专利名称：用于控制混合动力车辆的发动机停止的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制混合动力车辆的发动机停止的控制装置，当从混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，所述控制装置可以提供适当的制动和驱动力，因此允许驾驶者享受卓越的驾驶，同时使他们在路途中感到安全。
背景技术：
在传统的混合动力车辆中，第一离合器安装在发动机和电动发电机之间，而第二离合器安装于电动发电机和驱动轮之间。通过这种结构，传统的混合动力车辆可以提供两种驱动模式，即，混合动力车驱动模式和电动车驱动模式。在混合动力车驱动模式下，第一和第二离合器进行动作以彼此接合，从而使车辆可以由发动机和/或电动发电机产生的转矩驱动。然而，在电动车驱动模式下，第一离合器变为完全分离，并且车辆仅仅由电动发电机产生的转矩驱动。作为实例，日本专利公开No.平11-82260披露了一种这样的传统混合动力车辆。
然而，当从混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，发动机停止和第一离合器分离之间的顺序趋向于影响驾驶质量。
发明内容
本发明的目的是提出并解决传统混合动力车辆的上述问题。在此方面，本发明旨在提供一种用于控制混合动力车辆的发动机停止(通过切断供给发动机的燃料)的控制装置，当从混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，所述控制装置可以提供适当的制动力和驱动力。这样，允许驾驶者享受卓越的驾驶，同时使他们在路途中感到安全。
本发明涉及混合动力驱动系统，该系统包括发动机；电动发电机；变速器；第一离合器，其安装于所述发动机和所述电动发电机之间，并可以连续地改变转矩容量。
本发明也涉及包括发动机停止控制装置的发动机停止控制设备，当驱动模式从混合动力车驱动模式(第一离合器接合并且使用发动机和电动发电机作为动力源)转换到电动车驱动模式(使用电动发电机)时，所述发动机控制装置用于进行第一离合器分离并且发动机停止的模式转换。
此外，在本发明中，本发明的上述控制装置包括所需驱动力变化检测装置，当驱动模式从混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，该装置用于检测由驾驶者选择的所需驱动力的变化。当混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，发动机停止控制装置根据改变的驱动力，从各种模式转换方式中选择合适的模式转换方式。
在本发明所述的控制装置中，当混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，所述发动机停止控制装置根据由驾驶者选择的驱动力，从各种模式转换方式中选择合适的模式转换方式。
例如，当驱动力只是轻微变化时，由发动机停止(通过切断供给发动机的燃料)引起的对车辆的突然冲击，会产生使驾驶者感到不舒服和不安全的影响。因此，选择在发动机停止之前分离第一离合器的模式转换方式以阻止产生这种冲击。
当由驾驶者选择的所需驱动力减小时，为了维持发动机工作，延迟发动机停止的模式会消耗不必要的燃料。因此，应当选择在分离第一离合器之前停止发动机的转换模式，以将不必要的燃料消耗减到最低。
因此，当从混合动力车驱动模式转换到电动车驱动模式时，可以提供不影响驾驶者的驾驶舒适性或质量的制动/驱动力。
从以下结合附图对优选实施例的说明，本发明的以上说明和其它特征将变得明了，其中图1是说明根据本发明优选实施例的后轮驱动混合动力车辆的框图，所述后轮驱动混合动力车辆具有用于控制发动机停止的控制装置；图2是说明集中控制器中的计算处理程序的框图；图3是使用图2所示的目标驱动力计算单元来计算目标驱动力的示例性映射；图4是使用图2所示的模式选择单元来选择目标模式的示例性映射；图5是使用图2所示的目标充电/放电电力计算单元来计算目标充电/放电电力的示例性映射；图6是说明图2所示的运行点指令单元确定各运行点的计算处理的流程图；图7是用于如图6所示计算目标自动变速档位的示例性换档映射；图8是用于如图6中确定的从HEV模式转换到EV模式转换目标模式的示例性运行点映射；图9是说明最大转矩对发动机RPM(每分钟转数)的示例性映射，该映射用于如图6所示计算目标发动机转矩；图10是显示在如图2所示的集中控制器中进行的控制发动机停止的过程的流程图；图11是显示模式转换方式(第一方式)的流程图，在所述模式转换方式下，当在发动机停止控制中从HEV模式转换到EV模式时，在发动机停止之前进行第一离合器分离；图12是为显示模式转换方式(第二方式)的流程图，在所述模式转换方式下，当在发动机停止控制中从HEV模式转换到EV模式时，在第一离合器分离之前进行发动机停止；以及图13是显示模式转换方式(第三方式)的流程图，在所述模式转换方式下，当在发动机停止控制中从HEV模式转换到EV模式时，同时进行第一离合器分离和发动机停止。
