CN103249625B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

Abstract

在从内燃发动机（1）的启动动作开始至结束为止的期间，即使加速器开度减小而再次选择EV模式，至内燃发动机（1）启动为止，启动动作也继续。而且，如果在使内燃发动机（1）启动时的第2离合器（7）的控制过程中加速器开度减小，则对电动发电机5进行控制，使得向第2离合器（7）的滑动量减小方向作用的电动发电机（5）的扭矩，大于在模式切换过程中加速器开度不减小的情况。

Description

混合动力车辆的控制装置

技术领域

本发明涉及作为动力源而具有内燃发动机和电动发电机的混合动力车辆的控制装置。

背景技术

已知一种混合动力车辆，其作为动力源而具有内燃发动机和电动发电机，具有仅利用来自电动发电机的动力行驶的电动行驶（EV）模式、和利用来自内燃发动机以及电动发电机的动力行驶的混合动力行驶（HEV模式）。作为混合动力车辆的驱动装置的一个例子，在JP2007-69817A中，公开了一种结构，其内燃发动机、电动发电机以及变速器串联配置，分别在内燃发动机和电动发电机之间安装第1离合器，在电动发电机和变速器之间安装第2离合器。

JP2007-69817A的混合动力车辆的控制装置，在EV模式下，断开第1离合器，并且接合第2离合器，在HEV模式下，接合第1离合器和第2离合器。而且，在EV模式中由于驾驶者踏入加速器踏板而需要内燃发动机的输出的情况、或者电池充电量下降的情况等，进行从EV模式向HEV模式的切换。

从EV模式向HEV模式切换时，该控制装置在使第2离合器滑动的状态下，通过利用第1离合器的牵引扭矩而使曲轴起动，从而使内燃发动机启动。如上所述，通过使第2离合器滑动，防止第1离合器进行接合、以及内燃发动机启动时的扭矩变动传递至驱动车轮。

发明内容

在JP2007-69817A中，在踏入加速器踏板而从EV模式向HEV模式切换的情况下，将加速器踏板保持为被踏入的状态作为前提。而且，在内燃发动机启动后，至发动机扭矩稳定而能够确保第2离合器的接合油压为止，第2离合器维持滑动状态，然后接合。

然而，在确定了从EV模式向HEV模式的切换的情况下，开始内燃发动机的启动控制后，即使加速器踏板返回，直至内燃发动机启动为止也进行启动控制，然后停止。

此时，为了吸收与内燃发动机的启动相伴的扭矩变动，第2离合器的滑动控制也开始，如上所述，该滑动控制直至发动机扭矩稳定为止持续。因此，即使与加速器踏板的返回相伴，使内燃发动机在完全爆燃后立即停止，直至第2离合器的滑动消失为止，不产生减速感。

即，在专利文献1的控制中，存在下述改善的余地，即，从EV模式向HEV模式切换时，在内燃发动机的启动中途放开了加速器踏板的情况下，缩短产生减速感为止的时间。

本发明的目的在于，提供一种控制装置，其在上述混合动力车辆从EV模式向HEV模式切换时，在用于启动内燃发动机的控制过程中加速器踏板返回的情况下，能够迅速产生减速感。

根据本发明的实施方式，在为了进行从电动行驶模式向混合动力行驶模式的模式切换而启动内燃发动机时，如果在第2离合器控制过程中减小加速器开度，则与在滑动控制过程中不减小加速器开度的情况相比，使向第2离合器的滑动量减小的方向作用的电动发电机的扭矩较大。由此，直至第2离合器的滑动收敛为止的时间缩短，因此，迅速产生减速感。

本发明的详细内容以及其他特征或优点，在说明书的以下记载中进行说明，并且利用附图示出。

附图说明

图1是表示能够使用本发明的混合动力车辆的动力传动系统的概略平面图。

图2是表示能够使用本发明的其他混合动力车辆的动力传动系统的概略平面图。

图3是表示能够使用本发明的另外的混合动力车辆的动力传动系统的概略平面图。

图4是表示图3所示的动力传动系统的控制系统的框线图。

图5是该控制系统中的综合控制器的按功能表示的框线图。

图6是表示该按功能表示的框线图中的动作点指令部执行的控制程序的流程图。

图7是利用图6的流程图计算到达目标驱动力时使用的到达目标驱动力的特性线图。

图8是表示混合动力车辆的电动行驶（EV）模式区域及混合动力行驶（HEV）模式区域的区域线图。

图9表示与混合动力车辆的电池蓄电状态对应的目标充放电量特性的特性线图。

图10是搭载于混合动力车辆上的自动变速器的变速线图。

图11是示例搭载于混合动力车辆上的内燃发动机的容许最大扭矩的特性线图。

图12是混合动力车辆从电动行驶（EV）模式向混合动力行驶（HEV）模式切换时的模式转换对应图。

图13是在伴随加速器操作而从电动行驶（EV）模式向混合动力行驶（HEV）模式转换的情况下，图6所示的控制程序的动作时序图。

图14是用于说明目标电动发电机转速的设定方法的图。

图15是表示执行了现有的电动发电机的转速控制的结果的时序图。

图16是表示执行了本发明的电动发电机的转速控制的结果的时序图。

具体实施方式

图1表示具有能够使用本发明的内燃发动机启动控制装置的混合动力车辆驱动装置的前置发动机·后轮驱动车（后轮驱动式混合动力车辆）的动力传动系统。

在图1所示的混合动力车辆的动力传动系统中，与通常的后轮驱动车相同地，在车辆前后方向的前侧配置内燃发动机1，在后侧配置自动变速器3，与将来自内燃发动机1（曲轴1a）的旋转向自动变速器3的输入轴3a传递的轴4结合而设置电动发电机5。

电动发电机5作为电动机起作用，或者，作为发电机（Generator）起作用，其配置在内燃发动机1和自动变速器3之间。

在该电动发电机5及内燃发动机1之间，更详细而言，在轴4和内燃发动机曲轴1a之间安装有第1离合器6，通过该第1离合器6，将内燃发动机1及电动发电机5之间可断开地结合。

在这里，第1离合器6可连续地或以阶梯状变更传递扭矩容量，例如，由湿式多板离合器构成，其通过利用比例电磁阀连续地或者以阶梯状控制离合器工作油流量及离合器工作油压，从而可变更传递扭矩容量。

