CN112572398A - 混合动力车辆以及混合动力车辆的控制方法 - Google Patents

混合动力车辆以及混合动力车辆的控制方法 Download PDF

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小林宽英
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Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

本公开涉及混合动力车辆以及混合动力车辆的控制方法。混合动力车辆包括发动机、电动机、液压离合器以及控制装置，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将发动机与电动机连结并且解除两者的连结，所述控制装置根据发动机的起动条件的成立而执行液压离合器的滑移控制，并且，对电动机进行控制，以便至少输出向发动机传递的曲轴旋转启动转矩，该控制装置在滑移控制的执行过程中设定发动机与电动机的转速差的目标值，在转速差与目标值之差处于容许范围外的情况下，使向液压离合器供给的液压、电动机的输出转矩以及发动机的输出转矩中的至少任一个增加，从而良好地确保发动机的起动性。

Description

混合动力车辆以及混合动力车辆的控制方法
技术领域
本公开涉及一种混合动力车辆以及混合动力车辆的控制方法，该混合动力车辆包括发动机、能够向驱动系统输出转矩的电动机以及将发动机与电动机连结并且解除两者的连结的液压离合器。
背景技术
以往，作为这种混合动力车辆，已知一种包括起动控制装置的混合动力车辆，该起动控制装置向膨胀行程的气缸供给燃料，利用通过该燃料的点火而产生的燃烧压力使内燃机进行曲轴旋转启动(cranking)，并且，使离合器接合而使电动机对曲轴旋转启动进行辅助(例如，参照日本特开2015-010576号)。该起动控制装置在曲轴旋转启动开始后，不实际确认内燃机因该曲轴旋转启动而未完爆的情况，在从曲轴旋转启动开始起经过了规定时间的阶段使电动机的曲轴旋转启动转矩增加。另外，以往，作为这种混合动力车辆，已知一种包括控制装置的混合动力车辆，当在发动机的停止状态下作出了发动机起动要求的情况下，该控制装置对离合器(断开用卡合装置)进行滑移控制而利用经由该离合器传递的来自旋转电机的转矩使内燃机起动(例如，参照日本特开2013-028304号)。
根据日本特开2015-010576号所记载的起动控制装置，由于不需要对发动机未完爆的情况进行判定的时间，因此，也许能够在短时间内使发动机起动(完爆)。但是，在正常地执行发动机的起动处理的情况下，增加电动机的转矩有可能产生冲击，反而使发动机的起动性变差。另外，在日本特开2013-028304所记载的混合动力车辆中，在从曲轴旋转启动(离合器的滑移控制)开始起经过规定时间后使电动机的转矩一律增加的情况下，有可能导致发动机与电动机的旋转同步的延迟、离合器完全卡合时等的冲击的产生，发动机的起动性有可能变差。
发明内容
因此，本公开的主要目的在于，在利用经由被滑移控制的液压离合器传递的来自电动机的转矩使发动机起动的混合动力车辆中，良好地确保发动机的起动性。
本公开的混合动力车辆包括发动机、电动机、液压离合器以及控制装置，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将所述发动机与所述电动机连结并且解除两者的连结，所述控制装置根据所述发动机的起动条件的成立而执行所述液压离合器的滑移控制，并且，对所述电动机进行控制，以便至少输出向所述发动机传递的曲轴旋转启动转矩，其中，所述控制装置在所述滑移控制的执行过程中设定所述发动机与所述电动机的转速差的目标值，在所述转速差与所述目标值之差处于容许范围外的情况下，使向所述液压离合器供给的液压、所述电动机的输出转矩以及所述发动机的输出转矩中的至少任一个增加。
另外，在本公开的混合动力车辆的控制方法中，所述混合动力车辆包括发动机、电动机以及液压离合器，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将所述发动机与所述电动机连结并且解除两者的连结，其中，根据所述发动机的起动条件的成立而执行所述液压离合器的滑移控制，并且，对所述电动机进行控制，以便至少输出向所述发动机传递的曲轴旋转启动转矩，在所述滑移控制的执行过程中设定所述发动机与所述电动机的转速差的目标值，在所述转速差与所述目标值之差处于容许范围外的情况下，使向所述液压离合器供给的液压、所述电动机的输出转矩以及所述发动机的输出转矩中的至少任一个增加。
附图说明
图1是表示本公开的混合动力车辆的概略结构图。
图2是表示本公开的混合动力车辆的控制装置的框结构图。
图3是例示在本公开的混合动力车辆中执行的离合器控制例程的流程图。
图4是表示执行图3的例程时的电动机以及发动机的转速、液压离合器的卡合液压指令值、向电动机发送的转矩指令值、以及发动机的目标转矩的时间变化的一例的时序图。
图5是例示在本公开的混合动力车辆中执行的备用要否判定例程的流程图。
图6是例示在本公开的混合动力车辆中执行的备用控制例程的流程图。
图7是例示在本公开的混合动力车辆中执行的备用控制例程的流程图。
具体实施方式
接着，参照附图对本公开的具体实施方式进行说明。
图1是表示本公开的混合动力车辆1的概略结构图。该图所示的混合动力车辆1是包括发动机(内燃机)10、电动发电机MG、动力传递装置20、分动器40以及液压式的离合器K0在内的四轮驱动车辆。混合动力车辆1还包括：高压蓄电装置(以下简称为“蓄电装置”)50、辅机蓄电池(低压蓄电池)55、驱动电动发电机MG的电力控制装置(以下，称为“PCU”)60、控制该PCU60的电机电子控制单元(以下，称为“MGECU”)70、以及与该MGECU70一起构成本公开的控制装置的电子控制单元(以下，称为“主ECU”)80。
