混合动力车辆的控制装置的制作方法

文档序号:17701381发布日期:2019-05-17 22:33阅读:141来源:国知局
混合动力车辆的控制装置的制作方法

本发明涉及一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆配备有与自动变速器的输入侧连接的发动机及电动机、以及与输出侧连接的电动机。



背景技术:

作为这种车辆的一个例子,在专利文献1中记载了一种在自动变速器的输入侧连接有发动机、另外在自动变速器的输出侧连接有电动机的混合动力车辆。该自动变速器被构成为,通过将设定变速级用的空转齿轮与保持该空转齿轮的轴连接来设定变速级或者实现变速。由于由自动变速器设定的变速比是输入转速相对于输出转速的比例,因此,通过实施变速而使输入转速变化。例如,在减小变速比的升挡的情况下,使与自动变速器的输入侧连接的发动机或与之连接的输入轴的转速降低。在使发动机等输入侧的转速降低的情况下,当这些旋转构件所具有的惯性能量作为输出扭矩被原样呈现时,会变成换挡冲击,因此,在专利文献1记载的发明中,利用与自动变速器的输出侧连接的电动机的扭矩来抵消伴随着输入轴的旋转速度的变化而附加于输出轴的惯性扭矩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2014-136491号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

自动变速器的变速大致经过以下的过程来实施。使为了设定变速前的变速级而卡合了的卡合机构的扭矩容量降低,并且,使在变速后的变速级下将要卡合的卡合机构的扭矩容量增大,与此相伴,施加到在变速前的变速级下的扭矩传递路径中的齿轮等旋转构件上的扭矩逐渐降低,并且,施加到在变速后的变速级下的扭矩传递路径中的齿轮等旋转构件上的扭矩逐渐增大。接着,当在变速后将要卡合的卡合机构的扭矩容量充分增大时,输入轴、与之连接的发动机、进而齿轮等旋转构件的转速向在变速后的变速级下的同步转速变化,接着,这些转速达到同步转速,由此,变速完成。在专利文献1记载的装置中,进行由电动机实施的扭矩控制,以便由这样的输入轴或与之连接的发动机的转速变化所引起的惯性矩不会成为换挡冲击。该控制是对应于输入转速的变化的控制。从而,专利文献1记载的装置,在变速过程中,通过输入转速变化,能够进行扭矩的控制,在输入转速不变化的状态下,不能进行扭矩控制。

另外,过去,已知一种将电动机连接于自动变速器的输入侧的混合动力车辆。但是,由于专利文献1记载的装置是控制自动变速器的输出侧的扭矩的装置,因此,不能直接应用于这种与自动变速器的输入侧连接的电动机的变速时的控制。

本发明是着眼于上述技术课题而做出的,其目的是提供一种混合动力车辆的控制装置,在切换卡合机构的卡合及释放的状态的变速过程中,即使在输入转速不变化的状态下,也能够防止或者抑制输出扭矩的变动或者与之相伴的换挡冲击。

解决课题的手段

为了达到上述目的,本发明为一种混合动力车辆的控制装置,在自动变速器的输入侧连接有发动机和第一电动机,在所述自动变速器的输出侧连接有第二电动机,所述自动变速器具有多个卡合机构,并且通过使规定的卡合机构卡合来实施变速,其特征在于,所述混合动力车辆的控制装置具有控制所述第一电动机以及所述第二电动机的控制器,在使所述规定的卡合机构卡合而设定规定的变速级时,作为为了将所述自动变速器的输出扭矩的变化量限制在预定的规定值而使用的电动机,所述控制器选择所述第一电动机和所述第二电动机之中的、为了使所述输出扭矩的变化量为所述规定值而需要的功率小的一方的电动机,所述自动变速器的输出扭矩的变化量是基于要卡合的所述规定的卡合机构的扭矩容量和所述自动变速器的输入扭矩的关系来确定的。

在本发明中,也可以是,所述规定的变速级是通过以预定的顺序使多个所述卡合机构卡合而设定的变速级,在以预定的顺序使多个所述卡合机构卡合的情况下,所述控制器基于多个所述卡合机构之中被从释放切换到卡合的卡合机构的扭矩容量和所述输入扭矩,求出所述输出扭矩的变化量。

在本发明中,可以是,由关于所述自动变速器的运动方程式求出所述输出扭矩的变化量,所述规定值为零。

在本发明中,所述控制器可以进一步被构成为,进行所述第一电动机以及所述第二电动机这两个电动机是否能够输出用于减小所述输出扭矩的变化量的扭矩的判断,在判断为所述第一电动机以及所述第二电动机这两个电动机能够输出用于减小所述输出扭矩的变化量的扭矩的情况下,作为为了将所述输出扭矩的变化量限制在预定的规定值而使用的电动机,选择所述第一电动机和所述第二电动机之中的、为了使所述输出扭矩的变化量为所述规定值而需要的功率小的一方的电动机。

