本發(fā)明涉及能夠以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)力源來行駛的電動(dòng)車輛的控制裝置。
背景技術(shù):
在使用例如三相同步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的情況下,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生被稱為單相鎖定的狀態(tài)。單相鎖定是指在規(guī)定期間內(nèi)由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷成為預(yù)先確定的規(guī)定值以上,電動(dòng)機(jī)或作為其控制設(shè)備的變換器等的電氣回路(electric circuits)或電子回路(electronic circuits)的性能或持久性因熱負(fù)荷而下降的狀態(tài)。專利文獻(xiàn)1中記載了以避免或抑制這樣的狀態(tài)的方式構(gòu)成的裝置。專利文獻(xiàn)1記載的裝置在電動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動(dòng)軸之間設(shè)置卡合單元,且構(gòu)成為在判定為產(chǎn)生單相鎖定或與之類似的狀態(tài)的情況下將卡合單元控制成滑動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)將卡合單元控制成滑動(dòng)狀態(tài)時(shí),旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)速成為比產(chǎn)生單相鎖定的轉(zhuǎn)速高的轉(zhuǎn)速,因此能夠避免或抑制較大的電流僅流過任一相或者控制旋轉(zhuǎn)機(jī)的變換器等控制設(shè)備的溫度升高。而且,無需為了電動(dòng)機(jī)或變換器等的保護(hù)而限制電流,因此能夠避免或抑制轉(zhuǎn)矩的下降。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-256560號(hào)公報(bào)
若如專利文獻(xiàn)1記載的那樣將卡合單元控制成滑動(dòng)狀態(tài),則能夠傳遞與該滑動(dòng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩,并且能夠提高旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)速??ê蠁卧幕瑒?dòng)狀態(tài)如專利文獻(xiàn)1記載那樣通過以成為作為目標(biāo)的傳遞轉(zhuǎn)矩容量的方式對(duì)卡合壓(或者卡合力)進(jìn)行反饋控制來設(shè)定。即,卡合單元的傳遞轉(zhuǎn)矩容量通過若大于目標(biāo)值則使卡合壓下降,相反若小于目標(biāo)值則使卡合壓增大來控制。因此,在控制中,雖然是暫時(shí)性的,但是會(huì)產(chǎn)生實(shí)際的傳遞轉(zhuǎn)矩容量大于目標(biāo)值的狀態(tài),存在不可避免的響應(yīng)延遲。因此,即使為了避免單相鎖定而將卡合單元控制成規(guī)定的滑動(dòng)狀態(tài),也會(huì)由于控制或響應(yīng)的延遲而產(chǎn)生卡合單元的滑動(dòng)不足而過度地降低旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)速的事態(tài)。即,存在無法可靠地避免或者無法充分地抑制單相鎖定的可能性。
也可以取代將專利文獻(xiàn)1記載的卡合單元控制成滑動(dòng)狀態(tài),而使專利文獻(xiàn)1記載的卡合單元釋放。若將卡合單元釋放,則作用于旋轉(zhuǎn)機(jī)的負(fù)荷幾乎消失,因此不會(huì)過度地降低其轉(zhuǎn)速。然而,卡合單元由于釋放而不傳遞轉(zhuǎn)矩,因此驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩成為零,可能就連在產(chǎn)生單相鎖定的情況下得到的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也無法得到。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明著眼于上述的技術(shù)課題而完成,目的在于提供一種不會(huì)喪失驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而能夠避免或抑制產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)的規(guī)定期間內(nèi)的熱負(fù)荷為預(yù)先確定的規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)即所謂單相鎖定狀態(tài)的電動(dòng)車輛的控制裝置。
為了達(dá)成上述的目的,本發(fā)明為一種電動(dòng)車輛的控制裝置,所述電動(dòng)車輛具備將驅(qū)動(dòng)力源輸出的驅(qū)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪傳遞的傳動(dòng)路徑,所述驅(qū)動(dòng)力源包括電動(dòng)機(jī),所述電動(dòng)車輛的控制裝置的特征在于,在所述傳動(dòng)路徑中設(shè)有動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu),所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)包括:液力偶合器,具有與所述電動(dòng)機(jī)連結(jié)的驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件和與所述驅(qū)動(dòng)輪連結(jié)的從動(dòng)側(cè)構(gòu)件,并且所述驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件和所述從動(dòng)側(cè)構(gòu)件一邊進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)一邊經(jīng)由流體而傳遞轉(zhuǎn)矩;以及卡合機(jī)構(gòu),將所述驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件與所述從動(dòng)側(cè)構(gòu)件連結(jié),所述控制裝置構(gòu)成為:在所述電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)會(huì)成為熱負(fù)荷為預(yù)先確定的規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)的情況下,進(jìn)行滑動(dòng)控制而使所述液力偶合器中的所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速增大,所述熱負(fù)荷是在預(yù)先確定的規(guī)定期間內(nèi)由所述電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷,所述滑動(dòng)控制是使所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變得比成為了所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)的時(shí)刻的轉(zhuǎn)速高的控制。
本發(fā)明中的所述卡合機(jī)構(gòu)可以是能夠使傳遞轉(zhuǎn)矩容量連續(xù)地變化的離合器,所述滑動(dòng)控制可以是使所述離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降的控制。
可以的是,本發(fā)明中的所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)是所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩或電流值處于預(yù)先確定的規(guī)定的范圍內(nèi)且所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為預(yù)先確定的轉(zhuǎn)速以下的動(dòng)作狀態(tài),所述控制裝置構(gòu)成為基于所述電動(dòng)機(jī)要求的轉(zhuǎn)矩或電流值及轉(zhuǎn)速來判定是否會(huì)成為所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的狀態(tài),在判定為所述電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)會(huì)成為所述電動(dòng)機(jī)的所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)的情況下進(jìn)行所述滑動(dòng)控制。
