УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЕМ
CAR CONTROL DEVICE AND CAR CONTROL METHOD

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Область техники
[0001] Изобретение относится к устройству управления автомобилем и способу управления автомобилем.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Известен автомобиль, оснащенный двигателем, электромотором и вращающимся элементом, предусмотренным между двигателем и электромотором, и обладающий характеристикой, связанной с входным крутящим моментом. Здесь следует учитывать, что вращающийся элемент является, например, демпфирующим устройством, поглощающим вращательные колебания двигателя, трансмиссионным валом с заранее установленной жесткостью и т.п. Характеристики вращающегося элемента содержат жесткость, соответствующую изменению угла скручивания относительно изменения входного крутящего момента, гистерезис как разницу между входным крутящим моментом в то время, когда угол скручивания увеличивается, и входным крутящим моментом в то время, когда угол скручивания уменьшается, размер люфта как величина изменения угла скручивания в момент изменения знака входного крутящего момента в противоположную сторону и т.п.
Кроме того, характеристика вращающегося элемента может повлиять на выработку мощности, вибрационные свойства, шумовые характеристики и т.п. Поэтому допустимо принятие мер в части аппаратного и программного обеспечения, чтобы улучшить выработку мощности, вибрационные свойства, шумовые характеристики и т.п. на основе этой характеристики. Например, в патентной заявке Японии №2016-107673 (JP 2016-107673 А) предлагают изменить крутящий момент электромотора таким образом, чтобы изменить значение жесткости демпфирующего устройства на основе взаимодействия между входным крутящим моментом демпфирующего устройства и значением жесткости демпфирующего устройства при движении автомобиля с использованием электромотора в качестве источника движущей силы. Таким образом, предотвращают резонанс автомобиля в результате жесткости демпфирующего устройства.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Однако, если характеристика изменяется в связи с индивидуальной особенностью и т.п. вращающегося элемента, управление, основанное на заранее определенной характеристике, может не принести требуемого результата.
[0004] Изобретение предусматривает устройство управления автомобилем и способ управления автомобилем, обеспечивающие то, что управление, основанное на характеристике вращающегося элемента, осуществляется надлежащим образом выполняется независимо от изменения характеристики обусловленной индивидуальной особенностью и т.п. вращающегося элемента.
[0005] Первым аспектом изобретения является устройство управления автомобилем. Автомобиль содержит двигатель, первый электромотор, вращающийся элемент и механизм блокировки вращения. Вращающийся элемент предусмотрен между двигателем и первым электромотором. Вращающийся элемент обладает характеристикой, связанной с входным крутящим моментом. Механизм блокировки вращения выполнен с возможностью предотвращения вращения элемента сцепления вращающегося элемента на стороне двигателя как минимум в одном направлении. Устройство управления содержит электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью получения характеристики вращающегося элемента посредством применения крутящего момента к вращающемуся элементу первым электромотором и измерения угла скручивания вращающегося элемента, при этом механизм блокировки вращения предотвращает вращение элемента сцепления. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения заранее установленного управления на основе полученной характеристики вращающегося элемента.
[0006] Устройство управления автомобиля может дополнительно содержать второй электромотор, выполненный с возможностью использования в качестве источника движущей силы. Движущая сила автомобиля может быть сгенерирована благодаря силе противодействия, полученной от механизма блокировки вращения, когда первый электромотор применяет крутящий момент к вращающемуся элементу, при этом механизм блокировки вращения предотвращает вращение элемента сцепления. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью регулирования крутящего момента второго электромотора таким образом, чтобы уравновесить движущую силу, сгенерированную силой противодействия, когда крутящий момент применяется к вращающемуся элементу первым электромотором для получения характеристики.
[0007] При такой конфигурации крутящий момент второго электромотора регулируется таким образом, чтобы уравновесить движущую силу, сгенерированную применением силы противодействия к вращающемуся элементу электромотором, чтобы получить характеристику вращающегося элемента. Поэтому характеристику вращающегося элемента можно получить посредством ограничения странного чувства у пассажира, связанного с колебаниями движущей силы.
[0008] В устройстве управления вращающийся элемент может быть демпфирующим устройством.
[0009] Устройство управления автомобиля может дополнительно содержать ведущее колесо и дифференциальный механизм. Дифференциальный механизм может быть выполнен с возможностью распределения мощности двигателя на сторону первого электромотора и сторону ведущего колеса. Демпфирующее устройство может быть предусмотрено между двигателем и дифференциальным механизмом. Если крутящий момент применяется первым электромотором к демпфирующему устройству посредством дифференциального механизма, при этом механизм блокировки вращения предотвращает вращение элемента сцепления, сила противодействия, получаемая от механизма блокировки вращения, может быть передана на сторону ведущего колеса посредством дифференциального механизма, и электронный блок управления может быть выполнен с возможностью использования первого электромотора в качестве источника движущей силы.
[0010] При такой конфигурации вращающийся элемент является демпфирующим устройством. Демпфирующее устройство имеет такую характеристику как жесткость, относящуюся к изменению угла скручивания с учетом изменения входного крутящего момента, гистерезис как разницу между входным крутящим моментом в то время, когда угол скручивания увеличивается, и входным крутящим моментом в то время, когда угол скручивания уменьшается, размер люфта как изменение угла скручивания в то время, когда знак входного крутящего момента развернут в противоположную сторону и т.п. Если автомобиль движется с крутящим моментом, примененным к демпфирующему устройству, при запуске и останове двигателя или при работе тормоза двигателя и т.д., характеристика может влиять на выработку мощности, вибрационные свойства, шумовые характеристики и т.п. Управление для улучшения выработки мощности, вибрационных свойств, шумовых характеристик и т.п. может осуществляться на основе этих характеристик. В этом случае электронный блок управления получает характеристику, таким образом его управление осуществляется надлежащим образом на основе фактической характеристики независимо от изменения характеристики, получаемой из индивидуальной особенности и т.п. демпфирующего устройства.
