电动车辆的急速降档控制装置.pdf

上传人:小** 文档编号:4923723 上传时间:2018-11-29 格式:PDF 页数:16 大小:3.81MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201280004602.3

申请日:

2012.02.01

公开号:

CN103380022A

公开日:

2013.10.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

登录超时

IPC分类号:

B60L15/20; B60L11/14; F16H59/74; F16H61/02; F16H61/684

主分类号:

B60L15/20

申请人:

日产自动车株式会社

发明人:

丰田良平

地址:

日本神奈川县

优先权:

2011.02.04 JP 2011-022538

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所 11105

代理人:

张劲松

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种电动车辆的急速降档控制装置,通过从t1使加速器开度(APO)如图所示增大,在t2开始急速降档,该急速降档在通过从释放元件(直接离合器D/C)到联接元件(高速&低速倒档离合器H&LR/C)的交替实现期间,如下限制随着加速器开度(APO)的增大如Tmo那样增大的电机扭矩(tTm)。从t2到惯性阶段开始时刻t3的变速初期中,限制电机扭矩(tTm),使其不超过在惯性阶段结束时刻t4的电机转速(Nmo2)下可输出的最大电机扭矩(Tmo2)减去惯性阶段进行用扭矩增大量(Tip)而得到的上限值(Tlimit=Tmo2-Tip),在惯性阶段(t3~t4)中,限制电机扭矩(tTm)为Tlimit+Tip(与Tmo2等值),且不超过该值。

权利要求书

权利要求书
1.  一种电动车辆的急速降档控制装置,所述电动车辆能够利用来自与加速踏板的踩踏量相对应的电动机的电机扭矩并经由自动变速器而行驶,其中,
该电动车辆的急速降档控制装置设置电机扭矩限制装置而构成,在随着所述加速踏板的踩踏所述自动变速器向低速侧变速比进行急速降档时,所述电机扭矩限制装置将随着该加速踏板的踩踏而增大的所述电机扭矩的上限值限制为,即使在所述自动变速器的输入输出旋转比朝向低速侧变速比变化的惯性阶段中所述电动机的转速上升,也不会发生电机扭矩降低的现象的水平。

2.  如权利要求1所述的电动车辆的急速降档控制装置,其中,
所述电机扭矩的上限值基于所述电动机在惯性阶段结束时的电机转速下能够产生的可输出的最大扭矩决定。

3.  如权利要求2所述的电动车辆的急速降档控制装置,其中,
所述惯性阶段结束时的电机转速通过利用所述急速降档的变速前齿轮比及变速后齿轮比之间的变速级间比和电动车辆的前后加速度的运算而计算出。

4.  如权利要求2或3所述的电动车辆的急速降档控制装置,其中,
从所述急速降档开始到所述惯性阶段开始之间的所述电机扭矩的上限值为,比所述电动机在惯性阶段结束时的电机转速下能够产生的可输出的最大扭矩小了进行惯性阶段所需要的惯性阶段进行用扭矩增大量的扭矩值。

5.  如权利要求2~4中任一项所述的电动车辆的急速降档控制装置,其中,
所述惯性阶段中的所述电机扭矩的上限值为,所述电动机在惯性阶段结束时的电机转速下能够得到的可输出的最大扭矩自身。

