用於混合動力車的發動機控制裝置和方法
2023-10-10 11:45:39 5
專利名稱：用於混合動力車的發動機控制裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機控制裝置和方法，用於裝備有發動機和電動機-發電機作為驅動源的混合動力車。
背景技術：
日本未經審查的專利申請公開No.11-82260和No.2001-163087披露了用於混合動力車的發動機控制裝置的已知實例。當車輛處於停止狀態時，發動機控制裝置根據道路的傾角判斷是否自動停止發動機。基於該判斷，如果車輛在傾角較大的地點作相對較長時間的停留，將不會自動停止發動機。為了即使在坡路停車時也能實現自動停止功能的優點，如果滿足一定的條件，也就是，車輛在斜坡上，制動器在操作中，以及制動器油壓中的變化超過預定量，該裝置也能夠使發動機重新起動。
發明內容
本文提供用於混合動力車的控制裝置。在本文提供的一種實例中，一種用於混合動力車的控制裝置包括發動機；電動機-發電機；車輪，用於移動混合動力車；制動器，用於制動車輪；以及控制器。可操作控制器，在由利用所述制動器而使車輛停止的狀態下，釋放所述制動器時，對使車輛前移所需的驅動力進行估計，該驅動力的估計值是基於制動器的制動力、電動機-發電機的驅動力、以及車速之間的關係。控制器還可進行操作，基於驅動力的估計值判斷是否使用發動機的驅動力。
另一種用於混合動力車(具有發動機、電動機-發電機、以及用於制動混合動力車車輪的制動器)的控制裝置，包括一種裝置，用於在由利用制動器而使車輛停止的狀態下釋放制動器時，對使車輛前移所需的驅動力進行估計；其中驅動力的估計值是基於制動器的制動力、電動機-發電機的驅動力、以及車速之間的關係；以及用來基於驅動力的估計值判斷是否使用發動機的驅動力的裝置。
本文還提供了混合動力車(具有發動機、電動機-發電機、以及制動混合動力車車輪的制動器)的控制方法。一種示例方法包括在由利用所述制動器而使車輛停止的狀態下釋放所述制動器時，對使所述車輛前移所需驅動力進行估計；其中驅動力的估計值是基於制動器的制動力、電動機-發電機的驅動力、以及車速之間的關係；以及，基於驅動力的估計值判斷是否使用發動機的驅動力。
下面參照附圖進行說明，其中在圖中相同的標號都代表相同的零部件，以及其中圖1是應用了根據本發明實施方式發動機控制裝置的後輪驅動混合動力車的總體系統圖；圖2是例示根據第一實施方式包括在集成控制器中的計算程序的控制方框圖；圖3例示在圖2所示目標驅動力計算部分中計算目標驅動力所使用的目標驅動力圖實例；圖4例示在圖2所示模式選擇部分中選擇目標模式所使用的目標模式圖實例；圖5例示在圖2所示目標充放電計算部分中計算目標充放電電量所使用的目標充放電電量圖實例；圖6是例示在圖2所示動作點指令部分中用於確定動作點的計算處理流程圖；圖7例示在圖6中用於計算目標自動變速器檔位的步驟所使用的檔位圖實例；圖8是在圖6中用於計算目標發動機扭矩的步驟所使用的最大發動機扭矩與發動機速度圖的實例；
圖9是例示在根據第一實施方式的集成控制器中所執行的發動機控制處理的流程圖；圖10是例示在陡上坡上起動車輛時制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間關係的時間圖；圖11是例示用於檢測車輛後退的方法的時間圖；圖12例示與制動器油壓對應的制動器扭矩圖的實例；圖13是時間圖，例示在車輛在陡上坡上時重新壓下制動踏板的情況下，制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、車速、以及第一規定值A之間的關係；圖14是時間圖，例示在平路上起動車輛時，制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、車速、以及第一規定值A之間的關係；圖15是時間圖，例示在陡上坡上起動車輛時，制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、車速、以及第一規定值A之間的關係；圖16是例示在根據本發明第二實施方式的集成控制器中所執行的發動機控制處理的流程圖；圖17是時間圖，例示在平路上起動車輛時，制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、車速、以及第二規定值B之間的關係；以及圖18是時間圖，例示在陡上坡上起動車輛時，制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、車速、以及第二規定值B之間的關係。
具體實施例方式
如日本未經審查的專利申請公開No.11-82260和No.2001-163087中所描述的，在這種已知的用於混合動力車的發動機控制裝置中，當滿足三個條件時，無論坡路陡緩都重新起動發動機。為此，當在緩坡上起動車輛時，例如，即使實際上在只使用電動機-發電機作為驅動源驅動車輛的電動車(EV)驅動模式下可以起動車輛，但是，不管起動車輛所需的最小驅動扭矩如何，當滿足三個條件時也總是重新起動發動機。考慮到這樣的事實，即不能通過在電動車(EV)驅動模式下起動車輛來實現減少燃料消耗的優點，這成為一個問題。
另一方面，例如，在設定起動車輛所需的最小驅動扭矩，使其根據加速踏板操作量來確定的情況下，在壓下加速踏板之後將起動發動機。在制動器踏板釋放之後操作加速踏板。如果斜坡陡到一定程度，就不能只用電動機-發電機扭矩起動車輛，從壓下加速踏板時刻到發動機起動時刻，其間不能獲得車輛所需的驅動力，從而導致車輛後退。
然而，本文中用於混合動力車的發動機控制裝置，在較早的時間估計車輛起動所需的最小驅動扭矩，也就是在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時的這一刻進行估計，因而，可以減小在陡坡上起動車輛時的後退量，同時還實現降低燃料消耗。
混合動力車包括發動機和電動機-發電機作為驅動源，並且具有隻使用電動機-發電機作為驅動源驅動車輛的電動車(EV)驅動模式，以及同時包括發動機作為驅動源驅動車輛的混合動力(HEV)驅動模式。在此所描述的發動機控制裝置的實施方式中，當車輛處於停止狀態同時發動機處於自動停止狀態時，在制動踏板釋放操作過渡期間，根據制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間的關係，本裝置估計起動車輛所需的最小驅動扭矩。基於估計最小驅動扭矩，本裝置在加速踏板壓下之前判斷是否需要使用發動機的驅動力。
例如，當在上坡起動車輛時，在制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩大於斜坡阻力扭矩的狀態下，使車輛維持在斜坡上。當駕駛員從制動踏板上抬起他/她的腳以起動車輛時，制動器扭矩減小，從而制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩也減小。即使減小了總扭矩，當總扭矩大於斜坡阻力扭矩時，仍然使車輛維持在其停止狀態。然而，總扭矩一跌至斜坡阻力扭矩以下，車輛就開始後退。
