CN110539746A - 混合动力车辆 - Google Patents

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CN110539746A
CN110539746A CN201910426502.3A CN201910426502A CN110539746A CN 110539746 A CN110539746 A CN 110539746A CN 201910426502 A CN201910426502 A CN 201910426502A CN 110539746 A CN110539746 A CN 110539746A
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speed
stepped
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土田康隆
木村考浩
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    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H2061/6604Special control features generally applicable to continuously variable gearings
    • F16H2061/6615Imitating a stepped transmissions
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    • F16H2200/0021Transmissions for multiple ratios specially adapted for electric vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明提供混合动力车辆,其在发动机起动时在使发动机的转速如有级变速那样上升时,一边抑制对驱动力的响应性的影响,一边抑制发动机噪音。在发动机起动时在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时,在车速V为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量这样的抑制条件成立的情况下,与所述抑制条件未成立的情况相比,从发动机起动开始到经过规定时间为止抑制发动机转速上升速率,因此,在发动机噪音容易成为问题的从停车到中车速程度为止的车辆状态下的发动机起动时抑制发动机噪音。此时,抑制发动机转速上升速率是在驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量时进行的,因此驾驶者不易感觉到加速不足感,即使抑制发动机功率而驱动力的响应性降低也不易成为问题。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及具备发动机和能够控制该发动机的转速的回转机械的混合动力车辆。
背景技术
众所周知一种混合动力车辆,其具备发动机、能够控制所述发动机的转速的回转机械、及能够进行使所述发动机的转速如有级变速那样变化的变速控制的控制装置。例如,专利文献1中记载的混合动力车辆即是如此。在该专利文献1中公开了:在能够进行无级变速的变速器中,进行使发动机转速如有级变速那样变化的变速控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-321392号公报
发明要解决的课题
另外,可以考虑到:例如在能够使发动机间断地动作的混合动力车辆中,安静性的要求高,因此,在从停车到中车速程度为止的车辆状态下的发动机起动时,发动机噪音容易成为问题。特别是在使发动机转速如有级变速那样变化的车辆的情况下,若与此时的挡位对应的目标发动机转速变高,则在发动机起动时导致发动机转速的急剧上升而发动机噪音容易变大,因此,在从停车到中车速程度为止的车辆状态下,该发动机噪音有可能成为问题。
发明内容
本发明以以上的情况为背景而做出,其目的在于提供一种混合动力车辆,在发动机起动时,在使发动机的转速如有级变速那样上升时,该混合动力车辆能够一边抑制对驱动力的响应性的影响,一边抑制发动机噪音。
用于解决课题的手段
第1发明的主旨在于,一种混合动力车辆,具备:(a)发动机;能够控制所述发动机的转速的回转机械;及能够进行使所述发动机的转速如有级变速那样变化的变速控制的控制装置,其中,(b)在起动所述发动机而使其从停止状态向运转状态转移时,所述控制装置进行所述回转机械的运转控制及所述发动机的输出控制,使所述发动机的转速上升,以便所述发动机的转速成为由所述变速控制确定的所述发动机向运转状态转移后的目标发动机转速,在使所述发动机的转速上升时,在车速为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量这样的抑制条件成立的情况下,与所述抑制条件未成立的情况相比,从所述发动机的起动开始到经过规定时间为止,抑制所述发动机的转速的上升速度。
另外,第2发明为,根据所述第1发明中记载的混合动力车辆,所述抑制条件还包括如下条件:不是起动所述控制装置的电源成为接通状态后的所述发动机的初次起动。
另外,第3发明为,根据所述第1发明或第2发明中记载的混合动力车辆,所述抑制条件还包括如下条件:不是在所述发动机从运转状态向停止状态转移中要求的所述发动机的起动。
另外,第4发明为,根据所述第1发明至第3发明中任一项所述的混合动力车辆,所述抑制条件还包括如下条件:所述发动机的冷却水的温度高于规定冷却水温。
另外,第5发明为,根据所述第1发明至第4发明中任一项所述的混合动力车辆,所述混合动力车辆还具备有级式自动变速器,其构成所述发动机与驱动轮之间的动力传递路径的一部分,并且通过多个卡合装置中的任意卡合装置的卡合而形成多个挡位中的任意挡位,所述抑制条件还包括如下条件:不是所述自动变速器的降挡中。
另外,第6发明为,根据所述第1发明至第4发明中任一项所述的混合动力车辆,所述混合动力车辆还具备:差动机构,其将所述发动机的动力向所述回转机械和用于将动力传递至驱动轮的传递构件分配;及第2回转机械,其与所述传递构件连结,与所述抑制条件未成立的情况相比,在所述抑制条件成立的情况下,所述控制装置通过抑制所述发动机的输出而抑制所述发动机的转速的上升速度,并且由所述第2回转机械的输出补偿抑制所述发动机的输出的量以便得到所需的驱动力。
另外,第7发明为,根据所述第6发明中记载的混合动力车辆,所述混合动力车辆还具备有级式自动变速器,其构成所述传递构件与所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分,并且通过多个卡合装置中的任意卡合装置的卡合而形成多个挡位中的任意挡位,所述抑制条件还包括如下条件:不是所述自动变速器的降挡中。
发明的效果
根据所述第1发明,在起动发动机而使其从停止状态向运转状态转移,并使发动机的转速上升,以便成为由使发动机的转速如有级变速那样变化的变速控制确定的发动机向运转状态转移后的目标发动机转速时,在车速为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量这样的抑制条件成立的情况下,与所述抑制条件未成立的情况相比,从发动机的起动开始到经过规定时间为止,抑制发动机的转速的上升速度,因此,在发动机噪音容易成为问题的从停车到中车速程度为止的车辆状态下的发动机起动时,抑制发动机噪音。此时,抑制发动机的转速的上升速度是在驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量时进行的,因此驾驶者不易感觉到加速不足感,由此,即使发动机的输出被抑制而驱动力的响应性降低,也不易成为问题。若换个角度来看,在驾驶者的输出要求量为规定输出要求量以上时不抑制发动机的转速的上升速度,因此,在驾驶者有加速意愿时,驱动力的响应性不易降低。由此,在发动机起动时,在使发动机的转速如有级变速那样上升时,能够一边抑制对驱动力的响应性的影响,一边抑制发动机噪音。
