发动机停止系统的制作方法

文档序号:11886257阅读:306来源:国知局
发动机停止系统的制作方法与工艺

本发明涉及一种用于混合动力车辆的发动机停止系统,在所述混合动力车辆中,发动机的动力经动力分配装置分配至电机侧和驱动轮侧,并且发动机通过使离合器分离而从动力分配装置断开。



背景技术:

例如,JP-A-2012-224244记载了一种设置有具有太阳齿轮、行星架和齿圈的行星齿轮单元的双电机分割式混合动力车辆。在JP-A-2012-224244教导的混合动力车辆中,太阳齿轮与第一电动发电机联接,行星架经离合器与发动机联接,并且齿圈用作用于向驱动轮输送转矩的输出元件。第二电动发电机的转矩被增加至从齿圈输送到驱动轮的转矩上,并且通过使离合器分离来使发动机从动力分配装置断开。

根据JP-A-2012-224244的教导,当发动机停止条件成立时,至少燃料喷射和点火停止,并且然后以使得发动机转速降低的方式控制第一电动发电机的转矩。结果,第一电动发电机利用发动机的惯性转矩再发电。当第一电动发电机的转速下降到包含零的预定转速范围内时,使离合器分离。



技术实现要素:

技术问题

然而,根据JP-A-2012-224244的教导,在离合器分离之后执行反馈控制,直至第一电动发电机的转速下降至零。这意味着在反馈控制的执行期间会消耗电力。

注意到上述技术问题而设想出本发明,且因此本发明的一个目的是提供一种用于通过在使离合器分离时停止对电机的通电而减少停止发动机时的电力消耗的发动机停止系统。

问题的解决方案

本发明的发动机停止系统适用于混合动力车辆,所述混合动力车辆包括:发动机;具有发电功能的电机;动力分配装置,所述动力分配装置执行多个旋转元件之间的差动作用;和离合器,所述离合器选择性地使所述发动机与所述动力分配装置连接和断开。具体地,在所述动力分配装置中,第一旋转元件与所述电机连结成与其一体地旋转,第二旋转元件经所述离合器与所述发动机连结,并且第三旋转元件用作向驱动轮输送转矩的输出元件。所述发动机停止系统配置成在所述离合器接合期间通过控制所述电机的转矩来改变发动机转速。为了实现上述目的,根据本发明,所述发动机停止系统还配置成,在所述发动机在所述离合器接合期间不产生动力并且所述电机在以使得发动机转速降低的方式控制所述电机的输出转矩时利用所述发动机的惯性转矩发电的状况下,当发动机转矩下降到低于大于零的预定阈值时,在使所述离合器分离时中断对所述电机的通电(电力供给)。

如果车速高于预定速度并且所述电机沿与所述发动机的旋转方向相同的方向旋转,则发动机转速的所述阈值被设定为基于车速和所述电机的会使所述电机的发电量超过用以发电的电力消耗的转速范围的下限转速而计算出的值。这里,所述电机转速范围的所述下限转速大于零。

相比之下,如果车速低于预定速度,则发动机转速的所述阈值被设定为所述发动机的会使所述发动机与动力传动系共振的转速范围的上限值。

例如,可使用摩擦离合器作为所要求的离合器。这种情况下,所述发动机停止系统能在所述发动机在所述离合器接合期间不产生动力的状况下发动机转速下降到低于所述阈值之前将所述离合器的转矩容量降低到不引起滑移的程度。

