CN103906663B - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

防止在开始发动机启动控制后第二离合器的滑动极性转变为负滑动时产生冲击。混合动力车辆的控制装置具备发动机(1)、电动发电机(2)、第一离合器(4)、第二离合器(5)以及发动机启动控制单元(图11)。第一离合器(4)插入安装在发动机(1)与电动发电机(2)之间。第二离合器(5)插入安装在电动发电机(2)与轮胎(7、7)之间。发动机启动控制单元(图11)具有：负滑动检测/预测部(步骤S511)，其在发动机启动控制开始后，检测或者预测第二离合器(5)的滑动极性是否从正滑动向负滑动转变；以及强制备用启动控制部(步骤S514～步骤S519)，其在检测或者预测出第二离合器(5)向负滑动转变时，使第二离合器(5)为完全接合状态并启动发动机。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及在一马达两离合器的传动系中进行发动机启动控制的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
以往，在具有一马达两离合器的传动系的混合动力车辆中，已知如下一种车辆：当在第一离合器CL1分离而得到的电动车模式下的行驶过程中存在向混合动力车模式切换的模式切换请求时，在将第二离合器CL2滑动接合之后，开始第一离合器CL1的接合，将马达作为启动马达来启动发动机(例如，参照专利文献1)。此外，在以下的说明中，将电动车模式称为“EV模式”，将混合动力车模式称为“HEV模式”。
专利文献1：日本特开2008-179283号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在以往的混合动力车辆的控制装置中，在开始发动机启动控制之后，第二离合器的滑动极性从正滑动转变为负滑动的情况下，存在如下所述的问题。
(a)在发动机启动结束后将负滑动状态的第二离合器接合时，产生减速G急剧变化的引入冲击。
(b)当转速差从负滑动向正滑动发生反转时，第二离合器成为无转速差的接合状态，由于经由第二离合器瞬间传递变动扭矩而产生冲击。
特别是，第二离合器的滑动极性之所以为负滑动，是由于不存在驾驶员的驱动请求之类的容易感到冲击的状况，因此减轻由于滑动极性变化而突然产生冲击的请求高。
在此，所谓“正滑动”，是指第二离合器的输入转速高于输出转速的转速差状态，相反地，所谓“负滑动”是指第二离合器的输出转速高于输入转速的转速差状态。
本发明是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供如下一种混合动力车辆的控制装置：能够在发动机启动控制开始后第二离合器的滑动极性转变为负滑动时防止产生冲击。
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装置具备发动机、马达、第一离合器、第二离合器以及发动机启动控制单元。
上述第一离合器插入安装在上述发动机与上述马达之间。
上述第二离合器插入安装在上述马达与驱动轮之间。
在将上述第一离合器分离而得到的电动车模式下的行驶中，存在通过加速操作而向混合动力车模式切换的模式切换请求时，上述发动机启动控制单元开始发动机启动控制，在判断出上述第二离合器的滑动接合之后，开始上述第一离合器的接合，将上述马达作为启动马达来启动上述发动机。
在上述发动机启动控制单元中具有负滑动检测/预测部和强制备用启动控制部。
在上述发动机启动控制开始后且上述发动机启动前，上述负滑动检测/预测部检测或者预测上述第二离合器的滑动极性是否从正滑动向负滑动转变。
当检测或者预测出上述第二离合器向负滑动转变时，上述强制备用启动控制部使上述第二离合器为完全接合状态并启动上述发动机。
发明的效果
由此，在将第一离合器分离而得到的电动车模式下的行驶过程中存在向混合动力车模式切换的模式切换请求时，开始发动机启动控制，一边维持第二离合器的滑动接合一边进行发动机启动。然后，在开始发动机启动控制后，在负滑动检测/预测部中检测或者预测出第二离合器向负滑动转变时，在强制备用启动控制部中使第二离合器为完全接合状态并启动发动机。
即，在通过加速操作而第二离合器的滑动极性为正滑动的状态下开始发动机启动控制。但是，在发动机启动控制开始后，检测或者预测出第二离合器的滑动极性为负滑动时，开始进行使第二离合器为完全接合状态并消除转速差的强制备用启动控制。在该强制备用启动控制中，将第二离合器设为滑动极性不变的状态(完全接合状态)，因此能够防止由于滑动极性的变化而产生的冲击。
其结果，能够防止在开始发动机启动控制后第二离合器的滑动极性转变为负滑动时产生冲击。
附图说明
