CN105501215A - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够抑制电能的无端消耗的车辆的控制装置。该车辆包括发动机、电动马达、离合器机构和转速检测单元，所述发动机具有输出向驱动轮传递的发动机转矩的输出轴，所述电动马达与所述发动机的输出轴相连结，所述离合器机构能够切换传递状态和切断状态，在所述传递状态下，在所述输出轴与所述驱动轮之间传递所述发动机转矩，在所述切断状态下，切断该发动机转矩的传递，所述转速检测单元检测所述发动机的转速，在由所述转速检测单元检测到的所述发动机的转速随着时间的经过而下降了的情况下，根据该转速的下降速度判断是否产生所述电动马达的马达转矩而施加给所述发动机的输出轴。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的控制装置。
背景技术
搭载有手动变速器的车辆具有离合器机构，该离合器机构能够切换在发动机的输出轴与手动变速器之间传递发动机转矩的传递状态和切断传递的切断状态。离合器机构例如由摩擦卡合式的离合器装置构成，通过依据离合器踏板的操作，使连接于发动机的输出轴的飞轮与连接于手动变速器的输入轴的离合器片卡合或释放，能够切换传递状态和切断状态。
对具备这种手动变速器及离合器机构的车辆中的起步时的操作进行说明。首先，在驾驶员踏下了离合器踏板而将离合器机构操作成从传递状态转移为切断状态后，操作换档杆，以使手动变速器形成一挡。并且，边踏下加速踏板而使发动机转速上升，边使离合器踏板逐渐返回而将离合器操作成从切断状态向传递状态逐渐转移。由此，发动机转矩经由手动变速器向驱动轮传递。此时，驾驶员通过操作离合器踏板和加速踏板，以协调与发动机转速相对应的发动机转矩和与离合器操作相对应的离合器转矩，能使车辆顺利地起步。
但是，当在车辆起步时离合器踏板与加速踏板的操作的协调不充分的情况下，即，在例如由驾驶员进行的对加速踏板的操作量相对于离合器踏板的操作量不充分、离合器转矩超过了发动机转矩的情况下，发动机转速可能下降而发生发动机熄火(以下适当地简称为熄火)。
作为对起步时的发动机熄火的发生进行防止的技术，公开了如下技术：在相对于驱动轮具备发动机和电动机作为动力源的车辆中，在发动机转速为规定的转速以下的情况下，增加由电动机产生的动力，补充因发动机转速下降而发生的驱动力不足(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-194970号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外，在实际的车辆中，在发动机转速达到了上述的规定的转速以下的情况下，有时即使不增加由电动机产生的动力，发动机也不会熄火。例如利用发动机转速达到了规定的转速以下后的驾驶员的对加速踏板和离合器踏板的操作，使离合器转矩低于发动机转矩，使发动机转速上升而避免熄火。另外，在车辆利用电子控制节气门控制发动机转矩的情况下，有时，在发动机转速变得例如小于空转转速时，无论驾驶员的加速踏板的操作如何，都提高节气门开度，进行使发动机转矩上升的控制，从而避免熄火。
但是，在公知的技术中，在虽然发动机转速为规定的转速以下但不利用电动机的动力进行辅助就能避免熄火的情况下，也对利用电动机的动力进行的辅助进行控制。因此，存在有时无端消耗掉本来不必要的辅助量的电能的问题。
本发明是鉴于上述问题而做成的，目的在于提供一种能够抑制电能的无端消耗的车辆的控制装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题而达到目的，本发明的一技术方案的车辆的控制装置的车辆包括发动机、电动马达、离合器机构和转速检测单元，上述发动机具有输出向驱动轮传递的发动机转矩的输出轴，上述电动马达与上述发动机的输出轴相连结，上述离合器机构能够切换传递状态和切断状态，在上述传递状态下，在上述输出轴与上述驱动轮之间传递上述发动机转矩，在上述切断状态下，切断该发动机转矩的传递，上述转速检测单元检测上述发动机的转速，在由上述转速检测单元检测到的上述发动机的转速随着时间的经过而下降了的情况下，根据该转速的下降速度判断是否产生上述电动马达的马达转矩而施加给上述发动机的输出轴。
