车辆的变速控制装置的制作方法

文档序号:19154227发布日期:2019-11-16 00:29阅读:186来源:国知局
车辆的变速控制装置的制作方法

本发明涉及具备作为驱动力源的电动机及变速机构的车辆的变速控制装置。



背景技术:

专利文献1记载了一种混合动力车辆的变速控制装置,该混合动力车辆具备:发动机;具有连结发动机的第一旋转要素、连结第一电动机的第二旋转要素及与输出构件连结的第三旋转要素的差动机构;与差动机构的第三旋转要素连结的有级式的变速机构。上述的变速机构具备通过液压促动器而工作的多个离合器机构及制动器机构。该变速控制装置在低温时等的液压促动器的响应性比较慢的情况下,以与液压促动器的响应性比较快的情况相比变速判定的时机提前的方式,变更用于设定上述的变速机构的变速级的变速线。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-214609号公报



技术实现要素:

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

专利文献1记载的混合动力车辆的变速控制装置通过根据要求驱动力和车速来控制差动机构及变速机构而进行变速,能够将发动机转速调整成燃油经济性良好的转速。然而,在进行变速控制的情况下,发动机转速的变动等行驶状况的变化略微产生,因此如果频繁地进行变速控制,则搭乘者可能会感觉到不舒适感。而且,即使在仅具备电动机作为驱动力源的电动机动车中,如果频繁进行基于变速机构的变速控制,则也存在驱动力等的车辆的行驶状况的变化略微产生的可能性,因此同样搭乘者可能会产生不舒适感。

本发明着眼于上述的技术课题而作出,目的在于提供一种车辆的变速控制装置,其能够抑制进行变速机构的变速所引起的车辆的行驶状况的变化,并能够抑制不进行该变速所引起的能量效率的下降。

【用于解决课题的方案】

为了实现上述的目的,本发明提供一种车辆的变速控制装置,所述车辆具备:变速机构;与所述变速机构连结的驱动轮;通过变更所述变速机构的变速比而转矩和转速中的至少任一方发生变动的电动机;及与所述电动机连结的蓄电装置,所述车辆的变速控制装置的特征在于,所述车辆的变速控制装置具备对所述变速机构进行控制的控制器,所述控制器构成为能够设定根据行驶状态来变更所述变速机构的变速比的第一模式和将所述变速机构的变速比维持成规定的变速比的第二模式,所述控制器构成为在所述蓄电装置的充电剩余量小于规定值的情况下,设定所述第一模式,在所述蓄电装置的充电剩余量为所述规定值以上的情况下,设定所述第二模式。

在该发明中,可以是,所述第二模式包括如下模式:在车速小于规定车速的情况下,将所述变速机构的变速比维持为所述规定的变速比,在所述车速为所述规定车速以上的情况下,变更所述变速机构的变速比。

在该发明中,可以是,所述控制器构成为能够选择通常模式和无缝模式,所述通常模式是根据所述车辆的车速和要求驱动力以包含所述电动机的系统的效率变得良好的方式确定所述变速机构的变速比的模式,所述无缝模式是以降低所述车辆的行驶状况的变化的方式确定所述变速机构的变速比的模式,所述无缝模式包括所述第一模式和所述第二模式,所述第一模式包括如下模式:设定除了所述通常模式下设定的变速比中的至少任一变速比之外的变速比。

在该发明中,可以是,所述控制器构成为,求出设定所述无缝模式而进行驱动行驶所产生的能量损失的增加量,在所述车辆进行着减速行驶的情况下,求出在维持当前设定的变速比的状态下通过所述电动机能够再生的再生能量与以通过所述电动机能够再生的所述再生能量增加的方式变更了所述变速机构的变速比时的再生能量之差,在所述再生能量之差比所述能量损失的增加量大的情况下,在所述减速行驶时允许所述变速机构的变速,在所述再生能量之差为所述能量损失的增加量以下的情况下,在所述减速行驶时禁止所述变速机构的变速。

