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JP2011098679A - Controller of mechanical automatic transmission - Google Patents

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JP2011098679A
JP2011098679A JP2009255724A JP2009255724A JP2011098679A JP 2011098679 A JP2011098679 A JP 2011098679A JP 2009255724 A JP2009255724 A JP 2009255724A JP 2009255724 A JP2009255724 A JP 2009255724A JP 2011098679 A JP2011098679 A JP 2011098679A
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Japan
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automatic transmission
mechanical automatic
electric motor
input shaft
rotational speed
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Application number
JP2009255724A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoki Yoshida
知樹 吉田
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
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Abstract

【課題】 簡単かつ安価な構成でありながら、ハイブリッド車両に搭載された機械式自動変速機において、円滑なギア入れ動作延いては変速制御を行える機械式自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとの間にクラッチ機構１０が介装され、電動モータ１Ｂの回転軸が機械式自動変速機１００の入力軸１１０に連結された機械式自動変速機の変速制御装置２００であって、クラッチ機構１０により燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機１００の入力軸１１０と出力軸１２０との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を小さくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸１１０の回転速度より低目の回転速度に、電動モータ１Ｂの回転速度を制御することを特徴とする。
【選択図】図１
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for a mechanical automatic transmission capable of performing a gear shifting operation and a gear shift control in a mechanical automatic transmission mounted on a hybrid vehicle while having a simple and inexpensive configuration.
According to the present invention, a clutch mechanism 10 is interposed between a combustion engine 1A and an electric motor 1B, and a rotating shaft of the electric motor 1B is connected to an input shaft 110 of a mechanical automatic transmission 100. A shift control device 200 for an automatic transmission, in which the clutch mechanism 10 disconnects the rotational connection between the combustion engine 1A and the electric motor 1B and the rotational connection between the input shaft 110 and the output shaft 120 of the mechanical automatic transmission 100. When the gear ratio is reduced in a state where the gear ratio is solved, the electric speed is reduced to a rotational speed lower than the rotational speed of the input shaft 110 determined based on the information related to the vehicle speed and the target speed ratio. The rotational speed of the motor 1B is controlled.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、機械式自動変速機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a mechanical automatic transmission.

従来より、クラッチ機構１０を介して内燃機関（エンジン）の出力軸１と変速機１００の入力軸１１０とを接続／切断（以下、接断と省略する場合もある）可能に回転連結する一方、変速機１００の入力軸１１０と出力軸１２０とを回転連結するための、カウンターシャフト１３０に固定された複数段の変速ギア１４０を、その複数段の組み合わせの中から選択することにより、変速機１００の入力軸１１０と出力軸１２０との間の変速比を切り換え可能に構成された機械式変速機（図３等参照）がある。   Conventionally, the output shaft 1 of the internal combustion engine (engine) and the input shaft 110 of the transmission 100 are rotationally coupled via a clutch mechanism 10 so as to be connectable / disconnectable (hereinafter sometimes abbreviated as disconnection). By selecting a plurality of speed change gears 140 fixed to the countershaft 130 for rotationally connecting the input shaft 110 and the output shaft 120 of the transmission 100 from among the combinations of the plurality of speeds, the transmission 100 There is a mechanical transmission (see FIG. 3 and the like) configured to be able to switch the gear ratio between the input shaft 110 and the output shaft 120.

また、図３に示したように、運転者或いは変速制御装置２００からの変速指示に従って、機械式変速機１００の変速比、すなわち、変速機１００の入力軸１１０と出力軸と１２０を回転連結する変速ギア１４０を、油圧、空気圧、電動モータ等のアクチュエータ２１０の駆動力を利用して自動的に切り換えることができるようにした機械式自動変速機が知られている。   Further, as shown in FIG. 3, the gear ratio of the mechanical transmission 100, that is, the input shaft 110 and the output shaft 120 of the transmission 100 are rotationally connected in accordance with a shift instruction from the driver or the shift control device 200. 2. Description of the Related Art A mechanical automatic transmission in which a transmission gear 140 can be automatically switched using a driving force of an actuator 210 such as a hydraulic pressure, a pneumatic pressure, or an electric motor is known.

なお、自動変速は、例えば、自動変速機１００の入力軸１１０と一体的に回転するカウンタシャフト１３０に固定される複数段のうちの所定段の入力側変速ギア１４０Ａ（本明細書では、当該入力側変速ギアが、回転連結側変速ギアに相当する）と噛合している出力側変速ギア１４０Ｂ（本明細書では、当該出力側変速ギアが、回転自在側変速ギアに相当する）を、出力軸１２０と回転連結するためのカップリングスリーブ１５０の内周に刻設される内周スプライン溝１５１が、対応する出力側変速ギア１４０Ｂのドグ１４１と係合するシンクロコーン１４２の外周歯１４３に係合するように、アクチュエータ２１０の駆動力により駆動されるシフトフォーク１６０を介して、前記カップリングスリーブ１５０を、前記対応する出力側変速ギア１４０Ｂに向けて軸方向に移動させることにより行なわれる（図４、図５、図６等参照）。   The automatic transmission is performed by, for example, a predetermined-stage input-side transmission gear 140A (in the present specification, the input gear) of a plurality of stages fixed to the counter shaft 130 that rotates integrally with the input shaft 110 of the automatic transmission 100. The output side transmission gear 140B (in this specification, the output side transmission gear corresponds to the rotatable transmission gear) engaged with the output shaft is connected to the output shaft. An inner peripheral spline groove 151 engraved on the inner periphery of the coupling sleeve 150 for rotationally coupling with 120 is engaged with the outer peripheral teeth 143 of the synchro cone 142 engaged with the dog 141 of the corresponding output side transmission gear 140B. Thus, the coupling sleeve 150 is connected to the corresponding output side shift gear via the shift fork 160 driven by the driving force of the actuator 210. Is performed by moving in the axial direction toward the 140B (see FIGS. 4, 5, 6, etc.).

