СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ ДЛЯ ГИБРИДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
DRIVE CONTROL SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE

Область техники
Изобретение относится к системе управления для гибридного транспортного средства, которая использует мотор, который используется для управления скоростью вращения двигателя, в качестве источника движущей силы для передвижения гибридного транспортного средства.
Уровень техники
Так называемое гибридное транспортное средство описано в заявке на выдачу патента Японии № 8-295140 (JP 8-295140 A). Гибридное транспортное средство включает в себя механизм распределения мощности, сформированный из механизма планетарной передачи. Крутящий момент, выводимый из двигателя, передается на водило механизма планетарной передачи, и первый мотор, имеющий функцию генерирования энергии, соединен с солнечной шестерней механизма планетарной передачи. Коронная шестерня является выходным звеном механизма планетарной передачи. Коронная шестерня соединена с дифференциалом через промежуточную шестерню, которая составляет механизм снижения скорости. Второй мотор соединен с промежуточной шестерней. Электроэнергия, генерируемая первым мотором, может подаваться во второй мотор. Кроме того, предоставляется тормоз, который останавливает вращение входного вала, соединенного с водилом. В состоянии, в котором водило закреплено посредством зацепления с тормозом, механизм распределения мощности функционирует в качестве механизма снижения скорости, и может усиливать выход крутящего момента из первого мотора и выводить усиленный крутящий момент из коронной шестерни.
Международная публикация заявки № 2011/114785 описывает систему, имеющую схожую конфигурацию с системой гибридного привода, описанной в JP 8-295140 A. В системе привода такого типа, например, если транспортное средство переводят в состояние, в котором двигатель останавливается, из-за остановки водила, имеется вероятность того, что становится недостаточным подавать смазочное масло к шестерням, штифтам шестерней и т.п. В системе, описанной в международной публикации заявки № 2011/114785, используется приемник, который принимает смазочное масло, стекающее с части резервуара для жидкости, обеспеченного над механизмом планетарной передачи, и затем направляет принятое смазочное масло в штифты шестерен.
В гибридном транспортном средстве, описанном в JP 8-295140 A, когда двигатель останавливается и вращение водила останавливается посредством тормоза, механизм распределения энергии служит в качестве редуктора скорости. Когда первый мотор заставляют функционировать в качестве мотора в данном состоянии, крутящий момент первого мотора усиливается и выводится с коронной шестерни, поэтому возможно осуществлять передвижение гибридного транспортного средства. В данном случае, так как водило не подает смазочное масло, возникает ситуация, в которой невозможно подавать достаточно смазочного масла к шестерням, штифтам шестерен и тому подобному, как описано в международной публикации заявки № 2011/114785.
Система, описанная в международной публикации заявки № 2011/114785, выполнена с возможностью направлять смазочное масло, стекающее с части резервуара для жидкости, обеспеченного над механизмом планетарной передачи, к штифтам шестерен или шестерням. Следовательно, когда в части резервуара для жидкости собирается достаточно смазочного масла, возможно подавать смазочное масло к штифтам шестерен, шестерням и т.п. Тем не менее, например, когда смазочное масло в части резервуара для жидкости заканчивается или поступает в недостаточном количестве из-за высокой вязкости смазочного масла, имеется вероятность недостаточного смазывания штифтов шестерен, шестерен и тому подобного. Так как требуется предоставлять вышеописанную часть резервуара для жидкости, необходимо существенно модифицировать существующую систему, и имеется вероятность увеличения размера всей конфигурации гибридной системы.
Сущность изобретения
Согласно изобретению создана система управления приводом, способная сдерживать уменьшение надежности механизма планетарной передачи, который составляет механизм распределения мощности, а также выполнять режим привода, в котором мотор, соединенный с механизмом распределения мощности, используется в качестве источника движущей силы для передвижения транспортного средства в течение максимально возможного периода времени.
Система управления приводом, относящаяся к настоящему изобретению, предназначена для гибридного транспортного средства. Система управления приводом включает в себя механизм распределения мощности, тормозной механизм, первый мотор, выходное звено, второй мотор и электронный узел управления. Механизм распределения мощности, включающий в себя водило, солнечную шестерню и коронную шестерню в качестве вращающихся элементов. Механизм распределения мощности выполнен с возможностью выполнять дифференциальное действие. Крутящий момент, выводимый из двигателя, переносится на водило. Тормозной механизм выполнен с возможностью выборочно останавливать вращение водила. Первый мотор соединен с одним из солнечной шестерни и коронной шестерни. Первый мотор может генерировать электроэнергию. Выходное звено соединено с другой из солнечной шестерни и коронной шестерни. Второй мотор может добавлять приводной крутящий момент для передвижения гибридного транспортного средства к крутящему моменту выходного звена. Электронный узел управления, выполнен с возможностью получать температуру механизма распределения мощности на основании первого времени, которое является продолжительностью состояния привода мотора, разрешать состояние привода мотора, когда полученная температура, полученная электронным узлом управления, ниже, чем заданная верхняя граничная температура, и запрещать состояние привода мотора, когда полученная температура выше или равна верхней граничной температуре. Состояние привода мотора является состоянием, которое удовлетворяет следующим условиям i)-iii): i) вращение водила остановлено тормозным механизмом; ii) крутящий момент, выводимый из первого мотора, переносится на выходное звено через механизм распределения мощности; и iii) второй мотор выводит приводной крутящий момент.
