用于车辆的控制器的制造方法

文档序号:10540305
用于车辆的控制器的制造方法
【专利摘要】车辆包含:发动机(2);旋转机械(MG2);至少一个驱动轮(25);第一离合器(CL1),第一离合器(CL1)被设置在动力传递路径(11)与旋转机械(MG2)之间,动力传递路径(11)被界定在发动机(2)与驱动轮(25)之间,第一离合器(CL1)被切换到接合状态或脱离状态;单向离合器(CL2),单向离合器(CL2)与第一离合器(CL1)并列地设置;油温检测器(5),油温检测器(5)被构造成检测被供应到包含旋转机械(MG2)的动力传递部分的油温;以及电子控制单元(40)。电子控制单元(40)被构造成与当油温检测器(5)检测到的油温高时相比,在油温低时,限制允许预定行驶模式的运行区,其中预定行驶模式是在旋转机械(MG2)的旋转停止的情况下车辆行驶的行驶模式。
【专利说明】
用于车辆的控制器
技术领域
[0001 ]本发明涉及用于车辆的控制器。
【背景技术】
[0002]在现有技术中,已知包含单向离合器的车辆。举例来说,日本专利申请公开N0.2013-96555(JP 2013-96555 A)公开用于车辆驱动系统的连接机构的技术,其中该连接机构设有机械连接与断开单元,在该机械连接与断开单元中,套筒或极柱可与犬齿接合以便与单向离合器并列。JP 2013-96555 A还公开一种构造,其中单向离合器和机械连接与断开单元并列设置在第二M/G 58与传动齿轮12a之间。在JP2013-96555 A中所公开的技术中,当车辆反向行驶时,机械连接与断开单元接合。

【发明内容】

[0003]在JP 2013-96555 A中所述的构造中,当机械连接与断开单元脱离时,第二M/G 58可停止。尚未令人满意地研究例如第二M/G 58等旋转机械的运行的控制。
[0004]举例来说,当单向离合器和能够任意接合或脱离的离合器被并列地布置在动力传递路径与旋转机械之间时,旋转机械可在离合器脱离的状态下停止。通过停止旋转机械,能够实现例如摩擦损耗等损耗的减少。然而,在例如刚好在冷启动之后油温低的情形下,损耗可因停止旋转机械而增大。当旋转机械停止时,不存在因从旋转机械产生的热所致的油温的上升,且因此油温的上升被延迟。因此,因低油温所致的损耗可大于因旋转机械的运行所致的损耗。因此,需要减少车辆中的损耗。
[0005]本发明的目标提供一种用于车辆的控制器,该控制器可减少因低油温所致的车辆中的损耗。
[0006]根据本发明的一个方面,提供一种用于车辆的控制器。车辆包含:发动机;旋转机械;驱动轮;第一离合器,该第一离合器被设置在动力传递路径与旋转机械之间,动力传递路径被界定在发动机与驱动轮之间,第一离合器被切换到接合状态或脱离状态;第二离合器,该第二离合器与第一离合器并列地设置,第二离合器是单向离合器;以及油温检测器,该油温检测器被构造成检测被供应到包含旋转机械的动力传递部分的油温。控制器包含电子控制单元。电子控制单元被构造成与当由油温检测器所检测到的油温较高时相比,当油温低时,限制允许预定行驶模式的运行区。预定行驶模式是在旋转机械的旋转停止的情况下车辆行驶的行驶模式。
[0007]在该方面中,电子控制单元可被构造成当油温等于或低于预定温度时,禁止预定行驶模式。
[0008]在该方面中,电子控制单元可被构造成当油温等于或低于预定温度时,使车辆利用旋转机械作为动力源来行走。
[0009]在该方面中,电子控制单元可被构造成在油温高于预定温度的温度范围中随着油温变高而扩大允许预定行驶模式的运行区。
[0010]根据本发明的一个方面,提供一种用于车辆的控制器。车辆包含:发动机;旋转机械;驱动轮;第一离合器,第一离合器被设置在动力传递路径与旋转机械之间,动力传递路径在发动机与驱动轮之间,第一离合器被切换到接合状态或脱离状态;第二离合器,第二离合器与第一离合器并列地设置,第二离合器是单向离合器;油温检测器,油温检测器被构造成检测被供应到包含旋转机械的动力传递部分的油温;以及控制器。控制器包含电子控制单元。电子控制单元被构造成与当由油温检测器所检测到的油温高时相比,当油温低时,限制允许预定行驶模式的运行区。预定行驶模式是在旋转机械的旋转停止的情况下车辆行驶的行驶模式。根据此方面,能够实现减少因低油温所致的车辆中的损耗的效果。
【附图说明】
[0011]将在下文参照附图来描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术与工业意义,其中相同数字表示相同元件,且其中:
[0012]图1是图示根据本发明的实施例的车辆的控制器的运行流程的流程图;
[0013]图2是示意性地图示根据实施例的车辆的构造的图;
[0014]图3是根据实施例的车辆的构造的概略图;
[0015]图4是图示根据实施例的车辆的控制器的框图;
[0016]图5是图示根据实施例的行驶状态的实例的列线图;
[0017]图6是图示根据实施例的行驶状态的另一实例的列线图;
[0018]图7是图示根据实施例的行驶状态的又一实例的列线图;
[0019]图8是图示根据实施例的操作接合表的图;
[0020]图9是图示油温与允许范围之间的关系的图;
[0021]图10是图示车速与允许范围之间的关系的图;
[0022]图11是图示根据实施例的第一修改实例的允许范围的映射图的图;
[0023]图12是图示根据实施例的第二修改实例的允许范围的映射图的图;以及
[0024]图13是图示根据实施例的第三修改实例的允许范围的映射图的图。
【具体实施方式】