而且,在本發(fā)明中,所述卡合機(jī)構(gòu)可以是能夠使傳遞轉(zhuǎn)矩容量變化的離合器,所述滑動(dòng)控制可以是使所述卡合機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩傳遞比例減小并且使所述液力偶合器的轉(zhuǎn)矩傳遞比例增大的控制,并且,所述控制裝置可以構(gòu)成為判定所述電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)是否容易成為所述電動(dòng)機(jī)的所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài),在判定為所述電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)容易成為所述電動(dòng)機(jī)的所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)的情況下進(jìn)行所述滑動(dòng)控制,且在未判定為所述電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)容易成為所述電動(dòng)機(jī)的所述熱負(fù)荷為所述規(guī)定值以上的動(dòng)作狀態(tài)的情況下不進(jìn)行所述滑動(dòng)控制。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)成為單相鎖定狀態(tài)的情況下,執(zhí)行滑動(dòng)控制而使液力偶合器中的驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件之間的相對(duì)轉(zhuǎn)速增大。其結(jié)果是,在電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力的情況下轉(zhuǎn)速升高而避免成為單相鎖定狀態(tài)。而且,這種情況下,即使液力偶合器中的所述相對(duì)轉(zhuǎn)速增大,液力偶合器也傳遞動(dòng)力,因此能夠向驅(qū)動(dòng)輪傳遞動(dòng)力,避免或抑制驅(qū)動(dòng)力喪失等事態(tài)。
并且,若通過上述的滑動(dòng)控制使作為卡合機(jī)構(gòu)的離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降,則由于較大的轉(zhuǎn)矩作用于離合器而離合器產(chǎn)生滑動(dòng),并且液力偶合器中產(chǎn)生上述的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。因此,能夠使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不產(chǎn)生延遲地增大。因此,能夠可靠地避免或抑制電動(dòng)機(jī)的動(dòng)作狀態(tài)成為前述的單相鎖定狀態(tài)。
而且,在本發(fā)明中,判定容易成為單相鎖定狀態(tài)或者難以成為單相鎖定狀態(tài),基于該判定的結(jié)果而使作為卡合機(jī)構(gòu)的離合器的傳遞轉(zhuǎn)矩容量減小或增大。因此,在轉(zhuǎn)矩沿使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低的方向作用的情況下,離合器產(chǎn)生滑動(dòng)而液力偶合器中的相對(duì)旋轉(zhuǎn)增大,伴隨于此,抑制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的下降,因此能夠可靠地避免或抑制單相鎖定狀態(tài)。并且,反之在難以產(chǎn)生使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低等的單相鎖定狀態(tài)的情況下,經(jīng)由卡合機(jī)構(gòu)而轉(zhuǎn)矩的傳遞量增多,因此能夠削減液力偶合器中的相對(duì)旋轉(zhuǎn)所消耗的動(dòng)力而提高能量效率。
附圖說明
圖1是表示作為本發(fā)明的控制裝置的控制對(duì)象的電動(dòng)車輛的一例的示意圖。
圖2是用于說明通過本發(fā)明的控制裝置執(zhí)行的控制的一例的流程圖。
圖3是示意性地表示單相鎖定區(qū)域的線圖。
圖4是表示作為本發(fā)明的控制裝置的控制對(duì)象的電動(dòng)車輛即混合動(dòng)力車的一例的概要圖。
圖5是用于說明該混合動(dòng)力車的控制系統(tǒng)的框圖。
圖6是將該混合動(dòng)力車的各行駛模式下的第一離合器、第二離合器、制動(dòng)器的卡合及釋放的狀態(tài)、以及各電動(dòng)發(fā)電機(jī)的功能匯總表示的圖表。
圖7是表示混合動(dòng)力模式下的動(dòng)作狀態(tài)的共線圖。
圖8是表示串聯(lián)模式下的動(dòng)作狀態(tài)的共線圖。
圖9是表示單驅(qū)動(dòng)模式下的動(dòng)作狀態(tài)的共線圖。
圖10是表示雙驅(qū)動(dòng)模式下的動(dòng)作狀態(tài)的共線圖。
圖11是表示在混合動(dòng)力模式下的起步時(shí)本發(fā)明的控制裝置進(jìn)行了控制的情況下的第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和鎖止離合器的液壓等的變化的時(shí)間圖。
圖12是表示變更了圖4所示的液力偶合器及鎖止離合器的位置后的混合動(dòng)力車的一例的概要圖。
標(biāo)號(hào)說明
1…電動(dòng)車輛,2…驅(qū)動(dòng)力源,3…電動(dòng)機(jī),4…蓄電裝置,7…驅(qū)動(dòng)輪,8…傳動(dòng)路徑,9…動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu),11…液力偶合器,12…卡合機(jī)構(gòu),13…驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件,14…從動(dòng)側(cè)構(gòu)件,15…電子控制裝置(ECU),20…發(fā)動(dòng)機(jī),21…超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu),22…動(dòng)力分配機(jī)構(gòu),23…第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1),31…驅(qū)動(dòng)輪,32…第二電動(dòng)發(fā)電機(jī),33…液力偶合器,CL…鎖止離合器,35…泵葉輪,36…渦輪轉(zhuǎn)輪,40…電動(dòng)發(fā)電機(jī)用電子控制裝置(MG-ECU),41…發(fā)動(dòng)機(jī)用電子控制裝置(ENG-ECU),42…混合動(dòng)力用電子控制裝置(HV-ECU)。
具體實(shí)施方式
圖1示意性地示出了通過本發(fā)明的控制裝置控制的電動(dòng)車輛1的一例,驅(qū)動(dòng)力源2具備電動(dòng)機(jī)(M)3。電動(dòng)機(jī)3作為一例是三相同步電動(dòng)機(jī),構(gòu)成為由包括蓄電裝置4和變換器5的電源部6供電而輸出動(dòng)力。需要說明的是,驅(qū)動(dòng)力源除了具備電動(dòng)機(jī)3之外,還可以具備內(nèi)燃機(jī)(未圖示),因此電動(dòng)車輛1可以是所謂混合動(dòng)力車。
在將電動(dòng)機(jī)3輸出的動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪7傳遞的傳動(dòng)路徑8上,設(shè)有容許動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)9和左右的驅(qū)動(dòng)輪7的差動(dòng)旋轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的差動(dòng)齒輪10。動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)9具備液力偶合器11和卡合機(jī)構(gòu)12。液力偶合器11具備與電動(dòng)機(jī)3連結(jié)的驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13和與該驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13相對(duì)配置且經(jīng)由差動(dòng)齒輪10而與所述驅(qū)動(dòng)輪7連結(jié)的從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14。這些驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13和從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14與流體一起收容在密閉成液密狀態(tài)的殼體(未圖示)的內(nèi)部。并且,通過驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)而使流體流動(dòng),該流體從驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13向從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14供給,由此在驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14之間傳遞轉(zhuǎn)矩。液力偶合器11總之是能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14的相對(duì)旋轉(zhuǎn)且驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14一邊相對(duì)旋轉(zhuǎn)一邊傳遞轉(zhuǎn)矩的接頭。也可以采用具有轉(zhuǎn)矩放大功能的變矩器作為液力偶合器。
