CN112622904A - 用于混合动力车辆的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种用于混合动力车辆的控制装置。当判定有可能在增压器中发生异常时,最大发动机转速和最大MG2转速改变到低转速侧,并且控制发动机和旋转机的工作点,使得发动机转速和MG2转速分别在不超过改变后的最大转速的范围内。因此,即使当增压器未正常运转并且增压压力的异常增加发生时,可以抑制发动机转速和MG2转速的高旋转状态。结果,即使当增压压力的异常增加发生时,可以抑制部件的耐久性的下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力车辆的控制装置,该混合动力车辆包括具有增压器的发动机和旋转机。
背景技术
众所周知一种用于混合动力车辆的控制装置,该控制装置包括用作行驶的动力源的发动机以及以可传递动力的方式连接到驱动轮的旋转机。一个实例是日本未经审查的专利申请公开第2008-247205号(JP 2008-247205 A)中描述的车辆。JP 2008-247205 A公开了考虑到部件的保护,发动机的工作点被控制为使得发动机的转速在不超过与发动机的预定上限转速有裕度的最大转速的范围内。
发明内容
在混合动力车辆中,为了保护部件,除了发动机的工作点的控制之外,还可以考虑针对旋转机执行旋转机的工作点的控制,使得旋转机的转速在不超过与旋转机的预定上限转速有裕度的最大转速的范围内。另一方面,当发动机包括增压器时,存在如下可能性:增压器将不能正常运转并且来自增压器的增压压力的异常增加将会发生。于是,即使当控制发动机和旋转机的工作点而使得发动机的转速和旋转机的转速在不超过其最大转速的范围内时,发动机的转速或旋转机的转速也可能由于增压压力的异常增加而达到高转速状态并且存在对部件的耐久性的下降的担忧,在该高转速状态中,其达到相应的上限转速。
本发明提供了一种用于混合动力车辆的控制装置,该混合动力车辆即使在当增压压力的异常增加发生时也能够抑制由于发动机的转速或旋转机的转速的高旋转状态而导致的部件的耐久性的下降。
根据第一方面,提供了一种用于(a)混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆包括具有增压器的发动机以及旋转机,所述发动机用作行驶的动力源,所述旋转机以动力可传递方式连接至驱动轮,所述控制装置包括(b):工作点控制单元,其配置成控制所述发动机和所述旋转机的工作点,使得所述发动机的转速在不超过所述发动机的最大转速的范围内并且所述旋转机的转速在不超过所述旋转机的最大转速的范围内,所述发动机的最大转速相对于所述发动机的预定上限转速具有所述发动机的所述转速的裕度,所述旋转机的最大转速相对于所述旋转机的预定上限转速具有所述旋转机的所述转速的裕度;(c)异常判定单元,其配置成判定是否已在所述增压器中发生异常;以及(d)最大转速改变单元,其配置成:当在判定已在所述增压器中发生异常之前判定有可能在所述增压器中发生异常时,相比于判定有可能在所述增压器中发生异常之前,将所述发动机的所述最大转速和所述旋转机的所述最大转速改变成较低转速侧。
本发明的第二方面提供了一种根据第一方面的用于混合动力车辆的控制装置,其中所述最大转速改变单元配置成随着所述增压器中发生异常的可能性增加,增加用于将所述发动机的所述最大转速和所述旋转机的所述最大转速改变成所述较低转速侧的变化量。
本发明的第三方面提供了一种根据第一或第二方面的用于混合动力车辆的控制装置,进一步包括发动机控制单元,其配置成当判定已在所述增压器中发生异常时执行用于使燃料向所述发动机的供应停止的燃料切断控制。
本发明的第四方面提供了一种根据第三方面的用于混合动力车辆的控制装置,进一步包括旋转机控制单元,其配置成当判定已在所述增压器中发生异常时,执行用于使所述旋转机的输出转距减小的旋转机转距减小控制。
本发明的第五方面提供了一种根据第一至第四方面中的任一项的用于混合动力车辆的控制装置,其中,所述异常判定单元配置成基于所述增压器的增压压力的变化率以及所述增压压力和所述增压压力的目标值之间的增压压差中的至少一个判定是否已在所述增压器中发生异常。
本发明的第六方面提供了一种根据第五方面的用于混合动力车辆的控制装置,其中所述异常判定单元配置成基于所述增压压力的所述变化率和所述增压压差判定是否已在所述增压器中发生异常,并且其中所述异常判定单元配置成判定是否已发生第一异常和是否已发生第二异常以当判定所述第一异常和所述第二异常都已发生时判定已在所述增压器中发生异常,并且当判定所述第一异常和所述第二异常中的仅仅一个已发生时判定有可能在所述增压器中发生异常,在所述第一异常中所述增压压力的所述变化率超过预定变化率,在所述第二异常中所述增压压差超过预定增压压差。
本发明的第七方面提供了一种根据第一至第六方面中的任一项的用于混合动力车辆的控制装置,其中所述工作点控制单元配置成:当所述发动机的所述转速和所述旋转机的所述转速中的至少一个由于将所述发动机的所述最大转速和所述旋转机的所述最大转速改变到所述较低转速侧而超过对应的最大转速时,改变所述发动机和所述旋转机中的至少一个的所述工作点,使得所述发动机的所述转速和所述旋转机的所述转速在不超过所述对应的最大转速的范围内,并且其中,所述工作点控制单元配置成通过执行发动机转距减小控制、旋转机转距减小控制和变速控制中的至少一个来改变所述发动机和所述旋转机中的至少一个的所述工作点,所述发动机转距减小控制用于减小所述发动机的输出转距,所述旋转机转距减小控制用于减小所述旋转机的输出转距,所述变速控制用于使构成所述发动机和所述旋转机与所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分的自动变速器变速。
根据本发明的第一方面,当判定有可能在增压器中发生异常时,发动机的最大转速和旋转机的最大转速改变成较低转速侧并且控制发动机和旋转机的工作点使得发动机的转速和旋转机的转速均在不超过改变后的最大转速的范围内。因此,即使当增压器未正常运转并且增压压力的异常增加发生时,也可以抑制发动机的转速和旋转机的转速的高旋转状态。结果,即使当增压压力的异常增加发生时,可以抑制部件的耐久性由于发动机的转速或旋转机的转速的高旋转状态而下降。
根据本发明的第二方面,随着增压器中发生异常的可能性增加,增加用于将发动机的最大转速和旋转机的最大转速改变成较低转速侧的变化量。因此,可以在当增压器中的异常的发生可能性相对低时抑制发动机和旋转机的工作点的控制范围的过度限制,并且在当增压器中的异常的发生可能性相对高时,尽管发生增压压力的异常增加,也适当地防止发动机的转速和旋转机的转速达到高旋转状态。
根据本发明的第三方面,因为当判定已在增压器中发生异常时执行燃料切断控制,所以可以在当已在增压器中发生异常时防止发动机的转速和旋转机的转速达到高旋转状态。
根据本发明的第四方面,因为当判定已在增压器中发生异常时另外地执行旋转机转矩减小控制,所以可以在当已在增压器中发生异常时适当地防止旋转机的转速达到高旋转状态。
根据本发明的第五方面,因为基于增压器的增压压力的变化率以及增压压力和增压压力的目标值之间的增压压差中的至少一个判定是否已在增压器中发生异常,所以可以判定增压器由于增压器的异常操作而发生异常,诸如增压压力的异常增加。
根据本发明的第六方面,当第一异常和第二异常都发生时判定已在增压器中发生异常并且当第一异常和第二异常中的仅仅一个发生时判定有可能在增压器中发生异常,在所述第一异常中所述增压压力的所述变化率超过预定变化率,在所述第二异常中所述增压压差超过预定增压压差。因此,可以适当地判定增压器由于增压器的异常操作而发生异常,诸如增压压力的异常增加。
根据本发明的第七方面,通过执行发动机转矩减小控制、旋转机转矩减小控制和变速控制中的至少一个改变发动机和旋转机中的至少一个的工作点。因此,当发动机的转速和旋转机的转速中的至少一个由于最大转速改变到较低转速侧而超过对应的最大转速时,可以适当地控制发动机和旋转机的工作点使得发动机的转速和旋转机的转速在不超过对应的最大转速的范围内。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:
图1是示意性地示出应用了本发明的车辆的配置并示出用于车辆中的各种类型的控制的控制功能和控制系统的主要部分的视图;
图2是示意性地示出发动机的配置的视图;
图3是相对地示出差动单元中的旋转元件的转速的共线图;
图4是示出最佳发动机工作点的实例的视图;
图5是示出用于电机驱动行驶和混合动力行驶之间的切换控制的动力源切换映射图的实例的视图;
图6是示出每种行驶模式下的离合器和制动器的操作状态的表格;
图7是示出发动机转速的可行区域的实例的视图;
图8是示出基于增压器异常发生预测概率设定的工作点极限值的实例的视图;
图9是示出电子控制单元的控制操作的主要部分并示出用于即使在当增压压力的异常增加发生时抑制由于发动机转速或MG2转速的高旋转状态而导致的部件的耐久性的下降的控制操作的流程图;
图10是示意性地示出应用了本发明并且不同于图1中所示的车辆的车辆的配置的视图;
图11是示出图10中所示的机械式有级变速单元的变速操作与其中使用的接合装置的操作的组合之间的关系的操作表;
图12是示出图10中所示的车辆在第一AT档位处的发动机转速的可行区域的实例的视图;
图13是示出图10中所示的车辆在第二AT档位处的发动机转速的可行区域的实例的视图;
图14是示出图10中所示的车辆在第三AT档位处的发动机转速的可行区域的实例的视图;
图15是示出图10中所示的车辆在第四AT档位处的发动机转速的可行区域的实例的视图;
图16是示出当在图10中所示的车辆中执行图9的流程图中所示的控制操作时的时序图的实例的视图;以及
图17是示意性地示出应用了本发明并且不同于图1或图10中所示的车辆的车辆的配置的视图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是示意性地示出应用了本发明的车辆10的配置并且示出用于车辆10中的各种类型控制的控制功能和控制系统的主要部分的视图。在图1中,车辆10为包括发动机12、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2、动力传递装置14和驱动轮16的混合动力车辆。
