CN102039806B - 动力传输装置及动力传输控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力传输装置及其控制装置。该动力传输装置设置为包括:电动机,其驱动车轮,并且将驱动路径上的动能转化为电能;常闭型离合器,其包括输入端和输出端,并且选择性地设定在接合状态和释放状态,其中,离合器通常由偏压部件设定在接合状态,并且当施加液压时设定在释放状态;液压供给装置,其将经调整的液压供至离合器;以及控制装置,其控制供给装置。当将离合器从结合状态变为释放状态时,如果输入端转数和输出端转数之差等于或大于预定值,则控制装置控制供给装置,以使离合器进入临近接合状态。
Description
技术领域
本公开的一方面涉及一种动力传输装置及其控制装置。
背景技术
JP-A 1999-164403公开了动力传输装置的一方面。在JP-A1999-164403的动力传输装置中,作为原动机(prime mover)的发动机的曲柄轴与电动机的旋转轴连接,电动机作为兼作发电机的另一个原动机,并且电动机的旋转轴与车辆驱动轮连接。车辆由发动机和电动机中至少一个的驱动力来驱动,并且当车辆慢下来时,通过使电动机起发电机的作用来再生能量。当车辆慢下来时,控制装置释放离合器,离合器选择性地脱开发动机输出轴与驱动轮之间的连接。控制装置还以产生与发动机制动对应的载荷的方式来控制电动机。所述离合器是液压离合器。
发明内容
然而,在JP-A 1999-164403中所公开的动力传输装置的离合器为下述常闭型离合器的情况下:在所述常闭型离合器中,因偏压部件的偏压力而使发动机和电动机之间处于接合的状态下,动力可以在发动机和电动机之间进行传输,然而,由于向离合器施加液压而使发动机和电动机之间处于释放的状态下,中断发动机和电动机之间的动力传输,向离合器施加液压可能存在相对滞后,从而,当车辆慢下来时发动机和电动机彼此完全分开以进行再生控制需要花费相对较长时间。因此,从离合器开始脱开到完全脱开的时间间隔,由行驶的车辆惯性产生的动能因发动机摩擦(发动机制动)而大量地消耗,从而导致不足的能量再生效率。
此外,在车辆高速巡航时进行再生控制的情况下,除了上述车辆慢下来时所述的不足的能量再生效率以外,在再生控制期间驾驶员为了使车辆再次加速而踩下加速器时,存在下述问题:驾驶员可能感觉不到车辆开始加速,因为离合器从发动机和电动机之间的完全脱开状态过渡到它们之间的接合状态要花可观的时间。
本公开的一方面在虑及上述情形的条件下来构思,从而,具有下述目的:提供一种包含常闭型离合器的动力传输装置,在常闭型离合器中,当离合器从接合状态变为释放状态时,可以提高能量再生效率,以及此外,在再生控制期间驾驶员为了再次加速车辆而踩下加速器时,驾驶员可以很好地察觉车辆开始加速,换句话说,驾驶员可以具有连续的良好的驾驶感觉。
本公开的第一方面关于布置在发动机和驱动轮之间的驱动路径上的动力传输装置,发动机用于由燃料燃烧产生驱动力,驱动轮由发动机的驱动力驱动,动力传输装置包括:
电动机,其设置在驱动路径上,并且通过由电能生成的驱动力经由驱动路径来驱动驱动轮,并且将驱动路径上的动能转化为电能;
常闭型离合器,其设置在驱动路径上,并且布置在发动机和电动机之间,离合器包括与发动机连通的输入端和与驱动轮连通的输出端,并且选择性地设定在将输入端与输出端接合的接合状态和将输入端从输出端释放的释放状态,其中离合器在常态下通过偏压部件的偏压力而设定在接合状态,并且当施加液压时设定在释放状态;
液压供给装置,其构造来调整液压,并且将经调整的液压供至离合器;以及
控制装置,其构造为控制液压供给装置,以使施加在离合器上的液压具有期望水平,
其中,在将离合器从接合状态变为释放状态的情况下,如果输入端转数和输出端转数之差小于预定值,则控制装置控制液压供给装置,使施加在离合器上的液压具有第一水平,以使离合器进入完全释放状态;以及
其中,如果差变成等于或大于预定值,则控制装置控制液压供给装置,使施加在离合器上的液压具有小于第一水平的第二水平,以使离合器进入并保持在临近接合状态。
本公开的第二方面是关于第一方面所述的动力传输装置,其中第一水平是液压供给装置的最大输出压力。
本公开的第三方面是关于第一和第二方面所述的动力传输装置,其中液压供给装置包括液压源和电子阀,电子阀用于调整由液压源施加的液压,以及,控制装置通过控制电子阀的打开和关闭来调整液压。
本公开的第四方面是关于第一或第二方面所述的动力传输装置,其中液压供给装置包括泵,以及控制装置通过控制泵的注射率来调整液压。
本公开的第五方面是关于一种用于动力传输装置的动力传输控制装置,该动力传输装置布置在发动机和驱动轮之间的驱动路径上,发动机用于由燃料燃烧产生驱动力,驱动轮由发动机的驱动力驱动,其中动力传输装置包括:电动机,其布置在驱动路径上,并且通过由电能生成的驱动力经由驱动路径来驱动驱动轮,并且将驱动路径上的动能转化为电能;常闭型离合器,其设置在驱动路径上,并且布置在发动机和电动机之间,常闭型离合器包括与发动机连通的输入端和与驱动轮连通的输出端,并且选择性地设定在将输入端与输出端接合的接合状态和将输入端从输出端释放的释放状态,其中,离合器在常态下通过偏压部件的偏压力而设定在接合状态,并且当施加液压时设定在释放状态;以及液压供给装置,其构造为调整液压,并且将经调整的液压供应给离合器,该动力传输控制装置包括:
控制装置,其构造为控制液压供给装置,以使施加在离合器上的液压具有期望水平,
其中,在将离合器从接合状态变为释放状态的情况下,如果输入端转数和输出端转数之差小于预定值,则控制装置控制液压供给装置,使施加在离合器上的液压具有第一水平,以使离合器进入完全释放状态;并且
