CN112389408A - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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CN112389408A
CN112389408A CN202010641571.9A CN202010641571A CN112389408A CN 112389408 A CN112389408 A CN 112389408A CN 202010641571 A CN202010641571 A CN 202010641571A CN 112389408 A CN112389408 A CN 112389408A
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CN
China
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engine
rotary machine
torque
output
power
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Application number
CN202010641571.9A
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English (en)
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田端淳
奥田弘一
松原亨
日浅康博
土田康隆
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

本发明提供一种混合动力车辆的控制装置。当发动机在旋转停止期间起动时,当要求发动机功率为需要涡轮增压压力的输出时,将目标启动转速设定为第一旋转机MG1维持在发电状态的值,而且所述值比要求输出不是需要所述涡轮增压压力的所述输出时高,并且即使在所述发动机进入运转状态之后,控制MG1启动转矩以将用于使所述发动机的发动机转速增加至所述目标启动转速的转矩施加至所述发动机。以这种方式,能够在抑制第一旋转机MG1的功率消耗的同时在自主操作之后更快速地增加发动机转速。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的控制装置,该混合动力车辆包括具有涡轮增压器的发动机和旋转机。
背景技术
已经众所周知包括具有涡轮增压器的发动机、第一旋转机、电气式变速机构以及第二旋转机的混合动力车辆的控制装置,其中电气式变速机构具有分配发动机的动力从而将分配的动力传递至驱动轮和第一旋转机的差动机构,并且电气式变速机构通过控制第一旋转机的运转状态来控制差动机构的差动状态,而且第二旋转机连接至驱动轮以传递动力。例如,以上混合动力车辆被日本未审查专利申请公开第2008-222033号(JP 2008-222033 A)公开。JP 2008-222033 A公开了:当做出发动机起动要求时,在发动机中的要求输出为高输出使得需要涡轮增压压力的情况下,通过将发动机的发动机转速设定为高于生成要求输出时设定的发动机转速来执行发动机起动,由此抑制由涡轮增压压力不足(即,涡轮增压压力的上升响应的延迟)引起的发动机的输出降低。
发明内容
当做出发动机起动要求时,控制第一旋转机的输出转矩以将用于增加发动机转速的转矩施加至发动机,即,使用第一旋转机启动发动机。如在JP2008-222033A中公开的,当起动时的目标发动机转速被设定为高的值时,通过第一旋转机使发动机转速增加至高发动机转速。于是,可能增加第一旋转机的功率消耗,并且可能使车辆的能量效率劣化。
鉴于以上情况已经做出本发明,并且本发明的目的在于提供一种混合动力车辆的控制装置,在起动发动机时,所述控制装置在能够抑制车辆的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力的上升响应。
本发明的一个方案涉及一种混合动力车辆的控制装置。(a)所述混合动力车辆包括具有涡轮增压器的发动机、第一旋转机、电气式变速机构以及第二旋转机。所述电气式变速机构具有分配所述发动机的动力以将所分配的所述动力传递至驱动轮和所述第一旋转机的差动机构,并且通过控制所述第一旋转机的运转状态来控制所述差动机构的差动状态,而且所述第二旋转机连接至所述驱动轮以传递动力。(b)所述控制装置包括发动机起动控制器,所述发动机起动控制器配置为:当所述发动机在旋转停止期间起动时,控制所述第一旋转机的输出转矩以将用于增加所述发动机的发动机转速的转矩施加至所述发动机并且使所述发动机进入运转状态。(c)所述发动机起动控制器配置为,当所述发动机起动时,当所述发动机的要求输出为需要由所述涡轮增压器产生的涡轮增压压力的输出时,将由所述第一旋转机增加所述发动机转速时的目标发动机转速设定为所述第一旋转机维持在发电状态的值,所述值比所述要求输出不是需要所述涡轮增压压力的所述输出时高,并且即使在所述发动机进入所述运转状态之后,控制所述第一旋转机的所述输出转矩以将用于使所述发动机转速增加至所述目标发动机转速的转矩施加至所述发动机。
根据本发明的方案的控制装置还可以包括转矩辅助控制器,所述转矩辅助控制器配置为:当在由所述第一旋转机增加所述发动机转速的情况下起动所述发动机时,通过使用由处于所述发电状态的所述第一旋转机产生的电力来从所述第二旋转机输出驱动转矩的一部分。
在根据本发明的方案的控制装置中,所述发动机起动控制器可以配置为:当所述要求输出不是需要所述涡轮增压压力的所述输出时,将由所述第一旋转机增加所述发动机转速时的所述目标发动机转速设定为开始向所述发动机供给燃料以开始所述发动机的运转的预定发动机转速。
在根据本发明的方案的控制装置中,所述差动机构可以包括与所述发动机连接以传递动力的第一旋转元件,与所述第一旋转机连接以传递动力的第二旋转元件,以及与所述驱动轮连接以传递动力的第三旋转元件,并且在相对地表示各个旋转元件的转速的列线图上以从第一端朝向第二端的顺序布置所述第二旋转元件、所述第一旋转元件以及所述第三旋转元件,所述发动机起动控制器可以配置为:当所述发动机起动时,通过向所述发动机施加用于使所述发动机沿作为所述发动机处于所述运转状态时的旋转方向的正旋转方向旋转的转矩,将用于增加所述发动机转速的所述转矩施加至所述发动机;并且所述发动机起动控制器可以配置为:当所述发动机起动时,通过在所述第一旋转机处于负旋转的状态下控制所述第一旋转机的所述输出转矩,在所述第一旋转机的所述发电状态下控制所述第一旋转机的所述输出转矩。
在根据本发明的方案的控制装置中,所述发动机起动控制器可以配置为:当所述发动机起动时,当所述发动机的所述要求输出为需要所述涡轮增压压力的所述输出时,随着车速增加而将所述目标发动机转速设定为越高的值。
在根据本发明的方案的控制装置中,所述混合动力车辆还可以包括构成所述电气式变速机构与所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分的机械式变速机构,并且所述控制装置还可以包括变速控制器,所述变速控制器配置为:当在由所述第一旋转机增加所述发动机转速的状态下起动所述发动机时,当所述发动机的所述要求输出为需要所述涡轮增压压力的所述输出时,使所述机械式变速机构降档。
通过根据本发明的方案的控制装置,当发动机在旋转停止期间起动时,当发动机的要求输出为需要涡轮增压压力的输出时,将由第一旋转机增加发动机转速时的目标发动机转速设定为第一旋转机维持在发电状态的值,而且所述值比发动机的要求输出不是需要涡轮增压压力的输出时高,并且即使在发动机进入运转状态之后,控制第一旋转机的输出转矩以将用于使发动机的发动机转速增加至目标发动机转速的转矩施加至发动机。以这种方式,能够在抑制第一旋转机的功率消耗的同时在自主操作之后更快速地增加发动机转速。因此,当发动机起动时,能够在抑制车辆中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力的上升响应。
通过根据本发明的方案的控制装置,当在由第一旋转机增加发动机转速的情况下起动发动机时,通过使用由处于发电状态的第一旋转机产生的电力来从第二旋转机输出驱动转矩的一部分。以这种方式,能够抑制由于涡轮增压压力的上升响应的延迟而导致的加速响应的劣化。
通过根据本发明的方案的控制装置,当要求输出不是需要涡轮增压压力的输出时,将由第一旋转机增加发动机转速时的目标发动机转速设定为开始向发动机供给燃料以开始发动机的运转的预定发动机转速。以这种方式,能够通过由第一旋转机适当地启动发动机来使发动机进入运转状态。换言之,由于当要求输出为需要涡轮增压压力的输出时将高于预定发动机转速的值设定为目标发动机转速,所以甚至在发动机进入运转状态之后,通过由第一旋转机将用于增加发动机的发动机转速的转矩施加至发动机,能够在自主操作之后更快速地增加发动机转速。
通过根据本发明的方案的控制装置,当发动机起动时,通过在第一旋转机处于负旋转的状态下控制第一旋转机的输出转矩,在第一旋转机的发电状态下控制第一旋转机的输出转矩。以这种方式,能够在抑制第一旋转机的功率消耗的同时在自主操作之后更快速地增加发动机的发动机转速。
通过根据本发明的方案的控制装置,当发动机起动时,当发动机的要求输出为需要涡轮增压压力的输出时,随着车速增加而将目标发动机转速设定为越高的值。以这种方式,能够设定能够在抑制车辆的能量效率的劣化的同时进一步改进涡轮增压压力的上升响应的目标发动机转速。
此外,通过根据本发明的方案的控制装置,当在由第一旋转机增加发动机转速的情况下起动发动机时,当发动机的要求输出为需要涡轮增压压力的输出时,使机械式变速机构降档。以这种方式,在第一旋转机能够维持负旋转的同时容易将目标发动机转速设定为高的值。
附图说明
将在下文中参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业方面的重要性,其中相同的标记表示相同的元件,并且其中:
