CN104602939B - 混合动力车辆用驱动装置 - Google Patents

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CN104602939B
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    • B60W30/18Propelling the vehicle
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    • B60W30/1882Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power characterised by the working point of the engine, e.g. by using engine output chart
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Abstract

一种混合动力车辆用驱动装置,具有动力机、与动力机相连接且利用卡合装置变速的变速部、以及连接变速部与驱动轮的差动部,差动部包括与变速部的输出构件相连接的第一旋转构件、与第一旋转机相连接的第二旋转构件、以及与驱动轮相连接的第三旋转构件,在第一旋转机的输出受到限制的情况下(S10‑Y、S20‑Y),使卡合装置滑动而变更动力机的工作点(S60)。工作点的变更能使动力机的转矩上升。

Description

混合动力车辆用驱动装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆用驱动装置。
背景技术
以往,公知一种具有变速部的驱动装置。例如在专利文献1中公开了一种包括变速机构、第1传递轴和第2传递轴的混合动力车的驱动装置的技术,上述变速机构使内燃机的旋转变速而向动力分配机构传递,上述第1传递轴将来自内燃机的动力传递到变速机构,上述第2传递轴向动力分配机构传递从变速机构输出的动力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-190694号公报
发明内容
发明要解决的问题
这里,关于在具有旋转机的混合动力车辆中,抑制在限制旋转机的输出的情况下的驾驶性能的下降的方面,还有改良的空间。
本发明的目的在于,提供一种能够对限制旋转机的输出的情况下的驾驶性能的下降进行抑制的混合动力车辆用驱动装置。
用于解决问题的方案
本发明的混合动力车辆用驱动装置的特征在于,包括动力机、变速部和差动部,上述变速部与上述动力机相连接,利用卡合装置进行变速;上述差动部连接上述变速部与驱动轮,上述差动部包括与上述变速部的输出构件相连接的第一旋转构件、与第一旋转机相连接的第二旋转构件以及与上述驱动轮相连接的第三旋转构件,在限制上述第一旋转机的输出的情况下,使上述卡合装置滑动而变更上述动力机的工作点。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选的是,上述工作点的变更使上述动力机的转矩上升。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选的是,上述工作点的变更使上述变速部的变速比与使上述卡合装置滑动之前相比,处于低挡侧。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选的是,该混合动力车辆用驱动装置还具有与上述驱动轮及上述第三旋转构件相连接的第二旋转机,在限制上述第一旋转机的输出的情况或者限制上述第二旋转机的输出的情况中的至少任一种情况下,使上述卡合装置滑动而变更上述动力机的工作点。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选的是,上述旋转机的输出的下降越大,使上述卡合装置的转速差越大。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选的是,在上述旋转机的输出下降发生之前,预先使上述卡合装置的转矩容量下降。
在上述混合动力车辆用驱动装置中,优选的是,在上述第二旋转机低速旋转时,进行限制对上述第二旋转机供给电流的电流限制控制,从上述电流限制控制恢复时的上述第二旋转机的转矩的变动的程度,因上述卡合装置是否滑动而不同,上述卡合装置进行了滑动的情况下的上述第二旋转机的转矩的变动的程度,比上述卡合装置完全卡合的情况下的上述第二旋转机的转矩的变动的程度小。
发明效果
本发明的混合动力车辆用驱动装置在限制第一旋转机的输出的情况下,使卡合装置滑动而使动力机的工作点变更。采用本发明的混合动力车辆用驱动装置,起到能够抑制在旋转机的输出受到限制的情况下的驾驶性能的下降的效果。
附图说明
图1是表示实施方式的混合动力车辆用驱动装置的动作的流程图。
图2是实施方式的车辆的梗概图。
图3是实施方式的车辆的输入输出关系图。
图4是表示实施方式的混合动力车辆用驱动装置的工作卡合表的图。
图5是单独电机EV模式的共线图(日文:共線図)。
图6是双电机EV模式的共线图。
图7是HV低速模式(日文:ローモード)的共线图。
图8是HV高速模式(日文:ハイモード)的共线图。
图9是表示实施方式的模式选择的映射的图。
图10是旋转机的输出下降时的共线图。
图11是说明发动机输出的下降的图。
图12是实施方式的工作点变更控制的共线图。
图13是实施方式的发动机工作点的变更的说明图。
图14是表示实施方式的动作的时间图。
图15是表示实施方式的动作的另一时间图。
图16是表示旋转机的输出下降量与所需转速差的对应关系的一例的图。
图17是表示卡合装置的发热量与转速差的限制值的对应关系的一例的图。
图18是将发动机作为动力源进行行使的过程中的共线图。
图19是行使中的工作点变更控制的共线图。
图20是未进行第二旋转机的输出限制时的共线图。
图21是进行了第二旋转机的输出限制时的工作点变更控制的共线图。
图22是实施方式的第1变形例的工作点变更控制的共线图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式的混合动力车辆用驱动装置。另外,该实施方式并不限定本发明。另外,在下述的实施方式中的构成构件中包含本领域技术人员能容易地想到或实际上相同的构成构件。
实施方式
参照图1至图21说明实施方式。本实施方式涉及一种混合动力车辆用驱动装置。图1是表示本发明的实施方式的混合动力车辆用驱动装置的动作的流程图,图2是实施方式的车辆的梗概图,图3是实施方式的车辆的输入输出关系图,图4是表示实施方式的混合动力车辆用驱动装置的工作卡合表的图,图5是单独电机EV模式的共线图,图6是双电机EV模式的共线图,图7是HV低速模式的共线图,图8是HV高速模式的共线图,图9是表示实施方式的模式选择的映射的图,图10是旋转机的输出下降时的共线图,图11是说明发动机输出的下降的图,图12是实施方式的工作点变更控制的共线图,图13是实施方式的发动机工作点的变更的说明图,图14是表示实施方式的动作的时间图,图15是表示实施方式的动作的另一时间图。