其中,如果差变成等于或大于预定值,则控制装置控制液压供给装置,使施加在离合器上的液压具有比第一水平低的第二水平,以使离合器进入并保持在临近接合状态。
发明效果
根据第一方面和第五方面,在将常闭型离合器从接合状态变为释放状态的情况下,如果输入端转数和输出端转数之差小于预定值(即,再生控制刚刚开始的时刻),则控制装置控制液压供给装置,使供至离合器的液压具有第一水平或压力,并且使离合器进入完全释放状态。这样,由于液压(第一水平)可以从离合器恰好脱开的开始时刻施加在离合器上,因此如果第一水平设定为相对较高压力,则离合器脱开处理能够尽早完成。同时,关于与离合器的脱开并行的再生控制,在从离合器脱开开始到脱开完成的时间间隔内,由行驶的车辆的惯性产生的动能可能因发动机摩擦(发动机制动)而消耗。然而,由于如上述离合器的脱开处理已尽早完成(换句话说,脱开处理所花费的时间变短),因发动机摩擦而产生的动能消耗能够减小,此外,能量再生效率可以通过扩大能量可再生区域来提高。
此外,如上所述,控制装置使离合器进入完全释放状态,其后,如果所述差等于或大于预定值,则控制液压供给装置,使施加在离合器上的液压具有小于第一水平的第二水平,并且使离合器进入并保持在临近接合状态。以此方式,在使离合器进入接合状态的情况下,可以快速地将离合器从临近接合状态变为接合状态。例如,与将离合器从比临近接合状态更靠近完全释放状态的状态变为接合状态的接合处理相比,本发明可以缩短接合处理时间。因此,再生控制期间,当驾驶员为了再加速车辆而踩下加速器时,驾驶员可以很好地察觉车辆正在加速,换句话说,驾驶员可以具有连续的良好的驾驶感。
根据第二方面,第一水平为液压供给装置的最大输出压力。从而,液压供给装置的最大输出压力可以从离合器恰好脱开的开始时刻施加在离合器上,因此,离合器的脱开处理能够以最高处理速率完成。另外,通过扩大能量可再生区域可以进一步提高能量再生效率。
根据第三方面,液压供给装置至少包括电子阀,其调整液压源和由液压源施加的液压,并且通过控制电子阀的打开和关闭来调整液压源。这样,可以用简单的构造来适当地调整施加在离合器上的液压。
根据第四方面,液压供给装置包括泵,并且通过控制泵的注射率来调整液压。这样,可以用更简单的构造来适当地调整施加在离合器上的液压。
附图说明
图1是应用了根据本公开的一方面的动力传输装置(动力传输控制装置)的混合动力车的实施例的示意图;
图2是图1中离合器和液压供给装置的构造的示意图;
图3是由图1中的控制装置所执行的控制程序的流程图;
图4是由图1中的控制装置所执行的控制程序(控制离合器接合和释放的程序)的流程图;
图5是示出根据图3和图4的流程图的操作的时间图,其中按名称顺序从上到下列出了电动机转数、发动机转数、电动机转矩、离合器的液压、离合器操作请求、离合器状态和再生控制的命令状态;
图6是由图1中的控制装置所执行的另一控制程序的流程图;以及
图7是示出根据图4和图6的流程图的操作的时间图,其中按照名称顺序从上到下列出了电动机转数、发动机转数、加速踏板的开/关(on/off)状态、电动机转矩、离合器的液压、离合器操作请求、离合器状态和再生控制的命令状态。
具体实施方式
将参考附图描述应用了根据本公开的实施例的动力传输装置(动力传输控制装置)的混合动力车。图1是应用了根据本公开的实施例的动力传输装置(动力传输控制装置)的混合动力车的示意图;以及图2是图1中的液压供给装置和离合器的构造的示意图。
如图1所示,在混合动力车中,驱动轮,例如左后轮Wrl和右后轮Wrr由混合动力系统驱动。混合动力系统是利用发动机11和电动机12的组合作为其动力源的动力系。在本实施例中,混合动力系统是发动机11和电动机12都直接驱动车辆车轮的并行的混合动力系统。
发动机11由燃料燃烧而产生驱动力。电动机12设置在发动机11和驱动轮Wrl、Wrr之间的驱动路径L上,驱动轮Wrl、Wrr由发动机11的驱动力驱动。电动机12由电能产生的驱动力来驱动驱动轮Wrl、Wrr,并且起发电机的作用,以便将动能(由惯性产生)转化为电能,从而再生能量。
驱动路径L是从发动机11到驱动轮Wrl、Wrr的路径,并且动力通过该路径L在发动机11和驱动轮之间传输。发动机11的驱动力传输到驱动轮(在加速车辆时),或驱动轮的动力传输到发动机11(当发生发动机制动时)。发动机11可以设置在驱动路径L上。
发动机11的曲柄轴(输出轴)经由离合器16与电动机12的旋转轴(输入轴)连接。电动机12的旋转轴(输出轴)经由变速器13、传动轴14和差速齿轮15与轮胎Wrl、Wrr(驱动轮;左后轮和右后轮)的车轴连接。变速器13是常规自动变速器。同时,混合动力车包括从动轮Wfl、Wfr(左前轮和右前轮)。
电动机12包括:定子12b,其安装在固定于车辆体的壳(例如,变速器13的壳)上;以及转子12a,其安装在定子12b内以便与定子12b的半径方向同轴地旋转。为了产生使转子12a旋转的磁场,将多个线圈围绕定子12b缠绕。
离合器16设置在驱动路径L上,并且以下述方式设置在发动机11和电动机12之间:在接合状态下,在发动机11和电动机12之间传输动力,并且在释放状态下中断它们之间的传输。具体而言,离合器16布置在发动机11的曲柄轴和电动机12的旋转轴之间,从而,选择性地使它们之间连接/脱开。即,离合器16是常闭型离合器,在常闭型离合器中,因作为偏压部件的复位弹簧24的偏压力而使离合器16从非控制或非操作状态进入接合状态,以使发动机11和电动机12之间能够进行动力传输,而因所施加的液压使离合器而进入释放或中断模式,以使发动机11和电动机12之间的动力传输中断。非操作状态指没有向离合器16施加任何外力的常态。
