CN103895638A - 用于混合动力车辆的控制设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

用于混合动力车辆的控制设备和控制方法。当将要锁定第一电动发电机时，根据本发明的控制设备在执行将电动机转速（Nmgl）降低至运转允许转速（Nmgy）（步骤S2）的控制之后控制电动机锁定机构从分离状态转换至接合状态。与在所有气缸运转期间相比，在部分气缸运转期间将运转允许转速（Nmgy）设定得更高（步骤S3至步骤S5）。

Description

用于混合动力车辆的控制设备和控制方法

技术领域

本发明涉及应用于混合动力车辆的控制设备和控制方法，所述混合动力车辆具有作为行驶动力源的发动机和电动发电机。

背景技术

在应用于具有连接到动力分配机构的可锁定电动发电机的混合动力车辆的控制设备中，在使电动发电机的电动机转速（转速）和锁定构件的转速同步之后锁定电动发电机（例如，见日本专利申请公报No.2009-222105（JP2009-222105A））。

发明内容

近来已经研发了多种类型的发动机，以提高发动机燃料效率。所述发动机的示例包括多个气缸的一部分气缸休止的可变排量发动机和能够通过切换目标空燃比来执行稀薄燃烧和理论配比燃烧的发动机。还未充分研究将这些发动机应用于具有可锁定电动发电机的混合动力车辆。在这些发动机运转期间输出的输出转矩在切换运转模式之前和之后发生变化，因此，当类似地设定用于锁定电动发电机的操作条件（例如同步转速）而不考虑运转模式时，可能产生问题。

本发明提供了应用于混合动力车辆的控制设备和控制方法，所述混合动力车辆具有可锁定电动发电机并且安装有发动机，所述发动机的输出转矩在切换运转模式之前和之后发生变化。

本发明的第一方面涉及一种用于混合动力车辆的控制设备。混合动力车辆包括：发动机，在所述发动机中执行低转矩运转模式和高转矩运转模式，在所述低转矩运转模式中，发动机以低输出转矩运转，在所述高转矩运转模式中，发动机以比低转矩运转模式中高的输出转矩运转；电动发电机；输出部分，所述输出部分用于将转矩传递到驱动轮；差动机构，所述差动机构将发动机的转矩分配到电动发电机和输出部分；和锁定设备，所述锁定设备在接合状态和分离状态之间切换，在所述接合状态中，阻止电动发电机旋转，在所述分离状态中，允许电动发电机旋转。控制设备包括控制器。控制器构造成在锁定设备从分离状态向接合状态切换之前减小电动发电机的转速。控制器构造成在转速减小至预定运转允许转速时开始将锁定设备向接合状态切换。控制器构造成控制锁定设备，使得从开始向接合状态切换时起，转速从运转允许转速减小至电动发电机在接合状态中的接合转速。控制器构造成控制锁定设备，使得在低转矩运转模式中从分离状态向接合状态切换时的转速的减小率高于在高转矩运转模式中从分离状态向接合状态切换时的转速的减小率。减小率通过将运转允许转速除以转速从运转允许转速减小至接合转速所需的时间而获得。

当通过操作锁定设备锁定电动发电机时，伴随锁定操作的转矩变化可以经由差动机构传递到输出部分，使得在车辆中产生冲击。当操作锁定设备时，由锁定设备承担的转矩（下文中称作接合转矩容量）的反作用力被传递到输出部分。因此，车辆中产生的冲击与接合转矩容量相关，使得车辆中产生的冲击随着接合转矩容量的增大而增大。此外，接合转矩容量的特点在于，接合转矩容量随着电动机的转速的减小率（转速减小率）的增大以及发动机转矩的增大而增大。在允许电动发电机旋转的运转模式中，即使在发动机的功率相等时，与高转矩运转模式中相比，发动机在低转矩运转模式中也以更低的转矩运转。因此，当低转矩运转模式和高转矩运转模式中的锁定操作期间的转速减小率相等时，根据减小的发动机转矩，低转矩运转模式中的接合转矩容量相对于高转矩运转模式减小，从而导致车辆中产生的冲击减轻。

