CN107735600A - 混合动力车辆的变速控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种混合动力车辆的变速控制装置,在存在变速请求时,在通常时变速中实现良好的变速品质,并确保响应驾驶员请求的变速响应性。在从作为动力源的第1电动发电机(MG1)和内燃机(ICE)至驱动轮(19)为止的驱动系统搭载有实现多个变速挡的多级齿轮变速器(1),多级齿轮变速器(1)将啮合接合的卡合离合器(C1、C2、C3)作为变速要素。在该混合动力车辆中,设置有通过基于变速请求的卡合离合器的行程动作而进行切换利用多级齿轮变速器(1)实现的变速挡的变速控制的变速器控制单元(23)。在利用多级齿轮变速器(1)能够实现的多个变速挡中,变速器控制单元(23)选择在从动力源至驱动轮(19)的动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡,将选择的变速挡设为在通常时的变速控制中使用的通常时使用变速挡组。

Description

混合动力车辆的变速控制装置
技术领域
[0001] 本发明涉及具有电动机和内燃机作为动力源、且具有利用卡合离合器对多个变速 挡进行切换的变速器的混合动力车辆的变速控制装置。
背景技术
[0002] 当前,变速器具有ENG用变速器、以及MG用变速器,利用一个或多个接合要素将各 自的路径接合而实现多个变速挡。另外,已知如下混合动力车辆,S卩,变速器具有在一个变 速器的变速挡的使用过程中使用另一个变速部的变速挡的动力传递路径(例如,参照专利 文献1)。
[0003] 专利文献1:日本特许第5453467号公报
发明内容
[0004] 然而,在当前的混合动力车辆中,形成为如下结构,S卩,将经由多个接合要素的动 力传递路径设为在正常的变速控制中使用的变速挡。因此,与仅经由1个接合要素的情况相 比,背隙较大,在加速和减速之间变换时的晃动冲击、异响变差。另外,存在如下问题,即,为 了抑制振动,需要使变速中的扭矩增减斜率变得平缓,无法迅速地响应驾驶员的起步请求、 加速请求。
[0005] 本发明就是着眼于上述问题而提出的,其目的在于提供一种混合动力车辆的变速 控制装置,在存在变速请求时,能在通常时变速中实现良好的变速品质,并能确保响应驾驶 员请求的变速响应性。
[0006] 为了实现上述目的,本发明的混合动力车辆具有电动机和内燃机作为动力源,在 从动力源至驱动轮的驱动系统搭载有能实现多个变速挡的变速器。
[0007]变速器具有通过起始自断开位置的行程而实现啮合接合的多个卡合离合器作为 对多个变速挡进行切换的变速要素。
[0008] 在该混合动力车辆中,设置有变速控制器,该变速控制器通过基于变速请求的所 述卡合离合器的行程动作而进行切换利用变速器实现的变速挡的变速控制。
[0009] 在利用变速器能够实现的多个变速挡中,变速控制器选择在从动力源至驱动轮的 动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡,将选择的多个变速挡作为通常时的变速控制 中所使用的通常时使用变速挡组。
[0010] 发明的效果
[0011] 因而,在利用变速器能够实现的多个变速挡中,选择在从动力源至驱动轮的动力 传递路径存在1个卡合离合器的变速挡,将选择的多个变速挡作为通常时的变速控制中所 使用的通常时使用变速挡组。
[0012] 即,作为通常时使用变速挡组而选择的变速挡,在动力传递路径仅存在1个卡合离 合器。因此,在通常时变速中,在将啮合卡合离合器作为变速要素的情况下,能实现抑制特 有的晃动冲击、异响的良好的变速品质。而且,通常时使用变速挡是抑制冲击、异响的变速 挡,因此无需实施使变速中的扭矩增减斜率变得平缓的振动对策,能确保变速所需的时间 较短、且较高的变速响应性。
[0013] 其结果,在存在变速请求时,能够在通常时变速中实现良好的变速品质,并能够确 保响应驾驶员请求的变速响应性。
附图说明
[0014] 图1是表示应用了实施例1的变速控制装置的混合动力车辆的驱动系统以及控制 系统的整体系统图。
[0015] 图2是表示搭载于应用了实施例1的变速控制装置的混合动力车辆的多级齿轮变 速器的变速控制系统的结构的控制系统结构图。
[0016] 图3是表示搭载于应用了实施例1的变速控制装置的混合动力车辆的多级齿轮变 速器中对变速挡进行切换的思路的变速对应图概要图。
[0017] 图4是表示搭载于应用了实施例1的变速控制装置的混合动力车辆的多级齿轮变 速器中的基于3个卡合离合器的切换位置的变速挡的接合表。
[0018] 图5是表示由实施例1的变速器控制单元执行的变速控制处理的流程的流程图。
[0019] 图6是表示电池S0C处于正常容量区域时选择的换挡计划(通常时使用变速挡)第1 换挡计划对应图。
[0020] 图7是表示选择了通常时使用变速挡(EVlst、ICE2nd)时的多级齿轮变速器的MG1 扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
[0021] 图8是表示选择了通常时使用变速挡(EVlst、ICE3rd)时的多级齿轮变速器的MG1 扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
[0022] 图9是表示选择了通常时使用变速挡(EV2nd、ICE2nd)时的多级齿轮变速器的MG1 扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
[0023] 图1〇是表示选择了通常时使用变速挡(EV2nd、ICE3rd)时的多级齿轮变速器的MG1 扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
[0024] 图11是表示选择了通常时使用变速挡(EV2nd、ICE4th)时的多级齿轮变速器的MG1 扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
[0025] 图12是表示在电池S0C处于低容量区域时所选择的换挡计划(通常时使用变速挡+ EVlst ICElst)的第2换挡计划对应图图石。
[0026] 图13是表示选择了通常时不使用变速挡(EVlst、ICElst:紧急时1st)时的多级齿 轮变速器的MG 1扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
[0027] 图丨4是表示选择了通常时不使用变速挡(EV2nd、ICE3rd,:故障时变速挡)时的多 级齿轮变速器C的MG 1扭矩以及ICE扭矩的传递路径的扭矩流动图。
具体实施方式 & _
[0028] 下面,基于附图所示的实施例1对实现本发明的电动车辆的变速控制装置的取<土 方式进行说明。
[0029] 实施例1
[0030] 首先,对结构进行说明。
[0031]实施例1的变速控制装置应用于如下混合动力车辆(混合动力车辆的一个例子), 该混合动力车辆具有1个发动机、2个电动发电机、以及具备3个卡合离合器的多级齿轮变速 器作为驱动系统结构要素。下面,分为“整体系统结构”、“变速控制系统结构”、“变速挡结 构”、“变速控制处理结构”对实施例1的混合动力车辆的变速控制装置的结构进行说明。 [0032][整体系统结构]
[0033]图1表示应用了实施例1的模式变换控制装置的混合动力车辆的驱动系统以及控 制系统。下面,基于图1对整体系统结构进行说明
[0034]如图1所示,混合动力车辆的驱动系统具有内燃机ice、第1电动发电机MG1、第2电 动发电机MG2、以及具有3个卡合离合器C1、C2、C3的多级齿轮变速器1。其中,“ICE”是 “Internal Combustion Engine”的简称。
[0035]所述内燃机ICE例如是将曲轴轴向作为车宽方向、且配置于车辆的前室的汽油发 动机、柴油发动机等。该内燃机ICE与多级齿轮变速器1的变速器壳体10连结,并且内燃机输 出轴与多级齿轮变速器1的第1轴11连接。此外,内燃机ICE基本上将第2电动发电机MG2作为 起动电机而进行MG2启动。但是,防备极低温度时等那样无法确保使用强电电池3的MG2启动 的情况而保留起动电机2。
