CN103282253A - 混合动力车辆的发动机起动控制设备 - Google Patents

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Abstract

当通过踩下加速踏板（APO）来请求从电动行驶(EV)模式切换到混合行驶(HEV)模式时，通过第一离合器(CL1)生成转矩容量（tTc1）来起动发动机。此时，使tTc1如β1那样增加，使得发动机转速（Ne）快速增加到不受发动机的压缩反作用力的影响的高速区域，一旦发动机转速（Ne）达到高速区域，则将转矩容量（tTc1）如β2那样减小。因此，能够快速通过在压缩反作用力的影响下发动机转速的增加转矩增加的低发动机转速区域，并且如从如β3所指示的变速器输出转速（No）的平滑的时序增加可以清楚地看到的，能够避免不良加速。

Description

混合动力车辆的发动机起动控制设备
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆，除了通过来自发动机的动力之外、还能够通过来自电动马达的动力使该混合动力车辆运行，并且该混合动力车辆具有电动行驶(EV)模式和混合行驶(HEV)模式，在EV模式中，仅由来自电动马达的动力使该混合动力车辆行驶，而在HEV模式中，由来自发动机和电动马达两者的动力使该混合动力车辆行驶。
更具体地，本发明涉及一种混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，在尽量不受到发动机起动时的压缩反作用力的影响的状态下，伴随发动机的起动完成从EV模式到HEV模式的模式切换。
背景技术
上述混合动力车辆是公知的，并且例如在专利文献1中进行了描述。
对于该混合动力车辆，在发动机和电动马达之间包括使得传递转矩容量能够改变的第一离合器，并且在电动马达和驱动轮之间包括使得传递转矩容量能够改变的第二离合器。
对于该混合动力车辆，能够通过在关闭发动机以释放第一离合器的同时使第二离合器接合来选择仅使用来自电动马达的动力的电动行驶(EV)模式；另外，能够通过使第一离合器和第二离合器两者都进行接合来选择使用来自发动机和电动马达的动力的混合行驶(HEV)模式。
对于上述混合动力车辆，需要在前者的EV模式和后者的HEV模式之间切换模式。另外，对于模式切换，需要经由第一离合器和第二离合器的转矩容量控制来进行发动机起动控制。
至于模式切换控制而言，专利文献1提出了下面的发动机起动控制技术：通过在从EV模式到HEV模式的模式切换时使第一离合器的接合逐渐进行来进行发动机起动控制。
也就是说，在使上述发动机起动时的第一离合器的接合逐渐进行的情况下，将第一离合器的转矩容量设为用于增加发动机转速的转矩和与发动机摩擦部分相对应的转矩的总和，在通过该转矩进行启动时，当发动机进行了完整的点火、起动，并且第一离合器的差动转速变为0时，使第一离合器的转矩容量处于最大值并且进行完全接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-126082号公报
发明内容
本发明要解决的问题
但是，对于上述混合动力车辆的传统发动机起动控制，存在以下问题。
也就是说，对于发动机，在启动时的压缩冲程中产生压缩反作用力，并且在该压缩反作用力的影响下，增加发动机转速所需的发动机转速增加转矩变得更大。
对于在该压缩反作用力的影响下发动机转速增加转矩的增加，如果发动机转速越高，则旋转惯性越高，从而几乎可以忽略压缩反作用力。然而，随着发动机转速变低，旋转惯性变小，不再能够忽略压缩反作用力。
在该压缩反作用力的影响下发动机转速增加转矩的增加变得更大的低发动机转速区域中，为了应对发动机转速增加转矩的增加部分，需要增加第一离合器的转矩容量。对应于该增加部分，可以将能够经由第二离合器分配到驱动轮侧的电动马达转矩变得更小。例如，与踩下加速踏板相对应地，在从EV→HEV模式的模式切换的情况下起动发动机会使得驱动转矩减小，从而发生不良加速，而这是不希望的。
为了解决该问题，人们提出了减小第一离合器的转矩容量的方案。然而，在这些情况下，由于启动转矩不足，发动机起动时间变得更长，并且发动机起动时间的变化导致加速感觉不稳定。这是不希望的。
本发明的目的是基于可以避免上述问题的观点，作为实施例提供一种混合动力车辆的发动机起动控制设备，其是将起动发动机时的发动机转速快速增加到可以忽略由于压缩反作用力的影响而产生的发动机转速增加转矩的增加的高发动机转速区域。
解决该问题的手段
为了实现上述目的，本发明的混合动力车辆的发动机起动控制设备具有以下配置。首先，应当作为前提说明混合动力车辆。混合动力车辆具有作为动力源的发动机和电动马达；在发动机和电动马达之间具有能够改变传递转矩容量的第一离合器，在电动马达和驱动轮之间具有能够改变传递转矩容量的第二离合器；对于所述混合动力车辆，能够通过在关闭发动机以释放第一离合器的同时使第二离合器接合来选择仅使用来自电动马达的动力的电动行驶模式，并且能够通过使第一离合器和第二离合器两者都进行接合来选择使用来自发动机和电动马达的动力的混合行驶模式。
在本发明的发动机起动控制设备中，针对这种混合动力车辆布置以下发动机起动用第一离合器接合控制部件。发动机起动用第一离合器接合控制部件如下工作：当进行从所述电动行驶模式到混合行驶模式的模式切换时，在发动机随着第一离合器的逐渐接合而起动的情况下，增加第一离合器的转矩容量以使得发动机转速变高，并且从发动机转速达到规定转速时起减小第一离合器的转矩容量。
