專利名稱：車輛及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車及其控制方法。
背景技術(shù)：
以往，作為這種車輛，提出了這樣一種，其包括發(fā)動機，行星架連 接于發(fā)動機的輸出軸并且齒圏連接于車軸側(cè)的行星齒輪，對行星齒輪的太 陽輪輸入輸出動力的第1電機，和對齒圏輸入輸出動力的第2電機(例如， 參照專利文獻(xiàn)l)。在該裝置中，在車輛停車時進(jìn)行發(fā)動機的起動指示時， 在由停車制動器將車軸鎖定的條件成立時，由第1電機運行(拖動， motoring )發(fā)動機而起動，由此在將齒圏固定的狀態(tài)下運行發(fā)動機而起動。
專利文獻(xiàn)l:特開平9-170533號^^才艮

發(fā)明內(nèi)容
但是，在除了上述的結(jié)構(gòu)還在行星齒輪的齒圏與車軸側(cè)之間具備變速 器的車輛中，在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時，通常將驅(qū)動輪鎖定并且由 變速器將齒圏從車軸側(cè)分離(切離)。在想要在該狀態(tài)下由第1電才Ait行 發(fā)動機而起動時，如果不將在運行發(fā)動機時作用于齒圏的扭矩消除，則齒 圏會旋轉(zhuǎn)，從而不能運行發(fā)動機。
本發(fā)明的車輛及其控制方法，目的在于在車輛中，即^f吏在變速桿處 于停車位置的狀態(tài)時，也能起動內(nèi)燃機，所述車輛在能夠輸出來自運行單 元和電動機等的動力的旋轉(zhuǎn)軸與車軸側(cè)之間具備能夠進(jìn)行伴隨著變速比的 變更的動力的傳遞以及傳遞的解除的變速器。
本發(fā)明的車輛及其控制方法，為了達(dá)成上述的目的采用了以下的方案。
本發(fā)明的第l車輛，其主旨在于，包括 內(nèi)燃機；
運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨著向該旋 轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；
電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；
變速單元，其能夠伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變 更進(jìn)行動力的傳遞以及傳遞的解除；和
起動時控制單元，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機 的起動指示時，其控制該內(nèi)燃機、所述運行單元和該電動機以使得伴隨著
燃才幾進(jìn)4于起動。
在本發(fā)明的第l車輛中，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行內(nèi)燃 機的起動指示時，以伴隨著用于限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的來自電動機的動力的 輸出而運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制內(nèi)燃機、運行單元和電動機。在 變速桿處于停車位置的狀態(tài)時，通常通過將驅(qū)動輪鎖定的鎖定單元將驅(qū)動 輪鎖定，并且為了使旋轉(zhuǎn)軸側(cè)的動力不會向車軸側(cè)傳遞而通過能夠進(jìn)行動 力的傳遞以及傳遞的解除的變速單元將旋轉(zhuǎn)軸從車軸側(cè)分離，所述動力的 傳遞以及傳遞的解除伴隨著旋轉(zhuǎn)軸與車軸側(cè)之間的變速檔的變更。當(dāng)在該 狀態(tài)下要運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動時，必須將伴隨著內(nèi)燃機的運行而作用在旋 轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除。在本發(fā)明中，以限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的方式從電動機 向旋轉(zhuǎn)軸輸出動力，由此能夠通過來自電動機的動力將伴隨著內(nèi)燃機的運 行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除，能夠運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動。在這里， 所述變速單元可以設(shè)為這樣單元具有多個離合器，通過變更這多個離合 器的接合狀態(tài)而進(jìn)行動力的傳遞以及傳遞的解除，所述動力的傳遞以及傳 遞的解除伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變更。在這里， 對于"離合器"，包含連接兩個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的通常的離合器，此外也包含將 一個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)固定在外殼等非旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上的制動器。
在這樣的本發(fā)明的第1車輛中，可以設(shè)為包括檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋
轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測單元；所述起動時控制單元，是以所述檢測出的旋 轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置處于包含預(yù)定位置的預(yù)定的位置范圍內(nèi)的方式控制所述電 動機的單元。這樣一來，能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置的偏離而運行內(nèi)燃機 進(jìn)行起動。此時，所述起動時控制單元可以設(shè)為以將所述檢測的旋轉(zhuǎn)軸的 旋轉(zhuǎn)位置與預(yù)定位置的偏差消除的方式對所述電動機進(jìn)行反饋控制的單 元。
另外，在本發(fā)明的第l車輛中，可以設(shè)為包括檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn) 速的轉(zhuǎn)速檢測單元；所述起動時控制單元，是以所述檢測出的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn) 速處于包含數(shù)值0的預(yù)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的方式控制所述電動機的單元。這 樣一來，能夠抑制旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的偏離而運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動。此時，所 述起動時控制單元可以設(shè)為以所述檢測出的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為數(shù)值0的方式 對所述電動機進(jìn)行反饋控制的單元。
進(jìn)而，在本發(fā)明的第l車輛中，可以設(shè)為所述起動時控制單元，是 以當(dāng)在所述車輛的系統(tǒng)起動時進(jìn)行所述內(nèi)燃機的起動指示時、伴隨著用于
進(jìn)行起動的方式進(jìn)行控制的單元。這樣一來，能夠在車輛的系統(tǒng)起動時運 行內(nèi)燃機進(jìn)行起動。
或者，在本發(fā)明的第l車輛中，可以設(shè)為所述運行單元是包括下述 裝置的單元3軸式動力輸入輸出單元，其連接于所述內(nèi)燃機的輸出軸、 所述旋轉(zhuǎn)軸和第3軸這3根軸，基于從這3根軸中的任意2根軸輸入的動 力和向這3根軸中的任意2根軸輸出的動力而從剩余的軸輸入動力和向剩 余的軸輸出動力；和發(fā)電機，其能夠從所述第3軸輸入動力和向所述第3 軸輸出動力。
本發(fā)明的第2車輛，其主旨在于，包括
內(nèi)燃機；
運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨著向該旋 轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；
電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；
變速單元，其能夠進(jìn)行動力的傳遞以及傳遞的解除，所述動力的傳遞
以及傳遞的解除伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變更；和 起動時控制單元，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機 的起動指示時，其以伴隨著由所述電動機對所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的限制而運 行所述內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運行單元和該電動機。 在本發(fā)明的第2車輛中，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行內(nèi)燃 機的起動指示時，以伴隨著由電動機對旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的限制而運行內(nèi)燃機 進(jìn)行起動的方式，控制內(nèi)燃機、運行單元和電動機。在變速桿處于停車位 置的狀態(tài)時，如上所述，通常通過將驅(qū)動輪鎖定的鎖定單元將驅(qū)動輪鎖定， 并且通過變速單元將旋轉(zhuǎn)軸從車軸側(cè)分離。當(dāng)在該狀態(tài)下運行內(nèi)燃機進(jìn)行 起動時，必須將伴隨著內(nèi)燃機的運行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除。在 本發(fā)明中，通過由電動機限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，能夠通過電動機將伴隨著內(nèi) 燃機的運行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除，能夠運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動。 在這里，所述變速單元可以設(shè)為這樣單元具有多個離合器，通過變更這 多個離合器的接合狀態(tài)而進(jìn)行動力的傳遞以及傳遞的解除，所迷動力的傳 遞以及傳遞的解除伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變更。 在這里，在"離合器"中，包含連接兩個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的通常的離合器，此外 也包含將一個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)固定于外殼等非旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制動器。
在這樣的本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為所述電動機，是將轉(zhuǎn)子連 接于所述旋轉(zhuǎn)軸、能夠通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場對該轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而從該 旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向該旋轉(zhuǎn)軸輸出動力的電動機；所ii^動時控制單元，
動機的單元。這樣一來，通過固定定子的磁場的方向，能夠使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。
方式的本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為所述起動時控制單元，是以通過 向所述電動機施加直流電流而將所述定子的磁場的方向固定的方式進(jìn)行控 制的單元。這樣一來，通過向電動機施加直流電流，能夠使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。 另外，在以將定子的磁場的方向固定從而轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式控制電動
