CN102791552B - 控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制在使离合器卡合并使内燃机开始燃烧时所产生的扭矩变动向车轮侧传递的控制装置。该控制装置对混合动力车辆用驱动装置进行控制,该混合动力车辆用驱动装置具备:与旋转电机驱动连结的输入部件、将输入部件与内燃机选择性地驱动连结的离合器、与车轮驱动连结的输出部件、以及按照各变速档的变速比来对输入部件的旋转速度进行变速从而将其传递到输出部件的变速机构,变速机构具备单向传递档,该单向传递档是传递从输入部件朝向输出部件的旋转驱动力而不传递从输出部件朝向输入部件的旋转驱动力的变速档,在燃烧停止车辆行驶状态下,在内燃机开始燃烧时,在旋转电机的旋转速度反馈控制的执行中,进行使离合器的卡合压上升来使内燃机开始燃烧的启动控制。

Description

控制装置
技术领域
本发明涉及对混合动力车辆用驱动装置进行控制的控制装置,上述混合动力车辆用驱动装置具备:与旋转电机驱动连结的输入部件、将输入部件与内燃机选择性地驱动连结的离合器、与车轮驱动连结的输出部件、以及具备控制多个卡合构件的卡合以及解除卡合而选择性地形成的多个变速档并按照上述各变速档的变速比来对输入部件的旋转速度进行变速从而将其传递到输出部件的变速机构。
背景技术
能够通过同时使用内燃机和旋转电机来实现内燃机的燃油率提高以及废气的减少的混合动力车辆被实际应用。作为在这样的混合动力车辆中使用的混合动力车辆用驱动装置的一个例子,在日本公开专利公报“日本特开平11-82260号”(专利文献1)中记载了一种具备内燃机、与车轮驱动连结的旋转电机、以及在内燃机与旋转电机之间选择性地驱动连结的离合器的混合动力车辆用驱动装置。在这样的混合动力车辆用驱动装置中,在解除卡合离合器并停止内燃机的燃烧以及旋转的状态下,进行借助旋转电机的输出扭矩来行驶的电动行驶。在该电动行驶中,在要求内燃机启动的情况下,使离合器的卡合压上升,由此将旋转电机的旋转向内燃机传递,从而使内燃机的旋转速度增加,使内燃机启动。专利文献1所记载的技术形成如下状态,即、在使内燃机启动时,形成在变速机构使用了单向离合器的变速档,该单向离合器只能够将扭矩从旋转电机传递到车轮侧,并能够切断从车轮侧朝向旋转电机侧的反向驱动扭矩。而且,使离合器的卡合压上升,使内燃机的旋转速度上升从而开始内燃机的燃烧。
在专利文献1所记载的技术中,以使离合器的卡合压上升来使内燃机的旋转速度上升的方式启动的期间,前馈地追加内燃机的启动所需要的扭矩来使旋转电机的输出扭矩增加。然而,在追加的扭矩比实际的启动扭矩小的情况下,伴随着离合器的卡合压的上升,旋转电机的旋转速度降低,内燃机可能无法启动。相反地,在追加的扭矩比实际的启动扭矩大的情况下,内燃机能够启动,但比驾驶员所要求的驱动力大的扭矩向车轮侧传递,所以驾驶员可能会感到不协调。另外,在伴随着内燃机的启动而实际的启动扭矩存在变动的情况下,存在的问题是,旋转电机的旋转速度变动,单向离合器可能反复解除卡合与卡合,在这样的情况下,向车轮侧传递的驱动力变动。
专利文献1:日本特开平11-82260号公报
因此,希望实现如下的控制装置,即、选择性地驱动连结内燃机与旋转电机之间的离合器解除卡合并且内燃机燃烧停止,变速机构的输出部件旋转的状况下,在使离合器卡合并使内燃机的燃烧开始时,能够可靠地启动内燃机并且能够抑制内燃机所产生的扭矩变动向车轮侧传递。
发明内容
为了实现上述目的的本发明所涉及的控制装置对混合动力车辆用驱动装置进行控制,上述混合动力车辆用驱动装置具备:与旋转电机驱动连结的输入部件、将上述输入部件与内燃机选择性地驱动连结的离合器、与车轮驱动连结的输出部件、以及变速机构,该变速机构具备多个卡合构件并且具备通过控制所述多个卡合构件的卡合以及解除卡合而选择性地形成的多个变速档,该变速机构按照该各变速档的变速比来对所述输入部件的旋转速度进行变速从而将其传递到所述输出部件,上述控制装置的特征在于,上述变速机构具备单向传递档作为上述多个变速档的一个,该单向传递档是传递从上述输入部件朝向上述输出部件的旋转驱动力而不传递从上述输出部件朝向上述输入部件的旋转驱动力的变速档,当在上述离合器被解除卡合并且上述内燃机停止燃烧、上述变速机构形成上述单向传递档从而上述输出部件旋转的燃烧停止车辆行驶状态下,上述内燃机开始燃烧时,执行如下的旋转速度反馈控制,即:将上述输出部件的旋转速度乘以上述单向传递档的变速比所得的值设定为输入部件的基准旋转速度,并且将比该基准旋转速度低的启动时旋转速度设定为目标旋转速度,控制上述旋转电机以使上述输入部件的旋转速度与上述目标旋转速度一致,在该旋转速度反馈控制的执行中,进行使上述离合器的卡合压上升、使上述内燃机的旋转速度上升、使上述内燃机开始燃烧的启动控制。
此外,本申请中的“变速比”是在变速机构形成了各变速档的情况下由形成各变速档的各齿轮的齿数等规定的输入部件的旋转速度与输出部件的旋转速度的比,在本申请中是输入部件的旋转速度除以输出部件的旋转速度所得的值。
另外,本申请中的“驱动连结”是指两个旋转构件被连结为能够传递驱动力的状态,并作为包括上述两个旋转构件一体地旋转而连结的状态、或上述两个旋转构件经由一个或者两个以上的传动部件而被连结为能够传递驱动力的状态的概念来使用。作为这样的传动部件,包括使旋转同速或者变速地传递的各种部件,例如包括轴、齿轮机构、卡合构件、带、链等。其中,针对差动齿轮装置或者差动机构的各旋转构件的“驱动连结”的情况是指上述差动齿轮装置或者差动机构所具备的3个以上的旋转构件不经由其他的旋转构件而相互驱动连结的状态。
另外,本申请中的“旋转电机”是作为包含马达(电动机)、发电机(Generator)、以及根据必要而实现马达以及发电机二者的功能的马达·发电机的概念而使用。
根据上述的特征结构,在使离合器的卡合压上升来使内燃机的开始燃烧时,变速机构形成单向传递档,而且以使作为该变速机构的输入侧的输入部件的旋转速度成为比基准旋转速度低的启动时旋转速度的方式进行控制,所以扭矩从输入部件向输出部件的传递被切断。因此,能够防止由于内燃机开始燃烧以及离合器的卡合所产生的扭矩变动从输入部件传递到输出部件以及车轮。
另外,输入部件的旋转速度通过旋转电机而向启动时旋转速度能动地进行旋转速度反馈控制,所以即使由于产生离合器的传递扭矩的偏差、或者内燃机的输出扭矩的偏差等而使干扰因素影响到输入部件的旋转速度,输入部件的旋转速度也能维持启动时旋转速度。因此,即使产生干扰因素,也能够通过旋转电机的旋转速度反馈控制来维持由单向传递档来切断扭矩从输入部件传递给输出部件的状态。
另外,由于离合器的卡合压上升,即使扭矩从输入部件朝内燃机传递,也能够利用旋转电机的旋转速度反馈控制自动地将输入部件的旋转速度维持在启动时旋转速度。因此,能够防止输入部件的旋转速度降低,从输入部件朝内燃机传递旋转驱动力,并能够可靠地使内燃机开始燃烧。
另外,输入部件的旋转速度维持在启动时旋转速度,因此在内燃机开始燃烧、离合器的卡合完成后,恢复至通常控制的情况下,能够使输入部件的旋转速度与初始状态一致,并能够使恢复控制稳定化。
这里,上述多个卡合构件的至少一个为单向离合器,上述单向传递档优选由除了上述单向离合器之外的上述多个卡合构件的至少一个卡合构件和上述单向离合器形成。
根据该结构,使用单向离合器,由此能够容易地形成单向传递档。即,单向离合器在单向的旋转下卡合,在其他方向的旋转下解除卡合,因此不需要特别的控制等就能够形成单向的旋转驱动力传递而其他方向的旋转驱动力不传递的单向传递档。
这里,本发明的控制装置的一个方式优选如下结构,即、在上述内燃机开始燃烧且上述离合器完成卡合后,将上述目标旋转速度变更为与上述基准旋转速度一致的旋转速度来进行设定,并持续执行上述旋转速度反馈控制,在上述输入部件的旋转速度与上述基准旋转速度同步后,结束上述旋转速度反馈控制。
根据该结构,在内燃机开始燃烧且离合器的卡合完成后,利用旋转电机的旋转速度反馈控制使输入部件的旋转速度与基准旋转速度同步,因此能够在同步后无延迟地利用单向传递档从输入部件向输出部件传递内燃机以及旋转电机的驱动力,使车辆加速。
另外,利用旋转电机的旋转速度反馈控制使输入部件的旋转速度与基准旋转速度同步,因此能够使输入部件的旋转速度与基准旋转速度同步时的动作稳定,并能够缓解同步的瞬间的扭矩冲击。
这里,上述燃烧停止车辆行驶状态进一步优选不要求向上述输出部件传递驱动力的状态。
根据该结构,燃烧停止车辆行驶状态是不要求向输出部件传递驱动力状态,所以即使利用单向传递档进行控制而不从变速机构的输入部件向输出部件传递扭矩,也不会使传递到车轮的驱动力不足而使驾驶员感到不协调。
这里,本发明的控制装置的一个方式优选如下结构,即、将所述旋转速度反馈控制执行中的所述输入部件的旋转速度的振幅形成为反馈控制振幅,将所述启动时旋转速度设定为比所述基准旋转速度低下述旋转速度的旋转速度,所述旋转速度是将所述反馈控制振幅与规定的宽裕量相加而得出的。
根据该结构,能够使启动时旋转速度成为在能够防止扭矩从输入部件向输出部件传递的范围内尽量接近基准旋转速度的旋转速度。由此,在使输入部件的旋转速度从基准旋转速度减少到启动时旋转速度的情况下,以及相反地在使输入部件的旋转速度从启动时旋转速度增加到基准旋转速度情况下,能够缩短该旋转速度的增加减少时间。另外,能够抑制该增加减少中的输入部件的旋转速度的加速度增大,特别是能够抑制输入部件的旋转速度从启动时旋转速度增加,并能够抑制与基准旋转速度同步的瞬间的扭矩冲击的产生。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置以及控制装置的结构的示意图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的变速机构的结构图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的变速机构的动作表的图
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的变速机构的速度曲线图的图。
