CN104220790B - 用于车辆的变速控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于车辆的变速控制装置，其能够防止车辆在上坡上减速且然后再加速时后退。如果变速控制装置根据上坡减速判定而判定为车辆正在上坡上行驶且处于减速状态(S210)并且变速位置是处于驱动(D)位置(S216)、电机工作正常(S214)、起步挡位是第一指定挡位或更低挡位(S216)、要选择的行驶挡位是第二指定挡位或更低挡位(S218)、实际偶数挡位是第三指定挡位或更高挡位(S220)且实际奇数挡位是第四指定挡位或更高挡位(S222)，则其使第一同步机构、第二同步机构以及第三同步机构处于其中没有任何挡位被接合的中间状态。然后，使第一同步机构、第二同步机构以及第三同步机构作动而变速到适于再加速的挡位(S224‑226)。

Description

用于车辆的变速控制装置
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的变速控制装置，具体地涉及在车辆在上坡上减速且然后再加速时所执行的变速控制。
背景技术
在汽车变速器领域中，存在多种已知的机械式自动变速器，这些机械式自动变速器被设计成使得执行器执行齿轮操作(选挡和变挡)以及离合器操作，而不是驾驶员如在手动变速器中那样手动地进行这些操作，从而完成自动变速。作为这样一种类型的机械式自动变速器，已知一种双离合自动变速器，该双离合自动变速器具有将转矩传递到齿轮的两个离合器并且以将驱动转矩交替地传递到属于不同组的齿轮的方式进行变速。
在该双离合自动变速器中，为了减小伴随着用于变速的离合器操作的驱动转矩变化并且缩短变速所花费的时间，执行称为“预变速”的过程。具体地，下一个要选择的挡位由车辆行驶状态等来确定并且在其相关联的离合器断开或待命时被预先选择，且然后通过使待命的离合器接合并且使另一个离合器分离来完成变速。
如由专利文献1所例示，已知一种用于具有内燃发动机和电动机作为动力源的混合动力车辆的双离合自动变速器，其包括各自具有输入轴的第一变速器单元和第二变速器单元，第一变速器单元的输入轴与电动机的转子接合，其中在第一变速器单元中未选择挡位时，通过借助于电动机使第一变速器单元的输入轴的转速变成与车速和下一个要选择的挡位匹配的期望水平来完成平滑变速，由此使得能在与第一变速器单元相关联的离合器保持接合的情况下在第一变速器单元中实现跳跃变速。
[引证列表]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请特开2010-36781号公报
发明内容
发明要解决的问题
存在这样的双离合自动变速器，其被配置成使得多个挡位或挡位设置共用齿轮和同步机构，并且由此被设计成进行逐级变速，即，顺次地从一个挡位向下一个档位降挡或升挡。
在此类双离合自动变速器中，当在上坡上以高速行驶的车辆减速且然后再加速时，需要从高速挡切换到适于再加速的低速挡，但由于这些挡位共用齿轮和同步机构，故这种降挡需要以逐级的方式进行。
在这种情况下，这种逐级变速是不利的，因为它花费很多时间来完成期望的变速及由此完成期望的再加速，这可能会导致车速的不希望的减小，或在更坏情况下，导致车辆由于上坡而后退。
为了快速完成变速，可想到应用专利文献1中所披露的允许在离合器保持接合的情况下进行变速的技术。然而，难以将此技术应用于被设计成以逐级的方式进行降挡和升挡的双离合自动变速器，因为这种类型的双离合自动变速器被配置成使得各挡位共用齿轮和同步机构。
已经做出本发明来解决上述问题。本发明的目的是提供一种用于车辆的变速控制装置，该变速控制装置能防止车辆在上坡上减速且然后再加速时后退。
解决问题的手段
为了实现上述目的，如本发明的第一方面所述的用于车辆的变速控制装置包括：变速单元，该变速单元包括：两个输入轴，来自安装在车辆上作为动力源的内燃发动机的动力被传递到这两个输入轴，每个输入轴都设置有离合器，该离合器允许或中断从内燃发动机到输入轴的动力传递；副轴，所述副轴配置成平行于所述两个输入轴；齿轮，所述齿轮配置在所述两个输入轴和所述副轴上以提供多于一个的挡位设置；和多于一个的切换单元，所述切换单元用于改变所述齿轮之间的接合，变速单元被配置成使得多个挡位设置共用同一齿轮和切换单元，并被设计成通过使所述切换单元作动而逐级地从一个挡位设置升挡或降挡到下一个挡位设置，来进行向最佳挡位设置的变速，从而使得来自内燃发动机的动力以期望的速度-转矩比率从输出轴被供给；变速控制单元，该变速控制单元控制与各输入轴相关联的离合器以及所述切换单元；路面检测单元，该路面检测单元检测供车辆所行驶的路面的状态；和行驶状态检测单元，该行驶状态检测单元检测车辆的行驶状态，其中在判定为车辆在上坡上减速且然后再加速时，根据来自路面检测单元和行驶状态检测单元的信息，变速控制单元执行上坡变速控制，该上坡变速控制形成其中没有选择挡位设置的状态且然后进行向适于再加速的挡位设置的变速。
本发明的第二方面记载了上述第一方面所述类型的用于车辆的变速控制装置，其中所述挡位设置包括：第一挡位设置，该第一挡位设置是通过仅使所述切换单元中的第一切换单元作动而选择的；以及第二挡位设置，该第二挡位设置在顺序上与所述第一挡位设置相邻，并且是通过使所述切换单元中的包括所述第一切换单元在内的多于一个切换单元作动而选择的；并且在判定为所述第二挡位设置适于再加速时，变速控制单元执行先变速到所述第一挡位设置且然后变速到所述第二挡位设置的挡位保护控制。