图1是表示应用了第一实施例的控制装置的混合动力车辆的传动系的传动系结构图。
图2是表示应用了第一实施例的控制装置的混合动力车辆的控制系统的控制系统结构图。
图3是表示第一实施例的整合控制器的运算框图。
图4是表示第一实施例的控制装置所使用的目标正常扭矩对应关系(a)和MG辅助驱动力对应关系(b)的对应图。
图5是表示第一实施例的控制装置所使用的发动机启动停止线对应关系的对应图。
图6是表示与第一实施例的控制装置所使用的电池SOC相对的行驶中请求发电输出的特性图。
图7是表示第一实施例的控制装置所使用的发动机的最佳燃料消耗线的特性图。
图8是表示第一实施例的自动变速机的变速线的一例的变速对应图。
图9是表示由第一实施例的整合控制器执行的整合控制运算处理的结构和流程的流程图。
图10是表示在图9的步骤S04中执行的目标行驶模式运算处理中的目标行驶模式切换的一例的目标行驶模式图。
图11是表示由第一实施例的整合控制器执行的EV→HEV模式切换请求时的发动机启动控制运算处理的流程的流程图。
图12是表示在第一实施例中通过发动机启动控制而从EV行驶转变为HEV行驶时的发动机启动状态、发动机转速、马达转速、离合器1接合扭矩、离合器2容量/接合指令、离合器2转速差、马达扭矩以及驾驶员请求驱动力的各特性的时间图。
图13是表示在第一实施例中在第二离合器完全接合状态下的拖动中存在来自驾驶员的减速请求时的发动机启动状态、马达扭矩(反扭矩)、向离合器1传递的传递扭矩、发动机摩擦、发动机旋转、马达旋转以及前后加速度的各特性的时间图。
图14是表示由第二实施例的整合控制器执行的EV→HEV模式切换请求时的发动机启动控制运算处理的流程的流程图。
图15是表示用于对在第二实施例的发动机启动控制运算处理中第二离合器成为负滑动的预测例进行说明的马达转速与马达扭矩的关系的马达输出扭矩特性图。
具体实施方式
下面，基于第一实施例和第二实施例来说明实现本发明的混合动力车辆的控制装置的最佳的方式。
第一实施例
首先，说明结构。
将第一实施例的混合动力车辆的控制装置的结构分为“传动系结构”、“控制系统结构”、“整合控制器的结构”、“整合控制运算处理结构”以及“发动机启动控制运算处理结构”来进行说明。
[传动系结构]
图1表示应用了第一实施例的控制装置的混合动力车辆的传动系。下面，基于图1来说明传动系结构。
如图1所示，第一实施例的混合动力车辆的传动系具备发动机1、电动发电机2(马达)、自动变速机3、第一离合器4、第二离合器5、差动齿轮6以及轮胎7、7(驱动轮)。
第一实施例的混合动力车辆是具备发动机和一马达两离合器的传动系结构，作为行驶模式，具有将第一离合器4接合而得到的“HEV模式”、将第一离合器4分离而得到的“EV模式”以及使第二离合器5为滑动接合状态来行驶的“WSC模式”。
上述发动机1的输出轴与电动发电机2(简称为MG)的输入轴经由扭矩容量可变的第一离合器4(简称为CL1)相连接。
上述电动发电机2的输出轴与自动变速机3(简称为AT)的输入轴相连接。
上述自动变速机3是具有多个变速级的变速机，其输出轴上经由差动齿轮6连接有轮胎7、7。该自动变速机3进行与车速VSP和加速踏板开度APO相应地自动选择变速级的自动变速，或者选择驾驶员所选择的变速级的手动变速。
上述第二离合器5(简称为CL2)使用了由扭矩容量可变的离合器/制动器形成的接合元件中的一个，该离合器/制动器负责根据自动变速机3的档位状态而进行不同的变速机内的动力传递。由此，自动变速机3将经由第一离合器4输入的发动机1的动力和从电动发电机2输入的动力进行合成并输出到轮胎7、7。
对于上述第一离合器4和上述第二离合器5，例如使用能够用比例电磁阀连续控制油流量和油压的干式多片离合器、湿式多片离合器等。在该传动系中，与第一离合器4的连接状态相应地存在两种运转模式，在第一离合器4的断开状态下是仅利用电动发电机2的动力行驶的“EV模式”，在第一离合器4的连接状态下是利用发动机1和电动发电机2的动力行驶的“HEV模式”。
而且，在传动系中设置有：检测第一离合器4的输入转速的CL1输入旋转传感器10、检测第一离合器4的输出转速(＝CL2输入转速＝马达转速)的CL1输出旋转传感器11、检测第二离合器5的输出转速的CL2输出旋转传感器12以及检测自动变速机3的输出轴转速的AT输出旋转传感器13。
[控制系统结构]
图2表示应用了第一实施例的控制装置的混合动力车辆的控制系统。下面，基于图2来说明控制系统结构。
如图2所示，第一实施例的控制系统具备整合控制器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、CL1冲程传感器23、SOC传感器16以及变速模式选择开关24。