本实施方式的车辆100如图2所示,是具有发动机1、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2来作为动力源的混合动力(HV)车辆。车辆100也可以是能利用外部电源进行充电的插入式混合动力(PHV)车辆。如图2和图3所示,车辆100构成为包括发动机1、第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2、离合器CL1、制动器BK1、HV_ECU50、MG_ECU60及发动机_ECU70。
另外,本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1构成为包括发动机1、第一行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构20、离合器CL1及制动器BK1。此外,混合动力车辆用驱动装置1-1也可以构成为包括各ECU50、60、70等控制装置。另外,混合动力车辆用驱动装置1-1也可以构成为包括第一旋转机MG1和第二旋转机MG2。混合动力车辆用驱动装置1-1能够应用在FF(前置发动机前轮驱动)车辆或RR(后置发动机后轮驱动)车辆等中。混合动力车辆用驱动装置1-1例如以轴向为车宽方向的方式搭载在车辆100中。
在本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1中,变速部(变速机构)40构成为包括第一行星齿轮机构10、离合器CL1和制动器BK1。另外,差动部构成为具有第二行星齿轮机构20。离合器CL1及制动器BK1是使第一行星齿轮机构10变速的卡合装置。
作为动力机的发动机1将燃料的燃烧能转换为输出轴的旋转运动而输出。发动机1的输出轴与输入轴2相连接。输入轴2是传动装置的输入轴。传动装置构成为包括第一旋转机MG1、第二旋转机MG2、离合器CL1、制动器BK1和差动装置30等。输入轴2配置为与发动机1的输出轴同轴且配置在输出轴的延长线上。输入轴2与第一行星齿轮机构10的第一齿轮架14相连接。
具有第一行星齿轮机构10的变速部40与发动机1相连接,利用卡合装置(离合器CL1和制动器BK1)进行变速。变速部40能使发动机1的旋转变速而输出。第一行星齿轮机构10是配置在比第二行星齿轮机构20靠发动机1侧的位置的输入侧差动机构。第一行星齿轮机构10是单小齿轮式结构,包括第一太阳齿轮11、第一小齿轮12、第一内齿轮13及第一齿轮架14。
第一内齿轮13配置为与第一太阳齿轮11同轴且配置在第一太阳齿轮11的径向外侧。第一小齿轮12配置在第一太阳齿轮11与第一内齿轮13之间,与第一太阳齿轮11及第一内齿轮13分别啮合。第一小齿轮12由第一齿轮架14支承为旋转自如。第一齿轮架14与输入轴2相连结,与输入轴2一体旋转。因而,第一小齿轮12能与输入轴2一起绕输入轴2的中心轴线进行旋转(公转),且第一小齿轮12由第一齿轮架14支承而能绕第一小齿轮12的中心轴线进行旋转(自转)。
离合器CL1是能将第一太阳齿轮11与第一齿轮架14连结的离合器装置。本实施方式的离合器CL1是摩擦卡合式的离合器。离合器CL1例如由液压控制而进行卡合或释放。完全卡合状态的离合器CL1能够连结第一太阳齿轮11和第一齿轮架14,使第一太阳齿轮11与第一齿轮架14一体旋转。完全卡合状态的离合器CL1限制第一行星齿轮机构10的差动。另一方面,释放状态的离合器CL1使第一太阳齿轮11与第一齿轮架14分开,允许第一太阳齿轮11与第一齿轮架14的相对旋转。也就是说,释放状态的离合器CL1允许第一行星齿轮机构10的差动。另外,能将离合器CL1控制为半卡合状态。半卡合状态的离合器CL1允许第一行星齿轮机构10的差动。
制动器BK1是能限制第一太阳齿轮11的旋转的制动器装置。制动器BK1具有与第一太阳齿轮11相连接的卡合构件,和与车身侧例如传动装置的壳体相连接的卡合构件。制动器BK1能够形成为与离合器CL1同样的摩擦卡合式的离合器装置。制动器BK1例如利用液压控制而进行卡合或释放。完全卡合状态的制动器BK1能够连结第一太阳齿轮11和车身侧,限制第一太阳齿轮11的旋转。另一方面,释放状态的制动器BK1使第一太阳齿轮11与车身侧分开,允许第一太阳齿轮11的旋转。另外,能将制动器BK1控制为半卡合状态。半卡合状态的制动器BK1允许第一太阳齿轮11的旋转。
本实施方式的第二行星齿轮机构20作为连接驱动轮32和具有第一行星齿轮机构10的变速部40的差动部而搭载在车辆100中。第二行星齿轮机构20是配置在比第一行星齿轮机构10靠驱动轮32侧的位置的输出侧差动机构。第二行星齿轮机构20为单小齿轮式,包括第二太阳齿轮21、第二小齿轮22、第二内齿轮23及第二齿轮架24。第二行星齿轮机构20配置为与第一行星齿轮机构10同轴,隔着第一行星齿轮机构10与发动机1彼此相对。
第二内齿轮23配置为与第二太阳齿轮21同轴且配置在第二太阳齿轮21的径向外侧。第二小齿轮22配置在第二太阳齿轮21与第二内齿轮23之间,与第二太阳齿轮21及第二内齿轮23分别啮合。利用第二齿轮架24将第二小齿轮22支承为旋转自如。第二齿轮架24与第一内齿轮13相连接,与第一内齿轮13一体旋转。第二小齿轮22能与第二齿轮架24一起绕输入轴2的中心轴线进行旋转(公转),且被第二齿轮架24支承而能绕第二小齿轮22的中心轴线进行旋转(自转)。第一内齿轮13为第一行星齿轮机构10的输出构件,能将从发动机1输入到第一行星齿轮机构10中的旋转输出到第二齿轮架24。第二齿轮架24对应于与第一行星齿轮机构10的输出构件相连接的第一旋转构件。
第一旋转机MG1的旋转轴33与第二太阳齿轮21相连接。第一旋转机MG1的旋转轴33配置为与输入轴2同轴,与第二太阳齿轮21一体旋转。第二太阳齿轮21对应于与第一旋转机MG1相连接的第二旋转构件。副主动齿轮25与第二内齿轮23相连接。副主动齿轮25是与第二内齿轮23一体旋转的输出齿轮。第二内齿轮23对应于与第二旋转机MG2及驱动轮32相连接的第三旋转构件。第二内齿轮23是能将从第一旋转机MG1或第一行星齿轮机构10输入的旋转输出到驱动轮32的输出构件。
副主动齿轮25与副从动齿轮26啮合。副从动齿轮26借助中间轴27与主动小齿轮28相连接。副从动齿轮26与主动小齿轮28一体旋转。另外,减速齿轮35与副从动齿轮26啮合。减速齿轮35与第二旋转机MG2的旋转轴34相连接。也就是说,第二旋转机MG2的旋转经由减速齿轮35传递到副从动齿轮26。减速齿轮35比副从动齿轮26小径,使第二旋转机MG2的旋转减速地传递到副从动齿轮26。