ここで、通常のディーゼル機関やガソリン機関等を動力源とする車両の場合において、アクチュエータ２１０を介して変速制御装置２００により自動変速（ギア入れ）動作を行う際には、所謂シンクロ機構が機能するようになっている。   Here, in the case of a vehicle using a normal diesel engine, gasoline engine, or the like as a power source, a so-called synchronization mechanism functions when an automatic shift (gearing) operation is performed by the shift control device 200 via the actuator 210. It is like that.

すなわち、図７に示すように、カップリングスリーブ１５０を軸方向にスライドさせるに連れて、シンクロナイザリング１４４のテーパ面（摩擦テーパ面）１４４Ａと、シンクロコーン１４２のテーパ面（摩擦テーパ面）１４２Ａと、を徐々に係り合わせるようにして、これにより、自動変速機１００出力軸１２０側と、入力軸１１０（カウンタシャフト１３０）側と、が滑りを伴いながら同期（回転連結）されて、円滑なギア入れ動作（カップリングスリーブ１５０の内周スプライン溝１５１と、シンクロコーン１４２の外周歯１４３と、の係合動作）を可能にしている。   That is, as shown in FIG. 7, as the coupling sleeve 150 is slid in the axial direction, the tapered surface (friction taper surface) 144A of the synchronizer ring 144 and the tapered surface (friction taper surface) 142A of the synchro cone 142 As a result, the automatic transmission 100 output shaft 120 side and the input shaft 110 (counter shaft 130) side are synchronized (rotationally connected) with slipping, thereby producing a smooth gear. The insertion operation (engagement operation between the inner peripheral spline groove 151 of the coupling sleeve 150 and the outer peripheral teeth 143 of the synchro cone 142) is enabled.

ところが、例えば、図１に例示するように、内燃機関等の燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとを組み合わせた動力源を備えるハイブリッド車両（ＨＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）の場合において、上述したような通常の車両と同様に変速制御装置２００により自動変速機１００の自動変速を行わせようとすると、ＨＶの場合は動力源である電動モータ１Ｂの回転イナーシャが大きいため、従来のシンクロナイザリング１４４等を押し付けることで、自動変速機１００の出力軸１２０側と、入力軸１１０（カウンタシャフト１３０）側と、を同期させるシンクロ機構だけでは良好に同期させることができない場合が想定される。   However, as illustrated in FIG. 1, for example, in the case of a hybrid vehicle (HV: Hybrid Vehicle) having a power source that combines a combustion engine 1A such as an internal combustion engine and an electric motor 1B, a normal vehicle as described above. If the automatic transmission 100 is to be automatically shifted by the shift control device 200 as in the case of HV, the rotational inertia of the electric motor 1B that is the power source is large in the case of HV, so that the conventional synchronizer ring 144 or the like is pressed. It is assumed that the synchronization mechanism that synchronizes the output shaft 120 side and the input shaft 110 (counter shaft 130) side of the automatic transmission 100 cannot be synchronized well.

このため、例えば自動変速中に電動モータ１Ｂの出力回転速度を制御することで、自動変速機１００の入力軸１１０（カウンターシャフト１３０）側と、出力軸１２０側と、を同期（シンクロ）させる技術も考えられる。   For this reason, for example, by controlling the output rotation speed of the electric motor 1B during automatic shifting, a technique for synchronizing (synchronizing) the input shaft 110 (counter shaft 130) side and the output shaft 120 side of the automatic transmission 100 with each other. Is also possible.

しかし、このような制御において電動モータ１Ｂに与える目標回転速度は、自動変速機１００の出力軸１２０の回転速度から目標変速比に従い算出される入力軸１１０（カウンターシャフト１３０）の回転速度とされるが、例えば出力軸１２０の回転速度が変化するような状況（例えば、慣性や路面勾配等の変化などにより、クラッチ機構１０におけるクラッチ切断中でも車速が変化するような状況）においては、同期が所定時間内にうまく取れなくなってギア入れ（変速）動作が良好に行えなくなるようなケースも想定される。   However, the target rotational speed given to the electric motor 1B in such control is the rotational speed of the input shaft 110 (counter shaft 130) calculated according to the target speed ratio from the rotational speed of the output shaft 120 of the automatic transmission 100. However, for example, in a situation where the rotational speed of the output shaft 120 changes (for example, a situation where the vehicle speed changes even during clutch disengagement in the clutch mechanism 10 due to changes in inertia, road gradient, etc.), the synchronization is performed for a predetermined time. In some cases, the gear cannot be satisfactorily removed and the gear shifting (shifting) operation cannot be performed satisfactorily.