图1是示出应用本发明的车辆的概略配置的图,并且示出了用于车辆中的各种控制的控制功能和控制系统的主要部分;
图2是示出发动机的概略构造的图;
图3是相对地示出差动单元中的旋转元件的每一个的转速的列线图;
图4是示出最佳发动机工作点的示例的图;
图5是示出用于电动机行驶与混合动力行驶之间的切换控制的动力源切换映射图的示例的图;
图6是示出每个行驶模式下的离合器和制动器的操作状态的表格;
图7是图示出基于车速设定的需要涡轮增压时的启动转速(cranking speed)的示例的图;
图8是在列线图上图示出目标启动转速(target cranking speed)的设定示例的图;
图9为图示出电子控制单元的控制操作的主要部分(即,在起动发动机时,在抑制车辆中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力的上升响应的控制操作)的流程图;
图10是示出当执行图9的流程图中所示的控制操作时的时序图的示例的图;
图11是示出应用了本发明并且与图1所示的车辆不同的车辆的概略配置的图;
图12是示出图11所示的机械式有级变速单元的变速操作与其中使用的接合装置的操组合之间的关系的操作图表;
图13是相对地示出电气式无级变速单元以及机械式有级变速单元中的各旋转元件的转速的列线图;以及
图14是图示出图11所示的电子控制单元的控制操作的主要部分(即,在起动发动机时,在抑制车辆中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力的上升响应的控制操作)的流程图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是示出应用本发明的车辆10的概略配置,并且示出了用于车辆10中的各种控制的控制功能和控制系统的主要部分的图。在图1中,车辆10是包括发动机12、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2、动力传递装置14和驱动轮16的混合动力车辆。
图2是示出发动机12的概略构造的图。在图2中,发动机12是用于使车辆10行驶的动力源,并且是已知的内燃机,例如,包括涡轮增压器18的汽油发动机或柴油发动机,即,具有涡轮增压器18的发动机。进气管20设置在发动机12的进气系统中,进气管20连接到进气歧管22,进气歧管22附接到发动机主体12a。排气管24设置在发动机12的排气系统中,并且排气管24连接至排气歧管26,排气歧管26附接至发动机主体12a。涡轮增压器18是已知的排气涡轮型涡轮增压器,即,具有设置在进气管20中的压缩机18c和设置在排气管24中的涡轮18t的涡轮增压器。涡轮18t由排出气体(即排气)流驱动而旋转。压缩机18c连接至涡轮18t,并通过由涡轮18t旋转地驱动而压缩发动机12的吸入空气(即进气)。
排气管24与排气旁路28并行地设置,排气旁路28用于使涡轮18t旁通以使排气从涡轮18t的上游流向下游。排气旁路28设置有废气旁通阀(WGV)30,该废气旁通阀30用于连续地控制通过涡轮18t的排气与通过排气旁路28的排气之间的比率。通过稍后描述的电子控制单元100操作致动器(未示出)来连续地调节废气旁通阀30的阀开度。废气旁通阀30的阀开度越大,发动机12的排气越容易通过排气旁路28排出。因此,在涡轮增压器18的涡轮增压操作有效的发动机12的涡轮增压状态下,随着废气旁通阀30的阀开度增大,涡轮增压器18的涡轮增压压力Pchg减小。涡轮增压器18的涡轮增压压力Pchg是进气的压力,并且是进气管20中的压缩机18c下游的气压。涡轮增压压力Pchg的下部例如是表示涡轮增压器18的涡轮增压操作根本不起作用的发动机12的非涡轮增压状态下的进气压力的部分,换句话说,是表示没有涡轮增压器18的发动机中的进气的压力的部分。
空气滤清器32设置在进气管20的入口处,并且用于测量发动机12的进气量Qair的空气流量计34设置在空气滤清器32的下游和压缩机18c上游的进气管20中。在压缩机18c下游的进气管20中设置有作为换热器的中间冷却器36,其通过执行进气与外部空气或冷却剂之间的热交换来冷却由涡轮增压器18压缩的进气。在中间冷却器36的下游且在进气歧管22的上游的进气管20中设置有电子节流阀38,通过使后面将描述的电子控制单元100操作节流阀致动器(未示出)来控制电子节流阀38的开闭。在中间冷却器36和电子节流阀38之间的进气管20中,设置有用于检测涡轮增压器18的涡轮增压压力Pchg的涡轮增压压力传感器40和用于检测作为进气的温度的进气温度THair的进气温度传感器42。在电子节流阀38的附近,例如,在节流阀致动器中,设置有用于检测作为电子节流阀38的开度的节流阀开度θth的节流阀开度传感器44。
在进气管20中,并行地设置有空气再循环旁路46,所述空气再循环旁路用于从压缩机18c的下游向上游绕过压缩机18c而使空气再循环。例如,在空气再循环旁路46中设置有空气旁通阀(ABV)48,所述空气旁通阀当电子节流阀38突然关闭时打开,从而抑制喘振的发生并且保护压缩机18c。
在发动机12中,由将稍后描述的电子控制单元100控制包括电子节流阀38、燃料喷射装置、点火装置、废气旁通阀30等的发动机控制装置50(参见图1),这进而控制作为发动机12的输出转矩的发动机转矩Te。
返回图1,第一旋转机MG1和第二旋转机MG2是具有电动马达(电动机)的功能和发电机的功能的旋转电机,并且是所谓的电动发电机。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2可以是用于车辆10行驶的动力源。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的每一个通过设置在车辆10中的逆变器52连接到设置在车辆10中的电池54。在第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中,通过使后面将描述的电子控制单元100控制逆变器52来分别控制作为第一旋转机MG1的输出转矩的MG1转矩Tg和作为第二旋转机MG2的输出转矩的MG2转矩Tm。例如,在正旋转的情况下,旋转机的输出转矩是在加速期间的正转矩下的动力转矩,并且是在减速期间的负转矩下的再生转矩。电池54是与第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的每一个交换电力的蓄电装置。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2设置在壳体56中,该壳体56是附接于车身的非旋转构件。
动力传递装置14包括壳体56中的变速单元58、差动单元60、从动齿轮62、从动轴64、主减速齿轮66、差动齿轮68和减速齿轮70等。变速单元58和差动单元60与作为变速单元58的输入旋转构件的输入轴72同轴地布置。变速单元58通过输入轴72等连接至发动机12。差动单元60与变速单元58串联连接。从动齿轮62与作为差动单元60的输出旋转构件的传动齿轮74啮合。从动轴64固定从动齿轮62和主减速齿轮66,以使从动齿轮62和主减速齿轮66不能相对于彼此旋转。主减速齿轮66具有比从动齿轮62小的直径。差动齿轮68通过差动齿圈68a与主减速齿轮66啮合。减速齿轮70具有比从动齿轮62小的直径并且与从动齿轮62啮合。减速齿轮70连接至第二旋转机MG2的转子轴76,转子轴76与输入轴72分开地平行于输入轴72布置,并且减速齿轮70连接至第二旋转机MG2以传递动力。此外,动力传递装置14包括连接至差动齿轮68的车轴78等。
上述构造的动力传递装置14适合用于前置发动机前轮驱动(FF)型和后置发动机后轮驱动(RR)型的车辆。在动力传递装置14中,从发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的每个输出的动力被传递至从动齿轮62,并且动力从从动齿轮62依次经由主减速齿轮66、差动齿轮68、车轴78等传递至驱动轮16。由此,第二旋转机MG2是连接到驱动轮16以传递动力的旋转机。在动力传递装置14中,发动机12、变速单元58、差动单元60、以及第一旋转机MG1被布置在与第二旋转机MG2不同的轴线上,从而减小了轴长。进而,能够增大第二旋转机MG2的减速比。此外,除非特别区分,就其含义而言,动力包括转矩和力。
变速单元58包括第一行星齿轮机构80、离合器C1和制动器B1。差动单元60包括第二行星齿轮机构82。第一行星齿轮机构80是已知的单小齿轮型行星齿轮装置,其包括第一太阳轮S1、第一小齿轮P1、自转和公转地支撑第一小齿轮P1的第一行星齿轮架CA1、以及通过第一小齿轮P1与第一太阳轮S1啮合的第一齿圈R1。第二行星齿轮机构82是已知的单小齿轮型行星齿轮装置,其包括第二太阳轮S2、第二小齿轮P2、自转和公转地支撑第二小齿轮P2的第二行星齿轮架CA2、以及通过第二小齿轮P2与第二太阳轮S2啮合的第二齿圈R2。
在第一行星齿轮机构80中,第一行星齿轮架CA1是一体地连接至输入轴72的旋转元件,并且发动机12通过输入轴72连接至该旋转元件以传递动力。第一太阳轮S1是通过制动器B1选择性地连接至壳体56的旋转元件。第一齿圈R1是连接至作为差动单元60的输入旋转构件的第二行星齿轮机构82的第二行星齿轮架CA2的旋转元件,并且用作变速单元58的输出旋转构件。此外,第一行星齿轮架CA1和第一太阳轮S1通过离合器C1选择性地连接。
离合器C1和制动器B1的每一个是湿式摩擦接合装置,并且是其中接合由液压致动器控制的多片式液压摩擦接合装置。通过使稍后将描述的电子控制单元100控制设置在车辆10中的液压控制回路84,根据从液压控制回路84输出的调节后的液压Pc1和Pb1来分别切换离合器C1和制动器B1的诸如接合和释放的操作状态。
