CN102905927B - 混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，其构成为，在所述加速器开度超过加速器开度阈值时，使所述加速器踏板的所述踏力与基础踏力相比增大，设定第1加速器开度，其基于从仅驱动所述电动机而使所述车辆行驶的第1行驶模式切换至驱动所述内燃机的第2行驶模式的加速器开度，设定第2加速器开度，其基于所述车辆可以以各车速维持定速行驶的所述加速器开度，并且，设定所述加速器开度阈值，其为所述第1加速器开度和所述第2加速器开度中较大的值。

Description

混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置。

背景技术

在专利文献1中，公开了一种技术，即，在作为车辆的驱动源而具有电动机和内燃机的混合动力车辆中，从单独利用电动机使车辆行驶的第1行驶模式，转换至通过同时使用电动机及内燃机使车辆行驶的第2行驶模式时，通过使加速器踏板的踏力特性变化，使与加速器踏板的踏入对应的阻力增加，从而在不违背驾驶者的意愿的状态下转换行驶模式、启动内燃机，而不会使燃油消耗率变差。

在该专利文献1中，能够可变地设定使与加速器踏板的踏入对应的阻力增加的加速器开度，但存在下述问题，即，如果使与加速器踏板的踏入对应的阻力增加的加速器开度变小，则难以踏入加速器踏板，车辆难以加速。

专利文献1：日本特开2006-180626号公报

发明内容

在此，本发明是一种混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，其如果加速器开度超过规定的加速器开度阈值而变大，则使加速器踏板的踏力与基础踏力相比增大，其特征在于，所述规定的加速器开度阈值是第1加速器开度，该第1加速器开度是从仅驱动所述电动机使车辆行驶的第1行驶模式切换至驱动所述内燃机的第2行驶模式的加速器开度，对该第1加速器开度设定规定的下限值。

根据本发明，通过对第1加速器开度设定下限值，可以将加速器踏板踏入大于或等于一定量，可以确保车辆的加速性。

附图说明

图1是示意地表示使用本发明的混合动力车辆的动力传动系的概略构造的说明图。

图2是使用本发明的混合动力车辆的系统构造图。

图3表示发动机启动停止线地图的特性例的说明图。

图4是将本发明涉及的加速器踏板踏力控制装置的系统构造与踏力变更机构的概略一起示意地表示的说明图。

图5是示意地表示本发明中的踏力变更机构一实施例的说明图。

图6是表示本发明中的加速器踏板踏力的特性的特性图。

图7时表示加速器开度阈值的特性例的说明图，（a）表示电池的SOC高的情况下的特性例，（b）表示电池的SOC低的情况下的特性例。

图8表示本发明涉及的混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置的控制流程的流程图。

具体实施方式

下面，基于附图，详细说明本发明的一个实施例。

图1是示意地表示使用本发明的混合动力车辆的动力系统的概略构造的说明图。

作为内燃机的发动机1的输出轴、和作为发电机和电动机起作用的电动发电机2（MG）的输入轴，经由扭矩容量可变的第1离合器4（CL1）连结。电动发电机2的输出轴与自动变速器3（AT）的输入轴连结，自动变速器3的输出轴经由差速齿轮6与轮胎7连结。

自动变速器3对应于车速或加速器开度等，自动地切换例如前进5档后退1档或前进6档后退1档等有级变速比（进行变速控制）。

而且，作为第2离合器5（CL2），使用对应于档位状态而承担不同的自动变速器3内的动力传递的扭矩容量可变离合器中的1个离合器。换言之，第2离合器使用作为自动变速器3的变速元件而设置的多个摩擦接合元件中、存在于各变速档的动力传递路径上的摩擦接合元件，实质上在自动变速器3的内部构成。

自动变速器3将经由第1离合器4输入的发动机1的动力和从电动发电机2输入的动力合成后，向轮胎7输出。此外，第1离合器4和第2离合器5，例如使用可以通过比例电磁阀连续地控制动作油的流量以及油压的湿式多片离合器。

在该动力传动系统中，对应于第1离合器4的连接状态而存在2种运转模式。即，在切断第1离合器4的状态下，成为仅利用电动发电机2的动力行驶的EV模式，在连接第1离合器4的状态下，成为利用发动机1和电动发电机2的动力行驶的HEV模式。

此外，在图1中，10是检测发动机1的转速的发动机转速传感器、11是检测电动发电机2的转速的MG转速传感器、12是检测自动变速器3的输入轴转速的AT输入转速传感器、13是检测自动变速器2的输出轴转速的AT输出转速传感器，这各个传感器的检测信号输入至后述的综合控制器20。

