混合动力车辆的控制装置的制作方法

专利名称：混合动力车辆的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在将马达作为驱动源的电动汽车模式行驶中控制发动机启动扭矩的混合动力车辆的控制装置。
背景技术：
以往，已知如下一种混合动力车辆的控制装置(例如参照专利文献I):当从最大马达扭矩减去固定的发动机启动扭矩而得到的限制马达扭矩小于要求驱动扭矩时，发动机启动并进行从电动汽车模式向混合动力车模式的模式转换。专利文献1:日本特开2008-105494号公报

发明内容
_4] 发明要解决的问题然而，在以往的混合动力车辆的控制装置中，能够在电动汽车模式下使用的马达扭矩、即限制马达扭矩受到发动机启动扭矩的限制，而不能提高该限制马达扭矩。因此，存在以下问题在高速行驶中，如果不提高要求驱动扭矩则必须进行向混合动力车模式的模式转换。本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供如下一种混合动力车辆的控制装置在电动汽车模式下的行驶中，通过提高限制马达扭矩，不进行向混合动力车模式的模式转换就能够维持高速行驶。
_7] 用于解决问题的方案为了实现该目的，在本发明的混合动力车辆的控制装置中具备发动机；马达，其进行发动机的启动和驱动轮的驱动；模式切换部件，其切换混合动力车模式与电动汽车模式；变速机以及电动汽车模式控制部件。而且，上述电动汽车模式控制部件在电动汽车模式下的行驶中，变速机的变速比越小，则将准备向混合动力车模式进行模式转换而要预先确保的发动机启动扭矩设定为越小的值。发明的效果 在本发明的混合动力车辆的控制装置中，在以电动汽车模式行驶过程中，通过电动汽车模式控制部件设定为变速机的变速比越小，则将发动机启动扭矩设定为越小的值。S卩，能够在电动汽车模式下使用的马达扭矩、即限制马达扭矩是从最大马达扭矩减去发动机启动扭矩而得到的值。因此，发动机启动扭矩的值越小，限制马达扭矩越相对地上升，能够提高可在电动汽车模式下使用的马达扭矩。因此，在高速行驶中，即使要求驱动扭矩变高，也能够不进行模式转换地行驶。另外，变速机的变速比越小，从电动汽车模式向混合动力车模式的模式转换时产生的发动机启动冲击越减小。因此，当变速机的变速比小时，将发动机启动扭矩设定为较小的值，使被接合在马达的下游的离合器的离合器接合容量降低，由此即使补偿了发动机启动所需的扭矩，此时产生的发动机启动冲击也不会发生大的变化而成为变速比大时的发动机启动冲击。其结果，在电动汽车模式下的行驶中，通过提高限制马达扭矩，不进行向混合动力车模式的模式转换就能够维持高速行驶。


图1是表示应用了实施例1的控制装置的后轮驱动的FR混合动力车辆(混合动力车辆的一例)的整体结构图。图2是表不由实施例1的变速机控制器设定的自动变速机的档位图的一例的图。图3是表示由实施例1的整合控制器的模式选择部设定的EV-HEV选择图的一例的图。图4是表示通过实施例1的整合控制器执行的电动汽车模式控制处理的流程的流程图。图5是表示利用实施例1的整合控制器计算发动机启动扭矩时所使用的计算图的图。图6是表示由实施例1的混合动力车辆的控制装置控制的马达扭矩状态的说明图。图7是表示比较例I的混合动力车辆的控制装置的最大马达扭矩、发动机启动扭矩、限制马达扭矩的特性线图。图8是表示实施例1的混合动力车辆的控制装置的最大马达扭矩、发动机启动扭矩、限制马达扭矩的特性线图。图9是表示由变速机输入转速和车速决定的变速级的特性线图，以及比较例I的发动机可停止上限车速和实施例1的发动机可停止上限车速的图。图1OA是表不用于计算发动机启动扭矩的其它例的计算图的图。图1OB是表示用于计算发动机启动扭矩的另一例的计算图的图。
具体实施例方式下面，基于附图所示的实施例1说明用于实现本发明的混合动力车辆的控制装置的最佳的方式。实施例1首先，说明结构。图1是表示应用了实施例1的混合动力车辆的控制装置的后轮驱动的FR混合动力车辆(混合动力车辆的一例)的整体结构图。如图1所示，实施例1中的FR混合动力车辆的驱动系统具备发动机Eng、飞轮FW、第一离合器(模式切换部件)CLl、马达/发电机MG (马达)、第二离合器CL2、自动变速机(变速机)AT、变速机输入轴IN、机械油泵M-0/P、副油泵S-0/P、传动轴PS、差速器DF、左驱动轴DSL、右驱动轴DSR、左后轮RL (驱动轮)以及右后轮RR (驱动轮)。此外，FL是左前轮，FR是右前轮。上述发动机Eng是汽油发动机、柴油机发动机，基于来自发动机控制器I的发动机控制指令进行发动机启动控制、发动机停止控制、节气门的阀开度控制、燃油切断控制等。此外，在发动机输出轴上设置有飞轮FW。