CN105270404A - 混合动力车辆的发动机起动控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供混合动力车辆的发动机起动控制装置。在EV行驶状态的减速中起动了发动机时,能够进行适当的发动机制动而不会使发动机失速。在使发动机(E)停止而使用电动机/发电机(MG)的行驶中检测到驾驶员的减速意思时,接合离合器(C1)而起动发动机(E),然后解除该离合器(C1)的接合。此时,在起动后的发动机转速低于由从驱动轮逆传递的驱动力实现的输入轴转速即基准转速的情况下,使发动机转速向低于基准转速的目标转速上升,在发动机转速达到目标转速时降低发动机(E)的输出,并重新接合离合器(C1),因此能够通过发动机转速的上升来避免起动后的发动机转速过低而由于开始进行发动机制动导致发动机(E)失速的情况,并且能够尽早重新接合离合器(C1)而进行足够的发动机制动,产生驾驶员期待的减速感。

Description

混合动力车辆的发动机起动控制装置
技术领域
本发明涉及混合动力车辆的发动机起动控制装置,该混合动力车辆的变速器的输入轴经由离合器被传递发动机的驱动力,并且所述输入轴被传递电动机/发电机的驱动力。
背景技术
在下述专利文献1中公开了一种将发动机和电动机/发电机与双离合器式的变速器的输入轴连接的混合动力车辆,在仅凭电动机/发电机的驱动力行驶的EV行驶状态下一边减速一边起动发动机的情况下,改变设置于输入轴和发动机之间的离合器的接合程度,同时凭借从输入轴逆传递的驱动力转动发动机而使其起动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1
日本专利第5474980号公报
然而,例如在EV行驶状态下从D档(前进档)切换为L档(1速固定档)的情况下,需要起动发动机并进行发动机制动,以产生足够的减速度,而在发动机起动后,重新接合暂时解除接合的离合器来进行发动机制动时,如果发动机转速过低,则存在产生失速的可能性,反之如果发动机转速过高,则未能进行足够的发动机制动,存在对期待减速感的驾驶员带来不适感的可能性。另外,在发动机起动时的变速档与行驶时的变速档不同的情况下(例如,以6速变速档起动发动机而以3速变速档行驶的情况下),为了在发动机起动后进行变速,需要暂时解除离合器的接合,而后重新接合。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,在EV行驶状态下的减速中起动发动机时,能够进行适当的发动机制动而不会使发动机失速。
为了达成上述目的,第1方面的发明提供一种混合动力车辆的发动机起动控制装置,在该混合动力车辆中,发动机的驱动力经由离合器被传递到变速器的输入轴,并且电动机/发电机的驱动力被传递到所述输入轴,该发动机起动控制装置的特征在于,在所述发动机停止而使用所述电动机/发电机的行驶中检测到驾驶员的减速意思时,接合所述离合器而起动所述发动机,然后解除该离合器的接合,在起动后的发动机转速低于由从驱动轮逆传递的驱动力实现的输入轴转速即基准转速的情况下,使发动机转速向低于所述基准转速的目标转速上升,在发动机转速达到所述目标转速时降低所述发动机的输出,并重新接合所述离合器。
另外,第2方面的发明基于第1方面的结构,提供一种混合动力车辆的发动机起动控制装置,其特征在于,检测到所述驾驶员的减速意思时的车速越大,则将所述目标转速与所述基准转速之差设定得越大。
另外,第3方面的发明基于第1或第2方面的结构,提供一种混合动力车辆的发动机起动控制装置,其特征在于,检测到所述驾驶员的减速意思是指以下时候中的任一个:将行驶档变更为低速侧的时候;将变速档变更为低速侧的时候;接通运动期望开关的时候;以及关闭经济性重视开关的时候。
此外,实施方式的第1离合器C1对应于本发明的离合器,实施方式的第1输入轴11对应于本发明的输入轴。
发明的效果
