專利名稱：變速控制器和變速控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明內(nèi)容涉及一種用于混合動(dòng)力車輛的變速控制器和變速控制方法。
背景技術(shù)：
如日本專利申請公開公報(bào)No. 2000-23313中所示，針對混合動(dòng)力車輛的傳動(dòng)裝置已經(jīng)提出了一項(xiàng)建議，其中第一離合器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)軸之間；而第二離合器設(shè)置在無極變速器與驅(qū)動(dòng)輪之間。用于混合動(dòng)力車輛的這種傳動(dòng)裝置在車輛減速期間使第一離合器脫離接合。由此，傳動(dòng)裝置能夠使馬達(dá)的再生制動(dòng)器(regenerative brake)單獨(dú)工作而不允許發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用在各驅(qū)動(dòng)輪上，并且相應(yīng)地能夠有效地收集由于減速而由制動(dòng)再生生成的能量。不過，日本專利申請公開公報(bào)No. 2000-23313中所述的用于混合動(dòng)力車輛的傳動(dòng)裝置，在一些情況下，例如在第一離合器剛松開發(fā)動(dòng)機(jī)就需要起動(dòng)的情況下，優(yōu)選的在減速期間保持第一離合器接合。在這些情況下，第一離合器在減速期間繼續(xù)被接合而非脫離接合，且馬達(dá)和發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)由第一離合器連接在一起。因此，由于發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩而致使再生能量減少，從而再生效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠一種提高再生效率的變速控制器和變速控制方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種用于混合動(dòng)力車輛的變速控制器，在所述混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)經(jīng)由離合器連接在一起；并且變速器設(shè)置在所述馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)輪之間。所述變速控制器包括第一變速控制單元，該第一變速控制單元用以在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，根據(jù)所述變速器的傳動(dòng)效率和所述馬達(dá)的發(fā)電效率中的至少一項(xiàng)來進(jìn)行變速控制；以及第二變速控制單元，該第二變速控制單元用以在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)進(jìn)行變速控制，以使得所述變速器的變速器速比小于由所述第一變速控制單元進(jìn)行變速控制時(shí)的變速器速比。


圖1是結(jié)構(gòu)示意圖，示出其中安裝有實(shí)施例的操作控制器的混合動(dòng)力車輛；圖2是方框圖，示出所述實(shí)施例的操作控制器；圖3是相關(guān)性圖表，示出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失之間的關(guān)系；圖4A和4B是相關(guān)性圖表，示出車速與依據(jù)驅(qū)動(dòng)軸的扭矩進(jìn)行計(jì)算的、可歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩的制動(dòng)扭矩(即發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩)之間的關(guān)系。圖4A示出在最高變速器速比下的關(guān)系，而圖4B示出在中等變速器速比下的關(guān)系；圖5是相關(guān)性圖表，示出無極變速機(jī)構(gòu)之傳動(dòng)效率與變速器速比之間的關(guān)系；圖6是流程圖，示出所述實(shí)施例的變速控制方法；
圖7A至7D是曲線圖，分別示出對應(yīng)于混合動(dòng)力車輛性能的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。圖7A示出車速[km/h]；圖7B示出再生能量DiJ]；圖7C示出輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)[rpm]；而圖7D示出輸入馬達(dá)的扭矩[Nm]；圖8A至8E是曲線圖，分別示出混合動(dòng)力車輛的變速器速比；圖9是相關(guān)性圖表，示出對應(yīng)于馬達(dá)3的轉(zhuǎn)速和馬達(dá)3的扭矩的馬達(dá)3的再生效率。