換而言之，由於在車輛開始後退時刻的制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩大致等於斜坡阻力扭矩，所以，根據制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間的關係(也就是，車速為負值時後退的檢測)，就能以較高的精確度估計在斜坡上起動車輛所需的最小驅動力。
如果在電動車(EV)驅動模式下能獲得估計最小驅動扭矩，那麼，選擇電動車(EV)驅動模式同時維持發動機處於自動停止狀態在斜坡上起動車輛，從而實現較低的燃料消耗。
另一方面，如果在電動車(EV)模式下不能獲得估計最小驅動扭矩，在操作加速踏板之前起動發動機。選擇混合動力(HEV)驅動模式，在斜坡上起動車輛，從而減少在陡坡上起動車輛時車輛後退的量。
據此，通過在早期時間，也就是在壓下加速踏板之前釋放制動踏板的時刻估計起動車輛所需的最小驅動扭矩，可以減少在陡坡上起動車輛時的後退量，同時實現降低燃料消耗。
下面，參照附圖，描述根據本發明實施方式的用於混合動力車的發動機控制裝置。
圖1是後輪驅動混合動力車的總體系統圖，其中應用了根據本發明實施方式的發動機控制裝置。
參照圖1，用於混合動力車的驅動裝置包括發動機E、飛輪FW、第一離合器CL1、電動機-發電機MG、第二離合器CL2、自動變速器AT、傳動軸PS、差速器DF、左驅動軸DSL、右驅動軸DSR、左後輪(驅動輪)RL、以及右後輪(驅動輪)RR。標號FL和FR分別表示左前輪和右前輪。
發動機E可以是汽油發動機或者柴油發動機，並且具有節氣門，基於來自發動機控制器1(下文描述)的控制信號，控制其氣門開度。發動機E具有輸出軸，飛輪FW布置於輸出軸上。
第一離合器CL1置於發動機E和電動機-發電機MG之間。基於來自第一離合器控制器5(下文描述)的控制信號，用第一離合器液壓單元6產生的控制油壓，控制第一離合器CL1的接合與分離，包括滑動接合和滑動分離。
電動機-發電機MG是同步式電動機-發電機，具有嵌置在轉子中的永磁體和纏繞在定子周圍的定子線圈。基於來自電動機控制器2(下文描述)的指令信號，由變換器3產生並施加於電動機-發電機MG上的三相電流，控制電動機-發電機MG。電動機-發電機MG可以作為電動機，通過接收來自蓄電池4的電力使其轉動。這種運轉狀態下文稱之為電動狀態。另一方面，當響應於外力使轉子轉動時，電動機-發電機MG可以作為發電機，用於在定子線圈中產生電動勢，以對蓄電池4進行充電。這種運轉狀態下文稱之為再生狀態。用減振器(damper)(未示出)使電動機-發電機MG的轉子和自動變速器AT的輸入軸互相連接。
第二離合器CL2置於電動機-發電機MG和一對左右後輪RL、RR之間。基於來自AT控制器7(下文描述)的控制信號，用第二離合器液壓單元8產生的控制油壓，控制第二離合器CL2的接合與分離，包括滑動接合和滑動分離。
根據車速和加速踏板開度，自動變速器AT自動改變例如五個前進檔至一個倒檔的變速比。自動變速器AT配置成不用額外設置作為專用離合器的第二離合器CL2，而是用多個摩擦接合元件中的幾個接合元件進行限定，使這些元件在自動變速器AT各檔位段接合。自動變速器AT具有輸出軸，輸出軸通過傳動軸PS、差速器DF、左驅動軸DSL、以及右驅動軸DSR與左右後輪RL、RR聯動。
對於各第一離合器CL1和第二離合器CL2，例如可以使用溼式多盤離合器，依靠比例螺線管，可以連續控制液壓油流速和液壓油壓力。
根據第一離合器CL1的離合狀態，用於混合動力車的驅動裝置具有兩種驅動模式。第一離合器CL1的分離狀態對應於電動車驅動模式，在該電動車驅動模式中，使用電動機-發電機MG的驅動力作為驅動源驅動車輛。下文中將電動車驅動模式稱為EV驅動模式。反之，第一離合器CL1的接合狀態對應於混合動力驅動模式，在該混合動力驅動模式中，使用電動機-發電機MG和/或發動機E作為一個驅動源或者多個驅動源驅動車輛。下文中將混合動力驅動模式稱為HEV驅動模式。
HEV驅動模式包括三種驅動模式，即發動機驅動模式、電動機輔助驅動模式、以及驅動/發電模式。在發動機驅動模式中，只使用發動機E作為驅動源驅動驅動輪。在電動機輔助驅動模式中，使用兩個驅動源，即發動機E和電動機-發電機MG驅動驅動輪。在驅動/發電模式中，用發動機E作為驅動源驅動驅動輪RR、RL，同時電動機-發電機MG作用為發電機。
當車輛在恆定速度下行駛或者正在加速時，電動機-發電機MG作為利用發動機E動力運轉的發電機。另一方面，當車輛減速時，再生制動能量，使得電動機-發電機MG產生用於充電蓄電池4的電力。
下面，描述混合動力車的控制系統。參照圖1，示例的混合動力車控制系統包括發動機控制器1、電動機控制器2、變換器3、蓄電池4、第一離合器控制器5、第一離合器液壓單元6、AT控制器7、第二離合器液壓單元8、制動器控制器9、以及集成控制器10。通過信息可交換CAN(controller area network，控制器區域網絡)通信線路11，發動機控制器1、電動機控制器2、第一離合器控制器5、AT控制器7、制動器控制器9、以及集成控制器10彼此連接。
發動機控制器1接收來自發動機速度傳感器12的發動機速度信息，以及，響應於例如來自集成控制器10的目標發動機扭矩指令，向節氣門致動器(未示出)輸出用於控制發動機動作點(Ne、Te)的指令。發動機速度信息經由CAN通信線路11發送至集成控制器10。
電動機控制器2接收來自解算器13的轉動位置信息，以及，響應於例如來自集成控制器10的目標電動機-發電機扭矩指令，向變換器3輸出用於控制電動機-發電機MG的電動機動作點(Nm、Tm)的指令。解算器13檢測電動機-發電機MG中包括的轉子的轉動位置。電動機控制器2監測蓄電池4的充電狀態SOC。使用關於蓄電池4充電狀態SOC的信息作為電動機-發電機MG的控制信息，並且經由CAN通信線路11發送至集成控制器10。
第一離合器控制器5接收來自第一離合器油壓傳感器14和第一離合器行程傳感器15的傳感器信息，以及，響應於來自集成控制器10的第一離合器控制指令，向第一離合器液壓單元6輸出用於控制第一離合器CL1離合的指令。第一離合器行程信息C1S經由CAN通信線路11發送到集成控制器10。
AT控制器7接收來自加速踏板開度傳感器16、車速傳感器17、以及第二離合器油壓傳感器18的傳感器信息，以及，響應於來自集成控制器10的第二離合器控制指令，向AT液壓控制閥中的第二離合器液壓單元8輸出用於控制第二離合器CL2離合的指令。關於加速踏板開度APO和車速VSP的信息，經由CAN通信線路11發送到集成控制器10。
制動器控制器9接收來自輪速傳感器19(檢測四個車輪中各車輪的速度)的信息、以及來自製動器行程傳感器20的信息。當壓下制動踏板以進行制動時，例如，如果僅用再生制動力不能滿足根據制動器行程BS確定的所需制動力，則基於來自集成控制器10的再生-協同控制指令，執行再生-協同制動控制操作。結果，用機械制動力諸如液壓制動力和電動機制動力來補償制動力的不足量。
集成控制器10管理整車的消耗能量，並且具有使車輛運行在最佳效率的功能。集成控制器10接收下述信息來自檢測電動機轉速Nm的電動機轉速傳感器21的信息、來自檢測第二離合器輸出速度N2out的第二離合器輸出速度傳感器22的信息、來自檢測第二離合器扭矩TCL2的第二離合器扭矩傳感器23的信息、以及來自製動器油壓傳感器24的信息。集成控制器10還接收經由CAN通信線路11獲得的信息。集成控制器10通過向發動機控制器1發送指令信號控制發動機E，通過向電動機控制器2發送指令信號控制電動機-發電機MG，通過向第一離合器控制器5發送指令信號控制第一離合器CL1的離合，以及通過向AT控制器7發送指令信號控制第二離合器CL2的離合。