在电动发电机5及自动变速器3之间，更详细而言，在轴4和变速器输入轴3a之间安装有第2离合器7，通过该第2离合器7，将电动发电机5及自动变速器3之间可断开地结合。

第2离合器7与第1离合器6相同地，可连续地或以阶梯状变更传递扭矩容量，例如，由湿式多板离合器构成，其通过利用比例电磁阀连续地或者以阶梯状控制离合器工作油流量及离合器工作油压，从而可变更传递扭矩容量。

自动变速器3使用与在2003年1月日产自动车（株）发行的“天际线（SKYLINE）新型车（CV35型车）说明书”的第C-9页～第C-22中记载的自动变速器相同的自动变速器，其通过选择地接合或断开多个变速摩擦要素（离合器或制动器等），利用这些摩擦要素的接合·断开的组合，确定传动系统路径（变速档）。

因此，自动变速器3将来自输入轴3a的旋转，以与选择变速档相对应的齿轮比进行变速后，向输出轴3b输出。

该输出旋转经由差速齿轮装置8向左右后轮2分配而传递，用于车辆的行驶。

但是，当然自动变速器3并不限于如上述的分级式结构，也可以是无级变速器。

在上述的图1的动力传动系统中，在要求包含从停车状态的起步时等低负载·低车速时使用的电动行驶（EV）模式的情况下，通过断开第1离合器6而将第2离合器7接合，将自动变速器3设为动力传递状态。

如果在该状态下驱动电动发电机5，则只有来自该电动发电机5的输出旋转，传递至变速器输入轴3a，自动变速器3将向该输入轴3a的旋转对应于选择中的变速档进行变速后，从变速器输出轴3b输出。

之后来自变速器输出轴3b的旋转，经由差速齿轮装置8传递至后轮2，能够仅利用电动发电机5使车辆进行电动行驶（EV行驶）。

在要求高速行驶时或大负载行驶时等使用的混合动力行驶（HEV行驶）模式的情况下，第1离合器6及第2离合器7均接合，将自动变速器3设为动力传递状态。

在该状态下，来自内燃发动机1的输出旋转以及来自电动发电机5的输出旋转这两者均传递至变速器输入轴3a，自动变速器3将向该输入轴3a的旋转对应于选择中的变速档进行变速后，从变速器输出轴3b输出。

之后来自变速器输出轴3b的旋转，经由差速齿轮装置8传递至后轮2，利用内燃发动机1及电动发电机5这两者使车辆进行混合动力行驶（HEV行驶）。

在该HEV行驶中，在使内燃发动机1以最佳燃油效率运行而能量存在剩余的情况下，通过利用该剩余能量使电动发电机5作为发电机动作，从而将剩余能量变换为电力，通过将该发电电力进行蓄电而用于电动发电机5的电动机驱动，能够提高内燃发动机1的燃油效率。

此外，在图1中，将可断开地结合电动发电机5及驱动车轮2的第1离合器7，设置在电动发电机5及自动变速器3之间，但即使如图2所示，将第2离合器7设置在自动变速器3和差速齿轮装置8之间，也可以能起到相同的功能。

另外，在图1及图2中，作为第2离合器7，在自动变速器3的前方或后方专门追加设置，但也可以取代之，如图3所示，将在自动变速器3内已有的前进变速档选择用的摩擦要素或后退变速档选择用的摩擦要素等作为第2离合器7使用。

在该情况下，第2离合器7除了起到上述的模式选择功能之外，由于在为了实现该功能而接合时，自动变速器成为动力传递状态，从而不需要专门的第2离合器，因此，在成本方面非常有利。

构成图1～3所示的混合动力车辆的动力传动系统的内燃发动机1、电动发电机5、第1离合器6以及第2离合器7，通过如图4所示的系统进行控制。

此外，在下面对动力传动系统为如图1所示的结构的情况进行说明。

图4的控制系统具有对动力传动系统的动作点进行综合控制的综合控制器20，动力传动系统的动作点由目标发动机扭矩tTe、目标电动发电机扭矩tTm（也可以是目标电动发电机转速tNm）、第1离合器6的目标传递扭矩容量tTc1、以及第2离合器7的目标传递扭矩容量tTc2规定。

在综合控制器20中，为了确定上述动力传动系统的动作点，输入来自对发动机转速Ne进行检测的发动机旋转传感器11的信号、来自对电动发电机转速Nm进行检测的电动发电机旋转传感器12的信号、来自对变速器输入转速Ni进行检测的输入旋转传感器13的信号、来自对变速器输出转速No进行检测的输出旋转传感器14的信号、来自对表示内燃发动机1的要求负载状态的加速器踏板踏入量（加速器开度APO）进行检测的加速器开度传感器15的信号、以及来自对将电动发电机5用的电力进行蓄电的电池9的蓄电状态SOC（可输出的电力）进行检测的蓄电状态传感器16的信号。

此外，上述传感器中的发动机旋转传感器11、电动发电机旋转传感器12、输入旋转传感器13以及输出旋转传感器14分别可以如图1～图3所示的方式配置。

综合控制器20根据上述输入信息中的加速器开度APO、电池蓄电状态SOC以及变速器输出转速No（车速VSP），选择能够实现驾驶者期望的车辆驱动力的行驶模式（EV模式、HEV模式），并且，分别运算目标发动机扭矩tTe、目标电动发电机扭矩tTm（也可以是目标电动发电机转速tNm）、目标第1离合器传递扭矩容量tTc1以及目标第2离合器传递扭矩容量tTc2。

目标发动机扭矩tTe供给至发动机控制器21，目标电动发电机扭矩tTm（也可以是目标电动发电机转速tNm）供给至电动发电机控制器22。

发动机控制器21控制内燃发动机1，以使得发动机扭矩Te成为目标发动机扭矩tTe，电动发电机控制器22经由电池9及逆变器10控制电动发电机5，以使得电动发电机5的扭矩Tm（或者转速Nm）成为目标电动发电机扭矩tTm（或者目标电动发电机转速tNm）。