在该发明中,可以是,所述控制器构成为,在所述减速行驶时允许所述变速机构的变速的情况下,将所述减速行驶时的所述变速机构的变速比确定为与所述通常模式相同的变速比。

在该发明中,可以是,所述电动机连结于所述变速机构的输入侧。

在该发明中,可以是,所述车辆的变速控制装置还具备连结于所述变速机构的输入侧的另一驱动力源,所述电动机连结在所述变速机构与所述驱动轮的转矩的传递路径之间。

【发明效果】

本发明的车辆的变速控制装置在蓄电装置的充电剩余量小于规定值的情况下,设定根据行驶状态来变更变速机构的变速比的第一模式。因此,能够抑制不进行变速所引起的能量效率的过度下降的产生。而且,在蓄电装置的充电剩余量为规定值以上的情况下,设定将变速机构的变速比维持成规定的变速比的第二模式。因此,能够抑制与变速相伴的车辆的行驶状况的变化的产生,从而能够抑制搭乘者感到不舒适感的情况。即,通过根据蓄电装置的充电剩余量来判断是否变更变速机构的变速比,能够兼顾能量效率的下降的抑制和与变速相伴的车辆的行驶状况的变化的抑制这两者地进行变速。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式的车辆的一例的示意图。

图2是用于说明电动机的运转点与能量效率的关系的图。

图3是用于说明本发明的实施方式的变速控制装置的控制例的流程图。

图4是用于说明变速映射的一例的图。

图5是用于说明能够适用于能够行驶至高车速区域的车辆种类的变速控制例的流程图。

图6是用于说明减速行驶时的变速控制例的流程图。

图7是用于说明本发明的实施方式的车辆的另一例的概略图。

【标号说明】

1…电动机,2…蓄电装置,4…变速机构,7…驱动轮,8…电子控制装置(ecu),9…发动机,10…控制电动机,11…驱动电动机,13…动力分割机构,ev、hv…车辆。

具体实施方式

在本发明中能够成为对象的车辆的一例如图1所示。图1所示的车辆ev为电动机动车,具备具有发电功能的电动机1作为驱动力源。该电动机1可以与以往已知的在电动机动车或混合动力车辆上设置作为驱动力源的电动机同样地由永磁式的同步电动机等构成。而且,在电动机1经由逆变器或转换器(未图示)来连结由蓄电池或电容器构成的蓄电装置2。因此,在电动机1输出驱动转矩的情况下,从蓄电装置2向电动机1供给电力,在电动机1输出制动(再生)转矩的情况下,换言之,在电动机1作为发电机发挥功能的情况下,将通过电动机1发电的电力向蓄电装置2供给。

在该电动机1的输出轴3连结有级式的变速机构(t/m)4。该变速机构4与以往已知的变速机构同样,通过使离合器机构或制动器机构等多个卡合机构(未图示)选择性地卡合而能够设定多个变速级(变速比)。需要说明的是,在以下的说明中,列举能够从前进第一速级设定至前进第十速级的变速机构为例进行说明。

在上述的变速机构4的输出轴5经由差动齿轮单元6等齿轮传动部而连结一对驱动轮7。因此,通过适当变更上述的变速机构4中的变速级,能够适当变更电动机1与驱动轮7的转速比。即,通过变更变速级而能够变更电动机1的转矩或转速。

另外,在上述的车辆ev,为了控制电动机1或变速机构4而设有电子控制装置(以下,记为ecu)8。该ecu8相当于本发明的实施方式的“控制器”。该ecu8将微型计算机构成为主体,被输入设置于车辆ev的各种传感器的信号,基于该输入的信号和预先存储的运算式或映射等来确定电动机1的目标转速或目标转矩,根据该电动机1的目标转速或目标转矩来确定变速机构4的目标变速级。作为向ecu8输入的信号的一例,如通过车速传感器检测到的车速、电动机1的转速、加速踏板(未图示)的踏入量、制动踏板(未图示)的踏入量、设置于车辆ev的各种开关(未图示)的信号、蓄电装置2的充电剩余量(以下,记为soc)、蓄电装置2的温度、电动机1的温度等。

上述的电动机1根据输出转矩和转速而能量效率不同。具体而言,如图2所示在输出规定的转速n1及规定的转矩t1的运转点a,能量效率变得最良好,与该运转点a的转速或转矩之差越大,则能量效率越低。这样的电动机1的特性预先存储于ecu8。需要说明的是,能量效率通过相对于向电动机1通电的电力的电动机1的输出(转矩与转速之积)来求出。

另外,变速机构4由多个齿轮等构成,根据设定的变速级而各个齿轮的转速或作用于齿轮的转矩变化。因此,根据通过变速机构4设定的变速级而齿轮的惯性转矩的大小或在齿轮的啮合面产生的动力损失等变化,伴随于此而变速机构4的动力传递效率变化。

