CN112092799B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种混合动力车辆的控制装置,能够在能通过使多个接合机构选择性地接合来设定多个行驶模式的混合动力车辆中对发生接合机构的接合延迟这一情况进行抑制。在推定为从单一模式切换为第1行驶模式的情况下,将第1马达的转速控制为使作为第1接合机构的驱动侧部件与从动侧部件的转速之差的差转速降低的第1待机转速,在推定为从单一模式切换为第2行驶模式的情况下,将第1马达的转速控制为与所述第1待机转速不同的使第2接合机构的差转速降低的第2待机转速。
Description
技术领域
本发明涉及具备发动机和马达来作为驱动力源,并能够设定发动机转速、驱动方式不同的多个行驶模式的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
专利文献1和专利文献2记载了具备发动机和马达来作为驱动力源的混合动力车辆。专利文献1所记载的混合动力车辆构成为通过动力分割机构将发动机的输出转矩分割到第1马达(MG1)侧和输出侧,将传递到第1马达侧的动力作为电力传递至第2马达(MG2),将从第2马达输出的转矩加到从发动机传递至驱动轮的转矩上来进行行驶。另外,在第2马达与从发动机到驱动轮的传递路径之间设置有具备第1接合元件和第2接合元件的离合机构。构成为通过选择性地对该离合机构的接合状态和释放状态进行切换,从而在第2马达与所述传递路径之间传递动力或者切断动力。
另外,该专利文献1所记载的混合动力车辆构成为在设定将第2马达的转矩加到所述传递路径上来进行行驶的模式(HV行驶模式)的情况下,对离合机构的接合延迟进行抑制。具体而言,构成为执行怠速模式(待机模式),该怠速模式是如下模式:使所述离合机构为释放状态,并且,使连结于第2马达的所述第2接合元件在比连结于传递路径的所述第1接合元件低的状态下进行旋转来进行待机。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2015-131513号公报
专利文献2:日本特开2013-096555号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
专利文献1所记载的混合动力车辆中构成为:通过根据加速要求来执行怠速模式,从而将第1接合元件和第2接合元件的差转速控制为预定的差转速。也即是,构成为使第2马达以预定转速进行待机。其结果,使得能够抑制离合机构的接合延迟,能够抑制向HV行驶模式转变时的加速响应性的降低。然而,在将该控制应用于具备多个离合机构、能够通过选择性地使该多个离合机构接合来设定多个行驶模式的混合动力车辆的情况下,当一概地以相同的转速设定怠速模式时,在设定多个行驶模式中的某一个行驶模式的情况下,所述差转速变小,能够抑制加速响应性的降低,与此相对,在设定其他行驶模式的情况下,有可能所述差转速变大、反而会使加速响应性降低。这是因为在设定所述其他行驶模式的情况下有可能产生离合机构的接合延迟。
本发明是着眼于上述的技术问题而完成的,目的在于提供一种能够在能通过选择性地使多个接合机构接合来进行多个行驶模式的设定的混合动力车辆中对产生接合机构的接合延迟这一情况进行抑制的混合动力车辆的控制装置。
用于解决问题的技术方案
为了达成上述目的,本发明为一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆具备发动机、第1马达以及第2马达这三个驱动力源,所述混合动力车辆具有:第1差动机构,其通过连结所述发动机的第1旋转元件、连结所述第1马达的第2旋转元件以及向驱动轮输出转矩的第3旋转元件来进行差动作用;第2差动机构,其通过连结所述第2马达的第4旋转元件、连结于所述第3旋转元件的第5旋转元件、以及第6旋转元件来进行差动作用;第1接合机构,其将所述第6旋转元件与所述第1旋转元件连结、以及将该连结解除;以及第2接合机构,其将所述第4旋转元件、所述第5旋转元件以及所述第6旋转元件中的至少任两个旋转元件连结、以及将该连结解除,所述混合动力车辆的控制装置构成为通过所述第1马达进行所述第1接合机构和所述第2接合机构中的接合的控制,所述混合动力车辆的控制装置能够设定包括第1行驶模式、第2行驶模式以及单一模式的多个行驶模式,所述第1行驶模式是通过使所述第1接合机构接合而设定的模式,所述第2行驶模式是通过使所述第2接合机构接合而设定的模式,并且,所述第2行驶模式中的传递至所述驱动轮的转矩比所述第1行驶模式中的传递至所述驱动轮的转矩小,所述单一模式是使所述第1接合机构以及所述第2接合机构释放、且仅利用所述第2马达的驱动转矩来进行行驶的模式,所述混合动力车辆的控制装置的特征在于,所述第1接合机构和所述第2接合机构具有通过相互接合来传递转矩的驱动侧部件和从动侧部件,并且,构成为通过所述第1马达来控制差转速,所述差转速是所述驱动侧部件与所述从动侧部件的转速之差,具有控制所述第1马达的控制器,所述控制器,对将所述行驶模式从所述单一模式切换为所述第1行驶模式或者所述第2行驶模式这一情况进行推定,在从所述单一模式切换为所述第1行驶模式的推定已成立的情况下,将所述第1马达的转速控制为所述第1接合机构中的所述差转速降低的预先确定的第1待机转速,在从所述单一模式切换为所述第2行驶模式的推定已成立的情况下,将所述第1马达的转速控制为所述第2接合机构中的所述差转速降低的预先确定的第2待机转速。
另外,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步对将所述第1马达的转速控制为所述第1待机转速或者所述第2待机转速的控制要求的成立进行判断,在所述控制要求成立的情况下,将所述第1马达的转速控制为所述第1待机转速或者所述第2待机转速。
另外,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步对所述混合动力车辆的车速进行检测,基于所检测到的所述车速来对所述控制要求的成立进行判断,在所述车速比预先确定的第1预定车速高的情况下判断为所述控制要求成立,在所述车速为所述第1预定车速以下的情况下判断为所述控制要求不成立。
另外,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步对所述混合动力车辆的车速进行检测,对所述混合动力车辆的要求驱动力进行检测,基于所述车速或者所述要求驱动力、和推定到从所述单一模式切换的行驶模式来算出所述第1待机转速和所述第2待机转速。
另外,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步对所述混合动力车辆的车速进行检测,对所述混合动力车辆的要求驱动力进行检测,基于所述车速和所述要求驱动力中的至少任一方来进行从所述单一模式切换的行驶模式的推定。
另外,在本发明中,所述控制器也可以构成为进一步基于所述要求驱动力来进行从所述单一模式切换的行驶模式的推定,在所述要求驱动力小于预先确定的预定值的情况下,推定为从所述单一模式切换为所述第1行驶模式,并且,在所述要求驱动力为所述预定值以上的情况下,推定为从所述单一模式切换为所述第2行驶模式。
