用于混合动力车辆的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于混合动力车辆的控制系统，混合动力车辆包含发动机和电动机或电动机发电机作为驱动力源，并且，特别地，涉及被配置为能够从驱动力传送系统断开发动机的混合动力车辆中的行进模式控制系统。
【背景技术】
[0002]作为一种类型的混合动力驱动装置，通过第一电动机或电动机发电机(以下，可统称为电动机)控制发动机速度并且通过由第一电动机产生的电力驱动第二电动机的所谓的二电动机混合动力类型是已知的。在这种类型的装置中，发动机速度可由第一电动机控制，而发动机输出保持为恒定。因此，为了允许这种控制，通过差动机构连接发动机和第一电动机。其例子在日本专利申请公布N0.08-295140(JP 08-295140 A)中被公开。
[0003]将简要描述该例子的配置。作为差动机构的行星齿轮系中的第一旋转元件与发电机连接，第二旋转元件用作输出元件，第三旋转元件与制动装置连接。然后，发动机经由离合器与第三旋转元件连接。电动机与第二旋转元件连接。因此，在JP 08-295140 A所公开的配置中，在第一电动机在发动机被驱动以运行车辆的状态中用作发电机时，发动机速度被设置为与第一电动机的旋转速度对应的速度。在这种情况下，由第一电动机产生的电力被供给到第二电动机。由第二电动机输出的力矩与从发动机传送的力矩组合并且被传送到驱动轮。另外，由于在第三旋转元件通过发动机或制动装置被固定时差动机构用作减速齿轮或增速齿轮，因此，与第一旋转元件连接的第一电动机的力矩可被传送到输出元件。换句话说，车辆可通过从第一和第二电动机输出的动力而行进。然后，作为制动装置，如果采用单向离合器，那么，在车辆通过电动机行进时，第三旋转元件可不通过发动机被固定而是通过单向离合器被固定，其中该单向离合器在沿反向旋转第三旋转元件的方向向第三旋转元件施加力矩时被接合以固定第三旋转元件。另外，发动机可在这种情况下从第三旋转元件断开。因此，能够保持驱动或停止发动机。
【发明内容】
[0004]在上述JP08-295140 A所公开的混合动力车辆中，当车辆通过第二电动机行进时，离合器可保持接合。但是，如果车辆速度在这种状态下变为高的车辆速度，那么作为反作用力元件的太阳齿轮或与太阳齿轮(sun gear)连接的第一电动机沿相反方向(与发动机旋转方向相反的旋转方向)高速旋转，因此，小齿轮(Pin1n gear)的旋转速度变为高的旋转速度。同时，离合器被接合且车辆通过电动机行进的行进模式或离合器放开以通过电动机使车辆行进的另一行进模式可根据诸如请求的驱动力或车辆速度之类的车辆行进状态而被选择。但是，如果离合器放开操作所需要的时间由于随接合和放开离合器的操作机构的寿命等的劣化而延长，那么存在太阳齿轮或第一电动机的旋转速度由于放开操作期间的车辆速度的增加而增加的可能性。由于第一电动机可用作发电机，因此，它可在反向旋转的同时产生电力，因此可再生能量。但是，如果电力存储装置的充电状态(S0C)已达到饱和，那么产生的电力不能在该状态下被充电并因此不能被有利地利用。因此，电力消耗率(所谓的电气效率)或燃料消耗率(所谓的燃料经济性)变差。
[0005]此外，由于以上的离合器可在行进期间保持放开，因此，存在以下这样的情况:车辆停止，主开关关断，而离合器完全放开或部分放开。替代性地，当离合器放开且车辆通过电动机行进时，存在离合器由于某种异常而不能接合的可能性。在这种情况下，不仅发动机不能被重新启动，而且还存在电力存储装置的S0C的下降妨碍疏散(evacuat1n)行进(跛行回家(limp-home)行进)或到达修理店的行进的可能性。另外，例如，如果离合器是用于配有手动变速器(manual transmiss1n)的车辆中的干式(dry)离合器，那么，该离合器在暴露于车辆外面的同时保留在完全放开状态或部分放开状态。因此，以下这样的可能性增大:其摩擦特性由于外物或水入侵到摩擦表面而改变或者摩擦表面的磨损加大。
[0006]而且，如果发动机被启动以在离合器完全放开或部分放开的同时使停止的车辆开始运行，那么可在传送力矩能力不充分增加的状态下向离合器施加发动机力矩。在这种情况下，开始加速度会由于驱动力矩升高时的延迟而变差，离合器的磨损会被加大，离合器的耐久性会由于离合器的滑动旋转速度的增大而减弱，或者动力损失会增加。
