CN101959732B - 用于混合动力车辆的控制设备 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力车辆控制设备设置有发动机(E)、电动机(M)、保持元件(CL1)、自动变速器(AT)、档位检测装置(7a)和控制器(10)。该保持元件(CL1)布置在所述发动机(E)与所述电动机(M)之间，用于选择性地将所述发动机(E)和所述电动机(M)彼此连接以及将所述发动机(E)与所述电动机(M)彼此断开。该自动变速器(AT)布置在所述电动机(M)与驱动轮(RR，RL)之间。该档位检测装置(7a)检测司机选择的自动变速器(AT)的档位。该控制器(10)在所述发动机(E)正在操作，所述保持元件(CL1)被接合以及所述自动变速器(AT)被检测到处于非驱动档的同时，当确定已经出现停止所述发动机(E)的请求时，执行用于停止所述发动机(E)的控制操作，也同时执行用于降低所述保持元件(CL1)的扭矩传递容量的打滑控制。

Description

用于混合动力车辆的控制设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年3月6日提交的日本专利申请No.2008-055669的优先权。日本专利申请No.2008-055669的完整内容通过引用的方式结合于此。
技术领域
本发明总体涉及一种用于装配有发动机和电动机作为动力源的混合动力车辆的混合动力车辆控制设备。更具体地说，本发明涉及一种混合动力车辆控制设备，其中当布置在混合动力车辆的发动机与电动机之间的保持元件处于接合状态的同时混合动力车辆的发动机停止时，由共振造成的振动和噪音的产生能够被抑制。
背景技术
用于混合动力车辆的传统混合动力车辆控制设备的一项实例公开在日本未审公开专利出版物No.11-82261(下文称之为“传统控制设备”)。在该传统控制设备中，保持元件布置在内燃机与电动机之间并且用于选择性地将发动机和电动机彼此连接和断开。变速器布置在电动机和驱动轮之间。作为驱动模式，传统控制设备具有电动(EV)驱动模式和发动机驱动模式，在该电动驱动模式下，车辆仅使用电动机作为动力源，在该发动机驱动模式下，车辆至少使用内燃机作为动力源。该设备通过根据驱动状态在两种驱动模式之间进行切换而改善车辆的燃料效率。
在该传统控制设备中，当在保持元件接合并且发动机正在运转的同时停止发动机的要求发出(例如，如果司机关闭点火开关)时，可想象发动机将在该保持元件仍然处于完全接合的状态的情况下被停止，而不是该保持元件已经被临时释放之后再停止发动机。
发明内容
已经发现，如果发动机在该保持元件完全接合的情况下停止，那么在发动机的转速随着降低至零而通过规定转速区域时，共振可能产生在包括发动机的动力系中。这种共振会导致发动机的转速在很大范围内波动。其中产生这种类型的共振的转速区域将随后产生“共振带”。当发动机的转速通过共振带并且发动机的转速的波动如上所述产生时，转速波动会促使产生传递至例如变速器的振动。这一情况导致噪声由于变速器内部的齿轮的震荡(振动接触)而产生。源自于共振的这种振动和噪音会造成司机感觉到车辆中的某些部件有问题。
本发明鉴于这一问题而得到。本发明的一个目的是提供一种用于混合动力车辆的混合动力车辆控制设备，具有布置在内燃机与电动机之间的保持元件，用于将内燃机与电动机彼此连接和断开，其中，该控制设备抑制当内燃机在保持元件处于接合状态的同时被停止时由共振产生的振动和噪音。
为了实现上述目的，提供一种混合动力车辆控制设备，该设备基本上包括发动机、电动机、保持元件、自动变速器、档位检测装置和控制器。该保持元件布置在所述发动机与所述电动机之间，用于选择性地将所述发动机和所述电动机彼此连接以及将所述发动机与所述电动机彼此断开。该自动变速器布置在所述电动机与驱动轮之间。该档位检测装置布置成检测司机选择的自动变速器的档位。该控制器配置成，在所述发动机正在操作，所述保持元件被接合以及所述档位检测装置检测到所述自动变速器处于非驱动档的同时，当确定已经出现停止所述发动机的请求时，执行用于停止所述发动机的控制操作，也同时执行用于降低所述保持元件的扭矩传递容量的打滑控制。
本发明的这些和其他目的、特征、方面和优势将通过下述详细说明书而变得清楚明了，该说明书结合附图公开一项优选的实施例。
附图说明
现在参照形成这一原始公开内容的一部分的附图：
图1是装配有根据一项所示实施例的混合动力车辆控制设备的后轮驱动混合动力车辆的整体示意性方框图；
图2是示出由所示的实施例的混合动力车辆控制设备的集成控制器执行的计算机编程的控制方框图；
图3是由所示实施例的混合动力车辆控制设备的集成控制器执行的发动机停止控制的流程图；以及
图4是相应于由所示实施例的混合动力车辆控制设备的集成控制器执行的发动机停止控制的情况的时间图。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的选定实施例。本领域技术人员从本公开内容可知，本发明的实施例的下述说明仅仅是示意性的，而不是为了限制本发明的范围，本发明的范围由所附的权利要求和它们的等同内容限定。现在将参照附图说明根据本发明的混合动力车辆控制设备的优选实施例。
首先参照图1，说明具有根据本发明的所示实施例的混合动力车辆控制设备的混合动力车辆的驱动系。在这一实例中，混合动力车辆布置为后轮驱动混合动力车辆。图1是示出混合动力车辆的驱动系控制系统的整体示意性方框图。如图1所示，在所示实施例中的混合动力车辆的驱动系包括内燃机E、第一离合器CL1(第一保持元件)、马达M、第二离合器CL2(第二保持元件)、自动变速器AT、推进器轴PS、差速器DF、左驱动轴DSL、右驱动轴DSR、左后轮RL(驱动轮)和右后轮RR(驱动轮)。该混合动力车辆也包括左前轮FL和右前轮FR。
