CN103003561B - 车辆用动力传递装置的控制装置 - Google Patents
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Abstract
减小转矩限制装置的设计热容量。在由于转矩限制装置(28)的工作而在罩部件(50)与板部件(58)之间产生了旋转速度差(ΔN)时,使第1电动机(MG1)工作以抑制该旋转速度差(ΔN),因此能够使例如在转矩限制装置(28)的工作状态下的旋转速度差(ΔN)减少或缩短转矩限制装置(28)的工作时间,抑制在转矩限制装置(28)工作时发生的摩擦热的发生热量。因此,能够减小转矩限制装置(28)的设计热容量。结果,转矩限制装置(28)的摩擦件(60)的强度设计变得简便,能够降低转矩限制装置(28)的成本。
Description
技术领域
本发明涉及具有转矩限制装置和以可传递动力的方式与该转矩限制装置连结的电动机的车辆用动力传递装置的控制装置。
背景技术
例如公知一种车辆用动力传递装置,具有:转矩限制装置,利用伴随有第1旋转部件与第2旋转部件的旋转速度差的工作来切断超出预定转矩的转矩量的传递;和电动机,以可传递动力的方式与该第1旋转部件及第2旋转部件的一方连结。例如,专利文献1记载的驱动力分配装置就是这样的车辆用动力传递装置。该专利文献1中记载了:在马达与行星轮架之间设置作为转矩限制装置发挥作用的摩擦离合器,将从驱动轮侧向行星齿轮的反输入转矩根据该转矩的大小而释放、允许马达与行星轮架之间的旋转速度差,由此缓和作用于行星齿轮的冲击。如此,转矩限制装置,为了保护变速器等构成动力传递机构的部件不受例如与由于发动机的爆发变动、紧急制动等引起的驱动轮的旋转变动等相伴随的过大转矩干扰损害,切断超出预定转矩的转矩量的传递以避免这样的过大转矩作用于动力传递机构。
专利文献1:日本特开2008-64281号公报
专利文献2:日本特开2009-184396号公报
发明内容
上述转矩限制装置通过伴有构成摩擦离合器的一方的旋转部件与另一方的旋转部件的旋转速度差的工作,将超过预定转矩的转矩量的传递切断,该转矩限制装置工作时,由于在各部件之间产生的摩擦热会发热。因此, 需要进行摩擦件的强度设计,以使得其热容量能够耐受在转矩限制装置工作时发生的摩擦热的发生热量。另一方面,该发生热量依赖于例如上述转矩限制装置工作中的旋转速度差的大小、转矩限制装置的工作时间,这些旋转速度差的大小、工作时间依赖于输入的过大转矩的大小、持续时间等。并且,该过大转矩依赖于例如制动器的踩踏方式、用于防止制动时的车轮打滑的公知的ABS的工作状况等车辆行驶状态、发动机的种类偏差、温度引起的输出偏差等环境特性等,因此难以降低发生热量。因此,可能存在难以使转矩限制装置的设计热容量变小,难以降低该转矩限制装置的成本的问题。另外,上述技术问题不是公知的。
本发明是鉴于以上的情况而做出的,其目的在于提供一种能够减小转矩限制装置的设计热容量的车辆用动力传递装置的控制装置。
用于达到上述目的的本发明的要旨在于,(a)一种车辆用动力传递装置的控制装置,所述车辆用动力传递装置包括:转矩限制装置,其通过伴有第1旋转部件与第2旋转部件的旋转速度差的工作,将超过预定转矩的转矩量的传递切断;以及电动机,其以能够传递动力的方式与该第1旋转部件及该第2旋转部件的一方连结,(b)在通过所述转矩限制装置的工作而在所述第1旋转部件与所述第2旋转部件之间产生旋转速度差时,使所述电动机工作以使得抑制该旋转速度差。
如此,在由于所述转矩限制装置的工作而在所述第1旋转部件与所述第2旋转部件之间产生旋转速度差时,使所述电动机工作以抑制该旋转速度差,因此可减少例如转矩限制装置的工作状态下的旋转速度差,或缩短转矩限制装置的工作时间,抑制在转矩限制装置工作时发生的摩擦热的发生热量。因此,能够减小转矩限制装置的设计热容量。结果,能够使转矩限制装置的摩擦件的强度设计简便,降低转矩限制装置的成本。
在此,优选是,包括差动机构,所述差动机构具有以能够传递动力的方式与驱动力源连结的第1旋转要素、以能够传递动力的方式与所述电动机连结的第2旋转要素、以及以能够传递动力的方式与驱动轮连结的第3旋转要素这三个旋转要素。如此,在例如具有将驱动力源的动力分配给电 动机侧和驱动轮侧的差动机构的车辆用动力传递装置中,不会受所述驱动力源的惯性影响地使所述电动机工作以抑制所述转矩限制装置工作中的旋转速度差,可适当抑制在转矩限制装置工作时发生的摩擦热的发生热量。
此外,优选是,所述转矩限制装置配置在所述电动机与所述第2旋转要素之间。即,所述电动机经由所述转矩限制装置与所述第2旋转要素连结。如此,例如与所述转矩限制装置配置在所述驱动力源与所述第1旋转要素之间的情况相比,能够利用差动机构的作用减少输入到转矩限制装置的驱动力源转矩。因此,能够降低例如依赖于传递转矩容量(转矩传递承载能力)的转矩限制装置的摩擦件的成本。此外,例如与所述电动机经由所述差动机构以可传递动力的方式与所述转矩限制装置的第1旋转部件及第2旋转部件的一方连结的情况相比,能够容易使所述电动机工作以抑制所述转矩限制装置工作中的旋转速度差。
此外,优选是,基于所述电动机的实际的旋转速度与根据所述第1旋转要素至第3旋转要素的各旋转速度的相对关系计算出的所述第2旋转要素的旋转速度的旋转速度差,判定所述转矩限制装置是否正在工作,在判定为所述转矩限制装置正在工作的情况下,使所述电动机工作以使所述电动机的实际的旋转速度成为所述计算出的所述第2旋转要素的旋转速度。如此,能够使所述电动机更适当工作以使例如趋向零地抑制所述转矩限制装置工作中的旋转速度差。
此外,优选是,还包括以能够传递动力的方式与所述驱动轮连结的行驶用电动机,在使所述电动机工作以使得抑制所述旋转速度差时,抑制所述行驶用电动机的输出。如此,例如在具有将驱动力源的动力分配给电动机侧和驱动轮侧的差动机构、和能使用借助驱动力源的动力而发电的电动机的发电电力进行驱动的上述行驶用电动机的动力传递装置中,不会受驱动力源的惯性影响地使所述电动机工作以抑制所述转矩限制装置工作中的旋转速度差,适当抑制在转矩限制装置工作时发生的摩擦热的发生热量。此外,在使电动机工作以抑制转矩限制装置工作中的旋转速度差时,例如处于该电动机的发电受抑制的状态或由于使电动机动力运行而电动机不能 发电的状态,例如在处于该状态时驱动行驶用电动机的情况下,更多地使用来自电池(蓄电装置)的电力或全部使用来自电池的电力,与此相对,本发明中由于所述行驶用电动机的输出受到抑制,因此能够抑制该电池的电力消耗量。此外,能使差动机构作为如下的电控(電気)式无级变速器而发挥作用,即,利用差动机构的差动作用将来自驱动力源的动力的主要部分以机械方式向驱动轮传递,并将来自驱动力源的动力的剩余部分使用从所述电动机向行驶用电动机、电池的电路径而以电方式传递,由此以电方式改变变速比。
