具备有级自动变速器的混合动力车辆的控制装置的制造方法_2

文档序号:9793219阅读:来源:国知局
CU由安装在电路基板上的电子部件(未图示)构成。电路基板收纳在外壳(未图示)内。MQJ具有CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)、主存储装置(存储器)、接口(输入输出装置)、通信装置、总线等(均未图示)。主存储装置例如是R0M(Read OnlyMemory,只读存储器)、RAM (Random Access Memory,随机访问存储器)等。在MCU中,CF1U按照安装在主存储装置等中的程序执行运算处理,控制发动机14等各装置。
[0025]发动机14包括燃料喷射装置、点火装置、电控节流阀等。发动机14是使用汽油、柴油、乙醇、氢等燃料的内燃机,例如是进气道喷射式、缸内喷射式(直喷式)等发动机。控制单元100例如通过控制发动机14的节流阀的开度、燃料喷射阀的喷射量等,能够控制发动机14的发动机扭矩或转速(每单位时间的转数)等。发动机14的发动机输出轴(例如曲轴)经由未图示的离合器,能够切换成与变速器12输入轴一侧连接的状态或切断的状态,通过控制单元100的根据行驶状态的控制,能够将发动机14的发动机输出传递至变速器12—侧。另外,在发动机14安装有用于检测发动机14转速的传感器(曲轴转角传感器)14a,对控制单元100提供发动机14的驱动状态。将表示该驱动状态的信息用于发动机14的反馈控制。
[0026]电动发电机16接受经由逆变器18连接的电池20所提供的电力,能够对驱动发动机14所产生的驱动力进行补充。例如,在上坡路上行驶时等需要较大驱动力的情况下、或者在为了超车、并线等而需要加速时,利用通过电动机的驱动产生的驱动力,对通过发动机14的驱动产生的驱动力进行辅助。通过控制单元100的控制,根据需要将电动发电机16的输出轴与变速器12的输入轴一侧连接,将电动机输出传递至变速器12。此外,在发动机14停止时,电动发电机16通过转动发动机输出轴(例如曲轴)能够使发动机14起动。也就是说,电动发电机16能够具有起动机的功能。
[0027]此外,在混合动力车辆10制动时,电动发电机16能够利用从车轮22—侧经由差动装置24和变速器12传递来的旋转力而旋转,其作为发电机发挥功能,能够经由逆变器18对电池20进行充电(再生时充电)。此外,在变速器12为空档状态时,利用发动机14的发动机输出使电动发电机16的电动机输入轴(未图示)旋转,由此能够与上述同样经由逆变器18对电池20进行充电(停车时充电)。如果使用动力分配机构,则也能够利用发动机14的发动机输出的一部分进行上述的辅助行驶,利用其余的发动机输出对电池20进行充电(行驶时充电)。
[0028]另外,在电动发电机16安装有用于检测电动机转速的传感器(电动机输出轴传感器)16a,将电动发电机16的驱动状态提供给控制单元100。将表示该驱动状态的信息用于电动发电机16的反馈控制。
[0029]变速器12可以采用通过致动器实现变速的自动变速器,该致动器根据电信号进行动作。变速机构可以采用包括所谓爪形离合器的犬牙式变速器。作为另一实施方式,可以采用具有同步器的变速器。此外,作为其他实施方式,也可以采用包括行星齿轮机构的变速器。无论哪种情况下都按照后文中作为一个示例来说明的变速映射图(map)(图2)进行变速。变速器12例如是具有4个变速级的有级变速器,该4个变速级是从第一档齿轮至第四档齿轮的不同变速比为不连续地变化。在变速器12安装有用于获取当前所选的齿轮级的信息的传感器(例如位移传感器)12a。此外,在变速器12的输出轴26安装有用于检测车速的传感器(转速传感器)28。
[0030]发动机14、电动发电机16、变速器12、逆变器18、电池20等基于来自传感器12a、14a、16a、28和设置于油门踏板30的传感器(油门开度传感器)30a等的信息,通过控制单元100进行统一控制。传感器30a通过检测油门开度,能够获取表示驾驶员要求的要求驱动力的要求信息。例如在驾驶员通过踩踏油门踏板30要求驱动力的情况下,控制单元100基于要求驱动力和当前的车速决定发动机14和电动发电机16的输出,并且选择变速器12的齿轮级来决定混合动力车辆10的行驶状态。
[0031]图2是在变速器12选择齿轮级时参照的变速映射图的一个示例。例如能够在设计阶段决定变速映射图。另外,变速映射图中的数字表示齿轮级的转换方向。控制单元100基于从传感器30a提供的油门踏板30的油门开度和当前行驶状态(车速),对变速器12输出用于选择齿轮级的指令。在图2中,示出了变速器12有4个齿轮级的情况,实线所示的变速线表示“升档时的变速映射图”,虚线所示的变速线表示“降档时的变速映射图”。例如,在变速杆是“D档(前进档)”的情况下,与油门开度无关地总是从第一档起步,按第二档、第三档、第四档的顺序依次升档。另外,变速点(齿轮级的切换点)设定成随着油门开度增大而升高。