[0025]下文中,将参照附图详细描述根据本发明的实施例的车辆控制器。本发明不限于该实施例。下文实施例中的元件包含可容易被所属领域的技术人员预想的元件或实质上与这些元件相同的元件。
[0026]下文将参照图1到图10来描述本发明的实施例。此实施例提供一种车辆控制器。
[0027]如图2所示,根据此实施例的车辆I包含发动机2、第一旋转机械MG1、第二旋转机械MG2、电池4、行星齿轮机构10、第一离合器CLl、第二离合器CL2、控制单元40和输出轴20。车辆I是包含发动机2和两个旋转机械MG1、MG2作为驱动源的混合动力车辆。车辆I可为能用外部电源充电的插电式混合动力车辆(PHV)。
[0028]根据此实施例的车辆控制系统100包含车辆I中的发动机2、第二旋转机械MG2、第一离合器CLl、第二离合器CL2、油温传感器5 (参见图3)和控制单元40。
[0029]发动机2将燃料的燃烧能转换为输出轴2a的旋转,且输出该旋转。行星齿轮机构10具有将从发动机2输出的动力分配给输出轴20和第一旋转机械MGl的动力分配行星齿轮的功能。第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2具有马达(电动马达)的功能和发电机的功能。第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2经由逆变器而连接到电池4 ο旋转机械MGl、MG2所产生的电力可存储在电池4中。举例来说,三相交流同步型马达-发电机组可被用作第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2。
[0030]第一离合器CLl被设置在传递路径11与第二旋转机械MG2之间。第一离合器CLl是可在接合状态与脱离状态之间任意切换的离合器单元。此处,传递路径11是发动机2与驱动轮25之间的动力的传递路径。在此实施例中,传递路径11是在行星齿轮机构10与驱动轮25之间传递动力的传递路径。第二离合器CL2是与第一离合器CLl并列地设置的单向离合器。举例来说,斜撑型单向离合器可被用作第二离合器CL2。
[0031]第二旋转机械MG2经由第一离合器CLl或第二离合器CL2中的至少一者而将动力传递到传递路径11和从传递路径11接收动力。从发动机2和第二旋转机械MG2输出到传递路径11的动力经由输出轴20而传递到驱动轮25。
[0032]根据此实施例的车辆控制系统100具有预定行驶模式,其中车辆I在第二旋转机械MG2的旋转停止的情况下向前行驶。在预定行驶模式中,第一离合器CLl处于脱离状态。因为第一离合器CLl脱离且第二旋转机械MG2与传递路径11分离,所以第二旋转机械MG2的旋转以及传递路径11的旋转受到抑制,且因此第二旋转机械MG2的拖曳损耗或机械损耗减少。因为第二旋转机械MG2中发生的损耗减少,所以发动机2的输出功率可因损耗而减少。因此,根据此实施例的车辆控制系统100可实现车辆I的损耗的减少或燃料效率的提高。
[0033]下文将参照图3来描述车辆I的特定构造的实例。如图3所示,发动机2的输出轴2a被连接到行星齿轮机构10的齿轮架Cl。行星齿轮机构10是单个小齿轮行星齿轮机构。行星齿轮机构10包含太阳齿轮S1、小齿轮Pl、环形齿轮Rl和齿轮架Cl ο行星齿轮机构10在输出轴2a的轴向上设置在发动机2与第一旋转机械MGl之间。行星齿轮机构10和第一旋转机械MGl被布置成与发动机2同轴。发动机2的轴向平行于例如车辆宽度方向。
[0034]第一旋转机械MGl包含被可旋转地支撑的转子Rtl和固定到车体侧的定子Stl。太阳齿轮SI被连接到第一旋转机械MGl的转子Rtl且与转子Rtl—起旋转。设置在环形齿轮Rl的外周上的输出齿轮26与从动齿轮21啮合。从动齿轮21是被连接到输出轴20的齿轮。输出轴20是平行于发动机2的输出轴2a和稍后将描述的旋转轴Sh的轴。驱动小齿轮22被连接到输出轴20。驱动小齿轮22与最终齿轮23啮合。最终齿轮23经由驱动轴24被连接到驱动轮25。差动齿轮可被设置在最终齿轮23与驱动轴24之间。
[0035]减速齿轮31与从动齿轮21啮合。减速齿轮31被连接到旋转轴Sh。第二旋转机械MG2被设置成与旋转轴Sh同轴。第二旋转机械MG2包含被可旋转地支撑的转子Rt2和被固定到车体侧的定子St2。第一离合器CLl和第二离合器CL2被设置在旋转轴Sh与第二旋转机械MG2的转子Rt2之间。
[0036]在此实施例中的第一离合器CLl是啮合型齿式离合器。第一离合器CLl包含第一犬齿32、第二犬齿33、套筒34和致动器35。第一犬齿32是被连接到旋转轴Sh的犬齿。第二犬齿33是被连接到第二旋转机械MG2的转子Rt2的犬齿。第一犬齿32和第二犬齿33是例如在发动机2的轴向上线性延伸的齿。套筒34被支撑成在轴向上可移动。套筒34具有对应于第一犬齿32和第二犬齿33的犬齿。
[0037]致动器35被构造成通过在发动机2的轴向上移动套筒34而接合或脱离第一离合器CL1。在此实施例中,第一离合器CLl是常开型离合器,且当致动器35不产生驱动力时切换到脱离状态。致动器35例如通过电磁力而在发动机2的轴向的一个方向(接合方向)上驱动套筒34。另一方面,通过例如弹簧等推进构件基于致动器35而在与驱动力的方向相反的方向(脱离方向)上推进套筒34。因此,当致动器35不产生驱动力时,套筒34通过推进构件的推进力而维持在脱离状态。致动器35通过克服推进力所产生的驱动力而在接合方向上移动套筒34,以便使套筒34与第一犬齿32与第二犬齿33两者接合。因此,第一离合器CLl被接合,且因此旋转轴Sh和转子Rt2经由套筒34被连接以便一起旋转。
