用于混合動力車輛的控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于混合動力車輛的控制系統，混合動力車輛包含發動機和電動機或電動機發電機作為驅動力源，并且，特別地，涉及被配置為能夠從驅動力傳送系統斷開發動機的混合動力車輛中的行進模式控制系統。
【背景技術】
[0002]作為一種類型的混合動力驅動裝置，通過第一電動機或電動機發電機(以下，可統稱為電動機)控制發動機速度并且通過由第一電動機產生的電力驅動第二電動機的所謂的二電動機混合動力類型是已知的。在這種類型的裝置中，發動機速度可由第一電動機控制，而發動機輸出保持為恒定。因此，為了允許這種控制，通過差動機構連接發動機和第一電動機。其例子在日本專利申請公布N0.08-295140(JP 08-295140 A)中被公開。
[0003]將簡要描述該例子的配置。作為差動機構的行星齒輪系中的第一旋轉元件與發電機連接，第二旋轉元件用作輸出元件，第三旋轉元件與制動裝置連接。然后，發動機經由離合器與第三旋轉元件連接。電動機與第二旋轉元件連接。因此，在JP 08-295140 A所公開的配置中，在第一電動機在發動機被驅動以運行車輛的狀態中用作發電機時，發動機速度被設置為與第一電動機的旋轉速度對應的速度。在這種情況下，由第一電動機產生的電力被供給到第二電動機。由第二電動機輸出的力矩與從發動機傳送的力矩組合并且被傳送到驅動輪。另外，由于在第三旋轉元件通過發動機或制動裝置被固定時差動機構用作減速齒輪或增速齒輪，因此，與第一旋轉元件連接的第一電動機的力矩可被傳送到輸出元件。換句話說，車輛可通過從第一和第二電動機輸出的動力而行進。然后，作為制動裝置，如果采用單向離合器，那么，在車輛通過電動機行進時，第三旋轉元件可不通過發動機被固定而是通過單向離合器被固定，其中該單向離合器在沿反向旋轉第三旋轉元件的方向向第三旋轉元件施加力矩時被接合以固定第三旋轉元件。另外，發動機可在這種情況下從第三旋轉元件斷開。因此，能夠保持驅動或停止發動機。
【發明內容】
[0004]在上述JP08-295140 A所公開的混合動力車輛中，當車輛通過第二電動機行進時，離合器可保持接合。但是，如果車輛速度在這種狀態下變為高的車輛速度，那么作為反作用力元件的太陽齒輪或與太陽齒輪(sun gear)連接的第一電動機沿相反方向(與發動機旋轉方向相反的旋轉方向)高速旋轉，因此，小齒輪(Pin1n gear)的旋轉速度變為高的旋轉速度。同時，離合器被接合且車輛通過電動機行進的行進模式或離合器放開以通過電動機使車輛行進的另一行進模式可根據諸如請求的驅動力或車輛速度之類的車輛行進狀態而被選擇。但是，如果離合器放開操作所需要的時間由于隨接合和放開離合器的操作機構的壽命等的劣化而延長，那么存在太陽齒輪或第一電動機的旋轉速度由于放開操作期間的車輛速度的增加而增加的可能性。由于第一電動機可用作發電機，因此，它可在反向旋轉的同時產生電力，因此可再生能量。但是，如果電力存儲裝置的充電狀態(S0C)已達到飽和，那么產生的電力不能在該狀態下被充電并因此不能被有利地利用。因此，電力消耗率(所謂的電氣效率)或燃料消耗率(所謂的燃料經濟性)變差。
[0005]此外，由于以上的離合器可在行進期間保持放開，因此，存在以下這樣的情況:車輛停止，主開關關斷，而離合器完全放開或部分放開。替代性地，當離合器放開且車輛通過電動機行進時，存在離合器由于某種異常而不能接合的可能性。在這種情況下，不僅發動機不能被重新啟動，而且還存在電力存儲裝置的S0C的下降妨礙疏散(evacuat1n)行進(跛行回家(limp-home)行進)或到達修理店的行進的可能性。另外，例如，如果離合器是用于配有手動變速器(manual transmiss1n)的車輛中的干式(dry)離合器，那么，該離合器在暴露于車輛外面的同時保留在完全放開狀態或部分放開狀態。因此，以下這樣的可能性增大:其摩擦特性由于外物或水入侵到摩擦表面而改變或者摩擦表面的磨損加大。
[0006]而且，如果發動機被啟動以在離合器完全放開或部分放開的同時使停止的車輛開始運行，那么可在傳送力矩能力不充分增加的狀態下向離合器施加發動機力矩。在這種情況下，開始加速度會由于驅動力矩升高時的延遲而變差，離合器的磨損會被加大，離合器的耐久性會由于離合器的滑動旋轉速度的增大而減弱，或者動力損失會增加。
[0007]本發明提供用于混合動力車輛的控制系統，該控制系統可防止或抑制與發動機連接的差動機構或連接發動機與差動機構的離合器的異常或耐久性的減弱。
