CN102649428B - 车辆和车辆控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆和车辆控制方法。当发动机响应于对负荷的要求而被首次起动时，ECU控制发动机以使得在基于当EV优先模式被选择时使用的脉谱图D来起动发动机时的点火正时比在基于当HV优先模式被选择时使用的脉谱图E来起动发动机时的点火正时迟。

Description

车辆和车辆控制方法
技术领域
本发明涉及用于起动安装在混合动力车辆上的内燃发动机的控制。
背景技术
在装备有旋转电机和内燃发动机的混合动力车辆中，内燃发动机可能会在车辆正在行驶时起动。例如，日本专利申请公报No.2007-182179(JP-A-2007-182179)记载了一种用于当内燃发动机在混合动力车辆行驶时起动时随着车速降低而延迟在起动内燃发动机时的点火正时的技术。
顺便说明，混合动力车辆执行用于使用旋转电机来驱动车辆的控制和用于使用旋转电机和内燃发动机两者来驱动车辆的控制中的任何一项。需要根据这些控制中的哪一项被给予优先来确定在起动内燃发动机时的适当点火正时。这是因为在起动内燃发动机时内燃发动机的状态会根据优先执行哪一种控制而变化。在以上JP-A-2007-182179中记载的车辆控制装置中，没有考虑这样的问题，因此在确定点火正时方面存在改进的空间。
发明内容
本发明提供一种车辆和车辆控制方法，该车辆和车辆控制方法确定在起动安装在混合动力车辆上的内燃发动机时的适当点火正时。
本发明的一方面涉及一种车辆。该车辆包括：内燃发动机；旋转电机，该旋转电机产生用于车辆的驱动力；和控制单元，该控制单元基于车辆的状态来控制内燃发动机。当内燃发动机响应于对驱动力的要求而被起动时，控制单元控制内燃发动机以使得在第一模式被选择时内燃发动机的点火正时比在第二模式被选择时的点火正时迟。在所述第一模式下比在所述第二模式下更有可能在内燃发动机停止的状态下使用旋转电机来驱动车辆。
当内燃发动机在车辆的系统启动后首次响应于对驱动力的要求而被起动时，控制单元可控制内燃发动机以使得在第一模式被选择时的点火正时比在第二模式被选择时的点火正时迟。
另外，控制单元可控制内燃发动机以使得在从系统启动到系统停止期间在首次起动内燃发动机时的点火正时与在第二次或以后起动内燃发动机时的点火正时不同。
另外，控制单元可控制内燃发动机以使得在从系统启动到系统停止期间在第二次或以后起动内燃发动机时的点火正时比在首次起动内燃发动机时的点火正时迟。
另外，控制单元可控制内燃发动机以使得在响应于对驱动力的要求而起动内燃发动机时的点火正时与在响应于对驱动力以外的要求而起动内燃发动机时的点火正时不同。
另外，当第二模式被选择时，控制单元可控制内燃发动机以使得在响应于对驱动力以外的要求而起动内燃发动机时的点火正时比在响应于对驱动力的要求而起动内燃发动机时的点火正时迟。
另外，该车辆还可包括向旋转电机供应电力的蓄电装置。在第一模式被选择时，控制单元可控制内燃发动机以使得当蓄电装置的充电状态低于第一阈值时内燃发动机被起动，且在第二模式被选择时，控制单元可控制车辆以使得充电状态保持高于第二阈值。
另外，车辆的状态可包括蓄电装置的充电状态。
另外，车辆的状态可包括车辆的速度。
另外，旋转电机可以是旋转车辆的驱动轴以驱动车辆的第一旋转电机。该车辆还可包括：第二旋转电机；和动力传递装置，该动力传递装置机械地连结三个元件，即驱动轴、内燃发动机的输出轴和第二旋转电机的旋转轴，并且将这三个元件中的任何一个设定为反作用元件以实现其他两个元件之间的动力传递。
本发明的另一方面涉及一种用于车辆中的车辆控制方法，该车辆装备有内燃发动机、产生用于车辆的驱动力的旋转电机和向该旋转电机供应电力的蓄电装置。该车辆控制方法包括：检测对驱动力的要求；和控制内燃发动机，以使得当内燃发动机响应于对驱动力的要求而起动时，在第一模式被选择时内燃发动机的点火正时比在第二模式被选择时的点火正时迟。在第一模式下比在第二模式下更有可能在内燃发动机停止的状态下使用旋转电机来驱动车辆。
例如，在可使用外部电源充电的车辆中，当使用外部电源对车辆充电然后在车辆开始移动时第一模式被选择时，需要在内燃发动机起动后立即产生输出动力。因此，当内燃发动机响应于对驱动力的要求而被起动时，控制内燃发动机以使得在当第一模式被选择时起动内燃发动机时的点火正时比第二模式中迟，从而使得可以提高内燃发动机在第一模式被选择时的起动性并且改善排气的排放。因而，可以提供确定在起动为混合动力车辆装备的内燃发动机时的适当点火正时的车辆和车辆控制方法。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，附图中同样的标号表示同样的元件，并且其中：
图1是根据一个实施例的车辆的总体框图；
图2是为根据该实施例的车辆装备的ECU的功能框图；
图3是示出了发动机起动的条件与待选择的脉谱图之间的相关性的表；
图4是示出了发动机的点火正时与冷却剂温度之间的相关性的曲线图(第一情形)；
图5是示出了发动机的点火正时与冷却剂温度之间的相关性的曲线图(第二情形)；
图6是示出了发动机的点火正时与冷却剂温度之间的相关性的曲线图(第三情形)；
图7是示出了由为根据该实施例的车辆装备的ECU执行的程序的控制结构的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。在以下描述中，同样的标号表示相同的部件。它们的名称和功能也相同。因此，将不重复它们的详细描述。
