CN107082070A - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

一种混合动力车辆，其中发动机ECU执行控制程序，该控制程度包括：如果在通信异常时，并且从通信异常的发生时间起逝去了预定时间，发动机的控制没有被停止，则执行输出改变控制用以周期性地改变发动机的输出的步骤；以及当发动机速度落在预定范围以外时，执行燃料切断控制的步骤。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及使用用于发动机控制的两个或更多个控制单元的混合动力车辆的控制，并且本发明具体地涉及当两个或更多个控制单元不能彼此通信时的发动机停止控制。
背景技术
在日本专利申请公开第2014-231244号(JP2014-231244A)中公开的混合动力车辆包括发动机、被联接到发动机的输出轴的第一马达以及用于驱动车辆的第二马达。该混合动力车辆配备有发动机控制单元以及HV(混合动力车辆)控制单元。HV控制单元控制第一马达和第二马达，并且经由与发动机控制单元的通信将发动机指令信号输出到发动机控制单元。发动机控制单元根据从HV控制单元接收到的发动机指令信号来控制发动机。当存在HV控制单元和发动机控制单元之间的通信异常时，HV控制单元切断用于将电力供应到发动机的燃料喷射阀的继电器，以便停止发动机的运转。以该方式，即使当在HV控制单元和发动机控制单元之间的通信出现异常时，HV控制单元也能够在不与发动机控制单元通信的情况下直接使发动机停止。
发明内容
如果当出现发动机控制单元和HV控制单元不能彼此通信的通信异常时，发动机的运转停止，则车辆不能使用发动机的动力以跛行回家模式行进。因此，期望在通信异常的情况下也尽可能地使发动机运转。
在通信异常时的发动机的运转期间，作为故障保护运转，考虑发动机控制单元执行保持发动机的输出恒定的控制，而HV控制单元通过将第一马达的在与发动机转矩相反的方向上的转矩施加到发动机的输出轴来执行保持发动机速度恒定的控制。此外，当在运转期间要使发动机停止时，考虑使HV控制单元停止第一马达的转矩输出。在第一马达的转矩输出由此停止的情况下，第一马达的转矩对发动机速度的限制由此被释放或消除。因此，发动机速度增加，并且发动机控制单元能够通过检测发动机速度的增加来使发动机停止。
然而，摩擦转矩以及发动机转矩和第一马达的转矩被施加到发动机的输出轴。因此，如果在第一马达的转矩输出停止之后，发动机转矩和摩擦转矩处于平衡状态下，则发动机速度可能并不增加。因此，发动机控制单元不能检测发动机速度的增加，并且因此，不能够确定地或可靠地使发动机停止。
本发明提供了一种混合动力车辆，即使在用于发动机控制的两个或更多个控制单元不能彼此通信的情形中，该混合动力车辆也允许发动机运转，并且当要求发动机停止时也以较高可靠性使发动机停止。
根据本发明的第一方面的混合动力车辆包括发动机、连接到发动机的第一电动发电机、联接到车轴的第二电动发电机、被构造成控制发动机的第一电子单元、以及被构造成控制第一电动发电机和第二电动发电机的第二电子控制单元。第二电子控制单元被构造成将有关发动机的激活或停止的指令信号传送至第一电子控制单元。第一电子控制单元被构造成在通信异常时的发动机的运转期间，当发动机速度在预定范围以外时使发动机停止。通信异常是第一电子控制单元和第二电子控制单元之间的通信故障。第二电子控制单元被构造成在通信异常时的发动机的运转期间，使第一电动发电机运转从而发动机速递在预定范围内。第二电子控制单元被构造成当要在通信异常时使发动机停止时，停止第一电动发电机的转矩输出。第一电子控制单元被构造成在通信异常时的发动机的运转期间，控制发动机从而发动机的输出周期性地改变。
利用以上布置，在通信异常时的发动机的运转期间，如果发动机的输出周期性地改变，则能够在通过第一电动发电机将发动机速度保持在预定范围内时改变发动机转矩。因此，在第一电动发电机的输出转矩停止之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。由于改变的发动机转矩超过或低于摩擦转矩，所以发动机速度能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机停止。
在根据本发明的以上方面的混合动力车辆中，第一电子控制单元可以被构造成在通信异常时通过周期性地改变发动机的节气门开度来控制发动机，从而发动机的输出周期性地改变。
在通信异常时的发动机的运转期间，通过周期性地改变节气门开度以便周期性地改变发动机的输出，能够在通过第一电动发电机将发动机速度保持在预定范围中时改变发动机转矩。因此，在第一电动发电机的转矩输出停止之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。由于改变的发动机转矩超过或低于摩擦转矩，所以发动机速度能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机停止。此外，发动机能够保持运转，从而能够使用第一电动发电机保持产生电力。
在根据本发明的以上方面的混合动力车辆中，第一电子控制单元可以被构造成在通信异常时，通过在发动机旋转的同时周期性地执行燃料切断控制来控制发动机，从而发动机的输出周期性地改变。
在通信异常时的发动机的旋转期间，通过周期性地执行燃料切断控制，重复燃料切断控制的执行时段和不执行时段，从而能够改变发动机转矩。因此，在停止第一电动发电机的转矩输出之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。由于在燃料切断控制期间发动机转矩减小到小于摩擦转矩，所以发动机速度能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机停止。此外，设定了在燃料切断控制下燃料喷射停止的时段；因此，燃料消耗量较不可能或不可能增加。
该混合动力车辆可以包括行星齿轮机构，该行星齿轮机构被构造成机械地联接发动机、第一电动发电机以及第二电动发电机。
利用以上布置，在安设有机械地联接第一电动发电机、第二电动发电机和发动机的行星齿轮机构的混合动力车辆中，即使当两个或更多个用于发动机控制的控制单元不能彼此通信时，发动机也能够运转，并且能够在要求发动机停止时以较高可靠性使发动机停止。
