CN104884297A - 电动车辆的变速控制装置 - Google Patents

Abstract

在从空档档位向行驶档位的选档操作时，满足快速起步要求。具备：驱动用电动发电机(MG)；自动变速器(3)，其设置于直至驱动轮(14)为止的驱动系统中，作为选档位置而具有P档位、N档位以及D档位；以及变速控制器(21)，其进行自动变速器(3)的变速控制。在该电动汽车的变速控制装置中，变速控制器(21)将自动变速器(3)的N档位设为即使实施了加速器踩踏操作也不使驱动用电动发电机(MG)产生扭矩的档位，并且，如果选择N档位，则使以1档接合的卡合离合器(8c)成为接合状态。

Description

电动车辆的变速控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动车辆的变速控制装置，其在从电动机至驱动轮为止的驱动系统中具备有级变速器，作为选档位置而具有驻车档位、空档档位以及行驶档位。

背景技术

当前，已知如下电动汽车的起步变速档选择容易化装置，即，在因齿轮齿的碰撞等而无法向起步变速档进行手动换档操作的情况下，对电动机进行瞬间驱动，将齿轮齿的碰撞等消除，从而能够进行换档操作(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平6-245329号公报

发明内容

但是，在现有的电动汽车中，即使想要在起步时从空档状态形成为选择前进第1档、后退的起步变速档的状态，在停车过程中，液压产生泵也在电动机停止的状态下停止。因此，存在如下问题，即，直至踩踏加速器踏板而使电动机起动的起步操作时为止，无法实现起步变速档的选择状态，从空档档位向行驶档位进行选档时的响应较差，无法避免起步滞后。

特别是日本特开平6-245329号公报所记载的电动汽车，将变速器的1档接合要素设为通过啮合而接合的卡合离合器。因此，在从空档档位向行驶档位进行选档操作时，从卡合离合器的啮合接合开始至啮合接合完毕为止需要时间，有时还因啮合位置而导致卡合离合器无法向啮合状态过渡。

本发明就是着眼于上述问题而提出的，其目的在于提供一种在从空档档位向行驶档位进行选档操作时，能够满足快速的起步要求的电动车辆的变速控制装置。

为了实现上述目的，本发明具备：驱动源中所具有的电动机；有级变速器，其设置于从所述电动机至驱动轮的驱动系统，作为选档位置，该有级变速器具有驻车档位、空档档位以及行驶档位；以及变速控制单元，其进行所述有级变速器的变速控制。

在该电动车辆的变速控制装置中，所述变速控制单元将所述有级变速器的空档档位设为即使实施了加速器踩踏操作也不使所述电动机产生扭矩的档位，并且，如果选择空档档位，则使以1档接合的1档接合要素成为接合状态。

发明的效果

因此，如果选择空档档位，则使以1档接合的1档接合要素成为接合状态。此时，通过将有级变速器的空档档位设为即使实施了加速器踩踏操作也不使电动机产生扭矩的档位，从而在空档档位时，容许1档接合要素的接合。

即，如果在选择了行驶档位之后使1档接合要素开始接合，则有时起步响应会滞后。对此，在选择行驶档位的起步时，在选择行驶档位之前所通过或者所选择的空档档位下，能够预先使1档接合要素处于接合状态并准备通过行驶档位下的加速器踩踏而进行1档起步。

其结果，在从空档档位向行驶档位的选档操作时，能够满足快速的起步要求。

附图说明

图1是表示应用了实施例1的变速控制装置的电动汽车(电动车辆的一个例子)的驱动系统结构和控制系统结构的整体系统结构图。

图2是表示实施例1的利用电动机/空档协调控制的变速控制系统的详细结构的控制框图。

图3是表示平坦路上的1档起步时的非行驶档位·空档档位·行驶档位下的第1接合要素、第2接合要素以及停车机构的动作表的图。

图4是表示平坦路上的2档起步时的非行驶档位·空档档位·行驶档位下的第1接合要素、第2接合要素以及停车机构的动作表的图。

图5是表示由实施例1的变速控制器执行的变速控制处理的流程的流程图。

图6是表示实施例1的变速控制装置的自动变速器的升档变速线和降档变速线的一个例子的变速对应图。

图7是表示在搭载有实施例1的变速控制装置的电动汽车中，在平坦路上的1档起步时的档位·加速器开度·电动机转速·同步器(卡合离合器)的接合力·离合器(摩擦离合器)接合力的各特性的时序图。

图8是表示在搭载有实施例1的变速控制装置的电动汽车中，在平坦路上的2档起步时的档位·加速器开度·电动机转速·同步器(卡合离合器)的接合力·摩擦离合器接合力的各特性的时序图。

图9是表示在搭载有实施例1的变速控制装置的电动汽车中，在平坦路上以2档起步之后进行2档→1档的降档变速时的档位·加速器开度·电动机转速·同步器(卡合离合器)的接合力·摩擦离合器接合力的各特性的时序图。

图10是表示在搭载有实施例1的变速控制装置的电动汽车中，在上坡坡路上的1档起步时的档位·加速器开度·电动机转速·同步器(卡合离合器)的接合力·液压制动器的接合力的各特性的时序图。

具体实施方式

以下，基于附图所示的实施例1对实现本发明的电动车辆的变速控制装置的最佳方式进行说明。

实施例1

首先，对结构进行说明。

将实施例1的搭载于电动汽车(电动车辆的一个例子)中的变速控制装置的结构，分为“整体系统结构”、“变速控制系统的详细结构”、“变速控制处理结构”进行说明。

[整体系统结构]