此外,优选是,所述差动机构是具有太阳齿轮、行星架和齿圈这三个旋转要素的行星齿轮装置,该三个旋转要素是所述第1旋转要素至第3旋转要素。如此,例如所述差动机构的轴心方向尺寸变小。此外,能够由行星齿轮装置简单地构成差动机构。
此外,优选是,通过控制所述电动机的运转状态,控制所述差动机构的差动状态。如此,例如在所述差动机构作为电控式无级变速器发挥作用的车辆用动力传递装置中,能够适当抑制在转矩限制装置工作时发生的摩擦热的发生热量。
此外,优选是,所述驱动力源是发动机,所述电动机具有作为在发动机起动时驱动所述发动机旋转的起动用马达的功能,在所述发动机起动时,所述转矩限制装置正在工作的情况下,使用于驱动所述发动机旋转的所述电动机的输出转矩趋向零地减少。如此,对于如下情况,即,例如在由所述电动机驱动发动机旋转的发动机起动时伴随发动机爆发(点火)而转矩限制装置工作时,由于电动机与发动机惯性被切断,可能出现该电动机失控(逸走)的情况,由于使所述电动机的输出转矩趋向零地减少,因此可抑制电动机的失控,并且抑制向电动机供给电力的电池的不需要的电力消耗。
此外,优选是,在所述发动机起动时,基于正在由所述电动机驱动所述发动机旋转时的该电动机的旋转速度变化率的实际值是否超过预定值,判定所述转矩限制装置是否正在工作,在判定为所述转矩限制装置正在工 作的情况下,使所述电动机的输出转矩趋向零地减少。如此,例如与基于所述电动机的实际的旋转速度与根据所述第1旋转要素至第3旋转要素的各旋转速度的相对关系算出的所述第2旋转要素的旋转速度之间的旋转速度差来判定所述转矩限制装置的工作的情况相比,即与例如使用了以多路通信等进行互换的各种信号进行工作判定相比,是使用仅在所述电动机完成的信号进行的工作判定,能够更早地判定转矩限制装置的工作。因此,能够进一步抑制电动机的失控,而且能够进一步抑制向电动机供给电力的电池的不需要的电力消耗。
附图说明
图1是说明在应用本发明的车辆设置的变速机构的一例的骨架图。
图2是能够在直线上表示在图1的变速机构中各旋转要素的旋转速度的相对关系的共线图。
图3是表示图1的转矩限制装置的主要部分的剖视图。
图4是说明设于车辆的电子控制装置的输入输出信号的图。
图5是说明电子控制装置的控制功能的主要部分的功能框图。
图6是表示发动机的最佳燃耗率曲线的一例的图。
图7是在共线图上表示输入了过大的发动机爆发转矩时的一例的图。
图8是在共线图上表示车辆紧急制动了时的一例的图。
图9是说明电子控制装置的控制工作的主要部分即用于减小转矩限制装置的设计热容量的控制工作的流程图。
图10是在共线图上表示在发动机起动时输入了过大的发动机爆发转矩时的一例的图。
图11是说明电子控制装置的控制功能的主要部分的功能框图,是相当于图5的功能框图的另一实施例。
图12是说明电子控制装置的控制工作的主要部分即在发动机起动时用于抑制第1电动机的失控的控制工作的流程图。
具体实施方式
优选是,作为所述驱动力源,广泛使用作为汽油发动机、柴油发动机等内燃机的发动机。而且,作为辅助的驱动力源,除了该发动机之外还可使用所述行驶用电动机等。
此外,优选是,所述转矩限制装置配置于所述电动机与所述第2旋转要素之间,但也可以是配置于所述驱动力源与所述第2旋转要素之间的方式。
此外,优选是,作为车辆用动力传递装置,优选是包括所述差动机构地构成,但也可以是取代该差动机构,而包括行星齿轮式的自动变速器、带式无级变速器、牵引型无级变速器等变速机构而构成的方式。在包括这样的变速机构而构成车辆用动力传递装置的情况下,例如所述转矩限制装置配置于驱动力源与变速机构之间,所述电动机以可传递动力的方式与转矩限制装置的驱动力源侧的旋转部件连结。
以下,参照附图详细说明本发明的实施例。
实施例1
图1是说明构成在应用本发明的车辆10(参照图5)设置的车辆用动力传递装置(以下,记作动力传递装置)12的一部分的变速机构14的骨架图。在图1中,变速机构14在作为安装于车身的非旋转部件的变速桥(T/A)壳体16(以下,记作壳体16)内,自作为行驶用驱动力源的例如为汽油发动机、柴油发动机等内燃机的发动机18侧起依次具有:与作为发动机18的输出轴的曲轴20动作地连结而吸收由来自发动机18的转矩变动等引起的脉动的阻尼器22;经由该阻尼器22被发动机18驱动而旋转的输入轴24;第1电动机MG1;作为动力分配机构发挥作用的行星齿轮装置26;以及第2电动机MG2。而且,变速机构14还包括转矩限制装置28,转矩限制装置28在输入轴24的轴心C1(参照图3)方向上配设于第1电动机MG1与行星齿轮装置26之间,可在它们之间进行预定转矩范围内的转矩传递。
动力传递装置12优选适用于例如在车辆10中横向设置的FF(前置发 动机前驱动)型车辆,包括:变速机构14;中间轴齿轮副(カウンタギヤ対)32,作为该变速机构14的输出旋转部件的输出齿轮30构成该中间轴齿轮副32中的一方;末端传动齿轮副34;差动齿轮装置(终减速器(終減速機))36;以及一对车轴38等。并且,发动机18的动力依次经由变速机构14、中间轴齿轮副32、末端传动齿轮副34、差动齿轮装置(终减速器)36及一对车轴38等而向一对驱动轮40传递(参照图5)。
输入轴24以可旋转的方式两端被滚珠轴承42、44支承,一端经由阻尼器22与发动机18连结,由此被发动机18驱动旋转。此外,在另一端连结有作为润滑油供给装置的油泵46,通过输入轴24被驱动旋转,从而该油泵46被驱动旋转,向动力传递装置12的各部例如行星齿轮装置26、中间轴齿轮副32、末端传动齿轮副34、滚珠轴承42、44等供给润滑油。
行星齿轮装置26是具有预定的齿轮速比ρ的单齿轮(シングルピニオン)型行星齿轮装置,作为旋转要素而包括:太阳齿轮S、小齿轮P、以使该小齿轮P可自转和公转的方式支承该小齿轮P的行星轮架CA、经由小齿轮P与太阳齿轮S啮合的齿圈R。另外,若设太阳齿轮S的齿数为ZS、齿圈R的齿数为ZR,则上述齿轮速比ρ为ZS/ZR。并且,行星齿轮装置26是将传递给输入轴24的发动机18的输出以机械方式分配的机械式机构,将发动机18的输出分配给第1电动机MG1及输出齿轮30。也就是说,在该行星齿轮装置26中,行星轮架CA以可传递动力的方式与输入轴24即发动机18连结,太阳齿轮S以可传递动力的方式与第1电动机MG1连结,齿圈R与输出齿轮30连结。由此,行星齿轮装置26的3个旋转要素即太阳齿轮S、行星轮架CA、齿圈R被设为可分别相互相对旋转,被设为可进行差动作用即发挥差动作用的差动状态,由此发动机18的输出被分配给第1电动机MG1及输出齿轮30,并且利用分配给第1电动机MG1的发动机18的输出使第1电动机MG1发电,该发电的电能被积蓄或利用该电能驱动第2电动机MG2旋转,因此变速机构14例如被设为无级变速状态(电控式CVT状态),作为无论发动机18的预定旋转如何都使输出齿轮30的旋转连续变化的电控式无级变速器而发挥作用。
