用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)，即使接合元件之一不能接合或者脫開，所述控制系統(tǒng)也通過電機起動發(fā)動機。如果即使發(fā)出用于脫開接合元件中的一個接合元件同時接合另一個接合元件的初始指令，發(fā)動機的轉速在拖動期間也不能升高到預定速度，則控制系統(tǒng)發(fā)出用于接合所述接合元件中的所述一個接合元件同時脫開所述另一個接合元件的備選指令以使發(fā)動機進入要起動的容許狀態(tài)(步驟S1?S9)。
【專利說明】
用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)，更具體地，涉及一種用于控制具有至少兩個用于切換檔位級(gear stage)的接合元件的變速器的控制系統(tǒng)，該變速器連接到發(fā)動機的輸出軸。
【背景技術】
[0002]日本特開JPN0.2011-255889中說明了這種動力傳遞裝置的示例。日本特開JPN0.2011-255889所教導的混合動力驅動系統(tǒng)包括適于在低速級(低速檔)與高速級(高速檔)之間切換檔位級的變速器、用于切換檔位級的切換機構、用于將變速器的轉矩分配至第一電機和輸出軸的動力分配機構，以及布置在輸出軸上的第二電機。由第一電機產生的電力供給至第二電機，并且第二電機的轉矩供給至輸出軸。雙小齒輪式行星齒輪單元用作變速器。在行星齒輪單元中，齒圈與發(fā)動機相連以用作輸入元件，行星架用作輸出元件以將轉矩傳送至動力分配機構，并且太陽齒輪能夠經由切換機構選擇性地與齒圈相連或者固定至殼體。如果太陽齒輪經由切換機構與齒圈相連以建立低速級，則變速器一體地轉動，從而發(fā)動機轉矩直接傳遞。相反，如果太陽齒輪與殼體固定在一起以建立高速級，則行星架的轉速由于差動作用而升高至大于齒圈的轉速。另外，切換機構容許切換至其中太陽齒輪既不與齒圈相連也不與殼體相連的空檔位置。也即，如果切換機構位于空檔位置，則容許太陽齒輪自由地轉動以便不建立任何變速比。另一方面，單小齒輪式行星齒輪單元用作動力分配機構。在動力分配機構中，太陽齒輪與第一電機相連，行星架與變速器的行星架相連，齒圈與輸出軸相連。
[0003]如上所述，變速器的太陽齒輪在切換機構切換至空檔位置的情況下容許自由地轉動。如果因而容許太陽齒輪自由地轉動，則太陽齒輪不會建立相對于從發(fā)動機傳送至變速器的齒圈的驅動力的反作用力，并且轉矩將被太陽齒輪消耗掉。在這種情況下，即使第一電機被驅動，第一電機的轉矩也不會傳送至動力分配機構的行星架和變速器的行星架。因此，在日本特開JP N0.2011-255889所教導的混合動力驅動系統(tǒng)中，如果切換機構由于某些原因卡在空檔位置，則很難通過第一電機起動發(fā)動機。
[0004]本發(fā)明尋求解決上述技術問題，目的是提供一種即使變速器的任何接合元件出現故障也容許發(fā)動機由電機轉動的用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的控制系統(tǒng)應用于動力傳遞裝置，其中，變速器與發(fā)動機的輸出軸相連，并且變速器設置有至少兩個接合元件。在變速器中，發(fā)動機的輸出軸通過接合所述接合元件中的兩個而鎖止，并且發(fā)動機通過脫開所述接合元件中的兩個而與變速器斷開。為了實現上述目的，所述控制系統(tǒng)構造成，在即使發(fā)出用于脫開所述接合元件中的一個接合元件同時接合另一個接合元件的初始指令以使所述發(fā)動機進入要通過電機起動的容許狀態(tài)所述發(fā)動機的轉速在拖動(motoring)期間也不能升高到預定速度的情況下，發(fā)出用于接合所述接合元件中的所述一個接合元件同時脫開所述另一個接合元件的備選指令以使所述發(fā)動機進入要通過電機起動的容許狀態(tài)。
[0006]所述控制系統(tǒng)進一步構造成，在即使發(fā)出所述備選指令來代替所述初始指令所述發(fā)動機的轉速在拖動期間也不能升高到所述預定速度的情況下，不通過電機起動所述發(fā)動機。
[0007]本發(fā)明的控制系統(tǒng)所適用的動力傳遞裝置包括適于將轉矩傳送至驅動輪的輸出部件，和適于將發(fā)動機轉矩分配至所述電機和所述輸出部件的差動機構。在所述動力傳遞裝置中，所述變速器置于所述發(fā)動機與所述差動機構之間，所述電機的轉矩傳送至所述輸出部件。
