專利名稱：用于裝有變速箱的混合型車輛的控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于裝有變速箱的混合型車輛的控制設(shè)備，該車輛帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、一個(gè)電動(dòng)機(jī)、及一個(gè)變速箱。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)燃料效率、排放特性、動(dòng)態(tài)特性等的控制設(shè)備。
混合型車輛帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。電動(dòng)機(jī)最好不僅用來(lái)產(chǎn)生車輛驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且用作發(fā)電機(jī)。因此，該電動(dòng)機(jī)經(jīng)常被稱為電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)?；旌闲蛙囕v通過(guò)高效地操作發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)能夠提高燃料經(jīng)濟(jì)性等。
一種其中一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和兩個(gè)電動(dòng)機(jī)連接到行星齒輪單元上的機(jī)械分布式混合型車輛現(xiàn)在已經(jīng)商業(yè)化。這種類型的混合型車輛不帶有變速箱。相反，也已經(jīng)提出了一種其中連接一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)、一個(gè)電動(dòng)機(jī)、及一個(gè)變速箱的混合型車輛，如例如在日本公開(kāi)專利申請(qǐng)No.8-168104中公開(kāi)的那樣。也已經(jīng)提出了裝有無(wú)級(jí)變速箱而不是分級(jí)變速箱(一種選擇多個(gè)傳動(dòng)速度之一的變速箱)的系統(tǒng)。
在上述機(jī)械分布式混合型設(shè)備中，通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)追求在燃料經(jīng)濟(jì)性等方面的優(yōu)化。然而，該類型的混合型設(shè)備不帶有用來(lái)從傳動(dòng)速度選擇的變速箱。
就不是混合型車輛的車輛而論，把自動(dòng)變速箱的速度變化特性設(shè)置成與車輛速度和加速操作量相對(duì)應(yīng)。根據(jù)速度變化特性，確定變速箱的傳動(dòng)速度。一般稱作MMT(多模式手動(dòng)變速箱，即其中除去離合踏板并且由執(zhí)行器自動(dòng)進(jìn)行離合器連接/脫開(kāi)操作的變速箱系統(tǒng))也以類似形式使用自動(dòng)變速箱的速度變化特性以確定傳動(dòng)速度。
通過(guò)把一個(gè)產(chǎn)生添加到發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率上的轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)添加到一個(gè)其中按上述連接發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的系統(tǒng)上，能建造上述的裝有變速箱的混合型車輛。然而，如果把僅打算與常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的自動(dòng)變速箱的速度變化特性立即施加到裝有變速箱的混合型車輛上，盡管把電動(dòng)機(jī)添加到混合型車輛上，則也不可能選擇允許最高效率操作的傳動(dòng)速度，并且難以進(jìn)行關(guān)于效率、排放、車輛動(dòng)態(tài)特性等的適當(dāng)控制。
因而，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供能夠在效率、排放特性、車輛動(dòng)態(tài)特性等方面適當(dāng)控制帶有變速箱的混合型車輛的一種控制設(shè)備和一種控制方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述和/或其他目的，按照本發(fā)明第一方面的用于混合型車輛的一種控制設(shè)備，是用于一種帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源、且在發(fā)動(dòng)機(jī)與一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間帶有一個(gè)能夠通過(guò)從多種傳動(dòng)速度的選擇改變驅(qū)動(dòng)功率傳送的變速箱的混合型車輛。在該控制設(shè)備中，按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出增大、電動(dòng)機(jī)輸出增大、及在傳動(dòng)比增大方向上的傳動(dòng)速度變化的順序，設(shè)置相對(duì)于車輛驅(qū)動(dòng)功率需要調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)功率的控制的優(yōu)先權(quán)順序。
例如，本發(fā)明該方面的控制設(shè)備(1)在這樣一個(gè)范圍內(nèi)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度，從而高于或等于預(yù)定下限轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是可得到的；(2)對(duì)于選擇的傳動(dòng)速度通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率；(3)當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不能達(dá)到時(shí)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率；及(4)當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出不能達(dá)到時(shí)，在傳動(dòng)比增大方向上改變傳動(dòng)速度。
按照本發(fā)明的這個(gè)方面，通過(guò)按此順序調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出、電動(dòng)機(jī)輸出、及傳動(dòng)速度獲得需要的驅(qū)動(dòng)功率。傳動(dòng)速度變化分配有較低的優(yōu)先權(quán)，而發(fā)動(dòng)機(jī)輸出變化分配有較高的優(yōu)先權(quán)。因此，當(dāng)輸出驅(qū)動(dòng)功率請(qǐng)求時(shí)，進(jìn)行控制以便把傳動(dòng)速度設(shè)置到較低速度并且增大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)在低速和高負(fù)載狀態(tài)下高效地工作，從而燃料經(jīng)濟(jì)性提高。而且，通過(guò)設(shè)置上述優(yōu)先權(quán)順序，減少換檔次數(shù)。因此，避免頻繁的減速，并且駕駛性改善，及排放特性改進(jìn)。
本發(fā)明這方面的控制設(shè)備可以按照影響電動(dòng)機(jī)控制的因素改變齒輪速率。影響電動(dòng)機(jī)控制的因素是例如SOC(電池的充電狀態(tài))、電池溫度、變換器溫度等。本發(fā)明的這方面能夠保證電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定輸出供給能力，并且能夠防止車輛動(dòng)態(tài)特性的變壞。
