CN101683851B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力车辆的控制装置,其能够容易地得到使第一离合器成为分离状态的必要液压,并且通过根据行驶模式变更主压力的设定能实现降低燃油消耗。该混合动力车辆的控制装置具备第一离合器、第二离合器以及主压力控制装置,该混合动力车辆的控制装置设置有切换HEV模式和EV模式的行驶模式控制装置(模式选择部),该HEV模式使第一离合器联接,以发动机和电动发电机为动力源而行驶,该EV模式使第一离合器分离,只以电动发电机为动力源而行驶,主压力控制装置将HEV模式时的主压力设定为第二离合器的联接所需要的液压水平,并变更主压力的设定以使EV模式时的主压力比HEV模式时高。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明适用于混合动力车辆,并涉及对驱动系统离合器联接或分离的主压力进行控制的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
目前,在将发动机、第一离合器、电动发电机、第二离合器、驱动轮依次连接并构成混合驱动系统的混合动力车辆中,第一、第二离合器都为利用液压油控制联接、分离的液压式离合器。在这种混合动力车辆中,在将发动机停止、只以电动发电机为动力源行驶的EV模式中,将第一离合器分离,在以发动机和电动发电机为动力源行驶的HEV模式中,将所述第一离合器联接(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:(日本)特开2007-15679号公报
但是,在现有混合动力车辆中,即使是液压系统的发生了故障时,为了可使车辆行驶,也往往使用通过向第一离合器供给液压油来分离的所谓常闭式离合器。在这种情况下,由于在将第一离合器分离时,需要高的液压,因此,将第一离合器分离的EV模式的必要最低限度的主压力(ライン圧)比将第一离合器联接的状态下的HEV模式的必要最低限度的主压力高。在此,主压力通常被设定为离合器的断开、连接所需要的最低限度的值,因此,混合动力车辆的主压力只要是行驶模式都按照EV模式的必要最低限度的值进行设定。由此,在不需要将第一离合器分离的HEV模式中,主压力被浪费地设定为较高的值,具有动力损失、增大燃油消耗之类的问题。
发明内容
本发明是着眼于上述问题而开发的,其目的在于,提供一种混合动力车辆的控制装置,其能够容易地得到使第一离合器成为分离状态的必要液压,并且通过根据行驶模式变更主压力的设定,能够实现降低燃油消耗。
为了实现上述目的,本发明的混合动力车辆的控制装置,其具备:第一离合器,其介于发动机与电动发电机之间而被安装,并通过供给液压油成为分离状态;第二离合器,其介于所述电动发电机与驱动轮之间而被安装,通过供给液压油成为联接状态;主压力控制装置,其控制供给到所述第一离合器及所述第二离合器的液压油的主压力,其特征在于,该混合动力车辆的控制装置设置有行驶模式控制装置,该行驶模式控制装置对HEV模式和EV模式进行切换,所述HEV模式使所述第一离合器联接,以所述发动机和所述电动发电机为动力源而行驶,所述EV模式使所述第一离合器分离,只以所述电动发电机为动力源而行驶,所述主压力控制装置将所述HEV模式时的主压力设定为所述第二离合器的联接所需要的液压水平,并变更主压力的设定以使所述EV模式时的主压力比HEV模式时高。
因此,在本发明混合动力车辆的控制装置中,在切换为将第一离合器联接、以发动机和所述电动发电机为动力源行驶的HEV模式的情况下,在主压力控制装置中,设定为第二离合器的联接所需要的液压水平的主压力。另外,在行驶模式控制装置中,在切换为将第一离合器分离、只以电动发电机为动力源行驶的EV模式的情况下,在主压力控制装置中,变更设定为比HEV模式时的主压力高的液压水平的主压力。
即,在HEV模式时,设定为第二离合器的联接所需要的液压水平的主压力,在EV模式时,设定为比HEV模式时的主压力高的液压水平的主压力。因此,在需要主压力低的HEV模式中,可以成为和所谓发动机车同等的主压力设定的状态,并且,在EV模式中,能够容易地得到用于将第一离合器分离的高的主压力。
其结果是,能够容易得到使第一离合器成为分离状态的必要液压,并且通过根据行驶模式变更主压力的设定,能够实现降低燃油消耗。
附图说明
图1是表示适用了实施例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)的整体系统图;
图2是表示适用了实施例1的控制装置的FR混合动力车辆的局部剖面图;
图3是表示由适用了实施例1的控制装置的FR混合动力车辆的综合控制器执行的运算处理的控制方框图;
图4是表示在FR混合动力车辆的综合控制器中进行模式选择处理时使用的EV-HEV选择图的图;
图5是表示由实施例1的控制装置执行的主压力控制处理的流程的流程图;
图6是实施例1的控制装置具有的HEV-PL图和EV-PL图;
图7是表示车辆的每一行驶模式的第一离合器的状态、此时的CSC活塞行程的位置和第一离合器液压及传递转矩的关系的说明图;
图8是表示实施例1的控制装置的伴随着行驶模式的变更、主压力过渡的一例的时间图。
附图标记说明
Eng    发动机
MG     电动发电机
CL1    第一离合器
CL2    第二离合器
LR     左后轮(驱动轮)
RR     右后轮(驱动轮)
OP     机械油泵(机械式泵)
EP     电动泵
M      存储器(主压力特性设定部)
D1     主压力控制装置(主压力控制处理)
D2     HEV→EV主压力过渡控制部
D3     分离压力控制处理部
D4     EV集中控制(ランプ処理)处理部
D5     EV→HEV主压力过渡控制部
D6     HEV集中控制处理部
具体实施方式
下面,基于附图所示的实施例1对实现本发明混合动力车辆的控制装置的最佳实施方式进行说明。
(实施例1)
首先,对结构进行说明,
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)的整体系统图。