圖2是用於描述在根據第一實施方式的集成控制器10中所執行計算的方框圖。例如，以10毫秒的控制循環在集成控制器10中實現此計算。集成控制器10包括目標驅動力計算部分100、模式選擇部分200、目標充放電計算部分300、動作點指令部分400、以及變速控制部分500。
利用圖3所示的目標驅動力圖，根據加速踏板開度APO和車速VSP，目標驅動力計算部分100計算目標驅動力tFoO。
利用圖4所示的EV-HEV選擇圖，基於加速踏板開度APO和車速VSP，模式選擇部分200確定目標模式。在這種情況下，如果蓄電池4的充電狀態SOC低於等於預定值，那麼，目標模式自動設定為HEV驅動模式。
利用圖5所示的目標充放電電量圖，基於蓄電池4的充電狀態SOC，目標充放電計算部分300計算目標充放電電量tP。
基於加速踏板開度APO、目標驅動力tFoO、目標模式、車速VSP、以及目標充放電電量tP，動作點指令部分400計算過渡目標發動機扭矩、過渡目標電動機-發電機扭矩、過渡目標第二離合器扭矩傳動容量、過渡目標自動變速器檔位、以及過渡第一離合器螺線管電流指令，作為獲得動作點的目標值。
變速控制部分500驅動自動變速器AT中包括的電磁閥，從而，達到目標第二離合器扭矩傳動容量和目標自動變速器檔位。
圖6是例示在集成控制器10的動作點指令部400中實現的動作點計算處理的流程圖。在步驟S401，通過執行關於目標驅動力tFoO的預定處理，計算過渡目標驅動扭矩或者驅動力tFo。例如，使用低通濾波器輸出作為過渡目標驅動力tFo，低通濾波器輸出要求目標驅動力tFoO輸入並具有預定時間常數。
在步驟S401中的過渡目標驅動力tFo計算之後，在步驟S402使用下列表達式來計算用於自動變速器AT的目標輸入扭矩tTintTin＝tFo×rt/if/iG； (1)其中rt代表輪胎的半徑；if代表最終變速比；以及iG代表在當前時刻的實際自動變速器檔位的變速比。
在步驟S402中的目標輸入扭矩tTin計算之後，在步驟S403中，使用如圖7中的檔位圖，以基於加速踏板開度APO和車速VSP計算目標自動變速器檔位。在圖7中，實線表示換高速檔，而虛線表示換低速檔。
在步驟S403中目標自動變速器檔位的計算之後，在步驟S404中根據目標模式實現模式選擇。通常，在EV驅動模式或者HEV驅動模式下穩定地驅動車輛。然而，如果動作點越過如圖4所示EV-HEV選擇圖中的HEV→EV切換線，實施模式轉變控制，以從HEV驅動模式切換到EV驅動模式。另一方面，如果動作點越過如圖4所示EV-HEV選擇圖中的EV→HEV切換線，實施模式轉變控制，以從EV驅動模式切換到HEV驅動模式。
在步驟S404中的模式設定處理之後，如果驅動模式是HEV驅動模式，在步驟S405中使用下列表達式，基於目標輸入扭矩tTin、自動變速器輸入轉速Nin、以及發動機速度Ne，計算理想發動機扭矩tTeOtTeO＝(tTin×Nin-tP)/Ne (2)參照如圖8所示的最大發動機扭矩圖，通過用與發動機速度Ne對應的最大發動機扭矩，對理想發動機扭矩tTeO設定界限，來確定目標發動機扭矩tTe。另一方面，如果驅動模式是EV驅動模式，則目標發動機扭矩tTe設定為零。
在步驟S405中的目標發動機扭矩tTe計算之後，當驅動模式是EV驅動模式或者HEV驅動模式時，在步驟S406中使用下列表達式，計算目標電動機-發電機扭矩tTmtTm＝tTin-tTe(3)如果模式處在切換過程中，根據在模式切換期間執行的操作，確定目標電動機-發電機扭矩tTm。
在步驟S406中的目標電動機-發電機扭矩tTm的計算之後，如果驅動模式是EV驅動模式，在步驟S407中將目標第一離合器扭矩傳動容量設定為零。反之，如果驅動模式是HEV驅動模式，則將目標第一離合器扭矩傳動容量設定為最大值。如果模式處在切換過程中，根據在模式切換期間執行的操作，確定目標第一離合器扭矩傳動容量。
在步驟S407中的目標第一離合器扭矩傳動容量的計算之後，在步驟S408中，如果處於EV驅動模式，將目標第二離合器扭矩傳動容量tcTcl2設定為用於EV驅動模式的最大驅動力，等同於evTmax。另一方面，如果處於HEV驅動模式，則將目標第二離合器扭矩傳動容量tcTcl2設定為最大值。如果模式處在切換過程中，根據在模式切換期間執行的操作，確定目標第二離合器扭矩傳動容量tcTcl2。這就完成了根據圖6的操作。
圖9是流程圖，例示根據第一實施方式起動車輛時由集成控制器10執行的發動機控制處理。下面描述此處理中包括的步驟，以及，按例如10毫秒的控制循環執行此處理。
在步驟S101，執行通常模式選擇處理。更具體地，在圖6的步驟S404中，基於加速踏板開度APO、車速VSP、以及示於圖4的圖，選擇EV驅動模式或者HEV驅動模式。基本上，如果車輛處於停止狀態(車速VSP＝0)，並且沒有壓下加速踏板(加速踏板開度APO＝0)，則選擇EV驅動模式作為驅動模式(參見圖4)。
在步驟S101的通常模式選擇處理之後，在步驟S102判斷發動機E是否處於自動停止狀態。如果是(也就是，如果選擇了EV驅動模式)，操作進行到步驟S103。如果否(也就是，如果選擇了HEV驅動模式)那麼，操作回到步驟S101。
在步驟S103，基於來自輪速傳感器19的輪速信息，判斷車速是否低於接近零的負值-X千米/小時。如果是，則處理進行到步驟S104。如果否，則處理回到步驟S101。
換而言之，參見圖10，當在上坡上起動車輛時，在制動踏板釋放操作的過渡期中，從制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩跌至起動車輛所需的最小驅動扭矩以下的那一刻開始，車輛首先後退。此時，車速為接近於零的負值。
在步驟S103中判斷車速是否低於-X千米/小時之後，在步驟S104判斷車速＜-X的狀態是否延續了t1秒。如果是，處理進行到步驟S105。如果否，處理回到步驟S103。
換而言之，參見圖11，當在上坡上起動車輛時，因為即使在車速跌至-X千米/小時以下之後，車速還會繼續降低，將車速＜-X的狀態持續t1秒的時刻設定為後退檢測時刻。這是為了避免後退檢測錯誤，當由於例如傳感器噪聲使即刻檢測出的車速低於-X千米/小時的時候，就可能會導致上述這種錯誤發生。
在步驟S104中判斷車速＜-X的狀態是否已經持續t1秒，或者換而言之，判斷車輛是否經歷了後退，之後，在步驟S105中使用來自製動器油壓傳感器24的制動器油壓以及制動器扭矩圖，以根據制動器油壓檢出值計算制動器扭矩。制動器扭矩與制動器油壓的關係是圖示於圖12(根據測試數據獲得)中的一種線性關係。
在步驟S105中的制動器扭矩檢測處理之後，在步驟S106執行電動機-發電機扭矩檢測處理。例如，在電動機-發電機扭矩檢測處理中，檢測圖6步驟S406中計算出的目標電動機-發電機扭矩tTm(＝tTin-tTe)作為電動機-發電機扭矩。
在步驟S106中的電動機-發電機扭矩檢測處理之後，設定第一規定值A，這裡第一規定值A是用於判斷發動機E起動請求的門限值。在步驟S107中，將第一規定值A設定為在EV驅動模式下電動機-發電機MG的最大驅動扭矩值，此值是固定值，或者將第一規定值A設定為在蓄電池充電的當前狀態下用電動機-發電機MG最大可以施加的驅動扭矩值。