另外,根据所述第2发明,当抑制起动时的发动机的转速的上升速度时,空燃比从化学计量的空气量偏离而成为浓侧,有可能对排放(=来自发动机的排气)产生影响,对此,在净化来自发动机的排气的催化剂成为预热的状态的可能性高时、即不是发动机的初次起动时,抑制发动机的转速的上升速度,因此抑制对排放的影响。
另外,根据所述第3发明,在发动机从运转状态向停止状态转移中要求的发动机的起动急需发动机的输出时,若抑制发动机的转速的上升速度则容易产生加速的迟缓,对此,在不是这样发动机的起动时抑制发动机的转速的上升速度,因此抑制对驱动力的响应性的影响。
另外,根据所述第4发明,在发动机较冷时即在发动机的冷却水的温度低时,增加燃料喷射量,由此,若抑制起动时的发动机的转速的上升速度,则容易进一步成为浓侧,对此,在发动机的冷却水的温度高于规定冷却水温时抑制发动机的转速的上升速度,因此抑制对排放的影响。
另外,根据所述第5发明,在有级式自动变速器的变速控制中,在与对自动变速器的输入转矩、输入转速的变化配合的卡合装置的卡合定时进行降挡的情况下,若抑制发动机的转速的上升速度,则卡合装置的卡合定时难以匹配而有可能产生冲击,对此,在不是自动变速器的降挡中时抑制发动机的转速的上升速度,因此抑制由于卡合装置的卡合定时不匹配而导致的对驱动力的响应性的影响,另外抑制所述冲击。
另外,根据所述第6发明,在具备差动机构这样的混合动力车辆中,在发动机起动时,能够有一边抑制对驱动力的响应性的影响,一边抑制发动机噪音。另外,在通过抑制发动机的输出来抑制发动机的转速的上升速度时,由第2回转机械的输出补偿抑制发动机的输出的量以便得到所需的驱动力,因此在发动机噪音容易成为问题的车辆状态时,能够有一边满足所需的驱动力,一边抑制发动机噪音。
另外,根据所述第7发明,在串联具备差动机构和有级式自动变速器这样的混合动力车辆中,在不是自动变速器的降挡中时抑制发动机的转速的上升速度,因此抑制由于卡合装置的卡合定时不匹配而导致的对驱动力的响应性的影响,另外,抑制由于卡合装置的卡合定时不匹配而导致的冲击。
附图说明
图1是说明应用了本发明的混合动力车辆所具备的车辆用驱动装置的概略结构的图,并且是说明用于混合动力车辆中的各种控制的控制功能及控制系统的主要部分的图。
图2是说明图1所例示的机械式有级变速部的变速动作与在该变速动作中使用的卡合装置的动作的组合的关系的动作图表。
图3是表示电气式无级变速部和机械式有级变速部中的各旋转元件的转速的相对关系的共线图。
图4是说明对多个AT挡位分配多个模拟挡位的挡位分配表的一例的图。
图5是在与图3相同的共线图上例示有级变速部的AT挡位和复合变速器的模拟挡位的图。
图6是说明在多个模拟挡位的变速控制中使用的模拟挡位变速映射的一例的图。
图7是说明电子控制装置的控制动作的主要部分、即用于在发动机起动时在使发动机转速如有级变速那样上升时一边抑制对驱动力的响应性的影响一边抑制发动机噪音的控制动作的流程图。
附图标记说明
10:混合动力车辆
14:发动机
20:机械式有级变速部(有级式自动变速器)
28:驱动轮
30:中间传递构件(传递构件)
32:差动机构
90:电子控制装置(控制装置)
CB:卡合装置
MG1:第1回转机械(回转机械)
MG2:第2回转机械
具体实施方式
在本发明的实施方式中,所述自动变速器、将串联配设的所述差动机构与所述自动变速器组合而成的复合变速器等变速器的变速比是“输入侧的旋转构件的转速/输出侧的旋转构件的转速”。该变速比的高位侧是变速比小的一侧即高车速侧。变速比的低位侧是变速比大的一侧即低车速侧。例如,最低位侧变速比是作为车速最低侧的最低车速侧的变速比,是变速比成为最大的值的最大变速比。
以下,参照附图详细说明本发明的实施例。
【实施例】
图1是说明应用了本发明的混合动力车辆10所具备的车辆用驱动装置12的概略结构的图,并且是说明用于混合动力车辆10中的各种控制的控制系统的主要部分的图。在图1中,车辆用驱动装置12具备作为动力源发挥功能的发动机14、电气式无级变速部18及机械式有级变速部20等,电气式无级变速部18及机械式有级变速部20等在作为安装于车体的非旋转构件的变速箱16内串联配设在共用的轴心上。电气式无级变速部18直接或经由未图示的缓冲器等而间接地与发动机14连结。机械式有级变速部20与电气式无级变速部18的输出侧连结。另外,车辆用驱动装置12具备与作为机械式有级变速部20的输出旋转构件的输出轴22连结的差动齿轮装置24、与差动齿轮装置24连结的一对车轴26等。在车辆用驱动装置12中,从发动机14、后述的第2回转机械MG2输出的动力向机械式有级变速部20传递,从该机械式有级变速部20经由差动齿轮装置24等向混合动力车辆10所具备的驱动轮28传递。车辆用驱动装置12例如适合用于在混合动力车辆10中纵置的FR(=前置发动机·后驱动)型车辆。另外,以下,将混合动力车辆10称为车辆10,将变速箱16称为箱体16,将电气式无级变速部18称为无级变速部18,将机械式有级变速部20称为有级变速部20。另外,在不特别区分的情况下,动力与转矩、力同义。另外,无级变速部18、有级变速部20等构成为相对于所述共用的轴心大致对称,在图1中省略了该轴心的下半部分。所述共用的轴心是发动机14的曲轴、后述的连结轴34等的轴心。
发动机14是车辆10的行驶用的动力源,是汽油发动机、柴油发动机等公知的内燃机。该发动机14通过后述的电子控制装置90控制车辆10所具备的节流阀致动器、燃料喷射装置、点火装置等发动机控制装置50,由此控制发动机14的输出转矩即发动机转矩Te。在本实施例中,发动机14不经由变矩器、液力耦合器等流体式传动装置而与无级变速部18连结。来自发动机14的废气(=排气)通过发动机14的排气管流入车辆10所具备的催化剂,由该催化剂净化并向大气中排出。该催化剂设置在发动机14的排气管中,并含有对例如排气中的烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等进行净化的众所周知的三元催化剂而构成。
无级变速部18具备第1回转机械MG1、差动机构32和能够传递动力地与中间传递构件30连结的第2回转机械MG2,所述差动机构32作为动力分配机构,将发动机14的动力机械地分配到作为第1回转机械MG1及无级变速部18的输出旋转构件的中间传递构件30。无级变速部18是通过控制第1回转机械MG1的运转状态来控制差动机构32的差动状态的电气式无级变速器。第1回转机械MG1是能够控制发动机14的转速即发动机转速Ne的回转机械,相当于差动用回转机械,另外,第2回转机械MG2是作为动力源发挥功能的回转机械,相当于行驶驱动用回转机械。此外,控制第1回转机械MG1的运转状态是指进行第1回转机械MG1的运转控制。
第1回转机械MG1及第2回转机械MG2是具有作为电机(电动机)的功能和作为发电机(发电装置)的功能的旋转电力机械,是所谓的电动发电机。第1回转机械MG1和第2回转机械MG2分别经由车辆10所具备的逆变器52连接到车辆10所具备的作为蓄电装置的电池54,并且通过由后述的电子控制单元90控制逆变器52,从而控制第1回转机械MG1及第2回转机械MG2的各自的输出转矩即MG1转矩Tg及MG2转矩Tm。回转机械的输出转矩在作为加速侧的正转矩中为动力运行转矩,另外,在作为减速侧的负转矩中为再生转矩。电池54是对第1回转机械MG1和第2回转机械MG2中的每一个发送和接收电力的蓄电装置。
差动机构32由单小齿轮型的行星齿轮装置构成,具备太阳轮S0、行星架CA0及齿圈R0。发动机14经由连结轴34而能够传递动力地与行星架CA0连结,第1回转机械MG1能够传递动力地与太阳轮S0连结,第2回转机械MG2能够传递动力地与齿圈R0连结。在差动机构32中,行星架CA0作为输入元件发挥功能,太阳轮S0作为反作用力元件发挥功能,齿圈R0作为输出元件发挥功能。
