CN101909960A - 用于混合动力车辆的驱动控制设备和驱动控制方法 - Google Patents

用于混合动力车辆的驱动控制设备和驱动控制方法 Download PDF

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Abstract

这里公开用于混合动力车辆的驱动控制设备和驱动控制的方法的实施例。在一项实施例中，驱动控制器配置以根据基本发动机扭矩值和目标驱动扭矩值计算基本马达-发电机扭矩值，当所述电池的荷电状态处于许用范围内时，将目标发动机扭矩设定为基本发动机扭矩值以及将目标马达-发电机扭矩设定为基本马达-发电机扭矩值，将所述电池的荷电状态的许用范围设定成当所述变速器执行档位改变操作时小，当所述电池的荷电状态偏差离开所述许用范围时执行基本值偏移过程。通过使得目标发动机扭矩偏移离开基本发动机扭矩值、并且使得目标马达-发电机扭矩偏移离开基本马达-发电机扭矩值，所述基本值偏移过程抑制所述电池的荷电状态的偏差。

Description

用于混合动力车辆的驱动控制设备和驱动控制方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年1月16日提交的日本专利申请序列号No.2008-006967的优先权，其完整内容通过引用的方式结合于此。
技术领域
本发明涉及一种用于控制混合动力车辆的驱动的驱动控制设备和方法，其中内燃机和马达-发电机安装为驱动源。
背景技术
近年来，装配有多个驱动源以改善燃料消耗并且抑制废气量的混合动力车辆从环境保护的观点出发正在吸引人们的注意。混合动力车辆已知为具有发动机和马达/发电机。在这种混合动力车辆中，可采用分级自动变速器来改善燃料的消耗等。
未审公开日本专利出版物No.10-257610公开一种用于平稳地控制装配有分级变速器的混合动力车辆的驱动的控制设备。该控制设备通过使用马达/发电机的扭矩控制变速器的输入RPM来减小变速冲击。采用这种控制设备，马达/发电机的RPM在档位改变期间追随所需的目标RPM，由此控制自动变速器的输入RPM。
发明内容
这里公开用于混合动力车辆的驱动控制设备和控制混合动力车辆的方法。这里公开的驱动控制设备的一项实施例包括：发动机；马达-发电机；用于将电力提供至所述马达/发电机以及从所述马达/发电机接收电力的电池；配置以执行正常操作和档位改变操作的变速器以及控制器。所述控制器配置以检测所述变速器的正常操作和档位改变操作，确定电池的荷电状态，根据所述车辆的驱动状态计算目标驱动扭矩值和基本发动机扭矩值，根据所述基本发动机扭矩值和所述目标驱动扭矩值计算基本马达-发电机扭矩值，当所述电池的荷电状态处于许用范围内时，将目标发动机扭矩设定为基本发动机扭矩值以及将目标马达-发电机扭矩设定为基本马达-发电机扭矩值，将所述电池的荷电状态的许用范围设定成当所述变速器执行档位改变操作时小于当所述变速器执行正常操作时。当所述电池的荷电状态偏差离开所述许用范围时执行基本值偏移过程。通过使得所述目标发动机扭矩偏移离开基本发动机扭矩值、并且使得所述目标马达-发电机扭矩偏移离开基本马达-发电机扭矩值，所述基本值偏移过程抑制所述电池的荷电状态的偏差。
这里公开一种用于控制混合动力车辆的方法的实施例，其中，所述混合动力车辆具有发动机、马达-发电机、用于将电力提供至所述马达/发电机以及从所述马达/发电机接收电力的电池以及配置以执行正常操作和档位改变操作的变速器。所述驱动控制方法包括例如检测所述变速器的正常操作和档位改变操作，确定电池的荷电状态，根据所述车辆的驱动状态计算目标驱动扭矩值和基本发动机扭矩值，根据所计算的基本发动机扭矩值和所计算的目标驱动扭矩值计算基本马达-发电机扭矩值；当所确定的所述电池的荷电状态处于许用范围内时，将目标发动机扭矩设定为基本发动机扭矩值以及将目标马达-发电机扭矩设定为基本马达-发电机扭矩值；将所述电池的荷电状态的许用范围设定成当所述变速器执行档位改变操作时小于当所述变速器执行正常操作时，以及当所述电池的荷电状态偏离于所述许用范围时执行基本值偏移过程，其中通过使得所述目标发动机扭矩偏移离开所述基本发动机扭矩值、并且使得所述目标马达-发电机扭矩偏移离开所述基本马达-发电机扭矩值，所述基本值偏移过程抑制所述电池的荷电状态的偏差。
附图说明
这里的说明书参照附图，其中，在整个附图中，类似的附图标记指代类似的部件，其中：
图1是示出用于混合动力车辆的动力系的示意图，根据这里的实施例的驱动控制设备应用于其中；
图2是该实施例的驱动控制设备的方框图，应用至图1所示的混合动力车辆；
图3是总体性地示出集成控制器的过程的状态的功能性方框图；
图4是示出目标驱动力图的实例的曲线图，集成控制器参照该图；
