專利名稱：混合驅(qū)動裝置的控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配置有兩種原動力作為驅(qū)動車輛的動力源的混合驅(qū)動裝置，尤其涉及一種混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中第二原動力通過變速器連接到輸出部件，同時(shí)動力從第一原動力傳送到該輸出部件。
背景技術(shù)：
這種類型的混合驅(qū)動裝置的控制裝置的一個(gè)例子如JP-A-2002-225578中所公開的那樣。在這個(gè)公布中，描述了發(fā)動機(jī)和第一電動發(fā)電機(jī)通過合成/分配機(jī)構(gòu)相連的混合驅(qū)動裝置，該合成/分配機(jī)構(gòu)由單個(gè)齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，同時(shí)輸出部件以轉(zhuǎn)矩傳遞方式與合成/分配機(jī)構(gòu)相連，并且第二電動發(fā)電機(jī)通過變速機(jī)構(gòu)與輸出部件相連。
因此，根據(jù)該公布中所描述的混合驅(qū)動裝置，輸出軸上有依照單個(gè)齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)、由發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的合成轉(zhuǎn)矩；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可由第一電動發(fā)電機(jī)來控制。因此，發(fā)動機(jī)可能以最佳燃油消耗而被驅(qū)動，從而提高了車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。此外，當(dāng)發(fā)動機(jī)以最佳燃油消耗而被驅(qū)動時(shí)，通過由第一電動機(jī)發(fā)電(也就是，能量再生)從而由產(chǎn)生的電力驅(qū)動第二電動發(fā)電機(jī)，能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩施加到輸出軸上。因此，可以在燃油消耗變差的情況下獲得充分的驅(qū)動力。此外，通過使由變速器設(shè)置的傳動比大于“1”，由第二電動發(fā)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩可以被提高并傳送到輸出軸。倘若傳動比下降(如，倘若變速器設(shè)置為高速階段)，那么第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，從而第二電動發(fā)電機(jī)可以轉(zhuǎn)變?yōu)榈凸β市突蛐⌒突?br> 前述混合驅(qū)動裝置是所謂的“機(jī)械式分配型”，JP-A-2002-295709也公開了同種類型的混合驅(qū)動裝置。在這個(gè)公布中所公開的裝置構(gòu)造為，當(dāng)變速器執(zhí)行變速時(shí)，該裝置控制各個(gè)電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
同樣，JP-A-6-319210公開了電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩通過變速器傳送到輸出軸的電機(jī)驅(qū)動車輛。如該公布所公開的車輛中，通過判斷變速時(shí)的狀態(tài)，控制變速時(shí)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和離合器的施加壓力。
此外，在JP-A-2000-295720中，描述了一種所謂“串聯(lián)式混合驅(qū)動裝置”，其中電動機(jī)由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力來驅(qū)動。在該裝置中，車輛行駛于坡度比預(yù)定值陡的下坡時(shí)禁止變速。
再者，在JP-A-9-9414中，描述了構(gòu)造為根據(jù)電池的殘余量SOC(也就是，充電狀態(tài))改變變速點(diǎn)的混合驅(qū)動裝置。同樣，在JP-A-9-233606中描述的混合驅(qū)動裝置中，在充電量SOC充分剩余時(shí)，由電機(jī)降低傳動比來驅(qū)動車輛；相反，充電量SOC沒有充分剩余時(shí)，由發(fā)動機(jī)增大傳動比來驅(qū)動車輛。
在上述所謂“機(jī)械式分配型”混合驅(qū)動裝置中，如JP-A-225578所描述的，第二電動發(fā)電機(jī)通過變速器連接到輸出軸。因此，倘若在第二電動發(fā)電機(jī)把運(yùn)行控制為動力模式或再生模式的情況下進(jìn)行變速，變速操作中的變速器的變速轉(zhuǎn)矩下降。由此，改變了輸出軸的轉(zhuǎn)矩，并會引起沖擊。另一方面，這種混合驅(qū)動裝置構(gòu)造為，當(dāng)轉(zhuǎn)矩被輸出時(shí)，由行星齒輪機(jī)構(gòu)合成發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和第一電動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩，從而輸出軸轉(zhuǎn)矩由第一電動發(fā)電機(jī)控制。因此，可以考慮到控制第一電動發(fā)電機(jī)、從而抑制或阻止變速時(shí)變速器的這種轉(zhuǎn)矩變化。
因?yàn)榈谝浑妱影l(fā)電機(jī)和發(fā)動機(jī)通過行星齒輪機(jī)構(gòu)相連，如上所述，例如當(dāng)為了升高輸出軸轉(zhuǎn)矩而改變第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩時(shí)，作為反作用施加在發(fā)動機(jī)上的轉(zhuǎn)矩被改變。當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時(shí)車輛由第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，此時(shí)發(fā)動機(jī)不輸出轉(zhuǎn)矩。因此，如果第一電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩改變、從而抑制變速器變速時(shí)輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降，則使發(fā)動機(jī)反向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩可能作用在發(fā)動機(jī)上。因?yàn)楫吘共幌Ｍl(fā)動機(jī)反向轉(zhuǎn)動，當(dāng)車輛在所謂“EV行駛”時(shí)，此時(shí)車輛由第二電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，因此不可能抑制伴隨變速器變速時(shí)可能出現(xiàn)的輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降。
另一方面，上述第一電動發(fā)電機(jī)和第二電動發(fā)電機(jī)可以作為電動機(jī)或發(fā)電機(jī)運(yùn)行，所以當(dāng)車輛使用這些電動發(fā)電機(jī)行駛時(shí)，能夠通過控制這些電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在變速器變速時(shí)的變化，來抑制輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降。然而，如果增大正轉(zhuǎn)矩，該正轉(zhuǎn)矩將由這些電動發(fā)電機(jī)中的任何一個(gè)輸出，則不得不增大蓄電裝置例如電池的輸出。相反，為了增大負(fù)轉(zhuǎn)矩，蓄電裝置必須接受所產(chǎn)生的電能。
具體地，蓄電裝置參與電動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，但是蓄電裝置的容量被限制。因此，當(dāng)所儲存的電量(充電量)低時(shí)，蓄電裝置不能驅(qū)動電動發(fā)電機(jī)或增大其輸出轉(zhuǎn)矩。相反，當(dāng)所儲存的電量(充電量)幾乎是滿的時(shí)，蓄電裝置不能接受電能，從而不能增大由電動發(fā)電機(jī)的再生控制引起的負(fù)轉(zhuǎn)矩。這種由蓄電裝置引起的對電動發(fā)電機(jī)的控制的限制，可能不僅由所儲存的電量(充電量)引起，而且可能由溫度等引起。畢竟，電動發(fā)電機(jī)的控制依照作為電動發(fā)電機(jī)能量源的蓄電裝置的狀態(tài)而收到限制，即使不存在電動發(fā)電機(jī)的故障。結(jié)果，變速器變速時(shí)輸出軸轉(zhuǎn)矩的改變不可能被抑制，這不可能防止沖擊中引起的惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于上述技術(shù)問題，其目的是提供一種混合驅(qū)動裝置的控制裝置，該控制裝置能夠抑制或防止伴隨變速器變速時(shí)或乘坐舒適性變差時(shí)的沖擊，即使在限制了第一原動力或第二原動力中任何一個(gè)的轉(zhuǎn)矩控制的情況，該原動力能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩施加到輸出部件上。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征結(jié)構(gòu)為，改變變速點(diǎn)，從而使伴隨變速器變速時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動很小。具體地，根據(jù)本發(fā)明，提供一種混合動力車的控制裝置，其中輸出部件與第一原動力相連，第二原動力通過變速器與輸出部件相連，該第二原動力能夠輸出正轉(zhuǎn)矩和負(fù)轉(zhuǎn)矩中的至少一個(gè)，該控制裝置包括運(yùn)行限制判斷裝置或判斷器，判斷第一原動力和第二原動力中的至少一個(gè)的運(yùn)行控制受到限制；變速點(diǎn)變換裝置或變換器，改變變速點(diǎn)，其中當(dāng)運(yùn)行判斷裝置或判斷器判斷到運(yùn)行控制受到限制時(shí)、變速器的變速決定被滿足，不同于運(yùn)行控制不受限制時(shí)的變速點(diǎn)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，在第一原動力或第二原動力中的運(yùn)行控制受到限制的情況下，與運(yùn)行控制不受限制的情況相比，改變用以決定變速器變速的變速點(diǎn)。結(jié)果，在適合于輸出部件上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的時(shí)間，執(zhí)行變速器變速，減輕或防止了伴隨變速的沖擊。
