车辆的控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够抑制或防止卡合装置的控制性因卡合装置随时间变化而降低的车辆控制装置。所述车辆的控制装置能够选择性地切换第一行驶模式和第二行驶模式，所述第一行驶模式为，通过释放被设置于内燃机与驱动轮之间的卡合装置从而切断内燃机与驱动轮之间的转矩的传递并进行行驶的模式，所述第二行驶模式为，使卡合装置卡合以使内燃机与驱动轮之间的转矩的传递能够实施并进行行驶的模式，所述车辆的控制装置具备：推断单元(步骤S4)，其对卡合装置的卡合特性的降低进行推断；卡合单元(步骤S5)，其在通过推断单元而推断出卡合装置的卡合特性已降低的情况下，在从第一行驶模式向第二行驶模式切换时，在使卡合装置的输入侧的转速与输出侧的转速同步之后，使卡合装置卡合。
【专利说明】车辆的控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备卡合装置的车辆控制装置，该卡合装置能够选择性地切断发动机和驱动轮之间的转矩的传递，且能够对该转矩的传递转矩容量进行控制。
【背景技术】
[0002]在将电机或电动发电机(以下，有时将其统称作电机)和发动机一起作为动力源而具备的混合动力车辆中，具有能够在停车时停止发动机(进行怠速停止)，而且能够在减速时通过电机而进行能量再生，并且还能够使发动机在能量效率良好的运转点上进行运转等的各种优点。特别是，通过延长利用电机进行行驶的时间，从而增大了作为车辆整体而言的耗油率改善的效果。这是因为在电机行驶的情况下，停止了发动机从而不消耗燃料的缘故。在此情况下，为了降低带动发动机旋转而产生的动力损失，优选为，使发动机从输出用于行驶的驱动力的电机上或将该驱动力向车轮进行传递的动力传递系统上断开。如果具备这种用于发动机的断开的离合器，则在进行电机行驶的情况下能够选择停止发动机、或使发动机驱动等的动作方式。在专利文献I中记载了具备这种用于断开发动机的离合器的混合动力车辆。
[0003]如果对其构成进行简单说明，则发电机与行星齿轮机构这种具备三个旋转要素的差动机构中的第一旋转要素连接，并且第二旋转要素被设为输出要素，此外第三旋转要素与制动单元连接。而且，发动机是经由离合器而与该第三旋转要素连接的。因此，由于在该专利文献I所记载的结构中，通过由发动机或制动单元而对第三旋转要素进行固定，从而使差动机构作为减速器或增速器来发挥功能，因此能够使与该第一旋转要素连结的发电机作为电机来发挥功能并将其转矩向输出要素进行传递。即，能够利用从发电机和电机输出的动力进行行驶。而且，如果作为制动单元而采用当有转矩作用于使第三旋转要素进行反向旋转的方向上时卡合并对第三旋转要素进行固定的单向离合器，则在电机行驶时不论发动机状态如何均能够通过单向离合器而对第三旋转要素进行固定，而且，由于能够从该第三旋转要素上断开离合器，因此能够继续驱动发动机、或使发动机停止。此外，在将发动机的输出转矩作为驱动力来传递从而行驶的发动机行驶时，通过对与第一旋转要素连结的发电机的转速进行控制，从而能够对经由离合器而与第三旋转要素连接的发动机的转速进行控制。即，能够使差动机构作为无级变速器来发挥功能。
[0004]如上所述被构成为在电机行驶时释放离合器的混合动力车辆，为了使发动机启动或为了将发动机的输出转矩作为驱动力而输出，有时会在车辆行驶的期间中使离合器卡合。在这种于车辆行驶的期间中使离合器卡合时，存在离合器的输入侧的转速与输出侧的转速产生差异的情况。在离合器的输入侧的转速与输出侧的转速产生差异时，如果急剧地使离合器卡合，则存在驱动力变化而产生冲击的可能性。在这种离合器的输入侧的转速与输出侧的转速产生差异的情况下，通过在使离合器的卡合压力缓缓变化的同时进行卡合、即在使离合器滑动的同时进行卡合，从而能够抑制或防止驱动力的急剧的变化。另一方面，如果在使离合器滑动的同时进行卡合，则存在离合器发热从而降低耐久性的可能性。
[0005]因此，在专利文献2所记载的控制装置中采用了如下结构，即，对离合器的发热量进行预测，并在该预测的发热量为预先规定的热量以上时，强制性地抑制离合器的滑动。具体而言，根据被离合器要求的传递转矩容量、和离合器的输入侧的转速与输出侧的转速之差来计算离合器的发热量。而且采用了如下结构，即，在该被计算出的发热量的累计值为预先规定的热量以上的情况下，增大离合器的卡合压力从而抑制滑动。
[0006]此外，在专利文献3中记载了一种在发动机的输出轴上经由第一离合器而连接有电机，并且在该电机的输出轴上经由第二离合器而连接有驱动轮的混合动力车辆的控制装置。该混合动力车辆被构成为，能够设定如下模式，即，卡合第一离合器且使第二离合器滑动从而进行行驶的使用发动机滑动行驶模式、释放第一离合器且使第二离合器滑动从而进行行驶的电机滑动行驶模式、以及释放第一离合器且卡合第二离合器从而进行行驶的电动汽车行驶模式等。而且，为了抑制或防止第二离合器的温度过度升高从而降低耐久性的情况从而采用了如下结构，即，在设定了使用发动机滑动行驶模式时，如果第二离合器的温度为预先规定的温度以上，则切换为与使用发动机滑动模式相比能够减少第二离合器的滑动量的电机滑动行驶模式或电动汽车行驶模式。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开平08-295140号公报