如图1所示,实施例1的FR混合动力车辆的驱动系统具有:发动机Eng、飞轮FW、第一离合器CL1、电动发电机MG、自动变速器AT、第二离合器CL2、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)、右后轮RR(驱动轮)、机械油泵OP(机械式泵)。
上述发动机Eng为汽油发动机或柴油发动机,基于来自发动机控制器1的发动机控制指令,进行发动机起动控制及发动机停止控制及节气门阀的阀开度控制。另外,在发动机输出轴上设置有飞轮FW。
上述第一离合器CL1为介于上述发动机Eng与电动发电机MG之间而安装并通过供给液压油而成为分离状态的离合器,基于来自第一离合器控制器5的第一离合器控制指令,利用由第一离合器液压单元6输出的第一离合器控制液压,控制包括滑移联接和滑移分离的联接、分离。
上述电动发电机MG为转子中埋设有永久磁铁、定子上卷绕有定子线圈的同步电动发电机,基于来自电动机控制器2的控制指令,施加由变换器3输出的三相交流,由此,进行控制。该电动发电机MG也可以接受自蓄电池4供给的电力作为旋转驱动的电动机而动作(以下,将该状态称为动力运转),在转子自发动机Eng及左右后轮RL、RR接受旋转能量的情况下,也可以作为在定子线圈的两端产生电动势的发电机发挥功能,将蓄电池4充电(以下,将该状态称为再生)。另外,该电动发电机MG的转子经由减振器与自动变速器AT的输入轴连接。
上述自动变速器AT为例如将前进7速/后退1速等有级的变速级根据车速及油门开度等自动切换的有级变速器,输出轴经由传动轴PS、差速器DF、左驱动轴DSL、右驱动轴DSR与左右后轮RL、RR连接。
上述第二离合器CL2为介于上述电动发电机MG和左右后轮RL、RR之间、通过供给液压油成为联接状态的离合器,基于来自AT控制器7的第二离合器控制指令,利用由第二离合器液压单元8输出的控制液压,控制包括滑移联接和滑移分离的联接、分离。另外,该第二离合器CL2作为专用离合器,并不是新追加的离合器,而是选择在自动变速器AT的各变速级联接的多个摩擦联接元件中、配置于转矩传递路径的最适合的离合器及制动器,使用例如可用比例电磁铁连续地控制油流量及液压的湿式多板离合器或湿式多板制动器。
在此,第一离合器液压单元6和第二离合器液压单元8内装在附设于自动变速器AT的液压控制阀单元CVU中。另外,在该液压控制阀单元CVU设置有电动泵EP。电动泵EP采用以泵电动机EPM为动力源产生排出压的内接齿轮泵及外接齿轮泵、叶片泵等。来自该电动泵EP的排出油供给第一离合器液压单元6和第二离合器液压单元8。
上述机械油泵OP配置在上述电动发电机MG与第二离合器CL2之间,采用以发动机Eng和电动发电机MG至少一个作为动力源产生排出压的内接齿轮泵及外接齿轮泵、叶片泵等。来自该机械油泵OP的排出油供给第一离合器液压单元6和第二离合器液压单元8。
图2是表示使用了实施例1的控制装置的FR混合动力车辆的局部剖面图。
图1的FR混合动力车辆的发动机Eng和自动变速器AT经由第一离合器CL1连接,利用由内装于液压控制阀单元CVU的第一离合器液压单元6输出的第一离合器控制液压,进行该第一离合器CL1的断开、连接控制。
如图2所示,上述第一离合器CL1为收纳在离合器&电动机壳体30的干式单板离合器,该离合器&电动机壳体30连接在发动机Eng和自动变速器AT之间。该第一离合器CL1具备离合器罩31、压力板32、隔膜簧33、离合器片34、扭振减消器35。
上述离合器罩31为支承旋转的第一离合器机构的金属罩,固定在飞轮FW(参照图1)上,在发动机Eng旋转中持续旋转。在该离合器罩31的内侧安装有压力板32。另外,在离合器罩31的中央部分安装有隔膜簧33,利用隔膜簧33的力使压力板32和离合器片34密接。在上述离合器片34的两面为缓和接触时的冲击安装有称作扭振减消器35的弹簧(通常4~6个)。
在离合器&电动机壳体30内还收纳有CSC(Concentric Slave Cylinder)40。该CSC40为配置在和第一离合器CL1同轴上的液压促动器。如图2所示,该CSC40具备:CSC液压缸41、CSC活塞42、CSC弹簧43、分离轴承44、弹簧压板45、离合器工作压室46、离合器工作压口47。
上述分离轴承44为经由弹簧压板45对隔膜簧33施力、将第一离合器CL1时而断开时而连接的轴承。该分离轴承44通过附加在CSC活塞42的力(隔膜簧33的力、CSC弹簧43的力、离合器液压的力)的关系沿轴方向滑动。另外,离合器液压压力为用液压控制阀单元CVU控制、自第一离合器液压单元6通过CSC管48被输送到CSC液压缸41内的离合器工作压室46的液压油的压力。CSC活塞42的移动量用行程传感器49测定,该测定信息输入第一离合器控制器5并用于第一离合器CL1的联接控制。
另外,在离合器&电动机壳体30内收纳有电动发电机MG,CSC40配置在该电动发电机MG的转子内侧。
而且,该混合动力车辆的驱动系统具有如下两种行驶模式,即、混合动力车行驶模式(以下,称HEV模式)和电动汽车行驶模式(以下,称EV模式),HEV模式将第一离合器CL1联接,以发动机Eng和电动发电机MG为动力源而行驶,EV模式将第一离合器CL1分离,只以电动发电机MG为动力源而行驶。另外,当指示从HEV模式向EV模式切换时,变成HEV→EV过渡模式,当指示从EV模式向HEV模式切换时,变成EV→HEV过渡模式。
下面,对混合动力车辆的控制系统进行说明。
如图1所示,实施例1的FR混合动力车辆的控制系统的结构具有:发动机控制器1、电动机控制器2、变换器3、蓄电池4、第一离合器控制器5、第一离合器液压单元6、AT控制器7、第二离合器液压单元8、制动器控制器9、综合控制器10。另外,发动机控制器1、电动机控制器2、第一离合器控制器5、AT控制器7、制动器控制器9以及综合控制器10经由相互之间可信息交换的CAN通信线缆11连接。
上述发动机控制器1输入由发动机转速传感器12检测到的发动机转速Ne、和来自综合控制器10的目标发动机转矩指令、以及其他的必要信息。而且,将控制发动机工作点(Ne、Te)的指令向发动机Eng的节气门阀促动器等输出。
