CN1910064B - 用于混合动力车的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种用于混合动力车的控制系统，其中，第二原动机(5)通过其中最大转矩根据油压而变化的传动装置(6)连接到从第一原动机(1)向其传输功率的输出部件(2)，并且其具有：第一液压泵(32)，其由所述第一原动机驱动，用于建立要被馈送给所述传动装置(6)的油压；以及第二液压泵(33)，其与所述第一液压泵(32)并行地布置，并且由电动机(33M)驱动，其特征在于包括转矩限制装置(30)，用于在所述第一原动机(1)启动时，将所述第二原动机(5)的输出转矩临时限制到低于最大输出转矩的预定转矩。

Description

用于混合动力车的控制系统

技术领域

本发明涉及用于混合动力车的控制系统，其中，第二原动机通过传动装置连接到从第一原动机向其传输功率的输出部件，并且更加具体地，涉及这样的用于混合动力车的控制系统，其具有由第一原动机驱动的液压泵以及由电动机驱动的另一个独立的液压泵，并且其被构造以通过那些液压泵所建立的油压来操作传动装置。

背景技术

在日本专利公开号2002-225578中披露了装备有所谓的“机械分配型驱动单元”的混合动力车的一个例子，在下文中将简短地说明其构造。在披露的混合动力车中，发动机转矩被输入到构成分配机构的单个小齿轮型行星齿轮机构的托架，第一电动发电机连接到中心齿轮，并且诸如副轴驱动齿轮(counter drive gear)等之类的输出部件连接到环形齿轮。第二电动发电机通过传动装置连接到输出部件或环形齿轮。传动装置能够在整个传动装置整体地旋转的直接齿轮级和输出速度低于输入速度的低齿轮级之间切换齿轮级。那些齿轮级是通过适当地操作由油压操作的啮合机构来设置的。

这种混合动力车不仅能够通过发动机和第一电动发电机的动力运转，而且还能够通过使用从第二电动发电机输出的转矩作为辅助转矩来运转，或者仅仅通过第二电动发电机的输出转矩来运转。

在日本专利公开号2001-41067中，披露了这样的动力车，其除了由发动机驱动的机械泵之外，还具有由电池的电力驱动的电泵。日本专利公开号2001-41067中披露的那些泵用油压馈送自动传动装置。在满足暂停发动机条件的情况下，在实际暂停发动机之前激活电泵。同样，根据日本专利公开号2001-41067中披露的发明，在电泵所生成的油压不足的情况下，发动机的暂停被制止。

此外，在日本专利公开号2001-118901中，披露了用于混合动力车的控制系统，其中，电动机的输出转矩被添加到发动机的输出转矩作为辅助转矩，并且通过连续可变的传动装置输出合成转矩。根据日本专利公开号2001-118901中披露的控制系统，在当用于皮带的夹紧压力由于缺乏油压或类似原因而不足时进行调低速档的情况下，电动机的转矩辅助被限制以便防止皮带打滑。

另一方面，在日本专利公开号2000-230442中，披露了这样的发明，其被构造，以在基于电油泵的累积操作时间、累积旋转次数等获得的累积负荷超过持久负荷的情况下，制止暂停发动机，并且通过具有机械油泵和电油泵的混合动力车中的机械油泵建立油压。另外，在日本专利公开号2001-112114中，披露了这样的发明，其被构造，以在电动机的操作状态超过预置热值的情况下，限制电动机的操作。

如上所述，混合动力车包含诸如发动机和电动机之类的多个原动机，并且不仅能够使用那些原动机中的两者来运转，而且还能够使用那些原动机中的任何一个来运转。因此，为了确保暂停发动机时的油压，可以想象的是，除了提供由发动机驱动的液压泵之外，还提供电液压泵，其甚至当暂停发动机时也能够生成油压。在前述日本专利公开号2002-225578披露的构造中，在第二电动发电机和输出部件之间布置传动装置。在这种构造中，在通过使用第二电动发电机作为原动机来运转动力车的情况下，与发动机的停止一致地暂停机械油泵。因此，必须通过驱动电液压泵向传动装置馈送油压，以便将传动装置投入到转矩可传输的状态。在这种状态下，需要的是油压对应于能够通过第二电动发电机维持动力车运转的转矩，以便对于电液压泵足以具有这样的容量。作为这个的结果，能够缩小混合动力车整个构造的尺寸。

然而，根据日本专利公开号2002-225578中披露的构造，在由于需要转矩增加等而启动发动机的情况下，第一电动发电机被作为电动机操作，以便通过使用动力执行发动机的电动回转(亦即或者起动)，但是第一电动发电机的转矩通过由行星齿轮机构组成的分配机构被传输到发动机，所以该转矩在反向旋转输出部件的方向上作用于输出部件。因此，希望在发动机启动时进一步从第二电动发电机输出转矩，以便抵消第一电动发电机电动回转作用于输出部件的转矩。电动回转时从第二电动发电机输出的转矩会被添加到第二电动发电机的转矩以运转动力车。因此，比通过第二电动发电机运转动力车情况下的转矩更大的转矩作用于传动装置。有必要提升油压，以便甚至在这样的条件下也能够使传动装置充分地传输转矩。然而，如果仅通过电液压泵输出油压，则引发的不利之处在于电液压泵在尺寸方面增长。此外，由于电力从诸如电池之类的电源被同时供应给用于电动回转的第一电动发电机和电液压泵，所以存在的另一个不利之处在于电力源上的负荷增加。

另一方面，当机械油泵由发动机驱动时，能够充分地建立油压，所以不必要驱动电液压泵。因此，根据日本专利公开号2001-41067中披露的发明，其中在暂停发动机之前驱动电泵，如果在机械泵由发动机驱动时驱动电泵并且生成足够的油压，则油压被过多地生成，并且可能造成功率损耗。此外，在提供电液压泵作为对发动机所驱动的机械油泵的补充手段的情况下，希望电液压泵具有需要的最小容量，以便使其尺寸最小化。然而，油压在各种情形中都需要，并且可能存在需要高于电液压泵容许极限的油压的情况。因此，存在开发用于确定电液压泵的容许极限或者当容许极限被确定时用于控制的有效手段的余地。