有级变速部20是构成中间传递构件30与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的作为有级变速器的机械式变速机构,即是构成无级变速部18与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的机械式变速机构。中间传递构件30也作为有级变速部20的输入旋转构件发挥功能。由于第2回转机械MG2以一体旋转的方式与中间传递构件30连结,或者发动机14与无级变速部18的输入侧连结,因此有级变速部20是构成动力源(第2回转机械MG2或发动机14)与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的变速器。中间传递构件30是用于向驱动轮28传递动力源的动力的传递构件。有级变速部20例如是公知的行星齿轮式的自动变速器,具备:第1行星齿轮装置36及第2行星齿轮装置38这多组行星齿轮装置;及包括单向离合器F1在内的离合器C1、离合器C2、制动器B1、制动器B2这多个卡合装置。以下,在不特别区分的情况下,将离合器C1、离合器C2、制动器B1及制动器B2称为卡合装置CB。
卡合装置CB是由被液压致动器推压的多板式或单板式的离合器和制动器、由液压致动器拉紧的带制动器等构成的液压式的摩擦卡合装置。通过从车辆10所具备的液压控制电路56内的电磁阀SL1-SL4等分别输出的作为调压后的卡合装置CB的各卡合压的各卡合液压PRcb,使各自的转矩容量即卡合转矩Tcb变化,从而卡合装置CB分别切换卡合或释放等状态即动作状态。为了不使卡合装置CB滑动地在中间传递构件30与输出轴22之间传递例如被输入到有级变速部20的输入转矩即AT输入转矩Ti,需要得到了卡合装置CB的分担转矩的卡合转矩Tcb,该卡合装置CB的分担转矩是对于该AT输入转矩Ti,需要由卡合装置CB中的每一个承受的传递转矩的量。但是,在得到了传递转矩的量的卡合转矩Tcb中,即使增加卡合转矩Tcb,传递转矩也不增加。即,卡合转矩Tcb相当于卡合装置CB能够传递的最大的转矩,传递转矩相当于卡合装置CB实际传递的转矩。另外,不使卡合装置CB滑动,是指在卡合装置CB不产生转速差。另外,卡合转矩Tcb(或传递转矩)和卡合液压PRcb,除了例如供给卡合装置CB的压紧所需的卡合液压PRcb的区域外,大致成比例关系。
有级变速部20的第1行星齿轮装置36及第2行星齿轮装置38的各旋转元件直接或者经由卡合装置CB、单向离合器F1而间接地局部相互连结,或者与中间传递构件30、箱体16或输出轴22连结。第1行星齿轮装置36的各旋转元件是太阳轮S1、行星架CA1、齿圈R1,第2行星齿轮装置38的各旋转元件是太阳轮S2、行星架CA2、齿圈R2。
有级变速部20是有级式自动变速器,通过作为多个卡合装置中的任意卡合装置的例如规定的卡合装置的卡合,形成变速比(也称为齿轮比)γat(=AT输入转速Ni/输出转速No)不同的多个变速挡(也称为挡位)中的任意挡位。即,有级变速部20是通过使多个卡合装置中的任意卡合装置卡合来切换挡位的有级式自动变速器。切换有级变速部20的挡位是指执行有级变速部20的变速。在本实施例中,将由有级变速部20形成的挡位称为AT挡位。AT输入转速Ni是有级变速部20的输入旋转构件的转速即有级变速部20的输入转速,AT输入转速Ni与中间传递构件30的转速是相同的值,另外,与第2回转机械MG2的转速即MG2转速Nm是相同的值。AT输入转速Ni能够以MG2转速Nm表示。输出转速No是有级变速部20的输出转速即输出轴22的转速,也是将无级变速部18和有级变速部20组合而成的整体的变速器即复合变速器40的输出转速。复合变速器40是构成发动机14与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的变速器。
有级变速部20例如如图2的卡合动作表所示,作为多个AT挡位,形成有AT1级挡位(图中的“1st”)-AT4级挡位(图中的“4th”)的4挡前进用的AT挡位。AT1级挡位的变速比γat最大,越是高位侧的AT挡位,变速比γat越小。图2的卡合动作表是将各AT挡位与多个卡合装置的各动作状态的关系汇总而成的。即,图2的卡合动作表是将各AT挡位与在各AT挡位中分别卡合的卡合装置即规定的卡合装置的关系汇总而成的。在图2中,“○”表示卡合,“△”表示在发动机制动时或有级变速部20的滑行降挡时卡合,空栏表示释放。由于在使AT1级挡位成立的制动器B2并联地设置有单向离合器F1,因此在起步时或加速时不需要使制动器B2卡合。有级变速部20的滑行降挡是例如基于加速器关闭的减速行驶中判断的降挡,在该加速器关闭中,加速器开度θacc为零或大致为零。另外,通过多个卡合装置均被释放,有级变速部20成为不形成任何AT挡位的空挡状态即切断动力传递的空挡状态。单向离合器F1是自动地切换动作状态的离合器,因此若卡合装置CB均被释放则有级变速部20成为空档状态。另外,判断降挡是指要求降挡。
有级变速部20通过后述的电子控制装置90,根据司机(即驾驶员)的加速操作、车速V等,控制形成变速前的AT挡位的规定的卡合装置中的释放侧卡合装置的释放和形成变速后的AT挡位的规定的卡合装置中的卡合侧卡合装置的卡合,从而切换为要形成的AT挡位,即选择性地形成多个AT挡位。即,在有级变速部20的变速控制中,例如通过卡合装置CB中的任一个的抓换(日文:掴み換え)来执行变速,即通过卡合装置CB的卡合和释放的切换来执行变速,即执行所谓的离合器-离合器变速。例如,在从AT2级挡位向AT1级挡位的降挡中,如图2的卡合动作表所示,作为释放侧卡合装置的制动器B1被释放,并且使作为卡合侧卡合装置的制动器B2卡合。此时,对制动器B1的释放过渡液压、制动器B2的卡合过渡液压进行调压控制。释放侧卡合装置是卡合装置CB中的与有级变速部20的变速相关的卡合装置,是控制为在有级变速部20的变速过渡中朝向释放的卡合装置。卡合侧卡合装置是卡合装置CB中的与有级变速部20的变速相关的卡合装置,是控制为在有级变速部20的变速过渡中朝向卡合的卡合装置。另外,2→1降挡也可以通过作为与2→1降挡相关的释放侧卡合装置的制动器B1的释放使单向离合器F1自动地卡合而执行。在本实施例中,例如将从AT2级挡位向AT1级挡位的降挡表示为2→1降挡。对于其他的升挡、降挡也是同样的。
图3是表示无级变速部18和有级变速部20中的各旋转元件的转速的相对关系的共线图。在图3中,与构成无级变速部18的差动机构32的3个旋转元件对应的3条纵线Y1、Y2、Y3从左侧起依次是表示与第2旋转元件RE2对应的太阳轮S0的转速的g轴、表示与第1旋转元件RE1对应的行星架CA0的转速的e轴、表示与第3旋转元件RE3对应的齿圈R0的转速(即有级变速部20的输入转速)的m轴。另外,有级变速部20的4条纵线Y4、Y5、Y6、Y7从左侧起依次分别是表示与第4旋转元件RE4对应的太阳轮S2的转速、与第5旋转元件RE5对应的相互连结的齿圈R1及行星架CA2的转速(即输出轴22的转速)、与第6旋转元件R36对应的相互连结的行星架CA1及齿圈R2的转速、与第7旋转元件RE7对应的太阳轮S1的转速的轴。纵线Y1、Y2、Y3的相互的间隔根据差动机构32的齿轮比(也称为传动比)ρ0来确定。另外,纵线Y4、Y5、Y6、Y7的相互的间隔根据第1、第2行星齿轮装置36、38的各齿轮比ρ1、ρ2来确定。在共线图的纵轴间的关系中,当太阳轮与行星架之间成为对应于“1”的间隔时,行星架与齿圈之间成为与行星齿轮装置的齿轮比ρ(=太阳轮的齿数Zs/齿圈的齿数Zr)对应的间隔。
若使用图3的共线图表现,则构成为:在无级变速部18的差动机构32中,发动机14(参照图中的“ENG”)与第1旋转元件RE1连结,第1回转机械MG1(参照图中的“MG1”)与第2旋转元件RE2连结,第2回转机械MG2(参照图中的“MG2”)与和中间传递构件30一体旋转的第3旋转元件RE3连结,将发动机14的旋转经由中间传递构件30向有级变速部20传递。在无级变速部18中,通过横穿纵线Y2的各直线L0、L0R,表示太阳轮S0的转速与齿圈R0的转速的关系。