上述第一离合器CLl是安装在上述发动机Eng与马达/发电机MG之间的离合器，基于来自第一离合器控制器5的第一离合器控制指令,利用由第一离合器油压单兀6生成的第一离合器控制油压来控制接合、半联动状态、分离。作为该第一离合器CLl，例如使用如下的常闭的干式单片离合器通过由膜片弹簧(diaphragm spring)产生的施力保持完全接合，通过利用具有活塞14a的油压驱动器14的行程控制来对完全接合 滑动接合 完全分离进行控制。此外，该第一离合器CLl设置在发动机Eng与马达/发电机MG的连接部，成为切换将发动机Eng和马达/发电机MG作为驱动源的混合动力车模式与将马达/发电机MG作为驱动源的电动汽车模式的模式切换部件。上述马达/发电机MG是在转子中埋设有永磁体且在定子中缠绕有定子线圈的同步型马达/发电机，基于来自马达控制器2的控制指令，通过施加由逆变器3生成的三相交流来进行控制。该马达/发电机MG还能够作为通过接收来自电池4的电力供给来进行旋转驱动、进行发动机Eng的启动、左右驱动轮RL、RR的驱动的电动机而进行动作(动力运转)，在转子从发动机Eng、左右驱动轮RL、RR接收旋转能量的情况下，还能够作为使定子线圈的两端产生电动势的发电机而发挥功能，来对电池4进行充电(再生)。此外，该马达/发电机MG的转子与自动变速机AT的变速机输入轴IN相连接，并且经由第一离合器CLl以可断开和连接的方式与发动机Eng相连接。上述第二离合器CL2是安装于上述马达/发电机MG与左右后轮RL、RR之间且接合在马达/发电机MG的下游的离合器，基于来自AT控制器7的第二离合器控制指令，通过由第二离合器油压单元8生成的控制油压来控制接合、滑动接合、分离。作为该第二离合器CL2，例如使用能够用比例电磁阀连续地控制油流量和油压的常开的湿式多片离合器、湿式多片制动器。此外，第一离合器油压单元6和第二离合器油压单元8内置于被附设在自动变速机AT的油压控制器阀单元CVU。上述自动变速机AT是安装于马达/发电机MG与左右驱动轮RL、RR之间，与车速、油门开度等相应地对分级的变速级进行自动切换的有级变速机。在实施例1中，该自动变速机AT是具有前进7速/后退I速的变速级的有级变速机。在此，将第一速 第五速设为变速比为I以上的减速传动(under drive)变速级，将第六速设为变速比为I的等速变速级，将作为最高变速级即第七速设为变速比为I以下的增速传动(over drive)变速级(以下称为OD变速级)。而且，在实施例1中，作为上述第二离合器CL2，并不是作为独立于自动变速机AT的专用离合器而新追加的离合器，而是从以自动变速机AT的各变速级相接合的多个摩擦要素中选择符合规定条件的摩擦要素(离合器、制动器)。在上述自动变速机AT的变速机输入轴IN (=马达轴)上设置有由变速机输入轴IN驱动的机械油泵M-0/P。而且，当在车辆停止时等来自机械油泵M-0/P的排出压力不足时，为了抑制油压降低而将由电动马达驱动的副油泵S-0/P设置于马达外壳等。此外，通过后述的AT控制器7来进行副油泵S-0/P的驱动控制。上述自动变速机AT的变速机输出轴与传动轴PS相连接。而且，该传动轴PS经由差速器DF、左驱动轴DSL、右驱动轴DSR与左右后轮RL、RR相连接。
关于该FR混合动力车辆，根据驱动方式的不同而具有如下区分的行驶模式电动汽车模式(以下称为“EV模式”)、混合动力车模式(以下称为“HEV模式”)以及驱动扭矩控制器模式(以下称为“WSC模式”)。上述“EV模式”是使第一离合器CLl为分离状态，仅利用马达/发电机MG的驱动力来行驶的模式，具有马达行驶模式、再生行驶模式。在要求驱动扭矩低、能够确保电池SOC (State Of Charge:荷电状态)时选择该“EV模式”。上述“HEV模式”是使第一离合器CLl为接合状态来行驶的模式，具有马达辅助行驶模式、发电行驶模式、发动机行驶模式，以某一种模式行驶。当要求驱动扭矩高时或者电池SOC不足时选择该“HEV模式”。上述“WSC模式”是以下模式通过马达/发电机MG的转速控制，使第二离合器CL2维持滑动接合状态，一边控制离合器扭矩容量一边行驶，使得经过第二离合器CL2的离合器传递扭矩成为根据车辆状态、驾驶员操作来确定的要求驱动扭矩。如“ffiv模式”的选择状态下的停车时、行进时、减速时等那样，在发动机转速低于空转转速那样的行驶区域中选择该“WSC模式”。接着，说明FR混合动力车辆的控制系统。如图1所示，实施例1的FR混合动力车辆的控制系统构成为，具有发动机控制器1、马达控制器2、逆变器3、电池4、第一离合器控制器5、第一离合器油压单元6、AT控制器7、第二离合器油压单元8、制动器控制器9以及整合控制器10。此外，各控制器1、2、5、7、9与整合控制器10经由能够互相交换信息的CAN通信线11进行连接。