综合控制器20将分别与目标第1离合器传递扭矩容量tTc1以及目标第2离合器传递扭矩容量tTc2相对应的电磁电流供给至第1离合器6及第2离合器7的接合控制电磁阀（未图示），分别对第1离合器6及第2离合器7进行接合力控制，以使得第1离合器6的传递扭矩容量Tc1与目标传递扭矩容量tTc1一致，另外，使得第2离合器7的传递扭矩容量Tc2与目标第2离合器传递扭矩容量tTc2一致。

综合控制器20如图5的按功能表示的框线图所示，执行上述的运行模式（EV模式、HEV模式）的选择，而且，运算目标发动机扭矩tTe、目标电动发电机扭矩tTm（也可以是目标电动发电机转速tNm）、目标第1离合器传递扭矩容量tTc1以及目标第2离合器传递扭矩容量tTc2。

在目标驱动力运算部30中，利用图7所示的到达目标驱动力对应图，根据加速器开度APO以及车速VSP，计算稳定的到达目标驱动力tFo0。

在运行模式选择部40中，利用图8所示的EV-HEV区域对应图，根据加速器开度APO以及车速VSP，确定作为目标的运行模式。

从图8所示的EV-HEV区域对应图可知，在高负载·高车速时选择HEV模式，在低负载·低车速时选择EV模式，在EV行驶过程中，在由加速器开度APO以及车速VSP的组合确定的运行点超过EV→HEV切换线而进入HEV区域时，进行从EV模式向HEV模式的模式切换，另外，在HEV行驶过程中，运行点超过HEV→EV切换线而进入EV区域时，进行从HEV模式向EV模式的模式切换。

在图5的目标充放电运算部50中，利用图9所示的充放电量对应图，根据电池蓄电状态SOC，运算目标充放电量（电力）tP。

在动作点指令部60中，根据加速器开度APO、到达目标驱动力tFo0、目标运行模式、车速VSP以及目标充放电电力tP，将这些作为动作点到达目标，运算每个时刻的过渡的目标发动机扭矩tTe、目标电动发电机扭矩tTm、第1离合器6的目标电磁电流IS1、第2离合器7的目标传递扭矩容量tTc2以及目标变速档SHIFT。

在变速控制部70中，输入上述的目标第2离合器传递扭矩容量tTc2和目标变速档SHIFT，驱动自动变速器3内的对应的电磁阀，以使得达到上述目标第2离合器传递扭矩容量tTc2以及目标变速档SHIFT。由此，图3的自动变速器3对第2离合器7进行接合控制，以达到目标第2离合器传递扭矩容量tTc2，并且，成为选择了目标变速档SHIFT的动力传递状态。

上述动作点指令部60执行图6所示的控制程序，运算上述的过渡的目标发动机扭矩tTe、目标电动发电机扭矩tTm、第1离合器目标电磁电流IS1、目标第2离合器传递扭矩容量tTc2以及目标变速档SHIFT。

在步骤S61中，动作点指令部60运算以规定时间的响应从当前的驱动力向上述的到达目标驱动力tFo0转换时所需的过渡目标驱动力tFo。对于该运算，例如，可以将使到达目标驱动力tFo0通过规定时间常数的低通滤波器而得到的输出设为过渡目标驱动力tFo。

在下面的步骤S62中，动作点指令部60通过下式的运算，求出为了得到过渡目标驱动力tFo而所需的自动变速器3的目标输入扭矩tTi。

tTi＝tFo×RTif/iG…（1）

其中，Rt是驱动车轮2的轮胎有效半径、if是最终齿轮比、iG是由当前选择变速档确定的自动变速器3的齿轮比。

在步骤S63中，动作点指令部60按照在图5的运行模式选择部40中确定的目标运行模式，进行运行模式的选择。在稳定时，如果目标运行模式为EV模式，则选择EV模式，如果目标运行模式为HEV模式，则选择HEV模式。如果在以HEV模式行驶的过程中，目标运行模式成为EV模式，则进行从HEV模式向EV模式的模式切换，如果在以EV模式行驶的过程中，目标运行模式成为HEV模式，则按照图12所示的状态转换图，如后所述进行模式切换，由此，执行本发明涉及的伴随内燃发动机1启动的该从EV模式向HEV模式的模式切换。

在步骤S64中，动作点指令部60利用在图10中示例的预定的变速对应图，根据加速器开度APO以及车速VSP，确定目标变速档SHIFT，将其作为指令发送给图5的变速控制部70，以使自动变速器3向目标变速档SHIFT进行变速。此外，在图10中，实线是相邻变速档之间的升档线，虚线是相邻变速档之间的降档线。但是，即使发生要跨过这些升档线或降档线而应对的变速要求，如果处于从EV模式向HEV模式切换的过程中，直至该模式切换结束为止，也不执行该变速要求，而是在模式切换后进行对应的变速。

在步骤S65中，动作点指令部60以下述方式计算目标发动机扭矩tTe。

如果是HEV模式，则首先利用下式，根据在步骤S62中求出的目标输入扭矩tTi、自动变速器3的输入转速Ni以及发动机转速Ne，运算理想发动机扭矩tTe0。

tTe0＝（tTi×Ni－tP）/Ne…（2）

而且，根据在图11中示例的最大发动机扭矩对应图，计算与发动机转速Ne对应的最大发动机扭矩Temax，将通过上式计算出的理想发动机扭矩tTe0限制为不超过最大发动机扭矩Temax，作为目标发动机扭矩tTe。另外，如果处于EV模式，则不需要发动机扭矩，因此，将目标发动机扭矩tTe设为零。

此外，如果处于运行模式的切换过程中，则按照将在下面详细说明的切换过程中的操作，确定目标发动机扭矩tTe。

将以如上所述的方式确定的目标发动机扭矩tTe作为指令发送给图4的发动机控制器21，发动机控制器21控制内燃发动机1，以使其实现目标发动机扭矩tTe。

在相当于本发明中的电动发电机控制单元的步骤S66中，如果处于EV模式或HEV模式的某一种模式中，动作点指令部60利用下式，运算目标电动发电机扭矩tTm。

tTm＝tTi－tTe…（3）

如果处于模式切换过程中，则按照后述的模式切换过程中的操作，决定目标电动发电机扭矩tTm。

将以上述方式决定的目标电动发电机扭矩tTm作为指令发送给图4的电动发电机控制器22，电动发电机控制器22经由逆变器10控制电动发电机5，以使其实现目标电动发电机扭矩tTm。

