混合动力车辆的制作方法_2

文档序号:9712918阅读:来源:国知局
电动机的输出扭矩限制为0,能够通过电动机的转数的变化,换句话说,通过惯性力,来减小由离合器的接合引起的扭矩的变化,同时能够使电动机的惯性力起发动机的摇转起动扭矩的作用。
[0016]在限制电动机的输出扭矩的状态下,通过增大离合器的传送扭矩容量而开始发动机的重新起动的控制的这种控制限于重新起动发动机时的发动机转数等于或大于动力传送系统的共振转数的情况,于是,防止或抑制诸如振动和噪声之类的所谓“NV特性”的恶化。
【附图说明】
[0017]下面参考附图,说明本发明的例证实施例的特征、优点和技术及产业意义,附图中,相同的附图标记表示相同的元件,其中:
[0018]图1是说明由与本发明相关的控制设备实现的控制的一个例子的流程图;
[0019]图2是与包含动力分配机构的行星齿轮机构相关的列线图,以便说明当进行图1中所示的控制时的发动机转数、第一电动发电机的扭矩等的变化;
[0020]图3是表示本发明可适用于的混合动力车辆的齿轮系的一个例子的概略图;
[0021]图4是表示各种行进模式,以及离合器的接合和解除状态的概况的图表;和
[0022]图5是说明各个行进模式下的工作状态的列线图。
【具体实施方式】
[0023]本发明是一种控制配备有发动机和电动机或电动发电机(下面,电动机和电动发电机被共同称为“电动机”)作为驱动力源的混合动力车辆的设备。在这种车辆中,除了通过发动机产生的动力行进和通过发动机和电动机产生的动力行进之外,还可以进行只利用电动机的行进,或者其中通过电动机再生能量的行进等等,并且还可采用在利用电动机产生的动力行进期间使发动机停止、随后再次重新起动发动机的驱动模式。在其中车辆通过利用电动机作为驱动力源行进的所谓电动车辆(EV)行进中,理想的是抑制由发动机的转动引起的动力的损失,此外,理想的是设置多个电动机,并在其中车辆通过任意电动机的动力行进的EV行进的情况下停止发动机,以及减小由未在输出动力的电动机的转动引起的动力的损失。归因于这样的要求,存在设置离合器,以使发动机与把动力传送给驱动轮的动力传送系统或者摇转起动发动机的电动机脱离的情况,并且本发明适用于为配备有这种离合器的混合动力车辆设计的控制设备。
[0024]图3表示具备上述离合器的混合动力车辆中的齿轮系的一个例子的示意图。这里所示的例子是发动机(ENG)l输出的动力的一部分经机械装置被传送给驱动轮2,而发动机1输出的动力的另一部分被临时变换成电力,随后被变换回机械动力并被传送给驱动轮2的例子。还设置按照这种方式划分从发动机1输出的动力的动力分配机构3。该动力分配机构3具有与常规可用的双电动机式混合动力驱动设备中的动力分配机构类似的结构,在图3中所示的例子中,由通过3个转动元件产生差动作用的差动机构(例如单小齿轮式行星齿轮机构)构成。单小齿轮式行星齿轮机构由太阳齿轮4、相对于太阳齿轮4同心布置的环形齿轮5,和可自转或公转地保持与太阳齿轮4和环形齿轮5啮合的小齿轮的齿轮架(carrier)6构成。
[0025]齿轮架6是输入元件,输入轴7耦接到齿轮架6。此外,离合器K0设置在输入轴7和发动机1的输出轴(曲轴)8之间。离合器K0耦接发动机1和动力传送系统9,比如动力分配机构3等,或者使发动机1与动力传送系统9脱离,并由其传送扭矩容量从“零”状态(完全解除状态)连续变化到无任何滑转的完全接合状态的摩擦离合器构成。摩擦离合器可以是常规可用的干式或湿式离合器,可以是单板式或多板式离合器。此外,改变离合器的接合和脱离状态的致动器可以是液压致动器或者电磁致动器等。例如,在用在常规车辆中的干式单板离合器的情况下,通过把致动器设定成非动作状态,借助所谓的“返回机构”(比如膜片弹簧)维持接合状态。从而,离合器K0的传送扭矩容量按照接合和解除离合器K0的致动器的动作量变化,并且这两个因素之间存在相关性。更具体地,在致动器的液压或电流值或行程与传送扭矩容量之间存在大体上的比例关系,于是,传送扭矩容量先前被确定为对应于致动器的动作量(比如行程量或液压)的值,并且可以图格式等准备。如果摩擦系数随着时间的过去而变化,那么传送扭矩容量和动作量之间的关系变化。
