WO2014136365A1 - 電動車両の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

ビジーシフトの発生を抑制することができる電動車両の変速制御装置を提供すること。 駆動源となるモータジェネレータ(MG)と、モータジェネレータ(MG)の変速機入力軸(６)側に接続される自動変速機(３)と、を有する電動車両に搭載され、予め設定された変速線を用いて自動変速機(３)の変速制御を行う変速コントローラ(２１)を備えた電動車両の変速制御装置において、前記変速コントローラ(２１)は、変速線として、電力消費率の向上を優先して設定された電費優先変速線と、変速頻度の抑制を優先して設定された駆動優先変速線と、を有している。そして、電費優先変速線を用いた変速制御の完了後、所定時間の間、駆動優先変速線を用いる構成とした。

Description

電動車両の変速制御装置

　本発明は、モータと自動変速機を有する電動車両に搭載され、変速線を用いて自動変速機の変速制御を行う電動車両の変速制御装置に関する発明である。

　従来、予め設定した一つの変速線（変速マップ）と、要求駆動力と車速により決まる運転点を用いて変速制御を実行する電動車両の変速制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2010-202124号公報

　ところで、従来の電動車両の変速制御装置にあっては、運転点が変速線を横切ったら変速制御が実行される。ここで、変速線は、短時間の間に変速制御が繰り返されるビジーシフトを回避するため、間にヒステリシスが設けられたアップシフト線とダウンシフト線を有している。そして、Low側にある運転点がアップシフト線を横切ってHigh側に移動すればアップシフト制御が行われ、High側にある運転点がダウンシフト線を横切ってLow側に移動すればダウンシフト制御が行われる。
　しかしながら、モータにおける電力消費率（電費）を向上させるには、アップシフト線及びダウンシフト線を、それぞれ最適電費線に近い位置に設定する必要がある。そのため、アップシフト線とダウンシフト線との間のヒステリシスを十分に確保することが難しく、ビジーシフトを防止しきれないという問題があった。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ビジーシフトの発生を抑制することができる電動車両の変速制御装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の電動車両の変速制御装置は、駆動源となるモータと、前記モータの出力軸側に接続される自動変速機と、を有する電動車両に搭載され、予め設定された変速線を用いて前記自動変速機の変速制御を行う変速コントローラを備えている。
　そして、前記変速コントローラは、前記変速線として、電力消費率の向上を優先して設定された電費優先変速線と、変速頻度の抑制を優先して設定された駆動優先変速線と、を有している。さらに、前記電費優先変速線を用いた変速制御の完了後、所定時間の間、前記駆動優先変速線を用いる。

　本願発明では、変速コントローラにより、電費優先変速線を用いた変速制御が完了した後は、所定時間の間、変速頻度の抑制を優先して設定された駆動優先変速線を用いた変速制御が行われる。これにより、電費優先変速線を用いた場合に発生するビジーシフトの発生を抑制することができる。
　また、例えばビジーシフトを回避するため、変速制御の完了後、所定時間の間、変速制御の実行自体を禁止する場合では、要求駆動力が高くなったときに駆動力不足が生じることが考えられる。しかし、駆動優先変速線を用いた変速制御の実行を許可することで、駆動力不足となってしまうことを防止することができる。

実施例１の変速制御装置が適用された電気自動車（電動車両の一例）の駆動系構成と制御系構成を示す全体システム構成図である。 実施例１の変速制御系の詳細構成を示す制御ブロック図である。 実施例１の変速コントローラにおいて用いられる自動変速機の変速線の一例を示す変速マップ図である。 実施例１の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の要求駆動力と変速線切り替え時間との関係を示すマップである。 実施例１の変速制御装置を搭載した電気自動車にて変速制御を実行した際のモータ回転数・モータトルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチ伝達トルク・係合クラッチ状態・適用変速線の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の変速コントローラにおいて用いられた変速マップ上での運転点の動きを示す説明図である。 本発明の変速制御装置が適用可能なハイブリッド車（電動車両の他例）の駆動系構成の一例を示す図である。

　以下、本発明の電動車両の変速制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

　まず、構成を説明する。
　実施例１における電気自動車（電動車両の一例）に搭載された変速制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系の詳細構成」、「変速制御処理構成」に分けて説明する。

　［全体システム構成］
　図１は、実施例１の変速制御装置が適用された電気自動車の駆動系構成と制御系構成を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