图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的控制装置的处理的时间图。
图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的控制装置的处理的流程图。
图8是表示本发明的第一实施方式所涉及的控制装置的处理的流程图。
图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的控制装置的处理的时间图。
图10是表示本发明的第二实施方式所涉及的控制装置的处理的流程图。
图11是表示本发明的其他的实施方式所涉及的混合动力车辆用驱动装置以及控制装置的结构的示意图。
具体实施方式
1.第一实施方式
结合附图,对本发明所涉及的控制装置1的第一实施方式进行说明。控制装置1对混合动力车辆用驱动装置2进行控制,该驱动装置2具备:与旋转电机MG驱动连结的作为输入部件的输入轴I、将输入轴I与内燃机亦即发动机E选择性地驱动连结的传递离合器CL1、与车轮W驱动连结的作为输出部件的输出轴O、以及具备多个变速档并按照各变速档的变速比来对输入轴I的旋转速度进行变速从而将其传递到输出轴O的变速机构TM,上述变速档具备多个卡合构件并且控制上述多个卡合构件的卡合以及解除卡合而选择性地形成。在以下的说明中,将混合动力车辆用驱动装置2适当地简称为“驱动装置2”。图1是表示本实施方式所涉及的驱动装置2以及控制装置1的简要结构的示意图。在本实施方式中,旋转电机MG经由扭矩转换器TC而与变速机构TM驱动连结。此外,在图1中,实线表示驱动力(扭矩)的传递路径,虚线表示液压的供给路径,单点划线表示电信号的传递路径。
驱动装置2以发动机E以及旋转电机MG作为驱动力源。而且,传递离合器CL1选择性地驱动连结,由此驱动装置2能够一边根据行驶状态适当地切换模式一边行驶,上述模式包括:只将旋转电机MG作为驱动力源来行驶的电动行驶模式、和至少将发动机E作为驱动力源来行驶的并行行驶模式。此外,在本申请中,“驱动力”被用作包含扭矩的概念。
在本实施方式中,控制装置1构成为包括:发动机控制装置31、旋转电机控制装置32、动力传递机构控制装置33、以及车辆控制装置34,控制装置1构成为对构成驱动装置2的如下部件,即、发动机E、传递离合器CL1、旋转电机MG、扭矩转换器TC的锁止离合器LC、以及变速机构TM进行控制。
本实施方式所涉及的变速机构TM具备单向传递档作为多个变速档的一个,该单向传递档是传递从输入轴I(中间轴M)朝向输出轴O的旋转驱动力而不传递从输出轴O朝向输入轴I(中间轴M)的旋转驱动力的变速档。
另外,本实施方式所涉及的控制装置1具有如下特征,即、在传递离合器CL1解除卡合并且发动机E停止燃烧,变速机构TM形成单向传递档从而输出轴O旋转的燃烧停止车辆行驶状态下,进行使发动机E开始燃烧时的控制。即,该控制装置1在发动机E开始燃烧时,首先执行下述的旋转速度反馈控制,即:将输入轴O的旋转速度乘以单向传递档的变速比所得的值设定为输入轴I的基准旋转速度,并且将比该基准旋转速度低的启动时旋转速度设定为目标旋转速度,控制旋转电机MG以使输入轴I的旋转速度与目标旋转速度一致。而且,在旋转速度反馈控制的执行中,进行使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E的旋转速度上升,使发动机E开始燃烧的启动控制。以下,对本实施方式所涉及的控制装置1详细地进行说明。此外,传递离合器CL1是本发明中的“离合器”。
发动机E是通过燃料的燃烧来驱动的内燃机,例如能够使用汽油发动机等火花点火发动机、柴油机等压缩点火发动机等公知的各种发动机。在以下的本实施方式的说明中,以使用汽油发动机作为发动机E的情况为例进行说明。发动机E通过传递离合器CL1而选择性地与旋转电机MG驱动连结。在本实施方式中,发动机E的曲轴等发动机输出轴Eo通过传递离合器CL1而选择性地与输入轴I驱动连结。而且,输入轴I以与旋转电机MG的转子一体地旋转的方式驱动连结。在本实施方式中,传递离合器CL1是摩擦卡合构件,摩擦卡合构件构成为借助供给的液压来进行卡合以及解除卡合。优选使用例如湿式多片离合器、干式离合器等作为上述离合器。
旋转电机MG构成为具有转子和定子,并能够实现受到电力的供给而产生动力的马达(电动机)的功能、和受到动力的供给而产生电力的发电机(Generator)的功能。因此,旋转电机MG与未图示的蓄电装置电连接。在本例中,使用电池作为蓄电装置。此外,还优选使用电容器等作为蓄电装置。旋转电机MG从电池接受电力的供给来进行供电,或将由从车轮W或发动机E传递的驱动力所产生的电力向电池供给来使其蓄电。另外,与输入轴I一体旋转的旋转电机MG的转子经由扭矩转换器TC而与变速机构TM驱动连结。
扭矩转换器TC是经由液力耦合器或者锁止离合器LC而将从旋转电机MG或者发动机E传递的输入轴I的扭矩传递到中间轴M的装置。该扭矩转换器TC构成为具备:与输入轴I驱动连结的作为输入侧旋转部件的泵轮TCa、与中间轴M驱动连结的作为输出侧旋转部件的涡轮TCb、以及在它们之间设置的定子TCc。而且,扭矩转换器TC是作为经由内部填充的液压油而进行驱动侧的泵轮TCa与从动侧的涡轮TCb之间的扭矩的传递的液力耦合器而发挥功能。此时,按照根据输入输出部件间的旋转速度比而变化的规定的扭矩比,将扭矩从输入侧旋转部件向输出侧旋转部件转换。
另外,扭矩转换器TC作为锁止用的摩擦卡合机构,具备锁止离合器LC。该锁止离合器LC是以使泵轮TCa与涡轮TCb一体旋转的方式连结的离合器,用以将泵轮TCa与涡轮TCb之间的差异旋转(滑动)消除从而提高传递效率。扭矩转换器TC在锁止离合器LC卡合的状态下,不经由液压油而将输入轴I的驱动力直接传递到中间轴M,所以在驱动侧与从动侧的旋转轴之间不会产生扭矩差以及旋转速度差。在本实施方式中,锁止离合器LC是摩擦卡合构件,摩擦卡合构件构成为通过供给的液压进行卡合以及解除卡合。优选使用例如湿式多片离合器等作为上述摩擦卡合构件。在本实施方式中,只要没有特别说明,锁止离合器LC为卡合的状态下,输入轴I与中间轴M一体旋转。
变速机构TM是将中间轴M的旋转速度变速来向输出轴O传递的机构。在本实施方式中,变速机构TM是具有变速比不同的多个变速档的分档式自动变速机构。变速机构TM为了形成上述多个变速档而具备:行星齿轮机构等齿轮机构;和进行该齿轮机构的旋转构件的卡合或者解除卡合并切换变速档的离合器、制动器等多个摩擦卡合构件。在本实施方式中,多个卡合构件的至少一个是单向离合器。以对各变速档设定的规定的变速比来将中间轴M的旋转速度变速并且转换扭矩,从而向输出轴O传递。从变速机构TM向输出轴O传递的扭矩经由差动装置DF而被分配到左右两个车轮W来进行传递。
在本实施方式中,传递离合器CL1、锁止离合器LC、变速机构TM的除了单向离合器之外的其他的各卡合构件是借助其输入输出部件间的摩擦而在输入输出部件间传递扭矩的摩擦卡合构件。传递扭矩容量是摩擦卡合构件借助摩擦而能够传递的最大的扭矩的大小。在摩擦卡合构件的输入输出部件间存在旋转速度差(滑动)的情况下,传递扭矩容量大小的扭矩从旋转速度大的一方的部件朝向小的一方的部件传递。在摩擦卡合构件的输入输出部件间没有旋转速度差(滑动)的情况下,以传递扭矩容量的大小作为上限,传递作用于摩擦卡合构件的输入输出部件的扭矩。传递扭矩容量的大小与供给到摩擦卡合构件的液压的大小成正比地变化。
各摩擦卡合构件具备复位弹簧,借助弹簧的反作用力向解除卡合侧施力。而且,若由向各摩擦卡合构件供给的液压所产生的力超过弹簧的反作用力,则在各摩擦卡合构件开始产生传递扭矩容量,各摩擦卡合构件从解除卡合状态向卡合状态变化。将开始产生该传递扭矩容量时的液压称为行程终止压。各摩擦卡合构件构成为,在供给的液压超过行程终止压后,与液压的增加成比例地增加其传递扭矩容量。
2.变速机构的结构
在本实施方式中,变速机构TM具备变速比(减速比)不同的6个变速档(第一档、第二档、第三档、第四档、第五档、以及第六档)作为前进档。为了构成上述变速档,变速机构TM构成为具备齿轮机构和多个卡合构件,上述齿轮机构具备第一行星齿轮装置P1以及第二行星齿轮装置P2。控制上述多个卡合构件的卡合以及解除卡合,来切换第一行星齿轮装置P1以及第二行星齿轮装置P2的各旋转构件的旋转状态,并将多个卡合构件中的任意两个选择性地卡合,由此切换6个变速档。此外,变速机构TM除了具备上述6个变速档之外,还具备1个倒退档。
图3是本实施方式所涉及的变速机构TM的示意图。如该图所示,变速机构TM构成为具备将两组的行星齿轮装置P1、P2组合而成的行星齿轮机构。另外,变速机构TM与构成该行星齿轮机构的旋转构件对应地具备多个卡合构件C1、C2、C3、B1、B2、F。具体而言,变速机构TM具备:第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第一制动器B1、第二制动器B2、以及作为单向离合器的单向制动器F来作为是卡合构件。
图4是表示上述卡合构件C1、C2、C3、B1、B2、F的动作表的图。在本实施方式中,变速机构TM如上所述,具备变速比(减速比)不同的6个变速档(第一档、第二档、第三档、第四档、第五档、以及第六档)作为前进档,具备一个倒退档。从变速比大的依次为第一档、第二档、第三档、第四档、第五档、第六档。在图4中,“1st”表示第一档,“2nd”表示第二档,“3rd”表示第三档,“4th”表示第四档,“5th”表示第五档,“6th”表示第六档,“Rev”表示倒退档,“Ntl”表示不形成任何变速档的空档状态。在该图所示的动作表中,“○(圆)”表示各卡合构件处于卡合状态。“没有标记”表示各卡合构件处于解除卡合状态。“△(三角形)”表示单向制动器F动作。“(○)”表示在发动机制动时,或者再生发电时等规定的条件下,代替单向制动器F而使第二制动器B2处于卡合状态。