发明的效果

根据本发明,基于要卡合的卡合机构的扭矩容量和自动变速器的输入扭矩,确定自动变速器的变速时的输出扭矩的变化量,控制第一电动机或者第二电动机的输出扭矩,以使该变化量成为规定值。从而,在变速的过程中,即使在自动变速器的输入转速不变化、而输出扭矩变化的状态下,也能够进行用于抑制输出扭矩的变化量的第一电动机或者第二电动机的控制。另外,在本发明中,作为为了抑制输出扭矩的变化量而使用的电动机,选择第一电动机及第二电动机之中的、在该扭矩抑制控制中消耗或者需要的功率小的一方的电动机。其结果是,可以进行必要且充分的控制,以防止或者抑制输出扭矩的过度变化或者冲击,并且,在伴有蓄电装置的充放电的情况下,可以避免或者抑制电力收支的恶化,而且,可以提高使用的电动机及从该电动机接受扭矩的旋转构件等的耐久性。

附图说明

图1是示意地表示在本发明中可以作为对象的混合动力车辆的一个例子的框图。

图2是表示该自动变速器的齿轮系的一个例子的架构图。

图3是概括地表示为了在该自动变速器中设定各个变速级而卡合的离合器及制动器的图表。

图4是用于说明其电子控制装置中的输入数据以及控制指令信号的框图。

图5是用于说明在本发明的实施方式中实施的控制的一个例子的流程图。

图6是用于说明作为图5所示的步骤s5的控制内容的子程序的流程图。

图7是用于说明从第二速向第三速升挡时本发明的实施方式所产生的效果的时间图。

图8是用于说明从空挡状态起设定前进第一速时的本发明的实施方式所产生的效果的时间图。

实施具体方式

本发明的实施方式中的混合动力车辆配备有发动机、两个电动机、以及自动变速器。在图1中示意地表示出它的一个例子。这里所示的混合动力车辆1是以前置发动机、后轮驱动车辆(fr车辆)作为基础的四轮驱动车辆的例子,在车身的前方侧,朝向车身的后方地配置有发动机(e/g)2,接着该发动机2,依次配置有第一电动机(mg1)3和自动变速器(a/t)4。并且,发动机2(更详细地说,发动机2的输出轴)和第一电动机3(更详细地说,第一电动机3的转子轴)被连接于自动变速器4的输入轴5。

发动机2是汽油发动机或者柴油发动机等内燃机,根据加速踏板(图中未示出)的踩下量(加速器开度)等的要求驱动力,控制节气门开度或燃料喷射量,输出对应于要求驱动力的扭矩。另外,发动机2也可以在停止燃料供应(燃油切断:f/c)的状态下空转。在这种情况下,通过由泵气损失等产生的动力损失来产生制动力(发动机制动力)。第一电动机3是永久磁铁式同步电动机等具有发电功能的电动机(电动机·发电机:mg),在图1所示的例子中,主要作为发电机起作用。

另外,自动变速器4配备有离合器或制动器等多个卡合机构,是能够根据这些卡合机构的卡合以及释放的状态来设定多个前进挡及后退挡的所谓有级式的自动变速器,其一个例子可以是日本特开2017-155779号公报中记载的自动变速器或者变更其一部分而得到的自动变速器等。在图2中,以架构图表示出可以作为本发明的实施方式而采用的前进10挡自动变速器。

自动变速器4在输入侧配备有带锁止离合器6的变矩器7。该变矩器7与过去已知的结构的变矩器具有同样结构,作为输入侧的部件,配备有泵轮8,作为输出侧的部件,具有涡轮9。所述输入轴5被连接于泵轮8,涡轮9被连接于齿轮变速部10。另外,在本发明的实施方式中,也可以不设置变矩器7,而将输入轴5直接连接于齿轮变速部10。

齿轮变速部10配备有拉维瑙(ravigneaux)式的第一行星齿轮机构11、单小齿轮式的第二行星齿轮机构12、以及单小齿轮式的第三行星齿轮机构13,作为其主要的齿轮机构。第一行星齿轮机构11配备有两个太阳齿轮s111、s112、齿圈r11、以及行星齿轮架c11来作为相互进行差动作用的旋转部件,所述行星齿轮架c11保持与太阳齿轮111和齿圈r11啮合的第一小齿轮p111、以及与第二太阳齿轮s112和第一小齿轮p111啮合的第二小齿轮p112。第一行星齿轮机构11设有选择性地固定该第一太阳齿轮s111的第一制动器b1。