说明书

说明书电动车辆的急速降档控制装置
技术领域
本发明涉及一种电动车辆的急速降档控制装置,该电动车辆为只将电动机作为动力源的电动汽车、或将电动机及发动机(内燃机等)作为动力源的混合动力车辆这样的电动车辆,特别是经由自动变速器驱动车轮的电动车辆,在通过来自电动机的电机扭矩进行的电动行驶(EV行驶)中良好地进行自动变速器的急速降档(踏み込みダウンシフトkick-down shift)。
背景技术
作为如上所述搭载有自动变速器的电动车辆,目前公知有例如专利文献1所记载的电动汽车。
该电动汽车只具备电动机作为动力源,电动机和驱动车轮之间介设自动变速器,将来自电动机的电机扭矩通过自动变速器变速后向驱动车轮传递。
自动变速器通过切换变速摩擦元件的联接、释放来进行从选中的变速级向对应的变速级的变速。
在该变速中切换变速摩擦元件的联接、释放时,由于例如需要应该从联接状态切换到释放状态的释放侧变速摩擦元件和应该从释放状态切换到联接状态的联接侧变速摩擦元件的交替等理由,从变速开始到变速结束需要规定的时间(变速时间)。
另一方面,踩踏加速踏板时需要较大扭矩,因此,自动变速器向低速侧变速比降档(急速降档),但在进行该降档的变速时间中也需要使与加速踏板的踩踏相对应的较大的扭矩继续向驱动车轮传递。
另外,进行电动机的控制时,通常是由电机转速及加速踏板的踩踏量求出驾驶员所要求的目标电机扭矩,以使电机扭矩为该目标值的方式控制电动机。
专利文献1:(日本)特开平05-319144号公报
但是,即使在急速降档的变速时间中进行上述通常的电机控制,即以实现根据电机转速及加速踏板踩踏量决定的目标电机扭矩的方式进行电机控 制,控制为该目标值的电机扭矩在变速时间中损失变速摩擦元件滑动的部分,不能向驱动车轮传递,全部的电机扭矩向驱动车轮传递是在变速摩擦元件由于交替结束而不滑动的急速降档结束之后。
因此,在急速降档的变速时间中,驾驶员感到通过踩踏加速踏板得不到所期望的驱动力,车辆加速度的增加并非期望值,存在加速响应延迟与变速时间相当的时间的不满意。
另外,在通过上述通常的电机控制使电机扭矩达到与电机转速及加速踏板踩踏量的对应的目标值的情况下,又产生了如下问题。
电动机通常呈现出随着转速上升,可输出的最大电机扭矩降低的扭矩特性。
而且,上述降档为向低速侧变速比变速,因此,随着该降档的进行(在变速器输入输出转速比从变速前齿轮比向变速后齿轮比变化的惯性阶段中),自动变速器的输入转速上升。
该变速器输入转速的上升意味着电机转速的上升,电动机通过在惯性阶段中转速的上升来降低可输出的最大电机扭矩。
因此,如上所述,基于电机转速及加速踏板踩踏量控制的急速降档中(变速时间中)的电机扭矩,即随着加速踏板的踩踏而增大的电机扭矩为可输出的最大电机扭矩左右的情况下,随着伴随急速降档的(惯性阶段中的)电机转速的上升,可能产生电机扭矩(变速器输入扭矩)的降低。
该急速降档中(惯性阶段中)的变速器输入扭矩的降低存在如下问题:在该变速器输入扭矩的降低中,使驾驶员感到车辆加速度的增加并非期望值,而且,使急速降档的进行(惯性阶段的进行)延迟,变速时间延长,在该较长的变速时间中,会感到加速响应的延迟大。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种电动车辆的急速降档控制装置,即使沿用根据加速踏板的踩踏量控制电动机的电机扭矩的通常的电机控制方式,也能够通过对电机扭矩设定用于不产生上述问题(伴随惯性阶段中电机转速的上升而电机扭矩的降低)的上限来解决上述问题。
为此,本发明的电动车辆的急速降档控制装置如下构成。
首先,说明作为前提的电动车辆,其构成为,能够通过来自与加速踏板 的踩踏量对应的电动机的电机扭矩并经由自动变速器而行驶。
本发明的急速降档控制装置对该电动车辆设置如下的电机扭矩限制装置。
在随着所述加速踏板的踩踏所述自动变速器向低速侧变速比进行急速降档时,该电机扭矩限制装置将随着该加速踏板的踩踏而增大的所述电机扭矩的上限值限制为,即使在所述自动变速器的输入输出旋转比朝向低速侧变速比变化的惯性阶段中所述电动机的转速上升,也不会发生电机扭矩降低的现象的水平。
根据所述本发明的电动车辆的急速降档控制装置,自动变速器进行急速降档时,将随着加速踏板的踩踏而增大的电机扭矩的上限值限制为,即使在惯性阶段中电动机的转速上升也不会出现电机扭矩降低的现象的水平,因此,能够解决急速降档的惯性阶段中该电机扭矩降低引起的上述问题,即驾驶员对车辆加速度的增加并非期望值的不满意的问题、及急速降档的进行(惯性阶段的进行)延迟,在较长的变速时间中驾驶员会感到加速响应的延迟大的问题。
附图说明
图1是一起表示具备内置有本发明的一实施例的急速降档控制装置的混合动力驱动装置的前置发动机、后轮驱动式混合动力车辆的动力传动系及其控制系统的框图;
图2是表示图1中的自动变速器的选择变速级和变速摩擦元件的联接、释放的组合的联接逻辑图;
图3是表示图1中的综合控制器执行的急速降档控制的控制程序的流程图;
图4是表示图3的急速降档控制的动作时间图;
图5是表示在各加速器开度APO时电机扭矩相对于图1的电机/发电机的转速的变化特性的特性曲线图(APO=8/8的全开时为可输出的最大扭矩,)。
具体实施方式
下面,基于附图所示的实施例,详细说明本发明的实施方式。
(实施例的构成)
图1将具备内置有本发明的一实施例的急速降档控制装置的混合动力驱动装置的前置发动机、后轮驱动式混合动力车辆的动力传动系及其控制系统一起表示,1为作为其中一个动力源的发动机,2为自动变速器,3为作为另一个动力源的电机/发电机。
在图1所示的混合动力车辆的动力传动系中,与通常的后轮驱动车相同,在发动机1的车辆前后方向的后方串联配置自动变速器2,与使来自发动机1(具体而言为曲轴1a)的旋转向自动变速器2的输入轴4传递的轴5结合而设置电机/发电机3。
电机/发电机3由固设于壳体内的环状的定子3a和在该定子3a内保持规定的气隙而同心配置的转子3b构成,根据运转状态的要求作为电动机(电动机)或发电机(发电机)而工作,并配置于发动机1及自动变速器2之间。
电机/发电机3在转子3b的中心贯穿粘结有上述轴5,将该轴5作为电机/发电机轴使用。
该电机/发电机3及发动机1之间,具体而言,电机/发电机轴5和发动机曲轴1a之间介插有第一离合器CL1,发动机1及电机/发电机3之间通过该第一离合器CL1可分离地结合。
在此,第一离合器CL1是能够连续改变传递扭矩容量的离合器,例如,由能够通过比例电磁线圈连续控制离合器液压油流量及离合器液压油压而改变传递扭矩容量的湿式多板离合器构成。
电机/发电机3及自动变速器2之间通过电机/发电机轴5和变速器输入轴4的直接结合相互直接连结。
自动变速器2是其变速机构部分为与公知的行星齿轮式自动变速器相同的结构,但是,为除去变矩器将电机/发电机3与变速器输入轴4直接结合而成的结构。
如下概略说明自动变速器2。
自动变速器2具备以与输入轴4同轴对接的关系配置的输出轴7。
而且,在这些输入输出轴4、7上从发动机1(电机/发电机3)侧依次载置前行星齿轮组Gf、中间行星齿轮组Gm及后行星齿轮组Gr,将这些部件作为自动变速器2的行星齿轮变速机构的主要构成元件。
离发动机1(电机/发电机3)最近的前行星齿轮组Gf是由前太阳齿轮Sf、前齿圈Rf、与它们啮合的前小齿轮Pf、以及旋转自由地支承该前小齿轮的前 行星齿轮架Cf构成的单行星齿轮组。
在前行星齿轮组Gf之后离发动机1(电机/发电机3)近的中间行星齿轮组Gm是由中间太阳齿轮Sm、中间齿圈Rm、与它们啮合的中间小齿轮Pm、以及旋转自由地支承该中间小齿轮的中间行星齿轮架Cm构成的单行星齿轮组。
离发动机1(电机/发电机3)最远的后行星齿轮组Gr是由后太阳齿轮Sr、后齿圈Rr、与它们啮合的后小齿轮Pr、以及旋转自由地支承该后小齿轮的后行星齿轮架Cr构成的单行星齿轮组。
作为决定行星齿轮变速机构的传动路径(变速级)的变速摩擦元件,设置前制动器Fr/B、输入离合器I/C、高速&低速倒档离合器H&LR/C、直接离合器D/C、倒档制动器R/B及前制动器FWD/B,
如下所述,将它们与行星齿轮组Gf、Gm、Gr的上述构成元件相联系,构成自动变速器2的行星齿轮变速机构。
前齿圈Rf与输入轴4结合,中间齿圈Rm能够通过输入离合器I/C与输入轴4适当结合。
前太阳齿轮Sf能够通过前制动器Fr/B适当固定于变速箱2a。
前行星齿轮架Cf及后齿圈Rr相互结合,中间齿圈Rm及后行星齿轮架Cr相互结合。
中间行星齿轮架Cm与输出轴7结合,中间太阳齿轮Sm及后太阳齿轮Sr间能够通过高速&低速倒档离合器H&LR/C相互结合。
后太阳齿轮Sr及后行星齿轮架Cr间能够通过直接离合器D/C结合,能够将后行星齿轮架Cr通过倒档制动器R/B适当地固定于变速箱2a。
中间太阳齿轮Sm还能够通过前制动器FWD/B适当地固定于变速箱2a。
上述行星齿轮变速机构的动力传递组能够通过六个变速摩擦元件Fr/B、I/C、H&LR/C、D/C、R/B、FWD/B的图2中记号〇所示的选择性联接得到前进第一速、前进第二速、前进第三速、前进第四速及前进第五速的前进变速级和后退变速级。
另外,具备由上述发动机1、电机/发电机3及自动变速器2构成的图1的动力传动系的混合动力车辆需要将电机/发电机3和与变速器输出轴7结合的驱动车轮之间可分离地结合的第二离合器,但是,在本实施例中,未采用在自动变速器2前或后追加增设该第二离合器的结构,
作为替代,从自动变速器2内已有的上述六个变速摩擦元件Fr/B、I/C、H&LR/C、D/C、R/B、FWD/B中如下所述选择的变速摩擦元件作为第二离合器使用。
下面,根据图1,说明上述动力传动系的各选择模式的功能。
在图1的动力传动系中,当要求用于包括从停车状态开始起步时等在内的低负载、低车速时的电动行驶(EV)模式的情况下,释放第一离合器CL1,将自动变速器2设为规定变速级所选择的动力传递状态。
若在该状态下驱动电机/发电机3,则只有来自该电机/发电机3的输出旋转到达变速器输入轴4,自动变速器2将向该输入轴4的旋转根据选中的变速级进行变速,并通过变速器输出轴7输出。
来自变速器输出轴4的旋转之后经过未图示的差动齿轮装置到达左右驱动轮,能够只通过电机/发电机3使车辆电动行驶(EV行驶)。(EV模式)
在要求用于高速行驶时或大负载行驶时或蓄电池可输出电量较少时等的混合动力行驶模式(HEV模式)的情况下,联接第一离合器CL1,同时将自动变速器2设为规定变速级所选择的动力传递状态。
在该状态下,来自发动机1的输出旋转或来自发动机1的输出旋转及来自电机/发电机3的输出旋转双方到达变速器输入轴4,自动变速器2将向该输入轴4的旋转根据选中的变速级进行变速,并通过变速器输出轴7输出。
来自变速器输出轴7的旋转之后经过未图示的差动齿轮装置到达左右驱动轮,能够通过发动机1及电机/发电机3这两者使车辆混合动力行驶(HEV行驶)。(HEV模式)
在该HEV行驶中,在使发动机1以最佳燃料消耗率运转和能量剩余的情况下,通过利用该剩余能量使电机/发电机3作为发电机工作来将剩余能量转换成电能,将该发电的电能储存,以用于电机/发电机3的电机驱动,从而能够提高发动机1的燃料消耗率。
在此,下面,说明自动变速器2内的六个变速摩擦元件Fr/B、I/C、H&LR/C、D/C、R/B、FWD/B中哪个变速摩擦元件作为第二离合器使用。
第二离合器在发动机起动时为了减轻起动冲击需要对传递扭矩容量进行降低控制(滑动控制),另外,发动机起动要求随着发动机负载增大时的EV模式→HEV模式的切换而产生,因此,可能产生与发动机负载的增大相对应的自动变速器的降档,因此,根据有无该降档以及与代表发动机负载的驾驶 员的加速器操作的关联,决定将变速摩擦元件Fr/B、I/C、H&LR/C、D/C、R/B、FWD/B中哪一个作为第二离合器使用。
即,进行EV模式→HEV模式的切换时(发动机起动时)要求自动变速器2降档的情况,或者进行了该降档要求可能产生的加速器操作的情况下,在该降档时应该从联接状态切换到释放状态的释放侧变速摩擦元件在降档中降低传递扭矩容量,因此,将该释放侧变速摩擦元件作为第二离合器使用,通过传递扭矩容量降低控制使该释放侧变速摩擦元件(第二离合器)滑动,以供用于减轻发动机起动冲击。
在发动机起动时未要求自动变速器2降档的情况,或者进行了该降档要求不可能产生的加速器操作的情况下,将用于选择当前变速级的变速摩擦元件(各变速级的图2中〇所示的变速摩擦元件)中输入扭矩变动阻断效果最好的变速摩擦元件作为第二离合器使用,通过传递扭矩容量降低控制使该释放侧变速摩擦元件(第二离合器)滑动,以供用于减轻发动机起动冲击。
由此,事先求出各变速级下自动变速器2内各变速摩擦元件Fr/B、I/C、H&LR/C、D/C、R/B、FWD/B的输入扭矩变动阻断率(能够通过变速摩擦元件的传递扭矩容量降低控制的滑动阻断变速器输入扭矩变动的比例),将用于选择当前变速级的变速摩擦元件中输入扭矩变动阻断率最高的变速摩擦元件作为第二离合器使用,通过传递扭矩容量降低控制使该输入扭矩变动阻断率最高的变速摩擦元件(第二离合器)滑动,以供用于减轻发动机起动冲击。