将参照图1描述根据本实施例的车辆1的总体框图。车辆1包括发动机10、第一电动发电机(在下文中称作第一MG)20、第二电动发电机(在下文中称作第二MG)30、动力控制单元(PCU)60、主电池70、充电装置78、驱动轮80、变速器86和电子控制单元(ECU)200。变速器86包括驱动轴16、动力分割装置40、减速齿轮58和传动轴82。
车辆1通过从发动机10和第二MG 30中的至少一者输出的驱动力来行驶。由发动机10产生的动力被动力分割装置40分割并分配到两个路径。两个路径中的一个经由减速齿轮58通向驱动轮80，而两个路径中的另一个通向第一MG 20。
第一MG 20和第二MG 30均为例如三相交流旋转电机。第一MG 20和第二MG 30由PCU 60驱动。
第一MG 20起到使用由动力分割装置40分割的发动机10的动力来产生电力并经由PCU 60对主电池70充电的发电机的作用。另外，第一MG20从主电池70接收电力以旋转曲轴，该曲轴是发动机10的输出轴。这样，第一MG 20起到起动发动机10的起动机的作用。
第二MG 30起到使用储存在主电池70中的电力和由第一MG 20产生的电力中的至少一者来给驱动轮80提供驱动力的驱动马达的作用。另外，第二MG 30起到使用通过再生制动产生的电力来经由PCU 60对主电池70充电的发电机的作用。
发动机10例如是诸如汽油发动机和柴油发动机之类的内燃发动机。发动机10包括多个气缸102、点火装置104和进气通路112。点火装置104包括分别设置在气缸102中的多个火花塞。点火装置104基于来自ECU 200的控制信号S1在适当的点火正时使各气缸的火花塞产生火花。此外，发动机10设置有发动机转速传感器11。发动机转速传感器11用于检测发动机10的曲轴的转速Ne(在下文中称作发动机转速)。发动机转速传感器11将指示检测到的发动机转速Ne的信号传递到ECU 200。
动力分割装置40机械地连结三个元件，即用于旋转驱动轮80的驱动轴16、发动机10的输出轴和第一MG 20的旋转轴。动力分割装置40将上述三个元件中的任何一个设定为反作用元件以实现其他两个元件之间的动力传递。第二MG 30的旋转轴连结到驱动轴16。
动力分割装置40是包括太阳齿轮、小齿轮、行星架和齿圈的行星齿轮机构。小齿轮与太阳齿轮和齿圈啮合。行星架以可旋转的方式支承小齿轮，且连结到发动机10的曲轴。太阳齿轮连结到第一MG 20的旋转轴。齿圈经由驱动轴16连结到第二MG 30的旋转轴和减速齿轮58。
减速齿轮58将来自动力分割装置40或第二MG 30的动力传递到驱动轮80。另外，减速齿轮58将由驱动轮80接收的来自路面的反作用力传递到动力分割装置40或第二MG 30。
PCU 60将储存在主电池70中的直流电力转换为用于驱动第一MG 20和第二MG 30的交流电力。PCU 60包括基于来自ECU 200的控制信号S2被控制的升压转换器62和逆变器64。
升压转换器62升高从主电池70接收的直流电力的电压然后将该电压输出到逆变器64。逆变器64将从升压转换器62输出的直流电力转换为交流电力然后将该交流电力输出到第一MG 20和/或第二MG 30。这样，储存在主电池70中的电力被用于驱动第一MG 20和/或第二MG 30。另外，逆变器64将由第一MG 20和/或第二MG 30产生的交流电力转换为直流电力然后将该直流电力输出到升压转换器62。升压转换器62降低从逆变器64输出的直流电力的电压，然后将该电压输出到主电池70。这样，主电池70通过由第一MG 20和/或第二MG 30产生的电力充电。应注意，可省略升压转换器62。
主电池70是蓄电装置，且是可再充电的直流电源。主电池70连接到PCU 60。例如，使用诸如镍金属氢化物电池和锂离子电池之类的二次电池作为主电池70。主电池70的电压是例如约200V。主电池70如上所述通过由第一MG 20和/或第二MG 30产生的电力充电。应注意，主电池70并不限于二次电池，它可以是例如能够产生直流电压的部件，诸如电容器、光电池和燃料电池。
主电池70设置有电池温度传感器156、电流传感器158和电压传感器160。电池温度传感器156用于检测主电池70的电池温度TB。电流传感器158用于检测主电池70的电流IB。电压传感器160用于检测主电池70的电压VB。
电池温度传感器156将指示电池温度TB的信号传递到ECU 200。电流传感器158将指示电流IB的信号传递到ECU 200。电压传感器160将指示电压VB的信号传递到ECU 200。
加速器位置传感器162检测加速器踏板(未示出)的操作量AP。加速器位置传感器162将指示加速器踏板的操作量AP的信号传递到ECU 200。
第一分解器12检测第一MG 20的转速Nm1。第一分解器12将指示检测到的转速Nm1的信号传递到ECU 200。第二分解器13检测第二MG30的转速Nm2。第二分解器13将指示检测到的转速Nm2的信号传递到ECU 200。
车轮速度传感器14检测相应驱动轮80的转速Nw。车轮速度传感器14将指示检测到的转速Nw的信号传递到ECU 200。ECU 200基于所接收的转速Nw来计算车速V。应注意，ECU 200可配置成基于第二MG 30的转速Nm2而不是转速Nw来计算车速V。
冷却剂温度传感器106检测在发动机10内部流动的冷却剂的温度Tw(在下文中称作冷却剂温度Tw)。冷却剂温度传感器106将指示检测到的冷却剂温度Tw的信号传递到ECU 200。
进气温度传感器110检测流经发动机10的进气通路112的空气的温度Ti(在下文中称作进气温度Ti)。进气温度传感器110将指示检测到的进气温度Ti的信号传递到ECU 200。