图5是示出EV-HEV选择图的实例的曲线图，集成控制器参照该图；
图6是示出充电/放电量图的实例的曲线图，集成控制器参照该图；
图7是能够在变速器档位改变时采用的档位改变模式的实例的曲线图。
图8是示例性地示出在电池的荷电状态处于偏差至过度充电侧的状态并且自动变速器被升档的情况下集成控制器的驱动控制的状态的时间图；
图9是示出在图8的正常时间(I)时执行的过程的实例的流程图，在档位改变之前需要作出判定；
图10是示出关于图8的档位改变操作以及变速过程时间段相关的过程的实例的流程图；
图11是示出SOC阈值的设置的图；
图12是在集成控制器升档时和降档时之间进行区分并且开始基本值偏移过程的集成控制器的流程图；
图13是示例性地示出在电池的放电状态处于偏差至过度放电侧的状态并且变速器被升档的情况下由集成控制器执行的驱动控制的状态的时间图；
图14是示例性地示出在电池的荷电状态处于偏差至过度充电侧的状态并且变速器被降档的情况下由集成控制器执行的驱动控制的状态的时间图；
图15是示出在电池的荷电状态处于偏差至过度放电侧的状态并且变速器被降档的情况下由集成控制器执行的驱动控制的状态的时间图。
具体实施方式
根据未审公开日本专利出版物No.10-257610的控制设备通过利用基于马达/发电机的扭矩控制变速器的输入RPM并且使得混合动力车辆的档位改变操作平稳。与发动机相比，该马达/发电机可在更短的时间内执行启动和停止。此外，该马达/发电机也能够产生正向和负向扭矩(动力扭矩和再生扭矩)。因此，在使用将组合扭矩(发动机扭矩和马达/发电机扭矩共同的和)输入变速器的结构的混合动力车辆中，变速器的输入RPM能够通过控制马达/发电机的驱动并由此适当地改变该扭矩而高效地受到控制。
但是，这一技术没有考虑电池的荷电状态(SOC)，该荷电状态在混合动力车辆实际使用的每时每刻都在变化。电池连接至马达/发电机并且根据马达/发电机的驱动条件而被充电或放电。即，当马达/发电机已经作为车辆的驱动源时，电池的电力被消耗使得带电程度降低。另一方面，当马达/发电机已经作为发电机时，电力存储在电池中使得带电程度得以提升。该马达/发电机响应于混合动力车辆侧上的输出请求而产生正向和负向的扭矩。因此，存在电池的荷电状态(SOC)偏差至过度充电侧或过度放电侧的情况
在这种情况下，如上所述，电池的荷电状态已经偏差至过度充电或者过度放电，能够使用马达/发电机的输出范围受到限制，因此难于控制变速器的RPM。此时，变速器的RPM控制仅通过发动机侧上的扭矩来执行。但是，如果出现能够使用马达/发电机的情况以及不能够使用马达/发电机的情况(即，仅通过发动机进行控制的情况)，那么档位改变时间和变速冲击的强度会发生变化，因此，难于执行混合动力车辆的驱动控制。
对于上述问题，考虑通过监视电池的荷电状态并且将其保持为标准状态等而确保马达/发电机的使用。但是，不断地执行这种措施不仅会一直导致输入/输出电力，而且也可伴随有发动机和马达/发电机的操作时间的变化，因此造成燃料消耗的恶化。
因此，本发明的实施例提供一种设备和方法，能够消除传统问题和当采取措施解决那一问题时产生的问题。
下面将参照附图详细说明本发明的实施例。
图1示意性地示出混合动力车辆CR的动力系，根据这里公开的实施例的驱动控制设备应用于此。发动机1的输出轴1b和马达/发电机2的输入轴2a借助第一可变扭矩容量离合器4连接。马达/发电机(MG)2的输出轴2b和自动变速器3的输入轴3a连接。在自动变速器3的输出轴3b的相对侧上借助差速齿轮6定位一对驱动轮7。
自动变速器3是分级自动变速器，其中，限定级数的变速比，诸如五个前进速度和一个后退速度，能够自动地进行换档。在自动变速器3中包括至少一个扭矩容量可变离合器机构，支撑扭矩变速器，其根据相应于档位变化的档位状态进行变化。这一混合动力车辆CR采用第二离合器5作为离合器机构其中的一个。组合的扭矩输入至自动变速器3的输入侧。组合的扭矩是借助第一离合器4输入的发动机1的扭矩(动力)和从马达/发电机2输入的扭矩的和。组合的扭矩被输入至变速器3的分级档位改变部分，其输出最终被传递至轮胎7。第一离合器4和第二离合器5每个都可以是湿式多板离合器，能够借助例如比例电磁阀连续地控制油流率和油压。
在图1所示的混合动力车辆CR的动力系系统中，可根据第一离合器4的连接状态设定例如两个驱动模式。当第一离合器4处于断开状态时，混合动力车辆CR以电动(EV)驱动模式操作，仅通过马达/发电机2的动力行驶。当第一离合器4处于连接状态时，混合动力车辆CR以混合(HEV)驱动模式操作，通过发动机1和马达/发电机2相结合的动力行驶。马达/发电机2连接至电池9(参见图2)，该电池根据马达/发电机2的驱动状态被充电或放电。