第二行星齿轮机构12及第三行星齿轮机构13与上述第一行星齿轮机构11配置在同一轴线上,第二行星齿轮机构12配备有太阳齿轮s12、齿圈r12、以及行星齿轮架c12来作为相互进行差动作用的旋转部件,所述行星齿轮架c12保持与这些太阳齿轮s12以及及齿圈r12啮合的小齿轮p12。同样地,第三行星齿轮机构13配备有太阳齿轮s13、齿圈r13、以及行星齿轮架c13来作为相互进行差动作用的旋转部件,所述行星齿轮架c13保持与这些太阳齿轮s13以及齿圈r13啮合的小齿轮p13。

第二行星齿轮机构12的太阳齿轮s12与第三行星齿轮机构13的太阳齿轮s13被相互一体化,设置有选择性地将这些太阳齿轮s12、s13与所述第一行星齿轮机构11中的齿圈r11连接起来的第一离合器k1。另外,设置有将被相互一体化的太阳齿轮s12、s13与第一行星齿轮机构11中的第二太阳齿轮s112选择性地连接起来的第二离合器k2。进而,设置有将第二行星齿轮机构12的齿圈r12与第一行星齿轮机构11中的齿圈r11选择性地连接起来的第三离合器k3。设置有选择性地使该第二行星齿轮机构12的齿圈r12的旋转停止的第二制动器b2。

并且,第三行星齿轮机构13中的行星齿轮架c13与变矩器7的涡轮9连接,成为齿轮变速部10的输入部件。进而,第二行星齿轮机构12的行星齿轮架c12是输出部件,与齿轮变速部10(自动变速器4)的输出轴14连接。设置有选择性地将作为该输出部件的第二行星齿轮机构12的行星齿轮架c12与第三行星齿轮机构13的齿圈r13连接起来的第四离合器k4。在该第四离合器k4卡合了的情况下,第二行星齿轮机构12与第三行星齿轮机构13通过使两个旋转部件彼此分别被连接起来,而不产生差动作用地成一体旋转。

各个离合器k1~k4以及制动器b1、b2的每一个,例如,是通过液压被卡合以及释放的摩擦式的卡合机构,被构成为可以使其扭矩容量(传递的扭矩)连续地变化。这些离合器k1~k4及制动器b1、b2相当于本发明的实施方式中的卡合机构。

在图2所示的上述自动变速器4中,可以设定10挡的前进挡(1st~10th)、以及后退挡(rev)。在图3的卡合动作表中汇总表示出在这些变速级卡合以及释放的卡合机构。在图3中,“o”号表示卡合状态,空栏表示释放状态。使这些卡合机构卡合以及释放的控制,可以由过去已知的液压控制装置(图中未示出)进行,另外,该液压控制装置可以是电动控制的。其控制与过去已知的变速控制一样,预先准备根据加速器开度和车速确定了各个变速级的区域的变速图,在加速器开度和车速横贯确定各个区域的线(变速线)而变化的情况下,实施变速。从而,由加速器开度等的要求驱动力和车速或与其相当的旋转构件的转速来确定目标变速级,各个卡合机构被卡合以及释放,以便设定该目标变速级。该变速控制不仅可以是使变速级一挡一挡地变化的控制,而且也可以是向跨越两挡以上的变速级的所谓的跃变式变速、或者在跃变式变速时经由中间的变速级(中间级)而设定目标变速级的所谓的多重变速等的控制。

在图1所示的例子中,后差动齿轮16经由后传动轴15被连接于自动变速器4,从后差动齿轮16向作为驱动轮的左右后轮17传递驱动扭矩。另外,在自动变速器4的输出侧设置有分动器18。分动器18是用于将从自动变速器4输出的扭矩的一部分传递给前轮19而使四轮驱动状态成立的机构,前传动轴20被连接于该分动器18,该前传动轴20被连接于用于将驱动力传递给左右前轮19的前差动齿轮21。

分动器18可以采用过去已知的结构的分动器。例如,可以是由向前传动轴20传递扭矩的齿轮系和选择性地切断扭矩的传递的离合器(图中均未示出)构成的所谓的非全时式的分动器、或者允许后轮17和前轮19的差动且始终将扭矩传递给后轮17和前轮19的全时式的分动器,进而,也可以是可选择性地限制后轮17和前轮19的差动的全时式的分动器等。