Когда водило закреплено, смазывания механизма распределения мощности не всегда достаточно. Когда крутящий момент вводится из первого мотора, трение в механизме распределения мощности возрастает. С системой управления приводом согласно изобретению, состояние привода мотора, сопровождаемое ростом температуры из-за генерирования тепла, не продолжается за пределами верхней граничной температуры. Следовательно, можно предотвратить или уменьшить чрезмерное возрастание температуры шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, поддерживаемых водилом, или снижение их надежности. Верхняя граничная температура может быть заранее установлена на максимально высокую температуру, принимая во внимание влияние на надежность шестерен, штифтов шестерен и тому подобного. Следовательно, возможно улучшить экономию топлива посредством продления времени, в течение которого гибридное транспортное средство движется за счет использования первого мотора и второго мотора в качестве источников движущей силы.
Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью поддерживать определение того, что состояние привода мотора установлено, когда удовлетворены следующие условия iv) и v): iv) состояние привода мотора прерывается; и v) второе время, которое является временем, в течение которого состояние привода мотора прерывается, короче заданного времени.
С вышеописанной конфигурацией, когда состояние привода мотора временно прерывается, и время прерывания короче заданного времени, подсчет продолжительности состояния привода мотора не прерывается, а продолжается. Это снижает отклонения в корреляции между температурой механизма распределения мощности, которая поднимается в результате состояния привода мотора, и подсчитанным значением продолжительности. В результате, можно предотвратить или уменьшить чрезмерное возрастание температуры шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, поддерживаемых водилом, или снижение их надежности.
Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью получать температуру механизма распределения мощности на основании первого времени и скорости повышения температуры. Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью устанавливать скорость повышения температуры на более высокое значение, когда возрастает по меньшей мере одно из следующих значений vi)-viii): vi) скорость вращения первого мотора; vii) крутящий момент, который вводится из первого мотора в механизм распределения мощности; и viii) энергия, которая вводится из первого мотора в механизм распределения мощности.
С вышеописанной конфигурацией, когда оценивается, что нагрузка на механизм распределения мощности велика, скорость повышения температуры механизма распределения мощности устанавливается на более высокое значение. То есть когда количество тепла, генерируемое в единицу времени в механизме распределения мощности, велико, продолжительность состояния привода мотора становится короткой, и общее количество генерируемого тепла не возрастает, поэтому возможно предотвратить или уменьшить чрезмерное возрастание температуры шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, поддерживаемых водилом, или снижение их надежности.
Электронный узел управления может определять температуру смазочного масла механизма распределения мощности. Электронный узел управления может получать температуру механизма распределения мощности на основании первого времени и скорости повышения температуры. Электронный узел управления может устанавливать скорость повышения температуры на более низкое значение, когда температура смазочного масла снижается.
С вышеописанной конфигурацией, когда температура смазочного масла низкая, скорость повышения температуры устанавливается на более низкое значение, поэтому продолжительность состояния привода мотора увеличивается. В результате, увеличивается возможность передвигаться за счет использования первого мотора и второго мотора в качестве источников движущей силы, или время передвижения увеличивается, что дает возможность улучшить экономию топлива.
Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью получать начальную температуру механизма распределения мощности в момент переключения в состояние привода мотора. Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью, когда начальная температура ниже или равна заданной номинальной температуре, получать температуру механизма распределения мощности посредством добавления рассчитанной температуры к номинальной температуре. Рассчитанная температура может являться температурой, полученной на основании первого времени и скорости повышения температуры. Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью, когда начальная температура больше заданной номинальной температуры, получать температуру механизма распределения мощности посредством добавления рассчитанной температуры к начальной температуре.
С вышеописанной конфигурацией, когда начальная температура механизма распределения мощности в момент запуска состояния привода мотора ниже, чем заданная номинальная температура, температура механизма распределения мощности получается в предположении, что температура механизма распределения мощности начинает расти с номинальной температуры. В результате, возможно избежать или устранить, например, ситуацию, в которой температура механизма распределения мощности определяется, как более низкая, чем реальная температура.
Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью получать по меньшей мере одно из рабочих состояний гибридного транспортного средства или информации об окружении, в котором находится гибридное транспортное средство, перед переключением в состояние привода мотора. Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью получать начальную температуру на основании по меньшей мере одного из рабочих состояний или информации об окружении.
Начальная температура получается на основании рабочего состояния гибридного транспортного средства или информации об окружении перед переключением в состояние привода мотора. Температура механизма распределения мощности или температура шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, поддерживаемых водилом, которые составляют механизм распределения мощности, меняется в зависимости от рабочего состояния гибридного транспортного средства или окружения, в котором находится гибридное транспортное средство. Следовательно, возможно оценить температуру шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, из рабочего состояния или информации об окружении, и начальная температура устанавливается на основании рабочего состояния или информации об окружении. В частности, в рабочем состоянии или окружении, в котором температура шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, возрастает, начальная температура устанавливается на более высокую температуру; тогда как в рабочем состоянии или окружении, в котором температура шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, практически не возрастает, начальная температура устанавливается на более низкую температуру. Следовательно, возможно улучшить экономию топлива посредством увеличения возможности передвижения за счет использования первого мотора и второго мотора в качестве источников движущей силы в ответ на рабочее состояние или окружение гибридного транспортного средства, и возможно предотвратить или уменьшить чрезмерное возрастание температуры шестерен, штифтов шестерен и тому подобного, поддерживаемых водилом, или снижение их надежности.
Электронный узел управления может быть выполнен с возможностью запрещать состояние привода мотора, когда первое время превышает верхнее граничное время. Верхнее граничное время может являться заданным временем, в течение которого состоянию привода мотора позволено продолжаться.
С вышеописанной конфигурацией, когда продолжительность состояния привода мотора превышает заданное верхнее граничное время, состояние привода мотора запрещается независимо от температуры вышеописанного механизма распределения мощности. Таким образом, возможно предотвратить или уменьшить снижение надежности механизма распределения мощности или тому подобного, подвергаемого высокой нагрузке в состоянии привода мотора.