另外,所述发动机停止系统在所述离合器开始滑移之后中断对所述电机的通电。

替代地,也可以在使所述离合器分离的同时中断对所述电机的通电。本发明的有利效果

因此,根据本发明,在控制电机而降低发动机转速时利用发动机的惯性转矩使电机发电的状况下,发动机转速下降到低于大于零的预定阈值。因此,能减少电机的电力消耗。

例如,如果车速高于阈值,则在电机的电力消耗超过发电量之前中断对电机的通电。因此,能防止电机在停止发动机时消耗电力。

相比之下,如果车速低于阈值,则在发动机转速进入会使发动机与动力传动系共振的范围之前使离合器分离。

另外,离合器的转矩容量在离合器分离之前降低至不引起滑移的程度。因此,允许离合器迅速地完全分离。

此外,能在离合器的分离完成之前中断对电机的通电。

附图说明

图1是示出根据本发明的发动机停止控制的一个实施例的流程图。

图2是示出共振范围的时序图。

图3是示出发电范围的时序图。

图4是示出基于共振范围的上限转速和发电范围的下限转速而确定的车速的阈值的共线图。

图5是示出用于确定在图1中的步骤S3使用的输入转速的阈值的程序的流程图。

图6是示出在低于阈值的车速下实施转速降低控制的状况的共线图。

图7是示出在高于阈值的车速下实施转速降低控制的状况的共线图。

图8是示出基于发电范围的下限转速和车速而确定的输入转速的阈值的共线图。

图9是示出实施图1所示的发动机停止控制的状况的时序图。

图10是示出本发明适用的混合动力车辆的动力传动系的一个实施例的架构图。

图11(a)是示出在HV模式下行驶的混合动力车辆的状况的共线图。图11(b)是示出通过实施发动机停止控制来降低发动机转速的状况的共线图。

图12是示出本发明适用的混合动力车辆的动力传动系的另一实施例的架构图。

具体实施方式

以下,将参照附图说明发动机停止系统的优选实施例。根据要说明的优选实施例,发动机停止系统适用于具有适于选择性地使发动机与动力分配装置断开的离合器的双电机分割式混合动力车辆。当停止发动机时,发动机停止系统使离合器分离并切断通向其中一个电动发电机的电力。

现在参照图10,示出了该发动机停止系统所适用的混合动力车辆的结构。如图10所示,混合动力车辆Ve包括双电机分割式动力传动系100。为了控制动力传动系100,该混合动力车辆设置有用作发动机停止系统的控制器的电子控制单元(以下缩写为“ECU”)30。

动力传动系100的原动机包括内燃发动机(在图10中缩写为“ENG”)1、第一电动发电机2(在图10中缩写为“MG1”)和第二电动发电机3(在图10中缩写为“MG2”)。

例如,可使用常规的汽油发动机作为发动机1,并且可使用永磁体式同步电机分别作为电动发电机2和3。这些发动机1以及电动发电机2和3也由ECU 30电气地控制。在以下说明中,为方便起见,电动发电机2和3将被简称为“电机2”和“电机3”。

在动力传动系100中,发动机1的动力经由输入轴5输送到动力分配装置6,并经动力分配装置6进一步分配至第一电机2侧和驱动轮20侧。第二电机3的转矩Tmg2被增加至从动力分配装置6输送到驱动轮20的转矩上。亦即,发动机1的动力部分地由第一电机2变换为电力,并且然后由第二电机2再次变换为机械动力以输送到驱动轮20。

为了在停止发动机1时将发动机1与动力分配装置6断开,在其间配置有摩擦离合器C。当发动机1再起动时,使摩擦离合器C接合以向动力分配装置6输送发动机1的动力。

具体地,摩擦离合器C是具有一对摩擦接合元件的常规离合器。如图10所示,一个接合元件Ca与发动机1的曲轴4联接以与其一起旋转,而另一个接合元件Cb与输入轴5联接以与其一起旋转。因此,在动力传动系100中,发动机1和动力分配装置6之间的转矩传递通过使摩擦离合器C完全分离而被切断。相比之下,发动机1和动力分配装置6之间的转矩传递通过使摩擦离合器完全接合而得以实现。

假如摩擦离合器C完全分离,则接合元件Ca和Cb彼此隔离。相比之下,假如摩擦离合器C完全接合,则接合元件Ca和Cb彼此接合而不会引起滑移。摩擦离合器C也可在引起接合元件Ca和Cb之间的滑移的状态下接合。在以下说明中,为方便起见,摩擦离合器C将被简称为“离合器C”。

动力分配装置6适于执行多个旋转元件之间的差动作用。为此,根据优选实施例,采用单小齿轮型行星齿轮单元作为动力分配装置6,并且动力分配装置6包括用作第一旋转元件的太阳齿轮6s、用作第二旋转元件的行星架6c和用作第三旋转元件的齿圈6r。

太阳齿轮6s是装配在输入轴5上的外齿轮,并且作为内齿轮的齿圈6r与太阳齿轮6s同心地配置。在太阳齿轮6s与齿圈6r之间介设有与这些齿轮啮合的多个小齿轮,并且小齿轮在被允许围绕太阳齿轮6s自转和公转的状态下由行星架6c支承。

具体地,太阳齿轮6s与第一电机2的转子轴2a连结成与其一体地旋转。因此,第一电机2的转矩Tmg1能经动力分配装置6分配至输入轴5侧和驱动轮20侧。

行星架6c经输入轴5和离合器C与发动机1连接以用作动力分配装置6的输入元件。即,行星架6c被允许不论离合器C的接合状态如何都与输入轴5和接合元件Cb一体地旋转。具体地,假如离合器C分离,则行星架6c相对于曲轴4旋转。相比之下,假如离合器C接合,则行星架6c与曲轴4一体地旋转。

根据该优选实施例,动力传动系100的输入部件包括行星架6c、输入轴5和与行星架6c一体地旋转的接合元件Cb。假如离合器C接合,则输入部件还包括接合元件Ca和曲轴4。

虽然未特别地图示,但诸如输入轴5的输入部件设置有减振器以衰减在离合器C的接合期间传播到输入部件的发动机1的振动。

齿圈6r用作动力分配装置6的输出元件以向驱动轮20输送转矩。为此,齿圈6r与输出轴7连结成与其一体地旋转,并且输出轴7也与作为外齿轮的输出齿轮8连结成与其一体地旋转。即,输出齿轮8用作动力传动系100的输出部件以向驱动轮20输送转矩。齿圈6r、输出轴7和输出齿轮8可一体地形成。