[0036] 所述第1电动发电机MG1以及第2电动发电机MG2,均是将强电电池3作为通用电源 的三相交流的永磁体型同步电机。第1电动发电机MG1的定子固定于第1电动发电机MG1的壳 体,该壳体固定于多级齿轮变速器1的变速器壳体10。而且,与第1电动发电机MG1的转子一 体的第1电机轴与多级齿轮变速器1的第2轴12连接。第2电动发电机MG2的定子固定于第2电 动发电机MG2的壳体,该壳体固定于多级齿轮变速器1的变速器壳体10。而且,与第2电动发 电机MG2的转子一体的第2电机轴与多级齿轮变速器1的第6轴16连接。在动力运行时将直流 变换为三相交流、且在再生时将三相交流变换为直流的第1逆变器4,经由第1AC线束5而与 第1电动发电机MG1的定子线圈连接。在动力运行时将直流变换为三相交流、且在再生时将 三相交流变换为直流的第2逆变器6,经由第2AC线束7而与第2电动发电机MG2的定子线圈连 接。经由接线盒9并利用DC线束8而将强电电池3和第1逆变器4以及第2逆变器6连接。
[0037] 所述多级齿轮变速器1是具有变速比不同的多对齿轮对的常啮合式变速器,具有: 6个齿轮轴11〜16,它们在变速器壳体10内相互平行地配置,且设置有齿轮;以及3个卡合离 合器Cl、C2、C3,它们选择齿轮对。作为齿轮轴,设置有第1轴11、第2轴12、第3轴13、第4轴14、 第5轴15以及第6轴16。作为卡合离合器,设置有第1卡合离合器C1、第2卡合离合器C2以及第 3卡合离合器C3。此外,在变速器壳体10附加设置有对壳体内的轴承部分、齿轮的啮合部分 供给润滑油的电动油栗20。
[0038]所述第1轴11是将内燃机ICE连结的轴,在第1轴11从图1的右侧起按顺序配置有第 1齿轮101、第2齿轮102、第3齿轮103。第1齿轮101相对于第1轴11设置为一体(包含一体化固 定)。第2齿轮102和第3齿轮103是在轴向上凸出的凸台部插入于第1轴11的外周的空转齿 轮,设置为能够经由第2卡合离合器C2而与第1轴11驱动连结。
[0039] 所述第2轴12是将第1电动发电机MG1连结、且使得轴心与第1轴11的外侧位置一致 而进行同轴配置的圆筒轴,在第2轴12从图1的右侧起按顺序配置有第4齿轮104、第5齿轮 105。第4齿轮104和第5齿轮105相对于第2轴12设置为一体(包含一体化固定)。
[0040] 所述第3轴13是配置于多级齿轮变速器1的输出侧的轴,在第3轴13从图1中的右侧 起按顺序配置有第6齿轮1〇6、第7齿轮107、第8齿轮108、第9齿轮109、第10齿轮110。第6齿轮 106、第7齿轮107以及第8齿轮108相对于第3轴13设置为一体(包含一体化固定)。第9齿轮 109和第10齿轮110是在轴向上凸出的凸台部插入于第3轴13的外周的空转齿轮,设置为能 够经由第3卡合离合器C3而相对于第3轴13驱动连结。而且,第6齿轮106与第1轴11的第2齿 轮102啮合,第7齿轮107与差速齿轮17的第16齿轮116啮合,第8齿轮108与第1轴11的第3齿 轮103啮合。第9齿轮1〇9与第2轴12的第4齿轮104啮合,第10齿轮110与第2轴12的第5齿轮 105啮合。
[0041]所述第4轴14是两端支撑于变速器壳体1〇的轴,在第4轴14从图1中的右侧按顺序 配置有第11齿轮111、第12齿轮112、第13齿轮113。第11齿轮111相对于第4轴14设置为一体 (包含一体化固定)。第12齿轮112和第13齿轮113是在轴向上凸出的凸台部插入于第4轴14 的外周的空转齿轮,设置为能够经由第1卡合离合器C1而相对于第4轴14驱动连结。而且,第 11齿轮111与第1轴11的第1齿轮101啮合,第12齿轮112与第1轴11的第2齿轮102啮合,第13 齿轮113与第2轴12的第4齿轮104啮合。
[0042] 所述第5轴15是两端支撑于变速器壳体10的轴,与第4轴14的第11齿轮111啮合的 第14齿轮114相对于所述第5轴15设置为一体(包含一体化固定)。
[0043]所述第6轴16是将第2电动发电机MG2连结的轴,与第5轴15的第14齿轮114啮合的 第15齿轮115相对于所述第6轴16设置为一体(包含一体化固定)。
[0044]所述第2电动发电机MG2和内燃机ICE由如下齿轮列机械连结,该齿轮列由相互啮 合的第15齿轮115、第14齿轮114、第11齿轮111、第1齿轮101构成。该齿轮列在基于第2电动 发电机MG2的内燃机ICE的MG2启动时,成为使得MG2转速减速的减速齿轮列,在通过内燃机 ICE的驱动使第2电动发电机MG2发电的MG2发电时,成为使内燃机转速加速的加速齿轮列。 [0045] 所述第1卡合离合器C1是如下牙嵌式离合器,S卩,安装于第4轴14中的第12齿轮112 与第13齿轮113之间,因不具有同步机构而通过旋转同步状态下的啮合行程实现接合。在第 1卡合离合器C1处于左侧接合位置(Left)时,对第4轴14和第13齿轮113进行驱动连结。在第 1卡合离合器C1处于中立位置(N)时,将第4轴14和第12齿轮112断开,并且将第4轴14和第13 齿轮113断开。在第1卡合离合器C1处于右侧接合位置(Right)时,对第4轴14和第12齿轮112 进行驱动连结。
[0046] 所述第2卡合离合器C2是如下牙嵌式离合器,即,安装于第1轴11中的第2齿轮102 与第3齿轮103之间,因不具有同步机构而通过旋转同步状态下的啮合行程来实现接合。在 第2卡合离合器C2处于左侧接合位置(Left)时,对第1轴11和第3齿轮103进行驱动连结。在 第2卡合离合器C2处于中立位置(N)时,将第1轴11和第2齿轮1〇2断开,并且将第1轴11和第3 齿轮103断开。在第2卡合离合器C2处于右侧接合位置(Right)时,对第1轴11和第2齿轮102 进行驱动连结。
[0047] 所述第3卡合离合器C3是如下牙嵌式离合器,即,安装于第3轴I3中的第9齿轮109 与第10齿轮110之间,因不具有同步机构而通过旋转同步状态下的啮合行程来实现接合。在 第3卡合离合器C3处于左侧接合位置(Left)时,对第3轴I3和第10齿轮110进行驱动连结。在 第3卡合离合器C3处于中立位置(N)时,将第3轴I3和第9齿轮1〇9断开,并且将第3轴13和第 10齿轮110断开。在第3卡合离合器C3处于右侧接合位置(Right)时,对第3轴I3和第9齿轮 109进行驱动连结。而且,与一体地设置(包含一体化固定)于多级齿轮变速器1的第3轴13的 第7齿轮107啮合的第16齿轮116,经由差速齿轮17以及左右的驱动轴18而与左右的驱动轮 19连接。
[0048]如图1所示,混合动力车辆的控制系统具有混合动力控制模块21、电机控制单元 22、变速器控制单元23以及发动机控制单元24。
[0049] 所述混合动力控制模块21 (简称:“HCM”)是具有适当地对车辆整体的消耗能量进 行管理的功能的综合控制单元。该混合动力控制模块21利用CAN通信线25以能够进行双向 信息交换的方式与其他控制单元(电机控制单元22、变速器控制单元23、发动机控制单元24 等)连接。此外,CAN通信线25的“CAN”是“Controller Area Network”的简称。
[0050] 所述电机控制单元22 (简称:“MCU”)利用针对第1逆变器4和第2逆变器6的控制指 令而进行第1电动发电机MG1和第2电动发电机MG2的动力运行控制、再生控制等。作为针对 第1电动发电机MG1以及第2电动发电机MG2的控制模式,具有“扭矩控制”和“转速控制”。 在“扭矩控制”中,如果确定了针对目标驱动力而分担的目标电机扭矩,则进行使实际电机 扭矩追随目标电机扭矩的控制。在“转速ro控制”中,如果存在在行驶中使卡合离合器C1、 C2、C3的任一个进行啮合接合的变速请求,则确定使得离合器输入输出转速同步的目标电 机转速,进行以使得实电机转速向目标电机转速收敛的方式将FB扭矩输出的控制。
[0051] 所述变速器控制单元23 (简称:“TICU”)基于规定的输入信息而向电动致动器31、 32、33 (参照图2)输出电流指令,由此进行切换多级齿轮变速器1的变速模式的变速控制。在 该变速控制中,选择性地使卡合离合器Cl、C2、C3啮合接合/断开,从多对齿轮对中选择参与 了动力传递的齿轮对。这里,在使断开的卡合离合器Cl、C2、C3的任一个接合的变速请求时, 为了抑制离合器入输出的转速差而确保啮合接合,同时使用第1电动发电机MG1或者第2电 动发电机MG2的转速FB控制(旋转同步控制)。
[0052] 所述发动机控制单元24 (简称:“ECU”)基于规定的输入信息而向电机控制单元22、 火花塞、燃料喷射致动器等输出控制指令,由此进行内燃机ICE的启动控制、内燃机ICE的停 止控制、燃料切断控制等。