具體實(shí)施例方式以下根據(jù)各圖說明本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例。圖1是結(jié)構(gòu)示意圖，示出其中安裝有實(shí)施例的操作控制器的混合動(dòng)力車輛。如圖1中所示，混合動(dòng)力車輛1包括發(fā)動(dòng)機(jī)2、馬達(dá)3、 第一離合器(有時(shí)稱作“離合器”)4、無極變速機(jī)構(gòu)(有時(shí)稱作“變速器”)5、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 6、第二離合器7、驅(qū)動(dòng)軸(drive axle) 8、驅(qū)動(dòng)輪9L、9R。發(fā)動(dòng)機(jī)是用以使用諸如汽油之類的燃油來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)，并包括用以在發(fā)動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸(drive shaft)21。此外，驅(qū)動(dòng)軸21包括扭矩吸收阻尼器22。扭矩吸收阻尼器22用以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)2每旋轉(zhuǎn)一圖時(shí)所發(fā)生的扭矩變動(dòng)。順便說明， 發(fā)動(dòng)機(jī)2不限于內(nèi)燃機(jī)，而可以是諸如斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(Stirling engine)之類的外燃機(jī)。馬達(dá)3是電機(jī)，用以依賴供電而進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且包括用以在馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸31。此外，馬達(dá)3用以在驅(qū)動(dòng)軸31接收外來旋轉(zhuǎn)扭矩時(shí)用作用于發(fā)電的發(fā)電機(jī)。馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸31是中空的，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸21同軸地松插于驅(qū)動(dòng)軸31的內(nèi)部。第一離合器4用以在驅(qū)動(dòng)軸21、31的位于同一側(cè)的端部處連接和分離驅(qū)動(dòng)軸21、 31。而且，馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸31直接連接于無極變速機(jī)構(gòu)5，而無關(guān)于第一離合器4的脫離接合操作。換句話說，當(dāng)?shù)谝浑x合器4接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)2的驅(qū)動(dòng)軸21和馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸31連接于無極變速機(jī)構(gòu)5。當(dāng)?shù)谝浑x合器4脫離接合時(shí)，只有馬達(dá)3的驅(qū)動(dòng)軸31連接于無極變速機(jī)構(gòu)5。第一離合器4用以根據(jù)外部操作而在接合與脫離接合之間轉(zhuǎn)換。無極變速機(jī)構(gòu)5是被稱作CVT (表示無極變速器)的裝置。無極變速機(jī)構(gòu)5包括輸入軸51和輸出軸52。輸入軸51和輸出軸52分別包括帶輪53、54。這些帶輪5354經(jīng)由帶55連接在一起，并相應(yīng)地用以同時(shí)旋轉(zhuǎn)。另外，無極變速機(jī)構(gòu)5包括油泵56。無極變速機(jī)構(gòu)5能夠通過調(diào)節(jié)供自油泵56的油量來改變相應(yīng)帶輪53、54的帶接收表面之間的空間的寬度。由于這個(gè)原因，帶55能夠改變其在每一帶輪5354上的旋轉(zhuǎn)半徑。由此，連接于帶輪53的輸入軸51與連接于帶輪M的輸出軸52之間的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)比(變速器速比) 得以自由調(diào)節(jié)。無極變速機(jī)構(gòu)5的輸出用以經(jīng)由輸出軸52、動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6和第二離合器7傳遞給驅(qū)動(dòng)輪9L、9R。動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)6包括雙齒輪(double-pinion)行星齒輪機(jī)構(gòu)61、齒輪系 62和差動(dòng)齒輪63。雙齒輪行星齒輪機(jī)構(gòu)61包括太陽輪611、內(nèi)齒輪612、兩對雙齒輪613、614、臂桿 615和倒行制動(dòng)器616。太陽輪611是軸線重合于輸出軸52的軸線的齒輪，太陽輪611的運(yùn)動(dòng)聯(lián)動(dòng)于輸出軸52的運(yùn)動(dòng)。內(nèi)齒輪612是與太陽輪611位于同一軸線上的齒輪。每對雙齒輪613、614是相互嚙合的齒輪。第一對雙齒輪613、614中的一個(gè)還嚙合于太陽輪611，而第一對雙齒輪613、614中的另一個(gè)還嚙合于內(nèi)齒輪612。臂桿615用以托持第一對雙齒輪613、614，使得雙齒輪613、614能夠公轉(zhuǎn)。臂桿615用以相對于輸出軸52 與第一對雙齒輪613、614對稱地托持第二對雙齒輪613、614。此外，臂桿615經(jīng)由第二離合器7連接于輸出軸52。而且，倒行制動(dòng)器616用以從內(nèi)齒輪612外部制約內(nèi)齒輪612的旋轉(zhuǎn)。我們假定，由于這種結(jié)構(gòu)，第二離合器7被接合，且內(nèi)齒輪612的旋轉(zhuǎn)不由倒行制動(dòng)器616制約。在此情況下，當(dāng)太陽輪611旋轉(zhuǎn)時(shí)，臂桿615和內(nèi)齒輪612在與太陽輪611 相同的方向上整體地旋轉(zhuǎn)。由于這個(gè)原因，輸出軸52的旋轉(zhuǎn)被徑直地傳遞給下游的齒輪系 62。另一方面，我們假定，第二離合器7被脫離接合，且內(nèi)齒輪612的旋轉(zhuǎn)由倒行制動(dòng)器616制約。