ここにおいて、例えば特許文献１には、噛み合いクラッチの歯車と、変速機の変速歯車と、の間に相対的に微弱な周期的トルク変動を与えながら、噛み合いクラッチを軸方向に移動させることで、ギア入れ動作を円滑に行えるようにしようとした技術が記載されている。   Here, for example, Patent Document 1 discloses that the meshing clutch is moved in the axial direction while applying a relatively weak periodic torque fluctuation between the gear of the meshing clutch and the transmission gear of the transmission. The technique which tried to perform gear-gearing operation | movement smoothly was described.

特開２００５−１１４１０７号公報JP-A-2005-114107

しかしながら、特許文献１に記載されている技術は、上述したような通常の車両においては有益かも知れないが、ハイブリッド車両（ＨＶ）のようにクラッチ機構１０と入力軸１１０との間に電動モータ１Ｂが介装されている場合で、電動モータ１Ｂの回転イナーシャの大きさに起因する同期不良に対して有益であるかは不明であると共に、噛み合いクラッチの歯車と変速機の変速歯車との間に相対的に微弱な周期的トルク変動を与えるための別途の機構が必要となるため、システムが複雑化して大型化したり、高コスト化するなどの惧れがある。   However, although the technique described in Patent Document 1 may be beneficial in the normal vehicle as described above, the electric motor 1B is provided between the clutch mechanism 10 and the input shaft 110 as in a hybrid vehicle (HV). It is unclear whether it is beneficial to the synchronization failure caused by the magnitude of the rotation inertia of the electric motor 1B, and between the gear of the meshing clutch and the transmission gear of the transmission. Since a separate mechanism for applying a relatively weak periodic torque fluctuation is required, there is a concern that the system becomes complicated and large, and the cost is increased.

本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ安価な構成でありながら、燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備え、燃焼機関と電動モータとをクラッチ機構を介して接断（接続・切断の切り換え）可能に連結すると共に、電動モータの出力軸と、機械式自動変速機の入力軸と、を常時回転連結した車両の自動変速において、円滑なギア入れ動作延いては変速制御を行えるようにした制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has a power source that combines a combustion engine and an electric motor with a simple and inexpensive configuration, and the combustion engine and the electric motor are connected and disconnected via a clutch mechanism. (Switching between connection and disconnection) In the automatic gear shift of the vehicle, which is connected to be able to be connected and the output shaft of the electric motor and the input shaft of the mechanical automatic transmission are always connected in rotation, the gear can be smoothly engaged and the speed can be changed. It is an object of the present invention to provide a control device capable of performing control.

このため、本発明は、
入力軸或いは出力軸の一方に対して回転連結されると共に軸方向に並んで配設される複数の回転連結側変速ギアと、対応する回転連結側変速ギアに各々噛合されると共に入力軸或いは出力軸の他方に対して同軸的かつ回転自在に配設される複数の回転自在側変速ギアと、を備え、前記複数の回転自在側変速ギアのうちから選択される一つに、前記他方と一体的に回転連結されつつ軸方向に移動可能に構成される可動部材を、駆動手段から提供される駆動力を介して移動させて係合させることにより、所定の変速比で前記一方と前記他方とを回転連結するようにした機械式自動変速機であって、駆動源である燃焼機関と電動モータとの間にクラッチ機構が介装され、電動モータの回転軸が機械式自動変速機の入力軸に連結された機械式自動変速機の制御装置において、
クラッチ機構により燃焼機関と電動モータとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機の入力軸と出力軸との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を小さくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸の回転速度より低目の回転速度に、電動モータの回転速度を制御することを特徴とする。 For this reason, the present invention
A plurality of rotary connection side transmission gears that are rotationally connected to one of the input shaft and the output shaft and are arranged in the axial direction, and are respectively meshed with the corresponding rotary connection side transmission gears and input shafts or outputs A plurality of rotatable transmission gears arranged coaxially and rotatably with respect to the other of the shafts, and one selected from the plurality of rotatable transmission gears and integrated with the other By moving and engaging a movable member configured to be axially movable while being rotationally connected via a driving force provided by a driving means, the one and the other are set at a predetermined speed ratio. A mechanical automatic transmission in which a clutch mechanism is interposed between a combustion engine as a drive source and an electric motor, and the rotating shaft of the electric motor is an input shaft of the mechanical automatic transmission. Mechanical automatic transmission linked to In the control device,
When the rotational connection between the combustion engine and the electric motor is disconnected by the clutch mechanism and the rotational connection between the input shaft and the output shaft of the mechanical automatic transmission is released, the gear is shifted in a direction to reduce the gear ratio. In this case, the rotational speed of the electric motor is controlled to a rotational speed lower than the rotational speed of the input shaft determined based on information related to the vehicle speed and a target gear ratio.

本発明において、クラッチ機構により燃焼機関と電動モータとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機の入力軸と出力軸との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を大きくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸の回転速度より高目の回転速度に、電動モータの回転速度を制御することを特徴とすることができる。   In the present invention, when the rotational connection between the combustion engine and the electric motor is disconnected by the clutch mechanism and the rotational connection between the input shaft and the output shaft of the mechanical automatic transmission is released, the transmission ratio is increased. When shifting in the direction, the rotational speed of the electric motor is controlled to a rotational speed higher than the rotational speed of the input shaft determined based on the information related to the vehicle speed and the target speed ratio. .

