算定される（ステップＳＴ１１）。

ここで、差回転ｄＮが所定値未満であるか否かを判断し（ステップＳＴ１２）、差回転ｄＮが所定値未満であれば、スリーブ８４ｃの移動が許容され、同期動作が開始する（ステップＳＴ２）。

一方、ステップＳＴ１２において、差回転ｄＮが所定値以上であった場合には、第二クラッチＣ２を締結する（ステップＳＴ１３）。すると、クランク軸２ａと第二軸６２との動力伝達経路が接続し、クランク軸２ａから第二軸６２へ回転動力が伝達するため、第二軸６２の回転数が大きくなるとともに、第二軸６２に配置される入力側同期要素８４ａの回転数も大きくなる。この場合、入力側同期要素８４ａの回転数を出力側同期要素８４ｂの回転数に近づけることができるため、差回転ｄＮを短時間で所定値未満に収めることが期待できる。

そして、所定時間の経過した後（ステップＳＴ１４）、再び差回転ｄＮが所定値未満となったか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。ここで、差回転ｄＮが所定値未満になったときには、既に締結状態となっている第二クラッチＣ２を開放し（ステップＳＴ３０）、同期動作を開始する（ステップＳＴ２）。

一方、第二クラッチＣ２を締結し（ステップＳＴ１３）、所定時間を経過している（ステップＳＴ１４）にもかかわらず、ステップＳＴ１５にて差回転ｄＮが所定値以上である場合には、回転センサ３７ｂ２の検出機能が低下しているおそれがある。この場合、第一同期モードＭｄ１から第二同期モードＭｄ２による同期制御に移行する。

第二同期モードＭｄ２においては、クランク軸２ａの回転センサ３７ａが検出した回転数から、第二軸６２の回転数を推定し、ここで推定された推定回転数に基づいて差回転ｄＮを算定する（ステップＳＴ２１）。

そして、差回転ｄＮが所定値未満になったとき（ステップＳＴ２２）には、既に締結状態となっている第二クラッチＣ２を開放し（ステップＳＴ３０）、同期動作を開始する（ステップＳＴ２）。

図６を用いて、電子制御ユニット１１が、第一同期モードＭｄ１から第二同期モードＭｄ２を選択した場合における、各部の挙動を説明する。図６は、本実施形態の車両用制御装置の同期制御時点の状態を示すタイミングチャートである。

同図では、７速駆動ギヤ７７等から４速駆動ギヤ７４にダウンシフトする場合の、４速シンクロメッシュ機構８４の制御状態を例示して説明する。グラフにおいては、上から、各回転要素の回転数の算定値、差回転ｄＮ、第二クラッチＣ２のトルク、同期モードを選択する制御に用いるタイマーの残量、を順に示す。

同図のグラフの下方には、上から、４速シンクロメッシュ機構８４（同期機構）の入力側同期要素８４ａと出力側同期要素８４ｂとの同期状態、回転センサ３７ｂ２の検出機能の状態、選択された同期モード、を順に示す。なお、本実施形態では、差回転ｄＮにおいて同期を許容する範囲が予め定められており、入力側同期要素８４ａの回転数と出力側同期要素８４ｂの回転数との差（絶対値）が所定値未満になった場合に、同期を許容することとしている。

図６において、時刻ｔ１までは、回転センサ３７ｂ２の検出機能は正常である。このため、回転センサ３７ｂ２は、第二軸６２の回転数を正確に検出することができ、第二軸６２の回転数に基づいて算定した入力側同期要素８４ａの回転数も正常な値である。このため、第一同期モードＭｄ１を用いて、第二軸６２の回転数を検出する回転センサ３７ｂ２の値を用いても、正確な差回転ｄＮを求めることができる。

