本發(fā)明涉及一種混合動力車輛,尤其涉及一種包括第一旋轉(zhuǎn)電機以及第二旋轉(zhuǎn)電機和變速部的混合動力車輛。
背景技術(shù):
在混合動力車輛中,已知一種具有如下結(jié)構(gòu)的混合動力車輛,即,除了具備發(fā)動機、兩個旋轉(zhuǎn)電機和動力分配機構(gòu)以外,在發(fā)動機與動力分配機構(gòu)之間還具有變速部。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
國際公開第2013/114594中所公開的車輛采用了串聯(lián)并聯(lián)混合動力方式。在串聯(lián)并聯(lián)混合動力方式的車輛中,將發(fā)動機的動力向第一電動發(fā)電機(第一MG)傳遞并用于發(fā)電,另一方面,也將發(fā)動機的動力的一部分通過動力分配機構(gòu)而向驅(qū)動輪傳遞。
在混合動力車輛中,還已知一種實施如下的串聯(lián)行駛的結(jié)構(gòu)(串聯(lián)混合動力方式),所述串聯(lián)行駛為,通過發(fā)動機的動力而實施發(fā)電,并利用所發(fā)出的電力而使電機驅(qū)動。在該串聯(lián)混合動力方式中,發(fā)動機的動力不會向驅(qū)動輪傳遞。
上述文獻中所公開的車輛成為如下的結(jié)構(gòu),即,由于發(fā)動機的動力向第一電動發(fā)電機(第一MG)傳遞時通過動力分配機構(gòu)而也向驅(qū)動輪傳遞,因此無法實施串聯(lián)行駛。
在串聯(lián)并聯(lián)混合動力方式中,在低車速時等的情況下,由于發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩變動而有可能會使被設(shè)置在發(fā)動機與驅(qū)動輪之間的驅(qū)動裝置中的齒輪機構(gòu)中產(chǎn)生齒輪撞擊聲,從而需要以避免產(chǎn)生該齒輪撞擊聲的方式來選擇發(fā)動機的工作點,由此也存在使其在從耗油率的角度來看并不是最佳的工作點進行工作的情況,從而在改善耗油率的方面還存在余地。
另一方面,在串聯(lián)方式中,由于發(fā)動機與被設(shè)置在驅(qū)動裝置中的齒輪機 構(gòu)完全斷開,因此也可以不用過多考慮這種齒輪撞擊聲。但是,由于在將發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩暫時全部轉(zhuǎn)換為電力之后通過電機而再次轉(zhuǎn)換回驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩,因此在發(fā)動機的運轉(zhuǎn)效率較好的速度區(qū)域中,與串聯(lián)并聯(lián)混合動力方式相比耗油率較差。
這樣,由于與串聯(lián)混合動力方式相比串聯(lián)并聯(lián)混合動力方式一方也具有優(yōu)點,因此,如果能夠以根據(jù)車輛的情況而對串聯(lián)行駛與串聯(lián)并聯(lián)行駛進行選擇的方式來構(gòu)成,則較為理想。
然而,在使用離合器等卡合元件來切換串聯(lián)行駛和串聯(lián)并聯(lián)行駛的情況下,在行駛模式的切換時有時除了離合器的卡合控制還要執(zhí)行變速部的變速控制。以此方式,當在實施行駛模式的切換的同時所控制的控制對象增加時,存在行駛模式的切換控制復(fù)雜化的情況。
本發(fā)明的目的在于,提供一種恰當?shù)貓?zhí)行行駛模式的切換時的離合器的卡合控制和變速部的變速控制的混合動力車輛。
本發(fā)明的某一方面所涉及的混合動力車輛具備:內(nèi)燃機;第一旋轉(zhuǎn)電機;第二旋轉(zhuǎn)電機,其被設(shè)置成能夠向驅(qū)動輪輸出動力;變速部,其具有被輸入來自內(nèi)燃機的動力的輸入元件以及將被輸入至輸入元件的動力輸出的輸出元件,該變速部被構(gòu)成為,能夠切換為在輸入元件與輸出元件之間以低速級與高速級中的任意一方的變速級來傳遞動力的非空檔狀態(tài)、和在輸入元件與輸出元件之間不傳遞動力的空檔狀態(tài);差動部,其具有與第一旋轉(zhuǎn)電機連接的第一旋轉(zhuǎn)元件、與第二旋轉(zhuǎn)電機以及驅(qū)動輪連接的第二旋轉(zhuǎn)元件、以及與輸出元件連接的第三旋轉(zhuǎn)元件,該差動部被構(gòu)成為,當?shù)谝恍D(zhuǎn)元件至第三旋轉(zhuǎn)元件中的任意兩個元件的轉(zhuǎn)速被確定時,剩余的一個元件的轉(zhuǎn)速被確定?;旌蟿恿囕v被構(gòu)成為,能夠通過第一路徑和第二路徑中的至少任意一方的路徑來進行內(nèi)燃機的動力傳遞,其中,所述第一路徑為從內(nèi)燃機經(jīng)由變速部以及差動部而向第一旋轉(zhuǎn)電機傳遞動力的路徑,所述第二路徑為與第一路徑不同的、從內(nèi)燃機向第一旋轉(zhuǎn)電機傳遞動力的路徑。混合動力車輛具備離合器,所述離合器被設(shè)置在第二路徑上,且該離合器能夠切換為實施從內(nèi)燃機向第一旋轉(zhuǎn)電機的動力傳遞的卡合狀態(tài)、和截斷從內(nèi)燃機向第一旋轉(zhuǎn)電機的動力傳遞的釋放狀態(tài)?;旌蟿恿囕v的行駛模式包括串聯(lián)并聯(lián)行駛模式、并聯(lián)行駛模式以及串聯(lián)行駛模式,所述串聯(lián)并聯(lián)行駛模式為,將離合器設(shè)為釋放狀態(tài)并且將變速部設(shè)為非空檔狀態(tài)的模式;所述并聯(lián)行駛模式為,將離合 器設(shè)為卡合狀態(tài)并且將變速部設(shè)為非空檔狀態(tài)的模式;所述串聯(lián)行駛模式為,將離合器設(shè)為卡合狀態(tài)并且將變速部設(shè)為空檔狀態(tài)的模式?;旌蟿恿囕v還具備控制裝置,所述控制裝置在于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式與并聯(lián)行駛模式之間切換行駛模式、并且于低速級與高速級之間切換變速級的情況下,經(jīng)由串聯(lián)行駛模式來切換行駛模式以及變速級。
以此方式,通過在于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式與并聯(lián)行駛模式之間切換行駛模式、并且于低速級與高速級之間切換變速級的情況下,經(jīng)由串聯(lián)行駛模式來切換行駛模式,從而與切換行駛模式和變速級的情況相比,由于抑制了同時被控制的控制元件的增加,因此能夠?qū)崿F(xiàn)變速控制的容易化。
優(yōu)選為,在從于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式,且形成了低速級的變速級,并且當前的變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠減速側(cè)的情況下,控制裝置執(zhí)行在切換為串聯(lián)行駛模式之前使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的情況下的第二轉(zhuǎn)速比同步的控制。
以此方式,通過在切換為串聯(lián)行駛模式之前使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制和在切換為串聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比與第二轉(zhuǎn)速比同步的控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換。
更優(yōu)選為,在從于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式,且形成了高速級的變速級,并且當前的變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠增速側(cè)的情況下,控制裝置執(zhí)行在切換為串聯(lián)行駛模式之前使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的情況下的第二轉(zhuǎn)速比同步的控制。
以此方式,通過在切換為串聯(lián)行駛模式之前使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、和在切換為串聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比與第二轉(zhuǎn)速比同步的控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換。
更優(yōu)選為,在從于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式形成高速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式,且形成了高速級的變速級,并且當前的變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠增速側(cè)的情況下,控制裝置執(zhí)行在切換為串聯(lián)行駛模式之前使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式形成低速級的變速級的情況下的第二轉(zhuǎn)速比同步的控制。
以此方式,通過在切換為串聯(lián)行駛模式之前使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、和在切換為串聯(lián)行駛模式后使轉(zhuǎn)速比與第二轉(zhuǎn)速比同步的控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換。
更優(yōu)選為,在從于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式,且形成了低速級的變速級,并且當前的變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠增速側(cè)的情況下,控制裝置在切換為串聯(lián)行駛模式之前不執(zhí)行使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制的條件下,將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)行駛模式切換為串聯(lián)行駛模式。
以此方式,能夠抑制在行駛模式的切換時轉(zhuǎn)速比的增減。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
更優(yōu)選為,在從于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式,且形成了高速級的變速級,并且當前的變速部的所述輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比與于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠減速側(cè)的情況下,控制裝置在切換為串聯(lián)行駛模式之前不執(zhí)行使轉(zhuǎn)速比與所述第一轉(zhuǎn)速比同步的控制的條件下,將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)行駛模式切換為串聯(lián)行駛模式。
以此方式,能夠抑制在行駛模式的切換時轉(zhuǎn)速比的增減。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
更優(yōu)選為,在從于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串 聯(lián)行駛模式而切換為于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為并聯(lián)行駛模式,且形成了低速級的變速級,并且變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比的目標值與于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠增速側(cè)的情況下,控制裝置執(zhí)行在經(jīng)由串聯(lián)行駛模式的過程中使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比變化為目標值的控制。
以此方式,通過在經(jīng)由串聯(lián)行駛模式的過程中使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比變化為目標值的控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換。
更優(yōu)選為,在從于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為并聯(lián)行駛模式,且形成了高速級的變速級,并且變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比的目標值與于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠減速側(cè)的情況下,控制裝置執(zhí)行在經(jīng)由串聯(lián)行駛模式的過程中使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比變化為目標值的控制。
以此方式,通過在經(jīng)由串聯(lián)行駛模式的過程中使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制、以及在切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式之后使轉(zhuǎn)速比變化為目標值的控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換。
更優(yōu)選為,在從于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換為于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為并聯(lián)行駛模式,且形成了低速級的變速級,并且變速部的所述輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比的目標值與并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠減速側(cè)的情況下,控制裝置在經(jīng)由串聯(lián)行駛模式的過程中不執(zhí)行使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制的條件下從串聯(lián)行駛模式切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式。
