CN102529951A - 车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种车辆的控制装置,抑制离合器劣化的同时,能够提高运行性。具备:电动机,其输出车辆的驱动力;离合器,其安装在所述电动机与驱动轮之间并基于指令油压产生传递转矩容量;行驶模式,对所述离合器进行滑动控制,以使所述离合器的电动机侧转速成为比所述离合器的驱动轮侧转速高出规定量的转速的方式对所述电动机进行转速控制;车辆停止状态判定装置,判定车辆停止状态;转矩检测装置,其检测所述电动机的实际转矩;车辆停止时传递转矩容量修正装置,在所述行驶模式中判定为车辆停止状态时,使所述指令油压从初始指令油压降低并设定与所述电动机的实际转矩变化相应的修正后指令油压,在输出该修正后指令油压之前输出比所述修正后指令油压高的预加载指令油压。
Description
技术领域
本发明涉及对动力源与驱动轮之间的联接构件进行滑动控制的车辆的控制装置。
背景技术
作为车辆的控制装置,公开有专利文献1记载的技术。在该公报中公开有使用发动机和电动机二者的驱动力,一边使电动机与驱动轮之间的离合器滑动,一边进行起动的发动机使用滑动模式(以下,记为“WSC行驶模式”)的技术。
专利文献1:(日本)特开2010-77981号公报
但是,在WSC行驶模式中,当驾驶员踏下制动踏板而成为停车状态时,离合器滑动状态继续,会引起离合器的发热以及劣化。由此,考虑通过降低对离合器的输入转矩来抑制离合器的发热。但是,若向离合器供给的油压过于降低,则有可能存在以下问题,即,离合器的传递转矩容量从大致零(相当于传递转矩容量的发生开始点)的状态变为进一步向释放侧释放的状态。在该状态下,若驾驶员松开制动踏板而踏下加速踏板起动,则可能产生以下问题,即,直至离合器开始具有传递转矩容量为止耗费时间,产生起动时的延迟或震动等,车辆运行性降低。
发明内容
本发明是着眼于上述问题而设立的,其目的在于提供一种车辆的控制装置,抑制动力源与驱动轮之间的联接构件的发热及劣化,并且可提高运行性。
在本发明中,车辆的控制装置具备:电动机,其输出车辆的驱动力;离合器,其安装在所述电动机与驱动轮之间,基于指令油压产生传递转矩容量;行驶模式,其对所述离合器进行滑动控制,并且以使所述离合器的电动机侧转速成为比所述离合器的驱动轮侧转速高出规定量的转速的方式对所述电动机进行转速控制;车辆停止状态判定装置,其判定车辆停止状态;转矩检测装置,其检测所述电动机的实际转矩;车辆停止时传递转矩容量修正装置,其在所述行驶模式中判定为车辆停止状态时,使所述指令油压从初始指令油压降低并设定与所述电动机的实际转矩变化相对应的修正后指令油压,在输出该修正后指令油压之前,输出比所述修正后指令油压高的预加载指令油压。
因此,可减小第二离合器CL2的传递转矩容量,能够抑制离合器片的发热及劣化等。另外,通过确认成为完全释放状态的油压,设定为比该油压高的油压,不会在起步时产生直至产生传递转矩容量的延迟,另外,能够避免联接震动等。因此,能够提高车辆的运行性。另外,能够快速解除完全释放后的离合器活塞的空载冲程(ロスストロ一ク),能够早期设定修正后指令油压。
附图说明
图1是表示实施例1的后轮驱动的混合动力车辆的整体系统图;
图2是表示实施例1的综合控制器的运算处理程序的控制框图;
图3是表示图2的目标驱动力运算部用于目标驱动力运算的目标驱动力映像之一例的图;
图4是表示图2的模式选择部的、模式映像和推定斜度的关系的图;
图5是表示图2的模式选择部用于目标模式的选择的通常模式映像的图;
图6是表示图2的模式选择部用于目标模式的选择的MWSC对应模式映像的图;
图7是表示图2的目标充放电运算部用于目标充放电电力的运算的目标充放电量映像之一例的图;
图8(a)~(c)是表示WSC行驶模式下的发动机动作点设定处理的概略图;
图9是表示WSC行驶模式下的发动机目标转速的映像;
图10是表示使车速以规定状态上升时的发动机转速的变化的时间图;
图11是表示实施例1的车辆停止时传递转矩容量修正控制处理的流程图;
图12是实施例1的预加载量映像;
图13是实施例1的预加载时间映像;
图14是实施例1的偏移量映像;
图15是实施例1的油压恢复量映像;
图16是实施例1的安全偏移量映像;
图17是表示实施例1的车辆停止时传递转矩容量修正控制处理的时间图;
符号说明
E:发动机
CL1:第一离合器
MG:电动发电机
CL2:第二离合器
AT:自动变速器
1:发动机控制器
2:电动机控制器
3:变换器
4:蓄电池
5:第一离合器控制器
6:第一离合器油压单元
7:AT控制器
8:第二离合器油压单元
9:制动器控制器
10:综合控制器
24:制动器油压传感器
100:目标驱动力运算部
200:模式选择部
300:目标充放电运算部
400:动作点指令部
500:变速控制部
具体实施方式
〔实施例1〕
首先,说明混合动力车辆的驱动系统构成。图1是表示适用了实施例1的发动机启动控制装置的后轮驱动的混合动力车辆的整体系统图。如图1所示,实施例1的混合动力车的驱动系统具有发动机E、第一离合器CL1、电动发电机MG、第二离合器CL2、自动变速器AT、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)。另外,FL是左前轮、FR是右前轮。
发动机E例如为汽油发动机,基于来自后述的发动机控制器1的控制指令控制节气门的阀门开度等。另外,在发动机输出轴上设有飞轮FW。
第一离合器CL1是安装在发动机E与电动发电机MG之间的离合器,其基于来自后述的第一离合器控制器5的控制指令,通过由第一离合器油压单元6产生的控制油压控制包含滑动联接在内的联接、释放。