上述电动机控制器2输入由解析器13检测到的电动发电机MG的转子旋转位置、和来自综合控制器10的目标MG转矩指令及转速指令、和其他的必要信息。而且,将控制电动发电机MG的电动机工作点(Nm、Tm)的指令向变换器3输出。另外,在该电动机控制器2中,监视表示蓄电池4的充电状态的蓄电池SOC,该蓄电池SOC信息用于电动发电机MG的控制信息,并且经由CAN通信线缆11供给综合控制器10。
上述第一离合器控制器5输入由行程传感器49检测到的CSC40的CSC活塞42的行程位置、和来自综合控制器10的目标CL1转矩指令、和其他的必要信息。而且,将控制第一离合器CL1的联接、分离的指令向液压控制阀单元CVUI内的第一离合器液压单元6输出。
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、和第二离合器液压传感器18的信息。而且,在选择D档位行驶时,利用由油门开度APO和车速VSP决定的运转点在变速图上存在的位置检索最佳变速级,将得到所检索的变速级的变速级控制指令向液压控制阀单元CVU输出。另外,变速图是指根据油门开度和车速将提速线和降速线而写入的图。
在上述自动变速控制的基础上,自综合控制器10读入目标发动机转矩指令和目标MG转矩指令和目标模式,输出控制工作油的主压力的主压力控制指令,从而控制由液压控制阀单元CVU输出的主压力。
另外,在将目标CL2转矩指令输入的情况下,进行第二离合器控制,即、将控制第二离合器CL2的联接、分离的指令向液压控制阀单元CVU内的第二离合器液压单元8输出。
上述制动器控制器9输入检测四轮的各轮速的轮速传感器19、来自制动器行程传感器20的传感器信息、来自综合控制器10的再生协调控制指令、和其他的必要信息。而且,例如,在踏下制动器进行制动时,在再生制动力相对于由制动器行程BS求出的请求制动力而不足的情况下,按照用机械制动力(液压制动力或电动机制动力)补充其不足部分的方式,进行再生协调制动器控制。
上述综合控制器10管理车辆整体的能量消耗,承担以最高效率使车辆行驶的功能,经由来自检测电动机转速Nm的电动机转速传感器21、和检测第二离合器输出转速N2out的第二离合器转速传感器22等的信息及CAN通信线缆11将必要信息输入。而且,向发动机控制器1输出目标发动机转矩指令,向时机控制器2输出目标MG转矩指令及目标MG转速指令,向第一离合器控制器5输出目标CL1转矩指令,向AT控制器7输出目标CL2转矩指令,向制动器控制器9输出再生协调控制指令。
图3是表示由适用了实施例1的控制装置的FR混合动力车辆的综合控制器10执行的运算处理的控制方框图。图4是表示在FR混合动力车辆的综合控制器10中进行模式选择处理时使用的EV-HEV选择图的图。下面,基于图3及图4对由实施例1的综合控制器10执行的运算处理进行说明。
如图3所示,上述综合控制器10具有:目标驱动力运算部100、模式选择部(行驶模式控制装置)200、目标充放电运算部300、工作点指令部400。
在上述目标驱动力运算部100中,使用目标驱动力图,根据油门开度APO和车速VSP,运算目标驱动力tFo0。
在上述模式选择部200中,使用图4所示的EV-HEV选择图,根据油门开度APO和车速VSP,选择“EV模式”或“HEV模式”作为目标行驶模式。但是,只要蓄电池SOC为规定值以下,即可强制地将“HEV模式”设定为目标行驶模式。
在上述目标充放电运算部300中,使用目标充放电量图,根据蓄电池SOC,运算目标充放电电力tP。
在上述工作点指令部400,基于油门开度APO、目标驱动力tFo0、目标行驶模式、车速VSP、目标充放电力tP等输入信息,运算目标发动机转矩、目标MG转矩、目标MG转速、目标CL1转矩、和目标CL2转矩,作为工作点到达目标。而且,将目标发动机转矩指令、目标MG转矩指令、目标MG转速指令、目标CL1转矩指令、和目标CL2转矩指令经由CAN通信线缆11向各控制器1、2、5、7输出。
图5是表示由实施例1的控制装置执行的主压力控制处理(主压力控制装置)DI的流程的流程图,下面,对各步骤进行说明。
在步骤S1中,读入向第二离合器CL2输入的输入转矩Tin,移至步骤S2。在此,输入转矩Tin通过将自综合控制器10读入的目标发动机转矩和目标MG转矩进行加法运算来求出。
在步骤S2中,接着步骤S1中的输入转矩Tin的读入,判断车辆的行驶模式是否为HEV模式与否,在是(HEV模式)的情况下,移至步骤S3,在否(EV模式)的情况下,移至步骤S16。在此,车辆的行驶模式利用自综合控制器10读入的目标模式进行判断。
步骤S3接着步骤S2中为HEV模式的判断,判断是否选择了电动机WSC模式,在是(电动机WSC模式选择)的情况下,移至步骤S16,在否(电动机WSC模式非选择)的情况下,移至步骤S4。在此,是否选择了电动机WSC模式通过从AT控制器7是否发出电动机WSC控制的指示进行判断。另外,“电动机WSC控制”为如下控制:在通常的WSC控制中,即,在发动机Eng工作中将第一离合器CL1联接的状态下进行第二离合器CL2的滑动控制中,在第二离合器CL2的热负荷过大时,为了使第二离合器CL2的滑动量降低,使第一离合器CL1成为分离状态,从而切断发动机Eng动力。
在步骤S4中,接着步骤S3中为电动机WSC模式非选择的判断,参照HEV-PL图执行主压力控制,移至步骤S5。在此,如图6所示,HEV-PL图为HEV模式主压力特性,该HEV模式主压力特性如下:根据主压力设定参数即向第二离合器CL2输入的输入转矩Tin,确保第二离合器CL2的联接所需要的液压水平同时按比例上升。将其存储在内装于AT控制器7的存储器(主压力特性设定部)M中。
另外,该主压力控制通过将主压力PL设定为由在步骤S1中读入的输入转矩Tin(例如Ti)和HEV-PL图得到的HEV模式主压力PLHEV(PLa)来执行。通过如下顺序进行该主压力控制:从AT控制器7向主压力电磁铁输出电信号→利用由该电信号进行接通(ON)控制的主压力电磁铁产生信号压力→用所产生的信号压力对调节阀施力→用调节阀调节主压力PL。