根据本发明，能够提供一种混合动力车辆，其中，即使在用于发动机控制的两个或更多个控制单元不能彼此通信的情形中，发动机也能够运转，并且也能够在要求发动机停止时以较高可靠性使发动机停止。
附图说明
以下将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的构造的示意图；
图2是表示在通信异常时，在发动机的运转期间动力分配装置的相应的旋转元件的旋转速度的变化的列线图；
图3是表示当第一MG的转矩输出停止时动力分配装置的相应的旋转元件的旋转速度的变化的列线图；
图4是表示当执行燃料切断控制时动力分配装置的相应的旋转元件的旋转速度的变化的列线图；
图5是示意由第一实施例中的HV-ECU执行的控制程序的流程图；
图6是示意由第一实施例中的发动机ECU执行的控制程序的流程图；
图7是用于解释第一实施例中的HV-ECU和发动机ECU的操作的时序图；
图8是示意在本发明的第二实施例中的输出改变控制的控制程序的流程图；
图9是用于解释在第二实施例中的HV-ECU和发动机ECU的操作的时序图；
图10是示出混合动力车辆的另一个示例的构造的示意图。
具体实施方式
将参考附图详细描述本发明的一些实施例。在附图中，相同的附图标记被分配给相同或对应的部分或部件，原则上将不重复相同或对应的部分或部件的描述。
将描述本发明的第一实施例。参考图1的整体框图，将描述混合动力车辆1(其将被简称为“车辆”)。车辆1包括变速驱动桥8、发动机10、驱动轴17、差速齿轮18、PCU(动力控制单元)60、电池70、驱动轮72、HV-ECU(电子控制单元)200和发动机ECU300。
发动机10是内燃机，诸如汽油发动机或柴油发动机，并且基于来自发动机ECU300的控制信号S1来控制该发动机10。发动机10包括发动机速度传感器100、燃料喷射装置102、点火装置104和电子节气门106。
发动机速度传感器100检测发动机10的旋转速度(其将被简称为“发动机速度”)Ne。发动机速度传感器100将表示检测到的发动机速度Ne的信号传送到发动机ECU300。发动机速度传感器100被设置在例如与发动机10的曲轴(输出轴)对置的位置处。
在该实施例中，发动机10包括多个气缸(未示出)。燃料喷射装置102被设置在每个气缸的吸气口中。此外，点火装置104被设置在每个气缸的顶部处。燃料喷射装置102可以被设置在每个气缸内。电子节气门106被设置在吸气通路中的特定部位处，并且包括用于调节吸气通路中的空气流量的节气门(未示出)和用于调节节气门的开度(在以下的描述中其将被称为“节气门开度”)的节气门马达(未示出)。
利用如上所述构造的发动机10，发动机ECU300通过在适当的时间点将适量的燃料喷射到气缸中的每一个气缸中或停止将燃料喷射到气缸中来控制喷射到气缸中每一个气缸中的燃料量。此外，发动机ECU300调节电子节气门106的节气门开度，并且使用点火装置104执行点火控制。
变速驱动桥8包括输入轴15、输出轴16、第一电动发电机(其将被表示为“第一MG”)20、第二电动发电机(其将被表示为“第二MG”)30以及动力分配装置40。变速驱动桥8的输入轴15被连接到发动机10的曲轴。变速驱动桥8的输出轴16经由变速齿轮18和驱动轴17被连接到驱动轮72。
第一MG20和第二MG30例如是三相AC旋转电机。第一MG20和第二MG30由PCU60驱动。
第一MG20用作发电机(发电单元)，该发电机使用由动力分配装置40分配的发动机10的动力来产生电力。由第一MG20产生的电力经由PCU60被供应到电池70。此外，第一MG20接收来自电池70的电力，并且使作为发动机10的输出轴的曲轴旋转。由此，第一MG20用作用于使发动机10起动的起动器。
第一MG20设有MG1速度传感器22。MG1速度传感器22检测第一MG20的旋转轴的旋转速度Nm1。MG1速度传感器22将表示检测到的第一MG20的旋转速度Nm1的信号传送到HV-ECU200。
第二MG30用作驱动马达，该驱动马达使用储存在电池70中的电力和由第一MG20产生的电力中的至少一个将驱动力施加到驱动轮72。此外，第二MG30用作发电机，该发电机通过再生制动来产生电力。由第二MG30产生的电力经由PCU60被供应到电池70。
第二MG30设有MG2速度传感器32。MG2速度传感器32检测第二MG30的旋转轴的旋转速度Nm2。MG2速度传感器32将表示检测到的第二MG30的旋转速度Nm2的信号传送到HV-ECU200。
动力分配装置40被布置成能够将由发动机10产生的动力分配到：经由输出轴16通向驱动轴17的路径；和通向第一MG的路径。动力分配装置40是行星齿轮机构，该行星齿轮机构例如包括太阳轮S、载架C、环形齿轮R以及小齿轮P。太阳轮S被联接到第一MG20的转子。环形齿轮R被联接到第二MG30的转子。小齿轮P与太阳轮S和环形齿轮R啮合。载架C保持小齿轮P使得小齿轮P能够绕它们自身旋转并且绕动力分配装置40的轴线旋转。载架C被联接到输入轴15。由此，发动机10、第一MG20和第二MG30通过动力分配装置40机械地连接。
如上所述构造的车辆1利用由发动机10和第二MG中的至少一个产生的驱动力或动力行进。
PCU60将从电池70供应的DC电力转换成AC电力，并且利用AC电力驱动第一MG20和第二MG30。此外，PCU60将由第一MG20和第二MG30产生的AC电力转换成DC电力，并且利用DC电力对电池70进行充电。例如，PCU60包括：逆变器(未示出)，该逆变器执行DC/AC电力转换；以及转换器(未示出)，该转换器执行逆变器的DC链接侧和电池70之间的DC电压转换。
电池70是可再充电的DC电源。例如，二次电池，诸如镍氢电池或锂离子电池，被用作电池70。可以利用由如上所述的第一MG20和/或第二MG30产生的电力对电池70进行充电，并且还可以利用从外部电源(未示出)供应的电力来对电池70进行充电。电池70不限于二次电池，而且可以是能够产生DC电压的任意可再充电的电力储存装置。例如，电池70可以是电容器。
HV-ECU200例如基于电池70的电流、电压和电池温度来估算电池70的剩余电量(其将被称作电池70的SOC(荷电状态))。
