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CN101038031A - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

混合动力车辆的控制装置 Download PDF

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CN101038031A
CN101038031A CNA2007100874443A CN200710087444A CN101038031A CN 101038031 A CN101038031 A CN 101038031A CN A2007100874443 A CNA2007100874443 A CN A2007100874443A CN 200710087444 A CN200710087444 A CN 200710087444A CN 101038031 A CN101038031 A CN 101038031A
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CN
China
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motor
mentioned
vehicle
gear
generator
Prior art date
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Pending
Application number
CNA2007100874443A
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English (en)
Inventor
绪方诚
木内达雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Original Assignee
Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp filed Critical Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
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Abstract

混合动力车辆(1)，其具备：发动机输出系统(2，24)，其使发动机(2)产生驱动力并输出；以及电动机/发电机输出系统(6，18，20，26，28)，其使电动机/发电机(6)产生驱动力并输出，并且该混合动力车辆(1)能够将各个系统输出的驱动力传递至驱动车轮(16)。在没有检测出上述电动机/发电机输出系统(6，18，20，26，28)的故障的情况下，车辆ECU(22)将车辆开始起步时自动变速器(8)的变速档设为第1变速档。另一方面，在检测出上述故障的情况下，车辆ECU(22)将车辆开始起步时自动变速器(8)的变速档设为第2变速档，该第2变速档位于第1变速档的低速侧。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的控制装置，特别涉及一种能够将发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力分别传递至车辆的驱动车轮的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
当前，已知一种混合动力车辆，其具有：发动机输出系统，其使发动机产生驱动力并输出；以及电动机/发电机输出系统，其使电动机/发电机产生驱动力并输出。作为这种混合动力车辆的一种，能够将上述两个系统输出的驱动力传递至车辆的驱动车轮，即所谓的并联型混合动力车辆正在开发并实用化。
作为这种并联型混合动力车辆，例如在日本国特开平5-176405号公报(以下称为专利文献1)中提出的混合动力车辆，其设置有能够接合/断开发动机和自动变速器之间的机械连接的离合器，并且在该离合器的输出轴和自动变速器的输入轴之间连接电动机/发电机的转动轴。
在专利文献1中揭示的混合动力车辆中，在车辆起步时断开离合器，只利用从蓄电池供给电力从而作为电动机工作的电动机/发电机的驱动力使车辆起步。另一方面，在起步后车辆行驶时接合离合器，能够将发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力通过变速器传递至驱动车轮。
这样，在能够同时使用发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力使车辆行驶时，将车辆行驶所必需的扭矩适当地分配至发动机和电动机/发电机。对应于所分配的扭矩而输出的发动机的驱动力和作为电动机工作的电动机/发电机的驱动力，通过变速器传递至驱动车轮，从而使车辆行驶。此外，此时对应于车辆的行驶状态，适当地控制自动变速器的变速档和离合器的断开/接合状态。