卡合機(jī)構(gòu)12是將驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14連結(jié)的機(jī)構(gòu),在圖1所示的例子中,由能夠使傳遞轉(zhuǎn)矩容量連續(xù)變化的離合器(摩擦離合器)構(gòu)成。摩擦離合器通過使盤與片(分別未圖示)接觸而產(chǎn)生的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩,且對(duì)應(yīng)于該接觸壓力而傳遞轉(zhuǎn)矩容量變化。該接觸壓力作為一例而通過液壓產(chǎn)生,且能夠控制。該離合器可以內(nèi)置于上述的液力偶合器11,或者也可以與液力偶合器11分開地與液力偶合器11并列地設(shè)置。
設(shè)有電子控制裝置(ECU)15,該電子控制裝置(ECU)15經(jīng)由上述的電源部6對(duì)電動(dòng)機(jī)3進(jìn)行控制,并且對(duì)所述動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)9進(jìn)行控制。ECU15相當(dāng)于本發(fā)明的實(shí)施例中的控制裝置。ECU15以微型計(jì)算機(jī)為主體而構(gòu)成,使用輸入的數(shù)據(jù)或預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算,并將其運(yùn)算結(jié)果作為控制指令信號(hào)向所述電源部6或動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)9的液壓控制部(未圖示)輸出。該輸入的數(shù)據(jù)是例如車速、加速器開度(驅(qū)動(dòng)要求量)、電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速、蓄電裝置4的充電剩余量(SOC)、將用于在越野道路上行駛的爬行控制設(shè)為接通狀態(tài)的越野開關(guān)的信號(hào)等。輸出的控制指令信號(hào)是例如電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)矩指令信號(hào)(電流指令信號(hào))、卡合機(jī)構(gòu)12的卡合及釋放的指令信號(hào)或傳遞轉(zhuǎn)矩容量的指令信號(hào)等。
若電動(dòng)機(jī)3為三相同步電動(dòng)機(jī),則在低轉(zhuǎn)速且高轉(zhuǎn)矩的情況下可能會(huì)成為被稱為單相鎖定狀態(tài)的動(dòng)作狀態(tài)。需要說明的是,單相鎖定或單相鎖定狀態(tài)是指在規(guī)定期間內(nèi)通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱負(fù)荷成為預(yù)先確定的規(guī)定值以上而電動(dòng)機(jī)或變換器等電氣回路或電子回路的性能或持久性下降的狀態(tài),在本說明書中,在上述的意思下使用“單相鎖定”或“單相鎖定狀態(tài)”。在該狀態(tài)下,不僅是電動(dòng)機(jī)3,而且變換器5的發(fā)熱也增大,成為上述的持久性的下降的主要原因。而且,電動(dòng)機(jī)3無法輸出與電流對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩,其結(jié)果是,作為電動(dòng)車輛1的驅(qū)動(dòng)力會(huì)變得不足。本發(fā)明的控制裝置構(gòu)成為可靠地避免這樣的單相鎖定狀態(tài),同時(shí)為了確保驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩而執(zhí)行以下說明的控制。
圖2是用于說明其控制例的流程圖。該例程在電動(dòng)車輛1行駛的情況下或者在電源部6接通的情況下執(zhí)行。在例程的開始后首先判定單相鎖定的可能性(步驟S1)。如前述那樣,單相鎖定狀態(tài)是電動(dòng)機(jī)3的規(guī)定期間內(nèi)的熱負(fù)荷成為預(yù)先確定的規(guī)定值以上的狀態(tài),因此步驟S1中的判定可以通過檢查電動(dòng)機(jī)3的熱負(fù)荷或者利用對(duì)流過規(guī)定的相的線圈的電流進(jìn)行時(shí)間積分等的運(yùn)算而求出的熱負(fù)荷是否為規(guī)定值以上來判定,或者基于由電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)矩(或電流值)和轉(zhuǎn)速確定“單相鎖定區(qū)域”的映射(參照?qǐng)D3)來判定。需要說明的是,上述的“規(guī)定值”可以是電動(dòng)機(jī)3或電路不損傷的范圍或持久性不下降的范圍內(nèi)的最大值,但是除此以外,也可以是將控制響應(yīng)性的延遲或安全率等考慮在內(nèi)的比上述的最大值小的值。另一方面,電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩(或電流值)可以通過規(guī)定的傳感器來檢測(cè),而且可以基于車速的變化或加速器開度(驅(qū)動(dòng)要求量)等來推定。因此,基于圖3所示的預(yù)先準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)和通過傳感器得到的數(shù)據(jù),能夠判定產(chǎn)生單相鎖定的可能性,即通過使此時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)繼續(xù),能夠判定會(huì)成為單相鎖定狀態(tài)或者不會(huì)成為單相鎖定狀態(tài)。作為一例,只要針對(duì)電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩分別預(yù)先設(shè)定閾值,進(jìn)行由于檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速為其閾值以下且轉(zhuǎn)矩為其閾值以上而會(huì)成為單相鎖定狀態(tài)的判定即可。
在由于加速器開度小等而對(duì)于電動(dòng)機(jī)3的要求轉(zhuǎn)矩小的情況下,或者在電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速高的情況下,沒有電動(dòng)機(jī)3的動(dòng)作狀態(tài)成為單相鎖定狀態(tài)的可能性,因此在步驟S1中作出否定判斷。在該情況下,判斷越野開關(guān)是否接通(步驟S2)。該判斷步驟是用于判定電動(dòng)車輛1是否使電動(dòng)機(jī)3為低轉(zhuǎn)速且高轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)來進(jìn)行行駛的步驟。因此,也可以取代基于越野開關(guān)輸出的信號(hào)進(jìn)行判斷,而基于通過導(dǎo)航系統(tǒng)得到的道路信息、車速及加速器開度或車輛加速度的履歷等進(jìn)行判斷。因此,步驟S2中的判斷可以作為上述的步驟S1中的一個(gè)判斷方式來執(zhí)行。需要說明的是,越野開關(guān)在較大的斜度的上坡路行駛等以低車速且高轉(zhuǎn)矩行駛的情況下通常設(shè)為“接通”,因此若越野開關(guān)為“接通”,則判斷為“容易成為(單相鎖定狀態(tài))”,在上述的步驟S2中,作為單相鎖定狀態(tài)產(chǎn)生100%的情況而肯定性的判斷成立。
在步驟S2中作出否定判斷的情況下,電動(dòng)機(jī)3不會(huì)成為單相鎖定狀態(tài)或者其可能性低。因此,在該情況下,使卡合機(jī)構(gòu)(CL)12卡合(步驟S3)并返回。該卡合控制是使卡合機(jī)構(gòu)12的傳遞轉(zhuǎn)矩容量增大的控制。因此,是在卡合機(jī)構(gòu)12滑動(dòng)而產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的情況下,使其相對(duì)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速差)減小或者為零的控制,而且是在與液力偶合器11一起傳遞轉(zhuǎn)矩的情況下,使液力偶合器11對(duì)轉(zhuǎn)矩的傳遞比例降低并使卡合機(jī)構(gòu)12對(duì)轉(zhuǎn)矩的傳遞比例增大的控制。若將卡合機(jī)構(gòu)12控制成沒有滑動(dòng)的所謂完全卡合狀態(tài),則滑動(dòng)引起的動(dòng)力損失消失,因此能夠提高能量效率。