如图1所示，该混合动力车辆的驱动系控制系统包括发动机控制器1、电动机控制器2、逆变器3、电池4、第一离合器控制器5、第一离合器液压单元6、AT(自动变速器)控制器7、第二离合器液压单元8、制动器控制器9和集成控制器10。该发动机控制器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和集成控制器10通过CAN通信线11彼此连接，使得它们能够彼此通信。
而且，该混合动力车辆设置有抑制器开关7a、发动机转速传感器12、旋转变压器13、第一离合器液压传感器14、第一离合器行程传感器15、油门位置开关16、车速传感器17、第二离合器液压传感器18、轮速传感器19、制动器行程传感器20、马达转速传感器21、第二离合器输出转速传感器22、第二离合器扭矩传感器23和发动机冷却剂温度传感器24。
发动机E采用内燃机(例如，汽油发动机或柴油发动机)。发动机E的节流阀的开度和发动机的其他方面优选地根据从发动机控制器1发送的控制命令进行控制，如下文更详细地讨论的。飞轮FW设置在发动机E的输出轴上，如图1所示。
第一离合器CL1采用布置在发动机E与马达M之间的保持元件。第一离合器CL1使用由第一离合器液压单元6产生的液压基于第一离合器控制器5的控制命令进行液压控制，如下文更详细地讨论。第一离合器CL1配置并且布置成相应于接合状态、脱开状态和打滑接合状态(其中会产生打滑的部分接合状态)其中的一个进行控制。第一离合器CL1是干式单板离合器，配置成使得其离合器活塞冲程和扭矩传递容量(接合扭矩容量)能够通过对控制油的流速和压力进行控制而以连续可变的方式进行控制。第一离合器CL1配置成被正常关闭，即，使得其在控制油的流速和液压二者都为零时由于返回弹簧的力而被完全地接合。
马达M采用例如传统同步马达/发电机，具有设置有嵌入永磁体的转子和围绕其缠绕有定子线圈的定子。马达M根据由马达控制器2(如下所述)发送的以及应用至马达M的控制命令而对由逆变器3产生的三相交流进行控制而得以控制。马达M配置并且布置成通过接收来自于电池4的电力并且输出旋转驱动力或扭矩而作为电动机进行操作(即，这一操作状态被称为动力行驶模式)。马达M也被配置并且布置成作为发电机进行操作，当转子被外力旋转使得电动力产生在定子线圈的两端时对电池4进行再充电(即，这一操作状态称为再生模式)。马达M的转子通过缓冲器(未示出)连接诶至自动变速器AT的输入轴。
第二离合器CL2采用布置在马达M与左后轮RL和右后轮RR之间的保持元件。该第二离合器CL2使用由第二离合器液压单元8产生的液压基于AT控制器7的控制命令而进行液压控制，如下文更详细地讨论。第二离合器CL2是湿式多板离合器，配置成使得其(即，其扭矩传递容量)能够采用例如比例电磁线圈通过控制液压油的流速和压力而以连续可变的方式被控制。第二离合器CL2配置并且布置成相应于接合状态、脱开状态和打滑接合状态其中的一个进行控制。
该自动变速器AT采用例如传统的分级换挡式自动变速器，具有五个前进速度(变速比)和一个后退速度(变速比)。该自动变速器AT配置并且布置成根据诸如车速、节流阀开度、油门位置等的因素自动地改变变速比。在所示的实施例中，第二离合器CL2并非布置为已经分离地加入至自动变速器AT的单一专用离合器。反而，第二离合器CL2通过构成多个摩擦接合元件的一个或多个摩擦保持元件形成，这些接合元件按照需要接合和脱开从而实现自动变速器AT的不同速度(变速比)。
该自动变速器AT的输出轴通过推进器轴PS、差速器DF、左驱动轴DSL和右驱动轴DSR连接至左后轮RL和右后轮RR。在所示实施例中，如上所述，第一离合器CL1和第二离合器CL2包括例如传统的多板湿式离合器，为此，采用比例电磁线圈控制液压流的流速和压力。
在这一实施例中，该混合动力驱动系具有三个驱动模式(第一、第二和第三驱动模式)，这些驱动模式根据第一离合器CL1的接合状态(接合或释放)进行设定。该第一驱动模式是电动车辆驱动模式(下文称之为“EV模式”)，在该模式下，第一离合器CL1被释放，车辆仅使用马达M作为动力源的动力而被驱动。第二驱动模式是混合动力驱动模式(下文称之为“HEV模式”)，在该模式下，第一离合器CL1被接合并且在马达M之外使用发动机E作为动力源驱动车辆。当驱动系从EV模式过渡至HEV模式时，第一离合器CL1接合，来自于马达M的扭矩用于起动发动机E。第三驱动模式是包括发动机的打滑驱动模式(下文称之为“WSC(湿式起动离合器)模式”)，在该模式下，第一离合器CL1接合，第二离合器CL2被控制为打滑状态，除了马达M之外，使用发动机E作为动力源驱动车辆。这一模式可用于实现慢行驱动状态，尤其当电池SOC低或者当发动机冷却温度低时。当在车辆停止(VSP＝0)并且发电的要求基于电池SOC而被发送的同时选定WSC模式时，来自于发动机E的动力用于操作马达M作为发电机。
上述HEV模式也包括三个其他驱动模式，即，发动机驱动模式、马达辅助驱动模式和驱动发电模式。
该发动机驱动模式是只使用发动机E作为动力源对驱动轮RR和RL进行驱动的模式。该马达辅助驱动模式是使用发动机E和马达M二者作为动力源对驱动轮RR和RL进行驱动的模式。该驱动发电模式是使用发动机E作为动力源对驱动轮RR和RL进行驱动同时使用发动机E作为动力源驱动马达M作为发电机的模式。当车辆以不变的速度行驶或者正在加速时，来自于发动机E的动力用于操作马达M作为发电机。当车辆正在减速时，再生地使用制动能量来驱动马达M作为发电机并且对电池4进行再充电。
现在将说明混合动力车辆的混合动力车辆控制系统。基本地，混合动力车辆控制设备配置成在下述时机停止发动机E，即，当发动机E正在操作(运行)的同时停止发动机E的要求出现时执行第一离合器CL1(例如，保持元件)的打滑控制，第一离合器CL1(例如，保持元件)被接合，并且变速器AT处于非驱动范围。采用所示的混合动力车辆控制设备的停止发动机控制，当发动机E与电动机之间的第一离合器CL1(例如，保持元件)接合的同时停止发动机E时抑制由共振造成的振动和噪音。
