本發明涉及具備阻止規定的旋轉構件的旋轉的可選擇單向離合器的混合動力汽車的控制裝置。
背景技術:
專利文獻1中記載了混合動力汽車的一例。該混合動力汽車具備使發動機與動力分割機構連結的離合器、和阻止與發動機連結的輸入軸的旋轉的制動器。另外,動力分割機構由通過三個旋轉要素進行差動作用的行星齒輪機構而構成,輸入軸與第一旋轉要素連結,第一電動機(或電動發電機)與第二旋轉要素連結,而且第三旋轉要素作為輸出要素。在從該輸出要素向驅動輪傳遞轉矩的傳動路徑上連結有第二電動機(或電動發電機)。這些第一及第二電動機能夠利用從蓄電裝置供給的電力作為電動機進行驅動,因此能夠使發動機的運轉停止而通過第二電動機、或第一及第二電動機進行行駛。利用兩個電動機行駛的情況下,使所述離合器分離并且利用所述制動器將輸入軸固定。并且,在使發動機起動的情況下,在使制動器分離并且利用離合器將輸入軸與發動機連結的狀態下,利用第一電動機使發動機起轉。
此外,專利文獻2中,記載了在檢測潤滑油的粘度時,在配置有檢測裝置的部位檢測其粘度,并基于電動式葉輪的旋轉阻力進行粘度的檢測。而且,專利文獻3中記載了在車輛用動力傳遞裝置中的離合器的內離合器板與外離合器板之間經由潤滑油產生拖曳轉矩。
【在先技術文獻】
【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利第5120650號公報
【專利文獻2】日本特開2008-267866號公報
【專利文獻3】日本特開2013-086585號公報
技術實現要素:
目前,已知可選擇單向離合器(以下記為SOWC)。SOWC是能夠在作為單向離合器發揮功能的所謂結合狀態(或ON狀態)與向正反的任意方向都不傳遞轉矩的所謂分離狀態(或OFF狀態)之間切換的離合器。其一例構成為,將保持被稱為支柱的結合片的兜板、和形成有供該支柱的前端部抵接而傳遞轉矩的被稱為凹口的凹部的凹口板在同一軸線上相對配置,在這些板之間,將形成有供支柱貫通的窗孔的被稱為選擇板的操作板配置成能夠相對于各板相對旋轉。前述的專利文獻1中的制動器為了以選擇性地阻止輸入軸的正轉(與發動機相同方向的旋轉)的方式發揮功能,可考慮將所述制動器置換為SOWC。
SOWC中的支柱與選擇板或凹口板接觸,而在各板之間產生滑動。因此,SOWC被供給油而被潤滑。該油具有粘性,由于其粘性而產生拖曳轉矩。油的粘度越高則該拖曳轉矩越大,油溫越低則油的粘度越大。因此,在如上所述構成為通過SOWC選擇性地阻止混合動力汽車的輸入軸、或與其連結的發動機的旋轉的情況下,需要允許該輸入軸或發動機的旋轉時,若油的粘度成為主要原因而產生大的拖曳轉矩,則所述選擇板被輸入軸或發動機的旋轉拖曳而旋轉,其結果是,SOWC可能會發生誤結合。例如,在混合動力汽車中,若為了使發動機起動而利用規定的電動機使發動機起轉的情況下SOWC發生誤結合,則不能使發動機起動。
本發明著眼于上述的技術課題而創立,其目的在于提供一種控制裝置,其能夠避免或抑制混合動力汽車所使用的可選擇單向離合器由于潤滑油的粘性成為主要原因而發生誤結合的情況。
本發明為了實現上述的目的,提供一種混合動力汽車的控制裝置, 所述混合動力汽車具有:發動機;至少一個電動機;旋轉構件,在利用所述發動機的驅動力行駛的情況下及利用所述電動機使所述發動機起轉的情況下向規定方向旋轉;及可選擇單向離合器,在結合狀態下阻止所述旋轉構件向所述規定方向旋轉,且在分離狀態下使所述旋轉構件能夠向所述規定方向旋轉,其特征在于,所述可選擇單向離合器具有:固定側構件;可動側構件,與所述旋轉構件連接;及選擇構件,配置于所述固定側構件與所述可動側構件之間,且通過向所述規定方向旋轉而將所述固定側構件和所述可動側構件連結,設定所述結合狀態,所述混合動力汽車的控制裝置構成為,在利用所述電動機使所述發動機起轉的情況下,執行使所述潤滑油的溫度上升的升溫控制,在執行所述升溫控制后將所述可選擇單向離合器控制成所述分離狀態的狀態下,利用所述電動機使所述發動機起轉從而使所述旋轉構件向所述規定方向旋轉。
本發明可以是,所述混合動力汽車的控制裝置構成為,在利用所述電動機使所述發動機起轉的情況下判定所述可選擇單向離合器的潤滑油的溫度,所述升溫控制在所述潤滑油的溫度為低溫的判定成立的情況下執行。
本發明中,可以是,所述可選擇單向離合器具有致動器,所述致動器使所述選擇構件從設定所述分離狀態的位置向設定所述結合狀態的位置旋轉,所述混合動力汽車的控制裝置構成為,所述潤滑油為低溫的判定基于所述致動器產生預定的動作力時所述致動器的動作量、或所述選擇構件的旋轉角度達到預定的量或角度所需要的時間來進行,在所述時間比預定的基準時間長的情況下,使所述潤滑油為低溫的判定成立。
