用于混合动力车辆的控制设备和控制方法
【专利说明】
[0001]发明背景
技术领域
[0002]本发明涉及用于混合动力车辆的控制设备和控制方法，在所述混合动力车辆中，作为动力源安装有发动机和电机。
【背景技术】
[0003]在现有技术中，存在混合动力车辆，依据安装在车辆中并用作动力源的电机的数量，将这些混合动力车辆称作单电机车辆或双电机车辆，并且常见的技术是将电机构造成实施发电功能。作为单电机车辆的一个示例，日本专利申请公报N0.2008-179263(JP 2008-179263 A)公开了这样一种车辆，所述车辆设有发动机、具有发电功能的电机和通过发动机输出的动力来发电的发电机，其中，发电机通过从发动机输出的动力发电，并且该电力被供给到电机，由此从电机输出电机转矩，并且该电机转矩作为驱动转矩传递到驱动轮。此外，JP 2008-179263 A公开了在发电机已经发生异常的情况下，电机通过电机的再生控制而发电。
[0004]此外，日本专利申请公报N0.2008-279886(JP 2008-279886 A)和日本专利申请公报N0.08-295140(JP 08-295140 A)中公开了双电机车辆的构造的示例。JP 2008-279886 A和JP 08-295140 A公开了设有发动机、作为动力源的两个电机和由行星齿轮机构形成的动力分配机构(其中三个旋转元件差动地运动)的构造，其中，在动力分配机构中，旋转元件中的任何一个联接到发动机，另一个旋转元件联接到第一电机，并且又一个旋转元件联接到驱动轮和第二电机。换言之，发动机输出的动力通过动力分配机构分配并传递到具有发电功能的第一电机侧和联接到驱动轮的输出构件侧。此外，由于由第一电机产生的反作用力，能够根据第一电机的转数适当地控制发动机的转数。
[0005]特别地，在JP08-295140 A中公开的构造中，发动机转矩经由输出轴输入到动力分配机构的托架，并且设置有用于使输出轴和发动机机械地脱离的离合器和通过固定输出轴而使托架停止旋转的单向离合器，使得由单向离合器所产生的转矩接收第一电机产生的转矩的反作用力。此外，JP 08-295140 A也表明，当车辆通过第一电机和第二电机的动力行驶时，离合器被释放，并且因此不需要停止发动机。
【发明内容】
[0006]在具有作为动力源的发动机和具有发电功能的电机的混合动力车辆中，在减速时，例如，执行再生控制以致使电机起到发电机的功能，由此通过由于从驱动轮传递的外力而旋转的电机来发电，所发的电对诸如电池的蓄电装置进行充电，并且此外，通过这个再生控制，车辆由于从电机输出并且作为制动力作用在驱动轮上的再生转矩而减速。
[0007]此外，通常，蓄电装置在蓄电装置中的充电量超过规定的充电量的过度充电状态下劣化，并且因此，在过度充电状态中或在接近于过度充电状态的充电状态中，控制电机使得电极不用作发电机。这样，JP 2008-179263 A说明了在过度充电的情况下禁止再生控制。然而，由于JP 2008-179263 A中说明的构造是单电机车辆，所以不能在单个电机中同时地执行再生控制和功率行驶控制，并且因此，如果在处于过度充电状态时出现减速请求，则禁止电机的再生控制，并且电机转矩不能作为制动力作用在驱动轮上。
[0008]此外，关于双电机的构造，JP 2008-279886 A指出，如果在液压制动器处于异常状态时存在制动请求，则使由第二电机的再生控制产生的再生转矩和由发动机的旋转阻力产生的转矩二者作为制动力作用在驱动轮上。然而，在离合器设置在发动机和驱动轮之间的构造中，就像也公开了双电机构造的JP 08-295140 A中说明的传动系中那样，假设由于出现某种问题等而不能接合离合器并且离合器保持处于释放状态，则由于发动机与动力传递系统脱离，可能会发生无法将发动机的旋转阻力产生的转矩作为制动转矩传递到驱动轮的情况，就像在JP 2008-279886 A中公开的构造中那样。另一方面，即使离合器保持处于释放状态并且不能接合，根据在JP 08-295140 A中说明的构成，也能够执行电机的再生控制以发电，并且因此，在诸如上述的制动请求的情况下，由该再生控制产生的电机转矩可以补偿由发动机的旋转阻力产生并且应当用作制动力的转矩，因此，发电量增大并且蓄电装置易于达到过度充电状态。这样，在设有用于使发动机与动力传递系统脱离的离合器的混合动力车辆中，存在对用于在离合器不能接合并且保持处于释放状态的情况下避免出现蓄电装置的过度充电状态的技术进一步研究的余地。
[0009]本发明提供用于混合动力车辆的控制设备和控制方法，所述混合动力车辆设有用于使发动机与动力传递系统脱离的离合器，其中，所述车辆构造成避免蓄电装置的充电状态变为过度充电。