基本地，发动机控制器1从发动机转速传感器12接收发动机转速信息。根据集成控制器10的目标发动机扭矩命令，发动机控制器1发送控制发动机操作点(发动机转速Ne和发动机输出扭矩Te)的命令至例如节流阀致动器(未示出)。该发动机控制器1也通过CAN通信线11将关于发动机转速Ne的信息提供至集成控制器11。
该马达控制器2从用于检测马达M的转子的旋转位置的旋转变压器13接收信息。根据集成控制器10的目标马达扭矩命令，马达控制器2发送控制马达M的操作点(马达转速Nm和马达输出扭矩Tm)的命令至逆变器3。马达控制器2也监视电池4的电池SOC(荷电状态)。除了使用电池SOC信息作为马达M的控制信息，马达控制器2通过CAN通信线11将电池SOC信息发送至集成控制器10。
第一离合器控制器5从第一离合器液压传感器14和第一离合器行程传感器15接收传感器信息。根据集成控制器10的第一离合器控制命令，第一离合器控制器5将控制第一离合器CL1的连接和释放的命令发送至第一离合器液压单元6。第一离合器控制器5也通过CAN通信线11将关于第一离合器的行程CIS的信息馈送至集成控制器11。
该AT控制器7从油门位置传感器16、车速传感器17、第二离合器液压传感器18和抑制器开关7a(AT范围位置传感器)接收传感器信息，该抑制器开关发送表示由司机操作的选择器杆的位置的信号(AT范围位置信号)。根据集成控制器10的第二离合器控制命令，AT控制器7将控制第二离合器CL2的连接和释放的命令发送至第二离合器液压单元8，其位于自动变速器液压控制阀中。该AT控制器7也通过CAN通信线11将表示油门位置AP、车速VSP和抑制器开关7a的状态的传感器信息馈送至集成控制器10。
制动器控制器9从轮速传感器19和制动器行程传感器20接收传感器信息，该轮速传感器检测四个车轮的每个的轮速。例如，如果制动器踏板被压下并且根据制动器行程BS确定的要求制动力能够以单独的再生制动力实现，那么制动器控制器9根据集成控制器10的再生协作制动器控制命令执行再生协作制动控制，从而以机械制动力(即，由摩擦制动器产生的制动力)补充再生制动力。
集成控制器10用作管理整体车辆的能量消耗并且以最大可能的效率运行车辆的功能。该集成控制器10从马达转速传感器21、离合器输出转速传感器22、第二离合器扭矩传感器23和发动机冷却剂温度传感器24接收信息。该马达转速传感器21检测马达转速Nm。该离合器输出转速传感器22检测第二离合器CL2的输出转速N2out。第二离合器扭矩传感器23检测第二离合器CL2的扭矩传递容量TCL2。发动机冷却温度传感器24检测发动机冷却剂温度。集成控制器也通过CAN通信线11接收信息。
该集成控制器10通过将控制命令发送至发动机控制器1而执行发动机E的操作控制。该集成控制器10通过将控制命令发送至马达控制器2而执行马达M的操作控制。该集成控制器10进一步通过将控制命令发送至第一离合器控制器5而执行第一离合器CL1的接合和释放控制，通过将控制命令发送至AT控制器7而执行第二离合器CL2的接合和释放控制。
集成控制器10优选地包括微电脑，该微电脑具有占用补偿控制程序，该程序控制混合动力车辆的发动机E、马达M、第一离合器CL1、第二离合器CL2和其他各种部件，如下文所述。集成控制器10也可包括其他传统部件，诸如输入接口电路、输出接口电路以及存储装置，诸如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机访问存储器)装置。该集成控制器10的微电脑被编程从而控制发动机E、马达M、第一离合器CL1、第二离合器CL2和其他各种部件。该集成控制器10以传统的方式操作连接至发动机控制器1、马达控制器2、第一离合器控制器5、AT控制器7。集成控制器10的内部RAM存储操作标记的状态和各种控制数据。集成控制器10的内部ROM存储相应于各种操作的各种数据。集成控制器10能够根据该控制程序选择性地控制该控制系统的任何部件。本领域技术人员根据该公开内容清楚可知，用于集成控制器10的精确结构和算法可以是能够执行这里所讨论的功能的硬件和软件的任何组合。
现在将参照图2所示的方框图说明所示实施例中由集成控制器10执行的控制。这一控制的计算过程以每个规定控制循环周期例如10毫秒一次来由集成控制器执行。该集成控制器10具有目标驱动力计算部分100、模式选择部分200、目标充电/放电计算部分300、操作点命令部分400和换档控制部分500。
目标驱动力计算部分100配置成使用规定的目标驱动力图来根据油门位置AP和车速VSP计算目标驱动力tFo0。
该模式选择部分200配置成使用规定的模式图计算目标模式。该模式图包括EV模式、WSC模式和HEV模式，该目标模式根据油门位置AP和车速VSP进行计算。当油门位置AP小并且车速VSP等于或低于规定值时，选择EV模式。但是，当选择EV模式时电池SOC变得等于或小于规定值时，将HEV模式或WSC模式自动地设定为目标模式。WSC模式设定为低于下限车速VSP1的车速区域，该下限车速VSP1对应于在自动变速器AT处于第一档的同时发动机E空载时产生的变速器输出转速。同样，如果EV模式由于电池SOC低而不能被实现或者如果由于发动机冷却剂温度低而不能允许停止发动机，那么当车辆开始移动时，模式选择部分200配置成选择WSC模式。
该目标充电/放电计算部分300使用规定的目标充电/放电量图来根据电池SOC计算目标充电/放电动力tP。