本发明的第三方面记载了上述第一或第二方面所述类型的用于车辆的变速控制装置，所述车辆是具有安装在所述两个输入轴中的第一输入轴上作为动力源的电动机的混合动力车辆，并且该车辆被设计成使得来自至少内燃发动机或电动机的动力经由变速单元传递到输出轴，并且所述挡位设置被分组成第一组挡位设置和第二组挡位设置，该第一组中的挡位设置各自被建立成包括所述第一输入轴且由此将来自电动机的动力传递到输出轴，该第二组中的挡位设置各自被建立成包括另一个输入轴且不将来自电动机的动力传递到输出轴，其中变速控制装置还包括控制电动机的作动的电动机控制单元，并且在进行了向属于该第一组的挡位设置的变速之后，电动机控制单元使电动机作动而产生转矩。
发明效果
包括被设计成在各挡位设置之间进行逐级变速的变速单元的如上述第一方面所述的用于车辆的变速控制装置被配置成使得：当在上坡上行驶的车辆减速且然后再加速时，它形成其中没有选择挡位设置的状态且然后进行向适于再加速的挡位设置的变速。这例如使得不必在以高速在上坡上行驶且因此选择了高速挡位设置的车辆减速且然后再加速时进行向适于再加速的挡位设置的顺次逐级降挡。
因此，变速控制装置使得能够快速地变速到适于再加速的挡位设置，从而防止车辆在上坡上减速且然后再加速时后退。
在上述第二方面所述的本发明中，所述挡位设置包括：第一挡位设置，该第一挡位设置是通过仅使所述切换单元中的第一切换单元作动而选择的；以及第二挡位设置，该第二挡位设置在顺序上与所述第一挡位设置相邻，并且是通过使所述切换单元中的包括所述第一切换单元在内的多于一个切换单元作动而建立的；并且在判定为所述第二挡位设置适于再加速时，变速控制单元先执行向所述第一挡位设置的变速且然后执行向所述第二挡位设置的变速。
先变速到所述第一挡位设置且然后变速到所述第二挡位设置可防止作动成选择所述第二挡位设置的切换单元同时承受例如从轮胎经由车轴传递到变速单元的转矩、以及来自构成所述第一挡位设置的副轴或设置成用于构成所述第二挡位设置的输入轴的离合器(各自都通过惯性而旋转)的惯性转矩。切换单元因此得到保护而免受损害。
上述第三方面所述的本发明(其应用于一种混合动力车辆，该混合动力车辆具有安装在所述两个输入轴中的第一输入轴上作为动力源的电动机，并且所述挡位设置被分组为第一组挡位设置和第二组挡位设置，该第一组中的挡位设置各自被建立成包括所述第一输入轴且因此将来自电动机的动力传递到输出轴，该第二组中的挡位设置各自被建立成包括另一个输入轴且不将来自电动机的动力传递到输出轴)还包括控制电动机的作动的电动机控制单元，并且在变速到属于该第一组的挡位设置之后，电动机控制单元使电动机作动而产生驱动转矩。在变速到属于第一组的挡位设置之后，由电动机产生并从输出轴供给的动力防止车辆后退。
附图说明
[图1]图1是示意性地示出根据本发明的用于车辆的变速控制装置的构型的图。
[图2]图2是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于一挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图3]图3是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于二挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图4]图4是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于三挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图5]图5是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于四挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图6]图6是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于五挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图7]图7是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于六挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图8]图8是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于倒挡时所形成的驱动力传递路径的图。
[图9]图9是示出在构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的变速器处于相应各挡位时离合器和同步机构所处的作动状态的图。
[图10]图10是示出由构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的车辆ECU进行的上坡减速判定的流程图。
[图11]图11是示出由构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的车辆ECU进行的上坡减速强制挡位重置控制的流程图。
[图12]图12是示出由构成根据本发明的用于车辆的变速控制装置的车辆ECU进行的上坡减速强制低挡位行驶控制的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的实施例进行描述。
图1是示意性地示出根据本发明的用于车辆的变速控制装置的实施例的构型的图。该图中的“F”和“R”各自指示同步机构移动的方向。图2至8示出了在变速器分别处于一挡至六挡以及倒挡时所形成的驱动力传递路径。在这些图中，驱动力传递路径由粗实线指示。图9示出离合器和同步机构的作动状态。在该图中，“D”和“E”分别表示分离的离合器和接合的离合器。“KA”表示内部离合器，“KB”表示外部离合器，“A”是第一同步机构，“B”是第二同步机构并且“C”是第三同步机构。“N”表示中间(空挡)位置，“F”表示同步机构沿图1中的方向“F”移动，并且“R”表示同步机构沿图1中的方向“R”移动。接下来，将描述用于车辆的变速控制装置的构型。