输出轴速度传感器14检测输出轴16的旋转速度Np。输出轴速度传感器14将表示检测到的旋转速度Np的信号传送到HV-ECU200。HV-ECU200基于由此接收到的旋转速度Np来计算车辆速度V。HV-ECU200还可以基于第二MG30的旋转速度Nm2而不是旋转速度Np来计算车辆速度V。
HV-ECU200基于MG1速度传感器22和MG2速度传感器32的检测结果来监视第一MG20和第二MG30的状态。此外，HV-ECU200产生用于控制PCU60的控制信号，并且将所产生的控制信号S2输出到PCU60。HV-ECU200控制PCU60，由此控制第一MG20和第二MG30的输出(流过第一MG20和第二MG30的电流量)。
发动机ECU300被构造成能够经由通信总线以特定的通信方法与HV-ECU200通信。发动机ECU300基于发动机速度传感器100的检测结果来监视发动机10的状态。此外，发动机ECU300基于来自HV-ECU200的指令信号产生用于控制发动机10的控制信号S1，并且将所产生的控制信号S1输出到发动机10。
更具体地，发动机ECU300接收来自发动机速度传感器100的发动机速度Ne，并且将其值输出到HV-ECU200。此外，发动机ECU300控制发动机10的燃料喷射、点火正时、节气门开度、气门正时等，使得发动机10在运转点处被驱动，所述运转点基于由HV-ECU200确定的所需发动机动力来确定。
HV-ECU200经由PCU60控制第一MG20的运转和第二MG30的运转。进一步地，HV-ECU200与发动机ECU300通信，并且经由发动机ECU300控制发动机10。以该方式，HV-ECU200整体上综合地控制车辆1。
例如，假定车辆1在发动机10停止的状态下行进(即，车辆1以EV模式行进)的情形。在该情形中，当满足发动机10的起动条件，诸如电池70的SOC减小到低于阈值的状态时，HV-ECU200和发动机ECU300彼此协作以起动发动机10。
更具体地，当满足发动机10的起动条件时，HV-ECU200将表示要求起动发动机10的指令信号传送到发动机ECU300。进一步地，HV-ECU200使用第一MG20来起动发动机10。发动机ECU300响应于来自HV-ECU200的起动的要求，在发动机速度Ne等于或高于允许初始燃烧的旋转速度时，使用点火装置104执行点火控制，并且使用燃料喷射装置102执行燃料喷射控制。HV-ECU200在基于发动机速度Ne确定发动机10已经起动之后，完成使用第一MG20的起动。
HV-ECU200和发动机ECU300中的每个均包括CPU(中央处理单元)、存储器、输入/输出缓冲器等(其中的任意一个均未在图中示出)。由HV-ECU200或发动机ECU300执行的各种控制不限于通过软件进行处理，而是任意控制都可以由专用的硬件(电子电路)来实施。
在如上所述构造的车辆1中，可能发生通信异常使得发动机ECU300和HV-ECU200不能彼此通信。在该情形中，车辆1被布置成以跛行回家模式行进，使得车辆1保持行进。在车辆1的跛行回家行进期间，发动机10从正常运转切换到故障保护运转。在故障保护运转时，例如，可以考虑使发动机10停止。然而，如果发动机10停止，则车辆1不能使用发动机10的动力以跛行回家模式行进，由此难以确保足够的行进距离。因此，即使是在通信异常时，也期望执行其中发动机只要其能够运转就运转的故障保护运转。
将描述在通信异常时的发动机10的故障保护运转的一个实例。在通信异常时的发动机10的运转期间，作为故障保护运转，考虑发动机ECU300执行保持发动机10的输出恒定的控制，而HV-ECU200执行通过将在与发动机转矩的方向相反的方向上的第一MG20的转矩施加到发动机10的输出轴来保持发动机速度Ne恒定的控制。
更具体地，发动机ECU300控制发动机10，使得发动机10的输出被保持在预定值(该控制将被称为“恒定输出控制”)。
HV-ECU200控制第一MG20，使得发动机速度Ne被保持在目标旋转速度Net(该控制也将被称为“恒定Ne控制”)。
此外，HV-ECU200基于加速器踏板位置等控制第二MG30以便满足所要求的驱动力。由此能够使用发动机10的动力的一部分在第一MG20中产生电力，并且还将发动机10的动力的其余部分与第二MG30的动力一起传送到驱动轮72，以便使车辆1行进。
将描述在故障保护运转期间的发动机10的运转。图2是示出在发动机10的运转期间动力分配装置40的相应的旋转元件的旋转速度的变化的列线图。在发动机10、第一MG20和第二MG30通过动力分配装置40机械地联接的情况下，第一MG20的旋转速度(太阳轮S的旋转速度)、发动机速度Ne(载架C的旋转速度)以及第二MG30的旋转速度(环形齿轮R的旋转速度)具有如下关系，即，这些速度通过在动力分配装置40的列线图上的直线连接(如果确定了旋转速度中的任意两个，则确定了剩余的旋转速度)，如在图2中示出的。
因此，如在图2中所示，在车辆1以恒定车速行进的情形中(其中第二MG30的旋转速度恒定)，例如，第一MG20的转矩Tm1负方向上施加到太阳轮S，以便限制发动机速度Ne并且将发动机速度Ne保持在目标旋转速度Net。在第一MG20中，产生了电力，这是因为其在正方向上旋转的同时产生在负方向上的转矩。
此外，发动机速度Ne被保持在目标旋转速度Net，同时发动机10的输出以预定值保持恒定，使得发动机转矩Te在正方向上施加到载架C。因此，利用施加到太阳轮S的第一MG20的负转矩Tm1以及施加到载架C的正发动机转矩Te，发动机10的直接到达转矩Tec被施加到环形齿轮R。施加到环形齿轮R的直接到达转矩Tec和第二MG30的转矩Tm2被传送到驱动轮72。
将描述在故障保护运转期间由HV-ECU200产生的对于发动机的停止的要求。当要在通信异常时的运转期间使发动机10停止时，HV-ECU200停止第一MG20的转矩输出。图3是示出在第一MG20的转矩输出停止的情形中动力分配装置40的相应的旋转元件的旋转速度的变化的列线图。如在图3中示出的，如果第一MG20的转矩输出停止，则由第一MG20的转矩对发动机速度Ne的限制被释放或消除。因此，发动机速度Ne由于发动机转矩Te而增加。当检测到发动机速度的增加时，发动机ECU300使发动机10停止。即，通过增加发动机速度，HV-ECU200间接地将对于发动机10的停止的要求传送到发动机ECU300。
