混合動(dòng)力車輛及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接合或斷開動(dòng)力傳遞斷接部來切換用于行駛的驅(qū)動(dòng)源的形式的混合動(dòng)力車輛及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I所公開的串并聯(lián)復(fù)合電動(dòng)汽車(SPHV)中，切換為串聯(lián)混合動(dòng)力車(SHV)模式或并聯(lián)混合動(dòng)力車(PHV)模式。在SHV模式時(shí)，利用內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械輸出來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力和電池的放電電力來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，利用該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪。在PHV模式時(shí)，利用內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械輸出來驅(qū)動(dòng)車輪，在起步、加速或制動(dòng)等時(shí)，針對(duì)要求驅(qū)動(dòng)力，利用電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償不能用內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械輸出進(jìn)行供給的部分。
[0003]在從SHV模式切換到PHV模式的情況下，在車速(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)到達(dá)預(yù)定值Vl的時(shí)刻控制發(fā)電機(jī)的扭矩，逐漸使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。然后，在兩轉(zhuǎn)速一致且車速到達(dá)預(yù)定值V2的時(shí)刻接通離合器，使發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械聯(lián)結(jié)。此外，在PHV模式時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于預(yù)定值的情況下，當(dāng)通過斷開離合器而斷開發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的機(jī)械聯(lián)結(jié)時(shí)，切換為SHV模式。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特許第3052753號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開平9-224304號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開第2011/074482號(hào)
[0009]專利文獻(xiàn)4:國(guó)際公開第2011/074483號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的課題
[0011]在上述所說明的專利文獻(xiàn)I的SPHV中，以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一致作為用于從SHV模式切換到PHV模式時(shí)進(jìn)行的離合器接合的條件。但是，可以這樣認(rèn)為:即使這兩個(gè)轉(zhuǎn)速一致，當(dāng)在發(fā)電機(jī)的輸出與電動(dòng)機(jī)的輸出不同的狀態(tài)下接合離合器時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沖擊。即，在專利文獻(xiàn)I的SPHV中，不僅需要使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一致，還需要使各轉(zhuǎn)速的角速度的標(biāo)號(hào)一致且使發(fā)電機(jī)的輸出接近電動(dòng)機(jī)的輸出。
[0012]圖20及圖21是示出驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的特性的一個(gè)示例的圖。該圖的縱軸表示內(nèi)燃機(jī)的扭矩，橫軸表示內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖20和圖21中的粗實(shí)線是連接燃料消耗率最佳的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)的線(下面，稱為“BSFC底線”)。在SHV模式時(shí)，內(nèi)燃機(jī)在該線上的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，圖20及圖21中的單點(diǎn)劃線是連接扭矩和轉(zhuǎn)速不同但輸出相同的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)的線(下面，稱為“等輸出線”)。
[0013]在專利文獻(xiàn)I的SPHV的模式是SHV模式且從內(nèi)燃機(jī)在圖20所示的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)A處運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)切換到PHV模式時(shí)，在為了使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速接近電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速落在圖20中的以雙點(diǎn)劃線表示的值(所希望的轉(zhuǎn)速)的情況下，當(dāng)想要維持燃料消耗率時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)沿著BSFC底線從A移至B。其結(jié)果是，內(nèi)燃機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速均下降，因此內(nèi)燃機(jī)的輸出降低。此時(shí)，可能產(chǎn)生這樣的狀況:發(fā)電機(jī)無法提供電動(dòng)機(jī)所要求的全部的電力，由電池提供電力的不足部分。