在离合器C1和制动器B1二者均被释放的状态下,允许第一行星齿轮机构80的差动。因此,在该状态下,由于在第一太阳轮S1中不能获得发动机转矩Te的反作用转矩,因此变速单元58处于无法传递机械动力的中立状态(即,处于空档状态)。在离合器C1被接合并且制动器B1被释放的状态下,第一行星齿轮机构80使旋转元件一体地旋转。因此,在该状态下,发动机12的旋转以恒定的速度从第一齿圈R1传递至第二行星齿轮架CA2。另一方面,在离合器C1被释放并且制动器B1被接合的状态下,在第一行星齿轮机构80中,停止第一太阳轮S1的旋转,并且第一齿圈R1的旋转比第一行星齿轮架CA1的旋转快。因此,在该状态下,发动机12的旋转加速并且从第一齿圈R1输出。如上所述,变速单元58用作两级有级变速器,其允许在变速比为“1.0”的意味着直接联接状态的低档位与变速比为“0.7”的意味着超速状态的高档位之间进行切换。在离合器C1和制动器B1二者都接合的状态下,第一行星齿轮机构80的每个旋转元件的旋转被停止。因此,在这种状态下,作为变速单元58的输出旋转构件的第一齿圈R1的旋转被停止,并且作为差动单元60的输入旋转构件的第二行星齿轮架CA2的旋转被停止。
在第二行星齿轮机构82中,第二行星齿轮架CA2是连接至作为变速单元58的输出旋转构件的第一齿圈R1的旋转元件,并用作差动单元60的输入旋转构件。第二太阳轮S2一体地连接至第一旋转机MG1的转子轴86并且是第一旋转机MG1连接至以传递动力的旋转元件。第二齿圈R2一体地连接至传动齿轮74,是驱动轮16连接至以传递动力的旋转元件,并且用作差动单元60的输出旋转构件。第二行星齿轮机构82是动力分配装置,其将经由变速单元58输入到第二行星齿轮架CA2的发动机12的动力机械地分配到第一旋转机MG1和传动齿轮74。即,第二行星齿轮机构82是分配发动机12的动力以将分配的动力传递至驱动轮16和第一旋转机MG1的差动机构。在第二行星齿轮机构82中,第二行星齿轮架CA2用作输入元件,第二太阳轮S2用作反作用元件,并且第二齿圈R2用作输出元件。差动单元60与连接至第二行星齿轮机构82以传递动力的第一旋转机MG1一起形成用于通过控制第一旋转机MG1的工作状态来控制第二行星齿轮机构82的差动状态的电气式变速机构,例如,电气式无级变速器。第一旋转机MG1是发动机12的动力传递到的旋转机。由于变速单元58处于超速,因此抑制了第一旋转机MG1的转矩的增加。要注意的是,控制第一旋转机MG1的操作状态是指执行第一旋转机MG1的操作控制。
图3是相对地示出差动单元60中的旋转元件的每一个的转速的列线图。在图3中,三个垂直线Y1、Y2和Y3对应于构成差动单元60的第二行星齿轮机构82的三个旋转元件。垂直线Y1代表作为与第一旋转机MG1(参见图中的“MG1”)连接以传递动力的第二旋转元件RE2的第二太阳轮S2的转速。垂直线Y2代表通过变速单元58与发动机12(参见图中的“ENG”)连接以传递动力的第一旋转元件RE1的第二行星齿轮架CA2的转速。垂直线Y3表示作为一体地连接至传动齿轮74(参见附图中的“OUT”),即,连接至驱动轮16以传递动力的第三旋转元件RE3的第二齿圈R2的转速。如上所述,以从列线图上的第一端至第二端的顺序,第二行星齿轮机构82由第二旋转元件RE2、第一旋转元件RE1以及第三旋转元件RE3构成。第二旋转机MG2(参见图中的“MG2”)通过减速齿轮70等连接至与传动齿轮74啮合的从动齿轮62。设置在车辆10中的机械式油泵(参见图中的“MOP”)连接至第二行星齿轮架CA2。机械式油泵供给用于制动器B1的每个接合操作、每个部件的润滑以及每个部件的冷却的油。当第二行星齿轮架CA2的旋转停止时,由设置在车辆10中的电动油泵(未示出)供给油。垂直线Y1、Y2和Y3之间的间距是根据第二行星齿轮机构82的齿轮比ρ(=太阳轮的齿数/齿圈的齿数)而确定的。在列线图中的垂直轴之间的关系中,当太阳轮与行星齿轮架之间的间隔被设定为对应于“1”的间距时,行星齿轮架与齿圈之间的间隔被设定为对应于齿轮比ρ的间距。
图3中的实线Lef表示在HV行驶模式中前进行驶时各旋转元件的相对速度的示例,HV行驶模式为能够进行混合动力行驶(=HV行驶)以至少使用发动机12作为动力源进行行驶的行驶模式。此外,图3中的实线Ler表示HV行驶模式中后退行驶时各旋转元件的相对速度的示例。在HV行驶模式下,例如,在第二行星齿轮机构82中,当第一旋转机MG1产生的MG1转矩Tg(其为相对于通过变速单元58输入到第二行星齿轮架CA2的正转矩的发动机转矩Te的负转矩的反作用转矩)被输入到第二太阳轮S2时,在第二齿圈R2中出现作为直接传递到发动机的正转矩Td。例如,在离合器C1被接合、制动器B1被释放并且变速单元58处于变速比为“1.0”的直接联接状态的情况下,当作为相对于输入到第二行星齿轮架CA2的发动机转矩Te的反作用转矩的MG1转矩Tg(=-ρ/(1+ρ)×Te)被输入到第二太阳轮S2时,直接传递到发动机的转矩Td(=Te/(1+ρ)=-(1/ρ)×Tg)出现在第二齿圈R2中。接着,直接传递至发动机的转矩Td和传递至从动齿轮62的MG2转矩Tm的总转矩可以根据要求驱动力作为车辆10的驱动转矩被传递至驱动轮16。当正旋转产生负转矩时,第一旋转机MG1用作发电机。利用第一旋转机MG1的发电电力Wg对电池54进行充电,并且第二旋转机MG2消耗发电电力。第二旋转机MG2使用发电电力Wg的全部或一部分或除了使用发电电力Wg之外,还使用来自电池54的电力来输出MG2转矩Tm。前进行驶时的MG2转矩Tm是作为正旋转的正转矩的动力转矩,后退行驶时的MG2转矩Tm是作为反旋转的负转矩的动力转矩。
差动单元60可以作为电气式无级变速器进行操作。例如,在HV行驶模式下,基于作为通过驱动轮16的旋转所限制的传动齿轮74的转速的输出转速No来控制第一旋转机MG1的操作状态,因此,当第一旋转机MG1的转速(即,第二太阳轮S2的转速)增大或减小时,第二行星齿轮架CA2的转速增大或减小。由于第二行星齿轮架CA2经由变速单元58连接至发动机12,因此,通过增大或减小第二行星齿轮架CA2的转速而增大或减小作为发动机12的转速的发动机转速Ne。因此,在混合动力行驶中,可以进行用于将发动机工作点OPeng设定为有效的工作点的控制。该混合动力型被称为机械分配型或分配型。第一旋转机MG1是能够控制发动机转速Ne的旋转机,即,能够调节发动机转速Ne的旋转机。工作点是由转速和转矩表示的工作点,发动机工作点OPeng是由发动机转速Ne和发动机转矩Te表示的发动机12的工作点。
图3中的虚线Lm1表示在电动机行驶(=EV行驶)模式之中的单驱动EV模式下前进行驶时各旋转元件的相对速度的示例,在该单驱动EV模式模式下能够进行仅使用第二旋转机MG2作为动力源的电动机行驶。图3中的虚线Lm2表示在EV行驶模式之中的双驱动EV模式下前进行驶时各旋转元件的相对速度的示例,在双驱动EV模式下能够进行使用第一旋转机MG1和第二旋转机MG2两者作为动力源的电动机行驶。EV行驶模式是在发动机12的运转停止的状态下,能够进行使用第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的至少一个作为动力源的电动机行驶的行驶模式。
在单驱动EV模式下,当离合器C1和制动器B1均被释放并且变速单元58进入空档状态时,差动单元60也进入空档状态。在这种状态下,MG2转矩Tm可以作为车辆10的驱动转矩被传递至驱动轮16。在单驱动EV模式下,例如,为了减少第一旋转机MG1中的阻力损失等,第一旋转机MG1维持零旋转。例如,即使执行控制以使第一旋转机MG1维持在零旋转,由于差动单元60处于空档状态,因此,驱动转矩也不受影响。
在双驱动EV模式下,离合器C1和制动器B1二者均被接合以停止第一行星齿轮机构80的每个旋转元件的旋转,因此,第二行星齿轮架CA2停止在零旋转。在这种状态下,MG1转矩Tg和MG2转矩Tm可以作为车辆10的驱动转矩被传递至驱动轮16。
返回参考图1,车辆10还包括作为控制器的电子控制单元100,该电子控制单元100包括与发动机12、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2等的控制相关的用于车辆10的控制装置。例如,电子控制单元100包括所谓的微型计算机,该微型计算机包括CPU、RAM、ROM以及输入/输出接口等。CPU通过使用RAM的临时存储功能并且根据预先存储在ROM中的程序执行信号处理来执行车辆10的各种控制。根据需要,电子控制单元100可以包括用于发动机控制、用于旋转机控制以及用于液压控制等的计算机。
电子控制单元100接收基于来自设置在车辆10中的各种传感器等(例如,空气流量计34、涡轮增压压力传感器40、进气温度传感器42、节流阀开度传感器44、发动机转速传感器88、输出转速传感器90、MG1转速传感器92、MG2转速传感器94、加速器操作量传感器96和电池传感器98等)的检测值的各种信号等(例如,进气量Qair、涡轮增压压力Pchg、进气温度THair、节流阀开度θth、发动机的发动机转速Ne、对应于车速V的输出转速No、作为第一旋转机MG1的转速的MG1转速Ng、作为第二旋转机MG2的转速的MG2转速Nm、作为指示驾驶员的加速器操作的大小的驾驶员的加速器操作量的加速器操作量θacc、电池54的电池温度THbat、电池充电/放电电流Ibat、电池电压Vbat等)。从电子控制单元100将各种命令信号(例如,用于控制发动机12的发动机控制命令信号Se、用于控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的旋转机控制命令信号Smg、以及用于控制离合器C1和制动器B1的各个操作状态的液压控制命令信号Sp等)输出到设置在车辆10中的各种装置(例如,发动机控制装置50、逆变器52、液压控制回路84等)。
电子控制单元100例如基于电池充电/放电电流Ibat和电池电压Vbat来计算作为指示电池54的充电状态的值的充电状态值SOC[%]。此外,电子控制单元100例如基于电池54的电池温度THbat和充电状态值SOC,计算用于限定作为电池54的功率的电池功率Pbat的可用范围的可充电电力Win/可放电电力Wout。可充电电力Win/可放电电力Wout分别是作为限定电池54的输入电力的限制的可输入电力的可充电电力Win和作为限定电池54的输出电力的限制的可输出电力的可放电电力Wout。例如,在电池温度THbat低于正常范围的低温范围内,随着电池温度THbat的降低,可充电电力Win/可放电电力Wout减小,并且在电池温度THbat高于正常范围的高温范围内,随着电池温度THbat的升高,可充电电力Win/可放电电力Wout减小。例如,在充电状态值SOC高的区域中,随着充电状态值SOC的增大,可充电电力Win减小。例如,在充电状态值SOC低的区域中,随着充电状态值SOC的减小,可放电电力Wout减小。