在步驟S107中確定第一規定值A之後，在步驟S108判斷步驟S105中的制動器扭矩和步驟S106中的電動機-發電機扭矩的總扭矩是否大於第一規定值A。如果是，發出發動機起動等待信號，並且，處理進行到步驟S109。如果否，處理回到步驟S101。
在步驟S109，判斷自步驟S108中發動機起動等待信號發出是否已經過t2秒。如果是，操作進行到步驟S110。如果否，重複步驟S109中的判斷處理。
一旦在步驟S109中判定自發動機起動等待信號的發出已經過t2秒，處理進行到步驟S110，此步驟進行這樣的判斷與步驟S108中發動機起動等待判斷時的制動器油壓相比，制動器油壓是否減少一定量ΔP1或更多，或者增加一定量ΔP2或更多(包括零)。如果是，操作回到步驟S101。如果否，處理進行到步驟S111。
例如，在步驟S110，在自步驟S108中發動機起動等待信號發出已經過t2秒的時刻，如果制動油壓增大，則判定已經重新壓下制動踏板，如圖13所示。另一方面，如果在經過t2秒的時刻制動油壓沒有減小值ΔP1或者更多，則判定製動踏板保持壓下或者準備好被重新壓下。在任意一種情況下，判定駕駛員想要停車。所以，清除發動機起動等待信號，並且不執行發動機起動(也就是，處理回到S101)。反之，如果判定製動油壓減小，並且沒有重新壓下制動踏板，則操作進行到步驟S111。
在步驟S110中沒有重新壓下制動踏板的情況下，在步驟S111確定轉換成對車輛進行起動。換而言之，在確定已經滿足所有發動機起動的條件之後，執行發動機E的起動處理，並且做出從EV驅動模式到HEV驅動模式的非常模式轉變，從而響應於加速踏板的壓下，準備在斜坡上起動車輛。
更具體地，發動機起動條件包括四個條件，它們是(a)發動機E的自動停止狀態；(b)向後退動的檢定；(c)制動器扭矩+MG扭矩＞第一規定值A；以及(d)沒有重新壓下制動踏板。
當滿足下列條件時，運轉改變到通常模式選擇處理(1)當響應於發動機起動，在斜坡上起動車輛經過了預定的一段時間；(2)當確定車輛已經駛過上坡時；以及(3)當在圖4所示的圖中對應於加速踏板開度APO和車速VSP的動作點在HEV驅動模式範圍中時。
下面描述第一實施方式的操作。
當裝備有發動機、電動機-發電機以及蓄電池的混合動力車在低負荷下行駛，包括車輛的起動期，發動機效率通常較低。所以，為了減少燃料消耗，只使用電動機-發電機驅動車輛(也就是，在EV驅動模式下)。
另一方面，當車輛在高負荷下行駛，諸如在快速加速期，車輛需要的驅動力較大。這意味著車輛需要發動機扭矩作為驅動力。所以，如果根據加速踏板開度和車速確定的目標驅動力大於規定值，則執行發動機起動。
常規地，響應加速踏板操作增大加速踏板的開度，基於上述情況確定發動機起動請求時，起動發動機。然而，在此起動時刻，如果在EV驅動模式下在過陡的上坡過程起動車輛時，從壓下加速踏板到發動機起動點的期間內，車輛可能難以獲得所需要的驅動力。結果，發生不希望的車輛後退。
反之，在根據第一實施方式的用於混合動力車的發動機控制裝置中，在早期時間，也就是，在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時的時間點，估計起動車輛所需的最小驅動力。當在陡坡上起動車輛時，這有助於降低燃料消耗，同時減少車輛的後退量。
特別地，當駕駛員想要起動停在上坡上的車輛時，駕駛員首先從制動踏板逐漸抬起他/她的腳。接著，駕駛員踩在加速踏板上。將詳細描述在加速踏板操作之前所執行的制動踏板釋放操作的過渡期狀況。隨著制動踏板釋放操作進行，制動器扭矩減小，並且，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩同樣減小。即使總扭矩減小，當總扭矩大於斜坡阻力扭矩時，車輛仍然維持在其停止狀態。然而，總扭矩一旦跌至斜坡阻力扭矩以下，車輛就開始從停止狀態後退。
本發明的實施方式集中於以下事實，即在車輛後退的開始點，制動器扭矩和發動機-電動機扭矩的總扭矩大致等於斜坡阻力扭矩。考慮到這一事實，當車輛處於停止狀態同時發動機處於自動停止狀態時，在制動踏板釋放操作的過渡期期間(更精確地，當使車輛經歷少許後退時)，根據制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間的關係，估計起動車輛所需的最小驅動扭矩。基於估出的起動車輛所需的最小驅動扭矩，本發明的實施方式採用一種裝置判斷是否在加速踏板壓下之前起動發動機。
據此，基於制動踏板釋放操作過渡期期間的制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間的關係(即，檢測車速為負值時的後退)，就能以高度準確性估計在斜坡上起動車輛所需的最小驅動力。
如果在EV驅動模式下能獲得所估計出的最小驅動扭矩，那麼，選擇EV驅動模式在斜坡上起動車輛，同時維持發動機處於自動停止狀態，從而實現降低燃料消耗。
另一方面，如果在EV驅動模式下不能獲得所估計出的最小驅動扭矩，那麼，在操作加速踏板之前起動發動機。選擇HEV驅動模式在斜坡上起動車輛，從而減少在陡坡上起動車輛時車輛的後退量。
結果，在早期時刻，也就是在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時的那一點，估計出起動車輛所需的最小驅動扭矩。這有助於降低燃料消耗，同時減少在陡坡上起動車輛時車輛的後退量。
下面的描述針對在根據第一實施方式的用於混合動力車的發動機控制裝置中可以執行的不同類型操作。這些操作包括在平路或者下坡上起動車輛時執行的操作、在緩上坡上起動車輛時所執行的操作、以及在陡上坡上起動車輛時執行以控制發動機的操作。
首先描述在平路或者下坡上起動車輛時執行的操作。當發動機處於自動停止狀態，並且在平路上從其停止狀態起動車輛時，即使駕駛員實施制動踏板釋放操作以起動車輛，車速將保持為零，或者由於電動機-發電機扭矩所致稍稍前移，如圖14所示。接著，因為車輛沒有後退，所以，對步驟S103中查詢的答案為「否」。重複圖9流程圖中步驟S101、步驟S102、以及步驟S103的循環。此外，基於步驟S101中的通常模式選擇處理選擇驅動模式。
當發動機處於自動停止裝態，並且在下坡上從其停止狀態起動車輛時，如果駕駛員實施制動踏板釋放操作以起動車輛，作為下坡結果產生的斜坡運行扭矩添加到電動機-發電機扭矩上。因此，在制動踏板操作中車輛開始前移。因為車輛沒有後退，對步驟S103中查詢的響應是「否」，並且重複圖9流程圖中步驟S101、步驟S102、以及步驟S103的循環。此外，基於步驟S101中的通常模式選擇處理選擇驅動模式。
換而言之，當在平路或者下坡上起動車輛時，根據加速踏板開度APO、車速VSP、以及蓄電池4充電狀態SOC選擇的驅動模式，基本上是這樣一種模式，可以提供駕駛員所期望的與加速踏板開度APO對應的驅動力。例如，如果用較小的加速踏板開度APO在平路或者下坡上起動車輛，車輛將在EV驅動模式下行駛。如果以較大的加速踏板開度APO起動車輛，取決於需要的驅動力或者蓄電池4的充電狀態SOC，通過起動發動機E，或者通過選擇電動機輔助驅動模式和發動機驅動模式之一同時起動發動機E，來起動車輛。
