CN107813696A - 混合动力车辆的振动降低装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合动力车辆的振动降低装置,具有:差动旋转检测部(51,52),其对原动机(2)的输出轴(2a)和第2旋转轴(12)之间的差动旋转进行检测;和控制部(50),其在将原动机(2)的扭矩输出至电动机(3)和第3旋转轴(14)的第1模式下,当由差动旋转检测部(51,52)检测出的差动旋转持续规定时间(Δt1)处于规定范围内时,从第1模式切换为将原动机(2)和电动机(3)的扭矩输出至第3旋转轴(14)的第2模式。
Description
技术领域
本发明涉及降低因离合器的输入、输出轴的差动旋转而产生的振动的混合动力车辆的振动降低装置。
背景技术
以往,作为具备发动机和马达(马达/发电机)作为驱动源的混合动力车辆,已知有如下这样的装置,该装置具备第1和第2离合器,经由第1离合器将发动机的扭矩传递至奇数变速挡,此外,经由第2离合器将发动机的扭矩传递至偶数变速挡。作为这种装置,例如在日本特开2010-076543号公报(JP2010-076543A)中记述有如下这样的装置:当同时进行车辆的起步和充电电池的充电时,经由第2离合器将发动机的扭矩传递至2速齿轮,使车辆以2速起步,并且,经由第1离合器将发动机的扭矩传递至马达/发电机,对充电电池进行充电。
但是,在车辆起步时的离合器接合开始时,容易产生因离合器的输入、输出轴的差动旋转引起的振动,从而需要避免该振动与车体的共振。然而,如JP2010-076543A所述的装置那样,在车辆起步时经由马达/发电机进行充电时,由于马达/发电机与行驶驱动系统分离,行驶驱动系统的固有值(固有振动频率)变大,存在车体共振的担忧。
发明内容
作为本发明的一个方式的混合动力车辆的振动降低装置具备:原动机;第1变速机构,其具有第1旋转轴和属于第1齿轮组的多个齿轮,经由属于第1齿轮组的任意齿轮将第1旋转轴的旋转进行变速后输出至第3旋转轴;第2变速机构,其具有第2旋转轴和属于第2齿轮组的多个齿轮,经由属于第2齿轮组的任意齿轮将第2旋转轴的旋转进行变速后输出至第3旋转轴;第1离合器,其使原动机的输出轴与第1旋转轴连接起来或相分离,使原动机的扭矩传递或不传递至第1旋转轴;第2离合器,其使原动机的输出轴与第2旋转轴连接起来或相分离,使原动机的扭矩传递或不传递至第2旋转轴;与第1旋转轴连接的能发电的电动机;驱动部,其驱动第1变速机构、第2变速机构、第1离合器和第2离合器;控制部,其控制驱动部和电动机,使得在第1模式下,经由第1旋转轴将原动机的扭矩输出至电动机,并且经由第2变速机构将原动机的扭矩输出至第3旋转轴,在第2模式下,经由第2变速机构将原动机的扭矩输出至第3旋转轴,并且经由第1变速机构将电动机的扭矩输出至第3旋转轴;以及差动旋转检测部,其对原动机的输出轴和第2旋转轴之间的差动旋转进行检测,在第1模式下,当由差动旋转检测部持续规定时间检测出规定范围内的差动旋转时,控制部控制作用于驱动部和电动机的扭矩,使得从第1模式切换为第2模式。
附图说明
根据与附图相关的以下实施方式的说明,本发明的目的、特征以及优点变得更加清楚。在所述附图中,
图1是示出应用本发明的实施方式的振动降低装置的混合动力车辆的行驶驱动系统的概要结构的概略图。
图2是示出离合器的差动旋转与车体的振动之间的关系的图。
图3是示出行驶驱动系统的固有值的一例的图。
图4是概要地示出图1的变速器的内部结构的一部分的图。
图5是示出本发明的实施方式的振动降低装置的重要部位结构的框图。
图6是示出2速预N模式下的第2离合器的输入、输出轴的差动旋转与车体的振动之间的关系的图。
图7是示出在2速预N模式下从发动机作用于第2主输入轴的偶数离合器扭矩与车体的振动之间的关系的图。
图8是示出离合器的差动旋转频率与车体的振动加速度之间的关系的时序图。
图9是示出由图5的第1模式切换控制部执行的处理的一例的流程图。
图10是示出马达扭矩与行驶驱动系统的固有值之间的关系的图。
图11是示出通过本发明的实施方式的振动降低装置实现的行驶驱动系统的动作的一例的时序图。
图12是示出通过本发明的实施方式的振动降低装置实现的行驶驱动系统的动作的一例、特别是比图11更长时间内的行驶驱动系统的动作的一例的时序图。
图13A是示出由图5的第2模式切换控制部执行的处理的一例、特别是与第1模式恢复条件相关的处理的一例的时序图。
图13B是图12的变形例,是示出第1模式恢复条件成立前后的动作的一例的时序图。
图14A是示出由图5的第2模式切换控制部执行的处理的一例、特别是与第2模式恢复条件相关的处理的一例的时序图,图14B是图12的变形例,是示出第2模式恢复条件成立前后的动作的一例的时序图。
图15A是示出由图5的第2模式切换控制部执行的处理的一例、特别是与第3模式恢复条件相关的处理的一例的时序图。
图15B是图12的变形例,是示出第3模式恢复条件成立前后的动作的一例的时序图。
图16是示出本发明的实施方式的振动降低装置的传递扭矩与电池剩余电量之间的关系的图,是示出进行振动降低处理的区域的图。
具体实施方式
以下,参照图1~图16对本发明的实施方式进行说明。图1是示出应用本发明的实施方式的振动降低装置的混合动力车辆的行驶驱动系统的概要结构的概略图。如图1所示,混合动力车辆具备变速器1、发动机2和电动机3。混合动力车辆能够进行仅以发动机2作为驱动源的发动机行驶、仅以电动机3作为驱动源的马达行驶以及以发动机2和电动机3双方作为驱动源的混合动力行驶。还可以进行一边对电池5进行充电一边进行的行驶(充电行驶)。
变速器1具有:齿轮机构10,其以与速度挡对应的变速比对发动机2和电动机3中的至少一方的旋转进行变速;和离合机构C,其将发动机2的扭矩传递至齿轮机构10,或不将发动机2的扭矩传递至齿轮机构10。经由齿轮机构10被输出的扭矩经由未图示的差动齿轮机构、驱动轴等被传递至驱动轮,由此使得车辆进行行驶。另外,还可以将发动机2的扭矩经由变矩器输出至变速器1。还可以在发动机2与离合机构C之间设置吸收发动机2的振动的减震器。
齿轮机构10具有彼此大致平行地配置且被支承成能够各自进行旋转的多个旋转轴、即第1主输入轴11、第2主输入轴12、副输入轴13、输出轴14、惰轴15和反向轴16。第2主输入轴12与第1主输入轴11形成在同一轴线上,并且以包围第1主输入轴11的方式形成为中空。变速器1例如是前进7速、后退1速的自动变速器。
离合机构C例如由干式双离合器构成,具有第1离合器C1和第2离合器C2。第1离合器C1和第2离合器C2具有离合器盘C1a,C2a,该离合器盘C1a,C2a分别在离合器壳体C3内隔着板C3a彼此分离地进行配置。离合器壳体C3与发动机2的输出轴2a同轴地固定。
利用由凭借电磁切换阀、压力调节阀等控制阀(图5)从液压泵供给的压力油起作用的液压力,朝向离合器壳体C3内的板推动离合器盘C1a,C2a。由此使得离合器盘C1a,C2a与离合器壳体内的板接合,从而与离合器壳体C3一体地旋转。另一方面,当液压力在规定值以下时,借助未图示的复位弹簧的弹力使离合器盘C1a,C2a离开离合器壳体C3内的板。由此,离合器盘C1a,C2a与离合器壳体C3内的板的接合被解除,使得离合器盘C1a,C2a能够相对于离合器壳体C3独立地旋转。
电动机3是还作为发电机发挥功能的马达发电机,例如由3相的直流无刷马达构成。电动机3具有:转子3a,其在未图示的电动机壳体内被支承成能够旋转;和定子3b,其配置在转子3a的周围,并固定在电动机壳体上。第1主输入轴11的一端部与电动机3的转子3a连接,第1主输入轴11能够与转子3a一体地旋转。