另外,在有级变速部20中,第4旋转元件RE4经由离合器C1选择性地与中间传递构件30连结,第5旋转元件RE5与输出轴22连结,第6旋转元件RE6经由离合器C2选择性地与中间传递构件30连结并且经由制动器B2选择性地与箱体16连结,第7旋转元件RE7经由制动器B1选择性地与箱体16连结。在有级变速部20中,通过卡合装置CB的卡合释放控制,通过横穿纵线Y5的各直线L1、L2、L3、L4、LR,表示输出轴22中的“1st”、“2nd”、“3rd”、“4th”、“Rev”的各转速。
图3中的实线所示的直线L0及直线L1、L2、L3、L4表示在能够至少以发动机14为动力源而行驶的混合动力行驶的混合动力行驶模式下的前进行驶中的各旋转元件的相对速度。在该混合动力行驶模式下,在差动机构32中,相对于要输入到行星架CA0的发动机转矩Te,当基于第1回转机械MG1的作为负转矩的反作用力转矩在正旋转中输入到太阳轮S0时,在齿圈R0中出现在正旋转中成为正转矩的发动机直接转矩Td(=Te/(1+ρ0)=-(1/ρ0)×Tg)。然后,根据要求驱动力,发动机直接转矩Td与MG2转矩Tm的合计转矩作为车辆10的前进方向的驱动转矩,经由形成有AT1级挡位-AT4级挡位中的任一个AT挡位的有级变速部20向驱动轮28传递。此时,第1回转机械MG1作为在正旋转中产生负转矩的发电机发挥功能。第1回转机械MG1的发电电力Wg向电池54充电,或者由第2回转机械MG2消耗。第2回转机械MG2使用发电电力Wg的全部或一部分,或者除发电电力Wg以外,还使用来自电池54的电力,输出MG2转矩Tm。
在图3中虽未图示,但在能够使发动机14停止并且以第2回转机械MG2为动力源行驶的电动机行驶的电动机行驶模式下的共线图中,在差动机构32中,行星架CA0成为零旋转,在正旋转中成为正转矩的MG2转矩Tm被输入到齿圈R0。此时,与太阳轮S0连结的第1回转机械MG1成为无负载状态,在负旋转中空转。即,在电动机行驶模式下,发动机14未被驱动,发动机转速Ne为零,MG2转矩Tm作为车辆10的前进方向的驱动转矩,经由形成有AT1级挡位-AT4级挡位中的任一个AT挡位的有级变速部20向驱动轮28传递。在此的MG2转矩Tm是正旋转的动力运行转矩。
图3中的虚线所示的直线L0R及直线LR表示电动机行驶模式下的后退行驶中的各旋转元件的相对速度。在该电动机行驶模式下的后退行驶中,在负旋转中成为负转矩的MG2转矩Tm被输入到齿圈R0,该MG2转矩Tm作为车辆10的后退方向的驱动转矩,经由形成有AT1级挡位的有级变速部20向驱动轮28传递。在车辆10中,通过后述的电子控制装置90,在形成有多个AT挡位中的前进用的低位侧的AT挡位即例如AT1级挡位的状态下,使与前进行驶时的前进用的MG2转矩Tm正负相反的后退用的MG2转矩Tm从第2回转机械MG2输出,由此能够进行后退行驶。在此,前进用的MG2转矩Tm是成为正旋转的正转矩的动力运行转矩,后退用的MG2转矩Tm是成为负旋转的负转矩的动力运行转矩。这样,在车辆10中,通过使用前进用的AT挡位并使MG2转矩Tm的正负反转,从而进行后退行驶。使用前进用的AT挡位是指使用与进行前进行驶时相同的AT挡位。另外,在混合动力行驶模式下,也能够如直线L0R那样使第2回转机械MG2为负旋转,因此能够与电动机行驶模式同样地进行后退行驶。
在车辆用驱动装置12中,具备差动机构32,该差动机构32具有能够传递动力地与发动机14连结的作为第1旋转元件RE1的行星架CA0、能够传递动力地与第1回转机械MG1连结的作为第2旋转元件RE2的太阳轮S0及与中间传递构件30连结的作为第3旋转元件RE3的齿圈R0这3个旋转元件,由此构成作为电气式变速机构的无级变速部18,该无级变速部18通过控制第1回转机械MG1的运转状态来控制差动机构32的差动状态。若换个角度来看,与中间传递构件30连结的第3旋转元件RE3是能够传递动力地与第2回转机械MG2连结的第3旋转元件RE3。即,在车辆用驱动装置12中,具有能够传递动力地与发动机14连结的差动机构32和能够传递动力地与差动机构32连结的第1回转机械MG1,构成通过控制第1回转机械MG1的运转状态来控制差动机构32的差动状态的无级变速部18。无级变速部18作为使变速比γ0(=Ne/Nm)变化的电力无级变速器而动作,该变速比γ0为发动机转速Ne与MG2转速Nm之比的值,该发动机转速Ne是与作为输入旋转构件的连结轴34的转速相同的值,MG2转速Nm是作为输出旋转构件的中间传递构件30的转速。
例如,在混合动力行驶模式下,当通过在有级变速部20形成AT挡位,而相对于由驱动轮28的旋转限制的齿圈R0的转速,对第1回转机械MG1的转速进行控制,由此在太阳轮S0的转速上升或下降时,行星架CA0的转速即发动机转速Ne上升或下降。因此,在混合动力行驶中,能够使发动机14在效率良好的运转点动作。即,利用形成有AT挡位的有级变速部20和作为无级变速器而动作的无级变速部18,能够构成作为无级变速部18和有级变速部20串联配置而成的复合变速器40整体的无级变速器。
或者,也能够使无级变速部18如有级变速器那样变速,因此利用形成有AT挡位的有级变速部20和如有级变速器那样变速的无级变速部18,能够使复合变速器40作为整体如有级变速器那样变速。即,在复合变速器40中,能够以使表示发动机转速Ne相对于输出转速No的比值的变速比γt(=Ne/No)不同的多个挡位选择性地成立的方式,对有级变速部20和无级变速部18进行控制。在本实施例中,将在复合变速器40中成立的挡位称为模拟挡位。变速比γt是由串联配置的无级变速部18与有级变速部20形成的总变速比,是将无级变速部18的变速比γ0与有级变速部20的变速比γat相乘而得到的值(γt=γ0×γat)。
例如以如下方式分配模拟挡位:通过有级变速部20的各AT挡位与1种或多种无级变速部18的变速比γ0的组合,从而对有级变速部20的各AT挡位分别成立1种或多种模拟挡位。例如,图4是挡位分配表的一例。在图4中,预先确定为:相对于AT1级挡位,模拟1级挡位-模拟3级挡位成立,相对于AT2级挡位,模拟4级挡位-模拟6级挡位成立,相对于AT3级挡位,模拟7级挡位-模拟9级挡位成立,相对于AT4级挡位,模拟10级挡位成立。
图5是在与图3相同的共线图上例示有级变速部20的AT挡位和复合变速器40的模拟挡位的图。在图5中,实线例示在有级变速部20为AT2级挡位时,模拟4级挡位-模拟6级挡位成立的情况。在复合变速器40中,通过以成为相对于输出转速No实现规定的变速比γt的发动机转速Ne的方式对无级变速部18进行控制,从而在某AT挡位使不同的模拟挡位成立。另外,虚线例示在有级变速部20为AT3级挡位时,模拟7级挡位成立的情况。在复合变速器40中,配合AT挡位的切换而对无级变速部18进行控制,由此切换模拟挡位。
返回图1,车辆10具备换挡杆58。换挡杆58是由驾驶者向多个操作位置POSsh中的任一操作位置操作的换挡操作构件。操作位置POSsh是换挡杆58的操作位置,例如包括P、R、N、D操作位置。
P操作位置是复合变速器40成为空档状态且机械地阻止输出轴22的旋转的、选择复合变速器40的驻车位置(=P位置)的驻车操作位置。复合变速器40的空档状态例如通过如下方式实现:通过第1回转机械MG1在无负载状态下空转而不取得相对于发动机转矩Te的反力转矩,由此使无级变速部18成为无法传递发动机转矩Te的状态,并且第2回转机械MG2在无负载状态下空转而切断复合变速器40中的动力传递。输出轴22的旋转被阻止的状态是输出轴22被固定为无法旋转的状态。输出轴22被车辆10所具备的驻车锁定机构60固定为无法旋转。