另外,作为第二离合器使用的自动变速器2内已有的变速摩擦元件原本与第一离合器CL1相同,能够连续改变传递扭矩容量。
接着,根据图1概略说明构成上述混合动力车辆的动力传动系的发动机1、电机/发电机3、第一离合器CL1及如上选择使用的自动变速器2内的第二离合器(下面,附有符号CL2)的控制系统。
该控制系统具备综合控制动力传动系的动作点的综合控制器11,该动力传动系的动作点由目标发动机扭矩tTe、目标电机/发电机扭矩tTm、第一离合器CL1的目标传递扭矩容量tTc1、第二离合器CL2的目标传递扭矩容量tTc2规定。
为了决定上述动力传动系的动作点,向综合控制器11输入:来自检测发动机1的转速Ne的发动机旋转传感器12的信号、来自检测电机/发电机3的转速Nm的电机/发电机旋转传感器13的信号、来自检测变速器输入转速Ni 的输入旋转传感器14的信号、来自检测变速器输出转速No(车速)的输出旋转传感器15的信号、来自检测加速踏板踩踏量(加速器开度APO)的加速器开度传感器16的信号、来自检测存储电机/发电机3用电的蓄电池(未图示)的蓄电状态SOC(可输出电量)的蓄电状态传感器17的信号、来自检测车辆的前后加速度Gv的前后加速度传感器20的信号。
综合控制器11由上述输入信息中的加速器开度APO、蓄电池蓄电状态SOC及变速器输出转速No(车速)选择能够实现驾驶员期望的车辆驱动力的运转模式(EV模式、HEV模式),而且,分别运算目标发动机扭矩tTe、目标电机/发电机扭矩tTm、第一离合器目标传递扭矩容量tTc1及第二离合器目标传递扭矩容量tTc2。
目标发动机扭矩tTe向发动机控制器21供给,该发动机控制器21控制发动机1的方式如下:根据传感器12检测到的发动机转速Ne和目标发动机扭矩tTe,通过用于在发动机转速Ne下实现目标发动机扭矩tTe的节气门开度控制及燃料喷射量控制等,使发动机扭矩为目标发动机扭矩tTe。
目标电机/发电机扭矩tTm向电机/发电机控制器22供给,该电机/发电机控制器22控制电机/发电机的方式如下:通过变换器(未图示)对蓄电池电力进行直流-交流转换,并在该变换器的控制下向电机/发电机3的定子3a供给,使电机/发电机扭矩与目标电机/发电机扭矩tTm一致。
另外,目标电机/发电机扭矩tTm根据在上述EV行驶中传感器12及16检测到的发动机转速Ne及加速器开度APO决定。
另外,目标电机/发电机扭矩tTm要求电机/发电机3进行再生制动作用的情况下,电机/发电机控制器22经由变换器对电机/发电机3施加根据与传感器17检测到的蓄电池蓄电状态SOC(可输出电量)的关联使蓄电池不会发生过充电的发电负载,电机/发电机3通过再生制动作用将发电产生的电能进行交流-直流转换而对蓄电池充电。
第一离合器目标传递扭矩容量tTc1向第一离合器控制器23供给,该第一离合器控制器23执行如下控制:通过与第一离合器目标传递扭矩容量tTc1对应的第一离合器联接压指令值和第一离合器CL1的实际联接压的对比,控制第一离合器CL1的联接压,使第一离合器CL1的实际联接压变为第一离合器联接压指令值,将第一离合器3的传递扭矩容量作为目标值tTc1。
第二离合器目标传递扭矩容量tTc2向变速器控制器24供给,该变速器控 制器24执行如下控制:通过与第二离合器目标传递扭矩容量tTc2对应的第二离合器联接压指令值和第二离合器CL2的实际联接压的对比,控制第二离合器CL2的联接压,使第二离合器CL2的实际联接压Pc2变为第二离合器联接压指令值tTc2,将第二离合器CL2的传递扭矩容量作为目标值tTc2。
另外,变速器控制器24基本上使自动变速器2按如下方法自动变速,即根据传感器15检测到的变速器输出转速No(车速)及传感器16检测到的加速器开度APO以预定变速图为基础求出当前运转状态下的优选变速级,并选择该优选变速级。
而且,变速器控制器24在进行该自动变速时,还根据来自检测电机/发电机3的电机扭矩Tm的电机扭矩传感器18的信号和来自检测自动变速器2的输出扭矩To的变速器输出扭矩传感器19的信号进行公知的变速冲击减轻控制。
(急速降档控制)
下面,说明图1中的自动变速器2在上述EV行驶中,与加速踏板的踩踏(加速器开度APO的增大)相对应向低速侧变速比降档时进行的急速降档控制。
另外,作为急速降档,例如,如图2中箭头所示,是通过高速&低速倒档离合器H&LR/C的释放→联接切换和直接离合器D/C的联接→释放切换实现的变速摩擦元件的交替而进行的从第二速到第一速的降档,该变速时,高速&低速倒档离合器H&LR/C为联接元件,直接离合器D/C为释放元件。
自动变速器2的急速降档如上所述,通过变速器控制器24实现,但是,在EV行驶中急速降档时,通过综合控制器11执行图3的控制程序,如下所述对目标电机/发电机扭矩tTm进行上限设定,来实现本发明的目标的急速降档控制。
在图3的步骤S11中,综合控制器11根据自身的内部信息及来自变速器控制器24的信息判断是否处于EV行驶时的急速降档中。
若未处于EV行驶时的急速降档中,则不需要进行本发明的目标的急速降档控制,因此,直接结束控制,退出图3的循环,若处于EV行驶时的急速降档中,则控制进入步骤S12,如下所述执行本发明的目标的急速降档控制(目标电机/发电机扭矩tTm的上限设定)。
在步骤S12中,将急速降档开始时的电机/发电机转速Nm设为(存储) Nmo1。
该变速开始时的电机/发电机转速Nmo1若在进行从图4的时刻t1如图所示增大加速器开度APO的加速踏板的踩踏的情况下进行说明,是加速器开度APO变成急速降档判定值以上的变速判断时(变速开始时刻)t2的电机/发电机转速Nm。
另外,在图4中,代表性说明作为联接元件的高速&低速倒档离合器H&LR/C通过图示的H&LR/C压上升从释放状态切换到联接状态,作为释放元件的直接离合器D/C通过图示的D/C压降低从联接状态切换到释放状态,从而图1的自动变速器2进行从第二速向第一速的降档(参照图2的箭头)的情况。
在图3的步骤S13中,通过如下运算计算出自动变速器2的输入输出旋转比(Nm/No)从变速前(第二速)齿轮比向变速后(第一速)齿轮比变化的从图4的惯性阶段开始时刻t3到惯性阶段结束时刻t4的惯性阶段结束的时刻t4的电机/发电机转速Nmo2。
进行该计算时,通过使用步骤S12中存储的变速开始时的电机/发电机转速Nmo1、变速前(第二速)齿轮比Gr2及变速后(第一速)齿轮比Gr1之间的变速级间比(Gr1/Gr2)、传感器20(参照图1)检测出的车辆前后加速度Gv、从变速开始(t2)到惯性阶段结束(t4)的目标时间Timeip(参照图4)、以及变速后第一速下相对于单位车速变化(1km/h)的电机/发电机转速变化VO的Nmo2=Nmo1×(Gr1/Gr2)+Gv×Timeip×VO的运算,能够如图4所示求出惯性阶段结束时电机/发电机转速Nmo2。
在接着的步骤S14中,根据电机/发电机3的如图5所示的加速器开度全开时可输出的最大扭矩特性图(因蓄电池蓄电状态SOC及包括电机/发电机3的电机控制系统的状态而异),从上述惯性阶段结束时电机/发电机转速Nmo2中检索在该电机/发电机转速Nmo2下电机/发电机3可输出的惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2(也参照图4)。
在接着的步骤S15中,计算出进行惯性阶段所需要的扭矩增大量(惯性阶段进行用扭矩增大量)Tip。
进行该计算时,通过使用惯性阶段中电机/发电机转速Nm的最大变化比例dNm/dt(MAX)和与电机/发电机3的旋转变化相关的旋转惯性Im的Tip=dNm/dt(MAX)×Im的运算,如图4所示求出惯性阶段进行用扭矩增大量 Tip。
在接着的步骤S16中,通过基于图5中例示的预定图、加速器开度APO、电机/发电机转速Nm的图检索,如图4中双点划线所示求出驾驶员通过加速器开度APO要求的加速器对应电机/发电机扭矩Tmo。
在接着的步骤S17中,将步骤S14中求得的惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2减去步骤S15中求得的惯性阶段进行用扭矩增大量Tip而得到的差扭矩(Tmo2-Tip)和步骤S16中求得的加速对应器电机/发电机扭矩Tmo中较小的一方MIN(Tmo,Tmo2-Tip)设定为急速降档时电机/发电机扭矩上限值Tlimit。
Tlimit=MIN(Tmo,Tmo2-Tip)
以后,在步骤S18、步骤S19及步骤S20中,依次判断是否处于从图4的变速开始时刻t2到惯性阶段开始时刻t3的变速开始初期、时刻t3~t4的惯性阶段中、从惯性阶段结束时刻t4到经过目标扭矩阶段时间Timetp的时刻t5的扭矩阶段中、扭矩阶段结束(变速结束)时刻t5以后的变速后。
在步骤S18中判定为处于变速开始初期的期间,在步骤S21中,如图4中实线所示,使目标电机/发电机扭矩tTm为急速降档时电机/发电机扭矩上限值Tlimit,并限制不超过该值。
在步骤S19中判定为处于惯性阶段中的期间,在步骤S22中,如图4中实线所示,使目标电机/发电机扭矩tTm为急速降档时电机/发电机扭矩上限值Tlimit加上惯性阶段进行用扭矩增大量Tip得到的值(与惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2等值),并限制不超过该值。
因此,步骤S21及步骤S22相当于本发明的电机扭矩限制装置。
在步骤S20中判定为处于扭矩阶段中的期间,在步骤S23中,如图4中实线所示,使目标电机/发电机扭矩tTm渐渐降低,使其在经过目标扭矩阶段时间Timetp时刻t5为变速后的目标值Tmo3。
在步骤S20中判定为扭矩阶段结束(变速结束)后,在步骤S24中,如图4中实线所示,使目标电机/发电机扭矩tTm为变速后的目标值Tmo3。
(急速降档控制的效果)
根据上述本实施例的急速降档控制,在自动变速器2急速降档时,在从图4的变速开始时刻t2到惯性阶段开始时刻t3的变速初期中,将随着加速踏板的踩踏(加速器开度APO的增大)而增大的电机/发电机扭矩tTm限制为 比加速器开度对应值Tmo小的上述上限值Tlimit=MIN(Tmo,Tmo2-Tip),并不超过该值(步骤S21),在图4的惯性阶段中(t3~t4),将电机/发电机扭矩tTm限制为比加速器开度对应值Tmo小的上述上限值Tlimit和惯性阶段进行用扭矩增大量Tip之和的值(与惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2等值),并不超过该值(步骤S22),因此,能够得到如下效果。
即、根据上述急速降档控制(电机/发电机扭矩tTm的上限设定),将随着加速踏板的踩踏(加速器开度APO的增大)而增大的电机/发电机扭矩tTm的上限值限制为,即使在惯性阶段中电机/发电机3如图4所示转速的上升(与图5的电机/发电机扭矩特性无关),也不会发生电机/发电机扭矩降低的现象的水平。
由此,在急速降档的惯性阶段中不会发生电机/发电机扭矩降低的现象,因此,变速器输出扭矩To也不会如图4的时系列变化所示而降低。
因此,在急速降档的惯性阶段中,驾驶员不会存在对车辆加速度的增加为非期望值的不满意。
另外,在急速降档的惯性阶段中不会发生电机/发电机扭矩降低的现象,因此,急速降档的进行(惯性阶段的进行)不会延迟,驾驶员不会感到大的变速响应延迟及大的加速响应延迟。
而且,在惯性阶段中,将电机/发电机扭矩tTm限制为,上述上限值Tlimit和惯性阶段进行用扭矩增大量Tip之和的值(与惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2等值),
因此,能够可靠地进行惯性阶段,能够使上述效果更显著。
另外,在本实施例中,将惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2减去惯性阶段进行用扭矩增大量Tip而得到的差扭矩(Tmo2-Tip)和加速器对应电机/发电机扭矩Tmo中较小的一方MIN(Tmo,Tmo2-Tip)设定为急速降档时电机/发电机扭矩上限值Tlimit,因此,该急速降档时电机/发电机扭矩上限值Tlimit适用于在进行任何形态的急速降档时实现上述效果,不会出现不足或过多的现象,不会出现由于过于限制电机/发电机扭矩造成车辆的加速度不足,由于电机/发电机扭矩的限制不足造成不能充分实现上述效果的现象。
另外,求出惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩Tmo2时使用的惯性阶段结束时电机转速Nmo2如图3的步骤S13所述,可以通过使用急速降档 的变速前齿轮比Gr1及变速后齿轮比Gr2之间的变速级间比(Gr1/Gr2)和车辆的前后加速度Gv的运算而计算出,这种情况下,惯性阶段结束时电机转速Nmo2为未知值,同时能够正确把握急速降档开始时刻t2,能够可靠地实现上述效果。
(其它实施例)
在上述实施例中,说明了自动变速器2为有级式自动变速器的情况下,当然,本发明的构思也能够适用于无级变速器、特别是带手动模式的无级变速器的情况。

