CN108639052A - 运输设备的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除了能够防止失速状态下的过负载及抑制后退以外，还能够进行与起步要求相应的快速的起步的运输设备的控制装置。能够通过电动机输出的驱动力进行行驶的运输设备的控制装置在运输设备通过电动机的驱动力来驱动时，在满足与运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且参数小于第一阈值的状态持续了规定时间以上的条件的情况下，基于运输设备的静摩擦系数来进行降低电动机的驱动力的驱动力限制控制。

Description

运输设备的控制装置
技术领域
本发明涉及一种能够通过电动机输出的驱动力进行行驶的运输设备的控制装置。
背景技术
在专利文献1中记载有车辆的控制装置，在上坡路上，以大致恒定的操作量踩下加速踏板，因此将输出转矩从电动机传递到车辆的驱动轮，在该状态下判定为该车辆处于停止状态即“失速状态”的情况下，在电源电力供给电路的温度上升到规定值以上的温度时，执行如下处理：生成马达转矩指令值，以便降低电动机的输出转矩，并且生成制动转矩指令值，以便通过与电动机的输出转矩的降低量等效的制动力来增加制动装置的制动力。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2013-49368号公报
专利文献1所记载的车辆在失速状态下通过降低电动机的输出转矩来防止电源电力供给电路的过热，并且为了补偿电动机的输出转矩的降低量而使用制动装置产生的制动力。在该状况下，驾驶员踩下加速踏板来使车辆起步时，消除制动装置产生的制动力，使电动机的输出转矩增加即可，但是制动装置产生的制动力根据工作油的液压而变化，并且液压不会瞬间变化。因此，即使驾驶员踩下加速踏板，也存在直至制动器液压变化为止车辆无法起步的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种除了能够防止失速状态下的过负载及抑制后退以外，还能够进行与起步要求相应的快速的起步的运输设备的控制装置。
为了实现上述目的，技术方案1所述的发明为一种运输设备的控制装置(例如为后述的实施方式中的ECU105)，所述运输设备能够通过电动机(例如为后述的实施方式中的电动机157)输出的驱动力进行行驶，其中，
在所述运输设备通过所述电动机的驱动力来驱动时，在满足与所述运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且所述参数小于所述第一阈值的状态持续了规定时间以上的条件的情况下，基于所述运输设备的静摩擦系数来进行降低所述电动机的驱动力的驱动力限制控制。
技术方案2所述的发明在技术方案1所述的发明的基础上，其中，
在所述运输设备通过所述电动机的驱动力来驱动时，在满足与所述运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且对所述电动机的要求转矩为第二阈值以上、并且所述参数小于所述第一阈值且所述要求转矩为所述第二阈值以上的状态持续了所述规定时间以上的条件的情况下，进行所述驱动力限制控制。
技术方案3所述的发明在技术方案1或2所述的发明的基础上，其中，
所述电动机为多相电动机，
所述第一阈值是在所述电动机或用于驱动所述电动机的电设备(例如为后述的实施方式中的逆变器153)中负载能够集中于一相的上限值。
技术方案4所述的发明在技术方案1至3中任一项所述的发明的基础上，其中，
在所述运输设备的加速踏板开度为第三阈值以上的情况下，即使满足所述条件也不进行所述驱动力限制控制。
技术方案5所述的发明在技术方案4所述的发明的基础上，其中，
所述第三阈值是所述运输设备中的所述加速踏板开度的最大值。
技术方案6所述的发明在技术方案1至5中任一项所述的发明的基础上，其中，
将总驱动力的绝对值与跨越驱动力进行比较，当所述总驱动力的绝对值小且满足所述条件时，进行所述驱动力限制控制，
所述总驱动力是将通过所述驱动力限制控制得到的降低后的所述电动机的驱动力与来自重力的作用于所述运输设备的力合计而得到的力，
所述跨越驱动力是基于所述运输设备的静摩擦系数得到的、未被制动的所述运输设备从停止的状态开始移动时作用于所述运输设备的驱动力。
技术方案7所述的发明在技术方案1至5中任一项所述的发明的基础上，其中，
所述运输设备具备驱动所述运输设备的驱动源(例如为后述的实施方式中的内燃机106)，
将总驱动力的绝对值与跨越驱动力进行比较，当所述总驱动力的绝对值大且满足所述条件时，进行所述驱动力限制控制，并且进行增加所述驱动源的驱动力的驱动力扩大控制，
所述总驱动力是将通过所述驱动力限制控制得到的降低后的所述电动机的驱动力与来自重力的作用于所述运输设备的力合计而得到的力，
所述跨越驱动力是基于所述运输设备的静摩擦系数得到的、未被制动的所述运输设备从停止的状态开始移动时作用于所述运输设备的驱动力。
技术方案8所述的发明在技术方案7所述的发明的基础上，其中，
通过所述驱动力扩大控制而使所述驱动源增加的量的驱动力等于所述总驱动力的绝对值与所述跨越驱动力的差量。
技术方案9所述的发明在技术方案7或8所述的发明的基础上，其中，
所述电动机驱动所述运输设备的一个驱动轴(例如为后述的实施方式中的驱动轴9r)，
所述驱动源驱动所述运输设备的另一个驱动轴(例如为后述的实施方式中的驱动轴9f)。
发明效果
在技术方案1的发明中，在运输设备的失速状态持续了规定时间以上的情况下，基于该运输设备的静摩擦系数来进行电动机的驱动力降低。通过降低电动机的驱动力，能够防止在不伴随电动机的旋转的驱动时可能产生的过负载，并且电动机的驱动力的降低基于运输设备的静摩擦系数来进行，因此能够抑制运输设备的后退。另外，由于驱动力限制控制不依赖于制动器等接合要件产生的制动力而进行，因此在失速跳变(stall jump)待机中的运输设备存在起步要求时，该运输设备能够立即起步。