如图1中所示，安装在未示出的车辆上的用于车辆的变速控制装置可分成以下组成部分：发动机(内燃发动机)10、离合器单元20、电机(电动机)25、机械式自动变速器(下文简称为“变速器”)(变速单元)30、发动机电子控制单元(称为“发动机ECU”)70、电机电子控制单元(称为“电机ECU”)(电动机控制单元)90以及车辆电子控制单元(称为“车辆ECU”)(变速控制单元)80。这些组成部分是彼此电连接的。
其上安装有此变速控制装置的车辆被设计成使得发动机10(行驶动力源)由离合器单元20连接到变速器30，从而该车辆依靠从发动机10经由离合器单元20和变速器30传递到左驱动轮和右驱动轮(未示出)的动力行驶。来自发动机10的动力经由离合器单元20和变速器30传递到驱动轮的构型使得车辆能够在驱动轮以取决于变速器30的所选挡位的速度-转矩比率被提供动力的情况下行驶。电机25安装在变速器30的外部输入轴31上。因此，来自电机25的动力经由变速器30传递到驱动轮。由此，该车辆被设计为一种混合动力车辆，该混合动力车辆可依靠来自发动机10和电机25的动力行驶。
发动机10根据驾驶员下压加速器踏板(未示出)的程度来产生动力。动力从输出轴11传递。发动机10配有曲柄角传感器(未示出)，以检测发动机10的转速。
如图1中可见，离合器单元20包括外部离合器(离合器)21和内部离合器(离合器)22。离合器单元20的输入用作外部离合器21的输入以及内部离合器22的输入。外部离合器21和内部离合器22通过离合器执行器23、24独立地接合和分离，这些离合器执行器操作分别构成外部离合器和内部离合器的湿式多片离合器21a、22a。在任一离合器接合的情况下，动力从发动机10传递到离合器的输出侧。
电机25安装在变速器30的外部输入轴31上。根据车辆的运行状态，电机25产生动力以驱动所述驱动轮，或通过吸收来自驱动轮的动力而执行再生制动。电机25由电机ECU90控制。
变速器30包括与离合器单元20同轴配置的外部输入轴(输入轴)31、可旋转地配置在外部输入轴31内的内部输入轴(输入轴)32、其间具有间距地与外部输入轴31平行配置的外部中间轴(副轴)33、可旋转地配置在外部中间轴33内的内部中间轴(副轴)34、其间具有间距地与外部输入轴31平行配置的倒挡轴(副轴)48以及与外部输入轴31同轴配置的输出轴(输出轴)35。
动力从发动机10的输出轴11经由外部离合器21传递到外部输入轴31，并且动力从输出轴11经由内部离合器22传递到内部输入轴32。外部输入轴31由轴承36可旋转地支承，内部中间轴34由轴承37、38支承，并且输出轴35由轴承39支承。
外部离合器驱动齿轮(齿轮)40固定在外部输入轴31上，并且内部离合器驱动齿轮(齿轮)41固定在内部输入轴32上。
内部离合器从动齿轮(齿轮)42和三挡驱动齿轮(齿轮)43固定在外部中间轴33上。外部离合器从动齿轮(齿轮)44、倒挡驱动齿轮(齿轮)45以及一·二挡驱动齿轮(齿轮)46固定在内部中间轴34上，并且四挡驱动齿轮(齿轮)47被安装成能够相对于内部中间轴旋转。在外部中间轴33上还设置有第二同步机构(切换单元)54，该第二同步机构可沿着外部中间轴33的轴线滑动以将三挡驱动齿轮43或四挡驱动齿轮47连接到内部中间轴34。
倒挡中间齿轮(齿轮)49固定在倒挡轴48上。
在输出轴(本发明上述各方面中的“输出轴”)35上，三挡从动齿轮(齿轮)50、倒挡从动齿轮(齿轮)51和一·二挡从动齿轮(齿轮)52被安装成能够相对于输出轴旋转，并且四挡从动齿轮(齿轮)53固定在输出轴上。在输出轴35上还设置有：第一同步机构(切换单元)55，该第一同步机构可沿着输出轴35的轴线滑动以将内部离合器驱动齿轮41或三挡从动齿轮50连接到输出轴35；以及第三同步机构(切换单元)56，该第三同步机构可沿着输出轴35的轴线滑动以将倒挡从动齿轮51或一·二挡从动齿轮52连接到输出轴35。
外部离合器驱动齿轮40和外部离合器从动齿轮44始终啮合在一起，内部离合器驱动齿轮41和内部离合器从动齿轮42始终啮合在一起，三挡驱动齿轮43和三挡从动齿轮50始终啮合在一起，倒挡驱动齿轮45和倒挡中间齿轮49始终啮合在一起，倒挡中间齿轮49和倒挡从动齿轮51始终啮合在一起，一·二挡驱动齿轮46和一·二挡从动齿轮52始终啮合在一起，并且四挡驱动齿轮47和四挡从动齿轮53始终啮合在一起。
第二同步机构54由通过车辆ECU 80控制的变速执行器57操作。第一同步机构55由通过车辆ECU 80控制的变速执行器58操作。第三同步机构56由通过车辆ECU 80控制的变速执行器59操作。
变速执行器57、58、59具有以下功能：根据各齿轮的相关联同步机构(即，第二同步机构54、第一同步机构55以及第三同步机构56)的作动状态来检测这些齿轮之间的接合。
变速器30配有检测外部输入轴31的转速的第一旋转传感器60、检测内部输入轴32的转速的第二旋转传感器61以及根据输出轴35的转速检测车速的速度传感器62。变速器30还配有检测变速器30的润滑剂的温度的温度传感器63。
发动机ECU 70是执行对发动机10的总控制的控制装置，并且包括输入·输出装置、存储器(包括ROM、RAM以及非易失性RAM)、中央处理单元(CPU)等。
除车辆ECU 80之外，各传感器(包括曲柄角传感器、空气流量传感器和检测装备有发动机10的车辆的驾驶员对加速器踏板的操作程度的加速器位置传感器，这些传感器未示出)还与发动机ECU 70的输入侧电连接，从而信息等从这些传感器馈送到该发动机ECU。