上述发动机控制器I输入来自发动机转速传感器(发动机转速检测部件)12的发动机转速信息(检测转速信号)、来自整合控制器10的目标发动机扭矩指令以及其他必要信息。然后，将控制发动机动作点(Ne、Te)的指令输出到发动机Eng的节气门驱动器等。上述马达控制器2输入来自用于检测马达/发电机MG的转子旋转位置的旋转变压器13的信息、来自整合控制器10的目标MG扭矩指令和目标MG转速指令以及其它必要信息。然后，将控制马达/发电机MG的马达动作点(Nm、Tm)的指令输出到逆变器3。此外，在该马达控制器2中，对表示电池4的充电容量的电池SOC进行监视，将该电池SOC信息经由CAN通信线11提供给整合控制器10。上述第一离合器控制器5输入来自用于检测油压驱动器14的活塞14a的行程位置的第一离合器行程传感器15的传感器信息、来自整合控制器10的目标CLl扭矩指令以及其它必要信息。然后，将控制第一离合器CLl的接合、半联动、分离的指令输出到油压控制器阀单元CVU内的第一离合器油压单元6。上述AT控制器7输入来自油门开度传感器16、车速传感器17以及其它传感器类18等的信息。然后，在选择了 D档位的行驶时，根据由油门开度APO和车速VSP决定的运转点在图2所示的档位图上所在的位置来检索最合适的变速级，将获取检索到的变速级的控制指令输出到油压控制器阀单元CVU。如图2所示，上述档位图是与油门开度APO和车速VSP相应地记入升档线和降档线而得到的图。除了该变速控制之外，在从整合控制器10输入了目标CL2扭矩指令的情况下，进行如下的第二离合器控制将控制第二离合器CL2的滑动接合的指令输出到油压控制器阀单元CVU内的第二离合器油压单元8。
另外，在发动机启动控制等中，从整合控制器10输出了变速控制指令的情况下，优选进行普通的变速控制，按照变速控制指令进行变速控制。上述制动器控制器9输入来自用于检测四个车轮的各轮速的轮速传感器19、制动器行程传感器20的传感器信息、来自整合控制器10的再生协调控制指令以及其它必要信息。然后，例如，踩制动器进行制动时，在相对于根据制动器行程BS求出的要求制动力而仅缺少再生制动力的情况下，进行再生协调制动器控制，以利用机械制动力(液压制动力、马达制动力)补偿该不足的部分。上述整合控制器10管理整个车辆的消耗能量，承担着用于使车辆以最高效率行驶的功能，输入来自用于检测马达转速Nm的马达转速传感器21、其它传感器、开关类22的必要信息。然后，该整合控制器10向发动机控制器I输出目标发动机扭矩指令，向马达控制器2输出目标MG扭矩指令和目标MG转速指令，向第一离合器控制器5输出目标CLl扭矩指令，向AT控制器7输出目标CL2扭矩指令，向制动器控制器9输出再生协调控制指令。在该整合控制器10中具有模式选择部，该模式选择部根据由油门开度APO和车速VSP决定的运转点在图3所示的EV-HEV选择图上所在的位置来检索最佳的行驶模式，选 择检索到的行驶模式来作为目标行驶模式。在该EV-HEV选择图中设定EV I HEV切换线、HEV ^ EV切换线以及HEV -> WSC切换线，其中，该EV HEV切换线是指当存在于EV区域的运转点(APO、VSP)横穿时从“EV模式”切换为“HEV模式”，该HEV EV切换线是指当存在于HEV区域的运转点(AP0、VSP)横穿时从“HEV模式”切换为“EV模式”，该HEV WSC切换线是指如果当选择“ffiV模式”时运转点(APO、VSP)进入WSC区域则切换为“WSC模式”。此外，与如后所述那样以其它变速级行驶时的EV ^ HEV切换线相比，点划线所示的选择OD变速级(第七速)时的EV HEV切换线放大了 EV区域。而且，上述EV HEV切换线和上述HEV EV切换线作为划分EV区域和HEV区域的线，以保持滞后量方式来进行设定。当自动变速机AT为I速级时，沿着发动机Eng维持空转转速的第一设定车速VSPl设定上述HEV WSC切换线。其中，在选择“EV模式”过程中，当电池SOC为规定值以下时，强制地将“HEV模式”作为目标行驶模式。图4是表示通过实施例1的整合控制器执行的电动汽车模式控制处理的流程的流程图。下面，说明图4的各步骤。此外，该电动汽车模式控制处理在EV模式下的行驶中执行，因此以EV模式开始。在步骤SI中，判断由自动变速机AT选择出的变速级是否为OD变速级(第七速)，在“是” (0D变速级)的情况下转移到步骤S2，在“否”(0D变速级以外的变速级)的情况下转移到步骤S5。在此，根据由油门开度APO和车速VSP决定的运转点在档位图(参照图2)上所在的位置来判断所选择的变速级。在步骤SI中判断为是OD变速级，接着在步骤S2中判断马达转速Nm是否为规定转速NmO以上，在“是”(规定转速NmO以上)的情况下转移到步骤S3，在“否”(小于规定转速NmO)的情况下转移到步骤S5。在此，规定转速NmO是车速相当于80km/h时的转速。