[0053][变速控制系统结构]
[0054]实施例1的多级齿轮变速器1的特征在于,作为变速要素而采用基于啮合接合的卡 合离合器Cl、C2、C3 (牙嵌式离合器),由此通过减弱拉动滑动而实现高效化。而且,如果存在 使卡合离合器C1、C2、C3的任一个啮合接合的变速请求,则利用第1电动发电机MG1 (卡合离 合器C3的接合时)或者第2电动发电机MG2 (卡合离合器Cl、C2的接合时)而使离合器输入输 出的转速差同步,如果处于同步判定转速范围内,则通过开始啮合行程而实现变速。另外, 如果存在将接合的卡合离合器Cl、C2、C3的任一个断开的变速请求,则使断开离合器的离合 器传递扭矩降低,如果小于或等于断开扭矩判定值,则通过开始断开行程而实现。下面,基 于图2对多级齿轮变速器1的变速控制系统结构进行说明。
[0055]如图2所示,作为卡合离合器,变速控制系统具有第1卡合离合器C1、第2卡合离合 器C2以及第3卡合离合器C3。作为致动器,具有C2、C3换挡动作用的第1电动致动器31、C2、C3 选挡动作用的第2电动致动器32以及C3换挡动作用的第3电动致动器33。而且,作为使致动 器动作变换为离合器卡合/断开动作的机构,具有C1/C2选挡动作机构40、C1换挡动作机构 41、C2换挡动作机构42以及C3换挡动作机构43。并且,作为第1电动致动器31、第2电动致动 器32以及第3电动致动器33的控制单元,具有变速器控制单元23。
[0056] 所述第1卡合离合器Cl、第2卡合离合器C2以及第3卡合离合器C3,是对空转位置 (N:断开位置)、左侧接合位置(Left:左侧离合器啮合接合位置)以及右侧接合位置(Right: 右侧离合器啮合接合位置)进行切换的牙嵌式离合器。各卡合离合器C1、C2、C3均为相同的 结构,具有连接套筒51、52、53、左侧牙嵌式离合器环54、55、56、以及右侧牙嵌式离合器环 57、58、59。连接套筒51、52、53设置为经由在第4轴14、第1轴11、第3轴13固定的图外的衬套 并通过花键结合而能够沿轴向产生行程,在两侧具有顶面平坦的锯齿51a、51b、52a、52b、 53a、53b。并且,在连接套筒51、52、53的周向中央部具有叉槽51(:、52(3、53(3。左侧牙嵌式离合 器环54、55、56在作为各卡合离合器(:1/2、03的左侧空转齿轮的各齿轮113、103、110的凸台 部固定,具有与锯齿51a、52a、53a相对的顶面平坦的锯齿54a、55a、56a。右侧牙嵌式离合器 环57、58、59在作为各卡合离合器(:1工2、03的右侧空转齿轮的各齿轮112、102、109的凸台部 固定,具有与锯齿51b、52b、53b相对的顶面平坦的锯齿57b、58b、59b。
[0057] 所述C1/C2选挡动作机构40是选择第1位置和第2位置的机构,所述第1位置是选择 第1电动致动器31和C1换挡动作机构41的连结的位置,所述第2位置是选择第1电动致动器 31和C2换挡动作机构42的连结的第2位置。在选择了第1位置时,将换挡杆62和第1卡合离合 器C1的换挡杆64连结,并且在空挡位置将第2卡合离合器C2的换挡杆65锁止。在选择了第2 位置时,将换挡杆62和第2卡合离合器C2的换挡杆65连结,并且在空挡位置将第1卡合离合 器C1的换挡杆64锁止。即,形成为如下结构,S卩,如果选择了第1位置和第2位置中的、使得一 个卡合离合器进行换挡动作的位置,则在空挡位置将另一个卡合离合器锁止固定。
[0058] 所述C1换挡动作机构41、C2换挡动作机构42以及C3换挡动作机构43,是将电动致 动器31、33的转动动作变换为连接套筒51、52、53的轴向行程动作的机构。各换挡动作机构 41、42、43的结构均相同,具有转动连杆61、63、换挡杆62、64、65、66、以及拔叉67、68、69。转 动连杆61、63的一端设置于电动致动器31、33的致动器轴,另一端以能够相对移位的方式与 换挡杆64 (或65)、66连结。换挡杆64、65、66的弹簧64a、65a、66a安装于杆分割位置,能够根 据杆传递力的大小和方向而进行伸缩。拔叉67、68、69的一端固定于换挡杆64、65、66,另一 端配置于连接套筒51、52、53的叉槽51(:、52(3、53(:。
[0059] 所述变速器控制单元23输入有来自车速传感器71、加速器开度传感器72、变速器 输出轴转速传感器73、发动机转速传感器74、MG1转速传感器75、MG2转速传感器76、断路开 关77的传感器信号、开关信号。并且,输入有来自电池温度传感器78、电机温度传感器79、逆 变器温度传感器80、电池S0C传感器81等的传感器信号。此外,变速器输出轴转速传感器73 设置于第3轴13的轴端部,对第3轴13的轴转速进行检测。而且,具有位置伺服控制部(例如, 基于PID控制的位置伺服系统),该位置伺服控制部对由连接套筒51、52、53的位置决定的卡 合离合器C1、C2、C3的啮合接合和断开进行控制。该位置伺服控制部输入有来自第1套筒位 置传感器81、第2套筒位置传感器82、第3套筒位置传感器83的传感器信号。而且,读入各套 筒位置传感器81、82、83的传感器值,为了使连接套筒51、52、53的位置变为基于噛合行程的 接合位置或者断开位置而对电动致动器31、32、33施加电流。即,使焊接于连接套筒51、52、 53的锯齿和焊接于空转齿轮的锯齿这二者在啮合的啮合位置处形成为接合状态,由此使得 空转齿轮与第4轴14、第1轴11、第3轴13驱动连结。另一方面,连接套筒51、52、53在轴线方向 上移位而使得焊接于连接套筒51、52、53的锯齿和焊接于空转齿轮的锯齿在非啮合位置处 形成为断开状态,由此使得空转齿轮从第4轴14、第1轴11、第3轴13脱离。
[0060] [变速挡结构]
[0061] 实施例1的多级齿轮变速器1的特征在于,因不具有流体接头等转速差吸收要素而 降低动力传递损失,并且由电机对内燃机ICE进行辅助而减少ICE变速挡,实现紧凑化(EV变 速挡:1-2挡、ICE变速挡:1-4挡)。下面,基于图3及图4对多级齿轮变速器1的变速挡结构进 行说明。
[0062] 作为变速挡的思路,如图3所示,在车速VSP小于或等于规定车速VSP0的起步区域 中,多级齿轮变速器1不具有起步要素(滑动要素),因此通过“EV模式”仅利用电机驱动力而 进行电机起步(EV起步)。而且,在行驶区域中,如图3所示,在驱动力的请求较大时,采用如 下变速挡的思路,即,通过利用电机驱动力对发动机驱动力进行辅助的“并联模式”来应 对。即,随着车速VSP的升高,ICE变速挡按照(ICElst—) ICE2nd—ICE3rd—ICE4th而变换, EV变速挡按照EV1 st—EV2nd而变换。因而,基于图3所示的变速挡的思路,制作用于将切换 变速模式的变速请求输出的变速对应图。
[0063]利用具有卡合离合器C1、C2、C3的多级齿轮变速器1在理论上能够实现的所有变速 挡如图4所示。此外,图4中的“Lock”表示作为变速挡并不成立的联锁变速挡,“EV-”表示第1 电动发电机MG1未与驱动轮19驱动连结的状态,“ICE-”表示内燃机ICE未与驱动轮19驱动连 结的状态。下面,对各变速挡进行说明。
[0064]在第2卡合离合器C2处于“N”、且第3卡合离合器C3处于“N”时,根据第1卡合离合器 C1的位置而变为下面的变速挡。如果第1卡合离合器C1处于“Left”则变为“EV-ICEgen”,如 果第1卡合离合器Cl处于“N”则变为“Neutral”,如果第1卡合离合器Cl处于“Right”则变为 “EV_ICE3rd”。
[0065] 这里,“EV-ICEgen”的变速挡是在停车中、且在由内燃机ICE利用第1电动发电机 MG1进行发电的MG1怠速发电时、或者在MG1发电的基础上追加MG2发电的双重怠速发电时所 选择的变速挡。“Neutral”的变速挡是在停车中、且在由内燃机ICE利用第2电动发电机MG2 进行发电的MG2怠速发电时所选择的变速挡。
[0066] 在第2卡合离合器C2处于“N”、且第3卡合离合器C3处于“Left”时,根据第1卡合离 合器C1的位置而变为下面的变速挡。如果第1卡合离合器C1处于“Left”则变为“EVlst ICElst”,如果第1卡合离合器Cl处于“N”则变为“EVlst ICE-”,如果第1卡合离合器Cl处于 “Right”则变为 “EVlst ICE3rd”。