因此,变速机构4的变速级在原则上以包含电动机1的能量效率和变速机构4的动力传递效率在内的作为系统整体的能量效率变得良好的方式确定。

另一方面,在对上述的变速机构4的变速级进行变更时,伴随着卡合的卡合机构的切换而从电动机1向驱动轮7传递的转矩暂时下降等的车辆ev的行驶状况发生变化。这样的车辆ev的行驶状况的变化存在未按照搭乘者的要求(或者意料外)的情况,搭乘者可能会感觉到不舒适感。相对于此,在不变更变速机构4的变速级的情况下,虽然能够抑制车辆ev的行驶状况的变化,但是作为系统整体的能量效率下降,因此电力消耗量增加。

因此,本发明的实施方式的变速控制装置切换根据soc而执行变速的频度不同的两个行驶模式、或者变速的有无或变速的判定的方法不同的两个行驶模式。用于说明该控制的一例的流程图如图3所示。需要说明的是,该流程图预先存储于ecu8,基于向ecu8输入的数据,执行各步骤的判断或控制。

在图3所示的例子中,首先,判断是否为无缝优先模式(步骤s1)。该无缝优先模式是不容许车辆的行驶状况的变化的行驶模式的总称,例如,在能够设定使驱动转矩变化的方式或使变速的方法等不同的多个行驶模式的车辆的情况下,要求追随加速踏板操作而驱动转矩迅速地变化的运动模式等相当于此。而且,在搭乘者不进行加速踏板操作或制动操作或转向操作等驾驶操作而能够自动行驶的自动驾驶车辆的情况下,在有搭乘者时,对于变速冲击等的宽容度低。因此,在有搭乘者时设定的模式相当于无缝优先模式。需要说明的是,是否有搭乘者可以通过车载相机或设置于座椅的压力传感器等进行检测。

在由于不是无缝优先模式而在步骤s1中作出否定判断的情况下,暂时结束该例行程序。即,设定通常模式。该通常模式是基于以作为系统整体的能量效率变得良好的方式预先确定的变速映射来设定变速机构4的变速级的模式。需要说明的是,该变速映射可以与具备发动机和有级式的变速机构的以往已知的车辆上搭载的变速映射同样地构成,根据车速和要求驱动力来确定用于进行升挡或降挡的变速线(升挡线及降挡线)。

该变速映射的一例在图4中示意性地示出。需要说明的是,图4的横轴采用车速,纵轴采用要求驱动力,而且升挡线由实线表示,降挡线由虚线表示。如图4所示,变速映射在车速跨升挡线地从左侧向右侧增大的情况或要求驱动力跨升挡线地从上侧向下侧减少的情况下,使变速级增大一级。而且,在车速跨降挡线地从右侧向左侧减少的情况或要求驱动力跨降挡线地从下侧向上侧增大的情况下,使变速级减少一级。

与之相反,在由于为无缝优先模式而在步骤s1中作出肯定判断的情况下,判断soc是否为阈值th1以上(步骤s2)。该阈值th1可以根据例如soc的下限阈值、以抑制蓄电装置2的耐久性的下降的方式确定的允许阈值(比下限阈值大的值)、或者与根据目的地和当前位置的行驶路径而求出的所需能量对应的电力量等来适当确定。需要说明的是,也可以基于蓄电装置2的输出电压等来求出soc。

在由于soc为阈值th1以上而在步骤s2中作出肯定判断的情况下,设定固定级模式(步骤s3),暂时结束该例行程序。该固定级模式是将变速级固定为规定的变速级,即,禁止变速的模式。作为具体例,是以仅设定前进第一速级的方式确定的模式。在设定了该固定级模式的情况下,根据要求驱动力来控制电动机1的转矩。需要说明的是,固定级模式相当于本发明的实施方式的“第二模式”。

与之相反,在由于soc小于阈值th1而在步骤s2中作出否定判断的情况下,设定第一跳过模式(步骤s4),暂时结束该例行程序。该第一跳过模式是能够设定的变速级比通常模式减少的模式。作为具体例,是能够仅设定前进第一速级、前进第三速级、前进第五速级、前进第七速级、前进第九速级等奇数的变速级的模式。在该情况下,即使在运转点跨通常模式下参照的变速映射中的切换为偶数的变速级的变速线而变化时,只要不输出变速指令即可。也可以另行设置在设定了第一跳过模式时参照的映射。需要说明的是,该第一跳过模式相当于本发明的实施方式中的“第一模式”。

