用於混合動力車輛的控制裝置製造方法

2023-12-11 03:18:57 2

用於混合動力車輛的控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及用於混合動力車輛的控制裝置。在停止發動機時，如果發動機的負扭矩被移除以防止發動機反向旋轉，則變得不可能抑制發動機的壓縮導致的反作用力，並且扭矩波動的大小增加。作為針對這種現象的措施，從第一電動機輸出扭矩，直至阻尼器採取被沿著負方向扭轉的狀態。因此，能夠利用其中滯後扭矩是大滯後扭矩的範圍，滯後扭矩能夠有效地減小扭矩波動的大小，並且此時產生的齒輪嘎嘎的噪聲能夠受到抑制。
【專利說明】用於混合動力車輛的控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用於混合動力車輛的控制裝置，該混合動力車輛被構造為包括發動機、電動機，和置入在發動機和電動機之間的動力傳遞路徑中的阻尼器。
【背景技術】
[0002]被構造為包括發動機、電動機和在發動機和電動機之間的動力傳遞路徑中配備有滯後機構的阻尼器的混合動力車輛是眾所周知的。例如，在日本專利申請公報N0.2006-29363 (JP-2006-29363A)中描述的動力傳遞裝置也是一個這樣的實例。在日本專利申請公報N0.2006-29363 (JP-2006-29363A)的阻尼器中，在扭轉角度在其中扭矩被從驅動輪側傳遞的負側扭轉範圍中波動時產生大的滯後扭矩。因此，在起動和停止發動機時弓I起的突然的扭矩波動被有效地阻尼。此外，通過在扭轉角度在其中扭矩被從發動機側傳遞的正側扭轉範圍中波動時產生小的滯後扭矩，在發動機穩態操作期間的扭矩波動被有效地阻尼。
[0003]此外，通常，在混合動力車輛中，發動機的起動和停止被頻繁地重複。已經提出關於起動和停止這個發動機的控制的多種控制方法。例如，在於日本專利申請N0.2010-167921中描述的車輛動力傳遞裝置中，在停止發動機時，從電動機輸出在減小發動機的轉速的方向上的負扭矩，在發動機停止之前即刻地，該扭矩被移除，並且稍微地輸出在增加發動機的轉速的方向上的正扭矩以防止發動機的反向旋轉。
[0004]順便提一句，已知的是，如果在發動機的停止控制期間如在日本專利申請N0.2010-167921中在旋轉停止之前即刻地移除被輸出用於減小發動機的轉速的、電動機的負扭矩，則在發動機的燃燒室中的壓縮引起的反作用力不能受到抑制，扭矩波動的大小增加，並且由於扭矩波動，齒輪的嘎嘎噪聲產生。此外，日本專利申請公報N0.2006-29363(JP-2006-29363A)的、用於混合動力車輛的阻尼器具有如此特性，即，如果在沿著扭矩沿其被從發動機側傳遞的正方向的扭轉中，相對扭轉角度等於或者小於預定值，則小的滯後扭矩產生。在具有如在該日本專利申請公報N0.2006-29363 (JP-2006-29363A)中的扭轉特性(滯後特性)的阻尼器中，在其中執行如在日本專利申請N0.2010-167921中的發動機停止控制的情形中，如果從其中電動機的扭矩是負扭矩的狀態開始移除扭矩，則其中產生小的滯後扭矩的範圍得以利用。此外，即便從電動機輸出正扭矩，它的值也是小的。因此，阻尼器在其振動時可以被沿著正方向扭轉，並且此時產生小的滯後扭矩。相應地，在停止發動機時引起的扭矩波動不能被大的滯後扭矩有效地阻尼，並且難以抑制扭矩波動引起的齒輪的嘎嘎噪聲。

【發明內容】

[0005]已經鑑於前面的情況做出了本發明。在被構造為包括發動機、電動機，和被置入發動機和電動機之間的阻尼器的混合動力車輛中，提供一種能夠在停止發動機時抑制齒輪嘎嘎的噪聲的、用於混合動力車輛的控制裝置。[0006]因此，根據本發明的一個方面，提供一種用於混合動力車輛的控制裝置，該混合動力車輛配備有發動機、電動機，和具有滯後機構的阻尼器，滯後機構被置於在發動機和電動機之間的動力傳遞路徑上。該滯後機構具有如此特性，即，由於在其中阻尼器從電動機朝向發動機傳遞驅動力的情形中的負方向上的阻尼器的扭轉而產生的滯後扭矩大於由於在其中阻尼器從發動機朝向電動機傳遞驅動力的情形中的正方向上的阻尼器的扭轉而產生的滯後扭矩，並且在停止發動機時，滯後機構利用電動機減小發動機轉速。該控制裝置的特徵在於執行以下控制，即，在停止發動機時，電動機的扭矩被輸出，使得當扭矩在用於驅動發動機的方向上被從電動機供應到發動機時，阻尼器被沿著負方向扭轉。
[0007]在停止發動機時，如果負扭矩被從電動機輸出以減小發動機轉速並且然後被移除以防止發動機的反向旋轉，則發動機的壓縮引起的反作用力不能受到抑制，並且扭矩波動的大小增加。作為針對這種現象的措施，根據如上所述用於混合動力車輛的控制裝置，扭矩被從電動機輸出直至阻尼器採取被沿著負方向扭轉的狀態。因此，其中滯後扭矩是大的滯後扭矩的範圍能夠得以利用，並且滯後扭矩能夠有效地減小扭矩波動的大小。相應地，能夠減小在停止發動機時引起的扭矩波動的大小。因此，此時產生的齒輪嘎嘎的噪聲能夠受到抑制。