发明内容

注意到迄今描述的技术问题已设想了本发明，并且其目的就是要提供这样的控制系统，其能够控制混合动力车中布置的至少两个液压泵，而不增加功率损耗，或者造成油压的短缺。

因此，根据本发明，提供了用于混合动力车的控制系统，其中，第二原动机通过其中最大转矩根据油压而变化的传动装置连接到从第一原动机向其传输功率的输出部件，并且其具有：第一液压泵，其由所述第一原动机驱动，用于建立要被馈送给所述传动装置的油压；以及第二液压泵，其与所述第一液压泵并行地布置，并且由电动机驱动，其特征在于包括转矩限制装置，用于临时限制所述第二原动机的输出转矩。通过将转矩限制到低于最大输出转矩的预定转矩，可以执行转矩限制。

可以在启动第一原动机时提升作为油压初始压力的管线压力，并且当启动完成时降低管线压力。

另外，当通过启动第一原动机充分提升第一液压泵的油压时，升高第二原动机输出转矩的限制。

能够采用各种构造作为前述第一原动机。例如，可以采用这样的构造，在所述构造中，内燃机和电动发电机通过用于执行差动作用的齿轮机构连接。该齿轮机构可以是行星齿轮机构。

可以在传动装置中设置的齿轮比是任意的，然而，可以采用这样的传动装置，其能够设置诸如高和低齿轮比的两种齿轮比。在这种情况下，可以使用拉威挪(Ravigneaux)型行星齿轮机构。

因此，根据本发明的控制系统，当启动第一原动机时，第二原动机的输出转矩被临时限制。所以，即使第一电动发电机的启动尚未完成并因而第二液压泵正在生成油压，要从第二原动机向传动装置输入的转矩也被限制。因此，传动装置所需要或要求的油压没有被提升到那么高。结果，能够避免油压相对不足。

除了上述构造之外，本发明特征在于进一步包括液压泵驱动装置，用于当暂停第一原动机时驱动第二液压泵。

因此，根据如此构造的控制系统，在启动暂停的第一原动机的情况下，通过第二液压泵建立传动装置所需的油压，并且同样在启动第一原动机的过程期间提升第二原动机的输出转矩的情况下，通过第二液压泵的油压将传动装置设置到预定最大转矩。然而，第二原动机的输出转矩如上所述被临时限制，所以所需要的操作油的量可能相对小。结果，相对小的容量对于第二液压泵是足够的，所以可以缩小第二液压泵的尺寸。

此外，根据本发明，提供了用于混合动力车的控制系统，其中，第一原动机包括内燃机，其由外力通过电动回转而被启动，并且其特征在于进一步包括液压泵暂停装置，用于在内燃机中的完全燃烧被确定之后暂停第二液压泵。

在用于电动回转内燃机的电动机的速度和电流值的变化的基础上，能够确定内燃机中的完全燃烧。

根据本发明，在启动作为第一原动机的内燃机的情况下，根据内燃机中完全燃烧的确定，暂停第二液压泵。因此，与内燃机中的完全燃烧有关，大约在第一液压泵开始生成足够油压的同时，暂停第二液压泵。结果，不必要地驱动第二液压泵的时期被尽可能短地最小化，所以能够避免或减少功率损耗。

此外，根据本发明，前述发明中的任何一个的用于混合动力车的控制系统能够进一步包括暂停控制装置，用于当通过从第一液压泵馈送的油压将传动装置设置到预定最大转矩时暂停第一原动机的情况下，在驱动第二液压泵之后暂停第一原动机。

在暂停第一原动机之后，进行控制以通过第二原动机运转动力车。另外，在电动机的速度和电流值的基础上，可以确定第二液压泵的驱动或者其驱动状态。

除了前述功能之外，根据本发明，在暂停第一原动机的情况下，在驱动第二液压泵之后暂停第一原动机。因此，甚至在第一液压泵由于第一原动机暂停而没有生成油压的情况下，也可以通过第二液压泵确保油压。所以，来自第二原动机的转矩无疑能够通过传动装置被传输到输出部件。

此外，根据本发明，前述发明中的任何一个的用于混合动力车的控制系统能够进一步包括液压泵驱动确定装置，用于基于第二液压泵的操作状态，确定由第一原动机从暂停状态转换到驱动状态所产生的第一液压泵的驱动状态的变化。

用这种构造，在启动第一原动机的情况下，第一液压泵由第一原动机驱动以建立油压，并且在速度、电流值或诸如此类的第二液压泵的操作状态的基础上，确定这种状态。因此，通过第一液压泵的油压的建立能够没有延迟地确定。所以，能够避免不必要地驱动第二液压泵的情形。

进而，根据本发明的用于混合动力车的控制系统还能够包括：负荷累积装置，用于对每个预置的时间累积取决于第二液压泵所馈送的传动装置的管线压力和油温的负荷，并且用于在暂停第二液压泵的情况下从负荷的累积值减去预置值；以及驱动控制装置，用于在负荷的累积值超过预置值的情况下制止暂停第一原动机，并且用于在负荷的累积值变得小于另一个预置值的情况下允许暂停第一原动机。

根据如此构造的本发明，在第二液压泵将要生成的操作油的量及其温度的基础上，累积第二液压泵上的负荷。在累积值超过预置值的情况下，第一原动机的暂停被制止，并且通过第一液压泵生成油压。与此同时，暂停第二液压泵并且减去累积值。因此，由于当累积值变得小于预置值时允许第一原动机暂停，所以在容许极限之内能够尽可能长地连续驱动第二液压泵，并且能够避免油压不足和第二液压泵在尺寸方面的增长。