定子3b具有卷绕在定子铁芯上的线圈,线圈经由动力驱动单元(PDU)4与电池(BAT)5电连接。由电子控制单元(图5的ECU)来控制动力驱动单元4的动作。由此能够对通过来自电池5的电力产生的电动机3的扭矩(马达扭矩)进行控制,将马达扭矩输入到第1主输入轴11。在车辆制动时,还能够将再生能源输入到电动机3。电动机3发出的电力经由动力驱动单元4而被储存在电池5中。
第1主输入轴11的另一端部经由第1离合器C1与发动机2的输出轴2a连接,与第1离合器C1的断开/接合对应地,使第1主输入轴11与输出轴2a相结合或相分离。即,当第1离合器C1被连接时,第1主输入轴11与输出轴2a相结合,发动机2的扭矩(发动机扭矩)被输入到第1主输入轴11。另一方面,当第1离合器C1被断开时,第1主输入轴11与输出轴2a相分离,发动机扭矩的输入被切断。
第1离合器C1是奇数变速挡用的离合器,在第1主输入轴11的周围配设有1速驱动齿轮21、3速驱动齿轮23、5速驱动齿轮25以及7速驱动齿轮27。这些驱动齿轮21,23,25,27分别经由轴承而以能够相对于第1主输入轴11进行相对旋转的方式被支承在第1主输入轴11的外周面。另外,1速驱动齿轮21和3速驱动齿轮23被设置成能够一体地旋转。第1主输入轴11和驱动齿轮21,23,25,27构成奇数挡变速机构CM1。
在电动机3的转子3a与1速驱动齿轮21之间配设有行星齿轮装置20。行星齿轮装置20具有:固定于第1主输入轴11的太阳齿轮20a;配置在太阳齿轮20a周围的齿圈20c;配置在太阳齿轮20a与齿圈20c之间且分别与太阳齿轮20a、齿圈20c啮合的行星齿轮20b;以及将行星齿轮20b支承成能够旋转的行星架20d。太阳齿轮20a和行星架20d被设置成能够分别以第1主输入轴11为中心旋转,齿圈20c固定在变速器1的机壳1a上。因此,通过太阳齿轮20a的旋转而使得行星架20d以与太阳齿轮20a的转速对应的转速旋转。
第2主输入轴12的一端部经由第2离合器C2与发动机2的输出轴2a连接,与第2离合器C2的断开/接合对应地,第2主输入轴12与输出轴2a相结合或相分离。即,当第2离合器C2被连接时,第2主输入轴12与输出轴2a相结合,发动机扭矩被输入到第2主输入轴12。另一方面,当第2离合器C2被断开时,第2主输入轴12与输出轴2a相分离,发动机扭矩的输入被切断。
第2主输入轴12的另一端部固定有齿轮31。齿轮31与固定于惰轴15的惰轮32啮合,惰轮32与固定于副输入轴13的齿轮33啮合。由此将第2主输入轴12的扭矩经由惰轮32传递至副输入轴13,使得副输入轴13与第2主输入轴12一同旋转。
第2离合器C2是偶数变速挡用的离合器,在副输入轴13的周围配设有2速驱动齿轮22、4速驱动齿轮24以及6速驱动齿轮26。这些驱动齿轮22,24,26分别经由轴承而以能够相对于副输入轴13进行相对旋转的方式被支承在副输入轴13的外周面。副输入轴13和驱动齿轮22,24,26构成偶数挡变速机构CM2。
在反向轴16的一端部固定有齿轮34。齿轮34与惰轮32啮合,由此将第2主输入轴12的扭矩输入到反向轴16。反向驱动齿轮28经由轴承而以能够相对于反向轴16进行相对旋转的方式被支承在反向轴16的外周面。反向驱动齿轮28在5速驱动齿轮25与齿轮31之间与固定于第1主输入轴11的反向从动齿轮35啮合。
输出轴14上固定有2-3速从动齿轮41、6-7速从动齿轮42、4-5速从动齿轮43、驻车齿轮44以及末端传动齿轮45。2-3速从动齿轮41分别与2速驱动齿轮22、3速驱动齿轮23啮合。6-7速从动齿轮42分别与6速驱动齿轮26、7速驱动齿轮27啮合。4-5速从动齿轮43分别与4速驱动齿轮24、5速驱动齿轮25啮合。
驻车齿轮44与未图示的驻车齿轮机构的接合爪啮合,能够响应于驻车齿轮机构的动作而对齿轮机构10进行锁定和解除锁定。从变速器1输出的扭矩经由末端传动齿轮45被传递至未图示的差动齿轮机构,进而被传递至驱动轮。
变速器1具有:1速同步机构SY1,其将能够相对于第1主输入轴11进行相对旋转的1速驱动齿轮21与第1主输入轴11结合;3-7速同步机构SY2,其将能够相对于第1主输入轴11进行相对旋转的3速驱动齿轮23和7速驱动齿轮27中的任意一个与第1主输入轴11结合;5速同步机构SY3,其将能够相对于第1主输入轴11进行相对旋转的5速驱动齿轮25与第1主输入轴11结合;2-6速同步机构SY4,其将能够相对于副输入轴13进行相对旋转的2速驱动齿轮22和6速驱动齿轮26中的任意一个与副输入轴13结合;4速同步机构SY5,其将能够相对于副输入轴13进行相对旋转的4速驱动齿轮24与副输入轴13结合;以及反向同步机构SY6,其将能够相对于反向轴16进行相对旋转的反向驱动齿轮28与反向轴16结合。
1速同步机构SY1具有:固定于行星齿轮装置20的行星架20d的外周面的毂HB1;和配置在毂HB1周围的大致圆筒形状的套筒SL1。在毂HB1的外周面和套筒SL1的内周面上分别形成有牙嵌齿(花键),套筒SL1经由牙嵌齿被支承为能够沿毂HB1的外周面在轴向上移动。在1速驱动齿轮21的外周面上也形成有与毂HB1的牙嵌齿同轴且外径相同的牙嵌齿。
借助于未图示的拨叉而利用致动器(例如电动马达)的驱动使套筒SL1在轴向上移动。当套筒SL1位于图示的中立位置时,套筒SL1的牙嵌齿与1速驱动齿轮21的牙嵌齿分离。这时,毂HB1能够相对于1速驱动齿轮21进行相对旋转。
当套筒SL1从中立位置朝向1速驱动齿轮21被驱动而移动至1速挂挡位置时,套筒SL1的牙嵌齿与1速驱动齿轮21的牙嵌齿啮合(挂挡)。由此1速驱动齿轮21经由套筒SL1、毂HB1、行星架20d和太阳齿轮20a而与第1主输入轴11结合,1速驱动齿轮21能够与第1主输入轴11一体地旋转。
这时,当第1离合器C1连接时,第1主输入轴11利用发动机扭矩进行旋转。该第1主输入轴11的旋转经由太阳齿轮20a、行星齿轮20b、行星架20d、毂HB1、1速驱动齿轮21、3速驱动齿轮23和2-3速从动齿轮41而被传递至输出轴14,车辆以1速挡进行发动机行驶。
3-7速同步机构SY2、5速同步机构SY3、2-6速同步机构SY4、4速同步机构SY5和反向同步机构SY6也与1速同步机构SY1同样地构成。即,这些同步机构SY2~SY6也分别具有:固定于第1主输入轴11或副输入轴13的毂HB2~HB6;和在毂HB2~HB6的外周面经由牙嵌齿而设置成能够沿轴向移动的套筒SL2~SL6。并且,车辆响应于同步机构SY2~SY6的动作而以规定的速度挡行驶。
例如,当2-6速同步机构SY4的套筒SL4从图1的中立位置移动至套筒SL4的牙嵌齿与2速驱动齿轮22的牙嵌齿啮合的轴向上一方的2速挂挡位置时,2速驱动齿轮22经由套筒SL4与毂HB4结合。由此使得2速驱动齿轮22能够与副输入轴13一体地旋转。这时,当第2离合器C2连接时,第2主输入轴12利用发动机扭矩进行旋转。该第2主输入轴12的旋转经由太阳齿轮32、齿轮33、副输入轴13、毂HB4、2速驱动齿轮22和2-3速从动齿轮41而被传递至输出轴14,车辆以2速挡进行发动机行驶。