[0008]此外，在用於混合動力車輛的控制裝置中，引起阻尼器處於被沿著負方向扭轉的狀態中的、電動機的扭矩可以被設為如下的值，所述值確保扭轉大於由在停止所述發動機時導致的扭矩波動引起的扭轉。以此方式，在停止發動機時，阻尼器總是採取被沿著負方向扭轉的狀態。因此，能夠可靠地利用其中滯後扭矩是大的範圍。相應地，這個滯後扭矩能夠有效地阻尼扭矩波動。
[0009]此外，在停止所述發動機時，可以根據在用於驅動所述發動機的方向上從所述電動機輸出的扭矩的大小來改變在所述發動機轉速通過所述電動機被降低時的扭矩的大小。在停止發動機時，如果沿著用於驅動發動機的方向從電動機輸出的扭矩的大小增加，則變得難以在預定時間內停止發動機。因此，從電動機輸出以減小發動機轉速的扭矩根據沿著用於驅動發動機的方向從電動機輸出的扭矩而改變，由此發動機轉速被快速地減小，並且發動機能夠在預定時間內停止。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]將在下面參考附圖描述本發明的一個示例性實施例的特徵、優點，以及技術和工業意義，其中類似的數字表示類似的元件，並且其中:
[0011]圖1是示意用於應用本發明的混合動力車輛的車輛驅動單元的主視圖，以及示出控制系統的基本部分的概略構造視圖；
[0012]圖2是用於詳細地示意圖1所示阻尼器裝置的構造的截面視圖；
[0013]圖3是如從箭頭A的方向觀察地圖2的阻尼器裝置的局部剖切A箭頭視圖；
[0014]圖4是特別地以更加簡化的方式示出在圖3的阻尼器裝置中的第二板的懸臂梁部分的周邊的視圖；
[0015]圖5是示出圖2的阻尼器裝置的扭轉特性的視圖；
[0016]圖6包括示出在當執行在傳統上執行的發動機停止控制時的操作狀態的時間表；
[0017]圖7包括示出在當執行根據本申請的發明的發動機停止控制時的操作狀態的時間表；
[0018]圖8包括用於示意當執行根據本申請的發明的發動機停止控制時引起的問題的時間表；
[0019]圖9包括示出在當執行根據本申請的發明的發動機停止控制時的操作狀態的其它時間表；並且
[0020]圖10是用於示意圖1的電子控制單元的控制操作，即，使得在停止發動機時減小齒輪嘎嘎的噪聲的產生成為可能的控制操作的基本部分的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]將在下文中參考附圖詳細地描述本發明的實施例。在本發明的以下實施例中，附圖在適當時被簡化或者修改，並且分別的部分的尺寸比率、形狀等不必被準確地描繪。在這裡應該指出，在將在下面描述的本發明的實施例中，沿著正方向從發動機朝向電動機傳遞驅動力的阻尼器的扭轉被視為在當發動機的扭矩經由阻尼器被傳遞到電動機側時的扭轉。在其中從電動機側停止發動機，即，沿著用於減小發動機轉速的這種方向的扭矩已經經由阻尼器傳遞的情形中，也發生相同的扭轉。
[0022]此外，沿著負方向從電動機朝向發動機傳遞驅動力的阻尼器的扭轉被視為在當從電動機驅動發動機，即，沿著用於增加發動機轉速的這種方向的扭矩經由阻尼器傳遞時的扭轉。
[0023]圖1是示意用於應用本發明的混合動力車輛8的車輛驅動單元10的概略構造視圖。車輛驅動單元10被構造為包括發動機24、動力傳遞裝置12,和設置在發動機24和動力傳遞裝置12之間的、在以後描述的阻尼器38。參考圖1，這個車輛驅動單元10被如此設計，使得在車輛中，作為主驅動源的發動機24的扭矩經由阻尼器38和將在以後描述的行星齒輪系26而被傳遞到輪側輸出軸14，並且然後經由差動齒輪機構16被從輪側輸出軸14傳遞到一對右和左驅動輪18。此外，這個車輛驅動單元10設置有第二電動機MG2，其能夠選擇性地執行用於輸出用於運行的驅動力的動力運行控制和用於恢復能量的再生控制。這個第二電動機MG2經由自動變速器22而被聯接到前述輪側輸出軸。相應地，被從第二電動機MG2傳遞到輪側輸出軸的輸出扭矩根據在自動變速器22中設定的速度比Y s (=第二電動機MG2的轉速Nmg2/輪側輸出軸的轉速Nout)而被增加或者減小。
[0024]在第二電動機MG2和驅動輪18之間的動力傳遞路徑中置入的自動變速器22被如此構造，使得能夠建立具有大於「I」的速度比Y s的多個齒輪級。在其中從第二電動機MG2輸出扭矩的動力運行期間，扭矩能夠增加並且傳遞到輪側輸出軸。因此，第二電動機MG2構造有甚至更低的容量或者甚至更小的尺寸。因此，如果由於例如高車輛速度，輪側輸出軸的轉速Nout增加，則速度比Y s減小以減小第二電動機MG2的轉速(在下文中被稱作第二電動機轉速)Nmg2，從而在良好的狀況中保持第二電動機MG2的操作效率。此外，如果輪側輸出軸的轉速Nout降低，則速度比Y s增加以增加第二電動機轉速Nmg2。
[0025]前述動力傳遞裝置12被構造為配備有第一電動機MGl和第二電動機MG2，並且將發動機24的扭矩傳遞到驅動輪18。前述發動機24是燃燒用於汽油發動機、柴油發動機等的燃料並且輸出動力的已知內燃機，並且被如此構造，使得操作狀態諸如節氣門開度、進氣量、燃料供應量、點火正時等以電氣方式由主要地由微型計算機構成的、用於發動機控制的電子控制單元(E-ECU)(未示出)控制。來自檢測加速器踏板的操作量的加速器操作量傳感器AS、用於檢測制動踏板是否已經操作的制動器傳感器BS等的檢測信號被供應到前述電子控制單元。