这里，当与冲击较大的高转矩运转模式一致地在低转矩运转模式和高转矩运转模式中以相等的转速减小率实施控制时，在两种运转模式中都能够抑制车辆中产生的冲击。然而，在低转矩运转模式中，操作锁定设备所依据的操作条件变得过于宽松。换言之，尽管略微增大低转矩运转模式中的转速减小率不会影响车辆中产生的冲击，还是以过低的转速减小率过于谨慎地操作锁定设备，使得锁定设备被以比高转矩运转模式中更严格的条件控制。结果，必须对电动发电机或锁定设备实施过量的操作，从而导致燃料效率恶化。相反，当与冲击较小的低转矩运转模式一致地在低转矩运转模式和高转矩运转模式中以相等的转速减小率实施控制时，在低转矩运转模式中不实施余量操作，因此能够抑制燃料效率恶化。然而，在高转矩运转模式中没有充分抑制冲击，因此驾驶员可能会感觉到不舒服。

利用根据本发明的控制设备，电动发电机的电动机转速在开始操作锁定设备之前减小至预定运转允许转速，因此能够抑制车辆中产生的冲击。此外，锁定设备被控制成使得在从分离状态向接合状态切换的处理期间，与高转矩运转模式中相比，电动发电机的转速减小率在低转矩运转模式中更高。结果，在抑制低转矩运转模式中燃料效率恶化的同时，能够在低转矩运转模式和高转矩运转模式中抑制车辆中产生的冲击。因此，利用根据本发明的控制设备，能够抑制车辆中产生的冲击，并且能够抑制燃料效率恶化。需要注意的是，当在高转矩运转模式和低转矩运转模制之间改变转速减小率时，可以改变运转允许转速和时间中的任意一个或两者。

在上述控制设备中，可以将在低转矩运转模式中从分离状态向接合状态切换时的运转允许转速设定为高于在高转矩运转模式中从分离状态向接合状态切换时的运转允许转速。根据这个方面，与高转矩运转模式中相比，在低转矩运转模式中能够以更高的电动机转速开始操作锁定设备。换言之，与高转矩运转模式中相比，在低转矩运转模式中，电动机转速能够减小更小的量。因此，根据这个方面，与运转允许转速设定为在高转矩运转模式和低转矩运转模式相等的情况相比，能够减少在低转矩运转模式中减小电动机转速所需的能量，结果，能够更加有效地抑制燃料效率恶化。

在上述控制设备中，控制器可以构造成控制锁定设备，使得在高转矩运转模式中从分离状态切换到接合状态所需的时间与在低转矩运转模式中从分离状态切换到接合状态所需的时间相等。在这种情况下，在高转矩运转模式和低转矩运转模式中锁定设备的操作以相等的时间完成，因此，驾驶员不会感觉到由于操作时间的不同而导致的不舒适感。

在上述控制设备中，控制器可以构造成控制锁定设备，使得在低转矩运转模式中从分离状态切换到接合状态所需的时间比在高转矩运转模式中从分离状态切换到接合状态所需的时间短。

在上述控制设备中，控制器可以构造成控制包括多个气缸的发动机，使得发动机将多个气缸中的一部分气缸休止而其余气缸运转的部分气缸运转作为低转矩运转模式执行，并且将多个气缸中的所有气缸运转的所有气缸运转作为高转矩运转模式执行。根据这个方面，在抑制部分气缸运转期间燃料效率恶化的同时，能够抑制部分气缸运转和所有气缸运转期间车辆中产生的冲击，因此，能够抑制车辆中产生的冲击和燃料效率恶化。

在上述控制设备中，控制器可以构造成使发动机的运转模式在理论配比燃烧和稀薄燃烧之间切换，并且构造成将稀薄燃烧作为低转矩运转模式执行以及将理论配比燃烧作为高转矩运转模式执行。根据这个方面，在抑制稀薄燃烧期间的燃料效率恶化的同时，能够抑制稀薄燃烧和理论配比燃烧期间车辆中产生的冲击，因此能够抑制车辆中产生的冲击和燃料效率恶化。需要注意的是，在这个方面中，理论配比燃烧不仅包括具有精确匹配按化学计量的空燃比的目标空燃比的燃烧，而且还包括具有在按化学计量空燃比附近的目标空燃比的燃烧。此外，稀薄燃烧是目标空燃比的值大于理论配比燃烧的目标空燃比的燃烧，或者换言之是具有稀薄侧目标空燃比的燃烧。

