CN103269929B - 混合动力车辆的控制设备 - Google Patents

Abstract

在起步离合器的输入转速控制从马达转速控制向发动机转速控制切换时，在抑制离合器输入转速变化的同时在允许范围内实现马达发电。混合动力车辆的控制设备包括发动机(1)、马达发电机(2)、作为起步离合器的第二离合器(5)和过渡控制模式切换部件(图11)。第二离合器(5)位于将驱动力从马达发电机(2)送至作为驱动轮的轮(7，7)的驱动传动系统，并在输入转速控制下接合。在第二离合器(5)的输入转速控制从马达转速控制向发动机转速控制切换时，过渡控制模式切换部件在判断为发动机转矩稳定前，维持马达转速控制并同时进行马达转速控制和发动机转速控制；在判断为发动机转矩稳定之后，将控制从马达转速控制切换成马达转矩控制。

Description

混合动力车辆的控制设备

技术领域

本发明涉及一种将起步离合器的输入转速控制从马达转速控制切换成发动机转速控制的混合动力车辆的控制设备。

背景技术

在现有技术领域，存在一种按照如下工作的混合动力车辆的控制设备：运算与驱动转矩目标值相对应的起步离合器的转矩容量基本目标值，并且控制马达的转速，同时根据马达转矩和转矩基本容量目标值之间的偏差来校正起步离合器的转矩容量命令值，从而控制起步离合器(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-83417号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于传统的混合动力车辆的控制设备，当马达和电池的输出受限时，不能持续进行马达转速控制。因而，需要利用发动机实施转速控制。然而，在传统的发动机转矩控制和发动机转速控制时切换点火定时，因而在不输出过渡发动机转矩、并且实施马达发电等的情况下，发动机转速(=起步离合器的输入转速)降低。这并非是所希望的。

本发明的目的是通过提供具有以下特征的混合动力车辆的控制设备来解决该问题：在将起步离合器的输入转速控制从马达转速控制切换成发动机转速控制的情况下，抑制离合器输入转速的变化，同时可以在允许范围内实现马达发电。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的混合动力车辆的控制设备具有以下部件：发动机、电动发电机、起步离合器和过渡控制模式切换部件。

马达发电机连接至所述发动机并且进行动力运行驱动和再生发电；

起步离合器配置在从所述马达发电机到驱动轮的驱动力传动系统中，并且在输入转速控制下接合；以及

过渡控制模式切换部件，其按照如下工作：在所述起步离合器的输入转速控制从马达转速控制向着发动机转速控制切换时，在判断为发动机转矩稳定之前，维持马达转速控制并且同时进行马达转速控制和发动机转速控制这两者，在判断为发动机转矩稳定之后，将马达转速控制切换成马达转矩控制，

其中，在判断为所述发动机转矩稳定的情况下，所述过渡控制模式切换部件将马达转速控制时的马达下限转矩逐渐改变至目标发电转矩，然后切换成马达转矩控制。

发明的效果

因而，在起步离合器的输入转速控制从马达转速控制向着发动机转速控制切换时，在过渡控制模式切换部件中，维持马达转速控制并且同时进行马达转速控制和发动机转速控制两者，直到判断为发动机转矩稳定为止。而且，在判断为发动机转矩稳定之后，将马达转速控制切换成马达转矩控制。

也就是说，在进行从马达转速控制向发动机转速控制的切换时，在切换开始区间，同时进行马达转速控制和发动机转速控制。由此，在发动机从转矩控制切换成转速控制时，通过马达转速控制来补偿不会生成过渡发动机转矩的所谓的发动机过渡应答，其中，马达转速控制在生成马达转矩的同时维持目标转速，以抑制发动机转矩的变化。