电子控制单元100包括混合动力控制单元(即,混合动力控制器102)以实现车辆10中的各种控制。
混合动力控制器102包括用于控制发动机12的运转的发动机控制单元(即,用作为发动机控制单元,作为发动机控制器的功能)、用于通过逆变器52控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的运转的旋转机控制单元(即,作为旋转机控制器的功能),以及对变速单元58中的动力传递状态进行切换的动力传递切换单元(即,作为动力传递切换单元的功能),并且利用上述控制功能,混合动力控制器102通过发动机12、第一旋转机MG1以及第二旋转机MG2执行混合动力驱动控制等。
混合动力控制器102例如将加速器操作量θacc和车速V应用于作为通过实验或设计预先存储的关系(即,预定关系)的驱动力映射图来计算作为车辆10所要求的驱动转矩Tw的要求驱动转矩Twdem。换句话说,要求驱动转矩Twdem是此时的车速V下的要求驱动力Pwdem。此处,可以使用输出转速No等来代替车速V。作为驱动力映射图,例如,设定前进行驶和后退行驶的不同映射图。
为了考虑到作为电池54所要求的充电/放电功率的要求充电/放电功率等通过发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的至少一个动力源来实现要求驱动力Pwdem,混合动力控制器102输出作为用于控制发动机12的命令信号的发动机控制命令信号Se和作为用于控制第一旋转机MG1和第二旋转机MG2的命令信号的旋转机控制命令信号Smg。
例如,当车辆在HV行驶模式下行驶时,发动机控制命令信号Se是用于考虑到最佳发动机工作点OPengf而以目标发动机转速Netgt输出目标发动机转矩Tetgt的发动机功率Pe的命令值,在最佳发动机工作点Pengf,实现了除了要求驱动力Pwdem以外还通过要求充电/放电功率、电池54中的充电/放电效率等获得的要求发动机功率Pedem。此外,旋转机控制命令信号Smg是在输出命令时以MG1的转速Ng输出MG1转矩Tg作为用于将发动机转速Ne设定为目标发动机转速Netgt的反作用转矩的第一旋转机MG1的发电电力Wg的命令值,并且是在输出命令时以MG2的转速Nm输出MG2转矩Tm的第二旋转机MG2的电力消耗Wm的命令值。例如,在反馈控制中来计算HV行驶模式下的MG1转矩Tg,在反馈控制中,第一旋转机MG1运转以使发动机转速Ne达到目标发动机转速Netgt。例如,基于直接传递至发动机的转矩Td结合驱动转矩Tw计算HV行驶模式下的MG2转矩Tm,以获得要求驱动转矩Twdem。例如,当达到要求发动机功率Pedem时,除仅发动机12的燃料效率之外,还考虑到电池54中的充电/放电效率,最佳发动机工作点OPengf被预定为车辆10的总燃料效率最佳的发动机工作点OPeng。目标发动机转速Netgt为发动机转速Ne的目标值,即,发动机12的目标发动机转速,并且目标发动机转矩Tetgt为发动机转矩Te的目标值。发动机功率Pe为发动机12的输出,即,功率,而要求发动机功率Pedem为发动机12要求的输出。如上所述,车辆10为如下的车辆:控制作为第一旋转机MG1的反作用转矩的MG1转矩Tg,使得发动机转速Ne为目标发动机转速Netgt。
图4是示出使用发动机转速Ne和发动机转矩Te作为变量的二维坐标系上的最佳发动机工作点OPengf的示例的图。在图4中,实线Leng表示一组最佳发动机工作点OPengf。等功率线Lpw1、Lpw2和Lpw3表示要求发动机功率Pedem分别为要求发动机功率Pe1、Pe2和Pe3的示例。点A是当在最佳发动机工作点OPengf上实现要求发动机功率Pe1时的发动机工作点OPengA,而点B是当在最佳发动机工作点OPengf上实现要求发动机功率Pe3时的发动机工作点OPengB。点A和点B也是由目标发动机转速Netgt和目标发动机转矩Tetgt表示的发动机工作点OPeng的目标值,即,目标发动机工作点OPengtgt。例如,当目标发动机工作点OPengtgt由于加速器操作量θacc的增加而从点A变为点B时,执行控制,使得发动机工作点OPeng在经过最佳发动机工作点OPengf的路径a上变化。
混合动力控制器102根据行驶状态选择性地建立EV行驶模式或HV行驶模式作为行驶模式,并使车辆10以各行驶模式行驶。例如,当要求驱动力Pwdem在小于预定阈值的电动机行驶区域中时,混合动力控制器102建立EV行驶模式,并且当要求驱动力Pwdem在等于或大于预定阈值的混合动力行驶区域中时,混合动力控制器102建立HV行驶模式。即使当要求驱动力Pwdem处于电动机行驶区域中时,当电池54的充电状态值SOC小于预定的发动机起动阈值时或当发动机12需要暖机时,混合动力控制器102也建立HV行驶模式。发动机起动阈值是用于判定充电状态值SOC是否是需要通过发动机12的强制起动对电池54进行充电的值的预定阈值。
图5是示出用于在电动机行驶和混合动力行驶之间切换控制的动力源切换映射图的示例的图。在图5中,实线Lswp是用于在电动机行驶和混合动力行驶之间进行切换的、电动机行驶区域与混合动力行驶区域之间的边界线。在电动机行驶区域中预先确定车速V相对较低且要求驱动转矩Twdem相对较小、要求驱动力Pwdem相对较小的区域。在混合动力行驶区域中预先确定车速V相对较高或者要求驱动转矩Twdem相对较大、要求驱动力Pwdem相对较大的区域。当电池54的充电状态值SOC小于发动机起动阈值时,或者当发动机12需要暖机时,图5中的电动机行驶区域可以被改变为混合动力行驶区域。
当EV行驶模式被建立时并且仅通过第二旋转机MG2可以实现要求驱动力Pwdem时,混合动力控制器102建立单驱动EV模式。另一方面,当EV行驶模式被建立时,当仅通过第二旋转机MG2不能实现要求驱动力Pwdem时,混合动力控制器102建立双驱动EV模式。即使当仅通过第二旋转机MG2可以实现要求驱动力Pwdem,但是当使用第一旋转机MG1和第二旋转机MG2两者时比仅使用第二旋转机MG2效率更高时,混合动力控制器102可以建立双驱动EV模式。
当在发动机12的运转停止时建立HV行驶模式时,混合动力控制器102用作用于执行起动发动机12的发动机起动控制的发动机起动控制单元,即,用作发动机起动控制器。当在旋转停止期间起动发动机12时,混合动力控制器102控制MG1转矩Tg,从而向发动机12施加用于增加发动机转速Ne的转矩,并且通过当发动机转速Ne为能够点火以使发动机12进入运转状态的预定发动机转速Nest时进行点火来起动发动机12。当发动机12起动时,混合动力控制器102向发动机12施加用于使发动机12沿正旋转方向(当发动机12处于运转状态时的旋转方向)旋转的转矩,由此将用于增加发动机转速Ne的转矩施加至发动机12。即,混合动力控制器102通过由第一旋转机MG1增加发动机转速Ne,即,通过由第一旋转机MG1启动发动机12来起动发动机12。预定转速Nest例如为用于开始由燃料喷射装置进行的燃料喷射(即,开始向发动机12的燃料供应)以及开始向点火装置施加电压(即,通过对发动机12进行点火开始发动机12的运转)的预定发动机转速Ne,例如,大约500[rpm]的值。在实施例中,被控制以向发动机12施加用于增加发动机转速Ne的转矩的MG1转矩Tg被称作MG1启动转矩Tgcr。
混合动力控制器102基于所建立的行驶模式来控制离合器C1和制动器B1的每个接合操作。混合动力控制器102将用于接合和/或释放离合器C1和制动器B1中的每一个的液压控制命令信号Sp输出至液压控制回路84,从而使得能够实现在建立的行驶模式下进行行驶的动力传递。
图6是示出在各个行驶模式下的离合器C1和制动器B1的操作状态的表。在图6中,标记○表示离合器C1和制动器B1的每一个的接合,空白表示释放,并且标记Δ表示在与发动机制动器一起使用处于旋转停止状态的发动机12以使发动机12进入旋转状态时两个中的一个被接合。标记“G”表示第一旋转机MG1主要用作发电机,并且标记“M”表示第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的每一个在被驱动时主要用作电动机并且在再生期间主要用作发电机。车辆10可以选择性地实现EV行驶模式和HV行驶模式作为行驶模式。EV行驶模式具有两种模式:单驱动EV模式和双驱动EV模式。
在离合器C1和制动器B1二者均被释放的状态下,实现单驱动EV模式。在单驱动EV模式下,由于离合器C1和制动器B1被释放,变速单元58处于空档状态。当变速单元58被设定为空档状态时,差动单元60被设定为空档状态,在该空档状态下,连接到第一齿圈R1的第二行星齿轮架CA2无法获得MG1转矩Tg的反作用转矩。在该状态下,混合动力控制器102使第二旋转机MG2输出用于行驶的MG2转矩Tm(参见图3中的虚线Lm1)。在单驱动EV模式下,也可以通过使第二旋转机MG2相对于前进行驶反向地旋转来进行后退行驶。
在单驱动EV模式下,第一齿圈R1由第二行星齿轮架CA2旋转,而由于变速单元58处于空档状态,因此发动机12不旋转,且停止在零旋转。因此,当在单驱动EV模式下的行驶期间,通过第二旋转机MG2进行再生控制时,能够获得大的再生量。当电池54充满电并且在单驱动EV模式下的行驶期间无法获取再生能量时,可以考虑一起使用发动机制动器。当一起使用发动机制动器时,制动器B1或离合器C1被接合(参见图6中的“与发动机制动器一起”)。当制动器B1或离合器C1被接合时,发动机12进入旋转状态,并且应用发动机制动器。