即使与运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值，若对电动机的要求转矩小，则也不会成为过负载。在技术方案2的发明中，由于仅限于用于驱动电动机的设备成为过负载的失速状态来进行驱动力限制控制，因此能够防止不必要的驱动力限制控制的执行。
在运输设备中，若在作为多相电动机的电动机或用于驱动该电动机的电设备中不产生一相集中，则不会成为过负载。在技术方案3的发明中，由于仅限于满足与运输设备的行驶速度相关的参数小于能够在电动机或用于驱动该电动机的电设备中产生一相集中的上限值这样的条件的情况来进行驱动力限制控制，因此能够防止不必要的驱动力限制控制的执行。
即使满足条件，在加速踏板开度大到第三阈值以上的情况下，即便进行驱动力限制控制，无法获得防止过负载等的效果的可能性也高。在技术方案4的发明中，在加速踏板开度大到推定为无法获得驱动力限制控制带来的效果的情况下，不进行驱动力限制控制，因此能够防止不必要的驱动力限制控制的执行。
即使满足条件，在加速踏板开度为最大值(加速器全开)的情况下，即便进行驱动力限制控制，驱动力也不会增加。在技术方案5的发明中，在即使进行驱动力限制控制而驱动力也不增加的情况下，不进行驱动力限制控制，因此能够防止不必要的驱动力限制控制的执行。另外，在加速器全开时判断为不进行驱动力限制控制时，通过进行基于声音、仪表显示等的报告，从而能够通知驾驶员驱动力为极限。
在技术方案6的发明中，将驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与基于静摩擦系数而得到的跨越驱动力进行比较，其结果是，在总驱动力的绝对值小于跨越驱动力的情况下，即使通过进行驱动力限制控制来降低电动机的驱动力，运输设备也不会后退。因此，通过降低电动机的驱动力来防止过负载，并且即使不使用新的驱动力或制动器等接合要件产生的制动力，也能够抑制运输设备的后退。另外，在技术方案6的发明中，由于驱动力限制控制不依赖于制动器等接合要件产生的制动力而进行，因此在失速跳变待机中的运输设备存在起步要求时，该运输设备能够立即起步。
将驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与基于静摩擦系数得到的跨越驱动力进行比较，其结果是，在总驱动力的绝对值大于跨越驱动力的情况下，当通过进行驱动力限制控制来降低电动机的驱动力，运输设备后退。但是，在技术方案7的发明中，当因进行以防止过负载为目的的驱动力限制控制而运输设备后退时，进行驱动力扩大控制来增加驱动源的驱动力，因此能够抑制运输设备的后退。另外，在技术方案7的发明中，由于驱动力限制控制不依赖于制动器等接合要件产生的制动力而进行，因此在失速跳变待机中的运输设备存在起步要求时，该运输设备能够立即起步。
在技术方案8的发明中，通过驱动力扩大控制而使驱动源的增加的量的驱动力等于驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与跨越驱动力的差量。在该情况下，由于驱动力限制控制与驱动力扩大控制后的总驱动力的绝对值等于跨越驱动力，因此运输设备被保持为即将后退之前的状态，运输设备的后退被抑制。另一方面，在增加上述差量以上的驱动力的情况下，运输设备的后退也被抑制，但驱动源的燃料消耗量增加。因此，如技术方案8的发明那样，通过将驱动源的驱动力增加驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与跨越驱动力的差量，由此能够实现抑制运输设备的后退和防止燃料消耗量的恶化。
根据技术方案9的发明，由电动机驱动的驱动轴和由驱动源驱动的驱动轴是同一运输设备内的分别独立的车轴，因此与电动机和驱动源驱动同一驱动轴的情况相比，能够避免同时进行驱动力限制控制和驱动力扩大控制时的控制的复杂化。
附图说明
图1是表示一实施方式的混合动力车辆的内部结构的框图。
图2是表示蓄电器、VCU、逆变器及电动机的关系的电路图。
图3是表示在上坡路上行驶中的车辆停止行驶而成为了失速状态后重新开始行驶时的各参数的随时间变化的一例的曲线图。
图4是表示在成为了失速状态的车辆中进行驱动力限制控制的前后的驱动力的变化的一例的概念图。
图5是表示在成为了失速状态的车辆中进行驱动力限制控制的前后的驱动力的变化的另一例的概念图。
图6是表示在成为了失速状态的车辆中ECU进行的处理的流程的流程图。
图7是表示另一实施方式的混合动力车辆的内部结构的框图。
图8是表示另一实施方式的变速器的内部结构、以及内燃机及电动机等与该变速器的关系的图。
符号说明：
41 第一离合器；
42 第二离合器；
61 锁定机构；
51A 第一奇数挡变速用换挡装置；
51B 第二奇数挡变速用换挡装置；
52A 第一偶数挡变速用换挡装置；
52B 第二偶数挡变速用换挡装置；
22a 第二速用驱动齿轮；
23a 第三速用驱动齿轮；
24a 第四速用驱动齿轮；
25a 第五速用驱动齿轮；
96a 第六速用驱动齿轮；
97a 第七速用驱动齿轮；
101 蓄电器(BAT)；
102、152 VCU；
103 逆变器(INVf)；
153 逆变器(INVr)；
104 车速传感器；
105 ECU；
106 内燃机(ENG)；
107 电动机(MOTf)；
108 加速度传感器；
157 电动机(MOTr)；
110、210 变速器(T/M)；
CL1、CL2 断接装置。
具体实施方式
以下，参照附图对搭载有本发明所涉及的控制装置的混合动力车辆(HEV：HVbridElectric Vehicle)的实施方式进行说明。