[0067] 这里,“EVlst ICE-”的变速挡是使内燃机ICE停止而利用第1电动发电机MG1进行 行驶的“EV模式”时、或者一边由内燃机ICE利用第2电动发电机MG2进行发电一边利用第1电 动发电机MG1进行1挡的EV行驶的“串联HEV模式”时所选择的变速挡。
[0068] 在第2卡合离合器C2处于“Left”、且第3卡合离合器C3处于“Left”时,如果第1卡合 离合器C1处于“N”则变为“EVlst ICE2nd”。在第2卡合离合器C2处于“Left”、且第3卡合离合 器C3处于“N”时,根据第1卡合离合器C1的位置而变为下面的变速挡。如果第1卡合离合器C1 处于“Lef t”则变为“EV1 • 5ICE2nd”,如果第1卡合离合器C1处于“N”则变为“EV-ICE2nd”。在 第2卡合离合器C2处于“Left”、且第3卡合离合器C3处于“Right”时,如果第1卡合离合器C1 处于 “N” 则变为 “EV2nd ICE2nd”。
[0069] 在第2卡合离合器C2处于“N”、且第3卡合离合器C3处于“Right”时,根据第1卡合离 合器C1的位置而变为下面的变速挡。如果第1卡合离合器C1处于“Left”则变为“EV2nd ICE3rd’ ”,如果第1卡合离合器Cl处于“N”则变为“EV2nd ICE-”,如果第1卡合离合器Cl处于 “Right” 则变为 “EV2nd ICE3rd”。
[0070]这里,“EV2nd ICE-”的变速挡,是使内燃机ICE停止而利用第1电动发电机MG1进行 行驶的“EV模式”时、或者一边由内燃机ICE利用第2电动发电机MG2进行发电一边利用第1电 动发电机MG1进行2挡EV行驶的“串联HEV模式”时所选择的变速挡。
[0071] 在第2卡合离合器C2处于“Right”、且第3卡合离合器C3处于“Right”时,如果第1卡 合离合器C1的位置为“N”则变为“EV2nd ICE4th”。在第2卡合离合器C2处于“Right”、且第3 卡合离合器C3处于“N”时,根据第1卡合离合器C1的位置而变为下面的变速挡。如果第1卡合 离合器C1处于“Left”则变为“EV2.5ICE4th”,如果第1卡合离合器C1处于“N”则变为“EV-ICE4th”。在第2卡合离合器C2处于“Right”、且第3卡合离合器C3处于“Left”时,如果第1卡 合离合器C1的位置为“N”则变为“EVlst ICE4th”。
[0072]下面,对将上述多个变速挡分为“通常时使用变速挡组”和“通常时不使用变速挡 组”的变速挡组的划分方法进行说明。
[0073] 首先,多级齿轮变速器1具有作为第1电动发电机MG1的变速挡的2个EV变速挡 (EVlst、EV2nd)、作为内燃机ICE的变速挡的多个ICE变速挡(ICElst〜ICE4th)、以及EV变速 挡和ICE变速挡的组合变速挡。而且,将从通过卡合离合器C1、C2、C3的接合组合而实现的所 有变速挡中排除了联锁变速挡(图4中的X符号)和利用换挡机构无法选择的变速挡(图4中 的剖面线)的变速挡设为利用多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡。这里,利用换挡机 构无法选择的变速挡是指第1卡合离合器C1处于“Left”且第2卡合离合器C2处于“Left”的 “已¥1.510£211(1”、以及第1卡合离合器(:1处于“1^八”且第2卡合离合器02处于“1^8111:”的 “EV2.5ICE4th”。利用换挡机构无法选择的理由在于,1个第1电动致动器31是针对2个卡合 离合器C1、C2而兼用的换挡致动器,并且利用C1/C2选挡动作机构40对单个卡合离合器进行 空挡锁止。
[0074] 在利用所述多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡中,选择在从动力源至驱动 轮19的动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡,将所选择的变速挡设为通常时的变速 控制中所使用的“通常时使用变速挡组”。在EV变速挡的情况下,将在动力传递路径存在1个 卡合离合器的变速挡(EVlst ICE-、EV2nd ICE-)设为“通常时使用变速挡组”。在ICE变速挡 的情况下,将在动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡(EV-ICE2nd、EV-ICE3rd、EV-ICE4th)设为“通常时使用变速挡组”。在组合变速挡的情况下,将在EV变速挡的动力传递路 径存在1个卡合离合器、且在ICE变速挡的动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡 (EVlst ICE2nd、EVlst ICE3rd、EVlst ICE4th、EV2nd ICE2nd、EV2nd ICE3rd、EV2nd ICE4th)设为“通常时使用变速挡组”。此外,“通常时使用变速挡组”由在上述11个变速挡的 基础上再加上“EV-ICEgen”和“Neutral”的共13个变速挡构成。
[0075] 在利用所述多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡中,选择在动力传递路径存 在大于或等于2个的卡合离合器的变速挡,将所选择的变速挡设为在通常时的变速控制中 不使用的“通常时不使用变速挡组”。在EV变速挡和ICE变速挡的组合变速挡的情况下,将在 EV变速挡的动力传递路径存在1个所述卡合离合器、且在ICE变速挡的动力传递路径存在2 个卡合离合器的变速挡(EVlst ICElst、EV2nd ICE3rd’)设为“通常时不使用变速挡组”。此 夕卜,如下面的变速控制处理结构中说明的那样,“通常时不使用变速挡组”的变速挡在通常 时不使用,在脱离了通常时的范围的规定条件成立时使用、或者允许使用。
[0076][变速控制处理结构]
[0077]图5表示由实施例1的变速器控制单元23 (变速控制器)执行的变速控制处理的流 程。下面,对表示变速控制处理结构的各步骤进行说明。
[0078]在步骤S1中,判断电池充电容量(下面,称为“电池S0C”。)是否超过规定容量S0C1。 在YES (电池SOOSOC1)的情况下进入步骤S2,在N0 (电池S0C彡S0C1)的情况下进入步骤S5。 [0079] 这里,利用对强电电池3的充电容量进行检测的电池S0C传感器81获取“电池S0C”。 对于“规定容量S0C1”,在通过对电池S0C的监视而进行的能量管理时,设定为作为正常充放 电的变速控制模式的第1换挡计划对应图(图6)、和作为重视充电的变速控制模式的第2换 挡计划对应图(图12)的切换阈值。而且,如果表示电池S0C小于或等于规定容量S0C1、且电 池S0C不足的状态的电池低容量条件成立,则进入步骤S5。
[0080] 在步骤S2中,在步骤S1中判断为电池SOOSOC1之后,接着判断电池温度是否较 低。在YES (电池温度较低)的情况下进入步骤S5,在N0 (电池温度不低)的情况下进入步骤 S30
[0081]这里,利用对强电电池3的电池温度进行检测的电池温度传感器78而获取“电池温 度”。而且,在强电电池3的温度降低而小于或等于无法实现既定的输出的第1温度阈值这一 电池低温条件成立时,判断为电池温度较低。
[0082] 在步骤S3中,在步骤S2中判断为电池温度不低之后,接着判断电池温度、电机温 度、逆变器温度是否较高。在YES (第1电动发电机系统温度较高)的情况下进入步骤S5,在N0 (第1电动发电机系统温度不高)的情况下进入步骤S4。
[0083]这里,利用电池温度传感器78而获取“电池温度”,利用对第1电动发电机MG1的温 度进行检测的电机温度传感器79而获取“电机温度”。利用对第1逆变器4的温度进行检测的 逆变器温度传感器80而获取“逆变器温度”。而且,在从强电电池3至第1电动发电机MG1的第 1电动发电机系统温度升高而大于或等于无法实现既定的输出的第2温度阈值这一第1电动 发电机系统高温条件成立时,判断为第1电动发电机系统温度较高。