图1示出应用了实施例1的变速控制装置的电动汽车的驱动系统结构和控制系统结构。以下，基于图1对整体系统结构进行说明。

如图1所示，作为所述电动汽车的驱动系统结构，具备驱动用电动发电机MG(电动机)、自动变速器3(有级变速器)以及驱动轮14。

所述驱动用电动发电机MG主要作为驱动电动机使用，其电动机轴与自动变速器3的变速器输入轴6连接。

所述自动变速器3是利用变速比不同的2对齿轮对中的某一对而传递动力的常啮合式有级变速器，并设置为具有减速比小的高速齿轮档(高速档)和减速比大的低速齿轮档(低速档)的2级变速。该自动变速器3用于从驱动用电动发电机MG依次经由变速器输入轴6以及变速器输出轴7而将电动机动力输出时的变速，由实现低速档的低速侧变速机构8以及实现高速档的高速侧变速机构9构成。这里，变速器输入轴6以及变速器输出轴7彼此平行地配置。

所述低速侧变速机构8用于在上述电动机动力的输出时选择低速侧传动路径，并配置于变速器输出轴7上。该低速侧变速机构8由卡合离合器8c(1档接合要素)构成，对于低速档齿轮对(齿轮8a、齿轮8b)，该卡合离合器8c使齿轮8a相对于变速器输出轴7进行啮合卡合/断开，以使得对变速器输入输出轴6、7之间进行驱动结合。这里，低速档齿轮由如下部件构成：齿轮8a，其可自由旋转地支撑于变速器输出轴7上；以及齿轮8b，其与该齿轮8a啮合，并与变速器输入轴6一同旋转。

所述高速侧变速机构9用于在上述电动机动力的输出时选择高速侧传动路径，并配置于变速器输入轴6上。该高速侧变速机构9由摩擦离合器9c(2档接合要素)构成，对于高速档齿轮对(齿轮9a、齿轮9b)，该摩擦离合器9c使齿轮9a相对于变速器输入轴6进行摩擦接合/断开，以使得对变速器输入输出轴6、7之间进行驱动结合。这里，高速档齿轮由如下部件构成：齿轮9a，其可自由旋转地支撑于变速器输入轴6上；以及齿轮9b，其与齿轮9a啮合，并与变速器输出轴7一同旋转。

所述变速器输出轴7固定有齿轮11，经由由该齿轮11和与其啮合的齿轮12构成的终减速驱动齿轮组，将差速齿轮装置13与变速器输出轴7驱动结合。由此，到达变速器输出轴7的电动发电机MG的电动机动力经由终减速驱动齿轮组11、12以及差速齿轮装置13而传递至左右的驱动轮14(其中，图1中仅示出一侧的驱动轮)。并且，在变速器输出轴7上、且在齿轮11的相反侧，固定有驻车齿轮17，并配置有驻车杆18，该驻车杆18以能够与上述驻车齿轮17啮合的方式设置于附图外的变速器壳体上。即，在选择P档位时，利用兼用于卡合离合器8c的电动致动器41使驻车杆18与驻车齿轮17啮合，由此对驻车齿轮17进行壳体固定，以使得变速器输出轴7不旋转。

如图1所示，作为所述电动汽车的控制系统结构，具备变速控制器21、车速传感器22、加速器开度传感器23、制动器行程传感器24、前后G传感器25、滑动器位置传感器26、套筒位置传感器27等。在此基础上，还具备电动机控制器28、制动器控制器29、综合控制器30、CAN通信线31以及档位开关32。

在卡合离合器8c啮合卡合、且摩擦离合器9c断开的低速齿轮档被选择的状态下向高速齿轮档进行升档变速时，所述变速控制器21完成通过卡合离合器8c的断开和摩擦离合器9c的摩擦接合进行的切换控制。另外，在卡合离合器8c断开、且摩擦离合器9c摩擦接合的高速齿轮档被选择的状态下向低速齿轮档进行降档变速时，完成通过卡合离合器8c的啮合卡合和摩擦离合器9c的断开进行的切换控制。

所述档位开关32是检测通过驾驶者对附图外的选档杆的选档操作而选择的自动变速器3的档位的开关。作为检测出的档位，具有P档位(＝停车档位、非行驶档位、驻车档位)、N档位(＝空档档位)、D档位(＝驱动档位、前进行驶档位)、R档位(＝倒车档位、后退行驶档位)等。

[变速控制系统的详细结构]

图2示出实施例1的变速控制系统的详细结构，图3示出平坦路上的1档起步时的各档位下的动作表，图4示出平坦路上的2速起步时的各档位下的动作表。以下，基于图2～图4对变速控制系统的详细结构进行说明。

作为所述电动汽车的控制系统中的变速控制系统的结构，如图2所示，具备卡合离合器8c、摩擦离合器9c、驻车齿轮17、驱动用电动发电机MG、液压致动器15以及变速控制器21。即，将卡合离合器8c、摩擦离合器9c、驱动用电动发电机MG以及液压制动器15作为控制对象，构成为根据条件并利用来自变速控制器21的指令进行控制的结构。

所述卡合离合器8c是利用同步式的啮合卡合的离合器，其具有：离合器齿轮8d，其设置于齿轮8a上；离合器盘毂8e，其与变速器输出轴7结合；以及联结套筒8f(参照图1)。并且，利用电动致动器41对联结套筒8f进行行程驱动，由此进行啮合卡合/断开。

该卡合离合器8c的啮合卡合和断开由联结套筒8f的位置决定，变速控制器21具备位置伺服控制器51(例如，通过PID控制而实现的位置伺服系统)，该位置伺服控制器51将套筒位置传感器27的值读入，并对电动致动器41施加电流，以使套筒位置成为啮合卡合位置或者断开位置。

