CN105431340B - 混合动力车辆及用于混合动力车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

在从EV模式向HV模式改变时，当发动机在离合器打滑的状态下起动且转矩被从发动机传递以便在离合器打滑的同时增加第一旋转元件的转速时，转矩开始被从第一电机输出，使得从第一旋转元件输入至差动机构以增加驱动轮的转速的转矩被从第三旋转元件输出，在EV模式下，混合动力车辆使用设置在设置在差动机构的输出侧的第二电机行驶而同时作用在差动机构的任意一个旋转元件上的转矩被离合器中断，在HV模式下，混合动力车辆在将发动机的输出转矩传递至驱动轮的同时行驶。

Description

混合动力车辆及用于混合动力车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及一种包括作为驱动力源的发动机和电机或电动发电机的混合动力车辆，以及一种用于该混合动力车辆的控制方法。具体地，本发明涉及一种能够将发动机从驱动力传递系统分离开的混合动力车辆，以及一种用于该混合动力车辆的控制方法。

背景技术

包括作为驱动力源的电机或电动发电机(此后，这些可以总称为电机)连同发动机的混合动力车辆具有多种优势。例如，混合动力车辆能够使发动机停止(在怠速时使发动机停止)，能够在减速期间使用电机来再生能量，并且能够在能量效率高时的操作点处操作发动机。具体地，通过延长混合动力车辆利用电机行驶的时间，增加了整体上提升混合动力车辆的燃料经济性的效果。这是因为在电机运行的情况下发动机停止从而不消耗燃料。在这种情况下，为了减少与发动机一同旋转而引起的动力损失，期望将发动机与输出用于推进车辆的驱动力的电机分离开，或者是将发动机与传递驱动力至车轮的动力传递系统分离开。当提供了这种用于将发动机分离的离合器时，在电机行驶期间选择发动机停止或被驱动的操作模式。日本专利申请公开第08-295140(JP 08-295140 A)号描述了包括用于将发动机分离的离合器的混合动力车辆。

将简单地描述上述构造。发电机被联接至诸如行星齿轮机构的差动机构中的第一旋转元件，该差动机构包括三个旋转元件，第二旋转元件用作输出元件，并且第三旋转元件联接至制动装置。发动机经由离合器联接至第三旋转元件。因此，在JP 08-295140 A中描述的构造的情况下，当第三旋转元件由发动机或制动装置固定时，差动机构用作减速器或加速器，因此可以导致联接至第一旋转元件的发电机用作电机并且将转矩传递至输出元件。也就是说，混合动力车辆能够通过使用从发电机和电机输出的动力行驶。当采用如下的单向离合器作为制动装置时，在电机行驶期间允许第三旋转元件不通过发动机固定而是通过单向离合器固定，并且还允许该离合器与第三旋转元件分离开：当沿着将第三旋转元件以反向旋转的方向的转矩作用在第三旋转元件上时，该单向离合器接合以固定第三旋转元件。因此，可以持续驱动发动机或者使发动机停止。在发动机行驶期间，也就是说，当混合动力车辆通过传递发动机的输出转矩作为驱动力而行驶时，通过控制联接至第一旋转元件的发电机的旋转速度，可以经由离合器控制联接至第三旋转元件的发动机的旋转速度。也就是说，允许差动机构用作无级变速器。

日本专利申请公开第2013-023024(JP 2013-023024 A)号描述了一种包括差动机构的混合动力车辆，该差动机构具有发动机联接的一个旋转元件和电动发电机联接的另一旋转元件。混合动力车辆构造成通过使用电动发电机的输出转矩而转动曲柄以使发动机发动并且控制电动发电机的输出转矩，使得发动机起动之后输出转矩作为反作用力作用在差动机构上。具体地，当所需的驱动力在发动机起动之后相对小时，发动机的目标旋转速度同样低。因此，为了使发动机旋转速度在发动机起动之后快速跟上目标旋转速度，电动发电机的输出转矩构造成快速增加。当所需驱动力在发动机起动之后相对大时，发动机的目标旋转速度同样高。因此，电动发电机的输出转矩构造成慢慢地增加。

日本专利申请公开第2012-228961(JP 2012-228961 A)号描述了一种混合动力车辆，其中，发动机和变速器经由离合器彼此联接并且电动发电机联接至变速器的输入轴。在从发动机停止的电机行驶向发动机行驶改变时，通过变速器调高档，通过以离合器的输入侧旋转构件和输出侧旋转构件之间的小的转速差接合离合器，发动机构造为转动曲柄而被发动。具体地，离合器的输出侧的惯性转矩通过换挡而产生，并且离合器的接合压力基于该惯性转矩进行控制。JP 2012-228961 A描述了以下内容：通过以这种方式进行控制，可以转动曲柄以使发动机发动并且抑制或防止惯性转矩向驱动轮的传递。