機的方式的本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為包括旋轉(zhuǎn)位置檢測單元， 其檢測所述電動機的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置；和開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元，其在 所述變速桿處于所述停車位置的狀態(tài)時，在通過所^動時控制單元開始 所述內(nèi)燃機的運行以前，將所述檢測出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為開始時旋轉(zhuǎn)位置； 所述起動時控制單元，是以使用所設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置使所述轉(zhuǎn)子不旋 轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行控制的單元。
在該以使用開始時旋轉(zhuǎn)位置使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行控制的方式的本 發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為所述起動時控制單元，是以基于所述設(shè)定 的開始時旋轉(zhuǎn)位置處的所述轉(zhuǎn)子的勵磁的磁通的方向與所述定子的磁場的 方向大致一致的方式向所述電動機施加電流的單元。這樣一來，能夠通過 伴隨著內(nèi)燃機的運行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力與基于偏離的驅(qū)動力的平 衡，使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，所述偏離是指基于轉(zhuǎn)子的磁場的磁通的方向與定子的 》茲場的方向的偏離。
另外，在以使用開始時旋轉(zhuǎn)位置使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行控制的方式 的本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為所述電動機是多相交流電動機；所述 起動時控制單元，是以如下方式進(jìn)行控制的單元基于施加于所述電動機 的各相的電流計算與所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)同步地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電流即旋 轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流，基于該計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流計算該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的目標(biāo)電 壓即旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓，基于該計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓計算應(yīng)該施 加于該電動機的各相的目標(biāo)電壓，并使用該計算的目標(biāo)電壓使該轉(zhuǎn)子不旋 轉(zhuǎn)。
在該使用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控制電動機的方式的本發(fā)明的第2車輛中，可以 設(shè)為所述電動才幾是三相交流電動機；所逸起動時控制單元，是這樣一種 單元，其通過對施加于所述電動機的各相的電流進(jìn)行三相-兩相轉(zhuǎn)換而計算 d軸的電流以及q軸的電流作為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流，將在所迷設(shè)定的開 始時旋轉(zhuǎn)位置處的d軸的目標(biāo)電流設(shè)定為固定值并且將q軸的目標(biāo)電流設(shè) 定為數(shù)值0,將基于該設(shè)定的d軸的目標(biāo)電流和該計算的d軸的電流的d 軸的目標(biāo)電壓以瓦基于該i殳定的q軸的目標(biāo)電流和該計算的q軸的電流的
q軸的目標(biāo)電壓設(shè)定為所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓。這樣一來，能夠使用開 始時旋轉(zhuǎn)位置處的d軸的電流使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。
另外，在使用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系控制電動機的方式的本發(fā)明的第2車輛中， 可以設(shè)為所述起動時控制單元，是基于所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置和施 加于所述電動才幾的各相的電流來計算所述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流的單元。另外， 可以設(shè)為所述起動時控制單元，是基于所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置和所 述計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓來計算所述目標(biāo)電壓的單元。進(jìn)而，可以設(shè)
為所述起動時控制單元，是在剛通過所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元設(shè)定 開始時旋轉(zhuǎn)位置之后、基于所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置推定該轉(zhuǎn)子的現(xiàn)在 的旋轉(zhuǎn)位置、基于該推定的轉(zhuǎn)子的現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)位置與所述計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) 系目標(biāo)電壓來計算所述目標(biāo)電壓的單元。
在以使用開始時旋轉(zhuǎn)位置使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行控制的方式的本發(fā) 明的第2車輛中，可以設(shè)為包括基于所述檢測出的旋轉(zhuǎn)位置與所述設(shè)定 的開始時旋轉(zhuǎn)位置來判定所述轉(zhuǎn)子是否不在旋轉(zhuǎn)的非旋轉(zhuǎn)判定單元。這樣 一來，能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)位置與開始時旋轉(zhuǎn)位置判定轉(zhuǎn)子是否不在旋轉(zhuǎn)。
另外，在以^吏用開始時旋轉(zhuǎn)位置使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行控制的方式 的本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元，是在 將為了使所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的充分的電流施加于所述電動機之后、將所述檢 測出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為所述開始時旋轉(zhuǎn)位置的單元；所述起動時控制單元， 是以在通過所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元設(shè)定所述開始時旋轉(zhuǎn)位置之后、
單元。這樣一來，與將為了使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的充分的電流施加于電動機之前 的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為開始時旋轉(zhuǎn)位置相比，能夠抑制電動機的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的 程度變大。
在該在將為了使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的充分的電流施加于電動機之后、將檢測 出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為開始時旋轉(zhuǎn)位置的方式的本發(fā)明的第2車輛中，可以 設(shè)為所述電動機是三相交流電動機；包括電流判定單元，其在所述變速 桿處于所述停車位置時、通過對施加于所述電動機的各相的電流進(jìn)行三相-
兩相轉(zhuǎn)換而計算d軸的電流以及q軸的電流、在該計算的d軸的電流處于 包含預(yù)定電流的預(yù)定的電流范圍內(nèi)時、判定為已經(jīng)將對于務(wù)使所述轉(zhuǎn)子不 旋轉(zhuǎn)而言充分的電流施加于該電動機；所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元，是 基于所述電流判定單元的判定結(jié)果設(shè)定所述開始時旋轉(zhuǎn)位置的單元。這樣 一來，能夠更正確地判定是否已將為了使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的充分的電流施加于 電動才幾。
另外，在本發(fā)明的第2車輛中，所述第2車輛在將為了使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn) 的充分的電流施加于電動機之后、將檢測出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為開始時旋轉(zhuǎn) 位置，可以設(shè)為所述起動時控制單元，是控制所述電動機以在通過所述 開始時旋轉(zhuǎn)位置i殳定單元設(shè)定所述開始時旋轉(zhuǎn)位置之前、不從所述旋轉(zhuǎn)軸 輸入驅(qū)動力和不向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出驅(qū)動力的單元。
方式的本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為所述起動時控制單元，是以使所 述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式控制所述電動機、并以在該轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下開始 由所述運行單元進(jìn)行的所述內(nèi)燃機的運行的方式進(jìn)行控制的單元。這樣一 來，可以在轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下開始內(nèi)燃機的運行。
在本發(fā)明的第2車輛中，可以設(shè)為，所i^行單元是包括下述裝置的 單元3軸式動力輸入輸出單元，其連接于所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述旋 轉(zhuǎn)軸和第3軸這3根軸，基于從這3根軸中的任意2根軸輸入的動力和向 這3根軸中的任意2根軸輸出的動力而從剩余的軸輸入動力和向剩余的軸 輸出動力；和發(fā)電機，其能夠從所述第3軸輸入動力和向所述第3軸輸出 動力。
本發(fā)明的第l車輛的控制方法，其主旨在于
該車輛具備內(nèi)燃機；運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn) 軸，能夠伴隨著向該旋轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；電動機，其能 夠從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；變速單元，其能夠進(jìn) 行動力的傳遞以及傳遞的解除，所述動力的傳遞以及傳遞的解除伴隨著所 述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變更；
當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機的起動指示時，以
所述內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運行單元和該電動機。
在本發(fā)明的第l車輛的控制方法中，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài) 時進(jìn)行內(nèi)燃機的起動指示時，以伴隨著用于限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的來自電動 機的動力的輸出而運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制內(nèi)燃機、運行單元和 電動機。在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時，通常通過將驅(qū)動輪鎖定的鎖定 單元將驅(qū)動輪鎖定，并且為了使旋轉(zhuǎn)軸側(cè)的動力不會向車軸側(cè)傳遞而通過
