混合变速器的速比控制设备及方法技术

在混合变速器的速比控制设备和方法中，综合控制器根据速比代表命令值和速比代表实际测量值之间的偏差来计算速比操纵变量。然后该控制器根据由所计算的速比操纵变量，及换档运动中每一驱动输入部件的加速度比，以及换档运动中每一驱动输入部件的惯量，计算被驱动输入到差动机构的每个驱动输入部件上的转矩的速比目标分量命令值。然后该控制器将所计算的速比目标分量命令值输出给相应的驱动输入部件的转矩作动器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及混合变速器的速比(或齿轮速比)控制设备及方法，其中在至少具有四个旋转部件的二自由度差动机构中，发动机、输出部件、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机被分别(或独立地)连至不同旋转部件。
技术介绍
在2003年2月4日公布的日本专利申请第一公开文献2003-34154号举了先前建议的混合变速器速比控制设备的例子，其中通过两个电动机/发电机提供速比。当保持加速器操纵变量恒定的车辆行驶时，通过将发动机转速维持在目标值而控制速比。此外，当加速器被驾驶者松开时，车辆被减速，而速比则根据行驶状态(也即，车辆速度或目标驱动力)来控制。
技术实现思路
然而，在先前建议的速比控制设备的上述控制中，考虑根据速比(控制)操纵变量的速比控制(或输入转速控制)以及转矩控制中的每一个，确定发动机和两个电动机/发电机的相应工作点(也即转速和转矩)。通过控制瞬时驱动力而执行转矩控制，同时例如通过直接解运动方程而使用第一电动机/发动机转矩、第二电动机/发动机转矩和发动机转矩使速比稳定。在此转矩控制中，包含用于速比稳定的转矩控制以及目标瞬时驱动力的转矩控制两者。因此，为执行速比稳定控制以及在不影响速比控制的条件下的瞬时驱动力控制，要在这些控制之间的调整转矩是困难的，以及这些控制的操作过程是复杂的。因此，本专利技术的目的是提供混合变速器的速比控制设备和方法，它们能够给出速比控制转矩，其容易在速比控制中稳定速比而不会干扰瞬时驱动力控制。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于混合变速器的速比控制设备，该混合变速器具有二自由度差动机构，该差动机构至少具有四个旋转部件，发动机、第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和输出部件被分别连至所述四个旋转部件中的每一个，该速比控制设备包括速比操纵变量计算部分，它根据速比代表命令值和速比代表实际测量值之间的偏差来计算速比操纵变量；速比目标分量命令值计算部分，它根据由速比操纵变量计算部分所计算的速比操纵变量，及换档运动中发动机、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机中的每一个的加速度比，以及换档运动中发动机、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机中的每一个的惯量，计算被驱动输入到差动机构的每个驱动输入部件上的转矩的速比目标分量命令值；以及速比控制命令输出部分，它将所计算的速比目标分量命令值输出给发动机、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机中的每一个的转矩作动器。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于混合变速器的速比控制方法，该混合变速器具有二自由度差动机构，该差动机构至少具有四个旋转部件，发动机、第一电动机/发电机、第二电动机/发电机和输出部件被分别连至所述四个旋转部件中的每一个，该速比控制方法包括根据速比代表命令值和速比代表实际测量值之间的偏差来计算速比操纵变量；根据所计算的速比操纵变量，及换档运动中发动机、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机中的每一个的加速度比，以及换档运动中发动机、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机中的每一个的惯量，计算被驱动输入到差动机构的每个驱动输入部件上的转矩的速比目标分量命令值；以及将所计算的速比目标分量命令值输出给发动机、第一电动机/发电机和第二电动机/发电机中的每一个的转矩作动器。本专利技术的公开内容不必要描述所有必要特征，因此本专利技术也可是这些描述特征的各种组合。附图说明图1是代表混合变速器配置的原理框图，根据本专利技术第一优选实施例的速比控制设备应用于该混合变速器。图2是接合/脱离状态视图，代表每一种驱动模式中混合变速器的三个互锁部件的接合状态。