混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將發(fā)動機和旋轉(zhuǎn)機作為動力源使用的混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]以往，作為混合動力車輛的動力傳遞裝置，公知的有具備與發(fā)動機和兩個旋轉(zhuǎn)機連接的動力分配機構(行星齒輪機構)的結構。在具有這種動力傳遞裝置的混合動力系統(tǒng)中，在動力分配機構的各個旋轉(zhuǎn)要素上連接有發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸、第一旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸以及驅(qū)動輪。在下述專利文獻I中公開了發(fā)動機、第一電動發(fā)電機、第二電動發(fā)電機及驅(qū)動輪分別與動力分配機構的各個旋轉(zhuǎn)要素連接的結構。在該專利文獻I的混合動力系統(tǒng)中，在發(fā)動機和動力分配機構之間介設有摩擦離合器和單向離合器。
[0003]現(xiàn)有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平08-295140號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]然而，在這種現(xiàn)有的混合動力系統(tǒng)中，在僅以第二電動發(fā)電機或第一及第二電動發(fā)電機的動力進行行駛時，為了實現(xiàn)燃油經(jīng)濟性和電費的改善，而使發(fā)動機停止的同時使摩擦離合器釋放。因此，在使該停止中的發(fā)動機在行駛中啟動的情況下，通過使該摩擦離合器卡合來進行發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高。在此，該發(fā)動機啟動時的摩擦離合器在半卡合狀態(tài)下的差轉(zhuǎn)速小時，會成為完全卡合狀態(tài)。因此，在該混合動力系統(tǒng)中，與發(fā)動機啟動相伴的脈動轉(zhuǎn)矩經(jīng)由完全卡合狀態(tài)的摩擦離合器而向動力分配機構傳遞，從而傳遞到該動力分配機構的輸出軸(在專利文獻I中為齒圈軸)或動力傳遞裝置的驅(qū)動輪側(cè)的輸出軸，因此可能會導致噪聲或振動的增大。例如，為了抑制該脈動轉(zhuǎn)矩的傳遞，可以考慮實施基于第一電動發(fā)電機或第二電動發(fā)電機的控制的減振控制。但是，該減振控制會有導致與使用二次電池的電力相伴的電費或燃油經(jīng)濟性的惡化、能夠用于行駛的第一電動發(fā)電機或第二電動發(fā)電機的輸出轉(zhuǎn)矩的降低的危險。
[0008]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)，能夠改善上述現(xiàn)有例具有的問題，抑制發(fā)動機啟動時摩擦離合器的卡合造成的脈動轉(zhuǎn)矩帶來的問題。
[0009]用于解決課題的手段
[0010]為了達到上述目的，本發(fā)明涉及的混合動力車輛的動力傳遞裝置的特征在于，具備:動力分配機構，具有相互間能夠差動旋轉(zhuǎn)的多個旋轉(zhuǎn)要素，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸、第一旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動輪分別連結于該各旋轉(zhuǎn)要素中的四個旋轉(zhuǎn)要素；摩擦卡合裝置，介于所述發(fā)動機和與該發(fā)動機連結的所述旋轉(zhuǎn)要素之間；及控制裝置，進行所述發(fā)動機的停止控制和所述摩擦卡合裝置的釋放控制而僅以所述第二旋轉(zhuǎn)機的動力進行行駛，并且通過在僅以該第二旋轉(zhuǎn)機的動力進行行駛的狀態(tài)下對所述摩擦卡合裝置進行卡合控制，而進行所述發(fā)動機的助推啟動，所述控制裝置在所述發(fā)動機的助推啟動時以將所述摩擦卡合裝置維持為半卡合狀態(tài)的方式對所述第一旋轉(zhuǎn)機進行控制。
[0011]另一方面，為了達到上述目的，本發(fā)明涉及的混合動力系統(tǒng)的特征在于，具備:發(fā)動機；第一旋轉(zhuǎn)機；第二旋轉(zhuǎn)機；動力分配機構，具有相互間能夠差動旋轉(zhuǎn)的多個旋轉(zhuǎn)要素，所述發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸、所述第一旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸、所述第二旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸及驅(qū)動輪分別連結于該各旋轉(zhuǎn)要素中的四個旋轉(zhuǎn)要素；摩擦卡合裝置，介于所述發(fā)動機和與該發(fā)動機連結的所述旋轉(zhuǎn)要素之間；及控制裝置，進行所述發(fā)動機的停止控制和所述摩擦卡合裝置的釋放控制而僅以所述第二旋轉(zhuǎn)機的動力進行行駛，并且通過在僅以該第二旋轉(zhuǎn)機的動力進行行駛的狀態(tài)下對所述摩擦卡合裝置進行卡合控制，而進行所述發(fā)動機的助推啟動，所述控制裝置在所述發(fā)動機的助推啟動時以將所述摩擦卡合裝置維持為半卡合狀態(tài)的方式對所述第一旋轉(zhuǎn)機進行控制。
[0012]在此，優(yōu)選所述控制裝置在所述發(fā)動機的助推啟動時以能夠維持所述摩擦卡合裝置的差轉(zhuǎn)速比規(guī)定轉(zhuǎn)速大的狀態(tài)的方式對所述第一旋轉(zhuǎn)機進行控制。