本發(fā)明的另一方面提供一種用于混合型車輛的控制設(shè)備，該混合型車輛帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，且在發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間帶有一個(gè)能夠通過(guò)從多種傳動(dòng)速度的選擇改變驅(qū)動(dòng)功率傳送的變速箱。這樣設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定高效率工作狀態(tài)下工作，并且在需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的差由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作和電動(dòng)機(jī)的再生操作之一補(bǔ)償。變速箱的最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度可以設(shè)置在一個(gè)范圍內(nèi)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定高效率操作狀態(tài)下工作，并且從而在需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的差由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作和電動(dòng)機(jī)的再生操作之一補(bǔ)償。
按照本發(fā)明的這個(gè)方面，選擇適當(dāng)傳動(dòng)速度實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高效率工作，由此改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)可以在最大效率點(diǎn)處工作。而且，通過(guò)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度，如上述那樣能在燃料經(jīng)濟(jì)性、排放、及可駕駛性方面實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
預(yù)定高效率工作狀態(tài)可以是一種其中發(fā)動(dòng)機(jī)效率和變速箱傳動(dòng)效率的乘積最大化的狀態(tài)。因此，設(shè)置傳動(dòng)比和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)以便允許發(fā)動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)的最大效率工作，從而能提高燃料經(jīng)濟(jì)性。
而且，可以設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定良好的排放區(qū)域中工作。因此，能在排放方面實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
本發(fā)明的又一方面提供一種用于混合型車輛的控制設(shè)備，該混合型車輛帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，且在發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間帶有一個(gè)能夠通過(guò)從多種傳動(dòng)速度的選擇改變驅(qū)動(dòng)功率傳送的變速箱。當(dāng)車輛需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)，這樣設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度，從而使由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的再生制動(dòng)的效率最大。
在裝有變速箱的混合型車輛中，電動(dòng)機(jī)再生制動(dòng)的效率按照變速箱的傳動(dòng)速度變化。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)隨電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)(即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí))，最小傳動(dòng)比的選擇減小發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的旋轉(zhuǎn)阻力，并因此增大電動(dòng)機(jī)側(cè)的再生制動(dòng)效率?？紤]到該事實(shí)，本發(fā)明這方面的設(shè)備選擇傳動(dòng)速度，從而使再生制動(dòng)的效率最大。因此，在燃料經(jīng)濟(jì)性和排放方面能實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
選擇的傳動(dòng)速度可以按照在電動(dòng)機(jī)的再生操作期間發(fā)動(dòng)機(jī)的工作是否停止而改變。這個(gè)方面供其中發(fā)動(dòng)機(jī)工作能由離合器等停止的構(gòu)造之用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的旋轉(zhuǎn)阻力減小，并且如上述那樣在電動(dòng)機(jī)側(cè)的再生制動(dòng)效率隨傳動(dòng)比減小而增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)的旋轉(zhuǎn)阻力不需要考慮，從而選擇使電動(dòng)機(jī)側(cè)效率增大的傳動(dòng)速度。因而，通過(guò)按照發(fā)動(dòng)機(jī)是否旋轉(zhuǎn)選擇不同的傳動(dòng)速度，在燃料經(jīng)濟(jì)性和排放方面能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改進(jìn)。
本發(fā)明的諸方面不限于用于上述混合型車輛的控制設(shè)備。本發(fā)明的另外一個(gè)方面例如在于，一種混合型車輛或一種混合型系統(tǒng)、及一種用于混合型車輛和混合型系統(tǒng)的方法。
參照附圖由最佳實(shí)施例的如下描述將明白本發(fā)明的上述和/或另外的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中類似的標(biāo)號(hào)用來(lái)代表類似的元件，并且其中

圖1是方塊圖，表明按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合型車輛的整個(gè)構(gòu)造；圖2是流程圖，表明由圖1中所示混合型ECU執(zhí)行的控制過(guò)程；圖3是流程圖，表明由圖1中所示混合型ECU執(zhí)行的控制過(guò)程的第二實(shí)施例；圖4指示按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的混合型車輛的控制過(guò)程；圖5指示圖4中表明的控制過(guò)程的修改；圖6是混合型車輛的視圖，用來(lái)當(dāng)用于車輛的需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)執(zhí)行的控制過(guò)程；及圖7是混合型車輛的視圖，用來(lái)當(dāng)關(guān)于車輛的需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)執(zhí)行的控制過(guò)程的又一個(gè)例子。
下文參照附圖將描述實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖1是裝有一個(gè)變速箱的直接聯(lián)接混合型車輛的構(gòu)造的方塊圖?；旌闲蛙囕v1帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)3和一個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源。發(fā)動(dòng)機(jī)3和電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5互連。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5連接到一個(gè)自動(dòng)變速箱7上。自動(dòng)變速箱7連接到驅(qū)動(dòng)輪(未表示)上。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5在起電動(dòng)機(jī)的作用時(shí)，從一個(gè)電池9接收電功率以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)功率。當(dāng)起發(fā)電機(jī)的作用時(shí)，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5由來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電功率，并且把產(chǎn)生的功率發(fā)送到電池9。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5不限于圖1中所示的布置。例如，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5可以提供在自動(dòng)變速箱7的驅(qū)動(dòng)輪側(cè)。而且，電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5可以連接到發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸等上，或者經(jīng)離合器連接到變速箱的輸入/輸出軸等上。