　前記電気自動車の駆動系構成としては、図１に示すように、モータジェネレータMGと、自動変速機３と、駆動輪１４と、を備えている。

　前記モータジェネレータMGは、力行時に駆動源となるモータとして用いられ、回生時にジェネレータとして用いられ、そのモータ軸（出力軸）が自動変速機３の変速機入力軸６に接続される。

　前記自動変速機３は、変速比の異なる２つのギア対のいずれかで動力を伝達する常時噛み合い式有段変速機であり、減速比の小さなハイギア段（高速段）と減速比の大きなローギア段（低速段）を有する２段変速としている。この自動変速機３は、低速段を実現するロー側変速機構８及び高速段を実現するハイ側変速機構９により構成される。ここで、変速機入力軸６及び変速機出力軸７は、それぞれ平行に配置される。

　前記ロー側変速機構８は、ロー側伝動経路を選択するためのもので、変速機出力軸７上に配置されている。このロー側変速機構８は、低速段ギア対（ギア８ａ，ギア８ｂ）が、変速機入出力軸６，７間を駆動結合するように、変速機出力軸７に対するギア８ａの噛み合い係合/開放を行う係合クラッチ８ｃ（噛合いクラッチ）により構成する。ここで、低速段ギア対は、変速機出力軸７上に回転自在に支持したギア８ａと、該ギア８ａと噛み合い、変速機入力軸６と共に回転するギア８ｂと、から構成される。

　前記ハイ側変速機構９は、ハイ側伝動経路を選択するためのもので、変速機入力軸６上に配置されている。このハイ側変速機構９は、高速段ギア対（ギア９ａ，ギア９ｂ）が、変速機入出力軸６，７間を駆動結合するように、変速機入力軸６に対するギア９ａの摩擦締結/開放を行う摩擦クラッチ９ｃにより構成する。ここで、高速段ギア対は、変速機入力軸６上に回転自在に支持したギア９ａと、ギア９ａに噛み合い、変速機出力軸７と共に回転するギア９ｂと、から構成される。

　前記変速機出力軸７は、ギア１１を固定し、このギア１１と、これに噛合するギア１２とからなるファイナルドライブギア組を介して、ディファレンシャルギア装置１３を変速機出力軸７に駆動結合する。これにより、変速機出力軸７に達したモータジェネレータMGのモータ動力がファイナルドライブギア組１１，１２及びディファレンシャルギア装置１３を経て左右の駆動輪１４（なお、図１では一方の駆動輪のみを示した）に伝達されるようにする。

　前記電気自動車の制御系構成としては、図１に示すように、変速コントローラ２１、車速センサ２２、アクセル開度センサ２３、ブレーキストロークセンサ２４、前後加速度センサ２５、スライダ位置センサ２６、スリーブ位置センサ２７等を備えている。これに加え、モータコントローラ２８と、ブレーキコントローラ２９と、統合コントローラ３０と、ＣＡＮ通信線３１と、を備えている。

　前記変速コントローラ２１は、係合クラッチ８ｃが噛み合い係合で摩擦クラッチ９ｃが開放のローギア段が選択されている状態でハイギア段へアップシフトする際、係合クラッチ８ｃの開放と摩擦クラッチ９ｃの摩擦締結による架け替え制御を遂行する。また、係合クラッチ８ｃが開放で摩擦クラッチ９ｃが摩擦締結のハイギア段が選択されている状態でローギア段へダウンシフトする際、係合クラッチ８ｃの噛み合い係合と摩擦クラッチ９ｃの開放による架け替え制御を遂行する。すなわち、アップシフトでは、噛合いクラッチである係合クラッチ８ｃが開放要素になり、ダウンシフトでは、噛合いクラッチである係合クラッチ８ｃが締結要素になる。

　［変速制御系の詳細構成］
　図２は、実施例１の変速制御系の詳細構成を示す。以下、図２に基づき、変速制御系の詳細構成を説明する。

　前記電気自動車の制御系のうち変速制御系の構成としては、図２に示すように、係合クラッチ８ｃと、摩擦クラッチ９ｃと、モータジェネレータMGと、液圧ブレーキ１５と、変速コントローラ２１と、統合コントローラ３０と、を備えている。つまり、係合クラッチ８ｃと摩擦クラッチ９ｃは、変速コントローラ２１からの指令により変速制御を行う構成とし、モータジェネレータMGと液圧ブレーキ１５は、統合コントローラ３０からの指令により回生協調ブレーキ制御を行う構成としている。