根据第1方面的结构,在混合动力车辆中,发动机的驱动力经由离合器被传递到变速器的输入轴,并且电动机/发电机的驱动力被传递到输入轴。在使发动机停止而使用电动机/发电机的行驶中检测到驾驶员的减速意思时,接合离合器而起动发动机,然后解除该离合器的接合。此时,在起动后的发动机转速低于由从驱动轮逆传递的驱动力实现的输入轴转速即基准转速的情况下,使发动机转速向低于基准转速的目标转速上升,在发动机转速达到目标转速时降低发动机的输出,并重新接合离合器,因此能够通过发动机转速的上升避免起动后的发动机转速过低而由于开始进行发动机制动导致发动机失速的情况,或者在执行从发动机起动时的变速档向行驶时的变速档的变速的同时,尽早重新接合离合器而进行足够的发动机制动,能够产生驾驶员期待的减速感。
另外,根据本发明第2方面的结构,检测到驾驶员的减速意思时的车速越大,则将目标转速与基准转速之差设定得越大,因此越在高车速时越能够尽早进行发动机制动,能够产生足够的减速感。
另外,根据本发明第3方面的结构,检测到驾驶员的减速意思是指以下时候中的任一个:将行驶档变更为低速侧的时候;将变速档变更为低速侧的时候;接通运动期望开关的时候;以及关闭经济性重视开关的时候。因此能够准确地检测驾驶员的减速意思,提升车辆的驾驶性能。
附图说明
图1是双离合器式的变速器的骨架图。
图2是减速中的发动机起动时的时序图。
图3是示出设定起动后的目标转速的步骤的流程图。
图4是示出根据车速检索目标转速的映射图的图。
标号说明
11:第1输入轴(输入轴),C1:第1离合器(离合器),E:发动机,MG:电动机/发电机,T:变速器。
具体实施方式
以下,根据图1~图4说明本发明的实施方式。
如图1所示,以发动机E和电动机/发电机MG作为驱动源的双离合器式的变速器T具有彼此平行配置的第1输入轴11、第2输入轴12、输出轴13、惰轴14和回动轴15。由摩擦离合器构成的第1离合器C1和第2离合器C2串列式配置于第1输入轴11的轴线上,在接合第1离合器C1时,发动机E的曲轴16与第1输入轴11结合,在接合第2离合器C2时,以能够相对旋转的方式支撑于第1输入轴11的惰驱动齿轮17与曲轴16结合。惰驱动齿轮17与固定设于惰轴14的第1惰从动齿轮18啮合,第1惰从动齿轮18与固定设于第2输入轴12的第2惰从动齿轮19啮合。因此,凭借第1离合器C1的接合,发动机E的驱动力被传递给第1输入轴11,凭借第2离合器C2的接合,发动机E的驱动力经由惰驱动齿轮17、第1惰从动齿轮18和第2惰从动齿轮19而被传递给第2输入轴12。
在第1输入轴11,以能够相对旋转的方式支撑着3速驱动齿轮20和5速驱动齿轮21,3速驱动齿轮20和5速驱动齿轮21经由3速-5速同步装置S1而能够选择性地与第1输入轴11结合。在第2输入轴12以能够相对旋转的方式支撑着2速驱动齿轮22和4速驱动齿轮23,2速驱动齿轮22和4速驱动齿轮23经由2速-4速同步装置S2而能够选择性地与第2输入轴12结合。在输出轴13固定设有2速-3速从动齿轮24和4速-5速从动齿轮25,2速-3速从动齿轮24与2速驱动齿轮22和3速驱动齿轮20啮合,4速-5速从动齿轮25与4速驱动齿轮23和5速驱动齿轮21啮合。在输出轴13固定设有最终驱动齿轮26,最终驱动齿轮26经由未图示的差动齿轮与驱动轮连接。
在第1输入轴11的与发动机E相反的一侧的轴端,连接有电动机/发电机MG和行星齿轮机构P。行星齿轮机构P具有固定设于第1输入轴11的太阳轮27、以能够相对旋转的方式支撑于第1输入轴11且与3速驱动齿轮20连接的行星架28、以能够相对旋转的方式配置于第1输入轴11的外周的齿圈29以及以能够旋转的方式支撑于行星架28且与太阳轮27和齿圈29啮合的多个小齿轮30……,齿圈29经由牙嵌式离合器31而能够与壳体32结合。电动机/发电机MG具有定子33和转子34,转子34与第1输入轴11连接。