所述動力的傳遞以及傳遞的解除伴隨著旋轉(zhuǎn)軸與車軸側(cè)之間的變速檔的變 更。當(dāng)在該狀態(tài)下運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動時，必須將伴隨著內(nèi)燃機的運行而 作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除。在本發(fā)明中，以限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的方式 從電動機向旋轉(zhuǎn)軸輸出動力，由此能夠通過來自電動機的動力將伴隨著內(nèi) 燃機的運行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除，能夠運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動。
在這里，所述變速單元可以設(shè)為這樣的單元具有多個離合器，通過變更 這多個離合器的接合狀態(tài)而進(jìn)行動力的傳遞以及傳遞的解除，所述動力的 傳遞以及傳遞的解除伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變更。
本發(fā)明的第2車輛的控制方法，其主旨在于
內(nèi)燃機；運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨 著向該旋轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn) 軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；變速單元，其能夠進(jìn)行動力的傳遞 以及傳遞的解除，所述動力的傳遞以及傳遞的解除伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所 述車軸側(cè)之間的變速檔的變更；
當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機的起動指示時，以
4亍起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運4亍單元和該電動機。
在本發(fā)明的第2車輛的控制方法中，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài) 時進(jìn)行內(nèi)燃機的起動指示時，以伴隨著由電動機對旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的限制而 運行內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制內(nèi)燃機、運行單元和電動機。在變速桿 處于停車位置的狀態(tài)時，如上所述，通常通過將驅(qū)動輪鎖定的鎖定單元將 驅(qū)動輪鎖定，并且通過變速單元將旋轉(zhuǎn)軸從車軸側(cè)分離。當(dāng)在該狀態(tài)下運 行內(nèi)燃機進(jìn)行起動時，必須將伴隨著內(nèi)燃機的運行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū) 動力消除。在本發(fā)明中，通過由電動機限制旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，能夠通過電動 機將伴隨著內(nèi)燃機的運行而作用在旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動力消除，能夠運行內(nèi)燃
機進(jìn)行起動。在這里，所述變速單元可以設(shè)為這樣的單元具有多個離合 器，通過變更這多個離合器的掩^狀態(tài)而進(jìn)行動力的傳遞以及傳遞的解除， 所述動力的傳遞以及傳遞的解除伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變 速檔的變更。在這里，在"離合器"中，包含連接兩個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的通常的 離合器，此外也包含將一個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)固定在外殼等非旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)上的制動器。
在這樣的本發(fā)明的第2車輛的控制方法中，可以設(shè)為所述電動機， 是將轉(zhuǎn)子連接于所述旋轉(zhuǎn)軸、能夠通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場對該轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 驅(qū)動而從該旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向該旋轉(zhuǎn)軸輸出動力的電動機；以將所述定 子的磁場的方向固定從而所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式控制所述電動機。這樣一 來，通過固定定子的磁場的方向，能夠使轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。


圖1是表示作為本發(fā)明的 一個實施例的混合動力汽車20的結(jié)構(gòu)的概略
結(jié)構(gòu)圖2是表示變速器60的結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖3是表示由實施例的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的起動時控制 例程的一例的流程圖4是表示扭矩指4^i殳定用圖的一例的說明圖5是表示列線圖的一例的說明圖，所述列線圖用于力學(xué)性地說明運 行發(fā)動機22時的動力分配綜合機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素；
圖6是表示第2實施例的混合動力汽車20B的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖7是表示包含電機MG1、 MG2、逆變器41、 42的電氣驅(qū)動系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖8是表示由第2實施例的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的起動時 控制例程的 一例的流程圖9是表示由第2實施例的電機ECU40執(zhí)行的電機鎖定(motor lock) 指令4妄收時的第2電機控制例程的一例的流程圖10是表示將電機MG2的定子46b的磁場的方向固定、使電機MG2 的轉(zhuǎn)子46a (作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a)不旋轉(zhuǎn)時的樣子的說明圖ll是表示變形例的混合動力汽車120的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
接下來，用實施例說明用于實施本發(fā)明的最佳方式。圖l是表示作為 本發(fā)明的一個實施例的混合動力汽車20的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖。實施例的 混合動力汽車20如圖所示，包括發(fā)動機22，經(jīng)由減震器28連接在作為 發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26上的3軸式動力分配綜合機構(gòu)30，連接在動 力分配綜合機構(gòu)30上的能夠發(fā)電的電機MG1，連接在作為連接在動力分 配綜合才幾構(gòu)30上的旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a上的電才;LMG2，將齒圏軸32a的 動力變速而向連接在驅(qū)動輪39a、 39b上的驅(qū)動軸36輸出的變速器60，將 驅(qū)動輪39a、 39b鎖定的停車鎖定機構(gòu)90 (停車時傳動系鎖定器)，和控 制車輛整體的混合動力用電子控制單元70。
發(fā)動機22是通過汽油或輕油等烴類燃料輸出動力的內(nèi)燃機，通M檢 測發(fā)動機22的運行狀態(tài)的各種傳感器輸入信號的發(fā)動機用電子控制單元 (以下簡稱為發(fā)動機ECU) 24接受燃料噴射控制、點火控制、吸入空氣 量調(diào)節(jié)控制等運4亍控制。發(fā)動機ECU24與混合動力用電子控制單元70進(jìn) 行通信，通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來運行控制發(fā)動 機22，同時根據(jù)需要向混合動力用電子控制單元70輸出與發(fā)動機22的運 行狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
動力分配綜合機構(gòu)30包括外齒齒輪的太陽輪31，配置在與該太陽
輪31同心的圓上的內(nèi)齒齒輪的齒圏32，與太陽輪31嚙合同時與齒圏32 嚙合的多個小齒輪33，和將多個小齒輪33保持得自轉(zhuǎn)以及公轉(zhuǎn)自如的行 星架34;以太陽輪31、齒圏32和行星架34為旋轉(zhuǎn)要素構(gòu)成進(jìn)行差動作用 的行星齒輪機構(gòu)。動力分配綜合機構(gòu)30，在行星架34上連結(jié)有發(fā)動機22 的曲軸26，在太陽輪31上連結(jié)有電機MG1，在齒圏32上連結(jié)有作為旋 轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a;在電機MG1作為發(fā)電機而工作時，將從行星架34輸 入的來自發(fā)動機22的動力根據(jù)傳動比分配到太陽輪31側(cè)和齒圏32側(cè)；在 電機MG1作為電動機而工作時，將從行星架34輸入的來自發(fā)動機22的 動力和從太陽輪31輸入的來自電機MG1的動力綜合(集成)，向齒圏32 側(cè)輸出。向齒圏32輸出的動力，從齒圏軸32a經(jīng)由變速器60、驅(qū)動軸36、 差速齒輪38，最終向車輛的驅(qū)動輪39a、 39b輸出。
電機MG1以及電機MG2，都構(gòu)成為能夠作為發(fā)電機而驅(qū)動同時能夠 作為電動才幾而驅(qū)動的周知的同步發(fā)電電動機，經(jīng)由逆變器41、 42與電池 50進(jìn)行電力的交換。連接逆變器41、 42與電池50的電力線54,作為各逆 變器41、 42共用的正極母線和負(fù)極母線構(gòu)成，電機MG1、 MG2之一發(fā)電 的電力能夠由另一電機消耗。因此，電池50通過電機MG1、 MG2之一發(fā) 電的電力或不足的電力而進(jìn)行充放電。另外，在通過電機MG1、 MG2獲 得電力收支的平衡時，電池50不進(jìn)行充放電。電機MG1、 MG2都由電機 用電子控制單元(以下稱作電機ECU) 40驅(qū)動控制。對電機ECU40輸入 驅(qū)動控制電機MG1、 MG2所必須的信號，例如來自檢測電機MG1、 MG2 的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、 44的電機MG1、 MG2的轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)位置6ml、 6m2或者由未圖示的電流傳感器檢測出的、施加到 電機MG1、 MG2上的相電流等，從電機ECU40輸出給逆變器41、 42的 開關(guān)控制信號。電機ECU40與混合動力用電子控制單元70進(jìn)行通信，根 據(jù)來自混合動力用電子控制單元70的控制信號驅(qū)動控制電機MG1、MG2， 同時，根據(jù)需要將與電機MG1、 MG2的運行狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)向混合動力 用電子控制單元70輸出。
變速器60構(gòu)成為能夠進(jìn)行作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a和驅(qū)動軸36的連
