專利名稱：混合動力車輛以及混合動力車輛的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動力車輛以及混合動力車輛的控制方法。
背景技術(shù)：
在一種已提出的混合動力車輛中，內(nèi)燃機和電機MG1通過行星齒輪單 元連接于驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸通過齒輪^連接于車軸，并且電機MG2連 接于驅(qū)動軸，根據(jù)發(fā)動機的起動要求是否取決于駕駛員的意圖而選擇發(fā)動 機的起動模式(例如，見日本專利公開公報]^0.2004-143957)。在根據(jù)駕 駛員意圖起動發(fā)動機的情況下，例如，響應(yīng)于駕駛員對動力需求的需要， 該提出的混合動力車輛以較大的起轉(zhuǎn)(cranking)扭矩驅(qū)動并控制電機 MG1。另一方面，在與駕駛員的意圖無關(guān)的方式起動發(fā)動機的情況下，例 如，響應(yīng)于蓄電池的充電狀態(tài)降低至預(yù)定值或降低得低于預(yù)定值，該提出 的混合動力車輛以較小的起轉(zhuǎn)扭矩驅(qū)動并控制電機MG1。在與駕駛員的意 圖無關(guān)地起動發(fā)動機時，這種控制減小了潛在的扭矩沖擊。

發(fā)明內(nèi)容
除減小發(fā)動機起動時的潛在扭矩沖擊以外，混合動力車輛中的另一個 重要挑戰(zhàn)是減少發(fā)動機起動時出現(xiàn)齒輪^！中的齒隙(backlash，輪齒側(cè)向 間隙)或齒輪的咔嗒聲的可能性。因此自然要求混合動力車輛要響應(yīng)于駕駛 員的需求。因此高度期望對混合動力車輛中這些要求的同步追求。
因此本發(fā)明的混合動力車輛以及混合動力車輛的控制方法目的在于減 少內(nèi)燃機起動時出現(xiàn)齒輪^I中的齒隙或齒輪的呼嗒聲的可能性。本發(fā)明 的混合動力車輛以及混合動力車輛的控制方法目的還在于響應(yīng)駕駛員的需
求。本發(fā)明的混合動力車輛以及混合動力車輛的控制方法目的還在于防止 蓄電器單元被過度地放電'
為了實現(xiàn)上述和其他相關(guān)目的的至少部分，本發(fā)明的混合動力車輛以 及混合動力車輛的控制方法具有以下方案。
本發(fā)明涉及一種安裝有構(gòu)成為向連接于車軸的驅(qū)動軸輸出動力的內(nèi)燃 機、以及輸入和輸出動力的電機的混合動力車輛。
所述混合動力車輛包括電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)，所述電力-機
巨，l所法內(nèi)撳機的榆出鈾善法接至il所速軀劫鈾，并
分輸出到所述驅(qū)動軸；齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)，所述齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)通
與所述旋轉(zhuǎn)軸之間傳輸動力；蓄電器單元，所述蓄電器單元能夠從所述電 機和所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)輸入電力和向所述電機和所述電力-機械動力輸入輸出^輸出電力；要求驅(qū)動力設(shè)定組件，所述要求驅(qū)動力 設(shè)定組件設(shè)定要輸出到所述驅(qū)動軸的要求驅(qū)動力；停止-起動要求組件，所 述停止-起動要求組件在滿足預(yù)定運行停止條件的情況下給出所述內(nèi)燃機 的停止要求，以及在滿足預(yù)定運行起動條件(運行開始條件)的情況下給 出所述內(nèi)燃機的起動要求；和控制組件，在由所述停止-起動要求組件給出 所i^動要求時所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度滿足預(yù)定條件時，所述控 制組件控制所述內(nèi)燃機、所述電力40fe動力輸入輸出^和所述電機，以
驅(qū)動軸，在給出所述起動要求時所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所 述預(yù)定條件時，所述控制組件控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸 出機構(gòu)和所述電機，以使得與所i^動要求無關(guān)地將所述內(nèi)燃機保持在停
軸,
節(jié)程度滿足預(yù)定條件時，本發(fā)明的混合動力車輛控制內(nèi)燃機、電力-M動
力輸入輸出機構(gòu)和電機，以起動所述內(nèi)燃機并確保將相當(dāng)于要求驅(qū)動力的 驅(qū)動力輸出到所述驅(qū)動軸。在滿足預(yù)定運行起動^下給出起動要求時所 述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件時，本發(fā)明的混合動力
車輛控制內(nèi)燃機、電力4^動力輸入輸出;N^和電機，以使得與所^動
驅(qū)動力的驅(qū)動力輸出到所述驅(qū)動軸。這種布置有效地減少了內(nèi)燃機起動時 出現(xiàn)齒輪機構(gòu)中的齒隙或齒輪的^嗒聲的可能性，從而保持良好的駕駛性 能。
在本發(fā)明混合動力車輛的一個優(yōu)選應(yīng)用中，在給出所^動要求時所 述電機的輸出扭矩不低于預(yù)定參考扭矩值時，所述控制組件確定所述齒輪 機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度滿足所述預(yù)定條件，并控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出^和所述電機以起動所述內(nèi)燃機。在給出所^動要 求時所述電機的輸出扭矩低于所述預(yù)定參考扭矩值時，所述控制組件確定 所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件，并控制所述內(nèi)燃機、 所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機以將所述內(nèi)燃機保持在停止 狀態(tài)下。這種布置確保適當(dāng)?shù)卮_定齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度是否滿足預(yù) 定緣
在本發(fā)明混合動力車輛的另一個優(yōu)選應(yīng)用中，在給出所^動要求時 所設(shè)定的要求驅(qū)動力不低于預(yù)定參考驅(qū)動力值時，所述控制組件控制所述 內(nèi)燃機、所述電力40^動力輸入輸出^/和所述電機，以與所述齒輪^) 中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。這種布置有利地響應(yīng)駕駛員的 要求。
在本發(fā)明混合動力車輛的另一個優(yōu)選應(yīng)用中，在給出所it^動要求時 所述蓄電器單元的充電狀態(tài)低于預(yù)定參考充電量時，所述控制組件控制所 述內(nèi)燃機、所述電力-,動力輸入輸出^)和所述電機，以與所述齒輪機 構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。這種布置有利地防止所述蓄 電器單元被過度M電。在給出所i^動要求時所述蓄電器單元的充電狀 態(tài)不低于所述預(yù)定參考充電量并且所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足
所述預(yù)定M的情況下、處于將所述內(nèi)燃機保持在停止?fàn)顟B(tài)下的控制下時， 當(dāng)所述蓄電器單元的充電狀態(tài)降低得低于所述預(yù)定參考充電量時，所述控 制組件可控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機， 以與所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，所述混合動力車輛還包括動力要求 設(shè)定組件，所述動力要求設(shè)定組件基于所設(shè)定的要求驅(qū)動力設(shè)定所述驅(qū)動 軸所需的要求動力。所述停止-起動要求組件設(shè)定參考動力值使其隨著所述 蓄電器單元的充電狀態(tài)的降低而降低，并且當(dāng)所設(shè)定的要求動力高于所述 參考動力值時，確定滿足所述預(yù)定運行起動IHf以給出所述內(nèi)燃機的起動 要求。這種布置促進所述蓄電器單元的較低充電狀態(tài)下的預(yù)定運行起動條 件的滿足(成立)。