混合动力车辆CR设置有用于检测发动机1的RPM的发动机转速传感器10，用于检测马达/发电机2的RPM的马达/发电机转速传感器11，用于检测自动变速器3的输入轴RPM的自动变速器输入转速传感器12，以及用于检测自动变速器3的输出轴RPM的自动变速器输出转速传感器13。变速器3的内部的简化示意图示出在图1中，具有齿轮组，以实现设置在输入转速传感器12和输出转速传感器13之间的分级档位改变结构。传感器10至13的输出供给至驱动控制器，这将在随后进行说明。该控制器使用传感器10至13的输出来执行平稳的档位改变操作。图1所示的混合动力车辆CR的结构是一个实例，这里公开的发明并不局限于此。例如，上述说明使用变速器3中的离合器机构作为第二离合器5，但是这不是限制性的。相代替地，可将新的离合器设置于变速器3的输入轴或输出轴的任何一个从而作为第二离合器5。
图2是示出这一实施例的驱动控制设备DRC的方框图，其应用至图1的混合动力车辆CR。在图2中，安装在混合动力车辆CR上的上述动力系系统仅仅由一个方框PW表示。方框PW包括发动机1、马达/发电机2、分级自动变速器3、第一离合器4和第二离合器5。在方框PW中也示出发动机转速传感器10、马达/发电机转速传感器11、自动变速器输入转速传感器12和自动变速器输出转速传感器13，它们布置成如参照图1所述地检测动力系系统的状态。
驱动控制设备DRC包括用于控制发动机1的驱动的发动机控制器21和用于控制马达/发电机2的驱动的马达控制器22。马达/发电机2连接至逆变器8和电池9以存储电能，二者都由马达控制器22控制。由于当马达/发电机2作为用于驱动混合动力车辆CR的驱动源时马达/发电机2产生动力扭矩(正向扭矩)，所以电池9的电能被消耗掉(电池被放电)，使得荷电状态下降。相比较地，当由于混合动力车辆CR的制动而产生再生扭矩(负向扭矩)时，马达/发电机2作为发电机，电能被存储(电池充电)在电池9中使得荷电状态得以提升。
驱动控制设备DRC设置有集成控制器20，作为完全控制上述结构的控制装置，发动机控制器21和马达控制器22由集成控制器20控制。控制器20、21、22由例如传统发动机控制单元诸如本领域公知的发动机控制单元实现。每个因此可以是微电脑，包括随机读取内存(RAM)、只读内存(ROM)和中央处理单元(CPU)，以及各种输入和输出连接。一般地，这里所述的以及与相应控制器相关联的控制功能和/或部分通过存储在ROM中的一个或多个软件程序的CPU的执行而实现。当然，这些功能中的一些或所有都可通过硬件部件实现。而且，虽然示出各种控制器，但是其功能能够结合入单一控制器中。
此外，动力系系统包括用于通过油压驱动第一离合器4的电磁阀14和用于通过油压驱动第二离合器5的电磁阀15，这些阀的驱动也受到集成控制器20的控制。此外，由检测混合动力车辆CR的油门打开程度的APO传感器17产生的输出，以及由检测电池9的荷电状态(SOC)的SOC传感器16产生的输出供给至驱动控制设备DRC。SOC传感器16检测例如电压、电流等，作为表示电池9的荷电状态的数据。
集成控制器20根据油门开度(APO)、电池的荷电状态(SOC)、车速(VSP)(成比例于变速器的输出轴RPM)等选择施加司机所需的驱动力的驱动模式。此时，集成控制器20输出目标马达/发电机扭矩或目标马达/发电机RPM指令至马达/发电机22，目标发动机扭矩指令至发动机控制器21以及驱动信号至电磁阀14和15。
此外，参照图3，将说明集成控制器20的基本控制。集成控制器20的控制以理论计算的方式处理，例如，每10毫秒。
目标驱动力计算部分31通过使用诸如图4所示的目标驱动力图根据油门开度(APO)和车速(VSP)计算目标驱动力(tFo0)。模式选择部分32通过使用诸如图5所示的EV-HEV选择图根据油门开度(APO)和车速(VSP)计算目标模式，EV或HEV。目标充电/放电计算部分33使用诸如图6所示的充电/放电量图根据电池9的荷电状态(SOC)计算目标充电/放电电力(tP)。操作点指令部分34根据油门开度(APO)接收目标驱动力(tFo0)、目标模式、车速(VSP)和目标充电/放电电力(tP)。根据这一数据，操作点指令部分34计算过渡目标发动机扭矩、目标马达/发电机扭矩、目标第二离合器扭矩容量、目标自动变速器变速和第一离合器电磁当前指令的操作点到达目标。档位改变控制部分35根据目标第二离合器扭矩容量和目标自动变速器变速控制自动变速器3中的电磁阀15的驱动从而获得那些操作点驱动目标。图7是示出档位改变模式的实例的曲线图，其可采用在分级自动变速器3的档位改变的时候。
