CN103958308A - 混合动力驱动装置 - Google Patents
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Abstract
例如在通电调低速档速度变化期间的惯性阶段(从时间(t11)到时间(t13))中的电动机扭矩(Tmg)被限制为被设定为变速后的电动机最大扭矩(Tmg-max)以下的设定值(Tmg-lim),并且控制释放侧摩擦元件的接合状态以使得在输入相关构件中生成根据目标输入旋转速度而计算的惯性扭矩。在变速期间,防止电动机扭矩(Tmg)由于伴随旋转变化的电动机最大扭矩(Tmg-max)的波动而波动。防止在变速期间输入旋转速度的变化的斜率波动,可以输出符合驾驶员的驱动力要求的驱动力,并且防止产生不适感。
Description
技术领域
本发明涉及一种安装在例如车辆上的混合动力驱动装置,具体地,涉及一种如下的混合动力驱动装置,其被设置在用于通过使用分级变速机构来对以驱动的方式耦接到内燃机和电动机的输入构件的旋转速度进行变速的结构中并且根据电动机扭矩来生成在变速期间的惯性扭矩的至少一部分。
背景技术
近年来,正在开发一种将内燃机与电动发电机(在下文中简称为“电动机”)结合作为动力源的混合动力车辆。提出了所谓的并联式(单电动机分级变速)混合动力驱动装置作为在这种混合动力车辆中所使用的混合动力驱动装置的配置,该并联式混合动力驱动装置被构造为包括以驱动的方式耦接到与内燃机以驱动的方式耦接的输入轴(输入构件)的电动机和以分级的方式改变输入轴的旋转速度的分级变速机构(参照专利文献1)。
专利文献1提出在具有分级变速机构的并联式混合动力驱动装置中进行变速控制,以便使输入轴的旋转速度与设定的目标旋转速度一致、同时使电动机生成分级变速机构中在变速期间所需的输入相关构件(以驱动的方式耦接到输入轴的构件)的惯性扭矩。
相关技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请公布第2004-316831号(JP2004-316831A)
发明内容
本发明要解决的问题
虽然专利文献1的变速控制被配置为使得电动机在变速期间生成惯性扭矩,但是电动机的输出扭矩性能随着旋转速度而变化,使得电动机扭矩在变速期间变化,从而导致以下问题。在接合状态(打滑状态(slipstate))下使用摩擦接合元件来处理扭矩变化产生了不充分的响应,从而使得在变速期间输入旋转速度变化的梯度发生改变,或者使得尽管处于加速状态(其中需要增大驱动力)但输出扭矩以向下梯度变化。
下文将基于图12对车辆使用内燃机行进时的通电调低速档(downshift)的情况作为传统控制的示例进行描述。如图12所示,当变速确定后在时间ta开始实际变速时,由于进行了调低速档,因此减小释放侧摩擦元件扭矩TA(将在释放侧的摩擦接合元件[离合器和制动器]的接合状态释放为打滑状态),以便增大输入旋转速度Nin(即,输入相关构件的旋转速度),并且为了根据电动机扭矩Tmg生成输入相关构件的总惯性扭矩,以作为电动机性能的限制的扭矩的最大电动机扭矩Tmg-max的水平来输出电动机扭矩Tmg。
然而,电动机速度随着输入旋转速度Nin的增大而增大,使得最大电动机扭矩Tmg-max(电动机性能限制)减小,从而使得惯性扭矩中的电动机扭矩Tmg以如箭头X所示的向下梯度变化。这减小了作为发动机扭矩Te与电动机扭矩Tmg之和的输入扭矩Tin,使得释放侧摩擦元件扭矩TA也以如箭头Y所示的向下梯度变化。换言之,将在释放侧的摩擦接合元件的接合状态进一步朝向释放侧变速,从而减小了传递到输出侧(车轮侧)的扭矩,以便生成输入相关构件所需的惯性扭矩。这使得输出扭矩Tout也以向下梯度变化,并且因而导致以下问题。尽管处于驾驶员需要增大驱动力的通电调低速档状态,但是驱动力在变速期间也趋于减小,并且因而导致驾驶员有不适感。
由箭头X所示的电动机扭矩Tmg的向下梯度需要释放侧摩擦元件扭矩TA也以由箭头Y所示的向下梯度变化,以便确保输入相关构件所需的惯性扭矩。对在释放侧的每个摩擦接合元件的接合液压进行电子控制,以便使该压力跟随电动机扭矩Tmg的变化。然而,液压的响应慢于电子控制的响应导致难以以很好的响应对释放侧摩擦元件扭矩TA进行控制。这延迟了在输入相关构件中生成惯性扭矩的时间,并且导致输入旋转速度变化的梯度改变,诸如,如箭头W所示增大输入旋转速度Nin的延迟,从而导致了发生例如发动机声音的变化或者转速计的波动的问题,并且因此驾驶员有不适感。
虽然作为传统控制的示例描述了通电调低速档,但是在断电调高速档(upshift)、通电调高速档以及断电调低速档中也会发生相同问题。
因此,本发明的目的是提供一种下述的混合动力驱动装置,该混合动力驱动装置根据电动机扭矩生成在变速期间的惯性扭矩的至少一部分并可以防止在变速期间输入旋转速度变化的梯度改变,并且可以根据变速期间驾驶员的驱动力需求来输出驱动力,从而可以防止在变速期间产生不适感。
解决问题的手段
本发明的一种混合动力驱动装置(5)的特征(例如,参照图1至图11)在于,包括:
输入构件(15),以驱动的方式耦接到内燃机(2);
电动机(3),以驱动的方式耦接到输入构件(15);
分级变速机构(7),能够通过改变摩擦接合元件(C-1、C-2、C-3、B-1和B-2)的接合状态来对输入构件(15)的旋转速度进行变速;以及
控制装置(20),能够至少在变速期间控制摩擦接合元件的接合状态,并且能够进行控制以使得电动机(3)输出的电动机扭矩(Tmg)产生在变速期间输入相关构件(诸如,2a、10、K0、3a和15)的旋转变化所需的惯性扭矩(Ti)的至少一部分,该输入相关构件以驱动的方式耦接到输入构件(15),其中
控制装置(20)将在变速期间的惯性阶段中的电动机扭矩(Tmg)限制为下述设定值(Tmg-lim),该设定值被设定为在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩(Tmg-max或Tmg-min)的值当中具有较小绝对值的值以下;设定在变速期间输入构件(15)的目标输入旋转速度(Nin-targ);并且对控制在惯性阶段中输入相关构件的旋转变化的摩擦接合元件的接合状态进行控制,以便在输入相关构件中生成根据目标输入旋转速度(Nin-targ)而计算出的惯性扭矩(Ti)。
因此,在变速期间的惯性阶段中的电动机扭矩被限制为下述设定值,该设定值被设定为在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩的值当中具有较小绝对值的值以下。这可以防止电动机扭矩在变速期间由于电动机的性能限制扭矩的变化而变化。由于控制在惯性阶段中对输入相关构件的旋转变化进行控制的摩擦接合元件的接合状态,以便在输入相关构件中生成根据目标输入旋转速度而算出的惯性扭矩,所以可以以稳定的方式控制对输入相关构件的旋转变化进行控制的摩擦接合元件的接合状态,以便使输入构件的旋转速度与目标输入旋转速度一致。这可以防止在变速期间输入旋转速度变化的梯度改变,从而防止在变速期间产生不适感。
此外,控制输入相关构件的旋转变化的摩擦接合元件的接合状态,更具体地,由摩擦接合元件传递的扭矩的变化梯度,可以被设定为根据驾驶员的驱动力要求生成到车轮的输出扭矩的梯度。这使得能够在变速期间根据驾驶员的驱动力要求来输出驱动力,从而防止在变速期间产生不适感。
本发明的混合动力驱动装置(5)的特征(例如,参照图4、图5、图7、图9和图11)在于,控制装置(20)在变速的结束时间段内进行平滑控制以缓和惯性扭矩(Ti)的变化,设定在平滑控制中电动机(3)和摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率,并且基于平滑扭矩分担比率来进行控制以便将在平滑控制中要由电动机(3)和摩擦接合元件分担的扭矩分配给电动机(3)和摩擦接合元件。
因此,设定在平滑控制中电动机与摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率,并且基于平滑扭矩分担比率来进行控制以便将在平滑控制中要由电动机和摩擦接合元件分担的扭矩分配给电动机和摩擦接合元件。这可以消除在平滑控制中改变内燃机的扭矩的必要性,并且因而可以防止波动,诸如当使用内燃机进行平滑控制时可能发生的发动机空转或输入旋转速度的下降。设定电动机和摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率可以防止要求电动机扭矩超过电动机的性能限制扭矩,并因而可以实现不要求电动机和摩擦接合元件中的任一个分担过大扭矩的良好平滑控制。
本发明的混合动力驱动装置(5)的特征(例如,参照图4、图5、图7、图9和图11)在于,控制装置(20)基于控制在惯性阶段中输入相关构件的旋转变化的摩擦接合元件的接合状态来设定平滑扭矩分担比率。
因此,由于基于控制在惯性阶段中输入相关构件的旋转变化的摩擦接合元件的接合状态来设定平滑扭矩分担比率,因此可以防止超过可以由摩擦接合元件生成的扭矩的限制。因此,可以实现良好的平滑控制。
本发明的混合动力驱动装置(5)的特征(例如,参照图4、图5、图7、图9和图11)在于,在平滑控制中,控制装置(20)基于输入构件(15)的实际旋转速度(Nin),针对目标输入旋转速度(Nin-targ)来以反馈方式控制电动机(3)和摩擦接合元件的接合状态,并且根据平滑扭矩分担比率来设定在反馈控制中电动机的反馈增益和摩擦接合元件的反馈增益。