[0013]另外，優(yōu)選在所述發(fā)動機的助推啟動時的所述第一旋轉(zhuǎn)機的所述控制是將所述第一旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)速向正旋轉(zhuǎn)方向進行控制的控制。
[0014]另外，優(yōu)選在所述發(fā)動機的助推啟動時，若車速為規(guī)定車速以上，則所述控制裝置將所述摩擦卡合裝置控制為半卡合并且將所述第一旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)速向負旋轉(zhuǎn)方向進行控制，另一方面，若車速低于所述規(guī)定車速，則所述控制裝置將所述摩擦卡合裝置控制為半卡合并且將所述第一旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)速向正旋轉(zhuǎn)方向進行控制，在向所述負旋轉(zhuǎn)方向或所述正旋轉(zhuǎn)方向進行控制之后，在所述摩擦卡合裝置的差轉(zhuǎn)速減小到所述規(guī)定轉(zhuǎn)速時，所述控制裝置將所述第一旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)速向正旋轉(zhuǎn)方向進行控制。
[0015]另外，優(yōu)選在所述發(fā)動機的助推啟動時，所述控制裝置以所述第一旋轉(zhuǎn)機的目標轉(zhuǎn)速進行該第一旋轉(zhuǎn)機的控制，所述第一旋轉(zhuǎn)機的目標轉(zhuǎn)速是使與所述發(fā)動機連結的所述旋轉(zhuǎn)要素的轉(zhuǎn)速成為所述發(fā)動機的點火允許轉(zhuǎn)速以上或者該發(fā)動機的自持轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速。
[0016]另外，優(yōu)選若車速為規(guī)定車速以上，則所述第一旋轉(zhuǎn)機的目標轉(zhuǎn)速為負旋轉(zhuǎn)，且車速越高所述第一旋轉(zhuǎn)機的目標轉(zhuǎn)速越高，若車速低于所述規(guī)定車速，則所述第一旋轉(zhuǎn)機的目標轉(zhuǎn)速為正旋轉(zhuǎn)，且車速越低所述第一旋轉(zhuǎn)機的目標轉(zhuǎn)速越高。
[0017]另外，優(yōu)選所述控制裝置最早到所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速提高至該發(fā)動機的點火允許轉(zhuǎn)速為止執(zhí)行所述第一旋轉(zhuǎn)機的所述控制，或者最早到所述發(fā)動機進行自持運轉(zhuǎn)為止執(zhí)行所述第一旋轉(zhuǎn)機的所述控制。
[0018]另外，優(yōu)選所述動力分配機構具備第一及第二行星齒輪裝置，該第一及第二行星齒輪裝置的連結于驅(qū)動輪側(cè)的雙方的齒圈彼此成為一體而進行旋轉(zhuǎn)，在所述第一行星齒輪裝置的行星輪架和太陽輪上分別連結所述發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)軸和所述第一旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸，在所述第二行星齒輪裝置的太陽輪上連結所述第二旋轉(zhuǎn)機的旋轉(zhuǎn)軸。
[0019]發(fā)明效果
[0020]本發(fā)明涉及的混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)在發(fā)動機助推啟動時控制第一旋轉(zhuǎn)機而將摩擦卡合裝置維持為半卡合狀態(tài)。因此，該動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)能夠抑制在該助推啟動時在發(fā)動機產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩經(jīng)由摩擦卡合裝置向動力傳遞裝置的傳遞，因此能夠抑制噪聲或振動的產(chǎn)生。另外，在該動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)中，不需要進行用于抑制噪聲或振動的產(chǎn)生的基于第一旋轉(zhuǎn)機或第二旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)矩的減振控制或者能夠使該減振控制中的第一旋轉(zhuǎn)機或第二旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)矩減小。因此，該動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電費或燃油經(jīng)濟性的改善，并且能夠擴大利用第二旋轉(zhuǎn)機的轉(zhuǎn)矩的EV行駛的適用范圍。
【附圖說明】
[0021]圖1是表示本發(fā)明涉及的混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)的結構的梗概圖。
[0022]圖2是控制裝置中的輸入輸出關系圖。
[0023]圖3是表不摩擦離合器的動作卡合表的圖。
[0024]圖4是利用列線圖觀察現(xiàn)有的高車速行駛中的從EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的圖。
[0025]圖5是利用列線圖觀察現(xiàn)有的低車速行駛中的從EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的圖。