在此情況下，當(dāng)太陽輪611旋轉(zhuǎn)時(shí)，雙齒輪613、614在太陽輪611與內(nèi)齒輪 612之間在與太陽輪611的轉(zhuǎn)向相反的方向上公轉(zhuǎn)。由于這個(gè)原因，在與輸出軸52的轉(zhuǎn)向相反的方向上的旋轉(zhuǎn)被傳遞給下游的齒輪系62。齒輪系62中配置了彼此嚙合的多個(gè)齒輪。由于這個(gè)原因，傳遞給齒輪系62的旋轉(zhuǎn)由構(gòu)成齒輪系62的多個(gè)齒輪減速，而所獲得的經(jīng)過減速的旋轉(zhuǎn)被傳遞給差動(dòng)齒輪63。差動(dòng)齒輪63用以將自齒輪系62傳遞來的扭矩傳遞給每一驅(qū)動(dòng)輪9L、9R，并同時(shí)允許在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪9L、9R之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)數(shù)差。圖2是方框圖，示出所述實(shí)施例的操作控制器。順便說明的是，圖2示出了各種部件以闡明在操作控制器中所實(shí)現(xiàn)的各種連接關(guān)系。如圖2中所示，操作控制器(變速控制器)10具有控制各種部件同時(shí)接收相應(yīng)的各種信號的功能。具體而言，操作控制器10連接于加速器傳感器92、制動(dòng)器傳感器93、倒行輸入傳感器94、驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)傳感器95、以及發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制機(jī)構(gòu)96。加速器傳感器92是用以檢測用于加速混合動(dòng)力車輛的油門踏板的下壓量的傳感器(具體而言，用以檢測油門踏板的直接作用位移量的傳感器)。制動(dòng)器傳感器93是用以檢測用于制動(dòng)混合動(dòng)力車輛的制動(dòng)踏板下壓量的傳感器(與加速器傳感器類型相同的傳感器)。倒行輸入傳感器94是用以檢測混合動(dòng)力車輛的駕駛員是否輸入用于倒行的操作的傳感器(具體而言，微型開關(guān)或類似物)。 驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)傳感器95是裝在驅(qū)動(dòng)輪9L的旋轉(zhuǎn)軸上、并用以檢測其旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)數(shù)的傳感器 (具體而言，編碼器或類似物)。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制機(jī)構(gòu)96是用以控制發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門的轉(zhuǎn)角并相應(yīng)地控制輸出的機(jī)構(gòu)。操作控制器10用以根據(jù)來自相應(yīng)傳感器92-96的輸出控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制機(jī)構(gòu)96的輸出。操作控制器10還連接于電池91，并用以使電池91向馬達(dá)供電以及通過使馬達(dá)3 發(fā)電而為電池91充電。在這方面，當(dāng)混合動(dòng)力車輛1減速時(shí)，混合動(dòng)力車輛能夠通過使第一離合器4脫離接合并由此使發(fā)動(dòng)機(jī)2脫離驅(qū)動(dòng)輪9L、9R，而將相應(yīng)驅(qū)動(dòng)輪9L、9R的旋轉(zhuǎn)傳遞給馬達(dá)3。以此，混合動(dòng)力車輛能夠提高再生效率。不過，混合動(dòng)力車輛優(yōu)選在某些情況下進(jìn)行再生制動(dòng)而不使第一離合器4脫離接合。例如，我們假定，當(dāng)駕駛員在減速期間要求再加速時(shí)，再加速所需的扭矩大于馬達(dá)3能夠產(chǎn)生的最大扭矩。這種情況下，混合動(dòng)力車輛未能單獨(dú)利用馬達(dá)3的扭矩實(shí)現(xiàn)再加速。由于這個(gè)原因，優(yōu)選的是，混合動(dòng)力車輛應(yīng)當(dāng)在不使第一離合器4脫離接合的情況下進(jìn)行再生制動(dòng)。具體而言，如果第一離合器4在前述情況下脫離接合，則混合動(dòng)力車輛可能不得不遵循以下步序在要求再加速之后接合第一離合器4 ；以及隨后，發(fā)動(dòng)機(jī)2起動(dòng)以產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。這使得再加速要求與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩產(chǎn)生之間的時(shí)間延遲較長，并使駕駛?cè)烁杏X不爽?？紤]到這一點(diǎn)，本實(shí)施例的操作控制器10包括離合器控制單元(離合器控制裝置)11，第一變速控制單元(第一變速控制裝置)12和第二變速控制單元(第二變速控制裝置)13。離合器控制單元11用以根據(jù)在減速期間是否能夠只利用馬達(dá)3實(shí)現(xiàn)再加速的判斷進(jìn)行控制，以在第一離合器4脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)與第一離合器4接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)之間作出選擇。離合器控制單元11用以根據(jù)再加速所需的扭矩是否大于馬達(dá)3能夠產(chǎn)生的最大扭矩的判斷進(jìn)行控制，以在第一離合器4脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)與第一離合器4接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)之間作出選擇。