另外,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步基于所述车速来进行从所述单一模式切换的行驶模式的推定,在所述车速小于预先确定的第2预定车速的情况下推定为从所述单一模式切换为所述第1行驶模式,并且,在所述车速为所述第2预定车速以上的情况下推定为从所述单一模式切换为所述第2行驶模式,所述第2预定车速大于对将所述第1马达的转速控制为所述第1待机转速或者所述第2待机转速的控制要求的成立进行判断的第1预定车速。
另外,在本发明中,所述第1待机转速可以是使所述第1马达向作为所述发动机的旋转方向的正方向进行旋转的转速,所述第2待机转速可以是使所述第1马达向与所述正方向相反方向的负方向进行旋转的转速。
另外,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步伴随着所述混合动力车辆的车速的增大,使所述第1待机转速向所述正方向增大,伴随着所述混合动力车辆的车速的增大,使所述第2待机转速向所述负方向增大。
并且,在本发明中,所述控制器可以构成为进一步对所述混合动力车辆的加速器开度进行检测,对所述混合动力车辆的要求驱动力进行检测,在所述加速器开度的变化率或者要求驱动力为预先确定的预定值以上的情况下,将从所述单一模式切换而推定的行驶模式为第1行驶模式。
发明的效果
根据本发明的混合动力车辆的控制装置,在将行驶模式从单一模式向第1行驶模式切换的情况下,将第1马达的转速控制为预定的第1待机转速以使得预先使第1接合机构的差转速降低。另外,在将行驶模式从单一模式向第2行驶模式切换的情况下,将第1马达的转速控制为与所述第1待机转速不同的预定的第2待机转速以使得预先使第2接合机构的差转速降低。也即是,在本发明中,在从使第1接合机构和第2接合机构这两方释放的单一模式切换为其他行驶模式的情况下,根据行驶模式的切换来控制第1马达的转速,第1马达的转速并不是一概地进行控制,而是被控制为与推定到切换的行驶模式相应的转速。具体而言,在从单一模式切换为第1行驶模式的情况下和从单一模式切换为第2行驶模式的情况下,使第1马达的待机转速不同,选择为了切换行驶模式而使之接合的接合机构的差转速降低的待机转速。在从单一模式切换为第1行驶模式的情况下,成为使第1接合机构接合,因此,与第2接合机构的差转速的变化方式无关地,第1马达的转速被控制为第1接合机构的差转速降低的第1待机转速。与此相对,在从单一模式切换为第2行驶模式的情况下,成为使第2接合机构接合,因此,与第1接合机构的差转速的变化方式无关地,第1马达的转速被控制为第2接合机构的差转速降低的第2待机转速。因此,在从单一模式切换为第1行驶模式或者第2行驶模式的情况下,使之接合的接合机构中的差转速预先降低,因此,能够不发生该接合机构的接合延迟、接合冲击等而使接合机构迅速地接合来切换行驶模式。因此,例如在根据加速要求来如上所述那样切换行驶模式的情况下,能够抑制车辆的加速响应性降低。
另外,根据本发明,构成为:在车速为预先确定的第1预定车速以下的情况下,不执行上述的第1马达中的控制。若以单一模式进行行驶时的车速为低车速,则第1接合机构、第2接合机构中的差转速为低转速,因此,不需要为了对该差转速进行控制而驱动第1马达。在本发明中构成为不进行关于这样的第1马达的不需要的控制,因此,能够抑制电力的消耗,其结果,能够使电力经济性提高。
并且,根据本发明,构成为:在加速器开度的变化率、要求驱动力为预先确定的预定值以上的情况(例如要求急加速的情况)下,选择(推定)第1行驶模式和第2行驶模式中的能输出大的驱动力的一方的行驶模式来作为切换目标的行驶模式。因此,能够在确保车辆的加速响应性的同时,合适地输出驾驶员所要求的驱动力。
附图说明
图1用于说明驱动装置的一个例子的框架图。
图2是用于说明电子控制装置(ECU)的构成的框图。
图3是一并表示各行驶模式下的离合机构、制动机构的接合和释放的状态、马达的运转状态、发动机的驱动的有无的图表。
图4是用于说明HV-Hi模式下的动作状态的共线图。
图5是用于说明HV-Lo模式下的动作状态的共线图。
图6是用于说明直接连结模式下的动作状态的共线图。
图7是用于说明EV-Lo模式下的动作状态的共线图。
图8是用于说明EV-Hi模式下的动作状态的共线图。
图9是用于说明单一模式下的动作状态的共线图。
图10是表示用于在选择了CS模式时确定各行驶模式的映射的一个例子的图。
图11是表示用于在选择了CD模式时确定各行驶模式的映射的一个例子的图。
图12是对本发明的实施方式中的控制例进行说明的流程图。
图13是用于说明第1马达的待机转速的一个例子的图。
图14是用于说明执行了图12所示的控制例的情况下的各参数的变化的时序图。
图15是用于说明本发明的实施方式中的其他控制例的时序图。
标号说明
1R、1L前轮;2驱动装置;3发动机;4第1马达;5第2马达;4a、13输出轴;6动力分割机构;7分割部;8变速部;9、15太阳轮;10、16、24齿圈;11、17小齿轮;12、18行星架;12a、12b、18a、18b旋转部件;14输入轴;19输出齿轮;20副轴(counter shaft);21从动齿轮(drivengear);22、26传动齿轮(drive gear);23差动齿轮单元;25转子轴;27驱动轴;28、29电力控制装置;30蓄电装置;31、32、33、34、35ECU;B1制动机构;CL1、CL2离合机构;Ve车辆。
具体实施方式
参照图1对本发明的实施方式中的混合动力车辆(以下记载为车辆)Ve的一个例子进行说明。图1表示用于对前轮(驱动轮)1R、1L进行驱动的驱动装置2,驱动装置2是具备发动机(ENG)3和两个马达4、5来作为驱动力源的所谓的双马达型的驱动装置。第1马达4由具有发电功能的马达(即电动发电机:MG1)来构成,构成为通过第1马达4对发动机3的转速进行控制,并且,通过利用第1马达4发电产生的电力对第2马达5进行驱动,将该第2马达5输出的转矩加到用于行驶的驱动力上。此外,第2马达5可以由具有发电功能的马达(即电动发电机:MG2)来构成。
在发动机3连结有动力分割机构6,该动力分割机构6相当于本发明的实施方式中的差动机构。该动力分割机构6由分割部7和变速部8构成,分割部7以将发动机3输出的转矩分割到第1马达4侧和输出侧的功能为主,变速部8以对该转矩的分割率进行变更的功能为主。
分割部7为通过三个旋转元件进行差动作用的结构即可,可以采用行星齿轮机构。在图1所示的例子中,由单小齿轮(single pinion)型的行星齿轮机构(第1差动机构)来构成。图1所示的分割部7具有太阳轮9、相对于太阳轮9配置在同心圆上的作为内齿齿轮的齿圈10、配置在这些太阳轮9与齿圈10之间与太阳轮9和齿圈10啮合的小齿轮11、将小齿轮11以能够自转和公转方式进行保持的行星架12。此外,行星架12相当于本发明的实施方式中的第1旋转元件,太阳轮9相当于本发明的实施方式中的第2旋转元件,齿圈10相当于本发明的实施方式中的第3旋转元件。
构成为将发动机3输出的动力输入至所述行星架12。具体而言,在发动机3的输出轴13连结有动力分割机构6的输入轴14,该输入轴14连结于行星架12。此外,也可以代替将行星架12与输入轴14直接连结的结构,而经由齿轮机构等传动机构(未图示)将行星架12与输入轴14连结。另外,也可以在该输出轴13与输入轴14之间配置减振机构、转矩转换器等的机构(未图示)。
在太阳轮9连结有第1马达4。在图1所示的例子中,分割部7和第1马达4配置在与发动机3的旋转中心轴线相同的轴线上,第1马达4夹着分割部7而配置在与发动机3相反的一侧。进一步,在与这些分割部7和发动机3相同的轴线上,变速部8在该分割部7与发动机3之间沿着该轴线的方向排列配置。