[0038]在此实施例中,在第二旋转机械MG2的两个旋转方向中,当车辆I向前行驶时,与旋转轴Sh的旋转方向相同的方向被称为“正旋转方向”。在此实施例中,在第二旋转机械MG2的两个旋转方向中,正旋转方向的反向旋转方向被称为“负旋转方向”或“反向旋转方向” ο在第二旋转机械MG2的转矩中,与第二旋转机械MG2的旋转方向相同的方向上的转矩被称为“正转矩”。在第二旋转机械MG2的转矩中,第二旋转机械MG2的正旋转方向的反向方向上的转矩被称为“负转矩”或“反向转矩”。也就是说,正转矩是第二旋转机械MG2的正旋转速度增大的方向上的转矩。另一方面,负转矩是第二旋转机械MG2的正旋转速度减小的方向上的转矩。换句话说,负转矩是第二旋转机械MG2的正旋转减小且其负旋转加速的方向上的转矩。
[0039]第二离合器CL2可将正旋转方向上的转矩从第二旋转机械MG2传递到旋转轴Sh,且拦截负旋转方向上的转矩。另一方面,第二离合器CL2可将负旋转方向上的转矩从旋转轴Sh传递到第二旋转机械MG2且拦截正旋转方向上的转矩。
[0040]油栗3被连接到发动机2的输出轴2a。油栗3随着发动机2的旋转而喷油。油栗3将油供应到包含第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2的动力传递构件。油栗3所供应的油润滑且冷却第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2。油栗3可将油供应到包含行星齿轮机构10的润滑部分。
[0041]车辆I包含油温传感器(油温检测器)5,油温传感器(油温检测器)5检测供应到包含第二旋转机械MG2的动力传递部分的油温。在此实施例中,油温传感器5检测供应到油栗3的油温。检测油温的位置不限于油栗3。油温传感器5可检测油盘的油温。
[0042]如图4所示,控制单元40包含HV_ECT 50、MG_ECT 60以及发动机ECU 70。控制单元40具有控制车辆I的行驶的功能。ECU 50、60和70例如是具有计算机的电子控制单元。HV_ECU 50具有整体控制整个车辆I的功能。MG_ECU 60和发动机ECU 70被电连接到HV_ECU 50。
[0043]MG_ECU 60可控制第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2。举例来说,MG_ECU 60调整供应到第一旋转机械MGl的电流值以便控制第一旋转机械MGl的输出转矩。举例来说,MG_ECU 60调整供应到第二旋转机械MG2的电流值以便控制第二旋转机械MG2的输出转矩。
[0044]举例来说,发动机ECU70可执行控制发动机2的电子节气门,输出控制发动机2的点火的点火信号,且控制燃料到发动机2中的喷射。
[0045]车速传感器、加速器开度传感器、MGl转速传感器、MG2转速传感器、输出轴转速传感器、电池传感器等被连接到HV_ECT 5(LHV_Ero 50可从传感器获取车速、加速器开度、第一旋转机械MGl的转速、第二旋转机械MG2的转速、输出轴20的转速、电池状态SOC等。HV_ECU50被连接到油温传感器5且获取指示油温传感器5的检测结果的信息。
[0046]HV_ECT 50包含驱动力计算单元50a、模式确定单元50b以及条件设定单元50c。驱动力计算单元50a基于HV_ECT 50所获取的信息而计算车辆I的请求驱动力。驱动力计算单元50a可计算请求功率、请求转矩等而不是请求驱动力。HV_ECU 50基于驱动力计算单元50a所计算的请求值而确定第一旋转机械MGl的输出转矩(下文中,也称为“MG1转矩”)、第二旋转机械MG2的输出转矩(下文中,也称为“MG2转矩”)和发动机2的输出转矩(下文中,也称为“发动机转矩” )oHV_ECU 50将MG1转矩的命令值和MG2转矩的命令值输出到MG_ECU 60oHV_ECU 50将发动机转矩的命令值输出到发动机ECU70。
[0047]下文将参照附图描述车辆I的行驶状态。在图5到图7所示的列线图中,SI轴线表示太阳齿轮SI和第一旋转机械MGl的转速。在列线图中,Cl轴线表示齿轮架Cl和发动机2的转速。在列线图中,Rl轴线表示环形齿轮Rl的转速。OUT轴线表示输出轴20的转速。Sh轴线表示旋转轴Sh的转速。Rt2轴线表示第二旋转机械MG2的转子Rt2的转速。在下文的描述中,旋转轴Sh的转速被称为“轴转速Ns”。在下文的描述中,转子Rt2的转速被称为“MG2转速Nm2”。输出轴20的转速被称为“输出轴转速Nout”。
[0048]图5和图6图示第一离合器CLl被脱离的状态。图7图示第一离合器CLl被接合的状
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[0049]在根据此实施例的车辆I中,如图3所示,环形齿轮Rl的外径大于从动齿轮21的外径。因此,环形齿轮Rl的旋转在速度上增大且接着传递到输出轴20。减速齿轮31的外径小于从动齿轮21的外径。因此,旋转轴Sh的轴转速Ns减小且接着传递到输出轴20。也就是说,减速齿轮31是能够减小MG2转速Nm2且将其传递到输出轴20的齿轮。
[0050]当在车辆I向前行驶的同时MG2转速Nm2低于轴转速Ns(包含第二旋转机械MG2负旋转的状况)时,第二离合器CL2如图5所示被切换到脱离状态。另一方面,当MG2转速Nm2与轴转速Ns同步时,第二离合器CL2如图6所示被切换到接合状态,且将动力从第二旋转机械MG2传递到旋转轴Sh。也就是说,当车辆I向前行驶且MG2转速Nm2通过将MG2转矩Tm2设定为正转矩而增大时,第二离合器CL2被接合。因此,MG2转矩Tm2经由第二离合器CL2被传递到旋转轴Sh0
