专利名称：驱动装置及其控制方法和混合动力汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动装置及其控制方法和混合动力汽车，更详细地说，涉及一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置及其控制方法和装载有如此驱动装置的混合动力汽车。
背景技术：
以往，作为这种驱动装置，提出了一种装载于在停车状态下自动停止发动机而在驾驶员操作行驶时自动起动发动机的汽车上的技术(例如，日本特开昭58-18538号公报等)。在这种装置中，通过起动电(动)机使发动机曲轴转动期间发动机停止时，起动电机的转速要等待到发动机的转速(大致为0)，才使发动机再起动。
发明内容
在如此驱动装置中，即使起动电机等待到与发动机的转速一致，驱动起动电机的驱动电路因过热成为高温状态时，也会发生再起动发动机时因过热会破损驱动电路的情况。另外，内燃机的曲轴位置没有返回到通常的停止位置时，或发动机的内部压力较高时，存在着发动机的再起动困难、即使起动而发动机也会停止的情况。
本发明的驱动装置及其控制方法和混合动力汽车的一个目的在于，防止起动内燃机之际使用的驱动电路的破损。本发明的驱动装置及其控制方法和混合动力汽车的另一目的在于，可进一步可靠地起动内燃机。本发明的驱动装置及其控制方法和混合动力汽车的再一个目的在于，可更迅速地起动内燃机。
本发明的驱动装置及其控制方法和混合动力汽车为了实现上述目的的至少一部分，采用了如下的技术方案。
本发明的第1种驱动装置为，一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置，其中，具有带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；为了防止该驱动电路过热，在所述内燃机的起动开始后的规定的定时进行该内燃机的起动的停止指令的停止指令装置；在产生所述内燃机的起动指令时、以起动该内燃机的方式控制所述起动装置，在该内燃机的起动期间、通过所述停止指令装置产生该内燃机的起动停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制所述起动装置，将从该停止指令起作为充分冷却所述驱动电路以允许再起动的时间来设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置的起动控制装置。
在本发明的第1种驱动装置中，在产生内燃机的起动指令时、以起动内燃机的方式控制具有起动用电动机和其驱动电路的起动装置，在该内燃机的起动期间、为了防止驱动电路的过热，在产生内燃机的起动的停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制起动装置，从该停止指令起，经过作为冷却驱动电路以允许再起动的时间设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动内燃机的方式再次控制起动装置。因此，在内燃机的起动和再起动之际，能够防止驱动内燃机的转动曲轴用的起动用电动机的驱动电路因过热受到的破损。结果，能够更可靠地起动内燃机。并且，由于可再起动时间为冷却驱动电路以允许再起动的时间，与等待经过该时间以上的时间再起动相比，能够迅速地起动内燃机。在此，对于“作为再起动的条件之一”意思为，作为再起动的条件考虑有多个必要条件，可再起动时间的经过为包含在该多个必要条件中的一个。
在如此本发明的第1种驱动装置中，所述可再起动时间可设定为冷却所述驱动电路以可再起动的时间和所述内燃机的曲轴位置恢复通常的停止位置所需的时间中较长的时间。如此，由于等待内燃机的曲轴位置恢复到通常的停止位置才再起动内燃机，能够更可靠地起动内燃机。
另外，在本发明的第1种驱动装置中，所述可再起动时间可设定为冷却所述驱动电路以可再起动的时间和所述内燃机的内部压力恢复通常的压力所需的时间中较长的时间。如此，由于等待内燃机的内部压力恢复到通常的压力才再起动内燃机，能够更可靠地起动内燃机。
此外，在本发明的第1种驱动装置中，可具有检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置，所述停止指令装置为将根据由所述温度检测装置检测出的温度的定时作为所述规定的定时，以进行所述内燃机的起动的停止指令的装置。如此，可根据驱动电路的温度进行内燃机的起动的停止。
在根据该驱动电路的温度进行内燃机的起动的停止指令形式的本发明的第1种驱动装置中，所述停止指令装置可以为将由所述温度检测装置检测出规定温度以上的温度的定时作为所述规定的定时，以进行所述内燃机的起动的停止指令的装置。如此，可将驱动电路抑制在规定温度以上。