当发动机速度Ne从在从下限值N1到上限值N2的预定范围内超出该预定范围时，例如，发动机ECU300执行燃料切断控制，并且停止燃料喷射。
所述预定范围的下限值N1被设定成发动机10能够保持运转的发动机速度Ne。例如，下限值N1可以通过从目标旋转速度Net减去预定值α而获得。下限值N1例如是约1000rpm的旋转速度。
所述预定范围的上限值N2是大于下限值N1的值，并且被设定成使得在发动机10的运转期间的发电量不会变得过大。例如，上限值N2可以通过将预定值α与目标旋转速度Net相加而获得。上限值N2例如是约2000rpm的旋转速度。
例如，还可以根据发动机10的状态(例如，水温)或电池70的状态(例如，SOC和电池温度)来设定下限值N1和上限值N2。
将描述在故障保护运转期间发动机10的停止。图4是示出当执行燃料切断控制时动力分配装置40的相应的旋转元件的旋转速度的变化的列线图。如在图4中示出的，由于如果燃料喷射停止则不产生发动机转矩，所以发动机速度Ne由于发动机10的摩擦转矩而减小。
当发动机速度Ne减小到等于或低于阈值(例如，零)时，HV-ECU200和发动机ECU300中的每个确定发动机10已经停止。由此，HV-ECU200基于第一MG20的旋转速度Nm1、第二MG30的旋转速度Nm2和动力分配装置40的齿轮比来计算发动机速度Ne。发动机EU300借助于发动机速度传感器100来检测发动机速度Ne。
然而，发动机10的摩擦转矩，以及发动机转矩和第一MG20的转矩，被施加到发动机10的输出轴。因此，如果在第一MG20的转矩输出停止之后，发动机转矩和摩擦转矩形成它们彼此平衡的状态，则发动机速度Ne可能不增加。因此，由于发动机ECU不能检测到发动机速度Ne的增加，所以发动机ECU300可能不能够确定地使发动机10停止。
由此，在该实施例中，在通信异常时的发动机10的运转期间，发动机ECU300控制发动机10使得发动机10的输出周期性地改变。更具体地，发动机ECU300通过周期性地改变节气门开度来控制发动机10，以便周期性地改变发动机10的输出(该控制将被称为“输出改变控制”)。
通过以上方式，发动机转矩能够在通信异常时的发动机的运转期间改变。因此，在第一MG20的转矩输出停止之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。因此，发动机速度Ne能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机10停止。
参考图5，将描述由安设在根据该实施例的车辆1上的HV-ECU200实施的控制程序。
在步骤S100中，HV-ECU200确定是否存在通信异常。如果例如HV-ECU200在给定的时段持续地不能接收来自发动机ECU300的信息，则HV-ECU200确定存在通信异常。在另一个实例中，HV-ECU200将致使发动机ECU300产生响应信号的指令信号传送到发动机ECU300，并且如果例如HV-ECU200直到逝去预定时间也没有接收到来自ECU300的响应信号，则确定存在通信异常。如果确定存在通信异常(在步骤S100中为是)，则控制前进到步骤S102。
在步骤S102中，HV-ECU200确定发动机速度Ne是否等于零。如上所述，HV-ECU200基于第一MG20的旋转速度Nm1、第二MG30的旋转速度Nm2和动力分配装置40的齿轮比来计算发动机速度Ne。如果确定发动机速度Ne等于零(在步骤S102中为是)，则控制前进到步骤S104。
在步骤S104中，HV-ECU200确定是否存在对于发动机10的起动的要求。如上所述，当满足发动机10的起动条件时，例如，HV-ECU200确定存在对于发动机10的起动的要求。如果确定存在对于发动机10的起动的要求(在步骤S104中为是)，则控制前进到步骤S106。
在步骤S106中，HV-ECU200使用第一MG20执行起动控制。HV-ECU200增加第一MG20的旋转速度Nm1，使得发动机速度Ne提升到处于这样的旋转速度范围内，在该旋转速度范围种，发动机10能够起动。当发动机10的起动结束时，HV-ECU200完成起动控制。例如，当将发动机速度Ne保持在可起动旋转速度范围内所必要的MG1转矩减小到等于或小于给定值时，HV-ECU200确定发动机10的起动结束。
如果确定不存在通信异常(在步骤S100中为否)，或者如果确定不存在对于发动机10的起动的要求(在步骤S104中为否)，则HV-ECU200完成该程序。
另一方面，如果确定存在通信异常(在步骤S100中为是)，且确定发动机速度Ne不等于零(在步骤S102中为否)，即，当发动机10正运转时，则HV-ECU200前进到步骤S108。
在步骤S108中，HV-ECU200执行恒定Ne控制。在恒定Ne控制中，HV-ECU200对第一MG20的输出转矩执行反馈控制，从而发动机速度Ne被保持在目标旋转速度Net。
在步骤S110中，HV-ECU200确定是否存在对于发动机10的停止的要求。更具体地，当满足停止发动机10的条件时，HV-ECU200确定存在对于发动机10的停止的要求。停止发动机10的条件是停止对电池70进行充电的条件，并且例如包括电池70处于充满电状态的条件等，在所述充满电状态中SOC大于阈值。如果确定存在对于发动机10的停止的要求(在步骤S110中为是)，则控制前进到步骤S112。
在步骤S112中，HV-ECU200停止第一MG20的转矩输出，以便完成恒定Ne控制。HV-ECU200通过将第一MG20的转矩指令值设定成零来停止第一MG20的转矩输出。
在步骤S114中，HV-ECU200确定发动机速度Ne是否等于零。如果确定发动机速度Ne等于零(在步骤S114中为是)，则控制前进到步骤S116。
在步骤S116中，HV-ECU200确定发动机10已经停止。如果在步骤S110中不存在对于发动机的停止的要求，则该程序终止。此外，如果在步骤S114中确定发动机速度Ne不等于零(在步骤S114中为否)，则控制返回到步骤S114，并且等待直到确定发动机速度Ne等于零。
接下来参考图6，将描述由被安设在根据该实施例的车辆1上的发动机ECU300执行的控制程序。