电动车辆的急速降档控制装置.pdf_第1页
第1页 / 共16页
电动车辆的急速降档控制装置.pdf_第2页
第2页 / 共16页
电动车辆的急速降档控制装置.pdf_第3页
第3页 / 共16页
点击查看更多>>
资源描述

《电动车辆的急速降档控制装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电动车辆的急速降档控制装置.pdf(16页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 103380022 A (43)申请公布日 2013.10.30 CN 103380022 A *CN103380022A* (21)申请号 201280004602.3 (22)申请日 2012.02.01 2011-022538 2011.02.04 JP B60L 15/20(2006.01) B60L 11/14(2006.01) F16H 59/74(2006.01) F16H 61/02(2006.01) F16H 61/684(2006.01) (71)申请人 日产自动车株式会社 地址 日本神奈川县 (72)发明人 丰田良平 (74)专利代理机构 北京市。

2、柳沈律师事务所 11105 代理人 张劲松 (54) 发明名称 电动车辆的急速降档控制装置 (57) 摘要 一种电动车辆的急速降档控制装置, 通过从 t1 使加速器开度 (APO)如图所示增大, 在 t2 开 始急速降档, 该急速降档在通过从释放元件 (直接 离合器 D/C)到联接元件 (高速 & 低速倒档离合 器 H&LR/C) 的交替实现期间, 如下限制随着加速 器开度 (APO) 的增大如 Tmo 那样增大的电机扭矩 (tTm) 。从 t2 到惯性阶段开始时刻 t3 的变速初 期中, 限制电机扭矩 (tTm) , 使其不超过在惯性阶 段结束时刻 t4 的电机转速 (Nmo2) 下可输出的。

3、最 大电机扭矩 (Tmo2) 减去惯性阶段进行用扭矩增 大量 (Tip)而得到的上限值 (Tlimit Tmo2 Tip) , 在惯性阶段 (t3 t4)中, 限制电机扭矩 (tTm) 为 Tlimit Tip(与 Tmo2 等值) , 且不超过 该值。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.07.03 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2012/052250 2012.02.01 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/105601 JA 2012.08.09 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 5 页 (19)中华人民共和。

4、国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书9页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103380022 A CN 103380022 A *CN103380022A* 1/1 页 2 1. 一种电动车辆的急速降档控制装置, 所述电动车辆能够利用来自与加速踏板的踩踏 量相对应的电动机的电机扭矩并经由自动变速器而行驶, 其中, 该电动车辆的急速降档控制装置设置电机扭矩限制装置而构成, 在随着所述加速踏板 的踩踏所述自动变速器向低速侧变速比进行急速降档时, 所述电机扭矩限制装置将随着该 加速踏板的踩踏而增大的所述电机扭矩的上限值限制为, 即使在所述自动变速器的输入输 出旋转比朝向。