在步骤S5中,接着步骤S4的参照HEV-PL图的主压力控制,判断是否指示车辆的行驶模式从HEV模式向EV模式的模式变更,在是(有HEV→EV变更指令)的情况下,移至步骤S6,在否(无HEV→EV变更指令)的情况下,移至步骤S1。在此,模式变更指令的有无通过自综合控制器10读入的目标模式是否超过图4所示的HEV→EV切换线来判断。即,只要目标模式成P1→P2变动,则具有变更指令。
在步骤S6中,接着步骤S5中为有HEV→EV变更指令的判断,使主压力PL上升到第一离合器CL1分离所需要的液压水平的第一离合器分离主压力PLCL1,即将主压力设定为第一离合器分离主压力PLCL1,移至步骤S7。在此,主压力PL的上升通过使来自机械油泵OP的工作油的排出压上升来进行。
在步骤S7中,接着步骤S6中的主压力PL的上升控制,判断是否发生了油量不足,在是(发生油量不足)的情况下,移至步骤S8,在否(油量充足)的情况下,移至步骤S9。在此,是否发生了油量不足是利用主压力PL的上升速度等进行判断。
在步骤S8中,接着步骤S7中为发生油量不足的判断,使电动泵EP工作并排出油量不足部分,移至步骤S10。
在步骤S9中,接着步骤S7中为油量充足的判断,将电动泵EP停止,移至步骤S10。
在步骤S10中,接着步骤S8中的电动泵工作或步骤S9中的电动泵停止,判断发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差是否达到第一阈值ΔN1以上,即判断第一离合器CL1是否开始分离,在是(第一阈值ΔN1以上)的情况下,移至步骤S11,在否(比第一阈值ΔN1小)的情况下,移至步骤S6。
在步骤S11中,接着步骤S10中为转速差达到第一阈值ΔN1以上的判断,读入向第二离合器CL2输入的输入转矩Tin,移至步骤S12。
在步骤S12中,接着步骤S11中的输入转矩Tin的读入,将EV模式主压力PLEV设定为由EV-PL图得到的值,移至步骤S13。
在步骤S13中,接着步骤S12中的EV模式主压力PLEV的设定,执行主压力的集中输出控制,移至步骤S14。在此,集中输出控制首先将第一离合器分离主压力PLCL1设定为运算值PLn-1作为初始值。而且,通过从该运算值PLn-1(在运算开始时为PLCL1)减去规定值ΔPL,求出算出值PLn,将该算出值PLn设定为主压力PL来执行。
在步骤S14中,接着步骤S13中的集中输出控制,判断当前设定的主压力PL即算出值PLn是否与EV模式主压力PLEV一致,在是(主压力一致)的情况下,移至步骤S1,在否(主压力不一致)的情况下,移至步骤S15。
在步骤S15中,接着步骤S14中为主压力不一致的判断,将算出值PLn作为运算值PLn-1,移至步骤S11,重复运算直到算出值PLn与EV模式主压力PLEV一致。
另外,步骤S5~步骤S15相当于第一主压力过渡控制部D2,步骤S7~步骤S9相当于分离压力控制处理部D3,步骤S11~步骤S15相当于第一主压力集中控制处理部D4。在此,在第一主压力过渡控制部D2中,具有从HEV模式向EV模式的切换指令,当将第一离合器CL1分离时,从分离开始到发动机转速和电动机转速的转速差达到第一阈值ΔN1以上,将主压力PL设定为第一离合器分离所需要的液压水平的第一离合器分离主压力PLCL1,在转速差达到第一阈值ΔN1以上后,使主压力PL成为可维持第一离合器CL1的分离状态的EV模式主压力PLEV。另外,在分离压力控制处理部D3中,在以机械油泵OP的排出压不能排出第一离合器分离主压力PLCL1的油量的情况下,利用电动泵EP排出油量不足部分。另外,在第一主压力集中控制处理部D4中,使主压力PL从第一离合器分离主压力PLCL1逐渐减少到EV模式主压力PLEV
在步骤S16中,接着步骤S2中为EV模式的判断,参照EV-PL图执行主压力控制,移至步骤S17。在此,如图6所示,EV-PL图为EV模式主压力特性,该EV模式主压力特性如下:在HEV模式主压力特性中输入转矩Tin不能将第一离合器CL1分离的区域、即输入转矩Tin为阈值转矩T1以下的区域,将主压力PL提高到可维持第一离合器CL1的分离状态的液压水平。即,EV-PL图为主压力特性,该主压力特性如下:在参照HEV-PL图得到的主压力PL不能将第一离合器CL1分离的低转矩区域(阈值转矩T1以下的转矩区域)中,与输入转矩Tin无关,使主压力PL提高到可维持第一离合器CL1的分离状态的液压水平而进行设定,在参照HEV-PL图得到的主压力PL能将第一离合器CL1分离的高转矩区域(比阈值转矩T1大的转矩区域)时,与HEV模式主压力特性一致。该EV-PL图存储在内装于AT控制器7的存储器M(主压力特性设定部)中。
另外,该主压力控制通过将主压力PL设定为由在步骤S1中读入的输入转矩Tin(例如Ti)和EV-PL图得到的EV模式主压力PLEV(例如PLb)来执行。通过如下顺序进行该主压力控制:从AT控制器7向主压力电磁铁输出电信号→利用由该电信号进行接通(ON)控制的主压力电磁铁产生信号压力→用所产生的信号压力对调节阀施力→用调节阀调节主压力PL。
在步骤S17中,接着步骤S16中的参照EV-PL图的主压力控制,判断是否指示车辆的行驶模式从EV模式向HEV模式的模式变更,在是(有EV→HEV变更指令)的情况下,移至步骤S18,在否(无EV→HEV变更指令)的情况下,移至步骤S1。在此,模式变更指令的有无通过自综合控制器10读入的目标模式判断是否超过图4所示的EV→HEV切换线。即,只要目标模式成P1→P2变动,则具有变更指令。
在步骤S18中,接着步骤S17中为有EV→HEV变更指令的判断,将主压力PL维持在EV模式主压力PLEV,移至步骤S19。
在步骤S19中,接着步骤S18中的主压力维持控制,判断发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差是否达到第二阈值ΔN2以下,即判断第一离合器CL1是否开始联接,在是(第二阈值ΔN2以下)的情况下,移至步骤S20,在否(比第二阈值ΔN2大)的情况下,移至步骤S18。