固定设于回动轴15的第3惰从动齿轮35与第1惰从动齿轮18啮合,以能够相对旋转的方式支撑于回动轴15而能够通过回动同步装置S3与该回动轴15结合的回动驱动齿轮36,与固定设于第1输入轴11的回动从动齿轮37啮合。
具备上述构造的骨骼的变速器T能够建立1速变速档~5速变速档和倒车变速档,以下说明各变速档的扭矩流程。
<1速变速档>
如果在通过牙嵌式离合器31将行星齿轮机构P的齿圈29结合于壳体32的状态下接合第1离合器C1,则发动机E的驱动力会按照曲轴16→第1离合器C1→第1输入轴11→太阳轮27→行星架28→3速驱动齿轮20→2速-3速从动齿轮24→输出轴13的路径被传递给最终驱动齿轮26,建立1速变速档。此时,第1输入轴11的旋转被行星齿轮机构P减速且被传递给3速驱动齿轮20,因而能够在使用3速驱动齿轮20的同时,建立变速比高于3速变速档的1速变速档。
如果在该状态下驱动电动机/发电机MG,则电动机/发电机MG的驱动力会被输入到行星齿轮机构P的太阳轮27,因此能够实现通过电动机/发电机MG的驱动力辅助发动机E的驱动力来行驶的HEV(HybridElectricVehicle:混合动力车辆)行驶,如果在解除了第1离合器C1的接合的状态下驱动电动机/发电机MG,则能够实现仅凭电动机/发电机MG的驱动力行驶的EV(ElectricVehicle:电动车辆)行驶。
另外,如果在EV行驶中接合第1离合器C1,则能够凭借从驱动轮或电动机/发电机MG逆传递的驱动力转动曲轴16而起动发动机E。
<2速变速档>
在通过2速-4速同步装置S2将2速驱动齿轮22结合于第2输入轴12的状态下接合第2离合器C2时,发动机E的驱动力按照曲轴16→第2离合器C2→惰驱动齿轮17→第1惰从动齿轮18→第2惰从动齿轮19→第2输入轴12→2速-4速同步装置S2→2速驱动齿轮22→2速-3速从动齿轮24→输出轴13的路径被传递至最终驱动齿轮26,建立2速变速档。
在正建立2速变速档的时候,如果在通过3速-5速同步装置S1将3速驱动齿轮20结合于第1输入轴11,或者通过牙嵌式离合器31将行星齿轮机构P的齿圈29结合于壳体32的状态下驱动电动机/发电机MG,则电动机/发电机MG的驱动力会经由3速驱动齿轮20和2速-3速从动齿轮24被传递至输出轴13,因此能够实现凭借电动机/发电机MG的驱动力辅助发动机E的驱动力的HEV行驶。
<3速变速档>
在通过3速-5速同步装置S1将3速驱动齿轮20结合于第1输入轴11的状态下接合第1离合器C1时,发动机E的驱动力按照曲轴16→第1离合器C1→第1输入轴11→3速-5速同步装置S1→3速驱动齿轮20→2速-3速从动齿轮24→输出轴13的路径被传递至最终驱动齿轮26,建立3速变速档。
此时,如果驱动电动机/发电机MG,则该驱动力会被传递至第1输入轴11,因而能够实现凭借电动机/发电机MG的驱动力辅助发动机E的驱动力的HEV行驶,如果在解除了第1离合器C1的接合的状态下驱动电动机/发电机MG,则能够实现仅凭电动机/发电机MG的驱动力行驶的EV行驶。
另外,如果在EV行驶中接合第1离合器C1,则能够凭借从驱动轮或电动机/发电机MG逆传递的驱动力转动曲轴16而起动发动机E。
<4速变速档>
若在通过2速-4速同步装置S2将4速驱动齿轮23结合于第2输入轴12的状态下接合第2离合器C2,则发动机E的驱动力按照曲轴16→第2离合器C2→惰驱动齿轮17→第1惰从动齿轮18→第2惰从动齿轮19→第2输入轴12→2速-4速同步装置S2→4速驱动齿轮23→4速-5速从动齿轮25→输出轴13的路径被传递至最终驱动齿轮26,建立4速变速档。
在正建立4速变速档的时候,如果在通过3速-5速同步装置S1将3速驱动齿轮20结合于第1输入轴11,或者通过牙嵌式离合器31将行星齿轮机构P的齿圈29结合于壳体32的状态下驱动电动机/发电机MG,则电动机/发电机MG的驱动力会经由3速驱动齿轮20和2速-3速从动齿轮24被传递至输出轴13,因此能够实现凭借电动机/发电机MG的驱动力辅助发动机E的驱动力的HEV行驶。