時刻ｔ１において、回転センサ３７ｂ２の検出機能が低下したとする。この場合、回転センサ３７ｂ２が検出した第二軸６２の回転数（検出値）が、実際よりも低くなってしまう。すると、検出される回転数に基づいて算定される入力側同期要素８４ａの回転数も低くなり、出力側同期要素８４ｂの回転数との差である差回転ｄＮが大きくなる。そして、差回転ｄＮが同許容範囲から外れると、同期動作を開始できない。なお、時刻ｔ１の時点では、同期機構の同期がなされる前のオフギヤ状態であるため、検出される回転数が実際の回転数と異なる場合であっても、回転センサ３７ｂ２の検出機能低下を直接認識することはできない。これは、第二軸６２の回転センサ３７ｂ２の検出機能低下の認識が、出力側の回転軸の回転数との相関関係に基づいてなされるためである。

時刻ｔ２において、電子制御ユニット１１が同期制御の開始の指示を取得する。このとき、差回転ｄＮが所定値以上であり、同期の許容範囲外である。すると、電子制御ユニット１１は、第二クラッチＣ２を締結し、エンジン２から第二軸６２への動力伝達経路を接続する。これにより、入力側同期要素８４ａの回転数が大きくなり、差回転ｄＮを小さくすることで、迅速な同期動作の開始が期待できる。また、時刻ｔ２において、電子制御ユニット１１は、タイマーにより、所定時間の減算を開始する。タイマーは、同期モードの切り替えの目安となる所定時間を計測する。

時刻ｔ３において、タイマーが所定時間を経過したことを検出すると、電子制御ユニット１１は、同期モードを、第一同期モードＭｄ１から第二同期モードＭｄ２に切り替える。第二同期モードＭｄ２では、回転センサ３７ａが検出したクランク軸２ａの回転数（検出値）から第二軸６２の回転数が推定され、この第二軸６２の推定回転数に基づいて入力側同期要素８４ａの回転数が算定される。

第二軸６２の推定回転数の算定方法は様々であるが、本実施形態では、タイマーの残量が０になった時点（本実施形態では時刻ｔ３の時点）から時間の経過とともに、クランク軸２ａの回転数に近くなっていくように、第二軸６２の推定回転数を算定している。これにより、同期動作を円滑に行うことができる。

時刻ｔ４において、差回転ｄＮが同期許容範囲に収まると、電子制御ユニット１１は、同期動作を開始する。具体的には、スリーブ８４ｃを移動させることで、入力側同期要素８４ａと出力側同期要素８４ｂとを同期させる。また、時刻ｔ４においては、同期動作が開始するため、同期動作開始を促すための回転動力は必要ない。このため、電子制御ユニット１１は、第二クラッチＣ２の締結を解除する。

時刻ｔ５において、第二軸６２の推定回転数を、クランク軸２ａの回転数の値に収束させている。上述のように、第二クラッチＣ２は湿式クラッチであるため、クランク軸２ａ側の動力は作動油を介して第二軸６２側に伝達する。

時刻ｔ６において、４速シンクロメッシュ機構８４における同期動作が完了する。このとき、４速駆動ギヤ７４が係合しているときの通常の第二軸６２の回転数と、回転センサ３７ｂ２が時刻ｔ６において検出した第二軸６２の回転数とを比較することで、回転センサ３７ｂ２の検出機能低下を直接認識することができる。時刻ｔ６では、同期が完了したため、入力側同期要素８４ａと出力側同期要素８４ｂとの差回転ｄＮは０となる。また、本実施形態では、時刻ｔ６において、タイマー残量を減算前に戻している。これにより、再び同期モードの切り替えを行うことができる。

なお、同図には記載がないが、いったん第二同期モードＭｄ２で同期制御を行った後に、再度、回転センサ３７ｂ２にて第二軸６２の回転数を確認し、第二軸６２の回転数を検出する回転センサ３７ｂ２の検出機能が低下していると判断した場合には、その後の同期制御を前記第二同期モードＭｄ２によって行うこととしてもよい。