发动机10是使汽油(烃系燃料)与空气的混合气体在多个燃烧室内燃烧，并将伴随着混合气体的燃烧的活塞的往复运动转换为曲轴11的旋转运动的多缸汽油发动机。如图所示，发动机10包括主要供极低温环境下的该发动机10的曲轴旋转启动使用的起动器(发动机起动装置)12和由该发动机10驱动而产生电力的交流发电机13等。而且，发动机10的曲轴11与减振机构14(例如，飞轮减振器)的输入部件连结。
电动发电机MG是包括埋设有永磁铁的转子和卷绕有三相绕组的定子在内的同步发电电动机(三相交流电动机)，经由PCU60与蓄电装置50交换电力。电动发电机MG作为由来自蓄电装置50的电力驱动而产生驱动转矩的电动机工作，并且，在混合动力车辆1的制动时输出再生制动转矩。另外，电动发电机MG也作为使用来自进行负荷运转的发动机10的动力的至少一部分来生成电力的发电机工作。如图1所示，电动发电机MG的转子固定于传动轴17。
动力传递装置20包括：具有转矩放大功能的变矩器(流体传动装置)21、锁止离合器22、机械式油泵23、电动油泵24、变速器(自动变速器)25、对工作油进行调压的液压控制装置30等。变矩器21包括：经由前罩(输入部件)与传动轴17连结的泵轮、与变速器25的输入轴26连结的涡轮、以及对从涡轮朝向泵轮的工作油的流动进行整流而使转矩放大的定子。锁止离合器22是将前罩与变速器25的输入轴26连结并且将两者的连结解除的多板摩擦式或单板摩擦式的液压离合器。
变速器25是包括输入轴26、输出轴27、多个行星齿轮、多个离合器以及多个制动器(变速用卡合要素)在内的例如4级-10级变速式的多级变速器。变速器25对从传动轴17经由变矩器21或锁止离合器22的任一方被传递到输入轴26的动力呈多个阶段地进行变速并从输出轴27输出。液压控制装置30包括形成有多条油路的阀体、多个调节阀、多个线性电磁阀等。液压控制装置30对来自机械式油泵23和电动油泵24中的至少任一方的液压进行调压并向变矩器21、锁止离合器22、变速器25的离合器以及制动器等供给。
分动器40包括中央差速器和将中央差速器锁定的差速器锁定机构(均省略图示)，能够将来自变速器25的输出轴27的转矩分配并传递到前侧传动轴41(第一轴)和后侧传动轴42(第二轴)。由分动器40输出到前侧传动轴41的动力经由前侧差速器齿轮43向左右的前轮Wf传递。由分动器40输出到后侧传动轴42的动力经由后侧差速器齿轮44向左右的后轮Wr传递。
离合器K0将减振机构14的输出部件即发动机10的曲轴11与传动轴17即电动发电机MG的转子连结并且解除两者的连结。在本实施方式中，离合器K0是包括始终与减振机构14的输出部件连结的离合器毂、始终与传动轴17连结的离合器鼓、活塞、多个摩擦板、多个分隔板、分别被供给工作油的卡合油室以及离心液压解除室等在内的多板摩擦式液压离合器(摩擦卡合要素)。向离合器K0的卡合油室供给由上述液压控制装置30调压的卡合液压，向离心液压解除室供给由上述液压控制装置30调压的循环压力。
另外，在本实施方式中，离合器K0是随着卡合液压的降低而被释放并且随着卡合液压的上升而卡合的常开型离合器。当离合器K0卡合时，发动机10(曲轴11)经由离合器K0与电动发电机MG连结。由此，发动机10经由减振机构14、离合器K0、传动轴17(电动发电机MG)、动力传递装置20、分动器40等与前轮Wf以及后轮Wr连结。离合器K0既可以配置在电动发电机MG的转子的内部，也可以配置在减振机构14与电动发电机MG的轴向之间。
蓄电装置50例如是具有200-300V左右的额定输出电压的锂离子二次电池或镍氢二次电池。但是，蓄电装置50也可以是电容器，也可以包括二次电池和电容器双方。蓄电装置50由包括未图示的微型计算机在内的电源管理电子控制装置(省略图示，以下称为“电源管理ECU”)管理。该电源管理ECU基于蓄电装置50的来自电压传感器的端子间电压、来自电流传感器的充放电电流、来自温度传感器的电池温度等，导出蓄电装置50的SOC(充电率)、目标充放电电力Pb*、容许充电电力Win、容许放电电力Wout等。辅机蓄电池55例如是具有12V的额定输出电压的铅蓄电池，利用来自上述交流发电机13的电力进行充电。辅机蓄电池55向发动机10的起动器12、电动油泵24、液压控制装置30这样的辅机、各种ECU等电子器件供给电力。
PCU60经由系统主继电器SMR与蓄电装置50连接，并且与辅机蓄电池55连接。另外，PCU60包括驱动电动发电机MG的逆变器、升压转换器、DC/DC转换器等(均省略图示)。逆变器例如包括作为开关元件的6个晶体管、以及与这些晶体管反向并联连接的6个二极管。升压转换器对来自蓄电装置50的电压进行升压并向逆变器供给，并且，对来自逆变器的电压进行降压并向蓄电装置50供给。DC/DC转换器对来自包括蓄电装置50在内的高电压系统的电力进行降压并向低电压系统即辅机蓄电池55、各种辅机等供给。
MGECU70包括微型计算机、各种驱动电路、各种逻辑IC等，该微型计算机包括未图示的CPU、ROM、RAM、输入输出接口等。MGECU70取得来自主ECU80的指令值、升压转换器的升压前电压以及升压后电压、由旋转位置传感器(旋转变压器)18检测到的电动发电机MG的转子即传动轴17的旋转位置、对电动发电机MG施加的相电流等。MGECU70基于这些信息对逆变器、升压转换器进行开关控制。另外，MGECU70每隔规定时间(例如，数msec)，基于旋转位置传感器18的检测值计算电动发电机MG(转子)的转速Nm(rpm)，并且计算该转子(传动轴17)的角速度ωm以及角加速度αm。
主ECU80包括微型计算机、各种驱动电路、各种逻辑IC等，该微型计算机包括未图示的CPU、ROM、RAM、输入输出接口等。主ECU80取得来自启动开关的信号、由未图示的加速踏板位置传感器检测到的油门开度Acc(加速踏板的踩踏量)、由未图示的车速传感器检测到的车速V、与油门开度Acc以及车速V对应的变速器25的变速比γ、水温传感器和曲轴转角传感器这样的发动机10的各种传感器的检测值、来自MGECU70的电动发电机MG的转速Nm及角加速度αm、来自电源管理ECU的蓄电装置50的SOC、目标充放电电力Pb*、容许充电电力Win、容许放电电力Wout等。主ECU80基于这些信息对发动机10、动力传递装置20以及离合器K0进行控制，并且，设定向电动发电机MG发送的转矩指令值Tm*。