电动发电机MG是在转子中埋设永久磁铁且在定子中卷绕有定子线圈的同步电动发电机,其基于来自后述的电动机控制器2的控制指令,通过施加由变换器3产生的三相电流来进行控制。该电动发电机MG也可以作为接受来自蓄电池4的供电而进行旋转驱动的电动机进行动作(以下,称该状态为“动力运转”),还可以在转子由外力而旋转的情况下,作为使定子线圈两端产生电动势的发电机发挥作用,对蓄电池4进行充电(以下,称该动作状态为“再生”)。而且,该电动发电机MG的转子经由图外的减震器与自动变速器AT的输入轴连接。
第二离合器CL2是安装在电动发电机MG与左右后轮RL、RR之间的离合器,基于来自后述的AT控制器7的控制指令,通过由第二离合器油压单元8产生的控制油压,控制包含滑动联接在内的联接、释放。
自动变速器AT是根据车速或加速踏板开度等自动切换前进5速后退1速等有级变速比的变速器,第二离合器CL2不是作为专用离合器另外追加的部件,而是挪用在自动变速器AT的各变速级被联接的多个摩擦联接构件中的几个摩擦联接构件。另外,关于其详情将在后面进行说明。
而且,自动变速器AT的输出轴经由作为车辆驱动轴的传动轴PS、差速器齿轮DF、左驱动轴DSL、右驱动轴DSR与左右后轮RL、RR连接。另外,在上述第一离合器CLI和第二离合器CL2中,例如使用有可由比例螺线管连续地控制油流量及油压的湿式多板离合器。
制动单元900具备液压泵和多个电磁阀,可构成通过泵增压确保相当于要求制动转矩的液压,通过各轮的电磁阀的开关控制对车轮缸压进行控制的所谓线控驻车制动控制。各轮FR、FL、RR、RL具备制动盘901和制动钳902,通过从制动单元900供给的制动器液压产生摩擦制动转矩。另外,也可以是作为液压源具备蓄压器等的类型,还可以是取代液压制动器而具备电动制动钳的构成。
该混合动力驱动系统根据第一离合器CL1的联接、释放状态具有三种行驶模式。第一行驶模式是作为在第一离合器CL1的释放状态下只将电动发电机MG的动力作为动力源而行驶的电动机使用行驶模式的电动车行驶模式(以下,简称为“EV行驶模式”)。第二行驶模式是在第一离合器CL1的联接状态下,将发动机E包含到动力源中而行驶的发动机使用行驶模式(以下,简称为“HEV行驶模式”)。第三行驶模式是在第一离合器CL1的联接状态下滑动控制第二离合器CL2并将发动机E包含到动力源中而行驶的发动机使用滑动行驶模式(以下,简称为“WSC行驶模式)。该模式是特别在蓄电池SOC低时或发动机水温低时可实现爬坡行驶的模式。另外,在从EV行驶模式向HEV行驶模式过渡时,联接第一离合器CL1,使用电动发电机MG的转矩进行发动机启动。
上述“HEV行驶模式”具有“发动机行驶模式”、“电动机辅助行驶模式”和“行驶发电模式”三种行驶模式。
“发动机行驶模式”仅将发动机E作为动力源使驱动轮动作。“电动机辅助行驶模式”将发动机E和电动发电机MG二者作为动力源使驱动轮动作。“行驶发电模式”将发动机E作为动力源使驱动轮RR、RL动作,同时使电动发电机MG作为发电动机发挥作用。
在定速运转时以及加速运转时,利用发动机E的动力使电动发电机MG作为发电动机进行动作。另外,在减速运转时,再生制动能量并由电动发电机MG发电,从而用于蓄电池4的充电。另外,作为其它模式,具有在车辆停止时利用发动机E的动力使电动发电机MG作为发电动机动作的发电模式。
接着,说明混合动力车辆的控制系统。如图1所示,实施例1的混合动力车辆的控制系统具有发动机控制器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、综合控制器10而构成。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及综合控制器10经由可进行相互的信息交换的CAN通信线11而连接。
发动机控制器1输入来自发动机转速传感器12的发动机转速信息,根据来自综合控制器10的目标发动机转矩指令等,向例如图外的节气门促动器输出控制发动机动作点(Ne:发动机转速,Te:发动机转矩)的指令。关于详细的发动机控制内容将在后面进行说明。此外,发动机转速Ne等信息经由CAN通信线11向综合控制器10供给。
电动机控制器2输入来自检测电动发电机MG的转子旋转位置的解算装置13的信息,且根据来自综合控制器10的目标电动发电机转矩指令等向变换器3输出控制电动发电机MG的电动机动作点(Nm:电动发电机转速,Tm:电动发电机转矩)的指令。另外,该电动机控制器2对表示蓄电池4的充电状态的蓄电池SOC进行监视,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11向综合控制器10供给。
第一离合器控制器5输入来自第一离合器油压传感器14和第一离合器进程传感器15的传感器信息,且根据来自综合控制器10的第一离合器控制指令,向第一离合器油压单元6输出控制第一离合器CL1的联接、释放的指令。此外,第一离合器进程C1S的信息经由CAN通信线11向综合控制器10供给。
AT控制器7输入来自加速踏板开度传感器16、车速传感器17、第二离合器油压传感器18以及输出与驾驶员操作的变速杆的位置对应的信号的断路开关的传感器信息,并根据来自综合控制器10的第二离合器控制指令向AT油压控制阀内的第二离合器油压单元8输出控制第二离合器CL2的联接、释放的指令。此外,将加速踏板开度APO、车速VSP及断路开关的信息经由CAN通信线11向综合控制器10供给。
制动器控制器9输入来自检测四轮的各车轮速度的车轮速度传感器19和制动踏板进程传感器20的传感器信息,在例如踏下制动踏板制动时,相对于由制动踏板进程BS求出的驱动要求制动转矩,仅靠再生制动转矩不足的情况下,以由机械制动转矩(摩擦制动器产生的制动转矩)补充其不足部分的方式,基于来自综合控制器10的再生协调控制指令进行再生协调制动器控制。此外,并不限于对应于驱动要求制动转矩的制动器液压,显然也包含根据其它的控制要求而可任意产生制动器液压。