上述整合控制器20对传动系结构元件的运转点进行整合控制。利用该整合控制器20选择能够与加速踏板开度APO、电池充电状态SOC以及车速VSP(与自动变速机输出轴转速成比例)相应地实现运转者所期望的驱动力的运转模式。而且，向马达控制器22指示目标MG扭矩或者目标MG转速，向发动机控制器21指示目标发动机扭矩，向电磁阀14、15指示驱动信号。
上述发动机控制器21控制发动机1。上述马达控制器22控制电动发电机2。上述逆变器8驱动电动发电机2。上述电池9蓄积电能。上述电磁阀14控制第一离合器4的油压。上述电磁阀15控制第二离合器5的油压。上述加速踏板开度传感器17检测加速踏板开度(APO)。上述CL1冲程传感器23检测第一离合器4(CL1)的离合器活塞的冲程。上述SOC传感器16检测电池9的充电状态。上述变速模式选择开关24切换自动变速模式与手动变速模式，在该自动变速模式下与车速VSP和加速踏板开度APO相应地自动选择变速级，在该手动变速模式下选择驾驶员所选择的变速级。
[整合控制器的结构]
图3是表示第一实施例的整合控制器20的运算框图。下面，基于图3～图8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具备目标驱动力运算部100、模式选择部200、目标发电输出运算部300、运转点指令部400以及变速控制部500。
上述目标驱动力运算部100使用图4的(a)所示的目标正常驱动力对应关系和图4的(b)所示的MG辅助驱动力对应关系，根据加速踏板开度APO和车速VSP来计算目标正常驱动力和MG辅助驱动力。
上述模式选择部200使用以图5所示的按每个车速的加速踏板开度而设定的发动机启动停止线对应关系来运算运转模式(HEV模式、EV模式)。发动机启动线和发动机停止线被设定为如下特性：如发动机启动线(SOC高、SOC低)和发动机停止线(SOC高、SOC低)的特性所代表那样，随着电池SOC变低，发动机启动线和发动机停止线朝向加速踏板开度APO变小的方向下降。
上述目标发电输出运算部300使用图6所示的行驶中发电请求输出对应关系，根据电池SOC运算目标发电输出。另外，运算将发动机扭矩从当前的运转点提高到图7所示的最佳燃料消耗线所需的输出，将比上述目标发电输出少的输出作为请求输出，并与发动机输出相加。
在上述运转点指令部400中，输入加速踏板开度APO、目标正常驱动力、MG辅助驱动力、目标模式、车速VSP以及请求发电输出。然后，将这些输入信息作为运转点到达目标，来运算过渡性的目标发动机扭矩、目标MG扭矩、目标CL2扭矩容量、目标变速比、CL1电磁阀电流指令。
上述变速控制部500根据目标CL2扭矩容量和目标变速比对自动变速机3内的电磁阀进行驱动控制，以实现该目标CL2扭矩容量和目标变速比。图8表示在变速控制中使用的变速线对应关系的一例。根据车速VSP和加速踏板开度APO来判断从当前的变速级到下一个变速级变了多少，如果存在变速请求则控制变速离合器来进行变速。
[整合控制运算处理结构]
图9表示由第一实施例的整合控制器20执行的整合控制运算处理的流程。下面，基于图9和图10来说明整合控制运算处理结构。
在步骤S01中从各控制器接收数据，在下一个步骤S02中读入传感器值，取入之后的运算所需的信息。
在步骤S03中，在步骤S02中读入传感器值之后，与车速VSP、加速踏板开度APO以及制动器制动力相应地运算目标驱动力，进入步骤S04。
在步骤S04中，在步骤S03中运算出目标驱动力之后，与目标驱动力、电池SOC、加速踏板开度APO、车速VSP、路面坡度等车辆状态相应地选择目标行驶模式，进入步骤S06。
作为参考，图10表示将“EV模式”、“HEV模式”、“WSC模式”互相转换的目标行驶模式的要点。在该步骤S04的运算中，在选择了从“EV模式”向“HEV模式”或“WSC模式”进行模式转换的情况下实施发动机启动。
在步骤S05中，在步骤S04中运算出目标行驶模式之后，例如与发动机启动时的第一离合器4(CL1)、第二离合器5(CL2)的状态相应地选择马达控制模式、发动机启动时刻那样，当存在各行驶模式的模式切换请求时进行过渡行驶模式的运算，进入步骤S07。
在此，在该过渡行驶模式的运算中包括基于从“EV模式”向“HEV模式”切换的模式切换请求的发动机启动控制运算处理(参照图11)。
在步骤S06中，在步骤S05中运算出过渡行驶模式之后，与在步骤S05中确定的行驶模式状态和马达控制状态相应地运算目标输入转速，进入步骤S08。
在步骤S07中，在步骤S06中运算出目标输入转速之后，运算考虑了目标驱动力和各种设备的保护的目标输入扭矩，进入步骤S08。
在步骤S08中，在步骤S07中运算出目标输入扭矩之后，考虑在步骤S07中计算出的目标输入扭矩和发电请求，来确定向发动机1和电动发电机2的扭矩分配，并计算出各个目标值，进入步骤S09。