图2是示意性地示出发动机12的配置的视图。在图2中,发动机12是用于车辆10的行驶的动力源,并且是包括增压器18的、诸如汽油发动机或柴油发动机的已知的内燃机,即具有增压器18的发动机。进气管20设置在发动机12的进气系统中,并且进气管20与附接至发动机本体12a的进气歧管22连接。排气管24设置在发动机12的排气系统中并且排气管24与附接至发动机本体12a的排气歧管26连接。增压器18是已知的排气涡轮增压器,即涡轮增压器,包括进气管20中设置的压缩机18c和排气管24中设置的涡轮18t。涡轮18t由排气(即,排气的流动)旋转地驱动。压缩机18c连接至涡轮18t并且由涡轮18t旋转地驱动以压缩吸入到发动机12中的空气,即进气。
通过绕过涡轮18t使排气相对于涡轮18t从上游流向下游的排气旁路28并联地设置在排气管24中。连续地控制穿过排气旁路28的排气与穿过涡轮18t的排气的比例的废气旁通阀(=WGV)30设置在排气旁路28中。通过引起电子控制单元100(将在后面描述)操作未示出的致动器,连续地调整废气旁通阀30的阀门开度。随着废气旁通阀30的阀门开度增大,发动机12的排气更有可能经由排气旁路28排出。因此,在增压器18的增压操作有效的发动机12的增压状态下,增压器18的增压压力Pchg随着废气旁通阀30的阀门开度增大而减小。增压器18的增压压力Pchg是进气压力,并且是进气管20中的压缩机18c下游的气压。增压压力Pchg低的一侧例如是在发动机12的非增压状态下进气压力的一侧,即,在没有增压器18的发动机中进气压力的一侧,在非增压状态下,增压器18的增压操作根本不工作。
空气滤清器32设置在进气管20的入口处,并且测量发动机12的进气量Qair的空气流量计34在进气管20中设置在空气滤清器32下游和压缩机18c上游。中冷器36在进气管20中设置在压缩机18c下游,该中冷器36是通过在进气和外部空气或冷却剂之间交换热量来冷却由增压器18压缩的进气的热交换器。电子节流阀38在进气管20中设置在中冷器36下游和进气歧管22上游,该电子节流阀38的开启和关闭是通过引起将在后面描述的电子控制单元100操作未示出的节流阀致动器来进行控制的。增压压力传感器40和进气温度传感器42在进气管20中设置在中冷器36和电子节流阀38之间,该增压压力传感器40检测增压器18的增压压力Pchg,该进气温度传感器42检测作为进气的温度的进气温度THair。节流阀开度传感器44设置在电子节流阀38附近,例如,在节流阀致动器中,该节流阀开度传感器44检测作为电子节流阀38的开度的节流阀开度θth。
空气再循环旁路46并联地设置在进气管20中,该空气再循环旁路46通过使空气绕过压缩机18c而使空气相对于压缩机18c从下游再循环到上游。例如,空气旁通阀(=ABV)48设置在空气再循环旁路46中,该空气旁通阀(=ABV)48在电子节流阀38突然关闭时被打开以抑制喘振的发生并保护压缩机18c。
在发动机12中,作为发动机12的输出转矩的发动机转矩Te通过引起将在后面描述的电子控制单元100控制发动机控制装置50(见图1)来进行控制,该发动机控制装置50包括电子节流阀38、燃料喷射装置、点火装置和废气旁通阀30。
返回参考图1,第一旋转机MG1和第二旋转机MG2是具有电动机(电机)的功能和电力发电机(发电机)的功能的旋转电机并且是所谓的电动发电机。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2可以作为用于车辆10的行驶的动力源。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2经由设置在车辆10中的逆变器52连接至设置在车辆10中的电池54。在第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中,通过引起将在后面描述的电子控制单元100控制逆变器52来控制作为第一旋转机MG1的输出转矩的MG1转矩Tg和作为第二旋转机MG2的输出转矩的MG2转矩Tm。例如,在正向旋转的情况下,旋转机的输出转矩是在加速侧为正转矩的动力转矩,并且是在减速侧为负转矩的再生转矩。电池54是用于向第一旋转机MG1和第二旋转机MG2发送电力并从第一旋转机MG1和第二旋转机MG2接收电力的蓄电装置。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2设置在壳体56中,该壳体56是附接到车身的非旋转构件。
动力传递装置14在壳体56中包括变速单元58、差动单元60、从动齿轮62、从动轴64、主减速器66、差动齿轮68和减速齿轮70。变速单元58和差动单元60与作为变速单元58的输入旋转构件的输入轴72同轴设置。变速单元58经由输入轴72等连接至发动机12。差动单元60串联连接至变速单元58。从动齿轮62与作为差动单元60的输出旋转构件的传动齿轮74接合。从动轴64固定从动齿轮62和主减速器66,使它们不能相对彼此旋转。主减速器66具有比从动齿轮62小的直径。差动齿轮68经由差动齿圈68a而与主减速器66接合。减速齿轮70具有比从动齿轮62小的直径并与从动齿轮62接合。与输入轴72并联布置的第二旋转机MG2的转子轴76与输入轴72分开地连接至减速齿轮70,并以动力可传递方式连接至第二旋转机MG2。动力传递装置14包括与差动齿轮68连接的车轴78。
具有此配置的动力传递装置14适用于发动机前置前轮驱动(FF)型或发动机后置后轮驱动(RR)型的车辆。在动力传递装置14中,从发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2输出的动力传递至从动齿轮62,并顺序地经由主减速器66、差动齿轮68、车轴78等由从动齿轮62传递至驱动轮16。以这种方式,第二旋转机MG2是以动力可传递方式连接至驱动轮16的旋转机。在动力传递装置14中,发动机12、变速单元58、差动单元60与第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2设置在不同的轴线上,从而减小轴长。第二旋转机MG2的减速传动比可以设置为很大。当没有特别区分时,动力与转矩或力是同义词。
变速单元58包括第一行星齿轮机构80、离合器C1和制动器B1。差动单元60包括第二行星齿轮机构82。第一行星齿轮机构80是已知的单小齿轮型行星齿轮装置,其包括第一太阳轮S1、第一小齿轮P1、支撑第一小齿轮P1使得其能够自转和公转的第一行星齿轮架CA1,以及经由第一小齿轮P1与第一太阳轮S1接合的第一齿圈R1。第二行星齿轮机构82是一种已知的单小齿轮型行星齿轮装置,其包括第二太阳轮S2、第二小齿轮P2、支撑第二小齿轮P2使得其能够自转和公转的第二行星齿轮架CA2,以及经由第二小齿轮P2与第二太阳轮S2接合的第二齿圈R2。
在第一行星齿轮机构80中,第一行星齿轮架CA1是一体地连接至输入轴72并以动力可传递方式经由输入轴72连接至发动机12的旋转元件。第一太阳轮S1是经由制动器B1选择性地连接至壳体56的旋转元件。第一齿圈R1是连接于第二行星齿轮机构82的第二行星齿轮架CA2的旋转元件,该第二行星齿轮架CA2为差动单元60的输入旋转构件并且用作变速单元58的输出旋转构件。第一行星齿轮架CA1和第一太阳轮S1经由离合器C1选择性地相互连接。
离合器C1和制动器B1是湿式摩擦接合装置,并且是由液压致动器控制其接合的多盘液压摩擦接合装置。在离合器C1和制动器B1中,通过引起将在后面描述的电子控制单元100控制液压控制回路84,基于从设置在车辆10中的液压控制回路84输出的调节液压Pc1和Pb1切换诸如接合状态和脱离状态的操作状态。
在离合器C1和制动器B1都脱离的状态下,允许第一行星齿轮机构80的差动运动。因此,在这种状态下,因为在第一太阳轮S1中未获得发动机转矩Te的反作用转矩,变速单元58处于机械动力传递不可行的中立状态,即,空档状态。在离合器C1接合而制动器B1脱离的状态下,第一行星齿轮机构80的旋转元件一体地旋转。因此,在这种状态下,发动机12的旋转以恒定的速度从第一齿圈R1传递到第二行星齿轮架CA2。另一方面,在离合器C1脱离而制动器B1接合的状态下,禁止第一行星齿轮机构80的第一太阳轮S1的旋转,并将第一齿圈R1的旋转增加到高于第一行星齿轮架CA1的旋转。因此,在这种状态下,发动机12的旋转增加并从第一齿圈R1输出。以这种方式,变速单元58用作两级有级变速器,其例如在传动比为“1.0”的直接联接状态下的低档位和传动比为“0.7”的超速档状态下的高档位之间切换。在离合器C1和制动器B1都接合的状态下,禁止第一行星齿轮机构80的旋转元件的旋转。因此,在这种状态下,停止作为变速单元58的输出旋转构件的第一齿圈R1的旋转,并因此停止作为差动单元60的输入旋转构件的第二行星齿轮架CA2的旋转。
在第二行星齿轮机构82中,第二行星齿轮架CA2为连接于第一齿圈R1的旋转元件,该第一齿圈R1为变速单元58的输出旋转构件并且用作差动单元60的输入旋转构件。第二太阳轮S2是一体地连接至第一旋转机MG1的转子轴86并以动力可传递方式连接至第一旋转机MG1的旋转元件。第二齿圈R2是一体地连接至传动齿轮74并以动力可传递方式连接至驱动轮16的旋转元件,并用作差动单元60的输出旋转构件。第二行星齿轮机构82是将发动机12的动力机械地分配至第一旋转机MG1和传动齿轮74的动力分配机构,该发动机12的动力经由变速单元58输入第二行星齿轮架CA2。即,第二行星齿轮机构82是将发动机12的动力分配并传递至驱动轮16和第一旋转机MG1的差动机构。在第二行星齿轮机构82中,第二行星齿轮架CA2用作输入元件,第二太阳轮S2用作反作用元件,并且第二齿圈R2用作输出元件。差动单元60连同以动力可传递方式连接至第二行星齿轮机构82的第一旋转机MG1构成电动变速机构,例如,电动无级变速器,其中通过控制第一旋转机MG1的操作状态来控制第二行星齿轮机构82的差动状态。第一旋转机MG1是发动机12的动力所传递至的旋转机。由于变速单元58处于超速状态,抑制了第一旋转机MG1的转矩的增加。控制第一旋转机MG1的操作状态是指执行第一旋转机MG1的操作控制。