　前記係合クラッチ８ｃは、シンクロ式の噛み合い係合によるクラッチであり、ギア８ａに設けたクラッチギア８ｄと、変速機出力軸７に結合したクラッチハブ８ｅと、カップリングスリーブ８ｆと、を有する（図１を参照）。そして、第１電動アクチュエータ４１によりカップリングスリーブ８ｆをストローク駆動させることで、噛み合い係合/開放する。
この係合クラッチ８ｃの噛み合い係合と開放は、カップリングスリーブ８ｆの位置によって決まり、変速コントローラ２１は、スリーブ位置センサ２７の値を読み込み、スリーブ位置が噛み合い係合位置又は開放位置になるように第１電動アクチュエータ４１に電流を与える第１位置サーボコントローラ５１（例えば、PID制御による位置サーボ系）を備えている。
そして、カップリングスリーブ８ｆがクラッチギア８ｄ及びクラッチハブ８ｅの外周クラッチ歯の双方に噛合した図１に示す噛み合い係合位置にあるとき、ギア８ａを変速機出力軸７に駆動連結する。一方、カップリングスリーブ８ｆが、図１に示す位置から軸線方向へ変位することでクラッチギア８ｄ及びクラッチハブ８ｅの外周クラッチ歯の一方と非噛み合い位置（開放位置）にあるとき、ギア８ａを変速機出力軸７から切り離す。

　前記摩擦クラッチ９ｃは、ギア９ａと共に回転するドリブンプレート９ｄと、変速機入力軸６と共に回転するドライブプレート９ｅと、を有する（図１を参照）。そして、電動アクチュエータ４２により両プレート９ｄ，９ｅに押付け力を与えるスライダ９ｆを駆動することで摩擦締結/開放する。
この摩擦クラッチ９ｃの伝達トルク容量は、スライダ９ｆの位置によって決まり、また、スライダ９ｆはネジ機構となっており、第２電動アクチュエータ４２の入力が０（ゼロ）のとき、位置を保持する機構となっている。変速コントローラ２１は、スライダ位置センサ２６の値を読み込み、所望の伝達トルク容量が得られるスライダ位置になるように第２電動アクチュエータ４２に電流を与える第２位置サーボコントローラ５２（例えば、PID制御による位置サーボ系）を備えている。
そして、摩擦クラッチ９ｃは、変速機入力軸６と一体に回転し、摩擦締結するときギア９ａを変速機入力軸６に駆動連結し、開放するとき、ギア９ａと変速機入力軸６の駆動連結を切り離す。

　前記モータジェネレータMGは、統合コントローラ３０から出力される指令を入力するモータコントローラ２８によって力行制御又は回生制御される。つまり、モータコントローラ２８がモータトルク指令を入力すると、モータジェネレータMGが力行制御される。また、モータコントローラ２８が回生トルク指令を入力すると、モータジェネレータMGが回生制御される。

　前記液圧ブレーキ１５は、ブレーキペダル１６→電動ブースタ１７→マスタシリンダ１８→ブレーキ液圧アクチュエータ１９を経由して供給されるブレーキ液により駆動輪１４に液圧制動力を与える。この液圧ブレーキ１５は、回生協調ブレーキ制御時、ブレーキコントローラ２９がブレーキ液圧指令を入力すると、液圧制動力の分担に応じた駆動指令を電動ブースタ１７に出力することでブレーキ液圧が制御される。ここで、回生協調ブレーキ制御とは、ブレーキストロークセンサ２４からのブレーキストローク量BSTに基づいて算出した要求制動力（あるいは、要求減速度）を、回生制動力と液圧制動力との分担により達成する制御をいう。基本的には、電費性能を高めるため、そのとき可能な最大回生トルクに基づき回生制動力を決め、要求制動力から回生制動力を差し引いた残りを液圧制動力で分担する。

　前記変速コントローラ２１は、車速センサ２２やアクセル開度センサ２３やブレーキストロークセンサ２４や前後加速度センサ２５等からの情報を入力し、変速線を示す変速マップ（図３）を用いて自動変速機３のアップシフトやダウンシフトを制御する。
ここで、変速線は、最適電費線を挟んで設定されるアップシフト線とダウンシフト線からなり、電費優先変速線と、駆動優先変速線と、を有している。そして、この変速コントローラ２１は、電費優先変速線を用いた変速制御の完了後、所定時間の間、駆動優先変速線を用いて変速制御を実行する。また、この変速コントローラ２１は、所定時間経過後、ドライバーの要求駆動力が予め設定した閾値以下であれば、駆動優先変速線を用いた変速制御から、電費優先変速線を用いた変速制御に切り替える。
なお、ドライバーの要求駆動力は、ここではアクセル開度APOに基づいて推定する。つまり、アクセル開度APOは、ドライバーの要求駆動力に対して比例関係を有するものであり、要求駆動力＝アクセル開度APOとすることができる。