具体实施例方式
下面，将结合所提供的附图对本发明的控制装置进行充分说明。
实施例1图1为说明根据本发明优选实施例的后轮驱动混合动力车辆的框图，所述混合动力车辆具有用于控制发动机停止的控制装置。
如图1所示，这种混合动力车辆包含驱动系统，该驱动系统包括发动机E、飞轮FW、第一离合器CL1、电动发电机MG、第二离合器CL2、自动变速器AT(变速箱)、传动轴PS、差速齿轮DF、左侧驱动轴DSL、右侧驱动轴DSR、左侧后轮RL(驱动轮)以及右侧后轮RR(驱动轮)。
左侧前轮表示为FL，而右侧前轮表示为FR。
发动机E可以使用汽油或柴油。此外，可以基于来自发动机控制器1的控制指令控制节气门的开度。
此外，飞轮安装在输出轴上。
第一离合器CL1安装在发动机E和电动发电机MG之间。基于来自第一离合器控制器5的控制指令，使用由第一离合器液压单元6产生的控制液压，可以接合和分离(例如，滑动接合/分离)第一离合器CL1。
电动发电机MG优选为同步电动发电机，其具有嵌入转子中的永磁体和缠绕在定子上的定子线圈。
基于来自电动机控制器2的控制指令，使用由变换器3产生的三相交流电(AC)控制电动发电机MG。
电动发电机MG可以起到电动机的作用其由来自蓄电池4产生的电力而被旋转驱动(以下称此状态为“电力运转”)。
此外，电动发电机MG可以起到发电机的作用当通过外力旋转转子时，其在定子线圈的两端产生电动势，从而对蓄电池进行充电(以下称为“再生力”)。
此外，电动发电机MG的转子通过使用减震器(未显示)与自动变速器AT的输入轴连接。
第二离合器CL2安装在电动发电机MG和左/右侧后轮RL/RR之间。
基于来自后述的AT控制器7的控制指令，使用由第二离合器液压单元8产生的控制液压，可接合和分离(例如，滑动接合/分离)第二离合器CL2。
自动变速器AT构造为根据车辆速度或加速器开度，自动转换不连续变化的传动比(例如，前进5档，倒车1档或前进6档，倒车1档)。
第二离合器CL2使用在自动变速器AT的各变速档中应用的各种摩擦接合元件中的某些摩擦接合元件。
自动变速器AT的输出轴使用传动轴PS、差速齿轮DF、左侧驱动轴DSL以及右侧驱动轴DSR与左侧后轮RL和右侧后轮RR连接。
例如，湿式多板离合器(wet multi-plate clutch)可用作第一离合器CL1和第二离合器CL2，其中比例电磁阀可连续控制油流量和液压。
根据第一离合器CL1是否接合或分离，混合动力驱动系统具有两种驱动模式。
其中一种模式为电动车驱动模式(以下称为“EV模式”)，当第一离合器CL1分离时，该模式只使用来自电动发电机的动力。另一种模式为混合动力车驱动模式(以下称为“HEV模式”)，该模式使用来自发动机E和电动发电机MG双方的动力。在后一种模式下，第一离合器是接合的。
接着将说明用于控制混合动力车辆的控制装置。如图1所示，根据本发明该优选实施例构造的这种控制装置包括发动机控制器1、电动机控制器2、变换器3、蓄电池4、第一离合器控制器5、第一离合器液压单元6、AT控制器7、第二离合器液压单元8、制动控制器9以及集中控制器10。
此外，使用CAN通信线路11将发动机控制器1、电动机控制器2、第一离合器控制器5、AT控制器7、制动控制器9和集中控制器10彼此相互连接，以实现信息相互交换。
发动机控制器1输入来自构造为检测发动机RPM的传感器12的关于发动机RPM的信息。然后，发动机控制器1例如向节气门致动器(未显示)输出指令，其中该指令根据来自集中控制器10的目标发动机转矩指令，控制发动机运行点(Ne，Te)。
此外，使用CAN通信线路11向集中控制器10发送关于发动机RPM的信息Ne。
电动机控制器2输入来自构造为检测电动发电机MG的转子旋转位置的解析器13的信息。
然后，电动机控制器2向变换器3输出指令，其中该指令根据目标电动发电机转矩指令控制电动发动机MG的电动机运行点(Nm，Tm)。此外，电动机控制器2监控表示蓄电池4的充电状态的蓄电池SOC。使用CAN通信线路11向集中控制器10发送关于蓄电池SOC的信息。该信息也可用作电动发电机MG的控制信息。
第一离合器控制器5输入来自第一离合器液压传感器14和第一离合器行程传感器15的传感器信息。然后，第一离合器控制器5根据来自集中控制器10的第一离合器控制指令，输出用于控制第一离合器CL1的接合和分离的指令。
此外，使用CAN通信线路11向集中控制器10发送第一离合器行程C1S的信息。
