CN101077709B - 混合动力车辆的发动机起动控制装置及其起动控制方法 - Google Patents

混合动力车辆的发动机起动控制装置及其起动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种混合动力车辆的发动机起动控制装置，其即使在使用作为动力源的电动机来起动发动机的情况下也能够抑制转矩丢失感。所述混合动力车辆具有：发动机；电动机；第一联接部件，其设置在所述发动机与所述电动机之间；发动机起动控制机构，从所述发动机停止且脱离所述第一联接部件的状态开始，使所述电动机驱动力增大，并且使所述第一联接部件的联接容量上升，利用所述电动机的转矩使所述发动机的转速上升而起动发动机，所述发动机起动控制装置的特征在于，所述发动机起动控制机构包括：第一联接阶段，其以第一速度使所述第一联接部件的联接容量上升；第二联接阶段，其在第一联接阶段结束后，以比所述第一速度小的第二速度使所述联接容量变化。

Description

混合动力车辆的发动机起动控制装置及其起动控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力车辆的发动机起动控制装置，其作为动力源具有发动机和电动机，作为行驶模式具有仅将电动机作为动力源行驶的使用电动机行驶模式、和动力源中包含发动机而进行行驶的使用发动机行驶模式。
背景技术
在专利文献1中公开有如下的混合动力车辆，其具有使用电动机行驶模式和使用发动机行驶模式，在从使用电动机行驶模式转换到使用发动机行驶模式时，将设置在电动机与发动机之间的离合器联接，通过利用行驶中使用的电动机起动发动机，而不需要另外设置起动电动机等就能起动发动机。
专利文献1：(日本)特开平11-82260号公报
然而，在现有的混合动力车辆的发动机起动控制装置中，当在发动机起动时使离合器的联接容量缓慢上升时，与联接容量对应的转矩就会被电动机夺去，所以在行驶中进行发动机起动时，有可能产生作用于输出轴转矩的转矩丢失的所谓转矩丢失感。另外，所谓联接容量是表示离合器等的联接部件所能够传递的转矩上限值的值。具体说，虽然在输入了联接容量以下的值的情况下，经由联接部件传递所有被输入的转矩，但是在输入超过联接容量的转矩的情况下，只传递与联接容量相当的转矩，而不会传递在此以上的转矩。
发明内容
本发明就是着眼于所述问题而提出的，其目的是提供混合动力车辆的发动机起动控制装置及发动机起动控制方法，其即使在行驶中使用作为动力源使用的电动机来起动发动机的情况下，也能够抑制转矩丢失感。
为了实现上述目的，本发明提供一种混合动力车辆的发动机起动控制装置，所述混合动力车辆包括：发动机；电动机，其与车辆驱动轴连接；第一离合器，其被设置在所述发动机与所述电动机之间，将所述发动机与所述电动机连接或断开；以及发动机起动控制机构，其从所述发动机停止且使所述第一离合器脱离的状态开始，使所述电动机的驱动转矩增大，并且使所述第一离合器的联接容量上升，利用所述电动机的驱动转矩使所述发动机的转速上升，而起动发动机，所述混合动力车辆的发动机起动控制装置的特征在于，所述发动机起动控制机构包括：第一联接阶段，其以第一速度使所述第一离合器的联接容量上升；以及第二联接阶段，其在第一联接阶段结束后，以比所述第一速度小的第二速度使所述联接容量变化。
由此，在本发明的混合动力车辆的发动机起动控制装置中，由于通过第一联接阶段使第一离合器的联接容量迅速上升，所以能够使发动机的转速迅速上升。此外，由于在第一联接阶段结束后，通过第二联接阶段暂时使联接容量的上升速度变小，所以不会使联接容量过量上升，从而不会使电动机的驱动转矩超过需要以上地被发动机侧吸收。因此，不会使电动机转矩之中被输出到输出轴的转矩降低，从而能够防止转矩丢失感。
附图说明
图1是表示应用第一实施例的起动时发动机起动控制装置的后轮驱动的混合动力车辆的整体系统图；
图2是表示第一实施例的综合控制器中的运算处理程序的控制方框图；
图3是表示在图2的目标驱动力运算部中用于目标驱动力运算的目标驱动力的映像的一例的图；
图4是表示在图2的模式选择部中用于目标模式的选择的目标模式映像的一例的图；
图5是表示在图2的目标充放电运算部中用于目标充放电电力的运算的目标充放电量映像的一例的图；
图6是表示第一实施例的发动机起动控制处理的流程图；
图7是表示第一实施例的第一离合器联接容量的映像；
图8是第一比较例中的发动机起动控制时的时间图；
图9是第一实施例的加速踏板开度不足规定值时的发动机起动控制时的时间图；
图10第一实施例的加速踏板开度是规定值以上时的发动机起动控制时的时间图；
图11是表示第二实施例的发动机起动控制处理的流程图；
图12是表示第二实施例的第一离合器联接容量映像的图；
图13是第二实施例的加速踏板开度不足规定值时的发动机起动控制时的时间图；
图14(a)～(d)是表示另一实施例中的第一离合器联接容量的映像的图。
标记说明
E    发动机
