本發(fā)明涉及用于混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)系統(tǒng)和起動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)：

作為被應(yīng)用于配備有自動(dòng)變速齒輪裝置的混合動(dòng)力車輛的控制器，已知一種當(dāng)存在對(duì)起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的要求時(shí)，在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前改變自動(dòng)變速齒輪裝置的變速齒輪比的控制器(公開號(hào)為2013-159260的日本專利申請(qǐng)(JP 2013-159260 A))。作為與本發(fā)明相關(guān)的另一相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)，存在公開號(hào)為2013-35528的日本專利申請(qǐng)(JP 2013-35528 A)。

通常，在混合動(dòng)力車輛中，確定引擎速度和引擎轉(zhuǎn)矩，以使內(nèi)燃機(jī)可以在最優(yōu)燃料效率狀態(tài)下工作。然而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)尚未被暖機(jī)時(shí)在最優(yōu)燃料效率狀態(tài)下被起動(dòng)時(shí)，排放(emission)可能被劣化。特別地，已知在這種狀況下，顆粒物質(zhì)的數(shù)量(PN：顆粒數(shù))增加。

為了避免此類排放的劣化，JP 2013-159260 A的控制器在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)之前將自動(dòng)變速齒輪裝置的檔位(gear position)改變到低速側(cè)(引擎高速側(cè))，并且在完成內(nèi)燃機(jī)的暖機(jī)之后使自動(dòng)變速齒輪裝置的檔位返回到初始檔位。這有助于防止自動(dòng)變速齒輪裝置的變速效率降低。例如，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)中將檔位從第二檔改變到第一檔時(shí)，檔位從第二檔被改變到第一檔，然后回到第二檔。當(dāng)從內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)到其暖機(jī)的完成的時(shí)段短時(shí)，檔位可能頻繁地被改變并使用戶感到不適。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃機(jī)(即，引擎)的起動(dòng)系統(tǒng)或起動(dòng)控制方法，其能夠在內(nèi)燃機(jī)被起動(dòng)時(shí)防止復(fù)雜的檔位變化。

與本發(fā)明有關(guān)的起動(dòng)系統(tǒng)被用于混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃機(jī)。所述混合動(dòng)力車輛包括內(nèi)燃機(jī)、差動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速齒輪機(jī)構(gòu)。所述內(nèi)燃機(jī)被連接到所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述變速齒輪機(jī)構(gòu)被設(shè)置在位于所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳送路徑中。所述變速齒輪機(jī)構(gòu)被配置為能夠選擇多個(gè)檔位中的一個(gè)。所述混合動(dòng)力車輛被配置為在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)使用所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)和所述變速齒輪機(jī)構(gòu)中的至少一者暫時(shí)改變引擎速度。所述起動(dòng)系統(tǒng)包括電子控制單元。所述電子控制單元被配置為確定在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)所述引擎速度需要被改變的持續(xù)時(shí)間。所述電子控制單元被配置為確定在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)所述引擎速度的改變程度。所述電子控制單元被配置為基于所述程度和所述持續(xù)時(shí)間而判定是否需要通過改變所述變速齒輪機(jī)構(gòu)的檔位來改變所述引擎速度。

根據(jù)該起動(dòng)系統(tǒng)，基于引擎速度的改變程度和用于使引擎速度改變所需的持續(xù)時(shí)間而判定是否需要改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的檔位來改變引擎速度。例如，當(dāng)引擎速度的改變程度小并且用于使引擎速度改變所需的持續(xù)時(shí)間相對(duì)短時(shí)，判定不需要改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的檔位來改變引擎速度。在這種情況下，可以僅通過差動(dòng)機(jī)構(gòu)來改變引擎速度。因此，可以避免在持續(xù)時(shí)間相對(duì)短時(shí)由于在短時(shí)段內(nèi)多次改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的檔位而給用戶帶來不適感。這有助于提高混合動(dòng)力車輛的舒適性。

所述電子控制單元可以被配置為，所述內(nèi)燃機(jī)的引擎溫度越低，將所述持續(xù)時(shí)間確定為越長(zhǎng)。當(dāng)引擎速度較低時(shí)，排放劣化。為避免排放劣化，隨著引擎溫度降低，引擎速度的改變需要持續(xù)的時(shí)段變長(zhǎng)。根據(jù)該配置，由于持續(xù)時(shí)間被設(shè)定為隨著引擎速度降低而變長(zhǎng)，因此，可以有效地防止排放的劣化。