[0007]本发明提供用于混合动力车辆的控制系统，该控制系统可防止或抑制与发动机连接的差动机构或连接发动机与差动机构的离合器的异常或耐久性的减弱。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种混合动力车辆的控制系统，混合动力车辆包括发动机、第一电动机、第二电动机、差动机构和离合器。第二电动机被配置为向驱动轮输出驱动力矩。差动机构被配置为通过至少三个旋转元件执行差动作用。差动机构中的旋转元件中的任一个用作输入元件，从发动机向该输入元件传送驱动力。差动机构中的旋转元件中的另一个与第一电动机连接并且用作反作用力元件。差动机构中的旋转元件中的剩下的一个用作用于向驱动轮输出力矩的输出元件。离合器被配置为连接发动机与输入元件以及使发动机从输入元件断开。电子控制单元被配置为:(a)设置车辆在发动机停止的状态下至少通过第一电动机和第二电动机中的第二电动机的驱动力来行进的EV模式；(b)当车辆速度至少等于预定的第一车辆速度阈值时，禁止完全接合离合器的状态下的EV模式的设置；以及(c)当在EV模式下行进的车辆的车辆速度至多等于预定的第二车辆速度阈值时，禁止放开离合器的状态下的EV模式的设置，所述第二车辆速度阈值小于所述第一车辆速度阈值。
[0009]在根据本发明的一个方面的控制系统中，差动机构可由行星齿轮系构成，输入元件可以是由行星齿轮系的共线图中的中心处的直线代表的旋转元件，反作用力元件可以是由共线图中的另一直线代表的旋转元件，在所述共线图中，所述三个旋转元件由相互平行的直线代表。
[0010]另外，在根据本发明的一个方面的控制系统中，在放开离合器所需要的时间至多等于预定的基准值以及车辆速度至少等于第一车辆速度阈值且小于第三车辆速度阈值的条件下，可解除对于完全接合离合器的状态下的设置EV模式的禁止以及可允许完全接合离合器的状态下的EV模式的设置。第三车辆速度阈值比第一车辆速度阈值大。
[0011]根据本发明，在车辆至少通过第二电动机的驱动力行进的EV模式中，发动机停止。因此，差动机构中的输入元件可在离合器完全放开或具有滑移(slippage)的半放开的状态中旋转。相反，如果离合器完全接合，那么输入元件与发动机一起停止旋转。如果EV模式中的车辆速度至少等于第一车辆速度阈值，那么禁止上述的离合器完全接合的EV模式。因此，即使当差动机构中的输出元件的旋转速度为高的旋转速度时，也能够防止或抑制反作用力元件的旋转速度和与反作用力元件连接的第一电动机的旋转速度中的每一个变为过高的旋转速度。另外，例如，在差动机构由包含小齿轮的行星齿轮系构成的情况下，能够防止或抑制小齿轮的旋转速度变为过高的旋转速度。
[0012]此外，如果车辆速度至多等于第二车辆速度阈值，那么离合器放开的EV模式被禁止，并且，离合器的接合状态被保持。在这种情况下，由于输出元件的旋转速度因低的车辆速度而为低的旋转速度，因此，能够防止或抑制反作用力元件的旋转速度、与反作用力元件连接的第一电动机的旋转速度、以及小齿轮的旋转速度中的每一个变为过高的旋转速度。另外，即使当车辆在维持上述状况时停止时，发动机也可至少通过第一电动机被重新启动，或者第一电动机被发动机驱动以产生电力。这是由于离合器被接合且发动机与输入元件连接。此外，即使离合器被配置为暴露于车辆的外面，也能够防止或抑制外物或水入侵到摩擦表面。这是由于离合器在车辆停止时被接合并且由于离合器的摩擦表面是封闭的。
[0013]此外，在本发明中，如果车辆速度至多等于第三车辆速度阈值，那么，在放开离合器所需要的时间短的条件下，解除对于接合离合器的EV模式的设置的禁止，因此，允许接合离合器的EV模式的设置。结果，设置接合离合器的EV模式的时机的频率增加。因此，能够例如在提出加速请求的情况下提高发动机启动的响应性或者向驱动轮传送发动机的驱动力的控制的响应性。另外，由于发动机与差动机构连接，因此，传动系(power train)的惯性力矩总体上增大，因此，NV(噪声和振动)特性改善。
【附图说明】
[0014]以下将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业重要性，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件，其中:
[0015]图1是用于示出由根据本发明的控制装置执行的控制的例子的流程图；
[0016]图2是用于表示行进模式与第一车辆速度阈值和第二车辆速度阈值两者之间的关系的不图；
[0017]图3是用于示出由本发明的控制装置执行的控制的另一例子的流程图；
[0018]图4是用于表示可应用本发明的混合动力车辆中的齿轮系的例子的构架(skeleton)图；
[0019]图5是用于对各行进模式一并示出接合或放开状态的表格;以及
[0020]图6是用于示出各行进模式中的操作状态的共线图。
【具体实施方式】
[0021]本发明所应用于的混合动力车辆是以下这样的车辆:在该车辆中，经由差动机构连接发动机和电动机，以使得发动机速度由电动机或电动机发电机(以下，可统称为电动机)控制，并且在发动机与差动机构之间进一步设置离合器以使得发动机能够从差动机构断开。差动机构具有分割由发动机输出的动力(power)的功能，并且，设置第二电动机，以将在上述电动机用作发电机