接以及連接的解除，并且能夠在兩軸的連接狀態(tài)下對齒圏軸32a的轉(zhuǎn)速進(jìn) 行四級變速而傳遞給驅(qū)動軸36。將變速器60的結(jié)構(gòu)的一例表示在圖2中。 圖2所示的變速器60包括單小齒輪的行星齒輪機構(gòu)60a、 60b，三個離 合器C1、 C2、 C3,兩個制動器B1、 B2，和一個單向離合器F1。行星齒 輪機構(gòu)60a包括外齒齒輪的太陽輪61，配置在與該太陽輪61同心的圓 上的內(nèi)齒齒輪的齒圏62,與太陽輪61嚙合同時與齒圏62嚙合的多個小齒 輪63，和將多個小齒輪63保持得自轉(zhuǎn)以及公轉(zhuǎn)自如的行星架64。太陽輪 61經(jīng)由離合器Cl連接在齒團軸32a上，并且可以通過制動器Bl的接通 斷開而使其旋轉(zhuǎn)自由或停止。行星架64經(jīng)由離合器C2連接在齒圏軸32a 上。行星變速器60b包括外齒齒輪的太陽輪65，配置在與該太陽輪65 同心的圓上的內(nèi)齒齒輪的齒圏66，與太陽輪65嚙合同時與齒圏66嚙合的 多個小齒輪67，和將多個小齒輪67保持得自轉(zhuǎn)以及公轉(zhuǎn)自如的行星架68。 太陽輪65經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸69以及離合器C3連接在齒圏軸32a上。齒圏66連 接在行星齒輪機構(gòu)60a的行星架64上并且通過制動器B2的接通斷開而使 其旋轉(zhuǎn)自由或停止，并且通過單向離合器Fl能夠在預(yù)定方向上自由地旋 轉(zhuǎn)、在與預(yù)定方向相反的方向上不能旋轉(zhuǎn)。行星架68連接在驅(qū)動軸36上 并且連接在行星齒輪機構(gòu)60a的齒圏62上。變速器60通過離合器Cl、 C2、 C3、制動器B1、 B2的接通斷開，對齒圏軸32a的轉(zhuǎn)速進(jìn)行四級變速 而傳遞給驅(qū)動軸36，將齒圏軸32a從驅(qū)動軸36遮斷。離合器Cl、 C2、 C3、制動器B1、 B2的接通斷開在實施例中這樣進(jìn)行通過未圖示的液壓 (油壓)式的致動器的驅(qū)動調(diào)節(jié)對離合器Cl、 C2、 C3、制動器Bl、 B2 作用的液丑。
停車鎖定機構(gòu)90包括安裝在驅(qū)動軸36上的停車齒輪92，和與停車 齒輪92嚙合而在使其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動停止的狀態(tài)下進(jìn)行鎖定的停車鎖定爪94(駐 車鎖止爪)。停車鎖定爪94，通過由輸入從其它的檔位范圍(k》-，檔 位段)向P檔位范圍(parking position )的操作信號或者從P檔位范圍向 其它的檔位范圍的操作信號的混合動力用電子控制單元70驅(qū)動控制未圖 示的致動器而工作，通過其與停車齒輪92的嚙合及其解除而進(jìn)行停車鎖定
及其解除。驅(qū)動軸36被機械地連接在驅(qū)動輪39a、 39b上，所以停車鎖定 才幾構(gòu)90間接地將驅(qū)動輪39a、 39b鎖定。
電池50由電池用電子控制單元(以下稱作電池ECU) 52管理。向電 池ECU52中，輸入管理電池50所必須的信號，例如來自設(shè)置在電池50 的端子間的未圖示的電壓傳感器的端子間電壓、來自安裝在與電池50的輸 出端子連接的電力線54上的未圖示的電流傳感器的充放電電流、來自安裝 在電池50上的溫度傳感器51的電池溫度Tb等，并根據(jù)需要，通過通信 將與電池50的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)向混合動力用電子控制單元70輸出。另夕卜， 為了管理電池50，在電池ECU52還基于由電流傳感器檢測出的充放電電 流的累計值計算殘余容量(SOC)。
混合動力用電子控制單元70構(gòu)成為以CPU72為中心的孩i處理器，除 CPU72之外還包括儲存處理程序的ROM74、暫時儲存數(shù)據(jù)的RAM76、 未圖示的輸入輸出端口以及通信端口 。通過輸入端口向混合動力用電子控 制單元70輸入有來自點火開關(guān)80的點火信號，來自檢測變速桿81的操 作位置的變速位置傳感器82的變速位置SP，來自檢測加速踏板83的踩下 量的加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc，來自檢測制動踏板85的 踩下量的制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP，和來自車速傳感器 88的車速V等。從混合動力用電子控制單元70，經(jīng)由輸出端口輸出給變 速器60的離合器C1、 C2、 C3和制動器B1、 B2的未圖示的致動器的驅(qū)動 信號等?；旌蟿恿τ秒娮涌刂茊卧?0如上所述，通過通信端口與發(fā)動機 ECU24、電機ECU40和電池ECU52連接在一起，與發(fā)動機ECU24、電 機ECU40和電池ECU52進(jìn)行各種控制信號、數(shù)據(jù)的交換。
另外，在實施例的混合動力汽車20中，作為由變速位置傳感器82檢 測的變速桿81的位置，有停車位置(P檔)、中立(空檔)位置(N檔)、 驅(qū)動位置(D檔)和倒車位置(R檔)等。變速桿81在停車位置的狀態(tài)時， 通常將變速器60的離合器C1、 C2、 C3和制動器B1、 B2全都斷開而將齒 圏軸32a從驅(qū)動軸36分離。
這樣構(gòu)成的實施例的混合動力汽車20，基于與駕駛者對加速踏板83
的踩下量相對應(yīng)的加速器開度Acc和車速V，計算應(yīng)當(dāng)向作為驅(qū)動軸的齒 圏軸32a輸出的要求扭矩，對發(fā)動機22、電機MG1和電機MG2進(jìn)行運 行控制，以將與該要求扭矩相對應(yīng)的要求動力向齒圏軸32a輸出。作為發(fā) 動機22、電機MG1和電機MG2的運行控制，包括扭矩變換模式、充放 電運行模式和電積逸行模式等；扭矩變換模式中以從發(fā)動機22輸出與要 求動力相當(dāng)?shù)膭恿Φ姆绞綄Πl(fā)動機22運行控制，同時以通過動力分配綜合 機構(gòu)30、電機MG1和電機MG2對從發(fā)動機22輸出的動力的全部進(jìn)行扭 矩變換后向齒圏軸32a輸出的方式對電機MGl、電機MG2驅(qū)動控制；充 放電運行模式中以從發(fā)動機22輸出與要求動力和電池50的充放電所必 需的電力(功率)的和相當(dāng)?shù)膭恿Φ姆绞綄Πl(fā)動機22運行控制，同時伴隨 著電池50的充放電，以隨著從發(fā)動機22輸出的動力的全部或者一部分由 動力分配綜合機構(gòu)30、電機MG1和電機MG2進(jìn)行的扭矩變換，從而將 要求動力向齒圏軸32a輸出的方式，對電機MG1、電機MG2驅(qū)動控制； 電機運行模式中以使發(fā)動機22的運行停止，向齒圏軸32a輸出來自電機 MG2的與要求動力相當(dāng)?shù)膭恿Φ姆绞竭M(jìn)行運行控制。
接下來，對這樣構(gòu)成的實施例的混合動力汽車20的動作、尤其是系統(tǒng) 起動時起動發(fā)動機22時的動作進(jìn)行說明。圖3是表示由混合動力用電子控 制單元70執(zhí)行的起動時控制例程的一例的流程圖。該例程在混合動力汽車 20的系統(tǒng)起動時在進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示時執(zhí)行。另外，系統(tǒng)起動時， 通常變速桿81處于停車位置的狀態(tài)，所以如上所述，由停車鎖定機構(gòu)90 將驅(qū)動輪39a、 39b鎖定并且由變速器60將作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a從驅(qū) 動軸36分離。
在執(zhí)行起動時控制例程時，混合動力用電子控制單元70的CPU72首 先輸入發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne、從發(fā)動機22的起動開始時算起的經(jīng)過時間t 和電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6 m2 (步驟S100 )。在這里，發(fā)動機22 的轉(zhuǎn)速Ne設(shè)為通過通信從發(fā)動機ECU24輸入基于來自安裝在曲軸26上 的未圖示的曲軸位置傳感器的信號而計算的值。另外，從起動開始時算起 的經(jīng)過時間t設(shè)為輸入由未圖示的定時器計測的時間作為從該例程的執(zhí)行
開始算起的時間。進(jìn)而，電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6m2設(shè)為通過通信 從電機ECU40輸入由旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器44檢測的值。
在這樣輸入數(shù)據(jù)后，使用所輸入的發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne、從起動開始 時算起的經(jīng)過時間t設(shè)定電機MG1的扭矩指令Tml* (步驟S110 )。電 機MG1的扭矩指令TmP在實施例中這樣設(shè)定預(yù)先設(shè)定發(fā)動機22的轉(zhuǎn) 速Ne、從起動開始時算起的經(jīng)過時間t與電機MG1的扭矩指令TmP的 關(guān)系，作為扭矩指4^殳定用圖預(yù)先儲存，在給出發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne、從 起動開始時算起的經(jīng)過時間t時，從所儲存的圖導(dǎo)出對應(yīng)的扭矩指令 Tml*。扭矩指令沒定用圖的一例表示在圖4中。在扭矩指令i更定用圖中， 如圖所示，從剛進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示的時刻tl之后開始使用變化率 處理(k一卜處理)而迅速地將比較大的扭矩設(shè)定為扭矩指令Tml*，使 發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne迅速增加。接下來，在發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne通過了共 振轉(zhuǎn)速帶或者在經(jīng)過了通過共振轉(zhuǎn)速帶所需要的時間以后的時刻t2，將能 夠穩(wěn)定地在點火開始轉(zhuǎn)速Nfire以上運行發(fā)動機22的扭矩設(shè)定為扭矩指令 Tml*,使電力消耗、作為驅(qū)動軸的齒圏軸32a的反力減小。在這里，點火 開始轉(zhuǎn)速Nfire在實施例中被設(shè)定為比共振轉(zhuǎn)速帶具有余量的大轉(zhuǎn)速，例 如1000rpm、 1200rpm等。然后，從發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne到達(dá)點火開始轉(zhuǎn) 速Nfire的時刻t3起使用變化率處理而迅速地將扭矩指令TmP設(shè)為數(shù)值 0,在判定為發(fā)動機22的完全燃燒(完爆)的時刻t4結(jié)束。通過這樣在剛 具有發(fā)動機22的起動指示之后將較大的扭矩設(shè)定為電機MG1的扭矩指令 TmP而運行發(fā)動機22，能夠迅速地使發(fā)動機22在點火開始轉(zhuǎn)速Nfire以 上旋轉(zhuǎn)而起動。
接下來，基于電機MG2的轉(zhuǎn)子的現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)位置6 m2和預(yù)定位置6 mset通過下面的式(1)設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2A (步驟S120)。 在這里，預(yù)定位置6 mset可以使用例如開始該例程的執(zhí)4亍時即開始發(fā)動機 22的運行時的電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。式(1 )是用于消除電機MG2 的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6 m2與預(yù)定位置6 mset的偏差的反饋關(guān)系式，在式(1) 中，"kl"是比例項的增益。通過這樣設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2、