此外，本發(fā)明控制裝置進(jìn)一步包括一個(gè)蓄能器，把能量輸出到所述第一原動力或第二原動力上，或者儲存由任何一個(gè)原動力產(chǎn)生的能量；其中所述運(yùn)行限制判斷裝置或判斷器包括一個(gè)用于根據(jù)蓄能器的狀況判斷驅(qū)動限制的裝置或判斷器。
因此，在本發(fā)明的控制裝置中，根據(jù)蓄能器的狀態(tài)判斷對所述運(yùn)行控制的限制，該蓄能器把能量輸出到任何一個(gè)原動力上，并接受由任何一個(gè)原動力產(chǎn)生的能量。所以，在能量不能充分被輸出或不能接受能量的情況下改變變速點(diǎn)，從而減輕或防止沖擊。
此外，在本發(fā)明的控制裝置中，所述第一原動力或第二原動力中的至少一個(gè)使能量再生；所述驅(qū)動限制判斷裝置或判斷器包括一個(gè)裝置或判斷器，用于在所述蓄能器的接受容量小于預(yù)定值時(shí)判斷對所述運(yùn)行控制的限制；所述變速點(diǎn)變換裝置或變換器包括一個(gè)裝置或變換器，用于在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，當(dāng)所述混合動力車的要求載荷相對較低時(shí)改變所述變速點(diǎn)。
因此，在本發(fā)明的控制裝置中，在蓄能器不能接受任何一個(gè)原動力再生的能量的情況下，或接受任何一個(gè)原動力再生的能量受到限制的情況下，判斷對原動力的運(yùn)行控制進(jìn)行限制。在這種情況下，決定變速器變速的變速點(diǎn)變化到相對較低載荷的一側(cè)。因此，在變速器變速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩變化不能由再生轉(zhuǎn)矩充分抑制的情況下，在相對較低的載荷狀態(tài)下執(zhí)行變速。結(jié)果，可能伴隨變速產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變化變得很小，以致于轉(zhuǎn)矩本身的波動很小，因而，即使再生轉(zhuǎn)矩很小時(shí)，也能夠抑制輸出轉(zhuǎn)矩的改變以便不引起沖擊。
此外，在本發(fā)明的控制裝置中，所述第一原動力包括用于能量再生的再生機(jī)構(gòu)；還配置有輸出轉(zhuǎn)矩修正裝置或修正器，用于通過在變速時(shí)改變所述再生機(jī)構(gòu)的再生量，把從第一原動力傳送到所述輸出部件上的轉(zhuǎn)矩向升高側(cè)修正。
因此，在本發(fā)明的控制裝置中，變速器變速時(shí)，由第一原動力的再生機(jī)構(gòu)進(jìn)行能量再生。與此有關(guān)的，改變作用在輸出部件上的轉(zhuǎn)矩，從而抑制變速時(shí)輸出部件轉(zhuǎn)矩的變化。然而，即使由于對第一原動力的運(yùn)行控制進(jìn)行限制，更具體地，對再生機(jī)構(gòu)的再生控制進(jìn)行限制，因而再生轉(zhuǎn)矩的變化很小的情況，也在相對較低的載荷情況下執(zhí)行變速。因此，可能抑制或防止沖擊。
根據(jù)本發(fā)明，另一方面，提供一種控制裝置，其中所述蓄能器的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量和用于能量的所述蓄能器的接受容量中的至少一種，該容許輸出量可能由所述蓄能器輸出；所述運(yùn)行限制判斷裝置或判斷器包括一個(gè)裝置或判斷器，用于在所述容許輸出量或接受容量低于預(yù)定值時(shí)，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；所述變速點(diǎn)變換裝置或變換器包括一種裝置或變換器，用于在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制時(shí)，使所述變速點(diǎn)變化到相對的低速側(cè)。
因此，在本發(fā)明的控制裝置中，如果任何一種原動力的運(yùn)行控制被蓄能器的容許輸出量或接受容量所限制，則決定變速器變速時(shí)的變速點(diǎn)被改變到相對的低速側(cè)。因此，在任何一種原動力不能被充分地控制以便抑制變速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩地改變的情況下，此時(shí)的變速發(fā)生在低速狀態(tài)。結(jié)果，變速所需的時(shí)間縮短，所以由于在任何一種原動力不能被充分控制的狀態(tài)下的變速引起的轉(zhuǎn)矩改變在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束，并且可能伴隨變速的沖擊變得很難感覺到或很輕微。除此以外，倘若通過互換摩擦接合裝置的作用/脫開狀態(tài)而進(jìn)行變速，則由摩擦部件吸收的能量大小變得很小。這有利于改善耐久性。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制裝置，其中所述蓄能器的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量，該容許輸出量可能由所述蓄能器輸出；所述運(yùn)行限制判斷裝置或判斷器包括一種裝置或判斷器，用于在所述容許輸出量低于預(yù)定值時(shí)，判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制；所述變速點(diǎn)變換裝置或變換器包括一種裝置或變換器，用于在所述混合驅(qū)動裝置的要求載荷相對較小時(shí)，使所述變速點(diǎn)變化到低載荷側(cè)。
因此，在本發(fā)明的控制裝置中，倘若在變速器變速時(shí)可能由蓄能器輸出到任一原動力的能量大小受到限制，那么決定變速器變速的變速點(diǎn)變化到相對較低載荷側(cè)。因此，伴隨變速器變速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩的變化很小，從而很難發(fā)生沖擊。此外，也通過限制任一原動力的運(yùn)行控制而抑制輸出轉(zhuǎn)矩的變化。因此，在此方面也防止或緩和了沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種控制裝置，其中任何所述原動力是所述第二原動力，該第二原動力包括用于通過接收所述蓄能器的能量來輸出轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動裝置，還包括一個(gè)驅(qū)動控制裝置或控制器，用于在變速器變速時(shí)從所述驅(qū)動裝置輸出轉(zhuǎn)矩。
因此，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，變速時(shí)可能由第二原動力輸出的轉(zhuǎn)矩，通過對運(yùn)行控制進(jìn)行限制變小。然而，在低載荷狀態(tài)發(fā)生變速，從而即使輸出轉(zhuǎn)矩為第二原動力的小修正轉(zhuǎn)矩，也能夠抑制輸出轉(zhuǎn)矩的變化。結(jié)果，防止或緩和了沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種控制裝置，其中所述蓄能器的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量和用于能量的所述蓄能器的接受容量中的至少一種，該容許輸出量可能由所述蓄能器輸出；所述運(yùn)行限制判斷裝置或判斷器包括一個(gè)裝置或判斷器，用于在所述容許輸出量或接受容量低于預(yù)定值時(shí)，判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制，還包括一個(gè)傳動比固定裝置或儀器，用于在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，從具有所述混合驅(qū)動裝置的車輛起動時(shí)、固定所述變速器的傳動比。
因此，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，倘若任一原動力的運(yùn)行控制被蓄能器的容許輸出量或接受容量所限制，那么保持車輛起動時(shí)的傳動比，以至于不引起變速器的變速。因此，在由任一原動力的轉(zhuǎn)矩修正不能被充分執(zhí)行的狀態(tài)下，不發(fā)生變速，從而沖擊不會惡化。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種控制裝置，其中所述第二原動力包括電動機(jī)，用于把驅(qū)動車輛的動力輸出到所述輸出部件，同時(shí)第一原動力停止，還包括一個(gè)變速調(diào)整裝置或調(diào)整器，用于當(dāng)車輛由所述電動機(jī)輸出的動力行駛時(shí)，在所述變速器變速時(shí)調(diào)整變速。
因此，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，在車輛通過經(jīng)由變速器連接到輸出部件的第二原動力行駛的狀態(tài)下，調(diào)整變速器的變速。因此，在輸出轉(zhuǎn)矩不能由第一原動力進(jìn)行所謂“補(bǔ)償”的狀態(tài)下，不會引起變速和伴隨的轉(zhuǎn)矩波動，或調(diào)整波動，從而抑制或防止了沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種控制裝置，還包括一個(gè)變速時(shí)轉(zhuǎn)矩修正裝置或修正器，用于把所述變速器變速時(shí)從所述第一原動力輸出的轉(zhuǎn)矩向升高側(cè)修正。
因此，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，在由第一原動力輸出并升高轉(zhuǎn)矩的情況下，第一原動力的輸出轉(zhuǎn)矩在變速器變速時(shí)向升高側(cè)被修正。因此，在變速器變速操作過程中輸出部件的轉(zhuǎn)矩由第一原動力補(bǔ)償，并且防止或抑制了在變速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩的下降、或者可能由輸出轉(zhuǎn)矩下降而引起的沖擊。
另外，本發(fā)明的控制方法由上述獨(dú)立控制裝置執(zhí)行。因此，根據(jù)本發(fā)明的控制方法，在限制任一原動力的運(yùn)行控制的情況下，通過改變變速器的變速點(diǎn)，防止或抑制了不舒適的感覺，如沖擊等。
參照附圖，從以下詳細(xì)的描述中可以更充分地理解本發(fā)明的以上和另外的目的和新穎特點(diǎn)。然而，這是為了便于清楚地理解，附圖僅僅為了說明，而不是旨在限制本發(fā)明。