在本实施方式中,如图3所示,第一行星齿轮装置P1是与中间轴M配置于同轴上的单小齿轮型的行星齿轮机构。即,第一行星齿轮装置P1构成为具有支承多个小齿轮的行星架CA1、与小齿轮分别啮合的太阳轮S1以及齿圈R1三个旋转构件。另外,第二行星齿轮装置P2是与中间轴M配置于同轴上的拉维奈尔赫型的行星齿轮机构。即,第二行星齿轮装置P2构成为具有第一太阳轮S2以及第二太阳轮S3两个太阳轮、齿圈R2、以及支承与第一太阳轮S2和齿圈R2二者啮合的长齿小齿轮以及与该长齿小齿轮和第二太阳轮S3啮合的短齿小齿轮的共用的行星架CA2的共四个旋转构件。
第一行星齿轮装置P1的太阳轮S1固定于作为非旋转部件的壳体CS。行星架CA1以经由第一离合器C1而与第二行星齿轮装置P2的第二太阳轮S3选择性地一体旋转的方式驱动连结并且以经由第三离合器C3而与第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2选择性地一体旋转的方式驱动连结。齿圈R1以与中间轴M一体旋转的方式驱动连结并且以经由第二离合器C2而与第二行星齿轮装置P2的行星架CA2选择性地一体旋转的方式驱动连结。此外,上述三个旋转构件按照旋转速度依次为太阳轮S1、行星架CA1、以及齿圈R1。
第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2以经由第三离合器C3而与第一行星齿轮装置P1的行星架CA1选择性地一体旋转的方式驱动连结。行星架CA2以经由第二离合器C2而与中间轴M以及第一行星齿轮装置P1的齿圈R1选择性地一体旋转的方式驱动连结并且经由第二制动器B2或者单向制动器F而选择性地固定于作为非旋转部件的壳体CS。齿圈R2以与输出齿轮O1一体旋转的方式驱动连结。第二太阳轮S3以经由第一离合器C1而与第一行星齿轮装置P1的行星架CA1选择性地一体旋转的方式驱动连结。此外,上述四个旋转构件按照旋转速度依次为第一太阳轮S2、行星架CA2、齿圈R2、以及第二太阳轮S3。此外,输出齿轮O1与图1中的输出轴O驱动连结。这里,单向制动器F只阻止单向的旋转由此将行星架CA2选择性地固定于壳体CS。在本例中,单向制动器F构成为在第二行星齿轮装置P2的行星架CA2反转时成为卡合状态。
图5是变速机构TM的速度曲线图。在该速度曲线图中,纵轴与各旋转构件的旋转速度对应。即,与纵轴对应地标记的“0”表示旋转速度为零,上侧为正转(旋转速度为正),下侧为反转(旋转速度为负)。而且,并列配置的多条纵线的每一条与第一行星齿轮装置P1的各旋转构件以及第二行星齿轮装置P2的各旋转构件对应。即,在各纵线的上侧标记的“S1”、“CA1”、“R1”分别与第一行星齿轮装置P1的太阳轮S1、行星架CA1、齿圈R1对应。另外,在各纵线的上侧标记的“S2”、“CA2”、“R2”、“S3”与第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2、行星架CA2、齿圈R2、第二太阳轮S3对应。另外,并列配置的多条纵线之间的间隔根据各行星齿轮装置P1、P2的齿数比λ(太阳轮与齿圈的齿数比=〔太阳轮的齿数〕/〔齿圈的齿数〕)来确定。
另外,“△(三角形)”表示在该旋转构件上驱动连结了中间轴M的状态。“×(交叉标记)”表示利用第一制动器B1、第二制动器B2或者单向制动器F而将各旋转构件固定于壳体CS的状态。“☆(星形)”表示在该旋转构件上驱动连结了车轮以及输出轴O的状态。此外,与每个“☆”邻接地标记的“1st”、“2nd”、“3rd”、“4th”、“5th”、“6th”、以及“Rev”分别与在变速机构TM中体现的第一档、第二档、第三档、第四档、第五档、第六档、以及倒退档对应。
如图4以及图5所示,第一离合器C1的卡合和单向制动器F配合而实现第一档。即,在第一离合器C1卡合的状态下,向第一行星齿轮装置P1的齿圈R1输入的中间轴M的旋转驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第二太阳轮S3传递。而且,在第一离合器C1卡合的状态下,在从中间轴M向输出轴O传递旋转以及驱动力而使第二行星齿轮装置P2的行星架CA2将要反转时,单向制动器F成为卡合状态而固定于壳体CS,第二太阳轮S3的旋转以及驱动力根据齿数比λ3而减速并向输出轴O传递。此外,在从输出轴O向中间轴M传递旋转以及驱动力而使第二行星齿轮装置P2的行星架CA2正转时,单向制动器F成为解除卡合状态。因此,单向制动器F根据旋转方向而切换卡合或者解除卡合,第一离合器C1的卡合和单向制动器F的卡合或者解除卡合配合而实现第一档。这样实现的第一档成为传递从中间轴M朝向输出轴O的旋转驱动力而不传递从输出轴O朝向中间轴M的旋转驱动力的单向变速档。此外,在第一档中,当发动机制动时、再生发电时等第二制动器B2卡合的情况下,成为也会传递从输出轴O朝向中间轴M的旋转驱动力的双向变速档。
第一离合器C1的卡合和第一制动器B1的卡合配合而实现第二档。即,在第一离合器C1卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第二太阳轮S3传递。另外,在第一制动器B1卡合的状态下,第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2固定于壳体CS。而且,第二太阳轮S3的旋转以及驱动力根据齿数比λ2以及λ3进一步减速并向输出轴O传递。
第一离合器C1的卡合和第三离合器C3的卡合配合而实现第三档。即,在第一离合器C1卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第二太阳轮S3传递。另外,在第三离合器C3卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2传递。而且,第一太阳轮S2和第二太阳轮S3以相同速度旋转,从而根据齿数比λ1而减速的中间轴M的旋转以及驱动力向输出轴O传递。
第一离合器C1的卡合和第二离合器C2的卡合配合而实现第四档。即,在第一离合器C1卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第二太阳轮S3传递。另外,在第二离合器C2卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力保持原样地向第二行星齿轮装置P2的行星架CA2传递。而且,行星架CA2以及第二太阳轮S3的旋转速度和根据齿数比λ3而决定的中间轴M的旋转以及驱动力向输出轴O传递。
第二离合器C2的卡合和第三离合器C3的卡合配合而实现第五档。即,在第二离合器C2卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力保持原样地向第二行星齿轮装置P2的行星架CA2传递。另外,在第三离合器C3卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2传递。而且,第一太阳轮S2以及行星架CA2的旋转速度和根据齿数比λ2而决定的中间轴M的旋转以及驱动力向输出轴O传递。
第二离合器C2的卡合和第一制动器B1的卡合配合而实现第六档。即,在第二离合器C2卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力保持原样地向第二行星齿轮装置P2的行星架CA2传递。另外,在第一制动器B1卡合的状态下,第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2固定于壳体CS。而且,行星架CA2的旋转以及驱动力根据齿数比λ2而增速并向输出轴O传递。
第三离合器C3的卡合和第二制动器B2的卡合配合而实现倒退档。即,在第三离合器C3卡合的状态下,中间轴M的旋转以及驱动力根据齿数比λ1而减速并向第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2传递。另外,在第二制动器B2卡合的状态下,第二行星齿轮装置P2的行星架CA2固定于壳体CS。而且,第一太阳轮S2的旋转以及驱动力根据齿数比λ2而减速并且反转从而向输出轴O传递。
3.控制装置的结构
接下来,对进行驱动装置2的控制的控制装置1的结构进行说明。在本实施方式中,如图1、图2所示,控制装置1构成为包括:进行发动机E的控制的发动机控制装置31、进行旋转电机MG的控制的旋转电机控制装置32、进行变速机构TM以及传递离合器CL1等各摩擦卡合构件的控制的动力传递机构控制装置33、以及统合上述控制装置来进行驱动装置2的控制的车辆控制装置34。
控制装置31~34分别具备CPU等运算处理装置作为核心部件并且构成为具有:构成为能够从上述运算处理装置读出以及写入数据的RAM(Random Access Memory)、构成为能够从运算处理装置读出数据的ROM(Read Only Memory)等存储装置等。而且,存储于各控制装置的ROM等的软件(程序)或另外设置的运算电路等硬件、或者上述双方构成了控制装置31~34的各功能部41~46。另外,控制装置31~34构成为相互通信,控制装置31~34共享传感器的检测信息以及控制参数等各种信息并且进行协调控制,实现各功能部41~46的功能。
另外,驱动装置2具备传感器Se1~Se6,从各传感器输出的电信号向控制装置1输入。控制装置1根据输入的电信号计算各传感器的检测信息。
发动机旋转速度传感器Se1是对发动机输出轴Eo(发动机E)的旋转速度进行检测的传感器。控制装置1根据发动机旋转速度传感器Se1的输入信号计算发动机E的旋转速度。输入轴旋转速度传感器Se2是对输入轴I的旋转速度进行检测的传感器。在输入轴I上一体地驱动连结有旋转电机MG的转子,所以控制装置1根据输入轴旋转速度传感器Se2的输入信号计算输入轴I以及旋转电机MG的旋转速度。中间轴旋转速度传感器Se3是对中间轴M的旋转速度进行检测的传感器。控制装置1根据中间轴旋转速度传感器Se3的输入信号计算扭矩转换器TC的输出侧的旋转速度以及变速机构TM的输入侧的旋转速度。输出轴旋转速度传感器Se4是对输出轴O的旋转速度进行检测的传感器。控制装置1根据输出轴旋转速度传感器Se4的输入信号计算变速机构TM的输出侧的旋转速度。另外,输出轴O的旋转速度与车速成正比,所以控制装置1根据输出轴旋转速度传感器Se4的输入信号计算车速。