R操作位置是在有级变速部20的AT1级挡位形成的状态下利用后退用的MG2转矩Tm而能够进行车辆10的后退行驶的、选择复合变速器40的后退行驶位置(=R位置)的后退行驶操作位置。N操作位置是复合变速器40成为空档状态的、选择复合变速器40的空档位置(=N位置)的空档操作位置。D操作位置例如是使用模拟1级挡位-模拟10级挡位的全部的模拟挡位来执行自动变速控制从而能够进行前进行驶的、选择复合变速器40的前进行驶位置(=D位置)的前进行驶操作位置。在操作位置POSsh处于D操作位置时,例如根据后述的模拟挡位变速映射那样的变速映射而成立使复合变速器40自动变速的自动变速模式。
驻车锁定机构60具备驻车锁定齿轮62、驻车锁定爪64、切换构件66等。驻车锁定齿轮62是设置为与输出轴22一体旋转的构件。驻车锁定爪64具有与驻车锁定齿轮62的齿轮齿啮合的爪部,并且是能够与驻车锁定齿轮62啮合的构件。切换构件66具备通过向驻车锁定爪64侧移动而使驻车锁定爪64与驻车锁定齿轮62啮合的凸轮、在一端部支承所述凸轮的驻车杆等。
当换挡杆58向P操作位置操作时,经由将换挡杆58与所述驻车杆的另一端部机械地连结的车辆10所具备的连杆、线缆等连结机构,或者由后述的电子控制装置90控制使所述驻车杆移动的车辆10所具备的致动器而使切换构件66动作,以便所述凸轮向驻车锁定爪64侧施力。由此,驻车锁定爪64向驻车锁定齿轮62侧移动。当驻车锁定爪64移动到与驻车锁定齿轮62啮合的位置时,输出轴22与驻车锁定齿轮62一起被固定为无法旋转,与输出轴22连动而旋转的驱动轮28被固定为无法旋转。
另外,车辆10具备发动机14、无级变速部18、及作为包括与有级变速部20等的控制相关的车辆10的控制装置的控制器的电子控制装置90。由此,图1是表示电子控制装置90的输入输出系统的图,另外,是说明由电子控制装置90控制的控制功能的主要部分功能框线图。电子控制装置90构成为具备包括例如CPU、RAM、ROM、输入输出接口等的所谓微型计算机,CPU通过一边利用RAM的临时存储功能一边按照预先存储于ROM的程序进行信号处理来执行车辆10的各种控制。电子控制装置90构成为:根据需要分为发动机控制用、变速控制用等。
对电子控制装置90分别供给基于由车辆10所具备的各种传感器等(例如发动机转速传感器70、MG1转速传感器72、MG2转速传感器74、输出转速传感器76、加速器开度传感器78、节流阀开度传感器80、制动器开关82、换挡位置传感器84、发动机水温传感器85、电池传感器86、油温传感器88等)检测的检测值的各种信号等(例如发动机转速Ne、第1回转机械MG1的转速即MG1转速Ng、AT输入转速Ni即MG2旋转速度Nm、与车速V对应的输出转速No、表示驾驶者的加速操作的大小的作为驾驶者的加速操作量的加速器开度θacc、电子节流阀的开度即节流阀开度θth、表示驾驶者正在操作用于使车轮制动器动作的制动器踏板的状态的信号即制动器接通Bon、操作位置POSsh、发动机14的冷却水的温度即发动机冷却水温THeng、电池54的电池温度THbat、电池充放电电流Ibat、电池电压Vbat、向卡合装置CB的液压致动器供给的动作油的温度即动作油温THoil等)。
表示驾驶者的加速操作的大小的驾驶者的加速操作量例如是加速器踏板等加速器操作构件的操作量即加速器操作量,是驾驶者对车辆10的输出要求量。作为驾驶者的输出要求量,除加速器开度θacc以外,还能够使用节流阀开度θth等。
另外,从电子控制装置90对车辆10所具备的各装置(例如发动机控制装置50、逆变器52、液压控制电路56等)分别输出各种指令信号(例如用于控制发动机14的发动机控制指令信号Se、用于控制第1回转机械MG1及第2回转机械MG2的旋转控制指令信号Smg、用于控制卡合装置CB的动作状态的液压控制指令信号Sat等)。该液压控制指令信号Sat也是用于控制有级变速部20的变速的液压控制指令信号,例如是用于驱动各电磁阀SL1-SL4等的指令信号,该磁阀SL1-SL4对向卡合装置CB中的每一个的液压致动器供给的各卡合液压PRcb进行调压。电子控制装置90设定用于得到卡合装置CB的目标卡合转矩Tcb的、与向各液压致动器供给的各卡合液压PRcb的值对应的液压指示值,向液压控制电路56输出与该液压指示值对应的驱动电流或驱动电压。
电子控制装置90例如基于电池充放电电流Ibat及电池电压Vbat等来计算作为表示电池54的充电状态的值的充电状态值SOC[%]。此外,电子控制装置90例如基于电池温度THbat和电池54的充电状态值SOC来计算规定电池功率Pbat的可使用范围的可充放电电力Win、Wout,该电池功率Pbat是电池54的功率。可充放电电力Win、Wout是规定电池54的输入电力的限制的作为可输入电力的可充电电力Win及规定电池54的输出电力的限制的作为可输出电力的可放电电力Wout。例如在电池温度THbat低于常用区域的低温区域,电池温度THbat越低,可充放电电力Win、Wout越小,另外,在电池温度THbat高于常用区域的高温区域,电池温度THbat越高,可充放电电力Win、Wout越小。另外,例如在充电状态值SOC高的区域,充电状态值SOC越高,可充电电力Win越小。另外,例如在充电状态值SOC低的区域,充电状态值SOC越低,可放电电力Wout越小。
为了实现车辆10中的各种控制,电子控制装置90具备AT变速控制单元即AT变速控制部92及混合动力控制单元即混合动力控制部94。
AT变速控制部92使用作为预先实验或设计地求出并存储的关系的预先确定的关系即例如AT挡位变速映射来进行有级变速部20的变速判断,根据需要执行有级变速部20的变速控制。AT变速控制部92在该有级变速部20的变速控制中,将液压控制指令信号Sat向液压控制电路56输出,以便自动地切换有级变速部20的AT挡位,液压控制指令信号Sat用于通过电磁阀SL1-SL4切换卡合装置CB的卡合释放状态。例如在以输出转速No和加速器开度θacc为变量的二维坐标上,所述AT挡位变速映射是具有用于判断有级变速部20的变速的变速线的规定的关系。在此,也可以使用车速V等来代替输出转速No,另外,也可以使用要求驱动转矩Tdem、节流阀开度θth等来代替加速器开度θacc。所述AT挡位变速映射中的各变速线是用于判断升挡的升挡线及用于判断降挡的降挡线。该各变速线用于判断在表示某加速器开度θacc的线上输出转速No是否横穿了线、或者在表示某输出转速No的线上加速器开度θacc是否横穿了线、即是否横穿了变速线上的应执行变速的值即变速点,该各变速线作为该变速点的连续而预先确定。
混合动力控制部94包括作为控制发动机14的动作的发动机控制单元即发动机控制部的功能、及作为经由逆变器52控制第1回转机械MG1和第2回转机械MG2的动作的回转机械控制单元即回转机械控制部的功能,并且通过所述控制功能执行由发动机14、第1回转机械MG1及第2回转机械MG2进行的混合动力驱动控制等。混合动力控制部94通过将加速器开度θacc及车速V应用于预先确定的关系即例如驱动力映射来计算要求驱动功率Pdem。若换个角度来看,该要求驱动功率Pdem是此时的车速V中的要求驱动转矩Tdem。考虑到电池54的可充放电电力Win、Wout等,混合动力控制部94输出控制发动机14的指令信号即发动机控制指令信号Se和控制第1回转机械MG1及第2回转机械MG2的指令信号即回转机械控制指令信号Smg,以实现要求驱动功率Pdem。发动机控制指令信号Se例如是发动机功率Pe的指令值,该发动机功率Pe是输出此时的发动机转速Ne中的发动机转矩Te的发动机14的功率。回转机械控制指令信号Smg例如是第1回转机械MG1的发电电力Wg的指令值,该第1回转机械MG1输出作为发动机转矩Te的反作用力转矩的指令输出时的MG1转速Ng中的MG1转矩Tg,另外,回转机械控制指令信号Smg是第2回转机械MG2的消耗电力Wm的指令值,该第2回转机械MG2输出指令输出时的MG2转速Nm中的MG2转矩Tm。
例如在使无级变速部18作为无级变速器动作并且使复合变速器40作为整体如无级变速器那样动作的情况下,考虑到发动机最佳燃耗效率等,为了成为得到实现要求驱动功率Pdem的发动机功率Pe的发动机转速Ne和发动机转矩Te,混合动力控制部94通过控制发动机14并且控制第1回转机械MG1的发电电力Wg,从而执行无级变速部18的无级变速控制而使无级变速部18的变速比γ0变化。作为该控制的结果,作为无级变速器动作的情况的复合变速器40的变速比γt被控制。