发明的效果
根据本发明中的混合动力车辆的发动机起动控制设备，在进行从电动行驶模式到混合行驶模式的模式切换时，发动机由于第一离合器的逐渐接合而起动的情况下，增加第一离合器的转矩容量，使得发动机转速增加；然后，当发动机转速达到规定转速时，减小第一离合器的转矩容量；其结果是，当发动机起动时，转速可以快速增加，并且能够增加到可以忽略发动机的压缩反作用力的影响的高速区域。
因此，能够快速通过发动机转速增加转矩由于发动机的压缩反作用力的影响而变得特别明显的低发动机转速区域，并且不需要增加第一离合器的转矩容量，来应对发动机转速增加转矩的增加。因此，使能够经由第二离合器分配到驱动轮侧的电动马达转矩不减小，并且能够避免在从电动行驶模式向混合行驶模式切换期间起动发动机的情况下，由于驱动转矩的减小而导致的不良加速的问题。
另外，通过在起动发动机时第一离合器的转矩容量的增加，发动机转速可以快速增加到不受上述压缩反作用力的影响的高速区域。其结果是，能够避免由于启动转矩不足而增加发动机起动时间的问题和由于发动机起动时间的变化而使加速感觉不稳定的问题。
附图说明
图1是示出可以采用本发明的发动机起动控制设备的混合动力车辆的动力系的示例的示意性平面图。
图2是示出图1所示的动力系的控制系统的框图。
图3是示出图2所示的控制系统中的综合控制系统的功能的框图。
图4是示出由图3所示的综合控制系统进行的本发明的一个实施例中的包括发动机起动控制的动力系控制的主例程的流程图。
图5是示出与混合动力车辆的目标驱动模式相关的状态的变化的图。
图6是示出显示与混合动力车辆的目标行驶模式相关的运算的示例的状态的变化的图。
图7示出了计算混合动力车辆的目标马达转速的主要点。(a)是示出与计算目标马达转速的处理相关的部分的功能的框图。(b)是示出本发明的一个实施例中的进行发动机起动控制时的目标马达转速的时序变化的时序图。(c)是示出不进行本发明的一个实施例的发动机起动控制时的目标马达转速的时序变化的时序图。
图8是示出本发明的一个实施例中的进行发动机起动控制时的与计算目标第一离合器转矩容量的处理相关的功能的框图。
图9是示出与计算目标第一离合器转矩容量的处理相关的变形例中的与图8中的功能相同的功能的框图。
图10是示出本发明的一个实施例中的在执行发动机起动控制时进行的第一离合器转矩容量的增加判断处理的流程图。
图11是示出在图9所示的计算目标第一离合器转矩容量时进行的计算目标发动机转速的处理的流程图。
图12是本发明的一个实施例中的发动机起动控制的操作时序图。
图13是仅示出图2所示的操作时序图的主要部分的时序图。
图14是示出现有技术中的传统发动机起动控制的操作时序图。
附图标记的说明
1 发动机(动力源)
2 驱动轮(后轮)
3 自动变速器
4 马达发电机轴
5 马达发电机(动力源：电动马达)
6 第一离合器
7 第二离合器
8 差动齿轮单元
9 电池
10 逆变器
11 发动机转速传感器
12 马达发电机转速传感器
13 变速器输入转速传感器
14 变速器输出转速传感器
15 加速踏板开度传感器
16 电池蓄电状态传感器
17 离合器冲程传感器
20 综合控制器
21 发动机控制器
22 马达发电机控制器
31 目标驱动转矩计算部
32 车速计算部
33 目标行驶模式计算部
34 目标输入转速计算部
35 目标输入转矩计算部
36 目标发动机转矩/目标马达转矩计算部
37 目标第一离合器转矩容量计算部(发动机起动用第一离合器接合控制部件)
38 目标第二离合器转矩容量计算部
41 基本目标第一离合器转矩容量计算部
42 冲程→转矩特性转换部
43 第一离合器冲程标准响应
44 转矩→冲程→转矩特性转换部
45 标准初始转矩生成部
46 反馈(F/B)补偿器
51 目标发动机转速生成部
具体实施方式
下面，参考附图说明本发明的实施例。
实施例1
<可以采用本发明的混合动力车辆>
图1是示出可以采用本发明的发动机起动控制设备的混合动力车辆的动力系的示例的图。
该混合动力车辆以前发动机/后轮驱动车辆(后轮驱动车辆)作为基本车辆，然后将其转换为混合动力车辆。这里，附图标记1表示作为第一动力源的发动机，附图标记2表示驱动轮(后轮)。
在图1所示的混合动力车辆的动力系中，正如在传统后轮驱动车辆中一样，在车辆的纵向方向上在发动机1后面一前一后布置自动变速器3。
马达发电机5耦合到轴4，轴4将来自发动机1(曲柄轴1a)的旋转传输到自动变速器3的输入轴3a。
在图1所示的混合动力车辆中，使用马达发电机5作为第二动力源。马达发电机5可以作为电动马达(电动机)或者发电机(电力生成器)工作，并且马达发电机构成并布置在发动机1和自动变速器3之间。
更具体地，第一离合器6包括在马达发电机5和发动机1之间，或者更具体地，在轴4和发动机曲柄轴1a之间。该第一离合器6工作，使得发动机1和马达发电机5可以彼此接合或者从彼此脱离。
第一离合器6可以对传递转矩容量进行连续或有级改变。例如，第一离合器是湿式多片离合器，其通过比例螺线管对离合器液压流体流速和离合器液压压力进行连续或有级控制，使得可以改变传递转矩容量。
第二离合器7包括在马达发电机5和驱动轮(后轮)2之间。通过第二离合器7，马达发电机5和驱动轮(后轮)2可以彼此接合或者从彼此脱离。