所述電子控制單元可以被配置為，當(dāng)判定需要通過改變所述變速齒輪機(jī)構(gòu)的所述檔位來改變所述引擎速度時(shí)，確定所述變速齒輪機(jī)構(gòu)的所述多個(gè)檔位中的一個(gè)作為在改變所述引擎速度之后的檔位，以使得當(dāng)所述引擎速度在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)被改變時(shí)，合成傳送效率變得最高。所述合成傳送效率是通過合成所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳送效率和所述變速齒輪機(jī)構(gòu)的傳送效率而獲得的值。根據(jù)該配置，選擇在引擎起動(dòng)時(shí)引擎速度被改變的時(shí)候能夠提供最高合成傳送效率的檔位。因此，可以避免在引擎的起動(dòng)期間選擇低效率的檔位。從而可以防止燃料效率的降低。

與本發(fā)明有關(guān)的起動(dòng)控制方法被用于混合動(dòng)力車輛的內(nèi)燃機(jī)。所述混合動(dòng)力車輛包括內(nèi)燃機(jī)、差動(dòng)機(jī)構(gòu)、變速齒輪機(jī)構(gòu)和電子控制單元。所述內(nèi)燃機(jī)被連接到所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)。所述變速齒輪機(jī)構(gòu)被設(shè)置在位于所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳送路徑中。所述變速齒輪機(jī)構(gòu)被配置為能夠選擇多個(gè)檔位中的一個(gè)。所述起動(dòng)控制方法包括：通過所述電子控制單元確定在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)引擎速度需要被改變的持續(xù)時(shí)間；通過所述電子控制單元確定在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)所述引擎速度的改變程度；通過所述電子控制單元基于所述程度和所述持續(xù)時(shí)間而判定是否需要通過改變所述變速齒輪機(jī)構(gòu)的檔位來改變所述引擎速度；以及當(dāng)通過所述電子控制單元判定不需要通過改變所述變速齒輪機(jī)構(gòu)的所述檔位來改變所述引擎速度時(shí)，在所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)通過所述差動(dòng)機(jī)構(gòu)暫時(shí)改變所述引擎速度。

該起動(dòng)控制方法能夠避免在持續(xù)時(shí)間相對(duì)短時(shí)由于在短時(shí)段內(nèi)多次改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的檔位而給用戶帶來不適感。

附圖說明

下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的部件，其中：

圖1是示例出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)控制器所應(yīng)用于的混合動(dòng)力車輛的總體配置的圖；

圖2是示例出自動(dòng)變速齒輪裝置的工作嚙合表的圖；

圖3是示例出圖1的車輛的每個(gè)元件的列線圖(速度圖)的圖；

圖4是內(nèi)燃機(jī)的整體配置圖；

圖5是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)部配置的概略圖；

圖6是示例出圖1的車輛的控制系統(tǒng)的框圖；

圖7是描述內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)(operation point)和工作范圍的說明圖；

圖8是示出控制例程的一個(gè)例子的流程圖；

圖9是描述工作點(diǎn)改變量的說明圖；

圖10是示例出用于獲得工作點(diǎn)改變量的映射(map)的一個(gè)例子的圖；

圖11是示例出用于獲得持續(xù)時(shí)間的映射的一個(gè)例子的圖；

圖12是示例出動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)的傳送效率的圖；

圖13是示例出動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)的速度圖的圖；

圖14是示例出合成傳送效率的圖；以及

圖15是示出控制結(jié)果的一個(gè)例子的時(shí)間圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，車輛1被構(gòu)成為所謂的混合動(dòng)力車輛，該混合動(dòng)力車輛配備有內(nèi)燃機(jī)2以及兩個(gè)，即，第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)3和4作為用于行駛的動(dòng)力源。稍后描述內(nèi)燃機(jī)2(即，引擎)的細(xì)節(jié)。內(nèi)燃機(jī)2、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)3和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)4被連接到作為差動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5。第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)在下文中分別被簡(jiǎn)稱為“第一電動(dòng)機(jī)”和“第二電動(dòng)機(jī)”。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5被構(gòu)成為單小齒輪行星單元，并且包括作為太陽齒輪(sun gear)的外齒輪Sn、作為環(huán)形齒輪的內(nèi)齒輪Ri，以及行星架(carrier)Cr，該行星架Cr支撐小齒輪P與齒輪Sn和Ri嚙合以使小齒輪P圍繞其自己的軸自轉(zhuǎn)以及圍繞著太陽齒輪Sn公轉(zhuǎn)。第一電動(dòng)機(jī)3、第二電動(dòng)機(jī)4和內(nèi)燃機(jī)2的輸出軸2a分別被連接到太陽齒輪Sn、環(huán)形齒輪Ri和行星架Cr。