如上所述，在根據第一實施方式的發動機控制裝置中，當車輛處於停止狀態，同時發動機E處於自動停止狀態(步驟S102)時，如果維持車輛的停止狀態，發動機控制裝置(圖9)就確定沒有請求發動機E的起動。也就是，如果在制動踏板釋放操作的過渡期中(制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩減小)車速維持在零，或者，如果檢出車輛前移，也就是，如果車速為正值(步驟S103中的「否」)，發動機控制裝置確定沒有請求發動機E的起動。
作為比較例，如果該裝置設定成，無論在制動踏板釋放操作的過渡期中車輛是否維持在停止狀態，或者是否檢出車輛前移，總是請求發動機，即使用較小的加速踏板開度起動車輛，也選擇HEV驅動模式。在這種情況下，就不能實現通過選擇EV驅動模式起動車輛來減少燃料消耗的優點。
反之，根據第一實施方式，當在平路或者下坡從停止狀態起動車輛時，由於在制動踏板釋放操作的過渡期維持車輛的停止狀態時，或者當檢出車輛的前移時，判斷不需要發動機E的起動，響應於駕駛員期望的與加速踏板開度APO對應的驅動力，選擇最佳驅動模式。據此，這對於降低燃料消耗和較高的車輛起動性能都有利。
下面描述在緩上坡上起動車輛時執行的操作。當發動機處於自動停止狀態，並且在緩上坡上從其停止狀態起動車輛時，即使駕駛員實施制動踏板釋放操作以起動車輛，車速將維持在零或者車輛只稍稍前移。只要制動器扭矩和電動機-發電機扭矩兩者減小的總扭矩沒有小於等於斜坡阻力扭矩，車速將維持在這種狀態。因此，對步驟S103中查詢的答覆是「否」，並且重複圖9流程圖中步驟S101、步驟S102、以及步驟S103的循環。此外，基於步驟S101中的通常模式選擇處理選擇驅動模式。
假設發動機處於自動停止狀態，並且在緩上坡上從其停止狀態起動車輛，當駕駛員釋放制動踏板以起動車輛時，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和減小。當總扭矩跌至低於斜坡阻力扭矩時，在總扭矩小於斜坡阻力扭矩時的時刻，由於斜坡阻力扭矩使車輛後退。然而，在較緩上坡上車輛的這種後退時刻，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩小於等於第一規定值A。為此，對步驟S108中查詢的答覆是「否」，並且重複圖9流程圖中步驟S101、步驟S102、步驟S103、步驟S104、步驟S105、步驟S106、步驟S107、以及步驟S108的循環。此外，基於步驟S101中的通常模式選擇處理來選擇驅動模式。
換而言之，當在較緩上坡上起動車輛時，即使在制動踏板釋放操作的過渡期期間檢出車輛後退，仍認為選擇發動機E保持在停止狀態的EV驅動模式就能獲得車輛所需的驅動力。這是由於制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩小於等於第一規定值A的事實所致。
因此，與在平路或者下坡上起動車輛類似，根據加速踏板開度APO、車速VSP、以及蓄電池4的充電狀態SOC選擇的驅動模式，基本上是可以提供對應於駕駛員所期望加速踏板開度APO的驅動力的驅動模式。例如，如果用較小的加速踏板開度APO在緩上坡上起動車輛，車輛將在EV驅動模式下行駛。如果用較大的加速踏板開度APO起動車輛，取決於需要的驅動力或者蓄電池4的充電狀態SOC，通過驅動發動機E，或者通過選擇電動機輔助驅動模式和發動機驅動模式之一同時起動發動機E，使車輛起動。
在根據第一實施方式的發動機控制裝置中，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時(步驟S102)，在制動踏板釋放操作過渡期中車速為負值的後退檢測時刻(步驟S104)，如果制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和低於第一規定值A(步驟S108中為「否」)，發動機控制裝置(圖9)判定不請求發動機E起動。
作為比較例，如果裝置設定成，無論上坡是陡還是緩都固定地請求發動機起動，即使上坡較緩從而在斜坡上起動車輛所需的驅動力通過選擇EV驅動模式就足以獲得，但仍選擇HEV驅動模式。在這種情況下，就不能通過選擇EV驅動模式用於車輛起動來減少燃料消耗而實現這樣的優點。
反之，根據第一實施方式，當在緩上坡上從其停止狀態起動車輛時，由於在後退檢測時刻制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和低於第一規定值，確定不請求發動機E的起動，響應於與加速踏板開度APO對應的駕駛員所期望的驅動力，選擇最佳驅動模式。據此，有助於降低燃料消耗和同時獲得較高的車輛起動性能。
下面描述在陡上坡上起動車輛時執行的用於控制發動機的操作。當發動機處於自動停止狀態並且在陡上坡上從其停止狀態起動車輛時，如果駕駛員實施制動踏板釋放操作以起動車輛，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩減小。參見圖15，當總扭矩跌至低於斜坡阻力扭矩時，由於斜坡阻力扭矩使車輛後退。當車輛在陡上坡上的後退時刻，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩成為大於第一規定值A的值。為此，對步驟S108中查詢的答覆為「是」，並且，除非重新壓下制動踏板，操作執行經過圖9流程圖中的步驟S101、步驟S102、步驟S103、步驟S104、步驟S105、步驟S106、步驟S107、步驟S108、步驟S109、步驟S110、以及步驟S111。在步驟S111，執行發動機E的起動處理。
換而言之，在陡上坡上起動車輛時，當在制動踏板釋放操作的過渡期期間檢出車輛的後退時，確認選擇發動機E保持停止狀態的EV驅動模式不能獲得車輛所需的驅動力。這是由於制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩大於第一規定值A的事實所致。
因此，當在陡上坡上起動車輛時，在早期時刻，也就是在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時的一點，執行發動機E的起動，以取代執行使用加速踏板開度信息的通常模式選擇處理。然後，選擇電動機輔助驅動模式和發動機驅動模式之一，準備起動車輛。從而，獲得在陡上坡上起動車輛所需的驅動力，從而減小車輛的後退量。
儘管在車輛後退時刻制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩大於第一規定值A，但是，如果在此刻之後駕駛員立刻重新壓下制動踏板，對步驟S110中的查詢的響應為「否」。重複圖9流程圖中步驟S101、步驟S102、步驟S103、步驟S104、步驟S105、步驟S106、步驟S107、步驟S108、步驟S109和步驟S110的循環。此外，在這種情況下，基於步驟S101中的通常模式選擇處理選擇驅動模式。
如上所述，在根據第一實施方式的發動機控制裝置中，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態(步驟S102)時，如果在後退檢測時刻，也就是，在制動踏板釋放操作的過渡期中車速為負值的時刻，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和大於第一規定值A(步驟S108中的「是」)，發動機控制裝置(圖9)判定請求發動機E起動。