[0008]因而，假定即使發(fā)出用于脫開接合元件中的一個接合元件同時接合另一個接合元件的初始指令以將發(fā)動機與變速器相連或者解鎖發(fā)動機的輸出軸但發(fā)動機的轉速在拖動期間也不能升高到預定速度，本發(fā)明的控制系統(tǒng)發(fā)出用于接合所述接合元件中的所述一個接合元件同時脫開所述另一個接合元件的備選指令以將發(fā)動機與變速器相連或者解鎖發(fā)動機的輸出軸。例如，如果所述接合元件中的一個接合元件處于不能接合的狀態(tài)下從而接合元件兩者都脫開，則電機的轉矩不能經由變速器傳送至發(fā)動機，從而發(fā)動機I的轉速不能升高。相反，如果所述接合元件中的一個接合元件處于不能脫開的狀態(tài)下從而接合元件兩者都接合，則發(fā)動機的輸出軸被變速器鎖止。在這些情況下，本發(fā)明的控制系統(tǒng)發(fā)出備選指令至接合元件，以便將發(fā)動機與變速器相連或者解鎖發(fā)動機的輸出軸。因此，即使接合元件中的一個接合元件不能接合或者脫開，電機的用以轉動發(fā)動機的轉矩也容許經由變速器傳送至發(fā)動機。為此，發(fā)動機能夠確定地通過電機的轉矩起動。
[0009]假定即使發(fā)出備選信號但兩個接合元件仍然接合或脫開，使得轉速不能升高到預定速度，則本發(fā)明的控制系統(tǒng)終止發(fā)動機的起動操作。在這種情況下，電能不會通過發(fā)動機的拖動而被消耗，并且因而節(jié)省的電能可以用于推動車輛。
[0010]如上所述，本發(fā)明的控制系統(tǒng)應用于其中發(fā)動機經由變速器和差動機構與電機相連的動力傳遞裝置。在如此構造的動力傳遞裝置中，如果即使發(fā)出上述初始指令但發(fā)動機的轉速在拖動期間也不能升高到預定速度，則本發(fā)明的控制系統(tǒng)發(fā)出備選指令以將發(fā)動機與變速器相連或者解鎖發(fā)動機的轉動軸。因此，電機的轉矩能夠經由變速器傳送至發(fā)動機，從而即使接合元件中的一個接合元件不能接合或者脫開也能確定地通過電機的轉矩起動發(fā)動機。
【附圖說明】
[0011]圖1是示出由本發(fā)明的控制系統(tǒng)執(zhí)行的控制的一個示例的流程圖；
[0012]圖2是示出在驅動模式從EV模式向HV模式切換并且設定變速器的低速級的狀況下執(zhí)行圖1所示程序時變速器和動力分配裝置的狀態(tài)的共線圖；
[0013]圖3是在驅動模式從EV模式向HV模式切換并且設定變速器的高速級的狀況下在執(zhí)行圖1所示程序時變速器和動力分配裝置的狀態(tài)的共線圖；
[0014]圖4是示意性地示出本發(fā)明所應用的混合動力車輛的傳動系的一個示例的略圖；
[0015]圖5是示意性地示出根據本發(fā)明的一個示例的框圖；和
[0016]圖6是示出圖4所示傳動系的各驅動模式下離合器、制動器和電動發(fā)電機的操作狀態(tài)的表格。
【具體實施方式】
[0017]現在詳細地參照附圖，圖4示出混合動力車輛的傳動系的優(yōu)選示例。如圖4所示，混合動力車輛的原動機包括發(fā)動機(ENG)I，和兩個電動發(fā)電機(MGl，MG2)2、3。在優(yōu)選示例中，由發(fā)動機I產生的驅動力選擇性地傳遞至動力傳遞機構5，由此將驅動力傳送至驅動輪4。
[0018]動力傳遞機構5包括:變速器6，該變速器6適于在至少高速級與低速級之間切換其檔位級;和動力分配裝置7，該動力分配裝置7經由變速器6將從發(fā)動機I傳遞的動力分配至第一電動發(fā)電機2側和輸出側。例如，齒輪式變速器、滾柱式變速器、帶傳動式變速器等可以用作變速器6，并且，在圖4示出的示例中，單小齒輪式行星齒輪單元用作變速器6。與常規(guī)的單小齒輪式行星齒輪單元一樣，變速器6包括太陽齒輪8、與太陽齒輪8同心地布置的作為內齒輪的齒圈9、與太陽齒輪8和齒圈9兩者嚙合的小齒輪，以及以容許小齒輪圍繞太陽齒輪8公轉和自轉的方式保持小齒輪的行星架10。行星架10與發(fā)動機I的輸出軸11相連以用作輸入部件，太陽齒輪8用作反作用部件，齒圈9用作輸出部件。
[0019]離合器CO布置成將太陽齒輪8與行星架10選擇性地相連，制動器BO布置成通過將太陽齒輪8與預定的固定部件12例如殼體相連來選擇性地停止太陽齒輪8。因而，這些離合器CO和制動器BO各自用作本發(fā)明的接合機構，為此，液壓式摩擦接合裝置、電磁式摩擦接合裝置、牙嵌式離合器等可以用作離合器CO和制動器B0。具體地，在圖4所示的示例中，液壓式摩擦接合裝置各自用作離合器CO和制動器B0。因此，太陽齒輪8通過接合離合器CO與行星架1相連以一體地轉動，因此，變速器6整體一體地轉動。相反，通過接合制動器BO停止太陽齒輪8，在這種情況下，行星架1轉動，使得齒圈9以比行星架1的速度高的速度轉動。也即，在變速器6中，通過接合離合器CO建立直接檔(S卩，低速級)，通過接合制動器BO建立其中變速比比直接檔的變速比小的高速級。假定離合器CO和制動器BO兩者都脫開，則太陽齒輪8容許自由地轉動。在這種情況下，因此，發(fā)動機I的驅動力傳遞至行星架10，但是由于太陽齒輪8的轉矩下降(torque drop)所以并不會傳遞至動力傳遞機構5。因而，離合器CO和制動器BO用于將發(fā)動機I選擇性地與動力傳遞機構5相連。