[0010]与本发明的第一方面有关的控制设备是一种用于混合动力车辆的控制设备，所述混合动力车辆包括发动机、第一电机、第二电机、蓄电装置、第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件、输出构件、动力分配机构和离合器，所述第一电机和第二电机分别具有发电功能，所述蓄电装置提供用于驱动所述第一电机和第二电机的电力，并且通过所述第一电机和第二电机中的至少一个产生的电力对所述蓄电装置进行充电，所述第一旋转元件连接到所述发动机，所述第二旋转元件连接到所述第一电机，所述第三旋转元件连接到所述输出构件和所述第二电机，所述动力分配机构在所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件中产生差动作用，并且所述离合器设置在从所述发动机到驱动轮的动力传递路径中，所述离合器在接合时在所述发动机和所述驱动轮之间传递转矩，所述离合器在释放时中断所述发动机和所述驱动轮之间的转矩传递，所述控制设备包括:电子控制单元(ECU)，所述电子控制单元构造成在所述离合器保持处于释放状态、所述离合器不能接合并且所述蓄电装置的充电量高于规定的第一阈值时执行通过驱动所述第一电机来消耗所述蓄电装置的电力的驱动控制。
[0011]根据这个方面，在从发动机到驱动轮的动力传递路径中设置有离合器的混合动力车辆中，即使离合器意外地保持处于释放状态并且不能接合，在充电量大于第一阈值时，也驱动第一电机以消耗蓄电装置的电力，因此可以避免蓄电装置的过度充电。因此，由于用作发电机的第二电机产生的电力可以对蓄电装置充电，所以由第二电机在例如减速期间产生的再生转矩可以作为制动转矩传递到驱动轮。此外，由第二电机的再生控制产生的电机转矩可以用作制动转矩，并且因此，如果车辆例如在下坡路等上连续地减速，则能够减少制动踏板的频繁操作，并且因此，可以提高制动器的耐用性。
[0012]在与本发明的第一方面有关的控制设备中，电子控制单元可以构造成在充电量已经由于所述驱动控制而变得低于第二阈值时停止所述驱动控制。第二阈值可以是小于第一阈值的值。
[0013]根据这个方面，在离合器不能接合的情况下，能够防止蓄电装置过度充电，并且能够确保蓄电装置含有电机驱动行驶所需的电量。换言之，蓄电装置的充电状态可以保持处于使得混合动力车辆能够行驶和使得混合动力车辆能够停止的状态。
[0014]在与本发明的第一方面有关的控制设备中，电子控制单元可以构造成在预计充电量将变得高于第一阈值时执行所述驱动控制。
[0015]根据这个方面，如果预计蓄电装置中的充电量将变得高于第一阈值，则可以执行用于提前防止过度充电的所述驱动控制。例如，如果来自于汽车导航系统等的道路信息表明如果车辆继续行驶的话车辆的行驶路径将包括下坡路并且例如如果下坡路的长度较长或倾斜度较大等，则能够防止出现蓄电装置变得过度充电并且电机转矩不能用作制动转矩的情形。
[0016]在与本发明的第一方面有关的控制设备中，混合动力车辆可以包括连接到第一电机的油栗和辅助设备。电子控制单元可以构造成致使受到驱动控制的第一电机沿着驱动油栗和辅助设备的旋转方向旋转。
[0017]根据这个方面，能够通过驱动第一电机旋转而驱动油栗和辅助设备，并且因此，可以增大蓄电装置的耗电量。
[0018]在与本发明的第一方面有关的控制设备中，动力分配机构可以是单小齿轮型的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括作为旋转元件的太阳齿轮、托架和齿圈。第三旋转元件可以是太阳齿轮或齿圈。电子控制单元可以构造成执行所述驱动控制，使得第一旋转元件的转数大于第三旋转元件的转数。
[0019]根据这个方面，由于动力分配机构由单小齿轮型的行星齿轮机构形成并且输出元件由太阳齿轮和齿圈中的任一个形成，所以通过控制第一电机的驱动使得连接到第一电机的旋转元件的转数高于输出元件的转数，能够增大动力分配机构中的能量损失，并且因此，可以提高蓄电装置的耗电量。在这种情况下，除了输出元件以外的旋转元件比输出元件旋转得更快，小齿轮的自主转数增大，并且因此，能量损失增大。
[0020]在与本发明的第一方面有关的控制设备中，动力分配机构可以是双小齿轮型的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括作为旋转元件的太阳齿轮、托架和齿圈。第三旋转元件可以是太阳齿轮或托架。电子控制单元可以构造成执行驱动控制，使得第一旋转元件的转数大于第三旋转元件的转数。
[0021]根据这个方面，由于动力分配机构由双小齿轮型的行星齿轮机构形成并且输出元件由太阳齿轮和托架中的任一个形成，所以通过控制第一电机的驱动使得连接到第一电机的旋转元件的转数高于输出元件的转数，动力分配机构中的能量损失增大，并且因此，可以提高蓄电装置的耗电量。在这种情况下，除了输出元件以外的旋转元件比输出元件旋转得更快，小齿轮的自主转数增大，并且因此，能量损失增大。
[0022]在与本发明的第一方面有关的控制设备中，电子控制单元可以构造成在混合动力车辆不向后行驶时执行驱动控制。
[0023]根据这个方面，如果车辆正在向前行驶或车辆静止，则可以执行第一电机的驱动控制以消耗蓄电装置的电力，并且因此可以避免蓄电装置的过度充电。换