混合动力车辆的制作方法
【专利摘要】本发明涉及混合动力车辆。一种混合动力车辆的发动机电子控制单元，其被配置为执行异常时起动控制用于当发动机在其中异常发生于发动机电子控制单元和混合动力电子控制单元之间的通信的状态下被曲柄启动时起动发动机。混合动力电子控制单元被配置为执行用于控制第一电机使得当异常发生于发动机电子控制单元和混合动力电子控制单元之间的通信时发动机被曲柄启动的异常时曲柄启动控制。另外，混合动力电子控制单元被配置为执行用于控制第二电机使得当异常时曲柄启动控制被执行但是发动机未被起动时混合动力车辆仅通过来自第二电机的动力行驶的异常时电动行驶控制。
【专利说明】
混合动力车辆
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种混合动力车辆。
【背景技术】
[0002]传统地，作为这种类型的混合动力车辆，已经提出了当发动机从停止状态起动时确定发动机的完全爆燃并且当完全爆燃被确定为不可能时禁止发动机在其后起动的混合动力车辆(例如参见日本专利申请公开N0.2003-247441(JP 2003-247441 A))。在这个混合动力车辆中，甚至当完全爆燃被确定为不可能时，不完全的原因诸如过浓的空气-燃料混合物的供给可能是暂时的。为此，当车辆停止时，取消确定完全爆燃的不可能性，并且也取消禁止车辆起动以便保证重新起动发动机的机会。
[0003]在混合动力车辆中，存在其中车辆受控于使用混合动力电子控制单元的情况，该混合动力电子控制单元基于由驾驶员的操作发出驱动指令并且控制驱动发电机、和电机以及作为彼此分立的部件控制发动机的运转的发动机电子控制单元。在这样的情况下，混合动力电子控制单元和发动机电子控制单元经由通信在其间发送/接收驱动指令和信息。然而，当异常发生于电子控制单元两者之间的通信时，发动机起动等不能够适当地被控制。
【发明内容】
[0004]本发明提供混合动力车辆，该混合动力车辆实现即使当异常发生于混合动力电子控制单元和发动机电子控制单元之间的通信时伴随发动机的进一步适当的起动和运转控制而行驶。
[0005]本发明的混合动力车辆包括:发动机;第一电机，该第一电机能够曲柄启动发动机并且通过使用发动机的动力来发电；第二电机，该第二电机输出行驶动力；电池，该电池向/从第一电机和第二电机发送/接收电力;混合动力电子控制单元，该混合动力电子控制单元基于由驾驶员的操作为发动机、第一电机和第二电机设定驱动指令，并且基于驱动指令控制第一电机和第二电机；以及发动机电子控制单元，该发动机电子控制单元与混合动力电子控制单元通信并且基于驱动指令控制发动机。发动机电子控制单元是执行用于当发动机在其中异常发生于与混合动力电子控制单元的通信的状态下被曲柄启动时起动发动机的异常时起动控制的装置。混合动力电子控制单元是执行用于控制第一电机使得当异常发生于与发动机电子控制单元通信时发动机被曲柄启动的异常时曲柄启动控制、和执行用于控制第二电机使得当发动机未被异常时曲柄启动控制起动时混合动力车辆仅通过来自第二电机的动力行驶的异常时电动行驶控制的装置。
[0006]本发明的混合动力车辆包括:混合动力电子控制单元，该混合动力电子控制单元基于由驾驶员的操作为发动机、第一电机、和第二电机设定驱动指令，并且基于驱动指令控制第一电机和第二电机;和发动机电子控制单元，该发动机电子控制单元控制发动机。混合动力电子控制单元执行用于控制第一电机使得当异常发生于与发动机电子控制单元通信时发动机被曲柄启动的异常时曲柄启动控制。同时，发动机电子控制单元执行用于当发动机在其中异常发生于与混合动力电子控制单元通信的状态下被曲柄启动时起动发动机的异常时起动控制。这样，当异常未发生于混合动力电子控制单元和发动机电子控制单元作为在混合动力电子控制单元和发动机电子控制单元之间的通信异常的原因并且异常是例如通信阻塞时，发动机能够被适当地起动。另外，混合动力电子控制单元执行用于控制第二电机使得当发动机未通过异常时曲柄启动控制起动时混合动力车辆仅通过来自第二电机的动力行驶的异常时电动行驶控制。在其中在混合动力电子控制单元和发动机电子控制单元之间的通信异常的原因是发动机电子控制单元等的异常的情况下，发动机未被起动。然而，同样在这种情况下，混合动力车辆能够通过使用来自第二电机的动力行驶。结果，即使当异常发生于混合动力电子控制单元和发动机电子控制单元之间的通信时，混合动力车辆能够伴随发动机的进一步适当的起动和运转控制而行驶。
[0007]在本发明的这样的混合动力车辆中，混合动力电子控制单元可以是在其中当在第一电机的曲柄启动扭矩在异常时曲柄启动控制后减小时第一电机的转速在减小发动机的速度的方向上至少由指定的转速改变的情况下，确定发动机未被起动并且执行异常时电动行驶控制的装置。这是基于以下事实:当发动机被适当地起动时，即使在通过第一电机的曲柄启动扭矩减小后，发动机的速度通过由发动机电子控制单元的控制被保持。
