車輛和用于車輛的控制方法
車輛和用于車輛的控制方法
【專利摘要】在包括發(fā)動機、電動機、發(fā)電機、與電動機和發(fā)電機電連接的電池以及設置在電動機和連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸之間的變速器的車輛中，ECU執(zhí)行“無電池行駛控制”，在所述無電池行駛控制中，在電池發(fā)生故障時，電池與電動機和發(fā)電機隔離，通過從發(fā)電機產(chǎn)生與加速器踏板操作量(A)對應的轉(zhuǎn)矩來使發(fā)電機發(fā)電，并且通過利用由發(fā)電機產(chǎn)生的電力驅(qū)動電動機來使車輛行駛。在無電池行駛控制期間(S20中為“是”)，當車速(V)超過限制車速(Vsh)(S24中為“是”)時，ECU通過對加速器踏板操作量(A)進行濾波處理(S25)來抑制發(fā)電機與電動機之間的輸入和輸出電力的平衡的崩潰。
【專利說明】車輛和用于車輛的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛和用于該車輛的控制方法，并且更特別地涉及利用發(fā)動機和電動機中的至少任何一者的動力而行駛的車輛和用于該車輛的控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，利用發(fā)動機和電動機中的至少任何一者的動力而行駛的混合動力車輛被廣泛使用。一些混合動力車輛除電動機外還包括發(fā)電機。發(fā)電機利用發(fā)動機的動力而發(fā)電。
[0003]日本專利申請公報N0.2007-196733 (JP2007-196733A)記載了一種用于在包括發(fā)動機、電動機和發(fā)電機的混合動力車輛中執(zhí)行在儲存用于驅(qū)動電動機的電力的電池發(fā)生故障時使電池與包括電動機和發(fā)電機的電氣系統(tǒng)隔離且然后利用發(fā)電機使用發(fā)動機的動力產(chǎn)生的電力驅(qū)動電動機的控制(在下文中，也稱為“無電池行駛控制”)的技術。此外，日本專利申請公報N0.2008-72868 (JP2008-72868A)、日本專利申請公報N0.2007-137373 (JP2007-137373A)和日本專利申請公報 N0.2009-45946 (JP2009-45946A)也記載了相關技術。
[0004]順便說一下，在混合動力車輛上裝設有用于驅(qū)動電動機的逆變器。用于逆變器的主要控制方法包括脈寬調(diào)制(在下文中，也稱為“PWM”)控制方法和矩形波電壓控制(在下文中，也簡稱為“矩形控制”)方法。矩形控制具有比PWM控制大的電壓變換調(diào)制系數(shù)(與輸出電壓和輸入電壓的比例對應的值)并且能夠提高電動機輸出，但它具有不良的控制精度(控制響應)并且因此逆變器輸出電壓趨于不穩(wěn)定。因此，一般而言，矩形控制僅用于高車速范圍內(nèi)，且通常使用PWM控制。
[0005]另一方面，在無電池行駛控制期間，電池無法被用作電力緩沖器，并且需要精確地保持電動機與發(fā)電機之間的輸入電力和輸出電力的平衡。然而，當在無電池行駛控制期間車速處在高車速范圍內(nèi)時，用于逆變器的控制方法從PWM控制切換為具有不良的控制精度的矩形控制。這樣一來，在發(fā)生要求驅(qū)動力的急劇變化時輸入電力和輸出電力的平衡崩潰(喪失)，并且施加至電動機的電壓(逆變器輸出電壓)可能不穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供了一種抑制在無電池行駛控制期間對電動機施加不穩(wěn)定電壓的車輛及其控制方法。
[0007]本發(fā)明的第一方面提供了一種通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛的車輛。所述車輛包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電；電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和控制器。所述控制器構造成在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且構造成在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制控制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機。在所述電池異常時，所述控制器構造成執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機。在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，所述控制器構造成執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
[0008]此外，在所述車輛中，在所述第一處理中，可通過使所述加速器操作量經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述加速器操作量的變化率。
[0009]此外，在所述車輛中，在所述第二處理中，可通過使所述車輛要求轉(zhuǎn)矩經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率。
[0010]此外，在所述車輛中，在所述第三處理中，可通過保護(guard)處理將所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩限制成使得所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩不會降低到預定轉(zhuǎn)矩以下。
[0011]此外，所述車輛還可包括設置在所述電動機與所述輸出軸之間的變速器，并且所述控制器可構造成基于所述變速器的速比而改變所述限制值。
[0012]此外，在所述車輛中，所述變速器可形成低速檔和速比比所述低速檔小的高速檔中的任何一者，并且所述控制器可構造成在形成了所述高速檔的情況下與在形成了所述低速檔的情況下相比增大所述閾值和所述限制值。此外，所述控制器可構造成在執(zhí)行所述無電池行駛控制時在形成了所述低速檔的情況下變速到所述高速檔。
[0013]此外，所述車輛還可包括行星齒輪單元，所述行星齒輪單元包括:齒圈，所述齒圈連結(jié)到所述電動機；太陽齒輪，所述太陽齒輪連結(jié)到所述發(fā)電機；小齒輪，所述小齒輪與所述太陽齒輪和所述齒圈嚙合；和行星架，所述行星架連結(jié)到所述發(fā)動機并且將所述小齒輪支承成使得所述小齒輪可旋轉(zhuǎn)。
[0014]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于車輛的控制方法，所述車輛通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛。所述車輛包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電；電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和控制器，所述控制器構造成控制所述電動機和所述發(fā)電機。所述控制方法包括:在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制控制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機；在所述電池異常時，執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機；以及在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
[0015]根據(jù)上述車輛和用于該車輛的控制方法，能抑制在無電池行駛控制期間對電動機施加不穩(wěn)定的電壓。
【專利附圖】
【附圖說明】[0016]下面將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的車輛的總體框圖；
[0018]圖2示出在圖1中示出的動力分割機構和變速器的共線圖；
[0019]圖3是用于執(zhí)行對圖1所不的第一 MG和第二 MG的驅(qū)動控制的電氣系統(tǒng)的線路圖；
[0020]圖4是示意性地示出第二 MG的控制模式的視圖；
[0021]圖5是在示出車速與車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩之間的關系的圖中示出車輛操作點與第二MG的控制模式之間的對應關系的視圖；
[0022]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖1所示的ECU的處理程序的流程圖；
[0023]圖7是E⑶的功能框圖；
[0024]圖8是示出本發(fā)明的第一實施例中的E⑶的處理程序的流程圖；
[0025]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的E⑶的處理程序的流程圖；
[0026]圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的E⑶的功能框圖；以及
[0027]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的E⑶的處理程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]在下文中，將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施例。在以下說明中，同樣的標號表示相同的構件。它們的名稱和功能也相同。因此，不重復其詳細說明。圖1是根據(jù)第一實施例的車輛I的總體框圖。車輛I包括發(fā)動機100、第一電動發(fā)電機(MG) 200、動力分割機構300、第二 MG400、變速器500、傳動軸(輸出軸)560、電力/功率控制單元(PCU) 600、電池700、系統(tǒng)主繼電器(SMR) 710和電子控制單元(E⑶)1000。