除车辆ECU 80之外，各装置(包括燃料喷射阀，未示出)还与发动机ECU 70的输出侧电连接。
发动机ECU 70根据来自这些传感器的信息和来自车辆ECU 80的车辆信息来控制发动机10的运转。
电机ECU(电动机控制单元)90使得电机25在动力控制下作为电机操作或使得该电机在再生控制下作为发电机操作。在动力控制下，电机25产生由车辆ECU 80确定的驱动转矩，以使得车辆能以由车辆ECU 80确定的模式行驶。
车辆ECU 80是执行对车辆的总控制的控制装置，并且包括输入·输出装置、存储器(包括ROM、RAM以及非易失性RAM)、中央处理单元(CPU)等，这与发动机ECU 70类似。
除发动机ECU 70和电机ECU 90之外，各传感器(包括变速执行器57、58、59；第一旋转传感器60；第二旋转传感器61；车速传感器62；温度传感器63；检测制动压力或制动系统(未示出)中的液压油的压力的制动压力传感器64；检测车辆的倾斜度及由此路面的坡度的倾斜传感器64；以及检测车辆上的负荷(包括车辆上的货物的重量)的车辆负荷传感器66)还与车辆ECU 80的输入侧电连接，从而信息等从这些传感器馈送到车辆ECU 80。
除发动机ECU 70和电机ECU90之外，各装置(包括执行器23、24和变速执行器57、58、59)还与车辆ECU 80的输出侧电连接。
根据来自这些传感器的信息以及来自发动机ECU 70和电机ECU 90的车辆信息，车辆ECU 80操作外部离合器21和内部离合器22并且使第二同步机构54、第一同步机构55以及第三同步机构56作动，以改变各齿轮和各轴之间的接合，从而使变速器30处于选自第一至第六前进挡和倒挡中的挡位。在外部离合器21接合的情况下，车辆可依靠从发动机10经由偶数挡位传递的动力行驶。在内部离合器22接合的情况下，车辆可依靠从发动机10经由奇数挡位或倒挡传递的动力行驶。车辆ECU 80还可通过使第二同步机构54、第一同步机构55和第三同步机构56作动而形成使外部输入轴31与输出轴35连接的齿轮接合，来使车辆依靠来自电机25的动力行驶。车辆ECU 80还可执行称为“预变速”的过程，即，在外部离合器21或内部离合器22接合时，预先选择在挡位顺序上与使用中的挡位相邻并且与分离的离合器相关联的挡位，且然后通过操作外部离合器21和内部离合器22来完成变速。
具体地，变速器通过以下方式而处于图2中所示的一挡(本发明上述各方面中的“通过使所述切换单元中的多于一个切换单元作动而选择的第二挡位设置”)：如图9中所示，分离外部离合器21、接合内部离合器22、使第一同步机构55处于中间(N)位置、使第二同步机构向前(F)移动而使外部中间轴33和内部中间轴34连接在一起，并且使第三同步机构56向后(R)移动而使输出轴35和一·二挡从动齿轮52连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到内部输入轴(本发明上述各方面中的“另一个输入轴”)32、内部离合器驱动齿轮41、内部离合器从动齿轮42、外部中间轴33、第二同步机构54、内部中间轴34、一·二挡驱动齿轮46、一·二挡从动齿轮52、第三同步机构56以及输出轴35，并且作为使驱动轮向前旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，一挡是通过使第二同步机构54和第三同步机构56两者作动而选择的。
变速器通过以下方式而处于图3中所示的二挡(本发明上述各方面中的“通过仅使所述切换单元中的第一切换单元作动而选择的第一挡位设置”)：如图9中所示，分离内部离合器22、接合外部离合器21、使第一同步机构55和第二同步机构54处于中间(N)位置，并且使第三同步机构(本发明上述各方面中的“第一切换单元”)向后(R)移动而使输出轴35和一·二挡从动齿轮52连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到外部输入轴(本发明上述各方面中的“第一输入轴”)31、外部离合器驱动齿轮40、外部离合器从动齿轮44、内部中间轴34、一·二挡驱动齿轮46、一·二挡从动齿轮52、第三同步机构56以及输出轴35，并且作为使驱动轮向前旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，二挡是通过仅使第三同步机构56作动而选择的。如果第一同步机构55预先被向后(R)移动，则仅通过操作内部离合器22和外部离合器21来完成向三挡的升挡。
变速器通过以下方式而处于图4中所示的三挡：如图9中所示，分离外部离合器21、接合内部离合器22、使第二同步机构54和第三同步机构56处于中间(N)位置，并且使第一同步机构55向后(R)移动而使输出轴35与三挡从动齿轮50连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到内部输入轴32、内部离合器驱动齿轮41、内部离合器从动齿轮42、外部中间轴33、三挡驱动齿轮43、三挡从动齿轮50、第一同步机构55以及输出轴35，并且作为使驱动轮向前旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，三挡是通过仅使第一同步机构55作动而选择的。如果第二同步机构54预先被向后(R)移动，则仅通过操作内部离合器22和外部离合器21来完成向四挡的升挡。