能夠以將電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6 m2與預(yù)定位置6 mset的偏差消除 的方式、即、將與旋轉(zhuǎn)位置6m2相當(dāng)?shù)凝X圏軸32a的旋轉(zhuǎn)位置6r和與預(yù) 定位置6 mset相當(dāng)?shù)凝X圉軸32a的旋轉(zhuǎn)位置6 rset的偏差消除的方式控制 電機MG2。其結(jié)果，能夠使齒圏軸32a的旋轉(zhuǎn)位置6 r不會從位置6 rset 較大地偏離。將表示動力分配綜合機構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素中的轉(zhuǎn)速與扭矩的力 學(xué)關(guān)系的列線圖表示在圖5中。在圖中，左邊的S軸表示電機MG1的轉(zhuǎn) 速Nml即太陽輪31的轉(zhuǎn)速，C軸表示發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne即的行星架34 的轉(zhuǎn)速，R軸表示電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除以減速器35的傳動比Gr所得 的齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr。另外，R軸上的2個粗線箭頭表示從電機MG1 輸出的扭矩Tml作用在齒圏軸32a上的扭矩，和從電機MG2輸出的扭矩 Tm2作用在齒圈軸32a上的扭矩。在變速桿81處于停車位置的狀態(tài)時， 通常由停車鎖定機構(gòu)卯將驅(qū)動輪39a、39b鎖定并且由變速器60將作為旋 轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a從驅(qū)動軸36分離。因此，在由電機MG1運行發(fā)動機22 而起動時，如果不將從電機MG1輸出而作用在齒圏軸32a上的扭矩消除， 則齒圏軸32a會^:轉(zhuǎn)，不能運行發(fā)動機22。在實施例中，通過以將電機 MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6 m2與預(yù)定位置6 mset的偏差消除的方式設(shè)定電 機MG2的扭矩指令Tm2*，能夠通過來自電機MG2的扭矩將由電機MG1 運行發(fā)動機22時作用在齒圏軸32a上的扭矩消除，所以能夠由電機MG1 運行發(fā)動才幾22。
Tm2*=kl( 6 mset- 6 m2) (1)
在這樣設(shè)定電機MG1、 MG2的扭矩指令Tml、 11112*之后，將所設(shè) 定扭矩指令Tml、 Tm2A發(fā)送到電機ECU40 (步驟S130 )。接收了扭矩 指令Tml、 Tm2頭的電機ECU40，以由扭矩指令Tml、 Tm2l區(qū)動電機 MG1、 MG2的方式進(jìn)行逆變器41、 42的開關(guān)元件的開關(guān)控制。
在發(fā)送扭矩指令Tml、 Tm2+之后，判定發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne是否到 達(dá)點火開始轉(zhuǎn)速Nfire (步驟S140 )。在判定發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne沒有到 達(dá)點火開始轉(zhuǎn)速Nflre時返回到步驟SIOO。這樣，在由于運行發(fā)動機22 從而判定發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne到達(dá)點火開始轉(zhuǎn)速Nfire時(步驟S140 )，
開始進(jìn)行燃料噴射控制、點火控制等(步驟S150)，判定發(fā)動機22是否 完全燃燒(步驟S160 )，在判定發(fā)動機22沒有完全燃燒時返回到步驟SIOO。 在判定發(fā)動機22完全燃燒時將起動時控制例程結(jié)束。
根據(jù)上面所i兌明的實施例的混合動力汽車20，當(dāng)在變速桿81處于停 車位置的狀態(tài)時進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示時，以伴隨著來自電機MG2的 用于限制作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a的旋轉(zhuǎn)的扭矩的輸出而運行發(fā)動機22 進(jìn)行起動的方式，控制發(fā)動機22和電機MG1、 MG2，所以即使在變速桿 81處于停車位置的狀態(tài)時也能夠運行發(fā)動機22進(jìn)行起動。
在實施例的混合動力汽車20中，當(dāng)在系統(tǒng)起動時向發(fā)動機22給出起 動指示時，伴隨著來自電機MG2的用于限制作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a的 旋轉(zhuǎn)的扭矩的輸出而運行發(fā)動機22進(jìn)行起動，但并不限定于系統(tǒng)起動時， 只要是在變速桿81處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示時， 伴隨著來自電機MG2的用于限制作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a的旋轉(zhuǎn)的扭矩 的輸出而運行發(fā)動機22進(jìn)行起動即可。
在實施例的混合動力汽車20中，通過基于比例控制的反饋控制的關(guān)系 式計算電機MG2的扭矩指令Tm2、但除了比例控制，也可以使用積分控 制、微分控制等計算電機MG2的扭矩指令Tm2、另外，在實施例的混合 動力汽車20中，僅通過基于比例控制的反饋控制的關(guān)系式計算電機MG2 的扭矩指令Tm2*，但也可以如下面的式(2)所示，加上用于與從電機 MG1輸出而作用在齒圏軸32a上的扭矩相平衡的扭矩，設(shè)定機MG2的扭 矩指令Tm2^在這里，在式(2)中，右邊第2項的"k2"是比例項的增 益。
Tm2*= Tml*/p+k2( 6膽t漏6 m2) (2)
在實施例的混合動力汽車20中，當(dāng)在變速桿81處于停車位置的狀態(tài) 時進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示時，以將電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6 m2 與預(yù)定位置6 mset的偏差消除的方式計算電機MG2的扭矩指令Tm2*， 但也可以使電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2大致成為數(shù)值0的方式通過下面的式(3 ) 的反饋控制的關(guān)系式計算電機MG2的扭矩指令Tm2*。在這里，電機MG2
的轉(zhuǎn)速Nm2可以設(shè)為通過通信從電機ECU40輸入由旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器 44檢測出的電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置計算的值。另外，在式(3)中， 右邊的"k3"是比例項的增益。 Tm2*=k3.(0-Nm2) (3)
在實施例的混合動力汽車20中，當(dāng)在變速桿81處于停車位置的狀態(tài) 時進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示時，以將電機MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置6m2 與預(yù)定位置6 mset的偏差消除的方式設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2*， 并且以將所設(shè)定的扭矩指令Tm2+輸出的方式控制電機MG2，但只要能夠 限制作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a的旋轉(zhuǎn)，例如也可以通過將電機MG2的定 子的磁場的方向固定而限制齒圏軸32a的旋轉(zhuǎn)。下面，通過第2實施例對 這種情況進(jìn)行說明。
圖6是表示作為第2實施例的混合動力汽車20B的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu) 圖。圖7是表示包含電機MG1、 MG2、逆變器41、 42的電氣驅(qū)動系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖。第2實施例的混合動力汽車20B，如圖6所示，對 電才幾MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子45a、 46a以及定子45b、 46b賦予符號，并且如 圖7所示通過明示包含電機MG1、 MG2、逆變器41、 42的電氣驅(qū)動系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)的概略，設(shè)為與圖l所例示的第1實施例的混合動力汽車20相同的 硬件結(jié)構(gòu)。因此，為了避免重復(fù)的說明，對于第2實施例的混合動力汽車 20B的硬件結(jié)構(gòu)，除了重新賦予符號的部分和重新明示的部分，賦予與第 1實施例的混合動力汽車20的硬件結(jié)構(gòu)相同的符號，將其詳細(xì)的說明省略。
電機MG1、 MG2如圖6以及圖7所示，都由粘貼有永久磁鐵"jc磁 體)的轉(zhuǎn)子45a、 46a和纏繞有三相線圏的定子45b、 46b構(gòu)成，構(gòu)成為能 夠作為發(fā)電機驅(qū)動并且能夠作為電動機驅(qū)動的周知的同步發(fā)電電動機。逆 變器41、 42分另'J由6個晶體管Tl ~ T6、 T7 ~ T12和6個二極管Dl ~ D6、 D7-D12構(gòu)成。各6個晶體管T1 T6、 T7~T12，以相對于電力線54的 正極母線(bus)和負(fù)極母線成為源(source)側(cè)和漏側(cè)('〉^夕，sink)的方式 每2個成對配置，在相應(yīng)的三對晶體管的連接點上分別連接有電機MG1、 MG2的三相線圏(U相、V相、W相)。在該各6個晶體管Tl ~ T6、 T7 ~
T12上，分別反向并聯(lián)有6個二極管D1-D6、 D7~D12。因此，通過在電 力線54的正極母線和負(fù)極母線之間電壓產(chǎn)生作用的狀態(tài)下控制成對的晶 體管T1 T6、 T7~T12的導(dǎo)通(on)時間的比例，能夠在三相線圏上形成旋 轉(zhuǎn)磁場，能夠旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機MG1、 MG2。電機ECU40由以CPU40a為中 心的微處理器構(gòu)成，除CPU40a之外還包括儲存處理程序的ROM40b、暫 時儲存數(shù)據(jù)的RAM40c、未圖示的輸入輸出端口以及通信端口。對電機 ECU40輸入用于驅(qū)動控制電機MG1 、 MG2所需要的信號，例如來自檢測 電機MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、 44的電機 MG1、 MG2的轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子45a、 46a)的旋轉(zhuǎn)位置6ml、 6m2，來自檢 測在電機MG1、 MG2的三相線圈的U相、V相中流動的相電流的電流傳 感器45U、 45V、 46U、 46V的相電流Iul、 Ivl、 Iu2、 Iv2等，從電機ECU40 輸出給逆變器41、 42的晶體管T1 T6、 T7 T12的開關(guān)控制信號。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，代替圖3的起動時控制例程而 執(zhí)行圖8的起動時控制例程。在圖8的起動時控制例程中，混合動力用電 子控制單元70的CPU72首先向電機ECU40發(fā)送電機鎖定指令(步驟 S200),進(jìn)行等待從電機ECU40接收運行許可指令的處理(步驟S210)。 接收了電機鎖定指令的電機ECU40通過圖9所例示的電機鎖定指令接收 時第2電4幾控制例程，以將電機MG2的定子46b的磁場的方向固定從而 使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a (齒圏軸32a)不旋轉(zhuǎn)的方式控制電機MG2。另 外，運行許可指令，是在通過圖9的電機鎖定指令接收時第2電機控制例 程判斷為可以開始由電機MG1進(jìn)行的發(fā)動機22的運行時，從電機ECU40 向混合動力用電子控制單元70發(fā)送的指令。對于圖9的電機鎖定指令接收 時第2電才幾控制例程在后面敘述。
接下來，輸AJL動機22的轉(zhuǎn)速Ne、從發(fā)動機22的起動開始時算起的 經(jīng)過時間t (步驟S100b)，使用所輸入的發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne、從發(fā)動機 22的起動開始時算起的經(jīng)過時間t和上述的圖4，設(shè)定電機MG1的扭矩指 令Tml* (步驟S110)，發(fā)送所設(shè)定的電機MG1的扭矩指令Tml* (步驟 S130b)。然后，等待發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne到達(dá)點火開始轉(zhuǎn)速Nfire，然后
開始燃料噴射控制、點火控制(步驟S140、 S150)，等待發(fā)動機22完全 燃燒(步驟S160)，結(jié)束起動時控制例程。另外，對于發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速 Ne，設(shè)為與圖3的起動時控制例程同樣地輸入的值。另外，對于從發(fā)動機 22的起動開始時算起的經(jīng)過時間t,在本例程中，輸入的是從發(fā)動機22的 運行開始算起的時間。進(jìn)而，接收了扭矩指令Tm"的電機ECU40在第2 實施例中，以通過未圖示的第1電機控制例程、用扭矩指令TmP驅(qū)動電 機MG1的方式，控制電機MG1。