变速部8由单小齿轮型的行星齿轮机构来构成。即,变速部8与上述的分割部7同样地具有太阳轮15、相对于太阳轮15而配置在同心圆上的作为内齿齿轮的齿圈16、配置在这些太阳轮15与齿圈16之间与这些太阳轮15和齿圈16啮合的小齿轮17、以及将小齿轮17以能够自转和公转的方式进行保持的行星架18。因此,变速部8为通过太阳轮15、齿圈16以及行星架18这三个旋转元件来进行差动作用的差动机构(第2差动机构)。在该变速部8中的太阳轮15连结有分割部7中的齿圈10。另外,在变速部8中的齿圈16连结有输出齿轮19。此外,上述的齿圈16相当于本发明的实施方式中的第4旋转元件,太阳轮15相当于本发明的实施方式中的第5旋转元件,行星架18相当于本发明的实施方式中的第6旋转元件。
设置有第1离合机构(第1接合机构)CL1以使得上述的分割部7和变速部8构成复合行星齿轮机构。第1离合机构CL1构成为将变速部8中的行星架18选择性地连结于分割部7中的行星架12和输入轴14。具体而言,第1离合机构CL1具有通过相互接合来传递转矩、以及通过相互释放来切断转矩的旋转部件12a、12b。一方的旋转部件12a连结于输入轴14,另一方的旋转部件12b连结于行星架18。这些旋转部件12a、12b中的一方相当于本发明的实施方式中的驱动侧部件,另一方相当于本发明的实施方式中的从动侧部件。该第1离合机构CL1既可以是湿式多片离合器等的摩擦式离合机构,或者也可以齿式离合器(dog clutch)等的啮合式离合机构。另外,也可以是所谓的常态保持(normal stay)型的离合机构,常态保持(normal stay)型的离合机构构成为:通过被输入控制信号来对连结状态和释放状态进行切换,在未被输入控制信号的情况下,维持即将不再被输出控制信号之前的状态(连结状态或者释放状态)。形成如下的复合行星齿轮机构:通过使该第1离合机构CL1接合,分割部7中的行星架12与变速部8中的行星架18连结,这些成为输入元件,另外,分割部7中的太阳轮9成为反作用力元件,进一步,变速部8中的齿圈16成为输出元件。即,复合行星齿轮机构构成为输入轴14、第1马达4的输出轴4a以及后述的从动齿轮21能够差动旋转。
进一步,设置有用于使变速部8的整体一体化的第2离合机构(第2接合机构)CL2。该第2离合机构CL2是用于将变速部8中的行星架18与齿圈16或者太阳轮15连结、或者将太阳轮15与齿圈16连结等的至少将某两个旋转元件连结的机构,可以由摩擦式、啮合式或者常态保持型的离合机构来构成。在图1所示的例子中,第2离合机构CL2构成为将变速部8中的行星架18与齿圈16连结。具体而言,第2离合机构CL2具有通过相互接合来传递转矩、以及通过相互释放来切断转矩的旋转部件18a、18b。一方的旋转部件18a连结于行星架18,另一方的旋转部件18b连结于齿圈16。这些旋转部件18a、18b中的一方相当于本发明的实施方式中的驱动侧部件,另一方相当于本发明的实施方式中的从动侧部件。
与上述的发动机3、分割部7或者变速部8的旋转中心轴线平行地配置有副轴20。与所述输出齿轮19啮合的从动齿轮21安装于该副轴20。另外,在副轴20安装有传动齿轮22,该传动齿轮22与作为末端减速器的差动齿轮单元23中的齿圈24啮合。进一步,在第2马达5中的转子轴25所安装的传动齿轮26与所述从动齿轮21啮合。因此,构成为在上述的从动齿轮21的部分将第2马达5输出的动力或者转矩加到从所述输出齿轮19输出的动力或者转矩上。构成为从差动齿轮单元23向左右的驱动轴27输出这样合成的动力或者转矩,该动力、转矩被传递至前轮1R、1L。
此外,在驱动装置2设置有摩擦式或者啮合式的制动机构(第3接合机构)B1,该制动机构B1用于在将第1马达4作为用于行驶的驱动力源的情况下阻止发动机3的旋转。即,制动机构B1设置在预定的固定部与输出轴13或者输入轴14之间,构成为通过接合来将输出轴13或者输入轴14固定,从而能够使分割部7中的行星架12、变速部8中的行星架18作为反作用力元件发挥功能,使分割部7中的太阳轮9作为输入元件发挥功能。此外,制动机构B1能够在第1马达4输出了驱动转矩的情况下产生反作用力转矩即可,不限于将输出轴13或者输入轴14完全地固定的结构,能够使所要求的反作用力转矩作用于输出轴13或者输入轴14即可。或者,也可以设置单向离合器来作为制动机构B1,该单向离合器禁止输出轴13、输入轴14向与发动机3在驱动时所旋转的方向相反的方向进行旋转。
在第1马达4连结有具备变换器(inverter)、转换器等的第1电力控制装置28,在第2马达5连结有具备变换器、转换器等的第2电力控制装置29,那些各电力控制装置28、29与由锂离子电池、电容器、全固态电池等构成的蓄电装置30电连结。另外,上述第1电力控制装置28和第2电力控制装置29构成为能够相互供给电力。具体而言,构成为:在第1马达4伴随着输出反作用力转矩而作为发电机发挥功能的情况下,能够向第2马达5供给由第1马达4发电产生的电力。
此外,如上所述,上述的蓄电装置30由锂离子电池、电容器、全固态电池等构成。那些蓄电设备各自的特性不同,因此,车辆Ve不限于由单一种类的蓄电设备构成蓄电装置30,也可以考虑上述的各蓄电设备的特性而组合多个蓄电设备来构成。
设置有用于对上述的各电力控制装置28、29中的变换器、转换器、发动机3、各离合机构CL1、CL2以及制动机构B1进行控制的电子控制装置(ECU)31。该ECU31相当于本发明的实施方式中的“控制器”,将微型计算机作为主体来构成。图2是用于说明ECU31的构成的一个例子的框图。在图2所示的例子中,由综合ECU32、MG-ECU33、发动机ECU34以及离合器ECU35构成ECU31。
综合ECU32构成为基于从搭载于车辆Ve的各种传感器输入的数据和预先存储的映射、运算式等来进行运算,将其运算结果作为指令信号输出到MG-ECU33、发动机ECU34以及离合器ECU35。在图2中示出被输入到综合ECU32的数据的一个例子。车速、加速器开度、第1马达(MG1)4的转速、第2马达(MG2)5的转速、发动机3的输出轴13的转速(发动机转速)、作为变速部8中的副轴20的转速的输出转速、设置于各离合机构CL1、CL2、制动机构B1的活塞(致动器)的行程量、蓄电装置30的温度、各电力控制装置28、29的温度、第1马达4的温度、第2马达5的温度、对分割部7、变速部8等进行润滑的油(ATF)的温度、蓄电装置30的充电剩余量(SOC)等数据被输入到综合ECU32。
并且,基于被输入到综合ECU32的数据等来求出第1马达4的运转状态(输出转矩、转速)、第2马达5的运转状态(输出转矩、转速),将那些求出的数据作为指令信号输出到MG-ECU33。同样地,基于被输入到综合ECU32的数据等来求出发动机3的运转状态(输出转矩、转速),将该所求出的数据作为指令信号输出到发动机ECU34。同样地,基于被输入到综合ECU32的数据等来求出各离合机构CL1、CL2以及制动机构B1的传递转矩容量(包含“0”),将那些求出的数据作为指令信号输出到离合器ECU35。
MG-ECU33基于如上所述那样从综合ECU32输入的数据来求出应该对各马达4、5通电的电流值,向各马达4、5输出指令信号。各马达4、5是交流式的马达,因此,上述的指令信号包含应该由变换器产生的电流的频率、应该由转换器升压的电压值等。