[0014]另一方面，在同樣的條件下，當(dāng)為了維持內(nèi)燃機(jī)的輸出而沿著等輸出線將運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)從A移至C時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)偏離BSFC底線，因此燃料消耗率降低。
[0015]另一方面，在從SHV模式切換為PHV模式時(shí)改變內(nèi)燃機(jī)的扭矩的情況下也是同樣的。如圖21所示，在從內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)A運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)切換為PHV模式時(shí)，在使內(nèi)燃機(jī)的扭矩落在圖21中的以雙點(diǎn)劃線表示的值(所希望的扭矩)的情況下，當(dāng)想要維持燃料消耗率時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)沿著BSFC底線從A移至D。其結(jié)果是，與內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)的發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不一致，因此可以認(rèn)為:在該狀態(tài)下，當(dāng)接合離合器時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊。此外，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩均下降，因此內(nèi)燃機(jī)的輸出降低。此時(shí)，可能產(chǎn)生這樣的狀況:發(fā)電機(jī)無法向發(fā)電機(jī)提供電動(dòng)機(jī)所要求的全部的電力，由電池提供電力的不足部分。
[0016]另一方面，在同樣的條件下，當(dāng)為了維持內(nèi)燃機(jī)的輸出而沿著等輸出線將運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)從A移至E時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)偏離BSFC底線，因此燃料消耗率降低。
[0017]此外，在上述所說明的專利文獻(xiàn)I的SPHV為PHV模式時(shí)，按照內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械輸出和狀況，從電動(dòng)機(jī)的輔助輸出得到要求驅(qū)動(dòng)力。另一方面，在SHV模式時(shí)，僅根據(jù)電動(dòng)機(jī)的輸出來得到要求驅(qū)動(dòng)力。因此，在從PHV模式切換到SHV模式時(shí)，即使離合器斷開的條件成立后立即斷開離合器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)所要求的輸出的變化較大時(shí)，有時(shí)也無法立即應(yīng)對(duì)要求驅(qū)動(dòng)力。
[0018]例如當(dāng)切換為SHV模式時(shí)的電池的剩余容量低時(shí)，需要利用內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械輸出來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，并利用發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。但是，由于內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的響應(yīng)性不高，因此有時(shí)無法在剛斷開離合器后立即向電動(dòng)機(jī)提供與要求驅(qū)動(dòng)力相應(yīng)的電力。此時(shí)，電動(dòng)機(jī)無法輸出要求驅(qū)動(dòng)力，因此有可能在斷開離合器時(shí)產(chǎn)生沖擊而使駕駛者感到不適。此外，為了在剛斷開離合器后立即根據(jù)要求驅(qū)動(dòng)力由電池補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)所需的電力與發(fā)電機(jī)的發(fā)電電力之間的差，需要該電池具有足夠的容量。
[0019]本發(fā)明的目的在于提供一種混合動(dòng)力車輛及其控制方法，該混合動(dòng)力車輛及其控制方法能夠在不給駕駛員帶來不舒適感且能量效率不降低的情況下接合或斷開動(dòng)力傳遞斷接部。
[0020]用于解決課題的手段
[0021]為了解決上述課題而達(dá)成目的，權(quán)利要求1所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛具備:內(nèi)燃機(jī)(例如實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)111);發(fā)電機(jī)(例如實(shí)施方式中的發(fā)電機(jī)113)，其通過所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)來發(fā)電；蓄電器(例如實(shí)施方式中的蓄電器101)，其向電動(dòng)機(jī)供給電力；所述電動(dòng)機(jī)(例如實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)109)，其與驅(qū)動(dòng)輪(例如實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)輪133)連接，通過來自所述蓄電器和所述發(fā)電機(jī)中的至少一方的電力供給進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；以及動(dòng)力傳遞斷接部(例如實(shí)施方式中的離合器117)，其被配置在所述發(fā)電機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)輪之間，斷開或連接從所述內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由所述發(fā)電機(jī)到所述驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳遞路徑，所述混合動(dòng)力車輛利用來自所述電動(dòng)機(jī)和所述內(nèi)燃機(jī)中的至少一方的動(dòng)力來行駛，所述混合動(dòng)力車輛的特征在于，具備:發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)轉(zhuǎn)移判斷部(例如實(shí)施方式中的發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)轉(zhuǎn)移判斷部503