專利名稱：電動車輛的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動車輛的控制裝置，特別涉及一種能夠經(jīng)由變速器將電動機/發(fā)電機的驅(qū)動力傳遞至車輛驅(qū)動車輪的電動車輛的控制裝置，該變速器能夠通過切換機構(gòu)從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，已知將電動機/發(fā)電機的驅(qū)動力傳遞至車輛驅(qū)動車輪的電動車輛。近年，為了進一步提高實用性，將發(fā)動機和電動機/發(fā)電機組合進行搭載，能夠?qū)l(fā)動機的驅(qū)動力和電動機/發(fā)電機的驅(qū)動力分別傳遞至車輛驅(qū)動車輪的混合動力車輛正在開發(fā)并實用化。
在包括這種混合動力車輛在內(nèi)的電動車輛中，為了進行平穩(wěn)地起步或者提高車輛的駕駛性能，將電動機/發(fā)電機的驅(qū)動力經(jīng)由變速器傳遞至驅(qū)動車輪。
在使用自動變速器作為變速器的情況下，特別是在卡車等車輛中，為了使其能夠承受高負荷，使用在與手動式變速器相同的變速齒輪裝置中配合使用電子式或者油壓式致動器的自動變速器。即，在這種類型的自動變速器中，在利用同步機構(gòu)進行同步的同時，進行變速檔的切換。
在日本國特開平6-245329號公報(以下稱為專利文獻1)中揭示了使用這種自動變速器的電動車輛。在專利文獻1的電動車輛中，在車輛起步時從空檔狀態(tài)向選擇了起步用變速檔的狀態(tài)切換時，通過使起步用變速檔的為變速齒輪而設(shè)置的同步機構(gòu)的同步套筒的花鍵齒輪和上述變速齒輪的離合器齒輪結(jié)合，向起步用變速檔進行切換。
此外，在車輛起步時車輛處于停止?fàn)顟B(tài)，與電動機/發(fā)電機連接的變速器的輸入側(cè)轉(zhuǎn)動軸和與驅(qū)動車輪連接的變速器的輸出側(cè)轉(zhuǎn)動軸共同處于停止?fàn)顟B(tài)。因此，存在由于電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)動軸停止位置的原因，可能會使花鍵齒輪的花鍵與離合器齒輪的爪形齒相抵。由于電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與變速器的轉(zhuǎn)動軸連接，因此在這種情況下花鍵無法推動并進入爪形齒，從而不能切換至起步用變速檔。
在專利文獻1的電動車輛中，為了解決這種問題，無論駕駛員是否進行選擇起步用變速檔的操作，都在沒有從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，瞬間驅(qū)動電動機/發(fā)電機，從而將花鍵齒輪的花鍵和離合器齒輪的爪形齒相抵解除。
但是，在專利文獻1的電動車輛中，由于只對電動機/發(fā)電機向轉(zhuǎn)動的正方向進行瞬間驅(qū)動，因此在驅(qū)動后的一段時間內(nèi)電動機/發(fā)電機持續(xù)轉(zhuǎn)動。由于在電動機/發(fā)電機持續(xù)轉(zhuǎn)動期間，花鍵齒輪的花鍵相對于離合器齒輪的爪形齒進行相對轉(zhuǎn)動，因此形成花鍵仍然難以嵌入離合器齒輪中的情況。
此外，在專利文獻1的電動車輛中，只在駕駛員斷開離合器并隨后再次進行接合的情況下，驅(qū)動電動機/發(fā)電機。因此，在駕駛員始終斷開離合器的情況下，或者對于無需駕駛員操作離合器的電動車輛的情況，不能解決無法從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是參考上述問題而提出的，其目的在于，提供一種能夠更加可靠并迅速地從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換的電動車輛的控制裝置。
本發(fā)明在能夠?qū)㈦妱訖C/發(fā)電機的驅(qū)動力經(jīng)由變速器傳遞至車輛的驅(qū)動車輪的電動車輛中使用，該變速器能夠通過切換機構(gòu)從空檔狀態(tài)切換至選擇了起步用變速檔的起步用變速檔選擇狀態(tài)。為了達到上述目的，本發(fā)明的電動車輛的控制裝置具備變速檔檢測單元，其檢測在上述變速器中所選擇的變速檔；以及控制單元，在有從上述空檔狀態(tài)向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換要求時，該控制單元控制上述切換機構(gòu)，從上述空檔狀態(tài)向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換，在基于上述變速檔檢測單元的檢測結(jié)果，判斷為在規(guī)定的第1規(guī)定時間內(nèi)沒有完成向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，該控制單元控制上述電動機/發(fā)電機，使上述電動機/發(fā)電機在正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向上交互地產(chǎn)生規(guī)定的微小扭矩，并通過將該微小扭矩傳遞至上述變速器的輸入軸，進行使上述起步用變速檔的變速齒輪在轉(zhuǎn)動方向上振動的錯位控制。