作為變速齒輪機(jī)構(gòu)的自動(dòng)變速齒輪裝置10被設(shè)置在動(dòng)力傳送路徑中，位于比第二電動(dòng)機(jī)4更接近驅(qū)動(dòng)輪的位置處。自動(dòng)變速齒輪裝置10具有兩個(gè)，即，第一和第二輸入軸11和12。兩個(gè)離合器C1和C2被設(shè)置在第一和第二輸入軸11和12與中間軸15之間，中間軸15與環(huán)形齒輪Ri一起旋轉(zhuǎn)。通過適當(dāng)?shù)夭僮麟x合器C1和C2，兩個(gè)輸入軸11和12中的一個(gè)可以被選擇性地連接到中間軸15。自動(dòng)變速齒輪裝置10通過組合兩組行星齒輪單元21和22以及設(shè)置兩個(gè)制動(dòng)器B1和B2和一個(gè)單向離合器F1而被構(gòu)成。這兩組行星齒輪單元21和22通過連接行星齒輪單元21的行星架Cr1和行星齒輪單元22的環(huán)形齒輪Ri2、以及連接行星齒輪單元21的環(huán)形齒輪Ri1和行星齒輪單元22的行星架Cr2而彼此組合。第一輸入軸11和第二輸入軸12分別被連接到太陽齒輪Sn2和行星架Cr1。行星架Cr2被連接到輸出軸23。僅允許沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的單向離合器F1被設(shè)置在彼此相連的行星架Cr1與環(huán)形齒輪Ri2之間。通過使用液壓系統(tǒng)(未示出)適當(dāng)?shù)馗淖冸x合器C1和C2以及制動(dòng)器B1和B2的操作狀態(tài)，車輛1可以從由四個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)后退檔構(gòu)成的多個(gè)檔位中選擇一個(gè)檔位，如圖2中的工作嚙合表所示。圖2中的“N”表示空檔。每個(gè)檔位的變速齒輪比(齒輪比)為：第一檔位(1st)為3.20，第二檔位(2nd)為1.72，第三檔位(3rd)為1.00，第四檔位(4th)為0.67，后退檔(Rev)為2.04。圖2中的符號(hào)“○”表示對(duì)應(yīng)的離合器或制動(dòng)器處于嚙合狀態(tài)。選擇第一到第四檔位中每一者時(shí)的車輛1的每個(gè)元件的列線圖(速度圖)如圖3所示。圖3中的“Eng”、“MG1”、“MG2”、“In1”、“In2”和“Out”分別表示內(nèi)燃機(jī)2、第一電動(dòng)機(jī)3、第二電動(dòng)機(jī)4、第一輸入軸11、第二輸入軸12和輸出軸23。

如圖4所示，內(nèi)燃機(jī)2被構(gòu)成為直列四缸火花點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)，并且具有按直線排列的四個(gè)氣缸25。內(nèi)燃機(jī)2被構(gòu)成為所謂的稀(lean)燃燒引擎，并且可以在稀燃燒模式與化學(xué)計(jì)量燃燒模式之間切換工作模式。稀燃燒模式是其中目標(biāo)空氣-燃料比被設(shè)定在比理論空氣-燃料比稀的一側(cè)的工作模式?；瘜W(xué)計(jì)量燃燒模式是其中目標(biāo)空氣-燃料比是位于比稀燃燒模式中的空氣-燃料比濃的一側(cè)的理論空氣-燃料比或接近理論空氣-燃料比的工作模式。從稀燃燒模式到化學(xué)計(jì)量燃燒模式的切換通過根據(jù)對(duì)吸入空氣量的響應(yīng)延遲而暫時(shí)增加燃料噴射量來實(shí)現(xiàn)。

如圖4和圖5所示，進(jìn)氣通道26和排氣通道27被連接到內(nèi)燃機(jī)2的氣缸25。進(jìn)氣通道26和排氣通道27分別通過進(jìn)氣閥26a和排氣閥27a而被打開和關(guān)閉。燃料通過口噴射用噴射器29或缸內(nèi)噴射用噴射器30而被提供給每個(gè)氣缸25，并且被引入氣缸25的空氣-燃料混合物由為每個(gè)氣缸25設(shè)置的火化塞31點(diǎn)燃。由空氣-燃料混合物的燃燒而產(chǎn)生的能量被傳送到活塞32，并且經(jīng)由連接桿33被輸出到輸出軸2a。