[0011] Для устройства управления характеристикой может быть характеристика, касающаяся жесткости, соответствующей изменению угла скручивания с учетом изменения входного крутящего момента демпфирующего устройства. Характеристике может сопутствовать множество диапазонов входного крутящего момента с различными значениями жесткости. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью регулирования крутящего момента первого электромотора так, что достигается значение жесткости, при котором ограничивается резонанс автомобиля, на основе взаимодействия значений жесткости и входного крутящего момента, когда автомобиль передвигается с использованием первого электромотора в качестве источника движущей силы, при этом вращение элемента сцепления предотвращается механизмом блокировки вращения.
[0012] В устройстве управления автомобиля характеристику вращающегося элемента получают посредством применения электромотором крутящего момента к вращающемуся элементу и измерения угла скручивания вращающегося элемента, и заранее установленное управление выполняют на основе полученной характеристики, при этом механизм блокировки вращения предотвращает вращение элемента сцепления вращающегося элемента на стороне двигателя. Таким образом, заранее установленное управление может осуществляется надлежащим образом на основе фактической характеристики независимо от изменения характеристики, получаемой из индивидуальной особенности и т.п. вращающегося элемента.
[0013] При такой конфигурации, когда значение жесткости демпфирующего устройства имеет различные значения во множестве диапазонов входного крутящего момента и крутящий момент электромотора регулируется на основе характеристики с учетом жесткости так, что ограничивается резонанс автомобиля, характеристику с учетом жесткости получает блок получения характеристики. Таким образом, крутящий момент электромотора регулируется на основе точной характеристики независимо от индивидуальной особенности и т.п. демпфирующего устройства, и резонанс может быть надлежащим образом подавлен.
[0014] Вторым аспектом изобретения является способ управления автомобилем. Автомобиль содержит двигатель, первый электромотор, вращающийся элемент, механизм блокировки вращения и электронный блок управления. Вращающийся элемент предусмотрен между двигателем и первым электромотором. Вращающийся элемент обладает характеристикой, связанной с входным крутящим моментом. Механизм блокировки вращения выполнен с возможностью предотвращения вращения элемента сцепления вращающегося элемента на стороне двигателя как минимум в одном направлении. Способ управления содержит: получение электронным блоком управления характеристики вращающегося элемента посредством применения крутящего момента к вращающемуся элементу первым электромотором и, таким образом, измерение угла скручивания вращающегося элемента электронным блоком управления, при этом механизм блокировки вращения предотвращает вращение элемента сцепления; и выполнение электронным устройством управления заранее установленного управления на основе полученной характеристики вращающегося элемента.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0015] Отличительные признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примерного варианта осуществления настоящего изобретения раскрыты ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых одинаковые обозначения относятся к одинаковым элементам:
ФИГ. 1 - это принципиальная схема, иллюстрирующая приводную систему гибридного автомобиля, для которого применяют изобретение, и является видом, отображающим приводную систему гибридного автомобиля в сочетании с основной частью управляющей системы;
ФИГ. 2 является горизонтальной проекцией дифференциального механизма гибридного автомобиля на ФИГ. 1;
ФИГ. 3 является видом, отображающим пример взаимодействия между входным крутящим моментом Tin и углом скручивания Ф демпферного устройства на ФИГ. 1;
ФИГ. 4 - это вид, являющийся примером характеристики изменения жесткости, полученного из соотношения на ФИГ. 3;
ФИГ. 5 - это вид, являющийся примером гистерезиса В, полученного из соотношения на ФИГ. 3;
ФИГ. 6 - это вид, иллюстрирующий размер люфта С, полученного из соотношения на ФИГ. 3;
ФИГ. 7 - это блок-схема, точно иллюстрирующая сигнальный процесс, выполняемый электронным блоком управления на ФИГ. 1; и
ФИГ. 8 - это принципиальная схема измерения угла скручивания Ф при изменении входного крутящего момента Tin демпфирующего устройства на шагах S4 и S5 на ФИГ. 7.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0016] Двигатель автомобиля, к которому применяют изобретение, является двигателем внутреннего сгорания, генерирующим мощность посредством сжигания топлива, таким как бензиновый двигатель, дизельный двигатель и т.п. Мотор-генератор, который также может быть использован как генератор, предпочтительно использовать как электромотор. Вращающийся элемент с характеристикой для входного крутящего момента является, например, демпфирующим устройством, поглощающим вращательные колебания двигателя, трансмиссионным валом с заранее установленной жесткостью и т.п. Характеристики вращающегося элемента для входного крутящего момента содержат жесткость, соответствующую изменению угла скручивания относительно изменения входного крутящего момента, гистерезис как разницу между входным крутящим моментом в то время, когда угол скручивания увеличивается, и входным крутящим моментом в то время, когда угол скручивания уменьшается, размер люфта как изменение угла скручивания в момент, изменения значения входного крутящего момента и т.п. Изобретение применяют в случае, где заранее установленное управление для улучшения выработки мощности, вибрационных свойств, шумовых характеристик и т.п. осуществляется на основе одной из характеристик.
[0017] Предпочтительно использовать фрикционный тормоз или гидравлический тормоз с зацеплением и т.п., одностороннюю муфту и т.п. в качестве механизма блокировки вращения, предотвращающего вращение элемента сцепления вращающегося элемента на стороне двигателя как минимум в одном направлении. В случае односторонней муфты она предусмотрена таким образом, что предотвращается вращение двигателя, например, в обратном направлении вращения. В случае, если муфта и т.п. останавливает передачу мощности между двигателем и вращающимся элементом, достаточно иметь возможность предотвратить вращение двигателя в любом направлении. Электронный блок управления, который получает характеристику вращающегося элемента, желателен, чтобы получить характеристику, например, во время остановки транспортного средства, когда двигатель остановлен и скорость автомобиля равна 0. Электронный блок управления может также получить характеристику во время работы мотора, когда автомобиль движется с использованием второго электромотора в качестве источника движущей силы при остановленном двигателе. С другой стороны, характеристика может быть получена в различные моменты времени. Например, характеристика может быть получена при проверке автомобиля или характеристика может периодически быть получена на основе заранее установленного расстояния движения или заранее установленного времени движения. В случае, когда старение имеет большое влияние, требуется периодическое получение характеристики при определенном условии.