主动小齿轮28与差动装置30的差速器内齿轮29啮合。差动装置30借助左右的驱动轴31与驱动轮32相连接。第二内齿轮23借助副主动齿轮25、副从动齿轮26、主动小齿轮28、差动装置30及驱动轴31与驱动轮32相连接。另外,第二旋转机MG2与第二内齿轮23和驱动轮32的传动路径相连接,能分别将动力传递到第二内齿轮23及驱动轮32。
第一旋转机MG1和第二旋转机MG2分别具备作为电机(电动机)的功能和作为发电机的功能。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2借助转换器与蓄电池相连接。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2能将从蓄电池供给的电力转换为机械性的动力而输出,并且被输入的动力驱动而能将机械性的动力转换为电力。由旋转机MG1、MG2发出的电力能蓄积到蓄电池中。作为第一旋转机MG1和第二旋转机MG2,例如能使用三相交流同步型的电动发电机。
在本实施方式的车辆100中,与发动机1同轴地从距发动机1较近的一侧起依次配置有制动器BK1、离合器CL1、第一行星齿轮机构10、副主动齿轮25、第二行星齿轮机构20及第一旋转机MG1。另外,本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1为将输入轴2和第二旋转机MG2的旋转轴34配置在不同的轴上的复轴式结构。
如图3所示,车辆100包括HV_ECU50、MG_ECU60和发动机_ECU70。各ECU50、60、70是具有计算机的电子控制单元。HV_ECU50具有综合控制车辆100整体的功能。MG_ECU60和发动机_ECU70与HV_ECU50电连接。
MG_ECU60能够控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2。MG_ECU60例如能够调节对第一旋转机MG1供给的电流值(以下也记作“MG1电流”。),控制第一旋转机MG1的输出转矩以及调节对第二旋转机MG2供给的电流值(以下也记作“MG2电流”。),控制第二旋转机MG2的输出转矩。
发动机_ECU70能够控制发动机1。发动机_ECU70例如能够控制发动机1的电子节气门的开度,输出点火信号而进行发动机1的点火控制,以及进行对发动机1喷射燃料的喷射控制等。发动机_ECU70能够利用电子节气门的开度控制、喷射控制和点火控制等控制发动机1的输出转矩。
车速传感器、油门开度传感器、MG1转速传感器、MG2转速传感器、输出轴转速传感器和蓄电池传感器等与HV_ECU50相连接。HV_ECU50利用这些传感器,能够取得车速、油门开度、第一旋转机MG1的转速(以下也记作“MG1转速”)、第二旋转机MG2的转速(以下也记作“MG2转速”)、传动装置的输出轴的转速和蓄电池状态SOC等。
HV_ECU50能够基于取得的信息,算出对车辆100的要求驱动力、要求动力和要求转矩等。HV_ECU50基于算得的要求值,决定第一旋转机MG1的输出转矩(以下也记作“MG1转矩”)、第二旋转机MG2的输出转矩(以下也记作“MG2转矩”)和发动机1的输出转矩(以下也记作“发动机转矩”。)。HV_ECU50将MG1转矩的指令值和MG2转矩的指令值输出到MG_ECU60中。另外,HV_ECU50将发动机转矩的指令值输出到发动机_ECU70中。
HV_ECU50基于后述的行使模式等分别控制离合器CL1和制动器BK1。HV_ECU50分别输出对离合器CL1的供给液压(PbCL1)的指令值和对制动器BK1的供给液压(PbBK1)的指令值。未图示的液压控制装置依据各供给液压PbCL1、PbBK1的指令值控制对离合器CL1和制动器BK1的供给液压。
在车辆100中,能够选择性地执行混合动力(HV)行使或EV行使。HV行使是将发动机1作为动力源使车辆100行使的行使模式。在HV行使的情况下,也可以除了发动机1以外,还将第二旋转机MG2作为动力源。
EV行使是将第一旋转机MG1或第二旋转机MG2中的至少任一方作为动力源进行行使的行使模式。在EV行使的情况下,能使发动机1停止运转而行使。在本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1中,作为EV行使模式,具有将第二旋转机MG2作为单独的动力源使车辆100行使的单独电机EV模式(单独驱动EV模式),和将第一旋转机MG1及第二旋转机MG2作为动力源使车辆100行使的双电机EV模式(双驱动EV模式)。
在图4的卡合表中,离合器CL1的格和制动器BK1的格的圆形记号表示卡合,空格表示释放。另外,三角记号表示使离合器CL1或制动器BK1的任一方卡合,使另一方释放。例如使离合器CL1和制动器BK1均释放来执行单独电机EV模式。图5是单独电机EV模式的共线图。在共线图中,附图标记S1、C1、R1分别表示第一太阳齿轮11、第一齿轮架14、第一内齿轮13,附图标记S2、C2、R2分别表示第二太阳齿轮21、第二齿轮架24、第二内齿轮23。
在单独电机EV模式中,离合器CL1和制动器BK1被释放。通过将制动器BK1释放,能够允许第一太阳齿轮11的旋转,通过将离合器CL1释放,能使第一行星齿轮机构10差动。HV_ECU50借助MG_ECU60向第二旋转机MG2输出正转矩而使车辆100产生前进方向的驱动力。第二内齿轮23与驱动轮32的旋转联动地进行正旋转。这里,正旋转为车辆100前进时的第二内齿轮23的旋转方向。HV_ECU50使第一旋转机MG1作为发电机进行工作而减少拖曳损失。详细而言,HV_ECU50对第一旋转机MG1施加微小的转矩而发电,使第一旋转机MG1的转速为0。由此,能够减少第一旋转机MG1的拖曳损失。另外,在即使使MG1转矩为0,也能利用齿槽转矩将MG1转速维持为0时,也可以不施加MG1转矩。或者,也可以利用第一旋转机MG1的d轴锁定使MG1转速为0。
第一内齿轮1牵连(日文:連れ回り)于第二齿轮架24而进行正旋转。在第一行星齿轮机构10中,离合器CL1和制动器BK1为被释放的空挡的状态,所以发动机1不被牵连,第一齿轮架14停止旋转。因此,能够获得较大的再生量。第一太阳齿轮11空转而进行负旋转。
在以单独电机EV模式进行行使时,蓄电池的充电状态充分,有可能发生无法取得再生能量的情况。在该情况下,可以考虑并用发动机制动器。通过使离合器CL1或制动器BK1卡合,能使发动机1与驱动轮32相连接而使发动机制动器作用于驱动轮32。如图4中三角标记所示,当以单独电机EV模式使离合器CL1或制动器BK1卡合时,使发动机1为牵连状态,能利用第一旋转机MG1提高发动机转速而成为发动机制动状态。
在双电机EV模式下,HV_ECU50使离合器CL1及制动器BK1卡合。图6是双电机EV模式的共线图。通过使离合器CL1卡合,限制第一行星齿轮机构10的差动,通过使制动器BK1卡合,限制第一太阳齿轮11的旋转。因而,第一行星齿轮机构10的所有旋转构件的旋转停止。通过限制作为输出构件的第一内齿轮13的旋转,将与该第一内齿轮13相连接的第二齿轮架24的转速锁定为0。
