CN109229090B - 混合动力车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种混合动力车辆,所述混合动力车辆不搭载变矩器,而能够提高在WOT状态下的起步、加速性能。本发明的混合动力车辆,配备有接受发动机输出的发动机扭矩来进行发电的第一电动机、和在所述第一电动机与驱动轮之间选择性地进行动力的传递、切断的起步离合器,通过将所述起步离合器卡合,将所述发动机扭矩传递给所述驱动轮而产生驱动力,其中,在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速踏板的加速操作量比规定的加速操作量大的加速器接通的情况下,实施扭矩吸收控制(步骤S4、步骤S5),所述扭矩吸收控制,通过将所述发动机扭矩用于所述第一电动机的驱动,抑制向所述起步离合器传递的所述发动机扭矩。
Description
技术领域
本发明涉及搭载有发动机以及具有发电功能的电动机的混合动力车辆。
背景技术
在专利文献1中,记载了混合动力车辆的驱动控制装置。在该专利文献1中记载的混合动力车辆配备有:发动机、电动机、自动变速器、带有锁止离合器的变矩器、选择性地切断发动机与电动机之间的动力传递的离合器、以及选择性地切断自动变速器的输入轴与输出轴之间的动力传递的起步离合器。并且,在该专利文献1中记载的混合动力车辆中,在使车辆起步时,实施所谓的摩擦起步,所述摩擦起步是指在使锁止离合器卡合的状态下将起步离合器半卡合(或者,滑动卡合),使车辆起步。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-103537号公报
发明内容
发明所要解决的课题
一般地,在搭载自动变速器的车辆中,在发动机与自动变速器之间作为起步装置设置有变矩器。通过使用变矩器,可以将低旋转区域中的发动机的输出扭矩放大,获得起步用的大的驱动力。并且,通过经由流体的平滑的动力传递,可以实现顺畅的起步。进而,也可以产生蠕变扭矩。另一方面,在搭载能够从低旋转区域产生大的扭矩的高输出的发动机的情况下,或者为了提高扭矩传递的响应性、实现起步时或加速时的敏捷的操作感觉,已知有省略变矩器的车辆。在没有搭载这种变矩器的车辆中,在起步时,例如,通过使设置在自动变速器内的离合器、或者设置在发动机与自动变速器之间的起步离合器滑动卡合,将发动机的动力传递给驱动轮而产生驱动力,进行所述的摩擦起步。
如上所述,在不搭载变矩器而实施摩擦起步的车辆中,为了防止滑动卡合的离合器的烧损,发动机的输出扭矩以及转速受到限制。即,在使离合器滑动卡合时,为了避免输入过度的扭矩,或者,为了避免以产生过度的转速差的状态将离合器卡合,发动机的输出受到限制。从而,在省略了变矩器的车辆中,由发动机的输出扭矩(发动机扭矩)引起的车辆的驱动力及加速度的上升提前相当于取消经由变矩器中的流体的动力传递的量。因此,预计会有一定的起步性能及加速性能的提高。但是,如上所述,由于在起步离合器的卡合过程中,发动机的输出受到限制,所以,起步性能及加速性能的提高效果会达到极限。例如,在以将节气门开度全开的状态、即所谓的WOT(Wide Open Throttle)的状态起步的情况下,如上所述,由于会对发动机的输出施加限制,所以,不能实现最大限度地发挥发动机的动力性能的起步及加速行驶。如果是配备有现有技术的变矩器的车辆,则例如能够实施所谓的零速起步,所述零速起步是在保持踩下制动踏板的状态下踩下加速踏板,在使发动机的转速及发动机扭矩增大的状态下,通过使制动踏板返回来进行起步。由于可以借助变矩器吸收发动机的输出轴与自动变速器的输入轴之间的转速差,所以,可以在车辆停止时从使发动机的转速及发动机扭矩大幅度增大的状态使车辆急速起步。因此,在配备有变矩器的车辆中,通过进行零速起步,可以提高WOT状态下的起步性能或者加速性能。与此相对,在没有搭载变矩器、而通过摩擦起步进行起步的车辆中,不能进行上述零速起步。另外,在起步时,由于不得不采取防止如上所述的离合器的烧损的对策,所以,特别是,在WOT状态下,不能获得充分的起步性能及加速性能。
本发明是着眼于上述的技术课题而想出的,其目的是提供一种混合动力车辆,以不搭载变矩器、而以摩擦起步进行起步的混合动力车辆作为对象,特别是,能够提高WOT状态下的起步性能及加速性能。
解决课题的手段
为了达到上述目的,本发明为一种混合动力车辆,配备有:发动机;第一电动机,所述第一电动机配置在所述发动机的输出侧,具有通过至少接受所述发动机输出的发动机扭矩的一部分而被驱动来进行发电的功能;驱动轮;起步离合器,所述起步离合器在所述第一电动机与所述驱动轮之间选择性地进行动力的传递及切断;加速踏板,所述加速踏板由驾驶员操作;制动踏板,所述制动踏板由所述驾驶员操作;以及控制器,所述控制器分别控制所述发动机及所述第一电动机、以及所述起步离合器的动作,通过将所述起步离合器卡合,将所述发动机扭矩及所述第一电动机输出的第一电动机扭矩中的至少任一方的一部分传递给所述驱动轮,由此产生驱动力,在所述混合动力车辆中,其特征在于,在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速踏板的加速操作量比规定的加速操作量大的加速器接通(ON)的情况下,所述控制器实施扭矩吸收控制,所述扭矩吸收控制,通过将与所述加速器操作量相对应地被输出的所述发动机扭矩用于所述第一电动机的驱动,抑制向所述起步离合器传递的、与所述加速器操作量相对应地被输出的所述发动机扭矩。
另外,本发明中的所述控制器,可以在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速器接通(ON),并且,所述制动踏板的制动操作量比规定的制动操作量大的制动器接通(ON)的情况下,实施所述扭矩吸收控制。
另外,本发明中的所述控制器,可以通过在所述扭矩吸收控制的实施中,成为所述制动操作量在所述规定的制动操作量以下的制动器断开(OFF),抑制向所述起步离合器传递的所述发动机扭矩,并且,开始所述起步离合器的卡合,产生所述驱动力。
另外,本发明中的所述控制器,可以实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩变成在预定的上限扭矩以下。
另外,本发明中的所述控制器,可以通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
另外,本发明中的所述控制器,可以在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速器接通(ON),并且,所述制动踏板的制动操作量在规定的制动操作量以下的制动器断开(OFF)的情况下,实施所述扭矩吸收控制,并且,开始所述起步离合器的卡合,产生所述驱动力。
另外,本发明中的所述控制器,能够实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩成为预定的上限扭矩以下。