此外，与专利文献1中的混合动力车辆的电动机/发电机配置不同，作为能够将发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力传递至驱动车轮的混合动力车辆，在日本国特开2003-269597号公报(以下称为专利文献2)中提出了一种混合动力车辆，其与电动机/发电机能够产生的输出对应，改变车辆起步时的变速档。
在专利文献2的混合动力车辆中，电动机/发电机能够产生的输出较大时，使用比输出较小时更靠高速侧的变速档进行车辆起步。由此，改善发动机的燃油经济性，同时提高起步并加速时的驾驶感觉。
对于能够将发动机和电动机/发电机的驱动力传递至车辆的驱动车轮的混合动力车辆，考虑在构成电动机/发电机输出系统的电动机/发电机或者逆变器或者蓄电池等发生故障的情况下，断开从蓄电池向电动机/发电机的电力供给，只利用发动机输出系统输出的发动机驱动力使车辆行驶。
但是，在该情况下由于不能利用从电动机/发电机输出系统输出的电动机/发电机的驱动力，因此传递至驱动车轮的驱动力不足，具有车辆不能适当地起步并加速的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种混合动力车辆的控制装置，在电动机/发电机输出系统发生故障的情况下，也能够良好地起步并加速。
本发明在混合动力车辆中使用，该混合动力车辆具备：发动机输出系统，其使发动机产生驱动力并将上述发动机的驱动力输出；以及电动机/发电机输出系统，其使电动机/发电机产生驱动力并将上述电动机/发电机的驱动力输出，并且能够将从不同系统输出的驱动力传递至驱动车轮。为了达到上述目的，本发明的混合动力车辆的控制装置具备：自动变速器，其具有多个前进变速档，并将上述发动机输出系统输出的上述发动机驱动力传递至上述驱动车轮；故障检测单元，其检测上述电动机/发电机输出系统的故障；以及控制单元，其在上述故障检测单元没有检测出上述故障的情况下，将车辆开始起步时上述自动变速器的变速档设为第1变速档，另一方面，在上述故障检测单元检测出上述故障的情况下，将车辆开始启动时上述自动变速器的变速档设为第2变速档，该第2变速档位于第1变速档的低速侧。
在这样构成的混合动力车辆的控制装置中，在车辆起步时故障检测单元没有检测出电动机/发电机输出系统故障的情况下，将自动变速器的变速档设为第1变速档从而开始起步车辆。此外，在车辆起步时故障检测单元检测出上述故障的情况下，将自动变速器的变速档设为第2变速档从而开始使车辆起步，并且该第2变速档位于第1变速档的低速侧。
因此，即使电动机/发电机输出系统中发生故障从而不能将电动机/发电机的驱动力传递至驱动车轮，也能够确保车辆起步所必需的驱动力。其结果，能够防止由车辆起步时驱动力不足造成的驾驶性能和驾驶感觉的降低。
此外，在车辆起步时没有检测出故障的情况下，将自动变速器的变速档设为第1变速档开始使车辆起步，并且该第1变速档位于第2变速档的高速侧。因此，通过电动机/发电机输出系统输出的电动机/发电机的驱动力，车辆能够平稳地起步。并且，由于在车辆加速时变速器的升档次数减少，因此车辆能够平稳地加速。
优选在上述故障检测单元检测出上述故障的情况下，和在上述故障检测单元没有检测出上述故障的情况下，上述控制单元通过切换用于与上述车辆运行状态的变化对应而控制上述自动变速器的变速档的变速对应图，改变上述车辆开始起步时上述自动变速器的变速档。
因此，对于车辆起步时以外的状态，也能够根据检测出电动机/发电机输出系统的故障和没有检测出故障，改变自动变速器的变速档的切换控制。这样，在检测出电动机/发电机输出系统故障的情况下，也能够切换自动变速器的变速档将适当的驱动力传递至驱动车轮。其结果，对于车辆起步时以外的状态，也能够防止由驱动力不足造成的驾驶性能和驾驶感觉的降低。
在上述故障检测单元检测出上述电动机/发电机输出系统的故障时选择的变速对应图，其与在上述故障检测单元没有检测出上述电动机/发电机输出系统的故障时选择的变速对应图相比，优选将其设定为提前进行与上述车辆运行状态的变化相应的降档，同时延迟进行与上述车辆运行状态的变化相应的升档。
因此，在由于电动机/发电机输出系统的故障而处于不能获得电动机/发电机的驱动力的状态时，也能够确保车辆驱动所必需的驱动力。其结果，能够维持良好的行驶性能，并防止由驱动力不足造成的驾驶感觉降低。
此外，对于车辆减速时，在检测出电动机/发电机输出系统故障的情况下，提前进行与车辆运行状态的变化相应的自动变速器的降档。因此，即使不能从电动机/发电机输出系统获得制动力，也能够利用由变速档提前降档获得的发动机输出系统的制动力，使车辆适当地减速。
并且，在没有检测出电动机/发电机输出系统故障的情况下，能够同时使用发动机输出系统输出的发动机的驱动力和电动机/发电机输出系统输出的电动机的驱动力。因此，与没有搭载电动机/发电机而只将发动机作为驱动源的车辆的自动变速器相比，能够提前进行升档。其结果，在同时使用发动机输出系统和电动机/发电机输出系统驱动车辆的情况下，能够获得驱动车辆所必需的驱动力，同时能够提高发动机的燃油经济性。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的混合动力车辆的要部结构图。
