车辆的驱动控制装置的制作方法

专利名称：车辆的驱动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合于混合动力车辆的驱动控制装置。
背景技术：
已知除了内燃机还具备电动机和/或电动发电机等动力源的混合动力车辆。在混 合动力车辆中，使内燃机尽可能在高效率状态下运转，另一方面通过电动机或者电动发电 机来补充驱动力和/或发动机制动力的过不足。 在上述那样的混合动力车辆中，在专利文献1中记载有构成为能够切换无级变速 模式与固定变速比模式而运转的变速机构的例子。具体地说，将2个行星齿轮机构组合构 成具有4个旋转元件的动力分配机构，4个旋转元件分别连接于发动机、第1电动发电机、 输出轴以及制动器。在松开了制动器的状态下，使第1电动发电机的转速连续变化，由此发 动机的转速连续变化，执行无级变速模式下的运转。另一方面，在固定了制动器的状态下， 阻止上述的旋转元件之一的旋转，由此变速比变得固定，执行固定变速比模式下的运转。另 外，众所周知，切换无级变速模式与固定变速比模式的变速机构不使用以往的湿式多板离 合器，而使用使旋转元件的齿与固定元件的齿啮合的啮合机构。 另外，在专利文献2中，记载了如下技术在混合动力车辆中，基于电动机(第1电 动发电机)的转矩的反力来算出发动机转矩。 在专利文献1所记载的技术中，在旋转元件的齿与固定元件的齿啮合的状态下， 即在设定为固定变速比模式的状态下，有时不能适当地推定发动机转矩。这是因为在固定 变速比模式下行驶时，不通过第1电动发电机而通过啮合机构机械地支撑发动机的反力转 矩(此时第1电动发电机几乎不输出)，所以难以利用第1电动发电机的转矩来推定发动机 转矩。另外，在专利文献2中，对于在固定变速比模式下行驶时高精度地推定发动机转矩的 方法也没有记载。 专利文献1 :日本特开2004-345527号公报
专利文献2 :W000/39444号公报

发明内容
本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于提供一种在固定变速比模式 下行驶期间能够高精度地推定发动机转矩的车辆的驱动控制装置。 在本发明的一种观点中，车辆的驱动控制装置，具备啮合机构，其具有旋转元件 和固定元件，所述旋转元件具有多个齿，通过内燃机的转矩进行旋转，所述固定元件具有多 个齿，与所述旋转元件啮合；转矩付与单元，其对所述旋转元件付与转矩；第1传递控制单 元，其以通过使所述啮合机构啮合而由该啮合机构承受所述内燃机的转矩的反力、并且使 所述内燃机的转矩传递至所述车轮的方式进行控制；和转矩推定控制单元，其进行用于推 定所述内燃机的转矩的控制，所述转矩推定控制单元具备转矩付与控制单元，其在由所述 第1传递控制单元进行的控制的执行期间，进行从所述转矩付与单元对所述旋转元件付与的转矩的控制；相位变化检测单元，其在由所述转矩付与控制单元进行的控制的执行期间， 检测所述旋转元件与所述固定元件的旋转方向的相位变化；和转矩推定单元，其在由所述 第1传递控制单元进行的控制的执行期间，基于所述相位变化检测单元检测出的相位变化 以及通过所述转矩付与控制单元的控制而从所述转矩付与单元付与的转矩，推定所述内燃 机的转矩。 上述的车辆的驱动控制装置，搭载于具有发动机以及电动发电机作为驱动源的混 合动力车辆等。具体地说，车辆的驱动控制装置包括啮合机构，其包括通过内燃机的转矩 而旋转的旋转元件和与该旋转元件啮合的固定元件；转矩付与单元，其向旋转元件付与转 矩；和第1传递控制单元，其以通过使啮合机构啮合而承受内燃机的转矩的反力、同时使内 燃机的转矩传递至车轮的方式进行控制。进而，转矩推定控制单元在由第1传递控制单元 进行的控制的执行期间，进行从转矩付与单元对旋转元件付与的转矩的控制，检测旋转元 件与固定元件的旋转方向的相位变化，基于该相位变化以及转矩付与单元的转矩，推定内 燃机的转矩。根据上述的车辆的驱动控制装置，能够在旋转元件与固定元件啮合的状态下 高精度地推定内燃机的转矩。 在上述的车辆的驱动控制装置的一个方案中，所述转矩付与控制单元进行从所述 转矩付与单元对所述旋转元件付与的转矩的控制，使得相位在比所述旋转元件的齿与所述 固定元件的齿的齿隙小的范围内变化。由此，能够抑制在内燃机的转矩的推定时产生震动。