因此,由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定在平滑控制的反馈控制中电动机和摩擦接合元件的反馈增益,因此,可以防止反馈控制中的振荡(hunting)等以防止控制的分散。因此,可以实现良好的反馈控制。
本发明的混合动力驱动装置(5)的特征(例如,参照图4、图5、图7、图9和图11)在于,控制装置(20)根据相应的平滑扭矩分担比率来设定电动机(3)的反馈控制的开始时间(诸如t13、t23、t33或t43)和摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间(诸如t12、t22、t32或t42)。
因此,由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定电动机的反馈控制的开始时间和摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间,因此,可以考虑到响应尤其快于摩擦接合元件的液压响应的电动机控制来实现良好的反馈控制。
以上所示的圆括号中的附图标记旨在用于参照附图。这些附图标记用于方便利于理解本发明,并且对权利要求的构成没有任何影响。
附图说明
图1是示出了可以应用本发明的混合动力汽车的示意图。
图2是分级变速机构的接合表。
图3是示出了在通电调低速档期间的惯性计算控制的流程图。
图4是示出了平滑控制的流程图。
图5是示出了在通电调低速档期间的值的时序图。
图6是示出了在断电调高速档期间的惯性计算控制的流程图。
图7是示出了断电调高速档期间的值的时序图。
图8是示出了在通电调高速档期间的惯性计算控制的流程图。
图9是示出了在通电调高速档期间的值的时序图。
图10是示出了在断电调低速档期间的惯性计算控制的流程图。
图11是示出了在断电调低速档期间的值的时序图。
图12是示出了在传统通电调低速档期间的值的时序图。
具体实施方式
以下将基于图1至图11来描述根据本发明的实施例。首先,基于图1对配备有根据本发明的混合动力驱动装置的混合动力汽车(车辆)进行描述。优选地,该混合动力驱动装置安装在前置发动机前轮驱动(FF)车辆上。图1中的左右方向对应于实际车辆安装状态下的左右方向。然而,为了方便描述,诸如发动机的驱动源侧被称为“前侧”,与驱动源侧相对的侧被称为“后侧”。术语“以驱动的方式耦接”是指旋转元件彼此耦接以便能够在旋转元件之间传递驱动力的状态,并且用作包括旋转元件耦接以便作为单元进行旋转的状态、或者旋转元件耦接以便能够经由例如离合器传递驱动力的状态的概念。
[混合动力驱动装置的概要结构]
如图1所示,除了内燃机2外,混合动力车辆1还包括电动发电机(电动机)3来作为驱动源。构成混合动力车辆1的动力传动系统的混合动力驱动装置5包括:设置在内燃机2与车轮6之间的传动路径(transmissionpath)30中的分级变速机构7;动力传递装置10,布置在分级变速机构7与内燃机2之间并且可以通过以驱动的方式将内燃机2耦接到分级变速机构7的输入轴(输入构件)15来传递动力;以驱动的方式耦接到输入轴15的电动机3;液压控制装置21,对分级变速机构7的摩擦接合元件(离合器和制动器)(下文详细描述)进行液压控制;以及控制单元(ECU)20,用作可以通过命令自由地控制电动机3和内燃机2并且可以对液压控制装置21进行电子控制的控制装置。
控制单元20耦接到下述传感器:输入轴旋转传感器80,其检测输入轴15的旋转速度(输入旋转速度Nin);输出轴旋转(车辆速度)传感器81,检测副齿轮24或副轴28(下文详细描述)的旋转速度(输出旋转速度Nout);以及加速器操作量传感器82,检测作为加速器踏板(未示出)的压下量的加速器操作量。控制单元20将记录的变速图(未示出)存储在其中。控制单元20基于输出旋转速度Nout(即,车辆速度)和加速器操作量、通过参考变速图进行变速确定,并且对分级变速机构7(下文详细描述)进行变速控制(通电调低速档、断电调高速档、通电调高速档以及断电调低速档)。
电力传递装置10包括:经由传动板11耦接到内燃机2的曲轴2a的阻尼器12;连接到阻尼器12的连接轴13;以及连接和断开连接轴13与分级变速机构7的输入轴15之间的动力传递的离合器K0。离合器K0由例如多板式离合器构成,并且包括以驱动的方式耦接到连接轴13的内摩擦板17和以驱动的方式耦接到输入轴15的外摩擦板19。换言之,离合器K0包括以驱动的方式耦接到在传递路径30的发动机侧的传动路径31的内摩擦板17和以驱动的方式耦接到在传动路径30的车轮侧的传动路径32的外摩擦板19。
此外,电动机3设置在离合器K0的外径侧,以在其轴向方向上的位置与离合器K0交叠。电动机3包括以驱动的方式耦接到输入轴15的电动机3a和布置在电动机3a的径向方向的外侧以面向该电动机的定子3b。
也就是说,当主要使用内燃机2的驱动力来驱动车辆时,混合动力驱动装置5使用控制单元(ECU)20来控制液压控制装置21,以便接合离合器K0。在仅用以驱动的方式耦接到在车轮侧的传动路径32的电动机3的驱动力来驱动车辆的EV驱动期间,混合动力驱动装置5释放离合器K0以将在发动机侧的传动路径31与在车轮侧的传动路径32断开,即,以断开内燃机2。
[分级变速机构的结构]
将描述分级变速机构7的结构。分级变速机构7包括输入轴15上的行星齿轮SP和行星齿轮单元PU。行星齿轮SP包括太阳齿轮S1、载体CR1以及环形齿轮R1。载体CR1包括与太阳齿轮S1和环形齿轮R1啮合的小齿轮P1。因此,行星齿轮SP是所谓的单小齿轮型行星齿轮。
行星齿轮单元PU包括太阳齿轮S2、太阳齿轮S3、载体CR2和环形齿轮R2这四个旋转元件。载体CR2包括与太阳齿轮S2和环形齿轮R2啮合的长的小齿轮PL、以及与太阳齿轮S3啮合的短的小齿轮PS,以使得长的小齿轮PL与短的小齿轮PS彼此啮合。因此,行星齿轮单元PU是所谓的拉维奈尔赫型行星齿轮。
行星齿轮SP的太阳齿轮S1固定到壳体23。行星齿轮SP的环形齿轮R1以驱动的方式耦接到输入轴15,并且因而,环形齿轮R1的旋转等同于输入轴15的旋转(在下文中称为“输入旋转”)。固定式太阳齿轮S1以及环形齿轮R1的输入旋转使得载体CR1进行通过降低输入旋转的速度而获得的减速旋转。载体CR1连接到离合器C-1和离合器C-3。
行星齿轮单元PU的太阳齿轮S2连接到包括带式制动器的制动器B-1以便能够固定到壳体23,并且连接到离合器C-3以便能够经由离合器C-3引起载体CR1的减速旋转。太阳齿轮S3连接到离合器C-1以便能够引起载体CR1的减速旋转。
此外,载体CR2连接到被引入输入轴15的旋转的离合器C-2,以便能够经由离合器C-2引起输入旋转,并且载体CR2连接到单向离合器F-1和制动器B-2,以便经由单向离合器F-1相对于壳体23局限于在一个方向上旋转,并且以便能够经由制动器B-2保持固定。环形齿轮R2连接到副齿轮24,副齿轮24又经由副轴28和差动装置29连接到车轮6。
如图2的接合表所示,通过接合或脱离在图1的概略图中所示的离合器C-1至离合器C-3、制动器B-1和制动器B-2以及单向离合器F-1,具有上述结构的分级变速机构7实现了第一前进速度(第一)至第六前进速度(第六)以及第一后退速度(Rev)。在变速期间,根据图2的接合表接合在释放侧的摩擦接合元件(离合器C-1至离合器C-3、以及制动器B-1和制动器B-2)以及在接合侧的摩擦接合元件。
[通电调低速档的变速控制]
将基于图3至图5来对在车辆主要使用内燃机2的驱动力行驶时在通电调低速档期间混合动力驱动装置5中的变速控制进行描述。在图5中,输入旋转速度Nin改变的从时间t11到时间t14的时间段对应于“惯性阶段”的时间段,并且从时间t14到时间t16的时间段对应于切换在摩擦元件之间的扭矩分担的“扭矩阶段”的时间段。在从时间t12到时间t16的变速的结束时间段内,执行“平滑控制”以缓和惯性扭矩Ti的变化。
通电调低速档是指在加速器接通时调低速档并且对应于例如诸如降档(kickdown)状态的变速状态。在通电调低速档过程中,以相同速度旋转的、以驱动的方式耦接到输入轴15(输入相关构件)的构件(即,包括输入轴15、电动机3的转子3a、离合器K0、连接轴13、阻尼器12、驱动板11、内燃机2的曲轴2a以及分级变速机构7中的离合器C-2的离合器鼓和环形齿轮R1)的旋转速度在变速后增大。
在通电调低速档期间,内燃机2基于加速器接通操作来输出驱动力,并且因而输出扭矩以加速输入相关构件的旋转。因此,通过使在变速期间经受接合切换的摩擦接合元件(离合器C-1至离合器C-3、以及制动器B-1和制动器B-2)当中在释放侧的摩擦接合元件(在下文中被称为“释放侧摩擦元件”)的接合状态(释放状态)变松(通过减少传递的扭矩),作用于输入相关构件的发动机扭矩Te的传递到车轮侧的部分减小。这可以加速输入相关构件的旋转。因此,在通电调低速档期间,在惯性阶段进行控制,其中主要通过对释放侧摩擦元件的释放控制进行旋转变化。