以此方式,能夠抑制在行駛模式的切換時轉(zhuǎn)速比的增減。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
更優(yōu)選為,在從于并聯(lián)行駛模式下形成高速級的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串 聯(lián)行駛模式而切換為于串聯(lián)并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的狀態(tài)的情況下,而且在當前的行駛模式為并聯(lián)行駛模式,且形成了高速級的變速級,并且變速部的輸入元件和差動部的第二旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速比的目標值與于并聯(lián)行駛模式下形成低速級的變速級的情況下的第一轉(zhuǎn)速比相比而靠增速側(cè)的情況下,控制裝置在經(jīng)由串聯(lián)行駛模式的過程中不執(zhí)行使轉(zhuǎn)速比與第一轉(zhuǎn)速比同步的控制的條件下從串聯(lián)行駛模式切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式。
以此方式,能夠抑制在行駛模式的切換時轉(zhuǎn)速比的增減。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
本發(fā)明的上述以及其它目的、特征、情況以及優(yōu)點,能夠根據(jù)與附圖關(guān)聯(lián)而理解的本發(fā)明所涉及的以下的詳細說明而明確。
附圖說明
圖1表示具備本發(fā)明的實施方式中的驅(qū)動裝置的混合動力車輛的整體結(jié)構(gòu)的圖。
圖2簡要地表示圖1中的車輛的各結(jié)構(gòu)元件的動力傳遞路徑的框圖。
圖3為表示圖1中的車輛的控制裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4為表示各行駛模式、各行駛模式中的變速部40的離合器C1以及制動器B1的控制狀態(tài)的圖。
圖5為EV單電機行駛模式中的列線圖。
圖6為EV雙電機行駛模式中的列線圖。
圖7為HV行駛(串聯(lián))模式中的列線圖。
圖8為HV行駛(并聯(lián)Lo)模式中的列線圖。
圖9為HV行駛(并聯(lián)Hi)模式中的列線圖。
圖10為HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Lo)模式中的列線圖。
圖11為HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Hi)模式中的列線圖。
圖12為對混合動力車輛主要以燃料作為能源而行駛的情況下的行駛模式進行確定的模式判斷映射圖。
圖13為對混合動力車輛主要以被充電至蓄電池中的電力作為能源而行駛的情況下的行駛模式進行確定的模式判斷映射圖。
圖14為表示切換前的行駛模式與切換后的行駛模式的控制對象的變化的圖。
圖15為表示在向并聯(lián)(Hi)模式切換時所執(zhí)行的切換控制的處理的流程 圖。
圖16為表示在向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式的切換時所執(zhí)行的切換控制的處理的流程圖。
圖17為表示在執(zhí)行同步控制并且切換行駛模式的情況下的變速比的變化的圖(其1)。
圖18為用于對隨著同步控制的執(zhí)行而向并聯(lián)(Hi)模式的切換時所執(zhí)行的、伴隨有同步控制的切換控制進行說明的時序圖。
圖19為表示在不執(zhí)行同步控制而切換行駛模式的情況下的變速比的變化的圖(其1)。
圖20為用于對未伴隨有同步控制而向并聯(lián)(Hi)模式切換時所執(zhí)行的切換控制進行說明的時序圖。
圖21為表示在執(zhí)行同步控制并且切換行駛模式的情況下的變速比的變化的圖(其2)。
圖22為表示在不執(zhí)行同步控制而切換行駛模式的情況下的變速比的變化的圖(其2)。
圖23為用于根據(jù)車輛負載而對同步控制的執(zhí)行的有無進行確定的映射圖。
具體實施方式
以下,參照附圖,對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外,在以下的實施方式中,對于相同或相當?shù)牟糠謽擞浵嗤膮⒄辗?,并且不重?fù)進行其說明。
混合動力車輛的整體結(jié)構(gòu)
圖1為表示具備本發(fā)明的實施方式中的驅(qū)動裝置的混合動力車輛的整體結(jié)構(gòu)的圖。
參照圖1,混合動力車輛1(以下,也記載為車輛1)包括:發(fā)動機10、驅(qū)動裝置2、驅(qū)動輪90、控制裝置100。驅(qū)動裝置2包括:第一電動發(fā)電機(以下,稱之為“第一MG”)20、第二電動發(fā)電機(以下,稱之為“第二MG”)30、變速部40、差動部50、離合器CS、輸入軸21、輸出軸(副軸)70、差速器80、液壓回路500。
混合動力車輛1為使用發(fā)動機10、第一MG20以及第二MG30中的至少任意一個的動力而行駛的FF(前置發(fā)動機前輪驅(qū)動)方式的混合動力車輛?;? 合動力車輛1也可以為能夠通過外部電源而對未圖示的車載蓄電池進行充電的插電式混合動力車輛。
發(fā)動機10為,例如汽油發(fā)動機或者柴油發(fā)動機等的內(nèi)燃機。
第一MG20以及第二MG30為,例如具有被埋設(shè)了永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的永磁同步電動機。驅(qū)動裝置2為,第一MG20被設(shè)置在與發(fā)動機10的曲軸(輸出軸)同軸的第一軸12上、而第二MG30被設(shè)置在與第一軸12不同的第二軸14上的多軸式的驅(qū)動裝置。第一軸12以及第二軸14相互平行。
在第一軸12上還設(shè)置有變速部40、差動部50以及離合器CS。變速部40、差動部50、第一MG20以及離合器CS按照所列舉的順序而從靠近發(fā)動機10的一側(cè)起依次排列。
第一MG20被設(shè)置成能夠輸入來自發(fā)動機10的動力。更加具體而言,在發(fā)動機10的曲軸上連接有驅(qū)動裝置2的輸入軸21。輸入軸21沿著第一軸12而向遠離發(fā)動機10的方向延伸。輸入軸21在從發(fā)動機10延伸出的頂端處與離合器CS連接。第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸22沿著第一軸12而呈筒狀地延伸。輸入軸21在與離合器CS連接的近前處穿過旋轉(zhuǎn)軸22的內(nèi)部。輸入軸21經(jīng)由離合器CS而與第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸22連接。
離合器CS被設(shè)置在從發(fā)動機10向第一MG20傳遞動力的動力傳遞路徑上。離合器CS為能夠?qū)斎胼S21與第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸22進行連結(jié)的液壓式的摩擦卡合元件。當離合器CS被設(shè)為卡合狀態(tài)時,輸入軸21與旋轉(zhuǎn)軸22被連結(jié),從而容許從發(fā)動機10向第一MG20進行動力傳遞。當離合器CS被設(shè)為釋放狀態(tài)時,輸入軸21與旋轉(zhuǎn)軸22的連結(jié)被解除,從而切斷從發(fā)動機10經(jīng)由離合器CS而向第一MG20的動力傳遞。
變速部40對來自發(fā)動機10的動力進行變速并向差動部50輸出。變速部40具有:包括太陽齒輪S1、小齒輪P1、內(nèi)嚙合齒輪R1以及行星齒輪架CA1在內(nèi)的單小齒輪式的行星齒輪機構(gòu);離合器C1;制動器B1。
太陽齒輪S1以使第一軸12成為其旋轉(zhuǎn)中心的方式而設(shè)置。內(nèi)嚙合齒輪R1與太陽齒輪S1處于同軸上、且被設(shè)置在太陽齒輪S1的徑向外側(cè)處。小齒輪P1被配置在太陽齒輪S1以及內(nèi)嚙合齒輪R1之間,并與太陽齒輪S1以及內(nèi)嚙合齒輪R1相嚙合。小齒輪P1以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被行星齒輪架CA1支承。行星齒輪架CA1與輸入軸21連接,并且與輸入軸21一體地進行旋轉(zhuǎn)。小齒輪P1被設(shè)置為,能夠以第一軸12作為中心而進行旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))并且能夠繞 小齒輪P1的中心軸而進行旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))。
太陽齒輪S1的轉(zhuǎn)速、行星齒輪架CA1的轉(zhuǎn)速(即,發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速)以及內(nèi)嚙合齒輪R1的轉(zhuǎn)速,如后文所述的圖5至圖11所示,成為在列線圖上由直線連結(jié)的關(guān)系(即,當任意兩個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速被確定時,剩余的一個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速也被確定的關(guān)系)。
在本實施方式中,行星齒輪架CA1作為輸入來自發(fā)動機10的動力的輸入元件而設(shè)置,內(nèi)嚙合齒輪R1作為將輸入至行星齒輪架CA1的動力輸出的輸出元件而設(shè)置。通過包括太陽齒輪S1、小齒輪P1、內(nèi)嚙合齒輪R1以及行星齒輪架CA1在內(nèi)的行星齒輪機構(gòu),從而對被輸入至行星齒輪架CA1的動力進行變速并從內(nèi)嚙合齒輪R1輸出。
離合器C1為能夠?qū)μ桚X輪S1與行星齒輪架CA1進行連結(jié)的液壓式的摩擦卡合元件。當離合器C1被設(shè)為卡合狀態(tài)時,太陽齒輪S1與行星齒輪架CA1被連結(jié)從而一體地進行旋轉(zhuǎn)。當離合器C1被設(shè)為釋放狀態(tài)時,太陽齒輪S1與行星齒輪架CA1的一體旋轉(zhuǎn)將被解除。
制動器B1為能夠?qū)μ桚X輪S1的旋轉(zhuǎn)進行限制(鎖止)的液壓式的摩擦卡合元件。當制動器B1被設(shè)為卡合狀態(tài)時,太陽齒輪S1被固定在驅(qū)動裝置的殼體上,從而太陽齒輪S1的旋轉(zhuǎn)會被限制。當制動器B1被設(shè)為釋放(非卡合)狀態(tài)時,太陽齒輪S1與驅(qū)動裝置的殼體分離,從而容許太陽齒輪S1的旋轉(zhuǎn)。
變速部40的變速比(作為輸入元件的行星齒輪架CA1的轉(zhuǎn)速與作為輸出元件的內(nèi)嚙合齒輪R1的轉(zhuǎn)速之比,具體而言為,行星齒輪架CA1的轉(zhuǎn)速/內(nèi)嚙合齒輪R1的轉(zhuǎn)速),其根據(jù)離合器C1以及制動器B1的卡合以及釋放的組合而被切換。當離合器C1被卡合且制動器B1被釋放時,將形成變速比成為1.0(直接連結(jié)狀態(tài))的低齒輪級Lo。當離合器C1被釋放且制動器B1被卡合時,將形成變速比成為小于1.0的值(例如0.7,所謂的超速狀態(tài))的高齒輪級Hi。另外,當離合器C1被卡合且制動器B1被卡合時,由于太陽齒輪S1以及行星齒輪架CA1的旋轉(zhuǎn)會被限制,因此內(nèi)嚙合齒輪R1的旋轉(zhuǎn)也會被限制。
變速部40被構(gòu)成為,能夠切換為傳遞動力的非空檔狀態(tài)與不傳遞動力的空檔狀態(tài)。在本實施方式中,上述的直接連結(jié)狀態(tài)以及超速狀態(tài)對應(yīng)于非空檔狀態(tài)。另一方面,當離合器C1以及制動器B1均被釋放時,成為行星齒輪 架CA1能夠以第一軸12為中心而進行空轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由此,可獲得從發(fā)動機10被傳遞至行星齒輪架CA1的動力不會從行星齒輪架CA1向內(nèi)嚙合齒輪R1進行傳遞的空檔狀態(tài)。
差動部50具有包括太陽齒輪S2、小齒輪P2、內(nèi)嚙合齒輪R2以及行星齒輪架CA2在內(nèi)的單小齒輪式的行星齒輪機構(gòu);以及副軸驅(qū)動齒輪51。
太陽齒輪S2以使第一軸12成為其旋轉(zhuǎn)中心的方式而設(shè)置。內(nèi)嚙合齒輪R2與太陽齒輪S2處于同軸上、且被設(shè)置在太陽齒輪S2的徑向外側(cè)處。小齒輪P2被配置在太陽齒輪S2與內(nèi)嚙合齒輪R2之間,并與太陽齒輪S2以及內(nèi)嚙合齒輪R2相嚙合。小齒輪P2以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被行星齒輪架CA2支承。行星齒輪架CA2與變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1連接,并與內(nèi)嚙合齒輪R1一體地進行旋轉(zhuǎn)。小齒輪P2被設(shè)置為能夠以第一軸12為中心而進行旋轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))、且能夠繞小齒輪P2的中心軸而進行旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))。
在太陽齒輪S2上連接有第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸22。第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸22與太陽齒輪S2一體地進行旋轉(zhuǎn)。在內(nèi)嚙合齒輪R2上連接有副軸驅(qū)動齒輪51。副軸驅(qū)動齒輪51為與內(nèi)嚙合齒輪R2一體地進行旋轉(zhuǎn)的差動部50的輸出齒輪。
太陽齒輪S2的轉(zhuǎn)速(即,第一MG20的轉(zhuǎn)速)、行星齒輪架CA2的轉(zhuǎn)速以及內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速如后文所述的圖5至圖11所示,成為在列線圖上以直線而連結(jié)的關(guān)系(即,當任意兩個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速確定時,剩余的一個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速也被確定的關(guān)系)。因此,在行星齒輪架CA2的轉(zhuǎn)速為預(yù)定值的情況下,通過對第一MG20的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié),從而能夠無級地對內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速進行切換。