[0084]在步骤S4中,在步骤S3中判断为第1电动发电机系统温度不高之后,接着允许通常 时使用变速挡的使用,实施使用图6所示的第1换挡计划对应图的变速控制并进入步骤S6。 [0085]这里,使用第1换挡计划对应图的变速控制是指,选择针对在图6所示的第1换挡计 划对应图上存在的运转点的位置而分配的通常时使用变速挡的控制。因而,如果根据运转 点的移动而选择的通常时使用变速挡发生改变,则通过升速变速或降速变速而对变速挡进 行变更。
[0086] 在步骤S5中,在步骤S1中判断为电池S0C较低、或者在步骤S2中判断为电池温度较 低、或者在步骤S3中判断为第1电动发电机系统温度较高之后,接着允许在通常时使用变速 挡的基础上追加作为通常时不使用变速挡的紧急时1st (“EVlst ICElst”)的变速挡的使 用,实施使用图12所示的第2换挡计划对应图的变速控制并进入步骤S6。
[0087] 这里,在使用第2换挡计划对应图的变速控制中,在将“EVlst”设为“Series EVlst”、且进一步追加了 “EVlst ICElst”这样的紧急时1st的变速挡这一点上,与在使用第 1换挡计划对应图(图6)的变速控制中允许使用的变速挡不同。
[0088] 在步骤S6中,在步骤S4中允许使用正常使用时的变速挡、或者在步骤S5中允许使 用紧急时1st之后,接着判断是否选择了齿轮比接近故障时变速挡的通常时使用变速挡。在 YES (选择了 “EV2nd ICE3rd”时)的情况下进入步骤S7,在N0 (选择了“EV2nd ICE3rd,,以外 时)的情况下进入返回步骤。
[0089]这里,“故障时变速挡”是指“EV2nd ICE3rd’ ”,齿轮比接近故障时变速挡的通常时 使用变速挡是指“EV2nd ICE3rd”。
[0090]在步骤S7中,在步骤Se中判断为选择了 “EV2nd ICE3rd”时之后,接着判断齿轮比 接近故障时变速挡的通常时使用变速挡是否产生了故障。在YES (产生了故障)的情况下进 入步骤S8,在NO (未产生故障)的情况下进入返回步骤。
[0091]这里,通常时使用变速挡“EV2nd ICE3rd”的故障是指,例如在使第1卡合离合器ci 向“Right”行进的换挡动作系统产生了机械方面、或者电气方面的故障而无法选择“EV2nd ICE3rd”的故障。
[0092]在步骤S8中,在步骤S7中判断为产生了故障之后,接着将通常时不使用变速挡组 中存在的变速挡中的、通过接近产生了故障的变速挡的齿轮比而实现的变速挡作为故障时 变速挡(“EV2nd ICE3rd’ ”的变速挡)而使用并进入返回步骤。
[0093]这里,“作为故障时变速挡而使用”是指在使用第1或第2换挡计划对应图的变速控 制中代替“EV2nd ICE3rd”的变速挡而使用“EV2nd ICE3rd’”的变速挡。
[0094]下面,对作用进行说明。
[0095]分为“变速控制处理作用”、“通常时变速控制作用”、“允许使用紧急时lst的变速 控制作用”、“故障时变速控制作用”、“变速控制的特征作用”而对实施例1的混合动力车辆 的变速控制装置的作用进行说明。
[0096][变速控制处理作用]
[0097]下面,基于图5所示的流程图对各行驶场合下的变速控制处理作用进行说明。
[0098]设为在步骤S1中判断为电池S0C超过规定容量S0C1,在步骤S2中判断为电池温度 不低,在步骤S3中判断为第1电动发电机系统温度不高。此时,在图5的流程图中,按照步骤 S1—步骤S2—步骤S3—步骤S4而前进。在步骤S4中,允许通常时使用变速挡的使用,实施使 用图6所示的第1换挡计划对应图的变速控制。
[0099]另一方面,如果在步骤S1中判断为电池S0C小于或等于规定容量S0C1,则在图5的 流程图中从步骤S1进入步骤S5。即使在步骤S1中判断为电池S0C超过规定容量S0C1,如果在 步骤S2判断为电池温度较低,则在图5的流程图中也按照步骤S1—步骤S2—步骤S5而前进。 即使在步骤S1中判断为电池S0C超过规定容量S0C1、且在步骤S2中判断为电池温度不低,如 果在步骤S3中判断为第1电动发电机系统温度较高,则在图5的流程图中也按照步骤S1—步 骤S2—步骤S3—步骤S5而前进。在步骤S5中,允许在通常时使用变速挡的基础上追加了作 为通常时不使用变速挡的紧急时lst(“EVlst ICElst”)的变速挡的使用,实施使用图12所 示的第2换挡计划对应图的变速控制。
[0100] 在从步骤S4或步骤S5进入步骤S6时,在步骤S6中选择除了 “EV2nd ICE3rd”以外的 变速挡而行驶的场合下,在图5的流程图中从步骤S6进入返回步骤。另外,在步骤S6中选择 了 “EV2nd ICE3rd”时,在步骤S7中判断为齿轮比接近故障时变速挡的通常时使用变速挡未 产生故障的行驶场合下,在图5的流程图中从步骤S6向步骤S7—返回步骤前进。
[0101] 另一方面,在步骤S6中选择了 “EV2nd ICE3rd”时,在步骤S7中判断为齿轮比接近 故障时变速挡的通常时使用变速挡产生了故障的行驶场合下,在图5的流程图中从步骤S6 向步骤S7—步骤S8—返回步骤前进。在步骤S8中,在通常时不使用变速挡组中所存在的变 速挡中,将齿轮比接近产生了故障的变速挡的“EV2nd ICE3rd’ ”的变速挡作为故障时变速 挡而使用。即,在使用第1或第2换挡计划对应图的变速控制中,代替“EV2nd ICE3rd”的变速 挡而切换为使用“EV2nd ICE3rd’ ”的变速挡的变速控制。
[0102][通常时变速控制作用]
[0103] 在图5的流程图中进入步骤S4时,基于通常时使用变速挡的使用的许可而实施使 用第1换挡计划对应图的通常时变速控制。下面,基于图6〜图11对通常时变速控制作用进 行说明。
[0104] 通常时变速控制中所使用的“第1换挡计划对应图”是如下对应图,g卩,如图6所示, 以车速VSP和请求制动驱动力(Driving force)为坐标轴,在坐标面上分配有对构成通常时 使用变速挡组的多个变速挡进行选择的选择区域。即,作为通过踩踏加速器而实现的动力 运行驱动区域,对于起始自起步的低速车速区域而分配“EVlst”、“EVlst ICE2nd”、“EVlst ICE3rd”的选择区域。而且,对于高速车速区域而分配“EV2nd”、“EV2nd ICE2nd”、“EV2nd ICE3rd”、“EV2nd ICE4th”的选择区域。作为因脚离开加速器的制动减速而实现的再生制动 区域,对于低速车速区域而分配“EVlst”的选择区域,对于高速车速区域而分配“EV2nd”的 选择区域。
[0105] 在动力运行驱动区域的“EVlst”和“EV2nd”的情况下,在从第1电动发电机MG1朝向 驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (Left和Right)。在再生制动区域的 “EVlst”和“EV2nd”的情况下,在从驱动轮19朝向第1电动发电机MG1的动力传递路径存在1 个第3卡合离合器C3 (Left和Right)。
[0106] 在通常时使用变速挡“EVlst ICE2nd”的情况下,如图7所示,在从第1电动发电机 MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (left)。而且,在从内燃机ICE 朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第2卡合离合器C2 (left)。
[0107] 在通常时使用变速挡“EV1 st ICE3rd”的情况下,如图8所示,在从第1电动发电机 MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (left)。而且,在从内燃机ICE 朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第1卡合离合器Cl (Right)。
[0108] 在通常时使用变速挡“EV2nd ICE2nd”的情况下,如图9所示,在从第1电动发电机 MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (Right)。而且,在从内燃机ICE 朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第2卡合离合器C2 (Left)。