5、低速侧变速比变化的惯性阶段中所述电动机的转速上升, 也不会发生电机扭 矩降低的现象的水平。 2. 如权利要求 1 所述的电动车辆的急速降档控制装置, 其中, 所述电机扭矩的上限值基于所述电动机在惯性阶段结束时的电机转速下能够产生的 可输出的最大扭矩决定。 3. 如权利要求 2 所述的电动车辆的急速降档控制装置, 其中, 所述惯性阶段结束时的电机转速通过利用所述急速降档的变速前齿轮比及变速后齿 轮比之间的变速级间比和电动车辆的前后加速度的运算而计算出。 4. 如权利要求 2 或 3 所述的电动车辆的急速降档控制装置, 其中, 从所述急速降档开始到所述惯性阶段开始之间的所述电机扭矩的上限值为, 比。

6、所述电 动机在惯性阶段结束时的电机转速下能够产生的可输出的最大扭矩小了进行惯性阶段所 需要的惯性阶段进行用扭矩增大量的扭矩值。 5. 如权利要求 2 4 中任一项所述的电动车辆的急速降档控制装置, 其中, 所述惯性阶段中的所述电机扭矩的上限值为, 所述电动机在惯性阶段结束时的电机转 速下能够得到的可输出的最大扭矩自身。 权 利 要 求 书 CN 103380022 A 2 1/9 页 3 电动车辆的急速降档控制装置 技术领域 0001 本发明涉及一种电动车辆的急速降档控制装置, 该电动车辆为只将电动机作为 动力源的电动汽车、 或将电动机及发动机 (内燃机等) 作为动力源的混合动力车辆这样的 电。

7、动车辆, 特别是经由自动变速器驱动车轮的电动车辆, 在通过来自电动机的电机扭矩进 行的电动行驶 (EV 行驶)中良好地进行自动变速器的急速降档 (踏込 kick-down shift) 。 背景技术 0002 作为如上所述搭载有自动变速器的电动车辆, 目前公知有例如专利文献 1 所记载 的电动汽车。 0003 该电动汽车只具备电动机作为动力源, 电动机和驱动车轮之间介设自动变速器, 将来自电动机的电机扭矩通过自动变速器变速后向驱动车轮传递。 0004 自动变速器通过切换变速摩擦元件的联接、 释放来进行从选中的变速级向对应的 变速级的变速。 0005 在该变速中切换变速摩擦元件的联接、 释放时,。

8、 由于例如需要应该从联接状态切 换到释放状态的释放侧变速摩擦元件和应该从释放状态切换到联接状态的联接侧变速摩 擦元件的交替等理由, 从变速开始到变速结束需要规定的时间 (变速时间) 。 0006 另一方面, 踩踏加速踏板时需要较大扭矩, 因此, 自动变速器向低速侧变速比降档 (急速降档) , 但在进行该降档的变速时间中也需要使与加速踏板的踩踏相对应的较大的扭 矩继续向驱动车轮传递。 0007 另外, 进行电动机的控制时, 通常是由电机转速及加速踏板的踩踏量求出驾驶员 所要求的目标电机扭矩, 以使电机扭矩为该目标值的方式控制电动机。 0008 专利文献 1 :(日本) 特开平 05 319144。

9、 号公报 0009 但是, 即使在急速降档的变速时间中进行上述通常的电机控制, 即以实现根据电 机转速及加速踏板踩踏量决定的目标电机扭矩的方式进行电机控制, 控制为该目标值的电 机扭矩在变速时间中损失变速摩擦元件滑动的部分, 不能向驱动车轮传递, 全部的电机扭 矩向驱动车轮传递是在变速摩擦元件由于交替结束而不滑动的急速降档结束之后。 0010 因此, 在急速降档的变速时间中, 驾驶员感到通过踩踏加速踏板得不到所期望的 驱动力, 车辆加速度的增加并非期望值, 存在加速响应延迟与变速时间相当的时间的不满 意。 0011 另外, 在通过上述通常的电机控制使电机扭矩达到与电机转速及加速踏板踩踏量 的对。

10、应的目标值的情况下, 又产生了如下问题。 0012 电动机通常呈现出随着转速上升, 可输出的最大电机扭矩降低的扭矩特性。 0013 而且, 上述降档为向低速侧变速比变速, 因此, 随着该降档的进行 (在变速器输入 输出转速比从变速前齿轮比向变速后齿轮比变化的惯性阶段中) , 自动变速器的输入转速 上升。 说 明 书 CN 103380022 A 3 2/9 页 4 0014 该变速器输入转速的上升意味着电机转速的上升, 电动机通过在惯性阶段中转速 的上升来降低可输出的最大电机扭矩。 0015 因此, 如上所述, 基于电机转速及加速踏板踩踏量控制的急速降档中 (变速时间 中) 的电机扭矩, 即随。

11、着加速踏板的踩踏而增大的电机扭矩为可输出的最大电机扭矩左右 的情况下, 随着伴随急速降档的 (惯性阶段中的) 电机转速的上升, 可能产生电机扭矩 (变速 器输入扭矩) 的降低。 0016 该急速降档中 (惯性阶段中) 的变速器输入扭矩的降低存在如下问题 : 在该变速 器输入扭矩的降低中, 使驾驶员感到车辆加速度的增加并非期望值, 而且, 使急速降档的进 行 (惯性阶段的进行) 延迟, 变速时间延长, 在该较长的变速时间中, 会感到加速响应的延迟 大。 发明内容 0017 本发明的目的在于, 提供一种电动车辆的急速降档控制装置, 即使沿用根据加速 踏板的踩踏量控制电动机的电机扭矩的通常的电机控制。

12、方式, 也能够通过对电机扭矩设定 用于不产生上述问题 (伴随惯性阶段中电机转速的上升而电机扭矩的降低) 的上限来解决 上述问题。 0018 为此, 本发明的电动车辆的急速降档控制装置如下构成。 0019 首先, 说明作为前提的电动车辆, 其构成为, 能够通过来自与加速踏板的踩踏量对 应的电动机的电机扭矩并经由自动变速器而行驶。 0020 本发明的急速降档控制装置对该电动车辆设置如下的电机扭矩限制装置。 0021 在随着所述加速踏板的踩踏所述自动变速器向低速侧变速比进行急速降档时, 该 电机扭矩限制装置将随着该加速踏板的踩踏而增大的所述电机扭矩的上限值限制为, 即使 在所述自动变速器的输入输出旋。

13、转比朝向低速侧变速比变化的惯性阶段中所述电动机的 转速上升, 也不会发生电机扭矩降低的现象的水平。 0022 根据所述本发明的电动车辆的急速降档控制装置, 自动变速器进行急速降档时, 将随着加速踏板的踩踏而增大的电机扭矩的上限值限制为, 即使在惯性阶段中电动机的转 速上升也不会出现电机扭矩降低的现象的水平, 因此, 能够解决急速降档的惯性阶段中该 电机扭矩降低引起的上述问题, 即驾驶员对车辆加速度的增加并非期望值的不满意的问 题、 及急速降档的进行 (惯性阶段的进行) 延迟, 在较长的变速时间中驾驶员会感到加速响 应的延迟大的问题。 附图说明 0023 图 1 是一起表示具备内置有本发明的一实。

14、施例的急速降档控制装置的混合动力 驱动装置的前置发动机、 后轮驱动式混合动力车辆的动力传动系及其控制系统的框图 ; 0024 图 2 是表示图 1 中的自动变速器的选择变速级和变速摩擦元件的联接、 释放的组 合的联接逻辑图 ; 0025 图 3 是表示图 1 中的综合控制器执行的急速降档控制的控制程序的流程图 ; 0026 图 4 是表示图 3 的急速降档控制的动作时间图 ; 0027 图 5 是表示在各加速器开度 APO 时电机扭矩相对于图 1 的电机 / 发电机的转速的 说 明 书 CN 103380022 A 4 3/9 页 5 变化特性的特性曲线图 (APO 8/8 的全开时为可输出的。

15、最大扭矩, ) 。 具体实施方式 0028 下面, 基于附图所示的实施例, 详细说明本发明的实施方式。 0029 (实施例的构成) 0030 图 1 将具备内置有本发明的一实施例的急速降档控制装置的混合动力驱动装置 的前置发动机、 后轮驱动式混合动力车辆的动力传动系及其控制系统一起表示, 1 为作为其 中一个动力源的发动机, 2 为自动变速器, 3 为作为另一个动力源的电机 / 发电机。 0031 在图 1 所示的混合动力车辆的动力传动系中, 与通常的后轮驱动车相同, 在发动 机1的车辆前后方向的后方串联配置自动变速器2, 与使来自发动机1 (具体而言为曲轴1a) 的旋转向自动变速器 2 的输。