在步骤S2中判断为Nm ^ NmO，接着在步骤S3中根据马达转速Nm设定OD变速级时发动机启动扭矩(以下称为OD启动扭矩)TmE SOD,并转移到步骤S4。在此，“发动机启动扭矩”是在EV模式下的行驶中准备向HEV模式进行模式转换、为了发动机启动而要预先确保的马达扭矩。另外，“0D变速级时发动机启动扭矩(OD启动扭矩)”是选择OD变速级时设定的发动机启动扭矩，是根据马达转速Nm和图5所示的发动机启动扭矩设定图而设定的。该OD启动扭矩TmESOD为比发动机启动所需的马达扭矩小的值。并且，该发动机启动扭矩设定图为以下特性马达转速Nm越高则将OD启动扭矩TmESOD设定为越小的值。另外，关于该发动机启动扭矩设定图中的OD启动扭矩TmESOD的减小率，与马达转速Nm为Nm0(车速相当于80km/h)`Nml (车速相当于100km/h)之间的减小率相比，马达转速Nm为Nml(车速相当于100km/h)`Nm2 (车速相当于140km/h)之间的减小率设定为更大的值。在步骤S3中设定OD启动扭矩TmESOD，接着在步骤S4中计算从最大马达扭矩TmMAX减去OD启动扭矩TmESOD而得到的限制马达扭矩TmLIM，并转移到步骤S7。在此，“最大马达扭矩”是马达/发电机MG所能输出的最大扭矩，“限制马达扭矩”是在EV模式行驶中马达/发电机MG能够使用的马达扭矩。在步骤SI中判断为是除OD变速级以外的变速级、或者在步骤S2中判断为Nm〈Nm0，接着在步骤S5中读入普通情况下的发动机启动扭矩(以下称为普通启动扭矩)TmES,并转移到步骤S6。在此，在图5所示的发动机启动扭矩设定图中，普通启动扭矩TmES是马达转速Nm为NmO (车速相当于80km/h)时的扭矩。该普通启动扭矩TmES满足发动机启动所需的扭矩，且为与马达转速无关的固定值(固定的值)。在步骤S5中读入普通启动扭矩TmES，接着在步骤S6中计算从最大马达扭矩TmMAX减去普通启动扭矩TmES而得到的限制马达扭矩TmLIM，并转移到步骤S7。在步骤S4或者步骤S6中计算出限制马达扭矩TmLM，接着在步骤S7中判断包括要求驱动扭矩条件、电池SOC条件等的模式转换条件是否成立，在“是”(条件成立)的情况下转移到步骤S8，在“否”(条件不成立)的情况下返回到步骤SI，继续EV模式行驶。在此，“要求驱动扭矩条件”是根据要求驱动扭矩Td*是否为限制马达扭矩TmUM以上来进行判断的。在Td*≤TmLIM的情况下，EV模式时马达/发电机MG所能使用的马达扭矩不满足要求驱动扭矩、即扭矩不足，因此判断为不能以EV模式继续行驶，模式转换条件成立。另一方面，在TdKTmUM的情况下，EV模式时马达/发电机MG所能使用的马达扭矩满足要求驱动扭矩，因此判断为能够以EV模式继续行驶，模式转换条件不成立。另外，“电池SOC条件”是根据电池SOC是否为规定值以下来进行判断的。在电池SOC为规定值以下的情况下，电池4的充电容量不足，因此判断为不能以EV模式继续行驶，模式转换条件成立。另一方面，在电池SOC超过规定值的情况下，电池4的充电容量充足，因此判断为能够以EV模式继续行驶，模式转换条件不成立。在步骤S7中判断为条件成立，接着在步骤S8中判断是否以OD变速级来发动机启动，在“是”(以OD启动)的情况下转移到步骤S10，在“否”(以除OD以外的变速级启动)的情况下转移到步骤S9。在此，根据步骤SI中的变速级的判断来判断是否以OD变速级启动。在步骤S8中判断为以除OD以外的变速级启动，接着在步骤S9中控制第二离合器CL2的接合容量并且进行发动机启动控制，并转移到步骤Sll的HEV模式控制。在此，“第二离合器CL2的接合容量控制”是控制离合器接合容量，使得通过第二离合器CL2的离合器传递扭矩为模式转换时向驱动轮RL、RR传递的驱动扭矩。此时，当存在控制扭矩以上的扭矩传递时，第二离合器CL2进行滑动接合来抑制发动机启动冲击。在步骤S8中判断为以OD启动，接着在步骤SlO中通过对第二离合器CL2进行滑动控制，来确保发动机启动所需的扭矩并进行发动机启动控制，转移到步骤Sll的HEV模式控制。在此，“第二离合器CL2的滑动控制”是以下控制使第二离合器CL2的离合器接合容量降低而使通过第二离合器CL2的离合器传递转矩减小，由此来补偿启动发动机Eng所需的转矩与OD启动转矩TmESOD之差的转矩。也就是说，如图6所示，OD启动扭矩TmESOD为发动机启动所需的扭矩以下的值，因此仅利用该OD启动扭矩TmESOD不能启动发动机Eng。因此，当以OD启动发动机时，减小通过第二离合器CL2的离合器传递扭矩来使第二离合器CL2滑动。而且，通过使第二离合器CL2滑动而剩余没被传递到驱动轮的马达扭矩，以用于驱动发动机，由此确保启动发动机所需的扭矩。接着，说明作用。