另外，在根据驱动电路的温度进行内燃机的起动的停止指令形式的本发明的第1种驱动装置中，所述停止指令装置可以为具有所述内燃机的起动指令时，根据由所述温度检测装置检测出的温度设定可转动曲轴时间，将从开始所述内燃机的起动起经过该可转动曲轴时间的定时作为所述规定的定时，以进行所述内燃机的起动的停止指令的装置。如此，由于根据内燃机的起动指令之际的驱动电路的温度，设定转动曲轴的时间，能够防止驱动电路因过热所致的破损。
或者，在本发明的第1种驱动装置中，可具有设定包含有将根据所述驱动装置的驱动状态至少使来自所述内燃机的动力的一部分向所述驱动轴输出的内燃机运转模式和停止该内燃机并只将来自所述电动机的动力向所述驱动轴输出的电动机驱动模式的多个模式中的任意一个模式的模式设定装置。
本发明的第1种混合动力汽车的特征为，装载有上述任意一种形态的本发明的第1种驱动装置，即，基本上驱动装置为一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置，其中，具有带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；为了防止该驱动电路过热，在所述内燃机的起动开始后的规定的定时进行该内燃机的起动的停止指令的停止指令装置；在产生所述内燃机的起动指令时、以起动该内燃机的方式控制所述起动装置，在该内燃机的起动期间、通过所述停止指令装置产生该内燃机的起动停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制所述起动装置，将从该停止指令起作为冷却所述驱动电路以允许再起动的时间设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置的起动控制装置；所述驱动轴与车轴连接。
在本发明的混合动力汽车中，由于装载有上述任一形态的本发明的第1种驱动装置，能够具有本发明的第1种驱动装置的效果，例如能够具有防止在内燃机的起动和再起动之际，转动内燃机的曲轴用的起动用电动机的驱动电路因过热所致的破损的效果、能够更可靠地起动内燃机的效果、以及能够更迅速地起动内燃机的效果等同样的效果。
本发明的第2种驱动装置为，一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置，其中，具有带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置；产生所述内燃机的起动指令时，根据由所述温度检测装置检测出的温度，设定可转动曲轴时间的可转动曲轴时间设定装置；和产生所述内燃机的起动指令时，以起动所述内燃机的方式控制所述起动装置，从开始该内燃机的起动起经过所述设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动的起动控制装置。
在本发明的第2种驱动装置中，产生内燃机的起动指令时，检测出内燃机的起动用电动机的驱动电路的温度，以设定可转动曲轴时间的同时，以起动内燃机的方式控制具有起动用电动机和其驱动电路的起动装置，从开始该内燃机的起动起经过设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动。因此，能够防止起动用电动机的驱动电路因过热所致的破损。在此，所述可转动曲轴时间设定装置可以为以由所述温度检测装置检测出的温度越高则越短的倾向设定可转动曲轴时间的装置。
另外，在本发明的第2种驱动装置中，可具有设定包含有将根据所述驱动装置的驱动状态至少使来自所述内燃机的动力的一部分向所述驱动轴输出的内燃机运转模式和停止该内燃机并只将来自所述电动机的动力向所述驱动轴输出的电动机驱动模式的多个模式中的任意一个模式的模式设定装置。
本发明的第2种混合动力汽车的特征在于，装载有上述任一形态的本发明的第2种驱动装置，即，基本上该驱动装置为一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置，其中，具有带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置；产生所述内燃机的起动指令时，根据由所述温度检测装置检测出的温度，设定可转动曲轴时间的可转动曲轴时间设定装置；和产生所述内燃机的起动指令时，以起动所述内燃机的方式控制所述起动装置，从开始该内燃机的起动起经过所述设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动的起动控制装置；所述驱动轴与车轴连接。
在本发明的混合动力汽车中，由于装载有上述任一形态的本发明的第2种驱动装置，能够具有本发明的第2种驱动装置的效果，例如能够具有防止在内燃机的起动和再起动之际，转动内燃机的曲轴用的起动用电动机的驱动电路因过热所致的破损的效果、能够更可靠地起动内燃机的效果、以及能够更迅速地起动内燃机的效果等同样的效果。