图2是在图1的混合动力车辆中进行的变速对应图切换控制的流程图。
图3是表示升档用变速对应图SU1的图。
图4是表示升档用变速对应图SU2的图。
图5是表示降档用变速对应图SD1的图。
图6是表示降档用变速对应图SD2的图。
图7是在图1的混合动力车辆中进行的离合器控制的切换控制的流程图。
图8是表示电动机/发电机的上限减速扭矩和要求减速扭矩之间关系的图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是使用本发明的混合动力车辆1的要部结构图。柴油机即发动机2的输出轴与离合器4的输入轴连接。离合器4的输出轴通过永磁式同步电动机/发电机(以下称为电动机/发电机)6的转动轴与前进变速档(以下简称为变速档)为5档的自动变速器(以下称为变速器)8的输入轴连接。变速器8的输出轴通过传动轴10、差动装置12及驱动轴14与左右的驱动车轮16连接。
因此，在离合器4接合时，能够将发动机2的输出轴和电动机/发电机6的转动轴两者与驱动车轮16机械连接。另一方面，在离合器4断开的情况下，能够只将电动机/发电机6的转动轴与驱动车轮16机械连接。
通过蓄电池18中积蓄的直流电经由逆变器20变换为交流电后进行供给，从而电动机/发电机6作为电动机工作，其驱动扭矩通过变速器8变速为恰当的速度后传递至驱动车轮16。此外，在车辆减速时，电动机/发电机6作为发电机工作，驱动车轮16转动产生的动能经由变速器8传递至电动机/发电机6后，变换为交流电，由此再生制动力产生减速扭矩。然后，该交流电通过逆变器20变换为直流电后，向蓄电池18充电，从而将驱动车轮16转动产生的动能作为电能回收。
另一方面，发动机2的驱动扭矩在离合器4接合时，经由电动机/发电机6的转动轴传递至变速器8，变速为恰当的速度后传递至驱动车轮16。因此，在发动机2的驱动扭矩传递至驱动车轮16时而且电动机/发电机6作为电动机工作的情况下，发动机2的驱动扭矩和电动机/发电机6的驱动扭矩分别传递至驱动车轮16。即，为了驱动车辆而必须传递至驱动车轮16的驱动扭矩一部分由发动机2供给，剩余部分由电动机/发电机6供给。
另外，在蓄电池18的充电率(下面称为SOC)降低从而需要对蓄电池18充电时，电动机/发电机6作为发电机工作，同时通过使用发动机2的驱动扭矩的一部分驱动电动机/发电机6从而进行发电。这样，发电产生的交流电通过逆变器20变换为直流电，利用该直流电对蓄电池18进行充电。
车辆ECU(控制单元)22，对应于车辆或发动机2的运行状态以及来自发动机ECU 24、逆变器ECU 26及蓄电池ECU 28的信息，进行离合器4的接合·断开控制及变速器8的变速档切换控制。此外，为了使发动机2或电动机/发电机6适当地运行，车辆ECU 22根据上述控制的状态或车辆的起步、加速、减速等各种运行状态进行总体控制。
在混合动力车辆1中设有：加速器开度传感器32，其检测加速器踏板30的踩下量；车速传感器34，其检测车辆的行驶速度；以及转速传感器(转速检测单元)36，其检测电动机/发电机6的转速。车辆ECU 22在进行上述控制时，基于加速器开度传感器32、车速传感器34以及转速传感器36的检测结果，计算总驱动扭矩和总减速扭矩。并且，车辆ECU 22根据该总驱动扭矩和总减速扭矩，设定发动机2必须产生的扭矩和电动机/发电机6必须产生的扭矩。
发动机ECU 24进行发动机2的起动·停止控制或怠速控制、或者是排气净化装置(未图示)的再生控制等发动机2自身运行所必需的各种控制。此外发动机ECU 24控制发动机2的燃料喷射量或喷射时机等，使发动机2产生由车辆ECU 22设定的发动机2必须产生的扭矩。
另一方面，逆变器ECU 26基于车辆ECU 22设定的电动机/发电机6必须产生的扭矩，对逆变器20进行控制，从而控制电动机/发电机6的运行是作为电动机工作还是作为发电机工作。此外，接收来自用于检测电动机/发电机6或逆变器20温度的温度传感器(未图示)的输出信号，将电动机/发电机6的温度传送至车辆ECU 22。并且，逆变器ECU 26监视电动机/发电机6或逆变器20的工作状态，并将其信息传送至车辆ECU 22。
蓄电池ECU 28检测蓄电池18的温度、蓄电池18的电压、流过逆变器20和蓄电池18之间的电流等。此外，蓄电池ECU 28根据上述检测结果求出蓄电池18的SOC，同时监视蓄电池18的工作状态。蓄电池ECU 28将求出的SOC或者蓄电池的工作状态，与检测结果一起传送至车辆ECU 22。
混合动力车辆1通过以上方式构成，发动机2和发动机ECU 24构成发动机输出系统，电动机/发电机6、蓄电池18、逆变器20、逆变器ECU 26以及蓄电池ECU 28构成电动机/发电机输出系统。
在这样构成的混合动力车辆1中，为了使车辆行驶，以车辆ECU22为中心进行的控制的概要如下所述。
首先，假设车辆处于停车状态，发动机2停止。变速杆(未图示)位于空档位置时，如果驾驶员利用起动开关(未图示)起动发动机2，则车辆ECU 22确认变速器8位于空档位置，电动机/发电机6和驱动车轮16之间的机械连接被断开，同时确认离合器4接合后，向逆变器ECU 26指示起动发动机2所必需的电动机/发电机6的驱动扭矩，同时指示发动机ECU 24使发动机2运行。