输出齿轮8经中间齿轮单元11与差动齿轮单元12连接。具体地,中间齿轮单元11包括中间从动齿轮11a、副轴11b和中间驱动齿轮11c。中间从动齿轮11a以与输出齿轮8啮合的状态装配在副轴11b上,并且中间驱动齿轮11c也以与差动齿轮单元12的齿圈12a啮合的状态装配在副轴11b上。这里,中间驱动齿轮11c的直径小于中间从动齿轮11a。半轴13(在图10中表示为“OUT”)分别与差动齿轮单元12的各侧连结,并且驱动轮20分别装配在各半轴13上。

在动力传动系100中,第二电机3的转矩Tmg2也经输出齿轮8输送到驱动轮20。为了放大转矩Tmg2,第二电机3经减速齿轮单元9与输出齿轮8连接。如上所述,输出齿轮8、输出轴7和动力分配装置6的齿圈6r一体地旋转以使得转矩Tmg2能从第二电机3经减速齿轮单元9输送到齿圈6r。

也采用单小齿轮型行星齿轮单元作为减速齿轮单元9。即,减速齿轮单元9包括太阳齿轮9s、行星架9c和齿圈9r。具体地,太阳齿轮9s与第二电机3连结以用作输入元件,使得太阳齿轮9s与第二电机3的转子轴3a一体地旋转。行星架9c固定在诸如壳体的固定部件10上以用作反作用元件,并且齿圈9r与输出轴7连结成与输出轴7和输出齿轮8一体地旋转。减速齿轮单元9的传动比是以使得允许齿圈9r放大第二电机3的转矩Tmg2的方式设定的。这里,齿圈9r也可与输出轴7和输出齿轮8一体地形成。

例如,当使混合动力车辆Ve减速时,ECU 30执行再生控制以利用第二电机3将来自驱动轮20的外部机械动力变换为电力。为此,混合动力车辆Ve设置有电池42,并且由电机2和3再生的电力输送到电池42。

具体地,电机2和3经逆变器41与电池42电连接,使得电机2和3由ECU 30电气地控制以视情况用作电动机或发电机。例如,各电机2和3通过向其输送储存在电池42中的电力而被允许用作电动机。此外,由于电机2和3经逆变器41彼此连接,所以由第一电机2再生的电力可被直接输送到第二电机3而不经过电池42。

输入轴5与润滑装置的油泵15连结成使得油泵15能通过使输入轴5旋转而被驱动。因此,如从图10可见的,发动机1的曲轴4、输入轴5、第一电机2的转子轴2a、动力分配装置6、减速齿轮单元9和第二电机3的转子轴3a共轴地配置在动力传动系100中。

例如,离合器C由未示出的液压致动器或电磁制动器响应于从ECU 30传输的控制信号而致动。因此,通过由ECU 30控制致动器的致动,能任意地控制离合器C的转矩容量Tcl-act

离合器C的转矩容量Tcl-act可从离合器C的完全分离到完全接合连续地改变。这里,应注意,离合器C的转矩容量Tcl-act与施加至离合器C的液压压力或电流或者离合器C的行程大致成比例地变化。

ECU 30主要包括具有存储装置的微计算机、接口等。具体地,ECU 30配置成基于输入数据和预装数据而执行计算,并且发送形式为指令信号的计算结果。

例如,车速、加速器的开度、转速、电池42的充电状态(以下简写为“SOC”)等被输送到ECU 30。转速包括输入部件的输入转速Nin、第一电机2的转速Nmg1和发动机1的转速Ne(以下将称为“发动机转速Ne”)。具体地,输入转速Nin包括动力分配装置6的行星架6c的转速、输入轴5的转速和离合器C的接合元件Cb的转速。这里,假如离合器C完全接合,则发动机转速Ne等于输入转速Nin

例如,ECU 30中预装有确定转矩容量Tcl-act的指令值的脉谱图、确定自动停止发动机1的目标转速的脉谱图、确定第一电机2的转矩Tmg1的指令值的脉谱图、确定第二电机3的转矩Tmg2的指令值的脉谱图等等。目标转速可包括后述的共振范围A的上限转速Na和发电范围B的下限转速Nb。可选地,ECU 30中可预装有确定共振范围A的脉谱图和确定发电范围B的脉谱图。此外,ECU 30中还可预装有脉谱图形式的、离合器C相对于致动器的致动而言的转矩容量Tcl-act

ECU 30配置成根据混合动力车辆Ve的行驶状态而发送用于控制发动机1、离合器C以及电机2和3等的指令信号。具体地,离合器C的转矩容量Tcl-act的指令值被发送给致动器,并且电机2和3的转矩Tmg1和Tmg2的指令值被发送给逆变器41。

