混合動力車輛的控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠盡量減少始終在蓄電裝置中確保的用于使發(fā)動機啟動的電能地擴大電動機行駛區(qū)域的混合動力車輛的控制裝置。電子控制裝置（58）在發(fā)動機（12）啟動時，不用蓄積在蓄電裝置（57）中的電能，將燃料直接噴射到設(shè)置于發(fā)動機（12）的多個氣缸中的處于膨脹行程的氣缸內(nèi)，且使之爆發(fā)，從而提高發(fā)動機（12）的轉(zhuǎn)速，所以始終在蓄電裝置內(nèi)確保用于使用電動機MG使發(fā)動機（12）啟動的電能的必要性降低。因此，相應(yīng)于該發(fā)動機（12）的啟動所需的電能的量，將能在電動機行駛時使用的電能的比例設(shè)定為較小的必要性減少，所以不再需要將電動機行駛區(qū)域減小相當(dāng)于進行該發(fā)動機啟動的量的電能的量，能夠擴大電動機行駛區(qū)域，能夠降低車輛的燃料消耗。
【專利說明】混合動力車輛的控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在發(fā)動機與電動機之間的傳動路徑內(nèi)具有離合器的混合動力車輛的控制裝置，特別是涉及一種擴大將該電動機作為驅(qū)動力源而進行行駛的電動機行駛區(qū)域而降低燃料消耗的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為混合動力車輛的一種，公知在發(fā)動機與電動機之間的傳動路徑內(nèi)具有離合器的混合動力車輛的驅(qū)動裝置。在該混合動力車輛中，能夠?qū)l(fā)動機和電動機中的至少一方選擇性地用作行駛用的驅(qū)動源。通常，在車輛以低車速且低負荷進行行駛時，利用離合器的解放來分離發(fā)動機而選擇進行只將電動機用作驅(qū)動源的電動機行駛，在車輛以高負荷行駛、高車速進行行駛時，利用離合器的卡合而選擇至少將發(fā)動機用作驅(qū)動源的發(fā)動機行駛。例如專利文獻I和專利文獻2所述的混合動力車輛就是該種混合動力車輛。
[0003]由此，在不能充分地獲得發(fā)動機的功率的低負荷側(cè)，通過用利用蓄電裝置蓄積的電能來進行電動機行駛，能夠降低車輛的燃料消耗，所以能夠期待盡量增加電動機行駛的比例。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平11 - 082260號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2004 - 204963號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]另外，上述混合動力車輛的電動機行駛通過消耗蓄積在蓄電裝置中的電能來實現(xiàn)，需要始終在該蓄電裝置中確保用于利用電動機使發(fā)動機啟動的電能。因此，相應(yīng)于進行該發(fā)動機啟動的量，將電動機行駛所使用的電能的比例設(shè)定為較小，所以電動機行駛區(qū)域與相當(dāng)于該發(fā)動機啟動量的電能的量相對應(yīng)地減小，不能充分地降低車輛的燃料消耗。
[0010]本發(fā)明是以上述情況為背景而做成的，其目的在于提供一種能夠盡量減少始終確保在蓄電裝置中的用于使發(fā)動機啟動的電能地擴大電動機行駛區(qū)域的混合動力車輛的控制裝置。
[0011]用于解決問題的方案
[0012]為了達到該目的，作為本發(fā)明的主旨的混合動力車輛的控制裝置，該混合動力車輛包括用作驅(qū)動源的發(fā)動機及電動機、和向上述電動機供給電能的蓄電裝置，選擇性地進行將上述電動機用作驅(qū)動源的電動機行駛，和將上述發(fā)動機用作驅(qū)動源的發(fā)動機行駛，其特征在于，在上述發(fā)動機啟動時，將燃料直接噴射到上述發(fā)動機的氣缸內(nèi)，且使之爆發(fā)，從而提高上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。
[0013]發(fā)明效果[0014]由此，在上述發(fā)動機啟動時，將燃料直接噴射到上述發(fā)動機的氣缸內(nèi)，且使之爆發(fā)，從而提高上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，所以始終在蓄電裝置內(nèi)確保用于使用電動機使發(fā)動機啟動的電能的必要性大幅降低。因此，相應(yīng)于該發(fā)動機的啟動所需的電能的量，將能在電動機行駛時使用的電能的比例設(shè)定為較小的必要性降低，所以不再需要將電動機行駛區(qū)域減小為相當(dāng)于進行該發(fā)動機啟動的量的電能的量，能夠擴大電動機行駛區(qū)域，相應(yīng)地能夠降低車輛的燃料消耗。
[0015]這里，優(yōu)選的是，接著上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高(日文:立6上(f 3 )，利用上述電動機幫助上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高。由此，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高未順利上升的那種發(fā)動機的啟動性下降了的情況下，能夠進行可靠的發(fā)動機啟動。