HV_ECU50将行使驱动用的转矩分别输出到第一旋转机MG1及第二旋转机MG2中。通过限制第二齿轮架24的旋转,能使第二齿轮架24相对于第一旋转机MG1的转矩获取反作用力,从第二内齿轮23输出第一旋转机MG1的转矩。第一旋转机MG1在前进时输出负转矩而进行负旋转,从而能从第二内齿轮23输出正的转矩。另一方面,在后退时,第一旋转机MG1输出正转矩而进行正旋转,从而能从第二内齿轮23输出负的转矩。
在进行HV行使时,作为差动部的第二行星齿轮机构20以差动状态为基本,变速部40的第一行星齿轮机构10进行低速/高速的切换。
在HV低速模式下,HV_ECU50使离合器CL1卡合,将制动器BK1释放。通过使离合器CL1卡合,限制第一行星齿轮机构10的差动,各旋转构件11、13、14一体旋转。因而,发动机1的旋转既不加速也不减速,而是以等速从第一内齿轮13传递到第二齿轮架24。
另一方面,在HV高速模式下,HV_ECU50将离合器CL1释放,使制动器BK1卡合。通过使制动器BK1卡合,限制第一太阳齿轮11的旋转。因此,第一行星齿轮机构10使输入到第一齿轮架14的发动机1的旋转加速而成为从第一内齿轮13输出的过驱动(OD)状态。这样,第一行星齿轮机构10能使发动机1的旋转加速后输出。过驱动时的第一行星齿轮机构10的变速比例如可以为0.7。
这样,由离合器CL1及制动器BK1构成的切换装置,对限制第一行星齿轮机构10的差动的状态和允许第一行星齿轮机构10的差动的状态进行切换,从而使第一行星齿轮机构10变速。混合动力车辆用驱动装置1-1能够利用包括第一行星齿轮机构10、离合器CL1及制动器BK1的变速部40,进行HV高速模式与HV低速模式的切换,提高车辆100的传递效率。另外,作为差动部的第二行星齿轮机构20串联地连接于变速部40的后段。由于第一行星齿轮机构10为过驱动,所以具有也可以不增大第一旋转机MG1而高转矩化的优点。
HV_ECU50例如在高车速的情况下选择HV高速模式,在中低车速的情况下选择HV低速模式。图9是表示本实施方式的模式选择的映射的图。在图9中,横轴表示车速,纵轴表示要求驱动力。如图9所示,低车速且要求驱动力小的低负荷的区域为电机行使区域。在电机行使区域中,选择EV行使。在电机行使区域中,例如在低负荷时选择单独电机EV模式,在高负荷时选择双驱动EV模式。
比电机行使区域高车速、高负荷的区域是发动机行使区域。此外,发动机行使区域分成直接连结(低速)区域和OD(高速)区域。直接连结区域是选择HV低速模式的发动机行使区域。OD区域是选择HV高速模式的发动机行使区域。OD区域是高车速的区域,直接连结区域是中低车速的区域。直接连结区域设定为比OD区域的负荷高。通过在高车速且低负荷时对变速部40进行过驱动,能够降低油耗。例如如箭头Y1所示,在从电机行使区域过渡到直接连结区域的情况下,从EV行使模式过渡到HV低速模式。另外,如箭头Y2所示,在从电机行使区域过渡到了OD区域的情况下,从EV行使模式过渡到HV高速模式。
在本实施方式中,利用HV高速模式与HV低速模式的切换来使发动机1的旋转变速而输出,从而机械点为2个,能够降低油耗。另外,机械点是将输入到行星齿轮机构10、20中的动力不经由电气路径而是利用机械性的传递而全部传递到副主动齿轮25的高效率的工作点。
本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1能够利用第一行星齿轮机构10将发动机1的旋转加速后从第一内齿轮13输出。因而,混合动力车辆用驱动装置1-1相对于不具备第一行星齿轮机构10而使发动机1直接与第二齿轮架24相连接的情况下的机械点,在更高速挡侧还具有一个机械点。也就是说,混合动力车辆用驱动装置1-1在高速挡侧具有两个机械点。因此,混合动力车辆用驱动装置1-1能够实现通过提高高速行使时的传递效率而降低油耗的混合动力系统。
另外,混合动力车辆用驱动装置1-1通过使变速部40的离合器CL1及制动器BK1卡合,能够限制第二行星齿轮机构20的输入构件的旋转,能够进行以双电机EV模式进行的行使。因此,不必为了实现双电机EV模式而另外设置离合器等,简化了结构。在本实施方式的布局中,能够取得较大的第二旋转机MG2的减速比。另外,能够利用FF或RR布局实现紧凑的配置。
后退行使
在进行后退行使的情况下,在发动机行使的过程中,第一旋转机MG1作为发电机进行发电,第二旋转机MG2作为电机进行牵引,进行负旋转而输出负转矩进行行使。在蓄电池的充电状态充分时,也可以利用单独驱动EV模式使第二旋转机MG2单独进行逆旋转而进行电机行使。另外,也可以将第二齿轮架24固定而以双驱动EV模式进行后退行使。
协调变速控制
HV_ECU50在进行HV高速模式与HV低速模式的切换的情况下,能够执行使第一行星齿轮机构10和第二行星齿轮机构20同时变速的协调变速控制。HV_ECU50在协调变速控制中,使第一行星齿轮机构10及第二行星齿轮机构20中的一方的变速比增加,使另一方的变速比减小。
HV_ECU50在从HV高速模式向HV低速模式切换的情况下,与模式的切换同步地使第二行星齿轮机构20的变速比向高速挡侧变化。由此,能够抑制或减少车辆100的从发动机1到驱动轮32的整体的变速比的不连续的变化,能够减轻变速比的变化的程度。通过抑制从发动机1到驱动轮32的变速比的变化,能够减少随着变速发生的发动机转速的调节量,或者不必进行发动机转速的调节。HV_ECU50例如以使车辆100整体的变速比向低速侧连续地变化的方式,使第一行星齿轮机构10及第二行星齿轮机构20协调变速。
另一方面,HV_ECU50在从HV低速模式向HV高速模式切换的情况下,与模式的切换同步地使第二行星齿轮机构20的变速比向低速挡侧变化。由此,能够抑制或减少车辆100整体的变速比的不连续的变化,减轻变速比的变化的程度。HV_ECU50例如使第一行星齿轮机构10及第二行星齿轮机构20协调变速,以使车辆100整体的变速比向高速挡侧连续地变化。
例如利用第一旋转机MG1的转速的控制来进行第二行星齿轮机构20的变速比的调节。HV_ECU50例如将第一旋转机MG1控制为使输入轴2与副主动齿轮25之间的变速比无级变化。由此,包括行星齿轮机构10、20、第一旋转机MG1、离合器CL1及制动器BK1的整体即包括差动部和变速部40的变速装置作为电气性的无级变速器进行工作。包括差动部和变速部40的变速装置的变速比幅度较宽,所以能够取得比较大的从差动部到驱动轮32的变速比。另外,能够减少HV行使模式的高车速行使时的动力循环。