图3是示出差动单元60中的旋转元件相对于彼此的转速的共线图。在图3中,三条竖线Y1、Y2和Y3对应于构成差动单元60的第二行星齿轮机构82的三个旋转元件。竖线Y1表示作为连接至第一旋转机MG1(参见图中的“MG1”)的第二旋转元件RE2的第二太阳轮S2的转速。竖线Y2表示作为经由变速单元58连接至发动机12(参见图中的“ENG”)的第一旋转元件RE1的第二行星齿轮架CA2的转速。竖线Y3表示作为一体地连接至传动齿轮74(参见图中的“OUT”)的第三旋转元件RE3的第二齿圈R2的转速。第二旋转机MG2(参见图中的“MG2”)经由减速齿轮70等连接至与传动齿轮74接合的从动齿轮62。设置在车辆10中的机械油泵(参见图中的“MOP”)连接至第二行星齿轮架CA2。该机械油泵随着第二行星齿轮架CA2的旋转被操作,以供给用于离合器C1和制动器B1的接合操作、部件的润滑和部件的冷却的油。当第二行星齿轮架CA2的旋转停止时,油由设置在车辆10中的电气油泵(未示出)提供。竖线Y1、Y2和Y3之间的间隔根据第二行星齿轮机构82的齿数比ρ(=太阳轮的齿数/齿圈的齿数)确定。在共线图中竖直轴之间的关系中,当太阳轮与行星齿轮架之间的间隔对应于“1”时,行星齿轮架与齿圈之间的间隔对应于齿数比ρ。
图3中的实线Lef表示在以混合动力行驶(=HV行驶)模式前进行驶时旋转元件的相对速度的实例,在混合动力行驶(=HV行驶)模式下,使用至少发动机12作为动力源的混合动力行驶是可行的。图3中的实线Ler表示在以HV行驶模式后退行驶时旋转元件的相对速度的实例。在HV行驶模式下,在第二行星齿轮机构82中,例如,当将相对于经由变速单元58输入到第二行星架CA2的发动机转矩Te作为第一旋转机MG1的反作用转矩和负转矩的MG1转矩Tg输入到第二太阳轮S2时,作为正转矩的直接发动机传递转矩Td出现在第二齿圈R2中。例如,当作为相对于作为输入至第二行星齿轮架CA2的正转矩的发动机转矩Te的反作用转矩的MG1转矩Tg(=-ρ/(1+ρ)×Te),在离合器C1接合、制动器B1脱离并且变速单元58处于传动比“1.0”的直接联接状态的状态下输入至第二太阳轮S2时,直接发动机传递转矩Td(=Te/(1+ρ)=-(1/ρ)×Tg)出现在第二齿圈R2中。传递至从动齿轮62的直接发动机传递转矩Td和MG2转矩Tm的组合转矩能够根据所需的驱动力被作为车辆10的驱动转矩传递至驱动轮16。当在正旋转时产生负转矩时,第一旋转机MG1用作电力发电机。第一旋转机MG1的生成电力Wg为电池54充电或在第二旋转机MG2中消耗。第二旋转机MG2使用生成电力Wg或除了生成电力Wg之外的来自电池54的电力的全部或一些来输出MG2转矩Tm。前进行驶时的MG2转矩Tm是在正向旋转时为正转矩的动力转矩,并且后退行驶时的MG2转矩Tm是作为在反向旋转时的负转矩的动力转矩。
差动单元60可以作为电动无级变速器运行。例如,在HV行驶模式下,当通过控制第一旋转机MG1的操作状态使第一旋转机MG1的转速(即第二太阳轮S2的转速)相对于输出转速No增大或减小时,第二行星齿轮架CA2的转速增大或减小,该输出转速No是受限于驱动轮16的旋转的传动齿轮74的转速。由于第二行星齿轮架CA2经由变速单元58连接至发动机12,作为发动机12的转速的发动机转速Ne随着第二行星齿轮架CA2的转速的增大或减小而增大或减小。因此,在HV行驶中,可以执行控制使得发动机工作点OPeng被设定为有效工作点。这种混合动力类型被称为机械分配型或分配型。第一旋转机MG1是可以控制发动机转速Ne的旋转机,即,可以调节发动机转速Ne的旋转机。工作点是用转速和转矩表示的工作点,并且发动机工作点OPeng是用发动机转速Ne和发动机转矩Te表示的发动机12的工作点。
图3中的虚线Lm1表示在以单电机驱动EV模式前进行驶时旋转元件的相对速度的实例,在该单电机驱动EV模式下,只使用第二旋转机MG2作为动力源的电机驱动行驶在电机驱动行驶(=EV行驶)模式下是可能的。图3中的虚线Lm2表示在以双电机驱动EV模式前进行驶时旋转元件的相对速度的实例,在该双电机驱动EV模式下,使用第一旋转机MG1和第二旋转机MG2两者作为动力源的电机驱动行驶在EV行驶模式下是可能的。EV行驶模式是如下行驶模式:其中在发动机12的操作停止的状态下使用第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的至少一个作为动力源的电机驱动行驶是可能的。
在单电机驱动EV模式下,当离合器C1和制动器B1都脱离并且变速单元58落入空档状态时,差动单元60也落入空档状态。在此状态下,MG2转矩Tm可以作为车辆10的驱动转矩传递至驱动轮16。在单电机驱动EV模式下,例如,第一旋转机MG1保持在零旋转,以便减少第一旋转机MG1中的阻力损失。例如,即使当执行控制使得第一旋转机MG1保持在零旋转时,差动单元60处于空档状态并因此驱动转矩不受影响。
在双电机驱动EV模式下,当离合器C1和制动器B1都接合并禁止第一行星齿轮机构80的旋转元件旋转时,第二行星齿轮架CA2停止在零旋转。在此状态下,MG1转矩Tg和MG2转矩Tm可以作为车辆10的驱动转矩传递至驱动轮16。
返回图1,车辆10还包括用作控制器的电子控制单元100,其包括用于车辆10的与发动机12、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2等的控制相关联的控制装置。例如,电子控制单元100被配置为包括所谓的微型计算机,其包括CPU、RAM、ROM和输入输出接口,并且CPU通过在使用RAM的临时存储功能的同时按照预先存储在ROM中的程序执行信号处理来执行车辆10的各种类型的控制。电子控制单元100配置为根据需要包括用于发动机控制的计算机、用于旋转机控制的计算机和用于液压控制的计算机。
电子控制单元100基于设置在车辆10中的各种传感器(例如,空气流量计34、增压压力传感器40、进气温度传感器42、节流阀开度传感器44、发动机转速传感器88、输出转速传感器90、MG1转速传感器92、MG2转速传感器94、加速器开度传感器96和电池传感器98)的检测值提供各种信号(例如,进气量Qair、增压压力Pchg、进气温度THair、节流阀开度θth、发动机转速Ne、对应于车速V的输出转速NO、作为第一旋转机MG1的转速的MG1转速Ng、作为第二旋转机MG2的转速的MG2转速Nm、作为驾驶员进行的加速器操作量并且指示驾驶员的加速操作的大小的加速器开度θacc、作为电池54的温度的电池温度THbat、电池充/放电电流Ibat和电池电压Vbat)。电子控制单元100将各种命令信号(例如,用于控制发动机12的发动机控制命令信号Se、用于控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的旋转机控制命令信号Smg,以及用于控制离合器C1和制动器B1的操作状态的液压控制命令信号Sp)输出到设置在车辆10中的各种装置(例如,发动机控制装置50、逆变器52和液压控制回路84)。
电子控制单元100基于电池充/放电电流Ibat和电池电压Vbat计算充电状态(SOC)值SOC[%],其是指示电池54充电状态的值。电子控制单元100例如基于电池54的电池温度THbat和SOC值SOC计算可充电电力Win和可放电电力Wout,用于定义作为电池54的功率的电池功率Pbat的可行范围。可充电电力Win和可放电电力Wout包括作为用于定义电池54的输入电力的极限的可能输入电力的可充电电力Win和作为用于定义电池54的输出电力的极限的可能输出电力的可放电电力Wout。例如,可充电电力Win和可放电电力Wout随着电池温度THbat在电池温度THbat低于正常区域的低温区域中减小而减小,并且随着电池温度THbat在电池温度THbat高于正常区域的高温区域中升高而减小。例如,可充电电力Win随着SOC值SOC在SOC值SOC高的区域中升高而减小。例如,可放电电力Wout随着SOC值SOC在SOC值SOC低的区域中减小而减小。
电子控制单元100包括混合动力控制手段,即,混合动力控制单元102,其实现车辆10中各种类型的控制。
混合动力控制单元102具有:控制发动机12的操作的发动机控制手段,即,发动机控制单元102a的功能;经由逆变器52控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的操作的旋转机控制手段,即,旋转机控制单元102b的功能;以及在变速单元58中切换动力传递状态的动力传递切换手段,即,动力传递单元102c的功能,并且混合动力控制单元102基于这些控制功能使用发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2执行混合动力驱动控制等。
混合动力控制单元102例如通过将加速器开度θacc和车速V应用于驱动力映射图来计算所需驱动转矩Twdem,该所需驱动转矩Twdem是车辆10所需的驱动转矩Tw,该驱动力映射图是通过实验或设计预先获取和存储的关系,即,预定关系。换句话说,所需驱动转矩Twdem是那时车速V下的所需驱动功率Pwdem。在此,可以使用输出转速No等代替车速V。作为驱动力映射图,例如,单独设定前进行驶用映射图和后退行驶用映射图。
考虑到作为电池54等所需的充/放电功率的所需充/放电功率,混合动力控制单元102输出发动机控制命令信号Se和旋转机控制命令信号Smg使得所需驱动功率Pwdem由发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的至少一个动力源实现,该发动机控制命令信号Se是用于控制发动机12的命令信号,该旋转机控制命令信号Smg是用于控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的命令信号。