此外,当3-7速同步机构SY2的套筒SL2从图1的中立位置移动至套筒SL2的牙嵌齿与3速驱动齿轮23的牙嵌齿啮合的轴向上一方的3速挂挡位置时,3速驱动齿轮23经由套筒SL2与毂HB2结合。由此使得3速驱动齿轮23能够与第1主输入轴11一体地旋转。这时,当第1离合器C1连接时,第1主输入轴11利用发动机扭矩进行旋转。该第1主输入轴11的旋转经由毂HB2、3速驱动齿轮23和2-3速从动齿轮41而被传递至输出轴14,车辆以3速挡进行发动机行驶。
本实施方式的变速器1具有奇数挡变速机构CM1和偶数挡变速机构CM2,进行如下的所谓的预换挡:当利用一方的变速机构建立了规定的变速挡时,由另一方的变速机构来选择与要求驱动力对应的变速挡。例如,当以奇数变速挡行驶时,与要求驱动力对应的偶数变速挡的驱动齿轮被啮合,当以偶数变速挡行驶时,与要求驱动力对应的奇数变速挡的驱动齿轮被啮合。由此能够实现迅速的变速动作。
车辆不仅能够进行发动机行驶,还能够进行马达行驶和混合动力行驶。例如,当车辆以2速挡进行发动机行驶时,马达扭矩被输入到第1主输入轴11时,第1主输入轴11利用马达扭矩进行旋转。这时,当利用预换挡选择1速挡时,即,套筒SL1移动到1速挂挡位置而使得套筒SL1的牙嵌齿与1速驱动齿轮21的牙嵌齿啮合时,第1主输入轴11的旋转经由太阳齿轮20a、行星齿轮20b、行星架20d、毂HB1、1速驱动齿轮21、3速驱动齿轮23和2-3速从动齿轮41而被传递至输出轴14。由此,车辆利用发动机扭矩和经1速驱动齿轮21实现的马达扭矩以2速挡进行混合动力行驶。
此外,当在车辆以2速挡进行发动机行驶且马达扭矩已被输入到第1主输入轴11的状态下利用预换挡选择3速挡时,即,套筒SL2移动到3速挂挡位置从而套筒SL2的牙嵌齿与3速驱动齿轮23的牙嵌齿啮合时,第1主输入轴11的旋转经由毂HB2、3速驱动齿轮23和2-3速从动齿轮41而被传递至输出轴14。由此,车辆利用发动机扭矩和经3速驱动齿轮23实现的马达扭矩以2速挡进行混合动力行驶。
在以下内容中,将如上所述那样利用预换挡选择了1速挡的状态、即奇数挡变速机构CM1被设定为1速挡的状态下的2速挡的行驶称作2速预1速行驶。此外,将利用预换挡选择了3速挡的状态、即奇数挡变速机构CM1被设定为3速挡的状态下的2速挡的行驶称作2速预3速行驶。此外,将奇数挡变速机构CM1被设定为中立(同步机构SY1~SY3中立)的状态下的2速挡的行驶称作2速预N行驶。2速预1速行驶、2速预3速行驶和2速预N行驶中的变速器1的变速模式被分别简单地称作2速预1速模式、2速预3速模式和2速预N模式。
在2速预N模式下,第1主输入轴11未介于行驶驱动系统的扭矩传递路径中,电动机3与行驶驱动系统分开。因此,当在2速预N模式下连接第1离合器C1时,发动机扭矩被输入到电动机3,能够由电动机3进行发电。
另外,在经离合器C1,C2实现的车辆起步时或低速行驶时,在离合器C1,C2的输入轴(发动机2的输出轴2a)与输出轴(第1主输入轴11、第2主输入轴12)之间发生差动旋转。图2是示出离合器C1,C2的差动旋转(离合器差动旋转频率)与车体的振动(车体振动频率)之间的关系的图。如图2所示,车体产生与离合器C1,C2的差动旋转成比例的频率的振动。更具体来说,车体振动频率与离合器差动旋转频率相同。因此,以离合器C1,C2作为起震源的车体的振动成为问题。
图3是示出行驶驱动系统的固有值(固有振动频率)f的一例的图。车辆可以以1速挡、2速挡和后退挡起步。图3中,示出能够起步的1速挡(Low)、2速挡(2nd)和后退挡(Rvs)的各变速模式下的固有值f。另外,图中的2-N、2-1、2-3表示2速预N模式、2速预1速模式、2速预3速模式。1-R和1-2表示在1速挡建立的状态下利用预换挡选择后退挡和2速挡时的变速模式(1速预R模式、1速预2速模式)。R-1表示在后退挡建立的状态下利用预换挡选择1速挡时的变速模式(后退预1速模式)。
如图3所示,与其它变速模式的固有值(例如2速预1速模式下的固有值f2、2速预3速模式下的固有值f3)相比,2速预N模式下的固有值f1明显大。这是因为:在2速预N模式下,第1主输入轴11未介于扭矩传递路径中,具有较大的转动惯量的电动机3与行驶驱动系统分开。在这样的2速预N模式下,如下所述那样在车体产生振动。图4是概要地示出变速器1的内部结构的一部分的图。
如图4所示,在2速预N模式下,因离合器C2的差动旋转引起的副输入轴13的振动(箭头A)经由驱动齿轮(例如2速驱动齿轮22)和从动齿轮(例如从动齿轮41)传递至输出轴14。这时,在第1主输入轴11周围的驱动齿轮(例如3速驱动齿轮23)与从动齿轮(例如从动齿轮41)之间存在由齿隙形成的间隙,因此,输出轴14会发生晃动(箭头B)。其结果是,存在如下担忧:输出轴14以2速预N模式下的固有值f1振动,使车体(行驶驱动系统)共振。为了避免这样的车体共振,在本实施方式中,如下所述那样构成振动降低装置。
图5是示出本实施方式的振动降低装置的重要部位结构的框图。ECU 50被输入来自第1转速检测器51、第2转速检测器52、扭矩检测器53、车速检测器54以及剩余电量检测器55的信号,其中,第1转速检测器51检测发动机2的输出轴2a的转速(发动机转速)N1,第2转速检测器52检测第2主输入轴12的转速(偶数离合器转速)N2,扭矩检测器53检测马达扭矩Tm,车速检测器54检测车速v,剩余电量检测器55检测电池5的剩余电量SOC(State ofCharge)。
ECU 50与控制阀61(例如电磁切换阀)、套筒移动用致动器62(例如电动马达)和动力驱动单元4连接,其中,控制阀61控制对离合器C1,C2进行的离合器液压的供给以断开或连接离合器C1,C2,套筒移动用致动器62使同步机构SY1~SY6的套筒SL1~SL6移动,动力驱动单元4控制电动机3以调节马达扭矩Tm。另外,当以2速预N模式使电动机3作为发电机发挥功能时,利用发动机扭矩来驱动电动机3,因此,马达扭矩Tm的值为负。
ECU 50具备计算机,该计算机具有ROM、RAM等存储部502、运算部501(CPU)及其它周边电路。更具体来说,ECU 50包含发动机控制器、变速器控制器、电动机控制器及电池控制器等。尤其是,本实施方式中的ECU 50具有第1模式切换控制部50A和第2模式切换控制部50B作为功能性结构。ECU 50根据来自检测器51~55的输入信号执行规定的处理,将控制信号输出至控制阀61(更具体地说是控制阀61的螺线管)、致动器62和动力驱动单元4。
首先,对第1模式切换控制部50A的结构进行说明。在变速模式是2速预N模式的情况下,第1模式切换控制部50A对振动产生条件是否持续了规定时间进行判定,由此来判定第1切换条件是否成立。并且,当第1切换条件成立时,控制控制阀61和致动器62,以将变速模式从2速预N模式切换为2速预3速模式。进而,当变速模式被切换为2速预3速模式时,控制动力驱动单元4以使电动机3输出规定值以上的扭矩。
对振动产生条件进行说明。图6是示出2速预N模式下的第2离合器C2的输入、输出轴的差动旋转(差动旋转频率fa)与车体的振动(振动加速度G)之间的关系的图。可以通过实验或模拟得到该关系。如图6所示,在差动旋转频率fa在规定值fa1以上且规定值fa2以下的范围内,振动加速度G超过规定值G1。规定值fa1,fa2与固有值f1(图3)对应,在差动旋转频率fa在规定值fa1以上且规定值fa2以下的范围内产生共振。规定值fa1,fa2被预先存储在ECU 50的存储器中。以下,将差动旋转频率fa在规定值fa1以上且规定值fa2以下的区域称作共振区域。