附图说明

图1是用于解释通过本发明的控制系统在发动机启动时的控制例子的流程图；

图2是用于解释通过本发明的控制系统在发动机暂停时的控制例子的流程图；

图3是示意性显示从EV运转到E/G运转以及从E/G运转到EV运转转换时的电油泵的操作状态和发动机速度变化的时间图；

图4是用于解释电油泵的启动命令的定时以及当暂停发动机时第二电动发电机的速度变化的时间图；

图5是用于解释电油泵的启动命令的另一个定时以及当暂停发动机时第二电动发电机的速度变化的时间图；

图6是用于解释在电油泵的累积负荷的基础上允许和制止发动机暂停的控制例子的流程图；

图7是用于解释极低温度下的电油泵的控制例子的流程图；

图8是显示向其施加本发明的混合动力车中的驱动单元的一个例子的示意图；

图9是更加具体地显示驱动单元的示意图；

图10是有关驱动单元中单独行星齿轮机构的列线图；

图11是示意性显示机械油泵和电油泵之间的并行连接状态的示图。

具体实施方式

结合特定例子来说明本发明。首先来说明应用了本发明的混合动力驱动单元。本发明中预期的混合动力驱动单元例如安装在动力车上。如图8所示，主原动机1(亦即第一原动机)的转矩被传输到输出部件2，从所述输出部件2通过差动装置(differential)3将转矩传输到驱动轮4。另一方面，提供了辅助原动机(亦即第二原动机)5，其能够进行功率控制以输出用于驱动的驱动力和再生控制以恢复能量。这种辅助原动机5通过传动装置6连接到输出部件2。因此，在辅助原动机5和输出部件2之间，根据传动装置6要设置的齿轮比，增加/降低传动装置的最大转矩。

能够构造这种传动装置6以将齿轮比设置在“1”或更高。用这种构造，在辅助原动机5输出转矩的功率运转时，能够将这种转矩输出到输出部件2，以便能够使辅助原动机5具有低容量或小尺寸。然而，优选的是，将辅助原动机5的运转效率保持在令人满意的状态下。例如，在输出部件2的速度根据车速而上升的情况下，齿轮比被降低，以降低辅助原动机5的速度。另一方面，在输出部件2的速度下降的情况下，可以提升齿轮比。

更加具体地来说明前述混合动力驱动单元。如图9所示，主原动机1被主要地构造以包括：内燃机10(将被称作“发动机”)；电动发电机(将暂时被称作“第一电动发电机”或“MG 1”)11；以及行星齿轮机构12，用于合成或分配发动机10和第一电动发电机11之间的转矩。发动机10是用于通过燃烧燃料来输出功率的诸如汽油发动机或柴油发动机之类的众所周知的功率单元，并且被如此构造，以致于它的运转状态，诸如油门开启的程度(或进气量)、燃料馈送量或点火定时之类，能够被电力控制。例如，这种控制通过主要由微型计算机组成的电子控制单元(E-ECU)13进行。

另一方面，第一电动发电机11通过永磁型同步电动机来示范，并且被构造以起到电动机和发电机的作用。第一电动发电机11通过变换器14与诸如电池之类的蓄能装置15相连接。此外，通过控制变换器14，适当地设置第一电动发电机11的输出转矩或再生转矩。为了这种控制，提供了主要由微型计算机组成的电子控制单元(MG1-ECU)16。这里，第一电动发电机11的定子(定子未显示)被固定以便不转动。

此外，行星齿轮机构12众所周知是用下面3个旋转元件来建立差动作用：中心齿轮17或外齿轮；环形齿轮18或内齿轮，其与中心齿轮17同心地布置；以及托架19，其保持与那些中心齿轮17和环形齿轮18相啮合的小齿轮，以便小齿轮可以在它的轴上旋转并且围绕托架19旋转。发动机10使其输出轴通过阻尼器(damper)20连接到作为第一旋转元件的那个托架19。换言之，托架19充当输入元件。

另一方面，第一电动发电机11的转子(转子未显示)连接到作为第二旋转元件的中心齿轮17。因此，这个中心齿轮17是所谓的“反作用元件”，并且作为第三旋转元件的环形齿轮18是输出元件。而且，这个环形齿轮18连接到输出部件(亦即输出轴)2。

另一方面，在图9显示的例子中，传动装置6由一组拉威挪型行星齿轮机构构造。行星齿轮机构装备有外齿轮，亦即第一中心齿轮(S1)21和第二中心齿轮(S2)，其中第一中心齿轮21与第一小齿轮23相啮合，所述第一小齿轮23与第二小齿轮24相啮合，所述第二小齿轮24与环形齿轮(R)25相啮合，所述环形齿轮(R)25与单独的中心齿轮21和22同心地布置。这里，单独的小齿轮23和24由托架(C)26保持，以便在它们的轴上旋转并且围绕托架26旋转。此外，第二中心齿轮22与第二小齿轮24相啮合。这样一来，第一中心齿轮21和环形齿轮25就与单独的小齿轮23和24一起构造了对应于双小齿轮型行星齿轮机构的机构，并且第二中心齿轮22和环形齿轮25与第二小齿轮24一起构造了对应于单个小齿轮型行星齿轮机构的机构。

还提供有用于选择性地固定第一中心齿轮21的第一制动装置(brake)B1以及用于选择性地固定环形齿轮25的第二制动装置B2。这些制动装置B1和B2是所谓的“摩擦啮合装置”，用于通过摩擦力建立啮合力，并且能够采用多盘式啮合装置或带式啮合装置。制动装置B1和B2被构造以根据油压的啮合力连续地改变它们的最大转矩。此外，前述的辅助原动机5连接到第二中心齿轮22，并且托架26连接到输出轴2。

因此，在迄今描述的传动装置6中，第二中心齿轮22是所谓的“输入元件”，而托架26则是输出元件。传动装置6被构造，以通过应用第一制动装置B1来设置高于“1”的齿轮比的高齿轮级，并且通过应用第二制动装置B2代替第一制动装置B1来设置比高齿轮级的那些高的齿轮比的低齿轮级。在诸如车速或驱动要求(或油门开启的程度)之类的运转状态的基础上，执行那些单独齿轮级之间的转换操作。更加具体地，通过将齿轮级区域预定为映射图(或位移图)并且通过根据检测到的运转状态设置任何的齿轮级，来控制转换操作。为了这些控制，提供了主要由微型计算机组成的电子控制单元(T-ECU)27。