驱动前传动轴20(即,前轮19)的第二电动机(mg2)22被连接于分动器18。第二电动机22是主要输出行驶用的驱动扭矩的电动机,是最大输出扭矩比所述第一电动机3的最大输出扭矩大的电动机。另外,在减速时,为了进行能量再生,优选地,第二电动机22与所述第一电动机3一样,由永久磁铁式同步电动机等具有发电功能的电动机·发电机构成。该第二电动机22经由分动器18被连接于自动变速器4的输出侧,从而,该第二电动机22相当于本发明的实施方式中的第二电动机。

第一电动机3和第二电动机22分别与蓄电池或电容器等蓄电装置(batt)23电连接。从而,可以利用蓄电装置23的电力使第一电动机3及第二电动机22作为电动机起作用,或者,利用这些电动机3、22发出的电力向蓄电装置23充电。另外,也可以利用第一电动机3发出的电力使第二电动机22作为电动机起作用,利用该第二电动机22的扭矩来行驶。

设置有控制上述发动机2、各个电动机3、22、自动变速器4、以及分动器18等的电子控制装置(ecu)24。该ecu24以微型计算机为主体而构成,基于输入的数据及预先存储的数据进行运算,将运算的结果作为控制指令信号输出。由于ecu24是用于控制发动机2等上述设备的装置,因此,也可以是将发动机用ecu、电动机用ecu以及自动变速器用ecu等整合而成的控制装置,或者,也可以是向这些各个ecu输出指令信号的上位的控制装置。

在图4中示意地表示出被输入的数据以及控制指令信号的例子。车速v、加速器开度acc、蓄电装置23的充电余量soc、发动机转速ne、制动器开·关信号br、输入轴5的转速nt等被输入给ecu24。另外,作为控制指令信号,输出第一电动机(mg1)3的控制信号、第二电动机(mg2)22的控制信号、发动机2中的电子节气门的开度信号、变速级控制信号、分动器(tr)18的控制信号等。另外,ecu24相当于本发明的实施方式中的控制器。

作为以上述混合动力车辆1为对象的本发明的实施方式的控制装置,在因可以由加速器开度acc或车速v等规定的行驶状态的变化,而使任一卡合机构卡合而设定规定的变速级的情况下,为了抑制伴随着所述齿轮变速部10的动作状态的变化而产生的输出轴14的扭矩(输出扭矩)的变化、以及与之相伴的驱动扭矩的变化,以防止所谓的换挡冲击,实施由任一电动机3、22进行的扭矩修正。并且,选择在该扭矩修正中使用的电动机。图5及图6是用于说明这样的控制的一个例子的流程图,在混合动力车辆1行驶的情况下,每隔规定的短时间而反复实施。另外,图5及图6所示的控制由所述ecu24实施。

在图5所示的流程图中,首先,读取在控制中使用的数据(步骤s1)。读取的数据是加速器开度acc、车速v、制动器的开·关信号br、发动机转速ne等各个转速等数据。基于这些读取的数据,进行变速级的设定判断(步骤s2)。该变速级的设定判断是对产生设定与自动变速器4的当前状态不同的变速级的要求、或者为此而产生使任一卡合机构卡合的要求的判断。这样的要求的例子为,加速器开度acc或车速v横贯变速图中的变速线地变化,而产生应当与此相伴地变速的状态。另外,作为其它的例子有:混合动力车辆1停车,选择空挡位置,从该状态向前进行驶用的驱动位置换挡的情况;或者,为了以加速器开度acc为零的状态行驶,而将自动变速器4控制在空挡状态,从该状态起产生加速要求而设定规定的变速级的情况等。进而,在图1所示的混合动力车辆1中,只利用第二电动机22行驶的ev行驶模式是可能的,在该情况下,为了将发动机2或第一电动机3从驱动轮17、19断开,自动变速器4被设定成空挡。当加速器开度acc从该状态增大时,为了将发动机2的输出扭矩传递给后轮17,设定规定的变速级。在这样的情况下,使规定的卡合机构卡合的要求也成立。

在步骤s2中作出否定的判断的情况下,不进行特别的控制,并返回。与此相反,在步骤s2中作出肯定的判断的情况下,计算要卡合的离合器或者制动器(即,卡合机构)的扭矩容量(步骤s3)。基于加速器开度acc、车速v以及变速图来确定要被卡合的离合器或者制动器。另外,在要使多个离合器或者制动器卡合的情况下,考虑卡合控制的容易性等,而预先确定应当卡合的顺序。并且,这些离合器或制动器如果如前面所述是液压式的摩擦卡合机构,则输出控制指令以使扭矩容量逐渐地或者以规定的斜率增大。并且,由于扭矩容量根据该液压的增大而增大,因此,可以基于控制指令值或者液压值来求出各个卡合机构的扭矩容量。