AT控制器7输入来自传感器16(检测加速器开度)、车辆速度传感器17以及第二离合器液压传感器18的信息。然后，AT控制器7向AT液压控制阀内的第二离合器液压单元8输出指令。该指令根据来自集中控制器10的第二离合器控制指令控制第二离合器CL2的接合和分离。
此外，使用CAN通信线路11向集中控制器10发送关于加速器开度APO和车辆速度VSP的信息。
制动控制器9输入来自制动行程传感器20以及构造为检测所有四个车轮速度的车轮速度传感器19的信息。例如，当制动踏板被踩下并且再生制动力对于从制动行程BS得到的所需制动力不足时，则基于来自集中控制器10的再生协作控制指令进行再生协作刹车控制。同样地，不足的再生制动力可以由机械制动力(液压或电动机制动力)补偿。
集中控制器10控制车辆的全部能量消耗，以允许车辆以最高效率工作。集中控制器10输入由使用CAN通信线路11得到的信息以及来自电动机RPM传感器21、第二离合器输出RPM传感器22(检测从第一离合器输出的RPM N2)以及第二离合器转矩传感器23(检测第二离合器的转矩TCL2)的信息。
集中控制器10根据来自发动机控制器1的控制指令进行发动机E的操作控制，以及根据来自电动机控制器2的控制指令进行电动发电机MG的操作控制。此外，集中控制器10根据来自第一离合器控制器5的控制指令执行第一离合器CL1的接合/分离控制，以及根据来自AT控制器7的控制指令执行第二离合器CL2的接合/分离控制。
在下文中，根据本发明优选实施例的集中控制器10中的控制过程将结合图2来说明。例如，可以以10msec(毫秒)的控制周期进行集中控制器10中的控制过程。
集中控制器10包括目标驱动力计算单元100、模式选择单元200、目标充电/放电计算单元300、运行点指令单元400以及变速控制单元500。
目标驱动力计算单元100通过使用图3所示的目标驱动力映射，根据加速器开度APO和车辆速度VSP计算目标驱动力tF0O。这与驾驶者选择的所需驱动力相对应。
模式选择单元200通过使用图4所示的EV-HEV选择映射，根据加速器开度APO和车辆速度VSP计算目标模式。
当蓄电池SOC小于所需的数值时，HEV模式变为目标模式。
目标充电/放电计算单元300通过使用图5所示的目标放电/充电量映射，根据蓄电池SOC计算目标充电/放电电力tP。
运行点指令单元400计算发动机的目标过渡转矩、电动发电机的目标转矩、第二离合器的目标转矩容量、自动变速器的目标档位以及第一离合器螺线管电流指令。这样，运行点指令单元400便可达到加速器开度APO、目标驱动力tF0O、目标模式、车辆速度VSP以及目标充电/放电电力tP的目标。
变速控制单元500驱动和控制自动变速器AT中的电磁阀，以达到第二离合器的目标转矩容量以及自动变速器的目标档位。
图6为显示运行点指令计算过程的流程图。运行点指令在集中控制器10中的运行点指令单元400内计算，其步骤如下所述。
在步骤S401中，在调整目标驱动力tF0O中计算过渡目标驱动力tFO。
例如，过渡目标驱动力tFO可以是具有预定时间常数的低通滤波器的输出，其中该滤波器具有目标驱动力tF0O的输入。
在步骤S402中，通过使用以下等式计算自动变速器AT的目标输入转矩tTin。
tTin＝tFO×rt/if/iG...(1)其中，rt为轮胎半径，if为最终传动比，iG为自动变速档位的实际传动比。
在步骤S403中，使用图7所示的换档映射，根据加速器开度APO和车辆速度VSP计算自动变速器的目标档位。
图7中，实线说明换高档线，而虚线说明换低档线。
在步骤S404中，根据目标模式对模式进行选择。通常，车辆在EV或HEV模式下行驶。
然而，如图8所示，当从HEV模式转换为EV模式时，最适合的模式转换方式是从三种模式转换方式中选择，以适应驱动力的变化。
·从点A释放加速器踏板，跨过HEV-＞EV转换线至另一点A′(在此情况下，由驾驶者选择或输入的所需驱动力减小)。
·从点B降低车速，跨过HEV-＞EV转换线至另一点B′。
·在点C处在HEV模式下的正常行驶中，需要发动机停止且蓄电池SOC上升(在此情况下，由驾驶者选择或输入的所需驱动力只有轻微的变化)。
·从点D释放加速器踏板，跨过HEV-＞EV转换线至另一点D′，并且调整制动器踏下操作(在此情况，所需驱动力迅速减小)。
在步骤S405中，通过使用以下等式，根据目标输入转矩tTin以及自动变速器输入每分钟转数(RPM)Nin和发动机每分钟转数(RPM)Ne的输入，计算理想发动机转矩rTe0。
tTe0＝(tTin×Nin-tP)/Ne...(2)可以使用图9所示的最大发动机转矩映射得到目标发动机转矩tTe。在EV模式下，目标发动机转矩tTe为0。
在步骤S406中，假设模式为EV模式或HEV模式，通过使用以下等式计算电动发电机目标转矩tTm。
然而，如果模式改变，则在模式转换中确定目标电动发电机转矩。
tTm＝tTin-tTe ...(3)在步骤S407中，在EV模式下第一离合器的目标转矩容量变为0。然而，在HEV模式下第一离合器的目标转矩容量变为最大值。