具体而言,如图2中所示,离合器16包括摩擦部件21、气缸22、活塞23和复位弹簧24。活塞23适配并插入气缸22中,以便能够沿气缸22的轴向滑动,复位弹簧24使活塞23从释放摩擦部件21的释放位置返回到原来的完全接合位置(如图2中实线所示)。
摩擦部件21包括多个外离合器片21a(输出端)和多个内离合器片21b(输入端),并且内离合器片21b和外离合器片21a以彼此平行且交替的方式沿轴向安装。外离合器片21a以键槽接合的方式与电动机12的旋转体12a的内周面接合。在本实施例中,电动机12的旋转体12a是电动机12的转子12a。内离合器片12b以键槽接合的方式与发动机11的旋转体11a的外周面接合。发动机11的旋转体11a(直接)与发动机11的曲柄轴连接。
气缸22与电动机12的旋转体12a一起旋转。在气缸22内,由活塞23沿轴向分割形成第一室22a和第二室22b。
第一室22a与供应路径17a连通,通过供应路径17a将油液送入第一室22a。连通孔23a形成在活塞23内,以使第一室22a和第二室22b彼此连通。突起23b从活塞23的面对第一室22a的一侧以突出方式形成。突起23b的末端以压靠部件21的方式与摩擦部件21接触。第二室22b与排出路径17b连通,通过排出路径17b将油液排出到外部。在第二室22b内安装复位弹簧24,其朝向第一室22a偏压活塞23。
如图1和图2所示,混合动力车包括调整液压并且将液压施加至离合器16的液压供给装置17。液压供给装置17包括供应路径17a、排出路径17b、泵17c、电子阀17d和储油器17e。
供应路径17a是将储油器17e与气缸22的第一室22a彼此连通的油路,并且将储油器17e中静止的油液供应到第一室22a。排出路径17b是将储油器17e与气缸22的第二室22b彼此连通的油路,并且将油液从第二室22b排出到储油器17e。
作为液压源的泵(电动泵)17c安装在供应路径17a上,以便将储油器17c中静止的油液注射到第一室22a中。电子阀17d设置在供应路径17a上,以便调整从泵17c注射的油液的流率,换句话说,调整来自泵17c的施加在离合器16上的液压。泵17c和电子阀17d构造成由离合器ECU 33的控制命令来控制。例如,离合器ECU 33以预定的注射率操作泵17c,并且同时,将电子阀17d调节到一定的流速,以便调整液压并施加至第一室22a。
当油液没有从液压供给装置17供至离合器16时,活塞23因复位弹簧24的偏压力而朝向第一室22a压靠(沿接合方向)。然后,当活塞23的突起23b因复位弹簧24的偏压力而压靠摩擦部件21时,内离合器片21b和外离合器片21a彼此接触并压靠,进而,发动机的旋转体11a和电动机的旋转体12a彼此以可旋转方式连接(实现如图2中所示的完全接合状态)。
同时,当油液从液压供给装置17供应到离合器16时,油液首先供应到第一室22a,然后经由连通孔23a供应到第二室22b,随后经由排出路径17b排出到储油器17e。此时,由在第一室22a内施加的液压挤压活塞23,然后,随着克服复位弹簧24的偏压力的挤压而朝向第二室22b(沿释放方向)移动。然后,活塞23从摩擦部件21分离,进而,内离合器片21b和外离合器片21a之间的挤压接触状态结束,从而,发动机的旋转体11a和电动机的旋转体12a之间的可旋转方式接合状态结束。
如图1中所示,在混合动力车中,发动机11与发动机ECU 31连接,变速器13与自动变速器ECU 32连接,并且液压供给装置17与离合器ECU 33连接。此外,电动机12经由变换器18与电池19连接,并且变换器与电动机ECU 34连接。发动机ECU 31、自动变速器ECU 32、离合器ECU 33和电动机ECU 34相互连接以使彼此连通,并且以连通方式与混合动力ECU 35连接。
发动机ECU 31控制发动机11(ECU:电子控制单元),并且发动机11的转数由传感器11b输入到发动机ECU 31,传感器11b安装在发动机11中,用于检测发动机的转数。传感器11b检测发动机11的曲柄轴的转数(即,发动机的转数)。
自动变速器ECU 32控制变速器13。离合器ECU 33控制液压供给装置17,以使装置17向离合器16施加或卸载液压,并且离合器16进入释放状态或接合状态。
当车辆加速时,电动机12以协助增加发动机11输出的方式来提高驱动力。当车辆制动时,电动机12产生电能并且增加制动力,该制动力也用于再生能量以便驱动车轮。此外,电动机12还利用发动机11的输出来产生电能,并且用作起动发动机的起动器。变换器18与作为直流(DC)电源的电池19电连接。变换器18将从电动机12输入的交流电压转换为直流电压,然后,将直流电压供应给电池19;或,相反地,变换器18将来自电池19的直流电压转换为交流电压,然后,将交流电压输出到电动机12。
电动机ECU 34经由变换器18控制电动机12,以便进行上述各个操作。电动机12的转数由传感器12c输入到电动机ECU 34,传感器12c安装在电动机12上,用于检测电动机的转数。传感器12c检测电动机12的转子12a的转数(即,电动机的转数)。同时,“转数”表示旋转速度,即旋转体每单位时间旋转的速度。
混合动力ECU 35集成地控制ECU 31到ECU 34中的每一个。混合动力ECU 35以下述方式控制发动机11、电动机12、离合器16等:当车辆起动时,利用电动机12起动发动机11;并且当车辆加速时,通过增加电动机12的驱动力来协助增加发动机11的驱动力;以及,在车辆的高速巡航中,仅仅利用发动机11的驱动力来驱动车辆而不需要电动机12的协助。另外,混合动力ECU 35可以控制发动机11、电动机12、离合器16等,以便仅仅通过电动机12的驱动力来驱动车辆。此外,混合动力ECU 35可以控制发动机11、电动机12、离合器16等,以便当车辆制动(车辆减速过程中)时,电动机12产生电能并且增加制动力,该制动力也用于再生能量,以便驱动车轮(这是再生控制)。同时,离合器ECU 33对应于权利要求书中的控制装置。控制装置控制液压供给装置17,以使施加于离合器16的液压具有期望的水平。