并且，在联结套筒8f处于与离合器齿轮8d以及离合器盘毂8e的外周离合器齿的双方啮合的图1所示的啮合位置时，将齿轮8a与变速器输出轴7驱动连结。另一方面，在联结套筒8f由于从图1所示的位置向轴线方向变位而处于与离合器齿轮8d以及离合器盘毂8e的外周离合器齿中的一方不啮合的非啮合位置时，使齿轮8a从变速器输出轴7离开。

所述摩擦离合器9c具有：从动盘9d，其与离合器齿轮9a一同旋转；以及驱动盘9e，其与变速器输入轴6一同旋转(参照图1)。并且，利用电动致动器42驱动对两个盘9d、9e施加按压力的滑动器9f，由此进行摩擦接合/断开。

该摩擦离合器9c的传递扭矩容量由滑动器9f的位置决定，另外，滑动器9f为丝杠机构，在电动致动器42的输入为0(零)时，其成为对位置进行保持的机构。变速控制器21具备位置伺服控制器52(例如，利用PID控制的位置伺服系统)，该位置伺服控制器52读入滑动器位置传感器26的值，并对电动致动器42施加电流，以使滑动器到达能够获得期望的传递扭矩容量的滑动器位置。

并且，摩擦离合器9c与变速器输入轴6一体地旋转，在离合器摩擦接合时，将齿轮9a与变速器输入轴6驱动连结，在离合器断开时，将齿轮9a和变速器输入轴6的驱动连结切断。

在选择P档位(非行驶档位)时，利用兼用于卡合离合器8c的电动致动器41使驻车杆18与所述驻车齿轮17啮合，由此对所述驻车齿轮17进行壳体固定，使得变速器输出轴7不旋转。即，电动致动器41对卡合离合器8c的啮合位置、卡合离合器8c的非啮合位置以及驻车齿轮17的啮合位置这3个位置的动作进行管理。

利用输入有从变速控制器21输出的指令的电动机控制器28，对所述驱动用电动发电机MG进行扭矩控制或者转速控制。即，如果从变速控制器21输入电动机扭矩的扭矩容量指令、扭矩上限值指令、输入输出旋转同步指令，则电动机控制器28基于这些指令对驱动用电动发电机MG进行扭矩控制或者转速控制。

所述液压制动器15利用接收来自制动器控制器29的驱动指令的附图外的制动液压致动器，控制使制动接合力增加的增压(pump up)工作，其中，制动器控制器29输入有从变速控制器21输出的指令。

所述变速控制器21基于从档位开关32获得的档位信息，进行在平坦路上的1档起步时的各档位下的动作控制(图3)、以及在平坦路上的2档起步时的各档位下的动作控制(图4)。以下，对图3及图4的各档位下的动作控制进行说明。

如图3所示，所述在平坦路上的1档起步时的各档位下的动作控制分为非行驶档位(P档位)、空档档位(N档位)、行驶档位(D档位、R档位)。

在非行驶档位时，使卡合离合器8c(第1接合要素)断开，使摩擦离合器9c(第2接合要素)断开，使驻车杆18与驻车齿轮17啮合而将驻车机构设为ON。即，使驱动轮14的轮胎和驱动用电动发电机MG不结合。

在空档档位时，使卡合离合器8c(第1接合要素)接合，使摩擦离合器9c(第2接合要素)断开，从驻车齿轮17将驻车杆18的啮合解除而将驻车机构设为OFF。该空档档位设为例如即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩的档位。即，设为经由低速侧传动路径的扭矩传递的等待状态。

在行驶档位时，从空档档位继续使卡合离合器8c(第1接合要素)接合，并使摩擦离合器9c(第2接合要素)断开，从驻车齿轮17将驻车杆18的啮合解除而将驻车机构设为OFF。即，将由驱动用电动发电机MG产生的扭矩经由低速侧传动路径而传递至驱动轮14的轮胎。

如图4所示，所述在平坦路上的2档起步时的各档位下的动作控制分为非行驶档位(P档位)、空档档位(N档位)、行驶档位(D档位、R档位)。

在非行驶档位时，使卡合离合器8c(第1接合要素)断开，使摩擦离合器9c(第2接合要素)断开，使驻车杆18与驻车齿轮17啮合而将驻车机构设为ON。即，使驱动轮14的轮胎和驱动用电动发电机MG不结合。

在空档档位时，使卡合离合器8c(第1接合要素)断开，使摩擦离合器9c(第2接合要素)接合，从驻车齿轮17将驻车杆18的啮合解除而将驻车机构设为OFF。该空档档位设为例如即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩的档位。即，设为经由高速侧传动路径的扭矩传递的等待状态。

在行驶档位时，从空档档位继续使卡合离合器8c(第1接合要素)断开，并使摩擦离合器9c(第2接合要素)接合，从驻车齿轮17将驻车杆18的啮合解除而将驻车机构设为OFF。即，将由驱动用电动发电机MG产生的扭矩经由高速侧传动路径而传递至驱动轮14的轮胎。

[变速控制处理结构]

图5示出由实施例1的变速控制器21执行的变速控制处理的流程。以下，基于图5对表示变速控制处理结构的各步骤进行说明。此外，通过在选择了非行驶档位(P档位)的状态下将点火开关接通而开始该处理。

在步骤S1中，在选择了非行驶档位的停车时，基于前后G传感器25的输出而推定行驶道路的路面坡度，判断所推定的路面坡度为平坦路还是上坡坡路。在判断为平坦路的情况下，进入步骤S2，在判断为上坡坡路的情况下，进入步骤S5。