Краткое описание чертежей
Признаки, преимущества, техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные элементы, и на которых:
Фиг.1 - блок-схема последовательности операций для иллюстрации примера управления, выполняемого контроллером в системе управления согласно изобретению;
Фиг.2 - карта, которая показывает пример областей режима HV, двухмоторного режима и одномоторного режима;
Фиг.3 - график, который схематически показывает измеренные результаты корреляции между мощностью, которую выводит первый мотор, или количеством энергии, которое вводится в механизм распределения мощности, и скоростью изменения температуры шестерен;
Фиг.4 - график, который схематически показывает измеренные результаты корреляции между скоростью вращения первого мотора и скоростью изменения температуры шестерен;
Фиг.5 - график, который схематически показывает измеренные результаты корреляции между крутящим моментом первого мотора и скоростью изменения температуры шестерен;
Фиг.6 - график, который схематически показывает измеренные результаты корреляции между количеством разгружаемого масла EOP и скоростью изменения температуры шестерен;
Фиг.7 - вид, который показывает пример карты скорости снижения, которая используется в управлении;
Фиг.8 - вид, который показывает пример карты скорости возрастания, которая используется в управлении; и
Фиг.9 - схематический вид, который показывает пример линии привода гибридного транспортного средства, к которому применимо изобретение.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Фиг.9 показывает схематический вид гибридного транспортного средства, к которому применимо изобретение. Система гибридного привода является так называемой системой привода с двумя моторами, и включает в себя двигатель (ENG) 1 и два мотора 2, 3 в качестве источников движущей силы. Двигатель 1 является двигателем внутреннего сгорания, таким как бензиновый двигатель и дизельный двигатель. Первый мотор 2 может являться мотором-генератором (MG), который может восстанавливать энергию и обеспечивать выходную мощность. Кроме того, второй мотор 3 также может являться мотором-генератором (MG). Обеспечивается механизм 4 распределения мощности. Механизм 4 распределения мощности распределяет мощность, производимую двигателем 1, на первый мотор 2 и выходное звено. Механизм 4 распределения мощности может быть сформирован из дифференциального механизма, такого как механизм планетарной передачи. В примере, показанном на фиг.9, механизм 4 распределения мощности сформирован из механизма планетарной передачи с одной шестерней.
Множество (например, три) шестерен 7 расположены между солнечной шестерней 5 и коронной шестерней 6. Множество шестерен 7 находятся в зацеплении с упомянутой солнечной шестерней 5 и коронной шестерней 6. Эти шестерни 7 поддерживаются водилом 8 с возможностью вращения и поворота. Конструкция поддержки шестерен 7 посредством водила 8 схожа с конструкцией в общеизвестном механизме планетарной передачи. Конструкция будет описана в простых терминах. Штифты шестерен поддерживаются водилом 8. Шестерни 7, соответственно, установлены на штифты посредством подшипников, таких как игольчатые подшипники, обеспеченные на внешних граничных сторонах штифтов шестерен. Каждый игольчатый подшипник содержит смазочное отверстие вдоль своей центральной оси. Другое смазочное отверстие тянется от каждого смазочного отверстия к внешней границе. Смазочное масло подается в подшипники и на боковые поверхности зуба через эти отверстия.
Водило 8 является так называемым входным звеном. Мощность из двигателя 1 переносится на водило 8. То есть выходной вал (коленчатый вал) 9 двигателя 1 и водило 8 соединены друг с другом через демпфирующий механизм 10. Тормозной механизм 11 обеспечен между водилом 8 и двигателем 1. Тормозной механизм 11 выборочно останавливает вращение водила 8. Тормозной механизм 11 может являться фрикционным тормозом, зажимным тормозом или односторонней муфтой.
Первый мотор 2 расположен вдоль той же оси, что и механизм 4 распределения мощности, и связан с двигателем 1 через механизм 4 распределения мощности. Первый мотор 2 соединен с солнечной шестерней 5. Водило 5 является так называемым входным звеном. Вал ротора первого мотора 2 и вал солнечной шестерни, с которым соединен вал ротора, являются полыми валами. Вал 12 насоса вставлен внутрь полых валов. Один конец вала 12 насоса соединен с двигателем 1. Масляный насос (механический масляный насос (MOP)) 13 соединен с другим концом вала 12 насоса. MOP 13 приводится в действие двигателем 1, чтобы генерировать гидравлическое давление для управления и гидравлическое давление для смазки. Поэтому, второй масляный насос (электрический масляный насос (EOP)) 14 обеспечен параллельно MOP 13. Второй масляный насос 14 приводится в действие посредством мотора, чтобы обеспечивать гидравлическое давление, когда двигатель 1 остановлен.
Коронная шестерня 6 в механизме планетарной передачи, который формирует механизм 4 распределения энергии, является так называемым выходным звеном. Выходная шестерня 15 обеспечена интегрально с коронной шестерней 6. Выходная шестерня 15 является внешней шестерней, соответствующей выходному звену в варианте осуществления изобретения. Выходная шестерня 15 соединена с шестерней 17 дифференциала через промежуточную шестерню 16. То есть ведомая шестерня 19, соединенная с обратным валом 18, находится в зацеплении с выходной шестерней 15. Ведущая шестерня 20, имеющая меньший диаметр, чем ведомая шестерня 19, соединена с обратным валом 18. Ведущая шестерня 20 находится в зацеплении с коронной шестерней 21 в шестерне 17 дифференциала. Движущая сила выводится с шестерни 17 дифференциала на правое и левое приводные колеса 22. Другая ведущая шестерня 23 находится в зацеплении с ведомой передачей 19. Второй мотор 3 соединен с ведущей шестерней 23. То есть крутящий момент второго мотора 3 складывается с крутящим моментом, выводимым с выходной передачи.