[0008]根據本發明的一個方面，提供一種混合動力車輛的控制系統，混合動力車輛包括發動機、第一電動機、第二電動機、差動機構和離合器。第二電動機被配置為向驅動輪輸出驅動力矩。差動機構被配置為通過至少三個旋轉元件執行差動作用。差動機構中的旋轉元件中的任一個用作輸入元件，從發動機向該輸入元件傳送驅動力。差動機構中的旋轉元件中的另一個與第一電動機連接并且用作反作用力元件。差動機構中的旋轉元件中的剩下的一個用作用于向驅動輪輸出力矩的輸出元件。離合器被配置為連接發動機與輸入元件以及使發動機從輸入元件斷開。電子控制單元被配置為:(a)設置車輛在發動機停止的狀態下至少通過第一電動機和第二電動機中的第二電動機的驅動力來行進的EV模式；(b)當車輛速度至少等于預定的第一車輛速度閾值時，禁止完全接合離合器的狀態下的EV模式的設置；以及(c)當在EV模式下行進的車輛的車輛速度至多等于預定的第二車輛速度閾值時，禁止放開離合器的狀態下的EV模式的設置，所述第二車輛速度閾值小于所述第一車輛速度閾值。
[0009]在根據本發明的一個方面的控制系統中，差動機構可由行星齒輪系構成，輸入元件可以是由行星齒輪系的共線圖中的中心處的直線代表的旋轉元件，反作用力元件可以是由共線圖中的另一直線代表的旋轉元件，在所述共線圖中，所述三個旋轉元件由相互平行的直線代表。
[0010]另外，在根據本發明的一個方面的控制系統中，在放開離合器所需要的時間至多等于預定的基準值以及車輛速度至少等于第一車輛速度閾值且小于第三車輛速度閾值的條件下，可解除對于完全接合離合器的狀態下的設置EV模式的禁止以及可允許完全接合離合器的狀態下的EV模式的設置。第三車輛速度閾值比第一車輛速度閾值大。
[0011]根據本發明，在車輛至少通過第二電動機的驅動力行進的EV模式中，發動機停止。因此，差動機構中的輸入元件可在離合器完全放開或具有滑移(slippage)的半放開的狀態中旋轉。相反，如果離合器完全接合，那么輸入元件與發動機一起停止旋轉。如果EV模式中的車輛速度至少等于第一車輛速度閾值，那么禁止上述的離合器完全接合的EV模式。因此，即使當差動機構中的輸出元件的旋轉速度為高的旋轉速度時，也能夠防止或抑制反作用力元件的旋轉速度和與反作用力元件連接的第一電動機的旋轉速度中的每一個變為過高的旋轉速度。另外，例如，在差動機構由包含小齒輪的行星齒輪系構成的情況下，能夠防止或抑制小齒輪的旋轉速度變為過高的旋轉速度。
[0012]此外，如果車輛速度至多等于第二車輛速度閾值，那么離合器放開的EV模式被禁止，并且，離合器的接合狀態被保持。在這種情況下，由于輸出元件的旋轉速度因低的車輛速度而為低的旋轉速度，因此，能夠防止或抑制反作用力元件的旋轉速度、與反作用力元件連接的第一電動機的旋轉速度、以及小齒輪的旋轉速度中的每一個變為過高的旋轉速度。另外，即使當車輛在維持上述狀況時停止時，發動機也可至少通過第一電動機被重新啟動，或者第一電動機被發動機驅動以產生電力。這是由于離合器被接合且發動機與輸入元件連接。此外，即使離合器被配置為暴露于車輛的外面，也能夠防止或抑制外物或水入侵到摩擦表面。這是由于離合器在車輛停止時被接合并且由于離合器的摩擦表面是封閉的。
[0013]此外，在本發明中，如果車輛速度至多等于第三車輛速度閾值，那么，在放開離合器所需要的時間短的條件下，解除對于接合離合器的EV模式的設置的禁止，因此，允許接合離合器的EV模式的設置。結果，設置接合離合器的EV模式的時機的頻率增加。因此，能夠例如在提出加速請求的情況下提高發動機啟動的響應性或者向驅動輪傳送發動機的驅動力的控制的響應性。另外，由于發動機與差動機構連接，因此，傳動系(power train)的慣性力矩總體上增大，因此，NV(噪聲和振動)特性改善。
【附圖說明】
[0014]以下將參照附圖描述本發明的示例性實施例的特征、優點、以及技術和工業重要性，在附圖中，類似的附圖標記表示類似的元件，其中:
[0015]圖1是用于示出由根據本發明的控制裝置執行的控制的例子的流程圖；
[0016]圖2是用于表示行進模式與第一車輛速度閾值和第二車輛速度閾值兩者之間的關系的不圖；
[0017]圖3是用于示出由本發明的控制裝置執行的控制的另一例子的流程圖；
[0018]圖4是用于表示可應用本發明的混合動力車輛中的齒輪系的例子的構架(skeleton)圖；
[0019]圖5是用于對各行進模式一并示出接合或放開狀態的表格;以及
[0020]圖6是用于示出各行進模式中的操作狀態的共線圖。
【具體實施方式】
[0021]本發明所應用于的混合動力車輛是以下這樣的車輛:在該車輛中，經由差動機構連接發動機和電動機，以使得發動機速度由電動機或電動機發電機(以下，可統稱為電動機)控制，并且在發動機與差動機構之間進一步設置離合器以使得發動機能夠從差動機構斷開。差動機構具有分割由發動機輸出的動力(power)的功能，并且，設置第二電動機，以將在上述電動機用作發電機