另外,在本實施方式中,對差動部50由行星齒輪機構(gòu)構(gòu)成的情況進行了說明。但是,差動部50并不限定于此,只需以當三個旋轉(zhuǎn)元件之中的任意兩個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速確定時,剩余的一個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速也被確定的方式而構(gòu)成即可,例如,也可以由差速器構(gòu)成。
輸出軸(副軸)70以與第一軸12以及第二軸14平行的方式而延伸。輸出軸(副軸)70被配置為與第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸22以及第二MG30的旋轉(zhuǎn)軸31平行。在輸出軸(副軸)70上設(shè)置有從動齒輪71以及驅(qū)動齒輪72。從動齒輪71與差動部50的副軸驅(qū)動齒輪51嚙合。即,發(fā)動機10以及第一MG20的動力經(jīng)由差動部50的副軸驅(qū)動齒輪51而向輸出軸(副軸)70傳遞。
另外,變速部40以及差動部50在從發(fā)動機10至輸出軸(副軸)70的動力傳遞路徑上被串聯(lián)連接。因此,來自發(fā)動機10的動力在于變速部40以及差動部50中被實施了變速之后,向輸出軸(副軸)70傳遞。
從動齒輪71與被連接于第二MG30的旋轉(zhuǎn)軸31上的減速齒輪32相嚙合。即,第二MG30的動力經(jīng)由減速齒輪32而向輸出軸(副軸)70進行傳遞。
驅(qū)動齒輪72與差速器80的差速器環(huán)形齒輪81相嚙合。差速器80經(jīng)由左右驅(qū)動軸82而分別與左右驅(qū)動輪90連接。即,輸出軸(副軸)70的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由差速器80而向左右驅(qū)動軸82傳遞。
通過采用設(shè)置有離合器CS的上述那樣的結(jié)構(gòu),從而混合動力車輛1能夠以串聯(lián)并聯(lián)模式進行工作,并且還能夠以串聯(lián)模式進行工作。關(guān)于這一點,使用圖2的示意圖而對在各個模式下來自發(fā)動機的動力如何傳遞進行說明。
圖2為簡略地表示圖1中的車輛的各結(jié)構(gòu)元件的動力傳遞路徑的框圖。參照圖2,車輛1具備發(fā)動機10、第一MG20、第二MG30、變速部40、差動部50、蓄電池60、離合器CS。
第二MG30被設(shè)置為,能夠向驅(qū)動輪90輸出動力。變速部40具有:輸入來自發(fā)動機10的動力的輸入元件、和將被輸入至輸入元件的動力輸出的輸出元件。變速部40被構(gòu)成為,能夠切換為在該輸入元件與輸出元件之間傳遞動力的非空檔狀態(tài)、和在輸入元件與輸出元件之間不傳遞動力的空檔狀態(tài)。
蓄電池60在電動機驅(qū)動時向第一MG20以及第二MG30供給電力,并且對由第一MG20以及第二MG30在再生時進行發(fā)電而產(chǎn)生的電力進行存儲。
差動部50具有被連接于第一MG20的第一旋轉(zhuǎn)元件、被連接于第二MG30以及驅(qū)動輪90的第二旋轉(zhuǎn)元件、被連接于變速部40的輸出元件的第三旋轉(zhuǎn)元件。差動部50被構(gòu)成為,例如如行星齒輪機構(gòu)等那樣,當?shù)谝恢恋谌D(zhuǎn)元件中的任意兩個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速確定時,剩余的一個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)速也被確定。
混合動力車輛1被構(gòu)成為,能夠通過傳遞動力的兩個路徑K1、K2中的至少任意一個路徑而從發(fā)動機10向第一MG20傳遞動力。路徑K1為,從發(fā)動機10經(jīng)由變速部40以及差動部50而向第一MG20傳遞動力的路徑。路徑K2為,與路徑K1不同的、從發(fā)動機10向第一MG20傳遞動力的路徑。離合器CS被設(shè)置在路徑K2上,并能夠切換為從發(fā)動機10向第一MG20傳遞動力的卡合狀態(tài)、與將從發(fā)動機10向第一MG20的動力傳遞切斷的釋放狀態(tài)。
在使發(fā)動機運轉(zhuǎn)的HV行駛模式下,當將離合器C1或者制動器B1中的任意一方設(shè)為卡合狀態(tài)而將另一方設(shè)為釋放狀態(tài),從而將變速部40控制為非空檔狀態(tài)時,通過路徑K1而使動力從發(fā)動機10向第一MG20傳遞。與此同時,當將CS離合器設(shè)為釋放狀態(tài),并將路徑K2切斷時,車輛能夠以串聯(lián)并聯(lián)模式進行動作。
另一方面,在使發(fā)動機運轉(zhuǎn)的HV行駛模式下,當通過CS離合器而將發(fā)動機10與第一MG20直接連結(jié)從而通過路徑K2來實施動力傳遞,并且將離合器C1與制動器B1均設(shè)為釋放狀態(tài)而將變速部40控制為空檔狀態(tài)從而將路徑K1切斷時,車輛能夠以串聯(lián)模式進行動作。此時,差動部50中,由于與變速部40連接的旋轉(zhuǎn)元件成為能夠旋轉(zhuǎn)自如(自由),因此其他兩個旋轉(zhuǎn)元件也能夠互不影響地旋轉(zhuǎn)。因此,能夠獨立地實施如下的動作,即,通過發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)而使第一MG20旋轉(zhuǎn)從而實施發(fā)電的動作、和使用通過發(fā)電而產(chǎn)生的電力或被充電至蓄電池60中的電力而使第二MG30驅(qū)動從而使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的動作。
另外,變速部40并非必須為能夠?qū)ψ兯俦冗M行變更的部件,只要為能夠?qū)β窂終1的發(fā)動機10與差動部50的動力傳遞進行切斷的結(jié)構(gòu),則也可以為單純的離合器那樣的部件。
圖3為表示圖1中的車輛的控制裝置100的結(jié)構(gòu)的框圖。參照圖3,控制裝置100包括:HVECU(Electric Control Unit:電子控制單元)150、MGECU160、發(fā)動機ECU170。HVECU150、MGECU160、發(fā)動機ECU170分別為,以包含計算機的方式而構(gòu)成的電子控制單元。另外,ECU的個數(shù)并不限定為三個,也可以作為整體而統(tǒng)一成一個ECU,還可以分割為兩個或者四個以上的數(shù)量。
MGECU160對第一MG20以及第二MG30進行控制。MGECU160例如對向第一MG20供給的電流值進行調(diào)節(jié),從而對第一MG20的輸出轉(zhuǎn)矩進行控制,并且,對向第二MG30供給的電流值進行調(diào)節(jié),從而對第二MG30的輸出轉(zhuǎn)矩進行控制。
發(fā)動機ECU170對發(fā)動機10進行控制。發(fā)動機ECU170例如執(zhí)行發(fā)動機10的電子節(jié)氣門的開度的控制、通過輸出點火信號而實施的發(fā)動機的點火控制、針對發(fā)動機10的燃料的噴射控制等。發(fā)動機ECU170通過電子節(jié)氣門的開度控制、噴射控制、點火控制等來對發(fā)動機10的輸出轉(zhuǎn)矩進行控制。
HVECU150對車輛整體進行綜合控制。在HVECU150上連接有車速傳感器、加速器開度傳感器、MG1轉(zhuǎn)數(shù)傳感器、MG2轉(zhuǎn)數(shù)傳感器、輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)傳感器、蓄電池傳感器等。HVECU150通過這些傳感器而取得車速、加速器開度、第一MG20的轉(zhuǎn)數(shù)(在以下的說明中也會記載為轉(zhuǎn)速)、第二MG30的轉(zhuǎn)數(shù)、動力傳遞裝置的輸出軸70的轉(zhuǎn)數(shù)、蓄電池狀態(tài)SOC等。
HVECU150根據(jù)所取得的信息來計算對于車輛的要求驅(qū)動力或要求功率、要求轉(zhuǎn)矩等。HVECU150根據(jù)所計算的要求值來確定第一MG20的輸出轉(zhuǎn)矩(以下也會記載為“MG1轉(zhuǎn)矩”)、第二MG30的輸出轉(zhuǎn)矩(以下也會記載為“MG2轉(zhuǎn)矩”)以及發(fā)動機10的輸出轉(zhuǎn)矩(以下,也會記載為“發(fā)動機轉(zhuǎn)矩”)。HVECU150向MGECU160輸出MG1轉(zhuǎn)矩的指令值以及MG2轉(zhuǎn)矩的指令值。此外,HVECU150向發(fā)動機ECU170輸出發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的指令值。
HVECU150根據(jù)后文所述的行駛模式等而對離合器C1、CS以及制動器B1進行控制。HVECU150分別向圖1的液壓回路500輸出針對于離合器C1、CS的供給液壓的指令值(PbC1、PbCS)以及針對于制動器B1的供給液壓的指令值(PbB1)。此外,HVECU150向圖1的液壓回路500輸出控制信號NM以及控制信號S/C。
圖1的液壓回路500根據(jù)各指令值PbC1、PbB1來控制針對于離合器C1以及制動器B1的供給液壓,并且通過控制信號NM而對電動油泵進行控制,并通過控制信號S/C而對離合器C1、制動器B1以及離合器CS的同時卡合的容許/禁止進行控制。
混合動力車輛的控制模式
以下,使用工作卡合表與列線圖而對混合動力車輛1的控制模式進行詳細說明。
圖4為表示各行駛模式和各行駛模式下的變速部40的離合器C1以及制動器B1的控制狀態(tài)的圖。
控制裝置100以“電機行駛模式(以下稱之為“EV行駛模式”)”或者“混合動力行駛模式(以下稱之為“HV行駛模式”)”而使混合動力車輛1行駛。EV行駛模式是指,使發(fā)動機10停止并通過第一MG20或者第二MG30中的至少一方的動力而使混合動力車輛1行駛的控制模式。HV行駛模式是指,通過發(fā)動機10以及第二MG30的動力而使混合動力車輛1行駛的控制模式。另外,在這些控制模式下,也可以追加在不使用第一MG20以及第二MG30的條件下 通過發(fā)動機10的驅(qū)動力而使車輛行駛的發(fā)動機行駛模式。在EV行駛模式以及HV行駛模式中的各自的模式中,控制模式進一步被細化。
在圖4中,“C1”、“B1”、“CS”、“MG1”、“MG2”分別表示離合器C1、制動器B1、離合器CS、第一MG20、第二MG30。C1、B1、CS的各欄中的圓形(○)標記表示“卡合”,×標記表示“釋放”,三角(△)標記表示在發(fā)動機制動時使離合器C1以及制動器B1中的某一方卡合。此外,MG1欄以及MG2欄中的“G”表示主要作為發(fā)電機而進行工作的情況,“M”表示主要作為電機而進行工作的情況。
在EV行駛模式中,控制裝置100根據(jù)用戶的要求轉(zhuǎn)矩等而選擇性地對通過第二MG30單獨的動力而使混合動力車輛1行駛的“單電機行駛模式”與通過第一MG20以及第二MG30雙方的動力而使混合動力車輛1行駛的“雙電機行駛模式”進行切換。
在驅(qū)動裝置2的負載為低負載的情況下,使用單電機行駛模式,當負載成為高負載時則轉(zhuǎn)移至雙電機行駛模式。
如圖4的E1欄所示,在通過EV單電機行駛模式而驅(qū)動混合動力車輛1(前進或者后退)的情況下,控制裝置100通過使離合器C1釋放且使制動器B1釋放從而將變速部40設(shè)為空檔狀態(tài)(不傳遞動力的狀態(tài))。此時,控制裝置100使第一MG20主要作為使太陽齒輪S2固定為零的固定單元而進行工作,并使第二MG30主要作為電機而進行工作(參照后文所述的圖5)。為了使第一MG20作為固定單元而進行工作,也可以以使第一MG20的轉(zhuǎn)速成為零的方式將轉(zhuǎn)速進行反饋而對第一MG20的電流進行控制,在即便轉(zhuǎn)矩為零也能夠?qū)⑥D(zhuǎn)速維持為零的情況下,也可以不施加電流而是利用齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩。另外,由于當將變速部40設(shè)為空檔狀態(tài)時,在實施再生制動時發(fā)動機10不會被帶動旋轉(zhuǎn),因此能減少對應(yīng)于該量的損失,從而能夠回收較大的再生電力。
如圖4的E2欄所示,在通過EV單電機行駛模式而對混合動力車輛1進行制動的情況下且需要實施發(fā)動機制動的情況下,控制裝置100使離合器C1以及制動器B1中的某一方卡合。例如,在僅通過再生制動而制動力不足的情況下,將發(fā)動機制動與再生制動并用。此外,例如,由于在蓄電池60的SOC接近充滿電狀態(tài)的情況下,無法使用再生電力進行充電,因此可以考慮設(shè)為發(fā)動機制動狀態(tài)。
通過使離合器C1以及制動器B1中的某一方卡合,從而成為驅(qū)動輪90 的旋轉(zhuǎn)被傳遞至發(fā)動機10進而發(fā)動機10旋轉(zhuǎn)的、所謂的發(fā)動機制動狀態(tài)。此時,控制裝置100使第一MG20主要作為電機而進行動作,使第二MG30主要作為發(fā)電機而進行動作。
另一方面,如圖4的E3欄所示,在通過EV雙電機行駛模式而對混合動力車輛1進行驅(qū)動(前進或者后退)的情況下,控制裝置100使離合器C1卡合且使制動器B1卡合,從而對變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1的旋轉(zhuǎn)進行限制(鎖止)。由此,由于與變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1連結(jié)的差動部50的行星齒輪架CA2的旋轉(zhuǎn)也會被限制(鎖止),因此差動部50的行星齒輪架CA2被維持在停止狀態(tài)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne=0)。而且,控制裝置100使第一MG20以及第二MG30主要作為電機而進行動作(參照后文所述的圖6)。
并且,對EV行駛模式的E4、E5欄進行說明。雖然這些模式也與E3欄相同地為雙電機行駛模式,但在如下這一點上有所不同,即,即使在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne不為零的點上也能夠進行動作(圖4中記載為“Ne自由”)。
HV行駛模式能夠分為串聯(lián)并聯(lián)模式、串聯(lián)模式、并聯(lián)模式這三種。在串聯(lián)并聯(lián)模式以及串聯(lián)模式下,控制裝置100使第一MG20作為發(fā)電機而進行工作,使第二MG30作為電機而進行工作。此外,在并聯(lián)模式下,控制裝置100僅使第二MG30作為電機而進行工作(單電機),或者使第一MG20、第二MG30均作為電機而進行工作(雙電機)。
在HV行駛模式中,控制裝置100將控制模式設(shè)定為串聯(lián)并聯(lián)模式、串聯(lián)模式、并聯(lián)模式中的任意一個。
在串聯(lián)并聯(lián)模式下,發(fā)動機10的動力的一部分被用于對驅(qū)動輪90進行驅(qū)動,剩余部分被用作通過第一MG20而實施發(fā)電的動力。第二MG30使用通過第一MG20進行發(fā)電而得到的電力來對驅(qū)動輪90進行驅(qū)動。在串聯(lián)并聯(lián)模式下,控制裝置100根據(jù)車速而對變速部40的變速比進行切換。