然而,仅仅使释放侧摩擦元件的接合状态变松减小了传递到车轮侧的输出扭矩(车辆驱动力),并且因而可能导致执行加速器接通操作的驾驶员产生不适感。因此,为了防止车辆驱动力下降,可以根据电动机扭矩生成惯性扭矩的至少一部分。然而,当电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化时,需要根据电动机扭矩Tmg的变化而改变释放侧摩擦元件扭矩TA。考虑到对释放侧摩擦元件的液压控制的响应慢于对电动机3的电控制的响应,如图12的箭头W所示,在惯性阶段中输入旋转速度Nin可能变化,并且这可能导致驾驶员的不适感。
因此,在本实施例中,如下所述那样进行控制以使得在电动机扭矩Tmg和释放侧摩擦元件扭矩TA分担惯性扭矩的惯性阶段期间能够以尽可能小的变化以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
[通电调低速档的惯性计算控制]
将参照图5、基于图3来对通电调低速档期间的惯性计算进行描述。例如,当控制单元20基于加速器操作量和车辆速度确定执行通电调低速档时,控制单元20在图5所示的时间t11开始图3中所示的通电调低速档中的惯性计算控制(S11)。
控制单元20首先基于变速前的输入旋转速度Nin、变速后的输入旋转速度Nin(通过将输出旋转速度Nout[即,车辆速度]乘以变速后的齿轮齿数比(gear ratio)Gaf而获得的值)以及从变速开始到变速结束的目标变速时间tch来设定惯性阶段中的目标输入旋转速度Nin-targ。这里,为了计算惯性扭矩Ti,具体地,控制单元20通过将通过从变速后的输入旋转速度Nin中减去变速前的输入旋转速度Nin而获得的值除以目标变速时间tch来计算作为目标输入旋转速度Nin-targ的加速度的目标旋转变化加速度αtarg(S12)。
然后,控制单元20将以上计算出的目标旋转变化加速度αtarg与输入相关构件的总惯性量(在下文中称为“输入相关构件惯性”)Iin相乘以计算要基于输入相关构件的旋转变化而生成的惯性扭矩Ti(S13)。
然后,控制单元20设定用作对惯性阶段中电动机扭矩的限制的设定值。具体地,如图5所示,输入旋转速度Nin(即,电动机速度Nmg)随着调低速档而增大,并且因而,基于电动机的性能特征,用作电动机3的性能限制(电动机的性能限制扭矩)的最大电动机扭矩Tmg-max和最小电动机扭矩Tmg-min的绝对值随着旋转变化而减小。例如,以用作电动机3的性能限制之一的最大电动机扭矩Tmg-max输出电动机扭矩Tmg以便生成惯性扭矩Ti导致电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间下降(参照图12)。
因此,基于可以根据变速后的齿轮齿数比Gaf和输出旋转速度Nout计算的变速前的电动机速度Nmg,控制单元20将设定值Tmg-lim设定为变速后(在时间t16处)的最大电动机扭矩Tmg-max(即,在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩的值当中具有较小绝对值的值),以使得将设定值Tmg-lim用作电动机扭矩Tmg的上限值(S14)。
虽然在本实施例中设定值Tmg-lim被设定为变速后(在时间t16处)的最大电动机扭矩Tmg-max,但是通过将设定值Tmg-lim设定为该值以下,明显地防止了电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化。然而,从生成惯性扭矩Ti的角度来看,优选地,设定值Tmg-lim具有尽可能大的绝对值。因此,在本实施例中,将设定值Tmg-lim设定为变速后(在时间t16处)的最大电动机扭矩Tmg-max。
在如上所述那样设定了设定值Tmg-lim后,控制单元20将要实际输出的电动机扭矩Tmg设定为设定值Tmg-lim和惯性扭矩Ti中的较小的一个(当惯性扭矩Ti小于设定值Tmg-lim时,设定要实际输出的电动机扭矩Tmg以使得电动机3生成所有的惯性扭矩Ti),并且输出这样设定的电动机扭矩Tmg(S15)。
此外,在设置电动机扭矩Tmg后,控制单元20将释放侧摩擦元件扭矩TA设定为通过从目标扭矩Ttarg中减去通过从惯性扭矩Ti中减去电动机扭矩Tmg而获得的值和0(零)中的较小的值而获得的值(如以数学表达式Targ{-Min((Ti–Tmg)or0)}给出)(当电动机3生成所有的惯性扭矩Ti时,将释放侧摩擦元件扭矩TA的分担设置为0,因为释放侧摩擦元件不需要生成惯性扭矩)。换言之,控制单元20将要由释放侧摩擦元件分担的扭矩设定为从如由图5中的虚线所示的作为要输出到车轮的驱动力所要求的扭矩值中减去的扭矩值;即,控制单元20设定释放侧摩擦元件扭矩TA,以便分担无法根据电动机扭矩Tmg生成的惯性扭矩的剩余部分。然后,控制单元20输出命令,以使得利用液压控制装置21来调整释放侧摩擦元件的接合压力,以便获得释放侧摩擦元件扭矩TA(S16)。然后,终止惯性计算控制(S17)。
在如上所述那样终止惯性计算控制之后,在时间t11处实际变速开始。以设定值Tmg-lim输出电动机扭矩Tmg,以便用电动机扭矩Tmg补偿输入相关构件的惯性扭矩Ti的一部分。因此,从时间t11直到用于平滑控制(下文描述)的对电动机的反馈控制开始的时间t13为止,如箭头A所示无变化地以恒定值以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
将通过将发动机扭矩Te与电动机扭矩Tmg相加而获得的输入扭矩Tin沿通过将设定值Tmg-lim与目标扭矩Ttarg相加而获得的值输出。也就是说,在不超过电动机性能的限制的情况下以稳定的方式将输入扭矩Tin控制在通过将目标扭矩Ttarg与最大电动机扭矩Tmg-max相加而获得的上限值与通过将目标扭矩Ttarg与最小电动机扭矩Tmg-min相加而获得的下限值之间的范围内。
控制释放侧摩擦元件以便分担如上所述那样设定的释放侧摩擦元件扭矩TA(以便分担在减去电动机扭矩Tmg后剩余的惯性扭矩)。因此,控制释放侧摩擦元件扭矩TA以便从时间t11直到用于平滑控制(下文描述)的对摩擦元件的反馈控制开始的时间t12为止如箭头B所示以向上梯度变化,并且可以根据驾驶员的驱动力要求来设定梯度。因此,输出扭矩Tout在从时间t11到时间t13的时间段期间如箭头C所示以恒定的向上梯度变化,这给予压下加速器踏板的驾驶员输出扭矩Tout上升的感觉,并且防止驾驶员在变速期间有不适感。
此外,在从时间t11到时间t13的时间段期间,在变速期间的惯性阶段中的电动机扭矩Tmg限于下述设定值Tmg-lim,该设定值Tmg-lim已被设定为在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max)的值当中的较小值以下。这可以防止在变速期间电动机扭矩Tmg由于电动机的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max)的变化而改变(参照图12)。因此,输入旋转速度Nin(输入相关构件的旋转变化)以恒定的梯度、以稳定的方式增大,以便如箭头D所示达到目标输入旋转速度Nin-targ。因此,例如,防止了发动机声音的变化和转速计的波动,从而防止了驾驶员在变速期间有不适感。
[通电调低速档的平滑控制]
现在将基于图12来对平滑控制的用于缓和变速的结束时间段内惯性扭矩Ti的变化的常规控制进行描述。如图12所示,在从时间tb到时间te的变速的结束时间段内,输入相关构件逐渐停止增大旋转速度,也就是说,输入相关构件的旋转加速度被转换到减速方向。为了使输入相关构件的旋转速度增大减速,需要在负方向上对电动机扭矩Tmg进行控制并且减小内燃机2的扭矩。
然而,例如,由于通过调整燃料喷射量或点火定时来进行内燃机2的扭矩减小,因此不容易如在电动机控制或摩擦接合元件的液压控制的情况下那样以稳定的方式减小发动机扭矩Te。因此,存在下述现象相对频繁出现的问题,诸如如虚线U所示发动机扭矩Te的延迟减小使得输入旋转速度Nin暂时增大的所谓的发动机空转以及如虚线V所示发动机扭矩Te的太早减小使得输入旋转速度Nin暂时下降并且保持较低。
因此,本实施例通过控制电动机3以及控制释放侧摩擦元件的接合状态使得可以在不使用内燃机2(发动机扭矩Te)的情况下完成平滑控制。下文将基于图4和图5对根据本实施例的平滑控制进行描述。
如图4所示,当基于例如速度比(输入旋转速度Nin与输出旋转速度Nout之比)的值的变速进行率(shifting progression ratio)达到预定进行率时,控制单元20开始平滑控制(S51),并且确定是释放侧摩擦元件的反馈控制(FB)已开始还是电动机3的反馈控制(FB)已开始,使得由输入轴旋转传感器80检测到的实际输入旋转速度(输入轴的实际旋转速度)达到目标输入旋转速度Nin(S52)。
控制单元20等待直到释放侧摩擦元件的反馈控制或电动机3的反馈控制开始为止(在S52处为否),并且当它们中的任一个开始时(在S52处为是),控制单元20设定电动机扭矩Tmg和释放侧摩擦元件扭矩TA的平滑扭矩分担比率(即,在对电动机扭矩和摩擦元件扭矩的平滑控制中使用的扭矩的分担比率)。然后,根据平滑扭矩分担比率,控制单元20设定相应的反馈增益,即释放侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益,以便分配在平滑控制中分担的扭矩(S53)。