首先，对“比较例I的电动汽车模式控制”和“本发明的EV模式行驶的机构”进行说明，接着，关于实施例1的混合动力车辆的控制装置的作用，对“非OD时发动机启动扭矩设定作用”、“0D时，马达转速为NmX时的发动机启动扭矩设定作用”，“0D时，马达转速为NmY时的发动机启动扭矩设定作用”进行说明。[比较例I的电动汽车模式控制]图7是表示比较例I的混合动力车辆的控制装置的最大马达扭矩、发动机启动扭矩、限制马达扭矩的特性线图。在比较例I的混合动力车辆控制装置中，在EV模式下的行驶中，不论自动变速机AT的变速级是多少，将准备向HEV模式进行模式转换而要预先确保的发动机启动扭矩设定为固定(固定)值。因而，马达转速Nm小于规定转速NmO且自动变速机AT选择了除OD变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩TmE SI与马达转速Nm为规定转速NmO以上且自动变速机AT选择了 OD变速级时的发动机启动扭矩TmES2是相同的值。另一方面，在EV模式行驶中马达/发电机MG所能使用的马达扭矩是从最大马达扭矩TmMAX减去发动机启动扭矩而得到的限制马达扭矩TmUM。而且，当该限制马达扭矩TmLIM为零时，不论要求驱动扭矩Td*的值是多少都不能以EV模式行驶，需要发动机启动并进行向模式的模式转换。因此，将由限制马达扭矩TmUM为零时的马达转速NmX决定的车速(例如，在OD变速级(第七速)时为Vmaxl :参照图9)设为发动机可停止上限车速。[本发明的EV模式行驶的机构]对于具有自动变速机AT的混合动力车辆，例如当以70km/h以上的高车速范围中的固定速度行驶时，自动变速机AT选择的变速级通常为最高变速级或者OD变速级，变速比大多为1.0以下。在此，将第七速设为OD变速级，假设其变速比为0. 8000、车辆重量为2000kg、发动机Eng的惯性为0. 04kgm2、发动机启动时间为0. 5sec。对于这种混合动力车辆，当自动变速机AT选择了除OD变速级以外的变速级时、SP与OD变速级时相比变速比大时,确保发动机启动所需的发动机启动扭矩,通过所确保的该发动机启动扭矩来进行发动机Eng的启动控制。此时，对第二离合器CL2的离合器接合容量进行控制，使得通过第二离合器CL2的离合器传递扭矩与模式转换时被传递到驱动轮RL、RR的驱动扭矩相当。而且，当存在驱动扭矩以上的扭矩传递时，使第二离合器CL2滑动，从而不会产生发动机启动冲击。在这种发动机启动控制的情况下，通过使第二离合器CL2滑动来吸收与发动机启动相伴随的扭矩变动，另外确保被传递到驱动轮RL、RR的驱动扭矩。因此，在车辆中几乎不会产生发动机启动冲击，冲击为0G。接着，当自动变速机AT选择了 OD变速级时、即与OD变速级以外的变速级相比变速比小时，几乎无法确保发动机启动扭矩，通过对第二离合器CL2进行滑动控制来进行发动机启动控制。即，通过对第二离合器CL2进行滑动接合来降低通过该第二离合器CL2的离合器传递扭矩。由此，利用没被传递到驱动轮RL、RR的余出的马达扭矩来补偿发动机启动扭矩，利用该发动机启动扭矩来启动发动机Eng。此时，不再对驱动轮RL、RR传递相当于发动机启动扭矩的补偿量的马达扭矩，但自动变速机AT的齿轮比为1. 00以下，因此在车辆中产生的发动机启动冲击没有达到人能够感受到的0. 05G的程度。这样，与自动变速机AT选择了 OD变速级以外的变速级、变速比大时相比，当自动变速机AT选择了 OD变速级、变速比小时，使准备向HEV模式进行模式转换而要预先确保的发动机启动扭矩为更小的值。此时，即使通过对第二离合器CL2进行离合器滑动控制来利用没被传递到驱动轮RL、RR的马达扭矩补偿发动机启动扭矩，但由于变速比小，因此发动机启动冲击也不会引发问题。但是，有时人会感觉到此时的发动机启动冲击。因此，需要抑制要发生的发动机启动冲击，不能使预先确保的发动机启动扭矩为零。而且，通过将发动机启动扭矩变为小的值，使从最大马达扭矩减去发动机启动扭矩而得到的限制马达扭矩成为相对大的值。如果该限制马达扭矩为大的值，则能够提高该限制马达扭矩为零时的马达转速。其结果，能够提高由该限制马达扭矩为零时的马达转速决定的车速、即发动机可停止上限车速，从而能够维持高速行驶。而且，能够实现不进行向HEV模式的模式转换就能够行驶的车速范围的扩大，如图3所示，能够在OD变速级时扩大EV 4 HEV切换线。[非OD时发动机启动扭矩设定作用]图8是表示实施例1的混合动力车辆的控制装置的最大马达扭矩、发动机启动扭矩、限制马达扭矩的特性线图。在实施例1的混合动力车辆控制装置中，考虑以下情况在EV模式行驶中，自动变速机AT选择了除OD变速级以外的变速级，且马达转速Nm是小于规定转速NmO的Nma。此时，在图4所示的流程图中进行步骤SI —步骤S5，读入普通启动扭矩TmES。