在步骤S20中,接着步骤S19中为转速差达到第二阈值ΔN2以下的判断,读入向第二离合器CL2输入的输入转矩Tin,移至步骤S21。
在步骤S21中,接着步骤S20中的输入转矩Tin的读入,将由HEV-PL图得到的值设定为HEV模式主压力PLHEV,移至步骤S22。
在步骤S22中,接着步骤S21中的HEV模式主压力PLHEV的设定,执行主压力的集中输出控制,移至步骤S23。在此,集中输出控制首先将EV模式主压力PLEV设定为运算值PLn-1并作为初始值。而且,通过从该运算值PLn-1(在运算开始时为PLEV)减去规定值ΔPL,求出算出值PLn,将该算出值PLn设定为主压力PL来执行。
在步骤S23中,接着步骤S22中的集中输出控制,判断当前设定的主压力即算出值PLn是否与HEV模式主压力PLHEV一致,在是(主压力一致)的情况下,移至步骤S1,在否(主压力不一致)的情况下,移至步骤S24。
在步骤S24中,接着步骤S23中为主压力不一致的判断,以算出值PLn为运算值PLn-1,移至步骤S20,重复运算直到主压力PL与HEV模式主压力PLHEV一致。
另外,步骤S17~步骤S24相当于第二主压力过渡控制部D5,步骤S20~步骤S24相当于第二主压力集中控制处理部D6,在此,在第二主压力过渡控制部D5中,具有从EV模式向HEV模式的切换指令,在将第一离合器CL1联接时,从联接开始到发动机转速和电动机转速的转速差达到第二阈值ΔN2以下,将主压力PL设定为可维持第一离合器分离的液压水平的EV模式主压力PLEV。在转速差达到第二阈值ΔN2以下后,使主压力PL成为比EV模式主压力PLEV低的HEV模式主压力PLHEV。另外,在第二主压力集中控制处理部D6中,使主压力PL从EV模式主压力PLEV逐渐减少到HEV模式主压力PLHEV
下面,对作用进行说明。
首先,进行本发明“主压力控制的技术课题”的说明,其次,将实施例1的混合动力车辆的控制装置的作用分为“主压力控制作用”、“HEV→EV过渡时主压力控制作用”、“EV→HEV过渡时主压力控制作用”进行说明。
(主压力控制的技术课题)
图7是表示车辆的每一行驶模式的第一离合器的状态、此时的CSC活塞行程的位置和第一离合器液压及传递转矩的关系的说明图。另外,第一离合器液压为离合器液压工作压室46内的液压,传递转矩为从发动机Eng传递的转矩。
混合动力车辆的驱动系统具有只以电动发电机MG为动力源行驶的EV模式、和以发动机Eng和电动发电机MG为动力源行驶的HEV模式两种行驶模式。而且,在EV模式中,发动机Eng停止,并且将介于发动机Eng和电动发电机MG之间安装的第一离合器CL1分离。另外,在HEV模式中,驱动发动机Eng,并且将上述第一离合器CL1联接。在此,第一离合器CL1为干式单板离合器,该干式单板离合器为当不向CSC40供给工作油时,则CSC活塞49不产生行程进行离合器联接,当向CSC40供给液压油时,则CSC活塞49产生行程并进行离合器分离。
在这种第一离合器CL1中,当第一离合器液压达到最大压力时,CSC活塞行程位于最大突出位置A,抵抗隔膜簧33的力而使第一离合器CL1分离。此时,来自发动机Eng的传递转矩为零。另外,该状态为EV状态(EV模式)。
另一方面,当第一离合器液压为零时,CSC活塞行程位于最大导入位置C,自CSC活塞49不对隔膜簧33施力,而使第一离合器CL1被联接。此时,来自发动机Eng的传递转矩为最大值。另外,该状态为HEV状态(HEV模式)。
另外,当指示从EV模式向HEV模式的模式变更时,在将第一离合器CL1完全联接之前,将发动机Eng起动(Eng起动状态)。此时,将充填于离合器液压工作压室46的液压油排出。由此,第一离合器液压下降,CSC活塞行程位于最大突出位置A和最大导入位置C的中间位置B,附加于隔膜簧33的力减弱,为半离合器状态。此时,来自发动机Eng的传递转矩伴随CSC活塞49逐渐导入而逐渐变大。
这样,在将第一离合器CL1分离的EV模式中,必须确保用于使CSC活塞49产生行程而位于最大突出位置A的第一离合器液压,需要较高地设定主压力PL。另外,如图2所示,由于CSC40配置在电动发电机MG的转子内侧,因此,不会增大CSC活塞49的受压面积。由此,在使CSC活塞49产生行程时,必然提高液压。另一方面,在不将第一离合器CL1分离的HEV模式中,由于CSC活塞49不需要施加液压,因此,不需要按照第一离合器分离所需要的液压水平较高地设定主压力PL。即,在HEV模式中,只要确保第二离合器CL2的联接所需要的和发动机车同等的液压水平即可。
与之相对,当如现有技术那样不管行驶模式如何都将主压力PL设定为离合器断开、连接所需要的最低限度的值时,在不需要将第一离合器CL1分离的HEV模式时,也按照第一离合器分离所需要的液压水平较高地设定主压力PL,产生了燃油消耗的恶化。因此,从降低燃油消耗的观点出发,在不需要将第一离合器CL1分离的HEV模式中,请求使主压力PL直接成为第二离合器CL2的联接所需要的和发动机车同等的液压水平。
另外,可知,现有技术中,作为用于将第一离合器CL1分离的第一离合器液压需要0.63MPa,但当将第一离合器分离断开即一次完全分离时,即使是比分离时的液压(0.63MPa)低的液压,也可以维持第一离合器CL1的分离状态。因此,即使是将第一离合器CL1分离的EV模式,在行驶模式过渡的情形和行驶模式稳定后的情形中,也请求使主压力PL不同。
另外,在有从EV模式向HEV模式的变更且使发动机Eng起动时,如第一离合器CL1分离时那样不需要液压上升,但当立即使主压力下降时,第一离合器CL1有可能再联接。因此,也请求最好从发动机Eng起动起一定时间内推迟降低主压力PL。
鉴于以上的要求,在本申请发明中,如下进行混合动力车辆的主压力控制:根据行驶模式变更主压力,并且通过在行驶模式过渡时修正主压力,能够容易地得到必要液压,且能够实现降低燃油消耗。
(主压力控制作用)