发动机ECU34基于如上所述那样从综合ECU32输入的数据来求出用于确定电子节气门的开度的电流值、脉冲数、用于利用点火装置使燃料着火的电流值、脉冲数、用于确定EGR(Exhaust Gas Recirculation,废气再循环)阀的开度的电流值、脉冲数、用于确定进气门、排气门的开度的电流值、脉冲数等的指令值,向各个阀、装置输出指令信号。即,从发动机ECU34输出用于对发动机3的输出(功率)、发动机3的输出转矩或者发动机转速进行控制的指示信号。
离合器ECU35基于如上所述那样从综合ECU32输入的数据来求出确定各离合机构CL1、CL2以及制动机构B1的接合压的应该对致动器通电的指令值,向各个致动器输出指令信号。
上述的驱动装置2能够设定HV行驶模式和EV行驶模式,HV行驶模式是从发动机3输出驱动转矩来行驶的模式,EV行驶模式是不从发动机3输出驱动转矩而从第1马达4、第2马达5输出驱动转矩来行驶的模式。进一步,HV行驶模式能够设定HV-Lo模式、HV-Hi模式以及直接连结模式(固定级模式),HV-Lo模式是在使第1马达4以低转速进行了旋转的情况(包含“0”旋转)下、发动机3(或者输入轴14)的转速成为比变速部8的齿圈16的转速高的转速的模式,HV-Hi模式是发动机3(或者输入轴14)的转速成为比变速部8的齿圈16的转速低的转速的模式,直接连结模式是变速部8的齿圈16的转速和发动机3(或者输入轴14)的转速相同的模式。此外,在HV-Lo模式和HV-Hi模式中,HV-Lo模式下的转矩的放大率更大。
另外,进一步,EV行驶模式能够设定双重模式和单一模式(切离模式),双重模式是从第1马达4和第2马达5输出驱动转矩的模式,单一模式是不从第1马达4输出驱动转矩而仅从第2马达5输出驱动转矩的模式。进一步,双重模式能够设定EV-Lo模式和EV-Hi模式,EV-Lo模式是从第1马达4输出的转矩的放大率比较大的模式,EV-Hi模式是从第1马达4输出的转矩的放大率比EV-Lo模式小的模式。此外,在单一模式中,能够在使第1离合机构CL1接合了的状态下仅从第2马达5输出驱动转矩来行驶,能够在使第2离合机构CL2接合了的状态下仅从第2马达5输出驱动转矩来行驶,或者能够在使各离合机构CL1、CL2释放了的状态下仅从第2马达5输出驱动转矩来行驶。
那些各行驶模式通过对第1离合机构CL1、第2离合机构CL2、制动机构B1以及发动机3、各马达4、5进行控制来设定。在图3中将这些行驶模式、各行驶模式下的第1离合机构CL1、第2离合机构CL2、制动机构B1的接合和释放的状态、第1马达4和第2马达5的运转状态、有无从发动机3输出驱动转矩的一个例子作为图表来表示。图中的“●”的符号表示接合的状态,“-”的符号表示释放的状态,“G”的符号意味着主要作为发电机来运转,“M”的符号意味着主要作为马达(电动机)来运转,空栏意味着不作为马达和发电机发挥功能、或者第1马达4、第2马达5不参与驱动的状态,“ON”表示从发动机3输出驱动转矩的状态,“OFF”表示不从发动机3输出驱动转矩的状态。
在图4~图9中示出用于对设定了各行驶模式的情况下的动力分割机构6的各旋转元件的转速以及发动机3、各马达4、5的转矩的方向进行说明的共线图。共线图是空开传动比的间隔来平行地引出对动力分割机构6中的各旋转元件进行表示的直线、将距与这些直线正交的基线的距离作为各个旋转元件的转速来表示的图,在表示各个旋转元件的直线上用箭头表示转矩的方向,并且,用箭头的长度表示其大小。
如图4所示,在HV-Hi模式中,从发动机3输出驱动转矩,使第2离合机构CL2接合,并且,从第1马达4输出反作用力转矩。另外,如图5所示,在HV-Lo模式中,从发动机3输出驱动转矩,使第1离合机构CL1接合,并且,从第1马达4输出反作用力转矩。设定了上述HV-Hi模式、HV-Lo模式的情况下的第1马达4的转速被进行控制以使得考虑了发动机3的燃料经济性、第1马达4的驱动效率等的作为驱动装置2整体的效率(将消耗能量量除以前轮1R、1L的能量而得到的值)成为最佳。能够使上述的第1马达4的转速以无级的方式连续地变化,基于该第1马达4的转速和车速来确定发动机转速。因此,动力分割机构6能够作为无级变速器发挥功能。
在如上所述那样通过从第1马达4输出反作用力转矩而第1马达4作为发电机发挥功能的情况下,发动机3的动力的一部分通过第1马达4变换为电能。并且,从发动机3的动力除去了通过第1马达4变换为了电能的动力的量后的动力被传递至变速部8中的齿圈16。从该第1马达4输出的反作用力转矩根据经由动力分割机构6从发动机3传递至第1马达4侧的转矩的分割率来确定。经由该动力分割机构6从发动机3传递至第1马达4侧的转矩与传递至齿圈16侧的转矩之比、即动力分割机构6中的转矩的分割率在HV-Lo模式和HV-Hi模式中是不同的。
具体而言,在将传递至第1马达4侧的转矩设为了“1”的情况下,在HV-Lo模式中,作为被传递至齿圈16侧的转矩的比例的转矩分割率成为“1/(ρ1×ρ2)”,在HV-Hi模式中,该转矩分割率成为“1/ρ1”。即,从发动机3输出的转矩中的被传递至齿圈16的转矩的比例在HV-Lo模式中成为“1/(1-(ρ1×ρ2))”,在HV-Hi模式中成为“1/(ρ1+1)”。在此,“ρ1”为分割部7的传动比(齿圈10的齿数与太阳轮9的齿数的比率),“ρ2”为变速部8的传动比(齿圈16的齿数与太阳轮15的齿数的比率)。此外,ρ1和ρ2为比“1”小的值。因此,在设定了HV-Lo模式的情况下,与设定了HV-Hi模式的情况相比,被传递至齿圈16的转矩的比例变大。
此外,在使发动机3的输出增大来使发动机3的转速增大的情况下,发动机3的输出中的与减去为了使发动机3的转速增大所需要的功率而得到的功率相当的转矩成为从发动机3输出的转矩。并且,由第1马达4发电产生的电力被供给至第2马达5。在该情况下,根据需要,充电于蓄电装置30的电力也被供给至第2马达5。
在直接连结模式中,通过各离合机构CL1、CL2接合,如图6所示,动力分割机构6中的各旋转元件以相同转速旋转。即,发动机3的动力全部从动力分割机构6输出。换言之,不会发生发动机3的动力的一部分由第1马达4和/或第2马达5变换为电能的状况。因此,没有以变换为电能时产生的焦耳损耗等为主要原因的损失,因此,能够使动力的传递效率提高。
进一步,如图7以及图8所示,在EV-Lo模式和EV-Hi模式中,使制动机构B1接合,并且,从各马达4、5输出驱动转矩来行驶。具体而言,如图7所示,在EV-Lo模式中,使制动机构B1以及第1离合机构CL1接合,并且,从各马达4、5输出驱动转矩来行驶。即,通过制动机构B1,使用于对输出轴13或者行星架12旋转这一情况进行限制的反作用力转矩起作用。该情况下的第1马达4的旋转方向成为正方向,并且,输出转矩的方向成为使其转速增大的方向。另外,如图8所示,在EV-Hi模式中,使制动机构B1以及第2离合机构CL2接合,并且,从各马达4、5输出驱动转矩来行驶。即,通过制动机构B1,使用于对输出轴13或者行星架12旋转这一情况进行限制的反作用力转矩起作用。该情况下的第1马达4的旋转方向成为与发动机3的旋转方向(正方向)相反的方向(负方向),并且,输出转矩的方向成为使其转速增大的方向。