图1是表示一实施方式的混合动力车辆的内部结构的框图。图1所示的混合动力车辆(以下，简称为“车辆”。)具备内燃机(ENG)106、电动机(MOTf)107、变速器(T/M)110、断接装置CL1、断接装置CL2、蓄电器(BAT)101、VCU(Voltage Control Unit(电压控制单元))102、逆变器(INVf)103、车速传感器104、加速度传感器108、电动机(MOTr)157、VCU(VoltageControl Unit(电压控制单元))152、逆变器(INVr)153及ECU(Electronic Control Unit(电子控制单元))105，根据行驶状态等而通过内燃机106及/或电动机107、157的动力来行驶。需要说明的是，图1中的粗实线表示机械连结，双点划线表示电力配线，细实线的箭头表示控制信号或检测信号。
内燃机106输出用于使车辆行驶的驱动力。内燃机106输出的驱动力经由断接装置CL1、断接装置CL2、变速器110、差动装置8f及驱动轴9f向前方侧的驱动轮DWf传递。电动机107为三相无刷DC马达，输出用于使车辆行驶的驱动力及/或用于起动内燃机106的动力。电动机107输出的用于使车辆行驶的驱动力经由断接装置CL1、变速器110、差动装置8f及驱动轴9f向前方侧的驱动轮DWf传递。另外，电动机107在车辆的制动时能够进行作为发电机的动作(再生动作)。
变速器110将来自内燃机106和电动机107中的至少一方的驱动力以规定的变速比进行变速而向驱动轮DWf传递。变速器110的变速比根据来自ECU105的指示而变更。需要说明的是，变速器110可以是阶段地设定多个不同的变速比的变速器，也可以是能够连续地变更变速比的无级变速器。
断接装置CL1根据来自ECU105的指示来将变速器110与电动机107之间的动力传递路径断开或连接。断接装置CL2根据来自ECU105的指示来将电动机107与内燃机106之间的动力传递路径断开或连接。
蓄电器101具有串联或并联连接的多个蓄电单体，例如供给100～200V的高电压。蓄电单体例如为锂离子电池或镍氢电池。VCU102将蓄电器101的输出电压保持直流的状态进行升压。另外，VCU102在电动机107的再生动作时将电动机107发出并转换为直流后的电力进行降压。由VCU102降压后的电力向蓄电器101充电。逆变器103将直流电压转换为交流电压而将三相电流向电动机107供给。另外，逆变器103在电动机107的再生动作时将电动机107发出的交流电压转换为直流电压。
车速传感器104检测车辆的行驶速度(车速VP)。表示由车速传感器104检测到的车速VP的信号向ECU105发送。
加速度传感器108检测沿车辆的前后方向作用的加速度(以下称为“前后加速度”。)。表示由加速度传感器111检测到的前后加速度的信号向ECU105发送。需要说明的是，前后加速度的值在车辆的前方向上作用有加速度时表示正值，在车辆的后方向上作用有加速度时表示负值。因此，在上坡路上停车的状态的前后加速度的值表示正值，在下坡路上停车的状态的前后加速度的值表示负值。在斜坡上停车的状态的前后加速度的绝对值越大，能够推定为路面的倾斜越大。
电动机157为三相无刷DC马达，输出用于使车辆行驶的驱动力。电动机157输出的用于使车辆行驶的驱动力经由差动装置8r及驱动轴9r向后方侧的驱动轮DWr传递。另外，电动机157在车辆的制动时能够进行作为发电机的动作(再生动作)。
VCU152将蓄电器101的输出电压保持直流的状态进行升压。另外，VCU152在电动机157的再生动作时将电动机157发出并转换为直流后的电力进行降压。由VCU152降压后的电力向蓄电器101充电。逆变器153将直流电压转换为交流电压而将三相电流向电动机157供给。另外，逆变器153在电动机157的再生动作时将电动机157发出的交流电压转换为直流电压。
图2是表示蓄电器101、VCU152、逆变器153及电动机157的关系的电路图。如图2所示，VCU152将蓄电器101输出的V1电压作为输入电压而对2个开关元件进行开闭切换动作，由此将输出侧的V2电压升压为比V1电压高的电压。另外，逆变器153对与各相对应的2个开关元件依次进行开闭切换动作，由此将VCU152输出的V2电压转换为三相交流电压。
在电动机157中施加有三相交流电压，但在电动机157的未图示的转子几乎不旋转的状态下电动机157需要输出转矩时，仅在三相中的一相上施加有交流电压。此时，逆变器153成为仅在电动机157中施加有交流电压的相所对应的2个开关元件进行开闭切换动作的所谓一相集中的状态。
ECU105进行基于VCU102及逆变器103的控制实现的电动机107的输出控制、变速器110的控制、断接装置CL1及断接装置CL2的断接控制、内燃机106的驱动控制、以及基于VCU152及逆变器153的控制实现的电动机157的输出控制。另外，表示与车辆的驾驶员进行的加速踏板操作相应的加速踏板开度(AP开度)的信号及表示来自车速传感器104的车速VP的信号等向ECU105输入。ECU105根据AP开度及车速VP导出车辆所要求的驱动力(以下称为“要求驱动力”。)。ECU105基于车速VP及要求驱动力等来选择后述的车辆的行驶模式，并控制变速器110、断接装置CL1及断接装置CL2的各状态、以及内燃机106及电动机107、157输出的各驱动力。
本实施方式的车辆以包括内燃机106及电动机107、157的驱动源的使用方式分别不同的“EV行驶模式”、“并行行驶模式”及“发动机行驶模式”中的任一模式进行行驶。
在以EV行驶模式进行加速行驶时，通过来自电动机107及/或电动机157的驱动力来行驶。车辆在以EV行驶模式进行行驶时，ECU105使断接装置CL1接合，并使断接装置CL2分离。在以并行行驶模式进行加速行驶时，通过将来自内燃机106的驱动力和来自电动机107及/或电动机157的驱动力合起来的动力来行驶。车辆在以并行行驶模式进行行驶时，ECU105使断接装置CL1及断接装置CL2都接合。在以发动机行驶模式进行加速行驶时，通过来自内燃机106的驱动力来行驶。车辆在以发动机行驶模式进行行驶时，ECU105使断接装置CL1及断接装置CL2都接合。
