TWI605961B - 用於油電混合車之控制系統 - Google Patents

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TWI605961B
TWI605961B TW105112618A TW105112618A TWI605961B TW I605961 B TWI605961 B TW I605961B TW 105112618 A TW105112618 A TW 105112618A TW 105112618 A TW105112618 A TW 105112618A TW I605961 B TWI605961 B TW I605961B
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TW
Taiwan
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mode
engine
change
combustion
internal combustion
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TW105112618A
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TW201637904A (zh
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木下剛生
菅野善仁
森田泰毅
泉岡太輔
Original Assignee
豐田自動車股份有限公司
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/30—Control strategies involving selection of transmission gear ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0215—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission
    • F02D41/023—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with elements of the transmission in relation with the gear ratio shifting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
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Description

用於油電混合車之控制系統
本發明係有關於一種被應用於油電混合車的控制系統，在該油電混合車中，一內燃引擎和一馬達發電機被設置在一變速機構(transmission mechanism)的輸入側。
作為一油電混合車的控制系統，一種藉由依據電池的充電狀態適當地使用馬達發電機的控制以及一電動節流閥的控制來抑制在自動變速的換檔操作期間所產生的引擎扭力的不規則波動(fluctuation)的系統是已知的(日本專利公開案第2000-83303(JP2000-83303 A))。除了上文所述之外，還有(日本專利公開案第2012-240551(JP2012-240551 A))、(日本專利公開案第2011-218945(JP2011-218945 A))、及(日本專利公開案第2004-203218(JP2004-203218 A))是和本發明相關的先前技術文獻。
在JP2000-83303 A中的裝置透過該電子節流 閥的控制，藉由減小進氣空氣量來減小引擎扭力。然而，因為該電子節流閥的控制伴隨著減小進氣空氣量，所以燃料效率被降低。此外，因為是否要允許該馬達發電機的控制係受到電池的充電狀態的影響，所以存在著引擎扭力的不規則波動無法只由該馬達發電機的控制來充分地抑制的可能性。因此之故，在引擎扭力的不規則波動寬度很大且引擎扭力的不規則波動無法只用馬達發電機的控制來有抑制的情況中，此控制系統使用馬達發電機的控制以及電動節流閥的控制這兩者。
順帶一提，作為內燃引擎，不只有其內維持一燃燒模式的內燃引擎，還有燃燒模式的改變是由被執行的空氣-燃料比的改變來達成的內燃引擎。當燃燒模式的改變被執行時，它伴隨著空氣-燃料比的改變。因此，引擎動力會不規則波動。在此一內燃引擎被安裝在一設有變速機構的油電混合車內的例子中，很可能會產生因燃燒模式的改變所造成之輸出的不規則波動以及因該變速機構的換檔操作所造成之輸出的不規則波動。
在這些輸出的不規則波動係在彼此被充分地分隔開的時間區段中被產生的情況中，這些不規則波動可藉由馬達發電機的控制而被個別地減輕。然而，在一燃燒模式改變的要求和一變速機構換檔的要求相重疊的情況中，燃燒模式的改變及馬達發電機的控制的執行時間區段被重新檢視，以此方式，輸出的不規則波動可被儘可能地抑制在一輸入/輸出極限的範圍內(電池的過度充電及過 度放電在該範圍內可被避免)而不使該不規則波動變大。
有鑑於以上所述，本發明提供一種用於油電混合車的控制系統，其可將輸出方面的不規則波動儘可能地抑制在一電池的輸入/輸出的範圍內。
一種和本發明的態樣有關的控制系統是用於油電混合車。該油電混合車包括一內燃引擎、一電池、一馬達發電機、及一變速機構。該內燃引擎能夠改變燃料模式，其伴隨著空氣-燃料比的改變。該馬達發電機被電連接至該電池。該內燃引擎和該馬達發電機被設置在該變速機構的輸入側。該控制系統包括一電子控制單元。該電子控制單元被建構成可選擇性地執行電力運轉模式(在此模式中，馬達發電機的電力運轉係藉由使用電池的電力來執行)及再生模式(在此模式中，再生控制被執行於該馬達發電機中，用以對該電池充電)。該電子控制單元被建構來在一關於燃燒模式改變的要求和一關於變速機構的換檔要求相重疊的情況中，在換檔操作期間或在換檔操作完成之後的一慣性階段期間執行燃燒模式的改變。該電子控制單元被建構來在下面的條件i)及ii)被建立的情況下，在換檔操作期間的一慣性階段期間執行燃燒模式的改變。 該電子控制單元被建構來在i)及iii)被建立的情況下在換檔操作完成之後的一慣性階段期間執行燃燒模式的改變：i)該燃燒模式的改變伴隨著引擎動力的增加；ii)該 電力運轉模式是在換檔操作期間被執行；及iii)再生模式是在換檔操作期間被執行。
該電力運轉模式(power running mode)是在輸出的不規則波動必須藉由在該變速機構的換檔操作期間提高輸入側的轉速來抑制的情況中被執行，且該再生模式是在輸出的不規則波動必須藉由在該變速機構的換檔操作期間降低輸入側的轉速來抑制的情況中被執行。以此方式，和該變速機構的換檔操作有關之輸出的該不規則波動可被抑制。