这里,在车辆100中,有时第一旋转机MG1、第二旋转机MG2的输出受到限制而输出下降。例如,旋转机MG1、MG2、转换器的温度有时上升而限制旋转机MG1、MG2的输出。另外,在蓄电池的温度比规定的温度范围高或低的情况下,蓄电池的输入输出电流受到限制,旋转机MG1、MG2的输出转矩、发电量有时受到限制。在本实施方式的车辆100中,在旋转机MG1、MG2的输出受到了限制的情况下,见下述,导致驱动力的下降等。
在图10中表示以HV低速模式起步时的共线图。通过使离合器CL1完全卡合,发动机转速与第一内齿轮13的转速nr1与第二齿轮架24的转速成为相同的转速。因而,MG1转速使发动机转速受到制约。由此,例如在限制了第一旋转机MG1的输出的情况下,如参照图11说明的那样,有时不再能使发动机以能进行期望的输出的工作点运转。
在图11中,横轴是第一内齿轮13的转速nr1,纵轴表示从第一内齿轮13向第二齿轮架24输出的转矩(以下也记作“变速部输出转矩”)tr1。在离合器CL1完全卡合的情况下,发动机转速与第一内齿轮13的转速nr1一致,所以横轴也表示发动机转速。tr1max表示在离合器CL1完全卡合的情况下的发动机1的最大转矩线。发动机1的最大转矩线tr1max是表示各发动机转速与能从发动机1中输出的最大转矩的对应关系的曲线。
能从第一内齿轮13输出到第二内齿轮23的转矩,即,能经由第二行星齿轮机构20传递的转矩依赖于由第一旋转机MG1输出的反作用力转矩。也就是说,变速部输出转矩tr1的上限依赖于MG1转矩tg而定。
能输出的转矩线tr1_1、tr1_2表示能从第一内齿轮13输出的最大转矩。根据与第一内齿轮13的转速nr1相对应的MG1转速和该MG1转速的MG1转矩的上限值来决定能输出的转矩线tr1_1、tr1_2。非限制时的能输出的转矩线tr1_1与在未限制第一旋转机MG1的输出的情况下能输出的MG1转矩的最大值相对应。输出限制时的能输出的转矩线tr1_2与在限制第一旋转机MG1的输出的情况下能输出的MG1转矩的最大值相对应。对于相同的MG1转速,在限制第一旋转机MG1的输出时,MG1转矩的最大值比非限制时降低。由此,输出限制时的能输出的转矩线tr1_2与非限制时的能输出的转矩线tr1_1相比位于低转矩侧。
在未限制第一旋转机MG1的输出的情况下,能从发动机1输出到第二齿轮架24的最大转矩是发动机1的最大转矩线tr1max与非限制时的能输出的转矩线tr1_1的交点P1的转矩。即,在未限制第一旋转机MG1的输出时,能在使发动机1以工作点P1进行了运转的情况下,从第一行星齿轮机构10输出最大转矩。
当限制第一旋转机MG1的输出时,对于相同的MG1转速,能输出的MG1转矩的上限下降。因此,在限制了第一旋转机MG1的输出的情况下,当想要利用第一旋转机MG1接受与输出限制前同样的反作用力时,需要使MG1转速下降。但是,当使MG1转速下降时,第二齿轮架24的转速也下降,发动机转速也同样下降。另外,输出限制时的能输出的转矩线tr1_2与非限制时的能输出的转矩线tr1_1相比位于低转矩侧。
因而,在限制第一旋转机MG1的输出的情况下,能从发动机1输出到第二齿轮架24的最大转矩是发动机1的最大转矩线tr1max与输出限制时的能输出的转矩线tr1_2的交点P2的转矩。即,在限制第一旋转机MG1的输出时,能在使发动机1以工作点P2进行了运转的情况下,从第一行星齿轮机构10输出最大转矩。由此,如图11中箭头Y3所示,通过限制第一旋转机MG1的输出,使变速部输出转矩tr1的上限下降。在大幅地踏下油门的情况等车辆100的要求驱动力较大时,若第一旋转机MG1的输出受到限制而使变速部输出转矩tr1下降,则车辆100的驱动力下降。
本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1见下述,在限制第一旋转机MG1的输出的情况下,使离合器CL1滑动而变更发动机1的工作点。由此,能够抑制变速部输出转矩tr1的下降,抑制驱动力的下降。
HV_ECU50在限制第一旋转机MG1的输出的情况下,如图12所示,使离合器CL1为半卡合状态,使离合器CL1滑动。由此,允许第一行星齿轮机构10的差动。因此,能够将发动机1的工作点变更为使发动机转速相对于第一内齿轮13的转速nr1为高速。换言之,能使第一行星齿轮机构10为低挡,使发动机1的转速减速而从第一内齿轮13输出。如图12所示,在使离合器CL1进行了滑动的情况下,与使离合器CL1滑动前(参照图10),能使第一行星齿轮机构10的变速比(发动机转速/第一内齿轮13的转速nr1)增大而处于低挡侧。
如图13所示,在使离合器CL1进行了滑动的情况下,发动机1的最大转矩线发生变化。使离合器CL1进行了滑动的情况下的发动机1的最大转矩线(以下简称为“滑动时的发动机1的最大转矩线”)tr1max1与离合器CL1完全卡合时的发动机1的最大转矩线tr1max相比,处于高转矩侧。
在使离合器CL1进行了滑动的情况下,能从发动机1输出到第二齿轮架24的最大转矩是滑动时的发动机1的最大转矩线tr1max1与输出限制时的能输出的转矩线tr1_2的交点P3的转矩。即,通过使离合器CL1滑动,如箭头Y4所示,与离合器CL1完全卡合的情况下的最大转矩的工作点P2相比,能以高转矩的工作点P3使发动机1进行运转。因此,能够抑制因第一旋转机MG1的输出的限制而导致的变速部输出转矩tr1的下降。
当能使MG1转速单独地变化时,即使在第一旋转机MG1的输出受到限制的情况下,第一旋转机MG1也存在转矩的富余。当能使MG1转速下降而增加MG1转矩时,能从第一内齿轮13输出比交点P2的转矩大的转矩。但是,在离合器CL1完全卡合的情况下,当使MG1转速下降时,发动机转速也联动地下降。因此,因发动机转矩接受制约,而未能增加变速部输出转矩tr1。相对于此,采用本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1,通过使离合器CL1滑动,既能使MG1转速下降而增加MG1转矩,又能增加发动机转速而增加发动机转矩。
在本说明书中,也将在限制旋转机MG1、MG2的输出的情况下,使卡合装置滑动而变更发动机1的工作点的控制简称为“工作点变更控制”。另外,在限制第一旋转机MG1的输出的情况下,或者在限制第二旋转机MG2的输出的情况下的至少任一种情况下,能够执行工作点变更控制。另外,见后述,“限制旋转机MG1、MG2的输出的情况”能够包括限制旋转机MG1、MG2的输出的情况以及预测旋转机MG1、MG2的输出受到限制的情况。
参照图1及图14说明本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1的动作。图1所示的控制流程例如以规定的间隔反复执行。在图14中表示从第一旋转机MG1的输出实际被限制后执行工作点变更控制的情况下的时间图。在图14中,(a)表示发动机转速,(b)表示MG1转矩,(c)表示MG1转速,(d)表示发动机转矩,(e)表示车辆100的驱动力,(f)表示对离合器CL1的供给液压,(g)表示离合器CL1的转速差(第一太阳齿轮11的转速Ns1-第一齿轮架14的转速Nc1),(h)表示第一旋转机MG1的动力(MG1转矩×MG1转速)。