另外,本發明中,可以是,所述可選擇單向離合器具有致動器,所述致動器使所述選擇構件從設定所述分離狀態的位置向設定所述結合狀態的位置旋轉,所述混合動力汽車的控制裝置構成為,所述潤滑 油為低溫的判定基于所述致動器產生預定的動作力時的所述致動器的動作量、或所述選擇構件旋轉的角度來進行,在規定時間內的所述動作量或所述角度為預定的基準量或基準角度以下的情況下,使所述潤滑油為低溫的判定成立。
本發明中,可以是,所述可選擇單向離合器具有致動器,所述致動器使所述選擇構件從設定所述分離狀態的位置向設定所述結合狀態的位置旋轉,所述混合動力汽車的控制裝置構成為,所述潤滑油為低溫的判定基于使所述選擇構件旋轉所需要的所述致動器的動作力來進行,在所述動作力大至預定的基準量以上的情況下,使所述潤滑油為低溫的判定成立。
而且,本發明中,可以是,所述混合動力汽車的控制裝置構成為,關于所述潤滑油為低溫的判定,在由于所述可動側構件旋轉而所述選擇構件被所述可動側構件拖曳而移動的量為預定的基準量以上的情況下,使所述潤滑油為低溫的判定成立。
另一方面,本發明中,可以是,所述升溫控制為使所述可動側構件向所述規定方向的相反方向旋轉的控制。
另外,本發明中,可以是,所述升溫控制為使所述選擇構件向設定所述結合狀態的方向和設定所述分離狀態的方向往復旋轉多次的控制。
【發明效果】
根據本發明,利用所述電動機使發動機起轉的情況下,所述旋轉構件向所述規定方向旋轉,伴隨于此使選擇構件從設定所述分離狀態的位置向設定所述結合狀態的位置旋轉的方向的拖曳轉矩經由所述潤滑油作用于所述選擇構件。在使發動機起轉的情況下,執行升溫控制。該升溫控制也可以在潤滑油的溫度為低溫的判定成立的情況下執行。 因此,即使伴隨發動機的起轉而產生使選擇構件向設定結合狀態的位置旋轉的拖曳轉矩,潤滑油的溫度也變高而其粘度下降,因此拖曳轉矩減小,其結果是,不會出現選擇構件向設定結合狀態的位置旋轉,或可選擇單向離合器被切換到結合狀態的情況,能夠沒有阻礙地執行發動機的起動。
另外,根據本發明,在構成為基于選擇構件旋轉規定角度所需要的時間、選擇構件的旋轉角度、或為了使選擇構件旋轉的致動器的動作力、以及由于所述可動側構件旋轉而所述選擇構件被所述可動側構件拖曳而移動的量等來進行為低溫的判定的情況下,能夠以簡單的構成容易地進行低溫的判定。
而且,本發明中,相對于潤滑油作用剪切力而進行升溫,因此能夠以簡單的構成容易地進行升溫控制。
附圖說明
圖1是用于說明通過本發明的實施方式的控制裝置實施的控制的一例的流程圖。
圖2是用于概略地表示螺線管的電流與吸引力(動作力)的關系的線圖。
圖3是表示螺線管的電流值、行程量與行程時間的關系的線圖。
圖4是用于說明判定極低油溫的控制的一例的流程圖。
圖5是用于說明判定極低油溫的控制的另一例的流程圖。
圖6是用于說明判定極低油溫的控制的又一例的流程圖。
圖7是用于說明判定極低油溫的控制的再又一例的流程圖。
圖8是用于說明在使潤滑油升溫后進行發動機的起轉的控制的一例的流程圖。
圖9是表示進行圖8所示的控制時的轉速的變化的圖,是關于構成動力分割機構及超越傳動機構的復合行星齒輪機構的共線圖。
圖10是表示進行圖8的控制時的可選擇單向離合器的轉速(凹口 板的轉速)的變化的時序圖。
圖11是表示進行圖8所示的控制時的各時點的可選擇單向離合器的動作狀態的示意圖。
圖12是表示進行重復螺線管的ON及OFF的升溫控制時的螺線管的ON及OFF的狀態、及可選擇單向離合器的轉速(凹口板的轉速)的變化的時序圖。
圖13是表示基于螺線管的行程的時間進行極低油溫判定后使發動機起動時的可選擇單向離合器的轉速(凹口板的轉速)的變化的時序圖。
圖14是表示基于選擇板被凹口板拖曳的情況而進行極低油溫判定后使發動機起動時的可選擇單向離合器的轉速(凹口板的轉速)的變化的時序圖。
圖15是表示在本發明中能夠作為對象的混合動力汽車的動力傳動系的一例的骨架圖。
圖16是關于構成圖15所示的混合動力汽車中的動力分割機構的行星齒輪機構的共線圖。
圖17是示意性地表示在本發明中能夠作為對象的混合動力汽車的動力傳動系的另一例的示意圖。
圖18是關于構成圖17所示的混合動力汽車中的動力分割機構及超越傳動機構的各行星齒輪機構的共線圖。
圖19是用于說明該可選擇單向離合器的構成的示意圖。