更進(jìn)一步，一般所稱的MMT(多模式手動(dòng)變速箱)可以代替自動(dòng)變速箱7布置。不象常規(guī)手動(dòng)變速箱，MMT不采用離合器踏板，而是帶有一個(gè)用來(lái)對(duì)駕駛?cè)藛T自動(dòng)進(jìn)行離合器操作的執(zhí)行器。根據(jù)模式設(shè)置，MMT通過(guò)控制設(shè)備的使用自動(dòng)確定傳動(dòng)速度，如借助于自動(dòng)變速箱的情況那樣。因而，本發(fā)明不僅適用于自動(dòng)變速箱，而且也以類似方式適用于任何其他變速箱，只要變速箱能夠從多個(gè)傳動(dòng)速度選擇一個(gè)傳動(dòng)速度。
發(fā)動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5及自動(dòng)變速箱7由混合型ECU 11控制?；旌闲虴CU 11可以由單個(gè)計(jì)算機(jī)或多個(gè)計(jì)算機(jī)形成。例如，一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制部分13、一個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)控制部分15、及一個(gè)自動(dòng)變速箱控制部分17可以由三個(gè)分離的ECU形成。
混合型ECU 11接收來(lái)自一個(gè)車輛加速傳感器21由駕駛?cè)藛T進(jìn)行的加速操作的量、來(lái)自一個(gè)車輛速度傳感器23的車輛速度的輸入、來(lái)自一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器27的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的輸入、及來(lái)自一個(gè)電池傳感器25的指示電池狀態(tài)的檢測(cè)信號(hào)的輸入。使用這樣的輸入信息，混合型ECU 11根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)、由駕駛?cè)藛T進(jìn)行的操作、及電池的充電狀態(tài)，適當(dāng)?shù)夭僮靼l(fā)動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5及自動(dòng)變速箱7。
讓我們?cè)谶@里假定圖1中所示的系統(tǒng)不裝有電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)。在這種情況下，控制可以按在不是混合型車輛的裝有常規(guī)自動(dòng)變速箱的車輛中那樣進(jìn)行。就是說(shuō)，預(yù)先存儲(chǔ)按照車輛速度和加速操作量設(shè)置的速度變化圖。按照速度變化圖，確定傳動(dòng)速度，并且控制變速箱。
在該實(shí)施例中，添加一個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)作為轉(zhuǎn)矩助力裝置。因此，如果通過(guò)常規(guī)速度變化圖控制自動(dòng)變速箱，則不能進(jìn)行混合型車輛的高效率操作。例如，讓我們假定駕駛?cè)藛T突然壓下加速踏板，從而需要車輛驅(qū)動(dòng)功率的大幅度增大。在這種情況下，可以想象在圖1中所示的構(gòu)造中增大電動(dòng)機(jī)輸出或進(jìn)行齒輪的減速。在本發(fā)明中，對(duì)應(yīng)于需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率通過(guò)調(diào)節(jié)和控制發(fā)動(dòng)機(jī)3、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5及自動(dòng)變速箱7進(jìn)行驅(qū)動(dòng)功率控制。在該實(shí)施例中，下面描述的驅(qū)動(dòng)功率控制由混合型ECU 11進(jìn)行。
參照?qǐng)D2，混合型ECU 11在S10讀出車輛速度和加速操作量，并且然后在S12和S14選擇至少允許發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的預(yù)定值的最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度(用于高速)。該預(yù)定值(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下限)設(shè)置到在一個(gè)范圍內(nèi)的低值，其中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)不會(huì)不利地影響車輛行為、振動(dòng)等。例如，把預(yù)定值設(shè)置到約1200 rpm。更具體地說(shuō)，在S12確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否至少是預(yù)定值。如果在S12是否，則在S14把傳動(dòng)速度向低速(在傳動(dòng)比增大的方向上)變換到下個(gè)傳動(dòng)速度。過(guò)程然后返回S12。如果在S12為是，則過(guò)程前進(jìn)到S16。在S12和S14設(shè)置的傳動(dòng)速度稱作“暫時(shí)設(shè)置傳動(dòng)速度”。
在S16，確定單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出是否達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。根據(jù)加速操作量和車輛速度確定需要的驅(qū)動(dòng)功率。在該流程圖中，在S10讀出的車輛速度和在S12和S14設(shè)置的暫時(shí)設(shè)置傳動(dòng)速度用來(lái)確定當(dāng)采用暫時(shí)設(shè)置傳動(dòng)速度時(shí)出現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。然后，確定與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Temax。通過(guò)轉(zhuǎn)換成作用在驅(qū)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩得到值Temax。
在該實(shí)施例中，把最大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Temax設(shè)置到一個(gè)使發(fā)動(dòng)機(jī)能量效率最大的值。就是說(shuō)，如果在保持一定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的同時(shí)增大發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，則能量效率逐漸增大到最大值。如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)一步增大，則能量效率減小。值Temax設(shè)置到該最大值點(diǎn)。
在S16，把需要的驅(qū)動(dòng)功率與值Temax相比較。如果值Temax大于或等于需要的驅(qū)動(dòng)功率，則單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出能達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。就是說(shuō)，如果在S16的確定是否定的，則過(guò)程前進(jìn)到其中確定傳動(dòng)速度的S22。采用在S12和S14選擇的傳動(dòng)速度而不用改變它。然后，混合型ECU 11使發(fā)動(dòng)機(jī)3產(chǎn)生需要的驅(qū)動(dòng)功率。