[0051 ]当在车辆向前行驶的同时MG2转速Nm2低于轴转速Ns时,第二离合器CL2被切换到脱离状态。也就是说,当第二旋转机械MG2的转速从车辆通过对第二旋转机械MG2供电而利用第二旋转机械MG2作为驱动源向前行驶的状态减小时,第二离合器CL2从接合状态切换到脱离状态。因此,当第一离合器CLl处于脱离状态时,第二离合器CL2可通过减小第二旋转机械MG2的转速而切换到脱离状态。当第二离合器CL2处于脱离状态时,第二旋转机械MG2与传递路径11分离。因此,车辆还可在第二旋转机械MG2的旋转停止的情况下行走。
[0052]如图7所示,当第一离合器CLl处于接合状态时,任何旋转方向(正旋转方向和负旋转方向)上的转矩可在第二旋转机械MG2与旋转轴Sh之间传递。因此,当车辆在第一离合器CLl处于接合状态的情况下向前行驶时,车辆I可通过从第二旋转机械MG2输出的正转矩而加速。车辆I还可在车辆在第一离合器CLl处于接合状态的情况下向前行驶时通过使第二旋转机械MG2产生负转矩而制动或再生能量。
[0053 ]控制单元40控制第一离合器CL I的接合或脱离,例如,如图8所示。图8图示第二旋转机械MG2的旋转方向的正号和负号、转矩的正号和负号以及处于接合状态的离合器的组合。当第二旋转机械MG2正旋转且MG2转矩是正转矩时,即,当车辆利用第二旋转机械MG2作为驱动源向前行驶时或当发动机2通过MG2转矩启动时,第一离合器CLl处于脱离状态。因此,当动力从第二旋转机械MG2传递到传递路径11时,第二离合器CL2接合。
[0054]当第二旋转机械MG2正旋转且MG2转矩是负转矩时,S卩,当在车辆向前行驶的同时从第二旋转机械MG2输出制动方向上的转矩时,第一离合器CLl被接合。因此,从第二旋转机械MG2输出的制动转矩经由第一离合器CL I而传递到传递路径11,且第二旋转机械MG2的再生等被执行。
[0055]当第二旋转机械MG2负旋转且MG2转矩是正转矩时,即,当车辆在利用第二旋转机械MG2作为驱动源的情况下反向行驶时,第一离合器CLl被接合。因此,来自第二旋转机械MG2的负旋转方向上的转矩经由第一离合器CLl被传递到传递路径11,且车辆I可被驱动而通过MG2转矩反向行走。
[0056]当第二旋转机械MG2负旋转且MG2转矩是负转矩时,例如,当在车辆反向行驶的同时从第二旋转机械MG2输出制动方向上的转矩时,第一离合器CLl被接合。在旋转方向和转矩方向的此组合中,原则上,第二离合器CL2被接合。因此,可认为第一离合器CLl处于脱离状态。然而,旋转方向和转矩的此组合的状况通常是在反向行驶时执行制动操作的状况,且在反向行驶时执行制动操作的频率在整个行驶时段中较低。在反向行驶时,制动器的开启和关断状态可频繁相互切换。当无论何时切换致动器的开启和关断状态都重复第一离合器CLl的接合和脱离时,控制变得复杂,而这不是期望的。因此,在此实施例中,当第二旋转机械MG2如上所述负旋转时,第一离合器CLl被维持在接合状态。
[0057]HV_ECU 50的模式确定单元50b基于所计算的请求驱动力、所计算的车速等而选择HV行驶模式或EV行驶模式。HV行驶模式是车辆I在至少将发动机2作为驱动源的情况下行驶的行驶模式。在HV行驶模式中,第一旋转机械MGl可充当接收对抗发动机转矩的反作用力的部分。第一旋转机械MGl产生对抗发动机转矩Te的反作用转矩TMl且从环形齿轮Rl输出发动机2的动力,例如,如图5所示。从环形齿轮Rl输出的发动机2的动力从输出轴20传递到驱动轮25。
[0058]在HV行驶模式中,第一离合器CLl例如处于脱离状态。因为第一离合器CLl是常开型的,所以第一离合器CLl在脱离状态下不消耗电力。因此,通过在第一离合器CLl被设定为脱离状态的情况下执行HV行驶模式,能够减少电力消耗。
[0059]在HV行驶模式中,车辆I可在除了发动机2之外还将第二旋转机械MG2作为驱动源行走。当第二旋转机械MG2在向前行驶时用作驱动源时,HV_ECU 50使第二旋转机械MG2正旋转且输出正转矩。当MG2转速Nm2增大且与轴转速Ns同步时,第二离合器CL2接合。因此,第二旋转机械MG2的动力经由第二离合器CL2和旋转轴Sh而传递到输出轴20。
[0060]HV_ECT 50可使第二旋转机械MG2在HV行驶模式中执行再生。当第二旋转机械MG2执行再生时,HV_ECT 50将第一离合器CLl切换到接合状态。当第二离合器CL2已被接合时,第一离合器CLl的接合操作可启动而无任何改变,这是因为MG2转速Nm2与轴转速Ns同步。当第一离合器CLl被接合时,HV_ECU 50使第二旋转机械MG2产生负转矩(在旋转方向的反向方向上的转矩)且使第二旋转机械MG2产生电力。
[0061]EV行驶模式是车辆I将第二旋转机械MG2作为驱动源行驶的行驶模式。当车辆I在EV行驶模式中向前行驶时,第一离合器CLl例如处于脱离状态。HV_ECU 50使第二旋转机械MG2在正旋转方向上输出转矩且使第二旋转机械MG2正旋转。因此,第二离合器CL2被接合且从第二旋转机械MG2输出的正转矩驱动车辆I向前移动。HV_ECU 50在EV行驶模式中将第一旋转机械MGl设定为第一旋转机械MGl既不提供动力也不再生的游离状态。因此,在EV行驶模式中,发动机2停止其旋转且第一旋转机械MGl怠速。