如此,变速机构14是:具有以可传递动力的方式与发动机18连结的作为差动机构的行星齿轮装置26、和以可传递动力的方式与行星齿轮装置26连结的作为差动用电动机的第1电动机MG1,通过控制第1电动机MG1的运转状态来控制行星齿轮装置26的差动状态的电控式差动部即电控式无级变速器。此外,在变速机构14具有与输出齿轮30一体旋转地动作连结、作为行驶用驱动力源发挥作用的第2电动机MG2。也就是说,该第2电动机MG2是以可传递动力的方式与驱动轮40连结的行驶用电动机。本实施例的第1电动机MG1及第2电动机MG2是也具有发电功能的所谓电动发电机,但是第1电动机MG1至少具有用于产生反力的发电机(发电)功能,第2电动机MG2至少具有用于作为行驶用驱动力源而输出驱动力的马达(电动机)功能。并且,在这样构成的变速机构14中,行星齿轮装置26作为变速器发挥作用,并且构成可进行马达行驶的动力传递装置。
图2表示能够在直线上表示在变速机构14中各旋转要素的旋转速度的相对关系的共线图。该图2的共线图是由表示行星齿轮装置26的齿轮速比ρ的关系的横轴和表示相对的旋转速度的纵轴构成的二维坐标,横线X1表示旋转速度零,横线X2表示旋转速度“1.0”即与输入轴24动作地连结的发动机18的旋转速度NE。
此外,与构成变速机构14的行星齿轮装置26的3个旋转要素对应的3根纵线Y1、Y2、Y3从左侧起依次表示与第2旋转要素RE2对应的太阳齿轮S、与第1旋转要素RE1对应的行星轮架CA、与第3旋转要素RE3对应的齿圈R的相对旋转速度,它们的间隔根据行星齿轮装置26的齿轮速比ρ而设定。详细而言,在共线图的纵轴之间的关系中,若太阳齿轮与行星轮架之间设为与“1”对应的间隔,则行星轮架与齿圈之间是与行星齿轮装置的齿轮速比ρ对应的间隔。即,在变速机构14中,纵线Y1与Y2的纵线之间设定为与“1”对应的间隔,纵线Y2与Y3之间的间隔设定为与齿轮速比ρ对应的间隔。
若使用图2的共线图来表现,则本实施例的变速机构14被构成为:行星齿轮装置26的第1旋转要素RE1(行星轮架CA)以可传递动力的方式 与输入轴24即发动机18连结,第2旋转要素RE2(太阳齿轮S)经由转矩限制装置28以可传递动力的方式与第1电动机MG1连结,第3旋转要素RE3(齿圈R)与输出齿轮30及第2电动机MG2连结且以可传递动力的方式与驱动轮40连结,将输入轴24的旋转经由输出齿轮30传递给驱动轮40。此时,由通过Y2与X2的交点的斜直线L0表示太阳齿轮S的旋转速度与齿圈R的旋转速度的关系。例如,在变速机构14(行星齿轮装置26)中,设为第1旋转要素RE1至第3旋转要素RE3可相互相对旋转的差动状态,在由直线L0与纵线Y3的交点表示的齿圈R的旋转速度约束为车速V而为大致恒定的情况下,若通过控制第1电动机MG1的旋转速度NM1使由直线L0和纵线Y1的交点表示的太阳齿轮S的旋转速度上升或下降,则使由直线L0和纵线Y2的交点表示的行星轮架CA的旋转速度即发动机旋转速度NE上升或下降。
图3是表示转矩限制装置28的主要部分的剖视图。在图3中,转矩限制装置28具有罩部件50,该罩部件50例如具有:内周部以不能绕输入轴24的轴心C1旋转的方式花键嵌合于太阳齿轮S的一端部48的外周面的圆环板状的壁部50a;从该壁部50a的外周部朝向隔壁52侧突出设置的圆筒部50b;和从该圆筒部50b的隔壁52侧的一端部沿周向连续地向径向内侧突出设置的圆环板状的外周壁部50c。此外,转矩限制装置28例如在轴心C1方向的滚珠轴承54与太阳齿轮S之间具有:板部件58,其是内周部以不能绕轴心C1旋转的方式花键嵌合于第1电动机MG1的输出轴56的外周面的圆环板状部件,外周部在轴心C1方向上配设于罩部件50的壁部50a与外周壁部50c之间;一对摩擦件60,其固定于该板部件58的两侧面的外周部;碟形弹簧64,其设置于相对于板部件58与罩部件50的壁部50a相反的一侧,经由圆环板状的推压部件62朝向罩部件50的壁部50a对板部件58施力。在此,在本实施例中,罩部件50及板部件58的一方相当于第1旋转部件,其另一方相当于第2旋转部件。
这样构成的转矩限制装置28配置于第1电动机MG1与第2旋转要素RE2(太阳齿轮S)之间,行星齿轮装置26的太阳齿轮S以可传递动力的 方式与罩部件50连结且第1电动机MG1以可传递动力的方式与板部件58连结。并且,转矩限制装置28,利用罩部件50和板部件58经由摩擦件60的摩擦而在行星齿轮装置26的太阳齿轮S与第1电动机MG1的输出轴56之间传递转矩,但是若罩部件50与板部件58之间的转矩差超过预先设定的转矩差,则使罩部件50及板部件58彼此滑移(滑转)而抑制在行星齿轮装置26的太阳齿轮S与第1电动机MG1的输出轴56之间的转矩传递。即,转矩限制装置28利用伴随有罩部件50与板部件58的旋转速度差的工作(即通过允许旋转速度差)而切断超出预先设定的预定转矩的量的转矩的传递。
图4例示输入到包括动力传递装置12的控制装置在内的电子控制装置80的信号及从该电子控制装置80输出的信号。该电子控制装置80包括例如由CPU、ROM、RAM及输入输出接口等构成的所谓微型计算机而构成,通过一边利用RAM的暂时存储功能一边按照预先存储于ROM的程序进行信号处理,由此执行关于发动机18、第1电动机MG1、第2电动机MG2等的混合动力驱动控制等车辆控制。
从图4所示的各传感器、开关等对电子控制装置80分别供给:表示发动机水温THW的信号;表示换档杆的档位PSH的信号;表示发动机18的旋转速度即发动机旋转速度NE的信号;表示有无用于设定马达行驶(EV行驶)模式的开关操作的信号;表示与输出齿轮30的旋转速度即输出旋转速度NOUT对应的车速V的信号;表示脚制动器操作的信号;表示与驾驶者(用户)对车辆10的加速要求对应的油门(加速踏板)的操作量即油门开度Acc的信号;表示电子节气门的节气门开度θTH的信号;表示车辆的前后加速度G的信号;表示第1电动机MG1的旋转速度NM1即MG1旋转速度NM1的信号;表示第2电动机MG2的旋转速度NM2即MG2旋转速度NM2的信号;表示基于蓄电装置68(参照图5)的蓄电装置温度THBAT、充放电电流ICD及电压VBAT计算出的蓄电装置68的充电状态(充电容量)SOC的信号等。
此外,从电子控制装置80分别输出:对控制发动机输出的发动机输出 控制装置70(参照图5)的控制信号,例如对操作电子节气门的节气门开度θTH的节气门促动器输出的驱动信号、控制燃料喷射装置的燃料供给量的燃料供给量信号、指示点火装置的发动机18点火正时的点火信号;对控制第1电动机MG1及第2电动机MG2的工作的变换器(inverter)66(参照图5)的指令信号等。