变速器通过以下方式而处于图5中所示的四挡：如图9中所示，分离内部离合器22、接合外部离合器21、使第一同步机构55和第三同步机构56处于中间(N)位置，并且使第二同步机构54向后(R)移动而使输出轴35经由四挡从动齿轮53与四挡驱动齿轮47连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到外部输入轴31、外部离合器驱动齿轮40、外部离合器从动齿轮44、内部中间轴34、第二同步机构54、四挡驱动齿轮47、四挡从动齿轮53以及输出轴35，并且作为使驱动轮向前旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，四挡是通过仅使第二同步机构54作动而选择的。如果第一同步机构55预先被向前(F)移动，则仅通过操作内部离合器22和外部离合器21来完成向五挡的升挡。
变速器通过以下方式而处于图6中所示的五挡：如图9中所示，分离外部离合器21、接合内部离合器22、使第二同步机构54和第三同步机构56处于中间(N)位置，并且使第一同步机构55向前(F)移动而使输出轴35和内部输入轴32连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到内部输入轴32、第一同步机构55以及输出轴35，并且作为使驱动轮向前旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，五挡是通过仅使第一同步机构55作动而选择的。如果第二同步机构54预先被向前(F)移动，则仅通过操作内部离合器22和外部离合器21来完成向六挡的升挡。
变速器通过以下方式而处于图7中所示的六挡：分离内部离合器22、接合外部离合器21、使第三同步机构56处于中间(N)位置、使第一同步机构55向前(F)移动而使外部中间轴33和内部中间轴34连接在一起，并且使第二同步机构54向前(F)移动而使输出轴35和内部离合器驱动齿轮41连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到外部输入轴31、外部离合器驱动齿轮40、外部离合器从动齿轮44、内部中间轴34、第二同步机构54、外部中间轴33、内部离合器从动齿轮42、内部离合器驱动齿轮41、第一同步机构55以及输出轴35，并且作为使驱动轮向前旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，六挡是通过使第一同步机构55和第二同步机构54两者作动而选择的。
变速器通过以下方式而处于图8中所示的倒挡：分离外部离合器21、接合内部离合器22、使第一同步机构55处于中间(N)位置，并且使第二同步机构54和第三同步机构56向前(F)移动而使输出轴35和倒挡从动齿轮51连接在一起。结果，来自发动机10的动力先后被传递到内部输入轴32、内部离合器驱动齿轮41、内部离合器从动齿轮42、外部中间轴33、第二同步机构54、内部中间轴34、倒挡驱动齿轮45、倒挡中间齿轮49、倒挡从动齿轮51、第三同步机构56以及输出轴35，并且作为使驱动轮向后旋转的驱动力从输出轴35被送出。因此，倒挡是通过使第二同步机构54和第三同步机构56两者作动而选择的。
这些挡位被分组成第一挡组和第二挡组，第一挡组由可将来自电机25的动力传递到输出轴35的偶数挡位(二挡、四挡和六挡)构成，第二挡组由不将来自电机25的动力传递到输出轴的奇数挡位(一挡、三挡和五挡)构成。
在本实施例中，电机25在外部离合器21的下游安装在外部输入轴31上。因此，当来自驾驶员的驱动转矩要求能仅通过由电机25产生并经由偶数挡位传递的驱动转矩满足时，可分离外部离合器21。
在以上述方式变速的变速器30中，六挡、四挡和一挡共用第二同步机构54，并且六挡和三挡共用第一同步机构55。因此，在通常的减速时，车辆ECU 80例如通过从一个挡位逐级地向下一个挡位降挡或者从六挡降挡到五挡、随后到二挡且然后到一挡，来完成从六挡到一挡的变速。
车辆ECU 80进行上坡减速判定，即检测车辆的行驶状态并判定车辆是否正在上坡上减速。在判定为车辆正在上坡上减速时，车辆ECU 80使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动成采取中间(N)位置，以形成其中没有选择挡位的状态。然后，车辆ECU 80进行上坡减速强制挡位重置控制以通过使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动来变速到适于再加速的挡位(要选择的行驶挡位)(本发明上述各方面中的“上坡变速控制”)。在上坡减速强制挡位重置控制中，如果要选择的行驶挡位是例如一挡(第二挡位设置)，则车辆ECU 80进行上坡减速强制低挡位行驶控制(本发明上述各方面中的“挡位保护控制”)，以便先变速到二挡(第一挡位设置)，然后致动电机25产生动力，且然后变速到一挡(第二挡位设置)。
接下来，将对由根据本发明如上所述地配置的用于车辆的变速控制装置的车辆ECU 80进行的上坡减速判定、上坡减速强制挡位重置控制、以及上坡减速强制低挡位行驶控制进行描述。
图10是示出由车辆ECU 80进行的上坡减速判定的流程图，图11是示出由车辆ECU80进行的上坡减速强制挡位重置控制的流程图，且图12是示出由车辆ECU 80进行的上坡减速强制低挡位行驶控制的流程图。
首先，将对上坡减速判定进行描述。