结果，在起步离合器的输入转速控制从马达转速控制向着发动机转速控制切换时，可以抑制离合器输入转速的变化，并且在切换成马达转矩控制之后的允许范围内实现马达发电。

附图说明

图1是示出可以应用实施例1的控制设备的混合动力车辆的动力传动系统的动力传动系统结构图。

图2是示出可以应用实施例1的控制设备的混合动力车辆的控制系统的控制系统结构图。

图3是示出实施例1的整合控制器的运算的框图。

图4是示出实施例1的控制设备所使用的目标稳态转矩映射(a)和MG辅助转矩映射(b)的映射图。

图5是示出实施例1的控制设备所使用的发动机启动/停止线映射的映射图。

图6是示出实施例1的控制设备所使用的车辆行驶中所需发电输出相对于充电状态SOC的特性的图。

图7是示出实施例1的控制设备所使用的发动机的最佳油耗线的特性的图。

图8是示出实施例1的自动变速器中的变速线的例子的变速映射图。

图9是示出实施例1的整合控制器中所执行的整合控制运算处理的结构和流程的流程图。

图10是示出图9所示步骤S04所执行的目标行驶模式控制运算处理中的目标行驶模式变换的例子的目标行驶模式图。

图11是示出选择WSC模式时在图9所示步骤S06所执行的过渡控制模式切换控制处理的结构和流程的流程图。

图12是示出比较例中进行从马达转速控制向发动机转速控制切换时的发动机控制状态、马达控制状态、目标发动机转矩、发动机转矩、目标马达转矩、马达转矩和发动机转速的各种特性的时序图。

图13是以实施例1的过渡控制模式切换控制处理作为时间轴表示的时序图。

图14是示出实施例1中进行从马达转速控制向发动机转速控制切换时的发动机控制状态、马达控制状态、目标发动机转矩、目标马达转矩、马达转矩、马达上限转矩、马达下限转矩、目标转速和发动机转速的各种特性的时序图。

具体实施方式

下面参考附图所示的实施例1来说明用于实现本发明的混合动力车辆的控制设备的最佳实施例。

实施例1

首先将说明结构。

图1示出可以应用实施例1的控制设备的混合动力车辆的动力传动系统。下面参考图1说明该动力传动系统的结构。

如图1所示，实施例1的混合动力车辆的动力传动系统包括发动机1、马达发电机2、自动变速器3、第一离合器4、第二离合器5(起步离合器)、差速齿轮单元6、以及一对车轮7和7(驱动轮)。

实施例1的混合动力车辆是具有发动机、一个马达和两个离合器的动力传动系统结构。行驶模式包括由第一离合器4的接合所引起的“HEV模式”、由第一离合器4的分离所引起的“EV模式”、以及在第二离合器5处于滑移接合状态下进行行驶的“WSC模式”。

对于上述发动机1，其输出轴经由转矩容量可变的第一离合器4(缩写为CL1)与马达发电机2(缩写为MG)的输入轴相连接。

上述马达发电机2的输出轴被连接至自动变速器3(缩写为AT)的输入轴。

上述自动变速器3的输出轴经由差速齿轮单元6被连接至车轮7和7。

上述第二离合器5(缩写为CL2)使用根据自动变速器3的挡位状态在不同状态下进行变速器内的动力传动的转矩容量可变离合器/制动器的接合元件其中之一。由此，对于自动变速器3，将经由第一离合器4输入的发动机1的动力和从马达发电机2输入的动力进行合成并且将合成得到的动力输出至车轮7和7。

例如，上述第一离合器4和上述第二离合器5可以由能够利用比例电磁阀来连续控制液压流量和液压的湿式多板离合器等构成。动力传动系统根据第一离合器4的连接状态而具有两个运转模式。在第一离合器4的分离状态下，车辆仅利用马达发电机2的动力行驶，动力传动系统处于“EV模式”；在第一离合器4的接合状态下，车辆利用发动机1的动力和马达发电机2的动力这两者行驶，动力传动系统处于“HEV模式”。

而且，在动力传动系统中设置有以下部件：发动机转速传感器10，用于检测发动机1的转速；MG转速传感器11，用于检测马达发电机2的转速；AT输入转速传感器12，用于检测自动变速器3的输入轴转速；以及AT输出转速传感器13，用于检测自动变速器3的输出轴转速。

图2是示出可以应用实施例1的控制设备的混合动力车辆的控制系统的图。以下将参考图2来说明该控制系统的结构。

如图2所示，实施例1的控制系统包括整合控制器20、发动机控制器21、马达控制器22、逆变器8、电池9、电磁阀14、电磁阀15、加速踏板开度传感器17、制动液压传感器23和SOC传感器16。

上述整合控制器20对动力传动系统的各结构元件的工作点进行整合控制。根据加速踏板开度APO、电池充电状态SOC和(与自动变速器的输出轴的转速成比例的)车速VSP，整合控制器20选择能够实现驾驶员所期望的驱动力的运转模式。然后，向马达控制器22发送目标MG转矩或目标MG转速，向发动机控制器21发送目标发动机转矩，并且向电磁阀14和15发送驱动信号。