综合控制器10用于管理车辆整体的能耗,使车辆以最高效率行驶,其输入来自检测电动机转速Nm的电动机转速传感器21、检测第二离合器输出转速N2out的第二离合器输出转速传感器22、检测第二离合器传递转矩容量TCL2的第二离合器转矩传感器23、制动器油压传感器24、检测第二离合器CL2的温度的温度传感器10a、检测前后加速度的G传感器10b的信息以及经由CAN通信线11获得的信息。
另外,综合控制器10进行以下控制:基于向发动机控制器1发出的控制指令的发动机E的动作控制;基于向电动机控制器2发出的控制指令的电动发电机MG的动作控制;基于向第一离合器控制器5发出的控制指令的第一离合器CL1的联接、释放控制;基于向AT控制器7发出的控制指令的第二离合器CL2的联接、释放控制。
另外,综合控制器10具有基于后述的被推定的路面斜度计算作用于车轮的斜度负载转矩相当值的斜度负载转矩相当值运算部600、在规定条件成立时产生与驱动的制动踏板操作量无关的制动液压的第二离合器保护控制部700。
所谓斜度负载转矩相当值是指,在由于路面斜度,作用于车辆的重力欲使车辆后退时,与对车轮起作用的负载转矩相当的值。使车轮产生机械制动转矩的制动器通过用制动钳902按压刹车片而相对于制动盘901产生制动转矩。由此,在车辆由于重力的作用欲后退时,制动转矩的方向为车辆前进方向。与该车辆前进方向一致的制动转矩定义为斜度负载转矩。该斜度负载转矩可由路面斜度和车辆的惯性决定,故而基于在综合控制器10内预先设定的车辆重量等计算斜度负载转矩相当值。此外,可以将斜度负载转矩直接作为相当值,也可以进行加减规定值等后作为相当值。
第二离合器保护控制部700在车辆在倾斜路面上停止时,计算可避免该车辆后退的所谓的滑动的制动转矩最小值(上述斜度负载转矩以上的制动转矩),在规定条件(路面斜度为规定值以上,车辆停止时)成立时,将制动转矩最小值作为控制下限值向制动器控制器9输出。
实施例1中使制动液压仅作用于作为驱动轮的后轮上。但是,也可以考虑前后轮分配等而将制动液压向四轮供给,还可以只向前轮供给制动液压。
另一方面,在上述规定条件不成立时,输出逐渐减小制动转矩的指令。另外,第二离合器保护控制部700在规定条件成立时,向AT控制器7输出禁止向第二离合器CL2的传递转矩容量控制输出的要求。
以下,使用图2所示的框图说明由实施例1的综合控制器10所运算的控制。例如,该运算在每个控制周期10msec都利用综合控制器10进行运算。综合控制器10具有目标驱动力运算部100、模式选择部200、目标充放电运算部300、动作点指令部400、变速控制部500。
目标驱动力运算部100使用图3所示的目标驱动力映像,根据加速踏板开度APO和车速VSP,计算目标驱动力tFo0(驱动要求转矩)。
模式选择部200具有基于G传感器10b的检测值推定路面斜度的路面斜度推定运算部201。路面斜度推定运算部201根据车轮速度传感器19的车轮速度加速度平均值等计算实际加速度,根据该计算结果与G传感器检测值的偏差推定路面斜度。
另外,模式选择部200具有基于推定的路面斜度选择后述的两个模式映像中的某一个的模式映像选择部202。图4是表示模式映像选择部202的选择逻辑的概略图。当推定斜度为规定值g2以上时,模式映像选择部202从选择了通常模式映像的状态切换到倾斜路面对应模式映像。另一方面,当推定斜度不足规定值g1(<g2)时,从选择了倾斜路面对应模式映像的状态切换为通常模式映像。即,对推定斜度设置滞后,防止映像切换时的控制不稳定(制御ハンチング)。
接着,对模式映像进行说明。作为模式映像,具有在推定斜度不足规定值时被选择的通常模式映像和在推定斜度为规定值以上时被选择的倾斜路面对应模式映像。图5表示通常模式映像,图6表示倾斜路面对应模式映像。
在通常模式映像内,具有EV行驶模式、WSC行驶模式、HEV行驶模式,根据加速踏板开度APO和车速VSP计算目标模式。但是,即使选择了EV行驶模式,只要蓄电池SOC在规定值以下,都强制地将“HEV行驶模式”或“WSC行驶模式”作为目标模式。
在图5的通常模式映像中,将HEV→WSC切换线在不足规定加速踏板开度APO1的区域,设定在自动变速器AT为1速时比转速小于发动机E的怠速转速的下限车速VSP1低的区域。另外,在规定加速踏板开度APO1以上的区域,由于要求较大的驱动力,故而将WSC行驶模式设定至比下限车速VSP1高的车速VSP1’区域。此外,在蓄电池SOC低且不能实现EV行驶模式时,即使在启动时等也选择WSC行驶模式。
在加速踏板开度APO较大时,具有难以由与怠速转速附近的发动机转速对应的发动机转矩和电动发电机转矩实现其要求的情况。在此,对于发动机转矩而言,若发动机转速提高,则可输出更多的转矩。由此,若提升发动机转速而输出更大的转矩,则即使执行WSC行驶模式直至比例如下限车速VSP1更高的车速,也可在短时间内使其从WSC行驶模式过渡到HEV行驶模式。该情况是图5所示的扩展至下限车速VSP1’的WSC区域。
在倾斜路面对应模式映像内,在EV行驶模式区域未设定这一点与通常模式不同。另外,作为WSC行驶模式区域,不使区域对应于加速踏板开度APO而改变,仅由下限车速VSP1规定区域,在这一点与通常模式映像不同。
在目标充放电运算部300,使用图7所示的目标充放电量映像,由蓄电池SOC计算目标充放电电力tP。另外,在目标充放电量映像中,用于允许或禁止EV行驶模式的EVON线(MWSCON线放定为SOC=50%,EVOFF线(MWSCOFF线)设定为SOC=35%。
SOC≥50%时,图5的通常模式映像中出现EV行驶模式区域。当在模式映像内出现一次EV区域时,在SOC低于35%之前,该区域持续出现。