Первый мотор 2 и второй мотор 3 электрически соединены друг с другом через электрическое запоминающее устройство (не показано) или инвертор (не показан), и выполнены с возможностью подавать электроэнергию, вырабатываемую первым мотором 2, на второй мотор 3.
Вышеописанное гибридное транспортное средство может выборочно устанавливать любой из трех режимов привода, то есть гибридный режим (режим HV), двухмоторный режим и одномоторный режим. Режим HV является режимом привода, в котором мощность, выводимая из двигателя 1, распределяется механизмом 4 распределения мощности на сторону первого мотора 2 и сторону выходной шестерни 15, электроэнергия, генерируемая первым мотором 2, функционирующего в качестве электрогенератора, подается на второй мотор 3, и выходной крутящий момент второго мотора 3 складывается с крутящим моментом выходной шестерни 15 в промежуточной шестерне 16. Двух моторный режим является режимом, в котором первый мотор 2 и второй мотор 3 работают в качестве источников движущей силы для приведения в движение гибридного транспортного средства, и гибридное транспортное средство движется за счет использования мощности этих двух моторов 2, 3. В этом случае, водило 8 фиксируется посредством тормозного механизма 11. Таким образом, механизм 4 распределения мощности функционирует в качестве механизма снижения скорости между первым мотором 2 и выходной передачи 15. Состояние, в котором гибридное транспортное средство движется в двухмоторном режиме, соответствует состоянию привода мотора согласно варианту осуществления изобретения. Одномоторный режим является режимом, в котором гибридное транспортное средство движется за счет использования второго мотора 3 в качестве источника движущей силы.
Приводной крутящий момент, экономия топлива, и подобное, отличаются друг от друга среди этих режимов привода, поэтому области этих режимов привода определяются скоростью транспортного средства, движущей силой и тому подобным, и режим привода выбирается на основании требуемой движущей силы, представленной рабочим значением акселератора и скоростью транспортного средства. Фиг.2 показывает области режимов привода, определенные заранее, для скорости V транспортного средства и движущей силы F. На фиг.2, область, обозначенная знаком AHV, является областью режима HV, область, обозначенная знаком A2M, является областью двухмоторного режима, а область, обозначенная знаком A1M, является областью одномоторного режима. Электронный узел управления (ECU) 24 предоставляется в качестве контроллера для выбора любого из этих режимов привода и управления узлами системы гибридного привода, с тем, чтобы установить выбранный режим привода. ECU 24 главным образом сформирован из микроконтроллера. ECU 24 выполнен с возможностью выполнять вычисления на основании входных данных и таких данных, как предварительно сохраненная карта, и выводить рассчитанный результат в виде сигнала команды управления на двигатель 1, каждый их моторов 2, 3, электронное устройство хранения или инвертор для моторов 2, 3, тормозной механизм 11 или тому подобное. Примеры данных, входящих в ECU 24, то есть данных, используемых в управлении, включают в себя скорость транспортного средства, рабочее значение акселератора, скорости вращения моторов 2, 3, приводные токи моторов 2, 3, температура (температура масла) смазочного масла, включенное/выключенное состояние переключателя зажигания гибридного транспортного средства, открытое/закрытое состояние заслонки решетки радиатора, обеспеченной с передней стороны кузова транспортного средства, продолжительность открытого состояния или закрытого состояния заслонки решетки радиатора, температура (внешняя температура) окружения, в котором находится транспортное средство, и тому подобное. Вышеописанные области, показанные на фиг.2, скорость повышения температуры и скорость снижения температуры шестерен, штифтов шестерен или тому подобного, начальное значение температуры, пороговые значения определения для времени и температуры, и тому подобное, сохраняются заранее.
Система управления приводом согласно изобретению выполнена с возможностью осуществлять работу двухмоторного режима в течение максимально возможного периода времени в пределах диапазона, в котором температура вышеописанных шестерен, штифтов шестерен и тому подобного не возрастает чрезмерно. Температура механизма распределения мощности является температурой, связанной с механизмом распределения мощности, и включает в себя температуру шестерен, штифтов шестерен и тому подобного. Пример управления последним показан посредством блок-схемы последовательности операций на фиг.1. Контроллер согласно варианту осуществления изобретения выполнен с возможностью выполнять эту последовательность операций. Программа, показанная на фиг.1, выполняется многократно в заданные короткие промежутки времени во время движения гибридного транспортного средства. В примере управления, показанном на фиг.1, сначала выполняется проверка того, находится ли флаг (далее в материалах настоящей заявки временно указываемый ссылкой, как флаг двухмоторного режима) F2M, обозначающий, что установлен вышеописанный двухмоторный режим, во включенном состоянии (этап S1). Двухмоторный режим выбирается, когда требуемая движущая сила и скорость транспортного средства попадают в область A2M двухмоторного режима, показанную на фиг.2, и флаг F2M двухмоторного режима является флагом, который устанавливается во включенное состояние в результате этого выбора.
Когда флаг F2M находится во включенном состоянии в результате того факта, что выбран двухмоторный режим, соответствующий режиму привода мотора согласно изобретению, на этапе S1 выполняется утвердительное определение. В данном случае, процесс переходит на этап S2, и флаг (далее в материалах настоящей заявки временно указываемый ссылкой, как флаг продолжения) F2M-C, обозначающий, что работа в двухмоторном режиме продолжается, устанавливается во включенное состояние. Флаг F2M-C продолжения является флагом для выполнения процесса определения того, обрабатывается ли временная остановка двухмоторного режима, как продолжение двухмоторного режима, или она обрабатывается, как завершение двухмоторного режима. После того, как флаг F2M-C продолжения устанавливается во включенное состояние, подсчитывается таймер Time_ON включенного состояния (этап S3). А именно, время Δtime выполнения одного цикла программы, показанной на фиг.1, прибавляется к значению (последнему значению) Time_ON_old таймера Time_ON включенного состояния в случае, когда программа, показанная на фиг.1, выполняется в последний раз. Последнее значение Time_ON_old сразу после того, как флаг F2M-C продолжения переключается во включенное состояние, равняется нулю, и в этом случае начинается измерение времени.