在步骤S10中,利用HV_ECU50判定旋转机MG1、MG2的输出是否受到限制。HV_ECU50例如将根据车辆100的要求驱动力决定的旋转机MG1、MG2的输出(转矩、电流值、转速、动力等的目标值、指令值),与实际的旋转机MG1、MG2的输出进行比较而进行步骤S10的判定。HV_ECU50在实际的旋转机MG1、MG2的输出低于或不足于根据要求驱动力决定的旋转机MG1、MG2的输出的情况下,能在步骤S10中进行肯定判定。另外,HV_ECU50在第一旋转机MG1或第二旋转机MG2中的至少任一方的输出受到限制的情况下,能在步骤S10中进行肯定判定。
步骤S10的判定的结果,在已判定为旋转机MG1、MG2的输出受到限制的情况下(步骤S10-Y),进入步骤S40,在不是那样的情况下(步骤S10-N),进入步骤S20。在图14中,在时刻t1开始第一旋转机MG1的输出限制。HV_ECU50将第一旋转机MG1的工作点变更为使发动机转矩尽量比第一旋转机MG1的输出限制高。这里,降低MG1转速。因输出限制,MG1转矩也减小(绝对值减小)。在时刻t1以后,在步骤S10中进行肯定判定而进入步骤S40。
在步骤S20中,利用HV_ECU50判定是否预测到旋转机MG1、MG2的输出限制。HV_ECU50判定的是虽然实际上旋转机MG1、MG2的输出未被限制,但不久旋转机MG1、MG2的输出可能会被限制。HV_ECU50例如根据旋转机MG1、MG2、转换器的温度、蓄电池的温度、蓄电池的充电状态SOC等的检测结果,预测旋转机MG1、MG2的输出是否受限。例如在预测到旋转机MG1、MG2、转换器、蓄电池的温度成为目标范围外的温度的情况、预测到蓄电池的充电状态SOC成为目标范围外的值的情况下,能在步骤S20中进行肯定判定。
步骤S20的判定的结果,在已判定为预测到旋转机MG1、MG2的输出限制的情况下(步骤S20-Y),进入步骤S40,在不是那样的情况下(步骤S20-N),进入步骤S30。
在步骤S40中,利用HV_ECU50算出所需转速差。所需转速差是离合器CL1的第一太阳齿轮11侧的卡合构件与第一齿轮架14侧的卡合构件的转速差的所需量。所需转速差设定为为了达到目标的发动机工作点而所需的转速差。所需转速差至少与使离合器CL1完全卡合的情况相比能抑制变速部输出转矩tr1的下降,优选的是能够补偿因第一旋转机MG1的输出的下降而导致的变速部输出转矩tr1的下降,能使变速部输出转矩tr1的下降为0。
旋转机MG1、MG2的输出的下降较大的情况下的所需转速差,设定为比旋转机MG1、MG2的输出的下降较小的情况下的所需转速差大的值。图16是表示旋转机MG1、MG2的输出下降量与所需转速差的对应关系的一例的图。图16的横轴是旋转机MG1、MG2的输出下降量。这里,输出下降量例如是根据车辆100的要求驱动力决定的旋转机MG1、MG2的输出与实际的旋转机MG1、MG2的输出的差分。
例如在第一旋转机MG1的情况下,能使输出下降量为根据车辆100的要求驱动力决定的第一旋转机MG1的输出(MG1转矩、MG1转速、MG1电流、MG1动力)与实际的第一旋转机MG1的输出(MG1转矩、MG1转速、MG1电流、MG1动力)的差分的大小。另外,在第一旋转机MG1及第二旋转机MG2均被限制输出的情况下,也可以使两者的输出下降量的和成为横轴的输出下降量而算出所需转速差。如图16所示,在本实施方式中,设定为相对于输出下降量的增加,所需转速差呈线形增加。因此,旋转机MG1、MG2的输出的下降越大,HV_ECU50使卡合装置的转速差越大。另外,在输出下降量为0的情况下,使所需转速差为0,使离合器CL1完全卡合。
HV_ECU50根据旋转机MG1、MG2的输出下降量算出所需转速差。在图14中,根据时刻t1至t2之间的第一旋转机MG1的输出下降量,在步骤S40中算出所需转速差。在算出所需转速差时,进入步骤S50。
在步骤S50中,利用HV_ECU50算出转速差限制。HV_ECU50为了确保离合器CL1的耐久性,而依据离合器CL1的发热的累积值对所需转速差设置限制。当增大离合器CL1的转速差时,离合器CL1的发热增大。当使离合器CL1的滑动持续至热量的极限时,需要使离合器CL1释放或完全卡合。在从滑动状态释放离合器CL1时,发生急剧的驱动力变化,是不理想的。在本实施方式中,依据离合器CL1的累积发热量的增加而减小转速差。
图17使表示卡合装置的发热量与转速差的限制值的对应关系的一例的图。图17的横轴是卡合装置的总发热量,例如是开始了工作点变更控制后的卡合装置的累积发热量。转速差越大,卡合装置的每单位时间内的发热越大,滑动的继续时间越长,卡合装置的温度越上升。卡合装置的温度与总发热量大致成比例,所以参照总发热量对转速差设置限制。图17的纵轴是转速差的限制值,例如是所需转速差的上限值。如图17所示,卡合装置的总发热量较大的情况下的转速差的限制值比总发热量较小的情况下的转速差的限制值小。换言之,当总发热量增大时,转速差限制为较小的值。相对于总发热量的增加,转速差的限制值呈线形减少。当总发热量成为在卡合装置中允许的预先设定的上限的发热量时,转速差成为0。
另外,也可以代替如图17那样设定转速差的限制值,而是在总发热量从0到规定的发热量的范围内,使转速差的限制值恒定,当总发热量从规定的发热量进一步增加时,依据该增加而减小转速差的限制值。
HV_ECU50例如能够预先存储卡合装置的转速差与发热量(例如每单位时间内的发热量)的关系,推测卡合装置的总发热量。HV_ECU50根据算得的总发热量决定转速差的限制值。另外,也可以根据AT油温、总发热量、冷却性能预测或推测卡合装置的温度本身,而用在图17的横轴中。
当在步骤S50中算得的转速差的限制值比在步骤S40中算得的所需转速差低的情况下,HV_ECU50使在步骤S50中算得的转速差的限制值为离合器CL1的转速差的目标值。另一方面,当在步骤S40中算得的所需转速差为在步骤S50中算得的转速差的限制值以下的情况下,HV_ECU50使所需转速差为离合器CL1的转速差的目标值。当执行步骤S50时,进入步骤S60。
在步骤S60中,利用HV_ECU50实施转速差控制。HV_ECU50将离合器CL1的转速差控制为在步骤S50中确定的转速差的目标值。在图14中,在时刻t2开始进行离合器CL1的转速差的控制。
HV_ECU50使对离合器CL1的供给液压(以下也简称为“CL1液压”。)下降。HV_ECU50在时刻t2,在离合器CL1不滑动的范围内使CL1液压非连续性地大幅下降。随后,HV_ECU50使CL1液压逐渐下降至时刻t3。在时刻t3,CL1液压充分下降,开始产生转速差。在开始产生离合器CL1的转速差时,HV_ECU50使发动机转速和发动机转矩朝向期望的工作点(例如图13的工作点P3)的发动机转速及发动机转矩变化。这里,HV_ECU50使发动机转速及发动机转矩上升。