发明内容

如JP 08-295140 A中描述的那样构造的混合动力车辆基于改变成发动机行驶的要求起动发动机并接合离合器，而同时混合动力车辆在发动机停止的情况下实施电机行驶。在发动机行驶期间，发动机的操作点基于要求驱动力和设定成使得发动机的燃料经济性高的最优燃料经济性线确定。因此，在因为大的要求驱动力而改变成发动机行驶时，在发动机起动且离合器接合后，发动机被控制成高转速。因此，发动机转速得以通过控制联接至第一旋转元件的发电机的转速进行控制。因此，为了增加发动机转速，发电机可以被像电机一样驱动并且沿着与发动机的输出转矩的方向相同的方向输出转矩。如果从发电机输出的转矩沿着与发动机的输出转矩的方向相同的方向，那么发电机并不用以输出反作用力，直到发动机转速变成目标转速。因此，发动机的输出转矩可能不传递至驱动轮。因此，可能出现响应于用于从发动机停止的电机行驶向发动机行驶的改变的控制的延迟。

如JP 2013-023024 A中描述的那样构造的混合动力车辆基于要求驱动力控制电动发电机的输出转矩，因此可以在发动机起动之后传递作为驱动力的发动机的输出转矩。然而，当离合器设置在发动机和差动机构之间时，可以推测，离合器接合，使曲柄旋转以使发动机发动，并且然后发动机启动，之后，控制电动发电机的输出转矩以作为反作用力作用在差动机构上。因此，在从电机行驶向发动机行驶改变时，需要时间来接合离合器。因此，在从发动机停止的电机行驶向发动机行驶改变时，会作为响应而发生延迟，直到发动机的输出转矩作为驱动力而输出。

本发明提供了一种在从发动机停止的电机行驶向发动机行驶改变时能够快速地传递作为驱动力的发动机的输出转矩的混合动力车辆，以及用于这种混合动力车辆的控制方法。

本发明的第一方案提供了一种混合动力车辆。所述混合动力车辆包括：发动机；驱动轮；第一电机；第二电机，其向所述驱动轮传递转矩；差动机构，包括：第一旋转元件，其传递所述发动机的转矩，第二旋转元件，其传递所述第一电机的转矩，以及第三旋转元件，其向所述驱动轮传递转矩；离合器，其控制作用在所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件中的任一个上的转矩的容量；以及控制单元，其构造成以如下的方式从EV模式改变成HV模式，在所述EV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被释放且所述第二电机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，在所述HV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被接合且所述发动机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，(a)在所述离合器打滑的状态下起动所述发动机；(b)在从所述发动机传递转矩且同时所述第一旋转元件的旋转速度在所述离合器打滑的状态下升高时，通过从所述第一电机输出转矩来增加所述驱动轮的旋转速度，使得从所述第一旋转元件输入至所述差动机构的转矩被从所述第三旋转元件输出。

所述控制单元可以构造成当所述发动机的旋转速度变得大于或等于所述第一旋转元件的所述旋转速度时，所述控制单元通过从所述第一电机输出转矩来增加所述驱动轮的所述旋转速度，使得从所述第一旋转元件输入至所述差动机构的转矩被从所述第三旋转元件输出。

所述控制单元可以构造成当所述控制单元起动所述发动机时将所述第一电机的输出转矩控制到零。

本发明的第二方案提供了一种用于混合动力车辆的控制方法。所述混合动力车辆包括：发动机；驱动轮；第一电机；第二电机，其向所述驱动轮传递转矩；差动机构，包括：第一旋转元件，其传递所述发动机的转矩，第二旋转元件，其传递所述第一电机的转矩，以及第三旋转元件，其向所述驱动轮传递转矩；离合器，其控制作用在所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件中的任一个上的转矩的容量；以及控制单元。所述控制方法包括：由所述控制单元以如下的方式从EV模式改变成HV模式，在所述EV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被释放且所述第二电机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，在所述HV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被接合且所述发动机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，(a)在所述离合器打滑的状态下起动所述发动机；(b)在从所述发动机传递转矩且同时所述第一旋转元件的旋转速度在所述离合器打滑的状态下升高时，通过从所述第一电机输出转矩来增加所述驱动轮的旋转速度，使得从所述第一旋转元件输入至所述差动机构的转矩被从所述第三旋转元件输出。

根据本发明的方案，发动机在离合器打滑的状态下起动。因此，可以减小在发动机起动时沿着降低发动机转速的方向起作用的转矩，其结果是可以通过由发动机的初始燃烧引起的转矩或发动机起动之后产生的转矩快速增加发动机的转速。当转矩开始从发动机传递以便增加第一旋转元件的转速而同时离合器打滑时，转矩开始从第一电机输出使得转矩沿着增加驱动轮的转速的方向从差动机构的第三旋转元件输出。因此，可以将发动机的输出转矩快速传递至驱动轮，因此可以提升用于从EV模式向HV模式改变的控制的响应。