这里，对于是平坦路还是上坡坡路的判断，预先设定上坡路或者平坦路的坡度判断阈值，如果路面坡度推定值大于或等于坡度判断阈值，则判断为上坡坡路，如果路面坡度推定值小于坡度判断阈值，则判断为平坦路。

在步骤S2中，在步骤S1中判断为平坦路、或者在步骤S3中的第1要素接合、或者在步骤S4中的第2要素接合之后，接着判断是否对档位(range position，档位位置)进行了变更。在从非行驶档位向空档档位变更的情况下，进入步骤S3，在从空档档位向行驶档位变更的情况下，进入步骤S9。

在步骤S3中，在步骤S2中判断为从非行驶档位向空档档位变更之后，接着判断能否使卡合离合器8c(第1接合要素)响应于接合指令的啮合接合动作完毕。在判断为无法使卡合离合器8c(第1接合要素)响应于接合指令的啮合接合动作完毕的情况下，进入步骤S4，在判断为能够使卡合离合器8c(第1接合要素)响应于接合指令的啮合接合动作完毕的情况下，使卡合离合器8c形成为啮合接合状态，并返回到步骤S2。

这里，在从向卡合离合器8c(第1接合要素)输出接合指令时的经过时间超过目标接合时间时，由套筒位置传感器27检测出的位置未到达设为目标的接合完毕位置的情况下，判断为无法使卡合离合器8c响应于接合指令的接合动作完毕。

另外，如果向空档档位变更，则在选择空档档位的期间禁止电动机工作，以使得即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

在步骤S4中，在步骤S3中判断为卡合离合器8c无法接合之后，接着使摩擦离合器9c(第2接合要素)接合，并返回到步骤S2。

这里，在判断为卡合离合器8c无法接合时，在卡合离合器8c处于接合行程的中途位置的情况下，使卡合离合器8c返回到断开位置为止，在此基础上，使摩擦离合器9c接合。

在步骤S5中，在步骤S1中判断为上坡坡路、或者在步骤S8中的液压制动器解除之后，接着判断是否对档位(档位位置)进行了变更。在从非行驶档位向空档档位变更的情况下，进入步骤S6，在从空档档位向行驶档位变更的情况下，进入步骤S9。

在步骤S6中，在步骤S5中判断为从非行驶档位向空档档位变更之后，接着开始进行使液压制动器15的接合力增加的增压工作，并进入步骤S7。

这里，作为使液压制动器15的接合力增加的增压工作下的制动接合力增加量，将由于制动操作而产生的制动接合力和接合力增加量的合计接合力设为坡路制动保持所需的接合力。

另外，如果向空档档位变更，则在选择空档档位的期间禁止电动机工作，以使得即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

在步骤S7中，在步骤S6中的液压制动器15的工作开始之后，接着使卡合离合器8c(第1接合要素)啮合接合，并进入步骤S8。

在步骤S8中，在步骤S7中的卡合离合器8c的接合之后，如果卡合离合器8c的接合完毕，则解除使液压制动器15的接合力增加的增压工作，并进入步骤S5。

在步骤S9中，在步骤S2或者步骤S5中判断为从空档档位向行驶档位变更之后，接着判断由自动变速器3选择的变速档是低速齿轮档(第1档)还是高速齿轮档(第2档)。在低速齿轮档(第1档)时，进入步骤S12，在高速齿轮档(第2档)时，进入步骤S10。

在步骤S10中，在步骤S9中判断为高速齿轮档(第2档)之后，接着判断能否进行降档变速。在YES(能够进行降档变速)的情况下，进入步骤S11，在NO(无法进行降档变速)的情况下，进入步骤S12。

在步骤S11中，在步骤S10中判断为能够进行降档变速之后，接着通过使摩擦离合器9c(第2接合要素)断开、且使卡合离合器8c(第1接合要素)啮合结合的切换而执行向低速齿轮档的降档变速，并进入步骤S12。

在步骤S12中，在步骤S9中判断为低速齿轮档(第1档)、或者在步骤S10中判断为无法进行降档变速、或者在步骤S11中的降档变速、或者在步骤S14中的正常变速控制之后，接着判断车辆是否处于选择了行驶档位的行驶状态。在行驶状态时，进入步骤S14，在停止状态时，进入步骤S13。

在步骤S13中，在步骤S12中判断为处于停止状态之后，接着判断所选择的档位是否为非行驶档位。在YES(非行驶档位)的情况下，返回到步骤S1，在NO(除了非行驶档位以外的档位)的情况下，进入步骤S14。

在步骤S14中，在步骤S12中判断为处于行驶状态、或者在步骤S13中判断为除了非行驶档位以外的档位之后，接着执行利用根据车速VSP和要求电动机扭矩的变速对应图的正常的变速控制，并返回到步骤S12。

接下来，对作用进行说明。

将实施例1的电动汽车的变速控制装置的作用分为“正常的变速控制作用”、“平坦路1档起步时的变速控制作用”、“平坦路2档起步时的变速控制作用”、“上坡坡路1档起步时的变速控制作用”进行说明。

[正常的变速控制作用]

变速控制器21输入来自车速传感器22的车速VSP、来自加速器开度传感器23的加速器开度APO、以及来自制动器行程传感器24的制动器行程量BST。并且，如下所述，基于这些输入信息和图6中例示的变速对应图，进行自动变速器3的变速控制。

在图6的变速对应图中，粗实线表示将各车速VSP下的驱动用电动发电机MG的最大电动机驱动扭矩值连结而得到的最大电动机驱动扭矩线、和将各车速VSP下的驱动用电动发电机MG的最大电动机再生扭矩值连结而得到的最大电动机再生扭矩线，由这些实线包围的区域是可实用区域。