[0029]發(fā)動機100是通過燃燒燃料而輸出動力的內(nèi)燃發(fā)動機。發(fā)動機100的動力輸入到動力分割機構300。
[0030]動力分割機構300將從發(fā)動機100輸入的動力分割成通往輸出軸560的動力和通往第一 MG200的動力。
[0031]動力分割機構300是包括太陽齒輪(S)310、齒圈(R)320、小齒輪(P)340和行星架(C)的行星齒輪機構。小齒輪(P)340與太陽齒輪(S)310和齒圈(R)320嚙合。行星架(C) 330將小齒輪(P) 340保持成使得小齒輪(P) 340可旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))和可繞轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))。
[0032]行星架(C) 330連結(jié)到發(fā)動機100的曲軸。太陽齒輪(S) 310連結(jié)到第一 MG200的轉(zhuǎn)子。齒圈(R) 320連結(jié)到輸出軸560。
[0033]第一 MG200和第二 MG400均為交流旋轉(zhuǎn)電機且既用作電力電動機(電動機)又用作電力發(fā)電機(發(fā)電機)。第二 MG400的動力輸入到變速器500。
[0034]變速器500改變第二 MG400的轉(zhuǎn)速且然后將旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出軸560。變速器500由一組拉維娜(Ravigneaux)式行星齒輪機構形成。亦即，變速器500包括第一太陽齒輪
(SI)510、第二太陽齒輪(S2) 520、第一小齒輪(Pl) 531、第二小齒輪(P2)532、齒圈(Rl) 540和行星架(Cl) 550。第一小齒輪(Pl) 531與第一太陽齒輪(SI) 510嚙合。第二小齒輪(P2)與第一小齒輪(Pl) 531和第二太陽齒輪(S2) 520嚙合。齒圈(Rl) 540與第二小齒輪(P2) 532嚙合。行星架(Cl) 550將小齒輪531和532保持成使得各小齒輪531和532可自轉(zhuǎn)和可公轉(zhuǎn)。因此，第一太陽齒輪(Sl)510和齒圈(Rl) 540連同小齒輪531和532 —起構成與雙小齒輪型行星齒輪機構對應的機構，并且第二太陽齒輪(S2) 520和齒圈(Rl) 540連同第二小齒輪(P2)532 —起構成與單小齒輪型行星齒輪機構對應的機構。
[0035]行星架(Cl) 550連結(jié)到輸出軸560。第二太陽齒輪(S) 520連結(jié)到第二 MG400的轉(zhuǎn)子。
[0036]此外，變速器500包括BI制動器561和B2制動器562。BI制動器561選擇性地固定第一太陽齒輪(SI) 510。B2制動器562選擇性地固定齒圈(Rl) 540。
[0037]BI制動器561由固定在變速器500的殼體側(cè)的摩擦材料與固定在第一太陽齒輪
(Sl)510側(cè)的摩擦材料之間的摩擦力產(chǎn)生接合力。B2制動器562由固定在變速器500的殼體側(cè)的摩擦材料與固定在齒圈(Rl) 540側(cè)的摩擦材料之間的摩擦力產(chǎn)生接合力。這些制動器561和562連接到基于來自ECU1000的控制信號而輸出液壓壓力的變速用液壓回路(未示出)，且均通過從該變速用液壓回路輸出的液壓壓力而接合或釋放。
[0038]在通過使BI制動器561接合而使第一太陽齒輪(SI) 510固定且通過使B2制動器562釋放而不使齒圈(Rl) 540固定的情況下，變速器500的檔位為高速檔Hi。另一方面，在通過使B2制動器562接合而使齒圈(Rl) 540固定且通過使BI制動器561釋放而使第一太陽齒輪(SI) 510固定的情況下，變速器500的檔位為速比比高速檔Hi大的低速檔Lo。注意，速比是變速器500的輸入軸轉(zhuǎn)速(等于第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2)與變速器500的輸出軸轉(zhuǎn)速(等于輸出軸560的轉(zhuǎn)速Np)的比率。
[0039]輸出軸560利用經(jīng)由動力分割機構300傳遞的發(fā)動機100的動力和經(jīng)由變速器500傳遞的第二 MG400的動力中的至少任何一者旋轉(zhuǎn)。輸出軸560的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速齒輪傳遞到左右驅(qū)動輪82。這樣一來，使車輛I行駛。
[0040]圖2示出動力分割機構300的共線圖和變速器500的共線圖。當動力分割機構300如上所述構成時，太陽齒輪(S) 310的轉(zhuǎn)速(等于第一 MG轉(zhuǎn)速Nml)、行星架(C) 330的轉(zhuǎn)速(等于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne)和齒圈(R) 320的轉(zhuǎn)速具有由在動力分割機構300的共線圖上連接的線示出的關系(這樣的關系:在任何兩個轉(zhuǎn)速被確定的情況下，其余一個轉(zhuǎn)速也被確定)。
[0041]此外，當變速器500如上所述構成時，第一太陽齒輪(Sl)510的轉(zhuǎn)速、齒圈(Rl)540的轉(zhuǎn)速、行星架(Cl) 550的轉(zhuǎn)速和第二太陽齒輪(S2)520的轉(zhuǎn)速(等于第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2)具有由在變速器500的共線圖上連接的線示出的關系(這樣的關系:在任何兩個轉(zhuǎn)速被確定的情況下，其余的轉(zhuǎn)速也被確定)。
[0042]由于變速器500的行星架(Cl) 550連接到輸出軸560，故行星架(Cl) 550的轉(zhuǎn)速與輸出軸560的轉(zhuǎn)速(亦即，車速V) —致。此外，由于動力分割機構300的齒圈(R) 320也連接到輸出軸560，故齒圈(R) 320的轉(zhuǎn)速也與輸出軸560的轉(zhuǎn)速(亦即，車速V) —致。
[0043]在低速檔Lo，B2制動器562接合且結(jié)果使齒圈(Rl) 540固定，因此齒圈(Rl) 540的轉(zhuǎn)速變成O。此外，在高速檔Hi，BI制動器561接合且結(jié)果使第一太陽齒輪(SI) 510固定，因此第一太陽齒輪(SI) 510的轉(zhuǎn)速變成O。因此，在第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2相同的情況下，如圖2所示，由于高速檔Hi的共線(點劃線)與低速檔Lo的共線(實線)之間的關系，形成了高速檔Hi時的車速V比形成了低速檔Lo時的車速V高。相反，在車速V相同的情況下，如圖2所示，由于高速檔Hi的共線(雙點劃線)與低速檔Lo的共線(實線)之間的關系，形成了高速檔Hi時的第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2比形成了低速檔Lo時的第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2低。[0044]返回參照圖1，P⑶600將從電池700供給的高電壓直流電力變換為交流電力且然后將該交流電力輸出到第一 MG200和/或第二 MG400。這樣一來，第一 MG200和/或第二MG400被驅(qū)動。此外，P⑶600將由第一 MG200和/或第二 MG400產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力且然后將該直流電力輸出到電池700。這樣一來，電池700被充電。
[0045]電池700是儲存用于驅(qū)動第一 MG200和/或第二 MG400的高電壓(例如，約200V)直流電力的二次電池。電池700典型地構造成包含鎳金屬氫化物或鋰離子。注意，代替電池700，可采用大電容電容器。
[0046]SMR710是用于切換與包括電池700和P⑶600的電氣系統(tǒng)的連接狀態(tài)的繼電器。
[0047]發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器10、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器15、旋轉(zhuǎn)變壓器21和22、加速器位置傳感器31等連接到ECU1000。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器10檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne (發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速)。輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器15檢測輸出軸560的轉(zhuǎn)速Np作為車速V。旋轉(zhuǎn)變壓器21和22分別檢測第一 MG轉(zhuǎn)速Nml (第一 MG200的轉(zhuǎn)速)和第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2 (第二 MG400的轉(zhuǎn)速)。加速器位置傳感器31檢測加速器踏板操作量A (使用者對加速器踏板的操作量)。這些傳感器將檢測結(jié)果輸出到E⑶1000。
[0048]E⑶1000結(jié)合有中央處理單元(CPU)和存儲器，并且基于存儲在存儲器中的信息和來自傳感器的信息而執(zhí)行預定的算術處理。ECU1000基于算術處理的結(jié)果而控制裝設在車輛I上的各種裝置。
[0049]圖3是用于執(zhí)行對第一 MG200和第二 MG400的驅(qū)動控制的電氣系統(tǒng)的線路圖。該電氣系統(tǒng)由第一 MG200、第二 MG400、PCU600、電池 700、SMR710 和 ECU1000 構成。
[0050]當SMR710處于斷開狀態(tài)時，電池700與電氣系統(tǒng)隔離。當SMR710處于接通狀態(tài)時，電池700連接到電氣系統(tǒng)。SMR710響應于來自E⑶1000的控制信號而被控制(接通或斷開)。例如，當使用者進行開始驅(qū)動車輛以要求電氣系統(tǒng)起動的操作時，ECU1000使SMR710接通。