通過這樣構(gòu)成電動車輛的控制裝置，在有從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換要求時，控制單元控制切換機構(gòu)，從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換。然后，基于檢測變速器變速檔的變速器檢測單元的檢測結(jié)果，在判斷為在規(guī)定的第1規(guī)定時間內(nèi)沒有完成向起步用變速檔切換的情況下，控制單元控制電動機/發(fā)電機，使電動機/發(fā)電機在正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向上交互地產(chǎn)生規(guī)定的微小扭矩，從而進行錯位控制，通過將該微小扭矩傳遞至變速器的輸入軸，使起步用變速檔的變速齒輪在轉(zhuǎn)動方向上振動。
因此，在發(fā)生同步機構(gòu)的花鍵齒輪的花鍵與離合器齒輪的爪形齒相抵等，從而不能向選擇起步變速檔狀態(tài)切換時，使同步機構(gòu)和起步用變速檔的變速齒輪之間的相對位置錯開，使其變?yōu)槟軌蜻x擇起步變速檔的狀態(tài)，從而能夠快速地完成向選擇起步變速檔狀態(tài)的切換。
特別指出，錯位控制不是使電動機/發(fā)電機轉(zhuǎn)動，而是如上所述，通過使電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)動軸在轉(zhuǎn)動方向上振動，從而使起步用變速檔的變速齒輪在轉(zhuǎn)動方向上振動。其結(jié)果，無需在電動機/發(fā)電機發(fā)生轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下，向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換，能夠迅速并且平穩(wěn)地向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換。
優(yōu)選在判斷為從上述錯位控制開始起的規(guī)定的第2規(guī)定時間內(nèi)，沒有完成向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，上述控制單元控制上述切換機構(gòu)，使其在暫時選擇了與起步用變速檔不同的變速檔后，再次向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)切換。
在即使進行錯位控制，也沒有完成向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，控制單元通過暫時選擇與起步用變速檔不同的變速檔，使同步機構(gòu)和起步用變速檔的變速齒輪之間的相對位置錯開。其結(jié)果，在再次向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換時，能夠完成向起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換。
優(yōu)選上述切換機構(gòu)具備具有非對稱倒角面的同步機構(gòu)。
在該情況下，由電動機/發(fā)電機停止位置的原因，引起花鍵齒輪的花鍵與離合器齒輪的爪形齒相抵的可能性升高。因此，在這種電動機/發(fā)電機正在向反方向轉(zhuǎn)動的情況下，在離合器齒輪中嵌入花鍵變得困難。但是，即使在這種情況下，由于通過控制單元進行錯位控制，使在爪形齒中嵌入花鍵變得容易，因此本發(fā)明也特別有效。
優(yōu)選上述電動機/發(fā)電機為永磁式電動機/發(fā)電機。
在該情況下，通過永磁體限制電動機/發(fā)電機的停止位置，因此使停止的電動機/發(fā)電機的轉(zhuǎn)動軸在外力下轉(zhuǎn)動變得困難。因此，使花鍵齒輪的花鍵推動離合器齒輪的爪形齒并嵌入爪形齒中變得困難。但是，由于通過控制單元進行錯位控制，使向爪形齒中嵌入花鍵變得容易，因此本發(fā)明在這種使用永磁式電動機/發(fā)電機的電動車輛中也特別有效。


圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的混合動力車輛的要部結(jié)構(gòu)圖。
圖2是在圖1的電動車輛中使用的變速器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是在圖1的電動車輛中實施的起步用變速檔切換控制的流程圖。
圖4是在圖2的變速器中花鍵齒輪的花鍵和離合器齒輪的爪形齒的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是在圖3的起步用變速檔切換控制中通過錯位控制使電動機/發(fā)電機產(chǎn)生的扭矩的時序圖。
具體實施例方式
以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