[0016]另外，優(yōu)選的是，在具有設(shè)置在上述發(fā)動機與電動機之間，在上述電動機行駛時將上述發(fā)動機與上述電動機分離的離合器機構(gòu)的情況下，在上述發(fā)動機啟動時，將該離合器機構(gòu)分離而只利用上述發(fā)動機的爆發(fā)，提高上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。由此，在具有離合器機構(gòu)的混合動力車輛中，在上述發(fā)動機啟動時，不用上述電能，將燃料直接噴射到設(shè)置于上述發(fā)動機的多個氣缸中的處于膨脹行程的氣缸內(nèi)，且使之爆發(fā)，從而提高上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，所以，具有如下優(yōu)點:不再需要將電動機行駛區(qū)域減小相當(dāng)于進行該發(fā)動機啟動的量的電能的量，相應(yīng)地能夠擴大電動機行駛區(qū)域，并且，不需要進行在電動機行駛中使用電動機使發(fā)動機啟動的情況下所需的、為了對隨著與離合器卡合相應(yīng)發(fā)生的驅(qū)動力的暫時下降進行補償而暫時增加電動機的輸出的控制。
[0017]另外，優(yōu)選的是，在具有設(shè)置在上述發(fā)動機與電動機之間，在上述電動機行駛時將上述發(fā)動機與上述電動機分離之間的離合器機構(gòu)的情況下，接著上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高，借助上述離合器機構(gòu)執(zhí)行利用上述電動機幫助上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高的啟動輔助。由此，在具有離合器機構(gòu)的混合動力車輛中，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高未順利地上升的那種發(fā)動機的啟動性下降了的情況下，能夠進行可靠的發(fā)動機啟動。另外，當(dāng)在行駛中進行發(fā)動機啟動時，接著上述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高，上述離合器機構(gòu)提供幫助，所以能夠提供在發(fā)動機啟動時需要的轉(zhuǎn)矩輔助，較佳地防止由電動機進行的幫助正時的偏差所導(dǎo)致的車輛的沖擊的發(fā)生。
[0018]另外，優(yōu)選的是，基于上述發(fā)動機的水溫、上述發(fā)動機的停止位置、上述發(fā)動機停止時的排氣逆流以及上述發(fā)動機的燃料壓力中的至少I個，決定是否執(zhí)行上述啟動輔助。即，當(dāng)在判定為在發(fā)動機水溫下降到影響發(fā)動機啟動的程度時、在發(fā)動機停止位置處于不能充分地獲得爆發(fā)力的角度范圍內(nèi)時、在存在發(fā)動機停止時的排氣逆流而難以在啟動時期待充分的爆發(fā)時、以及在發(fā)動機的燃料壓力聞且難以充分地期待發(fā)動機啟動時的燃料噴射時等的、發(fā)動機啟動性下降時，執(zhí)行上述啟動輔助。由此，在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高未順利上升的那種發(fā)動機的啟動性下降了的情況下，能夠進行可靠的發(fā)動機啟動。
[0019]另外，優(yōu)選的是，在上述發(fā)動機的啟動完成后，使上述離合器機構(gòu)的轉(zhuǎn)速同步，在上述同步完成后使該離合器機構(gòu)卡合。由此，在離合器機構(gòu)卡合時，防止卡合沖擊的發(fā)生。
[0020]另外，優(yōu)選的是，在上述發(fā)動機啟動時，在油門開度為預(yù)先設(shè)定的高開度判定值以上的情況下，在上述油門開度的變化率為預(yù)先設(shè)定的急速操作判定值以上的情況下，在凈化上述發(fā)動機的廢氣的催化劑的溫度為預(yù)先設(shè)定的活性溫度判定值以下的情況下，或者在上述電動機的轉(zhuǎn)速為預(yù)先設(shè)定的啟動判定值以下的情況下，優(yōu)先執(zhí)行上述啟動輔助。具有如下優(yōu)點:在這樣的與降低車輛燃料消耗相比想要優(yōu)先進行發(fā)動機的啟動的情況下，使發(fā)動機快速啟動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是概念性地表示作為本發(fā)明的一實施例的混合動力車輛的驅(qū)動裝置的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0022]圖2是車速軸與要求驅(qū)動力或油門開度軸的二維坐標(biāo)，是表示設(shè)定有電動機(EV)行駛區(qū)域和發(fā)動機行駛區(qū)域的預(yù)先存儲的關(guān)系的圖。
[0023]圖3是說明圖1的電子控制裝置所具有的控制功能的主要部分的功能框線圖。
[0024]圖4是說明圖1的電子控制裝置中的發(fā)動機啟動控制的主要部分的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]以下，根據(jù)附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0026]實施例
[0027]圖1是概念性地表示作為本發(fā)明的一實施例的混合動力車輛的驅(qū)動裝置10的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。該圖1所示的驅(qū)動裝置10具有作為驅(qū)動源發(fā)揮功能的發(fā)動機12和電動機MG，由這些發(fā)動機12和電動機MG產(chǎn)生的驅(qū)動力分別經(jīng)由變矩器16、自動變速器18、差動齒輪裝置20和左右I對車軸22向左右I對驅(qū)動輪24傳遞。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，上述驅(qū)動裝置10將上述發(fā)動機12和電動機MG中的至少一方作為行駛用的驅(qū)動源而進行驅(qū)動。即，在上述驅(qū)動裝置10中，選擇性地成立只將發(fā)動機12用作行駛用的驅(qū)動源的發(fā)動機行駛、只將上述電動機MG用作行駛用的驅(qū)動源的EV行駛(電動機行駛)、以及將上述發(fā)動機12和電動機MG用作行駛用的驅(qū)動源的混合動力行駛的任一個。