[0020]具有三個旋轉元件的差動機構可以用作動力分配裝置7。在圖4所示的示例中，具體地，單小齒輪式行星齒輪單元用作動力分配裝置7，并且與發(fā)動機I同軸地布置。第一電動發(fā)電機2與發(fā)動機I分別布置在動力分配裝置7的兩側，動力分配裝置7的太陽齒輪13與第一電動發(fā)電機2的轉子相連。在動力分配裝置7中，齒圈14與太陽齒輪13同心地布置，插置于太陽齒輪13與齒圈14之間同時與之嚙合的小齒輪由行星架15支承同時容許圍繞太陽齒輪13回轉和自轉。行星架15與用作變速器6的輸出部件的齒圈9相連，齒圈14與布置在變速器6與動力分配裝置7之間的主動齒輪16相連。
[0021]中間軸17與動力分配裝置7和第一電動發(fā)動機2的同一轉動中心軸線平行地布置，與主動齒輪16嚙合的中間軸從動齒輪18配合在中間軸17上以與之一體地轉動。中間軸從動齒輪18的直徑大于主動齒輪16的直徑以使得轉速減小，也即，在將轉矩從動力分配裝置7傳遞到中間軸17期間轉矩放大。
[0022]第二電動發(fā)電機3與中間軸17平行地布置，從而第二電動發(fā)電機3的轉矩能夠增加到從動力分配裝置7傳遞到驅動輪4的轉矩上。為此，與第二電動發(fā)電機3的轉子相連的減速齒輪19與中間軸從動齒輪18相嚙合。減速齒輪19的直徑小于中間軸從動齒輪18的直徑，從而第二電動發(fā)電機3的轉矩在被放大的同時傳遞到中間軸從動齒輪18或中間軸17。
[0023]另外，中間軸主動齒輪20以與之一體地轉動的方式配合在中間軸17上，中間軸主動齒輪20與用作最終減速裝置的差動齒輪單元21的齒圈22相嚙合。應注意，為了便于說明，差動齒輪單元21的位置位于圖4的右側。
[0024]在圖4所示的傳動系中，每個電動發(fā)電機2和3各自經由未示出的控制器例如逆變器與蓄電裝置例如電池相連。因此，電動發(fā)電機2和3各自通過控制施加至其上的電流而在電動機和發(fā)電機之間切換。同時，發(fā)動機I的點火正時和節(jié)氣門的開度被電動控制，發(fā)動機I自動停止和重新起動。
[0025]通過電子控制單元執(zhí)行那些控制，優(yōu)選示例的控制系統(tǒng)在圖5中示出。控制系統(tǒng)包括用于控制整個車輛的混合動力控制單元(下文稱為HV-ECU)23，用于控制電動發(fā)電機2和3的電動發(fā)電機控制單元(下文稱為MG-ECU) 24，和用于控制發(fā)動機I的發(fā)動機控制單元(下文稱為發(fā)動機ECU)25。每個控制單元23、24和25各自主要包括構造成基于輸入數據和預設數據執(zhí)行計算并且以指令信號的形式輸出計算結果的微型計算機。例如，車速、加速器的開度、第一電動發(fā)動機2的速度、第二電動發(fā)電機3的速度、油(S卩，ATF)的溫度、電池的荷電狀態(tài)(下文簡稱為“S0C” )、發(fā)動機I的冷卻劑的溫度、發(fā)動機I的速度等輸入至HV-E⑶23。同時，HV-ECU 24構造成輸出用于第一電動發(fā)動機2的轉矩指令、用于第二電動發(fā)電機3的轉矩指令、用于發(fā)動機I的轉矩指令、用于離合器CO的液壓指令PC0、用于制動器BO的液壓指令ΡΒ0、用于未示出的油栗的指令等。
[0026]用于第一電動發(fā)動機2的轉矩指令和用于第二電動發(fā)電機3的轉矩指令發(fā)送至MG-E⑶24，MG-E⑶24使用那些輸入數據計算要分別發(fā)送至第一電動發(fā)動機2和第二電動發(fā)電機3的電流指令。同時，用于發(fā)動機I的轉矩指令發(fā)送至發(fā)動機ECU 25，發(fā)動機ECU 25使用那些輸入數據計算用以控制節(jié)氣門的開度的指令和用以控制點火正時的指令，所計算的指令分別發(fā)送至電子節(jié)氣門和點火裝置(未示出)。