本发明的第二方面涉及一种控制混合动力车辆的方法。混合动力车辆包括：发动机，在所述发动机中，执行低转矩运转模式和高转矩运转模式，在所述低转矩模式中，发动机以低输出转矩运转，在所述高转矩运转模式中，发动机以比低转矩模式高的输出转矩运转；电动发电机；输出部分，其用于将转矩传递到驱动轮；差动机构，所述差动机构将发动机的转矩分配到电动发电机和输出部分；和锁定设备，所述锁定设备在接合状态和分离状态之间切换，在所述接合状态中，阻止电动发电机旋转，在所述分离状态中，允许电动发电机旋转。所述控制方法包括：在锁定设备从分离状态向接合状态切换之前，减小电动发电机的转速；当转速减小至预定运转允许转速时，开始将锁定设备向接合状态切换；控制锁定设备，使得从开始向接合状态切换时起，转速从运转允许转速减小至电动发电机在接合状态中的接合转速；和控制锁定设备，使得在低转矩运转模式中从分离状态向接合状态切换时的转速的减小率高于在高转矩运转模式中从分离状态向接合状态切换时的转速的减小率。减小率通过将运转允许转速除以转速从运转允许转速减小至接合转速所需的时间而获得。

如上所述，根据本发明，控制锁定设备，使得在从分离状态向接合状态切换的处理期间，与高转矩运转模式中相比，低转矩运转模式中的电动发电机的转速的减小率更高，结果，能够抑制车辆中产生的冲击和燃料效率恶化。

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、优势和技术以及工业意义，在所述附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出了车辆的整体构造的视图，根据本发明的第一实施例的控制设备应用于所述车辆；

图2是图解了根据第一实施例所有气缸运转期间和部分气缸运转期间的发动机的运转点；

图3是示出了根据第一实施例在所有气缸运转期间和部分气缸运转期间在实施锁定操作时多个参数的变化量的示例的时间图；

图4是示出了根据第一实施例的控制程序的示例的流程图；和

图5是示出了根据本发明的第二实施例的多个参数的变化量的示例的时间图。

具体实施方式

（第一实施例）

如图1所示，车辆1构造成为混合动力车辆，在所述混合动力车辆组合有多个动力源。车辆1包括作为用于行驶的动力源的发动机3和两个电动发电机4、5。发动机3构造成为具有四个气缸10的直列式四缸内燃机。发动机3构造成执行：所有气缸运转，在所述所有气缸运转中，所有四个气缸10均运转；和部分气缸运转，在所述部分气缸运转中，四个气缸10中的两个气缸休止并且剩余的两个气缸运转。

发动机3和第一电动发电机4联接到作为差动机构的动力分配机构6。第一电动发电机4包括定子4a和转子4b。第一电动发电机4用作在接收来自发动机3的由动力分配机构6分配给所述第一电动发电机4的动力时发电的发电机和由交流电源驱动的电动机。类似地，第二电动发电机5包括定子5a和转子5b，并且用作发电机和电动机。相应的电动发电机4、5经由电动机控制设备15连接到电池16。电动机控制设备15将由相应的电动发电机4、5产生的电力转换成直流电以便贮存在电池16中，并且将来自电池16的电力转换成交流电以供应到电动发电机4、5。第一电动发电机4可以看作根据本发明的电动发电机。

动力分配机构6构造成单个小齿轮型的行星齿轮机构。动力分配机构6具有外部齿轮的太阳齿轮S、与太阳齿轮S同轴布置的内部齿轮的齿圈R、和行星齿轮架C，所述行星齿轮架C保持与齿轮S和P相啮合的小齿轮P，以便使小齿轮P能够旋转和公转。发动机3输出的发动机转矩被传递到动力分配机构6的行星齿轮架C。第一电动发电机4的转子4b连接到动力分配机构6的太阳齿轮S。经由齿圈R从动力分配机构6输出的转矩被传递到输出齿轮系20。输出齿轮系20用作将转矩传递到驱动轮18的输出部分。输出齿轮系20包括：输出驱动齿轮21，所述输出驱动齿轮21与动力分配机构6的齿圈R一体地旋转；和输出从动齿轮22，所述输出从动齿轮22与输出驱动齿轮21啮合。第二电动发电机5经由齿轮23连接到输出从动齿轮22。齿轮23与第二电动发电机5的转子5b一体地旋转。从所述输出从动齿轮22输出的转矩经由差动设备24分配到左侧和右侧驱动轮18。