【標號說明】
1…發動機(ENG)、2…第一電動機(MG1)、3…第二電動機(MG2)、4…動力分割機構、5…太陽輪、6…行星架、7…齒圈、17…可選擇單向離合器(SOWC)、18…電子控制裝置(ECU)、19…超越傳動(O/D)機構、20…太陽輪、21…行星架、22…齒圈、30…兜板、31…凹口板、32…選擇板、33…凹部(兜部)、34…支柱、35…凹口、36…窗孔(貫通孔)、37…螺線管、38…復位彈簧、39…行程傳感器、40…潤滑油。
具體實施方式
以下,參照實施方式說明本發明。此外,以下所述的實施方式是實施本發明時的一例,并不用于限定本發明。
本發明的實施方式中的混合動力汽車具有發動機和至少一個電動機作為驅動力源,該電動機還在使發動機起動時作為使發動機起轉的起動機發揮功能。首先,將本發明的實施方式中的混合動力汽車的構成示于骨架圖,說明其構成。圖15示意性地表示多軸式的雙電動機型的混合動力汽車中的動力傳遞機構,作為驅動力源,具備發動機(ENG)1、具有發電功能的第一電動機(MG1)2、具有發電功能的第二電動機(MG2)3。第一電動機2主要進行發動機1的轉速的控制及發動機1的起轉,和發動機1一起與由差動機構構成的動力分割機構4連結。
差動機構是主要通過三個旋轉要素進行差動作用的機構,在圖15所示的例子中,由以太陽輪5及行星架6以及齒圈7作為旋轉要素的單小齒輪型的行星齒輪機構構成,第一電動機2的轉子與太陽輪5連結,發動機1的輸出軸(曲軸)與行星架6連結,齒圈7成為輸出要素。輸出齒輪8作為輸出構件安裝于齒圈7,其輸出齒輪8與反向從動齒輪9嚙合。在安裝有反向從動齒輪9的反向軸10上,安裝有比反向從動齒輪9小徑的反向傳動齒輪11,該反向傳動齒輪11與差速器12中的齒圈13嚙合。從該差速器12向左右的驅動輪14輸出驅動轉矩。
第二電動機3是主要作為用于行駛的驅動力源發揮功能的電動機,在其轉子軸上安裝的傳動齒輪15與所述反向從動齒輪9嚙合。該傳動齒輪15是比反向從動齒輪9小徑的齒輪,因此傳動齒輪15及反向從動齒輪9構成減速機構。
并且,在連接有所述第一電動機2的太陽輪5與作為規定的固定部的殼體16之間設有可選擇單向離合器(以下記為SOWC)17。該 SOWC17是如下構成的離合器:在分離狀態下能夠進行正反的任意方向的相對旋轉而不傳遞轉矩,在結合狀態下限制(或阻止)僅正反某一方的相對旋轉而傳遞該相對旋轉方向的轉矩且能夠向該方向的相反方向相對旋轉而不傳遞轉矩。在此處,正轉是指與發動機1的旋轉方向相同方向的旋轉,反轉(或負旋轉)是指發動機1的旋轉方向的相反方向的旋轉。此外,SOWC17的具體構成如下所述。
上述的第一電動機2和第二電動機3與未圖示的蓄電裝置或逆變器等的控制器單元連接,并且以能夠相互交換電力的方式電連接。另外,設有用于控制這些蓄電裝置、控制器單元或SOWC17等的電子控制裝置(ECU)18。該電子控制裝置18相當于所謂的控制器,以微型計算機為主體而構成,構成為,將車速或油門開度、發動機轉速及推定輸出轉矩、各電動機2、3的轉速及轉矩、SOWC17的動作狀態等的檢測信號作為數據輸入,基于該數據進行運算而輸出各電動機2、3或SOWC17的控制用的指令信號。
圖16是關于構成上述的動力分割機構4的行星齒輪機構的共線圖,(a)表示混合動力模式(HV模式或動力分配模式)下的前進狀態,由于發動機1成為驅動狀態而行星架6正轉,由于前進行駛而齒圈7正轉。并且,SOWC17成為分離狀態(自由)而太陽輪5及與之連結的第一電動機2向正反的任意方向都能夠旋轉,圖16的(a)的狀態下,第一電動機2正轉而作為發電機發揮功能。即,第一電動機2輸出負方向(圖16的(a)中的朝下方向)的轉矩,由此將發動機1的轉速控制為燃耗效率良好的轉速。由該第一電動機2產生的電力向第二電動機3供給而第二電動機3作為電動機發揮功能,輸出行駛用的驅動力。
圖16的(b)示出如下狀態:通過SOWC17阻止太陽輪5的正轉,利用發動機1的驅動力前進行駛,或在此之上加上第二電動機3的驅動力而前進行駛的狀態(所謂的并聯模式)。該狀態下與發動機轉速 (行星架6的轉速)相比齒圈7的轉速較大而從齒圈7輸出轉矩。若使第二電動機3作為電動機動作,則其驅動力附加于從齒圈7輸出的驅動力而經由差速器12向驅動輪14傳遞。該情況下,第一電動機2與太陽輪5一起被固定而通電停止(成為OFF狀態),因此以高車速行駛時的燃油經濟性變得良好。