当充电插头300连接到车辆1的插座84时，充电装置78通过从外部电源302供应的电力对主电池70充电。充电插头300连接到充电电缆304的一端。充电电缆304的另一端连接到外部电源302。充电装置78的正极端子连接到主电池70的正极端子。充电装置78的负极端子连接到主电池70的负极端子。应注意，外部电源302是例如商用电源。
ECU 200产生用于控制发动机10的控制信号S1，并且将所产生的控制信号S1输出到发动机10。另外，ECU 200产生用于控制PCU 60的控制信号S2，并且将所产生的控制信号S2输出到PCU 60。
ECU 200控制混合动力系统总体，即主电池70的充电和放电状态以及发动机10、第一MG 20和第二MG 30的操作状态，以使得通过控制发动机10、PCU 60等来使车辆1最有效地操作。
ECU 200计算与加速器踏板的操作量AP相对应的要求驱动力。ECU200基于计算出的要求驱动力来控制第一MG 20的转矩、第二MG 30的转矩和发动机10的输出动力。
这样构成的车辆1在车辆1开始移动、例如车辆低速行驶且发动机10的效率低的情况下在发动机10停止的状态下仅使用第二MG 30来行驶。另外，例如，在通常行驶期间，发动机10的动力被动力分割装置40分割为两路动力。驱动轮80由所述动力中的一者直接驱动。第一MG 20由所述动力中的另一者驱动以产生电力。此时，ECU 200使用所产生的电力来驱动第二MG 30。第二MG 30以此方式被驱动，以辅助驱动驱动轮80。
当车辆1减速时，第二MG 30通过驱动轮80的旋转而被驱动，以起到发电机的作用，从而执行再生制动。通过再生制动回收的电力被储存在主电池70中。应注意，当蓄电装置的余量(在以下描述中称作充电状态(SOC))减少并且蓄电装置特别需要充电时，ECU 200增加发动机10的输出动力，以增加由第一MG 20产生的电力的量。这样，主电池70的SOC增加。另外，ECU 200有时执行用于即使在低速行驶期间也在需要的情况下增加来自主动机10的驱动力的控制。亦即，例如，如上所述主电池70需要充电的情形、诸如空气调节器之类的辅机被驱动的情形、发动机10的冷却剂的温度上升到预定温度的情形等。
另外，在车辆1中，EV优先模式和HV优先模式中的任何一者被选择。在EV优先模式和HV优先模式各者中，可执行用于在发动机10停止的状态下使用第二MG 30来驱动车辆1的第一控制和用于使用发动机10和第二MG 30来驱动车辆1的第二控制两者。
在EV优先模式下比在HV优先模式下更有可能在发动机10停止的状态下使用第二MG 30来驱动车辆1。
例如，控制车辆1以使得当EV优先模式被选择时执行第一控制的频率、时间和百分比中的任何一项高于当HV优先模式被选择时。
例如，可在紧接着使用外部电源302对主电池70充电后在车辆1的系统起动时选择EV优先模式。或者，可响应于驾驶者的切换操作而选择EV优先模式。
当EV优先模式被选择时，ECU 200在允许执行第一控制时执行第一控制，且在不允许执行第一控制时执行第二控制。
具体而言，在EV优先模式被选择时，ECU 200在主电池70的SOC高于或等于阈值SOC(0)时执行第一控制，且在发动机10停止的状态下使用第二MG 30来驱动车辆1。
另外，即使在EV优先模式被选择时，ECU 200也在主电池70的SOC低于阈值时或在要求超过第二MG 30的输出动力上限的驱动力时起动发动机10以便执行第二控制。阈值SOC(0)是允许EV行驶的SOC范围的下限。在EV行驶中，在发动机10停止的状态下使用第二MG 30来驱动车辆1。
在HV优先模式下比在EV优先模式下更有可能使用发动机10和第二MG 30两者来驱动车辆1。例如控制车辆1以使得当HV优先模式被选择时执行第二控制的频率、时间和百分比中的任何一项高于当EV优先模式被选择时。
例如，可适用的是，当发动机10在EV优先模式被选择时由于主电池70的SOC的降低而起动时，在发动机10起动后模式从EV优先模式自动转换为HV优先模式。或者，HV优先模式可响应于驾驶者的切换操作而被选择。
当HV优先模式被选择时，ECU 200在允许执行第二控制时执行第二控制，且在不允许执行第二控制时执行第一控制。
具体而言，当HV优先模式被选择时，ECU 200在主电池70的SOC低于或等于阈值SOC(2)(＞SOC(0))时执行第二控制，且在主电池70的SOC高于阈值SOC(2)时执行第一控制。阈值SOC(2)是主电池70的SOC的上限，且例如与主电池70处于完全充电状态下的情形相对应。
在这样构成的车辆1中，需要基于EV优先模式和HV优先模式中哪一者被选择来适当设定在起动发动机10时的点火正时。这是因为存在在起动发动机10时的状态根据所选择的模式而变化的情形。特别地，当使用外部电源302对主电池70进行充电并且在充电之后车辆1在EV优先模式被选择的状态下行驶时，发动机10可能会在比当HV优先模式被选择时冷的状态下起动。另外，当车辆1要求的驱动力即使当EV优先模式被选择时也大时，发动机10的输出动力在起动发动机10后立即增加以便产生要求驱动力。因此，当在EV优先模式被选择时发动机10响应于车辆1的要求驱动力而起动时，与当在HV优先模式被选择时发动机10被起动时相比发动机10的可起动性或排气的排放可能会变差。
于是，在本实施例中，当ECU 200响应于要求驱动力而起动发动机10时，ECU 200控制发动机10以使得在EV优先模式被选择时发动机10的点火正时比在HV优先模式被选择时的点火正时迟。
图2示出了根据本实施例的车辆1所装备的ECU 200的功能框图。ECU 200包括初始起动判定单元250、模式判定单元252、自主起动判定单元254、点火正时确定单元256和起动控制单元258。