混合动力车辆Ve的行驶模式可从混合动力车辆由发动机1提供动力的混合模式(以下将称为“HV”模式)和车辆在停止发动机1时通过利用来自电池2的电力驱动第二电机3来行驶的电机模式(以下将称为“EV”模式)中选择。具体地,混合动力车辆Ve的行驶模式由ECU 30根据诸如加速器的开度、车速、电池42的SOC等的行驶状态从HV模式和EV模式之中选择以实现要求驱动转矩Treq

例如,HV模式可在加速器的开度比较大而使得混合动力车辆Ve以比较高的速度行驶的状况下选择。另外,即使加速器的开度小,当电池42的SOC下降到预定阈值之下时行驶模式也转换为HV模式。

HV模式包括混合动力车辆由发动机1和第二电机3两者提供动力的行驶模式和混合动力车辆仅由发动机1提供动力的行驶模式。在HV模式下,离合器C完全接合以使得第一电机2能控制发动机转速Ne

现在参照图11,示出了表示在HV模式下动力分配装置6的各旋转元件的状态的共线图。在图11中,具体地,竖线分别表示太阳齿轮6s、行星架6c和齿圈6r的旋转方向和旋转速度,并且竖线之间的各间隙表示传动比ρ。如上所述,太阳齿轮6s与第一电机2(MG1)连结,行星架6c与输入部件或发动机1(IN/ENG)连结,并且齿圈6r与输出部件或第二电机3(OUT/MG2)连结。

如图11(a)所示,在HV模式下,发动机1产生发动机转矩Te并且第二电机3产生沿正方向的转矩Tmg2。在此状况下,能通过根据情况控制第一电机2的转矩Tmg1来改变发动机转速Ne(即,输入转速Nin)。

亦即,在HV模式下,通过利用第一电机2控制发动机转速Ne而允许发动机1在燃料效率最佳的运转点运转。这里,应注意,发动机1的运转点由发动机转速Ne和发动机转矩Te支配。为此,ECU 30中预装有基于车速和加速器的开度而确定运转点的脉谱图,并且参考该脉谱图基于与车速和加速器的开度有关的输入数据来确定发动机1的运转点。基本上,在最佳燃料曲线上确定发动机1的运转点,并且以使得发动机1以所确定的运转点运转的方式控制第一电机2。

假如采用汽油发动机作为发动机1,则ECU 30控制节气门的开度、燃料供给、燃料供给的中断、点火正时、点火中止等。即,ECU 30配置成根据情况实施各种发动机控制。例如,ECU实施发动机1的停止控制以降低燃料消耗。此外,ECU 30还实施发动机起动控制、发动机转矩控制和发动机再起动控制。

具体地,发动机停止控制在混合动力车辆Ve处于运转中的状态下实施以便停止对发动机1的燃料供给和发动机1的点火。

例如,当在HV模式下行驶的混合动力车辆Ve等待交通信号灯时实施发动机停止控制以暂时停止发动机1(即,怠速停止控制)。发动机停止控制包括要在比预定速度高的车速下当加速器踏板回位时实施的燃料切断控制。在燃料切断控制下,对发动机1的燃料供给停止,直至发动机转速下降至自维持转速(即,怠速)。

具体地,发动机停止控制在行驶模式从HV模式切换为EV模式的情况下实施以便不消耗燃料。

例如,EV模式能在电池42的SOC充足并且加速器开度比较小的状态下选择。应注意,EV模式包括混合动力车辆由电机2和3两者提供动力的双电机模式和混合动力车辆仅由第二电机3提供动力的单电机模式。

在双电机模式下,如果要求正转矩,则第一电机2产生负方向上的转矩Tmg1并且第二电机3产生正方向上的转矩Tmg2。在此状况下,第一电机2的转矩Tmg1用作使半轴13沿正方向旋转的驱动转矩。此外,离合器C完全接合并且发动机1不旋转。

如果在单电机模式下要求正转矩,则第一电机2停止并且第二电机3产生正方向上的转矩Tmg2以实现要求转矩。这种情况下,第一电机2可保持启用,但其转速Nmg1和转矩Tmg1减至零。

单电机模式可被分类为离合器C完全接合的第一EV模式和离合器C完全分离的第二EV模式。具体地,在第一EV模式下,发动机1与动力分配装置6连接。相比之下,在第二EV模式下,发动机1与动力分配装置6断开。

由于离合器C在第一EV模式下完全接合,故发动机转速Ne等于输入转速Nin。这种状况下,由于第一电机2停止但输入部件旋转,所以停止的发动机1被动地旋转。

例如,如果预期发动机在EV模式下再起动,则选择第一EV模式。然而,在第一EV模式下,将由于使发动机1被动地旋转而导致动力损失。为了避免这种动力损失,可通过在条件允许的情况下使离合器C分离来使行驶模式切换为第二EV模式。例如,如果电池42的SOC充足并且可仅利用电机2和3实现要求转矩Treq,则可选择第二EV模式。因此,在第二EV模式下,发动机1在停止时与动力分配装置6断开。