接下來，對圖9的電機鎖定指令接收時第2電機控制例程進(jìn)行說明。 該例程自從混合動力用電子控制單元70接收電機鎖定指令開始每隔預(yù)定 時間(例如每隔數(shù)msec)反復(fù)執(zhí)行。在圖9的電機鎖定指令接收時第2電 機控制例程中，電機ECU40的CPU40a首先輸入來自旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感 器44的電機MG2的轉(zhuǎn)子46a的旋轉(zhuǎn)位置6 m2和來自電流傳感器46U、 46V的在三相線圈的U相、V相中流動的電流Iu2、 Iv2(步驟S300)，并 且在所輸入的電機MG2的轉(zhuǎn)子46a的旋轉(zhuǎn)位置6 m2上乘以極對數(shù) p(number of pole pairs),由此計算電氣角6 e2(electric angle)(步驟S310 )， 將在電才幾MG2的三相線圏的U相、V相、W相中流動的相電流Iu2、 Iv2、 Iw2的總和i殳為數(shù)值O， ^使用電氣角6e2通過下面的式(4)將相電流Iu2、 Iv2進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成d軸、q軸的電流Id2、 Iq2 ( 3相-2相轉(zhuǎn)換)(步驟 S320)。另外，在d-q坐標(biāo)系中，d軸為由粘貼在轉(zhuǎn)子46a上的永久磁4失 形成的磁通的方向，q軸為相對于d軸提前7i/2的電氣角的方向。
<formula>formula see original document page 26</formula>接下來，將預(yù)定電流II與d軸的電流Id2的偏差與閾值Iref相比較(步 驟S330)。在這里，預(yù)定電流II可以設(shè)定為這樣的電流值例如當(dāng)對電 機MG2的三相線圏施加直流電流從而使得電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)
時，相對于開始時電氣角6eset，應(yīng)該在d-q坐標(biāo)系中的d軸上流動的電 流值等。在這里，開始時電氣角6eset為以電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)的 方式將電機MG2的定子46b的磁場的方向固定時所4吏用的電氣角6e2， 對于其詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。在圖10中表示將電機MG2的定子46b的磁 場的方向固定、使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a (作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a )不旋 轉(zhuǎn)時的樣子。在圖IO的例子中，通過在U相、V相上施加直流電流，在 定子46b上形成了固定磁場(參照圖中實線箭頭)，所述固定磁場是將分 別由施加有直流電流的2相形成的磁場(參照圖中虛線箭頭)合成而成的。 在該固定磁場的方向與由電機MG2的轉(zhuǎn)子46a的永久磁鐵形成的磁通方 向一致時，即固定磁場的方向與d-q坐標(biāo)系中的d軸的方向一致時，不從 電機MG2向齒圏軸32a輸出扭矩。然而，在運行發(fā)動機22時，電機MG2 的轉(zhuǎn)子46a由于從電機MG1輸出而作用在齒圏軸32a上的扭矩(下面將 該扭矩稱為作用扭矩)而旋轉(zhuǎn)，在形成于定子46b的固定磁場的方向與d-q 坐標(biāo)系中的d軸的方向偏離時，與由定子46b形成的固定磁場的方向和此 時的電才幾MG2的電氣角6e2相對應(yīng)，以d軸的方向與固定磁場的方向一 致的方式對轉(zhuǎn)子46a作用扭矩(下面將該扭矩稱作吸引扭矩)，轉(zhuǎn)子46a 停止在作用扭矩與吸引扭矩平衡的位置。在第2實施例中，與第l實施例 同樣地設(shè)定電機MG1的扭矩指令Tml*，即作用扭矩與發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速 Ne、從起動開始時算起的經(jīng)過時間t相對應(yīng)地變化，所以作用扭矩與吸引 扭矩在與此相對應(yīng)的電氣角6e2平衡。對于上述的預(yù)定電流Il,在實施例 中，基于由電機MG1運行發(fā)動機22時從電機MG1輸出而作用在齒圏軸 32a上的最大扭矩，設(shè)定為即使在該最大扭矩作用在齒圏軸32a上時也能 使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)的電流值以上的固定值。另外，閾值Iref 是為了判定d軸的電流Id2是否到達(dá)預(yù)定電流I1附近而使用的閾值，由電 機MG2、逆變器42的特性等確定。這樣判定d軸的電流Id2是否到達(dá)預(yù) 定電流Il附近是因為，在使d軸的電流Id2從數(shù)值0向預(yù)定電流Il增加 時，在為了抑制d軸的電流Id2過大地超過預(yù)定電流Il而實施平滑化(& 賣L， smoothing,擬合)處理等時，d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流I1附近
需要一些時間。如上所述，步驟S330的預(yù)定電流Il與d軸的電流Id2的 偏差與閾值Iref的比較，成為判斷是否對電機MG2施加了能夠使電機 MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)的電流的處理。
當(dāng)在步驟S330中預(yù)定電流Il與d軸的電流Id2的偏差比閾值Iref大 時，即在d軸的電流Id2還沒有到達(dá)預(yù)定電流I1附近時，判斷為還沒有對 電機MG2施加能夠使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)的電流，以電流僅在 d-q坐標(biāo)系中的d軸上流過的方式對電流指令I(lǐng)d2H殳定預(yù)定電流I1,并且 對電流指令I(lǐng)q2H殳定數(shù)值0 (步驟S340 )，使用所設(shè)定的電流指令I(lǐng)d2* 、 Iq2A和相電流Id2、 Iv2通過下面的式(5)以及式(6)計算電機MG2的 d軸、q軸的電壓指令Vd2、 Vq2* (步驟S350 )。在這里，在式(5)以 及式(6)中，"k3，， 、 "k5，，是比例系數(shù)，"k4，， 、 "k6"是積分系數(shù)。
W2* = A3(LJ2*-I^2)+嗎 (5) V《2* = ^5(^2*-L72)+2^A6(I^2*-I^2) (6)
然后，通過下面的式(7)以及式(8)，對d軸、q軸的電壓指令Vd2、 Vq2+進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(二相-三相轉(zhuǎn)換)成應(yīng)該施加在電機MG2的三相線圏 U相、V相、W相上的電壓指令Vu2*、 Vv2*、 Vw2* (步驟S360 )，并 且將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的電壓指令Vu2、 Vv2*、 Vw2*轉(zhuǎn)換成用于開關(guān)逆變器42 的PWM信號(步驟S370 )，將轉(zhuǎn)換后的PWM信號輸出到逆變器42， 由此對電機MG2進(jìn)行驅(qū)動控制(步驟S380 )，結(jié)束第2電機控制例程。 此時，對于基于由旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器44檢測電機MG2的轉(zhuǎn)子46a的旋 轉(zhuǎn)位置6 m2計算的電氣角6 e2，電流僅在d-q坐標(biāo)系中的d軸上流過，所 以電才幾MG2沒有對齒圏軸32a輸入輸出扭矩，齒圏軸32a處于自由的狀 態(tài)。<formula>formula see original document page 29</formula>當(dāng)在步驟S330中預(yù)定電流II與d軸的電流Id2的偏差為閾值Iref以 下時，即在d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流I1附近時，判斷為對電機MG2 施加有能夠使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)的電流，調(diào)查作為初始值設(shè)定 了數(shù)值0的標(biāo)記G的值(步驟S390),在標(biāo)記G為數(shù)值0時，將運行許 可指令發(fā)送給混合動力用電子控制單元70 (步驟S400 )，并且將電氣角6 e2設(shè)定為開始時電氣角6eset (步驟S410)，將標(biāo)記G設(shè)定為數(shù)值1 (步 驟S420 )。另 一方面，當(dāng)在步驟S390中標(biāo)記G為值1時，不執(zhí)行步驟S400 ~ S420的處理。因此，步驟S3卯 S420的處理，是在d軸的電流Id2剛到 達(dá)預(yù)定電流Il附近之后、將運行許可指令發(fā)送給混合動力用電子控制單元 70并且將此時的電氣角6e2設(shè)定為開始時電氣角6eset的處理。在這里， 在步驟S400中，在d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流II附近時發(fā)送運行許可 指令是出于下述的原因。如果在d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流II附近之前 開始由電機MG1進(jìn)行的發(fā)動機22的運行，則在不能對電機MG2施加用 于相對于作用扭矩使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)所需要的電流時，電機 MG2的轉(zhuǎn)子46a會旋轉(zhuǎn)。另一方面，如果在d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流 II附近之后開始發(fā)動機22的運行，則能夠在使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋 轉(zhuǎn)的同時運行發(fā)動機22。在第2實施例中，由于這樣的原因，在d軸的電 流ld2到達(dá)預(yù)定電流Il附近時將運行許可指令發(fā)送給混合動力用電子控制 單元70，混合動力用電子控制單元70如上所述，等待接收該運行許可指 令，然后開始發(fā)動機22的運行。另外，在步驟S410中將d軸的電流W2 到達(dá)預(yù)定電流I1附近時的電氣角6e2設(shè)定為開始時電氣角6eset是出于下 述的原因。如果將d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流Il附近之前的電氣角6e2 設(shè)定為開始時電氣角6eset，則電機MG2的轉(zhuǎn)子46a會旋轉(zhuǎn)直到d軸的電 流ld2到達(dá)預(yù)定電流Il為止，從而電氣角6e2與開始時電氣角6eset之間
的偏差變大。如果這樣的偏差較大，則在d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流I1 附近而使用開始時電氣角6eset在定子46b上形成固定磁場時，電機MG2 的轉(zhuǎn)子46a旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)角變大到作用扭矩與吸引扭矩平衡的電氣角6 e2，轉(zhuǎn)子46a會在作用扭矩與吸引扭矩平衡的電氣角6e2附近振動。另一 方面，如果將d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流I1時的電氣角6e2"i殳定為開始 時電氣角6eset，則能夠抑制轉(zhuǎn)子46a旋轉(zhuǎn)到作用扭矩與吸引扭矩平衡的 電氣角6e2為止時的旋轉(zhuǎn)角變大這種情況，能夠抑制轉(zhuǎn)子46a在該電氣角 6e2附近振動。在第2實施例中，由于這樣的原因，將d軸的電流Id2到 達(dá)預(yù)定電流Il附近時的電氣角6e2i殳定為開始時電氣角6eset。
在這樣設(shè)定開始時電氣角6eset之后，使用所設(shè)定的開始時電氣角6 eset而將所述的式(4)中的"6e2"置換成(代入)"6 eset",由此將 相電流Iu2、 Iv2坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成相電流Id2、 Iq2 (步驟S430 ),并且以電流 爿f義在d軸上流過的方式對電流指令I(lǐng)d2H殳定預(yù)定電流U，并且對電流指令 Iq2+設(shè)定數(shù)值0 (步驟S440)，使用所設(shè)定的電流指令I(lǐng)d2、 &2*和相電 流Id2、 Iq2，將式(5)以及式(6)中的"6e2"置換成"6 eset，，，由 此設(shè)定電壓指令Vd2、 Vq2* (步驟S450)，將式(7)以及式(8)中的