在此，普通启动扭矩TmES是满足发动机启动所需的扭矩的值,在图5所示的发动机启动扭矩设定图中，普通启动扭矩TmES是马达转速Nm为NmO (车速相当于80km/h)时的扭矩。然后，进行步骤S6 —步骤S7，从最大马达扭矩TmMAX减去普通启动扭矩TmES来计算出限制马达扭矩TmUM，判断模式转换条件是否成立。而且，如果要求驱动扭矩Td*为限制马达扭矩TmUM以上等的模式转换条件成立，则进行步骤S8 —步骤S9。由此，控制离合器接合容量并且发动机启动，使得通过第二离合器CL2的离合器传递扭矩为模式转换时被传递到驱动轮RL、RR的驱动扭矩。此时，当作为目标的驱动扭矩以上的扭矩传递时第二离合器CL2滑动，抑制发动机启动冲击。
在实施例1的混合动力车辆控制装置中，考虑以下情况在EV模式行驶中，自动变速机AT选择了 OD变速级，且马达转速Nm为在比较例I的混合动力车辆的控制装置中限制马达扭矩TmUM为零时的马达转速NmX。此时，在图4所示的流程图中进行步骤SI —步骤S2—步骤S3，根据马达转速NmX和图5所示的发动机启动扭矩设定图来设定OD启动扭矩TmESOD。在此，OD启动扭矩TmESOD 被设定为比选择了除OD变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩、即普通启动扭矩TmES小的值。也就是说，设定为变速比越小则OD启动扭矩TmESOD的值越小。而且，如果设定了 OD启动扭矩TmESOD，则进行步骤S4 —步骤S7，从最大马达扭矩TmMAX减去OD启动扭矩TmESOD来计算出限制马达扭矩TmLIM，判断模式转换条件是否成立。此时，TmES0D<TmES,因此马达转速为NmX时的限制马达扭矩TmUM是与比较例的I的情况相比大A Tm的值。也就是说，马达转速为NmX时的限制马达扭矩TmUM没有变为零，如果要求驱动扭矩Td*小于限制马达扭矩TmUM，则模式转换条件不成立。由此，能够在图4所示的流程图中返回到步骤SI，继续以EV模式行驶。
在实施例1的混合动力车辆控制装置中，考虑以下情况在EV模式行驶中，自动变速机AT选择了 OD变速级，且马达转速Nm为图8所示的马达转速NmY。在此，NmX〈NmY。此时，在图4所示的流程图中进行步骤SI —步骤S2 —步骤S3，根据马达转速NmY和图5所示的发动机启动扭矩设定图来设定OD启动扭矩TmESOD。在此，OD启动扭矩TmESOD被设定为比选择了除OD变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩、即普通启动扭矩TmES小的值。并且，该发动机启动扭矩设定图为以下特性马达转速越高则将OD启动扭矩TmESOD设定为越小的值。因此，与由马达转速NmX决定的OD启动扭矩TmESOD相比，由马达转速NmY决定的OD启动扭矩TmESOD为更小的值。由此，马达转速Nm越高则最大马达扭矩TmMAX越减小，能够实现限制马达扭矩TmUM的提高。而且，如果设定了 OD启动扭矩TmESOD，则进行步骤S4 —步骤S7，从最大马达扭矩TmMAX减去OD启动扭矩TmESOD来计算出限制马达扭矩TmLIM，判断模式转换条件是否成立。此时，OD启动扭矩TmESOD=O,因此OD启动扭矩TmESOD的确小于要求驱动扭矩Td*，模式转换条件成立，进行步骤S8 —步骤SlO。在此，如图9所示，在OD变速级(第七速)时，由限制马达扭矩TmUM为零时的马达转速NmY决定的车速、即发动机可停止上限车速为Vmax2。S卩，与比较例I的发动机可停止上限车速Vmaxl相比，实施例1的发动机可停止上限车速Vmax2高。其结果，即使是如在比较例I的情况下进行了模式转换那样的比较高的车速，在实施例1的情况下也能够以EV模式行驶，且不进行模式转换就能够维持高速行驶。并且，通过对第二离合器CL2进行滑动控制来确保发动机启动扭矩，以进行此时的发动机启动控制。也就是说，使第二离合器CL2的离合器接合容量降低而通过第二离合器CL2的离合器传递扭矩减小,使得补偿启动发动机Eng所需的发动机启动扭矩与OD启动扭矩TmESOD之差的扭矩。在这种情况下，被传递到驱动轮RL、RR的驱动扭矩减小，但由于自动变速机AT选择了 OD变速级，因此仅产生了极小的发动机启动冲击，发动机启动冲击不会引发问题。接着，说明效果。实施例1的混合动力车辆的控制装置能够获得下述列举的效果。(I)构成为具备发动机Eng;马达(马达/发电机)MG，其设置在从上述发动机Eng向驱动轮(左右驱动轮)RL、RR的驱动系统中，进行上述发动机Eng的启动和上述驱动轮RL、RR的驱动；模式切换部件(第一离合器)CLl，其设置在上述发动机Eng与上述马达MG的连接部，切换将上述发动机Eng和上述马达MG作为驱动源的混合动力车模式与将上述马达MG作为驱动源的电动汽车模式；变速机(自动变速机)AT，其安装在上述马达MG与上述驱动轮RL、RR之间；以及电动汽车模式控制部件(图4)，其在上述电动汽车模式下的行驶中设定为，上述变速机AT的变速比越小，则使准备向上述混合动力车模式进行模式转换而要预先确保的发动机启动扭矩TmESOD的值越小。