圖16的(c)表示在混合動力汽車停止的狀態下使發動機1起動時的動作。在混合動力汽車停車的狀態下,太陽輪5及行星架6以及齒圈7的旋轉全部停止。另外,通過進行制動器操作或駐車鎖止,齒圈7被固定在停止狀態。若在該狀態下通過第一電動機2使太陽輪5正轉,則使行星架6向正方向旋轉的轉矩經由行星架6作用于發動機1。即,發動機1起轉。在圖16的(c)中用虛線示出該狀態。因此,第一電動機2相當于本發明的實施方式中的電動機,太陽輪6相當于本發明的實施方式中的旋轉構件。
圖17是表示在本發明中能夠作為對象的混合動力汽車的另一例的示意圖,是如下構成的例子:在上述的圖15所示的構成中追加設置超越傳動(O/D)機構19,通過SOWC17將該超越傳動機構19選擇性地鎖定。超越傳動機構19通過以太陽輪20及行星架21以及齒圈22為旋轉要素的雙小齒輪型的行星齒輪機構而構成。前述的動力分割機構4中的行星架6與行星架21連結,因此發動機1的輸出轉矩向這些行星架6、21傳遞。另外,動力分割機構4中的太陽輪5與太陽輪20連結,因此第一電動機2的轉矩向這些太陽輪5、20傳遞。而且,前述的SOWC17配置在齒圈22與殼體16之間,通過SOWC17限制(阻止)齒圈22的規定方向(正方向)的旋轉而設定超越傳動狀態。其他構成與圖15所示的構成同樣,因此對圖17標注與圖15同樣的參照標號而省略其說明。
圖18是關于由各旋轉要素如上述那樣連結的動力分割機構4和超越傳動機構19構成的復合行星齒輪機構的共線圖,(a)表示混合動 力模式(HV模式或動力分配模式)下的前進狀態,由于發動機1成為驅動狀態而行星架6進行正轉,進行前進行駛,由此齒圈7進行正轉。并且,SOWC17成為分離狀態,各太陽輪5或齒圈22及能夠使它們旋轉的第一電動機2能夠向正反的任意方向旋轉,在圖18的(a)的狀態下,第一電動機2進行正轉并作為發電機發揮功能。即,第一電動機2輸出負方向(圖18的(a)中的朝下方向)的轉矩,由此將發動機1的轉速控制成燃耗效率良好的轉速。利用該第一電動機2產生的電力向第二電動機3供給而第二電動機3作為電動機發揮功能,輸出行駛用的驅動力。
圖18的(b)表示如下狀態:通過SOWC17阻止齒圈22的正轉,利用發動機1的驅動力進行前進行駛,或在其之上加上第二電動機3的驅動力而進行前進行駛。超越傳動機構19中,在齒圈22以不向正轉方向旋轉的方式被固定的狀態下向行星架21輸入正轉方向的轉矩,因此太陽輪20進行反轉。動力分割機構4中,其太陽輪5與超越傳動機構19中的太陽輪20成為一體而進行反轉。因此,動力分割機構4中,在太陽輪5進行反轉的狀態下向行星架6輸入發動機1的轉矩,因此作為輸出要素的齒圈7相比行星架6(即發動機1)以高轉速旋轉。即,成為超越傳動狀態。此外,若在該狀態下以第二電動機3為電動機而動作,則其驅動力附加到從齒圈7輸出的驅動力而經由差速器12向驅動輪14傳遞。此外,該超越傳動狀態下,第一電動機2與齒圈22一起被固定而被控制成OFF狀態,因此以高車速行駛時的燃油經濟性良好。
圖18的(c)表示在混合動力汽車停止的狀態下使發動機1起動時的動作。在混合動力汽車停車的狀態下,太陽輪5、20及行星架6、21以及齒圈7、22的旋轉全部停止。另外,通過進行制動器操作或駐車鎖止,齒圈7被固定在停止狀態。若在該狀態下通過第一電動機2使太陽輪5、20正轉,則使行星架6、21向正方向旋轉的轉矩經由行星架6作用于發動機1,而向齒圈22作用使其正轉的轉矩。即,發動 機1起轉。在圖18的(c)中以虛線示出該狀態。因此,第一電動機2相當于本發明的實施方式中的電動機,齒圈22相當于本發明的實施方式中的旋轉構件。
在此對SOWC17的構成進行說明。該實施方式中的混合動力汽車中,例如能夠采用美國專利申請公開第2010/0252384號記載的SOWC等,還能夠采用像圖19中示意地表示那樣構成的SOWC17。分別形成為環狀或圓板狀而相對旋轉的兜板30和凹口板31在同一軸線上彼此相對地配置,配置成在這些板30、31之間選擇板32能夠相對于兜板30和凹口板31向圖19的左右方向移動。在與兜板30的凹口板31相對的面上,形成凹部(兜部)33,在該兜部33中收容有支柱34。支柱34是用于與凹口板31結合而傳遞轉矩的構件,形成為比兜部33的深度薄的板狀,被兜板30能夠擺動地保持。另外,在支柱34的另一方的端部,設有將該端部向凹口板31側按壓的支柱彈簧(未圖示)。
相對于此,在凹口板31的與兜板30相對的面上與上述的兜部33對應的位置,形成有向凹口板31的厚度方向凹陷而供所述支柱34的前端部進入的凹部即凹口35。