在步骤S200中，发动机ECU300确定是否存在通信异常。例如，如果发动机ECU300在给定的时段持续地不能接收到来自HV-ECU200的信息，则发动机ECU300确定存在通信异常。在另一个实例中，例如，发动机ECU300将致使HV-ECU200产生响应信号的指令信号传送到HV-ECU200，并且当发动机ECU300直到逝去预定时间也没有接收到来自HV-ECU200的响应信号时确定存在通信异常。如果确定存在通信异常(在步骤S200中为是)，则控制前进到步骤S202。
在步骤S202中，发动机ECU300确定发动机10的控制是否正被停止。例如，当既没有执行燃料喷射控制也没有执行点火控制时，发动机ECU300确定发动机10的控制正被停止。例如，发动机ECU300可以基于当执行上述控制时被设定成ON的标志的状态来确定发动机10的控制是否正被停止。如果确定发动机10的控制正被停止(在步骤S202中为是)，则控制前进到步骤S204。
在步骤S204中，发动机ECU300确定发动机速度Ne是否高于起动阈值Ne(0)。起动阈值Ne(0)是这样的旋转速度，在该旋转速度处，发动机10能够起动，并且起动阈值Ne(0)可以是预定值，或者是根据发动机10的状态(例如，水温)设定的值。如果确定发动机速度Ne高于起动阈值Ne(0)(在步骤S204中为是)，则控制前进到步骤S206。
在步骤S206中，发动机ECU300执行起动控制。更具体地，发动机ECU300执行燃料喷射控制和点火控制。在步骤S208中，发动机ECU300确定发动机10的起动是否结束。当发动机速度Ne在从下限值N1到上限值N2的预定范围内时，发动机ECU300确定发动机10的起动结束。如果确定发动机10的起动结束(在步骤S208中为是)，则控制前进到步骤S210。
在步骤S210中，发动机ECU300控制发动机10的电子节气门106，使得节气门开度变成等于目标开度Ta1。由于第一MG20的负转矩随着发动机转矩增加而增加，所以目标开度Ta1被设定成使得至少发电量不会变得过大。目标开度Ta1可以是预定值，或者可以是基于电池70的状态(例如，SOC和电池温度)设定的值。
此时，ECU300根据由空气流量计(未示出)检测到的吸入空气量和空燃比的目标值(例如，化学计量的空燃比)来计算所要求的燃料喷射量(燃料喷射时间)。发动机ECU300基于计算出的燃料喷射量来控制燃料喷射装置102。
在步骤S212中，发动机ECU300确定发动机速度Ne是否在从下限值N1到上限值N2的预定范围内时。如果确定发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S212中为是)，则控制前进到步骤S214。
在步骤S214中，发动机ECU300确定表示持续时间T1的值是否大于阈值A。所述持续时间T1是从开始控制电子节气门106的时间点起逝去以便使节气门开度等于目标开度Ta1的时间。例如，阈值A可以是预定值，或者可以是基于发动机10的状态设定的值，等。如果确定表示持续时间T1的值大于阈值A(在步骤S214中为是)，则控制前进到步骤S216。
在步骤S216中，发动机ECU300控制发动机10的电子节气门106，使得节气门开度变成等于目标开度Ta2。目标开度Ta2被设定成使得其大于至少目标开度Ta1，并且发电量不会变得过大。目标开度Ta2可以是预定值，或者可以是基于电池70的状态设定的值。
在步骤S218中，发动机ECU300确定发动机速度Ne是否在从下限值N1到上限值N2的预定范围内。如果确定发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S218中为是)，则控制前进到步骤S220。
在步骤S220中，发动机ECU300确定表示持续时间T2的值是否大于阈值B。所述持续时间T2是从开始控制电子节气门106的时间点起逝去以便使节气门开度等于目标开度Ta2的时间。例如，阈值B可以是预定值，或者是基于发动机10的状态设定的值，等。如果确定表示持续时间T2的值大于阈值B(在步骤S220中为是)，则控制程序终止。
如果表示持续时间T1的值等于或小于阈值A(在步骤S214中为否)，则发动机ECU300返回到步骤S210。此外，如果表示持续时间T2的值等于或小于阈值B(在步骤S220中为否)，则发动机ECU300返回到步骤S216。进一步地，如果在步骤S212或步骤S218中发动机ECU300确定发动机速度Ne不在预定范围内(在步骤S212中为否，或在步骤S218中为否)，则发动机ECU300前进到步骤S228。图6的步骤S210、S214、S216和S220的操作对应于根据该实施例的输出改变控制。
在步骤S228中，由于发动机速度Ne落在预定范围以外，所以发动机ECU300执行燃料切断控制。
在步骤S230中，由于发动机10停止，所以发动机ECU300执行节气门开度返回控制，由此使得不必致动电子节气门106。
在步骤S232中，发动机ECU300确定发动机速度Ne是否等于零。如果确定发动机速度Ne等于零(在步骤S232中为是)，则发动机ECU300在步骤S234中确定发动机10已经停止。如果确定发动机速度Ne不等于零(在步骤S232中为否)，则发动机ECU300返回到步骤S232，并且等待直到发动机速度Ne等于零。
如果不存在通信异常(在步骤S200中为否)，或者如果在发动机控制正被停止(在步骤S202中为是)的同时发动机速度Ne等于或低于起动阈值Ne(0)(在步骤S204中为否)，则发动机ECU300完成该程序。此外，如果确定发动机10的起动还没有结束(在步骤S208中为否)，则发动机ECU300返回到步骤S208，并且等待直到发动机10的起动结束。
如果确定存在通信异常(在步骤S200中为是)，并且确定发动机控制没有正被停止(在步骤S202中为否)，则发动机ECU300在步骤S222中确定从通信异常发生的时间点起是否已经逝去预定时间。所述预定时间长于从在发生通信异常时HV-ECU200开始上述恒定Ne控制的时间到预期发动机速度Ne在预定范围内的时间点所花费的时间长度。如果确定从当发生通信异常时已经逝去预定时间(在步骤S222中为是)，则控制前进到步骤S210。如果确定从发生通信异常的时间起还没有逝去预定时间(在步骤S222中为否)，则控制前进到步骤S224。