圖1所示的流程示意圖，用以解釋本發(fā)明控制裝置的一個(gè)控制范例；圖2所示的圖表，用以示意與正常變速線的比較，把變速線改變至低載荷側(cè)；圖3所示的流程示意圖，用以解釋本發(fā)明控制裝置的另一控制范例；圖4所示的流程示意圖，用以解釋本發(fā)明控制裝置的又一控制范例；圖5所示的流程示意圖，用以解釋一個(gè)控制范例，該控制范例中根據(jù)油溫選擇傳動比固定控制和正常變速控制；圖6所示的流程示意圖，用以解釋一個(gè)控制范例，該控制范例通過本發(fā)明構(gòu)造的控制設(shè)備，將變速點(diǎn)改變至低速側(cè)；圖7所示的圖表，用以示意與正常變速線的比較，將變速線改變至低速側(cè)；圖8所示的時(shí)間圖，用以解釋通過將變速點(diǎn)改變至低速側(cè)，縮短變速時(shí)間；圖9所示的流程圖，用以解釋一個(gè)控制范例，該控制范例通過本發(fā)明構(gòu)造的控制設(shè)備，在EV行駛時(shí)刻禁止變速；圖10所示的框圖，用以表示混合驅(qū)動裝置的一個(gè)范例，本發(fā)明應(yīng)用于該混合驅(qū)動裝置；圖11所示的框架圖，用以更明確的表示混合驅(qū)動裝置；圖12A為圖11中所示的單齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)的列線圖表；圖12B為圖11中所示的Ravignaux型行星齒輪機(jī)構(gòu)的列線圖表；和圖13所示的流程示意圖，用以解釋混合驅(qū)動裝置進(jìn)行全面控制的范例，本發(fā)明應(yīng)用于該混合驅(qū)動裝置。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明將結(jié)合其特例描述。首先描述的是一個(gè)混合驅(qū)動裝置，本發(fā)明將應(yīng)用于該裝置上。例如，將混合驅(qū)動裝置或者本發(fā)明的應(yīng)用對象安裝在車輛上。如圖10所示，主原動力1的轉(zhuǎn)矩傳遞給輸出部件2，從這里該輸出部件轉(zhuǎn)矩通過差速器3傳遞給驅(qū)動車輪4。另一方面，提供有一個(gè)輔助原動力5，可以進(jìn)行動力控制以輸出驅(qū)動力用于驅(qū)動，以及進(jìn)行能量再生控制來恢復(fù)能量。該輔助原動力5通過變速器6連接到輸出部件2。因此，在輔助原動力5和輸出部件2之間，傳遞轉(zhuǎn)矩的能力將根據(jù)變速器6所設(shè)置的傳動比而增大/減小。
該變速器6可以被構(gòu)造成，設(shè)置把傳動比等于“1”或者更高。使用這種結(jié)構(gòu)，在輔助原動力5用以輸出轉(zhuǎn)矩的動力運(yùn)行時(shí)間內(nèi)，該轉(zhuǎn)矩可以輸出到輸出部件2，這樣輔助原動力5被制成具有較小容量或者較小尺寸。無論如何，優(yōu)選的是輔助原動力5的運(yùn)行效率要保持在一個(gè)滿意的狀態(tài)。例如，輸出部件2的速度根據(jù)車速而上升的情況下，傳動比要降低以減小輔助原動力5的速度。另一方面，輸出部件2的速度下降的情況下，傳動比也可以提高。
對前述混合驅(qū)動裝置將進(jìn)行更詳細(xì)的說明。如圖11所示，主原動力1的主要結(jié)構(gòu)包括內(nèi)燃機(jī)(也稱為“發(fā)動機(jī)”)10，電動發(fā)電機(jī)(暫時(shí)稱為“第一電動發(fā)電機(jī)”或者“MG 1”)11，以及行星齒輪機(jī)構(gòu)12，該行星齒輪機(jī)構(gòu)用以合成或者分配發(fā)動機(jī)10和第一電動發(fā)電機(jī)11間的轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機(jī)10是大家熟知的動力單元，例如汽油機(jī)或者柴油機(jī)，它們通過燃燒燃油來輸出動力，并且具有如下結(jié)構(gòu)，其運(yùn)行狀態(tài)，例如節(jié)氣門開度(或者空氣進(jìn)氣量)、燃油供給量或者點(diǎn)火正時(shí)，可以進(jìn)行電子控制。例如，該控制由電子控制單元(E-ECU)13執(zhí)行，電控單元主要由微處理器組成。
另一方面，第一電動發(fā)電機(jī)11以同步電機(jī)為例，其結(jié)構(gòu)具有電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的功能。第一電動發(fā)電機(jī)11通過變換器14與蓄電設(shè)備15例如電池連接在一起。并且，通過控制變流器14，第一電動發(fā)電機(jī)11的輸出轉(zhuǎn)矩或者再生轉(zhuǎn)矩得到適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。為了進(jìn)行該控制，提供了一個(gè)電子控制單元(MG1-ECU)16，該單元主要由微處理器組成。
此外，行星齒輪機(jī)構(gòu)12是眾所周知的用來形成差速運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)元件太陽齒輪17或者外嚙合齒輪；齒圈18或者內(nèi)嚙合齒輪，與太陽齒輪17為同心排列；支架19，用以保持小齒輪與太陽齒輪17、齒圈18進(jìn)行嚙合，這樣小齒輪可以繞著自己的軸線轉(zhuǎn)動，并且繞著支架19旋轉(zhuǎn)。發(fā)動機(jī)10的輸出軸通過減震器20和支架19連接在一起，作為第一旋轉(zhuǎn)元件。換句話說，支架19用作輸入元件。
另一方面，第一電動發(fā)電機(jī)11作為第二旋轉(zhuǎn)元件和太陽齒輪17連接在一起。因此，該太陽齒輪17是所謂的“反作用元件”，作為第三旋轉(zhuǎn)元件的齒圈18是輸出部件。并且，該齒圈18連接到輸出部件(即輸出軸)2。
另一方面，在圖11所示的例子中，變速器6的結(jié)構(gòu)是一套Ravignaux型行星齒輪機(jī)構(gòu)。這些行星齒輪機(jī)構(gòu)分別配備有外嚙合齒輪，即，第一太陽齒輪21和第二太陽齒輪，在該機(jī)構(gòu)中第一太陽齒輪21和短齒輪23嚙合，齒輪23和軸向較長的長齒輪24嚙合，齒輪24又和齒圈25嚙合，齒圈25與獨(dú)立的太陽齒輪21和22同心排列。這里，獨(dú)立的小齒輪23和24被支撐在支架26上，以繞著它們的軸線轉(zhuǎn)動，并圍繞著支架26旋轉(zhuǎn)。此外，第二太陽齒輪22和長齒輪24嚙合。這樣，第一太陽齒輪21和齒圈25所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于帶有獨(dú)立小齒輪23和24的雙齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)；第二太陽齒輪22和齒圈25所構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，相當(dāng)于帶有長齒輪24的單齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)。
還提供第一制動器B1用以有選擇地固定第一太陽齒輪21，和第二制動器B2用以有選擇的固定齒圈25。這些制動器B1和B2就是所謂的“摩擦接合裝置”，用以通過摩擦力建立接合力，可以采用多盤接合裝置或者帶型接合裝置。制動器B1和B2構(gòu)造為，根據(jù)由油壓或者電磁力所充當(dāng)?shù)慕雍狭?，連續(xù)地改變它們的轉(zhuǎn)矩容量。此外，前述輔助原動力5連接到第二太陽齒輪22，支架26連接到輸出軸2。
因此，在上文描述的變速器6中，第二太陽齒輪22就是所謂的“輸入元件”，支架26是輸出部件。變速器6構(gòu)造為，通過使用第一制動器B1，設(shè)置傳動比大于“1”的高變速階段；通過使用第二制動器B2代替第一制動器B1，設(shè)置低變速階段，該變速階段的傳動比高于那些較高變速階段的傳動比。在這些獨(dú)立的變速階段間執(zhí)行變速操作，是基于行駛狀態(tài)執(zhí)行的，例如車速或者驅(qū)動命令(或者加速器的開度)。具體來說，通過作為圖表(或者變速圖)預(yù)先設(shè)定的變速階段范圍，以及通過根據(jù)檢測到的行駛狀態(tài)設(shè)定變速階段中的任一種，來控制這些變速操作。為了進(jìn)行這些控制，提供一個(gè)電子控制單元(T-ECU)27，其主要是由微處理器組成。
這里在圖11所示的例子中，采用電動發(fā)電機(jī)(暫時(shí)稱為“第二電動發(fā)電機(jī)”或者“MG2”) 作為輔助原動力5，具有動力模式以輸出轉(zhuǎn)矩，以及再生模式以收回能量。該第二電動發(fā)電機(jī)5通過變流器28與電池29連接在一起。此外，電動發(fā)電機(jī)5的結(jié)構(gòu)，通過用主要組成為微處理器的電子控制單元(MG2-ECU)30來控制變流器28，控制動力模式、再生模式以及各自模式下的轉(zhuǎn)矩。這里，電池29和電子控制單元30也可以與變流器14和電池(蓄電設(shè)備)15整合在一起，用于前述第一電動發(fā)電機(jī)11。
用作前面提及的轉(zhuǎn)矩合成/分配機(jī)構(gòu)的單齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)12的列線圖，在圖12A中表示。當(dāng)?shù)谝浑妱影l(fā)動機(jī)11的反作用轉(zhuǎn)矩輸入到太陽齒輪17，以阻止發(fā)動機(jī)10輸出的輸入到支架19的轉(zhuǎn)矩，這樣作為輸出部件的齒圈18上產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩大于從發(fā)動機(jī)10輸入的轉(zhuǎn)矩。在這種情況下，第一電動發(fā)電機(jī)11起到發(fā)電機(jī)的功能。另一方面，當(dāng)齒圈18的速度(或者輸出速度)保持恒定，通過增加/減小第一電動發(fā)電機(jī)11的速度，可以使發(fā)動機(jī)10的速度連續(xù)(或者沒有階躍)變化。具體的說，通過控制第一電動發(fā)電機(jī)11，可以進(jìn)行控制，將發(fā)動機(jī)10的速度設(shè)定在一個(gè)最佳燃油經(jīng)濟(jì)型的值。這里，這種混合的類型稱為“機(jī)械分配型”或者“分離型”。
另一方面，構(gòu)成變速器6的Ravignaux型行星齒輪機(jī)構(gòu)的列線圖，在圖12B中表示。當(dāng)齒圈25被第二制動器B2固定住時(shí)，低變速階段L被設(shè)置使得從第二電動發(fā)電機(jī)5輸出的轉(zhuǎn)矩可以根據(jù)傳動比進(jìn)行放大，并提供給輸出軸2。另一方面，當(dāng)?shù)谝惶桚X輪21被第一制動器B1固定住時(shí)，設(shè)置高變速階段H，該變速階段的傳動比小于低變速階段L的傳動比。高變速階段的傳動比高于“1”，這樣第二電動發(fā)電機(jī)5輸出的轉(zhuǎn)矩根據(jù)傳動比而增大，并提供給輸出軸2。
這里，獨(dú)立的變速階段L和H進(jìn)行穩(wěn)定的設(shè)置的情況下，提供給輸出軸2的轉(zhuǎn)矩是根據(jù)傳動比從第二電動發(fā)電機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)矩開始增大得到的。不管怎樣，在變速過程狀態(tài)，轉(zhuǎn)矩受到獨(dú)立制動器B1和B2的轉(zhuǎn)矩容量的影響，以及受到伴隨速度變化所產(chǎn)生的慣性轉(zhuǎn)矩的影響。另一方面，提供給輸出軸2的轉(zhuǎn)矩在第二電動發(fā)電機(jī)5驅(qū)動狀態(tài)為正向，而在被驅(qū)動狀態(tài)為反向。