如圖4所示，內(nèi)燃機(jī)2配備有使用廢氣的能量而使氣缸25增壓的渦輪增壓器35。渦輪增壓器35具有被設(shè)置在進(jìn)氣通道26中的壓縮機(jī)35a。能夠調(diào)節(jié)吸入空氣量的節(jié)流閥36被設(shè)置在進(jìn)氣通道26中的壓縮機(jī)35a的上游?；谖肟諝饬慷敵鲂盘?hào)的空氣流量計(jì)37被設(shè)置在進(jìn)氣通道26中的節(jié)流閥36的上游。用于冷卻已被壓縮機(jī)35a加壓的吸入空氣的中間冷卻器38被設(shè)置在進(jìn)氣通道26中的壓縮機(jī)35a的下游。

渦輪增壓器35具有被設(shè)置在排氣通道27中的渦輪35b。排氣通道27具有廢氣門閥機(jī)構(gòu)39，該機(jī)構(gòu)將來自渦輪35b的上游的部分廢氣旁通到渦輪35b的下游。廢氣門閥機(jī)構(gòu)39具有廢氣門閥40，該廢氣門閥調(diào)節(jié)被引導(dǎo)到渦輪35b的廢氣的流量。由此，通過控制廢氣門閥40的開度而調(diào)節(jié)流入渦輪35b的廢氣的流量，從而調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)2中的增壓壓力。已通過渦輪35b或廢氣門閥40的廢氣在被排放到大氣之前通過起動(dòng)變換器41和后處理裝置42以去除有害物質(zhì)。

內(nèi)燃機(jī)2配備有EGR裝置45，該裝置提取來自排氣通道27的部分廢氣并將其作為EGR氣體再循環(huán)到進(jìn)氣通道26內(nèi)。EGR裝置45包括：EGR通道46，通過該通道從排氣通道27提取部分廢氣作為EGR氣體，并且將其引導(dǎo)到進(jìn)氣通道26內(nèi)；EGR閥47，該閥可以調(diào)節(jié)流過EGR通道46的EGR氣體的流量；以及EGR冷卻器48，該冷卻器冷卻流過EGR通道46的EGR氣體。EGR通道46連接排氣通道27與進(jìn)氣通道26。排氣通道27被置于起動(dòng)變換器41與后處理裝置42之間，并且進(jìn)氣通道26被置于壓縮機(jī)35a與節(jié)流閥36之間。

如圖6所示，車輛1的每個(gè)部件由各種電子控制單元50(HV ECU 50)、70(MG ECU 70)和71(引擎ECU 71)控制，上述各種電子控制單元被構(gòu)成為專用于特定功能的計(jì)算機(jī)。HV ECU 50、MG ECU 70和引擎ECU 71以可以彼此交換信息的方式進(jìn)行電連接。

來自各種傳感器的信號(hào)被輸入到作為主計(jì)算機(jī)而設(shè)置的HV ECU 50。例如，來自以下傳感器的輸出信號(hào)被輸入到HV ECU 50：基于車輛1的車速而輸出信號(hào)的車速傳感器51、基于加速踏板(未示出)的下踏量而輸出信號(hào)的加速器操作量傳感器52、基于第一電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速而輸出信號(hào)的第一MG轉(zhuǎn)速傳感器53、基于第二電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速而輸出信號(hào)的第二MG轉(zhuǎn)速傳感器54、基于自動(dòng)變速齒輪裝置10的輸出軸23的轉(zhuǎn)速而輸出信號(hào)的輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器55、基于渦輪增壓器35的渦輪35b的轉(zhuǎn)速而輸出信號(hào)的渦輪轉(zhuǎn)速傳感器56、基于內(nèi)燃機(jī)2中的增壓壓力而輸出信號(hào)的增壓壓力傳感器57、基于電池(未示出)的充電狀態(tài)而輸出信號(hào)的SOC傳感器58、基于第一電動(dòng)機(jī)3的溫度而輸出信號(hào)的第一MG溫度傳感器59、基于第二電動(dòng)機(jī)4的溫度而輸出信號(hào)的第二MG溫度傳感器60、基于為第一電動(dòng)機(jī)3設(shè)置的第一逆變器(未示出)的溫度而輸出信號(hào)的第一INV溫度傳感器61、基于為第二電動(dòng)機(jī)4設(shè)置的第二逆變器(未示出)的溫度而輸出信號(hào)的第二INV溫度傳感器62、基于后處理裝置42的溫度而輸出信號(hào)的催化劑溫度傳感器63、基于渦輪增壓器35的渦輪35b的溫度而輸出信號(hào)的渦輪溫度傳感器64、基于內(nèi)燃機(jī)2中的引擎冷卻液的溫度而輸出信號(hào)的冷卻液溫度傳感器65、基于內(nèi)燃機(jī)2中的吸入空氣溫度而輸出信號(hào)的吸入空氣溫度傳感器66等等。