FW   飞轮
CL1  第一离合器
MG   电动发电机
CL2  第二离合器
AT   自动变速器
PS   传动轴
DF   差动器
DSL  左主驱动轴
DSR  右主驱动轴
RL   左后轮(驱动轮)
RR   右后轮(驱动轮)
FL   左前轮
FR   右前轮
1    发动机控制器
2    电动机控制器
3    变换器
4    蓄电池
5    第一离合器控制器
6    第一离合器液压单元
7    AT控制器
8    第二离合器液压单元
9    制动控制器
10   综合控制器
24   制动器液压传感器
100  目标驱动力运算部
200  模式选择部
300  目标充放电运算部
400  动作点指令部
400a 发动机起动控制部
500  变速控制部
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施例说明实现本发明的混合动力车辆的发动机起动控制装置的优选的方式。
第一实施例
首先，说明混合动力车辆的驱动系统结构。图1是表示应用第一实施例的发动机起动控制装置的后轮驱动的混合动力车辆的整体系统图。第一实施例的混合动力车辆的驱动系统，如图1所示，其具有：发动机E、第一离合器CL1、电动发电机MG、第二离合器CL2、自动变速器AT、作为车辆驱动轴的传动轴PS、差动器DF、左主驱动轴DSL、右主驱动轴DSR、左后轮RL(驱动轮)、右后轮RR(驱动轮)。另外，FL是左前轮、FR是右前轮。
发动机E例如是汽油发动机，根据来自后述的发动机控制器1的控制指令来控制节气门阀的阀开度等。另外，在发动机输出轴上设置有飞轮FW。
第一离合器CL1是设置在发动机E与电动发电机MG之间的离合器，其根据来自后述的第一离合器控制器5的控制指令，利用由第一离合器液压单元6产生的控制液压，来控制包括滑动联接的联接、脱离。
电动发电机MG是在转子上埋设永久性磁铁而在定子上缠绕定子线圈的同步型电动发电机，其根据来自后述的电动机控制器2的控制指令，其通过施加由变换器3产生的三相交流电被控制。该电动发电机MG能够接受来自蓄电池4的电力供给而作为转动驱动的电动机工作(以下将这种状态叫做“力行”)，在转子通过外力旋转的情况下，还能够作为在定子线圈的两端产生电动势的发电机起作用，对蓄电池4进行充电(以下将这种动作状态叫做“再生”)。另外，该电动发电机MG的转子经由图外的减震器与自动变速器AT的输入轴连结。
第二离合器CL2是设置在电动发电机MG与左右后轮RL、RR之间的离合器，其根据来自后述的AT控制器7的控制指令，利用由第二离合器液压单元8产生的控制液压，来控制包括滑动联接的联接、脱离。
自动变速器AT是例如根据车速和踏板开度等自动切换前进五档及后退一档等的有等级的变速比的变速器，第二离合器CL2不是作为专用离合器新追加的离合器，而是使用在自动变速器AT的各变速档被联接的多个摩擦联接部件中的几个摩擦联接部件。并且，自动变速器AT的输出轴经由传动轴PS、差动器DF、左主驱动轴DSL、右主驱动轴DSR被连结在左右后轮RL、RR上。另外，所述第一离合器CL1和第二离合器CL2使用能够用例如比例电磁线圈连续地控制油流量及液压的湿式多板离合器。
在该混合动力驱动系统中，与第一离合器CL1的联接、脱离状态对应地具有两种行驶模式。第一模式是电动汽车行驶模式(以下略称为“EV行驶模式”)，其在第一离合器CL1的脱离状态下，作为只将电动发电机MG的动力作为动力源行驶的使用电动机行驶模式。第二模式是使用发动机行驶模式(以下略称为“HEV行驶模式”)，其在第一离合器CL1的联接状态下，将发动机E包含在动力源中进行行驶。
所述“HEV行驶模式”具有：“发动机行驶模式”、“电动机辅助行驶模式”、“行驶发电模式”三种行驶模式。
“发动机行驶模式”只将发动机E作为动力源来将驱动轮驱动。“电动机辅助行驶模式”是将发动机E和电动发电机MG两者作为动力源将驱动轮驱动。“行驶发电模式”将发动机E作为动力源将驱动轮RR、RL驱动，同时使电动发电机MG作为发电机发挥作用。
在定速驾驶时或加速驾驶时，利用发动机E的动力使电动发电机MG作为发电机工作。另外，在减速驾驶时，将制动能量再生，由电动发电机MG发电，用于蓄电池4的充电。
下面，说明混合动力车辆的控制系统。如图1所示，第一实施例的混合动力车辆的控制系统包括：发动机控制器1、电动机控制器2、变换器3、蓄电池4、第一离合器控制器5、第一离合器液压单元6、AT控制器7、第二离合器液压单元8、制动器控制器9、综合控制器10。另外，发动机控制器1、电动机控制器2、第一离合器控制器5、AT控制器7、制动器控制器9、综合控制器10相互通过能够进行信息交换的CAN通信线11连接。
发动机控制器1输入来自发动机转速传感器12的发动机转速信息，按照来自综合控制器10的目标发动机转矩指令等，向例如图外的节气门阀调节器输出控制发动机动作点(Ne：发动机转速、Te：发动机转矩)的指令。另外，发动机转速Ne的信息经由CAN通信线11供给向综合控制器10。