[0109] 在通常时使用变速挡“EV2nd ICE3rd”的情况下,如图10所示,在从第1电动发电机 MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (Right)。而且,在从内燃机ICE 朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第1卡合离合器Cl (Right)。
[0110] 在通常时使用变速挡“EV2nd ICE4th”的情况下,如图11所示,在从第1电动发电机 MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (Right)。而且,在从内燃机ICE 朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第2卡合离合器C2 (Right)。
[0111] 因此,例如,如果车速VSP从图6中的运转点A向运转点B升高,则实施从“EV1 st”向 “EV2nd”对变速挡进行切换的升速变速。通过使第3卡合离合器C3的连接套筒53从“Left”的 接合位置经由“N”位置行进至“Right”的接合位置而实现该升速变速。此时,第1卡合离合器 i丄以双朱Z下甘呙甘器U2均俅狩N恆置个雙。
[0112]例如,如果车速VSP从图6中的运转点C向运转点D降低,则实施从“EV2nd,,向 EVlst对变速挡进行切换的降速变速。通过使第3卡合离合器C3的连接套筒53从“Right” 的接合位置经由“N”位置行进至“Lef t”的接合位置而实现该降速变速。此时,第丨卡合离合 器C1以及第2卡合离合器C2均保持“N”位置不变。
[°113]例如,在选择了 “EV2nd ICE4th”的变速挡的“并联HEV模式,,下的行驶中,如果通过 踩踏加速器的操作而从图6的运转点E向运转点F移动,则输出降速变速请求。如果根据该降 速变速请求而使第2卡合离合器C2从“Right”经由“N”切换为“Left”,则向使得ICE变速挡形 成为2挡的“EV2nd ICE2nd”的变速挡的“并联HEV模式”下的行驶变换。
[0114]例如,在选择了 “EVlst ICE2nd”的变速挡的“并联HEV模式,,下的行驶中,如果因车 速VSP的升高而从图6中的运转点G向运转点H移动,则输出升速变速请求。如果根据该升速 变速请求而使第3卡合离合器C3从“Left”经由“N”切换为“Right”,则向使得EV变速挡形成 为2挡的“EV2nd ICE2nd”的变速挡的“并联HEV模式”下的行驶变换。
[0115]例如,在选择了 “EV2nd ICE2nd”的变速挡的“并联HEV模式,,下的行驶中,如果通过 使力P速器复原的操作而从图6中的运转点I向运转点J移动,则输出升速变速请求。如果根据 该升速变速请求而使第2卡合离合器C2从“Left”切换为“N”、且使第1卡合离合器C1从“N”切 换为“Right”,则向使得ICE变速挡形成为3挡的“EV2nd ICE3rd”的变速挡的“并联HEV模式” 下的行驶变换。
[0116][允许使用紧急时1st的变速控制作用]
[0117]在图5的流程图中进入步骤S5时,基于在通常时使用变速挡的基础上追加作为紧 急时1st的“EVlst ICElst”的变速挡的使用许可而实施使用第2换挡计划对应图的变速控 制。下面,基于图12及图13而对允许使用紧急时1st的变速控制作用进行说明。
[0118]在允许使用紧急时1st的变速控制中所使用的“第2换挡计划对应图”是如下对应 图,S卩,如图12所示,以车速VSP和请求制动驱动力(Driving force)为坐标轴,在坐标面上 分配有对在通常时使用变速挡的基础上追加了 “EVlst ICElst”的变速挡进行选择的选择 区域。即,作为通过踩踏加速器而实现的动力运行驱动区域,对于起始自起步的低速车速区 域而分配“Series EVlst”的选择区域。而且,对于中速车速区域而分配“EVlst ICElst”、 “EVlst ICE2nd”、“EVlst ICE3rd”的选择区域,对于高速车速区域而分配“EV2nd ICE2nd”、 “EV2nd ICE3rd”、“EV2nd ICE4th”的选择区域。作为因脚离开加速器的制动减速而实现的 再生制动区域,对于低速车速区域而分配“EVlst”的选择区域,对于高速车速区域而分配 “EV2nd”的选择区域。
[0119] 在动力运行驱动区域的“Series EVlst”的情况下,在从第1电动发电机MG1朝向驱 动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (Left)。在再生制动区域的“EVlst”和 “EV2nd”的情况下,在从驱动轮19朝向第1电动发电机MG1的动力传递路径存在1个第3卡合 离合器C3 (Left和Right)。
[0120] 在选择了作为通常时不使用变速挡的紧急时1st的“EVlst ICElst”的情况下,如 图13所示,在从第1电动发电机MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (left)。而且,在从内燃机ICE朝向驱动轮19的动力传递路径存在第1卡合离合器Cl (left) 和第3卡合离合器C3 (left)所涉及的2个卡合离合器。
[0121] 因此,在起步时,选择“Series EVlst”的变速挡,一边利用内燃机ICE的驱动力使 第2电动发电机MG2进行发电、一边在“串联HEV模式”下起步。在该起步后、且在“串联HEV模 式”下的行驶中,例如如果因车速VSP升高而从图12中的运转点K向运转点L移动,则输出针 对紧急时1st的变速请求。如果根据针对该紧急时1st的变速请求而使第1卡合离合器C1从 “N”切换为“Lef t”,则向EV变速挡为1挡且ICE变速挡为1挡的“EV1 st ICE1 st”的变速挡的 “并联HEV模式”下的行驶变换。即,在允许使用紧急时1 st的变速控制中,在起步区域内,通 过使第2电动发电机MG2发电而增大强电电池3的电池S0C。而且,在低速区域内,通过向作为 紧急时1st的“EVlst ICElst”的变速挡变换,请求车辆驱动力主要由内燃机ICE提供,能够 抑制第1电动发电机MG1的强电电池3的电池S0C消耗量。其结果,作为电池的收支,使得降低 的强电电池3的电池S0C增大。
[0122][故障时变速控制作用]
[0123] 下面,在图5的流程图中,在进入步骤S8时,基于故障时变速挡(“EV2nd ICE3rd’”) 的使用,使用第1或第2换挡计划对应图而实施故障时变速控制。下面,基于图14而对故障时 变速控制作用进行说明。
[0124] 在选择了通常时不使用变速挡“EV2nd ICE3rd’”的情况下,如图14所示,在从第1 电动发电机MG1朝向驱动轮19的动力传递路径存在1个第3卡合离合器C3 (Right)。而且,在 从内燃机ICE朝向驱动轮19的动力传递路径存在第1卡合离合器Cl (left)和第3卡合离合器 C3 (Right)所涉及的2个卡合离合器。
[0125] 因此,在故障时变速控制中,在使用第1或第2换挡计划对应图的变速控制中选择 了 “EV2nd ICE3rd”的变速挡时,代替“EV2nd ICE3rd”的变速挡而进行选择了齿轮比接近的 “EV2nd ICE3rd’ ”的变速挡的变速控制。即,在无法选择“EV2nd ICE3rd”的变速挡的故障模 式时,使用“EV2nd ICE3rd’ ”作为倒挡升速变速挡,由此保持原样地持续进行使用第1或第2 换挡计划对应图的变速控制。
[0126] [变速控制的特征作用]
[0127] 在实施例1中,在利用多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡中,选择在从第1电 动发电机MG1或者内燃机ICE至驱动轮19的动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡。而 且,形成为如下结构,即,将选择的多个变速挡设为在通常时的变速控制中使用的“通常时 使用变速挡组”。
[0128] g卩,作为“通常时使用变速挡组”而选择的变速挡,在3个卡合离合器C1、C2、C3中, 在动力传递路径仅存在1个卡合离合器。因此,在通常时变速中,在将啮合卡合离合器C1、 C2、C3设为变速要素的情况下,实现了特有的晃动冲击、异响得到抑制的良好的变速品质。 而且,通常时使用变速挡是抑制冲击、异响的变速挡,因此无需实施使得变速中的扭矩增减 斜率变得平缓的振动对策,能确保变速所需的时间较短、且较高的变速响应性。