如果單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不能達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率，則在S16的確定是肯定的。以后在S18，確定由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出是否能達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。在該步驟，確定在暫時(shí)設(shè)置傳動(dòng)速度時(shí)出現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，并且確定最大電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Tmmax。值Tmmax也是一個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)換成作用在驅(qū)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩得到的值。
在S18，把需要的驅(qū)動(dòng)功率與Temax+Tmmax相比較。如果值Temax+Tmmax大于或等于需要的驅(qū)動(dòng)功率，則由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出能達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。就是說(shuō)，如果在S18的確定是否定的，則過(guò)程前進(jìn)到其中確定傳動(dòng)速度的S22。采用在S12和S14選擇的傳動(dòng)速度而不用改變它。然后，混合型ECU 11使發(fā)動(dòng)機(jī)3和電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5產(chǎn)生需要的驅(qū)動(dòng)功率。在該步驟，混合型ECU 11使發(fā)動(dòng)機(jī)3產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩Temax，并且使電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5產(chǎn)生由發(fā)動(dòng)機(jī)3的最大轉(zhuǎn)矩不能覆蓋的驅(qū)動(dòng)功率，就是說(shuō)，等于來(lái)自需要的驅(qū)動(dòng)功率的短缺的驅(qū)動(dòng)功率。
如果即使由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出也不能達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率，則在S18的確定是肯定的。過(guò)程以后前進(jìn)到S20，其中把傳動(dòng)速度向低速齒輪側(cè)(向傳動(dòng)比增大側(cè))變化到下個(gè)傳動(dòng)速度。就是說(shuō)，在S20，把在S12和S14設(shè)置的暫時(shí)設(shè)置傳動(dòng)速度改變一級(jí)傳動(dòng)速度。以后，過(guò)程前進(jìn)到步驟S16以重復(fù)類似的處理。
如能從以上描述理解的那樣，按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出、電動(dòng)機(jī)輸出、傳動(dòng)速度的順序確定在驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)控制中的優(yōu)先權(quán)順序。通過(guò)按照優(yōu)先權(quán)順序的調(diào)節(jié)達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。更具體地說(shuō)，暫時(shí)設(shè)置最小可能傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度。如果需要的驅(qū)動(dòng)功率能由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出借助于暫時(shí)設(shè)置傳動(dòng)速度提供，則使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出。如果需要的驅(qū)動(dòng)功率較高，則進(jìn)行通過(guò)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩助力。如果需要有的驅(qū)動(dòng)功率還要高，則變速箱變換到低速齒輪。
通過(guò)這種控制，把傳動(dòng)速度設(shè)置到較低速度，并且把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置到較高值。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)能以高效率在低速和高負(fù)載狀態(tài)下工作，由此改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。
而且，直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值，通過(guò)由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩助力達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率而不用傳動(dòng)速度的減速。因此，避免頻繁的減速，從而能改進(jìn)可駕駛性。更進(jìn)一步，如果減速的次數(shù)較少，則能減小由減速造成的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的急劇變化對(duì)排放(在AF可控制性中的問(wèn)題)的影響，從而在排放方面能實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
其次，將描述在該實(shí)施例中由混合型ECU 11執(zhí)行的最佳控制過(guò)程。在該過(guò)程中，混合型ECU 11根據(jù)影響電動(dòng)機(jī)控制的因素、和特別是對(duì)由電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5提供的轉(zhuǎn)矩助力的量有影響的因素，改變變速箱速度。
對(duì)轉(zhuǎn)矩助力的量有影響的因素包括例如SOC(電池的充電狀態(tài))、電池溫度、變換器溫度等。要注意，根據(jù)這些參數(shù)的值，從電動(dòng)機(jī)側(cè)能供給的轉(zhuǎn)矩增大或減小?？紤]到轉(zhuǎn)矩的這種變化，在該實(shí)施例中設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度。
圖3表明按照該實(shí)施例的一個(gè)控制過(guò)程，其中SOC用作影響轉(zhuǎn)矩助力的量的因素。在圖3中表明的過(guò)程包括圖2中表明的控制過(guò)程，并且還有S18后的S19。在S19，確定電池的SOC。SOC例如用在該控制過(guò)程進(jìn)行時(shí)存儲(chǔ)的電量與滿存儲(chǔ)狀態(tài)存儲(chǔ)的電量的比值表示。通過(guò)使用電池電壓和電流、及最好還通過(guò)使用所需要的電池溫度，確定SOC。也可能把由分離電池ECU等確定的SOC輸入到混合型ECU。
在S19，把該控制過(guò)程進(jìn)行時(shí)的SOC與一個(gè)預(yù)置值相比較。如果SOC最大是預(yù)置值(即如果SOC等于或小于預(yù)置值)，則過(guò)程前進(jìn)到S20，其中把傳動(dòng)速度向低速側(cè)變化到下個(gè)速度。如果在S19確定SOC大于預(yù)置值，則過(guò)程前進(jìn)到其中確定傳動(dòng)速度的S22。
因而，該實(shí)施例根據(jù)對(duì)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩助力的量或轉(zhuǎn)矩助力能力有影響的因素設(shè)置傳動(dòng)速度。因此，變得在可能保證穩(wěn)定助力轉(zhuǎn)矩供給能力和防止由不足轉(zhuǎn)矩引起的車輛動(dòng)態(tài)特性降低。而且，變得有可能防止電池等的退化。