另一方面,在步驟S1中作出肯定判斷的情況下,或者在步驟S2中作出肯定判斷的情況下,將卡合機(jī)構(gòu)(CL)12向釋放側(cè)控制(步驟S4)并返回。該釋放控制是使卡合機(jī)構(gòu)12的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降的控制,相當(dāng)于本發(fā)明的實(shí)施例中的滑動(dòng)控制。因此,是在卡合機(jī)構(gòu)12中的驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14成為一體地旋轉(zhuǎn)而未產(chǎn)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)的情況下使相對(duì)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生,而且在產(chǎn)生了相對(duì)旋轉(zhuǎn)的情況下使其相對(duì)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速差)增大的控制,并且是在與液力偶合器11一起傳遞轉(zhuǎn)矩的情況下,使液力偶合器11對(duì)轉(zhuǎn)矩的傳遞比例增大并使卡合機(jī)構(gòu)12對(duì)轉(zhuǎn)矩的傳遞比例減小的控制。
因此,在驅(qū)動(dòng)要求量增大而使電動(dòng)機(jī)3的輸出增大的情況下,對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)3的輸出轉(zhuǎn)矩的增大而液力偶合器11成為所謂滑動(dòng)狀態(tài),或者滑動(dòng)狀態(tài)增大而所述相對(duì)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)速差)增大。即,對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)3的輸出轉(zhuǎn)矩的增大而滑動(dòng)狀態(tài)沒有延遲地產(chǎn)生或增大,從而電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速增大。換言之,不用特別進(jìn)行以電動(dòng)機(jī)3為對(duì)象的轉(zhuǎn)速控制或轉(zhuǎn)矩控制,而能夠?qū)㈦妱?dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速設(shè)定為偏離了單相鎖定區(qū)域的轉(zhuǎn)速。這樣,使電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速增大而避免或抑制電動(dòng)機(jī)3的動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)入單相鎖定區(qū)域。而且,液力偶合器11通過驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14相對(duì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生經(jīng)由流體的轉(zhuǎn)矩的傳遞。因此,即便使卡合機(jī)構(gòu)12的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降,由于通過液力偶合器11傳遞轉(zhuǎn)矩,因此也能從電動(dòng)機(jī)3向驅(qū)動(dòng)輪7傳遞轉(zhuǎn)矩,能夠確保電動(dòng)車輛1的驅(qū)動(dòng)力。此外,通過驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件13與從動(dòng)側(cè)構(gòu)件14的相對(duì)旋轉(zhuǎn)來攪拌流體,而且流體被剪切,因此會(huì)產(chǎn)生不可避免的發(fā)熱。然而,由于流體在液力偶合器12的內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)流動(dòng),因此能促進(jìn)從流體向外部的散熱,能夠抑制溫度上升。
接下來,說明將電動(dòng)車輛1作為混合動(dòng)力車并在以該混合動(dòng)力車為對(duì)象的控制裝置中應(yīng)用本發(fā)明的例子。圖4示出了混合動(dòng)力車的齒輪系的一例,在與發(fā)動(dòng)機(jī)(ENG)20相同的軸線上,從發(fā)動(dòng)機(jī)20側(cè)依次配置有超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21、動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1)23。發(fā)動(dòng)機(jī)20是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)。超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21是用于使輸出轉(zhuǎn)速相比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大的機(jī)構(gòu),在圖4所示的例子中,由單小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成。因此,超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21具備太陽(yáng)輪S21、相對(duì)于太陽(yáng)輪S21配置在同心圓上的齒圈R21、將與太陽(yáng)輪S21及齒圈R21嚙合的小齒輪保持為能夠自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)的行星輪架C21。在該行星輪架C21上連結(jié)有從發(fā)動(dòng)機(jī)20傳遞動(dòng)力的輸入軸24。而且,設(shè)有將太陽(yáng)輪S21與行星輪架C21選擇性地連結(jié)的第一離合器C1、將太陽(yáng)輪S21選擇性地固定的制動(dòng)器B1。因此,通過使離合器C1卡合而成為超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的整體成為一體而旋轉(zhuǎn)的所謂直接連結(jié)級(jí),超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21中的變速比成為“1”。相對(duì)于此,若使制動(dòng)器B1卡合而停止太陽(yáng)輪S21的旋轉(zhuǎn),則齒圈R21的轉(zhuǎn)速成為比行星輪架C21高的轉(zhuǎn)速,成為變速比小于“1”的所謂超速傳動(dòng)級(jí)。而且,若使第一離合器C1及制動(dòng)器B1一起卡合,則超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的整體被固定,發(fā)動(dòng)機(jī)20的旋轉(zhuǎn)也停止。此外,若將第一離合器C1及制動(dòng)器B1一起釋放,則太陽(yáng)輪S21成為自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài),因此超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21不進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞。
上述的齒圈R21是輸出要素,向動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22傳遞動(dòng)力。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22在圖4所示的例子中,由單小齒輪型的行星齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)成。因此,動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22具備太陽(yáng)輪S22、相對(duì)于太陽(yáng)輪S22配置在同心圓上的齒圈R22、將與太陽(yáng)輪S22及齒圈R22嚙合的小齒輪保持為能夠自轉(zhuǎn)及公轉(zhuǎn)的行星輪架C22。在該行星輪架C22上連結(jié)有超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21中的齒圈R21。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22中的輸出要素是齒圈R22,在齒圈R22上連結(jié)有輸出齒輪25。在太陽(yáng)輪S22上連結(jié)第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23,太陽(yáng)輪S22成為反力要素。
太陽(yáng)輪S22與太陽(yáng)輪軸一體化,在該太陽(yáng)輪軸的內(nèi)部貫通有能夠旋轉(zhuǎn)的輸入軸24。并且,設(shè)有將輸入軸24與太陽(yáng)輪S22選擇性地連結(jié)的第二離合器CS。該第二離合器CS是如后述那樣用于設(shè)定串聯(lián)模式的離合器。