また、本発明は、
入力軸或いは出力軸の一方に対して回転連結されると共に軸方向に並んで配設される複数の回転連結側変速ギアと、対応する回転連結側変速ギアに各々噛合されると共に入力軸或いは出力軸の他方に対して同軸的かつ回転自在に配設される複数の回転自在側変速ギアと、を備え、前記複数の回転自在側変速ギアのうちから選択される一つに、前記他方と一体的に回転連結されつつ軸方向に移動可能に構成される可動部材を、駆動手段から提供される駆動力を介して移動させて係合させることにより、所定の変速比で前記一方と前記他方とを回転連結するようにした機械式自動変速機であって、駆動源である燃焼機関と電動モータとの間にクラッチ機構が介装され、電動モータの回転軸が機械式自動変速機の入力軸に連結された機械式自動変速機の制御装置において、
クラッチ機構により燃焼機関と電動モータとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機の入力軸と出力軸との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を大きくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸の回転速度より高目の回転速度に、電動モータの回転速度を制御することを特徴とする。 The present invention also provides:
A plurality of rotary connection side transmission gears that are rotationally connected to one of the input shaft and the output shaft and are arranged in the axial direction, and are respectively meshed with the corresponding rotary connection side transmission gears and input shafts or outputs A plurality of rotatable transmission gears arranged coaxially and rotatably with respect to the other of the shafts, and one selected from the plurality of rotatable transmission gears and integrated with the other By moving and engaging a movable member configured to be axially movable while being rotationally connected via a driving force provided by a driving means, the one and the other are set at a predetermined speed ratio. A mechanical automatic transmission in which a clutch mechanism is interposed between a combustion engine as a drive source and an electric motor, and the rotating shaft of the electric motor is an input shaft of the mechanical automatic transmission. Mechanical automatic transmission linked to In the control device,
When the rotary connection between the combustion engine and the electric motor is cut by the clutch mechanism and the rotary connection between the input shaft and the output shaft of the mechanical automatic transmission is released, the gear ratio is increased. In this case, the rotational speed of the electric motor is controlled to a rotational speed higher than the rotational speed of the input shaft determined based on information related to the vehicle speed and a target gear ratio.

本発明において、前記車速に関連する情報が機械式自動変速機の出力軸の回転速度であり、前記低目若しくは高目の回転速度が、機械式自動変速機の出力軸の回転速度を時間微分した値に基づいて設定されることを特徴とすることができる。   In the present invention, the information related to the vehicle speed is a rotational speed of the output shaft of the mechanical automatic transmission, and the low or high rotational speed is a time derivative of the rotational speed of the output shaft of the mechanical automatic transmission. It can be characterized in that it is set based on the measured value.

本発明において、前記可動部材を係合させる際に、前記可動部材の軸方向への移動に連動してシンクロナイザリングを前記選択された回転自在側変速ギア側に押し付けることにより、前記可動部材の回転と、前記選択された回転自在側変速ギアの回転と、を同期させるシンクロ機構を備えることを特徴とすることができる。   In the present invention, when the movable member is engaged, the synchronizer ring is pressed against the selected rotatable gear side in conjunction with the movement of the movable member in the axial direction, thereby rotating the movable member. And a synchro mechanism that synchronizes the rotation of the selected rotatable transmission gear.

本発明によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、燃焼機関と電動モータとを組み合わせた動力源を備え、燃焼機関と電動モータとをクラッチ機構を介して接断可能に連結すると共に、電動モータの出力軸と、機械式自動変速機の入力軸と、を常時回転連結した車両の自動変速において、円滑なギア入れ動作延いては変速制御を行えるようにした制御装置を提供することができる。   According to the present invention, a power source that combines a combustion engine and an electric motor is provided with a simple and inexpensive configuration, and the combustion engine and the electric motor are connected to each other via a clutch mechanism so that they can be connected and disconnected. It is possible to provide a control device capable of performing a gear shifting operation and a gear shift control in an automatic gear shift of a vehicle in which a motor output shaft and an input shaft of a mechanical automatic transmission are always rotationally connected. .

本発明の一実施の形態に係るＨＶにおけるシンクロ機構を備えた機械式自動変速機の変速制御装置のシステム構成例並びに構造例を概略的に示す全体構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing a system configuration example and a structural example of a shift control device for a mechanical automatic transmission having a synchronization mechanism in HV according to an embodiment of the present invention. 同上実施の形態に係る変速制御装置により実行される変速制御における電動モータの回転速度制御の一例を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining an example of the rotational speed control of the electric motor in the shift control executed by the shift control device according to the embodiment. 通常の車両におけるシンクロ機構を備えた機械式自動変速機の変速制御装置のシステム構成例並びに構造例を概略的に示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram schematically showing a system configuration example and a structural example of a shift control device for a mechanical automatic transmission having a synchronization mechanism in a normal vehicle. 同上実施の形態に係る自動変速機の変速操作に関連する要素を拡大して示す断面図である（中立状態）。It is sectional drawing which expands and shows the element relevant to speed change operation of the automatic transmission which concerns on embodiment same as the above (neutral state). 同上実施の形態に係る自動変速機の変速操作に関連する要素を拡大して示す断面図である（係合状態）。It is sectional drawing which expands and shows the element relevant to gear shifting operation of the automatic transmission which concerns on embodiment same as the above (engagement state). 図４のＡ方向から自動変速機の変速操作に関連する要素を見た断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of elements related to a speed change operation of the automatic transmission from the direction A in FIG. 4. 同上実施の形態に係る自動変速機の変速操作に関連する要素が、同期開始状態から同期完了状態を経て変速完了状態（ギア入れ動作完了状態）へ移行する過程を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process in which the element relevant to the gear shifting operation of the automatic transmission which concerns on embodiment same as the above changes from a synchronous start state to a gear shift completion state (gearing operation completion state) through a synchronization completion state.