在相当于本发明中的第1离合器接合控制单元的步骤S67中，动作点指令部60以下述方式，决定第1离合器6的目标传递扭矩容量tTc1。

如果处于EV模式，则第1离合器6断开，因此，将该目标传递扭矩容量tTc1设为零，如果处于HEV模式，则接合第1离合器6，因此，将目标第1离合器传递扭矩容量tTc1设为最大值。而且，如果处于模式切换过程中，则按照后述的模式切换过程中的操作，确定目标第1离合器传递扭矩容量tTc1。

以上述方式确定的目标第1离合器传递扭矩容量tTc1变换为图5所示的目标第1离合器电磁电流IS1，而用于如图4所示的第1离合器6的接合控制，对第1离合器6进行接合控制而使其实现目标第1离合器传递扭矩容量tTc1。

在相当于本发明中的第2离合器接合控制单元的步骤S68中，动作点指令部60以下述方式，决定第2离合器7的目标传递扭矩容量tTc2。

如果处于EV模式，则将目标第2离合器传递扭矩容量tTc2设为EV模式下的最大驱动力相当值EVTmax（EV时第2离合器最大传递扭矩容量），如果处于HEV模式，则将目标第2离合器传递扭矩容量tTc2设为最大值。

而且，如果处于模式切换过程中，则按照后述的模式切换过程中的操作，确定目标第2离合器传递扭矩容量tTc2。

以上述方式确定的目标第2离合器传递扭矩容量tTc2，经由图5所示的变速控制部70而用于第2离合器7的接合控制，对第2离合器7进行接合控制以使其实现目标第2离合器传递扭矩容量tTc2。

即，将目标第2离合器传递扭矩容量tTc2与目标变速档SHIFT一起作为指令发送给向图5的变速控制部，用于自动变速器3的向目标变速档SHIFT的变速控制。

在这里，基于图12所示状态转换图和图13、图14所示的时序图，以下详细说明本发明涉及的伴随发动机启动的从EV模式向HEV模式的切换控制。

在以EV模式行驶的过程中，使加速器开度APO如图13所示地增加（目标驱动力增大）的结果，运行点例如从图8的点A向点A’变化，目标模式成为HEV模式，从而发生从EV模式向HEV模式的模式切换的情况下，如图12及图13所示，从EV模式首先向模式2301b转换，模式切换开始，其后经由模式2303～2307，到达HEV模式

对于模式2301b以及模式2303～2307，将后述。

在以EV模式行驶的过程中，虽然加速器开度APO恒定，但车速VSP上升的结果，运行点例如从图8的点B向点B’变化，目标模式成为HEV模式，从而发生从EV模式向HEV模式的模式切换的情况，或者，虽然运行点例如在图8的点C处为固定的状态，但电池蓄电状态SOC降低的结果，目标模式成为HEV模式，从而发生从EV模式向HEV模式的模式切换的情况下，从EV模式首先向模式2301a转换，模式切换开始，其后经由模式2302a（模式2302a1或模式2302a2）以及模式2303～2307，到达HEV模式。

在这里，参照图12及图13，说明伴随如上述的加速开度增大、即目标驱动力增大的经由模式2301b从EV模式向HEV模式的模式切换。

该模式切换是由加速器踏板的踏入引起的从EV模式向HEV模式的模式切换要求（发动机启动要求），因此，与顺滑的模式切换（发动机启动）相比，更期望能够迅速增大驱动的高响应的模式切换（发动机启动）。

另外，由于是与加速器操作对应的驱动变化过程，因此，即使与模式切换（发动机启动）相伴，发生某种程度的冲击，也是驾驶者不会感到该冲击的运行状态。

在这里，经过模式2301b的模式切换控制，以下述方式进行。

在由加速器踏板的踏入引起的从EV模式向HEV模式的切换要求定时t1（图13），向模式2301b转换，模式切换开始，在该模式2301b中，第2离合器7可分担范围的驱动力由EV模式产生，如果超过第2离合器7可分担范围的驱动力，则为了控制为尽快使第2离合器7开始滑动，成为如下述的控制方式。

《第1离合器6的接合控制》

如上所述，由于希望快速启动内燃发动机1，因此，如图13所示，使目标第1离合器传递扭矩容量tTc1增大，从第2离合器7开始滑动之前，利用第1离合器6的牵引扭矩开始内燃发动机1的曲轴起动（发动机转速Ne≥0）

但是，如果第1离合器6的牵引扭矩过大，则驱动力减小而产生减速感，因此，为了防止该情况，将目标第1离合器传递扭矩容量tTc1设置在以下式表示的范围内。

tTc1＜Tmmax－tTi…（4）

其中，Tmmax是电动发电机5的最大扭矩。

《第2离合器7的接合控制》

如上所述，在模式2301b中，第2离合器7可分担范围的驱动力由EV模式产生，如果超过第2离合器7可分担范围的驱动力，则为了尽快使第2离合器7开始滑动，将模式2301b下的目标第2离合器传递扭矩容量tTc2如图13所示，维持为EV模式下的最大驱动力相当值EVTmax。

《内燃发动机1的控制》

在模式2301b下是发动机启动之前，因此，如图13所示，将模式2301b下的目标发动机扭矩tTe设为零。

《电动发电机5的控制》

在模式2301b下是由于第1离合器6的牵引扭矩而导致控制驱动力降低之前，因此，作为目标电动发电机扭矩tTm，如图13所示赋予由下式表示的扭矩值，即，在实现过渡目标驱动力tFo的目标变速器输入扭矩tTi上加上第1离合器6的牵引扭矩补偿量tTc1而得到的值。

tTm＝tTi＋tTc1…（5）

《向下一模式2303的转换条件》

在上述控制中，在与加速器开度APO增大相伴的目标变速器输入扭矩tTi上升相呼应的目标电动发电机扭矩tTm的上升中，如果从电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩，超过维持为EV模式下的最大驱动力相当值的EV时第2离合器最大传递扭矩容量EVTmax，则第2离合器7开始滑动。如上所述，在第2离合器7开始滑动的图13的定时t2，从上述模式2301b向下一模式2303转换。