下面,将参考图3和图4描述上述的混合动力车的操作。混合动力ECU 35以彼此并行的方式执行图3的流程图和图4的流程图。首先,对混合动力车已被驱动的情况进行说明。此时,离合器16已经进入接合状态。从而,发动机的转数等于电动机的转数。离合器操作请求设定为离合器接合请求。没有执行再生控制。
如果行驶的混合动力车的速度等于或大于第一速度(例如,40千米/小时)并且制动踏板打开,则混合动力ECU 35在步骤102和步骤104中判定为“YES”,然后将与液压供给装置17有关的离合器操作请求设定为离合器释放请求,并且将该意图发送至离合器ECU 33(步骤106)。离合器ECU 33基于离合器操作请求为离合器释放请求的意图来控制液压供给装置17,以使离合器16进入释放状态(步骤106)。
另一方面,如果行驶的混合动力车的速度小于第一速度,或者如果行驶的混合动力车的速度等于或大于第一速度并且制动踏板没有打开,则混合动力ECU 35在步骤102中重复判定为“NO”,或在步骤104中重复判定为“NO”。
在步骤102中,行驶的混合动力车的速度基于车速传感器、车轮速度传感器等的检测值来获得。在步骤104中,基于安装在制动踏板上的制动开关所检测的开/关(on/off)信号来判定制动踏板是否打开。离合器操作请求是关于液压供给装置17的操作请求(控制指令),相应地,如果离合器操作请求为离合器接合请求,则液压供给装置17使离合器16接合,以及,如果离合器操作请求为离合器释放请求,则液压供给装置17释放离合器16。
在步骤108中,混合动力ECU 35将再生控制的命令状态设定为开(on)状态,并且将该意图发送给电动机ECU 34。电动机ECU34基于再生控制的命令状态为开状态的意图来控制变换器18,以使电动机12起发电机的作用。这样,电动机12通过将动能转化为电能来恢复(混合动力)车辆的动能,此外,将由该再生过程中产生的转矩生成的制动力加到车辆(或车轮)上。
再生控制的命令是关于电动机12的控制指令,以及,相应地,如果再生控制的命令状态为开状态,则电动机ECU 34使电动机12起发电机的作用,并且如果再生控制的命令状态为关(off)状态,则不使电动机12起发电机的作用(后一种情况包括电动机起电从动电动机(electric driven motor)的作用的情况)。
当在车辆上施加制动力(再生过程中产生的制动力和/或由液压产生的制动力)时,车辆慢下来。然后,当车速等于或小于比第一速度小的第二速度(例如,20千米/小时)时,混合动力ECU 35在步骤110中判定为“YES”,并且将再生控制的命令状态设定为关状态,并将该意图发送到电动机ECU 34(在步骤112中)。电动机ECU34基于再生控制的命令状态为关状态的意图来控制变换器18,以阻止电动机12起发电机的作用(再生控制在步骤112中已经停止)。此外,由该再生过程中产生的转矩生成的制动力没有施加到车辆上。
当再生控制已经停止时,混合动力ECU 35控制发动机ECU 31,以使发动机11的转数从空转状态以预定的速率增加(在步骤114中)。
此外,当再生控制已经停止时,混合动力ECU 35将关于液压供给装置17的离合器操作请求设定为离合器接合请求,并且将该意图发送到离合器ECU 33(步骤116)。然后,离合器ECU 33基于离合器操作请求为离合器接合请求的意图来控制液压供给装置17,以使离合器16进入接合状态。
此外,离合器ECU 33每隔预定短的时间执行与图4的流程图对应的程序。只要程序开始执行,在步骤202中离合器ECU 33即从混合动力ECU 35获取离合器操作请求。
如果所获得的离合器操作请求为离合器释放请求,则离合器ECU 33使程序转入步骤206,并且在步骤206之后进行离合器16的释放处理(从步骤206到步骤212,或从步骤216到步骤224)。另一方面,如果所获得的离合器操作请求为离合器接合请求,离合器ECU 33使程序转入步骤226,并且在步骤226之后进行离合器16的接合处理(步骤226到步骤230)。
在处于步骤206的情况下,在离合器16处于接合状态期间,作为离合器操作请求的离合器释放请求被获取,由于释放标记Fa设定为OFF(在步骤230中),因此离合器ECU 33在步骤206中判定为“NO”,并且以它的最大输出来驱动液压供给装置17的泵17c(在步骤208中)。在这里,释放标记Fa表示离合器16是否处于完全释放状态,具体而言,Fa=ON表示离合器16处于完全释放状态,而Fa=OFF表示离合器16未处于完全释放状态。
在步骤208中,以其最大输出来驱动泵17c,同时,调整电子阀17d以使其完全打开。这样,液压供给装置17将液压的最大输出水平施加在离合器16上。由液压供给装置17所施加的最大输出水平是使离合器16处于完全释放状态的第一压力。第一压力是足以使离合器16处于完全释放状态的压力并且大于第二压力(将在后文中描述),第二压力使离合器16进入并保持在临近接合状态。在本实施例中,第一压力是由液压供给装置17施加的最大输出压力水平。同时,第一压力可以在由液压供给装置17施加的最大输出压力水平的80%到100%之间的范围内设定。在这里,“临近接合状态”(临近半离合器状态)表示发动机和电动机彼此脱开到在它们之间没有动力传输的程度的状态。