[0010]专利文献2:日本特开2010-190254号公报
[0011]专利文献3:日本特开2009-132196号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题
[0013]但是，对离合器的传递转矩容量进行控制的作动器被构成为，以与被离合器所要求的传递转矩容量相对应的方式来对推压离合器的推力进行控制。因此，在离合器随着时间而发生劣化或磨损等的情况下，存在摩擦面的摩擦系数发生变化而降低了离合器的卡合特性从而使离合器的控制性恶化的可能性。此外，由于在离合器被构成为以与弹性部件的弹性力和作动器的输出压力相对应的方式来对离合器的传递转矩容量进行控制的情况下，当摩擦面磨损时弹性部件的位移量将发生变化从而弹性力发生变化，因此存在离合器的传递转矩容量的控制性降低的可能性。即，由于在离合器随着时间发生劣化或磨损等的情况下，离合器的卡合特性将会降低，因而其结果为，存在离合器的控制性恶化的可能性。
[0014]本发明为着眼于上述技术课题而完成的发明，其目的在于，提供一种能够抑制或防止因卡合装置的卡合特性降低而使该卡合装置的控制性恶化的车辆的控制装置。
[0015]用于解决课题的方法
[0016]为了实现上述目的，技术方案I的发明为，一种车辆的控制装置，所述车辆具备能够对内燃机与驱动轮之间的传递转矩容量进行控制的卡合装置，所述车辆的控制装置能够选择性地切换第一行驶模式和第二行驶模式，所述第一行驶模式为，通过释放所述卡合装置从而切断所述内燃机与所述驱动轮之间的转矩的传递并进行行驶的模式，所述第二行驶模式为，使所述卡合装置卡合以使所述内燃机与所述驱动轮之间的转矩的传递能够实施并进行行驶的模式，所述车辆控制装置的特征在于，具备:推断单元，其对所述卡合装置的卡合特性的降低进行推断；卡合单元，其在通过所述推断单元而推断出所述卡合装置的卡合特性已降低的情况下，在从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式切换时，在使所述卡合装置的输入侧的转速与输出侧的转速同步之后，使所述卡合装置卡合。
[0017]技术方案2的发明为如下的车辆的控制装置，S卩，在技术方案I的发明中，其特征在于，具备差动机构，所述差动机构具有与所述卡合装置的输出轴连结的第一旋转要素、与电机连结的第二旋转要素、以及与所述驱动轮连结的第三旋转要素，所述卡合单元包括，对所述电机的转速进行控制以使所述卡合装置的输出侧的转速与输入侧的转速同步的单元，所述车辆控制装置被构成为，在被要求的驱动力或车速小于预先规定的预定值的情况下选择所述第一行驶模式，在所述被要求的驱动力或车速大于所述预定值的情况下选择所述第二行驶模式，所述车辆控制装置具备，在通过所述推断单元而推断出所述卡合装置的卡合特性已降低的情况下将所述预定值变更为较小值的单元。
[0018]技术方案3的发明为如下的车辆的控制装置，即，在技术方案I或2的发明中，其特征在于，所述卡合单元包括内燃机启动单元，在从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式切换且使所述内燃机启动的情况下，在使所述卡合装置的输入侧的转速与所述输出侧的转速同步之后使所述卡合装置卡合，之后，所述内燃机启动单元使所述内燃机启动。
[0019]技术方案4的发明为如下的车辆的控制装置，S卩，在技术方案I至3中的任一项的发明中，其特征在于，所述卡合装置包括，将第一旋转部件推压至第二旋转部件上而传递转矩的摩擦离合器，所述车辆控制装置具备:位置检测单元，其对所述第一旋转部件在轴线方向上的位置进行检测；旋转部件检测单元，其对在所述卡合装置开始卡合了的时间点上的、转矩或转速发生变化的第三旋转部件的运转状态进行检测，所述推断单元包括如下的单元，即，在通过所述旋转部件检测单元而检测出所述第三旋转部件的运转状态发生了变化的情况的时间点上，根据通过所述位置检测单元所检测出的所述第一旋转部件的位置来对所述卡合装置的磨损量进行计算，并在该计算出的磨损量为预先规定的第一阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
[0020]技术方案5的发明为如下的车辆的控制装置，即，在技术方案I至3中的任一项的发明中，其特征在于，所述推断单元包括，在使用了所述卡合装置的期间为预先规定的第二阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
[0021]技术方案6的发明为如下的车辆的控制装置，S卩，在技术方案I至3中的任一项的发明中，其特征在于，所述推断单元包括，在使所述卡合装置卡合或释放的次数为预先规定的第三阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
[0022]技术方案7的发明为如下的车辆的控制装置，即，在技术方案I至3中的任一项的发明中，其特征在于，所述推断单元包括，在所述车辆行驶的距离为预先规定的第四阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
