车辆的控制装置的制作方法

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车辆的控制装置的制作方法

本发明涉及具备至少两个电机作为驱动力源的车辆的控制装置。



背景技术:

专利文献1记载了具备发动机和两个电机作为驱动力源的混合动力车辆。该混合动力车辆在发动机的输出轴上连结有单小齿轮型的行星齿轮机构,在与该发动机的输出轴所连结的旋转元件不同的其他的旋转元件上连结第一电机,在行星齿轮机构的输出元件上连结驱动轮。而且,在将行星齿轮机构的输出扭矩向驱动轮传递的齿轮上连结第二电机。此外,在发动机的输出轴上设有禁止发动机反转的单向离合器。这样构成的混合动力车辆通过从第一电机输出驱动扭矩而单向离合器卡合,其结果是,第一电机的输出扭矩向驱动轮传递。而且,在这样从第一电机输出驱动扭矩时,通过从第二电机输出扭矩,将从第一电机和第二电机输出的扭矩相加而向驱动轮传递扭矩。

在专利文献1记载的混合动力车辆的控制装置中,当从各电机输出扭矩而在起伏路上行驶时,使第一电机输出的扭矩增大,由此增大作用于单向离合器的扭矩。因此,即使在从驱动轮输入了较大的扭矩的情况下,也能够抑制单向离合器的释放。为了抑制这样以第一电机的输出增大为主要原因而导致的驱动力的变化,使第二电机的输出扭矩下降。而且,专利文献1也记载了对第一电机的转速进行控制而将单向离合器维持成释放状态的控制例。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-147124号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

根据上述专利文献1记载的混合动力车辆的控制装置,从两个电机输出扭矩而在起伏路上行驶时,使第一电机的输出扭矩增大,因此能够抑制单向离合器的释放。因此,能够通过单向离合器维持产生反作用力扭矩的状态,故能够抑制从第一电机向驱动轮传递的扭矩的暂时性的下降。而且,在控制第一电机以使单向离合器成为释放的状态的情况下,能够抑制向单向离合器输入过大的扭矩的情况。

然而,在如上所述为了抑制单向离合器的释放而使第一电机的输出扭矩增大时,在从第一电机至驱动轮的动力传递路径上作用有来自第一电机的较大的扭矩的状态下,进一步从驱动轮侧输入根据路面的状态而脉动的扭矩。因此,作用于动力传递路径上的扭矩由于从路面侧输入的扭矩的脉动而变得过大,其耐久性可能会下降。

另外,在控制第一电机以使单向离合器成为释放的状态的情况下,仅利用第二电机的输出扭矩来行驶,因此可能无法输出驾驶者要求的驱动力。此外,在由于从第二电机应输出的扭矩的增大而从第二电机至驱动轮的动力传递路径上作用有来自第二电机的较大的扭矩的状态下,进一步从驱动轮侧输入根据路面的状态而脉动的扭矩。因此,作用在该动力传递路径上的扭矩由于从路面侧输入的扭矩的脉动而变得过大,其耐久性可能会下降。

本发明着眼于上述的技术课题而创立,其目的在于提供一种控制装置,在能够以两个电机为驱动力源而行驶的车辆中,该控制装置能够输出驾驶者要求的驱动力,并且在从驱动轮输入了过大的扭矩的情况下能够抑制各旋转构件的耐久性的下降。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的,本发明提供一种车辆的控制装置,所述车辆具备:第一电机;差动机构,所述差动机构具有连结所述第一电机的第一旋转元件、以能够进行扭矩传递的方式与驱动轮连结的第二旋转元件、以及连结旋转轴的第三旋转元件这至少三个旋转元件;第二电机,所述第二电机被连结成能够向从所述差动机构向所述驱动轮传递扭矩的路径内传递驱动力;及锁定机构,所述锁定机构选择性地使所述旋转轴的旋转停止,所述车辆的控制装置的特征在于,所述锁定机构被构成为,当所述旋转轴的扭矩小于预先确定的规定扭矩时维持使所述旋转轴的旋转停止的状态,且当所述旋转轴的扭矩为所述规定扭矩以上时使所述旋转轴能够旋转,所述车辆的控制装置具备对所述第一电机和所述第二电机的动力进行控制的控制器,所述控制器被构成为,当在通过所述锁定机构使所述旋转轴的旋转停止的状态下以所述第一电机和所述第二电机的驱动力行驶时,所述控制器基于正在行驶的行驶路或预定行驶的行驶路来推定从所述驱动轮输入的扭矩,当推定的所述扭矩为所述规定扭矩以上时,与推定的所述扭矩小于所述规定扭矩的情况相比,所述控制器确定所述第一电机的动力增大的所述第一电机的动力,并确定所述第二电机的动力减小的第二电机的动力,所述控制器将所述第一电机控制成所述确定的所述第一电机的动力,并将所述第二电机控制成所述确定的所述第二电机的动力。

另外,在本发明中,可以是,所述控制器被构成为,在满足所述车辆所要求的动力的范围内,确定所述第一电机的动力和所述第二电机的动力。

另外,在本发明中,可以是,当使所述第一电机的动力增大并使所述第二电机的动力减少之后的动力的合计值满足所述车辆所要求的动力的所述第一电机的工作点和所述第二电机的工作点存在多个时,按照所述多个工作点的每一个来求出所述第一电机的电气效率与所述第二电机的电气效率的总电气效率,基于求出的所述总电气效率中的电气效率成为良好的总电气效率来确定所述第一电机和所述第二电机的各自的工作点,基于所述确定的所述第一电机的工作点来控制所述第一电机,并基于所述确定的所述第二电机的工作点来控制所述第二电机。