例如在使无级变速部18如有级变速器那样变速而使复合变速器40作为整体如有级变速器那样变速的情况下,混合动力控制部94使用预先确定的关系即例如模拟挡位变速映射来进行复合变速器40的变速判断,与由AT变速控制部92进行的有级变速部20的AT挡位的变速控制协调,执行无级变速部18的变速控制,以使多个模拟挡位选择性地成立。通过根据输出转速No并由第1回转机械MG1控制发动机转速Ne,以便能够维持各自的变速比γt,从而能够成立多个模拟挡位。各模拟挡位的变速比γt在输出转速No的整个区域无需为恒定值,也可以在规定区域变化,还可以根据各部的转速的上限或下限等来施加限制。这样,混合动力控制部94能够进行使发动机转速Ne如有级变速那样变化的变速控制。
在所述模拟挡位变速映射中,与AT挡位变速映射同样地,将输出转速No及加速器开度θacc作为参数而预先确定。图6是模拟挡位变速映射的一例,实线是升挡线,虚线是降挡线。通过按照模拟挡位变速映射来切换模拟挡位,作为无级变速部18和有级变速部20串联配置而成的复合变速器40整体,能够得到与有级变速器相同的变速感觉。在复合变速器40作为整体如有级变速器那样进行变速的模拟有级变速控制中,例如在由驾驶员选择了运动行驶模式等重视行驶性能的行驶模式的情况下或要求驱动转矩Tdem比较大的情况下,既可以是,仅优先执行复合变速器40作为整体而作为无级变速器动作的无级变速控制,也可以是,除了规定的执行限制时以外,基本上执行模拟有级变速控制。
协调地执行由混合动力控制部94进行的模拟有级变速控制和由AT变速控制部92进行的有级变速部20的变速控制。在本实施例中,对AT1级挡位-AT4级挡位这4种AT挡位分配模拟1级挡位-模拟10级挡位这10种模拟挡位。因此,以在与模拟挡位的变速时刻相同的时刻进行AT挡位的变速的方式确定AT挡位变速映射。具体而言,图6中的模拟挡位的“3→4”、“6→7”、“9→10”的各升挡线与AT挡位变速映射的“1→2”、“2→3”、“3→4”的各升挡线一致(参照图6中记载的“AT1→2”等)。另外,图6中的模拟挡位的“3←4”、“6←7”、“9←10”的各降挡线与AT挡位变速映射的“1←2”、“2←3”、“3←4”的各降挡线一致(参照图6中记载的“AT1←2”等)。或者,也可以基于利用图6的模拟挡位变速映射的模拟挡位的变速判断,对AT变速控制部92输出AT挡位的变速指令。这样,在有级变速部20的升挡时,进行复合变速器40整体的升挡,另一方面,在有级变速部20降挡时,进行复合变速器40整体的降挡。AT变速控制部92在切换模拟挡位时进行有级变速部20的AT挡位的切换。由于在与模拟挡位的变速时刻相同的时刻进行AT挡位的变速,因此,伴随发动机转速Ne的变化而进行有级变速部20的变速,即使存在伴随该有级变速部20的变速的冲击,也不易给驾驶员带来不适感。
混合动力控制部94根据行驶状态选择性地使电动机行驶模式或混合动力行驶模式成立而作为行驶模式。例如,在要求驱动功率Pdem位于比预先确定的阈值小的电动机行驶区域的情况下,混合动力控制部94使电动机行驶模式成立,另一方面,在要求驱动功率Pdem位于成为预先确定的阈值以上的混合动力行驶区域的情况下,使混合动力行驶模式成立。另外,即使在要求驱动功率Pdem位于电动机行驶区域时,在电池54的充电状态值SOC小于预先确定的发动机起动阈值的情况下,混合动力控制部94也使混合动力行驶模式成立。电动机行驶模式是在使发动机14停止的状态下通过第2回转机械MG2产生驱动转矩而行驶的行驶状态。混合动力行驶模式是在使发动机14运转的状态下行驶的行驶状态。所述发动机起动阈值是用于判断强制起动发动机14而需要对电池54进行充电的充电状态值SOC的预先确定的阈值。
在此,详细叙述起动处于停止状态的发动机14而使其向运转状态转移时的控制,所述停止状态是指发动机14停止的状态,所述运转状态是指发动机14运转的状态。在发动机14的运转停止时,在车辆状态从电动机行驶区域向混合动力行驶区域转换的情况下,或者在充电状态值SOC低于发动机起动阈值的情况下,混合动力控制部94使混合动力行驶模式成立而起动发动机14。混合动力控制部94在起动发动机14时,一边利用第1回转机械MG1使发动机转速Ne上升,一边通过在发动机转速Ne成为能够点火的规定转速以上时进行点火而起动发动机14。即,混合动力控制部94通过利用第1回转机械MG1使发动机14起转来起动发动机14。在发动机14完全燃烧(日文:完爆)而能够独立运转后,混合动力控制部94进行发动机14的输出控制,并且进行第1回转机械MG1的运转控制,所述发动机14的输出控制是指输出发动机功率Pe的指令值以使发动机转速Ne朝向发动机转速Ne的目标值即目标发动机转速Netgt上升,所述第1回转机械MG1的运转控制是指利用第1回转机械MG1控制发动机转速Ne,以便成为目标发动机转速Netgt。这样,混合动力控制部94在起动发动机14而使其从停止状态向运转状态转移时,进行第1回转机械MG1的运转控制及发动机14的输出控制,使发动机转速Ne上升,以便发动机转速Ne成为发动机14向运转状态转移后的目标发动机转速Netgt。此外,在发动机14的完全燃烧后使发动机转速Ne朝向目标发动机转速Netgt上升的控制也是伴随发动机起动的一系列的控制,因此,在本实施例中,将起动发动机14而使其从停止状态向运转状态转移时的控制、即从开始发动机14的起动到使发动机转速Ne朝向目标发动机转速Netgt上升为止的控制设为发动机起动时的控制。
作为目标发动机转速Netgt,设定有相对于输出转速No实现复合变速器40的变速比γt的发动机转速Ne。在执行复合变速器40的模拟有级变速控制的情况下,根据模拟挡位变速映射来决定复合变速器40的模拟挡位,因此为了使该模拟挡位成立而容易使目标发动机转速Netgt变高。若目标发动机转速Netgt高,则发动机转速Ne有可能急剧上升,由于发动机音急剧变高而容易感觉到发动机噪音。若发动机转速Ne不急剧上升,则抑制发动机噪音,但由于发动机转速Ne缓慢上升而抑制实际的发动机功率Pe的增大,使驱动力的响应性降低。因此,在本实施例中,在发动机起动时,在使发动机转速Ne朝向由模拟有级变速控制确定的目标发动机转速Netgt上升时,发动机噪音容易成为问题,但在即使驱动力的响应性降低也不易成为问题的状况下,与不在这样的状况下时相比,抑制使发动机转速Ne朝向目标发动机转速Netgt上升时的发动机转速Ne的上升速度。发动机转速Ne的上升速度为使发动机转速Ne上升时的发动机转速Ne的变化速度(=发动机旋转变化率)dNe/dt,在本实施例中称为发动机转速上升速率。
在发动机起动时,在使发动机转速Ne朝向由模拟有级变速控制确定的目标发动机转速Netgt上升时,在从停车到中车速程度为止的车辆状态下的发动机起动时,发动机噪音容易成为问题。另一方面,当驾驶者的输出要求量低时,驾驶者不易感觉到加速不足感,因此即使驱动力的响应性降低也不易成为问题。若换个角度来看,驾驶者的输出要求量增大时是指驾驶者有驱动力的增大要求时,是指驾驶者有加速意愿时,因此若抑制发动机转速上升速率,则无法产生要求的发动机功率Pe,驱动力的响应性容易降低。因此,在车速V为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量时,抑制发动机转速上升速率是恰当的。所述规定车速例如是用于判定在发动机起动时发动机噪音容易成为问题的从停车到中车速程度为止的车辆状态的预先确定的上限车速。所述规定输出要求量例如是用于判定在发动机起动时即使驱动力的响应性降低也不易成为问题的低输出要求量的预先确定的上限的输出要求量。在使用加速器开度θacc作为输出要求量的情况下,该规定输出要求量为规定加速器开度。