具体地,当设定平滑扭矩分担比率时,控制单元20计算最大电动机扭矩Tmg-max(或者最小电动机扭矩Tmg-min)与惯性扭矩Ti的比率来作为电动机3的平滑扭矩分担比率,并且获得剩余部分(100%-电动机3的平滑扭矩分担比率)来作为释放侧摩擦元件的平滑扭矩分担比率。换言之,最大电动机扭矩Tmg-max(或者最小电动机扭矩Tmg-min)在变速后达到设定值Tmg-lim,并且因而,可以根据在惯性阶段中释放侧摩擦元件(控制输入相关构件的旋转变化的摩擦接合元件)的接合状态(即,释放侧摩擦接合元件扭矩TA)来计算以设定值Tmg-lim输出的与电动机扭矩Tmg的比率,使得可以基于释放侧摩擦元件扭矩TA来设定平滑扭矩分担比率。
在以该方式根据相应的平滑扭矩分担比率设定释放侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益后,控制单元20确定变速控制是否已结束(S54),并且如果变速控制尚未结束(在S54处为否),则输出反馈增益分担比率(S55),也就是说,以相应的分担增益进行对释放侧摩擦元件的反馈控制和对电动机3的反馈控制。
具体地,控制单元20将根据相应的平滑扭矩分担比率设定的、释放侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益与通过从目标输入旋转速度Nin-targ中减去输入旋转速度Nin而获得的偏差相乘,以获得电动机的偏差和释放侧摩擦元件的偏差,并且控制单元20通过对电动机的偏差和释放侧摩擦元件的偏差施加比例积分控制(PI控制)来计算电动机反馈扭矩和释放侧摩擦元件反馈扭矩。所计算出的反馈扭矩值反映在电动机3的输出和释放侧摩擦元件的液压控制上。此后,如果控制单元20确定在时间t16变速控制已结束(在S54处为是),则终止平滑控制(S56)。
电动机3在对其的输出控制中的响应比释放侧摩擦元件的液压响应快。因此,同时开始反馈控制可能导致摩擦侧摩擦元件的响应延迟。因此,如图5所示,在时间t12开始对释放侧摩擦元件的反馈控制,时间t12是在考虑到释放侧摩擦元件的响应的延迟量和平滑扭矩分担比率的情况下基于作为电动机3的反馈控制的开始时间的时间t13而获得的开始时间。
因此,如图5所示,从时间t12起增大释放侧摩擦元件扭矩TA使传递到车轮侧的扭矩增大,以开始减小到输入相关构件的惯性扭矩Ti(即,减小旋转变化),并且从时间t13起减小电动机扭矩Tmg(输入扭矩Tin)使惯性扭矩Ti逐渐减小并且最终减小到零。在该时间期间,对接合侧摩擦元件进行液压控制以在时间t14开始接合,并且增大接合侧摩擦元件扭矩TB而减小释放侧摩擦元件扭矩TA,也就是说,扭矩阶段开始,在扭矩阶段中,扭矩传递从释放侧摩擦元件转移到接合侧摩擦元件。然后,接合侧摩擦元件在时间t15置于接合状态,并且进一步地,到时间t16位置,对释放侧摩擦元件进行释放使得根据变速后的齿轮齿数比输出该输出扭矩Tout。在时间t16,变速控制终止。
如上所述,平滑控制设定电动机3和释放侧摩擦结合元件的平滑扭矩分担比率,并且基于平滑扭矩分担比率进行控制,以便将在平滑控制中要在电动机3与释放侧摩擦接合元件之间分担的扭矩分配给电动机3和释放侧摩擦接合元件。这可以消除在平滑控制中改变内燃机2的扭矩的必要性,并且因而防止波动,诸如当使用内燃机2进行平滑控制时可能发生的发动机空转或输入旋转速度Nin的下降。设定电动机3与摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率可以防止要求电动机扭矩Tmg超过电动机3的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max或最小电动机扭矩Tmg-min),并且因而实现了不要求电动机3和摩擦接合元件中的任一个分担过大扭矩的良好平滑控制。
由于基于在惯性阶段中释放侧摩擦元件的接合状态来设定平滑扭矩分担比率,因此可以防止超过释放侧摩擦元件可以生成的扭矩的限值。因此,可以实现良好的平滑控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定在平滑控制的反馈控制中电动机的反馈增益和释放侧摩擦元件的反馈增益,因此,可以防止反馈控制中的振荡等以防止控制的分散。因此,可以实现良好反馈控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定电动机的反馈控制的开始时间和摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间,因此,可以考虑到响应尤其快于释放侧摩擦元件的液压响应的电动机控制来实现良好的反馈控制。
虽然,在本实施例中,基于在惯性阶段中释放侧摩擦元件的接合状态(即,在惯性阶段中电动机扭矩Tmg和释放侧摩擦元件扭矩TB的惯性扭矩分担比率)来设定平滑扭矩分担比率,但是可以考虑到例如平滑控制的结束时间来将平滑扭矩分担比率重新设定为新的值。此外,在该情况下,肯定优选的是设定平滑扭矩分担比率以使得电动机扭矩Tmg不超过设定值Tmg-lim。
[断电调高速档的变速控制]
将基于图6和图7来对在车辆主要使用内燃机2的驱动力行进时在断电调高速档期间的变速控制进行描述。在图7中,输入旋转速度Nin改变的从时间t21到时间t24的时间段对应于“惯性阶段”的时间段,并且从时间t24到时间t26的时间段对应于切换在摩擦元件之间的扭矩分担的“扭矩阶段”的时间段。在从时间t22到时间t26的变速的结束时间段内,进行“平滑控制”以缓和惯性扭矩Ti的变化。
断电调高速档是指在加速器关断的情况下调高速档,并且对应于所谓的关断调高速档状态。在断电调高速档中,输入轴15(输入相关构件)的旋转速度在变速后减小。
在断电调高速档期间,内燃机2基于加速器关断操作来停止输出驱动力,并且因而,输出负扭矩以使输入相关构件的旋转减速。因此,使释放侧摩擦元件的接合状态(释放状态)变松(减小所传递的扭矩),减少了从车轮侧传递回内燃机2并且作用于输入相关构件的车辆惯性扭矩的量。这可以使输入相关构件的旋转减速。因此,在断电调高速档期间,在惯性阶段中进行控制,其中,主要通过释放侧摩擦元件的释放控制进行旋转变化。
然而,仅使释放侧摩擦元件的接合状态变松使得基于传递到车轮侧的负扭矩(发动机制动扭矩)的减小以及惯性扭矩Ti的生成来产生加速感,并且因而,导致执行加速器关断操作的驾驶员有不适感。因此,为了防止车辆驱动力的增大,可以根据电动机扭矩(负扭矩或再生扭矩)来生成(或利用该电动机扭矩抵消)惯性扭矩的至少一部分。然而,当电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化时,需要根据电动机扭矩Tmg的变化而改变释放侧摩擦元件扭矩TA。考虑到释放侧摩擦元件的液压控制的响应慢于电动机3的电控制的响应,输入旋转速度Nin可能在惯性阶段中变化,并且这可能导致驾驶员有不适感。
因此,以与在上述通电调低速档的情况下相同的方式,如下文所述那样进行控制,以便使得在电动机扭矩Tmg和释放侧摩擦元件扭矩TA分担惯性扭矩的惯性阶段期间能够以尽可能小的变化以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
[断电调高速档的惯性计算控制]
将参照图7、基于图6对断电调高速档期间的惯性计算进行描述。例如,当控制单元20基于加速器操作量和车辆速度确定执行断电调高速档时,控制单元20到图7所示的时间t21为止开始图6中所示的断电调高速档过程中的惯性计算控制(S21)。
以与在通电调低速档过程中的步骤S12和步骤S13的情况下相同的方式,控制单元20首先设定目标输入旋转速度Nin-targ,并且通过将通过从变速后的输入旋转速度Nin中减去变速前的输入旋转速度Nin而获得的值除以目标变速时间tch来计算作为目标输入旋转速度Nin-targ的加速度的目标旋转变化加速度αtarg(S22)。然后,控制单元20将所计算出的目标旋转变化加速度αtarg乘以输入相关构件惯性Iin以计算要基于输入相关构件的旋转变化而生成的惯性扭矩Ti(S23)。
在断电调高速档中,如图7所示,输入旋转速度Nin(即,电动机速度Nmg)随着调高速档而减小,从而在变速后达到较低的速度,并且因而,基于电动机的性能特征,用作电动机3的性能限制的最大电动机扭矩Tmg-max和最小电动机扭矩Tmg-min的绝对值随着旋转变化而增大。例如,以用作电动机3的性能限制之一的最小电动机扭矩Tmg-min输出电动机扭矩Tmg以生成惯性扭矩Ti导致电动机扭矩Tmg在惯性阶段中增大。
因此,基于可以根据变速前的齿轮齿数比Gbe和输出旋转速度Nout计算的变速前的电动机速度Nmg,控制单元20将设定值Tmg-lim设定为变速前(在时间t21)的最小电动机扭矩Tmg-min(即,在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩的值当中具有较小绝对值的值),以使得设定值Tmg-lim用作电动机扭矩Tmg的下限值(S24)。