[0008]在本发明的混合动力车辆中，混合动力电子控制单元可以是以下装置:在其中当第一电机的曲柄扭矩在异常时曲柄启动控制后减小时第一电机的转速被维持的情况下确定发动机被起动，并且执行用于控制第一电机和第二电机使得混合动力车辆伴随通过将指定范围内的负荷施加到发动机通过第一电机发电而行驶的异常时混合动力行驶控制。这样，因为混合动力车辆能够伴随通过第一电机发电而行驶，所以能够行驶的距离(回撤行驶距离)能够延长。这里，作为“指定范围”，可以使用在其中负荷作用在发动机上的负荷的范围相对小的范围，例如能够作用在发动机上的最大的至多等于20%的范围、至多等于10%的范围等。
[0009]此外，在本发明的混合动力车辆中，发动机电子控制单元可以是控制发动机使得当发动机通过执行异常时起动控制被起动时发动机在指定的速度下运转的装置。这里，作为“指定的速度”能够使用发动机能够稳定地运转的相对低的速度，例如1200rpm、1500rpm、2000rpm等。这样，发动机能够稳定地运转。在这样的情况下，当发动机通过执行异常时起动控制起动时，发动机电子控制单元可以是在低于指定节流阀开度的范围内控制发动机的装置。这样，发动机能够即使在其中通过将相对低的负荷施加到发动机由第一电机发电的情况下也可以稳定地运转。
[0010]在本发明的混合动力车辆中，设置带有三个旋转元件的行星齿轮，该三个旋转元件连接到第一电机的转轴、发动机的输出轴、以及联接到车轴的驱动轴，并且第二电机能够向/从驱动轴输出/输入动力。
【附图说明】
[0011]下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业的意义，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中:
[0012]图1是用于示意地表示作为本发明的实施例的混合动力车辆20的配置的配置图；
[0013]图2是示出在由HVECU70执行的通信异常期间HVECU控制的一个示例的流程图；
[0014]图3是示出由发动机ECU24执行的通信异常期间发动机ECU控制的一个示例的流程图；
[0015]图4是示出其中从速度Nest和电机MG2的转速Nm2计算目标速度Nml*的方式以列线图表示的一个示例的解释性视图；
[0016]图5是示出表示在异常时混合动力行驶模式下行驶状态的列线图的一个示例的解释性视图；
[0017]图6是示出当发动机22的运转被停止时列线图的一个示例的解释性视图；
[0018]图7是示出当异常发生于HVE⑶70和发动机ECU24之间的通信时在发动机22的运转停止的情况下行驶期间电机MGl的转速Nml、扭矩Tml、发动机22的速度Ne和驱动信号的时间改变的一个示例的解释性曲线图；并且
[0019]图8是用于示意地表示修改示例的混合动力车辆120的配置的配置图。
【具体实施方式】
[0020]接着，将通过使用实施例描述用于执行本发明的模式。
[0021]图1是用于示意地示出作为本发明的实施例的混合动力车辆20的配置的配置图。如其所示，实施例的混合动力车辆20包括发动机22、行星齿轮30、电机MGl、MG2、逆变器41、
42、高压电池50、系统主继电器56、低压电池90、直流/直流转换器92、以及混合动力电子控制单元(下文称之为“HVECU” ) 70。
[0022]发动机22被配置为使用燃料诸如汽油或柴油燃料以输出动力的内燃机。这个发动机22的运转受控于发动机电子控制单元(下文称之为“发动机ECU”)24。
[0023]尽管未示出，发动机E⑶24被配置为微处理器，该微处理器具有CPU作为核心部件并且除CPU以外还包括:用于存储处理程序的R0M、用于暂时地存储数据的RAM、输入和输出端口、以及通信端口。发动机ECU 24经由输入端口接收来自被要求控制发动机22的运转的各种传感器的信号。以下能够被认为是来自各种传感器的信号:来自检测发动机22的曲轴26的旋转位置的曲柄位置传感器23的曲柄角度0cr;和来自检测节流阀位置的节流阀位置传感器的节流阀开度TH。用于控制发动机22的运转的各种控制信号从发动机ECU 24的输出端口输出。以下能够被认是为各种控制信号:调节节流阀位置的节流阀电机的驱动控制信号；燃料喷射阀的驱动控制信号；以及与点火器集成的点火线圈的驱动控制信号。发动机E⑶24经由通信端口连接到HVE⑶70。这个发动机E⑶24从HVE⑶70接收驱动指令并且由此控制发动机22的运转。另外，当需要时，发动机ECU 24将关于发动机22的运转状态的数据输出到HVECU 70。发动机ECU 24基于来自曲柄位置传感器23的曲柄角度0cr计算曲轴26的转速(也就是发动机22的速度Ne)。
[0024]行星齿轮30被配置为单小齿轮型的行星齿轮机构。电机MGl的转子连接到行星齿轮30的太阳齿轮。经由差动齿轮37联接到驱动轮38a、38b的驱动轴36连接到行星齿轮30的环形齿轮。发动机22的曲轴26连接到行星齿轮30的齿轮架。
[0025]电机MGl被配置为例如同步发电电动机。如上所述，这个电机MGl的转子连接到行星齿轮30的太阳齿轮。电机MG2被配置为例如同步发电电动机。这个电机MG2的转子连接到驱动轴36。逆变器41、42被配置为分别驱动电机MG1、MG2的众所周知的逆变器电路。这些逆变器41、42每个通过高压系统电力线路54a连接到高压电池50。这里，平滑电容器68连接到这个高压系统电力线路54a。当未示出的逆变器41、42的多于一个的开关元件通过HVE⑶70经受开关控制时，电机MGl、MG2被旋转驱动。