[0018] Когда движущая сила генерируется при выполнении вышеуказанного управления с получением, требуется уравновесить движущую силу посредством регулирования крутящего момента второго электромотора. В случае, когда характеристику получают во время остановки автомобиля, характеристика может быть получена при условии, например, отпускания тормоза, установки рычага переключения передач в парковочное положение (Р) для зацепления парковочной передачи, работы парковочного тормоза и т.п. В случае, когда автомобиль оснащен автоматической тормозной системой, способной автоматически регулировать тормозные усилия колодок колесных тормозов, можно управлять колодками колесных тормозов. В случае, когда колебания движущей силы содержат управление получением во время движения автомобиля и являются небольшими или когда получают характеристика перед отправкой или во время осмотра транспортного средства, управление уравновешиванием может быть опущено. Кроме того, управление уравновешиванием не является абсолютно обязательным для полного устранения колебаний движущей силы, но должно только снизить колебания движущей силы.
[0019] Изобретение применяют, например, к транспортному средству с дифференциальным механизмом, распределяющим мощность двигателя на сторону электромотора и сторону ведущего колеса. Изобретение применяют к различным транспортным средствам, таким как транспортное средство, в котором двигатель и электромотор соединены последовательно друг с другом параллельно вращающемуся элементу, такому как демпфирующее устройство и т.п., транспортное средство, в котором мощность двигателя и электромотора синтезирована планетарным устройством и т.п. и передана на сторону ведущего колеса и т.п. Если необходимо, между двигателем и вращающимся элементом или между вращающимся элементом и электромотором может быть предусмотрено устройство разъединения/соединения, такое как муфта и т.п., переключающая шестерня и т.п. В случае, когда двигатель и вращающийся элемент непосредственно соединены друг с другом соединительным валом или т.п., вращение в, поменьшей мере, одном направлении, предотвращаемое механизмом блокировки вращения, определяют таким образом, что предотвращается обратное вращение двигателя, и блок получения характеристики применяет крутящий момент в обратном направлении вращения к вращающемуся элементу. Однако в случае, когда устройство разъединения/соединения предусмотрено между двигателем и вращающимся элементом, направление, в котором заблокировано вращение двигателя, в частности, не ограничено. С другой стороны, Кроме того, в случае, когда вращение в обоих направлениях заблокировано механизмом блокировки вращения, направление крутящего момента, применяемого к вращающемуся элементу, когда блок получения характеристики получает характеристику, необязательно ограничено. Характеристика также может быть получена посредством изменения крутящего момента в обоих направлениях: и в положительном, и в отрицательном.
[0020] Вариант осуществления изобретения будет подробно описан здесь со ссылкой на чертежи. ФИГ. 1 - это принципиальная схема, иллюстрирующая приводную систему гибридного транспортного средства 10, для которого применяют изобретение, и является видом, отображающим приводную систему гибридного автомобиля 10 в сочетании с основной частью управляющей системы. Гибридное транспортное средство 10 имеет поперечно установленную систему привода, например, система привода с передним расположением двигателя (FF) и т.п., и выполнен с возможностью оснащения первым приводным блоком 16, вторым приводным блоком 18, устройством 20 снижения конечной скорости, парой мостов 22 справа и слева и т.п. на пути передачи мощности между двигателем 12 и парой ведущих колес 14 справа и слева. Двигатель 12 - это двигатель внутреннего сгорания, например, бензиновый двигатель, дизельный двигатель и т.п. Демпфирующее устройство 26, поглощающее колебания крутящего момента, соединено с коленчатым валом 24 двигателя 12. Демпфирующее устройство 26 оснащено первым вращательным элементом 26а, соединенным с коленчатым валом 24, и вторым вращательным элементом 26b, соединенным с дифференциальным механизмом 30 посредством входного вала 28. Между первым вращательным элементом 26а и вторым вращательным элементом 26b установлено множество пружин 32 и фрикционных механизмов 34. В демпфирующем устройстве 26 значение жесткости (жесткость пружины), соответствующее изменению угла скручивания Ф с учетом изменения входного крутящего момента Tin, постепенно изменяется, и заранее установленный гистерезис применяют при увеличении/уменьшении Ф угла скручивания. Кроме того, ограничитель 35 крутящего момента предусмотрен на внешней периферийной части демпфирующего устройства 26. Данное демпфирующее устройство 26 является примером вращающегося элемента, обладающего характеристикой, связанной с входным крутящим моментом Tin. Первый вращающийся элемент 26а является примером элемента сцепления на стороне двигателя 12.
[0021] Коленчатый вал 24, который неразрывно связан с первым вращающимся элементом 26а, соединен с корпусом 38 при помощи тормоза 36 с зацеплением и защищен от вращения. Тормоз 36 с зацеплением содержит зубья 24а зацепления, предусмотренные на коленчатом валу 24, зубья зацепления 38а, предусмотренные на корпусе 38, и муфту зацепления 36а с внутренней периферийной поверхностью, на которой предусмотрены зубья зацепления, которые могут входить в зацепление с зубьями зацепления 24а, 38а. Муфта 36а зацепления перемещается в осевом направлении так, что коленчатый вал 24 относительно без вращения входит в зацепление с корпусом 38 или выпускается из корпуса 38 для вращения. Например, электромагнитный переключающий клапан или т.п., предусмотренный в цепи 58 управления давлением масла, переключают в соответствии с сигналом управления давлением масла Sac, поступающим от электронного блока 90 управления так, что муфта 36а зацепления перемещается в осевом направлении при помощи гидравлического цилиндра и т.п. для зацепления/отпускания тормоза 36 с зацеплением. Муфта 36а зацепления может также быть перемещена в осевом направлении посредством использования других приводных устройств, таких как электрический механизм ходового винта и т.п. Если необходимо, данный тормоз 36 с зацеплением оснащен механизмом синхронизации конического типа и т.п. Тормоз 36 с зацеплением является примером механизма блокировки вращения. Вместо тормоза 36 с зацеплением, в качестве механизма блокировки вращения, возможно также, использовать одностороннюю муфту или фрикционный тормоз, который предотвращает вращение двигателя 12 только в обратном направлении. Муфта разъединения/соединения двигателя, которая может обеспечить/приостановить передачу мощности, может также быть предусмотрена между двигателем 12 и зубьями 24а зацепления.