另外,在本发明中,可以是,当成为所述总电气效率的所述第一电机和所述第二电机的工作点存在多个时,确定所述总电气效率成为良好的第一电机的多个工作点中的所述第一电机的动力大的工作点,根据所述确定的所述第一电机的工作点来确定所述第二电机的工作点,基于所述确定的所述第一电机的工作点来控制所述第一电机,并基于所述确定的所述第二电机的工作点来控制所述第二电机。

另外,在本发明中,可以是,所述控制器被构成为,求出推定的所述扭矩为所述规定扭矩以上时的所述第一电机和所述第二电机中的任一方的电机的动力的变动量,根据所述车辆所要求的动力和所述任一方的电机的动力的变动量来求出所述第一电机和所述第二电机中的另一方的电机的动力的变动量,基于所述求出的所述另一方的电机的动力的变动量来确定所述另一方的电机的动力。

另外,在本发明中,可以是,所述控制器被构成为,求出推定的所述扭矩为所述规定扭矩以上时的所述第一电机和所述第二电机中的任一方的电机的动力,根据所述车辆所要求的动力和所述任一方的电机的动力来确定所述第二电机的动力。

另外,在本发明中,可以是,所述车辆具备除所述第一电机及所述第二电机以外的其他的主驱动力源,所述旋转轴与所述主驱动力源连结,所述控制器被构成为根据所述车辆的运转状态来控制所述锁定机构,所述控制器控制所述锁定机构,使得在从所述主驱动力源向所述驱动轮传递扭矩而行驶时使所述旋转轴能够旋转,使所述第一电机作为驱动力源发挥功能,并且在使所述主驱动力源停止而行驶时使所述旋转轴的旋转停止。

另外,在本发明中,可以是,所述锁定机构被构成为具有:设置成能够与所述旋转轴相对旋转的旋转体;固定部;将所述旋转体与所述固定部卡合的第一卡合部;以及将所述旋转体与所述旋转轴卡合的第二卡合部,通过使所述第一卡合部及所述第二卡合部卡合而使所述旋转轴的旋转停止,在所述规定扭矩以上的扭矩作用于所述旋转轴的情况下将所述第一卡合部释放。

另外,在本发明中,可以是,所述旋转体与所述固定部彼此相向配置,所述第一卡合部包含向所述固定部侧突出的第一卡爪齿,所述第二卡合部包含向所述旋转体侧突出的第二卡爪齿,所述第一卡爪齿形成为齿厚朝向所述第二卡爪齿侧逐渐变薄,所述第二卡爪齿形成为齿厚朝向所述第一卡爪齿侧逐渐变薄。

并且,在本发明中,可以是,在所述第二电机的输出轴上连结齿轮,所述齿轮的至少一部分浸渍在冷却用或润滑用的油中。

发明效果

根据本发明,通过锁定机构使与差动机构的一个旋转元件连结的旋转轴的旋转停止,由此能够将从第一电机输出的扭矩向驱动轮传递。从第二电机也能够向该驱动轮传递扭矩。这样当从各电机向驱动轮传递扭矩时,在从驱动轮输入了规定扭矩以上的过度的扭矩的情况下,锁定机构释放而使旋转轴能够旋转。即,能够抑制在设置于第一电机与驱动轮的扭矩的传递路径内的旋转构件上作用有过度的扭矩的情况。其结果是,即使在起伏路上行驶等从驱动轮输入了较大的扭矩的情况下,也能够抑制旋转构件的耐久性的下降。

另外,在起伏路上行驶等从驱动轮输入较大的扭矩的情况下,使第一电机的动力增大,并使第二电机的动力减少。因此,在从驱动轮输入了扭矩的情况下,由设置在第一电机与驱动轮的扭矩的传递路径内的旋转构件承受从驱动轮输入的扭矩的比例增加,由设置在第二电机与驱动轮的扭矩的传递路径内的旋转构件承受从驱动轮输入的扭矩的比例减少。其结果是,能够抑制在第二电机、或设置在第二电机与驱动轮的扭矩的传递路径内的旋转构件上作用有过度的扭矩的情况,因此能够使这些构件的刚性下降,即实现小型化。

附图说明

图1是用于说明在本发明中作为对象的车辆的一例的概要图。

图2是用于说明锁定机构的结构的一例的剖视图。

图3是图2的沿iii-iii线的剖视图。

图4是用于说明在本发明的实施方式中执行的控制例的一例的流程图。

图5是用于说明检测到起伏路时确定第一电机与第二电机的动力的分担率的控制的一例的流程图。

图6是用于说明执行图1所示的控制例时的各电机的动力的变化的时间图。

图7是用于说明通过两个卡合装置构成锁定机构的一例的概要图。

附图标记说明

1…发动机,2、3…电机,6、25…输出轴,9…输入轴,10…动力分配机构,11…太阳轮,12、23…齿圈,13…小齿轮,14…轮架,15…齿轮传动部,16…驱动轮,18、26…输出齿轮,28…锁定机构,29、43、44…旋转构件,30…壳体,40…电子控制装置,41…啮合式卡合装置,42…摩擦式卡合装置。