[0026]圖6是表示實施例的高車速行駛中的從EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的時序圖。
[0027]圖7是表示實施例的低車速行駛中的從EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的時序圖。
[0028]圖8是說明實施例中的從EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的流程圖。
[0029]圖9是表示變形例的目標MGl轉(zhuǎn)速的一例的圖。
[0030]圖10是說明變形例中的從EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的流程圖。
[0031]圖11是表示從變形例的高車速行駛中的EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的時序圖。
[0032]圖12是表示變形例的從低車速行駛中的EV行駛模式向HV行駛模式的切換動作的時序圖。
【具體實施方式】
[0033]以下，基于附圖對本發(fā)明涉及的混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)的實施例進行詳細說明。另外，本發(fā)明并不由該實施例限定。
[0034]實施例
[0035]基于圖1至圖12對本發(fā)明涉及的混合動力車輛的動力傳遞裝置及混合動力系統(tǒng)的實施例進行說明。
[0036]圖1的標號I表不本實施例的動力傳遞裝置。另外，圖1的標號100表不具有該動力傳遞裝置I的混合動力系統(tǒng)。
[0037]混合動力系統(tǒng)100具備發(fā)動機ENG、第一旋轉(zhuǎn)機MG1、第二旋轉(zhuǎn)機MG2作為動力源。
[0038]發(fā)動機ENG是從發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸(曲軸)11輸出機械性的動力(輸出轉(zhuǎn)矩)的內(nèi)燃機或外燃機等燃機。該發(fā)動機ENG的動作由作為圖2所述的發(fā)動機控制裝置的電子控制裝置(以下稱為“ENGECU”)51控制。該ENGECU51例如進行電子節(jié)氣門的開度控制、基于點火信號的輸出的點火控制、燃料的噴射控制等，控制發(fā)動機ENG的輸出轉(zhuǎn)矩(以下稱為“發(fā)動機轉(zhuǎn)矩”)Te。
[0039]第一旋轉(zhuǎn)機MGl和第二旋轉(zhuǎn)機MG2是具有作為動力運轉(zhuǎn)驅(qū)動時的電動機(電動機)的功能和作為再生驅(qū)動時的發(fā)電機(generator)的功能的電動發(fā)電機(motor/generator)。該第一及第二旋轉(zhuǎn)機MGl、MG2的動作由作為圖2所示的旋轉(zhuǎn)機控制裝置的電子控制裝置(以下稱為“MGE⑶”)52控制。第一及第二旋轉(zhuǎn)機MGl、MG2經(jīng)由逆變器(圖示省略)與二次電池(圖示省略)連接，將輸入到各個旋轉(zhuǎn)軸(MGl旋轉(zhuǎn)軸12、MG2旋轉(zhuǎn)軸13)的機械能(轉(zhuǎn)矩)轉(zhuǎn)換成電能，能夠使二次電池蓄電。另外，第一及第二旋轉(zhuǎn)機MG1、MG2能夠?qū)亩坞姵毓┙o的電能或另一方的旋轉(zhuǎn)機(第二及第一旋轉(zhuǎn)機MG2、MGl)生成的電能轉(zhuǎn)換成機械能(轉(zhuǎn)矩)，從各個旋轉(zhuǎn)軸(MGl旋轉(zhuǎn)軸12、MG2旋轉(zhuǎn)軸13)作為機械動力(輸出轉(zhuǎn)矩)輸出。MGECU52例如調(diào)整向第一旋轉(zhuǎn)機MGl或第二旋轉(zhuǎn)機MG2供給的電流值，控制第一旋轉(zhuǎn)機MGl的輸出轉(zhuǎn)矩(以下稱為MGl轉(zhuǎn)矩)Tmgl或第二旋轉(zhuǎn)機MG2的輸出轉(zhuǎn)矩(以下稱為MG2轉(zhuǎn)矩)Tmg2。
[0040]該混合動力系統(tǒng)100是將發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸11、MGl旋轉(zhuǎn)軸12和MG2旋轉(zhuǎn)軸13同心地配置的單軸式的系統(tǒng)。動力傳遞裝置I構成為能夠進行各動力源的相互間的動力傳遞，并且還能夠進行各個動力源和驅(qū)動輪W之間的動力傳遞。因此，該動力傳遞裝置I具備與發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸11、MG1旋轉(zhuǎn)軸12和MG2旋轉(zhuǎn)軸13分別單獨地連結的動力分配機構20。
[0041]動力分配機構20具有相互間能夠差動旋轉(zhuǎn)的多個旋轉(zhuǎn)要素，在該各個旋轉(zhuǎn)要素中的4個旋轉(zhuǎn)要素上連接有發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸11、MG1旋轉(zhuǎn)軸12、MG2旋轉(zhuǎn)軸13和驅(qū)動輪W。該動力分配機構20由兩個差動裝置(第一差動裝置21和第二差動裝置22)構成。
[0042]第一差動裝置21是具有太陽輪S1、小齒輪P1、齒圈Rl和行星輪架Cl的第一行星齒輪裝置，與發(fā)動機ENG和第一旋轉(zhuǎn)機MGl連結。在該示例的結構中，發(fā)動機ENG經(jīng)由后述的摩擦離合器40與行星輪架Cl連結，第一旋轉(zhuǎn)機MGl的MGl旋轉(zhuǎn)軸12與太陽輪SI連結。齒圈Rl與驅(qū)動輪W側(cè)連結。