在步骤S09中，在步骤S08中运算出目标发动机扭矩/马达扭矩之后，与在步骤S05的过渡行驶模式运算中确定的指令相应地运算第一离合器4(CL1)的目标离合器扭矩容量，进入步骤S10。
在步骤S10中，在步骤S09中运算出目标离合器1扭矩容量之后，与在步骤S05中确定的行驶模式状态、CL2滑动转速相应地运算第二离合器5(CL2)的目标离合器扭矩容量，进入步骤S11。
在步骤S11中，在步骤S10中运算出目标离合器2扭矩容量之后，将数据发送到各控制器，进入结束。
[发动机启动控制运算处理结构]
图11表示由第一实施例的整合控制器20执行的EV→HEV模式切换请求时的发动机启动控制运算处理的流程(发动机启动控制单元)。下面，基于图11来说明发动机启动控制运算处理结构。
此外，在EV行驶中，在目标驱动力(步骤S03)为正扭矩且通过进行加速操作(加速踏板开度APO>0)而发出向“HEV模式”切换的模式切换请求时，开始发动机启动控制运算处理。
在步骤S511中，在发出EV→HEV模式切换请求或者在步骤S513中判断为发动机启动控制中之后，判断强制备用启动条件是否成立。在“是”(强制备用启动条件成立)的情况下进入步骤S514，在“否”(强制备用启动条件不成立)的情况下进入步骤S512(负滑动检测/预测部)。
在此，第一实施例中的强制备用启动条件是以下三个条件，当同时满足这三个条件时，判断为强制备用启动条件成立，这三个条件是：
(a)手动变速模式下选择第一速时
条件(a)作为第二离合器5的输入转速成为高旋转的条件而施加。
(b)检测出第二离合器5的负滑动时
条件(b)是根据自动变速机3的输入转速与输出转速的差和第一速的齿轮比来求出第二离合器5的滑动量(转速差)，当滑动量低于负滑动判断值(转速差判断值)时检测为负滑动的主要条件。
(c)车速≥设定值
在低车速区域(车速<设定值)进行强制备用启动时担心压出，因此条件(c)是为了防止该情况而施加的条件。将设定值设定为允许强制备用启动的车速值。
在步骤S512中，在步骤S511中判断为强制备用启动条件不成立之后，执行正常的发动机启动控制(使第二离合器5为滑动状态并启动发动机)，进入步骤S513。
在步骤S513中，在步骤S512中进行正常的发动机启动控制之后，判断发动机启动控制是否结束。在“是”(发动机启动控制结束)的情况下进入结束，在“否”(发动机启动控制中)的情况下返回到步骤S511。
在步骤S514中，在步骤S511中判断为强制备用启动条件成立之后，使第二离合器5为完全接合状态，并进入步骤S515。
在步骤S515中，在步骤S514中使第二离合器完全接合之后，判断来自驾驶员的驱动力请求是否为负侧的驱动力(减速请求)。在“是”(存在驾驶员减速请求)的情况下进入步骤S516，在“否”(不存在驾驶员减速请求)的情况下进入步骤S518。
在此，通过监视加速踏板开度APO的变化方向来进行由驾驶员发出驱动力请求，在通过加速踏板踩踏操作后立即进行的加速踏板恢复操作、脚离开加速踏板的操作来使加速踏板开度APO为减少方向时，判断为存在驾驶员减速请求。另一方面，在通过保持加速踏板踩踏量的操作、进一步踩踏加速踏板的操作，来维持加速踏板开度APO或者使加速踏板开度APO为增加方向时，判断为不存在驾驶员减速请求。
在步骤S516中，在步骤S515中判断为存在驾驶员减速请求之后，使由电动发电机2输出的反扭矩小于第一离合器4的传递扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)，进入步骤S57。
在此，所谓反扭矩，是指将拖动时的第一离合器4的传递扭矩(＝输入扭矩)抵消的反力扭矩。
在步骤S517中，在步骤S516中输出小于第一离合器4的传递扭矩的反扭矩之后，在使第二离合器5完全接合时对将第一离合器4接合的接合扭矩指令设置变化率限制并拖动发动机1，如果发动机1的启动完成，则进入结束。
在步骤S518中，在步骤S515中判断为不存在驾驶员减速请求之后，使由电动发电机2输出的反扭矩大于第一离合器4的传递扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)，进入步骤S519。
在步骤S519中，在步骤S518中输出大于第一离合器4的传递扭矩的反扭矩之后，在使第二离合器5完全接合时不对将第一离合器4接合的接合扭矩指令施加变化率限制就拖动发动机1，如果发动机1的启动完成，则进入结束。
此外，步骤S514～步骤S519相当于强制备用启动控制部。
接着，说明作用。
将第一实施例的混合动力车辆的控制装置的作用分为“发动机启动控制运算处理作用”、“强制备用启动控制作用”以及“对于驾驶员减速请求的减速实现作用”来进行说明。