上述发动机控制器21控制发动机1。上述马达控制器22控制马达发电机2。上述逆变器8驱动马达发电机2。上述电池9储存电能。上述电磁阀14控制第一离合器4的液压。上述电磁阀15控制第二离合器5的液压。上述加速踏板开度传感器17检测加速踏板开度(APO)。上述制动液压传感器23检测制动液压(BPS)。上述SOC传感器16检测电池9的充电状态。

图3是示出实施例1的整合控制器20的运算的框图。以下将参考图3来说明整合控制器20的结构。

如图3所示，上述整合控制器20包括目标驱动转矩计算部100、模式选择部200、目标发电输出计算部300、工作点命令部400和变速控制部500。

上述目标驱动转矩计算部100使用图4(a)所示的目标稳态驱动转矩映射和图4(b)所示的MG辅助转矩映射，以根据加速踏板开度APO和车速VSP来计算目标稳态驱动转矩和MG辅助转矩。

上述模式选择部200使用图5所示的利用各车速的加速踏板开度所设置的发动机启动/停止线映射来运算运转模式(HEV模式或EV模式)。作为发动机启动线(SOC高、SOC低)和发动机停止线(SOC高、SOC低)的代表特性，将发动机启动线和发动机停止线设置为使加速踏板开度APO随着电池SOC的下降而变小的特性。

这里，对于发动机启动处理，对第二离合器5的转矩容量进行控制，以使得在选择“EV模式”时的状态下如图5所示的发动机启动线越过加速踏板开度APO的时刻，使第二离合器5滑移。然后，在判断为开始第二离合器5的滑移之后，开始第一离合器4的接合，并且增大发动机转动。一旦发动机转速达到可以发生初爆的水平，发动机1就开始进行燃烧工作；当马达转速变得接近发动机转速时，第一离合器4完全接合。然后，第二离合器5锁止，并且进行向“HEV模式”的转变。

目标发电输出计算部300使用图6所示的行驶中发电所需输出映射，以根据充电状态SOC运算目标发电输出。另外，运算用于将发动机转矩从当前工作点增大至图7所示的最佳油耗线所需的输出，并将该输出与上述目标发电输出进行比较，并且将较低输出作为所需输出与发动机输出相加。

将加速踏板开度APO、目标稳态转矩、MG辅助转矩、目标模式、车速VSP和所需发电输出输入给上述工作点命令部400。然后，以该输入信息作为工作点到达目标，运算过渡目标发动机转矩、目标MG转矩、目标CL2转矩容量、目标变速比和CL1螺线管电流命令。

基于目标CL2转矩容量和目标变速比，变速控制部500驱动并控制自动变速器3中的电磁阀，从而使得达到该容量和变速比。图8是示出变速控制时所使用的变速线映射的例子的图。基于车速VSP和加速踏板开度APO，判断从当前变速级到下一变速级变了几级；如果存在变速请求，则控制变速离合器以进行变速。

图9示出实施例1的由整合控制器20所进行的整合控制运算处理的结构和流程。下面说明图9所示的各种步骤。

在步骤S01，从各种控制器接收数据。然后，在下一步骤S02，读取传感器值，并且获得稍后的运算所需的信息。

在步骤S03，基于车速VSP、加速踏板开度APO和制动液压BPS，根据制动力来运算目标驱动转矩，然后处理进入步骤S04。

在步骤S04，作为步骤S03所进行的目标驱动转矩的运算的延续，根据目标驱动转矩、充电状态SOC、加速踏板开度APO、车速VSP、道路坡度等车辆状态，选择目标行驶模式，并且处理进入步骤S05。

作为参考，图10示出发生“EV模式”、“HEV模式”和“WSC模式”之间的相互转变的目标行驶模式的概要。这里，在选择“WSC模式”的情况下，基本上，在对马达发电机2进行转速控制的同时，使第二离合器5(CL2)在车辆行驶期间滑移。此外，不仅在选择D范围时，而且在选择P/N范围时，包括该“WSC模式”。

在步骤S05，作为步骤S04的目标行驶模式运算的延续，根据充电状态SOC、电池温度等电池状态、开始对马达逆变器的输出限制的马达状态、马达限制转矩、实际马达转矩等状态、以及目标行驶模式、所需驱动力、车速、变速级等行驶状态，对是否实施发动机转速控制进行判断，然后处理进入步骤S06。

