混合動力車輛的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的控制裝置使發(fā)動機執(zhí)行部分氣缸運轉(zhuǎn)和全部氣缸運轉(zhuǎn)、且在第二電動發(fā)電機的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍（R1、R2）的情況下變更發(fā)動機的動作點。發(fā)動機執(zhí)行部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下的動作點變更范圍（R2）設(shè)定得比發(fā)動機執(zhí)行全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況下的動作點變更范圍（R1）寬。
【專利說明】混合動力車輛的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制裝置，該控制裝置適用于作為行駛用動力源而具備發(fā)動機和電動發(fā)電機的混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有如下混合動力車輛:將發(fā)動機的動力分配給第一電動機和輸出部，第二電動機經(jīng)由齒輪而與輸出部連接。該類型的混合動力車輛中，在第二電動機的轉(zhuǎn)矩變?yōu)镺Nm附近的情況下，介于輸出部和第二電動機之間的齒輪對輸出部的壓附變得松弛。其結(jié)果為，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)變動傳遞到輸出部，輸出部和齒輪在齒隙間相互碰撞而產(chǎn)生打齒音。因此，存在如下控制裝置(專利文獻I):為了抑制這樣的打齒音，在第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于包含O在內(nèi)的規(guī)定范圍的情況下，將發(fā)動機的動作點變更到高旋轉(zhuǎn)側(cè)，從而降低發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)變動。
[0003]專利文獻1:日本特開2010 - 179856號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]近年，為了改善發(fā)動機的燃耗而進行了各種方式的發(fā)動機的開發(fā)。例如，存在使多個氣缸中的一部分氣缸停止的氣缸停止發(fā)動機、設(shè)置增壓器而能夠分別執(zhí)行增壓較高的高增壓運轉(zhuǎn)和增壓較低的低增壓運轉(zhuǎn)的發(fā)動機、能夠通過切換目標空燃比來分別執(zhí)行稀薄燃燒運轉(zhuǎn)和理想配比燃燒運轉(zhuǎn)的發(fā)動機。對于這些發(fā)動機，輸出轉(zhuǎn)矩的變動由于運轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換而發(fā)生變化。具體而言，在氣缸停止發(fā)動機的情況下，部分氣缸運轉(zhuǎn)時與全部氣缸運轉(zhuǎn)時相比輸出轉(zhuǎn)矩變動大。在變更增壓的發(fā)動機的情況下，高增壓運轉(zhuǎn)時與低增壓運轉(zhuǎn)時相比輸出轉(zhuǎn)矩變動大。在能夠執(zhí)行稀薄燃燒運轉(zhuǎn)和理想配比燃燒運轉(zhuǎn)的發(fā)動機的情況下，稀薄燃燒運轉(zhuǎn)時與理想配比燃燒運轉(zhuǎn)時相比輸出轉(zhuǎn)矩變動大。
[0005]這樣一來，關(guān)于將輸出轉(zhuǎn)矩的變動狀態(tài)因運轉(zhuǎn)狀態(tài)被切換而發(fā)生變化的發(fā)動機用為上述類型的混合動力車輛的發(fā)動機這一情況，并未充分地進行研究。例如，關(guān)于抑制上述的打齒音而適用于輸出轉(zhuǎn)矩變動大的高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)和輸出轉(zhuǎn)矩變動小的低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)的各個情況的控制，尚未提出方案。
[0006]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于混合動力車輛的控制裝置，該混合動力車輛具備能夠執(zhí)行輸出轉(zhuǎn)矩變動大的高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)和輸出轉(zhuǎn)矩變動小的低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)的發(fā)動機。
[0007]本發(fā)明的控制裝置適用于混合動力車輛，該混合動力車輛具備:發(fā)動機，能夠執(zhí)行輸出轉(zhuǎn)矩變動大的高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)和輸出轉(zhuǎn)矩變動小的低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)；第一電動機；輸出部，用于向驅(qū)動輪傳遞轉(zhuǎn)矩；差動機構(gòu)，將上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分配給上述第一電動機和上述輸出部；及第二電動機，經(jīng)由齒輪與上述輸出部連接，上述控制裝置使上述發(fā)動機執(zhí)行上述高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)和上述低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)、且在上述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于規(guī)定范圍的情況下變更上述發(fā)動機的動作點，上述發(fā)動機執(zhí)行上述高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時的上述規(guī)定范圍被設(shè)定為比上述發(fā)動機執(zhí)行上述低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時的上述規(guī)定范圍寬。[0008]當發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩變動的大小不同時，使打齒音產(chǎn)生的第二電動機的轉(zhuǎn)矩的范圍不同。