在上述的车辆的驱动控制装置的另一个方案中，所述转矩推定控制单元，在所述 内燃机的动作点的变化变为预定以上时，进行用于推定所述转矩的控制。由此，能够降低
用于推定内燃机的转矩的控制的执行频率，能够抑制该控制的执行引起的燃料经济性下降等。 在上述的车辆的驱动控制装置的另一个方案中，具备第2传递控制单元，其以松 开所述啮合机构的啮合而由所述转矩付与单元承受所述内燃机的转矩的反力、并且使所述 内燃机的转矩传递至所述车轮的方式进行控制；和切换单元，其在为了从由所述第1传递 控制单元进行的控制切换到由所述第2传递控制单元进行的控制而应该由所述转矩付与 单元付与的转矩的绝对值，变得比在所述转矩推定控制单元的控制时由所述转矩付与单元 付与的转矩的绝对值大的情况下，从由所述第1传递控制单元进行的控制切换为由所述第 2传递控制单元进行的控制。由此，在用于推定内燃机的扭矩的控制的执行时，能够迅速地 进行从由第1传递控制单元进行的控制向由第2传递控制单元进行的控制的切换。
在上述的车辆的驱动控制装置的另一个方案中，所述转矩付与控制单元基于所述 转矩付与单元现在付与的转矩与为了使所述旋转元件与所述固定元件的相位变化而应该 由所述转矩付与单元付与的目标转矩的关系，控制由所述转矩付与单元付与的转矩的变化 速度。由此，能够抑制转矩推定时产生输出轴的变动等，并且能够縮短为了推定转矩所需要 的时间。 在上述的车辆的驱动控制装置的另一个方案中，还具备在由所述转矩付与控制单 元进行的控制期间，产生对所述转矩付与单元付与的转矩进行补偿的转矩的单元。由此，能 够有效地抑制转矩的推定时产生输出轴的变动等。 在优选的例子中，作为所述转矩付与单元可以使用电动发电机。
本发明的车辆的驱动控制装置具有啮合机构，其包括通过内燃机的转矩而旋转的旋转元件和与该旋转元件啮合的固定元件；转矩付与单元，其向旋转元件付与转矩；和 第1传递控制单元，其以通过使啮合机构啮合而承受内燃机的转矩的反力、同时使内燃机 的转矩传递至车轮的方式进行控制，在由第1传递控制单元进行的控制的执行期间，进行 从转矩付与单元对旋转元件付与的转矩的控制，检测旋转元件与固定元件的旋转方向的相 位变化，基于该相位变化以及转矩付与单元的转矩，推定内燃机的转矩。由此，能够在旋转 元件与固定元件啮合的状态下高精度地推定内燃机的转矩。


图1表示实施方式的混合动力车辆的概略结构。图2表示电动发电机以及动力传递机构的结构。图3表示动力分配机构的固定变速比模式下的列线图。图4表示用于说明发动机转矩推定控制的基本概念的图。图5表示MG1转矩的变动速度的一例。图6表示发动机转矩推定控制的时间图。图7表示表现发动机转矩推定控制的执行条件的图。图8表示在发动机转矩推定控制中进行变速控制时的MG1转矩的时间变化。图9是表示发动机转矩推定控制处理的流程图。符号说明1 :发动机3 :输出轴4 :ECU7 :制动部31 :变换器(inverter,逆变器)32、34 :转换器33 :HV电池20 :动力分配机构MG1 :第1电动发电机MG2 :第2电动发电机
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的优选的实施方式进行说明。 [OO39](装置结构) 在图1中示出应用了本发明的混合动力车辆的概略结构。图1的例子是被称为机 械分配式两电机型的混合动力车辆，具备发动机(内燃机)1、第1电动发电机MG1、第2电 动发电机MG2和动力分配机构20。相当于动力源的发动机1与相当于转速控制机构的第1 电动发电机MG1连结于动力分配机构20。在动力分配机构20的输出轴3上，连结有作为用 于进行驱动转矩或制动力的辅助的副动力源的第2电动发电机MG2。第2电动发电机MG2 与输出轴3经由MG2变速部6而连接。进而，输出轴3经由最终减速机8连结于左右的驱 动轮9。第1电动发电机MG1与第2电动发电机MG2经由电池、变换器或适当的控制器(参照图2)，或者直接电连接，构成为能够通过由第1电动发电机MG1产生的电力来驱动第2电 动发电机MG2。