另外，在上一轮的控制状态是发动机转速控制的情况下，在确认用于实施发动机转速控制的时间经过规定时间且与目标转速的偏差小于规定值时，选择马达转速控制。

在步骤S06，作为步骤S05的发动机转速控制实施判断运算的延续，根据步骤S04所选择的目标行驶模式和步骤S05所选择的发动机转速控制实施判断，选择过渡行驶模式，并且处理进入步骤S07。

在选择“WSC模式”时，使第二离合器5(CL2)滑移，从而进行输入转速控制。然而，通常，通过具有高可控性的马达发电机2实施该输入转速控制。

另外，在步骤S06，在车辆以选择了“WSC模式”的状态下行驶的情况下，当实施发动机转速控制时，对用于从马达转速控制切换成发动机转速控制的过渡状态以及发动机1和马达发电机2的控制模式进行管理(参考图11)。

在步骤S07，作为步骤S06的过渡行驶模式运算的延续，当在步骤S04选择“WSC模式”时，结合第二离合器5(CL2)的控制状态(滑移/接合)来运算目标输入转速，然后处理进入步骤S08。

这里，当第二离合器5(CL2)进行从滑移向接合状态的转变时，设置目标转速以使得滑移转速角加速度缓和地改变，并且通过设置该目标转速来降低第二离合器5(CL2)接合时所生成的转速变化转矩(惯性力矩×滑移转速角加速度)。

在步骤S08，作为步骤S07的目标输入转速运算的延续，运算考虑了目标驱动转矩和各种类型装置的保护的目标输入转矩，然后处理进入步骤S09。

在步骤S09，作为步骤S08的目标输入转矩运算的延续，相对于步骤S08，通过将相加发电转矩所获得的值设置为发动机转矩，并且根据目标输入转矩和发动机转矩估计值来运算马达转矩，然后处理进入步骤S10。

在这种情况下，在不降低发动机转矩的情况下，实施从马达转速控制向发动机转速控制的切换。另外，在转变成发动机转速控制之后，根据转速的偏差，通过马达转矩来实施校正。

在步骤S10，作为步骤S09的目标发动机转矩/马达转矩运算的延续，运算第二离合器5(CL2)的目标转矩容量，然后处理进入步骤S11。

这里，当步骤S04所计算出的目标行驶模式是“WSC模式”时，运算目标转矩容量以使得离合器转矩变成目标驱动转矩。

在步骤S11，作为步骤S10的目标第二离合器转矩容量运算的延续，在选择了“WSC模式”并且车辆正在行驶时，针对目标马达转矩运算考虑了转速变化和外部干扰校正的转矩余量的限制值，然后处理进入步骤S12。

另外，在步骤S05实施发动机转速控制的情况下，根据步骤S06所运算出的过渡控制模式来设置马达限制转矩。

在步骤S12，作为步骤S11的马达限制转矩运算的延续，将数据发送给各控制器，然后进入“结束”。

图11示出选择WSC模式时图9所示的步骤S06所执行的过渡控制模式切换控制处理的结构和流程(该图示出了过渡控制模式切换控制部件)。下面说明图11所示的处理的各种步骤。

在步骤S101，在选择了WSC模式时，判断第二离合器5的输入转速控制是否代替马达转速控制而实施发动机转速控制。如果判断结果为“是”(即，实施发动机转速控制)，则处理进入步骤S102。另一方面，如果判断结果为“否”(即，维持马达转速控制)，则处理进入步骤S107。

在步骤S102，作为步骤S101的关于实施发动机转速控制的判断的延续，判断上一轮的过渡控制模式是否是等于0的过渡控制模式(通常)。如果判断结果为“是”(即，上一轮的过渡控制模式等于0)，则处理进入步骤S108；如果判断结果为“否”(即，上一轮的过渡控制模式不等于0)，则处理进入步骤S103。

在步骤S103，作为步骤S102的关于过渡控制模式不等于0的判断的延续，判断上一轮的过渡控制模式是否是等于1的过渡控制模式(等待稳定发动机转矩)。如果判断结果为“是”(即，上一轮的过渡控制模式等于1)，则处理进入步骤S105。如果判断结果为“否”(即，上一轮的过渡控制模式不等于1)，则处理进入步骤S104。

在步骤S104，作为步骤S103的过渡控制模式不等于1的判断的延续，判断上一轮的过渡控制模式是否是等于2的过渡控制模式(即，马达控制转变准备)。如果判断结果为“是”(即，上一轮的过渡控制模式等于2)，则处理进入步骤S106。另一方面，如果判断结果为“否”(即，上一轮的过渡控制模式不等于2)，则处理进入步骤S110。