逆变器ECU 26基于来自车辆ECU 22的指示，将电动机/发电机6作为电动机工作从而产生驱动扭矩，使发动机2起动。此时，由于发动机ECU 24开始向发动机2供给燃料，从而发动机2起动。发动机2起动结束后，发动机2进行怠速运行。
这样起动发动机后，在车辆处于停止状态时，发动机2处于怠速运行状态。然后，如果驾驶员向驱动位置等操作变速杆，则车辆ECU 22断开离合器4，同时将变速器8的变速档根据变速对应图设为起步开始时的变速档。并且，如果驾驶员踩下加速器踏板30，则对应于加速器开度传感器32检测到的加速器踏板30的踩下量，车辆ECU 22求得为了使车辆起步而必须传递至驱动车轮16的驱动扭矩。车辆ECU 22基于该驱动扭矩和变速器8中使用的变速档设定电动机/发电机6的输出扭矩。
逆变器ECU 26与车辆ECU 22设定的扭矩对应，控制逆变器20并将蓄电池18的直流电由逆变器20变换为交流电后向电动机/发电机6供给。电动机/发电机6由于被供给交流电而作为电动机工作，从而产生驱动扭矩。电动机/发电机6的驱动扭矩经由变速器8传递至驱动车轮16，从而车辆起步。
如果车辆起步并加速，电动机/发电机6的转速上升至发动机2的怠速转速附近，则接合离合器4从而能够将发动机2的驱动力传递至驱动车轮16。为了完成车辆加速以及其后的行驶，车辆ECU 22求出必须传递至驱动车轮16的驱动扭矩。然后，车辆ECU 22根据变速器8中使用的变速档或者车辆的运行状态，将该驱动扭矩适当地分配为发动机2的输出扭矩和电动机/发电机6的输出扭矩，并向发动机ECU 24或者逆变器ECU 26发出指示。此时，车辆ECU 22根据需要控制变速器8或者离合器4。
发动机ECU 24及逆变器ECU 26接收车辆ECU 22设定的输出扭矩，从而分别控制发动机2及电动机/发电机6。其结果，在离合器4接合的情况下，发动机2和电动机/发电机6的输出扭矩通过变速器8传递至驱动车轮16，从而车辆行驶。另一方面，在离合器4断开的情况下，电动机/发电机6产生的输出扭矩通过变速器8传递至驱动车轮16，从而车辆行驶。
此外，此时车辆ECU 22根据加速器开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量或者车速传感器34检测出的行驶速度等车辆的运行状态，对变速器8的变速档适当地进行切换控制。并且，与切换变速档配合，为了适当地控制发动机2或者电动机/发电机6的扭矩，车辆ECU 22对发动机ECU 24和逆变器ECU 26进行指示，同时控制接合/断开离合器4。
车辆ECU 22基于从逆变器ECU 26和蓄电池ECU 28传送来的信息，监视在电动机/发电机输出系统中是否产生故障。作为电动机/发电机输出系统的故障，可能为在逆变器20中使用的逆变器电路(未图示)的故障，或者蓄电池18中电池单元的故障等。在电动机/发电机输出系统中发生这种故障的情况下，车辆ECU 22指示逆变器ECU26断开蓄电池18和逆变器20之间的电连接。逆变器ECU 26按照该指示控制逆变器20，从而断开蓄电池18和逆变器20之间的电连接。
这样，通过断开蓄电池18和逆变器20之间的电连接，电动机/发电机6不作为电动机和发电机中的任意一种工作。因此，在离合器4接合时，其借助于发动机2的驱动力与发动机2共同旋转。
由于电动机/发电机6不工作，因此不能将来自电动机/发电机输出系统的驱动力传递至驱动车轮16。为了即使在这种情况下也能够向驱动车轮16传递必需的驱动力，车辆ECU 22根据电动机/发电机输出系统中是否存在故障，切换对应于车辆的运行状态而进行变速器8的变速档控制时使用的变速对应图。
这样，车辆ECU 22不仅可以根据从电动机/发电机6能否获得达到上限扭矩的输出扭矩，也可以根据电动机/发电机输出系统中是否存在故障切换变速对应图。
这样，通过车辆ECU 22进行的变速对应图的切换控制，按照如图2所示的流程图以规定的控制周期进行。
如果变速对应图切换控制开始，则车辆ECU 22在步骤S1中，基于来自逆变器ECU 26和蓄电池ECU 28的信息，判断电动机/发电机输出系统是否发生故障(故障检测单元)。
在步骤S1中判断为电动机/发电机输出系统没有发生故障，即电动机/发电机输出系统正常的情况下，车辆ECU 22进入步骤S2进行处理。在步骤S2中，车辆ECU 22选择升档用变速对应图SU1和降档用变速对应图SD1，并结束该控制周期。
另一方面，在步骤S1中判断为电动机/发电机输出系统发生故障的情况下，车辆ECU 22将进入步骤S3进行处理。在步骤S3，车辆ECU 22选择升档用变速对应图SU2和降档用变速对应图SD2，并结束该控制周期。
在下个周期中，车辆ECU 22再次从步骤S1开始进行变速对应图切换控制，如上所述，在步骤S2或者步骤S3选择变速对应图。