当发动机转速变得高于或等于第一旋转元件的转速时，转矩开始被从第一电机输出，使得转矩沿着增加驱动轮的转速的方向被从差动机构的第三旋转元件输出。因此，除发动机的输出转矩外，发动机的惯性转矩经由第一旋转元件传递至差动机构。因此，可以增加经由第一旋转元件输入至差动机构的转矩。因此，可以增加在从EV模式改变至HV模式时传递至驱动轮的转矩，因此可以提升用于从EV模式向HV模式改变的控制的响应。

而且，通过在发动机起动时将第一电机的输出转矩控制成零，可以快速增加发动机转速并抑制或防止输出转矩(在初始燃烧期间过渡性地增加)传递至驱动轮。

附图说明

下面将参照附图描述根据本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业显著性，其中相同标号表示相同元件，并且其中：

图1是用于图示出在根据本发明的控制单元中执行的控制的实例的流程图；

图2是示出当转动曲柄以使发动机发动时动力分配机构的旋转元件的操作状态的共线图；

图3是示出当发动机点火时动力分配机构的旋转元件的操作状态的共线图；

图4是示出当发动机的输出转矩被传递至驱动轮而离合器半接合时动力分配机构的旋转元件的操作状态的共线图；

图5是示出当离合器完全接合时动力分配机构的旋转元件的操作状态的共线图；

图6是示出意在由本发明所允许的混合动力车辆的齿轮系的实例的梗概图；

图7是示出在每个驱动模式下的离合器的所有的接合和释放状态的表格；以及

图8是用于图示出在每个操作模式下的操作状态的共线图。

具体实施方式

本发明提供了一种控制包括作为驱动力源的发动机和电机或电动发电机(此后，电机或电动发电机可以被总称为电机)的混合动力车辆的装置和方法。这种类型的车辆不仅能够通过发动机行驶或通过发动机和电机这两者行驶，而且还例如仅通过电机行驶或者在行驶的同时由电机再生能量，并且进一步能够选择驱动模式，即，例如，发动机停止而同时车辆通过电机行驶且发动机重启的模式。在车辆通过使用电机作为驱动力源行驶的所谓的EV驱动模式中，优选的是抑制与发动机一起旋转引起的动力损失，并且在设置了多个电机且车辆通过任意一个电机行驶的EV驱动模式的情况下，优选的是不仅减少与发动机一起旋转的动力损失，而且还减少与未输出动力的其他电机一起旋转引起的动力损失。响应于这种需求，可以设置将发动机与传递动力至驱动轮的动力传递系统分离的离合器，并且本发明应用至意在用于包括离合器的这种类型的混合动力车辆的控制单元。

图6示意性地示出了包括离合器的上述混合动力车辆的齿轮系的实例。在此图示的实例中，从发动机(ENG)1输出的动力的部分通过机械装置传递至驱动轮2，而从发动机1输出的动力的其他部分一度转变成电力，则该电力被相反地转变成机械能，然后该机械能被传递至驱动轮2。动力分配机构3被设置成以这种方式分配从发动机1输出的动力。该动力分配机构3具有与现有的双电机型混合动力驱动系统中的动力分配机构相似的构造。在图6中所示的实例中，该动力分配机构3由差动机构形成，该差动机构由三个旋转元件产生差动功能，并且例如由单个小齿轮型的行星齿轮机构形成。单个小齿轮型的行星齿轮机构由太阳轮4、齿圈和托架6形成。齿圈5相对于太阳轮4同心地布置。托架6保持小齿轮，使得每个小齿轮是可旋转的且能被旋转的。每个小齿轮均与这些太阳轮4和齿圈5啮合。

托架6用作输入元件，并且输入轴7联接至托架6。离合器K0设置在发动机1的输入轴7和输出轴(曲柄)8之间。离合器K0将发动机1联接至包括动力分配机构3等的动力传递系统9，或者将发动机1与动力传递系统9分离。离合器K0由在完全释放状态与完全接合状态之间连续改变的摩擦离合器形成，在完全释放状态下，传递转矩容量是“0”，在完全接合状态下，不存在打滑。该摩擦离合器可以是现有已知的干式离合器或湿式离合器，并且可以是单盘式离合器或多盘式离合器。此外，使离合器K0在接合状态和释放状态之间改变的致动器可以是液压致动器、电磁致动器等。例如，在现有车辆中采用的湿式单盘离合器的情况下，通过将致动器设定至非操作状态，由诸如膜片弹簧的所谓的返回机构保持接合状态。因此，离合器K0的传递转矩容量随着致动器的用于接合或释放离合器K0的操作量而改变，并且离合器K0的传递转矩容量与致动器的操作量相关。更具体地，致动器的液压压力、电流值或行程量大致正比于传递转矩容量。因此，传递转矩容量可以提前采用映射图等的形式准备，作为用于诸如致动器的行程和液压压力的操作量的值。当摩擦系数随着时间改变时，传递转矩容量和上述操作量之间的相关性改变。