[0129] 其结果,在存在变速请求时,在通常时变速中能实现良好的变速品质,并能够确保 响应驾驶员请求的变速响应性。
[0130] 在实施例1中,在利用多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡中,选择在动力传 递路径存在大于或等于2个的卡合离合器C1、C2、C3的变速挡(EVlst ICElst、EV2nd ICE3rd’)。形成为如下结构,即,在将选择的变速挡设为在通常时的变速控制中不使用的通 常时不使用变速挡组而使得规定的条件成立时,允许通常时不使用变速挡组的变速挡 (EVlst ICElst、EV2nd ICE3rd’)的使用。
[0131] S卩,通常时不使用变速挡组的变速挡,在3个卡合离合器C1、C2、C3中,在动力传递 路径存在大于或等于2个的卡合离合器,无法期望良好的变速品质,但能够用作变速挡。 [0132]因此,在规定的条件成立时,允许通常时不使用变速挡组的变速挡的使用,从而作 为通常时使用变速挡的倒挡升速变速挡能够有效利用通常时不使用变速挡。
[0133] 在实施例1中,形成为如下结构,g卩,在强电电池3的电池SOC小于或等于规定容量 S0C1的电池低容量条件成立时,允许在通常时不使用变速挡组中存在的变速挡(紧急时 lst:“EVlst ICElst”)的使用。
[0134] S卩,在电池低容量条件成立时,存在要尽量抑制强电电池3的电池SOC的消耗的请 求。与此相对,在通常时不使用变速挡组中存在能减轻由第1电动发电机MG1引起的辅助负 荷的变速挡的情况下,如果允许通常时不使用变速挡的使用而实现变速控制,则有利于使 电池S0C尽早恢复。
[0135]因此,在电池低容量条件成立时,允许针对通常时不使用变速挡的变速控制的使 用,由此能实现强电电池3的降低的电池SOC的尽早恢复。
[0136] 在实施例1中,形成为如下结构,S卩,在强电电池3的温度降低而小于或等于无法实 现既定的输出的第1温度阈值的电池低温条件成立时,允许在通常时不使用变速挡组中存 在的变速挡(紧急时lst:EVlst ICElst)的使用。
[0137] g卩,如果电池低温条件成立,则第1电动发电机MG1无法实现既定的输出,因此需要 尽量减轻由第1电动发电机MG1引起的辅助输出。与此相对,在通常时不使用变速挡组中存 在主要由内燃机输出分担而减轻基于MG1输出的驱动力的分担的变速挡的情况下,如果使 用该通常时不使用变速挡,则能够输出请求车辆驱动力,在这一点上为优选。
[0138] 因此,在电池低温条件成立时,在变速控制中使用通常时不使用变速挡,由此能抑 制针对请求车辆驱动力的实际车辆驱动力的降低。
[0139] 在实施例1中,形成为如下结构,g卩,在从强电电池3至第1电动发电机MG1的电动机 系统温度升高而大于或等于无法实现既定的输出的第2温度阈值的电动机系统高温条件成 立时,允许在通常时不使用变速挡组中存在的变速挡(紧急时1st:EVlst ICElst)的使用。
[0140] S卩,如果电动机系统高温条件成立,则与电池低温条件的成立时相同地,第1电动 发电机MG1无法实现既定的输出,因此需要尽量减轻由第1电动发电机MG1而实现的辅助输 出。与此相对,在通常时不使用变速挡组中存在主要由内燃机输出分担而能减轻基于MG1输 出的驱动力的分担的变速挡的情况下,如果使用该通常时不使用变速挡,则能输出请求车 辆驱动力,在这一点上为优选。
[0141] 因此,在电动机系统高温条件成立时,在变速控制中使用通常时不使用变速挡,由 此能抑制针对请求车辆驱动力的实际车辆驱动力的降低。
[0142] 在实施例1中,产生了在选择通常时使用变速挡组的变速挡的变速控制中无法选 择规定的变速挡(EV2nd ICE3rd)的故障。此时,形成为如下结构,即,在通常时不使用变速 挡组中存在的变速挡中,使用齿轮比接近产生了故障的规定的变速挡(EV2nd ICE3rd)的变 速挡(EV2nd ICE3rd’)作为故障时变速挡。
[0143] S卩,使用考虑油耗性能、驱动性能而设定变速挡区域的换挡计划对应图(图6、图 12)来进行变速控制。然而,如果产生了无法选择在区域中设定的规定的变速挡(EV2nd ICE3rd)的故障,则在升速变速时以及降速变速时均跳过变速挡(EV2nd ICE3rd)。在该情况 下,油耗性能、驱动性能会降低。
[0144] 与此相对,在产生变速挡故障时,使用齿轮比接近产生故障的变速挡(EV2nd ICE3rd)的变速挡(EV2nd ICE3rd’)作为故障时变速挡,由此能将油耗性能、驱动性能的降 低抑制到最小程度,并能够保持原样地持续进行变速控制。
[0145] 在实施例1中,多级齿轮变速器1具有EV变速挡、ICE变速挡、以及EV变速挡和ICE变 速挡的组合变速挡。变速器控制单元23将从通过多个卡合离合器C1、C2、C3的接合组合而实 现的所有变速挡中排除了联锁变速挡和利用换挡机构无法选择的变速挡的变速挡,作为利 用多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡。在组合变速挡的情况下,将在EV变速挡的动力 传递路径存在1个卡合离合器C3、且在ICE变速挡的动力传递路径存在1个卡合离合器C1、C2 的变速挡作为通常时使用变速挡组。而且,形成为如下结构,S卩,将在EV变速挡的动力传递 路径存在1个卡合离合器C3、且在ICE变速挡的动力传递路径存在大于或等于2个的卡合离 合器C1、C2、C3的变速挡作为通常时不使用变速挡组。
[0146]即,多级齿轮变速器1的变速控制能够分为对EV变速挡进行变更的控制、和对ICE 变速挡进行变更的控制。因而,分别分为EV变速挡和ICE变速挡而考虑动力传递路径,将在 ICE变速挡的动力传递路径存在大于或等于2个的卡合离合器C1、C2、C3的变速挡作为通常 时不使用变速挡组。
[0147] 因此,在具有EV变速挡和ICE变速挡的多级齿轮变速器1中,从利用多级齿轮变速 器1而能够实现的多个变速挡中,根据动力传递路径中的卡合离合器的数量而清晰地划分 通常时使用变速挡和通常时不使用变速挡。
[0148] 下面,对效果进行说明。
[0149] 在实施例1的混合动力车辆的变速控制装置中,能够获得下面列举的效果。
[0150] (1) 一种混合动力车辆,具有电动机(第1电动发电机MG1)和内燃机ICE作为动力 源,在从动力源至驱动轮19的驱动系统搭载有实现多个变速挡的变速器(多级齿轮变速器 1),
[0151] 变速器(多级齿轮变速器1)具有通过起始自断开位置的行程而实现啮合接合的多 个卡合离合器C1、C2、C3作为对多个变速挡进行切换的变速要素,其中,
[0152] 设置有变速控制器(变速器控制单元23),该变速控制器通过基于变速请求的卡合 离合器的行程动作而进行切换利用变速器(多级齿轮变速器1)实现的变速挡的变速控制,
[0153] 在由变速器(多级齿轮变速器1)能够实现的多个变速挡中,变速控制器(变速器控 制单元23)选择在从动力源至驱动轮19的动力传递路径存在1个卡合离合器的变速挡(EV变 速挡:1-2挡,ICE变速挡:2-4挡),将选择的变速挡设为在通常时的变速控制中使用的通常 时使用变速挡组。
[0154] 因此,在存在变速请求时,能够在通常时变速中实现良好的变速品质,并能够确保 响应驾驶员请求的变速响应性。
[0155] (2)在利用变速器(多级齿轮变速器1)能够实现的多个变速挡中,变速控制器(变 速器控制单元23)选择在动力传递路径存在大于或等于2个的卡合离合器C1、C2、C3的变速 挡(EVlst ICElst、EV2nd ICE3rd’),将选择的变速挡设为在通常时的变速控制中不使用的 通常时不使用变速挡组,在规定的条件成立时,允许通常时不使用变速挡组的变速挡 (EVlst ICElst、EV2nd ICE3rd’)的使用。
[0156]因此,在(1)的效果的基础上,在规定的条件成立时,允许通常时不使用变速挡组 的变速挡的使用,能够将通常时不使用变速挡作为通常时使用变速挡的倒挡升速变速挡而 有效地利用。
[0157] ⑶在电池(强电电池3)的充电容量(电池S0C)小于或等于规定容量S0C1这一电池 低容量条件成立时,变速控制器(变速器控制单元23)允许通常时不使用变速挡组中存在的 变速挡(EVlst ICElst)的使用(图5中的SI—S5)。