在混合動力車輛的另一個優(yōu)選應(yīng)用中，所述電力-機械動力輸入輸出機 構(gòu)包括三軸式動力輸入輸出組件，所述三軸式動力輸入輸出組件連接到 三個軸，即所述內(nèi)燃機的所述輸出軸、所述驅(qū)動軸和所述電機的旋轉(zhuǎn)軸， 并基于從所述三個軸之中任意兩個軸輸入和向該任意兩個軸輸出的動力， 而自動從剩下的一個軸輸入和向該剩下的一個軸輸出動力；和另一個電機， 所述另 一個電機能夠從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力.所 述電力-機喊動力輸入輸出機構(gòu)包括雙轉(zhuǎn)子電機，所述雙轉(zhuǎn)子電機具有與 所述內(nèi)燃機的所述輸出軸相連的第一轉(zhuǎn)子和與所述驅(qū)動軸相連的第二轉(zhuǎn) 子，并通過所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子的相對旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明涉及一種混合動力車輛的控制方法，所述混合動力車輛包括 內(nèi)燃機；電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)，所述電力-機械動力輸入輸出^J 連接到所述內(nèi)燃機的輸出軸并連接到驅(qū)動軸，并且通過電力和M動力的
機，用于輸入和輸出動力；齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)，所述齒輪式動力傳輸結(jié) 構(gòu)通過齒輪機構(gòu)連接所述驅(qū)動軸與所述電機的旋轉(zhuǎn)軸以使得能夠在所述驅(qū) 動軸與所述旋轉(zhuǎn)軸之間傳輸動力；以及蓄電器單元，所述蓄電器單元能夠 從所述電機和所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)輸入電力和向所述電機和
所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)輸出電力。在滿足預(yù)定運行起動條件的情
定M時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃機、所述電力4^動力輸入輸出機 構(gòu)和所述電機，以起動所述內(nèi)燃機并確保將相當(dāng)于預(yù)定的要求驅(qū)動力的驅(qū)
動力輸出到所述驅(qū)動軸。在給出所^動要求時所述齒輪M中的齒隙調(diào) 節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以使得與所述起動要求無關(guān)地將所述
輸出到所述驅(qū)動軸。 在滿足預(yù)定運豐
節(jié)程度滿足預(yù)定條件時，本發(fā)明的控制方法控制內(nèi)燃機、電力-機械動力輸 入輸出機構(gòu)和電機，以起動所述內(nèi)燃機并確保將相當(dāng)于要求驅(qū)動力的驅(qū)動 力輸出到所述驅(qū)動軸.在滿足預(yù)定運行起動^ff下給出起動要求時所述齒 輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件時，本發(fā)明的控制方法控制 內(nèi)燃機、電力-M動力輸入輸出^I和電機，以使得與所^動要求無關(guān)
驅(qū)動力輸出到所述驅(qū)動軸。這種布置有效地減少了內(nèi)燃機起動時出現(xiàn)齒輪 機構(gòu)中的齒隙或齒輪的呻嗒聲的可能性，從而保持良好的駕駛性能。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，在給出所i^動要求時所述電機的輸 出扭矩不低于預(yù)定參考扭矩值時，所述控制方法確定所述齒4^機構(gòu)中的齒 隙調(diào)節(jié)程度滿足所述預(yù)定條件，并控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸 入輸出機構(gòu)和所述電機以起動所述內(nèi)燃機。在給出所^動要求時所述電 機的輸出扭矩低于所述預(yù)定參考扭矩值時，所述控制方法確定所述齒輪機 構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件，并控制所述內(nèi)燃機、所述電力-
種布置確保適當(dāng)?shù)卮_定齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度是否滿足預(yù)定條件。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，在給出所^動要求時所i更定的要
求驅(qū)動力不低于預(yù)定參考驅(qū)動力值時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃機、所
述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以與所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào) 節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。這種布置有利地響應(yīng)駕駛員的指令。
在本發(fā)明的另 一個優(yōu)選實施例中，在給出所i^動要求時所述蓄電器 單元的充電狀態(tài)低于預(yù)定參考充電量時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃機、 所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以與所述齒輪機構(gòu)中的齒隙 調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。這種布置有利地防止所述蓄電器單元被 過度地放電。在給出所述起動要求時所述蓄電器單元的充電狀態(tài)不低于所 述預(yù)定參考充電量并且所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條 件的情況下、處于將所述內(nèi)燃機保持在停止?fàn)顟B(tài)下的控制下時，當(dāng)所述蓄 電器單元的充電狀態(tài)降低得低于所述預(yù)定參考充電量時，所述控制方法控 制所述內(nèi)燃機、所述電力4^動力輸入輸出M和所述電機，以與所述齒 輪^I中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。


圖1示意性地示出了本發(fā)明一個實施例中混合動力車輛的結(jié)構(gòu)； 圖2是流程圖，示出了由包含在本實施例混合動力車輛中的混合電子 控制單元執(zhí)行的驅(qū)動控制程序(例程)；
圖3示出了要求扭矩值設(shè)定圖的一個示例；
圖4是示出了參考動力值Pref相對于蓄電池的充電狀態(tài)SOC的變化 的圖5示出了用于設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te+的發(fā)動機有效工作 曲線；
圖6是示出了包含在本實施例混合動力車輛中的動力分配集中機構(gòu)的 各個轉(zhuǎn)動元件的扭矩轉(zhuǎn)速動力學(xué)關(guān)系的列線圖7示意性地示出了作為一個變形例的另一混合動力車輛的結(jié)構(gòu)；和 圖8示意性地示出了作為另一個變形例的另一混合動力車輛的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
下面將作為一個優(yōu)選實施例描述執(zhí)行本發(fā)明的一個模式。圖l示意性