图7是示出在2速预N模式下从发动机2作用于第2主输入轴12的扭矩(偶数离合器扭矩T2)与车体的振动(振动加速度G)之间的关系的图。在2速预N模式下,利用发动机扭矩Te来驱动电动机3,因此,通过将发动机扭矩Te与负的马达扭矩Tm相加而得到偶数离合器扭矩T2。另外,可以利用公知的方法,由ECU 50来运算出发动机扭矩Te。可以通过实验或模拟得到图7的关系。如图7所示,伴随偶数离合器扭矩T2的增加,振动加速度G增加,当偶数离合器扭矩T2成为规定值T2a以上时,振动加速度G超过上述规定值G1。规定值T2a被预先存储在ECU 50的存储器中。
另外,根据离合机构C的结构来确定图7的特性。尤其是如图1所示,在离合器盘C1a,C2a隔着板C3a进行配置且利用克服复位弹簧的弹力的液压力来推动离合器盘C1a,C2a的结构中,成为这样的特性:伴随偶数离合器扭矩T2的增大,振动加速度G增大。
根据以上内容,当差动旋转频率fa处于共振区域内且偶数离合器扭矩T2为规定值T2a以上时,第1模式切换控制部50A判定为振动产生条件已成立。如以下叙述那样,当振动产生条件的持续时间在规定时间以上时,振动加速度G增大。
图8是示出偶数离合器扭矩T2在规定值T2a以上时的、离合器C2的差动旋转频率fa与车体的振动加速度G之间的关系的时序图。可以通过实验或模拟得到该关系。如图8所示,从时刻t1至时刻t2,差动旋转频率fa包含在规定值fa1以上且规定值fa2以下的共振区域内,振动产生条件成立。然而,该情况下,振动产生条件的成立时间较短,因此,振动加速度G不变大,而是在规定值G1以下。
另一方面,在时刻t3,差动旋转频率fa包含在共振区域内,从而振动产生条件成立时,在振动产生条件持续了规定时间Δt1后的时刻t4,振动加速度G成为规定值G1以上。考虑到以上内容,当振动产生条件持续规定时间Δt1以上成立时,第1模式切换控制部50A判定为第1切换条件已成立。该情况下的规定时间Δt1被预先存储在ECU 50的存储器中。
图9是示出由第1模式切换控制部50A执行的处理的一例的流程图。当2速挡建立且处于第1离合器C1被结合从而能够由电动机3进行发电的2速预N模式时开始该流程图所示的处理。
首先,在S1(S:处理步骤)中,第1模式切换控制部50A从由第1转速检测器51检测出的发动机转速N1中减去由第2转速检测器52检测出的偶数离合器转速N2,计算出离合器C2的差动旋转频率fa。接着,在S2中,将发动机扭矩Te与由扭矩检测器53检测出的马达扭矩Tm(该情况下为负的马达扭矩Tm)相加而计算出偶数离合器扭矩T2。
接着,在S3中,对计算出的离合器C2的差动旋转频率fa是否在预先存储的共振区域内(fa1≦fa≦fa2)且计算出的偶数离合器扭矩T2是否在预先存储的规定值T2a以上、即振动产生条件是否成立进行判定。如果在S3中是肯定的,则前进至S4,如果是否定的,则返回S1。在S4中,对振动产生条件是否持续了预先存储的规定时间Δt1以上、即第1切换条件是否成立进行判定。如果在S4中是肯定的,则前进至S5,如果是否定的,则返回S1。
在S5中,将控制信号输出至动力驱动单元4,设马达扭矩Tm为0,并将控制信号输出至控制阀61,断开第1离合器C1。接着,在S6中,将控制信号输出至致动器62,使套筒SL2移动到3速挂挡位置。即,利用预换挡将奇数挡变速机构CM1设定为3速挡。接着,在S7中,将控制信号输出至动力驱动单元4,使马达扭矩Tm增大至正的规定值。由此使电动机3产生辅助扭矩。这时,由于行驶驱动扭矩Td被设为固定,因此,使发动机扭矩Te减小辅助扭矩的量。
图10是示出马达扭矩Tm与行驶驱动系统的固有值f之间的关系的图。例如可以通过模拟得到该关系。图中,“○”是2速预3速模式下的固有值f,“△”是2速预1速模式下的固有值f。如图10所示,2速预3速模式下的固有值f伴随马达扭矩Tm的增大而减小,马达扭矩Tm在规定值Tm1以上成为规定值f3(图3)。同样地,2速预1速模式下的固有值f也伴随马达扭矩Tm的增大而减小,马达扭矩Tm在规定值Tm2以上成为规定值f2(图3)。
因此,在S7中,例如使马达扭矩Tm增大规定值Tm1以上(例如规定值Tm1的量)。由此能够减小行驶驱动系统的固有值f,能够避免车体的共振。另外,在本实施方式中,当第1切换条件成立时将变速模式切换为2速预3速模式,但是,也可以切换为2速预1速模式,该情况下,只要使马达扭矩Tm增大规定值Tm2以上(例如规定值Tm2的量)即可。但是,当车辆以2速预N模式起步时,作为下一个动作,通常升挡至3速挡,因此,考虑到这点,优选的是,如本实施方式那样,从2速预N模式切换为2速预3速模式后预换挡至3速挡。
图11是示出通过本发明的实施方式的振动降低装置实现的行驶驱动系统的动作的一例的时序图。另外,图11中,提取并示出从2速预N模式朝向2速预3速模式进行的模式切换前后的动作。图中的Tt(虚线)是为了使从2速预N模式切换为2速预3速模式后再次切换为2速预N模式时的行驶驱动扭矩Td固定而需要的偶数离合器扭矩、即在模式切换前后用于使行驶驱动扭矩Td固定的目标偶数离合器扭矩,该目标偶数离合器扭矩被称作传递扭矩。
通过将发动机扭矩Te与负的马达扭矩Tm相加而得到2速预N模式时的传递扭矩Tt,所述传递扭矩Tt等于偶数离合器扭矩T2。另一方面,通过将发动机扭矩Te与正的马达扭矩Tm相加、严格来说是与如下值相加而得到2速预3速模式时的传递扭矩Tt,该值是通过将正的马达扭矩Tm与奇数挡和偶数挡的齿轮比相乘得到的值。如图11所示,如果与油门踏板的操作量对应的行驶驱动扭矩Td固定,则传递扭矩Tt也固定。由ECU 50来计算传递扭矩Tt。
在本实施方式中,ECU 50(第1模式切换控制部50A、第2模式切换控制部50B)执行各部的控制,控制发动机扭矩Te和马达扭矩Tm,使得在模式切换前后行驶驱动扭矩Td(传递扭矩Tt)固定。例如将控制信号输出至未图示的节气门而控制发动机扭矩Te,并将控制信号输出至动力驱动单元4而控制马达扭矩Tm。因此,如果马达扭矩Tm(辅助扭矩)增大,则发动机扭矩Te相应地减小。
在图11的时刻t10,离合器C2的差动旋转频率fa在以斜线示出的共振区域内(fa1≦fa≦fa2),并且,等于传递扭矩Tt的偶数离合器扭矩T2在以斜线示出的规定值T2a以上的状态持续规定时间Δt1,从而使得第1切换条件成立时,在时刻t11,马达扭矩Tm成为0,并且,第1离合器C1被断开(S5)。由此使得发动机扭矩Te减小,在时刻t11,发动机扭矩Te等于偶数离合器扭矩T2。
然后,到了时刻t12,进行奇数挡变速机构CM1向3速挡的预换挡(S6)。进而,从时刻t12到时刻t13,使马达扭矩Tm增大规定值(例如图10的规定值Tm1)的量(S7)。由此将变速模式从2速预N模式切换为2速预3速模式,对行驶驱动系统附加电动机3的辅助扭矩。其结果是,固有值f减小(图3),能够避免车体的共振。这时,在模式切换的前后,行驶驱动扭矩Td固定,发动机扭矩Te和偶数离合器扭矩T2减小辅助扭矩的量。
图12是示出通过本发明的实施方式的振动降低装置实现的行驶驱动系统的动作的一例、特别是比图11更长时间内的动作的一例的时序图。另外,图12的时刻t10~时刻t13的动作与图11的相同时刻的动作相同。图12的奇数离合器扭矩T1是由发动机2作用于第1主输入轴11的扭矩。在2速预N模式下,利用发动机扭矩Te来驱动电动机3,产生正的奇数离合器扭矩T1。图12是车辆低速行驶时的时序图,当在时刻t20操作油门踏板时(油门踏板操作量AP1),发动机扭矩Te和偶数离合器扭矩T2上升,偶数离合器扭矩T2处于规定值T2a以上。然后,到了时刻t21,车速v上升至v1,车辆开始低速行驶。