第1电动发电机MG1相当于转矩付与单元。 发动机1是燃烧燃料来产生动力的内燃机，列举有汽油发动机、柴油发动机等。第 1电动发电机MG1通过从发动机1接受转矩来旋转从而主要进行发电，伴随发电的转矩的反 力起作用。通过控制第1电动发电机MG1的转速，发动机1的转速连续地变化。将这样的 变速模式称作无级变速模式。无级变速模式通过后述的动力分配机构20的差动作用来实 现。 第2电动发电机MG2是辅助(assist)驱动转矩或制动力的装置。在辅助驱动转 矩时，第2电动发电机MG2接受电力的供给，作为电动机发挥作用。另一方面，在辅助制动 力时，第2电动发电机MG2通过从驱动轮9传递的转矩而旋转，作为产生电力的发电机发挥 作用。 图2表示图1所示的第1及第2电动发电机MG1及MG2以及动力分配机构20的 结构。 动力分配机构20是将发动机1的输出转矩分配到第1电动发电机MG1和输出轴3 的机构，构成为产生差动作用。具体地说，包括多组差动机构，在互相产生差动作用的4个 旋转元件中，在第1旋转元件上连结发动机l，在第2旋转元件上连结第1电动发电机MG1、 在第3旋转元件上连结输出轴3。第4旋转元件可以由制动部7来固定。制动部7构成为 包括固定元件，由制动操作部5来控制。例如，制动部7由爪式离合器(dog clutch)等构 成。在制动部7没有固定第4旋转元件的状态下，使第1电动发电机MG1的转速连续变化 从而使发动机l的转速连续变化，实现无级变速模式。另一方面，在制动部7固定了第4旋 转元件的状态下，由动力分配机构20确定的变速比被固定为过载状态(即，发动机转速比 输出转速小的状态)，实现固定变速比模式。第4旋转元件和制动部7相当于啮合机构。
在本实施方式中，如图2所示，动力分配机构20被构成为组合两个行星齿轮机构。 第1行星齿轮机构包括齿圈21、行星架22、太阳齿轮23。第2行星齿轮机构为双齿轮式，包 括齿圈25、行星架26、太阳齿轮27。 发动机1的输出轴2连结于第1行星齿轮机构的行星架22，该行星架22连结于第 2行星齿轮机构的齿圈25。这些构成第l旋转元件。第1电动发电机MG1的转子ll连结 于第1行星齿轮机构的太阳齿轮23，这些构成第2旋转元件。 第1行星齿轮机构的齿圈21与第2行星齿轮机构的行星架26互相连结，并且连 结于输出轴3。这些构成第3旋转元件。另外，第2行星齿轮机构的太阳齿轮27连结于旋 转轴29，与旋转轴29 —起构成第4旋转元件。旋转轴29可以由制动部7来固定。
电源单元30包括变换器31、转换器32、HV电池33以及转换器34。第1电动发电 机MG1通过电源线37连接于变换器31，第2电动发电机MG2通过电源线38连接于变换器 31。另外，变换器31连接于转换器32，转换器32连接于HV电池33。而且HV电池33经由 转换器34连接于辅机电池35。 变换器31在电动发电机MG1及MG2之间进行电力的交换。在电动发电机的再生 时，变换器31将电动发电机MG1及MG2通过再生而发电产生的电力变换为直流，向转换器 32供给。转换器32对从变换器31供给的电力进行电压转换，对HV电池33充电。另一方 面，在电动发电机的动力运行时，从HV电池33输出的直流电力由转换器32升压，经由电源线37或38向电动发电机MG1或MG2供给。 HV电池33的电力由转换器34进行电压转换而供给到辅机电池35，被用于各种辅 机的驱动。 变换器31、转换器32、 HV电池33以及转换器34的动作由ECU4来控制。ECU4发 送控制信号S4，由此控制电源单元30内的各元件的动作。另外，表示电源单元30内的各 元件的状态等的必要的信号，作为控制信号S4被供给到ECU4。具体地说，表示HV电池33 的状态的SOC(State OfCharge)以及电池的输入输出限制值等，作为控制信号S4被供给到 ECU4。 另外，在制动部7上，设有能够检测第4旋转元件(旋转轴29等)与固定元件(制 动部7)的相位变化的旋转传感器40。旋转传感器40将与检测出的相位变化对应的检测信 号S40供给到ECU4。 ECU4在发动机1、第1电动发电机MG1以及第2电动发电机MG2之间发送接收控 制信号Sl S3，由此对它们进行控制。另外，ECU4对制动操作部5供给制动操作指示信号 S5。制动操作部5基于制动操作指示信号S5来操作制动部7，控制作为第4旋转元件的旋 转轴29的固定/松开。虽然详细情况稍后叙述，但ECU4相当于本发明中的转矩推定控制 单元、第1传递控制单元、第2传递控制单元以及切换单元。