另外,加速器开度传感器Se5是对由驾驶员操作的加速器踏板AP的操作量进行检测由此检测加速器开度的传感器。控制装置1根据加速器开度传感器Se5的输入信号计算加速器开度。
电池状态检测传感器Se6是对电池的充电量进行检测的传感器。控制装置1根据电池状态检测传感器Se6的输入信号计算电池的充电量。
3-1.发动机控制装置的结构
发动机控制装置31是进行发动机E的控制的控制装置。发动机旋转速度传感器Se1等各种传感器的检测信息被输入到发动机控制装置31。另外,发动机控制装置31输出电信号,该电信号对朝发动机E的燃烧室供给燃料的燃料供给装置35、向配置于燃烧室的火花塞喷射火花的点火线圈36、对作为被吸入燃烧室的空气量的吸入空气量进行调整的节气门等进行控制。
发动机控制装置31具备发动机控制部41。发动机控制部41是进行发动机E的控制的功能部。发动机控制部41根据由后述的车辆控制装置34所具备的模式控制部46所指示的发动机要求扭矩Te控制发动机E,以使发动机E的输出扭矩与发动机要求扭矩Te一致。即,发动机要求扭矩Te是从发动机E向发动机输出轴Eo传递的扭矩亦即输出扭矩的目标值。发动机E的实际的输出扭矩是从燃烧所产生的正扭矩,减去因摩擦、抽吸等产生的负扭矩的大小而得的扭矩,由于各种因素而变化复杂。正扭矩与1单位燃烧行程燃烧的燃料量大体成正比,并根据点火时间等增减。另一方面,负扭矩的大小与发动机E的旋转速度以及进气管内的负压的大小等成正比。这里,因抽吸而产生的负扭矩的大小与进气管内的负压的大小等成正比。而且,进气管内的负压的大小与发动机E的旋转速度成正比,与节气门的开度成反比。此外,在发动机E停止燃烧的情况下,发动机E的输出扭矩成为摩擦、抽吸等负扭矩。
在本实施方式中,发动机控制部41根据发动机要求扭矩Te而对燃料供给装置35、点火线圈36、节气门、以及各促动器等进行控制,由此对燃料供给量、点火时间、进气管内的负压进行调整,从而使实际的发动机E的输出扭矩与发动机要求扭矩Te一致。
发动机控制部41在从车辆控制装置34的模式控制部46收到停止燃烧的指示的情况下,使燃料供给装置35停止向燃烧室供给燃料,从而使发动机E的燃烧停止。另一方面,发动机控制部41在从车辆控制装置34的模式控制部46收到开始燃烧的指示的情况下,使燃料供给装置35开始向燃烧室供给燃料,从而使发动机E的燃烧开始。发动机控制部41在开始燃烧的情况下,根据启动用的燃烧供给顺序进行燃料的供给。此外,对于汽油发动机的火花点火发动机的情况而言,发动机控制部41可以根据因向点火线圈36的通电而使点火停止以及开始,来进行燃烧的停止以及开始。另外,发动机控制部41可以根据由模式控制部46所指示的发动机要求扭矩Te来判断燃烧的停止以及开始,从而燃料供给装置35或点火线圈36使燃烧停止以及开始。
3-2.旋转电机控制装置的结构
旋转电机控制装置32是进行旋转电机MG的控制的控制装置。将输入轴旋转速度传感器Se2等传感器的检测信息向旋转电机控制装置32输入。另外,旋转电机控制装置32具备变频器,该变频器从电池向旋转电机MG供给电力并产生正的扭矩,或者使旋转电机MG产生负的扭矩并向电池供给电力。
旋转电机控制装置32具备旋转电机控制部42。旋转电机控制部42是进行旋转电机MG的控制的功能部。旋转电机控制部42根据由车辆控制装置34的模式控制部46所指示的马达要求扭矩Tm,经由变频器对旋转电机MG进行控制以使从旋转电机MG向输入轴I传递的扭矩亦即输出扭矩与马达要求扭矩Tm一致。另外,旋转电机控制部42在从模式控制部46收到目标旋转速度的指示的情况下,经由变频器并根据目标旋转速度进行使旋转电机MG输出扭矩变化的旋转速度反馈控制,以使旋转电机MG的旋转速度与目标旋转速度一致。
3-3.动力传递机构控制装置的结构
动力传递机构控制装置33是进行变速机构TM、传递离合器CL1以及锁止离合器LC的控制的控制装置。将中间轴旋转速度传感器Se3、输出轴旋转速度传感器Se4等传感器的检测信息向动力传递机构控制装置33输入。另外,动力传递机构控制装置33具备将指示的等级的液压向各摩擦卡合构件供给的液压控制装置。动力传递机构控制装置33具备变速机构控制部43、传递离合器控制部44以及锁止离合器控制部45。
3-3-1.变速机构控制部
变速机构控制部43是控制变速机构TM的功能部。变速机构控制部43根据车速、加速器开度以及换档位置等传感器检测信息决定变速机构TM中的目标变速档。而且,变速机构控制部43经由液压控制装置对朝变速机构TM所具备的各摩擦卡合构件供给的液压进行控制,由此将各摩擦卡合构件卡合或者解除卡合从而在变速机构TM形成作为目标的变速档。在本实施方式中的移至并行行驶移动模式前的电动行驶模式下,将单向传递档设定为目标变速档,在变速机构TM形成了单向传递档。
3-3-2.传递离合器控制部
传递离合器控制部44是控制传递离合器CL1的功能部。这里,传递离合器控制部44经由液压控制装置对朝传递离合器CL1供给的液压进行控制,由此控制传递离合器CL1。
在本实施方式中,传递离合器控制部44根据由车辆控制装置34所具备的模式控制部46所指示的要求传递扭矩容量Tk,经由液压控制装置对朝传递离合器CL1供给液压进行控制以使传递离合器CL1的实际的传递扭矩容量与要求传递扭矩容量Tk一致。例如,传递离合器控制部44根据要求传递扭矩容量Tk、和存储有液压与传递扭矩容量的关系特性的扭矩容量特性图,设定作为目标的液压。而且,传递离合器控制部44对液压控制装置指示目标液压,液压控制装置向传递离合器CL1供给目标液压的液压。此外,扭矩容量特性图可以根据输入输出部件间的旋转速度差来存储液压与传递扭矩容量Tk的关系特性。
3-3-3.锁止离合器控制部
锁止离合器控制部45是控制锁止离合器LC的功能部。锁止离合器控制部45根据车速、加速器开度以及换档位置等传感器检测信息决定锁止离合器LC的卡合或者解除的目标状态。而且,变速机构控制部43根据决定的目标状态对经由液压控制装置而向锁止离合器LC供给的液压进行控制,由此使锁止离合器LC卡合或者解除。在本实施方式中的并行行驶移动模式下,锁止离合器LC成为卡合状态。
3-4.车辆控制装置的结构
车辆控制装置34是进行将对传递离合器CL1、发动机E、旋转电机MG以及变速机构TM等进行的各种扭矩控制、以及各摩擦卡合构件的卡合控制等作为车辆整体而统合的控制的控制装置。车辆控制装置34具备模式控制部46。
模式控制部46是根据加速器开度、车速以及电池的充电量等计算驱动装置2的目标驱动力并且决定发动机E以及旋转电机MG的各驱动力源的运转模式、计算相对于各驱动力源的要求扭矩、各离合器的传递扭矩容量、变速机构TM的变速档并将这些向其他的功能部指示从而进行统合控制的功能部。
而且,模式控制部46在解除卡合了传递离合器CL1并且停止发动机E燃烧、变速机构TM形成单向传递档而使输出轴O旋转的燃烧停止车辆行驶状态下,在发动机E开始燃烧时,进行旋转电机MG的旋转速度反馈控制行,并且使传递离合器CL1的卡合压上升来进行发动机E的启动控制。即,模式控制部46将输出轴O的旋转速度乘以单向传递档的变速比所得的值设定为输入部件的基准旋转速度,并且将比基准旋转速度低的启动时旋转速度设定为目标旋转速度。而且,模式控制部46进行控制旋转电机MG的旋转速度反馈控制,以使得输入轴I的旋转速度与目标旋转速度一致。在该旋转速度反馈控制的执行中,模式控制部46进行使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E的旋转速度上升,并使发动机E开始燃烧的启动控制。
3-4-1.输入轴要求扭矩的计算
模式控制部46计算输入轴要求扭矩Ti。在本实施方式中,输入轴要求扭矩Ti成为从连结驱动力源的输入轴I向扭矩转换器TC传递的扭矩的目标值。因此,首先,模式控制部46根据加速器开度以及车速等计算从车轮W输出的驱动装置2的目标驱动力。接下来,模式控制部46根据驱动装置2的目标驱动力计算从输出轴O向车轮W侧传递的扭矩的目标值亦即输出轴要求扭矩。然后,模式控制部46根据在变速机构TM形成的变速档的变速比、和锁止离合器LC处于解除卡合状态的情况的扭矩转换器TC的传递扭矩等特性,由输出轴要求扭矩计算输入轴要求扭矩Ti。
3-4-2.运转模式的计算
模式控制部46根据加速器开度、车速以及电池的充电量等计算各驱动力源的运转模式。在本实施方式中,作为运转模式,具有:只将旋转电机MG作为驱动力源来行驶的电动行驶模式、和至少将发动机E作为驱动力源来行驶的并行行驶模式。另外,在运转模式从电动行驶模式向并行行驶模式变更的情况下,将进行从电动行驶模式移至并行行驶模式的控制的并行行驶转移模式暂时设定为运转模式。在运转模式从并行行驶模式变化为电动行驶模式的情况下,将进行从并行行驶模式移至电动行驶模式的控制的电动行驶转移模式暂时设定为运转模式。在本实施方式中,在加速器开度小且电池的充电量大的情况下,计算电动行驶模式作为运转模式,在除此以外的情况下,即加速器开度大或电池的充电量小的情况下,计算并行行驶模式作为运转模式,以上述情况为例进行说明。此外,在车速为零、加速器开度最小等驾驶员不要求加速的停车中的情况下,设定停车中的模式作为运转模式,模式控制部46根据停车中的控制顺序进行控制。
3-4-3.要求扭矩的计算
模式控制部46根据各运转模式计算发动机E的输出扭矩的目标值亦即发动机要求扭矩Te、传递离合器CL1的传递扭矩容量的目标值亦即要求传递扭矩容量Tk、旋转电机MG的输出扭矩的目标值亦即马达要求扭矩Tm。另外,模式控制部46根据各运转模式设定发动机E的目标燃烧状态。以下,对各运转模式的概略进行说明。
3-4-3-1.电动行驶模式
在将运转模式决定为电动行驶模式的情况下,将发动机要求扭矩Te以及要求传递扭矩容量Tk设定为零,并将马达要求扭矩Tm设定为与输入轴要求扭矩Ti相等的值。而且,模式控制部46将发动机E的目标燃烧状态设定为燃烧停止的状态亦即非燃烧状态。
3-4-3-2.并行行驶模式