在本实施方式中，如图2所示，主ECU80通过CPU、ROM、RAM、逻辑IC这样的硬件与安装于ROM的各种程序这样的软件的协作，将相互交换信息的发动机控制部81、离合器控制部82以及变速控制部83构建为功能块(模块)。发动机控制部81执行混合动力车辆1的行驶控制、发动机10的吸入空气量控制(节气门开度控制)、燃料喷射控制、点火控制等。另外，发动机控制部81基于来自曲轴转角传感器的信号对发动机10(曲轴11)的转速Ne进行计算，并且，基于转速Ne、吸入空气量、燃料喷射量、点火正时等对发动机10的推定输出转矩Teest进行计算。另外，发动机控制部81对起动器12这样的发动机10的辅机进行控制。离合器控制部82对液压控制装置30进行控制，以使离合器K0根据混合动力车辆1的状态而释放、滑移卡合(半卡合)或完全卡合。变速控制部83对液压控制装置30进行控制，以使锁止离合器22、变速器25的离合器以及制动器根据混合动力车辆1的状态而工作。
另外，如图2所示，主ECU80、MGECU70、电源管理ECU等分别与作为包含Lo以及Hi这两条通信线(线束)在内的CAN总线的共用通信线(多重通信总线)BM连接，经由该共用通信线BM通过CAN通信相互交换信息(通信帧)。并且，MGECU70经由作为包含Lo以及Hi这两条通信线在内的CAN总线的专用通信线(本地通信总线)BL与主ECU80分别连接，经由该专用通信线BL在其与主ECU80之间通过CAN通信来交换信息(通信帧)。
在如上所述构成的混合动力车辆1中，在因系统停止而使得机械式油泵23以及电动油泵24未产生液压时(停车期间)，离合器K0被释放，从而发动机10与传动轴17即电动发电机MG的连接被解除。而且，在系统起动后，混合动力车辆1基本上在离合器K0被释放的状态下利用经由传动轴17向作为驱动系统的动力传递装置20输出的来自电动发电机MG的转矩(动力)起步。
在混合动力车辆1行驶时，主ECU80的发动机控制部81导出与油门开度Acc以及车速V对应的应向变速器25的输出轴27输出的要求转矩Tr*(包括要求制动转矩)，并且，基于该要求转矩Tr*以及输出轴27的转速来设定混合动力车辆1的行驶所要求的要求行驶功率Pd*。在发动机10的运转停止的情况下，发动机控制部81将发动机10的目标功率Pe*、目标转速Ne*以及目标转矩Te*设定为零，并且，在容许充电电力Win以及容许放电电力Wout的范围内设定转矩指令值Tm*，以便从电动发电机MG向输出轴27输出与要求转矩Tr*相应的转矩。转矩指令值Tm*从发动机控制部81发送到MGECU70，MGECU70基于转矩指令值Tm*对PCU60的逆变器、升压转换器进行开关控制。
另外，在混合动力车辆1的系统起动后，主ECU80的发动机控制部81对与要求转矩Tr*、要求行驶功率Pd*、蓄电装置50的目标充放电电力Pb*、容许放电电力Wout等相关联地预先确定的发动机起动条件是否成立进行判定。发动机控制部81在判定为发动机起动条件成立的情况下，向离合器控制部82发送离合器卡合指令。离合器控制部82在接收到离合器卡合指令时，开始进行离合器K0的滑移控制、即用于使离合器K0滑移卡合的液压控制装置30的一系列的控制。
在利用离合器控制部82开始进行离合器K0的滑移控制之后，发动机控制部81(或离合器控制部82)将与来自进行曲轴旋转启动而旋转的发动机10侧的反作用力转矩相平衡的转矩计算为曲轴旋转启动转矩。进而，发动机控制部81将该曲轴旋转启动转矩与根据要求转矩Tr*和变速器25的变速比(齿数比)而确定的要求驱动转矩之和设定为转矩指令Tm*，并将该转矩指令Tm*发送到MGECU70。MGECU70在从发动机控制部81接收到转矩指令值Tm*时，对PCU60(逆变器)进行控制，以便从电动发电机MG至少输出向发动机10传递的曲轴旋转启动转矩。由此，利用经由被滑移控制的离合器K0传递的来自电动发电机MG的转矩使发动机10曲轴旋转启动。需要说明的是，上述曲轴旋转启动转矩以及要求驱动转矩也可以从发动机控制部81分别发送到MGECU70并在该MGECU70侧相加。
进而，离合器控制部82根据预先确定的条件的成立，开始使从液压控制装置30向该离合器K0供给的卡合液压随着时间的经过而增加的增压控制，以使离合器K0完全卡合。另外，发动机控制部81根据发动机起动条件的成立而使节气门打开，当根据混合动力车辆1的状态(行驶状态)而预先确定的点火开始正时到来时，使发动机10的燃料喷射控制以及点火控制(点火)开始。在本实施方式中，燃料喷射控制以及点火控制在电动发电机MG(传动轴17)的转速Nm为规定转速(例如，怠速转速(1000rpm左右))以上的情况下(规定条件成立的情况下)，例如根据转速Nm而在增压控制开始前开始，在转速Nm小于该规定转速的情况下，在离合器K0完全卡合后开始。
在本实施方式中，发动机控制部81在离合器K0的滑移控制中(增压控制开始前)使发动机10的燃料喷射控制以及点火控制(点火)开始的情况下，将电动发电机MG的转速Nm设定为发动机10的目标转速Ne*，并且，将经过实验、解析而预先确定的比较小的正的值Tz设定为发动机10的目标转矩Te*。而且，发动机控制部81执行吸入空气量控制、燃料喷射控制以及点火控制等，以使发动机10的转速Ne与目标转速Ne*一致且发动机10的输出转矩成为目标转矩Te*。进而，当开始离合器K0的增压控制时，发动机控制部81设定目标转矩Te*以使转速Ne与电动发电机MG的转速Nm大致一致，直至该增压控制完成为止。