在該電力運轉模式於該換檔操作期間被執行的情況中，會伴隨著引擎動力的增加的該燃燒模式的改變是在慣性階段被執行。因此，引擎動力的增加量可被用於該慣性階段中的換檔操作。以此方式，執行該電力運轉模式所消耗的該馬達發電機的電力可被降低。此外，和扭力階段或類此者相較，在該慣性階段中，引擎扭力的不規則波動較不會被傳遞成為輸出的不規則波動。因此，藉由在慣性階段中執行該伴隨著引擎動力的增加的燃燒模式的改變，和該燃燒模式改變有關連的該引擎動力的增加可在換檔操作期間被使用，同時該輸出的不規則波動被儘可能地抑制。
同時，在該再生模式於該換檔操作期間被執行的情況中，會伴隨著引擎動力的增加的該燃燒模式的改變是在該換檔操作被完成之後被執行。如果假設，該改變是在該換檔操作期間被執行的話，則和該引擎動力的增加 量相對應的電力會被加至該馬達發電機於該再生模式中所產生的電力中。因此，該電池可能會被過度充電。為了要避免電池的過度充電，該馬達發電機的電力產生量必須加以限制。因此，輸出的不規則波動無法被充分地抑制。在本發明的第一控制設備中，該伴隨著引擎動力的增加的燃燒模式的改變是在該換檔操作被完成之後才被執行。因此，該電池因該再生模式的執行而被充電的機會被分散開來。以此方式，在電池的過度充電被避免的同時，輸出的不規則波動亦可被抑制。亦即，因為該伴隨著引擎動力的增加或減小的燃燒模式的改變是依據該馬達發電機在換檔操作期間的操作模式在適當的時機被執行，所以輸出的不規則波動可儘可能地被抑制在該電池的一輸入/輸出極限值的範圍內。
該電子控制單元可被建構來在無需控制在一方向上的引擎扭力來補償該燃燒模式的改變所造成的引擎動力的增加之下執行由該燃燒模式的改變。當一操作為了該引擎而被實施的時候，譬如進氣空氣量的減小或點火時間的延遲，該引擎扭力被降低。因此，該引擎扭力可被控制在一方向上，用以補償該引擎動力的增加。然而，燃燒效率會因此控制而被降低，造成燃料效益的降低。依據此態樣，因為此控制沒有被執行，所以燃料效益的降低可被避免。
化學計量燃燒操作(stoichiometric combustion operation)是一種內燃引擎的操作，在此操作 中，一理論上的空氣-燃料比和一接近該理論上的的空氣-燃料比的空氣-燃料比被設定為目標。貧油燃燒操作(lean cormbustion operation)是一種內燃引擎的操作，在此操作中，一在貧油側的空氣-燃料比被設定為目標，而非該化學計量燃燒操作的目標被設定為目標。一貧油燃燒引擎是一種內燃引擎，其被建構成使得用來在該貧油燃燒操作期間將該空氣-燃料比暫時性地改變至富油側(rich side)的富油點火(rich spike)被執行。該內燃引擎可被建構成能夠切換於該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作之間。該內燃引擎可以是貧油燃燒引擎。該伴隨著引擎動力的增加的燃燒模式的改變可對應於從該貧油燃燒操作換至該化學計量燃燒操作的切換或該富油點火的執行。依據此構造，該內燃引擎之該伴隨著引擎動力的增加之從該貧油燃燒操作切換至該化學計量燃燒操作以及該富油點火的執行是在適當的時機被執行。因此，輸出的不規則波動可被儘可能地抑制在該電池的一輸入/輸出極限值的範圍內。
該電子控制單元可被建構來在下面的條件iv)及v)被建立的情況中，在該換檔操作被完成之後執行該燃燒模式的改變。該電子控制單元可被建構來在下面的條件iv)及vi)被建立的情況中，在該換檔操作期間，在該慣性階段期間中執行該燃燒模式的改變：iv)該燃燒模式的改變伴隨著該引擎動力的減小；v)該電力運轉模式是在該換檔操作期間被執行；及(vi)該再生模式是在該換檔操作期間被執行。
在該電力運轉模式是在該換檔操作期間被執行的情況中，該伴隨著引擎動力的減小的燃燒模式的改變是在該換檔操作被完成之後才被執行。如果假設，該改變是在該換檔操作期間被執行的話，則和該引擎動力的減小量相對應的電力會被加至該馬達發電機於該電力運轉模式中所消耗掉的電力中。因此，該電池可能會被過度放電。依據此態樣，該伴隨著引擎動力的減小的燃燒模式的改變是在該換檔操作被完成之後才被執行。因此，該電池因執行該電力運轉模式而被放電的機會被分散開來。以此方式，在避免該電池的過度放電的同時，輸出的不規則波動可被抑制。同時，在該再生模式是在換檔操作期間被執行的情況中，該伴隨著引擎動力的減小的燃燒模式的改變是在慣階段期間被執行。因此，因為該馬達發電機在該再生模式中所產生的電力產生量被該引擎動力的減小量減低，所以該電池較不可能被過度充電。此外，相較於扭力階段或類此者，在慣性階段中，該引擎扭力的不規則波動不太可能被傳遞成為輸出的不規則波動。因此，在避免掉該電池的過度充電的同時，輸出的不規則波動亦可被儘可能地抑制。
該內燃引擎可被建構成能夠切換於該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作之間，該內燃引擎是該貧油燃燒引擎。該伴隨著引擎動力的增加的燃燒模式的改變可對應於從該貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換或該富油點火的執行。該伴隨著引擎動力的減小的燃燒模 式的改變可對應於從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換。依據此構造，從該貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換、從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換的每一切換，以及該內燃引擎的該富油點火的執行是在適當的時機被執行。因此，輸出的不規則波動可被儘可能地抑制在該電池的一輸入/輸出極限值的範圍內。
一和本發明的另一態樣有關的控制系統是一油電混合車的控制系統。該油電混合車包括一內燃引擎、一電池、馬達發電機、及一變速機構。該內燃引擎能夠藉由空氣-燃料比的改變來改變燃燒模式。該馬達發電機被電連接至該電池。該內燃引擎和該馬達發電機被設置在該變速機構的輸入側。該控制系統包括一電子控制單元。該電子控制單元被建構成可選擇性地執行電力運轉模式(在此模式中，馬達發電機的電力運轉係藉由使用電池的電力來執行)及再生模式(在此模式中，再生控制被執行於該馬達發電機中，用以對該電池充電)。該電子控制單元被建構來在一關於燃燒模式改變的要求和一關於變速機構的換檔要求相重疊的情況中，在換檔操作期間或在換檔操作完成之後的一慣性階段期間執行燃燒模式的改變。該電子控制單元被建構來在下面的條件i)及ii)被建立的情況下，在換檔操作完成之後執行燃燒模式的改變。該電子控制單元被建構來在i)及iii)被建立的情況下在換檔操作期間的一慣性階段期間執行燃燒模式的改變：i)該燃燒 模式的改變伴隨著引擎動力的減小；ii)該電力運轉模式是在換檔操作期間被執行；及iii)再生模式是在換檔操作期間被執行。