当通过液压供给装置17开始施加最大输出压力水平时,离合器ECU 33计算离合器16的输入端转数和输出端转数之差,并且基于该差值来判断离合器16是否处于完全释放状态(在步骤210中)。具体而言,离合器ECU 33从电动机ECU 34接收电动机12的转数(Nm),并且从发动机ECU 31接收发动机11的转数(Ne),以计算(Nm-Ne)作为离合器16的输入端转数和输出端转数之差。离合器ECU 33把所计算的差值和预定值进行比较,如果差值小于预定值,即如果离合器16没有处于完全释放状态或状态(该情况包括接合状态、半离合器状态或紧接于释放状态之后的状态),则使程序转入步骤214,从而返回步骤202,然后使液压供给装置17继续将最大输出压力水平供应至离合器16,直到差值变成等于或大于预定值。另一方面,如果差值变成等于或大于预定值,即如果离合器16处于完全释放状态或状态,则离合器ECU 33在步骤212中将释放标记Fa设定为ON,然后使程序返回步骤202。
在离合器操作请求为离合器释放请求、并且释放标记Fa设定为ON的情况下,离合器ECU 33在步骤206中判定为“YES”,然后控制液压供给装置17,以便液压供给装置17将作为液压的第二压力供应给离合器16,从而使离合器16进入并保持在临近接合状态(在步骤218和步骤220中)。对于从离合器16因离合器释放请求而释放后、开始进入完全释放状态的时间,到离合器16进入临近接合状态的时间之前这段时间间隔,临近接合状态的状态标记Fb设定为OFF,从而在步骤216中判定为NO。在这里,临近接合状态的状态标记Fb表示离合器16是否处于临近接合状态,具体而言,Fb=ON表示离合器16处于临近接合状态,而Fb=OFF表示离合器16没有处于临近接合状态。
在步骤218和步骤220中,泵17c返回到通常输出状态,并且由通常输出来驱动,同时,调节电子阀17d,以使泵17c的输出压力变为使离合器16处于临近接合状态的液压。这样,液压供给装置17将小于最大输出压力水平的液压供至离合器16。该小于最大输出压力水平的液压是使离合器16处于临近接合状态的第二压力。第二压力小于使离合器16进入并保持在完全释放状态的第一压力。
当第二压力开始从液压供给装置17供应时,离合器ECU 33判定离合器16是否处于临近接合状态(在步骤222中)。例如,离合器ECU 33通过判定从第二压力开始供应的时间起的某时间间隔是否已过去,来判定离合器16是否处于临近接合状态。上述某段时间间隔是试验值。另外,离合器16是否处于临近接合状态的判定结果可以通过用压力传感器检测压力或用行程传感器检测离合器16的移动量来进行。
如果离合器ECU 33判定离合器16没有处于临近接合状态(即,从离合器开始进入完全释放的时间到离合器进入临近接合状态的时间之前的时间间隔),则离合器ECU 33认为,对离合器至临近接合状态的调整还没有完成,从而,使程序转入步骤214,然后返回步骤202,在步骤202中液压供给装置17继续施加第二压力以便离合器16进入临近接合状态。另一方面,如果离合器16进入了临近接合状态,则临近接合状态的状态标记Fb在步骤224中设定为ON,然后程序返回步骤202。
如果离合器操作请求为离合器接合请求,离合器ECU 33使程序转入停止向离合器16施加液压的步骤226。具体而言,离合器ECU33停止泵17c的驱动,同时,关闭电子阀17d。这样,停止向离合器16施加液压,并且离合器16因复位弹簧24的偏压力(拉力)而进入接合状态。
其后,离合器ECU 33将临近接合状态的状态标记Fb设定为OFF(在步骤228中),并且将释放标记Fa设定为OFF(在步骤230中)。
将参考图5的时间图来说明上述混合动力车的操作。车速等于或大于第一速度。此时,离合器16处于接合状态。因此,电动机的转数等于发动机的转数。没有执行再生控制。
在t1时刻,当制动踏板打开时(在步骤104中判定为“YES”),离合器操作请求变为离合器释放请求(发出起动离合器释放的指令),从而,液压供给装置17开始向离合器16施加液压(在步骤208中)。即,将液压供给装置17的最大输出压力水平施加给离合器16,最后,离合器16因最大输出压力水平而进入释放状态。这样,液压供给装置17可以以其最高速率释放离合器16。
此时,离合器16的室22a中的液压从0开始增加,然后在t2时刻达到第一压力,以便离合器16进入完全释放状态。
在t1时刻,当液压开始施加到离合器16上时,同时发出再生控制命令,以便变换器18使电动机12开始执行再生控制(在步骤108中)。此时,如果离合器16处于完全释放状态,则发动机11和电动机12彼此完全脱开,并且动能不会因发动机摩擦而消耗,从而将动能恢复成电能。然而,从离合器16的完全接合状态到离合器16释放状态之前这段时间间隔,电动机12和发动机11彼此没有完全脱开,并且动能可能因发动机摩擦而消耗,导致动能不可以恢复成电能。即,对于t1到t2之间的这段时间间隔,再生能量的量(再生转矩)从0开始增加到最大再生量。
这里,说明t1时刻的情况,液压供给装置17开始将液压施加到离合器16,该液压的水平变为小于液压供给装置17的最大输出压力的普通或通常水平(例如,液压供给装置17的最大输出压力的50%到60%)。在这种情况下,普通或通常压力水平从液压供给装置17施加到离合器16,从而,离合器16的第一室22a内的液压增加,最后,在t6时刻,离合器16进入完全释放状态(如图5的“液压”部分中虚线所示)。然而,离合器16进入完全释放状态(或接合状态(包括半离合器状态))所花费的时间长于将液压供给装置17的最大输出压力施加到离合器16的时间。
因此,由于电动机12和发动机11彼此没有完全分离期间的时间间隔变长了,动能会因发动机摩擦而消耗,此外,在并非所有动能都能恢复成电能的期间的时间间隔变长(如图5的“电动机转矩”部分中虚线所示)。
根据本实施例,关于这种能量恢复,发动机11和电动机12彼此可以尽早地完全分离,并且所有的动能都可以在较早时刻恢复成电能。即,如图5的“电动机转矩”部分中实线所示,并且再生效率可以以与斜线部分对应的量来提高。