后述的图5所示的蓄电装置68是可充放电的直流电源,例如由镍氢、锂离子等二次电池构成。具体而言,在车辆加速行驶时,在受到对于发动机18的输出的反力时由第1电动机MG1发电的电能(电力)通过变换器66而被积蓄到蓄电装置68。此外,在车辆减速行驶时的再生制动时,由第2电动机MG2发电的电力通过变换器66被积蓄到蓄电装置68。此外,利用第2电动机MG2进行马达行驶时,积蓄于蓄电装置68的电力通过变换器66被供给到第2电动机MG2。
图5是说明电子控制装置80的控制功能的主要部分的功能框图。在图5中,混合动力控制部即混合动力控制单元80例如具有作为发动机驱动控制单元的功能和作为电动机工作控制单元的功能,该发动机驱动控制单元经由发动机输出控制装置70来控制发动机18的驱动,该电动机工作控制单元经由变换器66控制第1电动机MG1及第2电动机MG2作为驱动力源或发电机的工作,通过这些控制功能执行利用发动机18、第1电动机MG1及第2电动机MG2的混合动力驱动控制等。
具体而言,混合动力控制单元82一方面使发动机18在效率高的工作区域工作,另一方面改变发动机18和第2电动机MG2的驱动力的分配、由第1电动机MG1的发电产生的反力以使其成为最佳、控制变速机构14的作为电控式无级变速器的变速比γ0。例如,在此时的行驶车速V下,根据作为驾驶者的输出要求量的油门开度Acc、车速V计算车辆10的目标(要求)输出(用户要求功率),根据该目标输出和充电要求值(充电要求功率)计算所需的总目标输出,为了获得该总目标输出而考虑传递损失、辅机负荷、第2电动机MG2的辅助转矩等计算目标发动机输出(要求发动机输出,发动机要求功率)PE*,控制发动机18并控制第1电动 机MG1及第2电动机MG2的输出或发电,以成为获得该目标发动机输出PE*的发动机旋转速度NE和发动机18的输出转矩(发动机转矩)TE。
也就是说,混合动力控制单元82为了提高动力性能、降低燃耗率等而执行发动机18、第1电动机MG1及第2电动机MG2的控制。在这样的混合动力控制中,为了使由车速V等确定的输出旋转速度NOUT与为了使发动机18在效率高的工作区域工作而设定的发动机旋转速度NE匹配,使变速机构14作为电控式无级变速器发挥作用。即,混合动力控制单元82预先存储例如图6的虚线所示的作为公知的发动机18的工作曲线的一种的最佳燃耗率曲线(燃耗映射、最佳燃耗线)LE,该最佳燃耗率曲线在由发动机旋转速度NE和发动机转矩TE构成的二维坐标内为了在无级变速行驶时兼顾驾驶性(动力性能)和燃耗(燃耗性能)而预先通过实验求出。并且,混合动力控制单元82为了一边使作为发动机18的工作点的发动机工作点PEG沿该最佳燃耗率曲线LE一边使发动机18进行工作,设定例如用于产生满足上述总目标输出所需的目标发动机输出PE*的发动机转矩TE和发动机旋转速度NE的各目标值,为了得到该目标值,执行发动机18的输出控制,并对变速机构14的变速比γ0在其可变速的变化范围内无级地控制。在此,上述发动机工作点PEG是在以由发动机旋转速度NE及发动机转矩TE等例示的表示发动机18的工作状态的状态量为坐标轴的二维坐标中、表示发动机18的工作状态的工作点。另外,在本实施例中,燃耗是例如每单位燃料消耗量的行驶距离,或是整个车辆的燃料消耗率(=燃料消耗量/驱动轮输出)等。
此时,混合动力控制单元82将例如由第1电动机MG1发电的电能通过变换器66向蓄电装置68、第2电动机MG2供给,因此发动机18的动力的主要部分以机械方式被传递到输出齿轮30,但发动机18的动力的一部分为了第1电动机MG1的发电而被消耗、转换为电能,通过变换器66,该电能被向第2电动机MG2供给,由电能驱动第2电动机MG2,从该第2电动机MG2输出的驱动力传递给输出齿轮30。利用从与该发电有关的由第1电动机MG1产生电能到与驱动有关的在第2电动机MG2消耗电能 为止所涉及的设备,构成将发动机18的一部分动力转换为电能、该电能被转换为机械能的电路径。
此外,混合动力控制单元82在将发动机18作为驱动力源的发动机行驶中,将由上述的电路径得到的来自第1电动机MG1的电能和/或来自蓄电装置68的电能供给到第2电动机MG2,驱动该第2电动机MG2而对驱动轮40施加转矩,从而能够进行用于辅助发动机18的动力的所谓转矩辅助(トルクアシスト)。
此外,混合动力控制单元82能够在使发动机18的运转停止了的状态下,执行利用来自蓄电装置68的电力驱动第2电动机MG2、仅以该第2电动机MG2为驱动力源进行行驶的马达行驶(EV行驶)。例如,利用该混合动力控制单元82的EV行驶,一般在与发动机效率高的转矩区域相比发动机效率低的较低输出转矩TOUT区域即低发动机转矩TE区域、或车速V较低的低车速区域即低负荷区域执行。混合动力控制单元82在该EV行驶时为了抑制停止了运转的发动机18的拖曳而降低燃耗,例如通过使第1电动机MG1为无负荷状态使其空转,利用变速机构14的差动作用根据需要而将发动机旋转速度NE维持为零或大致零。也就是说,混合动力控制单元82在EV行驶时不是仅使发动机18的运转停止,而是使发动机18的旋转(旋转驱动)也停止。
此外,混合动力控制单元82在功能上具有在车辆停止中或EV行驶中进行发动机18的起动的发动机起动控制单元。例如,混合动力控制单元82在车辆停止中、EV行驶中,通过对第1电动机MG1通电来提高MG1旋转速度NM1,产生用于将发动机旋转速度NE驱动旋转到可完全爆发的预定旋转速度NE’以上的预定的发动机起动用转矩即摇动(cranking)转矩TM1cr,并在该预定旋转速度NE’以上时例如在怠速旋转速度以上的可自律旋转的发动机旋转速度NE时,由燃料喷射装置供给(喷射)燃料并由点火装置点火,将发动机18起动。如此,第1电动机MG1在发动机起动时作为驱动发动机18旋转的起动用马达(起动机)而发挥作用。
此外,在本实施例的变速机构14设有转矩限制装置28,若由于输入 过大转矩而使转矩限制装置28工作,则防止例如在动力传递装置12的各部件保持过大的扭转,提高了各部件的耐久性。图7是在共线图上表示例如输入了过大的发动机爆发转矩时的一例的图,图8是在共线图上表示例如车辆10紧急制动时的一例的图。在图7及图8中,图7(a)及图8(a)都是表示转矩限制装置28未工作的非工作时的状态的图,图7(b)及图8(b)都是表示转矩限制装置28工作的工作时的状态的图。也就是说,当被输入过大转矩时,转矩限制装置28工作,如图7、8(a)→图7、8(b)那样转变,防止例如在动力传递装置12的各部件保持过大的扭转。