[发动机启动控制运算处理作用]
在强制备用启动条件不成立的情况下，在图11的流程图中，反复进行进入步骤S511→步骤S512→步骤S513的流程。而且，在强制备用启动条件保持不成立而结束发动机启动控制的情况下，在图11的流程图中，进入步骤S511→步骤S512→步骤S513→结束。
即，在强制备用启动条件保持不成立而结束发动机启动控制的情况下，进行正常的发动机启动処理。关于正常的发动机启动処理，在选择“EV模式”的状态下加速踏板开度APO超出图5所示的发动机启动线时，开始发动机启动控制，控制第二离合器5的扭矩容量以使第二离合器5滑动接合。然后，在判断第二离合器5开始滑动后，开始第一离合器4的接合，通过拖动使发动机转速上升。而且，如果发动机转速达到能够完全燃烧的转速，则使发动机1进行燃烧动作，当马达转速与发动机转速接近时，将第一离合器4完全接合。之后，使第二离合器5完全接合(锁止)并转换为“HEV模式”。
另一方面，在开始发动机启动控制后从判断为强制备用启动条件不成立向判断为强制备用启动条件成立转变时，在图11的流程图中进入步骤S511→步骤S514→步骤S515，在步骤S514中，从判断为强制备用启动条件成立的时间点起将第二离合器5完全接合。
在下一个步骤S515中判断为来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，从步骤S515进入步骤S516→步骤S517→结束。在步骤S516中，使由电动发电机2输出的反扭矩小于第一离合器4的传递扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)。在步骤S517中，对将第一离合器4接合的接合扭矩指令设置变化率限制并拖动发动机1，如果发动机1的启动完成，则进入结束。
另外，在步骤S515中判断为来自驾驶员的驱动力请求不是减速请求时，从步骤S515进入步骤S518→步骤S519→结束。在步骤S518中，使由电动发电机2输出的反扭矩大于第一离合器4的传递扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)。在步骤S519中，不对将第一离合器4接合的接合扭矩指令附加变化率限制就拖动发动机1，如果发动机1的启动完成，则进入结束。
[强制备用启动控制作用]
基于图12所示的时间图对通过上述发动机启动控制运算处理而进行的发动机启动控制中的强制备用启动控制作用进行说明。
例如，在选择了手动变速模式下的第一速的状态下，不进行加速操作而在下坡道进行EV行驶(下坡的滑行行驶)时车速上升，从而向第二离合器5输入的输入转速为高转速。当在该状态下驾驶员进行加速踏板踩踏操作时，发出向“HEV模式”切换的模式切换请求，在向第二离合器5输入的输入转速达到高转速的状态下，将第二离合器5滑动接合并开始发动机启动控制。
在该手动变速模式下以第一速进行滑入控制时，向第二离合器5输入的输入转速(＝马达转速)为高转速，电动发电机2能够输出的上限扭矩降低。因此，来自电动发电机2的马达输出扭矩相对于第一离合器4的传递扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)不足，向第二离合器5输入的输入转速降低。当向第二离合器5输入的输入转速降低时，第二离合器5的输出转速超过输入转速，第二离合器5的滑动极性从正滑动向负滑动转变。
如上所述，图12的时间图表示在开始发动机启动控制后，第二离合器5的滑动极性从正滑动转变为负滑动时的各特性。
如驾驶员请求驱动力特性所示，时刻t1是EV行驶中驾驶员开始加速踏板踩踏操作的时刻，马达转速是高转速。时刻t2是基于通过驾驶员的加速踏板踩踏操作而向“HEV模式”切换的模式切换请求，开始发动机启动控制的时刻。在该时刻t2，如离合器2转速差特性所示，第二离合器5的滑动极性是正滑动。
时刻t3是在开始发动机启动控制的时刻t2马达转速达到高转速，由此第二离合器5的滑动极性从正滑动转变为负滑动并检测出负滑动的时刻。在该时刻t3，根据负滑动的检测而得出强制备用启动条件成立，由此如离合器2容量/接合指令特性所示，第二离合器5被完全接合。而且，第一离合器4如离合器1接合扭矩特性所示那样，从时刻t3起利用受限制的CL1扭矩变化率使CL1扭矩开始上升。
时刻t4是被启动的发动机转速与马达转速一致的时刻。时刻t5是从时刻t3起开始上升的CL1扭矩在拖动过程中达到目标CL1扭矩，并开始维持目标CL1扭矩的时刻。在时刻t5前后的时间区域，发动机转速达到能够完全燃烧的转速，使发动机1进行燃烧动作。时刻t6是伴随发动机1的独立旋转，从时刻t2起施加的马达扭矩(反扭矩)开始降低的时刻。时刻t7是将第二离合器5保持完全接合而结束发动机启动控制的时刻。时刻t8是在发动机启动控制的结束时刻t7后，立即使第一离合器4如离合器1接合扭矩特性所示那样从目标CL1扭矩上升至完全接合状态下的扭矩的时刻。