HV_ECU50根据发动机转矩的上升而使MG1转矩的绝对值增大下去。但是,保持这样的话,MG1输出会超过限制,所以减小MG1转速。驱动力表示在进行了上述一连串的动作的情况下的时间序列的变化。在不慎引起了第一旋转机MG1的输出的下降的情况下,从输出下降到转速差的发生为止,存在滞后,所以驱动力暂时下降,随后驱动力从时刻t3开始上升。在时刻t4,驱动力恢复至第一旋转机MG1的输出下降前的值。在时刻t4以后,使CL1液压恒定,开始进行将离合器CL1的转速差维持为恒定的滑动稳态控制。
例如当在步骤S60中开始进行滑动稳态控制时,HV_ECU50结束本控制流程。
当在步骤S20中进行否定判定而进入步骤S30中时,在步骤S30中利用HV_ECU50实施通常控制。HV_ECU50使离合器CL1完全卡合而使车辆100起步·行使。另外,在从进行了工作点变更控制的状态开始解除第一旋转机MG1、MG2的输出限制而进入了步骤S30的情况下,HV_ECU50结束工作点变更控制。例如在解除了第一旋转机MG1的输出限制的情况下,HV_ECU50增加第一旋转机MG1的输出,使离合器CL1完全卡合,使发动机1的工作点变更为离合器CL1的完全卡合状态下的工作点。当执行步骤S30时,本控制流程结束。
本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1在预测到旋转机MG1、MG2的输出限制的情况下,设定使离合器CL1的转速差产生的准备期间。当旋转机MG1、MG2的输出下降实际发生后开始进行增大离合器CL1的转速差的控制时,驱动力补偿可能延迟。HV_ECU50在预测旋转机MG1、MG2的输出的下降的情况下,在输出的下降发生前,预先降低CL1液压,使离合器CL1的转矩容量下降。由此,能将起因于旋转机MG1、MG2的输出下降的变速部输出转矩tr1的下降防患于未然。
在图15中表示预测第一旋转机MG1的输出的下降而执行工作点变更控制的情况下的时间图。HV_ECU50在时刻t11,预测第一旋转机MG1的输出限制的进行。HV_ECU50例如能够根据表示第一旋转机MG1的温度、夹设在第一旋转机MG1与蓄电池之间的转换器的温度、蓄电池的温度和蓄电池的充电状态SOC等的信号预测输出限制。当预测到第一旋转机MG1的输出的下降(步骤S20-Y)时,进入步骤S40。
在步骤S40中,也可以代替实际的旋转机MG1、MG2的输出下降量地,根据旋转机MG1、MG2的输出下降量的预测值算出所需转速差。当执行步骤S40时,执行步骤S50而进入步骤S60。
在步骤S60中,利用HV_ECU50实施转速差控制。HV_ECU50使CL1液压下降而进行使转速差产生的准备。在图15中,在时刻t12开始进行滑动过渡控制。在滑动过渡控制中,首先在离合器CL1不滑动的范围内使CL1液压非连续性地大幅下降,随后使CL1液压逐渐下降。
当发生离合器CL1的滑动时,将转速差控制为不使发动机1的工作点变更。当在时刻t13开始进行第一旋转机MG1的输出限制时,为了不使变速部输出转矩tr1下降,或者为了抑制驱动力的下降,而控制发动机1、第一旋转机MG1及离合器CL1。为了将发动机1的工作点变更为目标工作点,控制离合器CL1的转速差,增加发动机转矩及发动机转速。为了接受对发动机转矩的反作用力而增加MG1转矩(增加绝对值)。将MG1转速降低为能够输出所需的MG1转矩,且能降低MG1动力。
当发动机的工作点在时刻t14成为期望的工作点时,开始进行将离合器CL1的转速差维持为恒定的滑动稳态控制。
另外,不限定于在起步时,也可以在行使过程中进行工作点变更控制。图18表示将发动机1作为动力源进行行使的过程中的共线图。当在行使过程中限制旋转机MG1、MG2的输出时,如参照图11说明的那样,存在发动机转矩te下降而使驱动力下降的问题。对此,通过在行使过程中执行工作点变更控制,能够抑制驱动力的下降。图19是行使中的工作点变更控制的共线图。
如图19所示,通过使离合器CL1滑动,能使发动机转速相对于第一内齿轮13的转速nr1成为高速。因此,对于因第一旋转机MG1的输出限制引发的MG1转速的下降,能够抑制发动机转矩的下降,抑制驱动力的下降。
以上,以第一旋转机MG1的输出限制为例进行了说明,但也可以依据第二旋转机MG2的输出限制来进行工作点变更控制。第二旋转机MG2是与作为差动部的第二行星齿轮机构20间接连结的旋转机。图20是未进行第二旋转机MG2的输出限制时的起步时的共线图,图21是进行了第二旋转机MG2的输出限制时的工作点变更控制的共线图。如图20所示,离合器CL1完全卡合,利用第一旋转机MG1控制发动机1的工作点。与作为第二行星齿轮机构20的输出轴的第二内齿轮23相连结的第二旋转机MG2产生驱动力。
第二旋转机MG2的温度上升、单相锁定(日文:単相ロック)有时会限制第二旋转机MG2的输出。另外,单相锁定表示在第二旋转机MG2低速旋转时只有1相的电流持续流动的状态。HV_ECU50为了抑制由单相锁定引发的过电流,执行降低MG2电流而保护转换器的元件的控制。HV_ECU50例如在进行MG2转速的绝对值为预先设定的转速(作为一例,100rpm左右)以下的低速旋转时,限制对第二旋转机MG2的供给电流,执行使MG2电流下降的电流限制控制。
当利用电流限制控制等进行第二旋转机MG2的输出限制时,若离合器CL1完全卡合的状态不变,则驱动力会下降。对此,本实施方式的混合动力车辆用驱动装置1-1如图21所示,使离合器CL1滑动而使发动机转速上升,提高转矩。HV_ECU50为了与发动机1的转矩的上升相对应,而降低MG1转速,增大MG1转矩(反作用力转矩)。通过使发动机转矩相对于MG2转矩的下降而增加,能够补偿驱动力的下降。
另外,当利用第一旋转机MG1的输出限制来执行工作点变更控制时,还可能进行第二旋转机MG2的输出限制。在该情况下,相对于与第一旋转机MG1的输出下降量相对应的离合器CL1的转速差,依据第二旋转机MG2的输出下降量来增大转速差。由此,能够增加发动机转矩,使向第二行星齿轮机构20输入的转矩为较大的值,补偿MG2转矩的下降的量。
另外,在本实施方式中,使第一行星齿轮机构10变速的卡合装置就是离合器CL1及制动器BK1,但卡合装置的个数及种类不限定于此。另外,离合器CL1不限定于将第一太阳齿轮11和第1齿轮架14连结的结构,也可以将第一行星齿轮机构10的其他的旋转构件彼此连结。制动器BK1不限定于限制第一太阳齿轮11的旋转,也可以限制第一行星齿轮机构1的其他旋转构件的旋转。
在本实施方式中,以动力机为发动机1的情况为例进行了说明,但也可以在车辆100中搭载其他动力机来代替发动机1。
另外,本实施方式的变速部40能够使发动机1的转速加速而从输出构件中输出,但也可以取而代之地,由变速部40减速发动机1的转速而输出。作为一例,使发动机1与第一内齿轮13相连接,使第二齿轮架24与第一齿轮架14相连接,从而能使变速部40为低挡式的结构。在低挡型的变速部40中,通过使卡合装置滑动,能使变速部40的变速比与滑动前相比处于低挡侧。