因此，與轉(zhuǎn)矩變動大的高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)一致地設(shè)定使打齒音產(chǎn)生的第二電動機的轉(zhuǎn)矩的范圍，在第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于該范圍的情況下變更發(fā)動機的動作點時，即使在高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)及低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)中的任一情況下都能夠抑制打齒音。但是，在轉(zhuǎn)矩變動小的低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)的情況下，即使在第二電動機的轉(zhuǎn)矩不使打齒音產(chǎn)生的情況下也變更發(fā)動機的動作點。因此，在低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)的情況下，由于過度進行發(fā)動機的動作點的變更而使燃耗變差。與此相反，與轉(zhuǎn)矩變動小的低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)一致地設(shè)定使打齒音產(chǎn)生的第二電動機的轉(zhuǎn)矩的范圍，在第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于該范圍的情況下變更發(fā)動機的動作點時，在低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時由于變更發(fā)動機的動作點的機會減少，因此能夠抑制燃耗變差。但是，由于在高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生不能抑制打齒音產(chǎn)生的情況，因此在那樣的情況下有可能使駕駛者感到不適。對于本發(fā)明的控制裝置，變更發(fā)動機的動作點的條件即第二電動機的轉(zhuǎn)矩的規(guī)定范圍在高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時被設(shè)定得比低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時寬。因此，在分別與高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)及低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)一致的條件下變更發(fā)動機的動作點。因此，能夠兼顧抑制打齒音和抑制燃耗變差。另外，低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)是指轉(zhuǎn)矩變動相對小于高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)的運轉(zhuǎn)。
[0009]本發(fā)明的控制裝置的一個方式也可以為，該控制裝置具備鎖定單元，該鎖定單元能夠?qū)⑸鲜霾顒訖C構(gòu)的狀態(tài)從將上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分配給上述第一電動機和上述輸出部的差動狀態(tài)切換到停止進行該分配的非差動狀態(tài)，在上述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于上述規(guī)定范圍的情況下，操作上述鎖定單元以使上述差動機構(gòu)的狀態(tài)從上述差動狀態(tài)切換到上述非差動狀態(tài)，從而變更上述發(fā)動機的動作點。根據(jù)該方式，差動機構(gòu)從差動狀態(tài)被切換到非差動狀態(tài)，由此發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩不分配給第一電動機而傳遞到輸出部。即，通過差動機構(gòu)從差動狀態(tài)被切換到非差動狀態(tài)而使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和車速變?yōu)橐灰粚?yīng)的關(guān)系。由此，能夠變更發(fā)動機的動作點以使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化到高旋轉(zhuǎn)側(cè)。
[0010]在該方式中也可以為，控制上述混合動力車輛，使得在上述差動機構(gòu)的狀態(tài)從上述差動狀態(tài)被切換到上述非差動狀態(tài)而變更了上述發(fā)動機的動作點的情況下，通過將上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和上述第二電動機的轉(zhuǎn)矩相加來輸出駕駛者的要求驅(qū)動力。通過這樣的控制，發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩被保持在低轉(zhuǎn)矩側(cè)，且不足的轉(zhuǎn)矩由第二電動機補償。發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩變動的特征在于，越向高旋轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)矩側(cè)變化，則該轉(zhuǎn)矩變動變得越小。通過執(zhí)行該控制，發(fā)動機的動作點變更到低轉(zhuǎn)矩側(cè)，因此對打齒音的抑制是有利的。