由于离合器C完全分离,所以在第二EV模式下发动机转速Ne与输入转速Nin不同。具体地,发动机转速Ne减至零,并且输入转速Nin高于正方向上的发动机转速Ne

当再起动发动机1的预定条件在第二EV模式下成立时,通过在使离合器C以滑移方式接合时再起动发动机1来使行驶模式从第二EV模式切换为HV模式。

例如,发动机1的起动条件在加速器踏板被踏压以要求更大的驱动力的情况下和电池42的SOC不足以实现要求驱动转矩Treq的情况下成立。

ECU 30配置成根据混合动力车辆Ve的行驶状态而实施电机转矩控制和通电中断控制。具体地,通过电机转矩控制而使电机2或3的转子轴的旋转方向在正方向和反方向之间改变。例如,通过提高转子轴的转速来允许电机用作电机。相比之下,通过降低转子轴的转速来允许电机用作电机。

在以下说明中,电机2或3的旋转方向将被称为“正方向”和“反方向”。具体地,“正方向”的定义是发动机1的旋转方向,而反方向的定义是与发动机1的旋转方向相反的旋转方向。另外,在以下说明中,正方向上的转矩将被称为“正转矩”,而反方向上的转矩将被称为“负转矩”。

如上所述,发动机1经动力分配装置6与第一电机2连接,使得假如离合器C接合则可通过控制第一电机2的转矩来改变发动机转速Ne。为此,具体地,控制第一电机2的转矩Tmg1以改变其转速Nmg1,并因此改变发动机转速Ne

假如离合器C接合,则通过控制第一电机2的转矩Tmg1,不仅可降低而且可升高发动机转速Ne。具体地,在停止发动机1的情况下实施发动机转速Ne的这种降低控制。

返回参照图11,图11(a)表示在开始降低控制之前动力分配装置6的各旋转元件的状态,而图11(b)表示在实施降低控制之后动力分配装置6的各旋转元件的状态。

在图11(b)所示的状况下,发动机转速Ne的降低控制正在执行中并且发动机转矩Te减至零。如图11(b)中由箭头所示,第一电机2的转矩Tmg1在降低控制的实施期间为负以降低发动机转速Ne。在此状况下,发动机1的惯性能量变换为电力,即电力的再生也可通过控制电机转矩来实现。

相比之下,通过控制转矩Tmg1,即使第一电机2沿反方向旋转,也可降低发动机转速Ne。这种情况下,具体地,第一电机2在消耗电力时沿反方向作为电机旋转而产生负转矩。

根据混合动力车辆Ve的行驶状态而实施对第一电机2的通电的中断控制以降低电力消耗(即使车辆Ve停止)。对第一电机2的通电的这种中断控制可连同发动机停止控制一起实施。

具体地,中断从逆变器41或电池42到第一电机2的通电以停止第一电机2。这种状况下,第一电机2在不消耗电力的情况下既不产生驱动转矩也不发电。当再起动第一电机2的预定条件成立时,ECU 30实施第一电机2的再起动控制。

当停止发动机1时,ECU 30还控制离合器C的转矩容量Tcl-act。为此,具体地,ECU 30参考脉谱图来确定对离合器C的转矩指令。因此,这样确定的转矩指令被传送到致动器以使得致动器响应于转矩指令而被致动。如上所述,使用摩擦离合器作为离合器C并且可逐渐改变其转矩容量。然而,这种状况下,由于离合器C的结构而引起离合器C的转矩延迟。

例如,假如使用液压式摩擦离合器作为离合器C,则致动器的致动将延迟到转矩指令的传送之后。即,离合器C的转矩容量Tcl-act的变化延迟到转矩指令的传送之后。因此,实际的转矩容量Tcl-act可能暂时与转矩指令不同。为了避免这种缺点,根据该优选实施例,ECU 30实施控制以降低离合器C的这种响应延迟的影响。

具体地,根据该优选实施例,通过控制第一电机2的转矩Tmg1而在降低发动机转速Ne期间使离合器C的转矩容量Tcl-act在离合器C的分离开始之前减至目标转矩容量Tcl’。为此,以不引起离合器C滑移的方式确定离合器C的目标转矩容量Tcl’。例如,可利用下式1计算目标转矩容量Tcl’。

[式1]

<mrow> <msup> <mi>Tcl</mi> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>T</mi> <mi>m</mi> <mi>g</mi> <msup> <mn>1</mn> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>-</mo> <mi>I</mi> <mi>m</mi> <mi>g</mi> <msup> <mn>1</mn> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>&CenterDot;</mo> <mover> <mi>&omega;</mi> <mo>&CenterDot;</mo> </mover> <mi>m</mi> <mi>g</mi> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&CenterDot;</mo> <mfrac> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mi>&rho;</mi> </mrow> <mi>&rho;</mi> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <mi>S</mi> <mi>F</mi> </mrow>