在离合器C1和制动器B1二者均被接合的状态下实现双驱动EV模式。在双驱动EV模式下,通过接合离合器C1和制动器B1来停止第一行星齿轮机构80的每个旋转元件的旋转,发动机12处于零旋转的停止状态,连接到第一齿圈R1的第二行星齿轮架CA2的旋转也停止。当第二行星齿轮架CA2的旋转停止时,由于第二行星齿轮架CA2中可以获得MG1转矩Tg的反作用转矩,因此,MG1转矩Tg能够从第二齿圈R2机械地输出并传递到驱动轮16。在该状态下,混合动力控制器102使第一旋转机MG1和第二旋转机MG2输出用于行驶的MG1转矩Tg和MG2转矩Tm(见图3中的虚线Lm2)。在双驱动EV模式下,也可以使第一旋转机MG1和第二旋转机MG2二者都相对于前进行驶反向地旋转而进行后退行驶。
在离合器C1被接合的状态并且制动器B1被释放的状态下,实现HV行驶模式的低状态。在HV行驶模式的低状态下,由于离合器C1被接合,因此第一行星齿轮机构80的旋转元件一体地旋转,并且变速单元58进入直接联接状态。因此,发动机12的旋转以恒定的速度从第一齿圈R1传递至第二行星齿轮架CA2。在制动器B1被接合并且离合器C1被释放时实现了HV行驶模式的高状态。在HV行驶模式的高状态下,通过接合制动器B1来使第一太阳轮S1的旋转停止,并且变速单元58进入超速状态。因此,发动机12的旋转加速并且从第一齿圈R1被传递到第二行星齿轮架CA2。在HV行驶模式下,混合动力控制器102使通过第一旋转机MG1的发电输出作为发动机转矩Te的反作用转矩的MG1转矩Tg,并且通过第一旋转机MG1的发电电力Wg使第二旋转机MG2输出MG2转矩Tm(参见图3中的实线Lef)。在HV行驶模式下,例如,在HV行驶模式的低状态下,也可以使第二旋转机MG2相对于前进行驶反向地旋转而进行后退行驶(参见图3中的实线Ler)。在HV行驶模式下,也可以使用来自电池54的电力进一步增加用于行驶的MG2转矩Tm。在HV行驶模式下,例如,当车速V相对较高并且要求驱动转矩Twdem相对较小时,建立HV行驶模式的高状态。
当做出起动发动机12的要求时,当要求发动机功率Pedem为需要由涡轮增压器18产生的涡轮增压压力Pchg的高输出时可能发生涡轮增压压力Pchg的上升响应的延迟。另一方面,即使在发动机12通过第一旋转机MG1而启动至预定发动机转速Nest而处于运转状态之后,也能够想到通过由第一旋转机MG1使发动机12启动至高于预定发动机转速Nest的发动机转速Ne来改进涡轮增压压力Pchg的上升响应。然而,由于当在第一旋转机MG1处于正旋转状态的状态下输出MG1启动转矩Tgcr时发生从电池54供给电力的放电状态,所以第一旋转机MG1的电力消耗增加,并且因此车辆10的能量效率容易劣化。
因此,当发动机12起动时,在当发动机12通过第一旋转机MG1而启动时第一旋转机MG1能够维持发电状态的发动机转速Ne至高于预定发动机转速Nest的发动机转速Ne的范围中,混合动力控制器102输出MG1启动转矩Tgcr。通过在负旋转的状态下输出MG1启动转矩Tgcr,第一旋转机MG1能够维持在发电状态。当发动机12起动时,在第一旋转机MG1处于负旋转状态的状态下,混合动力控制器102控制MG1转矩Tg,即,MG1启动转矩Tgcr。以这种方式,在第一旋转机MG1正在发电的状态下控制MG1启动转矩Tgcr。
具体地,电子控制单元100还包括状态判定单元,即,状态判定单元104,从而实现在当发动机12起动时抑制车辆10的能量效率劣化的同时改进涡轮增压压力Pchg的上升响应的控制功能。
状态判定单元104判定混合动力控制器102是否已经判定将执行发动机起动控制。例如,当要求驱动力Pwdem被设定在混合动力行驶区域中时,当电池54的充电状态值SOC小于发动机起动阈值时,或者当发动机12需要暖机时,混合动力控制器102判定当模式从EV行驶模式切换至HV行驶模式时将执行发动机起动控制。
当做出混合动力控制器102已经判定将执行发动机起动控制的判定时,状态判定单元104判定发动机起动之后的要求发动机功率Pedem是否为需要由涡轮增压器18产生的涡轮增压压力Pchg的输出。例如,基于要求发动机功率Pedem是否等于或者大于预定的要求发动机功率Pedemf,状态判定单元104判定发动机起动之后的要求发动机功率Pedem是否为需要涡轮增压压力Pchg的输出。预定的要求发动机功率Pedemf例如为预定的发动机功率Pe的下限,通过所述预定的发动机功率Pe的下限,能够做出要求发动机功率Pedem为在由涡轮增压器18进行的涡轮增压操作有效的涡轮增压区域中输出的发动机功率Pe的判定。
混合动力控制器102设定作为由第一旋转机MG1增加发动机转速Ne时的发动机12的目标发动机转速的目标启动转速Necr。混合动力控制器102输出MG1启动转矩Tgcr直到发动机转速Ne高于目标启动转速Necr,并且继续由第一旋转机MG1进行的发动机12的启动。当发动机转速Ne高于目标启动转速Necr时,混合动力控制器102终止由第一旋转机MG1进行的发动机12的启动。状态判定单元104判定发动机转速Ne是否高于目标启动转速Necr。
具体地,当状态判定单元104判定发动机起动之后的要求发动机功率Pedem不是需要涡轮增压压力Pchg的输出时,混合动力控制器102将目标启动转速Necr设定为预定发动机转速Nest。于是,混合动力控制器102输出MG1启动转矩Tgcr直到状态判定单元104判定发动机转速Ne高于目标启动转速Necr,即,预定发动机转速Nest,并且当发动机转速Ne高于预定发动机转速Nest时通过对发动机12进行点火等使发动机12进入运转状态。由于目标启动转速Necr为预定发动机转速Nest,所以在发动机12已经进入运转状态之后混合动力控制器102不执行由第一旋转机MG1进行的发动机12的启动。
另一方面,当状态判定单元104判定发动机起动之后的要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,混合动力控制器102将目标启动转速Necr设定为需要涡轮增压时的启动转速Net1。例如,当需要涡轮增压时的启动转速Net1为用于改进发动机12已经进入运转状态之后的涡轮增压压力Pchg的上升响应的预定目标启动转速Necr,并且高于预定发动机转速Nest。于是,混合动力控制器102输出MG1启动转矩Tgcr,并且当发动机转速Ne高于预定发动机转速Nest时,通过对发动机12进行点火等使发动机12进入运转状态。随后,混合动力控制器102输出MG1启动转矩Tgcr直到状态判定单元104判定发动机转速Ne高于目标启动转速Necr,即,需要涡轮增压时的启动转速Net1。
例如,随着发动机起动之后的要求发动机功率Pedem越高,可以将需要涡轮增压时的启动转速Net1设定为越高的值。另外,随着车速V增加,即,随着第二齿圈R2的转速(输出转速No)增加,能够维持于在第一旋转机MG1处于负旋转的状态下能够输出MG1启动转矩Tgcr的区域(即,第一旋转机MG1处于发电状态的发电区域)中的发动机转速Ne增加。为了进行上述的有效使用,例如,如图7所示,随着车速V越高,可以将需要涡轮增压时的启动转速Net1设定为越高的值。如上所述,当发动机12起动时,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,随着车速V增加,混合动力控制器102将目标启动转速Necr设定为越高的值。
图8为在列线图上图示出目标启动转速Necr的设定示例的图。图8所示的列线图与图3所示列线图相同。在图8中,实线Lstp指示在行驶期间发动机12的旋转停止的状态(参见点a)。当在发动机12的旋转停止的状态下输出MG1启动转矩Tgcr时,MG1转速Ng增加,并且发动机转速Ne也增加。当如实线Lign所示发动机转速Ne增加至预定发动机转速Nest(参见点b)时,执行用于发动机12的点火等,并且发动机12进入运转状态。当要求发动机功率Pedem不是需要涡轮增压压力Pchg的输出时,将预定发动机转速Nest设定为目标启动转速Necr。当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,将高于预定发动机转速Nest的、需要涡轮增压时的启动转速Net1设定为目标启动转速Necr。结果,甚至在发动机12已经进入运转状态之后,输出MG1启动转矩Tgcr并且发动机12被启动,直到发动机转速Ne达到需要涡轮增压时的启动转速Net1。当发动机转速Ne达到需要涡轮增压时的启动转速Net1时,终止由第一旋转机MG1进行的启动,并且如实线Ldem所示,发动机12通过其自身的功率将发动机转速Ne增加至实现要求发动机功率Pdem的目标发动机转速Netgt(参见点c)。在该情况下,作为由第一旋转机MG1产生的负转矩的反作用转矩的MG1转矩Tg被输入至第二太阳轮S2。
当发动机转速Ne通过由第一旋转机MG1进行的启动增加至设定的需要涡轮增压时的启动转速Net1时,第一旋转机MG1可能不能维持在发电状态。在第一旋转机MG1处于负旋转的状态下,当输出MG1启动转矩Tgcr时,第一旋转机MG1进入发电状态。相比之下,在第一旋转机MG1处于正旋转的状态下,当输出MG1启动转矩Tgcr时,第一旋转机MG1进入放电状态。如实线Lgen所示,当需要涡轮增压时的启动转速Net1(参见点e)被设定为低于作为MG1转速为零时的发动机转速Ne的能够发电的启动转速Net2(参见点d)时,当输出MG1启动转矩Tgcr时,第一旋转机MG1能够维持在发电状态。然而,当需要涡轮增压时的启动转速Net1(参见点f)被设定为高于能够发电的启动转速Net2时,当输出MG1启动转矩Tgcr时,第一旋转机MG1不能维持在发电状态。因此,当需要涡轮增压时的启动转速Net1高于能够发电的启动转速Net2时,混合动力控制器102将能够发电的启动转速Net2设定为目标启动转速Necr,替代需要涡轮增压时的启动转速Net1。因此,在第一旋转机MG1处于放电状态的区域中,不执行由第一旋转机MG1进行的启动。混合动力控制器102例如使用第二行星齿轮机构82的三个旋转元件RE1、RE2、RE3的各转速处的相对关系式来计算与第二太阳轮S2的转速(=MG1转速Ng)为零时的第二齿圈R2的转速(=输出转速No)处的第二行星齿轮架CA2的转速相对应的发动机转速Ne,作为能够发电的启动转速Net2。