在模式控制部46设定发动机要求扭矩Te以及马达要求扭矩Tm以使得在将运转模式决定为并行行驶模式的情况下,将要求传递扭矩容量Tk设定为传递离合器CL1成为完全卡合状态的传递扭矩容量,发动机要求扭矩Te与马达要求扭矩Tm的合计成为输入轴要求扭矩Ti。这里,完全卡合状态是指摩擦卡合构件的输入输出部件间不存在旋转速度差(滑动)的卡合状态。另外,模式控制部46将发动机E的目标燃烧状态设定为燃烧状态。
3-4-3-3.并行行驶转移模式
模式控制部46在将运转模式决定为并行行驶转移模式的情况下,使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E的旋转速度上升,并设定将发动机E的目标燃烧状态从非燃烧状态向燃烧状态转移的燃烧开始状态,使发动机E开始燃烧。
在本实施方式中,其特征在于,在输入轴要求扭矩Ti在零附近的情况下,进行在由于电池的充电量降低等而移至并行行驶转移模式时所实施的并行行驶转移模式的控制。之后对该并行行驶转移模式的控制详细地进行说明。
3-4-3-4.电动行驶转移模式
模式控制部46在为了从并行行驶模式移至电动行驶模式而将运转模式决定为电动行驶转移模式的情况下,在使第一离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk减少到零后,将发动机E的目标燃烧状态设定为从燃烧状态移至非燃烧状态的燃烧停止状态,使发动机E的燃烧停止并且将发动机要求扭矩Te设定为零。
3-4-4.并行行驶转移模式中的控制
在以下的实施方式中,参照图6~图8,对输入轴要求扭矩Ti在零附近的情况的并行行驶转移模式下的模式控制部46的控制进行说明。具体而言,以如下的情况为例进行说明,即、将加速器开度设定得较小并将输入轴要求扭矩Ti设定在零附近的规定范围内,从将电动行驶模式设定为运转模式的状态(图6的时刻t11之前)到电池的充电量减少规定判定值而计算出将并行行驶转移模式作为运转模式的情况(图6的时刻t11)。此外,在本例中,将输入轴要求扭矩Ti设定为零。
如上所述,在电动行驶模式中,传递离合器CL1解除卡合,发动机E停止燃烧。在本例中,在电动行驶模式下,在变速机构TM形成了单向传递档,锁止离合器LC成为卡合状态。另外,输入轴要求扭矩Ti被设定在零附近,所以车辆是由于行驶阻力而缓慢减速的状态。伴随着输出轴O的旋转速度的减少,利用单向传递档使旋转电机MG的旋转速度减小,旋转电机MG的旋转速度与输出轴O的旋转速度乘以单向传递档的变速比所得的基准旋转速度一致。此外,在该时刻t11之前,旋转电机MG的旋转速度亦可低于基准旋转速度。
如上所述,在模式控制部46将电动行驶模式设定为运转模式的情况下,将发动机E的目标燃烧状态设定为非燃烧状态并且将发动机要求扭矩Te设定为零,将要求传递扭矩容量Tk设定为零,将马达要求扭矩Tm设定为与输入轴要求扭矩Ti相等的值。而且,模式控制部46将设定的各要求扭矩以及目标燃烧状态向各控制装置31~33指示。而且,各控制装置31~33对发动机E、旋转电机MG、传递离合器CL1进行控制。
3-4-4-1.旋转电机的旋转速度反馈控制的开始
模式控制部46在输入轴要求扭矩Ti被设定在零附近的规定范围内的状态下,在判定使运转模式从电动行驶模式向并行行驶模式转移的情况下,即在变更为并行行驶转移模式的情况(图6的时刻t11)下,开始旋转电机MG的旋转速度反馈控制。
模式控制部46将输出轴O的旋转速度乘以单向传递档的变速比所得的值设定为输入轴I的基准旋转速度,并且将比基准旋转速度低的启动时旋转速度设定为目标旋转速度。而且,模式控制部46进行控制旋转电机MG的旋转速度反馈控制,以使得输入轴I的旋转速度与目标旋转速度一致。具体而言,模式控制部46将目标旋转速度向旋转电机控制装置32做出指示来进行使旋转电机MG的输出扭矩变化的反馈控制以使得输入轴I的旋转速度与目标旋转速度一致。
在本例中,启动时旋转速度被设定为比基准旋转速度小规定值ΔM的旋转速度。以下,将规定值ΔM称为“基准旋转速度差ΔM”。此外,将基准旋转速度差ΔM设定为在反馈控制振幅加上规定的宽裕量所得的值。例如,将规定的宽裕量设定为反馈控制振幅的10%左右。反馈控制振幅是旋转速度反馈控制的执行中的输入轴I的旋转速度相对于目标旋转速度的振幅,是预先测定并考虑频度分布等而设定的值。这样,将基准旋转速度差ΔM设定为反馈控制振幅,所以输入轴I的旋转速度能够达到基准旋转速度,输入轴I的扭矩变动能够降低到可以防止向输出轴O传递的最小限度的宽度。因此,能够缩短在旋转速度反馈控制开始后,输入轴I的旋转速度达到启动时旋转速度之前的时间、或者缩短后述的并行行驶转移模式的结束时的输入轴I的旋转速度从启动时旋转速度达到基准旋转速度的时间,并能够缩短并行行驶转移模式的时间。
此外,在变速机构TM不形成单向传递档的情况下,模式控制部46对变速机构控制部43做出指示来使变速机构TM形成单向传递档,在形成之后开始旋转电机MG的旋转速度反馈控制。例如,在变速机构TM的第一离合器C1以及第二制动器B2卡合并形成了双向变速档作为第一档的情况下,使第二制动器B2解除卡合并形成单向传递档。
3-4-4-2.发动机的旋转速度的上升
模式控制部46在旋转速度反馈控制的执行中,进行使传递离合器CL1的卡合压上升、使发动机E的旋转速度上升、使发动机E开始燃烧的启动控制。在本实施方式中,模式控制部46进行使传递离合器CL1的传递扭矩容量增加来使发动机E的旋转速度上升到旋转电机MG(输入轴I)的旋转速度的控制。
在本实施方式中,模式控制部46在输入轴I的旋转速度达到了目标旋转速度时(图6的时刻t12),使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk从零增加到第一目标值Tk1。模式控制部46将设定的要求传递扭矩容量Tk(=Tk1)向变速机构控制部43做出指示,从而使传递离合器CL1的传递扭矩容量增加到指令值。如上所述,实际的传递扭矩容量的变化相对于指令值的变化存在追踪延迟,在经过规定的不必要的时间后(图6的时刻t13),传递扭矩容量带有规定的响应延迟地逐渐增加到指令值。
若传递离合器CL1的传递扭矩容量变得比零大,则传递离合器CL1成为卡合状态。控制旋转电机MG维持目标旋转速度,由于发动机E的旋转停止,所以在传递离合器CL1的入输出部件之间产生旋转速度差。在产生了该旋转速度差的情况下,传递扭矩容量的扭矩从旋转速度高的部件向旋转速度低的部件传递。在刚变更为并行行驶转移模式之后,由于输入轴I而使发动机输出轴Eo的旋转速度降低,所以扭矩从输入轴I朝向发动机输出轴Eo传递,即从旋转电机MG朝向发动机E传递。因此,向发动机E输入与传递离合器CL1的传递扭矩容量正好相同的扭矩。而且,发动机E的旋转速度以规定的加速度上升。这里,规定的加速度是传递扭矩容量与发动机E的输出扭矩相加后的扭矩再除以发动机E等惯性力矩所得的值。要求传递扭矩容量Tk在向并行行驶转移模式变更后的规定期间被设定为规定的恒定值Tk1,处于非燃烧状态的发动机E的输出扭矩是因摩擦以及抽吸等而形成的比较小的负扭矩,所以发动机E的旋转速度以大致恒定的加速度上升。
3-4-4-3.发动机的旋转速度与旋转电机的旋转速度的同步
模式控制部46在使发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度之差亦即旋转速度差ΔW达到规定值ΔW1以下之后,进行一边使传递离合器CL1的传递扭矩容量减少一边使发动机E的旋转速度与旋转电机的旋转速度同步的控制。
此时,在本实施方式中,模式控制部46进行使发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度同步时的传递离合器CL1的传递扭矩容量与发动机E开始燃烧前的输出扭矩的大小一致的控制。这里,发动机E开始燃烧前的输出扭矩为负扭矩,发动机E被经由传递离合器CL1而从旋转电机MG侧传递的扭矩驱动。
具体而言,模式控制部46在发动机E的旋转速度上升且发动机E与旋转电机MG的旋转速度差ΔW达到规定的第一判定值ΔW1以下之后(图6的时刻t14),随着发动机E与旋转电机MG的旋转速度差ΔW减少,使要求传递扭矩容量Tk减少到第二目标值Tko。此外,如后所述,将第二目标值Tko设定为与发动机E的输出扭矩Teo的大小一致。
在本实施方式中,模式控制部46利用同发动机E与旋转电机MG的旋转速度差ΔW对应的反馈控制设定要求传递扭矩容量Tk。在本例中,模式控制部46根据下式(1)设定要求传递扭矩容量Tk。
Tk=Kp×ΔW+∫(Ki×ΔW)dt+Tko…(1)
这里,式(1)的右边的第一项是比例项,第二项是积分项,第三项是偏移量项。ΔW是从旋转电机MG的旋转速度减去发动机E的旋转速度所得的旋转速度差。Kp是比例增益,Ki是积分增益,Tko是偏移量,Tko设定为与发动机E的输出扭矩Teo一致。Tko可以设定为预先决定的固定值,也可以设定为由发动机控制部41推断的发动机E的输出扭矩的大小。发动机控制部41根据例如按照发动机E的旋转速度以及节气门开度而预先设定的发动机E所输出的负扭矩的图、和检测出的发动机E的旋转速度以及节气门开度来计算负扭矩,并将其作为输出扭矩。另外,比例增益Kp、积分增益Ki设定为,发动机E的旋转速度不超过旋转电机MG的旋转速度。
通过这样的结构,能够使在发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度最初一致时的旋转速度差ΔW的变化速度(加速度)接近零。然而,在本实施方式中,将输入轴要求扭矩Ti设定在零附近,由于车辆处于因行驶阻力而缓慢减速的状态,所以输出轴O的旋转速度的减小速度小,旋转电机MG的旋转速度的减小速度也小。因此,旋转速度差ΔW的加速度与发动机E的旋转速度的加速度大致相等。另外,如上所述,发动机E的旋转速度上升的加速度与传递离合器CL1的传递扭矩容量加上发动机E的输出扭矩所得的扭矩成正比例。因此,在旋转速度差ΔW的加速度接近零时,传递离合器CL1的传递扭矩容量接近发动机E的输出扭矩的大小。