如上所述，在第一实施例中，当存在EV→HEV的模式切换请求时，将第二离合器5滑动接合并开始发动机启动控制。然后，在开始发动机启动控制后检测出第二离合器5的滑动极性为负滑动时，使第二离合器5为完全接合状态并进行强制备用启动控制。
即，在目标驱动力为正扭矩，并且通过加速操作开始在第二离合器5的滑动极性为正滑动的状态下进行发动机启动控制。但是，在开始发动机启动控制后检测出第二离合器5的滑动极性为负滑动时，使第二离合器5为完全接合状态并开始强制备用启动控制。在该强制备用启动控制中，通过消除第二离合器5的转速差来成为滑动极性的变化消失的状态(完全接合状态)，因此能够防止由于滑动极性的变化(负→零、负→正)而突然产生的冲击。
在第一实施例中，当使第二离合器5完全接合并进行强制备用启动控制时，并且来自驾驶员的驱动力请求为减速请求时，对第一离合器4的接合扭矩指令设置变化率限制。
即，当进行强制备用启动控制时，通过由驾驶员进行加速恢复操作等而存在减速请求时，驾驶员的冲击敏感度高。另外，当使第二离合器5完全接合并进行强制备用启动控制时，不能通过第二离合器5的滑动接合而获得发动机启动冲击的减轻效果。基于这些理由，如果在进行强制备用启动控制时存在减速请求，则冲击减轻请求变高。
与此相对地，通过对第一离合器4的接合扭矩指令设置变化率限制，能够抑制超过第一离合器4的接合容量的扭矩成分的传递，能够缓解在拖动时向作为驱动轮的轮胎7、7传递急剧的扭矩变动。
此外，当进行强制备用启动控制时不存在来自驾驶员的减速请求时，与存在减速请求时相比，驾驶员的冲击敏感度低。因此，与防止冲击相比优先考虑发动机启动响应性，不对第一离合器4的接合扭矩指令附加变化率限制。
[对于驾驶员减速请求的减速实现作用]
基于图13所示的时间图来说明在上述强制备用启动控制中由驾驶员发出减速请求时的对于请求的减速实现作用。
在图13中，时刻t2是基于通过驾驶员的加速踏板踩踏操作而向“HEV模式”切换的模式切换请求，开始发动机启动控制的时刻。时刻t4是被启动的发动机转速与马达转速一致的时刻。时刻t7是使第二离合器5保持完全接合而结束发动机启动控制的时刻。
在时刻t2至时刻t4期间，使将向第一离合器4传递的传递扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)抵消的来自电动发电机2的反扭矩小于向第一离合器4传递的传递扭矩(图13的马达扭矩特性的区域A)。
这样，在第一实施例中，在强制备用启动控制时来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，使将拖动状态下向第一离合器4传递的传递扭矩抵消的来自电动发电机2的反扭矩小于向第一离合器4传递的传递扭矩。
即，必须设为(向第一离合器4传递的传递扭矩)>(反扭矩)，以避免与向第一离合器4传递的传递扭矩相比反扭矩处于正侧。因此，向第一离合器4传递的传递扭矩与反扭矩的扭矩差成为制动扭矩而作用于驱动系。因而，如图13的前后加速度特性的区域B所示，通过考虑误差地使前后加速度稳定地降低(减速G)，能够实现驾驶员所请求的减速度。
此外，当进行强制备用启动控制时不存在来自驾驶员的减速请求时，为了不产生减速G，基于(向第一离合器4传递的传递扭矩)≤(反扭矩)的关系施加来自电动发电机2的反扭矩(图12的马达扭矩特性的虚线特性)。
接着，说明效果。
在第一实施例的混合动力车辆的控制装置中，能够获得下面列举的效果。
(1)具备：发动机1；
马达(电动发电机2)；
第一离合器4，其插入安装在上述发动机1与上述马达(电动发电机2)之间；
第二离合器5，其插入安装在上述马达(电动发电机2)与驱动轮(轮胎7、7)之间；以及
发动机启动控制单元(图11)，其当在上述第一离合器4分离而得到的电动车模式(EV模式)下的行驶过程中由于加速操作而存在向混合动力车模式(HEV模式)切换的模式切换请求时，开始发动机启动控制，在判断上述第二离合器5的滑动接合之后，开始上述第一离合器4的接合，将上述马达(电动发电机2)作为启动马达来启动上述发动机1，
上述发动机启动控制单元(图11)具有：负滑动检测/预测部(步骤S511)，其在上述发动机启动控制开始后，检测或者预测上述第二离合器5的滑动极性是否从正滑动向负滑动转变；以及强制备用启动控制部(步骤S514～步骤S519)，其在检测或者预测出上述第二离合器5向负滑动转变时，使上述第二离合器5为完全接合状态并启动上述发动机。
因此，能够在发动机启动控制开始后第二离合器5的滑动极性转变为负滑动时防止产生冲击。