[0026]高压电池50被配置为例如锂离子二次电池或镍氢二次电池。如上所述，这个高压电池50通过高压系统电力线路54a连接到逆变器41、42。高压电池50由电池电子控制单元(下文称之为“电池ECU” )52管理。
[0027]系统主继电器56设置在高压系统电力线路54a相对于电容器68和直流/直流转换器92的高压电池50侧上，并且将逆变器41、42与/从高压电池50连接/断开连接。
[0028]尽管未示出，电池ECU 52被配置为微处理器，该微处理器具有CPU作为核心部件并且除CPU外还包括:用于存储处理程序的R0M、用于暂时存储数据的RAM、输入/输出端口、以及通信端口。电池ECU52经由输入端口从被要求管理高压电池50的各种传感器接收信号。以下能够被认为是来自各种传感器的信号:来自安装在高压电池50的端子之间的电压传感器51 a的电池电压Vb;来自附接到高压电池50的输出端子的电流传感器51 b的电池电流I b;来自附接到高压电池50的温度传感器51 c的电池温度Tb ο电池ECU 52经由通信端口连接到HVE⑶70。当需要时，这个电池ECU 52将关于高压电池50的状态的数据输出到HVE⑶70。电池ECU 52基于来自电流传感器51b的电池电流Ib的积分值来计算荷电状态SOC。荷电状态SOC是能够从高压电池50放电的电力容量与高压电池50的总容量的比率。电池ECU 52也基于计算的荷电状态SOC和来自温度传感器51c的电池温度Tb计算输入/输出极限Win、Wout。输入/输出极限Win、Wout是能够分别向/从高压电池50充电/放电的最大容许电力的大小。
[0029]低压电池90被配置为例如铅蓄电池，并且连接到低压系统电力线路54b。直流/直流转换器92从系统主继电器56连接到高压系统电力线路54a的逆变器41、42侧并且也连接到低压系统电力线路54b。这个直流/直流转换器92受控于HVECU 70。因此，直流/直流转换器92减小在高压系统电力线路54a上的电力以将减小的电力供给到低压系统电力线路54b，并且增大在低压系统电力线路54b上的电力以将增大的电力供给到高压系统电力线路54a。应该注意的是，发动机ECU 24、电池ECU 52和HVECU 70每个从低压电池90接收电力供给用于致动。
[0030]尽管未示出，HVECU 70被配置为微处理器，该微处理器具有CPU作为核心部件并且除了CPU以外还包括:用于存储处理程序的R0M、用于暂时存储数据的RAM、输入/输出端口、以及通信端口。HVECU 70经由输入端口接收来自各种传感器的信号。以下能够认为是来自各种传感器的信号:来自分别检测电机MGl、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器
43、44的旋转位置01111、01112;来自检测流过电机1?；1、1?；2的每个相的电流的电流传感器的相电流;来自点火开关80的点火信号；来自检测换挡杆81的操作位置的换挡位置传感器82的换挡位置SP;来自检测加速器踏板83的下压量的加速器踏板位置传感器84的加速器踏板操作量Acc;来自检测制动器踏板85的下压量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP;以及来自车速传感器88的车速V ο来自HVECU 70的各种控制信号经由输出端口输出。以下能够被认为是各种控制信号:用于未示出的逆变器41、42的开关元件中的每个开关元件的开关控制信号；系统主继电器56的驱动控制信号；以及直流/直流转换器92的驱动控制信号。如上所述，HVECU 70经由通信端口连接到发动机ECU 24和电池ECU 52。这个HVECU 70向/从发动机ECU 24和电池ECU 52发送/接收各种控制信号和数据。另外，HVECU 70基于来自旋转位置检测传感器43、44的电机MG1、MG2的转子的旋转位置0ml、0m2来计算电机MG1、MG2 的转速 Nml、Nm2。
[0031]如上所述配置的本实施例的混合动力车辆20在诸如混合动力行驶模式(HV行驶模式)和电动行驶模式(EV行驶模式)的行驶模式下行驶。HV行驶模式是其中车辆通过发动机22的运转和电机MG1、MG2的驱动的组合来行驶的行驶模式。EV行驶模式是其中车辆通过停止发动机22的运转并且驱动电机MG2来行驶的行驶模式。