在中低速區(qū)域中使混合動力車輛1前進的情況下,如圖4的H2欄所示,控制裝置100通過使離合器C1卡合且使制動器B1釋放,從而形成低齒輪級Lo(參照后文所述的圖10)。另一方面,在高速區(qū)域中使混合動力車輛1前進的情況下,如圖4的H1欄所示,控制裝置100通過使離合器C1釋放且使制動器B1卡合,從而形成高齒輪級Hi(參照后文所述的圖11)。在高齒輪級形成時與低齒輪級形成時,變速部40與差動部50都整體作為無級變速器而進行工作。
在使混合動力車輛1后退的情況下,如圖4的H3欄所示,控制裝置100使離合器C1卡合且使制動器B1釋放。而且,控制裝置100在蓄電池的SOC較為充足的情況下,使第二MG30單獨地反向旋轉(zhuǎn),另一方面,在蓄電池的SOC不充足的情況下,該控制裝置使發(fā)動機10運轉(zhuǎn)并通過第一MG20而實施發(fā)電,并且使第二MG30反向旋轉(zhuǎn)。
在串聯(lián)模式下,發(fā)動機10的動力全部被用為通過第一MG20而實施發(fā)電的動力。第二MG30使用通過第一MG20進行發(fā)電而得到的電力來對驅(qū)動輪90進行驅(qū)動。在串聯(lián)模式下,在使混合動力車輛1前進的情況下或者使混合動力車輛1后退的情況下,如圖4的H4欄以及H5欄所示,控制裝置100使離合器C1以及制動器B1均釋放,且使離合器CS卡合(參照后文所述的圖7)。
并且,在HV行駛模式的H6至H9欄中表示并聯(lián)模式的控制狀態(tài)。雖然這些模式也為HV行駛模式,但第一MG20不會作為發(fā)電機而進行工作。在HV(并聯(lián))行駛模式且雙電機行駛模式下,第一MG20作為電機而進行動力運轉(zhuǎn)工作,并輸出使驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩,這一點與串聯(lián)并聯(lián)模式或串聯(lián)模式大為不同。在并聯(lián)模式下,離合器C1、制動器B1中的某一方被卡合而另一方被釋放,且離合器CS被卡合。在后文中使用圖8以及圖9的列線圖而對這些模式進行詳細敘述。
并且,車輛1也能夠通過不使用第一MG20以及第二MG30而進行行駛的發(fā)動機行駛模式來進行行駛。在車輛的行駛狀態(tài)與使發(fā)動機的效率較高的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩一致時,不使發(fā)動機的動力使用于發(fā)電等中而是直接使用于驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)中則效率較高。
以下,使用列線圖,針對圖4所示的動作模式中的代表性的模式而對各旋轉(zhuǎn)元件的狀態(tài)進行說明。
圖5為EV單電機行駛模式下的列線圖。圖6為EV雙電機行駛模式下的列線圖。圖7為HV行駛(串聯(lián))模式下的列線圖。圖8為HV行駛(并聯(lián)Lo)模式下的列線圖。圖9為HV行駛(并聯(lián)Hi)模式下的列線圖。圖10為HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Lo)模式下的列線圖。圖11為HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Hi)模式下的列線圖。
圖5至圖11所示的“S1”、“CA1”、“R1”分別表示變速部40的太陽齒輪S1、行星齒輪架CA1、內(nèi)嚙合齒輪R1,“S2”、“CA2”、“R2”分別表示差動部50的太陽齒輪S2、行星齒輪架CA2、內(nèi)嚙合齒輪R2。
使用圖5,對EV單電機行駛模式(圖4:E1)中的控制狀態(tài)進行說明。在EV單電機行駛模式下,控制裝置100使變速部40的離合器C1、制動器B1以及離合器CS釋放并且使發(fā)動機10停止,并使第二MG30主要作為電機而進行工作。因此,在EV單電機行駛模式中,混合動力車輛1使用第二MG30的轉(zhuǎn)矩(以下,稱為“第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2”)而行駛。
此時,控制裝置100對第一MG20的轉(zhuǎn)矩(以下,稱為“第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1”)進行反饋控制以使太陽齒輪S2的轉(zhuǎn)速成為0。因此,太陽齒輪S2不會旋轉(zhuǎn)。然而,由于變速部40的離合器C1以及制動器B1被釋放,因此差動部50的行星齒輪架CA2的旋轉(zhuǎn)不會被限制。因此,差動部50的內(nèi)嚙合齒輪R2、行星齒輪架CA2以及變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1會與第二MG30的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動,從而向與第二MG30的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)(空轉(zhuǎn))。
另一方面,由于發(fā)動機10停止,從而變速部40的行星齒輪架CA1被維持在停止狀態(tài)。變速部40的太陽齒輪S1與內(nèi)嚙合齒輪R1的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動,從而向與內(nèi)嚙合齒輪R1的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)(空轉(zhuǎn))。
另外,為了在EV單電機行駛模式下實施減速,除了使用了第二MG30而進行的再生制動之外,還能夠使發(fā)動機制動發(fā)揮作用。在該情況(圖4:E2)下,由于通過使離合器C1或者制動器B1中的任意一方卡合,從而在從驅(qū)動輪90側(cè)驅(qū)動行星齒輪架CA2時發(fā)動機10也會旋轉(zhuǎn),因此發(fā)動機制動發(fā)揮作用。
接下來,參照圖6而對EV雙電機行駛模式(圖4:E3)中的控制狀態(tài)進行說明。在EV雙電機行駛模式下,控制裝置100使離合器C1以及制動器B1卡合且使離合器CS釋放,并且使發(fā)動機10停止。因此,變速部40的太陽齒輪S1、行星齒輪架CA1、內(nèi)嚙合齒輪R1的旋轉(zhuǎn)被限制成轉(zhuǎn)速為零。
由于變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1的旋轉(zhuǎn)受到限制,從而差動部50的行星齒輪架CA2的旋轉(zhuǎn)也被限制(鎖止)。在該狀態(tài)下,控制裝置100使第一MG20以及第二MG30主要作為電機而進行工作。具體而言,將第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2設(shè)為正轉(zhuǎn)矩而使第二MG30正向旋轉(zhuǎn),并且將第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1設(shè)為負轉(zhuǎn)矩而使第一MG20負向旋轉(zhuǎn)。
通過使離合器C1卡合而對行星齒輪架CA2的旋轉(zhuǎn)進行限制,從而第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1以行星齒輪架CA2作為支點而向內(nèi)嚙合齒輪R2傳遞。向內(nèi)嚙合齒輪R2傳遞的第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1(以下稱之為“第一MG傳遞轉(zhuǎn)矩Tm1c”)在 正方向上發(fā)揮作用,并向副軸70傳遞。因此,在EV雙電機行駛模式下,使用MG1傳遞轉(zhuǎn)矩Tm1c與第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2而使車輛1行駛??刂蒲b置100以通過第一MG傳遞轉(zhuǎn)矩Tm1c與第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2的總計來滿足用戶要求轉(zhuǎn)矩的方式而對第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1與第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2的分擔比率進行調(diào)節(jié)。
參照圖7,對HV行駛(串聯(lián))模式(圖4:H4)中的控制狀態(tài)進行說明。在HV行駛(串聯(lián))模式下,控制裝置100使離合器C1以及制動器B1釋放,并且使離合器CS卡合。因此,通過使離合器CS卡合,從而差動部50的太陽齒輪S2以與變速部40的行星齒輪架CA1相同的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn),并且發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)以相同的轉(zhuǎn)速從離合器CS向第一MG20傳遞。由此,能夠?qū)嵤┮园l(fā)動機10為動力源的由第一MG20所實施的發(fā)電。
另一方面,由于離合器C1以及制動器B1均被釋放,因此變速部40的太陽齒輪S1、內(nèi)嚙合齒輪R1、差動部50的行星齒輪架CA2的旋轉(zhuǎn)不會被限制。即,由于變速部40成為空檔狀態(tài),差動部50的行星齒輪架CA2的旋轉(zhuǎn)不會被限制,因此成為第一MG20的動力以及發(fā)動機10的動力不會傳遞至副軸70的狀態(tài)。因此,向副軸70傳遞第二MG30的第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2。因此,在HV行駛(串聯(lián))模式中,實施以發(fā)動機10作為動力源的由第一MG20實施的發(fā)電,并使用該發(fā)電而得到的電力的一部分或者全部而以第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2來使混合動力車輛1行駛。
由于能夠?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)模式,因此在低車速時或者背景噪聲較低的車輛狀態(tài)下,能夠忽視在串聯(lián)并聯(lián)模式下需要引起注意的由發(fā)動機轉(zhuǎn)矩變動所引起的齒輪機構(gòu)的齒輪撞擊聲,而對發(fā)動機10的工作點進行選擇。由此,增加了能夠同時實現(xiàn)車輛的安靜性以及耗油率的改善的車輛狀態(tài)。
參照圖8,對HV行駛(并聯(lián)Lo)模式(圖4:H8以及H9)中的控制狀態(tài)進行說明。
在HV行駛(并聯(lián))模式下且低齒輪級Lo形成時,控制裝置100使離合器C1以及離合器CS卡合,并且使制動器B1釋放。因此,差動部50的旋轉(zhuǎn)元件(太陽齒輪S1、行星齒輪架CA1、內(nèi)嚙合齒輪R1)會一體地進行旋轉(zhuǎn)。由此,變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1也以與行星齒輪架CA1相同的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)。此外,由于離合器CS被卡合,因此差動部50的太陽齒輪S2以與變速部40的行星齒輪架CA1相同的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn),從而發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)以相同的轉(zhuǎn)速從離合器CS向第一MG20傳遞。由此,差動部50的旋轉(zhuǎn)元件與變速部 40的旋轉(zhuǎn)元件(太陽齒輪S2、行星齒輪架CA2、內(nèi)嚙合齒輪R2)全部以相同的轉(zhuǎn)數(shù)而進行旋轉(zhuǎn)。即,發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速與內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速差(變速比)被固定為第一變速比。
參照圖9,對HV行駛(并聯(lián)Hi)模式(圖4:H6以及H7)中的控制狀態(tài)進行說明。
在HV行駛(并聯(lián))模式下且高齒輪級Hi形成時,控制裝置100使制動器B1以及離合器CS卡合,并且使離合器C1釋放。由于制動器B1被卡合,因此太陽齒輪S1的旋轉(zhuǎn)被限制。由此,輸入至變速部40的行星齒輪架CA1的發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)被增速,并從變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1向差動部50的行星齒輪架CA2傳遞。另一方面,由于離合器CS被卡合,因此差動部50的太陽齒輪S2以與變速部40的行星齒輪架CA1相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)以相同的轉(zhuǎn)速從離合器CS向第一MG20傳遞。由此,由于行星齒輪架CA2的轉(zhuǎn)速與太陽齒輪S2的轉(zhuǎn)速被發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)限制,因此發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速與內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速差(變速比)被固定為第二變速比。另外,第二變速比為與第一變速比相比而靠增速側(cè)的值(小于第一變速比的值)。
另外,由于在HV行駛(并聯(lián):有級)且雙電機行駛模式(圖4的H7、H9)下,能夠?qū)l(fā)動機10的轉(zhuǎn)矩Te(以下稱之為“發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te”)、MG1轉(zhuǎn)矩Tm1、MG2轉(zhuǎn)矩Tm2全部用于驅(qū)動輪的前進方向的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,因此在驅(qū)動輪要求較大的轉(zhuǎn)矩的情況下尤其有效。此外,HV行駛(并聯(lián):有級)且單電機行駛模式(圖4的H6、H8)的控制狀態(tài)相當于在圖8以及圖9中設(shè)為Tm1=0的情況。此外,也能夠在HV行駛(并聯(lián):有級)模式下設(shè)為Tm1=0、Tm2=0,從而僅通過發(fā)動機轉(zhuǎn)矩而進行行駛。
參照圖10,對HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Lo)模式(圖4:H2)中的控制狀態(tài)進行說明。