[0062]HV_ECT 50可使第二旋转机械MG2在EV行驶模式中执行再生。当第二旋转机械MG2执行再生时,HV_ECT 50将第一离合器CLl切换到接合状态。当第一离合器CLl被接合时,HV_ECU 50使第二旋转机械MG2产生负转矩(在旋转方向的反向方向上的转矩)且使第二旋转机械MG2产生电力。
[0063]根据此实施例的车辆控制系统100具有预定行驶模式。预定行驶模式是车辆I在第一离合器CLl脱离且第二旋转机械MG2与传递路径11分离的情况下利用发动机2作为动力源而行驶的行驶模式。预定行驶模式可被视为一种类型的HV行驶模式。在此实施例中,第二离合器CL2还在预定行驶模式中处于脱离状态。在预定行驶模式中,从第二旋转机械MG2产生的转矩既不用作用于驱动车辆I的转矩也不用作用于制动车辆I的转矩。也就是说,在预定行驶模式中,第二旋转机械MG2处于第二旋转机械既不作为车辆I的驱动力源也不作为制动力源运行的静止状态。因此,预定行驶模式可被称为第二旋转机械MG2停止的静止模式。在预定行驶模式中,第二旋转机械MG2处于用于等待转变到利用第二旋转机械MG2作为动力源的HV行驶模式等的待用状态。因此,预定行驶模式可被称为使第二旋转机械MG2等待的待用模式。
[0064]在此实施例中,在预定行驶模式中,车辆I在第二旋转机械MG2的旋转停止的情况下行驶。因为第二旋转机械MG2在预定行驶模式中停止,所以第二旋转机械MG2的拖曳损耗、机械损耗、电损耗等减少。此处,第二旋转机械MG2在预定行驶模式中停止的状态包含MG2转速Nm2为零的状态、第二旋转机械MG2以MG2转速Nm2旋转的状态等,其中MG2转速Nm2是等于或小于MG2转速传感器的检测极限的低转速(例如,数十rpm)。
[0065]在预定行驶模式中,可减少电损耗,如下所述。举例来说,具有以下构造的车辆是已知的:第二旋转机械MG2的转子Rt2被直接连接到旋转轴Sh而不经过离合器CLl、CL2。在此车辆中,即使在第二旋转机械MG2处于旋转状态没有益处时,第二旋转机械MG2也一起旋转。在不需要将利用第二旋转机械MG2作为车辆I的驱动源且第二旋转机械MG2不需要执行再生或制动的行驶状态下,当第二旋转机械MG2被连接到传递路径11时,第二旋转机械MG2—起旋转。在此状况下,当第二旋转机械MG2旋转时,第二旋转机械MG2可无意中产生电力。当想要抑制通过无意中的电力产生对电池4充电时,电池4的充电可通过经由逆变器的使用而将电压升压以匹配第二旋转机械MG2的电动势而受到抑制。然而,此方法的问题在于可能导致因升压所致的电损耗。
[0066]相比之下,根据此实施例的车辆控制系统100具有预定行驶模式。在预定行驶模式中,第二旋转机械MG2与传递路径11分离。因此,防止了第二旋转机械MG2的无意中电力产生且抑制了电损耗的产生。
[0067]在此实施例中,控制单元40的模式确定单元50b基于运行区来确定是否执行预定行驶模式。模式确定单元50b例如基于车速和驱动力来确定是否执行预定行驶模式。例如,在低负载运行区中执行预定行驶模式。低负载运行区是可例如基于发动机2的输出转矩来输出车辆I的请求驱动力的运行区。在低负载运行区中,认为将第二旋转机械MG2与传递路径11分离是有利的。
[0068]举例来说,在具有高车速和低负载的区中,可执行预定行驶模式。在高车速区中,发动机2的转速相对较高,且发动机2可在效率优良的运行点处运行。在高车速区中,在第二旋转机械MG2中发生拖曳损耗或机械损耗可能较大。换句话说,认为在预定行驶模式中将第二旋转机械MG2与传递路径11分离而获得极大益处。
[0069]控制单元40例如在图10所示的允许区B3中允许预定行驶模式。在图10中,横轴表示车速,且竖轴表示车辆I所需的驱动力或车辆I的目标驱动力。允许区B3表示车速与可执行预定行驶模式的驱动力的范围之间的关系。最大驱动力线Fmax是指示可在车辆利用发动机2和第二旋转机械MG2作为驱动源来行驶的THS模式(HV行驶模式)中输出的最大驱动力的线。允许区B3被确定为正驱动力的区(向前驱动力)。在每一车速下,允许区B3是在等于或小于最大驱动力线Fmax的驱动力区中的低负载侧上的区。在高于允许区B3的负载侧上的区中,禁止了预定行驶模式。此外,在负驱动力的区中,即,在减速侧上的区中,禁止了预定行驶模式。
[0070]此处,可并不优选的是,始终基于同一允许区B3来执行预定行驶模式。其实例是变速驱动桥(动力传递部分)中的油温刚好在冷启动等之后较低的状况。当油温较低时,因旋转阻力等所致的损耗大于油温是适当温度时的损耗。因此,油温可容易升高到适当温度。在混合动力车辆中,可取决于油温来确定是否执行行驶模式。举例来说,当油温较低时,可不允许执行EV行驶模式。在根据此实施例的车辆I中,当油温较低时,禁止EV行驶模式,且执行HV行驶模式。
[0071 ]当禁止EV行驶模式时,即使在EV行驶模式最初在燃料效率等方面比HV行驶模式有利的运行区中,也选择HV行驶模式。因此,油温可容易升高到可选择EV行驶模式的温度。升高油温的方法的实例是通过从第二旋转机械MG2产生的热或因搅动所致的热而对油加热的方法。也就是说,在HV行驶模式中,因第二旋转机械MG2的主动运行所致的从第二旋转机械MG2产生的热的量的增大在油温的上升方面比选择预定行驶模式而停止第二旋转机械MG2有利。
[0072]根据此实施例的控制单元40取决于油温而改变允许预定行驶模式的运行区,如下文参照图9和图10所描述。具体来说,控制单元40在油温较低时而不是在油温较高时进一步限制允许预定行驶模式的运行区。因此,如下所述,相比允许预定行驶模式的运行区不改变时,油温可较早地升高。在图9中,横轴表示变速驱动桥中的油温,且竖轴表示驱动力。变速驱动桥中的油温由油温传感器5检测。图9所示的允许区Al是允许预定行驶模式的驱动力的范围。允许区Al表示油温与允许预定行驶模式的驱动力的范围之间的对应关系。允许区Al的上限值或允许区Al的驱动力的范围取决于油温而变化。