在上式1中,Tmg1’是基于发动机转速Ne的下降率和可储存在电池42中的电力的上限值等确定的第一电机2的转矩,Img1·(dωmg1/dt)是第一电机2的惯性转矩,ρ是用作动力分配装置6的行星齿轮单元的传动比,并且SF是补偿离合器C在转矩指令之后的响应延迟的安全系数。

接下来,这里将参照图1说明根据优选实施例的发动机停止控制。在步骤S1,判定是否正通过控制第一电机2的转矩Tmg1来降低发动机转速Ne。具体地,判定在停止发动机1的动力产生之后发动机转速Ne的降低控制是否在执行中。

如果发动机转速Ne的降低控制在第一电机2沿正方向旋转时正在执行中,则步骤S1的判定结果将为“是”。这种情况下,在步骤S1,判定发动机1的惯性力的再生在发动机停止控制的执行期间是否正由第一电机2执行。相比之下,如果发动机转速Ne的降低控制未被执行而使得步骤S1的判定结果为“否”,则该程序结束。

如果发动机转速Ne的降低控制正在执行中而使得步骤S1的判定结果为“是”,则将离合器C的转矩容量Tcl-act减至目标转矩容量Tcl’(在步骤S2)。即,如果步骤S1的判定结果为“是”,则这意味着离合器C接合。因此,离合器C的转矩容量Tcl-act减至不会使离合器C开始滑移的目标转矩容量Tcl’。因此,允许离合器C在后续步骤迅速地完全分离。

然后,判定输入转速Nin是否在预定阈值α以下(在步骤S3)。为此,通过稍后将说明的流程根据混合动力车辆Ve的行驶状态来确定要与输入转速Nin比较的阈值α。

如果输入转速Nin高于阈值α而使得步骤S3的判定结果为“否”,则该程序结束。

相比之下,如果输入转速Nin低于阈值α而使得步骤S3的判定结果为“是”,则使离合器C分离(在步骤S4)。具体地,在步骤S4,ECU 30发出用于使离合器C完全分离的控制信号以使得离合器C的转矩容量Tcl-act开始从目标转矩容量Tcl’减小。因此,离合器C开始滑移并且离合器C的滑移继续到离合器C完全分离为止。

这种状况下,由于离合器C的转矩容量Tcl-act在步骤S2预先减至目标转矩容量Tcl’,所以允许离合器C迅速地完全分离。亦即,能减小离合器C的结构响应延迟。

然后,判定情况是否允许中断对第一电机2的通电(在步骤S5)。具体地,在步骤S5,判定由逆变器41升高的第一电机2的系统电压的水平是否为可正常地停止第一电机2的水平。基本上,电机的反向电压与旋转速度成比例。因此,在步骤S5,ECU 30判定正在沿正方向旋转的第一电机2的转速Nmg1是否低于可停止第一电机2的转速。

如果情况不允许中断对第一电机2的通电而使得步骤S5的判定结果为“否”,则该程序转入步骤S6以执行第一电机2的转速Nmg1的反馈控制,并且返回步骤S5。

相比之下,如果可以中断对第一电机2的通电而使得步骤S5的判定结果为“是”,则中断对第一电机2的通电(在步骤S7)。

这里,还应注意,图1所示的程序中的功能框的次序不应受限于图1所示的次序。例如,步骤S4和S7的功能框可同时开始。即,也可在中断对第一电机2的通电的同时使离合器完全分离。

这里将说明确定被用作要与离合器C接合期间的输入转速Nin(或发动机转速Ne)进行比较的参数的阈值α的流程。具体地,基于车速V来确定阈值α。

在车速V高于车速的另一阈值β的状况和车速V低于车速的另一阈值β的状况之间区分阈值α的值。因此,使用车速的另一阈值β来确定输入转速Nin的阈值α。

车速的另一阈值β是考虑共振范围A和发电范围B而确定的。具体地,共振范围A是发动机转速Ne的使得在离合器C的下游在离合器C接合期间发生共振的范围。这种共振由在离合器C接合期间发动机1的振动的传播引起。另一方面,发电范围B是第一电机2的转速Nmg1的使得在降低发动机转速Ne的降低控制的执行期间第一电机2的发电量超过第一电机2的电力消耗的范围。

将参照图2说明共振范围A。在图2所示的时序图中,混合动力车辆Ve在HV模式下行驶并且通过使加速器踏板回位而使加速器在时点t11关闭。在时点t11之后,对发动机1的燃料供给或发动机1的点火停止且因此发动机转速Ne开始降低。然后,在时点t12,通过控制第一电机2来将发动机转速Ne保持在自维持转速(以下将称为“怠速”)Ne-1,此时通过向发动机1供给燃料来允许发动机1自主地旋转。