第一變速控制單元12用以在車輛減速期間在第一離合器4脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，根據(jù)無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率和馬達(dá)3的發(fā)電效率(power generation efficiency)中的至少一項(xiàng)來進(jìn)行變速控制。具體而言，例如考慮到無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率，第一變速控制單元12控制變速器速比以使無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)損失最小。另外，考慮到馬達(dá)3的發(fā)電效率，第一變速控制單元12控制變速器速比以增大馬達(dá) 3的發(fā)電效率。圖9是相關(guān)性圖表，示出對應(yīng)于馬達(dá)3的轉(zhuǎn)速和馬達(dá)3的扭矩的馬達(dá)3的再生效率。圖9的水平軸表示馬達(dá)3的轉(zhuǎn)速，而圖9的鉛直軸表示馬達(dá)3的扭矩。于是，馬達(dá)3的再生效率形成類似于橢圓形的各圖形。圖9中的每條線分別表示再生效率的相同值。線越靠內(nèi)，馬達(dá)3的再生效率越高。圖9的相關(guān)性圖表根據(jù)馬達(dá)3的特有特征確定。通過利用圖9的相關(guān)性圖表，變速器速比可以進(jìn)行選定以便設(shè)定馬達(dá)3的扭矩和轉(zhuǎn)速的值，使得馬達(dá) 3的再生效率變高。因此，可以提高馬達(dá)3的再生效率，進(jìn)而提高減速期間再生的效率。此外，當(dāng)在第一離合器4脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，第一變速控制單元 12用以控制變速器速比，以便使得輸入馬達(dá)的扭矩應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛐∮隈R達(dá)3能夠容許的馬達(dá)可容許扭矩。由此，第一變速控制單元12增大了馬達(dá)3的發(fā)電效率，同時(shí)防止了以下情況的出現(xiàn)由于再加速所需的扭矩超過馬達(dá)可容許扭矩而使得馬達(dá)3不能收集再生扭矩。此外，第一變速控制單元12用以以這樣一種方式進(jìn)行變速控制，使得當(dāng)混合動(dòng)力車輛在混合動(dòng)力車輛的連續(xù)減速之后停止時(shí)，變速器速比變?yōu)樽罡摺＿@是由于，這種結(jié)構(gòu)使得混合動(dòng)力車輛即使在混合動(dòng)力車輛因連續(xù)減速而停止時(shí)也能夠平穩(wěn)起動(dòng)。第二變速控制單元13用以在車輛減速期間于第一離合器4接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，以這樣一種方式進(jìn)行變速控制，使得由第二變速控制單元13進(jìn)行變速控制時(shí)無極變速機(jī)構(gòu)5的變速器速比變得比第一變速控制單元12進(jìn)行變速控制時(shí)的小。就此而言，當(dāng)變速器速比減小時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失相應(yīng)地減少。由于這個(gè)原因，當(dāng)在第一離合器4接合的狀態(tài)下馬達(dá)3和發(fā)動(dòng)機(jī)2連接在一起時(shí)，可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失的減少來換取減速期間再生效率的提高。圖3是相關(guān)性圖表，示出發(fā)動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失之間的關(guān)系。如圖3 中所示，存在這樣一種趨勢，其中發(fā)動(dòng)機(jī)2損失的扭矩隨發(fā)動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)速降低而降低。由于這個(gè)原因，在車輛減速期間于第一離合器4接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，第二變速控制單元13通過使由第二變速控制單元13進(jìn)行變速控制時(shí)的無極變速機(jī)構(gòu)5的變速器速比比由第一變速控制單元12進(jìn)行變速控制時(shí)的變速器速比小(也就是說，通過使變速器速比更高)，來以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低換取發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩的減少。由此，第二變速控制單元13提高了再生效率。圖4A和4B是相關(guān)性圖表，示出車速與依據(jù)驅(qū)動(dòng)軸的扭矩進(jìn)行計(jì)算的、可歸因于發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩的制動(dòng)扭矩(即發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩)之間的關(guān)系。圖4A示出在最高變速器速比下的關(guān)系，而圖4B示出在中等變速器速比下的關(guān)系。首先，需要確保返回到最低變速器速比的能力(以下稱作返低能力)，以便使得即使車輛由于連續(xù)減速而一度停止混合動(dòng)力車輛也能夠平穩(wěn)起動(dòng)。圖4A和4B各自示出無極變速機(jī)構(gòu)5可返回最低變速器速比的范圍Ra。