另外,本发明中的所述控制器,能够通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
另外,本发明中的所述混合动力车辆,配备有第二电动机,所述第二电动机能够输出第二电动机扭矩并且传递给所述驱动轮,产生所述驱动力,所述控制器,通过在所述扭矩吸收控制的实施中,成为所述制动操作量在所述规定的制动操作量以下的制动器断开(OFF),可以抑制向所述起步离合器传递的所述发动机扭矩,并且,利用所述第二电动机扭矩产生所述驱动力。
另外,本发明中的所述控制器,在所述混合动力车辆借助由所述第二电动机扭矩产生的所述驱动力起步之后,可以开始所述起步离合器的卡合。
另外,本发明中的所述控制器,可以实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩成为预定的上限扭矩以下。
另外,本发明中的所述控制器,可以通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
另外,本发明中的所述混合动力车辆,配备有第二电动机,所述第二电动机能够输出第二电动机扭矩并且传递给所述驱动轮,产生所述驱动力,所述控制器,可以在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速器接通(ON),并且,所述制动器断开(OFF)的情况下,实施所述扭矩吸收控制,并且,由所述第二电动机扭矩产生所述驱动力。
另外,本发明中的所述控制器,可以在所述混合动力车辆利用由所述第二电动机扭矩产生的所述驱动力起步之后,开始所述起步离合器的卡合。
另外,本发明中的所述控制器,可以实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩变成预定的上限扭矩以下。
并且,本发明中的所述控制器,通过所述起步离合器完全卡合,可以结束所述扭矩吸收控制。
发明的效果
根据本发明,通过实施由第一电动机进行的扭矩吸收控制,在使混合动力车辆起步时,能够抑制向为了摩擦起步而卡合的起步离合器传递的发动机扭矩,并且,预先增大发动机扭矩或者发动机转速、或者这两者。即,可以在混合动力车辆的起步前,预先增大发动机的输出。通过预先提高发动机的输出,可以使起步时的混合动力车辆的驱动力以及加速度迅速地上升。因此,可以提高混合动力车辆的起步性能及加速性能。另外,如上所述,通过实施扭矩吸收控制,可以抑制向起步离合器传递的发动机扭矩。因此,可以减轻起步时施加给起步离合器的负荷,可以提高起步离合器的可靠性及耐久性。
另外,根据本发明,以不搭载变矩器、而通过摩擦起步进行起步的混合动力车辆作为对象,可以模拟地实施所谓的零速起步。零速起步是利用变矩器的特性使车辆急速起步的操作方法。在零速起步中,通过将加速踏板及制动踏板两者踩下,从对车辆制动且使发动机转速大幅上升的状态,将制动踏板返回,解除制动,从而以WOT状态使车辆起步。从而,过去,在不搭载变矩器、而通过摩擦起步进行起步的车辆中,由于在摩擦起步时使用的起步离合器会烧损,所以,不能实施上述那样的零速起步。与此相对,根据本发明,通过实施由第一电动机进行的扭矩吸收控制,在将加速踏板及制动踏板两者踩下,将混合动力车辆制动的状态下,可以增大发动机的输出。
另外,根据本发明,如上所述,通过在将加速踏板及制动踏板两者踩下的状态下,即,通过从加速器接通(ON)、且制动器接通(ON)的状态使制动踏板返回而解除制动,在将起步离合器卡合而产生大的驱动力的状态下,可以使混合动力车辆起步。即,可以模拟地实施上述那样的零速起步。因此,可以提高混合动力车辆的起步性能以及加速性能。
另外,根据本发明,在实施如上所述的扭矩吸收控制并实施模拟的零速起步的情况下,向起步离合器传递的发动机扭矩的部分被抑制在上限扭矩以下。上限扭矩例如是以保护起步离合器为目的而设定的。因此,能够可靠地减轻在起步时施加给起步离合器的负荷,提高起步离合器的可靠性及耐久性。
另外,根据本发明,在实施上述那样的扭矩吸收控制,实施模拟的零速起步时,在起步离合器完全卡合了的情况下,使扭矩吸收控制结束。通过扭矩吸收控制结束,可以将发动机的全部输出用于混合动力车辆的起步及行驶,可以产生大的驱动力。
另外,根据本发明,在将加速踏板大幅度踩下,例如以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步时,实施上述那样的扭矩吸收控制。在这种情况下,在使发动机的输出增大了的状态下,起步离合器被卡合,使混合动力车辆起步。因此,可以使起步时的混合动力车辆的驱动力及加速度迅速地上升。从而,可以提高混合动力车辆的起步性能及加速性能。
另外,根据本发明,在实施上述那样的扭矩吸收控制,以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步的情况下,向起步离合器传递的发动机扭矩的部分被抑制在上限扭矩以下。上限扭矩例如是以保护起步离合器为目的而设定的。因此,能够可靠地减轻在起步时施加给起步离合器的负荷,提高起步离合器的可靠性及耐久性。
另外,根据本发明,在实施上述那样的扭矩吸收控制,以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步时,在起步离合器完全卡合了的情况下,使扭矩吸收控制结束。通过扭矩吸收控制结束,可以将发动机的全部输出用于混合动力车辆的起步及行驶,可以产生大的驱动力。
另外,根据本发明,以搭载有能够将扭矩直接输出给驱动轮的第二电动机的混合动力车辆作为对象,可以实施上述那样的扭矩吸收控制,实施模拟的零速起步。在这种情况下,首先,利用第二电动机输出的第二电动机扭矩使混合动力车辆起步。因此,在等待发动机扭矩的上升、以及起步离合器的完全卡合的期间,可以利用第二电动机扭矩使混合动力车辆迅速地起步、加速。从而,可以进一步提高混合动力车辆的起步性能及加速性能。
另外,根据本发明,在以上述那样的搭载有第二电动机的混合动力车辆作为对象,实施模拟的零速起步的情况下,在利用第二电动机扭矩使混合动力车辆起步之后,开始起步离合器的卡合。通过混合动力车辆起步、车速上升,起步离合器的输入侧和输出侧之间的转速差减少。从而,在起步时,能够以输入侧和输出侧之间的转速差减少了的状态使起步离合器卡合。因此,可以减轻施加给起步离合器的负荷,可以提高起步离合器的可靠性及耐久性。
另外,根据本发明,在以上述那样的搭载有第二电动机的混合动力车辆作为对象,实施模拟的零速起步的情况下,在利用第二电动机扭矩使混合动力车辆起步之后,向起步离合器传递的发动机扭矩的部分被抑制在上限扭矩以下。上限扭矩例如是以保护起步离合器为目的而设定的。因此,能够可靠地减轻在起步时施加给起步离合器的负荷,提高起步离合器的可靠性及耐久性。另外,可以与如上所述起步离合器的输入侧和输出侧之间的转速差减少的量相应程度地设定更大的上限扭矩。从而,在实施扭矩吸收控制时,可以预先更大地增大发动机的输出。因此,可以进一步提高混合动力车辆的起步性能及加速性能。