具体实施方式

图1示出能够在本发明中作为对象的车辆的一例。图1所示的车辆ve是具备发动机(eng)1及第一电机(mg1)2和第二电机(mg2)3作为驱动力源的混合动力车辆。上述发动机1相当于本发明的实施方式中的“主驱动力源”,如以往已知那样通过燃料的爆燃而输出扭矩。因此,伴随着燃料的燃烧而不可避免地会产生扭矩的脉动(变动),因此在图1所示的例子中,设有用于降低从发动机1输出的扭矩的变动并传递该扭矩的两个减振机构4、5。其一方的减振机构4是与发动机1的输出轴6连结的质量减振器4,与以往已知的飞轮同样地构成。而且,另一方的减振机构5与以往已知的弹簧减振器同样地构成,设有沿旋转方向被压缩的螺旋弹簧7,通过该螺旋弹簧7来传递扭矩。

上述质量减振器4与弹簧减振器5经由与以往已知的摩擦卡合装置同样地构成的扭矩限制器8而连结。该扭矩限制器8以与卡合力对应的传递扭矩容量为上限来传递扭矩。即,扭矩限制器8在被输入了预先确定的扭矩以上的扭矩时进行滑动,由此对传递的扭矩进行限制。需要说明的是,该扭矩限制器8可以通过液压促动器或电磁促动器而能够使卡合力变化,也可以通过弹簧等使质量减振器4与弹簧减振器5的输入侧的旋转构件接触而形成预先确定的卡合力。

在上述弹簧减振器5上连结输入轴9的一方的端部。因此,经由质量减振器4、扭矩限制器8以及弹簧减振器5从发动机1向该输入轴9传递扭矩。该输入轴9相当于本发明的实施方式中的“旋转轴”,在输入轴9上连结有具备至少三个旋转元件的动力分配机构10。该动力分配机构10相当于本发明的实施方式中的“差动机构”,由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,该单小齿轮型的行星齿轮机构具有太阳轮11、配置在该太阳轮11的同心圆上且形成有内齿的齿圈12、与太阳轮11及齿圈12啮合的小齿轮13、保持该小齿轮13以使小齿轮13能够自转及以太阳轮11的旋转中心为中心进行公转的轮架14。即,动力分配机构10作为差动机构发挥功能。上述小齿轮13与以往已知的单小齿轮型的行星齿轮机构同样地在圆周方向上空出规定的间隔而配置多个。需要说明的是,上述太阳轮11相当于本发明的实施方式中的“第一旋转元件”,齿圈12相当于本发明的实施方式中的“第二旋转元件”,轮架14相当于本发明的实施方式中的“第三旋转元件”。

在上述轮架14上连结有输入轴9,在太阳轮11上连结有隔着动力分配机构10而配置在与发动机1相反的一侧的第一电机2,在齿圈12上经由齿轮传动部15而连结驱动轮16。即,在图1所示的例子中,在将发动机1的驱动力向驱动轮16传递时,轮架14作为输入元件发挥功能,太阳轮11作为反作用力元件发挥功能,齿圈12作为输出元件发挥功能。需要说明的是,第一电机2的输出轴17形成为中空状,输入轴9能够相对旋转地贯通该中空部。

上述第一电机2与以往已知的设于混合动力车辆的驱动用电机同样地作为电动发电机发挥功能,作为其一例,由永久磁铁形的同步电机构成。

此外,在上述齿圈12形成有外齿的输出齿轮18,与该输出齿轮18啮合的副轴从动齿轮(counterdrivengear)19连结于与输入轴9平行配置的副轴20的一方的端部侧。在该副轴20的另一方的端部侧连结有直径比副轴从动齿轮19小的副轴小齿轮(counterpiniongear)21,在该副轴小齿轮21上连结有差速器单元22中的齿圈23。需要说明的是,该差速器单元22可以与以往已知的结构同样地构成。并且,在该差速器单元22上经由驱动轴24而连结驱动轮16。

另外,在上述副轴从动齿轮19上连结第二电机3。具体而言,在第二电机3的输出轴25的前端连结输出齿轮26,该输出齿轮26与副轴从动齿轮19啮合。该第二电机3也与第一电机2同样地构成为作为电动发电机发挥功能,作为其一例,由永久磁铁形的同步电机构成。而且,用于向各齿轮等的滑动部或发热部供给的油积存于未图示的油盘,上述输出齿轮26的一部分浸渍在该油中。因此,通过第二电机3的旋转,拢起油盘的油,向上述滑动部或发热部供给。

需要说明的是,第一电机2和第二电机3被构成为与蓄电装置27电连接,而且通过一方的电机2(3)发电的电力不经由蓄电装置27而能够向另一方的电机3(2)通电。

此外,上述输入轴9延伸至比动力分配机构10靠发动机1的相反侧的位置地形成,在隔着动力分配机构10及第一电机2而与发动机1相反的一侧的部分设有限制输入轴9的旋转的锁定机构28。

图2示出用于说明该锁定机构28的结构的一例的剖视图。图2所示的锁定机构28通过将和输入轴9一体化的第一旋转构件29与壳体30卡合而限制输入轴9的旋转,而且在输入轴9的扭矩为预先确定的扭矩以上的情况下,将第一旋转构件29和壳体30释放。即,锁定机构28兼具使输入轴9的旋转停止的锁定功能和抑制过度的扭矩作用于输入轴9的扭矩限制功能。需要说明的是,第一旋转构件29相当于本发明的实施方式中的“旋转体”。