地示出了本發(fā)明一個實施例中混合動力車輛20的結(jié)構(gòu)。如所示出的，該實 施例的混合動力車輛20包括發(fā)動機22、通過緩沖器28與用作發(fā)動機22 的輸出軸的曲軸26相連接的三軸型動力分配集中機構(gòu)30、與動力分配集 中機構(gòu)30相連接并且具有發(fā)電能力的電機MG1、通過減速器35連接于動 力分配集中機構(gòu)30的另一個電機MG2、以及控制整個動力輸出裝置的混 合電子控制單元70。
發(fā)動機22是消M氫燃料，諸如汽油或輕油，以輸出動力的內(nèi)燃機。 發(fā)動機電子控制單元24 (在下文中稱之為發(fā)動機ECU24)接收來自于用 于檢測發(fā)動機22的運行狀態(tài)的各種傳感器的信號，并負責(zé)發(fā)動機22的運 行控制，例如，燃料噴射控制、點火控制、以及^空氣流量調(diào)節(jié)。發(fā)動 機ECU24與混合電子控制單元70相通信以響應(yīng)于從混合電子控制單元70 中接收的控制信號控制發(fā)動機22的運行，同時根據(jù)要求向混合電子控制單 元70輸出與發(fā)動機22的運行狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
動力分配集中機構(gòu)30具有作為外部齒輪的太陽齒輪31、作為內(nèi)部齒 輪并被布置得與太陽齒輪31同心的齒圏32、與太陽齒輪31以及與齒圏32 相嚙合的多個小齒輪33、以及以允許其自由旋轉(zhuǎn)以及在相應(yīng)軸上自由轉(zhuǎn)動 的這樣一種方式支撐多個小齒輪33的行星架34。也就是說，動力分配集 中機構(gòu)30被構(gòu)成為可供作為轉(zhuǎn)動元件的太陽齒輪31、齒圍32以及行星架 34的差速運動的行星齒輪機構(gòu).動力分配集中機構(gòu)30中的行星架34、太 陽齒輪31以及齒圍32分別與發(fā)動機22的曲軸26、與電機MG1、以及通 過齒團軸32a與減速器35相連接。當(dāng)電機MG1用作發(fā)電機時，從發(fā)動機 22中輸出并通過行星架34輸入的動力根據(jù)傳動比被分配到太陽齒輪31和 齒圏32中。另一方面，當(dāng)電機MG1用作電動機時，M動機22中輸出 并通過行星架34輸入的動力與從電機MG1中輸出并通過太陽齒輪31輸 入的動力相組合，并且所組合的動力被輸出到齒圏32。因此輸出到齒圍32 的動力最終通過齒輪機構(gòu)37、差速器38和車軸36從齒圏軸32a中被傳輸 到驅(qū)動輪39a和39b。
電機MG1和電機MG2都被構(gòu)成為可作為發(fā)電機以及可作為電動^L 驅(qū)動的已知同步電動發(fā)電機。電機MG1和電機MG2通過逆變器41和42 向蓄電池50中以;5U^蓄電池50中傳輸電力。將逆變器41和42與蓄電池 50相連接的電力線54被構(gòu)成為由逆變器41和42共用的正極總線和負極 總線。這種設(shè)置能夠使得電機MG1和電機MG2中之一所產(chǎn)生的電力可由 另一個電機消耗。因此蓄電池50可被充以電機MG1或電機MG2中任一 個所產(chǎn)生的剩余電力，以;Sj改電以補充不足的電力。當(dāng)實現(xiàn)電機MG1和 電機MG2之間的電力輸入和輸出平衡時，蓄電池50既不充電也不放電。 這兩個電機MG1和MG2的運行都由電機電子控制單元40 (在下文中稱 之為電機ECU40)控制。電機ECU40接收控制電機MG1和MG2的運行 所需的各種信號，例如，來自于用于檢測電機MG1和MG2中轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 位置的轉(zhuǎn)動位置檢測傳感器43和44的信號以及施加于電機MG1和MG2 并由電流傳感器(未示出)測得的相電流。電機ECU40向逆變器41和42 輸出切換(開關(guān))控制信號。電機ECU40執(zhí)行轉(zhuǎn)速計算程序(未示出) 以從轉(zhuǎn)動位置檢測傳感器43和44的輸入信號計算電機MG1和MG2的各 個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2。電機ECU40與混合電子控制單元70相通信
的運行，同時根據(jù)要求向混合電子控制單元70輸出與電機MG1和MG2 的運行狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
蓄電池50處于蓄電池電子控制單元(在下文中稱之為蓄電池ECU) 52的控制下。蓄電池ECU52接收用于蓄電池50的控制所需的各種信號， 例如，由設(shè)置在蓄電池50的端子之間的電壓傳感器51a測量的端子間電壓 Vb、由連接于與蓄電池50的輸出終端相連接的電力線54的電流傳感器51b 測量的充放電電流、以及由連接于蓄電池50的溫度傳感器51c測量的蓄電 池溫度Tb。蓄電池ECU52根據(jù)要求通過通信向混合電子控制單元70輸出 與蓄電池50的狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù).蓄電池ECU52基于電流傳感器51b所測 量的累積充放電電流Ib計算蓄電池50的充電狀態(tài)(SOC),用于蓄電池 50的控制。
混合電子控制單元70被構(gòu)成為包括CPU72、儲存處理程序的ROM74、 臨時儲存數(shù)據(jù)的RAM76、未示出的輸入-輸出端口、以及未示出的通信端 口的微處理器?；旌想娮涌刂茊卧?0通過輸入端口接收各種輸入來自于 點火開關(guān)80的點火信號、來自于用于檢測變速桿81的當(dāng)前位置的換檔位 置傳感器82的換檔位置SP、來自于測量加速器踏板83的*量的加速器 踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、來自于測量制動器踏板85的， 量的制動器踏板位置傳感器86的制動器踏板位置BP、以及來自于車速傳 感器88的車速V。混合電子控制單元70通itit信端口與發(fā)動機ECU24、 電機ECU40、以及蓄電池ECU52相通信以向發(fā)動機ECU24、電機ECU40、 以及蓄電池ECU52中以;5UUL動機ECU24、電機ECU40、以及蓄電池 FX:U52中傳輸各種控制信號和數(shù)據(jù)，如前面所述的。
如此構(gòu)成的本實施例的混合動力車輛20,基于車速V和相當(dāng)于駕駛員 的加速器踏板83的^"量的加速器開度Acc的觀測值，計算將被輸出到 用作驅(qū)動軸的齒團軸32a的要求扭矩。對發(fā)動機22和電機MG1和MG2 進行運行控制以向齒閨軸32a輸出與所計算的要求扭矩值相對應(yīng)的要求動 力值。發(fā)動機22和電機MG1和MG2的運行控制選擇性地實現(xiàn)扭矩轉(zhuǎn)換 驅(qū)動模式、充放電驅(qū)動模式、以及電機驅(qū)動模式中的一個。扭矩轉(zhuǎn)換驅(qū)動 模式控制發(fā)動機22的運行以輸出與要求動力值相當(dāng)?shù)膭恿α?，同時驅(qū)動和
分配集中機構(gòu)30和電機MG1和MG2經(jīng)受扭矩轉(zhuǎn)變并輸出到齒團軸32a。 充放電驅(qū)動模式控制發(fā)動機22的運行，以輸出與要求動力值和通過為蓄電 池50充電所消耗的或通過使得蓄電池50放電所供應(yīng)的電力量的合計值相 當(dāng)?shù)膭恿α?，同時伴隨蓄電池50的充電或放電，驅(qū)動和控制電機MG1和 MG2以使得從發(fā)動機22中輸出的所有或部分動力相當(dāng)于借助于動力分配 集中M 30和電機MG1和MG2經(jīng)受扭矩轉(zhuǎn)變并輸出到齒團軸32a的要 求動力值。電機驅(qū)動模式停止發(fā)動機22的運行并驅(qū)動和控制電機MG2以 向齒圏軸32a輸出與要求動力值相當(dāng)?shù)膭恿α俊?br> 下面將針對具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例的混合動力車輛20的一系列控
制操作進行描述。圖2是示出了由混合電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動控制程 序的流程圖。在預(yù)定時間間隔，例如每數(shù)毫秒，重復(fù)地執(zhí)行該驅(qū)動控制程序。