[0027]在如此構造的混合動力車輛中，能夠從多個驅動模式中選擇驅動模式?；旌蟿恿囕v的驅動模式可以總體上歸類為混合動力模式(下文簡稱為“HV模式”)和電機模式(下文簡稱為“EV模式”)。基本上，在HV模式下，發(fā)動機I被驅動，并且發(fā)動機I的動力分配到第一電動發(fā)動機2側和輸出側。分配到第一電動發(fā)動機2的動力通過第一電動發(fā)動機2轉變成電能并且傳送到第二電動發(fā)電機3。然后，傳送到第二電動發(fā)電機3的電能通過第二電動發(fā)電機3再次轉變成要傳送到驅動輪4的機械能。相反，在EV模式下，通過電動發(fā)電機2和3的任意一個使發(fā)動機I停止和為車輛提供動力。
[0028]在HV模式下，發(fā)動機I通過接合離合器CO或制動器BO而與動力傳遞機構5相連。離合器CO和制動器BO在HV模式下的操作狀態(tài)示出在圖6中。在HV模式下，具體地，能夠從低速級(Low)或高速級(Hi)選擇變速器6的檔位級以沿前進方向推動車輛。在兩種情況下，第一電動發(fā)動機2作為發(fā)電機工作，第二電動發(fā)電機3作為電動機工作。此外，當向后推動車輛時，制動器BO接合并且在變速器6中選擇高速級。在這種情況下，第一電動發(fā)動機2也作為發(fā)電機工作，并且第二電動發(fā)電機3也作為電動機工作。
[0029]如上所述，如果制動器BO接合，則太陽齒輪8停止以便建立高速級。在高速級下，作為變速器6的輸出部件的齒圈9以比發(fā)動機I的速度高的速度轉動，并且作為動力分配裝置7的輸入部件的行星架15以與齒圈9的速度相同的速度轉動。在這種情況下，如果第一電動發(fā)動機2作為發(fā)電機工作以將轉矩沿與作用在行星架15上的轉矩相反的方向施加到太陽齒輪13上，則轉矩在根據動力分配裝置7的變速比被放大的同時施加到作為輸出部件的齒圈14和與齒圈14一體的主動齒輪16上。因而放大的轉矩進一步傳遞到中間軸17。由第一電動發(fā)動機2產生的電能被傳送以操作作為電動機的第二電動發(fā)電機3，并且第二電動發(fā)電機3的轉矩也傳遞到中間軸17。另外，假定第一電動發(fā)動機2的轉速是零，發(fā)動機I的動力在途中未轉變成電能的情況下僅通過機械方式整體上傳遞到驅動輪4。這種運轉狀態(tài)可以稱為動力傳遞效率增強的“機械點”。
[0030]相反，如果離合器CO代替制動器BO接合，則太陽齒輪8與行星架10相連，由此建立低速級。在低速級下，齒圈9以與發(fā)動機I相同的速度轉動，并且動力分配裝置7的行星架15以與齒圈9相同的速度轉動。如果第一電動發(fā)動機2的轉速減小到零，則發(fā)動機I的動力也在途中未轉變成電能的情況下僅通過機械方式整個傳遞到驅動輪4。換句話說，在優(yōu)選示例的傳動系中，動力傳遞效率增強的上述機械點不但能夠在高速級下實現而且在低速級下也能夠實現。
[0031]在EV模式下，驅動模式可以從其中車輛僅通過第二電動發(fā)電機3提供動力的“單電機模式”和其中車輛通過第一和第二電動發(fā)電機2和3兩者提供動力的“雙電機模式”中選擇。為此，發(fā)動機I可以不保持連接到動力傳遞機構5，而是與動力傳遞機構5斷開連接。在此，術語“連接”的定義是其中轉矩能夠在發(fā)動機I與動力傳遞機構5之間傳遞的狀態(tài)，術語“斷開連接”的定義是其中轉矩不能在發(fā)動機I與動力傳遞機構5之間傳遞的狀態(tài)。換句話說，在單電機模式下，驅動模式可以從圖6中以“I”表示的其中離合器CO和制動器BO兩者脫開的第一單電機模式，和從圖6中以“2”表示的其中離合器CO和制動器BO中至少任意一個接合的第二單電機模式中選擇。
[0032]假設離合器CO和制動器BO兩者在第一單電機模式下脫開，則變速器6的太陽齒輪8容許自由轉動，換句話說，不會建立反作用力。因此，即使第一電動發(fā)動機2被驅動，第一電動發(fā)動機2的轉矩也不會施加到齒圈14和與之一體的主動齒輪16。亦即，轉矩由太陽齒輪8消耗，從而車輛僅通過第二電動發(fā)電機3提供動力。在這種情況下，第一電動發(fā)動機2可以空轉。或者，第一電動發(fā)動機2的轉速可以減小到預定速度例如零。為此，例如，第一電動發(fā)動機2的轉速可以利用齒槽轉矩(cogging torque)減小?；蛘?，第一電動發(fā)動機2的轉動可以通過將電流供給到第一電動發(fā)動機2(也即，通過d軸鎖止控制)而停止。假設在第一單電機模式下沿前進方向推動車輛，則能夠通過接合離合器CO和制動器BO中任意一個來建立制動力。
[0033]在EV模式下，第二單電機模式通過接合離合器CO和制動器BO中至少任意一個而建立，雙電機模式通過接合離合器CO和制動器BO兩者而建立。在雙電機模式下，第一和第二電動發(fā)電機2和3兩者作為電動機工作。在這種情況下，太陽齒輪8在被制動器BO固定的同時與行星架10相連以與變速器6—體。因此，變速器6整個被固定，發(fā)動機I的轉動通過如此固定的變速器停止。