操作点命令部分400根据油门位置AP、目标驱动力tFo0、目标模式、车速VSP和目标充电/放电动力tP计算过渡目标发动机输出扭矩Te*、目标马达输出扭矩Tm*、目标第二离合器扭矩传递容量TCL2*、自动变速器AT的目标档位以及第一离合器电磁线圈当前命令作为操作点目标。
换档控制部分500配置成根据换档图谱的换档计划控制自动变速器AT中的电磁阀从而实现目标第二离合器扭矩传递容量TCL2*以及目标档位。该换档图谱配置成使得根据车速VSP和油门位置AP预先设定目标档位。
该操作点命令部分设置有发动机停止控制处理部分410。该发动机停止控制处理部分410通过在变速器AT处于非驱动范围(除了驱动(D)、后退(R)等之外的档位，例如停车(P)或空档(N))并且发动机在第一离合器CL1接合时进行操作的同时存在停止发动机的要求时控制发动机E、马达M和第一离合器CL1而执行发动机停止控制，如下所述。
现在将根据图3所示的流程图说明由发动机停止控制处理部分410执行的发动机停止控制。
在步骤S1，该发动机停止控制处理部分410确定发动机E是否正在操作(行驶)，第一离合器CL1是否正在接合，以及自动变速器AT的档位是否处于非驱动档位。如果所有这些条件都满足，那么该处理部分410前进至步骤S2。否则，其终止控制回路。
在步骤S2，该处理部分410确定操作点命令部分400是否已经发送发动机停止要求信号。如果发动机停止要求已经被发送，那么该处理部分410前进至步骤S3。否则，其终止控制回路。
发动机停止要求情况的一项实例(例如，步骤S1和S2的条件得以满足)是下述情况，即，档位处于停车(P)的同时司机转动点火开关IGN-SW从“开”至“关”，HEV模式由于电池4的荷电状态低而已经被选择，并且发动机E正在空载并且第一离合器CL1接合。
另外，现在将说明这种发动机停止要求情况的另一实例。考虑下述情况，在车辆停止并且变速器处于P档的同时，司机意识到电池SOC低(例如，通过在仪表盘上监视SOC指示器)，司机有意识地压下油门踏板以对电池4进行充电。作为响应，第一离合器CL1接合并且发动机E起动，由此使得马达M发电。当司机意识到充电完成时，司机通过释放他或她的脚离开踏板而终止油门踏板的下压。油门踏板操作量(油门位置AP)和车速VSP变为零，满足改变为EV模式的条件(因为电池SOC充足)。但是，由于档位是P档，所以在第一离合器CL1仍然接合的同时，发送发动机停止要求以停止发动机E和马达M。
在步骤S3，该处理部分410检查发动机控制器1是否已经发送燃料切断F/C命令从而停止发动机E的燃料喷射控制(下文称之为“燃料切断F/C”控制)，并且发送停止点火控制命令以停止发动机E的点火控制。如果燃料切断F/C命令已经被发送，那么该处理部分前进至步骤S4。否则，其返回至步骤S2。
在步骤S4，该处理部分410开始第一离合器CL1的打滑控制，即，第一离合器扭矩传递容量TCL1的控制。然后，该处理部分410前进至步骤S5。因此，采用步骤S2至S4，在发动机停止要求出现并且燃料切断F/C命令发送之后，然后执行打滑控制。
在这一控制回路中执行的该第一离合器CL1的控制包括首先将目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*从足以实现完全接合的第一离合器扭矩传递容量最大值TCL1max降低一大值至规定值TCL1α(＜TCL1max)，然后采用计时器以规定率增加目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*至规定值TCL1β(TCL1α＜TCL1β＜TCL1max)。之后，将目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*保持在规定值TCL1β(TCL1*＝TCL1β)，直到发送打滑控制终止命令(S11)。以一大值将目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*降低至规定值TCL1α的原因是使得能够以一大值容易地降低马达转速Nm。考虑第一离合器CL1的控制精确度设定所述规定率和计时器值。换句话说，该规定率和计时器值被设定成避免对规定率或时间所进行的设定导致第一离合器CL1以过小的增量受到控制，如果增量过小，那么第一离合器CL1不能以可预测的方式响应。
在步骤S5，该处理部分410在根据第一离合器油压传感器14的检测值确认第一离合器CL1已经实际地开始打滑之后开始马达M的第一马达控制。然后，该处理部分410前进至步骤S6。
在流程图中所示的马达M的第一至第三马达控制构成马达转速Nm的反馈控制并且用于设定目标马达转速Nm*并且将马达转速Nm控制为目标马达转速Nm*。在步骤S5中执行的第一马达控制中，目标马达转速Nm*初始地以分级的方式快速地降低，然后以斜坡状方式缓慢地降低。更具体地说，目标马达转速Nm*首先设定为比共振带的上限转速Ne2高很多的转速Ne3。之后，目标马达转速Nm*从转速N3以规定的循环周期采用发动机转速的固定降低率ΔNm*(负值)降低至共振带的下限转速Ne1。共振带的上限转速Ne2和下限转速Ne1预先根据车辆的规格、实验等进行计算。
在所示的实施例中，该控制的目标是以发动机转速的规定降低率ΔNe(负值)从在燃料切断F/C控制执行至共振带的下限转速Ne1的紧前检测到的发动机转速Ne0’降低发动机转速Ne。规定降低率ΔNe的大小设定为比如果发动机E被允许在燃料切断F/C之后第一离合器CL1处于完全释放状态的情况下自然停止而产生的降低率大(比其更快速的降低率)的值。使得发动机转速Ne从转速Ne0’降低至下限转速Ne1所需的时间T0使用下述等式进行计算：T0＝(Ne1-Ne0’)/ΔNe。