另外,EV-Lo模式下的变速部8的齿圈16的转速与第1马达4的转速的转速比大于EV-Hi模式下的该转速比。即,当以相同车速进行行驶时,设定EV-Lo模式的情况下的第1马达4的转速比设定EV-Hi模式的情况下的该转速高。也即是,EV-Lo模式下的减速比大于EV-Hi模式下的减速比。因此,通过设定EV-Lo模式,能够得到大的驱动力。此外,上述的齿圈16的转速为输出部件(或者输出侧)的转速,在图1的齿轮组中,为了便于说明,从齿圈16到驱动轮的各部件的传动比设为1。并且,在单一模式中,如图9所示,通过仅从第2马达5输出驱动转矩,并且,各离合机构CL1、CL2释放,从而动力分割机构6的各旋转元件成为停止了的状态。因此,能够降低由带动发动机3和/或第1马达4转动所导致的动力损失。此外,在上述的各行驶模式中,使第1离合机构CL1接合来设定的行驶模式相当于本发明的实施方式中的“第1行驶模式”,使第2离合机构CL2接合来设定的行驶模式相当于本发明的实施方式中的“第2行驶模式”。
构成为基于蓄电装置30的充电剩余量(SOC)、车速、要求驱动力等来确定上述的各行驶模式。在本发明的实施方式中,构成为根据蓄电装置30的充电剩余量来选择CS(ChargeSustain,电量维持)模式和CD(Charge Depleting,电量消耗)模式,CS模式是设定各行驶模式以使得维持蓄电装置30的充电剩余量的模式,CD模式是积极地使用充电于蓄电装置的电力的模式。具体而言,构成为:在蓄电装置30的充电剩余量低下等情况下,选择CS模式,在蓄电装置30的充电剩余量比较多的情况下等选择CD模式。
在图10中示出选择了CS模式时用于确定各行驶模式的映射的一个例子。该映射的横轴表示车速,纵轴表示要求驱动力。此外,车速能够根据由车速传感器检测到的数据来求出,要求驱动力能够根据由加速器开度传感器检测到的数据来求出。
在图10所示的例子中构成为:在进行前行进驶、且要求驱动力比较小的情况下(包含减速要求),设定单一模式。设定该单一模式的区域基于第2马达5的特性来确定。此外,在设定单一模式的区域标有影线。
另外,在前行进驶、且要求驱动力比较大的情况下,设定HV行驶模式。此外,HV行驶模式能够从低车速区域到高车速区域输出驱动力,因此,在蓄电装置30的充电剩余量变为了下限值附近等情况下,即使是应该设定单一模式的区域,有时也设定HV行驶模式。
进一步,构成为:在设定HV行驶模式的情况下,根据车速和要求驱动力来选择HV-Lo模式、HV-Hi模式和直接连结模式中的某一模式。具体而言,构成为:在比较低的车速的情况下、和/或要求驱动力比较大的情况下,选择HV-Lo模式,在处于比较高的车速且要求驱动力比较小的情况下,选择HV-Hi模式,在车辆Ve的运转状态为设定HV-Lo模式的区域和设定HV-Hi模式的区域之间的运转点(基于车速和要求驱动力的值)的情况下,选择直接连结模式。
另外,上述的HV-Lo模式、直接连结模式、HV-Hi模式构成为根据运转点横穿图10所示的各线来进行切换。具体而言,构成为在运转点从图10中的右侧向左侧横穿图10中的“Lo←Fix”的线而变化了的情况下、从下侧向上侧横穿该“Lo←Fix”的线而变化了的情况下,从直接连结模式切换为HV-Lo模式,并且,构成为在运转点从左侧向右侧横穿“Lo→Fix”的线而变化了的情况下、从上侧向下侧横穿该“Lo→Fix”的线而变化了的情况下,从HV-Lo模式切换为直接连结模式。同样地,构成为在运转点从右侧向左侧横穿图10中的“Fix←Hi”的线而变化了的情况下、从下侧向上侧横穿该“Fix←Hi”的线而变化了的情况下,从HV-Hi模式切换为直接连结模式,并且,构成为在运转点从左侧向右侧横穿“Fix→Hi”的线而变化了的情况下、从上侧向下侧横穿该“Fix→Hi”的线而变化了的情况下,从直接连结模式切换为HV-Hi模式。
在图11中示出选择了CD模式时用于确定各行驶模式的映射的一个例子。该映射的横轴表示车速,纵轴表示要求驱动力。此外,车速能够根据由车速传感器检测到的数据来求出,要求驱动力能够根据由加速器开度传感器检测到的数据来求出。
在图11所示的例子中构成为:在进行前行进驶、且要求驱动力比第1驱动力F1小的情况下(包含减速要求),设定单一模式。设定该单一模式的区域基于第2马达5的特性等来确定。此外,在设定单一模式的区域标有影线。
另外,在进行前行进驶、且要求驱动力比第1驱动力F1大的情况下,设定双重模式。进一步,在处于比第1车速V1高的车速的情况下、处于比第2车速V2高的车速且要求驱动力比第2驱动力F2大的情况下,设定HV行驶模式。此外,HV行驶模式能够从低车速区域到高车速区域输出驱动力,因此,在蓄电装置30的充电剩余量变为了下限值附近等情况下,即使是应该设定单一模式、双重模式的区域,有时也设定HV行驶模式。
进一步,构成为:在设定HV行驶模式的情况下,根据车速和要求驱动力来选择HV-Lo模式、HV-Hi模式以及直接连结模式中的某一行驶模式。具体而言,构成为:在比较低的车速的情况下、和/或要求驱动力比较大的情况下,选择HV-Lo模式,在处于比较高的车速且要求驱动力比较小的情况下,选择HV-Hi模式,在车辆Ve的行驶状态为设定HV-Lo模式的区域和设定HV-Hi模式的区域之间的运转点(基于车速和要求驱动力的值)的情况下,选择直接连结模式。
另外,上述的HV-Lo模式、直接连结模式、HV-Hi模式的各行驶模式构成为根据运转点横穿图11所示的各线而变化来进行切换。具体而言,构成为在运转点横穿图11中的的线而变化了的情况下,直接连结模式和HV-Lo模式相互进行切换。同样地,构成为在运转点横穿图11中的/>的线而变化了的情况下,HV-Hi模式和直接连结模式相互进行切换。
此外,对图10、图11所示的行驶模式进行设定的区域、用于进行设定HV行驶模式的条件下的模式的切换的线,构成为根据构成驱动装置2的各部件的温度、蓄电装置30或者电力控制装置28、29的温度、或者蓄电装置30的充电剩余量等来变动。
这样构成的车辆Ve能够如上所述那样设定多个行驶模式,例如在从单一模式转变为HV行驶模式的情况下,存在HV-Lo模式和HV-Hi模式的多个转变目标。另外,在该转变目标的行驶模式为HV-Lo模式的情况下,如由图3的图表所示那样,使第1离合机构CL1接合,另一方面,在为HV-Hi模式的情况下,使第2离合机构CL2接合。进一步,在使第1离合机构CL1或者第2离合机构CL2接合时进行控制的第1马达4的作为目标的转速按各离合机构CL1、CL2而不同。即,各离合机构CL1、CL2的同步转速不同。并且,在对各离合机构CL1、CL2的接合或者释放的状态进行切换来变更行驶模式时,优选缩短行驶模式的切换中的时滞,换言之,优选对各离合机构CL1、CL2的接合的延迟进行抑制。于是,在本发明的实施方式中构成为:对从单一模式切换为其他行驶模式时的各离合机构CL1、CL2的接合的延迟进行抑制。以下,对由ECU31执行的控制例进行说明。
图12是用于对该控制的一个例子进行说明的流程图,构成为对从单一模式开始使第1离合机构CL1或者第2离合机构CL2接合来切换行驶模式的情况下的各离合机构CL1、CL2中的接合的响应性降低(接合延迟)进行抑制。具体而言,首先,判断当前的行驶模式是否为单一模式(步骤S1)。这是判断当前的行驶状态是否为仅从第2马达5输出驱动转矩来行驶的步骤。在要求驱动力F和/或车速V比较低的状态的情况下设定单一模式,因此,在该情况下,在该步骤S1中作出肯定性的判断。此外,在步骤S1中作出了否定性的判断的情况下,不特别地进行控制而返回,暂时结束图12所示的控制。