本发明的第1种驱动装置的控制方法为，该驱动装置具有可向驱动轴输出动力的内燃机；可向所述驱动轴输出动力的驱动用电动机；带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；为了防止该驱动电路过热在所述内燃机的起动开始后的规定的定时内，进行该内燃机的起动的停止指令的停止指令装置，在该控制方法中，产生所述内燃机的起动指令时，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置，在该内燃机的起动期间、由所述停止指令装置产生该内燃机的起动的停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制所述起动装置，将从该停止指令起作为冷却所述驱动电路以允许再起动的时间设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置。
根据该本发明的第1种驱动装置的控制方法，在产生内燃机的起动指令时、以起动内燃机的方式控制具有起动用电动机和其驱动电路的起动装置，在该内燃机的起动期间、为了防止驱动电路的过热，在产生内燃机的起动的停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制起动装置，将从该停止指令起作为冷却驱动电路以允许再起动的时间设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动内燃机的方式再次控制起动装置，因此，在内燃机的起动和再起动之际，能够防止转动内燃机的曲轴用的起动用电动机的驱动电路因过热受到的破损。结果，能够更可靠地起动内燃机。并且，由于可再起动时间为冷却驱动电路以可成为可再起动的时间，与等待经过该时间以上的时间再起动相比，能够迅速地起动内燃机。在此，对于“作为再起动的条件之一”意思为，作为再起动的条件考虑有多个必要条件，可再起动时间的经过为包含在该多个必要条件中的一个。
本发明的第2种驱动装置的控制方法为，该驱动装置具有可向驱动轴输出动力的内燃机；可向所述驱动轴输出动力的驱动用电动机；带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置，在该控制方法中，产生所述内燃机的起动指令时，根据所述温度检测装置检测出的温度，设定可转动曲轴时间的同时，以起动所述内燃机的方式控制所述起动装置，从开始所述内燃机的起动起经过所述设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动。
根据该本发明的第2种驱动装置的控制方法，由于产生内燃机的起动指令时，检测出内燃机的起动用电动机的驱动电路的温度，设定可转动曲轴时间的同时，以起动内燃机的方式控制具有起动用电动机和其驱动电路的起动装置，从开始该内燃机的起动起经过设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动，因此，能够防止起动用电动机的驱动电路因过热所致的破损。
图1为示意地示出装载有本发明一实施例的驱动装置的混合动力汽车20的构成的构成图；图2为示出由混合动力用电子控制单元70输入发动机22的起动指令的发动机ECU29执行的、发动机22的起动处理例程的一例的流程图；图3为说明使发动机22的曲轴转动失败、再起动发动机22之际的状况的说明图；图4为示出变形例的起动处理例程的一例的流程图；图5为示出转动曲轴时间设定用图表的一例的说明图；图6为示意地示出变形例的混合动力汽车120的构成的构成图；图7为示意地示出变形例的混合动力汽车220的构成的构成图。
具体实施形式下面，对本发明的具体实施方式
用实施例进行说明。图1为示意地示出装载有本发明一实施例的驱动装置的混合动力汽车20的构成的构成图。实施例的混合动力汽车20正如图示，具有发动机22，与作为发动机22的输出轴的曲轴24连接的行星齿轮30，与行星齿轮30连接的可发电的电机40，与行星齿轮30连接的同时、通过差动齿轮64而与驱动轮66a、66b连接的、作为无级变速器的CVT50，和控制整个装置的混合动力用电子控制单元70。
发动机22为通过汽油或轻油等的碳氢化合物类燃料输出动力的内燃机，在发动机22的曲轴24上，通过皮带28装有发电以产生向未图示的辅机供给的电力的同时、起动发动机22的起动电机26。发动机22的运转控制例如燃料喷射控制或点火控制、吸入空气量调节控制等由发动机用电子控制单元(以下称作发动机ECU)29进行。起动电机26通过发动机ECU29，根据检测出其旋转位置的旋转位置传感器26a来的信号，通过开关控制驱动与二次电池44的电力线连接的逆变器27的6个开关元件。设置在逆变器27的6个开关元件各自附近的多个温度传感器的任意一个(检测出温度)在开关元件的容许温度的上限附近的温度以上时，将加热失败(フエイル，失效)信号向发动机ECU29输出。发动机ECU29与混合动力用电子控制单元70通信连通，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号运转控制发动机22，同时，根据需要向混合动力用电子控制单元70输出与发动机22的运转状态有关的数据。