这里在图9显示的例子中，采用了电动发电机(将暂时被称作“第二电动发电机”或“MG2”)作为辅助原动机5，其能够具有用于输出转矩的功率模式和用于恢复能量的再生模式。这个第二电动发电机5通过永磁型同步电动机来示范，并且其转子(转子未显示)连接到第二中心齿轮22。同样，第二电动发电机5通过变换器28与电池29相连接。此外，电动发电机5被构造，以通过用主要由微型计算机组成的电子控制单元(MG2-ECU)30控制变换器28来控制功率模式、再生模式以及单独模式下的转矩。这里，电池29和电子控制单元30还能够与用于前述第一电动发电机11的变换器14和电池(蓄能装置)15结合。这里，第二电动发电机5的定子(定子未显示)被固定以便不转动。

作为前述转矩合成/分配机构的单个小齿轮型行星齿轮机构12的列线图呈现在图10中的(A)处。当针对要被输入到托架(C)19并且由发动机10输出的转矩，通过第一电动发电机11将反作用转矩输入到中心齿轮(S)17时，幅度源自那些转矩的相加或相减的转矩出现在充当输出元件的环形齿轮(R)18处。在这种情况下，第一电动发电机11的转子由这种转矩旋转，并且第一电动发电机11起到发电机的作用。另一方面，以环形齿轮18的速度(或输出速度)恒定的方式，通过增加/降低第一电动发电机11的速度，能够连续地(或者没有任何阶跃地)改变发动机10的速度。特别地，通过控制第一电动发电机11，能够进行下述控制，所述控制用于将发动机10的速度设置在用于最佳燃料经济性的值。

此外，如通过图10(A)中的链线指示的那样，当暂停发动机10同时动力车正在运转时，第一电动发电机11反向旋转。在这种状态下，如果通过操作作为电动机的第一电动发电机11正向输出转矩，则转矩作用于连接到托架19的发动机10，以正向旋转它。结果，发动机10能够通过第一电动发电机11而被启动(亦即电动回转或起动)。在这种情况下，转矩在停止输出轴2旋转的方向上作用于输出轴2。因此，通过控制从第二电动发电机5输出的转矩，能够维持用于运转的驱动转矩，并且与此同时，能够平稳地执行发动机10的启动。这里，这种混合型被称作“机械分配型”或“拼合型”。

另一方面，构造传动装置6的拉威挪型行星齿轮机构的列线图呈现在图10中的(B)处。当通过第二制动装置B2固定环形齿轮25时，低齿轮级L被设置，以便从第二电动发电机5输出的转矩根据齿轮比被放大并施加到输出轴2。另一方面，当通过第一制动装置B1固定第一中心齿轮21时，设置高齿轮级H，其具有比低齿轮级L的齿轮比低的齿轮比。这个高齿轮级下的齿轮比高于“1”，所以通过第二电动发电机5输出的转矩根据那个齿轮比被增大并施加到输出轴2。

这里，在稳定地设置单独的齿轮级L和H的状态下，要被施加到输出轴2的转矩是如根据齿轮比从第二电动发电机5的输出转矩增大的这样的一种。然而，在转换过渡状态下，转矩是如受到单独的制动装置B1和B2处的最大转矩并且受到伴随速度变化的惯性转矩影响的这样的一种。另一方面，要被施加到输出轴2的转矩在第二电动发电机5的驱动状态下是正的，但是在被驱动的状态下是负的。

提供了液压控制系统31，用于通过向那里/从那里馈送/排出油压来控制前述单独的制动装置B1和B2的啮合/释放。如图11所示，液压控制系统31包含机械油泵32、电油泵33和液压油路34。液压油路34被构造，以将那些油泵32和33所建立的油压调节到管线压力，将作为初始压力的由管线压力调节的油压向/从制动装置B1和B2馈送和排出，并且向需要的部分馈送润滑油。机械油泵32由发动机10驱动以生成油压，并且例如在阻尼器20的输出侧中并与之同轴地布置。机械油泵32通过发动机10的转矩操作。另一方面，电油泵33由电动机33M驱动，并且布置在诸如外壳(外壳未显示)外面之类的适当地方。电油泵33通过来自诸如电池之类的蓄电装置的电力操作以生成油压。

液压油路34包含多个电磁阀、转换阀或压力调节阀(那些未显示)，并且能够电力控制油压的调节和馈送/排出。这里，在单独的油泵32和33的排出侧提供了止回阀35和36。那些止回阀35和36通过那些油泵32和33的排出压力被打开，并且在相反的方向上被关闭。油泵32和33连接到液压油路34，并且那些泵彼此并行地布置。另外，用于调节管线压力的阀(阀未显示)将管线压力控制成两级，诸如通过增加排出量的高压级以及通过降低排出量的低压级。

前述混合动力驱动单元包含诸如主原动机1和辅助原动机5的两个原动机。通过好好利用那些原动机，动力车以低燃料消耗并且以低排放运转。此外，即使在驱动发动机10的情况下，也通过第一电动发电机11将发动机10的速度控制在最优燃料消耗。此外，动力车的惯性能量在惰转时被作为电力而再生。在通过驱动第二电动发电机5来辅助转矩的情况下，当动力车速度低时，通过将传动装置6设置在低齿轮级L，增大要被添加到输出轴2的转矩。另一方面，当动力车速度被提升时，通过将传动装置6设置在高齿轮级H，使第二电动发电机5的速度相对降低以减少损耗。这样一来，就有效地执行了转矩辅助。