С другой стороны, когда на этапе S1 происходит отрицательное определение в результате того факта, что флаг F2M двухмоторного режима находится в выключенном состоянии, подсчитывается таймер Time_OFF выключенного состояния (этап S4). Таймер Time_OFF выключенного состояния используется для измерения истекшего времени с момента окончания двухмоторного режима и установки флага F2M двухмоторного режима в выключенное состояние. А именно, время Δtime выполнения одного цикла программы, показанной на фиг.1, прибавляется к значению (последнему значению) Time_OFF_old таймера Time_OFF выключенного состояния в случае, когда программа, показанная на фиг.1, выполняется в последний раз. Последнее значение Time_OFF_old сразу после того, как флаг F2M двухмоторного режима переключается в выключенное состояние, равняется нулю, и в этом случае начинается измерение времени.
Выполняется определение того, больше ли измеренное таким образом время (значение таймера Time_OFF выключенного состояния), чем заданное пороговое значение Time_OFF_th (этап S5). Пороговое значение Time_OFF_th является значением для определения того, является ли время, истекшее после того, как режим привода был переключен из двухмоторного режима в режим привода, отличный от двухмоторного режима, достаточным временем для осуществления охлаждения вышеописанных шестерен 7, штифтов шестерен, на которые установлены шестерни 7, или тому подобного. Следовательно, пороговое значение Time_OFF_th может быть заранее определено конструкцией на основе эксперимента или тому подобного для каждой модели гибридного транспортного средства или каждой модели системы гибридного привода. Когда на этапе S5 выполняется отрицательное определение в результате того факта, что истекшее время Time_OFF с момента установления в выключенное состояние флага F2M двухмоторного режима меньше или равно пороговому значению Time_OFF_th, процесс переходит к вышеописанному этапу S2, и флаг F2M-C продолжения устанавливается во включенное состояние. Напротив, когда на этапе S5 выполняется утвердительное определение, флаг F2M-C продолжения устанавливается в выключенное состояние (этап S6). То есть даже когда двухмоторный режим заканчивается, в то время как истекшее время после завершения меньше, чем пороговое значение Time_OFF_th, предполагается, что двухмоторный режим продолжается в терминах управления. Таким образом, в примере управления, показанном на фиг.1, временное прерывание двухмоторного режима не рассматривается, как окончание двухмоторного режима.
После этапа S3 или S6, выполняется определение того, находится ли флаг F2M-C продолжения во включенном состоянии (этап S7). Это определение, вкратце, является определением того, имеет ли место состояние, в котором температура шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного возрастает из-за того факта, что водило 8 остановлено и первый мотор 2 производит крутящий момент. Следовательно, когда на этапе S7 выполняется отрицательное определение, процесс переходит к подпрограмме SR для выполнения управления в процессе, в котором температура шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного снижается. Напротив, когда на этапе S7 выполняется положительное определение, выполняется определение того, меньше ли значение счетчика таймера Time_ON включенного состояния, чем пороговое значение Time_ON_th продолжительности двухмоторного режима (этап S8). Это пороговое значение Time_ON_th является временем, предоставляемым с целью защиты шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного. В двухмоторном режиме, водило 8 закреплено, и сильная нагрузка или трение воздействует на шестерни 7, штифты шестерен и тому подобное, поэтому пороговое значение Time_ON_th устанавливается конструкцией в качестве верхней границы времени, в течение которого такому рабочему состоянию позволено продолжаться.
Так как продолжительность двухмоторного режима является короткой сразу после переключения в двухмоторный режим, утвердительное определение производится на этапе S8. В данном случае, выполняется определение того, находится ли флаг F2M-C_old продолжения в этот момент времени в выключенном состоянии (этап S9). Другими словами, выполняется определение того, был ли флаг F2M-C продолжения установлен в выключенное состояние в последнем цикле выполнения программы, показанной на фиг.1. Так как флаг F2M-C продолжения устанавливается во включенное состояние на этапе S2 перед этапом S9, когда утвердительное определение производится на этапе S9, это означает, что режим привода был только что переключен на двухмоторный режим. Напротив, когда отрицательное определение производится на этапе S9, это означает, что режим привода уже был переключен на двухмоторный режим, и что двухмоторный режим продолжается.
Когда утвердительное определение производится на этапе S9 в результате того факта, что режим привода был только что переключен на двухмоторный режим, значение счетчика таймера Time_OFF выключенного состояния переустанавливается на ноль (этап S10). Выполняется определение того, находится ли переключатель зажигания (IG_old) гибридного транспортного во время последнего выполнения программы, показанной на фиг.1, во включенном состоянии (этап S11). Этот этап S11, вкратце, является этапом определения того, было ли гибридное транспортное средство уже запущено. Когда утвердительное определение производится на этапе S11 в результате того факта, что гибридное транспортное средство уже было запущено, выполняется определение того, является ли последнее значение Tp_est_old температуры (далее в материалах настоящей заявки указываемой ссылкой, как температура шестерен) Tp_est шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного меньшим чем или равным заданной номинальной температуре Tpa (этап SI2). Посредством ввода номинального значения в виде температуры Tp_est шестерен во время производственной отгрузки гибридного транспортного средства, возможно определить последнее значение Tp_est_old. Номинальная температура Tpa является температурой, определяемой конструкцией, и определяет нижнее граничное значение температуры Tp_est шестерен во время запуска управления. Температура Tp_est шестерен является оцениваемой температурой. Когда оцениваемая температура намного ниже реальной температуры, имеется вероятность того, что температура Tp_est шестерен, которая возрастает в двухмоторном режиме, будет оценена, как более низкая температура. Номинальная температура Tpa устанавливается, чтобы устранить или уменьшить такое оценивание более низкой температуры. Следовательно, когда на этапе S12 производится утвердительное определение в результате того факта, что последнее значение Tp_est_old температуры Tp_est шестерен меньше чем или равно номинальной температуре Tpa, номинальная температура Tpa используется в качестве температуры Tp_est шестерен (этап S13). В данном случае, как будет описано позже, температура шестерен получается посредством складывания величины повышения температуры с номинальной температурой. Напротив, когда на этапе S12 производится отрицательное определение в результате того факта, что последнее значение Tp_est_old температуры Tp_est шестерен больше номинальной температуры Tpa, последнее значение Tp_est_old используется в качестве температуры Tp_est шестерен (этап S14). В данном случае, как будет описано позже, температура шестерен получается посредством складывания величины повышения температуры с последним значением Tp_est_old.