行星齿轮30具有外齿齿轮的太阳齿轮31、与该太阳齿轮31同轴设置的内齿齿轮的齿圈32、与太阳齿轮31啮合的第1小齿轮33、与该第1小齿轮33和齿圈32啮合的第2小齿轮34、以及将第1小齿轮33和第2小齿轮34保持可自由地自转和公转的行星齿轮架35，太阳齿轮31和齿圈32以及行星齿轮架35作为旋转要素而进行差动作用。行星齿轮30的太阳齿轮31与发动机22的曲轴24连接，行星齿轮架35与电机40的旋转轴41连接，发动机22的输出向太阳齿轮31输入的同时，通过行星齿轮架35可进行与电机40的输出的交换/交替使用。行星齿轮架35通过离合器C1，齿圈32通过离合器C2，而与CVT50的输入轴51连接，通过离合器C1和离合器C2的连接状态，成为禁止太阳齿轮31和齿圈32以及行星齿轮架35这3个旋转要素所致的差动而成为一体的旋转体，即，将发动机22的曲轴24和电机40的旋转轴41以及CVT50的输入轴51成一体的旋转体。另外，在行星齿轮30上将齿圈32固定到壳体39上、也设有禁止其旋转的制动器B1。
电机40例如可作为发电机驱动并且可作为电动机驱动的公知的同步发电电动机的结构，通过逆变器43与二次电池44进行电力的交换。电机40由电机用电子控制单元(以下称作电机ECU)49驱动控制，向电机ECU49输入为了驱动控制电机40的必要的信号或管理二次电池44的必要信号，例如检测出电机40的转子的旋转位置的旋转位置传感器45来的信号或通过未图示的电流传感器检测出的施加到电机40上的相电流、设置于二次电池44的端子间的电压传感器46来的端子间电压、安装在二次电池44的电力线上的电流传感器47来的充放电电流、安装在二次电池44上的温度传感器48来的电池温度等，由电机ECU49向逆变器43输出开关控制信号。在电机ECU49中，为了管理二次电池44，根据由电流传感器47检测出的充放电电流的积算值，计算剩余容量(SOC)。另外，电机ECU49与混合动力用电子控制单元70通信连通，根据来自混合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电机40的同时，根据需要将与电机40的运转状态或二次电池44的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。
CVT50具有槽幅可变地与输入轴51连接的初级皮带轮53，以同样槽幅可变地与作为驱动轴的输出轴52连接的次级皮带轮54，架设在初级皮带轮53和次级皮带轮54的槽上的皮带55，以及可变更初级皮带轮53和次级皮带轮54的槽幅的第1致动器56和第2致动器57，通过由第1致动器56和第2致动器57变更初级皮带轮53和次级皮带轮54的槽幅，将输入轴51的动力无级变速地向输出轴52输出。CVT50的变速比的控制由CVT用电子控制单元(以下称作CVTECU)59执行。向该CVTECU59中输入安装在输入轴51上的转速传感器61来的输入轴51的转速和安装到输出轴52上的转速传感器62来的输出轴52的转速，由CVTECU59向第1致动器56和第2致动器57输出驱动信号。另外，CVTECU59与混合动力用电子控制单元70通信连通，根据来自混合动力用电子控制单元70的控制信号控制CVT50的变速比的同时，根据需要将与CVT50的运转状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。
混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的微处理器构成，除了CPU72，还具有记忆处理程序的ROM74，暂时记忆数据的RAM76，未图示的输入和输出端口和通信端口。来自转速传感器61的输入轴51的转速Ni和来自转速传感器62的输出轴52的转速No，从检测出变速杆80的操作位置的变速位置传感器81来的变速位置SP，从检测出加速踏板82的踩下量的加速踏板位置传感器83来的加速踏板开度Acc，从检测出制动踏板84的踩下量的制动踏板位置传感器85来的制动踏板位置BP，来自车速传感器86的车速V等通过输入端口向混合动力用电子控制单元70输入。混合动力用电子控制单元70通过输出端口输出对离合器C1或离合器C2的驱动信号或对制动器B1的驱动信号，对设置在驾驶席前方的仪表板上的异常灯88的点亮信号。另外，混合动力用电子控制单元70正如前述，通过通信端口，与发动机ECU29或电机ECU49，CVTECU59连接，与发动机ECU29或电机ECU49，CVTECU59进行各种控制信号或数据的交换。
