用于混合动力车辆的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于包括发动机和电机或电动发电机作为驱动动力源的混合动力车辆的控制设备，具体地，涉及一种用于被配置为使得发动机能够与驱动力的变速器系统断开的混合动力车辆的控制系统。
【背景技术】
[0002]包括电机或电动发电机(在下文中，这些在一些情况下被用块描述为电机)和发动机两者作为动力源的混合动力车辆具有各种优点，使得发动机能够在停止期间停止(空转停止)，能够在减速期间通过电机来再生能量，进一步地能够在能量效率方面极好的操作点处操作发动机。具体地，当电机行驶时间延长时，能够增加作为整个车辆的燃料消耗的改进效果。这是因为，在电机行驶的情况下，发动机停止而不消耗燃料。在这种情况下，为了减小由于发动机的共转而导致的动力损失，优先使发动机与输出驱动力以便行驶的电机或将驱动力传送到车轮的动力变速器系统断开。当设置了用于使发动机分离的这种离合器时，在电机行驶的情况下，能够选择使得发动机停止或留给行驶的操作模式。在日本专利申请公开N0.08-295140 (JP 08-295140 A)中公开了设置有用于使发动机分离的离合器的这种混合动力车辆。
[0003]根据对其构造的简单描述，在设置有如行星齿轮系统一样的三个旋转元件的差速机构中，电机器与第一旋转元件耦合，第二旋转元件被设定为输出元件，进一步地第三旋转元件与制动设备耦合。发动机经由离合器与第三旋转元件耦合。另外，电机与第二旋转元件耦合。因此，根据JP 08-295140 A中所描述的构造，通过发动机或制动装置使第三旋转元件固定，差速机构用作减速器或加速器。因此，通过将与第一旋转元件耦合的电机器作为电机进行操作，能够将其扭矩传送到输出元件。也就是说，通过从电机器和电机输出的动力行驶成为可能。另外，当与第三旋转元件啮合的单向离合器在扭矩在使第三旋转元件的旋转倒转并使第三旋转元件固定的方向上工作时被用作制动设备时，在电机行驶期间不依赖发动机的情况下，能够通过单向离合器来使第三旋转元件固定，并且进一步地，能够使离合器与第三旋转元件断开，因此，发动机能够被保持驱动或停止。
[0004]另外，日本专利申请公开N0.2010-215097 (JP 2010-215097 A)公开了一种包括产生驱动力的电机以及经由离合器与该电机耦合的发动机的混合动力车辆。根据JP2010-215097 A中所描述的车辆，电机旋转速度和目标离合器扭矩被设定为使得离合器在达到目标滑动状态之后成为预定滑动状态，目标离合器扭矩基于目标离合器扭矩与电机扭矩之间的差被校正。更具体地，电机的旋转速度被设定为用于启动发动机的旋转速度，并且离合器的目标扭矩被设定为要成为预定滑动状态的扭矩。在这种状态下，目标离合器扭矩被校正，使得电机旋转速度与发动机速度之间的偏差成为预定值或更小值。然后，在这种控制的过程中记忆的电机扭矩与在控制开始之前被设定的扭矩之间的差被记忆，并且，在下一次及其后的控制中，所述差被添加到设定值并且设定值被校正。
[0005]另外，日本专利申请公开N0.2005-273761 (JP 2005-273761 A)公开了一种混合动力驱动设备的控制设备，所述混合动力驱动设备被配置为使得发动机速度和第一电动发电机经由差速机构耦合、输出轴与差速机构的输出元件耦合并且第二电动发电机经由能够执行两级速度变化的变速器机构耦合，所述第一电动发电机被用作电机并且发动机速度被控制到在燃料消耗方面极好的速度，以及伴随此产生的电力被供应给第二电动发电机，并且这个被用作电机。然后，JP 2005-273761 A中所描述的控制设备被配置为基于离合器的用于使第二电动发电机的旋转速度维持在预定值下的扭矩和油压来学习被提供给变速器机构的扭矩容量与摩擦啮合设备的啮合控制量之间的关系。