正如第一离合器6一样，第二离合器7也可以连续或有级地改变传递转矩容量，并且第二离合器也可以是湿式多片离合器，其通过比例螺线管对离合器液压流体流速和离合器液压压力进行连续或有级控制，使得可以改变传递转矩容量。
自动变速器3可以是任意公知类型的。通过选择性地使多个齿轮变速摩擦元件(离合器或制动器等)接合或者脱离，通过这些齿轮变速摩擦元件的接合/脱离的组合，来确定变速系链(变速级)。
因此，自动变速器3以与选择的齿轮变速级相对应的齿轮比，对从输入轴3a到输出轴3b的转速进行改变。
由差动齿轮单元8向左/右后轮2分配并传输该输出旋转，用于车辆的运行。
但是，因为自动变速器也可以是无级变速器，因此自动变速器3不限于上述有级式的。
然而，如图1所示，代替新布置的专用离合器，可以由自动变速器3中的已有齿轮变速摩擦元件构成可以使马达发电机5和驱动轮2接合/脱离的第二离合器7。
在这种情况下，在第二离合器7接合时，显示前述齿轮变速级选择功能(变速功能)，并且将自动变速器3设置为动力传输状态。另外，通过第一离合器6的脱离和接合两者，可以显示稍后要说明的模式选择功能，因为不需要具有专用第二离合器，因此可以显著降低成本。
然而，第二离合器7也可以是新布置的专用离合器。在这种情况下，可以在自动变速器3的输入轴3a和马达发电机轴4之间构成并布置第二离合器7，或者在自动变速器3的输出轴3b和后轮驱动系统之间构成并布置第二离合器。
对于上述图1所示的混合动力车辆的动力系，当需要如在包括从停止状态起动的情况的低负载/低车速下采用的电动行驶(EV)模式时，使第一离合器6脱离，并且在使第二离合器7接合时，自动变速器3处于动力传输状态。另外，在自动变速器3中的齿轮变速摩擦元件中，第二离合器7由在当前齿轮变速级中应当接合的齿轮变速摩擦元件构成，并且第二离合器与选择的每个齿轮变速级相对应地改变。
当在这种状态下接通马达发电机5时，仅来自马达发电机5的输出旋转到达变速器的输入轴3a，自动变速器3与选择的齿轮变速级相对应地针对到输入轴3a的旋转进行齿轮变速，并且从变速器的输出轴3b输出进行了齿轮变速的旋转。
然后，经由差动齿轮单元8将来自变速器的输出轴3b的旋转传输到后轮2，并且车辆可以在仅使用马达发电机5的电动行驶(EV)模式下运行。
当需要如在高速驱动或高负载驱动状态等下采用的混合行驶(HEV)模式时，在自动变速器3处于相应的齿轮变速级选择状态(动力传输状态)下，通过将第二离合器7接合，使第一离合器6也接合。
在这种状态下，来自发动机1的输出旋转和来自马达发电机5的输出旋转两者到达变速器的输入轴3a，自动变速器3对到输入轴3a的旋转进行与选择的齿轮变速级相对应的齿轮变速，并且从变速器的输出轴3b输出旋转。
然后，来自变速器的输出轴3b的旋转经由差动齿轮单元8到达后轮2，并且车辆可以在使用发动机1和马达发电机5两者的混合行驶(HEV)模式下运行。
在以HEV模式进行驱动的过程中，发动机1以最佳油耗运行并且能量变得过量的情况下，因为马达发电机5由于过量的能量而作为发电机工作，因此将过量的能量转换为电力，累积生成的电力，用于驱动马达发电机5的马达，从而能够改善发动机1的油耗。
由如图2所示的系统来控制形成图1所示的混合动力车辆的动力系的发动机1、马达发电机5、第一离合器6和第二离合器7。
图2所示的控制系统具有对动力系的工作点进行综合控制的综合控制器20，动力系的工作点由目标发动机转矩tTe、目标马达发电机转矩tTm、目标马达发电机转速tNm、第一离合器6的目标传递转矩容量tTc1和第二离合器7的目标传递转矩容量tTc2定义。
对于综合控制器20，为了确定上述动力系的工作点，分别输入以下信号：来自用于检测发动机转速Ne的发动机转速传感器11的信号，来自用于检测马达发电机转速Nm的马达发电机转速传感器12的信号，来自用于检测变速器输入转速Ni的输入转速传感器13的信号，来自用于检测变速器输出转速No的输出转速传感器14的信号，来自用于检测表示车辆的要求负载的加速踏板踩入量(加速踏板开度APO)的加速踏板开度传感器15的信号，来自用于检测存储用于马达发电机5的电力的电池9的蓄电状态SOC(可以输出的电力)的蓄电状态传感器16的信号，以及来自用于检测第一离合器6的冲程St的离合器冲程传感器17的信号。
此外，在上述传感器中，可以如图1所示分别布置发动机转速传感器11、马达发电机转速传感器12、输入转速传感器13、输出转速传感器14和离合器冲程传感器17。
根据上述输入信息中的加速踏板开度APO、电池蓄电状态SOC和变速器输出转速No(车速VSP)，综合控制器20选择可以实现驾驶者希望的车辆的驱动转矩的工作模式(EV模式或者HEV模式)，并且同时，综合控制器分别计算目标发动机转矩tTe、目标马达发电机转矩tTm、目标马达发电机转速tNm、目标第一离合器传递转矩容量tTc1和目标第二离合器传递转矩容量tTc2。
向发动机控制器21发送目标发动机转矩tTe，并且向马达发电机控制器22发送目标马达发电机转矩tTm和目标马达发电机转速tNm。
发动机控制器21控制发动机1，使得发动机转矩Te变为目标发动机转矩tTe，并且马达发电机控制器22经由电池9和逆变器10控制马达发电机5，使得马达发电机5的转矩Tm和转速Nm分别变为目标马达发电机转矩tTm和目标马达发电机转速tNm。