(发动机转矩推定控制) 接下来，对本实施方式中的发动机转矩推定控制进行说明。在本实施方式中，在旋
转元件的齿与固定元件的齿啮合的状态下，即在在固定变速比模式下行驶期间，进行用于
推定发动机转矩的控制。发动机转矩推定控制由上述的ECU4来执行。 在此，参照图3，对在固定变速比模式下推定发动机转矩时的问题点进行说明。图
3示出了动力分配机构20的固定变速比模式下的列线图。在固定变速比模式下，如图3中
的黑点所示，通过啮合机构(第4旋转元件以及固定元件)啮合来固定制动部7。在这样设
定为固定变速比模式的情况下，难以适当地推定发动机转矩。其原因如下所述。在无级变速
模式下，如图3中的箭头Al所示，发动机转矩的反力由第1电动发电机MG1支撑(图3示
出了固定变速比模式下的列线图，但为了便于说明，使用该图进行无级变速模式的说明)。
因此，能够基于第1电动发电机MG1的转矩来高精度地求得发动机转矩。即，在无级变速模
式下，能够将第1电动发电机MG1作为用于推定发动机转矩的传感器来利用。 然而，在固定变速比模式下，如图3中的箭头A2所示，发动机转矩的反力在制动部
7被机械地支撑，所以难以基于第1电动发电机MG1的转矩来求得发动机转矩。S卩，此时第
1电动发电机MG1几乎不输出，所以不能如上述的无级变速模式那样将第1电动发电机MG1
作为传感器来利用，难以高精度地推定发动机转矩。若不能如此高精度地推定发动机转矩，
则在进行固定变速比模式与无级变速模式的变速时等，可能会产生伴随变速的变速震动和
/或电力收支的不平衡等。 因此，在本实施方式中，ECU4在固定变速比模式下行驶期间，进行用于高精度地推 定发动机转矩的控制。具体地说，ECU4在固定变速比模式下行驶期间，从第1电动发电机 MG1对第4旋转元件付与转矩(以下，也称作"MG1转矩"。)，基于此时产生的第4旋转元件 与固定元件的相位变化来推定发动机转矩。详细地说，ECU4在监视相位变化并且使MG1转 矩变动的情况下，基于相位在比第4旋转元件的齿与固定元件的齿的齿隙小的范围内变化
7时的MG1转矩，推定发动机转矩。 图4是用于说明本实施方式的发动机转矩推定控制的基本概念的图。在图4中，示 出了第4旋转元件中的齿的一部分和固定元件(制动部7)的齿的一部分。此时，第4旋转 元件的齿与固定元件的齿啮合，即设定为固定变速比模式。在固定变速比模式下，基本上， 由图4中的箭头Bl示出的转矩在第4旋转元件与固定元件之间活动，发动机转矩的反力在 制动部7被机械地支撑。在本实施方式中，ECU4为了在这样的固定变速比模式下行驶期间 推定发动机转矩，以向第4旋转元件付与由与箭头Bl方向相反的箭头B2示出的MG1转矩 的方式，对第1电动发电机MG1进行控制。具体地说，ECU4以MG1转矩逐渐变化的方式，对 第1电动发电机MG1进行控制。详细地说，若将箭头B1的方向设为正方向、将箭头B2的方 向设为负方向，则ECU4以MG1转矩逐渐减小的方式(换言之以转矩在与箭头Bl相反的方 向上活动而逐渐增大的方式)，对第1电动发电机MG1进行控制。 由此，由箭头B1示出的第4旋转元件与固定元件之间活动的转矩逐渐减小。而且， 在MG1转矩变得与发动机转矩的反力相当时，啮合机构的支撑转矩大致变为"O"。然后，第 4旋转元件相对于固定元件移动，即第4旋转元件与固定元件的相位变化。具体地说，第4 旋转元件与固定元件的相位变化到相当于第4旋转元件的齿与固定元件的齿的齿隙B3 (换 而言之为"间隙")的值。 在本实施方式中，ECU4基于这样相位变化时付与的MG1转矩来推定发动机转矩。 这是因为，在产生第4旋转元件与固定元件的相位变化时，付与的MG1转矩变得与发动机转 矩的反力相当，所以能够根据该MG1转矩来高精度地推定发动机转矩。通过这样进行发动 机转矩的推定，在固定变速比模式下的行驶期间，能够高精度地推定发动机转矩，能够有效 地抑制伴随变速的变速震动和/或电力收支的不平衡等。 接下来，参照图5至图8，对本实施方式的发动机转矩推定控制具体进行说明。