[0073]在油温等于或低于预定温度Tl的低温区Rnl中,禁止预定行驶模式。换句话说,在等于或低于预定温度Tl的低温区Rnl中,不存在允许区Al。因此,在低温区Rnl中,禁止到预定行驶模式的新转变。在低温区Rnl中,当已执行预定行驶模式时,预定行驶模式结束。在油温高于预定温度Tl且等于或低于第二预定温度T2的中温区Rn2中,允许区Al随着油温的上升而扩大。具体来说,随着油温从预定温度Tl上升到第二预定温度T2,允许区Al中的上限值增大。在油温高于第二预定温度T2的高温区Rn3中,允许区Al是均匀的。也就是说,在高温区Rn3中,无论油温如何,允许区Al的上限值都是恒定的。
[0074]当油温低于预定温度Tl时,根据此实施例的车辆控制系统100禁止预定行驶模式,如图9所示。因为预定行驶模式被禁止,所以在根据此实施例的车辆I中执行使用第二旋转机械MG2作为驱动源的HV行驶模式。因此,可通过从第二旋转机械MG2产生的热来对油加热以容易升高油温。因此,可减少因油的粘度所致的损耗或容易启动EV行驶模式。在根据此实施例的车辆控制系统100中,当油温等于或低于预定温度Tl时,禁止预定行驶模式,且车辆I在HV行驶模式中行驶。因此,可通过使车辆快速达到已完成暖机的运行状态而实现燃料效率的提尚。
[0075]当油温等于或低于预定温度Tl时,HV_ECT50可维持第一离合器CLl的接合。当第一离合器CLl被接合时,即使在使第二旋转机械MG2执行再生的状况以及运行第二旋转机械MG2以使车辆I向前或反向行走的状况下,也可通过从第二旋转机械MG2产生的热来对油加热。即使在不使第二旋转机械MG2提供动力和再生时,第二旋转机械MG2也一起旋转。因为第二旋转机械MG2旋转,所以油可循环以使变速驱动桥中的油温均匀化。因此,举例来说,抑制第二旋转机械MG2附近的低温油的剩余。
[0076]在此实施例中,如图9所示,在高于预定温度Tl的油温的范围(中温区Rn2)中,允许预定行驶模式的运行区(允许区Al)随着油温的上升而扩大。具体来说,在图9所示的映射图中的中温区Rn2中,允许区Al的上限随着油温的上升而移动到高负载侧。换句话说,当油温较低时,相比油温较高时,允许预定行驶模式的运行区的上限具有较接近低负载的值,且因此,允许预定行驶模式的运行区受到限制。允许区Al的驱动力的范围随着油温的上升而扩大。换句话说,当油温较低时,相比油温较高时,允许预定行驶模式的运行区的驱动力的范围更窄,且因此,允许预定行驶模式的运行区受到限制。
[0077]随着油温的上升,油的粘度减小且因此因粘度所致的损耗减少。在此实施例中,允许预定行驶模式的运行区受限制的程度随着油温的上升而降低。也就是说,当油温上升时,用于确定是否允许预定行驶模式的准则变宽松。因此,可实现因预定行驶模式的执行所致的损耗的减少以及因油温的上升所致的损耗的减少。
[0078]图9所示的允许区Al的映射图是针对每一车速而确定。也就是说,在此实施例中,三维映射图可表示基于车速、油温和驱动力三个参数确定允许预定行驶模式的区。车速下的三维映射图的横截面是图9所示的映射图,且预定油温下的横截面是图10所示的映射图。
[0079]条件设定单元50c基于当前油温而设定表示车速与允许预定行驶模式的驱动力的范围之间的关系的映射图(图10所示的映射图),S卩,在当前油温下有效的映射图。换句话说,条件设定单元50c设定可在当前油温下执行预定行驶模式的运行区的条件。条件设定单元50c在油温较低时而不是在油温较高时进一步限制允许预定行驶模式的运行区。随着油温降低,条件设定单元50c提高允许预定行驶模式的运行区受限制的程度。当油温等于或低于预定温度Tl时,条件设定单元50c最大地提高允许预定行驶模式的运行区受限制的程度,且禁止预定行驶模式。在此实施例中,预定温度Tl是不管车速怎样都恒定的值。预定温度Tl可取决于车速而变化。在此实施例中,第二预定温度T2是不管车速怎样都恒定的值。在此实施例中,第二预定温度T2并不是不管车速怎样都恒定,而是在此实施例中,第二预定温度T2可取决于车速而变化。
[0080]在图10所示的映射图中,示出允许区B3和允许区BI以进行比较。允许区B3是油温高于第二预定温度T2的允许区。允许区BI是油温高于第一预定温度Tl且等于或低于第二预定温度T2的允许区。如图10所示,油温较高的允许区B3(图9所示的高温区Rn3)包含相比油温相对较低的允许区BI(图9所示的中温区Rn2)具有较低车速或较高负载的运行区。油温较高的允许区B3是包含油温相对较低的允许区BI的运行区,并且是相比油温相对较低的允许区BI更宽的运行区。
[0081]允许区BI的上限驱动力取决于油温而变化。允许区BI的上限随着油温的下降而移动到低负载侧,且随着油温的上升而移动到高负载侧。也就是说,允许区BI随着油温的下降而缩小到低负载侧,且允许区BI随着油温的上升而扩大到高负载侧。
[0082]下文将参照图1来描述根据此实施例的车辆控制系统100的操作。图1所示的控制流程是在车辆I行驶的同时执行,且例如以预定循环重复地执行。
[0083]在步骤STl中,HV_ECT 50收集车辆信息。HV_ECT 50获取车速、加速器开度、MGl转速、MG2转速Nm2、输出轴转速Nout、电池4的荷电状态S0C、油温等。HV_EOT 50基于减速齿轮31与从动齿轮21的齿数比以及所获取的输出轴转速Nout而计算轴转速Ns,其中轴转速Ns是旋转轴Sh的转速。当执行完步骤STl时,控制流程进行到步骤ST2。