以下に、本発明に係るハイブリッド車両（ＨＶ）におけるシンクロ機構を備えた機械式自動変速機の変速制御装置の一実施の形態について、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, an embodiment of a shift control device for a mechanical automatic transmission provided with a synchronization mechanism in a hybrid vehicle (HV) according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

本実施の形態に係るシンクロ機構を備えた機械式自動変速機１００は、図１に示すように、燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとを組み合わせた動力源を備え、燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとをクラッチ機構１０を介して接断可能に連結されたハイブリッド車両に適用され、電動モータ１Ｂの回転軸（出力軸）と、シンクロ機構を備えた機械式自動変速機１００の入力軸１１０と、が常時回転連結されている。
なお、機械式自動変速機１００の入力軸１１０から出力軸１２０までの構造については従来と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略するものとする。 As shown in FIG. 1, a mechanical automatic transmission 100 including a synchronization mechanism according to the present embodiment includes a power source that combines a combustion engine 1A and an electric motor 1B, and includes a combustion engine 1A and an electric motor 1B. Is applied to a hybrid vehicle that is detachably connected via a clutch mechanism 10, and includes a rotating shaft (output shaft) of the electric motor 1 </ b> B and an input shaft 110 of the mechanical automatic transmission 100 having a synchronization mechanism. It is always rotatingly connected.
Note that the structure from the input shaft 110 to the output shaft 120 of the mechanical automatic transmission 100 is the same as that of the prior art, and thus detailed description thereof will be omitted here.

ここで、既述したように、ＨＶにおいて、通常の車両と同様に、クラッチ機構１０を切断して自動変速機１００の自動変速を行わせる場合、電動モータ１Ｂに常時回転連結されている出力軸１廻りの回転イナーシャが大きいため、従来のシンクロナイザリング１４４等によるシンクロ機構だけでは十分に同期させることができない惧れがある。   Here, as described above, in HV, when the clutch mechanism 10 is disengaged and the automatic transmission 100 is automatically shifted in the same manner as an ordinary vehicle, the output shaft is always rotationally connected to the electric motor 1B. Since the one-turn rotational inertia is large, there is a possibility that it cannot be sufficiently synchronized only with the synchro mechanism using the conventional synchronizer ring 144 or the like.

このため、本実施の形態に係る変速制御装置２００では、自動変速中に電動モータ１Ｂの出力回転速度を制御することで、入力軸１１０（カウンターシャフト１３０）側と、出力軸１２０側と、を同期（シンクロ）させる同期制御を行う。   For this reason, in the shift control device 200 according to the present embodiment, the input shaft 110 (counter shaft 130) side and the output shaft 120 side are controlled by controlling the output rotation speed of the electric motor 1B during the automatic shift. Synchronous control is performed to synchronize.

このようなＨＶにおける自動変速の際の同期制御において、電動モータ１Ｂに与える目標回転速度を、アウトプット回転センサ２４０の検出信号から取得される出力軸１２０の現在の回転速度から目標変速比（例えば変速後の変速段位置）に従い算出される入力軸１１０（カウンターシャフト１３０）の現在目標回転速度とすると、例えば出力軸１２０の回転速度が変化するような状況（例えば、慣性や路面勾配等の変化により、クラッチ切断中でも車速が変化するような状況）においては、目標回転速度を電動モータ１Ｂに与える制御を行うときには既に実際の入力軸１１０の回転速度は変化してしまい、以って出力軸１２０側と、入力軸１１０側と、の間で同期がうまく取れなくなってギア入れ（変速）動作が良好に行えなくなる場合が想定される。   In such synchronous control during automatic shift in HV, the target rotational speed given to the electric motor 1B is changed from the current rotational speed of the output shaft 120 acquired from the detection signal of the output rotation sensor 240 to a target gear ratio (for example, Assuming that the current target rotational speed of the input shaft 110 (counter shaft 130) is calculated according to the gear position after the shift), for example, a situation where the rotational speed of the output shaft 120 changes (for example, changes in inertia, road gradient, etc.) Therefore, in the situation where the vehicle speed changes even when the clutch is disengaged), when the control for giving the target rotational speed to the electric motor 1B is performed, the actual rotational speed of the input shaft 110 has already changed, and thus the output shaft 120 May not be able to perform the gearing (shifting) operation satisfactorily due to the lack of synchronization between the input side and the input shaft 110 side. It is constant.

このため、本実施形態に係る変速制御装置２００では、出力軸１２０の回転速度変化（車速変化）を先読みして目標回転速度を定め、この目標回転速度に電動モータ１Ｂの回転速度を制御するようにする。   For this reason, in the speed change control device 200 according to the present embodiment, the target rotational speed is determined by pre-reading the rotational speed change (vehicle speed change) of the output shaft 120, and the rotational speed of the electric motor 1B is controlled to this target rotational speed. To.