　ここで、「最適電費線」とは、モータジェネレータMGの電力消費率（以下「電費」という）を最高状態にするモータ回転数とモータトルクの関係を示す線であり、図３において一点鎖線で示している。また、「アップシフト線」とは、変速マップ上をLow側とHigh側に区画する線であり、図３において細線で示す。モータ回転数とモータトルクによって示される変速マップ上の運転点が、このアップシフト線を横切ってLow側からHigh側に移動した際にアップシフトが行われる。また、「ダウンシフト線」とは、変速マップ上をLow側とHigh側に区画する線であり、図３において太線で示す。変速マップ上の運転点が、このダウンシフト線を横切ってHigh側からLow側に移動した際にダウンシフトが行われる。
そして、「アップシフト線」と「ダウンシフト線」との間には、短時間の間に変速制御が繰り返されるビジーシフトを回避するためのヒステリシスＳが設けられる。

　そして、「電費優先変速線」は、モータジェネレータMGにおける電費の向上を優先して設定された変速線であり、図３において実線で示す。この電費優先変速線は、最適電費線の近傍に設定され、ダウンシフト線とアップシフト線の間のヒステリシスＳが比較的小さくなっている。

　また、「駆動優先変速線」は、変速頻度の抑制を優先して設定された変速線であり、図３において破線で示す。この駆動優先変速線は、最適電費線から離れた位置に設定され、ダウンシフト線とアップシフト線の間のヒステリシスＳが、電費優先変速線よりも大きくなっている。なお、「変速頻度の抑制」とは、頻繁に変速制御が行われることを防止し、変速制御の実行に伴う駆動力途切れの発生を抑制することである。

　［変速制御処理構成］
　図４は、実施例１の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示す。以下、図４に基づき、実施例１の変速制御処理構成をあらわす各ステップについて説明する。

　ステップＳ１では、変速コントローラ２１における自動変速機３の変速制御に用いられる変速マップの変速線が「電費優先変速線」であるか否かを判断する。YES（変速線＝電費優先）の場合はステップＳ２へ進み、NO（変速線＝駆動優先）の場合はステップＳ１を繰り返す。

　ステップＳ２では、ステップＳ１での変速線＝電費優先との判断に続き、電費優先編側線を適用した変速制御が実行されると共に、この変速制御が完了したか否かを判断する。YES（変速完了）の場合はステップＳ３へ進み、NO（変速未完了）の場合はステップＳ２を繰り返す。

　ステップＳ３では、ステップＳ２での変速制御の完了との判断に続き、変速コントローラ２１における変速制御に用いられる変速マップの変速線を「駆動優先変速線」に切り替え設定し、ステップＳ４へ進む。これにより、再び変速制御を行う場合には、図３に示す変速マップにおいて破線で示す駆動優先変速線が適用される。

　ステップＳ４では、ステップＳ３での変速線の切り替え設定に続き、現在のアクセル開度APOを読み込み、ステップＳ５へ進む。
ここで、アクセル開度APOは、アクセル開度センサ２３によって検出される。

　ステップＳ５では、ステップＳ４でのアクセル開度の読み込みに続き、読み込んだアクセル開度APOに応じて、「電費優先変速線」を用いた変速制御の完了後、変速線を「駆動優先変速線」に切り替えておく所定時間の長さを設定し、ステップＳ６へ進む。
ここで、「所定時間（変速線切り替え時間）」の設定は、図５に示す時間設定マップに基づいて行う。すなわち、ドライバーの要求駆動力を示すアクセル開度APOが予め設定した閾値αよりも小さい場合には、アクセル開度APOの大きさを複数の領域に区分けし、各領域ごとに一定の時間を設定する。また、アクセル開度APOが予め設定した閾値αよりも大きい場合には、アクセル開度APOが大きくなるほど所定時間が長くなるように設定する。
なお、「所定時間」は、ドライバーによるアクセル操作が安定するまでの時間、つまりアクセル変動が収束するまでの時間である。このアクセル操作の変動収束時間は、アクセル開度APOが比較的小さい（踏み込み量が小さい）場合には短時間となり、アクセル開度APOが比較的大きい（踏み込み量が大きい）場合には長時間になる。そのため、アクセル開度APOが閾値αよりも大きい場合には、アクセル開度APOが大きくなるほど所定時間が長くなるように設定される。一方、電費優先変速線において、モータトルクが中程度のとき、つまりアクセル開度APOが閾値αよりも小さく、且つ、ほとんど踏み込まれていない極小領域よりも大きいときには、アップシフト線とダウンシフト線との間のヒステリシスＳが最も小さくなる（図３において二点鎖線で囲んだ領域）。そのため、アクセル開度APOが閾値αよりも小さい場合には、電費優先変速線におけるアップシフト線とダウンシフト線の間のヒステリシスＳの大きさに合わせ、アクセル開度APOを複数の領域に区分けする。そして、このヒステリシスＳが大きいアクセル開度領域では、所定時間を比較的長く設定し、ヒステリシスＳが小さくなるアクセル開度領域（図５におけるアクセル開度APOがAPO１からAPO２の間）では、所定時間を比較的短く設定する。