在HV行駛(串聯(lián)并聯(lián))模式下且低齒輪級Lo形成時,控制裝置100使離合器C1卡合,并且使制動器B1以及離合器CS釋放。因此,旋轉(zhuǎn)元件(太陽齒輪S1、行星齒輪架CA1、內(nèi)嚙合齒輪R1)一體旋轉(zhuǎn)。由此,變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1也以與行星齒輪架CA1相同的轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn),發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)以相同的轉(zhuǎn)速從內(nèi)嚙合齒輪R1向差動部50的行星齒輪架CA2傳遞。即,被輸入至變速部40的行星齒輪架CA1的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te從變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1向差動部50的行星齒輪架CA2傳遞。另外,低齒輪級Lo形成時從內(nèi) 嚙合齒輪R1輸出的轉(zhuǎn)矩(以下稱之為“變速部輸出轉(zhuǎn)矩Tr1”)與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te大小相同(Te=Tr1)。
被傳遞至差動部50的行星齒輪架CA2上的發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)通過太陽齒輪S2的轉(zhuǎn)速(第一MG20的轉(zhuǎn)速)而被無級地變速,并向差動部50的內(nèi)嚙合齒輪R2傳遞。此時,控制裝置100基本上使第一MG20作為發(fā)電機而進行工作,并使第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1向負方向作用。由此,由第一MG轉(zhuǎn)矩Tm1來承受用于將被輸入至行星齒輪架CA2上的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te向內(nèi)嚙合齒輪R2進行傳遞的反力。
被傳遞至內(nèi)嚙合齒輪R2的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te(以下稱之為“發(fā)動機傳遞轉(zhuǎn)矩Tec”)從副軸驅(qū)動齒輪51向副軸70傳遞,并作為混合動力車輛1的驅(qū)動力而發(fā)揮作用。
此外,在HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Lo)模式下,控制裝置100使第二MG30主要作為電機而進行工作。第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2從減速齒輪32向副軸70進行傳遞,并作為混合動力車輛1的驅(qū)動力而發(fā)揮作用。即,在HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Lo)模式下,使用發(fā)動機傳遞轉(zhuǎn)矩Tec與第二MG轉(zhuǎn)矩Tm2來使混合動力車輛1進行行駛。
參照圖11,對HV行駛(串聯(lián)并聯(lián)Hi)模式(圖4:H1)中的控制狀態(tài)進行說明。
在HV行駛(串聯(lián)并聯(lián))模式下且高齒輪級Hi形成時,控制裝置100使制動器B1卡合,并且使離合器C1以及離合器CS釋放。由于制動器B1被卡合,因此太陽齒輪S1的旋轉(zhuǎn)被限制。由此,被輸入至變速部40的行星齒輪架CA1的發(fā)動機10的旋轉(zhuǎn)被增速,并從變速部40的內(nèi)嚙合齒輪R1向差動部50的行星齒輪架CA2進行傳遞。因此,在高齒輪級Hi形成時,變速部輸出轉(zhuǎn)矩Tr1小于發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te(Te>Tr1)。
使用各控制模式的狀況
圖12為用于對混合動力車輛1主要將燃料作為能源而行駛的情況下的行駛模式進行確定的模式判斷映射圖。該模式判斷映射圖被使用于混合動力汽車進行通常行駛的情況,或者插電式混合動力汽車在對蓄電池的蓄電狀態(tài)進行維持的CS模式下進行行駛的情況。在圖12中,重疊地圖示了分界線由虛線表示的映射圖與分界線由實線表示的映射圖。分界線由虛線表示的映射圖為,在蓄電池60的輸入輸出動力不受到限制的情況下通常所使用的映射圖。 另一方面,分界線由實線表示的映射圖為,由于SOC或溫度等各條件而使蓄電池60的輸入輸出動力被限制了的情況下所使用的映射圖。
首先,對分界線由虛線表示的映射圖的車輛負載為正的區(qū)域進行說明。在車速接近零并且車輛負載較小的區(qū)域中,使用EV單電機行駛模式。設(shè)為單電機行駛而非雙電機行駛是為了在突然踏下加速踏板時能夠使發(fā)動機立刻啟動。然后,在車速增高或者車輛負載增大時,使用串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式。在車輛負載進一步變大從而在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式下轉(zhuǎn)矩不足的情況下,通過并聯(lián)(Lo)模式而將發(fā)動機轉(zhuǎn)矩全部向驅(qū)動輪輸出,且執(zhí)行還使用了MG1轉(zhuǎn)矩或者MG2轉(zhuǎn)矩的電機輔助。另外,也可以在油門開啟降檔(power-on downshift)時使用該模式。
接下來,對分界線由虛線表示的映射圖的車輛負載為負的區(qū)域進行說明。在車速接近零且車輛負載較小的區(qū)域中,使用EV單電機行駛模式。當車速增加時,使用串聯(lián)模式。車輛負載為負的情況與車輛負載為正的情況相比,EV單電機行駛模式的區(qū)域變廣,這是因為,由于使發(fā)動機10啟動的模式為串聯(lián)模式,因此可以不設(shè)置與用于使發(fā)動機啟動時的振動減小的反力轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的余量。
接下來,對分界線由實線表示的映射圖的車輛負載為正的區(qū)域進行說明。在車輛負載為正且低車速時實施串聯(lián)模式。串聯(lián)模式為對防止第二MG30與差速器齒輪之間的由松動撞擊而引起的噪音(所謂的松動音)較為有效的動作模式。
隨著車速的上升,工作模式從串聯(lián)模式起按照并聯(lián)(Hi)模式、串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式的順序而進行轉(zhuǎn)換。由于并聯(lián)(Hi)模式為固定齒輪比,因此,因發(fā)動機10容易從將燃料消耗設(shè)為最小的工作點偏離,從而使用區(qū)域成為比較狹窄的帶狀。
此外,當車輛負載增大時,從串聯(lián)模式向串聯(lián)并聯(lián)Lo模式轉(zhuǎn)換。串聯(lián)并聯(lián)Lo模式為,在驅(qū)動力為優(yōu)先的區(qū)域中較為有效的工作模式。
接下來,對分界線由實線表示的映射圖的車輛負載為負的區(qū)域進行說明。在車輛負載為負的情況下,無論車速如何均使用串聯(lián)模式。由于在串聯(lián)模式下能夠在同一車速下任意對發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行控制,因此能夠產(chǎn)生對應(yīng)于駕駛員的要求的發(fā)動機制動轉(zhuǎn)矩。由于使第一MG20克服發(fā)動機制動轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn),因此第一MG20進行電動機驅(qū)動運轉(zhuǎn)。因此,由于通過第一MG20來消耗由第 二MG30通過再生制動而產(chǎn)生的再生電力,因此即使在蓄電池60無法接受再生電力的情況下,也能夠通過第二MG30而進行再生制動。并且,由于第一MG20的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相同,因此與其他的模式相比,由于不易受到由第一MG20的轉(zhuǎn)速上限所導(dǎo)致的發(fā)動機轉(zhuǎn)速的制約,從而能夠使發(fā)動機制動轉(zhuǎn)矩的絕對值增大。
圖13為對混合動力車輛1主要以被充電至蓄電池60中的電力作為能源而行駛的情況下的行駛模式進行確定的模式判斷映射圖。該模式判斷映射圖用于混合動力汽車以EV行駛的情況、或者插電式混合動力汽車以消耗蓄電池的蓄電狀態(tài)的CD模式進行行駛的情況。
參照圖13,在正負的低負載區(qū)域中,使用單電機行駛的EV行駛模式。在CD模式下,由于基本上也可以不假定發(fā)動機10的啟動,因此不需要伴隨于發(fā)動機10的啟動的反力補償轉(zhuǎn)矩,并能夠?qū)⑤^廣的區(qū)域分配給單電機行駛的EV行駛模式。
在高負載區(qū)域中,由于在單電機行駛中轉(zhuǎn)矩不足,因此選擇雙電機行駛模式。即,在車速小于預(yù)定值的情況下且負載的大小較小的區(qū)域中,選擇單電機行駛的EV行駛模式,而當負載的大小大于預(yù)定值時選擇雙電機行駛的EV模式。
在雙電機行駛模式且車速超過預(yù)定值V1的情況下,由于第一MG20或小齒輪的轉(zhuǎn)速存在上限,因此車輛的狀態(tài)從發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne為零的雙電機行駛向Ne不為零的雙電機行駛進行變化。
當車速超過V2時,由于存在以蓄電池的電力而進行行駛時的能量效率將會惡化的傾向,因此選擇串聯(lián)并聯(lián)(Lo)、串聯(lián)并聯(lián)(Hi)、串聯(lián)中的任意一個HV行駛模式。在圖13中,在車速與V2相比而較高的區(qū)域中,如果車輛負載為負,則選擇串聯(lián)模式,在車輛負載為正的情況下,在低負載下選擇串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式,在高負載下選擇串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式。
在具有以上的結(jié)構(gòu)的車輛1中,在實施伴隨著離合器CS的卡合控制以及變速部40的變速控制的行駛模式的切換的情況下,存在由于同時控制的控制對象增加而造成與其它的行駛模式的切換控制相比使行駛模式的切換控制復(fù)雜化的情況。
在圖14中圖示了與切換前的行駛模式和切換后的行駛模式的組合對應(yīng)的控制對象(離合器C1,制動器B1,離合器CS以及第一MG20的輸出轉(zhuǎn)矩 Tg)的變化、所變化的控制對象的個數(shù)、行駛模式的切換前的同步是否可能。如圖14所示,切換前的行駛模式包括(A)串聯(lián)模式、(B)串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式、(C)串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式、(D)并聯(lián)(Lo)模式、(E)并聯(lián)(Hi)模式。切換后的行駛模式也同樣地包括(a)串聯(lián)模式、(b)串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式、(c)串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式、(d)并聯(lián)(Lo)模式、(e)并聯(lián)(Hi)模式。
圖14的“C1”、“B1”以及“CS”分別表示離合器C1、制動器B1以及離合器CS的卡合狀態(tài)有無變化。具體而言,各欄中所記載的圓形(○)標記表示處于卡合狀態(tài),×標記表示處于釋放狀態(tài)。即,圖14的“○→×”表示從卡合狀態(tài)向釋放狀態(tài)進行變化。圖14的“×→○”表示從釋放狀態(tài)向卡合狀態(tài)進行變化。圖14的“○”表示維持卡合狀態(tài)。圖14的“×”表示維持釋放狀態(tài)。
圖14的“Tg”表示第一MG20的輸出轉(zhuǎn)矩Tg的變化的有無。具體而言,圓形(○)標記表示存在轉(zhuǎn)矩輸出(不為零),×標記表示轉(zhuǎn)矩輸出為零。即,圖14的“○→×”表示從具有輸出轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)變化為轉(zhuǎn)矩輸出成為零的狀態(tài)。圖14的“×→○”表示從轉(zhuǎn)矩輸出成為零的狀態(tài)變化為具有轉(zhuǎn)矩輸出的狀態(tài)。圖14的“○→○”表示雖然均保持在具有轉(zhuǎn)矩輸出的狀態(tài),但是所輸出的轉(zhuǎn)矩的大小上存在變化。圖14的“×”表示維持轉(zhuǎn)矩輸出成為零的狀態(tài)。
圖14的“sum”表示進行變化的控制對象的個數(shù)。另外,圖14的“○→○”,由于所輸出的轉(zhuǎn)矩的大小產(chǎn)生變化,因此也被包含于進行變化的控制對象的個數(shù)之中。
圖14的“同步”表示,行駛模式的切換前變速部40以及差動部50的卡合元件(離合器C1以及離合器CS的至少任意一個)的轉(zhuǎn)速的同步是否可能。圖14的“可”表示能夠?qū)嵤┬旭偰J降那袚Q前的同步,圖14的“不可”表示不能夠?qū)嵤┬旭偰J降那袚Q前的同步。
例如,在切換前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式且切換后的行駛模式為并聯(lián)(Hi)模式的情況下(圖14中的(B)-(e)的組合),由于圖14的“C1”為“○→×”,因此離合器C1從卡合狀態(tài)變化為釋放狀態(tài)。由于圖14的“B1”為“×→○”,因此制動器B1從釋放狀態(tài)變化為卡合狀態(tài)。由于圖14的“CS”為“×→○”,因此離合器CS從釋放狀態(tài)變化為卡合狀態(tài)。由于圖14的“Tg”為“○→×”,因此從具有轉(zhuǎn)矩輸出的狀態(tài)變化為轉(zhuǎn)矩輸出成為零的狀態(tài)。
由于變化的控制對象為“C1”,“B1”,“CS”以及“Tg”這四個,因此在圖14的“sum”中顯示“4”。此外,由于并聯(lián)(Hi)模式下的變速比(在本實施方式中表示變速部40的行星齒架CA1的轉(zhuǎn)速與差動部50的內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速比)不被包含在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)中能夠改變的變速比的范圍內(nèi),因此圖14的“同步”被顯示為“不可”。
另外,關(guān)于圖14的切換前的行駛模式與切換后的行駛模式的其它組合的變化,由于如上文所述的圖14所示,因此不重復(fù)其詳細的說明。
如圖14的虛線框所示,在圖14所示的切換前的行駛模式與切換后的行駛模式的組合中的、由串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式和并聯(lián)(Hi)模式的組合(圖14的(B)-(e)以及圖14的(E)-(b)的組合)而實施行駛模式的切換以及由串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式和并聯(lián)(Lo)模式組合(圖14的(C)-(d)以及圖14的(D)-(c)的組合)而實施行駛模式的切換時,進行變化的控制對象的個數(shù)與其它組合相比而較多且為4個,因此“同步”成為不可。其原因在于,除了串聯(lián)并聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間的行駛模式的切換,還有必要在變速部40中進行低速級(離合器C1卡合,制動器B1釋放)和高速級(制動器B1卡合,離合器C1釋放)之間的變速級的切換。