[0032]另一方面,随着混合动力车辆10的速度下降,从高档侧依序自动地降档,即使油门开度相同,升档和降档的变速点也不同。这是为了抑制在行驶期间在变速点付近频繁地进行变速从而齿轮级的选择变得不稳定的情况。
[0033]在具备根据如上所述的变速映射图选择齿轮级的有级自动变速器的混合动力车辆10的情况下,如果在行驶期间驾驶员为了加速而踩踏油门踏板30,则控制单元100以规定的分配比对发动机14和电动发电机16发出输出增大指令。电动发电机16的电动机输出根据电池20的充电量和电动机特性,能够跟随油门踏板30的踩踏操作而发生变化。也就是说,由“电动机输出(电动机扭矩)X此时的变速比/轮胎半径”决定的电动机实际驱动力、换言之即通过电动机的驱动而实际产生的电动机实际驱动力能够跟随油门踏板30的踩踏操作迅速地增加。而发动机14的发动机输出相对于油门踏板30的踩踏操作延迟地变化。通过发动机14的驱动而实际产生的发动机实际驱动力由“发动机输出(发动机扭矩)X此时的变速比/轮胎半径”决定,所以发动机14的发动机实际驱动力也相对于油门踏板30的踩踏操作延迟地变化。因此,在要使发动机实际驱动力增加的情况下,控制单元100首先进行变速器12的降档处理。降档处理需要在暂时切断从发动机14向变速器12传递扭矩的状态下进行。也就是说,降档处理进行如下的一连串动作:首先,将位于发动机14与变速器12之间的离合器切断,在该离合器切断期间变更齿轮级,之后重新连接离合器。然后,在降档处理结束之后,使发动机14的转数上升,根据降档后的齿轮级使发动机14的发动机实际驱动力增加。这样,在根据油门踏板30的踩踏进行降档处理时,驱动力的增大会延迟与降档处理对应的时间。而且,在降档处理期间,由于使离合器切断,所以从发动机14传递扭矩被暂时切断,发生所谓的“扭矩丢失”。因此,驾驶员容易感觉到加速感比预想的小、或者尽管要求加速却在减速,有可能进一步踩踏油门踏板30。
[0034]例如,在图2中,在当前的齿轮级为“第三级(3档)”的情况下,如果驾驶员踩踏油门踏板30,则如箭头A所示那样,车速几乎不变,仅油门开度增大。其结果,变速器12容易与车速无关地强制性地降档(所谓的强制降档(kickdown)),转换成“第二级(2档)”。然后,在降档结束后而发动机14的发动机输出比油门踏板30的踩踏延迟地上升,包含与进一步踩踏对应的分量地使发动机输出增大,导致急剧加速。于是,驾驶员感觉到比预想的加速感大很多从而减弱对油门踏板30的踩踏或者松开油门踏板30。其结果,如箭头B所示那样,车速仅是稍稍增加,油门开度却减小,超过升档时的变速线,再次转换成“第三级(3档)”。这样,虽然执行用于进行降档和升档的控制,但结果是恢复到控制前的齿轮级,因此有可能执行不自然的变速给驾驶员带来不适感、降低驾驶操纵性。此外,伴随降档,发动机14的转数升高,因此燃油效率会随之恶化。
[0035]因此,本实施方式的具备有级自动变速器的混合动力车辆10的控制装置,为了抑制如上述那样的驾驶操纵性降低以及燃油效率恶化,在与要求驱动力相比当前的实际驱动力不足的情况下,执行延迟处理,延迟变速器12当前所选的齿轮级向变速比增大的方向转换(降档),直到满足规定的条件为止。
[0036]图3是表示控制单元100中执行延迟处理时所需要的结构的部分框图。控制单元100包括变速信息获取部32、要求信息获取部34、实际驱动力获取部36、控制部38、最大驱动力获取部40等作为执行延迟处理的结构。
[0037]变速信息获取部32获取齿轮级信息,其表示从变速比不同的多个齿轮级中选择某一个齿轮级的变速器12在当前的行驶状态下所选的齿轮级。变速信息获取部32从例如由位移传感器构成的传感器12a获取关于齿轮级的信息。
[0038]要求信息获取部34获取要求信息,其表示驾驶员向混合动力车辆10要求的要求驱动力。要求驱动力是在当前行驶状态的齿轮级下驾驶员通过操作油门踏板30所要求的驱动力,例如基于设置于油门踏板30的传感器30a得到的油门开度以及当前车速,通过参照预先通过试验等决定的驱动力映射图就能够得到该要求驱动力。另外,基于油门踏板30的踩踏量,能够获取所要求的驱动力的大小,基于油门踏板30的踩踏速度或释放速度,能够获取所要求的加速度或减速度。
[0039]实际驱动力获取部36获取将在当前行驶状态下通过发动机14的驱动而实际产生的发动机实际驱动力和通过电动发电机16的驱动而实际产生的电动机实际驱动力相加所得的实际驱动力。发动机实际驱动力能够基于传感器14a的检测值获取。图4是表示发动机14在某个齿轮级下的一般特性的图,示出了表示转速与输出扭矩(发动机输出)的关系的关系曲线ET、以及表示转速与输出的关系的关系曲线EP。也就是说,实际驱动力获取部36基于从传感器14a提供的发动机14的转速,通过映射能够获取发动机14当前输出的发动机输出(扭矩
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