[0011]本發(fā)明的控制裝置的一個方式也可以為，上述發(fā)動機具有多個氣缸，將部分氣缸運轉(zhuǎn)設(shè)為上述高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)，將全部氣缸運轉(zhuǎn)設(shè)為上述低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)，能夠分別予以執(zhí)行，其中，上述部分氣缸運轉(zhuǎn)是使上述多個氣缸中的一部分氣缸停止而使其余氣缸進行工作，上述全部氣缸運轉(zhuǎn)是使上述多個氣缸中的全部氣缸進行工作，上述控制裝置具備:鎖定單元，能夠?qū)⑸鲜霾顒訖C構(gòu)的狀態(tài)從將上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分配給上述第一電動機和上述輸出部的差動狀態(tài)切換到停止該分配的非差動狀態(tài)；及變更單元，在上述差動機構(gòu)保持上述差動狀態(tài)下變更上述發(fā)動機的動作點；在上述全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在上述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于上述規(guī)定范圍的情況下，通過上述變更單元變更上述發(fā)動機的動作點，在上述部分氣缸運轉(zhuǎn)時，在上述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于上述規(guī)定范圍的情況下，操作上述鎖定單元以使上述差動機構(gòu)的狀態(tài)從上述差動狀態(tài)被切換到上述非差動狀態(tài)，從而變更上述發(fā)動機的動作點。[0012]部分氣缸運轉(zhuǎn)與全部氣缸運轉(zhuǎn)相比，由于一部分氣缸停止，因此能夠輸出的轉(zhuǎn)矩小。換言之，將部分氣缸運轉(zhuǎn)時的正常的動作點連結(jié)而成的正常線比全部氣缸運轉(zhuǎn)時的正常線靠低轉(zhuǎn)矩側(cè)。在將差動機構(gòu)切換到非差動狀態(tài)而變更發(fā)動機的動作點的情況下，發(fā)動機的動作點變化到高旋轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)矩側(cè)。當以相同車速為條件來比較全部氣缸運轉(zhuǎn)時將差動機構(gòu)切換到非差動狀態(tài)而變更動作點的情況下的變更量和部分氣缸運轉(zhuǎn)時將差動機構(gòu)切換到非差動狀態(tài)而變更動作點的情況下的變更量時，全部氣缸運轉(zhuǎn)時的變更量大于部分氣缸運轉(zhuǎn)時的變更量。通常情況下盡能夠考慮改善燃耗良好來設(shè)定全部氣缸運轉(zhuǎn)及部分氣缸運轉(zhuǎn)的各個正常線。因此，在變更位于正常線上的發(fā)動機的動作點的情況下，優(yōu)選該變更量盡可能地小。由此，在部分氣缸運轉(zhuǎn)時變更發(fā)動機的動作點的情況下，將差動機構(gòu)切換到非差動狀態(tài)進行實施是適合的。另一方面，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時變更發(fā)動機的動作點的情況下，避免將差動機構(gòu)切換到非差動狀態(tài)而變更發(fā)動機的動作點、在差動機構(gòu)保持差動狀態(tài)下變更發(fā)動機的動作點是適合的。上述方式中，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時差動機構(gòu)以差動狀態(tài)來變更發(fā)動機的動作點，在部分氣缸運轉(zhuǎn)時將差動機構(gòu)切換到非差動狀態(tài)而變更發(fā)動機的動作點。因此，由于以分別適用于全部氣缸運轉(zhuǎn)及部分氣缸運轉(zhuǎn)的方法來變更發(fā)動機的動作點，因此能夠抑制打齒音而不會導(dǎo)致燃耗變差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是表示本發(fā)明的一個方式的控制裝置所適用的車輛的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0014]圖2是說明混合動力模式時的發(fā)動機的動作點的圖。
[0015]圖3是說明變更發(fā)動機的動作點的動作點變更范圍的圖。
[0016]圖4A是表不全部氣缸運轉(zhuǎn)時的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的變化的時間圖。
[0017]圖4B是表不部分氣缸運轉(zhuǎn)時的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的變化的時間圖。
[0018]圖5是表示本發(fā)明的第一方式所涉及的控制例程的一個示例的流程圖。
[0019]圖6是表示通過電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)的操作來實施發(fā)動機的動作點的變更的一個示例的圖。
[0020]圖7是表示通過電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)的操作來實施發(fā)動機的動作點的變更的其他示例的圖。
[0021]圖8A是說明全部氣缸運轉(zhuǎn)時的發(fā)動機的動作點的變更的圖。
[0022]圖SB是說明部分氣缸運轉(zhuǎn)時的發(fā)動機的動作點的變更的圖。
[0023]圖9是表示本發(fā)明的第三方式所涉及的控制例程的一個示例的流程圖。
【具體實施方式】
[0024](第一方式)
[0025]如圖1所示，車輛I構(gòu)成為組合了多個動力源而成的混合動力車輛。車輛I具備發(fā)動機3、兩個電動發(fā)電機4、5作為行駛用的動力源。發(fā)動機3構(gòu)成為具備四個氣缸10的直列式四氣缸型內(nèi)燃機。發(fā)動機3除能夠執(zhí)行使全部四個氣缸10進行工作的全部氣缸運轉(zhuǎn)以外，還能夠執(zhí)行使四個氣缸10中的兩個停止而使其余兩個氣缸進行工作的部分氣缸運轉(zhuǎn)。
[0026]發(fā)動機3和第一電動發(fā)電機4與作為差動機構(gòu)的動力分配機構(gòu)6連接。第一電動發(fā)電機4具有定子4a和轉(zhuǎn)子4b。第一電動發(fā)電機4作為接收由動力分配機構(gòu)6分配的發(fā)動機3的動力進行發(fā)電的發(fā)電機發(fā)揮功能，并且，也作為由交流電力驅(qū)動的電動機發(fā)揮功能。同樣地，第二電動發(fā)電機5具有定子5a和轉(zhuǎn)子5b，分別作為電動機及發(fā)電機發(fā)揮功能。各電動發(fā)電機4、5經(jīng)由電動發(fā)電機用控制裝置15而與電池16連接。電動發(fā)電機用控制裝置15將各電動發(fā)電機4、5發(fā)電所產(chǎn)生的電力進行直流變換并存儲于電池16中，并且,將電池16的電力進行交流變換并向各電動發(fā)電機4、5供給。第一電動發(fā)電機4相當于本發(fā)明所涉及的第一電動機，第二電動發(fā)電機5相當于本發(fā)明所涉及的第二電動機。