此外,因为制动踏板在t1时刻打开,将制动力施加至车辆,从而电动机的转数减小。因为加速踏板关闭,所以发动机的转数比电动机的转数减小得更快,然后,发动机进入空转状态,在该空转状态下,通过将燃料供应至发动机11,发动机ECU 31保持空转状态。同时,对于t1和t5之间的时间间隔,电动机转数如实线所示,而发动机转数如虚线所示。对于t1之前的时间间隔和t5之后的时间间隔,所有的转数如实线所示(电动机转数与发动机转数相同)。
如果离合器16处于接合模式(完全接合),离合器16的输入端转数和输出端转数之差为0。如上所述,当在t1时刻通过从液压供给装置17向离合器16施加最大压力而使离合器16开始释放时,离合器16的输入端转数和输出端转数之差开始增加。如果离合器16的输入端转数和输出端转数之差小于预定值,则液压供给装置17继续将其最大压力水平施加到离合器16。
在t3时刻,如果离合器16的输入端转数和输出端转数之差等于或大于预定值,则判定离合器16已进入完全释放状态,从而,泵17c返回通常或普通输出状态,并且以通常水平驱动,同时,调整电子阀17d以便泵17c的输出压力变为使离合器16处于临近接合状态的液压(第二压力)。即,液压供给装置17开始向离合器16施加第二压力,然后,在离合器16开始进入接合状态之前继续施加第二压力直到离合器16开始进入接合状态,进而,使离合器16进入临近接合状态并保持在该状态。
随后,当t4时刻车速变得小于第二速度时,再生控制命令关闭,从而,变换器18控制电动机12,以使电动机12停止进行再生控制(在步骤112中),并且,发动机11的转数从空转状态以预定速率增加(在步骤114中)。在t4时刻,电动机12的再生控制结束。在t4时刻,除了那些操作以外,发出离合器接合请求(起动接合离合器的指令),结果,液压供给装置17停止向离合器16施加液压(在步骤226中)。从而,离合器16因复位弹簧24的偏压力而开始进入接合状态,最后,达到完全接合状态。该完全接合在t5时刻实现。
从上述说明中明显看出,在根据本实施例的动力传输装置(或其控制装置)中,在将常闭型离合器16的接合状态变为释放状态的情况下,如果离合器16的输入端转数和输出端转数之差小于预定值(即,在再生控制刚刚开始的时刻),则控制装置(混合动力ECU 35和/或离合器ECU 33)控制液压供给装置17,以使供应至离合器16的液压具有第一水平(或压力),并且使离合器16进入完全释放状态(图5中t1和t3之间的时间间隔)。这样,由于液压(第一压力)可以从离合器16恰好脱开的开始时刻(t1)施加在离合器上,因此如果将第一水平设定为相对较高压力(例如,液压供给装置17的最大输出压力水平),则离合器16的脱开处理能够尽早地完成。同时,关于与离合器16的脱开并行执行的再生控制,在从离合器脱开的开始时刻t1到脱开的完成时刻t2的时间间隔内,由行驶的车辆的惯性产生的动能因发动机摩擦(发动机制动)而消耗。然而,在如上述离合器16的脱开处理已尽早地完成的情况下(换句话说,脱开处理所花费的时间较短),可以减小因发动机摩擦而引起的动能消耗,此外,通过扩大能量可再生的区域(与施加通常压力的情况相比,通过增加与图5的“电动机转矩”部分中的斜线对应的区域来增加可再生区域)可以提高能量再生效率。此外,既然再生控制期间泵17c的输出可以减小,则液压供给装置17可以以节能方式来操作。
此外,如上所述,控制装置使离合器16进入完全释放状态,其后,如果离合器的输入端转数和输出端转数之差变成等于或大于预定值(在t3时刻),则控制装置控制液压供给装置17,以便施加在离合器上的液压具有小于第一水平的第二水平或压力,并且使离合器16进入并保持在临近接合状态。以此方式,在使离合器16进入接合状态的过程中,可以快速地将离合器16从临近接合状态变为接合状态。例如,与将离合器16从比临近接合状态更靠近完全释放状态的状态变化到接合状态的接合处理相比,本公开可以缩短接合处理时间。因此,驾驶员可以以良好反馈的实现离合器16的旋转同步。
此外,第一水平或压力为液压供给装置17的最大输出压力。从而,液压供给装置17的最大输出压力可以从离合器16脱开的最开始时刻t1施加在离合器16上,因此,离合器16的脱开处理能够以最大处理速率完成。此外,通过扩大能量可再生区域来进一步提高能量再生效率。
此外,液压供给装置17至少包括泵17c和电子阀17d,电子阀17d用于调整由泵17c所施加的液压,以及,通过控制电子阀的打开和关闭来调整液压(或油液的流率)。这样,可以用简单的构造来适当地调整施加在离合器16上的液压。
同时,虽然上述实施例中采用泵17c作为液压源,但蓄能器可以与泵17c一起设置,蓄能器用于积聚由泵17c产生的液压。作为备选方案,可以仅仅设置蓄能器,其积聚由不同液压产生装置(例如,自动变速器的液压泵)施加的液压。
可以设想,设置泵17c而没有设置电子阀17d的情况。在这种情况下,通过调整泵17c的注射率可以调整液压。因此,液压供给装置17至少包括泵17c,并且通过调整泵17c的注射率来调整液压。以此方式,可以用更简单的构造来适当地调整施加至离合器16的液压。
可以设想,在图4的流程图中,在完成离合器的输入端转数和输出端转数之差的判定之后,将泵17c设定成其最大输出水平。
同时,虽然上述实施例中,已经描述了下述情况下的控制实例:混合动力车以等于或大于第一速度的速度行驶并且制动踏板打开,本公开的该方面可以用在混合动力车高速巡航并且要求电池需用电力充电的情况。
在这种情况下,混合动力ECU 35执行图6的流程图,而非图3的流程图。在图6中,与图3的流程图中相同的步骤使用与图3相同的附图标记,并且省略对它们的描述。