例如,当车辆在HV行驶模式下行驶时,发动机控制命令信号Se是发动机功率Pe的命令值,其用于考虑到最佳发动机工作点OPengf等输出目标发动机转速Netgt下的目标发动机转矩Tetgt,并用于除所需驱动功率Pwdem外考虑到所需的充/放电功率、电池54的充/放电效率等实现所需发动机功率Pedem。旋转机控制命令信号Smg是第一旋转机MG1的生成电力Wg的命令值并且是第二旋转机MG2的电力消耗Wm的命令值,该第一旋转机MG1在输出命令时输出MG1转速Ng下的MG1转矩Tg作为用于引起发动机转速Ne达到目标发动机转速Netgt的反作用转矩,该第二旋转机MG2在输出命令时输出MG2转速Nm下的MG2转矩Tm。例如,通过反馈控制计算HV行驶模式下的MG1转矩Tg,其中第一旋转机MG1运转使得发动机转速Ne达到目标发动机转速Netgt。例如,计算HV行驶模式下的MG2转矩Tm,使得通过与基于发动机直接传递转矩Td的驱动转矩Tw对应的值相加获取所需驱动转矩Twdem。最佳发动机工作点OPengf被例如预先判定为如下发动机工作点OPeng:在该发动机工作点OPeng处,当实现所需发动机功率Pedem时,除了仅仅考虑发动机12的燃料效率外还考虑电池54的充/放电效率,车辆10的总燃料效率是最好的。目标发动机转速Netgt为发动机转速Ne的目标值,即,发动机12的目标转速,并且目标发动机转矩Tetgt为发动机转矩Te的目标值。发动机功率Pe是发动机12的输出,即,功率,并且所需发动机功率Pedem是发动机12所需的输出。以这种方式,车辆10是如下一种车辆:控制作为第一旋转机MG1的反作用转矩的MG1转矩Tg,使得发动机转速Ne达到目标发动机转速Netgt。
图4是示出以发动机转速Ne和发动机转矩Te作为变量的二维坐标系的最佳发动机工作点OPengf的实例的视图。在图4中,实线Leng表示一组最佳发动机工作点OPengf。等功率线Lpw1、Lpw2和Lpw3分别表示所需发动机功率Pedem是所需发动机功率Pe1、Pe2和Pe3的实例。点A是当在最佳发动机工作点OPengf实现所需发动机功率Pe1时的发动机工作点OPengA,并且点B是当在最佳发动机工作点OPengf实现所需发动机功率Pe3时的发动机工作点OPengB。点A和点B也是作为由目标发动机转速Netgt和目标发动机转矩Tetgt表示的发动机工作点OPeng的目标值,即,作为目标工作点的目标发动机工作点OPengtgt。例如,当目标发动机工作点OPengtgt随着加速器开度θacc的增加而从点A变化到点B时,控制发动机工作点OPeng使得其在经过最佳发动机工作点OPengf的路径上变化。
混合动力控制单元102根据行驶情况选择性地设置EV行驶模式或HV行驶模式作为行驶模式,并且使车辆10在相应的行驶模式下行驶。例如,混合动力控制单元102在所需驱动功率Pwdem小于预定阈值的电机驱动行驶区域中设置EV行驶模式,并且在所需驱动功率Pwdem等于或大于预定阈值的混合动力行驶区域中设置HV行驶模式。即使当所需驱动功率Pwdem处于电机驱动行驶区域中时,混合动力控制单元102在当电池54的SOC值SOC小于预定的发动机起动阈值或当需要发动机12暖机时设置HV行驶模式。发动机起动阈值是用于判定SOC值SOC是否指示电池54需要通过强制起动发动机12来充电的预定阈值。
图5是示出用于在电机驱动行驶和混合动力行驶之间进行切换控制的动力源切换映射图的实例的视图。在图5中,实线Lswp是电机驱动行驶区域和混合动力行驶区域之间的边界线,在此,执行电机驱动行驶和混合动力行驶之间的切换。在电机驱动行驶区域中预先定义如下区域:车速V相对较低,所需驱动转矩Twdem相对较小,并且所需驱动功率Pwdem相对较小。在混合动力行驶区域中预先定义如下区域:车速V相对较高或所需驱动转矩Twdem相对较大并且所需驱动功率Pwdem相对较大。当电池54的SOC值SOC小于发动机起动阈值时或当需要发动机12的暖机时,图5中的电机驱动行驶区域可能会改变为混合动力行驶区域。
当设置了EV行驶模式并且所需驱动功率Pwdem仅通过第二旋转机MG2即可实现时,混合动力控制单元102设置单电机驱动EV模式。另一方面,当设置了EV行驶模式但所需驱动功率Pwdem仅通过第二旋转机MG2不能实现时,混合动力控制单元102设置双电机驱动EV模式。尽管所需驱动功率Pwdem仅通过第二旋转机MG2即可实现,但当使用第一旋转机MG1和第二旋转机MG2比仅使用第二旋转机MG2更有效时,混合动力控制单元102可设置双电机驱动EV模式。
混合动力控制单元102基于设置的行驶模式控制离合器C1和制动器B1的接合。混合动力控制单元102向液压控制回路84输出用于使离合器C1和制动器B1接合和/或脱离的液压控制命令信号Sp,使得用于在设置的行驶模式下行驶的动力传递成为可能。
图6是示出在各行驶模式下离合器C1和制动器B1的操作状态的表格。在图6中,标记O表示离合器C1和制动器B1的接合,空白表示脱离,并且标记Δ表示其中之一在额外使用发动机制动器用于将处于旋转停止状态的发动机12切换为共转状态时接合。“G”表示第一旋转机MG1主要作为发电机,并且“M”表示第一旋转机MG1和第二个旋转机MG2在驱动时主要作为电动机并且在再生时主要作为发电机。车辆10可以选择性地实现EV行驶模式和HV行驶模式作为行驶模式。EV行驶模式具有两种模式,包括单电机驱动EV模式和双电机驱动EV模式。
单电机驱动EV模式是在离合器C1和制动器B1都脱离的状态下实现的。在单电机驱动EV模式下,离合器C1和制动器B1脱离并因此变速单元58落入空档状态。当变速单元58落入空档状态时,差动单元60落入空档状态,其中MG1转矩Tg的反作用转矩未被连接到第一齿圈R1的第二行星齿轮架CA2获得。在这种状态下,混合动力控制单元102使第二旋转机MG2输出用于行驶的MG2转矩Tm(参见图3中的虚线Lm1)。在单电机驱动EV模式下,通过使第二旋转机MG2与前进行驶时的旋转方向相反地旋转,可执行后退行驶。
在单电机驱动EV模式下,由于第一齿圈R1与第二行星齿轮架CA2共转但变速单元58处于空档状态,发动机12并未共转而是以零旋转停止。因此,当在以单电机驱动EV模式行驶期间在第二旋转机MG2中执行再生控制时,可能需要大量的再生。当电池54已经充满电并且在以单电机驱动EV模式行驶期间不消耗再生能量时,可以考虑额外使用发动机制动器。当发动机制动器一起使用时,制动器B1或离合器C1被接合(参见图6中的“和发动机制动器结合使用”)。当制动器B1或离合器C1接合时,发动机12被共转并且发动机制动器运转。
双电机驱动EV模式在离合器C1和制动器B1都接合的状态下实现。在双电机驱动EV模式下,由于离合器C1和制动器B1都接合,停止第一行星齿轮机构80的旋转元件的旋转,发动机12以零旋转停止,并且连接到第一齿圈R1的第二行星齿轮架CA2的旋转停止。当第二行星齿轮架CA2的旋转停止时,在第二行星齿轮架CA2中获得MG1转矩Tg的反作用转矩,从而MG1转矩Tg可以从第二齿圈R2机械输出并被传递到驱动轮16。在这种状态下,混合动力控制单元102使第一旋转机MG1和第二旋转机MG2输出用于行驶的MG1转矩Tg和MG2转矩Tm(参见图3中的虚线Lm2)。在双电机驱动EV模式下,第一旋转机MG1和第二旋转机MG2都可以与前进行驶时的旋转方向相反地旋转以允许后退行驶。
在离合器C1接合并且制动器B1脱离的状态下实现HV行驶模式的低状态。在HV行驶模式的低状态下,由于离合器C1接合,第一行星齿轮机构80的旋转元件被一体地旋转,并且变速单元58落入直接联接状态。因此,发动机12的旋转被以恒定的速度从第一齿圈R1传递到第二行星齿轮架CA2。在制动器B1接合并且离合器C1脱离的状态下实现HV行驶模式的高状态。在HV行驶模式的高状态下,由于制动器B1接合,第一太阳轮S1的旋转停止并且变速单元58落入超速档状态。因此,发动机12的旋转增加,并从第一齿圈R1传递到第二行星齿轮架CA2。在HV行驶模式下,混合动力控制单元102通过发电使第一旋转机MG1输出作为发动机转矩Te的反作用转矩的MG1转矩Tg,并通过第一旋转机MG1的生成电力Wg使第二旋转机MG2输出MG2转矩Tm(参见图3中的实线Lef)。在HV行驶模式下,例如,在HV行驶模式的低状态下,第二旋转机MG2也可以与在前进行驶时的旋转方向相反地旋转,以允许后退行驶(参见图3中的实线Ler)。在HV行驶模式下,车辆可以基于来自电池54的电力额外地使用MG2转矩Tm行驶。在HV行驶模式下,例如,当车速V相对较高并且所需驱动转矩Twdem相对较小时,设置HV行驶模式的高状态。
在此,混合动力控制单元102控制发动机12和第一旋转机MG1,使得发动机转速Ne不超过上限发动机转速Nelim,并且MG1转速Ng不超过上限MG1转速Nglim。上限发动机转速Nelim例如是用于使发动机12的性能难以降低的预定上限转速,其被定义为发动机12的预定额定值。上限MG1转速Nglim例如是用于抑制第一旋转机MG1的性能下降的预定上限转速,其由第一旋转机MG1的预定额定值定义。正如通过图3中所示的共线图可以清楚地理解的,由于发动机转速Ne或MG1转速Ng是相互关联的,例如,通过定义发动机转速Ne的可行区域,除了发动机转速Ne之外,还使MG1转速Ng不超过上限MG1转速Nglim。
图7是示出在以车速V和发动机转速Ne为变量的二维坐标系上的发动机转速Ne的可行区域的实例的视图。在图7中,当发动机转速Ne在车速V(即,输出转速No)的低区域中增加时,MG1转速Ng在发动机转速Ne超过上限发动机转速Nelim之前超过上限MG1转速Nglim,并因此根据上限MG1转速Nglim定义发动机转速Ne的可行区域。随着车速V增加,根据上限MG1转速Nglim定义的发动机转速Ne的可行区域扩大到发动机转速Ne的高旋转侧。然而,由于在发动机12中定义了预定上限转速,因此在中等车速区域中根据上限发动机转速Nelim定义了发动机转速Ne的可行区域。另一方面,当输出转速No在发动机转速Ne的低区域中增加时,第二小齿轮P2的相对转速,即,第二小齿轮P2的公转速度增加并因此根据第二小齿轮P2的相对转速的上限转速定义了发动机转速Ne的可行区域,该第二小齿轮P2的相对转速为第二小齿轮P2的自转速度与对应于发动机转速Ne的第二行星齿轮架CA2的转速之间的转速差的绝对值。第二小齿轮P2的相对转速的上限转速例如是用于使第二小齿轮P2的性能难以降低的预定上限转速。随着发动机转速Ne增加,根据第二小齿轮P2的相对转速的上限转速定义的发动机转速Ne的可行区域扩大到高车速侧。然而,由于在第二旋转机MG2中定义了预定上限转速,因此在高车速区域中根据上限MG2转速Nmlim定义了发动机转速Ne的可行区域。上限MG2转速Nmlim例如是用于使第二旋转机MG2的性能难以降低的预定上限转速,其被定义为第二旋转机MG2的预定额定值。