虽然已经说明了由集成控制器20执行的基本控制，但是集成控制器20可进一步执行扭矩调节，以在混合动力车辆CR的档位改变操作(进行档位改变的时间)与正常操作(没有进行档位改变的时间)之间区分，由此，在改善燃料消耗的同时实现驱动控制，该驱动控制能够处理档位改变时的问题。
集成控制器20通过将组合的扭矩，即，发动机1侧上的扭矩和马达/发电机2侧上的扭矩的和，供给至变速器3的输入侧而控制车辆CR的驱动。这里，所组合的扭矩基本上通过更多地考虑燃料消耗而根据通用表达式(Ttotal＝Te+Tm)进行设定。即，发动机扭矩设定在基本发动机扭矩值(所谓的优化燃料消耗点扭矩)。然后，基本马达扭矩值(TM)被确定，使得目标驱动力(tFo0)能够采用组合的扭矩Ttotal而获得。通过由这一方法确定的组合扭矩而进行驱动控制从改善燃料消耗的观点来看是理想的。
另一方面，能够出现下述情况，安装在混合动力车辆CR上的电池9的荷电状态(SOC)根据如何使用车辆而偏差至过渡充电侧或过度放电侧。如果产生电池9的荷电状态的这一偏差，那么马达/发电机2的驱动的自由度受到限制使得马达/发电机2仅在可用范围的扭矩中操作。例如，如果在车辆的驱动控制中存在增加马达/发电机2的再生扭矩的要求，那么如果电池9的荷电状态(SOC)已经偏移至过度充电侧，则这一要求不能被适应，导致变速冲击等。如果马达/发电机2不能够在操作于可用范围的扭矩的同时产生必要的动力扭矩或再生扭矩，那么会在档位改变时导致变速冲击。一般地，当电池的荷电状态从正确值偏差至过度充电侧或过度放电侧时，不使用上述更多地考虑燃料消耗的基本马达扭矩值，由此允许电池的荷电状态返回至正确值。例如，当电池的荷电状态偏差至过度放电侧时，那么发动机扭矩增加成变得大于上述基本发动机扭矩值，其通过更多地考虑燃料消耗由计算而被确定，由此减小马达/发电机2所需的动力扭矩。此外，马达/发电机2的动力扭矩可设定为负值(即，马达/发电机被再生)，由此提升电池的荷电状态并且将其返回至正确值。同样在这一实施例的混合动力车辆中，本领域技术人员能够持续地监视电池9的荷电状态并且将荷电状态保持为正确；但是，这种测量的持续操作导致使用发动机扭矩，其会不利地影响燃料消耗效率。
由于在正常操作期间扭矩的变化是最小的，所以可通过基于扭矩基本值的更多地考虑燃料消耗的组合扭矩执行车辆的驱动控制，借此，其预期能够尝试改善燃料消耗。另一方面，由于在档位改变操作期间的扭矩变化相对大，所以有必要执行合适的扭矩调节。为此原因，需要确保电池9的荷电状态，这允许马达/发电机2被充分地使用。即，当电池9的荷电状态(SOC)存在偏差时，因此导致马达/发电机2的使用受到限制的状态，电池9的荷电状态在档位改变之前返回至标准状态，由此确保电池9的荷电状态，其允许马达/发电机2被充分地使用。借此，混合动力车辆的驱动控制能够获得燃料消耗的改善并且防止档位改变时造成的变速冲击等。
通过将上述点用作基本总体策略，通过驱动控制设备DRC的集成控制器20执行控制。如下所述，将详细说明集成控制器20的控制。
驱动控制设备DRC的集成控制器20执行扭矩调节，导致从通过更多地考虑燃料消耗而设定的基本发动机扭矩值开始偏移。这被称为基本值偏移过程。该基本值偏移过程是当马达/发电机2的驱动扭矩由于电池9的荷电状态的偏差而受到限制时确保马达/发电机扭矩的使用的自由度的过程。为了处理档位改变时的变速冲击，在保持组合扭矩的同时，基本值偏移过程临时地从更多地考虑燃料消耗的基本发动机扭矩值产生偏移。这也可理解为临时地使得马达/发电机侧扭矩与发动机侧扭矩之间的构成比分别偏移离开基本发动机扭矩值和基本马达/发电机扭矩值的过程。当执行基本值偏移过程时，在抑制电池9的荷电状态的偏差或者将荷电状态返回至标准状态的同时，马达/发电机2适当地被驱动从而充电/放电。借此，电池9的荷电状态(SOC)被返回至既没有过度充电也没有过度放电的标准状态
下文，将通过分类可能在混合动力车辆CR行驶期间得到的电池9的荷电状态(SOC)而更详细地说明由集成控制器20进行的驱动控制。
图8是示出在电池的荷电状态被偏移至过度充电侧并且自动变速器3被升档的情况下由集成控制器20进行驱动控制的状态的时间图。这一时间图示出一系列的状态(I)至(V)，从正常操作期间混合动力车辆开始档位改变的时间开始直到档位改变完成，同时对其进行分类。(I)表示正常操作时间段，(II)表示档位改变开始之前进行确定的时间，(III)表示执行基本值偏移过程的变速过程时间段，(IV)表示档位改变操作期间的时间段，(V)表示档位改变完成过程的时间段。图8在上部图示出马达/发电机(MG)的RPM，在中部图示出马达/发电机(MG)扭矩，在下部图示出发动机(ENG)扭矩，其方式使得时间轴(水平轴)彼此一致。
