CN107244318A - 驱动控制机构及驱动控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供驱动控制机构及驱动控制装置。在从EV模式向HEV模式的切换中,提供能够兼顾动力传递带来的抖动的抑制与驱动力的维持的技术方案。所述驱动控制机构具备:马达,其与驱动轮连接;变速器,其与上述驱动轮连接;以及内燃机,其与上述变速器的输入轴连接,如果在上述马达的驱动力传递到上述驱动轮且上述内燃机的驱动力未传递到上述驱动轮的第一状态中,产生向上述马达和上述内燃机的驱动力传递到上述驱动轮的第二状态的转换要求,则上述变速器使变速比低于对应于要求驱动力的目标变速比,如果产生上述转换要求,上述马达使传递到上述驱动轮的驱动力增大。
Description
技术领域
本发明涉及驱动控制机构及驱动控制装置。
背景技术
近年来,正在研究开发针对车辆动力的混合动力技术。作为该混合动力技术,有将发动机和马达用作动力源的技术。使用了这样的混合动力技术的车辆通常在利用马达使车辆驱动的EV(Electric Vehicle:电动汽车)模式或者利用马达和发动机使车辆驱动的HEV(Hybrid Electric Vehicle:混合动力汽车)模式中的任一种模式下行驶。
在此,在从EV模式向HEV模式进行模式切换时,有时车辆会发生抖动。例如,驱动轮侧与在向HEV模式切换时启动的发动机侧的转速之差(以下也称为转速差)越大,在将驱动轮侧与发动机侧连结时越容易引起抖动。
对此,在专利文献1中公开了以下发明:在从EV模式向HEV模式进行模式切换时,以无级变速器的副轴的转速超过驱动轮的转速的方式控制发动机转速和无级变速器的变速比中的至少一个的控制装置。应予说明,在专利文献1中,发动机与无级变速器直接连结,无级变速器与驱动轮经由离合器连结,马达与驱动轮直接连结。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-150916号公报
发明内容
技术问题
但是,在专利文献1公开的发明中,由于控制变速器的变速比,所以存在传递到驱动轮的驱动力减小的问题。例如,为了使副轴的转速超过驱动轮的转速,会考虑降低变速比。但是,如果变速比降低,则副轴的转速上升,另一方面,从副轴传递到驱动轮的驱动力会减小。
在此,本发明是鉴于上述问题而完成的,本发明的目的在于提供在从EV模式向HEV模式的切换中能够兼顾抑制动力传递带来的抖动与维持驱动力的技术方案。
技术方案
为了解决上述课题,根据本发明的一个观点,提供一种驱动控制机构,具备:马达,其与驱动轮连接;变速器,其与上述驱动轮连接;以及内燃机,其与上述变速器的输入轴连接,如果在上述马达的驱动力传递到上述驱动轮且上述内燃机的驱动力未传递到上述驱动轮的第一状态下,产生向上述马达和上述内燃机的驱动力传递到上述驱动轮的第二状态的转换要求,则上述变速器使变速比低于对应于要求驱动力的目标变速比,如果产生上述转换要求,则上述马达使传递到上述驱动轮的驱动力增大。
另外,如果产生上述转换要求,则上述变速器可以降低变速比,直到接近于上述输入轴的转速成为上述内燃机停止的转速的变速比。
另外,如果产生上述转换要求,则上述变速器可以在上述内燃机的驱动力传递到上述驱动轮之前使变速比低于上述目标变速比。
另外,在上述马达使驱动力增大的情况下,上述变速器可以使变速比低于上述目标变速比。
另外,在驱动力的增大之后的上述马达的输出为上限以下的情况下,上述马达可以使驱动力增大。
另外,在与蓄积于上述马达的驱动中使用的电池的电力相关的值为阈值以上的情况下,上述马达可以使驱动力增大。
另外,上述马达可以增大变速比被降低之后的驱动力与上述要求驱动力之差以上的驱动力。
另外,上述马达可以与变速比的变更对应地使驱动力变化。
另外,上述变速器可以在向上述第二状态的转换以后使变速比回到上述目标变速比。
另外,上述变速器可以使变速比以比变速比被降低时的变化更缓慢的方式回到上述目标变速比。
另外,为了解决上述课题,根据本发明的另一观点,提供一种驱动控制装置,具备:判定部,判定在马达的驱动力传递到驱动轮且内燃机的驱动力未传递到上述驱动轮的第一状态中,是否有向上述马达和上述内燃机的驱动力传递到上述驱动轮的第二状态的转换要求;以及控制部,如果利用上述判定部判定产生上述转换要求,则输出使变速器的变速比低于与要求驱动力对应的目标变速比的指令,输出使利用上述马达传递到上述驱动轮的驱动力增大的指令。
发明效果
如以上所说明,根据本发明,提供在从EV模式向HEV模式的切换中能够兼顾抑制动力传递带来的抖动与维持驱动力的技术方案。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的驱动控制机构的整体构成的例子的图。
图2是表示本发明的一个实施方式的混合动力ECU的简要的功能构成的例子的框图。
图3是示意性地表示本发明的一个实施方式的混合动力ECU的整体处理的例子的流程图。
图4是示意性地表示本发明的一个实施方式的混合动力ECU的Shift Hi模式许可判定处理的例子的流程图。
图5是表示本发明的一个实施方式的驱动控制机构的动作例的时序图。
符号说明
10:发动机
11:曲轴
20:第一马达发电机
21,25:马达轴
24:第二马达发电机
28:油泵
30:自动变速装置
31:CVT
33:主带轮
34:主轴
35:次带轮
36:副轴