电动机控制器2输入来自检测电动发电机MG的转子旋转位置的分析器13的信息，按照来自综合控制器10的目标电动发电机转矩指令等，向变换器3输出控制电动发电机MG的电动机动作点(Nm：电动发电机转速、Tm：电动发电机转矩)的指令。另外，在该电动机控制器2中，监视表示蓄电池4的充电状态的蓄电池SOC，蓄电池SOC信息用于电动发电机MG的控制信息并且经由CAN通信线11供给向综合控制器10。
第一离合器控制器5输入来自第一离合器液压传感器14和第一离合器行程传感器15的传感器信息，按照来自综合控制器10的第一离合器控制指令，将控制第一离合器CL1的联接、脱离的指令输出到第一离合器液压单元6。另外，第一离合器行程Cl???S的信息经由CAN通信线11供给向综合控制器10。
AT控制器7输入来自踏板开度传感器16、车速传感器17和第二离合器液压传感器18的传感器信息，按照来自综合控制器10的第二离合器控制指令，将控制第二离合器CL2的联接、脱离的指令输出到AT液压控制阀内的第二离合器液压单元8。另外，踏板开度AP和车速VSP的信息经由CAN通信线11供给向综合控制器10。
制动器控制器9输入来自检测四个轮的各车轮速度的车轮速度传感器19和制动器行程传感器20的传感器信息，在例如踩下制动器制动时，相对于制动器行程BS要求的请求制动力而仅用再生制动力不足的情况下，为了用机械制动力(摩擦制动器产生的制动力)补偿其不足的部分，根据来自综合控制器10的再生协调控制指令进行再生协调制动器控制。
由于综合控制器10发挥管理车辆整体的耗能而使车辆以最高效率行驶的作用，所以输入如下的信息，即，来自检测电动机转速Nm的电动机转速传感器21、检测第二离合器输出转速N2out的第二离合器输出转速传感器22、检测第二离合器转矩TCL2的第二离合器转矩传感器23、制动器液压传感器24的信息以及经由CAN通信线11得到的信息。
另外，综合控制器10进行如下的控制，即，由对发动机控制器1的控制指令进行的发动机E的动作控制、由对电动机控制器2的控制指令进行的电动发电机MG的动作控制、由对第一离合器控制器5的控制指令进行的第一离合器CL1的联接、脱离控制、由对AT控制器7的控制指令进行的第二离合器CL2的联接、脱离控制。
以下，用图2所示的方框图说明在第一实施例的综合控制器10中运算的控制。例如，该运算每一个控制周期10msec在综合控制器10中运算。综合控制器10包括：目标驱动力运算部100、模式选择部200、目标充放电运算部300、动作点指令部400、变速控制部500。
在目标驱动力运算部100中，使用图3所示的目标驱动力映像，根据踏板开度APO和车速VSP运算目标驱动力tFo0。
在模式选择部200中，使用图4所示的EV-HEV选择映像，根据踏板开度APO和车速VSP运算目标模式。但是，如果蓄电池SOC是规定值以下，则强制地将“HEV行驶模式”作为目标模式。
在目标充放电运算部300中，使用图5所示的目标充放电量映像，根据蓄电池SOC运算目标充放电电力tP。
在动作点指令部400中，根据踏板开度APO、目标驱动力tFo0、目标模式、车速VSP、目标充放电电力tP，作为所述动作点到达目标，运算过渡的目标发动机转矩、目标电动发电机转矩、目标第二离合器联接容量、自动变速器AT的目标变速档、第一离合器电磁线圈电流指令。另外，在动作点指令部400设置在从EV行驶模式转换到HEV行驶模式时起动发动机E的发动机起动控制部400a，详细的后述。
在变速控制部500中，根据目标第二离合器联接容量和目标变速档，为了达到这些量而驱动控制自动变速器AT内的电磁阀。
(发动机起动控制)
图6是表示发动机起动控制部400a的控制内容的流程图。以下，对每个步骤进行说明。
在步骤401中，判断是否发出从EV行驶模式向HEV行驶模式的模式转换指令，当向HEV行驶模式转换时，进入步骤402，除此之外则结束本控制流程。
在步骤402中，判断加速踏板开度APO是否在规定值以上，当在规定值以上时，则判断为请求迅速的起动发动机，如后述，进入伴随第二离合器CL2的脱离阶段的步骤412。除此之外则进入步骤403。
在步骤403中，将第二离合器CL2的联接容量设定为规定值T2。这里，所谓联接容量是表示第二离合器CL2可传递的转矩的量，与实际传递的转矩不同。该规定值T2是当前时刻能够传递到被输出到输出轴转矩的转矩程度的容量，即使电动发电机MG的输出的驱动力增大，也在对输出轴转矩没有影响的范围内。
在步骤404中，增大向电动发电机MG的供给电力。电动发电机MG的转矩由作用于该电动发电机MG的负荷决定。在当前时刻，由于限制了第二离合器CL2的联接容量，所以在增大向电动发电机MG的供给电力的情况下，电动发电机MG的转速上升，但由于第二离合器CL2滑动，所以对输出轴的转速和转矩没有影响。