当如图7中所示发动机转速Ne不超过发动机转速Ne的可行区域中的上限转速时,发动机转速Ne不超过上限发动机转速Nelim并且MG1转速Ng不超过上限MG1转速Nglim。在本实施例中,为了使发动机转速Ne不超过上限发动机转速Nelim并且为了使MG1转速Ng不超过上限MG1转速Nglim,混合动力控制单元102更适当地执行控制,使得发动机转速Ne在不大于发动机最大转速Nemax的范围内,该发动机最大转速Nemax是发动机12的最大转速Nmax,该最大转速Nmax在发动机转速Ne的可行区域内设定得比上限转速低裕度α。该裕度α例如是预先确定的发动机转速Ne的裕度,使得发动机转速Ne和MG1转速Ng不超过其预定上限转速。由于发动机12被控制在不大于最大发动机转速Nemax的范围内,第一旋转机MG1被控制在不大于最大MG1转速Ngmax的范围内,该最大MG1转速Ngmax是第一旋转机MG1的最大转速Nmax,该最大转速Nmax被设置得比上限MG1转速Nglim低裕度β。该裕度β例如是预先确定的MG1转速Ng的裕度,使得MG1转速Ng不超过上限MG1转速Nglim。
由于可以更适当地防止用于定义高车速区域中的可行区域的MG2转速Nm超过上限MG2转速Nmlim,混合动力控制单元102执行控制,使得MG2转速Nm在不超过最大MG2转速Nmmax的范围内,该最大MG2转速Nmmax是第二旋转机MG2的最大转速Nmax,该最大转速Nmax在MG2转速Nm的可行区域中设定得比上限转速低裕度γ。该裕度γ例如是用于防止MG2转速Nm超过上限MG2转速Nmlim的MG2转速Nm的预定裕度。第二小齿轮P2的相对转速也是如此。
如图7中实线所示的,发动机12、第二旋转机MG2等的可行区域根据发动机12、第二旋转机MG2等的预定上限转速定义。更优选地,如图7中虚线所示的,发动机12、第二旋转机MG2等的可行区域根据例如发动机12、第二旋转机MG2等的最大转速Nmax定义。例如,由图7中虚线包围的可行区域是如下区域:在由图7中的实线包围的可行区域中设置用于限制使用预定上限转速的高旋转受限区域或预定上限转速附近的高转速区域。
上述目标发动机工作点OPengtgt被设置为实现所需发动机功率Pedem的发动机工作点OPeng,并考虑到发动机转速Ne在不大于最大发动机转速Nemax的范围内来设置。混合动力控制单元102用作工作点控制手段,即,工作点控制单元102d,其控制发动机12和第一旋转机MG1使得发动机工作点OPeng达到目标发动机工作点OPengtgt,该目标发动机工作点OPengtgt被设置成使得发动机转速Ne在不大于最大发动机转速Nemax的范围内并被设置为使得所需发动机功率Pedem从发动机12输出,该最大发动机转速Nemax相对于发动机12和第一旋转机MG1的预定上限转速具有发动机转速Ne的裕度(=裕度α)。发动机12的控制例如是用于输出目标发动机转矩Tetgt的发动机转矩Te的控制。第一旋转机MG1的控制例如是通过用于操作第一旋转机MG1使得发动机转速Ne达到目标发动机转速Netgt的反馈控制进行的MG1转矩Tg的控制。
第二旋转机MG2的工作点被控制成使得MG2转速Nm在不超过最大MG2转速Nmmax的范围内。也就是说,工作点控制单元102d控制发动机12和第二旋转机MG2的工作点,使得发动机转速Ne在不超过最大发动机转速Nemax的范围内并且MG2转速Nm在不超过最大MG2转速Nmmax的范围内,该最大发动机转速Nemax相对于上限发动机转速Nelim具有发动机转速Ne的MG2转速Nm的裕度(=裕度α),该最大MG2转速Nmmax相对于上限MG2转速Nmlim具有裕度(=裕度γ)。高旋转受限区域也是发动机12、第二旋转机MG2等的工作点受到限制的工作点受限区域。
发动机12包括增压器18。因此,当由于增压器18的异常操作而发生增压器18的增压压力Pchg的异常增加时,即使如上所述控制发动机12和第二旋转机MG2的工作点,也存在发动机转速Ne或MG2转速Nm达到预定上限转速的高旋转状态的可能性。当发动机转速Ne或MG2转速Nm处于高旋转状态时,可能会导致诸如发动机12、第二旋转机MG2、第一旋转机MG1以及设置在动力传递装置14中的第一行星齿轮机构80和第二行星齿轮机构82的各种部件的耐久性下降。
电子控制单元100还包括异常判定手段,即异常判定单元104,以及最大转速改变手段,即最大转速改变单元106,以便即使当增压压力Pchg的异常增加发生时,也实现抑制部件的耐久性由于发动机转速Ne或MG2转速Nm的高旋转状态而下降的控制功能。
异常判定单元104判定增压器18中是否已发生异常。增压器18中的异常例如是增压器18的如下异常:其中增压压力Pchg由于增压器18的异常操作而异常地增加,即增压器18中的异常,其中增压器18的增压压力Pchg的异常增加发生。异常判定单元104例如基于增压压力变化率Rpchg和增压压差ΔPchg判定增压器18中是否已发生异常。增压压力变化率Rpchg是增压器18的增压压力Pchg的变化率(=dPchg/dt),即变化速度或时间导数。增压压差ΔPchg是增压压力Pchg与目标增压压力Pchgtgt之间的增压压差(=Pchg-Pchgtgt)。增压压力Pchg是增压压力传感器40检测到的值,即,实际值。目标增压压力Pchgtgt例如是用于输出由混合动力控制单元102设置的目标发动机转矩Tetgt的增压压力Pchg的目标值。
异常判定单元104判定是否已经发生了第一异常Ab1,其中增压压力变化率Rpchg大于预定变化率Rpchgf。预定变化率Rpchgf例如是预定阈值,其用于判定是否存在发生增压压力Pchg的异常增加的可能性。异常判定单元104判定是否已经发生了其中增压压差ΔPchg大于预定增压压差ΔPchgf的第二异常Ab2,即,其中增压压力Pchg比目标增压压力Pchgtgt高预定增压压差ΔPchgf的第二异常Ab2。预定增压压差ΔPchgf例如是预定阈值,其用于判定是否有发生增压压力Pchg异常增加的可能性。
异常判定单元104判定第一异常Ab1和第二异常Ab2中的至少一个是否已经发生。当判定第一异常Ab1和第二异常Ab2中的至少一个已经发生时,异常判定单元104判定是否第一异常Ab1和第二异常Ab2都已发生,即,是否确认增压器18中发生了异常。当判定异常发生是基于第一异常Ab1和第二异常Ab2两者时,即,当判定第一异常Ab1和第二异常Ab2都已发生时,异常判定单元104判定已经在增压器18中发生异常,即,确认增压器18中发生异常。当判定第一异常Ab1和第二异常Ab2中的仅仅一个已经发生时,异常判定单元104判定存在在增压器18中发生异常的可能性,即,预测了增压器18中异常的发生。
当在异常判定单元104判定已经在增压器18中发生异常之前异常判定单元104判定有可能在所述增压器18中发生异常时,相比于在异常判定单元104判定有可能在增压器18中发生异常之前,最大转速改变单元106将最大发动机转速Nemax和最大MG2转速Nmmax改变为较低转速侧。
具体地,在异常判定单元104判定有可能在增压器18中发生异常之前的正常时,即,在异常判定单元104判定第一异常Ab1和第二异常Ab2均未发生的正常时,最大转速改变单元106选择正常最大转速Nmaxn作为发动机12、第二旋转机MG2等的最大转速Nmax。该正常最大转速Nmaxn例如是预定最大转速Nmax,其如上所述相对于上限转速具有裕度。在判定有可能在增压器18中发生异常的异常预测时,最大转速改变单元106将通过将正常最大转速Nmaxn更改为较低转速侧而得到的异常预测最大转速Nmaxab设置为发动机12、第二旋转机MG2等的最大转速Nmax。
参考图7,图7中的虚线表示在例如基于正常最大转速Nmaxn设置的正常时的可行区域。图7中的点划线表示在例如基于异常预测最大转速Nmaxab设置的异常预测时的可行区域。正常时的可行区域是基于正常时的工作点受限区域设置的可行区域。异常预测时的可行区域是基于从在正常时的工作点受限区域扩大而来的异常预测时的工作点受限区域设置的可行区域。
当在控制发动机12和第二旋转机MG2的工作点使得发动机转速Ne或MG2转速Nm处于正常时的可行区域中的状态下、正常最大转速Nmaxn被改变为较低车速侧的异常预测最大转速Nmaxab时,发动机转速Ne和MG2转速Nm中的至少一个可能超出异常预测时的可行区域,即,可能超过最大转速Nmax。在这种情况下,工作点控制单元102d改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点,使得发动机转速Ne和MG2转速Nm处于异常预测时的可行区域内,即,在不超过异常预测最大转速Nmaxab的范围内。
工作点控制单元102d例如通过执行用于减小电子节流阀38的开度的控制和用于延迟点火时间的控制中的至少一个控制来执行用于减小发动机转矩Te的发动机转矩减小控制。工作点控制单元102d例如通过减小第二旋转机MG2的动力转矩或通过生成第二旋转机MG2的再生转矩,来执行MG2转矩减小控制,其是用于减小动力侧的MG2转矩Tm的旋转机转矩减小控制。该MG2转矩减小控制可包括用于使MG2转矩Tm的输出停止的MG2转矩切断控制。工作点控制单元102d通过执行发动机转矩减小控制和MG2转矩减小控制中的至少一个来改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点。