在如此结构的本实施例的混合动力汽车20中，起步时，在使离合器C1接合的同时使离合器C2和制动器B1松开，在停止发动机22运转的状态下只由来自电机40的动力起步，起步后，通过起动电机26使发动机22起动，同时，使离合器C2边打滑边接合(在打滑的过程中接合)，发动机22的曲轴24与电机40的旋转轴41以及CVT50的输入轴51成一体的旋转体，在来自发动机22的动力下行驶。
下面，对实施例的混合动力汽车20中发动机22的起动时的动作进行说明。图2为示出由混合动力用电子控制单元70输入发动机22的起动指令的发动机ECU29执行的、发动机22的起动处理例程的一例的流程图。
执行起动处理例程时，发动机ECU29，首先，驱动起动电机26，执行开始使发动机22的曲轴转动的处理(步骤S100)。然后，输入发动机22的转速Ne(步骤S110)，判定输入的转速Ne是否为阈值Nset(步骤S120)。在此，阈值Nset作为开始发动机22的燃料喷射控制或点火控制的发动机22的转速设定，例如设定成1000转等。转速Ne不足阈值Nset时，判断为还没有到达进行燃料喷射或点火的转速，输入驱动起动电机26的逆变器27来的加热失败信号(步骤S130)，判定加热失败信号是否接通(on)(步骤S140)。正如前述，加热失败信号在设置于逆变器27的开关元件附近的多个温度传感器的任意一个处于开关元件的容许温度的上限附近的温度以上时，为成为接通的信号。加热失败信号断开(off)时，判断为逆变器27的开关元件处于正常范围的温度，返回步骤S110的发动机22的转速Ne的输入处理。在如此步骤S110～S140之间的处理反复进行期间，判定为由步骤S120输入的转速Ne为阈值Nset以上时，开始发动机22的燃料喷射控制或点火控制(步骤S150)，结束该起动处理例程。
另外，在步骤S110～S140之间的处理反复进行期间，通过步骤S140判定为加热失败信号接通时，判断为因任何事情使转动曲轴失败、逆变器27的开关元件的任意一个到达正常范围的上限附近的温度、会产生破损，停止起动电机26的驱动的同时(步骤S160)，将计数发动机22的再起动次数的再起动计数器C的数值只增加数值1(步骤S170)。在此，通过传送由混合动力用电子控制单元70来的发动机22的起动指令，在执行该起动处理例程之际，再起动计数器C的初始值设定为数值0。然后，在再起动计数器C没有达到阈值Cref的条件下(步骤S190)，等待到经过规定的时间(步骤S180)，返回由步骤S100的起动电机26进行的开始转动曲轴的处理。在此，作为等待时间的规定时间，在本实施例中，设定为将逆变器27的开关元件的温度通过放热在经过起动发动机22的必要时间(例如1秒或2秒等)降低到可驱动起动电机26的程度所需时间、和通过起动电机26的驱动移动的发动机22的曲轴位置返回到通常的停止位置所需的时间中、时间较长的一方，可相对发动机22的构造或起动电机26的性能、逆变器27的开关元件的种类通过实验等求出。另外，阈值Cref可以设定为确定容许转动曲轴失败的次数的数值，例如，只容许1次失败时设定的数值为2，容许2次失败时设定的数值为3。此外，容许转动曲轴的失败的次数可以是任何数值，但是可以根据由电机40进行的起步过渡为由发动机22的动力进行的行驶所容许的时间所确定。另外，在本实施例中，转动曲轴失败时，等待经过规定时间以返回起动电机26所致的转动曲轴的开始的处理，但上述所意味的规定时间的经过为发动机22的再起动的条件之一，其他条件例如通过安装到发动机22上的各种传感器(未图示)没有检测出任何异常等的条件成立也为再起动发动机22的必要条件。由于这并不是本发明的核心，省略了对流程图的图示和详细说明。
图3为示出发动机22的转动曲轴失败、再起动发动机22之际的起动电机26的动作、逆变器27的温度、加热失败信号的状态、再起动许可的判定的状态的时间变化的说明图。正如图示，时间t1为发动机22的起动指令时，驱动起动电机26，开始发动机22的转动曲轴(操作)(步骤S100)，但起动电机26只稍许旋转就止住。此时，由于在起动电机26中通过逆变器27成为电流流动的状态，构成逆变器27的开关元件中成为接通状态的元件的温度上升。该开关元件处于容许温度的上限附近时，从逆变器27向发动机ECU29输出的加热失败信号成为接通状态。此时(时间t2)，起动电机26的驱动被停止(步骤S160)。然后，在经过逆变器27的开关元件的温度被冷却并且发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置所需时间(t3-t2)的时间t3时，容许发动机22的再起动，再次驱动起动电机26，开始发动机22的转动曲轴。图3中，表示起动电机26的转速一旦在时间t2以下成为负侧后再次成为正侧而成为0值，即发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置的状况。