当做出发动机起动之后的要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出的判定时,例如,基于需要涡轮增压时的启动转速Net1是否等于或者小于能够发电的启动转速Net2,状态判定单元104判定在发电区域中是否能够执行由第一旋转机MG1进行的启动,在所述发电区域中,当发动机转速Ne增加至由混合动力控制器102设定为目标启动转速Necr的需要涡轮增压时的启动转速Net1时,第一旋转机MG1处于发电状态。
当状态判定单元104判定在第一旋转机MG1的发电区域中能够执行由第一旋转机MG1进行的启动时,混合动力控制器102直接将需要涡轮增压时的启动转速Net1设定为目标启动转速Necr。另一方面,当状态判定单元104判定在第一旋转机MG1的发电区域中不能执行由第一旋转机MG1进行的启动时,混合动力控制器102将能够发电的启动转速Net2设定为目标启动转速Necr,替代需要涡轮增压时的启动转速Net1。
如上所述,当发动机12起动时,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,混合动力控制器102将目标启动转速Necr设定为第一旋转机MG1维持在发电状态中的值,并且该值比当要求发动机功率Pedem不是需要涡轮增压压力Pchg的输出时高,并且甚至在发动机12进入运转状态之后,控制MG1启动转矩Tgcr以向发动机12施加用于将发动机转速Ne增加至目标启动转速Necr的转矩。
由于在第一旋转机MG1的发电区域中执行由第一旋转机MG1进行的启动,所以通过使用此时的第一旋转机MG1的发电电力从第二旋转机MG2输出MG2转矩Tm。因此,可以补偿要求驱动转矩Twdem。当在由第一旋转机MG1增加发动机转速Ne的情况下起动发动机12时,混合动力控制器102用作转矩辅助控制单元,即,通过使用由处于发电状态的第一旋转机MG1产生的电力Wg从第二旋转机MG2输出一部分驱动转矩Tw的转矩辅助控制器。特别地,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,由第二旋转机MG2进行的转矩辅助是有用的。
图9为图示出电子控制单元100的控制操作的主要部分(即,重复执行的在起动发动机12时在抑制车辆10中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力Pchg的上升响应的控制操作)的流程图。图10为图示出执行图9的流程图中所示的控制操作时的时序图的示例的图。
在图9中,首先,在对应于状态判定单元104的功能的步骤(在下文中省略步骤)S10中,做出是否已经做出执行发动机起动控制的判定的判定。当S10中的判定为否定时,该例程终止。当S10中的判定为肯定时,在对应于状态判定单元104的功能的S20中,做出发动机起动之后的要求发动机功率Pedem是否为需要涡轮增压压力Pchg的输出的判定,即,要求发动机功率Pedem是否处于涡轮增压区域的判定。当S20中的判定为否定时,在对应于混合动力控制器102的功能的S30中,预定发动机转速Nest被设定为目标启动转速Necr,输出MG1启动转矩Tgcr直到发动机转速Ne达到预定发动机转速Nest,并且当发动机转速Ne达到预定发动机转速Nest时通过点火等使发动机12进入运转状态。当S20中的判定为肯定时,在对应于状态判定单元104的功能的S40中,当发动机转速Ne增加至需要涡轮增压时的启动转速Net1时,做出在第一旋转机MG1的发电区域中是否能够执行由第一旋转机MG1进行的启动的判定。当S40中的判定为否定时,在对应于混合动力控制器102的功能的S50中,能够发电的启动转速Net2设定为目标启动转速Necr,并且当发动机转速Ne通过由第一旋转机MG1进行的启动达到预定发动机转速Nest时,通过点火等使发动机12进入运转状态。随后,输出MG1启动转矩Tgcr直到发动机转速Ne达到能够发电的启动转速Net2。当S40中的判定为肯定时,在对应于混合动力控制器102的功能的S60中,需要涡轮增压时的启动转速Net1被设定为目标启动转速Necr,并且当发动机转速Ne通过由第一旋转机MG1进行的启动达到预定发动机转速Nest时,通过点火等使发动机12进入运转状态。随后,输出MG1启动转矩Tgcr直到发动机转速Ne达到需要涡轮增压时的启动转速Net1。S30之后,或者S50之后,或者S60之后,在对应于状态判定单元104的功能的S70中,做出发动机转速Ne是否高于目标启动转速Necr的判定。当S70中的判定为否定时,在对应于混合动力控制器102的功能的S80中,继续由第一旋转机MG1进行的发动机12的启动。当甚至在发动机12已经进入运转状态之后继续发动机12的启动时,相比于发动机12通过其自身的功率增加发动机转速Ne,发动机转速Ne增加得更快,并且加速了涡轮增压压力Pchg的上升。以这种方式,改进了发动机转矩Te的响应。在该情况下,预期第一旋转机MG1的发电电力Wg的增加。S80之后,重复执行S70。当S70中的判定为肯定时,在对应于混合动力控制器102的功能的S90中,终止由第一旋转机MG1进行的发动机12的启动。在第一旋转机MG1的发电区域中,即,在由第一旋转机MG1执行启动期间,通过使用第一旋转机MG1的发电电力Wg执行由第二旋转机MG2进行的转矩辅助。
图10为图示出发动机起动之后的要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出的示例的图。在图10中,时刻t1指示执行驾驶员踩踏在加速器上的操作(加速器开启操作)的时刻。做出由加速器开启操作执行发动机起动控制的判定,并且执行由第一旋转机MG1进行的发动机12的启动(参照时刻t1及之后)。当发动机转速Ne增加至预定发动机转速Nest时,通过点火等使发动机12进入运转状态(参见时刻t2)。在由实线示出的实施例中,设定高于预定发动机转速Nest的目标启动转速Necr,并且甚至在发动机12起动之后,通过由第一旋转机MG1进行的启动使发动机转速Ne增加至目标启动转速Necr(参见时刻t2至时刻t3)。结果,在实施例中,相比于在点火后不执行启动的由双点划线指示的比较例,加速了发动机转速Ne的增加,并且改进了涡轮增压压力Pchg的上升响应。而且,在实施例中,在点火之后执行启动期间,使用第一旋转机MG1的发电电力Wg执行由第二旋转机MG2进行的转矩辅助(参见时刻t2至t3)。结果,在实施例中,相比于不执行由第二旋转机MG2进行的转矩辅助的由虚线指示的比较例,抑制了由于涡轮增压压力Pchg的上升响应的延迟而导致的加速响应的劣化。而且,在实施例中,在发动机转速Ne为目标启动转速Necr并且终止由第一旋转机MG1进行的启动之后,发动机转速Ne增加至通过发动机12自身的功率实现要求发动机功率Pedem的目标发动机转速Netgt(参见时刻t3至时刻t4)。在执行由第一旋转机MG1进行的启动期间,执行MG2反作用力控制,从而向第二旋转机MG2输出对应于MG1启动转矩Tgcr的反作用转矩。
如上所述,根据实施例,当发动机12在旋转停止期间起动时,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,目标启动转速Necr被设定为第一旋转机MG1维持在发电状态中的值,并且该值比当要求发动机功率Pedem不是需要涡轮增压压力Pchg的输出时的值高,并且甚至在发动机12进入运转状态之后,控制MG1启动转矩Tgcr以向发动机12施加用于将发动机转速Ne增加至目标启动转速Necr的转矩。以这种方式,能够在抑制第一旋转机MG1的功率消耗的同时,在自主操作之后更快速地增加发动机转速Ne。因此,当发动机12起动时,能够在抑制车辆10中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力Pchg的上升响应。
根据实施例,当在由第一旋转机MG1增加发动机转速Ne的情况下起动发动机12时,通过使用由处于发电状态的第一旋转机MG1产生的电力Wg输出来自第二旋转机MG2的一部分驱动转矩Tw。以这种方式,能够抑制由于涡轮增压压力Pchg的上升响应的延迟而导致的加速响应的劣化。
而且,根据实施例,当要求发动机功率Pedem不是需要涡轮增压压力Pchg的输出时,目标启动转速Necr被设定为预定发动机转速Nest。因此,通过由第一旋转机MG1适当地使发动机12启动而能够使发动机12进入运转状态。换言之,由于当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时将高于预定发动机转速Nest的值设定为目标启动转速Necr,所以甚至在发动机12已经进入运转状态之后,通过由第一旋转机MG1将用于增加发动机转速Ne的转矩施加至发动机12,能够在自主操作之后更快速地增加发动机转速Ne。
根据实施例,当发动机12起动时,通过在第一旋转机MG1处于负旋转的状态下控制MG1启动转矩Tgcr而在第一旋转机MG1的发电状态下控制MG1启动转矩Tgcr。以这种方式,能够在抑制第一旋转机MG1的功率消耗的同时,在自主操作之后更快速地增加发动机转速Ne。
根据实施例,当发动机12起动时,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,随着车速V增加,目标启动转速Necr被设定为更高的值。以这种方式,能够设定能够在抑制车辆10中的能量效率的劣化的同时进一步改进涡轮增压压力Pchg的上升响应的目标启动转速Necr。
接下来,将描述本发明的其他实施例。在下面的描述中,实施例共用的部分由相同的附图标记表示,并且省略其描述。
该实施例例示了如图11所示的车辆200,与上述第一实施例所示的车辆10不同。图11是示意性地示出应用本发明的车辆200的概略构造的图。在图11中,车辆200是包括发动机202、第一旋转机MG1、第二旋转机MG2、动力传递装置204、驱动轮206的混合动力车辆。