在步骤S105，作为步骤S103的过渡控制模式等于1的判断的延续，判断从过渡控制模式等于1时起所经过的时间是否达到了考虑到发动机转矩应答的偏差的预设时间，由此判断发动机转矩是否稳定。如果判断结果为“是”(即，发动机转矩稳定性判断是OK)，则处理进入步骤S109。另一方面，如果判断结果为“否”(即，发动机转矩稳定性判断是NG)，则处理进入步骤S108。

在步骤S106，作为步骤S104的过渡控制模式等于2的判断的延续，判断马达限制转矩向着目标马达转矩的转变是否结束。如果判断结果为“是”(即，马达限制转矩的转变完成)，则处理进入步骤S110。另一方面，如果判断结果为“否”(即，马达限制转矩的转变没有完成)，则处理进入步骤S109。

这里，作为马达限制转矩，存在上限转矩和下限转矩。确认上限转矩向着目标上限转矩(等于0)的转变是否结束，并且还确认下限转矩向着马达转矩控制时的目标下限转矩(等于发电转矩)的转变是否结束。

在步骤S107，作为步骤S101的用于维持马达转速控制的判断的延续，通过马达转速控制和发动机转矩控制来设置过渡控制模式=0(通常)，并且该处理进入“结束”。

在步骤S108，作为步骤S102的上一轮的过渡控制模式等于0的判断或者步骤S105的发动机转矩稳定性判断的NG结果的判断的延续，通过马达转速控制和发动机转速控制来设置过渡控制模式=1(等待稳定发动机转矩)，并且该处理进入“结束”。

在步骤S109，作为步骤S105的发动机转矩的稳定性判断的OK或者步骤S106的马达限制转矩转变没有结束的判断的延续，通过马达转速控制和发动机转速控制来设置过渡控制模式=2(马达控制转变准备)，并且该处理进入“结束”。

这里，如果发动机转矩稳定性的判断结果是OK，并且过渡控制模式等于2，则将马达转速控制时的马达下限转矩逐渐改变成发电转矩，然后将模式切换成马达转矩控制。

在步骤S110，作为步骤S104的上一轮的过渡控制模式不等于2的判断或者步骤S106的马达限制转矩转变没有结束的判断的延续，通过马达转矩控制和发动机转速控制来设置过渡控制模式=3(发动机转速控制)，并且该处理进入“结束”。

这里，通过针对马达上限转矩和马达下限转矩考虑与预定的转速变化时的校正量相对应的转矩，来计算等于3的过渡控制模式的发电转矩。另外，在切换成发动机转速控制之后，在通过发动机1的转速控制的性能保证范围内，对发动机1进行转速控制，并且对于超过该性能保证范围的转速的偏差，通过马达发电机2进行转速控制。另外，在不会降低发动机转矩的情况下，进行从马达转速控制向发动机转速控制的切换。

另外，当进行从发动机转速控制向马达转速控制的切换时，在确认出实施发动机转速控制所用的时间达到了规定时间、并且与目标转速的偏差变成规定值以下之后，实施该切换。

下面说明作用。

首先说明“比较例的课题”。然后，通过将说明分成以下主题来说明实施例1的混合动力车辆的控制设备的作用：“过渡控制模式切换控制处理的作用”、“过渡控制模式切换的作用”和“各过渡控制模式的控制的作用”。

比较例的课题

在选择了WSC模式时，在将起步离合器的输入转速控制从马达转速控制切换成发动机转速控制时，将同时进行向发动机转速控制的切换和向马达转矩控制的切换时的操作视为比较例(图12)。

例如，在马达和电池存在限制时，持续马达转速控制是不可能的。因此，代替马达转速控制，需要通过发动机实施转速控制。然而，在通常发动机转矩控制和发动机转速控制中，对于发动机，切换点火定时和节气门开度。因此，如图12所示的箭头D所示，代替跟踪过渡发动机转矩的目标值，发生转矩滑移，也就是说，发动机转矩瞬时消失。然后，如图12的箭头D’所示，由于发动机的转矩滑移，因而发动机转速降低。该现象在选择了N范围时同样发生。