在判断为当前的行驶模式为单一模式的情况下,判断当前的车速V是否超过了使第1马达4的待机模式开启(ON)的车速Vth_1(第1预定车速)(步骤S2)。即,判断用于将第1马达4的转速控制为后述的待机转速的控制要求是否成立。如用上述的图10、图11的映射说明过的那样,当车速V和/或要求驱动力F(或者加速器开度Acc)增大时,将行驶模式切换为HV行驶模式、EV行驶模式(双重模式),因此,使第1离合机构CL1或者第2离合机构CL2接合。另外,在本发明的实施方式中,在从单一模式向使第1离合机构CL1、第2离合机构CL2接合的行驶模式切换的情况下,为了对使各离合机构CL1、CL2接合时的响应性的降低进行抑制,预先对第1马达4的转速进行控制以使其差转速降低。在此,差转速是指前述的驱动侧部件与从动侧部件的转速之差。因此,在该步骤S2中,判断当前的车速V是否超过车速Vth_1,车速Vth_1是使将第1马达4的转速控制为待机转速的待机模式(以下也简记为待机模式)开启的车速。
更具体而言,各离合机构CL1、CL2中的从动侧部件在单一模式中与输出齿轮19一起旋转,或者通过输出齿轮19进行旋转来被带动转动,因此,其转速成为与车速相应的转速或者与其相应的低转速。另外,驱动侧部件根据发动机3停止而停止,或者根据发动机3和第1马达4停止且输出齿轮19以与车速相应的低转速进行旋转来以比齿圈16低的速度进行旋转。因此,在低车速的情况下,驱动侧部件和从动侧部件一起成为低转速,因此,各离合机构CL1、CL2中的差转速成为低转速。在这样的状态下,不特别需要用于避免或者抑制接合延迟的转速控制。因此,在步骤S2中,判断是否为不需要这样的差转速控制的低车速。因此,在根据车速V为作为阈值所设定的车速Vth_1以下而在步骤S2中作出了否定性的判断的情况下,不特别地进行控制而返回。
另一方面,在步骤S2中作出了肯定性的判断的情况下、即当前的车速V比使待机模式开启的车速Vth_1大的情况下,推定转变目标的行驶模式(步骤S3)。转变目标的行驶模式根据当前的车速V、要求驱动力F或者加速器开度Acc来推定。该所推定的行驶模式为HV-Lo模式、HV-Hi模式、EV-Lo模式以及EV-Hi模式。例如,在比较低的车速的情况下、要求驱动力F比较大的情况下,推定为HV-Lo模式,在处于比较高的车速且要求驱动力F比较小的情况下,推定为HV-Hi模式。
在该步骤S3中推定了转变目标的行驶模式之后,算出第1马达4的待机转速(步骤S4)。在图1所示的驱动装置2中,在车辆Ve进行前行进驶的状态下,当通过第1马达4使太阳轮9旋转时,齿圈10以及与其连结的太阳轮15以与第1马达4的转速相应的转速进行旋转,进一步,行星架18以与该太阳轮15和输出齿轮19(齿圈16)的转速相应的转速进行旋转。在该行星架18连结有旋转部件12b、旋转部件18a,旋转部件12b是第1离合机构CL1的从动侧部件,旋转部件18a是第2离合机构CL2的驱动侧部件,因此,结果这些旋转部件12b、18a成为与第1马达4的转速相应的转速。即,能够通过第1马达4对第1离合机构CL1、第2离合机构CL2中的差转速进行控制。在步骤S4中,根据转变目标的行驶模式,算出第1马达4的待机转速以使得第1离合机构CL1或者第2离合机构CL2的差转速降低。这是为了使为切换行驶模式而使之接合的第1离合机构CL1或者第2离合机构CL2的接合延迟降低或者避免该接合延迟。
如上所述,使第1离合机构CL1接合的情况下的第1马达4的同步转速和使第2离合机构CL2接合的情况下的第1马达4的同步转速分别不同。例如能够根据图7和图8来掌握,使第1离合机构CL1接合的情况下的第1马达4的同步转速为正的转速,与此相反,使第2离合机构CL2接合的情况下的第1马达4的同步转速为负的转速。因此,当一概地决定第1马达4的待机转速时,在使一方的离合机构CL1(CL2)接合的情况下,与不特别地控制第1马达4的情况(图9的单一模式的状态)相比,反而所述差转速会变大,会产生接合的延迟。于是,在该步骤S4中构成为:基于在步骤S3中推定的转变目标的行驶模式和当前的车速V,算出第1马达4的待机转速。
图13是表示该第1马达4的待机转速的一个例子的图,在转变目标的行驶模式为Lo模式的情况下,将待机转速向作为发动机的旋转方向的正方向进行控制,在转变目标的行驶模式为Hi模式的情况下,将待机转速向与发动机的旋转方向相反的负方向进行控制。另外,该待机转速的绝对值构成为伴随着车速V的增大而变大。在Lo模式的情况下,伴随着车速V的增大而向正侧增大,相反地,在Hi模式的情况下,伴随着车速V的增大而向负侧增大。此外,上述的待机转速中的用于设定Lo模式的待机转速相当于本发明的实施方式中的第1待机转速,用于设定Hi模式的待机转速相当于本发明的实施方式中的第2待机转速。另外,该待机转速(以及待机转速的变化率)也可以按各种车辆来适当地进行变更,例如若是驾驶员的驾驶意向为与通常相比重视动力性能、运动性能的运动行驶意向的车辆,则进一步增大图13所示的第1马达4的待机转速的变化率,与此相反地,若是驾驶员的驾驶意向为与通常相比重视燃料经济性、效率的燃料经济性行驶意向的车辆,则进一步减小图13所示的第1马达4的待机转速的变化率。
接着,参照时序图对执行了图12的控制例的情况下的行驶模式等的变化进行说明。图14是表示该时序图的图,分别示出加速器开度Acc、车速V、现状的行驶模式、转变目标的行驶模式、待机模式以及第1马达4的转速的变化。另外,该图14所示的时序图表示将行驶模式从单一模式切换为HV-Hi模式的情况下的例子。
在图14中,首先,通过从停车状态由驾驶员操作加速踏板,加速器开度Acc增大,伴随于此,车速V开始增大(时间点t0)。该状态下的行驶模式中,加速器开度Acc小,且车速V低,因此,设定单一模式。另外,在该时间点,车速V比作为判断基准所预先设定的前述的Vth_1低,因此,第1马达4中的待机模式被设为关闭(OFF),伴随于此,第1马达4的转速被控制为“0”。
接着,当由于加速器开度Acc进一步增大而当前的车速V超过使待机模式开启的车速阈值Vth_1(时间点t1)时,在该时间点t1,待机模式成为开启。另外,通过待机模式成为开启,根据Lo模式和Hi模式中的某一模式的转变目标,第1马达4的转速被控制为预定的待机转速。对于转变目标的行驶模式,如用上述的流程图的步骤S3说明过的那样,基于当前的车速V、加速器开度Acc或者要求驱动力F来推定转变目标的行驶模式。在该时间点t1,由于车速V以及加速器开度Acc比较低,因此,作为转变目标的行驶模式而推定为Lo模式。然后,根据该转变目标的行驶模式为Lo模式,第1马达4的转速(待机转速)向正侧增大。即,为了使第1离合机构CL1的差转速降低、并对接合时的响应的延迟进行抑制,第1马达4的转速被控制为预定的待机转速(或者预定的转速区域)。
并且,该第1马达4的转速根据车速V、加速器开度Acc或者要求驱动力F的变化而变化,因此,第1马达4的转速例如在时间点t1~时间点t2伴随着车速V的增大而增大。另外,在时间点t2~时间点t3,加速器开度Acc、车速V为一定,第1马达4的转速被维持为预定的转速。当加速器开度Acc进一步增大时,车速V也增大,该车速V达到对转变目标的行驶模式进行切换的预定的车速Vth_2,该转变目标的行驶模式从Lo模式切换为Hi模式(时间点t4)。此外,对是否使上述的待机模式开启进行判断的车速Vth_1相当于本发明的实施方式中的“第1预定车速”,另外,转变目标的行驶模式从Lo模式切换为Hi模式的所述预定的车速Vth_2相当于本发明的实施方式中的“第2预定车速”。另外,所推定的转变目标的行驶模式不限于根据车速V来推定,也可以根据要求驱动力F、加速器开度Acc来推定。例如,在要求驱动力F、加速器开度Acc小于预先确定的预定值的情况下,推定为Lo模式,与此相反地,在要求驱动力F、加速器开度Acc为所述预定值以上的情况下,推定为Hi模式。