在正常操作(I)期间，集成控制器20将以由基本发动机扭矩值(下文称之为ENG扭矩)和基本马达/发电机扭矩值(下文称之为MG扭矩)计算的基本目标扭矩值为基础的、更多地考虑燃料消耗的组合扭矩提供至变速器3。在正常操作期间，车辆的行驶状态是稳定的，扭矩变化是相对地最小的。因此，在这一驱动控制设备DRC中，提供至变速器3的组合扭矩根据上述扭矩基本值而构成，由此用于简化该控制并且改善燃料消耗。同时，图8示出正常操作(I)期间的情况，没有执行特定的扭矩调节，但是将预定的组合扭矩提供至变速器3的输入侧。
集成控制器20通过参照各种传感器的输出而监视是否存在档位改变。图8中的时间图示出在开始档位改变之前集成控制器20作出判定(II)以及变速器3被驱动进行档位改变的情况。如该图所示，在档位改变操作期间的时间段(IV)中，通过使用基于马达/发电机2的扭矩(MG扭矩)适当地产生必要的扭矩，从而精确地执行RPM控制，使得变速冲击等受到抑制。
在图8所示的时间图中，将基本值偏移过程时间段(III)设置在档位改变开始之前进行判定的时间(II)与档位改变操作期间的时间段(IV)之间，使得能够在档位改变操作期间的时间段(IV)中执行扭矩控制，通过该控制来确保马达/发电机2的自由程度。在变速过程时间段(III)中，执行基本值偏移过程。该集成控制器20执行基本值偏移过程作为预过程，使得在档位改变操作期间的时间段(IV)中通过确保使用马达/发电机2的扭矩而执行必要的扭矩控制。
同时，能够使用基于马达/发电机2的扭矩(MG扭矩)的范围如图8中间的曲线图中所示地被设定为上侧限制线UL与下侧限制线DL之间的区域。如果当前荷电状态(SOC)大，那么上侧限制线UL和下侧限制线DL在该曲线图的y轴线上都偏移到更高的位置。如果当前荷电状态(SOC)小，那么上侧限制线UL和下侧限制线DL在该曲线图的y轴线上偏移到更低的位置。这些限制线因此根据当前荷电状态(SOC)进行确定。由于组合的扭矩包括发动机扭矩和MG扭矩，所以组合的扭矩基于下述假设进行确定，即，用于RPM控制的MG扭矩是能够在上侧限制线UL与下侧限制线DL之间获得的值。
图8示出电池9的荷电状态(SOC)偏差至过度充电侧的情况。如图8的中心曲线图中所示的，马达/发电机2的下侧限制线DL偏移接近已经在正常操作(I)期间采用的基本马达/发电机扭矩值BL。也就是说，如荷电状态(SOC)与下侧限制线DL之间的差所示的扭矩裕量已经被减小。
在图8中，当电池9的荷电状态(SOC)偏差至过度充电侧时，相对于下侧的差变小。相比较地，当电池9的荷电状态(SOC)偏差至过度放电侧时，相对于上侧(UL)的差变小(参照后文描述的图3和15)。
在图8所示的情况中，如果保持基于基本马达/发电机扭矩值BL(正常操作(I)期间)设定的组合扭矩，那么下侧上不会存在任何宽容度，使得即使存在由马达/发电机2产生再生扭矩(负向扭矩)的要求，该要求也不能被处理。
因此，在变速过程时间段(III)中，执行基本值偏移过程，使得马达/发电机(MG)的扭矩值偏移离开扭矩基本值。更具体地说，集成控制器20驱动马达/发电机2，使得动力扭矩得以产生，由此加速电池9的电力消耗。由此，MG扭矩的值从更多地考虑燃料消耗的先前值SA向上偏移至上侧SB。采用这种方式，为了使得马达/发电机2产生动力扭矩，如图8的下部曲线图所示，需要降低产生在发动机侧上的扭矩。由此，根据MG扭矩与发动机扭矩之间的新扭矩比设定组合扭矩。
当集成控制器20检测存在档位改变时，集成控制器根据SOC传感器16的输出确认电池9的荷电状态。是否执行基本值偏移过程取决于表示电池荷电状态(SOC)的数据是否偏移离开许用范围，该许用范围由预定上侧SOC阈值SOC(U)和预定下侧SOC阈值SOC(L)限定。该阈值设定成使得在档位改变时比正常时间更容易执行基本值偏移过程。更具体地说，电池的荷电状态的许用范围通过在档位改变时比正常时间将上侧SOC阈值SOC(U)设定得更小并且将下侧SOC阈值SOC(L)设定得更大而被设定得更小(参照图11，如下文所述)。扭矩基本值BL与下限制线DL之间的差在档位改变时形成为大值，因为其更容易进入基本值偏移过程，MG扭矩的值从先前值SA向上偏移。
此外，在开始档位改变之前的判定时间(II)，可开始ENG扭矩和MG扭矩的调节，档位改变时间可根据车辆CR的速度、加速和预定速度改变线得到。变速器3的档位改变控制得以开始的时间也将足够。在这种情况下，可通过使用时间延迟来执行扭矩调节，直到变速器3中的第二离合器5实际地开始滑动。此外，理想地并非以分级的方式而是平稳地以预定限度的变化率内的调节速度在基本值偏移过程时间段中(III)执行扭矩调节，更理想地设定该调节速度从而不会给驾驶员带来奇怪的感觉。