使用图5，对在发动机转矩推定控制时使MG1转矩变化的速度(以下，称作"变动 速度，swe印speed"。)进行说明。在本实施方式中，ECU4基于付与的MG1转矩、与基于发 动机功率指令值等而预测的预想MG1转矩(目标转矩)的关系，设定MG1转矩的变动速度。 具体地说，ECU4在MG1转矩从预想MG1转矩偏离了某种程度时，使MG1转矩比较快地变化。 即，使MG1转矩迅速地变化到预想MG1转矩附近。这是为了縮短推定发动机转矩所需要的 时间。 另一方面，在MG1转矩处于预想MG1转矩附近时，ECU4使MG1转矩比较慢地变化。 即，在通过使MG1转矩变化从而使MG1转矩变为预想MG1转矩的附近的值时，使MG1转矩的 变动速度减小。这是为了在检测出第4旋转元件与固定元件的相位变化而停止MG1转矩的 付与时，使该相位变化不会变得比齿隙量更大。即，为了在第4旋转元件的齿与固定元件的 齿的相反侧碰撞之前将其停止。通过这样使变动速度减小，能够在发动机转矩推定控制时 抑制输出轴变动的产生。 具体情况使用图5进行说明。图5示出了MG1转矩的变动速度的一例。图5的横 轴表示对预想MG1转矩的比例(％ )，纵轴表示变动速度(设为表示绝对值)。此时，ECU4 在当前的MG1转矩对预想MG1转矩的比例小于80 (% )时，以变动速度VI使MG1转矩变化。 与此相对，在当前MG1转矩对预想MG1转矩的比例为80(X )以上时，ECU4以比变动速度V1 慢的变动速度V2使MG1转矩变化。
变动速度V2是在检测出第4旋转元件与固定元件的相位变化而停止MG1转矩的 付与时，基于在第4旋转元件的齿与固定元件的齿的相反侧碰撞之前将其停止的响应性等 而设定的。另外，并不限定于如上所述那样将变动速度设为2级。也可以使用分为3级以 上级别的变动速度，也可以使用不分级而连续地变化的变动速度。 图6中示出本实施方式的发动机转矩推定控制的时间图。图6的上面表示MG1转 矩的变化，图6的下面表示第4旋转元件与固定元件的相位变化。另外，相位变化相当于从 旋转传感器40输出的检测信号S40。 在时刻tll，开始发动机转矩推定控制。即，将与在第4旋转元件与固定元件之间 活动的转矩相反方向的MG1转矩对第4旋转元件进行付与。具体地说，在从时刻tll到时 刻tl2的期间，如以符号C1示出的那样，使MG1转矩逐渐减小。此时，以上述的变动速度V1 付与MG1转矩。然后，在时刻tl2以后，如以符号C2示出的那样，使MGl转矩逐渐减小。此 时，以上述那样的比变动速度VI慢的变动速度V2付与MG1转矩。 然后，在时刻tl3，如以符号C3示出的那样，产生第4旋转元件与固定元件的相位 变化。这意味着啮合机构的支撑转矩大致变为"O"。换而言之，意味着时刻tl3的MGl转 矩Trl与发动机转矩的反力大致平衡。因此，能够基于该MG1转矩Trl来高精度地推定发 动机转矩。需说明的是，以如上所述那样适当设定的变动速度V2使MG1转矩变化，所以相 位变化变得比齿隙小。 在产生这样的相位变化时(具体地说从时刻t13到时刻t14的期间内)，维持MG1 转矩Trl。然后，在时刻tl4，进行使MGl转矩增加的控制。S卩，以付与的MG1转矩变为"0" 的方式进行控制。然后，在时刻t15， MG1转矩大致变为"0"，在该时间点，发动机转矩推定 控制结束。 在如上所述那样在发动机转矩推定控制时使MG1转矩变动时，优选为了补偿MG1 转矩而通过第2电动发电机MG2来付与转矩(以下，也称作"MG2转矩"。)。这是因为如 果在固定变速比模式下使MG1转矩变动，则由于齿轮比的关系传递到输出轴3的转矩变化， 有时会产生输出轴变动(输出轴震动)。然而，通过这样由MG2转矩来补偿传递到输出轴3 的转矩的变化量，从而能够有效地防止发动机转矩推定控制中的输出轴变动的产生。