如圖4A和4B中所示，在第一離合器4接合狀態(tài)下的減速期間，最高變速器速比下的無極變速機(jī)構(gòu)5在車速等于或快于v2的情況下可以返回最低變速器速比。此外，在第一離合器4接合狀態(tài)下的減速期間，中等變速器速比下的無極變速機(jī)構(gòu)5在車速等于或快于vl 的情況下可以返回最低變速器速比。當(dāng)考慮混合動(dòng)力車輛的乘坐舒適性時(shí)，存在一個(gè)可容許的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩。具體而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩變得太大的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)工作過分急劇，而乘坐舒適性相應(yīng)地變差。由于這個(gè)原因，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩需要等于或小于示于圖4A和4B中的可容許發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩?？墒占脑偕ぞ?參見范圍Rb)考慮前述因素進(jìn)行確定。在這方面，如圖4A和 4B中所示，較之采用中擋，在采用最高擋(gear)時(shí)范圍Rb更寬。由于這個(gè)原因，可以認(rèn)為， 在車輛減速期間于第一離合器4接合狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，當(dāng)使無極變速機(jī)構(gòu)5 的變速器速比小于用于由第一變速控制單元12進(jìn)行的變速控制的變速器速比時(shí)，再生效
率提高。圖5是相關(guān)性圖表，示出無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率與變速器速比之間的關(guān)系。希望的是，第二變速控制單元13應(yīng)當(dāng)在也考慮了無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率的情況下控制無極變速機(jī)構(gòu)5。如圖5中所示，無極變速機(jī)構(gòu)5趨向于根據(jù)變速器速比而改變傳動(dòng)損失。由于這個(gè)原因，希望第二變速控制單元13使無極變速機(jī)構(gòu)5的變速器速比最小程度地變高， 以防止動(dòng)力傳動(dòng)的效率由于使變速器速比變得太小而變得極其低下。在第一變速控制單元 12基于無極變速機(jī)構(gòu)5的動(dòng)力傳動(dòng)效率進(jìn)行變速控制的情況下，變速器速比通過利用圖5 的相關(guān)性圖表進(jìn)行確定。接下來，將對本實(shí)施例的變速控制方法做出說明。圖6是流程圖，示出實(shí)施例的變速控制方法。順便說明，圖6所示流程圖中的處理在混合動(dòng)力車輛減速期間反復(fù)執(zhí)行。如圖6中所示，首先，離合器控制單元11判斷當(dāng)前車速是否可以通過單獨(dú)利用馬達(dá)3來實(shí)現(xiàn)0. 05-G的再加速(步驟Sl中)。如果離合器控制單元11判斷當(dāng)前車速可以通過單獨(dú)利用馬達(dá)3來實(shí)現(xiàn)0. 05G的再加速(如果是)(步驟Sl中)，則離合器控制單元11 使第一離合器4脫離接合(步驟S2中)。接著，第一變速控制單元12算出使得從驅(qū)動(dòng)輪9L、9R輸入馬達(dá)3的馬達(dá)輸入扭矩等于或小于馬達(dá)可容許扭矩的變速器速比(步驟S3中)。此后，第一變速控制單元12確定等于或小于馬達(dá)可容許扭矩且使得返低能力得以確保的變速器速比范圍(步驟S4中)。之后，考慮無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率和馬達(dá)3的發(fā)電效率，第一變速控制單元12選擇在步驟S4中確定的變速器速比范圍內(nèi)再生效率為最高的點(diǎn)(步驟S5中)。這之后，第一變速控制單元12確定根據(jù)使再生效率最高的點(diǎn)算出的變速器速比(步驟S6中)，并從而進(jìn)行變速控制(步驟S7中)。隨后，結(jié)束圖6中所示的處理。另一方面，如果離合器控制單元11判斷當(dāng)前車速不能通過單獨(dú)利用馬達(dá)3實(shí)現(xiàn) 0. 05-G的再加速(如果否)(步驟Sl中)，則離合器控制單元11接合第一離合器4 (步驟 S8中)。接著，考慮發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩和無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率，第二變速控制單元13 算出返低能力得以確保的變速器速比(步驟S9中)。此時(shí)，第二變速控制單元13根據(jù)下述項(xiàng)算出變速器速比返低能力得以確保的范圍Ra，如圖4所示；關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)，如圖3所示；以及關(guān)于變速器速比與傳動(dòng)效率之間的相關(guān)性的數(shù)據(jù)，如圖5所示。此后，第二變速控制單元13確定變速器速比(步驟S6中)，并進(jìn)行變速控制(步驟S7中)。之后，結(jié)束圖6中所示的處理。圖7A至7D是曲線圖，分別示出對應(yīng)于混合動(dòng)力車輛的性能的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。圖7A示出車速[km/h]；圖7B示出再生能量DiJ]；圖7C示出輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)[rpm]；而圖7D示出輸入馬達(dá)的扭矩[Nm]。圖8A至8E是曲線圖，分別示出混合動(dòng)力車輛的變速器速比。