综合控制器20单独控制第一离合器6和第二离合器7的接合力，使得分别向第一离合器6和第二离合器7的接合控制螺线管(在图中未示出)馈送与目标第一离合器传递转矩容量tTc1和目标第二离合器传递转矩容量tTc2相对应的螺线管电流，并且使得第一离合器6的传递转矩容量Tc1变得与目标传递转矩容量tTc1一致，并且第二离合器7的传递转矩容量Tc2变得与目标第二离合器传递转矩容量tTc2一致。
<实施例的发动机起动控制>
如示出功能的图3的框图所示，综合控制器20进行上述工作模式(EV模式和HEV模式)的选择、目标发动机转矩tTe、目标马达发电机转矩tTm、目标马达发电机转速tNm、目标第一离合器传递转矩容量tTc1和目标第二离合器传递转矩容量tTc2的计算以及根据图4所示的控制程序执行作为本发明的目的的发动机起动的控制。
如图4所示，首先，在步骤S01中，接收来自发动机控制器21和马达发电机控制器22的数据，在接下来的步骤S02中，读取各个传感器11至17的检测值。
然后，在步骤S03(目标驱动转矩计算部31)中，根据用车速计算部32计算出的车速VSP和加速踏板开度APO(制动操作中的制动操控力)，使用规定目标驱动转矩映射，计算驾驶者在驱动操作中所需的目标驱动转矩。
在接下来的步骤S04(目标行驶模式运算部33)中，基于上述目标驱动转矩、电池蓄电率SOC、加速踏板开度APO、车速VSP等车辆驱动状态，使用规定的目标行驶模式区域映射，运算作为目标的行驶模式。
如图5所示，对于行驶模式而言，除了上述电动行驶(EV)模式和混合行驶(HEV)模式之外，在电动行驶(EV)模式和混合行驶(HEV)模式之间的切换过渡时间段中设置过渡行驶(WSC)模式。
如图5所示，在电动行驶(EV)模式中，发动机1保持在关闭状态，同时使第一离合器6(CL1)脱离，第二离合器7接合，或者通过滑移接合将自动变速器3设置在相应的齿轮变速级选择状态(动力传输状态)；仅向后轮2传输从马达发电机5输出的通过自动变速器3进行齿轮变速之后的旋转。
如图5所示，类似地，在混合行驶(HEV)模式中，在通过第二离合器7(CL2)的接合使自动变速器3保持在相应的齿轮变速级选择状态(动力传输状态)的同时，使第一离合器6(CL1)也接合，并且自动变速器3对在起动状态下从发动机1输出的旋转和在转矩控制下从马达发电机5输出的旋转两者进行齿轮变速，然后将两者传输到后轮2。
如图5所示的过渡行驶(WSC)模式所示，当进行从混合行驶(HEV)模式到电动行驶(EV)模式的模式切换时，第二离合器7(CL2)从全接合状态改变为滑移接合状态，一边对马达发电机5进行转速控制，一边使第一离合器6(CL6)脱离，同时发动机1关闭，从而到电动行驶(EV)模式的切换结束。
当进行从电动行驶(EV)模式到混合行驶(HEV)模式的切换时，如图5中的过渡行驶(WSC)模式所指示的，通过第二离合器7(CL2)的滑移接合使自动变速器3按原样保持相应的齿轮变速级选择状态(动力传输状态)，通过第一离合器6(CL1)的接合控制和马达发电机5的转速控制使发动机1起动到起动状态，从而到混合行驶(HEV)模式的切换结束。
在该实施例中，如稍后要详细说明的，在进行EV→HEV的模式切换的情况下，进行发动机1的起动。
在步骤S05中，对应于发动机起动时的第一离合器6(CL1)和第二离合器7(CL2)的状态，如图6所示，例如通过选择马达发电机5的马达控制模式和发动机1的起动定时来进行过渡行驶模式运算。
作为过渡行驶模式，与第一离合器6(CL1)和第二离合器7(CL2)的滑移状态以及发动机1的完全点火状态相对应地切换每个设备的状态，并管理驱动状态。
如图7(a)所示，在步骤S06(目标输入转速计算部34)中，与在步骤S05中确定的驱动状态和马达控制状态相对应地，计算目标输入转速(目标马达转速tNm)。
也就是说，将输出轴转速No的输入轴转换值与通过用滤波器f1(u)对离合器滑移转速进行处理而获得的值和与第一离合器(CL1)的转矩容量相对应的转速、即通过用滤波器f2(u)对第一离合器(CL1)的转矩容量进行处理而获得的值相加，并且将这三个值的和作为目标输入转速(目标马达转速tNm)。
这里，滤波器f1(u)如下工作：在第一离合器6接合的同时进行发动机启动(图6所示的过渡状态2304)的情况下，按原样保持通过用滤波器f1(u)对离合器滑移转速进行处理而获得的值作为离合器滑移转速，从而使得第二离合器7能够滑移；
在完成点火使得发动机可以进行独立操作，并且使第二离合器7的滑移收敛的图6所示的过渡状态5302下，设置通过用滤波器f1(u)对离合器滑移转速进行处理而获得的值，使得第二离合器7的滑移收敛。
此外，对于第二离合器7的滑移收敛，在考虑离合器鲁棒性的基础上，当然，优选适当地设置目标输入转速(目标马达转速tNm)，以确保滑移转速的角加速度缓慢改变。
另外，滤波器f2(u)用于确定如图7(b)中的虚线所指示的、使目标输入转速(目标马达转速tNm)与第一离合器(CL1)的转矩容量的增加(发动机转速Ne的增加)相应地增加的转速，并且该滤波器具有以下传递函数，该传递函数使用与转速控制系统的时间常数相同的时间常数τ。
f2(u)=K.s/(τ.s+1)
在这方面，不进行由图7(b)中的虚线指示的转速增加。取而代之的是，将目标输入转速(目标马达转速tNm)设置为由图7(c)中的虚线指示的转速，从而如图7(c)中的实线所指示的，马达转速Nm临时降低。