图8是示出基于增压器异常发生预测概率设置的工作点极限值的实例的视图。增压器异常发生预测概率是被预测在增压器18中发生异常的概率,并随着增压器18中发生异常的可能性的增加而增加。工作点极限值表示正常时工作点受限区域的放大幅度,即,异常预测时用于工作点受限区域的放大的受限区域放大值。即,工作点极限值对应最大转速变化量ΔNmax,该最大转速变化量ΔNmax是当最大发动机转速Nemax和最大MG2转速Nmmax改变为较低转速侧时的变化量。相应地,随着发动机12、第二旋转机MG2等的工作点极限值增大,发动机12、第二旋转机MG2等的最大转速Nmax设置为较低值。在图8中,随着增压器异常发生预测概率变得更高,工作点极限值被预先确定为更大的值。因此,随着增压器异常发生预测概率变得更高,最大发动机转速Nemax和最大MG2转速Nmmax被设置为较低的值。参考图8,随着增压器异常发生预测概率变得更高,即,随着在增压器18中发生异常的可能性变得更高,最大转速改变单元106将最大转速变化量ΔNmax设置得更大。例如,随着异常预测时的增压压力变化率Rpchg增大或异常预测时的增压压差ΔPchg增大,最大转速改变单元106预测在增压器18中存在较高的可能性发生异常并将增压器异常发生预测概率设置为更大的值。
在判定已经在增压器18中发生了异常的异常确认时,发动机转速Ne或MG2转速Nm很可能达到其预定上限转速,并因此混合动力控制单元102抑制发动机转速Ne或MG2转速Nm的增加。具体地,当异常判定单元104判定已经在增压器18中发生异常时,发动机控制单元102a执行用于使向发动机12的燃料供应停止的燃料切断控制。当异常判定单元104判定已经在增压器18中发生异常时,除燃料切断控制外,旋转机控制单元102b可执行MG2转矩减小控制,以便进一步抑制MG2转速Nm的增加。
由于在异常确认之前的异常预测时设置了异常预测最大转速Nmaxab并因此用于发动机转速Ne、MG2转速Nm等的预定上限转速的裕度增加,很有可能确保当在异常确认时由燃料切断控制等抑制发动机转速Ne、MG2转速Nm等的增加时的时间裕度。由于裕度随着增压器异常发生预测概率增加而增加,更有可能确保时间裕度。
图9是示出电子控制单元100的控制操作的主要部分并示出即使当增压压力Pchg的异常增加已经发生时也用于抑制部件的耐久性由于发动机转速Ne或MG2转速Nm的高旋转状态而下降的控制操作的流程图,其是重复执行的。
在图9中,首先,在与异常判定单元104的功能相对应的步骤(下面省略了“步骤”一词)S10中,判定是否第一异常Ab1(Rpchg>Rpchgf)和第二异常Ab2(ΔPchg>ΔPchgf)中的至少一个已经发生。当S10的判定结果为否定时,在对应于最大转速改变单元106和工作点控制单元102d的功能的步骤S20中,选择正常最大转速Nmaxn作为最大转速Nmax,并且控制发动机12和第二旋转机MG2的工作点使得发动机转速Ne或MG2转速Nm在不超过其正常最大转速Nmaxn的范围内。当S10的判定结果为肯定时,在与异常判定单元104的功能对应的S30中,判定是否确认在增压器18中发生异常,即,是否第一异常Ab1和第二异常Ab2都已发生。当S30的判定结果为否定时,在与最大转速改变单元106和工作点控制单元102d的功能对应的S40中,通过将正常最大转速Nmaxn改变为较低转速侧得到的异常预测最大转速Nmaxab被设置为最大转速Nmax。当在最大转速Nmax改变后发动机转速Ne和MG2转速Nm中的至少一个超过异常预测最大转速Nmaxab时,通过执行发动机转矩减小控制和MG2转矩减小控制中的至少一个使得发动机转速Ne和MG2转速Nm在不超过异常预测最大转速Nmaxb的范围内,改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点。当S30的判定结果为肯定时,在与混合动力控制单元102的功能对应的S50中执行燃料切断控制,以抑制或防止发动机转速Ne和MG2转速Nm的增加。另外还可以执行MG2转矩减小控制。
根据上述实施例,当判定有可能在增压器18中发生异常时,最大发动机转速Nemax和最大MG2转速Nmmax改为较低转速侧,并且控制发动机12和第二旋转机MG2的工作点,使得发动机转速Ne和MG2转速Nm均在不超过改变后的最大转速Nmax的范围内。因此,即使当增压器18不能正常运转并且增压压力Pchg的异常增加发生时,也有可能抑制发动机转速Ne和MG2转速Nm的高旋转状态。因此,即使当增压压力Pchg的异常增加发生时,也有可能抑制部件的耐久性由于发动机转速Ne或MG2转速Nm的高旋转状态而下降。
根据该实施例,随着增压器18中发生异常的可能性增加,最大转速变化量ΔNmax增加。因此,当增压器18中发生异常的可能性相对较低时,可以抑制发动机12和第二旋转机MG2的工作点的控制范围的过度限制,并且当增压器18中发生异常的可能性相对较高时,可以适当地防止发动机转速Ne和MG2转速Nm达到高旋转状态,尽管增压压力Pchg发生异常增加。
根据该实施例,由于当判定已经在增压器18中发生异常时执行燃料切断控制,可以当已经在增压器18中发生异常时防止发动机转速Ne和MG2转速Nm达到高旋转状态。
根据该实施例,由于当判定已经在增压器18中发生异常时另外地执行MG2转矩减小控制,可以当已经在增压器18中发生异常时适当地防止MG2转速Nm达到高旋转状态。
根据该实施例,当第一异常Ab1和第二异常Ab2都已发生时判定在增压器18中发生了异常,并且当第一异常Ab1和第二异常Ab2中只有一个已发生时判定在增压器18中有发生异常的可能性。因此,可以适当地判定由于增压器18的异常运转而在增压器18中发生异常,诸如增压压力Pchg的异常增加。
根据该实施例,通过执行发动机转矩减小控制和MG2转矩减小控制中的至少一个,改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点。因此,当发动机转速Ne和MG2转速Nm中的至少一个由于最大转速Nmax改变到较低转速侧而超过相应的最大转速Nmax时,可以适当控制发动机12和第二旋转机MG2的工作点,使得发动机转速Ne和MG2转速Nm在不超过最大转速Nmax的范围内。
下面将描述本发明的另一实施例。在下面的描述中,与上述实施例中共有的元件将由相同的附图标记指代,并且不再重复其描述。
在本实施例中,例示了一种不同于上面第一实施例中描述的车辆10并在图10中示出的车辆200。图10是示意性地示出应用了本发明的车辆200的配置的视图。在图10中,车辆200为包括发动机202、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2、动力传递装置204、驱动轮206的混合动力车辆。
发动机202、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2与上述第一实施例中的发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2具有相同的配置。发动机202是用于车辆200行驶的驱动源,并且其发动机转矩Te通过引起将在后面描述的电子控制单元240控制发动机控制装置208来进行控制,该发动机控制装置208包括设置在车辆200中的电子节流阀、燃料喷射装置、点火装置和废气旁通阀。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2经由设置在车辆200中的逆变器210连接到电池212,该电池212是设置在车辆200中的蓄电装置。通过使电子控制单元240控制逆变器210来控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的MG1转矩Tg和MG2转矩Tm。
动力传递装置204包括电气无级变速单元216和机械有级变速单元218,它们在壳体214中串联布置在公共轴线上,该壳体214是附接到车身的非旋转构件。电气无级变速单元216直接或间接地经由未示出的减振器等连接到发动机202。机械有级变速单元218连接至电气无级变速单元216的输出侧。动力传递装置204包括差动齿轮单元222和一对车轴224,该差动齿轮单元222连接至作为机械有级变速单元218的输出旋转构件的输出轴220,该对车轴224连接至差动齿轮单元222等。在动力传递装置204中,由发动机202或第二旋转机MG2输出的动力传递到机械有级变速单元218,并经由差速齿轮单元222等从机械有级变速单元218传递到驱动轮206。具有这种配置的动力传递装置204适用于前置发动机后轮驱动(FR)型的车辆。在下面的描述中,电气无级变速单元216被称为无级变速单元216,并且机械有级变速单元218被称为有级变速单元218。无级变速单元216、有级变速单元218等相对于公共轴线等基本对称地布置,而相对于该轴线的下半部未在图10中示出。该公共轴线是发动机202的曲轴、连接到曲轴的连接轴226等的轴线。
无级变速单元216包括作为动力分配机构的差动机构230,其将发动机202的动力机械地分配到第一旋转机MG1以及作为无级变速单元216的输出旋转构件的中间传递构件228。第一旋转机MG1是发动机202的动力传递到的旋转机。第二旋转机MG2以动力可传递方式连接到中间传递构件228。由于中间传递构件228经由有级变速单元218连接到驱动轮206,第二旋转机MG2是以动力可传递方式连接到驱动轮206的旋转机。差动机构230是将发动机202的动力分配并传递至驱动轮206和第一旋转机MG1的差动机构。无级变速单元216是一种电气无级变速器,其中通过控制第一旋转机MG1的操作状态来控制差动机构230的差动状态。第一旋转机MG1是可以控制发动机转速Ne的旋转机,即调节发动机转速Ne的旋转机。
差动机构230由单小齿轮型行星齿轮单元组成,并包括太阳轮S0、行星齿轮架CA0和齿圈R0。发动机202经由连接轴226以动力可传递方式连接到行星齿轮架CA0,第一旋转机MG1以动力可传递方式连接到太阳轮S0,并且第二旋转机MG2以动力可传递方式连接到齿圈R0。在差动机构230中,行星齿轮架CA0用作输入元件,太阳轮S0用作反作用元件,并且齿圈R0用作输出元件。