[0032]在HV行驶模式下行驶期间，HVE⑶70首先基于来自加速器踏板位置传感器84的加速器踏板操作量Acc和来自车速传感器88的车速V而设定要求用于行驶(应该输出到驱动轴36)的要求的扭矩Tr*。接着，通过将设定的要求的扭矩Tr*乘以驱动轴36的转速Nr而计算要求用于行驶的行驶动力Pdrv*。这里，作为驱动轴36的转速Nr，能够使用电机MG2的转速Nm2、通过将车速V乘以转换因子获得的转速等。然后，要求给车辆的要求的动力Pe*通过从计算的行驶动力Pdrv*减去高压电池50的充电/放电要求的功率Pb* (当电力从高压电池50放出时具有正值)加以设定。接着，在高压电池50的输入/输出极限Win、Wout的范围内，发动机22的目标速度Ne*和目标扭矩Te*和电机MG1、MG2的扭矩指令Tml*、Tm2*被设定为驱动指令使得要求的动力Pe*从发动机22输出并且要求的扭矩Tr*被输出到驱动轴36。然后，执行逆变器41、42的开关元件的开关控制使得电机1?；1、1?；2在扭矩指令1'1111*、1'1112*下被驱动，并且发动机22的目标速度Ne*和目标扭矩Te*被发送到发动机ECU 24。当接收发动机22的目标速度Ne*和目标扭矩Te*作为驱动指令时，发动机ECU 24执行发动机22的吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制等，使得发动机22基于接收到的目标速度Ne*和目标扭矩Te*运转。在这个HV行驶模式下行驶期间，确定当要求的动力Pe*变成至多等于停止阈值Pstop等时发动机22的停止条件被建立。然后，发动机22的运转停止，并且车辆的行驶模式转换到EV行驶模式。
[0033]当发动机22通过电机MG I被曲柄启动，同时电力在高压电池50和电机MG I之间发送和接收时，发动机22被起动，并且发动机22的运转控制(燃料喷射控制和点火控制)在当发动机22的速度Ne变成至少等于阈值速度(例如800rpm、900rpm、1000rpm等)时的时间开始。当发动机22被曲柄启动时，用于曲柄启动发动机22的曲柄扭矩从电机MGl输出，并且结合这个曲柄扭矩的输出，用于取消作用于驱动轴36的扭矩的取消扭矩从电机MG2输出。应该注意的是，电机MG2的驱动控制也在这个发动机22的起动期间执行使得要求的扭矩Tr*输出到驱动轴36。
[0034]在EV行驶模式下行驶期间，类似于HV行驶模式，HVECU70首先设定要求的扭矩Tr*。接着，电机MGl的扭矩指令Tml*的值被设定为O。然后，在高压电池50的输入/输出极限Win、Wout的范围内，电机MG2的扭矩指令Tm2*被设定使得要求的扭矩Tr*输出到驱动轴36。然后执行逆变器41、42的开关元件的开关控制，使得电机MG1、MG2在扭矩指令Tml*、Tm2*下被驱动。在这个EV行驶模式下行驶期间，类似于HV行驶模式，计算要求的动力Pe*。然后，确定当这个要求的动力Pe*变成至少等于起动阈值Pstart时，发动机22的起动条件建立，该起动阈值Pstart高于停止阈值Pstop等。其后，发动机22被起动，并且车辆的行驶模式转换到HV行驶模式。
[0035]接着，将描述如上所述配置的本实施例的混合动力车辆20的运行、特别是在当通信异常发生在HVECU 70和发动机ECU 24之间时的时间的其运行。图2是示出当异常发生于HVE⑶70和发动机E⑶24之间的通信时由HVE⑶70执行的在通信异常期间HVE⑶控制的一个示例的流程图。图3是示出当异常发生于在HVECU 70和发动机24之间的通信时由发动机ECU 24执行的在通信异常期间发动机ECU控制的一个示例的流程图。为容易描述，将首先通过使用图3描述在通信异常期间的发动机ECU控制。然后，将通过使用图2描述在通信异常期间的HVECU控制。
[0036]如在图3中在通信异常期间发动机E⑶控制中所示，当异常发生于与HVE⑶70的通信时，发动机ECU 24首先切断给发动机22的燃料(步骤S300)，并且停止发动机22的运转。然后，发动机ECU 24重复地执行输入发动机22的速度Ne的过程(步骤S310)、和确定发动机22的速度Ne是否已经变成阈值Nerefl的过程(步骤S320)直到发动机22的速度Ne变成至少等于阈值Neref I为止。这里，阈值Neref I是用于确定通过电机MGl的曲柄启动是否被执行的阈值，并且能够为其使用例如300rpm、400rpm等。如下面所述，当异常发生于HVE⑶70和发动机E⑶24之间的通信时，HVE⑶70执行通过电机MG I的曲柄启动发动机22的过程。因而，在这些步骤S310、S320中的过程是在这样的曲柄启动之前执行的过程。
[0037]当确定发动机22的速度Ne至少等于阈值NerefI时，发动机22通过开始燃料喷射控制、点火控制和吸入空气量控制而起动(步骤S330)。一旦发动机22起动，发动机22的运转受控使得在至多等于指定的开度THset的节流阀开度TH的范围内发动机22的速度Ne变成指定的速度Neset(步骤S340至S360)直到确定发动机22的速度Ne变成低于阈值Neref2为止(步骤S370)。更具体地说，发动机ECU 24重复地执行:输入发动机22的速度Ne的过程(步骤S340)、通过例如反馈控制设定瞬时节流阀开度THtmp使得在发动机22的速度Ne和指定速度Neset之间的差值变小的过程(步骤S350)、将瞬时节流阀开度THtmp和指定的开度THset中的较小的一个设定为目标节流阀开度TH*的过程(步骤S360)、以及确定发动机22的速度Ne是否已经低于阈值Neref2的过程(步骤S370)。这里，指定的开度THset预先限定为在这样的程度下的节流阀开度使得在这样的程度下的扭矩使发动机22生成指定的速度Neset，例如能够输出最大扭矩的20%、10%等的扭矩。作为指定的速度Neset，能够使用发动机22能够稳定地运转的相对低的速度，例如1200rpm、1500rpm、2000rpm等。如上所述，在其中节流阀开度TH变成至多等于指定的开度THset的范围内，发动机22的运转受控使得发动机22的速度Ne变成指定的速度Neset。这样，电机MGl能够通过使用来自发动机22的扭矩而发电。