如图10中所示，在步骤S110，判定加速器是否为“关闭”。具体地，判定由加速器位置传感器检测出的加速器下压量是否为0。如果判定结果为“是”，即判定为由加速器位置传感器检测出的加速器下压量为0，或换句话说，加速器为“关闭”，则控制流程转到步骤S112。如果判定结果为“否”，即判定为加速器未“关闭”，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S112，判定车速是否小于预定值。具体地，判定由速度传感器62检测出的车速是否小于预定值。如果判定结果为“是”，即判定为车速小于预定值，则控制流程转到步骤S114。如果判定结果为“否”，即判定为车速大于或等于预定值，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S114，判定制动压力是否大于预定值。换句话说，判定车辆是否正通过驾驶员操作制动踏板来减速。具体地，判定由制动压力传感器64检测出的制动压力是否大于预定值。如果判定结果为“是”，即判定为制动压力大于预定值且因此车辆正通过驾驶员操作制动踏板来减速，则控制流程转到步骤S116。如果判定结果为“否”，即判定为制动压力小于或等于预定值，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S116，判定路面坡度是否大于预定值。具体地，判定由倾斜传感器65检测出的路面坡度是否大于预定值。如果判定结果为“是”，即判定为路面坡度大于预定值，则控制流程转到步骤S118。如果判定结果为“否”，即判定为路面坡度小于或等于预定值，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S118，判定防抱死制动系统是否被停用。如果判定结果为“是”，即判定为防抱死制动系统被停用，则控制流程转到步骤S120。如果判定结果为“否”，即判定为防抱死制动系统被启用，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S120，判定滑移率控制是否无效。如果判定结果为“是”，即判定为滑移率控制无效，则控制流程转到步骤S122。如果判定结果为“否”，即判定为滑移率控制有效，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S122，判定变速器变速杆是否处于除N和P位置之外的位置。如果判定结果为“是”，即判定为变速器变速杆处于除N和P位置之外的位置，则控制流程转到步骤S124。如果判定结果为“否”，即判定为变速器变速杆处于P或N位置，则控制流程转到步骤S130。
在步骤S124，使计时器增长。控制流程然后转到步骤S126。
在步骤S126，判定计时器值是否大于或等于预定值。如果判定结果为“是”，即判定为计时器值大于或等于预定值，则控制流程转到步骤S128。如果判定结果为“否”，即判定为计时器值小于预定值，则控制流程转回到步骤S110。
在步骤S128，将标记设定为“1”。控制流程然后从该程序返回。
在步骤S130，重置计时器。控制流程然后返回步骤S110。
如从上文可见，在上坡减速判定中，当在预定的时间内连续地判定为加速器为“关闭”、且车速小于预定值、且车辆正通过驾驶员操作制动踏板来减速、且路面坡度大于预定值、且防抱死制动系统被停用、且滑移率控制无效、且变速器变速杆处于除N和P位置之外的位置时，车辆ECU 80判定为车辆正在上坡上减速。
接下来，将对上坡减速强制挡位重置控制进行描述。
如图11中所示，在步骤S210，判定在图10中的步骤S128被设定为“1”的标记是否为“1”。换句话说，判定在上坡减速判定中是否已判定为车辆正在上坡上减速。如果判定结果为“是”，即判定为标记为“1”(这意味着在上坡减速判定中已判定为车辆正在上坡上减速)，则控制流程转到步骤S212。如果判定结果为“否”，即判定为标记不为“1”(这意味着在上坡减速判定中尚未判定为车辆正在上坡上减速)，则控制流程从该程序返回。
在步骤S212，判定变速器变速杆是否处于D位置。如果判定结果为“是”，即判定为变速器变速杆处于D位置，则控制流程转到步骤S214。如果判定结果为“否”，即判定为变速器变速杆不是处于D位置而是处于例如手动位置，则控制流程从该程序返回以给予驾驶员的变速操作以优先级。
在步骤S214，判定电机25是否工作正常。如果判定结果为“是”，即判定为电机25工作正常，则控制流程转到步骤S216。如果判定结果为“否”，即判定为电机25工作不正常，则控制流程从该程序返回。
在步骤S216，判定起步挡位是否为第一指定挡位(例如，二挡)或更低挡位。如果判定结果为“是”，即判定为起步挡位为第一指定挡位或更低挡位，则控制流程转到步骤S218。如果判定结果为“否”，即判定为起步挡位高于第一指定挡位，则控制流程从该程序返回。“起步挡位”是指停靠的车辆要选择的挡位。起步挡位取决于路面坡度和包括货物重量在内的车重，并且使用预先存储的脉谱图等来确定。在本实施例中，例如，起步挡位从一挡至三挡中选择。
在步骤S218，判定要选择的行驶挡位是否为第二指定挡位(例如，二挡)或更低挡位。第二指定挡位是允许进行上坡减速强制挡位重置的最高挡位。如果判定结果为“是”，即判定为要选择的行驶挡位为第二指定挡位或更低挡位，则控制流程转到步骤S220。如果判定结果为“否”，即判定为要选择的行驶挡位高于第二指定挡位，则控制流程从该程序返回。要选择的行驶挡位是根据在车辆行驶中实际上要使用的不同的车辆行驶状态来确定的。要选择的行驶挡位取决于加速器下压量和车速，并且使用预先存储的脉谱图等来确定。
在步骤S220，判定实际偶数挡位是否为第三指定挡位(例如，四挡)或更高挡位。如果判定结果为“是”，即判定为实际偶数挡位为第三指定挡位或更高挡位，则控制流程转到步骤S222。如果判定结果为“否”，即判定为实际偶数挡位低于第三指定挡位，则控制流程从该程序返回。“实际偶数挡位”是指实际建立(即实际上选择或预先选择)的偶数挡位。
在步骤S222，判定实际奇数挡位是否为第四指定挡位(例如，五挡)或更高挡位。如果判定结果为“是”，即判定为实际奇数挡位为第四指定挡位或更高挡位，则控制流程转到步骤S224。如果判定结果为“否”，即判定为实际奇数挡位低于第四指定挡位，则控制流程从该程序返回。“实际奇数挡位”是指实际建立(即实际上选择或预先选择)的奇数挡位。
在步骤S224，将标记设定为“2”。控制流程然后程转到步骤S226。