图3是接合/脱离状态视图，代表混合变速器的电动车辆模式的五种驱动模式和混合车辆模式的五种驱动模式中的发动机、发动机离合器、电动机/发电机、低制动器、高离合器和高低制动器的激励状态。图4A至图4E是代表混合变速器中电动车辆模式的五种驱动模式的共线图。图5A至图5E是代表混合变速器中混合车辆模式的五种驱动模式的共线图。图6是操作流程图，代表根据本专利技术的速比控制设备的第一优选实施例的综合控制器中所执行的速比控制操作过程。图7A至图7C是用于解释换档运动模式、不对换档运动模式造成干扰的加速运动模式和普通加速运动模式中共线图的相应杠杆动作的解释性视图。图8A和图8B是在根据本专利技术的速比控制设备的第一优选实施例中常速行驶期间执行速比控制的情况下的解释性控制框图。图9A和图9B是表示换档控制同义于速比控制的视图。图10是根据本专利技术的速比控制设备的第一优选实施例中的解释性控制框图。图11是解释性视图，用于解释根据本专利技术的速比控制设备的第一优选实施例中执行速比控制操作时的速比稳定控制过程。具体实施例方式以后将参考附图，以便于更好地了解本专利技术。以下将首先描述根据本专利技术的第一优选实施例中的配置。图1是代表混合变速器配置的原理框图，根据本专利技术第一优选实施例的速比(speed ratio)控制设备应用于该混合变速器。第一实施例中的混合变速器的驱动系统具有发动机E、用作动力源的第一电动机/发电机MG1和第二电动机/发电机MG2，如图1中所示。与这些动力源E、MG1和MG2和输出轴OUT(输出部件)连接的差动机构具有第一行星齿轮PG1，第二行星齿轮PG2，第三行星齿轮PG3，发动机离合器EC，低(loW)制动器LB，高(high)离合器HC和高(high)低制动器HLB。其中同轴地放置定子S、内转子IR和外传子OR的多层电动机应用于第一电动机/发电机MG1和第二电动机/发电机MG2。通过输入组合电流(例如三相交流和六相交流的组合电流)给定子S的定子线圈，此多层电动机独立地控制内转子IR和外转子OR。第一电动机/发电机MG1由定子S和外转子OR组成。第二电动机/发电机MG1由定子S和内转子IR组成。用于组成差动机构的所有第一行星齿轮PG1、第二行星齿轮PG2和第三行星齿轮PG3都是单小齿轮类型行星齿轮。第一行星齿轮PG1由第一太阳齿轮S1、支撑第一小齿轮P1的第一小齿轮架PC1和与第一小齿轮P1接合的第一环形齿轮R1组成。第二行星齿轮PG2由第二太阳齿轮S2、支撑第二小齿轮P2的第二小齿轮架PC2和与第二小齿轮P2接合的第二环形齿轮R2组成。第三行星齿轮PG3由第三太阳齿轮S3、支撑第三小齿轮P3的第三小齿轮架PC3和与第三小齿轮P3接合的第三环形齿轮R3组成。第一太阳齿轮S1通过第一旋转部件M1直接连至第二太阳齿轮S2，及第一环形齿轮R1通过第二旋转部件M2直接连至第三太阳齿轮S3，及第二小齿轮架PC2通过第三旋转部件M3直接连至第三环形齿轮R3。因此，一组三个行星齿轮PG1、PG2和PG3具有六个旋转部件，即第一旋转部件M1、第二旋转部件M2、第三旋转部件M3、第一小齿轮架PC1、第二环形齿轮R2和第三小齿轮架PC3。下面将解释作为被驱动地输入至差动机构的驱动输入部件的发动机E、第一电动机/发电机MG1和第二电动机/发电机MG2这些动力源之间，以及差动机构的输出轴OUT、发动机离合器EC、每个互锁部件LB，HC，HLB和六个旋转部件之间的连接关系。此外，第二旋转部件M2处于自由状态，M2不与这些部件中任何一个连接。其余五个旋转部件如下地连接。发动机E的发动机输出轴通过发动机离合器EC连至第三旋转部件M3。因此，当发动机离合器EC接合时，第二小本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于混合变速器的速比控制设备，该混合变速器具有二自由度差动机构，该差动机构至少具有四个旋转部件，发动机、第一电动机／发电机、第二电动机／发电机和输出部件被分别连至所述四个旋转部件中的每一个，该速比控制设备包括：速比操纵变量计算部 分，它根据速比代表命令值和速比代表实际测量值之间的偏差来计算速比操纵变量；速比目标分量命令值计算部分，它根据由速比操纵变量计算部分所计算的速比操纵变量，及换档运动中发动机、第一电动机／发电机和第二电动机／发电机中的每一个的加速度比， 以及换档运动中发动机、第一电动机／发电机和第二电动机／发电机中的每一个的惯量，计算被驱动输入到差动机构的每个驱动输入部件上的转矩的速比目标分量命令值；以及速比控制命令输出部分，它将所计算的速比目标分量命令值输出给发动机、第一电动机／ 发电机和第二电动机／发电机中的每一个的转矩作动器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：今津知也，忍足俊一，城新一郎，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]