[0022] Первый приводной блок 16 выполнен с возможностью содержания первого мотор-генератора MG1 и вторичной шестерни 40, а также вышеуказанного двигателя 12, вышеуказанного дифференциального механизма 30 и вышеуказанного тормоза 36 с зацеплением. Дифференциальный механизм 30 является планетарным устройством с одной шестерней и оснащен тремя вращательными элементами, а именно, солнечной шестерней S, ведомой шестерней R и водилом СА таким образом, чтобы обеспечить дифференциальное вращение. Первый мотор-генератор MG1 соединен с солнечной шестерней S, входной вал 28 соединен с водилом СА, и вторичная шестерня 40 соединена с ведомой шестерней R. Соответственно, крутящий момент, переданный водилу С А дифференциального механизма 30 от двигателя 12 демпфирующим устройством 26, распределяется на первый мотор-генератор MG1 и вторичную шестерню 40 дифференциальным механизмом 30. Когда частота вращения первого мотор-генератора MG1 (частота вращения MG1) Nmg1 регулируется посредством регулятора положительной обратной связи и т.п., частота вращения (частота вращения двигателя) Ne двигателя 12 изменяется бесступенчатым способом и выводится вторичной шестерней 40. Т.е. данный дифференциальный механизм 30 и данный мотор-генератор MG1 функционируют как электрическая бесступенчатая коробка передач. Первый мотор-генератор MG1 выборочно функционирует как электромотор или генератор и соединен с устройством 62 для аккумулирования энергии посредством инвертора 60.
[0023] С другой стороны, когда первый мотор-генератор MG1 приводится в движение вращением в отрицательном направлении, являющемся противоположным направлением вращению двигателя 12, при этом вращение коленчатого вала 24 предотвращается тормозом 36 с зацеплением, а именно, вращение водила СА предотвращается демпферным устройством 26, крутящий момент в положительном направлении вращения (направление вперед относительно автомобиля), совпадающем с направлением вращения двигателя 12, применяется ко вторичной шестерне 40 благодаря силе противодействия, сгенерированной тормозом 36 с зацеплением, и вторичная шестерня 40 приводится в движение вращением в положительном направлении. Когда первый мотор-генератор MG1 приводится в движение вращением в положительном направлении, совпадающем с направлением вращения двигателя 12, крутящий момент в обратном направлении вращения (направление назад относительно автомобиля), противоположном направлению вращения двигателя 12, применяется ко вторичной шестерне 40 благодаря силе противодействия, сгенерированной тормозом 36 с зацеплением, и вторичная шестерня 40 приводится в движение вращением в обратном направлении. В этом случае крутящий момент первого мотор-генератора MG1 увеличивается в соответствии с передаточным отношением ρ дифференциального механизма 30 и применяется к демпфирующему устройству 26, соединенному с водилом СА. Первый мотор-генератор MG1 является электромотором, который может применять крутящий момент к демпферному устройству 26 при помощи дифференциального механизма 30.
[0024] ФИГ. 2 является горизонтальной проекцией, на которой число оборотов за единицу времени трех вращающихся элементов дифференциального механизма 30, а именно, солнечной шестерни S, ведомой шестерни R и водила С могут быть соединены друг с другом по прямой. Направление вверх на чертеже является направлением вращения двигателя 12, а именно, положительным направлением вращения. Интервалы между осями ординат определены в соответствии с передаточным отношением ρ (=количество зубьев солнечной шестерни S/количество зубьев ведомой шестерни R) дифференциального механизма 30. Затем, например, будет раскрыт случай, где вторичная шестерня 40 приводится в движение вращением в направлении вперед относительно автомобиля первым мотор-генератором MG1. Крутящий момент, вращающийся в отрицательном направлении вращения (направление вниз на чертеже), являющемся противоположным направлению вращения двигателя 12, применяется к солнечной шестерни S, что показано стрелкой А, посредством рабочего управления мощностью первого мотор-генератора MG1, при этом вращение водила СА предотвращается тормозом 36 с зацеплением. Затем, когда солнечная шестерня S приводится в движение вращением в его отрицательном направлении, крутящий момент, вращающийся в положительном направлении вращения (направление вверх на чертеже), совпадающем с направлением вращения двигателя 12, передается ведомой шестерне R, к которой присоединена вторичная шестерня 40, что показано стрелкой В. В результате получают движущую силу в направлении вперед.
[0025] Вторичная шестерня 40 входит в зацепление с шестерней 44 большого диаметра, размещенной на промежуточном валу 42 параллельно входному валу 28. Муфта 43 с зацеплением предусмотрена между шестерней 44 большого диаметра и промежуточным валом 42, и между ними обеспечивается/приостанавливается передача мощности. Данная муфта 43 с зацеплением выполнена таким же образом, что и тормоз 36 с зацеплением. Другой электромагнитный переключающий клапан или т.п., предусмотренный в цепи 58 управления давлением масла, переключают в соответствии с сигналом управления давлением масла Sac, поступающим от электронного блока 90 управления. Таким образом, переключение между состоянием зацепления и отпущенным состоянием осуществляется гидравлическим цилиндром и т.п., и обеспечивается/приостанавливается передача мощности между шестерней 44 большого диаметра и промежуточным валом 42. На промежуточном валу 42 предусмотрена шестерня 46 малого диаметра, диаметр которой меньше диаметра шестерни 44 большого диаметра. Шестерня 46 малого диаметра находится в зацеплении с дифференциальной ведомой шестерней 48 устройства 20 снижения конечной скорости. Соответственно, частота вращения вторичной шестерни 40 снижается в соответствии с отношением между количеством зубьев вторичной шестерни 40 и количеством зубьев шестерни 44 большого диаметра и отношением между количеством зубьев шестерни 46 малого диаметра и количеством зубьев дифференциальной ведомой шестерни 48 и передается устройству 20 снижения конечной скорости. Кроме того, такое вращение вторичной шестерни 40 передается на ведущие колеса 14 от пары мостов 22 посредством дифференциального зубчатого механизма устройства 20 снижения конечной скорости. С другой стороны, парковочная передача 45 предусмотрена на вышеуказанном промежуточном валу 42 относительно без вращения. Когда парковочный диапазон выбирают посредством перемещения рычага переключения передач в положение Р для парковки или т.п., защелка блокировщика коробки передач на стоянке (не показана) прижимается и находится в зацеплении с парковочной передачей 45 в соответствии с прижимным усилием пружины или т.п. В результате предотвращается вращение соответствующих элементов от промежуточного вала 42 к ведущим колесам 14.