虽然在本实施例中设定值Tmg-lim被设定为变速前(在时间t21)的最小电动机扭矩Tmg-min,但是通过将设定值Tmg-lim设定为具有该值的绝对值以下的值,明显地防止了电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化。然而,从生成惯性扭矩Ti的角度来看,优选地,设定值Tmg-lim具有尽可能大的绝对值。因此,在本实施例中,将设定值Tmg-lim设定为变速前(在时间t21)的最小电动机扭矩Tmg-min。
在以该方式设定了设定值Tmg-lim后,控制单元20将要实际输出的电动机扭矩Tmg设定为设定值Tmg-lim和惯性扭矩Ti中的较大的一个(具有较小绝对值的一个)(当惯性扭矩Ti大于设定值Tmg-lim时,设定要实际输出的电动机扭矩Tmg以使得电动机3生成所有的惯性扭矩Ti),并且输出这样设定的电动机扭矩Tmg(S25)。
此外,在设置电动机扭矩Tmg后,控制单元20将释放侧摩擦元件扭矩TA设定为通过从目标扭矩Ttarg中减去通过从惯性扭矩Ti中减去电动机扭矩Tmg而获得的值和0(零)中的较小的一个而获得的值(如以数学表达式Targ{-Min((Ti–Tmg)or0)}给出)(当电动机3生成所有的惯性扭矩Ti时,将释放侧摩擦元件扭矩TA的分担设定为0,因为释放侧摩擦元件不需要生成惯性扭矩)。换言之,控制单元20将要由释放侧摩擦元件分担的扭矩设定为从由图7中的虚线所示的作为要输出给车轮的驱动力所需的扭矩值中减去的扭矩值;即,控制单元20设定释放侧摩擦元件扭矩TA以便分担不能根据电动机扭矩Tmg生成的惯性扭矩的剩余部分。然后,控制单元20输出命令,以使得利用液压控制装置21来调整释放侧摩擦元件的接合压力,以便获得释放侧摩擦元件扭矩TA(S26)。然后,终止惯性计算控制(S27)。
在如上所述那样终止惯性计算控制后,在时间t21开始实际的变速。以设定值Tmg-lim输出电动机扭矩Tmg,以便用电动机扭矩Tmg来补偿输入相关构件的惯性扭矩Ti的一部分。因此,从时间t21直到用于平滑控制(下文描述)的对电动机的反馈控制开始的时间t23为止,如箭头E所示,无变化地以恒定值、以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
因此,将通过将发动机扭矩Te与电动机扭矩Tmg相加而获得的输入扭矩Tin沿通过将设定值Tmg-lim与目标扭矩Ttarg相加而获得的值输出。也就是说,在不超过电动机性能的限制的情况下以稳定的方式将输入扭矩Tin控制在通过将目标扭矩Ttarg与最小电动机扭矩Tmg-min相加而获得的上限值与通过将目标扭矩Ttarg与最小电动机扭矩Tmg-min相加而获得的下限值之间的范围内。
控制释放侧摩擦元件以便分担如上所述那样设定的释放侧摩擦元件扭矩TA(以便分担在减去电动机扭矩Tmg后剩余的惯性扭矩)。因此,控制释放侧摩擦元件扭矩TA以便从时间t21直到用于平滑控制(在后文中描述)的对摩擦元件的反馈控制开始的时间t22为止,如箭头F所示以上升梯度变化。因此,输出扭矩Tout在从时间t21到时间t24的时间段期间如箭头G所示以下降梯度变化,这给予释放(松开)加速器踏板的驾驶员输出扭矩Tout下降的感觉,从而防止驾驶员在变速期间有不适感。
此外,在从时间t21到时间t23的时间段期间,在变速期间的惯性阶段中的电动机扭矩Tmg限于下述设定值Tmg-lim,该设定值Tmg-lim被设定为在变速前的时间电动机的性能限制扭矩的值(最小电动机扭矩Tmg-min)当中具有较小绝对值的值以下。这可以防止在变速期间电动机扭矩Tmg由于电动机的性能限制扭矩(最小电动机扭矩Tmg-min)的变化而改变。因此,输入旋转速度Nin(输入相关构件的旋转变化)以基本上恒定的梯度以稳定的方式减小,以便如箭头H所示达到目标输入旋转速度Nin-targ。因此,例如,防止了发动机声音的变化和转速计的波动,从而防止驾驶员在变速期间有不适感。
[断电调高速档的平滑控制]
将对断电调高速档中的平滑控制进行描述。在断电调高速档中也执行图4所示的平滑控制。具体地,当变速进行率达到预定进行率时,控制单元20开始平滑控制(S51),并且确定是释放侧摩擦元件的反馈控制(FB)已开始还是电动机3的反馈控制(FB)已开始(S52)。当它们中的任一个的反馈控制已开始时(在S52处为是),控制单元20设定电动机扭矩Tmg和释放侧摩擦元件扭矩TA的平滑扭矩分担比率,并且根据平滑扭矩分担比率来设定相应的反馈增益(即,释放侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益),以便分配在平滑控制中分担的扭矩(S53)。
控制单元20通过计算最大电动机扭矩Tmg-max(或者最小电动机扭矩Tmg-min)与惯性扭矩Ti之比作为电动机3的平滑扭矩分担比率、并且获得剩余部分(100%-电动机3的平滑扭矩分担比率)作为释放侧摩擦元件的平滑扭矩分担比率,来设定平滑扭矩分担比率。
在以该方式、根据相应的平滑扭矩分担比率设定释放侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益后,控制单元20确定变速控制是否已结束(S54),并且如果变速控制尚未结束(在S54处为否),则输出反馈增益分担比率(S55),也就是说,利用相应的共享增益执行对释放侧摩擦元件的反馈控制和对电动机3的反馈控制。如果控制单元20确定变速控制在时间t26已结束(在S54处为是),则终止平滑控制(S56)。
以与上文描述的方式相同的方式,电动机3在对其的输出控制中的响应比释放侧摩擦元件的液压响应快。因此,同时开始反馈控制可能导致释放侧摩擦元件的响应延迟。因此,如图7所示,释放侧摩擦元件的反馈控制在时间t22开始,时间t22为在考虑到释放侧摩擦元件的响应的延迟量和平滑扭矩分担比率的情况下基于用作电动机3的反馈控制的开始时间的时间t23而获得的开始时间。
因此,如图7所示,从时间t22起增大释放侧摩擦元件扭矩TA使传递到车轮侧的扭矩增大,以开始减小到输入相关构件的惯性扭矩Ti(即,减小旋转变化),并且从时间t23起增大电动机扭矩Tmg(输入扭矩Tin)(减小电动机扭矩Tmg的绝对值)使得惯性扭矩Ti逐渐减小并且最终将其减小为零。在该时间期间,对接合侧摩擦元件进行液压控制以在时间t24开始接合,并且增大接合侧摩擦元件扭矩TB而减小释放侧摩擦元件扭矩TA,也就是说,扭矩阶段开始,在扭矩阶段中,扭矩传递从释放侧摩擦元件转移到接合侧摩擦元件。然后,接合侧摩擦元件在时间t25置于接合状态,并且进一步地,到时间t26为止,对释放侧摩擦元件进行释放使得根据变速后的齿轮齿数比输出输出扭矩Tout。在时间t26,终止变速控制。
如上所述,断电调高速档的平滑控制也设定电动机3和释放侧摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率,并且基于平滑扭矩分担比率进行控制,以便将在平滑控制中在电动机3与释放侧摩擦接合元件之间要分担的扭矩分配给电动机3和释放侧摩擦接合元件。这可以消除在平滑控制中改变内燃机2的扭矩的必要性,并且因而防止了波动,诸如当使用内燃机2进行平滑控制时可能发生的发动机空转或输入旋转速度Nin的下降。设定电动机3和摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率可以防止要求电动机扭矩Tmg超过电动机3的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max或最小电动机扭矩Tmg-min),并且因而实现不要求电动机3和摩擦接合元件中的任一个分担过大扭矩的良好平滑控制。
由于基于在惯性阶段中释放侧摩擦元件的接合状态来设定平滑扭矩分担比率,因此可以防止超过释放侧摩擦元件可以生成的扭矩的限制。因此,可以实现良好的平滑控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定在平滑控制的反馈控制中电动机的反馈增益和释放侧摩擦元件的反馈增益,因此可以防止反馈控制中的振荡等以防止控制的分散。因此,可以实现良好的反馈控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定电动机的反馈控制的开始时间和摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间,因此,可以考虑到响应尤其快于释放侧摩擦元件的液压响应的电动机控制来实现良好反馈控制。
[通电调高速档的变速控制]
将基于图8和图9来对在车辆主要使用内燃机2的驱动力行进时在通电调高速档期间的变速控制进行描述。在图9中,从时间t31到时间t32的时间段对应于切换在摩擦元件之间的扭矩分担的“扭矩阶段”的时间段,并且输入旋转速度Nin改变的从时间t32到时间t36的时间段对应于“惯性阶段”的时间段。在从时间t33到时间t36的变速的结束时间段内,执行“平滑控制”以缓和惯性扭矩Ti的变化。
通电调高速档是指在加速器接通的情况下调高速档,也就是说,在加速期间调高速档的状态。在通电调高速档的过程中,输入轴15(输入相关构件)的旋转速度在变速后减小。