如果目标马达转速Nm*从转速Ne3以与发动机转速Ne相同的时间量T0(从转速Ne0’降低目标马达转速Nm*至转速Ne3所需的时间基本上为零)下降低至下限转速Ne1，那么采用下述等式计算降低率ΔNm*：ΔNm*＝(Ne1-Ne3)/T0。当第一马达控制开始时，转速Ne与转速Nm*之间的差较大，但是其逐渐地减小直到在时间T0已经经过之后发动机转速Ne和目标马达转速Nm*基本上相等。如果我们假定Nm≈Nm*的关系，那么在第一马达控制期间持续地保持关系Nm＜Ne。
由于第一马达控制将马达转速Nm控制为小于发动机转速Ne的值，所以沿着降低发动机转速Ne的方向作用的扭矩在第一离合器CL1中逐渐发展。扭矩的尺寸等于第一离合器扭矩传递容量TCL1。简单地说，由于第一离合器扭矩传递容量TCL1的扭矩，发动机转速Ne以降低率ΔNe降低。使用在步骤S4中的规定值TCL1β设定为使得发动机转速Ne将以降低率ΔNe降低的值。
在步骤S6，该处理部分410确定发动机转速Ne是否已经降低至低于共振带的转速。更具体地说，如果检测到的发动机转速Ne低于下限转速Ne1，那么该处理部分410确定发动机转速Ne已经通过共振带并且前进至步骤S7。如果发动机转速Ne等于或大于下限转速Ne1，那么该处理部分410确定发动机转速Ne尚未通过共振带并且返回至步骤S5。该马达M受到控制使得马达转速Nm小于发动机转速Ne，直到发动机转速Ne通过共振带。
在步骤S7，该处理部分410从第一马达控制切换至马达M的第二马达控制并且前进至步骤S8。在执行于步骤S7中的第二马达控制中，该处理部分410将目标马达转速Nm*设定为下限转速Ne1并且执行马达转速Nm的反馈控制。换句话说，在发动机转速Ne已经通过共振带到达低于共振带的转速之后，马达M受到控制使得马达转速Nm高于发动机转速Ne。由于只要马达转速高于发动机转速Ne那么任何马达转速都是足够的，所以目标马达转速Nm*能够被设定为除了下限转速Ne1的任何值(只要Nm*＞Ne)。
在步骤S8，该处理部分410确定所检测到的发动机转速Ne的降低率的大小是否低于规定值。如果该降低率的大小低于规定值，那么该处理部分410前进至步骤S9。如果不是这样，那么该处理部分410返回至步骤S7。由于第二马达控制将马达转速Nm控制为高于发动机转速Ne的值，所以沿着提升发动机转速Ne的方向作用的扭矩在第一离合器CL1中发展。该扭矩的大小等于第一离合器扭矩传递容量TCL1。该扭矩TCL1使得发动机转速Ne的降低率的大小小于降低率ΔNe并且发动机转速更加逐渐地降低。当发动机转速Ne的降低率的大小变得小于规定值时，该处理部分确定降低率足够慢并且前进至步骤S9。
在步骤S9，该处理部分410从第二马达控制切换至马达M的第三马达控制并且前进至步骤S10。执行在步骤S9中的第三马达控制将目标马达转速Nm*设定为与所检测到的发动机转速Ne相同的值。
在步骤S10，该处理部分410确定所检测到的马达转速Nm是否与发动机转速Ne相同。如果是这样，那么该处理部分410前进至步骤S11。如果不是这样，那么该处理部分410返回至步骤S9。步骤S10也能够配置成确定所检测到的转速Nm与Ne之间的差是否小于规定量β。在这种情况下，规定量β被设定为当第一离合器CL1完全接合(TCL1×差β)时产生的摩擦能量处于从离合器磨损角度确定的许用范围内时所处的值。
在步骤S11，处理部分410终结第一离合器CL1的打滑控制并且完全接合第一离合器CL1。然后，该处理部分410前进至步骤S12。更具体地说，由于第一离合器CL1被正常闭合(接合)，所以当停止输出控制命令至第一离合器CL1时，第一离合器扭矩传递容量TCL1返回至第一离合器扭矩传递容量最大值TCL1max(即，完全接合的阀)。同样，如果使用正常闭合的第一离合器CL1，那么目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*在步骤S11中被重设至第一离合器扭矩传递容量最大值TCL1max(例如，当发动机在车辆处于P档时由于油门被释放而停止时)。采用这种方式，当发动机转速Ne已经通过共振带并且达到低于该共振带的转速以及马达转速Nm与发动机转速Ne之间的差等于或小于规定转速(零)时，该第一离合器CL1被完全接合。
在步骤S12，在处理部分410已经配置使得发动机转速Ne为零之后，该处理部分410终止第三马达控制。该处理部分410然后终止控制回路。
图4是示出当执行根据第一实施例的发动机停止控制时发动机转速Ne、马达转速Nm以及第一离合器扭矩传递容量TCL1如何随着时间改变的时间图。
假定，在时间t1之前，车辆停止在非驱动档(停车档)，发动机E正在空载，并且第一离合器CL1处于完全接合状态。该发动机转速Ne和马达转速Nm二者都等于发动机空载转速Ne0(即，Ne＝Nm＝Ne0)。该发动机空载转速Ne0是高于包括发动机E和马达M的动力系的共振带和发动机E(包括发动机安装结构)单独的共振带二者的转速。同样，在时间t1之前，下述关系也保持：TCL1＝TCL1*＝TCL1max。
在时间t1，司机转动点火开关“关闭”，由此发送发动机停止请求。在时间t2，执行燃料切断F/C控制。在紧后，目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*从TCL1max降低至值TCL1α，目标马达转速Nm*从当前发动机转速Ne(＝Ne0’)降低至值Ne3。
在从时间t2至时间t3的期间，目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*从规定值TCL1α提升至规定值TCL1β。之后，目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*被保持在规定值TCL1β，直到时间t7。随着第一离合器扭矩传递容量TCL1跟随目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*，第一离合器扭矩传递容量TCL1(实际值)改变。该第一马达控制执行于时间t2至时间t5，在时间段T0期间，目标马达转速Nm*以降低率ΔNm*逐渐地从转速Ne3降低至转速Ne1。随着马达转速Nm跟随目标马达转速Nm*，该马达转速Nm(实际值)改变。