[0023]发明效果
[0024]根据此发明，车辆的控制装置被构成为，在对卡合装置的卡合特性的降低进行推断，并推断出卡合装置的卡合特性已降低的情况下，在从释放卡合装置从而切断内燃机和驱动轮之间的转矩传递并进行行驶的第一行驶模式向使卡合装置卡合以使内燃机与驱动轮之间的转矩的传递能够实施并进行行驶的第二模式切换时，在使卡合装置的输入侧的转速与输入侧的转速同步之后，使卡合装置卡合。因此，在卡合装置的卡合特性已降低时，通过抑制或防止使卡合装置滑动的情况，从而能够抑制或防止卡合装置的控制性伴随着卡合装置的卡合特性的降低而恶化的情况。
[0025]此外，在具备差动机构的情况下，能够通过对电动机的转速进行控制从而对卡合装置的输出侧的转速进行控制，而使卡合装置同步，所述差动机构具有与卡合装置的输出轴连结的第一旋转要素、与电机连结的第二旋转要素、与驱动轮连结的第三旋转要素。而且，在车辆控制装置被构成为，在被要求的驱动力或车速较小的情况下选择第一行驶模式，在被要求的驱动力或车速较大的情况下选择第二行驶模式的情况下，在推断出卡合装置的卡合特性已降低时，通过减小对第一行驶模式和第二行驶模式进行选择的预定值，从而能够减小为了使卡合装置卡合而使电机的转速进行变化的量。而且，在使卡合装置卡合之后，且使第一旋转要素的转速增大至对应于要求驱动力而被预定的内燃机的转速时，能够减少电机的转速发生变化的量。其结果为，能够抑制或防止在从第一行驶模式向第二行驶模式切换时加速响应性降低的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为用于对在本发明所涉及的控制装置中被执行的控制的一个示例进行说明的流程图。
[0027]图2为用于对推断离合器的卡合特性的降低的控制的一个示例进行说明的流程图。
[0028]图3为用于对向驾驶员或维修人员等传达限制滑动控制的信息的控制的一个示例的流程图。
[0029]图4为表示能够在本发明中作为对象的车辆的一个示例的框架图。
[0030]图5为用于对离合器的结构的一个示例进行说明的剖视图。
[0031]图6为汇总表示各个行驶模式与离合器的卡合以及释放的状态的图表。
[0032]图7为用于对选择各个行驶模式的区域进行说明的图。
[0033]图8为用于对在各个行驶模式下的动作状态进行说明的列线图。
【具体实施方式】
[0034]在本发明中作为对象的车辆为具备卡合装置的车辆，所述卡合装置被构成为，通过进行卡合从而能够实施内燃机和驱动轮之间的转矩的传递，而且通过进行释放从而能够切断内燃机和驱动轮之间的转矩的传递。图4模式化地图示了以此方式而构成的车辆的一个示例。图4所示的车辆为，将内燃机(以下，记载为发动机I)和两个电动发电机2、3作为动力源而具备的混合动力车辆。图4所示车辆被构成为，除了利用发动机I进行行驶以及利用发动机I与电机2 (3)进行行驶之外，也能够进行仅使用电机2 (3)的行驶与进行利用电机2 (3)而实施能量再生的行驶等，并且还能够采用在利用电机2 (3)的行驶中使发动机I停止，再使发动机I重新启动等的驱动方式。在将电机2(3)作为驱动力源而行驶的所谓EV行驶中，优选为对带动发动机I旋转而造成的动力损失进行抑制，另外，在利用任一电机3 (2)进行行驶的EV行驶的情况下，优选为不仅对发动机I进行抑制，而且还降低带动不输出动力的电机2(3)旋转而造成的动力损失。根据这种要求，从而设置了将发动机I从向驱动轮4传递动力的动力传送系统上断开的离合器K0。
[0035]该图4所示车辆被构成为，通过机械性的单元而将发动机(ENG) I所输出的动力的一部分传递至驱动轮4，并且在将发动机I所输出的动力的其他部分转换为电力之后，逆转换为机械性的动力并传递至驱动轮4。并且，设置有用于以此方式对发动机I所输出的动力的动力进行分割的动力分割机构5。该动力分割机构5采用与现有已知的双电机型的混合动力驱动装置中的动力分割机构相同的结构，并且在图4所示的示例中，由利用三个旋转要素来产生差动作用的差动机构而构成，例如由单行星小齿轮型的行星齿轮机构而构成。单行星小齿轮型行星齿轮机构由太阳齿轮6、相对于该太阳齿轮6而被配置于同心圆上的内啮合齿轮7、以及行星齿轮架9构成，所述行星齿轮架9以能够进行自转以及公转的方式而对与这些太阳齿轮6以及内啮合齿轮7啮合的行星小齿轮8进行保持。另外，动力分割机构5相当于本发明中的差动机构，太阳齿轮6相当于本发明中的第一旋转要素，行星齿轮架9相当于本发明中的第二旋转要素，内啮合齿轮相当于本发明中的第三旋转要素。
[0036]该行星齿轮架9成为输入要素，并且输入轴10与行星齿轮架9连结。此外，在输入轴10与发动机I的输出轴(曲轴)11之间设置有离合器K0。上述离合器KO为,用于将发动机I与动力分割机构5等的动力传递系统12连结、或从动力传递系统12断开的部件，且由在从作为传递转矩容量完全释放状态的“O”状态起至无滑动的完全卡合状态之间进行连续变化的摩擦离合器KO构成。该摩擦离合器KO相当于本发明中的卡合装置。在图5中图示了该摩擦离合器KO的一个示例。另外，图5所示的摩擦离合器KO为，采用与现有已知的干式离合器相同结构的离合器。
