[發明專利]用于混合動力車輛的控制設備和控制方法

有效

• 申請號: 201310716933.6
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103895638A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 堀哲雄;遠藤弘淳;佐藤功;桑本祐紀;佐藤彰洋;渡邊亮
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B60W10/06
• 分類號: B60W10/06;B60W10/08;B60W20/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及應用于混合動力車輛的控制設備和控制方法，所述混合動力車輛具有作為行駛動力源的發動機和電動發電機。

背景技術

在應用于具有連接到動力分配機構的可鎖定電動發電機的混合動力車輛的控制設備中，在使電動發電機的電動機轉速（轉速）和鎖定構件的轉速同步之后鎖定電動發電機（例如，見日本專利申請公報No.2009-222105（JP2009-222105A））。

發明內容

近來已經研發了多種類型的發動機，以提高發動機燃料效率。所述發動機的示例包括多個氣缸的一部分氣缸休止的可變排量發動機和能夠通過切換目標空燃比來執行稀薄燃燒和理論配比燃燒的發動機。還未充分研究將這些發動機應用于具有可鎖定電動發電機的混合動力車輛。在這些發動機運轉期間輸出的輸出轉矩在切換運轉模式之前和之后發生變化，因此，當類似地設定用于鎖定電動發電機的操作條件（例如同步轉速）而不考慮運轉模式時，可能產生問題。

本發明提供了應用于混合動力車輛的控制設備和控制方法，所述混合動力車輛具有可鎖定電動發電機并且安裝有發動機，所述發動機的輸出轉矩在切換運轉模式之前和之后發生變化。

本發明的第一方面涉及一種用于混合動力車輛的控制設備。混合動力車輛包括：發動機，在所述發動機中執行低轉矩運轉模式和高轉矩運轉模式，在所述低轉矩運轉模式中，發動機以低輸出轉矩運轉，在所述高轉矩運轉模式中，發動機以比低轉矩運轉模式中高的輸出轉矩運轉；電動發電機；輸出部分，所述輸出部分用于將轉矩傳遞到驅動輪；差動機構，所述差動機構將發動機的轉矩分配到電動發電機和輸出部分；和鎖定設備，所述鎖定設備在接合狀態和分離狀態之間切換，在所述接合狀態中，阻止電動發電機旋轉，在所述分離狀態中，允許電動發電機旋轉。控制設備包括控制器。控制器構造成在鎖定設備從分離狀態向接合狀態切換之前減小電動發電機的轉速。控制器構造成在轉速減小至預定運轉允許轉速時開始將鎖定設備向接合狀態切換。控制器構造成控制鎖定設備，使得從開始向接合狀態切換時起，轉速從運轉允許轉速減小至電動發電機在接合狀態中的接合轉速。控制器構造成控制鎖定設備，使得在低轉矩運轉模式中從分離狀態向接合狀態切換時的轉速的減小率高于在高轉矩運轉模式中從分離狀態向接合狀態切換時的轉速的減小率。減小率通過將運轉允許轉速除以轉速從運轉允許轉速減小至接合轉速所需的時間而獲得。

當通過操作鎖定設備鎖定電動發電機時，伴隨鎖定操作的轉矩變化可以經由差動機構傳遞到輸出部分，使得在車輛中產生沖擊。當操作鎖定設備時，由鎖定設備承擔的轉矩（下文中稱作接合轉矩容量）的反作用力被傳遞到輸出部分。因此，車輛中產生的沖擊與接合轉矩容量相關，使得車輛中產生的沖擊隨著接合轉矩容量的增大而增大。此外，接合轉矩容量的特點在于，接合轉矩容量隨著電動機的轉速的減小率（轉速減小率）的增大以及發動機轉矩的增大而增大。在允許電動發電機旋轉的運轉模式中，即使在發動機的功率相等時，與高轉矩運轉模式中相比，發動機在低轉矩運轉模式中也以更低的轉矩運轉。因此，當低轉矩運轉模式和高轉矩運轉模式中的鎖定操作期間的轉速減小率相等時，根據減小的發動機轉矩，低轉矩運轉模式中的接合轉矩容量相對于高轉矩運轉模式減小，從而導致車輛中產生的沖擊減輕。

這里，當與沖擊較大的高轉矩運轉模式一致地在低轉矩運轉模式和高轉矩運轉模式中以相等的轉速減小率實施控制時，在兩種運轉模式中都能夠抑制車輛中產生的沖擊。然而，在低轉矩運轉模式中，操作鎖定設備所依據的操作條件變得過于寬松。換言之，盡管略微增大低轉矩運轉模式中的轉速減小率不會影響車輛中產生的沖擊，還是以過低的轉速減小率過于謹慎地操作鎖定設備，使得鎖定設備被以比高轉矩運轉模式中更嚴格的條件控制。結果，必須對電動發電機或鎖定設備實施過量的操作，從而導致燃料效率惡化。相反，當與沖擊較小的低轉矩運轉模式一致地在低轉矩運轉模式和高轉矩運轉模式中以相等的轉速減小率實施控制時，在低轉矩運轉模式中不實施余量操作，因此能夠抑制燃料效率惡化。然而，在高轉矩運轉模式中沒有充分抑制沖擊，因此駕駛員可能會感覺到不舒服。