"6e2"置換成"6eset，，，由此將電壓指令Vd2、 Vq2A坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成電壓 指令Vu2*、 Vv2*、 Vw2* (步驟S460),并且將坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的電壓指令 Vu2*、 Vv2*、 Vw2w轉(zhuǎn)換成用于開關(guān)逆變器42的PWM信號(步驟S470), 將轉(zhuǎn)換后的PWM信號輸出到逆變器42，由此對電機MG2進(jìn)行驅(qū)動控制
(步驟S480)，結(jié)束第2電機控制例程。這樣，控制電機MG2以使得在 開始時電氣角6 eset電流僅在d-q坐標(biāo)系中的d軸上流動，由此，如上所 述，能夠使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a (齒圈軸32a)不旋轉(zhuǎn)。而且，通過在該 狀態(tài)下由電機MG1運行發(fā)動機22而起動，由此即使變速桿81處于停車 位置時也能夠運行發(fā)動機22而起動。
根據(jù)上面所i兌明的第2實施例的混合動力汽車20B，當(dāng)在變速桿81處 于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行發(fā)動機22的起動指示時， 一邊在電機MG2的定 子46b上形成固定磁場而使粘貼有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)一邊運行發(fā)
動機22而起動，所以與第l實施例同樣，即使在變速桿81處于停車位置 時也能夠運行發(fā)動機22而起動。
另外，根據(jù)第2實施例的混合動力汽車20B,由于將施加在電機MG2 上的d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流I1附近時的電氣角6 e2i殳定為開始時電 氣角6 eset而使電機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)，所以與將d軸的電流Id2 到達(dá)預(yù)定電流Il附近之前的電氣角6e2i殳定為開始時電氣角6eset而j吏電 機MG2的轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)相比，能夠抑制電機MG2的電氣角6 e2從開 始時電氣角6eset較大地偏離，能夠抑制轉(zhuǎn)子46a旋轉(zhuǎn)到作用扭矩與吸引 扭矩平衡的電氣角6e2為止時的旋轉(zhuǎn)角變大，所述作用扭矩為從電機MGl 輸出而作用在齒圏軸32a上的扭矩，所述吸引扭矩為作用在轉(zhuǎn)子46a上以 使轉(zhuǎn)子46a的d軸的方向與固定磁場的方向一致的扭矩。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，為了使說明容易，僅考慮由安 裝在電機MG2的轉(zhuǎn)子46a上的永久磁鐵引起的磁矩(magnetic torque)進(jìn)行 了說明，但在產(chǎn)生由轉(zhuǎn)子46a的永久磁鐵之間的部分(鐵心部分)引起的 磁阻轉(zhuǎn)矩(reluctance torque)時，除了磁矩，也可以考慮磁阻轉(zhuǎn)矩。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，混合動力用電子控制單元70 在從電機ECU40接收運行許可指令后開始進(jìn)行發(fā)動機22的運行，但也可 以代替這樣，從經(jīng)過預(yù)定時間tref后開始進(jìn)行發(fā)動機22的運行。在這里， 預(yù)定時間tref可以設(shè)為例如從自混合動力用電子控制單元70向電機 ECU40發(fā)送電才幾鎖定指令到施加在電機MG2上的d軸的電流Id2到達(dá)預(yù) 定電流Il附近為止所需要的時間，或者比其稍長的時間等。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，從電壓指令Vd2*、 丫92*向電 壓指令Vu、 Vv*、 Vw+的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(2相-3相轉(zhuǎn)換)4吏用開始時電氣角6 eset而進(jìn)行，但也可以在剛設(shè)定了開始時電氣角6eset之后將電壓指令 Vd2*、 Vq2+坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(2相-3相轉(zhuǎn)換)成電壓指令Vu^ Vv*、 Vw論時， 代替開始時電氣角6eset，考慮從i史定開始時電氣角6eset后時間的經(jīng)過而 推定現(xiàn)在的電氣角6e2 (下面，將其稱作推定電氣角6eset2),并且使用 推定電氣角6eset2進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。這是因為在從i殳定開始時電氣角6 eset
到將電壓指令Vd2*、 Vq2+坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(2相-3相轉(zhuǎn)換)成電壓指令Vu*、 Vv*、 Vw+的時刻為止的期間內(nèi)，轉(zhuǎn)子46a會稍微旋轉(zhuǎn)而使得電氣角6e2 產(chǎn)生偏離。另外，在這樣對電機MG2施加電流而使轉(zhuǎn)子46a不旋轉(zhuǎn)之后， 從電壓指令Vd2、 Vq2+向電壓指令Vi^、 Vv*、 Vw頭的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(2相-3 相轉(zhuǎn)換)，可以使用開始時電氣角6eset，也可以使用上述的推定電氣角 6 eset2進(jìn)行。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，電機ECU40在d軸的電流Id2 到達(dá)預(yù)定電流Il附近時，將此時的電氣角6e2設(shè)定為開始時電氣角0eset， 然后基于該開始時電氣角6eset而在電機MG2的定子46b上形成固定磁 場，但也可以不管d軸的電流Id2是否到達(dá)預(yù)定電流I1附近，而當(dāng)在電機 MG2的三相線圏中流動的相電流Iu2、 Iv2、 Iw2到達(dá)預(yù)定范圍內(nèi)時，將此 時的電氣角6e2設(shè)定為開始時電氣角6eset，然后基于該開始時電氣角6 eset而在電4幾MG2的定子46b上形成固定磁場。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，在運行發(fā)動機22而起動時沒 有對電機MG2的轉(zhuǎn)子46a是否大致停止進(jìn)行判定，但也可以對其進(jìn)行判 定。此時，例如，可以基于現(xiàn)在的電氣角6e2與開始時電氣角6eset的偏 差是否在預(yù)定范圍內(nèi)來判定，或者基于現(xiàn)在的轉(zhuǎn)子46a的旋轉(zhuǎn)位置6m2 與設(shè)定開始時電氣角6 eset時的電機MG2的轉(zhuǎn)子46a的旋轉(zhuǎn)位置6 m2的 偏差是否在預(yù)定范圍內(nèi)來判定，或者基于電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2的大小是 否在預(yù)定轉(zhuǎn)速以下來判定，所述電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2是基于轉(zhuǎn)子46a的 旋轉(zhuǎn)位置6m2計算的。
在第2實施例的混合動力汽車20B中，電機ECU40將d軸的電流Id2 到達(dá)預(yù)定電流Il附近時的電氣角6e2設(shè)定為開始時電氣角6eset,但也可 以將d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定電流Il附近之前、例如從混合動力用電子控 制單元70接收到電機鎖定指令時的電氣角6e2設(shè)定為開始時電氣角6
在第2實施例的混合動力汽車20B中，直到d軸的電流Id2到達(dá)預(yù)定 電流II附近為止，即在開始由電機MG1進(jìn)4亍的發(fā)動機22的運行之前，
電機ECU40以不從電機MG2向齒圏軸32a輸出扭矩及不從齒圏軸32a向 電機MG2輸出扭矩的方式控制電機MG2，但也可以以從電機MG2向齒 圏軸32a輸出扭矩及從齒圏軸32a向電機MG2輸出扭矩的方式控制電機 MG2，也可以以在電機MG2的定子46b上形成固定磁場而使轉(zhuǎn)子46a(齒 圏軸32a)不旋轉(zhuǎn)的方式控制電機MG2。
在第1實施例的混合動力汽車20、第2實施例的混合動力汽車20B中， 使用了能夠以4級變速段(級)變速的變速器60，但變速器的變速段并不 限定于4級，只要是2級以上的變速段即可。
在第1實施例的混合動力汽車20、第2實施例的混合動力汽車20B中， 經(jīng)由動力分配綜合機構(gòu)30將發(fā)動機22的動力輸出到經(jīng)由變速器60連接在 驅(qū)動軸36上的作為旋轉(zhuǎn)軸的齒圏軸32a上，所述驅(qū)動軸36被連結(jié)在驅(qū)動 輪39a、 39b上，但也可以如圖11的變形例的混合動力汽車120所例示具 備:具有連接在發(fā)動機22的曲軸26上的內(nèi)部轉(zhuǎn)子132和連接在旋轉(zhuǎn)軸32b 上的外部轉(zhuǎn)子134，所述旋轉(zhuǎn)軸32b經(jīng)由變速器60連接在向驅(qū)動輪39a、 39b輸出動力的驅(qū)動軸36上；將發(fā)動機22的動力的一部分經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸32b、 變速器60、驅(qū)動軸36向驅(qū)動輪39a、 39b傳遞并且將殘余的動力轉(zhuǎn)換成電 力的雙轉(zhuǎn)子電動機130。
上面，使用實施例對用于實施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行了說明，但當(dāng)然， 本發(fā)明并不局限于這樣的實施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以 以各種的形態(tài)實施。
本發(fā)明能夠利用于車輛的制造工業(yè)等。
權(quán)利要求
1. 一種車輛，包括內(nèi)燃機；運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨著向該旋轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；變速單元，其能夠進(jìn)行伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔的變更的動力的傳遞以及傳遞的解除；和起動時控制單元，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機的起動指示時，其以伴隨著用于限制所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的來自所述電動機的動力的輸出而運行所述內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運行單元和該電動機。
2. 如權(quán)利要求l所述的車輛，其中包括檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測單元； 所述起動時控制單元，是以所述檢測出的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置處于包含 預(yù)定位置的預(yù)定的位置范圍內(nèi)的方式控制所述電動機的單元。
3. 如權(quán)利要求l所述的車輛，其中 包括檢測所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測單元；所述起動時控制單元，是以所述檢測出的旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速處于包含數(shù)值 0的預(yù)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的方式控制所述電動機的單元。
4. 如權(quán)利要求l所述的車輛，其中所述起動時控制單元，是以當(dāng) 在所述車輛的系統(tǒng)起動時進(jìn)行所述內(nèi)燃機的起動指示時、伴隨著用于限制起動的方式進(jìn)行控制的單元。
5. 如權(quán)利要求l所述的車輛，其中，所述運行單元是包括下述裝置 的單元3軸式動力輸入輸出單元，其連接于所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述 旋轉(zhuǎn)軸和第3軸這3根軸，基于從這3根軸中的任意2根軸輸入的動力和向這3根軸中的任意2根軸輸出的動力而從剩余的軸輸入動力和向剩余的 軸輸出動力；和發(fā)電機，其能夠從所述第3軸輸入動力和向所述第3軸輸出動力。