混合动力控制部94在起动发动机14而使发动机转速Ne朝向由模拟有级变速控制确定的目标发动机转速Netgt上升时、即在发动机起动时,在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时,在车速V为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量这样的抑制条件成立情况下,与所述抑制条件未成立的情况相比,在从发动机14的起动开始到经过规定时间为止,抑制发动机转速上升速率。所述规定时间例如是在为了在发动机起动时抑制发动机噪音而抑制发动机转速上升速率方面恰当的预先确定的时间。因此,在发动机14的起动开始后规定时间以内这样的条件也是所述抑制条件中的一个条件。
对作为所述抑制条件而恰当地选取的其他条件进行说明。例如,在以起动时的发动机转速Ne按规定的发动机转速上升速率上升为前提来控制发动机14的情况下,若抑制起动时的发动机转速上升速率,则空燃比(=A/F)从化学计量的空气量偏移而成为浓侧,有可能对排放产生影响。因此,在催化剂为预热的状态时,抑制发动机转速上升速率是恰当的。在发动机14的初次起动后,到催化剂的预热完成为止,基本上发动机14维持运转状态,因此在使发动机14间断地运转时的起动时、即在不是发动机14的初次起动时,催化剂成为预热的状态的可能性高。因此,在不是发动机14的初次起动时,抑制发动机转速上升速率是恰当的。因此,所述抑制条件也可以进一步包括不是启动电子控制装置90的电源成为接通状态后的发动机14的初次起动这样的条件。启动电子控制装置90的电源成为接通状态后例如是指在点火开关成为接通状态后、投入用于启动关于车辆10的行驶的系统的电源后等。
另外,在发动机14较冷时,即在发动机冷却水温THeng低时燃料喷射量增加,因此,若抑制起动时的发动机转速上升速率,则容易进一步成为浓侧,有可能对排放产生影响。因此,在发动机冷却水温Theng高于规定冷却水温时,抑制发动机转速上升速率是恰当的。因此,所述抑制条件也可以进一步包括发动机冷却水温Theng高于规定冷却水温这样的条件。所述规定冷却水温例如是用于判定无需为了发动机14的预热而增加燃料喷射量的发动机冷却水温THeng的预先确定的下限发动机冷却水温。
另外,在发动机14从运转状态向停止状态转移中要求的发动机14的起动是在即使将发动机14向停止状态转移的过渡中也急需发动机14的输出例如发动机功率Pe时进行的,因此,若抑制发动机转速上升速率,则无法产生所需的发动机功率Pe,容易产生加速的迟缓。因此,在不是发动机14从运转状态向停止状态转移中要求的发动机14的起动时、即在不是发动机停止处理中的发动机14的起动时,抑制发动机转速上升速率是恰当的。因此,所述抑制条件也可以进一步包括不是发动机停止处理中的发动机14的起动这样的条件。
另外,在有级变速部20的变速控制中,在与对有级变速部20的输入转矩、AT输入转速Ni的变化配合的卡合装置CB的卡合定时进行降挡的情况下,例如在预读发动机功率Pe、AT输入转速Ni的变化而执行有级变速部20的变速中的液压控制的情况下,若抑制发动机转速上升速率,则卡合装置CB的卡合定时难以匹配而有可能产生冲击。因此,在不是有级变速部20的降挡中时、即在不是AT降挡中时,抑制发动机转速上升速率是恰当的。因此,所述抑制条件也可以进一步包括不是AT降挡中这样的条件。
具体而言,为了实现抑制发动机转速上升速率这样的控制功能,电子控制装置90进一步具备条件成立判定装置即条件成立判定部96。
条件成立判定部96基于“在发动机14的起动开始后规定时间以内”、“不是发动机14的初次起动”、“不是发动机停止处理中的发动机14的起动”、“发动机冷却水温Theng高于规定冷却水温”、“车速V为规定车速以下”、“加速器开度θacc低于规定加速器开度”、及“不是AT降挡中”这样的各条件是否均成立,来判定抑制条件是否成立。
在发动机起动时,在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时,由条件成立判定部96判定为所述抑制条件未成立的情况下,混合动力控制部94设定通常用上升速率作为发动机转速上升速率而不抑制发动机转速上升速率。通常用上升速率例如是用于发动机起动时恰当的预先确定的发动机转速上升速率,是所述规定的发动机转速上升速率。或者,通常用上升速率例如是用于抑制由发动机起动时的过渡性的发动机功率Pe的产生延迟导致的驾驶性能恶化的预先确定的驾驶性能恶化抑制用上升速率。
在发动机起动时,在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时,在由条件成立判定部96判定为所述抑制条件成立的情况下,混合动力控制部94设定噪音抑制用上升速率作为发动机转速上升速率,并抑制发动机转速上升速率。噪音抑制用上升速率例如是小于通常用上升速率的发动机转速上升速率,是在抑制发动机起动时的发动机噪音方面恰当的预先确定的发动机转速上升速率。
若抑制发动机转速上升速率,则抑制实际的发动机功率Pe的增大。因此,发动机功率Pe被抑制的功率量由第2回转机械MG2的功率即MG2功率Pm的增大补充、即由电池功率Pbat补充。由此,在发动机噪音成为问题的状况下,能够一边实现要求驱动功率Pdem,一边抑制发动机噪音。此外,在此的要求驱动功率Pdem与所需的驱动力同义。
图7是说明电子控制装置90的控制动作的主要部分、即用于在发动机起动时在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时一边抑制对驱动力的响应性的影响一边抑制发动机噪音的控制动作的流程图,在起动发动机14而使发动机转速Ne朝向由模拟有级变速控制确定的目标发动机转速Netgt上升的发动机起动时反复执行图7。
在图7中,首先,在与条件成立判定部96的功能对应的步骤(以下省略步骤)S10中,基于“在发动机14的起动开始后规定时间以内”、“不是发动机14的初次起动”、“不是发动机停止处理中的发动机14的起动”、“发动机冷却水温Theng高于规定冷却水温”、“车速V为规定车速以下”、“加速器开度θacc低于规定加速器开度”、及“不是AT降挡中”这样的各条件是否均成立,来判定抑制条件是否成立。在S10的判断为肯定的情况下,在与混合动力控制部94的功能对应的S20中,在发动机起动时,设定噪音抑制用上升速率作为发动机转速上升速率,并抑制发动机转速上升速率。另一方面,在所述S10的判断为否定的情况下,在与混合动力控制部94的功能对应的S30中,在发动机起动时,设定驾驶性能恶化抑制用上升速率作为发动机转速上升速率,不抑制发动机转速上升速率。
如上所述,根据本实施例,在发动机起动时,在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时,在车速V为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量这样的抑制条件成立的情况下,与所述抑制条件未成立的情况相比,从发动机14的起动开始到经过规定时间为止,抑制发动机转速上升速率,因此,在发动机噪音容易成为问题的从停车到中车速程度为止的车辆状态下的发动机起动时抑制发动机噪音。此时,抑制发动机转速上升速率是在驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量时进行的,因此驾驶者不易感觉到加速不足感,由此,即使抑制发动机功率Pe而驱动力的响应性降低也不易成为问题。若换个角度来看,在驾驶者的输出要求量为规定输出要求量以上时不抑制发动机转速上升速率,因此,在驾驶者有加速意愿时,驱动力的响应性不易降低。由此,在发动机起动时,在使发动机转速Ne如有级变速那样上升时,能够一边抑制对驱动力的响应性的影响,一边抑制发动机噪音。
另外,根据本实施例,在不是发动机14的初次起动时抑制发动机转速上升速率,因此抑制对排放的影响。
另外,根据本实施例,在不是发动机停止处理中的发动机14的起动时抑制发动机转速上升速率,因此抑制对驱动力的响应性的影响。
另外,根据本实施例,在发动机冷却水温Theng高于规定冷却水温时抑制发动机转速上升速率,因此抑制对排放的影响。