37:转矩传递部件
42:发动机离合器
44:第一传递离合器
46:第二传递离合器
50:高电压电池
55:DC/DC转换器
60:低电压电池
70:逆变器
80:驱动轮
100:混合动力ECU
102:判定部
104:控制部
200:发动机ECU
300:变速箱ECU
400:马达ECU
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。应予说明,在本说明书和附图中,通过对实质上具有相同功能构成的构成要素标注相同的符号而省略重复的说明。
<1.本发明的一个实施方式>
对本发明的一个实施方式的驱动控制机构进行说明。
<1-1.驱动控制机构的构成>
参照图1对驱动控制机构1的整体构成进行说明。图1是表示本发明的一个实施方式的驱动控制机构1的整体构成的例子的图。
图1表示混合动力车辆的驱动控制机构1。该驱动控制机构1具备发动机10、第一马达发电机20和第二马达发电机24,并且该驱动控制机构1是能够将发动机10、第一马达发电机20和第二马达发电机24作为驱动源并用的功率单元。在该驱动控制机构1中,在发动机行驶模式、单马达EV行驶模式或双马达EV行驶模式(第一状态,EV模式)以及混合动力行驶模式(第二状态,HEV模式)之间进行切换,同时进行车辆的驱动力控制。
发动机行驶模式是利用发动机10的输出来驱动车辆的模式。单马达EV行驶模式是利用第二马达发电机24的输出来驱动车辆的模式。双马达EV行驶模式是利用第一马达发电机20和第二马达发电机24的输出来驱动车辆的模式。混合动力行驶模式是利用第一马达发电机20和第二马达发电机24中的至少一个的输出以及发动机10的输出来驱动车辆的模式。
发动机10是以汽油等作为燃料产生转矩的内燃机,具有作为输出轴的曲轴11。曲轴11被延伸设置到自动变速装置30内。另外,在曲轴11连结有齿轮式的油泵15。该油泵15也可以借由未图示的齿轮机构而与未图示的车轴、CVT 31的主轴34或副轴36连结。在油泵15与车轴连结时,通过驱动轮(车轮)80的旋转也能够驱动油泵15。在油泵15与主轴34或副轴36连结时,连结有第二传递离合器46的期间,通过驱动轮80的旋转也能够驱动油泵15。油泵15通过发动机10的转矩或驱动轮80的旋转被驱动,向自动变速装置30供给液压油。供给到自动变速装置30的液压油作为使CVT 31和各离合器工作的液压油使用。自动变速装置30具备第一马达发电机20、第二马达发电机24和作为自动变速器的无级变速器(CVT:Continuously Variable Transmission)31。
发动机10与第一马达发电机20借由发动机离合器42并排排列。具体而言,在发动机10的曲轴11与第一马达发电机20的马达轴21之间设置有将曲轴11与马达轴21之间连结或开放的发动机离合器42。在发动机离合器42处于连结状态的情况下,可以在曲轴11与马达轴21之间传递动力。
第一马达发电机20例如是三相交流式的马达,经由逆变器70与高电压电池50连接。第一马达发电机20具有如下功能:利用高电压电池50的电力被驱动(动力运行驱动)而作为生成车辆的驱动力的驱动马达的功能;利用发动机10的转矩被驱动而作为进行发电的发电机的功能;以及在车辆减速时被再生驱动,利用驱动轮80的动能而作为进行发电的发电机的功能。此外,第一马达发电机20兼有作为使发动机10启动或停止的起动马达(Starter motor)的功能以及作为使与马达轴21连结的油泵28旋转驱动的马达的功能。
在使第一马达发电机20作为起动马达、驱动马达或油泵28的驱动马达发挥功能时,逆变器70将从高电压电池50供给的直流电力变换为交流电力来驱动第一马达发电机20。另外,在使第一马达发电机20作为发电机发挥功能时,逆变器70将由第一马达发电机20发出的交流电力变换为直流电力而对高电压电池50进行充电。
如上所述,在本实施方式的驱动控制机构1中,利用发动机离合器42在曲轴11与马达轴21之间进行动力的传递。因此,在使第一马达发电机20作为驱动马达发挥功能时,通过使第一马达发电机20与发动机10完全分离,从而来自第一马达发电机20的转矩不会被发动机10消耗。由此,能够抑制第一马达发电机20的效率降低。应予说明,也可以代替发动机离合器42而利用扭矩转换器在曲轴11与马达轴21之间进行动力的传递。
在第一马达发电机20的马达轴21连结有齿轮式的油泵28。油泵28通过马达轴21的旋转被旋转驱动,向CVT 31和各离合器供给液压油。该油泵28构成为利用第一马达发电机20驱动的电动油泵。另外,第一马达发电机20的马达轴21经由第一传递离合器44连设到CVT31的主轴34。第一传递离合器44将马达轴21与主轴34之间连结或开放。在第一传递离合器44处于连结状态的情况下,可以在马达轴21与主轴34之间传递动力。
CVT 31具有主轴34和与该主轴34平行配设的副轴36。在主轴34固定有主带轮33,在副轴36固定有次带轮35。在主带轮33和次带轮35卷绕有由带或链构成的缠绕式的转矩传递部件37。CVT 31通过使在主带轮33和次带轮35上的转矩传递部件37的卷绕半径变化而使带轮比变化,从而在主轴34与副轴36之间传递以任意的变速比变换的驱动力。