以下，参照图3～图6，详细地说明图1所示的结构的车辆在上坡路上以大致恒定的操作量踩下加速踏板，因此来自内燃机106和电动机107中的至少一方的驱动力向前方侧的驱动轴9f传递，且来自电动机157的驱动力向后方侧的驱动轴9r传递，但该车辆为停止的状态即“失速状态”时，由ECU105进行的控制。
图3是表示在上坡路上行驶中的车辆停止行驶而成为了失速状态后重新开始行驶时的各参数的随时间变化的一例的曲线图。图3所示的例子中，在上坡路上行驶中的车辆中，在向前方侧的驱动轴9f及后方侧的驱动轴9r传递的驱动力的合计(合计驱动力)与AP开度的增加同时增大之后，AP开度不是0而是变小，因此车辆在上坡路的中途停止。即，由于AP开度不是0，而是维持为大致恒定的值，因此车辆成为在上坡路上停止的失速状态。在成为了失速状态的车辆中，与驱动轴9r连接的电动机157所要求的转矩(以下称为“RrMOT转矩”。)大于规定值Tql，并且车速VP小于阈值VPth。需要说明的是，阈值VPth是在成为与车速VP成比例的转速的电动机157或用于驱动电动机157的逆变器153中负载能够集中于一相的上限值。
当从成为了失速状态的时刻起该状态的持续时间达到了规定时间D以上时，若AP开度不是阈值APmax以上，则ECU105对电动机157进行驱动力限制控制。阈值APmax例如为该车辆中的AP开度的最大值。即使AP开度为阈值APmax以上，在RrMOT转矩高且车速VP低的情况下，例如考虑有车辆正要跨越路缘石等障碍物这样的状况。在该状况下，不希望对电动机157进行驱动力限制控制。因此，即使失速状态的持续时间成为规定时间D以上，若AP开度为阈值APmax以上，则ECU105也不进行驱动力限制控制。此时，可以通过声音、仪表显示等进行的报告来通知驾驶员驱动力为极限。
若通过对电动机157的驱动力限制控制而使RrMOT转矩降低至规定值Tql，则虽然电动机157及逆变器153中的一相集中的状态不会改变，但流过电动机157及逆变器153的电流值降低，因此能够防止一相集中引起的过热。在图3所示的例子中，当成为失速状态时逆变器153内的芯片温度急剧上升，但通过驱动力限制控制使RrMOT转矩降低，由此该芯片温度维持为小于进行电动机157的省电的阈值Tps的状态。需要说明的是，作为通过驱动力限制控制得到的RrMOT转矩的限制值的规定值Tq1为即使在一相集中的状态下也能够抑制芯片温度上升的上限值。
图4及图5是表示在成为了失速状态的车辆中进行驱动力限制控制的前后的驱动力的变化的一例和另一例的概念图。如图4(A)及图5(A)所示，在失速状态下停止的车辆中，将上坡路上的车辆受到的重力、从内燃机106及电动机107中的至少一方向前方侧的驱动轴9f传递的驱动力(Fr侧驱动力)、以及从电动机157向后方侧的驱动轴9r传递的驱动力(Rr侧驱动力)进行合计的总驱动力的绝对值小于基于由车辆的静摩擦系数引起的摩擦力而得到的跨越驱动力。因此，车辆能够维持停止状态。需要说明的是，由车辆的静摩擦系数引起的摩擦力为该车辆特有的值。
若在图4(A)或图5(A)所示的状态下开始对电动机157的驱动力限制控制，则RrMOT转矩被限制为规定值Tq1，因此Rr侧驱动力降低。若驱动力限制控制中的总驱动力的绝对值如图4(B)所示那样小于跨越驱动力，则车辆的停止状态不会改变。但是，若如图5(B)所示那样总驱动力的绝对值超过跨越驱动力，则车辆后退。因此，在本实施方式中，如图5(C)所示，ECU105进行驱动力扩大控制，以使内燃机106进一步输出等于通过驱动力限制控制得到的总驱动力的绝对值与跨越驱动力的差量的驱动力Fa。其结果是，驱动力限制控制及驱动力扩大控制中的总驱动力的绝对值变得小于跨越驱动力，从而车辆能够维持停止状态。
在进行上述说明的对电动机157的驱动力限制控制的状态、即失速跳变待机中，驾驶员为了使车辆起步而踩下加速踏板，从而AP开度的增加量ΔAP超过阈值th时，ECU105解除驱动力限制控制。此时，由于驱动力限制控制不依赖于制动器等接合要件产生的制动力而进行，因此车辆能够立即起步。需要说明的是，当成为了车速VP为阈值VPth以上且电动机157或逆变器153中未产生一相集中的状态时，ECU105也可以解除对电动机157的驱动力限制控制。
图6是表示在成为了失速状态的车辆中ECU105进行的处理的流程的流程图。如图6所示，ECU105判断车辆是否为失速跳变待机中(步骤S101)，若不是失速跳变待机中则进入步骤S103，若是失速跳变待机中则进入步骤S121。在步骤S103中，ECU105判断车辆是否为失速状态、即RrMOT转矩是否大于规定值Tql(RrMOT转矩>Tql)且车速VP是否小于阈值VPth(VP＜VPth)，若是失速状态，则进入步骤S105，若不是失速状态，则结束一系列的处理。在步骤S105中，ECU105判断失速状态是否持续了规定时间D以上，在持续了规定时间D以上的情况下，进入步骤S107，在未持续规定时间D以上的情况下，结束一系列的处理。
在步骤S107中，ECU105判断AP开度是否小于阈值APmax(AP开度＜APmax)，若为AP开度＜APmax，则进入步骤S109，若为AP开度≥APmax，则结束一系列的处理。在步骤S109中，ECU105通过对电动机157进行驱动力限制控制来将RrMOT转矩限制为规定值Tql，其结果是，根据从加速度传感器108获得的表示前后加速度的信号来判断在上坡路上停止中的车辆是否下滑，在未下滑的情况下，进入步骤S111，在下滑的情况下，进入步骤S113。需要说明的是，在上坡路上停止中的车辆是否下滑可以如上述那样根据基于从加速度传感器108获得的前后加速度的值的计算来进行判断，也可以根据在对电动机157进行驱动力限制控制之后是否实际产生了下滑来进行判断。