SOC<35%时,在图5的通常模式映像中,EV行驶模式区域消失。当EV行驶模式从模式映像中消失时,则在SOC达到50%之前,该区域持续消失。
在动作点指令部400,根据加速踏板开度APO、目标驱动力tFo0(驱动要求转矩)、目标模式、车速VSP、目标充放电电力tP,作为它们的动作点到达目标,计算过渡性的目标发动机转矩、目标电动发电机转矩、目标第二离合器传递转矩容量TCL2*、自动变速器AT的目标变速级以及第一离合器螺线管电流指令。另外,在动作点指令部400设有在从EV行驶模式向HEV行驶模式过渡时启动发动机E的发动机启动控制部。
变速控制部500沿换档映像所示的换档规律,以实现目标第二离合器传递转矩容量TCL2*和目标变速级的方式,对自动变速器AT内的电磁阀进行驱动控制。另外,换档映像是基于车速VSP和加速踏板开度APO预先设定了目标变速级的映像图。
〔关于WSC行驶模式〕
接着,对WSC行驶模式进行详细说明。WSC行驶模式的特征在于,维持发动机E动作的状态,对驱动要求转矩变化的响应性高。具体而言,将第一离合器CL1完全联接,将第二离合器CL2作为对应于驱动要求转矩的传递转矩容量TCL2进行滑动控制,使用发动机E及/或电动发电机MG的驱动力而行驶。
由于在实施例1的混合动力车辆中不存在变矩器那样地吸收转速差的构件,所以当完全联接第一离合器CL1和第二离合器CL2时,根据发动机E的转速决定车速。在发动机E存在用于维持独立旋转的怠速转速产生的下限值,若通过发动机的预热运转等进行怠速提升时,则该怠速转速的下限值进一步提高。另外,具有在驱动要求转矩高的状态下不能迅速过渡到HEV行驶模式的情况。
另一方面,在EV行驶模式下,因为将第一离合器CL1释放,所以没有伴随上述发动机转速产生的下限值的限制。但是,在通过基于蓄电池SOC的限制难以进行EV行驶模式下的行驶的情况下、或在仅由电动发电机MG无法实现驱动要求转矩的区域,除了通过发动机E产生稳定的转矩以外,别无它法。
因此,在比与上述下限值相当的车速低的低车速区域,且难以进行EV行驶模式下的行驶的情况或在仅由电动发电机MG无法实现驱动要求转矩的区域,将发动机转速维持在规定的下限转速,对第二离合器CL2进行滑动控制,选择使用发动机转矩行驶的WSC行驶模式。
图8是表示WSC行驶模式下的发动机动作点设定处理的概略图,图9是表示WSC行驶模式下的发动机目标转速的映像。在WSC行驶模式中,当驾驶员操作加速踏板时,基于图9选择对应于加速踏板开度的目标发动机转速特性,并沿该特性设定对应于车速的目标发动机转速。而且,通过图8所示的发动机动作点设定处理,计算对应于目标发动机转速的目标发动机转矩。
在此,将发动机E的动作点定义为由发动机转速和发动机转矩规定的点。如图8所示,理想的是,发动机动作点在将发动机E的输出效率高的动作点连接的线(以下,称为α线)上运转。
但是,在如上所述设定发动机转速的情况下,选择根据驾驶员的加速踏板操作量(驱动要求转矩)而自α线离开的动作点。因此,为了使发动机动作点接近α线,目标发动机转矩被前馈控制为参考了α线的值。
另一方面,电动发电机MG执行将所设定的发动机转速作为目标转速的转速反馈控制(以下,记为转速控制)。现在,因为将发动机E和电动发电机MG形成为直接连接状态,所以通过以维持目标转速的方式控制电动发电机MG,发动机E的转速也被自动地反馈控制(以下,记为电动机ISC控制)。
此时,自动控制电动发电机MG输出的转矩,以弥补考虑了α线而决定的目标发动机转矩与驱动要求转矩的偏差。电动发电机MG,以弥补上述偏差的方式被赋予基础的转矩控制量(再生·动力运转),进而以与目标发动机转速一致的方式被反馈控制。
在某一发动机转速下,在驱动要求转矩比α线上的驱动力小的情况下,增大了发动机输出转矩,另一方面,发动机输出效率提高。此时,通过由电动发电机MG回收与输出提高量相应的能量,被输入第二离合器CL2的转矩自身作为驱动要求转矩,同时可进行高效的发电。但是,因为是根据蓄电池SOC的状态决定可发电的转矩上限值,因此需要考虑来自蓄电池SOC的要求发电输出(SOC要求发电电力)、当前的动作点的转矩与α线上的转矩的偏差(α线发电电力)的大小关系。
图8(a)是α线发电电力比SOC要求发电电力大时的概略图。由于在SOC要求发电电力以上时不能使发动机输出转矩上升,因此,不能使动作点在α线上移动。但是,通过使其向更高效的点移动来改善燃耗效率。
图8(b)是α线发电电力比SOC要求发电电力小时的概略图。若在SOC要求发电电力的范围内,则能够使发动机动作点在α线上移动,因此,在该情况下,能够在维持最高燃耗效率的高动作点的同时进行发电。
图8(c)是发动机动作点比α线高时的概略图。在对应于驱动要求转矩的动作点比α线高时,以蓄电池SOC有剩余为条件,使发动机转矩降低,通过电动发电机MG的动力运转补充不足量。由此,能够在提高燃耗效率的同时实现驱动要求转矩。
接着,对根据推定斜度改变WSC行驶模式区域这一点进行说明。图10是使车速以规定状态上升时的发动机转速映像。在平坦路面上,在加速踏板开度为比APO1大的值的情况下,执行WSC行驶模式区域,直至比下限车速VSP1高的车速区域。此时,如图9所示的映像,目标发动机转速伴随车速的上升而逐渐上升。而且,当达到相当于VSP1’的车速时,解除第二离合器CL2的滑动状态,向HEV行驶模式过渡。
在推定斜度比规定斜度(g1或g2)大的倾斜路面上,若要维持与上述相同的车速上升状态,则成为尽可能大的加速踏板开度。此时,第二离合器CL2的传递转矩容量TCL2比平坦路面大。该状态下,假设如图9所示的映像那样将WSC行驶行模式区域扩大,则第二离合器CL2持续强联接力下的滑动状态,会产生发热量过剩的问题。因此,在推定斜度大的倾斜路面时所选择的图6的倾斜路面对应模式映像中,直到成为与车速VSP1相当的区域为止,都不使WSC行驶模式区域不必要地扩展。由此,避免WSC行驶模式下的过剩发热。