上述的第一跳过模式是用于抑制与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化的产生且抑制电力消耗量的增加的模式。因此,在以高车速行驶的情况下,搭乘者难以体感到与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化,因此第一跳过模式并不局限于仅设定上述的奇数的变速级的情况,例如,也可以构成为避免仅设定前进第二速级。即,第一跳过模式只要构成为设定除了通常模式下设定的变速级(变速比)中的至少任一变速级(变速比)之外的变速级(变速比)即可。

另外,在设定第一跳过模式的状态下进行变速时,存在经由未设定的变速级进行变速的情况,在这样的情况下,变速比的变化幅度比通常模式增大。因此,存在车辆ev的行驶状况的变化增大的可能性。因此,设定了第一跳过模式时的变速的判定只要使用根据加速踏板的踏入量等运算的要求驱动力加上规定驱动力所得到的值作为在设定了通常模式时参照的变速映射的要求驱动力即可。即,在车速跨图4所示的单点划线地增大或者要求驱动力跨图4所示的单点划线地减少的情况下,只要判断从前进第八速级向前进第九速级变速的情况即可。换言之,也可以构成为,与设定了通常模式的情况相比提前判断变速的有无,由此减少与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化量。

如上所述设定无缝优先模式,在soc为阈值th1以上时,通过设定固定级模式,能够抑制与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化的产生,从而能够抑制搭乘者感到不舒适感的情况。而且,即使在soc小于阈值th1的情况下,通过设定第一跳过模式也能够降低变速的频度,而且,能够抑制由于不进行变速而能量效率过度下降的情况。即,能够兼顾与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化的抑制和能量效率的下降的抑制这两者地进行变速。

另一方面,在高车速时,搭乘者难以感觉到与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化,因此在例如运动类型的车辆种类等能够行驶至高车速域的车辆的情况下,即使在soc为阈值th1以上时,只要为高车速域就可以进行变速。

用于说明该控制的一例的流程图如图5所示。需要说明的是,关于与图3所示的流程图同样的步骤,标注同一标号而省略其说明。在图5所示的例子中,在由于soc为阈值th1以上而在步骤s2中作出肯定判断的情况下,设定第二跳过模式(步骤s5)。该第二跳过模式是相当于本发明的实施方式中的“第二模式”的模式,与第一跳过模式相比,能够设定的变速级(变速比)确定得少。在此,为了简便起见,将设定了第二跳过模式时的变速的可否表示为步骤s6以后。

在设定了第二跳过模式的情况下,首先,判断车速v是否为预先确定的规定车速v1以上(步骤s6)。该规定车速v1确定为例如与上限车速确定为比较低的车速的车辆种类的上限车速等相同的车速。或者,可以预先通过实验等求出搭乘者难以体感到与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化的车速,并将该车速确定作为上述规定车速v1。

在由于车速v小于规定车速v1而在步骤s6中作出否定判断的情况下,禁止变速(步骤s7),暂时结束该例行程序。即,维持与固定级模式同样的变速级(例如,前进第一速级)。与之相反,在由于车速v为规定车速v1以上而在步骤s6中作出肯定判断的情况下,允许变速(步骤s8),暂时结束该例行程序。即,按照通常模式下参照的映射来设定变速机构4的变速级。当列举具体例时,设定仅在规定车速v1以上的区域设定的变速级(在此为前进第八速级、前进第九速级、前进第十速级)的变速级。即,第二跳过模式构成为,如果车速v小于规定车速v1则设定前进第一速级,如果为规定车速v1以上则设定前进第八速级~前进第十速级中的任一变速级。

如上所述,第二跳过模式构成为,在搭乘者容易体感到车辆ev的行驶状况的变化的低车速区域以能量效率为优先而抑制车辆ev的行驶状况的变化,在搭乘者难以体感到车辆ev的行驶状况的变化或者车辆ev的行驶状况的变化难以产生的高车速区域中,以能量效率的下降的抑制为优先。因此,能够兼顾与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化的抑制和能量效率的下降的抑制地进行变速。

此外,本发明的实施方式的变速控制装置构成为,在由于设定无缝优先模式而与设定通常模式的情况相比能量损失增加的情况下,根据规定的条件而在减速时允许变速,即,设定能量效率良好的运转点。