另一方面,转矩限制装置28工作时,在罩部件50与板部件58之间产生旋转速度差ΔN,在例如罩部件50与摩擦件60之间、推压部件62与摩擦件60之间产生摩擦热。因此,需要进行摩擦件60的强度设计,以使其具有能够耐受在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量的热容量。换言之,若能降低上述发生热量则能够减小转矩限制装置28的设计热容量,例如能够降低转矩限制装置28的成本。但是,上述发生热量依赖于例如转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN的大小、转矩限制装置28的工作时间,这些旋转速度差ΔN的大小、工作时间依赖于所输入的过大转矩的大小、持续时间等。并且,该过大转矩依赖于例如制动器的踩踏方式等车辆10的行驶状态(行驶方式)、由发动机水温THW引起的输出偏差等环境特性等,因此难以降低上述发生热量。
因此,在本实施例中,为了抑制上述旋转速度差ΔN的大小、转矩限制装置28的工作时间,在例如由于转矩限制装置28的工作而在罩部件50与板部件58之间产生旋转速度差ΔN时,使第1电动机MG1工作以抑制该旋转速度差ΔN。另外,上述旋转速度差ΔN是罩部件50的旋转速度与板部件58的旋转速度之间的旋转速度差,例如是作为罩部件50的旋转速度的行星齿轮装置26的太阳齿轮S的旋转速度(太阳齿轮旋转速度NS)与作为板部件58的旋转速度的MG1旋转速度NM1之间的旋转速度差ΔN(=NS-NM1)。
进一步具体而言,返回图5,推定旋转速度算出部即推定旋转速度计 算单元84根据例如下式(1)所示的行星齿轮装置26中的第1旋转要素RE1至第3旋转要素RE3的各旋转速度的相对关系式,基于实际的发动机旋转速度NE及MG2旋转速度NM2计算出太阳齿轮旋转速度NS的推定值(推定太阳齿轮旋转速度)NSes。另外,在该式(1)中,作为第1旋转要素RE1(行星轮架CA)的旋转速度使用发动机旋转速度NE,作为第3旋转要素RE3(齿圈R)的旋转速度使用MG2旋转速度NM2,计算第2旋转要素RE2(太阳齿轮S)的旋转速度即太阳齿轮旋转速度NS的推定值NSes。在此,若转矩限制装置28为非工作时,则作为太阳齿轮旋转速度NS可使用MG1旋转速度NM1,但若转矩限制装置28为工作时,则在太阳齿轮旋转速度NS与MG1旋转速度NM1产生旋转速度差ΔN,因此根据该式(1)计算出推定太阳齿轮旋转速度NSes。换言之,该推定太阳齿轮旋转速度NSes也是在视为转矩限制装置28为非工作时的MG1旋转速度NM1的推定值(推定MG1旋转速度)NM1es。因此,根据上述算出的推定太阳齿轮旋转速度NSes(推定MG1旋转速度NM1es)与由传感器检测到的实际的MG1旋转速度NM1(实际MG1旋转速度NM1)的匹配性,可判定转矩限制装置28的工作。
NSes=((1+ρ)NE-NM2)/ρ…(1)
限制器工作判定部即限制器工作判定单元86基于例如实际MG1旋转速度NM1与由推定旋转速度计算单元84算出的推定太阳齿轮旋转速度NSes之间的推定旋转速度差ΔNes(=NSes-NM1),即基于实际MG1旋转速度NM1与推定MG1旋转速度NM1es之间的推定旋转速度差ΔNes(=NM1es-NM1),判定转矩限制装置28的工作。具体而言,限制器工作判定单元86在上述推定旋转速度差ΔNes超过预定旋转速度差ΔN’时,判定为转矩限制装置28正工作,预定旋转速度差ΔN’是为了判断转矩限制装置28正工作的、预先通过实验或设计而求出并设定的。另一方面,限制器工作判定单元86在上述推定旋转速度差ΔNes为预定旋转速度差ΔN’以下时,判定为转矩限制装置28未工作。
混合动力控制单元82在例如由限制器工作判定单元86判定为转矩限制装置28正工作的情况下,使第1电动机MG1工作,以使实际MG1旋转速度NM1成为由推定旋转速度计算单元84算出的推定太阳齿轮旋转速度NSes(推定MG1旋转速度NM1es),即抑制推定旋转速度差ΔNes使其趋向零(例如使推定旋转速度差ΔNes为零)。也就是说,混合动力控制单元82为了抑制转矩限制装置28的工作中的旋转速度差ΔN、转矩限制装置28的工作时间,使在视为转矩限制装置28为非工作时的推定MG1旋转速度NM1es为第1电动机MG1的旋转速度指令的指令值(MG1旋转速度指令值)。在此的第1电动机MG1的工作例如是使推定MG1旋转速度NM1es为目标值的旋转速度控制,通过抑制用于产生针对此前执行的发动机转矩TE的反力的反力控制(再生控制)中的发电量(再生量)、或取代该反力控制而驱动第1电动机MG1旋转的动力运行控制来执行。此外,可以根据推定旋转速度差ΔNes的大小切换控制方式,例如可以在推定旋转速度差ΔNes较小时抑制发电量(再生量),在推定旋转速度差ΔNes较大时对第1电动机MG1进行动力运行控制。此外,在想要实际MG1旋转速度NM1更迅速地成为推定MG1旋转速度NM1es的情况下,可以对第1电动机MG1进行动力运行控制。
另一方面,混合动力控制单元82在例如由限制器工作判定单元86判定为转矩限制装置28未工作的情况下,执行上述的发动机18、第1电动机MG1及第2电动机MG2的控制即通常控制,以使一边发动机工作点PEG例如沿着如图6的虚线所示的最佳燃耗率曲线LE一边发动机18工作。
在此,在本实施例的变速机构14的结构中,在使第1电动机MG1工作以抑制转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN时,处于第1电动机MG1的发电受抑制的状态、或由于使第1电动机MG1动力运行而第1电动机MG1不能发电的状态。因此,例如在处于该状态时驱动第2电动机MG2对驱动轮40施加转矩的情况下,更多地使用来自蓄电装置68的电力,或全部使用来自蓄电装置68的电力。因此,在本实施例中,为了抑制蓄电装置68的电力消耗量,在转矩限制装置28正工作时即为了抑制推定旋转速度差ΔNes而使第1电动机MG1工作时,抑制第2电动机MG2的输出 (例如MG2转矩TM2)。换言之,由于处于例如发生了过大转矩的状态而转矩限制装置28正工作时,通过抑制第2电动机MG2的输出,抑制在超过了过大转矩的转矩的量下无法驱动车辆10的状态(例如不能得到原本所希望的驱动转矩的状态)的蓄电装置68的电力消耗量。
具体而言,混合动力控制单元82在例如使第1电动机MG1工作以抑制推定旋转速度差ΔNes时,输出对第2电动机MG2的驱动指令值,以抑制MG2转矩TM2例如第2电动机MG2的辅助转矩。
图9是说明电子控制装置80的控制工作的主要部分即用于减小转矩限制装置28的设计热容量的控制工作的流程图,以例如几msec至几十msec左右的极短的循环时间反复执行。