[0026]前述第一電動機MGl (電動機)例如是同步電動機，並且被構造為選擇性地形成用作產生驅動扭矩Tml的電動機的功能和用作發電機的功能。第一電動機MGl經由逆變器30而被連接到蓄電裝置32諸如電池、電容器等。另外，逆變器30由主要地由微型計算機構成的、用於馬達-發電機控制的電子控制單元(MG-ECT)(未示出)控制，由此第一電動機MGl的輸出扭矩Tml或者再生扭矩Tml被調節或者設定。附帶說一句，第一電動機MGl對應於本發明的電動機。
[0027]行星齒輪系26是單小齒輪式行星齒輪機構，其配備有太陽齒輪S0、環形齒輪R0，和齒輪架CAO作為三個旋轉元件以引起已知的差動效應。環形齒輪RO被與太陽齒輪SO同心地布置。齒輪架CAO支撐與這個太陽齒輪SO和這個環形齒輪RO嚙合的小齒輪PO，從而小齒輪PO能夠圍繞它的自身軸線並且圍繞齒輪架CAO旋轉。行星齒輪系26被與發動機24和自動變速器22同心地設置。行星齒輪系26和自動變速器22中的每一個關於中心線對稱地構造，並且因此在圖1中省略了其下半部。
[0028]在本發明的該實施例中，發動機24的曲軸36經由阻尼器38和動力傳遞軸39而被聯接到行星齒輪系26的齒輪架CA0。在另一方面，第一電動機MGl被聯接到太陽齒輪S0，並且輪側輸出軸被聯接到環形齒輪R0。這個齒輪架CAO用作輸入元件，太陽齒輪SO用作反作用力元件，並且環形齒輪RO用作輸出元件。
[0029]在前述行星齒輪系26中，如果響應於輸入到齒輪架CAO的、發動機24的輸出扭矩，由第一電動機MGl產生的反扭矩Tml被輸入太陽齒輪S0，則直接給付扭矩出現在作為輸出元件的環形齒輪RO中。因此，第一電動機MGl用作發電機。此外，當環形齒輪RO的轉速，即，輪側輸出軸14的轉速(輸出軸轉速)Nout是恆定的時，第一電動機MGl的轉速Nmgl改變以增加或者減小，由此發動機24的轉速(發動機轉速)Ne能夠連續地(無級地)改變。
[0030]根據本發明的該實施例的自動變速器22由一對拉維娜(Ravigneaux)式行星齒輪機構構成。即，自動變速器22設置有第一太陽齒輪SI和第二太陽齒輪S2，塔式小齒輪Pl的大直徑部分與第一太陽齒輪SI哨合,塔式小齒輪Pl的小直徑部分與小齒輪P2哨合,並且小齒輪P2與被與太陽齒輪SI和S2中的每一個同心地布置的環形齒輪R1(R2)嚙合。前述小齒輪Pl和P2中的每一個以能夠圍繞它的自身軸線和圍繞齒輪架CAl (CA2)旋轉的方式由公共的齒輪架CAl (CA2)保持。此外，第二太陽齒輪S2與小齒輪P2嚙合。
[0031]通過經由逆變器40由用於馬達-發電機控制的電子控制單元(MG-ECT)控制，從而輔助輸出扭矩或者再生扭矩被調節或者設定，使得第二電動機MG2 (電動機)用作電動機或者發電機。第二電動機MG2被聯接到第二太陽齒輪S2，並且前述齒輪架CAl被聯接到輪側輸出軸。第一太陽齒輪SI和環形齒輪Rl與分別的小齒輪Pl和P2—起地構成等價於雙小齒輪式行星齒輪系的機構。此外，第二太陽齒輪S2和環形齒輪Rl與小齒輪P2 —起地構成等價於單小齒輪式行星齒輪系的機構。
[0032]另外，自動變速器22設置有設置在第一太陽齒輪SI和作為非旋轉部件的外罩42之間以選擇性地固定第一太陽齒輪SI的第一制動器BI,和設置在環形齒輪Rl和外罩42之間以選擇性地固定環形齒輪Rl的第二制動器B2。這些制動器BI和B2中的每一個是通過使用摩擦作用力產生制動力的所謂的摩擦接合裝置，並且能夠採用多盤式接合裝置或者帶式接合裝置。另外，這些制動器BI和B2中的每一個被如此構造，使得其扭矩容量根據由分別地是液壓缸等的制動器BI液壓致動器和制動器B2液壓致動器中的相應的一個液壓致動器產生的接合壓力連續地改變。
[0033]如上所述地構造的自動變速器22被如此構造，使得第二太陽齒輪S2用作輸入元件，齒輪架CAl用作輸出元件，如果制動器BI被接合，則具有大於「I」的速度比Ysh的高檔位速度H得以建立，並且如果第二制動器B2而非第一制動器BI被接合，則具有大於高檔位速度H的速度比Y sh的速度比Y si的低檔位速度L得以建立。S卩，自動變速器22是兩級變速器，並且基於運行狀態諸如車輛速度V、要求驅動力(或者加速器操作量)等執行在這些檔位速度H和L之間的切換。更加具體地，檔位速度範圍被預先作為映射(檔位圖表)確定，並且以如此方式執行控制使得根據檢測到的操作狀態設定檔位速度之一。
[0034]圖2是用於詳細地示意圖1所示阻尼器38的構造的截面視圖。阻尼器38圍繞旋轉軸線C被設置在發動機24和行星齒輪系26之間，從而能夠傳遞動力。附帶說一句，圖1所示動力傳遞軸39花鍵配合在阻尼器38的內周邊部分中。附帶說一句，第一電動機MGl經由行星齒輪系26而被聯接到阻尼器38，從而能夠傳遞動力。因此，阻尼器38置入在發動機24和第一電動機MGl之間的動力傳遞路徑中。