6. —種車輛，包括內(nèi)燃機；運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨著向該旋 轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；變速單元，其能夠進(jìn)行伴隨著所述旋轉(zhuǎn)軸與所述車軸側(cè)之間的變速檔 的變更的動力的傳遞以及傳遞的解除；和起動時控制單元，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機 的起動指示時，其以伴隨著由所述電動機對所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的限制而運 4亍所述內(nèi)燃才幾進(jìn)4亍起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運行單元和該電動機。
7. 如權(quán)利要求6所述的車輛，其中所述電動機，是將轉(zhuǎn)子連接于所述旋轉(zhuǎn)軸、能夠通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場動機；所述起動時控制單元，是以將所述定子的磁場的方向固定而所述轉(zhuǎn)子 不旋轉(zhuǎn)的方式控制所述電動機的單元。
8. 如權(quán)利要求7所述的車輛，其中所述起動時控制單元，是以通過向所述電動4幾施加直流電流而將所述 定子的磁場的方向固定的方式進(jìn)行控制的單元。
9. 如權(quán)利要求7所述的車輛，其中包括旋轉(zhuǎn)位置檢測單元，其檢測所述電動機的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置；和 開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元，其在所述變速桿處于所述停車位置的狀態(tài)時，在通過所^動時控制單元開始所述內(nèi)燃機的運行以前，將所述檢測出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為開始時旋轉(zhuǎn)位置；所述起動時控制單元，是以使用所述i殳定的開始時旋轉(zhuǎn)位置使所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行控制的單元。
10. 如權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述起動時控制單元，是以基 于所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置處的所述轉(zhuǎn)子的勵磁的磁通的方向與所述定 子的磁場的方向大致一致的方式向所述電動機施加電流的單元。
11. 如權(quán)利要求9所述的車輛，其中 所述電動機是多相交流電動機；所述起動時控制單元，是以如下方式進(jìn)行控制的單元基于施加于所 述電動機的各相的電流計算與所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)同步地旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的 電流即旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流，基于該計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流計算該旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 的目標(biāo)電壓即旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓，基于該計算的4t轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓計 算應(yīng)該施加于該電動機的各相的目標(biāo)電壓，并4吏用該計算的目標(biāo)電壓使該 轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的車輛，其中 所述電動機是三相交流電動才幾；所述起動時控制單元，是這樣一種單元，其通過對施加于所述電動機 的各相的電流進(jìn)行三相-兩相轉(zhuǎn)換而計算d軸的電流以及q軸的電流作為所 述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流，將在所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置處的d軸的目標(biāo)電流 設(shè)定為固定值并且將q軸的目標(biāo)電流設(shè)定為數(shù)值0，將基于該設(shè)定的d軸 的目標(biāo)電流和該計算的d軸的電流的d軸的目標(biāo)電壓以及基于該設(shè)定的q 軸的目標(biāo)電流和該計算的q軸的電流的q軸的目標(biāo)電壓^L定為所述旋轉(zhuǎn)坐 標(biāo)系目標(biāo)電壓。
13. 如權(quán)利要求11所述的車輛，其中所述起動時控制單元，U 于所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置和施加于所述電動機的各相的電流來計算所 述旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流的單元。
14. 如權(quán)利要求11所述的車輛，其中所述起動時控制單元，U 于所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置和所述計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓來計算所 述目標(biāo)電壓的單元。
15. 如權(quán)利要求11所述的車輛，其中所述起動時控制單元，是在剛通過所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元設(shè)定開始時旋轉(zhuǎn)位置之后、基于所述 設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置推定該轉(zhuǎn)子的現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)位置、基于該推定的轉(zhuǎn)子 的現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)位置與所述計算的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系目標(biāo)電壓來計算所述目標(biāo)電壓 的單元。
16. 如權(quán)利要求9所述的車輛，其中包括基于所述檢測出的旋轉(zhuǎn)位 置與所述設(shè)定的開始時旋轉(zhuǎn)位置來判定所述轉(zhuǎn)子是否大致停止的非旋轉(zhuǎn)判 定單元。
17. 如權(quán)利要求9所述的車輛，其中所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元，是在將為了使所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的充分 的電流施加于所述電動機之后、將所述檢測出的旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定為所述開始 時旋轉(zhuǎn)位置的單元；所述起動時控制單元，是以在通過所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元設(shè)定 所述開始時旋轉(zhuǎn)位置之后、在使所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下運行所述內(nèi)燃機 進(jìn)行起動的方式進(jìn)行控制的單元。
18. 如權(quán)利要求17所述的車輛，其中 所述電動機是三相交流電動才幾；包括電流判定單元，其在所述變速桿處于所述停車位置時、通過對施 加于所述電動機的各相的電流進(jìn)行三相-兩相轉(zhuǎn)換而計算d軸的電流以及q 軸的電流、在該計算的d軸的電流處于包含預(yù)定電流的預(yù)定的電流范圍內(nèi) 時、判定為已經(jīng)將為了使所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的充分的電流施加于該電動機；所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元，是基于所述電流判定單元的判定結(jié)果 設(shè)定所述開始時旋轉(zhuǎn)位置的單元。
19. 如權(quán)利要求17所述的車輛，其中所述動時控制單元，是以 在通過所述開始時旋轉(zhuǎn)位置設(shè)定單元設(shè)定所述開始時旋轉(zhuǎn)位置之前、不從 所述電動機對所述旋轉(zhuǎn)軸輸入輸出驅(qū)動力的方式進(jìn)行控制的單元。
20. 如權(quán)利要求7所述的車輛，其中所述起動時控制單元，是以使 所述轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的方式控制所述電動機、并以在該轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下開 始由所述運行單元進(jìn)行的所述內(nèi)燃機的運行的方式進(jìn)行控制的單元。
21. 如權(quán)利要求6所述的車輛，其中，所述運行單元是包括下述裝置 的單元3軸式動力輸入輸出單元，其連接于所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述 旋轉(zhuǎn)軸和第3軸這3根軸，基于從這3根軸中的任意2根軸輸入的動力和 向這3根軸中的任意2根軸輸出的動力而從剩余的軸輸入動力和向剩余的 軸輸出動力；和發(fā)電機，其能夠從所述第3軸輸入動力和向所述第3軸輸 出動力。
22. —種車輛的控制方法，該車輛具備內(nèi)燃機；運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨 著向該旋轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn) 軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；變速單元，其能夠進(jìn)行伴隨著所述在該控制方法中，當(dāng)在變速桿處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機 的起動指示時，以伴隨著用于限制所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的來自所述電動機的動力的輸出而運行所述內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運行 單元和該電動才幾。
23. —種車輛的控制方法，該車輛具備內(nèi)燃機；運行單元，其連接于該內(nèi)燃機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸，能夠伴隨 著向該旋轉(zhuǎn)軸的動力的輸出而運行該內(nèi)燃機；電動機，其能夠從所述旋轉(zhuǎn) 軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力；變速單元，其能夠進(jìn)行伴隨著所述在:控制方法中，、當(dāng)在變速^處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行所述內(nèi)燃機 的起動指示時，以伴隨著由所述電動機進(jìn)行的所述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)的限制而 運行所述內(nèi)燃機進(jìn)行起動的方式，控制該內(nèi)燃機、所述運行單元和該電動機。
24. 如權(quán)利要求23所述的車輛的控制方法，其中所述電動機，是將轉(zhuǎn)子連接于所述旋轉(zhuǎn)軸、能夠通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場動機;動機。
全文摘要
當(dāng)在變速桿(81)處于停車位置的狀態(tài)時進(jìn)行發(fā)動機(22)的起動指示時，以伴隨著來自電機(MG2)的扭矩的輸出而運行發(fā)動機(22)進(jìn)行起動的方式，控制發(fā)動機(22)和電機(MG1、MG2)，所述電機(MG2)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置處于預(yù)定位置。由此，即使在停車鎖定機構(gòu)(90)將驅(qū)動輪(39a、39b)鎖定并且由變速器(60)將齒圈軸(32a)從驅(qū)動軸(36)分離的狀態(tài)下，也能夠運行發(fā)動機(22)而起動。
文檔編號B60W10/10GK101389517SQ200780006929
公開日2009年3月18日 申請日期2007年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者岡村賢樹, 林和仁, 花田秀人 申請人:豐田自動車株式會社