图8是表示实施例1的控制装置的、伴随着行驶模式的变更、主压力过渡的一例的时间图。另外,在该图8中,表示输入转矩Tin为不将第一离合器CL1分离的阈值转矩T1以下的区域的值且为一定的情况。
另外,在图8中,时刻t1表示从HEV模式向EV模式的模式变更指令输出的时间点,时刻t2表示发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第一阈值ΔN1以上的时间点,时刻t3表示主压力PL与EV模式主压力PLEV一致的时间点,时刻t4表示从EV模式向HEV模式的模式变更指令输出的时间点,时刻t5表示发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第二阈值ΔN1以下的时间点,时刻t6表示主压力PL与HEV模式主压力PLHEV一致的时间点。
在直到时刻t1和时刻t6以后的HEV模式中,进行图5所示的流程中的步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S4→步骤S5,执行HEV模式主压力控制。另外,此时不选择电动机WSC模式。由此,主压力PL参照在HEV模式时图6所示的HEV-PL图设定为HEV模式主压力PLHEV。在此,HEV-PL图为HEV模式主压力特性,该HEV模式主压力特性:根据向第二离合器CL2输入的输入转矩Tin,确保第二离合器CL2联接所需要的液压水平的同时按比例上升。因此,HEV模式主压力PLHEV设定为可将第二离合器CL2联接的液压水平。即,在HEV模式中,成为对应第二离合器CL2联接所需要的液压水平的主压力PL。
另一方面,在时刻t3~时刻t4的EV模式中,进行图5所示的流程中步骤S1→步骤S2→步骤S16→步骤S17,执行EV模式主压力控制。由此,主压力PL参照在EV模式时图6所示的EV-PL图设定为EV模式主压力PLEV。在此,EV-PL图为EV模式主压力特性,该EV模式主压力特性:在HEV模式主压力特性中的输入转矩Tin不能将第一离合器CL1分离的低转矩区域(阈值转矩T1以下),将主压力PL提高到可维持第一离合器CL1的分离状态的液压水平。即,EV模式主压力PLEV设定为:在输入转矩Tin为阈值转矩T1以下时,比HEV模式时的主压力PLHEV高。
由此,在不需要将第一离合器CL1分离的HEV模式中,将主压力PL设定为第二离合器CL2的联接所需要的液压水平,在需要使第一离合器CL1成为分离状态的EV模式中,变更主压力设定,以使主压力PL比HEV模式时高。
因此,在需要主压力低的HEV模式中,可以将主压力PL直接设定为第二离合器CL2的联接所需要的液压水平即和发动机车同等的主压力,而不会比较高地设定主压力PL,可以抑制动力损失增大,其结果是,可以实现降低燃油消耗。另外,在必须施加高的液压将第一离合器CL1分离的EV模式中,提高主压力PL的设定,其结果,能够容易地得到第一离合器CL1成为分离状态的必要液压,并且通过根据行驶模式变更主压力PL的设定可以实现降低燃油消耗。
尤其是,在上述的实施例1中,具有成为主压力特性设定部的存储器M,该主压力特性设定部设定:根据输入转矩Tin按比例上升的HEV-PL图、和将在该HEV-PL图中的输入转矩Tin不能将第一离合器CL1分离的阈值转矩T1以下的区域所得到的主压力PL提高的EV-PL图。
即,EV-PL图在参照HEV-PL图得到的主压力PL能将第一离合器CL1分离的情况下和HEV-PL图一致,只在参照HEV-PL图得到的主压力PL不能将第一离合器CL1分离的情况下,较高地设定主压力PL。因此,在EV模式时,可以将使第一离合器CL1成为分离状态同时也可以将较高地设定主压力PL的机会抑制到最小限度。可以进一步实现降低燃油消耗。
另外,在到时刻t1和时刻t6以后的HEV模式中选择电动机WSC模式的情况下,进行图5所示的流程中的步骤S1→步骤S2→步骤S3→步骤S16→步骤S17,执行EV模式主压力控制。由此,即使是HEV模式时,只要选择电动机WSC模式,则也可以较高地设定主压力PL。因此,通过将主压力PL设定为HEV模式主压力PLHEV,可以回避不能使第一离合器CL1成为分离状态。
(HEV→EV过渡时主压力控制作用)
在图8的时刻t1~时刻t3的HEV→EV过渡模式中,进行图5所示的流程中的步骤S5→步骤S6→步骤S7→步骤S8或步骤S9→步骤S10→步骤S11→步骤S12→步骤S13→步骤S14→步骤S15,执行HEV→EV主压力过渡控制。由此,当具有从HEV模式向EV模式的切换指令时,直到发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第一阈值ΔN1以上(时刻t1~时刻t2期间),都将主压力PL设定为可将第一离合器CL1分离的液压水平的第一离合器分离压力PLCL1,其后设定为由EV-PL图得到的EV模式主压力PLEV
即,在第一主压力过渡控制部D2,在利用从HEV模式向EV模式的切换指令供给液压将第一离合器CL1分离时,在需要比维持分离状态的液压更高的液压的分离状态的初始阶段即、只有HEV→EV过渡模式将主压力PL设定为比EV模式主压力PLEV更高的第一离合器分离主压力PLCL1。因此,在第一离合器CL1分离时,能够以需要更高液压水平的过渡的情形、和以比其更低的液压水平维持离合器分离状态的正常的EV模式划分液压水平。而且,将较高地设定主压力PL的机会抑制到需要的最小限度,从而能够进一步实现降低燃油消耗,且能够可靠地使第一离合器CL1成为分离状态。
尤其是,在该第一主压力过渡控制部D2,执行向步骤S7→步骤S8或步骤S9→步骤S10前进的分离压力控制处理,因此,在以排出机械油泵OP的排出压不能排出第一离合器分离主压力PLCL1的油量的情况下,可以利用电动泵EP排出油量不足部分。因此,不会使机械油泵OP的转速上升,能够确保必要的主压力PL,能够防止燃油消耗的恶化。另外,主压力PL变高只是将第一离合器CL1分离时,用电动泵EP供应此时的油量上升量,因此可以使用适合低主压力PL的小型机械油泵OP,也可以有效地不使机械油泵OP大型化而防止造成浪费。