太阳轮4用作反作用力元件，并且第一电动发电机(MG1)10联接至太阳轮4。第一发电机10是具有动力产生功能的电机，并且由永磁同步电机等形成。另外，齿圈5用作输出元件。作为输出构件的输出齿轮11与齿圈5集成。齿圈5构造成从输出齿轮11输出驱动力至驱动轮2。用于从输出齿轮11传递驱动力至驱动轮2的机构包括差动齿轮和驱动轴，并且类似于现有车辆的这种机构，因此省略了其详细描述。

上述发动机1、动力分配机构3和第一电动发电机10沿着相同的轴线布置，并且第二电动发电机12沿着该轴线的延长线布置。第二电动发电机12产生用于推进车辆或再生能量的驱动力，并且由永磁同步电机以及上述的第一电动发电机10形成。第二电动发电机12和输出齿轮11经由减速机构13彼此联接。在图6中所示的实例中，减速机构13由单个小齿轮型的行星齿轮机构形成。第二电动发电机12联接至太阳轮14，托架15被固定地联接至诸如外壳的固定部16，并且齿圈17与输出齿轮11集成。

上述的电动发电机10、12均电连接至包括电存储设备、逆变器等的控制器18。设置了控制该控制器18的电动发电机电子控制单元(MG-ECU)19。该电子控制单元19主要由微机形成，并且构造成基于输入数据、存储数据、指令信号等执行计算，以及将计算结果输出至控制器18作为控制指令信号。电动发电机10、12均响应于来自控制器18的控制信号用作电机或发电机，并且每种模式下的转矩均构造成受到控制。

上述发动机1构造成使得其输出和启停被电力地控制。例如，在汽油发动机的情况下，节气门开度、燃料供给量、燃料供给的停止、点火的开始和停止、点火正时等构造成被电力地控制。设置了用于执行这种控制的发动机电子控制单元(E/G-ECU)20。电子控制单元20主要由微机形成，并且构造成基于输入数据或指令信号执行计算，输出计算结果至发动机1作为控制信号，并且控制上述各种控制。

上述的发动机1、电动发电机10和12、离合器K0、动力分配机构3等构成驱动力源21。设置了控制驱动力源21的混合动力电子控制单元(HV-ECU)22。电子控制单元22主要由微机形成，并且构造成通过输出指令信号至上述的电动发电机电子控制单元19和发动机电子控制单元20而执行将在下面描述的各种控制。

在图6中所示的混合动力驱动系统中，允许设定混合动力(HV)模式或电动车辆(EV)模式，在混合动力(HV)模式中，车辆通过使用发动机1的动力行驶，在电动车辆(EV)模式下，车辆通过使用电力行驶。而且，作为EV模式，允许设定发动机1与动力传递系统9分离的发动机分离EV模式或者是发动机1联接至动力传递系统9的常规模式。当设定这些模式的任一种模式时，图7中示出了离合器K0的接合状态和释放状态。即，离合器K0在发动机分离EV模式下释放；而离合器K0在常规EV模式下或HV模式下接合。这些驱动模式基于所要求的驱动量和车辆行驶状态进行选择，所要求的驱动量诸如为加速器操作量，车辆行驶状态诸如为车速和电存储设备的充电状态(SOC)。例如，当车辆以一定高速行驶且加速器操作量增加到便于保持该车速的程度时，选择HV模式。相反，例如，当SOC足够高且加速器操作量相对小时，或者很大可能重启停止的发动机1的行驶状态下，设定常规EV模式。另外，例如，当通过驾驶员的手动操作选择EV模式时或者车辆能够仅通过使用电力行驶并且要求抑制由与第一电动发电机10一同旋转引起的动力损失时，选择发动机分离EV模式。

每种驱动模式下的混合动力驱动系统的操作状态将进行简单地描述。图8是有关上述动力分配机构3的共线图。该共线图以纵坐标线表示太阳轮4、托架6和齿圈5，并且它们之间的间隔对应于构成动力分配机构3的行星齿轮机构的传动比。另外，每个纵坐标线的竖直方向表示旋转方向，并且竖直位置表示转速。由图8中的“发动机分离”标识的线表示发动机分离EV模式下的操作状态。在这种驱动模式下，使第二电动发电机12用作电机，车辆通过使用第二电动发电机12的动力行驶，发动机1通过释放离合器K0而与动力传递系统9分离并且停止，并且第一电动发电机10也停止。因此，太阳轮4的旋转停止；而齿圈5与输出齿轮11一起沿正向旋转，并且托架6以从齿圈5的转速根据行星齿轮的传动比在速度上减小的转速沿着正向旋转。