)，其判斷是否從該混合動(dòng)力車輛以所述電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的串聯(lián)行駛起，接合所述動(dòng)力傳遞斷接部而轉(zhuǎn)移到該混合動(dòng)力車輛至少以所述內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)行駛，其中，在所述串聯(lián)行駛中，所述電動(dòng)機(jī)借助于所述發(fā)電機(jī)利用所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力生成的發(fā)電電力而被驅(qū)動(dòng)；接合轉(zhuǎn)速導(dǎo)出部(例如實(shí)施方式中的接合轉(zhuǎn)速計(jì)算部505)，其導(dǎo)出與所述行駛速度相應(yīng)的所述動(dòng)力傳遞斷接部的所述驅(qū)動(dòng)輪側(cè)的轉(zhuǎn)速，作為接合所述動(dòng)力傳遞斷接部的所述內(nèi)燃機(jī)的接合轉(zhuǎn)速；內(nèi)燃機(jī)控制部(例如實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制部507)，其對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制；斷接控制部(例如實(shí)施方式中的油壓回路控制部509)，其進(jìn)行控制，使得在所述發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)轉(zhuǎn)移判斷部判斷為向所述發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)行駛轉(zhuǎn)移后，所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與所述接合轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速差成為了預(yù)定值以下時(shí)，接合所述動(dòng)力傳遞斷接部。
[0022]并且，在權(quán)利要求2所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，其特征在于，在該混合動(dòng)力車輛為預(yù)定車速以上且所述串聯(lián)行駛時(shí)的所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速高于所述接合轉(zhuǎn)速時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)控制部進(jìn)行控制，使得所述內(nèi)燃機(jī)在連接燃料消耗率最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)而成的燃料效率最佳線上運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0023]并且，在權(quán)利要求3所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，其特征在于，所述混合動(dòng)力車輛具備要求驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)出部(例如實(shí)施方式中的要求驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)出部501)，該要求驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)出部根據(jù)該混合動(dòng)力車輛中的與油門操作對(duì)應(yīng)的油門踏板開度和該混合動(dòng)力車輛的行駛速度，導(dǎo)出該混合動(dòng)力車輛所要求的驅(qū)動(dòng)力，在該混合動(dòng)力車輛為預(yù)定車速以上且所述串聯(lián)行駛時(shí)的所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速低于所述接合轉(zhuǎn)速時(shí)，所述內(nèi)燃機(jī)控制部進(jìn)行控制，使得所述內(nèi)燃機(jī)在等輸出線上運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，所述等輸出線是連接可維持與所述要求驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)出部導(dǎo)出的要求驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)的輸出的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)而成的。
[0024]并且，在權(quán)利要求4所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，其特征在于，關(guān)于所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)在所述等輸出線上轉(zhuǎn)移而使所述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速與所述接合轉(zhuǎn)速一致的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處的、從所述內(nèi)燃機(jī)到所述驅(qū)動(dòng)輪的能量傳遞效率，機(jī)械效率比電效率良好。
[0025]并且，在權(quán)利要求5所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，具備:內(nèi)燃機(jī)(例如實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)111);發(fā)電機(jī)(例如實(shí)施方式中的發(fā)電機(jī)113)，其通過所述內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)來發(fā)電；蓄電器(例如實(shí)施方式中的蓄電器101)，其向電動(dòng)機(jī)供給電力；所述電動(dòng)機(jī)(例如實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)109)，其與驅(qū)動(dòng)輪(例如實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)輪133)連接，通過來自所述蓄電器和所述發(fā)電機(jī)中的至少一方的電力供給進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；以及動(dòng