[0027]動力分配機構(gòu)6構(gòu)成為單一小齒輪型的行星齒輪機構(gòu)。動力分配機構(gòu)6具有外齒齒輪的太陽輪S、與太陽輪S同軸配置的內(nèi)齒齒輪的齒圈R及能夠自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)地保持與這些齒輪S、R嚙合的小齒輪P的行星架C。發(fā)動機3所輸出的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩傳遞給動力分配機構(gòu)6的行星架C。第一電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子4b與動力分配機構(gòu)6的太陽輪S連接。從動力分配機構(gòu)6經(jīng)由齒圈R輸出的轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出齒輪組20。輸出齒輪組20作為向驅(qū)動輪18傳遞轉(zhuǎn)矩的輸出部而發(fā)揮功能。輸出齒輪組20包含與動力分配機構(gòu)6的齒圈R —體旋轉(zhuǎn)的輸出傳動齒輪21及與輸出傳動齒輪21嚙合的輸出從動齒輪22。在輸出從動齒輪22上經(jīng)由齒輪23連接有第二電動發(fā)電機5。齒輪23與第二電動發(fā)電機5的轉(zhuǎn)子5b —體旋轉(zhuǎn)。從輸出從動齒輪22輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)由差動裝置24分配給左右驅(qū)動輪18。
[0028]在動力分配機構(gòu)6上設(shè)有作為鎖定單元的電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25。電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25能夠?qū)恿Ψ峙錂C構(gòu)6的狀態(tài)在將發(fā)動機3的轉(zhuǎn)矩分配給第一電動發(fā)電機4和輸出齒輪組20的差動狀態(tài)與停止該分配的非差動狀態(tài)之間進行切換。電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25構(gòu)成為濕式多板型的制動機構(gòu)。電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25在阻止第一電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子4b的旋轉(zhuǎn)的卡合狀態(tài)和容許轉(zhuǎn)子4b的旋轉(zhuǎn)的釋放狀態(tài)之間進行切換。電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25的卡合狀態(tài)和釋放狀態(tài)之間的切換由未圖示的液壓促動器實施。當電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25被操作為卡合狀態(tài)時，第一電動發(fā)電機4的轉(zhuǎn)子4b的旋轉(zhuǎn)被阻止。由此，動力分配機構(gòu)6的太陽輪S的旋轉(zhuǎn)也被阻止。因此，停止向第一電動發(fā)電機4分配發(fā)動機2的轉(zhuǎn)矩而使動力分配機構(gòu)6成為非差動狀態(tài)。
[0029]車輛I的各部分的控制由電子控制裝置(EQJ:Electronic Control Unit) 30控制。ECU30對發(fā)動機3、各電動發(fā)電機4、5及電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25等進行各種控制。以下，與本發(fā)明相關(guān)地對ECU30所進行的主要控制進行說明。向ECU30輸入車輛I的各種信息。例如，經(jīng)由電動發(fā)電機用控制裝置15向E⑶30輸入各電動發(fā)電機4、5的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。而且，向ECU30分別輸入加速開度傳感器32的輸出信號和車速傳感器33的輸出信號，其中，該加速開度傳感器32輸出與加速踏板31的踩下量對應(yīng)的信號，該車速傳感器33輸出與車輛I的車速對應(yīng)的信號。ECU30參照加速開度傳感器32的輸出信號和車速傳感器33的輸出信號來計算駕駛者所要求的要求驅(qū)動力，切換各種模式并同時控制車輛I使得相對于該要求驅(qū)動力的系統(tǒng)效率變?yōu)樽罴?。例如，在發(fā)動機3的熱效率降低的低負荷區(qū)域，停止發(fā)動機3的燃燒，選擇驅(qū)動第二電動發(fā)電機5的EV模式。而且，僅內(nèi)燃機3中轉(zhuǎn)矩不足的情況下，選擇將第二電動發(fā)電機5與發(fā)動機3 —同作為行駛用驅(qū)動源的混合動力模式。
[0030]在選擇了混合動力模式的情況下，通過發(fā)動機3的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與第二電動發(fā)電機5的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩之和來輸出要求驅(qū)動力。即，在將發(fā)動機轉(zhuǎn)矩設(shè)為Te、將電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩設(shè)為Tm的情況下，要求驅(qū)動力Td被定義為Td = Te + Tm。如圖2所示，發(fā)動機3由ECU30控制，使得由發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩定義而得到的動作點在預(yù)先設(shè)定的正常線L上移動。預(yù)先通過模擬或使用了實體機的試驗來確定正常線L，使得發(fā)動機3的燃耗成為最佳且能夠降低噪音。如上所述，發(fā)動機3能夠執(zhí)行全部氣缸運轉(zhuǎn)和部分氣缸運轉(zhuǎn)。對于發(fā)動機3，在執(zhí)行全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況和執(zhí)行部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下，燃耗特性及噪音特性不同。因此，在全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況和部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下分別準備有正常線L。對于部分氣缸運轉(zhuǎn)，由于使一部分氣缸10的燃燒停止，因而在要求驅(qū)動力較低的情況下，與執(zhí)行全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況相比，可改善燃耗，但與全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況相比轉(zhuǎn)矩變動較大。