[0028]上述發(fā)動機12例如是將燃料直接噴射到燃燒室內(nèi)的缸內(nèi)噴射型的汽油發(fā)動機、柴油發(fā)動機等內(nèi)燃機。另外，為了控制上述發(fā)動機12的驅(qū)動(輸出轉(zhuǎn)矩)，設(shè)置有輸出控制裝置14，該輸出控制裝置14包括對電子節(jié)氣門進行開閉控制的油門執(zhí)行器、進行燃料噴射控制的燃料噴射裝置、以及進行點火正時控制的點火裝置等。該輸出控制裝置14按照自后述的電子控制裝置58供給的指令，除了利用上述油門執(zhí)行器對上述電子節(jié)氣門進行開閉控制以進行節(jié)氣門控制以外，還控制由上述燃料噴射裝置進行的燃料噴射以進行燃料噴射控制，還控制由上述點火裝置進行的點火正時以進行點火正時控制等，執(zhí)行上述發(fā)動機12的輸出控制。
[0029]電動機MG是具有作為產(chǎn)生驅(qū)動力的電動機(發(fā)動機)和產(chǎn)生反作用力的發(fā)電機的功能的電動發(fā)電機，在發(fā)動機12與該電動機MG之間的傳動路徑內(nèi)，設(shè)置有依據(jù)卡合狀態(tài)控制該傳動路徑內(nèi)的動力傳遞的離合器K0。S卩，作為發(fā)動機12的輸出構(gòu)件的曲軸26借助該離合器KO選擇性地與上述電動機MG的轉(zhuǎn)子30相連結(jié)。另外，該電動機MG的轉(zhuǎn)子30與作為上述變矩器16的輸入構(gòu)件的前蓋32相連結(jié)。
[0030]上述離合器KO例如是利用液壓執(zhí)行器進行卡合控制的濕式多板式的液壓式摩擦卡合裝置，依據(jù)自液壓控制回路34供給的液壓,在卡合(完全卡合)、滑移卡合以及開放(完全開放)之間控制上述離合器KO的卡合狀態(tài)。通過使該離合器KO卡合,來進行曲軸26與前蓋32之間的傳動路徑內(nèi)的動力傳遞(連接)，而通過使離合器KO開放，來切斷曲軸26與前蓋32之間的傳動路徑內(nèi)的動力傳遞。另外，通過使上述離合器KO滑移卡合，在上述曲軸26與前蓋32之間的傳動路徑內(nèi)進行與該離合器KO的傳遞轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的動力傳遞。另外，優(yōu)選的是，該離合器KO是卡合至使來自后述的電子控制裝置58的液壓指令成為低液壓的程度的常閉型(normally close)的離合器。
[0031]自動變速器18例如是選擇性地成立預(yù)先設(shè)定的多個變速級(變速比)中的任一個變速級的有級式自動變速機構(gòu)，構(gòu)成為具有多個卡合部件以選擇該變速級。例如具有多板式的離合器、制動器等利用液壓執(zhí)行器進行卡合控制的多個液壓式摩擦卡合裝置，依據(jù)自液壓控制回路34供給的液壓，使上述多個液壓式摩擦卡合裝置選擇性地卡合或開放，從而依據(jù)上述液壓式摩擦卡合裝置的連結(jié)狀態(tài)的組合，選擇性地成立多個(例如第I速度至第6速度)前進變速檔(前進齒輪檔和前進行駛用齒輪檔)或后退變速檔(后退齒輪檔和后退行駛用齒輪檔)中的任一個。
[0032]曲軸26的輸出端部即電動機MG側(cè)的一端部借助未圖示的驅(qū)動板等與上述離合器KO的離合轂連結(jié)為一體。另外，變矩器16的泵輪16p與機械式液壓泵28相連結(jié)，隨著該泵輪16的旋轉(zhuǎn)，將利用該機械式液壓泵28產(chǎn)生的液壓作為初始壓力供給到上述液壓控制回路34。
[0033]另外，在變矩器16的泵輪16p與渦輪葉輪16t之間，設(shè)置有使上述泵輪16p和渦輪葉輪16t直接連結(jié)為能一體旋轉(zhuǎn)的鎖止離合器LU。依據(jù)自液壓控制回路34供給的液壓，在卡合(完全卡合)、滑移卡合以及開放(完全開放)之間控制該鎖止離合器LU的卡合狀態(tài)。即，鎖止離合器LU設(shè)置在電動機MG與驅(qū)動輪24之間的傳動路徑內(nèi)，相當(dāng)于依據(jù)卡合狀態(tài)控制該傳動路徑內(nèi)的動力傳遞的第2離合器。
[0034]電動機MG包括轉(zhuǎn)子30和定子50，利用上述變速器箱36將上述轉(zhuǎn)子30支承為能繞變矩器16的軸心旋轉(zhuǎn)，上述定子50在該轉(zhuǎn)子30的外周側(cè)與上述變速器箱36固定為一體。轉(zhuǎn)子30借助例如通過焊接等與前蓋32固定為一體的傳遞構(gòu)件與該前蓋32相連結(jié)。另夕卜，上述定子50包括分別在上述軸心方向?qū)盈B有多個圓環(huán)狀的鋼板且與變速器箱36固定為一體的芯，和呈環(huán)狀繞掛于該芯的內(nèi)周部的周向的一部分而沿周向連續(xù)設(shè)置多個的線圈50b。
[0035]這樣構(gòu)成的電動機MG借助變換器56與蓄電池、電容器等蓄電裝置57相連接，利用后述的電子控制裝置58控制該變換器56，從而調(diào)節(jié)被供給到線圈50b的驅(qū)動電流，由此控制電動機MG的驅(qū)動。換言之，通過利用上述電子控制裝置58控制該變換器56，來增減電動機MG的輸出轉(zhuǎn)矩。另外，來自電動機MG的輸出轉(zhuǎn)矩在離合器KO開放時(非卡合時)只輸出到變矩器16，但在離合器KO卡合時，該輸出轉(zhuǎn)矩的一部分輸出到上述變矩器16，并且其他部分輸出到上述發(fā)動機12。