在上述的兜板30與凹口板31之間配置的選擇板32上,形成有用于將上述的兜部33的開口部開閉的窗孔(貫通孔)36。該窗孔36形成為與兜部33的開口形狀大致相同的形狀。作為用于使該選擇板32相對于兜板30相對移動的致動器,設有螺線管37。另外,設有用于使螺線管37返回到不動作的狀態(OFF狀態)的復位彈簧38。此外,標號39表示行程傳感器,通過該行程傳感器39檢測選擇板32的移動量或螺線管37的動作量,基于其檢測結果判定SOWC17的結合及分離的狀態。
在前述的圖15所示的例子中,上述的兜板30與作為固定部的殼體16連結,凹口板31與動力分割機構4的太陽輪5或第一電動機2 連結。另外,在前述的圖17所示的例子中,上述的兜板30與作為固定部的殼體16連結,凹口板31與超越傳動機構19中的齒圈22連結。因此,兜板30相當于本發明的實施方式中的固定側構件,凹口板31相當于本發明的實施方式中的可動側構件,選擇板32相當于本發明的實施方式中的選擇構件。
并且,各板30、31、32相對地旋轉,在與選擇板32和支柱34接觸的狀態下通過螺線管37或復位彈簧38而移動。為了進行這些接觸部位的潤滑,而供給潤滑油40,存在于各板30、31、32之間等。
圖19表示從分離狀態向結合狀態切換的過渡狀態,通過向螺線管37通電,或通過凹口板31正轉所產生的經由潤滑油40的拖曳轉矩,相對于選擇板32向圖19的左方向施力,復位彈簧38被壓縮。形成于選擇板32的窗孔36在圖19的狀態下與支柱34并不完全一致,因此支柱34被向兜部33的內部壓入。另外,凹口板31例如以向圖19的左方向移動的方式旋轉。若選擇板32從圖19所示的狀態進一步向左方向旋轉,則窗孔36移動直至支柱34的位置而兩者一致,由此支柱34向凹口板31側抬起,支柱34的前端部進入凹口35的內部。支柱34成為從兜部33向凹口板31側傾斜地抬起的狀態,因此支柱34的前端部與凹口35的內壁面抵接,成為被夾入兜部33與凹口35之間的狀態。其結果是,兜板30和凹口板31被支柱34連結成能夠傳遞轉矩的狀態。若像這樣兜板30與凹口板31連結而SOWC17成為結合狀態,則在圖19所示的例子中,阻止凹口板31及與其連結的所述太陽輪5、所述齒圈22等的旋轉構件的正轉。
此外,在凹口板31向負方向(圖19的右方向)旋轉的情況下,支柱34被凹口35的開口端向兜板30側按壓而向兜部33內倒入。即,成為所謂的超越運轉的狀態,凹口板31相對于兜板30旋轉,在兩者之間特別是不產生轉矩的傳遞。
而且,若停止對于螺線管37的通電,則由于復位彈簧38的彈性力而選擇板32被向圖19的右方向按壓。其結果是,由窗孔36的內緣部按壓支柱34而支柱34被壓入兜部33內。即,相對于凹口35或凹口板31的結合被解除,兜板30和凹口板31能夠向正負的任意方向相對旋轉,在兩者之間不產生轉矩的傳遞。
由于如前所述在各板30、31、32之間介有潤滑油40,因此若凹口板31和與之連結的所述太陽輪5、所述齒圈22一起旋轉,則相對于選擇板32作用經由潤滑油40的拖曳轉矩。潤滑油40越為低溫、其粘度越高,則該拖曳轉矩越大。因此,例如在被稱為所謂的極低油溫的溫度狀態下潤滑油40的粘度增高而拖曳轉矩增大,因此凹口板31正轉的情況下,選擇板32由于拖曳轉矩而抵抗所述復位彈簧38的彈性力而向圖19的左方向移動,其結果是,SOWC17有時會預料之外地結合。本發明的實施方式的控制裝置構成為,為了避免或抑制這種SOWC17的誤結合而進行以下的控制。
圖1是用于說明該控制的一例的流程圖,在混合動力汽車能夠發動的狀態(Ready On狀態)下,出現了利用第一電動機2使發動機1起轉而起動的要求時被執行。首先,進行極低油溫判定(步驟S1)。
《極低油溫判定》
極低油溫判定主要為了判定由于前述的拖曳轉矩而選擇板32是否抵抗復位彈簧38的彈性力而移動(旋轉)、或是否產生那么大的拖曳轉矩而進行。該判定可以利用適宜的傳感器直接檢測潤滑油40的溫度而進行,或者也可以基于現有的油溫傳感器的檢測值而進行。另外,也可以替代性地使用外部空氣溫度。在利用這種傳感器的情況下,求出使用的潤滑油40的溫度與粘度的關系、以及產生使選擇板32抵抗復位彈簧38的彈性力而移動的程度的拖曳轉矩的粘度所對應的油溫。并且,設該油溫為判定閾值,若由傳感器檢測出的溫度為判定閾值以下,則使極低油溫的判定成立。