初始起动判定单元250判定发动机10的初始起动是否被执行。应注意，发动机10的初始起动是发动机10在点火开关被驾驶者操作以起动车辆1的系统后的首次起动。
例如，当发动机10首次起动时初始起动判定单元250判定发动机10的初始起动被执行。发动机10起动的情形包括发动机10响应于对负荷的要求而起动的情形(负荷要求起动)和发动机10自主起动的情形(自主起动)。
发动机10响应于对负荷的要求的起动是发动机10响应于对驱动力的要求的起动，且意味着发动机10在节气门的开度正被改变时起动的情形。负荷要求起动例如包括在第二MG 30的输出动力对车辆1所要求的驱动力来说不足的情形(即要求发动机10的输出动力来满足要求驱动力的情形)中的发动机起动。
例如当加速器踏板的操作量AP大于或等于阈值AP(0)时，初始起动判定单元250判定发动机10响应于对负荷的要求而起动。或者，例如当加速器踏板的操作量AP的变化ΔAP大于或等于阈值ΔAP(0)时，初始起动判定单元250判定发动机10响应于对负荷的要求而起动。
应注意，阈值AP(0)和阈值ΔAP(0)被用于判定是否要求发动机10的输出动力来满足要求驱动力。阈值AP(0)或阈值ΔAP(0)可以是随着车辆的状态(例如主电池70的SOC、车速V等)变化的值或者可以是设定的值。
另外，初始起动判定单元250可在节气门开度高于或等于阈值时判定发动机10响应于对负荷的要求而起动或者可在节气门开度的变化大于或等于阈值时判定发动机10响应于对负荷的要求而起动。
自主起动是发动机响应于对驱动力的要求以外的要求的起动。自主起动包括在不改变发动机10的节气门的开度的情况下起动发动机10的情形。
具体而言，当主电池70的SOC低于阈值SOC(0)时，或者当车速V高于或等于阈值V(0)时，初始起动判定单元250判定发动机10自主起动。应注意，阈值V(0)是车速V的下限，在该车速以上，如果在车辆1正行驶时发动机10的旋转停止则第一MG 20过度旋转。
另外，初始起动判定单元250基于起动标记的状态来判定发动机10的起动是否为初始起动。该起动标记对于发动机10的初始起动被设定为on状态，且对于车辆1的系统停止被设定为off状态。应注意，初始起动判定单元250可以例如配置成当初始起动判定单元250判定发动机10的初始起动被执行时设定初始起动判定标记。
模式判定单元252判定EV优先模式和HV优先模式中哪一者被选择。模式判定单元252可以例如判定EV优先模式是否被选择，且当判定EV优先模式未被选择时，可判定HV优先模式被选择。
模式判定单元252可以例如在EV优先模式选择标记处于on状态时判定EV优先模式被选择，且在选择标记处于off状态时可判定HV优先模式被选择。
EV优先模式选择标记可以例如在驾驶者打开用于选择EV优先模式的开关时或者在使用外部电源302对主电池70充电然后车辆1的系统首次起动时被设定为on状态。
另外，EV优先模式选择标记可以例如在驾驶者打开用于选择HV优先模式的开关时、在驾驶者关闭用于选择EV优先模式的开关时或者当在EV优先模式被选择时发动机10由于主电池70的SOC降低到低于阈值SOC(0)而起动时被设定为off状态。
自主起动判定单元254判定发动机10的起动是自主起动还是负荷要求起动。自主起动判定单元254可判定发动机10的起动是否为如上所述的自主起动，然后在判定发动机10的起动不是自主起动时可判定发动机10的起动为如上所述的负荷要求起动。
应注意，自主起动判定单元254可以例如在发动机10的起动为自主起动时将自主起动判定标记设定为on状态，且在发动机10的起动为负荷要求起动时可将自主起动判定标记设定为off状态。
点火正时确定单元256基于由初始起动判定单元250、模式判定单元252和自主起动判定单元254判定的结果来确定在起动发动机10时的初始点火正时。点火正时确定单元256例如如图3所示选择与指示发动机的起动条件的判定结果相对应的脉谱图。另外，点火正时确定单元256基于所选择的脉谱图和发动机10的冷却剂温度Tw来确定在起动发动机10时的初始点火正时。
应注意，在本实施例中，点火正时确定单元256基于所选择的脉谱图和发动机10的冷却剂温度Tw来确定在起动发动机10时的初始点火正时。作为替代，例如，该脉谱图可以是表明进气温度Ti与初始点火正时之间的相关性的二维脉谱图并且可基于所选择的脉谱图和进气温度Ti来确定在起动发动机10时的初始点火正时。
或者，该脉谱图可以是表明冷却剂温度Tw、进气温度Ti和初始点火正时之间的相关性的三维脉谱图，并且点火正时确定单元256可基于所选择的脉谱图、冷却剂温度Tw和进气温度Ti来确定在起动发动机10时的初始点火正时。
当发动机10的起动为初始起动、EV优先模式被选择且发动机10的起动为自主起动时，点火正时确定单元256选择脉谱图A。应注意，例如当初始起动判定标记、选择标记和自主起动判定标记均处于on状态时，点火正时确定单元256可以选择脉谱图A。
当发动机10的起动为初始起动、HV优先模式被选择且发动机10的起动为自主起动时，点火正时确定单元256选择脉谱图B。应注意，例如当初始起动判定标记和自主起动判断标记处于on状态且选择标记处于off状态时，点火正时确定单元256可以选择脉谱图B。
当发动机10的起动不是初始起动且发动机10的起动是自主起动时，不论所选择的驱动模式的状态如何，点火正时确定单元256都选择脉谱图C。应注意，例如当初始起动判定标记处于off状态且自主起动判定标记处于on状态时，不论选择标记的状态如何，点火正时确定单元256都可以选择脉谱图C。
