混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将发动机和旋转机作为动力源使用的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统。
【背景技术】
[0002]以往，作为混合动力车辆的动力传递装置，公知的有具备与发动机和两个旋转机连接的动力分配机构(行星齿轮机构)的结构。在具有这种动力传递装置的混合动力系统中，在动力分配机构的各个旋转要素上连接有发动机的旋转轴、第一旋转机的旋转轴、第二旋转机的旋转轴以及驱动轮。在下述专利文献I中公开了发动机、第一电动发电机、第二电动发电机及驱动轮分别与动力分配机构的各个旋转要素连接的结构。在该专利文献I的混合动力系统中，在发动机和动力分配机构之间介设有摩擦离合器和单向离合器。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开平08-295140号公报
【发明内容】
[0006]发明要解决的课题
[0007]然而，在这种现有的混合动力系统中，在仅以第二电动发电机或第一及第二电动发电机的动力进行行驶时，为了实现燃油经济性和电费的改善，而使发动机停止的同时使摩擦离合器释放。因此，在使该停止中的发动机在行驶中启动的情况下，通过使该摩擦离合器卡合来进行发动机转速的提高。在此，该发动机启动时的摩擦离合器在半卡合状态下的差转速小时，会成为完全卡合状态。因此，在该混合动力系统中，与发动机启动相伴的脉动转矩经由完全卡合状态的摩擦离合器而向动力分配机构传递，从而传递到该动力分配机构的输出轴(在专利文献I中为齿圈轴)或动力传递装置的驱动轮侧的输出轴，因此可能会导致噪声或振动的增大。例如，为了抑制该脉动转矩的传递，可以考虑实施基于第一电动发电机或第二电动发电机的控制的减振控制。但是，该减振控制会有导致与使用二次电池的电力相伴的电费或燃油经济性的恶化、能够用于行驶的第一电动发电机或第二电动发电机的输出转矩的降低的危险。
[0008]因此，本发明的目的在于提供一种混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统，能够改善上述现有例具有的问题，抑制发动机启动时摩擦离合器的卡合造成的脉动转矩带来的问题。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]为了达到上述目的，本发明涉及的混合动力车辆的动力传递装置的特征在于，具备:动力分配机构，具有相互间能够差动旋转的多个旋转要素，发动机的旋转轴、第一旋转机的旋转轴、第二旋转机的旋转轴及驱动轮分别连结于该各旋转要素中的四个旋转要素；摩擦卡合装置，介于所述发动机和与该发动机连结的所述旋转要素之间；及控制装置，进行所述发动机的停止控制和所述摩擦卡合装置的释放控制而仅以所述第二旋转机的动力进行行驶，并且通过在仅以该第二旋转机的动力进行行驶的状态下对所述摩擦卡合装置进行卡合控制，而进行所述发动机的助推启动，所述控制装置在所述发动机的助推启动时以将所述摩擦卡合装置维持为半卡合状态的方式对所述第一旋转机进行控制。
[0011]另一方面，为了达到上述目的，本发明涉及的混合动力系统的特征在于，具备:发动机；第一旋转机；第二旋转机；动力分配机构，具有相互间能够差动旋转的多个旋转要素，所述发动机的旋转轴、所述第一旋转机的旋转轴、所述第二旋转机的旋转轴及驱动轮分别连结于该各旋转要素中的四个旋转要素；摩擦卡合装置，介于所述发动机和与该发动机连结的所述旋转要素之间；及控制装置，进行所述发动机的停止控制和所述摩擦卡合装置的释放控制而仅以所述第二旋转机的动力进行行驶，并且通过在仅以该第二旋转机的动力进行行驶的状态下对所述摩擦卡合装置进行卡合控制，而进行所述发动机的助推启动，所述控制装置在所述发动机的助推启动时以将所述摩擦卡合装置维持为半卡合状态的方式对所述第一旋转机进行控制。
[0012]在此，优选所述控制装置在所述发动机的助推启动时以能够维持所述摩擦卡合装置的差转速比规定转速大的状态的方式对所述第一旋转机进行控制。
[0013]另外，优选在所述发动机的助推启动时的所述第一旋转机的所述控制是将所述第一旋转机的转速向正旋转方向进行控制的控制。
[0014]另外，优选在所述发动机的助推启动时，若车速为规定车速以上，则所述控制装置将所述摩擦卡合装置控制为半卡合并且将所述第一旋转机的转速向负旋转方向进行控制，另一方面，若车速低于所述规定车速，则所述控制装置将所述摩擦卡合装置控制为半卡合并且将所述第一旋转机的转速向正旋转方向进行控制，在向所述负旋转方向或所述正旋转方向进行控制之后，在所述摩擦卡合装置的差转速减小到所述规定转速时，所述控制装置将所述第一旋转机的转速向正旋转方向进行控制。
[0015]另外，优选在所述发动机的助推启动时，所述控制装置以所述第一旋转机的目标转速进行该第一旋转机的控制，所述第一旋转机的目标转速是使与所述发动机连结的所述旋转要素的转速成为所述发动机的点火允许转速以上或者该发动机的自持转速以上的转速。
[0016]另外，优选若车速为规定车速以上，则所述第一旋转机的目标转速为负旋转，且车速越高所述第一旋转机的目标转速越高，若车速低于所述规定车速，则所述第一旋转机的目标转速为正旋转，且车速越低所述第一旋转机的目标转速越高。
[0017]另外，优选所述控制装置最早到所述发动机的转速提高至该发动机的点火允许转速为止执行所述第一旋转机的所述控制，或者最早到所述发动机进行自持运转为止执行所述第一旋转机的所述控制。
[0018]另外，优选所述动力分配机构具备第一及第二行星齿轮装置，该第一及第二行星齿轮装置的连结于驱动轮侧的双方的齿圈彼此成为一体而进行旋转，在所述第一行星齿轮装置的行星轮架和太阳轮上分别连结所述发动机的旋转轴和所述第一旋转机的旋转轴，在所述第二行星齿轮装置的太阳轮上连结所述第二旋转机的旋转轴。