)力傳遞斷接部(例如實(shí)施方式中的離合器117)，其被配置在所述發(fā)電機(jī)與所述驅(qū)動(dòng)輪之間，斷開或連接從所述內(nèi)燃機(jī)經(jīng)由所述發(fā)電機(jī)到所述驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳遞路徑，所述混合動(dòng)力車輛利用來自所述電動(dòng)機(jī)和所述內(nèi)燃機(jī)中的至少一方的動(dòng)力來行駛，所述混合動(dòng)力車輛的特征在于，具備:串聯(lián)轉(zhuǎn)移判斷部(例如實(shí)施方式中的串聯(lián)轉(zhuǎn)移判斷部603)，其判斷是否從該混合動(dòng)力車輛至少以所述內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)行駛起，斷開所述動(dòng)力傳遞斷接部而轉(zhuǎn)移到該混合動(dòng)力車輛以所述電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的串聯(lián)行駛，其中，在所述串聯(lián)行駛中，所述電動(dòng)機(jī)借助于所述發(fā)電機(jī)利用所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力生成的發(fā)電電力而被驅(qū)動(dòng)；傳遞比例變更部(例如實(shí)施方式中的扭矩轉(zhuǎn)移控制部607)，其對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的輸出的電傳遞相對(duì)于機(jī)械傳遞的比例進(jìn)行變更；以及斷接控制部(例如實(shí)施方式中的油壓回路控制部609)，其進(jìn)行控制，使得在所述串聯(lián)轉(zhuǎn)移判斷部判斷為向所述串聯(lián)行駛轉(zhuǎn)移后，所述內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械傳遞部分的輸出成為了預(yù)定值以下時(shí)，斷開所述動(dòng)力傳遞斷接部。
[0026]并且，在權(quán)利要求6所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，其特征在于，具備:蓄電器輸出控制部(例如實(shí)施方式中的管理部ECU123)，其對(duì)從所述蓄電器向所述電動(dòng)機(jī)的電力供給進(jìn)行控制；以及內(nèi)燃機(jī)控制部(例如實(shí)施方式中的管理部ECU123)，其對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，在斷開所述動(dòng)力傳遞斷接部后，所述蓄電器輸出控制部減少從所述蓄電器提供到所述電動(dòng)機(jī)的電力，所述內(nèi)燃機(jī)控制部使所述內(nèi)燃機(jī)在連接燃料消耗率最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)而成的燃料效率最佳線上運(yùn)轉(zhuǎn)，使得所述內(nèi)燃機(jī)的輸出相應(yīng)于從所述蓄電器提供到所述電動(dòng)機(jī)的電力的減少而增加。
[0027]并且，在權(quán)利要求7所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，其特征在于，具備:要求驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)出部(例如實(shí)施方式中的管理部ECU123)，其根據(jù)該混合動(dòng)力車輛中的與油門操作對(duì)應(yīng)的油門踏板開度和該混合動(dòng)力車輛的行駛速度，導(dǎo)出該混合動(dòng)力車輛所要求的驅(qū)動(dòng)力；以及內(nèi)燃機(jī)控制部(例如實(shí)施方式中的管理部ECU123)，其對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制，如果在接合了所述動(dòng)力傳遞斷接部的狀態(tài)下該混合動(dòng)力車輛進(jìn)行以所述內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動(dòng)源的行駛時(shí)，所述要求驅(qū)動(dòng)力導(dǎo)出部導(dǎo)出的要求驅(qū)動(dòng)力提高，則所述內(nèi)燃機(jī)控制部提高所述內(nèi)燃機(jī)的輸出至運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)到達(dá)連接燃料消耗率最佳的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)而成的燃料效率最佳線為止，以滿足所述要求驅(qū)動(dòng)力，在所述要求驅(qū)動(dòng)力超出所述燃料效率最佳線上的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處的所述內(nèi)燃機(jī)的輸出的情況下，所述內(nèi)燃機(jī)控制部使所述內(nèi)燃機(jī)在所述燃料效率最佳線上的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)處運(yùn)轉(zhuǎn)，使得通過來自所述蓄電器的電力供給進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的所述電動(dòng)機(jī)輸出所述內(nèi)燃機(jī)的輸出相對(duì)于所述要求驅(qū)動(dòng)力所不足的部分。
[0028]并且，在權(quán)利要求8所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛中，其特征在于，所述混合動(dòng)力車輛具備對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制的內(nèi)燃機(jī)控制部(例如實(shí)施方式中的管理部ECU123)，在從所述傳遞比例變更部開始變更所述內(nèi)燃機(jī)的輸出的電傳遞相對(duì)于機(jī)械傳遞的比例起到所述動(dòng)力傳遞路徑的斷開完成為止的期間，所述內(nèi)燃機(jī)控制部控制所述發(fā)電機(jī)的扭矩而控制所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使得所述內(nèi)燃機(jī)的扭矩被維持為恒定。
[0029]并且，在權(quán)利要求9所記載的發(fā)明的混合動(dòng)力車輛的控制方法中，該混合動(dòng)力車輛具備:內(nèi)燃機(jī)(例如實(shí)施方式中的內(nèi)燃機(jī)111);發(fā)電機(jī)(例如實(shí)施方式中的發(fā)電機(jī)