接下来，使用图7，对发动机转矩推定控制的执行条件进行说明。在本实施方式中， ECU4在发动机1的动作点的变化为预定以上时，即动作点从上次的发动机转矩的推定时发 生了较大变化时，执行发动机转矩推定控制。这是因为在动作点发生了较大变化时，有以 前推定出的发动机转矩的值的可信度降低的倾向，所以希望执行发动机转矩推定控制，但 在动作点没有发生较大变化时，能够使用以前推定出的发动机转矩，不需要执行发动机转 矩推定控制。而且，还因为在动作点没有发生较大变化时，希望抑制由执行发动机转矩推 定控制引起的第1电动发电机MG1的使用能量增大从而使燃料经济性下降。发动机转矩 推定控制的执行优选在发动机功率的指令的变动小的情况下(即行驶条件稳定的情况)进 行。 具体情况使用图7进行说明。图7的横轴表示发动机旋转偏差，纵轴表示空气负荷 率偏差。空气负荷率偏差是与发动机转矩的变化相关的指标。在该例中，ECU4使用图7所 示的由发动机旋转偏差与空气负荷率偏差表示的图，判断发动机转矩推定控制的执行。艮卩， 基于由发动机旋转偏差与空气负荷率偏差表示的发动机1的动作点，判断发动机转矩推定控制的执行。详细地说，ECU4在发动机1的动作点处于阴影区域时，不执行发动机转矩推 定控制；在发动机1的动作点不处于图7中的阴影区域时，执行发动机转矩推定控制。
接下来，使用图8 ，对发动机转矩推定控制中的从固定变速比模式向无级变速模式 的变速控制进行说明。在本实施方式中，ECU4在发动机转矩推定控制中，即使在MG1转矩 正在变动期间，在发出了向无级变速模式的变速要求的情况下，也同时执行用于从固定变 速比模式向无级变速模式变速的变速控制。具体地说，ECU4求得为了变速为无级变速模式 而需要的MG1转矩(以下，称作"变速要求MG1转矩"。)，基于该变速要求MG1转矩与发动 机转矩推定控制中的MG1转矩(以下，为了与"变速要求MG1转矩"区别而称作"发动机转 矩推定MG1转矩"。)的关系，确定向第l电动发电机MG1发出的指令值来进行变速控制。
更具体地说，ECU4在变速要求MG1转矩的绝对值为发动机转矩推定MG1转矩的绝 对值以下时，不将变速要求MG1转矩反映为指令值。S卩，不从第1电动发电机MG1付与变速 要求MG1转矩，而从第1电动发电机MG1付与发动机转矩推定MG1转矩。S卩，继续发动机转 矩推定控制。与此相对，在变速要求MG1转矩的绝对值变得比发动机转矩推定MG1转矩的 绝对值大时，ECU4结束发动机转矩推定控制，将变速要求MG1转矩反映为指令值。S卩，将由 第1电动发电机MG1付与的转矩从发动机转矩推定MG1转矩替换为变速要求MG1转矩。通 过这样进行变速控制，在发动机转矩推定控制中，能够迅速地从固定变速比模式向无级变 速模式进行变速。换而言之，能够防止变速缓慢。 具体情况使用图8进行说明。图8表示在发动机转矩推定控制中进行了变速控制 时的MG1转矩的时间变化。首先，在时刻t21，开始发动机转矩推定控制。具体地说，从时刻 t21开始，如以符号D1示出的那样，由第1电动发电机MG1付与MG1转矩(发动机转矩推定 MG1转矩)。然后，在时刻t22，发出从固定变速比模式向无级变速模式的变速要求。然后， 从时刻t22开始，如以符号D2示出的那样，算出为了变速为无级变速模式所需要的变速要 求MG1转矩。但是，在从时刻t22到时刻t23的期间，变速要求MG1转矩的绝对值为发动机 转矩推定MG1转矩的绝对值以下，所以变速要求MG1转矩没有反映为指令值。换而言之，使 用发动机转矩推定MG1转矩作为指令值。 然后，在时刻t23，变速要求MGl转矩的绝对值变得比发动机转矩推定MG1转矩的 绝对值大。因此，此时，结束发动机转矩推定控制，将变速要求MG1转矩反映为指令值。艮卩， 如以符号D3示出的那样，将由第1电动发电机MG1付与的转矩从发动机转矩推定MG1转矩 替换为变速要求MG1转矩。然后，在时刻t24，变速要求MG1转矩变为所希望的转矩，所以从 固定变速比模式向无级变速模式切换。从固定变速比模式向无级变速模式的切换，基本上 通过松开啮合机构(第4旋转元件及固定元件)的啮合来进行。