副轴36经由第二传递离合器46连设到第二马达发电机24的马达轴25。第二传递离合器46将副轴36与马达轴25之间连结或开放。在第二传递离合器46处于连结状态的情况下,可以在副轴36与马达轴25之间传递动力。第二马达发电机24的马达轴25经由未图示的减速齿轮和驱动轴连设到驱动轮80,经由马达轴25而输出的驱动力能够传递到驱动轮80。马达轴25也可以与未图示的差速齿轮连接,将驱动力分配到前轮和后轮。
第二马达发电机24经由发动机离合器42、第一传递离合器44和第二传递离合器46与发动机10连设。第二马达发电机24与第一马达发电机20同样,是三相交流式的马达,经由逆变器70与高电压电池50连接。第二马达发电机24具有如下功能:使用高电压电池50的电力被驱动(动力驱动)而作为产生车辆的驱动力的驱动马达的功能;以及在车辆减速时被再生驱动,作为使用驱动轮80的动能进行发电的发电机的功能。
在使第二马达发电机24作为驱动马达发挥功能时,逆变器70将从高电压电池50供给的直流电力变换为交流电力来驱动第二马达发电机24。另外,在使第二马达发电机24作为发电机发挥功能时,逆变器70将由第二马达发电机24发出的交流电力变换为直流电力而对高电压电池50进行充电。第二马达发电机24的额定输出可以与第一马达发电机20的额定输出相同,也可以不同。
对于高电压电池50,经由DC/DC转换器55连接有低电压电池60,该高电压电池50经由逆变器70而与第一马达发电机20和第二马达发电机24连接。高电压电池50例如是额定电压为200V的能够进行充放电的电池,低电压电池60例如是额定电压为12V的能够进行充放电的电池。低电压电池60可以用作混合动力车辆的系统的主电源。DC/DC转换器55使高电压电池50的直流电力的电压降低,将充电电力供给到低电压电池60。
发动机10被发动机控制单元(发动机ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元))200控制。自动变速装置30被变速箱控制单元(变速箱ECU)300控制。第一马达发电机20和第二马达发电机24被马达控制单元(马达ECU)400控制。这些发动机ECU 200、变速箱ECU300和马达ECU 400与综合控制整个系统的作为驱动控制装置的混合动力控制单元(混合动力ECU)100连接。混合动力ECU 100利用发动机ECU 200、变速箱ECU 300和马达ECU 400等进行车辆的行驶控制或减速控制或者高电压电池50的充电控制。
各ECU构成为以微电脑为主并具备各种接口或周边设备等。各ECU经由例如CAN(Controller Area Network:控制器局域网络)等通信线而能够双向通信地连接,使控制信息和/或与控制对象相关的各种信息相互通信。以下,对各ECU的功能的简要情况进行说明。
发动机ECU 200接受来自混合动力ECU 100的控制指令,以发动机10的输出成为控制指令值的方式控制发动机10。具体而言,发动机ECU 200基于通过发动机10中具备的各种传感器检测到的信息来计算节气门开度、点火时期和燃料喷射量等控制量。发动机ECU 200基于算出的控制量来驱动与节流阀、火花塞和燃料喷射阀等相关的促动器。
马达ECU 400接受来自混合动力ECU 100的控制指令,以第一马达发电机20或第二马达发电机24的输出成为控制指令值的方式,经由逆变器70分别控制第一马达发电机20或第二马达发电机24。具体而言,马达ECU 400基于第一马达发电机20或第二马达发电机24的转速和/或电压、电流等信息来向逆变器70输出电流指令和/或电压指令。
变速箱ECU 300接受来自混合动力ECU 100的控制指令而决定CVT 31的变速比,并将其控制到与运转状态对应的适当的变速比。例如,变速箱ECU 300通过控制油压,调节带轮比来控制CVT 31的变速比。另外,变速箱ECU 300通过接受来自混合动力ECU 100的控制指令,进行发动机离合器42、第一传递离合器44和第二传递离合器46等的控制来进行行驶模式的切换。例如,变速箱ECU 300通过控制油压来控制各离合器的断开和连接。
在处于发动机行驶模式的情况下,变速箱ECU 300使发动机离合器42、第一传递离合器44和第二传递离合器46全部连结,将来自发动机10的转矩传递到CVT 31。并且,变速箱ECU 300以预定的变速比改变向CVT 31传递的来自发动机10的转矩,并将转矩传递到驱动轮80。
在处于单马达EV行驶模式的情况下,变速箱ECU 300使发动机离合器42、第一传递离合器44和第二传递离合器46全部开放,将来自第二马达发电机24的驱动力传递到驱动轮80。或者,在处于单行驶模式的情况下,变速箱ECU 300也可以使第一传递离合器44和第二传递离合器46连结,将来自第一马达发电机20的转矩经由CVT 31和马达轴25传递到驱动轮80。
在处于双马达EV行驶模式的情况下,变速箱ECU 300使第一传递离合器44和第二传递离合器46连结,使来自第一马达发电机20的转矩传递到CVT 31。并且,变速箱ECU 300经由CVT 31使来自第一马达发电机20的转矩传递到马达轴25,连同第二马达发电机24的驱动力一起传递到驱动轮80。
在处于混合动力行驶模式的情况下,变速箱ECU 300使发动机离合器42、第一传递离合器44和第二传递离合器46全部连结,使来自发动机10的转矩传递到CVT 31。并且,变速箱ECU 300以预定的变速比改变向CVT 31传递的转矩,经由马达轴25,连同第二马达发电机24的驱动力一起传递到驱动轮。