[0035]阻尼器38被構造為包括一對盤板56、轂58、卷簧62、軟墊63、第一滯後機構64、第二滯後機構65，和扭矩限制器機構68。盤板56能夠圍繞旋轉軸線C旋轉。轂58能夠相對於盤板56圍繞旋轉軸線C旋轉。卷簧62被置入盤板56和轂58之間，將盤板56和轂58相互聯接從而能夠傳遞動力，並且由彈簧鋼製成。軟墊63分別地結合在卷簧62中。第一滯後機構64在盤板56和轂58之間產生小滯後扭矩Hl。第二滯後機構65被設置在轂58的外周邊端部處，並且在盤板56和轂58之間產生大於小滯後扭矩Hl的滯後扭矩H2。扭矩限制器機構68被設置在盤板56的外周邊側上。附帶說一句，第一滯後機構64和第二滯後機構65構成本發明的滯後機構。
[0036]盤板56由一對左和右平圓形板，即，第一盤板70 (在下文中第一板70)和第二盤板72 (在下文中第二板72)構成，並且其外周邊部分被鉚釘66緊固到彼此從而在其間的相對旋轉是不可能，同時卷簧62和轂58沿著軸向方向被板70和72夾緊。附帶說一句，鉚釘66還用作用於將在以後描述的、作為扭矩限制器機構68的構件的襯板76的緊固部件。用於容納卷簧62的多個第一開口孔70a沿其周向方向通過第一板70形成。此外，用於容納卷簧62的多個開口孔72a在分別地對應於第一開口孔70a的位置處同樣沿其周向方向通過第二板72形成。另外，多個卷簧62被以相等的角度間隔容納在由第一開口孔70a和第二開口孔72a形成的空間中。因此，如果盤板56圍繞旋轉軸線C旋轉，則還引起卷簧62以類似的方式圍繞旋轉軸線C旋轉。此外，柱狀軟墊63分別地結合在卷簧62中。
[0037]轂58由筒部分58a、圓板狀凸緣部分58b，和多個突起部分58c構成。筒部分58a在其內周邊部分中配備有動力傳遞軸39被花鍵裝配於此的內周邊齒。凸緣部分58b從筒部分58a的外周邊端面沿著徑向向外延伸。突起部分58c從凸緣部分58b進一步沿著徑向向外突出。另外，卷簧62沿著旋轉方向置入在形成在分別的突起部分58c之間的空間中。因此，如果轂58圍繞旋轉軸線C旋轉，則還使得卷簧62以類似的方式圍繞旋轉軸線C旋轉。通過如此構造，在根據在盤板56的部件和轂58之間的相對旋轉量彈性地變形時，卷簧62傳遞動力。例如，如果盤板56旋轉，則每一個卷簧62的一端受到擠壓，並且每一個卷簧62的另一端擠壓轂58的突起部分58c中的相應的一個，從而轂58旋轉。此時，卷簧62在彈性地變形時傳遞動力，由此扭矩波動引起的衝擊被卷簧62吸收。
[0038]第一滯後機構64在卷簧62的內周邊側上被沿著軸向方向設置在盤板56和轂58的凸緣部分58b之間。另外，滯後機構64被構造為包括第一部件64a、第二部件64b，和盤簧64c。第一部件64a被置入第一板70和凸緣部分58b之間。第二部件64b被置入第二板72和凸緣部分58b之間。盤簧64c在預加載狀態中置入在第二部件64b和第二板72之間，並且朝向凸緣部分58b —側擠壓第二部件64b。附帶說一句，第一部件64a的部分被裝配於在第一板70中形成的凹口中，由此防止第一部件64a和第一板70相對彼此旋轉。此夕卜，第二部件64b2的部分裝配於在第二板72中形成的凹口中，由此防止第二部件64b和第二板72相對彼此旋轉。在如上所述地構造的第一滯後機構64中，當轂58相對於盤板56滑動時，由於在一方面凸緣部分58b和另一方面第一板70和第二板72之間產生摩擦作用力，滯後扭矩得以產生。附帶說一句，第一滯後機構64被如此設計，使得在正側扭轉角度範圍和負側扭轉角度範圍中產生相對小的滯後扭矩Hl (小滯後)。在阻尼在發動機的怠速操作或者穩態操作期間引起的、具有相對小的大小的扭轉振動時，這個小滯後扭矩Hl是有利的。
[0039]扭矩限制器機構68被設置在盤板56的外周邊側上，並且具有防止傳遞超過預設極限扭矩Tlm的扭矩的功能。扭矩限制器機構68被構造為包括環形板狀襯板76、支撐板78、環形板狀壓板80、第一摩擦材料81、第二摩擦材料82，和錐形盤簧83。襯板76通過與盤板56 —起地被鉚釘66緊固而與盤板56 —起地旋轉。支撐板78被布置在外周邊側上，並且能夠圍繞旋轉軸線C旋轉。壓板80被布置在支撐板78的內周邊側上，並且能夠圍繞旋轉軸線C旋轉。第一摩擦材料81被置入壓板80和襯板76之間。第二摩擦材料82被置入襯板76和支撐板78之間。盤簧83在預加載狀態中置入在壓板80和支撐板78之間。
[0040]支撐板78由平圓形的第一支撐板78a和圓板狀第二支撐板78b構成。用於將飛輪(未示出)固定到支撐板78a和78b的、用於螺栓緊固的螺栓孔(未示出)分別地通過支撐板78的外周邊部分形成。第一支撐板78a的內周邊部分軸向地撓曲，從而在第一支撐板78a和第二支撐板78b之間形成空間。在這個空間中，盤簧83、壓板80、第一摩擦材料81、襯板76,和第二摩擦材料82按照這個次序從第一支撐板78a朝向第二支撐板78b沿著軸向方向被容納。
[0041]襯板76是環形板狀部件，其內周邊部分被鉚釘66與第一板70和第二板72 —起地固定。此外，壓板80也以類似的方式以環形板的形狀形成。第一摩擦材料81被置入這個壓板80和襯板76之間。第一摩擦材料81被以例如環形板的形狀形成。可替代地，第一摩擦材料81可以被以圓弧的形狀(以小片的形狀)形成，並且這些小片可以沿著周向方向被以相等的角度間隔布置。附帶說一句，這個第一摩擦材料81附著到襯板76—側，但是可以附著到壓板80 —側。