[0026] Второй приводной блок 18 выполнен с возможностью оснащения вторым мотор-генератором MG2 и вторичной шестерней 52 мотора, предусмотренной на валу 50 мотора второго мотор-генератора MG2. Вторичная шестерня 52 мотора находится в зацеплении с шестерней 44 большого диаметра. Соответственно, частота вращения второго мотор-генератора MG2 (частота вращения MG2 Nmg2) снижается в соответствии с отношением между количеством зубьев вторичной шестерни 52 мотора и количеством зубьев шестерни 44 большого диаметра и отношением между количеством зубьев шестерни 46 малого диаметра и количеством зубьев дифференциальной ведомой шестерни 48 и приводит в движение вращением ведущие колеса 14 посредством пары мостов 22. Данный второй мотор-генератор MG2 выборочно функционирует как электромотор или генератор, и соединен с устройством 62 для аккумулирования энергии посредством инвертора 60. Второй мотор-генератор MG2 является эквивалентом второму электромотору, который может быть использован как источник движущей силы.
[0027] Гибридный автомобиль 10 также оснащен автоматической тормозной системой 66. Автоматическая тормозная система 66 осуществляет электрическое регулирование тормозных сил, а именно, давление тормозной жидкости соответствующих колодок 67 колесных тормозов, предусмотренных в ведущих колесах 14 и ведомых колесах (неведущих колесах) (не показаны) в соответствии с сигналом управления тормозом Sb, подаваемым от электронного блока управления 90. Кроме того, давление тормозной жидкости подается на каждую колодку 67 колесных тормозов главным тормозным цилиндром посредством операции выжимания педали тормоза (не показана). Каждая колодка 67 колесных тормозов механически создает давление тормозной жидкости, а именно, тормозную силу, соответствующую рабочему усилию тормоза.
[0028] Гибридное транспортное средство 10 с движущей системой, выполненной согласно раскрытому выше, оснащен электронным блоком 90 управления в качестве контроллера, осуществляющего различные виды управления, такого как управление мощностью двигателя 12, управление крутящим моментом мотор-генераторов MG1 и MG2, управление зацеплением/отпусканием тормоза 36 с зацеплением и муфты 43 с зацеплением, управление автоматическим тормозом автоматической тормозной системой 66 или т.п. Электронный блок 90 управления выполнен с возможностью оснащения так называемым микрокомпьютером, имеющим ЦП, ОЗУ, ПЗУ, интерфейс ввода/вывода или т.п., и выполняет различные виды управления посредством выполнения сигнального процесса в соответствии с программой, заранее сохраненной в ПЗУ, используя при этом функцию временного хранения ОЗУ. Сигналы, обозначающие различные части информации, необходимой для управления, такие как частота вращения двигателя Ne, скорость транспортного средства V, частота вращения MG1 Nmg1, частота вращения MG2 Nmg2, величина работы акселератора Асе, оставшаяся СЗ количества аккумулированной энергии устройства 62 для аккумулирования энергии, рабочее положение Psh рычага переключения передач или т.п., подаются на электронный блок 90 управления, например, от датчика 70 частоты вращения двигателя, датчика 72 скорости транспортного средства, датчика 74 частоты вращения MG1, датчика 76 частоты вращения MG2, датчика 78 количества операций педали акселератора, датчика 80 смещения положения переключения, датчика 64 СЗ и т.п., соответственно. В качестве рабочих положений Psh рычага переключения передач доступны положение A, D для перемещения вперед, положение R для перемещения назад, положение Р для парковки, положение N для нейтрального положения и т.п. Когда парковочный диапазон выбирают посредством перемещения рычага переключения передач в положение Р и защелка блокировщика коробки передач на стоянке входит в зацепление с пар ковочной передачей 45, предусмотренной на промежуточном валу 42, таким образом, что механически предотвращается вращение парковочной передачи 45. Кроме того, из электронного блока 90 управления выводится сигнал управления двигателем Se для управления мощностью двигателя, сигнал управления мотором Sm для управления крутящими моментами (рабочий крутящий момент мощности и регенеративный крутящий момент) мотор-генераторов MG1 и MG2, сигнал управления давлением масла Sac для изменения зацепления и отпускания тормоза 36 с зацеплением и муфты 43 с зацеплением посредством электромагнитного переключающего клапана и т.п. цепи 58 управления давлением масла, сигнал управления тормозом Sb для управления тормозными силами колодок 67 колесных тормозов автоматической тормозной системой 66 и т.п. при помощи, например, электронной дроссельной заслонки, устройства впрыска топлива, запального устройства и т.п. двигателя 12.