因此，在电动汽车模式下的行驶中，通过提高限制马达扭矩，不进行向混合动力车模式的模式转换就能够维持高速行驶。(2)上述变速机AT是有级的自动变速机，上述电动汽车模式控制部件(图4)构成为将上述变速机AT选择了最高变速级时的发动机启动扭矩TmESOD设定为比上述变速机AT选择了除最高变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩TmES小的值。因此，在应用了有级的自动变速机的混合动力车辆中，在电动汽车模式下的行驶中，通过提高限制马达扭矩，不进行向混合动力车模式的模式转换就能够维持高速行驶。(3)上述变速机AT构成为，作为变速级具有增速传动变速级，上述最高变速级是增速传动变速级。因此，大幅抑制发动机启动冲击，并且在电动汽车模式下的行驶中提高限制马达扭矩，由此不进行向混合动力车模式的模式转换就能够维持高速行驶。(4)上述电动汽车模式控制部件(图4)构成为，当上述变速机AT选择了最高变速级时，上述马达MG的转速Nm越高则将上述发动机启动扭矩TmESOD设定为越小的值。因此，马达转速越高则最大马达扭矩减小，但通过使发动机启动扭矩为较小的值，能够实现限制马达扭矩的提高。(5)上述电动汽车模式控制部件(图4)构成为，当上述变速机AT选择了最高变速级且上述马达MG的转速Nm为规定转速NmO以上时，将发动机启动扭矩TmESOD设定为比上述变速机AT选择了除最高变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩TmES小的值。因此，当选择了最高变速级并以固定速度以上行驶过程中的变速动作比较稳定时，能够将发动机启动扭矩变为较小的值。(6)上述电动汽车模式控制部件(图4)构成为，具备发动机启动控制部件(步骤S10),当所设定的发动机启动扭矩TmESOD比发动机启动所需的扭矩小时,该发动机启动控制部件使被接合在上述马达MG的下游的离合器(第二离合器CL2)的离合器接合容量减少发动机启动所需扭矩与所设定的发动机启动扭矩TmESOD之差的量，由此启动上述发动机Eng0因此，即使将发动机启动扭矩设定为较小的值，也能够确保启动发动机所需的扭矩，从而可靠地进行模式转换。以上，基于实施例1说明了本发明的混合动力车辆的控制装置，但对于具体的结构，并不限于该实施例1，只要不脱离专利权利要求书的各权利要求所涉及的发明的宗旨，就允许进行设计的变更、追加等。利用实施例1的混合动力车辆的控制装置中的电动汽车模式控制部件，将作为最高级的第七速的增速传动变速级的发动机启动扭矩设定为比自动变速机AT选择了除增速传动变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩小的值，但并不限于此。例如，在具有到第三速的变速级且作为最高变速级的第三速的变速比为I的自动变速机的情况下，将最高变速级(变速比为I的第三速)时的发动机启动扭矩设定为比选择了除此以外的变速级时的发动机启动扭矩小的值。即使在这种情况下，也能够将发动机启动冲击抑制得较低，并且在电动汽车模式下的行驶中，通过提高限制马达扭矩，不进行向混合动力车模式的模式转换就能够维持高速行驶。另外，在实施例1中，自动变速机AT为有级的变速机，但也可以是无级变速机。在这种情况下，变速机的变速比越小，则将发动机启动扭矩TmESOD设定为越小的值。此时，如图1OA所示，也可以在最大变速比时将发动机启动扭矩TmESOD设为发动机启动所需的扭矩(TmES)，与变速比的减小相应地逐渐减小发动机启动扭矩TmESOD。另外,如图1OB所示，也可以在变速比从最大变速比变为等速变速比(变速比=1)期间，将发动机启动扭矩TmESOD固定为发动机启动所需的扭矩(TmES)，如果变速比I小，则与变速比的减小相应地逐渐减小发动机启动扭矩TmESOD。此外，在这种情况下，将发动机启动扭矩TmESOD设为固定值(TmES)的作为基准的变速比并不限于等速变速比而能够任意地设定。并且，即使在应用了无级变速机来作为变速机的情况下，也可以设定为马达转速越高则发动机启动扭矩的值越小。也就是说，即使无级变速机的变速比相同，马达转速高的一方也将发动机启动扭矩设定为较小的值。由此，马达转速越高则最大马达扭矩越减小，通过使发动机启动扭矩变为较小的值，能够实现限制马达扭矩的提高。另外，在实施例1中，通过对第二离合器CL2进行滑动控制，来利用没有被传递到驱动轮RL、RR的余出的马达扭矩补偿发动机启动扭矩，但并不限于此。