动力分配机构6设置有用作锁定设备的电动机锁定机构25。电动机锁定机构25在防止第一电动发电机4旋转的接合状态和允许第一电动发电机4旋转的分离状态之间切换。电动机锁定机构25由湿式多片型制动机构构成。电动机锁定机构25通过液压致动器（在附图中未示出）在接合状态和分离状态之间切换。当电动机锁定机构25被操作接合状态时，防止第一电动发电机4的转子4b旋转。因此，也防止动力分配机构6的太阳齿轮S旋转。因此，停止将发动机3的转矩分配到第一电动发电机4，由此动力分配机构6进入非差动状态。

车辆1的各个部件通过构造成计算机的电子控制设备（ECU）30控制。ECU30对发动机3、各个电动发电机4、5以及电动机锁定机构25等实施各种类型的控制。下面将描述由ECU30实施的与本发明相关的主要控制。关于车辆1的各种信息被输入到ECU30中。例如，各个电动发电机4、5的转速和转矩经由电动机控制设备15输入到ECU30中。此外，来自加速器下压量传感器32的输出信号和来自车速传感器33的输出信号被分别输入到ECU30中，其中，所述加速器下压量传感器32输出对应于加速踏板31的下压量的信号，所述车速传感器33输出对应于车辆1的车速的信号。ECU30参照来自加速器下压量传感器32的输出信号和来自车速传感器33的输出信号计算驾驶员所需的驱动转矩，并且在多种模式之间进行切换的同时控制车辆1，以便相对于所需的驱动转矩获得最优系统效率。例如，在发动机3的热效率降低的低负载区域中选择电动车辆（EV）模式，在所述电动车辆模式中，发动机3中的燃烧停止并且第二电动发电机5被驱动。此外，当单独使用发动机3时无法获得充足的转矩时，选择混合动力模式，在所述混合动力模式中，第二电动发电机5与发动机3一起用作行驶驱动源。在这种情况下，由发动机3的发动机转矩和第二电动发电机5的电动机转矩的组合输出所需的驱动转矩。换言之，当发动机转矩设定为Te并且电动机转矩设定为Tm时，所需的驱动转矩Td限定为Td=Te+Tm。

当选择混合动力模式时，根据情况，ECU30在差动运转模式和非差动运转模式之间切换，其中，在所述差动运转模式中，对第一电动发电机4的锁定被松开，并且第一电动发电机4使用由动力分配机构6分配到第一电动发电机4的发动机3的动力来产生电力，在所述非差动运转模式中，电动机锁定机构25锁定第一电动发电机4，使得停止将动力从发动机3分配到第一电动发电机4，并且将发动机3的动力输出到输出齿轮系20。

如图2所示，在差动运转模式中，由ECU30控制发动机3，使得由发动机转速和发动机转矩限定的运转点沿着事先设定的运转线La1和运转线La2运动。运转线La1设定成对应于所有气缸运转，而运转线La2设定成对应于部分气缸运转。因此，ECU30控制发动机3和第一电动发电机4，使得当执行所有气缸运转模式时，发动机3的运转点沿着运转线La1运动，并且当执行部分气缸运转时，发动机3的运转点沿着运转线La2运动。如图2所示，当发动机3在差动运转模式中从所有气缸运转切换到部分气缸运转时，与运转的切换同步，ECU30使运转点沿着功率线Lp从运转线La1上的点A运动到运转线La2上的点B。事先通过使用实际车辆实施模拟或者测试获得各个运转线La1、La2，使得能够最优化发动机2的燃料效率并且能够降低噪音。如从图2显而易见的是，即使当发动机的功率相等时，与在所有气缸运转期间相比，发动机3在部分气缸运转期间更靠近低转矩侧运转。因此，部分气缸运转和所有气缸运转分别对应于根据本发明的低转矩运转模式和高转矩运转模式。

另一方面，在非差动运转模式中，发动机转速和车辆速度具有一一对应关系。因此，与差动运转模式相比，在不限制车辆速度的前提下，不能将发动机3的运转点控制在运转线La1、La2上。换言之，在非差动运转模式中，不能在保持车辆速度的同时改变发动机转速，并且因此发动机3的运转点被限制至平行于由车辆速度确定的竖直轴线的直线Le。在非差动运转模式中，与差动运转模式相比，发动机3的运转点在所有气缸运转和部分气缸运转期间几乎总是离开运转线La1、La2，并且因此热效率趋于恶化。