在发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步前的、传递离合器CL1的入输出部件之间存在旋转速度差的状态下,传递扭矩容量大小的扭矩经由传递离合器CL1而从旋转电机MG侧向发动机E侧传递。在该旋转速度同步后,从发动机E输出的负扭矩大小的扭矩经由传递离合器CL1而从旋转电机MG侧向发动机E侧传递。在旋转速度同步的前后,在传递离合器CL1传递的扭矩从传递扭矩容量大小的扭矩向发动机E的负扭矩大小的扭矩切换,所以可能产生扭矩冲击。然而,即使产生了扭矩冲击,变速机构TM形成单向传递档,输入轴I的旋转速度被控制在启动时旋转速度,所以切断从输入轴I向输出轴O的扭矩传递。
另外,如上所述,以使传递扭矩容量的大小与发动机E的负扭矩的大小相等的方式进行控制,所以在同步的瞬间,能够在发动机E与旋转电机MG之间传递的扭矩不产生扭矩冲击。因此,能够抑制由于在同步的瞬间产生的扭矩冲击而使旋转速度反馈控制的控制精度降低。因此,能够使反馈控制振幅减小,所以输入轴I的旋转速度能够达到基准旋转速度,并能够防止输入轴I的扭矩变动向输出轴O传递。并且,能够减小基准旋转速度差ΔM的大小。
接下来,对从传递离合器CL1的卡合压开始上升之后到旋转速度同步(从图6的时刻t13到图6的时刻t15)的由旋转电机控制装置32设定的旋转电机MG的马达要求扭矩Tm进行说明。在产生旋转速度差的传递离合器CL1的卡合状态下,与传递离合器CL1的传递扭矩容量相等的扭矩从旋转电机MG向发动机E传递。因此,作用于输入轴I的扭矩减少与传递离合器CL1的传递扭矩容量对应的量。因此,旋转电机控制装置32为了将输入轴I的旋转速度维持在目标旋转速度,利用反馈控制自动地使马达要求扭矩Tm增加与传递离合器CL1的传递扭矩容量对应的量。这里,旋转电机控制装置32除了反馈控制除此之外,也可以前馈地使马达要求扭矩Tm增加与推断传递离合器CL1的传递扭矩容量对应的量。这里,传递扭矩容量的推断值设定为对要求传递扭矩容量Tk进行了不必要时间延迟以及一次延迟等延迟处理的值。或者传递扭矩容量的推断值也可以设定为推断向传递离合器CL1供给液压的动作来根据液压的推断值推断传递扭矩容量的值。这样,进行前馈控制也能够使旋转速度反馈控制的控制精度提高。因此,能够使反馈控制振幅减小,所以输入轴I的旋转速度能够达到基准旋转速度,并能够防止输入轴I的扭矩变动向输出轴O传递。并且,能够减小基准旋转速度差ΔM的大小。
3-4-4-4.传递离合器CL1的完全卡合
模式控制部46进行控制以使在发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度同步后且在发动机E开始燃烧前,使第一离合器CL1的传递扭矩容量增加到发动机E的燃烧开始后从发动机E输出的扭矩的大小以上。
首先,模式控制部46进行判断发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度是否同步的同步判断。模式控制部46在旋转速度差ΔW以及旋转速度差ΔW的加速度十分小的情况下判断为同步。在本实施方式中,在旋转速度差ΔW在规定值以下且旋转速度差ΔW的加速度在规定值以下的情况(图6的时刻t15)下,判断为同步。
模式控制部46在判断为同步的情况下,使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk增加到完全卡合容量。在本实施方式中,将该完全卡合容量设定为比发动机E能够输出的最大扭矩大。例如,将完全卡合容量设定为将发动机E的最大输出扭矩乘以规定的安全率所得的值。
3-4-4-5.发动机的燃烧开始
在本实施方式中,模式控制部46在实际的传递扭矩容量到达增加后的要求传递扭矩容量Tk的情况下,判断为传递离合器CL1的卡合结束,之后发动机E开始燃烧。更具体而言,模式控制部46在增加后的要求传递扭矩容量Tk与推断的传递扭矩容量Tke之差在规定值以下的情况(图6的时刻t16)下,判断为传递离合器CL1的卡合结束。或者,也可以在使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk增加到完全卡合容量并经过规定时间后,判断为传递离合器CL1的卡合结束。然后,模式控制部46向发动机控制部41传递发动机E开始燃烧的指示。如上所述,发动机控制部41经由燃料供给装置35而开始向发动机E供给燃料,并且经由点火线圈36而开始对供给到发动机E的燃料点火。
另外,模式控制部46在判断为传递离合器CL1的卡合结束的情况下,根据向并行行驶模式转移后的发动机要求扭矩Te的设定方法设定发动机要求扭矩Te。在图6所示的例子中,将发动机要求扭矩Te设定为规定的正扭矩,并向旋转电机MG供给发电用的旋转驱动力。在发动机E刚开始燃烧之后,随着燃烧的开始而扭矩增加,发动机E的实际的输出扭矩暂时过冲发动机要求扭矩Te。旋转电机MG以利用旋转速度反馈控制自动地消除发动机E的输出扭矩的方式产生与发动机E正负相反的输出扭矩。在本例中,旋转电机MG通过发电而产生负扭矩。此外,旋转电机控制装置32利用燃料喷射量等推断发动机E的输出扭矩,除了反馈之外,还可以前馈地变更旋转电机MG的输出扭矩。通过这样的结构,能够使旋转速度反馈控制的控制精度提高,所以输入轴I的旋转速度能够达到基准旋转速度,并能够防止输入轴I的扭矩变动向输出轴O传递。并且,能够减小基准旋转速度差ΔM的大小。
模式控制部46在如下的情况下,即、旋转电机MG的输出扭矩与将发动机要求扭矩Te的正负的符号反转了的扭矩接近的情况、或推断的发动机E的输出扭矩接近发动机要求扭矩Te的情况、或发动机E开始燃烧后经过了规定时间的情况(图6的时刻t17)下判定发动机E与旋转电机MG的扭矩的转换结束并结束发动机E的启动控制。
在以上的发动机E的启动控制中,在变速机构TM形成单向传递档,利用旋转电机MG的旋转速度反馈控制将输入轴I的旋转速度维持为启动时旋转速度,所以扭矩从输入轴I向输出轴O的传递被切断。因此,即使由于传递离合器CL1的卡合以及发动机E的启动而使向输入轴I传递的扭矩产生扭矩冲击,也能够防止该扭矩冲击向车轮W传递。
3-4-4-6.输入轴与基准旋转速度的同步
模式控制部46在发动机E开始燃烧和传递离合器CL1的卡合结束后(图6的时刻t17),将目标旋转速度变更为与基准旋转速度一致的旋转速度来进行设定,并经由旋转电机控制装置32来继续执行旋转速度反馈控制。此外,也可以使目标旋转速度从启动时旋转速度向基准旋转速度逐渐增加。或者也可以以随着输入轴I的旋转速度接近基准旋转速度而减小输入轴I的旋转速度的加速度的方式对旋转电机MG的输出扭矩进行控制。由此,能够减小输入轴I的旋转速度达到基准旋转速度瞬间的、输入轴I的旋转速度的加速度。因此,能够在该达到的瞬间经由单向传递档而减小从输入轴I向输出轴O传递的扭矩,并能够抑制扭矩冲击的产生。
另外,将基准旋转速度差ΔM较小地设定为必要最低限度,所以尽量在短时间内使输入轴I的旋转速度增加到基准旋转速度,故能够减少将输入轴I的旋转速度的加速度增大的必要性。因此,能够抑制该加速度增大,并能够抑制在输入轴I的旋转速度达到基准旋转速度的瞬间产生扭矩冲击。与此同时,能够缩短输入轴I的旋转速度达到基准旋转速度的时间,并能够缩短并行行驶转移模式的时间。
模式控制部46在判定输入轴I的旋转速度与基准旋转速度同步后,对旋转电机MG做出指示,从而结束旋转速度反馈控制。而且,模式控制部46判定向并行行驶模式的转移结束,将运转模式从并行行驶转移模式向并行行驶模式变更,结束并行行驶转移模式的控制。而且,模式控制部46以使发动机要求扭矩Te与马达要求扭矩Tm的合计值同输入轴要求扭矩Ti相等的方式设定马达要求扭矩Tm。
3-4-4-7.并行行驶转移模式中的控制处理的顺序
接下来,参照图7、图8的流程图,对本实施方式所涉及的并行行驶转移模式中的控制的处理进行说明。利用控制装置1的各功能部执行以下说明的处理顺序。
图7是表示并行行驶转移模式中的控制整体的处理顺序的流程图。图8是表示在图7的处理中,与步骤#16的处理对应的将传递离合器CL1卡合的控制以及使发动机E开始燃烧的控制的处理顺序的详细情况的流程图。此外,在以下的说明中,在初始状态下,车辆将输入轴要求扭矩Ti设定在零附近并以电动行驶模式行驶。
最先对图7所示的流程图进行说明。首先,模式控制部46如上述那样进行决定运转模式的处理。如上所述,模式控制部46在要求发动机E启动且将运转模式变更为并行行驶转移模式的情况(步骤#11:是)下,并在变速机构TM形成了单向传递档的情况(步骤#12:否)下,进行形成单向传递档处的理行(步骤#13)。然后,模式控制部46在解除卡合传递离合器CL1并且使发动机E停止燃烧、变速机构TM形成单向传递档而输出轴O旋转的燃烧停止车辆行驶状态下,进行以下的使发动机E开始燃烧的处理。
如上所述,模式控制部46进行将比输出轴O的旋转速度乘以单向传递档的变速比所计算出的基准旋转速度小的启动时旋转速度设定为目标旋转速度的处理(步骤#14),并进行经由旋转电机控制装置32来控制旋转电机MG的旋转速度反馈控制的处理以使得输入轴I的旋转速度与目标旋转速度一致(步骤#15)。由此,成为因发动机E的启动而产生的输入轴I的扭矩变动不向输出轴O传递的状态。而且,模式控制部46在旋转速度反馈控制的执行中使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E的旋转速度上升,并进行使发动机E开始燃烧的启动控制(步骤#16)。此外,使用图8,之后对该步骤#16的处理进行详述。若发动机E开始燃烧,则在传递离合器CL1的卡合结束的情况(步骤#17:是)下,进行将目标旋转速度变更为与基准旋转速度一致的旋转速度而设定的处理(步骤#18),并继续执行旋转速度反馈控制。之后,模式控制部46在输入轴I的旋转速度与基准旋转速度同步的情况(步骤#19:是)下,进行结束旋转速度反馈控制的处理(步骤#20),并将运转模式从并行行驶转移模式向并行行驶模式变更,从而结束并行行驶转移模式的控制。