另外,也可以利用前述的螺線管37的電流值、行程傳感器39的檢測信號而進行極低油溫的判定。螺線管37產生的動作力與電流值如圖2中示意性地所示大致存在比例關系。因此,電流值越大,螺線管37移動的時間也就是使選擇板32旋轉規定角度的時間越短,在規定時間內移動的長度也就是選擇板32的旋轉角度越大。若將該關系圖示則如圖3所示。另一方面,潤滑油40越為低溫,則其粘度越高,相對于螺線管37的動作的抵抗力越大,在規定時間內移動的長度越短,移動規定長度所需要的時間越長,而且在規定時間內移動規定長度所需要的電流越增大。步驟S1中的極低油溫判定能夠利用這種關系而進行。
(I)例如,圖4是用于說明基于螺線管37的行程響應時間判定極低油溫的控制的流程圖,將電流值設定為預定的一定值而使螺線管37為ON(步驟S101)。接著,檢測螺線管37移動預定的長度的時間,判斷該檢測出的時間是否超過判定基準時間(步驟S102)。在該步驟S102中作出肯定判斷的情況下,使極低油溫的判定成立(步驟S103),返回。與此相反在步驟S102中作出否定判斷的情況下,不使極低油溫的判定成立(步驟S104),返回。該情況下,行程長度也可以作為選擇板32的旋轉角度檢測出,其長度或旋轉角度能夠通過前述的行程傳感器39檢測出。而且,電流值能夠由ECU18設定,而且時間能夠通過在ECU18中對時鐘脈沖進行計數等的已有的計時器來計測。因此,本發明的實施例中的“旋轉預定的規定角度所需要的時間”可以為通過選擇板32旋轉而求出的時間、通過螺線管37移動而求出的時間。另外,“致動器的動作力”可以作為電流值而控制或檢測。
(II)極低油溫判定的另一例是將所述電流值設定為一定,對在該狀態下螺線管37在預定的一定時間的期間的螺線管37的行程長度、或選擇板32的旋轉角度進行計測。在該計測的長度或旋轉角度為判定基準值以下的情況下,使極低油溫的判定成立。圖5是用于說明該控制例的流程圖,取代圖4所示的步驟S102,變更為判斷預定的一定時間 內的螺線管37的行程長度是否為基準長度以下的步驟112,其他的控制步驟與圖4所示的流程圖相同。因此在圖5所示的控制例中,由于一定時間內的行程量為基準長度以下而在步驟S112中作出肯定判斷的情況下,極低油溫的判定成立(步驟S103),與此相反地在步驟S112中作出否定判斷的情況下,極低油溫的判定不成立(步驟S104)。此外,螺線管37的行程量與選擇板32的旋轉角度一對一地對應,因此螺線管37的行程量的判斷與選擇板32的旋轉角度的判斷是同義的。
(III)極低油溫判定的又一例是以在預定的時間內螺線管37以預定的長度移動,或選擇板32以預定的規定角度旋轉的方式,使螺線管37的電流值變化。在該電流值超過判定基準電流值的情況下,使潤滑油40的粘度高的極低油溫狀態的判定成立。圖6是用于說明該控制例的流程圖,首先,使螺線管37為ON并且使其電流值逐漸增大(步驟S121)。接著,判斷螺線管37的行程量或選擇板32的旋轉角度是否成為基準量α(步驟S122)。在由于螺線管37的行程量或選擇板32的旋轉角度未達到基準量α而在步驟S122中作出否定判斷的情況下,返回步驟S121,使電流值進一步增大。相對于此,在由于螺線管37的行程量或選擇板32的旋轉角度達到基準量α而在步驟S122中作出肯定判斷的情況下,判斷此時的電流值是否為判定基準I0以上(步驟S123)。若在該步驟S123中作出肯定判斷,則潤滑油40的粘度成為主要原因的拖曳轉矩變大,因此使極低油溫的判定成立(步驟S124),返回。在與此相反地在步驟S123中作出否定判斷的情況下,不使極低油溫的判定成立(步驟S125),返回。
(IV)而且,能夠基于拖曳轉矩引起的選擇板32的移動量或旋轉量來判定極低油溫。圖7中以流程圖示出其例子。首先,使第一電動機(MG1)2正轉(步驟S131)。在此正轉是指相對于選擇板32產生使SOWC17從處于分離狀態的位置向處于結合狀態的位置移動(旋轉)的拖曳轉矩的方向的旋轉,在圖15、圖17所示的混合動力汽車中,是使發動機1起轉的方向的旋轉。接著,判斷螺線管37的行程量是否為 預定的基準長度以上(步驟S132)。如前所述,螺線管37的行程量與選擇板32的旋轉角度一對一地對應,因此關于行程量的判斷包括關于選擇板32的旋轉角度的判斷。并且,在步驟S132中作出肯定判斷的情況下,潤滑油40的粘度變大,因此使極低油溫的判定成立(步驟S133),返回。與此相反在步驟S132中作出否定判斷的情況下,不使極低油溫的判定成立(步驟S134),返回。
《發動機(ENG)起動方法判定控制》