当发动机10的起动为初始起动、EV优先模式被选择且发动机10的起动为负荷要求起动时，点火正时确定单元256选择脉谱图D。应注意，例如当初始起动判定标记和选择标记处于均on状态且自主起动判定标记处于off状态时，点火正时确定单元256可以选择脉谱图D。
当发动机10的起动为初始起动、HV优先模式被选择且发动机10的起动为负荷要求起动时，点火正时确定单元256选择脉谱图E。应注意，当初始起动判定标记处于on状态且选择标记和自主起动判定标记均处于off状态时，点火正时确定单元256可选择脉谱图E。
当发动机10的起动不是初始起动且发动机10的起动是负荷要求起动时，不论所选择的驱动模式的状态如何，点火正时确定单元256都选择脉谱图F。应注意，当初始起动判定标记和自主起动判定标记均处于off状态时，不论选择标记的状态如何，点火正时确定单元256都可选择脉谱图F。
如图4所示，当将脉谱图D(图4中的实线)和脉谱图E(图4中的虚线)彼此相比较时，脉谱图D被限定为使得对于相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图E中的点火正时更延迟。亦即，当发动机10在车辆1的系统起动后首次响应于对驱动力的要求而起动时，在EV优先模式被选择时通过脉谱图D确定的初始点火正时被确定为比在HV优先模式被选择时通过脉谱图E确定的初始点火正时更延迟。
在脉谱图E中，例如，当冷却剂温度Tw低于Tw(0)时，初始点火正时为Tb(0)。另一方面，当冷却剂温度Tw高于Tw(1)时，初始点火正时为比Tb(0)更延迟的Tb(3)。此外，当冷却剂温度Tw落在Tw(0)与Tw(1)之间时，随着冷却剂温度Tw的上升而在Tb(0)与Tb(3)之间线性地变化的值是初始点火正时。
在脉谱图D中，例如，当冷却剂温度Tw低于Tw(0)时，初始点火正时是比Tb(0)更延迟的Tb(1)。另一方面，当冷却剂温度Tw高于Tw(1)时，初始点火正时是比Tb(1)和Tb(3)更延迟的Tb(2)。此外，当冷却剂温度Tw落在Tw(0)与Tw(1)之间时，随着冷却剂温度Tw的上升而在Tb(1)与Tb(2)之间线性地变化的值是初始点火正时。
在本实施例中，脉谱图D仅需至少被限定为使得在相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图E的点火正时更延迟，且并不限于该相关性使得脉谱图D和脉谱图E在如图4所示的坐标轴线方向上彼此偏离。另外，在脉谱图D和脉谱图E中，当冷却剂温度Tw低于Tw(0)时和当冷却剂温度Tw高于Tw(1)时，点火正时为恒定值；相反，在当冷却剂温度Tw低于Tw(0)时和当冷却剂温度Tw高于Tw(1)时中的至少任何一种情况下，点火正时可随着冷却剂温度Tw的变化而线性地或非线性地变化。此外，还适用的是，在脉谱图D和脉谱图E中，当冷却剂温度Tw落在Tw(0)与Tw(1)之间时，随着冷却剂温度Tw的上升而在Tb(1)与Tb(2)之间非线性地变化的值是初始点火正时。
如图5所示，当将脉谱图B(图5中长短交替的虚线)和脉谱图C(图5中的实线)彼此相比较时，脉谱图C被限定为使得对于相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图B中的点火正时更延迟。亦即，在从车辆1的系统起动到系统停止期间在首次起动发动机10时的初始点火正时被确定为与在第二次或以后起动发动机10时(在间歇起动时)的初始点火正时不同。具体而言，在从车辆1的系统起动到系统停止期间第二次或以后起动发动机时的初始点火正时被确定为比在首次起动发动机10时的初始点火正时更延迟。
应注意，图5中的脉谱图B和脉谱图C之间的相关性与图4中的脉谱图D和脉谱图E之间的相关性的不同之处在于Tb(0)至Tb(3)分别由Tb(4)至Tb(7)替代。因此，将不重复详细描述。
在本实施例中，脉谱图C仅需至少被限定为使得在相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图B的点火正时更延迟，且并不限于该相关性使得脉谱图B和脉谱图C在如图5所示的坐标轴线方向上彼此偏离。
应注意，脉谱图E与脉谱图F之间的相关性类似于脉谱图B与脉谱图C之间的相关性。亦即，脉谱图E被限定为使得对于相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图F中的点火正时更延迟。
如图6所示，当将脉谱图B(图6中长短交替的虚线)和脉谱图E(图6中的虚线)彼此相比较时，脉谱图B被限定为使得对于相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图E中的点火正时更延迟。亦即，在响应于对驱动力的要求而起动发动机10时(在负荷要求起动时)的初始点火正时被确定为与在响应于对驱动力以外的要求而起动发动机10时(在自主起动时)的初始点火正时不同。具体而言，当HV优先模式被选择时，在响应于对驱动力以外的要求而起动发动机10时的初始点火正时被确定为比在响应于对驱动力的要求而起动发动机10时的点火正时更延迟。
应注意，图6中的脉谱图B和脉谱图E之间的相关性与图4中的脉谱图D和脉谱图E之间的相关性的不同之处在于脉谱图D由脉谱图B替代。因此，将不重复其详细描述。
在本实施例中，脉谱图B仅需至少被限定为使得在相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图E的点火正时更延迟，且并不限于该相关性使得脉谱图B和脉谱图E在如图6所示的坐标轴线方向上彼此偏离。