[0051]P⑶600包括變換器610以及逆變器620和630。變換器610具有由電抗器和兩個開關元件構成的一般的升壓斬波電路。各開關元件上連接有反向并聯(lián)二極管。
[0052]逆變器620和630與變換器610彼此并聯(lián)連接。逆變器620連接在變換器610與第一 MG200之間。逆變器620包括U相臂、V相臂和W相臂。U相臂、V相臂和W相臂互相并聯(lián)連接。U相臂、V相臂和W相臂均包括兩個串聯(lián)連接的開關元件(上臂和下臂)。為各開關元件設置有反向并聯(lián)二極管。
[0053]逆變器630連接在變換器610和第二 MG400之間。逆變器630及逆變器620具有一般的三相逆變器構型。亦即，逆變器630包括用于三相(U相、V相和W相)的三對上臂和下臂以及分別用于各臂的反向并聯(lián)二極管。
[0054]電壓傳感器180檢測變換器610與逆變器620和630之間的電力線54上的直流電壓(在下文中，也稱為“系統(tǒng)電壓VH”)。電壓傳感器180檢測出的結(jié)果輸出到ECU1000。
[0055]變換器610執(zhí)行系統(tǒng)電壓VH與電池700的電壓Vb之間的雙向直流電壓變換。當從電池700放電的電力供給到第一 MG200或第二 MG400時，變換器610使電壓升壓。另一方面，當使用由第一 MG200或第二 MG400產(chǎn)生的電力對電池700充電時，變換器610使電壓降壓。
[0056]逆變器620通過接通或切斷開關元件來將系統(tǒng)電壓VH變換為交流電壓。變換后的交流電壓供給到第一 MG200。此外，逆變器620將由第一 MG200產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力。
[0057]類似地，逆變器630將系統(tǒng)電壓VH變換成交流電壓并且將該交流電壓供給到第二MG400。此外，逆變器630將由第二 MG400產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力。
[0058]這樣，將變換器610與逆變器620和630電連接的電力線54被分別形成為由逆變器620和630共享的正極總線和負極總線。電力線54與第一 MG200和第二 MG400兩者電連接，因此允許由第一 MG200和第二 MG400中的一者產(chǎn)生的電力在另一者被消耗。
[0059]因此，在SMR710處于接通狀態(tài)且電池700連接到電氣系統(tǒng)的狀態(tài)下，使用由第一MG200和第二 MG400中的任何一者產(chǎn)生的電力對電池700充電或通過第一 MG200和第二MG400中的任何一者短缺電力而使電池700放電。另一方面，在SMR710處于斷開狀態(tài)且電池700與電氣系統(tǒng)隔離的狀態(tài)下，電池700不能被用作電力緩沖器，因此需要保持第一 MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡。
[0060]E⑶1000通過分別控制逆變器620和630的開關操作而執(zhí)行對第一 MG200和第二MG400的驅(qū)動控制。具體地，E⑶1000基于加速器踏板操作量A和車速V而設定第一 MG轉(zhuǎn)矩指令值Tlcom和第二 MG轉(zhuǎn)矩指令值T2com，并且將開關控制信號輸出到逆變器620和630，以使得第一 MG200的實際轉(zhuǎn)矩和第二 MG400的實際轉(zhuǎn)矩分別與第一 MG轉(zhuǎn)矩指令值Tlcom和第二 MG轉(zhuǎn)矩指令值T2com —致。
[0061]圖4是示意性地示出第二 MG400的控制模式(亦即，逆變器630的控制模式)的視圖。在根據(jù)第一實施例的車輛I中，逆變器630的控制模式切換為PWM控制模式和矩形控制模式中的任一種。
[0062]在PWM控制模式下，執(zhí)行正弦PWM控制和過調(diào)制PWM控制中的任何一者。正弦PWM控制被用作一般的PWM控制方法，并且根據(jù)正弦電壓指令值與載波(載波信號)之間的電壓比較而控制各相臂中的開關元件的開/關狀態(tài)。結(jié)果，在一定期間內(nèi)從逆變器630輸出至IJ第二 MG400的線間電壓(在下文中，還簡稱為“逆變器輸出電壓”)的基本(波)成分形成偽正弦波。眾所周知，在正弦PWM控制中，基本成分的振幅僅可提高逆變器輸入電壓的約0.61倍(調(diào)制系數(shù)僅可提高到0.61)。
[0063]在載波的振幅歪曲而減小之后，過調(diào)制PWM控制將執(zhí)行與上述正弦PWM控制相同的PWM控制。結(jié)果，能使調(diào)制系數(shù)提高到0.61至0.78的范圍。因此，在執(zhí)行PWM控制的范圍內(nèi)，在車速較低的情況下執(zhí)行正弦PWM控制，并且在車速較高的情況下執(zhí)行過調(diào)制PWM控制。
[0064]另一方面，在矩形控制模式下，執(zhí)行矩形控制。在矩形控制中，一旦在所設定的期間內(nèi)便進行開關操作。結(jié)果，所設定的期間內(nèi)的逆變器輸出電壓是一次脈沖的矩形電壓。這樣一來，矩形控制的控制精度(控制響應)不良，但與PWM控制相比能使調(diào)制系數(shù)提高到
0.78，因此能提高電動機輸出。
[0065]考慮這些控制模式的特性之間的差別，E⑶1000基于由車輛驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(輸出軸560的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩)和車速V (與輸出軸560的轉(zhuǎn)速Np對應，亦即，與第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2對應)決定的車輛操作點所屬的區(qū)域而選擇控制模式。
[0066]圖5是示出車輛操作點與第二 MG400(逆變器630)的控制模式之間的對應關系的曲線圖。示意性地，選擇具有較高可控制性的PWM控制模式以減小相對于控制邊界線L的低轉(zhuǎn)速側(cè)區(qū)域Al內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變動，并且選擇矩形控制模式以提高在相對于控制邊界線L的高轉(zhuǎn)速側(cè)區(qū)域A2內(nèi)第二 MG400的輸出。
[0067]在第一實施例中，控制邊界線L被設定為形成了高速檔Hi時與形成了低速檔Lo時之間的差值。亦即，如上述圖2中所示，在車速V相同的情況下，第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2在形成了高速檔Hi時比在形成了低速檔Lo時低?？紤]到這一點，E⑶1000將形成了高速檔Hi時的控制邊界線L2設定成使得控制邊界線L2被設定在比形成了低速檔Lo時的控制邊界線LI高的車速側(cè)。這樣一來，在形成了高速檔Hi時比在形成了低速檔Lo時更難切換到矩形控制模式。
[0068]接下來，將說明無電池行駛控制。當由于電池700中發(fā)生異常而禁止充電或放電時，ECU1000執(zhí)行故障安全控制，在所述故障安全控制中使車輛I在SMR710被設定為斷開狀態(tài)且電池700與電氣系統(tǒng)隔離的狀態(tài)下行駛。該故障安全控制就是“無電池行駛控制”。[0069]在無電池行駛控制期間，電池700不能被用作電力緩沖器，因此需要保持第一MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡。亦即，在以無電池行駛控制來行駛的狀態(tài)下，需要利用由第一 MG200產(chǎn)生的電力來驅(qū)動第二 MG400，并且需要執(zhí)行控制以使得第一MG200的發(fā)電量等于第二 MG400的耗電量。
[0070]圖6是示出在無電池行駛控制期間E⑶1000的處理程序的流程圖。在SlO中，E⑶1000基于加速器踏板操作量A和車速V而計算出車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq。例如，E⑶1000預先存儲規(guī)定加速器踏板操作量A、車速V和車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq之間的對應關系的脈譜圖，并且利用該脈譜圖計算與實際加速器踏板操作量A和實際車速V對應的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq。
[0071]在311中4011000由車輛要求轉(zhuǎn)矩1'代9計算發(fā)動機要求功率？6^9。更具體地，ECU1000計算車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq和輸出軸轉(zhuǎn)速Np的乘積(等于車輛要求功率)作為發(fā)動機要求功率Pereq。
[0072]在S12中，E⑶1000計算滿足發(fā)動機要求功率Pereq的發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值Nereq和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩目標值Tereq。例如，ECU1000預先設定由發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te決定的最佳發(fā)動機操作線，并且利用該最佳發(fā)動機操作線計算滿足發(fā)動機要求功率Pereq的發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值Nereq和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩目標值Tereq。