其次將描述本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，混合型車輛和其控制設(shè)備的構(gòu)造可以基本上與第一實(shí)施例中的那些相同。在第二實(shí)施例中，改進(jìn)由混合型ECU 11執(zhí)行的控制過(guò)程，從而能進(jìn)一步改進(jìn)效率和燃料經(jīng)濟(jì)性。
在該實(shí)施例中，混合型ECU 11在這樣一個(gè)范圍內(nèi)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度(較高速傳動(dòng)速度)，從而需要的驅(qū)動(dòng)功率能由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出達(dá)到，同時(shí)保持當(dāng)前車輛速度。然后，就選擇的傳動(dòng)速度而論，發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定高效率工作狀態(tài)下工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與需要的驅(qū)動(dòng)功率之間的差根據(jù)電動(dòng)機(jī)的電功率消耗運(yùn)動(dòng)(驅(qū)動(dòng))由驅(qū)動(dòng)功率助力補(bǔ)償，或者在功率(來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的)過(guò)剩的情況下，由電動(dòng)機(jī)的再生操作再生為電功率。
圖4是指示在該實(shí)施例中的控制過(guò)程的具體例子的圖，其中水平軸指示軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度Np，而豎直軸指示軸轉(zhuǎn)矩Tp。在該圖中，指示由低速齒輪可達(dá)到的需要的驅(qū)動(dòng)功率區(qū)域AL和由高速齒輪可達(dá)到的需要的驅(qū)動(dòng)功率區(qū)域AH。
在區(qū)域AL中，中線L指示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于設(shè)置的低速齒輪在最大效率下工作時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)換成軸轉(zhuǎn)矩；同樣適用于如下描述)。一根區(qū)域上限線LU定位成高于線L一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的最大值。一根區(qū)域下限線LB定位成低于線L一個(gè)電動(dòng)機(jī)再生轉(zhuǎn)矩的最大值。在該實(shí)施例中，把區(qū)域AL定義為這樣一個(gè)范圍，從而需要的驅(qū)動(dòng)功率能借助于低速齒輪達(dá)到。在高速齒輪可達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率區(qū)域AH中，中線H指示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于設(shè)置的高速齒輪在最大效率下工作時(shí)產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。一根區(qū)域上限線HU定位成高于線H一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的最大值。一根區(qū)域下限線HB定位成低于線H一個(gè)電動(dòng)機(jī)再生轉(zhuǎn)矩的最大值。這里應(yīng)該注意，高速齒輪的區(qū)域AH和低速齒輪的區(qū)域AL具有與其不同傳動(dòng)比相對(duì)應(yīng)的不同形狀和位置。
在圖4中指示的例子中，混合型ECU 11按如下控制變速箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、及電動(dòng)機(jī)。就是說(shuō)，混合型ECU 11在這樣的范圍內(nèi)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度，從而在當(dāng)前車輛速度下通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出(最大效率工作)和電動(dòng)機(jī)輸出能達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。
例如，讓我們假定需要的驅(qū)動(dòng)功率和軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度(車輛速度)的結(jié)合在圖4中的點(diǎn)Pa處。在這種情況下，點(diǎn)Pa僅包含在高速齒輪可達(dá)到的需要的驅(qū)動(dòng)功率范圍AH中。因此，選擇高速齒輪。
而且，讓我們假定需要的驅(qū)動(dòng)功率和軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度的結(jié)合在圖4中的點(diǎn)Pc處。在這種情況下，點(diǎn)Pc既屬于區(qū)域AL又屬于區(qū)域AH，從而能選擇任一個(gè)齒輪?；旌闲虴CU 11選擇較小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度，即高速齒輪。
上述傳動(dòng)速度選擇過(guò)程能通過(guò)使用表達(dá)式(1)表示Temax(i,v)-Tm再生max(i,V)≤需要的驅(qū)動(dòng)功率≤Temax(i,v)+Tm驅(qū)動(dòng)max(i,v)(1)Temax(i,v)是在傳動(dòng)速度i和車輛速度v下在發(fā)動(dòng)機(jī)的最大效率工作狀態(tài)期間產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)換成軸轉(zhuǎn)矩；同樣適用于下文)。Tm再生max(i,v)和Tm驅(qū)動(dòng)max(i,v)是在傳動(dòng)速度i和車輛速度v下再生轉(zhuǎn)矩的最大值和驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的最大值(然而，如果電動(dòng)機(jī)提供在變速箱的車輪側(cè)，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不受傳動(dòng)比的影響)。在該實(shí)施例中，選擇滿足表達(dá)式(1)的最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度i。
齒輪選擇過(guò)程的流程基本上與圖2中表明的流程相同。就是說(shuō)，根據(jù)車輛速度，暫時(shí)設(shè)置提供高于或等于預(yù)定下限轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度。如果在暫時(shí)設(shè)置的傳動(dòng)速度下滿足表達(dá)式(1)，則立即采用該傳動(dòng)速度。如果不滿足該表達(dá)式，則把傳動(dòng)速度向低速度側(cè)變化到下個(gè)傳動(dòng)速度。該過(guò)程連續(xù)，直到滿足表達(dá)式(1)。結(jié)果，選擇允許需要的驅(qū)動(dòng)功率的最高速傳動(dòng)速度。
盡管在圖4中指示的例子中，傳動(dòng)速度的數(shù)量是兩個(gè)，但類似齒輪選擇過(guò)程適用于具有多于兩個(gè)傳動(dòng)速度的變速箱。
其次將描述在選擇傳動(dòng)速度下的發(fā)動(dòng)機(jī)控制和電動(dòng)機(jī)控制。在該實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)在高效率工作狀態(tài)下工作，并且如上述那樣在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與需要的驅(qū)動(dòng)功率之間的差由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作或電動(dòng)機(jī)的再生操作補(bǔ)償。