另外,根据本发明,在以上述那样的搭载有第二电动机的混合动力车辆作为对象,实施模拟的零速起步的情况下,在利用第二电动机扭矩使混合动力车辆起步之后,起步离合器完全卡合了的情况下,使扭矩吸收控制结束。通过扭矩吸收控制结束,可以将发动机的全部输出用于混合动力车辆的起步及行驶,可以产生大的驱动力。
另外,根据本发明,以搭载有能够将扭矩直接输出给驱动轮的第二电动机的混合动力车辆作为对象,可以实施上述那样的扭矩吸收控制,以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步。在这种情况下,首先,利用第二电动机输出的第二电动机扭矩使混合动力车辆起步。因此,在等待发动机扭矩的上升、以及起步离合器的完全卡合的期间,可以利用第二电动机扭矩迅速地使混合动力车辆起步、加速。从而,可以进一步提高混合动力车辆的起步性能及加速性能。
另外,根据本发明,在以上述那样的搭载有第二电动机的混合动力车辆作为对象,以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步的情况下,在利用第二电动机扭矩使混合动力车辆起步之后,开始起步离合器的卡合。通过混合动力车辆起步,车速上升,起步离合器的输入侧和输出侧之间的转速差减少。从而,在起步时,可以以在输入侧和输出侧之间的转速差减少了的状态使起步离合器卡合。因此,可以减轻施加给起步离合器的负荷,提高起步离合器的可靠性及耐久性。
另外,根据本发明,在以上述那样的搭载有第二电动机的混合动力车辆作为对象,以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步的情况下,在利用第二电动机扭矩使混合动力车辆起步之后,向起步离合器传递的发动机扭矩的部分被抑制在上限扭矩以下。上限扭矩例如是以保护起步离合器为目的而设定的。因此,能够可靠地减轻在起步时施加给起步离合器的负荷,提高起步离合器的可靠性及耐久性。并且,可以与如上所述起步离合器的输入侧与输出侧之间的转速差减少的量相应程度地设定更大的上限扭矩。从而,在实施扭矩吸收控制时,可以预先更大地增大发动机的输出。因此,可以进一步提高混合动力车辆的起步性能及加速性能。
并且,根据本发明,在以上述那样的搭载有第二电动机的混合动力车辆作为对象,以WOT状态或者接近于WOT的状态使混合动力车辆起步的情况下,在利用第二电动机扭矩使混合动力车辆起步之后,起步离合器完全卡合了的情况下,使扭矩吸收控制结束。通过扭矩吸收控制结束,可以将发动机的全部输出用于混合动力车辆的起步及行驶,可以产生大的驱动力。
附图说明
图1是表示在本发明中作为对象的混合动力车辆的驱动系统(驱动系统及控制系统)的一个例子(单电动机式的混合动力车辆)的图。
图2是说明由本发明中的混合动力车辆的控制器实施的控制的一个例子用的流程图。
图3是说明在实施利用图2的流程图表示的控制时使用的“上限扭矩”用的时间图。
图4是说明在实施利用图2的流程图表示的控制时的扭矩及电力的流程用的图。
图5是表示在本发明中作为对象的混合动力车辆的其它的例子(双电动机式的混合动力车辆)的图。
图6是说明由本发明中的混合动力车辆的控制器实施的控制的其它例子用的流程图。
图7是说明实施利用图6的流程图表示的控制时的扭矩及电力的流程用的图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施方式。另外,下面所示的实施方式只不过是将本发明具体化的情况下的一个例子,并不限定本发明。
在本发明的实施方式中作为控制对象的车辆,是将发动机以及至少一个电动机作为驱动力源的混合动力车辆。至少一个电动机配置在发动机的输出侧,在该电动机与驱动轮之间传递扭矩。例如,配备有在电动机与驱动轮之间传递扭矩的变速器。另一方面,在本发明的实施方式中作为对象的混合动力车辆,在发动机的输出侧不设置变矩器。并且,作为代替变矩器的起步装置,配备有能够滑动卡合的起步离合器。起步离合器是在起步时在驱动力源与驱动轮之间选择性地进行动力的传递以及切断的离合器,例如,被配置在配置于发动机的输出侧的电动机与变速器之间。或者,也可以使被组装于变速器的内部的离合器机构作为起步离合器起作用。
在图1中,表示出在本发明的实施方式中作为控制对象的混合动力车辆的驱动系统(驱动系统以及控制系统)的一个例子。图1所示的混合动力车辆(下面,称为车辆)Vc,作为驱动力源配备有发动机(ENG)1以及第一电动机(MG1)2。另外,车辆Ve主要配备有:驱动轮3、变速器(AT)4、蓄电池(BAT)5、离合器6、加速踏板7、制动踏板8、以及控制器(ECU)9。
发动机1例如是汽油发动机或柴油发动机等内燃机,被构成为输出的调整、以及起动及停止等的动作状态被电气地控制。如果是汽油发动机,则节气门的开度、燃料的供应量或者喷射量、点火的实施及停止、以及点火正时等被电气地控制。如果是柴油发动机,则燃料的喷射量、燃料的喷射正时、或者EGR系统中的节气门的开度等被电气地控制。
第一电动机2被配置在发动机1的输出侧,具有通过至少接受发动机1输出的发动机扭矩的一部分并被驱动而产生电力的功能。即,第一电动机2是具有发电功能的电动机(所谓的电动机·发电机),例如,由永久磁铁式的同步电动机或者感应电动机等构成。
驱动轮3是被传递驱动力源输出的驱动扭矩并产生车辆Ve的驱动力的车轮。在图1所示的例子中,驱动轮3经由变速器4、传动轴10、差速齿轮11以及驱动轴12与驱动力源(即,发动机1及第一电动机2)连接。从而,在该图1所示的例子中,车辆Ve作为将驱动扭矩传递给后轮(驱动轮3)并产生驱动力的后轮驱动车构成。另外,本发明的实施方式中的车辆Ve也可以是将驱动扭矩传递给前轮并产生驱动力的前轮驱动车。或者,也可以是将驱动扭矩传递给前轮及后轮两者并产生驱动力的四轮驱动车。
变速器4配置在第一电动机2的输出侧,在发动机1及第一电动机2与驱动轮3之间传递扭矩。该变速器4主要是能够适当地变更输入转速相对于输出转速的比例的机构,例如,由有级变速器或无级变速器等自动变速器构成。另外,更有优选地,变速器4配备有离合器机构,所述离合器机构能够通过卡合来传递扭矩,并且通过释放来切断扭矩的传递而设定空挡状态。
蓄电池5是储存由第一电动机2产生的电力的蓄电装置,相对于第一电动机2能够进行电力的授受地连接。从而,如上所述,可以将第一电动机2产生的电力储存在蓄电池5中。进而,可以将储存在蓄电池5中的电力供应给第一电动机2,驱动第一电动机2。另外,本发明的实施方式中的蓄电装置并不局限于图1所示的蓄电池5,例如,也可以是电容器(电容)。