作為比較例，如果該裝置設定成響應於加速踏板的壓下請求發動機起動，當響應於加速踏板操作增大加速踏板開度時，確定發動機起動請求。所以，如果斜坡陡到一定程度，在EV驅動模式下車輛不能爬坡，從加速踏板開始壓下的這一點到發動機起動點，其間並不能獲得車輛所需的驅動力，因此，導致車輛後退。
反之，根據第一實施方式，當在後退檢測時刻制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和大於第一規定值A時，確定請求發動機E的起動。所以，在早期時刻，也就是在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時的那一點，執行發動機E的起動，並且選擇HEV驅動模式準備起動車輛。因此，獲得在陡上坡上起動車輛所需的驅動力，從而減少後退量。
在根據第一實施方式的發動機控制裝置中，當判定請求發動機E起動時發動機控制裝置(圖9)實現用於發動機起動的等待(步驟S108中的「是」)，以及，如果在一定時間周期內檢出制動踏板的重新壓下(步驟S110中的「是」)，則取消發動機E的起動。
作為比較例，在裝置設置成當判定請求發動機起動時總是執行發動機起動的情況下，如果駕駛員重新壓下制動踏板以用較大的制動器扭矩繼續在斜坡上停車，在用較小量釋放制動踏板時的一點，不合需要地檢出發動機起動請求。接著，如果在斜坡上的制動持續較長時間，發動機將保持運行，這樣導致較高的燃料消耗。
反之，根據第一實施方式，如果在用於發動機起動的等待之後檢出制動踏板的重新壓下，取消發動機E的起動。據此，這避免了在重新壓下制動踏板情況下與發動機起動請求反之的判斷錯誤，並因此避免了車輛處於停止狀態時發動機浪費地消耗燃料，從而有助於降低燃料消耗。
在不滿足用於第一實施方式中發動機控制裝置(圖9)的發動機起動條件的情況下，在EV驅動模式下起動車輛，同時使發動機E保持在自動停止狀態。當滿足發動機起動條件時，起動發動機E，以在HEV驅動模式(諸如發動機驅動模式和電動機輔助驅動模式)下起動車輛。
因此，如果在EV驅動模式下，可以獲得車輛起動時在發動機控制操作中所估計出的最小驅動扭矩，就選擇EV驅動模式在斜坡上起動車輛，以達到降低燃料消耗。另一方面，如果在EV驅動模式下不能獲得所估計出的最小驅動扭矩，在操作加速踏板之前起動發動機E，並且選擇發動機驅動模式或者電動機輔助驅動模式，在斜坡上起動車輛。這減少了在陡坡上起動車輛時車輛的後退量。
在根據第一實施方式的發動機控制裝置中，在發動機控制裝置(圖9)中設定規定值作為門限值，用於判斷發動機E起動請求，稱為第一規定值A。第一規定值A與在EV驅動模式下電動機-發電機MG的最大驅動扭矩相對應。
所以，用於判斷發動機E起動請求的門限值，可容易地設定為與電動機-發電機MG最大驅動扭矩對應的值。此外，當計算制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩時，即使在電動機-發電機扭矩為零的情況下，仍然可以使用與最大驅動扭矩對應的值作為門限值，而不必給減少的制動器扭矩按比例地添加電動機-發電機扭矩。
根據第一實施方式的混合動力車發動機控制裝置具有以下優點。
首先，在混合動力車中，裝備有發動機E和電動機-發電機MG作為驅動源，並且具有隻使用電動機-發電機MG作為驅動源驅動車輛的EV驅動模式，以及同時包括發動機E作為驅動源驅動車輛的HEV驅動模式，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時(步驟S102)，在制動踏板釋放操作的過渡期期間，根據制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間的關係，估計起動車輛所需的最小驅動扭矩。混合動力車設有發動機控制裝置(圖9)，用來基於所估計出的最小驅動扭矩判斷是否在加速踏板壓下之前起動發動機E。因此，在早期時間也就是在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時，估計起動車輛所需的最小驅動扭矩。從而，可以減少在陡上坡起動車輛時的後退量，同時還實現降低燃料消耗。
第二，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時(步驟S102)，在後退檢測時刻，此刻在制動踏板釋放操作過渡期中車速為負值，發動機控制裝置(圖9)估計制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和，對應於起動車輛所需的最小驅動扭矩(步驟S108)。所以，發動機控制裝置能精確地估計在上坡起動車輛所需的最小驅動扭矩。
第三，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時(步驟S102)，如果維持車輛的停止狀態，也就是，如果在制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩減小的制動踏板釋放操作的過渡期中，車速維持在零，或者如果檢出車輛前移，也就是，如果車速為正值(步驟S103中的「否」)，發動機控制裝置(圖9)判定不請求發動機E的起動。因此，當在平路或者下坡從其停止狀態起動車輛時，響應於與加速踏板開度APO對應的駕駛員所期望的驅動力，選擇最佳驅動模式。據此，這有助於降低燃料消耗和較高的車輛起動性能。
第四，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時(步驟S102)，如果在制動踏板釋放操作的過渡期中，在車速為負值的後退檢測時刻(步驟S104)，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和低於第一規定值A(步驟S108中的「否」)，發動機控制裝置(圖9)判定不請求發動機E起動。因此，當在緩上坡從其停止狀態起動車輛時，響應於與加速踏板開度APO對應的駕駛員所期望的驅動力，選擇最佳驅動模式。據此，這有助於降低燃料消耗和較高的車輛起動性能。
第五，當車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時(步驟S102)，如果在制動踏板釋放操作的過渡期中，在車速為負值的後退檢測時刻，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總和大於第一規定值A(步驟S108中的「是」)，發動機控制裝置(圖9)判定請求發動機E起動。因此，在早先時間，也就是在加速踏板壓下之前釋放制動踏板時的一點，執行發動機E的起動，選擇HEV驅動模式，準備起動車輛。因此，獲得在陡上坡上起動車輛所需的驅動力，從而減少車輛的後退量。
第六，當判定請求發動機E的起動時，發動機控制裝置(圖9)實現用於發動機起動的等待(步驟S108中的「是」)，以及，如果在一定時間周期內檢出制動踏板的重新壓下(步驟S110中的「是」)，則取消發動機E的起動。據此，這避免了在重新壓下制動踏板的情況下對於發動機起動請求的判斷錯誤，並且因此避免了在車輛處於停止狀態時發動機浪費地消耗燃料。這有助於降低燃料消耗。