前述混合动力车能够通过发动机10的功率运转，能够通过发动机10和第二电动发电机5两者的功率运转，并且能够仅通过第二电动发电机5的功率运转。在通过油门开启、车速等等表示的驱动要求的基础上确定并选择那些运转模式。例如，在电池充电充足并且驱动要求相对小的情况下，或者在通过人工操作选择无声启动的情况下，选择使用第二电动发电机5的并且暂停发动机10的类似于电动车的运转模式(将暂时被称作“EV运转”)。在这种状态下，在例如深深地压下油门踏板时驱动要求增加的情况下，在电池充电降低的情况下，或者在通过人工操作将运转状态从无声启动转移到正常运转的情况下，发动机10被启动，并且运转模式被转换到使用发动机10的运转模式(将暂时被称作“E/G运转”)。

在前述例子中，通过起到电动机作用的第一电动发电机11，并且通过行星齿轮机构12向发动机10传输转矩以便执行电动回转(或起动)，来执行发动机10的启动。在这种情况下，如图10所示，如果在正向旋转中心齿轮17的方向上通过第一电动发电机11向中心齿轮17施加转矩，则转矩在反向旋转环形齿轮18的方向上作用于环形齿轮18。由于环形齿轮18连接到输出轴2，所以发动机10的启动中包括的转矩在减少车速的方向上作用。因此，在发动机10启动时，从第二电动发电机5输出转矩以便抵消所谓的“反作用转矩”。

要被施加到传动装置6的转矩，更加具体地，要被施加到当时啮合的制动装置B 1和B2中的任何一个以便设置齿轮级的转矩由于发动机10启动时第二电动发电机5的输出转矩增大而被瞬时增大。因此，在根据本发明的控制系统或控制方法中，根据发动机10的启动进行以下控制。

图1是用于解释将运转模式从EV运转转换到用发动机10运转的控制例子的流程图。在这个控制的启动瞬间驱动电油泵33以生成油压，并且生成的油压通过液压控制系统31被调节到管线压力，并被馈送到传动装置6中的制动装置B1和B2中的任何一个。同样，第二电动发电机5被作为电动机驱动以输出转矩，并且通过传动装置6向输出轴2传输输出的转矩，从而运转动力车。要被馈送给传动装置6的管线压力，其被设置为诸如高级和低级的两级，在这种稳定运转状态下被设置为低压Lo。在这种EV运转状态下，首先，判断(在步骤S1)是否已命令发动机10启动。如果要求转矩通过某些因素被增大，例如在EV运转时司机深深地压下油门踏板(踏板未显示)，则运转模式被转移到E/G运转，以便输出要求的驱动转矩。这样一来，在步骤S1，就结合转换运转状态的决定来判断是否已命令发动机10启动。

在步骤S1的回答为否的情况下，程序一次性结束而不执行任何特别的控制。相反地，在步骤S1的回答为是的情况下，第二电动发电机5的输出转矩(MG2转矩)被临时限制到预置值(在步骤S2)。这里，在这种情况下，第二电动发电机5的输出转矩被增大，并且向传动装置6馈送的管线压力被切换到相对高的压力Hi。同样，电力被馈送给第一电动发电机11，并且第一电动发电机11被作为电动机激活，以便执行发动机10的电动回转。机械油泵32与发动机10的电动回转相关联地旋转，但是其输出压力在某个延迟之后才开始提升。

因此，从电油泵33所生成的油压或初始压力建立管线压力。然而，由于连接到传动装置6输入侧的第二电动发电机5的输出转矩被限制，所以电油泵33不必要生成特别高的转矩。作为这个的结果，能够达到电油泵33的保护，并且能够采用具有相对小容量的电油泵作为电油泵33。

然后，通过发动机10驱动的机械油泵32(或机械OP)建立油压被确定(在步骤S3)。由于电油泵33和机械油泵32彼此并行地连接，如图11所示，所以一个油泵的输出压力影响另一个油泵的输出压力。因此，当机械油泵32与发动机10的电动回转相关联地旋转时，其输出压力逐渐上升，因此，电油泵33的排出侧的油压，更加具体地，止回阀36的排出侧的油压被提升。结果，电油泵33的速度下降，并且电流值由于反电动势的作为结果的下降而增加。因此，在诸如速度、电流值等等之类的电油泵33的操作状态的基础上，能够确定通过机械油泵32的油压的建立。

在通过机械油泵32的油压尚未被充分提升所以步骤S3的回答为否的情况下，程序返回到步骤S1。相反地，在通过机械油泵32的油压被充分提升所以步骤S3的回答为是的情况下，第二电动发电机5的输出转矩的限制被升高(在步骤S4)。这是因为机械油泵32通过液压控制系统31向传动装置6馈送足够高油压的和充足量的操作油，所以即使转矩被提升，传动装置6也能够充分地传输第二电动发电机5的输出转矩。

第二电动发电机5的输出转矩就这样在发动机10的电动回转的过程中被提升。因此，即使当通过第一电动发电机11执行发动机10的电动回转时转矩在反向旋转输出轴2的方向上作用于它，从第二电动发电机5输出的转矩也抵消了所谓的“反作用转矩”。因此，转矩方面的显著变化和作为结果的震动能够被防止或抑制。

然后，(在步骤S5)确定发动机10的完全燃烧。发动机10的完全燃烧意味着下述状态：燃料被连续地燃烧，以便发动机10开始自主地旋转。在前述混合动力驱动单元中，第一电动发电机11执行发动机10的电动回转。因此，当发动机10落入完全燃烧的状况时，作用于第一电动发电机11的转矩降低，并且其速度上升。所以，在第一电动发电机11的速度和电流值的变化的基础上，能够进行发动机10的完全燃烧的确定。

在步骤S5的回答为否的情况下，具体地，在发动机10尚未达到完全燃烧的情况下，程序返回到步骤S1以便继续前述控制。相反地，在发动机10处于完全燃烧状况所以步骤S5的回答为是的情况下，(在步骤S6)输出用于暂停电油泵33(或电OP)的命令。这是因为机械油泵32由于发动机10的自主旋转而连续地输出足够量的操作油。因此，与机械油泵32同时地驱动消耗电力的电油泵33的时期被尽可能短地最小化。结果，能量损耗能够被防止或抑制而不会造成油压不足。这里，在发动机10的完全燃烧的确定被满足之后，管线压力被带回到相对低的压力Lo，并且第二电动发电机5的输出转矩被降低。