[0029] В раскрытии настоящего варианта осуществления изобретения, как показано на ФИГ. 1, управление, осуществляемое электронным блоком 90 управления, будет раскрыто как характеристика блок 92 управления, характеристика блока 94 хранения и характеристика блока 96 получения характеристики в целях удобства. Заранее установленное управление для улучшения выработки мощности, вибрационных свойств, шумовых характеристик и т.п. осуществляется на основе жесткости, гистерезиса или размера люфта в качестве характеристики демпфирующего устройства 26. Демпфирующее устройство 26 имеет сооотношение между входным крутящим моментом Tin и углом скручивания Ф как показано, например, на ФИГ. 3, благодаря работе пружин 32, фрикционных механизмов 34 и т.п. Входной крутящий момент Tin и угол скручивания Ф изменяются симметрично относительно начала координат 0 на ФИГ. 3. Однако, также может быть использовано демпфирующее устройство 26, в котором входной крутящий момент Tin и угол скручивания Ф изменяются асимметрично относительно начала координат. Затем, из данного отношения между входным крутящим моментом Tin и углом скручивания Ф могут быть указаны характеристики, соответствующие жесткости на ФИГ. 4, гистерезису на ФИГ. 5 и размеру люфта на ФИГ. 6. Жесткость соответствует изменению (градиент) угла скручивания Ф с учетом изменения входного крутящего момента Tin. На ФИГ. 4 показаны три значения жесткости K1, K2 и K3. Значение жесткости изменяется в двух точках изменения А1 и А2, где входной крутящий момент Tin имеет разные значения. Т.е. значение жесткости равно К1 в диапазоне, где входной крутящий момент Tin равен или меньше А1. Значение жесткости равно К2 в диапазоне, где входной крутящий момент Tin больше А1 и равен или меньше А2. Значение жесткости равно К3 в диапазоне, где входной крутящий момент Tin больше А2. Гистерезис на ФИГ. 5 является отклонением между входным крутящим моментом Tin в момент времени, когда увеличивается угол скручивания Ф, и входным крутящим моментом Tin в момент времени, когда снижается угол скручивания Ф. На ФИГ. 5 извлечено и показано только отклонение, в то время как значение, соответствующее жесткости, уравновешено, и гистерезис представлен размером В. Кроме того, размер люфта на ФИГ. 6 является величиной изменения угла скручивания Ф в то время, когда знак крутящего момента Tin развернут в противоположную сторону, и является зазором между первым вращающимся элементом 26а и вторым вращающимся элементом 26b демпфирующего устройства 26. Размер люфта представлен размером С. По меньшей мере, одна из этих характеристик, а именно, значения жесткости с К1 по К3 и точки А1 и А2, соответствующие жесткости, гистерезис В и размер люфта С, получены предварительно посредством эксперимента, моделирования или т.п., или получены блоком 96 получения характеристики до поставки или т.п. для сохранения в блоке 94 хранения характеристик.
[0030] Соответствующий характеристике блок 92 управления выполняет заранее определенное управление для улучшения выработки мощности, вибрационных свойств, шумовых свойств и т.п., на основе, по меньшей мере, одной характеристики значений жесткости с К1 по К3 и точек изменения А1 и А2, соответствующих жесткости, гистерезис В и размер люфта С, хранящийся в блоке 94 хранения характеристик. Например, управление, основанное на характеристике, связанной с жесткостью (с К1 по К3, А1 и А2), будет точно раскрыто. Посредством остановки двигателя 12 и зацепления тормоза 36 с зацеплением для блокировки коленчатого вала 24 (предотвращения вращения коленчатого вала 24) гибридное транспортное средство 10 может быть приведено в движение в направлении вперед посредством двустороннего приведения мотора в движение, где рабочее управление мощностью первого мотор-генератора MG1 осуществляется в отрицательном направлении вращения и управление движением мощности второго мотор-генератора MG2 в положительном направлении вращения. В этом случае, сила противодействия рабочего крутящего момента мощности первого мотор-генератора MG1 получена демпферным устройством 26 так, что транспортное средство может резонировать в связи с жесткостью демпферного устройства 26. Поэтому, входной крутящий момент Tin демпферного устройства 26 рассчитан на основе рабочего крутящего момента первого мотор-генератора MG1, значение жесткости демпферного устройства 26 (одно из К1-К3) получено от характеристики, соответствующей жесткости (с К1 по К3, А1 и А2), и определено, может ли автомобиль резонировать. Если автомобиль может резонировать, рабочий крутящий момент мощности первого мотор-генератора MG1 изменяется таким образом, что диапазон входного крутящего момента соответствует различным значениям жесткости, и изменение компенсируется рабочим крутящим моментом мощности второго мотор-генератора MG2. Кроме того, даже в случае, когда транспортное средство движется, используя двигатель 12 в качестве источника движущей силы, крутящий момент двигателя и т.п. может регулироваться с учетом жесткости демпфирующего устройства 26. Кроме того, когда направление крутящего момента, передаваемого демпфирующему устройству 26, изменяется в обратную сторону, а именно, когда запускается или останавливается двигатель 12, или когда вводится в работу тормоз двигателя и т.д., может быть погашено генерирование вибраций, шума и т.п., например, посредством выполнения управления крутящим моментом первого мотор-генератора MG1 на основе гистерезиса В и размера люфта С на ФИГ. 5 и 6.
[0031] Здесь следует учитывать, что по меньшей мере, одна из различных характеристик демпфирующего устройства 26, предварительно сохраненных в блоке 94 хранения характеристик, а именно, значения жесткости с К1 по К3 и точки изменения А1 и А2, соответствующие жесткости, гистерезис В и размер люфта С могут изменяться в связи с индивидуальным отличием демпфирующего устройства 26, а именно, ошибкой в размерах его компонентов, изменением жесткости пружин 32, изменением коэффициента трения фрикционных материалов фрикционных механизмов 34 и т.п., и может изменяться в связи со старением. Затем, когда эти характеристики будут изменяться, требуемый эффект может не быть достигнут, несмотря на выполнение заранее установленного управления соответствующим характеристике блоком 92 управления на основе характеристики, предварительно сохраненной в блоке 94 хранения характеристик. Поэтому в настоящем варианте осуществления изобретения предусмотрен блок 96 получения характеристики обеспечивающий получение характеристики.
[0032] Блок 96 получения характеристики осуществляет управление получением в соответствии с шагами с SI по S13 (далее - просто c S1 по S13)Ha блок-схеме ФИГ. 7. Такое управлением получением периодически осуществляется электронным блоком 90 управления при соответствующем условии, определенном на основе расстояния движения, времени движения или т.п. На шаге S1 определяется, остановлен двигатель 12 или нет. Если двигатель 12 остановлен, осуществляется шаг S2. Если двигатель 12 работает, управление получением немедленно заканчивается. На шаге S2 определяется, будет выполнено или нет заранее установленное условия запрета получения характеристики. Данные условия запрета получения определяются согласно указанному ниже, например, (а) и (b) и т.п.
(a) Оставшаяся СЗ количества аккумулированной энергии устройства 62 для аккумулирования энергии равна или меньше нижнего предела, определенного заранее для обеспечения и т.п. пусковой характеристики двигателя 12.
(b) Существует запрос на запуск двигателя (запрос на включение кондиционера воздуха, приведение акселератора в работу водителем или т.п.).