[0031]在要求驅(qū)動力的大部分由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩供給的情況下，電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩成為O附近的小值。當電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩成為這樣的小值時，在齒輪組20與齒輪23之間產(chǎn)生打齒音。因此，為了抑制打齒音，當發(fā)動機3的動作點在正常線上進行運轉(zhuǎn)的情況下，ECU30在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于成為這樣的小值的范圍的情況下變更發(fā)動機3的動作點。例如，如圖2所示，在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于規(guī)定范圍的情況下，發(fā)動機3的動作點從正常線L上的A點如箭頭所示地沿著等電力線Lp變更到高旋轉(zhuǎn)低負荷側(cè)的B點。打齒音的產(chǎn)生及其大小影響發(fā)動機3的轉(zhuǎn)矩變動，在全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況和部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下，使產(chǎn)生打齒音的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的范圍不同。
[0032]如圖3所示，對于ECU30變更發(fā)動機3的動作點的情況下的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的動作點變更范圍R1、R2，部分氣缸運轉(zhuǎn)時比全部氣缸運轉(zhuǎn)時設(shè)定得寬。例如，將全部氣缸運轉(zhuǎn)時的動作點變更范圍Rl設(shè)定為一 3?+ 3Nm，將部分氣缸運轉(zhuǎn)時的動作點變更范圍R2設(shè)定為一5?+ 5Nm。如圖4A及圖4B所不,在第二電動發(fā)電機5的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍Rl、R2的情況下，發(fā)動機的動作點在時刻t發(fā)生變更。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩由于動作點的變更而降低，為了補充發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的降低，電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)為增加。由此可抑制打齒音。
[0033]接著，參照圖5并對ECU30所進行的控制例程的一個示例進行說明。圖5的控制例程的程序保持于ECU30，適時被讀出并以規(guī)定間隔反復(fù)執(zhí)行。在步驟SI中，ECU30判定發(fā)動機3是否處于全部氣缸運轉(zhuǎn)。在發(fā)動機3處于全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況下進入到步驟S2。在發(fā)動機3不處于全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況下、即處于部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下進行到步驟S3。
[0034]在步驟S2中，ECU30判定第二電動發(fā)電機5的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩是否處于動作點變更范圍Rl。在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍Rl的情況下進入到步驟S4，ECU30將發(fā)動機3的動作點變更到高旋轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)矩側(cè)，結(jié)束本次例程。另一方面，在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩未處于動作點變更范圍Rl的情況下進入到步驟S5，E⑶30將動作點維持在上述的正常線L上。而且，ECU30結(jié)束本次例程。
[0035]在步驟S3中，ECU30判定第二電動發(fā)電機5的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩是否處于動作點變更范圍R2。在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍R2的情況下進入到步驟S6，ECU30將發(fā)動機3的動作點變更到高旋轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)矩側(cè)，結(jié)束本次例程。另一方面，在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩未處于動作點變更范圍R2的情況下進入到步驟S7, E⑶30將動作點維持在上述的正常線L上。而且，ECU30結(jié)束本次例程。
[0036]E⑶30執(zhí)行圖5的控制例程，從而在分別與部分氣缸運轉(zhuǎn)及全部氣缸運轉(zhuǎn)一致的條件下，為了抑制打齒音而變更發(fā)動機3的動作點。由此，能夠兼顧抑制打齒音和抑制燃耗變差。