第七，混合動力車具有一種混合動力驅動系統，該系統包括置於發動機E和電動機-發電機MG之間的第一離合器CL1，以及置於電動機-發電機MG和驅動輪RR、RL之間的第二離合器CL2。此外，混合動力車具有EV驅動模式，其中分離第一離合器CL1，僅使用電動機-發電機MG作為驅動源驅動車輛。混合動力車還具有HEV驅動模式，其中包括三種驅動模式(1)發動機驅動模式，其中接合第一離合器CL1，使得只用發動機E作為驅動源驅動驅動輪；(2)電動機輔助驅動模式，其中以兩種驅動源，也就是發動機E和電動機-發電機MG驅動驅動輪；以及(3)驅動/發電模式，其中以發動機E作為驅動源驅動驅動輪RR、RL，同時電動機-發電機MG作為發電機。在不滿足用於發動機控制裝置(圖9)的發動機起動條件的情況下，在EV驅動模式下起動車輛，同時使發動機E保持在自動停止狀態。當滿足發動機起動條件時，起動發動機E，從而在HEV驅動模式(諸如發動機驅動模式和電動機輔助驅動模式)下起動車輛。因此，如果在EV驅動模式下能獲得在車輛起動時發動機控制操作中估計出的最小驅動扭矩，選擇EV驅動模式在斜坡上起動車輛，以實現降低燃料消耗。另一方面，如果在EV驅動模式下不能獲得所估計出的最小驅動扭矩，在操作加速踏板之前起動發動機E，並且選擇發動機驅動模式或者電動機輔助驅動模式，在斜坡上起動車輛，從而減少在陡坡上起動車輛時車輛的後退量。
第八，在發動機控制裝置(圖9)中，作為判斷發動機E起動請求用門限值的規定值稱為第一規定值A，其與在EV驅動模式下電動機-發電機MG的最大驅動扭矩對應。此外，當計算制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩時，即使在電動機-發電機扭矩為零的情況下，仍然可以使用與最大驅動扭矩對應的值作為門限值，而不必向減小的制動器扭矩中成比例地添加電動機-發電機扭矩。
根據本發明的第二實施方式涉及以下實例，其中用於判斷發動機E起動請求的門限值稱為第二規定值B，通過從EV驅動模式下電動機-發電機MG的最大驅動扭矩中減去電動機-發電機扭矩確定。
首先，描述第二實施方式的配置。總體配置與圖1至圖8所示的第一實施方式的相同，所以，不再重複其描述和說明。
圖16是例示由第二實施方式的集成控制器10執行的發動機控制處理的流程圖。下面描述此處理中包括的步驟。步驟S201至步驟S206以及步驟S209至步驟S211分別對應於圖9所示的第一實施方式流程圖中的步驟S101至步驟S106以及步驟S109至步驟S111。所以，不再重複對這些步驟進行描述。
步驟S207接在步驟S206中執行的電動機-發電機扭矩檢測處理之後。在步驟S207，第二規定值B為用於判斷發動機E起動請求的門限值，設定為從EV驅動模式下電動機-發電機MG最大驅動扭矩中減去電動機-發電機扭矩所確定的值(變量值)。之後，操作進行到步驟S208。
在這種情況下，因為向減小的制動器扭矩中按比例地添加電動機-發電機轉矩，所以，第二規定值B具有的特徵在於該值與制動器扭矩中的減小成比例地減小(參見圖17和圖18中用虛線示出的特徵)。
在步驟S207中確定第二規定值B之後，在步驟S208，判斷步驟S205中的制動器扭矩與步驟S206中的電動機-發電機扭矩的總和是否大於第二規定值B。如果是，發出發動機起動等待信號，並且操作進行到步驟S209。如果否，處理回到步驟S201。
在根據第二實施方式用於混合動力車的發動機控制裝置中，除了用第二規定值B取代第一規定值A之外，在平路或者下坡上起動車輛時執行的操作、在緩上坡上起動車輛時執行的操作、以及在陡上坡上起動車輛時執行的用於控制發動機的操作，與第一實施方式中的那些是相同的。
具體地，當發動機處於自動停止狀態，並且在平路上從其停止狀態起動車輛時，即使駕駛員實施制動踏板釋放操作以起動車輛，車速將保持為零，或者由於如圖17所示電動機-發電機扭矩而使車輛稍稍前移。因此，因為車輛沒有後退，所以步驟S203中的判斷為「否」。重複圖16流程圖中步驟S201、步驟S202、以及步驟S203的循環。此外，基於步驟S201中的通常模式選擇處理選擇驅動模式。
當發動機處於自動停止狀態，並且在陡上坡上從其停止狀態起動車輛時，如果駕駛員實施制動踏板釋放操作以起動車輛，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩減小。參見圖18，當總扭矩跌至斜坡阻力扭矩以下時車輛後退。在此車輛在陡上坡上後退時刻，制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩成為大於第二規定值B的值。為此，對步驟S208中查詢的響應為「是」。除非重新壓下制動踏板，操作經過圖16流程圖中的步驟S201、步驟S202、步驟S203、步驟S204、步驟S205、步驟S206、步驟S207、步驟S208、步驟S209、步驟S210、以及步驟S211。在步驟S211，執行發動機E的起動處理。
除了上述第一實施方式的第一至第七優點之外，根據第二實施方式的混合動力車發動機控制裝置具有附加的優點。在發動機控制裝置(圖16)中設定規定值作為用於判斷發動機E起動請求的門限值，稱為第二規定值B，其通過從EV驅動模式下電動機-發電機MG的最大驅動扭矩中減去電動機-發電機扭矩來確定。所以，在向減小的制動器扭矩成比例地添加電動機-發電機扭矩的情況下，考慮了制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩中包括的電動機-發電機扭矩的量。因此，與規定值設定成固定值的情況不同，可以精確地設置最佳值作為用於判斷發動機E起動請求的門限值。
結合第一和第二實施方式描述了根據本發明的混合動力車發動機控制裝置。然而，應當注意到本發明的技術範圍並不局限於以上實施方式，而是允許在本發明的範圍內加以修改。
在第一和第二實施方式的發動機控制裝置的實例中，給出電動機-發電機扭矩作為與制動器扭矩中的減小成比例增加的扭矩。可選擇地，作為一種用於控制電動機-發電機扭矩的方法，本發動機控制裝置可應用於任何一種能進行電動機-發電機扭矩檢測的混合動力車。此外，本發動機控制裝置同樣可應用於即使制動器扭矩減小電動機-發電機扭矩也保持為零的情況。換而言之，本發動機控制裝置不局限於第一和第二實施方式，而是只要車輛處於停止狀態同時發動機E處於自動停止狀態時，發動機控制裝置能根據制動踏板釋放操作過渡期中制動器扭矩、電動機-發電機扭矩、以及車速之間的關係估計起動車輛所需的最小驅動扭矩，並且還能基於估計出的最小驅動扭矩判斷是否在加速踏板壓下之前起動發動機。
儘管第一和第二實施方式是針對後輪驅動混合動力車的，但本發明也可應用於前輪驅動混合動力車或者四輪驅動混合動力車。此外，儘管第一和第二實施方式是針對第二離合器包含在自動變速器中的實例，但第二離合器也可選擇地設置成附加的離合器，置於電動機-發電機與變速器之間、或者變速器與驅動輪之間(例如，參見日本未經審查的專利申請公開No.2002-144921)。此外，本發明還可應用於只有第一離合器(也就是，發動機離合器)的混合動力車，或者應用於實現混合驅動模式(也就是，HEV驅動模式)和電動車驅動模式(也就是，EV驅動模式)而沒有第一和第二離合器的混合動力車。換而言之，本發明可應用於這樣的任何一種混合動力車，其裝備有發動機和電動機-發電機作為驅動源，並且具有只用電動機一發電機作為驅動源驅動車輛的EV驅動模式，以及同時包括發動機作為驅動源驅動車輛的HEV驅動模式。