这时,在时刻t20,发动机转速Ne上升且偶数离合器转速N2比之缓慢地上升。其结果是,在时刻t21,差动旋转频率fa处于规定值fa1以上且规定值fa2以下的共振区域内,振动产生条件成立。当维持低速行驶、偶数离合器扭矩T2在规定值T2a以上且差动旋转频率fa处于共振频率范围内的状态持续规定时间Δt1时,在时刻t10,第1切换条件成立。其结果是,变速模式从2速预N模式切换为2速预3速模式,能够避免车体的共振。
接下来,对图5的第2模式切换控制部50B的结构进行说明。在变速模式被从2速预N模式切换为2速预3速模式之后,第2模式切换控制部50B对第2切换条件是否成立进行判定,当第2切换条件成立时,控制控制阀61和致动器62,使得将变速模式从2速预3速模式恢复到2速预N模式。进而,当已将变速模式切换为2速预N模式时,控制动力驱动单元4以使电动机3发电。
第2切换条件是用于使变速模式恢复到2速预N模式的条件,包含第1模式恢复条件、第2模式恢复条件和第3模式恢复条件。当这三个条件中的任何一个成立时,第2模式切换控制部50B使变速模式恢复到2速预N模式。
首先,对第1模式恢复条件进行说明。当第1振动避免条件持续规定时间Δt2时,第1模式恢复条件成立。以刚进行从2速预N模式到2速预3速模式的模式切换后的车速v(图12的时刻t13处的车速v1)作为基准车速,相比于该基准车速v1,车速v上升规定值Δv1以上时,第1振动避免条件成立。即,相比于刚进行模式切换之后,车速v上升规定值Δv1以上时,偶数离合器转速N2上升,可以判断为,差动旋转频率fa离开了共振区域。由此,即使返回2速预N模式,振动产生条件也不成立,能够避免2速预N模式下的车体的共振。
图13A是示出第2模式切换控制部50B中的处理的一例、特别是将第1模式恢复条件作为第2切换条件时的处理的一例的流程图。例如当第1切换条件成立,变速模式从2速预N模式被切换为2速预3速模式时,开始该流程图所示的处理。
如图13A所示,首先,在S11中,第2模式切换控制部50B根据来自车速检测器54的信号,对车速v相比于基准车速v1是否上升了规定值Δv1以上、即第1振动避免条件是否成立进行判定。反复进行步骤S11,直到成为肯定为止,如果在步骤S11中是肯定的,则前进至步骤S12。在S12中,对第1振动避免条件是否持续了预先存储的规定时间Δt2以上、即第1模式恢复条件是否成立进行判定。如果在步骤S12中是肯定的,则前进至S13,如果是否定的,则返回S11。
在S13中,向动力驱动单元4输出控制信号,使马达扭矩Tm为0。接着,在S14中,向致动器62输出控制信号,使套筒SL2移动到中立位置,使奇数挡变速机构CM1成为中立状态。接着,在S15中,向控制阀61输出控制信号,连接第1离合器C1。接着,在S16中,向动力驱动单元4输出控制信号,利用发动机扭矩Te来驱动电动机3,从而开始发电。由此将变速模式切换为2速预N模式。
图13B是图12的变形例,是特别示出第1模式恢复条件成立前后的动作的一例的时序图。图13B中,保持油门踏板的操作量AP固定的状态,从以低速v1在缓慢的爬升坡度进行上坡行驶的状态开始动作。另外,图13B包含从2速预N模式向2速预3速模式、进而向2速预N模式进行的切换动作。
如图13B所示,当在时刻t30~时刻t31第1切换条件成立时,与图12的时刻t10~时刻t13同样,变速模式从2速预N模式切换为2速预3速模式。这时,与图12不同,由于发动机2的负载变动而使得发动机转速Ne发生变化,与此相伴,差动旋转频率fa也发生变化。因此使得差动旋转频率fa离开斜线的共振区域,振动产生条件不成立。但是,即使振动产生条件不成立,第1振动避免条件也不成立,在该时刻,不进行朝向2速预N模式的切换。
在时刻t32,当爬升坡度变得缓慢时,车速v从模式切换时的基准车速v1开始上升。这时,偶数离合器转速N2上升,而差动旋转频率fa降低。当在时刻t33车速v上升至v2时,车速变化量达到规定值Δv1,第1振动避免条件成立(S11)。当在时刻t34第1振动避免条件持续规定时间Δt2时,第1模式恢复条件成立(S12)。由此使得在时刻t35马达扭矩Tm成为0(S13),发动机扭矩Te和偶数离合器扭矩T2上升。
在时刻t36,奇数挡变速机构CM1成为中立状态(S14),并连接第1离合器C1(S15)。由此,马达扭矩Tm为负,利用电动机3开始发电(S16),并且,发动机扭矩Te和奇数离合器扭矩T1上升,在模式切换前后,传递扭矩Tt(行驶驱动扭矩)固定。在时刻t37,从2速预3速模式向2速预N模式进行的模式切换完成。这时,由于差动旋转频率fa处于共振区域外,因此,振动产生条件不成立,车辆能够以2速预N模式稳定地行驶。
接下来,对第2模式恢复条件进行说明。当第2振动避免条件持续规定时间Δt3时,第2模式恢复条件成立。当传递扭矩Tt小于规定值T2a时,第2振动避免条件成立。即,当在2速预3速模式下传递扭矩Tt低于规定值T2a时,使行驶驱动扭矩Td保持固定的状态而返回至2速预N模式时的偶数离合器扭矩T2也小于规定值T2a。由此,即使返回2速预N模式,振动产生条件也不成立,能够避免2速预N模式下的车体的共振。
图14A是示出第2模式切换控制部50B中的处理的一例、特别是将第2模式恢复条件作为第2切换条件时的处理的一例的流程图。例如当第1切换条件成立,变速模式从2速预N模式被切换为2速预3速模式时,开始该流程图所示的处理。
如图14A所示,首先,在S21中,第2模式切换控制部50B根据发动机扭矩Te和由扭矩检测器53检测出的马达扭矩Tm计算出传递扭矩Tt。接着,在S22中,对传递扭矩Tt是否小于规定值T2a、即第2振动避免条件是否成立进行判定。如果在步骤S22中是肯定的,则前进至S23,如果是否定的,则返回S21。在S23中,对第2振动避免条件是否持续了预先存储的规定时间Δt3以上、即第2模式恢复条件是否成立进行判定。如果在步骤S23中是肯定的,则前进至S24,如果是否定的,则返回S21。
之后,与第1模式恢复条件成立时的处理(S13~S16)同样,使奇数挡变速机构CM1处于中立状态并连接第1离合器C1,利用发动机扭矩Te驱动电动机3,由电动机3开始发电(S24~S27)。
图14B是图12的变形例,是特别示出第2模式恢复条件成立前后的动作的一例的时序图。图14B中,从以车速固定的低速行驶在缓慢的爬升坡度进行上坡行驶的状态开始动作。另外,图14B包含从2速预N模式向2速预3速模式、进而向2速预N模式进行的切换。
如图14B所示,当在时刻t40~时刻t41第1切换条件成立时,与图12的时刻t10~时刻t13同样,变速模式从2速预N模式切换为2速预3速模式。在时刻t42,爬升坡度变得缓慢而降低油门踏板的操作量时,马达扭矩Tm和发动机扭矩Te以及偶数离合器扭矩T2降低,传递扭矩Tt减小。然后,当在时刻t43传递扭矩Tt小于规定值T2a时,第2振动避免条件成立(S22)。
当在时刻t44第2振动避免条件持续规定时间Δt3时,第2模式恢复条件成立(S23)。由此,与第1模式恢复条件成立时(图13B的时刻t34~时刻t37)同样,变速模式从2速预3速模式切换为2速预N模式。在模式切换完成的时刻t45,偶数离合器扭矩T2等于传递扭矩Tt且小于规定值T2a。由此,振动产生条件不成立,车辆能够以2速预N模式稳定地行驶。