离合器6在发动机1及第一电动机2与驱动轮3之间选择性地进行动力的传递以及切断。该离合器6是作为车辆Ve的起步离合器使用的离合器,由能够进行滑动卡合或者所谓的半离合的摩擦离合器构成。在图1所示的例子中,离合器6由设置于上述那样的变速器4中的离合器机构构成。具体地说,离合器6具有:连接于发动机1及第一电动机2侧的旋转构件(图中未示出)的摩擦板6a、以及连接于驱动轮3侧的旋转构件(图中未示出)的摩擦板6b。虽然在图1中没有示出,但离合器6例如也可以具有多个摩擦板6a及多个摩擦板6b,由交替地配置所述多个摩擦板6a和多个摩擦板6b而成的多板离合器构成。另外,本发明的实施方式中的起步离合器并不局限于图1所示的组装于变速器4的内部的离合器6,例如,也可以是设置在第一电动机2与变速器4之间的摩擦离合器。无论怎样,通过使离合器6滑动卡合,将驱动力源输出的驱动扭矩传递给驱动轮3并产生驱动力,可以使车辆Ve起步。即,本发明的实施方式中的车辆Ve能够使用离合器6实施所谓的摩擦起步。
加速踏板7是为了控制车辆Ve的驱动力而由驾驶员操作的操作装置。车辆Ve被构成为与该加速踏板7的操作量或者踩下量(加速踏板操作量)相对应地调整由驱动力源产生的动力。在加速踏板7,设有检测加速操作量用的加速传感器(或者,加速开关)13。加速传感器13将与加速操作量相对应的电信号作为检测数据输出。从而,借助加速传感器13可以检测出加速操作量、加速操作量变得比预定的规定加速操作量大的加速器接通的状态、以及加速操作量变成规定加速操作量以下的加速器断开的状态。另外,上述加速器接通以及加速器断开的状态也可以由加速传感器13以外的传感器或设备检测。例如,也可以基于检测加速踏板7的行程的行程传感器(图中未示出)、检测作用于加速踏板7的踏力的踏力传感器(图中未示出)、或者与加速操作量相对应地动作的节气门的开度传感器(图中未示出)等的检测数据,分别检测加速器接通以及加速器断开的状态。
制动踏板8是为了控制车辆Ve的制动力而由驾驶员操作的操作装置。车辆Ve被构成为与该制动踏板8的操作量或者踩下量(制动操作量)相对应地调整由制动装置(图中未示出)产生的制动扭矩。在制动踏板8,设有检测制动操作量用的制动传感器(或者,制动开关)14。制动传感器14将与制动操作量相对应的电信号作为检测数据而输出。从而,可以利用制动传感器14检测制动操作量、制动操作量变得比预定的规定制动操作量大的制动器接通的状态、以及制动操作量变成规定制动操作量以下的制动器断开的状态。另外,上述制动器接通以及制动器断开的状态也可以利用制动传感器14以外的传感器或者设备检测。例如,也可以基于检测制动踏板8的行程的行程传感器(图中未示出)、检测作用于制动踏板8的踏力的踏力传感器(图中未示出)、或者与制动操作量相对应地动作的主气缸的油压传感器(图中未示出)等的检测数据,分别检测制动器接通以及制动器断开的状态。
控制器9主要分别控制发动机1、第一电动机2、变速器4、以及离合器6的动作。控制器9例如是以微型计算机为主体构成的电子控制装置。作为一个例子,上述加速传感器13、上述制动传感器14、检测车辆Ve的车速的车速传感器15、检测发动机1的转速的发动机转速传感器16、检测第一电动机2的转速的电动机转速传感器(或者旋转变压器)17、检测离合器6的输入侧转速(例如,摩擦板6a的转速、或者变速器4的输入转速)的输入转速传感器18、检测离合器6的输出侧转速(例如,摩擦板6b的转速、或者变速器4的输出转速)的输出转速传感器19、以及检测蓄电池5的充电状态(SOC)或充电剩余量等的蓄电池传感器20等各种传感器的检测数据,被输入给控制器9。控制器9使用被输入的各种数据以及预先存储的数据或计算式等进行运算。并且,控制器9被构成为将该运算结果作为控制指令信号输出,分别控制上述驱动力源及变速器4的动作。
如前面所述,本发明的实施方式中的车辆Ve被构成为不搭载变矩器,在起步时,实施采用离合器6的摩擦起步。在不搭载变矩器而通过摩擦起步进行起步的现有技术的车辆中,由于在摩擦起步时使用的起步离合器会烧损,因此,不能实施前述那样的零速起步。与此相对,本发明的实施方式中的控制器9,利用第一电动机2的发电功能,能够实施模拟的零速起步、以及提高了起步·加速性能的WOT起步(WOT状态或者接近于该状态的起步)。为了能够进行这种模拟的零速起步以及WOT起步而实施的控制的一个例子示于图2的流程图。
图2的流程图所示的控制,在蓄电池5中具有蓄电用的空余容量的情况下实行。例如,以蓄电池5的空余容量在规定值以上为前提条件实施。从而,在蓄电池5充满电的情况下,或者,在蓄电池5的空余容量不足规定值的情况下,不实施该图2的流程图中所示的控制。
在图2的流程图中,首先,判断离合器6是否为释放状态(步骤S1)。在该控制中,将除了离合器6的完全卡合的状态作为“释放状态”,即,将在摩擦板6a与摩擦板6b之间不产生滑动、不是能够利用离合器6进行动力传递的状态的状态作为“释放状态”。从而,在离合器6完全卡合的情况下,由于离合器6不是释放状态,所以在该步骤S1中作出否定的判断。另一方面,在离合器6在摩擦板6a与摩擦板6b之间一边产生滑动一边卡合(滑动卡合或者半卡合)的情况下,由于离合器6处于释放状态,所以,在该步骤S1中作出肯定的判断。
在因离合器6不是释放状态,而在步骤S1中作出否定的判断的情况下,不实施之后的控制,而是暂时结束该程序。与此相对,在因离合器6处于释放状态,而在步骤S1中作出肯定的判断的情况下,进入步骤S2。
在步骤S2中,判断加速器是否接通。例如,在由加速传感器13检测出的加速操作量APA比作为判定加速器接通用的阈值所确定的规定加速操作量APAth大的情况下,被判断为加速器接通。加速操作量APAth例如基于行驶实验或模拟等的结果,被设定在后面描述的能够进行模拟零速起步的加速操作量APA的下限值。具体地说,加速操作量APAth被设定在成为WOT状态或者接近于该状态的加速操作量APA的下限值。
从而,在因加速器没有接通,而在该步骤S2中作出否定的判断的情况下,不实施之后的控制,而是暂时结束该程序。与此相对,在因加速器接通,而在步骤S2中作出肯定的判断的情况下,进入步骤S3。
在步骤S3,判断制动器是否接通。例如,在制动传感器14检测出的制动操作量BPA比作为判断制动器接通用的阈值而确定的规定制动操作量BPAth大的情况下,被判断为制动器接通。另外,在制动操作量BPA在制动操作量BPAth以下的情况下,被判断为制动器断开。制动操作量BPAth例如基于行驶实验或模拟等的结果,被设定在能够进行后面描述的模拟零速起步的制动操作量的下限值。具体地说,被设定在产生如下制动力的制动操作量的下限值,所述制动力在起步时超过车辆Ve在WOT状态或者接近于该状态下产生的驱动力,而保持车辆Ve的停止状态。
在因制动器接通,而在步骤S3中作出肯定的判断的情况下,即,在离合器6释放,并且加速器接通,并且制动器接通的情况下,进入步骤S4。
在步骤S4,实施由第一电动机(MG1)2接受发动机1输出的扭矩T1的扭矩吸收控制。具体地说,与驾驶员的加速操作量APA相应地利用发动机1输出的全部发动机扭矩Te的至少一部分的扭矩,将第一电动机2作为发电机来驱动。即,这种情况下的发动机扭矩Te的至少一部分扭矩为上述扭矩T1,是本发明的实施方式中的“用于第一电动机2的驱动的发动机扭矩”(发电用扭矩)。