16、入轴 4 传递的轴 5 结合而设置电机 / 发电机 3。 0032 电机 / 发电机 3 由固设于壳体内的环状的定子 3a 和在该定子 3a 内保持规定的气 隙而同心配置的转子 3b 构成, 根据运转状态的要求作为电动机 (电动机) 或发电机 (发电机) 而工作, 并配置于发动机 1 及自动变速器 2 之间。 0033 电机 / 发电机 3 在转子 3b 的中心贯穿粘结有上述轴 5, 将该轴 5 作为电机 / 发电 机轴使用。 0034 该电机 / 发电机 3 及发动机 1 之间, 具体而言, 电机 / 发电机轴 5 和发动机曲轴 1a 之间介插有第一离合器CL1, 发动机1及电机/发电机3之。

17、间通过该第一离合器CL1可分离 地结合。 0035 在此, 第一离合器 CL1 是能够连续改变传递扭矩容量的离合器, 例如, 由能够通过 比例电磁线圈连续控制离合器液压油流量及离合器液压油压而改变传递扭矩容量的湿式 多板离合器构成。 0036 电机 / 发电机 3 及自动变速器 2 之间通过电机 / 发电机轴 5 和变速器输入轴 4 的 直接结合相互直接连结。 0037 自动变速器 2 是其变速机构部分为与公知的行星齿轮式自动变速器相同的结构, 但是, 为除去变矩器将电机 / 发电机 3 与变速器输入轴 4 直接结合而成的结构。 0038 如下概略说明自动变速器 2。 0039 自动变速器 2。

18、 具备以与输入轴 4 同轴对接的关系配置的输出轴 7。 0040 而且, 在这些输入输出轴 4、 7 上从发动机 1(电机 / 发电机 3) 侧依次载置前行星 齿轮组 Gf、 中间行星齿轮组 Gm 及后行星齿轮组 Gr, 将这些部件作为自动变速器 2 的行星齿 轮变速机构的主要构成元件。 0041 离发动机 1(电机 / 发电机 3) 最近的前行星齿轮组 Gf 是由前太阳齿轮 Sf、 前齿 圈Rf、 与它们啮合的前小齿轮Pf、 以及旋转自由地支承该前小齿轮的前行星齿轮架Cf构成 的单行星齿轮组。 0042 在前行星齿轮组 Gf 之后离发动机 1(电机 / 发电机 3) 近的中间行星齿轮组 Gm。

19、 是 由中间太阳齿轮 Sm、 中间齿圈 Rm、 与它们啮合的中间小齿轮 Pm、 以及旋转自由地支承该中 间小齿轮的中间行星齿轮架 Cm 构成的单行星齿轮组。 0043 离发动机 1(电机 / 发电机 3) 最远的后行星齿轮组 Gr 是由后太阳齿轮 Sr、 后齿 圈Rr、 与它们啮合的后小齿轮Pr、 以及旋转自由地支承该后小齿轮的后行星齿轮架Cr构成 说 明 书 CN 103380022 A 5 4/9 页 6 的单行星齿轮组。 0044 作为决定行星齿轮变速机构的传动路径 (变速级) 的变速摩擦元件, 设置前制动器 Fr/B、 输入离合器 I/C、 高速 & 低速倒档离合器 H&LR/C、 直。

20、接离合器 D/C、 倒档制动器 R/B 及 前制动器 FWD/B, 0045 如下所述, 将它们与行星齿轮组 Gf、 Gm、 Gr 的上述构成元件相联系, 构成自动变速 器 2 的行星齿轮变速机构。 0046 前齿圈 Rf 与输入轴 4 结合, 中间齿圈 Rm 能够通过输入离合器 I/C 与输入轴 4 适 当结合。 0047 前太阳齿轮 Sf 能够通过前制动器 Fr/B 适当固定于变速箱 2a。 0048 前行星齿轮架 Cf 及后齿圈 Rr 相互结合, 中间齿圈 Rm 及后行星齿轮架 Cr 相互结 合。 0049 中间行星齿轮架 Cm 与输出轴 7 结合, 中间太阳齿轮 Sm 及后太阳齿轮 S。

21、r 间能够通 过高速 & 低速倒档离合器 H&LR/C 相互结合。 0050 后太阳齿轮 Sr 及后行星齿轮架 Cr 间能够通过直接离合器 D/C 结合, 能够将后行 星齿轮架 Cr 通过倒档制动器 R/B 适当地固定于变速箱 2a。 0051 中间太阳齿轮 Sm 还能够通过前制动器 FWD/B 适当地固定于变速箱 2a。 0052 上述行星齿轮变速机构的动力传递组能够通过六个变速摩擦元件 Fr/B、 I/C、 H&LR/C、 D/C、 R/B、 FWD/B 的图 2 中记号所示的选择性联接得到前进第一速、 前进第二速、 前进第三速、 前进第四速及前进第五速的前进变速级和后退变速级。 0053。

22、 另外, 具备由上述发动机 1、 电机 / 发电机 3 及自动变速器 2 构成的图 1 的动力传 动系的混合动力车辆需要将电机 / 发电机 3 和与变速器输出轴 7 结合的驱动车轮之间可分 离地结合的第二离合器, 但是, 在本实施例中, 未采用在自动变速器 2 前或后追加增设该第 二离合器的结构, 0054 作为替代, 从自动变速器 2 内已有的上述六个变速摩擦元件 Fr/B、 I/C、 H&LR/C、 D/ C、 R/B、 FWD/B 中如下所述选择的变速摩擦元件作为第二离合器使用。 0055 下面, 根据图 1, 说明上述动力传动系的各选择模式的功能。 0056 在图 1 的动力传动系中,。

23、 当要求用于包括从停车状态开始起步时等在内的低负 载、 低车速时的电动行驶 (EV) 模式的情况下, 释放第一离合器 CL1, 将自动变速器 2 设为规 定变速级所选择的动力传递状态。 0057 若在该状态下驱动电机/发电机3, 则只有来自该电机/发电机3的输出旋转到达 变速器输入轴 4, 自动变速器 2 将向该输入轴 4 的旋转根据选中的变速级进行变速, 并通过 变速器输出轴 7 输出。 0058 来自变速器输出轴 4 的旋转之后经过未图示的差动齿轮装置到达左右驱动轮, 能 够只通过电机 / 发电机 3 使车辆电动行驶 (EV 行驶) 。 (EV 模式) 0059 在要求用于高速行驶时或大负。

24、载行驶时或蓄电池可输出电量较少时等的混合动 力行驶模式 (HEV 模式) 的情况下, 联接第一离合器 CL1, 同时将自动变速器 2 设为规定变速 级所选择的动力传递状态。 0060 在该状态下, 来自发动机 1 的输出旋转或来自发动机 1 的输出旋转及来自电机 / 发电机3的输出旋转双方到达变速器输入轴4, 自动变速器2将向该输入轴4的旋转根据选 说 明 书 CN 103380022 A 6 5/9 页 7 中的变速级进行变速, 并通过变速器输出轴 7 输出。 0061 来自变速器输出轴 7 的旋转之后经过未图示的差动齿轮装置到达左右驱动轮, 能 够通过发动机 1 及电机 / 发电机 3 这。

25、两者使车辆混合动力行驶 (HEV 行驶) 。 (HEV 模式) 0062 在该HEV行驶中, 在使发动机1以最佳燃料消耗率运转和能量剩余的情况下, 通过 利用该剩余能量使电机 / 发电机 3 作为发电机工作来将剩余能量转换成电能, 将该发电的 电能储存, 以用于电机 / 发电机 3 的电机驱动, 从而能够提高发动机 1 的燃料消耗率。 0063 在此, 下面, 说明自动变速器 2 内的六个变速摩擦元件 Fr/B、 I/C、 H&LR/C、 D/C、 R/ B、 FWD/B 中哪个变速摩擦元件作为第二离合器使用。 0064 第二离合器在发动机起动时为了减轻起动冲击需要对传递扭矩容量进行降低控 制。

26、 (滑动控制) , 另外, 发动机起动要求随着发动机负载增大时的 EV 模式 HEV 模式的切换 而产生, 因此, 可能产生与发动机负载的增大相对应的自动变速器的降档, 因此, 根据有无 该降档以及与代表发动机负载的驾驶员的加速器操作的关联, 决定将变速摩擦元件 Fr/B、 I/C、 H&LR/C、 D/C、 R/B、 FWD/B 中哪一个作为第二离合器使用。 0065 即, 进行 EV 模式 HEV 模式的切换时 (发动机起动时) 要求自动变速器 2 降档的 情况, 或者进行了该降档要求可能产生的加速器操作的情况下, 在该降档时应该从联接状 态切换到释放状态的释放侧变速摩擦元件在降档中降低传。