在实施马达发电的情况下，发动机转速的降低变得显著。由于发动机转速降低，因而在发动机失速或者通过发动机共振带时，可能发生地板振动。另外，在诸如实施例1的系统等的无转矩变换器的系统中，即使在存在与发动机车辆相同的发动机转速控制的应答性的情况下，也难以在例如从马达转速控制向发动机转速控制的切换过程中由于起步离合器而施加了外部干扰时维持发动机转速(=离合器输入转速)。

过渡控制模式切换控制处理的作用

在选择了WSC模式时，在通过马达转速控制来控制第二离合器5(CL2)的输入转速时，在图11所示的流程图中，反复进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S107→结束。在这种情况下，如在直到图13所示的时刻t1为止的时间区间所述，在步骤S107，通过马达转速控制和发动机转矩控制来设置过渡控制模式=0(通常)。

然后，例如，在由于无法继续马达转速控制这一因素、代替马达转速控制而需要通过发动机1实施转速控制的情况下，在图11所示的流程图中，进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S102→步骤S108→结束。在这种情况下，在步骤S108，通过马达转速控制和发动机转速控制来设置过渡控制模式=1(等待稳定发动机转矩)。然后，从下一轮开始，在图11所示的流程图中，反复进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S102→步骤S103→步骤S105→步骤S108→结束。也就是说，如图13所示，在从时刻t1到步骤S105的发动机转矩稳定性的判断结果为OK的时刻t2期间，维持过渡控制模式=1(等待稳定发动机转矩)的设置。

然后，在判断为发动机转矩稳定性OK时，如图11的流程图所示，进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S102→步骤S103→步骤S105→步骤S109→结束。在这种情况下，在步骤S109，通过马达转速控制和发动机转速控制来设置过渡控制模式=2(马达控制转变准备)。对于下一轮，在图11所示的流程图中，反复进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S102→步骤S103→步骤S104→步骤S106→步骤S109→结束。也就是说，如图13所示，在从时刻t2到步骤S106的判断为马达限制转矩转变结束的时刻t3期间，维持过渡控制模式=2(马达控制转变准备)的设置。

然后，在判断为马达限制转矩转变结束时，在图11所示的流程图，进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S102→步骤S103→步骤S104→步骤S106→步骤S110→结束。在这种情况下，在步骤S110，通过马达转矩控制和发动机转速控制来设置过渡控制模式=3(发动机转速控制)。对于下一轮，在图11所示的流程图中，反复进行下面的操作流程：步骤S101→步骤S102→步骤S103→步骤S104→步骤S110→结束。也就是说，如图13所示，在从时刻t3到控制再次返回至马达转速控制的时刻t4期间，维持过渡控制模式=3(发动机转速控制)的设置。

过渡控制模式切换作用

如上所述，当将第二离合器5(CL2)的输入转速控制从马达转速控制切换成发动机转速控制时，如图13所示，至少在直到判断为发动机转矩稳定的时刻t2之前维持马达转速控制，并且在这种情况下同时进行马达转速控制和发动机转速控制。然后，在判断为发动机转矩稳定并且到达马达限制转矩的转变结束的时刻t3时，将马达转速控制切换成马达转矩控制。

这样，在将马达转速控制切换成发动机转速控制时，至少在切换开始区间(图13中以A所示的时间区间)，相互重叠进行马达转速控制和发动机转速控制(图14中的箭头E)。

由于同时执行马达转速控制和发动机转速控制，因而在将发动机1从转矩控制向着转速控制切换时，通过马达转速控制来补偿未过渡输出发动机转矩的发动机过渡应答。也就是说，实现下面的效果：在不输出马达转矩的同时，维持目标马达转速，从而使得通过马达转速控制来抑制发动机转矩的变化。

因此，由于利用马达转速控制对发动机过渡应答的补偿作用，如图14所示的箭头G所示，抑制了发动机转速(=离合器输入转速)的变化。结果，在将第二离合器5(CL2)的输入转速控制从马达转速控制切换成发动机转速控制时，在抑制了离合器输入转速的变化的同时，可以在切换成马达转矩控制之后的允许范围内实现马达发电。

各过渡控制模式的控制的作用

如上所述，在进行从马达转速控制向发动机转速控制的切换时，为了实现对离合器输入转速的变化进行抑制的目标，需要图13的A所示的过渡控制模式1(等待稳定发动机转矩)的时间区间。