如上所述,扭矩T1是发动机扭矩Te的一部分或者全部。在该扭矩吸收控制中,利用扭矩T1,将第一电动机2作为发电机来驱动。第一电动机2通过接受扭矩T1并被驱动而发电。由第一电动机2发出的电力被储存到蓄电池5中。通过利用扭矩T1驱动第一电动机2并使之发电,扭矩T1与这时的发电量相对应地增大。另外,发动机扭矩Te的另外一部分,即,从发动机扭矩Te中减去扭矩T1后剩余的扭矩,减少相当于扭矩T1增大的量。从而,通过利用扭矩T1驱动第一电动机2,并利用第一电动机2发电,抑制向离合器6传递的发动机扭矩Te的另外一部分扭矩。即,从发动机扭矩Te中减去扭矩T1后的发动机扭矩Te的另外一部分扭矩,是本发明的实施方式中的“向起步离合器传递的发动机扭矩”(驱动用扭矩)。总之,在该步骤S4中,通过利用作为与加速操作量APA相对应地输出的发动机扭矩Te的至少一部分的扭矩T1来驱动第一电动机2,并利用第一电动机2发电,实施扭矩吸收控制,所述扭矩吸收控制抑制向离合器6传递的发动机扭矩Te的另一部分扭矩。
另外,在实施上述扭矩吸收控制时由第一电动机2产生的电力,除了如上所述被储存到蓄电池5中之外,也可以供应给搭载在车辆Ve中的电动的设备或装置。例如,也可以将在第一电动机2中产生电力不经由蓄电池5,而供应给车载的电动设备或电动装置,驱动这些电动设备或者电动装置。
在该扭矩吸收控制中,通过控制第一电动机2的发电量,可以增减扭矩T1及发动机扭矩Te。例如,通过增大第一电动机2的发电量,从发动机扭矩Te中被第一电动机2吸收的量的扭矩、即扭矩T1增大。发动机1能够与扭矩T1增大的量相应地输出更大的发动机扭矩Te。因此,通过增大第一电动机2的发电量,可以使扭矩T1及发动机扭矩Te增大。另外,通过控制第一电动机2的发电量,可以变更扭矩T1相对于发动机扭矩Te的比例。其结果是,可以增减向离合器6传递的驱动用扭矩。例如,可以控制第一电动机2的发电量,以使得扭矩T1相对于发动机扭矩Te的比例变成100%,即,可以通过利用第一电动机2吸收发动机扭矩Te的全部,不将发动机扭矩Te传递给离合器6,使发动机扭矩Te增大。另外,例如,通过控制第一电动机2的发电量,以使得扭矩T1相对于发动机扭矩Te的比例逐渐降低(具体地说,使发电量逐渐减少),逐渐地增大向离合器6传递的驱动用扭矩。
从而,在该步骤S4,通过实施由第一电动机2接受扭矩T1的扭矩吸收控制,抑制向离合器6传递的发动机扭矩Te的一部分(驱动用扭矩),或者不将发动机扭矩Te传递给离合器6,可以使发动机1的输出增大。如后面将要描述的那样,在车辆Ve即将起步之前,或者,在离合器6的滑动卡合的期间,可以提高发动机1的输出。因此,可以以不搭载变矩器的车辆Ve作为对象,模拟地实施前述那样的零速起步。即,可以实施后面将要描述的模拟零速起步。
如上所述,在该步骤S4,为了实施由第一电动机2接受扭矩T1的扭矩吸收控制,进行后面描述的模拟零速起步,预先提高发动机1的输出。并且,之后,暂时结束该程序。
另一方面,在因制动器切断,而在所述步骤S3中作出否定判断的情况下,即,在离合器6释放,并且,加速器接通,并且制动器切断的情况下,进入步骤S5。
在步骤S5,实施由第一电动机(MG1)2接受发动机1输出的扭矩T2的扭矩吸收控制。在该步骤S5中实施的扭矩吸收控制的控制内容与在所述步骤S4中实施的扭矩吸收控制的控制内容基本上相同。在所述步骤S4中实施的扭矩吸收控制中,被控制成由第一电动机2接受扭矩T1并进行发电。与此相对,在该步骤S5中实施的扭矩吸收控制中,被控制成由第一电动机2接受扭矩T2并进行发电。上述扭矩T1和扭矩T2可以是相同的,但是,也可以根据各自的状况,被单独地设定。即,为了能够进行以不搭载变矩器的车辆Ve作为对象的模拟零速起步,在使离合器6滑动卡合以前,在加速器接通并且制动器接通的状态下,为了尽可能地使发动机1的输出增大,预先设定所述扭矩T1。与此相对,如后面将要描述的那样,为了在实施模拟零速起步或者WOT起步时,保护离合器6,并且尽可能地使发动机1的输出增大,设定该扭矩T2。具体地说,扭矩T2被设定成使得发动机扭矩Te之中向离合器6传递的驱动用扭矩、即相当于发动机扭矩Te与扭矩T2之差的扭矩成为上限扭矩Tmax以下。
如上所述,上限扭矩Tmax是为了保护离合器6而确定的扭矩T2的上限值。例如,上限扭矩Tmax被设定成在使离合器6滑动卡合时,不会因驱动用扭矩被传递给离合器6而产生离合器6的烧损等的最大的扭矩。具体地说,上限扭矩Tmax被设定成使得在离合器6滑动卡合时产生的热量不超过离合器6在结构上能够允许的最大热量(允许热量Jal)。
例如,如图3的时间图所示,通过将离合器6的传递扭矩(在这种情况下,为驱动用扭矩)Tc与发动机转速(或者,离合器6的输入侧转速)Ne的乘积,在从制动器切断而离合器6的卡合开始的时刻t1起直到离合器6变成完全卡合状态的时刻t2为止的期间进行时间积分,求出离合器6滑动卡合时产生的热量(产生热量)。另外,控制驱动用扭矩,以使该产生热量不超过离合器6的允许热量Jal。即,控制发动机扭矩Te及扭矩T2、以及第一电动机2的发电量,以使得驱动用扭矩成为上限扭矩Tmax以下。另外,离合器6的允许热量Jal例如可以基于行驶实验或模拟等的结果来预先确定。
另外,例如,在离合器6是利用油进行冷却的湿式的摩擦离合器的情况下,如在图3的时间图中时刻t1之前所示,在开始离合器6的卡合之前的状态下,产生由油的粘性阻力引起的离合器6的传递扭矩(在这种情况下,为拖曳扭矩)。当因拖曳扭矩而使离合器的温度过度上升时,存在着油会过热的可能性。从而,为了防止由过热引起的油的恶化,也可以对于拖曳扭矩设定上限扭矩Tmax’。这种情况下的上限扭矩Tmax’被设定成不会造成因拖曳扭矩而使离合器的温度上升、从而使油过热的最大扭矩。具体地说,将上限扭矩Tmax’设定成使得由拖曳扭矩产生的做功量不超过利用油的冷却能力能够冷却的最大的做功量。由拖曳扭矩产生的做功量作为在该情况下的离合器6的传递扭矩(即,拖曳扭矩)Tc’与发动机转速(或者,离合器6的输入侧转速)Ne’的乘积而被求出。从而,在实施由第一电动机2接受所述扭矩T1的扭矩吸收控制的情况下,也可以设定如上所述的上限扭矩Tmax’,将发动机1的输出控制成使得拖曳扭矩成为上限扭矩Tmax’以下。
如上所述,在该步骤S5,实施扭矩吸收控制,以使得发动机扭矩Te中的驱动用扭矩成为上限扭矩Tmax以下。即,控制发动机扭矩Te及扭矩T2、以及第一电动机2的发电量,以使得驱动用扭矩成为上限扭矩Tmax以下。
接在步骤S5之后或者与步骤S5并行地实施步骤S6。在步骤S6,离合器6的卡合开始。具体地说,使释放状态的离合器6逐渐卡合。通过离合器6卡合,车辆Ve产生驱动力并起步。即,离合器6滑动卡合,通过摩擦起步而使车辆Ve起步。
从而,在已经在所述步骤S4中实施扭矩吸收控制,在该扭矩吸收控制的实施中制动踏板8被释放而变成制动器断开的情况下,在该步骤S5及步骤S6,模拟地实施前述那样的零速起步。在本发明的实施方式中,将如上所述地模拟实施的零速起步称作“模拟零速起步”。从而,在本发明的实施方式中,通过在扭矩吸收控制的实施中变成制动器断开,车辆Ve以模拟零速起步进行起步。