经过上述那样的处理，当离合器K0完全卡合并且发动机10的起动完成时，发动机控制部81基于要求行驶功率Pd*、蓄电装置50的目标充放电电力Pb*等来设定该发动机10的目标功率Pe*、目标转速Ne*以及目标转矩Te*，以使发动机10高效地运转。而且，发动机控制部81在容许充电电力Win以及容许放电电力Wout的范围内设定与要求转矩Tr*等相应的向电动发电机MG发送的转矩指令值Tm*。由此，能够一边使发动机10在最佳油耗线附近的工作点工作，一边根据蓄电装置50的SOC利用由电动发电机MG发出的电力对蓄电装置50进行充电，或者利用来自蓄电装置50的电力对电动发电机MG进行驱动而从发动机10以及电动发电机MG双方向前轮Wf以及后轮Wr输出转矩。因此，在混合动力车辆1中，能够实现发动机10的降低燃料消耗，并且良好地确保动力性能。
接着，对使发动机10起动时的离合器K0的滑移控制进行说明。图3是例示根据发动机10的起动条件的成立而由主ECU80的离合器控制部82执行的离合器控制例程的流程图。另外，图4是例示执行离合器控制例程时的离合器K0的卡合液压指令值PK0*、电动发电机MG的转速Nm、以及发动机10的转速Ne的时间变化的时序图。
如图3所示，当发动机10的起动条件成立时(图4中的时刻t0)，离合器控制部82根据来自发动机控制部81的离合器卡合指令开始填充控制(快速填充控制、步骤S100)。填充控制为了使离合器K0处于即将开始滑移卡合之前的状态，设定卡合液压指令值PK0*以便向该离合器K0的卡合油室急速填充工作油，并且，基于该卡合液压指令值PK0*来控制液压控制装置30、即对向离合器K0供给的卡合液压进行调压的线性电磁阀。将执行该填充控制的阶段称为“填充阶段”。
离合器控制部82对从填充控制开始起是否经过了判定时间进行判定(步骤S110)，直至经过该判定时间为止执行步骤S100的填充控制。在步骤S110中被用作阈值的判定时间例如基于工作油的温度、发动机10的冷却水温度、电动发电机MG的转速Nm、车速V等来设定。在判定为经过判定时间而完成了填充的情况下(步骤S110：是、图4中的时刻t1)，离合器控制部82开始曲轴旋转启动阶段控制(步骤S120)。曲轴旋转启动阶段控制将卡合液压指令值PK0*保持为在离合器K0滑移卡合的状态下使发动机10进行曲轴旋转启动所需的值。将执行该曲轴旋转启动阶段控制的阶段称为“曲轴旋转启动阶段”。由此，利用经由进行滑移卡合的离合器K0传递的来自电动发电机MG的转矩使发动机10曲轴旋转启动，曲轴11开始旋转。
在曲轴旋转启动阶段控制开始后，离合器控制部82对从发动机控制部81取得的发动机10的转速Ne是否为预先确定的第一阈值N1(例如，200rpm左右)以上进行判定(步骤S130)，在该转速Ne小于第一阈值N1的期间，执行步骤S120的曲轴旋转启动阶段控制。在判定为转速Ne为第一阈值N1以上的情况下(步骤S130：是、图4中的时刻t2)，离合器控制部82开始第一待机控制(步骤S140)。
第一待机控制是如下的控制：使卡合液压指令值PK0*以比较大的规定的斜度降低至零或预先确定的比较低的压力值即第一待机压力(固定值)，并且将卡合液压指令值PK0*保持在该第一待机压力。由此，能够减小与离合器K0的滑移卡合相应地开始旋转的曲轴11的惯性(惯性矩)，促进发动机10的旋转上升。将执行该第一待机控制的阶段称为“第一待机阶段”。在第一待机控制开始后，离合器控制部82对从发动机控制部81取得的发动机10的转速Ne是否为被确定为比上述第一阈值N1高的第二阈值N2(例如，400-500rpm)以上进行判定(步骤S150)。离合器控制部82在转速Ne小于第二阈值N2的期间，执行步骤S140的第一待机控制，在判定为转速Ne为第二阈值N2以上的情况下(步骤S150：是、图4中的时刻t3)，开始第二待机控制(步骤S160)。
第二待机控制是将卡合液压指令值PK0*保持在比上述第一待机压力稍高的第二待机压力(固定值)的控制。将执行该第二待机控制的阶段称为“第二待机阶段”。在第二待机控制开始后，离合器控制部82对从发动机控制部81取得的发动机10的转速Ne与从MGECU70取得的电动发电机MG的转速Nm的转速差ΔN(＝Ne-Nm)的绝对值是否为预先确定的比较小的值N3(正的值、例如400rpm左右)以下进行判定(步骤S170)。离合器控制部82在转速差ΔN的绝对值超过值N3的期间，执行步骤S160的第二待机控制，在判定为转速差ΔN的绝对值为值N3以下的情况下(步骤S170：是、图4中的时刻t4)，开始增压控制(步骤S180)。
增压控制是使卡合液压指令值PK0*以预先确定的斜度随着时间的经过而增加的控制。将执行该增压控制的阶段称为“增压阶段”。在增压控制开始后，离合器控制部82对从发动机控制部81取得的发动机10的转速Ne与从MGECU70取得的电动发电机MG的转速Nm之差是否包含在规定范围内进行判定(步骤S190)。离合器控制部82在转速Ne与电动发电机MG的转速Nm之差未包含在该规定范围内的期间，执行步骤S180的增压控制。而且，在判定为转速Ne与转速Nm之差包含在上述规定范围内的情况下(步骤S190：是、图4中的时刻t5)，离合器控制部82视为离合器K0完全卡合而开始完成控制(步骤S200)。步骤S200的完成控制是在规定时间内使卡合液压指令值PK0*比较急剧地增加至最大压力(例如，管路压力)后，保持在该最大压力的控制。将执行该完成控制的阶段称为“完成阶段”。由此，向离合器K0的卡合油室供给该最高压力，离合器K0被维持在完全卡合状态，图3的例程结束。
图5是例示在由离合器控制部82执行包括多个阶段在内的离合器K0的滑移控制的期间，例如由主ECU80的发动机控制部81执行的备用要否判定例程的流程图。在本实施方式中，图5的例程例如在从由离合器控制部82开始曲轴旋转启动阶段控制起直至开始完成控制为止的期间，由发动机控制部81每隔规定时间反复执行。