该第一马达控制将马达转速Nm控制为低于发动机转速Ne的值，沿着减小发动机转速Ne的方向作用的并且具有等于TCL1的幅值的扭矩在第一离合器CL1中不断增加。因此，在从时间t2至时间t5的时间段期间，发动机转速Ne以降低率ΔNe从转速Ne0’降低至下限值Ne1。该发动机转速Ne在时间t4降低至发动机安装结构的共振带(从上限转速Ne2至下限转速Ne1的范围)的上限转速Ne2，通过该共振带，并且在时间t5到达下限转速Ne1。
在时间t5，转速Ne、Nm*和Nm的值都等于Ne1。在时间t5之后，发动机目标转速Ne降低至下限转速Ne1以下，并且通过将目标马达转速Nm*设定至下限转速Ne1而开始第二马达控制。该第二马达控制将马达转速Nm控制为高于发动机转速Ne的值，沿着增加发动机转速Ne的方向作用的并且具有等于TCL1的幅值的扭矩在第一离合器CL1中逐渐增加。因此，在时间t5之后，发动机转速Ne以慢于ΔNe的降低率降低。
在时间t6，发动机转速Ne的降低率的大小低于规定值以下使得其足够缓慢地将目标马达转速Nm*设定为发动机转速Ne的值并且执行第三马达控制。该第三马达控制用于控制马达转速Nm，使得马达转速Nm逐渐地接近发动机转速Ne并且变得基本上等于发动机转速Nm。
在时间t7，马达转速Nm变得基本上等于发动机转速Ne。因此，目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*立刻从规定值TCL1β上升至第一离合器扭矩传递容量最大值TCL1max并且之后保持在第一离合器扭矩传递容量最大值TCL1max。随着该第一离合器扭矩传递容量TCL1跟随目标第一离合器扭矩传递容量TCL1*，第一离合器扭矩传递容量TCL1(实际值)改变。
在时间t8，发动机转速Ne和马达转速Nm二者达到零，第三马达控制终结，发动机E和马达M的停止控制得以完成。
现在将对比于图2所示的第一和第二比较性实例说明所示实施例的操作效果。在第一比较性实例中，在第一离合器CL1仍然完全接合的同时，发动机E被停止(即，发动机转速Ne与马达转速Nm之间没有差)。在图4的下部中，第一比较性实例的目标第一离合器扭矩传递容量TCL1由单点划线示出。在第二比较性实例中，发动机E被允许在第一离合器CL1处于完全释放状态的同时自然地停止。在图4的上部中，第二比较性实例的发动机转速Ne采用双点划线示出。第一实施例不同于第一和第二比较性实例的地方在于，当发动机E被停止时，第一离合器CL1被控制为打滑状态。
当满足切换至EV模式的条件时，第一离合器CL1在停止发动机E之前被正常地完全释放。但是，如上所述，可接受停止发动机E而不释放第一离合器CL1的情况的实例是，当在变速器AT处于非驱动档的同时油门踏板被释放并且点火开关被关闭。在不释放第一离合器CL1的同时停止发动机E不是一个特定问题的原因在于，在P(停车)档，变速器AT的输出轴被固定，并且自动变速器的输出侧(驱动轮侧)没有受到动力源(发动机E和马达M)的扭矩或转速中的波动的影响。同时，在N档，自动变速器AT中的第二离合器CL2和其他保持元件被释放。因此，类似于P档，在不释放第一离合器CL1的情况下停止发动机E并不是一个特定的问题。
即使电池SOC足够，该车辆也不是必须在下次车辆开始移动时在EV模式下开始移动，因为有必要在发动机冷却剂温度低时起动发动机E并且为其加温。另外，如果油门位置AP大，那么车辆在WSC模式下开始移动。这些情况假定发动机E将在车辆下次开始移动时被起动。同样，如果第一离合器CL1被正常地封闭(接合)，那么第一离合器CL1由于在点火开关被转动“关闭”之后产生的第一离合器CL1的自关闭操作而返回至完全接合状态。因此，存在第一离合器CL1完全接合的情况，有利于在将第一离合器CL1留在接合状态的同时停止发动机E。
如果发动机E采用第一比较性实例的方式在第一离合器CL1完全接合时被停止，那么随着发动机转速Ne降低，发动机转速Ne将穿过动力系(包括发动机E和马达M)的固有频率附近存在的共振带，共振将导致自动变速器AT中的齿轮齿部的振动以及产生其他振动和噪声。存在两种解决这一问题的可行方式。一种方式是改变共振带本身，另一种方式是增加发动机转速Ne的降低率(即，更快速地降低Ne)，使得其更快地穿过共振带。
在第一实施例中，当发动机正在被停止时，第一离合器CL1被控制为打滑状态。在打滑状态下操作第一离合器CL1使得共振带改变，因为动力系的质量(惯性)从E+M减小至E+α(α＜＜M)，其中，E是发动机的惯性，M是马达的惯性。更具体地说，共振带变化至更高范围的转速。在第一离合器CL1变化至打滑状态之后导致的共振带是发动机E(发动机安装结构)单独的共振带，而不是整个动力系的共振带。
如果共振带(即，其下限)转换至高于发出发动机停止请求紧前出现的发动机转速Ne(例如，空载转速Ne0)的转速区域，那么在停止发动机E的过程期间当发动机转速Ne降低时发动机转速Ne将不会经过共振带。因为能够避免共振和噪音的诱因(即，经过共振带)，所以从抑制共振和噪音的角度来说这是优选的方式。
但是，在停止发动机紧前出现的发动机转速Ne并不必须是一个固定值。例如，该空载转速Ne0根据由发动机E驱动的辅助装置的操作状态和发动机冷却剂温度而发生改变。因此，在第一离合器CL1改变至打滑状态之后得到的共振带(即，其下限)将不必要是高于当停止发动机E的过程开始时产生的发动机转速Ne的转速。在发动机停止过程已经开始之后，可能发动机转速Ne将经过发动机安装结构的共振带。