[0084]在步骤ST2中,HV_ECT 50确定油温是否等于或小于阈值。HV_ECT 50确定步骤STl中所获取的油温是否等于或小于预定温度Tl。预定温度Tl是例如基于变速驱动桥(TA)的油的油温与粘度之间的关系来确定。举例来说,预定温度Tl是油的粘度等于或大于预定粘度的上限值。当油温等于或低于预定温度Tl时,HV_ECU 50确定步骤ST2的确定结果是肯定的。当在步骤ST2中确定油温等于或低于阈值时(步骤ST2中为“是”),控制流程进行到步骤ST3,否则控制流程结束(步骤ST2中为“否”)。
[0085]在步骤ST3中,HV_ECU50确定是否执行MG2静止模式。当车辆I在预定行驶模式中行驶时,HV_ECU 50确定步骤ST3的确定结果是肯定的。当在步骤ST3中确定执行MG2静止模式时(步骤ST3中为“是”),控制流程进行到步骤ST4,否则控制流程进行到步骤ST5(步骤ST3中为“否”)。
[0086]在步骤ST4中,HV_ECT 50返回到THS模式。当步骤ST2的确定结果是肯定的时,HV_ECU 50的模式确定单元50b选择HV行驶模式,也就是说,利用发动机2和第二旋转机械MG2作为驱动源的HV行驶模式(THS模式)。
[0087]HV_ECU 50基于车辆I的请求驱动力而确定发动机转矩的命令值以及MG2转矩的命令值,以便执行THS模式。HV_ECT 50将MG2转矩的所确定的命令值输出到MG_ECT 60,且将发动机转矩的所确定的命令值输出到发动机ECU 70oMG_ECU 60取决于MG2转矩的命令值而控制供应到第二旋转机械MG2的电流或从第二旋转机械MG2产生的电力的量。发动机ECU 70取决于发动机转矩的命令值而执行发动机2的节气门开度或燃料喷射的控制、点火控制等。
[0088]当车辆I的请求驱动力小时,HV_ECU50可将比请求驱动力大的动力输出到发动机2,且可导致第二旋转机械MG2执行再生。举例来说,当发动机转矩大于在最佳燃料效率线中的运行点处运行发动机2时车辆的请求转矩时,多余转矩可被第二旋转机械MG2吸收。换句话说,当油温较低时,优选的是,可取决于请求驱动力而适当地使第二旋转机械MG2旋转或执行再生,以在实现请求驱动力的同时对油加热。当执行完步骤ST4时,控制流程进行到步骤 ST5。
[0089]在步骤ST5中,模式确定单元50b指示禁止MG2静止模式。模式确定单元50b禁止到预定行驶模式的新的转变。模式确定单元50b例如将预定行驶模式禁止标志设定为开启状态。预定行驶模式禁止标志是指示预定行驶模式的禁止的标志。模式确定单元50b除控制流程之外还具有确定是否执行预定行驶模式的预定行驶模式执行确定流程。当预定行驶模式禁止标志被设定为开启状态时,预定行驶模式的执行或开始在预定行驶模式执行确定流程中被禁止。举例来说,不管车速或请求驱动力如何,预定行驶模式都被禁止。
[O(M)]另一方面,当预定行驶模式禁止标志设定为关断状态时,模式确定单元50b例如基于图9和图10所示的映射图而确定应开始预定行驶模式或确定应结束预定行驶模式。当在步骤ST5中指示禁止MG2静止模式时,控制流程结束。
[0091 ]如上所述,在根据此实施例的车辆控制系统100中,能够通过在油温较低时较早地升高油温来实现损耗的减少或燃料效率的提高。
[0092]将在下文描述上述实施例的第一修改实例。图11是根据实施例的第一修改实例的允许区的映射图。在上述实施例中,当温度处于中温区Rn2中时,允许区B I的上限驱动力变化,但允许区BI可在车速的方向上变化。
[0093]图11所示的允许区B2是油温高于图9所示的允许区BI的油温的允许区。允许区B2的上限值大于允许区BI的上限值。相比允许区BI,允许区B2涵盖较低车速侧。换句话说,在相同值的驱动力下,允许区B2的下限车速低于允许区B I的下限车速。根据此修改实例,可取决于油温的变化而适当地扩大或缩小油温处于中温区Rn2中的允许区。
[0094]将在下文描述上述实施例的第二修改实例。图12是图示根据实施例的第二修改实例的车辆的概略图。根据上述实施例的变速驱动桥是多轴类型,其中发动机2的输出轴2a和第二旋转机械MG2的旋转轴Sh位于不同轴线上。根据第二修改实例的变速驱动桥与上述实施例中的变速驱动桥的不同之处在于变速驱动桥是单轴类型,其中发动机2和第二旋转机械MG2被设定成相互同轴。
[0095]如图12所示,第一旋转机械MGl、行星齿轮机构10、第二行星齿轮机构30、第二旋转机械MG2和油栗3从接近发动机2的一侧依序布置成与发动机2同轴。行星齿轮机构10是与上述实施例的行星齿轮机构10相同的单个小齿轮行星齿轮机构。行星齿轮机构10包含太阳齿轮S1、小齿轮P1、环形齿轮Rl和齿轮架Cl。太阳齿轮SI被连接到第一旋转机械MGl的转子Rtl。齿轮架Cl被连接到发动机2的输出轴2a。
[0096I第二行星齿轮机构30是单个小齿轮行星齿轮机构,且包含第二太阳齿轮S2、第二小齿轮P2、第二环形齿轮R2以及第二齿轮架C2。第二太阳齿轮S2被连接到旋转轴Sh,且与旋转轴Sh—起旋转。第二齿轮架C2被固定到车体侧且不能旋转。第二环形齿轮R2被连接到环形齿轮Rl,且与环形齿轮Rl—起旋转。公共输出齿轮26被设置在环形齿轮Rl和第二环形齿轮R2的外周上。输出齿轮26与从动齿轮21接合。从从动齿轮21到驱动轮25的构造可与根据上述实施例的车辆I的构造相同。