　ステップＳ６では、ステップＳ５での所定時間の設定に続き、設定した時間が経過したか否かを判断する。YES（所定時間経過）の場合はステップＳ７へ進み、NO（所定時間未経過）の場合はステップＳ６を繰り返す。

　ステップＳ７では、ステップＳ６での所定時間経過との判断に続き、再度アクセル開度APOを読み込み、ステップＳ８へ進む。
ここで、アクセル開度APOは、アクセル開度センサ２３によって検出される。

　ステップＳ８では、ステップＳ７でのアクセル開度の読み込みに続き、読み込んだアクセル開度APOが予め設定した閾値開度以下であるか否かを判断する。YES（アクセル開度≦閾値開度）の場合にはステップＳ９へ進み、NO（アクセル開度＞閾値開度）の場合にはステップＳ７へ戻る。
ここで、「閾値開度」は、任意に設定されるものであるが、変速制御が実行された場合であっても変速ショックを小さく抑えることができる程度のアクセル開度APOである。

　ステップＳ９では、ステップＳ８でのアクセル開度≦閾値開度との判断に続き、変速コントローラ２１における変速制御に用いられる変速マップの変速線を「電費優先変速線」に切り替え設定し、エンドへ進む。これにより、再び変速制御を行う場合には、図３に示す変速マップに実線で示す電費優先変速線が適用される。

　次に、作用を説明する。
　まず、「比較例の変速制御装置とその課題」を説明する。そして、実施例１の電気自動車の変速制御装置における変速線切り替え作用を説明する。

　［比較例の変速制御装置とその課題］
　実施例１の駆動系構成を持つ電気自動車において、自動変速機３の変速制御を実施する場合を考える。

　自動変速機３の変速制御は、変速コントローラ２１が有する変速マップに基づいて行われる。ここで、この変速マップは、通常電費を優先するように設定されている。つまり、図３に示す電費優先変速線のみを有するものとなっている。そして、この電費優先変速線は、アップシフト線とダウンシフト線が、それぞれ最適電費線の近傍に設定されており、両シフト線の間のヒステリシスＳが狭くなっている領域がある。

　そのため、アクセル操作が安定しない状態等では、モータ回転数とモータトルクによって決まる運転点の位置が定まらず、アップシフト線とダウンシフト線を短時間の間に繰り返し横切ってしまい、短時間の間に変速制御が繰り返されるビジーシフトが生じるという問題があった。

　なお、このビジーシフトを回避するために、例えば変速線のアップシフト線とダウンシフト線の間のヒステリシスＳを大きくしておくことが考えられる。しかしながら、この場合では、アップシフト線及びダウンシフト線の少なくとも一方、或いは双方が最適電費線から離れてしまうこととなる。そのため、電費が悪化してしまうという問題が生じる。

　さらに、ビジーシフトを回避するために、例えば変速制御後、一定時間の間、変速制御自体を禁止することが考えられる。しかしながら、この場合では、変速禁止期間中にアクセル踏み込みがあった場合等に、駆動力が不足してしまうという問題が生じる。

　［変速線切り替え作用］
　図６は、実施例１の変速制御装置を搭載した電気自動車にて変速制御を実行した際のモータ回転数・モータトルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチ伝達トルク・係合クラッチ状態・適用変速線の各特性を示すタイムチャートである。以下、図６に基づいて実施例１の変速制御装置における変速線切り替え作用について説明する。

　変速コントローラ２１において、電費優先変速線（図３において実線で示す）を用いて変速制御を行っているとき、図６に示す時刻t１にて、モータ回転数とモータトルクによって決まる運転点が、電費優先変速線のダウンシフト線をHigh側からLow側へと横切ると、変速コントローラ２１からダウンシフト指令が出力される。これにより、自動変速機３のダウンシフトが開始される。
すなわち、係合クラッチ８ｃの噛み合い係合と摩擦クラッチ９ｃの開放による架け替え制御が遂行される。