但是，如果第一离合器CL1处于打滑状态，那么即使发动机转速Ne经过发动机安装结构的共振带，发动机转速Ne的波动也将会被离合器打滑而吸收，将转速波动传递至马达M和变速器AT将被抑制，由此抑制在变速器AT中产生齿轮振动。
同时，如果第一离合器CL1被完全释放，那么发动机转速Ne的波动将假定被基本上完全防止通过CL1被传递至马达M和变速器AT。但是，如果第一离合器CL1被完全释放，那么发动机转速将仅在燃料喷射停止之后被自然地降低(即，仅由于与发动机旋转本身相关的摩擦等)，不可能增加发动机转速Ne的降低率(即，更快速地降低发动机转速Ne)。而且，如果发动机转速Ne在发动机安装结构在长时间内处于第一离合器CL1被完全释放并且发动机转速Ne经过发动机安装结构的共振带的情况下保持在共振带中，那么由发动机安装结构的共振造成的任何振动或噪声将持续一段长的时间段，这是不希望的。
因此，在第一实施例中，发动机转速Ne快速地下降，使得其尽可能快地经过共振带，并且振动能够被可靠地抑制。更具体地说，第一离合器CL1没有被完全释放，而是被控制为打滑状态，使得沿着降低发动机转速Ne的方向作用的第一离合器扭矩传递容量TCL1的扭矩被分配至发动机E。为了产生这种扭矩，马达转速Nm被控制为小于发动机转速Ne。因此，与第一离合器CL1的第一离合器扭矩传递容量TCL1相对应的接合扭矩沿着降低发动机转速Ne的方向作用。发动机转速Ne的降低率能够通过控制与第一离合器扭矩传递容量TCL1相对应的接合扭矩而被调节。
如图4所示，第一实施例中的降低率ΔNe的大小大于第二比较性实例中的降低率ΔNe’，其中，没有采用用于降低发动机转速Ne的扭矩(即，在第一实施例中的降低率比第二比较性实例中的降低率更快)。因此，在所示实施例中使得发动机转速Ne经过发动机安装结构的共振带所需的时间量T1短于在第二比较性实例中相同情况所需的时间量T2(即，T1＜T2)。
如上所述，在所示实施例中采用的第一离合器CL1的打滑控制实现下述三个操作功能：(i)通过改变动力系的惯性而改变共振带，(ii)通过离合器打滑吸收发动机E的转速波动，以及(iii)通过施加适当的离合器扭矩TCL1而使得发动机转速Ne快速地经过动力系和发动机(安装结构)的共振带。这些操作功能用于有效地抑制由具有发动机E、马达M以及用于连接和断开发动机E和马达M的第一离合器CL1的混合动力车辆中的共振产生的振动和噪声，例如齿轮振动。
根据第一实施例的混合动力车辆控制设备提供下述效果。
(1)通过将第一离合器CL1控制为打滑状态，该共振带移动，使得在一些情况下，当发动机E停止时发动机转速Ne将不经过共振带，由此防止振动和噪声的产生。另外，即使发动机转速Ne在发动机停止控制开始之后不经过共振带，在经过共振带期间产生的发动机转速Ne的波动将被第一离合器CL1的打滑而吸收并且被防止传递至自动变速器AT。因此，至少，能够抑制自动变速器AT内部产生齿轮振动(咔嗒的声音)。
(2)通过在燃料供给被切断(F/C)之后代替在发动机停止请求出现紧后将第一离合器CL1控制为打滑状态，能够抑制由打滑控制造成的发动机E的回转，能够以稳定的方式执行发动机停止控制，同时防止司机经受到车辆有点奇怪的感觉。
(3)通过控制马达M使得马达转速Nm小于发动机转速Ne，沿着降低发动机转速Ne的方向作用的扭矩TCL1被分配至发动机E，发动机转速能够被更快速地降低。因此，发动机转速的降低能够被加速(减小率ΔNe的幅值能够被增加)，在发动机停止请求出现之后使得发动机E停止所需的时间能够被缩短。同样，由于能够使得发动机转速Ne更快速地经过共振带，所以由共振造成的任何振动能够被防止持续一段长的时间段。
(4)通过在降低扭矩传递容量TCL1之后降低目标马达转速Nm*，能够在第一离合器CL1中产生打滑(即，发动机转速Ne与马达转速Nm之间的转速差能够被产生)。为了使得马达转速Nm能响应于目标马达转速Nm*而快速地降低，目标第一离合器扭矩传递容量TCL1应当初始地被降低一大量(参见图4中的时间t2)。在快速地以阶梯方式降低目标值Nm*之后，目标马达转速Nm*被逐渐地降低。因此，能够将马达转速Nm控制为小于发动机转速Ne的值，并且能够简化控制程序(即，比在目标马达转速Nm*根据所检测到的发动机转速Ne而设定的情况下更简单)。
(5)通过控制马达M使得在发动机转速Ne已经降低至低于规定共振带的转速之后马达转速Nm高于发动机转速Ne(下限转速Ne)(图3的步骤S6和S7)，沿着增加发动机转速Ne的方向作用的扭矩产生在第一离合器CL1中，并且发动机转速Ne能够以比经过共振带时更慢的降低率降低。因此，除了上述效果(3)，当发动机转速Ne达到零时产生的旋转移动能量能够被降低，当发动机停止时产生的冲击能够被消除，同时也防止发动机的旋转发生倒转。另外地，将目标马达转速Nm*设定为下限转速Ne1，马达转速Nm能够被控制为高于发动机转速Ne的值，并且能够简化控制程序(比如果根据所检测的发动机转速Ne设定目标马达转速Nm*更简单)。
(6)通过在发动机E停止时完全接合第一离合器CL1，发动机能够在下次点火开关被转动开启或者油门踏板被下压时快速地被起动。同样，通过使用马达旋转与发动机旋转之间的差作为完全接合第一离合器CL1的触发器，能够降低当第一离合器CL1被完全接合时产生的冲击，离合器磨损也能够被防止。
(7)通过使用保持元件(即，第一离合器CL1)，其为正常闭合类型的保持元件，(6)中记载的效果能够得以提升，该第一实施例的控制计划能够应用至自动变速器AT处于非驱动范围的同时由于点火开关被关闭而造成发动机被停止的情况。
术语的总体解释