此外,在通过电动发电机MG难以进行转速控制的情况下,即例如在受蓄电池SOC的限制的情况、或由于极低温而无法确保电动发电机MG的控制性的情况等中,实施用发动机E进行转速控制的发动机ISC控制。
〔关于MWSC行驶模式〕
接着,对设定MWSC行驶模式区域的理由进行说明。推定斜度比规定斜度(g1或g2)大时,例如若不进行制动踏板操作而将车辆维持在停止状态或微速起动状态,则要求比平坦路面大的驱动力。这是由于需要应对车辆自身的荷重负载。
从避免第二离合器CL2的滑动引起的发热的观点出发,在蓄电池SOC有富裕时,也可以考虑选择EV行驶模式。此时,在从EV行驶模式区域过渡到WSC行驶模式区域时,需要进行发动机启动,电动发电机MG在确保发动机启动用转矩的状态下输出驱动转矩,因此不需要缩小驱动转矩上限值。
另外,在EV行驶模式中,对电动发电机MG只输出转矩,若电动发电机MG的旋转停止或进行极低速旋转,在变换器的开关元件中流过锁止电流(电流持续向一个元件流通的现象),会导致耐久性降低。
另外,在比相当于发动机E为1速的怠速转速的下限车速VSP1低的区域(VSP2以下的区域)中,发动机E自身不能使怠速转速进一步降低。此时,若选择WSC行驶模式,第二离合器CL2的滑动量变大,有可能对第二离合器CL2的耐久性产生影响。
特别是,在倾斜路面,因为要求比平坦路面大的驱动力,所以第二离合器CL2要求的传递转矩容量提高,高转矩且高滑动量的状态持续,容易导致第二离合器CL2的耐久性降低。另外,因为车速的上升也缓慢,所以直至向HEV行驶模式过渡之前耗费时间,有可能进一步发热。
因此,保持使发动机E工作的状态,释放第一离合器CLI并将第二离合器CL2的传递转矩控制为驾驶员的要求驱动力,同时,设定将电动发电机MG的转速反馈控制为比第二离合器CL2的输出转速高出规定转速的目标转速的MWSC行驶模式。
换言之,将电动发电机MG的旋转状态设定为比发动机的怠速转速低的转速,并且对第二离合器CL2进行滑动控制。同时,发动机E被切换为将怠速转速作为目标转速的反馈控制。在WSC行驶模式中,通过电动发电机MG的转速反馈控制维持发动机转速。对此,当释放第一离合器CL1时,无法通过电动发电机MG将发动机转速控制为怠速转速。由此,通过发动机E自身进行发动机独立旋转控制。
通过MWSC行驶模式区域的设定,可得到以下列举的效果。
1)因为发动机E为工作状态,所以不需要在电动发电机MG残留发动机启动程度的驱动转矩,可增大电动发电机MG的驱动转矩上限值。具体而言,由要求驱动力轴来看,可对应比EV行驶模式的区域更高的要求驱动力。
2)通过确保电动发电机MG的旋转状态,可提高开关元件等的耐久性。
3)由于以比怠速转速低的转速使电动发电机MG旋转,所以可减小第二离合器CL2的滑动量,能够实现第二离合器CL2的耐久性的提高。
〔WSC行驶模式下的车辆停止状态的课题〕
如上所述,在选择了WSC行驶模式的状态下,在驾驶员踏下制动踏板成为车辆停止状态的情况下,在第二离合器CL2设定爬行转矩相当的传递转矩容量,与发动机E直接连接的电动发电机MG以维持怠速转速的方式执行转速控制。驱动轮由于车辆停止而使转速为零,所以,在第二离合器CL2产生怠速转速相当的滑动量。若该状态持续较长,第二离合器CL2的耐久性有可能降低,因此,理想的是,在由驾驶员踏下制动踏板维持车辆停止状态的情况下,释放第二离合器CL2。
在此,释放第二离合器CL2的控制成为问题。即,第二离合器CL2为湿式多板离合器,通过由活塞按压多个离合器片而产生传递转矩容量。从减轻拖曳转矩的观点出发,在该活塞上设有复位弹簧,当向第二离合器CL2供给的供给油压过低时,通过复位弹簧使活塞返回。由此,当活塞与离合器片分离时,即使再次开始供给油压,直到活塞进行冲程而与离合器片抵接为止,在第二离合器CL2都不产生传递转矩容量,因此有可能导致直至起动的延迟(包含因此产生的滑动等)、联接震动等。另外,即使以预先成为最合适的传递转矩容量的方式控制供给油压,由于油温的影响或制造偏差等也有可能无法设定最合适的传递转矩容量。
于是,在实施例1中,导入将第二离合器CL2的传递转矩容量设定为可避免延迟以及联接震动等的传递转矩容量的车辆停止时传递转矩容量修正控制处理,设定车辆停止时的最合适的传递转矩容量。
〔车辆停止时传递转矩容量修正控制处理〕
图11是表示实施例1的车辆停止时传递转矩容量修正控制处理的流程图。
在步骤S1中,判断修正开始条件是否成立,成立时进入步骤S2,不成立时结束主控制。在此,修正开始条件为制动踏板被踏下(ON)、加速踏板开度为零、车速为零、处于WSC行驶模式中(即,电动发电机MG进行转速控制,在第二离合器CL2设定有爬行转矩相当的传递转矩容量的状态)、及通过其它控制器等判定的停止判定标记设立等。另外,所谓零,只要是作为传感器检测值可大致识别为零的值即可。
另外,在从进行发动机E自身调节吸入空气量而进行维持怠速转速的发动机独立旋转控制的MWSC行驶模式向WSC行驶模式过渡的情况下,或在WSC行驶模式中,从进行基于发动机E的转速控制的发动机ISC控制的状态过渡至通过基于电动发电机MG的转速控制维持怠速转速的电动机1SC控制的状态时,从该过渡经过规定时间后允许修正开始。这是因为在发动机E进行的转速控制中,由于进行点火时刻或吸入空气量的变更,需要考虑它们带来的影响。
在步骤S2中,执行目标MG转矩设定处理。在此,目标MG转矩不是实际在电动发电机MG的控制中所使用的值,而是在主控制处理中使用的目标值。即,因为在电动机控制器2中进行转速控制,所以电动发电机MG以持续怠速转速的方式输出转矩指令。换言之,因为电动发电机MG的实际转矩由作用于电动发电机MG的负载决定,所以在发动机侧的负载一定的情况下,电动发电机MG的转矩变动量可视为第二离合器CL2的传递转矩容量的变化。因此,在第二离合器CL2中,基于认为将供给油压变更规定量时而发生变化的负载,设定目标MG转矩(在负载变化时,MG转矩为假定变化为该值的值)。同样地,实际MG转矩是基于从电动机控制器2接收的电动机驱动电流等算出的值(相当于转矩检测装置)。