HV ECU 50計(jì)算第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)4被要求產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的量，并且將關(guān)于轉(zhuǎn)矩的量的指令輸出到MG ECU 70。另外，HV ECU 50確定內(nèi)燃機(jī)2的工作條件，并且將關(guān)于內(nèi)燃機(jī)2的工作條件的指令輸出到引擎ECU 71。此外，HV ECU 50控制自動(dòng)變速齒輪裝置10的離合器C1和C2以及制動(dòng)器B1和B2，以使得可以實(shí)現(xiàn)滿足預(yù)定換檔(shift)計(jì)劃或來自駕駛員的請(qǐng)求等的檔位。MG ECU 70基于從HV ECU 50接收到的指令而計(jì)算與第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)4被要求產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的量對(duì)應(yīng)的電流，然后將這些電流輸出到第一電動(dòng)機(jī)3和第二電動(dòng)機(jī)4。引擎ECU 71基于從HV ECU 50接收到的指令而對(duì)內(nèi)燃機(jī)2的諸如節(jié)流閥36、口噴射用噴射器29、缸內(nèi)噴射用噴射器30、火花塞31和廢氣門閥40的各種部件進(jìn)行各種控制操作。

HV ECU 50參考來自加速器操作量傳感器52的輸出信號(hào)和來自車速傳感器51的輸出信號(hào)而計(jì)算駕駛員所要求的要求動(dòng)力。HV ECU 50通過切換各種模式而控制車輛1，以使得可以以最優(yōu)系統(tǒng)效率而實(shí)現(xiàn)要求動(dòng)力。例如，在其中內(nèi)燃機(jī)2的熱效率降低的低負(fù)荷區(qū)域中，選擇其中內(nèi)燃機(jī)2中的燃燒被停止并且第二電動(dòng)機(jī)4被驅(qū)動(dòng)的EV行駛模式。當(dāng)僅通過內(nèi)燃機(jī)2產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不足時(shí)，選擇其中還使用第二電動(dòng)機(jī)4與內(nèi)燃機(jī)2一起作為行駛驅(qū)動(dòng)源的混合動(dòng)力行駛模式。

當(dāng)選擇混合動(dòng)力行駛模式時(shí)，第一電動(dòng)機(jī)3等的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩被控制，以使內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)可以沿如圖7中的箭頭所指示的最優(yōu)燃料效率曲線L移動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)由引擎速度和引擎轉(zhuǎn)矩定義，并且最優(yōu)燃料效率曲線L被預(yù)先設(shè)定以使得內(nèi)燃機(jī)2的熱效率可以為最優(yōu)。該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)2被構(gòu)成為配備有增壓器的稀燃燒引擎。由此，內(nèi)燃機(jī)2根據(jù)圖7所示的工作范圍而選擇自然吸氣化學(xué)計(jì)量燃燒模式、自然吸氣稀燃燒模式、增壓化學(xué)計(jì)量燃燒模式或增壓稀燃燒模式作為其工作模式。

該實(shí)施例的特征在于當(dāng)在EV行駛模式的進(jìn)行期間存在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2的要求時(shí)進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)控制。如上所述，該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)2基本根據(jù)最優(yōu)燃料效率曲線L而工作。由此，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)2在EV行駛模式下被起動(dòng)時(shí)，從熱效率，即，燃料效率的觀點(diǎn)，工作點(diǎn)優(yōu)選地位于內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)的最優(yōu)燃料效率曲線L上。然而，已知當(dāng)使內(nèi)燃機(jī)2根據(jù)最優(yōu)燃料效率曲線L工作并且內(nèi)燃機(jī)2尚未被暖機(jī)時(shí)，PN增加。由此，在該實(shí)施例中，內(nèi)燃機(jī)2根據(jù)下面描述的控制例程而被起動(dòng)以防止PN增加。

圖8所示的控制例程被存儲(chǔ)在HV ECU 50中，并且被適時(shí)地讀出并以預(yù)定間隔被重復(fù)地執(zhí)行。在步驟S1中，HV ECU 50判定當(dāng)前行駛模式是否為EV行駛模式。如果當(dāng)前行駛模式為EV行駛模式，則處理前進(jìn)到步驟S2。否則，即，如果當(dāng)前行駛模式為混合動(dòng)力行駛模式，則處理前進(jìn)到步驟S10。HV ECU 50以使內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)在最優(yōu)燃料效率曲線L(圖7)上移動(dòng)的方式而使內(nèi)燃機(jī)2工作。