圖1是使用本發(fā)明的混合動力車輛1的要部結(jié)構(gòu)圖。在柴油發(fā)動機即發(fā)動機2的輸出軸上連接離合器4的輸入軸。離合器4的輸出軸，通過永磁式同步電動機/發(fā)電機(下面稱為電動機/發(fā)電機)6的轉(zhuǎn)動軸，連接在自動變速器(以下稱為變速器)8的輸入軸上。變速器8的輸出軸通過傳動軸10、差動裝置12及驅(qū)動軸14連接在左右驅(qū)動車輪16上。
因此，在離合器4接合時，發(fā)動機2的輸出軸和電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸連接，同時能夠經(jīng)由變速器8與驅(qū)動車輪16機械連接。另一方面，離合器4斷開時，解除發(fā)動機2的輸出軸和電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸之間的連接，只有電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸能夠經(jīng)由變速器8與驅(qū)動車輪16機械連接。
通過蓄電池18中積蓄的直流電經(jīng)由逆變器20變換為交流電后進行供給，從而電動機/發(fā)電機6作為電動機工作，其驅(qū)動扭矩通過變速器8變速為恰當(dāng)?shù)乃俣群髠鬟f至驅(qū)動車輪16。另外，在車輛減速時，電動機/發(fā)電機6作為發(fā)電機工作，驅(qū)動車輪16轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的動能經(jīng)由變速器8傳遞至電動機/發(fā)電機6后，變換為交流電，由此產(chǎn)生再生制動扭矩。然后，該交流電通過逆變器20變換為直流電后，向蓄電池18充電，從而將驅(qū)動車輪16轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的動能作為電能回收。
另一方面，發(fā)動機2的驅(qū)動扭矩在離合器4接合時，經(jīng)由電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸傳遞至變速器8，變速為恰當(dāng)?shù)乃俣群髠鬟f至驅(qū)動車輪16。因此，在發(fā)動機2的驅(qū)動扭矩傳遞至驅(qū)動車輪16時而且電動機/發(fā)電機6作為電動機工作的情況下，發(fā)動機2的驅(qū)動扭矩和電動機/發(fā)電機6的驅(qū)動扭矩分別經(jīng)由變速器8傳遞至驅(qū)動車輪16。即，為了驅(qū)動車輛而必須傳遞至驅(qū)動車輪16的驅(qū)動扭矩一部分由發(fā)動機2供給，剩余部分由電動機/發(fā)電機6供給。
此外，在蓄電池18的充電率(下面稱為SOC)降低從而需要對蓄電池18充電時，電動機/發(fā)電機6作為發(fā)電機工作，同時通過使用發(fā)動機2的驅(qū)動力的一部分驅(qū)動電動機/發(fā)電機6從而進行發(fā)電。這樣，發(fā)電產(chǎn)生的交流電通過逆變器20變換為直流電，利用該直流電對蓄電池18進行充電。
車輛ECU(控制單元)22，對應(yīng)于由車速傳感器34檢測出的車輛行駛速度等車輛的運行狀態(tài)、發(fā)動機2的運行狀態(tài)，由轉(zhuǎn)速傳感器36檢測出的電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)速，以及來自發(fā)動機ECU 24、逆變器ECU 26及蓄電池ECU 28的信息，進行離合器4的接合·斷開控制及變速器8的變速檔切換控制。此外，為了使發(fā)動機2或電動機/發(fā)電機6適當(dāng)?shù)剡\行，車輛ECU 22根據(jù)上述控制的狀態(tài)或車輛的起步、加速、減速等各種運行狀態(tài)進行總體控制。
發(fā)動機ECU 24基于來自車輛ECU 22的信息，控制發(fā)動機2的起動·停止。此外，發(fā)動機ECU 24進行發(fā)動機2的怠速控制或者排氣凈化裝置(未圖示)的再生控制等發(fā)動機2自身運行所必需的各種控制。此外，發(fā)動機ECU 24控制發(fā)動機2的燃料噴射量或者噴射時機等，使發(fā)動機2產(chǎn)生由車輛ECU 22設(shè)定的發(fā)動機2必須產(chǎn)生的扭矩。
另一方面，逆變器ECU 26監(jiān)視電動機/發(fā)電機6的狀態(tài)或者逆變器20的溫度等逆變器20的狀態(tài)，并向車輛ECU 22傳送該信息。此外，逆變器ECU 26基于由車輛ECU 22設(shè)定的電動機/發(fā)電機6必須產(chǎn)生的扭矩，控制逆變器20，從而控制電動機/發(fā)電機6的運行是作為電動機工作或者作為發(fā)電機工作。
蓄電池ECU 28檢測蓄電池18的溫度、蓄電池18的電壓、流過逆變器20和蓄電池18之間的電流等。此外，蓄電池ECU 28根據(jù)該檢測結(jié)果求出蓄電池18的SOC，并將求出的SOC和檢測結(jié)果一起傳送至車輛ECU 22。