上述第一旋转构件29形成为环状,其内周部与输入轴9嵌合而一体化。在该第一旋转构件29的外周部形成有从一方的侧面突出且沿圆周方向空出规定的间隔的多个第一卡爪齿31。而且,与第一旋转构件29的形成有第一卡爪齿31的侧面相向地配置有形成为环状且与壳体30进行花键卡合的第一可动构件32,在该第一可动构件32的与第一旋转构件29相向的面上形成有与第一卡爪齿31啮合的第二卡爪齿33。需要说明的是,第一可动构件32相当于本发明的实施方式中的“固定部”。

设有将上述第一可动构件32沿轴线方向按压的按压机构34。该按压机构34包括:将第一可动构件32中的与第一旋转构件29相向的面的相反侧的面向第一旋转构件29侧按压的压缩弹簧35;与第一可动构件32之间夹入压缩弹簧35的环状的第二可动构件36;沿着第二可动构件36从第一旋转构件29分离的方向使弹簧力作用于第二可动构件36的碟形弹簧37;以及通过通电而产生电磁力的电磁促动器38。

上述第二可动构件36由磁性体构成。因此,通过向电磁促动器38通电而使电磁力作用于第二可动构件36。该电磁力朝向克服碟形弹簧37的弹簧力的方向发挥作用。因此,如果向电磁促动器38通电而使其电磁力大于碟形弹簧37的弹簧力,则第二可动构件36向第一可动构件32侧移动。这样当第二可动构件36移动时,从第一旋转构件29分离的方向的载荷未作用于第一可动构件32,因此压缩弹簧35未被压缩。即,从电磁力减去碟形弹簧37的弹簧力所得到的载荷经由压缩弹簧35而作用于第一可动构件32。因此,第一可动构件32向第一旋转构件29侧移动,各卡爪齿31、33啮合。需要说明的是,当如上所述使各卡爪齿31、33啮合时,如果各卡爪齿31、33的相位一致,则齿顶彼此接触。在这样的情况下,压缩弹簧35被压缩,作用于齿顶的摩擦力下降,由此,在第一旋转构件29稍稍旋转之后,各卡爪齿31、33完全啮合。

这样通过各卡爪齿31、33的啮合,输入轴9与壳体30被一体化,因此输入轴9的旋转受到限制。即,锁定机构28由通过控制电磁促动器38而能够选择性地使输入轴9的旋转停止的啮合式卡合装置构成。

另外,如图3所示,第一卡爪齿31以齿厚朝向第二卡爪齿33侧逐渐变薄的方式形成,即,截面形状形成为三角形形状或梯形形状,同样,第二卡爪齿33以齿厚朝向第一卡爪齿31侧逐渐变薄的方式形成,截面形状形成为三角形形状或梯形形状。

在此,说明在各卡爪齿31、33啮合时作用于第一可动构件32的载荷。首先,作为将第一可动构件32向第一旋转构件29侧按压的载荷,如上所述作用有从电磁力减去碟形弹簧37的弹簧力所得到的量的载荷。另一方面,当在各卡爪齿31、33啮合的状态下扭矩作用于输入轴9时,与该扭矩的大小和各卡爪齿31、33的啮合面的倾斜角度对应的推力朝向使第一可动构件32从第一可动构件29分离的方向发挥作用。

需要说明的是,当如上所述使各卡爪齿31、33啮合而传递扭矩时,以载荷朝向使第一可动构件32从第一可动构件32分离的方向发挥作用的情况为主要原因,压缩弹簧35未被压缩。作为其一例,形成有从第二可动构件36向第一可动构件32侧突出的未图示的突起部,并在第一可动构件32中的第二可动构件36侧形成有在圆周方向上与该突起部接触的凸部。而且,上述突起部与凸部的接触面相对于轴线方向倾斜地形成。通过这样形成突起部和凸部,在各卡爪齿31、33传递扭矩时,经由突起部与凸部的接触面从第一可动构件32向第二可动构件36传递圆周方向及轴线方向的载荷,不传递对压缩弹簧35进行压缩的载荷。

因此,如果将第一可动构件32向第一旋转构件29侧按压的载荷大,则图2所示的锁定机构28维持各卡爪齿31、33啮合的状态,限制输入轴9的旋转,而在扭矩过度地作用于输入轴9的情况下,使第一可动构件32从第一旋转构件29分离的载荷增大,各卡爪齿31、33的啮合解除,即输入轴9能够旋转。即,通过控制将第一可动构件32向第一旋转构件29侧按压的载荷,更具体而言,通过控制向电磁促动器38通电的电力,能够确定可维持卡合状态的输入轴9的上限扭矩。需要说明的是,如上所述通过电磁促动器38确定的输入轴9的上限扭矩相当于本发明的实施方式中的“规定扭矩”。

此外,输入轴9延伸至比第一旋转构件29靠与发动机1相反侧的位置,在其前端连结有以往已知的机械式的油泵(o/p)39。该油泵39喷出用于对齿轮等的滑动部进行润滑或者用于对各电机2、3、齿轮等的发热部进行冷却的油,或者产生用于向未图示的液压促动器等供给的液压。而且,除了上述的机械式油泵39之外,还设有通过通电而喷出油或者被构成为产生液压的未图示的电气式的油泵,在由于发动机1的停止而机械式油泵39停止的情况下,从电气式油泵喷出油或者产生液压。