[0073]在S13中，E⑶1000由發(fā)動機要求功率Pereq和發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值Nereq計算作為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te的反作用力的第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq。當動力分割機構300的行星齒輪傳動比為“P ”時，在第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te之間基于力學關系由Tl = p/(1+P ) XTe表示的關系式成立。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te是通過將發(fā)動機功率Pe除以發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne而獲得的值，因此E⑶1000利用以下數(shù)學式(I)計算第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq。
[0074]Tlreq = P / (1+ P ) X Tereq = P / (1+ P ) X (Pereq/Nereq) (I)
[0075]注意，在無電池行駛控制期間，為了將第一 MG200設定在發(fā)電狀態(tài)，將第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq設定為負值(Tlreq < O)。隨著第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq減小，通過第一MG200的發(fā)電產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(在下文中，也稱為“第一MG200的負轉(zhuǎn)矩”)增大，因此第一MG200的發(fā)電量增大。
[0076]在S14中，E⑶1000將第二 MG轉(zhuǎn)矩目標值T2req計算成使得第一 MG目標功率(等于第一 MG200的發(fā)電量的目標值)等于第二 MG目標功率(等于第二 MG400的耗電量的目標值)。具體地，E⑶1000利用以下數(shù)學式(2)計算第二 MG轉(zhuǎn)矩目標值T2req。[0077]T2req = (TlreqXNml) /Nm2 (2)
[0078]在S15中，E⑶1000將計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩目標值Tereq、第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq和第二 MG轉(zhuǎn)矩目標值T2req分別設定為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩指令值Tecom、第一 MG轉(zhuǎn)矩指令值Tlcom和第二 MG轉(zhuǎn)矩指令值T2com。
[0079]這樣，在無電池行駛控制期間，為了保持第一MG200與第二MG400之間的輸入和輸出電力的平衡，轉(zhuǎn)矩指令值被設定成使得第一MG200的發(fā)電量等于第二MG400的耗電量。然而，如果第二 MG400的控制模式切換為具有相對不良的可控制性的矩形控制模式，則第二MG轉(zhuǎn)矩T2的控制精度惡化，并且結(jié)果，第一 MG200的發(fā)電量可能與第二 MG400的耗電量不一致，并且逆變器輸出電壓可能變得不穩(wěn)定。
[0080]特別地，逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的狀況是車輛要求功率急劇變化的模式，典型地為加速器開啟狀態(tài)(加速器踏板操作量A > O)和加速器關閉狀態(tài)(加速器踏板操作量A = O)反復的模式。當加速器被設定在開啟狀態(tài)時，第一 MG200的負轉(zhuǎn)矩的絕對值增大以使第一 MG200的發(fā)電量(等于第二 MG400的輸出功率)增加。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te增大以防止發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne由于第一MG200的負轉(zhuǎn)矩的絕對值的增大而降低；然而,實際上,發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne由于對發(fā)動機100的控制的延遲而暫時降低。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne暫時降低的狀態(tài)下，第一MG轉(zhuǎn)速Nml也暫時降低(參照圖2所示的共線圖)。因此，第一 MG200的發(fā)電量降低，因此需要使第二 MG400的輸出功率降低與第一 MG200的發(fā)電量的降低對應的量，以保持輸入和輸出電力的平衡；然而，在具有相對不良的可控制性的矩形控制模式中，發(fā)生第二 MG400的輸出功率的降低的延遲且然后系統(tǒng)電壓VH降低，并且結(jié)果，逆變器輸出電壓降低。因此，如果在高車速下加速器開啟狀態(tài)和加速器關閉狀態(tài)反復，則逆變器輸出電壓的降低反復，并且結(jié)果，逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定。在當系統(tǒng)電壓VH變得低于或等于預定值時執(zhí)行將逆變器620和630設定為關斷狀態(tài)(停止狀態(tài))的故障安全操作的車輛中，可能由于系統(tǒng)電壓VH的降低而無法繼續(xù)車輛行駛。
[0081]于是，在第一實施例中，在無電池行駛控制期間在高車速時，執(zhí)行使逆變器輸出電壓穩(wěn)定的處理(具體地，后述的對加速器踏板操作量A進行濾波處理的處理)。這樣一來，可抑制第一 MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡的崩潰。因此，即使控制模式切換為矩形控制，也能使逆變器輸出電壓穩(wěn)定。這一點是第一實施例的最為特征的部分。
[0082]圖7是使逆變器輸出電壓穩(wěn)定時ECU1000的功能框圖。圖7所示的功能框可用硬件實現(xiàn)或者可用軟件實現(xiàn)。
[0083]E⑶1000包括第一判定單元1010、第二判定單元1020、濾波處理單元1030和限制車速切換單元1040。
[0084]第一判定單元1010判定無電池行駛控制是否正被執(zhí)行。限制車速切換單元1040基于變速器500中形成的檔位(變速器500的速比)而切換限制車速Vsh。限制車速Vsh用在由第二判定單元1020所做的判定中。限制車速切換單元1040在形成了低速檔Lo時將限制車速Vsh設定為“Vshl”，并且在形成了速比比低速檔Lo小的高速檔Hi時將限制車速Vsh設定為“Vsh2”。在第一實施例中，形成了低速檔Lo時的限制車速Vshl被設定為形成了低速檔Lo時控制邊界線LI的最低速側(cè)值。此外，形成了高速檔Hi時的限制車速Vsh2被設定為形成了高速檔Hi時控制邊界線L2的最低速側(cè)值(參見圖5)。
[0085]注意，根據(jù)第一實施例的車輛I包括變速器500，因此限制車速切換單元1040的功能有效；然而，在不包括變速器的車輛中，不需要限制車速切換單元1040的功能(基于是形成了低速檔Lo還是高速檔Hi而切換限制車速Vsh的功能)。
[0086]第二判定單元1020判定車速V是否超過限制車速切換單元1040中設定的限制車速 Vsh。
[0087]當在無電池行駛控制期間車速V超過限制車速Vsh時，濾波處理單元1030對加速器踏板操作量A進行濾波處理(平滑處理)。具體地，濾波處理單元1030對加速器位置傳感器31檢測出的實際加速器踏板操作量A進行濾波處理。經(jīng)濾波處理的加速器踏板操作量A被用作計算無電池行駛控制期間的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq(圖6中SlO的處理)的參數(shù)。
[0088]這里，例如，可使用一次滯后處理、二次滯后處理、移動平均處理等作為“濾波處理”。對于任何一種處理，經(jīng)濾波處理的加速器踏板操作量A比實際加速器踏板操作量A更溫和地變化。通過以此方式經(jīng)由濾波處理溫和地改變加速器踏板操作量A(限制加速器踏板操作量A的變化率)，抑制了第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq的急劇變化(亦即，第一 MG200的發(fā)電量的急劇變化)。因此，排除了逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的機會，因此使得電壓穩(wěn)定。
[0089]另一方面，當正在執(zhí)行無電池行駛控制但車速V低于限制車速Vsh時(亦即，當不是執(zhí)行矩形控制而是執(zhí)行PWM控制時)，濾波處理單元1030不對加速器踏板操作量A進行濾波處理。這樣一來，在PWM控制期間維持了動力性能。注意，當無電池行駛控制未在執(zhí)行時，濾波處理單元1030也不對加速器踏板操作量A進行濾波處理。
[0090]圖8是示出用于實現(xiàn)上述功能的E⑶1000的處理程序的流程圖。在S20中，E⑶1000判定是否正在執(zhí)行無電池行駛控制。在S21中，E⑶1000判定變速器500中形成的檔位是否為低速檔Lo。
[0091]當形成了低速檔Lo(S21中為“是”)時，E⑶1000在S22中將限制車速Vsh設定為“Vshl”(參見圖5)，并且然后使處理轉(zhuǎn)入S24。另一方面，當形成了高速檔Hi (S21中為“否，，)時，E⑶1000在S23中將限制車速Vsh為“Vsh2”(參見圖5)，并且然后使處理轉(zhuǎn)入S24。注意，如上所述，在不包括變速器的車輛中，不需要S21至S23的功能。
[0092]在S24中，E⑶1000判定車速V是否超過限制車速Vsh。當車速V超過限制車速Vsh (S24中為“是”)時，E⑶1000如上所述在S25中對加速器踏板操作量A進行濾波處理。
[0093]另一方面，當車速V低于限制車速Vsh (S24中為“否”)時，E⑶1000結(jié)束處理而不對加速器踏板操作量A進行濾波處理。