在第2离合器7开始滑动的前后，第2离合器7传递的扭矩是从由电动发电机5产生的扭矩连续地或以阶梯状向第2离合器7的传递扭矩容量Tc2切换，因此，驱动力不会产生阶跃，确保其连续性。

另外，为了一边确保第1离合器的牵引扭矩一边使第2离合器滑动，必须将第2离合器7的传递扭矩容量Tc2设在EV模式下能够得到的驱动力范围。在本实施例中，从EV模式过程中开始，将第2离合器传递扭矩容量Tc2维持为在EV模式下能够得到的最大驱动力相当值，因此，能够省略直至达到在EV模式下能够得到的驱动范围为止而使第2离合器7的接合工作油压降低的时间，提高由发动机启动带来的驱动上升的响应性。

在转换（定时t2）后的模式2303中，以减小第1离合器6接合时的驱动力变动冲击作为目的，为了一边使第2离合器7滑动一边进行利用第1离合器6的牵引扭矩的发动机启动，设置为如下所示的控制方式。

《第2离合器的接合控制》

在第2离合器7滑动时，在第2离合器7的输入侧无论产生任何扭矩变动，第2离合器的输出扭矩都会成为第2离合器传递扭矩容量。

因此，在模式2303中，目标第2离合器传递扭矩容量tTc2通过下式确定，

tTc2＝tTi…（6）

使该目标第2离合器传递扭矩容量tTc2，对应于如图13所示的过渡目标驱动力tFo（目标变速器输入扭矩tTi）的上升而上升。

《第1离合器的接合控制》

为了维持驱动力的上升和第2离合器7的稳定的滑动，在模式2303中的第1离合器6的目标传递扭矩容量tTc1设为以下式表示的范围内的值。

Tc1min＜tTc1＜Tmmax－tTc2＝Tmmax－tTi…（7）

其中，Tc1min在发动机点火前，设为发动机摩擦系数值，在发动机点火后设为零。

《内燃发动机1的控制》

在模式2303中，内燃发动机1被曲轴起动，因此，进行控制以使得内燃发动机1启动。

《电动发电机5的控制》

在模式2303中的电动发电机控制时，例如，通过下式计算用于实现第2离合器7的目标滑动量dNc2的目标电动发电机转速tNm，

tNm＝Ni＋dNc2…（8）

利用PI控制器（P：比例控制，I：积分控制），对电动发电机5进行转速控制，以使得电动发电机转速Nm与该目标值tNm一致。

根据该PI控制，如图13所示，与第1离合器6接合时的离合器扭矩变动相对应，电动发电机扭矩tTm变化，能够稳定地进行电动发电机5的转速控制。

但是，如果仅使用PI控制器，则由于第1离合器6的牵引扭矩负载而发生旋转变动后，电动发电机扭矩tTm变化以抑制该旋转变动，因此，在由该电动发电机扭矩tTm引起的第1离合器6的旋转变动（扭矩变动）补偿中，电动发电机转速的暂时的下降量增大，因此，需要在第2离合器7中确保较大的滑动量。

因此，优选与目标第1离合器传递扭矩容量tTc1相对应，通过反馈控制，将对第1离合器6的扭矩变动进行补偿的分量与目标电动发电机扭矩tTm相加。

如上所述，在加上反馈补偿的情况下，能够利用电动发电机尽快补偿第1离合器6的扭矩变动，其结果，能够抑制电动发电机转速的暂时的下降量增大，能够减小第2离合器的滑动量，抑制其发热。

此外，为了实现相同的目的，也可以取代上述的反馈控制的追加，利用基于电动发电机的旋转惯性系统的扰动观测器，将对电动发电机5作用的除了电动发电机扭矩之外的扭矩都视为扰动，进行扰动推定，以该扰动推定值校正电动发电机扭矩，进行扰动消除。

作为不使用转速控制而维持第2离合器7的滑动的其他方法，还有如下式所示的方法，即，对电动发电机5进行开环控制，使得目标电动发电机扭矩tTm大于将驱动力部分（第2离合器7的传递扭矩容量tTc2）与第1离合器6的牵引扭矩补偿部分tTc1相加得到的值。

tTm＞tTc2＋tTc1…（9）

《向下一模式2304的转换条件》

在上述控制中，在发动机转速Ne大于或等于电动发电机转速Nm的图13的定时t3，为了抑制发动机转速Ne的过冲，从模式2303向模式2304转换。

通过上述控制，在第1离合器6的接合完成时，第2离合器7也稳定地维持滑动状态，因此，即使第1离合器6接合完成，或者离合器前后的旋转差逆转而第1离合器6的传递扭矩突变，也能够避免第1离合器的传递扭矩变动随之传递至自动变速器3，能够实现没有冲击的发动机启动，并且，能够抑制第2离合器7的发热。

在模式2304中，为了抑制发动机转速Ne的过冲，设为如下所述的控制方式。

《第2离合器7的接合控制》

在该模式2304中，第2离合器7还未滑动，因此，变速器输入扭矩Ti与第2离合器传递扭矩容量tTc2相同。

因此，模式2304中的目标第2离合器传递扭矩容量tTc2以上述式（6）表示的方式确定，与过渡目标驱动力tFo相对应，以图13所示的方式设定。

《第1离合器6的接合控制》

在该模式2304中，如上所述第1离合器6接合完成，因此，在该模式下的目标第1离合器传递扭矩容量tTc1，如图13所示，成为最大传递扭矩容量。

《内燃发动机1的控制》

在该模式2304中，第1离合器6接合完成，处于发动机启动后，因此，作为目标发动机扭矩tTe而设定HEV模式下的目标发动机扭矩。

《电动发电机5的控制》

对于模式2304中的电动发电机控制，与上述模式2303同样地，例如，通过上述式（8）计算目标电动发电机转速tNm，以实现目标第2离合器滑动量dNc2，并且对电动发电机5进行转速控制，以使得电动发电机转速Nm与该目标值tNm一致，或者，开环控制电动发电机5，使得目标电动发电机扭矩tTm大于如上述式（5）所示驱动力部分（第2离合器7的传递扭矩容量tTc2）与第1离合器6的牵引扭矩补偿部分tTc1相加得到的值。