再次开始发动机22的转动曲轴、并且在步骤S120中发动机22的转速Ne成为阈值Nset以上(包括其本数)时，开始发动机22的燃料喷射控制或点火控制(步骤S150)，结束本例程。另外，即使再次开始发动机22的转动曲轴，如转动曲轴也失败，则直到再起动计数器C到达阈值Cref为止，等待到作为冷却逆变器27的开关元件的温度并且发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置所需时间加以设定的规定经过时间，再次重复起动。然后，在步骤S190中，判定为再起动计数器C与阈值Cref相等时，判断为转动曲轴的失败超过容许次数，安装于驾驶席前方的仪表板上的异常灯88点亮(步骤S200)，结束本例程。
根据上述实施例的混合动力汽车20，由于在发动机22的转动曲轴失败时，将冷却逆变器27的开关元件的温度所需时间与发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置所需时间中较长一方的时间设定为规定时间，等待该规定时间经过才再次开始发动机22的转动曲轴，从而能够防止逆变器27的开关元件因过热所致的破损，同时，能够更可靠地进行发动机22再起动之际的转动曲轴操作。结果，与在比经过如此等待时间的定时要早的定时再次开始发动机22的转动曲轴相比，能够更可靠地起动发动机22，并且，与在比经过如此等待时间的定时要迟的定时再次开始发动机22的转动曲轴相比，能够更迅速地起动发动机22。
在实施例的混合动力汽车20中，发动机22的转动曲轴失败时，将冷却逆变器27的开关元件的温度所需时间与发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置所需时间中较长一方的时间设定为(要经过的)规定时间，等待该规定时间经过才再次开始发动机22的转动曲轴，但也可以不考虑发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置所需的时间，只考虑冷却逆变器27的开关元件的温度所需的时间，等待经过该时间，才再次开始发动机22的曲轴转动。
在实施例的混合动力汽车20中，因发动机22的转动曲轴失败，停止起动电机26驱动的定时是根据从逆变器27输出的加热失败信号进行的，但也可以在设有检测出逆变器27的各开关元件的温度的温度传感器的同时，将来自各温度传感器的信号向发动机ECU29输入，由任意一个温度传感器检测出的温度达到设定在容许温度的上限附近的规定温度时，停止起动电机26的驱动。此时，代替冷却逆变器27的开关元件的温度所需的时间，可考虑由各温度传感器检测出的温度的任意一个在起动发动机22的必要时间(例如1秒或2秒等)内、下降到可驱动起动电机26程度的温度时，经过发动机22的曲轴位置返回通常的停止位置所需的时间，而再次开始发动机22的转动曲轴。另外，在如此情况下，并不限于在逆变器27的各个开关元件上设置温度传感器，可以具有检测出逆变器27的温度的温度传感器。
在具有如此设有检测出逆变器27的各开关元件的温度或检测出逆变器27的温度的温度传感器的同时、将来自温度传感器的信号向发动机ECU29输入的构成的情况下，在开始起动电机26的驱动之际，可根据逆变器27的温度或开关元件的温度，设定继续转动曲轴的时间。此时的起动处理例程的一例由图4示出。在该变形例的起动处理例程中，首先，输入逆变器27的温度(步骤S300)，根据输入的逆变器27的温度，设定继续转动曲轴的转动曲轴时间Tc(步骤S310)。在本实施例中，转动曲轴时间Tc的设定为预先通过实验等求出逆变器27的温度和转动曲轴时间Tc的关系，并作为转动曲轴时间设定用图表记忆在ROM74中，给予逆变器27的温度时，导出与记忆的图表相对应的转动曲轴时间Tc而获得。图5示出转动曲轴时间设定用图表的一例。正如图示，在本实施例中，转动曲轴时间Tc从防止因逆变器27的各开关元件的过热所致的破损的观点考虑，设定成逆变器27的温度越高则越短的倾向。
如此设定转动曲轴时间Tc后，驱动起动电机26，开始发动机22的转动曲轴操作(步骤S320)，从开始转动曲轴后，直到经过转动曲轴时间Tc，判定发动机22的转速Ne是否到达阈值Nset(步骤S330～S350)，如转速Ne到达阈值Nset，开始发动机22的燃料喷射控制或点火控制(步骤S360)，结束本例程，在转速Ne没有到达阈值Nset且经过转动曲轴时间Tc时，进行与图2的起动处理例程中加热失败信号接通时的处理相同的处理，即，停止起动电机26的驱动的同时，使再起动计数器C递增(步骤S370，S380)，通过将再起动计数器C与阈值Cref比较，以转动曲轴的失败不超过容许次数的条件下，等待作为冷却逆变器27的开关元件的温度所需的时间和发动机22的曲轴位置返回到通常的停止位置所需时间中较长一方的时间设定的规定时间的经过(步骤S390，S400)，再次开始起动电机26所致的发动机22的转动曲轴的处理。