[0034]同時，動力分配裝置7的行星架15與變速器6的齒圈6固定在一起。在這種情況下，通過沿與車輛沿前進方向驅動的情況下齒圈14的轉動方向相反的方向轉動第一電動發(fā)動機2，作為行星齒輪單元的動力分配裝置7容許用作變速器以根據其變速比改變速度。因此，第一電動發(fā)動機2的轉矩在其轉動方向反轉的同時被根據通過動力分配裝置7建立的變速比改變，并施加到齒圈14。在反轉的同時如此改變的第一電動發(fā)動機2的轉矩和第二電動發(fā)電機3的轉矩傳遞到中間軸17，并且進一步傳送到驅動輪4。那些作用即使在反轉行駛下也不會改變。具體地，當車輛沿后退方向驅動時，第一和第二電動發(fā)電機2和3的轉動方向相對于前進行駛下反轉。
[0035]如果要求僅通過第二電動發(fā)電機3能夠實現的小驅動力，則不必控制和被動地轉動第一電動發(fā)動機2。
[0036]接下來，說明通過僅接合制動器BO建立第二單電機模式的情況。在這種情況下，以動力分配裝置7的太陽齒輪13減小到零并且通過第二電動發(fā)電機3的轉矩沿前進方向轉動齒圈14的方式控制第一電動發(fā)動機2。因此，行星架15以比齒圈14的速度低的速度轉動。在這種情況下，在變速器6中，與行星架15相連以一體轉動的齒圈9也沿前進方向轉動，并且太陽齒輪8通過制動器BO停止。因此，行星架10和與其相連的發(fā)動機I以比齒圈9的速度低的速度轉動。換句話說，高速級通過變速器6建立，并且發(fā)動機I被動地轉動?；蛘撸诙坞姍C模式也可以通過代替制動器BO而接合離合器CO來實現。在這種情況下，低速級(也即，直接檔)通過變速器6建立，以便變速器6—體地轉動。在這種情況下，因此，發(fā)動機I也被動地轉動。
[0037]因而，單電機模式和雙電機模式可以在EV模式下選擇，并且停止的發(fā)動機I可以選擇性地與動力傳遞機構5相連。在實現要求的驅動力的同時以最佳燃料和電力有效方式選擇那些驅動模式和接合狀態(tài)。例如，假設加速器的開度大以要求大驅動力，則選擇雙電機模式。相反，假設要求小驅動力，則選擇單電機模式。在單電機模式下，當要求發(fā)動機制動力時，接合離合器CO和制動器BO中的任意一個。與此相比，當有必要減少動力損失時，離合器CO和制動器BO中的兩者都脫開，以將發(fā)動機I從動力傳遞機構5斷開連接。
[0038]驅動模式根據驅動要求例如加速器的開度、車輛速度、電池的SOC等在EV模式與HV模式之間切換。例如，如果驅動要求或車輛速度增大或者如果在EV模式下電池的SOC低，則通過接合離合器CO和制動器BO中的任意一個而將驅動模式切換到HV模式。因此，發(fā)動機I與動力傳遞機構5相連并且開始向其傳送轉矩。在上述混合動力車輛中，發(fā)動機I通過第一電動發(fā)動機2起動。也即，在發(fā)動機I拖動期間，發(fā)動機I通過外力例如第一電動發(fā)動機2的轉矩驅動，直到發(fā)動機I進入自持狀態(tài)(自轉動狀態(tài))。發(fā)動機的這種起動操作也可以稱為“曲軸起動(cranking)”。另外，在發(fā)動機I在EV模式下拖動期間，變速器6的變速比根據車輛速度改變。因此，在發(fā)動機I的拖動完成之后，即在切換到HV模式之后，發(fā)動機轉速不會過度升高，從而動力損失不會增大。
[0039]本發(fā)明的控制系統(tǒng)構造成在驅動模式從EV模式到HV模式切換操作期間控制離合器CO和制動器B0。下面參照附圖1說明優(yōu)選控制示例，HV-ECU 24構造成以預定的短時間間隔重復在此示出的程序。
[0040]根據圖1所示的控制示例，首先，判定車輛是否在EV模式并且變速器6的低速級下驅動(步驟SI)。如上所述，變速器6的低速級通過接合離合器CO同時脫開制動器BO建立。因此，低速級能夠基于用于接合離合器CO的液壓指令PCO和用于脫開制動器BO的液壓指令PBO來確定。同樣如上所述，在不要求大驅動力并且電池的SOC充足的條件下選擇EV模式。相應地，EV模式可以基于驅動要求和電池的SOC來確定。或者，EV模式可以基于用于發(fā)動機I的轉矩指令和用于電子節(jié)氣門的開度指令來確定。
[0041]如果在變速器6中沒有建立低速級，或者如果車輛不是在EV模式下驅動，從而步驟SI的答案為否，則不執(zhí)行任何具體控制返回程序。相反，如果車輛在EV模式下驅動并且通過變速器6建立低速級從而步驟SI的答案為是，則判定是否要求驅動模式切換到HV模式(步驟S2)。例如，可以基于在EV模式下不能實現要求的驅動力的事實，以及電力消耗由于輔助設施而增大使得SOC降低的事實，來作出步驟S2的判定。也即，在步驟S2，判定重新起動發(fā)動機I的條件是否滿足?；蛘?，還可以基于用于拖動發(fā)動機I的指令的傳遞來作出步驟S2的判定。如果驅動模式不要求切換到HV模式，從而步驟S2的答案為否，則不執(zhí)行任何具體控制返回程序。