[0036]在驅(qū)動裝置10中，例如在從只將電動機MG作為行駛用的驅(qū)動源的EV行駛，向?qū)⑸鲜霭l(fā)動機12用作驅(qū)動源的發(fā)動機行駛或混合動力行駛進行過渡時，利用上述離合器KO的卡合進行上述發(fā)動機12的啟動。即，通過使上述離合器KO進行滑移卡合或完全卡合，利用經(jīng)由該離合器KO傳遞的用于進行發(fā)動機啟動的轉(zhuǎn)矩對發(fā)動機12進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，由此提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne，并且控制發(fā)動機點火、燃料供給等，從而使上述發(fā)動機12啟動。另外，此時，利用電動機MG產(chǎn)生補償轉(zhuǎn)矩，抑制車輛前后方向的加速度(減速G)的發(fā)生。即，使用從利用著火產(chǎn)生的爆發(fā)能中獲得的轉(zhuǎn)矩，和從利用上述離合器KO產(chǎn)生的卡合能中獲得的轉(zhuǎn)矩即經(jīng)由該離合器KO傳遞的發(fā)動機啟動轉(zhuǎn)矩，對上述發(fā)動機12進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，從而進行發(fā)動機12的啟動。
[0037]在圖1中例示的控制系統(tǒng)中，電子控制裝置58構(gòu)成為具有所謂的微型計算機，該微型計算機包括CPU、RAM、R0M和輸入輸出接口等，CPU利用RAM的暫時記憶功能，并且按照預(yù)先存儲在ROM中的程序進行信號處理，從而除了執(zhí)行發(fā)動機12的驅(qū)動控制、電動機MG的驅(qū)動控制、自動變速器18的變速控制、上述離合器KO的卡合力控制以及上述鎖止離合器LU的卡合控制等基本的控制以外，還執(zhí)行后述的本實施例的發(fā)動機啟動控制等各種控制。
[0038]利用設(shè)置于驅(qū)動裝置10的各傳感器檢測的各種輸入信號供給到電子控制裝置58。例如表不利用油門開度傳感器60檢測的油門開度Acr的信號、表不利用電動機轉(zhuǎn)速傳感器62檢測的電動機MG的轉(zhuǎn)速(電動機轉(zhuǎn)速)Nmg的信號、表不利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器64檢測的發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速(發(fā)動機轉(zhuǎn)速)Ne或曲軸26的旋轉(zhuǎn)角度相位的信號、表示利用渦輪轉(zhuǎn)速傳感器66檢測的上述變矩器16的渦輪葉輪16t的轉(zhuǎn)速(渦輪轉(zhuǎn)速)Nt的信號、表示利用車速傳感器68檢測的車速V的信號、以及表示利用水溫傳感器70檢測的上述發(fā)動機12的冷卻水溫Tw的信號等，輸入到上述電子控制裝置58。這里，利用電動機轉(zhuǎn)速傳感器62檢測的上述電動機MG的轉(zhuǎn)速Nk是上述變矩器16的輸入轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于該變矩器16中的泵輪16p的轉(zhuǎn)速。另外，利用渦輪轉(zhuǎn)速傳感器66檢測的渦輪葉輪16t的轉(zhuǎn)速Nt是變矩器16的輸出轉(zhuǎn)速，相當(dāng)于自動變速器18的輸入轉(zhuǎn)速。
[0039]自電子控制裝置58將各種輸出信號輸出到設(shè)置于驅(qū)動裝置10的各裝置。例如，自上述電子控制裝置58向各部分供給為了進行發(fā)動機12的驅(qū)動控制而供給到該發(fā)動機12的輸出控制裝置14的信號、為了進行電動機MG的驅(qū)動控制而供給到上述變換器56的信號、為了進行自動變速器18的變速控制而供給到液壓控制回路34中的多個電磁控制閥的信號、以及為了進行離合器KO的卡合控制而供給到液壓控制回路34的信號等。
[0040]電子控制裝置58依據(jù)預(yù)先設(shè)定的車輛狀態(tài)，選擇執(zhí)行例如電動機(EV)行駛模式、發(fā)動機行駛模式、發(fā)動機電動機行駛模式和再生行駛模式，在上述電動機(EV)行駛模式下，在車輛的負荷比較輕時，使發(fā)動機12停止，并且使用來自蓄電裝置57的電能只將上述電動機MG用作行駛用的驅(qū)動源，在上述發(fā)動機行駛模式下，在車輛的負荷比較高時，只將發(fā)動機12用作行駛用的驅(qū)動源，在上述發(fā)動機電動機行駛模式下，在進行急劇加速時等的需要暫時較大的驅(qū)動力的情況下，將發(fā)動機12和電動機MG —并用作行駛用的驅(qū)動源，在上述再生行駛模式下，在車輛進行減速行駛時，使用電動機MG通過再生(發(fā)電)而進行減速或制動，且將再生得到的電能蓄積到蓄電裝置57中。
[0041]在上述電動機(EV)行駛模式下，使發(fā)動機12的驅(qū)動停止，并且使上述離合器KO開放(完全開放)。由此，發(fā)動機12與電動機MG之間的傳動路徑被切斷，不從該發(fā)動機12向鎖止離合器16側(cè)進行動力傳遞，也不相反進行從該鎖止離合器16側(cè)向發(fā)動機12的轉(zhuǎn)矩傳遞。相對于此，在上述發(fā)動機行駛模式或發(fā)動機電動機行駛模式下，使發(fā)動機12工作，并且使離合器KO完全卡合。由此，經(jīng)由發(fā)動機12與電動機MG之間的傳動路徑從發(fā)動機12向上述鎖止離合器16側(cè)進行動力傳遞，也相反進行從該鎖止離合器16側(cè)向發(fā)動機12的轉(zhuǎn)矩傳遞(發(fā)動機制動器)。
[0042]圖2是表示車速V的車速軸與表示要求驅(qū)動力或油門開度的軸的二維坐標(biāo)，表示設(shè)定有電動機(EV)行駛區(qū)域和發(fā)動機行駛區(qū)域的關(guān)系，預(yù)先存儲在電子控制裝置58中。電子控制裝置58根據(jù)圖2所示的關(guān)系，基于實際的車速V和要求驅(qū)動力或油門開度，判定電動機(EV)行駛區(qū)域或發(fā)動機行駛區(qū)域，選擇電動機(EV)行駛模式或發(fā)動機行駛模式。另夕卜，電子控制裝置58在判定例如隨著要求驅(qū)動力或油門開度的增加，進行從電動機(EV)行駛區(qū)域向發(fā)動機行駛區(qū)域的切換時，輸出發(fā)動機啟動指令(發(fā)動機啟動要求)而使發(fā)動機12啟動。在車輛停止時或電動機(EV)行駛中輸出的發(fā)動機啟動指令除此之外，不拘泥于行駛范圍，還隨著發(fā)動機12的制暖指令、蓄電裝置的充電余量SOC的下降檢測、空調(diào)的工作而發(fā)出。