另外,在该图2的流程图中,在进入所述步骤S4之前,向步骤S5及步骤S6进入的情况下,实施由第一电动机2接受发动机1输出的扭矩T2的扭矩吸收控制。即,控制发动机扭矩Te及扭矩T2、以及第一电动机2的发电量,以使得驱动用扭矩成为上限扭矩Tmax以下。与此同时,离合器6的卡合开始,通过摩擦起步而使车辆Ve起步。在这种情况下,由于没有成为加速踏板7以及制动踏板8两者被同时踩下的状态,所以,不形成上述那样的模拟零速起步。在这种情况下,制动踏板8处于被释放的状态,加速踏板7处于以成为加速操作量APAth以上的加速操作量APA被踩下的状态。即,车辆Ve以加速踏板7被踩下到全开或者接近于全开的WOT状态或者接近于WOT的状态起步。在本发明的实施方式中,将在这样的WOT状态或者接近于WOT的状态下的起步称作“WOT起步”。从而,在本发明的实施方式中,在制动器断开的状态下,通过加速器接通,利用扭矩吸收控制来抑制传递给离合器6的驱动用扭矩,并且通过WOT起步而使车辆Ve起步。
如上所述,在步骤S5及步骤S6中实施的控制中,即使在模拟零速起步以及WOT起步中的任一种情况下,都实施扭矩吸收控制,车辆Ve起步。因此,在车辆Ve的起步时,可以减轻滑动卡合的离合器6的负荷,并且迅速地使发动机1的输出上升。其结果是,可以使车辆Ve的驱动力及加速度迅速地上升。从而,可以提高车辆Ve的起步性能及加速性能。除此之外,还可以保护离合器6,提高离合器6的可靠性及耐久性。
接着,在步骤S7,判断离合器6是否处于完全卡合状态。离合器6,如上所述,在步骤S6中卡合开始之后,一边进行滑动卡合一边逐渐使传递扭矩(即,驱动用扭矩)增大。最终,离合器6的传递扭矩变成最大,离合器6变成完全卡合状态。例如,将离合器6的转速差(即,摩擦板6a与摩擦板6b之间的转速差)变成0的状态判定为离合器6的完全卡合状态。
在因离合器6尚未处于完全卡合状态,而在该步骤S7中做出否定的判断的情况下,返回步骤S5。即,直到离合器6变成完全卡合状态为止,反复进行步骤S5及步骤S6、以及步骤S7。与此相对,在因离合器6变成完全卡合状态,而在步骤S7中做出肯定的判断的情况下,进入步骤S8。
在步骤S8,扭矩吸收控制结束。如上所述,离合器6变成完全卡合状态,迅速地结束扭矩吸收控制,由此,成为能够利用发动机1的全部输出产生驱动力,将车辆Ve加速的状态。因此,在起步时,迅速地形成产生大的驱动力以及加速度的状态,可以将车辆Ve加速。另外,在这种情况下,也可以使第一电动机2作为原动机起作用,将第一电动机2输出的第一电动机扭矩与发动机扭矩Te一起向驱动轮3传递。从而,可以产生更大的驱动力,将车辆Ve加速。若在该步骤S8中扭矩吸收控制结束时,则之后,暂时结束该程序。
在实施上述那样的扭矩吸收控制而使车辆Ve起步时,在驱动力源(即,发动机1以及第一电动机2)与驱动轮3之间传递的扭矩的流向,以及,在第一电动机2与蓄电池5之间进行授受的电力的流向的一个例子示于图4。图4(a)是车辆Ve起步之前的状态,表示离合器6尚未被释放的状态。该状态是在加速踏板7以及制动踏板8两者被踩下的模拟零速起步中,尚未成为加速器接通且制动器接通的状态。在只有加速踏板7被踩下的WOT起步中,在刚刚成为加速器接通之后,处于离合器6的卡合即将开始之前的状态。
在本发明的实施方式中的扭矩吸收控制中,如图4(a)所示,在车辆Ve起步之前,通过加速器接通,发动机1输出的发动机扭矩Te被传递给第一电动机2。第一电动机2接受发动机扭矩Te,作为发电机被驱动,产生电力。第一电动机2产生的电力被送往蓄电池5,并被蓄电。在这种情况下,发动机扭矩Te的全部或者大部分被传递给第一电动机2,将第一电动机2作为发电机来驱动。另外,如前述图3的时间图所示,例如,在离合器6是由湿式的摩擦离合器构成的情况下,发动机扭矩Te的仅仅一小部分作为前述那样的离合器6的拖曳扭矩而实质上被传递给离合器6。因此,发动机扭矩Te的大部分被传递给第一电动机2。在该图4(a)中,表示发动机扭矩Te的全部被传递给第一电动机2的状态。
如上所述,通过将发动机扭矩Te传递给第一电动机2,利用第一电动机2发电,作为发动机扭矩Te产生的旋转能量被第一电动机2转换成电能。换句话说,发动机扭矩Te被作为发电机起作用的第一电动机2所吸收。附加地,可以使发动机扭矩Te增大相当于发动机扭矩Te被第一电动机2吸收的量。从而,通过实施该扭矩吸收控制,可以在车辆Ve起步之前,或者,在即将起步之前,使第一电动机2吸收发动机扭矩Te并预先增大发动机扭矩Te。因此,可以不使发动机扭矩Te向离合器6传递,而预先使发动机1的输出增大。即,在车辆Ve起步之前,可以预先使发动机1的输出上升。
图4(b)表示车辆Ve起步之后的状态,是离合器6还没有被完全卡合的(即,滑动卡合)的状态。该状态是在模拟零速起步中,保持加速踏板7被踩下,而制动踏板8的踩下被解除的状态。在WOT起步当中,是加速踏板7被刚刚踩下之后的状态。
在上述图2的流程图中所示的扭矩吸收控制中,通过在模拟零速起步时,制动踏板8的踩下被解除,或者,在WOT起步时,加速踏板7被刚刚踩下之后,离合器6的卡合开始。其结果是,如图4(b)所示,发动机扭矩Te的一部分接着将第一电动机2作为发电机进行驱动。从而,发动机扭矩Te的一部分被第一电动机2吸收。并且,通过离合器6滑动卡合,发动机扭矩Te的另外一部分被传递给离合器6,逐渐产生驱动力。在这种情况下,如前面所述,被传递给离合器6的发动机扭矩Te的另外一部分受到抑制,以使之成为为了保护离合器6而确定的上限扭矩Tmax以下。因此,可以保护离合器6,并且,在预先使发动机1的输出大幅增大的状态下,将发动机扭矩Te的另外一部分传递给离合器6,使车辆Ve起步。从而,可以以不搭载变矩器的车辆Ve作为对象,实施前述那样的模拟零速起步或者WOT起步。
图4(c)表示在车辆Ve起步之后,离合器6完全卡合的状态。通过离合器6的传递扭矩逐渐增大,离合器6的转速差变成0,上述图4(b)中所示的离合器6的滑动卡合状态结束。即,从离合器6的滑动卡合状态转移到该图4(c)所示的离合器6的完全卡合状态。
通过离合器6变成完全卡合状态,发动机扭矩Te全部作为驱动用扭矩被传递给离合器6。因此,可以利用发动机1的全部输出产生驱动力,使车辆Ve起步及加速。进而,如图4(c)所示,可以从蓄电池5向第一电动机2供应电力,使第一电动机2作为原动机工作,输出扭矩(第一电动机扭矩)。第一电动机扭矩与发动机扭矩Te一起作为驱动用扭矩被传递给离合器6。因此,可以与发动机1的全部输出一起施加第一电动机2的输出,产生更大的驱动力,使车辆Ve起步以及加速。
在图5中,表示在本发明的实施方式中作为控制对象的车辆Ve的另外的例子。图5所示的车辆Ve,除了发动机(ENG)1以及第一电动机(MG1)2之外,作为驱动力源,还配备有第二电动机(MG2)21。即,该图5所示的车辆Ve,在前述图1中所示的车辆Ve的结构中,还附加有第二电动机21。另外,在该图5所示的车辆Ve中,对于与前述图1中所示的车辆Ve结构及功能相同的结构部件以及构件,赋予与图1相同的附图标记。