应注意，即使当EV优先模式被选择时，在响应于对驱动力的要求而起动发动机10时(在负荷要求起动时)的初始点火正时也可被确定为与在响应于对驱动力以外的要求而起动发动机10时(在自主起动时)的初始点火正时不同。例如，脉谱图A可被至少限定为使得在相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图E的点火正时更延迟。
另外，在本实施例中，脉谱图A至少被限定为使得在相同的冷却剂温度Tw点火正时比脉谱图E的点火正时更延迟。亦即，当EV优先模式被选择时在自主起动时的初始点火正时被限定为比当HV优先模式被选择时在负荷要求起动时的初始点火正时更延迟。
在初始起动时使用的脉谱图A、B、D和E至少在可起动性和排气的排放的改善方面被限定。另外，在第二次或以后起动时(在间歇起动时)使用的脉谱图C和F除可起动性和排气的排放的改善以外还在抑制起动时的震动和爆震方面被限定。另外，在脉谱图A至E各者中，初始点火正时被限定为当冷却剂温度Tw高时比当冷却剂温度Tw低时更延迟。
应注意，在发动机10已起动后，点火正时确定单元256可基于发动机10的状态来修正点火正时。发动机10已起动的状态是指燃料喷射到各气缸内且发动机10的转速高于或等于发动机10能够自主旋转的预定转速的状态。发动机10的状态例如是指发生爆震的状态、要求驱动力的状态或排气再循环量(EGR量)。
当发动机10起动时，起动控制单元258使用第一MG 20来使发动机10起转(crank)以便在预定转速以上旋转，在该预定转速可以进行初始燃烧。当发动机10的转速变成高于或等于可进行初始燃烧的转速时，通过起转，起动控制单元25在由点火正时确定单元256确定的点火正时执行点火控制并进行燃料喷射控制，从而起动发动机10。起动控制单元258产生控制信号S1并且将控制信号S1传递到发动机10。
在本实施例中，初始起动判定单元250、模式判定单元252、自主起动判定单元254、点火正时确定单元256和起动控制单元258均由执行存储在存储器中的程序的ECU 200的CPU来实现且作为软件起作用；作为替代，这些单元可由硬件实现。应注意，这种程序被记录在存储介质中且该存储介质安装在车辆上。
将参照图7描述由根据本实施例的车辆1所装备的ECU 200执行的程序的控制结构。
在步骤(在下文中，将步骤简写为S)100中，ECU 200判定是否执行发动机10的初始起动。当ECU 200执行发动机10的初始起动(S100中为“是”)时，处理转入S102。当不是这种情况(S100中为“否”)时，处理转入S116。
在S102中，ECU 200判定EV优先模式是否被选择。当EV优先模式被选择(S102中为“是”)时，处理转入S104。当不是这种情况(S102中为“否”)时，处理转入S110。
在S104中，ECU 200判定发动机10的起动是否为自主起动。当发动机10的起动为自主起动(S104中为“是”)时，处理转入S106。当不是这种情况(S104中为“否”)时，处理转入S108。
在S106中，ECU 200使用脉谱图A来确定初始点火正时。亦即，ECU200基于冷却剂温度Tw和脉谱图A来确定初始点火正时。在S108中，ECU200使用脉谱图D来确定初始点火正时。
在S110中，ECU 200判定发动机10的起动是否为自主起动。当发动机10的起动为自主起动(S110中为“是”)时，处理转入S112。当不是这种情况(S110中为“否”)时，处理转入S114。
在S112中，ECU 200使用脉谱图B来确定初始点火正时。在S114中，ECU 200使用脉谱图E来确定初始点火正时。在S116中，ECU 200判定发动机10的起动是否为自主起动。当发动机10的起动为自主起动(S116中为“是”)时，处理转入S118。当不是这种情况(S116中为“否”)时，处理转入S120。
在S118中，ECU 200使用脉谱图C来确定初始点火正时。在S120中，ECU 200使用脉谱图F来确定初始点火正时。在S122中，ECU 200使用所确定的初始点火正时来执行用于起动发动机10的控制。
将描述基于上述结构和流程图的对根据本实施例的车辆1装备的ECU200的操作。
(情形：EV优先模式被选择)
例如，假定使用外部电源302来将主电池70充电到完全充电状态然后在EV优先模式被选择时驱动车辆1。此时，EV优先模式被选择并且主电池70的SOC高于或等于阈值SOC(0)，因此车辆1在发动机10停止的状态下使用第二MG 30来行驶。
当驾驶者压下加速器踏板以便使车辆1加速时，执行发动机10的初始起动以便使用发动机10来产生驱动力(S100中为“是”)。EV优先模式被选择(S102中为“是”)且发动机10的起动为负荷要求起动(S104中为“否”)，因此基于发动机10的冷却剂温度Tw和脉谱图D来确定在起动发动机10时的初始点火正时(S108)。ECU 200基于所确定的初始点火正时来执行用于起动发动机10的控制(S122)。
在发动机10起动后，当例如由于释放加速器踏板的下压而不需要发动机10的驱动力时，发动机10停止。此后，当加速器踏板再次被压下且需要发动机10的驱动力时，执行发动机10的第二次起动(S100中为“否”)。此时，发动机10的起动是负荷要求起动(S116中为“否”)，因此基于发动机10的冷却剂温度Tw和脉谱图F来确定在起动发动机10时的初始点火正时(S120)。ECU 200基于所确定的初始点火正时来执行用于起动发动机10的控制(S122)。
应注意，当发动机10的第二次起动是例如在主电池70的SOC低于阈值SOC(0)的情形中的自主起动时(S116中为“是”)，基于发动机10的冷却剂温度Tw和脉谱图C来确定在起动发动机10时的初始点火正时(S118)。