該電力運轉模式是在輸出的不規則波動必須藉由在該變速機構的換檔操作期間提高輸入側的轉速來抑制的情況中被執行，且該再生模式是在輸出的不規則波動必須藉由在該變速機構的換檔操作期間降低輸入側的轉速來抑制的情況中被執行。以此方式，和該變速機構的換檔操作有關之輸出的該不規則波動可被抑制。在該電力運轉模式於該換檔操作期間被執行的情況中，會伴隨著引擎動力的減小的該燃燒模式的改變是在換擋操作完成之後被執行。如果假設，該改變是在該換檔操作期間被執行的話，則和該引擎動力的減小量相對應的電力會被加至該馬達發電機於該電力運轉模式中所消耗的電力中。因此，該電池可能會被過度放電。依據本發明的第二控制設備，該伴隨著引擎動力的減小的燃燒模式的改變是在該換檔操作被完成之後才被執行。因此，該電池因該電力運轉模式的執行而被放電的機會被分散開來。以此方式，在電池的過度放電被避免的同時，輸出的不規則波動亦可被抑制。同時，在該再生模式於該換檔操作期間被執行的情況中，會伴隨著引擎動力的減小的該燃燒模式的改變是在該慣性階段期間被執行。因此，因為該馬達發電機在該再生模式中所產生的電力產生量被該引擎動力的減小量減低，所以該電池較不可能被過度充電。此外，相較於扭力階段或類此者， 在慣性階段中，該引擎扭力的不規則波動不太可能被傳遞成為輸出的不規則波動。因此，在避免掉該電池的過度充電的同時，輸出的不規則波動亦可被儘可能地抑制。亦即，該伴隨著引擎動力的增加或減小的燃燒模式的改變是依據該馬達發電機在換檔操作期間的操作模式而在適當的時機被執行。因此，輸出的不規則波動可儘可能地被抑制在該電池的一輸入/輸出極限值的範圍內。
化學計量燃燒操作是一種內燃引擎的操作，在此操作中，一理論上的空氣-燃料比和一接近該理論上的空氣-燃料比的空氣-燃料比被設定為目標。貧油燃燒操作是一種內燃引擎的操作，在此操作中，一在貧油側的空氣-燃料比被設定為目標，而非該化學計量燃燒操作的目標被設定為目標。一貧油燃燒引擎是一種內燃引擎，其被建構成使得用來在該貧油燃燒操作期間將該空氣-燃料比暫時性地改變至富油側(rich side)的富油點火(rich spike)被執行。該內燃引擎可被建構成能夠切換於該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作之間。該內燃引擎可以是貧油燃燒引擎。該伴隨著引擎動力的減小的燃燒模式的改變可對應於從該化學計量燃燒操作切換至該貧油燃燒操作。依據此構造，該內燃引擎之從該伴隨著引擎動力的減小之該化學計量燃燒操作切換至該內燃引擎的該貧油燃燒操作是在適當的時機被執行。因此，輸出的不規則波動可被儘可能地抑制在該電池的一輸入/輸出極限值的範圍內。
1‧‧‧車輛(油電混合車)
2‧‧‧內燃引擎
3‧‧‧第一馬達發電機
4‧‧‧第二馬達發電機
5‧‧‧動力分配機構
6‧‧‧馬達控制器
7‧‧‧電池
8‧‧‧傳動軸
10‧‧‧自動變速箱(變速機構)
11‧‧‧(第一)輸入軸
12‧‧‧(第二)輸入軸
C1‧‧‧離合器
C2‧‧‧離合器
B1‧‧‧剎車
B2‧‧‧剎車
Ri‧‧‧環形齒輪
Ri1‧‧‧環形齒輪
Ri2‧‧‧環形齒輪
F1‧‧‧單向離合器
21‧‧‧行星齒輪單元
22‧‧‧行星齒輪單元
Cr1‧‧‧載具
Ri2‧‧‧環形齒輪
Cr2‧‧‧載具
Sn2‧‧‧太陽齒輪
23‧‧‧驅動軸
30‧‧‧電子控制單元(ECU)
31‧‧‧曲柄角度感測器
32‧‧‧加速度器操作量感測器
33‧‧‧第一旋轉變壓器
25‧‧‧加速踏板
34‧‧‧第二旋轉變壓器
35‧‧‧車速感測器
Tf‧‧‧扭力階段
If‧‧‧慣性階段
P‧‧‧小齒輪
2a‧‧‧輸出軸
本發明的示範性實施例的特徵、優點及技術上及工業上的重要性將參照附圖於下文中描述，在附圖中，相同的標號標示相同的元件，其中圖1是油電混合車的整體構造，依據本發明的實施例的控制設備被應用於該油電混合車上；圖2是自動變速的作動嚙合表；圖3是圖1中的該油電混合車的每一元件的共線圖表(collinear diagram)(速度圖表)；圖4是在一降檔(downshifting)的換檔要求和富油點火執行要求重疊的情況中，控制的內容的時間表；圖5是在一升檔(upshifting)的換檔要求和富油點火執行要求重疊的情況中，控制的內容的時間表；圖6是在換檔要求和富油點火執行要求重疊的情況中，一控制常式(routine)的例子的流程圖；圖7是在一降檔的換檔要求和從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換要求重疊的情況中，控制的內函的時間表；圖8是在一升檔的換檔要求和從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換要求重疊的情況中，控制的內函的時間表；及圖9是在換檔要求和從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換要求重疊的情況中，一控制常式 (routine)的例子的流程圖。
如圖1所示，車輛1被建構成俗稱的油電混合車，一內燃引擎2及兩個馬達發電機3，4被設置於其內作為移動動力來源。該內燃引擎2、該第一馬達發電機3、及該第二馬達發電機4被耦合至動力分配機構5。
該內燃引擎2被建構成一火星塞點燃式貧油燃燒引擎，其包括多個汽缸(未示出)。習知的是，該貧油燃燒引擎可切換於一化學計量燃燒操作(在此操作中，一化學計量的空氣-燃料比和一接近該化學計量的空氣-燃料比的空氣-燃料比被設定為目標)和一貧油燃燒操作(在此操作中，一在該化學計量燃燒操作的目標的貧油側的空氣-燃料比被設定為目標)之間。此外，在安裝於該內燃引擎2內的一廢氣淨化觸媒的廢氣淨化功能因為該貧油燃燒操作的持續進行而被裂化的情況中，為了要恢復被裂化的廢氣淨化功能，富油點火(在富油點火中，該空氣-燃料比在貧油燃燒操作期間被暫時換至富油側)被執行。
從該貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換係在考量到進氣空氣量的反應延遲之下，藉由暫時提高燃料注入量而被執行一短的時間。在該進氣空氣量的反應延遲發生的時期內，必須藉由增加燃料來從該貧油燃燒操作的一目標空氣-燃料比(例如，22.1)切換至化學計 量燃燒操作的一目標空氣-燃料比(例如：14.7)。因此，和空氣-燃料比改變之前相比，空氣燃料比改變之後的燃料注入量變成為大了22.1/14.71.5倍。以此方式，在引擎速度相同的情況中，在空氣-燃料比改變之前和之後，該內燃引擎2的引擎動力提高約50%。在引擎速度被提高的情況中，在空氣-燃料比改變之前和之後，引擎動力被提高的更多。同時，從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換是藉由暫時地減少燃料量來執行。因此，該內燃引擎2的引擎動力被降低。此外，因為富油點火的執行係伴隨著暫時性的增加燃料量，所以該內燃引擎2的引擎動力被增加。這些燃燒模式的改變的任何一者都伴隨著空氣-燃料比的改變。從該貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換以及該富油點火的執行係對應於會伴隨著引擎動力的增加的燃燒模式的改變，及從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換係對應於會伴隨著引擎動力的減小的燃燒模式的改變。