[0037](第二方式)[0038]第二方式的特征在于，通過電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25的操作來實施發(fā)動機3的動作點的變更。即，在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍R1、R2的情況下，ECU30操作電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25來阻止第一電動發(fā)電機4的旋轉(zhuǎn),將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)。由此，發(fā)動機3的轉(zhuǎn)矩不分配給第一電動發(fā)電機4而被傳遞到輸出齒輪組20。即，動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)被切換到非差動狀態(tài)，從而使發(fā)動機3的轉(zhuǎn)速和車速變?yōu)橐灰粚?yīng)的關(guān)系。由此，如圖6所示，正常線L上的動作點如箭頭所示地沿著等電力線Lp從Al點移動到非差動狀態(tài)的動作點BI點。由于發(fā)動機3的動作點從Al點變更到位于高旋轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)矩側(cè)的BI點，因此發(fā)動機3的轉(zhuǎn)矩變動降低。其結(jié)果為，可抑制打齒音。在圖6的情況下，由于發(fā)動機3的動作點在等電力線Lp上移動，因此發(fā)動機3的電力在動作點的變更前后維持恒定。
[0039]另外，也能夠通過電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25的操作而如圖7所示地變更發(fā)動機3的動作點。在圖7的情況下，由于發(fā)動機3的動作點從Al點以與圖6的BI點相同的轉(zhuǎn)速移動到低轉(zhuǎn)矩側(cè)的B2點，因此發(fā)動機3的轉(zhuǎn)矩變動進一步降低。因此，與圖6的情況相比可提高打齒音的抑制效果。在圖7的情況下，動作點由于動作點的變更而偏離等電力線Lp，因此發(fā)動機3應(yīng)輸出的電力降低。該電力的降低如箭頭a所示地由電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩的增加來補償。而且，電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩因增加而切實地離開動作點變更范圍R1、R2，因此關(guān)于打齒音的抑制，與圖6的情況相比是有利的。
[0040](第三方式)
[0041]第三方式的特征在于，將發(fā)動機3的動作點的變更方法切換到全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況或部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況。對于部分氣缸運轉(zhuǎn)，由于使一部分氣缸停止，因此與全部氣缸運轉(zhuǎn)相比能夠輸出的轉(zhuǎn)矩小。即，如圖8A及圖SB所示，部分氣缸運轉(zhuǎn)時的正常線Lb比全部氣缸運轉(zhuǎn)時的正常線La靠低轉(zhuǎn)矩側(cè)。如上所述，設(shè)定各正常線La、Lb使得發(fā)動機3的燃耗變?yōu)樽罴?，因此設(shè)定為各正常線La、Lb通過發(fā)動機3的熱效率的等高線Ha、Hb的中心、即發(fā)動機3的熱效率最高的位置。
[0042]當將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)而變更發(fā)動機3的動作點時，發(fā)動機3的動作點移動到鎖定動作線Lx上。設(shè)定為鎖定動作線Lx在全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況和部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下是共用的。當動力分配機構(gòu)6被操作成非差動狀態(tài)時，發(fā)動機3的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和車速變?yōu)橐灰粚?yīng)的關(guān)系，因此鎖定動作線Lx變?yōu)槌蛴疑戏降闹本€。如圖8A及圖8B所示,在將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)而變更發(fā)動機3的動作點的情況下，正常線La的動作點從Aa點變化為等電力線Lp與鎖定動作線Lx的交點Bal，正常線Lb上的動作點從Ab點變化為等電力線Lp和鎖定動作線Lx的交點Bbl。
[0043]如圖8A所示，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)而變更動作點的情況下，該變更量為Ca。而且，如圖SB所示，在部分氣缸運轉(zhuǎn)時，在將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)而變更動作點的情況下，該變更量為Cb。當相互比較這些變更量Ca、Cb時，從圖8A及圖8B可明確得出，全部氣缸運轉(zhuǎn)時的變更量Ca大于部分氣缸運轉(zhuǎn)時的變更量Cb。在變更位于正常線La、Lb上的發(fā)動機3的動作點的情況下，優(yōu)選該變更量盡可能地小。換言之，優(yōu)選盡可能不離開等高線Ha、Hb的中心。因此，如圖SB所示，在部分氣缸運轉(zhuǎn)時，將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)而將動作點從Ab點變更到Bbl點是適合的。[0044]另一方面，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在變更發(fā)動機的動作點的情況下，避免將動力分配機構(gòu)6切換到非差動狀態(tài)而使發(fā)動機3的動作點從Aa點變更到Bal點、且在動力分配機構(gòu)6保持差動狀態(tài)下變更發(fā)動機3的動作點是適合的。在動力分配機構(gòu)6保持差動狀態(tài)下變更發(fā)動機3的動作點的情況下，能夠通過使動作點移動到打齒音抑制線Lea、Lcb上來抑制打齒音。打齒音抑制線Lea、Lcb以能夠抑制打齒音且盡可能不使燃耗變差為條件，通過模擬或使用了實體機的試驗而被預(yù)先設(shè)定。因此，如圖8A所示，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在變更發(fā)動機3的動作點的情況下,在動力分配機構(gòu)6保持差動狀態(tài)下從正常線La上的Aa點沿著等電力線Lp變更到Ba2點是適合的。