與輸入軸24平行地配置副軸26,直徑大的從動(dòng)齒輪27與直徑小的驅(qū)動(dòng)齒輪28以一體旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)于該副軸26。前述的輸出齒輪25與該從動(dòng)齒輪27嚙合。而且,作為終級(jí)減速器的差動(dòng)齒輪29中的齒圈30與驅(qū)動(dòng)齒輪28嚙合。驅(qū)動(dòng)力從差動(dòng)齒輪29向左右的驅(qū)動(dòng)輪31傳遞。因此,由上述的從動(dòng)齒輪27及驅(qū)動(dòng)齒輪28組成的齒輪列構(gòu)成減速機(jī)構(gòu)。需要說明的是,在圖4中,為了便于作圖,將驅(qū)動(dòng)齒輪28及差動(dòng)齒輪29改變位置而記載于圖4的右側(cè)。
與本發(fā)明的實(shí)施例中的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)牡诙妱?dòng)發(fā)電機(jī)32與輸入軸24及副軸26平行地配置。此外,在與第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32相同的軸線上并列配置有液力偶合器33和與本發(fā)明的實(shí)施例中的卡合機(jī)構(gòu)相當(dāng)?shù)逆i止離合器CL。液力偶合器33將作為驅(qū)動(dòng)側(cè)構(gòu)件的泵葉輪35與作為從動(dòng)側(cè)構(gòu)件的渦輪轉(zhuǎn)輪36相對(duì)配置,將由泵葉輪35產(chǎn)生的流體的螺旋流向渦輪轉(zhuǎn)輪36供給,由此在泵葉輪35與渦輪轉(zhuǎn)輪36之間傳遞轉(zhuǎn)矩。并且,該泵葉輪35與第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32連結(jié)。而且,與渦輪轉(zhuǎn)輪36一體的渦輪軸37貫通第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的中心部而向所述從動(dòng)齒輪27側(cè)延伸。并且,與從動(dòng)齒輪27嚙合的其他的驅(qū)動(dòng)齒輪38安裝于渦輪軸37。
鎖止離合器CL是將泵葉輪35或與泵葉輪35一體的構(gòu)件和渦輪轉(zhuǎn)輪36或與渦輪轉(zhuǎn)輪36一體的構(gòu)件機(jī)械連結(jié)而傳遞轉(zhuǎn)矩的離合器,由摩擦離合器等通過液壓或電磁力等來控制而使傳遞轉(zhuǎn)矩容量連續(xù)地變化的離合器構(gòu)成。需要說明的是,與鎖止離合器CL串聯(lián)地設(shè)置減振器39。而且,液力偶合器33及鎖止離合器CL也可以是以往已知的帶有鎖止離合器的變矩器。而且,液力偶合器33及鎖止離合器CL相當(dāng)于本發(fā)明的實(shí)施例中的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)。
發(fā)動(dòng)機(jī)20輸出的動(dòng)力通過前述的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22向第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23側(cè)和輸出齒輪25側(cè)分配。在該情況下,第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23作為發(fā)電機(jī)起作用,由此向太陽(yáng)輪S22施加反力轉(zhuǎn)矩。由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23產(chǎn)生的電力向第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32供給而第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32作為電動(dòng)機(jī)起作用,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的輸出轉(zhuǎn)矩在所述從動(dòng)齒輪27中,加入到從輸出齒輪25輸出的轉(zhuǎn)矩中。因此,各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32經(jīng)由未圖示的變換器或蓄電裝置而電連接。需要說明的是,上述的電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32作為一例由三相同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)成。
關(guān)于上述的混合動(dòng)力車的控制系統(tǒng)在圖5中用框圖示出。設(shè)有對(duì)各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32進(jìn)行控制的電動(dòng)發(fā)電機(jī)用電子控制裝置(MG-ECU)40和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)20進(jìn)行控制的發(fā)動(dòng)機(jī)用電子控制裝置(ENG-ECU)41。上述的電子控制裝置40、41以微型計(jì)算機(jī)為主體而構(gòu)成,基于輸入的各種信號(hào)或數(shù)據(jù)來進(jìn)行運(yùn)算,并將其運(yùn)算結(jié)果作為控制指令信號(hào)而輸出。MG-ECU40主要以控制第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23及第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的各自的電流(MG1電流、MG2電流)的方式構(gòu)成。而且,ENG-ECU41主要以向發(fā)動(dòng)機(jī)20輸出對(duì)其電子節(jié)氣門(未圖示)的開度進(jìn)行指令的電子節(jié)氣門開度信號(hào)和對(duì)點(diǎn)火及其時(shí)期進(jìn)行指令的點(diǎn)火信號(hào)的方式構(gòu)成。
設(shè)有混合動(dòng)力用電子控制裝置(HV-ECU)42,該混合動(dòng)力用電子控制裝置(HV-ECU)42對(duì)于上述的電子控制裝置40、41輸出指令信號(hào),同時(shí)進(jìn)行前述的各離合器C1、CS、CL和制動(dòng)器B1的卡合及釋放的控制和傳遞轉(zhuǎn)矩容量的控制。該HV-ECU42與前述的各電子控制裝置40、41一樣以微型計(jì)算機(jī)為主體而構(gòu)成,基于輸入的各種信號(hào)或數(shù)據(jù)來進(jìn)行運(yùn)算,并將其運(yùn)算結(jié)果作為控制指令信號(hào)輸出。若例示該輸入的數(shù)據(jù),則是車速、加速器開度、由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1)的轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)的檢測(cè)數(shù)據(jù)、由第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG2)的轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)的檢測(cè)數(shù)據(jù)、由輸出軸(例如所述副軸)的轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)的檢測(cè)數(shù)據(jù)、充電剩余量(SOC)、來自越野開關(guān)的信號(hào)等。而且,若例示輸出的指令信號(hào),則將第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1)的轉(zhuǎn)矩指令及第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG2)的轉(zhuǎn)矩指令向所述MG-ECU40輸出,并將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩指令向所述ENG-ECU41輸出。此外,各離合器C1、CS、CL及制動(dòng)器B1的控制液壓PbC1、PbCS、PbCL、PbB1從HV-ECU42輸出。