馬達發電機3，4的每一者經由一馬達控制器6而被連接至一電池7。該馬達控制器6被建構成一控制電路，其包括一未被示出的換流器(inverter)，其將馬達發電機3，4所產生的電力轉變成DC電力，用以將該DC電力儲存在電池7中，並將電池7的電力轉換成AC電力並將該AC電力供應至馬達發電機3，4的每一者。馬達發電機3，4的每一者的操作都是藉由適當地操作該馬達控制器6來加以控制。
該動力分配機構5被建構成單一小齒輪式的行星齒輪單元，且包括一太陽齒輪Sn作為外齒輪、一環形齒輪Ri作為內齒輪、及一用來支撐該小齒輪P的載具Cr，其以自由地自轉和公轉的方式和這些齒輪Sn，Ri咬合。這些轉動元件Sn，Ri，Cr可在它們之間形成差別的轉動。該第一馬達發電機3被耦合至該太陽齒輪Sn，該第二馬達發電機4經由一傳動軸8被耦合至該環形齒輪Ri，且該內燃引擎2的一輸出軸2a被耦合至該載具Cr。該第二馬達發電機4對應至依據本發明的該馬達發電機。
一作為變速機構的自動變速箱10被設置在一驅動輪側上來自該第二馬達發電機4的動力傳輸路徑上。換言之，該內燃引擎2和該第二馬達發電機4被設置在該自動變速箱10的輸入側上。該自動變速箱10具有兩個輸入軸11，12。兩個離合器C1，C2被設置在這些輸入軸11，12和該傳動軸8之間，該傳動軸被耦合用以和該環形齒輪Ri一起轉動。藉由適當地操作這些離合器C1，C2，這兩個輸入軸11，12的一輸入軸可被選擇性地耦合至該傳動軸8。該自動變速箱10係藉由結合兩個單元的行星齒輪單元21，22及藉由提供兩個煞車B1，B2及一單向離合器F1來建構。兩個單元的行星齒輪單元21，22係藉由將一單元的載具Cr1耦合至另一單元的環形齒輪Ri2並將該一單元的環形齒輪Ri1耦合至該另一單元的載具Cr2而彼此結合。該第一輸入軸11被耦合至一太陽齒輪Sn2，且該第二輸出軸12被耦合至載具Cr1。載具Cr2 被耦合至一用來驅動未被示出的驅動輪的驅動軸23。彼此耦合的載具Cr1和環形齒輪Ri2設有該單向離合器F1，其允許轉動只在一個方向上進行。
藉由使用未示出的液壓裝置和控制閥來適當地改變離合器C1，C2及剎車B1，B2的操作狀態，如圖2中的致動嚙合表所示，車輛1可從包括4個前進檔位階段和一倒車檔位階段的多檔位階段中選取一種檔位階段。應指出的是，圖2中的“N”表示空檔且“○”表示離合器或剎車的嚙合狀態。圖2中的空格表示離合器或剎車的脫開狀態。對於第一檔位階段(1st)、第二檔位階段(2nd)、第三檔位階段(3rd)、第四檔位階段(4th)及倒車檔位(Rev)而言，它們的換檔比(齒輪比)被設定成彼此不同。該車輛1的每一元件在圖2的第一檔位階段到第四檔位階段的每一檔位階段被選取的情況中的共線圖表(速度圖表)被示於圖3中。應指出的是，在圖3中，“Eng”係指內燃引擎2、“MG1”係指第一馬達發電機3、“MG2”係指第二馬達發電機4、“In1”係指第一輸入軸11、及“In2”係指第二輸入軸12。
如圖1中所示，車輛1的每一區段是由作為本發明的控制設備的電子控制單元(ECU)30(其被建構成一電腦)來控制。該ECU 30接受來自各式感測器的訊號。例如，該ECU 30接受來自曲柄角度感測器31的輸出訊號(該感測器輸出一和該內燃引擎2的引擎速度相對應的訊號)、來自加速度器操作量感測器32的輸出訊號 (該感測器輸出一和加速踏板25的下壓量相對應的訊號)、來自一第一旋轉變壓器(resolver)33的輸出訊號(其輸出和該第一馬達發電機3的轉速相對應的訊號)、來自一第二旋轉變壓器34的輸出訊號(其輸出和該第二馬達發電機4的轉速相對應的訊號)、來自一車速感測器35的輸出訊號(該感測器根據該驅動軸23的轉速輸出該車輛1的車速相對應的訊號)、及類此者。
該ECU 30根據來自上述各式感測器的資訊以及一特殊化的程式來控制該第一馬達發電機3及該第二馬達發電機4、決定該內燃引擎2的操作條件、及依據該操作條件來實施該內燃引擎2的操作控制。此外，該ECU 30實施該自動變速箱10的換檔控制。
該ECU 30藉由參考該加速度器操作量感測器32的輸出訊號及該車速感測器35的輸出訊號來計算一駕駛對該車輛1的動力要求，並在切換於各種模式之間的同時，控制該車輛1，使得在被要求的動力要求之下讓系統效率最佳化。例如，在該內燃引擎2的熱效率被降低的低負荷區域中，該內燃引擎2的燃燒被停止且該第二馬達發電機4被驅動的一EV行駛模式被選取。此外，在足夠的扭力並不是只由該內燃引擎2產生的情況中，該內燃引擎2和該第二馬達發電機4都被用作為行駛驅動來源的一油電混合模式被選取。
該內燃引擎2被該ECU 30控制，使得該內燃引擎2的熱效率原則上被最佳化。該ECU 30例如控制該 第一馬達發電機3的馬達扭力，使得該內燃引擎2的一由引擎速度及引擎扭力所界定操作點係沿著一事先被設定的最佳燃料經濟效應線移動。該內燃引擎2的每一操作模式都被準備有該最佳燃料經濟效應線及類此者，且該ECU 30實施適合該內燃引擎2目前的操作模式的控制。該ECU 30測量該內燃引擎2的空氣-燃料比，並實施回饋控制，使得該被測得的空氣-燃料比和目前的操作模式的目標空氣-燃料比之間的偏差被降低。
(操作模式的切換)該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作間的操作模式的切換是在該ECU 30判斷目前的操作條件是屬於化學計量燃燒區域或是貧油燃燒區域(該等區域是由引擎速度及引擎扭力來界定)的時候被執行的。在該內燃引擎2的操作條件從一屬於該化學計量燃燒區域和該貧油燃燒區域的任何一者的狀態改變至一屬於另一者的狀態的情況中，該ECU 30產生一操作模式切換要求、接著改變該空氣-燃料比、並切換操作模式。該操作模式切換要求相當於一燃燒模式改變要求。
如上文中所描述的，從該貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換伴隨著引擎動力的增加。因此，當該被增加的引擎動力被輸出成為從該驅動軸23的輸出時，輸出的不規則波動就會被產生，且該車輛1的乘坐者會感覺到一震動。因此，該ECU 30控制該第二馬達發電機4於一方向上，用以補償和從該貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換有關的引擎動力的增加，並抑 制該輸出的不規則波動。同時，如上文所描述的，從該化學計量燃燒操作換到該貧油燃燒操作的切換伴隨著引擎動力的減小。因此，該ECU 30控制該第二馬達發電機4，使得和該切換有關的該引擎動力的減小可被補償。
(富油點火的執行)當該貧油燃燒操作被持續時，被吸收在未被示出的廢氣淨化觸媒中的NOx的數量被增加，且該廢氣淨化觸媒的淨化功能被降低。該ECU 30藉由參考各式和NOx被吸收的數量相關連的參數來判斷上述富油點火的必要性。然後，當該富油點火的執行變成是必要時，該ECU 30產生一富油點火執行要求。該富油點火執行要求相當於該燃燒模式改變要求。該ECU 30在該富油點火執行要求被建立時執行該富油點火。如上文所描述的，該富油點火的執行伴隨著燃料量的暫時性增加。因此，該內燃引擎2的引擎動力被增加。當該被增加的引擎動力被輸出成為從該驅動軸23的輸出時，輸出的不規則波動就會被產生，且該車輛1的乘坐者會感覺到一震動。因此，該ECU 30控制該第二馬達發電機4於一方向上，用以補償和該富油點火有關的引擎動力的增加，用以抑制該輸出的不規則波動。