发明效果
采用本发明，起到能够抑制电能的无端消耗的效果。
附图说明
图1是搭载有实施方式的控制装置的车辆的概略结构图。
图2是表示发动机转速的时间变化的图。
图3是表示根据实施方式的控制的一例的流程图。
图4是搭载有实施方式的控制装置的车辆的另一形态的概略结构图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的变速控制装置的实施方式。另外，本实施方式并不限定本发明。
图1是搭载有实施方式的控制装置的车辆的概略结构图。如图1所示，车辆100由单电机型的混合动力车辆构成，包括发动机(ENG)1、电动发电机(MG)2、作为离合器机构的离合器3、有级变速器(T/M)4、差速齿轮5、左右的驱动轮6、液压控制装置7、辅机8、带轮11、12、13、架设在带轮11、12、13上的传动带14、转换器(日文：インバータ)20、高电压蓄电池21、功率转换器22、蓄电池23、负荷24、发动机转速传感器31、离合器踏板传感器32、离合器踏板40、加速踏板41和ECU(ElectronicControlUnit，电子控制单元)50。
发动机1作为车辆100的动力源发挥功能，发动机1的输出轴1a的一端借助离合器3与有级变速器4相连结。发动机1的输出转矩(发动机转矩)从输出轴1a输出，经由离合器3输入到有级变速器4，经由差速齿轮5传递到驱动轮6。另一方面，带轮11与输出轴1a的另一端相连结。
MG2例如由永久磁铁型交流同步电动马达构成，带轮12以能与MG2一体旋转的方式设置在MG2的旋转轴上。MG2的旋转轴和发动机1的输出轴1a借助带轮11、12和传动带14连结。由此，将MG2的马达转矩施加给输出轴1a。MG2将利用牵引驱动产生的马达转矩施加给发动机1的输出轴1a，作为车辆100的动力源进行动作，而通过再生驱动作为发电机进行动作。MG2的驱动状态由转换器20控制。
离合器3例如由摩擦卡合式的离合器装置构成。离合器3通过卡合或释放，在发动机1的输出轴1a与驱动轮6之间传递或切断发动机转矩。离合器3构成为能够依据由驾驶员进行的离合器踏板40的操作切换传递状态和切断状态。
有级变速器4是依据由驾驶员进行的换档杆的操作，执行与换档杆的档位相对应的变速的手动变速器。输入到有级变速器4的输入轴的发动机1的旋转在有级变速器4中变速，经由输出轴传递到驱动轮6。
液压控制装置7依据从ECU50输入的控制信号控制向离合器3的液压流入以及从离合器3的液压流出，从而在传递状态与切断状态之间切换离合器3的状态。
辅机8是动力转向用的泵和空调用的压缩机等。带轮13以能与辅机8一体旋转的方式设置在辅机8的输入轴上。因而，辅机8的输入轴、MG2的旋转轴和发动机1的输出轴1a借助带轮11、12、13与传动带14相连结。
高电压蓄电池21与转换器20相连接，用作用于对MG2供给马达驱动电力的电源，并且在MG2作为发电机发挥功能时，高电压蓄电池21将发出的电力蓄积起来。高电压蓄电池21例如由48V的锂离子电池构成。
功率转换器22具有DC/DC转换器，与转换器20和高电压蓄电池21相连接。此外，功率转换器22与蓄电池23相连接。蓄电池23用作对搭载在车辆100中的作为各种电气零件和电气装置的负荷24供给电力的电源。蓄电池23例如由12V的铅电池构成。功率转换器22构成为能使高电压蓄电池21的电压以及利用MG2发出的电力的电压降压而充电到蓄电池23中。
作为转速检测单元的发动机转速传感器31与ECU50电连接，将与发动机的输出轴1a相连结的曲轴的转速作为发动机转速进行检测，将表示检测到的发动机转速的信号输出到ECU50中。
离合器踏板传感器32与ECU50电连接，检测由驾驶员进行的对离合器踏板40的操作量，将表示检测到的离合器踏板40的操作量的信号输出到ECU50中。离合器踏板传感器32作为对离合器3是否开始从切断状态转移到传递状态进行检测的状态检测单元发挥功能。另外，作为状态检测单元，也可以在离合器3中设置能够检测离合器3的离合器位置(卡合及释放的位置)或离合器转矩的离合器传感器来代替离合器踏板传感器32。