用于说明该控制的一例的流程图如图6所示。在图6所示的例子中,首先,判断是否为无缝优先模式(步骤s11)。该步骤s11与图3或图5中的步骤s1相同。

在由于不是无缝优先模式而在步骤s11中作出否定判断的情况下,暂时结束该例行程序。即,设定通常模式。与之相反,在由于是无缝优先模式而在步骤s11中作出肯定判断的情况下,判断是否为加速行驶或常规行驶(步骤s12)。该步骤s12是用于判断车辆ev是否要求驱动力的步骤。因此,步骤s12也可以通过要求驱动力是否大于“0”等来判断。

在由于为加速行驶或常规行驶而在步骤s12中作出肯定判断的情况下,判断由车速和要求驱动力确定的行驶区域是否为由于设定固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式而能量损失增加的行驶区域(步骤s13)。该步骤s13例如能够通过在通常模式的情况下设定的变速级与在固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式的情况下设定的变速级是否不同来判断。或者,可以通过运算等求出设定了通常模式时的电动机1的运转点,同时通过运算等求出设定了固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式时的电动机1的运转点,根据这些求出的电动机1的运转点是否不同来判断。

在由于不是能量损失增加的行驶区域而在步骤s13中作出否定判断的情况下,暂时结束该例行程序。与之相反,在由于是能量损失增加的行驶区域而在步骤s13中作出肯定判断的情况下,求出该能量损失的增加量(步骤s14),暂时结束该例行程序。具体而言,从设定了通常模式时的变速级下的能量效率减去设定了固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式时的变速级下的能量效率,对于该减法运算出的能量效率进行时间积分,求出能量损失的增加量(a),将该数据存储于ecu8。

另一方面,在由于为减速行驶而在步骤s12中作出否定判断的情况下,在维持当前时间点的变速级的状态下,考虑电动机1的再生效率而求出仅从电动机1输出制动转矩而停止时的再生能量,同样为了使能量效率变得良好而一边从当前时间点的变速级进行变速一边考虑电动机1的再生效率地求出仅从电动机1输出制动转矩而停止时的再生能量,算出它们的再生能量差(b)(步骤s15)。即,根据进行变速所产生的再生效率之差而求出能够再生的能量的增加量。在该情况下,在即将开始减速行驶之前设定了通常模式时,可能会从变速级设定了固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式时未选择的变速级开始减速行驶,因此上述当前时间点的变速级并不局限于设定了固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式时选择的变速级。

接下来,判断上述再生能量差(b)是否大于通过步骤s14求出的能量损失的增加量(a)(步骤s16),在由于再生能量差(b)小于通过步骤s14求出的能量损失的增加量(a)而在步骤s16中作出否定判断的情况下,禁止变速(步骤s17)。即,如果在减速开始时设定前进第三速级,则一边维持前进第三速级一边减速。

与之相反,在由于再生能量差(b)为通过步骤s14累计的能量损失的增加量(a)以上而在步骤s16中作出肯定判断的情况下,允许变速(步骤s18),暂时结束该例行程序。在该步骤s18中,在高效率的运转点使电动机1驱动而使再生能量增加,因此也包括在第一跳过模式等下未设定的变速级,根据车速等进行变速。即,在步骤s16中作出肯定判断的情况下,与通常模式同样地进行变速。

通过如上所述基于设定固定级模式或第一跳过模式或第二跳过模式所产生的能量损失的增加量(a)而在减速时判断是否需要变速,能够在适当的条件下使电动机1在高效率的运转点驱动,因此能够降低soc的变动幅度。其结果是,能够抑制蓄电装置2的耐久性的下降。而且,在再生能量差(b)小于通过步骤s14求出的能量损失的增加量(a)的情况下禁止变速,由此能够抑制与变速相伴的车辆ev的行驶状况的变化。即,通过如图6所示进行减速时的变速的有无的判断,能够兼顾无缝的行驶和电力消耗量的下降的抑制这两者地进行变速。

在本发明中能够成为对象的车辆并不局限于在如图1所示的电动机1与驱动轮7之间具备变速机构4的结构,而且并不局限于该变速机构4是有级式的变速机构的结构。图7示出用于说明在本发明中能够成为对象的车辆的另一例的概略图。图7所示的车辆hv是串并联式的混合动力车辆,具备发动机9、控制电动机10、驱动电动机11作为驱动力源。上述的各电动机10、11可以与图1所示的电动机1同样地构成。