如果模式改变，则在模式转换中确定第一离合器的目标转矩容量。
在步骤S408中，在EV模式下，第二离合器的目标转矩容量为接近最大驱动力evTmax的近似值，而在HEV模式下变成最大值。
如果模式改变，则步骤S408在模式转换中确定第二离合器的目标转矩容量tcTc12。
图10为显示执行发动机停止控制的过程的流程图，该过程由集中控制器10进行。由发动机控制停止控制装置进行的各步骤将在下面说明。
在步骤S1中，根据驾驶者对加速器的操作和制动操作计算所需的驱动力，然后步骤S1转入步骤S2。
在步骤S2中，判断是否需要从HEV模式转换到EV模式的模式转换。如果判断结果为是，则步骤S2转入步骤S3。然而，如果判断结果为否，则步骤S2转入结束。
在步骤S3中，判断所需驱动力是否只有轻微的变化。如果判断结果为是，则步骤S3转入步骤S6。然而，如果判断结果为否，则步骤S3转入步骤S4。
在步骤S4中，判断所需驱动力是否减小。如果判断结果为是，则步骤S4转入步骤S7。然而，如果判断结果为否，则步骤S4转入步骤S5。
在步骤S5中，判断所需驱动力是否迅速地减小。如果判断结果为是，则步骤S5转入步骤S8。然而，如果判断结果为否，则步骤S5转入步骤S9。
在步骤S6中，当与步骤S3中的预定值相比，所需驱动力的变化确定为轻微时，选择在发动机停止之前分离第一离合器的模式转换方式(图11所示的第一方式)。然后步骤S6转入结束。
在步骤S7中，当所需驱动力确定为减小时，选择在分离第一离合器之前停止发动机的模式转换方式(图12所示的第二方式)。然后步骤S7转入结束。
在步骤S8中，当所需驱动力确定为迅速减小(高于预定速率)时，选择第一离合器分离和发动机停止同时进行的模式转换方式(图13所示的第三方式)。然后步骤S8转入结束。
在步骤S9中，当所需驱动力确定为增大时，选择在分离第一离合器之前停止发动机的模式转换方式(图12所示的第二方式)。然后步骤S9转入结束。
在传统的混合动力车辆中，第一离合器安装于发动机和电动发电机之间，而第二离合器安装在电动机和驱动轮之间。这种车辆具有HEV模式和EV模式。在HEV模式下，通过接合第一和第二离合器，由发动机或电动机产生的转矩驱动车辆。在EV模式下，由于第一离合器变为分离，所以仅由电动机产生的转矩驱动车辆。
当从HEV模式转换至EV模式时，根据发动机停止和第一离合器分离，传统的混合动力车辆可以提供至少三种模式转换方式(例如，从第一离合器分离到发动机停止的转换、从发动机停止到第一离合器分离的转换，以及第一离合器分离和发动机停止同时进行)。
然而，传统的混合动力车辆是不适宜的，这是由于下述缘故即，如果没有根据所需驱动力选择合适的模式转换方式，则可能会折损其驾驶质量和性能。
当从HEV模式转换到EV模式时，根据本发明优选实施例构造的用于控制发动机停止的控制装置根据由驾驶者选择或输入的驱动力，从各种模式转换方式中选择合适的模式转换方式。因此，当从HEV模式转换到EV模式时，本发明的控制装置可以提供不影响驾驶舒适性或质量的最佳制动/驱动力。
具体而言，在本发明的所述控制装置中，当从HEV模式转换到EV模式时，发动机停止控制装置根据由驾驶者选择的驱动力，从各种模式转换方式中选择合适的模式转换方式。
例如，当驱动力只是轻微变化时，由发动机停止(通过切断供给发动机的燃料)造成的对车辆的突然冲击会产生使驾驶者感到不舒服和不安全的影响。因此，选择在发动机停止之前分离第一离合器的模式转换方式以防止产生这种冲击。
此外，当由驾驶者选择的所需驱动力减小时，为了维持发动机工作，延迟发动机停止的模式会消耗不必要的燃料。因此，应当选择在分离第一离合器之前停止发动机的转换模式，以将不必要的燃料消耗减到最低。
因此，当从HEV模式转换到EV模式时，可以提供不影响驾驶舒适性或质量的制动/驱动力。
在本发明的控制装置中，发动机停止控制装置具有以下三种模式转换方式在分离第一离合器CL1之后停止发动机E的第一方式；在停止发动机E之后分离第一离合器CL1的第二方式；以及同时停止发动机E和分离第一离合器CL1的第三方式。
因此，从所述的模式转换方式中可以选择合适的模式转换方式，从而提供在模式转换方式上较宽的选择范围，以适应驱动力的各种变化。
当HEV模式必须转换为EV模式，并且所需驱动力只有轻微的变化时，下列步骤顺次发生S1-＞S2-＞S3-＞S6(如图10所示)。在步骤S6中，选择在分离第一离合器CL1之后进行发动机停止的模式转换方式，这如图11所示。
现参考图11，其显示了在分离第一离合器CL1后停止发动机E的模式转换方式。在图11所示的时间图中，标号k1之前的时间表示HEV模式，而标号k1和k3之间的时间表示从HEV模式转换到EV模式的模式转换(以下称为模式转换阶段)。通过协同控制发动机E、电动发电机MG和第一离合器CL1，进行第一离合器CL1的分离和发动机E的停止。标号k3之后的时间表示EV模式。