即使在执行如此变形例的起动处理例程(图4)的混合动力汽车中，也可获得与实施例的混合动力汽车20相同的效果。
在实施例的混合动力汽车20或变形例的混合动力汽车中，是由发动机ECU29执行起动处理例程的，但由混合动力用电子控制单元70执行起动处理例程而无妨。
在实施例的混合动力汽车20或变形例的混合动力汽车中，设有制动器B1的结构为，将来自发动机22或电机40的动力通过行星齿轮30经差动齿轮64向与驱动轮66a、66b连接的CVT50传递的同时，在停止发动机22的状态下以可只由来自电机40的动力行驶，并且可由发动机22的动力行驶的方式将行星齿轮30的行星齿轮架35或齿圈32与输入轴51连接并解除连接的离合器C1、C2或齿圈32固定到壳体39上，但只要是可在行驶期间或暂时停止之际自动地停止发动机和起动发动机的结构，任何结构均无妨。例如，可如图6所示的变形例的混合动力汽车120那样，适用于使用行星齿轮130的3个旋转要素(太阳齿轮、齿圈、行星齿轮架)中的2个与发动机122的曲轴和连接车轴的驱动轴连接，将可发电的电机MG1安装到行星齿轮130的剩余的旋转要素上，而在驱动轴上装有电机MG2的结构。在这种变形例的混合动力汽车120中，在停止发动机122的状态下，来自蓄电池144的电力通过逆变器142向电机MG2供给，从而可只由来自电机MG2的动力行驶，从该状态起，驱动电机MG1，可转动发动机122的曲轴。因此，通过电机MG1转动发动机122的曲轴之际，为了保护驱动电机MG1的逆变器141的开关元件，可执行图2的起动处理例程或图4的起动处理例程。另外，可如图7所例示的变形例的混合动力汽车220那样，适用于包括具有安装到发动机222的曲轴上的内转子232和安装到与车轴连接的驱动轴上的外转子234，将发动机222的动力的一部分向驱动轴传递的同时、将其余的动力变换为电力的成对转子电动机230；和安装到驱动轴上的电机MG2的结构。即使是在该变形例的混合动力汽车220中，也可在停止发动机22的状态下，通过将来自蓄电池244的电力经逆变器242向电机MG2供给，只由来自电机MG2的动力行驶，从该状态起，可驱动成对转子电动机230，转动发动机222的曲轴。因此，通过成对转子电动机230转动发动机222的曲轴之际，为了保护驱动成对转子电动机230的逆变器241的开关元件，可执行图2的起动处理例程或图4的起动处理例程。
在实施例或其变形例中，向驱动轴输出动力的驱动装置装载于汽车上，但也可装载于汽车外的车辆上，可装载于车辆以外的船舶或航空器等移动体上，或装配于工程机械等的不移动的机器或设备中。另外，在实施例或其变形例中，对装载于混合动力汽车上的驱动装置进行了说明，不用说，也包括驱动装置的控制方法的形态。
以上，用实施例对本发明的具体实施方式
进行了说明，但本发明并不限于这些实施例，不用说，在不脱离本发明的要旨的范围内，可采用各种形态实施。
权利要求
1.一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置，其特征在于，具有带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；为了防止该驱动电路过热，在所述内燃机的起动开始后的规定的定时进行该内燃机的起动的停止指令的停止指令装置；和在产生所述内燃机的起动指令时、以起动该内燃机的方式控制所述起动装置，在该内燃机的起动期间、通过所述停止指令装置产生该内燃机的起动停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制所述起动装置，将从该停止指令起作为充分冷却所述驱动电路以允许再起动的时间设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置的起动控制装置。
2.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述可再起动时间设定为冷却所述驱动电路以允许再起动的时间和所述内燃机的曲轴位置恢复通常的停止位置所需的时间中较长的时间。
3.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述可再起动时间设定为冷却所述驱动电路以允许再起动的时间和所述内燃机的内部压力恢复通常的压力所需的时间中较长的时间。
4.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，具有检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置，所述停止指令装置为将根据由所述温度检测装置检测出的温度的定时作为所述规定的定时，以进行所述内燃机的起动的停止指令的装置。