设有用于对上述发动机1、各电机2、3、电磁促动器38等进行控制的电子控制装置(以下,记为ecu)40。该ecu40相当于本发明的实施方式中的“控制器”,以微型计算机为主体而构成,使用输入的数据或预先存储的数据以及程序进行运算,将其运算结果作为控制指令信号而输出。该输入的数据是车速、油门开度、蓄电装置27的充电剩余量(soc)、驱动轴24或齿轮传动部15的任一个旋转构件的转速或扭矩等。并且,ecu40输出发动机1的扭矩指令信号、第一电机2的扭矩指令信号、第二电机3的扭矩指令信号、电磁促动器38的电流指令信号等作为控制指令信号。需要说明的是,在图1中虽然示出设有1个ecu40的例子,但是ecu40例如可以按照进行控制的各装置或者各控制内容而设置多个。

如上所述构成的混合动力车辆ve被构成为能够选择主要通过发动机1的动力进行行驶的hv模式、在使发动机1停止的状态下通过第二电机3的动力进行行驶的单ev模式、在使发动机1停止的状态下通过第一电机2及第二电机3的动力进行行驶的双ev模式。需要说明的是,在以下的说明中,有时将在发动机1停止的状态下以至少任一方的电机2、3为驱动力源而行驶的情况记为“ev行驶”。

hv模式基于油门开度等来确定要求驱动力,并使发动机1输出与该要求驱动力对应的动力。在这样确定发动机1的输出时,可以通过将用于向蓄电装置27充电的能量或用于驱动油泵39的能量等加上与要求驱动力对应的动力,或者从与要求驱动力对应的动力减去应从蓄电装置27输出的能量来确定。

第一电机2输出反作用力扭矩,以便将从该发动机1输出的动力向驱动轮16传递,换言之,以便将从发动机1输出的扭矩经由动力分配机构10向驱动轮16传递。此时,在第一电机2输出反作用力扭矩以使太阳轮11的转速下降的情况下,从发动机1输出的动力的一部分被第一电机2转换成电能。即,第一电机2作为发电机发挥功能。另一方面,从齿圈12输出从由发动机1输出的动力减去被第一电机2转换成电能的动力所得到的量的动力。因此,动力分配机构10将从发动机1输出的动力向第一电机2和齿圈12分配。

另外,控制第一电机2的转速,以使发动机1的工作点成为燃耗良好的工作点。具体而言,基于发动机1的动力和预先存储于ecu40的发动机1的最佳燃耗线来确定发动机1的目标转速,并控制第一电机2的转速以使发动机转速成为该确定的目标转速。

如上所述通过第一电机2发电的电力经由蓄电装置27或者直接向第二电机3供给,根据该供给的电力而从第二电机3输出动力。因此,从动力分配机构10输出的动力与从第二电机3输出的动力相加而向驱动轮16传递。需要说明的是,可以将通过第一电机2发电的电力与充电于蓄电装置27的电力相加而向第二电机3通电,也可以将通过第一电机2发电的电力的一部分充电于蓄电装置27并将剩余的电力向第二电机3通电。

另一方面,单ev模式是在使发动机1停止的状态下,更具体而言,在停止向发动机1供给燃料或停止基于发动机1的燃烧的状态下,从第二电机3输出动力而行驶的模式,此时,从蓄电装置27向第二电机3供给电力。需要说明的是,在单ev模式中,可以是使发动机1的旋转停止且第一电机2为连带旋转的状态,也可以是使第一电机2的旋转停止且发动机1为连带旋转的状态。

上述单ev模式仅利用第二电机3的动力来行驶,因此行驶用的驱动力受到限制。因此,在要求驱动力大的情况下,为了满足要求,可以设定将第二电机3的动力与第一电机2的动力相加来行驶的双ev模式。在该双ev模式中,在使发动机1停止的状态下,从第一电机2输出驱动扭矩,以使该从第一电机2输出的扭矩由齿圈12输出的方式限制输入轴9的旋转。即,根据车辆的运转状态而使锁定机构28卡合。

在这样锁定机构28卡合而仍维持输入轴9的旋转停止的状态的情况下从第一电机输出动力,从而轮架14承受反作用力,因此从第一电机2输出的扭矩向齿圈12传递。并且,从第一电机2经由齿圈12传递的扭矩与从第二电机3输出的扭矩相加而向驱动轮16传递。

上述双ev模式是将第一电机2与第二电机3的动力相加而行驶的模式,因此能够适当确定第一电机2与第二电机3的动力的分担率(从各电机2、3输出的动力相对于向驱动轮16传递的动力的比例)。因此,如果是在平坦路上行驶时等正常的行驶状态,则优选以蓄电装置27的电力的消耗量少的工作点对各电机2、3进行控制。

另一方面,当在起伏路上行驶时或者越过阶梯等时,有时候从驱动轮16输入扭矩,当这样从驱动轮16输入扭矩时,根据从第一电机2传递的扭矩与从第二电机3传递的扭矩的比率,在从驱动轮16至第一电机2的扭矩的传递路径内的旋转构件上负载有扭矩,在从驱动轮16至第二电机3的扭矩的传递路径内的旋转构件上负载有扭矩。在这样从驱动轮16输入了扭矩时或者可能会从驱动轮16输入扭矩时,变更第一电机2与第二电机3的动力的分担率。

图4示出对该第一电机2与第二电机3的动力的分担率进行变更的控制的一例。该控制由上述ecu40执行。在图4所示的例子中,首先,判断是否能够进行ev行驶(步骤s1)。在该步骤s1中,根据蓄电装置27的充电剩余量、要求驱动力等来判断能否以使发动机1停止的状态行驶,即,判断能否以单ev模式和双ev模式中的任一方的行驶模式行驶,包含驱动、制动的任一行驶状态。