另外，当EV优先模式被选择时发动机10的初始起动是例如在主电池70的SOC低于阈值SOC(0)的情形中的自主起动(S104中为“是”)时，基于发动机10的冷却剂温度Tw和脉谱图A来确定在起动发动机10时的初始点火正时(S106)。
(情形：HV优先模式被选择)
例如，假定使用外部电源302来将主电池70充电到完全充电状态然后在EV优先模式被选择时驱动车辆1。当车辆1在发动机10停止的状态下使用第二MG 30来行驶时，在驾驶者进行操作以从EV优先模式切换到HV优先模式并且驾驶者压下加速器踏板以便使车辆1加速的情形中，执行发动机10的初始起动(S100中为“是”)。HV优先模式被选择(S102中为“否”)且发动机10的起动是负荷要求起动(S110中为“否”)，因此基于发动机10的冷却剂温度Tw和脉谱图E来确定在起动发动机10时的初始点火正时(S114)。ECU 200基于所确定的初始点火正时来执行用于起动发动机10的控制(S122)，从而起动发动机10。
应注意，当发动机10的起动是例如在SOC低于阈值SOC(0)的情形中的自主起动(S110中为“是”)时，基于发动机10的冷却剂温度Tw和脉谱图B来确定在起动发动机10时的初始点火正时(S112)。
在根据本实施例的可使用外部电源302充电的车辆1中，当车辆1使用外部电源302充电然后在车辆1开始移动时EV优先模式被选择时，在发动机10响应于驾驶者的加速要求而起动的情况下需要在发动机10起动后立即产生输出动力。特别地，当EV优先模式被选择时，在发动机10起动前的停置时间比HV优先模式下的停置时间长。因此，基于当EV优先模式被选择且发动机10响应于对负荷的要求而起动时选择的脉谱图D而确定的初始点火正时被设定为比基于当HV优先模式被选择且发动机10响应于对负荷的要求而起动时选择的脉谱图E而确定的初始点火正时迟。这样，可提高发动机10的可起动性并且改善排气的排放。因而，可以提供确定在起动对混合动力车辆装备的内燃发动机时的适当点火正时的车辆和车辆控制方法。
应注意，图1示出驱动轮80为前轮的车辆1作为示例；然而，本发明的方面并不具体局限于这种驱动系统。例如，车辆1可构造为使用后轮作为驱动轮。或者，车辆1可构造为图1所示的第二MG 30连结到用于驱动后轮的驱动轴而不是用于前轮的驱动轴16。另外，可在驱动轴16与减速齿轮58之间或者在驱动轴16与第二MG 30之间设置变速机构。或者，车辆1可构造为第一MG 20直接连结到发动机10的输出轴，第二MG 30被省略，且设置具有离合器的变速机构来代替动力分割装置40。
另外，在本实施例中，在发动机10响应于对负荷的要求的初始起动时EV优先模式被选择的情形中的初始点火正时比在发动机10响应于对负荷的要求的初始起动时HV优先模式被选择的情形中的初始点火正时更延迟；作为替代，例如，在发动机10响应于对负荷的要求的第二次或以后起动时EV优先模式被选择的情形中的初始点火正时可比在HV优先模式被选择的情形中的初始点火正时更延迟。
上述实施例应被视为在各方面仅为示范性的且不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求而非以上描述来限定。本发明的范围旨在涵盖所附权利要求及其等同物的含义和范围内的所有变型。

Claims (17)

1.一种车辆(1)，其特征在于包括：
内燃发动机(10)；
旋转电机(30)，所述旋转电机产生用于所述车辆(1)的驱动力；和
控制单元(200)，所述控制单元基于所述车辆(1)的状态来控制所述内燃发动机(10)，其中
当所述内燃发动机(10)响应于对所述驱动力的要求而被起动时，所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得对于相同的发动机冷却剂温度在第一模式被选择时所述内燃发动机(10)的点火正时比在第二模式被选择时的所述点火正时迟，并且
在所述第一模式下比在所述第二模式下更有可能在所述内燃发动机(10)停止的状态下使用所述旋转电机(30)来驱动所述车辆(1)。
2.根据权利要求1所述的车辆(1)，其中
当所述内燃发动机(10)在所述车辆(1)的系统启动后首次响应于对所述驱动力的要求而被起动时，所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得在所述第一模式被选择时的所述点火正时比在所述第二模式被选择时的所述点火正时迟。
3.根据权利要求2所述的车辆(1)，其中
所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得在从所述系统的启动到所述系统的停止期间在首次起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时与在第二次或以后起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时不同。
4.根据权利要求3所述的车辆(1)，其中
所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得在从所述系统的启动到所述系统的停止期间在第二次或以后起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时比在首次起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时迟。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆(1)，其中