在步骤405中，判断第二离合器CL2滑动是否进行滑动而产生规定的旋转差。如果没有产生旋转差，则返回到步骤404，继续增大向电动发电机MG的供给电力，如果产生旋转差，就进入步骤406。
在步骤406中，如图7所示的CL1联接容量映像所示，开始进行第一联接阶段。具体的，将第一离合器CL1的联接容量的上升速度设为规定速度V1(与本发明技术方案中所记载的第一速度相当)，使第一离合器CL1的联接容量增大。另外，如图7所示，在CL1联接容量映像中，将第一联接阶段表示为α，将第二联接阶段表示为β。
在步骤407中，判断第一离合器CL1的联接容量是否达到规定值T1以上，在达到规定值T1以上时，则判断为第一联接阶段结束而进入步骤408，除此之外时，由第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升。
在步骤408中，如图7表示的CL1联接容量映像所示，开始第二联接阶段。具体的，将第一离合器CL1的联接容量的上升速度设为比规定速度V1小的规定速度V2(与本发明技术方案中所记载的第二速度相当)，使第一离合器CL1的联接容量增大。并且，在该第二联接阶段期间，开始向发动机E喷射燃料。
在步骤409中，判断发动机E是否开始独立转动。判断为发动机E开始独立转动时，进入步骤410，判断为没有独立转动时，返回到步骤408，继续第二联接阶段。另外，具体地说，所述判断可以通过电动发电机MG的转矩是否开始急剧降低等进行判断，也可以通过定时器管理等进行判断，不特别限定。
在步骤410中，判断发动机的转速Ne是否上升而达到与电动发电机转速Nm大致相等。当两者的转速大致相等时，判断为第二联接阶段结束而进入步骤411，当不是大致相等时，返回到步骤408，继续第二联接阶段。这是由于，在结束了第二联接阶段，如后述使第一离合器CL1和第二离合器CL2成为完全联接状态时，如果发动机E与电动发电机MG的转速差大，就会经由传动轴PS而在驱动轮上产生冲击。
在步骤411中，将第一离合器CL1及第二离合器CL2的联接容量作为可以完全联接的容量，结束控制流程。具体的，设定为在应传递的转矩(即与目标驱动力相当的转矩值)乘上规定的安全率的联接容量。之后，适当地利用HEV行驶模式进行行驶。
另一方面，在步骤402中，当判断为加速踏板的开度APO是规定值以上而请求极其迅速的发动机起动时，进入步骤412。
在步骤412中，开始脱离阶段。具体的，使第二离合器CL2的联接容量降低，形成脱离状态。
在从步骤413到步骤414中，与从所述步骤406到步骤407同样，执行第一联接阶段，接着，在步骤415中，结束脱离阶段。具体的，使第二离合器CL2的联接容量再次增大，设定为与所述步骤403同样的规定值T2。即，使第二离合器CL2成为脱离状态的时间是比发动机起动所需要的时间短的时间。
以后，在从步骤416到步骤418中，与从所述步骤408到步骤410同样，执行第二联接阶段，到步骤419，与所述步骤411同样，将第一离合器CL1及第二离合器CL2的联接容量设为可以完全联接的容量，结束控制流程。
即，当加速踏板开度APO大时，则判断为请求极其迅速的发动机起动，将第二离合器CL2瞬间地脱离，允许一定程度的输出轴转矩变化，立刻进行发动机起动。另一方面，当加速踏板开度APO小时，则判断为请求平稳的发动机起动，第二离合器CL2维持联接容量T2，进行抑制伴随着发动机起动的输出轴转矩变化的发动机起动控制。
(发动机起动控制的作用)
以下，对根据上述流程图的作用，使用比较例进行说明。图8是表示比较例的时间图，所述比较例是在EV行驶模式的行驶中请求发动机起动，使第一离合器CL1的联接容量缓慢上升到将安全率考虑在内的完全联接的联接容量。图9是表示在第一实施例中的如下情况的时间图，该情况是，在EV行驶模式的行驶中，在加速踏板开度APO不足规定值的状态下，请求起动发动机，并经过第一联接阶段和第二联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升。图10是表示同样在第一实施例中的如下情况的时间图，该情况是，在EV行驶模式的行驶中，在加速踏板开度APO为规定值以上的状态下，请求起动发动机，伴随第二离合器CL2的脱离阶段，通过第一联接阶段和第二联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升。
另外，在图8～图10中，虽然转速的实线是表示在自动变速器AT中被适当变速的输出轴转速(传动轴PS的转速)，但为了易于与电动发电机MG的转速等进行比较，将其作为与用传动比除输出轴转速的值(即，向自动变速器AT的输入转速)相同的值(TM转速)表示。另外，转速的虚线表示电动发电机MG的转速(MG转速)，转速的点划线表示发动机转速。
另外，图8～图10中，虽然转矩的实线是表示在自动变速器AT中被适当变速的输出轴转矩(传动轴PS的转矩)，但为了易于与电动发电机MG的转矩等进行比较，将其作为与用对应传动比的转矩比除输出轴转矩的值(即，向自动变速器AT的输入转矩)相同的值(TM输出转矩)表示。另外，转矩的虚线表示电动发电机MG的转矩(MG转矩)，转矩的点划线表示第一离合器CL1的联接容量(CL1联接容量)，转矩的两点划线表示第二离合器CL2的联接容量(CL2联接容量)。