[0026]此外,太阳齿轮4是反作用元件,第一电动发电机(MGl)lO耦接到太阳齿轮4。简而言之,第一电动发电机10是具有发电功能的电动机,它由永磁体同步电动机构成。此外,环形齿轮5是输出元件,作为输出部件的输出齿轮11按照驱动力从输出齿轮11被输出给驱动轮2的方式与环形齿轮5—体化。把驱动力从输出齿轮11传送给驱动轮2的机构配备有差动齿轮和驱动轴,并类似于常规车辆的机构,于是这里省略其细节。
[0027]第一电动发电机10被布置在与发动机1和动力分配机构3相同的轴线上,对应于本发明的另一个电动机的第二电动发电机12被布置在所述轴线的延长线上。该第二电动发电机12生成行进用驱动力,还进行能量的再生,并且类似于上面说明的第一电动发电机10,由永磁体同步电动机等构成。第二电动发电机12和输出齿轮11经减速机构13耦接。在图3中所示的例子中,该减速机构13由单小齿轮行星齿轮机构构成,并且除了耦接到太阳齿轮14的第二电动发电机12之外,齿轮架15也耦接并固定到诸如外壳之类的固定部分16上,此外,环形齿轮17与输出齿轮11 一体化。
[0028]上面说明的电动发电机10和12电连接到包括蓄电设备和逆变器等的控制器18。设置用于控制控制器18的电动发电机电子控制单元(MG-E⑶H9JG-E⑶19主要由微计算机构成,根据输入的数据、保存的数据、命令信号等进行计算,并被配置成把这些计算的结果作为控制命令信号输出给控制器18。电动发电机10、12按照来自控制器18的控制信号起电动机或发电机的作用,并按照每种情况下的扭矩被分别控制的方式而构成。
[0029]此外,按照电气控制其输出、起动和停止的方式,构成上面说明的发动机1。例如,在汽油发动机的情况下,按照电气控制节气门开度、燃料供给量、燃料的供给的暂停、点火的实现和停止、点火定时等的方式,构成发动机。设置用于进行这种控制的发动机电子控制单元(E/G-ECU)20。该E/G-ECU 20主要由微计算机构成,根据输入数据和命令信号进行计算,并被配置成把这些计算的结果作为控制信号输出给发动机1,和实现上面说明的各种控制。
[0030]发动机1,以及电动发电机10、12,离合器K0和动力分配机构3等构成驱动力源21,设置用于控制所述驱动力源21的混合动力电子控制单元(HV-E⑶)22。取4⑶22主要由微计算机构成,并被配置成通过向上面说明的MG-ECU 19和E/G-ECU 20输出命令信号,实现下面说明的各种控制。
[0031]在图3中所示的混合动力驱动设备中,能够设定其中车辆通过发动机1的动力行进的混合动力(HV)模式,和其中车辆通过电力行进的EV模式,此外,在EV模式下,能够设定其中使发动机1从动力传送系统9脱离的脱离EV模式,和其中发动机1被耦接到动力传送系统9的正常模式。图4表示当设定这些各种模式时,离合器K0的接合和解除状态的概况。更具体地,在脱离EV模式下,离合器K0被解除,而在正常EV模式和HV模式下,离合器K0被接合。按照车辆的行进状态,即,诸如加速踏板压下量之类的驱动请求量,和/或车速,蓄电设备的充电状态(S0C)等,选择这些行进模式。例如,如果车辆正以一定速度行进,并且加速踏板压下量被增大一定量,以便维持该车速,那么设定HV模式。另一方面,例如,如果S0C足够大,并且加速踏板压下量较小,那么设定正常EV模式。此外,例如,如果驾驶员通过手动操作选择EV模式,或者如果可以仅通过电力行进并且需要抑制由第一电动发电机10的转动引起的动力的损失,等等,那么选择脱离EV模式。
[0032]这里,为了简要说明在各种行进模式下,混合动力驱动设备的工作状态,图5是与上面说明的动力分配机构3相关的列线图,该列线图利用垂直线指示太阳齿轮4、齿
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