對(duì)于特定描述，讓我們假定需要的驅(qū)動(dòng)功率和軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度的結(jié)合在圖4的例子中的點(diǎn)Pa處。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在線H上的點(diǎn)Pb處工作。如上述那樣，線H指示對(duì)于高速齒輪在發(fā)動(dòng)機(jī)的最大效率工作狀態(tài)期間的轉(zhuǎn)矩輸出。由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大于需要的驅(qū)動(dòng)功率，所以其之間的差由電動(dòng)機(jī)的再生操作吸收。通過(guò)再生得到的電功率存儲(chǔ)到電池中。
而且，讓我們假定需要的驅(qū)動(dòng)功率和軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度的結(jié)合在圖4中的點(diǎn)Pc處。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在線H上的點(diǎn)Pd處工作。由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出小于需要的驅(qū)動(dòng)功率，所以需要的驅(qū)動(dòng)功率的短缺由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作補(bǔ)償。在這種情況下，從電池抽取電功率。
由以上描述顯然，該實(shí)施例選擇發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域和傳動(dòng)速度，以便借助于電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的再生操作和電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作使發(fā)動(dòng)機(jī)效率最大。因此，該實(shí)施例能夠在高效率和改進(jìn)的燃料經(jīng)濟(jì)性下操作發(fā)動(dòng)機(jī)。
將描述以上實(shí)施例的改進(jìn)。在以上實(shí)施例中，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)域和傳動(dòng)速度，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在最大效率下工作。在這種改進(jìn)中，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)域和傳動(dòng)速度，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)效率與傳送設(shè)備的傳送率的乘積最大。
在圖4中指示的例子中，線H規(guī)定在發(fā)動(dòng)機(jī)的最大效率操作狀態(tài)期間的輸出轉(zhuǎn)矩。代替線H，在這種改進(jìn)中使用其中使“發(fā)動(dòng)機(jī)效率×傳送設(shè)備的傳送率”最大的線。按照傳動(dòng)速度和軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度確定傳送設(shè)備的傳送率。
該實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)不僅發(fā)動(dòng)機(jī)的而且傳送系統(tǒng)的最大效率操作，并因此允許燃料經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)一步改進(jìn)。
將描述實(shí)施例的另一種改進(jìn)。在該改進(jìn)中，這樣選擇發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)域和傳動(dòng)速度，從而優(yōu)化排放特性。就是說(shuō)，考慮到排放依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域而變，選擇工作區(qū)域，從而使排放特性變得良好。
在圖5中指示的特定例子中，假定混合型車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)是柴油機(jī)。如圖5中所指示的那樣，有一個(gè)其中在從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)抽取一部分廢氣且把這部分廢氣返回吸氣系統(tǒng)時(shí)排放特性較差的區(qū)域。因此，在選擇發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域和傳動(dòng)速度時(shí)避免該區(qū)域。
例如，讓我們假定軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度和需要的驅(qū)動(dòng)功率的結(jié)合在圖5中的點(diǎn)Pe處。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在最大效率點(diǎn)(線H上的Pf)處工作，則工作點(diǎn)進(jìn)入排放變壞區(qū)域。為了避免這種情況，把在圖中指示的點(diǎn)Pg選擇為工作區(qū)域。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不足用于需要的驅(qū)動(dòng)功率，從而短缺的量由電動(dòng)機(jī)輸出(驅(qū)動(dòng))補(bǔ)償。
如從以上描述明白的那樣，該實(shí)施例設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作區(qū)域從而避免排放變壞區(qū)域，就是說(shuō)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在良好的排放區(qū)域中工作。因此，能改進(jìn)排放特性。
盡管以上已經(jīng)描述了在其中需要的驅(qū)動(dòng)功率主要是正的情況下進(jìn)行的控制，而下面將描述在其中需要的驅(qū)動(dòng)功率是負(fù)的情況下的最佳控制。
當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)，再生制動(dòng)基本上由電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)進(jìn)行，并且得到的電功率存儲(chǔ)到電池中。本發(fā)明供裝有變速箱的混合型車輛之用。當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)，本發(fā)明設(shè)置在變速箱側(cè)的傳動(dòng)速度，從而使電動(dòng)機(jī)側(cè)的再生制動(dòng)的效率最大。
例如，將考慮具有圖6中所表明的構(gòu)造的混合型車輛。一個(gè)變速箱連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上。一個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)連接在變速箱與車輪之間。電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)直接連接到變速箱的輸出軸上。
在這種情況下，在再生制動(dòng)期間發(fā)動(dòng)機(jī)隨電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)(即由電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn))。發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦力(旋轉(zhuǎn)阻力)成為減小再生制動(dòng)效率的因素。因此，混合型車輛的這種控制設(shè)備對(duì)于再生制動(dòng)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度(最高速傳動(dòng)速度)，并且使變速箱進(jìn)行至該選擇傳動(dòng)速度的換檔。
通過(guò)這種控制，減小傳動(dòng)比，從而使在電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)上由發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)變速箱引起的摩擦損失最小，并因此再生制動(dòng)的效率增大。