如果混合动力车高速巡航(行驶的车辆的速度等于或大于第三速度(即,20千米/小时),并且在本实施例中以80千米/小时为例)且要求电池需用电力充电,以及加速踏板关闭,则混合动力ECU 35在步骤302、步骤304和步骤306中判定为“YES”,然后离合器ECU 33基于离合器操作请求为离合器释放请求的意图来控制液压供给装置17,以便离合器16进入释放状态(在步骤106中:图4的流程图中的释放步骤)。
在步骤302中,车速从车速传感器、车轮速度传感器等的检测值获取。在步骤306中(步骤308),加速踏板的开/关(on/off)状态基于加速器打开率传感器所检测的加速器打开率来确定,加速器打开率传感器安装在加速踏板上。在步骤304中,当电动机ECU 34监测电池19的电压时,基于所监测的电压来判断电池是否存在需用电力充电的要求。
然后,混合动力ECU 35执行图6的步骤308,而非图3的步骤110。在步骤308中,判断加速踏板是否打开。如果加速踏板打开,则混合动力ECU 35在步骤308中判定为“YES”,然后结束再生控制(在步骤112中),接着,使发动机ECU 31根据加速器打开率从空转状态增加发动机11的转数(在步骤310中),随后,基于离合器操作请求为离合器接合请求的意图来控制液压供给装置17,以便离合器16进入接合状态(在步骤116中:在图4的流程图中的接合步骤)。
接着,将参考图7的时间图描述上述混合动力车的操作。将说明下述情况:混合动力车高速巡航并且要求电池需用电力充电。此时,离合器16处于接合状态。因此,电动机的转数等于发动机的转数。没有执行再生控制。
在t11时刻,当加速踏板关闭时(在步骤306中判定为“YES”),离合器操作请求变为离合器释放请求(发出起动释放离合器的指令),从而,液压供给装置17开始向离合器16施加液压(在步骤208中)。即,将液压供给装置17的最大输出压力水平施加到离合器16上,最后,离合器16因最大输出压力水平而进入释放状态。这样,液压供给装置17能够以其最高速率来释放离合器16。
此时,离合器16的室22a内的液压从0开始增加,然后在t12时刻达到第一压力,以便离合器16进入完全释放状态。
在t11时刻,当液压开始施加至离合器16时,同时发出再生控制的命令,以便变换器18使电动机12开始进行再生控制(在步骤108中)。这样,对于t11到t12之间的时间间隔,再生能量的量(再生转矩)从0增加到最大再生量。
在这里,对t11时刻的情况进行说明,液压供给装置17开始向离合器16施加水平变为小于液压供给装置17的最大输出压力的普通或通常水平(例如,液压供给装置17的最大输出压力的50%到60%)的液压。在这种情况下,由液压供给装置17将普通或通常压力水平施加至离合器16,从而,离合器16的第一室22a内的液压增加,最终,在t16时刻,离合器16进入完全释放状态(如图7的“液压”部分中虚线所示)。然而,离合器16进入完全释放状态所花费的时间(或接合状态(包括半离合器状态))长于将液压供给装置17的最大输出压力施加在离合器16所花费的时间。因此,电动机12和发动机11彼此没有完全分离的期间的时间间隔变长,动能可能因发动机摩擦而消耗,此外,并非所有的动能都能恢复成电能的期间的时间间隔变长(如图7的“电动机转矩”部分中的虚线所示)。
根据本实施例,关于这种能量恢复,发动机11和电动机12彼此可以尽快地完全分离,并且所有的动能可以在较早时刻恢复成电能。即,如图7的“电动机转矩”部分中的实线所示,并且再生效率可以以与斜线部分对应的量来提高。
此外,因为加速踏板关闭,发动机的转数快速减小,然后发动机进入空转状态,在该空转状态下,发动机ECU 31通过向发动机11供给燃料而使其保持在空转状态。如果驾驶员将车速保持在恒定水平,则电动机12的转数恒定。同时,对于t11和t15之间的时间间隔,电动机转数如实线所示,而发动机转数如虚线所示。对于t11之前的时间间隔和t15之后的时间间隔,所有的转数如实线所示(电动机转数与发动机转数相同)。
如果离合器16处于接合(完全接合)模式,则离合器16的输入端转数和输出端转数之差为0。如上所述,当在t11时刻通过从液压供给装置17向离合器16施加最大压力而使离合器16开始释放时,离合器16的输入端转数和输出端转数之差开始增加。如果离合器16的输入端转数和输出端转数之差小于预定值,则液压供给装置17继续将最大输出压力水平施加到离合器16。
在t13时刻,如果离合器16的输入端转数和输出端转数之差等于或大于预定值,则判定离合器16进入完全释放状态,然后液压供给装置17开始将第二压力施加到离合器16,然后,在离合器16进入接合状态之前继续施加第二压力直到在离合器16进入接合状态,进而,使离合器16进入并保持在临近接合状态。
随后,在t14时刻,当加速踏板再次打开时,再生控制命令关闭,从而,变换器18控制电动机12,以使电动机12停止执行再生控制(在步骤112中),并且发动机11的转数根据加速器打开率从空转状态(在步骤310中)增加。在t14时刻,电动机12的再生控制已经结束。在t14时刻,除了那些操作以外,发出离合器的接合请求(起动接合离合器的指令),结果,液压供给装置17停止将液压施加到离合器16(在步骤226中)。从而,离合器16因复位弹簧24的偏压力而开始进入接合状态,最后,到达完全接合状态。该完全接合在t15时刻实现。