(自動變速的換檔控制)該ECU 30根據一特定的檔位安排、架駛者的換檔要求、或類此者而產生一換檔要求。然後，該ECU 30控制該自動變速箱10的離合器C1，C2及剎車B1，B2，使得和該換檔要求相對應的檔位階段被實施。從該自動變速箱10的一換檔操作的開始到 換檔操作的完成之間的期間被分割成一扭力階段期間(在此期間內，該自動變速箱10的輸入側的轉速是實質固定不變的)和一慣性階段期間(在此期間內，轉速被改變)(參見圖4及類此者)。
在該自動變速箱10被降檔的情況中，該自動變速箱10的輸入側的轉速在降檔之前及之後都被升高。在該自動變速箱10被升檔的情況中，該自動變速箱10的輸入側的轉速在升檔之前及之後都被降低。因此，為了要抑制和該自動變速箱10的換檔操作有關之輸出的不規則波動，必需要實施一操作，亦即該自動變速箱10的輸入側的轉速(該輸入軸11，12的轉速)在該操作開始之後被升高或降低且該轉速和輸出側的轉速同步。在此實施例中，為了要抑制和換檔操作有關之輸出的不規則波動，該自動變速箱10的輸入側的轉速的升高或降低係藉由選擇性地執行一電力運轉模式(在此模式中，該第二馬達發電機4的電力運轉模式被執行)及一再生模式(在此模式中，再生控制被執行於該第二馬達發電機4中)。以此方式，該ECU 30係如依據本發明的馬達控制機構般地作用。
該電力運轉模式是一種操作模式，在此模式中，該第二馬達發電機4的電力運轉模式藉由使用電池7的電力來執行。在該電力運轉模式中，該第二馬達發電機4如一馬達般地作用。同時，該再生模式是一種操作模式，在此模式中，該再生控制被執行於該第二馬達發電機 中，用以對該電池7充電。在該再生控制控制中，該第二馬達發電機4如一發電機般地作用，且被輸入至該第二馬達發電機4中的機械能被轉變成電能。
(燃燒模式改變要求和換檔要求重疊)此實施例的特徵在於，該ECU 30在燃燒模式改變要求(譬如，該富油點火執行要求、該貧油燃燒操作和該化學計量燃燒操作間之操作模式改變要求)和對該自動變速箱10提出之換檔要求彼此重疊的情況中所執行的控制。如上文所描述的，隨著和該引擎動力的增加有關的燃燒模式的改變，富油點火會被執行且從該貧油燃燒操作換至該化學計量燃燒操作的切換會被實施。此外，隨著和引擎動力的減小有關的燃燒模式的改變，從該化學計量燃燒操作切換至貧油燃燒操作被實施。此外，換檔操作包括該電力運轉模式(在此模式中，該自動變速箱10的輸入側的轉速被提高)被執行的情況及用來降低該自動變速箱10的輸入側的轉速的再生模式被執行的情況。應指出的是，該燃燒模式改變要求和換檔要求之間的“重疊情況”除了“燃燒模式改變要求是在從該換檔要求的產生到換檔操作實際開始之間的時期(亦即，在前述的扭力階段期間開始之前)被產生的情況”之外還包括了“燃燒模式改變要求是在從換檔操作實際開始(以回應該換檔要求的產生)到該扭力階段期間終止(亦即，在扭力階段時期間)之間的時期被產生的情況”、及“燃燒模式改變要求和換檔要求同時被產生的情況”。此外，“換檔要求是在從燃燒模式改變要求 的產生和燃燒模式改變的實際執行之間的時期被產生的情況”亦被包括在該“重疊情況”之內。
(引擎動力的增加和富油點火相關連的情況)圖4顯示該降檔的換檔要求和該富油點火執行要求重疊的情況中的每一參數的暫時改變。在圖4的情況中，該降檔的換檔要求是在時間t1被產生，且該富油點火執行要求是在時間t2被產生。因為該降檔和該富油點火在該富油點火執行要求的時間點尚未被開始，所以這些要求彼此重疊。應指出的是，即使是在該降檔的換檔要求和該富油點火執行要求是在相同的時間點被產生的情況中，或是和圖4相反地，在該富油點火執行要求是在該降檔的換檔要求之前被產生的情況中，這些要求仍彼此重疊。
換檔操作在時間t3被開始。在換檔操作中，離合器C1，C2或剎車B1，B2的脫開操作變成是一換檔模式的一開始點。一但該換檔操作被開始，在該輸出側的轉速是實質固定不變的狀態中，驅動軸23的扭力被降低。從換檔操作被開始的時間t3到該驅動軸23的扭力降低被停止的時間t4之間的時期相當於扭力階段Tf的時期。
從該扭力階段Tf終止的時間t4到換檔操作被完成的時間t6之間的時期相當於慣性階段If的時期。因為圖4的情況是降檔的情況，所以該第二馬達發電機4被用來提高該自動變速箱10的輸入側的轉速的電力運轉模式被執行。該電力運轉模式的執行是開始於慣性階段If 被開始的時間t4，輸入側的轉速因而被提高。在此時間內，因為該第二馬達發電機4的電力運轉是藉由使用電池7的電力來實施，所以電池功率具有正值，其表示電力釋出，且該第二馬達發電機4的馬達扭力亦具有正值，其表示該電力運轉。
該富油點火在時間t5被執行，這是在該電力運轉模式的執行被開始之後且是在該慣性階段If的時期之內。因為燃料量的增加(該空氣-燃料比藉此被暫時地改變至該富油點火側)是因為該富油點火的執行而發生，所以該內燃引擎2的引擎扭力及引擎動力皆被階梯式地增加。之後，在時間t6，該換檔操作被完成，且該處理被終止。
在圖4的情況中，因為該富油點火是在該慣性階段If的時期內被執行，所以引擎動力的增加量可被用於該慣性階段If內的換檔操作。因此，該第二馬達發電機4因執行該電力運作模式所消耗的電力可被降低。此外，相較於扭力階段Tf及類此者，在該慣性階段If中，引擎扭力的不規則波動較不可能被傳遞成為輸出的不規則波動。因此，藉由在該慣性階段If的時期內執行富油點火，和該富油點火的執行相關連的引擎動力的增加可在該換檔操作期間被使用，同時輸出的不規則波動可被儘可能地抑制。
圖5顯示該升檔的換檔要求和該富油點火執行要求重疊的情況中的每一參數的暫時改變。在此情況 中，該升檔的換檔要求是在時間t1被產生，且該富油點火執行要求是在時間t2被產生。關於兩個要求的重疊的說明和上文所述相同。
該換檔操作開始於時間t3。在換檔操作中，離合器C1，C2或剎車B1，B2的脫開操作變成是一換檔模式的一開始點。一但該換檔操作被開始，在該輸入側的轉動是實質固定不變的狀態中，驅動軸23的扭力被降低。從換檔操作被開始的時間t3到該驅動軸23的扭力降低被停止的時間t4之間的時期相當於扭力階段Tf的時期。
從該扭力階段Tf終止的時間t4到換檔操作被完成的時間t6之間的時期相當於慣性階段If的時期。因為圖5的情況是升檔的情況，所以該第二馬達發電機4被用來降低該自動變速箱10的輸入側的轉速的再生模式被執行。該再生模式的執行是開始於慣性階段If被開始的時間t4，輸入側的轉速因而被降低。在此時間內，該再生控制被執行(該第二馬達發電機4被用來執行此再生控制)，且該第二馬達發電機4所產生的電力被充入到該電池7中。因此該電池功率具有負值，其表示充電，且該第二馬達發電機4的馬達扭力亦具有負值，其表示再生。
該富油點火是在換檔操作完成之後的時間t6被執行。因為燃料量的增加(該空氣-燃料比藉此被暫時地改變至該富油點火)是因為該富油點火的執行而發生，所以該內燃引擎2的引擎扭力及引擎動力皆被階梯式地增 加。在和該富油點火的執行同步的期間，該再生控制是由該第二馬達發電機4來執行，用以補償引擎扭力及引擎動力的增加。因為執行再生控制，所以第二馬達發電機4的馬達扭力顯示出該負值，且該電池功率亦顯示出該負值。