马达转速Nm的这种临时降低导致针对第一离合器6的马达转矩增加，并且对应于该增加，在滑移期间针对第二离合器7的马达转矩降低。其结果是，发生第二离合器7的快速接合，并且产生冲击。
然而，在本实施例中，如图7(b)中的虚线所指示的，使目标输入转速(目标马达转速tNm)仅增加第一离合器(CL1)的转矩容量的增加(发动机转速Ne的增加)中的、滤波器f2(u)的滤波处理值的部分，从而如图7(b)中的实线所指示的，马达转速Nm保持不变，而没有临时降低。其结果是，能够避免由于马达转速Nm的临时降低而导致针对第一离合器6的马达转矩增加，从而不会由于针对第二离合器7的马达转矩降低而导致滑移状态下的第二离合器7快速接合并且产生冲击。
在步骤S07(目标输入转矩计算部35)中，在考虑各种类型的设备的保护的同时，计算用于实现在步骤S03(目标驱动转矩计算部31)中求出的目标驱动转矩的目标输入转矩。
在步骤S08(目标发动机转矩/目标马达转矩计算部36)中，在考虑在步骤S07中计算出的目标输入转矩和对马达发电机5的发电要求的同时，确定对发动机1和马达发电机5的转矩分配；基于该分配，计算目标发动机转矩tTe和目标马达转矩tTm。
步骤S09(目标第一离合器转矩容量计算部37)相当于本发明中的发动机起动用第一离合器接合控制部件，如图8或图9所示，对应于在步骤S05中确定的车辆驱动状态和发动机转速，计算目标第一离合器传递转矩容量tTc1。
图8和图9所示的计算示例是由活塞冲程控制干式离合器的膜片弹簧时的例子，图8和图9示出了用于实现第一离合器6的转矩容量的系统和补偿器。
在基本目标第一离合器转矩容量计算部41中，基于第一离合器6(CL1)的控制模式、加速踏板开度(APO)(要求负载)和车速VSP，计算基本目标第一离合器转矩容量。
在图8所示的计算示例中，当通过冲程→转矩特性转换部42、第一离合器冲程标准响应43、转矩→冲程→转矩特性转换部44、标准初始转矩生成部45和反馈(F/B)补偿器46来实现上述基本目标第一离合器转矩容量时，求出实现由标准初始转矩生成部45生成的标准初始转矩所需的反馈(F/B)补偿量。
在图9所示的计算示例中，当通过冲程→转矩特性转换部42、第一离合器冲程标准响应43、转矩→冲程→转矩特性转换部44、目标发动机转速生成部51和反馈(F/B)补偿器46来实现上述基本目标第一离合器转矩容量时，求出实现由目标发动机转速生成部51生成的目标发动机转速所需的反馈(F/B)补偿量。
在图8和图9两者所示的计算操作中，加法器47将如上所述求出的来自反馈(F/B)补偿器46的反馈(F/B)补偿量，与来自基本目标第一离合器转矩容量计算部41的基本目标第一离合器转矩容量相加，以求出校正后的基本目标第一离合器转矩容量。
根据发动机转速Ne、第二离合器7(CL2)的滑移转速、马达发电机5的马达转矩上限和马达转矩以及基本目标第一离合器转矩容量，第一离合器相加转矩容量计算部48求出排除发动机起动时EV→HEV模式切换所用的启动压缩反作用力的影响所需的第一离合器6的相加转矩容量。
作为对这种压缩反作用力的影响的说明，压缩反作用力使在启动期间增加发动机的转速所需的发动机转速增加转矩增加，并且发动机转速越高旋转惯性越大，因此几乎可以忽略发动机转速增加转矩的增加，然而，在发动机转速仍然低的时间段期间，旋转惯性小，不能忽略发动机转速增加转矩的增加。
在这种压缩反作用力的影响下、发动机转速增加转矩的增加大的低发动机转速区域中，如图14所示的α1所指示的，第一离合器6的转矩容量tTc1与发动机转速增加转矩的增加部分相对应地增加，因此，虽然如可以从Ne(当tTc1增大时)的实线所指示的随着时间的变化看到的，发动机起动时间变短，并且起动响应良好，但是与转矩容量tTc1的增加部分相对应地，可以经由第二离合器7向驱动轮2侧分配的马达转矩减小了，该减小对应于同一图14所示的α1，例如，在与加速踏板的踩入相应地从EV→HEV的模式切换的情况下起动发动机，会导致驱动转矩减小并发生不良加速，如可以从图14所示的α2表示的输出转速No随着时间的变化看到的那样。
图14中的α1所指示的，如果为了解决该问题而没有增大目标第一离合器传递转矩容量tTc1，则如从Ne(当tTc1不增大时)的虚线所指示的随着时间的变化可以看到的，由于启动转矩不足，发动机起动时间变得更长，由于发动机起动时间的该变化，加速感觉变得不稳定。这是不希望的。
根据本实施例，为了解决上述问题，在发动机旋转并且由于发动机起动时的压缩反作用力而不能忽略上述影响的情况下，将启动期间的发动机转速快速增大到能够忽略由于压缩反作用力的影响而产生的发动机转速增加转矩的增加的高发动机转速区域。
由图8和9所示的第一离合器相加转矩容量计算部48求出的第一离合器6的相加转矩容量用于实现上述目的，加法器49将该第一离合器相加转矩容量与上述校正后的基本目标第一离合器转矩容量相加，并且将两个容量的和作为目标第一离合器传递转矩容量tTc1，以便于在发动机起动时对第一离合器6进行接合力控制。
也就是说，在本实施例中，在从EV→HEV模式切换时起动发动机期间，对应于发动机转速Ne的状态等来决定应当使发动机1的启动优先还是使驱动转矩优先；对应于该结果，控制目标第一离合器传递转矩容量tTc1，并且用于在起动发动机时控制第一离合器6的接合容量。