ECU50物理上是将包括CPU(CentralProcessingUnit，中央处理单元)、RAM(RandomAccessMemory，随机读取存储器)、ROM(ReadOnlyMemory，只读存储器)及输入输出等的接口的公知的微型计算机作为主体的电子回路。通过将保持在ROM中的应用程序加载到RAM而利用CPU执行，在CPU的控制的基础上使控制对象进行动作，并且进行RAM和ROM中的数据的读出及写入，从而实现上述ECU的功能。
ECU50基于包括上述的传感器在内的各种传感器的检测结果检测发动机1的运转状态，控制喷射器的燃料喷射量、喷射正时、火花塞的点火正时等。另外，ECU50在发动机转速变得低于空转转速的情况下，无论驾驶员的加速操作如何，都提高电子控制节气门的开度，进行使发动机转速上升的控制。
另外，ECU50基于离合器踏板传感器32的检测结果将控制信号输出到液压控制装置7中。液压控制装置7基于控制信号在传递状态与切断状态之间切换离合器3的状态。
本实施方式的控制装置利用包含ECU50的结构来实现。
本实施方式的控制装置构成为在发动机1的转速随着时间的经过而下降了的情况下，根据该转速的下降速度，能判断是否产生MG2的马达转矩而施加给发动机1的输出轴1a，即，能判断是否利用由MG2进行的辅助使发动机转速上升。采用本实施方式的结构，能够更加准确地判断发动机1发生熄火的可能性，更加准确地判断是否需要利用MG2进行辅助。由此，能够防止或抑制由MG2进行的不必要的辅助，因此能够抑制高电压蓄电池21所具有的电能的无端消耗。
在将时间t时的发动机转速设定为Ne(t)，将发动机转速的下降速度设定为ΔNe(t)时，用以下的算式(1)表示ΔNe(t)。
ΔNe(t)＝{Ne(t)-Ne(t-Δt)}/Δt……(1)
这里，Ne(t)是由发动机转速传感器31检测的值。时间间隔Δt是相对于发动机转速发生变化的时间充分短的时间。例如以Δt的时间间隔利用发动机转速传感器31取得Ne(t)。根据算式(1)可知，在发动机转速随着时间的经过而下降的情况下，ΔNe(t)为负的值。
另外，此时，ECU50在发动机1的转速的下降速度的绝对值|ΔNe(t)|大于马达驱动判断阈值的情况下，判断为产生MG2的马达转矩而施加给发动机1的输出轴1a，并且从高电压蓄电池21对MG2供给马达驱动电力，从而对MG2进行牵引驱动。另一方面，在转速的下降速度的绝对值为马达驱动判断阈值以下的情况下，判断为不产生MG2的马达转矩而进行不对MG2供给马达驱动电力的控制。由此，在发动机1的转速的下降速度的绝对值大于马达驱动判断阈值的情况下，能够通过MG2的马达转矩的施加进行辅助，适当地防止发动机熄火，并且在转速的下降速度的绝对值为马达驱动判断阈值以下的情况下，抑制高电压蓄电池21所具有的电能的消耗。马达驱动判断阈值是通过事前的试验等设定的容易发生发动机熄火的下降速度的绝对值。马达驱动判断阈值可以预先存储在ECU50中。
此外，在发动机1的转速小于发动机转速下降判断阈值的情况下，ECU50进行是否产生MG2的马达转矩而施加给发动机1的判断，在为发动机转速下降判断阈值以上的情况下，ECU50不进行该判断。即使发动机转速的下降速度相同，在发动机转速较小的情况下，与发动机转速较大的情况相比，更容易发生熄火。因而，通过依据发动机转速进行由MG2实施的辅助的判断，能够进行更加准确的判断。发动机转速下降判断阈值是通过事前的试验等设定的容易发生发动机熄火的发动机转速的值。发动机转速下降判断阈值可以预先存储在ECU50中。
接下来，参照图2的表示发动机转速的时间变化的图进一步说明根据本实施方式的控制。在图2中，横轴表示时间，纵轴表示发动机转速。另外，将相对于发动机1的转速的发动机转速下降判断阈值设定为Nejdg。另外，将相对于发动机转速的下降速度的马达驱动判断阈值设定为ΔNejdg。ΔNejdg为正的值。在图2中，线L1表示斜率为-ΔNejdg的直线。
首先，在时间t＝0时，驾驶员进行车辆100的起步操作。即，驾驶员在踏下离合器踏板40而将离合器3操作成从传递状态转移为切断状态后，操作换档杆，以使有级变速器4形成一挡。并且，踏下加速踏板41而使发动机转速上升，并且在到达时间t1之前的期间内使离合器踏板40逐渐返回而将离合器3操作成从切断状态向传递状态逐渐转移。