使上述的各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)起作用,而且將各離合器C1、CS、制動(dòng)器B1控制成卡合或釋放的狀態(tài),由此來設(shè)定各種行駛模式。圖6中匯總示出了行駛模式。混合動(dòng)力模式(HV)是通過發(fā)動(dòng)機(jī)20和各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力而行駛的模式,能夠選擇并聯(lián)模式和串聯(lián)模式。并聯(lián)模式下的前進(jìn)能夠進(jìn)行將前述的超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21設(shè)定為超速傳動(dòng)級(jí)(高)的行駛和設(shè)定為直接連結(jié)級(jí)(低)的行駛。超速傳動(dòng)級(jí)通過僅使制動(dòng)器B1卡合來設(shè)定,在該情況下,第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23作為發(fā)電機(jī)(G)起作用而將發(fā)動(dòng)機(jī)20的轉(zhuǎn)速控制成燃油經(jīng)濟(jì)性良好的轉(zhuǎn)速。由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23產(chǎn)生的電力向第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32供給而第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32作為電動(dòng)機(jī)(M)起作用。相對(duì)于此,直接連結(jié)級(jí)通過僅使第一離合器C1卡合來設(shè)定,該情況下的各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32的功能與以超速傳動(dòng)級(jí)行駛的情況相同。
圖7示出了以混合動(dòng)力模式行駛的情況下的關(guān)于構(gòu)成超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的行星齒輪機(jī)構(gòu)及構(gòu)成動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的行星齒輪機(jī)構(gòu)的共線圖。圖7的左側(cè)是關(guān)于超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的共線圖,右側(cè)是關(guān)于動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的共線圖。在前進(jìn)時(shí),通過制動(dòng)器B1將太陽(yáng)輪S21固定,行星輪架C21通過發(fā)動(dòng)機(jī)20而旋轉(zhuǎn),因此齒圈R21以比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。即,成為變速比小于“1”的超速傳動(dòng)級(jí)。通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22使行星輪架C22與超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21中的齒圈R22一起旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)矩成為正方向(發(fā)動(dòng)機(jī)20的旋轉(zhuǎn)方向)的轉(zhuǎn)矩。在此狀態(tài)下,第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23作為發(fā)電機(jī)起作用,其負(fù)方向(使旋轉(zhuǎn)停止的方向)的轉(zhuǎn)矩作用于太陽(yáng)輪S22,與之相伴的正方向的轉(zhuǎn)矩作用于齒圈R22。即,發(fā)動(dòng)機(jī)20的動(dòng)力向太陽(yáng)輪S22側(cè)和齒圈R22側(cè)分配。并且,由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23發(fā)電的電力向第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32供給而第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32作為電動(dòng)機(jī)起作用,因此其轉(zhuǎn)矩加入到從所述齒圈R22輸出的轉(zhuǎn)矩中而朝向驅(qū)動(dòng)輪31輸出。通過超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21設(shè)定了直接連結(jié)級(jí)的情況下的動(dòng)作狀態(tài)在圖7中用虛線示出。需要說明的是,通過發(fā)動(dòng)機(jī)20輸出的動(dòng)力使第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23旋轉(zhuǎn)而發(fā)電,并通過該電力使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32沿負(fù)的旋轉(zhuǎn)方向作為電動(dòng)機(jī)起作用,從而進(jìn)行后退行駛。
串聯(lián)模式是通過發(fā)動(dòng)機(jī)20將第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23作為發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng),并利用其電力將第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),由此進(jìn)行行駛的模式。因此,通過僅使第二離合器CS卡合,將發(fā)動(dòng)機(jī)20的動(dòng)力向第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23傳遞,使第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23作為發(fā)電機(jī)(G)起作用。而且,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32被供給由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23產(chǎn)生的電力而作為電動(dòng)機(jī)(M)起作用,進(jìn)行正旋轉(zhuǎn)而前進(jìn)行駛,或向負(fù)方向旋轉(zhuǎn)而后退行駛。
圖8示出了以串聯(lián)模式行駛的情況下的關(guān)于構(gòu)成超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的行星齒輪機(jī)構(gòu)及構(gòu)成動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的行星齒輪機(jī)構(gòu)的共線圖。圖8的左側(cè)是關(guān)于超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的共線圖,右側(cè)是關(guān)于動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的共線圖。在前進(jìn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)20的動(dòng)力經(jīng)由第二離合器CS向第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23傳遞而使第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23向正方向旋轉(zhuǎn),進(jìn)行發(fā)電。而且,動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22中的太陽(yáng)輪S22進(jìn)行正旋轉(zhuǎn),但是在齒圈R21連結(jié)于行星輪架C22的超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21中,太陽(yáng)輪S21進(jìn)行空轉(zhuǎn),因此在動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22中的行星輪架C22未產(chǎn)生反力,其結(jié)果是,不向齒圈R22傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)20的動(dòng)力。另一方面,通過由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23產(chǎn)生的電力而使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32向正方向旋轉(zhuǎn)來輸出轉(zhuǎn)矩,因此車輛前進(jìn)行駛。這種情況下,動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的齒圈R22向正方向旋轉(zhuǎn)。需要說明的是,在后退時(shí),第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32向負(fù)方向旋轉(zhuǎn)。