首先将说明HEV模式。通过使用以下等式计算自动变速器AT的目标输入转矩tTin。
tTin＝tF0×rt/if/iG...(1)其中，rt为轮胎半径，if为最终传动比，iG为自动变速档位的实际传动比。接着，通过使用以下等式计算电动发电机的目标转矩tTm。然而，如果模式改变，则在模式转换中确定电动发电机的目标转矩。
tTm＝tTin-Te ...(3′)其中，Te为发动机转矩，使用时间常数为10msec的一次延迟和发动机转矩指令估计Te。
接着说明模式转换阶段。标号k1表示这样的时刻即，向EV模式转换的模式转换已经启动，并且开始第一离合器CL1的分离。因此，第一离合器的转矩容量减小。这里，第一离合器的转矩容量减小至接近接合容量a。标号k2表示这样的时刻即，由于第一离合器CL1的转矩容量已降至低于第一离合器CL1的接合容量a而使第一离合器CL1开始滑动的时刻。从标号k2表示的时刻起，开始第一离合器CL1和电动发电机MG的协同控制。通过使用等式(3″)计算电动发电机的目标转矩tTm，该目标转矩tTm补偿第一离合器CL1的剩余转矩。
此外，基于上述等式(3′)开始发动机E和电动发电机MG的协同控制。标号k1表示的时刻过后，发动机停止使发动机转矩Te减小。然而，电动发电机转矩增加从而补偿该减小量。因此，在驱动力上没有变化。标号k2表示这样的时刻即，由于由发动机E停止和电动发电机MG对驱动力的补偿已经结束而开始使第一离合器CL1分离的时刻。因此，第一离合器CL1的转矩容量变得迅速减小。标号k3表示这样的时刻即，由于第一离合器CL1的转矩容量已降至低于第一离合器CL1的接合容量a而使第一离合器CL1开始滑动的时刻。从标号k3表示的时刻起，开始第一离合器CL1和电动发电机MG的协同控制。通过使用以下等式计算补偿第一离合器CL1的剩余转矩容量的电动发电机的目标转矩tTm。
tTm＝tTin-Tcl1...(3″)其中，Tcl1为第一离合器的转矩，该转矩Tcl1等于当第一离合器滑动时的转矩容量。转矩容量与液压成比例。这样，使用基于对由预先测试得到的指令值响应的实际液压的滤波器，尽管液压对该指令值存在响应延迟，但仍可以精确地估计第一离合器的转矩Tcl1。通过使用电动发电机的目标转矩tTm，没有出现驱动力的变化。
接着，下面将说明EV模式。标号k3表示这样的时刻即，第一离合器GL1的转矩容量变为零，并且第一离合器CL1完全分离以达到EV模式。此外，在标号k3表示的时刻，发动机E停止。由于第一离合器已完全分离，所以发动机E的停止不影响驱动力。此外，与HEV模式类似，通过使用等式(3′)可以得到在EV模式下电动发电机的目标转矩tTm。然而，由于在EV模式下第一离合器CL1已经分离，所以发动机转矩Te应为零。
如上所述，根据本发明的控制装置，在从HEV模式转换到EV模式的模式转换中，如果由驾驶者选择的所需驱动力轻微地变化，则发动机停止控制装置选择在第一离合器CL1分离之后停止发动机E的第一方式。例如，如果在维持第一离合器CL1的接合容量a的同时停止发动机E，则该停止会产生突然的冲击(驱动力的变化)，这将必然使驾驶者感到不适和不安全。然而，通过选择在分离第一离合器CL1之后停止发动机E的第一方式，可以克服这一弊端。同样地，尽管在驱动力上只有轻微的变化，仍可以实现从HEV模式转换到EV模式的模式转换，而不引起由发动机停止产生的冲击。
根据本发明的控制装置，当从HEV模式转换到EV模式的模式转换时，发动机停止控制装置使用电动发电机MG的转矩补偿由第一离合器CL1分离带来的转矩变化。因此，如果没有电动发电机MG的任何转矩补偿而进行第一离合器CL1的分离，则在模式转换阶段，驱动力将减小。由于尽管在所需驱动力上只是轻微的变化，驱动力仍趋向于减小，所以驾驶者必然感到不适。然而，通过使用电动发电机MG的转矩补偿由第一离合器CL1分离带来的转矩变化，可以克服这一弊端。如图11所示，这种补偿趋向于稳定驱动力，以使驾驶者可以维持所需的驱动力，从而改进驾驶质量。
在本发明的发动机停止控制系统中，当第一离合器CL1分离时，发动机停止控制装置通过立即降低使用接合容量a的第一离合器CL1的转矩容量。类似地，通过立即降低使用接合容量a的第一离合器CL1的转矩容量，可以减少分离第一离合器CL1所需的时间，这不需要由电动发电机MG进行任何转矩补偿。
参考图10，当HEV模式转换为EV模式，并且所需驱动力的变化减小时，下列步骤顺次发生S1-＞S2-＞S3-＞S4-＞S7。在步骤S7中，选择在发动机E停止后分离第一离合器CL1的模式转换方式(第二方式)，该第二方式如图12所示。