发动机202、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2具有与在第一实施例中所述的发动机12、第一旋转机MG1和第二旋转机MG2相同的构造。在发动机202中,通过后面将描述的电子控制单元240控制诸如设置在车辆200中的电子节流阀、燃料喷射装置、点火装置和废气旁通阀之类的发动机控制装置208来控制发动机转矩Te。第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的每一个通过设置在车辆200中的逆变器210连接至设置在车辆200中的电池212。在第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中,通过使电子控制单元240控制逆变器210来分别控制MG1转矩Tg和MG2转矩Tm。
动力传递装置204包括串联布置在作为安装到车身的非旋转构件的壳体214中共同的轴线上的电气式无级变速单元216、机械式有级变速单元218等。电气式无级变速单元216直接连接至发动机202或通过减震器(未示出)等间接地连接至发动机202。机械式有级变速单元218连接到电气式动无级变速单元216的输出侧。动力传递装置204包括连接至作为机械式有级变速单元218的输出旋转构件的输出轴220的差动齿轮装置222、连接至差动齿轮装置222的一对车轴224等。在动力传递装置204中,从发动机202和第二旋转机MG2输出的动力被传递至机械式有级变速单元218,并通过差动齿轮装置222等从机械式有级变速单元218传递到驱动轮206。上述构造的动力传递装置204适合用于前置发动机后轮驱动(FR)系统的车辆。下文中,电气式无级变速单元216被称为无级变速单元216,机械式有级变速单元218被称为有级变速单元218。此外,无级变速单元216、有级变速单元218等被配置成相对于共同的轴线大致对称,并且在图11中省略该轴线的下半部。共同的轴线是发动机202的曲轴、连接到曲轴的连接轴226等的轴线。
无级变速单元216包括作为动力分配装置的差动机构230,动力分配装置将发动机202的动力机械地分配给第一旋转机MG1和中间传递构件228,中间传递构件228为无级变速单元216的输出旋转构件。第一旋转机MG1是这样的旋转机:发动机202的动力传递至该旋转机。第二旋转机MG2连接至中间传递构件228以传递动力。由于中间传递构件228通过有级变速单元218连接至驱动轮206,因此,第二旋转机MG2是连接至驱动轮206以传递动力的旋转机。差动机构230是分配发动机202的动力以将分配的动力传递至驱动轮206和第一旋转机MG1的差动机构。无级变速单元216是电气式变速机构,例如电气式无级变速器,其中,通过控制第一旋转机MG1的操作状态来控制差动机构230的差动状态。第一旋转机MG1为能够控制发动机转速Ne的旋转机,即,能够调节发动机转速Ne的旋转机。
差动机构230可以是单小齿轮型行星齿轮装置,并且包括太阳轮SO、行星齿轮架CA0和齿圈RO。发动机202通过连接轴226连接至行星齿轮架CA0以传递动力,太阳轮SO连接至第一旋转机MG1以传递动力,齿圈R0连接至第二旋转机MG2以传递动力。在差动机构230中,行星齿轮架CA0用作输入元件,太阳轮S0用作反作用元件,并且齿圈R0用作输出元件。
有级变速单元218为形成中间传递构件228与驱动轮206之间的动力传递路径的一部分的有级变速器,即,形成无级变速单元216(与差动机构230含义相同)与驱动轮206之间的动力传递路径的一部分的机械式变速机构。中间传递构件228还用作有级变速单元218的输入旋转构件。有级变速单元218是已知的行星齿轮型自动变速器,其包括例如多组行星齿轮装置(第一行星齿轮装置232和第二行星齿轮装置234),以及与单向离合器F1一起的多个接合装置(例如,离合器C1、离合器C2、制动器B1和制动器B2)。在下文中,除非特别指出,离合器C1、离合器C2、制动器B1和制动器B2被简称为接合装置CB。
接合装置CB是液压摩擦接合装置,其包括通过液压致动器压紧的多片或单片离合器或制动器、通过液压致动器上紧的带式制动器等。通过利用从设置在车辆200中的液压控制回路236中的电磁阀SL1至SL4等中的每一个输出的接合装置CB的调节后的接合液压PRcb来改变接合转矩Tcb(即,转矩容量),接合装置CB切换诸如接合或释放等操作状态。
有级变速单元218被配置为使得第一行星齿轮装置232和第二行星齿轮装置234的旋转元件直接部分地彼此连接或间接地经由接合装置CB或单向离合器F1部分地彼此连接,或者连接至中间传递构件228、壳体214或输出轴220。第一行星齿轮装置232的旋转元件是太阳轮S1、行星齿轮架CA1和齿圈R1,并且第二行星齿轮装置234的旋转元件是太阳轮S2、行星齿轮架CA2和齿圈R2。
在有级变速单元218中,当接合装置中的任何一个被接合时,形成具有不同的变速比γat(=AT输入转速Ni/AT输出转速No)的多个档位中的任何一个档位。在本实施例中,将有级变速单元218形成的档位称为AT档位。AT输入转速Ni是有级变速单元218的输入转速,具有与中间传递构件228的转速相同的值,并且具有与MG2转速Nm相同的值。AT输出转速No是输出轴220的转速(即,有级变速单元218的输出转速),并且也是复合变速器238的输出转速,该复合变速器238是包括无级变速单元216和有级变速单元218的整体变速器。
例如,如图12的接合操作表中所示,有级变速单元218包括AT第一档位(图中的“1st”)至AT第四档位(图中的“4th”)的四个前进AT档位作为多个AT档位。第一AT档位的变速比γat最高,而AT档位越高,变速比γat越小。例如,通过离合器C1的接合和制动器B2的接合来形成倒档AT档位(在附图中为“Rev”)。即,如后所述,例如,在车辆反向行驶时,形成AT第一档位。图12中的接合操作表总结了AT档位与接合装置的操作状态之间的关系。在图12中,标记“○”表示接合,标记“△”表示发动机制动期间或有级变速单元218的滑行降档期间的接合,而空白表示释放。
在有级变速单元218中,通过后面描述的电子控制单元240切换根据驾驶员(驾驶车辆的人)对加速器的操作形成的AT档位、车速V等,即,选择性地设置AT档位。例如,在有级变速单元218的变速控制中,通过接合装置CB中的任何切换来执行变速,也即,执行所谓的离合器到离合器变速,其中通过在接合装置CB的接合和释放之间进行切换来执行变速。
车辆200还包括单向离合器F0。单向离合器F0是能够固定行星齿轮架CA0使得行星齿轮架CA0无法旋转的锁定机构。即,单向离合器F0是能够将与发动机202的曲轴连接并且与行星齿轮架CA0一体旋转的连接轴226固定到壳体214的锁定机构。在单向离合器F0中,两个可相对旋转构件中的第一构件一体地连接到连接轴226,第二构件一体地连接到壳体214。单向离合器F0在作为发动机202运转期间的旋转方向的正旋转方向上空转,并在与发动机202运转期间的旋转方向相反的旋转方向上自动接合。因此,在单向离合器F0空转时,发动机202处于能够相对于壳体214旋转的状态。另一方面,在单向离合器F0接合时,发动机202不处于能够相对于壳体214旋转的状态。即,通过单向离合器F0的接合将发动机202固定于壳体214。因此,单向离合器F0允许行星齿轮架CA0在正旋转方向(该正旋转方向是发动机202运转期间的旋转方向)上的旋转,并且抑制行星齿轮架CA0在负旋转方向上的旋转。即,单向离合器F0是允许发动机202在正旋转方向上的旋转并抑制发动机202在负旋转方向上的旋转的锁定机构。
图13是相对地示出无级变速单元216和有级变速单元218中的各个旋转元件的转速的列线图。在图13中,与构成无级变速单元216的差动机构230的三个旋转元件相对应的三个垂直线Y1、Y2和Y3从左起依次是代表与第二旋转元件RE2对应的太阳轮S0的转速的g轴、代表与第一旋转元件RE1相对应的行星齿轮架CA0的转速的e轴,以及代表与第三旋转元件RE3相对应的齿圈R0的转速(即,有级变速单元218的输入转速)的m轴。另外,有级变速单元218的四个垂直线Y4、Y5、Y6、Y7从左起依次是与第四旋转元件RE4相对应的太阳轮S2的转速、与第五旋转元件RE5相对应的相互连接的齿圈R1和行星齿轮架CA2的转速(即,输出轴220的转速)、与第六旋转元件RE6相对应的相互连接的行星齿轮架CA1和齿圈R2的转速、以及代表与第七旋转元件RE7相对应的太阳轮S1的转速的轴线。垂直线Y1、Y2、Y3之间的间距根据差动机构230的齿轮比ρ0确定。此外,垂直线Y4、Y5、Y6、Y7之间的间距根据第一行星齿轮装置232和第二行星齿轮装置234的齿轮比ρ1、ρ2确定。
当通过使用图13的列线图表示时,在无级变速单元216的差动机构230中,提供了一种构造,其中,通过将发动机202(参见图中的“ENG”)连接至第一旋转元件RE1以传递动力、将第一旋转机MG1(参见图中的“MG1”)连接至第二旋转元件RE2以传递动力、以及将第二旋转机MG2(参见图中的“MG2”)连接至与中间传递构件228(中间传递构件228与驱动轮206连接以传递动力)一体地旋转的第三旋转元件RE3,发动机202的旋转通过中间传递构件228被传递至有级变速单元218。在无级变速单元216中,太阳轮S0的转速与齿圈R0的转速之间的关系由与垂直线Y2交叉的直线L0e、L0m和L0R中的每一个来表示。
另外,在有级变速单元218中,第四旋转元件RE4通过离合器C1选择性地连接至中间传递构件228,第五旋转元件RE5连接至输出轴220,第六旋转元件RE6通过离合器C2选择性地连接到中间传递构件228,并且通过制动器B2选择性地连接到壳体214,并且第七旋转元件RE7通过制动器B1选择性地连接到壳体214。在有级变速单元218中,通过接合装置CB的接合/释放控制,由与垂直线Y5交叉的直线L1、L2、L3、L4、LR中的每一个示出输出轴220上的“1st”、“2nd”、“3rd”、“4th”、“Rev”中的每一个的转速。