(比较例的作用)
如图8所示，当通过EV行驶模式使车辆起动时，第二离合器CL2的联接容量变成可以完全联接的容量(在应传递的转矩上乘上规定的安全率的联接容量)，只是电动发电机MG的驱动力被传递到自动变速器AT。此时，TM输出转矩变成与MG转矩相同的值。
从该状态(发动机E停止，并且第一离合器CL1处于脱离的状态)开始，当请求起动发动机时，将第二离合器CL2的联接容量设定为发动机起动前的输出轴转矩的联接容量，并且使电动发电机MG的驱动力增大。于是，由于作用于电动发电机MG的负荷只是第二离合器CL2的联接容量的量，所以，由于剩余的驱动力，而使电动发电机MG的转速上升。另外，由于TM输出转矩由第二离合器CL2的联接容量决定，所以TM输出转矩没有变化。
当使第一离合器CL1的联接容量上升时，由于作用于电动发电机MG的负荷增大，所以，电动发电机MG的转矩也伴随着该第一离合器CL1的联接容量的上升而增大。此时，当使第一离合器CL1的联接容量上升到比发动机E起动所需要的转矩高的成为完全联接的联接容量时，在发动机E开始独立旋转前的阶段，则发动机侧就会不停地吸收转矩(使发动机转速越急剧上升就越消耗转矩)，从而使传递到第二离合器CL2侧的转矩大大降低。由此，如图示，使TM输出转矩降低，从而有可能产生转矩丢失感。
(第一实施例的作用：加速踏板开度APO不足规定值)
由于请求发动机起动前的阶段与所述比较例相同，所以只对请求发动机起动后的作用进行说明。如图9所示，当请求发动机起动时，将第二离合器CL2的联接容量设定为形成发动机起动前的输出轴转矩的联接容量，并且使电动发电机MG的驱动力增大。于是，由于作用于电动发电机MG的负荷只是第二离合器CL2的联接容量的量，所以由于剩余的驱动力而使电动发电机MG的转速上升。另外，由于TM输出转矩由第二离合器CL2的联接容量决定，所以TM输出转矩没有变化。
此时，请求发动机起动，在预计电动发电机MG的驱动力充分上升的时刻(例如电动发电机MG的转速变成比TM转速高规定转速以上的阶段等)，开始第一联接阶段。
该第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量以规定速度V1上升到规定值T1，为了尽量使发动机的转速迅速上升，使第一离合器CL1的联接容量上升。在该第一联接阶段，使第一离合器CL1的联接容量迅速上升到规定值T1(发动机E起动所需要的转矩)是目标，换言之，不会产生超过此以上的转矩的联接容量是目标。
当第一离合器CL1的联接容量上升到规定值T1时，就结束第一联接阶段，开始第二联接阶段。另外，联接容量是否上升到规定值T1，可以检测实际的联接转矩的相当值(例如联接液压等)，也可以由根据实验等设定的定时器管理等赋予某种程度的预计来进行管理，不特别限定。
在该第二联接阶段，以比规定速度V1小的规定速度V2使第一离合器CL1的联接容量变化，所述规定速度V1是在第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升时的速度。
于是，作用于电动发电机MG的负荷增大，电动发电机MG的转矩也伴随着该第一离合器CL1的联接容量的上升而增大。此时，由于只是使第一离合器CL1的联接容量上升到发动机起动所需要的转矩程度的联接容量，所以，在发动机E开始独立旋转前的阶段，发动机侧不会不停地吸收转矩，而且传递到第二离合器CL2侧的转矩不会降低。由此，能够抑制转矩丢失感。
(第一实施例的作用：加速踏板开度APO在规定值以上)
由于请求发动机起动之前的阶段与所述比较例相同，所以只对请求发动机起动后的作用进行说明。如图10所示，当请求发动机起动时，将第二离合器CL2的联接容量设定为发动机起动之前的输出轴转矩的联接容量，并且使电动发电机MG的驱动力增大。于是，由于作用于电动发电机MG的负荷只是第二离合器CL2的联接容量的量，所以，由于剩余的驱动力而使电动发电机MG的转速上升。另外，由于TM输出转矩由第二离合器CL2的联接容量决定，所以TM输出转矩不会变化。
此时，由于加速踏板开度APO为规定值以上，所以，驾驶员希望极其迅速地确保驱动力。此时，由于需要更快地结束发动机起动，所以，第一离合器CL1的联接容量控制与所述第一实施例同样地执行，并且与第一联接阶段开始时刻同时地执行第二离合器CL2的脱离阶段。
即，请求发动机起动，在预计电动发电机MG的驱动力充分上升的时刻(例如电动发电机MG的转速变得比TM转速高规定转速以上的阶段等)，在开始第一联接阶段的同时，在第二离合器CL2执行脱离阶段。