图12所示的时间图显示了通过在发动机停止之后分离第一离合器CL1以将HEV模式转换到EV模式的模式转换。在所述时间图中，标号k1之前的时间表示HEV模式。此外，标号k1到k4之间的时间表示从HEV模式转换到EV模式的模式转换(称为模式转换阶段)。通过协同控制发动机E、电动发电机MG和第一离合器CL1，进行第一离合器CL1的分离和发动机E的停止。标号k4之后的时间表示EV模式。由于HEV模式与图11所示的类似，所以可以以模式转换阶段和EV模式功能进行说明。
首先说明模式转换阶段。标号k1表示这样的时刻即，向EV模式转换的模式转换已经启动，并且开始发动机E的停止。此外，基于上面的等式(3′)开始发动机E和电动发电机MG的协同控制。经过标号k1表示的时刻后，发动机停止使发动机转矩Te减小。然而，电动发电机的转矩增加，以补偿这种减少。因此，没有出现驱动力的变化。标号k2表示这样的时刻即，由于由发动机E的停止和由电动发电机MG对驱动力的补偿结束而开始使第一离合器CL1分离的时刻。因此，第一离合器CL1的转矩容量变得迅速减小。标号k3表示这样的时刻即，由于第一离合器CL1的转矩容量已降至低于第一离合器CL1的接合容量a而使第一离合器CL1开始滑动的时刻。从标号k3表示的时刻起，开始第一离合器CL1和电动发电机MG的协同控制。通过使用以下等式可以得到电动发电机的目标转矩tTm，该目标转矩tTm补偿第一离合器CL1的剩余转矩。
tTm＝tTin-Tcl1...(3″)通过使用电动发电机的目标转矩tTm，可以补偿由第一离合器转矩引起的驱动力的变化。
现在说明EV模式。标号k4表示这样的时刻即，通过完全分离第一离合器CL1，第一离合器转矩容量变为零，并且达到EV模式。与HEV模式类似，在EV模式下电动发电机的目标转矩tTm可由等式(3′)得到。然而，由于在EV模式下第一离合器CL1已经分离，所以发动机转矩Te应当为零。
与前述类似地，在本发明的发动机停止控制系统中，在从HEV模式转换到EV模式的模式转换时，当所需驱动力减小时，发动机停止控制装置选择在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器CL1的第二方式。例如，在由于驾驶者的选择(例如释放加速器等)而使得所需驱动力减小的情况下，存在增加燃料消耗的弊端(与第一方式类似)。这是由于下述缘故即，通过使用延迟发动机E的燃料切断的模式转换方式，会消耗用于维持发动机运转的燃料。然而，在本发明的优选实施例中，可以减少燃料消耗，这是由于下述缘故即，当所需驱动力减小时，通过选择在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器的第二方式，可以及早进行发动机停止。
参考图10所示的流程图，当HEV模式必须转换为EV模式，并且所需驱动力迅速减小时，下列步骤顺次发生S1-＞S2-＞S3-＞S4-＞S5-＞S8。在步骤S8中选择第一离合器CL1的分离和发动机的燃料切断同时进行的模式转换方式(第三方式)，该第三方式如图13所示。
图13所示的时间图显示了通过同时进行发动机的燃料切断和第一离合器CL1的分离以将HEV转换到EV模式的模式转换。在所述时间图中，标号k1之前的时间表示HEV模式，而标号k1到k3之间的时间表示从HEV模式转换到EV模式的模式转换(称为模式转换阶段)。通过协同控制发动机E、电动发电机MG和第一离合器CL1，进行第一离合器CL1的分离和发动机E的燃料切断。标号k3之后的时间表示EV模式。HEV模式和EV模式(与图12所示的类似地控制)将不在此处进行说明。下面将说明在标号k1和k3之间的时间。
首先将说明模式转换阶段。标号k1表示这样的时刻即，向EV模式转换的模式转换指令已经发出，并且同时开始发动机E的燃料切断和第一离合器CL1的分离。此外，开始发动机E、第一离合器CL1和电动发电机MG的协同控制。在标号k1表示的时刻，第一离合器CL1的转矩容量立即降到大约接合容量a。可使用下面的等式(3′)计算电动发电机的目标转矩tTm。
tTm＝tTin-Te ...(3′)标号k2表示这样的时刻即，由于第一离合器CL1的转矩容量降至低于第一离合器CL1的接合容量a而使第一离合器CL1开始滑动的时刻。可使用下面的等式(3″)得到补偿第一离合器CL1的剩余转矩容量的电动发电机目标转矩tTm。
tTm＝tTin-Tcl1...(3″)如上所述，在本发明的发动机停止控制系统中，如果在从HEV模式转换到EV模式的模式转换中，所需的驱动力迅速减小，则发动机停止控制装置同时进行发动机E的燃料切断和第一离合器CL1的分离。例如，当由于驾驶者的选择(例如猛踩制动器等)而使得所需驱动力已迅速减小时，存在制动力的发生延迟的弊端。这是由于当使用第二方式时需要减少发动机RPM的缘故。同样地，在本发明的优选实施例中，如果由于驾驶者的选择而使得所需驱动力迅速减小，则同时进行发动机E的燃料切断和第一离合器CL1的分离。即，如果由于驾驶者的选择(例如猛踩制动器等)而使得所需驱动力迅速减小，则可以立即分离第一离合器CL1并且可以即刻产生制动力。