也就是说，在图13的A所示的时间区间中，考虑到发动机转矩应答的偏差来进行管理，并且该管理等待发动机转矩稳定性的判断结果变成ON的时刻。如图13的计时器特性所示，在该等待时间中，在过渡控制模式从0(通常)改变成1(等待稳定发动机转矩)时初始化计时器；在经过了预先设置的规定时间之后，作为结果，发动机转矩稳定性的判断变为ON。

另一方面，在从马达转速控制向马达转矩控制的切换时，为了实现对马达转矩的变化进行抑制的目标，设置图13的B所示的过渡控制模式2(马达控制转变准备)的时间区间。也就是说，在图13的B所示的时间区间中，确认出上限转矩向目标上限转矩(=0)的转变已结束，下限转矩向马达转矩控制时的目标下限转矩(=发电转矩)的转变已结束。由此，如图14所示的箭头F所示，在从马达转速控制向马达转矩控制的切换区域中抑制了马达转矩的变化。

为了实现将马达发电机2从转速控制切换为转矩控制、且在维持马达下限转矩的同时确保发电这一目标，设置下一过渡控制模式3(发动机转速控制)的时间区间。

也就是说，在图13的C所示的时间区间中，在确认马达下限转矩向发电转矩的转变已结束时，进行控制以使得马达转矩与马达下限转矩一致。由此，如图14的马达转矩特性所示，使得马达转矩变成沿着马达下限转矩(目标马达转矩)的转矩，并且可以通过马达发电机2进行稳定发电。

下面说明效果。

对于实施例1的混合动力车辆的控制设备，可以实现下面列出的效果。

(1)混合动力车辆的控制设备具有发动机1；

马达发电机2，其连接至上述发动机1，并且进行动力运行驱动和再生发电；

起步离合器(第二离合器5)，其配置在从上述马达发电机2到驱动轮(车轮7和7)的驱动力传动系统中，并且在输入转速控制下接合；以及

过渡控制模式切换部件(图11)，其按照以下工作：在将上述起步离合器(第二离合器5)的输入转速控制从马达转速控制向着发动机转速控制进行切换时，在判断为发动机转矩稳定之前，维持马达转速控制并且同时进行马达转速控制和发动机转速控制这两者；在判断为发动机转矩稳定之后，将控制从马达转速控制切换成马达转矩控制。

因此，在将起步离合器(第二离合器5)的输入转速控制从马达转速控制切换成发动机转速控制的情况下，可以在抑制离合器输入转速的变化的同时，在允许范围内实现马达发电。

(2)在判断为发动机转矩稳定的情况下，上述过渡控制模式切换部件(图11)将马达转速控制时的马达下限转矩逐渐改变至发电转矩，随后切换成马达转矩控制(步骤S109)。

因此，除效果(1)以外，还可以在保证期望的发电量的同时，抑制进行从马达转速控制向马达转矩控制的切换时马达转矩的变化。

(3)上述过渡控制模式切换部件(图11)根据考虑到发动机转矩应答的偏差的预设时间的经过来判断上述发动机转矩的稳定性(步骤S105)。

因此，除效果(1)和(2)以外，通过时间管理及简单的控制操作，可以进行发动机转矩的稳定性的高精度判断。

(4)上述过渡控制模式切换部件(图11)通过针对马达上限转矩和马达下限转矩考虑与预定的转速变化时的校正量相对应的转矩，来计算发电转矩(步骤S110)。

因此，除效果(2)和(3)以外，通过保留从马达转速控制向发动机转速控制进行切换时的马达转矩，可以抑制从马达转速控制向发动机转速控制进行切换时的离合器输入转速的变化。

(5)在切换成发动机转速控制之后，上述过渡控制模式切换部件(图11)在利用上述发动机1的转速控制的性能保证范围内利用上述发动机1进行转速控制，并且该过渡控制模式切换部件针对超过上述性能保证范围的转速偏差，利用上述马达发电机2进行转速控制(步骤S110)。

因此，除效果(3)和(4)以外，在发动机转速控制时，在可以实现期望的发电量的同时，还可以防止离合器输入转速的降低。

(6)在发动机转矩不会降低的情况下，上述过渡控制模式切换部件(图11)从马达转速控制切换成发动机转速控制(步骤S110)。

因此，除效果(1)～(5)以外，在进行从马达转速控制向发动机转速控制的切换时，发电量不会降低，因而可以抑制切换时间的降低和发电量的降低。

(7)在进行从发动机转速控制向马达转速控制的切换时，上述过渡控制模式切换部件(图11)确认发动机转速控制的时间是否达到规定时间且与目标转速的偏差是否变成规定值以下来实施(步骤S110)。