27、递扭矩容量, 因此, 将该释放侧 变速摩擦元件作为第二离合器使用, 通过传递扭矩容量降低控制使该释放侧变速摩擦元件 (第二离合器) 滑动, 以供用于减轻发动机起动冲击。 0066 在发动机起动时未要求自动变速器 2 降档的情况, 或者进行了该降档要求不可能 产生的加速器操作的情况下, 将用于选择当前变速级的变速摩擦元件 (各变速级的图 2 中 所示的变速摩擦元件) 中输入扭矩变动阻断效果最好的变速摩擦元件作为第二离合器使 用, 通过传递扭矩容量降低控制使该释放侧变速摩擦元件 (第二离合器) 滑动, 以供用于减 轻发动机起动冲击。 0067 由此, 事先求出各变速级下自动变速器 2 内各变速摩擦。

28、元件 Fr/B、 I/C、 H&LR/C、 D/ C、 R/B、 FWD/B 的输入扭矩变动阻断率 (能够通过变速摩擦元件的传递扭矩容量降低控制的 滑动阻断变速器输入扭矩变动的比例) , 将用于选择当前变速级的变速摩擦元件中输入扭 矩变动阻断率最高的变速摩擦元件作为第二离合器使用, 通过传递扭矩容量降低控制使该 输入扭矩变动阻断率最高的变速摩擦元件 (第二离合器) 滑动, 以供用于减轻发动机起动冲 击。 0068 另外, 作为第二离合器使用的自动变速器 2 内已有的变速摩擦元件原本与第一离 合器 CL1 相同, 能够连续改变传递扭矩容量。 0069 接着, 根据图 1 概略说明构成上述混合动力。

29、车辆的动力传动系的发动机 1、 电机 / 发电机3、 第一离合器CL1及如上选择使用的自动变速器2内的第二离合器 (下面, 附有符号 CL2) 的控制系统。 0070 该控制系统具备综合控制动力传动系的动作点的综合控制器 11, 该动力传动系的 动作点由目标发动机扭矩 tTe、 目标电机 / 发电机扭矩 tTm、 第一离合器 CL1 的目标传递扭 矩容量 tTc1、 第二离合器 CL2 的目标传递扭矩容量 tTc2 规定。 0071 为了决定上述动力传动系的动作点, 向综合控制器 11 输入 : 来自检测发动机 1 的 转速 Ne 的发动机旋转传感器 12 的信号、 来自检测电机 / 发电机 。

30、3 的转速 Nm 的电机 / 发电 说 明 书 CN 103380022 A 7 6/9 页 8 机旋转传感器 13 的信号、 来自检测变速器输入转速 Ni 的输入旋转传感器 14 的信号、 来自 检测变速器输出转速 No (车速) 的输出旋转传感器 15 的信号、 来自检测加速踏板踩踏量 (加 速器开度 APO) 的加速器开度传感器 16 的信号、 来自检测存储电机 / 发电机 3 用电的蓄电 池 (未图示) 的蓄电状态 SOC(可输出电量) 的蓄电状态传感器 17 的信号、 来自检测车辆的 前后加速度 Gv 的前后加速度传感器 20 的信号。 0072 综合控制器 11 由上述输入信息中的。

31、加速器开度 APO、 蓄电池蓄电状态 SOC 及变速 器输出转速 No(车速) 选择能够实现驾驶员期望的车辆驱动力的运转模式 (EV 模式、 HEV 模 式) , 而且, 分别运算目标发动机扭矩 tTe、 目标电机 / 发电机扭矩 tTm、 第一离合器目标传递 扭矩容量 tTc1 及第二离合器目标传递扭矩容量 tTc2。 0073 目标发动机扭矩 tTe 向发动机控制器 21 供给, 该发动机控制器 21 控制发动机 1 的方式如下 : 根据传感器 12 检测到的发动机转速 Ne 和目标发动机扭矩 tTe, 通过用于在发 动机转速Ne下实现目标发动机扭矩tTe的节气门开度控制及燃料喷射量控制等。

32、, 使发动机 扭矩为目标发动机扭矩 tTe。 0074 目标电机 / 发电机扭矩 tTm 向电机 / 发电机控制器 22 供给, 该电机 / 发电机控制 器 22 控制电机 / 发电机的方式如下 : 通过变换器 (未图示) 对蓄电池电力进行直流交流 转换, 并在该变换器的控制下向电机 / 发电机 3 的定子 3a 供给, 使电机 / 发电机扭矩与目 标电机 / 发电机扭矩 tTm 一致。 0075 另外, 目标电机 / 发电机扭矩 tTm 根据在上述 EV 行驶中传感器 12 及 16 检测到的 发动机转速 Ne 及加速器开度 APO 决定。 0076 另外, 目标电机 / 发电机扭矩 tTm。

33、 要求电机 / 发电机 3 进行再生制动作用的情况 下, 电机 / 发电机控制器 22 经由变换器对电机 / 发电机 3 施加根据与传感器 17 检测到的 蓄电池蓄电状态 SOC(可输出电量) 的关联使蓄电池不会发生过充电的发电负载, 电机 / 发 电机 3 通过再生制动作用将发电产生的电能进行交流直流转换而对蓄电池充电。 0077 第一离合器目标传递扭矩容量 tTc1 向第一离合器控制器 23 供给, 该第一离合器 控制器 23 执行如下控制 : 通过与第一离合器目标传递扭矩容量 tTc1 对应的第一离合器联 接压指令值和第一离合器CL1的实际联接压的对比, 控制第一离合器CL1的联接压, 。

34、使第一 离合器 CL1 的实际联接压变为第一离合器联接压指令值, 将第一离合器 3 的传递扭矩容量 作为目标值 tTc1。 0078 第二离合器目标传递扭矩容量 tTc2 向变速器控制器 24 供给, 该变速器控制器 24 执行如下控制 : 通过与第二离合器目标传递扭矩容量 tTc2 对应的第二离合器联接压指令 值和第二离合器 CL2 的实际联接压的对比, 控制第二离合器 CL2 的联接压, 使第二离合器 CL2 的实际联接压 Pc2 变为第二离合器联接压指令值 tTc2, 将第二离合器 CL2 的传递扭矩 容量作为目标值 tTc2。 0079 另外, 变速器控制器 24 基本上使自动变速器 。

35、2 按如下方法自动变速, 即根据传感 器 15 检测到的变速器输出转速 No(车速) 及传感器 16 检测到的加速器开度 APO 以预定变 速图为基础求出当前运转状态下的优选变速级, 并选择该优选变速级。 0080 而且, 变速器控制器 24 在进行该自动变速时, 还根据来自检测电机 / 发电机 3 的 电机扭矩 Tm 的电机扭矩传感器 18 的信号和来自检测自动变速器 2 的输出扭矩 To 的变速 器输出扭矩传感器 19 的信号进行公知的变速冲击减轻控制。 说 明 书 CN 103380022 A 8 7/9 页 9 0081 (急速降档控制) 0082 下面, 说明图 1 中的自动变速器 。

36、2 在上述 EV 行驶中, 与加速踏板的踩踏 (加速器开 度 APO 的增大) 相对应向低速侧变速比降档时进行的急速降档控制。 0083 另外, 作为急速降档, 例如, 如图 2 中箭头所示, 是通过高速 & 低速倒档离合器 H&LR/C 的释放联接切换和直接离合器 D/C 的联接释放切换实现的变速摩擦元件的交 替而进行的从第二速到第一速的降档, 该变速时, 高速 & 低速倒档离合器 H&LR/C 为联接元 件, 直接离合器 D/C 为释放元件。 0084 自动变速器 2 的急速降档如上所述, 通过变速器控制器 24 实现, 但是, 在 EV 行驶 中急速降档时, 通过综合控制器 11 执行图。

37、 3 的控制程序, 如下所述对目标电机 / 发电机扭 矩 tTm 进行上限设定, 来实现本发明的目标的急速降档控制。 0085 在图3的步骤S11中, 综合控制器11根据自身的内部信息及来自变速器控制器24 的信息判断是否处于 EV 行驶时的急速降档中。 0086 若未处于 EV 行驶时的急速降档中, 则不需要进行本发明的目标的急速降档控制, 因此, 直接结束控制, 退出图 3 的循环, 若处于 EV 行驶时的急速降档中, 则控制进入步骤 S12, 如下所述执行本发明的目标的急速降档控制 (目标电机 / 发电机扭矩 tTm 的上限设 定) 。 0087 在步骤 S12 中, 将急速降档开始时的。

38、电机 / 发电机转速 Nm 设为 (存储) Nmo1。 0088 该变速开始时的电机 / 发电机转速 Nmo1 若在进行从图 4 的时刻 t1 如图所示增大 加速器开度 APO 的加速踏板的踩踏的情况下进行说明, 是加速器开度 APO 变成急速降档判 定值以上的变速判断时 (变速开始时刻) t2 的电机 / 发电机转速 Nm。 0089 另外, 在图 4 中, 代表性说明作为联接元件的高速 & 低速倒档离合器 H&LR/C 通过 图示的H&LR/C压上升从释放状态切换到联接状态, 作为释放元件的直接离合器D/C通过图 示的 D/C 压降低从联接状态切换到释放状态, 从而图 1 的自动变速器 2。