《向下一模式2305的转换条件》

在发动机转速Ne大于或等于电动发电机转速Nm的图13的定时t3之后，在判定为发动机转速Ne和电动发电机转速Nm在规定时间内大致相同的图13的定时t4，判断第1离合器6的接合可靠地完成，基于此，从模式2304向模式2305转换。

通过上述控制，在第1离合器6的接合完成时，第2离合器7也稳定地维持滑动状态，因此，即使第1离合器6接合完成，或者离合器前后的旋转差反转而第1离合器6的传递扭矩突变，也能够避免第1离合器的传递扭矩变动随之传递至驱动车轮2，能够实现没有冲击的发动机启动，并且，能够抑制第2离合器7的发热。

在模式2305中，为了抑制第2离合器7再接合时的冲击，以成为为使从内燃发动机1以及电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩与第2离合器7的传递扭矩容量一致的状态为目的，设为如下所述的控制方式。

《第2离合器7的接合控制》

在该模式2305中，第2离合器7还未滑动，因此，变速器输入扭矩Ti与第2离合器传递扭矩容量tTc2是相同值。

因此，模式2305中的目标第2离合器传递扭矩容量tTc2以上述式（6）表示的方式确定，与过渡目标驱动力tFo相对应，以图13所示的方式设定。

《第1离合器6的接合控制》

在该模式2305中，如上所述第1离合器6接合完成，因此，在该模式下的目标第1离合器传递扭矩容量tTc1，如图13所示，成为最大传递扭矩容量。

《内燃发动机1的控制》

在该模式2305中，第1离合器6接合完成，处于发动机启动后，因此，作为目标发动机扭矩tTe而设定HEV模式下的目标发动机扭矩。

《电动发电机5的控制》

为了准备后续的模式2306、2307中的顺滑的第2离合器7的接合，在模式2305中的电动发电机控制中，通过上述式（8）计算目标电动发电机转速tNm，以使得稳定地达到目标第2离合器7的滑动量dNc2，并进行电动发电机5的转速控制，以使得电动发电机转速Nm与该目标值tNm一致。

《向下一模式2306的转换条件》

在判定为发动机转速Ne和电动发电机转速Nm在规定时间内大致相同（判定第1离合器6接合完成）的图13的定时t4之后，在判定为电动发电机转速Nm在规定时间内在目标电动发电机转速tNm附近的图13的定时t5，在旋转的过冲或扭矩的变动被抑制而第2离合器7处于以恒定速度稳定的滑动状态下，判断为从内燃发动机以及电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩与第2离合器传递扭矩容量Tc2大致相同，基于此，从模式2305向模式2306转换。

在这里，并不是从最初开始将第2离合器7的滑动为零作为目标，而是将规定量的滑动状态设为目标，是为了抑制由于电动发电机转速的下冲，第2离合器7的滑动方向逆转，从而发生驱动力变动。

在该模式2306中，为了维持从内燃发动机1及电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩与第2离合器7的传递扭矩容量Tc2大致相同的状态，并且，抑制由于电动发电机转速Nm的下冲而第2离合器7的滑动方向逆转，从而发生驱动力变动，设置为如下的控制方式。

《第2离合器7的接合控制》

在该模式2306中，由于第2离合器7未滑动，因此，变速器输入扭矩Ti与第2离合器的传递扭矩容量tTc2是相同值。

因此，模式2306下的目标第2离合器传递扭矩容量tTc2，以上述式（6）所示的方式决定，对应于过渡目标驱动力tFo，以图13所示的方式设定。

《第1离合器6的接合控制》

在模式2306中，如上所述，第1离合器6接合完成，因此，在该模式下的目标第1离合器传递扭矩容量tTc1如图13所示，设为最大传递扭矩容量。

《内燃发动机1的控制》

在模式2306中，第1离合器6接合完成，处于发动机启动后，因此，作为目标发动机扭矩tTe而设定HEV模式下的目标发动机扭矩。

《电动发电机5的控制》

对于模式2306中的电动发电机控制，以使目标第2离合器滑动量dNc2的变化速度伴随目标第2离合器滑动量dNc2的减小而减小的方式，使目标第2离合器滑动量dNc2逐渐减小至零，并且，通过上述式（8）确定目标电动发电机转速tNm，进行电动发电机5的转速控制，以使得电动发电机转速Nm与该目标值tNm一致。

《向下一模式2307的转换条件》

在图13的定时t5之后，在目标第2离合器滑动量dNc2处于0附近的状态持续了规定时间的定时t6，为了进行第2离合器7的再接合而向模式2307转换。

如上所述，如果设为在目标第2离合器滑动量dNc2接近零时，进行第2离合器7的再接合，则在从内燃发动机1及电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩与第2离合器传递扭矩容量tTc2大致一致的状态下进行第2离合器7的再接合，即使第2离合器7的传递扭矩从其传递扭矩容量Tc2切换为发动机扭矩及电动发电机扭矩的合成扭矩，也能抑制第2离合器7再接合时的扭矩变动。

在该模式2307中，为了一边维持从内燃发动机1及电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩与第2离合器7的传递扭矩容量Tc2大致相同的状态，一边使第2离合器7再接合，设为下述的控制方式。

《第2离合器7的接合控制》

在电动发电机5的转速控制中，由于旋转传感器的精度或扰动扭矩引起的影响，直至将第2离合器7的前后旋转差可靠地设为零为止，有时要花费时间。

因此，在该模式2307中，如果第2离合器7的滑动量减小至某种程度，则利用开环控制，使第2离合器7的目标传递扭矩容量tTc2如图13所示，逐渐增大而小于或等于可容许的驱动力变动，从而一边顺利地使第2离合器7的滑动量消失，一边进行该第2离合器7的再接合。