[0033] Если выполнено, по меньшей мере, одно из вышеуказанных условий запрета на получение, управление получением немедленно заканчивается. Если ни одно из вышеуказанных условий запрета на получение не выполнено, получение возможно, и выполняются шаги, начиная с S3. На шаге S3 определяется, остановлено или нет гибридное транспортное средство 10, а именно, равна или нет скорость автомобиля V нулю. Если гибридное транспортное средство 10 остановлен, то шаги, начинающиеся с S4, выполняются. На шаге S4 тормоз 36 с зацеплением входит в зацепление для блокировки вращения коленчатого вала 24. На шаге S5 осуществляется рабочее управление мощностью первого мотор-генератора MG1 для применения крутящего момента (входной крутящий момент Tin) к демпферному устройству 26 и измерения угла скручивания Ф. ФИГ. 8 является видом, иллюстрирующим принцип применения крутящего момента Tin и измерения угла скручивания Ф таким образом. Осуществляется рабочее управление мощностью первого мотор-генератора MG1, и крутящий момент (входной крутящий момент Tin) применяется к демпферному устройству 26 дифференциальным механизмом 30, при этом тормоз 36 с зацеплением находится в зацеплении для блокировки коленчатого вала 24. Таким образом, соотношение показанное на ФИГ. 3. может быть достигнуто. Т.е. соотношение между входным крутящим моментом Tin и углом скрутки Ф, как показано на ФИГ. 3, может быть достигнута посредством измерения частоты вращения MG1 Nmg1 датчиком 74 частоты вращения MG1, таким как датчик положения или т.п., при постоянном изменении крутящего момента первого мотор-генератора MG1 в сторону увеличения/снижения. Входной крутящий момент Tin может быть рассчитан из крутящего момента двигателя первого мотор-генератора MG1 на основе передаточного отношения ρ дифференциального механизма 30, и угол скручивания Ф может быть рассчитан из частоты вращения MG1 Nmg1. Соотношение между входным крутящим моментом Tin демпфирующего устройства 26 и углом скручивания Ф в данном варианте осуществления изобретения симметрично изменяется относительно начала координат, как показано на ФИГ. 3, таким образом, может быть измерена только одна из положительных и отрицательных сторон. В случае, когда предусмотрена односторонняя муфта вместо тормоза 36 с зацеплением и двигатель 12 не может вращаться только в обратном направлении вращения, угол скручивания Ф может быть измерен, в то время как крутящий момент обратного направления вращения применяется, как входной крутящий момент Tin.
[0034] Шаг S6 выполняется параллельно вышеуказанному шагу S5. На шаге S6 поведение транспортного средства подавляется таким образом, что транспортное средство удерживается остановленным независимо от рабочего управления мощностью первого мотор-генератора MG1. Т.е., когда рабочее управление мощностью первого мотор-генератора MG1 осуществляется для применения крутящего момента к демпферному устройству 26, крутящий момент передается на вторичную шестерню 40 благодаря силе противодействия демпферного устройства 26, и генерируется движущая сила. Поэтому, поведение транспортного средства в результате движущей силы ограничено. Точнее, например, когда выбран диапазон парковки и защелка блокировщика коробки передач прижимается таким образом, чтобы войти в зацепление с парковочной передачей 45, защелка блокировщика коробки передач надежно сцеплена с парковочной передачей 45 посредством выполнения управления мощностью второго мотор-генератора MG2 для незначительного вращения промежуточного вала 42. В качестве других средств, к генерированию тормозных сил автоматической тормозной системой 66 могут быть приведены колодки 67 колесных тормозов. Кроме того, муфта 43 с зацеплением отпускается для погашения передачи мощности на стороны ведущих колес 14, и крутящий момент второго мотор-генератора MG2 регулируется для предотвращения вращения вторичной шестерни 40. Таким образом, заранее установленный крутящий момент Tin применяют к демпферному устройству 26. Другими словами, крутящий момент второго мотор-генератора MG2 регулируется таким образом, чтобы уравновешивать движущую силу, сгенерированную посредством текущей проверки уровня мощности первого мотор-генератора MG1. Управление крутящим моментом может осуществляться, даже когда муфта 43 с зацеплением остается в зацеплении. Управление крутящим моментом также применяется к транспортному средству, не оснащенному муфтой 43 с зацеплением. В частности, когда выбран парковочный диапазон, защелка блокировщика коробки передач находится в зацеплении с парковочной шестерней 45 для предотвращения вращения ведущих колес 14, поэтому также возможно опустить управление подавлением поведения транспортного средства на шаге S6.
[0035] Если результат определения на вышеуказанном шаге S3 - НЕТ (отрицательный), а именно, если транспортное средство двигается вместо остановки, выполняются шаги с S7 по S9 для получения соотношения между входным крутящим моментом Tin и углом скручивания Ф. Точнее, на шагах S7 и S8, а также на вышеуказанных шагах S4 и S5, при блокировке вращения коленчатого вала 24 тормозом 36 с зацеплением осуществляется текущая проверка уровня мощности первого мотор-генератора MG1 для применения крутящего момента (входной крутящий момент Tin) к демпферному устройству 26 и измерения угла скручивания Ф. В этом случае, вторичная шестерня 40 вращается в соответствии с частотой вращения V, как показано на ФИГ. 2, и кроме того, первый мотор-генератор MG1 вращается в обратном направлении, поэтому угол скручивания Ф рассчитывается со значением, соответствующим устраненной частоте вращения. В частности, при движении посредством двустороннего приведения мотора в движение, где первый мотор-генератор MG1 используется как источник движущей силы, временно выполняется переключение на приведение в движение с одним мотором, где транспортное средство движется с использованием только второго мотор-генератора MG2 в качестве источника движущей силы. Таким образом, угол скручивания Ф может быть измерен датчиком 74 частоты вращения MG1, таким как датчик положения или т.п., при постоянном изменении крутящего момента первого мотор-генератора MG1 в сторону увеличения/снижения. Кроме того, на шаге S9 изменение движущей силы транспортного средства ограничено управлением крутящим моментом второго мотор-генератора MG2 в сторону увеличения/снижения таким образом, чтобы уравновесить движущую силу, сгенерированную посредством текущей проверки уровня мощности первого мотор-генератора MG1. Когда гибридное транспортное средство 10 движется по инерции, муфта 43 с зацеплением может быть выпущена для приостановки передачи мощности на стороны ведущих колес 14, и крутящий момент второго мотор-генератора MG2 может регулироваться таким образом, чтобы уравновесить движущую силу, генерируемую посредством текущей проверки уровня мощности первого мотор-генератора MG1. Даже при движении с заранее установленной движущей силой крутящий момент второго мотор-генератора MG2 может регулироваться таким образом, чтобы уравновесить движущую силу, генерируемую посредством рабочего управления мощностью первого мотор-генератора MG1, при этом муфта 43 с зацеплением выпущена для приостановки передачи мощности на стороны ведущего колеса 14 таким же образом.