因而，當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)，該實(shí)施例選擇在變速箱中使再生效率最大的傳動(dòng)速度，從而能改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性和排放特性。
其次，將描述在需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)進(jìn)行的傳送控制的第二個(gè)例子。這里假定混合型車輛設(shè)計(jì)成能夠停止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。該實(shí)施例選擇使再生效率最大的傳動(dòng)速度。設(shè)置的最佳傳動(dòng)速度依據(jù)是否停止發(fā)動(dòng)機(jī)工作而變化。
該實(shí)施例適用于例如圖7中所表明的用于混合型車輛的控制設(shè)備。一個(gè)電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)布置在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)與一個(gè)變速箱之間。一個(gè)離合器插入在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間。
當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)，該控制設(shè)備確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否正在旋轉(zhuǎn)或停止。如果連接離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)工作在燃料切斷狀態(tài)下。相反，如果脫開(kāi)離合器，則停止發(fā)動(dòng)機(jī)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在工作時(shí)，控制設(shè)備選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度。因此，傳送的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)阻力的量減小，并且再生制動(dòng)的效率增大。相反，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，選擇使電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)的效率最大的傳動(dòng)速度。如果發(fā)動(dòng)機(jī)停止，則沒(méi)有由發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)阻力引起的影響。因此，上述傳動(dòng)速度選擇使再生制動(dòng)的效率最大。如上述那樣控制設(shè)備控制至選擇的傳動(dòng)速度的換檔。而且，控制設(shè)備使電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)。
因而，該實(shí)施例依據(jù)是否操作或停止發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)置不同的傳動(dòng)速度，從而在兩種模式中都能增大再生制動(dòng)的效率。因此，能改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性和排放特性。
由以上實(shí)施例顯見(jiàn)，本發(fā)明使得有可能選擇一種適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)速度，在該傳動(dòng)速度下在裝有變速箱的混合型車輛中發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)能高效率地工作。因此，在效率、排放、車輛動(dòng)態(tài)特性等方面能實(shí)現(xiàn)改進(jìn)。
在表明的實(shí)施例中，控制裝置(混合型ECU 11)按編程通用計(jì)算機(jī)實(shí)施。熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，使用單獨(dú)專用目的的集成電路(例如ASIC)能實(shí)施該控制裝置，這種集成電路帶有用于整體、系統(tǒng)級(jí)控制、及分離部分的主要或中央處理器部分，諸分離部分專用于實(shí)現(xiàn)各種不同的特定計(jì)算、功能及在中央處理器部分控制下的其他過(guò)程。控制裝置也能是多個(gè)分離的專用或可編程集成的或其他的電子電路或裝置(例如諸如分立元件電路之類的硬線連接的電子或邏輯電路；或諸如PLD、PLA、PAL等之類的可編程邏輯裝置)。使用適當(dāng)編程的通用計(jì)算機(jī)，例如微處理器、微控制器或其他處理器裝置(CPU或MPU)，或者單獨(dú)地或者聯(lián)系一個(gè)或多個(gè)外圍(例如集成電路)數(shù)據(jù)和信號(hào)處理裝置能實(shí)施該控制裝置?？傊渖弦粋€(gè)有限自動(dòng)機(jī)能夠?qū)嵤┻@里描述的過(guò)程的任何裝置或裝置的組件能用作控制裝置。為了最大的數(shù)據(jù)/信號(hào)處理能力和速度能使用一種分布式處理結(jié)構(gòu)。
盡管已經(jīng)參照其最佳實(shí)施例描述了本發(fā)明，但要理解，本發(fā)明不限于最佳實(shí)施例或構(gòu)造。相反，本發(fā)明打算覆蓋各種改進(jìn)和等效布置。另外，盡管最佳實(shí)施例的各種元件以是示范性的各種組合和配置表示，但包括較多、較少或只有單個(gè)元件的其他組合和配置也在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種用于混合型車輛的控制設(shè)備，該混合型車輛帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)(5)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，并且?guī)в幸粋€(gè)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)(3)與一個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)輪之間且通過(guò)從多種傳動(dòng)速度的選擇改變驅(qū)動(dòng)功率傳送的變速箱(7)，該控制設(shè)備的特征在于包括檢測(cè)裝置(S10、21、23)，用來(lái)檢測(cè)車輛驅(qū)動(dòng)車輪所需要的驅(qū)動(dòng)功率；和控制裝置(S16、S18、S20、11)，用來(lái)按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出增大、電動(dòng)機(jī)輸出增大、及在傳動(dòng)比增大方向上的傳動(dòng)速度變化的減小優(yōu)先權(quán)順序，通過(guò)設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)輸出增大、電動(dòng)機(jī)輸出增大、及在傳動(dòng)比增大方向上的傳動(dòng)速度變化，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)功率，以便獲得需要的驅(qū)動(dòng)功率。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制設(shè)備，其特征在于，控制裝置(11)初始在這樣一個(gè)范圍內(nèi)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度，從而高于或等于預(yù)定下限轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是可得到的(S12、S14)；對(duì)于選擇的傳動(dòng)速度單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率(S16)；否則當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不能達(dá)到時(shí)，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率(S18)；否則當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出不能達(dá)到時(shí)，在傳動(dòng)比增大方向上改變傳動(dòng)速度(S20)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制設(shè)備，其特征在于，控制裝置(11)按照影響電動(dòng)機(jī)控制的因數(shù)改變傳動(dòng)速度(S19、S20)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制設(shè)備，其特征在于，控制裝置(11)根據(jù)是影響電動(dòng)機(jī)控制的因素的電池充電狀態(tài)、電池溫度、及變換器溫度之一改變傳動(dòng)速度。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于，檢測(cè)裝置(21、23)根據(jù)車輛速度和加速操作的量檢測(cè)需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率。