接着,根据转变目标的行驶模式从Lo模式切换为Hi模式,第1马达4的转速向负侧增大,被从正的转速控制为负的转速。即,为了使设定Hi模式的第2离合机构CL2的差转速降低、并对接合时的响应的延迟进行抑制,第1马达4的转速被进行控制。
进一步,当加速器开度Acc和车速V增大时,第1马达4的转速向负侧增大(时间点t4~时间点t5),若车速V达到了向切换目标的HV-Hi模式进行切换的车速,表示第1马达4的待机模式的标志从激活(ON)变为非激活(OFF)。另外,与之相应地,作出使第2离合机构CL2接合的指令(时间点t5)。也即是,第2离合机构CL2的接合开始。
具体而言,第2离合机构CL2的驱动侧部件与从动侧部件的差转速被根据转变目标的模式来进行控制。在该状态下,当作出使第2离合机构CL2接合的指令时,进行第2离合机构CL2的接合动作。此外,时间点t5的第1马达6的转速的局部变化表示从该第2离合机构CL2的接合开始到接合完成为止的第1马达的转速的变化,当第2离合机构CL2开始接合时,为了设定转变目标的Hi模式,第2离合机构CL2的差转速已经被设为低转速,因此,不太需要时间,就能完成接合。即,通过第1马达4的转速被使得从时间点t5开始降低,由此完成接合。并且,当实际上第2离合机构CL2的接合完成时,现状的行驶模式从单一模式切换为HV-Hi模式。另外,HV-Hi模式是将发动机3作为驱动力源的行驶模式,因此,根据第2离合机构CL2的接合,利用第1马达4使发动机3进行电动回转(时间点t5~时间点t6)。即,成为上述的图4的共线图的状态。
这样,在本发明的实施方式中构成为:在将行驶模式从仅利用第2马达5的驱动转矩进行行驶的单一模式向Lo模式切换、或者从单一模式向Hi模式切换的情况下,预先使各离合机构CL1、CL2的差转速降低,对接合的延迟进行抑制。在上述的实施方式中构成为:将Lo模式或者Hi模式推定为从单一模式开始的转变目标,根据该所推定的行驶模式来将第1马达4的转速控制为预先确定的预定的待机转速(或者待机转速区域)。该待机转速在Lo模式和Hi模式中不同,例如在根据车速V、加速器开度Acc或者要求驱动力F判断为转变到Lo模式的情况下,使第1马达4的转速从“0”向正侧进行增大,使之以预定的转速(或者转速区域)进行待机。其结果,在开始了设定Lo模式的第1离合机构CL1的接合的情况下,已经处于第1离合机构CL1的驱动侧与从动侧的差转速降低为了预定的转速差的状态,因此,与不执行这样的控制而进行变速的情况相比,能够尽可能迅速地使第1离合机构CL1接合。由此,能够抑制第1离合机构CL1的接合延迟,能够对以此为主要原因的加速响应性降低进行抑制。
另外,在根据车速V、加速器开度Acc或者要求驱动力F判断为从单一模式转变到Hi模式的情况下,使第1马达4的转速从“0”向负侧增大,使之以预定的转速(或者转速区域)进行待机。其结果,在开始了设定Hi模式的第2离合机构CL2的接合的情况下,已经处于第2离合机构CL2的驱动侧与从动侧的差转速降低为了预定的转速差的状态,因此,与不执行这样的控制而进行变速的情况相比,能够尽可能迅速地使第2离合机构CL2接合。由此,能够抑制第2离合机构CL2的接合延迟,能够对以此为主要原因的加速响应性降低进行抑制。即,即使是在从单一模式切换为Lo模式和Hi模式中的某行驶模式的情况下,也成为各离合机构CL1、CL2的差转速预先降低了的状态。因此,能够避免在一概地控制了第1马达4的待机转速的情况下因所述差转速变大而发生的不良情况(接合延迟以及加速响应性的降低)的产生、或者抑制该不良的产生。
另外,通过如上所述那样根据Lo模式或者Hi模式的转变目标的行驶模式来控制第1马达4的待机转速,与一概地控制第1马达4的待机转速的情况相比,不产生接合延迟,因此,能够适当地输出与各行驶模式相应的驱动力,并且,能够维持加速性能。即,能够抑制动力性能降低。
进一步,在本发明的实施方式中,相比于与转变目标的行驶模式无关而一概地设定了第1马达4的待机转速的情况,能够缩短控制第1马达的时间。即,在一概地设定了第1马达4的待机转速的情况下,当如上所述那样转变为Lo模式和Hi模式中的某一行驶模式时,离合机构中的差转速反而变大,因此,消除转速之差所需要的第1马达4的控制时间会增大。另一方面,在本发明的实施方式中,即使是切换为Lo模式和Hi模式中的某行驶模式的情况下,所述差转速也变小。因此,能够缩短控制第1马达4的时间,也即是,能够使行驶模式的切换所需要的时滞降低。
此外,在本发明的实施方式中构成为:在当前的车速V为使第1马达4的待机模式开启(on)的车速Vth_1以下的情况下,使待机模式关闭(off),不执行第1马达4的转速的控制。即,若以单一模式行驶时的车速V为Vth_1以下的低车速,则第1离合机构CL1、第2离合机构CL2中的差转速为低转速,因此,不需要为了对该差转速进行控制而驱动第1马达4。也即是,构成为在该情况下不进行第1马达4的控制,因此,能够抑制电力的消耗,其结果,能够使电力经济性提高。
接着,对本发明的实施方式中的其他例进行说明。如上所述,Lo模式或者Hi模式的转变目标的行驶模式基于车速V、加速器开度Acc等来推定。例如在车速V高的情况下,推定为向Hi模式的转变。另一方面,即使是在如此车速V高的情况下,例如当在高速道路等上进行急加速或者急起步时、检测到上坡时等要求驱动力F大时(换言之加速器开度的变化率大时),优选向能够输出比Hi模式大的驱动力的Lo模式进行转变。
图15是用于表示该控制的一个例子的时序图,分别示出加速器开度Acc、车速V、现状的行驶模式、待机模式、要求驱动力F成为“大”的预测标志、转变目标的行驶模式以及第1马达4的转速的变化。此外,关于与上述的图14中的时序图同样的控制内容,进行简化来说明。
首先,通过从停车状态由驾驶员操作加速踏板,加速器开度Acc增大,与此相伴,车速V开始增大(时间点t10)。由于加速器开度Acc小、且车速V低,因此,该状态下的行驶模式被设定为单一模式。另外,在该时间点,车速V比车速阈值Vth_1低,因此,第1马达4的待机模式被设为关闭,与此相伴,第1马达4的转速处于“0”的状态。
根据加速器开度Acc进一步增大,车速V超过使待机模式开启的车速阈值Vth_1,待机模式成为开启(时间点t11)。另外,通过待机模式成为开启,第1马达4的转速(待机转速)与所推定的转变目标的行驶模式(Lo模式)对应地增大(时间点t11~时间点t12)。
并且,在时间点t12,车速V或者加速器开度Acc达到对转变目标模式进行切换的预定值Vth_2,该转变目标的行驶模式从Lo模式切换为Hi模式。另外,根据转变目标模式切换为Hi模式,第1马达4的转速从正侧向负侧增大,被控制为负的转速(t12时间点~t13时间点)。
另外,在该图15所示的实施方式中,在时间点t13,加速器开度Acc的变化率成为预定值以上,预测为要求驱动力急剧地变大。这设想为如上所述那样由于检测到高速道路等上的急加速、急起步或者上坡等而与通常相比需要驱动力等情况。因此,在该时间点t13,要求驱动力F成为“大”的预测标志从非激活(OFF)变为激活(ON)。另外,由于要求驱动力F大,若如上述的图14的控制例那样根据车速V、加速器开度Acc的大小进行判断,则将Hi模式推定为转变目标模式,但在该图15所示的实施方式中,能够输出比Hi模式大的驱动力的Lo模式被推定为转变目标的行驶模式。