也可以通过对第一离合器CLl的离合器接合容量进行控制，来提高被传递到发动机Eng的马达扭矩，由此补偿发动机启动扭矩。也就是说，如果提高第一离合器CLl的接合力，则通过第一离合器CLl的马达扭矩上升该量，因此能够利用提高的该量来补偿发动机启动扭矩。此外，也可以通过对第一离合器CLl和第二离合器CL2各自的离合器接合容量进行控制来补偿所需的发动机启动扭矩。并且，在实施例1中，将第一离合器CLl设为模式切换部件，但例如也可以利用动作齿轮机构来切换行驶模式。另外，这里马达/发电机MG具有再生功能，但即使不具有再生功能，也能够应用本发明。而且，实施例1的自动变速机AT将第七速设为增速传动变速级，但例如也可以将第五速设为等速级，将第六速和第七速设为增速传动变速级。所谓增速传动变速级是与变速级数无关，其变速比为1.0以上。并且，在实施例1中，示出了从内置于有级式的自动变速机AT的摩擦要素中选择第二离合器CL2的例子，但也可以与自动变速机AT分开地设置第二离合器CL2。也就是说，例如，还包括在马达/发电机MG与变速机输入轴之间、与自动变速机AT分开地设置第二尚合器CL2的例子以及在变速机输出轴与驱动轮之间、与自动变速机AT分开地设置第二离合器CL2的例子。而且，在实施例1中，示出了一个马达两个离合器的FR混合动力车辆的适用例，本发明也能够应用于其它模式的FR或者FF的混合动力车辆。本申请主张2010年7月21日向日本专利局申请的特愿2010-164191的优先权，以此为申请的基础，通过参照其全部公开而将其全部公开全部编入本说明书中。
权利要求
1.一种混合动力车辆的控制装置，其特征在于，具备发动机；马达，其设置于从上述发动机到驱动轮的驱动系统中，进行上述发动机的启动和上述驱动轮的驱动；模式切换单元，其设置于上述发动机与上述马达的连接部，切换以上述发动机和上述马达作为驱动源的混合动力车模式与以上述马达作为驱动源的电动汽车模式；变速机，其安装在上述马达与上述驱动轮之间；以及电动汽车模式控制单元，其在上述电动汽车模式下的行驶中，上述变速机的变速比越小，则将准备向上述混合动力车模式进行模式转换而要预先确保的发动机启动扭矩的值设定为越小的值。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，上述变速机是有级的自动变速机，上述电动汽车模式控制单元将上述变速机选择了最高变速级时的发动机启动扭矩设定为比上述变速机选择了除最高变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩小的值。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，关于上述变速机，作为变速级具有增速传动变速级，上述最高变速级是增速传动变速级。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，在上述变速机选择了最高变速级时，上述马达的转速越高，则上述电动汽车模式控制单元将上述发动机启动扭矩的值设定为越小的值。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 上述电动汽车模式控制单元将上述变速机选择了最高变速级且上述马达的转速为规定转速以上时的发动机启动扭矩设定为比上述变速机选择了除最高变速级以外的变速级时的发动机启动扭矩小的值。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 还具备发动机启动控制单元，该发动机启动控制单元在所设定的发动机启动扭矩比发动机启动所需的扭矩小时，将被接合在上述马达的下游的离合器的离合器接合容量减少发动机启动所需的扭矩与所设定的发动机启动扭矩之差的量，以此进行上述发动机的启动。
全文摘要
本发明涉及混合动力车辆的控制装置，在EV模式下的行驶中，通过提高限制马达扭矩，不进行向HEV模式的模式转换就能够维持高速行驶。该混合动力车辆的控制装置中具备发动机(Eng)；马达(MG)，其进行发动机(Eng)的启动和驱动轮(RL、RR)的驱动；第一离合器(CL1)，其切换HEV模式与EV模式；变速机(AT)以及电动汽车模式控制部件(图4)。而且，电动汽车模式控制部件(图4)在EV模式下的行驶中，变速机(AT)的变速比越小，则将准备向HEV模式进行模式转换而要预先确保的发动机启动扭矩(TmESOD)设定为越小的值。
文档编号F16H61/02GK103025591SQ20118003569
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月21日
发明者奥田正 申请人:日产自动车株式会社