(发动机转矩推定控制处理) 接下来，参照图9，对与本实施方式的发动机转矩推定控制处理进行说明。图9是 表示发动机转矩推定控制处理的流程图。该处理由ECU4反复执行。 首先，在步骤S101中，ECU4取得运转状态信息。具体地说，ECU4取得各旋转元件 的转速、转矩、制动部7、离合器等接合元件的状态、驾驶者的加速、制动、换档操作、电池和 /或电动发电机MG1及MG2、变换器31等的状态作为运转状态信息。然后，处理进入步骤 S102。 在步骤S102中，ECU4判定是否处于固定变速比模式下行驶中。具体地说，ECU4基于在步骤S101中取得的运转状态信息，判定是否处于固定变速比模式下行驶中。例如， ECU4基于图3所示的转速关系是否成立来进行判定。在处于固定变速比模式下行驶中时 (步骤S102 :是)，处理进入步骤S103。另一方面，在不处于固定变速比模式下行驶中时(步 骤S102 :否)，即处于无级变速模式下行驶中时，处理跳出该流程。 在步骤S103中，ECU4判定是否是应该执行发动机转矩推定控制的状况。具体地 说，ECU4使用动作点从上次的发动机转矩的推定时发生了较大变化、发动机功率的指令的 变动小这样的条件作为发动机转矩推定控制的执行条件来进行判定。例如，ECU4使用图7 所示的图来进行判定。在发动机转矩推定控制的执行条件成立时(步骤S103 :是)，即动作 点发生较大变化且发动机功率的指令的变动小时，处理进入步骤S104。另一方面，在发动机 转矩推定控制的执行条件不成立时(步骤S103 :否)，处理跳出该流程。
在步骤S104中，ECU4算出使发动机转矩推定MG1转矩变动的速度(变动速度)。 具体地说，ECU4基于当前的发动机转矩推定MG1转矩与预想MG1转矩(目标转矩)的关系， 求得变动速度。例如，ECU4基于当前的发动机转矩推定MG1转矩对预想MG1转矩的比例， 确定变动速度VI和变动速度V2的任一个(参照图5)。然后，处理进入步骤S105。
在步骤S105中，ECU4进行用于推定发动机转矩的控制。具体地说，ECU4监视第4 旋转元件与固定元件的相位变化(例如从旋转传感器40取得)并且使发动机转矩推定MG1 转矩变动。然后，ECU4基于相位在比第4旋转元件的齿与固定元件的齿的齿隙小的范围内 变化时的发动机转矩推定MG1转矩，推定发动机转矩。进而，ECU4为了在发动机转矩推定 MG1转矩变动时防止输出轴变动的产生，进行为了补偿发动机转矩推定MG1转矩而由第2电 动发电机MG2付与MG2转矩的控制。当以上的处理结束时，处理进入步骤S106。
在步骤S106中，ECU4判定是否没有向无级变速模式的变速要求。例如，ECU4使用 车速和/或驱动力等来监视变速要求。在没有向无级变速模式的变速要求时(步骤S106 : 是)，处理跳出该流程。具有向无级变速模式的变速要求时(步骤S106:是)，处理进入步 骤S107。 在步骤S107以后的处理中，因为有向无级变速模式的变速要求，所以ECU4进行用 于从固定变速比模式向无级变速模式变速的处理。首先，在步骤S107中，ECU4算出为了变 速为无级变速模式所需要的变速要求MG1转矩。具体地说，ECU4求出与发动机转矩的反力 平衡的变速要求MG1转矩。此时，当在现状的动作点存在可信性高的发动机转矩的推定结 果时，ECU4使用该发动机转矩来求得变速要求MG1转矩。由此，能够縮短变速时间。另一 方面，当在现状的动作点不存在可信性高的发动机转矩的推定结果时，ECU4使MG1转矩变 动，探索变速要求MG1转矩。当以上的处理结束时，处理进入步骤S108。
在步骤S108中，ECU4判定在步骤S107中得到的变速要求MG1转矩的绝对值是否 比发动机转矩推定MG1转矩的绝对值大。S卩，ECU4判定是否即使从固定变速比模式向无 级变速模式切换也处于良好的状况。在变速要求MG1转矩的绝对值比发动机转矩推定MG1 转矩的绝对值大时(步骤S108:是)，处理进入步骤S109。此时，结束发动机转矩推定控制 (步骤S109)，将变速要求MG1转矩反映为指令值。S卩，将由第l电动发电机MG1付与的转 矩从发动机转矩推定MG1转矩替换为变速要求MG1转矩。然后，处理跳出该流程。
另一方面，在变速要求MG1转矩的绝对值为发动机转矩推定MG1转矩的绝对值以 下时(步骤S108:否)，处理跳出该流程。此时，不将变速要求MG1转矩反映为指令值。艮卩，