由图8中的“常规”标识的线表示常规EV模式下的操作状态。在这种驱动模式下，车辆通过使用第二电动发电机12的动力行驶，并且发动机1停止。因此，在托架6固定的状态下，齿圈5沿着正向旋转，并且太阳轮4沿着反向旋转。在这种情况下，允许第一电动发电机10用作发电机。另外，由图8中“HV”标识的线示出了HV模式下的操作状态。发动机1在离合器K0接合的状态下输出驱动力，因此转矩沿着使托架6沿正向旋转的方向作用在托架6上。在这种状态下，通过使第一电动发电机10用作发电机，沿相反旋转方向的转矩作用在太阳轮4上。因此，沿着使齿圈5沿正向旋转的方向的转矩出现在齿圈5上。在这种情况下，由第一电动发电机10产生的电力被供给至第二电动发电机12，第二电动发电机12用作电机，并且驱动力被传递至输出齿轮11。因此，在HV模式下，从发动机1输出的动力的一部分经由动力分配机构3传递至输出齿轮11。其余的动力由第一电动发电机10转变成电力，该电力被传递至第二电动发电机12，然后该电力由第二电动发电机12再次转变成机械能，然后该机械能被传递至输出齿轮11。在任意驱动模式下，当在减速等期间并不需要主动地输出驱动力时，使电动发电机10、12中的任意一个作用为发电机，并且能量得以再生。

如上所述，本发明意图的混合动力车辆能够通过释放离合器K0而使用电力行驶，并且当电存储设备的SOC低或者所要求的驱动力大时，发动机1起动，并且发动机1的动力经由离合器K0传递至动力传递系统9。离合器K0由于驱动模式的这种改变而被释放或接合，并且转矩在离合器K0被接合或释放时改变。转矩的改变受到离合器K0的传递转矩容量的改变的显著影响。根据本发明的控制单元构造成评估离合器K0的传递转矩容量(其可以被称作离合器转矩)并且通过利用评估结果来执行用于接合或释放离合器K0的控制。通过执行控制使得经由离合器K0传递的转矩平滑地改变，这样避免或抑制了振动、奇怪感等。

图1是用于图示出根据本发明的控制单元的实例的流程图。该例程例如在满足用于执行发动机起动控制的条件时执行。在发动机分离EV模式下，通过仅使用第二电动发电机12的输出转矩来驱动车辆，因此可输出驱动力小于HV模式下的可输出驱动力。另外，就第二电动发电机12的特性而言，限制可从第二电动发电机12输出的转矩下的转速。而且，当SOC已经降低到下限值时，不可能将电力供给至第二电动发电机12，因此不会从第二电动发电机12输出转矩。因此，例如，当由于加速器踏板(未示出)的下压量增加而使所要求的驱动力大于可从第二电动发电机12输出的转矩下的驱动力时，当车速高于或等于可从第二电动发电机12输出的转矩下的车速时或者当

SOC已经降至下限值时，满足了用于执行上述发动机起动控制的条件。

当满足了用于执行发动机起动控制的条件时，初始确定是否从发动机分离EV模式(步骤S1)执行协调控制用于转动曲柄以发动并起动发动机1，而同时控制离合器K0的接合压力。因此，例如，当离合器K0的输入侧旋转构件与输出侧旋转构件之间存在大的转速差时，或者当离合器K0的温度高时，半接合离合器K0并不是优选的，因此在步骤S1中作出否定确定。具体地，当设定了发动机分离EV模式且车辆以相对高的车速行驶时，因为第一电动发电机10的旋转停止，作为离合器K0的输出侧旋转构件的输入轴7的转速升高，因此在步骤S1中作出否定确定。当离合器K0的温度或供给至离合器K0的机油的温度高于或等于鉴于离合器K0的耐久性等而设定的预定温度时，在步骤S1中作出否定确定。在后面的描述中，用于转动曲柄以发动并起动发动机1而同时控制离合器K0的接合压力的控制可以被称作协调控制。

例如，当在步骤S1中作出否定确定，因为离合器K0的输入侧旋转构件和输出侧旋转构件之间存在大的转速差或者离合器K0的温度高，执行直接联接发动机起动控制(步骤S2)，一旦过了该步骤，则该例程结束。直接联接发动机起动控制将进行简单地描述。通过控制第一电动发电机10的转速使得输入轴7的转速变成“0”，得以使离合器K0同步，且随后离合器K0接合。在离合器K0完全接合后，通过提升第一电动发电机10的转速，发动机转速增加到预定转速，然后发动机1点火。