另外,在该第一主压力过渡控制部D2,在时刻t2~时刻t3执行向步骤S11→步骤S12→步骤S13→步骤S14→步骤S15前进的EV集中控制处理,因此,能够将主压力PL从第一离合器分离主压力PLCL1逐渐减少到EV模式主压力PLEV。因此,可以缓冲伴随主压力的设定变更而造成的冲击。
(EV→HEV过渡时主压力控制作用)
在图8的时刻t4~时刻t6的EV→HEV过渡模式中,进行图5所示的流程中的步骤S17→步骤S18→步骤S19→步骤S20→步骤S21→步骤S22→步骤S23→步骤S24,执行EV→HEV主压力过渡控制。由此,当具有从EV模式向HEV模式的切换指令时,直到发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第二阈值ΔN2以下(时刻t4~时刻t5期间),都将主压力PL维持在由EV-PL图得到的EV模式主压力PLEV,其后设定为由HEV-PL图得到的HEV模式主压力PLHEV
即,在第二主压力过渡控制部D5,在利用从EV模式向HEV模式的切换指令排泄液压将第一离合器CL1联接时,在切换的初始阶段将主压力PL维持在比HEV模式主压力PLHEV更高的EV模式路压力PLEV,由此,可以使主压力PL降低的时刻比发动机Eng起动的时刻滞后。因此,能够防止在发动机Eng起动时的过渡的情形下主压力PL立即下降,能够防止第一离合器CL1的再联接。
另外,在该第二主压力过渡控制部D5,在时刻t5~时刻t6执行向步骤S20→步骤S21→步骤S22→步骤S23→步骤S24前进的HEV集中控制处理,因此,能够将主压力PL从第一离合器分离主压力PLCL1逐渐减少到EV模式主压力PLEV。因此,可以缓冲伴随主压力的设定变更造成的冲击。
下面,对效果进行说明。
在实例例1的混合动力车辆的控制装置中,可以得到下述列举的效果。
(1)混合动力车辆的控制装置具备:第一离合器CL1,其介于发动机Eng和电动发电机MG之间而被安装,通过供给液压油成为分离状态;第二离合器CL2,其介于上述电动发电机MG和驱动轮(左右后轮RL、RR)之间而被安装,通过供给液压油成为联接状态;主压力控制装置D1,其对供给上述第一离合器CL1及上述第二离合器CL2的液压油的主压力PL进行控制,混合动力车辆的控制装置设置有切换HEV模式和EV模式的行驶模式控制装置(模式选择部200),该HEV模式,将上述第一离合器CL1联接,以上述发动机Eng和上述电动发电机MG为动力源而行驶,该EV模式,将上述第一离合器CL1分离,只以上述电动发电机MG为动力源而行驶,上述主压力控制装置D1将上述HEV模式时的主压力PL设定为上述第二离合器CL2的联接所需要的液压水平,并变更主压力PL的设定,以使上述EV模式时的主压力PL比HEV模式时高。由此,能够容易地得到使第一离合器CL1成为分离状态的必要液压,并且通过根据行驶模式变更主压力PL设定可以实现降低燃油消耗。
(2)上述主压力控制装置D1具有主压力特性设定部(存储器M),该主压力特性设定部基于向上述第二离合器CL2输入的输入转矩Tin即主压力设定参数,设定主压力特性,上述主压力特性设定部(存储器M)设定HEV模式主压力特性(HEV-PL图)和EV模式主压力特性(EV-PL图),该HEV模式主压力特性(HEV-PL图)是根据上述主压力设定参数按比例上升的特性,该EV模式主压力特性(EV-PL图)是在该HEV模式主压力特性中、上述主压力设定参数不能使上述第一离合器CL1成为分离状态的低参数区域(输入转矩Tin为阈值转矩T1以下的区域)、使主压力PL提高的特性。由此,能够在EV模式时使第一离合器CL1成为分离状态,同时也能够将较高地设定主压力PL的机会抑制到最小限度,能够进一步实现降低燃油消耗。
(3)上述主压力控制装置D1设置有第一主压力过渡控制部D2,在具有从HEV模式向EV模式切换的切换指令将上述第一离合器CL1分离时,从分离开始直到发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第一阈值ΔN1以上的条件成立,该第一主压力过渡控制部D2将上述主压力PL设定为上述第一离合器CL1的分离所需要的液压水平的第一离合器分离主压力PLCL1,在上述条件成立后,使上述主压力PL成为比上述第一离合器分离主压力PLCL1低、可维持上述第一离合器CL1的分离状态的EV模式主压力PLEV。由此,能够将较高地设定主压力PL的机会抑制到必要最小限,能够进一步实现降低燃油消耗,且能够可靠地使第一离合器CL1的分离状态。
(4)上述第一主压力过渡控制部D2具有分离压力控制处理部D3,在以由上述发动机Eng及上述电动发电机MG驱动的机械式泵(机械油泵OP)的排出压、不能排出上述第一离合器分离主压力PLCL1的油量的情况下,该分离压力控制处理部D3利用电动泵EP排出油量不足部分。由此,不会使机械油泵OP的转速上升,能够确保必要的主压力PL,能够防止燃油消耗的恶化。
(5)上述第一主压力过渡控制部D2具有使上述主压力PL从上述第一离合器分离主压力PLCL1逐渐减少到上述EV模式主压力PLEV的第一主压力集中控制处理部D4。由此,能够缓冲伴随主压力的设定变更造成的冲击。
(6)上述主压力控制装置D1设置有第二主压力过渡控制部D5,在具有从EV模式向HEV模式切换的切换指令将上述第一离合器CL1联接时,从联接开始到发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第二阈值ΔN2以下的条件成立,该第二主压力过渡控制部D5将上述主压力PL维持在上述EV模式主压力PLEV,在上述条件成立后,使上述主压力PL成为比上述EV模式主压力PLEV低的HEV模式主压力PLHEV。由此,能够防止在发动机Eng起动时的过渡情形下主压力PL立即下降,能够防止第一离合器CL1的再联接。
(7)上述第二主压力过渡控制部D5具有使上述主压力PL从EV模式主压力PLEV逐渐减少到H述HEV模式主压力PLHEV的第二主压力集中控制处理部D6。由此,能够缓冲伴随主压力PL的设定变更造成的冲击。