[0038]当在步骤S370中确定发动机22的速度Ne低于阈值Neref2时，燃料喷射控制、点火控制、吸入空气量控制等被停止以便停止发动机22的运转(步骤S380)。然后，这个例程终止。这里，即使在考虑到在当通过反馈控制发动机22的速度Ne被保持在指定的速度Neset时的时间产生的速度的变化的情况下，阈值Neref2被设定为充分低于指定速度Neset的值。因此，为了使发动机22的速度Ne低于阈值Neref 2，显著的大小的负扭矩已经从电机MG I作用在发动机22上以便减小发动机22的速度Ne。也就是，电机MGl受控使得显著大小的负扭矩从电机MGl输出以减小发动机22的速度Ne。这样，发动机22的速度Ne变成低于阈值Neref2，并且能够由此停止发动机22的运转。
[0039]接着，将通过使用图2中通信异常期间的HVECU控制描述在当异常发生于在HVECU70和发动机ECU 24之间的通信时的时间HVECU 70的运转。应该注意的是，在这个描述中，当需要时，也将描述与在通信异常期间通过发动机ECU 24的发动机ECU控制的上述运转的相关性。
[0040]如在图2中的通信异常期间的HVE⑶控制所示，当异常发生于与发动机E⑶24通信时，HVECU 70首先将作为曲柄启动扭矩的扭矩Tmlset设定为电机MGl的扭矩指令Tml*并且通过电机MG I而起动曲柄启动发动机22 (步骤S100)。然后，HVECU 70等待直到电机MG I的转速Nml变成至少等于目标转速Nml*为止，该目标转速Nml*计算为用于曲柄启动发动机22所要求的速度Nest(步骤SI 10至S130)。更具体地说，HVE⑶70重复地执行:输入电机MGl、MG2的转速的过程(步骤S110)、从用于曲柄启动发动机22所要求的速度Nest和电机MG2的转速Nm2计算目标转速Nml*的过程(步骤SI20)、以及确定电机MGl的转速Nml是否已经变成至少等于目标转速Nml*的过程(步骤S130)。这里，当使用行星齿轮30的齿数比P(太阳齿轮的齿的数目/环形齿轮的齿的数目)时，目标转速Nml*能够通过以下表达式(I)计算。应该注意的是，速度Nest是足够高以起动发动机22的转速，并且能够为其使用例如1000rpm、1200rpm、1500rpm等。其中从速度Nest和电机MG2的转速Nm2计算目标转速Nml*的方式以列线图表示的一个示例示出在图4中。在图中，在左边的S轴线将太阳齿轮的转速表示为电机MGl的转速Nml，C轴线将齿轮架的转速表示为发动机22的速度Ne，并且R轴线将环形齿轮的转速表示为电机MG2的转速Nm2。实线表示其中车辆通过来自电机MG2的扭矩Tm2在转速Nm2下行驶同时发动机22的运转停止的状态。另外，虚线表示其中发动机22被曲柄启动并且在指定速度Neset下旋转的状态。在R轴线上的粗箭头表示从电机MG2输出的扭矩Tm2。能够通过使用这个列线图容易地得到表达式(I)。当发动机22在这样的方式下通过电机MGl曲柄启动时，在图3中的通信异常期间在发动机ECU控制的步骤S320中，确定发动机22的速度Ne已经变成至少等于阈值Nerefl，并且发动机22通过发动机E⑶24起动。
[0041 ] Nml*= {(l+p)Nest_Nm2}/p...(I)
[0042] 在其中在步骤S130中确定电机MGl的转速Nml已变成至少等于目标转速Nml*的情况下，即使当电机MGl的扭矩指令Tml*逐渐减小时，执行过程以确定电机MGl的转速是否被保持为至少等于略低于目标转速Nml*的转速(步骤S140至S180)。更具体地说，将电机MGl的扭矩指令Tm I *减小指定的扭矩Tr t的过程(步骤S140)、输入电机MG 1、MG2的转速Nm 1、Nm2的过程(步骤S150)、通过使用速度Nest和电机MG2的转速Nm2来计算目标转速Nml*的过程(步骤S160)、确定电机MGl的转速Nml是否至少等于通过从目标转速Nml*减去指定的转速α获得的转速(Nml *-α)的过程(步骤S170 )，以及确定自从电机MG I的扭矩指令Tml *开始减小以后指定时间是否已经流逝的过程(步骤S180)被重复地执行直到在步骤S170中确定电机MGl的转速Nml低于转速(Nml*-a)或在步骤S180中确定指定的时间已经流逝为止。这里，指定的扭矩Trt是从扭矩指令Tml*减去以便逐渐地减小电机MGl的扭矩指令Tml*的扭矩，并且能够根据减小扭矩指令Tml*的方式或重复步骤S140至S180的频率而限定。