图2是表示使用本发明的混合动力车辆的系统构造图。该混合动力车辆具有综合控制车辆的综合控制器20、控制发动机1的发动机控制器21以及控制电动发动机2的MG控制器22。

综合控制器20经由可以彼此进行信息交换的通信线18，与发动机控制器21及MG控制器22连接。

向该综合控制器20输入来自上述发动机转速传感器10、MG转速传感器11、AT输入转速传感器12、AT输出转速传感器13的检测信号，除此之外，还输入来自检测车速的车速传感器15、检测向电动发动机2供给电力的电池9的充电状态（SOC）的SOC传感器16、检测加速器开度（APO）的加速器开度传感器17、检测制动器油压的制动器油压传感器23等各种传感器的检测信号。

而且，综合控制器20对应于加速器开度、电池9的SOC和车速，选择可以实现驾驶者希望的驱动力的运转模式，向MG控制器22指示目标MG扭矩或目标MG转速，向发动机控制器21指示目标发动机扭矩。此外，第1离合器4及第2离合器5基于来自综合控制器20的指令，控制接合及断开。

而且，在综合控制器20中，使用车速和加速器开度，运算发动机1的运转模式。即，使用如图3所示的发动机启动停止线对应图，判定是应该启动发动机的运转状态，还是应该停止发动机的运转状态。发动机启动线及发动机停止线，随着电池9的SOC降低，向加速器开度变小的方向（图3中的下方）变化。另外，如果电池9的SOC处于相同状态，则发动机停止线与发动机启动线相比，设定在加速器开度变小的方向。即，如果电池9的SOC处于相同状态且车速相同，则与启动发动机1的加速器开度（发动机启动线上的加速器开度）相比，停止发动机1的加速器开度（发动机停止线上的加速器开度）设定得较小。

在启动发动机1的启动处理中，在EV行驶状态下图3所示的加速器开度超过发动机启动线的时刻，将第2离合器5的扭矩容量控制为使第2离合器5以半离合状态滑动，在判断第2离合器5开始滑动后，开始第1离合器4的接合，使发动机转速上升。而且，如果发动机转速达到可以初始爆燃的转速，则使发动机1动作，在MG转速和发动机转速接近处，完全接合第1离合器4，然后，锁止第2离合器5，转换至HEV模式。

发动机控制器21对应于来自综合控制器20的指令，控制发动机1。

MG控制器22对应于来自综合控制器20的指令，对驱动电动发电机2的逆变器8进行控制。通过MG控制器22，对电动发电机2的以下两种运转模式的启动及停止的切换进行控制，即，施加从电池9供给的电力的动力行驶运转、以及作为发电机起作用而对电池9进行充电的再生运转。此外，电动发电机2的输出（电流值）利用MG控制器22进行监视。

下面，使用图4及图5，说明在上述混合动力车辆中使用的加速器踏板踏力控制装置。

图4是与踏力变更机构的概略一起示意地说明加速器踏板踏力控制装置的系统构造的说明图，图5是示意地表示踏力变更机构的一个实施例的说明图。

该加速器踏板踏力控制装置基本上，对设置在未图示的车辆的车体31上的加速器踏板32的踏力（操作反作用力）进行可变控制，在加速器踏板32的开度大于规定的加速器开度阈值的区域，使加速器踏板32的踏力与基础踏力相比增大。

如图4、图5所示，加速器踏板32设置在旋转轴33上，构成为以该旋转轴33为支点摆动，一端固定在车体31上、并且另一端通过固定在旋转轴33上的各种方式的复位弹簧34，向加速器关闭方向施加反作用力。另外，旋转轴33的一端通过轴承35可自由旋转地支撑在车体31上，另一方面，在旋转轴33的另一端附近，作为加速器开度检测单元而设置上述加速器开度传感器17。

此外，在本实施例中，加速器踏板32的踏入量（加速器开度）和发动机1的节流阀（未图示）的开度彼此联动，对应于加速器踏板32的踏入量，发动机1的节流阀开度增大。即，对应于加速器开度，燃料喷射量（进而燃料消费量）增大。

而且，作为踏力变更机构，由可变摩擦片37构成，该可变摩擦片37具有向旋转轴33的旋转施加摩擦力的彼此相对的一对摩擦部件37a、37b，一个摩擦部件7a与旋转轴3的端部机械结合而设置，另一个摩擦部件7b经由花键等支撑在固定轴38上，可沿轴向移动且不可旋转。固定轴38固定支撑在车体31上。而且，摩擦部件37b向摩擦部件37a施力的致动器（例如电磁阀）39固定在车体上。