另一方面，例如，当在步骤S1中作出肯定的确定时，因为离合器K0的输入侧旋转构件和输出侧旋转构件之间存在相对小的转速差或者当离合器K0的温度相对低时，确定要求驱动力F是否大于或等于预定值F1(步骤S3)。在HV模式中，发动机1的输出动力基于要求驱动力F确定，并且发动机1的操作点基于输出动力和发动机1的燃料经济性高时的预定最优燃料经济性线确定。因此，在步骤S3中，可以确定发动机1的目标转速是否高于或等于预定转速。步骤S3中的预定值F1可以设定成如下的驱动力，在此驱动力下，基于要求驱动力F和最优燃料经济性线确定的发动机1的操作点高于或等于发动机起动时的最初燃烧转速。步骤S3确定是否可能通过在发动机1起动后提升发动机转速而将发动机1的输出转矩快速传递至驱动轮。即，预定值F1是基于要求加速度响应特性确定的值。即，在需要高加速能力的车辆的情况下，步骤S1中的预定值F1可以设定成相对小的值。当要求驱动力F的变换率大时，例如，当加速器踏板被迅速地操作时，预定值F1可以减小。即，步骤S3中的预定值F1可以是预定值或者可以是例如基于行驶状态可变化的值。

当要求驱动力F相对小且在步骤S3中作出否定的确定时，例如通过提升发动机转速，从当发动机1起动时至当发动机1的输出转矩被传递至驱动轮2时，是一段相对短的时间。因此，发动机1通过常规的协调控制而重启(步骤S4)，过了该步骤，则该例程一度结束。在常规的协调控制中，通过执行对离合器K0的转矩容量和第一电动发电机10的输出转矩的协调控制，转动曲柄以使发动机1发动，并且随后离合器K0完全接合。在离合器K0在无打滑的情况下完全接合之后，发动机1点火。具体地，第一电动发电机10的输出转矩被控制成以下值：该值为从通过离合器K0的转矩容量乘以传动比获得的值中减去预定值而获得。在此，离合器K0的转矩容量是包含了离合器K0的耐久性的值，是不会在车辆中发生振动等的值，并且预定值被确定成使得托架6的转速增加。通过以这种方式执行协调控制，可以逐渐地增加发动机转速。即，可以转动曲柄以使发动机1发动，并且可以同步离合器K0并完全接合离合器K0。在常规的协调控制中，优选的是，当发动机转速增加到发动机1起动时的转速时，发动机转速与托架6的转速一致，即，对离合器K0同步。

在要求驱动力F相对大的情况下，如果执行上述的常规的协调控制，则发动机1起动，然后通过提升第一电动发电机10的转速，发动机转速增加到基于要求驱动力F的目标发动机转速。在这种情况下，尽管发动机转速增加到目标发动机转速，发动机1的输出转矩并不传递至驱动轮2作为驱动力。因此，在图1中所示的控制实例中，当要求驱动力F相对大且在步骤S3中作出肯定的确定时，最初，通过对第一电动发电机10的输出转矩和离合器K0的转矩容量执行协调控制，转动曲柄以使发动机1发动(步骤S5)。具体地，在离合器K0经历打滑控制期间，第一电动发电机10的输出转矩沿着发动机转矩升高的方向输出。第一电动发电机10的输出转矩和离合器K0的转矩容量可以与常规的协调控制相同。第一电动发电机10的输出转矩可以大于常规的协调控制的输出转矩。当发动机1在步骤S5中受曲柄转动而发动时，离合器K0的转矩容量被控制成使得离合器K0打滑。因此，存在发动机转速与托架6的转速一致的情况或者是发动机转速与托架6的转速不同的情况。

在执行步骤S5时动力分配机构3的旋转元件的操作状态的实例在图2中示出。在图2中所示的实例中，发动机转速通过使离合器K0打滑而增加。此时，当转矩从第一电动发电机10输出至图2中的上侧时，通过使用输出转矩，可以转动曲柄以使发动机1发动。步骤S5仅需要在离合器K0打滑的同时转动曲柄以使发动机1发动。因此，可以设置起动电机(未示出)并且可以通过该起动电机使曲柄旋转来使发动机1发动。即，并不局限于使用第一电动发电机10的输出转矩或经由离合器K0传递至发动机1的行驶惯性使曲柄旋转来使发动机1发动。

当在步骤S5中使曲柄旋转来使发动机1发动且发动机转速上升到允许发动机起动的预定转速时，发动机1点火(步骤S6)。相反，当发动机转速并未上升到允许发动机起动的预定转速时，重复执行步骤S5。为了抑制或防止由于可传递的输出转矩在发动机初始燃烧时传递至驱动轮2而引起的振动的出现，或者是为了减少通过发动机1的初始燃烧产生的转矩对抗，当发动机1在步骤S6中点火时，第一电动发电机10的输出转矩可以设定成“0”。当第一电动发电机10的输出转矩以这种方式被控制成“0”时，动力分配机构3进入中性状态。因此，可以抑制或防止可传递的输出转矩在初始燃烧时传递至驱动轮2。因为在发动机1初始燃烧时产生的转矩对抗相对小，故而发动机转速能够快速升高。