[0094]如上所述，在第一實施例中，在執(zhí)行無電池行駛控制時，當車速V超過限制車速Vsh時，通過對加速器踏板操作量A進行濾波處理來抑制第一MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡的崩潰。因此，即使控制模式切換為矩形控制，也能使逆變器輸出電壓穩(wěn)定。
[0095]此外，在第一實施例中，當車速V低于限制車速Vsh時，能通過不對加速器踏板操作量A進行濾波處理來確保PWM控制期間的動力性能。因此，能實現(xiàn)在PWM控制期間維持動力性能和在矩形控制期間使電壓穩(wěn)定兩者。
[0096]注意，在第一實施例中，基于車速V進行濾波處理；作為替代，更直接地，可基于“正在執(zhí)行矩形控制”的條件而進行濾波處理。亦即，在圖8的S24中，代替判定“車速V是否超過限制車速Vsh”，可判定“是否正在執(zhí)行矩形控制”。
[0097]當在可控制性不良且逆變器輸出電壓趨于不穩(wěn)定的“正在執(zhí)行矩形控制”的條件下進行濾波處理時，能更直接地防止在矩形控制期間輸入和輸出電力的平衡的崩潰。
[0098]另一方面，如第一實施例的情況下一樣，通過基于車速V而進行濾波處理，除在矩形控制期間外，即使在過調(diào)制PWM控制期間也能確保電壓穩(wěn)定。亦即，在車速V增大的情況下，控制模式以正弦PWM控制、過調(diào)制PWM控制和矩形控制的次序朝具有不良可控制性的控制模式逐漸切換，并且即使是過調(diào)制PWM控制與正弦PWM控制相比也具有逆變器輸出電壓(系統(tǒng)電壓VH)的不良的穩(wěn)定可控制性。因此，通過基于車速V而進行濾波處理，能通過在兩個區(qū)域內(nèi)都進行濾波處理，不僅在矩形控制區(qū)域內(nèi)而且在過調(diào)制PWM控制區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)電壓穩(wěn)定。在第一實施例中，“加速踏板操作量A”被設定為濾波處理對象。
[0099]與此相比，在第二實施例中，“車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq”被設定為濾波處理對象。其它結(jié)構、功能和處理與上述第一實施例相同，因而在此不重復詳細說明。圖9是示出根據(jù)第二實施例的ECU1000的處理程序的流程圖。注意，在圖9所示的步驟之中，被賦予與上述圖8所示的步驟相同的步驟標號的步驟已進行了描述并且在此不重復詳細說明。
[0100]當車速V超過限制車速Vsh (S24中為“是”)時，ECU1000在S30中對車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq進行濾波處理(平滑處理)。具體地，E⑶1000對在上述圖6中的SlO的處理中計算出的“車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq”進行濾波處理。這樣一來，經(jīng)濾波處理的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq比濾波處理前的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq更溫和地變化。經(jīng)濾波處理的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq被用作計算無電池行駛控制期間的發(fā)動機要求功率Pereq(圖6中的Sll的處理)的參數(shù)。通過以此方式經(jīng)由濾波處理而溫和地改變車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq(限制車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq的變化率)，抑制了第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq的急劇變化(亦即，第一 MG200的發(fā)電量的急劇變化)。因此，排除了逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的機會，因此使得電壓穩(wěn)定。
[0101]另一方面，當車速V低于限制車速Vsh (S24中為“否”)時，E⑶1000結(jié)束處理而不對車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq進行濾波處理。這樣一來，在PWM控制期間維持了動力性能。
[0102]如上所述，在本實施例中，通過與上述第一實施例的情況下一樣對“車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq"進行濾波處理，能使矩形控制期間的逆變器輸出電壓穩(wěn)定。
[0103]注意，在第二實施例中也與上述第一實施例的情況下一樣，在不包括變速器的車輛中，不需要圖9中的S21至S23的功能。
[0104]此外，在第二實施例中也與上述第一實施例的情況下一樣，基于車速V而進行濾波處理；作為替代，更直接地，可在“正在執(zhí)行矩形控制”的條件下進行濾波處理。在第一和第二實施例中，通過經(jīng)由濾波處理溫和地改變加速器踏板操作量A或車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq而實現(xiàn)矩形控制期間的電壓穩(wěn)定性。
[0105]與此相比，在本發(fā)明的第三實施例中，通過限制第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl而實現(xiàn)電壓穩(wěn)定性。其它結(jié)構與上述第一和第二實施例的結(jié)構相同，因而在此不重復詳細說明。
[0106]圖10是根據(jù)第三實施例的E⑶1000A的功能框圖。E⑶1000A包括第一判定單元1010、第二判定單元1020、保護處理單元1030A和限制車速切換單元1040。注意，上文已經(jīng)在圖7中說明了第一判定單元1010、第二判定單元1020和限制車速切換單元1040的功能，因而在此不重復詳細說明。
[0107]當在無電池行駛控制期間車速V超過限制車速Vsh時，保護處理單元1030A執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。具體地，保護處理單元1030A執(zhí)行控制以使得無電池行駛控制期間的第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq(〈O)不會降低到預定的下限轉(zhuǎn)矩Tmin (〈O)以下，以抑制無電池行駛控制期間第一 MG200的負轉(zhuǎn)矩(通過第一 MG200的發(fā)電產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩)的絕對值的增大。這樣一來，抑制了第一 MG200的負轉(zhuǎn)矩的絕對值的增大且抑制了發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的暫時降低，因此也抑制了第一MG200的發(fā)電量的暫時降低。因此，即使在矩形控制中發(fā)生第二 MG400的輸出功率的降低的延遲，也能抑制系統(tǒng)電壓VH的降低，從而排除了逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的機會，并且實現(xiàn)電壓穩(wěn)定性。
[0108]另一方面，當正在執(zhí)行無電池行駛控制但車速V低于限制車速Vsh時(亦即，當不是執(zhí)行矩形控制而是執(zhí)行PWM控制時)，保護處理單元1030A不執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。這樣一來，在PWM控制期間維持了動力性能。注意，當無電池行駛控制未在執(zhí)行時，保護處理單元1030A也不執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0109]圖11是示出用于實現(xiàn)上述功能的E⑶1000A的處理程序的流程圖。注意，在圖11所示的步驟之中，被賦予與上述圖8所示的步驟相同的步驟標號的步驟已進行了描述并且在此不重復詳細說明。
[0110]當車速V超過限制車速Vsh (S24中為“是”)時，E⑶1000A在S40中執(zhí)行上述對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0111]另一方面，當車速V低于限制車速Vsh (S24中為“否”)時，E⑶1000A結(jié)束處理而不執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0112]如上所述，在第三實施例中，通過執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理，與上述第一和第二實施例的情況下一樣，能使矩形控制期間的逆變器輸出電壓穩(wěn)定。
[0113]注意，與上述第一和第二實施例的情況下一樣，在不包括變速器的車輛中，不需要圖11中的S21至S23的功能。
[0114]此外，在第三實施例中也與上述第一和第二實施例的情況下一樣，基于車速V而執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理；作為替代，更直接地，可在“正在執(zhí)行矩形控制”的條件下執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0115]此外，能根據(jù)需要合并第一至第三實施例。上述實施例在所有方面都是例述性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍并不由以上說明而是由所附權利要求指定，且意圖涵蓋與所附權利要求的范圍等同的含義和范圍內(nèi)的所有變型。
【權利要求】