[0042]相反，如果要求通過重新起動發(fā)動機I而將驅動模式切換到HV模式，從而步驟S2的答案為是，則通過第一電動發(fā)電機2的轉矩轉動發(fā)動機1(步驟S3)。如果在發(fā)動機I的拖動期間通過第一電動發(fā)電機2的轉矩改變驅動轉矩，則通過第二電動發(fā)電機3的輸出轉矩調整驅動轉矩的這種改變。為此，根據發(fā)動機I的排量和溫度、車輛速度、起動發(fā)動機I所需的時間等等預設第一和第二電動發(fā)電機的輸出轉矩的改變?；蛘?，還可以使用車輛的運動方程式單獨計算電動發(fā)動機的輸出轉矩。
[0043]在步驟S3的發(fā)動機I拖動期間或者之后，判定發(fā)動機I是否已起動(步驟S4)。假定汽油機用作發(fā)動機I，當發(fā)動機的轉速升高到點火速度時在給火花塞通電的同時開始發(fā)動機I的燃料供給。因此，燃料燃燒以便實現發(fā)動機I的自持狀態(tài)。相應地，如果即使在從發(fā)動機I的拖動開始經過預定時間段之后發(fā)動機轉速還沒有達到預定目標速度例如點火速度或者自持速度，則能夠推定發(fā)動機I的拖動不成功。相反，如果發(fā)動機轉速高于目標速度，則控制系統(tǒng)判定發(fā)動機I已經起動，從而步驟S4的答案為是。在這種情況下，驅動模式切換到HV模式(步驟S5)，然后返回程序。
[0044]如上所述，如果在拖動期間發(fā)動機轉速仍然低于目標速度，則控制系統(tǒng)判定發(fā)動機I還沒有起動，從而步驟S4的答案為否。在這種情況下，發(fā)動機I的起動的這種故障可以歸結于制動器BO在接合狀態(tài)下卡死。因此，用于轉動發(fā)動機I的第一和第二電動發(fā)電機2、3的轉矩減小到零(步驟S6)。例如，如果處于正常狀態(tài)下的離合器CO接合并且制動器BO在接合狀態(tài)下卡死，則變速器6的太陽齒輪8與行星架10相連，使得變速器6進入一體地轉動的狀態(tài)。在這種情況下，因為太陽齒輪8被制動器BO停止，所以變速器6整體鎖止或者受限，由此停止發(fā)動機I的轉動。因此，很難通過第一和第二電動發(fā)電機2和3的轉矩的轉動起動發(fā)動機
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[0045]在步驟S6的電動發(fā)電機2和3的轉矩減小期間或者之后，傳遞用于脫開離合器CO的液壓指令PCO(步驟S7)。如上所述，在這種情況下制動器BO在接合狀態(tài)下卡死。因此，通過脫開離合器CO在變速器6中建立高速級。作為脫開離合器CO的結果，被鎖止的變速器6解鎖，使得發(fā)動機I與動力傳遞機構5相連，由此容許在變速器6與動力傳遞機構5之間傳遞轉矩。
[0046]在用于脫開離合器CO的液壓指令PCO傳遞期間或者之后，第一電動發(fā)電機2和第二電動發(fā)電機3的轉矩升高以轉動發(fā)動機1(步驟8)。然后，如步驟S4所述，判定發(fā)動機I是否起動(步驟S9)。
[0047]如果發(fā)動機轉速升高到高于目標速度，則控制系統(tǒng)判定發(fā)動機I已經起動，從而步驟S9的答案為是，并且驅動模式切換到HV模式。在這種情況下，由于在步驟S6判定制動器BO卡死，所以禁止檔位級切換到低速級，并返回程序(步驟S10)。
[0048]相反，如果發(fā)動機轉速仍然低于目標速度，控制系統(tǒng)判定發(fā)動機I還沒有起動，從而步驟S9的答案為否。在這種情況下，離合器CO也被視為在接合狀態(tài)下卡死。因此，用于轉動發(fā)動機I的第一和第二電動發(fā)電機2和3的轉矩減小為零(步驟Sll)。也即，在步驟S6，控制系統(tǒng)判定為變速器6鎖止的事實。
[0049]然后，由于變速器6因而鎖止，所以禁止驅動模式切換到HV模式，并且EV模式繼續(xù)推動車輛。另外，電動油栗的出口壓力減小(步驟S12)。在這種狀況下，由于制動器BO和離合器CO兩者均在接合狀態(tài)下卡死，油栗沒有必要建立用于接合那些元件的液壓壓力。因此，驅動電動油栗消耗的電能可以減小，由此節(jié)省存儲在電池中的電能。然后，圖1所示的程序返回。