在圖5的情況中，該富油點火是在該升檔的換檔操作完成之後被執行。如果假設該富油點火是在換檔操作期間被執行的話，則和該引擎動力的增加量相對應的電力會被加到該第二馬達發電機4在該再生模式中所產生的電力中。因此，電池7可能被過度充電。為了要避免電池7過度充電，該第二馬達發電機4產生的電量必須加以限制。因此，輸出的不規則波動可被有效地抑制。在此實施例中，該富油點火是在該升檔的換檔操作被完成之後被執行。因此，電池7被該再生模式的執行充電的機會被分散開來。亦即，在圖5的情況中，充電的機會被分散在從時間t4到時間t5的時期以及從時間t6向前進的時期內。以此方式，在避免電池7的過度充電的同時，輸出的不規則波動亦可被抑制。
從參考圖4及圖5的引擎扭力的改變可以很清楚的是，ECU 30並沒有在可以補償和該富油點火的執行有關連的引擎動力的增加的方向上控制該引擎扭力。控制進氣空氣量及點火時間的延遲被認為是此一引擎扭力的控制。當對該內燃引擎2執行此控制時，燃燒效率被降低，造成燃料經濟效益變差。在此實施例中，因為此一控制沒有被執行，所以可以避免該燃料經濟效益變差。
上文所描之圖4及5中的控制的每一者例如可在該ECU 30實施圖6的控制常式時被實現。圖6中的控制常式的程式被保存在ECU 30中、在適當時機被讀取、且在特定的時段被重複執行。
在步驟S1中，該ECU 30判斷是否存在對於該自動變速箱10的降檔或升檔的換檔操作要求。該換檔要求的存在與否是在該ECU 30參考該自動變速箱10的換檔操作結果時被判斷的(該換檔操作係平行於圖6的控制常式被執行)。如果該換檔要求存在的話，則該處理前進至步驟S2。如果不存在的話，則後續的處理被跳過，且目前的常式被終止。
在步驟S2中，該ECU 30判斷該富油點火執行要求是否存在。如果該富油點火執行要求存在的話，則該處理前進至步驟S3。如果不存在的話，則後續的處理被跳過，且目前的常式被終止。
在步驟S3中，該ECU 30判斷該伴隨著電池7的電力放電的電力運轉模式是否在該換檔操作期間被執行。該電力運轉模式在該換檔操作是降檔的情況中被執行。因此，該ECU 30判斷該電力運轉模式是否是藉由參考該換檔要求的內容而被執行。如果該電力運轉模式是在換檔操作期間被執行的話，則該處理前進至步驟S4。如果該電力運轉模式沒有被執行的話，亦即，如果該再生模式被執行的化，則該處理前進至步驟S7。
在步驟S4中，該ECU 30實施判斷目前的時 期是否是在慣性階段時期的判斷處理。目前的階段是否是在慣性階段是藉由根據設置在該自動變速箱10內之未被示出的控制閥的每一區段的液壓來偵測該自動變速箱10的離合器C1，C2及剎車B1，B2的操作狀態來加以判斷的。在步驟S5中，該ECU 30判斷目前的時間點是否對應於該慣性階段。如果目前的時間點並不對應於慣性階段的話，則該處理回到步驟S4，且判斷處理被繼續。如果目前的時間點對應於該慣性階段的話，則該ECU 30將該處理前進至步驟S6並在該慣性階段時期執行該富油點火。
在步驟S7中，該ECU 30實施該自動變速箱10的換檔操作是否完成的判斷處理。和步驟S4中的判斷處理類似地，此判斷處理是藉由根據設置在該自動變速箱10內之未被示出的控制閥的每一區段的液壓來偵測該自動變速箱10的離合器C1，C2及剎車B1，B2的操作狀態來執行的。在步驟S8中判斷換檔操作是否完成。如果換檔操作尚未完成的話，則該處理回到步驟S7，且該判斷處理被繼續。如果該換檔操作尚未完成的話，則該ECU 30將該處理前進至步驟S6並在換檔操作完成之後執行該富油點火。然後，目前的常式被終止。該ECU 30藉由執行圖6的控制常式而如同依據本發明的引擎控制機構般地作用。
(引擎動力的增加和從貧油燃燒操作→該化學計量燃燒操作的切換有關連的情況)如上文所述，因為 從貧油燃燒操作換到該化學計量燃燒操作的切換是在燃料量暫時增加的基礎上被實施，所以此切換伴隨著引擎動力的增加。此切換對於在和引擎動力的增加相關連的時點的該富油點火的執行而言是很常見的，且一在此切換要求和換檔要求重疊的情況中被執行的處理的內容和上述在該富油點火的執行期間被執行的處理的內容相類似。因此，當上面的描述及圖6的流程圖中的“富油點火”部分以“從貧油燃燒操作換至該化學計量燃燒操作”來取代時，此處理的內容就變成相同。因此之故，重複的描述將不會被實施。
(引擎動力的減小和從該化學計量燃燒操→貧油燃燒操作的切換有關連的情況)圖7顯示該降檔的換檔要求和從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換要求重疊的情況中的每一參數的暫時改變。在此情況中，該降檔的換檔要求是在時間t1被產生，且從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換要求是在時間t2被產生。關於這兩個要求的重疊的說明係和上文所述相同。
換檔操作是在時間t3開始。在該換檔操作中，離合器C1，C2或剎車B1，B2的脫開操作變成是一換檔模式的一開始點。一但該換檔操作被開始，在該輸出側的轉速是實質固定不變的狀態中，驅動軸23的扭力被降低。從換檔操作被開始的時間t3到該驅動軸23的扭力降低被停止的時間t4之間的時期相當於扭力階段Tf的時期。
從該扭力階段Tf終止的時間t4到換檔操作被完成的時間t5之間的時期相當於慣性階段If的時期。因為圖7的情況是降檔的情況，所以該第二馬達發電機4被用來提高該自動變速箱10的輸入側的轉速的電力運轉模式被執行。該電力運轉模式的執行是開始於慣性階段If被開始的時間t4，輸入側的轉速因而被提高。在此時間內，因為該第二馬達發電機4的電力運轉是藉由使用電池7的電力來實施，所以電池功率具有正值，其表示電力釋出，且該第二馬達發電機4的馬達扭力亦具有正值，其表示該電力運轉。
從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換要求是在換檔操作完成之後在時間t6被實施。因為燃料量的減少(空氣-燃料比藉此被暫時改變至貧油側)是因為執行此切換而發生，所以該內燃引擎2的引擎扭力和引擎動力這兩者皆被階梯式地降低。在和該操作模式的切換同步化時，該第二馬達發電機4的電力運轉被執行，用以補償引擎扭力和引擎動力的降低。以此方式，該第二馬達發電機4的馬達扭力現示正值，且該電池功率亦顯示正值。
在圖7的情況中，伴隨著引擎動力降低的該從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換是在換檔操作完成之後被執行。假設該切換是在換檔操作期間被執行的話，則和該引擎動力的減小量相對應的電力會被加至該馬達發電機於該電力運轉模式中所消耗掉的電力中。因 此，該電池7可能會被過度放電。在此實施例中，該伴隨著引擎動力的減小之從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換是在該換檔操作被完成之後才被執行。因此，該電池7因執行該電力運轉模式而被放電的機會被分散開來。更具體地，放電機會被分散在從時間t4到時間t6之間時期以及從時間t6向前進(onward)的時期內。以此方式，電池7的過度充電被避免的同時，輸出的波動被抑制。