在步骤S111中，ECU105通过将RrMOT转矩限制为规定值Tql而向失速跳变待机状态转变。在步骤S113中，ECU105也通过将RrMOT转矩限制为规定值Tql而转变成失速跳变待机状态，之后进入步骤S115。在步骤S115中，ECU105进行驱动力扩大控制，以使内燃机106进一步输出与能够防止下滑的最低限度的转矩Tqa(参照图2)相应的驱动力Fa。
另一方面，在步骤S101中判断为失速跳变待机时进入的步骤S121中，ECU105判断AP开度的变动量ΔAP是否超过了阈值th(ΔAP>th)，若为ΔAP>th，则进入步骤S123，若为AAP≤≤th，则进入步骤S125。在步骤S125中，ECU105判断车速VP是否成为阈值VPth以上(VP≥VPth)，若为VP≥VPth，则进入步骤S125，若为VP＜VPth，则结束一系列的处理。在步骤S123中，ECU105解除对电动机157的驱动力限制控而进行失速跳变。
如以上说明的那样，根据本实施方式，在RrMOT转矩大于规定值Tql且车速VP小于阈值VPth的失速状态持续了规定时间D以上的情况下，若AP开度不是阈值APmax以上，则基于该车辆的静摩擦系数来进行电动机157的驱动力限制控制。通过驱动力限制控制来降低电动机157的驱动力，从而能够防止在不伴随电动机157的旋转的驱动时可能产生的过负载，并且电动机157的驱动力限制控制基于车辆的静摩擦系数来进行，因此能够抑制在上坡路上停止中的车辆的后退。另外，驱动力限制控制不依赖于制动器等接合要件产生的制动力而进行，因此在失速跳变待机中的车辆存在起步要求时，该车辆能够立即起步。
另外，在是否为失速状态的判断中，若RrMOT转矩小，则电动机157不会成为过负载。另外，在是否为失速状态的判断中，若电动机157或逆变器153未产生一相集中，则不会成为过负载。在本实施方式中，在满足RrMOT转矩大于规定值Tql且车速VP小于阈值VPth的条件时，判断为车辆处于失速状态，因此能够防止不必要的驱动力限制控制的执行。另外，即使满足该条件，若AP开度为阈值APmax(AP开度的最大值)以上，则即使进行驱动力限制控制，无法获得防止过负载等的效果的可能性也很高。因此，如本实施方式那样，若AP开度为阈值APmax以上，则不进行驱动力限制控制，从而能够防止不必要的驱动力限制控制的执行。
另外，将驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与基于由静摩擦系数引起的摩擦力而得到的跨越驱动力进行比较，其结果是，在总驱动力的绝对值小于跨越驱动力的情况下，即使通过进行驱动力限制控制来降低电动机157的驱动力，车辆也不会后退。因此，通过降低电动机157的驱动力来防止过负载，并且即使不使用新的驱动力或制动器等接合要件产生的制动力，也能够抑制车辆的后退。
另一方面，将驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与基于由静摩擦系数引起的摩擦力而得到的跨越驱动力进行比较，其结果是，在总驱动力的绝对值大于跨越驱动力的情况下，若通过进行驱动力限制控制来降低电动机157的驱动力，则车辆后退。但是，在本实施方式中，在因进行驱动力限制控制而使车辆后退的情况下，进行驱动力扩大控制来增加内燃机106的驱动力，因此能够抑制车辆的后退。
需要说明的是，通过驱动力扩大控制而使内燃机106增加的量的驱动力等于驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与跨越驱动力的差量。在该情况下，由于驱动力限制控制及驱动力扩大控制后的总驱动力的绝对值等于跨越驱动力，因此车辆保持为即将后退之前的状态，车辆的后退被抑制。另一方面，在增加了上述差量以上的驱动力的情况下，车辆的后退也被抑制，但内燃机106的燃料消耗量增加。因此，如本实施方式那样，通过将内燃机106的驱动力增加驱动力限制控制后的总驱动力的绝对值与跨越驱动力的差量，从而能够实现抑制车辆的后退和防止燃料消耗量的恶化。但是，使内燃机106的驱动力增加为上述差量以上的方法在能够抑制燃料消耗量的情况下，没有该限制，ECU105进行能够抑制车辆的后退的范围内的驱动力的调整。
另外，本实施方式中，由电动机157驱动的驱动轴9r和由内燃机106驱动的驱动轴9f是同一车辆内的分别独立的车轴，因此与电动机157和内燃机106驱动同一驱动轴的情况相比，能够避免同时进行驱动力限制控制和驱动力扩大控制时的控制的复杂化。
需要说明的是，本发明不限定于前述实施方式，能够适当进行变形、改良等。例如，在上述实施方式中，以在上坡路上行驶中的车辆停止行驶而成为了失速状态的情况为例进行了说明，但在下坡路上后退中的车辆停止行驶而成为了失速状态的情况下也能够适用本发明。
另外，也可以是从图1所示的车辆的结构中去除电动机107、逆变器103及VCU102的结构。另外，也可以是从图1所示的车辆的结构中去除内燃机106的结构，但在该情况下不能进行上述驱动力扩大控制，因此在图6的步骤S109中为是的情况下，不进入步骤S113而直接结束一系列的处理。另外，虽然对电动机157进行了驱动力限制控制，但在没有电动机157的情况下，也可以对电动机107进行驱动力限制控制。
另外，也可以是代替向图1所示的前方侧的驱动轴9f提供驱动力的驱动系统，而使用了利用双离合器式的变速器的图7及图8所示的驱动系统的混合动力车辆。在图7中，对与图1共同的构成要件标注相同的参照符号，并且简化或省略说明。