在该可实用区域内，考虑自动变速器3的变速器损失以及驱动用电动发电机MG的电动机损失，设定由点划线表示的升档变速线(Low→High)以及由虚线表示的降档变速线(High→Low)。此外，与降档变速线(High→Low)相比，升档变速线(Low→High)以滞后量而设定于高车速侧。

并且，在变速控制器21中，在踩踏加速器踏板的驱动行驶时，根据由加速器开度APO而求出的要求电动机驱动扭矩和车速VSP决定运转点。另一方面，在踩踏制动器踏板的制动时，根据车速VSP和由制动器行程量BST而求出的要求电动机再生扭矩决定运转点。在决定运转点时，在图6的变速对应图上，根据运转点存在于低速侧变速档区域、或者运转点存在于高速侧变速档区域的情况，求出适合于当前的运转状态的目标变速档(低速齿轮档或者高速齿轮档)。

接下来，如果求出的目标变速档为低速齿轮档，则形成为使卡合离合器8c处于啮合卡合状态、且使摩擦离合器9c处于断开状态的低速齿轮档的选择状态。另外，如果求出的目标变速档为高速齿轮档，则形成为使摩擦离合器9c处于摩擦接合状态、且使卡合离合器8c处于断开状态的高速齿轮档的选择状态。

并且，在低速齿轮档的选择状态时，如果可实用区域内的运转点横穿升档变速线(Low→High)而进入高速侧变速档区域，则将目标变速档切换为高速齿轮档。另一方面，在高速齿轮档的选择状态的情况下，如果可实用区域内的运转点横穿降档变速线(High→Low)而进入低速侧变速档区域，则将目标变速档切换为低速齿轮档。

这里，在图5所示的流程图中，处于选择行驶档位的行驶状态，如果反复按照步骤S12→步骤S14前进的流程，则在步骤S14中执行正常变速控制。另外，在从选择了行驶档位的行驶状态向停止状态过渡的情况下，只要未将档位切换为非行驶档位，就反复按照步骤S12→步骤S13→步骤S14前进的流程，并在步骤S14中执行正常变速控制。

在该正常变速控制中，使自动变速器3从低速齿轮档向高速齿轮档过渡的升档变速，通过如下切换变速而进行，即，使啮合卡合状态下的卡合离合器8c断开，并使断开状态下的摩擦离合器9c摩擦接合。另一方面，使自动变速器3从高速齿轮档向低速齿轮档过渡的降档变速，通过如下切换变速而进行，即，使断开状态下的卡合离合器8c啮合卡合，并使摩擦接合状态下的摩擦离合器9c断开。

[平坦路1档起步时的变速控制作用]

在从选择非行驶档位的平坦路停止状态起步时，从非行驶档位通过空档档位而向行驶档位切换档位，或者按照非行驶档位→空档档位→行驶档位而阶段性地切换档位。以下，基于图5的流程图以及图7的时序图，对平坦路上起步时中的1档起步时的变速控制作用进行说明。

在想要从选择非行驶档位的平坦路停止状态起步而向空档档位切换时，如果卡合离合器8c(第1接合要素)的接合条件成立，则在图5的流程图中，按照步骤S1→步骤S2→步骤S3前进。即，在步骤S3中判断为能够使卡合离合器8c(第1接合要素)响应于接合指令的啮合接合动作完毕的情况下，使卡合离合器8c形成为啮合接合状态，并返回到步骤S2。这里，如果从非行驶档位向空档档位变更，则在选择空档档位的期间禁止电动机工作，以使得即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

并且，如果从空档档位向行驶档位切换并进行加速器踩踏操作，则在图5的流程图中，从步骤S2按照步骤S9→步骤S12→步骤S14前进。并且，只要维持行驶状态，就反复按照步骤S12→步骤S14前进的流程。这里，如果从空档档位向行驶档位变更，则解除对电动机工作的禁止，与加速操作相应地使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

表示该平坦路1档起步时的变速控制作用的是图7所示的时序图。在该时序图中，时刻t1是从P档位(非行驶档位)向N档位(空档档位)切换的时刻，时刻t2是同步接合完毕判断时刻，时刻t3是从N档位向D档位(行驶档位)切换的时刻，t4是加速器踩踏开始时刻。

即，从P-N切换时刻t1至同步接合完毕判断时刻t2为止，卡合离合器8c(第1接合要素)的啮合接合完毕，从而，在N档位下，自动变速器3以使卡合离合器8c接合的低速齿轮档(1档)的选择状态进行等待。因此，如果经过N-D切换时刻t3并在时刻t4开始进行加速器踩踏操作，则电动机转速与加速器踩踏操作相应地从时刻t4开始上升。

如上所述，在实施例1中，采用如下结构，即，将自动变速器3的空档档位设为即使实施了加速器踩踏操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩的档位，并且，如果选择空档档位，则使以1档而接合的卡合离合器8c形成为接合状态。

即，如果在选择行驶档位之后使1档接合要素即卡合离合器8c开始接合，则起步响应有时会滞后。对此，在选择了行驶档位的起步时，在选择行驶档位之前所通过或者所选择的空档档位下，能够预先使卡合离合器8c处于接合状态并准备通过行驶档位下的加速器踩踏而进行1档起步。此时，将自动变速器3的空档档位设为即使实施了加速器踩踏操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩的档位，从而在空档档位时容许卡合离合器8c的接合。