[0158]因此,在(2)的效果的基础上,在电池低容量条件成立时,允许对于通常时不使用 变速挡的变速控制的使用,由此能够实现电池(强电电池3)的降低的充电容量(电池S0C)的 尽早恢复。
[0159] ⑷在电池(强电电池3)的温度降低而小于或等于无法实现既定的输出的第1温度 阈值这一电池低温条件成立时,变速控制器(变速器控制单元23)允许通常时不使用变速挡 组中存在的变速挡(紧急时lst:EVlst ICElst)的使用(图5中的S2—S5)。
[0160]因此,在(2)或⑶的效果的基础上,在电池低温条件成立时,在变速控制中使用通 常时不使用变速挡,由此能够抑制针对请求车辆驱动力的实际车辆驱动力的降低。
[0161] (5)在从电池(强电电池3)至电动机(第1电动发电机MG1)的电动机系统温度升高 而大于或等于无法实现既定的输出的第2温度阈值这一电动机系统高温条件成立时,变速 控制器(变速器控制单元23)允许通常时不使用变速挡组中存在的变速挡(紧急时1st: EVlst ICElst)的使用(图5中的S3—S5)。
[0162]因此,在⑵〜⑷的效果的基础上,在电动机系统高温条件成立时,在变速控制中 使用通常时不使用变速挡,由此能够抑制针对请求车辆驱动力的实际车辆驱动力的降低。 [0163] ⑹在使用通常时使用变速挡组的变速挡的变速控制中产生无法选择规定的变速 挡(EV2nd ICE3rd)的故障时,在通常时不使用变速挡组中存在的变速挡中,变速控制器(变 速器控制单元23)使用齿轮比接近产生了故障的规定的变速挡(EV2nd ICE3rd)的变速挡 (EV2nd ICE3rd’)作为故障时变速挡(图5中的S6—S7—S8)。
[0164]因此,在(2)〜⑸的效果的基础上,在产生了变速挡故障时,使用齿轮比接近产生 了故障的变速挡(EV2nd ICE3rd)的变速挡(EV2nd ICE3rd’)作为故障时变速挡,由此能将 油耗性能、驱动性能的降低抑制至最小程度,并能够保持原样地持续进行变速控制。
[0165] (7)变速器(多级齿轮变速器1)具有作为电动机变速挡的EV变速挡、作为内燃机变 速挡的多个ICE变速挡、以及EV变速挡和ICE变速挡的组合变速挡,
[0166]变速控制器(变速器控制单元23)将从通过多个卡合离合器C1、C2、C3的接合组合 而实现的所有变速挡中排除了联锁变速挡和利用换挡机构无法选择的变速挡的变速挡作 为利用变速器(多级齿轮变速器1)能够实现的多个变速挡,
[0167]在组合变速挡的情况下,将在EV变速挡的动力传递路径存在1个卡合离合器C3、且 在ICE变速挡的动力传递路径存在1个卡合离合器C1、C2的变速挡作为通常时使用变速挡 组,将在EV变速挡的动力传递路径存在1个卡合离合器C3、且在ICE变速挡的动力传递路径 存在大于或等于2个的卡合离合器Cl、C2、C3的变速挡作为通常时不使用变速挡组(图4)。 [0168]因此,在⑴〜⑹的效果的基础上,在具有EV变速挡和ICE变速挡的变速器(多级 齿轮变速器1)中,能够从利用变速器(多级齿轮变速器1)能够实现的多个变速挡中根据动 力传递路径中的卡合离合器的数量而清晰地划分通常时使用变速挡和通常时不使用变速 挡。
[0169]以上基于实施例1对本发明的混合动力车辆的变速控制装置进行了说明,关于具 体的结构,并不限定于该实施例1,只要不脱离权利要求书中的各权利要求所涉及的发明的 主旨,允许设计的变更、追加等。
[0170]在实施例1中,示出了如下例子,g卩,作为变速控制器,将从通过多个卡合离合器 C1、C2、C3的接合组合而实现的所有全变速挡中排除了联锁变速挡和利用换挡机构无法选 择的变速挡的变速挡设为利用多级齿轮变速器1能够实现的多个变速挡。然而,也可以设为 如下例子,即,作为变速控制器,将从通过多个卡合离合器的接合组合而实现的所有变速挡 中排除了联锁变速挡的变速挡设为利用变速器能够实现的多个变速挡。例如,如果将换挡 机构设为使卡合离合器C1、C2、C3分别独立地进行行程动作的机构,则不存在“利用换挡机 构无法选择的变速挡”。在该情况下,作为故障时变速挡而使用的变速挡增多。 ^171]在实施例1中,示出了如下多级齿轮变速器1的例子,该多级齿轮变速器1使用卡合 离合器Cl、C2、C3作为变速器,具有EV变速挡(丨―2挡)、ICE变速挡(丨_4挡)、以及研变速挡和 ICE变速挡的组合变速挡。然而,也可以设为如下多级齿轮变速器的例子,g卩,作为变速器, 使用1个或2个或大于或等于4个的卡合离合器,具有与实施例丨不同的…变速挡、ICE变速 挡、以及EV变速挡和ice变速挡的组合变速挡。并且,作为变速器,还可以设为使用卡合离合 器的EV变速器、和使用卡合离合器的ICE变速器的组合变速器。
[〇172\在实施例1中,示出了将本发明的变速控制装置应用于如下混合动力车辆的例子, 即,作为驱动系统结构要素而搭载有丨个发动机、2个电动发电机、以及具有3个卡合离合器 的多级齿轮变速器。然而,本发明的变速控制装置也可以应用于如下混合动力车辆,即,搭 载有具有1个发动机、至少i个电动发电机、以及至少丨个卡合离合器的变速器。

Claims (7)

1. 一种混合动力车辆的变速控制装置,该混合动力车辆具有电动机和内燃机作为动力 源,在从所述动力源至驱动轮为止的驱动系统中搭载有用于实现多个变速挡的变速器, 所述变速器具有通过起始自断开位置的行程而实现啮合接合的多个卡合离合器,作为 对多个变速挡进行切换的变速要素, 所述混合动力车辆的变速控制装置的特征在于, 设置有变速控制器,该变速控制器通过基于变速请求的所述卡合离合器的行程动作, 而进行切换利用所述变速器实现的变速挡的变速控制, 在利用所述变速器能够实现的多个变速挡中,所述变速控制器选择在从所述动力源至 所述驱动轮的动力传递路径存在1个所述卡合离合器的变速挡,将选择的多个变速挡作为 通常时的变速控制中所使用的通常时使用变速挡组。
2. 根据权利要求1所述的混合动力车辆的变速控制装置,其特征在于, 在利用所述变速器能够实现的多个变速挡中,所述变速控制器选择在动力传递路径存 在大于或等于2个的所述卡合离合器的变速挡,将选择的变速挡设为在通常时的变速控制 中不使用的通常时不使用变速挡组,在规定的条件成立时,允许所述通常时不使用变速挡 组的变速挡的使用。
3. 根据权利要求2所述的混合动力车辆的变速控制装置,其特征在于, 在电池的充电容量小于或等于规定容量这一电池低容量条件成立时,所述变速控制器 允许所述通常时不使用变速挡组中存在的变速挡的使用。
4. 根据权利要求2或权利要求3所述的混合动力车辆的变速控制装置,其特征在于, 在电池的温度降低而小于或等于无法实现既定的输出的第1温度阈值这一电池低温条 件成立时,所述变速控制器允许所述通常时不使用变速挡组中存在的变速挡的使用。
5. 根据权利要求2至权利要求4中任一项所述的混合动力车辆的变速控制装置,其特征 在于, 在从电池至电动机的电动机系统温度升高而大于或等于无法实现既定的输出的第2温 度阈值这一电动机系统高温条件成立时,所述变速控制器允许所述通常时不使用变速挡组 中存在的变速挡的使用。
6. 根据权利要求2至权利要求5中任一项所述的混合动力车辆的变速控制装置,其特征 在于, 在使用所述通常时使用变速挡组的变速挡的变速控制中产生无法选择规定的变速挡 的故障时,在所述通常时不使用变速挡组中存在的变速挡中,所述变速控制器使用齿轮比 接近产生了故障的规定的变速挡的变速挡作为故障时变速挡。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的混合动力车辆的变速控制装置,其特征 在于, 所述变速器具有作为电动机变速挡的EV变速挡、作为内燃机变速挡的多个ICE变速挡、 以及所述EV变速挡和所述ICE变速挡的组合变速挡, 所述变速控制器将从通过多个所述卡合离合器的接合组合而实现的所有变速挡中排 除了联锁变速挡和利用换挡机构无法选择的变速挡的变速挡,作为利用所述变速器能够实 现的多个变速挡, 在所述组合变速挡的情况下,将在所述EV变速挡的动力传递路径存在1个所述卡合离 合器、且在所述ICE变速挡的动力传递路径存在1个所述卡合离合器的变速挡作为通常时使 用变速挡组,将在所述EV变速挡的动力传递路径存在1个所述卡合离合器、且在所述ICE变 速挡的动力传递路径存在大于或等于2个所述卡合离合器的变速挡作为通常时不使用变速 挡组。
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