以上のように、本実施形態では、電子制御ユニット１１は、変速用ギヤの同期制御を行う際、通常は、第一同期モードＭｄ１を用いる。第一同期モードＭｄ１では、第二軸６２の回転数に基づいて差回転ｄＮを算定するが、第二軸６２の回転センサ３７ｂ２に機能低下が生じた場合、差回転ｄＮの算定値が小さくならず、同期制御が進行しない。この場合に、電子制御ユニット１１は、第一同期モードＭｄ１に代えて、第二同期モードＭｄ２に基づく差回転ｄＮの算定を行う。このように、必要な場合に第二同期モードＭｄ２を用いて第二軸６２の回転数を推定することで、適切な差回転ｄＮを推定することができる。この結果、適切な同期制御が進行することとなる。このように、第二軸６２の回転数を検出する回転センサ３７ｂ２の機能低下を直接認識する前であっても、同期制御を進行させることができ、適切な変速制御を行うことができる。

また、本実施形態では、同期制御の開始の指示を取得してから所定時間経過しても、差回転ｄＮが所定値以上である場合に、第二同期モードＭｄ２に移行することとする。すると、第二軸６２の回転数が適切に検出できていないおそれがある場合に、即座に第二同期モードＭｄ２に移行し、クランク軸２ａの回転数によって、適切な差回転ｄＮを把握する。すると、同期制御を即座に進行させることができる。

また、本実施形態では、第一同期モードＭｄ１で同期制御を行うとき、差回転ｄＮが所定値以上である場合に、第二クラッチＣ２を接続する。このように、第一同期モードＭｄ１で同期制御を行うときにおいて、差回転ｄＮが所定値以上である場合に第二クラッチＣ２を接続することで、第二クラッチＣ２の接続（締結）により、クランク軸２ａの回転と第二軸６２の回転とを連動させる。このため、クランク軸２ａの回転数で第二軸６２の回転数を推定する第二同期モードＭｄ２を使用する場合に、より正確に第二軸６２の回転数を推定することができ、より適切な同期制御が可能となる。また、第二クラッチＣ２を接続すると、クランク軸２ａから第二軸６２への回転動力が伝達するため、第二軸６２の回転数を上げる。すると、短時間で、入力側同期要素８４ａと出力側同期要素８４ｂとの差回転ｄＮを小さくすることができ、差回転ｄＮが小さくなったか否かを判定するための上記所定時間をより短く設定することができる。この結果、より迅速に同期モードの選択をすることが可能となる。

また、本実施形態では、差回転ｄＮが所定値未満になった場合に、第二クラッチＣ２の接続を解除することとしてもよい。これにより、クランク軸２ａと第二軸６２との回転合わせのための第二クラッチＣ２の接続が必要なくなった場合に、第二クラッチＣ２の接続を解除する。これにより、効率のよい制御を行うことができる。

また、本実施形態では、第二クラッチＣ２を、クラッチ板Ｃ２ａと、クラッチ板Ｃ２ｂとの間が作動油で満たされた湿式クラッチとしている。このように、第二クラッチＣ２を湿式クラッチとすると、第二クラッチＣ２の接続がなくとも、作動油を介してクラッチ板Ｃ２ａからクラッチ板Ｃ２ｂに回転動力が伝達するため、４速シンクロメッシュ機構８４の同期がない場合に、第二軸６２がクランク軸２ａに連れ回ることとなる。このため、クランク軸２ａの回転数を用いた第二軸６２の回転数の推定が、より適切になる。

また、本実施形態では、第二軸６２の回転数の検出機能が低下したと判断した後は、第二軸６２の回転数を用いた第一同期モードＭｄ１を用いずに、クランク軸２ａの回転から第二軸６２の回転を推定した第二同期モードＭｄ２で同期制御を行うこととしてもよい。これにより、迅速で適切な同期制御を行うことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。本実施形態では、特定の回転軸（第二軸６２）の特定の変速用ギヤ（４速駆動ギヤ７４）の変速動作及びこれに対応する特定の同期機構（４速シンクロメッシュ機構８４）の同期動作を例示して説明したが、本実施形態の、他の回転軸の他の変速駆動ギヤの変速動作、及びこれに対応する他の同期機構の同期動作に行ってもよい。また、本実施形態は、入力軸をエンジン２のクランク軸２ａとして説明したが、モータの駆動軸としてもよい。