这样，通过反复在每个控制周期进行变速对应图的切换控制，根据电动机/发电机输出系统中是否发生故障，车辆ECU 22选择适当的升档用变速对应图和降档用变速对应图。即，在判断为电动机/发电机输出系统正常的情况下，选择升档用变速对应图SU1和降档用变速对应图SD1。另一方面，在电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下，选择升档用变速对应图SU2和降档用变速对应图SD2。
这些变速对应图都在对应于加速器开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量和车速传感器34检测出的行驶速度，对变速器8的变速档进行升档和降档时使用。
图3是这些变速对应图中的升档用变速对应图SU1。如图3所示，在变速对应图SU1中对应于加速器踏板30的踩下量和行驶速度，设定了从2档升档至3档的升档线(2→3)，从3档升档至4档的升档线(3→4)以及从4档升档至5档的升档线(4→5)。
因此，根据车辆运行状态的变化，如果由加速器踏板30的踩下量和行驶速度确定的点，从图的左方向右方横穿从2档升档至3档的升档线，则车辆ECU 22将变速器8的变速档从2档升档至3档。此外，对于从3档升档至4档的升档线和从4档升档至5档的升档线，也与从2档升档至3档的升档线相同。即，由加速器踏板30的踩下量和行驶速度确定的点，从图的左方向右方横穿各升档线时，分别进行相应的升档。
并且，由于同时使用电动机/发电机6的输出扭矩，因此该升档用变速对应图SU1与在没有搭载电动机/发电机而只使用发动机作为驱动源的车辆中使用的自动变速器的变速对应图相比，其设定为提前进行升档。其结果，在同时使用发动机2和电动机/发电机6驱动车辆的情况下，能够在获得驱动车辆所必需的驱动力的同时，提高发动机2的燃油经济性。
此外，如图3所示，在电动机/发电机输出系统正常的情况下，最低变速档为2档，车辆起步时车辆ECU 22将变速档设为2档，开始使车辆起步。因此，在本实施方式中变速档2档相当于本发明的第1变速档。
与此相对，图4是升档用变速对应图SU2。在变速对应图SU2中对应于加速器踏板30的踩下量和行驶速度，设定了如图4中实线所示的从1档升档至2档的升档线(1→2)，从2档升档至3档的升档线(2→3)，从3档升档至4档的升档线(3→4)以及从4档升档至5档的升档线(4→5)。
在使用该变速对应图的情况下，与升档用变速对应图SU 1的情况同样地进行升档。但是，如图4所示在升档用变速对应图SU2中，设定了在升档用变速对应图SU1中没有的从1档升档至2档的升档线。即，在电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下，最低变速档变为1档，在车辆起步时车辆ECU 22将变速档设为1档开始使车辆起步。因此，在本实施方式中变速档1档相当于本发明的第2变速档。
此外，在图4中以虚线表示升档用变速对应图SU1的各升档线。如图4所示与这些变速对应图SU1的升档线相比，升档用变速对应图SU2的对应升档线中的任意一条都设定为对于相同的加速器踏板30的踩下量，在更高速侧进行升档。此外，对于相同的行驶速度，在加速器踏板30踩下量更小的阶段进行升档。因此，在驾驶员踩下加速器踏板从而行驶速度上升的运行状态下，能够在行驶速度充分上升后进行升档。此外，在驾驶员判断行驶速度上升充分从而减小加速器踏板的踩下量的运行状态下，能够在加速器踏板的踩下量充分减小后进行升档。
即，在使用升档用变速对应图SU2的情况下，与使用升档用变速对应图SU1的情况相比，延迟进行与车辆运行状态的变化相应的升档。
图5是在电动机/发电机输出系统正常的情况下选择的降档用变速对应图SD1。如图5所示，在变速对应图SD1中对应于加速器踏板30的踩下量和行驶速度，设定了从5档降档至4档的降档线(4←5)，从4档降档至3档的降档线(3←4)以及从3档降档至2档的降档线(2←3)。
因此，根据车辆运行状态的变化，如果由加速器踏板30的踩下量和行驶速度确定的点，从图的右方向左方横穿从5档降档至4档的降档线，车辆ECU 22将变速器8的变速档从5档降档至4档。此外，对于从4档降档至3档的降档线以及从3档降档至2档的降档线，也与从5档降档至4档的降档线相同。即，由加速器踏板30的踩下量和行驶速度确定的点，从图的右方向左方横穿各降档线时，分别进行相应的降档。
此外，在电动机/发电机输出系统正常的情况下，如图5所示只降档至2档。因此，如前所述在下次车辆起步时，车辆ECU 22将变速档设为2档开始车辆的起步。
与此相对，图6是在电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下选择的降档用变速对应图SD2。在变速对应图SD2中，对应于加速器踏板30的踩下量和行驶速度，设定了如图6中以实线表示的从5档降档至4档的降档线(4←5)，从4档降档至3档的降档线(3←4)，从3档降档至2档的降档线(2←3)以及从2档降档至1档的降档线(1←2)。