在开始图5的例程时，发动机控制部81取得来自离合器控制部82的卡合液压指令值PK0*、来自MGECU70的电动发电机MG的转速Nm、转矩指令值Tm*、发动机10的转速Ne以及推定输出转矩Teest这样的控制所需的信息(步骤S300)。接着，发动机控制部81对发动机10的推定转速Nees进行计算(步骤S310)。在步骤S310中，发动机控制部81基于在步骤S300中取得的卡合液压指令值PK0*、转矩指令值Tm*以及推定输出转矩Teest来求解预先确定的运动方程式，由此计算推定转速Neest。但是，在步骤S310中，也可以从预先制作的映射导出与卡合液压指令值PK0*、转矩指令值Tm*以及推定转速Neest对应的推定转速Neest。另外，在步骤S310中，推定转速Neest也可以进一步考虑工作油的温度、发动机10的冷却水温度、进气温度、气压等而算出。
在算出发动机10的推定转速Neest之后，发动机控制部81将推定转速Neest与在步骤S300中取得的电动发电机MG的转速Nm之差(＝Neest-Nm)设定为目标转速差(目标值)ΔNtag(步骤S320)。该目标转速差ΔNtag是离合器K0、电动发电机MG以及发动机10按照各自的指令值正常工作时的发动机10与电动发电机MG的转速差(理想值)。进而，发动机控制部81对基于来自曲轴转角传感器的信号算出的转速Ne与在步骤S300中取得的电动发电机MG的转速Nm的转速差ΔN(＝Ne-Nm)进行计算(步骤S330)。接着，发动机控制部81对转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN(＝ΔN-ΔNtag)进行计算(步骤S340)。
接着，发动机控制部81对在步骤S340中算出的差dΔN的绝对值是否超过预先确定的比较小的阈值β(正的值)进行判定(步骤S350)。步骤S350中的阈值β既可以是固定的值，也可以按滑移控制的每个阶段确定为不同的值。在判定为差dΔN的绝对值为阈值β以下的情况下(步骤S350：否)，不执行以后的处理而暂时结束图5的例程。即，在差dΔN包含于包括零在内的容许范围内(-β≤dΔN≤β)的情况下，转速差ΔN与目标转速差ΔNtag大致一致，能够视为发动机10的实际转速通过离合器K0的滑移控制而适当地上升。发动机控制部81在暂时结束图5的例程之后，当接下来的执行时机到来时，再次执行图5的例程。
与此相对，在判定为差dΔN的绝对值超过阈值β的情况下(步骤S350：是)，发动机控制部81对在步骤S300中取得的转速Ne是否为上述第一阈值N1(规定转速)以上进行判定(步骤S360)。在判定为转速Ne小于第一阈值N1的情况下(步骤S360：否)，发动机控制部81开始图6以及图7所示的备用控制例程。即，在确认为差dΔN处于容许范围外且转速Ne小于第一阈值N1并且滑移控制的阶段是曲轴旋转启动阶段的情况下，立即开始图6以及图7的备用控制例程。
与此相对，在判定为转速Ne为第一阈值N1以上的情况下(步骤S360：是)，发动机控制部81在使计数器C增加的基础上(步骤S370)，对计数器C是否小于预先确定的阈值Cref(＝2以上的整数)进行判定(步骤S380)。在判定为计数器C小于阈值Cref的情况下(步骤S380：是)，发动机控制部81暂时结束图5的例程，当接下来的执行时机到来时，再次执行图5的例程。
另外，发动机控制部81在判定为计数器C为预先确定的阈值Cref以上的情况下(步骤S380：否)，开始图6以及图7所示的备用控制例程。即，在确认为转速Ne为第一阈值N1以上且滑移控制的阶段是第一待机阶段以后的阶段的情况下，在差dΔN处于上述容许范围外的状态下经过了根据阈值Cref和图5的例程的执行周期确定的时间(规定时间)的阶段，开始图6以及图7的备用控制例程。需要说明的是，图5的备用要否判定例程也可以由离合器控制部82执行。
在开始图6以及图7的备用控制例程时，发动机控制部81为了使从液压控制装置30向离合器K0供给的卡合液压增加而向离合器控制部82发送离合器压力增加指令(步骤S400)。另外，发动机控制部81对从步骤S400的处理开始起是否经过了预先确定的时间ta进行判定(步骤S410)，执行步骤S400的处理，直至经过该时间ta为止。离合器控制部82在从发动机控制部81发送离合器压力增加指令的期间，每次设定卡合液压指令值PK0*时，使该卡合液压指令值PK0*增加预先确定的值Px(参照图4)。另外，在步骤S410中被用作阈值的时间ta作为从离合器控制部82开始使卡合液压指令值PK0*增加值Px起直至从液压控制装置30向离合器K0实际供给的卡合液压增加值Px为止的时间，经过实验、解析而预先确定。
在判定为经过了时间ta的情况下(步骤S410：是)，发动机控制部81与图5的步骤S300-S340同样地对发动机10和电动发电机MG的转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN(＝ΔN-ΔNtag)进行计算(步骤S420)。进而，发动机控制部81对在步骤S420中算出的差dΔN是否处于容许范围外进行判定(步骤S430)。在步骤S430中与差dΔN(绝对值)进行比较的阈值与上述步骤S350同样地，既可以是固定的值，也可以按滑移控制的每个阶段确定为不同的值。
当在步骤S430中判定为差dΔN处于容许范围内的情况下，根据卡合液压指令值PK0*即向离合器K0供给的卡合液压的增加，从离合器K0向发动机10的曲轴11传递的转矩(离合器转矩)增加，由此，能够视为发动机10的实际转速上升而转速差ΔN与目标转速差ΔNtag大致一致。因此，发动机控制部81在判定为差dΔN处于容许范围内的情况下(步骤S430：否)，向离合器控制部82发送指令信号，以使卡合液压指令值PK0*继续增加值Px(步骤S435)，结束图6的例程。
另一方面，在判定为差dΔN处于容许范围外的情况下(步骤S430：是)，发动机控制部81对发动机10的燃料喷射控制以及点火控制(点火)是否已开始进行判定(步骤S440)。在判定为燃料喷射控制以及点火控制(点火)未开始的情况下(步骤S440：是)，发动机控制部81使向电动发电机MG发送的转矩指令值Tm*增加预先确定的值Tmx(参照图4)(步骤S450)。另外，发动机控制部81对从步骤S450的处理开始起是否经过了预先确定的时间tb进行判定(步骤S460)，每次设定转矩指令值Tm*时，使该转矩指令值Tm*增加预先确定的值Tmx，直至经过该时间tb为止。在步骤S460中被用作阈值的时间tb经过实验、解析而预先确定。