[0036] На шаге S10, выполняемом в продолжение шагов S6 или S9, определяют, выполняются ли заранее установленные условия приостановки получения. Данные условия приостановки получения определяются согласно указанному ниже, например, с (а) по (g) и т.п.
(a) Оставшаяся СЗ количества аккумулированной энергии устройства 62 для аккумулирования энергии равна или меньше нижнего предела, определенного заранее для обеспечения и т.п. пусковой характеристики двигателя 12.
(b) Существует запрос на запуск двигателя (запрос на включение кондиционера воздуха, приведение акселератора в работу водителем или т.п.).
(c) Существует условие, при котором транспортное средство резонирует (входное колебание шин, бугристая дорога или т.п.).
(d) Движущая сила является недостаточной (склон, бордюр, движение с большой движущей силой и т.п.).
(e) Крутящий момент мотора должен быть сгенерирован в связи с другим требованием (крутящий момент давления мотора, запуск двигателя или т.п.).
(f) Транспортное средство находится в низком диапазоне оборотов вращения (низкий диапазон скорости транспортного средства), где крутящий момент трогания мотора большой.
(g) Транспортное средство движется в момент измерения при остановленном транспортном средстве.
[0037] Если выполнено, по меньшей мере, одно из вышеуказанных условий приостановки получения характеристики, управление получением приостановлено и окончено на шаге S13. Если не выполнено ни одно из вышеуказанных условий приостановки получения, выполняется шаг S11. На шаге S11 определяется, была завершена серия измерений или нет, посредством выполнения шагов S5 или S8. Шаг S10 повторно выполняется до окончания измерений. Если измерения окончены без выполнения условий приостановки получения на шаге S10, результат определения на шаге S11 - ДА (утвердительный). Затем, выполняется шаг S12 для указания характеристики вращения демпферного устройства 26 и сохранения (записи) указанной характеристики вращения в блок 94 хранения характеристики. Т.е. характеристика сохраняется в блок 94 хранения характеристики посредством извлечения значений жесткости с К1 по К3 и точек изменения А1 и А2, показанных на ФИГ. 4, извлечения гистерезиса В, показанного на ФИГ. 5, или извлечения размера люфта С, показанного на ФИГ. 6, из соотношения между входным крутящим моментом Tin и углом скручивания Ф, как показано на ФИГ. 3, что было получено посредством выполнения шага S5 или S8. Таким образом, соответствующий характеристике блок 92 управления выполняет следующее управление на основе новой характеристики, хранящейся в блоке 94 хранения характеристик.
[0038] Как раскрыто выше, в гибридном транспортном средстве 10 в соответствии с настоящим вариантом осуществления изобретения, характеристику, такую как жесткость и т.п., получают за счет применения крутящего момента Tin к демпферному устройству 26 посредством текущей проверки уровня мощности первого мотор-генератора MG1 и измерения угла скручивания Ф, и заранее установленное управление осуществляется на основе полученной характеристики, при этом вращение коленчатого вала 24 заблокировано тормозом 36 с зацеплением. Таким образом, заранее установленное управление осуществляется надлежащим образом на основе актуальной характеристики независимо от изменения характеристики, получаемой из индивидуального отличия демпфирующего устройства 26 или т.п. или старения. Т.е. если транспортное средство движется с крутящим моментом, примененным к демпфирующему устройству 26, при запуске двигателя 12 или при работе тормоза двигателя и т.д., значения жесткости с К1 по К3 и точки изменения А1 и А2, гистерезис В или размер люфта С в качестве характеристики демпфирующего устройства 26 могут влиять на выработку мощности, вибрационные свойства, шумовые характеристики и т.п. Однако, управление для улучшения выработки мощности, вибрационных свойств, шумовых характеристик и т.п. может осуществляться на основе этих характеристик за счет соответствующего блока 92 управления. В этом случае, блок 96 получения характеристики изучается за счет характеристики блока 96 получения характеристики, таким образом его управление осуществляется надлежащим образом на основе актуальной характеристики независимо от изменения характеристики, получаемой из индивидуального отличия или т.п. демпфирующего устройства 26, или старения.
[0039] Кроме того, крутящий момент второго мотор-генератора MG2 регулируется таким образом, чтобы уравновесить движущую силу, сгенерированную применением крутящего момента к демпферному устройству 26 первым мотор-генератором MG1, чтобы получить характеристику демпфирующего устройства 26. Поэтому характеристику демпфирующего устройства 26 можно получить посредством ограничения странного чувства у пассажира, связанного с колебаниями движущей силы.
[0040] Кроме того, когда крутящий момент первого мотор-генератора MG1 регулируется на основе характеристики, относящейся к жесткости (с К1 по К3, А1 и А2) демпфирующего устройства 26, таким образом, что ограничен резонанс транспортного средства в результате жесткости демпфирующего устройства 26, во время двустороннего приведения мотора в движение, где транспортное средство движется с использованием первого мотор-генератора MG1 и второго мотор-генератора MG2 в качестве источников движущей силы, при этом вращение коленчатого вала 24 заблокировано тормозом 36 с зацеплением, характеристику получает блок 96 получения характеристик. Таким образом, крутящий момент первого мотор-генератора MG1 регулируется на основе точной характеристики независимо от индивидуального отличия демпфирующего устройства 26 или старения, и резонанс транспортного средства может быть надлежащим образом ограничен.
[0041] Несмотря на то, что вариант осуществления изобретения был подробно раскрыт выше на основе чертежей, вышеуказанное раскрытие является только лишь вариантом осуществления изобретения. Изобретение может быть осуществлено в аспекте, подлежащем различным изменениям и улучшениям на основе знаний специалистов в данной области техники.