5.按照权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述停止指令装置为将由所述温度检测装置检测出规定温度以上的温度的定时作为所述规定的定时，以进行所述内燃机的起动的停止指令的装置。
6.按照权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，所述停止指令装置为具有所述内燃机的起动指令时，根据由所述温度检测装置检测出的温度设定可转动曲轴时间，将从开始所述内燃机的起动起经过该可转动曲轴时间的定时作为所述规定的定时，而进行所述内燃机的起动的停止指令的装置。
7.按照权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，具有设定包含有将根据所述驱动装置的驱动状态至少使来自所述内燃机的动力的一部分向所述驱动轴输出的内燃机运转模式和停止该内燃机并只将来自所述电动机的动力向所述驱动轴输出的电动机驱动模式的多个模式中的任意一个模式的模式设定装置。
8.一种混合动力汽车，其特征在于，装载有根据权利要求1～7中任一项所述的驱动装置，所述驱动轴与车轴连接。
9.一种可将来自内燃机的动力和来自驱动用电动机的动力向驱动轴输出的驱动装置，其特征在于，具有带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置；产生所述内燃机的起动指令时，根据由所述温度检测装置检测出的温度，设定可转动曲轴时间的可转动曲轴时间设定装置；和产生所述内燃机的起动指令时，以起动所述内燃机的方式控制所述起动装置，从开始该内燃机的起动起经过所述设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动的起动控制装置。
10.按照权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述可转动曲轴时间设定装置为以由所述温度检测装置检测出的温度越高则越短的倾向设定可转动曲轴时间的装置。
11.按照权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，具有设定包含有将根据所述驱动装置的驱动状态至少使来自所述内燃机的动力的一部分向所述驱动轴输出的内燃机运转模式和停止该内燃机并只将来自所述电动机的动力向所述驱动轴输出的电动机驱动模式的多个模式中的任意一个模式的模式设定装置。
12.一种混合动力汽车，其特征在于，装载有根据权利要求9～11中任一项所述的驱动装置，所述驱动轴与车轴连接。
13.一种驱动装置的控制方法，该驱动装置具有可向驱动轴输出动力的内燃机；可向所述驱动轴输出动力的驱动用电动机；带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；为了防止该驱动电路过热在所述内燃机的起动开始后的规定的定时内，进行该内燃机的起动的停止指令的停止指令装置，该控制方法的特征在于，产生所述内燃机的起动指令时，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置，在该内燃机的起动期间、由所述停止指令装置产生该内燃机的起动的停止指令时，以停止该内燃机的起动的方式控制所述起动装置，将从该停止指令起作为冷却所述驱动电路以允许再起动的时间设定的可再起动时间的经过作为再起动的条件之一，以起动该内燃机的方式控制所述起动装置。
14.一种驱动装置的控制方法，该驱动装置具有可向驱动轴输出动力的内燃机；可向所述驱动轴输出动力的驱动用电动机；带有可使所述内燃机曲轴转动的起动用电动机和驱动该起动用电动机的驱动电路、可使该内燃机起动的起动装置；检测出所述驱动电路的至少一部分的温度的温度检测装置，该控制方法的特征在于，产生所述内燃机的起动指令时，根据所述温度检测装置检测出的温度，设定可转动曲轴时间的同时，以起动所述内燃机的方式控制所述起动装置，从开始所述内燃机的起动起经过所述设定的可转动曲轴时间时，停止该内燃机的起动。
全文摘要
本发明涉及一种驱动装置及其控制方法和混合动力汽车。本发明涉及一种防止起动内燃机之际使用的驱动电路的破损，同时更可靠更迅速地起动内燃机的技术。在驱动起动电机的逆变器的开关元件的温度成为容许温度的上限附近时，通过接通的加热失败信号表明发动机的转动曲轴失败时(步骤S140)，停止起动电机的驱动，等待经过以冷却逆变器的开关元件的温度所需的时间和将发动机的转动曲轴位置返回通常的停止位置所需的时间中较长的时间设定的规定时间(步骤S180)，再次开始发动机的转动曲轴操作。
文档编号B60L11/02GK1769665SQ200410087200
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者胜田浩司, 上条祐辅 申请人:丰田自动车株式会社