圖8顯示該升檔的換檔要求和從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換要求重疊的情況中的每一參數的暫時改變。在此情況中，該升檔的換檔要求是在時間t1被產生，且從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換要求是在時間t2被產生。關於這兩個要求的重疊的說明係和上文所述相同。
換檔操作是在時間t3開始。在該換檔操作中，離合器C1，C2或剎車B1，B2的脫開操作變成是一換檔模式的一開始點。一但該換檔操作被開始，在該輸出側的轉速是實質固定不變的狀態中，驅動軸23的扭力被降低。從換檔操作被開始的時間t3到該驅動軸23的扭力降低被停止的時間t4之間的時期相當於扭力階段Tf的時期。
從該扭力階段Tf終止的時間t4到換檔操作被完成的時間t6之間的時期相當於慣性階段If的時期。因為圖8的情況是升檔的情況，所以該第二馬達發電機4被 用來降低該自動變速箱10的輸入側的轉速的再生模式被執行。該再生模式的執行是開始於慣性階段If被開始的時間t4，輸入側的轉速因而被降低。在此時間內，用於該第二馬達發電機4的再生控制被實施，且該第二馬達發電機4所產生的電力被充入該電池7中。因此，電池功率具有負值，其表示充電，且該第二馬達發電機4的馬達扭力亦具有負值，其表示該再生。
從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換是在時間t5被執行，這是在該再生模式的執行被開始之後且是在該慣性階段If的時期之內。因為燃料量的減小(該空氣-燃料比藉此被暫時地改變至該貧油點火)是因為此切換而發生，所以該內燃引擎2的引擎扭力及引擎動力皆被階梯式地降低。之後，在時間t6，該換檔操作被完成，且該處理被終止。
在圖8的情況中，伴隨著引擎動力的減小的該從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換是在該慣性階段If的時期內被執行。因此，因為該第二馬達發電機4在該再生模式中產生的發電量被引擎動力的減小量降低，所以電池7較不可能被過度充電。此外，相較於扭力階段Tf或類此者，在慣性階段If中，該引擎扭力的不規則波動較不可能被傳遞成為輸出的不規則波動。因此，在避免掉該電池7的過度充電的同時，輸出的不規則波動亦可被儘可能地抑制。
上面描述的圖7及圖8中的控制的每一者例 如可在該ECU 30實施圖9的控制常式時被實現。圖9中的控制常式的程式在適當的時間被讀取，且在特定的時段被重複地執行。
在步驟S11中，該ECU 30判斷是否存在對於該自動變速箱10的降檔或升檔的換檔操作要求。該換檔要求的存在與否是在該ECU 30參考該自動變速箱10的換檔控制的控制結果時被判斷的(該換檔操作係平行於圖9的控制常式被執行)。如果該換檔要求存在的話，則該處理前進至步驟S12。如果不存在的話，則後續的處理被跳過，且目前的常式被終止。
在步驟S12中，該ECU 30判斷該從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換要求是否存在。如果此切換要求存在的話，則該處理前進至步驟S13。如果不存在的話，則後續的處理被跳過，且目前的常式被終止。
在步驟S13中，該ECU 30判斷該伴隨著電池7的充電的再生模式是否在該換檔操作期間被執行。該再生模式在該換檔操作是升檔的情況中被執行。因此，該ECU 30判斷該再生模式是否是藉由參考該換檔要求的內容而被執行。如果該再生模式是在換檔操作期間被執行的話，則該處理前進至步驟S14。如果該再生模式沒有被執行的話，亦即，如果該電力運轉模式被執行的化，則該處理前進至步驟S17。
在步驟S14中，該ECU 30實施判斷目前的時期是否是在慣性階段時期的判斷處理。目前的時期是否是 在慣性階段是用類似於上文所述的方式來加以判斷的。在步驟S15中，該ECU 30判斷目前的時間點是否對應於該慣性階段。如果目前的時間點並不對應於慣性階段的話，則該處理回到步驟S14，且判斷處理被繼續。如果目前的時間點對應於該慣性階段的話，則該ECU 30將該處理前進至步驟S16並在該慣性階段時期執行該從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換。
在步驟S17中，該ECU 30實施該自動變速箱10的換檔操作是否完成的判斷處理。此判斷處理可類似於上文所述。在步驟S18中判斷換檔操作是否完成。如果換檔操作尚未完成的話，則該處理回到步驟S17，且該判斷處理被繼續。如果該換檔操作完成的話，則該ECU 30將該處理前進至步驟S16並在換檔操作完成之後執行該從該化學計量燃燒操作換至貧油燃燒操作的切換。然後，目前的常式被終止。該ECU 30藉由執行圖9的控制常式而如同依據本發明的引擎控制機構般地作用。
本發明並不侷限於上述的實施例，而是可被實現成在本發明的精義的範圍內的各式實施例。伴隨著引擎動力增加之該燃燒模式的改變和換檔要求重疊的情況中的控制(圖4至圖6)以及伴隨著引擎動力的減小的該燃燒模式的改變和換檔要求重疊的情況中的控制(圖7至圖9)的這兩個控制在上述的實施例中被執行。然而，本發明亦可被實施在上述兩個控制中的一者被執行的實施例中。
此外，在上述的實施例中，為了要抑制燃燒模式的改變所造成的引擎動力的增加，用來降低內燃引擎2的扭力(譬如，降低進氣空氣量或點火的延遲量)的控制被執行。然而，本發明亦可被實施在該控制的執行被允許的實施例中。相較於本發明的控制沒有被實施的情況，即使是在此實施例中，仍存在燃料經濟效益的改善，因為進氣空氣量的減少可被降低，且點火延遲量可被降低。
上述實施例的油電混合車只是一個例子。至少一馬達發電機被設置在一自動變速箱的上游側且具有能夠藉由在電力運轉模式或再生模式的操作模式中操作該馬達發電機來抑制和換檔操作相關連之輸出的不規則波動的構造的油電混合車可以是本發明的一個應用標的。
燃燒模式的改變並不侷限於已被舉例說明於上面的實施例中之該富油點火或該化學計量燃燒操作及該貧油燃燒操作之間操作模式的切換。只要涉及關於該內燃引擎的該空氣-燃料比的改變，此改變對應於該燃燒模式的改變，則本發明即可因而被應用於其上。
該變速機構並不侷限於上述實施例中的自動變速箱。只要該變速機構是可選性地建立多個檔位且具有一扭力階段及慣性階段的類型，則該變速機構就是本發明的應用標的。不僅僅是使用多個檔位單元的自動變速箱，而是設置有自動手動排變速箱(AMT)作為變速機構的油電混合車(其中，輸入軸和輸出軸係被平行地配置且一齒輪對的選擇操作和離合器操作是用一致動器來加以自動 化)亦可以是本發明的應用標的。
1‧‧‧車輛(油電混合車)
2‧‧‧內燃引擎
2a‧‧‧輸出軸
3‧‧‧第一馬達發電機
4‧‧‧第二馬達發電機
5‧‧‧動力分配機構
6‧‧‧馬達控制器
7‧‧‧電池
8‧‧‧傳動軸
10‧‧‧自動變速箱(變速機構)
11‧‧‧(第一)輸入軸
12‧‧‧(第二)輸入軸
21‧‧‧行星齒輪單元
22‧‧‧行星齒輪單元
23‧‧‧驅動軸