此外，在档位改变完成过程时间段(V)，已经由于档位改变而被调节的ENG扭矩和MG扭矩返回至调节前的基本马达/发电机扭矩值BL和更多地考虑燃料消耗的基本发动机扭矩值。理想地并非以分级的方式而是平稳地以预定限度的变化率内的调节速度执行所调节扭矩的返回。
此外，在图8所示的升档情况下，集成控制器20适于执行基本值偏移过程作为预过程，使得马达/发电机2能够在如中间部分所示的档位改变操作(IV)期间产生必要的再生扭矩并且能够确保用于降低输入RPM的扭矩。同时，在档位改变操作(IV)期间，发动机侧上的ENG扭矩通过前馈(F/F)调节而被调整，但是马达/发电机2侧可通过MG扭矩的反馈(F/B)控制而实现精确的RPM控制。
参照图8所述的实例执行这种扭矩调节，使得在电池9处于荷电状态偏差至过度充电侧的情况下(在高荷电状态下)，发动机侧上的扭矩降低，马达/发电机侧上的扭矩增加。由此，即使在电池9的荷电状态偏差至过度充电侧的状态下，马达/发电机2的使用的自由度得以确保，变速器3的RPM控制能够被执行。因此，良好地利用马达/发电机2的RPM控制能够被稳定地执行，抑制变速冲击的档位改变能够肯定地执行。
同时，在电池9的荷电状态偏差至过度放电侧的情况下(在低荷电状态下)，其足以采用与上述相反的方式处理这一问题。扭矩分配被调节使得发动机侧上的扭矩增加，马达/发电机2侧上的扭矩降低(即，实现用于产生再生扭矩的发电)。
由集成控制器20执行的控制是通过检测档位改变开始之前的档位改变，设定允许基本值偏移过程容易地执行的阈值。即，表示电池荷电状态的数据在档位改变操作与正常操作之间变化，并且被设定成使得基本值偏移过程在档位改变操作期间更容易地被执行。由此，由档位改变得到的益处在档位改变操作期间增加，在正常操作期间降低。因此，在档位改变操作期间，能够抑制变速冲击，在正常操作期间，能够继续改善燃料消耗。
图9至12是示出集成控制器20的各个处理步骤的流程图，这些步骤执行基于图8所说明的控制。图9示出在正常操作期间主要执行的过程(I)，以及在档位改变开始之前进行的判定(II)。该流程图示出集成控制器20周期性地执行档位改变开始之前所进行的判定(II)。如果存在档位改变(S1)，那么计算通过使用马达/发电机2执行RPM控制所必要的扭矩(S2)。在不足够量的MG扭矩上形成判断(S3)，其通过发动机扭矩的前馈(F/F)控制计算进行校正。由此，基本值偏移过程能够通过在正常操作与档位改变操作之间区分而被执行。
图10是示出基本值偏移过程时间段(III)和档位改变操作时间段(IV)的流程图。图11是示出设定SOC阈值的图。在图10中，在集成控制器20判断存在档位改变之后，确认该控制器已经进入档位改变控制(S11)，计算相应于档位改变的SOC阈值(S12)并且进行设定(S13)。另一方面，在没有档位改变的情况下，相应于正常操作的SOC阈值被设定(S14)。
如上所述，将阈值设定成使得在档位改变操作期间比正常操作期间更容易地执行基本值档位改变过程。更具体地说，如图11所示，将上侧SOC阈值SOC(U)设定成在档位改变操作期间比正常操作期间更小，使得电池9的荷电状态(SOC)更容易被判断为大于上侧SOC阈值SOC(U)，在档位改变操作期间比正常操作期间更容易形成对执行基本值偏移过程的判断。同样，将下侧SOC阈值SOC(L)设定成在档位改变操作期间比正常操作期间更大，使得电池9的荷电状态(SOC)更容易地判断为小于下侧SOC阈值SOC(L)，在档位改变操作期间比正常操作期间更容易形成对执行基本值偏移过程的判断。也就是说，电池的荷电状态的许用范围在档位改变操作期间比正常操作期间更小。在该数据表示电池9的荷电状态(SOC)大于上侧SOC阈值SOC(U)(S15)的情况下，集成控制器20作出执行基本值偏移过程的判定，发动机扭矩被抑制，马达/发电机侧上的动力扭矩被增加，由此加速电池的放电(S16)。另一方面，在该数据表示电池9的荷电状态(SOC)小于下侧SOC阈值SOC(L)(S17)的情况下，集成控制器20作出执行基本值偏移过程的判定，发动机扭矩被增加，马达/发电机侧上的动力扭矩被抑制，由此加速电池的充电(S18)。由此，确保使用马达/发电机2的自由程度。
图12示出用于在集成控制器的升档时间与降档时间之间进行区分并且开始基本值偏移过程的流程图。如步骤S22和S23所示，集成控制器20可在升档时与降档时之间不同地设定阈值。
在升档时，可只将允许基本值偏移过程开始的上侧SOC阈值SOC(U)设定为较低。在降档时，可只将下侧SOC阈值SOC(L)设定为较高。在升档时，需要降低输入变速器3的输入RPM，在降档时需要增加输入RPM。当电池荷电状态(SOC)偏差至过度充电侧并且升档要求输入RPM降低时，基本值偏移过程的上侧SOC阈值SOC(U)因此被降低。因此，即使在荷电状态偏差至过度充电侧的情况下，能够确保马达/发电机2的使用。另一方面，当电池的荷电状态(SOC)偏差至过度放电侧时并且降档需要输入RPM增加时，基本值偏移过程的下侧SOC阈值SOC(L)因此被升高。因此，即使在荷电状态偏差至过度放电侧的情况下，也能够确保马达/发电机2的使用。