在使用该对应图的情况下，与降档用变速对应图SD1的情况同样地进行降档。但是，如图6所示在降档用变速对应图SD2中，设定了降档用变速对应图SD1中没有的从2档降档至1档的降档线。因此，在电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下，能够降档至1档。在下次车辆起步时，如上所述车辆ECU 22将变速档设为1档开始起步车辆。
此外，在图6中以虚线表示降档用变速对应图SD1的各降档线。与这些变速对应图SD1的降档线相比，降档用变速对应图SD2的对应降档线中的任意一条都设定为对于相同的加速器踏板30的踩下量，在更高速侧进行降档。此外，对于由于踩下加速器踏板造成的降档(即所谓的跳低档)，相对于相同的行驶速度，在更小的加速器踏板踩下量下进行降档。即，在使用降档用变速对应图SD2的情况下，与使用降档用变速对应图SD1的情况相比，提前进行与车辆运行状态的变化相应的降档。
通过选择使用这样设定的各变速对应图，驱动力将按照以下方式传递至驱动车轮16。
在电动机/发电机输出系统正常，从而通过变速对应图的切换控制选择升档用变速对应图SU1和降档用变速对应图SD1的情况下，如果驾驶员如前述进行车辆起步的操作，则车辆ECU 22断开离合器4，同时按照选择的变速对应图将变速器8的变速档设为2档。然后，车辆ECU 22根据对应于加速器踏板30的踩下量而设定的必须传递至驱动车轮16的驱动扭矩，设定变速档为2档时电动机/发电机6的输出扭矩。根据设定的电动机/发电机6的驱动扭矩，逆变器ECU 26控制逆变器20并通过变速器8将电动机/发电机6的驱动力传递至驱动车轮16。其结果，车辆起步。
这样，在电动机/发电机输出系统正常的情况下，车辆ECU 22将变速器8的变速档设为2档利用电动机/发电机6使车辆起步。由此，能够平稳地使车辆起步。
如果车辆起步并加速从而电动机/发电机6的转速上升至发动机2的怠速转速附近，则能够通过接合离合器4将发动机2的驱动力传递至驱动车轮16。并且，为了实现车辆加速和其后的行驶，车辆ECU22确定必须向驱动车轮16传递的驱动扭矩。然后，车辆ECU 22根据该驱动扭矩，求得对应于变速器8中使用的变速档，发动机2和电动机/发电机6必须输出的要求扭矩，根据车辆的运行状态将该要求扭矩适当地分配至发动机2侧和电动机/发电机6侧。
此外，这样在车辆行驶时，车辆ECU 22基于选择的升档用变速对应图SU1和降档用变速对应图SD1，对应于加速器开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量或者车速传感器34检测出的行驶速度的变化，对变速器8的变速档进行升档或者降档。此时，车辆ECU22根据需要控制离合器4。
即，如果由加速器踏板30的踩下量和行驶速度确定的点，如前述横穿如图3所示的升档用变速对应图SU1的升档线，则变速器8的变速档升档，如果横穿如图5所示的降档用变速对应图SD1的降档线，则变速器8的变速档降档。
因此，在车辆起步并加速的情况下伴随行驶速度的提高，变速器8的变速档顺序升档。此时，由于如前述在车辆起步时变速档为2档，与起步时变速档为1档的情况相比，升档至5档的升档次数减少，从而能够进行平稳地加速。
另一方面，在电动机/发电机输出系统中发生故障，通过变速对应图的切换控制选择升档用变速对应图SU2和降档用变速对应图SD2的情况下，如果驾驶员如前述使车辆起步，则车辆ECU 22断开离合器4，同时按照选择的变速对应图将变速器8的变速档设为1档。
此外，此时由于电动机/发电机6不工作，车辆ECU 22指示发动机ECU 24，使发动机2输出与加速器踏板30的踩下量对应的扭矩，同时半接合离合器4。发动机ECU 24接收来自车辆ECU 22的指示控制发动机2，使其输出与加速器开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量以及发动机2的转速对应的扭矩。发动机2的驱动扭矩通过半接合状态的离合器4和变速器8传递至驱动车轮16，从而车辆起步。
虽然无法将驱动力从电动机/发电机6传递至驱动车轮16，但是由于此时变速器8中使用的变速档为1档，因此能够向驱动车轮16传递车辆起步所必需的驱动力，能够抑制由于车辆起步时驱动力不足造成的驾驶性能和驾驶感觉的下降。
如果车辆起步并加速从而电动机/发电机6的转速上升至发动机2的怠速转速附近，则车辆ECU 22完全接合离合器4，并且为了实现车辆加速和其后的行驶，确定必须向驱动车轮16传递的驱动扭矩。然后，根据该驱动扭矩求出对应于变速器8中使用的变速档，发动机2必须输出的要求扭矩，并指示发动机ECU 24使发动机2输出该要求扭矩。
此外，基于车辆ECU 22选择的升档用变速对应图SU2和降档用变速对应图SD2，对应于加速器开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量或者车速传感器34检测出的行驶速度的变化，将变速器8的变速档升档或者降档。此时，车辆ECU 22根据需要控制离合器4。
即，如果由加速器踏板30的踩下量和行驶速度确定的点，如前述横穿如图4所示的升档用变速对应图SU2的升档线，则变速器8的变速档升档，如果横穿如图6所示的降档用变速对应图SD2的降档线，则变速器8的变速档降档。