在極低油溫的判定成立而在步驟S1中作出肯定判斷的情況下,執行選擇發動機1的起動方法的控制(步驟S2)。如后面所說明,本發明的實施方式中,在極低油溫的情況下使用電力而執行用于發動機1的起動的升溫控制。因此,需要前述的蓄電裝置的充電剩余量(SOC:State Of Charge)充分,并需要控制設備中沒有異常。步驟S2中基于這些必要條件而決定采用在后面說明的起動方法,或者采用其他控制。
《冷機時發動機起動判定》
在接著上述的步驟S2的步驟S3中,判斷在步驟S2中決定的起動方法是否為冷機時起動方法。在該步驟S3中作出否定判斷的情況下,不能執行本發明的實施方式中的冷機時中的發動機1的起動方法,因此為了暫時結束圖1所示的例程而返回。
《冷機時發動機起動控制》
在步驟S3中作出肯定判斷的情況下,執行潤滑油40的溫度低的狀態下的發動機1的起動控制(步驟S4)。該控制是包括在通過第一電動機2使發動機1起轉之前使潤滑油40的溫度上升的升溫控制的控制。該升溫控制在具備加熱器(未圖示)的情況下,可以是通過加熱器對油盤的內部的潤滑油或潤滑油路等加熱預定的規定時間的控制。
(I)另外,也可以通過對潤滑油40進行攪拌或剪切來升溫。圖8是用于說明其一例的流程圖,首先,使第一電動機(MG1)2向負旋轉 方向旋轉(步驟S11)。在此負旋轉是指前述的正轉的相反方向的旋轉,是即使SOWC17處于結合狀態,也產生超越運轉而不傳遞轉矩的方向的旋轉。若將其用關于構成動力分割機構4及超越傳動機構19的復合行星齒輪機構的共線圖表示,則成為圖9的線L1那樣。如圖9所示,混合動力汽車停止而齒圈7的旋轉停止,因此若在該狀態下太陽輪5、20與第一電動機2一起進行負旋轉,則齒圈22進行負旋轉。齒圈22的旋轉方向是選擇板32向將SOWC17設定為分離狀態的位置旋轉的方向,因此即使由潤滑油40產生的拖曳轉矩作用于選擇板32,SOWC17也不會成為結合狀態。此外,如圖9的線L1所示,成為使發動機1負旋轉的情況,因此在避免發動機1的負旋轉的情況下,優選在發動機1的輸出軸與行星架6、21之間設置離合器,在上述的升溫控制中使該離合器分離,將發動機1從動力分割機構4、超越傳動機構19切斷。
因此,在SOWC17中成為凹口板31向負方向空轉的情況,因此相對于潤滑油40作用剪切力、攪拌力或摩擦力,動能變換為熱能而將潤滑油40加熱。判斷這種加熱時間、也就是使第一電動機2進行負旋轉的時間是否超過了預定的規定時間(步驟S12)。發熱量及與之相伴的潤滑油40的溫度與凹口板31的轉速及旋轉持續時間成比例地增大,油溫越高則潤滑油40的粘度越低,因此加熱直至作用于選擇板32的拖曳轉矩充分必要地降低為止的時間能夠基于實驗等而預先確定。像這樣確定的時間是成為步驟S12中的判斷的基準的規定時間。因此,在步驟S12中作出否定判斷的情況下,潤滑油40的加熱升溫不充分而其粘度還較大,因此返回步驟S11而使第一電動機2的負旋轉繼續。相對于此,在步驟S12中作出肯定判斷的情況下,即使凹口板31正轉,由于拖曳轉矩而選擇板32也不會向設定結合狀態的位置移動(旋轉),因此執行基于第一電動機2的發動機1的起轉(步驟S13)。用圖9中的線L2示出該狀態。即,螺線管37成為OFF狀態,即使凹口板31正轉,選擇板32也由于復位彈簧38的彈性力而被保持在設定分離狀態的位置,SOWC17不會切換到結合狀態。因此,能夠使第一電動機2 持續正轉,發動機1起轉而起動。此外,使第一電動機2負旋轉是為了使潤滑油40的溫度上升,因此在本發明的實施例中,也可以取代使第一電動機2的負旋轉在規定時間的期間持續,而持續直至潤滑油40的溫度達到預定的溫度為止??傊?,作為升溫控制使第一電動機2進行負旋轉即可。
圖10表示進行圖8的控制時的SOWC17的轉速(凹口板31的轉速)的變化,若在前述的圖1所示的步驟S3中作出肯定判斷,在冷機狀態下使發動機1起動的判定成立(t1時點),則在其之后的t2時點使發動機起動控制開始。此外,該過程中的SOWC17的動作狀態如圖11的(a)所示,使選擇板32向設定分離狀態的位置移動,因此支柱34被壓入兜部33內。
由于為極低油溫的判定成立,第一電動機2負旋轉,伴隨此而凹口板31向負方向旋轉。若其轉速達到規定的轉速域(t3時點),則第一電動機2的轉速(即凹口板31的轉速)被維持在該規定轉速域。如前所述,凹口板31的負旋轉為了潤滑油40的加熱升溫而執行,因此規定轉速域中設定潤滑油40的溫度在規定時間內成為作為目標的溫度的轉速。圖11的(b)示出該狀態下的SOWC17的動作狀態。