《第1离合器6的接合控制》

在模式2307中，第1离合器6为接合状态，因此，该模式下的目标第1离合器传递扭矩容量tTc1如图13所示，设为最大传递扭矩容量。

《内燃发动机1的控制》

在模式2307中，第1离合器6为接合状态，处于发动机启动后，因此，作为目标发动机扭矩tTe而设定HEV模式下的目标发动机扭矩。

《电动发电机5的控制》

在模式2307中，如图13所示，将目标电动发电机扭矩tTm保持为定时t6的指令值。

《向下一模式2307的转换条件》

在从图13的定时t6经过了规定时间的t7，转换为HEV模式，结束从EV模式向HEV模式的模式切换。

通过上述控制，能够将第2离合器7无冲击地顺利再接合，能够完成伴随发动机启动的从EV模式向HEV模式的模式切换。

但是，在利用电动发电机5的转速控制，使从内燃发动机1及电动发电机5向第2离合器7输入的扭矩与第2离合器传递扭矩容量Tc2大致相同的情况下，利用电动发电机扭矩对目标发动机扭矩tTe与实际的发动机扭矩Te之间的偏移量或扰动扭矩进行补偿，因此，在模式2307的结束时t7，在HEV模式下的目标电动发电机扭矩tTm与电动发电机扭矩Tm之间会产生偏差△Tm（参照图13）。

因此，如果在设置为HEV模式的定时t7后，立即将目标电动发电机扭矩tTm改变为HEV模式下的目标电动发电机扭矩，则产生基于电动发电机扭矩偏差△Tm的驱动力变化，从而成为冲击。

但是，如果继续保持该电动发电机扭矩偏差△Tm，则会成为期望的充放电量的阻碍。

因此，从设置为HEV模式的图13的定时t7，使电动发电机扭矩偏差△Tm逐渐成为零，由此防止驱动力的突变以及防止发生与此相伴的冲击。

如上所述，在从EV模式向HEV模式切换时，一边使第2离合器7滑动，一边利用第1离合器6的牵引扭矩进行曲轴起动而使内燃发动机1启动，在启动后接合第2离合器7。通过使第2离合器7滑动，防止与内燃发动机1启动或第1离合器6进行接合相伴的扭矩变动传递至驱动车轮。

在与由于加速器开度增大而引起的从EV模式向HEV模式的切换环相伴的内燃发动机1的启动动作过程中，在加速器踏板返回而再次选择EV模式的情况下（下面简称为“加速器踏板返回的情况”），发动机启动完成后发动机停止，但是直至第2离合器7接合为止，不会产生减速感。因此，为了迅速产生减速感，进行如下的控制。

图14是表示基于电动发电机5的目标转速tNm进行电动发电机5的转速控制情况下的第1离合器6接合后的目标转速tNm及实际转速的动作的图。图中的实线表示进行与一直踏入加速器踏板的情况相同的控制的结果，虚线表示进行在启动动作的过程中使加速器踏板返回的控制的结果。

在启动动作的过程中是否使加速器踏板返回，可基于加速器开度传感器15的检测信号进行判定。此外，如果放开加速器踏板，则模式选择部40选择从HEV模式向EV模式的切换，因此，基于该切换的选择，可判定为加速器踏板返回。在任一个判定方法中，均无需设置新的检测单元，就能够判定加速器踏板返回。

动作点指令部60为了使第2离合器7的滑动旋转收敛而设定目标电动发电机转速tNm的变化特性。具体而言，参照预先生成的表格，设定目标滑动转速的峰值、达到峰值为止的斜率（第1斜率）、维持峰值的时间以及从峰值向变速器输入转速收敛为止的斜率（第2斜率）。

在持续踏入加速器踏板的情况下，为了吸收与内燃发动机1的启动相伴的扭矩变动等，需要直至发动机扭矩稳定而能够确保第2离合器7的油压为止，维持第2离合器7的滑动，其后接合第2离合器7。如果在启动动作过程中加速器踏板返回的情况下，也是与此相同的想法，设定目标电动发电机转速tNm的变化特性，则成为如图14的实线所示的变化特性。即，成为目标电动发电机转速tNm以比变速器输入转速高的转速维持规定时间，其后降低至变速器输入转速的变化特性。

与此相对，在启动动作的过程中加速器踏板返回的情况下，如图14的虚线所示，将目标滑动转速的峰值设定为小于变速器输入转速的值。通过在变速器输入转速Ni上乘以针对当前的选择变速档及每个加速器开度预先设定的系数，设定目标滑动转速的峰值，加速器踏板的返回量越大，系数越小，在放开加速器踏板的情况下，将系数设置为负值。针对第1斜率、第2斜率以及峰值的维持时间，也是预先生成针对每个加速器开度而设定了它们的表格，参照该表格进行设定。

如图14的虚线所示，通过将目标滑动转速的峰值设定为小于变速器输入转速Ni的值，从而向负侧作用的电动发电机5的扭矩较大。由此，直至第2离合器7的滑动收敛为止的时间短于基于与持续踏入加速器踏板的情况相同的想法设定的时间，其结果，减速感产生较早。

图15是与加速器开度的增大相伴而产生内燃发动机1的启动要求，在启动动作结束之前加速器踏板返回的情况下，将目标电动发电机转速tNm的变化特性设为图14的实线的变化特性并进行控制时的时序图。图16也相同，是设为图14的虚线的变化特性并进行控制时的时序图。图中的定时t1～t3与图13的定时t1～t3对应。此外，在图15、图16的第2离合器7的接合扭矩容量的时序图中示出在开始滑动时进行泄压的情况，因此，在发生启动要求后，扭矩容量降低，但也可以与图13相同地，不进行泄压而将扭矩容量保持恒定。

另外，图15、图16都是电动发电机转速的时序图的虚线表示目标电动发电机转速tNm的变化特性。此外，在图16中维持目标滑动转速的峰值的时间成为零。

如果内燃发动机1的启动动作开始，则即使在启动动作结束前的定时toff放开加速器踏板，启动动作也继续进行，使发动机转速与电动发电机转速同步后，停止内燃发动机1。因此，直至发动机转速与电动发电机转速同步的定时t3为止，图15与图16并没有不同点。

在图15中，在定时t3之后，成为目标电动发电机转速tNm逐渐减小的变化特性，因此，电动发电机5的实际转速不会立即减小，而是在维持与实际发动机转速同步后的峰值后减小。

另一方面，在图16中，在定时t3之后，使目标电动发电机转速tNm在短时间内减小至比变速器输入转速Ni低的值，使电动发电机5的扭矩向负侧作用较大，因此，电动发电机5的实际转速也开始减小。

因此，至第2离合器7的滑动成为零为止的时间，图16比图15短，其结果，在定时t3之后，至速度开始降低为止的时间，即，至产生减速感为止的时间，也是图16比图15短。