[0037]如果对该离合器KO的结构进行简单说明，则图5所示离合器KO被构成为，通过利用螺栓13而被与输出轴11 一体化了的飞轮14、和与该飞轮14对置配置的环状的压力板15来夹持经由扭振减震器16而与输入轴10连结的离合器从动盘17，从而传递转矩。SP，被构成为，以与由压力板15和飞轮14对离合器从动盘17进行夹持的夹持力相对应的方式来控制传递转矩容量。另外，压力板15被离合器盖18所覆盖，该离合器盖18通过未图示的铆钉而被与飞轮14 一体化。此外，压力板15通过带状板19而与离合器盖18连结，以便能够与离合器盖18 —体旋转且在轴线方向上进行移动。此外，在离合器从动盘17的两面上分别连结有摩擦材料20、21。
[0038]而且，图2所示的离合器KO被构成为，通过膜片弹簧22的弹性力而使压力板被推压至离合器从动盘17侧，而且，设置有油压作动器23，以将使膜片弹簧22的弹性力减少的载荷作用于膜片弹簧22的内周部分上。因此，随着通过油压作动器23推压膜片弹簧22的载荷的增大，而减少对离合器从动盘17进行夹持的夹持力。即，被构成为，离合器KO的传递转矩容量以与油压作动器23的油压相对应的方式而发生变化。此外，为了对离合器KO开始传递转矩时的压力板15的位置进行检测，而设置有对压力板15的轴线方向的位置进行检测的传感器24。另外，压力板15相当于本发明中的第一旋转部件，离合器从动盘17相当于本发明的第二旋转部件。
[0039]另外，本发明中的卡合装置并不限定于图5所示的离合器K0，也可以为现有已知的干式或湿式中的任意一种卡合装置，而且，也可以为单板式或多板式中的任意一种卡合装置。而且，对卡合以及释放状态进行切换的作动器也可以为油压式作动器或电磁式作动
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[0040]而且，构成如下结构，S卩，第一电动发电机(MGl) 2输出经由离合器KO而被输入至动力分割装置5的转矩的反力。具体而言，被构成为，第一电动发电机2与太阳齿轮6连结从而通过被输入至动力分割机构5中的转矩来对抗迫使第一电动发电机2旋转的转矩的方向，从而输出第一电动发电机2的转矩。另外，该第一电动发电机2为具有发电功能的电机，且由永久磁铁型的同步电机等构成。而且，内啮合齿轮7成为输出要素，并被构成为，作为输出部件的输出齿轮25与该内啮合齿轮7 —体化，并且从该输出齿轮25向驱动轮4输出驱动力。另外，用于从输出齿轮25向驱动轮4传递驱动力的机构具备差动齿轮和驱动轴等，并且由于与现有车辆相同因此省略其详细内容。
[0041]上述发动机I以及动力分割机构5及第一电动发电机2被排列在同一轴线上,并且在该轴线的延长线上配置有第二电动发电机(MG2)3。该第二电动发电机3为，产生用于行驶的驱动力而且还用于进行能量再生的部件，并且与上述的第一电动发电机2同样地由永久磁铁型的同步电机等构成。该第二电动发电机3与输出齿轮25经由减速机构26而被连结。该减速机构26在图4所示例中，由单行星小齿轮型行星齿轮机构构成，且在太阳齿轮27上连结有第二电动发电机3，并且行星齿轮架28被连接固定在外壳等的固定部29上，而且内啮合齿轮30与输出齿轮25 —体化。
[0042]上述的各个电动发电机2、3与包含蓄电装置以及变换器等的控制器31电连接。并且，设置有对该控制器31进行控制的电动发电机用电子控制装置(MG-ECU)32。该电子控制装置32以微型电子计算机为主体而被构成，并被构成为，根据被输入的数据与储存的数据或指令信号等进行运算，并将该运算结果作为控制指令信号向控制器31输出。而且，各个电动发电机2、3被构成为，根据来自控制器31的控制信号而作为电机或发电机来发挥功能，而且在这些情况下的转矩被控制。
[0043]此外，上文所述的发动机I被构成为，其输出以及启动/停止被电控制。例如如果是汽油发动机，则被构成为，节气门开度与燃料的供给量、燃料供给的停止、点火的执行以及停止、点火正时等被电控制。并且，设置有用于实施该控制的发动机用电子控制装置(E/G - ECU) 33。该电子控制装置33以微型电子计算机为主体而被构成，并被构成为，根据被输入的数据与指令信号来实施运算，并将其运算结果作为控制信号而向发动机I输出，从而实施上述的各种控制。
[0044]上述的发动机I以及各个电动发电机2、3及离合器K0、动力分割机构5等构成了驱动力源34，并设置有对该驱动力源34进行控制的混合动力用电子控制装置(HV-ECU) 35。该电子控制装置35以微型电子计算机为主体而被构成，并被构成为，向上述的电动发电机用电子控制装置32与发动机用电子控制装置33输出指令信号，从而执行在下文中进行说明的各种控制。
[0045]图4所示的车辆可以设定通过发动机I的动力进行行驶的混合动力(HV)模式、和通过电力进行行驶的电动车辆(EV)模式，而且作为该EV模式可以设定将发动机I从动力传递系统12中断开的断开EV模式、和将发动机I与动力传递系统12连结的通常模式。在图6中汇总图示了设定这些各个模式时的所述离合器KO的卡合以及释放的状态。即，在断开EV模式下，离合器KO被释放，与此相对，在通常EV模式以及HV模式下，离合器KO被卡合。这些行驶模式根据加速器开度等的要求驱动力与车速、蓄电装置的充电量(SOC =Stateof charge:充电状态)等的车辆的行驶状态而被选择。具体而言，根据要求驱动力与车速等，来设定HV模式和通常EV模式或断开EV模式。即，在要求驱动力较大的情况下，设定HV模式以便主要从发动机I输出驱动力，在要求驱动力较小的情况下，设定不从发动机I输出驱动力而从第二电动发电机3输出驱动力的通常EV模式或断开EV模式。此外，在车速较大的情况下，设定HV模式以便主要从发动机I输出驱动力，在车速较小的情况下，设定不从发动机输出驱动力而从第二电动发电机3输出驱动力的通常EV模式或断开EV模式。另外，断开EV模式相当于本发明中的第一行驶模式，HV模式或通常EV模式相当于本发明的第二行驶模式。