在步骤S224中，发动机ECU300控制发动机10的电子节气门106以使得节气门开度变成等于目标开度Ta1，并且前进到步骤S222。
将参考图7基于以上流程图描述如上所述构造的该实施例的车辆1的HV-ECU200和发动机ECU300的操作。
例如，假定发动机10正运转并且在HV-ECU200和发动机ECU300之间的双向通信存在异常的情形。
在该情形中，由于存在通信异常(在步骤S100中为是)，并且发动机速度Ne不等于零(在步骤S102中为否)，所以HV-ECU200执行恒定Ne控制(步骤S108)。因此，如由图7的线LN2表示的，发动机速度Ne被控制成恒定地保持等于目标旋转速度Net。
另一方面，由于存在通信异常(在步骤S200中为是)，并且发动机控制没有正被停止(在步骤S202中为否)，所以发动机ECU300确定从发生通信异常时的时间起是否已经逝去预定时间(步骤S222)。如果从发生通信异常时的时间起还没有逝去预定时间(在步骤S222中为否)，则电子节气门106被控制以使得节气门开度变成等于目标开度Ta1(步骤S224)。然后，如果从发生通信异常时的时间起已经逝去预定时间(在步骤S222中为是)，则发动机ECU300控制电子节气门106以使得节气门开度变成等于目标开度Ta1(步骤S210)。
在节气门开度达到目标开度Ta1之后，发动机ECU300保持节气门开度恒定。因此，发动机10的输出也被保持在大致恒定的状态。
如果发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S212中为是)，并且在时间T(0)处表示持续时间T1的值大于阈值A(在步骤S214中为是)，则电子节气门106被控制以使得节气门开度变成等于目标开度Ta2(步骤S216)，如图7中的线LN3表示的。因此，节气门开度随着时间的推移从目标开度Ta1增加到目标开度Ta2。在节气门开度达到目标开度Ta2之后，发动机ECU300保持节气门开度恒定。由于节气门开度从目标开度Ta1增加到目标开度Ta2，燃料喷射量也增加，从而导致发动机10的输出的增加。由于发动机速度Ne处于恒定状态，所以发动机转矩增加。因此，第一MG20的输出转矩的量值从Tm(0)增加到Tm(1)以便将发动机速度Ne保持在目标旋转速度Net，如图7中的线LN1表示的。
如果发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S218中为是)，并且表示持续时间T2的值大于阈值B(在步骤S220中为是)，则控制再一次从步骤S200开始。在存在通信异常(在步骤S200中为是)，发动机10的控制没有正被停止(在步骤S202中为是)，并且已经逝去预定时间(在步骤S222中为是)的情形中，发动机ECU300控制电子节气门106以使得节气门开度再一次变成等于目标开度Ta1(步骤S210)。
利用通过步骤S210-S220的操作由此继续执行的输出改变控制，电子节气门106被控制成使得在从时间T(1)到时间T(2)的时段中节气门开度被保持在目标开度Ta1，如图7中的线LN3表示的。然后，在从时间T(2)到时间T(3)的时段中，电子节气门106被控制以使得节气门开度被保持在目标开度Ta2。
类似地，在从时间T(3)到时间T(5)的时段以及从时间T(5)到时间T(8)的时段中继续执行输出改变控制。因此，在从时间T(3)到时间T(4)的时段中，电子节气门106被控制以使得节气门开度变成等于目标开度Ta1。在从时间T(4)到时间T(5)的时段中，电子节气门106被控制以使得节气门开度变成等于目标开度Ta2。在从时间T(5)到时间T(8)的时段中，电子节气门106被控制以使得节气门开度变成等于目标开度Ta1。在时间T(8)之后，电子节气门106被控制以使得节气门开度变成等于目标开度Ta2。
如果在恒定Ne控制的执行期间(步骤S108)，在时间T(6)处，HV-ECU200确定存在对于发动机10的停止的要求(在步骤S110中为是)，诸如当满足停止发动机10的条件时，则HV-ECU200停止第一MG20的转矩输出(步骤S112)，如图7的线LN1表示的。因此，第一MG20的输出转矩随着时间减小，并且在时间T(7)处等于零。如果在第一MG20的转矩输出停止之后，当节气门开度等于目标开度Ta1时，发动机10的发动机转矩和摩擦转矩彼此平衡，则发动机速度Ne不变化。
由于节气门开度在时间T(8)处开始从目标开度Ta1变化到目标开度Ta2，所以发动机10的输出增加，并且发动机10的发动机转矩增加。因此，发动机转矩超过摩擦转矩，并且发动机速度Ne增加。
如果发动机速度Ne在时间T(9)处超过预定范围的上限值N2并且超出预定范围(在步骤S218中为否)，则执行燃料切断控制，如图7的线LN4表示的。因此，由于发动机速度Ne落在预定范围以外而执行燃料切断控制(步骤S228)，并且执行节气门开度返回控制(步骤S230)。
由于执行了燃料切断控制，所以发动机10的输出转矩等于零，并且因此，发动机速度Ne随着时间减小。然后，HV-ECU200和发动机ECU300中的每一个通过确定发动机速度Ne变成等于零(在步骤S114中为是，在步骤S232中为是)而确定发动机10已经停止(S116、S234)。
如上所述，在根据该实施例的车辆1中，在通信异常时的发动机10的运转期间，节气门开度周期性地改变，从而发动机10的输出能够周期性地改变。此时，通过第一MG20将发动机速度Ne保持在目标旋转速度Net，从而发动机转矩能够改变。因此，在第一电动发电机的转矩输出停止之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。改变的发动机转矩变得大于或小于摩擦转矩，从而发动机速度能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机停止。因此，即使在用于发动机起动的两个或更多个控制单元不能彼此通信的情形中，也允许发动机运转，并且当存在对于发动机的停止的要求时能够以较高可靠性使发动机停止。
进一步地，在输出改变控制的执行期间，由于节气门开度随着输出改变控制而改变，所以保持产生发动机10的发动机转矩。因此，能够保持产生电力，并且以跛行回家模式行进的车辆的行进距离较不可能或不可能减小。