在步驟S2中，HV ECU 50判定是否存在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2的要求。如果存在起動(dòng)要求，則處理前進(jìn)到步驟S3。否則，跳過后續(xù)的處理并且結(jié)束當(dāng)前例程。在步驟S3中，HV ECU 50參考來自冷卻液溫度傳感器65(圖6)的信號(hào)而獲取作為內(nèi)燃機(jī)2的引擎溫度的引擎冷卻液的溫度(引擎冷卻液溫度)。HV ECU 50判定內(nèi)燃機(jī)2是否處于低溫狀態(tài)。應(yīng)注意，引擎油的溫度(引擎油溫度)可以被用作引擎溫度。如果引擎冷卻液溫度等于或低于預(yù)定值(低溫判定值)，則HV ECU 50判定內(nèi)燃機(jī)2處于低溫狀態(tài)，以及如果引擎冷卻液溫度高于低溫判定值，則HV ECU 50判定內(nèi)燃機(jī)2不處于低溫狀態(tài)。如果內(nèi)燃機(jī)2處于低溫狀態(tài)，則處理前進(jìn)到步驟S4。如果內(nèi)燃機(jī)2不處于低溫狀態(tài)，則處理前進(jìn)到步驟S9，并且內(nèi)燃機(jī)2被起動(dòng)，以使得工作點(diǎn)在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)將位于最優(yōu)燃料效率曲線L上。

在步驟S4中，HV ECU 50確定在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)需要使工作點(diǎn)改變的工作點(diǎn)改變量。如圖9所示，工作點(diǎn)改變量ΔPx由引擎速度和引擎轉(zhuǎn)矩定義，并且被確定為使得引擎速度可以從改變之前的值增加。工作點(diǎn)改變量ΔPx可以被定義為在最優(yōu)燃料效率曲線L上的工作點(diǎn)Px1與等功率線(equal-power line)Lp上的工作點(diǎn)Px2之間的距離。最優(yōu)燃料效率曲線L滿足將在引擎2的起動(dòng)時(shí)所要求的要求動(dòng)力。等功率線Lp通過工作點(diǎn)Px1并且位于相對(duì)于工作點(diǎn)Px1的高速度低轉(zhuǎn)矩側(cè)。工作點(diǎn)改變量ΔPx與根據(jù)本發(fā)明的“引擎速度的改變程度”對(duì)應(yīng)。如圖10所示，工作點(diǎn)改變量ΔPx基于引擎冷卻液溫度和將在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)所要求的要求轉(zhuǎn)矩(要求功率)而被確定。HV ECU 50獲取當(dāng)前引擎冷卻液溫度和要求轉(zhuǎn)矩，并且基于圖10中的映射而確定工作點(diǎn)改變量ΔPx，以使得工作點(diǎn)改變量ΔPx的值可以隨著引擎冷卻液溫度的降低以及隨著要求轉(zhuǎn)矩的提高而增大。應(yīng)注意，該實(shí)施例中的工作點(diǎn)改變與本發(fā)明中的引擎速度改變對(duì)應(yīng)。

在步驟S5中，HV ECU 50確定在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)需要使工作點(diǎn)改變的持續(xù)時(shí)間Tc。如圖11所示，持續(xù)時(shí)間Tc基于引擎冷卻液溫度和吸入空氣溫度而被確定。HV ECU 50獲取引擎冷卻液溫度和吸入空氣溫度，并且基于圖11中的映射而確定持續(xù)時(shí)間Tc，以使得持續(xù)時(shí)間Tc的值可以隨著吸入空氣溫度的降低以及隨著引擎冷卻液溫度的降低而增大。吸入空氣溫度基于來自吸入空氣溫度傳感器66的信號(hào)而被獲取。

在步驟S6中，HV ECU 50判定是否需要改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位以在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)工作點(diǎn)(引擎速度)的改變。內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)可以使用動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5或自動(dòng)變速齒輪裝置10而被改變。然而，當(dāng)使用動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5時(shí)，工作點(diǎn)的可改變量受到各種條件限制，所述各種條件包括小齒輪P的極限轉(zhuǎn)速、第一電動(dòng)機(jī)3的極限轉(zhuǎn)速和第二電動(dòng)機(jī)4的極限轉(zhuǎn)速。由此，當(dāng)在步驟S4中確定的工作點(diǎn)改變量ΔPx超過可改變量時(shí)，不能僅通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5來實(shí)現(xiàn)工作點(diǎn)的改變。由此，在這種情況下，自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位需要被改變到低速側(cè)(高引擎速度側(cè))，并且需要使第一電動(dòng)機(jī)3等工作以改變動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的變速齒輪比。此外，當(dāng)自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位被改變以改變內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)時(shí)，檔位需要被改變到低速側(cè)，然后在經(jīng)過持續(xù)時(shí)間Tc之后返回到初始位置。由此，隨著持續(xù)時(shí)間Tc縮短，自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位的改變之間的間隔縮短，用戶更容易因檔位的復(fù)雜變化而感到不適。由此，為了減輕用戶的不適，當(dāng)持續(xù)時(shí)間Tc相對(duì)短時(shí)，優(yōu)選地盡可能僅通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5來改變工作點(diǎn)。