图13是示例性地示出在电池的荷电状态处于偏差至过度放电侧并且自动变速器3被升档的情况下由集成控制器20执行的驱动控制的状态的时间图。在图13中，变速器3类似于图8进行升档。但是，相对于先前示出在图8的内容，升档处于电池9的荷电状态偏差至过度放电侧的时间。在图13中，在集成控制器20已经在档位改变之前作出判定时(II)的荷电状态处于低状态，使得达到上限制线UL的差已经变小。这里，相对于通过放电产生动力扭矩的这一操作，电池9处于不利的情况。在这些情况下，集成控制器20在变速过程期间(III)中执行扭矩调节从而提升发动机1侧上的输出同时降低马达/发电机2的输出。由此，马达/发电机2的电力消耗被抑制为处于发电侧上，由此尝试改善电池9的荷电状态。通过这种基本值偏移过程，确保基于马达/发电机2的扭矩的使用的自由程度。在下文中由集成控制器20执行的过程类似于上述过程。即使在电池9的荷电状态偏差至过度放电侧并且变速器被升档的情况下，驱动控制设备DRC可使得档位改变操作期间的时间更短，并且抑制变速冲击，同时尝试改善燃料消耗。
图14是示例性地示出在电池9的荷电状态(SOC)处于偏差至过度充电侧的状态并且自动变速器3被降档的情况下由集成控制器20执行驱动控制的状态的时间图。图15是示例性地示出在电池9的荷电状态(SOC)处于偏差至过度放电侧的状态下并且自动变速器3被降低的情况下由集成控制器20执行的驱动控制的状态的时间图。
在降档的情况下，马达/发电机2，相反于升档的情况，能够确保提升变速器的输入RPM的扭矩。即，在这种情况下，ENG扭矩和MG扭矩被调节使得马达/发电机2的扭矩变成具有偏离马达/发电机2的最大动力扭矩的预定差或更多的扭矩。集成控制器20的其他处理类似于上述过程。即使在变速器被降档的情况下，驱动控制设备DRC可使得档位改变操作期间的时间更短，抑制变速冲击同时尝试改善燃料消耗。
虽然已经详细地说明了本发明的实施例，但是本发明并不局限于特定实施例，可在不脱离本发明的范围的情况下对本发明作出各种改进和变化。
如上文描述的那样，可提供一种用于混合动力车辆的驱动控制设备，该设备能够抑制在档位改变操作期间产生的问题同时尝试改善燃料消耗。
上述阈值相对于表示电池的荷电状态的数据进行设定，上述控制改变档位改变操作与正常操作之间的阈值，由此可增加档位改变操作期间执行基本值偏移过程的机会。
该控制可配置成执行基本值偏移过程，使得当电池的荷电状态偏差至过度充电侧时，马达/发电机侧上的扭矩变得大于基本马达/发电机扭矩值，当电池的荷电状态偏差至过度放电侧时，马达/发电机侧上的扭矩变得小于基本马达/发电机扭矩值。
此外，可将该控制配置成确认变速器的变速状态并且执行基本值偏移过程，使得在升档情况下，马达/发电机能够确保用于降低变速器的输入RPM的扭矩，在降档的情况下，马达/发电机能够确保用于提升变速器的输入RPM的扭矩。
通过执行基本值偏移过程并且由此优化马达/发电机的使用，能够执行扭矩调节。此外，通过考虑变速器的变速状态并且由此使得在档位改变时的扭矩调节变小，可实现燃料消耗的改善。该控制能够改变升档时与降档时之间的阈值。
该控制可在档位改变之前判定是否进行档位改变，由此在正常操作与档位改变操作之间做出区分。虽然已经在不区分于正常操作与档位改变操作之间的情况下执行扭矩调节，但是也根据本发明引入在档位改变之前进行判定这一总体的概念，由此作出这种区分并且设定执行基本值偏移过程的相应阈值。更具体地说，对于档位改变操作，设定该控制能够容易地进入基本值偏移过程的状态，并且可校正电池的荷电状态。通过这一确保使用基于马达/发电机的扭矩，车辆的驱动控制能够得以精确地执行。
此外，上述混合动力车辆设置有发动机与马达/发电机之间的第一离合器和马达/发电机与驱动轮之间的第二离合器，并且该控制可用作混合动力车辆的驱动控制设备，控制第一离合器和第二离合器的驱动，由此执行扭矩调节。
因此，已经说明上述实施例从而得以容易地理解本发明并且不会限制本发明。相反地，本发明意在覆盖包括在所附的权利要求的范围中的各种改进和等同的结构，对本发明的范围作出最宽的解释从而在法律允许的范围内覆盖所有这种改进和等同的结构。

Claims (12)

1.一种用于混合动力车辆的驱动控制设备，包括：
发动机；
马达-发电机；
用于将电力提供至所述马达/发电机以及从所述马达/发电机接收电力的电池；
配置以执行正常操作和档位改变操作的变速器；以及