接下來,對(duì)EV模式進(jìn)行說明。EV模式是不使用發(fā)動(dòng)機(jī)20的動(dòng)力而利用蓄電裝置的電力進(jìn)行行駛的模式,因此,車輛作為電動(dòng)汽車(EV:Electric Vehicle)而行駛。第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32經(jīng)由液力偶合器33或鎖止離合器CL而與驅(qū)動(dòng)輪37連結(jié),因此在EV模式下主要使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32作為驅(qū)動(dòng)力源進(jìn)行動(dòng)作,在驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力不足的情況下并用第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23。即,能夠進(jìn)行僅使用第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的單驅(qū)動(dòng)模式和使用電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32兩者的雙驅(qū)動(dòng)模式。在單驅(qū)動(dòng)模式下,僅第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32作為驅(qū)動(dòng)力源進(jìn)行動(dòng)作,因此各離合器C1、CS及制動(dòng)器B1釋放,而且第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23未特別地進(jìn)行控制而不進(jìn)行動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)及再生。并且,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32在驅(qū)動(dòng)時(shí)作為電動(dòng)機(jī)(M)起作用,在制動(dòng)時(shí)作為發(fā)電機(jī)(G)起作用。在與再生相伴的制動(dòng)力不足的情況下,使第一離合器C1和制動(dòng)器B1中的至少任一方卡合。而且,各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32作為發(fā)電機(jī)(G)起作用,與發(fā)電相伴的負(fù)轉(zhuǎn)矩作為制動(dòng)力起作用。
圖9示出了以單驅(qū)動(dòng)模式行駛的情況下的關(guān)于構(gòu)成超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的行星齒輪機(jī)構(gòu)及構(gòu)成動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的行星齒輪機(jī)構(gòu)的共線圖。圖9的左側(cè)是關(guān)于超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的共線圖,右側(cè)是關(guān)于動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的共線圖。在前進(jìn)時(shí),僅第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32輸出驅(qū)動(dòng)力,因此動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22中的齒圈R22進(jìn)行正旋轉(zhuǎn)。第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23的齒槽轉(zhuǎn)矩作用于太陽(yáng)輪S22。而且,由于超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的太陽(yáng)輪S21空轉(zhuǎn),而使其旋轉(zhuǎn)停止的方向的轉(zhuǎn)矩(負(fù)轉(zhuǎn)矩)幾乎未作用于與超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的齒圈R21連結(jié)的行星輪架C22。因此,齒圈R22以與車速對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),太陽(yáng)輪S22以停止的程度的低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而且行星輪架C22以比齒圈R22低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。另一方面,在超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21中,與發(fā)動(dòng)機(jī)20連結(jié)的行星輪架C21停止,齒圈R21以與動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22中的行星輪架C22相同的速度旋轉(zhuǎn),伴隨于此而太陽(yáng)輪S21向負(fù)方向旋轉(zhuǎn)。這樣的超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21及動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22中的各旋轉(zhuǎn)要素的旋轉(zhuǎn)是與通過第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32使副軸26上的從動(dòng)齒輪27旋轉(zhuǎn)的情況相伴的所謂牽連旋轉(zhuǎn)。需要說明的是,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32向負(fù)方向旋轉(zhuǎn)而輸出驅(qū)動(dòng)力,由此進(jìn)行后退行駛。
雙驅(qū)動(dòng)模式是第一離合器C1及制動(dòng)器B1卡合且各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32都作為電動(dòng)機(jī)(M)進(jìn)行動(dòng)作的行駛模式。該狀態(tài)在圖10中用共線圖示出。超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21將第一離合器C1卡合而其整體一體化,在此狀態(tài)下制動(dòng)器B1卡合,由此使超速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21的整體的旋轉(zhuǎn)停止。因此,與該齒圈R21連結(jié)的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)22的行星輪架C22被固定,在此狀態(tài)下第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23沿負(fù)旋轉(zhuǎn)方向作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。因此,由第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩從齒圈R22作為正旋轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩輸出。而且,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32沿正旋轉(zhuǎn)方向作為電動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)作。因此,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)矩加入到從輸出齒輪25輸出的轉(zhuǎn)矩中。在后退時(shí),各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32的轉(zhuǎn)矩的方向與前進(jìn)時(shí)相反。
在圖4所示的混合動(dòng)力車中,發(fā)動(dòng)機(jī)20及各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32成為驅(qū)動(dòng)力源,無論是上述哪一個(gè)行駛模式,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32都作為電動(dòng)機(jī)起作用,輸出轉(zhuǎn)矩。因此,在起步時(shí)或從低車速狀態(tài)加速的加速時(shí)等可能會(huì)陷入單相鎖定狀態(tài)。單相鎖定狀態(tài)的判定或推定(預(yù)測(cè))可以與前述的實(shí)施例同樣地進(jìn)行,在該判定或推定成立的情況下,在上述的混合動(dòng)力車中也使鎖止離合器CL的滑動(dòng)量增大而使液力偶合器33的相對(duì)轉(zhuǎn)速增大,由此使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速脫離或者不進(jìn)入前述的單相鎖定區(qū)域。通過起步時(shí)的例子來說明該控制。
圖11是表示進(jìn)行基于本發(fā)明的控制裝置的控制的情況下的第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG2)32的轉(zhuǎn)速和鎖止離合器CL的液壓等的變化的時(shí)間圖。在該情況下的控制中,也在判定或推定為容易產(chǎn)生單相鎖定狀態(tài)的情況下,使鎖止離合器CL的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降而使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速增大,因此該控制的基本的內(nèi)容與前述的EV模式的情況下的控制內(nèi)容相同。