因此，在步驟S6中，HV ECU 50判定當(dāng)持續(xù)時(shí)間Tc短于作為基準(zhǔn)水平(在該水平下，用戶感到不適)的閾值(例如，閾值被設(shè)定為數(shù)秒)并且工作點(diǎn)改變量ΔPx不超過可改變量時(shí)，不需要改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位。然后，HV ECU 50使處理前進(jìn)到步驟S8，并且通過使第一電動(dòng)機(jī)3等工作而調(diào)節(jié)動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的變速齒輪比，以在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)之前將內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)改變與工作點(diǎn)改變量ΔPx對(duì)應(yīng)的量。

另一方面，當(dāng)工作點(diǎn)改變量ΔPx超過可改變量時(shí)，不可能僅通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5而改變工作點(diǎn)。在這種情況下，HV ECU 50判定需要改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位，而不考慮持續(xù)時(shí)間Tc的長(zhǎng)度。然后，HV ECU 50使處理前進(jìn)到步驟S7，并且在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2之前使用動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5和自動(dòng)變速齒輪裝置10雙方而將內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)改變與工作點(diǎn)改變量ΔPx對(duì)應(yīng)的量。在步驟S7和步驟S8中，通過在發(fā)動(dòng)(motor)內(nèi)燃機(jī)2以將其調(diào)節(jié)到與改變后的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的引擎速度之后對(duì)內(nèi)燃機(jī)2進(jìn)行點(diǎn)火而起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2。應(yīng)注意，可以通過以下方式起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2：在將內(nèi)燃機(jī)2的引擎速度改變?yōu)榭梢员稽c(diǎn)火的水平之后對(duì)內(nèi)燃機(jī)2進(jìn)行點(diǎn)火，然后將內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)改變?yōu)槟繕?biāo)點(diǎn)。

在步驟S7中使用動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5和自動(dòng)變速齒輪裝置10改變工作點(diǎn)。此時(shí)，確定自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位，以使得通過合成動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5和自動(dòng)變速齒輪裝置10的傳送效率而獲得的合成傳送效率可以為最高。如圖12所示，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的傳送效率η1根據(jù)變速齒輪比i1而變化，并且具有倒V形狀，該形狀在太陽齒輪Sn的轉(zhuǎn)速為0rpm時(shí)具有頂點(diǎn)。如圖13中的速度圖所示，當(dāng)太陽齒輪Sn的轉(zhuǎn)速為0rpm時(shí)，此時(shí)的傳送效率最大并且與圖12中的曲線的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)，這是因?yàn)楸贿B接到太陽齒輪Sn的第一電動(dòng)機(jī)3不產(chǎn)生電力。另一方面，由于自動(dòng)變速齒輪裝置10的傳送效率對(duì)于每個(gè)檔位均不同，因此，通過合成動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的傳送效率η1和自動(dòng)變速齒輪裝置10的傳送效率而獲得的合成傳送效率η根據(jù)檔位而具有不同的倒V形狀，如圖14所示。自動(dòng)變速齒輪裝置10具有如上所述針對(duì)每個(gè)檔位而被預(yù)先設(shè)定的變速齒輪比ix(x＝1、2、3、4)。

當(dāng)正在進(jìn)行EV行駛模式期間存在對(duì)起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2的要求時(shí)執(zhí)行圖8的步驟S7中的處理時(shí)，需要在工作點(diǎn)改變之前和之后維持車速。由此，動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的環(huán)形齒輪Ri的轉(zhuǎn)速(第二電動(dòng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速)針對(duì)自動(dòng)變速齒輪裝置10的每個(gè)檔位而被唯一地確定(參見圖3)。改變之后的工作點(diǎn)(引擎速度)基于在步驟S4中確定的工作點(diǎn)改變量ΔPx而被確定。由此，太陽齒輪Sn的轉(zhuǎn)速被自動(dòng)確定。然后，確定在內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)改變之后的動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的變速齒輪比，即，環(huán)形齒輪Ri的轉(zhuǎn)速與引擎速度的比。結(jié)果，由于可以針對(duì)每個(gè)檔位獲得與動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5的變速齒輪比對(duì)應(yīng)的合成傳送效率η，因此，從針對(duì)每個(gè)檔位獲得的合成傳送效率η當(dāng)中確定出合成傳送效率η將為最高時(shí)的檔位作為工作點(diǎn)改變之后的檔位。這有助于避免由內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)向低效率檔位的改變而導(dǎo)致的傳送效率的降低，從而可以防止燃料效率的降低。