下一步，这里来说明用于将运转模式从E/G运转转换到EV运转的控制。如上所述，混合动力车包含作为原动机的发动机10和第二电动发电机5。当预定条件被满足时，例如，当在动力车通过使用发动机10正在运转的同时减少油门开启(亦即油门踏板的俯角)时，发动机10被暂停并且第二电动发电机5被驱动，所以在其中使用第二电动发电机5的EV运转的判断被满足。在这种情况下，判断是否已输出用于暂停发动机10的命令信号(在步骤S11)，如图2所示。在步骤S11的回答为否的情况下，图2中显示的程序一次性结束而不执行任何特别的控制。相反地，在步骤S11的回答为是的情况下，输出用于启动电油泵33的命令信号(在步骤S12)，并且输出用于暂停发动机10的命令信号(在步骤S13)。然后，执行用于EV运转的控制(在步骤S14)。

在图3的时间图中，显示了前述从EV运转转换到E/G运转时的以及从E/G运转转换到EV运转时的电油泵33的接通/断开状态、发动机速度、第二电动发电机5的速度、第二电动发电机5的输出转矩和管线压力的变化。源自其中例如油门踏板被压下的EV运转状态下要求驱动增加，在第二电动发电机5的输出转矩增大期间，向E/G运转转换的决定被满足(在时间点t1处)。与此同时，管线压力被控制到相对高的压力Hi，并且启动通过第一电动发电机11的发动机10的电动回转(或起动)。运转模式是EV运转，并且电油泵33处于接通状态(亦即命令占空比为100％的状态)。然而，电油泵33所生成的油压所建立的传动装置6的最大转矩，对于第二电动发电机5的最大输出转矩是不足的。因此，当机械油泵32在发动机10完全燃烧之前没有充分生成油压时，第二电动发电机5的输出转矩被限制到小于最大输出转矩的预置值。

机械油泵32所建立的油压由于发动机10的连续电动回转而被逐渐提升。当油压达到预置值时，亦即，当机械油泵32油压建立的确定被满足(在时间点t2处)时，第二电动发电机5的输出转矩的限制被升高，并且输出转矩被提升到最大。然后，发动机10的完全燃烧被确定(在时间点t3处)，并且开始用于暂停电油泵33的控制。在图3显示的例子中，电油泵33的命令占空比被逐渐减少。正在这之后，输出转矩被降低以暂停第二电动发电机5，并且管线压力被转移到相对低的压力Lo。

另一方面，在将运转模式从E/G运转转换到EV运转的情况下，当从E/G运转向EV运转转换的决定被满足(在时间点t4处)时，电油泵33被切换到接通状态(亦即命令占空比为100％的状态)。与此同时，或者正在这之后，逐渐降低发动机速度，逐渐降低机械油泵32所建立的油压，并且逐渐增大第二电动发电机5的输出转矩。

执行前述发动机10的暂停控制和电油泵33的启动控制主要是为了避免油压降低，并且还为了避免功率损耗。例如，可以和第二电动发电机5的速度控制一起执行那些控制，如图4所示。具体地，在EV运转的决定被满足时的时间点t11处，第二电动发电机5的速度(亦即电动机速度)被启动以逐渐提升，在启动的同时降低发动机10的速度以便暂停发动机10。发动机10的速度当时仍然高，并且机械油泵32正在生成油压。因此，保持电油泵33暂停。

机械油泵32的速度与发动机速度的逐渐下降一致地下降，以便减少操作油的排出量。因此，在发动机速度降低到预置基准水平N0时的时间点t12处，电油泵33被控制到接通状态(亦即命令占空比为100％的状态)。根据油温设置用于确定电油泵33的启动瞬时的预置基准水平N0。具体地，如果油温高并且油的粘度低，则液压控制系统31中油的泄漏增加。因此，用于维持预定油压的操作油的需要量与油温一致地增加。所以，检测到的油温越高，前述预置基准水平N0就要被设置得越高。这里，在发动机速度在EV运转的决定被满足时的瞬时低于预置基准水平N0的情况下，立即启动电油泵33。

因此，如果执行参考图4已说明的如此的控制，则正好在电油泵33所建立的油压变得不足之前启动电油泵33。所以，同时驱动电油泵33和机械油泵32的时期被尽可能短地最小化。结果，能量损耗能够被减少或防止而不会造成油压不足。此外，如果根据油温改变启动电油泵33的定时，则可以考虑到油的泄漏来控制电油泵33的启动。因此，能够更加有效地防止或抑制油压不足和能量损耗。

相反地，还可以在确认电油泵33建立油压之后控制以暂停发动机10。在图5的时间图中显示了例子。具体地，在EV运转的决定被满足时的时间点t21处，电油泵33首先被控制到接通状态(亦即命令占空比为100％的状态)。电油泵33的速度或电流值被检测以确定电油泵33的油压的建立。当检测值达到预置值时，判断电油泵33的油压的建立。在诸如速度或电流值之类的电油泵33的操作状态的基础上，更加具体地，在速度或电流值达到预置值的事实的基础上，能够进行这种判断。在确定被满足时的时间点t22处，开始发动机10的暂停控制和第二电动发电机5的启动控制。

因此，如果执行参考图5已说明的如此的控制，则在暂停发动机10之前，具体地，当机械油泵32正在充分地生成油压时，就启动电油泵33，并且在充分提升油压之后才暂停发动机10。所以，无疑可以避免这样的情形，在所述情形中，在从机械油泵32向电油泵33切换油压源的过渡时刻，油压变得不足。

前述电油泵33由电动机33M驱动。因此，作用于电动机33M的负荷根据电油泵33将要生成的油压和油温而变化。所以，为了有效地驱动电油泵33而不恶化其持久性，希望通过观测电油泵33的操作状态来控制混合动力驱动单元。在图6中，显示了符合这种技术要求的控制例子。这个例子被构造，以根据电油泵33的操作状态，累积电油泵33上的负荷并且减少其累积值，以便在累积值的基础上允许或不允许发动机10暂停。