发动机控制部81在判定为经过了时间tb的情况下(步骤S460：是)，与图5的步骤S300-S340同样地对发动机10和电动发电机MG的转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN(＝ΔN-ΔNtag)进行计算(步骤S470)。进而，发动机控制部81对在步骤S470中算出的差dΔN是否处于容许范围外进行判定(步骤S480)。在步骤S480中与差dΔN(绝对值)进行比较的阈值也与上述步骤S350同样地，既可以是固定的值，也可以按滑移控制的每个阶段确定为不同的值。
当在步骤S480中判定为差dΔN处于容许范围内的情况下，根据转矩指令值Tm*的增加，电动发电机MG的输出转矩即从该电动发电机MG向离合器K0传递的转矩增加，由此，能够视为发动机10的实际转速上升而转速差ΔN与目标转速差ΔNtag大致一致。因此，发动机控制部81在判定为差dΔN处于容许范围内的情况下(步骤S480：否)，设定表示使转矩指令值Tm*继续增加值Tmx的标志(步骤S485)，结束图6的例程。与此相对，当在步骤S480中判定为差dΔN处于容许范围外的情况下，即便使卡合液压指令值PK0*(离合器K0的离合器转矩)以及转矩指令值Tm*(电动发电机MG的输出转矩)双方增加，也无法使转速差ΔN追随目标转速差ΔNtag。因此，发动机控制部81在判定为差dΔN处于容许范围外的情况下(步骤S480：是)，使包括离合器K0的滑移控制等在内的发动机10的起动处理中止(步骤S490)，结束图6的例程。
另外，在判定为发动机10中的燃料喷射控制以及点火控制(点火)已开始的情况下(步骤S440：否)，如图7所示，发动机控制部81使发动机10的目标转矩Te*增加预先确定的值Tex(参照图4)(步骤S500)。另外，发动机控制部81对从步骤S500的处理开始起是否经过了预先确定的时间tc进行判定(步骤S510)，每次设定目标转矩Te*时，使该目标转矩Te*增加预先确定的值Tex，直至经过该时间tc为止。在步骤S510中被用作阈值的时间tc经过实验、解析而预先确定。
发动机控制部81在判定为经过了时间tc的情况下(步骤S510：是)，与图5的步骤S300-S340同样地对发动机10和电动发电机MG的转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN(＝ΔN-ΔNtag)进行计算(步骤S520)。进而，发动机控制部81对在步骤S520中算出的差dΔN是否处于容许范围外进行判定(步骤S530)。在步骤S530中与差dΔN(绝对值)进行比较的阈值也与上述步骤S350同样地，既可以是固定的值，也可以按滑移控制的每个阶段确定为不同的值。
当在步骤S530中判定为差dΔN处于容许范围内的情况下，根据目标转矩Te*的增加，发动机10的输出转矩增加，由此，能够视为发动机10的实际转速上升而转速差ΔN与目标转速差ΔNtag大致一致。因此，发动机控制部81在判定为差dΔN处于容许范围内的情况下(步骤S530：否)，设定表示使目标转矩Te*继续增加值Tex的标志(步骤S535)，结束图6的例程。与此相对，当在步骤S530中判定为差dΔN处于容许范围外的情况下，即便使卡合液压指令值PK0*(离合器K0的离合器转矩)以及目标转矩Te*(发动机10的输出转矩)双方增加，也无法使转速差ΔN追随目标转速差ΔNtag。因此，发动机控制部81在判定为差dΔN处于容许范围外的情况下(步骤S530：是)，使包括离合器K0的滑移控制等在内的发动机10的起动处理(步骤S540)中止，结束图6的例程。
在本实施方式的混合动力车辆1中，当在步骤S490或S540中中止了发动机10的起动处理的情况下，再次执行包括离合器K0的滑移控制等在内的发动机10的起动处理。而且，在即便多次执行起动处理也无法使发动机10起动的情况下，使设置于未图示的仪表板等的警告灯点亮。
如上所述，在执行图5的备用要否判定例程、图6以及图7的备用控制例程的混合动力车辆1中，在根据发动机10的起动条件的成立而执行离合器K0的滑移控制的期间，设定发动机10与电动发电机MG的转速差ΔN的目标值即目标转速差ΔNtag(图5的步骤S320)。而且，在转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN处于容许范围外的情况下，使离合器K0的卡合液压指令值PK0*、电动发电机MG的转矩指令值Tm*以及发动机10的目标转矩Te*中的至少任一个增加(图6以及图7)。由此，在发动机10与电动发电机MG的转速差ΔN没有很好地追随目标转速差ΔNtag的情况下，能够补偿从离合器K0侧向发动机10的曲轴11传递的转矩的不足或发动机10自身的旋转不足。
即，即便在例如在低温环境下等无法向离合器K0供给卡合液压指令值PK0*那样的卡合液压的情况下，通过根据转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN使离合器K0的离合器转矩和电动发电机MG的输出转矩中的至少任一方增加，从而也能够使从离合器K0侧向曲轴11传递的转矩增加而使发动机10的实际转速上升(参照图4中的双点划线)。进而，在发动机10的燃料喷射控制以及点火控制开始后，根据转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN使发动机10的目标转矩Te*即输出转矩增加，从而即便在发动机10的摩擦变大的情况下，也能够使该发动机10的实际转速上升(参照图4中的双点划线)。而且，在混合动力车辆1中，目标转速差ΔNtag基于向离合器K0发送的卡合液压指令值PK0*、向电动发电机MG发送的转矩指令值Tm*以及发动机10的推定输出转矩Teest适当地计算(图5的步骤S310、S320)。其结果是，在混合动力车辆1中，能够良好地确保发动机10的起动性。