[0043]圖3是上述電子控制裝置58所具有的控制功能的主要部分，是對響應(yīng)上述發(fā)動機啟動指令而使發(fā)動機12啟動的控制的主要部分進行說明的功能框線圖。在圖3中，發(fā)動機啟動性判定部72例如在滿足以下所有情況時判斷發(fā)動機12的啟動容易進行，在不滿足以下情況中的某種情況時判斷是發(fā)動機12的啟動難以進行的狀態(tài):利用水溫傳感器70檢測到的發(fā)動機12的冷卻水溫Tw (°C)為預(yù)先設(shè)定的判定值Ta以上、利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器64檢測到的曲軸26的停止角度位置(° )處于在后述的著火啟動中使啟動容易進行的預(yù)先設(shè)定的啟動容易角度范圍內(nèi)、即處于不包括上死點附近和下死點附近在內(nèi)的角度范圍內(nèi)、不存在因曲軸轉(zhuǎn)角CA在發(fā)動機12停止時恢復(fù)而導(dǎo)致的向氣缸內(nèi)的排氣逆流、以及供給到燃料噴射閥內(nèi)的燃料的壓力是能進行燃料噴射的充分高的壓力值。
[0044]優(yōu)先啟動判定部74例如基于油門開度0a (%)為預(yù)先設(shè)定的高輸出操作量判定值以上、以及/或者油門開度Θ a (%)的變化率d Θ a/dt為預(yù)先設(shè)定的高加速操作判定值以上，來判定發(fā)動機12的優(yōu)先啟動性即優(yōu)先于著火啟動進行啟動的必要性的有無。這些判定在存在駕駛者的高加速或高輸出要求的情況下，判定為與不利用電能使發(fā)動機12啟動的情況相比需要優(yōu)先使用電動機MG使發(fā)動機12快速啟動。另外，優(yōu)先啟動判定部74例如基于催化劑溫度(°C)為預(yù)先設(shè)定的活性判定溫度以下，來判定發(fā)動機12的優(yōu)先啟動性即優(yōu)先于著火啟動進行啟動的必要性的有無。該判定是進行以如下事項為必要的判定:通過用電動機MG使發(fā)動機12快速啟動，來避免來自進行了著火啟動的發(fā)動機12的廢氣以惡化狀態(tài)就被排出的風(fēng)險。另外，優(yōu)先啟動判定部74例如基于電動機MG的轉(zhuǎn)速Nk (rpm)低于預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速判定值，來判定發(fā)動機12的優(yōu)先啟動性即優(yōu)先于著火啟動進行啟動的必要性的有無。該判定是進行以如下事項為必要的判定:通過用電動機MG使發(fā)動機12快速啟動，來避免進行了著火啟動的發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速Ne使自主性的旋轉(zhuǎn)上升的困難狀態(tài)持續(xù)。
[0045]發(fā)動機啟動控制部76包括著火啟動控制部78、優(yōu)先啟動控制部80和旋轉(zhuǎn)同步控制部82，在利用發(fā)動機啟動性判定部72肯定了發(fā)動機12的啟動容易性，且利用優(yōu)先啟動判定部74否定發(fā)動機12的優(yōu)先啟動性的通常情況下，響應(yīng)發(fā)動機啟動指令而只利用著火啟動以不使電動機MG消耗電能的方式使發(fā)動機12啟動。但是，在利用發(fā)動機啟動性判定部72否定發(fā)動機12的啟動容易性、或者利用優(yōu)先啟動判定部74肯定發(fā)動機12的優(yōu)先啟動性的情況下，發(fā)動機啟動控制部76代替由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動,或在由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動的基礎(chǔ)上，經(jīng)由輸出控制裝置14進行發(fā)動機點火、燃料供給，并且使發(fā)動機12的曲軸轉(zhuǎn)動開始，使用電動機MG使發(fā)動機12的旋轉(zhuǎn)快速上升，從而優(yōu)先于著火啟動地使發(fā)動機12啟動。并且,發(fā)動機啟動控制部76在發(fā)動機12的啟動完成時，為了使離合器KO同步而利用輸出控制裝置14的例如節(jié)氣門開度或點火正時的滯后角控制來調(diào)節(jié)發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速，在同步完成時，實施離合器的KO的卡合。[0046]著火啟動控制部78例如基于曲軸轉(zhuǎn)角CA來檢測旋轉(zhuǎn)停止中的發(fā)動機12的多個氣缸中處于膨脹行程的氣缸，反復(fù)進行將燃料直接噴射到該氣缸內(nèi)，且使之點火而爆發(fā)，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的作業(yè)，不借助使用了電能的電動機MG的輔助轉(zhuǎn)矩，S卩，不消耗蓄電裝置的電能地將發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速提高到能夠進行自主旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以上，使發(fā)動機12啟動。
[0047]在利用發(fā)動機啟動性判定部72否定發(fā)動機12的啟動容易性，或者利用優(yōu)先啟動判定部74肯定了發(fā)動機12的優(yōu)先啟動性的情況下，優(yōu)先啟動控制部80代替由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動,或者在由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動的基礎(chǔ)上,使用電動機MG將發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速提高到能夠進行自主旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以上，使發(fā)動機12快速啟動。