如此,存在以下情況,即,由于行駛模式的切換前的同步為不可,并且在行駛模式的切換時的同時進行變化的控制對象較多而造成行駛模式的切換控制復(fù)雜化。
因此,本實施方式的特征在于,控制裝置100在串聯(lián)并聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間切換行駛模式、且切換變速級的情況下,經(jīng)由串聯(lián)模式而切換行駛模式以及變速級。
如果采用此方式,則由于通過向串聯(lián)模式的切換或者從串聯(lián)模式的切換而進行變化的控制對象的個數(shù)與通過在串聯(lián)并聯(lián)模式和并聯(lián)模式之間實施行駛模式的切換和變速級的切換而進行變化的控制對象的個數(shù)相比而較少,因此能夠通過經(jīng)由串聯(lián)模式而切換行駛模式來抑制行駛模式的切換控制的復(fù)雜化。
此外,在本實施方式中,在從于串聯(lián)并聯(lián)模式下形成低速級與高速級中的任意一方的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)模式而切換為于并聯(lián)模式下形成另一方的變速級的狀態(tài)的情況下,控制裝置100在切換為串聯(lián)模式之前執(zhí)行使變速比與于并聯(lián)模式下形成一方的變速級的情況下的變速比同步的第一同步控 制,并且在切換為串聯(lián)模式之后執(zhí)行使變速比與于并聯(lián)模式下形成另一方的變速級的情況下的變速比同步的第二同步控制。
另外,在變速比由于上述的第一同步控制而變化的方向與變速比由于上述的第二同步控制而變化的方向成為相反方向的情況下,控制裝置100在不執(zhí)行第一同步控制的條件下從串聯(lián)并聯(lián)行駛模式切換為串聯(lián)行駛模式。
并且,在從于并聯(lián)模式下形成低速級與高速級中的任意一方的變速級的狀態(tài)經(jīng)由串聯(lián)模式而切換為于串聯(lián)并聯(lián)模式下形成另一方的變速級的狀態(tài)的情況下,控制裝置100執(zhí)行在串聯(lián)模式的過程中執(zhí)行使變速比與于并聯(lián)模式下形成另一方的變速級的情況下的變速比同步的第一控制,并且在切換為串聯(lián)并聯(lián)模式之后執(zhí)行使變速比變化為目標值的第二控制。
另外,在變速比由于上述的第一同步控制而變化的方向與變速比由于上述的第二同步控制而變化的方向成為相反方向的情況下,控制裝置100在不執(zhí)行第一控制的條件下從串聯(lián)模式切換為串聯(lián)并聯(lián)模式。
以下,參照圖15,對本實施方式中在從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向并聯(lián)(Hi)模式的行駛模式的切換時由控制裝置100所執(zhí)行的控制處理進行說明。
在步驟(以下,將步驟記載為S)10中,控制裝置100對是否存在向并聯(lián)(Hi)模式的切換要求進行判斷??刂蒲b置100根據(jù)車速和車輛負載與上述的圖12以及圖13所示的映射圖而對是否存在向并聯(lián)(Hi)模式的切換要求進行判斷。在判斷為存在向并聯(lián)(Hi)模式的切換要求的情況下(在S10中為是),處理轉(zhuǎn)移至S11。在否定的情況下(在S10中為否),處理轉(zhuǎn)移至S14。
在S11中,控制裝置100對當前變速比是否與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)進行判斷??刂蒲b置100根據(jù)例如發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速和差動部50的內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速而對當前變速比進行計算。Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比為選擇并聯(lián)(Lo)模式的情況下的變速比(第一變速比)。另外,控制裝置100也可以根據(jù)例如第二MG30的轉(zhuǎn)速而對差動部50的內(nèi)嚙合齒輪R2的轉(zhuǎn)速進行計算。在判斷為當前變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)的情況下(在S11中為是),處理轉(zhuǎn)移至S12。在否定的情況下(在S11中為否),處理轉(zhuǎn)移至S13。
在S12中,控制裝置100將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換。具體而言,控制裝置100無需執(zhí) 行后述的同步控制,并將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向串聯(lián)模式切換(參照圖14的(B)-(a)所示的組合)??刂蒲b置100在將行駛模式切換為串聯(lián)模式之后將行駛模式從串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換(參照圖14的(A)-(e)所示的組合)。
在S13中,控制裝置100將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換。
具體而言,控制裝置100執(zhí)行使當前變速比與于并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比同步的第一同步控制。控制裝置100在與第一變速比同步的定時將行駛模式切換為串聯(lián)模式??刂蒲b置100在切換為串聯(lián)模式之后執(zhí)行使變速比與于并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比同步的第二同步控制??刂蒲b置100在與第二變速比同步的定時將行駛模式切換為并聯(lián)(Hi)模式。
在S14中,控制裝置100不執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換。
接下來,參照圖16,對在本實施方式中將行駛模式從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換時由控制裝置100所執(zhí)行的控制處理進行說明。
在S20中,控制裝置100對是否存在向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式的切換要求進行判斷??刂蒲b置100根據(jù)車速和車輛負載與圖12以及圖13所示的映射圖而對是否存在向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式的切換要求進行判斷。在判斷為存在向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式的切換要求的情況下(在S20中為是),處理轉(zhuǎn)移至S21。在否定的情況下(在S20中為否),處理轉(zhuǎn)移至S24。
在S21中,控制裝置100對目標變速比是否在Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)進行判斷。控制裝置100根據(jù)例如切換后的行駛模式和混合動力車輛1的行駛狀態(tài)而對目標變速比進行確定。在判斷為目標變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比靠增速側(cè)的情況下(在S21中為是),處理轉(zhuǎn)移至S22。在否定的情況下(在S21中為否)下,處理轉(zhuǎn)移至S23。
在S22中,控制裝置100經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而將行駛模式從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換。具體而言,控制裝置100不執(zhí)行后述的同步控制,并將行駛模式從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)模式切換(參照圖14的(E)-(a)所示的組合)??刂蒲b置100在將行駛模式切換為串聯(lián)模式之后將行駛模式從串聯(lián)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換(參照圖14的(A)-(b)所示的組合)。
在S23中,控制裝置100經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而將行駛模式從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換。
具體而言,控制裝置100在將行駛模式從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)模式切換之后執(zhí)行使當前變速比與于并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比同步的第一控制。控制裝置100在與第一變速比同步的定時將行駛模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式??刂蒲b置100在切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式之后執(zhí)行對第一MG20進行控制以使當前變速比成為目標變速比的第二控制。
在S24中,控制裝置100不執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由串聯(lián)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換。
參照圖17至圖22,對基于以上的結(jié)構(gòu)以及流程圖的本實施方式的控制裝置100的工作進行說明。
圖17為表示經(jīng)由同步控制的串聯(lián)模式而在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式與并聯(lián)(Hi)模式之間切換行駛模式的情況下的變速比的變化。圖17中的橫軸表示變速比。在圖17中,與串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式對應(yīng)的矩形區(qū)域(A)表示在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式的選擇時能夠改變的變速比的范圍。在圖17中,與串聯(lián)模式對應(yīng)的矩形區(qū)域(B)表示在串聯(lián)模式的選擇時能夠改變的變速比的范圍。在圖17中,與串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式對應(yīng)的矩形區(qū)域(C)表示在串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式的選擇時能夠改變的變速比的范圍。在圖17中,與并聯(lián)(Lo)模式對應(yīng)的矩形區(qū)域(D)表示在并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比(Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比)。在圖17中,與并聯(lián)(Hi)模式對應(yīng)的矩形區(qū)域(E)表示在并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比(Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比)。
如圖17所示,在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式中能夠改變的變速比的范圍內(nèi)雖然包含并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比,但是并不包含并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比。同樣地,在串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式下能夠改變的變速比的范圍內(nèi)雖然包含并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比,但是并不包含并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比。另一方面,在串聯(lián)模式中能夠改變的變速比的范圍內(nèi)包含并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比以及并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比的雙方。
例如假定如下的情況,即,當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式,并且當前的變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比靠減速側(cè)的A(0)。
當根據(jù)車輛負載和車速與圖12以及圖13所示的映射圖而判斷為存在行駛模式向并聯(lián)(Hi)模式的切換要求(在S10中為是)時,由于當前的變速 比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠減速側(cè)(在S11中為否),因此執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換(S13)。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的情況下,控制裝置100沿著圖17的虛線的箭頭所示的路徑而使變速比變化。具體而言,首先,控制裝置100使變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步??刂蒲b置100在變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換為串聯(lián)模式??刂蒲b置100在將行駛模式切換為串聯(lián)模式之后使變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步。控制裝置100在變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時將行駛模式從串聯(lián)模式切換為并聯(lián)(Hi)模式。