接下来,对第3模式恢复条件进行说明。当电池5的剩余电量SOC处于规定值SOC1以下时,第3模式恢复条件成立。图15A是示出第2模式切换控制部50B中的处理的一例、特别是将第3模式恢复条件作为第2切换条件时的处理的一例的流程图。例如当第1切换条件成立,变速模式从2速预N模式被切换为2速预3速模式时,开始该流程图所示的处理。
如图15A所示,首先,在S31中,第2模式切换控制部50B在2速预3速模式下,对由剩余电量检测器55检测出的电池5的剩余电量SOC是否在规定值SOC1以下、即第3模式恢复条件是否成立进行判定。反复进行S31直到成为肯定为止,如果在S31中是肯定的,则前进至S32。之后,与第1模式恢复条件和第2模式恢复条件成立时的处理(S13~S16、S24~S27)同样,使奇数挡变速机构CM1处于中立状态并连接第1离合器C1,利用发动机扭矩Te驱动电动机3,从而利用电动机3开始发电(S32~S35)。
图15B是图12的变形例,是特别示出第3模式恢复条件成立前后的行驶驱动系统的动作的一例的时序图。在图15B的时刻t50,在2速预3速模式下,第1模式恢复条件和第2模式恢复条件均不成立。这时,第2模式切换控制部50B对电池剩余电量SOC是否在规定值SOC1以下进行判定,当判定为电池剩余电量SOC在规定值SOC1以下时,与第1模式恢复条件和第2模式恢复条件成立时同样,将变速模式从2速预3速模式切换为2速预N模式。由此利用电动机3进行发电,能够进行电池5的充电。
在模式切换完成的时刻t51,差动旋转频率fa处于共振区域内且偶数离合器扭矩T2在规定值T2a以上。因此,振动产生条件成立,存在变速模式再次切换为2速预3速模式的可能性。因此,在电池剩余电量SOC在规定值SOC1以下的情况下,第1模式切换控制部50A与振动产生条件的有无无关地禁止从2速预N模式向2速预3速模式进行的模式切换。
具体而言,第1模式切换控制部50A对由剩余电量检测器55检测出的电池剩余电量SOC是否在规定值SOC1以下进行判定。然后,当判定为电池剩余电量SOC在规定值SOC1以下时,禁止图9的处理(振动降低处理)。由此使得电池5的充电优先于车辆的振动降低。
图16是以将传递扭矩Tt与电池剩余电量SOC之间的关系划分为多个区域的方式图形化而成的图。图16中,大致可划分为电池剩余电量SOC在规定值SOC1以下的第1区域、超过规定值SOC1且在规定值SOC2以下的第2区域以及超过规定值SOC2的第3区域。在第2区域和第3区域中,当传递扭矩Tt例如在规定值Tt1以上且在规定值Tt2以下时进行上述振动降低处理,能够进行从2速预N模式到2速预3速模式的变速模式的切换。这时,如果电池剩余电量SOC大于规定值SOC2,则充电的必要性减小,允许由使用电池5的电力而产生的马达扭矩Tm实现的马达行驶。
另一方面,在第一区域中,振动降低处理被禁止,即使传递扭矩Tt在规定值Tt1以上,车辆也以2速预N模式行驶。由此,利用发动机扭矩Te驱动电动机3而对电池5进行充电,能够防止电池5的充电不足。此外,当传递扭矩Tt处于规定值Tt2以上时,优先驱动力而将变速模式切换为1速挡的模式(例如1速预2速模式),由此使车辆以发动机扭矩Te进行行驶。其结果是,即使没有由电动机3形成的辅助扭矩,也能够确保驱动力,因此能够防止电池5的电量降低。另外,当电池剩余电量SOC在规定值SOC2以下时,使用发动机扭矩Te使车辆行驶。
根据本发明的实施方式,能够起到如下的作用效果。
(1)本实施方式的混合动力车辆的振动降低装置具备:发动机2;奇数挡变速机构CM1,其具有第1主输入轴11和奇数挡的多个齿轮21,23,25,27,经由任意齿轮21,23,25,27将第1主输入轴11的旋转进行变速后输出至输出轴14;偶数挡变速机构CM2,其具有第2主输入轴12和偶数挡的多个齿轮22,24,26,经由任意齿轮22,24,26将第2主输入轴12的旋转进行变速后输出至输出轴14;第1离合器C1,其使发动机2的输出轴2a与第1主输入轴11连接起来或相分离,使发动机扭矩Te传递或不传递至第1主输入轴11;第2离合器C2,其使发动机2的输出轴2a与第2主输入轴12连接起来或相分离,使发动机扭矩Te传递或不传递至第2主输入轴12;与第1主输入轴11连接的能发电的电动机3;控制阀61和致动器62,它们驱动奇数挡变速机构CM1、偶数挡变速机构CM2、第1离合器C1和第2离合器C2;ECU 50,其控制控制阀61和致动器62并经由动力驱动单元4控制电动机3,使得在2速预N模式下,经由第1主输入轴11将发动机扭矩Te输出至电动机3,并且经由偶数挡变速机构CM2将发动机扭矩Te输出至输出轴14,在2速预3速模式下,经由偶数挡变速机构CM2将发动机扭矩Te输出至输出轴14,并且经由奇数挡变速机构CM1将马达扭矩Tm输出至输出轴14;以及第1转速检测器51、第2转速检测器52和ECU 50(S1),它们对发动机2的输出轴2a与第2主输入轴12之间的差动旋转(差动旋转频率fa)进行检测(图1、5、9)。在2速预N模式下,根据第1转速检测器51和第2转速检测器52的检测值而持续规定时间Δt1检测出在规定值fa1以上且在规定值fa2以下的共振区域内的差动旋转频率fa时,ECU 50(第1模式切换控制部50A)控制控制阀61、致动器62和动力驱动单元4,使得从2速预N模式切换为2速预3速模式(S3~S7)。
这样构成为:当检测出有可能会产生车体的共振的差动旋转频率fa时,从2速预N模式切换为2速预3速模式,将马达扭矩Tm经由第1主输入轴11传递至输出轴14,由此能够降低行驶驱动系统的固有值f(图3),能够防止车体的共振。
(2)混合动力车辆的振动降低装置还具备扭矩检测器53和ECU 50(S2),它们对作用于第2主输入轴12的偶数离合器扭矩T2进行检测(图5、9)。在2速预N模式下,根据第1转速检测器51和第2转速检测器52的检测值而持续规定时间Δt1检测出在规定值fa1以上且在规定值fa2以下的共振区域内的差动旋转频率fa且根据扭矩检测器53的检测值而持续规定时间Δt1检测出在规定值T2a以上的偶数离合器扭矩T2时,第1模式切换控制部50A控制控制阀61、致动器62和动力驱动单元4,使得从2速预N模式切换为2速预3速模式(S3~S7)。由此,在偶数离合器扭矩T2减小而不产生共振的情况下(图7),能够防止向2速预3速模式进行的无用的切换,能够更长时间地持续2速预N模式。
(3)混合动力车辆的振动降低装置还具备检测车速v的车速检测器54(图5)。在从2速预N模式切换为2速预3速模式之后,当由车速检测器54持续规定时间Δt2检测出相比于刚进行该模式切换后的车速v1增大了规定值Δv1以上的车速时,ECU 50(第2模式切换控制部50B)控制控制阀61、致动器62和动力驱动单元4,使得从2速预3速模式切换为2速预N模式(图13A)。因此,在使变速模式恢复到2速预N模式时,振动产生条件不成立,能够实现2速预N模式下的稳定的行驶。即,假使以差动旋转频率fa离开共振区域内作为模式恢复条件而切换为2速预N模式的话,则在发动机转速Ne由于发动机负载变动而增减的情况下,也存在切换为2速预N模式的可能性。该情况下,振动产生条件有可能会再次成立,因此,难以进行稳定的2速预N模式下的行驶。关于这点,如果像本实施方式那样根据车速v的变化量Δv1来判定模式恢复条件是否成立的话,则能够在不受发动机负载变动的影响的情况下进行稳定的2速预N模式下的行驶。