所描述的混合驅(qū)動裝置具有兩個(gè)原動力，即主原動力1和輔助原動力5，這樣利用這些原動力，車輛行駛時(shí)具有較低的燃油消耗和較低的排放。甚至在發(fā)電機(jī)10被驅(qū)動時(shí)，通過第一電動發(fā)電機(jī)11控制發(fā)動機(jī)10的速度以得到最佳燃油消耗。此外，在滑行時(shí)間的車輛慣性能也被再生為電能。當(dāng)?shù)诙妱影l(fā)電機(jī)5驅(qū)動產(chǎn)生輔助轉(zhuǎn)矩時(shí)，在車速較低的狀態(tài)下，變速器6設(shè)置在低變速階段L以提高加在輸出軸2上的轉(zhuǎn)矩。而車速上升的狀態(tài)下，變速器6設(shè)置在高變速階段H以相對降低第二電動發(fā)電機(jī)5的速度，以便減小損失。這樣的結(jié)果，轉(zhuǎn)矩輔助得到有效執(zhí)行。
控制上文提及的混合驅(qū)動裝置的基本范例在圖13中以流程圖的形式表示。圖13所示的范例中，首先，檢測變速位置(步驟S1)。該變速位置是變速單元(未表示出)所選擇的每一種狀態(tài)，例如停車位置P，用以保持車輛處于停止?fàn)顟B(tài)；倒車位置R，用以向后行駛；空擋位置N，用于空擋狀態(tài)；驅(qū)動位置D用以向前行駛；發(fā)動機(jī)制動位置S，在滑行時(shí)間內(nèi)通過保持發(fā)動機(jī)速度相對高于輸出軸2的速度，以增加驅(qū)動轉(zhuǎn)矩或者增大制動力。在步驟S1中，檢測用于倒車、驅(qū)動和發(fā)動機(jī)制動位置的各獨(dú)立變速位置。
然后，決定驅(qū)動命令(步驟S2)。根據(jù)車輛行駛狀態(tài)的信息，例如變速點(diǎn)、加速器開度或者車速，并根據(jù)預(yù)先存儲在例如驅(qū)動力圖表中的信息，然后決定驅(qū)動命令。
此外，決定行駛模式(步驟S3)。行駛模式是指第二電動發(fā)電機(jī)5作為原動力的行駛模式(稱為“EV行駛”)，以及發(fā)動機(jī)10作為主原動力的行駛模式(稱為“發(fā)動機(jī)行駛”)。除了驅(qū)動命令外，該行駛模式的決定(即，選擇)還要考慮到上文提及的電池15和29的充電電量(即，殘余充電量)SOC；每個(gè)部分的溫度，例如電池15和29，以及電動發(fā)電機(jī)5和11；以及操作狀態(tài)，例如混合驅(qū)動裝置整體發(fā)生失效。
此外，根據(jù)前述步驟S2決定的驅(qū)動命令，決定變速階段(步驟S4)。具體為，上文提及的變速器6中設(shè)置的變速階段，確定為低變速階段L或者高變速階段H。
判斷變速是否處于變速器6設(shè)置變速階段的過程中(步驟S5)。這一判斷是為了判斷變速是否被執(zhí)行。在步驟S4所決定的變速階段和當(dāng)時(shí)設(shè)定的變速階段不同的情況下，步驟S4的結(jié)論是肯定。
S5的結(jié)論是肯定的情況下，控制油壓(步驟S6)以執(zhí)行變速來設(shè)定由步驟S4決定的變速階段。該油壓就是由前述獨(dú)立制動器B1和B2提供。油壓進(jìn)行這樣的低壓輔助控制，快速注入之后，制動器在作用端保持預(yù)定的低水平制動以提高油壓，主要目的是將狀態(tài)恢復(fù)到應(yīng)用之前，并在制動器在脫開端逐步降低油壓使之達(dá)到預(yù)定水平，然后根據(jù)第二電動發(fā)動機(jī)5的速度降低油壓以逐步脫開。
通過這樣控制獨(dú)立制動器B1和B2所使用的壓力，在第二電動發(fā)電機(jī)5和輸出軸2之間傳遞的轉(zhuǎn)矩將受到限制，以致輸出轉(zhuǎn)矩降低到起動狀態(tài)。這種轉(zhuǎn)矩的降低與變速器6內(nèi)的制動器B1和B2的轉(zhuǎn)矩容量相符合，這樣就可以估算制動轉(zhuǎn)矩(步驟S7)。這種制動轉(zhuǎn)矩的估算可以根據(jù)獨(dú)立制動器B1和B2的油壓命令來進(jìn)行。
估算的制動轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)矩的減小相對應(yīng)，這樣可以確定轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償控制量(或者M(jìn)G1的目標(biāo)速度)，該控制量是由主原動力1提供用以補(bǔ)償輸出轉(zhuǎn)矩的減少(步驟S8)。在圖11所示的混合驅(qū)動裝置中，主原動力1的結(jié)構(gòu)包括發(fā)動機(jī)10，第一電動發(fā)電機(jī)11和行星齒輪機(jī)構(gòu)12，這樣變速時(shí)的轉(zhuǎn)矩可以通過控制第一電動發(fā)電機(jī)11的轉(zhuǎn)矩而得到補(bǔ)償。因此，在步驟S8中，第一電動發(fā)電機(jī)11的補(bǔ)償控制量可以確定。
正如上文所述，變速器6的變速操作是通過改變獨(dú)立制動器B1和B2的作用/脫開狀態(tài)來執(zhí)行的，并且輸出軸轉(zhuǎn)矩在變速操作中可能會下降。因此，在該過程中，第二電動發(fā)電機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)矩暫時(shí)上升以補(bǔ)償?shù)诙妱影l(fā)電機(jī)5的輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降。因此，除了進(jìn)行第一電動發(fā)電機(jī)11的修正控制量的計(jì)算之外，還要確定第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩修正量(步驟S9)。
然后，這樣確定得到的獨(dú)立控制量或者修正量被輸出。具體說，被輸出的有指令信號(步驟10)，以控制步驟S6確定的制動油壓；控制指令(步驟S11)，用以設(shè)置步驟S8確定的MG1的目標(biāo)速度；以及控制指令(步驟S12)，用以設(shè)置步驟S9確定的第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩。
另一方面，因?yàn)闆]有變速而在步驟S5得到結(jié)論為否定的情況下，在穩(wěn)定行駛時(shí)(不是變速時(shí))計(jì)算制動油壓(步驟S13)。制動油壓用以設(shè)置轉(zhuǎn)矩容量，使之與第二電動發(fā)電機(jī)5和輸出軸2之間所傳遞的轉(zhuǎn)矩一致，這可以根據(jù)第二電動發(fā)電機(jī)5和輸出軸2之間需要傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算得到。
此外，在穩(wěn)定行駛時(shí)計(jì)算第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩(步驟S14)。在該穩(wěn)定行駛時(shí)，控制發(fā)動機(jī)10以得到滿意的燃油消耗，并且通過第二電動發(fā)電機(jī)5，對該狀態(tài)下用于滿足驅(qū)動要求的主原動力1輸出所出現(xiàn)的過剩或者短缺進(jìn)行補(bǔ)償。因此，基于發(fā)動機(jī)10和第一電動發(fā)電機(jī)11的輸出轉(zhuǎn)矩、以及所需轉(zhuǎn)矩，可以計(jì)算出第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩。
如上所述，發(fā)動機(jī)10的速度可以通過第一電動發(fā)電機(jī)11進(jìn)行控制，并且發(fā)動機(jī)10運(yùn)行在穩(wěn)定行駛狀態(tài)以得到最佳燃油消耗。因此，作為第一電動發(fā)電機(jī)11的速度，計(jì)算得到使得發(fā)動機(jī)10實(shí)現(xiàn)最佳燃油消耗的速度(步驟15)，并以此作為第一電動發(fā)電機(jī)11的速度目標(biāo)。
在這之后，程序從步驟S10執(zhí)行到步驟12，將進(jìn)行詳細(xì)描述。在這些步驟中，都有獨(dú)立的輸出用于設(shè)置制動油壓的指令信號，在步驟S13確定；用于設(shè)置第二電動發(fā)電機(jī)5轉(zhuǎn)矩的指令信號，在步驟S14確定；用于設(shè)置第一電動發(fā)電機(jī)11速度的指令信號，在步驟S15計(jì)算。
如上文所述，在變速器6的變速時(shí)，輸出軸的轉(zhuǎn)矩通過第一電動發(fā)電機(jī)11進(jìn)行補(bǔ)償，第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩得到修正。為了進(jìn)行這些轉(zhuǎn)矩的控制，前述電池15和29都由電能進(jìn)行充電，或者輸出電能。例如，從前面提及的圖12A可以看到，通過提高第一電動發(fā)電機(jī)11的發(fā)電，來提高施加到太陽齒輪17的負(fù)轉(zhuǎn)矩，以達(dá)到補(bǔ)償輸出軸轉(zhuǎn)矩下降的目的。因此，通過電池15接受電能來執(zhí)行充電。此外，將第二電動發(fā)電機(jī)5的速度升高到同步速度的情況下，需要升高第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩。因此，電能從電池29輸出。
因此，可能出現(xiàn)下面的狀況，第一電動發(fā)電機(jī)11和第二電動發(fā)電機(jī)5的運(yùn)行控制受到電池15和29的操作狀態(tài)的限制，即，這些電池充電狀態(tài)(SOC)的充電電量和溫度。換句話說，在變速時(shí)的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和轉(zhuǎn)矩修正的控制可能受到電池15和29的條件的限制，電池15和29對應(yīng)于蓄能器。本發(fā)明的控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)可以執(zhí)行下文將描述的這些控制，以防止伴隨變速可能出現(xiàn)的沖擊進(jìn)一步惡化，甚至是運(yùn)行控制受到限制。
圖1所示的范例為第一電動發(fā)電機(jī)11的運(yùn)行控制受到限制的情況，判斷電能大小，即，接受限制值(或者接受電能)Win是否大于預(yù)定值，即，接受限制安全值WinG(步驟21)。該電能來自第一電動發(fā)電機(jī)11，被充入電池15，以補(bǔ)償變速時(shí)的輸出軸轉(zhuǎn)矩。
步驟S21的結(jié)論為肯定的情況下，具體為，如果電池15可以充分地接受由第一電動發(fā)電機(jī)11輸出的負(fù)轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的電能，則變速時(shí)的正常運(yùn)行控制成為可能，并且程序因此不再進(jìn)行任何特殊控制即返回。與之相反，步驟S21的結(jié)果為否定的情況下，電池15不能充分地接受第一電動發(fā)電機(jī)11所產(chǎn)生的電能，第一電動發(fā)電機(jī)11不能輸出必需的負(fù)轉(zhuǎn)矩以補(bǔ)償輸出軸轉(zhuǎn)矩。因此，決定由變速器6執(zhí)行的變速的變速點(diǎn)將發(fā)生變化(步驟S22)。具體為，計(jì)算得到變速點(diǎn)。對于獨(dú)立的接受限制值Win，執(zhí)行變速點(diǎn)的計(jì)算或改變。