有级变速单元218是构成中间传递构件228与驱动轮206之间的动力传递路径的一部分的有级变速器,即,构成无级变速单元216(与差动机构230同义)与驱动轮206之间的动力传递路径的一部分的机械变速机构。中间传递构件228还用作有级变速单元218的输入旋转构件。因此,有级变速单元218是构成发动机202和第二旋转机MG2与驱动轮206之间的动力传递路径的一部分的自动变速器。有级变速单元218例如是已知的行星齿轮型自动变速器,其包括诸如第一行星齿轮单元232和第二行星齿轮单元234的多个行星齿轮单元以及诸如单向离合器F1、离合器C1、离合器C2、制动器B1和制动器B2的多个接合装置。在下面的描述中,离合器C1、离合器C2、制动器B1和制动器B2在没有特别区分的情况下被简称为接合装置CB。
每个接合装置CB是一种液压摩擦接合装置,其由通过液压致动器压紧的多盘或单盘离合器或制动器、通过液压致动器变紧的带制动器等构成。每个接合装置CB的诸如接合状态或脱离状态的操作状态通过使用接合装置CB的受控接合油压PRcb改变接合转矩Tcb来进行切换,该接合转矩Tcb是其转矩容量,该接合油压PRcb从设置在车辆200中的液压控制回路236中的电磁阀SL1至SL4等输出。
在有级变速单元218中,第一行星齿轮单元232和第二行星齿轮单元234的旋转元件直接地或经由接合装置CB或单向离合器F1间接地部分相互连接,或连接至中间传递构件228、壳体214或输出轴220。第一行星齿轮单元232的旋转元件为太阳轮S1、行星齿轮架CA1和齿圈R1,并且第二行星齿轮单元234的旋转元件为太阳轮S2、行星齿轮架CA2和齿圈R2。
在有级变速单元218中,具有不同传动比γat(=AT输入转速Ni/AT输出转速No)的多个档位中的一个档位通过接合多个接合装置中的一个而形成。在本实施例中,在有级变速单元218中形成的档位称为AT档位。AT输入转速Ni是有级变速单元218的输入转速,并且与中间传递构件228的转速值相同且与MG2转速Nm的值相同。AT输出转速No是输出轴220的转速且也是复合变速器238的输出转速,该输出轴220的转速是有级变速单元218的输出转速,该复合变速器238是包括无级变速单元216和有级变速单元218的组合变速器。
在有级变速单元218中,例如,如图11的接合操作表中所示,包括第一AT档位(图中的“1st”)至第四AT档位(图中的“4th”)的四个前进AT档位形成为多个AT档位。第一AT档位的传动比γat最高并且在更高的AT档位中传动比γat变得更低。后退AT档位(图中的“Rev”)例如通过离合器C1的接合和制动器B2的接合而形成。即,例如,第一AT档位是在后退行驶时形成的。图11中所示的接合操作表是通过收集AT档位与多个接合装置的操作状态之间的关系而获得的。在图11中,“O”表示接合,“Δ”表示发动机制动时或有级变速单元218的滑行降档时的接合,而空白表示脱离。
在有级变速单元218中,根据驾驶员对加速器的操作、车速V等形成的AT档位由稍后将描述的电子控制单元240进行切换,即,选择性地形成多个AT档位。例如,在有级变速单元218的变速控制中,执行所谓的离合器-离合器变速,其中,通过切换接合装置CB之一来执行变速,即,通过在接合和脱离之间切换接合装置CB来执行变速。
该车辆200进一步包括单向离合器F0。该单向离合器F0是能够以非旋转方式固定行星齿轮架CA0的锁定机构。即,该单向离合器F0是能够将连接到发动机202的曲轴并与行星齿轮架CA0一体地旋转的连接轴226固定到壳体214的锁定机构。在该单向离合器F0中,能相对于彼此旋转的两个构件中的一个构件一体地连接至连接轴226,而另一个构件一体地连接至壳体214。单向离合器F0在正旋转方向上怠速并在负旋转方向上自动接合,该正旋转方向是发动机202运转时的旋转方向,该负旋转方向与发动机202运转时的旋转方向相反。因此,在单向离合器F0怠速时,发动机202能相对于壳体214旋转。另一方面,在单向离合器F0接合时,发动机202相对于壳体214不能旋转。即,发动机202通过单向离合器F0的接合固定至壳体214。以这种方式,单向离合器F0允许在行星齿轮架CA0的正旋转方向上旋转但禁止在行星齿轮架CA0的负旋转方向上旋转,该行星齿轮架CA0的正旋转方向是发动机202运转时的旋转方向。即,单向离合器F0是能够允许在发动机202的正旋转方向上旋转但禁止在负旋转方向上旋转的锁定机构。
车辆200进一步包括作为控制器的电子控制单元240,其包括与发动机202的控制、第一旋转机MG1的控制、第二旋转机MG2的控制等相关的用于车辆200的控制装置。电子控制单元240具有与第一实施例中的上述电子控制单元100相同的配置。电子控制单元240被提供有各种信号,所述各种信号与提供给电子控制单元100的各种信号相同。与从电子控制单元100输出的各种命令信号相同的各种命令信号被从电子控制单元240输出。电子控制单元240具有与包括在电子控制单元100中的混合动力控制单元102、异常判定单元104和最大转速改变单元106的功能等效的功能。电子控制单元240可以实现即使当增压压力Pchg的异常增加发生时也能够抑制部件的耐久性由于发动机转速Ne或MG2转速Nm的高旋转状态而下降的控制功能,这与由第一实施例中的上述电子控制单元100实现的功能相同。
在车辆200中,有级变速单元218串联设置在无级变速单元216的后段上。因此,当有级变速单元218的AT档位在一定车速V下切换时,作为无级变速单元216的输出转速的齿圈R0的转速改变。于是,发动机转速Ne的可行区域基于有级变速单元218中的AT档位之间的差异改变。
图12、图13、图14和图15是示出以车速V和发动机转速Ne为变量的二维坐标系上的发动机转速Ne的可行区域的实例并示出第一实施例中图7所示以外的实施例的视图。图12示出了有级变速单元218被设置为第一AT档位的情况,图13示出了有级变速单元218被设置为第二AT档位的情况,图14示出了有级变速单元218被设置为第三AT档位的情况,并且图15示出了有级变速单元218被设置为第四AT档位的情况。在图12、图13、图14和图15中,用于定义发动机转速Ne的可行区域的基本思想与上述参考图7的相同。当有级变速单元218在一定车速V下被设置为较高的AT档位时,作为无级变速单元216的输出转速的齿圈R0的转速变得较低。因此,在发动机转速Ne的低区域中,根据第二小齿轮P2的相对转速的上限定义的发动机转速Ne的可行区域在较高AT档位上被扩大到较高车速侧。在第三AT档位或第四AT档位,齿圈R0的转速降低,并因此发动机转速Ne的可行区域不是根据上限MG2转速Nmlim定义的,而是根据车辆200的最大车速定义发动机转速Ne的可行区域。当有级变速单元218的AT档位在高侧并且齿圈R0的转速减小时,MG1的转速Ng很可能增加。因此,在低车速区,根据上限MG1转速Nglim定义的发动机转速Ne的可行区域的高旋转侧的限制随着AT档位变高而增加。
如上所述,发动机转速Ne的可行区域随着有级变速单元218中AT档位的换挡而改变。因此,当发动机转速Ne和MG2转速Nm中的至少一个超过最大转速Nmax时,存在如下可能性:由于有级变速单元218中的变速,发动机转速Ne和MG2转速Nm将在不超过最大转速Nmax的范围内。
参考图12至图15,例如,在以第一AT档位或第二AT档位行驶时,相比于在以第三AT档位或第四AT档位行驶时,MG2转速Nm更有可能超过高车速侧的最大MG2转速Nmmax。因此,例如,当MG2转速Nm在以第一AT档位或第二AT档位行驶时超过异常预测最大转速Nmaxab时,有级变速单元218升档到第三AT档位或第四AT档位。因此,改变至少第二旋转机MG2的工作点,使得发动机转速Ne和MG2转速Nm在不超过异常预测最大转速Nmaxab的范围内。例如,当发动机转速Ne在以第四AT档位行驶时增加时,相比于在以第三AT档位或第二AT档位行驶时,MG1转速Ng更有可能超过最大MG1转速Ngmax。因此,例如,当MG1转速Ng在以第四AT档位行驶时超过最大MG1转速Ngmax时,即,当发动机转速Ne超过异常预测最大转速Nmaxab时,有级变速单元218降档到第三AT档位或第二AT档位。因此,改变至少第二旋转机MG2的工作点,使得发动机转速Ne和MG2转速Nm在不超过异常预测最大转速Nmaxab的范围内。
第一实施例中描述的电子控制单元100(具体地,工作点控制单元102d)通过执行发动机转矩减小控制和MG2转矩减小控制中的至少一个来改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点(参见图9中的S40)。在本实施例中,电子控制单元240通过执行发动机转矩减小控制、MG2转矩减小控制以及用于使有级变速单元218换挡的变速控制中的至少一个来改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点。
图16是示出当在车辆200中执行根据第一实施例的图9的流程图中所示的控制操作时的时序图的实例的视图。图16是示出在异常预测时改变发动机12的工作点的实例的视图。在图16中,时间点t1表示如下时间点:通过因为增压压差ΔPchg大于预定增压压差ΔPchgf而判定已发生第二异常Ab2,预测在增压器18中发生异常并且异常预测判定标志被设置为开启。当异常预测判定标志被设置为开启时,图12至图15中所示的可行区域被设置为异常预测时的可行区域(参见点划线),其小于正常可行区域(参见虚线)。在本实施例中,例如,当发动机转速Ne在异常预测时的可行区域之外时,判定发动机12的工作点要改变(参见时间点t2),并且发动机转矩Te减小并且发动机转速Ne减小,使得发动机转速Ne处于异常预测时的可行区域内(参见时间点t2至t3)。此时,MG1转速Ng通过第一旋转机MG1中的反馈控制而减小。在本实施例中,MG2转速Nm并不减小,但是当MG2转速Nm在异常预测时的可行区域之外时,例如通过对有级变速单元218升档,MG2转速Nm可减小到第二旋转机MG2的与MG2转速Nm处于高旋转状态的区域分离的工作点。通过改变发动机12和第二旋转机MG2中的至少一个的工作点,即使当实际发生增压压力Pchg的异常增加时,也有可能抑制动力传递装置304中的元件的转速的增加。例如,可以确保时间裕度,直到转速的增加在异常确认时由燃料切断控制或MG2转矩减小控制所抑制。
根据上述实施例,得到与第一实施例相同的优点。
在本实施例中,例示了与第一实施例中上述车辆10不同并在图17中示出的车辆300。图17是示意性地示出应用了本发明的车辆300的配置的视图。在图17中,车辆300为包括发动机302、旋转机MG、动力传递装置304以及驱动轮306的混合动力车辆。