此外,在启动发动机10时,变速箱ECU 300使发动机离合器42连结,利用第一马达发电机20的转矩使发动机10启动。此时,变速箱ECU 300在连结发动机离合器42之前使第一传递离合器44开放,以不发生由于发动机10与第一马达发电机20的转速差而导致的车辆的前后振动。
在本实施方式的驱动控制机构1中,在所有的行驶模式中,通过在车辆减速时使第二马达发电机24再生驱动,从而能够产生再生制动力。另外,在发动机行驶模式、双马达EV行驶模式和混合动力行驶模式中,通过在车辆减速时使第一马达发电机20再生驱动,从而能够产生再生制动力。另外,在单马达EV行驶模式或混合动力行驶模式中,能够利用来自发动机10的转矩的一部分或全部使第一马达发电机20发电。此外,在发动机行驶模式中,能够利用来自发动机10的转矩的一部分使第一马达发电机20发电。
另外,在本实施方式的驱动控制机构1中,第一马达发电机20具有作为发动机10的起动马达的功能。因此,能够省略仅在发动机10的启动时或停止时使用的现有的起动马达。另外,第一马达发电机20与油泵28成为一体而具有作为电动油泵的功能。因此,能够省略在发动机10或驱动轮80停止而仅利用齿轮式的油泵15无法产生液压油压的情况下使用的现有的电动油泵。
另外,在本实施方式的驱动控制机构1中,第一马达发电机20经由第一传递离合器44连设到CVT 31的主带轮33,在行驶中,可以使第一马达发电机20作为驱动马达发挥功能。因此,能够提高车辆的动力性能。此外,在使发动机10产生车辆的驱动力的期间,在发动机10的输出有剩余的转矩的情况下,可以使第一马达发电机20作为发电机发挥功能。因此,能够提高车辆的燃油效率。
<1-2.驱动控制装置的构成>
接下来,参照图2对驱动控制装置100即混合动力ECU 100的功能构成进行说明。图2是表示本发明的一个实施方式的混合动力ECU 100的简要的功能构成的例子的框图。应予说明,在此,仅对与本发明的一个实施方式的处理相关的混合动力ECU 100的功能进行说明。
如图2所示,混合动力ECU 100具备判定部102和控制部104。
(判定部)
判定部102判定有无模式的切换要求(转换要求)。具体而言,判定部102判定有无从EV模式向HEV模式的切换。例如,如果产生发动机启动要求,则判定部102判定为从EV模式向HEV模式切换。应予说明,该发动机启动要求在例如EV模式中高电压电池50的SOC(Stateof Charge:充电状态)即充电率或电力的余量成为阈值以下的情况下或者由于加速器踏板的踩踏增加等而使要求驱动力增大的情况下产生。
此外,判定部102判定有无变速比的变更。具体而言,判定部102基于第二马达发电机24的驱动力可否增大来判定有无变速比的变更。更具体而言,在驱动力增大后的第二马达发电机24的输出为上限以下的情况下,判定部102判定为降低变速比。例如,在如后所述的由与变速比的下降对应的第二马达发电机24的驱动力的增大引起的第二马达发电机24的输出为预先设定的值或算出的值以下的情况下,判定部102判定为许可比与要求驱动力对应的目标变速比更低的变速比的模式(以下也称为Shift Hi模式)。作为预先设定的值,有作为第二马达发电机24的规格设定的输出上限值。另外,作为算出的值,有基于第二马达发电机24的温度或者可用于第二马达发电机24的高电压电池50的电力等经过算出的值。特别是由于可用于第二马达发电机24的电力会根据搭载于车辆的空调等其它装置的电力供给要求等而变化,所以可以使用经过算出的值。由此,在没有预计到因为第二马达发电机24的输出不足而引起与变速比的下降对应的驱动力增大的情况下,能够防止因变速比的下降而导致的驱动力不足。
另外,更具体而言,在与用于驱动第二马达发电机24的电池中蓄积的电力的相关的值为阈值以上的情况下,判定部102判定为降低变速比。例如,在高电压电池50的SOC等的充电率或电力余量为阈值以上的情况下,判定部102判定为降低变速比。由此,即使在与变速比的下降对应的第二马达发电机24的驱动力增大后也能够在高电压电池50中确保电力。
应予说明,也可以基于有无与第二马达发电机24相关的故障来判定有无变速比的变更。例如,判定部102在第二马达发电机24和马达ECU 400没有故障的情况下判定为许可Shift Hi模式。
(控制部)
控制部104基于判定部102的判定结果来决定变速比的控制方式。具体而言,如果由判定部102判定为降低变速比,则控制部104控制CVT 31使变速比比低于与要求驱动力对应的目标变速比。更具体而言,控制部104使变速比降低,直到接近于CVT 31的输入轴即主轴34的转速成为使发动机10停止的转速(以下也称为发动机最低转速)的变速比,即以成为使发动机10不停止的转速的方式降低变速比。例如,如果许可Shift Hi模式,则在连结第一传递离合器44和第二传递离合器46时,控制部104计算在发动机离合器42的连结时发动机转速没有达到发动机最低转速的程度的变速比(以下也称为特定的变速比)。并且,控制部104将变速比向经过算出的特定的变速比变更的指令(以下也称为特定变速比移转指令)向变速箱ECU 300输出。接受了特定变速比移转指令的变速箱ECU 300使CVT 31开始变速比向特定的变速比的下降。