将描述本发明的第二实施例。在上述第一实施例中，已经示意了通过周期性地改变节气门开度来周期性地改变发动机10的输出的情形。在第二实施例中，通过在发动机10的旋转期间周期性地执行燃料切断控制，而不是执行改变节气门开度的控制，来周期性地改变发动机10的输出。
在以上方式中，重复燃料切断控制的执行时段和非执行时段，从而能够改变发动机转矩。因此，在第一MG20的转矩输出停止之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。当在燃料切断控制期间发动机转矩下降到摩擦转矩以下时，发动机速度Ne能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机停止。
在由发动机ECU300执行的输出改变控制的处理内容方面，根据该实施例的车辆1不同于根据上述第一实施例的车辆1。根据该实施例的车辆1的构造的其它方面与根据上述第一实施例的车辆1的构造相同。相同的附图标记被分配给具有相同功能的对应的构成元件。因此，将不重复这些元件的详细描述。
参考图8，将描述由被安设在根据该实施例的车辆1上的发动机ECU300执行的控制程序。
图8的流程图不同于图6的流程图之处在于，代替图6的步骤S210、S214、S216和S220，执行步骤S310、S314、S316和S320。图8的步骤S310、S314、S316和S320以外的步骤大致与图6的步骤S210、S214、S216和S220以外的步骤相同。因此，将不重复这些步骤的详细描述。
在步骤S310中，发动机ECU300执行第一输出控制。第一输出控制是要将发动机10的输出保持在预定输出。发动机ECU300根据当前的发动机速度Ne和预定输出来计算所需的发动机转矩。发动机ECU300基于计算出的发动机转矩来确定用于控制发动机10的参数，诸如节气门开度和燃料喷射量(燃料喷射时间)。发动机ECU300根据由此确定的参数来控制发动机10的运转。例如，第一输出控制可以是使节气门开度等于目标开度Ta1的控制。
如果在步骤S212中确定发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S212中为是)，则发动机ECU300在步骤S314中确定表示持续时间T3的值是否大于阈值C。持续时间T3是从第一输出控制开始的时间点起逝去的时间。例如，阈值C可以是预定值，或者可以是根据发动机10的状态设定的值，等。如果确定表示持续时间T3的值大于阈值C(在步骤S314中为是)，则控制前进到步骤S316。
在步骤S316中，发动机ECU300执行第二输出控制。第二输出控制是燃料切断控制。即，发动机ECU300控制燃料喷射装置102以便停止燃料喷射。
如果在步骤S218中确定发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S218中为是)，则发动机ECU300在步骤S320中确定表示持续时间T4的值大于阈值D。持续时间T4是从开始第二输出控制的时间点起逝去的时间。例如，阈值D可以是预定值，或者可以是根据发动机10的状态设定的值，等。如果确定表示持续时间T4的值大于阈值D(在步骤S320中为是)，则控制程序终止。图8的步骤S310、S314、S316和S320的操作对应于根据该实施例的输出改变控制。
如果表示持续时间T3的值等于或小于阈值C(在步骤S314中为否)，则发动机ECU300返回到步骤S310。此外，如果表示持续时间T4的值等于或小于阈值D(在步骤S320中为否)，则发动机ECU300返回到步骤S316。
将参考图9描述基于上述流程图的如上所述构造的该实施例的车辆1的HV-ECU200和发动机ECU300的操作。
例如，假设发动机10正被停止或静止并且HV-ECU200和发动机ECU300之间的双向通信存在异常的情形。
在时间T(10)之前，存在通信异常(在步骤S100中为是)，并且发动机速度Ne等于零(在步骤S102中为是)，如图9中的线LN3’表示的。此外，发动机控制正被停止(在步骤S202中为是)。因此，HV-ECU200确定是否存在对于发动机10的起动的要求(步骤S104)。发动机ECU300确定发动机速度Ne是否大于起动阈值Ne(0)(步骤S204)。
如果在时间T(0)处HV-ECU200确定存在对于发动机10的起动的要求(在步骤S104中为是)，则其使用第一MG20执行起动控制(步骤S106)，以便增加发动机速度Ne。在此时，第一MG20的输出转矩增加到在正转矩侧的Tm(3)。
如果发动机速度Ne超过起动阈值Ne(0)(在步骤S204中为是)，则执行起动控制(步骤S206)。然后，如果在时间T(11)处确定，由于发动机速度Ne落在预定范围内所以发动机10的起动结束(在步骤S208中为是)，则执行第一输出控制(步骤S310)。
随着发动机速度Ne增加(在步骤S102中为否)，HV-ECU200执行恒定Ne控制(S108)。因此，发动机速度Ne被控制成等于目标旋转速度Net。
利用由此执行的第一输出控制(步骤S310)，发动机转矩被保持在Te(0)。此外，第一MG20的输出转矩被保持在负转矩侧上的Tm(2)。然后，如果在时间T(12)处表示持续时间T3的值超过阈值C(在步骤S314中为是)，同时发动机速度Ne在预定范围内(在步骤S212中为是)，则执行作为第二输出控制的燃料切断控制(步骤S316)，如图9的线LN4’表示的。
此时，燃料喷射停止，并且因此，发动机转矩变成等于零，如图9的线LN2’表示的。另一方面，由于执行恒定Ne控制，第一MG20的输出转矩变成等于在正转矩侧上的Tm(3)，如图9的线LN1’表示的，从而发动机速度Ne被保持在目标旋转速度Net。
如果在时间T(13)处，从开始燃料切断控制的时间点起测量的持续时间T4大于阈值D(在步骤S320中为是)，同时发动机速度Ne被保持在预定范围内(在步骤S218中为是)，则发动机ECU300从步骤S200开始再一次执行该程序。因此，当存在通信异常(在步骤S200中为是)，发动机10的控制没有正被停止(在步骤S202中为否)，并且已经逝去预定时间(在步骤S222中为是)时，发动机ECU300执行第一输出控制(S310)。