<5速变速档>
在通过3速-5速同步装置S1将5速驱动齿轮21结合于第1输入轴11的状态下接合第1离合器C1时,发动机E的驱动力按照曲轴16→第1离合器C1→第1输入轴11→3速-5速同步装置S1→5速驱动齿轮21→4速-5速从动齿轮25→输出轴13的路径被传递至最终驱动齿轮26,建立5速变速档。
此时,如果驱动电动机/发电机MG,则该驱动力会被传递给第1输入轴11,因此能够实现凭借电动机/发电机MG的驱动力辅助发动机E的驱动力的HEV行驶,如果在解除了第1离合器C1的接合的状态下驱动电动机/发电机MG,则能够实现仅凭电动机/发电机MG的驱动力行驶的EV行驶。
另外,如果在EV行驶中接合第1离合器C1,则能够凭借从驱动轮或电动机/发电机MG逆传递的驱动力转动曲轴16而起动发动机E。
<倒车变速档>
在通过回动同步装置S3将回动驱动齿轮36结合于回动轴15,并通过牙嵌式离合器31将行星齿轮机构P的齿圈29结合于壳体32的状态下接合第2离合器C2时,发动机E的驱动力按照曲轴16→第2离合器C2→惰驱动齿轮17→第1惰从动齿轮18→第3惰从动齿轮35→回动轴15→回动同步装置S3→回动驱动齿轮36→回动从动齿轮37的路径而成为逆旋转被传递至第1输入轴11,并且从第1输入轴11起按照太阳轮27→行星架28→3速驱动齿轮20→2速-3速从动齿轮24→输出轴13的路径被传递至最终驱动齿轮26,建立倒车变速档。
另外,在车辆进行EV行驶时,在驾驶员一边松开油门踏板而使车辆减速一边从D档(前进档)切换至L档(1速固定档)的情况下,为了得到发动机运行所带来的较大的加速力,需要起动发动机E,并且通过发动机制动产生与降档时同样的减速度,使驾驶员感受到能够实现L档的较强加速。
在本实施方式的变速器T建立1速变速档、3速变速档或5速变速档而进行EV行驶时,如果在车辆的减速中接合第1离合器C1,则来自输出轴13的驱动力会经由接合的第1离合器C1逆传递至发动机E,能够凭借该逆传递的驱动力转动并起动发动机E。此时,通过暂时驱动电动机/发电机MG并将与转动扭矩对应的扭矩传递给发动机E,从而能够顺畅地起动发动机E而不会产生冲击。
在如上起动了发动机E后,如果重新接合已暂时解除接合的第1离合器C1,则驱动力从输出轴13起被逆传递到发动机E,从而进行发动机制动。此时,在本实施方式中,将发动机转速控制为暂时上升,并且在规定的时机重新接合第1离合器C1,从而能够在不使得发动机E失速的情况下进行适当的发动机制动,能够产生驾驶员期待的减速感。
以下,根据图2的时序图说明该控制的一例。
如果在变速器T建立了作为奇数变速档的3速变速档的状态下进行EV行驶时油门踏板回位,则电动机/发电机MG被从输出轴13逆传递的驱动力再生制动。在时刻t1,换档范围从D档起切换至L档,从而检测到驾驶员的减速意思时,暂时接合第1离合器C1,并对电动机/发电机MG暂时增大(减小再生制动力)驱动力,凭借从驱动轮和电动机/发电机MG起经由接合的第1离合器C1逆传递的扭矩(离合器传递扭矩)转动并起动发动机E。
在时刻t2,发动机E完爆而完成起动时,暂时解除第1离合器C1的接合,并将发动机E从第1输入轴11上分离。此时,如果发动机转速低于凭借从输出轴13逆传递的驱动力旋转的第1输入轴11的转速即基准转速,则使发动机转速朝目标转速增加。该目标转速被设定为比所述基准转速小预先确定的偏移量ΔNe。
在发动机转速增加,在时刻t3达到目标转速时,降低发动机E的输出扭矩,同时使第1离合器C1滑动并开始接合。此后逐渐提高第1离合器C1的接合力,从而使得传递给发动机E的离合器扭矩增大,发动机制动的制动力开始增大。
在时刻t4,发动机转速与基准转速一致后,将发动机转速控制为与基准转速一致,将发动机扭矩抑制得较小,从而进行发动机制动。在此期间内,逐渐提高第1离合器C1的接合力,并逐渐增大发动机制动的制动力,同时逐渐减小电动机/发电机MG的再生制动力,从再生制动转移至发动机制动。