图7是表示另一实施方式的混合动力车辆的内部结构的框图。图7所示的混合动力车辆(以下，简称为“车辆”。)具备内燃机(ENG)106、电动机(MOTf)107、变速器(T/M)210、蓄电器(BAT)101、VCU(Voltage Control Unit(电压控制单元))102、逆变器(INVf)103、车速传感器104、电动机(MOTr)157、VCU(Voltage Control Unit(电压控制单元))152、逆变器(INVr)153及ECU(Electronic Control Unit(电子控制单元))105，根据行驶状态等而通过内燃机106及/或电动机107、157的动力来行驶。需要说明的是，图7中的粗实线表示机械连结，双点划线表示电力配线，细实线的箭头表示控制信号或检测信号。另外，图8是表示另一实施方式的变速器210的内部结构、以及内燃机106及电动机107等与变速器210的关系的图。
内燃机106输出用于使车辆行驶的动力。内燃机106输出的动力经由变速器210、差动装置8f及驱动轴9f向前方侧的驱动轮DWf传递。在内燃机106的曲轴6a上设置有变速器210的第一离合器41和第二离合器42。
电动机107输出用于使车辆行驶的动力及/或用于起动内燃机106的动力。电动机107输出的用于使车辆行驶的动力经由变速器210、差动装置8f及驱动轴9f向前方侧的驱动轮DWf传递。另外，电动机107在车辆的制动时能够进行作为发电机的动作(再生动作)。
电动机107为三相无刷DC马达，其具有定子71和配置成与该定子71对置的转子72，并且配置在后述的行星齿轮机构30的齿圈35的外周侧。转子72与行星齿轮机构30的太阳齿轮32连结，并与行星齿轮机构30的太阳齿轮32一体旋转。
行星齿轮机构30具有太阳齿轮32、与该太阳齿轮32配置在同轴上且以包围该太阳齿轮32的周围的方式配置的齿圈35、与太阳齿轮32和齿圈35啮合的行星齿轮34、以及将该行星齿轮34支承为能够自转且能够公转的行星齿轮架36，太阳齿轮32、齿圈35及行星齿轮架36构成为彼此差动旋转自如。
在齿圈35上设置有锁定机构61，该锁定机构61具有同步机构且构成为能够停止(锁定)齿圈35的旋转。需要说明的是，作为锁定机构61，也可以使用制动机构等。
变速器210将来自内燃机106及电动机107中的至少一方的动力以规定的变速比变速而向驱动轮DWf传递。变速器210的变速比根据来自ECU105的指示而变更。关于变速器210的内部结构将进行后述。
ECU105对变速器210进行的控制中包括构成变速器210的后述的第一奇数挡变速用换挡装置51A、第二奇数挡变速用换挡装置51B的控制、第一偶数挡变速用换挡装置52A、第二偶数挡变速用换挡装置52B的控制、后退用换挡装置53的控制、锁定机构61的控制、第一离合器41的断接控制及第二离合器42的断接控制。
接着，对变速器210的内部结构的详细情况进行说明。
变速器210为所谓的双离合器式变速器，其具备前述的第一离合器41和第二离合器42、行星齿轮机构30、后述的多个变速挡位。
更具体而言，变速器210具备与内燃机106的曲轴6a配置在同轴(旋转轴线A1)上的第一主轴11、第二主轴12、连结轴13、以与旋转轴线A1平行的旋转轴线B1为中心而旋转自如的副轴14、以与旋转轴线A1平行的旋转轴线C1为中心而旋转自如的第一中间轴15、以与旋转轴线A1平行的旋转轴线D1为中心而旋转自如的第二中间轴16、以与旋转轴线A1平行地配置的旋转轴线E1为中心而旋转自如的倒挡轴17。
在第一主轴11上，在内燃机106侧设有第一离合器41，在与内燃机106侧相反的一侧以与第一主轴11一体旋转的方式设置有行星齿轮机构30的太阳齿轮32和电动机107的转子72。因此，第一主轴11构成为，通过第一离合器41选择性地与内燃机106的曲轴6a连接并且与电动机107直接连接，来输入内燃机106及/或电动机107的动力。
第二主轴12比第一主轴11短且中空地构成，并以覆盖第一主轴11的内燃机106侧的周围的方式配置成相对旋转自如。另外，在第二主轴12上，在内燃机106侧设有第二离合器42，在与内燃机106侧相反的一侧以与第二主轴12一体旋转的方式设置有空转驱动齿轮27a。因此，第二主轴12构成为，通过第二离合器42选择性地与内燃机106的曲轴6a连接，且将内燃机106的动力向空转驱动齿轮27a输入。
连结轴13比第一主轴11短并且中空地构成，且以覆盖第一主轴11的与内燃机106侧相反的一侧的周围的方式配置成与第一主轴11相对旋转自如。另外，在连结轴13上，在内燃机106侧以与连结轴13一体旋转的方式设置有第三速用驱动齿轮23a，在与内燃机106侧相反的一侧以与连结轴13一体旋转的方式设置有行星齿轮机构30的行星齿轮架36。因此，通过行星齿轮34的公转而设置于连结轴13的行星齿轮架36和第三速用驱动齿轮23a一体旋转。
另外，在第一主轴11上，在连结轴13上设置的第三速用驱动齿轮23a与在第二主轴12上设置的空转驱动齿轮27a之间，从第三速用驱动齿轮23a侧依次与第一主轴11相对旋转自如地设置有与第三速用驱动齿轮23a一起构成奇数挡变速部的第七速用驱动齿轮97a和第五速用驱动齿轮25a。另外，在第五速用驱动齿轮25a与空转驱动齿轮27a之间设置有与第一主轴11一体旋转的后退用从动齿轮28b。
在第三速用驱动齿轮23a与第七速用驱动齿轮97a之间设置有将第一主轴11与第三速用驱动齿轮23a或第七速用驱动齿轮97a连结或打开的第一奇数挡变速用换挡装置51A，在第七速用驱动齿轮97a与第五速用驱动齿轮25a之间设置有将第一主轴11与第五速用驱动齿轮25a连结或打开的第二奇数挡变速用换挡装置51B。
而且，第一奇数挡变速用换挡装置51A在第三速用连接位置挂挡时，第一主轴11与第三速用驱动齿轮23a连结而一体旋转，在第七速用连接位置挂挡时，第一主轴11与第七速用驱动齿轮97a连结而一体旋转，在第一奇数挡变速用换挡装置51A处于空挡位置时，第一主轴11相对于第三速用驱动齿轮23a和第七速用驱动齿轮97a相对旋转。需要说明的是，第一主轴11与第三速用驱动齿轮23a一体旋转时，在第一主轴11上设置的太阳齿轮32和通过连结轴13与第三速用驱动齿轮23a连结的行星齿轮架36一体旋转，并且齿圈35也一体旋转，行星齿轮机构30成为一体。