具体地，首先将电油泵(亦即电OP)的累积负荷TA加起来(在步骤S100)。这里，电油泵33的负荷是根据管线压力和油温适当地设置的值。如果管线压力高并且油温低，则这个值被设置为较高的值。每个预定时期(亦即每几毫秒到几十毫秒)执行图6中显示的程序。如果电油泵33被驱动，则负荷每次都被加起来并累积。另外，除了执行图6中显示的程序的时间间隔之外，还可以在每个预置时间将负荷加起来。

然后，判断累积负荷TA是否小于预置第一阈值T Ar1(在步骤S101)。第一阈值T Ar1是用于规定电油泵33连续驱动上限的预置值。因此，在步骤S101的回答为是的情况下，电油泵33仍然处于根据其温度等可以被驱动的状况，所以允许发动机10暂停(或间断)(在步骤S102)。这是因为，即使当发动机10暂停并且机械油泵32停止生成油压时，通过驱动电油泵33也能够生成油压。

相反地，在累积负荷TA大于第一阈值T Ar1所以步骤S101的回答为否的情况下，(在步骤S103)执行控制以制止(不允许)发动机10的暂停(或间断)控制。然后，判断是否暂停电油泵33(在步骤S104)。简言之，判断是否向电油泵33供应电力。

在步骤S104的回答为否的情况下，程序一次性结束。相反地，在步骤S104的回答为是的情况下，递减计数电油泵33的累积负荷(在步骤S105)。具体地，如果电油泵33被暂停，则其温度通过自然热辐射等而逐渐降低，所以热状况逐渐返回到要被驱动的可能状况。结果，累积负荷降低。因此，在步骤S105，在规则的时间间隔处从累积负荷中减去预置值。这里，在考虑到设备结构及其环境的热辐射状况以及用于计数的循环时间长度的基础上，可以确定要被减去的预置值。

判断如此减少的累积负荷TA是否小于第二阈值T Ar2(在步骤S106)。第二阈值T Ar2被设置为对电油泵33未造成麻烦的这样的值。同样，这个值关于累积负荷的上限具有足够的裕量。因此，在步骤S106的回答为否的情况下，电油泵33的累积负荷未被充分减少，所以程序一次性结束而不重启电油泵33的驱动。相反地，在步骤S106的回答为是的情况下，可以驱动电油泵33，并且允许发动机10暂停(在步骤S102)。

前述第一阈值T Ar1是在使用中的电油泵33的热值的基础上设置的。通过执行图6中显示的控制，重复地操作和暂停电油泵33。这样一来，就能够连续地操作电油泵33，而不会超过在热值等的基础上设置的允许使用范围。结果，能够防止诸如电油泵33故障之类的麻烦。另外，通过确保液压控制系统31的油压，能够防止传动装置6的故障。进而，电油泵33未被过度操作，所以能够防止其持久性降低。

这里，在油的粘度高的情况下，通过电油泵33增压时的阻力增加。因此，优选的是，通过确定作用于其上的负荷的状况，暂停电油泵33的驱动或者减少其输出。从这个观点出发，在图7中，显示了控制例子，以通过确定电油泵33的累积负荷，当温度极低(例如-20℃以下)时，减少电油泵33的输出。

具体地，在图7显示的控制例子中，首先执行极低温度的确定(在步骤S110)。如果确定未被满足所以步骤S110的回答为否，则程序返回而不执行任何特别的控制。相反地，在步骤S110的回答为是的情况下，判断累积负荷TA是否小于预置阈值T Ar(在步骤S111)。这个累积负荷TA可以是根据油温和操作时间设置的值的累积值，或者可以仅仅是操作持续时间的累积值。在累积负荷尚未达到阈值T Ar所以步骤S111的回答为是的情况下，程序返回。亦即，允许电油泵33持续驱动。

相反地，在步骤S111的回答为否的情况下，电油泵33的累积负荷TA已达到了阈值T Ar，所以难以持续驱动电油泵33。因此，减少电油泵33的输出(在步骤S112)。所以，在油的粘度高以致重负荷作用于电油泵33的情况下，不会在预定范围之外操作电油泵33。因此，能够防止电油泵33的故障及其持久性方面的恶化。

这里来简短地说明前述特定例子和本发明之间的关系。图1中显示的步骤S4的功能性装置或用于提供相同功能的电子控制单元对应于本发明的转矩限制装置；图2中显示的步骤S12的功能性装置或用于提供相同功能的电子控制单元对应于本发明的液压泵驱动装置；以及图1中显示的步骤S6的功能性装置或用于提供相同功能的电子控制单元对应于本发明的液压泵暂停装置。同样，用于在启动电油泵33之后执行发动机10的暂停控制的图5中显示的功能性装置，或者用于提供相同功能的电子控制单元，对应于本发明的暂停控制装置。此外，用于在步骤S3基于电油泵33的操作状态确定机械油泵32油压建立的图1中显示的功能性装置，或者用于提供相同功能的电子控制单元，对应于本发明的液压泵驱动确定装置。进而，图6中显示的步骤S100的功能性装置或用于提供相同功能的电子控制单元对应于本发明的负荷累积装置，并且步骤S102和S103的功能性装置或用于提供相同功能的电子控制单元对应于本发明的驱动控制装置。

这里，本发明不应当限于迄今说明的特定例子。混合动力驱动单元的构造可以是除了图8中显示的之外的构造。简言之，用于混合动力驱动单元的基本需要是要包含由第一原动机驱动的液压泵和由电动机驱动的液压泵。

工业实用性

本发明能够用在用于制造具有内燃机和电动机的动力车的领域中，以及用于制造这种动力车的部件的领域中。

Claims (19)

1.一种用于混合动力车的控制系统，其中，所述混合动力车包括：

第一原动机；

输出部件(2)，从第一原动机(1)向所述输出部件(2)传输功率；

液压控制传动装置(6)，该液压控制传动装置(6)的最大转矩根据油压而变化；

液压控制系统(31)，用于建立馈送给所述传动装置(6)的油压，并且具有：第一液压泵(32)，其由所述第一原动机(1)驱动；以及第二液压泵(33)，其与所述第一液压泵(32)并行地布置，并且由电动机(33M)驱动，以及