关于具体的设定内容,在后述步骤S10~S12中判断为跟随MG转矩的情况下,设定为上次的目标MG转矩以阶梯状减去规定量后的值(以下,记为阶梯减算量)。除此之外,基本维持上次的目标MG转矩。该阶梯减算量设定为比坡路控制产生的降低量大的值。这是因为,由于主控制处理是通过计时管理实现稳定的状态(静状态),在此基础上进行各种判定的构成,故而当以微小的量变化时,直至设定最合适的修正量为止耗费时间。换言之,难以在动状态下进行适当的状态判定,因为使某程度状态变化后需要待机,所以,设定较大的阶梯减算量。由阶梯减算量进行减算前的指令油压为初始指令油压。
在步骤S3中,对反馈禁止计时器进行计数。
在步骤S4中,判断反馈禁止计时值是否在反馈禁止时间以上,在“是”的情况下进入步骤S6,在“否”的情况下进入步骤S5。即,该计时器进行计数期间不输出反馈控制量。
在步骤S5中,作为向第二离合器CL2的指令油压,执行以阶梯状降低的前馈控制处理,然后进入步骤S16。换言之,即使指令油压与实际油压存在偏差,也连续不断地输出与该偏差无关的一定的指令值。另外,该实际油压是由实际MG转矩推定的值。
在步骤S6中,作为向第二离合器CL2的指令油压,执行在前馈控制量的基础上加上反馈控制量的控制处理。换言之,在目标MG转矩与实际MG转矩存在偏差的情况下,赋予对应该偏差的控制量。即,在目标MG转矩与实际MG转矩不一致的情况下,输出对应该偏差进一步降低的指令油压。之所以加算反馈控制量是因为,难以判别是仅仅由于实际油压相对于指令油压未充分降低而引起实际MG转矩未跟随目标MG转矩,还是由于第二离合器CL2成为完全释放状态(活塞从离合器的传递转矩容量大致为零的状态进一步向释放侧移动,离合器释放的状态)而引起未跟随。
在步骤S7中,对反馈响应计时器进行计数。
在步骤S8中,判断反馈响应计时值是否在响应时间以上,在“是”的情况下进入步骤S9,在“否”的情况下进入步骤S16。即,在使该计时器进行计数期间,只要产生目标MG转矩与实际MG转矩的偏差,就输出作为指令油压而降低的值。
在步骤S9中,判定实际MG转矩与目标MG转矩的差是否在恢复判定值以上,在恢复判定值以上时进入步骤S14,在不足恢复判定值时,进入步骤S10。在此,恢复判定值是表示在考虑了偏差等时,实际MG转矩恢复为目标MG转矩的规定值。另外,设置该步骤的理由在步骤S14、15中进行说明。
在步骤S10中,判定实际MG转矩与目标MG转矩的差的绝对值是否小于跟随判定值,在“是”的情况下进入步骤S11,在“否”的情况下,进入步骤S16。
在步骤S11中,对跟随判定计时器进行计数。
在步骤S12中,判定跟随判定计时值是否在跟随时间以上,在“是”的情况下进入步骤S13,在“否”的情况下进入步骤S16。即,若第二离合器CL2具有传递转矩容量,则在降低指令油压时,实际MG转矩也应该跟随进行变化。由此,意味着在被认为目标MG转矩和实际MG转矩跟随的范围内具有跟随时间以上的情况下,第二离合器CL2还未处于完全释放状态。
在步骤S13中,将各计时值清零。即,进行用于在下次的控制周期中使指令油压再次阶梯状降低的准备。
在步骤S14中,对恢复判定计时器进行计数。
在步骤S15中,判定恢复判定计时值是否在恢复时间以上,在“是”时进入步骤S17,在“否”时进入步骤S10。即,在通过反馈控制使指令油压降低时,只要电动发电机MG的负载降低,实际MG转矩就应该恢复为目标MG转矩。另一方面,若第二离合器CL2成为释放状态,则不管将指令油压降低多少,实际MG转矩都不会恢复到目标MG转矩。即,意味着第二离合器CL2已经完全释放。该时刻的指令油压为最终指令油压。
在步骤S16中,判断修正继续条件是否成立,在判定为成立时进入步骤S2继续执行主控制处理,在判定为不成立时结束主控制流程。修正继续条件与修正开始条件基本相同,通过使阈值等具有延迟来避免不稳定等。
另外,在从电动机ISC控制过渡至发动机ISC控制的情况下,立即结束主控制处理。这是因为,当从电动发电机MG进行的转速控制向发动机E进行的转速控制切换时,则进行点火时刻或吸入空气量的变更,引起发动机负载变动,因此,无法判别是第二离合器CL2的变化引起的MG转矩的变化还是发动机负载的变化引起的MG转矩的变化。
〔预加载处理〕
在步骤S17中执行预加载(プリチヤ一ジ)处理。预加载处理是指在即使使指令油压充分降低(最终指令油压),实际MG转矩也不朝向目标MG转矩变化的情况下,用于解除在第二离合器CL2中产生的活塞空载冲程(ロスストロ一ク)的处理。图12是实施例1的预加载量映像,图13是实施例1的预加载时间映像,图14是实施例1的偏移量映像。预加载是指在规定时间内作为指令油压输出高值,在活塞进行冲程期间,实际油压几乎不上升。另外,偏移量是在预加载后成为用于以规定的转矩产生斜度使指令油压上升的基点的值,由该基点计算以预先设定的转矩产生斜度使指令油压上升的值。
在此,各个映像都是基于变化量ΔTMG来设定的。在此,变化量ΔTMG是指恢复判定计时值经过恢复时间后的时刻的实际MG转矩与上次判定为实际MG转矩不跟随目标MG转矩时的实际MG转矩的偏差。
即,可以说,变化量ΔTMG大时是指,在使其降低阶梯减算量时,具有传递转矩容量至某一程度,但在此以后完全释放,并且成为完全释放状态后的活塞空载冲程小。另一方面,可以说,变化量ΔTMG小时,在使其阶梯状降低时,传递转矩容量立即消失,成为完全释放状态后的活塞空载冲程大。因为通过计时管理继续进行反馈控制。由此,设定为变化量ΔTMG越大,则预加载量越小;预加载时间越短则偏移量越小。