[0019]发明效果
[0020]本发明涉及的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统在发动机助推启动时控制第一旋转机而将摩擦卡合装置维持为半卡合状态。因此，该动力传递装置及混合动力系统能够抑制在该助推启动时在发动机产生的脉动转矩经由摩擦卡合装置向动力传递装置的传递，因此能够抑制噪声或振动的产生。另外，在该动力传递装置及混合动力系统中，不需要进行用于抑制噪声或振动的产生的基于第一旋转机或第二旋转机的转矩的减振控制或者能够使该减振控制中的第一旋转机或第二旋转机的转矩减小。因此，该动力传递装置及混合动力系统能够实现电费或燃油经济性的改善，并且能够扩大利用第二旋转机的转矩的EV行驶的适用范围。
【附图说明】
[0021]图1是表示本发明涉及的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的结构的梗概图。
[0022]图2是控制装置中的输入输出关系图。
[0023]图3是表不摩擦离合器的动作卡合表的图。
[0024]图4是利用列线图观察现有的高车速行驶中的从EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的图。
[0025]图5是利用列线图观察现有的低车速行驶中的从EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的图。
[0026]图6是表示实施例的高车速行驶中的从EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的时序图。
[0027]图7是表示实施例的低车速行驶中的从EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的时序图。
[0028]图8是说明实施例中的从EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的流程图。
[0029]图9是表示变形例的目标MGl转速的一例的图。
[0030]图10是说明变形例中的从EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的流程图。
[0031]图11是表示从变形例的高车速行驶中的EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的时序图。
[0032]图12是表示变形例的从低车速行驶中的EV行驶模式向HV行驶模式的切换动作的时序图。
【具体实施方式】
[0033]以下，基于附图对本发明涉及的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的实施例进行详细说明。另外，本发明并不由该实施例限定。
[0034]实施例
[0035]基于图1至图12对本发明涉及的混合动力车辆的动力传递装置及混合动力系统的实施例进行说明。
[0036]图1的标号I表不本实施例的动力传递装置。另外，图1的标号100表不具有该动力传递装置I的混合动力系统。
[0037]混合动力系统100具备发动机ENG、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2作为动力源。
[0038]发动机ENG是从发动机旋转轴(曲轴)11输出机械性的动力(输出转矩)的内燃机或外燃机等燃机。该发动机ENG的动作由作为图2所述的发动机控制装置的电子控制装置(以下称为“ENGECU”)51控制。该ENGECU51例如进行电子节气门的开度控制、基于点火信号的输出的点火控制、燃料的喷射控制等，控制发动机ENG的输出转矩(以下称为“发动机转矩”)Te。
[0039]第一旋转机MGl和第二旋转机MG2是具有作为动力运转驱动时的电动机(电动机)的功能和作为再生驱动时的发电机(generator)的功能的电动发电机(motor/generator)。该第一及第二旋转机MGl、MG2的动作由作为图2所示的旋转机控制装置的电子控制装置(以下称为“MGE⑶”)52控制。第一及第二旋转机MGl、MG2经由逆变器(图示省略)与二次电池(图示省略)连接，将输入到各个旋转轴(MGl旋转轴12、MG2旋转轴13)的机械能(转矩)转换成电能，能够使二次电池蓄电。另外，第一及第二旋转机MG1、MG2能够将从二次电池供给的电能或另一方的旋转机(第二及第一旋转机MG2、MGl)生成的电能转换成机械能(转矩)，从各个旋转轴(MGl旋转轴12、MG2旋转轴13)作为机械动力(输出转矩)输出。MGECU52例如调整向第一旋转机MGl或第二旋转机MG2供给的电流值，控制第一旋转机MGl的输出转矩(以下称为MGl转矩)Tmgl或第二旋转机MG2的输出转矩(以下称为MG2转矩)Tmg2。
[0040]该混合动力系统100是将发动机旋转轴11、MGl旋转轴12和MG2旋转轴13同心地配置的单轴式的系统。动力传递装置I构成为能够进行各动力源的相互间的动力传递，并且还能够进行各个动力源和驱动轮W之间的动力传递。因此，该动力传递装置I具备与发动机旋转轴11、MG1旋转轴12和MG2旋转轴13分别单独地连结的动力分配机构20。
[0041]动力分配机构20具有相互间能够差动旋转的多个旋转要素，在该各个旋转要素中的4个旋转要素上连接有发动机旋转轴11、MG1旋转轴12、MG2旋转轴13和驱动轮W。该动力分配机构20由两个差动装置(第一差动装置21和第二差动装置22)构成。
[0042]第一差动装置21是具有太阳轮S1、小齿轮P1、齿圈Rl和行星轮架Cl的第一行星齿轮装置，与发动机ENG和第一旋转机MGl连结。在该示例的结构中，发动机ENG经由后述的摩擦离合器40与行星轮架Cl连结，第一旋转机MGl的MGl旋转轴12与太阳轮SI连结。齿圈Rl与驱动轮W侧连结。