本实施方式的车辆100具有第一旋转机MG1及第二旋转机MG2这2个旋转机,但车辆100也可以不具有第二旋转机MG2。在不具有第二旋转机MG2的车辆100中,在限制第一旋转机MG1的输出的情况下,使卡合装置滑动而变更发动机1的工作点即可。
当在差动部中进行变速的情况下,发动机动力的一部分被第一旋转机MG1吸收。在不具有第二旋转机MG2的车辆100中,不能利用第二旋转机MG2将第一旋转机MG1吸收的动力输出而调整动力的收支。那么,在不具有第二旋转机MG2的车辆中,优选补充使发动机1的旋转变速的变速功能。
在不具有第二旋转机MG2的车辆100中,例如作为变速部40,可以搭载多级AT(例如4级以上)。或者可以在差动部的输出轴与驱动轴31之间追加设置变速器(AT或带式CVT等)。
实施方式的第1变形例
说明实施方式的第1变形例。在上述实施方式中,在工作点变更控制中使离合器CL1滑动,但也可以取而代之地使制动器BK1滑动。图22是实施方式的第1变形例的工作点变更控制的共线图。
例如在HV高速模式中在限制旋转机MG1、MG2的输出的情况下,执行使制动器BK1滑动的工作点变更控制。HV_ECU50在限制旋转机MG1、MG2的输出的情况下,减少对完全卡合着的制动器BK1的供给液压,使制动器BK1滑动。由此,至少与使制动器BK1滑动前相比,能使变速部40的变速比处于低挡侧,此外如图22所示,能使发动机转速相对于第一内齿轮13的转速nr1为高速旋转。因此,能使发动机1的转矩上升,抑制驱动力的下降。
实施方式的第2变形例
在因第二旋转机MG2的输出限制而进行工作点变更控制的状态下,在从第二旋转机MG2的输出限制中恢复的情况下,可以减缓MG2转矩的升高。例如在解除了单相锁定的判定的情况等从第二旋转机MG2的输出限制中恢复的情况下,MG2转矩容易急剧上升。相对于此,离合器CL1、制动器BK1的液压的响应性比MG2转矩的响应性低。因此,离合器CL1、制动器BK1的完全卡合相对于MG2转矩的升高延迟,可能导致驾驶性能的下降。另外,发动机1的工作点的变更也耗费时间,所以发动机转矩的下降相对于MG2转矩的上升延迟,可能导致驾驶性能的下降。
另外,即使降低了第二旋转机MG2的输出的上限,在要求驱动力小且MG2转矩的目标值成为限制的范围内的转矩的情况下,也不会发生输出限制,所以不执行工作点变更控制。在该情况下,由于使离合器CL1、制动器BK1保持完全卡合的状态不变,所以与进行了工作点变更控制的情况不同,能使MG2转矩快速地上升。
因而,可以根据是否使离合器CL1、制动器BK1滑动,来使从电流限制控制中恢复时的第二旋转机MG2的转矩的升高不同。优选的是,由电流限制控制引发的第二旋转机MG2的输出下降使卡合装置滑动的情况下的MG2转矩的升高,比未使卡合装置滑动的情况下的MG2转矩的升高慢。
也就是说,从电流限制控制中恢复时的第二旋转机的转矩的变动的程度(变化速度、变化加速度等的大小),优选根据卡合装置是否滑动而不同,卡合装置进行滑动的情况下的MG2转矩的变动的程度优选比卡合装置完全卡合的情况下的MG2转矩的变动的程度小。
利用上述的实施方式及变形例公开了以下的传动装置。
“传动装置由动力机、卡合部、变速部、差动部和旋转机构成,动力机的输出轴借助上述卡合部和上述变速部与上述差动部相连结,上述旋转机以能够控制上述变速部的输出轴转速的方式直接或间接地与差动部相连接,
在进行上述动力机的动力传递时,在旋转机的输出受到限制的情况下,使卡合装置为半卡合状态。”
在上述的实施方式及变形例中公开的内容能够适当地组合执行。
附图标记说明
1-1、混合动力车辆用驱动装置;1、发动机;10、第一行星齿轮机构;20、第二行星齿轮机构;21、第二太阳齿轮;23、第二内齿轮;24、第二齿轮架;32、驱动轮;40、变速部;100、车辆;MG1、第一旋转机;MG2、第二旋转机;P1、P2、P3、工作点;tr1、变速部输出转矩;tr1max、发动机的最大转矩线;tr1_1、非限制时的能输出的转矩线;tr1_2、输出限制时的能输出的转矩线。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆用驱动装置,其特征在于,具有动力机、变速部和差动部,所述变速部与所述动力机相连接,包括第一行星齿轮机构、离合器和制动器,并利用所述离合器和所述制动器进行变速,所述差动部连接所述变速部与驱动轮,
所述差动部具有与所述变速部的输出构件相连接的第一旋转构件、与第一旋转机相连接的第二旋转构件以及与所述驱动轮相连接的第三旋转构件,并包括与所述第一行星齿轮机构分体的第二行星齿轮机构,
所述混合动力车辆用驱动装置利用所述变速部进行HV高速模式与HV低速模式的切换,利用所述HV高速模式与所述HV低速模式的切换来使所述动力机的旋转变速,使机械点为2个,
所述机械点是将输入到所述第一行星齿轮机构以及所述第二行星齿轮机构中的动力不经由电气路径而是利用机械性的传递而全部传递的工作点,在限制所述第一旋转机的输出而使之下降的情况下,使所述离合器为半卡合状态,并使所述离合器滑动,由此允许所述第一行星齿轮机构的差动,
在使所述离合器进行了滑动的情况下,与所述离合器完全卡合的情况下的最大转矩的工作点相比,以高转矩的工作点使所述动力机进行运转。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
所述工作点的变更是使所述变速部的变速比与使所述卡合装置滑动之前相比处于低挡侧。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
还具有与所述驱动轮及所述第三旋转构件相连接的第二旋转机,
在限制所述第一旋转机的输出的情况或者限制所述第二旋转机的输出的情况中的至少任一种情况下,使所述卡合装置滑动而变更所述动力机的工作点。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
所述旋转机的输出下降越大,越增大所述卡合装置的转速差。
5.根据权利要求1~3中任意一项所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
在所述旋转机的输出下降发生之前,预先使所述卡合装置的转矩容量下降。
6.根据权利要求3所述的混合动力车辆用驱动装置,其中,
在所述第二旋转机低速旋转时,进行限制对所述第二旋转机供给电流的电流限制控制,
从所述电流限制控制恢复时的所述第二旋转机的转矩的变动的程度,因所述卡合装置是否滑动而不同,所述卡合装置滑动了的情况下的所述第二旋转机的转矩的变动的程度,比所述卡合装置完全卡合的情况下的所述第二旋转机的转矩的变动的程度小。
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