另外，在混合动力车辆1中，在转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN处于容许范围外且发动机10的转速Ne小于第一阈值N1的情况下(图5的步骤S360：否)，立即使卡合液压指令值PK0*增加，以使向离合器K0供给的卡合液压增加(图6的步骤S400、S410)。由此，在刚开始滑移控制之后即曲轴旋转启动阶段控制的执行过程中发动机10的实际转速没有很好地上升那样的情况下，能够使从离合器K0向发动机10传递的转矩(离合器转矩)增加而使该发动机10的实际转速上升。
进而，在发动机10的转速Ne为第一阈值N1以上且在转速差ΔN与目标转速差ΔNtag之差dΔN处于容许范围外的状态下经过了规定时间(根据阈值Cref和图5的例程的执行周期确定的时间)的情况下(图5的步骤S380：否)，使卡合液压指令值PK0*增加，以使向离合器K0供给的液压增加(图6的步骤S400、S410)。由此，在第一待机阶段以后的滑移控制的阶段，在发动机10的实际转速不再适当地上升那样的情况下，能够使从离合器K0向发动机10传递的转矩(离合器转矩)增加而使该发动机10的实际转速上升。
另外，在混合动力车辆1中，在使向离合器K0发送的卡合液压指令值PK0*增加后(图6的步骤S400、S410)，在发动机10中的燃料喷射控制以及点火控制(点火)未开始且转速差ΔN的变化少的情况下(图6的步骤S430以及S440：是)，使转矩指令值T*增加，以使电动发电机MG的输出转矩增加(图6的步骤S450、S460)。由此，在尽管在滑移控制中使向离合器K0供给的卡合液压增加但发动机10的实际转速也没有很好地上升那样的情况下，能够使从电动发电机MG向离合器K0传递的转矩增加而使发动机10的实际转速上升。
进而，在使向离合器K0发送的卡合液压指令值PK0*增加后(图6的步骤S400、S410)，在发动机10中的燃料喷射控制以及点火控制(点火)开始且转速差ΔN的变化少的情况下(图6的步骤S440：否)，使目标转矩Te*增加，以使发动机10的输出转矩增加(图7的步骤S500、S510)。由此，在尽管在滑移控制中使向离合器K0供给的卡合液压增加但发动机10的实际转速也没有上升那样的情况下，能够抑制发动机10与电动发电机MG的旋转同步的延迟，并且使发动机10的实际转速上升。
需要说明的是，在执行图6的步骤S400的处理时，离合器K0的卡合液压指令值PK0*也可以随着时间的经过而逐渐增加。另外，在图6的步骤S450以及图7的S500中，电动发电机MG的转矩指令Tm*或发动机10的目标转矩Te*也可以随着时间的经过而逐渐增加。而且，在图6的步骤S420、S430、步骤S470、S480、以及图7的步骤S520、S530中，不一定需要使用基于发动机10的推定转速Neest而设定的目标转速差ΔNtag。即，在图6的步骤S420、S430、步骤S470、S480、以及图7的步骤S520、S530中，也可以基于转速差ΔN或其变化量来判定发动机10与电动发电机MG的转速差ΔN的变化是否少(是否不充分)，该转速差ΔN根据基于曲轴转角算出的转速Ne而得到。
而且，上述混合动力车辆1的发动机10也可以是柴油发动机或LPG发动机，混合动力车辆1也可以是不包括分动器40等的前轮驱动车辆或后轮驱动车辆。另外，离合器K0也可以是单板摩擦式液压离合器。而且，也可以在电动发电机MG的转子与传动轴17之间配置将两者连结、断开的离合器。另外，动力传递装置20的变速器25也可以是无级变速器或双离合器变速器。而且，在上述实施方式中，发动机控制部81、离合器控制部82以及变速控制部83构建于同一ECU，但并不限于此，即，发动机控制部81、离合器控制部82以及变速控制部83(或各自的功能)也可以分散地构建于不同的多个ECU。
如以上说明的那样，本公开的混合动力车辆包括发动机、电动机、液压离合器以及控制装置，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将所述发动机与所述电动机连结并且解除两者的连结，所述控制装置根据所述发动机的起动条件的成立而执行所述液压离合器的滑移控制，并且，对所述电动机进行控制，以便至少输出向所述发动机传递的曲轴旋转启动转矩，其中，所述控制装置在所述滑移控制的执行过程中设定所述发动机与所述电动机的转速差的目标值，在所述转速差与所述目标值之差处于容许范围外的情况下，使向所述液压离合器供给的液压、所述电动机的输出转矩以及所述发动机的输出转矩中的至少任一个增加。
本公开的混合动力车辆的控制装置根据发动机的起动条件的成立而执行液压离合器的滑移控制，并且，在滑移控制的执行过程中设定发动机与电动机的转速差的目标值。而且，该控制装置在上述转速差与目标值之差处于容许范围外的情况下，使向液压离合器供给的液压、电动机的输出转矩以及发动机的输出转矩中的至少任一个增加。由此，在发动机与电动机的转速差没有很好地追随目标值的情况下，能够补偿从液压离合器侧向发动机传递的转矩的不足或发动机自身的旋转不足。其结果是，在本公开的混合动力车辆中，能够良好地确保发动机的起动性。
另外，也可以是，所述控制装置在所述转速差与所述目标值之差处于所述容许范围外且所述发动机的转速小于规定转速的情况下，使向所述液压离合器供给的液压增加。由此，在刚开始滑移控制(曲轴旋转启动)之后发动机的转速没有上升那样的情况下，能够使从液压离合器向发动机传递的转矩(离合器转矩)增加而使发动机的转速上升。
并且，也可以是，所述控制装置在所述发动机的转速为所述规定转速以上且在所述转速差与所述目标值之差处于所述容许范围外的状态下经过了规定时间的情况下，使向所述液压离合器供给的液压增加。由此，在发动机的转速成为规定转速以上之后该转速不再适当地上升那样的情况下，能够使从液压离合器向发动机传递的转矩(离合器转矩)增加而使发动机的转速上升。