[0042]此外，第二摩擦材料82被置入第二支撐板78b的內周邊部分和襯板76之間。如關於第一摩擦材料81的情形，第二摩擦材料82被以例如環形板的形狀形成。可替代地，第二摩擦材料82可以被以圓弧的形狀(以小片的形狀)形成，並且這些小片可以沿著周向方向被以相等的角度間隔布置。附帶說一句，這個第二摩擦材料82附著到襯板76—側，但是可以附著到第二支撐板78b —側。
[0043]盤簧83在預加載狀態中置入在第一支撐板78a和壓板80之間。盤簧83被呈錐形地形成、具有在壓板80上鄰靠的內周邊端部和在第一支撐板78a上鄰靠的外周邊端部，並且在變形至使得引起預加載(盤簧負載W)的這種撓曲程度之後置入。相應地，盤簧83利用盤簧負載W朝向襯板76 一側軸向地擠壓壓板80。然後，通過調節在壓板80和第一摩擦材料81之間的摩擦表面和在第二支撐板78b和第二摩擦材料82之間的摩擦表面的摩擦係數μ、摩擦材料81和82的操作半徑r，和盤簧83的盤簧負載W，極限扭矩Tlm被設定為目標值。然後，如果超過極限扭矩Tlm的扭矩被輸入扭矩限制器機構68，則在壓板80和第一摩擦材料81之間的摩擦表面上並且在第二支撐板78b和第二摩擦材料82之間的摩擦表面上發生滑移。結果，防止了超過極限扭矩Tlm的扭矩的傳遞。
[0044]第二滯後機構65是設置在轂58和盤板56的外周邊部分處的機構，並且在其間產生滑動阻力(摩擦作用力)以產生大於由第一滯後機構64產生的小滯後扭矩Hl的滯後扭矩H2。此外，圖3是如從箭頭A的方向觀察地圖2的阻尼器38的局部剖切A箭頭視圖。此外，圖3的一個部分被表示成透視圖。如在圖2和3中所示，在轂58的突起部分58c的外周邊側上基本平行於盤板56的兩個端面上，由例如樹脂材料等製成的矩形(小片形)摩擦板90分別地被鉚釘92固定。
[0045]此外，如在圖3中所示，L形凹口 94形成在第二板72中。凹口 94從第二板72的外周邊端部朝向內周邊側延伸，並且進一步沿著周向方向(旋轉方向)從內周邊部分形成。由於形成這個凹口 94，平行於旋轉方向的扇形懸臂梁部分96在第二板72上形成。懸臂梁部分96形成在與突起部分58c的摩擦板90在此處固定的區域相同的徑向位置處。進而，懸臂梁部分96沿著旋轉方向朝向轂58 —側(摩擦板90 —側)以預定梯度S被以漸縮方式形成。相應地，如果轂58和第二板72彼此相對地旋轉，則在卷簧62被壓縮時，摩擦板90和懸臂梁部分96在彼此之上鄰靠並且開始滑動。附帶說一句，雖然未在圖3中示出，但是被以類似於第二板72的形狀形成的懸臂梁部分98同樣形成在圖2所示第一板70上。
[0046]圖4是特別地以更加簡化的方式示出在圖3的阻尼器38中第二板72的懸臂梁部分96的周邊的視圖。附帶說一句，第二板72實際上具有平圓形形狀，但是圖4是其中第二板72被以直線方式展開的視圖。相應地，利用相同的標記，由虛線示意的轂58的突起部分58c還實際上圍繞旋轉軸線C旋轉，但是在圖4中以直線方式(沿著圖4中的橫向方向)移動。此外，圖4的上部所示視圖是在下面示出的懸臂梁部分96和突起部分58c的側視圖。附帶說一句，在圖4中省略了固定到突起部分58c的摩擦板90。
[0047]如還從圖4的側視圖明顯地，懸臂梁部分96以預定梯度S傾斜。相應地，如果突起部分58c (轂58)和第二板72彼此相對地旋轉並且突起部分58c在懸臂梁部分96上形成鄰靠，則突起部分58c和第二板72相對於彼此滑動。具體地，如果突起部分58c在圖4中相對於第二板72向左移動,貝U突起部分58c和懸臂梁部分96與以漸縮方式與形成懸臂梁部分96相關聯地在彼此之上形成鄰靠，並且在轂58隨著扭轉角度Θ改變時擠壓懸臂梁部分96時相對於彼此滑動。附帶說一句，雖然在圖3和4中示出第二板72的懸臂梁部分96，但是第一板70的懸臂梁部分98也以類似的方式滑動。
[0048]以此方式，如果突起部分58c與懸臂梁部分96和98分別地相對於彼此滑動，則分別地固定到突起部分58c的摩擦板90與分別地懸臂梁部分96和98之間產生摩擦作用力，並且相應於此的滯後扭矩H2得以產生。即，懸臂梁部分96和98具有在傳統的滯後機構中的盤簧和滑動部件這兩者的功能。通過調節摩擦板90和轂58的板厚度、在第一板70和第二板72之間的間隙、在第一板70和第二板72中形成的凹口的形狀、第一板70和第二板72的懸臂梁部分96和98的梯度S (漸縮角度)等以調節被施加到摩擦板90的擠壓負載，這個滯後扭矩H2被設定為目標滯後扭矩H2。此外,第二滯後機構65相對於第一滯後機構64被布置在沿著徑向方向的外周邊側上。因此，能夠產生大於小滯後扭矩Hl的滯後扭矩H2。附帶說一句，還能夠通過調節凹口的形狀和懸臂梁部分96和98的梯度S而適當地調節此時滯後扭矩H2開始產生的扭轉角度Θ。