30‧‧‧電子控制單元(ECU)
31‧‧‧曲柄角度感測器
32‧‧‧加速度器操作量感測器
33‧‧‧第一旋轉變壓器
25‧‧‧加速踏板
34‧‧‧第二旋轉變壓器
35‧‧‧車速感測器
B1‧‧‧剎車
B2‧‧‧剎車
C1‧‧‧離合器
C2‧‧‧離合器
Ri‧‧‧環形齒輪
F1‧‧‧單向離合器
Cr1‧‧‧載具
Ri2‧‧‧環形齒輪
Cr2‧‧‧載具
Sn‧‧‧太陽齒輪
Sn2‧‧‧太陽齒輪
Ri1‧‧‧環形齒輪
P‧‧‧小齒輪
Cr‧‧‧載具

Claims (7)

  1. 一種用於油電混合車(1)的控制系統，該油電混合車(1)包括內燃引擎(2)、電池(7)、馬達發電機(4)、及變速機構(10)，該內燃引擎(2)能夠改變伴隨著空氣-燃料比的改變的燃燒模式，該馬達發電機(4)被電連接至該電池(7)，該內燃引擎(2)和該馬達發電機(4)被設置在該變速機構(10)的輸入側上，該控制系統的特徵在於包含：電子控制單元(30)，其被建構成能夠選擇性地執行電力運轉模式(在此模式中，該馬達發電機(4)的電力運轉係藉由使用該電池(7)的電力來執行)及再生模式(在此模式中，再生控制被執行於該馬達發電機(4)中，用以對該電池(7)充電)，該電子控制單元(30)被建構來在一關於該燃燒模式的改變的要求和一關於該變速機構(10)的換檔的要求相重疊的情況中，在換檔操作期間或在該換檔操作完成之後的一慣性階段期間執行該燃燒模式的改變，該電子控制單元(30)被建構來在下面的條件i)及ii)被建立的情況下，在該換檔操作期間的該慣性階段期間執行該燃燒模式的改變，且該電子控制單元(30)被建構來在下面的條件i)及iii)被建立的情況下，在該換檔操作完成之後執行該燃燒模式的改變：i)該燃燒模式的改變伴隨著引擎動力的增加；ii)該電力運轉模式是在該換檔操作期間被執行；及iii)該再生模式是在該換檔操作期間被執行。
  2. 如申請專利範圍第1項之控制系統，其中該電子控制單元(30)被建構來在無需控制在一方向上的該引擎扭力來補償由該燃燒模式的改變所造成的該引擎動力的增加之下，執行該燃燒模式的改變。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之控制系統，其中化學計量燃燒操作(stoichiometric coimbustion operation)是一種內燃引擎(2)的操作，在此操作中，一理論上的空氣-燃料比和一接近該理論上的空氣-燃料比的空氣-燃料比被設定為目標，貧油燃燒操作(lean combustion operation)是一種內燃引擎(2)的操作，在此操作中，一在貧油側的空氣-燃料比被設定為目標而非該化學計量燃燒操作的該目標被設定為目標，貧油燃燒引擎是一種內燃引擎，其被建構成使得用來在該貧油燃燒操作期間將該空氣-燃料比暫時性地改變至富油側(rich side)的富油點火(rich spike)被執行，該內燃引擎(2)被建構成能夠切換於該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作之間，該內燃引擎(2)是該貧油燃燒引擎，及該伴隨著該引擎動力的增加的燃燒模式的改變係對應於從該貧油燃燒操作換至該化學計量燃燒操作的切換或該富油點火的執行。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之控制系統，其中該電子控制單元(30)被建構來在下面的條件iv)及 v)被建立的情況中，在該換檔操作被完成之後執行該燃燒模式的改變，且該電子控制單元(30)被建構來在下面的條件iv)及vi)被建立的情況中，在該換檔操作期間，在該慣性階段期間中執行該燃燒模式的改變：iv)該燃燒模式的改變伴隨著該引擎動力的減小；v)該電力運轉模式是在該換檔操作期間被執行；及vi)該再生模式是在該換檔操作期間被執行。
  5. 如申請專利範圍第4項之控制系統，其中化學計量燃燒操作是一種內燃引擎(2)的操作，在此操作中，一理論上的空氣-燃料比和一接近該理論上的空氣-燃料比的空氣-燃料比被設定為目標，貧油燃燒操作是一種內燃引擎(2)的操作，在此操作中，一在貧油側的空氣-燃料比被設定為目標，而非該化學計量燃燒操作的該目標在被設定為目標，貧油燃燒引擎是一種內燃引擎，其被建構成使得用來在該貧油燃燒操作期間將該空氣-燃料比暫時性地改變至富油側(rich side)的富油點火(rich spike)被執行，該內燃引擎(2)被建構成能夠切換於該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作之間，該內燃引擎(2)是該貧油燃燒引擎，該伴隨著該引擎動力的增加的燃燒模式的改變係對應於從該貧油燃燒操作換至該化學計量燃燒操作的切換或該富油點火的執行，及該伴隨著該引擎動力的減小的燃燒模式的改變係對應 於從該化學計量燃燒操作換至該貧油燃燒操作的切換。
  6. 一種用於油電混合車(1)的控制系統，該油電混合車(1)包括內燃引擎(2)、電池(7)、馬達發電機(4)、及變速機構(10)，該內燃引擎(2)能夠改變伴隨著空氣-燃料比的改變的燃燒模式，該馬達發電機(4)被電連接至該電池(7)，該內燃引擎(2)和該馬達發電機(4)被設置在該變速機構(10)的輸入側上，該控制系統包含：電子控制單元(30)，其被建構成能夠選擇性地執行電力運轉模式(在此模式中，該馬達發電機(4)的電力運轉係藉由使用該電池(7)的電力來執行)及再生模式(在此模式中，再生控制被執行於該馬達發電機(4)中，用以對該電池(7)充電)，該電子控制單元(30)被建構來在一關於該燃燒模式的改變的要求和一關於該變速機構(10)的換檔的要求相重疊的情況中，在換檔操作期間或在該換檔操作完成之後的一慣性階段期間執行該燃燒模式的改變，該電子控制單元(30)被建構來在下面的條件i)及ii)被建立的情況下，在該換檔操作被完成之後執行該燃燒模式的改變，且該電子控制單元(30)被建構來在下面的條件i)及iii)被建立的情況下，在該換檔操作期間的該慣性階段期間執行該燃燒模式的改變；i)該燃燒模式的改變伴隨著引擎動力的減小；ii)該電力運轉模式是在該換檔操作期間被執行；及iii)該再生模式是在該換檔操作期間被執行。
  7. 如申請專利範圍第6項之控制系統，其中化學計量燃燒操作是一種內燃引擎(2)的操作，在此操作中，一理論上的空氣-燃料比和一接近該理論上的空氣-燃料比的空氣-燃料比被設定為目標，貧油燃燒操作是一種內燃引擎(2)的操作，在此操作中，一在貧油側的空氣-燃料比被設定為目標，而非該化學計量燃燒操作的該目標在被設定為目標，貧油燃燒引擎是一種內燃引擎，其被建構成使得用來在該貧油燃燒操作期間將該空氣-燃料比暫時性地改變至富油側(rich side)的富油點火(rich spike)被執行，該內燃引擎(2)被建構成能夠切換於該化學計量燃燒操作和該貧油燃燒操作之間，該內燃引擎(2)是該貧油燃燒引擎，及該伴隨著該引擎動力的減小的燃燒模式的改變係對應於從該化學計量燃燒操作換至該貧油燃燒操作的切換。
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