步驟S22的控制改變了正常的變速點(diǎn)，相對于用虛線表示的低載荷側(cè)如圖2中實(shí)線所示。這里，圖2所示的變速圖以車速V作為橫坐標(biāo)，以加速器開度等的表示的載荷Acc作為縱坐標(biāo)。一條降速線將降速點(diǎn)從高變速階段H連接到低變速階段L，一條升速線將升速點(diǎn)從低變速階段L連接到高變速階段H，并且這兩種變速線可以改變。通過預(yù)備的公式，該公式以載荷和車速作為變量，并通過設(shè)置由該公式確定的變速點(diǎn)，可以改變變速點(diǎn)。其他可供選擇的是，通過預(yù)備的代表公式的圖表值，以及使用該圖表值設(shè)置變速點(diǎn)，可以改變變速點(diǎn)。
然后，變速器6的變速是根據(jù)那時(shí)刻的載荷和車速、以及所改變的變速點(diǎn)來決定(步驟S23)。在變速的決定沒有滿足的情況下，步驟S23的結(jié)論為否定，程序不執(zhí)行任何特殊控制即返回。與之相反，因?yàn)闈M足了變速決定，步驟S23的結(jié)論為肯定的情況下，輸出變速指令(步驟S24)。這里，例如，基于車速V和載荷Acc確定的行駛狀態(tài)與前述升速線或者降速線相交情況下，滿足變速決定。
正如上文所提及，通過脫開第一制動器B1和第二制動器B2中任一個(gè)而讓另一個(gè)制動器接合，以執(zhí)行變速操作。通過控制第一電動發(fā)電機(jī)11，暫時(shí)升高從主原動力1輸出到輸出軸2的轉(zhuǎn)矩，以抑制或者消除在變速操作過程中出現(xiàn)的輸出軸轉(zhuǎn)矩下降。在該情況下，當(dāng)前述步驟S21的結(jié)論為肯定，接受限制值Win小于安全值WinG，這樣第一電動發(fā)電機(jī)11的運(yùn)行控制受到限制。結(jié)果，用以補(bǔ)償輸出軸轉(zhuǎn)矩下降所需要的轉(zhuǎn)矩很小或者變?yōu)榱恪?br> 但是，變速點(diǎn)被改變到低載荷側(cè)，在低載荷狀態(tài)下執(zhí)行變速操作，這樣隨著變速而可能產(chǎn)生的輸出軸轉(zhuǎn)矩下降很小，并且通過較小的補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩就可以消除或者減小輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降。因此，在步驟S24中通過輸出變速指令在變速器6執(zhí)行變速操作時(shí)，輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降或者波動變得很小，沖擊因此被消除或者抑制。此外，作用到各個(gè)制動器B1和B2的轉(zhuǎn)矩，或者由這些制動器吸收的能量大小，也將相對的下降。因此，提高了制動器B1和B2的耐久性。
這里，前述范例具有如下結(jié)構(gòu)，變速點(diǎn)可以連續(xù)改變，或者通過圖表值進(jìn)行多種方式的改變。無論采用哪種方法，該結(jié)構(gòu)都可以被修改為，選擇正常情況、或者運(yùn)行控制受限制時(shí)的變速點(diǎn)。范例在圖3中表示。具體為，因?yàn)殡姵?5接受限制值Win小于安全值WinG，步驟S21的結(jié)論為否定的情況下，選擇用于運(yùn)行控制受限制時(shí)的變速點(diǎn)(步驟S22-1)。另一方面，在步驟S21的結(jié)論為肯定的情況下，接受限制值Win大于安全值WinG，選擇用于正常情況的變速點(diǎn)(步驟S22-2)。這里，例如，正常情況的變速點(diǎn)是圖2中用實(shí)線表示的變速點(diǎn)。此外，運(yùn)行控制受限制時(shí)的變速點(diǎn)是圖2中用虛線表示的變速點(diǎn)。并且相對于正常情況的變速點(diǎn)，變速點(diǎn)將向低載荷側(cè)變化。
此外，簡而言之，如果變速的時(shí)刻發(fā)生改變，按照本發(fā)明變速點(diǎn)的改變已經(jīng)足夠。因此，該結(jié)構(gòu)可以修改為，基于通過將被檢測參數(shù)進(jìn)行預(yù)先修正而確定的值，而不用改變變速圖中所設(shè)置的變速點(diǎn)，而決定變速，其中所述參數(shù)例如作為變速決定因素的載荷和車速。
這里，混合驅(qū)動裝置所具有的結(jié)構(gòu)如圖11所示，變速器6的變速階段從低速段L變速到高速段H的情況下，第二電動發(fā)電機(jī)5進(jìn)行動力控制使輸出軸轉(zhuǎn)矩在變速操作過程中的下降得到抑制。在該情況下，需要從電池29輸出電能給第二電動發(fā)電機(jī)5。但是，電池29充電量SOC下降的情況下，或者因?yàn)闇囟鹊碗娔懿荒艹浞州敵龅那闆r下，第二電動發(fā)電機(jī)5不能充分的進(jìn)行動力控制。因此，根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備，在動力控制受到電池29條件限制的情況下，變速點(diǎn)相對改變到低載荷側(cè)。
具體為，電池29的電能輸出限制值(即，電池29能夠輸出的電能)Wout小于預(yù)定值的情況下，根據(jù)預(yù)先的計(jì)算或者圖表值確定升速點(diǎn)和降速點(diǎn)，或者通過選擇預(yù)先設(shè)置的用于運(yùn)行控制受限制時(shí)的變速點(diǎn)，以此來改變變速點(diǎn)。為了根據(jù)電能輸出限制值Wout判斷運(yùn)行控制受到限制，將預(yù)定的電能輸出限制值WoutG和該時(shí)刻的電能輸出限制值Wout進(jìn)行比較。在電能輸出限制值Wout大于安全值WoutG的情況下，可以充分地輸出電能，這樣采用正常的變速點(diǎn)。與之相反，在電能輸出限制值Wout小于安全值WinG的情況下，不能夠充分地輸出電能，這樣就設(shè)置運(yùn)行控制受限制時(shí)的正常變速點(diǎn)。這些變化控制在圖1和圖3中所示的控制范例中一致。
因此，既然根據(jù)電池29輸出的電能所受的限制對變速點(diǎn)改變所進(jìn)行的控制，通常和根據(jù)前述接受限制值Win將變速點(diǎn)改變至相對低載荷側(cè)所進(jìn)行的控制一致，所以電能輸出限制值Wout和安全值WoutG之間的比較包括在圖1和圖3的步驟S2 1中。
變速時(shí)用以對第二電動發(fā)動機(jī)5執(zhí)行動力控制的運(yùn)行控制，受到電池29的條件限制的情況下，變速器6的變速將在相對較低載荷的狀態(tài)下執(zhí)行。因此，在變速操作過渡狀態(tài)下，輸出軸轉(zhuǎn)矩本身的下降較小，這樣減輕了變速沖擊。另外，從第二電動發(fā)電機(jī)5可能輸出的轉(zhuǎn)矩有效地作用以抑制輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降，即使轉(zhuǎn)矩下降很小。因此，在這點(diǎn)上，抑制或者防止了變速沖擊。
電動發(fā)電機(jī)11和5中任一個(gè)所進(jìn)行的輸出軸轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償或者轉(zhuǎn)矩修正，在變速器6變速時(shí)受到限制的情況下，如上文所述，輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降增大，并且如果照常執(zhí)行變速，變速沖擊將出現(xiàn)惡化。為了避免這一不利情況，將進(jìn)行下文所述的控制，用以代替上文提及的變速點(diǎn)變化。
圖4是簡化的流程圖，用以表示該控制的范例。首先，判斷車速V是否低于低變速階段L(L模式)的最高限制車速VLG(步驟S31)。最高限車速VLG是預(yù)先設(shè)定的車速，以避免發(fā)動機(jī)10或者各電動發(fā)電機(jī)11和5出現(xiàn)超速等情況。
步驟S31的結(jié)論為肯定的情況下，判斷先前提及的接受限制值Win是否大于它的安全值WinG，或者判斷輸出限制值Wout是否大于其安全值WoutG(步驟S32)。接受限制值Win和輸出限制值Wout中任一值小于它們的安全值WinG和WoutG的情況下，步驟S32的結(jié)論為否定。在該情況下，可以選擇高變速階段H和低變速階段L中任一個(gè)(步驟S33)。
在步驟S33中對變速階段的選擇，是根據(jù)車輛在該時(shí)刻的行駛狀態(tài)而執(zhí)行，該車輛安裝有前述混合驅(qū)動裝置。例如，在車速較低而需要大轉(zhuǎn)矩的情況下，選擇低變速階段L。與之相反，在不需要大轉(zhuǎn)矩但是需要立即升高油溫等情況下，選擇高變速階段H。選擇變速階段的操作可以通過駕駛員手動進(jìn)行，或者通過控制裝置自動進(jìn)行。
固定所選擇的變速階段(步驟S34)。具體為，保持起動時(shí)的變速階段，即使行駛狀態(tài)發(fā)生改變，例如載荷或者車速發(fā)生改變。這樣的結(jié)果是，第二電動發(fā)電機(jī)5不進(jìn)行輸出軸轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償和轉(zhuǎn)矩修正的情況下，變速器6不進(jìn)行變速。因此，沖擊不會惡化。
另一方面，步驟S31的結(jié)論為否定的情況下，執(zhí)行正常變速控制(步驟S35)。前述各電動發(fā)電機(jī)11和5的運(yùn)行控制不被限制的情況下，通過根據(jù)預(yù)定的變速點(diǎn)所決定的變速，該正常變速控制執(zhí)行變速。因此，在前述步驟S32的結(jié)論為肯定的情況下，具體為，在接受限制值Win和輸出限制值Wout都大于各自的安全值WinG和WoutG的情況下，也執(zhí)行正常變速控制。
這里，執(zhí)行固定變速階段(傳動比)的控制可以促使混合驅(qū)動裝置升溫。在圖5中所表示的是一個(gè)范例的流程圖。首先，判斷混合驅(qū)動裝置的溫度(即，油溫)THo是否低于預(yù)定的參考值ThoG(步驟S41)。步驟S41的結(jié)論為肯定的情況下，因?yàn)榛旌向?qū)動裝置的溫度較低并且油的粘性較高，動力損失較大或者油壓的可控性降低。因此，在該情況下，變速器6被設(shè)置并固定到暖機(jī)促進(jìn)模式(變速階段)(步驟S42)。該暖機(jī)促進(jìn)模式和圖4所示的前述步驟S33所選擇的變速階段一致，是根據(jù)該時(shí)刻的運(yùn)行狀態(tài)選擇高變速階段H或者低變速階段L。另一方面，因?yàn)橛蜏豑Ho高于參考值ThoG，步驟S41的結(jié)論為否定的情況下，執(zhí)行正常變速控制(步驟S43)。
因此，根據(jù)圖5所示的控制，油壓的可控性較差的條件下，避免變速并且因此防止沖擊惡化。此外，混合驅(qū)動裝置內(nèi)的油溫迅速上升，這樣油的粘性降低。結(jié)果，伴隨著油的攪動的動力損失降低，燃油消耗得到改善。
在前述電動發(fā)電機(jī)11和5中的任一個(gè)運(yùn)行控制受到限制的狀態(tài)下，為了抑制伴隨變速可能產(chǎn)生的沖擊，代替上文提及的將變速點(diǎn)改變至低載荷側(cè)，或者固定傳動比，而將變速點(diǎn)改變到低速側(cè)也是有效的。該范例在圖6中以流程圖表示出。