(2)在使上述第二离合器5为完全接合状态并启动上述发动机1的情况下，来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，上述强制备用启动控制部(步骤S514～步骤S519)使将拖动状态下向上述第一离合器4传递的传递扭矩抵消的来自上述马达(电动发电机2)的反扭矩小于向上述第一离合器4传递的传递扭矩(步骤S516)。
因此，除了(1)的效果以外，在强制备用启动控制时来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，能够实现驾驶员请求的减速度。
(3)在使上述第二离合器5为完全接合状态并启动上述发动机1的情况下，来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，上述强制备用启动控制部(步骤S514～步骤S519)对使上述第一离合器4接合的接合扭矩指令设置变化率限制(步骤S517)。
因此，除了(1)或者(2)的效果以外，在强制备用启动控制时来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，能够缓解拖动时向驱动轮(轮胎7、7)传递急剧的扭矩变动。
第二实施例
第二实施例是如下的例子：在强制备用启动控制中，根据马达转速预测第二离合器5的滑动极性转变为正滑动的情况。
首先，说明结构。
[发动机启动控制运算处理结构]
图14表示由第二实施例的整合控制器20执行的EV→HEV模式切换请求时的发动机启动控制运算处理的流程(发动机启动控制单元)。下面，基于图14来说明发动机启动控制运算处理结构。
此外，步骤S522～步骤S529的各步骤是进行与图11所示的步骤S512～步骤S519各步骤相同的处理的步骤，因此省略说明。
在步骤S521中，在发出EV→HEV模式切换请求或者在步骤S523中判断为在发动机启动控制中之后，判断马达转速Nm是否为规定转速Nms以上，该规定转速Nms是转变为负滑动的情况的预测判断值。在“是”(马达转速Nm≥规定转速Nms)的情况下进入步骤S524，在“否”(马达转速Nm<规定转速Nms)的情况下进入步骤S522(负滑动检测/预测部)。
此外，“传动系结构”、“控制系统结构”、“整合控制器的结构”以及“整合控制运算处理结构”的结构与第一实施例相同，因此省略图示以及说明。
接着，说明作用。
[强制备用启动控制的开始条件判断作用]
在第一实施例中示出了以下例子：在开始发动机启动控制后根据滑动量直接监视第二离合器5的滑动极性，在检测出滑动极性从正滑动向负滑动转变后的定时，开始强制备用启动控制。
与此相对地，在第二实施例中示出了以下例子：在开始发动机启动控制后预测出第二离合器5的滑动极性从正滑动向负滑动转变的定时，开始强制备用启动控制。在此，说明如何预测第二离合器5的滑动极性从正滑动向负滑动转变。
根据马达可输出扭矩为能够拖动发动机的扭矩以下来估计第二实施例中的负滑动。而且，不运算扭矩而仅利用马达转速来预测负滑动的发生。
首先，负滑动的估计式是Tmg≤Ieng·dωeng/dt+Teng_f…(1)。其中，Tmg：马达可输出扭矩，Ieng·dωeng/dt：发动机惯性扭矩，Teng_f：发动机摩擦扭矩。
即，能够利用发动机惯性扭矩与发动机摩擦扭矩的和来获得能够拖动发动机的扭矩。
另一方面，如图15所示，普通的马达输出扭矩特性表示以下特性：在马达低旋转区域为高扭矩，马达转速越高输出扭矩越逐渐降低。
因而，当将上述(1)的右边所示的拖动时所需的扭矩(发动机摩擦、惯性扭矩)设为马达输出下限扭矩Tmo时，根据图15所示的马达输出扭矩特性来确定马达上限转速Nmo。即，图15的阴影图所示的马达上限转速Nmo以上的区域表示马达输出扭矩相对于拖动时所需的扭矩不足，成为负滑动的可能性高的区域。
在此，将马达上限转速Nmo设为负滑动的判断基准阈值，将对该判断基准阈值考虑偏差并乘以安全率而得到的值设为预测转变为负滑动的情况的判断值(规定转速Nms)。
因而，在第二实施例中，在开始发动机启动控制后从判断为马达转速条件不成立(马达转速Nm<规定转速Nms)向判断为马达转速条件成立(马达转速Nm≥规定转速Nms)转变时，在图14的流程图中，从步骤S521进入步骤S524。然后，在步骤S524中，在马达转速条件成立且预测出第二离合器5的滑动极性为负滑动的定时，将第二离合器5完全接合，开始强制备用启动控制。
因此，与在检测负滑动之后开始强制备用启动控制的第一实施例相比，在发动机启动控制开始后，在向负滑动转变之前减轻第二离合器5的滑动极性转变为负滑动的状况下的冲击。
此外，其它作用与第一实施例相同，因此省略说明。
接着，说明效果。
在第二实施例的混合动力车辆的控制装置中，能够获得以下效果。