在第二奇数挡变速用换挡装置51B挂挡时，第一主轴11与第五速用驱动齿轮25a连结而一体旋转，在处于空挡位置时，第一主轴11相对于第五速用驱动齿轮25a相对旋转。
在第一中间轴15上以与第一中间轴15一体旋转的方式设置有第一空转从动齿轮27b，该第一空转从动齿轮27b与在第二主轴12上设置的空转驱动齿轮27a啮合。
在第二中间轴16上以与第二中间轴16一体旋转的方式设置有第二空转从动齿轮27c，该第二空转从动齿轮27c与在第一中间轴15上设置的第一空转从动齿轮27b啮合。第二空转从动齿轮27c与前述的空转驱动齿轮27a和第一空转从动齿轮27b一同构成第一空转齿轮列27A，内燃机106的动力从第二主轴12经由第一空转齿轮列27A向第二中间轴16传递。
另外，在第二中间轴16上，在与第一主轴11上设置的第三速用驱动齿轮23a、第七速用驱动齿轮97a及第五速用驱动齿轮25a对应的位置，与第二中间轴16相对旋转自如地设置有分别构成偶数挡变速部的第二速用驱动齿轮22a、第六速用驱动齿轮96a及第四速用驱动齿轮24a。
在第二速用驱动齿轮22a与第六速用驱动齿轮96a之间设置有将第二中间轴16与第二速用驱动齿轮22a或第六速用驱动齿轮96a连结或打开的第一偶数挡变速用换挡装置52A，在第六速用驱动齿轮96a与第四速用驱动齿轮24a之间设置有将第二中间轴16与第四速用驱动齿轮24a连结或打开的第二偶数挡变速用换挡装置52B。
而且，第一偶数挡变速用换挡装置52A在第二速用连接位置挂挡时，第二中间轴16与第二速用驱动齿轮22a连结而一体旋转，在第六速用连接位置挂挡时，第二中间轴16与第六速用驱动齿轮96a连结而一体旋转，第一偶数挡变速用换挡装置52A处于空挡位置时，第二中间轴16相对于第二速用驱动齿轮22a和第六速用驱动齿轮96a相对旋转。
在第二偶数挡变速用换挡装置52B挂挡时，第二中间轴16与第四速用驱动齿轮24a连结而一体旋转，在处于空挡位置时，第二中间轴16相对于第四速用驱动齿轮24a相对旋转。
在副轴14上，从与内燃机106侧相反的一侧依次能够一体旋转地设置有第一共用从动齿轮23b、第二共用从动齿轮96b、第三共用从动齿轮24b、驻车齿轮21、末端传动齿轮26a。
在此，第一共用从动齿轮23b与在连结轴13上设置的第三速用驱动齿轮23a啮合并与第三速用驱动齿轮23a一起构成第三速用齿轮23，且与在第二中间轴16上设置的第二速用驱动齿轮22a啮合并与第二速用驱动齿轮22a一起构成第二速用齿轮22。
第二共用从动齿轮96b与在第一主轴11上设置的第七速用驱动齿轮97a啮合并与第七速用驱动齿轮97a一起构成第七速用齿轮97，且与在第二中间轴16上设置的第六速用驱动齿轮96a啮合并与第六速用驱动齿轮96a一起构成第六速用齿轮96。
第三共用从动齿轮24b与在第一主轴11上设置的第五速用驱动齿轮25a啮合并与第五速用驱动齿轮25a一起构成第五速用齿轮25，且与在第二中间轴16上设置的第四速用驱动齿轮24a啮合并与第四速用驱动齿轮24a一起构成第四速用齿轮24。
末端传动齿轮26a与差动装置8f啮合，差动装置8f经由驱动轴9f、9f与驱动轮DWf、DWf连结。因此，传递到副轴14的动力从末端传动齿轮26a向差动装置8f、驱动轴9f、9f、驱动轮DWf、DWf输出。
在倒挡轴17上与倒挡轴17能够一体旋转地设有第三空转从动齿轮27d，该第三空转从动齿轮27d与在第一中间轴15上设置的第一空转从动齿轮27b啮合。第三空转从动齿轮27d与前述的空转驱动齿轮27a和第一空转从动齿轮27b一起构成第二空转齿轮列27B，内燃机106的动力从第二主轴12经由第二空转齿轮列27B向倒挡轴17传递。另外，在倒挡轴17上与倒挡轴17相对旋转自如地设置有后退用驱动齿轮28a，该后退用驱动齿轮28a与在第一主轴11上设置的后退用从动齿轮28b啮合。后退用驱动齿轮28a与后退用从动齿轮28b一起构成后退用齿轮列28。另外，在后退用驱动齿轮28a的与内燃机106侧相反的一侧设置有将倒挡轴17与后退用驱动齿轮28a连结或打开的后退用换挡装置53。
而且，后退用换挡装置53在后退用连接位置挂挡时，倒挡轴17与后退用驱动齿轮28a一体旋转，在后退用换挡装置53处于空挡位置时，倒挡轴17与后退用驱动齿轮28a相对旋转。
需要说明的是，第一奇数挡变速用换挡装置51A、第二奇数挡变速用换挡装置51B、第一偶数挡变速用换挡装置52A、第二偶数挡变速用换挡装置52B、后退用换挡装置53使用具有使连接的轴和齿轮的转速一致的同步机构的离合器机构。
在这样构成的变速器210中，在作为2个变速轴中的一个变速轴的第一主轴11上构成有包括第三速用驱动齿轮23a、第七速用驱动齿轮97a及第五速用驱动齿轮25a的奇数挡变速部，在作为2个变速轴中的另一个变速轴的第二中间轴16上构成有包括第二速用驱动齿轮22a、第六速用驱动齿轮96a及第四速用驱动齿轮24a的偶数挡变速部。
需要说明的是，图8所示的双离合器式的变速器210具有如下结构：在通过第一离合器41的接合而内燃机106及/或电动机107的动力能够输入的轴侧设置有奇数挡变速部，在通过第二离合器42的接合而内燃机106的动力能够输入的轴侧设置有偶数挡变速部，但也可具有奇数挡与偶数挡的关系相反的结构。

Claims (18)

1.一种运输设备的控制装置，所述运输设备能够通过电动机输出的驱动力进行行驶，所述运输设备的控制装置的特征在于，
在所述运输设备通过所述电动机的驱动力来驱动时，在满足与所述运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且所述参数小于所述第一阈值的状态持续了规定时间以上的条件的情况下，基于所述运输设备的静摩擦系数来进行降低所述电动机的驱动力的驱动力限制控制。