此时，升档用变速对应图SU2和降档用变速对应图SD2与升档用变速对应图SU1和降档用变速对应图SD1相比，其相对加速器踏板30的踩下量和行驶速度的变化，延迟升档，同时提前降档。因此，即使从电动机/发电机6不能获得驱动力，而只通过发动机2的驱动力驱动驱动车轮16，也能够确保加速所必需的驱动力。其结果，能够抑制由于驱动力不足造成的驾驶性能或者驾驶感觉的降低。
车辆ECU 22，除了进行如上所述的变速对应图切换控制之外，在取消踩下加速器踏板30后车辆减速行驶时，也根据电动机/发电机输出系统中是否发生故障，进行离合器4的控制切换。
即，对于混合动力车辆1，能够在车辆减速时如上述利用电动机/发电机6的再生制动力适当地进行车辆减速。但是，在电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下，不能利用这种再生制动力。因此，车辆ECU 22通过切换离合器4的控制，即使在电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下，也能够适当地进行车辆减速。
利用该车辆ECU 22进行的离合器控制的切换控制按照如图7所示的流程图，以规定的控制周期进行。
如果离合器控制的切换控制开始，则与图2中的变速对应图切换控制的步骤S1的处理相同，车辆ECU 22在步骤S11基于来自逆变器ECU 26和蓄电池ECU 28的信息，判断电动机/发电机输出系统中是否发生故障(故障检测单元)。
在步骤S11中判断为电动机/发电机输出系统中没有发生故障，即电动机/发电机输出系统正常的情况下，车辆ECU 22进入步骤S12进行处理，选择离合器控制A后，结束该控制周期。另一方面，在步骤S11中判断为电动机/发电机输出系统中发生故障的情况下，车辆ECU 22进入步骤S13进行处理，选择离合器控制B后，结束该控制周期。
车辆ECU 22通过这样反复在每个控制周期进行步骤S11的判断，对应于电动机/发电机输出系统中是否发生故障，从而选择离合器控制A或者离合器控制B。
车辆ECU 22在车辆减速行驶时，为了配合这样选择的离合器控制，通过以下方式控制发动机2和电动机/发电机6。
在电动机/发电机输出系统正常的情况下，如果取消踩下加速器踏板30，车辆ECU 22则基于转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速和变速器8中使用的变速档，将为了适当地进行车辆减速所必需的减速扭矩设定为要求减速扭矩。
如图8中实线所示，对应变速器8的每个变速档分别设定该要求减速扭矩。对应各变速档的要求减速扭矩具有伴随电动机/发电机6的转速上升而增大的特性。此外，如图8所示，处于越高速侧的变速档，则要求减速扭矩设定得越大。
此外，车辆ECU 22将在由转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速下电动机/发电机6能够产生的再生制动扭矩的上限值设定为上限减速扭矩。该上限减速扭矩根据电动机/发电机6的规格，并对应电动机/发电机6的转速而确定。上限减速扭矩如图8中点划线所示，在低转速区域内具有某固定值，另一方面，在高转速侧具有伴随电动机/发电机6的转速增大而减小的特性。此外，如图8所示，相对于与2档至5档的各变速档对应而设定的要求减速扭矩的大小关系，上限减速扭矩N2至N5在各转速下的大小关系逆转。
在相对于这样的上限减速扭矩，要求减速扭矩大的情况下，只通过电动机/发电机6的再生制动扭矩不能获得要求减速扭矩。因此，车辆ECU 22接合离合器4，并控制发动机2和电动机/发电机6，从而通过综合来自发动机2的减速扭矩和由电动机/发电机6的再生制动产生的减速扭矩获得要求减速扭矩。
此外，在要求减速扭矩小于或者等于上限减速扭矩的情况下，只通过电动机/发电机6的再生制动扭矩能够获得要求减速扭矩。因此，车辆ECU 22断开离合器4，并控制电动机/发电机6从而只通过电动机/发电机6的再生制动获得要求减速扭矩。
车辆ECU 22通过进行上述控制，尽可能地利用电动机/发电机6的再生制动回收减速时的能量。因此，对于在电动机/发电机输出系统正常的情况下选择的离合器控制A，车辆ECU 22根据要求减速扭矩和上限减速扭矩的大小关系控制离合器4的接合/断开状态。
另一方面，在电动机/发电机输出系统中检测到故障的情况下，不能通过电动机/发电机6获得再生制动力。因此，如果取消踩下加速器踏板30，则车辆ECU 22使离合器4处于接合状态。并且，车辆ECU 22指示发动机ECU 24进行发动机2的减速运转，即指示停止向发动机2供给燃料和在设置了排气制动器的情况下使排气制动器工作等。
发动机ECU 24按照来自车辆ECU 22的指示，通过停止燃料供给或者在具有排气制动器的情况下使排气制动器工作，使发动机2减速运转。
其结果，通过将发动机2的减速扭矩经过离合器4从变速器8传递至驱动车轮16而使车辆减速。此时，通过转速传感器36检测出的转速，由于离合器4接合，从而与发动机2的转速相同。伴随车辆减速其行驶速度降低，基于通过转速传感器36检测出的转速，如果车辆ECU 22检测得知发动机2的转速降低至怠速转速附近，则为了使发动机2的转速不低于怠速转速，车辆ECU 22断开离合器4。