当无法进行ev行驶而在步骤s1中作出否定判断时,返回。与之相反,当能够进行ev行驶而在步骤s1中作出肯定判断时,计算第一电机2与第二电机3的动力的分担率(步骤s2)。在该步骤s2中,在能够以单ev模式输出要求驱动力的情况下,第一电机2的动力的分担率为“0”,在无法以单ev模式输出要求驱动力的情况下,以使向驱动轮16传递的驱动力成为要求驱动力且将第一电机2的电气效率(相对于向第一电机2通电的电力而从第一电机2输出的动力的大小)与第二电机3的电气效率(相对于向第二电机3通电的电力而从第二电机3输出的动力的大小)相加的作为整体的电气效率成为最高的方式来确定动力的分担率。即,以使驱动力相对于从蓄电装置27输出的电力的大小(以下,记为总电气效率)增大的方式来确定动力的分担率。这是由于根据各电机2、3的工作点而铁损或铜损的电气性损失不同等的缘故。

需要说明的是,与第一电机2的工作点对应的电气效率、与第二电机3的工作点对应的电气效率根据各电机2、3的特性来确定,并预先存储于ecu40。此外,在通过步骤s2来计算各电机2、3的动力的分担率时,总电气效率良好的各电机2、3的工作点存在多个的情况下,优选选择第二电机3的输出升高的工作点。这是为了减小当通过输出齿轮26拢起油且将行驶模式从双ev模式切换成单ev模式时的第二电机3的输出的变化量等。

接着步骤s2之后,判断是否需要设定双ev模式(步骤s3)。具体而言,基于预先确定的条件来判断是否在单ev模式下无法输出要求驱动力等。该要求驱动力的大小可以根据第二电机3的特性来确定。需要说明的是,也可以基于要求驱动力的大小以外的条件来判断步骤s3,例如,在第二电机3的温度成为预先确定的规定温度以上而冷却的必要性升高的情况下,为了使第二电机3的输出下降而从单ev模式切换成双ev模式等。

当无需设定双ev模式而在步骤s3中作出否定判断时,对第二电机3进行控制以在单ev模式下行驶(步骤s4),并返回。具体而言,根据要求驱动力来控制第二电机3的输出。需要说明的是,这种情况下,不从第一电机2输出驱动力。

与之相反,当需要设定双ev模式时,判断是否检测到起伏路(步骤s5)。该步骤s5中的“起伏路”包含当前正在行驶的行驶路和预定行驶的行驶路。因此,在步骤s5中,根据驱动轮16或扭矩传递路径内的任一个的旋转构件的转速的变化率是否为预先确定的变化率以上,或者作用于该旋转构件的扭矩与基于从上述第一电机2或第二电机3输出的扭矩而求出的应作用于旋转构件的扭矩之间的偏差是否为预先确定的规定扭矩以上等,能够判断正在行驶的行驶路是否为起伏路,而且,基于导航系统等,能够判断预定行驶的行驶路是否为起伏路。

另外,步骤s5是用于判断是否由于从驱动轮16输入的扭矩的脉动而存在动力传递路径内的旋转构件上作用有过度的扭矩的可能性的步骤。因此,能够根据从驱动轮16输入的扭矩是否成为预先存储于ecu40的规定扭矩以上进行判断。从该驱动轮16输入的扭矩例如能够根据驱动轮16或扭矩传递路径上的任一个的旋转构件的转速的变化率(角加速度)、及比驱动轴靠输出侧的旋转构件的基于质量的惯性力矩而求出。因此,在步骤s5中判断是否为能够如上所述运算的扭矩比预先确定的扭矩大的行驶路(起伏路)。

此外,这样从驱动轮16输入脉动的扭矩的状况并不局限于在起伏路上行驶的情况,在越过阶梯的情况下也可能会发生。因此,在步骤s5中,可以取代起伏路而判断是否存在阶梯。此外,当在摩擦系数小的路面上行驶时,驱动轮16的打滑量急剧增加,而且该增加的打滑量有时会急剧下降。因此,当在摩擦系数小的路面上行驶时,也存在基于驱动轮16的转速的变化的扭矩如上所述作为脉动的扭矩从驱动轮16输入的可能性。因此,在步骤s5中,可以判断是否为摩擦系数小的路面。

当未检测到起伏路而在步骤s5中作出否定判断时,根据在步骤s2中求出的各电机2、3的动力的分担率来控制第一电机2和第二电机3(步骤s6),并返回。即,通过双ev模式来行驶。

与之相反,当检测到起伏路而在步骤s5中作出肯定判断时,以使传递给驱动轮16的扭矩(输出扭矩)成为恒定的方式,换言之,在满足车辆ve要求的动力的范围内,使第一电机2的动力的分担率比在步骤s2中求出的分担率增大,并使第二电机3的动力的分担率比在步骤s2中求出的分担率减少(步骤s7)。即,在步骤s7中,使第一电机的动力增大,相应地使第二电机的动力减少。并且,根据在步骤s7中确定的分担率来控制第一电机2和第二电机3(步骤s6),并返回。即,以双ev模式行驶。

在上述步骤s7中,只要使第一电机2的动力大于在步骤s2中确定的动力并使第二电机3的动力小于在步骤s2中确定的动力即可。因此,例如,可以将第一电机2的动力确定得比在步骤s2中确定的动力大,求出该确定的第一电机2的动力的变动量,基于该求出的第一电机2的动力的变动量来求出第二电机3的动力的变动量,根据该求出的第二电机3的动力的变动量和在步骤s2中确定的第二电机3的动力,求出在起伏路上行驶时的第二电机3的动力。或者,可以将第一电机2的动力确定得比在步骤s2中确定的动力大,根据该确定的第一电机2的动力和车辆要求的动力来确定第二电机3的动力。