(8)在上述HEV模式时,在将上述第一离合器CL1分离、并且具有将上述第二离合器CL2滑移联接的电动机WSC控制的指示时,上述主压力控制装置D1使上述主压力PL比上述HEV模式时的主压力PL高。由此,通过将主压力PL设定为HEV模式主压力PLHEV,能够回避不能使第一离合器CL1成为分离状态的情况。
以上,基于实施例1对本发明混合动力车辆的控制装置进行了说明,但就具体的结构而言,并不限于该实施例1,在不脱离本发明请求的范围的要旨的范围内,允许设计的变更及追加等。
在实施例1中,在将第一离合器CL1分离时,发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第一阈值ΔN1以上、作为将主压力PL从第一离合器分离压力PLCL1切换为集中控制处理的条件,但也可以在例如使主压力PL成为第一离合器分离压力PLCL1之后经过规定时间后切换为集中控制处理。即,在图5的步骤S10中,也可以基于是否经过规定时间进行判断。
另外,在实施例1中,在将第一离合器CL1联接时,发动机转速Ne和电动机转速Nm的转速差达到第二阈值ΔN2以上、作为将主压力PL从EV模式主压力PLEV切换为集中控制处理的条件,但也可以在例如将主压力PL维持在EV模式主压力PLEV之后经过规定时间后切换为集中控制处理。即,在图5的步骤S19中,也可以基于是否经过规定时间进行判断。
而且,在实施例1中,作为主压力设定参数,对使用向第二离合器CL2输入的输入转矩Tin的例子进行了例示。但是,并不局限于此,也可以为向第二离合器CL2输入的输入转速,也可以为输入转矩Tin和输入转速双方。
另外,在实施例1中,作为第二离合器CL2,对自动变速器AT的各变速级中联接的多个摩擦联接元件中的任一个的例子进行了例示,但只要是介于电动发电机MG和驱动轮之间安装、通过液压供给而联接的离合器即可,因此,也可以设置成专用离合器。
产业上的可利用性
在实施例1中,对适用于搭载有前进7速后退1速的有级自动变速器的混合动力车辆的应用例进行了例示,但也可以适用于搭载有具有多个前进变速级的其他的自动变速器或无级自动变速器的控制装置的混合动力车辆。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆的控制装置,其具备:第一离合器,其介于发动机与电动发电机之间而被安装,并通过供给液压油成为分离状态;第二离合器,其介于所述电动发电机与驱动轮之间而被安装,通过供给液压油成为联接状态;主压力控制装置,其控制供给到所述第一离合器及所述第二离合器的液压油的主压力,其特征在于,
该混合动力车辆的控制装置设置有行驶模式控制装置,该行驶模式控制装置对HEV模式和EV模式进行切换,所述HEV模式使所述第一离合器联接,以所述发动机和所述电动发电机为动力源而行驶,所述EV模式使所述第一离合器分离,只以所述电动发电机为动力源而行驶,
所述主压力控制装置将所述HEV模式时的主压力设定为所述第二离合器的联接所需要的液压水平,并变更主压力的设定以使所述EV模式时的主压力比HEV模式时高。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述主压力控制装置具有主压力特性设定部,所述主压力特性设定部基于包含向所述第二离合器输入的输入转矩和输入转速中至少一个的主压力设定参数,设定主压力特性,
所述主压力特性设定部设定HEV模式主压力特性和EV模式主压力特性,该HEV模式主压力特性是根据所述主压力设定参数按比例上升的特性;该EV模式主压力特性是在该HEV模式主压力特性中、在所述主压力设定参数不能使所述第一离合器成为分离状态的低参数区域使主压力提高的特性。
3.如权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述主压力控制装置设置有第一主压力过渡控制部,在具有从HEV模式向EV模式切换的切换指令并将所述第一离合器分离时,从分离开始到规定条件成立,所述第一主压力过渡控制部将所述主压力设定为所述第一离合器的分离所需要的液压水平的第一离合器分离主压力,在规定条件成立后,使所述主压力成为比所述第一离合器分离主压力低,可维持所述第一离合器的分离状态的EV模式主压力。
4.如权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述第一主压力过渡控制部具有分离压力控制处理部,在以由所述发动机或所述电动发电机驱动的机械式泵的排出压不能排出所述第一离合器分离主压力的油量的情况下,该所述分离压力控制处理部利用电动泵排出油量不足部分。
5.如权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述第一主压力过渡控制部具有第一主压力集中控制处理部,该第一主压力集中控制处理部使所述主压力从所述第一离合器分离主压力逐渐减少到所述EV模式主压力。
6.如权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述主压力控制装置设置有第二主压力过渡控制部,在具有从EV模式向HEV模式切换的切换指令且将所述第一离合器联接时,从联接开始到规定条件成立,所述第二主压力过渡控制部将所述主压力维持为所述EV模式主压力,在规定条件成立后,使所述主压力成为比所述EV模式主压力低的HEV模式主压力。
7.如权利要求6所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述第二主压力过渡控制部具有第二主压力集中控制处理部,该第二主压力集中控制处理部使所述主压力从EV模式主压力逐渐减少到所述HEV模式主压力。
8.如权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
在所述HEV模式时,并具有将所述第一离合器分离且将所述第二离合器滑移联接的电动机WSC控制的指示时,所述主压力控制装置使所述主压力比所述HEV模式时的主压力高。
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