第二原动机(5)，该第二原动机(5)通过所述传动装置(6)连接到所述输出部件(2)，

特征在于包括：

转矩限制装置(30)，用于在所述第一原动机(1)启动时将所述第二原动机(5)的输出转矩的上限临时限制到低于所述第二原动机(5)的最大输出转矩的预定转矩；

其中，在所述第一原动机(1)启动时，通过所述第二液压泵(33)建立所述传动装置(6)所需要的油压。

2.根据权利要求1所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

液压泵驱动装置(31)，用于当所述第一原动机(1)暂停时驱动所述第二液压泵(33)。

3.根据权利要求2所述的用于混合动力车的控制系统，

其中，所述第一原动机(1)包括内燃机(10)，其由外力通过执行电动回转而被启动，并且

其特征在于进一步包括液压泵暂停装置(31)，用于在所述内燃机(10)中的完全燃烧被确定之后暂停所述第二液压泵(33)。

4.根据权利要求3所述的用于混合动力车的控制系统，

其中，所述第一原动机(1)进一步包含另一个电动机(11)，用于执行所述内燃机(10)的所述电动回转，并且

其中，所述液压泵暂停装置(31)包括这样的装置，其用于在基于所述另一个电动机(11)的速度以及电流值变化确定了所述内燃机(10)中的完全燃烧之后，暂停所述第二液压泵(33)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

暂停控制装置(13)，用于当通过从所述第一液压泵(32)馈送的所述油压将所述传动装置(6)设置到预定最大转矩时暂停所述第一原动机(1)的情况下，在驱动所述第二液压泵(33)之后暂停所述第一原动机(1)。

6.根据权利要求5所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

在执行了用于暂停所述第一原动机(1)的控制之后，用于执行由所述第二原动机(5)运转动力车的控制的装置(13、16、30)。

7.根据权利要求5所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

用于基于所述电动机(33M)的速度和电流值确定所述第二液压泵(33)的驱动的装置(31)。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

速度确定装置(13、31)，用于确定当所述动力车由所述第二原动机(5)而不是所述第一原动机(1)运转时所述第一原动机(1)的速度被降低到预置基准水平，以及

启动装置(31)，用于在所述速度确定装置(13、31)确定所述第一原动机(1)的速度已被降低到预置基准水平的情况下，启动所述第二液压泵(33)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

液压泵驱动确定装置(31)，用于基于所述第二液压泵(33)的操作状态，确定由所述第一原动机(1)从所述暂停状态转换到所述驱动状态所产生的所述第一液压泵(32)的所述驱动状态的变化。

10.根据权利要求9所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于：

液压泵驱动确定装置(31)包括这样的装置，其基于所述电动机(33M)的反电动势的下降或电流值的上升，确定所述第一液压泵(32)的驱动状态的变化。

11.根据权利要求1至4、6和7中任一项所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

管线压力控制装置(31)，用于当所述第二液压泵(33)生成所述油压的同时，将要被馈送给所述传动装置(6)的所述油压的管线压力或初始压力从预定低压切换到比所述第一原动机(1)的启动时更高的压力，并且用于在所述第一原动机(1)的所述启动完成之后，将所述管线压力从所述高压带回到所述低压。

12.根据权利要求1至4、6和7中任一项所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

用于基于所述第一原动机(1)被启动并且所述第一液压泵(32)所建立的油压已被充分升高的事实来提升所述第二原动机(5)的输出转矩的限制的装置(30)。

13.根据权利要求1所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于进一步包括：

负荷累积装置(31)，用于对每个预置的时间累积取决于所述第二液压泵(33)所馈送的所述传动装置(6)的管线压力和油温的负荷，并且用于在暂停所述第二液压泵(33)的情况下从所述负荷的累积值减去预置值；以及

驱动控制装置(13、31)，用于在所述负荷的累积值超过预置值的情况下制止暂停所述第一原动机(1)，并且用于在所述负荷的累积值变得小于另一个预置值的情况下允许暂停所述第一原动机(1)。

14.根据权利要求1所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于所述第一原动机(1)包括：

内燃机(10)；

电动发电机(11)；以及

齿轮机构(12)，用于进行差动作用以向所述电动发电机(11)和所述输出部件(2)分配所述内燃机(10)的输出转矩。

15.根据权利要求14所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于：

所述齿轮机构(12)包括行星齿轮，所述行星齿轮又包括：

输入元件(19)，所述内燃机(10)的转矩向其输入；

反作用元件(17)，所述电动发电机(11)与其连接；以及

输出元件(18)，所述输出部件(2)与其连接。

16.根据权利要求14所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于：

所述齿轮机构(12)包括单个小齿轮型行星齿轮机构，所述单个小齿轮型行星齿轮机构又包括：

托架(19)，所述内燃机(10)的转矩向其输入；

中心齿轮(17)，所述电动发电机(11)与其连接；以及

环形齿轮(18)，所述输出部件(2)与其连接。

17.根据权利要求1所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于：

所述传动装置(6)包括能够在至少高和低之间互换齿轮比的机构。

18.根据权利要求17所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于：

所述机构包括拉威挪型行星齿轮机构。

19.根据权利要求1所述的用于混合动力车的控制系统，其特征在于所述传动装置(6)包括：

第一中心齿轮(21)，其被选择性地固定；

环形齿轮(25)，其与所述第一中心齿轮(21)同心地布置；

第一小齿轮(23)，其与所述第一中心齿轮(21)相啮合；

第二小齿轮(24)，其啮合所述第一小齿轮(23)和所述环形齿轮(25)；

托架(26)，其保持那些小齿轮(23、24)，并且连接到所述输出部件(2)；以及

第二中心齿轮(22)，其与所述第二小齿轮(24)相啮合，并且连接到所述第二原动机(5)。

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