另外,控制部104在发动机10的转矩传递到驱动轮80即CVT 31之前使CVT 31降低变速比。具体而言,在连结发动机离合器42之前,控制部104向变速箱ECU 300输出特定变速比移转指令。例如,控制部104在输出发动机离合器42的连结指令之前输出特定变速比移转指令。由此,由于在传递发动机10的转矩时CVT 31的变速比已经下降,所以能够更可靠地抑制可能在连结发动机离合器42时发生的抖动。
此外,控制部104在向HEV模式转换以后控制CVT 31使变速比回到目标变速比。具体而言,控制部104在连结发动机离合器42之后向变速箱ECU 300输出使变速比以比向特定的变速比下降时的变化更缓慢的方式回到目标变速比的指令(以下也称为目标变速比移转指令)。例如,控制部104输出以比向特定的变速比下降的速度更缓慢的方式使变速比向目标变速比上升的目标变速比移转指令。由此,能够消除因变速比的下降而导致的驱动力的不足。另外,通过减小变速比的每单位时间的变化的程度,能够抑制由变速比的变更引起的抖动的产生。应予说明,控制部104也可以向变速箱ECU 300输出包括与目标变速比移转指令相当的指令的特定变速比移转指令。此时,变速箱ECU 300在使发动机离合器42连结之后控制CVT 31使变速比回到目标变速比。
接下来,对第二马达发电机24的控制方式进行说明。控制部104基于判定部102的判定结果来决定第二马达发电机24的控制方式。具体而言,如果通过判定部102判定为降低变速比,则控制部104使第二马达发电机24增加驱动力。更具体而言,控制部104使第二马达发电机24增大降低变速比之后的驱动力与要求驱动力之差以上的驱动力。例如,如果许可Shift Hi模式,则控制部104算出特定的变速比下的驱动力与要求驱动力之差。接下来,控制部104向马达ECU 400输出使第二马达发电机24增大经过算出的与驱动力之差相当的驱动力(以下,也称为差值驱动力)的指令(以下,也称为差值驱动力增大指令)。由此,能够弥补由于变速比的下降引起的驱动力的不足。
此外,在向HEV模式转换以后,控制部104控制第二马达发电机24使驱动力复原。例如,在将发动机离合器42连结之后,控制部104向马达ECU400输出减小驱动力的增大量的指令(以下,也称为差值驱动力减小指令)。由此,能够使第二马达发电机24的驱动所消耗的电力降低到适当的量。
另外,控制部104根据变速比的变化使第二马达发电机24的驱动力变化。具体而言,控制部104对应于变速比向特定的变速比的下降而使第二马达发电机24的驱动力增大,对应于变速比向目标变速比的上升而使第二马达发电机24的驱动力减小。例如,控制部104在相同时间进行向变速箱ECU 300输出特定变速比移转指令以及向马达ECU 400输出差值驱动力增大指令。由此,能够补充与由变速比的变化引起的驱动力的变化相应的驱动力。
<1-3.驱动控制装置的处理>
接下来,对本发明的一个实施方式的驱动控制装置100即混合动力ECU 100的处理进行说明。
(整体处理)
首先,参照图3对混合动力ECU 100的整体处理进行说明。图3是示意性地表示本发明的一个实施方式的混合动力ECU 100的整体处理的例子的流程图。
混合动力ECU 100判定是否产生发动机启动要求(步骤S502)。具体而言,判定部102判定是否产生从EV模式向HEV模式的转换要求,即基于从马达ECU 400等获得的电池信息等产生的发动机启动要求。
如果判定为产生发动机启动要求,则混合动力ECU 100判定是否许可Shift Hi模式(步骤S504)。具体而言,判定部102基于第二马达发电机24的驱动力可否增大来判定是否许可Shift Hi模式。详细情况后述。
如果判定为许可Shift Hi模式,则混合动力ECU 100将Shift Hi模式设定为ON(开启)(步骤S506)。具体而言,如果判定为许可Shift Hi模式,则判定部10将表示Shift Hi模式的状态的标志设定为ON。
接下来,混合动力ECU 100控制CVT 31使变速比滑动到比目标变速比低的变速比(步骤S508)。具体而言,如果与Shift Hi模式相关的标志变为ON,则控制部104向变速箱ECU300输出特定变速比移转指令。
接着,混合动力ECU 100使第二马达发电机24增大驱动力(步骤S510)。具体而言,如果与Shift Hi模式相关标志成为ON,则控制部104向马达ECU 400输出差值驱动力增大指令。
接下来,混合动力ECU 100判定发动机启动处理是否结束(步骤S512)。具体而言,控制部104判定向HEV模式的转换是否结束,即是否达到发动机离合器42被连结,发动机10的转矩通过CVT 31传递到驱动轮80的状态。
如果判定为发动机启动处理结束,则混合动力ECU 100控制CVT 31使变速比回到目标变速比(步骤S514)。具体而言,如果判定为向HEV模式的转换结束,则控制部104向变速箱ECU 300输出目标变速比移转指令。
另外,混合动力ECU 100控制第二马达发电机24使驱动力复原(步骤S516)。具体而言,如果判定为向HEV模式的转换结束,则控制部104向马达ECU 400输出差值驱动力减小指令。
接下来,混合动力ECU 100使Shift Hi模式OFF(关闭)(步骤S518)。具体而言,控制部104将与Shift Hi模式相关的标志设定为OFF。
(Shift Hi模式许可判定处理)
接着,参照图4对上述步骤S504的处理的详细情况进行说明。图4是示意性地表示本发明的一个实施方式的混合动力ECU 100的Shift Hi模式许可判定处理的例子的流程图。