另外，也可以是，所述控制装置在使向所述液压离合器供给的液压增加后，在所述发动机中的燃料喷射以及点火未开始且所述转速差的变化少的情况下，使所述电动机的输出转矩增加。由此，在尽管在滑移控制中使向液压离合器供给的液压增加但发动机的转速也没有很好地上升那样的情况下，能够使从电动机向液压离合器传递的转矩增加而使发动机的转速上升。
并且，也可以是，所述控制装置在使向所述液压离合器供给的液压增加后，在所述发动机中的燃料喷射以及点火开始且所述转速差的变化少的情况下，使所述发动机的输出转矩增加。由此，在尽管在滑移控制开始后使向液压离合器供给的液压增加但发动机的转速也没有很好地上升那样的情况下，能够抑制发动机与电动机的旋转同步的延迟，并且使发动机的转速上升。
另外，也可以是，所述控制装置至少基于向所述液压离合器发送的液压指令值、向所述电动机发送的转矩指令值以及所述发动机的推定输出转矩来计算所述目标值。由此，能够适当地设定发动机与电动机的转速差的目标值。
进而，所述驱动系统也可以包括：流体传动装置、锁止离合器、以及经由所述流体传动装置和所述锁止离合器中的任一方与所述电动机连结的变速器。
在本公开的混合动力车辆的控制方法中，所述混合动力车辆包括发动机、电动机以及液压离合器，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将所述发动机与所述电动机连结并且解除两者的连结，其中，根据所述发动机的起动条件的成立而执行所述液压离合器的滑移控制，并且，对所述电动机进行控制，以便至少输出向所述发动机传递的曲轴旋转启动转矩，在所述滑移控制的执行过程中设定所述发动机与所述电动机的转速差的目标值，在所述转速差与所述目标值之差处于容许范围外的情况下，使向所述液压离合器供给的液压、所述电动机的输出转矩以及所述发动机的输出转矩中的至少任一个增加。
根据该方法，在发动机与电动机的转速差没有很好地追随目标值的情况下，能够补偿从液压离合器侧向发动机传递的转矩的不足或发动机自身的旋转不足，因此，能够良好地确保发动机的起动性。
而且，本公开的发明不受上述实施方式的任何限定，当然能够在本公开的外延的范围内进行各种变更。并且，上述具体实施方式只不过是用于解决课题的方案一栏所记载的发明的具体的一个方式，并不限定用于解决课题的方案一栏所记载的发明的要素。
工业实用性
本公开的发明能够在混合动力车辆的制造产业等中利用。

Claims (8)

1.一种混合动力车辆，包括发动机、电动机、液压离合器以及控制装置，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将所述发动机与所述电动机连结并且解除两者的连结，所述控制装置根据所述发动机的起动条件的成立而执行所述液压离合器的滑移控制，并且，对所述电动机进行控制，以便至少输出向所述发动机传递的曲轴旋转启动转矩，其中，
所述控制装置在所述滑移控制的执行过程中设定所述发动机与所述电动机的转速差的目标值，在所述转速差与所述目标值之差处于容许范围外的情况下，使向所述液压离合器供给的液压、所述电动机的输出转矩以及所述发动机的输出转矩中的至少任一个增加。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，
所述控制装置在所述转速差与所述目标值之差处于所述容许范围外且所述发动机的转速小于规定转速的情况下，使向所述液压离合器供给的液压增加。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其中，
所述控制装置在所述发动机的转速为所述规定转速以上且在所述转速差与所述目标值之差处于所述容许范围外的状态下经过了规定时间的情况下，使向所述液压离合器供给的液压增加。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其中，
所述控制装置在使向所述液压离合器供给的液压增加后，在所述发动机中的燃料喷射以及点火未开始且所述转速差的变化少的情况下，使所述电动机的输出转矩增加。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的混合动力车辆，其中，
所述控制装置在使向所述液压离合器供给的液压增加后，在所述发动机中的燃料喷射以及点火开始且所述转速差的变化少的情况下，使所述发动机的输出转矩增加。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的混合动力车辆，其中，
所述控制装置至少基于向所述液压离合器发送的液压指令值、向所述电动机发送的转矩指令值以及所述发动机的推定输出转矩来计算所述目标值。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的混合动力车辆，其中，
所述驱动系统包括：流体传动装置、锁止离合器、以及经由所述流体传动装置和所述锁止离合器中的任一方与所述电动机连结的变速器。
8.一种混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆包括发动机、电动机以及液压离合器，所述电动机能够向驱动系统输出转矩，所述液压离合器将所述发动机与所述电动机连结并且解除两者的连结，其中，
根据所述发动机的起动条件的成立而执行所述液压离合器的滑移控制，并且，对所述电动机进行控制，以便至少输出向所述发动机传递的曲轴旋转启动转矩，
在所述滑移控制的执行过程中设定所述发动机与所述电动机的转速差的目标值，在所述转速差与所述目标值之差处于容许范围外的情况下，使向所述液压离合器供给的液压、所述电动机的输出转矩以及所述发动机的输出转矩中的至少任一个增加。
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