需要说明的是,在图1所示的结构中,以双ev模式行驶时的第一电机2与驱动轮16的转速比及第二电机3与驱动轮16的转速比恒定。因此,如果增大第一电机2的动力的分担率,则第一电机2的输出扭矩增大,如果降低第二电机3的动力的分担率,则第二电机3的输出扭矩降低。这种情况下的扭矩的变化量(变化率)根据第一电机2与驱动轮16的转速比和第二电机3与驱动轮16的转速比的比例(比率)来确定。

在上述步骤s7中,由于第一电机2的动力增大,因此存在与第一电机2的动力增大相伴的第一电机2或动力分配机构10的发热量增大的可能性。因此,各电机2、3的动力的分担率可以基于如上所述增大的发热量和与输出齿轮26对油的拢起量或来自电动油泵的油的喷出量等对应的第一电机2或动力分配机构10的冷却量之间的关系,在抑制第一电机2或动力分配机构10成为过度高温的范围内确定。

或者,在步骤s7中,可以考虑第一电机2和第二电机3的电气效率来确定第一电机2与第二电机3的动力的分担率。图5示出在步骤s7中确定各电机2、3的动力的分担率时执行的控制的一例。在图5所示的控制例中,首先,求出第一电机2的工作点和第二电机3的工作点(步骤s71),所述第一电机2的工作点和第二电机3的工作点满足步骤s7的条件,即,在满足要求驱动力的范围内,所述第一电机2的工作点和第二电机3的工作点满足使第一电机2的动力的分担率比在步骤s2中求出的分担率增大并使第二电机3的动力的分担率比在步骤s2中求出的分担率减少的条件。在上述混合动力车辆ve中,即便增大第一电机2的扭矩并减少第二电机3的扭矩也能够以双ev模式行驶,满足步骤s7的条件的各电机2、3的基于转速和扭矩的工作点存在多个。因此,在步骤s71中,在使各电机2、3的动力变化之后的动力的合计值满足车辆ve要求的动力的各电机2、3的工作点存在多个的情况下,求出关于各电机2、3的各自的工作点。

接下来,判断在步骤s71中求出的多个工作点中的、总电气效率成为最良好的工作点是否存在多个(步骤s72)。这是因为,各电机2、3的电气效率根据上述电机2、3的特性而按照各工作点进行变化,因此总电气效率成为相同的工作点可能存在多个。

当如上所述总电气效率成为最良好的工作点存在多个而在步骤s72中作出肯定判断时,基于这些工作点中的第一电机2的动力的分担率增大的工作点来确定第一电机2及第二电机3的动力的分担率(步骤s73),暂时结束该例程。具体举例说明:当通过步骤s2而第一电机2的动力的分担率为30%时,在步骤s72中将第一电机2的动力的分担率设为50%时的总电气效率和将第一电机2的动力的分担率设为70%时的总电气效率变得最良好,且在判断为同等的情况下,在步骤s73中,将第一电机2的动力的分担率确定为70%。并且,根据该确定的第一电机2的工作点来确定第二电机3的工作点。

另一方面,当因总电气效率成为最良好的工作点不存在多个而在步骤s72中作出否定判断时,基于在步骤s71中求出的工作点中的总电气效率成为最良好的工作点来确定第一电机2及第二电机3的动力的分担率(步骤s74),暂时结束该例程。

图6示出执行图4所示的控制例时的第一电机2的动力和第二电机3的动力的变化的一例。需要说明的是,图6一并示出第一电机2和第二电机3中的任一方的转速、或者与驱动轮16连结的驱动轴24的转速。在图6所示的例子中,从t0时点至t1时点期间,在正常的路面上进行常态行驶,因此各电机2、3的转速、驱动轴24的转速成为大致恒定。同样,第一电机2及第二电机3的动力也保持为恒定。在此期间,由于在图4的步骤s5中作出否定判断,因此以总电气效率成为良好的方式确定各个电机2、3的动力的分担率。

在t1时点,各电机2、3的转速、驱动轴24的转速的变化量或变化率增大。这是因为当在起伏路或阶梯上行驶时,驱动轮16与路面的摩擦力伴随着驱动轮16与路面的接地载荷的变化而变化,驱动轮16的打滑率伴随着该摩擦力的变化而变化的缘故。这样当各电机2、3的转速、驱动轴24的转速的变化量或变化率增大时,在图4的步骤5中作出肯定判断,因此变更第一电机2与第二电机3的动力的分担率。具体而言,增大第一电机2的动力的分担率并减少第二电机3的动力的分担率,以满足基于要求驱动力的所要求的动力。此时,为了避免产生冲击等,优选使各电机2、3的动力变化以避免驱动力变化。

接下来,如果各电机2、3、驱动轴24的转速的变化量或变化率成为与在正常的路面(例如平坦路)上行驶时同等(t3时点),则起动计时器。这是为了判断上述变化量或变化率成为与在正常的路面上行驶时同样的情况是否为暂时性的,换言之,判断起伏路是否消失。因此,在t3时点,第一电机2与第二电机3的动力的分担率也维持为在图4的步骤s7中确定的分担率。