混合动力ECU 100判定第二马达发电机24的驱动用电池的SOC是否为阈值以上(步骤S602)。具体而言,控制部104判定高电压电池50的SOC是否为阈值以上。
如果判定为第二马达发电机24的驱动用电池的SOC为阈值以上,则混合动力ECU100判定驱动力增大后的第二马达发电机24的输出是否为上限以下(步骤S604)。具体而言,控制部104判定驱动力增大后的第二马达发电机24的输出是否为规格的输出上限以下。
如果判定为驱动力增大后的第二马达发电机24的输出为上限以下,则作为判定为许可Shift Hi模式,处理向上述的步骤S506进入。如果判定为驱动力增大后的第二马达发电机24的输出不为上限以下,则作为判定为不许可Shift Hi模式,结束处理。
应予说明,可以仅进行上述步骤S602或S604中的一个,也可以追加其它判定处理。
<2.动作例>
以上,对本发明的一个实施方式的驱动控制机构1进行了说明。接下来,参照图5对驱动控制机构1的动作例进行说明。图5是表示本发明的一个实施方式的驱动控制机构1的动作例的时序图。应予说明,图5中示出的实线表示驱动控制机构1的动作,图5中示出的虚线表示现有的驱动控制机构的动作。
驱动控制机构1在EV模式中,根据要求驱动力来控制CVT 31和第二马达发电机24。例如,混合动力ECU 100在EV模式中,借由马达ECU 400并以预定的驱动力驱动第二马达发电机24,借由变速箱ECU 300控制CVT 31使变速比变更到与要求驱动力对应的目标变速比。
如果产生从EV模式向HEV模式的转换要求(时刻t1),则驱动控制机构1控制CVT 31使变速比下降到特定的变速比(时刻t1~t2)。例如,如果在EV模式下产生发动机启动要求,则混合动力ECU 100借由变速箱ECU 300控制CVT 31使变速比下降到特定的变速比。应予说明,在由变速比的变更引起的抖动在预定的程度以下的范围内,变速比向该特定的变速比的变更尽可能快地进行即可。这是为了避免由于变速比的变更变得长期化而导致的驱动力的响应性降低。
另外,驱动控制机构1控制第二马达发电机24使驱动力仅增大差值驱动力的量(时刻t1~t2)。例如,如果在EV模式下产生发动机启动要求,则混合动力ECU 100借由马达ECU400控制第二马达发电机24使驱动力仅增大算出的差值驱动力的量。应予说明,第二马达发电机24的驱动力的增大与CVT 31的变速比的下降对应地例如相关联地进行。
接下来,驱动控制机构1启动发动机10,开始发动机10的转矩向驱动轮80的传递。例如,在控制变速比和第二马达发电机24的驱动力之后,混合动力ECU 100借由发动机ECU200使发动机10启动,使发动机离合器42的连结开始。
在此,以往由于变速比保持在目标变速比,所以在发动机离合器42连结时可能发生抖动。例如,如果在时刻t2开始发动机离合器42的连结,则如图5的虚线所示,前后加速度急剧变化。这表示发生由于发动机离合器42的连结而导致的抖动。
另一方面,根据驱动控制机构1,即使在时刻t2发动机离合器42的连结开始,如图5的实线所示,与以往相比,前后加速度的变化得到抑制,前后加速度几乎没有变化。这表示由于发动机离合器42的连结产生的抖动的发生得到抑制。
此外,如果由于加速器踏板的踩踏增加等而产生驱动力的增大要求(时刻t3),则驱动控制机构1使第二马达发电机24的驱动力增加大(时刻t3~t4)。例如,如图5所示,如果加速器开度变大,则要求驱动力也增大。在此,混合动力ECU 100计算增大的要求驱动力与输出的驱动力的差值,借由马达ECU 400使第二马达发电机24增大与算出的驱动力的差值相当的驱动力。其结果,与加速器开度的变化相应地前后加速度也增大。
如果向HEV模式的转换结束(时刻t4),则驱动控制机构1控制CVT 31使变速比上升到目标变速比(时刻t4~t5)。例如,如果发动机离合器42的连结结束,则混合动力ECU 100借由变速箱ECU 300控制CVT 31使变速比上升到目标变速比。应予说明,变速比向目标变速比的上升速度比变速比向特定的变速比的下降速度慢。由此,能够抑制由变速比的变更导致的抖动的发生。
另外,驱动控制机构1控制第二马达发电机24使驱动力减小差值驱动力的量(时刻t4~t5)。例如,如果发动机离合器42的连结结束,则混合动力ECU 100借由马达ECU 400控制第二马达发电机24使驱动力减小所增大的差值驱动力的量。应予说明,第二马达发电机24的驱动力的减小与CVT 31的变速比的上升对应地例如相关联地进行。
<3.本发明的一个实施方式的总结>
如上所述,根据本发明的一个实施方式,驱动控制机构1具备与驱动轮80连接的第二马达发电机24、与驱动轮80连接的CVT 31以及与CVT 31的主轴34连接的发动机10。并且,如果在第二马达发电机24的驱动力传递到驱动轮80且发动机10的转矩未传递到驱动轮80的EV模式中,产生向第二马达发电机24和发动机10的转矩传递到驱动轮80的HEV模式的转换要求,则CVT 31使变速比低于对应于要求驱动力的目标变速比。另外,如果产生该转换要求,则第二马达发电机24使向驱动轮80传递的驱动力增大。另外,还提供实现上述的驱动控制机构1的动作的驱动控制装置(混合动力ECU)100。
以往,在从EV模式向HEV模式切换时,以从动轮转速(副轴的转速)超过输出轴(驱动轮)的转速的方式控制发动机转速和CVT的变速比中的至少一个。但是,如果使变速比下降,则向驱动轮传递的驱动力减小。另外,如果使发动机转速上升,则可能会引起燃油效率降低或排气气体中所含的有害物质增加等。