图3示出了发动机1点火时动力分配机构3的旋转元件的操作状态的实例。在图3中所示的实例中，示出了第一电动发电机10的输出转矩和离合器K0的转矩容量如常规的协调控制的情况进行控制的情况。当以这种方式进行控制时，第一电动发电机10的转速逐渐降低，并且托架6的转速逐渐降低。另一方面，发动机1的转速通过传递至离合器K0的转矩增加。与上述的常规的协调控制的情况一样，转动曲柄以使发动机1发动。因此，在图3中所示的实例中，发动机转速与托架6的转速一致，并且第一电动发电机10的转速相较于图2中所示的状态沿相反方向增加。在图3中，发动机转速与托架6的转速一致；然而，例如，当通过起动电机转动曲柄以使发动机1发动时或者当第一电动发电机10的输出转矩相较于常规的协调控制的输出转矩以更大的量输出时，托架6的转速可以高于允许发动机1起动的转速。

在发动机1在步骤S6中点火时，转矩被从发动机1输出(步骤S7)。此时，在HV模式的情况下，供给至发动机1的燃料的量被控制成使得基于要求驱动力F确定的发动机1的输出动力得以获得，并且节气门的开度等被控制成使得发动机1的转速变成发动机1的操作点，其基于要求驱动力F和最优燃料经济性线确定。随后，确定作为离合器K0的输入侧构件的发动机的转速是否高于或等于作为离合器K0的输出侧构件的输入轴(I/P轴)7的转速(步骤S8)。具体地，当发动机转速低于在发动机1点火的正时的输入轴7的转速时，因为离合器K0打滑，发动机转矩增加以便变成上述的操作点而不限制输入轴7的转速。因此，当发动机起动后过去了预定的时间时，发动机转速变得高于输入轴7的转速，并且在步骤S8中作出肯定的确定。当输入轴7的转速低于发动机1起动的正时的转速时，发动机1点火，并且同时在步骤S8中作出肯定的确定。当发动机转速低于输入轴7的转速时，重复执行步骤7，直到发动机转速升高且变得高于或等于输入轴7的转速。

当在步骤S8中作出肯定的确定时，发动机1的输出转矩被传递至输入轴7。换句话说，发动机1的输出转矩被传递成使得输入轴7或托架6的转速增加。因此，传递至输入轴7的转矩被传递至驱动轮2。更具体地，第一电动发电机10的输出转矩被控制成使得从发动机1传递至输入轴7的转矩沿着增加齿圈5的转速的方向起作用(步骤S9)。具体地，第一电动发电机10的输出转矩被控制为通过将离合器K0的转矩容量乘以传动比而获得的转矩。当第一电动发电机10的输出转矩以这种方式控制时，第一电动发电机10基于托架6的转速和车速经历动力行驶控制或再生控制。

在第一电动发电机10的输出转矩被控制成便于如上所述变成经由离合器K0输入至动力分配离合器3的转矩的反作用力时，离合器K0的转矩容量逐渐增加(步骤S10)。离合器K0的转矩容量可以考虑到离合器K0的耐久性等而确定增加率，也可以基于离合器K0的输入侧转速和输出侧转速之间的差异确定，或者还可以基于实际发动机转速和目标转速之间的差异确定。即，离合器K0的转矩容量仅需要增加，并且增加该转矩容量的任意方法得以使用。

图4示出了如下的实例：动力分配机构3的旋转元件的操作状态是第一电动发电机10的输出转矩被控制成使得从发动机1传递的转矩沿着增加齿圈5的转速的方向起作用的状态，即，该转矩用作动力分配机构3中的反作用力，而同时离合器K0的转矩容量受到控制。如图4中所示，发动机1的转速高于输入轴7的转速，即，托架6的转速。因为发动机1的输出转矩经由离合器K0传递至输入轴7，那么输入轴7的转速升高。另外，第一电动发电机10的输出转矩被控制成作为抵抗从输入轴7传递至动力分配机构3的转矩的反作用力，传递至动力分配机构3的转矩经由齿圈5传递至驱动轮2。在图4中所示的实例中，第一电动发电机10经历动力行驶控制。托架6的转速通过发动机1的输出转矩增加，因此第一电动发电机10的转速相比于对应地在图3中示出的转速更接近“0”。

通过在步骤S10中提升离合器K0的转矩容量，离合器K0的输入侧转速和输出侧转速之间的差逐渐减小，并且这两个转速最终彼此一致。当离合器K0的输入侧转速和输出侧转速以这种方式彼此一致时，离合器K0完全接合。因此，在步骤S10之后，确定离合器K0是否完全接合(步骤S11)。当离合器K0完全接合且在步骤S11中作出肯定的确定时，该例程结束。相反，当离合器K0的输入侧转速和输出侧转速未彼此一致且离合器K0未完全接合时，在步骤S11中作出否定的确定，并且重复执行步骤S10直到离合器K0完全接合。