然后,在经过预加载时间后继续上升,直至判定为第二离合器CL2开始具有传递转矩容量为止。第二离合器CL2是否具有传递转矩容量是通过实际MG转矩的变化量是否变化为转矩发生判定变化量以上来判定。而且,在判定为第二离合器CL2具有传递转矩容量时,进入步骤S18。
〔修正后供给油压设定处理〕
在步骤S18中,执行修正后供给油压设定处理,设定修正后指令油压。修正后供给油压设定处理是对勉强使第二离合器CL2开始具有传递转矩容量的极限值(或具有若干传递转矩容量的状态)修正指令油压的处理。图15是实施例1的油压恢复量映像,图16是实施例1的安全偏移量映像。
在此,所谓油压恢复量是指,从上次判定为实际MG转矩跟随目标MG转矩时的指令油压(以下,记为上次的指令油压)中减去修正的量,其基于变化量ΔTMG来设定。变化量ΔTMG大时是指,具有传递转矩容量至某一程度,但之后被释放,因为上次的指令油压过高,所以大幅进行减算修正。另一方面,变化量ΔTMG小时,在使其阶梯状降低时,传递转矩容量立即消失,且上次的指令油压为接近适当值的值,因此,小幅度进行减算修正。
接着,在该修正后的值上加上安全偏移量,决定最终的修正后的指令油压。安全偏移量是根据油温而设定的值,油温越低则设定为越高的值。因为油温低时,油的粘性高、控制性差,所以,为了确保传递转矩容量而设定大的安全偏移量。另一方面,油温高时,因为油的粘性没那么高,所以设定小的安全偏移量。
(车辆停止时传递转矩容量修正控制处理的作用)
图17是表示实施例1的车辆停止时传递转矩容量修正控制处理的时间图。初始条件为WSC行驶模式被选择、制动踏板被踏下的状态、加速踏板为松开状态、车辆停止状态、连续不断地实施电动机ISC控制。
在时刻t1,当判定为修正开始条件成立时,指令油压根据阶梯减算量而降低,目标MG转矩也根据阶梯减算量而降低。此时,开始反馈禁止计时器的计数。
在时刻t2,当反馈禁止计时值达到禁止时间时,开始反馈响应计时器的计数,并且开始反馈控制量的加算。此时,因为目标MG转矩与实际MG转矩的偏差基本收敛,所以,作为反馈控制量几乎不被输出。
在时刻t3,当反馈响应计时值达到响应时间时,实际MG转矩与目标MG转矩的偏差较小,且该偏差处于跟随判定值以内,因此,开始跟随判定计时器的计数。
在时刻t4,当跟随判定计时值到达跟随时间时,判定为第二离合器CL2的传递转矩容量仍被确保而未释放,将各计时值清零,进而进行对应阶梯减算量的指令油压的降低及目标MG转矩的降低,开始反馈禁止计时器的计数。
在时刻t5,当反馈禁止计时值达到禁止时间时,开始反馈响应计时器的计数,并且开始反馈控制量的加算。此时,因为目标MG转矩与实际MG转矩产生偏差,所以,输出反馈控制量,指令油压开始逐渐降低。该情况下,因为第二离合器CL2已经完全释放,所以离合器活塞开始向释放侧进行冲程。
在时刻t6,当反馈响应计时值达到响应时间时,因为实际MG转矩与目标MG转矩的偏差比恢复判定值大,所以开始恢复判定计时器的计数。
在时刻t7,当恢复判定计时值达到恢复时间时,在该时刻,实际MG转矩与目标MG转矩的偏差处于恢复判定值以上,因此,存储该时刻的变化量ΔTMG,开始预加载处理。在预加载处理中,根据映像设定对应变化量ΔTMG的预加载量、预加载时间及偏移量后,进行将活塞空载冲程恢复到适当位置的动作。
在时刻t8,当经过预加载时间时,基于预先设定的转矩发生斜度使指令油压上升,由此,实际油压也逐渐上升。由此,当第二离合器CL2开始具有传递转矩容量时,与之相应地,开始对电动发电机MG作用负载,因此实际MG转矩上升。
在时刻t9,在实际MG转矩变化转矩产生判定变化量以上时,结束预加载处理,进行修正后供给油压设定处理。由此,指令油压设定为在从上次的指令油压(上次判定为实际MG转矩未跟随目标MG转矩时的指令油压)减去油压返回量后,加上安全偏移量后的值,达到具有若干传递转矩容量的状态。
在时刻t10,当驾驶员松开制动踏板且踏下加速踏板时,因为目标驱动转矩上升,所以,与之相应地,指令油压上升。此时,因为第二离合器CL2被控制为勉强开始具有传递转矩容量的值,所以能够立即起动。
如以上说明的那样,实施例1的混合动力车辆能够得到以下列举的作用效果。
(1)车辆的控制装置具备:电动发电机MG(电动机),其输出车辆的驱动力;第二离合器CL2(离合器),其安装在电动发电机MG与驱动轮之间,基于指令油压产生传递转矩容量;WSC行驶模式(行驶模式),其对第二离合器CL2进行滑动控制,并且以使第二离合器CL2的电动机侧转速成为比第二离合器CL2的驱动轮侧转速高出规定量的转速的方式对电动发电机MG进行转速控制;步骤S1(车辆停止状态判定装置),其判定车辆停止状态;发动机控制器2(转矩检测装置),其检测电动发电机MG的实际转矩;车辆停止时传递转矩容量修正控制处理(车辆停止时传递转矩容量修正装置),其在WSC行驶模式中判定为车辆停止状态的情况下,使指令油压从初始指令油压降低并设定为与实际MG转矩(电动机的实际转矩)的变化相对应的修正后指令油压,在输出该修正后指令油压之前输出比修正后指令油压高的预加载量(预加载指令油压)。
因此,能够减小第二离合器CL2的传递转矩容量,能够抑制离合器片的发热及劣化等。另外,通过确认成为完全释放状态的油压,设定为比该油压高的油压,在起步时不会产生直至产生传递转矩容量的延迟,另外,能够避免联接震动等。另外,能够快速解除完全释放后的离合器活塞的空载冲程,并且能够早期设定修正后指令油压。
(2)设置基于指令油压运算电动发电机MG的目标MG转矩(目标转矩)的步骤S2(目标转矩运算装置),车辆停止时传递转矩容量修正控制处理在使指令油压从初始指令油压降低时,实际MG转矩没有发生变化的情况下,通过对应于目标MG转矩与实际MG转矩的偏差的反馈控制量进一步降低指令油压。