(4)混合动力车辆的振动降低装置还具备第2模式切换控制部50B,该第2模式切换控制部50B根据基于扭矩检测器53的检测值计算出的偶数离合器扭矩T2,估计在从2速预3速模式到2速预N模式的切换的前后为了使行驶驱动扭矩Td固定而需要的作用于第2主输入轴12的传递扭矩Tt(图5)。在变速模式从2速预N模式切换为2速预3速模式之后,当由第2模式切换控制部50B估计出的传递扭矩Tt的估计值持续规定时间Δt3小于规定值T2a时,第2模式切换控制部50B控制控制阀61、致动器62和动力驱动单元4,使得从2速预3速模式切换为2速预N模式(图14A)。由此使得在恢复到2速预N模式时振动产生条件不成立,因此能够进行稳定的2速预N模式下的行驶。
(5)混合动力车辆的振动降低装置还具备:电池5,由电动机3发出的电力被充入到该电池5;和剩余电量检测器55,其对电池的剩余电量SOC进行检测(图1、5)。当由剩余电量检测器55检测出的剩余电量SOC在规定值SOC1以下时,第1模式切换控制部50A禁止从2速预N模式向2速预3速模式进行的切换(图16)。由此能够防止电池5的消耗,能够将电池5提前充电至规定电量。
(6)在2速预3速模式下,当由剩余电量检测器55检测出的电池剩余电量SOC在规定值SOC1以下时,第2模式切换控制部50B控制控制阀61、致动器62和动力驱动单元4,使得从2速预3速模式切换为2速预N模式(图15A)。由此,当电池剩余电量SOC较少时,使通过电动机3的发电实现的电池5的充电优先于振动降低动作,因此,能够防止由于电池5的充电不足而导致的车辆的动作不良。
(7)ECU 50(第1模式切换控制部50A)以如下方式来控制控制阀61、致动器62和动力驱动单元4:在2速预N模式下,经由第1主输入轴11将发动机扭矩Te输出至电动机3,并且还经由第2主输入轴12和2速驱动齿轮22将发动机扭矩Te输出至输出轴14,在2速预3速模式下,经由第2主输入轴12和2速驱动齿轮22将发动机扭矩Te输出至输出轴14,并且经由第1主输入轴11和3速驱动齿轮23将马达扭矩Tm输出至输出轴14(S3~S7)。由此,在以2速挡起步或进行上坡行驶时等,能够在抑制车体的共振的情况下从2速挡顺畅地变速为3速挡。
上述实施方式可以进行各种变形。以下,对变形例进行说明。在上述实施方式中,将奇数挡变速机构CM1构成为第1变速机构,并将偶数挡变速机构CM2构成为第2变速机构,其中,所述奇数挡变速机构CM1具有作为第1旋转轴的第1主输入轴11和作为第1齿轮组的奇数挡驱动齿轮21,23,25,27,所述偶数挡变速机构CM2具有作为第2旋转轴的第2主输入轴12和作为第2齿轮组的偶数挡驱动齿轮22,24,26,但是,第1变速机构和第2变速机构的结构不限于此。例如当第2主输入轴12与能发电的电动机连接时,也可以将偶数挡变速机构构成为第1变速机构。虽然将奇数挡变速机构CM1和偶数挡变速机构CM2的旋转输出至作为第3旋转轴的输出轴14,但是,第3旋转轴的结构不限于此。
在上述实施方式中,由干式离合器构成第1离合器C1和第2离合器C2,但是,只要使原动机(发动机)的输出轴与第1旋转轴连接起来或相分离、以及使原动机的输出轴与第2旋转轴连接起来或相分离,第1离合器和第2离合器的结构可以是任何结构,例如也可以由湿式离合器构成。在上述实施方式中,利用控制阀61的切换来驱动奇数挡变速机构CM1和偶数挡变速机构CM2,并利用致动器62来驱动第1离合器C1和第2离合器C2,但是,驱动第1变速机构、第2变速机构、第1离合器以及第2离合器的驱动部的结构不限于此。驱动部例如也可以包含液压缸等液压致动器。
在上述实施方式中,利用作为控制部的ECU 50和动力驱动单元4控制控制阀61、致动器62和电动机3,将变速模式从2速预N模式(第1模式)切换为2速预3速模式(第2模式),或从2速预3速模式切换为2速预N模式,但是,这些变速模式由变速器1的结构来确定,第1模式和第2模式不限于上述模式。在上述实施方式中,根据来自第1转速检测器51和第2转速检测器52的信号来检测第2离合器C2的输入、输出轴的差动旋转,但是,差动旋转检测部的结构不限于此。
在上述实施方式中,根据来自扭矩检测器53的信号而检测出偶数离合器扭矩T2作为作用于第2旋转轴的扭矩,但是,扭矩检测部的结构不限于此。在上述实施方式中,在2速预N模式下,当差动旋转频率fa持续规定时间Δt1处于共振范围内且偶数离合器扭矩T2持续规定时间Δt1处于共振范围内时,从2速预N模式切换为2速预3速模式,但是,也可以仅将差动旋转频率fa持续规定时间Δt1处于共振范围内作为条件来进行该模式切换,控制部的结构不限于上述结构。
在上述实施方式中,由车速检测器54来检测车速,但是,车速检测部的结构可以是任何结构。在上述实施方式中,ECU 50根据来自扭矩检测器53的信号来估计传递扭矩Tt,但是,扭矩估计部的结构不限于此。虽然将作为振动产生条件的偶数离合器扭矩T2的閾值和作为第2振动避免条件的传递扭矩Tt的閾值设定为彼此相同的值T2a(图11、14),但是,也可以设定为互不相同的值。在上述实施方式中,将由电动机3发出的电力充入作为充电电池的电池5中,并由剩余电量检测器55来检测电池剩余电量SOC,但是,剩余电量检测部的结构不限于此。
可以将上述实施方式和1个或多个变形例任意进行组合。还可以将变形例彼此进行组合。
根据本发明,在将原动机的扭矩输出至电动机和第3旋转轴的第1模式下,当离合器的输入、输出的差动旋转持续规定时间处于规定范围内时,从第1模式切换为将原动机和电动机的扭矩输出至第3旋转轴的第2模式。由此,在一边经由电动机充电一边起步或行驶的情况下,当有可能会产生车体的共振的离合器的差动旋转发生时,切换变速模式以使行驶驱动系统的固有值减小,因此,能够将车体的共振防患于未然。
以上,将本发明与其优选实施方式相关联地进行了说明,但是,本领域技术人员可以理解能够在不脱离后述的专利的公开范围的情况下进行各种修改和变更。
Claims (8)
1.一种混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,所述混合动力车辆的振动降低装置具备:
原动机(2);
第1变速机构(CM1),其具有第1旋转轴(11)和属于第1齿轮组的多个齿轮(21,23,25,27),经由属于所述第1齿轮组的任意齿轮(21,23,25,27)将所述第1旋转轴(11)的旋转进行变速后输出至第3旋转轴(14);
第2变速机构(CM2),其具有第2旋转轴(12)和属于第2齿轮组的多个齿轮(22,24,26),经由属于所述第2齿轮组的任意齿轮(22,24,26)将所述第2旋转轴(12)的旋转进行变速后输出至所述第3旋转轴(14);
第1离合器(C1),其使所述原动机(2)的输出轴(2a)与所述第1旋转轴(11)连接起来或相分离,使所述原动机(2)的扭矩传递或不传递至所述第1旋转轴(11);
第2离合器(C2),其使所述原动机(2)的输出轴(2a)与所述第2旋转轴(12)连接起来或相分离,使所述原动机(2)的扭矩传递或不传递至所述第2旋转轴(12);
与所述第1旋转轴(11)连接的能发电的电动机(3);
驱动部(61,62),其驱动所述第1变速机构(CM1)、所述第2变速机构(CM2)、所述第1离合器(C1)和所述第2离合器(C2);