因此，除效果(1)～(6)以外，通过防止从发动机转速控制向马达转速控制的切换振荡（hunting），可以避免使驾驶者感觉不舒服。

以上参考实施例1说明了本发明的混合动力车辆的控制设备。然而，该具体结构不局限于该实施例1。只要遵守与本发明申请的各种权利要求有关的本发明的要点，就可以进行设计上的变化和对设计的添加等。

在实施例1中，呈现了如下例子：通过输入转速控制来控制第二离合器5(起步离合器)的控制状态(滑移/接合)。然而，还可以在以下情况利用本发明：通过输入转速控制使起步离合器完全接合。

在实施例1中，呈现了通过时间管理来进行发动机转矩稳定性的判断的例子。然而，还可以利用下面的方案。也就是说，如图14中的箭头F所示，当确认了目标马达转矩和马达转矩之间的偏差处于规定值范围内的状态连续保持规定时间时，认为发动机转矩稳定性的判断结果为OK。另外，还可以利用下面的方案：当满足实施例1的时间条件和马达转矩偏差收敛条件这两者时，认为发动机转矩稳定性的判断结果为OK。

在实施例1中，作为过渡控制模式切换部件，呈现下面的例子：在判断为发动机转矩稳定时，在经过了时刻t2～时刻t3之后，将MG控制模式从转速控制切换成转矩控制(图13)。然而，作为过渡控制模式切换部件，还可以利用下面的方案：在判断为发动机转矩稳定时，紧挨在稳定性判断(时刻t2)之后，将MG控制模式从转速控制切换成转矩控制。

在实施例1中，作为例子，将本发明应用于下面的混合动力车辆，其中，该混合动力车辆具有1-马达/2-离合器型动力传动系统，该动力充电系统的第一离合器配置在发动机和马达发电机之间。然而，还可以将本发明应用于具有下面动力传动系统的混合动力车辆中，其中，在该动力传动系统中，发动机和马达发电机直接相互连接。这里，可以将本发明应用于前轮驱动车辆、后轮驱动车辆和4轮驱动车辆，只要该车辆是使起步离合器处于发动机和马达发电机的下游位置处的混合动力车辆即可。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2010年10月19日向日本专利局提交的日本专利申请2010-234425的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的控制设备，包括：

发动机；

马达发电机，其连接至所述发动机并且进行动力运行驱动和再生发电；以及

起步离合器，其配置在从所述马达发电机到驱动轮的驱动力传动系统中，并且在输入转速控制下接合，

所述混合动力车辆的控制设备的特征在于还包括：

过渡控制模式切换部件，其按照如下工作：在所述起步离合器的输入转速控制从马达转速控制向着发动机转速控制切换时，在判断为发动机转矩稳定之前，维持马达转速控制并且同时进行马达转速控制和发动机转速控制这两者，在判断为发动机转矩稳定之后，将马达转速控制切换成马达转矩控制，

其中，在判断为所述发动机转矩稳定的情况下，所述过渡控制模式切换部件将马达转速控制时的马达下限转矩逐渐改变至目标发电转矩，然后切换成马达转矩控制。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制设备，其中，

所述过渡控制模式切换部件根据考虑到发动机转矩应答的偏差的设定时间的经过来判断所述发动机转矩的稳定。

3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制设备，其中，

所述过渡控制模式切换部件通过针对马达上限转矩向着目标上限转矩为零的转变完成、马达下限转矩向着目标下限转矩的转变完成的情况考虑与马达转速变化的转速变化时的校正量相对应的转矩来计算所述发电转矩。

4.根据权利要求2所述的混合动力车辆的控制设备，其中，

在切换成所述发动机转速控制之后，所述过渡控制模式切换部件在利用所述发动机转速控制不会产生发动机失速的发动机转速范围内利用所述发动机进行转速控制，并且所述过渡控制模式切换部件针对超过所述发动机转速范围的转动偏差，利用所述马达发电机进行转速控制。

5.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制设备，其中，

所述过渡控制模式切换部件在目标发动机转矩不会降低的情况下，从马达转速控制向着发动机转速控制切换。

6.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制设备，其中，

在从所述发动机转速控制向着所述马达转速控制切换时，所述过渡控制模式切换部件确认实施所述发动机转速控制的时间经过规定时间且与目标转速的偏差变成规定值以下来实施。