另外,根据本实施例,在不是AT降挡中时抑制发动机转速上升速率,因此抑制由于卡合装置CB的卡合定时不匹配而导致的对驱动力的响应性的影响,另外,抑制由于卡合装置CB的卡合定时不匹配而导致的冲击。
另外,根据本实施例,在通过抑制发动机功率Pe来抑制发动机转速上升速率时,由MG2功率Pm补偿抑制发动机功率Pe的量以便得到所需的驱动力,因此,在发动机噪音容易成为问题的车辆状态时,能够一边满足所需的驱动力,一边抑制发动机噪音。
以上,基于附图详细说明了本发明的实施例,但是本发明也适用于其他的方式。
例如,在上述实施例中,作为所述抑制条件,只要至少是在车速V为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量、并且在发动机14的起动开始后规定时间以内这样的抑制条件即可。例如,作为在图7的流程图的S10中判定的条件,只要至少包括“在发动机14的起动开始后规定时间以内”、“车速V为规定车速以下”、及“加速器开度θacc低于规定加速器开度”这样的各条件即可。对于“不是发动机14的初次起动”、“不是发动机停止处理中的发动机14的起动”、“发动机冷却水温Theng高于规定冷却水温”、及“不是AT降挡中”这样的各条件,分别根据需要而适宜包括在所述抑制条件中即可。另外,在各条件均成立的情况下,所述抑制条件成立而抑制发动机转速上升速率,但不限于该方式。例如,也可以是,成立的条件的数量越多,使发动机转速上升速率越小。或者也可以是,车速V越低,使发动机转速上升速率越小。
另外,在上述实施例中,例示了复合变速器40而对本发明进行了说明,但不限于该方式。例如,在使无级变速部18如有级变速器那样变速的情况下,即使是无级变速部18单独的变速器,目标发动机转速Netgt也容易变高。因此,即使是不具备有级变速部20而单独地具备无级变速部18作为变速器的车辆,也能够适用本发明。或者,即使是具备能够动力传递地与驱动轮连结的发动机及回转机械的并联式混合动力车辆并且是具备构成发动机与驱动轮之间的动力传递路径的一部分的、能够进行有级变速的自动变速器的车辆,也能够适用本发明。或者,即使是具备发动机、由发动机的动力发电的发电用的回转机械、及由该回转机械的发电电力及/或电池的电力驱动的驱动用的回转机械的串联式混合动力车辆,也能够适用本发明。在这样的串联式混合动力车辆中,例如将在利用发电用的回转机械对电池的电力中不足的电力量进行发电时要求的发动机转速Ne设为目标发动机转速Netgt。重要的是,只要是具备发动机、能够控制所述发动机的转速的回转机械、及能够进行使所述发动机的转速如有级变速那样变化的变速控制的控制装置的混合动力车辆,就能够适用本发明。
另外,在上述实施例中,车辆10具有作为单小齿轮型的行星齿轮装置的差动机构32,具备作为电气式变速机构发挥功能的无级变速部18,但不限于该方式。例如,无级变速部18也可以是能够通过与差动机构32的旋转元件连结的离合器或制动器的控制来限制差动作用的变速机构。另外,差动机构32也可以是双小齿轮型的行星齿轮装置。另外,差动机构32也可以是通过多个行星齿轮装置相互连结而具有4个以上的旋转元件的差动机构。另外,差动机构32也可以是第1回转机械MG1及中间传递构件30分别与由发动机14驱动而旋转的小齿轮、与该小齿轮啮合的一对锥齿轮连结的差动齿轮装置。另外,差动机构32也可以是如下机构:在两个以上的行星齿轮装置由构成其一部分的旋转元件相互连接的结构中,发动机、回转机械、驱动轮分别能够传递动力地与该行星齿轮装置的旋转元件连结。
另外,在上述实施例中,作为构成中间传递构件30与驱动轮28之间的动力传递路径的一部分的变速器,例示了作为行星齿轮式的自动变速器的有级变速部20,但不限于该方式。例如,作为该变速器,也可以是同步啮合型平行2轴式自动变速器、该同步啮合型平行2轴式自动变速器并具备两个系统的输入轴的公知的DCT(Dual Clutch Transmission:双离合器变速器)、带式无级变速器等的公知的能够无级变速的机械式无级变速器等自动变速器。在该变速器为无级变速器的情况下,使复合变速器40作为整体如有级变速器那样变速时的该变速器的变速比成为如模拟挡位那样模拟地形成的挡位的变速比。或者,在该变速器为DCT的情况下,通过分别与作为多个卡合装置中的任意卡合装置的两个系统的各输入轴连接的卡合装置的卡合而形成多个挡位中的任意挡位。
另外,在上述实施例中,例示了对4种AT挡位分配10种模拟挡位的实施方式,但不限于该方式。适宜地,模拟挡位的挡数只要是AT挡位的挡数以上即可,也可以与AT挡位的挡数相同,但优选模拟挡位的挡数比AT挡位的挡数多,例如2倍以上是适当的。以中间传递构件30或与该中间传递构件30连结的第2回转机械MG2的转速保持在规定的转速范围内的方式进行AT挡位的变速,另外,以将发动机转速Ne保持在规定的转速范围内的方式进行模拟挡位的变速,它们各自的挡数可以适当地确定。
另外,所述的内容仅是一个实施方式,本发明能够以基于本领域技术人员的知识施加各种变更、改良的方式来实施。

Claims (7)

1.一种混合动力车辆(10),具备:发动机(14);能够控制所述发动机的转速(Ne)的回转机械(MG1);及能够进行使所述发动机的转速如有级变速那样变化的变速控制的控制装置(90),所述混合动力车辆的特征在于,
在起动所述发动机而使其从停止状态向运转状态转移时,所述控制装置进行所述回转机械的运转控制及所述发动机的输出控制,使所述发动机的转速上升,以便所述发动机的转速成为由所述变速控制确定的所述发动机向运转状态转移后的目标发动机转速(Netgt),在使所述发动机的转速上升时,在车速(V)为规定车速以下且驾驶者的输出要求量低于规定输出要求量这样的抑制条件成立的情况下,与所述抑制条件未成立的情况相比,从所述发动机的起动开始到经过规定时间为止,抑制所述发动机的转速的上升速度。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述抑制条件还包括如下条件:不是起动所述控制装置的电源成为接通状态后的所述发动机的初次起动。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述抑制条件还包括如下条件:不是在所述发动机从运转状态向停止状态转移中要求的所述发动机的起动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合动力车辆,其特征在于,
所述抑制条件还包括如下条件:所述发动机的冷却水的温度(THeng)高于规定冷却水温。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆,其特征在于,
还具备有级式自动变速器(20),其构成所述发动机与驱动轮(28)之间的动力传递路径的一部分,并且通过多个卡合装置(CB)中的任意卡合装置的卡合而形成多个挡位中的任意挡位,
所述抑制条件还包括如下条件:不是所述自动变速器的降挡中。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆,其特征在于,
还具备:差动机构(32),其将所述发动机的动力向所述回转机械和用于将动力传递至驱动轮(28)的传递构件(30)分配;及第2回转机械(MG2),其与所述传递构件连结,
与所述抑制条件未成立的情况相比,在所述抑制条件成立的情况下,所述控制装置通过抑制所述发动机的输出而抑制所述发动机的转速的上升速度,并且由所述第2回转机械的输出补偿抑制所述发动机的输出的量以便得到所需的驱动力。
7.根据权利要求6所述的混合动力车辆,其特征在于,
还具备有级式自动变速器(20),其构成所述传递构件与所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分,并且通过多个卡合装置(CB)中的任意卡合装置的卡合而形成多个挡位中的任意挡位,
所述抑制条件还包括如下条件:不是所述自动变速器的降挡中。
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