在該驅(qū)動控制程序中，混合電子控制單元70的CPU72首先輸入控制 所需的各種數(shù)據(jù)，即，來自于加速器踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、 來自于車速傳感器88的車速V、電機MG1和MG2的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2、 蓄電池50的充電狀態(tài)SOC、待充入到蓄電池50中或待從蓄電池50中放 出的充放電要求功率Pl^以及蓄電池50的輸出極限Wout (步驟S100)。 電機MG1和MG2的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2是從轉(zhuǎn)動位置檢測傳感器43和44 所檢測的電機MG1和MG2中各個轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動位置計算出的，并通過通信 從電機ECU40被接收。蓄電池50的充電狀態(tài)SOC是從由電流傳感器51b 所檢測的蓄電池50的累積充放電電流Ib計算出的，并且是通過通信從蓄 電池ECU52中接收的。蓄電池50的充放電要求功率Pl^是基于蓄電池50 的充電狀態(tài)SOC設(shè)定的并且是通過通信從蓄電池ECU52中接收的。蓄電 池50的輸出極限Wout是基于蓄電池溫度Tb和充電狀態(tài)SOC設(shè)定的并 且是通itii信從蓄電池ECU52中接收的。
在數(shù)據(jù)輸入之后，CPU72基于輸入的加速器開度Acc和輸入的車速V， 設(shè)定待輸出到齒圍軸32a或驅(qū)動軸的要求扭矩值T"和發(fā)動機22所需的發(fā) 動M求動力PeA (要求功率)(步驟S110).本實施例中設(shè)定要求扭矩 值T"的具體程序預(yù)先將要求扭矩值T"相對于加速器開度Acc和車速V 的變化作為要求扭矩值設(shè)定圖儲存在ROM74中，并且從該要求扭矩值設(shè) 定圖中讀出與給定的加速器開度Acc和給定的車速V相對應(yīng)的要求扭矩值 Tr*。在圖3中示出了要求扭矩值設(shè)定圖的一個示例。將發(fā)動M求動力 1^*計算為要求扭矩值T"和齒圏軸32a的轉(zhuǎn)速Nr的乘積、待充入到蓄電 池50中或待從蓄電池50中放出的充放電要求功率Pl^以及潛在損失的合 計。通過用減速器35的傳動比Gr除電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2或通過用車速 V乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)k獲得齒圏軸32a的轉(zhuǎn)速Nr。
之后CPU72基于蓄電池50的充電狀態(tài)SOC設(shè)定參考動力值Pref(步
驟S120 )并在發(fā)動機要求動力？6*與參考動力值Pref之間進行比較以;Mt 蓄電池50的充電狀態(tài)SOC和預(yù)定參考充電值Sref之間進行比較(步驟 S130)。這些比較的結(jié)果判定是要求還是不要求發(fā)動機22的運行。參考動 力值Pref用作用于基于駕駛員的要求判定要求發(fā)動機22的運行或不要求 其運行的標(biāo)準(zhǔn)。本實施例中設(shè)定參考動力值Pref的具體程序預(yù)先將參考動 力值Pref相對于蓄電池50的充電狀態(tài)SOC的變化作為圖儲存在ROM74 中，并且從該圖中讀出與給定的充電狀態(tài)SOC相對應(yīng)的參考動力值Pref。 圖4的圖作為實例示出了參考動力值Pref相對于蓄電池50的充電狀態(tài) SOC的變化。在所示的圖中，參考動力值Pref被設(shè)定為隨著蓄電池50的 充電狀態(tài)SOC的降低而降低。較低蓄電池50的充電狀態(tài)SOC導(dǎo)致將運 行的發(fā)動機22保持在其運行狀態(tài)中的較高可能性以及滿足停止?fàn)顟B(tài)下的 發(fā)動機22的啟動要求的條件的較高可能性。稍后將描述這樣設(shè)定參考動力 值Pref的原因。參考充電值Sref用作用于基于蓄電池50的充電狀態(tài)SOC 判定要求發(fā)動機22的運行或不要求其運行的標(biāo)準(zhǔn)并取決于蓄電池鄰的特 征。
當(dāng)在步驟S130中發(fā)動機要求動力PeA不高于預(yù)定參考動力值Pref并 且當(dāng)蓄電池50的充電狀態(tài)SOC不低于預(yù)定參考充電值Sref時，CPU72 判定為要求發(fā)動機22停止。因此CPU72將發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne豐和目 標(biāo)扭矩16*兩者都設(shè)定為0 (步驟S140)并將電機MG1的扭矩指令值設(shè) 定為0 (步驟S150)。之后CPU72用電機MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除蓄電池50 的輸出極限，以計算作為從電機MG2中輸出的最大可能扭矩的扭矩上限 Tmax (步驟S160)，并用減速器35的傳動比Gr除扭矩指令值T"以計 算作為待從電機MG2中輸出的扭矩的假定(tentative)電機扭矩Tm2tmp (步驟S170)。通過將所計算的假定電機扭矩Tm2tmp限制為扭矩上限 Tmax而設(shè)定電機MG2的扭矩指令Tm2* (步驟S270)。電機MG2的扭 矩指令Tm2A的所述設(shè)定將待輸出到齒圍軸32a或驅(qū)動軸的扭矩指令Tr* 限制在蓄電池50的輸出極限Wout的范圍內(nèi)。
在設(shè)定發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne傘和目標(biāo)扭矩Te豐以及電機MG1和
MG2的扭矩指令Tm"和Tm2A之后，CPU72將發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne* 和目標(biāo)扭矩Te豐輸送到發(fā)動機ECU24,以及將電機MG1和MG2的扭矩 指令Tm"和1^2*輸送到電機ECU40 (步驟S280)并從該驅(qū)動控制程序 中退出。發(fā)動機ECU24接收都設(shè)定為0的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne承和目標(biāo)扭矩Te* 并停止運行中的發(fā)動機22或?qū)l(fā)動機22保持在停止?fàn)顟B(tài)下。電機ECU40 接收扭矩指令TmP和Tm2A并執(zhí)行包含在相應(yīng)逆變器41和42中的切換元 件的切換控制以用扭矩指令Tml *驅(qū)動電機MG1以及用扭矩指令Tm2w驅(qū) 動電機MG2。
另一方面，當(dāng)在步驟S130中發(fā)動機要求動力PeA高于預(yù)定參考動力值 Pref或當(dāng)蓄電池50的充電狀態(tài)SOC低于預(yù)定參考充電值Sref時，CPU72 判定為要求發(fā)動機22運行。因此CPU72接著判斷發(fā)動機22是否已停止(步 驟S180 )。當(dāng)在步驟S180判定發(fā)動機22未停止而是運行時，CPU72將 發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne,和目標(biāo)扭矩TeW殳定得與發(fā)動機要求動力Pe^目 對應(yīng)。根據(jù)確保發(fā)動機22的有效工作的有效工作曲線和發(fā)動機要求動力 PeA的曲線確定發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne豐和目標(biāo)扭矩Te、圖5示出了用 于設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 6*和目標(biāo)扭矩Te+的發(fā)動機22的有效工作曲線。如圖5 中清楚示出的，目標(biāo)轉(zhuǎn)速 6*和目標(biāo)扭矩Te+作為有效工作曲線和恒^JL 動^"求動力Pe+的曲線之間的交點(=Ne*xTe*)被給出。