Когда на этапе S11 производится отрицательное определение, рассчитывается начальная температура Tp_est шестерен (температура, соответствующая начальной температуре согласно варианту осуществления изобретения) для запуска двухмоторного режима (этап S15). Когда переключатель зажигания находится в выключенном состоянии, отсутствуют факторы, поднимающие температуру Tp_est шестерен, и температура Tp_est шестерен имеет убывающую тенденцию, поэтому температура Tp_est шестерен снижается по прошествии времени ΔIG_OFF, в предположении, что температура снижается с заданной скоростью ΔTp_down снижения. А именно, так как температура Tp_est шестерен начинает снижаться в результате того факта, что переключатель зажигания установлен в выключенное состояние, температура Tp_est шестерен в момент времени, когда переключатель зажигания был установлен в выключенное состояние в последний раз, сохраняется в качестве последнего значения (или начального значения Tp_est_old начала охлаждения). С течением времени ΔIG_OFF, когда переключатель зажигания находится в выключенном состоянии, температура Tp_est шестерен снижается со скоростью ΔTp_down снижения, соответствующей ситуации в этот момент времени. Следовательно, начальная температура Tp_est в момент времени, когда запускается двухмоторный режим в результате того факта, что переключатель зажигания устанавливается во включенное состояние, рассчитывается посредством складывания уменьшения температуры, полученного из вышеописанного времени ΔIG_OFF и скорости ΔTp_down снижения, с сохраненным последним значением Tp_est_old.
С другой стороны, когда отрицательное определение производится на этапе S9, то есть когда флаг F2M-C продолжения уже находится во включенном состоянии, так как температура Tp_est шестерен имеет возрастающую тенденцию, температура Tp_est шестерен возрастает по прошествии времени Δtime, в предположении, что температура Tp_est шестерен возрастает с заданной скоростью ΔTp_up возрастания (этап S16). То есть произведение скорости ΔTp_up возрастания и времени Δtime складывается с последним значением Tp_est_old. Время Δtime является временем выполнения одного цикла программы, показанной на фиг.1.
Далее будут описаны вышеупомянутые скорость ΔTp_down снижения и скорость ΔTp_up возрастания. В двухмоторном режиме, соответствующем состоянию привода мотора согласно варианту осуществления изобретения, мощность, выходящая из первого мотора 2, вводится в механизм 4 распределения мощности, и тепло генерируется в соответствии с вводимой мощностью. Изобретатели измерили корреляцию между мощностью, выходящей из первого мотора 2 в двухмоторном режиме, и изменением в единицу времени (скоростью изменения температуры) температуры шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного (далее в материалах настоящей заявки временной указываемой ссылкой, как температура шестерен). Фиг.3 схематически показывает измеренные результаты. На фиг.3, линия L3 обозначает измеренные значения в случае, когда температура смазочного масла установлена так, чтобы быть ниже, чем в примере, обозначенном линией L2. Из измеренных результатов, показанных на фиг.3, обнаружено, что скорость изменения (скорость возрастания) ΔT температуры шестерен возрастает с увеличением выходной энергии первого мотора 2 или энергии EM, которая вводится в механизм распределения мощности. Это, предположительно, происходит из-за большого количества энергии, которая преобразуется в тепло. Также обнаружено, что по мере того, как температура смазочного масла, подаваемого в механизм 4 распределения мощности, снижается, скорость изменения (скорость возрастания) ΔT температуры шестерен также снижается. Это, предположительно, происходит из-за того, что по мере возрастания разницы между температурой шестерен и температурой масла облегчается излучение тепла из шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного.
Изобретатели измерили корреляцию между скоростью NM вращения первого мотора 2 и скоростью ΔT изменения температуры шестерен в двухмоторном режиме. Фиг.4 схематически показывает измеренные результаты. На фиг.4, линия L3 обозначает измеренные значения в случае, когда температура смазочного масла установлена так, чтобы быть ниже, чем в примере, обозначенном линией L4. Из измеренных результатов, показанных на фиг.4, обнаружено, что скорость изменения (скорость возрастания) ΔT температуры шестерен возрастает с увеличением скорости NM вращения первого мотора 2, и что скорость изменения (скорость возрастания) ΔT температуры шестерен уменьшается со снижением температуры смазочного масла, подаваемого в механизм 4 распределения мощности. Также обнаружено, что эффект подавления скорости ΔT изменения благодаря низкой температуре смазочного масла уменьшается с возрастанием скорости вращения. При изучении корреляции между скоростью NM вращения первого мотора 2 и скоростью ΔT повышения температуры шестерен, по мере того как скорость NM вращения возрастает, количество тепла, генерируемого из-за потерь энергии, возрастает, и количество подаваемого смазочного масла также возрастает, и, в результате, охлаждающее действие смазочного масла усиливается. Понятно, что в измерительном эксперименте, проведенном изобретателями, из-за экспериментальных условий, в которых увеличение последующего охлаждающего действия уступает увеличению предыдущего количества генерируемого тепла, скорость ΔT повышения температуры шестерен возрастает с увеличением скорости NM вращения. Следовательно, если настроить конфигурацию так, чтобы большее количество смазочного масла могло подаваться с увеличением скорости NM вращения, предположительно, возможно снизить скорость ΔT повышения температуры шестерен с увеличением скорости NM вращения. То есть так как охлаждающее действие смазочного масла усиливается с увеличением количества подаваемого смазочного масла, скорость повышения температуры шестерен уменьшается в двухмоторном режиме, и скорость снижения температуры шестерен возрастает в режиме привода, отличном от двухмоторного режима.