接下来,计算因卡合机构具有扭矩容量而对输出扭矩to产生的影响(步骤s4)。该运算可以利用关于构成所述齿轮变速部10的齿轮系的运动方程式来进行。举例而言,在从设定规定的变速级的状态起释放任一个卡合机构、并且使另一个卡合机构卡合而升挡的情况下,在扭矩相下的运动方程式变成如以下所述。

to=α·te-β·tcb···(1)

dωe/dt=0·te+0·tcb

这里,to是自动变速器4的输出扭矩、α及β是由齿轮系的结构确定的常数,te是发动机扭矩或者自动变速器4的输入扭矩,tcb是要卡合的卡合机构的扭矩容量,ωe是发动机旋转速度(转速)。

另外,在从空挡状态起设定前进第一速的情况下,当使第二制动器b2、第二离合器k2、第一离合器k1依次卡合时,在第二制动器b2的卡合时,变成

to=α1·te+β1·tk1+γ1·tk2-δ·tb2···(2)

接着,在第二离合器k2的卡合时,变成

to=α2·te+β2·tk1+γ2·tk2···(3)

在第一离合器k1的卡合时,变成

to=α3·te+β3·tk1···(4)

这里,α1~α3、β1~β3、γ1~γ2、以及δ是由齿轮系的结构确定的常数,tk1是第一离合器k1的扭矩容量,tk2是第二离合器k2的扭矩容量,tb2是第二制动器b2的扭矩容量。

这样,对于各个变速级,用运动方程式表示为了设定各个变速级而要卡合的卡合机构的扭矩容量和输出扭矩to的关系。并且,在上述各个运动方程式的右边的各项之中的、对于要卡合的卡合机构以项(右边末尾的项)来表示的扭矩,影响与卡合相伴的输出扭矩to,成为输出扭矩to的变动要因。

利用第一电动机3或者第二电动机22进行削弱或者修正对于在步骤s4中计算出的输出扭矩to的影响、即输出扭矩to的变化量(冲击)(步骤s5)。在该步骤s5中的控制,是确定在扭矩修正中使用的电动机(mg),并为了向所确定的电动机输出规定的扭矩而输出指令信号的控制。在图6中表示出在该步骤s5中的控制例。

如上所述,为了变速级的设定而要卡合的卡合机构的扭矩容量与输出扭矩to的关系由运动方程式表示,与该卡合机构的扭矩容量逐渐增大相伴的输出扭矩to的变化量可以由运动方程式求出。在图6所示的控制例中,首先,在步骤s51,分别计算出为了将这样求出的输出扭矩to的变化量控制为规定值而需要的由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1和由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2,基于这些计算值选择在扭矩修正中使用的电动机。

如图1所示,由于第一电动机3与发动机2同轴地设置,与发动机2同样地被连接于自动变速器4的输入轴5,因此,如果调整由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1,以使上述各个运动方程式中的发动机扭矩te的项的值与通过卡合而使扭矩容量增大的项的值相等,则可以将输出扭矩to的变化量抑制在规定值(例如,零)。与此相对,由于第二电动机22被构成为不经由自动变速器4、而向驱动轮17、19传递扭矩,因此,通过将由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2调整为与通过卡合而使扭矩容量增大的项的值相等的值,可以将输出扭矩to的变化量抑制在规定值(例如,零)。

若以上述的(1)式至(3)式作为例子对此进行说明,则例如在从第二速向第三速升挡的情况下,由于使第二离合器k2卡合,因此,(1)式变成

to=α·te-β·tk2

在由第一电动机3抑制输出扭矩to的变化量的情况下,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1为

thmg1=β·tk2/α

与此相对,在由第二电动机22抑制输出扭矩to的变化量的情况下,由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2为

thmg2=β·tk2

这里,由于作为关于发动机扭矩te的常数的上述“α”在低速传动级中比“1”大,因此,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1变得比第二电动机22产生的修正扭矩thmg2小。

另外,对于从上述的空挡状态起设定前进第一速的情况进行说明,首先,使第二制动器b2卡合的时刻的运动方程式是上述(2)式,如果控制自动变速器4的输入侧的扭矩,以使右边的第一项的值与第四项的值近似(更具体地说,变得相等),则可以抑制输出扭矩to的变化量。这样的控制由第一电动机3来进行,因此,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1成为

thmg1=δ·tb2/α1

与此相对,如果由第二电动机22进行扭矩修正,则由于只要该修正扭矩thmg2与通过第二制动器b2卡合而变化的扭矩相当即可,因此,由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2成为

thmg2=δ·tb2

这里,关于发动机扭矩te的项中的常数“α1”是远小于“1”的值。因此,在该情况下,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1成为远大于由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2的值。由于齿轮变速部10的结构的缘故,存在着由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1达到第二制动器b2的扭矩容量的100倍左右或者100倍左右以上的情况,从而,由第一电动机3进行扭矩修正是不可能的,或者在消耗的电力多等方面,对于扭矩修正控制是不利的,进而,存在着放电量与充电量的电力收支变得不成立的可能性。