在通电调高速档期间,内燃机2基于加速器接通操作来输出驱动力,并且因而,输出正扭矩以加速输入相关构件的旋转。对释放侧摩擦元件进行释放仅加速了输入相关构件的旋转。因此,通过使接合侧摩擦元件的接合状态变紧(增大所传递的扭矩),更大量的车辆惯性扭矩从车轮侧传递回内燃机2并且作用于输入相关构件。这可以使输入相关构件的旋转减速。因此,在通电调高速档的过程中,首先在扭矩阶段进行控制,在扭矩阶段中,在释放侧摩擦元件与接合侧摩擦元件之间切换扭矩分担,然后,在惯性阶段进行控制,在惯性阶段中,主要通过接合侧摩擦元件的接合控制来进行旋转变化。
在减小输入相关构件的旋转速度的惯性阶段,仅使用由接合侧摩擦元件进行的对输入相关构件的旋转控制对接合侧摩擦元件施加很大的负荷。因此,内燃机2的扭矩减小也用于减小输入相关构件的旋转速度。
此外,在惯性阶段中,仅使用内燃机2的扭矩减小可能对接合侧摩擦元件施加很大的负荷。因此,为了减小接合侧摩擦元件的负荷,可以根据电动机扭矩(负扭矩或再生扭矩)生成(或通过电动机扭矩抵消)惯性扭矩的至少一部分。然而,当电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化时,需要根据电动机扭矩Tmg的变化而改变接合侧摩擦元件扭矩TB。考虑到接合侧摩擦元件的液压控制的响应慢于电动机3的电控制的响应,输入旋转速度Nin可能在惯性阶段变化,并且这可能导致驾驶员的不适感。
因此,以与在通电调低速档和断电调高速档的上述情况下相同的方式,如下文所述那样进行控制,以便使得在发动机扭矩Te(其中扭矩减小)、电动机扭矩Tmg和接合侧摩擦元件扭矩TB分担惯性扭矩的惯性阶段中,能够以尽可能小的变化以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
[通电调高速档的惯性计算控制]
将基于图8、参照图9来对通电调高速档期间的惯性计算进行描述。当控制单元20基于例如加速器操作量和车辆速度来确定进行通电调高速档时,控制单元20到图9所示的时间t31为止开始图8所示的通电调高速档中的惯性计算控制(S31)。
以与在通电调低速档中的步骤S12和步骤S13的情况下相同的方式,控制单元20首先设定目标输入旋转速度Nin-targ,并且通过将通过从变速后的输入旋转速度Nin中减去变速前的输入旋转速度Nin而获得的值除以目标变速时间tch来计算作为目标输入旋转速度Nin-targ的加速度的目标旋转变化加速度αtarg(S32)。然后,控制单元20将所计算出的目标旋转变化加速度αtarg乘以输入相关构件惯性Iin以计算要基于输入相关构件的旋转变化而生成的惯性扭矩Ti(S33)。
在通电调高速档过程中,如图9所示,输入旋转速度Nin(即,电动机速度Nmg)随着向上调高速档而减小,从而在变速后达到较低速度,并且因而,基于电动机的性能特征,用作电动机3的性能限制的最大电动机扭矩Tmg-max和最小电动机扭矩Tmg-min的绝对值随着旋转变化而增大。例如,以用作电动机3的性能限制之一的最小电动机扭矩Tmg-min输出电动机扭矩Tmg以生成惯性扭矩Ti导致电动机扭矩Tmg在惯性阶段中增大。
因此,基于可以根据变速前的齿轮齿数比Gbe和输出旋转速度Nout计算的变速后的电动机速度Nmg,控制单元20将设定值Tmg-lim设定为变速前(在时间t31)(或者替选地,在惯性阶段开始前的时间32)的最小电动机扭矩Tmg-min(即,在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩的值当中具有较小绝对值的值),以使得设定值Tmg-lim用作电动机扭矩Tmg的下限值(S34)。
虽然在本实施例中设定值Tmg-lim被设定为变速前(在时间t31)的最小电动机扭矩Tmg-min,但是通过将设定值Tmg-lim设定为具有该值的绝对值以下的值,明显地防止了电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化。然而,从生成惯性扭矩Ti的角度来看,优选地,设定值Tmg-lim具有尽可能大的绝对值。因此,在本实施例中,将设定值Tmg-lim设定为变速前(在时间t31)的最小电动机扭矩Tmg-min。
在以该方式设定了设定值Tmg-lim后,控制单元20将要实际输出的电动机扭矩Tmg设定为设定值Tmg-lim和惯性扭矩Ti中的较大值(具有较小绝对值的一个)(当惯性扭矩Ti大于设定值Tmg-lim时,设定要实际输出的电动机扭矩Tmg以使得电动机3生成所有的惯性扭矩Ti),并且输出这样设定的电动机扭矩Tmg(S35)。
此外,在设定电动机扭矩Tmg后,控制单元20设定发动机扭矩Te以使其减小基于发动机性能而预定的最大扭矩减小量(例如,50%),并且随后将接合侧摩擦元件扭矩TB设定为通过从目标扭矩Ttarg减去通过从惯性扭矩Ti中减去电动机扭矩Tmg和发动机扭矩Te而获得的值与0(零)中的较小值而获得的值(如以数学表达式Targ{-Min((Ti–Tmg-Te)or0)}给出)(当电动机3生成所有的惯性扭矩Ti时,将接合侧摩擦元件扭矩TB的分担设置为0,因为接合侧摩擦元件不需要生成惯性扭矩)。换言之,控制单元20将要由接合侧摩擦元件分担的扭矩设定为通过将由箭头M所示的量与如图9中的虚线所示的要作为驱动力传递到车轮的扭矩值相加而获得的扭矩值;即,控制单元20设定接合侧摩擦元件扭矩TB以便分担无法根据电动机扭矩Tmg和发动机扭矩Te生成的惯性扭矩的剩余部分。然后,控制单元20输出命令,以使得利用液压控制装置21来调整接合侧摩擦元件的接合压力,以便获得接合侧摩擦元件扭矩TB(S36)。然后,终止惯性计算控制(S37)。
在如上所述那样终止惯性计算控制后,在时间t31开始实际的变速。首先,以预定梯度减小释放侧摩擦元件扭矩TA而以预定梯度增大接合侧摩擦元件扭矩TB,以便将扭矩分担从释放侧摩擦元件转移到接合侧摩擦元件(扭矩阶段)。然后,为了用发动机扭矩Te和电动机扭矩Tmg来补偿输入相关构件的惯性扭矩Ti,以设定值Tmg-lim输出电动机扭矩Tmg,并且如上所述那样减小发动机扭矩Te。因此,从时间t32直到用于平滑控制(下文所述)的对电动机的反馈控制开始的时间t34为止,如箭头I所示那样无变化地以恒定值、以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
因此,将通过将发动机扭矩Te与电动机扭矩Tmg相加而获得的输入扭矩Tin沿通过将发动机扭矩减小的量和设定值Tmg-lim与目标扭矩Ttarg相加而获得的值输出。也就是说,在不超过电动机性能的限制的情况下以稳定的方式控制输入扭矩Tin。以稳定的方式减小发动机扭矩Te以使其基本上恒定。
控制接合侧摩擦元件以便分担如上所述那样设定的接合侧摩擦元件扭矩TB(以便分担在减去电动机扭矩Tmg和发动机扭矩Te后剩余的惯性扭矩)。因此,从时间t32直到用于平滑控制(在后文中描述)的对摩擦元件的反馈控制开始的时间t33为止,控制接合侧摩擦元件扭矩TB以便由箭头J所示跟随恒定梯度。因此,输出扭矩Tout在从时间t32到时间t34的时间段期间如箭头K所示跟随基本上恒定的梯度,这防止了压下加速器踏板的驾驶员感受到输出扭矩Tout减小的感觉(减速感),从而防止驾驶员在变速期间有不适感。
此外,在从时间t32到时间t34的时间段期间,在变速期间的惯性阶段中的电动机扭矩Tmg限于下述设定值Tmg-lim,该设定值Tmg-lim已被设定为在变速前的时间电动机的性能限制扭矩(最小电动机扭矩Tmg-min)的值当中具有较小绝对值的值以下。这可以防止在变速期间电动机扭矩Tmg由于电动机的性能限制扭矩(最小电动机扭矩Tmg-min)的变化而改变。因此,如箭头L所示,输入旋转速度Nin(输入相关构件的旋转变化)以恒定梯度以稳定的方式减小,以便达到目标输入旋转速度Nin-targ。因此,例如,防止了发动机声音的变化和转速计的波动,从而防止驾驶员在变速期间有不适感。
[通电调高速档的平滑控制]
将对通电调高速档中的平滑控制进行描述。在通电调高速档的过程中也执行图4所示的平滑控制。具体地,当变速进行率达到预定进行率时,控制单元20开始平滑控制(S51),并且确定是接合侧摩擦元件的反馈控制(FB)已开始还是电动机3的反馈控制(FB)已开始(S52)。当它们中的任一个的反馈控制开始时(在S52处为是),控制单元20设定电动机扭矩Tmg与接合侧摩擦元件扭矩TB的平滑扭矩分担比率,并且根据平滑扭矩分担比率来设定相应的反馈增益,即,接合侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益,以便分配在平滑控制中分担的扭矩(S53)。
虽然在通电调高速档过程中在惯性阶段期间减小了发动机扭矩Te,但是平滑控制的特征在于,在不包括发动机扭矩Te的情况下设定电动机扭矩Tmg和接合侧摩擦元件扭矩TB的平滑扭矩分担比率。
控制单元20通过计算最大电动机扭矩Tmg-max(或者最小电动机扭矩Tmg-min)与惯性扭矩Ti之比作为电动机3的平滑扭矩分担比率、并且获得剩余部分(100%-电动机3的平滑扭矩分担比率)作为接合侧摩擦元件的平滑扭矩分担比率,来设定平滑扭矩分担比率。
在以该方式根据相应的平滑扭矩分担比率来设定接合侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益后,控制单元20确定变速控制是否已结束(S54),并且如果变速控制尚未结束(在S54处为否),则输出反馈增益分担比率(S55),也就是说,利用相应的共享增益进行接合侧摩擦元件的反馈控制和电动机3的反馈控制。如果控制单元20确定变速控制在时间t36已结束(在S54处为是),则终止平滑控制(S56)。