なお、電動モータ１Ｂの回転速度延いては入力軸１１０の回転速度は、インプット回転センサ２３０の検出信号に基づき取得され、変速制御装置２００は、この取得された電動モータ１Ｂの回転速度が目標回転速度となるように所謂フィードバック制御を実行可能に構成されることもできる。   Note that the rotation speed of the electric motor 1B, that is, the rotation speed of the input shaft 110 is acquired based on the detection signal of the input rotation sensor 230, and the shift control device 200 determines that the acquired rotation speed of the electric motor 1B is the target rotation. So-called feedback control can be executed so as to achieve speed.

例えば、シフトアップの場合は、電動モータ１Ｂに与える目標回転速度を、出力軸１２０の現在の回転速度から目標変速比に従い算出される入力軸１１０の現在目標回転速度より低目の値にセットする。   For example, in the case of upshifting, the target rotational speed given to the electric motor 1B is set to a value lower than the current target rotational speed of the input shaft 110 calculated from the current rotational speed of the output shaft 120 according to the target gear ratio. .

これにより、図２に示すように、変速制御（シフトアップ）が開始されクラッチ機構１０が切断状態となった後、実際にシンクロナイザリング１４４などによるシンクロ動作が行われている間（図２（ａ）参照）に、例えばクラッチ断により駆動力が伝達されなくなって車速が下がり出力軸１２０の回転速度が低下している場合が多いが、そのような特性に対応して入力軸１１０の回転速度を低下させるようにしたため（図２（ｂ）参照）、出力軸１２０側と、入力軸１１０側と、の間で同期をうまく取ることができるようになり、以って円滑なギア入れ（変速）動作を行えるようになる。
なお、クラッチ機構１０が切断状態は、クラッチストロークセンサ２５０の出力信号に基づいて検出可能である。 As a result, as shown in FIG. 2, after the shift control (shift up) is started and the clutch mechanism 10 is disengaged, the synchronization operation by the synchronizer ring 144 or the like is actually performed (FIG. 2 (a) ))), For example, the driving force is no longer transmitted due to the clutch disengagement, and the vehicle speed decreases and the rotation speed of the output shaft 120 decreases. However, the rotation speed of the input shaft 110 is reduced corresponding to such characteristics. Since it has been reduced (see FIG. 2 (b)), the output shaft 120 side and the input shaft 110 side can be well synchronized so that smooth gear shifting (shifting) can be achieved. It becomes possible to operate.
Note that the disengagement state of the clutch mechanism 10 can be detected based on the output signal of the clutch stroke sensor 250.

一方、例えば、シフトダウンの場合は、電動モータ１Ｂに与える目標回転速度を、出力軸１２０の現在の回転速度から目標変速比に従い算出される入力軸１１０の現在回転速度より高目の値にセットする。   On the other hand, for example, in the case of downshifting, the target rotational speed applied to the electric motor 1B is set to a value higher than the current rotational speed of the input shaft 110 calculated according to the target gear ratio from the current rotational speed of the output shaft 120. To do.

これにより、変速制御（シフトアップ）が開始されてから実際にシンクロナイザリング１４４などによるシンクロ動作が行われギア入れ動作が行われるまでの間に、例えばクラッチ機構１０のクラッチ切断によりエンジンブレーキ力が伝達されなくなって車速が上がり出力軸１２０の回転速度が上昇している場合が多いが、そのような特性に対応して入力軸１１０の回転速度を上昇させるようにしたため、出力軸１２０側と、入力軸１１０側と、の間で同期をうまく取ることができるようになり、以って円滑なギア入れ（変速）動作を行えるようになる。   As a result, the engine braking force is transmitted by, for example, the clutch mechanism 10 being disengaged during the period from when the shift control (shift up) is started to when the synchronization operation is actually performed by the synchronizer ring 144 and the gear engagement operation is performed. In many cases, the vehicle speed is increased and the rotational speed of the output shaft 120 is increased. However, since the rotational speed of the input shaft 110 is increased in accordance with such characteristics, Synchronization between the shaft 110 and the shaft 110 can be achieved well, so that a smooth gear shifting (transmission) operation can be performed.

なお、本実施の形態に係る変則制御装置２００では、電動モータ１Ｂに与える目標回転速度を、入力軸１１０の現在目標回転速度に対して、どの程度低目或いは高目の値にセットするか（オフセット回転）は、そのときの出力軸１２０の回転速度（すなわち、車速）の変化度合いを考慮して決定することができる。   In the anomaly control apparatus 200 according to the present embodiment, how low or high the target rotational speed given to the electric motor 1B is set with respect to the current target rotational speed of the input shaft 110 ( The offset rotation) can be determined in consideration of the degree of change in the rotational speed (that is, the vehicle speed) of the output shaft 120 at that time.

すなわち、本実施形態に係る変速制御装置２００では、例えば、図２（ｃ）に示すように、出力軸１２０の回転速度をアウトプット回転センサ２４０で観察しその変化度合いを取得したり、更には図２（ｄ）に示すように、出力軸１２０の回転速度の時間微分値を算出して取得する。   That is, in the speed change control device 200 according to the present embodiment, for example, as shown in FIG. 2C, the rotational speed of the output shaft 120 is observed by the output rotation sensor 240, and the degree of change is acquired. As shown in FIG. 2D, the time differential value of the rotational speed of the output shaft 120 is calculated and acquired.