39、 进行从第二速向第 一速的降档 (参照图 2 的箭头) 的情况。 0090 在图 3 的步骤 S13 中, 通过如下运算计算出自动变速器 2 的输入输出旋转比 (Nm/ No) 从变速前 (第二速) 齿轮比向变速后 (第一速) 齿轮比变化的从图 4 的惯性阶段开始时刻 t3 到惯性阶段结束时刻 t4 的惯性阶段结束的时刻 t4 的电机 / 发电机转速 Nmo2。 0091 进行该计算时, 通过使用步骤S12中存储的变速开始时的电机/发电机转速Nmo1、 变速前 (第二速) 齿轮比 Gr2 及变速后 (第一速) 齿轮比 Gr1 之间的变速级间比 (Gr1/Gr2) 、 传感器 20(参照图 1)。

40、 检测出的车辆前后加速度 Gv、 从变速开始 (t2) 到惯性阶段结束 (t4) 的目标时间 Timeip(参照图 4) 、 以及变速后第一速下相对于单位车速变化 (1km/h) 的电机 / 发电机转速变化 VO 的 Nmo2 Nmo1(Gr1/Gr2) GvTimeipVO 的运算, 能够如图 4 所示求出惯性阶段结束时电机 / 发电机转速 Nmo2。 0092 在接着的步骤 S14 中, 根据电机 / 发电机 3 的如图 5 所示的加速器开度全开时可 输出的最大扭矩特性图 (因蓄电池蓄电状态 SOC 及包括电机 / 发电机 3 的电机控制系统的 状态而异) , 从上述惯性阶段结束时电机 /。

41、 发电机转速 Nmo2 中检索在该电机 / 发电机转速 Nmo2 下电机 / 发电机 3 可输出的惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩 Tmo2(也参照图 4) 。 0093 在接着的步骤 S15 中, 计算出进行惯性阶段所需要的扭矩增大量 (惯性阶段进行 说 明 书 CN 103380022 A 9 8/9 页 10 用扭矩增大量) Tip。 0094 进行该计算时, 通过使用惯性阶段中电机/发电机转速Nm的最大变化比例dNm/dt (MAX) 和与电机 / 发电机 3 的旋转变化相关的旋转惯性 Im 的 Tip dNm/dt(MAX) Im 的 运算, 如图 4 所示求出惯性阶段进行用扭矩增。

42、大量 Tip。 0095 在接着的步骤S16中, 通过基于图5中例示的预定图、 加速器开度APO、 电机/发电 机转速 Nm 的图检索, 如图 4 中双点划线所示求出驾驶员通过加速器开度 APO 要求的加速器 对应电机 / 发电机扭矩 Tmo。 0096 在接着的步骤 S17 中, 将步骤 S14 中求得的惯性阶段结束时可输出的最大电机扭 矩 Tmo2 减去步骤 S15 中求得的惯性阶段进行用扭矩增大量 Tip 而得到的差扭矩 (Tmo2 Tip) 和步骤S16中求得的加速对应器电机/发电机扭矩Tmo中较小的一方MIN (Tmo, Tmo2 Tip) 设定为急速降档时电机 / 发电机扭矩上限值。

43、 Tlimit。 0097 Tlimit MIN(Tmo, Tmo2 Tip) 0098 以后, 在步骤S18、 步骤S19及步骤S20中, 依次判断是否处于从图4的变速开始时 刻 t2 到惯性阶段开始时刻 t3 的变速开始初期、 时刻 t3 t4 的惯性阶段中、 从惯性阶段结 束时刻 t4 到经过目标扭矩阶段时间 Timetp 的时刻 t5 的扭矩阶段中、 扭矩阶段结束 (变速 结束) 时刻 t5 以后的变速后。 0099 在步骤 S18 中判定为处于变速开始初期的期间, 在步骤 S21 中, 如图 4 中实线所 示, 使目标电机/发电机扭矩tTm为急速降档时电机/发电机扭矩上限值Tlimi。

44、t, 并限制不 超过该值。 0100 在步骤 S19 中判定为处于惯性阶段中的期间, 在步骤 S22 中, 如图 4 中实线所示, 使目标电机 / 发电机扭矩 tTm 为急速降档时电机 / 发电机扭矩上限值 Tlimit 加上惯性阶 段进行用扭矩增大量 Tip 得到的值 (与惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩 Tmo2 等值) , 并限制不超过该值。 0101 因此, 步骤 S21 及步骤 S22 相当于本发明的电机扭矩限制装置。 0102 在步骤 S20 中判定为处于扭矩阶段中的期间, 在步骤 S23 中, 如图 4 中实线所示, 使目标电机 / 发电机扭矩 tTm 渐渐降低, 使其在经过目。

45、标扭矩阶段时间 Timetp 时刻 t5 为 变速后的目标值 Tmo3。 0103 在步骤 S20 中判定为扭矩阶段结束 (变速结束) 后, 在步骤 S24 中, 如图 4 中实线所 示, 使目标电机 / 发电机扭矩 tTm 为变速后的目标值 Tmo3。 0104 (急速降档控制的效果) 0105 根据上述本实施例的急速降档控制, 在自动变速器2急速降档时, 在从图4的变速 开始时刻 t2 到惯性阶段开始时刻 t3 的变速初期中, 将随着加速踏板的踩踏 (加速器开度 APO的增大) 而增大的电机/发电机扭矩tTm限制为比加速器开度对应值Tmo小的上述上限 值 Tlimit MIN (Tmo, 。

46、Tmo2 Tip) , 并不超过该值 (步骤 S21) , 在图 4 的惯性阶段中 (t3 t4) , 将电机 / 发电机扭矩 tTm 限制为比加速器开度对应值 Tmo 小的上述上限值 Tlimit 和 惯性阶段进行用扭矩增大量 Tip 之和的值 (与惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩 Tmo2 等值) , 并不超过该值 (步骤 S22) , 因此, 能够得到如下效果。 0106 即、 根据上述急速降档控制 (电机 / 发电机扭矩 tTm 的上限设定) , 将随着加速踏板 的踩踏 (加速器开度 APO 的增大) 而增大的电机 / 发电机扭矩 tTm 的上限值限制为, 即使在 说 明 书 CN 。

47、103380022 A 10 9/9 页 11 惯性阶段中电机/发电机3如图4所示转速的上升 (与图5的电机/发电机扭矩特性无关) , 也不会发生电机 / 发电机扭矩降低的现象的水平。 0107 由此, 在急速降档的惯性阶段中不会发生电机 / 发电机扭矩降低的现象, 因此, 变 速器输出扭矩 To 也不会如图 4 的时系列变化所示而降低。 0108 因此, 在急速降档的惯性阶段中, 驾驶员不会存在对车辆加速度的增加为非期望 值的不满意。 0109 另外, 在急速降档的惯性阶段中不会发生电机 / 发电机扭矩降低的现象, 因此, 急 速降档的进行 (惯性阶段的进行) 不会延迟, 驾驶员不会感到大的。

48、变速响应延迟及大的加速 响应延迟。 0110 而且, 在惯性阶段中, 将电机 / 发电机扭矩 tTm 限制为, 上述上限值 Tlimit 和惯性 阶段进行用扭矩增大量 Tip 之和的值 (与惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩 Tmo2 等 值) , 0111 因此, 能够可靠地进行惯性阶段, 能够使上述效果更显著。 0112 另外, 在本实施例中, 将惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩 Tmo2 减去惯性 阶段进行用扭矩增大量 Tip 而得到的差扭矩 (Tmo2 Tip) 和加速器对应电机 / 发电机扭 矩 Tmo 中较小的一方 MIN(Tmo, Tmo2 Tip) 设定为急速降档时电机 / 。

49、发电机扭矩上限值 Tlimit, 因此, 该急速降档时电机 / 发电机扭矩上限值 Tlimit 适用于在进行任何形态的急 速降档时实现上述效果, 不会出现不足或过多的现象, 不会出现由于过于限制电机 / 发电 机扭矩造成车辆的加速度不足, 由于电机 / 发电机扭矩的限制不足造成不能充分实现上述 效果的现象。 0113 另外, 求出惯性阶段结束时可输出的最大电机扭矩 Tmo2 时使用的惯性阶段结束 时电机转速 Nmo2 如图 3 的步骤 S13 所述, 可以通过使用急速降档的变速前齿轮比 Gr1 及变 速后齿轮比 Gr2 之间的变速级间比 (Gr1/Gr2) 和车辆的前后加速度 Gv 的运算而计算出, 这 种情况下, 惯性阶。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 作业;运输 > 一般车辆


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1