[0046]在图7中，图示了根据要求驱动力和车速而被设定的模式的区域。在图7所示的实线所包围的区域内，设定通常EV模式或断开EV模式，在除此之外的区域内设定HV模式。另外，可以采用如下方式，即，在通常EV模式和断开EV模式中，根据要求驱动力与车速之外的各种条件来切换模式。例如，在使处于自动停止中的发动机I重新启动的可能性较高等的情况下，设定通常EV模式，在仅从第二电动发电机3输出驱动力而进行行驶时、在需要对随着第一电动发电机2的旋转而造成的动力损失进行抑制等的情况下，设定断开EV模式。
[0047]在此，如果对各个行驶模式中的混合动力驱动装置的动作状态进行简单说明，则图8为关于上述的动力分割机构5的列线图，且在该列线图中，用纵线表示太阳齿轮6以及行星齿轮架9及内啮合齿轮7，并将纵线之间的间距设为与构成动力分割机构5的行星齿轮机构的齿轮比相对应的间距，而且将各条纵线的上下方向设为旋转方向、将其在上下方向上的位置设为转速。在图8中记载为“断开”的线表示在断开EV模式下的动作状态，在该行驶模式下，使第二电动发电机3作为电机来发挥功能并通过其动力而行驶，发动机I因离合器KO被释放而从动力传递系统12上断开从而处于停止，而且第一电动发电机2也处于停止。因此，太阳齿轮6的旋转停止，与此相对，内啮合齿轮7和输出齿轮25 —起进行正旋转，行星齿轮架9以如下转速进行正旋转，S卩，相对于内啮合齿轮7的转速而根据行星齿轮机构的齿轮比被减速了的转速。
[0048]此外，图8中记载为“通常”的线表示在通常EV模式下的动作状态，在该行驶模式下，通过第二电动发电机3的动力而进行行驶，且由于发动机I被停止，因此在行星齿轮架9被固定的状态下，内啮合齿轮7进行正旋转、且太阳齿轮6进行逆旋转。在该情况下，也可以使第一电动发电机2作为发电机来发挥功能。而且，图8中记载为“HV”的线表示在HV模式下的行驶状态，由于在离合器KO被卡合的状态下发动机I将输出驱动力，因此在行星齿轮架9上于使其进行正旋转的方向上作用有转矩。在该状态下，通过使第一电动发电机2作为发电机来发挥功能，从而将在太阳齿轮6上作用有逆旋转方向的转矩。其结果为，在内啮合齿轮7上将出现使其进行正旋转的方向的转矩。此外，在此情况下，通过第一电动发电机2发出的电力被朝向第二电动发电机3，从而第二电动发电机3将作为电机来发挥功能，并且其驱动力被传递至输出齿轮25。因此，在HV模式下，在发动机I所输出的动力的一部分经由动力分割机构5而被传递至输出齿轮25的同时，剩余的动力通过第一电动发电机2而被转换为电力并被传递至第二电动发电机3，之后，从第二电动发电机3再转换为机械性动力并被传递至输出齿轮25。另外，在任一种行驶模式中，在减速时等无需积极地输出驱动力的情况下，可使任何一个电动发电机2、3作为发电机来发挥功能从而实施能量再生。
[0049]如上文所述，在图4所示的车辆中，在设定断开EV模式来行驶时蓄电装置的SOC降低了的情况下或要求驱动力增大了的情况下，将启动发动机I并将其动力经由离合器KO而向动力传递系统12进行传递。此外，在根据启动发动机I的可能性较高的情况等各种条件，而从断开EV模式向通常EV模式切换的情况下，也将使离合器KO卡合。在以此方式使离合器KO卡合之时，在离合器KO的输入侧的转速与输出侧的转速不同时，为了抑制或防止因卡合离合器KO而使驱动力急剧变化的情况，从而优选为，在使离合器KO滑动的同时使其卡合，并且在基于油压作动器23的输出压力和离合器KO的传递转矩容量之间的相关关系的卡合特性未特别降低的情况下，即，在相对于根据油压作动器23的输出压力而求得的离合器KO的传递容量，实际的离合器KO的传递转矩容量未特别变小的情况下，通常在使离合器KO滑动的同时使其卡合。
[0050]另一方面，在离合器KO的摩擦面(摩擦部件20、21)磨损了的情况下，离合器KO的摩擦系数将发生变化、或离合器KO开始卡合的位置将发生变化。其结果为，存在离合器的卡合特性降低的可能性。因此，在离合器的卡合特性已降低的情况下，存在如下可能性，即，与对离合器KO的卡合压力进行控制的作动器23的信号相对应的传递转矩容量、和实际的传递转矩容量发生背离，从而使控制性发生恶化。因此，本发明所涉及的控制装置被构成为，对离合器KO的卡合特性降低的情况进行推断，并在推断出离合器KO的卡合特性已降低的情况下，使离合器KO的输入侧的转速与输出侧的转速同步并卡合。
[0051]图1为用于对本发明所涉及的控制装置的一个示例进行说明的流程图。另外，图1所示的示例为，表示在通常EV模式或断开EV模式下行驶、且在使发动机I停止时，向HV模式切换时的控制例。此外，该程序每隔预定时间被重复执行。首先，对是否存在使发动机I启动的要求进行判断(步骤Si)。该步骤SI可以通过要求驱动力或车速增大等来进行判断，或根据是否从通常EV模式或断开EV模式向HV模式转移、或者SOC是否已下降至下限值等来进行判断。