6．一種用于混合型車輛的控制設(shè)備，該混合型車輛帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)(5)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，并且?guī)в幸粋€(gè)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)(3)與一個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)輪之間帶有一個(gè)通過(guò)從多種傳動(dòng)速度的選擇改變驅(qū)動(dòng)功率傳送的變速箱(7)，該控制設(shè)備的特征在于包括檢測(cè)裝置，用來(lái)檢測(cè)車輛驅(qū)動(dòng)車輪所需要的驅(qū)動(dòng)功率；和控制裝置，用來(lái)設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定高效率工作狀態(tài)下工作，并且從而在需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的差由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作和電動(dòng)機(jī)的再生操作之一來(lái)補(bǔ)償。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制設(shè)備，其特征在于，控制裝置在變速箱中在這樣一個(gè)范圍內(nèi)選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定高效率工作狀態(tài)下工作，并且從而在需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出之間的差由電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)操作和電動(dòng)機(jī)的再生操作之一來(lái)補(bǔ)償。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的控制設(shè)備，其特征在于，預(yù)定高效率工作狀態(tài)是一種其中使發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和變速箱傳送效率的乘積最大的狀態(tài)。
9．根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其特征在于控制裝置設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)，從而發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定的良好排放區(qū)域中工作。
10．一種控制設(shè)備，帶有一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)和一個(gè)電動(dòng)機(jī)(5)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，并且?guī)в幸粋€(gè)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)(3)與一個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)輪之間帶有一個(gè)通過(guò)從多種傳動(dòng)速度的選擇改變驅(qū)動(dòng)功率傳送的變速箱(7)，該控制設(shè)備的特征在于包括檢測(cè)裝置(21、23)，用來(lái)檢測(cè)車輛所需要的驅(qū)動(dòng)功率；和控制裝置(11)，用來(lái)設(shè)置變速箱的傳動(dòng)速度，從而當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)使由電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的再生制動(dòng)的效率最大。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制設(shè)備，其特征在于，當(dāng)需要的驅(qū)動(dòng)功率為負(fù)時(shí)，控制裝置(11)設(shè)置在變速箱中最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制設(shè)備，其特征在于，選擇的傳動(dòng)速度按照在電動(dòng)機(jī)再生操作期間發(fā)動(dòng)機(jī)的操作是否處于停止而改變。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制設(shè)備，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間控制裝置選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度。
14．根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制設(shè)備，其中控制裝置選擇傳動(dòng)速度，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)工作停止期間使電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率最大。
全文摘要
按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出增大、電動(dòng)機(jī)輸出增大、及在傳動(dòng)比增大方向上的傳動(dòng)速度變化的順序,設(shè)置相對(duì)于需要的車輛驅(qū)動(dòng)功率調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)功率的控制時(shí)的順序。即選擇最小傳動(dòng)比的傳動(dòng)速度,從而高于或等于預(yù)定下限轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是可得到的。對(duì)于選擇的傳動(dòng)速度單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出達(dá)到需要的驅(qū)動(dòng)功率。當(dāng)單由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出不能達(dá)到時(shí),通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出和電動(dòng)機(jī)輸出、或者在傳動(dòng)比增大方向上改變傳動(dòng)速度。
文檔編號(hào)B60W10/10GK1296889SQ0012854
公開(kāi)日2001年5月30日 申請(qǐng)日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月19日
發(fā)明者高岡俊文, 鈴木直人, 鈴木孝, 岡田大文 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社