接下来,对表示图7的步骤#16的详细处理的图8的流程图进行说明。首先,如上所述,模式控制部46进行将传递离合器CL1的要求传递扭矩容量设定为第一目标值的处理(步骤#31),并使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E的旋转速度上升。模式控制部46在发动机E与旋转电机MG的旋转速度之差亦即旋转速度差ΔW达到规定值ΔW1以下的情况(步骤#32:是)下,如上所述,进行随着旋转速度差ΔW减少而使要求扭矩容量减少到第二目标值的处理。模式控制部46在判定发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步的情况(步骤#34:是)下,进行将传递离合器CL1的要求传递扭矩容量设定为完全卡合压的处理(步骤#35)。模式控制部46在判定传递离合器CL1完全卡合的情况(步骤#36:是)下,进行使发动机E开始燃烧的处理。同时,模式控制部46进行将发动机要求扭矩Te设定为在并行行驶模式下设定的扭矩的处理(步骤#38)。模式控制部46在判定旋转电机MG与发动机E的扭矩的转换结束的情况(步骤#39:是)下,结束发动机E的启动控制。
4.第二实施方式
结合附图,对本发明所涉及的控制装置1的第二实施方式进行说明。图9、图10是对本实施方式所涉及的模式控制部46的控制进行说明的图。本实施方式所涉及的模式控制部46与第一实施方式相比,使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E开始燃烧的启动控制的内容不同。除此以外的结构基本与上述第一实施方式相同。以下,以与上述第一实施方式的不同点为中心,对本实施方式的启动控制进行说明。此外,没有特别指明的内容与上述第一实施方式相同。
4-1.发动机的旋转速度的上升
模式控制部46在旋转速度反馈控制的执行中,进行使传递离合器CL1的卡合压上升、使发动机E的旋转速度上升、使发动机E开始燃烧的启动控制。在本实施方式中,模式控制部46进行使传递离合器CL1的传递扭矩容量增加来使发动机E的旋转速度上升到比旋转电机MG的旋转速度低的旋转速度亦即ΔNe1的控制。
与第一实施方式相同,模式控制部46在输入轴I的旋转速度达到目标旋转速度的情况(图9的时刻t22)下,使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk从零增加到第三目标值Tk3。在经过规定的不必要时间后(图9的时刻t23),实际的传递扭矩容量带有规定的响应延迟地逐渐增加到要求传递扭矩容量Tk。如上所述,若传递离合器CL1的传递扭矩容量变得比零大,则传递扭矩容量大小的扭矩从输入轴I向发动机E传递,发动机E的旋转速度上升。
此时,如上所述,旋转电机控制装置32为了将输入轴I的旋转速度维持在目标旋转速度,利用反馈控制自动地使马达要求扭矩Tm增加与传递离合器CL1的传递扭矩容量对应的量(图9的时刻t23)。这里,如上所述,旋转电机控制装置32可以利用推断的传递扭矩容量进行前馈控制。
4-2.发动机的燃烧开始
模式控制部46在发动机E的旋转速度上升到ΔNe1的情况(图9的时刻t24)下,使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk从第三目标值Tk3减少到零。然后,模式控制部46如上述那样对发动机控制部41做出指示,使发动机E开始燃烧(图9的时刻t24)。另外,模式控制部46为了使发动机E的旋转速度上升到旋转电机MG的旋转速度,使发动机E的发动机要求扭矩Te从零增加到第一增加值Te1(图9的时刻t24)。
4-3.发动机与旋转电机的旋转速度的同步
模式控制部46在发动机E的旋转速度达到旋转电机MG(输入轴I)的旋转速度的情况(图9的时刻t25)下,使发动机E的发动机要求扭矩Te从第一增加值Te1减小到比第一增加值Te1小的第二增加值Te2。发动机E的输出扭矩减小,所以发动机E的旋转速度的增加速度减小。然后,模式控制部46使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk从零逐渐增加到第四目标值Tk4(图9的时刻t25以后)。这里,将传递离合器CL1的第四目标值Tk4的大小设定为比发动机E的第二增加值Te2的大小更大。若传递离合器CL1的传递扭矩容量变得比零大,则传递扭矩容量的大小的扭矩从发动机E向输入轴I传递,发动机E的旋转速度的上升被抑制。即,与发动机E的旋转速度的增减相关的扭矩是从发动机E的输出扭矩减去传递扭矩容量的大小的扭矩所得的扭矩。此外,发动机E的旋转速度超过了输入轴I的旋转速度,所以传递离合器CL1中的扭矩传递方向与从时刻t23到t24的方向反向,从发动机E朝向输入轴I。
在发动机E的旋转速度达到输入轴I的旋转速度后(图9的时刻t25),在短时间内,发动机E的输出扭矩超过由传递离合器CL1传递的传递扭矩容量大小的扭矩,所以发动机E的旋转速度继续增加。而且,如传递扭矩容量大小的扭矩超过发动机E的输出扭矩,则发动机E的旋转速度开始减小。
在发动机E与旋转电机MG的旋转速度差达到规定值以下之后,进行一边随着旋转速度差减小而使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk从第四目标值Tk4减少,一边使发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度同步的控制。这样,使传递扭矩容量减小,从而能够在同步的瞬间(图9的时刻t26)使在传递离合器传递的扭矩的扭矩冲击减小。因此,能够抑制由于在同步的瞬间所产生的扭矩冲击而使旋转速度反馈控制的控制精度降低。由此,能够使反馈控制振幅减小,所以输入轴I的旋转速度能够达到基准旋转速度,并能够防止输入轴I的扭矩变动向输出轴O传递。并且,能够减小基准旋转速度差ΔM的大小。
接下来,对从图9的时刻t25到t26之间的旋转电机MG的马达要求扭矩Tm的动作进行说明。传递离合器CL1的传递扭矩容量再次增加,所以旋转电机控制装置32为了将输入轴I的旋转速度维持在目标旋转速度,而利用反馈控制自动地使马达要求扭矩Tm减小与传递离合器CL1的传递扭矩容量对应的量。这里,传递离合器CL1中的扭矩传递的方向与从时刻t23到t24的方向相反,所以马达要求扭矩Tm是与从时刻t23到t24的正扭矩反向的负扭矩。
4-4.传递离合器CL1的完全卡合
与第一实施方式相同,模式控制部46在发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度同步后(图9的时刻t26),进行使传递离合器CL1的传递扭矩容量增加到从发动机E输出的扭矩的大小以上的控制。
模式控制部46进行判定发动机E的旋转速度与旋转电机MG的旋转速度是否同步的同步判定。模式控制部46在旋转速度差ΔW以及旋转速度差ΔW的加速度十分小的情况(图9的时刻t26)下判定为同步。在模式控制部46判定为同步的情况下,使传递离合器CL1的要求传递扭矩容量Tk增加到完全卡合容量。
在本实施方式中,与第一实施方式相同,模式控制部46在实际的传递扭矩容量达到增加后的要求传递扭矩容量Tk的情况(图9的时刻t27)下,判定为传递离合器CL1的卡合结束。更具体而言,模式控制部46在增加后的要求传递扭矩容量Tk与推断的传递扭矩容量Tke之差达到规定值以下的情况、或经过了规定时间的情况下,判定为传递离合器CL1的卡合结束。
4-5.输入轴与基准旋转速度的同步
与第一实施方式相同,模式控制部46在判定传递离合器CL1的卡合结束的情况(图9的时刻t27)下,将目标旋转速度变更为与基准旋转速度一致的旋转速度来进行设定,并经由旋转电机控制装置32来继续执行旋转速度反馈控制。另外,与第一实施方式相同,模式控制部46在判定传递离合器CL1的卡合结束的情况(图9的时刻t27)下,按照向并行行驶模式移至后的发动机要求扭矩Te的设定方法来设定发动机要求扭矩Te。在图9所示的例子中,将发动机要求扭矩Te设定为规定的正扭矩,并向旋转电机MG供给发电用的旋转驱动力。
模式控制部46在判定输入轴I的旋转速度与基准旋转速度同步后(图9的时刻t28),对旋转电机MG做出指示从而结束旋转速度反馈控制。然后,模式控制部46判定向并行行驶模式的转移结束,并将运转模式从并行行驶转移模式向并行行驶模式变更,结束并行行驶转移模式的控制。而且,模式控制部46以使发动机要求扭矩Te与马达要求扭矩Tm的合计值同输入轴要求扭矩Ti相等的方式设定马达要求扭矩Tm。
4-6.并行行驶转移模式控制处理的顺序
接下来,参照图10的流程图,对本实施方式所涉及的与图7的步骤#16的处理对应的将传递离合器CL1卡合的控制以及使发动机E开始燃烧的控制的处理进行说明。此外,除此以外的并行行驶转移模式下的控制处理,即、在第一实施方式中说明的图7的控制处理与第一实施方式相同,所以省略说明。
首先,如上所述,模式控制部46进行将传递离合器CL1的要求传递扭矩容量设定为第三目标值Tk3的处理(步骤#41),并使传递离合器CL1的卡合压上升来使发动机E的旋转速度上升。模式控制部46在发动机E的旋转速度达到ΔNe1的情况(步骤#42:是)下,进行将传递离合器CL1的要求传递扭矩容量减少为零的处理(步骤#43)。然后,模式控制部46进行使发动机E开始燃烧的处理(步骤#44)。接着,模式控制部46进行使发动机要求扭矩Te增加到第一增加值Te1的处理(步骤#45)。模式控制部46在发动机E的旋转速度达到旋转电机MG的旋转速度的情况(步骤#46:是)下,进行使发动机要求扭矩Te减小到比第一增加值Te1小的第二增加值Te2的处理(步骤#47)。接着,如上所述,模式控制部46在使传递离合器CL1的传递扭矩容量逐渐增加到第四目标值Tk4后,进行使减少发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步的处理(步骤#48)。模式控制部46在判定为发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步的情况(步骤#49:是)下,进行将传递离合器CL1的要求传递扭矩容量设定为完全卡合压的处理(步骤#50)。模式控制部46在判定为传递离合器CL1完全卡合的情况(步骤#51:是)下,进行将发动机要求扭矩Te设定为在并行行驶模式下设定的扭矩的处理(步骤#52),并结束发动机E的启动控制。