[0049]在這裡應該注意，本發明的這個實施例的第二滯後機構65被如此設定，使得在其中沿著用於驅動發動機24的這種方向(沿著用於增加發動機的轉速的這種方向)的扭矩(驅動力)已經被從驅動輪側(第一電動機側)朝向發動機24傳遞，S卩，阻尼器38已經被沿著負方向(朝向負側)扭轉的情形中，滯後扭矩H2得以產生。即，摩擦板90被以如此方式設定，使得當沿著用於驅動發動機的這種方向的扭矩已經被從驅動輪側(第一電動機側)傳遞時相對於懸臂梁部分96和98滑動。在另一方面，摩擦板90與懸臂梁部分96和98被以如此方式設定，使得在其中扭矩(驅動力)被從發動機側傳遞於此的阻尼器38已經被沿著正方向(朝向正側)扭轉的情形中並不分別地相對於彼此滑動。
[0050]例如，在圖3中，如果轂58被以如此方式設定，使得當扭矩被從驅動輪側(在負側扭轉角度範圍中)傳遞時逆時針旋轉(從而突起部分58c在圖4中向左移動)，則懸臂梁部分96和摩擦板90在扭轉角度Θ改變時相對於彼此滑動。在另一方面，如果轂58被以如此方式設定，使得當扭矩被從發動機側(在正側扭轉角度範圍中)傳遞時在圖3中順時針旋轉(從而突起部分58c在圖4中向右移動)，則摩擦板90遠離懸臂梁部分96地移動。因此，即便扭轉角度Θ改變，懸臂梁部分96和摩擦板90也不相對於彼此滑動。相應地，在其中扭矩(驅動力)被從發動機側朝向驅動輪側傳遞的情況下阻尼器38沿著正方向(在正側上)的扭轉角度範圍中，第二滯後機構65不產生滯後扭矩H2。在其中沿著驅動方向的扭矩(驅動力)被從驅動輪側朝向發動機24傳遞的情況下阻尼器38沿著負方向(在負側上)的扭轉角度範圍中，第二滯後機構65產生滯後扭矩H2。
[0051]圖5示出根據本發明這個實施例的阻尼器38的扭轉特性。附帶說一句，橫坐標軸線代表扭轉角度Θ (rad)，並且縱坐標軸線代表扭矩(Nm)。如在圖5中所示，在其中扭轉角度Θ沿著正方向(在正側上)，即，扭矩(驅動力)被從發動機側傳遞的扭轉角度範圍中，產生小滯後扭矩Hl。如上所述,這是因為僅僅第一滯後機構64操作並且第二滯後機構65並不操作。在另一方面，在其中扭轉角度Θ在負側上，S卩，施加到發動機驅動側的扭矩是從驅動輪側傳遞的扭轉角度範圍中，第二滯後機構65操作。因此,作為小滯後扭矩Hl和滯後扭矩H2之和的大滯後扭矩(H1+H2)產生。
[0052]在配備有如上所述地構造的阻尼器38的混合動力車輛8中，當發動機24停止時，第一電動機MGl執行發動機停止控制。具體地，如果確定發動機24應該被停止，則從第一電動機MGl輸出負扭矩Tml，由此由於行星齒輪系26的差動效應而經由阻尼器38傳遞用於停止發動機24的扭矩。相應地，發動機轉速Ne降低。然後，在發動機24停止之前即刻地，執行用於移除從第一電動機MGl輸出的負扭矩Tml的控制以防止發動機24的反向旋轉。圖6包括示出在當執行在傳統上執行的發動機停止控制時發動機轉速Ne和第一電動機MGl的扭矩Tml (MGl扭矩)的操作狀態的時間表。參考圖6，如果確定發動機24應該在時間點tl停止，則負扭矩Tml被從第一電動機MGl輸出，由此由於行星齒輪系26的差動效應，沿著用於停止發動機24的這種方向的扭矩被傳遞到發動機24，並且發動機轉速Ne降低。然後，在當發動機轉速Ne變得等於或者低於預定值時的時間點t2，開始移除第一電動機MGl的負扭矩Tml，並且第一電動機MGl的扭矩Tml增加到在零附近的正值。如果如此移除扭矩，則在發動機24的燃燒室中的壓縮導致的反作用力不能受到抑制，扭矩波動的大小增加，並且在動力傳遞裝置12中產生齒輪嘎嘎的噪聲。附帶說一句，在本發明的該實施例中，第一電動機MGl的負扭矩Tml是沿著與發動機旋轉方向反向地施加的扭矩，並且第一電動機MGl的正扭矩Tml是沿著與發動機旋轉相同的方向施加的扭矩。
[0053]在這裡應該注意，當第一電動機MGl輸出負扭矩Tml時，減小發動機轉速Ne的扭矩被從驅動輪側(第一電動機側)傳遞到阻尼器38，從而阻尼器38採取被沿著與在其中沿著驅動方向的驅動力被從發動機24朝向驅動輪側傳遞的狀態中相同的正方向(在正側上)扭轉的狀態。即，阻尼器38的扭轉角度Θ處於正範圍中。相應地，阻尼器38的扭轉角度θ處於其中產生圖5所不小滯後扭矩Hl的範圍中。在另一方面，當第一電動機MGl輸出正扭矩Tml時，從驅動輪側(第一電動機側)朝向發動機24的增加發動機轉速Ne的扭矩被傳遞到阻尼器38，並且因此阻尼器38採取被沿著負方向(在負側上)扭轉的狀態。即，阻尼器38的扭轉角度Θ採取負值。相應地，阻尼器38的扭轉角度Θ處於其中產生圖5所示大滯後扭矩(Η1+Η2)的範圍中。
[0054]因此，在圖6的時間點t2處並且在此之後，第一電動機MGl的負扭矩的移除開始以轉變為正扭矩。此時，滯後扭矩的操作範圍是圖5所示點A。附帶說一句，即便第一電動機MGl的扭矩Tml轉變為正扭矩，其值也是小的。因此，如果阻尼器38由於扭矩波動而被高度地扭轉，則阻尼器38可以採取被沿著正方向(在正側上)扭轉的狀態，並且可以在此情形中產生小滯後扭矩。因此，如果在發動機停止期間開始移除第一電動機MGl的扭矩Tml，則扭矩波動的大小增加，但是此時不能產生大滯後扭矩(H1+H2)，從而難以利用大滯後扭矩阻尼這些扭矩波動。相應地，存在如此問題，即，難以如在圖6的時間點t2處和在此之後所示地抑制由於這些扭矩波動產生的齒輪嘎嘎的噪聲。