其结果，在从空档档位向行驶档位的选档操作时，能够满足快速的起步要求。

在实施例1中，采用如下结构，即，将自动变速器3的1档接合要素设为通过啮合而接合的卡合离合器8c。

即，在将1档接合要素设为卡合离合器8c的情况下，在从空档档位向行驶档位的选档操作时，与摩擦离合器9c相比，从卡合离合器8c的啮合接合至啮合接合完毕为止所需的时间更长。因此，如果在选择行驶档位之后使卡合离合器8c开始接合，则等待卡合离合器8c的接合完毕再起步，起步响应的滞后增大。

对此，虽然将接合所需时间较长的卡合离合器8c用作1档接合要素，但通过在空档档位下预先使卡合离合器8c处于接合状态，从而确保快速的起步响应。

[平坦路2档起步时的变速控制作用]

在从选择了非行驶档位的平坦路上的停止状态起步时，从非行驶档位通过空档档位而向行驶档位切换档位，或者按照非行驶档位→空档档位→行驶档位而阶段性地切换档位。以下，基于图5的流程图、图8以及图9的时序图，对平坦路起步时中的2档起步时的变速控制作用进行说明。

在想要从选择了非行驶档位的平坦路上的停止状态起步并向空档档位切换时，如果卡合离合器8c(第1接合要素)的接合条件不成立，则在图5的流程图中，按照步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4前进。即，在步骤S3中判断为无法使啮合离合器8c(第1接合要素)响应于接合指令的啮合接合动作完毕的情况下，使摩擦离合器9c(第2接合要素)形成为摩擦接合状态，并返回到步骤S2。这里，如果从非行驶档位向空档档位变更，则在选择空档档位的期间禁止电动机工作，以使得即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

并且，如果从空档档位向行驶档位切换并进行加速器踩踏操作，则在图5的流程图中，从步骤S2按照步骤S9→步骤S10→步骤S11前进。即，如果在步骤S10中判断为能够进行降档变速，则在步骤S11中通过如下切换而执行向低速齿轮档的降档变速，即，使摩擦离合器9c(第2接合要素)断开，使卡合离合器8c(第1接合要素)啮合接合。

并且，只要按照步骤S12→步骤S14前进并维持行驶状态，就反复按照步骤S12→步骤S14前进的流程。这里，如果从空档档位向行驶档位变更，则解除对电动机工作的禁止，与加速操作相应地使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

表示该平坦路2档起步时的变速控制作用的是图8所示的时序图。在该时序图中，时刻t1是从P档位(非行驶档位)向N档位(空档档位)切换的时刻，时刻t2是同步接合不可判断时刻，时刻t2’是摩擦离合器接合完毕判断时刻，时刻t3是从N档位向D档位(行驶档位)切换的时刻，t4是加速器踩踏开始时刻。

即，从P-N切换时刻t1至同步接合不可判断时刻t2为止，未达到卡合离合器8c(第1接合要素)完全同步接合所需的力，其啮合接合并未完毕。因此，在时刻t2，取代卡合离合器8c而使摩擦离合器9c(第2接合要素)开始接合，并在摩擦离合器接合完毕判断时刻t2’判断摩擦离合器9c的接合是否完毕。即，在N档位下，自动变速器3以使摩擦离合器9c接合的高速齿轮档(2档)的选择状态进行等待。因此，如果经过N-D切换时刻t3并在时刻t4开始进行加速器踩踏操作，则电动机转速以与加速器踩踏操作对应的方式从时刻t4开始上升。

如上所述，在实施例1中，采用如下结构，即，在从P档位通过N档位、或者进行选档时，在判断为无法使卡合离合器8c响应于接合指令的接合动作完毕的情况下，使以2档接合的摩擦离合器9c形成为接合状态。

即，在卡合离合器8c的情况下，卡合离合器9c根据啮合位置(例如，啮合前端部彼此正对且抵接等)而有时无法过渡到啮合接合状态。

对此，在卡合离合器8c(第1接合要素)无法接合的情况下，放弃1档起步，使以2档接合的摩擦离合器9c接合而进行2档起步，从而，在按照P档位→N档位→D档位进行选档变更的起步时，能够实现快速的起步。

在实施例1中，采用如下结构，即，设置用于判断卡合离合器8c的接合是否完毕的套筒位置传感器27，在从向卡合离合器8c输出接合指令时的经过时间超过目标接合时间(时刻t1～t2)时，在由套筒位置传感器27检测出的位置未到达作为目标的接合完毕位置的情况下，判断为无法使卡合离合器8c响应于接合指令的接合动作完毕。

即，卡合离合器8c的能够接合/无法接合的判断，是将预先规定的目标接合时间(时刻t1～t2)设为判断等待时间并根据经过等待时间时的套筒位置是否到达接合完毕位置而进行判断的。

因此，无需长时间地等待，能够在早期且通过对套筒位置的确认而以良好的精度判断为无法使卡合离合器8c(第1接合要素)接合。

在实施例1中，采用如下结构，即，将自动变速器3的2档接合要素设为进行摩擦接合的摩擦离合器9c。

例如，在第1接合要素和第2接合要素均为卡合离合器的情况下，在想要取代1档起步而进行2档起步的情况下，存在2档起步下卡合离合器的接合滞后、或者卡合离合器无法接合的可能性。

对此，通过将2档接合要素设为摩擦离合器9c，在判断为卡合离合器8c(第1接合要素)无法接合的情况下，使摩擦离合器9c以良好的响应性进行摩擦接合，由此能够实现快速的2档起步。

在实施例1中，采用如下结构，即，在使摩擦离合器9c处于接合状态之后，进行2档起步，在2档行驶过程中，通过摩擦离合器9c的断开和卡合离合器8c的接合而进行2档→1档的降档变速。