参考图10所示的流程图，当HEV模式转换为EV模式并且所需驱动力的变化增加时，下列步骤顺次发生S1-＞S2-＞S3-＞S4-＞S5-＞S9。在步骤S9中，选择在发动机的燃料切断之后分离第一离合器CL1的模式转换方式(第二方式)，该第二方式如图10所示。
图12所示的时间图显示了由在发动机的燃料切断之后分离第一离合器CL1而引起的从HEV模式至EV模式的模式转换。因此，这里没有必要说明这一模式转换。
因此，在本发明的发动机停止控制系统中，在从HEV模式转换到EV模式时，如果由于驾驶者的选择而使得所需驱动力增加，则发动机停止控制装置选择在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器CL1的第二方式。
例如，虽然由于例如踩下加速器而使得所需驱动力增加，但是由于蓄电池SOC的上升而使得模式需要改变为EV模式时，会存在燃料消耗增加的弊端。这是由于下述缘故即，通过使用延迟发动机E的燃料切断的模式转换方式(例如第一方式)，会消耗用于维持发动机运转的燃料。
然而，在本发明的优选实施例中，可以减少燃料消耗，这是由于下述缘故即，当所需驱动力增加时，通过选择在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器的第二方式，可以及早进行发动机的燃料切断。
本发明的混合动力车辆发动机停止控制系统可获得以下效果。
(1)该控制系统还包括所需驱动力变化检测装置(步骤S3、S4和S5)，在HEV模式下行驶而驱动模式转换为EV模式时，该装置用于检测所需驱动力的变化。当HEV模式转换为EV模式时，发动机停止控制装置根据所需驱动力的变化，从各种模式转换方式中选择最合适的模式转换方式。因此，可以实现不会使驾驶者感到不适和不安全的制动/驱动力。
(2)发动机停止控制装置具有第一方式(在分离第一离合器CL1之后进行发动机E的燃料切断)、第二方式(在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器CL1)和第三方式(同时进行发动机E的燃料切断和第一离合器CL1的分离)。因此，根据由驾驶者选择的所需驱动力，可以从以上三种模式转换方式中选择最合适的模式转换方式。
(3)在从HEV模式转换到EV模式的模式转换中，当所需驱动力只是轻微变化时，发动机停止控制装置选择在分离第一离合器CL1之后进行发动机E的燃料切断的第一方式。因此，当由于驾驶者的选择而使得所需驱动力的变化是轻微时，HEV模式可以转换为EV模式，而不会产生由燃料切断引起的任何冲击。
(4)当从HEV模式转换到EV模式的模式转换时，发动机停止控制装置利用电动发电机MG的转矩补偿由第一离合器CL1分离带来的转矩变化。因此，可以将驾驶者的任何不适感或危险感减到最小。
(5)在分离第一离合器时，发动机停止控制装置立即降低第一离合器CL1的转矩容量至接合容量a。因此，可以减少分离第一离合器CL1所需的时间。
(6)在从HEV模式转换到EV模式的模式转换中，当所需驱动力减小时，发动机停止控制装置选择在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器CL1的第二方式。因此，通过及早进行发动机E的燃料切断，可以减少燃料消耗。
(7)在从HEV模式转换到EV模式的模式转换中，当所需驱动力上迅速减小时，发动机停止控制装置选择同时进行发动机E的燃料切断和第一离合器CL1的分离的第三方式。因此，如果由于驾驶者的选择(例如猛踩制动器等)而使得所需驱动力突然减少，则通过立即分离第一离合器CL1可以迅速产生制动力。
(8)在从HEV模式转换到EV模式的模式转换中，当所需驱动力增加时，发动机停止控制装置选择在发动机E的燃料切断之后分离第一离合器CL1的第二方式。因此，通过及早进行发动机E的燃料切断，可以减少燃料消耗。
可以以下述各种方式构造和实现本发明的发动机停止控制系统。因此，本领域的技术人员可以理解的是在不背离本发明范围的情况下，可以对发动机停止控制装置进行各种改变。
上述优选实施例是这样的实例即，在从HEV模式转换到EV模式的模式转换时，从三种模式选择模式中选择最合适的模式转换方式。然而，应当理解的是，可以具有另一种利用重叠间隙(例如在燃料切断和第一离合器CL1分离之间的间隙)的模式转换方式，可以增加该模式作为附加模式，从而扩大了模式转换方式的选择范围。因此，本发明不只局限于上述的优选实施例，并且根据由驾驶者选择的所需驱动力，可以扩大模式转换方式的选择。