指定的转速α被设定使得通过从目标转速Nml*减去指定的转速α获得的转速(Nml*_a)变成充分地低于指定的速度Neset，该速度Neset通过在图3的通信异常期间发动机ECU控制的步骤S340至S370中的重复的过程获得。作为指定的时间，能够使用要求以充分地减小电机MGl的扭矩指令Tml*的时间。在步骤S140至S180中的过程与即使在其中发动机22通过发动机E⑶24起动并且发动机22的速度Ne受控以保持在指定的速度Neset的情况下指定的时间流逝后确定电机MGl的转速Nml被保持在比转速(Nml *-a)更高的转速的过程对应。同时，在其中通信异常由于发动机E⑶24的异常而发生于HVE⑶70和发动机ECU 24之间的情况下，即使当通过电机MGl执行曲柄启动时，在图3中的通信异常期间发动机ECU控制未通过发动机ECU 24执行，并且因而发动机22未被起动。因此，当电机MGl的扭矩指令Tml*减小时，电机MGl的转速Nml也减小，并且电机MGl的转速Nml在指定的时间流逝前变成低于转速(Nml*-a)。因而，在步骤S140至S180中的过程与确定发动机22由于发动机ECU 24的异常而未被起动的过程对应。
[0043]在其中在步骤S140至S180确定即使在指定的时间流逝后电机MGl的转速Nml被保持在比转速(Nml*-a)更高的转速的情况下，确定与发动机ECU 24的通信异常是简单的通信异常并且因而没有异常发生于发动机E⑶24，并且设定异常时混合动力行驶模式(步骤S190)。异常时混合动力行驶模式是其中车辆行驶同时在相对小的指定范围内的负荷作用在发动机22上的行驶模式。在这个模式下，例如，当电池50的荷电状态SOC低于接近于满电荷(例如90 %等)的值时，电机MGl的扭矩指令Tml*被设定为相对低的指定扭矩作为发电扭矩，并且电机MG2的扭矩指令Tm2*通过驾驶员被设定使得其大小尽可能接近于要求的扭矩Tr*的大小的扭矩输出到驱动轴36。车辆当这样受控时行驶。在这样的情况下，即使在其中用于发电的相对低的指定扭矩被设定为电机MGl的扭矩指令Tml*的情况下，发动机ECU 24控制节流阀开度TH使得即使当负荷作用在发动机22上时也通过在图3中的通信异常期间的发动机ECU控制的步骤S340至S370的重复的过程使发动机22的速度Ne被保持在指定的速度Neset。因而，能够通过使用来自发动机22的动力通过电机MGl连续地发电。在其中车辆在异常时混合动力行驶模式下行驶的状态下列线图的一个示例示出在图5中。如其所示，扭矩Te从发动机22输出、电力通过来自电机MGl的发电扭矩Tml生成、以及扭矩Tm2从电机MG2输出。结果，对应于从电机MGl输出并且经由环形齿轮作用在驱动轴36上的扭矩Tml以及从电机MG2输出的扭矩Tm2的扭矩的总扭矩作用在驱动轴36上。因为如上所述执行异常时混合动力行驶模式，所以通过能够通过由电机MGl的发电获得的电力，在回撤行驶期间的行驶距离能够延长为长于在电动行驶模式下的回撤行驶期间的行驶距离。这样的在异常时混合动力行驶模式下的行驶继续直到点火开关80被关闭为止。
[0044]另一方面，当在步骤S140至S180中确定由于发动机ECU24的异常而发动机22未被起动时，设定异常时电动行驶模式(步骤S200)。异常时电动行驶模式实际上与电动行驶模式相同。因而，能够进行与电池50的荷电状态SOC对应的回撤行驶。在异常时电动行驶模式下的这样的行驶继续直到点火开关80被关闭为止。
[0045]在行驶模式被设定并且如上所述的进行回撤行驶后，车辆停止，并且点火开关80被关闭。然后，在步骤S210中确认点火开关被关闭，并且确定发动机22是否运转(步骤S220)。发动机22是否运转的确定能够通过使用电机MG1、MG2的转速Nml、Nm2而计算发动机22的速度Ne并且确定发动机22的速度Ne是否低于阈值速度来进行，该阈值速度低于正常怠速，例如300rpm或200rpm。也就是，如果发动机22的速度Ne低于阈值速度则确定发动机22未运转，并且如果发动机22的速度Ne至少等于阈值速度则确定发动机22运转。如果确定发动机22运转，执行停止发动机22的运转的过程(步骤S230)，并且伴随停止系统诸如关闭系统主继电器56的过程执行混合动力车辆20的准备关闭(步骤S240)。然后，这个过程终止。通过对于某些时间将相对大的大小的负扭矩设定为电机MGl的扭矩指令Tml*而执行停止发动机22的运转的过程。当相对大的大小的负扭矩从电机MGl输出时，发动机22的速度Ne减小，并且发动机22的速度Ne变成低于阈值Neref2。然后，发动机ECU 24在图3中的通信异常期间的发动机ECU控制的步骤S370中确定发动机22的速度Ne低于阈值Neref2，并且停止燃料喷射控制、点火控制、以及吸入空气量控制以便停止发动机22的运转。这样，发动机22的运转能够停止。在当发动机22的运转停止时的时间处的列线图的一个示例示出在图6中。在图中，实线表示其中发动机22的速度Ne保持为指定的转速Neset的状态，并且虚线表示其中发动机22的速度Ne通过电机MG I的扭矩Tml减小并且由此达到阈值Neref 2的状态。正如所述，当相对大的大小的负扭矩从电机MG I输出时，发动机22的速度Ne能够减小，并且最终发动机22的运转能够停止。另一方面，如果在步骤S220中确定发动机22未运转，则伴随停止系统诸如关闭系统主继电器56的过程而执行混合动力车辆20的准备关闭(S240)，并且这个过程终止。