然后，車輛ECU 22與該發(fā)動機ECU 24、逆變器ECU 26以及蓄電池ECU 28之間相互交換情報，并指示發(fā)動機ECU 24和逆變器ECU 26對發(fā)動機2和電動機/發(fā)電機6進行適當(dāng)?shù)目刂?，同時適當(dāng)?shù)乜刂齐x合器4和變速器8。
在進行這種控制時，車輛ECU 22基于檢測加速器踏板30踩下量的加速器開度傳感器32，或者檢測車輛行駛速度的車速傳感器34以及檢測電動機/發(fā)電機6轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器36的檢測結(jié)果，計算車輛行駛所必需的要求扭矩。然后，車輛ECU 22基于來自各ECU的信息，對應(yīng)于此時車輛的運行狀態(tài)或者發(fā)動機2和電動機/發(fā)電機6的運行狀態(tài)，將該要求扭矩分配至發(fā)動機2以及電動機/發(fā)電機6，并向發(fā)動機ECU 24或者逆變器ECU 26發(fā)出指示。此時，車輛ECU22根據(jù)需要控制變速器8或者離合器4。
在只向電動機/發(fā)電機6分配扭矩而不向發(fā)動機2分配扭矩的情況下，車輛ECU 22斷開離合器4，同時指示逆變器ECU 26將電動機/發(fā)電機6的輸出扭矩設(shè)為要求扭矩。
由于發(fā)動機2沒有被分配扭矩，因此發(fā)動機ECU 24使發(fā)動機2怠速運行。另一方面，逆變器ECU 26對應(yīng)于車輛ECU 22指示的扭矩，控制逆變器20，將蓄電池18的直流電通過逆變器20變換為交流電，從而向電動機/發(fā)電機6供給。由于被供給交流電，因此電動機/發(fā)電機6作為電動機工作，從而輸出要求扭矩。電動機/發(fā)電機6的輸出扭矩經(jīng)由變速器8傳遞至驅(qū)動車輪16。
此外，在向發(fā)動機2和電動機/發(fā)電機6兩者都被分配了扭矩的情況下，車輛ECU 22接合離合器4。并且，車輛ECU 22向發(fā)動機ECU 24指示發(fā)動機2被分配的輸出扭矩，同時向逆變器ECU 26指示電動機/發(fā)電機6被分配的輸出扭矩。
發(fā)動機ECU 24控制發(fā)動機2，使發(fā)動機2輸出車輛ECU 22指示的扭矩。另一方面，逆變器ECU 26與車輛ECU 22指示的扭矩對應(yīng)，控制逆變器20。其結(jié)果，發(fā)動機2的輸出扭矩和電動機/發(fā)電機6的扭矩的總和成為要求扭矩，并經(jīng)由變速器8傳遞至驅(qū)動車輪16。
另一方面，在只向發(fā)動機2分配扭矩而不向電動機/發(fā)電機6分配扭矩的情況下，車輛ECU 22將離合器4設(shè)為接合狀態(tài)。并且，車輛ECU 22指示發(fā)動機ECU 24，將發(fā)動機2的輸出扭矩設(shè)為要求扭矩，同時指示逆變器ECU 26，將電動機/發(fā)電機6的輸出扭矩設(shè)為0。
發(fā)動機24控制發(fā)動機2，使發(fā)動機2輸出車輛ECU 22指示的要求扭矩。另一方面，逆變器ECU 26控制逆變器20，使電動機/發(fā)電機6不作為電動機和發(fā)電機的任意一種工作。其結(jié)果，發(fā)動機2輸出的要求扭矩經(jīng)由變速器8傳遞至驅(qū)動車輪16。
圖2所示為變速器8的結(jié)構(gòu)示意圖。變速器8具備與電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸連接的輸入軸38、中間軸40以及與傳動軸10連接的輸出軸42。
在輸入軸38和中間軸40之間，設(shè)置將轉(zhuǎn)動從輸入軸38傳遞至中間軸40的1對輸入齒輪44。在中間軸40和輸出軸42之間，設(shè)置按照各變速檔的傳動比進行常時嚙合的多對變速齒輪46a、46b、46c以及46d。該變速齒輪46a至46d的輸出軸42側(cè)的各齒輪能夠相對輸出軸42轉(zhuǎn)動，而中間軸40側(cè)的各齒輪相對中間軸40固定。此外，變速齒輪46a與1檔，變速齒輪46b與2檔，變速齒輪46c與3檔，變速齒輪46d與4檔分別對應(yīng)。在正常起步時選擇2檔作為起步用變速檔。
輸出軸42側(cè)設(shè)置用于使輸出軸42和各變速齒輪之間的轉(zhuǎn)動同步的同步機構(gòu)48a和48b。對于變速齒輪46a和46b使用同步機構(gòu)48a。對于變速齒輪46c和46d使用同步機構(gòu)48b。并且，由于同步機構(gòu)48a和48b自身為熟知的結(jié)構(gòu)，因此在這里省略詳細的說明。
此外，在變速器8中設(shè)置變速致動器50，其對應(yīng)來自車輛ECU22的控制信號，使該同步機構(gòu)48a或者48b動作，從而進行變速檔切換。因此，同步機構(gòu)48a和48b以及變速致動器50構(gòu)成本發(fā)明的切換機構(gòu)。
并且，在變速器8中設(shè)置變速位置傳感器(變速檔檢測單元)52，其用于檢測出包括變速器8處于空檔狀態(tài)在內(nèi)的變速器8中正在使用的變速檔，并向車輛ECU 22輸出。