2.根据权利要求1所述的运输设备的控制装置，其中，
在所述运输设备通过所述电动机的驱动力来驱动时，在满足与所述运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且对所述电动机的要求转矩为第二阈值以上、并且所述参数小于所述第一阈值且所述要求转矩为所述第二阈值以上的状态持续了所述规定时间以上的条件的情况下，进行所述驱动力限制控制。
3.根据权利要求1或2所述的运输设备的控制装置，其中，
所述电动机为多相电动机，
所述第一阈值是在所述电动机或用于驱动所述电动机的电设备中负载能够集中于一相的上限值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的运输设备的控制装置，其中，
在所述运输设备的加速踏板开度为第三阈值以上的情况下，即使满足所述条件也不进行所述驱动力限制控制。
5.根据权利要求4所述的运输设备的控制装置，其中，
所述第三阈值是所述运输设备中的所述加速踏板开度的最大值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的运输设备的控制装置，其中，
将总驱动力的绝对值与跨越驱动力进行比较，当所述总驱动力的绝对值小且满足所述条件时，进行所述驱动力限制控制，
所述总驱动力是将通过所述驱动力限制控制得到的降低后的所述电动机的驱动力与来自重力的作用于所述运输设备的力合计而得到的力，
所述跨越驱动力是基于所述运输设备的静摩擦系数得到的、未被制动的所述运输设备从停止的状态开始移动时作用于所述运输设备的驱动力。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的运输设备的控制装置，其中，
所述运输设备具备驱动所述运输设备的驱动源，
将总驱动力的绝对值与跨越驱动力进行比较，当所述总驱动力的绝对值大且满足所述条件时，进行所述驱动力限制控制，并且进行增加所述驱动源的驱动力的驱动力扩大控制，
所述总驱动力是将通过所述驱动力限制控制得到的降低后的所述电动机的驱动力与来自重力的作用于所述运输设备的力合计而得到的力，
所述跨越驱动力是基于所述运输设备的静摩擦系数得到的、未被制动的所述运输设备从停止的状态开始移动时作用于所述运输设备的驱动力。
8.根据权利要求7所述的运输设备的控制装置，其中，
通过所述驱动力扩大控制而使所述驱动源增加的量的驱动力等于所述总驱动力的绝对值与所述跨越驱动力的差量。
9.根据权利要求7或8所述的运输设备的控制装置，其中，
所述电动机驱动所述运输设备的一个驱动轴，
所述驱动源驱动所述运输设备的另一个驱动轴。
10.一种运输没备的控制方法，所述运输设备能够通过电动机输出的驱动力进行行驶，所述控制方法包括：
在所述运输设备通过所述电动机的驱动力来驱动时，在满足与所述运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且所述参数小于所述第一阈值的状态持续了规定时间以上的条件的情况下，基于所述运输设备的静摩擦系数来进行驱动力限制控制，以降低所述电动机的驱动力。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
在所述运输设备通过所述电动机的驱动力来驱动时，在满足与所述运输设备的行驶速度相关的参数小于第一阈值且对所述电动机的要求转矩为第二阈值以上、并且所述参数小于所述第一阈值且所述要求转矩为所述第二阈值以上的状态持续了所述规定时间以上的条件的情况下，进行所述驱动力限制控制。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
所述电动机为多相电动机，
所述第一阈值是在所述电动机或用于驱动所述电动机的电设备中负载能够集中于一相的上限值。
13.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
在所述运输设备的加速踏板开度为第三阈值以上的情况下，即使满足所述条件也不进行所述驱动力限制控制。
14.根据权利要求13所述的控制方法，其中，
所述第三阈值是所述运输设备中的所述加速踏板开度的最大值。
15.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
将总驱动力的绝对值与跨越驱动力进行比较，其中，所述总驱动力是将通过所述驱动力限制控制得到的降低后的所述电动机的驱动力与来自重力的且作用于所述运输设备的力合计而得到的力，并且所述跨越驱动力是基于所述运输设备的静摩擦系数得到的、未被制动的所述运输设备从停止的状态开始移动时作用于所述运输设备的驱动力；以及
当所述总驱动力的绝对值小于所述跨越驱动力且满足所述条件时，进行所述驱动力限制控制。
16.根据权利要求10所述的控制方法，其中，
所述运输设备具备驱动所述运输设备的驱动源，
将总驱动力的绝对值与跨越驱动力进行比较，其中所述总驱动力是将通过所述驱动力限制控制得到的降低后的所述电动机的驱动力与来自重力的作用于所述运输设备的力合计而得到的力，并且所述跨越驱动力是基于所述运输设备的静摩擦系数得到的、未被制动的所述运输设备从停止的状态开始移动时作用于所述运输设备的驱动力
当所述总驱动力的绝对值大于所述跨越驱动力且满足所述条件时，进行所述驱动力限制控制，并且进行增加所述驱动源的驱动力的驱动力扩大控制。
17.根据权利要求16所述的控制方法，其中，
通过所述驱动力扩大控制而导致的所述驱动源的驱动力的增加量等于所述总驱动力的绝对值与所述跨越驱动力之间的差量。
18.根据权利要求16所述的控制方法，还包括：
通过所述电动机驱动所述运输设备的一个驱动轴；以及
通过所述驱动源驱动所述运输设备的另一个驱动轴。
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