[0046]图7是示出在发动机22的运转停止的情况下的行驶期间当异常发生于HVECU70和发动机E⑶24之间的通信时电机MGl的转速Nml、扭矩Tml、发动机22的速度Ne和驱动信号的时间改变的一个示例的解释性的曲线图。在曲线图中，实线表示其中发动机22能够被起动的状态，并且单点链线表示其中发动机22不能被起动的状态。当在时间tl处异常发生于HVE⑶70和发动机ECU 24之间的通信时，为了曲柄启动发动机22，HVECU 70将用于曲柄启动的扭矩Tmlset设定为电机MGl的扭矩指令Tml*并且通过电机MGl起动曲柄启动。由于这个曲柄启动，在发动机22的速度Ne增大并且达到阈值Nerefl的时间t2处，发动机ECU 24起动发动机22并且开始燃料喷射控制、点火控制、空气吸入量控制等。这样，发动机22的控制状态变成开启。然后，在时间t3处，由于曲柄启动，电机MGl的转速Nml达到目标转速Nml*，该目标转速Nml*通过使用电机MG2的转速Nm2和用于曲柄启动的发动机22的速度Nest来计算，并且电机MGl的扭矩指令Tml*逐渐减小。在其中发动机22能够被起动的情况下，发动机22通过发动机ECU24受控于在指定的速度Neset下运转。因此，即使当来自电机MGl的输出扭矩Tml减小时，电机MGl的转速Nml未从目标转速Nml*急剧减小。然后，从在发动机22的起动被确认后的时间t4到点火开关80被关闭的时间t5，用于发电的负扭矩通过HVECU 70被针对电机MGl的扭矩指令Tml*加以设定，并且通过使用来自发动机22的动力发电。另外，由于节流阀开度TH的反馈控制，即使当通过电机MGl的负荷作用在发动机22上时，发动机22的运转受控于ECU 24使得发动机22的速度Ne保持为指定的速度Neset。当在时间t5处车辆停止并且点火开关80被关闭时，HVECU 70为电机MG I的扭矩指令Tml *设定大的大小的负扭矩以便减小发动机22的速度Ne。然后，发动机22的速度Ne减小，并且在时间t6处速度Ne变成低于阈值Neref2。此时，发动机ECU 24停止燃料喷射控制、点火控制、和吸入空气量控制以便停止发动机22。这样，发动机22的控制状态变成关闭。在时间t7处在电机MGl的转速Nml和发动机22的速度Ne的值每个变成O之后，混合动力车辆20的准备关闭通过关闭系统主继电器56等被执行。
[0047]在至此已描述的实施例的混合动力车辆20中，在其中异常发生于HVECU70和发动机ECU 24之间的通信的情况下，发动机ECU 24确定当发动机22的速度Ne变成至少等于阈值Nerefl时发动机22被曲柄启动，并且控制发动机22用于起动。同时，HVECU 70控制电机MGl以曲柄启动发动机22，并且其后逐渐减小电机MGl的曲柄启动扭矩。此时，在其中电机MGl的转速Nml被保持至少等于通过从目标转速Nml*减去转速α获得的转速(Nml*_a)的情况下，异常简单地是通信异常，并且因而确定发动机22能够被起动。另一方面，在其中转速Nml变成低于转速(Nml*-a)的情况下，确定由于发动机ECU 24的异常发动机22不能够被起动。因此，在其中异常未发生于HVECU 70和发动机ECU 24作为HVE⑶70和发动机ECU 24之间通信异常的原因、并且异常简单地是通信异常诸如通信阻塞的情况下，发动机22能够被适当地起动。然后，当发动机22能够被起动时，车辆在异常时混合动力行驶模式下行驶，其中车辆行驶同时通过将相对低的负荷施加于发动机22通过电机MGl发电。这样，与其中仅电力用于行驶的回撤行驶相比，行驶距离能够延长。另外，当确定发动机22不能够起动时，车辆在与正常电动行驶模式类似的异常时电动行驶模式下行驶。这样，能够适当地进行回撤行驶。由于这些的结果，即使当异常发生于HVECU 70和发动机ECU 24之间的通信时，车辆能够伴随发动机22的进一步适当起动和运转控制而行驶。
[0048]在实施例的混合动力车辆20中，在其中当异常发生于HVE⑶70和发动机ECU24之间的通信时发动机22被起动的情况下，发动机22的运转受控于发动机ECU 24使得在至多等于指定的开度THset的节流阀开度TH的范围内发动机22的速度Ne保持为指定的速度Neset。然而，发动机22的速度Ne可以不保持为指定的速度Neset。例如，发动机22的速度Ne可以受控，使得发动机22的速度Ne随着电池50的荷电状态SOC减小而增大。在这样的情况下，节流阀开度TH可能不落入指定的开度THset的范围内。例如，节流阀开度TH可受控以随着发动机22的速度Ne增大落入更大的节流阀开度的范围。
[0049]在实施例的混合动力车辆20中，来自电机MG2的动力输出到连接到驱动轮38a、38b的驱动轴36。然而，如在图8中修改的实施例的混合动力车辆120中所示例的，来自电机MG2的动力可以输出到与驱动轴36所连接的车轴(连接到驱动轮38a、38b的车轴)不同的车轴(连接到图8中的轮39a、39b的车轴)。