在图9中,首先,在与推定旋转速度计算单元84对应的步骤(以下,省略步骤)SA10中,根据例如所述式(1)所示的行星齿轮装置26中的第1旋转要素RE1至第3旋转要素RE3的各旋转速度的相对关系式,基于实际的发动机旋转速度NE及MG2旋转速度NM2逐次计算出推定太阳齿轮旋转速度NSes(推定MG1旋转速度NM1es)。接着,在与限制器工作判定单元86对应的SA20中,例如基于实际MG1旋转速度NM1与在上述SA10计算出的推定MG1旋转速度NM1es之间的推定旋转速度差ΔNes(=NM1es-NM1)是否超过了预定旋转速度差ΔN’,判定转矩限制装置28是否正工作。在该SA20的判断为肯定时,在与混合动力控制单元82对应的SA30,例如使在上述SA10算出的推定MG1旋转速度NM1es成为MG1旋转速度指令值以抑制推定旋转速度差ΔNes使其趋向零。此外,在该SA30中,可以同时输出对第2电动机MG2的驱动指令值以抑制MG2转矩TM2。另一方面,在上述SA20的判断为否定的情况下,在同样与混合动力控制单元82对应的SA40中,执行发动机18、第1电动机MG1及第2电动机MG2的通常控制,以使一边发动机工作点PEG例如沿着如图6的虚线所示的最佳燃耗率曲线LE一边发动机18工作。
如上所述,根据本实施例,在由于转矩限制装置28的工作而在罩部件50与板部件58之间产生了旋转速度差ΔN时,使第1电动机MG1工作以 抑制该旋转速度差ΔN,因此例如能够减小转矩限制装置28的工作状态下的旋转速度差ΔN,或缩短转矩限制装置28的工作时间,可抑制在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量。因此,能够减小转矩限制装置28的设计热容量。结果,能够使转矩限制装置28的摩擦件60的强度设计简便,降低转矩限制装置28的成本。
此外,根据本实施例,具有行星齿轮装置26,其包括:以可传递动力的方式与发动机18连结的第1旋转要素RE1、以可传递动力的方式与第1电动机MG1连结的第2旋转要素RE2、和以可传递动力的方式与驱动轮40(输出齿轮30)连结的第3旋转要素RE3这3个旋转要素,因此例如在具有将发动机18的动力分配给第1电动机MG1侧和驱动轮40(输出齿轮30)侧的行星齿轮装置26的动力传递装置12中,不会受发动机18的惯性影响地能使第1电动机MG1工作以抑制转矩限制装置28的工作中的旋转速度差ΔN,能够适当抑制在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量。
此外,根据本实施例,由于转矩限制装置28配置在第1电动机MG1与行星齿轮装置26的第2旋转要素RE2之间,即第1电动机MG1经由转矩限制装置28与第2旋转要素RE2连结,因此例如与转矩限制装置28配置在发动机18与行星齿轮装置26的第1旋转要素RE1之间相比,输入到转矩限制装置28的发动机转矩TE在行星齿轮装置26的作用下被降低至ρ/(1+ρ)。因此,能够降低依赖于传递转矩容量的转矩限制装置28的摩擦件60的成本。此外,例如与第1电动机MG1经由行星齿轮装置26以可传递动力的方式与转矩限制装置28的罩部件50及板部件58的一方连结的情况相比,容易使第1电动机MG1工作以抑制转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN。
此外,根据本实施例,基于实际MG1旋转速度NM1与根据所述式(1)所示的行星齿轮装置26中第1旋转要素RE1至第3旋转要素RE3的各旋转速度的相对关系式算出的推定太阳齿轮旋转速度NSes(推定MG1旋转速度NM1es)之间的推定旋转速度差ΔNes(=NM1es-NM1)判定转矩限制 装置28的工作,在判定为转矩限制装置28工作的情况下,使第1电动机MG1工作以使实际MG1旋转速度NM1成为上述算出的推定MG1旋转速度NM1es,因此例如简单地判定转矩限制装置28是否正工作,能够使第1电动机MG1更适当地工作以抑制转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN使其趋向零(例如使旋转速度差ΔN为零)。
此外,根据本实施例,在使第1电动机MG1工作以抑制旋转速度差ΔN时,抑制第2电动机MG2的输出,因此例如在具有将发动机18的动力分配给第1电动机MG1侧和驱动轮40侧的行星齿轮装置26、和可使用借助发动机18的动力而发电的第1电动机MG1的发电电力进行驱动的第2电动机MG2的动力传递装置12中,不会受发动机18的惯性影响地能使第1电动机MG1工作以抑制转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN,适当抑制在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量。此外,在使第1电动机MG1工作以抑制转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN时,例如处于第1电动机MG1的发电受抑制的状态或由于使第1电动机MG1动力运行而第1电动机MG1不能发电的状态,在例如处于该状态时驱动第2电动机MG2的情况下,更多地使用来自蓄电装置68的电力或全部使用来自蓄电装置68的电力,与此相对,由于第2电动机MG2的输出受到抑制,因此能够抑制该蓄电装置68的电力消耗量。此外,也能使行星齿轮装置26(变速机构14)作为如下的电控式无级变速器而发挥作用,即,利用行星齿轮装置26的差动作用将来自发动机18的动力的主要部分以机械方式向驱动轮40传递,并将来自发动机18的动力的剩余部分使用从第1电动机MG1向第2电动机MG2、蓄电装置68的电路径而以电方式传递,由此以电方式改变变速比。
此外,根据本实施例,差动机构是具有太阳齿轮S、行星轮架CA和齿圈R这3个旋转要素的行星齿轮装置26,该3个旋转要素是第1旋转要素RE1至第3旋转要素RE3,因此例如差动机构的轴心方向尺寸变小。此外,差动机构由行星齿轮装置26简单地构成。
此外,根据本实施例,行星齿轮装置26通过第1电动机MG1的运转 状态被控制而被控制差动状态,因此例如在行星齿轮装置26作为电控式无级变速器发挥作用的动力传递装置12中,能够适当抑制在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量。
接着,说明本发明的其他实施例。另外,在以下的说明中,对于实施例相互共通的部分标注相同附图标记而省略说明。
实施例2
如上所述,在本实施例的车辆10中,在车辆停止中、EV行驶中进行发动机18的起动时,通过混合动力控制单元82,使第1电动机MG1产生用于提高MG1旋转速度NM1将发动机旋转速度NE驱动旋转至可完全爆发的预定旋转速度NE’以上的摇动转矩TM1cr,并在该预定旋转速度NE’以上进行点火而使发动机18起动。若在这样的发动机起动时例如发生过大的发动机爆发转矩,则由于该过大转矩的输入使转矩限制装置28工作。图10是在共线图上表示例如在发动机起动时输入了过大的发动机爆发转矩的情况的一例的图。在图10中,图10(a)是表示转矩限制装置28未工作的非工作时的状态的图,图10(b)是表示转矩限制装置28正工作的工作时的状态的图。也就是说,若在发动机起动时输入过大转矩,则转矩限制装置28工作,如图10(a)→图10(b)那样转变,可防止例如在动力传递装置12的各部件保持过大的扭转。