在設(shè)定發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne-和目標(biāo)扭矩Te+之后，CPU72根據(jù)下 面給出的公式(1)從發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、齒團軸32a的轉(zhuǎn)速Nr (=Nm2/Gr)、以及動力分配集中機構(gòu)30的傳動比p計算電機MG1的目 標(biāo)轉(zhuǎn)速Nml*,同時根據(jù)下面給出的公式(2)從所計算的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nml* 和電機MG1的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nml計算電機MG1的扭矩指令Tml* (步驟 S240):
(1) Nml* = Ne*' (1 + p) /p>Nm2/ (Gr.p)
(2 ) Tml* =先前的Tml* + kl (Nml*-Nml) + k2j (Nml*- Nml) dt
公式(1)是包含在動力分配集中機構(gòu)30中的轉(zhuǎn)動元件的動力學(xué)關(guān)系 式。圖6是示出了包含在動力分配集中機構(gòu)30中的各個轉(zhuǎn)動元件的扭矩-
轉(zhuǎn)速動力學(xué)關(guān)系的列線圖。左面的軸"S"表示與電機MG1的轉(zhuǎn)速Nml 相當(dāng)?shù)奶桚X輪31的轉(zhuǎn)速。中間的軸"C"表示與發(fā)動機22的轉(zhuǎn)速Ne相 當(dāng)?shù)男行羌?4的轉(zhuǎn)速。右面的軸"R"表示齒圏32 (齒圏軸32a)的轉(zhuǎn)速 Nr。根據(jù)該列線圖的扭矩-轉(zhuǎn)速動力學(xué)關(guān)系可容易地獲得電機MGl的目標(biāo) 轉(zhuǎn)速Nml*。通過扭矩指令TmP和目標(biāo)轉(zhuǎn)速NmP的設(shè)定進行的電機MG1 的驅(qū)動控制，能夠使得發(fā)動機22在目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne,下轉(zhuǎn)動。公式(2)是用 于在目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm"下驅(qū)動并轉(zhuǎn)動電機MG1的^Jt控制的關(guān)系式。在以上 給出的公式(2)中，右側(cè)第二項中的"kl"和第三項中的"k2"分別表 示比例項的增益和積分項的增益。圖6中軸"R"上的兩個向上的粗箭頭 分別示出了當(dāng)M動機22中輸出扭矩Te申時直^"輸?shù)烬X圏軸32a的扭 矩，以及當(dāng)從電機MG2中輸出扭矩Tm2傘時通過減速器35施加到齒圏軸 32a的扭矩。
在電機MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速NmP和扭矩指令TmP的計算之后，CPU72 根據(jù)下面給出的公式(3)計算扭矩上限Tmax (步驟S250)。該計算，從 蓄電池50的輸出極限Wout中減去扭矩指令TmP與表示電機MG1的功 耗(發(fā)電)的電機MG1的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nml的乘積得出差值，并用電機MG2 的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm2除該差值<formula>formula see original document page 18</formula>(3)
之后CPU72 ill據(jù)下面給出的公式(4)從要求扭矩值Tr*、電機MG1的 扭矩指令Tml、動力分配集中機構(gòu)30的傳動比p、以及減速器35的傳動 比Gr計算假定電機扭矩Tm2tmp (步驟S260):
<formula>formula see original document page 18</formula> (4)
通過將所計算的假定電機扭矩Tm2tmp限制于扭矩上限Tmax 而i殳定電機 MG2的扭矩指令Tm2* (步驟S270)?？扇菀椎貜膱D6的列線圖中引出公 式(4)。
在設(shè)定發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne+和目標(biāo)扭矩Te豐以及電機MG1和 MG2的扭矩指令TmP和11112*之后，CPU72將發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne* 和目標(biāo)扭矩Te+輸送到發(fā)動機ECU24，將電機MG1和MG2的扭矩指令
TmP和Tm2A輸送到電機ECU40 (步驟S280)，并從該驅(qū)動控制程序中 退出。發(fā)動機ECU24接收目標(biāo)轉(zhuǎn)速NeA和目標(biāo)扭矩TeA并啟動發(fā)動機22， 同時執(zhí)行燃料噴射控制和點火控制以在目標(biāo)轉(zhuǎn)速 6*和目標(biāo)扭矩16*的指 定驅(qū)動點下驅(qū)動發(fā)動機22。
另一方面，當(dāng)在步驟S180判定發(fā)動機22已停止時，CPU27判定為要 求啟動發(fā)動機22并比較該驅(qū)動控制程序的先前循環(huán)中作為電機MG2的輸 出扭矩的電機MG2的扭矩指令Tm2A的先前設(shè)定值(先前的Tm2* )與預(yù) 定參考輸出扭矩Tm2ref (步驟S190)。參考輸出扭矩Tm2ref用作判定齒 輪機構(gòu)37和差速器38是否具有齒隙調(diào)節(jié)，即，在齒輪機構(gòu)37中或在差速 器38中是否基本上不存在齒隙或齒輪的"f嗒聲可能性的標(biāo)準(zhǔn).在本實施例 中，通過用減速器35的傳動比Gr除實際上相當(dāng)于發(fā)動機22啟動時施加 于齒圍軸32a或驅(qū)動軸的扭矩波動的最大值的扭矩或更大扭矩，來設(shè)定參 考輸出扭矩Tm2ref。在通過電機MG1拖動(motoring)發(fā)動機22以啟 動發(fā)動機22的處理中，由于活塞的往復(fù)運動或活塞在發(fā)動機22中的摩擦 而產(chǎn)生的扭矩波動被施加于齒閨軸32a或驅(qū)動軸。當(dāng)較低扭矩從電機MG2 中被輸出到齒圏軸32a時，扭矩波動可將輸出至齒圏軸32a的正/負扭矩的 正負符號顛倒。這可導(dǎo)致齒^^機構(gòu)37中或差速器38中的齒隙或齒輪的啼 嗒聲。步驟S190的處理判定是否有齒輪機構(gòu)37中或差速器38中的齒隙或 齒輪的"t嗒聲的可能性。當(dāng)在步驟S190中電機MG2的輸出扭矩(先前的 Tm2* )不低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時，CPU72確定齒輪,37中 或差速器38中具有齒隙調(diào)節(jié)并且在齒輪機構(gòu)37中或在差速器38中基本上 不存在齒隙或齒輪的呼嗒聲的可能性。之后CPU啟動發(fā)動機(步驟S220) 并執(zhí)行步驟S230以及其后的步驟的處理。
另一方面，當(dāng)在步驟S1卯中電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2" 低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時，CPU72比較扭矩指令1>*與預(yù)定參考 扭矩值Tref (步驟S200)。參考扭矩值Tref用作用于判定要求或不要求 向齒圏軸32a或驅(qū)動軸輸出較大扭矩的標(biāo)準(zhǔn)。例如，當(dāng)駕駛員將加速器踏 板83下壓較大深度時，存在向齒圏軸32a輸出較大扭矩的要求。參考扭矩
值Tref取決于混合動力車輛22的特征。當(dāng)在步驟S200扭矩指令1>*不低 于預(yù)定參考扭矩值Tref時，CPU72判定要求向齒圏軸32a或驅(qū)動軸輸出 較大扭矩。之后CPU72啟動發(fā)動機22 (步驟S220)并執(zhí)行步驟S230以 及其后的步驟的后續(xù)處理。這對應(yīng)于駕駛員的加速要求。在該狀態(tài)下，在 齒輪機構(gòu)37中或差速器38中存在齒隙或齒輪的味嗒聲的一些可能性。然 而，從駕駛員作出加速指令后允許可能的齒隙或齒輪的^t嗒聲。另一方面， 當(dāng)在步驟S200扭矩指令TrM氐于預(yù)定參考扭矩值Tref時，CPU72將蓄電 池50的充電狀態(tài)SOC與預(yù)定參考充電值Sref進行比較(步驟S210).