[0050]在实施例中，本发明应用于混合动力车辆20，其中发动机22、电机MG1、以及电机MG2连接到行星齿轮30的三个旋转元件。然而，本发明也能够应用于具有任何类型的配置的混合动力车辆，只要混合动力车辆具有:发动机;第一电机，该第一电机能够曲柄启动发动机并且能够通过使用来自发动机的动力发电；以及第二电机，该第二电机输出行驶动力。例如，本发明也可应用于所谓的系列混合动力车辆。
[0051]将描述在实施例的主要元件和本发明的主要元件之间的对应关系。在实施例中，发动机22是“发动机”的一个示例，电机MGl是“第一电机”的一个示例，电机MG2是“第二电机”的一个示例，电池50是“电池”的一个示例，HVE⑶70是“混合动力电子控制单元”的一个示例，并且发动机ECU 24是“发动机电子控制单元”的一个示例。
[0052]应该注意的是，因为以上对应关系仅仅是用于具体描述执行本发明的模式的示例，所以以上对应关系不限制本发明的元件。实施例仅仅是本发明的一个具体的示例。
[0053]本发明已经通过使用实施例描述至此。本发明不以任何方式限于这样的实施例。不用说的是，在不偏离本发明的主旨的范围内，本发明能够以各种模式加以实施。
[0054]本发明能够用于混合动力车辆制造产业等。
【主权项】
1.一种由驾驶员驾驶的混合动力车辆，所述混合动力车辆的特征在于包括: 发动机； 第一电机，所述第一电机被配置为能够曲柄启动所述发动机，所述第一电机被配置为能够通过使用所述发动机的动力来发电； 第二电机，所述第二电机被配置为输出行驶动力； 电池，所述电池被配置为将电力传输到所述第一电机和所述第二电机，并且从所述第一电机和所述第二电机接收电力； 混合动力电子控制单元，所述混合动力电子控制单元被配置为基于由所述驾驶员的操作来设置用于所述发动机、所述第一电机以及所述第二电机的驱动指令，所述混合动力电子控制单元被配置为基于所述驱动指令来控制所述第一电机和所述第二电机;以及 发动机电子控制单元，所述发动机电子控制单元被配置为与所述混合动力电子控制单元通信，所述发动机电子控制单元被配置为基于所述驱动指令来控制所述发动机， 其中， 所述发动机电子控制单元被配置为:当所述发动机在所述发动机电子控制单元和所述混合动力电子控制单元之间的通信中发生异常的状态下被曲柄启动时，所述发动机电子控制单元执行用于起动所述发动机的异常时起动控制，以及 所述混合动力电子控制单元被配置为:当在所述发动机电子控制单元和所述混合动力电子控制单元之间的通信中发生所述异常时，所述混合动力电子控制单元执行用于控制所述第一电机的异常时曲柄启动控制，以使得所述发动机被曲柄启动，以及 所述混合动力电子控制单元被配置为:当执行了所述异常时曲柄启动控制但是所述发动机未被起动时，所述混合动力电子控制单元执行用于控制所述第二电机的异常时电动行驶控制，以使得所述混合动力车辆仅通过来自所述第二电机的动力行驶。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中， 所述混合动力电子控制单元被配置为:当在所述异常时曲柄启动控制之后所述第一电机的曲柄启动扭矩被减小并且所述第一电机的转速在减小所述发动机的速度的方向上至少改变了指定的转速时，所述混合动力电子控制单元执行所述异常时电动行驶控制。3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其中， 所述混合动力电子控制单元被配置为:当在所述异常时曲柄启动控制之后所述第一电机的所述曲柄启动扭矩被减小并且所述第一电机的转速被维持时，所述混合动力电子控制单元执行异常时混合动力行驶控制，并且 在所述异常时混合动力行驶控制中，所述混合动力电子控制单元被配置为:控制所述第一电机和所述第二电机，以使得所述混合动力车辆伴随着通过将指定范围内的负荷施加于所述发动机而引起的所述第一电机的发电来行驶。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的混合动力车辆，其中， 所述发动机电子控制单元被配置为:控制所述发动机，以使得当所述发动机通过执行所述异常时起动控制而被起动时，所述发动机在指定的速度下运转。5.根据权利要求4所述的混合动力车辆，其中， 所述发动机电子控制单元被配置为:当所述发动机通过执行所述异常时起动控制而被起动时，所述发动机电子控制单元在低于指定的节流阀开度的范围内控制所述发动机。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆，其中， 设置带有三个旋转元件的行星齿轮，所述三个旋转元件连接到所述第一电机的转轴、所述发动机的输出轴、以及与车轴联接的驱动轴，并且 所述第二电机能够将动力输出给所述驱动轴并且输入来自所述驱动轴的动力。
【文档编号】B60K6/54GK105936209SQ201610121631
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】光谷典丈, 桥本俊哉
【申请人】丰田自动车株式会社