图5示出了在离合器K0完全接合时动力分配机构3的旋转元件的操作状态的实例。在图5中所示的实例中，发动机1的输出动力基于要求驱动力F进行控制。因此，在图5中所示的共线图中，发动机1的输出转矩沿着朝上的方向传递。另一方面，第一电动发电机10的输出转矩被控制成便于变成动力分配机构3的反作用力，并且第一电动发电机10的转速被控制成使得发动机1的转速变成基于要求驱动力F和最优燃料经济性线确定的转速。因此，第一电动发电机10的输出转矩的方向是图5中朝下的方向。当在那时第一电动发电机10的转速为正向旋转方向时，第一电动发电机10用作发电机；而，当沿着反向旋转方向时，第一电动发电机10用作电机。

通过在发动机1如上所述点火时使离合器K0打滑，可以抑制或防止转矩对通过发动机1的初始燃烧产生的转矩的对抗，因此可以快速增加发动机转速。类似地，在发动机转速同样低于输入轴7的转速时，通过使离合器K0打滑，可以通过使用由发动机1产生的能量而快速增加发动机转速。换句话说，不要求通过控制第一电动发电机10的转速来增加发动机转速。当发动机1点火且发动机转速变得高于输入轴7的转速时，发动机1的输出转矩和发动机1的惯性转矩被传递至动力分配机构3。在这时，通过控制第一电动发电机10的输出转矩作为动力分配机构3的反作用力，可以将从发动机1传递至动力分配机构3的转矩传递至驱动轮2。因此，可以减少直至发动机转速增加时的时间，并且可以在发动机转速升高至目标转速之前将转矩传递至驱动轮2。因此，在从发动机分离EV模式向HV模式改变时，可以减少无驱动力输出的时间。换句话说，可以提升用于从发动机分离EV模式向HV模式改变的控制的响应。

意在由本发明所允许的车辆仅需要包括一种控制作用在差动机构的任意一个旋转元件上的转矩容量的离合器。因此，离合器可以设置在第一电动发电机10和太阳轮4之间，或者离合器可以设置在齿圈5的输出侧。不同于离合器K0，可以设置包括多个离合器的传递单元。而且，差动机构可以是双小齿轮型的行星齿轮机构或者可以是具有差动功能的另一种构造。离合器K0仅需要能够控制接合压力。因此，离合器K0可以是接合压力通过液压压力进行控制的离合器，接合压力通过电磁力进行控制的离合器等。

Claims (3)

1.一种混合动力车辆，其特征在于包括：

发动机；

驱动轮；

第一电机；

第二电机，其向所述驱动轮传递转矩；

差动机构，包括：

第一旋转元件，其传递所述发动机的转矩，

第二旋转元件，其传递所述第一电机的转矩，以及

第三旋转元件，其向所述驱动轮传递转矩；

离合器，其控制作用在所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件中的任一个上的转矩的容量；以及

控制单元，其构造成以如下的方式从EV模式改变成HV模式，在所述EV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被释放且所述第二电机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，在所述HV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被接合且所述发动机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，

(a)在所述离合器打滑的状态下起动所述发动机；

(b)在从所述发动机传递转矩且同时所述第一旋转元件的旋转速度在所述离合器打滑的状态下升高时，通过从所述第一电机输出转矩来增加所述驱动轮的旋转速度，使得从所述第一旋转元件输入至所述差动机构的转矩被从所述第三旋转元件输出,

所述控制单元构造成当所述控制单元起动所述发动机时将所述第一电机的输出转矩控制到零。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，

所述控制单元构造成当所述发动机的旋转速度变得大于或等于所述第一旋转元件的所述旋转速度时，所述控制单元通过从所述第一电机输出转矩来增加所述驱动轮的所述旋转速度，使得从所述第一旋转元件输入至所述差动机构的转矩被从所述第三旋转元件输出。

3.一种用于混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆包括：

发动机；

驱动轮；

第一电机；

第二电机，其向所述驱动轮传递转矩；

差动机构，包括：

第一旋转元件，其传递所述发动机的转矩，

第二旋转元件，其传递所述第一电机的转矩，以及

第三旋转元件，其向所述驱动轮传递转矩；

离合器，其控制作用在所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件中的任一个上的转矩的容量；以及

控制单元，所述控制方法的其特征在于包括：

由所述控制单元以如下的方式从EV模式改变成HV模式，在所述EV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被释放且所述第二电机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，在所述HV模式下，所述混合动力车辆在所述离合器被接合且所述发动机的输出转矩被传递至所述驱动轮的状态下行驶，

(a)在所述离合器打滑的状态下起动所述发动机；

(b)在从所述发动机传递转矩且同时所述第一旋转元件的旋转速度在所述离合器打滑的状态下升高时，通过从所述第一电机输出转矩来增加所述驱动轮的旋转速度，使得从所述第一旋转元件输入至所述差动机构的转矩被从所述第三旋转元件输出，

所述控制单元构造成当所述控制单元起动所述发动机时将所述第一电机的输出转矩控制到零。