进而,与第二制动器b2相继地(或者迟一些)使第二离合器k2卡合的时刻的运动方程式是上述(3)式,如果控制自动变速器4的输入侧的扭矩,以使右边的第一项的值与第三项的值近似(更具体地说,变得相等),则可以抑制输出扭矩to的变化量。这样的控制由第一电动机3进行,因此,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1成为

thmg1=-γ2·tk2/α2

与此相对,如果由第二电动机22进行扭矩修正,则只要其修正扭矩thmg2与通过第二离合器k2卡合而变化的扭矩相当即可,因此,由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2成为

thmg2=-γ2·tk2

这里,关于发动机扭矩te的项中的常数“α2”为远小于“1”的值。因此,在该情况下,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1变成远大于由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2的值。由于齿轮变速部10的结构的缘故,存在着由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1达到第二离合器k2的扭矩容量的几十倍左右或者几十倍左右以上的情况,由第一电动机3进行扭矩修正是不可能的,或者在消耗的电力多等方面,对于扭矩修正控制是不利的,进而,存在着放电量与充电量的电力收支变得不成立的可能性。

对于从上述第二速向第三速的升挡以外的变速,与各变速相对应的运动方程式也成立,基于该运动方程式来确定输出扭矩to与要卡合的离合器或制动器的扭矩容量的关系,利用该关系式求出输出扭矩to的变化量。另外,与上面所述的例子同样地求出与计算出的输出扭矩to的变化量相当的由各个电动机3、22产生的修正扭矩。

在图6所示的步骤s51中,通过上述运算求出应当由各个电动机3、22输出的修正扭矩thmg1、thmg2。在有的情况下,这些修正扭矩thmg1、thmg2(特别是,由第一电动机3产生的修正扭矩thmg1)会大到不能输出的程度。另外,在有的情况下,由于燃料或soc的降低等混合动力车辆1的状态的缘故,在扭矩修正中不能使用任一电动机3、22。与此相反,在即使不能输出最大扭矩、也能够以对于扭矩修正有效的程度输出扭矩的情况下,即使是这样的电动机,在扭矩修正控制,也可以是“能够控制”的。因此,接着上述步骤s51,判断是否存在能够控制的电动机(mg)、也就是可以输出在扭矩修正控制中有效的扭矩的电动机(mg)(步骤s52)。在因任一电动机3、22在扭矩修正的控制中都不能使用而在步骤s52中作出否定的判断的情况下,不进行特别的控制,而返回。

与此相反,在因存在可以在控制中使用的电动机(mg)而在步骤s52中作出肯定的判定的情况下,判断第一电动机(mg1)3和第二电动机(mg2)22两者是否都能够控制(步骤s53)。在该步骤s53中判断的控制可能性为以可以正常实施变速控制为条件的可能性,在即使可以输出扭矩也不能正常地进行变速的情况下,被认为控制是不可能的。例如,在从所述第二速向第三速升挡的情况下,在扭矩修正控制中使用的电动机,输出所谓的“正”的扭矩,以便抑制输出扭矩to的降低。如果第一电动机3输出这样的扭矩,则提高自动变速器4的输入轴5的转速。但是,变速是升挡,有必要使输入轴5的转速降低,第一电动机3输出的扭矩成为妨碍变速的进行的扭矩。从而,在这样的情况下,认为第一电动机3不能进行控制。

在步骤s53中作出肯定的判断的情况下,选择第一电动机3和第二电动机22之中用于输出扭矩to的修正控制(冲击的削减控制)的电动机,利用该选择的电动机实施输出修正扭矩的控制(步骤s54),并返回。基于为了扭矩修正而消耗的功率来进行该选择,具体地说,选择为了输出所述修正扭矩thmg1、thmg2而要消耗的功率小的一方的电动机。对于该功率的计算,如从所述空挡状态起设定前进第一速的情况那样,在以预定的顺序使多个卡合机构卡合的情况下,对每个被从释放向卡合切换的卡合机构(与所述(2)式以及(3)式的右边的末项相当的卡合机构),根据基于其扭矩容量和作为发动机扭矩te的输入扭矩而求出的输出扭矩to来进行计算。另外,在使用第一电动机3的情况下的功率,由其修正扭矩thmg1和发动机转速ne求出,另外,在使用第二电动机22的情况下的功率,基于其修正扭矩thmg2、自动变速器4中的变速比和输出轴14的转速来求出。