Изобретатели также измерили корреляцию между крутящим моментом TM первого мотора 2 и скоростью ΔT изменения температуры шестерен в двухмоторном режиме. Фиг.5 схематически показывает измеренные результаты. Из измеренных результатов, показанных на фиг.5, обнаружено, что скорость изменения (скорость возрастания) ΔT температуры шестерен возрастает с увеличением крутящего момента TM первого мотора 2.
Изобретатели дополнительно измерили скорость ΔT изменения температуры шестерен во время изменения количества QEOP разгружаемого масла EOP 14 в двухмоторном режиме. Фиг.6 схематически показывает результаты. Измеренные результаты в случае низкой скорости транспортного при высоком крутящем моменте обозначены линией L5, а измеренные результаты в случае высокой скорости транспортного средства при низком крутящем моменте обозначены линией L6. В каждом случае, температура шестерен уменьшалась с увеличением количества разгружаемого масла EOP 14, и температура шестерен существенно уменьшалась с увеличением скорости транспортного средства или с увеличением скорости вращения первого мотора 2. Из измеренных результатов обнаружено, что, когда количество разгружаемого масла EOP 14 увеличивается, скорость ΔTp_up повышения температуры шестерен в двухмоторном режиме уменьшается, и скорость ΔTp_down снижения температуры шестерен в режиме привода, отличном от двухмоторного режима, возрастает.
Из этих результатов, показанных на фиг. с 3 по 6, можно определить, что скорость изменения (скорость снижения) ΔTp_down температуры шестерен увеличивается, когда облегчается излучение тепла из шестерен 7 и тому подобного, например, за счет увеличения количества подаваемого смазочного масла или снижения температуры смазочного масла. Предположительно, излучение тепла из шестерен 7 и тому подобного главным образом происходит в результате выведения тепла из шестерен 7 и тому подобного посредством смазочного масла, поэтому факторами излучения тепла являются разница температур между температурой Tp_est шестерен и температурой масла, скорость транспортного средства, связанная с количеством масла, подаваемого к шестерням 7 и тому подобному, количество разгружаемого масла EOP 14, и тому подобное. То есть по мере того как разница температур возрастает, скорость ΔTp_down снижения увеличивается, и, по мере того как скорость транспортного средства возрастает, количество масла возрастает, и скорость ΔTp_down снижения увеличивается. Когда работает EOP 14, количество разгружаемого масла возрастает, и скорость ΔTp_down снижения увеличивается. Следовательно, скорость ΔTp_down снижения может быть приготовлена в виде карты, которая использует эти факторы излучения тепла в качестве параметров, и один из примеров такой карты показан на фиг.7. В примере, показанном на фиг.7, значение, связанное с EOP 14, является коэффициентом KEOP коррекции. Коэффициент KEOP коррекции устанавливается так, чтобы скорость ΔTp_down снижения в случае, когда количество разгружаемого масла EOP 14 большое, была больше, чем скорость ΔTp_down снижения в случае, когда количество разгружаемого масла EOP 14 небольшое. Фиг.7 показывает корреляцию между разницей температур или скоростью транспортного средства и скоростью ΔTp_down снижения. На значение реальной скорости ΔTp_down изменения влияет эффективность масляного радиатора (не показан) в реальном автомобиле, форма вращающегося элемента, такого как шестерня, который использует смазочное масло, имеется ли выступ в пути, по которому смазочное масло достигает шестерен 7 и тому подобного, количество выступов, и тому подобное, поэтому скорость ΔTp_down снижения получают заранее посредством эксперимента, или тому подобного, на реальном автомобиле. Вдобавок, вышеописанное время ΔIG_OFF должно измеряться посредством заданного таймера.
С другой стороны, далее будет описана скорость ΔTp_up повышения температуры шестерен. Из вышеописанных измеренных результатов можно понять, что температура Tp_est шестерен изменяется в зависимости от разницы между количеством тепла, генерируемого из-за потерь энергии, и количества тепла, выводимого главным образом посредством смазочного масла. Факторами генерирования тепла являются энергия, которая вводится в механизм 4 распределения мощности, крутящий момент или скорость вращения первого мотора 2, и тому подобное. С другой стороны, факторами выведения тепла являются вышеописанная разница между температурой Tp_est шестерен и температурой масла (или температура масла), скорость транспортного средства (или скорость вращения первого мотора 2), связанная с количеством масла, подаваемого к шестерням 7 и тому подобному, количество разгружаемого масла EOP 14, и тому подобное. Среди этих факторов, предположительно, влияние энергии, которая вводится в механизм 4 распределения мощности, является наибольшим, поэтому скорость ΔTp_up возрастания увеличивается с увеличением количества энергии (то есть крутящего момента и скорости вращения первого мотора 2). Следовательно, скорость ΔTp_up возрастания может быть приготовлена в виде карты, которая использует эти факторы генерирования тепла в качестве параметров, и один из примеров такой карты показан на фиг.8. Как показано на фиг.8, скорость ΔTp_up возрастания установлена так, чтобы иметь большее значение, когда крутящий момент первого мотора 2 увеличивается, или когда скорость вращения первого мотора 2 увеличивается. По мере того как скорость вращения первого мотора 2 (то есть скорость транспортного средства) увеличивается, количество смазочного масла увеличивается, и, в результате, количество излучаемого тепла возрастает, поэтому влияние увеличения скорости вращения первого мотора 2 на скорость ΔTp_up возрастания меньше, чем влияние увеличения крутящего момента первого мотора 2.