在圖6所示的控制范例中，首先，判斷前述接受限制值Win是否高于其安全值WinG，或者輸出限制值Wout是否高于其安全值WoutG(步驟S51)。接受限制值Win和輸出限制值Wout中任一個(gè)小于它們的安全值WinG和WoutG的情況下，步驟S51的結(jié)論為否定。在該情況下，與正常條件所決定的變速的變速點(diǎn)相比較，決定變速器6中變速的變速點(diǎn)相對改變至低速側(cè)(步驟S52)。該范例在圖7的變速圖中表示。
對于各自接受限制值Win和輸出限制值Wout，執(zhí)行這種變速點(diǎn)的改變。此外，新的變速點(diǎn)根據(jù)公式或者預(yù)先設(shè)定的圖表來確定?？晒┻x擇的還有，通過選擇預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行控制受限制時(shí)的變速點(diǎn)，執(zhí)行變速點(diǎn)的改變。具體為，改變變速點(diǎn)的過程和先前提及的將變速點(diǎn)改變至低載荷側(cè)的情況一致。
然后，根據(jù)該時(shí)刻的載荷和車速、以及被改變的變速點(diǎn)，判斷變速器6的變速(步驟S53)。變速的決定沒有滿足的情況下，步驟S53的結(jié)論為否定，在該情況下程序不做任何特殊控制即返回。與之相反，因?yàn)闈M足變速決定，步驟S53的結(jié)論為肯定的情況下，輸出變速指令(步驟S54)。這里，步驟S51的結(jié)論為肯定的情況下，設(shè)置正常情況的變速點(diǎn)(步驟S55)。
如上所述，通過脫開第一制動器B1和第二制動器B2中的任一個(gè)并使另一個(gè)接合，來執(zhí)行變速操作。通過控制第一電動發(fā)電機(jī)11，暫時(shí)升高由主原動力1輸出到輸出軸2的轉(zhuǎn)矩，以便在變速操作過程中抑制或者避免輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降。可供選擇的還有，升高第二電動發(fā)電機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)矩。
在該情況下，當(dāng)步驟S51的結(jié)論為肯定時(shí)，接受限制值Win或者輸出限制值Wout小于它們的安全值WinG和WoutG，電動發(fā)電機(jī)11和5中任一個(gè)的運(yùn)行控制將被限制。結(jié)果，用于補(bǔ)償輸出軸轉(zhuǎn)矩下降的轉(zhuǎn)矩，或者第二電動發(fā)電機(jī)5的轉(zhuǎn)矩修正會變小或者變?yōu)榱恪?br> 無論如何，變速點(diǎn)被改變到低速側(cè)并且變速所需要的時(shí)間周期變短，這樣在升速和降速的變速操作中，伴隨變速可能出現(xiàn)的沖擊將被防止或者減小。具體為，圖8中所示為從低變速階段L變速到高變速階段H變速情況下的時(shí)間圖。在時(shí)刻t1開始實(shí)際的變速操作，輸出軸轉(zhuǎn)矩或者作用于變速器6到輸出軸2上的轉(zhuǎn)矩將降低。轉(zhuǎn)矩相持續(xù)到時(shí)刻t2，慣性相在時(shí)刻t2開始。因此，第二電動發(fā)電機(jī)5的速度開始減小，并且因此伴隨有慣性轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在輸出軸2上，從而逐漸增加輸出軸轉(zhuǎn)矩。此外，用于設(shè)置高速段H的第一制動器B1的施加壓力(油壓)也增大。
速度發(fā)生改變直到第二電動發(fā)電機(jī)5的速度在變速后達(dá)到同步速度，也就是，由于變速點(diǎn)改變至低速側(cè)，變速前后的速度差變小。因此，速度在時(shí)刻t3達(dá)到同步速度，并且變速操作結(jié)束。另一方面，正常變速操作中變速點(diǎn)不改變至低速側(cè)的情況下，變速前后的第二電動發(fā)電機(jī)5的速度差很大。因此，需要在至少比時(shí)刻t3更遲的時(shí)刻t4，速度才能達(dá)到同步速度，變速操作結(jié)束。
變速點(diǎn)設(shè)置在低速側(cè)的情況下，可能相對地增大制動器B1施加壓力的上升斜率，以便在變速之后設(shè)置高變速階段，如圖8所示。這樣的結(jié)果，變速所需要的時(shí)間周期將縮短。因此，在變速的過程中輸出軸轉(zhuǎn)矩的下降將變小，因此抑制或防止轉(zhuǎn)矩波動，即，變速過程中的沖擊。此外，參與變速的摩擦接合裝置，即，制動器B1，所吸收的能量大小將減小，使得其耐久性得到提高。
這里，沒有特別增加應(yīng)用壓力的上升斜率，變速前后的速度差很小，并且變速時(shí)間將因此很短。但是，除此之外，施加壓力的上升斜率沒有特別增大的情況下，變速結(jié)束時(shí)刻的輸出軸轉(zhuǎn)矩的超調(diào)量將很小。在這方面，伴隨變速而可能產(chǎn)生的沖擊也可以被抑制或者防止。
接下來，所謂的“EV(電動車)行駛”的變速控制將在下文描述，該行駛是指車輛行駛過程使用第二電動發(fā)電機(jī)5作為原動力。如上所述，圖11中所示構(gòu)造的混合驅(qū)動裝置包括第二電動發(fā)電機(jī)5，該第二電動發(fā)電機(jī)5通過變速器6連接到輸出軸2，這樣從第二電動發(fā)電機(jī)5輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器6放大后可以被傳送給輸出軸2。因此，車輛單獨(dú)使用第二電動發(fā)電機(jī)5作為原動力來行駛成為可能。這種行駛模式就是EV行駛(電動汽車行駛)模式。在該情況下，當(dāng)變速器6執(zhí)行變速的時(shí)候，第二電動發(fā)電機(jī)5和輸出軸2之間傳送的轉(zhuǎn)矩下降。此外，如果發(fā)電機(jī)10沒有被驅(qū)動，輸出軸轉(zhuǎn)矩不能通過來自主原動力1一側(cè)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)償。因此，控制EV行駛模式下的變速操作將在下文說明。
圖9是用以解釋該控制范例的流程圖。首先，判斷混合驅(qū)動裝置的油溫是否高于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值(步驟S61)。該判斷用以判斷混合驅(qū)動裝置的升溫是否完成，在變速器6中執(zhí)行變速能否和預(yù)想的一致。因此，如果步驟S61的結(jié)論是肯定，則判斷車輛是否處于EV行駛(步驟S62)。
這里，“處于EV行駛”是指車輛通過第二電動發(fā)電機(jī)5輸出的動力行駛，而發(fā)動機(jī)10不處于起動控制或者停止控制的狀態(tài)。因?yàn)檐囕v處于EV行駛模式，步驟S2的結(jié)論為肯定的情況下，判斷車速是否低于預(yù)定車速(步驟S63)。步驟S63的結(jié)論為肯定的情況下，禁止變速操作(步驟S64)。具體為，變速禁止標(biāo)志變?yōu)镺N。
EV行駛是車輛通過第二電動發(fā)電機(jī)5的動力進(jìn)行行駛的行駛模式。因此，當(dāng)變速器6中執(zhí)行變速時(shí)，該變速器6連接著第二電動發(fā)電機(jī)5和輸出軸2，轉(zhuǎn)矩不能從第二電動發(fā)電機(jī)5傳送到輸出軸2，這樣輸出軸轉(zhuǎn)矩的變化，即，變速沖擊將增大。因此，禁止變速操作可以避免這種情況。具體為，不會產(chǎn)生自身沖擊現(xiàn)象。
另一方面，因?yàn)檐囁俚陀陬A(yù)定車速，步驟S63的結(jié)論為肯定的情況下，判斷驅(qū)動要求的絕對值是否小于預(yù)先設(shè)定的預(yù)定要求(步驟S65)。具體為，判斷滑行狀態(tài)下的加速要求或者再生制動力是否小于預(yù)定值。步驟S65的結(jié)論為否定的情況下，要求第二電動發(fā)電機(jī)5輸出更大的轉(zhuǎn)矩，或者產(chǎn)生更大的再生制動力。因此，在該情況下，保持第二電動發(fā)電機(jī)5和輸出軸2的連接狀態(tài)，以使第二電動發(fā)電機(jī)5執(zhí)行所要求的驅(qū)動和制動功能，即使在車速很低的時(shí)候。具體為，禁止變速操作(步驟S64)。
與之相反，步驟S65的結(jié)論為肯定的情況下，換句話說，車速較低并且正或者負(fù)驅(qū)動要求小于預(yù)定值的情況下，允許變速操作(步驟S66)。具體為，變速禁止標(biāo)志變?yōu)镺FF。因?yàn)樽兯倨?中伴隨變速而可能出現(xiàn)的輸出軸轉(zhuǎn)矩的變化，以及伴隨出現(xiàn)的沖擊都很小。
然后，判斷變速器6是否實(shí)際上執(zhí)行了變速控制(在步驟S67)。如果由于變速控制步驟S67為肯定的判斷，則禁止停止發(fā)動機(jī)10(在步驟S68)。具體地，發(fā)動機(jī)10保持運(yùn)行狀態(tài)，以便避免變速時(shí)輸出軸轉(zhuǎn)矩的波動。因此，如果沒有進(jìn)行變速控制步驟S67為否定判斷，則允許停止發(fā)動機(jī)10(在步驟S69)。
這里，如果由于低油溫步驟S61作出否定判斷，則程序前進(jìn)到步驟S64并禁止變速操作。
此外，如果由于車輛不在EV行駛狀態(tài)而步驟S62作出否定判斷，則執(zhí)行正?？刂啤＞唧w地，首先判斷發(fā)動機(jī)10是否在起動控制狀態(tài)中(步驟S70)。如果步驟S70為否定判斷，則判斷在行星齒輪機(jī)構(gòu)12中是否發(fā)生突然變速，該行星齒輪機(jī)構(gòu)12合成或分配發(fā)動機(jī)10和第一電動發(fā)電機(jī)11之間的原動能(在步驟S71)。例如，可以判斷發(fā)動機(jī)10轉(zhuǎn)速的變化ΔNe是否超過預(yù)定值。
如果由于轉(zhuǎn)速的平緩變化步驟S71為否定判斷，則程序前進(jìn)到上述步驟S66并允許變速操作。相反，如果由于轉(zhuǎn)速的迅速變化或由于發(fā)動機(jī)10在起動控制下，步驟S71為肯定判斷，則判斷是否滿足變速決定，具體地，判斷存在變速決定(步驟S72)。
如果由于已經(jīng)作出變速決定，步驟S72為肯定判斷，則取消變速的決定并停止變速操作(在步驟S73)。此后，禁止變速操作(在步驟S74)。此外，如果由于沒有變速決定，步驟S72為否定判斷，則程序立即前進(jìn)到步驟S74并禁止變速操作。
由于這種執(zhí)行如圖9所示的控制的構(gòu)造，在EV行駛過程中不引起變速，所以提前防止了沖擊。此外，由在變速器6變速時(shí)控制發(fā)動機(jī)10或第一電動發(fā)電機(jī)11的轉(zhuǎn)矩，可以抑制在變速過渡時(shí)期的輸出軸轉(zhuǎn)矩的波動。如圖13所示，這是上述步驟S8、S9、S11和S12的控制。
這里將簡要描述上述具體例子和本發(fā)明之間的關(guān)系。執(zhí)行上述步驟S21、S31和S51的裝置相當(dāng)于本發(fā)明的運(yùn)行限制判斷裝置或判斷器；圖11所示的電池15和29相當(dāng)于本發(fā)明的蓄能器；第一電動發(fā)電機(jī)11相當(dāng)于本發(fā)明的能量再生機(jī)構(gòu)；圖13所示的執(zhí)行步驟S8的裝置相當(dāng)于本發(fā)明的輸出轉(zhuǎn)矩修正裝置或修正器和變速時(shí)的轉(zhuǎn)矩修正裝置或修正器。此外，第二電動發(fā)動機(jī)5相當(dāng)于本發(fā)明的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；如圖13所示的執(zhí)行步驟S9的裝置相當(dāng)于本發(fā)明的驅(qū)動控制裝置或控制器；執(zhí)行步驟S34的裝置相當(dāng)于本發(fā)明的傳動比固定裝置或設(shè)備；執(zhí)行步驟S64的裝置相當(dāng)于本發(fā)明的傳動比調(diào)整裝置或調(diào)整器。