从上述说明中明显看出,在根据本实施例的动力传输装置(或其控制装置)中,在将常闭型离合器16从结合状态变为释放状态的情况下,如果离合器16的输入端转数和输出端转数之差小于预定值(即,在再生控制刚刚开始的时刻),控制装置(混合动力ECU 35、离合器ECU 33)控制液压供给装置17,以使供应至离合器16的液压具有第一水平(或压力),并且使离合器16进入完全释放状态(图7中t11和t13之间的时间间隔)。这样,由于液压(第一压力)可以从离合器16恰好脱开的开始时刻(t11)施加至离合器,因此如果将第一水平设定为相对较高压力(例如,液压供给装置17的最大输出压力水平),则离合器16的脱开处理能够尽早地完成。同时,关于与离合器16的脱开并行的再生控制,在从离合器脱开的开始时刻t11到脱开的结束时刻t12这段时间间隔内,由行驶的车辆的惯性产生的动能因发动机摩擦(发动机制动)而消耗。然而,由于在如上述离合器16的脱开处理能够尽早地完成(换句话说,脱开处理所花费的时间变短),可以减小因发动机摩擦而导致的动能消耗,此外,通过扩大能量可再生区域可以提高能量再生效率(与施加通常压力的情况相比可以通过增加与图7的“电动机转矩”部分中的斜线部分对应的区域来增加能量可再生区域)。此外,既然再生控制期间泵17c的输出可以减小,那么液压供给装置17可以以节能方式来操作。
此外,如上所述,控制装置使离合器16处于完全释放状态,其后,如果离合器的输入端转数和输出端转数之差变为等于或大于预定值(在t13时刻),则控制装置控制液压供给装置17,以使施加在离合器上的液压具有小于第一水平的第二水平或压力,并且使离合器16进入并保持在临近接合状态。以此方式,在使离合器16进入接合状态的过程中,可以快速地将离合器16从临近接合状态变为接合状态。例如,与将接合器16从比临近接合状态更靠近完全释放状态的状态变为接合状态的接合处理相比,本发明可以缩短接合处理时间。因此,再生控制期间驾驶员为了再加速车辆而踩下加速器时,驾驶员可以很好地察觉到车辆开始加速,换句话说,驾驶员可以具有连续的良好的驾驶感。
Claims (8)
1.一种动力传输装置,其布置在发动机和驱动轮之间的驱动路径上,所述发动机用于由燃料燃烧产生驱动力,所述驱动轮由所述发动机的驱动力驱动,所述动力传输装置,包括:
电动机,其设置在所述驱动路径上,并且通过由电能生成的驱动力经由所述驱动路径来驱动所述驱动轮,并且将所述驱动路径上的动能转化为电能;
常闭型离合器,其设置在所述驱动路径上,并且布置在所述发动机和所述电动机之间,所述离合器包括与所述发动机连通的输入端和与所述驱动轮连通的输出端,并且选择性地设定在将所述输入端与所述输出端接合的接合状态和将所述输入端从所述输出端释放的释放状态,其中,所述离合器在常态下通过偏压部件的偏压力而设定在所述接合状态,并且当施加液压时设定在所述释放状态;
液压供给装置,其构造为调整液压,并且将经调整的液压供应给所述离合器;以及
控制装置,其构造为控制所述液压供给装置,以使施加在所述离合器上的液压具有期望水平,
其中,在将所述离合器从所述接合状态变为所述释放状态的情况下,如果输入端转数和输出端转数之差小于预定值,则所述控制装置控制所述液压供给装置,使施加在所述离合器上的液压具有第一水平,以使所述离合器进入完全释放状态;并且
其中,如果所述差变成等于或大于预定值,则所述控制装置控制所述液压供给装置,使施加在所述离合器上的液压具有小于第一水平的第二水平,以使所述离合器进入并保持在临近接合状态。
2.根据权利要求1所述的动力传输装置,其中,第一水平是所述液压供给装置的最大输出压力。
3.根据权利要求1或2所述的动力传输装置,其中,
所述液压供给装置包括液压源和电子阀,该电子阀用于调整由所述液压源施加的液压,并且
所述控制装置通过控制所述电子阀的打开和关闭来调整液压。
4.根据权利要求1或2所述的动力传输装置,其中,
所述液压供给装置包括泵,以及
所述控制装置通过控制所述泵的注射率来调整液压。
5.一种用于动力传输装置的动力传输控制装置,所述动力传输装置布置在发动机和驱动轮之间的驱动路径上,所述发动机用于由燃料燃烧产生驱动力,所述驱动轮由所述发动机的驱动力驱动,其中,所述动力传输装置包括:电动机,其布置在所述驱动路径上,并且通过由电能生成的驱动力经由所述驱动路径来驱动所述驱动轮,并且将所述驱动路径上的动能转化为电能;常闭型离合器,其设置在所述驱动路径上,并且布置在所述发动机和所述电动机之间,所述离合器包括与所述发动机连通的输入端和与所述驱动轮连通的输出端,并且选择性地设定在将所述输入端与所述输出端接合的接合状态和将所述输入端从所述输出端释放的释放状态,其中所述离合器在常态下通过偏压部件的偏压力而设定在所述接合状态,并且当施加液压时设定在所述释放状态;以及液压供给装置,其构造为调整液压,并且将经调整的液压供至所述离合器,所述动力传输控制装置包括:
控制装置,其构造为控制所述液压供给装置,以使施加在所述离合器上的液压具有期望水平,
其中,在将所述离合器从所述接合状态变为所述释放状态的情况下,如果输入端转数和输出端转数之差小于预定值,则所述控制装置控制所述液压供给装置,使施加在所述离合器上的液压具有第一水平,以使所述离合器进入完全释放状态;并且
其中,如果所述差变成等于或大于预定值,则所述控制装置控制所述液压供给装置,使施加在所述离合器上的液压具有比第一水平低的第二水平,以使所述离合器进入并保持在临近接合状态。
6.根据权利要求5所述的动力传输控制装置,其中,第一水平是所述液压供给装置的最大输出压力。
7.根据权利要求5或6所述的动力传输控制装置,其中,
所述液压供给装置包括液压源和电子阀,该电子阀用于调整由所述液压源施加的液压,并且
所述控制装置通过控制所述电子阀的打开和关闭来调整液压。
8.根据权利要求5或6所述的动力传输控制装置,其中,
所述液压供给装置包括泵,以及
所述控制装置通过控制所述泵的注射率来调整液压。
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