所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得在响应于对所述驱动力的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时与在响应于对所述驱动力以外的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时不同。
6.根据权利要求5所述的车辆(1)，其中
在所述第二模式被选择时，所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得在响应于对所述驱动力以外的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时比在响应于对所述驱动力的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时迟。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆(1)，还包括：
蓄电装置(70)，所述蓄电装置向所述旋转电机(30)供应电力，其中
在所述第一模式被选择时，所述控制单元(200)控制所述内燃发动机(10)以使得当所述蓄电装置(70)的充电状态低于第一阈值时所述内燃发动机(10)被起动，并且
在所述第二模式被选择时，所述控制单元(200)控制所述车辆(1)以使得所述充电状态保持高于第二阈值。
8.根据权利要求7所述的车辆(1)，其中
所述车辆(1)的状态包括所述蓄电装置(70)的充电状态。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆(1)，其中
所述车辆(1)的状态包括所述车辆(1)的速度。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆(1)，其中
所述旋转电机(30)是旋转所述车辆(1)的驱动轴(16)以驱动所述车辆(1)的第一旋转电机(30)，所述车辆(1)还包括：
第二旋转电机(20)；和
动力传递装置(40)，所述动力传递装置机械地连结三个元件，即所述驱动轴(16)、所述内燃发动机(10)的输出轴和所述第二旋转电机(20)的旋转轴，并且将所述三个元件中的任何一个设定为反作用元件以实现其他两个元件之间的动力传递。
11.一种用于车辆(1)中的车辆控制方法，所述车辆装备有内燃发动机(10)、产生用于所述车辆(1)的驱动力的旋转电机(30)和向所述旋转电机(30)供应电力的蓄电装置(70)，所述车辆控制方法的特征在于包括：
检测对所述驱动力的要求；和
控制所述内燃发动机(10)，以使得当所述内燃发动机(10)响应于对所述驱动力的要求而被起动时，对于相同的发动机冷却剂温度在第一模式被选择时所述内燃发动机(10)的点火正时比在第二模式被选择时的所述点火正时迟，其中
在所述第一模式下比在所述第二模式下更有可能在所述内燃发动机(10)停止的状态下使用所述旋转电机(30)来驱动所述车辆(1)。
12.根据权利要求11所述的车辆控制方法，其中，
当所述内燃发动机(10)在所述车辆(1)的系统启动后首次响应于对所述驱动力的要求而被起动时，控制所述内燃发动机(10)以使得在所述第一模式被选择时的所述点火正时比在所述第二模式被选择时的所述点火正时迟。
13.根据权利要求12所述的车辆控制方法，其中，
控制所述内燃发动机(10)以使得在从所述系统的启动到所述系统的停止期间在首次起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时与在第二次或以后起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时不同。
14.根据权利要求13所述的车辆控制方法，其中，
控制所述内燃发动机(10)以使得在从所述系统的启动到所述系统的停止期间在第二次或以后起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时比在首次起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时迟。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的车辆控制方法，其中，
控制所述内燃发动机(10)以使得在响应于对所述驱动力的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时与在响应于对所述驱动力以外的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时不同。
16.根据权利要求15所述的车辆控制方法，其中，
在所述第二模式被选择时，控制所述内燃发动机(10)以使得在响应于对所述驱动力以外的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时比在响应于对所述驱动力的要求而起动所述内燃发动机(10)时的所述点火正时迟。
17.根据权利要求11至14中任一项所述的车辆控制方法，其中，
在所述第一模式被选择时，控制所述内燃发动机(10)以使得在所述蓄电装置(70)的充电状态低于第一阈值时所述内燃发动机(10)被起动，并且
在所述第二模式被选择时，控制所述车辆(1)以使得所述充电状态保持高于第二阈值。
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