　これにより、モータ回転数が上昇し、時刻t２にて自動変速機３の入力回転数と出力回転数が一致すれば、同期が完了したとして係合クラッチ８ｃのカップリングスリーブ８ｆがストローク駆動される。

　そして、時刻t３にて、カップリングスリーブ８ｆがクラッチギア８ｄ及びクラッチハブ８ｅの外周クラッチ歯の双方に噛合し、ギア８ａが変速機出力軸７に駆動連結されたら、係合クラッチ８ｃの噛み合い係合が完了する。続いて、モータトルク及び摩擦クラッチ９ｃの伝達トルクを徐々に低減し、時刻t４にて摩擦クラッチ伝達トルクがゼロになったら変速制御が完了する。

　これにより、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、変速コントローラ２１における変速制御に用いる変速線が、電費優先変速線から駆動優先変速線に切り替え設定される。
さらに、ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、時刻t４時点（変速完了時点）のアクセル開度APOが読み込まれる。そして、この読み込んだアクセル開度APOと図５に示す時間設定マップから、変速線の切り替え時間が設定される。

　時刻t５にて設定された所定時間が経過したら、ステップＳ６→ステップＳ７へと進んで、時刻t５時点におけるアクセル開度APOが読み込まれる。そして、このアクセル開度APOが閾値開度以下であれば、ステップＳ８→ステップＳ９へと進んで、変速コントローラ２１における変速制御に用いる変速線が、駆動優先変速線から電費優先変速線へと再び切り替え設定される。
なお、ここでは、駆動優先変速線に切り替え設定している間は、運転点が変速線を横切ることがなく、変速制御が行われなかったとする。

　その後、時刻t６にて運転点が、電費優先変速線のアップシフト線をLow側からHigh側へと横切ると、変速コントローラ２１からアップシフト指令が出力される。これにより、自動変速機３のアップシフトが開始される。すなわち、係合クラッチ８ｃの開放と摩擦クラッチ９ｃの摩擦締結による架け替え制御が遂行される。
これにより、摩擦クラッチ伝達トルクが徐々に上昇し、時刻t７にて摩擦クラッチ伝達トルクがモータトルクと一致したら、変速のトルクフェーズが完了したとして、係合クラッチ８ｃのカップリングスリーブ８ｆが再びストローク駆動される。

　そして、時刻t８にて、カップリングスリーブ８ｆが、クラッチギア８ｄ及びクラッチハブ８ｅの外周クラッチ歯の一方と非噛み合い位置関係になれば、係合クラッチ８ｃが開放したとして、モータ回転数が低減し、時刻t９にてモータ回転数が目標回転数に一致すれば、変速制御が完了する。
この結果、図４に示すフローチャートにおいて、再びステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、変速コントローラ２１における変速制御に用いる変速線が、電費優先変速線から駆動優先変速線へと切り替え設定される。

　このように、実施例１の変速制御装置では、電費優先変速線を用いた変速制御の完了後、所定時間の間、駆動優先変速線を用いる。そのため、例えば図７に示すように、運転点が短時間の間にＰ１→Ｐ２→Ｐ３と変化した場合であっても、この運転点がＰ１→Ｐ２と移動することで電費優先変速線のダウンシフト線を横切った際に行われたダウンシフト制御が完了していれば、その時点で変速線が駆動優先変速線へと切り替わる。これにより、その後運転点がＰ２→Ｐ３へと移動しても、変速線が切り替わっているために変速制御は行われない。
つまり、運転点が短時間の間にＰ１→Ｐ２→Ｐ３と変化しても、図６に示したタイムチャートのように、変速が実行されずに低変速段が維持される。その結果、短時間の間に変速制御が繰り返されるビジーシフトを回避することができる。

　また、例えば図７に示すように、運転点がＰ４→Ｐ５→Ｐ６と変化した場合には、運転点がＰ４→Ｐ５と移動した際に行われたアップシフト制御の完了時点で変速線が駆動優先変速線へと切り替わる。そして、アクセルペダルが大きく踏み込まれ、運転点がＰ５→Ｐ６へと移動したら駆動優先変速線のダウンシフト線を横切ることとなる。そのため、このときには、変速線を切り替えていてもダウンシフト制御が実行され、駆動力不足が発生することを防止できる。