当离合器3从切断状态转移到传递状态时，在时间t1处，发动机转速如线L2所示地开始下降。在发动机转速下降到低于Nejdg的情况下，ECU50在时间t2处基于算式(1)算出ΔNe(t)。此时，ΔNe(t2)成为线L3所示的直线的斜率的值。根据图2可知，线L3的斜率的绝对值比线L1的斜率的绝对值小，即，ΔNejdg>|ΔNe(t2)|成立，所以ECU50判断为不产生MG2的马达转矩，将转换器20控制成不对MG2供给马达驱动电力。此时，例如利用由ECU50进行的节气门开度的调整，使发动机1的转速上升至大于Nejdg的值，即使不用MG2进行辅助，也能避免发动机1的熄火。因而，在该情况下，不使MG2进行牵引驱动，所以能够避免高电压蓄电池21所具有的电能的消耗。
另一方面，在时间t1时，发动机转速如线L4所示地开始下降，在下降到低于Nejdg的情况下，ECU50在时间t3时基于算式(1)算出ΔNe(t)。此时，ΔNe(t3)成为线L5所示的直线的斜率的值。此时，线L5的斜率的绝对值大于线L1的斜率的绝对值，即，|ΔNe(t3)|>ΔNejdg成立，因此在不利用MG2进行辅助的情况下，如虚线L6所示，发动机转速下降，成为零，发生熄火。为此，ECU50判断为产生MG2的马达转矩而施加给发动机1，并且将转换器20控制成对MG2供给马达驱动电力。由此，发动机1接受由MG2进行的辅助，发动机1的转速如线L4所示地变化，下降速度的绝对值变得比ΔNejdg小。结果，随后例如利用由ECU50进行的节气门开度的调整上升至大于Nejdg的值，所以避免发动机1的熄火。
另外，在将离合器3操作成从切断状态转移为传递状态时，在驾驶员利用加速操作提高发动机转速，并且进行离合器3的卡合的情况下，或者例如像在图2的线L2、L4中发动机转速随着时间的经过而上升的期间那样发动机转速随着时间的经过而上升时，不利用MG2进行辅助。
接下来，使用图3所示的控制程序的流程图对根据本实施方式的控制的一例进行详细说明。另外，在发动机1旋转的期间内，例如以10ms左右的周期反复执行图3所示的从“开始”到“结束”的控制程序。
首先，在步骤S101中，ECU50判断离合器3是否在卡合操作中。详细而言，ECU50基于离合器踏板传感器32的检测结果，判断是否在驾驶员踏下离合器踏板40后使离合器踏板40逐渐返回，从而使离合器3开始从切断状态向传递状态转移。在判断离合器3为卡合操作中的情况下(步骤S101，是)，进入步骤S102，在判断为离合器3不在卡合操作中的情况下(步骤S101，否)，结束本控制程序。
在步骤S102中，ECU50判断基于发动机转速传感器31的检测结果的发动机转速Ne是否小于预先存储的发动机转速下降判断阈值Nejdg，即，Ne<Nejdg是否成立。在判断为Ne<Nejdg成立的情况下(步骤S102，是)，进入步骤S103，在判断为Ne<Nejdg未成立的情况下(步骤S102，否)，结束本控制程序。
在步骤S103中，ECU50基于算式(1)算出发动机转速的下降速度ΔNe及其绝对值|ΔNe|。
接着，在步骤S104中，ECU50判断在步骤S103中算出的发动机转速的下降速度ΔNe是否为负的值，且其绝对值|ΔNe|是否大于预先存储的马达驱动判断阈值ΔNejdg，即，ΔNe<0且|ΔNe|>ΔNejdg是否成立。在判断为ΔNe<0且|ΔNe|>ΔNejdg成立的情况下(步骤S104，是)，进入步骤S105。在因ΔNe≥0或|ΔNe|≤ΔNejdg而判断为ΔNe<0且|ΔNe|>ΔNejdg未成立的情况下(步骤S104，否)，结束本控制程序。
在步骤S105中，ECU50执行由MG2进行的辅助。详细而言，将转换器20控制成对MG2供给辅助所需的马达驱动电力。随后，结束本控制程序。
如上所述，以规定的周期反复执行本控制程序。因而，在步骤S104中判断为ΔNe<0且|ΔNe|>ΔNejdg成立的期间内，每当通过步骤S105中的由MG2进行的辅助而使周期反复时，在步骤S103中算出的|ΔNe|都持续变小。并且，在随后的周期内，当在步骤S104中判断为ΔNe<0且|ΔNe|>ΔNejdg未成立的情况下，在该周期内结束由MG2进行的辅助。
如上所述，采用本实施方式，能够抑制高电压蓄电池21所具有的电能的无端消耗。