第二电动机21至少具有作为原动机输出扭矩的功能,与所述第一电动机2同样,例如,由永久磁铁式的同步电动机或者感应电动机等构成。蓄电池5被连接于第二电动机21,可以将储存在蓄电池5中的电力供应给第二电动机21,驱动第二电动机21并输出扭矩(第二电动机扭矩)。另外,第二电动机21与第一电动机2能够进行电力授受地连接,也能够将第一电动机2产生的电力直接地供应给第二电动机21,由第二电动机21输出第二电动机扭矩。
另外,第二电动机21被配置在变速器4的输出侧,被连接于车辆Ve的驱动系统,以便能够将第二电动机扭矩传递给驱动轮3并产生驱动力。在图5所示的例子中,第二电动机21的输出轴21a经由减速齿轮22被连接于传动轴10或者变速器4的输出轴(图中未示出)。因此,第二电动机21输出的第二电动机扭矩被减速齿轮22及差速齿轮11放大,并被传递给驱动轮3。从而,该图5所示的车辆Ve与前述图1所示的车辆Ve同样,通过将离合器6卡合,将发动机扭矩Te以及第一电动机扭矩中的至少任一方的一部分传递给驱动轮3,产生驱动力。此外,将第二电动机扭矩传递给驱动轮3,产生驱动力。能够将第二电动机扭矩与发动机扭矩Te以及第一电动机扭矩中的至少任一方一起传递给驱动轮3,产生驱动力。另外,也可以利用第二电动机扭矩单独地产生驱动力。
并且,第二电动机21与前述图1所示的车辆Ve的发动机1及第一电动机2、以及离合器6同样,与控制器9电连接。从而,第二电动机21与发动机1及第一电动机2、以及离合器6一起由控制器9控制。
能够以配备有图5所示的第二电动机21的车辆Ve作为对象,实施前述图2的流程图所示的控制。即,在车辆Ve起步时,实施图2的流程图所示的扭矩吸收控制,能够实施图2的流程图所示的模拟零速起步或者WOT起步。进而,限定于该图5所示的配备有第二电动机21的车辆Ve,能够实施下面的图6的流程图所示的控制。另外,在该图6的流程图中,对于与前述图2的流程图和控制内容相同的步骤,赋予与图2的流程图同样的步骤编号。
在图6的流程图中,从步骤S1至步骤S4,与前述图2的流程图中的步骤S1至步骤S4同样地实施。即,通过加速踏板7及制动踏板8两者被踩下,转向模拟零速起步,实施由第一电动机(MG1)2接受发动机1输出的扭矩T1的扭矩吸收控制。
在该图6的流程图所示的控制例中,在因检测出制动器断开,而在步骤S3中作出否定的判断的情况下,进入步骤S5。例如,在模拟零速起步中,在保持加速踏板7被踩下,而制动踏板8的踩下被解除的情况下,进入步骤S5。或者,在WOT起步中,在加速踏板7刚刚被踩下之后,进入步骤S5。在步骤S5,实施由第一电动机(MG1)2接受发动机1输出的扭矩T2的扭矩吸收控制。
与上述步骤S5一起,实施步骤S11。即,步骤S11接着上述步骤S5实施,或者与步骤S5并行地实施。在该步骤S11,由第二电动机(MG2)21输出扭矩(第二电动机扭矩),产生驱动力。通过第二电动机扭矩被传递给驱动轮3,车辆Ve产生驱动力并且起步。
接着,判断车辆Ve的车速是否在规定速度Vth以上(步骤S12)。在该步骤S12,在车辆Ve借助第二电动机扭矩起步之后,判定伴随着车速的增加而降低的离合器6的转速差的状态。具体地说,判断离合器6的转速差是否降低到适合于开始离合器6的卡合的转速差。从而,规定速度Vth作为判定上述那样的离合器6的转速差用的阈值,例如,基于行驶实验或模拟等的结果而被预先设定。在车速不足规定速度Vth的情况下,判断为没有降低到适合于开始离合器6的卡合的转速差。在车速在规定速度Vth以上的情况下,判断为降低到适合于开始离合器6的卡合的转速差。
从而,在因车速不足规定速度Vth,而在该步骤S12中作出否定的判断的情况下,返回步骤S5。即,直到变成车速达到规定速度Vth、离合器6的转速差适合于开始离合器6的卡合的状态为止,反复进行步骤S5及步骤S11、以及该步骤S12。与此相对,在因车速变成规定速度Vth以上,而在步骤S12中作出肯定的判断的情况下,进入步骤S13。
在步骤S13,离合器6的卡合开始。具体地说,处于释放状态的离合器6逐渐被卡合。通过离合器6被卡合,发动机扭矩Te被传递给驱动轮3,在驱动轮3上产生由发动机扭矩Te形成的驱动力。即,第二电动机扭矩及发动机扭矩Te两者被传递给驱动轮3,产生大的驱动力。
接着,在步骤S14,判断离合器6是否处于完全卡合状态。如上所述,在步骤S13中卡合开始之后,离合器6被滑动卡合,并且,传递扭矩(即,驱动用扭矩)逐渐增大。最终,离合器6的传递扭矩变成最大,离合器6变成完全卡合状态。
在因离合器6尚为处于完全卡合状态,而在该步骤S14中作出否定的判断的情况下,返回步骤S13。即,直到离合器6变成完全卡合状态为止,重复步骤S13以及该步骤S14。与此相对,在因离合器6变成完全卡合状态,而在步骤S14中作出肯定的判断的情况下,进入步骤S15。
在步骤S15,扭矩吸收控制结束。如上所述,离合器6变成完全卡合状态,扭矩吸收控制迅速地结束,由此,变成能够利用发动机1的全部输出产生驱动力,将车辆Ve加速的状态。因此,在起步时,可以迅速地形成产生大的驱动力以及加速度的状态,将车辆Ve加速。另外,在这种情况下,也可以将第一电动机2作为原动机起作用,将第一电动机2输出的第一电动机扭矩与发动机扭矩Te一起传递给驱动轮3。从而,可以产生更大的驱动力,将车辆Ve加速。若在该步骤S15中扭矩吸收控制结束时,则之后,暂时结束该程序。
在实施上述图6的流程图所示的控制而使车辆Ve起步时,在驱动力源(即,发动机1、第一电动机2、以及第二电动机21)与驱动轮3之间传递的扭矩的流向、以及在第一电动机2、第二电动机21和蓄电池5之间相互授受的电力的流向的一个例子示于图7。图7(a)表示在车辆Ve起步之前的状态,是离合器6尚未被释放的状态。该状态,在加速踏板7及制动踏板8两者被踩下的模拟零速起步中,尚未处于加速器接通并且制动器接通的状态。在只有加速踏板7被踩下的WOT起步中,是在刚刚成为加速器接通之后,离合器6的卡合即将开始之前的状态。
在该图7(a)所示的状态,车辆Ve尚未起步,第二电动机21尚未输出第二电动机扭矩。从而,这种情况下的扭矩的流向以及电力的流向与前述图4(a)所示的状态相同。
图7(b)表示在车辆Ve起步之后的状态,是离合器6尚为完全卡合(即,滑动卡合)的状态。这种状态是在模拟零速起步中,保持加速踏板7被踩下,而制动踏板8的踩下被解除的状态。在WOT起步中,是加速踏板7被刚刚被踩下之后的状态。
在上述图6的流程图中所示的扭矩吸收控制中,通过在模拟零速起步时,制动踏板8的踩下被解除,或者在WOT起步时,在加速踏板7被刚刚踩下之后,首先,从蓄电池5向第二电动机21供应电力,第二电动机21输出第二电动机扭矩。通过该第二电动机扭矩被传递给驱动轮3,产生驱动力,车辆Ve起步。另外,在这种情况下,根据需要,也可以将由第一电动机2产生的电力直接向第二电动机21供应。