１…車両
２…エンジン（動力源）
２ａ…クランク軸（入力軸）
４…変速機
１０…車両用制御装置
１１…電子制御ユニット（制御装置）
３７…回転センサ
３７ａ…クランク軸の回転センサ
３７ｂ１…第一軸の回転センサ
３７ｂ２…第二軸の回転センサ
３７ｃ…カウンタシャフトの回転センサ
６１…第一軸
６２…第二軸（中間軸）
６３…カウンタシャフト（出力軸）
７２…２速駆動ギヤ（変速用ギヤ）
７４…４速駆動ギヤ（変速用ギヤ）
７６…６速駆動ギヤ（変速用ギヤ）
７７…７速駆動ギヤ
８２…２−６速シンクロメッシュ機構（同期機構）
８２ａ…入力側同期要素
８２ｂ…出力側同期要素
８２ｃ…スリーブ
８４…４速シンクロメッシュ機構（同期機構）
８４ａ…入力側同期要素
８４ｂ…出力側同期要素
８４ｃ…スリーブ
Ｃ１…第一クラッチ
Ｃ２…第二クラッチ（動力伝達要素）
Ｃ２ａ…クラッチ板（第一動力伝達部）
Ｃ２ｂ…クラッチ板（第二動力伝達部）
Ｇ１…第一変速機構
Ｇ２…第二変速機構
Ｍｄ１…第一同期モード
Ｍｄ２…第二同期モード
ＷＲ，ＷＬ…駆動輪
ｄＮ…差回転

Claims (5)

1. 駆動輪に伝達される回転動力を発生する動力源と、
   前記動力源に接続される入力軸と、
   前記駆動輪に回転動力を伝達する出力軸と、
   前記入力軸から伝達される回転動力を前記出力軸へ伝達する中間軸と、
   前記入力軸から前記中間軸に伝達される回転動力を調整する動力伝達要素と、
   前記中間軸に同期され前記出力軸に動力を伝達する変速用ギヤと、
   前記中間軸に配置される入力側同期要素と前記変速用ギヤに動力を伝達する出力側同期要素とを備え、前記入力側同期要素と前記出力側同期要素とを同期させる同期機構と、を有する車両に対し、
   前記入力側同期要素と前記出力側同期要素との差回転に基づいて前記同期機構の同期制御を行う制御装置を有する車両用制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記同期制御において、前記中間軸の回転数に基づいて前記差回転を算定する第一同期モードと、前記入力軸の回転数に基づいて前記差回転を算定する第二同期モードと、を有し、
   前記第一同期モードで前記同期制御を行うとき、前記差回転が所定値以上である場合に、前記動力伝達要素を接続し、
   前記変速用ギヤの前記同期制御を行う際、前記第一同期モードで前記同期制御を行い、該第一同期モードで前記動力伝達要素を接続しても前記同期制御が進行しない場合に、前記第二同期モードで前記同期制御を行う
   ことを特徴とする車両用制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記第一同期モードで前記動力伝達要素を接続してから所定時間経過したときに、前記差回転が所定値以上である場合に、前記第二同期モードに移行する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
3. 前記制御装置は、
   前記差回転が所定値未満になった場合に、前記動力伝達要素の接続を解除する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
4. 前記車両の前記動力伝達要素は、前記入力軸側の第一動力伝達部と、前記中間軸側の第二動力伝達部とを有し、
   前記第一動力伝達部と前記第二動力伝達部との間が作動油で満たされた湿式クラッチである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記第二同期モードで前記同期制御を行った後、前記中間軸の回転数を確認し、前記中間軸の回転数を検出する検出機能が低下していると判断した場合には、その後の前記同期制御を前記第二同期モードによって行う
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。