另一方面,若在使第1电动机MG1发生摇动转矩TM1cr、由第1电动机MG1驱动发动机18旋转的发动机起动时,随着发动机爆发(点火)而转矩限制装置28工作,则由于第1电动机MG1与发动机惯性断开,可能出现如图10(b)的虚线所示那样第1电动机MG1失控的情况。此外,若例如第1电动机MG1失控,则转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN可能增大。
因此,在本实施例中,在发动机起动时,为了抑制第1电动机MG1的失控,例如在转矩限制装置28正工作时,使用于驱动发动机18旋转的第1电动机MG1的输出(MG1转矩TM1)趋向零地减少。
更具体而言,图11是说明电子控制装置80的控制功能的主要部分的 功能框图,是相当于图5的功能框图的其他实施例。在图11中,发动机起动时判定部即发动机起动时判定单元88判定例如当前车辆状态是否是用于使发动机18起动的预定方式即发动机起动模式。具体而言,发动机起动时判定单元88为了判定是否是发动机起动模式,例如判定是否是由混合动力控制单元82判定为预定的发动机起动条件成立、使第1电动机MG1产生所述摇动转矩TM1cr的状态。另外,混合动力控制单元82,例如在油门被踩踏操作而要求输出转矩TOUT变大、车辆状态从马达行驶区域向发动机行驶区域变化了时,或根据油门的踩踏操作等判断为从不踏油门的减速行驶中的公知的燃油切断工作恢复时,或在车辆停止状态下的发动机停止时基于表示蓄电装置68的充电状态SOC的信号而判断为实际的充电状态SOC小于规定值时,或在车辆停止状态下的发动机停止时基于表示发动机水温THW的信号、表示催化剂温度的信号而判断为需要发动机18、催化剂装置的预热时,判定为上述预定的发动机起动条件成立。此外,上述充电状态SOC的规定值是作为在小于该规定值的充电状态SOC下需要使发动机18工作而利用第1电动机MG1的发电对蓄电装置68充电的充电状态SOC而预先通过实验等求出并存储的值。
限制器工作判定单元86,可以取代上述实施例或在上述实施例的基础上,例如在由发动机起动时判定单元88判定为处于发动机起动模式时,基于由第1电动机MG1驱动发动机18旋转时的该第1电动机MG1的旋转速度变化率d(NM1)/dt(MG1旋转速度变化率dNM1)的实际值(实际MG1旋转速度变化率dNM1)是否超过预定值(预定MG1旋转速度变化率dNM1’)来判定转矩限制装置28的工作。上述预定MG1旋转速度变化率dNM1’是在预定的摇动时MG1旋转速度变化率dNM1cr加上考虑了偏差等的预定的安全余裕量β而得的限制器工作判定值,预定的摇动时MG1旋转速度变化率dNM1cr是例如作为在发动机起动时使第1电动机MG1产生上述摇动转矩TM1cr时的MG1旋转速度变化率dNM1而预先通过实验求出并设定的。该限制器工作判定值也是用于判断第1电动机MG1是否失控了的MG1失控判定值。具体而言,限制器工作判定单元86在下 式(2)成立了时,判定为转矩限制装置28正工作。另一方面,限制器工作判定单元86在下式(2)未成立时,判定为转矩限制装置28未工作。另外,在预定的摇动时MG1旋转速度变化率dNM1cr加上预定的安全余裕量β而得的限制器工作判定值是例如基于摇动转矩TM1cr的预定的MG1旋转速度变化率dNM1,可以使用由下式(3)基于摇动转矩TM1cr、摩擦件60的预定的拖曳转矩Tf、第1电动机MG1的轴惯性矩IM1及调整值α(>0)而算出的值。
dNM1≥dNM1cr+β(β>0)…(2)
dNM1cr+β=(TM1cr-Tf)/IM1-α…(3)
混合动力控制单元82在例如由限制器工作判定单元86判定为转矩限制装置28正工作时,为了抑制第1电动机MG1的失控,输出对第1电动机MG1的驱动指令值以使MG1转矩TM1例如第1电动机MG1的摇动转矩TM1cr为零,使该摇动转矩TM1cr趋向零地减少。另一方面,混合动力控制单元82在例如由限制器工作判定单元86判定为转矩限制装置28未工作时,使第1电动机MG1产生摇动转矩TM1cr、即将MG1旋转速度指令值作为预定的摇动时MG1旋转速度变化率dNM1cr而持续驱动发动机18旋转的发动机起动时的通常控制。
图12是说明电子控制装置80的控制工作的主要部分即用于在发动机起动时抑制第1电动机MG1的失控的控制工作的流程图,例如以几msec至几十msec左右的极短周期时间反复执行。
在图12中,首先,在与发动机起动时判定单元88对应的SB10,判定例如当前的车辆状态是否是用于使发动机18起动的发动机起动模式。在该SB10的判断为否定时,结束本例程,在判断为肯定时,在与限制器工作判定单元86对应的SB20中,例如基于驱动发动机18旋转时的实际MG1旋转速度变化率dNM1是否超过预定MG1旋转速度变化率dNM1’,判定转矩限制装置28是否正工作。在该SB20的判断为肯定时,在与混合动力控制单元82对应的SB30中,输出对第1电动机MG1的驱动指令值例如以使MG1转矩TM1例如第1电动机MG1的摇动转矩TM1cr为零。另一方 面,在上述SB20的判断为否定时,在同样与混合动力控制单元82对应的SB40中,例如使MG1旋转速度指令值为预定的摇动时MG1旋转速度变化率dNM1cr而持续驱动发动机18旋转的发动机起动时的通常控制。
如上所述,根据本实施例,除了例如上述实施例的效果之外,由于在利用混合动力控制单元82进行发动机起动时转矩限制装置28正工作的情况下,使用于驱动发动机18旋转的MG1转矩TM1(摇动转矩TM1cr)趋向零地减少,因此对于例如如下情况,即,若在利用第1电动机MG1驱动发动机18旋转的发动机起动时伴随发动机爆发(点火)而转矩限制装置28工作,则第1电动机MG1与发动机惯性被切断,因此可能存在该第1电动机MG1失控的情况,通过趋向零地减少MG1转矩TM1来抑制第1电动机MG1的失控,另外抑制为了产生摇动转矩TM1cr而向第1电动机MG1供给电力的蓄电装置68的不需要的电力消耗。
此外,根据本实施例,在所述发动机起动时,基于驱动发动机18旋转时的实际MG1旋转速度变化率dNM1是否超过预定MG1旋转速度变化率dNM1’来判定转矩限制装置28的工作,在判定为转矩限制装置28正工作的情况下趋向零地减少MG1转矩TM1,因此与例如基于实际MG1旋转速度NM1与根据所述式(1)那样的关系式算出的推定MG1旋转速度NM1es之间的推定旋转速度差ΔNes来判定转矩限制装置28的工作的情况相比,即与使用例如以多路通信(例如每隔几十~几百mS反复收发的微型计算机之间的通信)等进行互换的表示实际的发动机旋转速度NE及MG2旋转速度NM2的各信号进行的工作判定相比,是利用仅在第1电动机MG1完成的信号进行的工作判定,能够更早地判定转矩限制装置28的工作。因此,能够进一步抑制第1电动机MG1的失控,另外能够进一步抑制向第1电动机MG1供给电力的蓄电装置68的不需要的电力消耗。