在理解本发明的范围时，术语“包括”和其派生词，如这里使用的，意在作为说明所述特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在的开放术语，但是不排除其他未说明特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在。上述内容也适用以具有类似含义的词语，诸如术语“包含”、“具有”和其派生词。同样，当单数使用术语“部件”、“区段”、“部分”、“组成部分”或“元件”时可具有单一部件或多个部件的双重含义。这里使用的用于描述由部件、部分、装置等执行的操作或功能的术语“检测”包括不需要物理检测的部件、部分、装置等，而且包括执行操作或功能的确定、测量、制模、预测或计算等。这里使用的描述装置的部件、区段或部分的术语“配置以”包括构造和/或编程为执行所需功能的硬件和/或软件。而且，在申请文件中表示为“装置加功能”的术语应该包括可用于执行本发明的该部件的功能的任何结构。这里使用的诸如“基本上”、“大约”和“大概”的程度术语表示修改术语的可推理的偏差量，使得最终结果没有明显变化。
虽然只有选定的实施例用于示出本发明，但是本领域技术人员从公开的内容可知，在不脱离发明范围的情况下可在这里进行各种变化和改进。例如，虽然在所示实施例中使用干式单板离合器作为第一离合器CL1，但是也可接受使用湿式和/或多板离合器。虽然在所示实施例中使用自动变速器AT作为变速器，但是可接受使用具有多个齿轮和/或链条的任何变速器，这就是噪音的来源并且不具有扭矩转换器或者其他流体连接器。如果该变速器采用手动变速器，也是可接受的。虽然在所示实施例中通过设定目标转速Nm*根据转速控制马达M，但是可接受通过设定目标扭矩Tm*来控制马达M的扭矩。另外，可按照需要和/或要求改变各种部件的尺寸、形状、位置或方向。如图所示直接相互连接或接触的部件可具有设置在其间的中间结构。一个元件的功能可以由两个执行，反之亦然。一项实施例的结构和功能可在其他实施例中采用。所有的优势并不必要同时出现在具体实施例中。不同于现有技术的每个特征，单独或者与其他特征相结合，也应该认为是由申请人作出的对其他发明的独立说明，包括由这种(各)特征实现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的前述说明仅仅是示出的目的，并不是为了限制本发明的范围。

Claims (5)

1.一种混合动力车辆控制设备，包括：
发动机；
电动机；
布置在所述发动机与所述电动机之间的保持元件，用于选择性地将所述发动机和所述电动机彼此连接以及将所述发动机与所述电动机彼此断开；
布置在所述电动机与驱动轮之间的自动变速器；
档位检测装置，所述档位检测装置布置成检测司机选择的自动变速器的档位；以及
控制器，所述控制器配置成，在所述发动机正在操作，所述保持元件被接合以及所述档位检测装置检测到所述自动变速器处于非驱动档的同时，当确定已经出现停止所述发动机的请求时，执行用于停止所述发动机的控制操作，也同时执行用于降低所述保持元件的扭矩传递容量的打滑控制；
所述控制器进一步配置成当确定已经出现停止所述发动机的请求时，已经停止将燃料供给至所述发动机之后，执行所述保持元件的打滑控制；
布置成检测所述发动机的转速的发动机转速检测装置；以及
布置成检测所述电动机的转速的电动机转速控制检测装置，所述控制器进一步配置成控制所述电动机使得，所述电动机的转速保持低于所述发动机的转速，直到所述发动机的转速降低至低于规定的共振带转速区域的转速；
所述控制器进一步配置成控制所述电动机，使得在所述发动机的转速已经降低至低于所述规定共振带转速区域的转速之后，所述电动机的转速高于所述发动机的转速。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆控制设备，其中
所述控制器进一步配置成控制所述电动机，使得所述电动机的转速基本上等于所述电动机的转速目标值；以及
所述控制器进一步配置成降低所述保持元件的扭矩传递容量，然后快速地以第一降低率降低所述电动机的转速目标值，然后以小于所述第一降低率的第二降低率逐渐地降低所述电动机的转速目标值。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆控制设备，其中
所述控制器进一步配置成，在所述发动机的转速已经降低至低于所述规定共振带转速区域的转速之后，当所述电动机的转速与所述发动机的转速之间的差变得等于或小于规定值转速时，完全地接合所述保持元件。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆控制设备，其中
所述保持元件采用正常封闭离合器，所述正常封闭离合器布置成当控制油流速和控制油压其中的至少一个为零时，通过由力产生机构施加的接合力封闭。
5.一种混合动力车辆控制方法，包括：
检测由司机选择的自动变速器的档位，其中，所述自动变速器连接在电动机与驱动轮之间；以及
保持元件布置在发动机与电动机之间，用于选择性地将所述发动机和所述电动机彼此连接以及将所述发动机与所述电动机彼此断开；
当在所述发动机正在操作、所述保持元件被接合以及所述自动变速器被检测到处于非驱动档的同时确定已经产生停止所述发动机的请求时，在执行用于降低所述保持元件的扭矩传递容量的打滑控制时，执行用于停止发动机的控制操作，所述发动机通过用于选择性地将所述发动机连接至所述电动机以及将所述发动机从所述电动机断开的保持元件选择性地连接至所述电动机；
检测所述发动机的转速；以及
检测所述电动机的转速，控制所述电动机使得，所述电动机的转速保持低于所述发动机的转速，直到所述发动机的转速降低至低于规定的共振带转速区域的转速；
控制所述电动机，使得在所述发动机的转速已经降低至低于所述规定共振带转速区域的转速之后，所述电动机的转速高于所述发动机的转速。
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