另外，能搭载本实施方式的控制装置的车辆不限定于图1所示的结构的车辆。图4是搭载有本实施方式的控制装置的车辆的另一形态的概略结构图。图4所示的车辆100A与图1所示的车辆100的不同之处在于，MG2在发动机1与离合器3之间串联配置，其他结构与车辆100相同。另外，在图4中，省略图示辅机8等的结构。这样，本实施方式的控制装置能够较佳地搭载在如下的车辆中：包括发动机、电动马达、离合器机构和发动机的转速检测单元的车辆，上述发动机具有输出向驱动轮传递的发动机转矩的输出轴，上述电动马达能对发动机的输出轴施加马达转矩，上述离合器机构能在输出轴与驱动轮之间切换发动机转矩的传递状态和切断状态。
另外，在上述实施方式中，在发动机1的转速小于发动机转速下降判断阈值的情况下，进行是否产生MG2的马达转矩而施加给发动机的输出轴1a的判断，但这种基于发动机1的转速的判断不必一定进行。即，例如在图3所示的控制程序中，也可以省略步骤S102。
另外，在上述实施方式中，当检测到离合器3开始从切断状态向传递状态转移后，开始进行是否产生MG2的马达转矩而施加给发动机1的输出轴1a的判断，但这种基于离合器3的状态的判断不必一定进行。即，例如在图3所示的控制程序中，也可以省略步骤S101。
另外，在上述实施方式中，作为离合器踏板40的操作的说明，以车辆100的起步时为例，但发挥本发明的效果的状况不限定于此。例如在进行有级变速器4的变速操作时进行的离合器踏板40的操作、以及在交通堵塞时的低速行驶时等进行的间断性的离合器踏板40的操作时，发动机转速也可能下降而发生发动机熄火，所以也能较佳地发挥本发明的效果。
另外，上述实施方式并不限定本发明。将上述的各构成要素适当地组合而构成的结构也包含在本发明中。另外，本领域技术人员能够容易地导出进一步的效果和变形例。因此，本发明的更广泛的形态并不限定于上述的实施方式，能够进行各种变更。
附图标记说明
1、发动机；1a、输出轴；2、MG；3、离合器；4、有级变速器；31、发动机转速传感器；32、离合器踏板传感器；50、ECU；100、100A、车辆。

Claims (5)

1.一种车辆的控制装置，该车辆包括发动机、电动马达、离合器机构和转速检测单元，所述发动机具有输出向驱动轮传递的发动机转矩的输出轴，所述电动马达与所述发动机的输出轴相连结，所述离合器机构能够切换传递状态和切断状态，在所述传递状态下，在所述输出轴与所述驱动轮之间传递所述发动机转矩，在所述切断状态下，切断该发动机转矩的传递，所述转速检测单元检测所述发动机的转速，该车辆的控制装置的特征在于，
在由所述转速检测单元检测到的所述发动机的转速随着时间的经过而下降了的情况下，根据该转速的下降速度判断是否产生所述电动马达的马达转矩而施加给所述发动机的输出轴。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在所述发动机的转速的下降速度的绝对值比马达驱动判断阈值大的情况下进行如下控制：判断为其产生所述马达转矩并将马达驱动电力供给到所述电动马达，
在所述下降速度的绝对值为所述马达驱动判断阈值以下的情况下进行如下控制：判断为其不产生所述马达转矩而不将马达驱动电力供给到所述电动马达。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在所述发动机的转速比发动机转速下降判断阈值小的情况下，进行是否产生所述电动马达的马达转矩而施加给所述发动机的输出轴的判断，在所述发动机的转速为所述发动机转速下降判断阈值以上的情况下，不进行所述判断。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述车辆具有状态检测单元，该状态检测单元检测所述离合器机构是否已开始从所述切断状态向所述传递状态转移，
在所述状态检测单元检测到所述转移的开始后，开始进行是否产生所述电动马达的马达转矩而施加给所述发动机的输出轴的判断。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述车辆具有连接于所述发动机的输出轴和所述驱动轮之间的手动变速器。
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