当使发动机1的启动优先时，为了排除上述压缩反作用力的影响并且使启动期间的发动机转速快速增加到能够忽略由于压缩反作用力的影响而产生的发动机转速增加转矩的增加的高发动机转速区域，求出所需要的第一离合器相加转矩容量，并且将其与校正后的基本目标第一离合器转矩容量相加，以这种方式进行第一离合器转矩容量增大处理。
如图10所示进行关于是否应当进行所述的第一离合器容量增大处理的判断。
首先，在步骤S21中，检查发动机转速Ne是否为用于判断上述高发动机转速区域的设定值以上，并且还检查增加第一离合器转矩容量的时间是否为设定时间以上，即使在进行第一离合器的转矩容量增加处理的情况下，超过了该时间也是无意义的。
在发动机转速Ne为上述设定值以上，或者增加第一离合器转矩容量的时间为上述设定时间以上的情况下，不需要增加第一离合器转矩容量，从而步骤S22中的第一离合器容量的增加判断的结果为“关闭(OFF)”。
在步骤S21中，在作出了发动机转速Ne在增加第一离合器转矩容量的时间在设定时间内的时间段期间比设定值低的判断的情况下，在步骤S23中，检查第一离合器容量的增加判断的结果是否变为“开启(ON)”。
如果第一离合器转矩容量的增加判断的结果不是ON，则在步骤S24中，进行第一离合器6(CL1)的标准冲程是否正好在转矩增加开始位置之前的判断。如果判断结果为“是”，则在步骤S25中，将第一离合器转矩容量的增加判断的结果转变为ON；如果第一离合器6(CL1)的标准冲程达到了转矩增加开始位置，则在步骤S26中，将第一离合器转矩容量增加的判断结果转变为OFF。
在步骤S23中，当第一离合器转矩容量的增加判断的结果变为ON时，在步骤S27中，检查马达发电机5的马达控制模式是否是转速控制模式，如果马达发电机处于转矩控制模式，而不是转速控制模式，则在步骤S28中，将第一离合器容量的增加判断按原样保持在前一轮的值。
当在步骤S27中作出了马达控制模式是转速控制模式的判断时，在步骤S29中，检查第二离合器7的滑移转速是否在设定值以上，并且检查通过从马达上限转矩中减去马达转矩而获得的马达转矩裕量是否在设定值以上。
在步骤S29中，当作出了第二离合器7的滑移转速在设定值以上，并且通过从马达上限转矩中减去马达转矩而获得的马达转矩裕量在设定值以上的判断时，控制按原样结束，并且第一离合器转矩容量的增加判断继续为ON。
在步骤S29中，当作出了第二离合器7的滑移转速低于设定值，或者通过从马达上限转矩中减去马达转矩而获得的马达转矩裕量低于设定值的判断时，在步骤S30中，将第一离合器转矩容量增加判断设置为OFF。
作为第一离合器6的控制系统，为了抑制发动机起动时间的变化，使用发动机转速Ne来校正转矩指令。
对应于目标第一离合器传递转矩容量tTc1，计算用于增加发动机转速的转矩或转速分布（プロフィール）。
在计算方法中，可以使用考虑了摩擦/粘度和发动机的惯性运动的模型，并且可以考虑采用预定映射或其他方案的情况。
然而，当在该计算中采用压缩反作用力那样的非线性转矩时，因为标准惯性转矩或目标转速急剧改变，因此指令值可能相应地急剧改变。因此，用于减小压缩反作用力的影响的指令反映在计算液压压力指令时采用的目标转矩中。然而，不在用于确定用于增加发动机转速的转矩或者转速分布的目标转矩中，反映用于减小压缩反作用力的影响的指令。
如图11所示，在图9所示的计算示例中，计算由目标发动机转速生成部51生成的目标发动机转速，以变为正常发动机转速增加转矩(惯性转矩)的分布；在第二离合器7的滑移接合时可能发生冲击的情况下进行计算，以变为发动机转速转矩(惯性转矩)低于正常情况的分布。
也就是说，在步骤S41中，当作出发动机转速Ne在不受压缩反作用力的影响的规定值以上的高转速区域中的判断时，在步骤S42中，对应于正常压缩反作用力，将目标发动机转速计算结果设置为“1”。
在步骤S41中，当作出发动机转速Ne在压缩反作用力的影响下的低于规定值的低转速区域中的判断时，在步骤S43中，通过判断发动机关闭时间是否比规定值短，来检查发动机关闭位置是否处于具有高压缩反作用力的关闭位置。如果作出了发动机关闭位置处于高压缩反作用力的判断，则在步骤S44中，对应于高于正常情况的压缩反作用力，将目标发动机转速的计算结果设置为“2”。
在步骤S43中，当作出发动机关闭时间比规定值长(具有正常压缩反作用力的发动机关闭位置)的判断时，在步骤S45中，检查第一离合器6的标准冲程是否比转矩增加开始位置短，并且还检查第一离合器转矩容量增加的判断结果是否为OFF。
如果第一离合器6的标准冲程比转矩增加开始位置短，并且第一离合器转矩容量增加的判断结果为OFF，则压缩反作用力变得更高，从而在步骤S44中，对应于比正常情况高的压缩反作用力，将目标发动机转速的计算结果设置为“2”。
当第一离合器6的标准冲程比转矩增加开始位置长时，或者当第一离合器转矩容量的判断结果为ON时，压缩反作用力不会变得更高，从而在步骤S46中，对应于正常压缩反作用力，将目标发动机转速的计算结果设置为“1”。
此外，如图10所示，在判断出由于发动机1的完全点火而进行了自立操作的情况下，第一离合器转矩容量增加的判断结果为OFF。因此，目标第一离合器传递转矩容量tTc1由于该增加的停止而减小。
在这种情况下，对应于加速踏板开度APO(要求的负载)和车速VSP，求出目标第一离合器传递转矩容量tTc1。
如图4所示，在步骤S10(图3中的目标第二离合器转矩容量计算部38)中，对应于在步骤S05中确定的过渡行驶模式、第二离合器7的状态和滑移转速，计算目标第二离合器传递转矩容量tTc2。