順便說明，分別示于圖7A至7D以及圖8A至8E中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)代表當(dāng)?shù)谝浑x合器4脫離接合狀態(tài)下由第一變速控制單元12進(jìn)行控制時(shí)所獲取的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。首先，我們假定，如圖7A中所示，混合動(dòng)力車輛在時(shí)間45[任意單位]處開始加速，而車速在大約時(shí)間60處達(dá)到50km/h。在此時(shí)段期間，車輛不是處在減速過程中，而再生能量是0 (零)kj，如圖7B中所示。此外，如圖7C和7D中所示，輸入馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)是0 (零) rpm，且輸入馬達(dá)3的扭矩是0(零)Nm。此外，如圖8中所示，在此時(shí)段期間，變速器速比隨車速增大而減小。接下來，我們假定，如圖7A中所示，混合動(dòng)力車輛以恒定速度行駛，直至大約時(shí)間 73，而此后減速直至大約時(shí)間78。此時(shí)，離合器控制單元11使第一離合器4脫離接合。接著，如果離合器控制單元11只是為了確保返低能力而進(jìn)行控制，則變速器速比將變?yōu)樾∮?1(壹)，輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)將變?yōu)榈扔?300rpm，而輸入馬達(dá)的扭矩將變?yōu)榈扔?5Nm，如圖7C 和7D中所示(分別參見圖7C和7D中的虛線，以及圖8A中的實(shí)線)。順便說明，由圖8B中實(shí)線所示出的各減速標(biāo)記是在減速期間出現(xiàn)的那些標(biāo)記。然而，在象所述實(shí)施例中那樣，在離合器控制單元11不僅考慮返低能力而且還考慮馬達(dá)可容許扭矩和無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率來進(jìn)行控制的情況下，變速器速比、輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)和輸入馬達(dá)的扭矩分別表現(xiàn)為如圖7C、7D和8C中實(shí)線所示。具體而言，當(dāng)馬達(dá)可容許扭矩是40Nm時(shí)，變速器速比約為1.2，如圖8C中實(shí)線所指示的。結(jié)果，輸入馬達(dá)的扭矩是40Nm，如圖7D中實(shí)線所指示的。順便說明，如圖8C中實(shí)線所指示的，由于變速器速比約為1. 2，所以輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)是1800rpm。此外，此時(shí)再生能量是7. ^J，如圖7B中所示。 而且，圖8D中所示的實(shí)線表示當(dāng)輸入馬達(dá)的扭矩是40Nm時(shí)所獲得的變速器速比。我們假定車輛隨后加速，而后以恒定速度行駛直至大約時(shí)間130 ；并在此之后， 車輛減速直至大約時(shí)間140。在此情況下，同樣，輸入馬達(dá)的扭矩被控制，以使得輸入馬達(dá)的扭矩等于或小于作為馬達(dá)可容許扭矩的40Nm。而且，第一變速控制單元12也考慮無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率。由于這個(gè)原因，如果變速器速比約為0. 8，則輸入馬達(dá)的扭矩可以設(shè)定在40Nm。然而，如果第一變速控制單元12判斷當(dāng)變速器速比為1(壹)時(shí)傳動(dòng)效率最大 (參見圖8E中的實(shí)線)，則第一變速控制單元12將變速器速比設(shè)定在1 (壹)。因此，輸入馬達(dá)的扭矩是30Nm，如圖7D中實(shí)線所指示的。順便說明，如圖8C中實(shí)線所示，由于變速器速比大致上是1. 0，所以輸入馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)是2200rpm左右。此外，再生能量是7. 5kJ左右，如圖7B中所示。此外，關(guān)于在時(shí)間170與時(shí)間200之間的時(shí)段期間的減速，類似地，第一變速控制單元12根據(jù)無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率、馬達(dá)可容許扭矩和返低能力來確定變速器速比。上述實(shí)施例的操作控制器10和變速控制方法可以使得無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率和馬達(dá)3的發(fā)電效率充足，并相應(yīng)地可以提高在車輛減速期間的再生效率。這是由于，在車輛減速期間在第一離合器4脫離接合狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，變速控制根據(jù)無極變速機(jī)構(gòu)5的傳動(dòng)效率和馬達(dá)3的發(fā)電效率中的至少一項(xiàng)來進(jìn)行的。而且，在車輛減速期間于第一離合器4接合狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)的情況下，進(jìn)行變速控制以使得無極變速機(jī)構(gòu) 5的變速器速比小于所進(jìn)行的前述變速控制中的變速器速比。在這方面，可以通過減小變速器速比換取發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失的降低。由于這個(gè)原因，在通過接合第一離合器4而將馬達(dá)3 和發(fā)動(dòng)機(jī)2連接于無極變速機(jī)構(gòu)5的情況下，可以通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩?fù)p失來提高減速期間的再生效率。