在该发动机9的输出轴12设有将发动机9的输出转矩分割成控制电动机10侧和驱动轮7侧的动力分割机构13。该动力分割机构13是具有差动作用的机构,在图7所示的例子中,由单行星齿轮式的行星齿轮机构构成。即,由太阳齿轮s、配置成与太阳齿轮s呈同心圆状且形成有内齿的齿圈r、与太阳齿轮s及齿圈r啮合的多个行星齿轮p、将各个行星齿轮p保持为能够自转及公转的轮架c构成。需要说明的是,动力分割机构13并不局限于由单行星齿轮式的行星齿轮机构构成的情况,可以由双行星齿轮式的行星齿轮机构或拉维娜式的行星齿轮机构等构成,此外,可以由复合行星齿轮机构构成,该复合行星齿轮机构通过将多个行星齿轮机构利用离合器机构等选择性地连结而能够变更分割成控制电动机10侧和驱动轮7侧的转矩的分割率。

在上述的太阳齿轮s连结控制电动机10,在轮架c连结发动机9。因此,在将从发动机9输出的转矩向齿圈r传递的情况下,通过控制电动机10输出反力转矩。即,动力分割机构13中的轮架c作为输入要素发挥功能,太阳齿轮s作为反力要素发挥功能,齿圈r作为输出要素发挥功能。需要说明的是,发动机9与轮架c并不局限于直接连结的结构,可以经由使发动机9的转矩变化的齿轮单元或转矩转换器、或者用于使发动机9的转矩的变动衰减的减振机构等,将发动机9与轮架c连结。

在上述的齿圈r的外周面上一体形成有输出齿轮14,从动齿轮15与该输出齿轮14啮合。该从动齿轮15安装在与发动机9的输出轴12平行地配置的副轴16的一方的端部,在该副轴16的另一方的端部安装有驱动齿轮19。并且,构成差动齿轮单元17的齿圈18与驱动齿轮19啮合。需要说明的是,驱动齿轮19形成得比齿圈18小径,将驱动齿轮19的转矩放大而向差动齿轮单元17传递转矩。并且,经由差动齿轮单元17及与差动齿轮单元17连结的一对驱动轴20向一对驱动轮7传递转矩。

另外,在上述的从动齿轮15连结有相当于本发明的实施方式中的“电动机”的驱动电动机11。具体而言,以驱动电动机11的输出轴(转子轴)21与发动机9的输出轴12或副轴16平行的方式设置驱动电动机11,在该输出轴21的端部安装有与从动齿轮15啮合且形成得比从动齿轮15小径的输出齿轮22。即,将从驱动电动机11输出的转矩放大而向从动齿轮15传递。

此外,各电动机10、11连接于由蓄电池或电容器等构成的蓄电装置2,将通过控制电动机10或驱动电动机11发电的电力向蓄电装置2充电,而且能够从蓄电装置2向控制电动机10或驱动电动机11供给电力。此外,各电动机10、11以能够将通过一方的电动机10(11)发电的电力不经由蓄电装置2向另一方的电动机11(10)供给的方式连接。

设有用于控制上述的发动机9、各电动机10、11的ecu8。该ecu8相当于本发明的实施方式中的“控制器”,与图1所示的ecu8同样地构成。具体而言,ecu8将微型计算机构成为主体,被输入设置于混合动力车辆hv的各种传感器的信号,根据该输入的信号和预先存储的运算式或映射等来确定发动机9或各电动机10、11的目标转速或目标转矩等运转状态,根据该确定的运转状态向发动机9或各电动机10、11输出信号。作为向ecu8输入的信号的一例,是通过车速传感器检测到的车速、发动机9的输出轴12(或轮架c)的转速、各电动机10、11的转速、加速踏板(未图示)的踏入量、制动踏板(未图示)的踏入量、设置于混合动力车辆hv的各种开关(未图示)的信号、soc、蓄电装置2的温度、各电动机10、11的温度等。