在车辆Ve借助第二电动机扭矩起步之后,离合器6的卡合开始。具体地说,在车辆Ve起步之后,在车速变成规定速度Vth以上的状态下,离合器6的卡合开始。其结果是,如图7(b)所示,发动机扭矩Te的一部分接着将第一电动机2作为发电机进行驱动。从而,发动机扭矩Te的一部分被第一电动机2吸收。并且,通过离合器6滑动卡合,发动机扭矩Te的另外一部分被传递给离合器6,逐渐地产生驱动力。在这种情况下,在开始离合器6的卡合之前,由于车辆Ve借助第二电动机扭矩起步,所以,离合器6的转速差与车速的上升相对应地减少。因此,在使离合器6滑动卡合时,可以减轻施加给离合器6的负荷,提高离合器6的可靠性及耐久性。另外,被传递给离合器6的发动机扭矩Te的另外一部分,如前面所述,被抑制在为了保护离合器6而确定的上限扭矩Tmax以下。因此,在保护离合器6并且预先使发动机1的输出大幅增大的状态下,可以将发动机扭矩Te的另外一部分传递给离合器6,使车辆Ve起步。从而,以不搭载变矩器的车辆Ve为对象,可以实施如前面所述的模拟零速起步或者WOT起步。
图7(c)表示车辆Ve起步之后,连接器6完全卡合的状态。通过离合器6的传递扭矩逐渐增大,离合器6的转速差变成0,上述图7(b)所示的离合器6的滑动卡合状态结束。即,从离合器6的滑动卡合状态转移到该图7(c)所示的离合器6的完全卡合状态。
通过离合器6变成完全卡合状态,发动机扭矩Te全部作为驱动用扭矩被传递给离合器6。因此,如该图7(c)所示,除了由第二电动机扭矩产生的驱动力之外,还利用发动机1的全部输出产生驱动力,可以使车辆Ve起步以及加速。从而,与发动机1的全部输出一起,加上第二电动机21的输出,可以产生更大的驱动力,使车辆Ve起步以及加速。
附图标记说明
1···发动机(ENG),2···第一电动机(MG1),3···驱动轮,4···变速器(AT),5···蓄电池(BAT,蓄电装置),6···离合器(起步离合器),6a、6b···摩擦板,7···加速踏板,8···制动踏板,9···控制器(ECU),10···传动轴,11···差速齿轮,12···驱动轴,13···加速传感器,14···制动传感器,15···车速传感器,16···发动机转速传感器,17···电动机转速传感器,18···输入转速传感器,19···输出转速传感器,20···蓄电池传感器,21···第二电动机(MG2),21a··(第二电动机的)输出轴,22···减速齿轮,Ve···车辆(混合动力车辆)。
Claims (13)
1.一种混合动力车辆,配备有:发动机;第一电动机,所述第一电动机配置在所述发动机的输出侧,具有通过至少接受所述发动机输出的发动机扭矩的一部分而被驱动来进行发电的功能;驱动轮;起步离合器,所述起步离合器在所述第一电动机与所述驱动轮之间选择性地进行动力的传递及切断;加速踏板,所述加速踏板由驾驶员操作;制动踏板,所述制动踏板由所述驾驶员操作;以及控制器,所述控制器分别控制所述发动机及所述第一电动机、以及所述起步离合器的动作,通过将所述起步离合器卡合,将所述发动机扭矩及所述第一电动机输出的第一电动机扭矩中的至少任一方的一部分传递给所述驱动轮,由此产生驱动力,在所述混合动力车辆中,其特征在于,
所述混合动力车辆配备有第二电动机,所述第二电动机能够输出第二电动机扭矩并且传递给所述驱动轮,产生所述驱动力,
在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速踏板的加速操作量比规定的加速操作量大的加速器接通(ON)的情况下,所述控制器实施扭矩吸收控制,所述扭矩吸收控制,通过将与所述加速器操作量相对应地被输出的所述发动机扭矩用于所述第一电动机的驱动,抑制向所述起步离合器传递的、与所述加速器操作量相对应地被输出的所述发动机扭矩,
在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速器接通,并且,所述制动踏板的制动操作量比规定的制动操作量大的制动器接通的情况下,所述控制器实施所述扭矩吸收控制,
所述控制器,通过在所述扭矩吸收控制的实施中,成为所述制动操作量在规定的制动操作量以下的制动器断开,抑制向所述起步离合器传递的所述发动机扭矩,并且,利用所述第二电动机扭矩产生所述驱动力,
在所述混合动力车辆借助由所述第二电动机扭矩产生的所述驱动力起步之后,所述控制器开始所述起步离合器的卡合。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器,通过在所述扭矩吸收控制的实施中,成为所述制动操作量在所述规定的制动操作量以下的制动器断开,抑制向所述起步离合器传递的所述发动机扭矩,并且,开始所述起步离合器的卡合,产生所述驱动力。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩变成在预定的上限扭矩以下。
4.如权利要求2或3所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
5.如权利要求1所述的混合动力车辆,其特征在于,
在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速器接通,并且,所述制动踏板的制动操作量在规定的制动操作量以下的制动器断开的情况下,所述控制器实施所述扭矩吸收控制,并且,开始所述起步离合器的卡合,产生所述驱动力。
6.如权利要求5所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩成为预定的上限扭矩以下。
7.如权利要求5或6所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
8.如权利要求1所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩成为预定的上限扭矩以下。
9.如权利要求1或8所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
10.如权利要求5所述的混合动力车辆,其特征在于,
配备有第二电动机,所述第二电动机能够输出第二电动机扭矩并且传递给所述驱动轮,产生所述驱动力,
在所述起步离合器释放,并且,成为所述加速器接通,并且,所述制动器断开的情况下,所述控制器实施所述扭矩吸收控制,并且,由所述第二电动机扭矩产生所述驱动力。
11.如权利要求10所述的混合动力车辆,其特征在于,在所述混合动力车辆利用由所述第二电动机扭矩产生的所述驱动力起步之后,所述控制器开始所述起步离合器的卡合。
12.如权利要求11所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器实施所述扭矩吸收控制,以使得用于所述第一电动机的驱动的所述发动机扭矩变成预定的上限扭矩以下。
13.如权利要求11或12所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述控制器通过所述起步离合器完全卡合,结束所述扭矩吸收控制。
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