以下,使用圖18,對在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式的切換的情況下的各旋轉(zhuǎn)元件的動作、各卡合元件的動作以及各動力源的輸出轉(zhuǎn)矩的變化進行說明。另外,為了便于說明,假定了加速器開度為固定的情況。
圖18的上部的曲線表示各旋轉(zhuǎn)元件(第一MG20的旋轉(zhuǎn)軸、發(fā)動機10的輸出軸以及第二MG30的旋轉(zhuǎn)軸)的轉(zhuǎn)速的時間變化的時序圖。圖19的上部的曲線的縱軸表示轉(zhuǎn)速,橫軸表示時間。
圖18的中部的曲線表示向各卡合元件(離合器C1、制動器B1以及離合器CS)供給的液壓的時間變化的時序圖。圖19的中部的曲線的縱軸表示液壓,橫軸表示時間。
圖18的下部的曲線表示各動力源(發(fā)動機10、第一MG20以及第二MG30)的輸出轉(zhuǎn)矩的時間變化的時序圖。圖19的下部的曲線的縱軸表示轉(zhuǎn)矩,橫軸表示時間。
當判斷為在時間t1處存在有從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的切換要求時,在時間t2處開始實施從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向串聯(lián)模式的切換。此時,由于第一MG20轉(zhuǎn)矩(負轉(zhuǎn)矩)向負方向增加,從而發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速會降低。由于通過發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速的降低而使慣性轉(zhuǎn)矩向驅(qū)動輪90側(cè)釋放,因此第二MG30轉(zhuǎn)矩會減小。通過使發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速降低,從而使變速比以接近Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比的方式進行變化。
在時間t3處,由于在變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時第一MG20轉(zhuǎn)矩向正方向被減少,從而維持了同步狀態(tài)。此時,使供給至離合器C1的液壓下降以使離合器C1成為釋放狀態(tài),并且使供給至離合器CS的液壓增加以 使離合器CS成為卡合狀態(tài)。
在時間t4處,由于離合器CS的液壓增加至上限值,從而完成了向串聯(lián)模式的轉(zhuǎn)變。當向串聯(lián)模式的轉(zhuǎn)變完成時,開始執(zhí)行向并聯(lián)Hi模式的切換。當開始向并聯(lián)(Hi)模式的切換時,通過使第一MG20的負轉(zhuǎn)矩向負方向增加從而使發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速進一步降低。因此,變速比以接近Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比的方式進行變化。此時,由于發(fā)動機10的輸出軸從驅(qū)動輪90分離,因此慣性轉(zhuǎn)矩不會被釋放。
在時間t5處,由于在變速比與Hi旋轉(zhuǎn)時變速比同步的定時第一MG20的負轉(zhuǎn)矩向正方向被減少,從而維持了同步狀態(tài)。此時,使供給至制動器B1的液壓增加以使制動器B1成為卡合狀態(tài)。然后,在時間t6處完成向并聯(lián)(Hi)模式的切換。
圖19表示經(jīng)由非同步控制的串聯(lián)模式而在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式與并聯(lián)(Hi)模式之間切換行駛模式的情況下的變速比的變化。由于圖19所示的橫軸以及各矩形區(qū)域(A)至(E)與圖17相同,因此不重復(fù)進行其詳細說明。
例如假定如下的情況,即,當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式,并且當前的變速比為與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)的A(1)。
當根據(jù)車輛負載和車速與圖12以及圖13所示的映射圖而判斷為存在將行駛模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的切換要求時(在S10中為是),由于當前的變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)(在S11中為是),因此執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換(S12)。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的情況下,如圖19的實線的箭頭所示,控制裝置100無需使當前的變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步,并將Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比作為目標變速比而將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換為串聯(lián)模式??刂蒲b置100在將行駛模式切換為串聯(lián)模式之后將行駛模式從串聯(lián)模式切換為并聯(lián)(Hi)模式。
以下,使用圖20,對在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的情況下的各旋轉(zhuǎn)元件的動作、各卡合元件的動作以及各動力源的輸出轉(zhuǎn)矩的變化進行說明。另外,為了便于說明,假定了加速器開度為恒定的情況。此外,由于通過圖20的上部的曲線、中部的曲線以及下部的曲線而顯示的動作的對象分別與通過圖18的上部的曲線、中部的曲線以及下部的曲線而顯示的動作的對象相同,因此不重復(fù)進行其詳細說明。
在時間t11處,當判斷為存在從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的要求時,在時間t12處,開始從串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式向串聯(lián)模式的切換。此時,在以離合器C1成為半卡合狀態(tài)的方式而使向離合器C1供給的液壓降低至預(yù)定的液壓之后,在此后液壓緩慢降低。此外,與離合器C1的液壓的降低一并開始離合器CS的液壓的供給。在離合器C1的液壓緩慢地降低的期間內(nèi),使離合器CS的液壓緩慢地增加。
在時間t13處,通過使第一MG20的轉(zhuǎn)矩(負轉(zhuǎn)矩)向負方向增加,從而使發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速降低。由于通過發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速的降低而使慣性轉(zhuǎn)矩向驅(qū)動輪90側(cè)釋放,因此第二MG30的轉(zhuǎn)矩與第一MG20的轉(zhuǎn)矩的負方向的增加相對應(yīng)地減少。
在時間t14處,在從時間t13起經(jīng)過了預(yù)定的時間的情況下,或者在發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速和與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比對應(yīng)的轉(zhuǎn)速之間的差的大小與閾值相比而較小的情況下,使離合器CS的液壓增加與時間t14之前的液壓的變化量相比而較大的變化量。
在時間t15處,通過使離合器CS的液壓增加至上限值而結(jié)束向串聯(lián)模式的轉(zhuǎn)變。當向串聯(lián)模式的轉(zhuǎn)變完成時,開始向并聯(lián)(Hi)模式的切換。當開始向并聯(lián)(Hi)模式的切換時,以使制動器B1成為卡合狀態(tài)的方式而增加向制動器B1供給的液壓。并且,在時間t16處,向并聯(lián)(Hi)模式的切換完成。
接下來,例如假定了當前的行駛模式為并聯(lián)(Hi)模式的情況。當根據(jù)車輛負載和車速與圖12以及圖13所示的映射圖而判斷為存在將行駛模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換的切換要求時(在S20中為是),在切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式之后的目標變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠減速側(cè)的情況下(在S21中為否),執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換(S23)。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式向并聯(lián)(Hi)模式切換的情況下,控制裝置100沿著圖17的虛線的箭頭所示的路徑而改變變速比。具體而言,首先,控制裝置100在從并聯(lián)(Hi)模式切換為串聯(lián)模式之后,執(zhí)行第一控制,并使變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步??刂蒲b置100在變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時將行駛模式從串聯(lián)模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式。控制裝置100在將行駛模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式之后,執(zhí)行第二控制,并使變速比變化至目標變速比。
另一方面,在切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式之后的目標變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)的情況下(在S21中為是),執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而從并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式切換(S22)。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而向并聯(lián)(Hi)模式切換的情況下,如圖19的實線的箭頭所示,控制裝置100在從并聯(lián)(Hi)模式切換為串聯(lián)模式之后不執(zhí)行第一控制,而在將行駛模式從串聯(lián)模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式之后執(zhí)行第二控制,并使變速比變化至目標變速比。
如上所述,根據(jù)本實施方式所涉及的混合動力車輛,在串聯(lián)并聯(lián)行駛模式與并聯(lián)行駛模式之間切換行駛模式的情況下,并且在低速級與高速級之間切換變速級的情況下,通過經(jīng)由串聯(lián)行駛模式而切換行駛模式,從而與切換行駛模式和變速級的情況相比,由于抑制了同時所控制的控制元件的增加,因此能夠?qū)崿F(xiàn)變速控制的容易化。因此,能夠提供一種在行駛模式的切換時恰當?shù)貓?zhí)行離合器的卡合控制與變速部的變速控制的混合動力車輛。
此外,在從于串聯(lián)并聯(lián)模式下形成低速級與高速級中的任意一方的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)模式而切換為于并聯(lián)模式下形成另一方的變速級的狀態(tài)的情況下,控制裝置100通過執(zhí)行第一同步控制與第二同步控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換(參照圖17的虛線箭頭)。
并且,在轉(zhuǎn)速比由于第一同步控制而變化的方向與轉(zhuǎn)速比由于第二同步控制而變化的方向為相反方向的情況下(參照圖19的虛線箭頭),由于控制裝置100在不執(zhí)行第一同步控制的條件下從串聯(lián)并聯(lián)模式切換為串聯(lián)模式,因此能夠抑制在行駛模式的切換時變速比增減的情況。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
此外,在從于并聯(lián)模式下形成低速級與高速級的任意一方的變速級的狀態(tài)起經(jīng)由串聯(lián)模式而切換為于串聯(lián)并聯(lián)模式下形成另一方的變速級的狀態(tài)的情況下,控制裝置100通過執(zhí)行第一控制與第二控制,從而能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換(參照圖17的虛線箭頭)。
并且,在轉(zhuǎn)速比由于第一控制而變化的方向與轉(zhuǎn)速比由于第二控制而變化的方向為相反方向的情況(參照圖19的虛線箭頭)下,由于控制裝置100在不執(zhí)行第一控制的條件下從串聯(lián)行駛模式切換為串聯(lián)并聯(lián)行駛模式,因此能夠抑制在行駛模式的切換時變速比的增減。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
以下,對改變例進行說明。
在本實施方式中,雖然將在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式與并聯(lián)(Hi)模式之間切換行駛模式的情況作為一個示例而進行了說明,但是由于在串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式與并聯(lián)(Lo)模式之間切換行駛模式的情況下也同樣經(jīng)由串聯(lián)模式,因此抑制了同時進行控制的控制元件的增加,從而能夠?qū)崿F(xiàn)變速控制的容易化。
圖21為表示在經(jīng)由同步控制的串聯(lián)模式而在串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式與并聯(lián)(Lo)模式之間切換行駛模式的情況下的變速比的變化。由于圖21所示的橫軸以及各矩形區(qū)域(A)至(E)與圖17相同,因此不重復(fù)進行其詳細說明。