控制器，所述控制器配置以：
检测所述变速器的正常操作和档位改变操作；
确定电池的荷电状态；
根据所述车辆的驱动状态计算目标驱动扭矩值和基本发动机扭矩值；
根据所述基本发动机扭矩值和所述目标驱动扭矩值计算基本马达-发电机扭矩值；
当所述电池的荷电状态处于许用范围内时，将目标发动机扭矩设定为基本发动机扭矩值以及将目标马达-发电机扭矩设定为基本马达-发电机扭矩值；
将所述电池的荷电状态的许用范围设定成当所述变速器执行档位改变操作时小于当所述变速器执行正常操作时；以及
当所述电池的荷电状态偏差离开所述许用范围时执行基本值偏移过程，其中通过使得所述目标发动机扭矩偏移离开基本发动机扭矩值、并且使得所述目标马达-发电机扭矩偏移离开基本马达-发电机扭矩值，所述基本值偏移过程抑制所述电池的荷电状态的偏差。
2.根据权利要求1所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
当所述变速器从所述正常操作过渡至所述档位改变操作时，改变上阈值和下阈值从而确定所述电池的荷电状态是否处于所述许用范围内。
3.根据权利要求1或2所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
当所述控制器执行所述基本值偏移过程并且荷电状态偏差至所述许用范围的过度充电侧时，增加所述目标马达-发电机扭矩值至大于所述基本马达-发电机扭矩值的值。
4.根据权利要求1或2所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
当所述控制器执行所述基本值偏移过程并且荷电状态偏差至所述许用范围的过度放电侧时，降低所述目标马达-发电机扭矩值至小于所述基本马达-发电机扭矩值的值。
5.根据权利要求1或2所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
检测所述变速器的升档状态和降档状态。
6.根据权利要求5所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
设定所述许用范围的下阈值以允许所述马达-发电机提供与所述目标驱动扭矩值的降低相对应的目标马达-发电机扭矩值。
7.根据权利要求5所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
设定所述许用范围的上阈值以允许所述马达-发电机提供与所述目标驱动扭矩值的增加相对应的目标马达-发电机扭矩值。
8.根据权利要求1或2所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
在所述变速器开始执行所述档位改变操作的紧前检测所述变速器是否将执行档位改变操作。
9.根据权利要求1或2所述的驱动控制设备，还包括：
设置在所述发动机与所述马达-发电机之间的发动机离合器，其中，当所述发动机离合器释放时，所述车辆仅通过所述马达-发电机的动力而在电动驱动模式下操作，其中当所述发动机离合器接合时，所述车辆通过来自于所述发动机和马达-发电机二者的动力而在混合驱动模式下操作。
10.根据权利要求9所述的驱动控制设备，其中，所述控制器还配置以：
当所述车辆在混合驱动模式下操作时，执行所述基本值偏移过程。
11.根据权利要求1或2所述的驱动控制设备，其中，所述控制器进一步配置以：
通过从所述目标驱动扭矩值减去所述基本发动机扭矩值而计算所述基本马达-发电机扭矩值。
12.一种用于混合动力车辆的驱动控制方法，所述混合动力车辆具有发动机、马达-发电机、用于将电力提供至所述马达/发电机以及从所述马达/发电机接收电力的电池以及配置以执行正常操作和档位改变操作的变速器；以及，所述方法包括：
检测所述变速器的正常操作和档位改变操作；
确定电池的荷电状态；
根据所述车辆的驱动状态计算目标驱动扭矩值和基本发动机扭矩值；
根据所计算的基本发动机扭矩值和所计算的目标驱动扭矩值计算基本马达-发电机扭矩值；
当所确定的所述电池的荷电状态处于许用范围内时，将目标发动机扭矩设定为基本发动机扭矩值以及将目标马达-发电机扭矩设定为基本马达-发电机扭矩值；
将所述电池的荷电状态的许用范围设定成当所述变速器执行档位改变操作时小于当所述变速器执行正常操作时；以及
当所述电池的荷电状态偏离于所述许用范围时执行基本值偏移过程，其中通过使得所述目标发动机扭矩偏移离开所述基本发动机扭矩值、并且使得所述目标马达-发电机扭矩偏移离开所述基本马达-发电机扭矩值，所述基本值偏移过程抑制所述电池的荷电状态的偏差。
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