[0048]旋轉(zhuǎn)同步控制部8 2在到達預(yù)先設(shè)定為比能夠進行自主旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速高的值例如800rpm左右的啟動判定轉(zhuǎn)速而完成發(fā)動機12的啟動時，為了使離合器KO同步而利用輸出控制裝置14的例如節(jié)氣門開度或點火正時的滯后角控制來調(diào)節(jié)發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速，在同步完成時，實施離合器KO的卡合。
[0049]圖4是說明由上述電子控制裝置58進行的發(fā)動機啟動控制工作的主要部分的流程圖，以規(guī)定的周期反復(fù)執(zhí)行該發(fā)動機啟動控制工作。
[0050]首先，在步驟(以下省略“步驟”)SI中，判定例如隨著要求驅(qū)動力或油門開度的增力口，從電動機(EV)行駛區(qū)域向發(fā)動機行駛區(qū)域的切換，隨著發(fā)動機12的制暖指令、蓄電裝置的充電余量SOC的下降的檢測以及空調(diào)的工作，來判斷是否發(fā)出發(fā)動機啟動指令(發(fā)動機啟動要求)。在該SI的判斷為否定的情況下，結(jié)束本程序。
[0051]在上述SI的判斷為肯定的情況下，在與著火啟動控制部78相對應(yīng)的S2和S3中，反復(fù)進行將燃料直接噴射到設(shè)置在發(fā)動機12中的多個氣缸中處于膨脹行程的氣缸內(nèi)，且使之點火而爆發(fā)，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的作業(yè)，向能夠進行自主旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機12的啟動開始。在該期間內(nèi)，不借助使用了電能的電動機MG的啟動時的輔助轉(zhuǎn)矩，不消耗蓄電裝置的電能地只通過著火啟動來使發(fā)動機12的啟動開始。
[0052]接著，在與發(fā)動機啟動性判定部72相對應(yīng)的S4中，例如基于如下情況均得到滿足來判斷發(fā)動機12的啟動容易性:由水溫傳感器70檢測到的發(fā)動機12的冷卻水溫Tw (°C)為預(yù)先設(shè)定的判定值Ta以上、由發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器64檢測到的曲軸26的停止角度位置(° )處于在后述的著火啟動中使啟動容易進行的預(yù)先設(shè)定的啟動容易角度范圍內(nèi)即不包括上死點附近和下死點附近在內(nèi)的角度范圍內(nèi)、不存在發(fā)動機12停止時向氣缸內(nèi)的排氣逆流、以及供給到燃料噴射閥的燃料的壓力為能夠進行燃料噴射的充分高的壓力值。
[0053]在上述S4的判斷為肯定的情況下，在與優(yōu)先啟動判定部74相對應(yīng)的S5、S6、S7中，判斷是否優(yōu)先于著火啟動使發(fā)動機12啟動。即，在S5中，基于油門開度0a (%)是否為預(yù)先設(shè)定的高輸出操作量判定值以上、以及/或者油門開度Θ a (%)的變化率d Θ a/dt是否為預(yù)先設(shè)定的高加速操作判定值以上，來判斷優(yōu)先啟動性。在S5的判定為否定的情況下，在S6中，基于催化劑溫度(V )為預(yù)先設(shè)定的活性判定溫度以下，來判定優(yōu)先啟動性。在S6的判定為否定的情況下,在S7中，基于電動機MG的轉(zhuǎn)速Nk (rpm)比預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速判定值低，來判定優(yōu)先啟動性。
[0054]在上述S4的判定為肯定且S5至S7中任意一項的判定均為否定的情況下，繼續(xù)進行著火啟動，在與同步控制部82相對應(yīng)的S8中，在判定為發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne到達預(yù)先設(shè)定的啟動完成判定值而完成了由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動的情況下，為了使離合器KO同步而利用輸出控制裝置14的例如節(jié)氣門開度或點火正時的滯后角控制，調(diào)節(jié)發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速，在同步完成時，實施離合器KO的卡合。
[0055]但是,在上述S4的判定為否定或S5至S7中任意一項的判定均為肯定的情況下，在與優(yōu)先啟動控制部80相對應(yīng)的S9中，立即使用電動機MG將發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速提高到能夠進行自主旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以上，使發(fā)動機12啟動。由此，代替由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動，或在由著火啟動進行的發(fā)動機12的啟動的基礎(chǔ)上，使用電動機MG將發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速提高到能夠進行自主旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以上，使發(fā)動機12快速啟動。