在這樣構(gòu)成的混合動力車輛1中，在車輛起步并行駛時，以車輛ECU 22為中心進行如下控制。
首先，假設(shè)車輛處于停車狀態(tài)，發(fā)動機2停止。在用于操作變速器8的變速桿54位于空檔位置時，如果駕駛員通過起動開關(guān)(未圖示)進行發(fā)動機2的起動操作，則基于變速位置傳感器52的檢測輸出，車輛ECU 22確認變速器8處于空檔狀態(tài)，電動機/發(fā)電機6和驅(qū)動車輪16之間的機械連接斷開。并且，基于未圖示的離合器位置傳感器的檢測輸出，車輛ECU 22確認離合器4接合。車輛ECU 22進行上述確認后，向逆變器ECU 26指示發(fā)動機2起動所必需的電動機/發(fā)電機6的輸出扭矩，同時指示發(fā)動機ECU 24使發(fā)動機2運行。
逆變器ECU 26基于來自車輛ECU 22的指示，使電動機/發(fā)電機6作為電動機工作產(chǎn)生扭矩，從而使發(fā)動機2起動。此時，發(fā)動機ECU 24通過開始向發(fā)動機2供給燃料，使發(fā)動機2起動，并且發(fā)動機2進行怠速運行。
這樣，在使發(fā)動機2起動后，如果駕駛員向驅(qū)動位置等行駛位置操作變速桿54，則車輛ECU 22進行將變速器8從空檔位置切換至起步用變速檔的起步用變速檔切換控制。
該起步用變速檔切換控制按照圖3的流程圖進行，并在駕駛員向驅(qū)動位置等行駛位置操作變速桿54時開始。
如果控制開始，則車輛ECU 22首先在步驟S1中斷開離合器4。在通過電動機/發(fā)電機6使發(fā)動機2起動時離合器4處于接合狀態(tài)，伴隨發(fā)動機2怠速運行，電動機/發(fā)電機6也與發(fā)動機2一起轉(zhuǎn)動。在將變速器8從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換時，為了減輕同步機構(gòu)48a的負荷，可以使變速器8的輸入軸38和中間軸40停止轉(zhuǎn)動。因此，車輛ECU 22斷開離合器4。
雖然通過斷開離合器4，從而斷開從發(fā)動機2向電動機/發(fā)電機6傳遞的驅(qū)動力，但是電動機/發(fā)電機6借助慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動。因此，在下面的步驟S2中，車輛ECU 22指示逆變器ECU 26，通過使電動機/發(fā)電機6產(chǎn)生再生制動力，使電動機/發(fā)電機6強制停止。逆變器ECU26接收該指示，使電動機/發(fā)電機6產(chǎn)生再生制動力，從而使電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸強制停止。其結(jié)果，變速器8的輸入軸38和輸出軸42都變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)，因此隨后進行的通過同步機構(gòu)48a向起步變速檔進行切換變得容易。
在下面的步驟S3中，車輛ECU 22向正處于空檔狀態(tài)的變速器8的變速致動器50傳送控制信號，從而向起步用變速檔即2檔變速檔進行切換。
如圖4所示，在同步機構(gòu)48a的花鍵齒輪56上設(shè)置花鍵56a。在各花鍵56a上形成與花鍵56a的延伸設(shè)置方向成銳角的倒角面56b和成鈍角的倒角面56c。此外，在變速齒輪46b側(cè)的離合器齒輪58中設(shè)置爪形齒58a。在各爪形齒58a上形成與爪形齒58a的延伸設(shè)置方向成銳角的倒角面58b和成鈍角的倒角面58c。
通過具有這種非對稱倒角面，在花鍵齒輪56比離合器齒輪58轉(zhuǎn)動快的情況下，即花鍵齒輪56相對于離合器齒輪58向圖4下方移動的情況下，使花鍵56a嵌入爪形齒58a之間變得容易。
變速致動器50接收來自車輛ECU 22的控制信號，使該同步機構(gòu)48a動作，為了將花鍵齒輪56的花鍵56a嵌入離合器齒輪58的爪形齒58b之間，使花鍵齒輪56向圖4中的箭頭方向，即向變速齒輪46b側(cè)移動。
在步驟S4中，車輛ECU 22基于變速位置傳感器52的檢測結(jié)果，判斷通過步驟S3中的處理是否將變速器8從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)。在第1規(guī)定時間t1(例如數(shù)十ms～數(shù)百ms)以內(nèi)完成了向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，則車輛ECU 22結(jié)束本次起步用變速檔切換控制。
另一方面，在經(jīng)過第1規(guī)定時間t1，仍然沒有完成從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，車輛ECU 22進入步驟S5進行處理，進行錯位控制。
即，車輛ECU 22接收步驟S4的判斷結(jié)果，指示逆變器ECU 26，如圖5所示，使電動機/發(fā)電機6在轉(zhuǎn)動的正方向和反方向上以規(guī)定周期(例如100ms～200ms)交互地產(chǎn)生規(guī)定的微小扭矩(例如，十分之幾N·m)逆變器ECU 26接收該指示，通過控制電動機/發(fā)電機6，使電動機/發(fā)電機6在轉(zhuǎn)動的正方向和反方向上以規(guī)定周期交互地輸出規(guī)定的微小扭矩。