与此相对,根据驱动控制机构1,通过与变速比的下降同时使第二马达发电机24的驱动力增大,从而能够弥补驱动力的减少小。因此,能够在不发生驱动力不足够的情况下使变速比下降,能够在发动机10的转矩传递时抑制抖动发生的可能和抖动的程度。因此,在从EV模式向HEV模式的切换中,能够兼顾由动力传递带来的抖动的抑制和驱动力的维持。
另外,如果产生上述转换要求,则CVT 31降低变速比,直到接近于主轴34的转速成为发动机10停止的转速的变速比。在此,如果开始发动机离合器42的连结,则发动机转速与主轴34的转速相配合地降低。因此,如果与变速比的下降相比主轴34的转速过度下降,则在发动机离合器42的连结时发动机转速可能降低到发动机最低转速以下。其结果,在发动机10中可能发生抖动或发动机失速。对此,通过将上述的特定的变速比设定为接近于主轴34的转速成为发动机最低转速的变速比,从而能够抑制在发动机离合器42的连结时的抖动或发动机失速的发生。
另外,如果产生上述转换要求,则CVT 31在发动机10的转矩向传递到驱动轮80之前使变速比低于上述目标变速比。因此,在传递发动机10的转矩的时刻,能够降低CVT 31的变速比。因此,能够更可靠地抑制在发动机离合器42的连结时可能发生的抖动。
另外,在第二马达发电机24使驱动力增大时,CVT 31使变速比低于上述目标变速比。在此,如果在第二马达发电机24无法增大驱动力的情况下一律使变速比下降,则可能发生驱动力的不足。在此,通过在第二马达发电机24能够使驱动力增大的情况下使变速比降低,从而能够防止由于驱动力的不足导致的车速的降低等。
另外,第二马达发电机24在驱动力增大后的第二马达发电机24的输出为上限以下的情况下使驱动力增大。因此,在由于第二马达发电机24的输出不足而没有预计到与变速比的下降对应的驱动力增大时,能够不降低变速比。因此,能够防止驱动力不足的产生。另外,能够避免向第二马达发电机24施加过量的负荷。
另外,在与第二马达发电机24的驱动时使用的电池中蓄积的电力相关的值为阈值以上的情况下,第二马达发电机24使驱动力增大。因此,即使在与变速比的下降对应地增大第二马达发电机24的驱动力之后,也能够在高电压电池50中确保电力。由于高电压电池50也向车辆的其它装置供给电力,因此也能够抑制高电压电池50的枯竭。因此,能够维持车辆的行驶。
另外,第二马达发电机24使变速比下降之后的驱动力与要求驱动力之差以上的驱动力增大。因此,能够补偿由于变速比的下降导致的所有的驱动力的不足。因此,能够避免使车辆的驾驶员感到驱动力不足,能够维持车辆的操作性或响应性。
另外,第二马达发电机24与变速比的变化对应地使驱动力变化。在此,在CVT 31的变速比的变化与第二马达发电机24的驱动力的变化之间存在偏差的情况下,可能发生驱动力的不足或过量。并且,无论对于驱动力的不足或者过量中的任一个,车辆的驾驶员均能够察觉到不协调。对此,通过使变速比的变化与驱动力的变化相对应,从而能够抑制驾驶员感觉到的不协调。
另外,在向HEV模式转换以后,CVT 31使变速比回到目标变速比。由于向HEV模式的转换结束,所以不发生与发动机10的转矩传递相关的抖动。因此,通过使变速比上升,从而能够借由CVT 31使向驱动轮80传递的驱动力增大。另外,由此能够减小第二马达发电机24的驱动力,即能够降低第二马达发电机24的输出,因此能够降低高电压电池50的电力的使用量。
另外,CVT 31使变速比以比变速比降低时的变化更缓慢的方式回到目标变速比。因此,与变速比向特定的变速比下降的情况相比,通过以使变速比的每单位时间的变化的程度变小的方式使变速比上升,从而能够抑制由于变速比的变更导致的抖动的发生。
<4.变形例>
以上,对本发明的一个实施方式进行了说明。应予说明,本发明的一个实施方式不限于上述的例子。以下,对本发明的一个实施方式的变形例进行说明。
作为本发明的一个实施方式的变形例,在要求驱动力减小的情况下,驱动控制机构1可以使CVT 31的变速比或第二马达发电机24的驱动力中的至少一方回复。具体而言,如果要求驱动力减小,则驱动控制机构1使CVT 31的变速比比特定的变速比上升。例如,混合动力ECU 100计算与由于加速器踏板的踏力减小引起的对应于要求驱动力的减小的变速比的回复量。并且,混合动力ECU 100向变速箱ECU 300输出使变速比从特定的变速比仅上升经过算出的变速比的回复量的指令。
另外,具体而言,如果要求驱动力减小,则驱动控制机构1使第二马达发电机24的驱动力比增大了差值驱动力的量而得到的驱动力小。例如,混合动力ECU 100计算由于加速器踏板的踏力减小而引起的对应于要求驱动力的减小的第二马达发电机24的驱动力的回复量。并且,混合动力ECU 100向马达ECU 400输出使驱动力减小经过算出的驱动力的回复量的指令。
如上所述,根据本发明的一个实施方式的变形例,驱动控制机构1在要求驱动力减小的情况下使CVT 31的变速比或第二马达发电机24的驱动力中的至少一方回复。基本上在Shift Hi模式为ON的状况下假定要求驱动力增大,但即使在该状况下,如上所述,要求驱动力有时会减小。此时,如上述变形例,通过调整在Shift Hi模式中控制的变速比或第二马达发电机24的驱动力,从而与要求驱动力的减少相对应,由此在不进行其它驱动力控制的情况下结束。因此,能够抑制驱动力控制复杂化。另外,由此能够提高对于要求驱动力的减小的追从性。因此,能够针对要求驱动力的减小响应良好地给驾驶员带来减速感。应予说明,从燃油效率的观点和响应性的观点考虑,变更第二马达发电机24的驱动力比变更CVT 31的变速比更为有利。