然后,在时点t13开始发动机停止控制,并且最终发动机转速Ne在时点t14达到共振范围A的上限转速Na。在时点t14之后,发动机转速Ne下降到低于上限值Na并进入共振范围A,由此引起发动机1下游的共振。具体地,共振范围A存在于约200至400rpm的发动机转速之间。即,根据该优选实施例,共振范围A的上述上限转速Na被设定为400rpm。如果动力传动系100设置有减振装置,则可将共振范围A调节至在具有减振器的动力传动系中发生共振的转速范围。

因此,如果发动机转速Ne高于共振范围A,则在离合器C接合期间不会发生共振。即,上限转速Na对应于在离合器C接合期间nvh(即,噪音、振动和不平顺性)特性不会恶化的发动机转速Ne或输入转速Nin的下限值。因此,共振范围A的上限转速Na是考虑nvh特性而确定的。当在离合器C接合期间发动机转速Ne进入共振范围A时,减振器将与发动机1一起共振而放大离合器C下游的振动。

将参照图3说明发电范围B。图3是示出在发动机转速Ne的降低控制的执行期间第一电机2的状态的时序图。在图3所示的状况下,第一电机2在离合器C接合期间利用发动机1的惯性转矩沿正方向旋转。即,第一电机2建立负转矩而发电。

当第一电机2发电时,不可避免地产生铁损(即,切换损失)。特别地,第一电机2的发电效率由于低转速范围内的铁损而显著下降。在发动机转速Ne的降低控制的执行期间,第一电机2在消耗电力时发电。即,当第一电机2的转速Nmg1在时点t21下降到低于发电区域B的下限转速Nb时,包含这种铁损的电力消耗超过发电量。

具体地,当第一电机2的转速Nmg1下降到低于800rpm时,将不会发电或将产生发电损失。因此,根据该优选实施方式,发电范围B的下限转速Nb被设定为800rpm。

即,当第一电机2的转速Nmg1落在发电范围B内时,第一电机2的发电量在时点t21之前大于其电力消耗量。在时点t22之后,第一电机2在建立负转矩时沿反方向旋转而不发电。

上述阈值β是基于共振范围A的上限转速Na、发电范围B的下限转速Nb和动力分配装置6的传动比ρ而确定的。如上所述,上限转速Na是输入转速Nin,下限转速Nb是第一电机2的转速Nmg1,并且阈值β是预定车速。这些参数之间的关系在图4中以共线图的形式示出。如从图4可见的,发电范围B的下限转速Nb、共振范围A的上限转速Na和用于确定阈值β的输出转速具有成比例的关系。

具体地,输出转速是包括齿圈6r、输出轴7和输出齿轮8的输出部件的转速。即,可基于齿圈6r的转速以及齿圈6r和驱动轮20之间的变速比来计算阈值β。在图4中,这样确定的阈值β被表示在右侧的竖线上。

将参照图5说明确定阈值α的流程。在步骤S11,判定车速V是否在阈值β以下。

如果车速V在阈值β以下而使得步骤S11的判定结果为“是”,则该程序进行至步骤S12而将阈值α设定为共振范围A的上限值Na

步骤S11的判定结果为“是”的情况在图6中示出。这种情况下,车速V低于阈值β,第一电机2的转速Nmg1高于下限转速Nb,并且发动机转速Ne高于上限转速Na

这种状况下,如果如图6中的箭头所示执行车速Ne的降低控制,则发动机转速Ne在第一电机2的转速Nmg1达到下限转速Nb之前降低至上限转速Na。如上所述,将阈值α与输入转速Nin进行比较。因此,这种情况下,在步骤S12将阈值α设定为共振范围A的上限值Na

相比之下,如果车速V高于阈值β而使得步骤S11的判定结果为“否”,则该程序进行至步骤S13而将阈值α设定为基于车速V和下限转速Nb而确定的输入转速Nin-1

步骤S11的判定结果为“否”的情况在图7中示出。这种情况下,车速V高于阈值β,第一电机2的转速Nmg1高于下限转速Nb,并且发动机转速Ne高于上限转速Na

如果在发动机转速Ne高于阈值β的状态下如图7中的箭头所示执行车速Ne的降低控制,则第一电机2的转速Nmg1在发动机转速Ne降低至上限转速Na之前达到下限转速Nb。这种情况下,由于下限转速Nb不是要与输入转速Nin进行比较的参数,故准备好将输入转速Nin-1与输入转速Nin进行比较。

具体地,基于下限转速Nb、车速V和传动比ρ来计算在车速V高于阈值β的情况下要被用作阈值α的输入转速Nin-1。如从图8所示的共线图可见的,下限转速Nb、输入转速Nin-1和车速V具有成比例的关系。