以上,基于附图详细说明了本发明的实施例,但本发明也可以应用于其他方式。
例如,在上述实施例中,作为构成应用本发明的车辆10的动力传递装置12而例示了包括行星齿轮装置26(差动机构)的变速机构14,但不限 于此,只要是具有转矩限制装置28、和以可传递动力的方式与该转矩限制装置28的罩部件50及板部件58的一方连结的第1电动机MG1的车辆用动力传递装置就能应用本发明。例如,在驱动力源与变速机构之间的动力传递路径串联配设转矩限制装置28、在驱动力源与转矩限制装置28之间的动力传递路径以可传递动力的方式连结第1电动机MG1这样结构的车辆用动力传递装置中也能应用本发明。作为该变速机构可假定例如行星齿轮式的自动变速器、带式无级变速器、牵引型无级变速器等。而且,可以是例如在这样的变速机构的输出侧具有作为行驶用电动机发挥作用的第2电动机MG2的结构的车辆用动力传递装置。另外,在这样的车辆用动力传递装置的情况下,与具有行星齿轮装置26的情况不同,不切断驱动力源的惯性地使第1电动机MG1工作以抑制转矩限制装置28工作中的旋转速度差ΔN,但是能够得到抑制在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量这样的本发明的一定的效果。
此外,在上述实施例中,转矩限制装置28配设在第1电动机MG1与行星齿轮装置26(第2旋转要素RE2(太阳齿轮S))之间,但也可以例如配设在发动机18与行星齿轮装置26(第1旋转要素RE1(行星轮架CA))之间。在这样的情况下,虽然不能得到输入到转矩限制装置28的发动机转矩TE在行星齿轮装置26的作用下降低这一效果,但可以得到抑制在转矩限制装置28工作时发生的摩擦热的发生热量这样的本发明的一定效果。
此外,在上述实施例中,变速机构14作为差动机构而具有行星齿轮装置26,但也可以取代该行星齿轮装置26,包括例如由发动机18驱动旋转的小齿轮、和与该小齿轮啮合的一对锥齿轮与第1电动机MG1及输出齿轮30动作地连结的差动齿轮装置而作为差动机构。此外,行星齿轮装置26是单级行星齿轮,但也可以是两级行星齿轮(ダブルプラネタリ)。
此外,在上述实施例中,在行星齿轮装置26中,以可传递动力的方式与发动机18连结的第1旋转要素RE1是行星轮架CA,经由转矩限制装置28以可传递动力的方式与第1电动机MG1连结的第2旋转要素RE2是太阳齿轮S,以可传递动力的方式与驱动轮40连结的第3旋转要素RE3 是齿圈R,但未必一定是这样的方式。例如,也可以上述第1旋转要素RE1是太阳齿轮S,上述第2旋转要素RE2是行星轮架CA。即,可以是发动机18是太阳齿轮S输入,第1电动机MG1是行星轮架CA输入。总之,只要能够使行星齿轮装置26作为差动机构发挥作用地连结发动机18、第1电动机MG1,就能应用本发明。
此外,在上述实施例中,第2电动机MG2直接连结于输出齿轮30,但第2电动机MG2的连结位置不限于此,也可以经由变速器、行星齿轮装置、接合装置等而间接连结。此外,该第2电动机MG2未必一定设置,只要至少具有第1电动机MG1就能应用本发明。
另外,上述仅是一实施方式,本发明能够基于本领域技术人员的知识以加以各种变更、改进的方式实施。
附图标记的说明
12:车辆用动力传递装置
18:发动机(驱动力源)
26:行星齿轮装置(差动机构)
28:转矩限制装置
40:驱动轮
50:罩部件(第1旋转部件及第2旋转部件的一方)
58:板部件(第1旋转部件及第2旋转部件的另一方)
80:电子控制装置(控制装置)
MG1:第1电动机(电动机)
MG2:第2电动机(行驶用电动机)
RE1:第1旋转要素
RE2:第2旋转要素
RE3:第3旋转要素
S:太阳齿轮
CA:行星轮架
R:齿圈
Claims (7)
1.一种车辆用动力传递装置的控制装置,所述车辆用动力传递装置包括:转矩限制装置,其通过伴有第1旋转部件与第2旋转部件的旋转速度差的工作,将超过预定转矩的转矩量的传递切断;电动机,其以能够传递动力的方式与该第1旋转部件及该第2旋转部件的一方连结;和差动机构,其具有以能够传递动力的方式与驱动力源连结的第1旋转要素、以能够传递动力的方式与所述电动机连结的第2旋转要素、以及以能够传递动力的方式与驱动轮连结的第3旋转要素这三个旋转要素,所述控制装置的特征在于,
所述转矩限制装置配置在所述电动机与所述第2旋转要素之间,
在通过所述转矩限制装置的工作而在所述第1旋转部件与所述第2旋转部件之间产生旋转速度差时,使所述电动机工作以使得抑制该旋转速度差。
2.根据权利要求1所述的车辆用动力传递装置的控制装置,其特征在于,
基于所述电动机的实际的旋转速度与根据所述第1旋转要素至第3旋转要素的各旋转速度的相对关系计算出的所述第2旋转要素的旋转速度的旋转速度差,判定所述转矩限制装置是否正在工作,
在判定为所述转矩限制装置正在工作的情况下,使所述电动机工作以使所述电动机的实际的旋转速度成为所述计算出的所述第2旋转要素的旋转速度。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用动力传递装置的控制装置,其特征在于,
还包括以能够传递动力的方式与所述驱动轮连结的行驶用电动机,
在使所述电动机工作以使得抑制所述旋转速度差时,抑制所述行驶用电动机的输出。
4.根据权利要求1或2所述的车辆用动力传递装置的控制装置,其特征在于,
所述差动机构是具有太阳齿轮、行星架和齿圈这三个旋转要素的行星齿轮装置,该三个旋转要素是所述第1旋转要素至第3旋转要素。
5.根据权利要求1或2所述的车辆用动力传递装置的控制装置,其特征在于,
通过控制所述电动机的运转状态,控制所述差动机构的差动状态。
6.根据权利要求1或2所述的车辆用动力传递装置的控制装置,其特征在于,
所述驱动力源是发动机,
所述电动机具有作为在发动机起动时驱动所述发动机旋转的起动用马达的功能,
在所述发动机起动时,所述转矩限制装置正在工作的情况下,使用于驱动所述发动机旋转的所述电动机的输出转矩趋向零地减少。
7.根据权利要求6所述的车辆用动力传递装置的控制装置,其特征在于,
在所述发动机起动时,基于正在由所述电动机驱动所述发动机旋转时的该电动机的旋转速度变化率的实际值是否超过预定值,判定所述转矩限制装置是否正在工作,
在判定为所述转矩限制装置正在工作的情况下,使所述电动机的输出转矩趋向零地减少。
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