在步骤S11中，如图3所示，分别将上面产生的各个计算结果tTe、tTm、tNm、tTc1和tTc2发送到各个控制器。
<实施例的效果>
在上述实施例中的混合动力车辆的发动机起动控制设备中，当进行从EV→HEV的模式切换，并且发动机由于第一离合器6的逐渐接合而起动时，如图12中的β1所指示，第一离合器6的转矩容量tTc1增大，使得发动机转速Ne在规定时间内增加到能够忽略发动机的压缩反作用力的影响的高速区域，然后，当发动机转速达到上述高速区域时，如图12中的β2所指示，使目标第一离合器6传递转矩容量tTc1减小。
因此，如图12所示，在起动发动机时，由于如上面所说明那样目标第一离合器传递转矩容量tTc1的增大，从而如由Ne(当tTc1增加时)的实线指示的时序变化可以看到的，该发动机的转速Ne在规定时间内(快速)增加到能够忽略发动机的压缩反作用力的影响的高速区域。
因此，因为转速快速增加到能够忽略发动机1的压缩反作用力的影响下的发动机转速增加转矩的区域，因此能够快速通过低发动机转速区域。
其结果是，不需要对应于上述发动机转速增加转矩的增加而增大第一离合器6的转矩容量。
因此，马达转矩中可以经由第二离合器7向驱动轮2侧分配的部分没有减小，因此能够避免当在从EV模式到HEV模式的切换的情况下起动发动机时，由驱动转矩的减小导致的不良加速的问题。
这可以从由图12中的β3指示的变速器输出转速No中的平滑时序增大变化清楚地看到。
此外，在本实施例中，虽然如图12中的β1所指示那样使第一离合器6的转矩容量tTc1增大，但是时间仅仅是在发动机开始起动的瞬间，因为该时间仅用于针对目标第一离合器传递转矩容量tTc1的增加β1，使发动机转速Ne在起动时的规定时间内(高速)增加到上述高速区域。
因此，图13中的ΔtTc1指示了在驱动车轮时可以使用的转矩的时间；也就是说，由于第一离合器传递转矩容量tTc1的增加β1而减小的第一离合器传递转矩容量tTc1和马达转矩上限之间的转矩差也仅是在发动机起动时的瞬间出现。
其结果是，第一离合器传递转矩容量tTc1的增加β1不会导致不良加速，如从图12和13所示的β3所指示的变速器输出转速No的时序增加的平滑变化可以看到的，能够在进行从EV模式到HEV模式的切换时进行平滑加速。
此外，在起动发动机时，通过第一离合器6的转矩容量的增加，发动机转速Ne在规定时间内(快速)增加到上述不受压缩反作用力的影响的高速区域。因此，能够避免以下问题：如图12中的Ne(当tTc1不增加时)的虚线所指示的、由于启动转矩不足而导致的发动机转速Ne的缓慢增加；较长的发动机起动时间；以及由于发动机起动时间的变化而产生的不稳定加速感觉。
另外，在本实施例中，虽然减小上述压缩反作用力的影响的指令反映在计算液压压力指令时采用的目标转矩中，但是该指令还是没有反映在用于确定用于增加发动机转速的转矩或者转速分布的目标转矩中。
因此，能够抑制发动机转速Ne的停滞和角加速度的快速改变，同时，能够从关闭状态开始平滑地增加发动机转速Ne。
另外，在本实施例中，与液压压力的状态和第一离合器6的冲程相应地开始增加用于减小上述压缩反作用力的影响的第一离合器传递转矩容量tTc1。因此，能够在适当的时间增加第一离合器传递转矩容量tTc1，并且能够更明显地显示上述效果。
另外，在本实施例中，作为在减小上述压缩反作用力的影响的情况下继续增加第一离合器传递转矩容量tTc1的条件，除了发动机转速Ne的增加之外，还将第二离合器7的滑移转速在设定值以上的因素取作第一离合器转矩容量继续增加的条件，因此，即使当采用启动优先时，在第一离合器传递转矩容量tTc1中存在偏差时，仍然能够防止第二离合器7的滑移量减小，并且能够防止由于第二离合器7的接合而产生的冲击。
另外，在本实施例中，作为在减小上述压缩反作用力的影响的情况下继续增加第一离合器传递转矩容量tTc1的条件，除了发动机转速Ne的增加之外，还将以下因素取作继续增加第一离合器转矩容量的条件：通过从第二离合器7滑移时的马达转矩上限值中减去马达转矩而获得的马达转矩裕量在规定值以上，因此，即使当采用启动优先时，在第一离合器传递转矩容量tTc1中存在偏差时，仍然能够防止第二离合器7的滑移量减小，并且能够防止由于第二离合器7的接合而产生的冲击。
另外，在本实施例中，作为在减小上述压缩反作用力的影响的情况下继续增加第一离合器传递转矩容量tTc1的条件，除了发动机转速Ne的增加之外，还将以下因素取作继续增加第一离合器转矩容量的条件：从第一离合器6开始接合起的时间在规定时间内，因此，即使当采用启动优先时，在第一离合器传递转矩容量tTc1中存在偏差时，仍然能够防止第二离合器7的滑移量减小，并且能够防止由于第二离合器7的接合而产生的冲击。
另外，在本实施例中，在不能将第一离合器6的转矩容量tTc1增加至能够获得规定的发动机转速的情况下，对用于增加发动机转速的转矩或者转速分布进行切换，因此，当以规定分布增加发动机转速Ne，并且马达转矩由于压缩反作用力而变得不足时，通过对用于增加发动机转速的转矩或者转速分布进行切换，能够防止由第一离合器传递转矩容量tTc1的增加引起的第二离合器7的接合冲击。