1.一種通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛的車輛，包括: 發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電； 電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和 控制器，所述控制器構造成在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且構造成在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機，其中 在所述電池異常時，所述控制器構造成執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機，并且 在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，所述控制器構造成執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中 在所述第一處理中，通過使所述加速器操作量經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述加速器操作量的變化率。
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中 在所述第二處理中，通過使所述車輛要求轉(zhuǎn)矩經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率。
4.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中 在所述第三處理中，通過保護處理將所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩限制成使得所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩不會降低到預定轉(zhuǎn)矩以下。
5.根據(jù)權利要求1所述的車輛，還包括: 設置在所述電動機與所述輸出軸之間的變速器，其中 所述控制器構造成基于所述變速器的速比而改變所述限制值。
6.根據(jù)權利要求5所述的車輛，其中 所述變速器形成低速檔和速比比所述低速檔小的高速檔中的任何一者，并且 所述控制器構造成在形成了所述高速檔的情況下與在形成了所述低速檔的情況下相比增大所述閾值和所述限制值。
7.根據(jù)權利要求6所述的車輛，其中 所述控制器構造成在執(zhí)行所述無電池行駛控制時在形成了所述低速檔的情況下變速到所述高速檔。
8.根據(jù)權利要求1所述的車輛，還包括: 行星齒輪單元，所述行星齒輪單元包括:齒圈，所述齒圈連結(jié)到所述電動機；太陽齒輪，所述太陽齒輪連結(jié)到所述發(fā)電機；小齒輪，所述小齒輪與所述太陽齒輪和所述齒圈嚙合；和行星架，所述行星架連結(jié)到所述發(fā)動機并且將所述小齒輪支承成使得所述小齒輪可旋轉(zhuǎn)。
9.一種用于車輛的控制方法，所述車輛通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛，其中所述車輛包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電；電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和控制器，所述控制器構造成控制所述電動機和所述發(fā)電機，所述控制方法包括: 在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制控制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機； 在所述電池異常時，執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機；以及 在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
【文檔編號】B60K6/34GK103958243SQ201280057769
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2011年11月24日
【發(fā)明者】田中信行, 永田章二 申請人:豐田自動車株式會社, 愛信艾達株式會社
【專利摘要】在包括發(fā)動機、電動機、發(fā)電機、與電動機和發(fā)電機電連接的電池以及設置在電動機和連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸之間的變速器的車輛中，ECU執(zhí)行“無電池行駛控制”，在所述無電池行駛控制中，在電池發(fā)生故障時，電池與電動機和發(fā)電機隔離，通過從發(fā)電機產(chǎn)生與加速器踏板操作量(A)對應的轉(zhuǎn)矩來使發(fā)電機發(fā)電，并且通過利用由發(fā)電機產(chǎn)生的電力驅(qū)動電動機來使車輛行駛。在無電池行駛控制期間(S20中為“是”)，當車速(V)超過限制車速(Vsh)(S24中為“是”)時，ECU通過對加速器踏板操作量(A)進行濾波處理(S25)來抑制發(fā)電機與電動機之間的輸入和輸出電力的平衡的崩潰。
【專利說明】車輛和用于車輛的控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛和用于該車輛的控制方法，并且更特別地涉及利用發(fā)動機和電動機中的至少任何一者的動力而行駛的車輛和用于該車輛的控制方法。
【背景技術】
[0002]近年來，利用發(fā)動機和電動機中的至少任何一者的動力而行駛的混合動力車輛被廣泛使用。一些混合動力車輛除電動機外還包括發(fā)電機。發(fā)電機利用發(fā)動機的動力而發(fā)電。
[0003]日本專利申請公報N0.2007-196733 (JP2007-196733A)記載了一種用于在包括發(fā)動機、電動機和發(fā)電機的混合動力車輛中執(zhí)行在儲存用于驅(qū)動電動機的電力的電池發(fā)生故障時使電池與包括電動機和發(fā)電機的電氣系統(tǒng)隔離且然后利用發(fā)電機使用發(fā)動機的動力產(chǎn)生的電力驅(qū)動電動機的控制(在下文中，也稱為“無電池行駛控制”)的技術。此外，日本專利申請公報N0.2008-72868 (JP2008-72868A)、日本專利申請公報N0.2007-137373 (JP2007-137373A)和日本專利申請公報 N0.2009-45946 (JP2009-45946A)也記載了相關技術。
[0004]順便說一下，在混合動力車輛上裝設有用于驅(qū)動電動機的逆變器。用于逆變器的主要控制方法包括脈寬調(diào)制(在下文中，也稱為“PWM”)控制方法和矩形波電壓控制(在下文中，也簡稱為“矩形控制”)方法。矩形控制具有比PWM控制大的電壓變換調(diào)制系數(shù)(與輸出電壓和輸入電壓的比例對應的值)并且能夠提高電動機輸出，但它具有不良的控制精度(控制響應)并且因此逆變器輸出電壓趨于不穩(wěn)定。因此，一般而言，矩形控制僅用于高車速范圍內(nèi)，且通常使用PWM控制。
[0005]另一方面，在無電池行駛控制期間，電池無法被用作電力緩沖器，并且需要精確地保持電動機與發(fā)電機之間的輸入電力和輸出電力的平衡。然而，當在無電池行駛控制期間車速處在高車速范圍內(nèi)時，用于逆變器的控制方法從PWM控制切換為具有不良的控制精度的矩形控制。這樣一來，在發(fā)生要求驅(qū)動力的急劇變化時輸入電力和輸出電力的平衡崩潰(喪失)，并且施加至電動機的電壓(逆變器輸出電壓)可能不穩(wěn)定。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供了一種抑制在無電池行駛控制期間對電動機施加不穩(wěn)定電壓的車輛及其控制方法。
[0007]本發(fā)明的第一方面提供了一種通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛的車輛。所述車輛包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電；電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和控制器。所述控制器構造成在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且構造成在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制控制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機。在所述電池異常時，所述控制器構造成執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機。在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，所述控制器構造成執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
[0008]此外，在所述車輛中，在所述第一處理中，可通過使所述加速器操作量經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述加速器操作量的變化率。
[0009]此外，在所述車輛中，在所述第二處理中，可通過使所述車輛要求轉(zhuǎn)矩經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率。
[0010]此外，在所述車輛中，在所述第三處理中，可通過保護(guard)處理將所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩限制成使得所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩不會降低到預定轉(zhuǎn)矩以下。
[0011]此外，所述車輛還可包括設置在所述電動機與所述輸出軸之間的變速器，并且所述控制器可構造成基于所述變速器的速比而改變所述限制值。