该第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量以规定速度V1上升到规定值T1，为了尽量使发动机的转速迅速上升，而使第一离合器CL1的联接容量上升。同时，当通过脱离阶段使第二离合器CL2的联接容量瞬间降低时，电动发电机MG的驱动力瞬间全部被用于使发动机旋转上升。由此，集中使发动机转速开始上升。
这样，通过瞬间使全部电动发电机MG的驱动力用于发动机起动，能够将对TM输出转矩的影响限制在最小限度，同时能够实现迅速的发动机起动。另外，能够抑制第一联接阶段开始时的电动发电机MG的转速的降低，能够抑制再次使电动发电机MG的转速上升所需要的驱动力，从而能够更迅速地使TM输出转矩增大。
另外，对第一阶段结束后的作用，由于与加速踏板开度APO不足规定值时同样，所以省略说明。
如以上的说明，第一实施例的混合动力车辆的发动机起动控制装置能够得到下述列举的作用效果。
(1)包括：第一联接阶段，所述第一联接阶段以规定速度V1(第一速度)使第一离合器CL1的联接容量上升；以及第二联接阶段，所述第二联接阶段是在第一联接阶段结束后，以比规定速度V1小的规定速度V2(第二速度)使第一离合器CL1的联接容量变化。
由此，由于第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量迅速上升，所以能够使发动机E的转速迅速上升。另外，在第一联接阶段结束后，由于第二联接阶段使联接容量的上升速度暂时变小，所以，使联接容量不会过量上升，不会超过需要地使电动发电机MG的驱动转矩被发动机侧吸收。由此，不会使电动机转矩中被输出轴输出的转矩降低，从而能够防止转矩丢失感。
另外，这种情况下，换言之，与使第一离合器CL1的联接容量上升，而不会使其达到比发动机起动所需要的转矩T1大规定以上的容量具有同样意义。当使第一离合器CL1的联接容量上升到比发动机起动所需要的转矩高的形成完全联接的联接容量时，在发动机E开始独立旋转前的阶段，发动机侧就会不停地吸收转矩，使传递到第二离合器CL2侧的转矩降低。由此，通过使第一离合器CL1的联接容量上升而不会使其达到比T1大规定值以上，不会使电动发电机MG的驱动力过量地流向发动机侧，能够防止转矩丢失感。
其中，所谓“使第一离合器CL1的联接容量上升而不会使其增大到规定值以上”中的规定值以上，是指根据电动发电机MG的额定电流等适当设定的值以上。由于对电动发电机MG能够供给的电力具有上限值，所以在维持被输出到第二离合器CL2侧的转速与转矩的关系的情况下，输出到第一离合器CL1侧的转速和转矩的上限唯一地被确定。只要使第一离合器CL1的联接容量在该范围内上升到可以确保发动机的起动所需要的转矩的值，本发明的目的就达到了。
(2)第一联接阶段是使第一离合器CL1的联接容量上升到与发动机的起动所需要的转矩T1对应的联接容量的阶段。由此，能够可靠地起动发动机，同时不会使过量的转矩供给到发动机E，所以能够将能量损耗限制到最小限度。
(3)当请求发动机起动时，将第二离合器CL2的联接容量设定为形成发动机起动前的输出轴转矩的联接容量。由此，由于作用于电动发电机MG的负荷只是第二离合器CL2的联接容量的量，所以，由于被增大的电动发电机MG的驱动力使电动发电机MG的转速上升，但是，由于TM输出转矩由第二离合器CL2的联接容量决定，所以，TM输出转矩不会变化。由此，能够将发动机起动引起的输出轴转矩变化抑制在最小限度。
(4)具有使第二离合器CL2的联接容量在比发动机起动所需要的时间短的时间内降低的脱离阶段。由此，虽然产生一些输出轴转矩变化，但是，能够使发动机E更迅速地起动。
(5)只在加速踏板开度APO(请求驱动力)为规定值以上时执行脱离阶段。由此，能够实现按照驾驶员意图的发动机起动控制。
第二实施例
在第一实施例中，在使第一离合器CL1的联接容量上升时，通过第一联接阶段和第二联接阶段进行联接。与此相对，在第二实施例中，在除了第一联接阶段和第二联接阶段之外还具有第三联接阶段这一点上有所不同。
图11是表示第二实施例的发动机起动控制处理的流程图，图12是表示第二实施例的CL1联接容量的映像的图。由于基本的控制是与第一实施例相同的(步骤401～步骤405、步骤409～步骤412及步骤418～步骤419)，所以只对不同的步骤进行说明。
(发动机起动控制)
首先，对于在与第一实施例同样的步骤402中，在判断加速踏板开度APO不是规定值以上而进入步骤403以后的情况下，对与第一实施例不同的步骤501～步骤505每个步骤说明。
在步骤501中，如图12表示的CL1的联接容量映像所示，开始第一联接阶段。具体的，将第一离合器CL1的联接容量的上升速度设为规定速度V1，使第一离合器CL1的联接容量增大。
在步骤502中，判断第一离合器CL1的联接容量是否成为规定值T1’以上，当为规定值T1’以上时，则判断第一联接阶段结束而进入步骤503，除此之外时，通过第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升。该规定值T1’被设定为比发动机起动所需要的转矩T1大的值。