以与上文已描述的方式相同的方式,电动机3在对其的输出控制中的响应快于接合侧摩擦元件的液压响应。因此,同时开始反馈控制可能导致接合侧摩擦元件的响应延迟。因此,如图9所示,接合侧摩擦元件的反馈控制在时间t33开始,时间t33为在考虑到接合侧摩擦元件的响应的延迟量和平滑扭矩分担比率的情况下基于用作电动机3的反馈控制的开始时间的时间t34而获得的开始时间。
因此,如图9所示,从时间t33起减小接合侧摩擦元件扭矩TB使得传递到车轮侧的扭矩减小,以开始减小到输入相关构件的惯性扭矩Ti(即,减小旋转变化),并且从时间t34起增大电动机扭矩Tmg(输入扭矩Tin)(减小电动机扭矩Tmg的绝对值)使得惯性扭矩Ti逐渐减小并且最终减小为零。在时间t35,建立接合状态,其中接合侧摩擦元件扭矩TB用作传递给车辆侧的扭矩,并且惯性阶段基本上结束。因此,到时间t36为止完成接合侧摩擦元件的接合(完全接合),并且在时间t36,终止变速控制。
如上所述,通电调高速档的平滑控制也设定电动机3和接合侧摩擦元件的平滑扭矩分担比率,并且基于平滑扭矩分担比率进行控制,以便将在平滑控制中在电动机3与接合侧摩擦元件之间要分担的扭矩分配给电动机3和接合侧摩擦元件。这可以消除在平滑控制中改变内燃机2的扭矩的必要性,并且因而防止了波动,诸如当使用内燃机2进行平滑控制时可能发生的发动机空转或输入旋转速度Nin的下降。设定电动机3和摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率可以防止要求电动机扭矩Tmg超过电动机3的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max或最小电动机扭矩Tmg-min),并且因而实现了不要求电动机3和摩擦接合元件中的任一个分担过大扭矩的良好平滑控制。
由于基于在惯性阶段中接合侧摩擦元件的接合状态来设定平滑扭矩分担比率,因此可以防止超过接合侧摩擦元件可以生成的扭矩的限制。因此,可以实现良好的平滑控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定在平滑控制的反馈控制中电动机的反馈增益和接合侧摩擦元件的反馈增益,因此,可以防止反馈控制中的振动等以防止控制的分散。因此,可以实现良好反馈控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定电动机的反馈控制的开始时间和摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间,因此,可以考虑到响应尤其快于接合侧摩擦元件的液压响应的电动机控制来实现良好的反馈控制。
[断电调低速档的变速控制]
将基于图10和图11来对在车辆主要使用内燃机2的驱动力行进时在断电调低速档期间的变速控制进行描述。在图11中,从时间t41到时间t42的时间段对应于切换在摩擦元件之间的扭矩分担的“扭矩阶段”,以及输入旋转速度Nin改变的从时间t42到时间t46的时间段对应于“惯性阶段”的时间段。在从时间t43到时间t46的变速的结束时间段内,进行“平滑控制”以缓和惯性扭矩Ti的变化。
断电调低速档是指在加速器关断时调低速档,换言之,在减速期间调低速档的状态。在断电调低速档的过程中,输入轴15(输入相关构件)的旋转速度在变速后增大。
在断电调低速档期间,内燃机2基于加速器关断操作来停止输出驱动力,并且因而输出负扭矩以使输入相关构件的旋转减速。对释放侧摩擦元件进行释放仅使得输入相关构件的旋转减速。因此,通过使接合侧摩擦元件的接合状态变紧(增大所传递的扭矩),更大量的车辆惯性扭矩从车轮侧传递回内燃机2,并且作用于输入相关构件。这可以加速输入相关构件的旋转。因此,在断电调低速档的过程中,首先在释放侧摩擦元件与接合侧摩擦元件之间切换扭矩分担的扭矩阶段进行控制,然后,在主要通过接合侧摩擦元件的接合控制进行旋转变化的惯性阶段进行控制。
在惯性阶段,仅使用输入相关构件的加速度可能对接合侧摩擦元件施加较大的负荷。因此,为了减小接合侧摩擦元件的负荷,可以根据电动机扭矩(正扭矩)生成惯性扭矩的至少一部分。然而,当电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化时,需要根据电动机扭矩Tmg的变化而改变接合侧摩擦元件扭矩TB。考虑到接合侧摩擦元件的液压控制的响应慢于电动机3的电控制的响应,输入旋转速度Nin可能在惯性阶段变化,并且这可能导致驾驶员的不适感。
因此,以与在通电调低速档、断电调高速档和通电调高速档的上述情况下相同的方式,如下所述那样进行控制,以便使得在电动机扭矩Tmg与接合侧摩擦元件扭矩TB分担惯性扭矩的惯性阶段中,能够以尽可能小的变化以稳定方式输出电动机扭矩Tmg。
[断电调低速档的惯性计算控制]
将基于图10、参照图11来对断电调低速档期间的惯性计算进行描述。当控制单元20基于例如加速器操作量和车辆速度确定进行断电调低速档时,控制单元20到图11所示的时间t41为止开始图10所示的断电调低速档中的惯性计算控制(S41)。
以与在通电调低速档中的步骤S12和步骤S13的情况下相同的方式,控制单元20首先设定目标输入旋转速度Nin-targ,并且通过将通过从变速后的输入旋转速度Nin中减去变速前的输入旋转速度Nin而获得的值除以目标变速时间tch来计算作为目标输入旋转速度Nin-targ的加速度的目标旋转变化加速度αtarg(S42)。接着,控制单元20将所计算出的目标旋转变化加速度αtarg乘以输入相关构件惯性Iin以计算要基于输入相关构件的旋转变化而生成的惯性扭矩Ti(S43)。
在断电调低速档的过程中,如图11所示,输入旋转速度Nin(即,电动机速度Nmg)随着调低速档而增大,从而在变速后达到更高的速度,并且因而,基于电动机的性能特征,用作电动机3的性能限制的最大电动机扭矩Tmg-max和最小电动机扭矩Tmg-min的绝对值随着旋转变化而减小。例如,以用作电动机3的性能限制之一的最大电动机扭矩Tmg-max输出电动机扭矩Tmg以生成惯性扭矩Ti导致电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间减小。
因此,基于可以根据变速前的齿轮齿数比Gbe和输出旋转速度Nout计算出的变速后的电动机速度Nmg,控制单元20将设定值Tmg-lim设定为变速后(在时间t46)的最大电动机扭矩Tmg-max(即,在变速前后的时间电动机的性能限制扭矩的值当中具有较小绝对值的值),以使得设定值Tmg-lim用作电动机扭矩Tmg的上限值(S44)。
虽然在本实施例中设定值Tmg-lim被设定为变速后(在时间t46)的最大电动机扭矩Tmg-max,但是通过将设定值Tmg-lim设定为具有该值的绝对值以下的值,明显地防止了电动机扭矩Tmg在惯性阶段期间变化。然而,从生成惯性扭矩Ti的角度来看,优选地,设定值Tmg-lim具有尽可能大的绝对值。因此,在本实施例中,将设定值Tmg-lim设定为变速后(在时间t46)的最大电动机扭矩Tmg-max。
在以该方式设定了设定值Tmg-lim后,控制单元20将要实际输出的电动机扭矩Tmg设定为设定值Tmg-lim和惯性扭矩Ti中的较小的一个(当惯性扭矩Ti小于设定值Tmg-lim时,设定要实际输出的电动机扭矩Tmg以使得电动机3生成所有的惯性扭矩Ti),并且输出这样设定的电动机扭矩Tmg(S45)。
此外,在设定电动机扭矩Tmg后,控制单元20将接合侧摩擦元件扭矩TB设定为下述值,该值是通过从目标扭矩Ttarg中减去通过从惯性扭矩Ti中减去电动机扭矩Tmg而获得的值与0(零)中的较小的一个来获得的(如数学表达式Ttarg{-Min((Ti-Tmg)or0)})所给出)(当电动机3生成所有的惯性扭矩Ti时,将接合侧摩擦元件扭矩TB的分担设定为0,因为接合侧摩擦元件不需要生成惯性扭矩)。换言之,控制单元20将由接合侧摩擦元件分担的扭矩设定为通过将由箭头R所示的量与由图11中的虚线所示的作为驱动力传递给车轮的扭矩值相加而获得的扭矩值;即,控制单元20设定接合侧摩擦元件扭矩TB以便分担无法根据电动机扭矩Tmg生成的惯性扭矩的剩余部分。然后,控制单元20输出命令,以使得利用液压控制装置21对接合侧摩擦元件的接合压力进行调整,以便获得接合侧摩擦元件扭矩TB(S46)。接着,终止惯性计算控制(S47)。
在如上所述那样终止惯性计算控制后,在时间t41开始实际的变速。首先,以预定梯度减小释放侧摩擦元件扭矩TA而以预定梯度增大接合侧摩擦元件扭矩TB,以便将扭矩分担从释放侧摩擦元件转移到接合侧摩擦元件(扭矩阶段)。然后,为了用电动机扭矩Tmg补偿输入相关构件的惯性扭矩Ti,以设定值Tmg-lim输出电动机扭矩Tmg。因此,从时间t42直到用于平滑控制(下文描述)的对电动机的反馈控制开始的时间t44为止,如由箭头N所示,无变化地以恒定值、以稳定的方式输出电动机扭矩Tmg。
因此,将通过将发动机扭矩Te与电动机扭矩Tmg相加而获得的输入扭矩Tin沿通过将发动机扭矩减小的量和设定值Tmg-lim与目标扭矩Ttarg相加而获得的值输出。也就是说,在不超过电动机性能的限制的情况下以稳定的方式控制输入扭矩Tin。