這樣，電動機/發(fā)電機6輸出的微小扭矩，傳遞至與電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸連接的變速器8的輸入軸38，使輸入軸38在轉(zhuǎn)動方向上以規(guī)定周期進行振動。該振動也經(jīng)由中間軸40傳遞至變速齒輪46b，使輸出軸42側(cè)的變速齒輪46b的齒輪振動，由此花鍵齒輪56的花鍵56a和離合器齒輪58的爪形齒58a之間的相對位置錯開。因此，解除花鍵56a和爪形齒58a相抵的狀態(tài)，從而在離合器齒輪58中嵌入花鍵56a，完成向起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換。
并且，將在錯位控制中電動機/發(fā)電機6產(chǎn)生的微小扭矩的大小和周期，設(shè)定為不會使駕駛員感到不適的程度。
在步驟S6中，車輛ECU 22基于變速位置傳感器52的檢測結(jié)果，判斷通過步驟S5的錯位控制，是否將變速器8從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)。在第2規(guī)定時間t2(例如2秒)以內(nèi)完成了向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，車輛ECU 22進入步驟S7進行處理，錯位控制結(jié)束，然后結(jié)束本次起步用變速檔切換控制。
另一方面，在通過錯位控制也沒有解除花鍵56a和爪形齒58a相抵的狀態(tài)，經(jīng)過第2規(guī)定時間t2后也沒有完成從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，車輛ECU 22進入步驟S8進行處理，代替錯位控制而進行重試控制。
即，在該重試控制中，車輛ECU 22接收步驟S6的判斷結(jié)果，暫時中止進行選擇起步用變速檔即2檔，而向起步用變速檔以外變速檔，例如向選擇了3檔變速檔的狀態(tài)進行切換。
花鍵齒輪56和離合器齒輪58之間的相對位置關(guān)系不一定在各變速檔下都相同。因此，即使在不能夠向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換的情況下，也能夠向選擇了起步用變速檔以外的變速檔的狀態(tài)進行切換。然后，在這種選擇了起步用變速檔以外的變速檔的情況下，在所選擇的起步用變速檔以外的變速檔下，通過使花鍵齒輪56的花鍵56a推動并嵌入離合器齒輪58的爪形齒58a，使中間軸40輕微轉(zhuǎn)動。這樣，起步用變速檔下的花鍵齒輪56和離合器齒輪58之間的相對位置關(guān)系也發(fā)生改變。因此，在起步用變速檔下，也能夠使花鍵齒輪56的花鍵56a嵌入離合器齒輪58。
在步驟S9中，車輛ECU 22基于變速位置傳感器52的檢測結(jié)果，判斷通過步驟S8的重試控制，是否使變速器8從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)。在第2規(guī)定時間t2以內(nèi)完成了向選擇起步用變速檔切換的情況下，車輛ECU 22結(jié)束本次起步用變速檔切換控制。
另一方面，在經(jīng)過第2規(guī)定時間t2，仍然沒有完成從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)的情況下，由于同步機構(gòu)48a或者變速致動器50等的故障，可能不能向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換。因此，車輛ECU 22進入步驟S10進行處理，將在未圖示的儀表面板上設(shè)置的警告燈60點燈，進行示警從而表示不能從空檔狀態(tài)切換至起步用變速檔選擇狀態(tài)。
這樣，在車輛ECU 22通過進行起步用變速檔切換控制，在第1規(guī)定時間以內(nèi)沒有完成從空檔狀態(tài)切換至選擇了2檔的狀態(tài)即起步用變速檔選擇狀態(tài)的情況下，使電動機/發(fā)電機6在正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向上交互地產(chǎn)生微小扭矩，并通過將該微小扭矩傳遞至變速器8的輸入軸38，使起步用變速檔的變速齒輪46b在轉(zhuǎn)動方向上振動。因此，在發(fā)生同步機構(gòu)48a的花鍵齒輪56的花鍵56a和離合器齒輪58的爪形齒58a相抵等，從而不能選擇起步變速檔時，使同步機構(gòu)48a側(cè)的花鍵齒輪56和變速齒輪46b側(cè)的離合器齒輪58之間的相對位置錯開，使其變?yōu)槟軌蜻x擇起步變速檔的狀態(tài)，從而能夠快速地完成向選擇起步變速檔狀態(tài)的切換。