　なお、駆動優先変速線は、電費優先変速線と比べて、ダウンシフト線とアップシフト線と間のヒステリシスＳが大きくなるように設定されている。そのため、駆動優先変速線を用いるように設定した際には、電費優先変速線を用いて変速制御を行う場合よりも、変速頻度を確実に抑制することができる。

　そして、実施例１の変速制御装置では、ドライバーの要求駆動力に比例するアクセル開度APOに応じて、電費優先変速線から駆動優先変速線に切り替える所定時間を設定している。そのため、アクセル操作の変動が収束するまでの時間である「所定時間」を適切に設定することができ、電費の悪化を防止しつつ、ビジーシフトの発生を抑制することができる。

　特に、実施例１では、図５に示すように、アクセル開度APOの低開度領域（閾値α以下）では、アクセル開度APOを複数の領域に区分けすると共に、所定時間を複数の要求駆動力領域ごとに設定している。また、アクセル開度APOの高開度領域（閾値α以上）では、所定時間をアクセル開度APOが大きいほど長い時間に設定している。
これにより、電費優先変速線におけるダウンシフト線とアップシフト線の間のヒステリシスＳの大きさに合わせて、所定時間を適切に設定することができ、さらに電費の悪化を防止しつつ、ビジーシフトの発生を抑制することができる。

　さらに、この実施例１では、所定時間経過後、アクセル開度APOを再び読み込み、所定時間経過時点におけるアクセル開度APOが閾値開度（所定値）以下になったら、変速制御に用いる変速線を駆動優先変速線から電費優先変速線に切り替えるようになっている。
このため、例えば、変速線を駆動優先変速線から電費優先変速線に切り替えたことで、変速線の切り替え直後に変速制御が実行される場合が発生したとしても、アクセル開度APOが閾値開度以下であれば、変速ショックの発生を抑制することができる。

　次に、効果を説明する。
　実施例１の電気自動車の変速制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 駆動源となるモータ（モータジェネレータMG）と、前記モータ（モータジェネレータMG）の出力軸（モータ軸）側に接続される自動変速機３と、を有する電動車両に搭載され、予め設定された変速線を用いて前記自動変速機３の変速制御を行う変速コントローラ２１を備えた電動車両の変速制御装置において、
　前記変速コントローラ２１は、前記変速線として、電力消費率の向上を優先して設定された電費優先変速線と、変速頻度の抑制を優先して設定された駆動優先変速線と、を有し、
　前記電費優先変速線を用いた変速制御の完了後、所定時間の間、前記駆動優先変速線を用いる構成とした。
　これにより、短時間の間に変速制御が繰り返されるビジーシフトの発生を抑制することができる。

(2) 前記電費優先変速線を、最適電費線を挟んで設定されるアップシフト線とダウンシフト線との間のヒステリシスを比較的小さくした変速線とし、
　前記駆動優先変速線を、前記最適電費線を挟んで設定されるアップシフト線とダウンシフト線との間のヒステリシスを前記電費優先変速線よりも大きくした変速線とする構成とした。
　これにより、(1)の効果に加え、変速制御に用いる変速線を、駆動優先変速線に切り替えたときには、電費優先変速線を用いる場合と比べて、ビジーシフトの発生を確実に抑制することができる。

　(3) 前記変速コントローラ２１は、前記所定時間をドライバーの要求駆動力（アクセル開度APO）に応じて設定する構成とした。
　これにより、(1)又は(2)の効果に加え、所定時間を適切に設定することができ、電費の悪化を防止しつつ、ビジーシフトの発生を抑制することができる。

　(4) 前記変速コントローラ２１は、前記ドライバーの要求駆動力（アクセル開度APO）を複数の領域に区分けすると共に、前記所定時間を複数の要求駆動力領域ごとに設定する構成とした。
　これにより、(3)の効果に加え、所定時間をさらに適切に設定することができ、電費の悪化を防止しつつ、ビジーシフトの発生をより効果的に抑制することができる。

　(5) 前記変速コントローラ２１は、前記所定時間を前記ドライバーの要求駆動力（アクセル開度APO）が大きいほど長い時間に設定する構成とした。
　これにより、(3)の効果に加え、所定時間をさらに適切に設定することができ、電費の悪化を防止しつつ、ビジーシフトの発生をより効果的に抑制することができる。

　(6) 前記変速コントローラ２１は、前記所定時間経過後、ドライバーの要求駆動力（アクセル開度APO）が所定値（閾値開度）以下になったら、前記変速制御に用いる変速線を前記駆動優先変速線から前記電費優先変速線に切り替える構成とした。
　これにより、(1)～(5)のいずれかの効果に加え、変速線の切り替え直後に変速制御が実行される場合が発生したとしても、アクセル開度APOが閾値開度以下であれば、変速ショックの発生を抑制することができる。