在車輛停止(驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為零)的狀態(tài)下稍踏入加速器踏板(未圖示),與之相伴地發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成為怠速轉(zhuǎn)速程度或比之稍大的轉(zhuǎn)速。在該情況下,為了使輸出齒輪25的轉(zhuǎn)速提前停止,第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)(MG1)23向正方向旋轉(zhuǎn)而作為發(fā)電機(jī)起作用。而且,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32輸出相當(dāng)于蠕變轉(zhuǎn)矩的正轉(zhuǎn)矩,且鎖止離合器CL卡合,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速成為零。在此狀態(tài)下踏入加速器踏板而加速器開度增大時(shí)(t1時(shí)刻),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增大,而且為了將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制成燃油經(jīng)濟(jì)性良好的轉(zhuǎn)速而第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速增大,且負(fù)轉(zhuǎn)矩增大。此外,使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的輸出轉(zhuǎn)矩增大。在此時(shí)刻,車輛未起步,因此第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的旋轉(zhuǎn)停止。因此,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的動(dòng)作狀態(tài)成為單相鎖定狀態(tài)的判定或推定成立(t2時(shí)刻)。
根據(jù)單相鎖定狀態(tài)的判定的成立而立即使鎖止離合器CL的液壓下降。在該情況下,可以是以規(guī)定的斜度下降,或者也可以是在使鎖止離合器CL的液壓逐級(jí)下降之后,以規(guī)定的斜度下降。該控制是用于使鎖止離合器CL的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降而誘發(fā)鎖止離合器CL或液力偶合器33的滑動(dòng)(相對(duì)旋轉(zhuǎn))的控制,因此即便設(shè)定目標(biāo)液壓來進(jìn)行控制,也能通過例如前饋控制來執(zhí)行。需要說明的是,作為轉(zhuǎn)矩的傳遞比例,在鎖止離合器CL中下降,在液力偶合器33中增大。因此,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速開始增大。需要說明的是,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)矩維持成從前的轉(zhuǎn)矩或者使增大斜度下降。如前述那樣,單相鎖定狀態(tài)由于第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)矩或電流值較大且轉(zhuǎn)速為低轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生。相對(duì)于此,如上述那樣使鎖止離合器CL的傳遞轉(zhuǎn)矩容量下降而使第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)速增大,由此避免第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的動(dòng)作狀態(tài)陷入單相鎖定狀態(tài)。而且在該情況下,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)矩通過鎖止離合器CL和液力偶合器33這兩者進(jìn)行傳遞,因此第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩完全不會(huì)喪失,能確保驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。此外,即使在液力偶合器33中流體被剪切或攪拌而發(fā)熱,由于流體在液力偶合器33的內(nèi)部或液力偶合器33與油冷卻器(未圖示)等之間循環(huán)流動(dòng),因此能將熱向外部擴(kuò)散,能抑制溫度的上升。
即使在上述的t2時(shí)刻以后加速器開度增大時(shí),與之相伴地發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩也會(huì)增大,因此車輛的驅(qū)動(dòng)力增大,車輛起步(t3時(shí)刻),驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速開始增大。在此時(shí)刻通過將加速器開度維持成規(guī)定的開度而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩維持成與加速器開度對(duì)應(yīng)的值,而且,第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)矩維持成恒定值,以維持此時(shí)刻的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而且第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23的轉(zhuǎn)速稍下降。并且,鎖止離合器CL的液壓大致為零而鎖止離合器CL釋放,第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的轉(zhuǎn)矩朝向與第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)23發(fā)電的電力對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩增大,且轉(zhuǎn)速維持成大致恒定。這樣當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速(車速)達(dá)到并維持成恒定值時(shí)(t4時(shí)刻),各電動(dòng)發(fā)電機(jī)23、32的轉(zhuǎn)矩維持成恒定值。需要說明的是,在車輛起步而第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32的動(dòng)作狀態(tài)陷入單相鎖定狀態(tài)的可能性消失的情況下,使鎖止離合器CL卡合。由此也能夠防止或抑制從第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)32至驅(qū)動(dòng)輪31的傳動(dòng)路徑上的滑動(dòng)或與之相伴的動(dòng)力損失。
需要說明的是,本發(fā)明沒有限定為上述的各具體例,能夠進(jìn)行各種變形例。例如,可以構(gòu)成為判定或算出容易成為單相鎖定的程度、或者單相鎖定的程度,并進(jìn)行與該判定或算出的程度對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)控制。在該情況下,容易產(chǎn)生單相鎖定的程度或單相鎖定的程度可以基于越野開關(guān)的接通或斷開、車輪的轉(zhuǎn)速、上坡路的斜度、加速器開度或基于此的要求轉(zhuǎn)矩等來求出。在這樣求出的容易成為單相鎖定的程度或單相鎖定的程度高的情況下,即更容易成為單相鎖定或者熱負(fù)荷更大的單相鎖定的情況下,使滑動(dòng)控制的量即液力偶合器中的相對(duì)轉(zhuǎn)速為更高的轉(zhuǎn)速。
而且,本發(fā)明中的控制的對(duì)象即電動(dòng)車輛總之只要是在輸出行駛用的驅(qū)動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)路徑上并列地配置有液力偶合器和卡合機(jī)構(gòu)的車輛即可。因此,例如前述的液力偶合器33和鎖止離合器CL也可以如圖12所示在副軸26上配置于從動(dòng)齒輪27與驅(qū)動(dòng)齒輪28之間。而且,在本發(fā)明中,除了通過將卡合機(jī)構(gòu)釋放而產(chǎn)生液力偶合器的滑動(dòng)(相對(duì)旋轉(zhuǎn))的控制以外,還可以預(yù)先將卡合機(jī)構(gòu)及液力偶合器一起設(shè)定為滑動(dòng)狀態(tài),在判定或推定為單相鎖定狀態(tài)產(chǎn)生的情況下,使卡合機(jī)構(gòu)及液力偶合器的滑動(dòng)量一起增大??傊灰且允古c液力偶合器及卡合機(jī)構(gòu)連結(jié)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增大的方式進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)即可。