如上所述构成的混合动力车辆hv能够选择性地设定hv模式和ev模式。该hv模式是通过从发动机9输出驱动转矩并根据需要从驱动电动机11(或控制电动机10)输出驱动转矩而行驶的模式。在设定了hv模式的情况下,根据加速踏板的踏入量等求出对发动机9要求的驱动功率。接下来,根据该要求的驱动功率来确定目标发动机转速。如上所述,动力分割机构13通过从控制电动机10输出反力转矩而将发动机转矩向齿圈r传递,因此通过对控制电动机10的转速进行控制而能够适当控制发动机转速。因此,根据如上所述确定的目标发动机转速来确定控制电动机10的目标转速。需要说明的是,控制电动机10能够连续地控制转速,因此能够使发动机转速连续地变化。即,动力分割机构13能够作为无级变速机构发挥功能。该动力分割机构13相当于本发明的实施方式中的“变速机构”。

以这样将发动机转矩向齿圈r传递的方式从控制电动机10输出反力转矩,并以将发动机转速控制成目标发动机转速的方式对控制电动机10进行了转速控制的情况下,根据车速和目标发动机转速而控制电动机10作为电动机发挥功能,或者作为发电机发挥功能。具体而言,从控制电动机10输出的反力转矩的朝向成为使控制电动机10的转速增大的方向的情况下,控制电动机10作为电动机发挥功能,该反力转矩的朝向成为使控制电动机10的转速减少的方向的情况下,控制电动机10作为发电机发挥功能。

因此,在控制电动机10作为电动机发挥功能的情况下,将从发动机9输出的动力加上从控制电动机10输出的动力而向齿圈r传递。与之相反,在控制电动机10作为发电机发挥功能的情况下,从发动机9输出的动力的一部分由控制电动机10转换成电力。即,从发动机9输出的动力减少而向齿圈r传递。

并且,对应于根据加速踏板的踏入量等而求出的混合动力车辆hv要求的驱动力(驱动转矩)与如上所述向齿圈r传递的转矩之差,来控制驱动电动机11的转矩。具体而言,在向齿圈r传递的转矩无法满足混合动力车辆hv要求的驱动转矩的情况下,使驱动电动机11作为电动机发挥功能,在从动齿轮15的部分增加转矩,在向齿圈r传递的转矩为混合动力车辆hv要求的驱动转矩以上的情况下,使驱动电动机11作为发电机发挥功能,在从动齿轮15的部分减少转矩。即,驱动电动机11作为辅助电动机发挥功能。

另外,如果在使发动机9的输出恒定的情况下变更动力分割机构13的变速比,则伴随着发动机转速的变化而发动机9的输出转矩变化,伴随于此从动力分割机构13输出的转矩变化。因此,在这样的情况下,使驱动电动机11的输出转矩根据从动力分割机构13输出的转矩而变化。即,通过变更基于动力分割机构13的变速比而驱动电动机11的转矩变动。

需要说明的是,ev模式是仅从驱动电动机11输出驱动转矩而行驶的模式,从发动机9或控制电动机10不需要特别输出驱动转矩。在这样的情况下,发动机9的摩擦转矩比控制电动机10的惯性转矩或齿槽转矩大,因此发动机9停止,控制电动机10空转。需要说明的是,在存在对发动机9进行预热的要求的情况等存在对发动机9进行驱动的要求的情况下,可以不用进行向控制电动机10的通电,而对发动机9进行驱动并使控制电动机10空转。

在设定了上述的hv模式的情况下,根据与发动机9的运转点相应的能量效率、控制电动机10的能量效率、驱动电动机11的能量效率、与各齿轮的转速或转矩相应的动力传递效率等,而作为系统整体的能量效率变化。因此,原则上,考虑上述的各效率,以使作为系统整体的能量效率变得良好的方式控制发动机9、控制电动机10、驱动电动机11的转矩或转速。

另一方面,即使动力分割机构13作为无级变速机构发挥功能,在要求驱动力急剧变化,伴随于此使动力分割机构13的变速比急剧变化的情况下,也会产生以发动机转速的急变等为原因的车辆hv的行驶状况的变化,搭乘者可能会感觉到不舒适感。这样的车辆hv的行驶状况的变化存在不符合搭乘者的要求(或意料外)的情况,搭乘者可能会感到不舒适感。相对于此,在不变更动力分割机构13的变速比的情况下,虽然能够抑制车辆hv的行驶状况的变化,但是作为系统整体的能量效率下降,因此燃油经济性恶化或电力消耗量增加。

因此,如上所述构成的混合动力车辆hv也与如图1所示构成的车辆ev同样,优选根据soc等来判断是否执行变速控制。在该情况下,只要将图3中的固定级模式或第一跳过模式、第二跳过模式置换为以下说明的模式而与图3同样地进行判断即可。