控制部(50),其控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得在第1模式下,经由所述第1旋转轴(11)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述电动机(3),并且经由所述第2变速机构(CM2)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14),在第2模式下,经由所述第2变速机构(CM2)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14),并且经由所述第1变速机构(CM1)将所述电动机(3)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14);以及
差动旋转检测部(51,52),其对所述原动机(2)的输出轴(2a)与所述第2旋转轴(12)之间的差动旋转进行检测,
当在所述第1模式下由所述差动旋转检测部(51,52)持续规定时间(Δt1)检测出规定范围内的差动旋转时,所述控制部(50)控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得从所述第1模式切换为所述第2模式。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,
所述混合动力车辆的振动降低装置还具备检测作用于所述第2旋转轴(12)的扭矩(T2)的扭矩检测部(53),
在所述第1模式下,当由所述差动旋转检测部(51,52)持续所述规定时间(Δt1)检测出所述规定范围内的差动旋转且由所述扭矩检测部(53)持续所述规定时间(Δt1)检测出规定值(T2a)以上的扭矩时,所述控制部(50A)控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得从所述第1模式切换为所述第2模式。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,
所述混合动力车辆的振动降低装置还具备检测车速的车速检测部(54),
在从所述第1模式切换为所述第2模式之后,当由所述车速检测部(54)持续规定时间(Δt2)检测出比刚进行了该模式切换后的车速(v1)增大了规定值(Δv1)以上的车速时,所述控制部(50B)控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得从所述第2模式切换为所述第1模式。
4.根据权利要求2所述的混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,
所述控制部(50B)根据所述扭矩检测部(53)的检测值,估计在从所述第2模式向所述第1模式进行的切换的前后为了使行驶驱动扭矩(Td)固定而需要的作用于所述第2旋转轴(12)的扭矩(Tt),并且,
在从所述第1模式切换为所述第2模式之后,当估计出的估计值持续规定时间(Δt3)小于规定值(T2a)时,所述控制部(50B)控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得从所述第2模式切换为所述第1模式。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,所述混合动力车辆的振动降低装置还具备:
充电电池(5),由所述电动机(3)发出的电力被充入该充电电池(5);以及
剩余电量检测部(55),其对所述充电电池(5)的剩余电量(SOC)进行检测,
当由所述剩余电量检测部(55)检测出的剩余电量(SOC)在规定值(SOC1)以下时,所述控制部(50A)禁止从所述第1模式向所述第2模式进行的切换。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,
在所述第2模式下,当由所述剩余电量检测部(55)检测出的剩余电量(SOC)在规定值(SOC1)以下时,所述控制部(50B)控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得从所述第2模式切换为所述第1模式。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的混合动力车辆的振动降低装置,其特征在于,
所述第1齿轮组具有奇数挡的齿轮(21,23,35,27),并且,所述第2齿轮组具有偶数挡的齿轮(22,24,26),
所述控制部(50A)控制所述驱动部(61,62)和所述电动机(3),使得在所述第1模式下,经由所述第1旋转轴(11)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述电动机(3),并且经由所述第2旋转轴(12)和2速驱动齿轮(22)将所述原动机(3)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14),在所述第2模式下,经由所述第2旋转轴(12)和所述2速驱动齿轮(22)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14),并且经由所述第1旋转轴(11)和3速驱动齿轮(23)将所述电动机(3)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14)。
8.一种混合动力车辆的振动降低方法,其中,
所述混合动力车辆具备:
原动机(2);
第1变速机构(CM1),其具有第1旋转轴(11)和属于第1齿轮组的多个齿轮(21,23,25,27),经由属于所述第1齿轮组的任意齿轮(21,23,25,27)将所述第1旋转轴(11)的旋转进行变速后输出至第3旋转轴(14);
第2变速机构(CM2),其具有第2旋转轴(12)和属于第2齿轮组的多个齿轮(22,24,26),经由属于所述第2齿轮组的任意齿轮(22,24,26)将所述第2旋转轴(12)的旋转进行变速后输出至所述第3旋转轴(14);
第1离合器(C1),其使所述原动机(2)的输出轴(2a)与所述第1旋转轴(11)连接起来或相分离,使所述原动机(2)的扭矩传递或不传递至所述第1旋转轴(11);
第2离合器(C2),其使所述原动机(2)的输出轴(2a)与所述第2旋转轴(12)连接起来或相分离,使所述原动机(2)的扭矩传递或不传递至所述第2旋转轴(12);以及与所述第1旋转轴(11)连接的能发电的电动机(3),
所述振动降低方法具有如下步骤:
控制所述第1变速机构(CM1)、所述第2变速机构(CM2)、所述第1离合器(C1)、所述第2离合器(C2)和所述电动机(3),使得在第1模式下,经由所述第1旋转轴(11)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述电动机(3),并且经由所述第2变速机构(CM2)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14),在第2模式下,经由所述第2变速机构(CM2)将所述原动机(2)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14),并且经由所述第1变速机构(CM1)将所述电动机(3)的扭矩输出至所述第3旋转轴(14);
对所述原动机(2)的输出轴(2a)与所述第2旋转轴(12)之间的差动旋转进行检测;
当在所述第1模式下持续规定时间检测出规定范围内的差动旋转时,从所述第1模式切换为所述第2模式。
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