[0050]圖2是示出在執(zhí)行圖1所示程序的狀況下在驅動模式從EV模式切換到HV模式并且設定變速器6的低速級時變速器6和動力分配裝置7的狀態(tài)的共線圖。為了建立低速級，用于接合離合器CO的液壓指令PCO傳遞到離合器CO，用于脫開制動器BO的液壓指令PBO傳遞到制動器BO ο如果離合器CO和制動器BO兩者均處于正常狀態(tài)，因此，離合器CO接合并且制動器BO脫開以建立圖2中細虛線所示的低速級。在這種狀況下，發(fā)動機I容許被第一電動發(fā)電機2轉動并起動。然后，如果制動器BO在接合狀態(tài)下卡死，則在建立低速級的過程期間離合器CO和制動器BO兩者均接合。在這種情況下，變速器6如圖2中實線所示鎖止。因此，動力分配裝置7的行星架15固定成使得其轉動減少為零。因此，很難通過第一電動發(fā)電機2轉動發(fā)動機I。
[0051]在這種情況下，因此，代替低速級而建立高速級。也即，即使制動器BO如圖2中粗虛線所示在接合狀態(tài)下卡死，也能夠通過脫開離合器CO而建立高速級。因此，在高速級下發(fā)動機I容許通過第一電動發(fā)電機2起動。但是，如果即使傳遞用于脫開離合器CO的液壓指令PCO但高速級在這種情況下也不能建立，則控制系統(tǒng)判定離合器CO也在接合狀態(tài)下卡死。也即，控制系統(tǒng)判定變速器6鎖止。在這種情況下，禁止檔位級切換到HV模式，并且繼續(xù)EV模式。另外，油栗停止或者油栗的出口壓力減小。
[0052]接下來，在此簡短說明其中離合器CO和制動器BO兩者在脫開狀態(tài)下卡死的情況。如上所述，為了建立低速級，將用于接合離合器CO的液壓指令PCO傳遞到離合器CO，并且將用于脫開制動器BO的液壓指令PBO傳遞到制動器B0。例如，如果離合器CO在脫開狀態(tài)下卡死但是制動器BO處于正常狀態(tài)，則在建立低速級的過程期間離合器CO和制動器BO兩者均脫開。在這種情況下，太陽齒輪8容許自由轉動并且不能用作反作用元件。另外，發(fā)動機I從動力傳遞機構5斷開連接。在這種狀況下，因此，很難通過第一電動發(fā)電機2的轉矩轉動發(fā)動機
I。但是，如果制動器BO處于正常狀態(tài)，則能夠通過接合制動器BO建立高速級來代替低速級，以便在高速級下容許發(fā)動機I通過第一電動發(fā)電機2轉動并起動。相反，如果即使傳遞用于接合制動器BO的液壓指令PB但發(fā)動機I也不能起動，則控制系統(tǒng)判定制動器BO也在脫開狀態(tài)下卡死。如上所述，在這種情況下離合器CO和制動器BO兩者均脫開，從而發(fā)動機I從動力傳遞機構5斷開連接。因此，禁止檔位級切換到HV模式，并且繼續(xù)EV模式。另外，油栗停止或者油栗的出口壓力減小。
[0053]接下來，在此說明在變速器6的高速級下驅動模式從EV模式向HV模式切換時執(zhí)行圖1所示程序的情況。這種情況下變速器6和動力分配裝置7的狀態(tài)示出在圖3中。為了建立高速級，將用于脫開離合器CO的液壓指令PCO傳遞到離合器CO，將用于接合制動器BO的液壓指令PBO傳遞到制動器B0。如果離合器CO和制動器BO兩者均處于正常狀態(tài)，因此，離合器CO脫開并且制動器BO接合以建立高速級，如圖3中細虛線所示。在這種狀況下，齒輪9以比發(fā)動機I的速度高的速度轉動，并且動力分配裝置7的行星架15的速度與齒輪9的速度相同。因此，發(fā)動機I容許通過第一電動發(fā)電機2轉動并起動。但是，如果離合器CO在接合狀態(tài)下卡死，則在建立高速級的過程期間離合器CO和制動器BO兩者均接合。在這種情況下，變速器6鎖止，如圖3中實線所示。因此，很難通過第一電動發(fā)電機2轉動發(fā)動機I。
[0054]在這種情況下，因此，代替高速級而建立低速級。也即，即使離合器CO如圖3中粗虛線所示在接合狀態(tài)下卡死，也能夠通過脫開制動器BO而建立低速級。因此，在低速級下發(fā)動機I容許通過第一電動發(fā)電機2起動。但是，如果即使傳遞用于脫開制動器BO的液壓指令PBO但低速級在這種情況下也不能建立，則控制系統(tǒng)判定制動器BO也在接合狀態(tài)下卡死。也即，控制系統(tǒng)判定變速器6鎖止。在這種情況下，禁止檔位級切換到HV模式，并且繼續(xù)EV模式。另外，油栗停止或者油栗的出口壓力減小。