发动机302具有与第一实施例中上述发动机12相同的配置。发动机302的发动机转矩Te通过使将在后面描述的电子控制单元318控制发动机控制装置308来进行控制,该发动机控制装置308诸如是设置在车辆300中的电子节流阀、燃料喷射装置、点火装置和废气旁通阀。
旋转机MG是具有电动机的功能和电力发电机的功能的旋转电机,并且被称为电动发电机。旋转机MG是以动力可传递方式经由动力传递装置304连接到驱动轮306的旋转机。旋转机MG经由设置在车辆300中的逆变器310连接到作为设置在车辆300中的蓄电装置的电池312。对于旋转机MG,通过使将在后面描述的电子控制单元318控制逆变器310来控制作为旋转机MG的输出转矩的MG转矩Tmg。
动力传递装置304包括离合器K0和自动变速器314。自动变速器314的输入旋转构件经由离合器K0连接到发动机302上并且直接连接到旋转机MG。在动力传递装置304中,发动机302的动力经由离合器K0、自动变速器314等依次传递至驱动轮306,并且旋转机MG的动力经由自动变速器314等传递至驱动轮306。发动机302和旋转机MG是用于车辆300行驶的动力源,其以动力可传递方式连接至驱动轮306。
离合器K0是连接或断开发动机302和驱动轮306之间的动力传递路径的液压摩擦接合装置。自动变速器314例如是一种已知的行星齿轮型自动变速器,其包括多个行星齿轮单元或多个接合装置,类似于第二实施例中上述有级变速单元218。在自动变速器314中,通过使设置在车辆300中并由将在后面描述的电子控制单元318驱动的液压控制回路316控制多个接合装置的接合油压,来形成多个档位中的一个档位。
车辆300可在离合器K0脱离并且发动机302的运转停止的状态下执行电机驱动行驶,其中使用来自电池312的电力并且仅仅旋转机MG被用作用于行驶的动力源。该车辆300可执行混合动力行驶,其中发动机302在离合器K0接合的状态下运转并且至少发动机302被用作行驶的动力源。
车辆300还包括作为控制器的电子控制单元318,其包括与发动机302、旋转机MG等的控制相关的用于车辆300的控制装置。电子控制单元318具有与第一实施例中上述电子控制单元100相同的配置。电子控制单元318被提供有各种信号,其与提供给电子控制单元100的各种信号相同。与从电子控制单元100输出的各种命令信号相同的各种命令信号从电子控制单元318输出。电子控制单元318具有与包含在电子控制单元100中的混合动力控制单元102、异常判定单元104和最大转速改变单元106的功能相当的功能。电子控制单元318能实现即使当增压压力Pchg中已经发生异常增加时也抑制部件的耐久性由于发动机转速Ne或旋转机MG的转速的高旋转状态而下降的控制功能,其为与由第一实施例中上述电子控制单元100实现的功能相同的功能。
由于构成发动机302和旋转机MG与驱动轮306之间的动力传递路径的一部分的自动变速器314设置在车辆300中,发动机转速Ne或旋转机MG的转速可以随着自动变速器314中的档位的换挡而改变。因此,在本实施例中,与第二实施例中上述电子控制单元240类似,电子控制单元318通过执行发动机转矩减小控制、用于减小MG转矩Tmg的旋转机转矩减小控制以及用于使自动变速器314中的档位换挡的变速控制中的至少一个来改变发动机302和旋转机MG中的至少一个的工作点。
如上所述,在本实施例中获得与第一实施例相同的优点。
尽管已参照附图详细描述了本发明的实施例,但本发明可应用于其他方面。
例如,在第一实施例中,基于增压压力变化率Rpchg和增压压差ΔPchg判定是否已在增压器18中发生异常,但本发明不限于此方面。例如,可以仅基于增压压力变化率Rpchg或仅基于增压压差ΔPchg判定是否已在增压器18中发生异常。具体来说,当判定已发生增压压力变化率Rpchg大于预定变化率Rpchgf的第一异常Ab1时可预测在增压器18中发生异常,并且当在异常预测时的增压压力变化率Rpchg大于比预定变化率Rpchgf大的预定第二变化率时可确认在增压器18中发生异常。仅基于增压压差ΔPchg的情况也是如此。即,可以基于增压压力变化率Rpchg和增压压差ΔPchg中的至少一个判定在增压器18中发生异常,诸如增压器18的异常操作引起的增压压力Pchg的异常上升。可选地,在增压器18中发生异常可基于压缩机18c的转速(=涡轮18t的转速)的变化率来判定。
在第一实施例中,车辆10可以是不包括变速单元58并且如车辆200那样发动机12连接至差动单元60的车辆。差动单元60可以是如下机构:通过控制连接到第二行星齿轮机构82的旋转元件的离合器或制动器来限制差动操作的机构。第二行星齿轮机构82可以是双小齿轮型行星齿轮单元。第二行星齿轮机构82可以是通过多个行星齿轮单元之间的连接而包括四个以上旋转元件的差动机构。第二行星齿轮机构82可以是如下差速齿轮机构:第一旋转机MG1和传动齿轮74分别连接至由发动机12旋转地驱动的小齿轮以及与该小齿轮接合的一对锥齿轮。第二行星齿轮机构82可以是具有如下构造的机构:两个以上行星齿轮单元中的一些旋转元件相互连接,并且发动机、旋转机和驱动轮以动力可传递方式连接至这种行星齿轮单元的旋转元件。
在第二实施例中,单向离合器F0被例示为能够以不可旋转的方式固定行星齿轮架CA0的锁定机构,但是本发明不限于该方面。该锁定机构可以是选择性地连接连接轴226和壳体214的诸如接合离合器的接合装置,诸如离合器或制动器的液压摩擦接合装置,干式接合装置,电磁摩擦接合装置或磁性粉末式离合器。可选地,车辆200不必包括单向离合器F0。
在第二实施例中,有级变速单元218在上面以自动变速器为例,该自动变速器构成差动机构230和驱动轮206之间的动力传递路径的一部分,但本发明不限于该方面。该自动变速器可以是诸如同步啮合型平行双轴自动变速器的自动变速器、具有两个输入轴的作为同步啮合型平行双轴自动变速器的已知双离合器变速器(DCT)或已知的带式无级变速器。根据第三实施例的车辆300的自动变速器314也是如此。
在上述实施例中,除了或代替排气涡轮式增压器18,还可以提供由发动机或电动机旋转地驱动的机械泵式增压器。增压器18可以包括致动器,例如,电动机,其可以控制压缩机18c的转速。
上述实施例只是示例性的并且本发明可以以各种方案实现,这些方案基于本领域技术人员的知识进行了各种修改和改善。
Claims (7)
1.一种用于混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆包括具有增压器的发动机以及旋转机,所述发动机用作行驶的动力源,所述旋转机以动力可传递方式连接至驱动轮,所述控制装置包括:
工作点控制单元,其配置成控制所述发动机和所述旋转机的工作点,使得所述发动机的转速在不超过所述发动机的最大转速的范围内并且所述旋转机的转速在不超过所述旋转机的最大转速的范围内,所述发动机的最大转速相对于所述发动机的预定上限转速具有所述发动机的所述转速的裕度,所述旋转机的最大转速相对于所述旋转机的预定上限转速具有所述旋转机的所述转速的裕度;
异常判定单元,其配置成判定是否已在所述增压器中发生异常;以及
最大转速改变单元,其配置成:当在判定已在所述增压器中发生异常之前判定有可能在所述增压器中发生异常时,相比于判定有可能在所述增压器中发生异常之前,将所述发动机的所述最大转速和所述旋转机的所述最大转速改变成较低转速侧。
2.根据权利要求1所述的用于混合动力车辆的控制装置,其中,所述最大转速改变单元配置成随着所述增压器中发生异常的可能性增加,增加用于将所述发动机的所述最大转速和所述旋转机的所述最大转速改变成所述较低转速侧的变化量。
3.根据权利要求1或2所述的用于混合动力车辆的控制装置,进一步包括发动机控制单元,其配置成当判定已在所述增压器中发生异常时执行用于使燃料向所述发动机的供应停止的燃料切断控制。
4.根据权利要求3所述的用于混合动力车辆的控制装置,进一步包括旋转机控制单元,其配置成当判定已在所述增压器中发生异常时,执行用于使所述旋转机的输出转距减小的旋转机转距减小控制。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于混合动力车辆的控制装置,其中,所述异常判定单元配置成基于所述增压器的增压压力的变化率以及所述增压压力和所述增压压力的目标值之间的增压压差中的至少一个判定是否已在所述增压器中发生异常。
6.根据权利要求5所述的用于混合动力车辆的控制装置,其中,所述异常判定单元配置成基于所述增压压力的所述变化率和所述增压压差判定是否已在所述增压器中发生异常,并且
其中所述异常判定单元配置成判定是否已发生第一异常和是否已发生第二异常以当判定所述第一异常和所述第二异常都已发生时判定已在所述增压器中发生异常,并且当判定所述第一异常和所述第二异常中的仅仅一个已发生时判定有可能在所述增压器中发生异常,在所述第一异常中所述增压压力的所述变化率超过预定变化率,在所述第二异常中所述增压压差超过预定增压压差。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于混合动力车辆的控制装置,其中,所述工作点控制单元配置成:当所述发动机的所述转速和所述旋转机的所述转速中的至少一个由于将所述发动机的所述最大转速和所述旋转机的所述最大转速改变到所述较低转速侧而超过对应的最大转速时,改变所述发动机和所述旋转机中的至少一个的所述工作点,使得所述发动机的所述转速和所述旋转机的所述转速在不超过所述对应的最大转速的范围内,并且
其中,所述工作点控制单元配置成通过执行发动机转距减小控制、旋转机转距减小控制和变速控制中的至少一个来改变所述发动机和所述旋转机中的至少一个的所述工作点,所述发动机转距减小控制用于减小所述发动机的输出转距,所述旋转机转距减小控制用于减小所述旋转机的输出转距,所述变速控制用于使构成所述发动机和所述旋转机与所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分的自动变速器变速。
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