[0055]因此，在本發明的該實施例中，在停止發動機時，第一電動機MGl的扭矩Tml受到控制，並且圖5所示點B的範圍得以使用。因此，可靠地產生了大滯後扭矩(H1+H2)以減小扭矩波動的大小並且抑制齒輪嘎嘎的噪聲。
[0056]回過來參考圖1，電子控制單元100被構造為例如包括所謂的微型計算機，其配備有CPU、RAM、ROM、輸入/輸出接口等。在利用RAM的暫時存儲功能時，CPU根據預先存儲在ROM中的程序執行信號處理，由此執行車輛8的各種控制。例如，電子控制單元100執行發動機24的輸出控制，第一電動機MGl和第二電動機MG2的驅動控制和再生控制、自動變速器22的換檔控制等，並且根據需要分開地構造用於發動機控制、電動機控制、液壓控制(換檔控制)等。此外，電子控制單元100在功能上配備有作為本發明的基本部分的、執行發動機24的停止控制的發動機停止控制單元102。
[0057]如果確定發動機24應該被停止，例如，如果在發動機運行期間進行到馬達運行的轉變，則發動機停止控制單元102被致動。如果確定發動機24應該被停止，則發動機停止控制單元102停止向發動機24供應燃料，並且向逆變器30輸出從第一電動機MGl輸出負扭矩Tml的指令。因此，由於行星齒輪系26的差動效應，沿著用於停止發動機24的這種方向的扭矩經由阻尼器38被從齒輪架CAO傳遞到發動機24，並且因此發動機轉速Ne降低。然後，如果發動機轉速Ne變得等於或者低於預先設定的預定值或者如果自從發動機停止控制開始預先設定的預定時間逝去，則發動機停止控制單元102開始移除第一電動機MGl的負扭矩Tml，並且沿著正方向(朝向正側)進一步將扭矩Tml增加到在此處產生大滯後扭矩(H1+H2)的預定值α。第一電動機MGl的這個預定值α被設定為在此處阻尼器38被沿著負方向(朝向負側)扭轉到其中能夠足夠地使用大滯後扭矩的範圍，例如，其中阻尼器38在圖5的點B處操作的範圍等的扭矩。
[0058]圖7包括示意由發動機停止控制單元102執行的操作的結果的時間表。附帶說一句，實線示意根據本發明這個實施例的控制的操作結果，並且交替長和短劃線示出傳統控制的操作結果。如果確定發動機24應該在圖7的時間點tl處停止，則負扭矩Tml被從第一電動機MGl輸出，由此發動機轉速Ne降低。然後，如果發動機轉速Ne變得等於或者低於預定值或者在時間點t2處從tl起的逝去時間超過預定值時間，則開始移除第一電動機MGl的負扭矩。然後，如果第一電動機MGl的扭矩Tml在時間點t3處變得等於零，則第一電動機MGl的扭矩Tml轉變到正扭矩，並且如由實線示意地增加到預先設定的預定值α。這個預定值α被設定為在此處能夠足夠地使用大滯後的值，並且例如被設定為在圖5中的點B的範圍中的值。具體地，預定值α被設定為通過試驗或者分析預先獲得並且在此處獲得大於在停止發動機24時產生的扭矩波動導致的扭轉的扭轉的值，即，在此處即便扭矩波動導致扭轉該阻尼器38也總是被保持為負扭轉角度Θ的值。相應地，即便在停止發動機時扭矩波動發生，也能夠產生大的滯後扭矩，並且扭矩波動能夠被大滯後扭矩有效地阻尼。此外，預定值α不需要總是被設定為恆定值。例如，預定值α可以根據第一電動機MGl的電動機溫度等適當地改變。此外，在停止發動機時設定的預定值α可以通過例如學習控制而被適當地改變。
[0059]在這裡應該注意，因為第一電動機MGl的正扭矩Tml大於之前，所以發動機轉速Ne在如由圖8的實線示意的預定時間內可能未被減小。在這種情形中，如由圖9的實線示意地，被輸出以減小發動機轉速Ne的第一電動機MGl的負扭矩Tml的大小仍然被設定為大於由交替長短劃線示意的傳統控制的值。因此，由實線示意的發動機轉速Ne比在由交替長短劃線示意的傳統控制的情形中更加快速地降低。即便正扭矩Tml此後被控制為大於之前的值，發動機24也能夠在預定時間內停止。
[0060]在當發動機轉速Ne被這個電動機MGl減小時負扭矩Tml的大小優選地根據例如預定值α被改變為在停止發動機24時從電動機MGl輸出並且沿著用於驅動發動機24的這種方向施加的扭矩Tml。例如，在其中從第一電動機MGl輸出的預定值α根據第一電動機MGl的電動機溫度等改變的情形中，從第一電動機MGl輸出的負扭矩Tml在此時與預定值α成比例地增加。
[0061]圖10是用於示意電子控制單元100的控制操作，即，使得在停止發動機24時減小齒輪嘎嘎的噪聲的產生成為可能的控制操作的基本部分的流程圖。這個流程圖被以極短的循環時間例如大約幾微秒到幾十微秒的間隔反覆地執行。附帶說一句，圖10的所有的步驟SI到S4對應於發動機停止控制單元102。