相應(yīng)地，即使在第一離合器4保持接合時(shí)，再生效率也可以提高。此外，當(dāng)再生制動(dòng)于第一離合器4脫離接合狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)，進(jìn)行變速控制，使得輸入馬達(dá)的扭矩應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛐∮隈R達(dá)3能夠容許的馬達(dá)可容許扭矩。由于這個(gè)原因，可以防止出現(xiàn)以下情況，即由于再加速所需的扭矩超過馬達(dá)可容許扭矩而使得馬達(dá)3不能收集再生扭矩。此外，由于進(jìn)行變速控制使得當(dāng)混合動(dòng)力車輛由于車輛的連續(xù)減速而停止時(shí)變速器速比應(yīng)當(dāng)變?yōu)樽罡?，所以，即使混合?dòng)力車輛停止，混合動(dòng)力車輛也能夠平穩(wěn)起動(dòng)。根據(jù)在減速期間再加速是否能夠通過只利用馬達(dá)3來實(shí)現(xiàn)的判斷來進(jìn)行控制，以在于第一離合器4脫離接合狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)和于第一離合器4接合狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)之間作出選擇。在這一點(diǎn)上，在減速期間不能只利用馬達(dá)3來實(shí)現(xiàn)再加速的情況下，需要利用發(fā)動(dòng)機(jī)2實(shí)現(xiàn)再加速。另一方面，在減速期間能夠只利用馬達(dá)3來實(shí)現(xiàn)再加速的情況下，不需要利用發(fā)動(dòng)機(jī)2?？傊?，當(dāng)如上所述進(jìn)行控制時(shí)，可以在提高再生效率的同時(shí)保持加速性能。以上已經(jīng)基于實(shí)施例對本發(fā)明做了說明。但是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。在不偏離本發(fā)明精神的范圍之內(nèi)，可以對本發(fā)明做出改變。在上述實(shí)施例中，例如，混合動(dòng)力車輛配備有無極變速機(jī)構(gòu)5。然而，本發(fā)明不限于此示例，而混合動(dòng)力車輛可以配備無極變速機(jī)構(gòu)5以外的變速機(jī)構(gòu)。此外，雖然混合動(dòng)力車輛配備有第二離合器7，但混合動(dòng)力車輛并不必須配備第二離合器7。本申請基于在先日本專利申請No. 2010-145939 QOlO年6月觀日于日本提出) 和日本專利申請No. 2011-邪432(2011年4月7日于日本提出)。被要求優(yōu)先權(quán)的日本專利申請No. 2010-145939和No. 2011-85432的全部內(nèi)容引作參考，以針對翻譯錯(cuò)誤或遺漏部分提供保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種用于混合動(dòng)力車輛的變速控制器，在所述混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)經(jīng)由離合器連接在一起；并且變速器設(shè)置在所述馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)輪之間，所述變速控制器包括第一變速控制單元，該第一變速控制單元用以在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，根據(jù)所述變速器的傳動(dòng)效率和所述馬達(dá)的發(fā)電效率中的至少一項(xiàng)來進(jìn)行變速控制；以及第二變速控制單元，該第二變速控制單元用以在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)進(jìn)行變速控制，以使得所述變速器的變速器速比小于由所述第一變速控制單元進(jìn)行變速控制時(shí)的變速器速比。
2.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其中所述第一變速控制單元進(jìn)行所述變速控制，使得輸入所述馬達(dá)的扭矩等于或小于作為所述馬達(dá)所能夠容許的扭矩的馬達(dá)可容許扭矩。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變速控制器，其中所述第一變速控制單元進(jìn)行所述變速控制，使得所述變速器速比在所述混合動(dòng)力車輛由于混合動(dòng)力車輛的連續(xù)減速而停止時(shí)為最高變速器速比。
4.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其中所述第二變速控制單元進(jìn)行所述變速控制，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩等于或小于作為所述發(fā)動(dòng)機(jī)所能夠容許的扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)可容許扭矩。
5.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其中所述第二變速控制單元進(jìn)行所述變速控制，使得所述變速器速比在所述混合動(dòng)力車輛由于所述混合動(dòng)力車輛的連續(xù)減速而停止時(shí)為最高變速器速比。
6.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其中所述第二變速控制單元在考慮所述變速器的傳動(dòng)效率的情況下對所述變速器進(jìn)行控制。