以上,参照附图对本发明的优选的实施方式进行了详细说明,但本发明不限于上述例子。只要是具有本发明所属技术领域中的通常知识的人会明白在权利要求书记载的技术思想的范畴内可以存在各种变更例或修正例,这些当然也包括在本发明的技术方案内。
例如,在上述实施方式中,变速器为无级变速器(CVT),但本发明不限于上述例子。例如,变速器也可以为有级变速器(AT:Automatic Transmission)。
另外,在上述实施方式中,在连结了第一传递离合器44和第二传递离合器46的状态下,对通过连结发动机离合器42将发动机10的转矩作为驱动力传递到驱动轮80的例子进行了说明。但是,在连结了发动机离合器42和第一传递离合器44的状态下,也可以通过连结第二传递离合器46而将发动机10的转矩作为驱动力传递到驱动轮80。另外,在连结了发动机离合器42和第二传递离合器46的状态下,也可以通过连结第一传递离合器44而将发动机10的转矩作为驱动力传递到驱动轮80。
另外,在上述实施方式中,对在向HEV模式的转换结束之后回到CVT 31的变速比和第二马达发电机24的驱动力的例子进行了说明,但CVT 31的变速比和第二马达发电机24的驱动力也可以从向HEV模式的转换中开始复原。例如,如果发动机转速与主轴34的转速的转速差变为预定值以下,则可以开始复原CVT 31的变速比和第二马达发电机24的驱动力。通常,驱动力传递带来的抖动容易在传递开始时产生,如果传递变得稳定,则相对不易产生。例如,在发动机离合器42的连结开始后且完全未被连结的状态下,即使变速比开始复原抖动也难以产生。另一方面,通过发动机离合器42在连结中即向HEV模式的转换中开始复原变速比,从而能够减小产生的驱动力与要求驱动力之间的偏离。即,能够减小第二马达发电机24中增大的驱动力,能够节省高电压电池50的电力。
另外,对于上述的实施方式的流程图中示出的步骤而言,依据记载的顺序并按照时序进行的处理当然也可以不必按照时序进行处理,也包括并列或单独执行的处理。另外,即使是按照时序进行处理的步骤,当然也可以根据情况适当改变顺序。
另外,也可以创建用于使内置于驱动控制装置(混合动力ECU)100的硬件发挥与上述的驱动控制装置100的各功能构成同等的功能的计算机程序。另外,还可提供存储有该计算机程序的存储介质。
Claims (11)
1.一种驱动控制机构,其特征在于,具备:
马达,其与驱动轮连接;
变速器,其与所述驱动轮连接;以及
内燃机,其与所述变速器的输入轴连接;
如果在所述马达的驱动力传递到所述驱动轮且所述内燃机的驱动力未传递到所述驱动轮的第一状态下,产生向所述马达和所述内燃机的驱动力传递到所述驱动轮的第二状态的转换要求,则所述变速器使变速比低于对应于要求驱动力的目标变速比,
如果产生所述转换要求,则所述马达使传递到所述驱动轮的驱动力增大。
2.根据权利要求1所述的驱动控制机构,其特征在于,如果产生所述转换要求,则所述变速器降低变速比,直到接近于所述输入轴的转速成为所述内燃机停止的转速的变速比。
3.根据权利要求1或2所述的驱动控制机构,其特征在于,如果产生所述转换要求,则所述变速器在所述内燃机的驱动力传递到所述驱动轮之前使变速比低于所述目标变速比。
4.权利要求1~3中任一项所述的驱动控制机构,其特征在于,在所述马达使驱动力增大的情况下,所述变速器使变速比低于所述目标变速比。
5.根据权利要求4所述的驱动控制机构,其特征在于,在驱动力增大之后的所述马达的输出为上限以下的情况下,所述马达使驱动力增大。
6.根据权利要求4或5所述的驱动控制机构,其特征在于,在与蓄积于所述马达的驱动中使用的电池的电力相关的值为阈值以上的情况下,所述马达使驱动力增大。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的驱动控制机构,其特征在于,所述马达增大变速比被降低之后的驱动力与所述要求驱动力之差以上的驱动力。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的驱动控制机构,其特征在于,所述马达根据变速比的变化使驱动力变化。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的驱动控制机构,其特征在于,在向所述第二状态转换以后,所述变速器使变速比回到所述目标变速比。
10.根据权利要求9所述的驱动控制机构,其特征在于,所述变速器使变速比以比变速比被降低时的变化更缓慢的方式回到所述目标变速比。
11.一种驱动控制装置,其特征在于,具备:
判定部,判定在马达的驱动力传递到驱动轮且内燃机的驱动力未传递到所述驱动轮的第一状态中,是否有向所述马达和所述内燃机的驱动力传递到所述驱动轮的第二状态的转换要求;以及
控制部,如果利用所述判定部判定产生所述转换要求,则输出使变速器的变速比低于与要求驱动力对应的目标变速比的指令,输出利用所述马达使传递到所述驱动轮的驱动力增大的指令。
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