[0056]如上所述，采用本實施例的電子控制裝置58，在發(fā)動機12啟動時，不用蓄積在蓄電裝置57中的電能，將燃料直接噴射到設(shè)置于發(fā)動機12的多個氣缸中的處于膨脹行程的氣缸內(nèi)，且使之爆發(fā)，從而提高發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速，所以大幅減少始終在蓄電裝置內(nèi)確保用于使用電動機MG使發(fā)動機12啟動的電能的必要性。因此,相應(yīng)于該發(fā)動機12的啟動所需的電能的量，將能在電動機行駛時使用的電能的比例設(shè)定為較小的必要性降低，所以如圖2的虛線所示，不再需要將電動機行駛區(qū)域減小相當(dāng)于進行該發(fā)動機啟動的量的電能的量，如圖2的實線所示，能夠擴大電動機行駛區(qū)域，相應(yīng)地能夠降低車輛的燃料消耗。
[0057]另外，采用本實施例的電子控制裝置58，接著發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高，必要時，執(zhí)行使電動機MG基于電能幫助發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高的啟動輔助，所以即使在發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高未順利地上升的那種發(fā)動機的啟動性下降了的情況下，也能進行可靠的發(fā)動機啟動。
[0058]另外，采用本實施例的電子控制裝置58，具有夾裝在發(fā)動機12與電動機MG之間而在電動機行駛時將發(fā)動機12與電動機MG之間分離的離合器KO(離合器機構(gòu))，在發(fā)動機21啟動時，將該離合器KO分離，只利用發(fā)動機12的爆發(fā)來提高發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速。因此，在發(fā)動機12啟動時，不使用電能就能將燃料直接噴射到設(shè)置于發(fā)動機12的多個氣缸中的處于膨脹行程的氣缸內(nèi)，且使之爆發(fā)，從而提高發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速，所以，具有如下優(yōu)點:不再需要將電動機行駛區(qū)域減小相當(dāng)于進行該發(fā)動機的啟動的量的電能的量，相應(yīng)地能夠擴大電動機行駛區(qū)域，并且，不需要進行在電動機行駛中使用電動機MG使發(fā)動機12啟動的情況下所需的、為了對隨著與離合器KO的卡合相應(yīng)發(fā)生的驅(qū)動力的暫時下降進行補償而暫時增加電動機MG的輸出的控制。
[0059]另外，采用本實施例的電子控制裝置58，在具有夾裝在發(fā)動機12與電動機MG之間，而在電動機行駛時將發(fā)動機12與電動機MG之間分離的離合器KO的情況下，接著發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高，該離合器KO傳遞來自電動機MG的轉(zhuǎn)矩，從而執(zhí)行對發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高進行幫助的啟動輔助。因此，在具有離合器KO的混合動力車輛中，在發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高未順利上升的那種發(fā)動機的啟動性下降了的情況下，能夠進行可靠的發(fā)動機啟動。另外，當(dāng)在行駛中進行發(fā)動機啟動時，接著發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高，離合器KO提供幫助，所以能夠提供在發(fā)動機啟動時需要的轉(zhuǎn)矩輔助，較佳地防止由電動機MG進行的幫助正時的偏差所導(dǎo)致的車輛的沖擊的發(fā)生。
[0060]另外，采用本實施例的電子控制裝置58，基于發(fā)動機12的水溫、發(fā)動機12的停止位置、發(fā)動機12停止時的排氣逆流以及發(fā)動機12的燃料壓力中的至少I個，來決定是否執(zhí)行啟動輔助，所以在該種發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高未順利上升的那種發(fā)動機12的啟動性下降了的情況下，能夠可靠地進行發(fā)動機啟動。[0061]另外，采用本實施例的電子控制裝置58，在發(fā)動機12的啟動完成后，使離合器KO的轉(zhuǎn)速同步，在該同步完成后，使該離合器KO卡合，所以在離合器KO卡合時防止卡合沖擊的發(fā)生。
[0062]另外，采用本實施例的電子控制裝置58，在發(fā)動機12啟動時，在油門開度為預(yù)先設(shè)定的高開度判定值以上的情況下、在上述油門開度的變化率為預(yù)先設(shè)定的急速操作判定值以上的情況下、在凈化上述發(fā)動機的廢氣的催化劑的溫度為預(yù)先設(shè)定的活性溫度判定值以下的情況下，或者在上述電動機的轉(zhuǎn)速為預(yù)先設(shè)定的啟動判定值以下的情況下，優(yōu)先執(zhí)行上述啟動輔助，所以具有如下優(yōu)點:在與車輛燃料消耗的降低相比，優(yōu)先想要進行發(fā)動機12的啟動的情況下，使發(fā)動機12快速啟動。
[0063]以上，根據(jù)附圖詳細說明了本發(fā)明的優(yōu)先實施例，但本發(fā)明并不限定于此，也可以利用除此之外其他的形態(tài)來實施本發(fā)明。
[0064]例如在上述實施例中，說明了在上述發(fā)動機12與電動發(fā)電機MG之間的傳動路徑內(nèi)設(shè)置有離合器KO的混合動力車輛，但也可以是如下的所謂雙電機式混合動力車輛:發(fā)動機與行星齒輪式動力分配裝置的第I旋轉(zhuǎn)部件相連結(jié)，第I電動機與該動力分配裝置的第2旋轉(zhuǎn)部件相連結(jié)，第2電動機與該動力分配裝置的第3旋轉(zhuǎn)部件相連結(jié)。在該雙電機式混合動力車輛中，例如使第I電動機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)而進行發(fā)動機的著火啟動，利用該第I電動機進行啟動輔助。