通过锁定第一电动发电机4而将差动运转模式切换到非差动运转模式，锁定第一电动发电机4的目的在于例如防止第一电动发电机4的温度超过允许极限。也可以基于例如避免所谓的功率循环的原因将差动运转模式可以切换到非差动运转模式，其中，在功率循环中，第一电动发电机4在差动运转模式中的旋转变为反向旋转。

考虑到与在所有气缸运转期间相比发动机3在部分气缸运转期间更靠近低转矩侧运转，在本发明的第一实施例中，在用于从差动运转模式切换到非差动运转模式的处理期间，电动机锁定机构25操作的操作条件在所有气缸运转和部分气缸运转之间变更。当差动运转模式被切换到非差动运转模式时，电动机锁定机构25被从分离状态操作至接合状态。这里，当第一电动发电机4的惯量设定为Img，第一电动发电机4的转速减小率（转速的减小率）设定为a，并且发动机转矩设定为Te，作为由电动机锁定机构25承受的转矩的接合转矩容量Tb用方程1表示。

Tb=Img×a+Te        1

当将用作第一电动发电机的开始操作所述电动机锁定机构25的转速的操作允许转速设定为Nmgy，并且从开始操作电动机锁定机构25到到达接合状态所需的时间设定为△θ，能够通过方程2限定上述转速减小率“a”。因此，能够用方程3表示接合转矩容量Tb。

a=Nmgy/△θ           2

Tb=Img×Nmgy/△θ+Te  3

当电动机锁定机构25被从分离状态操作至接合状态时，对于接合转矩容量的反作用力被传递到输出齿轮系20。传递到输出齿轮系20的转矩通过差动设备24，以便从左侧和右侧驱动轮18输出。结果，由于传递到输出齿轮系20的转矩所发生的变化，在车辆1中产生冲击。因此，冲击与接合转矩容量Tb相关，并且因此冲击随着接合转矩容量Tb的增大而增大。在差动运转模式中，与在所有气缸运转期间相比，发动机3在部分气缸运转期间更靠近低转矩侧运转，并且因此，如从方程1清晰所见的那样，当在部分气缸运转和所有气缸运转中在锁定操作期间产生的转速减小率“a”相等时，根据减小的发动机转矩Te，与所有气缸运转相比，接合转矩容量Tb在部分气缸运转中减小，从而导致车辆中产生的冲击减轻。

因此，在第一实施例中，ECU30控制第一电动发电机4和电动机锁定机构25，使得电动机锁定机构25的接合转矩容量Tb在所有气缸运转和部分气缸运转中相等。更具体地，与所有气缸运转中相比，将部分气缸运转中的运转允许转速Nmgy设定得更高，并且同时将所有气缸运转和部分气缸运转中的时间△θ设定为相等。结果，与所有气缸运转中相比，部分气缸运转中的由方程2限定的转速减小率“a”更高。

如图3所示，用于将电动机锁定机构从分离状态切换到接合状态的处理能够分成三个阶段（i）至（iii）。在阶段（i）中，第一电动发电机4的电动机转速（转速）减小至运转允许转速Nmgy。如从图3显而易见的那样，部分气缸运转期间使用的运转允许转速Nmgy高于所有气缸运转期间使用的运转允许转速Nmgy。当电动机转速减小至运转允许转速Nmgy时，处理进行到阶段（ii），在阶段（ii）中，在时间t1开始接合电动机锁定机构25的操作。当接合操作开始时，电动机锁定机构25的接合转矩升高至时间t1的接合转矩容量Tb，然后保持恒定直到接合操作结束的时间t2为止。与此同时，接合转矩容量Tb作用在第一电动发电机4上，使得电动机转速逐渐减小，直到达到对应于时间t2的接合状态的转速，或者换言之，直到达到零为止。