參考充電值Sref相同，盡管也可將不同值設(shè)定給參考充電值Sref,當(dāng)在步 驟S210時蓄電池50的充電狀態(tài)SOC不低于預(yù)定參考充電值Sref時，驅(qū) 動控制程序進行到步驟S140。在這種狀態(tài)中，待輸出到齒圍軸32a或驅(qū)動 軸的所需扭矩不太高并且蓄電池50具有作為充電狀態(tài)SOC的足夠高的充 電值，而在發(fā)動機22啟動時在齒輪機構(gòu)37中或差速器38中存在齒隙或齒 輪的啼嗒聲的一些可能性。之后CPU72將發(fā)動機22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne+和目 標(biāo)扭矩Te+都設(shè)定為0，以與發(fā)動機22的啟動要求無關(guān)地將發(fā)動機22保 持在停止?fàn)顟B(tài)下(步驟S140)，并執(zhí)行步驟S150以及其后的步驟的后續(xù) 處理。這種控制有效地降低了由于發(fā)動機22啟動時施加到齒團軸32a或驅(qū) 動軸的扭矩波動所導(dǎo)致的在齒輪機構(gòu)37中或差速器38中存在齒隙或齒輪 的呼嗒聲的可能性。另一方面，當(dāng)在步驟210中蓄電池50的充電狀態(tài)SOC 低于預(yù)定參考充電值Sref時，CPU72啟動發(fā)動機22 (步驟S220)并執(zhí)行 步驟S230以及其后的步騍的后續(xù)處理。這有效地防止蓄電池50被過度放 電。在電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2* M氐于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref (步驟S190:是)、扭矩指令TrM氐于預(yù)定參考扭矩值Tref (步驟S200: 是)以及蓄電池50的充電狀態(tài)SOC不低于預(yù)定參考充電值Sref (步驟 S210:是)等條件下，在用于與發(fā)動機22的啟動要求無關(guān)地將發(fā)動機22 保持在停止?fàn)顟B(tài)下(步驟S140)的控制下，當(dāng)蓄電池50的充電狀態(tài)SOC 降低得低于預(yù)定參考充電值Sref時，驅(qū)動控制程序與電機MG2的輸出扭
矩(先前的Tm2*)和扭矩指令1>*無關(guān)地啟動發(fā)動機22。在根據(jù)蓄電池 50的充電狀態(tài)SOC啟動發(fā)動機22的情況下，在齒l^機構(gòu)37中或差速器 38中存在齒隙或齒輪的呼嗒聲的一些可能性。為了更好的駕駛性能，最好 使得根據(jù)蓄電池50的充電狀態(tài)SOC啟動發(fā)動機22的情況最少化。因此， 在步驟S120,將參考動力值Pref設(shè)定得隨蓄電池50的充電狀態(tài)SOC的 降低而降低。在蓄電池50的較低充電狀態(tài)SOC下，參考動力值Pref的這 種設(shè)定確保了將運行著的發(fā)動機22保持在其運行狀態(tài)的更高可能性從而 防止蓄電池50的充電狀態(tài)SOC的進一步降低，同時確保停止?fàn)顟B(tài)下的發(fā) 動機22的啟動要求的條件成立的更高可能性，以減少祁^據(jù)蓄電池50的較 低充電狀態(tài)SOC啟動發(fā)動機22的頻率。
在上述實施例的混合動力車輛20中，在要求發(fā)動機22的啟動時，當(dāng) 電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2* )不低于用作判定齒隙調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù) 定參考輸出扭矩Tm2ref的條件下，該驅(qū)動控制啟動發(fā)動機22。在電機 MG2的輸出扭矩(先前的Tm2*)低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref的M 下，該驅(qū)動控制不啟動發(fā)動機22。這種設(shè)置有效地降低了在齒輪機構(gòu)37 中或差速器38中存在齒隙或齒輪的啼嗒聲的可能性。即使當(dāng)電機MG2的 輸出扭矩(先前的Tm2* )低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時，在扭矩指令 1>*不低于預(yù)定參考扭矩值Tref的條件下或者在蓄電池50的充電狀態(tài) SOC低于預(yù)定參考充電值Sref的情況下，該驅(qū)動控制啟動發(fā)動機22。在 前一種條件下發(fā)動機22的啟動有利地響應(yīng)于駕駛員的加速指令，而在后一 種條件下發(fā)動機22的啟動有效地防止蓄電池50被過度放電。
在本實施例的混合動力車輛20中，用作用于判定要求發(fā)動機22的運 行或不要求其運行的標(biāo)準(zhǔn)的參考動力值Pref，被設(shè)定得隨蓄電池50的充電 狀態(tài)SOC的降低而降低。這種i殳定確保了在蓄電池50的充電狀態(tài)SOC 越低時，將運行著的發(fā)動機22保持在其運行狀態(tài)的更高可能性以及在停止 狀態(tài)下的發(fā)動機22的啟動要求條件成立的更高可能性。前一種情況有利地 防止蓄電池50的充電狀態(tài)SOC的進一步降低，后一種情況有利地減少根 據(jù)蓄電池50的較低充電狀態(tài)SOC啟動發(fā)動機22的頻率。
本實施例的混合動力車輛20執(zhí)行圖2的驅(qū)動控制程序，以響應(yīng)于要求
啟動條件成立時而啟動發(fā)動機22。該驅(qū)動控制程序的變形流程可響應(yīng)于停 止發(fā)動機22的要求的判定，根據(jù)成立的用以啟動發(fā)動機22的啟動射K步 驟S1卯至S210)，設(shè)定發(fā)動機22的停止*。例如，當(dāng)發(fā)動機22根據(jù) 蓄電池22的充電狀態(tài)SOC啟動(步驟S210和S220)時，發(fā)動機22的停 止條件為，蓄電池50的充電狀態(tài)SOC增加至或超過預(yù)定充電值Sref2 (例 如53%或55%)，該預(yù)定充電值Sref2大于預(yù)定參考充電值Sref。當(dāng)發(fā)動 機22根據(jù)電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2* )(步驟S190和S220) 或根據(jù)扭矩指令Tr* (步驟S200和S220)啟動時，發(fā)動機22的停止^Ht 為，蓄電池50的充電狀態(tài)SOC增加至或超過預(yù)定充電值Sref3 (例如50 % )，該預(yù)定充電值Sref3高于預(yù)定參考充電值Sref但低于預(yù)定充電值 Sref2。與根據(jù)蓄電池50的充電狀態(tài)SOC啟動發(fā)動機22的情9Lt目比較， 與蓄電池50的充電狀態(tài)SOC無關(guān)地啟動發(fā)動機22能夠使得發(fā)動機22在 蓄電池50的較低充電狀態(tài)SOC下停止.這有利地增強了能量效率。
在本實施例的混合動力車輛20中，參考動力值Pref被設(shè)定得隨蓄電 池50的充電狀態(tài)SOC的降低而降低，如圖4的圖中所示的。參考動力值 Pref可^Li殳定為固定值，與蓄電池50的充電狀態(tài)SOC無關(guān)。
在本實施例的混合動力車輛20中，響應(yīng)于發(fā)動機22的啟動要求，基 于電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2*)，該驅(qū)動控制判定在齒輪M 37中或在差速器38中是否存在齒隙或齒輪的啼嗒聲的可能性。然而，所 述判定的對象不局限于電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2* )。任何適合 量都可用作判定在齒輪機構(gòu)37中或在差速器38中是否存在齒隙或齒輪的 啼嗒聲的可能性的對象。
在本實施例的混合動力車輛20中，在要求發(fā)動機22的啟動時，即使 是當(dāng)電機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2* )低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref 時，在扭矩指令TP不低于預(yù)定參考扭矩值Tref的條件下，驅(qū)動控制啟動 發(fā)動機22。該驅(qū)動控制的一個可行變形，可在電機MG2的輸出扭矩(先