這里，本發(fā)明應(yīng)該不僅限于上述具體例子。所謂的“機(jī)械式分配型混合驅(qū)動裝置”是混合驅(qū)動裝置的一個(gè)適當(dāng)?shù)睦?，其中?nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩和第一電動發(fā)電機(jī)(或電動機(jī))的轉(zhuǎn)矩是通過如圖11所示的、主要由行星齒輪機(jī)構(gòu)組成的合成分配機(jī)構(gòu)被傳送到輸出部件的；第二電動發(fā)電機(jī)(或電動機(jī))的轉(zhuǎn)矩是通過變速器被傳送到輸出部件的。然而，本發(fā)明的混合驅(qū)動裝置也可以為其他的構(gòu)造。簡而言之，所需條件為第二原動力通過變速器連接到輸出部件上。此外，關(guān)于本發(fā)明的蓄能器，簡而言之，充分地充入車輛行駛的慣性能量。因而，除了電池，還可使用電容器、飛輪等，這些設(shè)備能夠充滿能量而無論是何種形式的能量。因此，能量再生機(jī)構(gòu)不限于電動發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的變速器除了具有高低兩個(gè)變速階段構(gòu)造的變速器，也可能是多步型變速器或連續(xù)變化的變速器。
這里將綜合描述由本發(fā)明得到的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，在由于運(yùn)行控制的限制而不能執(zhí)行所謂“轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償”的情況下，變速器的變速在適合于輸出部件上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的時(shí)刻執(zhí)行。因此，可能減輕或防止伴隨變速的沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在蓄能器不能充分輸出能量或不能接受能量時(shí)改變變速點(diǎn)，從而減輕或防止了沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在不能由能量再生轉(zhuǎn)矩充分抑制變速器變速時(shí)的轉(zhuǎn)矩變化的情況下，在相對較低的載荷狀態(tài)下執(zhí)行變速。因此，伴隨變速的轉(zhuǎn)矩變化變得很小，以致轉(zhuǎn)矩波動本身很小。因而，輸出轉(zhuǎn)矩的變化可以被抑制，以便不引起沖擊，即使能量再生轉(zhuǎn)矩很小時(shí)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在相對較低的載荷狀態(tài)下執(zhí)行變速，即使當(dāng)由于對第一原動力的能量再生機(jī)構(gòu)的再生控制進(jìn)行限制而使能量再生轉(zhuǎn)矩的變化很小時(shí)。因此，可能抑制或防止沖擊。
根據(jù)本發(fā)明，另一方面，在任一原動力不能被充分控制以抑制變速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩的變化的情況，此時(shí)的變速在相對低速的狀態(tài)下引起。由此，變速所需的時(shí)間縮短，從而由于任一原動力不能被充分控制的狀態(tài)下的變速而引起的轉(zhuǎn)矩變化在短時(shí)間內(nèi)結(jié)束。除此以外，在由摩擦接合裝置執(zhí)行變速的情況下，由摩擦部件吸收的能量大小變小。因此，可能提高摩擦接合裝置的耐久性。
此外，根據(jù)本發(fā)明，決定變速器變速的變速點(diǎn)變化到相對低載荷側(cè)。因此，伴隨變速器變速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩的變化變小，從而沖擊很難發(fā)生。此外，輸出轉(zhuǎn)矩的變化也通過被限制的任一原動力的運(yùn)行控制而被抑制。因此，在這方面也防止或緩和了沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在任一原動力的運(yùn)行控制被蓄能器的可容許輸出量或接受容量限制的情況下，保持車輛起動時(shí)的傳動比，以便不引起變速器的變速。因此，在不能充分執(zhí)行任一原動力轉(zhuǎn)矩的修正的狀態(tài)下，不會引起變速，所以可能防止沖擊惡化。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在車輛由通過變速器連接到輸出部件的第二原動力而行駛的狀態(tài)下，調(diào)整變速器的變速。因此，在輸出轉(zhuǎn)矩不能由第一原動力進(jìn)行所謂“補(bǔ)償”的狀態(tài)下，不引起變速和伴隨的轉(zhuǎn)矩波動，或者調(diào)整波動，從而抑制或防止沖擊。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在轉(zhuǎn)矩能夠從與輸出部件相連第一原動力輸出的狀態(tài)下，第一原動力的輸出轉(zhuǎn)矩被修正到變速器變速時(shí)的升高側(cè)；轉(zhuǎn)矩能夠被升高。因此，變速器變速操作過程中的輸出部件的轉(zhuǎn)矩，通過第一原動力的轉(zhuǎn)矩被補(bǔ)償；能夠防止或抑制變速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩的下降或由輸出轉(zhuǎn)矩下降而可能導(dǎo)致的沖擊。
權(quán)利要求
1.一種混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中一個(gè)輸出部件(2)連接到一個(gè)第一原動力(1)，能夠輸出正轉(zhuǎn)矩和負(fù)轉(zhuǎn)矩中至少一種的第二原動力(5)通過變速器(6)連接到所述輸出部件上，該控制裝置包括一個(gè)運(yùn)行限制判斷裝置(16，30)，判斷所述第一原動力(1)和所述第二原動力(5)中的至少一個(gè)的運(yùn)行控制受到限制；一個(gè)變速點(diǎn)變換裝置(27)，改變變速點(diǎn)，其中當(dāng)運(yùn)行判斷裝置(16，30)判斷到所述運(yùn)行控制受到限制時(shí)，所述變速器(6)的變速決定被滿足，該變速點(diǎn)不同于運(yùn)行控制不受限制時(shí)的變速點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，還包括一個(gè)蓄能器(15，29)，把能量輸出到所述第一原動力(1)或第二原動力(5)上，或者充入由任何一個(gè)所述原動力再生的能量；其中所述運(yùn)行限制判斷裝置(16，30)包括一個(gè)用于根據(jù)所述蓄能器(15，29)的狀況判斷所述驅(qū)動限制的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中，所述第一原動力(1)和第二原動力(5)中的至少一個(gè)再生能量；所述運(yùn)行限制判斷裝置(16，30)包括一個(gè)裝置，在用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量小于預(yù)定值時(shí)，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；所述變速點(diǎn)變換裝置(27)包括一個(gè)裝置，在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，當(dāng)對應(yīng)所述混合驅(qū)動裝置的要求載荷相對較低時(shí)，把所述變速點(diǎn)改變到低載荷側(cè)。
4.如權(quán)利要求3所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述第一原動力(1)包括用于能量再生的再生機(jī)構(gòu)(11)；還包括一個(gè)輸出轉(zhuǎn)矩修正裝置(16)，通過在所述變速時(shí)改變所述再生機(jī)構(gòu)(11)的能量再生量，把從所述第一原動力(1)傳送到所述輸出部件(2)上的轉(zhuǎn)矩向升高側(cè)修正。
5.如權(quán)利要求2所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述蓄能器(15，29)的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量和用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量中的至少一種，該容許輸出量可能由所述蓄能器(15，29)輸出；所述運(yùn)行限制判斷裝置(16，30)包括一個(gè)裝置，在所述容許輸出量或接受容量小于預(yù)定值時(shí)，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；所述變速點(diǎn)變換裝置(27)包括一種裝置，在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，使所述變速點(diǎn)變化到相對的低速側(cè)。
6.如權(quán)利要求2所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述蓄能器(15，29)的狀態(tài)是可能由所述蓄能器(15，29)輸出的能量大?。凰鲞\(yùn)行限制判斷裝置(16，30)包括一種裝置，在所述容許輸出量小于預(yù)定值的情況下，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；所述變速點(diǎn)變換裝置(27)包括一種裝置，在對應(yīng)所述混合驅(qū)動裝置的要求載荷相對較小時(shí)，使所述變速點(diǎn)變化到相對的低載荷側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中任何所述原動力是所述第二原動力(5)，該第二原動力(5)包括用于通過接收所述蓄能器(15，29)的能量來輸出轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)；還包括一個(gè)驅(qū)動控制裝置(30)，在變速器(6)變速時(shí)從所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)中輸出轉(zhuǎn)矩。