11不从第1电动发电机MG1付与变速要求MG1转矩，而从第1电动发电机MG1付与发动机转 矩推定MG1转矩。 根据以上说明的发动机转矩推定控制处理，在固定变速比模式下行驶中，能够高 精度地推定发动机转矩。因此，能够有效地抑制伴随变速的变速震动和/或电力收支的不 平衡等。 在以上中，示出了通过旋转传感器40来检测相位变化的例子，但并不限定于此。 在其他的例子中，可以不使用旋转传感器40，而基于第1电动发电机MG1的相位(通过解析 器取得)以及第2电动发电机MG2的相位(通过解析器取得)，利用齿轮比来求得这样的相 位变化。 本发明能够利用于具有发动机及电动发电机作为驱动源的混合动力车辆。
权利要求
一种车辆的驱动控制装置，其特征在于，具备啮合机构，其具有具有多个齿，通过内燃机的转矩进行旋转的旋转元件；和具有多个齿，与所述旋转元件啮合的固定元件；转矩付与单元，其对所述旋转元件付与转矩；第1传递控制单元，其以通过使所述啮合机构啮合而由该啮合机构承受所述内燃机的转矩的反力、并且使所述内燃机的转矩传递至所述车轮的方式进行控制；和转矩推定控制单元，其进行用于推定所述内燃机的转矩的控制，所述转矩推定控制单元具备转矩付与控制单元，其在由所述第1传递控制单元进行的控制的执行期间，进行从所述转矩付与单元对所述旋转元件付与的转矩的控制；相位变化检测单元，其在由所述转矩付与控制单元进行的控制的执行期间，检测所述旋转元件与所述固定元件的旋转方向的相位变化；和转矩推定单元，其在由所述第1传递控制单元进行的控制的执行期间，基于所述相位变化检测单元检测出的相位变化以及通过所述转矩付与控制单元的控制而从所述转矩付与单元付与的转矩，推定所述内燃机的转矩。
2. 如权利要求1所述的车辆的驱动控制装置，其中，所述转矩付与控制单元进行从所述转矩付与单元对所述旋转元件付与的转矩的控制， 使得相位在比所述旋转元件的齿与所述固定元件的齿的齿隙小的范围内变化。
3. 如权利要求1所述的车辆的驱动控制装置，其中，所述转矩推定控制单元，在所述内燃机的动作点的变化变为预定以上时，进行用于推 定所述转矩的控制。
4. 如权利要求1所述的车辆的驱动控制装置，其中，具备第2传递控制单元，其以松开所述啮合机构的啮合而由所述转矩付与单元承受所述内 燃机的转矩的反力、并且使所述内燃机的转矩传递至所述车轮的方式进行控制；禾口切换单元，其在为了从由所述第1传递控制单元进行的控制切换到由所述第2传递控 制单元进行的控制而应该由所述转矩付与单元付与的转矩的绝对值，变得比在所述转矩推 定控制单元的控制时由所述转矩付与单元付与的转矩的绝对值大的情况下，从由所述第1 传递控制单元进行的控制切换为由所述第2传递控制单元进行的控制。
5. 如权利要求1所述的车辆的驱动控制装置，其中，所述转矩付与控制单元，基于所述转矩付与单元当前付与的转矩、和为了使所述旋转 元件与所述固定元件的相位变化而应该由所述转矩付与单元付与的目标转矩的关系，控制 由所述转矩付与单元付与的转矩的变化速度。
6. 如权利要求1所述的车辆的驱动控制装置，其中，还具备如下单元在由所述转矩付与控制单元进行的控制期间，产生对所述转矩付与单元付与的转矩进行补偿的转矩。
7. 如权利要求1所述的车辆的驱动控制装置，其中， 所述转矩付与单元是电动发电机。
全文摘要
提供一种在固定变速比模式下行驶期间能够高精度地推定发动机转矩的车辆的驱动控制装置。车辆的驱动控制装置具有啮合机构，其具有通过内燃机的转矩而旋转的旋转元件和与该旋转元件啮合的固定元件；转矩付与单元，其向旋转元件付与转矩；和第1传递控制单元，其通过使啮合机构啮合从而承受内燃机的转矩的反力。转矩推定控制单元，在由第1传递控制单元进行的控制的执行期间，进行从转矩付与单元对旋转元件付与的转矩的控制，检测旋转元件与固定元件的旋转方向的相位变化，基于该相位变化以及转矩付与单元的转矩来推定内燃机的转矩。由此，在旋转元件与固定元件啮合的状态下，能够高精度地推定内燃机的转矩。
文档编号F02D45/00GK101795915SQ200880106119
公开日2010年8月4日 申请日期2008年10月14日 优先权日2007年10月16日
发明者佐佐木正一, 福村光正 申请人:丰田自动车株式会社