[發明專利]混合動力車輛的控制裝置及混合動力車輛的控制方法

在審

• 申請號: 201710499664.0
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107539309A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 大庭秀洋
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B60W20/20
• 分類號: B60W20/20;B60W20/10;B60W10/06;B60W10/08;B60W10/115;B60K6/442;B60K6/365
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 張建濤,車文

技術領域

本發明涉及一種用于混合動力車輛的控制裝置以及用于混合動力車輛的控制方法，該混合動力車輛被構造成選擇串聯模式、串并聯模式和并聯模式中的一個模式作為行駛模式。

背景技術

混合動力車輛配備有發動機和馬達作為驅動力源。常規地，串聯行駛、串并聯行駛以及并聯行駛作為混合動力車輛使用發動機的動力和馬達的動力兩者行駛的方法是已知的。這三種行駛方法在發動機的動力傳遞路徑方面彼此不同。

串聯行駛是發動機被聯接到發電機、發動機的動力被傳遞到發電機并且被暫時轉換成電力并且馬達被所述電力驅動的方法。即，在串聯模式中，發動機的動力被傳遞到發電機并且被轉換成電力。

串并聯行駛是發動機經由動力分配機構(行星齒輪機構等)被連接到發電機和驅動輪并且發動機的動力被分配且傳遞到發電機和驅動輪的方法。即，在串并聯模式中，發動機的動力的一部分被傳遞到發電機并且轉換成電力，并且剩余的動力被機械地傳遞到驅動輪。

并聯行駛是發動機和馬達與驅動輪并聯地連接并且發動機的動力和馬達的動力兩者被傳遞到驅動輪的方法。因此，在并聯行駛中，發動機的動力被機械地傳遞到驅動輪。

在例如日本專利申請公報No.2012-86725(JP2012-86725A)中公開了一種混合動力車輛，該混合動力車輛被構造成在需要時能夠在前述三個行駛模式(串聯行駛、串并聯行駛和并聯行駛)當中進行轉換。

發明內容

然而，在日本專利申請公報No.2012-86725(JP2012-86725A)中，沒有公開如何選擇前述三個行駛方法中的一個行駛方法。由于發動機的動力傳遞路徑的差異，前述三個行駛方法在諸如發動機熱效率和動力傳遞效率(發動機的動力和馬達的動力被傳遞到驅動輪的比)等的特性方面彼此不同。然而，在日本專利申請公報No.2012-86725(JP2012-86725A)中，沒有公開任何關于在各行駛方法當中的特性的差異以及考慮到該差異選擇行駛方法的方法。

本公開考慮到在混合動力車輛中的串聯模式、串并聯模式和并聯模式當中的特性的差異選擇最佳行駛模式，該混合動力車輛被構造成選擇各行駛模式之一。

本發明的第一方面是用于混合動力車輛的控制裝置。該混合動力車輛包括發動機、第一旋轉電機、輸出軸、第二旋轉電機、行星齒輪機構、轉換裝置和電子控制單元。輸出軸被連接到驅動輪。第二旋轉電機被連接到輸出軸。行星齒輪機構將發動機、第一旋轉電機和輸出軸彼此機械地聯接。轉換裝置被構造成改變行星齒輪機構相對于發動機和輸出軸的聯接狀態。電子控制單元被構造成控制轉換裝置，使得行星齒輪機構的聯接狀態被改變。電子控制單元被構造成通過根據混合動力車輛的負荷水平改變行星齒輪機構的聯接狀態來選擇三個行駛模式中的一個行駛模式。所述三個行駛模式是串聯模式、串并聯模式和并聯模式。串聯模式是發動機的動力被傳遞到第一旋轉電機并且被轉換成電力的模式。串并聯模式是利用第一旋轉電機的轉矩所述發動機的動力的一部分被機械地傳遞到輸出軸并且發動機的剩余動力被傳遞到第一旋轉電機和第二旋轉電機中的一個旋轉電機并且被轉換成電力的模式。并聯模式是在減速比被機械地固定到預定比的情況下所述發動機的動力被機械地傳遞到輸出軸的模式。所述減速比是發動機的旋轉速度對輸出軸的旋轉速度的比。混合動力車輛的負荷水平按照第一負荷水平、第二負荷水平和第三負荷水平的順序變低。第一負荷水平是選擇并聯模式的水平。第二負荷水平是選擇串并聯模式的水平。第三負荷水平是選擇串聯模式的水平。

根據前述的構造，通過經由對于轉換裝置的控制改變行星齒輪機構的聯接狀態，行駛模式能夠被轉換成串聯模式、串并聯模式以及并聯模式之一。前述三個行駛模式彼此共同在于混合動力車輛在發動機在運轉中的情況下行駛。另一方面，如將在下面描述的，由于動力傳遞路徑的差異，三個行駛模式在特性(發動機熱效率和動力傳遞效率)方面彼此不同。

串聯模式是由于行星齒輪機構的聯接狀態的變化而發動機和輸出軸之間的動力的機械傳遞被切斷的模式。因此，發動機的旋轉速度能夠在不被車速約束的情況下被調節到最佳值。另一方面，串聯模式以通過由第一旋轉電機產生的電力驅動第二旋轉電機為前提。因此，在串聯模式中，在每個旋轉電機中導致一定百分比的電轉換損失。因此，串聯模式具有在發動機熱效率能夠被最優化的同時動力傳遞效率由于電轉換損失而下降的這種特性。