В примере, показанном на фиг.8, номинальное значение получено на основании крутящего момента и скорости вращения первого мотора 2, а скорость ΔTp_up возрастания получена посредством корректировки номинального значения с помощью коэффициента KEOP корректировки, связанного с EOP 14, и коэффициента Ktemp корректировки, связанного с температурой масла. Коэффициент Ktemp корректировки, связанный с температурой масла устанавливается так, чтобы скорость ΔTp_up возрастания уменьшалась с уменьшением температуры масла. Фиг.8 показывает корреляцию между крутящим моментом или скоростью вращения первого мотора 2 и скоростью ΔTp_up возрастания. Значение реальной скорости ΔTp_up возрастания, как в случае примера вышеописанной скорости ΔTp_down снижения, подвержено существенному влиянию конструкции системы гибридного привода, поэтому скорость ΔTp_up возрастания получают заранее посредством эксперимента или тому подобного, на реальном автомобиле.
После того как температура Tp_est шестерен (оценочное значение) получена на любом из этапов с S13 по S16, выполняется определение того, является ли температура Tp_est шестерен больше чем или равной верхней граничной температуре Tp_th (этап SI7). Верхняя граничная температура Tp_th является температурой, определяемой конструкцией, принимая во внимание надежность и тому подобное шестерен 7, штифтов шестерен, подшипников штифтов шестерен и смазочного масла. Когда утвердительное определение производится на этапе S17 в результате того факта, что температура Tp_est шестерен больше чем или равна верхней граничной температуре Tp_th, флаг F2M двухмоторного режима устанавливается в выключенное состояние (этап S18), и двухмоторный режим, соответствующий состоянию привода мотора согласно варианту осуществления изобретения, завершается. В этом случае, режим HV, или одномоторный режим, устанавливается в ответ на скорость транспортного средства, рабочее значение акселератора и тому подобное. Флаг F2M_inh запрета, который запрещает двухмоторный режим, устанавливается во включенное состояние (этап S19), и затем программа, показанная на фиг.1, один раз завершается. То есть двухмоторный режим запрещается. Напротив, когда отрицательное определение производится на этапе S17 в результате того факта, что температура Tp_est шестерен ниже верхней граничной температуры Tp_th, флаг F2M_inh запрета остается в выключенном состоянии (этап S20), и затем программа, показанная на фиг.1, один раз завершается. То есть двухмоторный режим разрешается, и, когда двухмоторный режим уже установлен, он продолжается. В данном случае, так как оценивается, что температура шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного все еще низкая, снижение надежности шестерен 7, штифтов шестерен и тому подобного, устраняется или ослабляется.
Когда отрицательное определение производится на этапе S17 в результате того факта, что вышеописанный таймер Time_ON включенного состояния, подсчитанный на этапе S3, становится больше чем или равным пороговому значению Time_ON_th продолжительности двухмоторного режима, температура Tp_est шестерен обновляется на основании вышеописанной скорости ΔTp_up возрастания и времени Δtime (этап S21), и затем процесс переходит к этапу S18. То есть двухмоторный режим заканчивается, и двухмоторный режим запрещается.
В вышеописанном конкретном примере, начальная температура в момент включения двухмоторного режима получается посредством складывания уменьшения температуры, полученного из скорости ΔTp_down снижения температуры шестерен и времени ΔIG_OFF, в течение которого переключатель зажигания находится в выключенном состоянии, с температурой Tp_est_old шестерен в момент времени, когда переключатель зажигания был установлен в выключенное состояние в последний раз (этап S15). Изобретение не ограничено вышеописанным конкретным примером. Начальная температура может быть получена на основании рабочего состояния гибридного транспортного средства, информации об окружении, в котором находится гибридное транспортное средство, или тому подобного, перед переключением в двухмоторный режим. Примеры данных, связанных с рабочим состоянием, включают в себя истекшее время с момента установки переключателя зажигания во включенное состояние, время с момента установки переключателя зажигания во выключенное состояние до момента установки переключателя зажигания во включенное состояние, температура смазочного масла, объединенное значение энергии, вводимой в шестерни 7 или механизм 4 распределения мощности, режим привода, то есть одномоторный режим или режим HV, открытое/закрытое состояние заслонки, обеспеченной на передней решетке радиатора гибридного транспортного средства, и тому подобное. Примеры информации об окружении включают в себя температуру (внешнюю температуру) окружения, в котором находится транспортное средство, количество воздуха, втекающего в моторный отсек гибридного транспортного средства, и тому подобное. Эти состояния движения и окружающей среды действуют, чтобы снизить температуру шестерен, тем не менее, скорость снижения зависит от каждого элемента данных, поэтому скорость снижения, соответствующая каждому элементу данных, получают заранее посредством анализа, который использует реальный автомобиль.
В вышеописанном конкретном примере описан пример, в котором механизм распределения мощности сформирован из механизма планетарной передачи с одной шестерней. Помимо этого, изобретение применимо к примеру, в котором механизм распределения мощности сформирован из механизма планетарной передачи с двумя шестернями. Гибридное транспортное средство, к которому применимо изобретение, всего лишь должно, вкратце, быть выполнено с возможностью заставлять механизм распределения мощности функционировать в качестве редуктора скорости для первого мотора посредством фиксации водила механизма распределения мощности.