如圖21所示,在串聯(lián)并聯(lián)(Lo)模式中能夠改變的變速比的范圍內(nèi)雖然包含并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比,但是并未包含并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比。同樣地,在串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式中能夠改變的變速比的范圍內(nèi)雖然包含并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比,但是并未包含并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比。另一方面,在串聯(lián)模式下能夠改變的變速比的范圍內(nèi)包含并聯(lián)(Lo)模式下的第一變速比以及并聯(lián)(Hi)模式下的第二變速比的雙方。
例如,假定了當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式,并且當前的變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)的A(2)的情況。
當根據(jù)車輛負載和車速與圖12以及圖13所示的映射圖而判斷為存在將行駛模式向并聯(lián)(Lo)模式切換的切換要求時,由于當前的變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè),因此執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而向并聯(lián)(Lo)模式切換。
在執(zhí)行經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而將行駛模式向并聯(lián)(Lo)模式切換的情況下,控制裝置100沿著圖21的虛線的箭頭所示的路徑而使變速比變化。具體而言,首先,控制裝置100使變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步??刂蒲b置100在變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換為串聯(lián)模式??刂蒲b置100在將行駛模式切換為串聯(lián)模式之后使變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步??刂蒲b置100在變速比與Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時將行駛模式從串聯(lián)模式切換為并聯(lián)(Lo)模式。以此方式,能夠流暢地執(zhí)行行駛模式以及變速級的切換。
圖22為表示在經(jīng)由非同步控制的串聯(lián)模式而在串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式與并聯(lián)(Lo)模式之間切換行駛模式的情況下的變速比的變化。由于圖22所示的橫軸以及各矩形區(qū)域(A)至(E)與圖17相同,因此不重復(fù)進行其詳細的說 明。
例如,假定了當前的行駛模式為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式,并且當前的變速比為與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠減速側(cè)的A(3)的情況。
當根據(jù)車輛負載和車速與圖12以及圖13所示的映射圖而判斷為存在將行駛模式向并聯(lián)(Lo)模式切換的切換要求時,由于當前的變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠減速側(cè),因此執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而向并聯(lián)(Lo)模式切換。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而向并聯(lián)(Lo)模式切換的情況下,如圖22的實線的箭頭所示,控制裝置100無需使當前的變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步,并將Lo旋轉(zhuǎn)同步變速比作為目標變速比而將行駛模式從串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式向串聯(lián)模式切換??刂蒲b置100在將行駛模式切換為串聯(lián)模式后將行駛模式從串聯(lián)模式向并聯(lián)(Lo)模式切換。以此方式,能夠抑制在行駛模式的切換時變速比的增減(參照圖22的虛線的箭頭以及實線的箭頭)。因此,能夠抑制車輛的操控性的惡化。
接下來,例如假定了當前的行駛模式為并聯(lián)(Lo)模式的情況。當根據(jù)車輛負載和車速與圖12以及圖13所示的映射圖而判斷為存在將行駛模式向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換的切換要求時,在切換為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式之后的目標變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠增速側(cè)的情況下,執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而從并聯(lián)(Lo)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換的情況下,控制裝置100沿著圖21的虛線的箭頭的路徑而改變變速比。具體而言,首先,控制裝置100在從并聯(lián)(Lo)模式切換為串聯(lián)模式之后使變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步??刂蒲b置100在變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的定時將行駛模式從串聯(lián)模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式。控制裝置100在將行駛模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式之后使變速比變化至目標變速比。
另一方面,在切換為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式之后的目標變速比與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比相比而靠減速側(cè)的情況下,執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而從并聯(lián)(Lo)模式向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換。以此方式,能夠流暢地執(zhí)行將行駛模式向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換。
在執(zhí)行將行駛模式經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式 切換的情況下,如圖22的實線的箭頭所示,控制裝置100在從并聯(lián)(Lo)模式切換為串聯(lián)模式之后,無需執(zhí)行與Hi旋轉(zhuǎn)同步變速比同步的控制,并在將行駛模式從串聯(lián)模式切換為串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式之后,使變速比變化至目標變速比。以此方式,如圖22的虛線的箭頭所示,能夠抑制在行駛模式向串聯(lián)并聯(lián)(Hi)模式切換時變速比的增加。
并且,在本實施方式中,在行駛模式的切換為上述預(yù)定的組合的情況下,對根據(jù)當前變速比或者目標變速比而經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式來切換行駛模式,或者經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式進行確定的情況進行了說明,但是例如也可以采用如下方式,即,在車輛負載與根據(jù)熱損失而設(shè)定出的閾值相比而較高的情況下,控制裝置100經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式來切換行駛模式,在車輛負載與閾值相比而較低的情況下,經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式來切換行駛模式。
經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換與經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換相比,由于電流所流經(jīng)的路徑較多,因此電熱損失較大。另一方面,經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換由于使卡合元件滑動而會產(chǎn)生機械性的熱損失。該機械性的熱損失具有車輛負載較高則越增大的傾向。因此,通過將閾值設(shè)定為機械性的熱損失超過電熱損失的值,從而能夠抑制行駛模式的切換時的熱損失的增加。
另外,控制裝置100也可以例如根據(jù)如圖23所示的映射圖與車輛負載和車速而對經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式,或者經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式進行確定。圖23的縱軸表示車輛負載,橫軸表示車速。在圖23中設(shè)定有相對于車速而線形變化的閾值。另外,圖23所示的閾值為一個示例,但是并不限定于線形,例如也可以為非線形。如圖23所示,閾值以車速越高而值越小的方式設(shè)定。
或者,控制裝置100也可以在選擇了駕駛者要求較高的驅(qū)動力的響應(yīng)性的情況下被選擇的運動模式等控制模式的情況下,經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式。
由于經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換必須依次實施變速比的同步和改變卡合元件的卡合狀態(tài),因此存在從開始切換起至結(jié)束為止的時間與經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換相比而較長的情況。因此,在選擇了運動模式等控制模式的情況下,通過執(zhí)行經(jīng)由非同步 切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換,從而能夠迅速地實施行駛模式的切換。因此,能夠抑制驅(qū)動力的響應(yīng)性的惡化。
或者,控制裝置100也可以在選擇了駕駛者要求比較安靜的車輛的行駛的情況下被選擇的舒適模式等控制模式的情況下,經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式。
由于經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換與經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換相比,使液壓控制的卡合元件滑動而切換行駛模式,因此存在在車輛中產(chǎn)生振動等的情況。因此,在選擇了舒適模式等控制模式的情況下,通過經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式,從而能夠抑制振動等的產(chǎn)生。
或者,控制裝置100也可以在油溫低于閾值的情況下,經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式。
在作為卡合元件而使用了液壓式多片離合器的情況下,有時在低溫環(huán)境下控制性能會惡化。因此,在使卡合元件滑動的情況下,有時在車輛中會產(chǎn)生振動等。因而,在油溫為低于閾值從而會使控制性能發(fā)生惡化的溫度區(qū)域的情況下,能夠通過經(jīng)由同步切換串聯(lián)模式而切換行駛控制模式進行來對振動等的產(chǎn)生進行抑制。
或者,控制裝置100也可以在車輛負載與根據(jù)第一MG20的額定輸出而設(shè)定的閾值相比而較高的情況下,經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式。
經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換與經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式所執(zhí)行的行駛模式的切換相比,第一MG20的輸入輸出動力有時會增大。因此,在車輛負載為超過第一MG20的額定輸出的值的情況下,通過經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式,從而能夠抑制第一MG20以超出額定輸出的方式而進行工作的情況。
或者,控制裝置100可以在第一MG20的溫度或者使第一MG20驅(qū)動的逆變器的溫度高于閾值的情況下,經(jīng)由非同步切換的串聯(lián)模式來切換行駛模式?;蛘?,控制裝置100也可以在離合器C1、制動器B1以及離合器CS之中的至少任意一個的溫度高于閾值的情況下,經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式來切換行駛模式。以此方式,能夠抑制用于控制模式的切換的設(shè)備成為高溫。
此外,在經(jīng)由同步切換的串聯(lián)模式而切換行駛模式的情況下,且發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速增減的情況下,在發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速增減的期間(或者為,從行駛 模式的切換開始至結(jié)束為止的期間內(nèi))內(nèi),控制裝置100也可以使被設(shè)置在駕駛席上的儀表所顯示的發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速的變化僅表示朝向增加以及減少中的任意一側(cè)變化,或者也可以使從設(shè)置在駕駛席的揚聲器輸出預(yù)定的工作音,以使得聽起來為發(fā)動機10的工作聲音的變化僅朝向發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速的增加以及減少中的任意一側(cè)變化。以此方式,通過使駕駛者難以識別發(fā)動機10的轉(zhuǎn)速的增減,從而能夠抑制駕駛者對于車輛的運行狀況所產(chǎn)生的不適感。
雖然對本發(fā)明的實施方式進行了說明,但是應(yīng)當認為所有的內(nèi)容點均為示例而并非限制性的內(nèi)容。本發(fā)明的范圍通過專利權(quán)利要求書來表示,其意圖包括與權(quán)利要求書等同的內(nèi)容以及范圍內(nèi)的全部的變更。