　以上、本発明の電動車両の変速制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施例１では、自動変速機として、係合クラッチ８ｃと摩擦クラッチ９ｃを有し、ハイギア段とローギア段の２速変速段による変速機の例を示した。しかし、自動変速機としては、複数の変速段を有する有段自動変速機であればよく、変速要素が摩擦クラッチのみであったり、係合クラッチのみである変速機であってもよい。

　実施例１では、ドライバーの要求駆動力として、アクセル開度APOを用いる例を示した。しかし、ドライバーの要求駆動力としては、アクセル開速度（アクセル開度の変化速度）等のように、要求駆動力に比例する値であれば、他の値を用いてもよい。

　実施例１では、電費優先変速線から駆動優先変速線に切り替える所定時間の設定方法を、アクセル開度APOの大きさに応じて異ならせる例を示した。しかしながら、この所定時間の設定は、アクセル開度APOの大きさに拘わらず同じ方法によって設定してもよい。
つまり、アクセル開度APOの全域を複数の領域に区分けすると共に、所定時間を複数の要求駆動力領域ごとに設定してもよいし、アクセル開度APOの全域にわたって、アクセル開度APOが大きくなるほど所定時間を長く設定してもよい。

　実施例１では、変速マップをモータ回転数とモータトルクに基づき設定する例を示した。しかし、変速マップを車速VSPとアクセル開度APOに基づいて設定してもよい。この場合では、車速VSPとアクセル開度APOによって決まる運転点と変速線に基づいて変速制御を実行する。

　実施例１では、本発明の変速制御装置を、駆動源にモータジェネレータMGを備えた電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明の変速制御装置は、駆動源にエンジンとモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に適用することもできる。例えば、駆動源にエンジンと２つのモータジェネレータを備えたハイブリッド車両としては、図８に示すように、実施例１の駆動系に、エンジン１、発電用モータジェネレータMG1、動力分配装置２を加えたものとしても良い。この場合、エンジン１と発電用モータジェネレータMG1がトルクゼロの状態であり、駆動用モータジェネレータMG2が回生中に、自動変速機３が変速を実施する場合に、本発明の変速制御を適用できる。

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１３年３月７日に日本国特許庁に出願された特願２０１３-４４９８８に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (6)

1. 　駆動源となるモータと、前記モータの出力軸側に接続される自動変速機と、を有する電動車両に搭載され、予め設定された変速線を用いて前記自動変速機の変速制御を行う変速コントローラを備えた電動車両の変速制御装置において、
   　前記変速コントローラは、前記変速線として、電力消費率の向上を優先して設定された電費優先変速線と、変速頻度の抑制を優先して設定された駆動優先変速線と、を有し、
   　前記電費優先変速線を用いた変速制御の完了後、所定時間の間、前記駆動優先変速線を用いる
   　ことを特徴とする電動車両の変速制御装置。
2. 　請求項１に記載された電動車両の変速制御装置において、
   　前記電費優先変速線を、最適電費線を挟んで設定されるアップシフト線とダウンシフト線との間のヒステリシスを比較的小さくした変速線とし、
   　前記駆動優先変速線を、前記最適電費線を挟んで設定されるアップシフト線とダウンシフト線との間のヒステリシスを前記電費優先変速線よりも大きくした変速線とする
   　ことを特徴とする電動車両の変速制御装置。
3. 　請求項１又は請求項２に記載された電動車両の変速制御装置において、
   　前記変速コントローラは、前記所定時間をドライバーの要求駆動力に応じて設定する
   　ことを特徴とする電動車両の変速制御装置。
4. 　請求項３に記載された電動車両の変速制御装置において、
   　前記変速コントローラは、前記ドライバーの要求駆動力を複数の領域に区分けすると共に、前記所定時間を複数の要求駆動力領域ごとに設定する
   　ことを特徴とする電動車両の変速制御装置。
5. 　請求項３に記載された電動車両の変速制御装置において、
   　前記変速コントローラは、前記所定時間を前記ドライバーの要求駆動力が大きいほど長い時間に設定する
   　ことを特徴とする電動車両の変速制御装置。
6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された電動車両の変速制御装置において、
   　前記変速コントローラは、前記所定時間経過後、ドライバーの要求駆動力が所定値以下になったら、前記変速制御に用いる変速線を前記駆動優先変速線から前記電費優先変速線に切り替える
   　ことを特徴とする電動車両の変速制御装置。

Images