具体而言,只要设定将动力分割机构13的变速比维持为恒定的固定比模式作为与固定级模式对应的模式即可。在该情况下,在低车速域为了抑制发动机转速达到零速转速的情况,而优选维持为相当于图1所示的有级式的变速机构4中的前进第一速级的变速比。

需要说明的是,图7所示的混合动力车辆hv通过使发动机9的转矩减少而使驱动电动机11的转矩增大,或者使发动机9的转矩增大而使驱动电动机11的转矩减少,由此能够满足要求驱动力。因此,通过对设定了固定比模式时的发动机9及驱动电动机11的转矩进行控制,能够抑制作为系统整体的能量效率的恶化。

另外,与第一跳过模式对应的模式可以设为以系统效率成为良好的方式进行变速的通常模式。这是因为,在具备如上所述作为无级变速机构发挥功能的动力分割机构13的情况下,与变速相伴的车辆hv的行驶状况的变化比具备有级式的变速机构的车辆小,或者发生频度少。即,本发明的实施方式的变速控制装置只要在soc为阈值th1以上的情况下,能够设定将变速比固定的模式,在soc小于阈值th1的情况下,能够设定抑制系统的能量效率的降低并抑制与变速相伴的车辆hv的行驶状况的变化的模式即可。

此外,作为与第二跳过模式对应的模式,只要是在小于规定车速v1的情况下,维持与固定比模式同样的变速比,在为规定车速v1以上的情况下,以与要求驱动力和车速相应的系统效率变得良好的方式控制动力分割机构13的变速比的模式即可,在为规定车速v1以上的情况下,并不局限于逐步变更变速比的模式。

另外,上述的混合动力车辆hv在减速行驶时,通过停止向发动机9的燃料的供给而根据发动机9的泵送损失或摩擦转矩等来产生发动机制动转矩,为了将该发动机制动转矩向驱动轮7传递而从控制电动机10输出反力转矩。除此之外,使驱动电动机11作为发电机发挥功能而将制动转矩向驱动轮7传递。该发动机制动转矩依赖于发动机9的转速。而且,减速行驶时的驱动电动机11的转速成为与车速相应的转速,因此发电效率(能量效率)依赖于驱动电动机11的再生转矩。此外,减速行驶时的发动机制动转矩与基于驱动电动机11的制动转矩的比例通过控制动力分割机构13的变速比而能够适当变更。

因此,在减速行驶时,在图6的步骤s16中作出肯定判断而允许变速的情况下,只要以驱动电动机11输出驱动电动机11的发电效率变得良好的制动转矩的方式控制动力分割机构13的变速比即可。即,只要控制动力分割机构13的变速比,变更驱动电动机11要求的转矩,由此来变更驱动电动机11的运转点即可。在该情况下,并不限于在当前时间点设定的变速比大于驱动电动机11的发电效率变得良好的变速比。即,在由于步骤s18的变速的允许而进行变速的情况下,并不限于使变速比降低(升挡)。

如上所述在本发明中能够成为对象的车辆可以是在电动机与驱动轮之间具备变速机构的车辆、及在发动机与驱动轮之间具备变速机构且在该变速机构的输出轴上连结有电动机的车辆中的任一者。而且,该变速机构并不局限于逐步变更变速比的有级式的变速机构,可以是连续地变更变速比的无级变速机构。因此,例如,可以是将发动机和电动机分别设置于变速机构的输入侧的车辆,也可以是将发动机与发电机连结并在通过被供给由该发电机发电的电力而进行驱动的电动机上连结有变速机构的所谓串联混合动力车辆。而且,可以是在电动机与驱动轮之间设置的变速机构的输出轴上还具备成为另一驱动力源的电动机的车辆,也可以是在各驱动轮的内部具备作为驱动力源的电动机和变速机构的所谓轮毂电动机车辆。

另外,在上述的控制例中,在能够选择通常模式和无缝优先模式的车辆中,在选择无缝优先模式的情况下,虽然根据soc来切换固定级(或固定比)模式或第二跳过模式与第一跳过模式(或通常模式),但也可以是无法选择相当于无缝优先模式的模式的车辆。在该情况下,只要在soc为阈值th1以上时,选择固定级(或固定比)模式或第二跳过模式,在soc小于阈值th1时,执行与通常模式同样的控制即可。

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