7.如權(quán)利要求1所述的變速控制器，其中所述離合器控制單元用以當(dāng)所述再加速所需的扭矩大于所述馬達(dá)能夠產(chǎn)生的最大扭矩時(shí)，在所述離合器接合的狀態(tài)下進(jìn)行所述再生制動(dòng)；而當(dāng)所述再加速所需的扭矩等于或小于所述馬達(dá)能夠產(chǎn)生的最大扭矩時(shí)，在所述離合器脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行所述再生制動(dòng)。
8.一種用于混合動(dòng)力車輛的變速控制方法，在所述混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)經(jīng)由離合器連接在一起；并且變速器設(shè)置在所述馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)輪之間，所述變速控制方法包括第一變速控制操作，該第一變速控制操作在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，根據(jù)所述變速器的傳動(dòng)效率和所述馬達(dá)的發(fā)電效率中的至少一項(xiàng)來進(jìn)行變速控制；以及第二變速控制操作，該第二變速控制操作在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)進(jìn)行變速控制，以使得所述變速器的變速器速比小于所述第一變速控制操作進(jìn)行所述變速控制時(shí)的變速器速比。
9.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述第一變速控制操作包括進(jìn)行所述變速控制，使得輸入所述馬達(dá)的扭矩等于或小于作為所述馬達(dá)所能夠容許的扭矩的馬達(dá)可容許扭矩。
10.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述第一變速控制操作包括進(jìn)行所述變速控制，使得所述變速器速比在所述混合動(dòng)力車輛由于所述混合動(dòng)力車輛的連續(xù)減速而停止時(shí)為最高變速器速比。
11.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述第一變速控制操作包括進(jìn)行所述變速控制，使得輸入所述馬達(dá)的扭矩等于或小于作為所述馬達(dá)所能夠容許的扭矩的馬達(dá)可容許扭矩；并使得所述變速器速比在所述混合動(dòng)力車輛由于所述車輛的連續(xù)減速而停止時(shí)為最高變速器速比。
12.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述第二變速控制操作包括進(jìn)行所述變速控制，使得所述發(fā)動(dòng)機(jī)損失的扭矩等于或小于作為所述發(fā)動(dòng)機(jī)所能夠容許的扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)可容許扭矩。
13.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述第二變速控制操作包括進(jìn)行所述變速控制，使得所述變速器速比在所述混合動(dòng)力車輛由于所述混合動(dòng)力車輛的連續(xù)減速而停止時(shí)為最高變速器速比。
14.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述第一變速控制操作包括在考慮所述變速器的傳動(dòng)效率的情況下對所述變速器進(jìn)行控制。
15.如權(quán)利要求8所述的變速控制方法，其中所述離合器控制操作包括當(dāng)所述再加速所需的扭矩大于所述馬達(dá)能夠產(chǎn)生的最大扭矩時(shí)，在所述離合器接合的狀態(tài)下進(jìn)行所述再生制動(dòng)；以及當(dāng)所述再加速所需的扭矩等于或小于所述馬達(dá)能夠產(chǎn)生的最大扭矩時(shí)，在所述離合器脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行所述再生制動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變速控制器，用于控制混合動(dòng)力車輛的變速器，在所述混合動(dòng)力車輛中發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)經(jīng)由離合器連接在一起；而變速器設(shè)置在馬達(dá)與驅(qū)動(dòng)輪之間。所述變速控制器具有第一變速控制單元，其在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器脫離接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)，根據(jù)所述變速器的傳動(dòng)效率和所述馬達(dá)的發(fā)電效率中的至少一項(xiàng)來進(jìn)行變速控制；以及第二變速控制單元，其在所述混合動(dòng)力車輛減速期間、在所述離合器接合的狀態(tài)下進(jìn)行再生制動(dòng)時(shí)進(jìn)行變速控制，以使得所述變速器的變速器速比小于由所述第一變速控制單元進(jìn)行變速控制時(shí)的變速器速比。
文檔編號B60L11/14GK102294960SQ20111017595
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者太田義和, 平工良三, 森田剛史, 高野亮 申請人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會社