[0052]根据要求驱动力或车速而被规定的行驶模式，在通常EV模式或断开EV模式的情况下或SOC充足等的情况下没有使发动机I启动的要求，从而在步骤SI中作出否定判断时，重复执行步骤SI直到有使发动机I的启动的要求。与此相反，在通过要求驱动力或车速增大等而从通常EV模式或断开EV模式转移到HV模式的情况下、或在SOC下降至下限值等情况下有了使发动机启动的要求，从而在步骤SI中作出肯定判断的情况下，将对离合器KO是否为释放状态实施判断(步骤S2)。该步骤S2可通过是否为断开EV模式来进行判断，或根据从混合动力用电子控制装置35向油压作动器23被输出的信号来进行判断。
[0053]在离合器KO为卡合状态从而在步骤S2中作出否定判断的情况下，通常将启动发动机I (步骤S3)并返回。具体而言,通过未图示的启动电机或第一电动发电机2而使发动机I启动。而且，如果发动机I的转速增大到了规定的转速，则将对发动机I进行点火从而使发动机I启动。另外，在通过第一电动发电机2而使发动机I启动的情况下，存在驱动力下降的可能性。因此，为了抑制或防止驱动力因使发动机I的转速增大而下降的情况，从而优选为，从第二电动发电机3输出与用于使发动机I的转速增加所需的转矩相对应的量。
[0054]与此相反，在离合器KO为释放状态从而在步骤S2作出肯定判断的情况下，接下来，对离合器KO的使用时间(累计值)是否为预先规定的阈值α以上实施判断(步骤S4)。该步骤S4用于对离合器KO的卡合特性已降低的情况进行推断。因此，能够通过预先实验或模拟等来规定离合器KO的使用时间与离合器KO的卡合特性之间的相关关系，并将存在离合器KO的卡合特性降低从而使离合器KO的控制性恶化的可能性的使用时间规定为上述阈值a。另外，在步骤S4中，只要能够对离合器KO的卡合特性已降低的情况进行推断即可，因此，也可以对车辆行驶了的距离(累计值)是否为预先规定的阈值以上、或离合器KO的卡合以及释放的次数(累计值)是否为预先规定的阈值以上进行判断。或者，也可以根据离合器KO开始卡合的位置来预测离合器KO的磨损量，从而对离合器KO的卡合特性是否已降低进行判断。此外，在图1所示流程图中，也可以执行其他对离合器KO的卡合特性是否已降低进行预测的控制。
[0055]在此，参照图2所示流程图，而对根据离合器KO开始卡合的位置来对离合器KO的卡合特性是否已降低进行推断的控制例进行说明。首先，对离合器KO开始传递转矩的待机点进行检测(步骤S21)。具体而言，当离合器KO卡合时，输入轴10的转速与第一电动发电机2的转速或其转矩将发生变化。因此，对油压作动器23进行控制以使离合器KO卡合，并通过传感器24来对在输入轴10与第一电动发电机2的转速或第一电动发电机2的输出转矩变化了的时间点上的压力板15的位置进行检测。这些输入轴10与第一电动发电机2的转速或第一电动发电机2的输出转矩的变化，能够通过传感器来对输入轴10或第一电动发电机2的输出轴的转速进行检测,或对从控制器31向第一电动发电机2被输出的电流进出检测，从而进行判断。通过以此方式由传感器24对压力板15的位置进行检测，从而能够对离合器KO的待机点进行检测。另外，传感器24相当于本发明中的位置检测单元，对上述各个转速或转矩进行检测的单元相当于本发明中的旋转部件检测单元，输入轴10与第一电动发电机2相当于本发明中的第三旋转部件。
[0056]接下来，根据通过传感器24而被检测出的离合器KO的待机点来对离合器KO的磨损量进行计算(步骤S22)。即，根据离合器KO未磨损时的待机点与在步骤S21中检测出的待机点之间的差，来对离合器KO的磨损量进行计算。而且，对在步骤S22中计算出的磨损量是否为预先规定的阈值β以上进行判断(步骤S23)。该阈值β可根据磨损余量等来规定,可通过各种条件来规定,所述磨损余量为磨损材料20、21的端面与将该磨损材料20、21连结到离合器从动盘17上的未图示的铆钉之间的差。
[0057]在离合器KO的磨损量较少从而在步骤S23中作出否定判断的情况下，反复执行步骤S23直到判断出离合器KO的磨损量为阈值β以上为止。与此相反，在离合器KO的磨损量较多从而在步骤S23中作出肯定判断的情况下，对在使离合器KO滑动并卡合的滑动控制进行限制(步骤S24)并返回。这是由于当使离合器KO滑动并卡合时，基于油压作动器23的信号的离合器KO的传递转矩容量与实际的离合器KO的传递转矩容量可能发生背离、或铆钉与压力板15或飞轮14可能发生接触。另外，上述步骤S4或步骤S23相当于本发明中的推断单元。
[0058]由于在离合器KO的使用时间为预先规定的阈值α以上从而在步骤S4中作出肯定判断的情况下、或在图2所示的步骤S24中限制了滑动控制的情况下，离合器KO的卡合特性已降低的可能性较高，从而离合器KO的控制性已恶化的可能性较高，因此在使离合器KO的输入侧的转速与输出侧的转速同步之后，使离合器KO卡合，而使发动机I启动(步骤S5)。具体而言，对第一电动发电机2的转速进行控制，并使行星齿轮架9的转速降低至“0”，之后，使离合器KO卡合。另外，在此时使离合器KO完全卡合。即，将离合器KO的传递转矩容量设为最大。而且，在使离合器KO卡合之后，在通过第一电动发电机2的输出转矩或未图示的启动电机的输出转矩而使发动机I启动的同时，使发动机I点火。另外，在图1中将以此方式使发动机I启动的控制，图示为直列启动，并且相当于本发明中的内燃机启动单元。而且，如果发动机I已启动则返回。