[0062]首先，在步驟SI (將在下文中省略「步驟」)中確定是否已經作出停止發動機24的決定。具體地，這對應於例如其中車輛8的運行狀態從發動機運行轉變到馬達運行的情形等。如果SI的結果是否定的，則本例程終止。如果SI的結果是肯定的，則在S2中從第一電動機MGl輸出預先設定的負扭矩Tml。因此，用於停止發動機24的扭矩經由阻尼器38傳遞到發動機24，並且因此發動機轉速Ne降低。然後，在S3中確定用於開始所謂的扭矩移除以減小從第一電動機MGl輸出的負扭矩Tml的條件是否得以滿足。例如，如果發動機轉速Ne變得等於或者低於預先設定的預定值或者如果自從第一電動機MGl開始降低發動機轉速Ne開始預先設定的預定時間逝去，則這個步驟的結果是肯定的。如果S3的結果是否定的，則返回S2，並且負扭矩Tml被連續地從第一電動機MGl輸出。如果S3的結果是肯定的，則開始移除第一電動機MGl的負扭矩，並且第一電動機MGl的扭矩Tml增加到預先設定的預定值α。相應地，阻尼器38的扭轉角度Θ處於圖5所示點B的範圍中，並且能夠產生大的滯後扭矩。在停止發動機時產生的大的扭矩波動能夠被這個大的滯後扭矩有效地阻尼，並且齒輪嘎嘎的噪聲能夠受到抑制。
[0063]如上所述，根據本發明的這個實施例，如果在停止發動機時從第一電動機MGl輸出負扭矩Tml以減小發動機轉速Ne並且然後負扭矩Tml被移除以防止發動機24反向旋轉，則發動機24的壓縮導致的反作用力不能受到抑制，並且扭矩波動的大小增加。作為針對這種現象的措施，從第一電動機MGl輸出扭矩Tml直至阻尼器38採取被沿著負方向(朝向負偵D扭轉的狀態。因此，能夠利用其中滯後扭矩是大的範圍，並且滯後扭矩能夠有效地減小扭矩波動的大小。相應地，能夠減小在停止發動機時產生的扭矩波動的大小，並且因此此時產生的齒輪嘎嘎的噪聲能夠受到抑制。
[0064]此外，根據本發明的這個實施例，使得阻尼器38處於被沿著負方向(朝向負側)扭轉的狀態中的第一電動機MGl的扭矩Tml被設定為使得獲得大於在停止發動機時產生的扭矩波動導致的扭轉的扭轉的這種值。以此方式，當發動機停止時，阻尼器38總是處於被沿著負方向(朝向負側)扭轉的狀態中。因此，能夠利用其中滯後扭矩是大滯後扭矩的範圍。相應地，這個大滯後扭矩(Η1+Η2)能夠有效地阻尼扭矩波動。
[0065]雖然已經基於附圖在上文中詳細地描述了本發明的實施例，但是本發明同樣還能夠被應用於以下方面。
[0066]例如，在本發明前面的實施例中，混合動力車輛8被如此構造，使得第一電動機MGl經由行星齒輪系26而被聯接到阻尼器38和發動機24，但是還可以被如此構造，使得發動機24和電動機MGl經由離合器而被相互聯接或者被直接地相互聯接。即，本發明能夠適當地應用於如下的混合動力車輛，該混合動力車輛被如此構造，使得阻尼器38置入在發動機24和電動機MGl之間的動力傳遞路徑中。
[0067]此外，在本發明前面的實施例中，阻尼器38配備有第一滯後機構64和第二滯後機構65，由此實現如在圖5中所示的扭轉特性。然而，滯後機構的具體結構並不如此受到限制。即，特別地，如果阻尼器具有圖5所示扭轉特性，則阻尼器的具體機構不受限制。
[0068]此外，在本發明前面的實施例中，一旦阻尼器38採取負扭轉角度，便一致地產生大的滯後扭矩。然而，採用如此構造也是能夠接受的，其中例如在微小的扭轉角度範圍中產生小的滯後扭矩。
[0069]此外，在本發明前面的實施例中，設置了自動變速器22。然而，變速器的具體結構不僅限於自動變速器22，而是能夠被適當地改變為例如進一步的多級變速器、帶式無級變速器等。此外，可以省略變速器。
【權利要求】
1.一種用於混合動力車輛(8)的控制裝置，所述混合動力車輛配備有發動機(24)、電動機(MGl)和阻尼器(38)，所述阻尼器具有滯後機構(64、65)，所述滯後機構(64、65)被置於所述發動機(24)和所述電動機之間的動力傳遞路徑上，所述滯後機構(64、65)具有如下特性，即:由於在所述阻尼器(38)從所述電動機(MGl)朝向所述發動機(24)傳遞驅動力的情況下的負方向上的所述阻尼器(38)的扭轉而產生的滯後扭矩大於由於在所述阻尼器(38)從所述發動機(24)朝向所述電動機(MGl)傳遞驅動力的情況下的正方向上的所述阻尼器(38)的扭轉而產生的滯後扭矩，並且，在停止所述發動機(24)時，所述滯後機構(64、65)通過所述電動機(MGl)降低發動機轉速，所述控制裝置的特徵在於: 在停止所述發動機(24)時，所述電動機(MGl)的扭矩被輸出，使得當將扭矩從所述電動機(MGl)在用於驅動所述發動機(24)的方向上供應到所述發動機(24)時，所述阻尼器(38)在所述負方向上被扭轉。
2.根據權利要求1所述的用於混合動力車輛的控制裝置，其特徵在於: 導致所述阻尼器(38)處於在所述負方向上被扭轉的狀態中的所述電動機(MGl)的扭矩被設定為如下的值，所述值確保扭轉大於由在停止所述發動機(24)時導致的扭矩波動引起的扭轉。
3.根據權利要求1或2所述的用於混合動力車輛的控制裝置，其特徵在於: 在停止所述發動機(24)時，根據在用於驅動所述發動機(24)的方向上從所述電動機(MGl)輸出的扭矩的大小，來改變在所述發動機轉速通過所述電動機(MGl)被降低時的扭矩的大小。
【文檔編號】B60W30/20GK103863328SQ201310652742
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2012年12月7日
【發明者】後藤田研二, 林宏司, 上野弘記 申請人:豐田自動車株式會社