前的Tm2* )低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時，與扭矩指令T"無關(guān)地將 發(fā)動機22保持在停止?fàn)顟B(tài)。
在本實施例的混合動力車輛20中，在要求發(fā)動機22的啟動時，在蓄 電池50的充電狀態(tài)SOC低于預(yù)定參考充電值Sref的條件下，即使是當(dāng)電 機MG2的輸出扭矩(先前的Tm2*)低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時， 該驅(qū)動控制啟動發(fā)動機22。該驅(qū)動控制的一個可行變形，可當(dāng)電機MG2 的輸出扭矩(先前的Tm2*)低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時，與蓄電池 50的充電狀態(tài)SOC無關(guān)地將發(fā)動機22保持在停止?fàn)顟B(tài)。
在本實施例的混合動力車輛20中，電機MG2的動力被輸出到齒團軸 32a或驅(qū)動軸。在示為圖7的混合動力車輛120的一個可能變形中，電機 MG2的動力可被輸出到另 一個車軸(即，與圖7的車輪39a和39b相連的 車軸36b)，該車軸不同于與齒圍軸32a連接的車軸(即，與車輪39a和 39b相連的車軸)。
在本實施例的混合動力車輛20中，發(fā)動機22的動力通過動力分配集 中機構(gòu)30被輸出到齒圏軸32a或與驅(qū)動輪39a和39b相連接的驅(qū)動軸。在 圖8的另一個可能變形中，混合動力車輛220可具有雙轉(zhuǎn)子電機230，所 述雙轉(zhuǎn)子電機230具有連接于發(fā)動機22的曲軸26的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和連接于 用于向驅(qū)動輪39a和39b輸出動力的驅(qū)動軸的外轉(zhuǎn)子234，并且將^UC動 機22中輸出的部分動力傳輸?shù)津?qū)動軸，同時將動力的剩余部分轉(zhuǎn)化為電 力。
應(yīng)認為上述實施例在所有方面都是例示性的而不是限制性的，在不脫 離本發(fā)明主要特征的范圍和精神的前提下可存在許多變形、改變、和替換。 本發(fā)明的范圍和精神由所附權(quán)利要求表明，而不是由前面的描^明
工業(yè)實用性
本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)選應(yīng)用于混合動力車輛的制造工業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種安裝有構(gòu)成為向連接于車軸的驅(qū)動軸輸出動力的內(nèi)燃機以及輸入和輸出動力的電機的混合動力車輛，所述混合動力車輛包括電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)，所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)連接到所述內(nèi)燃機的輸出軸并連接到所述驅(qū)動軸，并且通過電力和機械動力的輸入和輸出而將所述內(nèi)燃機的輸出動力的至少部分輸出到所述驅(qū)動軸；齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)，所述齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)通過齒輪機構(gòu)連接所述驅(qū)動軸與所述電機的旋轉(zhuǎn)軸以使得能夠在所述驅(qū)動軸與所述旋轉(zhuǎn)軸之間傳輸動力；蓄電器單元，所述蓄電器單元能夠從所述電機和所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)輸入電力和向所述電機和所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)輸出電力；要求驅(qū)動力設(shè)定組件，所述要求驅(qū)動力設(shè)定組件設(shè)定要輸出到所述驅(qū)動軸的要求驅(qū)動力；停止-起動要求組件，所述停止-起動要求組件在滿足預(yù)定運行停止條件的情況下給出所述內(nèi)燃機的停止要求，以及在滿足預(yù)定運行起動條件的情況下給出所述內(nèi)燃機的起動要求；和控制組件，在由所述停止-起動要求組件給出所述起動要求時所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度滿足預(yù)定條件時，所述控制組件控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以起動所述內(nèi)燃機并確保將相當(dāng)于所設(shè)定的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力輸出到所述驅(qū)動軸，在給出所述起動要求時所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件時，所述控制組件控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以使得與所述起動要求無關(guān)地將所述內(nèi)燃機保持在停止?fàn)顟B(tài)下并確保將相當(dāng)于所設(shè)定的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力輸出到所述驅(qū)動軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的混合動力車輛，其特征在于，在給出所i^動要求時所述電機的輸出扭矩不低于預(yù)定參考扭矩值時，所述控制組件確 定所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度滿足所述預(yù)定條件，并控制所述內(nèi)燃機、件，并控制所述內(nèi)燃機、所述電力4^動力輸入輸出^和所述電機以將 所述內(nèi)燃機保持在停止?fàn)顟B(tài)下。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的混合動力車輛，其特征在于，在給出所ii^ 動要求時所設(shè)定的要求驅(qū)動力不低于預(yù)定參考驅(qū)動力值時，所述控制組件 控制所述內(nèi)燃機、所述電力-M動力輸入輸出^I和所述電機，以與所述 齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)M動所述內(nèi)燃機。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的混合動力車輛，其特征在于，在給出所ii^ 動要求時所述蓄電器單元的充電狀態(tài)低于預(yù)定參考充電量時，所述控制組 件控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以與所 述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合動力車輛，其特征在于，在給出所i^ 動要求時所述蓄電器單元的充電狀態(tài)不低于所述預(yù)定參考充電量并且所述 齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件的情況下、處于將所述內(nèi) 燃機保持在停止?fàn)顟B(tài)下的控制下時，當(dāng)所述蓄電器單元的充電狀態(tài)降低得 低于所述預(yù)定參考充電量時，所述控制組件控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以與所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度 無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機.