[0012]此外，在所述車輛中，所述變速器可形成低速檔和速比比所述低速檔小的高速檔中的任何一者，并且所述控制器可構造成在形成了所述高速檔的情況下與在形成了所述低速檔的情況下相比增大所述閾值和所述限制值。此外，所述控制器可構造成在執(zhí)行所述無電池行駛控制時在形成了所述低速檔的情況下變速到所述高速檔。
[0013]此外，所述車輛還可包括行星齒輪單元，所述行星齒輪單元包括:齒圈，所述齒圈連結(jié)到所述電動機；太陽齒輪，所述太陽齒輪連結(jié)到所述發(fā)電機；小齒輪，所述小齒輪與所述太陽齒輪和所述齒圈嚙合；和行星架，所述行星架連結(jié)到所述發(fā)動機并且將所述小齒輪支承成使得所述小齒輪可旋轉(zhuǎn)。
[0014]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于車輛的控制方法，所述車輛通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛。所述車輛包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電；電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和控制器，所述控制器構造成控制所述電動機和所述發(fā)電機。所述控制方法包括:在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制控制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機；在所述電池異常時，執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機；以及在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
[0015]根據(jù)上述車輛和用于該車輛的控制方法，能抑制在無電池行駛控制期間對電動機施加不穩(wěn)定的電壓。
【專利附圖】
【附圖說明】[0016]下面將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，并且其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的車輛的總體框圖；
[0018]圖2示出在圖1中示出的動力分割機構和變速器的共線圖；
[0019]圖3是用于執(zhí)行對圖1所不的第一 MG和第二 MG的驅(qū)動控制的電氣系統(tǒng)的線路圖；
[0020]圖4是示意性地示出第二 MG的控制模式的視圖；
[0021]圖5是在示出車速與車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩之間的關系的圖中示出車輛操作點與第二MG的控制模式之間的對應關系的視圖；
[0022]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖1所示的ECU的處理程序的流程圖；
[0023]圖7是E⑶的功能框圖；
[0024]圖8是示出本發(fā)明的第一實施例中的E⑶的處理程序的流程圖；
[0025]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的E⑶的處理程序的流程圖；
[0026]圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的E⑶的功能框圖；以及
[0027]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的E⑶的處理程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]在下文中，將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的實施例。在以下說明中，同樣的標號表示相同的構件。它們的名稱和功能也相同。因此，不重復其詳細說明。圖1是根據(jù)第一實施例的車輛I的總體框圖。車輛I包括發(fā)動機100、第一電動發(fā)電機(MG) 200、動力分割機構300、第二 MG400、變速器500、傳動軸(輸出軸)560、電力/功率控制單元(PCU) 600、電池700、系統(tǒng)主繼電器(SMR) 710和電子控制單元(E⑶)1000。
[0029]發(fā)動機100是通過燃燒燃料而輸出動力的內(nèi)燃發(fā)動機。發(fā)動機100的動力輸入到動力分割機構300。
[0030]動力分割機構300將從發(fā)動機100輸入的動力分割成通往輸出軸560的動力和通往第一 MG200的動力。
[0031]動力分割機構300是包括太陽齒輪(S)310、齒圈(R)320、小齒輪(P)340和行星架(C)的行星齒輪機構。小齒輪(P)340與太陽齒輪(S)310和齒圈(R)320嚙合。行星架(C) 330將小齒輪(P) 340保持成使得小齒輪(P) 340可旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))和可繞轉(zhuǎn)(公轉(zhuǎn))。
[0032]行星架(C) 330連結(jié)到發(fā)動機100的曲軸。太陽齒輪(S) 310連結(jié)到第一 MG200的轉(zhuǎn)子。齒圈(R) 320連結(jié)到輸出軸560。
[0033]第一 MG200和第二 MG400均為交流旋轉(zhuǎn)電機且既用作電力電動機(電動機)又用作電力發(fā)電機(發(fā)電機)。第二 MG400的動力輸入到變速器500。
[0034]變速器500改變第二 MG400的轉(zhuǎn)速且然后將旋轉(zhuǎn)傳遞到輸出軸560。變速器500由一組拉維娜(Ravigneaux)式行星齒輪機構形成。亦即，變速器500包括第一太陽齒輪
(SI)510、第二太陽齒輪(S2) 520、第一小齒輪(Pl) 531、第二小齒輪(P2)532、齒圈(Rl) 540和行星架(Cl) 550。第一小齒輪(Pl) 531與第一太陽齒輪(SI) 510嚙合。第二小齒輪(P2)與第一小齒輪(Pl) 531和第二太陽齒輪(S2) 520嚙合。齒圈(Rl) 540與第二小齒輪(P2) 532嚙合。行星架(Cl) 550將小齒輪531和532保持成使得各小齒輪531和532可自轉(zhuǎn)和可公轉(zhuǎn)。因此，第一太陽齒輪(Sl)510和齒圈(Rl) 540連同小齒輪531和532 —起構成與雙小齒輪型行星齒輪機構對應的機構，并且第二太陽齒輪(S2) 520和齒圈(Rl) 540連同第二小齒輪(P2)532 —起構成與單小齒輪型行星齒輪機構對應的機構。
[0035]行星架(Cl) 550連結(jié)到輸出軸560。第二太陽齒輪(S) 520連結(jié)到第二 MG400的轉(zhuǎn)子。
[0036]此外，變速器500包括BI制動器561和B2制動器562。BI制動器561選擇性地固定第一太陽齒輪(SI) 510。B2制動器562選擇性地固定齒圈(Rl) 540。
[0037]BI制動器561由固定在變速器500的殼體側(cè)的摩擦材料與固定在第一太陽齒輪
(Sl)510側(cè)的摩擦材料之間的摩擦力產(chǎn)生接合力。B2制動器562由固定在變速器500的殼體側(cè)的摩擦材料與固定在齒圈(Rl) 540側(cè)的摩擦材料之間的摩擦力產(chǎn)生接合力。這些制動器561和562連接到基于來自ECU1000的控制信號而輸出液壓壓力的變速用液壓回路(未示出)，且均通過從該變速用液壓回路輸出的液壓壓力而接合或釋放。
[0038]在通過使BI制動器561接合而使第一太陽齒輪(SI) 510固定且通過使B2制動器562釋放而不使齒圈(Rl) 540固定的情況下，變速器500的檔位為高速檔Hi。另一方面，在通過使B2制動器562接合而使齒圈(Rl) 540固定且通過使BI制動器561釋放而使第一太陽齒輪(SI) 510固定的情況下，變速器500的檔位為速比比高速檔Hi大的低速檔Lo。注意，速比是變速器500的輸入軸轉(zhuǎn)速(等于第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2)與變速器500的輸出軸轉(zhuǎn)速(等于輸出軸560的轉(zhuǎn)速Np)的比率。
[0039]輸出軸560利用經(jīng)由動力分割機構300傳遞的發(fā)動機100的動力和經(jīng)由變速器500傳遞的第二 MG400的動力中的至少任何一者旋轉(zhuǎn)。輸出軸560的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由減速齒輪傳遞到左右驅(qū)動輪82。這樣一來，使車輛I行駛。
[0040]圖2示出動力分割機構300的共線圖和變速器500的共線圖。當動力分割機構300如上所述構成時，太陽齒輪(S) 310的轉(zhuǎn)速(等于第一 MG轉(zhuǎn)速Nml)、行星架(C) 330的轉(zhuǎn)速(等于發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne)和齒圈(R) 320的轉(zhuǎn)速具有由在動力分割機構300的共線圖上連接的線示出的關系(這樣的關系:在任何兩個轉(zhuǎn)速被確定的情況下，其余一個轉(zhuǎn)速也被確定)。
[0041]此外，當變速器500如上所述構成時，第一太陽齒輪(Sl)510的轉(zhuǎn)速、齒圈(Rl)540的轉(zhuǎn)速、行星架(Cl) 550的轉(zhuǎn)速和第二太陽齒輪(S2)520的轉(zhuǎn)速(等于第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2)具有由在變速器500的共線圖上連接的線示出的關系(這樣的關系:在任何兩個轉(zhuǎn)速被確定的情況下，其余的轉(zhuǎn)速也被確定)。
[0042]由于變速器500的行星架(Cl) 550連接到輸出軸560，故行星架(Cl) 550的轉(zhuǎn)速與輸出軸560的轉(zhuǎn)速(亦即，車速V) —致。此外，由于動力分割機構300的齒圈(R) 320也連接到輸出軸560，故齒圈(R) 320的轉(zhuǎn)速也與輸出軸560的轉(zhuǎn)速(亦即，車速V) —致。