在时刻t5由驾驶员踏下油门踏板时,发动机扭矩增大,在时刻t6,第1离合器C1完全接合,从EV行驶状态转移至发动机行驶状态。
如上,根据本实施方式,在停止发动机E且在使用电动机/发电机MG的驱动力的EV行驶中检测到驾驶员的减速意思时,暂时接合第1离合器C1,并在起动发动机E后解除该第1离合器C1的接合。此时,在起动后的发动机转速低于由从输出轴13逆传递的驱动力实现的第1输入轴11的转速即基准转速的情况下,使发动机转速向低于基准转速的目标转速上升,在发动机转速达到目标转速时降低发动机的输出,并重新接合第1离合器C1,因此与在发动机转速达到基准转速时重新接合第1离合器C1的情况相比,能够使第1离合器C1的接合时机提前,能够凭借发动机转速的上升避免起动后的发动机转速过低而由于开始进行发动机制动导致发动机E失速的情况,同时凭借第1离合器C1的尽早接合进行足够的发动机制动,产生驾驶员期待的减速感。
图3的流程图示出目标转速的设定步骤,在步骤S11中,车辆处于EV行驶中,在步骤S12中存在有发动机E的起动请求时,在步骤S13中如果车辆并非处于减速中,则在步骤S14中将被输出轴13驱动的第1输入轴11的转速(基准转速)直接作为目标转速。另一方面,如果在所述步骤S13中车辆处于减速中,则在步骤S15中将从被输出轴13驱动的第1输入轴11的转速(基准转速)中减去偏移量ΔNe得到的值作为目标转速。
如图4所示,目标转速与基准转速之差即偏移量ΔNe是将确认到驾驶员的减速意思时的车速V作为参数进行映射图检索而得到的,其被设定为偏移量ΔNe随着车速V的增加而增大。因此,为了从高车速减速而需要较强的发动机制动的情况下,因偏移量ΔNe增大,目标转速会变低,因此发动机转速会较早地超过目标转速而使得第1离合器C1接合的时机提前,能够尽早进行发动机制动以获得足够的减速度。
以上,说明了本发明的实施方式,但本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如,在实施方式说明的是在从D档向L档切换时执行发动机E的起动和发动机制动的动作,然而除此以外,还可以在操作设置于转向轮的闸门式开关等而将变速档向低速侧降档的情况下,或在接通运动期望开关而切换为运动模式的情况下,或在关闭经济性重视开关而取消了经济模式的情况下,进行同样的控制。

Claims (3)

1.一种混合动力车辆的发动机起动控制装置,在该混合动力车辆中,发动机(E)的驱动力经由离合器(C1)被传递到变速器(T)的输入轴(11),并且电动机/发电机(MG)的驱动力被传递到所述输入轴(11),该发动机起动控制装置的特征在于,
在使所述发动机(E)停止而使用所述电动机/发电机(MG)的行驶中检测到驾驶员的减速意思时,接合所述离合器(C1)而起动所述发动机(E),然后解除该离合器(C1)的接合,
在起动后的发动机转速低于由从驱动轮逆传递的驱动力实现的输入轴转速即基准转速的情况下,使发动机转速向低于所述基准转速的目标转速上升,在发动机转速达到所述目标转速时降低所述发动机(E)的输出,并且重新接合所述离合器(C1)。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置,其特征在于,
检测到所述驾驶员的减速意思时的车速越大,则将所述目标转速与所述基准转速之差设定得越大。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置,其特征在于,
检测到所述驾驶员的减速意思是指以下时候中的任一个:将行驶档变更为低速侧的时候;将变速档变更为低速侧的时候;接通运动期望开关的时候;以及关闭经济性重视开关的时候。
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