[0045]如圖8A所示，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在將發(fā)動機3的動作點從正常線La上的Aa點變更到打齒音抑制線Lca上的Ba2點的情況下的變更量Ca’小于將動力分配機構(gòu)6切換到非差動狀態(tài)的情況下的變更量Ca。另一方面，如圖SB所示，在部分氣缸運轉(zhuǎn)時，將發(fā)動機3的動作點從正常線Lb上的Ab點變更到打齒音抑制線Lcb上的Bb2點的情況下的變更量Cb’大于將動力分配機構(gòu)6變更到非差動狀態(tài)的情況下的變更量Cb。根據(jù)上述也可以說，在全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在變更發(fā)動機3的動作點的情況下，從正常線La上的Aa點沿著等電力線Lp變更到Ba2點是適合的。而且可以說，在部分氣缸運轉(zhuǎn)時，在變更發(fā)動機3的動作點的情況下，將動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)從而使動作點從Ab點變更到Bbl點是適合的。
[0046]另外，打齒音抑制線Lea、Lcb是在動力分配機構(gòu)6以差動狀態(tài)使發(fā)動機3運轉(zhuǎn)的情況下被確定的。因此，如圖8B所示，在發(fā)動機3的動作點位于鎖定線Lx上的情況下，SP使發(fā)動機3的動作點不位于打齒音抑制線Lcb上，由于傳遞到輸出齒輪組20的轉(zhuǎn)矩變動的特性發(fā)生改變，因此也可抑制打齒音。
[0047]接著，參照圖9并對ECU30所進行的控制例程的一個示例進行說明。圖9的控制例程的程序保持于ECU30，適時被讀出并以規(guī)定間隔反復(fù)執(zhí)行。在步驟Sll中，ECU30判定發(fā)動機3是否處于全部氣缸運轉(zhuǎn)。在發(fā)動機3處于全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況下進入到步驟S12。在發(fā)動機3不處于全部氣缸運轉(zhuǎn)的情況下、即處于部分氣缸運轉(zhuǎn)的情況下進入到步驟S13。
[0048]在步驟S12中，ECU30判定第二電動發(fā)電機5的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩是否處于動作點變更范圍Rl。在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍Rl的情況下進入到步驟S14，如圖8A所示，ECU30將發(fā)動機3的動作點從正常線La上的Aa點沿著等電力線Lp變更到打齒音抑制線Lca上的Ba2點，結(jié)束本次例程。另一方面，在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩并未處于動作點變更范圍Rl的情況下進入到步驟S15，E⑶30將動作點維持在圖8A的正常線La上。而且，結(jié)束本次例程。
[0049]在步驟S13中，ECU30判定第二電動發(fā)電機5的電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩是否處于動作點變更范圍R2。在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩處于動作點變更范圍R2的情況下進入到步驟S16，ECU30將電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25從釋放狀態(tài)操作為卡合狀態(tài)，使得動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)。由此，如圖8B所示，ECU30將發(fā)動機3的動作點從正常線Lb上的Ab點沿著等電力線Lp變更到鎖定線Lx上的Bbl點，結(jié)束本次例程。另一方面，在電動發(fā)電機轉(zhuǎn)矩并未處于動作點變更范圍R2的情況下進入到步驟S17, ECU30不變更發(fā)動機3的動作點而將動作點維持在圖8B的正常線Lb上。而且，結(jié)束本次例程。
[0050]通過E⑶30執(zhí)行圖9的控制例程，能夠獲得與第一方式相同的效果。而且，以分別適合于全部氣缸運轉(zhuǎn)及部分氣缸運轉(zhuǎn)的方法來變更發(fā)動機的動作點，因此能夠抑制打齒音而不會導(dǎo)致燃耗變差。由于ECU30執(zhí)行圖9的步驟S12，因而ECU30作為本發(fā)明所涉及的變更單元而發(fā)揮功能。
[0051]本發(fā)明并未限定于上述各方式，在本發(fā)明的內(nèi)容的范圍內(nèi)能夠以各種方式實施。作為變更發(fā)動機的動作點的方法，并未限定于將上述的差動機構(gòu)從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)的方法、將正常線上的動作點變更到打齒音抑制線上的方法。例如，在變更發(fā)動機的動作點時，也可以進行將發(fā)動機的動作點以規(guī)定的變化量向高旋轉(zhuǎn)低轉(zhuǎn)矩側(cè)移動的方法。
[0052]在上述各方式中，由電動發(fā)電機鎖定機構(gòu)25鎖定作為第一電動機的第一電動發(fā)電機4,從而將作為差動機構(gòu)的動力分配機構(gòu)6從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)。但是,作為將差動機構(gòu)從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)的鎖定單元，并未限定于阻止第一電動機自身的旋轉(zhuǎn)的情況。例如也可以是，利用離合器切斷從差動機構(gòu)到第一電動機的動力傳遞路徑，并且以固定差動機構(gòu)側(cè)的要素的方式實施鎖定單元，通過該鎖定單元將差動機構(gòu)從差動狀態(tài)切換到非差動狀態(tài)。
[0053]作為本發(fā)明的適用對象的發(fā)動機并未限定于能夠在部分氣缸運轉(zhuǎn)和全部氣缸運轉(zhuǎn)之間進行切換的發(fā)動機。即，發(fā)動機并未限定于將部分氣缸運轉(zhuǎn)設(shè)為高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)、將全部氣缸運轉(zhuǎn)設(shè)為低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)而分別執(zhí)行的情況。本發(fā)明能夠適用于可執(zhí)行轉(zhuǎn)矩變動的大小相對不同的至少兩種運轉(zhuǎn)的發(fā)動機。例如，也能夠?qū)⒃O(shè)置增壓機而能夠分別執(zhí)行增壓較高的高增壓運轉(zhuǎn)和增壓較低的低增壓運轉(zhuǎn)的發(fā)動機、能夠通過切換目標空燃比來分別執(zhí)行稀薄燃燒和理想配比燃燒的發(fā)動機作為本發(fā)明的適用對象。