〔其他的实施方式〕
(1)在上述的各实施方式中,以将变速比(减速比)最大的变速档亦即第一档设定为单向传递档的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,将除了第一档以外的变速档,例如将变速比(减速比)第二大的变速档亦即第二档设定为单向传递档的结构也是本发明的优选的实施方式之一。在该情况下,在上述第一实施方式中,例如将作为单向离合器的单向制动器F与第一制动器B1并列地配置,由此只有在第二行星齿轮装置P2的第一太阳轮S2反转时成为卡合的状态,从而构成为使第一太阳轮S2选择性地固定于壳体CS而停止。在该情况下能够构成为,利用第一离合器C1的卡合与第二制动器B2的卡合的配合来实现第一档并且利用第一离合器C1的卡合与单向制动器F的配合来实现第二档。
(2)在上述的各实施方式中,以将具有3个旋转构件而构成的单小齿轮型的第一行星齿轮装置P1、和具有四个旋转构件而构成的拉维奈尔赫型的第二行星齿轮装置P2组合而构成变速机构TM的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,变速机构TM的内部的具体的结构能够适当地变更。例如,只具备第二行星齿轮装置P2而构成变速机构TM、将双小齿轮型的行星齿轮装置与拉维奈尔赫型的行星齿轮装置P2组合而构成变速机构TM、或将3个以上的单小齿轮型或者双小齿轮型的行星齿轮装置组合而构成变速机构TM的情况等也是本发明的优选的实施方式之一。
(3)在上述的各实施方式中,以变速机构TM具备变速比(减速比)不同的6个变速档的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,变速机构TM具备至少一个以上的单向传递档即可,具备任意数量的变速档的情况也是本发明的优选的实施方式之一。
(4)在上述的各实施方式中,以混合动力车辆用驱动装置2具备扭矩转换器TC的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,如图11所示,混合动力车辆用驱动装置2不具备扭矩转换器TC,输入轴I与中间轴M一体地驱动连结而构成的情况也是本发明的优选的实施方式之一。
或者也可以构成为,混合动力车辆用驱动装置2具备与传递离合器CL1相同的离合器来代替扭矩转换器TC,并利用该离合器将输入轴I与中间轴M之间选择性地卡合或者解除卡合。在该情况下,在并行行驶转移模式期间,该离合器为卡合状态。
(5)在上述的各实施方式中,以各摩擦卡合构件利用液压来产生卡合压的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,利用电磁力等用电产生的力来产生卡合压而构成的情况也是本发明的优选的实施方式之一。
(6)在上述的第一实施方式中,以在对启动时旋转速度进行旋转速度反馈控制中,借助传递离合器CL1的卡合压的上升来使发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步并在传递离合器CL1的卡合结束之后使发动机E开始燃烧的情况为例进行了说明。另外,在第二实施方式中,以在对启动时旋转速度进行旋转速度反馈控制中,在借助传递离合器CL1的卡合压的上升而使发动机E的旋转速度上升之后使发动机E开始燃烧并在发动机E开始燃烧之后使发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步并使传递离合器CL1的卡合结束的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,只要是在对启动时旋转速度进行旋转速度反馈控制中,借助传递离合器CL1的卡合压的上升而使发动机E的旋转速度上升并使发动机E开始燃烧的方法,则可以采用任何方法。另外,相对于发动机E开始燃烧的时间,发动机E与旋转电机MG的旋转速度的同步时间、以及传递离合器CL1的卡合结束时间可前可后。另外,使发动机E与旋转电机MG的旋转速度同步的控制、以及使传递离合器CL1的卡合结束的控制可以采用任意方法。
(7)在上述的各实施方式中,以将输入轴要求扭矩Ti设定在零附近且不要求向输出轴O传递驱动力的状态的情况下的并行行驶转移模式的控制为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,在输入轴要求扭矩Ti在零附近以外,例如要求加速或者减速的状态下进行各实施方式中的并行行驶转移模式的控制的情况也是本发明的优选的实施方式之一。即使是这样的结构,也能够防止伴随发动机E的启动以及传递离合器的卡合而产生的扭矩冲击向输出轴O传递。
(8)在上述的各实施方式中,以将基准旋转速度差ΔM设定为在反馈控制振幅加上规定的宽裕量所得的值并将启动时旋转速度设定为比基准旋转速度小上述基准旋转速度差ΔM的旋转速度的情况为例进行了说明。然而,本发明的实施方式不限定于此。即,能够将启动时旋转速度设定为,在比基准旋转速度小相当于反馈控制振幅的旋转速度的旋转速度以下且在发动机E能够开始燃烧的旋转速度以上的范围内的任意的旋转速度。而且在该范围内能够设定为,根据传递离合器CL1的卡合控制以及发动机E的启动控制的各控制时机以及控制内容来使启动时旋转速度变化。因此,例如,将基准旋转速度差ΔM设定为与反馈控制振幅一致、或将启动时旋转速度设定为比小于基准旋转速度与基准旋转速度差ΔM对应的量的旋转速度更小的旋转速度的情况也是本发明的优选的实施方式之一。
工业上应用的可行性
本发明优选利用于对混合动力车辆用驱动装置进行控制的控制装置,上述驱动装置具备:与旋转电机驱动连结的输入部件、将输入部件与内燃机选择性地驱动连结的离合器、与车轮驱动连结的输出部件、以及具备控制多个卡合构件的卡合以及解除卡合而选择性地形成的多个变速档并按照上述各变速档的变速比来对输入部件的旋转速度进行变速从而将其传递到输出部件的变速机构。
符号说明
1…控制装置;2…混合动力车辆用驱动装置(驱动装置);E…发动机(内燃机);MG…旋转电机;CL1…传递离合器(离合器);TM…变速机构;Eo…发动机输出轴;I…输入轴(输入部件);O…输出轴(输出部件);TC…扭矩转换器;LC…锁止离合器;W…车轮;F…单向制动器(单向离合器);Se1…发动机旋转速度传感器;Se2…输入轴旋转速度传感器;Se3…中间轴旋转速度传感器;Se4…输出轴旋转速度传感器;Se5…加速器开度传感器;Se6…电池状态检测传感器;Ti…输入轴要求扭矩;Tk…要求传递扭矩容量;Te…发动机要求扭矩;Tm…马达要求扭矩;31…发动机控制装置;32…旋转电机控制装置;33…动力传递机构控制装置;34…车辆控制装置;35…燃料供给装置;36…点火线圈;41…发动机控制部;42…旋转电机控制部;43…变速机构控制部;44…传递离合器控制部;45…锁止离合器控制部;46…模式控制部

Claims (5)

1.一种控制装置,其对混合动力车辆用驱动装置进行控制,该混合动力车辆用驱动装置具备:与旋转电机驱动连结的输入部件、将所述输入部件与内燃机选择性地驱动连结的离合器、与车轮驱动连结的输出部件、以及变速机构,该变速机构具备多个卡合构件并且具备通过控制所述多个卡合构件的卡合以及解除卡合而选择性地形成的多个变速档,该变速机构按照该各变速档的变速比来对所述输入部件的旋转速度进行变速从而将其传递到所述输出部件,所述控制装置的特征在于,
所述变速机构具备单向传递档作为所述多个变速档的一个,该单向传递档是传递从所述输入部件朝向所述输出部件的旋转驱动力而不传递从所述输出部件朝向所述输入部件的旋转驱动力的变速档,
当在所述离合器被解除卡合并且所述内燃机停止燃烧、所述变速机构形成所述单向传递档从而所述输出部件旋转的燃烧停止车辆行驶状态下,所述内燃机开始燃烧时,执行如下的旋转速度反馈控制,即:将所述输出部件的旋转速度乘以所述单向传递档的变速比所得的值设定为输入部件的基准旋转速度,并且将比该基准旋转速度低的启动时旋转速度设定为目标旋转速度,控制所述旋转电机以使所述输入部件的旋转速度与所述目标旋转速度一致,在该旋转速度反馈控制的执行中,进行使所述离合器的卡合压上升、使所述内燃机的旋转速度上升、使所述内燃机开始燃烧的启动控制,
在所述内燃机开始燃烧且所述离合器完成卡合后,将所述目标旋转速度变更为与所述基准旋转速度一致的旋转速度来进行设定,并持续执行所述旋转速度反馈控制,在所述输入部件的旋转速度与所述基准旋转速度同步后,结束所述旋转速度反馈控制。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述多个卡合构件的至少一个为单向离合器,
所述单向传递档由除了所述单向离合器之外的所述多个卡合构件的至少一个卡合构件和所述单向离合器形成。
3.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述燃烧停止车辆行驶状态进一步是不要求向所述输出部件传递驱动力的状态。
4.根据权利要求2所述的控制装置,其特征在于,
所述燃烧停止车辆行驶状态进一步是不要求向所述输出部件传递驱动力的状态。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的控制装置,其特征在于,
将所述旋转速度反馈控制执行中的所述输入部件的旋转速度的振幅形成为反馈控制振幅,所述反馈控制振幅是所述旋转速度反馈控制的执行中的所述输入部件的旋转速度相对于所述目标旋转速度的振幅,且是预先测定并考虑频度分布而设定的值,
将所述启动时旋转速度设定为比所述基准旋转速度低下述旋转速度量的旋转速度,
所述旋转速度量是将所述反馈控制振幅与规定的宽裕量相加而得出的。
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