另外，在本实施例中，当增加第一离合器传递转矩容量tTc1，使得发动机转速在规定时间内增加到能够忽略压缩反作用力的影响的高速区域时，由于发动机停止位置不稳定，或者是由于从发动机停止开始起的时间短，存在压缩反作用力的明显影响，并且马达转矩不足，在这种情况下，对用于增加发动机转速的转矩或者转速分布进行切换，因此，当发动机转速Ne以规定分布增加，并且马达转矩由于压缩反作用力而不足时，通过对用于增加发动机转速的转矩或者转速分布进行切换，能够防止由第一离合器传递转矩容量tTc1的增加引起的第二离合器7的接合冲击。
另外，在本实施例中，在能够忽略压缩反作用力的影响的高发动机转速区域中，对应于加速踏板开度APO(要求负载)和车速VSP，求出第一离合器6的传递转矩容量tTc1，因此，马达转矩的分配对应于驾驶者的驱动操作而改变，并且能够实现平滑加速。
另外，在本实施例中，当通过第一离合器6的逐渐接合起动发动机时，对应于第一离合器传递转矩容量tTc1的增加，确定马达转速，因此，在启动时，能够以前馈方式增加马达转矩，以防止输入转速跌落，由此能够防止由第二离合器7的接合导致的冲击。

Claims (11)

1.一种混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，所述混合动力车辆具有作为动力源的发动机和电动马达，在发动机和电动马达之间具有能够改变传递转矩容量的第一离合器，在电动马达和驱动轮之间具有能够改变传递转矩容量的第二离合器，对于所述混合动力车辆，能够通过在关闭发动机以释放第一离合器的同时使第二离合器接合来选择仅使用来自电动马达的动力的电动行驶模式；并且能够通过使第一离合器和第二离合器两者都进行接合来选择使用来自发动机和电动马达的动力的混合行驶模式，该混合动力车辆的发动机起动控制设备的特征在于，
具有如下工作的发动机起动用第一离合器接合控制部件：当进行从电动行驶模式到混合行驶模式的模式切换时，在发动机随着第一离合器的逐渐接合而起动的情况下，增加所述第一离合器的转矩容量以使得发动机转速增加，并且从发动机转速达到规定转速的时刻开始减小所述第一离合器的转矩容量。
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设备，其中，
所述发动机起动用第一离合器接合控制部件如下工作：在起动所述发动机的情况下，增加所述第一离合器的转矩容量，以使得发动机转速在规定时间内增加到能够忽略发动机的压缩反作用力的影响的高速区域，并且从发动机转速达到所述高速区域的时刻开始减小所述第一离合器的转矩容量。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
用于降低所述压缩反作用力的影响的指令反映在计算液压压力指令时采用的目标转矩中，然而，该用于降低所述压缩反作用力的影响的指令不反映在用于确定用于增加发动机转速的转矩或者转速分布的目标转矩中。
4.根据权利要求2所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
对应于第一离合器的液压压力或者冲程的状态，来开始用于校正所述压缩反作用力的影响的第一离合器的转矩容量的增加。
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设备，其中，
除了发动机转速的增加之外，还将第二离合器的滑移转速为规定值以上的因素，作为继续增加第一离合器转矩容量的条件。
6.根据权利要求4所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
除了发动机转速的增加之外，还将通过从第二离合器滑移时的电动马达的转矩上限值中减去电动马达转矩而获得的差值为规定值以上的因素，作为继续增加第一离合器转矩容量的条件。
7.根据权利要求4所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
除了发动机转速的增加之外，还将从第一离合器开始接合起的时间在规定时间内的因素，作为继续增加第一离合器转矩容量的条件。
8.根据权利要求4所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
在第一离合器的转矩容量不能增加至获得规定的发动机转速增加的程度的情况下，切换用于增加发动机转速的转矩或者转速分布。
9.根据权利要求2至8中的任一项所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
当所述第一离合器的转矩容量增加，以使得发动机转速在规定时间内增加到能够忽略发动机的压缩反作用力的影响的高速区域时，在由于发动机停止位置不稳定或者从发动机停止开始的时间短而使得压缩反作用力的影响明显、并且电动马达转矩不足的情况下，切换用于增加发动机转速的转矩或者转速分布。
10.根据权利要求2至9中的任一项所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
在能够忽略发动机的压缩反作用力的影响的高发动机转速区域中，对应于车速和要求的负载，确定第一离合器的转矩容量。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的混合动力车辆的发动机起动控制设备，其中，
当通过第一离合器的逐渐接合来起动发动机时，对应于第一离合器的转矩容量的增加，确定电动马达的转速。
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