此外，当所需驱动力减少时，在模式转换阶段期间，由电动发电机补偿伴随着发动机停止和第一离合器的分离而带来的转矩变化，从而稳定了驱动力。此外，响应于所需驱动力上的减少，可以在EV模式之前开始进行发动机停止。同样地，当所需驱动力增加时，可以由电动发电机转矩提供所需的补偿量以提供该驱动力。在此情况下，可以在实现EV模式之前增加驱动力。
虽然上述说明针对后轮驱动混合动力车辆，这里应当理解，前轮驱动或四轮驱动的混合动力车辆也可以适用。此外，即使离合器可以安装在自动变速器内，优选的是安装在电动发电机和变速器之间，或在变速器和驱动轮之间。此外，第一离合器优选安装于发动机和电动发电机之间，从而可以连续改变转矩容量。
当参照本发明的示例性实施例详细地显示和说明本发明时，本技术领域的普通技术从员可以理解的是，在不背离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种在形式和细节上的改变。
权利要求
1.一种用于控制混合动力车辆控制系统的控制装置，包括发动机；电动发电机；变速器；第一离合器，其安装于所述发动机和所述电动发电机之间，所述第一离合器构造为改变转矩容量；发动机停止控制装置，当驱动模式从混合动力车驱动模式转换为电动车驱动模式时，所述发动机停止控制装置进行分离所述第一离合器和停止所述发动机的模式转换，在所述混合动力车驱动模式下，所述第一离合器接合并且所述车辆由所述发动机和所述电动发电机驱动，在所述电动车驱动模式下，所述第一离合器分离并且所述车辆由所述电动发电机驱动；以及所需驱动力变化检测装置，当所述驱动模式从所述混合动力车驱动模式转换为所述电动车驱动模式时，所述所需驱动力变化检测装置检测由驾驶者选择的所需驱动力的变化；其中，所述发动机停止控制装置根据由驾驶者选择的所需驱动力，从用于分离所述第一离合器和停止所述发动机的各种模式转换方式中选择合适的模式转换方式。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，所述发动机停止控制装置具有在停止所述发动机之前分离所述第一离合器的第一方式、在分离所述第一离合器之前停止所述发动机的第二方式，以及停止所述发动机和分离所述第一离合器同时进行的第三方式。
3.如权利要求2所述的控制装置，其中，在从所述混合动力车驱动模式转换为所述电动车驱动模式时，当由驾驶者选择的所需驱动力的变化与预定值相比轻微时，所述发动机停止控制装置选择所述第一方式。
4.如权利要求3所述的控制装置，其中，在从所述混合动力车驱动模式转换为所述电动车驱动模式时，所述发动机停止控制装置使用由所述电动发电机产生的转矩补偿所述转矩变化。
5.如权利要求3或4所述的控制装置，其中，当所述第一离合器分离时，所述发动机停止控制装置减少所述第一离合器的转矩容量。
6.如权利要求2所述的控制装置，其中，在从所述混合动力车驱动模式转换到所述电动车驱动模式的转换中，当所述驱动力减少时，所述发动机停止控制装置选择所述第二方式。
7.如权利要求2所述的控制装置，其中，在从所述混合动力车驱动模式转换到所述电动车驱动模式的转换中，当所述驱动力以高于预定比率减少时，所述发动机停止控制装置选择所述第三方式。
8.如权利要求2所述的控制装置，其中，在从所述混合动力车驱动模式转换到所述电动车驱动模式的转换中，当所述驱动力增加时，所述发动机停止控制装置选择所述第二方式。
9.一种用于控制混合动力车辆的发动机停止的控制装置，所述混合动力车辆具有混合驱动系统，所述混合驱动系统包括发动机、电动发电机、变速器和第一离合器，所述第一离合器安装于所述发动机和所述电动发电机之间以改变转矩容量，当驱动模式从混合动力车驱动模式转换为电动车驱动模式时，所述控制装置可操作以进行分离所述第一离合器和停止所述发动机的模式转换，在所述混合动力车驱动模式下，所述车辆由所述发动机和所述电动发电机驱动，在所述电动车驱动模式下，所述车辆由所述电动发电机驱动，其特征在于当所述驱动模式从所述混合动力车驱动模式转换为所述电动车驱动模式时，所述控制装置可操作以检测改变的驱动力；以及当所述驱动模式从所述混合动力车驱动模式转换为所述电动车驱动模式时，所述控制装置可操作以根据由驾驶者选择的所需驱动力，从各种模式转换方式中选择合适的模式转换方式。
全文摘要
本发明公开了一种用于控制混合动力车辆的发动机停止的控制装置，当从混合动力车驱动模式转换为电动车驱动模式时，所述控制装置可以提供不会给驾驶者带来不适感的制动力或驱动力。具体而言，所述控制装置包括发动机停止控制装置，所述发动机停止控制装置构造为当从混合动力车驱动模式转换为电动车驱动模式时，根据驱动力的变化选择合适的模式转换方式。
文档编号B60K6/547GK1982135SQ20061016582
公开日2007年6月20日 申请日期2006年12月12日 优先权日2005年12月12日
发明者平田武司, 山中刚, 金子宽 申请人:日产自动车株式会社