[0059]另一方面，在离合器KO的使用时间小于预先规定的阈值α从而在步骤S4中作出否定判断的情况下，对是否能够在使离合器KO滑动的同时卡合以使发动机I启动(步骤S6)实施判断。该步骤S6能够通过离合器KO的耐用性是否因使离合器KO滑动而下降了等的各种的条件来进行判断，作为其中一个示例，可以通过离合器KO的温度是否为规定温度以上来进行判断。而且，在离合器KO的温度为规定的温度以上等的情况下，无法在使离合器KO滑动的同时卡合从而在步骤S6中作出否定判断的情况下，将向步骤S5转移从而使发动机I直列启动。
[0060]与此相反，在能够于使离合器KO滑动的同时卡合从而在步骤S6中作出肯定判断的情况下，将使离合器KO滑动的同时卡合，以使发动机I启动(步骤S7)并返回。具体而言，使离合器KO的卡合压力缓缓增大，并且通过经由该离合器KO而传递的转矩与未图示的启动电机的输出转矩，而使发动机I运转并启动。通过以此方式使离合器KO的卡合压力缓缓增大并卡合，以使发动机I启动，从而能够迅速地将发动机I的输出转矩传递到驱动轮4。另外，在图1中，将使离合器KO滑动的同时卡合以使发动机I启动的控制图示为协调启动。
[0061]在以上文所述的方式而推断出离合器KO的卡合特性已降低的情况下，使离合器KO同步并使其卡合。因此，在高车速时，当使第一电动发电机2在图8所示的下侧进行旋转而使行星齿轮架9的转速下降至“O”时，有可能使第一电动发电机2的转速较大程度地变化，从而使得到离合器KO卡合为止的时间变长。此外，由于当以此方式使第一电动发电机2的转速变化时，与之相伴行星小齿轮8的转速将过度增大，因此存在行星小齿轮8的耐用性下降的可能性。此外，在以使发电机I的运转点沿着最佳耗油率线的方式进行控制时，在第一电动发电机2于图8所示的上侧进行旋转，并且要求驱动力较大的情况下，其转速变得较大。因此，为了使离合器KO同步并卡合，暂时使第一电动发电机2在图8所示的下侧进行旋转，之后，使其在图8所示的上侧进行旋转，在此期间，发动机I的转矩将不被传递至驱动轮4。因此，在要求驱动力较大的情况下，存在发动机I的输出转矩被传递至驱动轮4的时间变长从而加速响应性降低的可能性。
[0062]因此，在本发明所涉及的车辆控制装置中采用了如下方式，S卩，根据要求驱动力与车速而如图7中虚线所示那样减小断开EV模式被选择的区域。具体而言，考虑到使离合器KO同步并从断开EV模式向HV模式切换时的加速响应性，而对与要求驱动力相对应的断开EV模式与HV模式之间的边界位置进行变更。同样地，在使离合器KO同步并从断开EV模式向HV模式切换时，考虑到至离合器KO卡合为止的时间与行星小齿轮8的耐用性，而对与车速相对应的断开EV模式与HV模式之间的边界位置进行变更。
[0063]此外，当以上述方式使离合器KO不滑动地同步并卡合时，耗油率与电消耗率可能恶化。因此，在离合器KO的卡合特性可能已降低，并对离合器KO的滑动控制进行限制的情况下，将采用向驾驶员或维修人员等传递该信息的结构。图3表示用于向驾驶员或维修人员等传递对离合器KO的滑动控制进行限制的控制的一个示例。另外，图3所示的流程图也可以与上述图1或图2分别执行。在图3所示的控制例中，首先，对离合器KO的使用时间是否为阈值α以上进行判断(步骤S31)。该步骤S31可以以与图1所示的步骤S4或图2所示的步骤S23相同的方式进行判断。而且，在步骤S31中作出否定判断的情况下，重复执行步骤S31并继续进行判断。
[0064]与此相反，在步骤S31中作出肯定判断的情况下，将以与图2所示的步骤S24相同的方式对离合器KO的滑动控制进行限制(步骤S32)。接下来，向驾驶员或维修人员等传达离合器KO的使用时间为阈值α以上(步骤S33)并返回。另外，作为通过步骤S33而向驾驶员或维修人员等传达离合器KO的使用时间为阈值α以上的方法，可以在车内点亮警告灯，也可以通过声音等来传达。
[0065]在以上述方式推断出离合器KO的卡合特性已降低的情况下，通过使离合器KO的输入侧的旋转部件与输出侧的旋转部件的转速同步并卡合，从而能够抑制或防止离合器KO的控制性因离合器KO的卡合特性已降低而恶化的情况。此外，能够抑制或防止将摩擦部件20,21与离合器从动盘17连接的铆钉等因离合器KO磨损而与飞轮14或压力板15接触的情况。其结果为，能够抑制或防止因铆钉与飞轮14或压力板15接触而造成的异常声音的产生，或该铆钉与飞轮14或压力板15的耐久性降低的情况。而且，通过减少断开EV模式被选择的区域，从而能够抑制或防止加速响应性降低的情况，而且能够抑制或防止行星小齿轮8的耐久性降低的情况。而且，通过以上述方式使离合器KO同步并卡合，从而能够抑制或防止离合器KO进一步磨损等使卡合特性降低的情况，并且能抑制或防止离合器KO的耐久性降低的情况。