8.如權(quán)利要求2所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述蓄能器(15，29)的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量和用于能量的所述蓄能器的接受容量中的至少一種，該容許輸出量可能由所述蓄能器(15，29)輸出；所述運(yùn)行限制判斷裝置(16，30)包括一個(gè)裝置，在所述容許輸出量或接受容量小于預(yù)定值的情況下，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；還包括一個(gè)傳動比固定裝置(27)，在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，從具有所述混合驅(qū)動裝置的車輛起動時(shí)、固定所述變速器(6)的傳動比。
9.如權(quán)利要求1所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述第二原動力(5)包括一個(gè)電動機(jī)(5)，把驅(qū)動車輛的動力輸出到所述輸出部件(2)，同時(shí)所述第一原動力(1)停止；還包括一個(gè)變速調(diào)整裝置(27)，在車輛由所述電動機(jī)(5)輸出的動力驅(qū)動而行駛的情況下，調(diào)整所述變速器(6)的變速。
10.如權(quán)利要求9所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，還包括一個(gè)變速時(shí)轉(zhuǎn)矩修正裝置(13，16)，把所述變速器(6)變速時(shí)從所述第一原動力(1)輸出的轉(zhuǎn)矩向升高側(cè)修正。
11.如權(quán)利要求1所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述第一原動力(1)包括一個(gè)內(nèi)燃機(jī)(10)；一個(gè)電動發(fā)電機(jī)(11)；和一個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)(12)，該齒輪機(jī)構(gòu)執(zhí)行差動作用，以便把所述內(nèi)燃機(jī)(10)的輸出轉(zhuǎn)矩分配到所述電動發(fā)電機(jī)(11)和所述輸出部件(12)。
12.如權(quán)利要求11所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述齒輪機(jī)構(gòu)(12)包括一個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)，該行星齒輪機(jī)構(gòu)具有一個(gè)所述內(nèi)燃機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩輸入到其上的輸入元件(19)；一個(gè)與所述電動發(fā)電機(jī)(11)相結(jié)合的反作用元件(17)；和一個(gè)與所述輸出部件(2)相結(jié)合的輸出元件(18)。
13.如權(quán)利要求11所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述齒輪機(jī)構(gòu)(12)包括一個(gè)單齒輪型行星齒輪機(jī)構(gòu)，該行星齒輪機(jī)構(gòu)具有一個(gè)所述內(nèi)燃機(jī)(10)的轉(zhuǎn)矩輸入到其上的太陽齒輪(19)；一個(gè)與所述電動發(fā)電機(jī)(11)相結(jié)合的齒輪支架(17)；一個(gè)與所述輸出部件(2)相結(jié)合的齒圈(18)。
14.如權(quán)利要求1所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述變速器(6)包括一個(gè)能夠在至少高和低兩種傳動比之間相互交換的機(jī)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述機(jī)構(gòu)包括一個(gè)Ravignaux型行星齒輪機(jī)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求1所述的混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中所述變速器(6)包括一個(gè)選擇地固定的第一太陽齒輪(21)；一個(gè)與所述第一太陽齒輪(21)同心布置的齒圈(25)；一個(gè)與所述第一太陽齒輪(21)相嚙合的第一小齒輪(23)；一個(gè)與所述齒圈(25)相嚙合的第二小齒輪(24)；一個(gè)支撐這些小齒輪(23，24)并與所述輸出部件(2)相結(jié)合的齒輪支架(26)；一個(gè)與所述第二小齒輪(24)相嚙合并與所述第二原動力(5)相結(jié)合的第二太陽齒輪(22)。
17.一種混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中輸出部件(2)與第一原動力(1)相連，第二原動力(5)通過變速器(6)與輸出部件(2)相連，該第二原動力(5)能夠輸出正轉(zhuǎn)矩和負(fù)轉(zhuǎn)矩中的至少一個(gè)，該控制方法包括判斷步驟，用于判斷所述第一原動力(1)和所述第二原動力(5)中的至少一個(gè)的運(yùn)行控制受到限制；變速點(diǎn)變換步驟，用于改變變速點(diǎn)，其中當(dāng)運(yùn)行判斷步驟判斷所述運(yùn)行控制受到限制時(shí)，所述變速器(6)的變速決定被滿足，該變速點(diǎn)不同于運(yùn)行控制不受限制時(shí)的變速點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求17所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中所述判斷步驟根據(jù)所述蓄能器(15，29)的狀況判斷所述運(yùn)行限制，所述蓄能器(15，29)把能量輸出到所述第一原動力(1)或第二原動力(5)上，或者充入由任何一個(gè)所述原動力再生的能量。
19.如權(quán)利要求18所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述第一原動力(1)和第二原動力(5)中的至少一個(gè)再生能量；在用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量小于預(yù)定值的情況下，在所述判斷步驟，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，當(dāng)對應(yīng)所述混合驅(qū)動裝置的要求載荷相對較低時(shí)，在所述變速點(diǎn)變換步驟，把所述變速點(diǎn)改變到低載荷側(cè)。
20.如權(quán)利要求19所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述第一原動力(1)包括用于能量再生的再生機(jī)構(gòu)(11)；還包括一個(gè)輸出轉(zhuǎn)矩修正步驟，用于通過在所述變速時(shí)改變所述再生機(jī)構(gòu)(11)的能量再生量，把從所述第一原動力(1)傳送到所述輸出部件(2)上的轉(zhuǎn)矩向升高側(cè)修正。
21.如權(quán)利要求18所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述蓄能器(15，29)的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量和用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量中的至少一種，該容許輸出量可能由所述蓄能器(15，29)輸出；在所述容許輸出量或接受容量低于預(yù)定值的情況下，在所述判斷步驟，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，在所述變速點(diǎn)變換步驟，使所述變速點(diǎn)變化到相對的低速側(cè)。
22.如權(quán)利要求18所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述蓄能器(15，29)的狀態(tài)是可能由所述蓄能器(15，29)輸出的能量大?。辉谒鋈菰S輸出量小于預(yù)定值的情況下，在所述判斷步驟，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；在對應(yīng)所述混合驅(qū)動裝置的要求載荷相對較小時(shí)，在所述變速點(diǎn)變換步驟，使所述變速點(diǎn)變化到相對的低載荷側(cè)。
23.如權(quán)利要求18所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述蓄能器(15，29)的狀態(tài)是作為能量大小的容許輸出量和用于能量的所述蓄能器(15，29)的接受容量中的至少一種，該容許輸出量可能由所述蓄能器(15，29)輸出；在所述容許輸出量或接受容量小于預(yù)定值的情況下，在所述判斷步驟，判斷對所述運(yùn)行控制的限制；還包括傳動比固定步驟，用于在判斷對所述運(yùn)行控制進(jìn)行限制的情況下，從具有所述混合驅(qū)動裝置的車輛起動時(shí)、固定所述變速器(6)的傳動比。
24.如權(quán)利要求17所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述第二原動力(5)包括一個(gè)電動機(jī)(5)，把驅(qū)動車輛行駛的動力輸出到所述輸出部件(2)，同時(shí)所述第一原動力(1)停止；還包括變速調(diào)整步驟，用于在車輛由所述電動機(jī)(5)輸出的動力驅(qū)動而行駛的情況下，調(diào)整所述變速器(6)的變速。
25.如權(quán)利要求24所述的混合驅(qū)動裝置的控制方法，還包括變速時(shí)轉(zhuǎn)矩修正步驟，用于把所述變速器(6)變速時(shí)從所述第一原動力(1)輸出的轉(zhuǎn)矩向升高側(cè)修正。
全文摘要
一種混合驅(qū)動裝置的控制裝置，其中輸出部件與第一原動力相連，第二原動力通過變速器與輸出部件相連，該第二原動力能夠輸出正轉(zhuǎn)矩和負(fù)轉(zhuǎn)矩中的至少一個(gè)，該控制裝置包括運(yùn)行限制判斷裝置，判斷所述第一原動力和所述第二原動力中的至少一個(gè)的運(yùn)行控制受到限制；和變速點(diǎn)變換裝置，改變變速點(diǎn)，其中當(dāng)運(yùn)行判斷裝置判斷運(yùn)行控制受到限制時(shí)，所述變速器的變速決定被滿足，該變速點(diǎn)不同于運(yùn)行控制不受限制時(shí)的變速點(diǎn)。
文檔編號F16H61/684GK1513690SQ20031011302
公開日2004年7月21日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者尾關(guān) 哉, 尾關(guān)竜哉, 淳, 遠(yuǎn)藤弘淳, 小島昌洋, 洋, 杉山正隆, 隆 申請人:豐田自動車株式會社