特別指出，錯位控制不是使電動機/發(fā)電機6轉(zhuǎn)動，而是如上述使電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸在轉(zhuǎn)動方向上振動。因此，不是在電動機/發(fā)電機6發(fā)生轉(zhuǎn)動的情況下向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換，從而能夠迅速并且平穩(wěn)地向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換。
此外，在即使進行上述錯位控制，也沒有在規(guī)定的第2規(guī)定時間內(nèi)完成向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，車輛ECU 22暫時選擇與起步用變速檔不同的變速檔。這樣，由于同步機構(gòu)48a側(cè)的花鍵齒輪56和起步用變速檔的變速齒輪46b側(cè)的離合器齒輪58之間的相對位置錯開，因此在車輛ECU 22再次向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換時，能夠完成起步用變速檔的選擇。
并且，在本實施方式中，如圖4所示，花鍵齒輪56的花鍵56a和離合器齒輪58的爪形齒58a分別具有非對稱倒角面。通過設(shè)置這種倒角面，在花鍵齒輪56相對于離合器齒輪58向圖4下方移動的情況下，使在爪形齒58a之間嵌入花鍵56a變得容易。
在具備這種花鍵56a和爪形齒58a的情況下，如果在鈍角倒角面56c與58c正對的狀態(tài)下電動機/發(fā)電機6停止，則花鍵56a和爪形齒58a相抵，從而使花鍵56a不能嵌入爪形齒58a之間的可能性變大。此外，在起步用變速檔切換控制的步驟S2中進行強制停止時電動機/發(fā)電機6沒有完全停止，并向反方向旋轉(zhuǎn)的情況下，在爪形齒58a之間嵌入花鍵56a變得困難。
但是，即使在這種情況下，由于如上述通過車輛ECU 22進行錯位控制，使在爪形齒58a之間嵌入花鍵56a變得容易，因此本發(fā)明也特別有效。
此外，在本實施方式中，電動機/發(fā)電機6為永磁式同步電動機/發(fā)電機，通過永磁體限制電動機/發(fā)電機6轉(zhuǎn)動軸的停止位置，從而通過外力使停轉(zhuǎn)的電動機/發(fā)電機6的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動變得困難。因此，使花鍵齒輪56的花鍵56a推動離合器齒輪58的爪形齒58a并嵌入爪形齒58a之間變得困難。
但是，即使在使用這種電動機/發(fā)電機6的情況下，由于如上述通過進行錯位控制，從而使在爪形齒58a之間嵌入花鍵56a變得容易，因此本發(fā)明也特別有效。
這樣，在通過起步用變速檔切換控制完成向選擇了2檔的狀態(tài)即起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換后，如果駕駛員踩下加速器踏板30，則對應(yīng)于加速器開度傳感器32檢測出的加速器踏板30的踩下量，車輛ECU 22設(shè)定為了使車輛起步并行駛而必須傳遞至變速器8的要求扭矩。然后，如上所述，車輛ECU 22基于來自各ECU的信息，對應(yīng)于此時的車輛運行狀態(tài)或者發(fā)動機2和電動機/發(fā)電機6的運行狀態(tài)，將該要求扭矩分配至發(fā)動機2和電動機/發(fā)電機6，并向發(fā)動機ECU 24或者逆變器ECU 26發(fā)出指示。此時，車輛ECU 22根據(jù)需要控制變速器8或者離合器4。
以上對本發(fā)明實施方式所涉及的電動車輛的控制裝置進行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式。
例如，在上述實施方式中，在混合動力車輛中使用本發(fā)明。但是，即使在只使用電動機/發(fā)電機作為驅(qū)動源的電動車輛中，使用相同的起步用變速檔切換控制，也能夠獲得相同效果。
此外，在上述實施方式中，對錯位控制進行說明而例舉出的微小扭矩的大小和周期為一個示例，但是并不限于此，也可以與車輛或者電動機/發(fā)電機6或者變速器8等的規(guī)格對應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M行改變。
并且，在上述實施方式中，在選擇2檔前進檔作為起步用變速檔的情況下，進行了起步用變速檔切換控制。但是，在駕駛員向倒檔位置操作變速桿54的情況下，也可以將倒車用變速檔作為起步用變速檔，進行同樣的起步用變速檔切換控制。
此外，在上述實施方式中，在起步用變速檔切換控制的重試控制中，選擇3檔作為起步用變速檔即2檔以外的變速檔。但是，起步用變速檔以外的變速檔不限于此，只要是起步用變速檔以外的變速檔就可以。
并且，在上述實施方式中，花鍵齒輪56的花鍵56a和離合器齒輪58的爪形齒58a具有非對稱倒角面。但是，也可以具有對稱倒角面。