在阶段（ii）中，部分气缸运转中的运转允许转速Nmgy比所有气缸运转中高，部分气缸运转中的发动机转矩Te比所有气缸运转中低，并且所有气缸运转和部分气缸运转中的操作时间△θ相等。因此，如同样能够从方程3理解的那样，所有气缸运转和部分气缸运转中的接合转矩容量Tb相等。结果，所有气缸运转和部分气缸运转中的输出到输出齿轮系20的输出转矩相等。因此，在抑制部分气缸运转中的燃料效率恶化的同时，在部分气缸运转和所有气缸运转期间能够同样地抑制车辆1中产生的冲击。此外，在所有气缸运转和部分气缸运转中，电动机锁定机构的操作在同样的时间△θ内完成，因此驾驶员不会感觉到由时间△θ的差别所导致的不舒适感。需要注意的是，输出转矩通过将从第一电动发电机4至输出齿轮系20的齿轮速比乘以接合转矩容量Tb获得。

接下来，参照图4，将描述由ECU30执行的控制程序的示例。图4中示出的控制程序的程序保存在ECU30中，适时读出并且以预定的时间间隔重复执行。需要注意的是，ECU30与图4中示出的控制程序并行地执行以下基本控制。ECU30根据所需的驱动转矩将所有气缸运转或部分气缸运转设定为发动机3的运转模式，然后根据确定的运转模式计算对应于所需的驱动转矩的发动机3的运转点和第二电动发电机5的电动机转矩。然后，ECU30控制发动机3、第一电动发电机4和第二电动发电机5，以使发动机3、第一电动发电机4和第二电动发电机5以计算出的运转点和电动机转矩运转。

如图4所示，在步骤S1中，ECU30确定锁定条件，或换言之通过将电动机锁定机构25从分离状态切换到接合状态而从差动运转模式转换为非差动运转模式的条件，是否成立。例如，当第一电动发电机4的温度超过被设定为避免过热的阈值时，可以将锁定条件设定为成立。当锁定条件成立时，程序前进到步骤S2。当锁定条件不成立时，跳过后续处理并且终止当前程序，以保持差动运转模式。

在步骤S2中，ECU30执行转速减小控制，以便减小第一电动发电机4的电动机转速。适当地设定每次处理电动机转速减小的量。换言之，适当地设定在转速减小控制期间的电动机转速的减小率。在步骤S3中，ECU30确定发动机3的运转模式是否对应于所有气缸运转。当运转模式对应于所有气缸运转时，程序前进到步骤S4，在步骤S4中，运转允许转速Nmgy的值被设定为α。另一方面，当运转模式不对应于所有气缸运转时，或者换言之，当运转模式对应于部分气缸运转时，程序前进到步骤S5，在步骤S5中，运转允许转速Nmgy的值被设定为β（α＜β）。

在步骤S6中，ECU30获得第一电动发电机4的转速Nmgl。在步骤S7中，ECU30确定第一电动发电机4的转速Nmgl是否已经达到运转允许转速Nmgy，或者换言之，Nmgl和Nmgy是相等还是Nmgl小于Nmgy。当第一电动发电机4的转速Nmgl高于运转允许转速Nmgy时，ECU30使处理返回到步骤S2并且继续转速减小控制。另一方面，当第一电动发电机4的转速Nmgl已经达到运转允许转速Nmgy时，ECU30使处理前进到步骤S8，在步骤S8中，开始将电动机锁定机构25从分离状态向接合状态切换的操作。然后，当前程序结束。

根据图4中示出的控制程序，在所有气缸运转期间将运转允许转速Nmgy设定为较小的值α，而在部分气缸运转期间将运转允许转速Nmgy设定为较大的值β。因此，如上所述，在抑制部分气缸运转中的燃料效率恶化的同时，在部分气缸运转和所有气缸运转期间能够同样地抑制车辆1中产生的冲击。由于ECU30执行图4的控制程序，所以可以认为ECU30是根据本发明的控制器。

（第二实施例）

接下来，参照图5，将描述本发明的第二实施例。在第二实施例中，与在所有气缸运转期间相比，在部分气缸运转期间将从开始操作电动机锁定机构到达到接合状态所需的时间设定为更短。为了改变操作时间，在第二实施例中使用的电动机锁定机构25被构造成使得能够改变从分离状态达到接合状态所需的时间。

在第一实施例中，当第一电动发电机4将被锁定时，事先执行转速减小控制，以便减小电动机转速。然而，在以下情况（1）至（3）等中，可能无法将电动机转速减小至预定运转允许转速。

（1）电池16的输出由于贮存在电池16中的电量减少、电池16中的过热或者温度降低等而受到限制的情况。（2）第一电动发电机4的输出转矩由于设置在电动机控制设备15中的切换元件中的升高的温度而受到限制的情况。（3）第一电动发电机4的输出转矩由于第一电动发电机4中的升高的温度而受到限制的情况。