控制接合侧摩擦元件以便分担如上所述那样设定的接合侧摩擦元件扭矩TB(以便分担在减去电动机扭矩Tmg后剩余的惯性扭矩)。因此,控制接合侧摩擦元件扭矩TB以便从时间t42直到用于平滑控制(下文描述)的对电动机的反馈控制开始的时间t44为止,如由箭头O所示跟随恒定梯度。因此,输出扭矩Tout在从时间t42到时间t44的时间段期间如箭头P所示跟随基本上恒定的梯度,并且防止释放(关闭)加速器踏板的驾驶员感受到输出扭矩Tout增大的感觉(加速感),从而防止驾驶员在变速期间有不适感。
此外,在从时间t42到时间t44的时间段期间,在变速期间的惯性阶段中的电动机扭矩Tmg限于下述设定值Tmg-lim,该设定值Tmg-lim被设定为在变速前的时间电动机的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max)的值当中具有较小绝对值的值以下。这可以防止在变速期间电动机扭矩Tmg由于电动机的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max)的变化而改变。因此,输入旋转速度Nin(输入相关构件的旋转变化)以恒定梯度以稳定的方式减小,以便由箭头Q所示达到目标输入旋转速度Nin-targ。因此,例如,防止了发动机声音的变化和转速计的波动,从而避免驾驶员在变速期间有不适感。
[断电调低速档的平滑控制]
将对断电调低速档中的平滑控制进行描述。在断电调低速档的过程中也执行图4所示的平滑控制。具体地,当变速进行率达到预定的进行率时,控制单元20开始平滑控制(S51),并且确定是接合侧摩擦元件的反馈控制(FB)已开始还是电动机3的反馈控制(FB)已开始(S52)。当它们中的任一个的反馈控制已开始时(在S52处为是),控制单元20设定电动机扭矩Tmg和接合侧摩擦元件扭矩TB的平滑扭矩分担比率,并且根据平滑扭矩分担比率来设定相应的反馈增益,即,接合侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益,以便分配在平滑控制中分担的扭矩(S53)。
控制单元20通过计算最大电动机扭矩Tmg-max(或最小电动机扭矩Tmg-min)与惯性扭矩Ti之比作为电动机3的平滑扭矩分担比率、并且获得剩余部分(100%-电动机3的平滑扭矩分担比率)作为接合侧摩擦元件的平滑扭矩分担比率,来设定平滑扭矩分担比率。
在以该方式、根据相应的平滑扭矩分担比率设定接合侧摩擦元件的反馈增益和电动机3的反馈增益后,控制单元20确定变速控制是否已结束(S54),并且如果变速控制尚未结束(在S54处为否),则输出反馈增益分担比率(S55),也就是说,利用相应的分担增益进行对接合侧摩擦元件的反馈控制和对电动机3的反馈控制。如果控制单元20确定变速控制在时间t46已结束(在S54处为是),则终止平滑控制(S56)。
以与上文描述的方式相同的方式,电动机3在对其的输出控制中的响应快于接合侧摩擦元件的液压响应。因此,同时开始反馈控制可能导致接合侧摩擦元件的响应延迟。因此,如图11所示,接合侧摩擦元件的反馈控制在时间t43开始,时间t43是在考虑到接合侧摩擦元件的响应的延迟量和平滑扭矩分担比率的情况下基于作为电动机3的反馈控制的开始时间的时间t44而获得的开始时间。
因此,如图11所示,从时间t43起减小接合侧摩擦元件扭矩TB使得传递到车轮侧的扭矩减小,以开始减小对输入相关构件的惯性扭矩Ti(即,减小旋转变化),并且从时间t44起减小电动机扭矩Tmg(输入扭矩Tin)使惯性扭矩Ti逐渐减小并最终将其减小到零。在时间t45,建立接合状态,其中接合侧摩擦元件扭矩TB用作传递到车轮部的扭矩,并且惯性阶段基本上结束。因此,到时间t46为止完成了接合侧摩擦元件的接合(完全接合),并且在时间t46终止变速控制。
如上所述,断电调低速档的平滑控制还设定电动机3和接合侧摩擦元件的平滑扭矩分担比率,并且基于平滑扭矩分担比率进行控制,以便将在平滑控制中要在电动机3与接合侧摩擦元件之间分担的扭矩分配给电动机3和接合侧摩擦元件。这可以消除在平滑控制中改变内燃机2的扭矩的必要性,并且因而防止了波动,诸如当使用内燃机2来进行平滑控制时可能发生的发动机空转或输入旋转速度Nin的下降。设定电动机3和摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率可以防止要求电动机扭矩Tmg超过电动机3的性能限制扭矩(最大电动机扭矩Tmg-max或最小电动机扭矩Tmg-min),并且因而实现不要求电动机3和摩擦接合元件中的任一个分担过大扭矩的良好平滑控制。
由于基于在惯性阶段中接合侧摩擦元件的接合状态来设定平滑扭矩分担比率,因此可以防止超过接合侧摩擦元件可以生成的扭矩的限制。因此,可以实现良好的平滑控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定在平滑控制的反馈控制中电动机的反馈增益和接合侧摩擦元件的反馈增益,因此,可以防止反馈控制中的振荡等以防止控制的分散。因此,可以实现良好的反馈控制。
由于根据相应的平滑扭矩分担比率来设定电动机的反馈控制的开始时间和摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间,因此,可以考虑到响应尤其快于接合侧摩擦元件的液压响应的电动机控制来实现良好的反馈控制。
[混合动力驱动装置的其他可能]
虽然上文已对包括可以实现例如6个前进速度和后退速度的分级变速机构7的本实施例进行了描述,但是本发明可以应用于例如实现3个至5个前进速度或者7个或更多个前进速度的分级变速机构;换言之,本发明可以应用于通过切换摩擦接合元件的接合来进行变速的任何分级变速机构。
虽然在本实施例中已对电动机3直接以驱动的方式耦接到输入轴15的混合动力驱动装置5进行了描述,但是本发明不限于此,而是可以应用于电动机被布置在另一平行轴上并且经由齿轮机构或链而耦接到输入轴的混合动力驱动装置。
工业应用
根据本发明的混合动力驱动装置可以用在诸如客车和卡车的车辆中,并且具体地,适用于下述车辆,该车辆根据电动机扭矩生成在变速期间的惯性扭矩的至少一部分并且希望防止在变速期间发生不适感。
附图标记的描述
2 内燃机
3 电动机
5 混合动力驱动装置
7 分级变速机构
15 输入构件(输入轴)
20 控制装置(控制单元)
C-1 摩擦接合元件(离合器)
C-2 摩擦接合元件(离合器)
C-3 摩擦接合元件(离合器)
B-1 摩擦接合元件(制动器)
B-2 摩擦接合元件(制动器)
Nin 输入构件的实际旋转速度(输入旋转速度)
Nin-targ 目标输入旋转速度
Ti 惯性扭矩
Tmg 电动机扭矩
Tmg-max 电动机的性能限制扭矩(最大电动机扭矩)
Tmg-min 电动机的性能限制扭矩(最小电动机扭矩)
Tmg-lim 设定值
Claims (5)
1.一种混合动力驱动装置,其特征在于,包括:
输入构件,以驱动的方式耦接到内燃机;
电动机,以驱动的方式耦接到所述输入构件;
分级变速机构,能够通过改变摩擦接合元件的接合状态来对所述输入构件的旋转速度进行变速;以及
控制装置,能够至少在所述变速期间控制所述摩擦接合元件的接合状态,并且能够进行控制以使得所述电动机输出的电动机扭矩产生在所述变速期间输入相关构件的旋转变化所需的惯性扭矩的至少一部分,所述输入相关构件以驱动的方式耦接到所述输入构件,其中
所述控制装置将在所述变速期间的惯性阶段中的所述电动机扭矩限制为设定值,所述设定值被设定为在所述变速前后的时间所述电动机的性能限制扭矩的值当中具有较小绝对值的值以下;设定在所述变速期间所述输入构件的目标输入旋转速度;并且对控制在所述惯性阶段中所述输入相关构件的旋转变化的摩擦接合元件的接合状态进行控制,以便在所述输入相关构件中生成根据所述目标输入旋转速度而计算出的惯性扭矩。
2.根据权利要求1所述的混合动力驱动装置,其特征在于
所述控制装置在所述变速的结束时间段内进行平滑控制以缓和所述惯性扭矩的变化,设定在所述平滑控制中所述电动机和所述摩擦接合元件的平滑扭矩分担比率,并且基于所述平滑扭矩分担比率来进行控制,以便将在所述平滑控制中要由所述电动机和所述摩擦接合元件分担的扭矩分配给所述电动机和所述摩擦接合元件。
3.根据权利要求2所述的混合动力驱动装置,其特征在于
所述控制装置基于控制在所述惯性阶段中所述输入相关构件的旋转变化的所述摩擦接合元件的接合状态来设定所述平滑扭矩分担比率。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力驱动装置,其特征在于,
在所述平滑控制中,所述控制装置基于所述输入构件的实际旋转速度,针对所述目标输入旋转速度来以反馈的方式控制所述电动机和所述摩擦接合元件的接合状态,并且根据所述平滑扭矩分担比率来设定在所述反馈控制中所述电动机的反馈增益和所述摩擦接合元件的反馈增益。
5.根据权利要求4所述的混合动力驱动装置,其特征在于
所述控制装置根据相应的所述平滑扭矩分担比率来设定所述电动机的反馈控制的开始时间和所述摩擦接合元件的接合状态的反馈控制的开始时间。
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