由此,能够判别是仅仅由于实际油压相对指令油压未充分降低而使实际MG转矩未跟随目标MG转矩,还是由于第二离合器CL2的完全释放而未跟随,能够高精度地修正指令油压。另外,在加算反馈控制量的情况下,由于空载冲程量较大,因此上述(1)所示的预加载量的输出特别有效。
(3)车辆停止时传递转矩容量修正控制处理在对预加载量持续预加载时间之后且在输出修正后指令油压之前,输出比预加载量低且比修正后指令油压高的规定指令油压(由偏移量与规定的转矩产生斜度决定的指令油压)。
因此,能够适当地管理活塞冲程速度,另外,在第二离合器CL2开始具有传递转矩容量时能够抑制急剧的转矩变化,能够避免联接震动。
(4)车辆停止时传递转矩容量控制处理,在降低至规定指令油压后使油压逐渐提高,在实际MG转矩发生变化时,输出修正后指令油压。
因此,在第二离合器CL2开始具有传递转矩容量的时刻能够输出修正后指令油压。
(5)车辆停止时传递转矩容量控制处理在使指令油压从初始油压降低至实际MG转矩不发生变化的油压即结束指令油压时,判断为第二离合器CL2为完全释放状态。
因此,通过使第二离合器CL2完全成为释放状态,能够设定精度较高的修正后指令油压。
(6)车辆停止时传递转矩容量控制处理在使指令油压从初始指令油压阶梯状降低规定量时,实际MG转矩未发生变化的情况下,设定修正后指令油压,该修正后指令油压为初始指令油压以下且比结束指令油压高。
这样,通过阶梯状地进行减算,可在短时间内实现静状态下的实际MG转矩的变化等,可早期地设定修正后指令油压。因此,可避免第二离合器CL2的无用的滑动。另外,通过设定比结束指令油压高的修正后指令油压,可早期地消除活塞的空载冲程。
(7)油压恢复量(修正后指令油压)基于变化量ΔTMG(电动机的实转矩变化量)进行设定。
即,变化量ΔTMG大时是指,在使其降低阶梯减算量时,具有传递转矩容量至某一程度,但在此以后释放,因为上次的指令油压过高,所以进行大幅减算修正。另一方面,变化量ΔTMG小时,在使其阶梯状降低时传递转矩容量立即消失,且上次的指令油压为接近适当值的值,所以,进行小幅度减算修正。这样,基于变化量ΔTMG设定油压恢复量,由此可设定最合适的修正后指令油压。
(8)相比油温高的情况,在油温低时,安全偏移量(修正后指令油压)设定得较高。
油温低时,因为油的粘性高、控制性差,为了确保传递转矩容量而设定大的安全偏移量,因此,能够确保适当的传递转矩容量。
以上,基于实施例1对本发明进行了说明,但是具体的构成也可以是其它构成。例如,实施例1适用于混合动力车辆,但是,只要是具有起动离合器的车辆都同样可适用。另外,在实施例1中,说明了FR型混合动力车辆,但也可以是FF型混合动力车辆。
另外,在实施例1中,在WSC行驶模式时进行车辆停止时传递转矩容量修正控制处理,但是,在其它滑动控制时,即只要是电动发电机进行转速控制时同样可适用。
Claims (8)
1.一种车辆的控制装置,其特征在于,具备:
电动机,其输出车辆的驱动力;
离合器,其安装在所述电动机与驱动轮之间,基于指令油压产生传递转矩容量;
行驶模式,其对所述离合器进行滑动控制,并且以使所述离合器的电动机侧转速成为比所述离合器的驱动轮侧转速高出规定量的转速的方式对所述电动机进行转速控制;
车辆停止状态判定装置,其判定车辆停止状态;
转矩检测装置,其检测所述电动机的实际转矩;
车辆停止时传递转矩容量修正装置,其在所述行驶模式中判定为车辆停止状态时,使所述指令油压从初始指令油压降低并设定与所述电动机的实际转矩变化相对应的修正后指令油压,在输出该修正后指令油压之前,输出比所述修正后指令油压高的预加载指令油压。
2.如权利要求1所述的车辆的控制装置,其特征在于,
设置基于所述指令油压计算所述电动机的目标转矩的目标转矩运算装置,
所述车辆停止时传递转矩容量修正装置,在使所述指令油压从初始指令油压降低时,所述电动机的实际转矩未发生变化的情况下,根据所述目标转矩与所述实际转矩的偏差进一步降低指令油压。
3.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述车辆停止时传递转矩容量修正装置在输出所述预加载指令油压之后、且输出所述修正后指令油压之前,输出比所述预加载指令油压低且比所述修正后指令油压高的规定指令油压。
4.如权利要求3所述的车辆的控制装置,其特征在于,
车辆停止时传递转矩容量修正装置在降低至所述规定指令油压之后使指令油压逐渐上升,在所述电动机的实际转矩发生变化时,输出所述修正后指令油压。
5.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述车辆停止时传递转矩容量修正装置在使所述指令油压从初始油压降低至所述电动机的实际转矩未发生变化的油压即结束指令油压时,判定所述离合器为完全释放状态。
6.如权利要求5所述的车辆的控制装置,其特征在于,
所述车辆停止时传递转矩容量补正装置在使所述指令油压从初始指令油压阶梯状地降低规定量时,所述电动机的实际转矩未发生变化的情况下,设定修正后指令油压,该修正后指令油压为所述初始指令油压以下且比所述结束后指令油压高。
7.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置中,其特征在于,
所述修正后指令油压基于所述电动机的实际转矩变化量进行设定。
8.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置中,其特征在于,
与油温高的情况相比,在油温低的情况下,所述修正后指令油压设定得较高。
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