在步骤S226，开始上坡减速强制挡位重置。具体地，使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动成采取中间(N)位置，以形成其中没有选择挡位的状态(本发明上述各方面中的“其中没有选择挡位设置的状态”)。然后，使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动成采取使要选择的行驶挡位或适于再加速的挡位被选择的位置。控制流程然后从该程序返回。
假定上坡减速强制挡位重置控制(上坡变速控制)是在正以六挡行驶(预先选择五挡)的车辆在上坡上减速时执行的，其中要选择的行驶挡位是二挡，并且根据路面坡度和包括货物重量在内的车重确定的起步挡位是一挡。由于车辆正在上坡上减速，故标记为“1”。如果变速器选挡杆处于D位置且电机25工作正常，则使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动成采取中间(N)位置以形成其中没有选择或没有预先选择挡位的状态，因为起步挡位是一挡且因此低于第一指定挡位(在本例中为二挡)，要选择的行驶挡位是二挡且因此等于第二指定挡位(在本例中为二挡)，实际偶数挡位是六挡且因此高于第三指定挡位(在本例中为四挡)，并且实际奇数挡位是五挡且因此等于第四指定挡位(在本例中为五挡)。然后，使第三同步机构56作动以完成向要选择的行驶挡位(即，二挡)的变速。
接下来，将对上坡减速强制低挡位行驶控制(挡位保护控制)进行描述。此控制是在上坡减速强制挡位重置过程中执行的。
如图12中所示，在步骤S310，判定标记是否为“2”。具体地，判定是否正在执行上坡减速强制挡位重置控制。如果判定结果为“是”，即判定为标记为“2”(这意味着正在执行上坡减速强制挡位重置控制)，则控制流程转到步骤S312。如果判定结果为“否”，即判定为标记不为“2”(这意味着并非正在执行上坡减速强制挡位重置控制)，则控制流程从该程序返回。
在步骤S312，判定要选择的行驶挡位是否为除空挡(N)之外的挡位。如果判定结果为“是”，即判定为要选择的行驶挡位是除空挡(N)之外的挡位，则控制流程转到步骤S314。如果判定结果为“否”，即判定为要选择的行驶挡位为空挡(N)，则该程序退出。
在步骤S314，判定要选择的行驶挡位是否为除实际偶数挡位之外的挡位(即，实际奇数挡位)。如果判定结果为“是”，即判定为要选择的行驶挡位是除实际偶数挡位之外的挡位，则控制流程转到步骤S316。如果判定结果为“否”，即判定为要选择的行驶挡位是实际偶数挡位，则该程序退出。
在步骤S316，判定要预先选择的偶数挡位是否为第五指定挡位(例如，二挡)。如果判定结果为“是”，即判定为要预先选择的偶数挡位是第五指定挡位，则控制流程转到步骤S318。如果判定结果为“否”，即判定为要预先选择的偶数挡位不是第五指定挡位，则该程序退出。
在步骤S318，判定实际偶数挡位是否为第五指定挡位(在本例中为二挡)。具体地，判定是否已完成向偶数挡位的预变速以使得实际选择了第五指定挡位。如果判定结果为“是”，即判定为实际偶数挡位是第五指定挡位，则控制流程转到步骤S320。如果判定结果为“否”，即判定为实际偶数挡位不是第五指定挡位，则该程序退出。
在步骤S320，开始上坡减速强制低挡位行驶。具体地，使电机25作动而产生动力以使得驱动轮依靠来自电机25的动力旋转。然后，该程序退出。
假定上坡减速强制低挡位行驶控制是在以六挡行驶(预先选择五挡)的车辆在上坡上减速时执行的，其中要选择的行驶挡位是一挡(第二挡位设置；要预先选择的挡位是二挡)，并且根据路面坡度和包括货物重量在内的车重确定的起步挡位是一挡。在上坡减速强制挡位重置控制下，当判定为要选择的行驶挡位不是空挡(N)并且要选择的行驶挡位是除实际偶数挡位之外的挡位(即，实际奇数挡位)且要选择的偶数挡位是第五指定挡位(例如，二挡)时，仅使第三同步机构56(第一切换单元)作动来使二挡(第一挡位设置)被选择。然后，当判定为实际偶数挡位是第五指定挡位(在本例中为二挡)时，使电机25作动而产生动力以使得驱动轮依靠来自电机25的动力旋转。然后，在上坡减速强制挡位重置控制下，使第二同步机构54作动来使要选择的行驶挡位，即一挡(第二挡位设置)被选择。
如从上文可见，例如，当车辆在上坡上减速且然后再加速时，根据本发明的用于车辆的变速控制装置在上坡减速判定程序中判定为车辆正在上坡上减速。当在上坡减速判定程序中判定为车辆正在上坡上减速时，如果适于再加速的挡位(即，要选择的挡位)低于或等于第二指定挡位(例如，二挡)并且实际偶数挡位高于或等于第四指定挡位(例如，四挡)且实际奇数挡位是第四指定挡位(例如，五挡)或更高挡位，该变速控制装置开始上坡减速强制挡位重置。具体地，变速控制装置先使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动成采取中间(N)位置以形成其中没有选择挡位的状态，且然后使第一同步机构55、第二同步机构54以及第三同步机构56作动成采取使适于再加速的挡位(或要选择的行驶挡位)被选择的位置。在上坡减速强制挡位重置控制下，如果判定为要选择的挡位不是空挡(N)并且要选择的挡位是除实际偶数挡位之外的挡位(因此，是奇数挡位)且要预先选择的偶数挡位是第五指定挡位(例如，二挡)，则变速控制装置执行上坡减速强制低挡位行驶(挡位保护控制)。具体地，当判定为实际偶数挡位是第五指定挡位(例如，二挡)时，变速控制装置使电机25作动而产生动力以使得驱动轮依靠来自电机25的动力旋转。
虽然变速器30出于结构原因被设计成进行逐级变速，但当车辆在上坡上减速且然后再加速时，形成其中没有选择挡位的状态且然后选择适于再加速的挡位。因此，例如，当以高速挡(例如，六挡)在上坡上行驶的车辆减速且然后再加速并且适于再加速的挡位(要选择的行驶挡位)是二挡时，不必进行向要选择的行驶挡位的顺次的逐级降挡。