例如,在从所述第二速升挡到第三速的情况下,第一电动机3的修正扭矩比第二电动机22的修正扭矩小,但是,由于在扭矩相中,第一电动机3会提高自动变速器4的输入侧的转速,输出与升挡相悖的扭矩,因此,不能在扭矩修正中使用。从而,在该情况下,选择第二电动机22作为扭矩修正用的电动机。另外,由于消耗功率也变小,因此,可以抑制电力收支的恶化。并且,利用该选择的电动机3、22输出所述修正扭矩thmg1、thmg2,实施将自动变速器4的输出扭矩to的变化量抑制在规定值(例如,零)的控制。

另一方面,在步骤s53中作出否定的判断的情况下,由于第一电动机3和第二电动机22之中的任一电动机不能在扭矩修正用的控制中使用,因此,使用能够控制的电动机(mg)实施冲击削减控制(步骤s55),并返回。即,能够控制的电动机输出所述修正扭矩。

实施伴随着上述扭矩修正控制(冲击削减控制)的变速控制,判断在该过程中与变速相关的卡合机构(离合器或制动器)的卡合是否完毕(步骤s6)。在该步骤s6中作出否定的判断的情况下,返回步骤s2,重复上述控制。与此相对,在步骤s6中作出肯定的判断的情况下,结束图5所示的控制。

接着,说明本发明的实施方式产生的效果。图7是时间图,表示在从第二速向第三速升挡时的扭矩相中,在不进行由所述第二电动机22实施的扭矩修正的情况(图7的(a))和进行由第二电动机22实施的扭矩修正的情况(图7的(b))下的发动机扭矩te、第一离合器k1和第二离合器k2的扭矩容量tk1、tk2、发动机转速ne、以及加速度g的变化。在以第二速行驶的状态下,车速增大,与此相伴,发动机转速ne增大,由此,在t1时刻开始从第二速向第三速的升挡,紧随其后,开始在第一速中卡合的第一离合器k1的释放控制和第二离合器k2的卡合控制。该控制作为双离合器同步控制是过去已知的控制,使释放侧的第一离合器k1的液压(扭矩容量)降低到规定值,之后,以规定的斜率进一步使其降低。与此相对,以规定的斜率使卡合侧的第二离合器k2的液压(扭矩容量)增大至发动机转速ne不飙升的程度的值,并予以保持。通过这样做,逐渐更替承受扭矩的离合器,施加到自动变速器4的内部的旋转构件上的扭矩逐渐从在第二速下的状态向在第三速下的状态变化。即,扭矩相演进。

在扭矩相中,通过输出扭矩to的降低,加速度g逐渐降低,在紧随第一离合器k1大致完全释放之后,发生发动机2等的转速变化,惯性相开始(t2时刻)。在惯性相中,发动机2等的转速向在第三速下的同步转速降低,与此相伴的惯性矩呈现为输出扭矩to,加速度g增大。并且,在t3时刻,发动机2等的转速达到在第三速下的同步转速,与此相伴,在使第二离合器k2的液压以规定的斜率增大之后,以管道压力的程度的压力卡合,变速结束。

在这样变速过程中,如图7(a)所示,如果将第二电动机22的扭矩tmg2保持在“0”,而不进行由第二电动机22实施的扭矩修正,则如作为加速度g所示的那样,输出扭矩to在扭矩相中大幅降低,通过接着开始惯性相,输出扭矩to大幅增大。因此,这样的输出扭矩to的大小的变化呈现为混合动力车辆1的驱动扭矩的变化,换挡冲击变大。

与此相对,在本发明的实施方式中,如图7(b)所示,在扭矩相之间(变速开始之后直到t2时刻的期间),根据被卡合的第二离合器k2的扭矩容量的增大,实施由第二电动机22进行的扭矩修正控制。即,第二电动机22输出基于第二离合器k2的扭矩容量的修正扭矩。该扭矩修正控制由于是在扭矩相中的控制,因此,在直到第二离合器k2的扭矩容量tk2(卡合压)达到规定值为止的期间被实施。另外,由于由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2基于第二离合器k2的扭矩容量进行控制,相对于第二离合器k2的扭矩容量tk2产生滞后,因此,在图7(b)中表示由第二电动机22产生的修正扭矩thmg2的线成为从扭矩相跨越到惯性相的线。