这样，对于在电动机/发电机输出系统中检测到故障的情况下选择的离合器控制B，在发动机2的转速降低至怠速转速附近以前，常时接合离合器4，利用发动机2的减速扭矩使车辆减速。
其结果，即使在电动机/发电机输出系统中发生故障而不能利用电动机/发电机6的再生制动力的情况下，也能够通过配合使用如前述的提前进行降档的降档用变速对应图SD2，将车辆适当减速所必需的减速扭矩持续地传递至驱动车轮16。其结果，能够使车辆良好地减速。
以上对本发明的一个实施方式所涉及的混合动力车辆的控制装置进行了说明，但是本发明不限定于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，在电动机/发电机输出系统中检测到故障的情况下，将车辆起步时的变速档设为1档，并且在电动机/发电机输出系统正常的情况下，将车辆起步时的变速档设为2档。但是，在不同的情况下车辆起步时的变速档不限于此，也可以根据车辆的规格设定车辆起步时的变速档。在该情况下，与电动机/发电机输出系统正常的情况下的变速档相比，在电动机/发电机输出系统中检测到故障的情况下可以使变速档位于更低速侧。
此外，在上述实施方式中，在电动机/发电机输出系统中检测到故障的情况和电动机/发电机输出系统正常的情况下，通过切换变速对应图，改变车辆起步时的变速档。但是，也可以在不同的情况下使用相同的变速对应图，而只在电动机/发电机输出系统中检测到故障的情况下，将车辆起步时的变速档强制改变为1档。
并且，对于具备手动换挡档位，即驾驶员能够利用变速杆进行升档或者降档从而进行变速档切换控制的车辆，在选择该手动档位时不使用换挡对应图。对于这种车辆，在选择手动档位的情况下，通过只改变起步时的变速档，从而获得同样的效果。
此外，在上述实施方式中将电动机/发电机6配置在离合器4和变速器8之间，但是电动机/发电机6的配置不限于此。即使是例如对于在发动机2和离合器4之间配置电动机/发电机6的混合动力车辆等，只要是能够将发动机2的驱动力和电动机/发电机6的驱动力分别传递至驱动车轮16的混合动力车辆，就能获得同样的效果。
此外，在上述实施方式中变速器8是前进变速档为5档的自动变速器。但是，变速档的数量和自动变速器的类型不限于此，例如使用无级变速器也可以。
此外，在上述实施方式中使用通过转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速。但是，代替上述方式，也可以通过检测出变速器8的输出转速，利用变速比将其变换为电动机/发电机6的转速。或者，也可以根据对应于电动机/发电机6转速而变化的量求出电动机/发电机6的转速。
并且，在上述实施方式中发动机2为柴油发动机，但是发动机的类型并不限于此，也可以是汽油发动机。

Claims (3)

1.一种混合动力车辆的控制装置，其具备：发动机输出系统(2，24)，其在发动机(2)中产生驱动力并且输出上述发动机(2)的驱动力；以及电动机/发电机输出系统(6，18，20，26，28)，其在电动机/发电机(6)中产生驱动力并输出上述电动机/发电机(6)的驱动力，并且上述控制装置能够将上述各系统输出的驱动力传递至驱动车轮(16)，其特征在于，
上述控制装置具备：自动变速器(8)，其具有多个前进变速档，并能够将上述发动机输出系统(2，24)输出的上述发动机(2)的驱动力传递至上述驱动车轮(16)；
故障检测单元(S1)，其用于检测上述电动机/发电机输出系统(6，18，20，26，28)的故障；以及
控制单元(22)，其在上述故障检测单元(S1)没有检测出上述故障的情况下，将车辆开始起步时上述自动变速器(8)的变速档设为第1变速档，另一方面，在上述故障检测单元(S1)检测出上述故障的情况下，将车辆开始起步时上述自动变速器(8)的变速档设为第2变速档，上述第2变速档位于上述第1变速档的低速侧。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
在上述故障检测单元(S1)检测出上述故障和上述故障检测单元(S1)没有检测出上述故障的情况下，上述控制单元(22)通过切换用于与上述车辆运行状态的变化对应而控制上述自动变速器(8)的变速档的变速对应图(SU1，SD1，SU2，SD2)，改变上述车辆开始起步时上述自动变速器(8)的变速档。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
在上述故障检测单元(S1)检测出上述电动机/发电机输出系统(6，18，20，26，28)的故障时所选择的变速对应图(SU2，SD2)，与在上述故障检测单元(S1)没有检测出上述电动机/发电机输出系统(6，18，20，26，28)的故障时所选择的变速对应图(SU1，SD1)相比，其设定为提前进行与上述车辆运行状态的变化相应的降档，同时延迟进行与上述车辆运行状态的变化相应的升档。
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