作为情况（2）的补充，通常，当电动发电机的转速接近零时，电流施加到具有相同相的切换元件的时间量增加。结果，特定切换元件的温度趋于升高。当第一电动发电机4被锁定时，通过转速减小控制将电动机转速控制成接近零的低速，因此切换元件过热的可能性较高。

当存在对应于例如上述情况（1）至（3）的情况时，有效的是有选择地实施第二实施例，而不是实施第一实施例。

如图5所示，在第二实施例，所有气缸运转和部分气缸运转中的运转允许转速Nmgy被设定为相等的值。当电动机转速达到运转允许转速Nmgy时，ECU30控制电动机锁定机构25，使得部分气缸运转的操作时间△θb比所有气缸运转的操作时间△θa短。由于所有气缸运转和部分气缸运转中的运转允许转速Nmgy相等，所以在阶段（ii）中，与所有气缸运转相比，部分气缸运转中的转速减小率a更高。此外，与所有气缸运转相比，部分气缸运转中的发动机转矩更低。因此，如能够从方程1中理解的那样，所有气缸运转和部分气缸运转中的接合转矩容量Tb相等。结果，在所有气缸运转和部分气缸运转中，输出到输出齿轮系的输出转矩相等。因此，根据第二实施例，与第一实施例类似，在抑制部分气缸运转期间的燃料效率恶化的同时，在部分气缸运转期间和所有气缸运转期间能够同样地抑制车辆1中产生的冲击。

本发明并不局限于上述实施例，并且可以在本发明的范围内以多种实施例实施。在上述实施例中，除了第一电动发电机之外还设置有第二电动发电机，但是设置两个电动发电机仅仅是一个示例，并且本发明可以应用于具有能够锁定的电动发电机（motor generator）的任何混合动力车辆，而不管是否设置有另一个电动发电机。

在上述实施例中，通过在所有气缸运转和部分气缸运转之间改变方程3中的运转允许转速Nmgy和操作时间Δθ中的一个并使在所有气缸运转和部分气缸运转期间所述运转允许转速Nmgy和操作时间Δθ中的另一个相等，将部分气缸运转期间的电动机转速的转速减小率a设定为比所有气缸运转期间高。然而，只要部分气缸运转期间的电动机转速的转速减小率a比所有气缸运转期间高，也可以改变运转允许转速Nmgy和操作时间Δθ两者。

此外，在上述实施例中，上述各个参数设定成使得所有气缸运转和部分气缸运转中的电动机锁定机构的接合转矩容量相等。然而，本发明并不局限于所有气缸运转和部分气缸运转中的电动机锁定机构的接合转矩容量相等的实施例，并且只要所有气缸运转的接合转矩容量和部分气缸运转的接合转矩容量之间的差小于在所有气缸运转和部分气缸运转期间转速减小率保持恒定不变的情况下的对应的差，便能够实现本发明的目的。

在以上实施例中，能够执行部分气缸运转和所有气缸运转的可变排量发动机被引证为应用有本发明的发动机的示例。然而，本发明可以应用于输出转矩在切换运转模式之前和之后发生变化的任何发动机。例如，在发动机运转模式能够在稀薄燃烧（lean combustion）和理论配比燃烧（stoichiometric combustion）之间切换的常规发动机中，与在理论配比燃烧期间相比，输出转矩在稀薄燃烧期间同样更靠近低转矩侧。因此。可以认为稀薄燃烧和理论配比燃烧分别是根据本发明的低转矩运转模式和高转矩运转模式。因此，可以关于安装有稀燃发动机而不是上述实施例中描述的可变排量发动机的车辆中的锁定设备设定与上述实施例相同的条件。更具体地，在对上述实施例的描述中，“部分气缸运转”可以读作“稀薄燃烧”，而“所有气缸运转”可以读作“理论配比燃烧”。因此，在抑制稀薄燃烧期间燃料效率恶化的同时，能够抑制稀薄燃烧和理论配比燃烧期间车辆中产生的冲击，因此能够抑制车辆中产生的冲击和燃料效率恶化。

Claims (7)

1.一种用于混合动力车辆的控制设备，所述混合动力车辆包括：

发动机，在所述发动机中执行低转矩运转模式和高转矩运转模式，在所述低转矩运转模式中，所述发动机以低输出转矩运转，在所述高转矩运转模式中，所述发动机以比所述低转矩运转模式中高的输出转矩运转；