そして、この微分値に所定のゲインを掛けた値（＝微分値×所定ゲイン）をオフセット回転として、電動モータ１Ｂに与える目標回転速度を、入力軸１１０の現在目標回転速度に対して低目或いは高目の値にセットする。   Then, a value obtained by multiplying the differential value by a predetermined gain (= differential value × predetermined gain) is set as an offset rotation, and the target rotation speed to be applied to the electric motor 1B is lower than the current target rotation speed of the input shaft 110. Set to the higher value.

このように出力軸１２０の回転速度の微分値に基づいて、電動モータ１Ｂに与える目標回転速度を取得するようにすれば、応答性良く、実際の出力軸１２０の回転速度の変化に精度良く追従した値に設定することができる。   As described above, if the target rotational speed to be applied to the electric motor 1B is obtained based on the differential value of the rotational speed of the output shaft 120, the responsiveness can be accurately followed and the change in the actual rotational speed of the output shaft 120 can be accurately followed. Value can be set.

以上のように、本実施の形態に係る変速制御装置２００によれば、簡単かつ安価な構成でありながら、燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとを組み合わせた動力源を備え、燃焼機関１Ａと電動モータ１Ｂとをクラッチ機構１０を介して接断可能に連結すると共に、電動モータ１Ｂの回転軸（出力軸）と、シンクロ機構を備えた機械式自動変速機１００の入力軸１１０と、を常時回転連結した車両の自動変速において、円滑なギア入れ動作延いては変速制御を行うことができる。   As described above, according to the speed change control device 200 according to the present embodiment, the power source that combines the combustion engine 1A and the electric motor 1B is provided with a simple and inexpensive configuration, and the combustion engine 1A and the electric motor are provided. 1B is connected via a clutch mechanism 10 so that it can be disconnected and connected, and the rotating shaft (output shaft) of the electric motor 1B and the input shaft 110 of the mechanical automatic transmission 100 provided with the synchro mechanism are always rotationally connected. In the automatic gear shifting of the vehicle, the gear shifting operation can be performed over the smooth gear engagement operation.

本実施の形態では、シンクロ機構を備えた機械式自動変速機１００について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、シンクロ機構を備えないタイプの機械式自動変速機に対しても適用可能である。   In the present embodiment, the mechanical automatic transmission 100 provided with the synchro mechanism has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this type. Is also applicable.

なお、本発明に係る燃焼機関１Ａは、内燃機関等のエンジンに限定されるものではなく、外燃機関等の他の燃焼機関であっても良い。また、内燃機関はディーゼルエンジン、ガソリンエンジンの他、アルコールその他の雑燃料エンジンなどであって良いものである。   The combustion engine 1A according to the present invention is not limited to an engine such as an internal combustion engine, and may be another combustion engine such as an external combustion engine. The internal combustion engine may be a diesel engine, a gasoline engine, an alcohol or other miscellaneous fuel engine, or the like.

以上で説明した本実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。   The embodiment described above is merely an example for explaining the present invention, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

１ 燃焼機関１Ａの出力軸
１Ａ 燃焼機関
１Ｂ 電動モータ
１０ クラッチ機構
１００ 機械式自動変速機
１１０ 入力軸
１２０ 出力軸
１３０ カウンターシャフト
１４０ 変速ギア
１４０Ａ 入力側変速ギア（回転連結側変速ギア）
１４０Ｂ 出力側変速ギア（回転自在側変速ギア）
１４２ シンクロコーン
１４２Ａ テーパ面
１４３ 外周歯
１４４ シンクロナイザリング
１４４Ａ テーパ面
１５０ カップリングスリーブ（可動部材）
１５１ 内周スプライン溝
２００ 変速制御装置
２１０ アクチュエータ（駆動手段）
２５０ クラッチストロークセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Output shaft of combustion engine 1A 1A Combustion engine 1B Electric motor 10 Clutch mechanism 100 Mechanical automatic transmission 110 Input shaft 120 Output shaft 130 Countershaft 140 Transmission gear 140A Input side transmission gear (rotation connection side transmission gear)
140B Output side transmission gear (Rotatable side transmission gear)
142 Synchronized cone 142A Tapered surface 143 Outer peripheral tooth 144 Synchronizer ring 144A Tapered surface 150 Coupling sleeve (movable member)
151 Inner peripheral spline groove 200 Shift control device 210 Actuator (drive means)
250 Clutch stroke sensor

Claims (5)