[0054]對于這些發(fā)動機，輸出轉(zhuǎn)矩的變動由于運轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換而發(fā)生變化。具體而言，在變更增壓的發(fā)動機的情況下，高增壓運轉(zhuǎn)時的輸出轉(zhuǎn)矩變動比低增壓運轉(zhuǎn)時的輸出轉(zhuǎn)矩變動大。因此，該發(fā)動機將高增壓運轉(zhuǎn)作為高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)而執(zhí)行的情況與該發(fā)動機將低增壓運轉(zhuǎn)作為低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)而執(zhí)行的情況相比，能夠?qū)⒌诙妱訖C的轉(zhuǎn)矩的范圍即規(guī)定范圍設(shè)定得較寬。而且，在能夠執(zhí)行稀薄燃燒運轉(zhuǎn)和理想配比燃燒運轉(zhuǎn)的發(fā)動機的情況下，稀薄燃燒運轉(zhuǎn)時與理想配比燃燒運轉(zhuǎn)時相比輸出轉(zhuǎn)矩變動大。因此，該發(fā)動機將稀薄燃燒運轉(zhuǎn)作為高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)而執(zhí)行的情況與將理想配比燃燒運轉(zhuǎn)作為低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)而執(zhí)行的情況相比，能夠?qū)⒌诙妱訖C的轉(zhuǎn)矩的范圍即規(guī)定范圍設(shè)定得較寬。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車輛的控制裝置，適用于混合動力車輛，所述混合動力車輛具備: 發(fā)動機，能夠執(zhí)行輸出轉(zhuǎn)矩變動大的高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)和輸出轉(zhuǎn)矩變動小的低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)； 第一電動機； 輸出部，用于向驅(qū)動輪傳遞轉(zhuǎn)矩； 差動機構(gòu)，將所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分配給所述第一電動機和所述輸出部；及 第二電動機，經(jīng)由齒輪與所述輸出部連接； 所述控制裝置使所述發(fā)動機執(zhí)行所述高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)和所述低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)、且在所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于規(guī)定范圍的情況下變更所述發(fā)動機的動作點，其特征在于， 所述發(fā)動機執(zhí)行所述高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時的所述規(guī)定范圍被設(shè)定為比所述發(fā)動機執(zhí)行所述低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)時的所述規(guī)定范圍寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中， 所述控制裝置具備鎖定單元，所述鎖定單元能夠?qū)⑺霾顒訖C構(gòu)的狀態(tài)從將所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分配給所述第一電動機和所述輸出部的差動狀態(tài)切換到停止進行該分配的非差動狀態(tài)， 在所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于所述規(guī)定范圍的情況下，操作所述鎖定單元以使所述差動機構(gòu)的狀態(tài)從所述差動狀態(tài)切換到所述非差動狀態(tài)，從而變更所述發(fā)動機的動作點。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其中， 控制所述混合動力車輛，使得在所述差動機構(gòu)的狀態(tài)從所述差動狀態(tài)被切換到所述非差動狀態(tài)而變更了所述發(fā)動機的動作點的情況下，通過將所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩相加來輸出駕駛者的要求驅(qū)動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中， 所述發(fā)動機具有多個氣缸，將部分氣缸運轉(zhuǎn)設(shè)為所述高轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)，將全部氣缸運轉(zhuǎn)設(shè)為所述低轉(zhuǎn)矩變動運轉(zhuǎn)，能夠分別予以執(zhí)行，其中，所述部分氣缸運轉(zhuǎn)是使所述多個氣缸中的一部分氣缸停止而使其余氣缸進行工作，所述全部氣缸運轉(zhuǎn)是使所述多個氣缸中的全部氣缸進行工作， 所述控制裝置具備:鎖定單元，能夠?qū)⑺霾顒訖C構(gòu)的狀態(tài)從將所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩分配給所述第一電動機和所述輸出部的差動狀態(tài)切換到停止進行該分配的非差動狀態(tài)；及變更單元，在所述差動機構(gòu)保持所述差動狀態(tài)的狀態(tài)下變更所述發(fā)動機的動作點； 在所述全部氣缸運轉(zhuǎn)時，在所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于所述規(guī)定范圍的情況下，通過所述變更單元變更所述發(fā)動機的動作點， 在所述部分氣缸運轉(zhuǎn)時，在所述第二電動機的轉(zhuǎn)矩處于所述規(guī)定范圍的情況下，操作所述鎖定單元以使所述差動機構(gòu)的狀態(tài)從所述差動狀態(tài)切換到所述非差動狀態(tài)，從而變更所述發(fā)動機的動作點。
【文檔編號】B60W20/00GK103987601SQ201280014170
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】高橋史, 宮川武, 中島慶卓, 川本晃喜, 佐藤大騎, 中野真人, 佐藤彰洋, 金山武司, 末永真一郎 申請人:豐田自動車株式會社