电动发电机；

输出部分，所述输出部分用于将转矩传递到驱动轮；

差动机构，所述差动机构将所述发动机的转矩分配到所述电动发电机和所述输出部分；和

锁定设备，所述锁定设备在接合状态和分离状态之间切换，在所述接合状态中，阻止所述电动发电机旋转，在所述分离状态中，允许所述电动发电机旋转，

其特征在于，所述控制设备包括：

控制器（30），所述控制器构造成在所述锁定设备从所述分离状态向所述接合状态切换之前降低所述电动发电机的转速，

所述控制器（30）构造成在所述转速减小至预定的运转允许转速时开始将所述锁定设备向所述接合状态切换，

所述控制器（30）构造成控制所述锁定设备，使得从开始向所述接合状态切换时起，所述转速从所述运转允许转速减小至所述电动发电机在所述接合状态中的接合转速，

所述控制器（30）构造成控制所述锁定设备，使得在所述低转矩运转模式中从所述分离状态向所述接合状态切换时的所述转速的减小率高于在所述高转矩运转模式中从所述分离状态向所述接合状态切换时的所述转速的减小率，

所述减小率通过将所述运转允许转速除以所述转速从所述运转允许转速减小至所述接合转速所需的时间而获得。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其中，在所述低转矩运转模式中从所述分离状态向所述接合状态切换时的所述运转允许转速被设定成高于在所述高转矩运转模式中从所述分离状态向所述接合状态切换时的所述运转允许转速。

3.根据权利要求2所述的控制设备，其中，所述控制器（30）构造成控制所述锁定设备，使得在所述高转矩运转模式中从所述分离状态切换到所述接合状态所需的时间与在所述低转矩运转模式中从所述分离状态切换到所述接合状态所需的时间相等。

4.根据权利要求1所述的控制设备，其中，所述控制器（30）构造成控制所述锁定设备，使得在所述低转矩运转模式中从所述分离状态切换到所述接合状态所需的时间比在所述高转矩运转模式中从所述分离状态切换到所述接合状态所需的时间短。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的控制设备，其中，所述控制器（30）构造成控制包括多个气缸的所述发动机，使得所述发动机执行作为所述低转矩运转模式的部分气缸运转和作为所述高转矩运转模式的所有气缸运转，在所述部分气缸运转中，所述多个气缸中的一部分气缸休止而其余气缸运转，在所述所有气缸运转中，所述多个气缸中的所有气缸运转。

6.根据权利要求1至4中的任意一项所述的控制设备，其中，所述控制器（30）构造成使所述发动机的运转模式在理论配比燃烧和稀薄燃烧之间切换，并且构造成将所述稀薄燃烧作为所述低转矩运转模式执行以及将所述理论配比燃烧作为所述高转矩运转模式执行。

7.一种控制混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆包括：

发动机，在所述发动机中执行低转矩运转模式和高转矩运转模式，在所述低转矩运转模式中，所述发动机以低输出转矩运转，在所述高转矩运转模式中，所述发动机以比所述低转矩运转模式中高的输出转矩运转；

电动发电机；

输出部分，所述输出部分用于将转矩传递到驱动轮；

差动机构，所述差动机构将所述发动机的转矩分配到所述电动发电机和所述输出部分；和

锁定设备，所述锁定设备在接合状态和分离状态之间切换，在所述接合状态中，阻止所述电动发电机旋转，在所述分离状态中，允许所述电动发电机旋转，

其特征在于，所述控制方法包括：

在所述锁定设备从所述分离状态向所述接合状态切换之前降低所述电动发电机的转速；

当所述转速减小至预定的运转允许转速时，开始将所述锁定设备向所述接合状态切换；

控制所述锁定设备，使得从开始向所述接合状态切换时起，所述转速从所述运转允许转速减小至所述电动发电机在所述接合状态中的接合转速；和

控制所述锁定设备，使得在所述低转矩运转模式中从所述分离状态向所述接合状态切换时的所述转速的减小率高于在所述高转矩运转模式中从所述分离状态向所述接合状态切换时的所述转速的减小率，

所述减小率通过将所述运转允许转速除以所述转速从所述运转允许转速减小至所述接合转速所需的时间而获得。

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