并且,在从t3时点起经过了预先确定的时间的时点(t4时点),判断为不是起伏路。即,在图4的步骤s5中作出否定判断。需要说明的是,上述“预先确定的时间”是各电机2、3、驱动轴24的转速的变化量或变化率成为与在正常的路面上行驶时同等的持续时间仅能判断为不是起伏路的时间,且是预先存储于ecu40的时间。在t4时点,由于如上所述在图4的步骤s5中作出否定判断,因此第一电机2与第二电机3的动力的分担率返回在步骤s2中确定的分担率。此时,为了避免产生冲击等,优选使各电机2、3的动力变化以避免驱动力变化。

当如上所述设定双ev模式而行驶时,在从驱动轮16输入了较大扭矩的情况下,或者输入较大扭矩的可能性高的情况下,通过增大第一电机2的动力并降低第二电机3的动力,从驱动轮16输入的扭矩能够增大由设置在第一电机2与驱动轮16的扭矩传递路径内的旋转构件承受的比例。换言之,能够减小由设置在第二电机3与驱动轮16的扭矩传递路径内的旋转构件承受的比例。其结果是,能够使设置在第二电机3与驱动轮16的扭矩传递路径内的旋转构件的刚性比较小,即,能够实现这些旋转构件的小型化。

另外,在从驱动轮16输入的扭矩变得过大的情况下,锁定机构28被释放,由此能够抑制过度扭矩作用于设置在第一电机2与驱动轮16的扭矩传递路径内的旋转构件的情况。其结果是,设置在第一电机2与驱动轮16的扭矩传递路径内的旋转构件的刚性也无需过度增大,因此能够实现这些旋转构件的小型化。

此外,由于如上所述变更各电机2、3的动力的分担率以满足基于要求驱动力的所要求的动力,因此能够抑制由驱动力暂时性下降等引起的加速性的下降。即,能够抑制驾驶者感受到不适感的情况。

此外,当将各电机2、3的动力的分担率从正常的行驶状态进行变更时,通过考虑电气效率进行变更,能够抑制变更了动力的分担率之后的电气效率的恶化。

需要说明的是,上述锁定机构28没有限定为图1至图3所示的结构,也可以是例如通过液压促动器或电磁促动器来控制传递扭矩容量的以往已知的摩擦式卡合装置(制动器)等。而且,如图7所示,也可以通过仅具有锁定功能的卡合装置41和仅具有扭矩限制功能的卡合装置42这两个卡合装置41、42构成锁定机构28。

在此,说明图7所示的锁定机构28的结构。需要说明的是,对于与图1所示的结构相同的结构,标注同一参照附图标记而省略其说明。在图7所示的例子中,锁定机构28由啮合式卡合装置41和摩擦式卡合装置42构成。该啮合式卡合装置41包括:与输入轴9一体化且形成有外齿的第二旋转构件43;与该第二旋转构件43以能够相对旋转的方式相邻配置,且形成有外齿的第三旋转构件44;形成有内齿的套筒45,通过沿轴线方向移动,该内齿与第二旋转构件43的外齿和第三旋转构件44的外齿卡合。即,通过使套筒45向一方移动而与上述各旋转构件43、44的外齿啮合,由此使第二旋转构件43与第三旋转构件44一体化,通过使套筒45向与之相反的方向移动,由此解除第一旋转构件43或第二旋转构件44的外齿与套筒45的内齿的啮合,从而第二旋转构件43与第三旋转构件44能够相对旋转。需要说明的是,上述套筒45被构成为通过未图示的促动器而沿轴线方向移动。上述第三旋转构件44相当于本发明的实施方式中的“旋转体”,啮合式卡合装置41相当于本发明的实施方式中的“第二卡合部”。

并且,在上述第三旋转构件44上经由摩擦式卡合装置42而连结壳体30。即,通过使摩擦式卡合装置42卡合而使第三旋转构件44的旋转停止。该摩擦式卡合装置42与以往已知的摩擦式卡合装置同样地传递与未图示的促动器或弹性体产生的推力对应的扭矩。因此,不传递与推力对应的传递扭矩容量以上的扭矩。换言之,使第三旋转构件44停止的扭矩受到限制。因此,摩擦式卡合装置42作为扭矩限制器发挥功能。需要说明的是,上述壳体30相当于本发明的实施方式中的“固定部”,摩擦式卡合装置42相当于本发明的实施方式中的“第一卡合部”。

在如上所述构成锁定机构28的情况下,如果输入轴9的扭矩小于摩擦式卡合装置42的传递扭矩容量,也能够通过使各卡合装置41、42卡合而使输入轴9的旋转停止。而且,在输入轴9的扭矩成为传递扭矩容量以上的情况下,摩擦式卡合装置42打滑。因此,与图1所示的例子同样,在以双ev模式行驶时,在由于从驱动轮16输入的扭矩而使输入轴9的扭矩过度增大的情况下,锁定机构28对输入轴9的锁定被释放,因此能够抑制过度扭矩作用于设置在第一电机2与驱动轮16的扭矩的传递路径内的旋转构件的情况。因此,通过执行图4所示的流程图,能够起到与上述同样的效果。

需要说明的是,在本发明中作为对象的车辆没有限定为图1及图7所示的车辆ve,在实现本发明的目的的范围内可以适当变更。例如,并不局限于第一电机2与第二电机3的旋转轴线平行配置的结构,也可以是第一电机2与第二电机3配置在同一轴线上的车辆,还可以是取代发动机1而具备其他的驱动用电机的电机动车。

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