此外，说明了利用目标电动发电机转速tNm进行电动发电机5的转速控制的情况，但是也可以通过对电动发电机5的实际扭矩进行限制，其结果，以电动发电机转速成为图16所示的变化特性的方式进行转速控制。另外，通过电动发电机5的扭矩控制，也可以实现相同的效果。在该情况下，通过将目标扭矩tTm设定为使第2离合器7的滑动收敛时间变短，其结果，实现如图16所示的电动发电机转速的变化特性。

总结本实施方式的作用效果，如下所示。

在图1等所示的混合车辆中，在为了从EV模式向HEV模式的模式切换而启动内燃发动机1时，在第2离合器7的控制过程中，即使加速器开度减小，启动动作也继续。而且，对电动发电机5进行控制，使得与在滑动接合过程中加速器开度部减小的情况相比，向第2离合器7的滑动量减小的方向作用的电动发电机5的扭矩增大。

由此，直至第2离合器7的差旋转收敛为0为止的时间缩短，能够迅速产生减速感。

另外，在从EV模式向HEV模式的模式切换过程中，从内燃发动机1的启动动作开始至结束为止的期间，即使加速器开度减小，也同样继续启动动作。而且，如果内燃发动机1与第1离合器6的旋转同步，则对电动发电机5进行控制，使得向第2离合器7的滑动量减小的方向作用的电动发电机5的扭矩，大于在模式切换过程中加速器开度部减小的情况。

由此，直至第2离合器7的差旋转收敛为0为止的时间缩短，能够迅速产生减速感。

此外，电动发电机5也可以设定目标转速tNm而进行转速控制，也可以对转速控制过程中的电动发电机5驱动扭矩设置限制，也可以设定目标驱动扭矩而进行扭矩控制。

另外，设定为加速器开度的减小量越大，向第2离合器7的滑动量减小的方向作用的电动发电机5的扭矩越增大，例如，在加速器开度成为零的情况下，将电动发电机5的目标转速设定为低于变速器输入转速，因此，能够产生按照驾驶者的意图的减速感。

以上，针对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分，不能将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请基于2010年10月26向日本专利厅申请的特愿2010-239388申请优先权，该申请的全部内容作为参照引入本说明书中。

Claims (9)

1.一种混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆作为动力源而具有内燃发动机(1)以及电动发电机(5)，在所述内燃发动机(1)及所述电动发电机(5)之间安装有可连续地或以阶梯状变更传递扭矩容量的第1离合器(6)，在所述电动发电机(5)及驱动车轮(2)之间安装有可连续地或以阶梯状变更传递扭矩容量的第2离合器(7)，

通过断开所述第1离合器(6)，并且接合所述第2离合器(7)，能够选择仅利用来自所述电动发电机(5)的动力的电动行驶模式，通过将所述第1离合器(6)及所述第2离合器(7)均接合，能够选择利用来自所述内燃发动机(1)及所述电动发电机(5)这两者的动力的混合动力行驶模式，

该混合动力车辆的控制装置，具有：

第1离合器接合控制单元，在所述电动行驶模式下的行驶过程中向所述混合动力行驶模式进行模式切换时，该第1离合器接合控制单元使所述第1离合器(6)进行接合；

第2离合器接合控制单元，在由所述第1离合器接合控制单元使所述内燃发动机(1)启动时，该第2离合器接合控制单元使所述第2离合器(7)滑动接合；以及

电动发电机控制单元，在为了从所述电动行驶模式向所述混合动力行驶模式切换而启动所述内燃发动机(1)时的所述第2离合器(7)的控制过程中，如果加速器开度减小，则与在所述滑动接合过程中加速器开度不减小的情况相比，该电动发电机控制单元使向所述第2离合器(7)的滑动量减小的方向作用的电动发电机(5)的扭矩较大。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，

所述电动发电机控制单元对所述电动发电机(5)进行控制，使得在从所述电动行驶模式向所述混合动力行驶模式的模式切换过程中，如果在从所述内燃发动机(1)的启动动作开始至结束为止的期间加速器开度减小，则在所述内燃发动机(1)与所述电动发电机(5)的旋转同步后，与在所述滑动接合过程中加速器开度不减小的情况相比，使向所述第2离合器(7)的滑动量减小的方向作用的电动发电机(5)的扭矩较大。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

在所述模式切换过程中的加速器开度的减小量越大，所述电动发电机控制单元使向所述第2离合器(7)的滑动量减小的方向作用的所述电动发电机(5)的扭矩越大。

4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

所述电动发电机控制单元，设定与车辆运行状态对应的所述电动发电机(5)的目标转速，并对所述电动发电机(5)的转速进行控制，以使得所述电动发电机(5)的实际转速与所述目标转速一致，

通过所述目标转速的设定，控制向所述第2离合器(7)的滑动量减小的方向作用的所述电动发电机(5)的扭矩的大小。

5.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

所述电动发电机控制单元，设定与车辆运行状态对应的所述电动发电机(5)的目标转速，并对所述电动发电机(5)的转速进行控制，以使得所述电动发电机(5)的实际转速与所述目标转速一致，

通过对所述电动发电机(5)的转速控制过程中的驱动扭矩设置限制，从而控制向所述第2离合器(7)的滑动量减小的方向作用的所述电动发电机(5)的扭矩的大小。

6.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

所述电动发电机控制单元，设定与车辆运行状态对应的所述电动发电机(5)的目标驱动扭矩，并对所述电动发电机(5)的驱动扭矩进行控制，以使得所述电动发电机(5)的实际驱动扭矩与所述目标驱动扭矩一致，

通过对所述目标驱动扭矩设置限制，从而控制向所述第2离合器(7)的滑动量减小的方向作用的所述电动发电机(5)的扭矩的大小。

7.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

所述电动发电机控制单元，在所述第1离合器(6)的接合完成后，设定低于所述第2离合器(7)的所述驱动车轮侧转速的目标电动发电机转速。

8.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

基于加速器开度传感器(15)的检测值，判定在所述模式切换过程中加速器踏板开度是否减小。

9.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，

具有行驶模式选择单元，其基于加速器开度和车速，选择所述电动行驶模式或所述混合动力行驶模式中某一个，

在所述模式切换过程中从所述混合动力行驶模式选择所述电动行驶模式的情况下，判定为加速器踏板开度减小。