可变摩擦片37通过致动器39的动作，使摩擦部件37b向轴方向（图4中的箭头A1方向）移动，由此，可变地控制摩擦部件37a和摩擦部件37b之间的摩擦力。该致动器39的动作基于来自综合控制器20的指令，利用发动机控制器21进行控制。从而，通过利用发动机控制器21对致动器39的动作进行控制，可以变更施加至旋转轴33的摩擦力，进而变更加速器踏板32的踏入时的踏力。

图6概略地表示上述实施例中的加速器踏板踏力的特性，基本的踏力即基础踏力在开度增加方向和开度减小方向上具有适量的滞后，并且，相对于加速器开度而大致成正比地增加。而且，如果在向开度增大方向的操作时即踏入时，加速器踏力大于规定的加速器开度阈值（图6的符号SL），则加速器踏板踏力与基础踏力相比，阶梯性地增大。如上所述，通过加速器踏板踏力阶梯性地增大，自然地抑制由驾驶者对加速器踏板32的过度踏入。

此外，在本实施例中，在上述加速器开度增大方向上的加速器踏板32的踏力增大，在加速器开度减小至小于或等于上述规定的开度时解除，但也可以在加速器踏板32的操作方向向加速器开度减小方向反转时立即解除。

而且，在本实施例中，使加速器踏板32的踏力与基础踏力相比增大的加速器开度阈值，通过第1加速器开度和第2加速器开度设定，该第1加速器开度根据与图3所示的发动机启动线对应的加速器开度而设定，该第2加速器开度根据成为平坦路定速维持开度的加速器开度而设定，换言之，根据在平坦路面上使车辆不加减速地行驶时所需的所谓R/L线（行驶阻力线）上的加速器开度而设定。

图7是表示加速器开度阈值的特性例的说明图，图7（a）表示电池的SOC高的情况下的特性例，图7（b）表示电池的SOC低的情况下的特性例。

第1加速器开度（图7中的虚线）是从EV行驶切换至HEV行驶的阈值、即从发动机启动线（图7中的实线）上的加速器开度减去规定的加速器开度量α后的加速器开度。该加速器开度量α考虑感觉到踏板反作用力后直至停止加速器踏板32的踏入为止的踏入开度而设定。第2加速器开度（图7中的双点划线）是在以各车速在平坦路上能够维持定速的加速器开度（R/L线上的加速器开度，图7中的单点划线）上，加上可确保一定加速的驱动力的加速器开度量β后的加速器开度。

使用图7详细说明，如果电池9的SOC下降，则发动机启动线向加速器开度减小的方向（图7中的下方）变化，因此，如果电池9的SOC下降，则第1加速器开度也变小。如果仅利用第1加速器开度设定加速器开度阈值，则电池9的SOC越下降，加速器开度阈值也相对越变小，因此，驾驶者想踏入加速器踏板32的情况下，有可能难以踏入加速器踏板32。但是，在本实施例中，在第1加速器开度变得小于第2加速器开度的情况下，加速器开度阈值切换至第2加速器开度。即，在本实施例中，加速器开度阈值（图7中的粗实线），在各车速下，设定为在第1加速器开度和第2加速器开度中的较大的值。换言之，加速器开度阈值原则上设定为第1加速器开度，但对第1加速器开度设定由第2加速器开度限定的下限值。

如上所述，根据发动机启动线设定第1加速器开度，而且，相对于这样设定的第1加速器开度，进一步设定由第2加速器开度限定的下限值，由此，在驾驶者想踏入加速器踏板32的情况下，可以防止加速器踏板变得难以踏入，可以将加速器踏板32踏入大于或等于一定量，因此，可以确保车辆的良好的加速性。

特别地，作为第1加速器开度的下限值的第2加速器开度，是在以各车速在平坦路上能够维持定速的加速器开度上，加上可确保一定加速的驱动力的加速器开度量β后的加速器开度，因此，针对各车速可以可靠地确保加速所需的驱动力。

另外，车速越增加，成为平坦路定速维持开度的加速器开度越增大，因此，车速越增加，第2加速器开度也越大。如果车速增加，则变速比降低，车辆驱动力减小，不易产生大于或等于所需的加速，因此，如上所述，成为第1加速器开度的下限值的第2加速器开度随着车速的增加而变大，从而即使在车速快的情况下，也可以确保车辆的加速性。