此外，在上述實施方式中，在起步用變速檔切換控制中例舉的第1規(guī)定時間和第2規(guī)定時間為一個示例，并不限于此，可以進行適當(dāng)?shù)母淖?。即，例如也可以將?規(guī)定時間和第2規(guī)定時間設(shè)為相同時長。此外，例如也可以將錯位控制后步驟S6中的第2規(guī)定時間，與重試控制后步驟S9中的第2規(guī)定時間設(shè)為不同的時長。
并且，在上述實施方式中，雖然電動機/發(fā)電機6為永磁式同步電動機/發(fā)電機，但是電動機/發(fā)動機的類型不限于此。
此外，在上述實施方式中，變速器8為具有1檔至4檔的4檔變速檔的變速器，同時起步用變速檔設(shè)為2檔。但是，變速檔的數(shù)量和起步用變速檔不限于此，可以適當(dāng)?shù)剡M行改變。
并且，在上述實施方式中，在變速器8中變速齒輪46a至46d的輸出軸42側(cè)的各齒輪相對于輸出軸42能夠相對轉(zhuǎn)動，中間軸40側(cè)的各齒輪相對中間軸40固定。但是，能夠相對轉(zhuǎn)動的齒輪和固定的齒輪的配置不限于此，即使與變速器8的規(guī)格對應(yīng)進行了適當(dāng)?shù)母淖?，也能夠獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種電動車輛的控制裝置，其能夠經(jīng)由變速器(8)將電動機/發(fā)電機(6)的驅(qū)動力傳遞至車輛的驅(qū)動車輪(16)，上述變速器(8)能夠通過切換機構(gòu)(48a，48b，50)從空檔狀態(tài)切換至選擇了起步用變速檔的起步用變速檔選擇狀態(tài)，其特征在于，上述控制裝置具備變速檔檢測單元(52)，其檢測上述變速器(8)中選擇的變速檔；以及控制單元(22)，在有從上述空檔狀態(tài)向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換要求時，上述控制單元(22)控制上述切換機構(gòu)(48a，48b，50)，從上述空檔狀態(tài)向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換，在根據(jù)上述變速檔檢測單元(52)的檢測結(jié)果，判斷為在規(guī)定的第1規(guī)定時間內(nèi)，沒有完成向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，上述控制單元(22)控制上述電動機/發(fā)電機(6)，使上述電動機/發(fā)電機(6)在正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向上交互地產(chǎn)生規(guī)定的微小扭矩，通過將該微小扭矩傳遞至上述變速器(8)的輸入軸(38)，進行使上述起步用變速檔的變速齒輪(46b)在轉(zhuǎn)動方向上振動的錯位控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛的控制裝置，其特征在于，在判斷為從上述錯位控制開始起的規(guī)定的第2規(guī)定時間內(nèi)沒有完成向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，上述控制單元(22)在暫時選擇與起步用變速檔不同的變速檔后，控制上述切換機構(gòu)(48a，48b，50)再次向上述起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動車輛的控制裝置，其特征在于，上述切換機構(gòu)(48a，48b，50)具備具有非對稱倒角面(56b，56c，58b，58c)的同步機構(gòu)(48a，48b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的電動車輛的控制裝置，其特征在于，上述電動機/發(fā)電機(6)為永磁式電動機/發(fā)電機。
全文摘要
電動車輛(1)能夠經(jīng)由變速器(8)將電動機/發(fā)電機(6)的驅(qū)動力傳遞至驅(qū)動車輪(16)，并且該變速器能夠通過切換機構(gòu)(48a，48b，50)從空檔狀態(tài)切換至選擇了起步用變速檔的起步用變速檔選擇狀態(tài)。在有從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)的切換要求時，車輛ECU(22)控制切換機構(gòu)，從空檔狀態(tài)向起步用變速檔選擇狀態(tài)進行切換。在規(guī)定的第1規(guī)定時間內(nèi)，沒有完成向起步用變速檔選擇狀態(tài)切換的情況下，車輛ECU控制電動機/發(fā)電機，使電動機/發(fā)電機在正轉(zhuǎn)方向和反轉(zhuǎn)方向上交互地產(chǎn)生規(guī)定的微小扭矩，通過將該微小扭矩傳遞至變速器的輸入軸(38)，進行使起步用變速檔的變速齒輪(46b)在轉(zhuǎn)動方向上振動的錯位控制。
文檔編號B60L3/00GK101042190SQ20071008718
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月23日
發(fā)明者緒方誠 申請人:三菱扶?？蛙囍晔綍?br>