(4)当向上述第二离合器5输入的输入转速即上述马达(电动发电机2)的马达转速Nm达到不能输出拖动上述发动机1所需的扭矩的规定转速Nms以上时，上述负滑动检测/预测部(步骤S521)预测为上述第二离合器5的滑动极性为负滑动(图14)。
因此，除了第一实施例的(1)～(3)的效果以外，基于预测出向负滑动转变而开始强制备用启动控制，由此能够有效地减轻第二离合器5的滑动极性转变为负滑动的状况下的冲击。
以上，基于第一实施例和第二实施例对本发明的混合动力车辆的控制装置进行了说明，但对于具体的结构，并不限于这些实施例，只要不脱离权利要求书的各权利要求所涉及的发明的要旨，允许进行设计的变更、追加等。
在第一实施例中，作为负滑动检测/预测部(步骤S511)，示出了以下例子：在开始发动机启动控制后，根据滑动量来检测第二离合器5的滑动极性从正滑动实质上转变为负滑动的情况。在第二实施例中，作为负滑动检测/预测部(步骤S521)，示出了以下例子：在开始发动机启动控制后，根据马达转速来预测第二离合器5的滑动极性从正滑动转变为负滑动的情况。但是，作为负滑动检测/预测部，例如也可以设为以下例子：监视滑动量和滑动量变化斜率，根据滑动量来预测第二离合器的滑动极性成为负滑动的情况。另外，作为负滑动检测/预测部，例如还可以设为以下例子：将马达转速的判断值设为比负滑动的判断阈值即马达上限转速Nmo高的值，根据马达转速来检测第二离合器的滑动极性成为负滑动的情况。
在第一实施例中示出了以下例子：借用在自动变速机3中被设置为变速接合元件以各变速级进行接合的离合器，来作为第二离合器5。但是，也可以设为以下例子：使用在马达与自动变速机之间独立设置的专用离合器来作为第二离合器，另外，还可以设为以下例子：使用在自动变速机与驱动轮之间独立设置的专用离合器。
在第一实施例中，示出了适用于后轮驱动的混合动力车辆的例子，该后轮驱动的混合动力车辆具有在发动机与电动发电机之间安装有第一离合器的一马达两离合器类型的传动系。但是，也能够适用于具有一马达两离合器类型的传动系的前轮驱动的混合动力车辆。
相关申请的互相参照
本申请主张2011年10月28日在日本专利局申请的特愿2011-237010的优先权，通过参照将其全部公开内容完全编入本说明书。

Claims (5)

1.一种混合动力车辆的控制装置，其特征在于，具备：
发动机；
马达；
第一离合器，其插入安装在上述发动机与上述马达之间；
第二离合器，其插入安装在上述马达与驱动轮之间；以及
发动机启动控制单元，其当在上述第一离合器分离而得到的电动车模式下的行驶过程中由于加速操作而存在向混合动力车模式切换的模式切换请求时，开始发动机启动控制，在判断出上述第二离合器的滑动接合之后，开始上述第一离合器的接合，将上述马达作为启动马达来启动上述发动机，
其中，上述发动机启动控制单元具有：负滑动检测/预测部，其在上述发动机启动控制开始后且上述发动机启动前，检测或者预测上述第二离合器的滑动极性是否从正滑动向负滑动转变；以及强制备用启动控制部，其在上述负滑动检测/预测部检测或者预测出上述第二离合器向负滑动转变时，使上述第二离合器为完全接合状态并启动上述发动机。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
在使上述第二离合器为完全接合状态并启动上述发动机的情况下，在来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，上述强制备用启动控制部使将拖动状态下向上述第一离合器传递的传递扭矩抵消的、来自上述马达的反扭矩小于向上述第一离合器传递的传递扭矩。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
在使上述第二离合器为完全接合状态并启动上述发动机的情况下，在来自驾驶员的驱动力请求是减速请求时，上述强制备用启动控制部对使上述第一离合器接合的接合扭矩指令设置变化率限制。
4.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当向上述第二离合器输入的输入转速即上述马达的马达转速达到不能输出拖动上述发动机所需的扭矩的规定转速以上时，上述负滑动检测/预测部预测为上述第二离合器的滑动极性变为负滑动。
5.根据权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
当向上述第二离合器输入的输入转速即上述马达的马达转速达到不能输出拖动上述发动机所需的扭矩的规定转速以上时，上述负滑动检测/预测部预测为上述第二离合器的滑动极性变为负滑动。
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