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的混合動力車輛，其特征在于，所述車輛還包括動力要求設(shè)定組件，所述動力要求設(shè)定組件基于所設(shè)定的要求驅(qū)動力 設(shè)定所述驅(qū)動軸所需的要求動力；所述停止-起動要求組件設(shè)定參考動力值使其隨著所述蓄電器單元的 充電狀態(tài)的降低而降低，并且當(dāng)所設(shè)定的要求動力高于所述參考動力值時， 確定滿足所述預(yù)定運行起動M以給出所述內(nèi)燃機的起動要求。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的混合動力車輛，其特征在于，所述電力-機械 動力輸入輸出^J包括三軸式動力輸入輸出組件，所述三軸式動力輸入輸出組件連接到三個 軸，即所述內(nèi)燃機的所述輸出軸、所述驅(qū)動軸和所述電機的旋轉(zhuǎn)軸，并基 于從所述三個軸之中任意兩個軸輸入和向該任意兩個軸輸出的動力，而自 動從剩下的一個軸輸入和向該剩下的一個軸輸出動力；和另一個電機，所述另一個電機能夠從所逸旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋 轉(zhuǎn)軸輸出動力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的混合動力車輛，其特征在于，所述電力40fe 動力輸入輸出^l包括雙轉(zhuǎn)子電機，所述雙轉(zhuǎn)子電機具有與所述內(nèi)燃機的所述輸出軸相連的 第 一轉(zhuǎn)子和與所述驅(qū)動軸相連的第二轉(zhuǎn)子，并通過所述第 一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子的相對旋轉(zhuǎn)而被驅(qū)動。
9. 一種混合動力車輛的控制方法，所述混合動力車輛包括內(nèi)燃機； 電力-M動力輸入輸出^，所述電力4^動力輸入輸出機構(gòu)連接到所 述內(nèi)燃機的輸出軸并連接到驅(qū)動軸，并且通過電力和;Wfe動力的輸入和輸 出而將所述內(nèi)燃機的輸出動力的至少部分輸出到所述驅(qū)動軸；電機，用于 輸入和輸出動力；齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)，所述齒輪式動力傳輸結(jié)構(gòu)通過齒述旋轉(zhuǎn)軸之間傳輸動力；以及蓄電器單元，所述蓄電器單元能夠從所述電^Wfe動力輸入輸出^輸出電力；齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度滿足預(yù)定條件時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃 機、所述電力4M^動力輸入輸出^和所述電機，以起動所述內(nèi)燃機并確 保將相當(dāng)于預(yù)定的要求驅(qū)動力的驅(qū)動力輸出到所述驅(qū)動軸；定條件時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃機、所述電力4M^動力輸入輸出機 構(gòu)和所述電機，以使得與所述起動要求無關(guān)地將所述內(nèi)燃機保持在停止?fàn)?br> 10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于， 在給出所述起動要求時所述電機的輸出扭矩不低于預(yù)定參考扭矩值時，所述控制方法確定所述齒4^機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度滿足所述預(yù)定條件， 并控制所述內(nèi)燃機、所述電力4^動力輸入輸出^和所述電機以起動所 述內(nèi)燃機；在給出所ii^動要求時所述電機的輸出扭矩低于所述預(yù)定參考扭矩值 時，所述控制方法確定所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條 件，并控制所述內(nèi)燃機、所述電力40^動力輸入輸出^和所述電機以將 所述內(nèi)燃機保持在停止?fàn)顟B(tài)下。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，在給出所^動 要求時所設(shè)定的要求驅(qū)動力不低于預(yù)定參考驅(qū)動力值時，所述控制方法控 制所述內(nèi)燃機、所述電力-^動力輸入輸出^和所述電機，以與所述齒 輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制方法，其特征在于，在給出所^動 要求時所述蓄電器單元的充電狀態(tài)低于預(yù)定參考充電量時，所述控制方法 控制所述內(nèi)燃機、所述電力-機械動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以與所述 齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān)地起動所述內(nèi)燃機。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制方法，其特征在于，在給出所i^動 要求時所述蓄電器單元的充電狀態(tài)不低于所述預(yù)定參考充電量并且所述齒 輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度不滿足所述預(yù)定條件的情況下、處于將所述內(nèi)燃 機保持在停止?fàn)顟B(tài)下的控制下時，當(dāng)所述蓄電器單元的充電狀態(tài)降低得低 于所述預(yù)定參考充電量時，所述控制方法控制所述內(nèi)燃機、所述電力40fe 動力輸入輸出機構(gòu)和所述電機，以與所述齒輪機構(gòu)中的齒隙調(diào)節(jié)程度無關(guān) 地起動所述內(nèi)燃機。
全文摘要
在裝有與通過齒輪機構(gòu)連接于車軸的驅(qū)動軸連接的發(fā)動機和電機的混合動力車輛中，在要求發(fā)動機啟動時(步驟S130和S180)，在電機的輸出扭矩(先前的Tm2^*)不低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref時(S190)，本發(fā)明的驅(qū)動控制啟動發(fā)動機(S220)。在電機輸出扭矩(先前的Tm2^*)低于預(yù)定參考輸出扭矩Tm2ref(S190)、扭矩指令Tr^*低于預(yù)定參考扭矩值Tref(S200)及蓄電池充電狀態(tài)SOC不低于預(yù)定參考充電值Sref(S210)條件下，該驅(qū)動控制與啟動要求無關(guān)地將發(fā)動機保持于停止?fàn)顟B(tài)(S140)。該布置有效降低由發(fā)動機啟動時施加到驅(qū)動軸的扭矩波動導(dǎo)致在齒輪機構(gòu)中存在齒隙或齒輪打擊聲的可能。
文檔編號B60K6/52GK101115650SQ200680004558
公開日2008年1月30日 申請日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者清水泰生, 渡邊秀人 申請人:豐田自動車株式會社