在第一和第二實施方式中，當需要發動機的驅動力時起動發動機。然而，根據本發明的第一方面，即使車輛處於停止狀態時，發動機也可以轉動同時使離合器分離。這可能在例如蓄電池的充電量較低時出現。因此，儘管參照步驟S111和步驟S211描述了發動機起動處理，但也能在這些步驟中，也可替代上述步驟進行用於接合離合器C11的處理。
對相關申請的交叉引用本申請要求2006年2月28日提交的日本專利申請No.2006-051903的優先權，該申請的內容在此以參考的方式併入本文。
為了闡明本發明的原理及其實際應用的目的，選擇並且描述了這些實施例，以使本領域的技術人員能夠以各種實施例，以及，用適合於所設想的特定應用的各種改進而應用本發明。本發明的範圍由所附權利要求及其等效置換所限定。
權利要求
1.一種用於混合動力車的控制裝置，包括發動機；電動機-發電機；車輪，用於移動所述混合動力車；制動器，用於制動所述車輪；以及控制器，可以進行下述操作在由利用所述制動器而使車輛停止的狀態下，釋放所述制動器時，對使車輛前移所需的驅動力進行估計，所述驅動力的估計值是基於所述制動器的制動力、所述電動機-發電機的驅動力、以及車速之間的關係；以及基於所述驅動力的估計值，判斷是否使用所述發動機的驅動力。
2.根據權利要求1所述的用於混合動力車的控制裝置，其中當所述控制器判定需要使用所述發動機的驅動力時，所述控制器進一步操作以起動所述發動機。
3.根據權利要求2所述的用於混合動力車的控制裝置，其中在所述控制器判定需要使用所述發動機的驅動力之後，如果在預定時間內重新壓下所述制動器，所述控制器進一步操作以取消所述發動機的起動。
4.根據權利要求1所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，所述驅動力的估計值是基於所述車速為負值時制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩。
5.根據權利要求4所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，如果所述總扭矩大於規定扭矩值，所述控制器進一步操作以使用所述發動機的驅動力。
6.根據權利要求5所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，所述規定扭矩值包括所述電動機-發電機的最大驅動扭矩。
7.根據權利要求5所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，所述規定扭矩值等於從所述電動機-發電機的預定最大驅動扭矩減去當前電動機-發電機扭矩的值。
8.根據權利要求4所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，如果所述總扭矩小於等於規定扭矩值，所述控制器進一步操作以判定不需要使用所述發動機的驅動力。
9.根據權利要求8所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，所述規定扭矩值包括所述電動機-發電機的預定最大驅動扭矩。
10.根據權利要求1所述的用於混合動力車的控制裝置，其中，在由利用所述制動器而使車輛停止的狀態下，釋放所述制動器時，如果所述車速大於等於零，所述控制器進一步操作以判定不需要使用所述發動機的驅動力。
11.根據權利要求1所述的用於混合動力車的控制裝置，進一步包括第一離合器，置於所述發動機和所述電動機-發電機之間，所述第一離合器能改變扭矩傳動容量；以及，其中當所述控制器判定需要使用所述發動機的驅動力時，所述控制器進一步操作以允許所述第一離合器接合。
12.根據權利要求11所述的用於混合動力車的控制裝置，其中當所述第一離合器在所述發動機不轉動的狀態下接合時，所述控制器進一步操作以通過所述電動機-發電機起動所述發動機。
13.一種混合動力車的控制方法，所述混合動力車具有發動機、電動機-發電機、以及制動所述混合動力車車輪的制動器，所述方法包括在由利用所述制動器而使車輛停止的狀態下，釋放所述制動器時，對使所述車輛前移所需驅動力進行估計；其中所述驅動力的估計值是基於所述制動器的制動力、所述電動機-發電機的驅動力、以及車速之間的關係；以及基於所述驅動力的估計值判斷是否使用所述發動機的驅動力。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述驅動力的估計值是基於所述車速為負值時制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩，以及其中，基於所述驅動力的估計值對是否使用所述發動機提供驅動力進行的判斷，進一步包括如果所述總扭矩大於規定扭矩值，使用所述發動機的驅動力。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述規定扭矩值包括所述電動機-發電機的最大驅動扭矩。
16.根據權利要求14所述的方法，進一步包括從所述電動機-發電機的預定最大驅動扭矩中減去當前電動機-發電機扭矩；其中所述減法步驟的結果即為所述規定扭矩值。
17.根據權利要求13所述的方法，其中所述驅動力的估計值是基於所述車速為負值時制動器扭矩和電動機-發電機扭矩的總扭矩，以及其中，基於所述驅動力的估計值對是否使用所述發動機提供所述驅動力進行的判斷，進一步包括如果所述總扭矩小於等於規定扭矩值，判定不需要使用所述發動機的驅動力。
18.根據權利要求13所述的方法，其中，基於所述驅動力的估計值對是否使用所述發動機提供所述驅動力進行的判斷，進一步包括當所述驅動力的估計值低於必需的驅動力時，確定起動所述發動機；以及如果在確定起動所述發動機之後，在預定時間時期內重新壓下所述制動器，則取消所述發動機的起動。
19.根據權利要求13所述的方法，所述混合動力車具有置於所述發動機和所述電動機-發電機之間的第一離合器；以及其中，基於所述驅動力的估計值對是否使用所述發動機作為驅動力進行的判斷，進一步包括當所述驅動力的估計值低於必需的驅動力時，允許所述第一離合器接合。
全文摘要
一種用於混合動力車的發動機控制裝置和方法，該混合動力車包括發動機和電動機－發電機作為驅動源，並且具有隻使用電動機－發電機作為驅動源驅動車輛的電動車(EV)驅動模式，以及同時包括發動機作為驅動源驅動車輛的混合動力(HEV)驅動模式。當車輛處於停止狀態同時不使用發動機驅動力時，根據制動踏板釋放操作的過渡期期間制動器扭矩、電動機－發電機扭矩及車速之間的關係，本裝置估計起動車輛所需的最小驅動扭矩。基於估計最小驅動扭矩，本裝置判斷在加速踏板壓下之前是否需要使用發動機的驅動力。
文檔編號B60K6/48GK101028819SQ20071000049
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月28日 優先權日2006年2月28日
發明者林伸樹 申請人:日產自動車株式會社