入力軸或いは出力軸の一方に対して回転連結されると共に軸方向に並んで配設される複数の回転連結側変速ギアと、対応する回転連結側変速ギアに各々噛合されると共に入力軸或いは出力軸の他方に対して同軸的かつ回転自在に配設される複数の回転自在側変速ギアと、を備え、前記複数の回転自在側変速ギアのうちから選択される一つに、前記他方と一体的に回転連結されつつ軸方向に移動可能に構成される可動部材を、駆動手段から提供される駆動力を介して移動させて係合させることにより、所定の変速比で前記一方と前記他方とを回転連結するようにした機械式自動変速機であって、駆動源である燃焼機関と電動モータとの間にクラッチ機構が介装され、電動モータの回転軸が機械式自動変速機の入力軸に連結された機械式自動変速機の制御装置において、
クラッチ機構により燃焼機関と電動モータとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機の入力軸と出力軸との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を小さくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸の回転速度より低目の回転速度に、電動モータの回転速度を制御することを特徴とする機械式自動変速機の制御装置。 A plurality of rotary connection side transmission gears that are rotationally connected to one of the input shaft and the output shaft and are arranged in the axial direction, and are respectively meshed with the corresponding rotary connection side transmission gears and input shafts or outputs A plurality of rotatable transmission gears arranged coaxially and rotatably with respect to the other of the shafts, and one selected from the plurality of rotatable transmission gears and integrated with the other By moving and engaging a movable member configured to be axially movable while being rotationally connected via a driving force provided by a driving means, the one and the other are set at a predetermined speed ratio. A mechanical automatic transmission in which a clutch mechanism is interposed between a combustion engine as a drive source and an electric motor, and the rotating shaft of the electric motor is an input shaft of the mechanical automatic transmission. Mechanical automatic transmission linked to In the control device,
When the rotational connection between the combustion engine and the electric motor is disconnected by the clutch mechanism and the rotational connection between the input shaft and the output shaft of the mechanical automatic transmission is released, the gear is shifted in a direction to reduce the gear ratio. In this case, the control of the mechanical automatic transmission is characterized in that the rotational speed of the electric motor is controlled to a rotational speed lower than the rotational speed of the input shaft determined based on information related to the vehicle speed and a target gear ratio. apparatus. クラッチ機構により燃焼機関と電動モータとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機の入力軸と出力軸との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を大きくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸の回転速度より高目の回転速度に、電動モータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の機械式自動変速機の制御装置。   When the rotary connection between the combustion engine and the electric motor is cut by the clutch mechanism and the rotary connection between the input shaft and the output shaft of the mechanical automatic transmission is released, the gear ratio is increased. 2. The machine according to claim 1, wherein the rotation speed of the electric motor is controlled to a rotation speed higher than the rotation speed of the input shaft determined based on information related to the vehicle speed and a target gear ratio. Type automatic transmission control device. 入力軸或いは出力軸の一方に対して回転連結されると共に軸方向に並んで配設される複数の回転連結側変速ギアと、対応する回転連結側変速ギアに各々噛合されると共に入力軸或いは出力軸の他方に対して同軸的かつ回転自在に配設される複数の回転自在側変速ギアと、を備え、前記複数の回転自在側変速ギアのうちから選択される一つに、前記他方と一体的に回転連結されつつ軸方向に移動可能に構成される可動部材を、駆動手段から提供される駆動力を介して移動させて係合させることにより、所定の変速比で前記一方と前記他方とを回転連結するようにした機械式自動変速機であって、駆動源である燃焼機関と電動モータとの間にクラッチ機構が介装され、電動モータの回転軸が機械式自動変速機の入力軸に連結された機械式自動変速機の制御装置において、
クラッチ機構により燃焼機関と電動モータとの回転連結が切断されると共に機械式自動変速機の入力軸と出力軸との回転連結が解かれた状態のときに、変速比を大きくする方向へ変速する場合、車速に関連する情報と目標変速比とに基づき定められる前記入力軸の回転速度より高目の回転速度に、電動モータの回転速度を制御することを特徴とする機械式自動変速機の制御装置。 A plurality of rotary connection side transmission gears that are rotationally connected to one of the input shaft and the output shaft and are arranged in the axial direction, and are respectively meshed with the corresponding rotary connection side transmission gears and input shafts or outputs A plurality of rotatable transmission gears arranged coaxially and rotatably with respect to the other of the shafts, and one selected from the plurality of rotatable transmission gears and integrated with the other By moving and engaging a movable member configured to be axially movable while being rotationally connected via a driving force provided by a driving means, the one and the other are set at a predetermined speed ratio. A mechanical automatic transmission in which a clutch mechanism is interposed between a combustion engine as a drive source and an electric motor, and the rotating shaft of the electric motor is an input shaft of the mechanical automatic transmission. Mechanical automatic transmission linked to In the control device,
When the rotary connection between the combustion engine and the electric motor is cut by the clutch mechanism and the rotary connection between the input shaft and the output shaft of the mechanical automatic transmission is released, the gear ratio is increased. In this case, the control of the mechanical automatic transmission is characterized in that the rotational speed of the electric motor is controlled to a rotational speed higher than the rotational speed of the input shaft determined based on the information related to the vehicle speed and the target gear ratio. apparatus. 前記車速に関連する情報が機械式自動変速機の出力軸の回転速度であり、前記低目若しくは高目の回転速度が、機械式自動変速機の出力軸の回転速度を時間微分した値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の機械式自動変速機の制御装置。   The information related to the vehicle speed is the rotational speed of the output shaft of the mechanical automatic transmission, and the low or high rotational speed is based on a value obtained by time differentiation of the rotational speed of the output shaft of the mechanical automatic transmission. The control device for a mechanical automatic transmission according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device is set. 前記可動部材を係合させる際に、前記可動部材の軸方向への移動に連動してシンクロナイザリングを前記選択された回転自在側変速ギア側に押し付けることにより、前記可動部材の回転と、前記選択された回転自在側変速ギアの回転と、を同期させるシンクロ機構を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の機械式自動変速機の制御装置。   When the movable member is engaged, rotation of the movable member and the selection are performed by pressing a synchronizer ring against the selected rotatable gear side in conjunction with the movement of the movable member in the axial direction. The control device for a mechanical automatic transmission according to any one of claims 1 to 4, further comprising a synchro mechanism that synchronizes the rotation of the rotatable transmission gear.
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