在圖8的控制例程中，HV ECU 50通過執(zhí)行步驟S5而用作根據(jù)本發(fā)明的持續(xù)時(shí)間確定裝置、通過執(zhí)行步驟S6而用作根據(jù)本發(fā)明的檔位改變必要性判定裝置、以及通過執(zhí)行步驟S7而用作根據(jù)本發(fā)明的改變控制裝置。

在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2之前改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位以改變內(nèi)燃機(jī)2的工作點(diǎn)的情況下的每個(gè)參數(shù)隨著時(shí)間的變化在圖15中作為一個(gè)例子被示出。在圖15中，作為例子示出其中在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2之前將檔位從第二檔改變?yōu)榈谝粰n的情況。當(dāng)在時(shí)刻t0判定自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位需要被改變時(shí)，自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位在時(shí)刻t1開始被改變，并且檔位從其中制動(dòng)器B1處于嚙合狀態(tài)的第二檔被改變?yōu)槠渲兄苿?dòng)器B1處于脫離狀態(tài)并且制動(dòng)器B2處于嚙合狀態(tài)的第一檔。在從開始變速的時(shí)刻t1到變速完成的時(shí)刻t3的時(shí)段期間，第一電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和第二電動(dòng)機(jī)4的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩在時(shí)刻t2開始被控制以實(shí)現(xiàn)同步控制。

當(dāng)在時(shí)刻t4滿足起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)2的條件時(shí)，通過增加第一電動(dòng)機(jī)3的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并且使第二電動(dòng)機(jī)4接收反作用力而增加引擎速度。當(dāng)引擎速度在時(shí)刻t5達(dá)到預(yù)定速度時(shí)，對(duì)內(nèi)燃機(jī)2進(jìn)行點(diǎn)火。然后，在時(shí)刻t6完成內(nèi)燃機(jī)2的啟動(dòng)。隨著啟動(dòng)完成，減小第二電動(dòng)機(jī)4的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以減小反作用力。這里，內(nèi)燃機(jī)2的啟動(dòng)可以被稱為內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)2的啟動(dòng)或起動(dòng)在時(shí)刻t4開始并且在時(shí)刻t6完成。

根據(jù)上面的實(shí)施例，基于工作點(diǎn)改變量ΔPx和持續(xù)時(shí)間Tc判定是否需要改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位以改變工作點(diǎn)。因此，當(dāng)如上所述工作點(diǎn)改變量ΔPx小并且持續(xù)時(shí)間Tc相對(duì)短，并且不需改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位以改變工作點(diǎn)時(shí)，可以僅通過動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)5來改變工作點(diǎn)。由此，由于可以避免在相對(duì)短持續(xù)時(shí)間Tc內(nèi)改變自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位而給用戶帶來不適，因此車輛1可以提供改善的舒適性。此外，由于持續(xù)時(shí)間Tc被設(shè)定為隨著內(nèi)燃機(jī)2的引擎溫度的降低而延長(zhǎng)，因此可以有效地防止排放的劣化。另外，由于在自動(dòng)變速齒輪裝置10的檔位被改變時(shí)選擇可以提供最高合成傳送效率的檔位，因此可以避免在內(nèi)燃機(jī)2的起動(dòng)時(shí)被改變到低效率檔位。這有助于防止燃料效率降低。

本發(fā)明不限于上面的實(shí)施例并且可以通過多種形式實(shí)現(xiàn)。盡管使用配備有增壓器的稀燃燒引擎作為上述實(shí)施例中的車輛的內(nèi)燃機(jī)，但本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)控制器可以應(yīng)用于配備有進(jìn)行化學(xué)計(jì)量燃燒的自然吸氣引擎的混合動(dòng)力車輛。此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不限于所示例的驅(qū)動(dòng)單元的實(shí)施例，只要除了變速齒輪機(jī)構(gòu)之外還提供可以改變內(nèi)燃機(jī)的工作點(diǎn)的差動(dòng)機(jī)構(gòu)即可。例如，本發(fā)明也可以應(yīng)用于配備有單個(gè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的混合動(dòng)力車輛。