在步骤503中，如在图12中表示的CL1的联接容量映像所示，开始第二联接阶段。具体的，将第一离合器CL1的联接容量的上升速度设为比规定速度V1小的负值的规定速度V2(与本发明技术方案中所记载的第二速度相当)，使第一离合器CL1的联接容量减小。
在步骤504中，判断第一离合器CL1的联接容量是否变成发动机起动所需要的转矩T1，当变成T1时，则判断为第二联接阶段结束，进入步骤505，当除此之外时，返回到步骤503，继续第二联接阶段。
在步骤505中，如在图12中表示的CL1的联接容量映像所示，开始第三联接阶段。具体的，将第一离合器CL1的联接容量维持在规定值T1。并且，在该第三联接阶段期间，开始向发动机E喷射燃料。
其次，对于在步骤402中，在判断加速踏板开度APO为规定值以上而进入步骤412以后的情况下，对与第一实施例不同的步骤506～步骤512每个步骤进行说明。
在从步骤506到步骤509中，与从所述的步骤501到步骤504同样地执行第一联接阶段和第二联接阶段，接着，在步骤510中，再次使第二离合器CL2的联接容量增大，将其设定为规定值T2，结束脱离阶段。即，使第二离合器CL2成为脱离状态的时间为比发动机起动所需要的时间短的时间。
接着，在步骤511中，与所述的步骤505同样地开始第三联接阶段，所述第三联接阶段将第一离合器CL1的联接容量维持在规定值T1，以后，与第一实施例同样地进入步骤417以后。
(发动机起动控制的作用)
以下，根据所述流程图对作用进行说明。图13是表示在第二实施例中的如下情况的流程图，即，在EV行驶模式的行驶中，在加速踏板开度APO不足规定值的状态下，请求起动发动机，通过第一联接阶段、第二联接阶段及第三联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升。
在请求发动机起动，并预计电动发电机MG的驱动力充分上升的时刻(例如电动发电机MG的转速比TM转速高了规定转速以上的阶段等)，开始第一联接阶段。
该第一联接阶段以规定速度V1使第一离合器CL1的联接容量上升到规定值T1’，为了尽量使发动机的转速迅速上升，而使第一离合器CL1的联接容量上升。在该第一联接阶段的目标是，通过使第一离合器CL1的联接容量迅速上升到规定值T1’(比发动机E起动所需要的转矩大的值)，使发动机转速更迅速地上升。
当第一离合器CL1的联接容量上升到规定值T1’时，结束第一联接阶段，开始第二联接阶段。另外，联接容量是否已上升到规定值T1，可以检测与实际联接转矩相当的值(例如联接液压等)，也可以通过根据实验等设定的定时器管理等赋予某种程度的预计值来进行管理，不特别限定。
在该第二联接阶段，以比在第一联接阶段使第一离合器CL1的联接容量上升时的规定速度V1小的负的规定速度V2，使第一离合器CL1的联接容量减小。
于是，作用于电动发电机MG的负荷减小。即，通过减小作用于电动发电机MG的负荷，能够抑制MG转速的减小，能够从发动机E开始独立旋转前，使电动发电机MG在效率高的范围进行工作，从而能够更迅速地确保TM输出转矩。
另外，虽然省略了时间图的图示，但在第二实施例中，在EV行驶模式的行驶中，在加速踏板开度APO为规定值以上的状态下请求发动机起动的情况下，与第一实施例同样，在第一联接阶段开始时刻同时开始第二离合器CL2的脱离阶段，该脱离阶段在第二实施例中一直继续到第二联接阶段结束为止。
下面说明效果。第二实施例的混合动力车辆的发动机起动控制装置，除了第一实施例的(1)～(5)的效果之外，还能够得到下述的效果。
(6)第一联接阶段是使第一离合器CL1的联接容量上升到比发动机起动所需要的转矩T1高的联接容量T1’的阶段，第二联接阶段是使通过第一联接阶段上升的联接容量降低的阶段。
由此，通过抑制电动发电机MG的转速降低，能够使电动发电机MG在效率高的范围工作，能够更迅速地确保TM输出转矩。
以上根据第一实施例及第二实施例说明了本发明的混合动力车辆的起动时发动机起动控制装置，但具体的结构不限于所述实施例，而是在不脱离本发明的各个技术方案的发明宗旨的范围内，允许设计的变更或追加等。
图14(a)～(d)是表示CL1联接容量映像的另一实施例的图。例如，如图14(a)所示，可以在第一联接阶段，使CL1联接容量急剧上升到发动机起动所需要的转矩T1的联接容量，在第二联接阶段，使CL1联接容量从发动机起动所需要的转矩T1缓慢上升到第一离合器CL1成为附加了规定的安全率的完全联接状态的联接容量。
另外，如图14(b)所示，可以在第一联接阶段，使CL1联接容量急剧上升到发动机起动所需要的转矩T1的联接容量，在第二联接阶段，在规定时间内继续维持发动机起动所需要的转矩T1，之后，通过发动机起动结束判定使第一离合器CL1的联接容量上升到成为完全联接状态的联接容量。
另外，如图14(c)所示，可以在第一联接阶段，使CL1联接容量上升到比发动机起动所需要的转矩T1稍小的联接容量，在第二联接阶段，按照缓慢地超过发动机起动所需要的转矩T1的方式使联接容量上升。