这样,在本发明的实施方式中,由于借助第二电动机22的修正扭矩thmg2来减少输出扭矩to的变化量,因此,扭矩相结束时的输出扭矩to的下降小,从而,与之后的惯性相中的输出扭矩to之差、也就是输出扭矩to以及基于该输出扭矩to的驱动扭矩的变化被抑制,其结果是,可以避免或者抑制换挡冲击。而且,在本发明的实施方式中,由于不基于输入轴5的转速变化、而使控制成立,因此,如上所述,可以抑制在扭矩相中的输出扭矩to的变化,与此相伴,可以降低换挡冲击。进而,由于不是一律由第一电动机3进行扭矩修正,而是选择有利于扭矩修正的电动机,因此,可以削减电力的消耗,另外,可以避免或者抑制电力收支的恶化,进而,由于可以选择修正扭矩小的电动机,因此,可以提高电动机、旋转构件或者轴承等的耐久性。

图8是时间图,表示在从空挡状态起设定前进第一速时,进行根据本发明的实施方式的扭矩修正的情况和不进行该扭矩修正的情况下的加速度g、扭矩容量tk1、tk2、tb2、各个电动机3、22的扭矩tmg1、tmg2、发动机转速ne的变化。图8所示的例子是将发动机2停止而进行行驶的状态的例子,从而,加速度g变成“负”的值。在该状态下,当通过踩下加速踏板(图中未示出)等而起动发动机2的判断成立时(t11时刻),第一电动机3动力运行并进行发动机2的电动机带动(启动)。另外,为了设定前进第一速,例如,如前面所述,依次使第二制动器b2、第二离合器k2、第一离合器k1卡合。

在紧随发动机2的电动机带动开始之后的t12时刻,首先,使第二制动器b2卡合。在该时刻,变成由所述(2)式表示的输出扭矩to,因此,在不进行由电动机实施的扭矩修正的情况下,加速度g如图8中用虚线表示的那样,在直到第二制动器b2卡合为止的期间(或者,在直到由第二制动器b2卡合引起的转速变化结束为止的期间),根据第二制动器b2的扭矩容量tb2而降低。在之后的t13时刻,第二离合器k2被卡合。在该时刻,变成由所述(3)式表示的输出扭矩to,因此,在不进行由电动机实施的扭矩修正的情况下,加速度g如图8中用虚线表示的那样,在直到第二离合器k2卡合为止的期间(或者,在直到由第二离合器k2卡合引起的转速变化结束为止的期间),根据第二离合器k2的扭矩容量tk2而降低。

在本发明的实施方式中,在使第二制动器b2卡合的时刻,以及使第二离合器k2卡合的时刻,实施由第二电动机22进行的扭矩修正控制。另外,在该情况下,由于第一电动机3用于发动机2的电动机带动,因此,在扭矩修正控制中能够使用的电动机被限制为第二电动机22。如前面所述,该修正扭矩thmg2是将卡合的第二制动器b2的扭矩容量tb2或第二离合器k2的扭矩容量tk2乘以规定的常数而得到的扭矩。

由于第二电动机22被构成为与自动变速器4的输出侧连接而在输出扭矩to上付加修正扭矩thmg2,因此,通过第二电动机22输出上述的修正扭矩thmg2,输出扭矩to的变化量被减小。将其作为图8的加速度g,用实线予以表示。从而,当进行由第二电动机22实施的扭矩修正控制时,如图8所示,与不进行该扭矩修正控制的情况相比,加速度g、即输出扭矩to的变化量(降低量)变小,换挡冲击情况变好。另外,在图8所示的例子中,在t14时刻,第一离合器k1被卡合。该第一离合器k1是为了实现第一速而最终被卡合的卡合机构,由于发动机转速ne等输入侧的转速与第一速转速同步地变化,因此,在该情况下,不进行由电动机3、22实施的扭矩修正。

另外,本发明并不限定于上述实施方式,本发明中的混合动力车辆,除了四轮驱动车之外,也可以是后轮驱动或者前轮驱动的两轮驱动车辆。总之,在两轮驱动车辆的情况下,第二电动机22不经由自动变速器、而连接于驱动轮即可。另外,在上述实施方式中,以使输出扭矩to的变化量成为零的方式求出修正扭矩,使输出扭矩to的变化量的限制目标值、即规定值为零,但是,本发明只要是能够抑制变速过程中的输出扭矩的变化量以降低换挡冲击即可,规定值也可以不是零,也可以接近于零的值。

附图标记说明

1···混合动力车辆,2···发动机,3···第一电动机,4···自动变速器,5···输入轴,10···齿轮变速部,11···行星齿轮机构,12···行星齿轮机构,13···行星齿轮机构,14···输出轴,17···后轮,19···前轮,22···第二电动机,23···蓄电装置,24···电子控制装置(ecu),b1、b2···制动器,k1、k2、k3、k4···离合器。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1