在平坦路2档起步时，表示进行2档→1档的降档变速时的变速控制作用的是图9所示的时序图。在该时序图中，时刻t1～t3与图8所示的时序图中的时刻t1～t3相同，时刻t4是加速器踩踏开始时刻，且是2档→1档的降档变速开始时刻，时刻t5是2档→1档的降档变速结束时刻。

即，在N档位下，自动变速器3以使摩擦离合器9c接合的高速齿轮档(2档)的选择状态进行等待，如果经过N-D切换时刻t3并在时刻t4开始进行加速器踩踏操作，则电动机转速从时刻t4开始上升。并且，以与时刻t4的加速器踩踏操作对应的方式进行2档→1档的降档变速。

因此，在平坦路上的2档起步时，从加速器踩踏操作之后的时刻t5起，由低速齿轮档(1档)产生的驱动力(＞高速齿轮档驱动力)得到确保。

[上坡坡路1档起步时的变速控制作用]

在从选择非行驶档位的上坡坡路上的停止状态起步时，从非行驶档位通过空档档位向行驶档位切换档位，或者按照非行驶档位→空档档位→行驶档位而阶段性地切换档位。以下，基于图5的流程图以及图10的时序图，对上述坡路1档起步时的变速控制作用进行说明。

如果想要从选择了非行驶档位的上坡坡路上的停止状态起步并向空档档位切换，则在图5的流程图中，按照步骤S1→步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S8前进。即，在步骤S6中，开始进行使液压制动器15的接合力增加的增压工作，在步骤S7中，使卡合离合器8c(第1接合要素)啮合接合。并且，在步骤S8中，如果卡合离合器8c的接合完毕，则解除使液压制动器15的接合力增加的增压工作。这里，如果从非行驶档位向空档档位变更，则在选择空档档位的期间禁止电动机工作，以使得即使实施了加速操作也不使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

并且，如果从空档档位向行驶档位切换并进行加速器踩踏操作，则在图5的流程图中，从步骤S2按照步骤S9→步骤S12→步骤S14前进。并且，只要维持行驶状态，就反复按照步骤S12→步骤S14前进的流程。这里，如果从空档档位向行驶档位变更，则解除对电动机工作的禁止，以与加速操作对应的方式使驱动用电动发电机MG产生扭矩。

表示该上坡坡路1档起步时的变速控制作用的是图10所示的时序图。在该时序图中，时刻t1是从P档位(非行驶档位)向N档位(空档档位)切换的时刻，时刻t2是同步接合完毕判断时刻，时刻t3是从N档位向D档位(行驶档位)切换的时刻，t4是加速器踩踏开始时刻。

即，从P-N切换时刻t1至同步接合完毕判断时刻t2为止，达到使卡合离合器8c(第1接合要素)完全同步接合所需的力，啮合接合完毕。与该时刻t1～时刻t2同步地实施使液压制动器15的接合力增加的增压工作，将通过制动操作而产生的制动接合力(ON)和接合力增加量的合计接合力设为坡路制动保持所需的接合力。

如上所述，在实施例1中，采用如下结构，即，在上坡坡路上从P档位向N档位选档时，使对驱动轮14施加制动力的液压制动器15的接合力增大。

例如，在上坡坡路上从P档位通过N档位时，或者在从P档位向N档位选档时，驱动用电动发电机MG和驱动轮14并未结合，车辆沿着上坡坡路下滑。另外，驱动轮14因下滑而旋转，使得在卡合离合器8c的输入侧和输出侧产生差速旋转，卡合离合器8c无法实现啮合接合的可能性提高。

对此，直至在上坡坡路上与从P档位向N档位的档位切换同步、卡合离合器8c的接合完毕为止，施加坡路制动保持所需的制动接合力。其结果，在从P档位向N档位进行选档时，防止车辆沿着上坡坡路滑下，在啮合接合的卡合离合器8c的输入侧和出力侧产生的差速旋转消失。

接下来，对效果进行说明。

在实施例1的电动汽车的变速控制装置中，能够获得以下列举的效果。

(1)一种电动车辆(电动汽车)的变速控制装置，具备：

驱动源中所具有的电动机(驱动用电动发电机MG)；

有级变速器(自动变速器3)，其设置于从所述电动机至驱动轮14为止的驱动系统，作为选档档位而具有驻车档位(非行驶档位、P档位)、空档档位(N档位)以及行驶档位(D档位)；以及

变速控制单元(变速控制器21)，其进行所述有级变速器(自动变速器3)的变速控制，其中，

所述变速控制单元(变速控制器21)，使所述有级变速器(自动变速器3)的空档档位设为即使实施了加速器踩踏操作也不使所述电动机(驱动用电动发电机MG)产生扭矩的档位，并且，如果选择空档档位，则使以1档接合的1档接合要素(卡合离合器8c)成为接合状态(图5)。

因此，在从空档档位(N档位)向行驶档位(D档位)的选档操作时，能够满足快速的起步要求。

(2)所述有级变速器(自动变速器3)，将通过啮合而接合的卡合离合器8c作为所述1档接合要素(图3)。

因此，在(1)的效果的基础上，虽然将接合所需时间较长的卡合离合器8c用作1档接合要素，但通过在空档档位下预先使卡合离合器8c形成为接合状态，能够确保快速的起步响应。

(3)在从驻车档位通过空档档位时、或者从驻车档位向空档档位进行选档时，判断为无法使所述1档接合要素(卡合离合器8c)响应于接合指令的接合动作完毕的情况下，所述变速控制单元(变速控制器21)使以2档接合的2档接合要素(摩擦离合器9c)形成为接合状态(图4)。