这使得能向要选择的行驶挡位快速地变速，并且因此防止车辆在上坡上减速且然后再加速时后退。
当变速器30被设计成使得一挡是通过使多于一个同步机构(具体地，第二同步机构54和第三同步机构56)作动而选择的且二挡(其高于一挡)是通过仅使第三同步机构56作动而选择的时，在上坡减速强制低挡位行驶控制(挡位保护控制)下，例如，如果一挡是要选择以进行再加速的挡位，则先通过使第三同步机构56作动来选择二挡，并在选择了二挡之后，使电机25作动而产生动力以使得驱动轮依靠来自电机25的动力旋转。然后，在上坡减速强制挡位重置控制(上坡减速变速控制)下，进行向一挡的变速。
如上所述，在通过使第三同步机构56作动而选择二挡之后，使电机25作动而产生动力以使得驱动轮依靠来自电机25的动力旋转。这可防止车辆在变速到要选择的挡位或达到一挡之前后退。
此外，先通过使第三同步机构56作动而变速到二挡且然后通过使第二同步机构54作动而变速到一挡可防止第二同步机构54和第三同步机构56同时承受例如从轮胎经由车轴传递到变速器30的转矩以及来自内部离合器和构成一挡的各组成部分(即，内部输入轴32、内部离合器驱动齿轮41、内部离合器从动齿轮42、外部中间轴33等，它们各自通过惯性而旋转)的惯性转矩。
由此可保护第二同步机构54和第三同步机构56免受损害。
在上文中，已经描述了本发明的实施例。然而本发明并不限于所描述的实施例。
例如，在所描述的实施例中，在步骤S320，在上坡减速强制低挡位行驶控制中，使电机25作动而产生动力以使得驱动轮依靠来自电机25的动力旋转。本发明无需以这种方式来设计；其可被设计成使得外部离合器21在电机25作动的同时被接合以使得驱动轮能够依靠来自发动机10的动力旋转。即使在来自电机25的动力不充分时，这也能可靠地防止车辆后退。
虽然在所描述的实施例中，变速器30具有一挡至六挡和倒挡，但该变速器可具有更多或更少数量的挡位。在具有更多挡位的变速器中，由本发明提供的变速时间缩短的效果更为显著。
所描述的实施例被设计成应用于具有发动机10和电机25作为动力源的混合动力车辆。然而，本发明并不限于这种应用，而是可应用于具有发动机10作为唯一动力源的车辆。在这种应用中，上坡减速强制低挡位行驶控制中的步骤S320被修改成使得，代替电机25的作动，外部离合器21被接合以使得驱动轮依靠来自发动机10的动力旋转而防止车辆后退。
[附图标记列表]
10 发动机(内燃发动机)
21 外部离合器(离合器)
22 内部离合器(离合器)
25 电机(电动机)
30 机械式自动变速器
31 外部输入轴(输入轴)
32 内部输入轴(输入轴)
33 外部中间轴(副轴)
34 内部中间轴(副轴)
35 输出轴
54 第二同步机构(切换单元)
55 第一同步机构(切换单元)
56 第三同步机构(切换单元)
64 制动压力传感器(行驶状态检测单元)
65 倾斜传感器(路面检测单元)
66 车辆负荷传感器(行驶状态检测单元)
80 车辆ECU(变速控制单元)
90 电机ECU(电动机控制单元)

Claims (3)

1.一种用于车辆的变速控制装置，该变速控制装置包括：
变速单元，该变速单元包括：两个输入轴，来自安装在车辆上作为动力源的内燃发动机的动力被传递到这两个输入轴，每个输入轴都设置有离合器，该离合器允许或中断从内燃发动机到输入轴的动力传递；副轴，所述副轴配置成平行于所述两个输入轴；齿轮，所述齿轮配置在所述两个输入轴和所述副轴上以提供多于一个的挡位设置；和多于一个的切换单元，所述切换单元用于改变所述齿轮之间的接合，变速单元被配置成使得多个挡位设置共用同一齿轮和切换单元，并被设计成通过使所述切换单元作动而逐级地从一个挡位设置升挡或降挡到下一个挡位设置，来进行向最佳挡位设置的变速，从而使得来自内燃发动机的动力以期望的速度-转矩比率从输出轴被供给，
变速控制单元，该变速控制单元控制与各输入轴相关联的离合器以及所述切换单元，
路面检测单元，该路面检测单元用于检测供车辆所行驶的路面的状态，和
行驶状态检测单元，该行驶状态检测单元检测车辆的行驶状态，其中
在判定为车辆在上坡上减速且然后再加速时，根据来自路面检测单元和行驶状态检测单元的信息，变速控制单元执行上坡变速控制，该上坡变速控制形成其中没有选择挡位设置的状态且然后进行向适于再加速的挡位设置的变速。
2.根据权利要求1所述的变速控制装置，其中
所述挡位设置包括：
第一挡位设置，该第一挡位设置是通过仅使所述切换单元中的第一切换单元作动而选择的，以及
第二挡位设置，该第二挡位设置在顺序上与所述第一挡位设置相邻，并且是通过使所述切换单元中的包括所述第一切换单元在内的多于一个切换单元作动而选择的，并且
在判定为所述第二挡位设置适于再加速时，变速控制单元执行先变速到所述第一挡位设置且然后变速到所述第二挡位设置的挡位保护控制。
3.根据权利要求1或2所述的用于车辆的变速控制装置，所述车辆是具有安装在所述两个输入轴中的第一输入轴上作为动力源的电动机的混合动力车辆，并且该车辆被设计成使得来自至少内燃发动机或电动机的动力经由变速单元传递到输出轴，并且所述挡位设置被分组成第一组挡位设置和第二组挡位设置，该第一组中的挡位设置各自被建立成包括所述第一输入轴且由此将来自电动机的动力传递到输出轴，该第二组中的挡位设置各自被建立成包括另一个输入轴且不将来自电动机的动力传递到输出轴，其中
变速控制装置还包括控制电动机的作动的电动机控制单元，并且
在进行了向属于该第一组的挡位设置的变速之后，电动机控制单元使电动机作动而产生转矩。
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