[0006]接下来，日本专利申请公开N0.2001-112118(JP 2001-112118 A)公开了一种包括经由由差速机构组成的动力分配机构来耦合发动机和电机并且使动力分配机构的输出元件固定的制动器、使电机与变速器的输入轴耦合的第一离合器、以及使输出元件与变速器的输入轴耦合的第二离合器的混合动力驱动车辆。根据这个JP 2001-112118 A中所描述的设备，变速器在逐渐增加第二离合器的油压的过程中的输入扭矩是基于电机扭矩和第二离合器的变速器扭矩容量来估计的。
【发明内容】
[0007]当离合器如JP 08-295140 A中所描述的那样被设置在发动机与电机之间时，能够设定各种操作状态。然而，如果扭矩或旋转速度在夹住离合器的两侧之间不同，则当离合器被啮合或释放时，离合器的扭矩未必成为预定扭矩，因此，可能产生由此引起的扭矩波动或震动，或者NV特性(噪声或振动的特性)可能降级。
[0008]另一方面，在JP 2010-215097 A中所描述的设备中，因为目标离合器扭矩被校正，所以能够抑制当使离合器啮合或释放时的扭矩波动。然而，JP 2010-215097 A中所描述的构造是这样的构造，即，在该构造中，目标离合器扭矩通过使电机旋转速度维持在设定预定滑动状态的旋转速度下被校正，另一方面，当离合器被啮合或释放时，例如，在车辆正在行驶的状态下，因为电机的旋转速度波动，所以不考虑与这种旋转速度波动相关联的扭矩。因此，在离合器扭矩的控制中产生误差，这引起震动或使人不愉快的感觉，或者NV特性可能降级。因为JP 2005-273761 A中所描述的设备以与JP 2010-215097 A中所描述的设备相同的方式学习在旋转速度被维持的状态下电机扭矩与离合器控制的量之间的关系，所以存在与JP 2010-215097 A中所描述的设备中的问题相同的问题。
[0009]接下来，JP 2001-112118 A中所描述的设备是一种被配置为估计从具有摩擦啮合设备的动力分配机构输入到变速器的扭矩、并且基于电机扭矩和离合器的扭矩容量估计该扭矩的设备。然而，当不能够检测或估计离合器的扭矩容量时，结果，不能够准确地估计输入扭矩。
[0010]本发明提供了能够通过准确地估计离合器在被包含在混合动力车辆的驱动动力源中的电机和发动机被耦合或者其耦合由离合器释放时的扭矩来在发动机被启动时避开或者抑制震动或使人不愉快的感觉的控制系统。
[0011]本发明的第一方面涉及用于混合动力车辆的控制系统。所述控制系统包括驱动动力源和电子控制单元。驱动动力源驱动混合动力车辆。驱动动力源包括电机、发动机和离合器。电机被配置为输出扭矩。发动机被配置为通过被所述电机进行曲柄转动来启动。离合器与电机耦合。离合器被配置为使得离合器的扭矩容量根据控制量的变化连续地改变。电子控制单元被配置为当通过改变所述控制量来将所述电机输出的所述扭矩经由处于滑动状态下的所述离合器传送到所述发动机时，基于所述电机输出的所述扭矩来估计所述离合器的扭矩，基于所述控制量的变化来估计所述电机的旋转速度的变化率，并且基于所述控制量的所述变化来估计在所述离合器的电机侧上的构件的旋转速度的变化率。
[0012]本发明的第二方面涉及用于混合动力车辆的控制系统。所述控制系统包括驱动动力源和电子控制单元。驱动动力源驱动混合动力车辆。驱动动力源包括电机、发动机和离合器。电机被配置为输出扭矩。发动机被配置为通过被所述电机进行曲柄转动来启动。发动机和电机经由离合器耦合，并且离合器被配置为使得离合器的扭矩容量根据控制量的变化连续地改变。电子控制单元被配置为当将所述扭矩从所述电机经由处于滑动状态下的所述离合器传送到所述发动机从而对所述发动机进行曲柄转动以使得发动机速度增加时，基于所述电机输出的所述扭矩来估计所述离合器的扭矩，基于所述发动机速度的增加来估计所述电机的旋转速度的变化率，并且基于所述发动机速度的所述增加来估计在所述离合器的电机侧上的构件的旋转速度的变化率。
[0013]根据上面所描述的控制系统，电机可以包括具有发电功能的第一电机。上面所描述的控制系统还可以包括差速机构和第二电机。差速机构可以被配置为至少通过第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件来执行差速操作。第一电机可以与第一旋转元件耦合。