因此，在(1)或者(2)的效果的基础上，即使在1档接合要素(卡合离合器8c)无法接合的情况下，也能够通过进行2档起步而进行快速的起步。

(4)设置有位置传感器(套筒位置传感器27)，该位置传感器(套筒位置传感器27)用于判断所述1档接合要素(卡合离合器8c)的接合是否完毕，

在从向所述1档接合要素(卡合离合器8c)输出接合指令时的经过时间超过目标接合时间时，在由所述位置传感器(套筒位置传感器27)检测出的位置未到达作为目标的接合完毕位置的情况下，所述变速控制单元(变速控制器21)判断为无法使所述1档接合要素(卡合离合器8c)响应于接合指令的接合动作完毕(图5中的S3→S4)。

因此，在(3)的效果的基础上，无需长时间地等待，能够在早期且通过对套筒位置的确认而以良好的精度判断为无法使1档接合要素(卡合离合器8c)接合。

(5)所述有级变速器(自动变速器3)将进行摩擦接合的摩擦离合器9c作为所述2档接合要素(图4)。

因此，在(3)或者(4)的效果的基础上，在判断为卡合离合器8c(第1接合要素)无法接合的情况下，通过使摩擦离合器9c以良好的响应性摩擦接合，能够进行快速的2档起步。

(6)所述变速控制单元(变速控制器21)在使所述2档接合要素(摩擦离合器9c)形成为接合状态之后，进行2档起步，在2档行驶过程中，通过所述2档接合要素(摩擦离合器9c)的断开和所述1档接合要素(卡合离合器8c)的接合而进行2档→1档的降档变速(图5中的S9→S10→S11)。

因此，在(3)～(5)的效果的基础上，在平坦路上的2档起步时，在根据加速器踩踏操作的起步区域进行2档→1档的降档变速，由此能够确保通过1档而产生的较高的驱动力。

(7)在上坡坡路上从驻车档位通过空档档位时、或者在上坡坡路上从驻车档位向空档档位进行选档时，所述变速控制单元(变速控制器21)使对所述驱动轮14施加制动力的液压制动器15的接合力增大(图5中的S5→S6→S7→S8)。

因此，在(1)～(6)的效果的基础上，在上坡坡路上从驻车档位向空档档位变更时，能够防止车辆的下滑，并能够使在1档接合要素(卡合离合器8c)的输入侧和输出侧产生差速旋转的情况消失。

以上，基于实施例1对本发明的电动车辆的变速控制装置进行了说明，但具体的结构并不限定于该实施例1，只要不脱离权利要求书中的各技术方案所涉及的发明的主旨，容许进行设计的变更、追加等。

在实施例1中，示出了作为有级变速器而具有卡合离合器8c和摩擦离合器9c，并由高速齿轮档和低速齿轮档这2个速级的变速档构成的自动变速器3的例子。但是，作为自动变速器，可以设为由大于或等于3个速级的变速档构成的有级变速器的例子。

在实施例1中，作为1档接合要素，示出了通过啮合而接合的卡合离合器8c的例子。但是，作为1档接合要素，可以不采用卡合离合器，而是采用摩擦离合器、摩擦制动器。

在实施例1中，示出了将本发明的变速控制装置应用于在驱动源中具备驱动用电动发电机的电动汽车的例子。但是，对于具有发动机驱动的发电机、且在驱动源中具备电动机的串联式混合动力车、或者在起步时选择电动汽车行驶模式的并联式混合动力车、插电式混合动力车等的电动车辆，也能够应用本发明的变速控制装置。

相关申请的相互参照

本申请基于2012年12月26日向日本专利厅申请的特愿2012-282379主张优先权，通过参照的方式将其所有公开内容完全引入本说明书。

Claims (7)

1.一种电动车辆的变速控制装置，具备：

驱动源中所具有的电动机；

有级变速器，其设置于从所述电动机至驱动轮为止的驱动系统，作为选档档位而具有驻车档位、空档档位以及行驶档位；以及

变速控制单元，其进行所述有级变速器的变速控制，

所述电动车辆的变速控制装置的特征在于，

所述变速控制单元，使所述有级变速器的空档档位成为即使实施了加速器踩踏操作也不使所述电动机产生扭矩的档位，并且，如果选择空档档位，则使以1档接合的1档接合要素成为接合状态。

2.根据权利要求1所述的电动车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述有级变速器，将通过啮合而接合的卡合离合器作为所述1档接合要素。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制单元，在从驻车档位通过空档档位时、或者从驻车档位向空档档位进行选档时，判断为无法使所述1档接合要素响应于接合指令的接合动作完毕的情况下，使以2档接合的2档接合要素成为接合状态。

4.根据权利要求3所述的电动车辆的变速控制装置，其特征在于，

设置有位置传感器，该位置传感器用于判断所述1档接合要素的接合是否完毕，

所述变速控制单元，在从向所述1档接合要素输出接合指令时的经过时间超过目标接合时间时，由所述位置传感器检测出的位置未到达作为目标的接合完毕位置的情况下，判断为无法使所述1档接合要素响应于接合指令的接合动作完毕。

5.根据权利要求3或4所述的电动车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述有级变速器，将进行摩擦接合的摩擦离合器作为所述2档接合要素。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的电动车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制单元，在使所述2档接合要素成为接合状态之后，进行2档起步，在2档行驶过程中，通过所述2档接合要素的断开和所述1档接合要素的接合而进行从2档向1档的降档变速。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动车辆的变速控制装置，其特征在于，

所述变速控制单元，在上坡坡路上从驻车档位通过空档档位时、或者在上坡坡路上从驻车档位向空档档位进行选档时，使对所述驱动轮施加制动力的液压制动器的接合力增大。