[0065]另外，在上述實施例中，設(shè)置在上述發(fā)動機12與電動發(fā)電機MG之間的傳動路徑內(nèi)的離合器KO等，是根據(jù)液壓控制卡合狀態(tài)的液壓式摩擦卡合裝置，但例如也可以是將電磁性地控制卡合狀態(tài)的電磁式離合器或磁粉式離合器設(shè)置在上述發(fā)動機12與電動發(fā)電機MG之間的傳動路徑內(nèi)的結(jié)構(gòu)。即，本發(fā)明能夠廣泛地應(yīng)用于在發(fā)動機與電動發(fā)電機之間的傳動路徑內(nèi)，具有控制該傳動路徑內(nèi)的動力傳遞的離合器的混合動力車輛。
[0066]另外，在上述實施例中，說明了在設(shè)置有有級式的自動變速器18的混合動力車輛10中應(yīng)用了本發(fā)明的例子，上述有級式的自動變速器18具有多個液壓式摩擦卡合裝置，但不必一定要設(shè)置自動變速器18。另外，也可以在代替自動變速器18地例如具有帶式無級變速器、環(huán)式無級變速器等CVT作為自動變速器的混合動力車輛中較佳地應(yīng)用本發(fā)明。另外，也可以在利用多個電動機彼此間的電氣路徑，來使上述多個電動機作為電氣性無級變速器發(fā)揮功能的形式的混合動力車輛中，應(yīng)用本發(fā)明。
[0067]另外，在上述實施例中，當(dāng)在發(fā)動機12啟動時使用電動機MG輔助發(fā)動機12的轉(zhuǎn)速的提高的情況下，也可以不僅解放鎖止離合器LU，而且還解放自動變速器18內(nèi)的摩擦卡合裝置，從而解放其中的傳動路徑。
[0068]除此之外，不做一一例示，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，施加各種變更而實施本發(fā)明。
[0069]附圖標(biāo)記說明
[0070]10、驅(qū)動裝置；12、發(fā)動機；14、輸出控制裝置；57、蓄電裝置；58、電子控制裝置；72、發(fā)動機啟動性判定部；74、優(yōu)先啟動判定部；76、發(fā)動機啟動控制部；78、著火啟動控制部；80、優(yōu)先啟動控制部；82、旋轉(zhuǎn)同步控制部；K0、離合器(離合器機構(gòu))；MG、電動機。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動力車輛的控制裝置，該混合動力車輛具有用作驅(qū)動源的發(fā)動機及電動機以及向所述電動機供給電能的蓄電裝置，選擇性地進行將所述電動機用作驅(qū)動源的電動機行駛以及將所述發(fā)動機用作驅(qū)動源的發(fā)動機行駛，其特征在于， 在所述發(fā)動機啟動時，將燃料直接噴射到所述發(fā)動機的氣缸內(nèi)且使之爆發(fā)，從而提高所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 接著所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高，利用所述電動機幫助所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 具有設(shè)置在所述發(fā)動機與電動機之間，在所述電動機行駛時將所述發(fā)動機與所述電動機之間分離的離合器機構(gòu)， 在所述發(fā)動機啟動時，將所述離合器機構(gòu)分離而只利用所述發(fā)動機的爆發(fā)來提高所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 具有設(shè)置在所述發(fā)動機與電動機之間，在所述電動機行駛時將所述發(fā)動機與所述電動機之間分離的離合器機構(gòu)， 接著所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高，借助所述離合器機構(gòu)執(zhí)行利用所述電動機幫助所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速的提高的啟動輔助。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 基于所述發(fā)動機的水溫、所述發(fā)動機的停止位置、所述發(fā)動機停止時的排氣逆流以及所述發(fā)動機的燃料壓力中的至少一個，決定是否執(zhí)行所述啟動輔助。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 在所述發(fā)動機的啟動完成后，使所述離合器機構(gòu)的轉(zhuǎn)速同步，使所述同步完成后的所述離合器機構(gòu)卡合。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 在所述發(fā)動機啟動時，在油門開度為預(yù)先設(shè)定的高開度判定值以上的情況下，在所述油門開度的變化率為預(yù)先設(shè)定的急速操作判定值以上的情況下，在凈化所述發(fā)動機的廢氣的催化劑的溫度為預(yù)先設(shè)定的活性溫度判定值以下的情況下，或者在所述電動機的轉(zhuǎn)速為預(yù)先設(shè)定的啟動判定值以下的情況下，優(yōu)先執(zhí)行所述啟動輔助。
【文檔編號】B60W10/06GK103732463SQ201180072750
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月11日
【發(fā)明者】出鹽幸彥, 小島進, 仲西直器, 佐藤彰洋 申請人:豐田自動車株式會社