[0066]另外，虽然在上述例中，例示了为了从断开EV模式向HV模式转移而启动发动机I时的控制例，但在从断开EV模式向通常EV模式转移时，也能够同样地进行控制。具体而言，在从断开EV模式向通常EV模式切换时，对离合器KO的使用时间与磨损量进行判断，并在离合器KO的使用时间或磨损量为阈值α (β)以上的情况下，使离合器KO同步并卡合即可。
[0067]此外，在本发明中作为对象的车辆并不限定于图4所示的车辆，例如也可以为在发动机的输出轴上经由离合器而具备电动发电机，并在该电动发电机的输出轴上经由其他的离合器而连结有驱动轮的车辆，或者，也可以为在离合器的输出侧不设置电动发电机而具备无级变速器等的车辆。而且，在使离合器的输入侧的转速与输出侧的转速同步时，并不限定于对第一电动发电机的转速进行控制，也可以对发动机的节气门开度与点火正时进行控制以使其同步。
[0068]符号说明
[0069]I…发动机(ENG) ;2、3…电动发电机；4…驱动轮；5…动力分割机构；6、27...太阳齿轮；7、30...内哨合齿轮；9、28…行星齿轮架；14...飞轮；15...压力板；17…离合器从动盘；24…传感器；Κ0…离合器。
【权利要求】
1.一种车辆的控制装置，所述车辆具备能够对内燃机与驱动轮之间的传递转矩容量进行控制的卡合装置，所述车辆的控制装置能够选择性地切换第一行驶模式和第二行驶模式，所述第一行驶模式为，通过释放所述卡合装置从而切断所述内燃机与所述驱动轮之间的转矩的传递并进行行驶的模式，所述第二行驶模式为，使所述卡合装置卡合以使所述内燃机与所述驱动轮之间的转矩的传递能够实施并进行行驶的模式， 所述车辆的控制装置的特征在于，具备: 推断单元，其对所述卡合装置的卡合特性的降低进行推断； 卡合单元，其在通过所述推断单元而推断出所述卡合装置的卡合特性已降低的情况下，在从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式切换时，在使所述卡合装置的输入侧的转速与输出侧的转速同步之后，使所述卡合装置卡合。
2.如权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于， 具备差动机构，所述差动机构具备与所述卡合装置的输出轴连结的第一旋转要素、与电动机连结的第二旋转要素、以及与所述驱动轮连结的第三旋转要素， 所述卡合单元包括，对所述电动机的转速进行控制以使所述卡合装置的输出侧的转速与输入侧的转速同步的单元， 所述车辆的控制装置被构成为，在被要求的驱动力或车速小于预先规定的预定值的情况下选择所述第一行驶模式，在所述被要求的驱动力或车速大于所述预定值的情况下选择所述第二行驶模式， 所述车辆的控制装置具备，在通过所述推断单元而推断出所述卡合装置的卡合特性已降低的情况下将所述预定值变更为较小的值的单元。
3.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述卡合单元包括内燃机启动单元，在从所述第一行驶模式向所述第二行驶模式切换且使所述内燃机启动的情况下，在使所述卡合装置的输入侧的转速与所述输出侧的转速同步之后使所述卡合装置卡合，之后，所述内燃机启动单元使所述内燃机启动。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述卡合装置包括，将第一旋转部件推压至第二旋转部件上而传递转矩的摩擦离合器， 所述车辆的控制装置具备: 位置检测单元，其对所述第一旋转部件在轴线方向上的位置进行检测； 旋转部件检测单元，其对在所述卡合装置开始卡合了的时间点上的、转矩或转速发生变化的第三旋转部件的运转状态进行检测， 所述推断单元包括如下的单元，即，在通过所述旋转部件检测单元而检测出所述第三旋转部件的运转状态发生了变化的情况的时间点上，根据通过所述位置检测单元所检测出的所述第一旋转部件的位置来对所述卡合装置的磨损量进行计算，并在该计算出的磨损量为预先规定的第一阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
5.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述推断单元包括，在使用了所述卡合装置的期间为预先规定的第二阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
6.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述推断单元包括，在使所述卡合装置卡合或释放的次数为预先规定的第三阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
7.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于， 所述推断单元包括，在所述车辆行驶的距离为预先规定的第四阈值以上的情况下推断为所述卡合装置的卡合特性已降低的单元。
【文档编号】B60K6/48GK104417348SQ201410462545
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】畑建正, 岩瀬雄二, 铃木阳介, 加藤晃一, 信安清太郎, 茂木太郎 申请人:丰田自动车株式会社