另外，如果电池9的SOC下降，则电动发电机2能够产生的最大扭矩降低，因此，需要减小EV模式的运转区域，但由于第1加速器开度是基于发动机启动线设定的，因此，电池9的SOC越下降，该第1加速器开度变得越小。即，由于第1加速器开度对应于电池9的SOC而可变，因此，在作为加速器开度阈值选择第1加速器开度，而不选择第2加速器开度的运转状态下，从EV模式切换至HEV模式之前，加速器踏板32的踏力与基础踏力相比增大，从而可以向驾驶者通知从EV模式切换至HEV模式这一情况。

换言之，如图7所示，在第1加速器开度大于第2加速器开度，车速低的状态下，作为加速器开度阈值选择第1加速器开度，在从EV模式切换至HEV模式之前，加速器踏板32的踏力与基础踏力性比增大，从而可以向驾驶者通知从EV模式切换至HEV模式这一情况。

图8是表示使加速器踏板32的踏力与基础踏力相比增加时的控制流程的流程图。

在S1中，计算车速、加速器开度和电池9的SOC。

在S2中，根据电池9的SOC和车速计算发动机启动线，根据发动机启动线计算第1加速器开度。

在S3中，根据预先计算出的每个车速的可维持平坦路定速行驶的加速器开度，计算第2加速器开度。

在S4中，将第1加速器开度和第2加速器开度中的较大的一个设为加速器开度阈值。在S5中，判定加速器开度是否是大于或等于加速器开度阈值，如果加速器开度大于或等于阈值，则进入S6，在不是的情况下，进入S7。

在S6中，使加速器踏板32的踏力与基础踏力相比增大。

在S7中，判定是否是踏力相对于基础踏力增大的状态，如果是踏力增大的状态，则进入S8，在不是的情况下，结束这次程序。

在S8中，判定加速器开度是否小于或等于比加速器开度阈值小的规定的解除阈值，如果小于或等于解除阈值，则进入S9，在不是的情况下，结束这次程序。

在S9中，虽然是加速器踏板复位的状态，但由于是加速器踏板32的踏力与基础相比增大的状态，因此减少踏力的增大量。

此外，在上述实施例中，第1加速器开度是从发动机启动线上的加速器开度减去规定的加速器开度α后的值，但也可以将发动机启动线上的加速器开度直接设定为第1加速器开度，即，可以将发动机启动线设定为第1加速器开度。

上述实施例的混合动力车辆，构成为将发动机1及电动发电机2这两者的驱动力传递至车轮，但本发明不仅适用于这种混合动力车辆，也可以适用于各种混合动力车辆，例如仅将发动机作为发电使用的构造的混合动力车辆、或将来自发动机的动力通过动力分配机构分布至发电机和电动机的构造的混合动力车辆等。

另外，在上述实施例中，作为变速器使用了自动变速器3，但也可以取代自动变速器3而使用变速比连续变化的无级变速器。在无级变速器的情况下，可以作为输入轴侧及输出轴侧的旋转速度的比而求出变速比。

另外，在上述实施例中，对应于电池9的SOC使发动机启动线及发动机停止线变化，但也可以对应于电池9的温度、电池9的老化状态，或对应于运动行驶模式等的运转模式等，进行变化。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，该混合动力车辆具有：内燃机；以及电动机，其在车辆行驶时作为驱动源使用，

所述加速器踏板踏力控制装置具有踏力变更单元，该踏力变更单元变更加速器踏板的踏力，

所述加速器踏板踏力控制装置构成为，

如果加速器开度超过加速器开度阈值，则使加速器踏板的踏力与基础踏力相比增大，

设定第1加速器开度，其基于从仅驱动所述电动机而使车辆行驶的第1行驶模式切换至驱动所述内燃机的第2行驶模式的加速器开度，

设定第2加速器开度，其基于可以以各车速维持定速行驶的加速器开度，

设定所述加速器开度阈值，其为所述第1加速器开度和所述第2加速器开度中较大的值。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，

车速越增大，所述第2加速器开度设定得越大。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，

所述第1加速器开度设定为，可以对应于成为所述电动机的驱动源的电池的状态即SOC而变化。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，

所述电池的所述SOC越降低，所述第1加速器开度设定得越小。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，

所述第1加速器开度设定为，在所述混合动力车辆从所述第1行驶模式切换至所述第2行驶模式时的发动机启动线上的所述加速器开度减去规定的加速器开度量。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆的加速器踏板踏力控制装置，

所述第2加速器开度设定为，在所述车辆以各车速在平坦道路上能够维持定速行驶的所述加速器开度中，加上可确保所述车辆以一定加速度加速的驱动力的加速器开度量。