因此,在该时间点t13,第1马达4的转速向正侧增大,被控制为正的转速。并且,为了实际上切换为HV-Lo模式,使第1离合机构CL1接合(时间点t14),根据接合的完成,利用第1马达4使发动机3进行电动回转(时间点t14~时间点t15)。即,成为上述的图5的共线图的状态。
这样,在图15的实施方式中,也根据转变目标的行驶模式来控制第1马达4的转速。由此,离合机构CL1(CL2)的驱动侧与从动侧的差转速降低而被控制为预定的差转速,因此,能够缩短对行驶模式进行切换时的时滞,即能够抑制接合延迟的产生。因此,能够抑制从单一模式开始切换行驶模式时的车辆Ve的加速响应性降低这一情况。另外,在图15所示的实施方式中构成为:在要求急加速等情况下、加速器开度Acc的变化率、要求驱动力F为预先确定的预定值以上的情况下,判定为要求驱动力F比通常大,若为通常控制,则根据车速V、加速器开度Acc的大小而将Hi模式推定为转变目标模式,而本实施方式构成为选择(推定)能够输出比Hi模式大的驱动力的Lo模式。因此,能够在确保车辆Ve的加速响应性的同时,合适地输出驾驶员所要求的驱动力。
以上,对本发明的多个实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述的例子,也可以在达成本发明的目的的范围内适当地进行变更。在图14的例子中,以从单一模式向HV-Hi模式切换的情况为例进行了说明,但该切换目标的行驶模式也可以是HV-Lo模式。在该情况下,基于车速V、加速器开度Acc(或者要求驱动力F)推定为转变目标是Lo模式,并且,在车速V达到向HV-Lo模式进行切换的车速后,向HV-Lo模式进行切换。另外,切换目标的行驶模式不限于HV行驶模式,也可以是EV-Lo模式、EV-Hi模式的双重模式。另外,对于是否使第1马达4的待机模式开启的判断,也可以代替车速Vth_1而将加速器开度Acc作为参数来进行判断。
Claims (10)
1.一种混合动力车辆的控制装置,
所述混合动力车辆具备发动机、第1马达以及第2马达这三个驱动力源,
所述混合动力车辆具有:
第1差动机构,其通过连结所述发动机的第1旋转元件、连结所述第1马达的第2旋转元件以及向驱动轮输出转矩的第3旋转元件来进行差动作用;
第2差动机构,其通过连结所述第2马达的第4旋转元件、连结于所述第3旋转元件的第5旋转元件、以及第6旋转元件来进行差动作用;
第1接合机构,其将所述第6旋转元件与所述第1旋转元件连结、以及将该连结解除;以及
第2接合机构,其将所述第4旋转元件、所述第5旋转元件以及所述第6旋转元件中的至少任两个旋转元件连结、以及将该连结解除,
所述混合动力车辆的控制装置构成为通过所述第1马达进行所述第1接合机构和所述第2接合机构中的接合的控制,
所述混合动力车辆的控制装置能够设定包括第1行驶模式、第2行驶模式以及单一模式的多个行驶模式,所述第1行驶模式是通过使所述第1接合机构接合而设定的模式,所述第2行驶模式是通过使所述第2接合机构接合而设定的模式,并且,所述第2行驶模式中的传递至所述驱动轮的转矩比所述第1行驶模式中的传递至所述驱动轮的转矩小,所述单一模式是使所述第1接合机构以及所述第2接合机构释放、且仅利用所述第2马达的驱动转矩来进行行驶的模式,
所述混合动力车辆的控制装置的特征在于,
所述第1接合机构和所述第2接合机构具有通过相互接合来传递转矩的驱动侧部件和从动侧部件,并且,构成为通过所述第1马达来控制差转速,所述差转速是所述驱动侧部件与所述从动侧部件的转速之差,
具有控制所述第1马达的控制器,
所述控制器,
对将所述行驶模式从所述单一模式切换为所述第1行驶模式或者所述第2行驶模式这一情况进行推定,
在从所述单一模式切换为所述第1行驶模式的推定已成立的情况下,将所述第1马达的转速控制为所述第1接合机构中的所述差转速降低的预先确定的第1待机转速,
在从所述单一模式切换为所述第2行驶模式的推定已成立的情况下,将所述第1马达的转速控制为所述第2接合机构中的所述差转速降低的预先确定的第2待机转速。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
对将所述第1马达的转速控制为所述第1待机转速或者所述第2待机转速的控制要求的成立进行判断,
在所述控制要求成立的情况下,将所述第1马达的转速控制为所述第1待机转速或者所述第2待机转速。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
对所述混合动力车辆的车速进行检测,
基于所检测到的所述车速来对所述控制要求的成立进行判断,
在所述车速比预先确定的第1预定车速高的情况下判断为所述控制要求成立,在所述车速为所述第1预定车速以下的情况下判断为所述控制要求不成立。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
对所述混合动力车辆的车速进行检测,
对所述混合动力车辆的要求驱动力进行检测,
基于所述车速或者所述要求驱动力、和推定到从所述单一模式切换的行驶模式,算出所述第1待机转速和所述第2待机转速。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
对所述混合动力车辆的车速进行检测,
对所述混合动力车辆的要求驱动力进行检测,
基于所述车速和所述要求驱动力中的至少任一方来进行从所述单一模式切换的行驶模式的推定。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
基于所述要求驱动力来进行从所述单一模式切换的行驶模式的推定,
在所述要求驱动力小于预先确定的预定值的情况下,推定为从所述单一模式切换为所述第1行驶模式,并且,在所述要求驱动力为所述预定值以上的情况下,推定为从所述单一模式切换为所述第2行驶模式。
7.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
基于所述车速来进行从所述单一模式切换的行驶模式的推定,
在所述车速小于预先确定的第2预定车速的情况下推定为从所述单一模式切换为所述第1行驶模式,并且,在所述车速为所述第2预定车速以上的情况下推定为从所述单一模式切换为所述第2行驶模式,所述第2预定车速大于对将所述第1马达的转速控制为所述第1待机转速或者所述第2待机转速的控制要求的成立进行判断的第1预定车速。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述第1待机转速是使所述第1马达向作为所述发动机的旋转方向的正方向进行旋转的转速,
所述第2待机转速是使所述第1马达向与所述正方向相反方向的负方向进行旋转的转速。
9.根据权利要求8所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
伴随着所述混合动力车辆的车速的增大,使所述第1待机转速向所述正方向增大,
伴随着所述混合动力车辆的车速的增大,使所述第2待机转速向所述负方向增大。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的混合动力车辆的控制装置,其特征在于,
所述控制器进一步,
对所述混合动力车辆的加速器开度进行检测,
对所述混合动力车辆的要求驱动力进行检测,
在所述加速器开度的变化率或者要求驱动力为预先确定的预定值以上的情况下,将从所述单一模式切换而推定的行驶模式设为第1行驶模式。
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