另外，如图14(d)所示，可以在第一联接阶段，使CL1联接容量急剧上升到发动机起动所需要的转矩T1的联接容量，在第二联接阶段，在规定时间内继续维持发动机起动所需要的转矩T1，之后，通过发动机起动结束判定，使第一离合器CL1的联接容量阶跃上升到形成完全联接状态的联接容量。
另一实施例
在第一、第二实施例中表示了对后轮驱动的混合动力车辆的应用例，但也能够应用于前轮驱动的混合动力车辆或四轮驱动的混合动力车辆。在第一、第二实施例中，表示了作为第二离合器利用内置在自动变速器中的离合器的例子，但也可以在电动发电机与变速器之间追加设置第二离合器、或在变速器与驱动轮之间追加设置第二离合器(例如参见(日本)特开2002-144921号公报)。进而，也能够应用于只具有第一离合器(发动机离合器)的混合动力车辆。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆的发动机起动控制装置，
所述混合动力车辆包括：
发动机；
与车辆驱动轴连接的电动机；
第一离合器，该第一离合器设置在所述发动机与所述电动机之间，将所述发动机与所述电动机连接或断开；以及
发动机起动控制机构，该发动机起动控制机构从所述发动机停止且使所述第一离合器脱离的状态开始，使所述电动机的驱动转矩增大并且使所述第一离合器的联接容量上升，利用所述电动机的驱动转矩使所述发动机的转速上升而起动所述发动机，
所述混合动力车辆的发动机起动控制装置的特征在于，所述发动机起动控制机构包括：第一联接阶段，该第一联接阶段以第一速度使所述第一离合器的联接容量上升；以及第二联接阶段，该第二联接阶段在所述第一联接阶段结束后，以比所述第一速度小的第二速度使所述联接容量变化。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置，其中，
所述第一联接阶段是使所述第一离合器的联接容量上升到与所述发动机的起动所需要的转矩相对应的联接容量的阶段。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置，其中，
所述第一联接阶段是使所述第一离合器的联接容量上升到比所述发动机的起动所需要的转矩高的联接容量的阶段，
所述第二联接阶段是使通过所述第一联接阶段上升的联接容量降低的阶段。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置，其中，
设置有第二离合器，所述第二离合器设置在所述电动机与所述车辆驱动轴之间，将所述电动机与所述车辆驱动轴连接或断开，
所述发动机起动控制机构将所述第二离合器的联接容量设定为形成所述发动机起动前的车辆驱动轴转矩的联接容量。
5.根据权利要求4所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置，其中，
所述发动机起动控制机构具有脱离阶段，所述脱离阶段使所述第二离合器的联接容量在比所述发动机的起动所需要的时间短的时间内降低。
6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置，其中，
设置有请求驱动力检测机构，所述请求驱动力检测机构检测驾驶员的请求驱动力，
所述发动机起动控制机构仅在所述请求驱动力为规定值以上时执行所述脱离阶段。
7.根据权利要求5所述的混合动力车辆的发动机起动控制装置，其中，
所述发动机起动控制机构与所述第一联接阶段的开始同时地开始执行所述脱离阶段。
8.一种混合动力车辆的发动机起动控制装置，
所述混合动力车辆包括：
发动机；
与车辆驱动轴连接的电动机；以及
第一离合器，该第一离合器设置在所述发动机与所述电动机之间，将所述发动机与所述电动机连接或断开，
所述混合动力车辆的发动机起动控制装置的特征在于，在从所述发动机停止且使所述第一离合器脱离的状态开始，使所述电动机的驱动转矩增大并且使所述第一离合器的联接容量上升，并利用所述电动机的驱动转矩使所述发动机的转速上升而起动所述发动机时，以如下的方式使所述第一离合器的联接容量上升，即，不比所述发动机的起动所需要的转矩增大规定值以上。
9.一种混合动力车辆的发动机起动控制方法，
所述混合动力车辆包括：
发动机；
与输出轴连接的电动机；以及
第一离合器，该第一离合器设置在所述发动机与所述电动机之间，将所述发动机与所述电动机连接或断开，
所述混合动力车辆的发动机起动控制方法的特征在于，在从所述发动机停止且使所述第一离合器脱离的状态开始，使所述电动机的驱动转矩增大并且使所述第一离合器的联接容量上升，并利用所述电动机的驱动转矩使所述发动机的转速上升而起动发动机时，使所述第一离合器的联接容量以第一速度上升，之后，使所述第一离合器的联接容量以比所述第一速度小的第二速度变化，来起动所述发动机。
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