[0097]第一离合器CLl和第二离合器CL2被设置在旋转轴Sh与第二旋转机械MG2的转子Rt2之间。第二离合器CL2与第一离合器CLl并列地设置。第一离合器CLl和第二离合器CL2的构造可与上述实施例中的相同。在根据第二修改实例的车辆I中,当车辆I向前行驶时,第二旋转机械MG2的正旋转方向与输出齿轮26的旋转方向相反。根据第二修改实例的车辆I配备与根据上述实施例的车辆控制系统100(图2、图4)相同的车辆控制系统100。在根据第二修改实例的车辆I中,车辆控制系统100可执行与上述实施例相同的控制且可实现相同优点。
[0098]将在下文描述上述实施例的第三修改实例。图13是图示根据实施例的第三修改实例的车辆的概略图。根据第三修改实例的车辆I包含设置在行星齿轮机构10与输出齿轮26之间的第三离合器CL3。第三离合器CL3被设置在齿轮架Cl与输出齿轮26和第二环形齿轮R2之间。第三离合器CL3是例如摩擦接合型多片离合器且可在接合状态与脱离状态之间任意切换。行星齿轮机构1的太阳齿轮SI被连接到第一旋转机械MG I的转子Rt 1齿轮架CI连接到发动机2的输出轴2a和第三离合器CL3。环形齿轮Rl被固定到车体侧且不能旋转。其它构造可与根据实施例的第二修改实例的车辆I的构造相同。
[0099]在车辆I中,通过脱离第三离合器CL3,呈现发动机2和第一旋转机械MGl—侧与驱动轮25和第二旋转机械MG2—侧断开的中断状态。在断开状态中,可执行串联混合动力行驶模式,其中车辆I通过经由第一旋转机械MGl的使用将发动机2的动力转换为电力且将电力供应到第二旋转机械MG2而使用第二旋转机械MG2作为驱动源来行驶。另一方面,当第三离合器CL3接合时,发动机2和第一旋转机械MGl—侧与驱动轮25和第二旋转机械MG2—侧相互连接。在连接状态中,可类似于上述实施例或第二修改实例而执行并联混合动力行驶模式。
[0100]根据第三修改实例的车辆I配备有与根据上述实施例的车辆控制系统100(图2、图4)相同的车辆控制系统100。在根据第三修改实例的车辆I中,车辆控制系统100可执行与上述实施例相同的控制且可实现相同优点。在根据第三修改实例的车辆I中,例如,在车辆在并联混合动力行驶模式中行驶的同时执行预定行驶模式。
[0101]将在下文描述上述实施例的第四修改实例。在上述实施例和上述修改实例中,第二旋转机械MG2的旋转在预定行驶模式中停止。在预定行驶模式中的第二旋转机械MG2的运行状态不限于此。举例来说,在预定行驶模式中,第二旋转机械MG2可以低于轴转速Ns的转速在正旋转方向上旋转。当MG2转速Nm2低于轴转速Ns时,与MG2转速Nm2等于轴转速Ns时相比,可更多减少例如拖曳损耗等损耗。当第二旋转机械MG2在预定行驶模式中旋转时,可使第二旋转机械MG2旋转或执行再生。
[0102]车辆I的构造不限于上述实施例或上述修改实例中所述的构造。举例来说,第二旋转机械MG2可设置在除上文所述之外的位置处。在发动机2、第一旋转机械MGl和驱动轮25被连接到行星齿轮机构10的不同旋转元件的构造中,优选的是,第二旋转机械MG2经由离合器CLl、CL2而连接到行星齿轮机构10与驱动轮25之间的动力传递路径。
[0103]车辆I可配备有单个旋转机械(例如,第二旋转机械MG2),而不是配备有第一旋转机械MGl和第二旋转机械MG2两个旋转机械。在此状况下,第一离合器CLl和第二离合器CL2可设置在单个旋转机械与传递路径11之间。第一离合器CLl不限于齿式离合器,且可采用摩擦型离合器。第一离合器CLl可采用例如湿式或干式多片离合器。第二离合器CL2不限于上述斜撑型单向离合器,且可使用另一类型的单向离合器。也就是说,第二离合器CL2仅需要具有在一个方向上将转矩从一个接合元件传递到另一接合元件且在另一方向上拦截转矩的传递的功能。
[0104]上述实施例和上述修改实例中所述的细节可适当地组合以供实践。
【主权项】
1.一种用于车辆的控制器,所述车辆包含:发动机;旋转机械;至少一个驱动轮;第一离合器,所述第一离合器被设置在动力传递路径与所述旋转机械之间,所述动力传递路径被界定在所述发动机与所述驱动轮之间,所述第一离合器被切换到接合状态或脱离状态;第二离合器,所述第二离合器与所述第一离合器并列地设置,所述第二离合器是单向离合器;油温检测器,所述油温检测器被构造成检测被供应到包含所述旋转机械的动力传递部分的油温,所述控制器包括: 电子控制单元,所述电子控制单元被构造成与当由所述油温检测器检测到的所述油温高时相比,当所述油温低时,限制允许预定行驶模式的运行区,所述预定行驶模式是在所述旋转机械的旋转停止的情况下所述车辆行驶的行驶模式。2.根据权利要求1所述的控制器,其中: 所述电子控制单元被构造成当所述油温等于或低于预定温度时,禁止所述预定行驶模式。3.根据权利要求2所述的控制器,其中: 所述电子控制单元被构造成当所述油温等于或低于所述预定温度时,使所述车辆利用所述旋转机械作为动力源来行驶。4.根据权利要求2或3所述的控制器,其中: 所述电子控制单元被构造成在所述油温高于所述预定温度的温度范围中随着所述油温变高而扩大允许所述预定行驶模式的所述运行区。
【文档编号】F16H3/72GK105899391SQ201580004077
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月5日
【发明人】大野智仁, 远藤隆人, 岩濑雄二
【申请人】丰田自动车株式会社
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