利用如此继续执行的由步骤S310、S314、S316和S320的操作表示的输出改变控制，在从时间T(13)到时间T(15)的时段中执行第一输出控制。然后，在时间T(15)之后，执行第二输出控制(燃料切断控制)。
如果在恒定Ne控制的执行期间(步骤S108)，HV-ECU200在时间T(14)处确定存在对于发动机10的停止的要求(在步骤S110中为是)，如在满足用于停止发动机10的条件的情形中，则停止第一MG20的转矩输出(步骤S112)。如果在停止第一MG20的转矩输出之后，当执行第一输出控制时发动机转矩和摩擦转矩彼此平衡，则发动机速度Ne不变化。
在时间T(15)处，执行燃料切断控制从而发动机转矩变得等于零；因此，发动机速度Ne由于发动机10的摩操转矩的影响而减小。
在时间T(16)处，如果发动机速度Ne减小到低于预定范围的下限值N1，并且由此落在预定范围以外(在步骤S218中为否)，则燃料切断控制继续(步骤S228)，并且执行节气门开度返回控制(步骤S230)。
然后，HV-ECU200和发动机ECU300中的每一个确定发动机速度Ne变成等于零(在步骤S114中为是，在步骤S232中为是)，由此确定发动机10已经停止(S116、S234)。
如上所述，在根据该实施例的车辆1中，在通信异常时的发动机10的旋转期间，周期性地执行燃料切断控制，从而重复燃料切断控制的执行时段和非执行时段；因此，能够改变发动机转矩。因此，在停止第一MG20的转矩输出之后，发动机转矩和摩擦转矩较不可能或不可能被保持在平衡状态下。在燃料切断控制期间发动机转矩被减小到小于摩擦转矩，从而发动机速度能够变化到预定范围以外。因此，能够以较高可靠性使发动机停止。因此，即使当用于发动机控制的两个或更多个控制单元不能彼此通信时，也允许发动机运转，并且当要求停止发动机时能够以较高可靠性使发动机停止。
进一步地，由于设定了在燃料切断控制下停止燃料喷射的时段，所以燃料消耗量较不可能或不可能增加。
将描述一些变型实例。在上述实施例中，输出改变控制的一个实例在于周期性地改变节气门开度，并且输出改变控制的另一各实例在于周期性地执行燃料切断控制。然而，输出改变控制不限于这些控制。例如，输出改变控制可以通过使点火正时周期性地变化来实施，或者当能够使气门正时变化的可变气门正时机构被安设在发动机10上时可以通过周期性地增加或减小气门正时的提前量来实施。
进一步地，在上述第一实施例中，当节气门开度周期性地改变时，节气门开度变化以使得发动机转矩超过摩擦转矩。然而，节气门开度可以变化以使得发动机转矩小于摩擦转矩。由此，当第一MG20的转矩输出停止时，发动机速度Ne减小到预定范围以外，从而能够以较高可靠性使发动机停止。
虽然在上述第一实施例中，在两个步骤中改变节气门开度，但是可以在三个或更多个步骤中改变节气门开度。
在以上实施例中，安设在车辆1上的装备或装置由HV-ECU和发动机ECU控制。然而，仅要求本发明的混合动力车辆具有至少控制发动机的ECU，以及确定发动机是否需要运转并将指令信号传送到控制发动机的ECU的ECU。例如，车辆1可以具有两个或更多个ECU，HV-ECU的功能被进一步细分给该两个或更多个ECU。
在上述实施例中，变速驱动桥8包括第一MG20、第二MG30以及动力分配装置40，该动力分配装置40机械地连接第一MG20、第二MG30和发动机，如在图1中所示。然而，变速驱动桥8不被特别限制到图1中示出的布置，只要其包括被连接到发动机10的第一电动发电机和被连接到至少驱动轮72的第二电动发动机即可。
例如，车辆1可以是所谓的串联式混合动力车辆，其中第一MG20和第二MG30不被机械地连接，如在图10中示出的。即，变速驱动桥8可以被构造成包括被连接到发动机10的曲轴的第一MG20和被连接到车轴的第二MG30。在图10中示出的车辆1的变速驱动桥8以外的构造与在图1中示出的车辆1的构造相同，因此，将不详细地重复描述。
上述变形实例的所有部分或一部分可以组合并实施。将理解，这里公开的实施例仅是示例性的并且在所有方面均不是限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是实施例的以上描述限定，并且旨在包括在与权利要求的意义和范围等同的意义和范围内的所有变化。

Claims (4)

1.一种混合动力车辆，其特征在于包括：
发动机；
第一电动发电机，所述第一电动发电机被连接到所述发动机；
第二电动发电机，所述第二电动发电机被联接到车轴；
第一电子控制单元，所述第一电子控制单元被构造成控制所述发动机；和
第二电子控制单元，所述第二电子控制单元被构造成控制所述第一电动发电机和所述第二电动发电机，所述第二电子控制单元被构造成将与所述发动机的激活或停止有关的指令信号传送到所述第一电子控制单元，
所述第一电子控制单元被构造成在通信异常时的所述发动机的运转期间，当发动机速度在预定范围外时使所述发动机停止，所述通信异常是所述第一电子控制单元和所述第二电子控制单元之间的通信故障，
所述第二电子控制单元被构造成在所述通信异常时的所述发动机的运转期间，使所述第一电动发电机运转从而所述发动机速度在所述预定范围内，
所述第二电子控制单元被构造成当所述发动机在所述通信异常时要被停止时，停止所述第一电动发电机的转矩输出，并且
所述第一电子控制单元被构造成在所述通信异常时的所述发动机的运转期间，控制所述发动机从而所述发动机的输出周期性地改变。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于
所述第一电子控制单元被构造成在所述通信异常时通过周期性地改变所述发动机的节气门开度来控制所述发动机，从而所述发动机的输出周期性地改变。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于
所述第一电子控制单元被构造成在所述通信异常时，通过在所述发动机旋转的同时周期性地执行燃料切断控制来控制所述发动机，从而所述发动机的输出周期性地改变。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于进一步包括：
行星齿轮机构，所述行星齿轮机构被构造成机械地联接所述发动机、所述第一电动发电机和所述第二电动发电机。
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