[0055]接下來，在此簡短說明其中離合器CO和制動器BO兩者均在脫開狀態(tài)下卡死的情況。如上所述，為了建立高速級，將用于脫開離合器CO的液壓指令PCO傳遞到離合器CO，并且將用于接合制動器BO的液壓指令PBO傳遞到制動器B0。例如，如果制動器BO在脫開狀態(tài)下卡死但是離合器CO處于正常狀態(tài)，則在建立高速級的過程期間離合器CO和制動器BO兩者均脫開。在這種情況下，發(fā)動機I從動力傳遞機構5斷開連接，因此很難通過第一電動發(fā)電機2的轉矩轉動發(fā)動機I。但是，如果離合器CO處于正常狀態(tài)，則能夠通過接合離合器CO建立低速級來代替高速級，從而容許發(fā)動機I在低速級下通過第一電動發(fā)電機2轉動并且起動。相反，如果即使傳遞用于接合離合器CO的液壓指令PCO但發(fā)動機I也不能起動，則控制系統(tǒng)判定離合器CO也在脫開狀態(tài)下卡死。如上所述，在這種情況下離合器CO和制動器BO兩者均脫開，從而發(fā)動機I從動力傳遞機構5斷開連接。因此，禁止檔位級切換到HV模式，并且繼續(xù)EV模式。另外，油栗停止或者油栗的出口壓力減小。
[0056]因而，本發(fā)明的控制系統(tǒng)配置成，如果在低速級下驅動模式不能從EV模式切換到HV模式，則選擇變速器6的高速級代替低速級。為此，具體地，將用于脫開離合器CO的液壓指令PCO傳遞到離合器CO，并且將用于接合制動器BO的液壓指令PBO傳遞到制動器B0，代替用于接合離合器CO的液壓指令PCO和用于脫開制動器BO的液壓指令ΡΒ0。作為結果，發(fā)動機I能夠與動力傳遞機構5相連以在兩者間傳遞轉矩，從而容許發(fā)動機I通過第一電動發(fā)電機2轉動并起動。
[0057]也即，根據本發(fā)明，即使接合元件中的任意一個出現故障，驅動模式也能夠從EV模式切換到HV模式。因此，能夠在HV模式下通過使第一電動發(fā)電機2作為發(fā)電機操作而為電池充電。這樣，不會由于EV模式的不希望的連續(xù)性導致電池的過放電，從而容許車輛行駛而不會停止。另外，也可以防止由于過放電引起的電池的惡化。而且，如果在EV模式下由于接合元件的故障導致發(fā)動機I不能轉動，則禁止驅動模式切換到HV模式。在這種情況下，建立用于接合元件的接合壓力的油栗停止，或者油栗的出口壓力減小。因此，能夠節(jié)省電池的電能，從而容許車輛行駛較長的距離。
[0058]本發(fā)明的控制系統(tǒng)也可以應用于具有用于起動發(fā)動機的起動機的車輛。如果在這種車輛中接合元件中的任意一個變得卡死，則變速器也鎖止。在這種狀況下，發(fā)動機的輸出軸不能轉動，或者輸出軸的慣性質量增大。因此，用以轉動發(fā)動機的起動機上的負荷增大。在這種情況下，控制系統(tǒng)發(fā)出指令信號以改變接合元件的接合狀態(tài)以便解鎖變速器。結果，容許發(fā)動機轉動，或者發(fā)動機的輸出軸的慣性質量減小。因此，用以轉動發(fā)動機的起動機上的負荷減輕，從而能夠通過起動機起動發(fā)動機。也即，能夠實現HV模式以便容許車輛行駛而不會由于電池的過放電而停止。
【主權項】
1.一種用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)，其中，與發(fā)動機的輸出軸相連的變速器設置有至少兩個接合元件，其中，所述發(fā)動機的所述輸出軸通過接合兩個接合元件而鎖止，并且其中，所述發(fā)動機通過脫開所述兩個接合元件而與所述變速器斷開連接， 其特征在于: 所述控制系統(tǒng)構造成，在即使發(fā)出用于脫開所述接合元件中的一個接合元件同時接合另一個元件的初始指令以使所述發(fā)動機進入要由電機起動的容許狀態(tài)所述發(fā)動機的轉速在拖動期間也不能升高到預定速度的情況下，發(fā)出用于接合所述接合元件中的所述一個接合元件同時脫開所述另一個接合元件的備選指令以使所述發(fā)動機進入要由電機起動的容許狀態(tài)。2.根據權利要求1所述的用于動力傳動裝置的控制系統(tǒng)， 其中，所述控制系統(tǒng)進一步構造成，在即使發(fā)出所述備選指令來代替所述初始指令所述發(fā)動機的轉速在拖動期間也不能升高到所述預定速度的情況下，不通過所述電機起動所述發(fā)動機。3.根據權利要求1或2所述的用于動力傳遞裝置的控制系統(tǒng)， 其中，所述動力傳遞裝置包括適于將轉矩傳送至驅動輪的輸出部件，和適于將發(fā)動機轉矩分配至所述電機和所述輸出部件的差動機構； 其中，所述電機適于將其轉矩施加給所述輸出部件;并且 其中，所述變速器置于所述發(fā)動機與所述差動機構之間。
【文檔編號】F02N15/04GK105899798SQ201480070840
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月16日
【發(fā)明人】加藤春哉, 田川洋輔, 今村達也, 田端淳
【申請人】豐田自動車株式會社