由图13中的实线指示的直线L0e以及直线L1、L2、L3、L4指示允许执行至少发动机202被用作动力源的混合动力行驶的混合动力行驶模式下的前进行驶中的各旋转元件的相对速度。由图13中的虚线指示的直线L0m以及由图13中的实线指示的直线L1、L2、L3、L4指示在发动机202的运转停止的状态下允许第一旋转机MG1和第二旋转机MG2中的至少一个被用作动力源的电动机行驶的电动机行驶模式下的前进行驶中的各旋转元件的相对速度。由图13中的虚线指示的直线L0R以及直线LR指示电动机行驶模式下的后退行驶中的旋转元件的相对速度。
车辆200还包括作为控制器的电子控制单元240,所述控制器包括与发动机202的控制、第一旋转机MG1的控制、第二旋转机MG2的控制等相关的车辆200的控制装置。电子控制单元240具有与以上第一实施例所示的电子控制单元100相同的配置。电子控制单元240被提供有与提供给电子控制单元100的各种信号相同的各种信号。从电子控制单元240输出与从电子控制单元100输出的各种命令信号相同的各种命令信号。电子控制单元240具有等同于包括在电子控制单元100中的混合动力控制器102以及状态判定单元104的各功能的功能。与第一实施例所述的电子控制单元100实现的控制功能相同地,电子控制单元240能够实现当起动发动机202时在抑制车辆200中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力Pchg的上升响应的控制功能。
在此,由于车辆200设置有有级变速单元218,所以电子控制单元240包括变速单元,即,例如通过使用作为预定关系的AT档位变速映射图判定有级变速单元218的变速并且根据需要执行有级变速单元218的变速控制的变速控制器242。在有级变速单元218的变速控制中,变速控制器242向液压控制回路236输出液压控制命令信号Sat,所述液压控制命令信号Sat用于通过电磁阀SL1至SL4切换接合装置CB的接合/释放状态,使得自动切换有级变速单元218的AT档位。
有级变速单元218串联地设置在无级变速单元216的后侧。因此,随着有级变速单元218的AT档位在一定的车速V下变得越低,作为无级变速单元216的输出转速的齿圈R0的转速增加,并且能够维持在能够在第一旋转机MG1处于负旋转的状态下输出MG1启动转矩Tgcr的区域中(即,在第一旋转机MG1处于发电状态的发电区域中)的发动机转速Ne增加。即,随着有级变速单元218的AT档位越低,当第一旋转机MG1启动发动机202时能够确保越宽的发电区域。为了有效地使用上述内容,当在由第一旋转机MG1增加发动机转速Ne的情况下起动发动机202时,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg的输出时,变速控制器242使有级变速单元218降档。
特别地,当电子控制单元240判定在第一旋转机MG1的发电区域中不能执行由第一旋转机MG1进行的启动时,变速控制器242使有级变速单元218降档。以这种方式,当发动机转速Ne增加至需要涡轮增压时的启动转速Net1时,在发电区域中容易执行由第一旋转机MG1进行的启动。
图14为图示出电子控制单元240的控制操作的主要部分(即,在起动发动机202时,在抑制车辆200中的能量效率的劣化的同时改进涡轮增压压力Pchg的上升响应的控制操作)的流程图,该控制操作是重复执行的。图14的流程图为不同于图9的流程图的另一个实施例。
在图14中,以与第一实施例中的图9的流程图相同的方式执行S10至S40。当S40中的判定为否定时,在对应于变速控制器242的功能的S45中,执行有级变速单元218的降档。接下来,在对应于电子控制单元240在功能上具有的状态判定单元的功能的S48中,当在有级变速单元218的降档之后的状态下发动机转速Ne增加至需要涡轮增压时的启动转速Net1时,做出在第一旋转机MG1的发电区域中是否能够执行由第一旋转机MG1进行的启动的判定。当S48中的判定为否定时,执行图9的流程图中的S50。当S40中的判定为肯定时,或者当S48中的判定为肯定时,执行图9的流程图中的S60。在S30之后,或者在S50之后,或者在S60之后,以与图9的流程图相同的方式执行S70以及以后的步骤。
根据实施例,能够获得与以上第一实施例相同的效果。而且,根据实施例,当在由第一旋转机MG1增加发动机转速Ne的状态下起动发动机202时,当要求发动机功率Pedem为需要涡轮增压压力Pchg时的输出时将有级变速单元218降档。以这种方式,在以负旋转维持第一旋转机MG1的同时容易将目标启动转速Necr设定为高的值。
虽然已经参照附图详细描述了本发明的实施例,但本发明适用于其他模式。
例如,在上述第一实施例中,像车辆200一样,车辆10可以是未设置变速单元58、并且发动机12与差动单元60连接的车辆。差动单元60可以是能够通过控制连接到第二行星齿轮机构82的旋转元件的离合器或制动器来限制差动操作的机构。第二行星齿轮机构82可以是双小齿轮型行星齿轮装置。此外,第二行星齿轮机构82可以是差动机构,其中多个行星齿轮装置彼此连接以具有四个以上旋转元件。第二行星齿轮机构82可以是差动齿轮装置,其中第一旋转机MG1和传动齿轮74分别连接到由发动机12驱动而旋转的小齿轮和与小齿轮啮合的一对锥齿轮。第二行星齿轮机构82可以是具有以下构造的机构,其中两个以上的行星齿轮装置通过构成行星齿轮机构的一些旋转元件彼此连接,并且发动机、旋转机和驱动轮连接到行星齿轮装置的旋转元件以传递动力。
另外,在上述第二实施例中,单向离合器F0例示为能够以不可旋转状态固定行星齿轮架CA0的锁定机构,但本发明不限于这种模式。例如,该锁定机构可以是用于选择性地连接连接轴226和壳体214的诸如啮合型离合器的接合装置、诸如离合器和制动器的液压摩擦接合装置、干式接合装置、电磁摩擦接合装置、磁粉离合器。可替代地,车辆200不一定需要包括单向离合器F0。
另外,在上述第二实施例中,有级变速单元218例示为形成差动机构230与驱动轮206之间的动力传递路径的一部分的自动变速器,但本发明并不限定于这种模式。自动变速器可以是例如同步啮合式平行双轴自动变速器、公知的双离合器变速器(DCT)(其是同步啮合平行双轴式自动变速器并且具有两个输入轴系统)、以及公知的皮带式无级变速器。
而且在上述实施例中,除了排气涡轮式涡轮增压器18以外,或者替代排气涡轮式涡轮增压器18,可以设置由发动机或者电动马达驱动而旋转的机械泵式涡轮增压器。可替代地,涡轮增压器18可以包括能够控制压缩机18c的转速的致动器,例如电动马达。
应当注意到的是,以上描述仅仅是实施例,并且基于本领域技术人员的知识能够以各种变型和改进的形式实施本发明。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的控制装置,所述混合动力车辆包括具有涡轮增压器的发动机、第一旋转机、电气式变速机构以及第二旋转机,所述电气式变速机构具有分配所述发动机的动力以将所分配的所述动力传递至驱动轮和所述第一旋转机的差动机构并且通过控制所述第一旋转机的运转状态来控制所述差动机构的差动状态,所述第二旋转机连接至所述驱动轮以传递动力,所述控制装置包括:
发动机起动控制器,其配置为:当所述发动机在旋转停止期间起动时,控制所述第一旋转机的输出转矩以将用于增加所述发动机的发动机转速的转矩施加至所述发动机并且使所述发动机进入运转状态,
其中,所述发动机起动控制器配置为,
当所述发动机起动时,当所述发动机的要求输出为需要由所述涡轮增压器产生的涡轮增压压力的输出时,将由所述第一旋转机增加所述发动机转速时的目标发动机转速设定为所述第一旋转机维持在发电状态的值,所述值比所述要求输出不是需要所述涡轮增压压力的所述输出时高,并且
即使在所述发动机进入所述运转状态之后,控制所述第一旋转机的所述输出转矩以将用于使所述发动机转速增加至所述目标发动机转速的转矩施加至所述发动机。
2.根据权利要求1所述的控制装置,还包括:
转矩辅助控制器,其配置为:当在由所述第一旋转机增加所述发动机转速的情况下起动所述发动机时,通过使用由处于所述发电状态的所述第一旋转机产生的电力来从所述第二旋转机输出驱动转矩的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置,其中,所述发动机起动控制器配置为:当所述要求输出不是需要所述涡轮增压压力的所述输出时,将由所述第一旋转机增加所述发动机转速时的所述目标发动机转速设定为开始向所述发动机供给燃料以开始所述发动机的运转的预定发动机转速。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制装置,其中:
所述差动机构包括与所述发动机连接以传递动力的第一旋转元件、与所述第一旋转机连接以传递动力的第二旋转元件,以及与所述驱动轮连接以传递动力的第三旋转元件,并且在相对地表示各个旋转元件的转速的列线图上以从第一端朝向第二端的顺序布置所述第二旋转元件、所述第一旋转元件以及所述第三旋转元件;
所述发动机起动控制器配置为:当所述发动机起动时,通过向所述发动机施加用于使所述发动机沿作为所述发动机处于所述运转状态时的旋转方向的正旋转方向旋转的转矩,将用于增加所述发动机转速的所述转矩施加至所述发动机;并且
所述发动机起动控制器配置为:当所述发动机起动时,通过在所述第一旋转机处于负旋转的状态下控制所述第一旋转机的所述输出转矩,在所述第一旋转机的所述发电状态下控制所述第一旋转机的所述输出转矩。
5.根据权利要求4所述的控制装置,其中,所述发动机起动控制器配置为:当所述发动机起动时,当所述发动机的所述要求输出为需要所述涡轮增压压力的所述输出时,随着车速增加而将所述目标发动机转速设定为越高的值。
6.根据权利要求4或5所述的控制装置,其中:
所述混合动力车辆还包括构成所述电气式变速机构与所述驱动轮之间的动力传递路径的一部分的机械式变速机构;并且
所述控制装置还包括变速控制器,所述变速控制器配置为:当在由所述第一旋转机增加所述发动机转速的情况下起动所述发动机时,当所述发动机的所述要求输出为需要所述涡轮增压压力的所述输出时,使所述机械式变速机构降档。
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