從上述的t3時點經過了前述的規定時間的時點t4是在圖8中的步驟S12中作出肯定判斷的時點。因此,在該t4時點第一電動機2被控制成使發動機1起轉,其轉速向正轉方向逐漸增大。若第一電動機2從負旋轉切換為正轉,則與此同樣地凹口板31正轉。該情況下,經由潤滑油40向選擇板32作用拖曳轉矩,但在該時點前述的升溫控制結束而潤滑油40的溫度變高,其粘度下降,因此拖曳轉矩減小,因此不會出現選擇板32被拖曳而旋轉,或SWOC17切換為結合狀態的情況。圖11的(c)示出該狀態。并且,若發動機1的轉速達到燃料能夠點火的轉速(t5時點),則向發動機1供給燃料并且點火,發動機1開始自主旋轉。
(II)說明升溫控制的另一例。潤滑油40的溫度由于剪切力或攪拌力或摩擦力進行作用而上升。另一方面,SOWC17中,相對于被固定的兜板30,不僅是凹口板31,選擇板32也能夠相對旋轉。通過利用螺線管37產生選擇板32的這種旋轉,能夠對潤滑油40進行加熱升溫。此外,選擇板32僅在將SOWC17設定為分離狀態的位置與設定為結合狀態的位置之間旋轉,因此反復將螺線管37控制成ON·OFF而使選擇板32往復旋轉。
圖12示出進行伴隨該升溫控制的發動機起動控制時的螺線管37的ON·OFF的變化、及SOWC17的轉速的變化。若在前述的圖1所示的步驟S3作出肯定判斷(t11時點),則第一電動機2不起動,而反復進行螺線管37的ON·OFF。其結果是,選擇板32由于螺線管37的吸引力(動作力)和復位彈簧38的彈性力,而在設定分離狀態的位置與設定結合狀態的位置之間反復往復移動,因此剪切力或攪拌力或摩擦力作用于潤滑油40而溫度逐漸上升。
通過使螺線管37的ON·OFF持續預定的規定時間,潤滑油40的溫度必要充分地上升、或潤滑油40的粘度下降的判定成立(t12時點)。此外,該判定也可以通過螺線管37移動的時間短至規定時間以下、或使螺線管37移動所需要的電流值低至規定值以下而成立。
并且,在t12時點之后,將螺線管37控制成OFF狀態,且使基于第一電動機2的發動機1的起轉開始(t13時點)。該情況下,伴隨第一電動機2正轉而凹口板31正轉,產生使選擇板32向設定結合狀態的位置移動的拖曳轉矩,但潤滑油40的粘度低而拖曳轉矩小,因此不會出現SOWC17被切換到結合狀態的情況。發動機1的轉速由于被第一電動機2起轉而逐漸增大,若其轉速達到燃料能夠點火的轉速(t14時點),則向發動機1供給燃料并且點火,發動機1開始自主旋轉。
另一方面,在圖1中,由于極低油溫判定不成立而在步驟S1中作出否定判斷的情況下,執行通常的發動機起動控制(步驟S5)。通常的發動機起動控制是不伴隨前述的潤滑油40的升溫控制的起動控制,是根據發動機1的起動要求而直接通過第一電動機2使發動機1起轉的控制。
此外,在此處,若示出進行由于螺線管37的行程時間長而使極低油溫的判定成立的控制時的SOWC17的轉速(凹口板31的轉速)的變化,則如圖13所示。圖13中,若出現發動機1的起動要求(t21時點),則螺線管37被控制成ON(t22時點)。從將螺線管37控制成ON的時點開始,計測螺線管37移動預定的規定長度為止的時間(響應時間),在該時間超過預定的基準時間的情況下,極低油溫的判定成立,進行冷機時起動控制。第一電動機2被維持在停止狀態直至該起動控制的開始時點(t23時點)為止,在t23時點開始第一電動機2的負旋轉控制。自此以后的第一電動機2、SOWC17等的轉速的變化與圖12所示的例子相同。
而且,若示出進行由于選擇板32通過拖曳轉矩旋轉而使極低油溫的判定成立的控制時的SOWC17的轉速(凹口板31的轉速)的變化,則如圖14所示。圖14中,若出現發動機1的起動要求(t31時點),則第一電動機2被控制成正轉,伴隨于此凹口板31正轉。若由于潤滑油40的溫度低而其粘度高,則選擇板32由于拖曳轉矩而移動,其行程量被所述行程傳感器38檢測。若檢測出的行程量超過作為判斷的基準設定的長度,則極低油溫的判定成立,不使第一電動機2進一步正轉(t32時點),而使其停止。像這樣冷機時發動機起動控制的判定成立(t33時點),進行冷機時起動控制(t34時點)。自此以后的第一電動機2、SOWC17等的轉速的變化與圖12或圖13所示的例子相同。
此外,本發明不限于上述實施方式,構成為在發動機的起轉時進行潤滑油的升溫即可,因此也可以不限于潤滑油的溫度而在起轉時總 是進行升溫控制。另外,本發明能夠在權利要求書所記載的構成的范圍內適宜變更而實施。