因此,在步骤S12或S13根据车速V而将阈值α设定为不同的值,并且然后结束图5所示的程序。

即,阈值α根据车速V而被设定为共振范围A的上限值Na,或基于发电范围B的下限转速Nb而确定的值。换言之,阈值α是考虑nvh特性和电力消耗而有所区分的。

如上所述,在图1所示的程序的步骤S3将阈值α与输入转速Nin进行比较以判定是否使离合器C分离和是否中断对第一电机2的通电。

因此,根据该优选实施例,当停止发动机1时,允许离合器C在输入转速Nin进入共振范围A之前分离。为此,在离合器C的下游不会由发动机1的振动引起共振。此外,在步骤S3的判定结果为“是”的情况下,在发动机转速Ne的降低控制的执行期间允许第一电机2再发电,直至其转速Nmg1减至发电范围B的下限转速Nb。因此,能充分地给电池42充电,即,能防止电力不足而使得在许多情况下能切断对第一电机2的通电。

现在参照图9,示出了显示在发动机停止控制的实施期间在HV模式下行驶的混合动力车辆Ve的状态的时间变化的时序图。

在图9所示的实施例中,发动机停止控制在停止条件成立后的时点t1开始。例如,发动机停止控制在加速器踏板在HV模式下回位时开始。具体地,在时点t1,燃料切断控制、发动机转速Ne的降低控制和离合器C的转矩控制开始。

这种状况下,FC标记变成ON,并且第一电机2的负转矩Tmg1开始增大。因此,沿正方向旋转的第一电机2的转速Nmg1和输入转速Nin开始降低。由于第一电机2的转速Nmg1这样在发动机转速Ne的降低控制期间降低,所以第一电机2的发电量减小。同时,第二电机3的转矩Tmg2以使得不会由于执行发动机停止控制而引起冲击的方式被控制。

此外,由于离合器C的转矩控制与发动机转速Ne的降低控制同时开始,所以转矩容量Tcl-act也开始从时点t1朝目标转矩容量Tcl’降低。即,发动机1在燃料切断的执行期间不产生转矩以使得离合器C的要求转矩容量减小。因此,允许离合器C从时点t1降低其转矩容量Tcl-act

然后,当正在降低的输入转速Nin下降到低于阈值α时,离合器C的分离在时点t2开始。因此,离合器C的转矩容量Tcl-act下降到低于目标转矩容量Tcl’且因此离合器C开始滑移。结果,输入转速Nin和发动机转速Ne开始彼此偏离。

此外,在时点t2,在离合器C开始分离的同时停止对第一电机2的通电。在时点t2,具体地,第一电机2的转速Nmg1低于可正常停止第一电机2的转速的判定成立,使得第一电机2停止并且SD标记变成ON。因此,根据图9所示的实施例,在发动机转速Ne的降低控制的执行期间,在使离合器C分离时中断对第一电机2的通电。

因此,第一电机2停止产生转矩Tmg1并且其电力消耗在时点t2之后减至零。即,第一电机2的发电量在时点t2之后超过其电力消耗。这里,在时点t2之后,第一电机2仅产生齿槽转矩。

然后,离合器C的分离在时点t3完成。如上所述,离合器C的转矩容量Tcl-act预先减至目标转矩容量Tcl’。因此,允许离合器C迅速地分离而不会引起冲击。因此,能缩短离合器从时点t2到时点t3完全分离所需的时间。

即,车辆从时点t1到时点t2在HV模式下行驶。然后,行驶模式在时点t2切换为第一EV模式,并且在时点t3进一步切换为第二EV模式。

因此,根据图9所示的优选实施例,对第一电机2的通电在时点t2在离合器C的分离开始的同时停止。然而,可根据需要修改该优选实施例。

例如,对第一电机2的通电中断也可在从离合器C的滑移开始到分离完成的期间中的任何时点开始。或者,对第一电机2的通电中断也可在离合器C的分离完成之后开始。

因此,根据发动机停止系统的优选实施例,第一电机2的电力消耗能在发动机1自动停止时减至零以使得能降低停止发动机1所引起的能量损失。

应理解,根据本发明的发动机停止系统不限于上述优选实施例,而是可在本发明的精神和范围内修改。

例如,发动机停止系统可不仅适用于图10所示的动力传动系100,而且适用于图12所示的另一种动力传动系。

在图12所示的动力传动系200中,第二电机3的旋转轴线平行于发动机1和第一电机2的旋转轴线延伸。在图12中,共同的附图标记被分配给与图10所示的实施例中的要素相同的要素,并且将省略对这些相同要素的详细说明。

此外,动力传动系200设置有减速齿轮17。减速齿轮17b与中间齿轮单元11的中间从动齿轮11a啮合,且其直径小于中间从动齿轮11a的直径。因此,第二电机3的转矩在被放大时传送到驱动轮20。

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