[0043]在低速檔Lo，B2制動器562接合且結(jié)果使齒圈(Rl) 540固定，因此齒圈(Rl) 540的轉(zhuǎn)速變成O。此外，在高速檔Hi，BI制動器561接合且結(jié)果使第一太陽齒輪(SI) 510固定，因此第一太陽齒輪(SI) 510的轉(zhuǎn)速變成O。因此，在第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2相同的情況下，如圖2所示，由于高速檔Hi的共線(點劃線)與低速檔Lo的共線(實線)之間的關系，形成了高速檔Hi時的車速V比形成了低速檔Lo時的車速V高。相反，在車速V相同的情況下，如圖2所示，由于高速檔Hi的共線(雙點劃線)與低速檔Lo的共線(實線)之間的關系，形成了高速檔Hi時的第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2比形成了低速檔Lo時的第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2低。[0044]返回參照圖1，P⑶600將從電池700供給的高電壓直流電力變換為交流電力且然后將該交流電力輸出到第一 MG200和/或第二 MG400。這樣一來，第一 MG200和/或第二MG400被驅(qū)動。此外，P⑶600將由第一 MG200和/或第二 MG400產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力且然后將該直流電力輸出到電池700。這樣一來，電池700被充電。
[0045]電池700是儲存用于驅(qū)動第一 MG200和/或第二 MG400的高電壓(例如，約200V)直流電力的二次電池。電池700典型地構造成包含鎳金屬氫化物或鋰離子。注意，代替電池700，可采用大電容電容器。
[0046]SMR710是用于切換與包括電池700和P⑶600的電氣系統(tǒng)的連接狀態(tài)的繼電器。
[0047]發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器10、輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器15、旋轉(zhuǎn)變壓器21和22、加速器位置傳感器31等連接到ECU1000。發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器10檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne (發(fā)動機100的轉(zhuǎn)速)。輸出軸轉(zhuǎn)速傳感器15檢測輸出軸560的轉(zhuǎn)速Np作為車速V。旋轉(zhuǎn)變壓器21和22分別檢測第一 MG轉(zhuǎn)速Nml (第一 MG200的轉(zhuǎn)速)和第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2 (第二 MG400的轉(zhuǎn)速)。加速器位置傳感器31檢測加速器踏板操作量A (使用者對加速器踏板的操作量)。這些傳感器將檢測結(jié)果輸出到E⑶1000。
[0048]E⑶1000結(jié)合有中央處理單元(CPU)和存儲器，并且基于存儲在存儲器中的信息和來自傳感器的信息而執(zhí)行預定的算術處理。ECU1000基于算術處理的結(jié)果而控制裝設在車輛I上的各種裝置。
[0049]圖3是用于執(zhí)行對第一 MG200和第二 MG400的驅(qū)動控制的電氣系統(tǒng)的線路圖。該電氣系統(tǒng)由第一 MG200、第二 MG400、PCU600、電池 700、SMR710 和 ECU1000 構成。
[0050]當SMR710處于斷開狀態(tài)時，電池700與電氣系統(tǒng)隔離。當SMR710處于接通狀態(tài)時，電池700連接到電氣系統(tǒng)。SMR710響應于來自E⑶1000的控制信號而被控制(接通或斷開)。例如，當使用者進行開始驅(qū)動車輛以要求電氣系統(tǒng)起動的操作時，ECU1000使SMR710接通。
[0051]P⑶600包括變換器610以及逆變器620和630。變換器610具有由電抗器和兩個開關元件構成的一般的升壓斬波電路。各開關元件上連接有反向并聯(lián)二極管。
[0052]逆變器620和630與變換器610彼此并聯(lián)連接。逆變器620連接在變換器610與第一 MG200之間。逆變器620包括U相臂、V相臂和W相臂。U相臂、V相臂和W相臂互相并聯(lián)連接。U相臂、V相臂和W相臂均包括兩個串聯(lián)連接的開關元件(上臂和下臂)。為各開關元件設置有反向并聯(lián)二極管。
[0053]逆變器630連接在變換器610和第二 MG400之間。逆變器630及逆變器620具有一般的三相逆變器構型。亦即，逆變器630包括用于三相(U相、V相和W相)的三對上臂和下臂以及分別用于各臂的反向并聯(lián)二極管。
[0054]電壓傳感器180檢測變換器610與逆變器620和630之間的電力線54上的直流電壓(在下文中，也稱為“系統(tǒng)電壓VH”)。電壓傳感器180檢測出的結(jié)果輸出到ECU1000。
[0055]變換器610執(zhí)行系統(tǒng)電壓VH與電池700的電壓Vb之間的雙向直流電壓變換。當從電池700放電的電力供給到第一 MG200或第二 MG400時，變換器610使電壓升壓。另一方面，當使用由第一 MG200或第二 MG400產(chǎn)生的電力對電池700充電時，變換器610使電壓降壓。
[0056]逆變器620通過接通或切斷開關元件來將系統(tǒng)電壓VH變換為交流電壓。變換后的交流電壓供給到第一 MG200。此外，逆變器620將由第一 MG200產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力。
[0057]類似地，逆變器630將系統(tǒng)電壓VH變換成交流電壓并且將該交流電壓供給到第二MG400。此外，逆變器630將由第二 MG400產(chǎn)生的交流電力變換為直流電力。
[0058]這樣，將變換器610與逆變器620和630電連接的電力線54被分別形成為由逆變器620和630共享的正極總線和負極總線。電力線54與第一 MG200和第二 MG400兩者電連接，因此允許由第一 MG200和第二 MG400中的一者產(chǎn)生的電力在另一者被消耗。
[0059]因此，在SMR710處于接通狀態(tài)且電池700連接到電氣系統(tǒng)的狀態(tài)下，使用由第一MG200和第二 MG400中的任何一者產(chǎn)生的電力對電池700充電或通過第一 MG200和第二MG400中的任何一者短缺電力而使電池700放電。另一方面，在SMR710處于斷開狀態(tài)且電池700與電氣系統(tǒng)隔離的狀態(tài)下，電池700不能被用作電力緩沖器，因此需要保持第一 MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡。
[0060]E⑶1000通過分別控制逆變器620和630的開關操作而執(zhí)行對第一 MG200和第二MG400的驅(qū)動控制。具體地，E⑶1000基于加速器踏板操作量A和車速V而設定第一 MG轉(zhuǎn)矩指令值Tlcom和第二 MG轉(zhuǎn)矩指令值T2com，并且將開關控制信號輸出到逆變器620和630，以使得第一 MG200的實際轉(zhuǎn)矩和第二 MG400的實際轉(zhuǎn)矩分別與第一 MG轉(zhuǎn)矩指令值Tlcom和第二 MG轉(zhuǎn)矩指令值T2com —致。
[0061]圖4是示意性地示出第二 MG400的控制模式(亦即，逆變器630的控制模式)的視圖。在根據(jù)第一實施例的車輛I中，逆變器630的控制模式切換為PWM控制模式和矩形控制模式中的任一種。
[0062]在PWM控制模式下，執(zhí)行正弦PWM控制和過調(diào)制PWM控制中的任何一者。正弦PWM控制被用作一般的PWM控制方法，并且根據(jù)正弦電壓指令值與載波(載波信號)之間的電壓比較而控制各相臂中的開關元件的開/關狀態(tài)。結(jié)果，在一定期間內(nèi)從逆變器630輸出至IJ第二 MG400的線間電壓(在下文中，還簡稱為“逆變器輸出電壓”)的基本(波)成分形成偽正弦波。眾所周知，在正弦PWM控制中，基本成分的振幅僅可提高逆變器輸入電壓的約0.61倍(調(diào)制系數(shù)僅可提高到0.61)。
[0063]在載波的振幅歪曲而減小之后，過調(diào)制PWM控制將執(zhí)行與上述正弦PWM控制相同的PWM控制。結(jié)果，能使調(diào)制系數(shù)提高到0.61至0.78的范圍。因此，在執(zhí)行PWM控制的范圍內(nèi)，在車速較低的情況下執(zhí)行正弦PWM控制，并且在車速較高的情況下執(zhí)行過調(diào)制PWM控制。
[0064]另一方面，在矩形控制模式下，執(zhí)行矩形控制。在矩形控制中，一旦在所設定的期間內(nèi)便進行開關操作。結(jié)果，所設定的期間內(nèi)的逆變器輸出電壓是一次脈沖的矩形電壓。這樣一來，矩形控制的控制精度(控制響應)不良，但與PWM控制相比能使調(diào)制系數(shù)提高到
0.78，因此能提高電動機輸出。
[0065]考慮這些控制模式的特性之間的差別，E⑶1000基于由車輛驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(輸出軸560的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩)和車速V (與輸出軸560的轉(zhuǎn)速Np對應，亦即，與第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2對應)決定的車輛操作點所屬的區(qū)域而選擇控制模式。
[0066]圖5是示出車輛操作點與第二 MG400(逆變器630)的控制模式之間的對應關系的曲線圖。示意性地，選擇具有較高可控制性的PWM控制模式以減小相對于控制邊界線L的低轉(zhuǎn)速側(cè)區(qū)域Al內(nèi)的轉(zhuǎn)矩變動，并且選擇矩形控制模式以提高在相對于控制邊界線L的高轉(zhuǎn)速側(cè)區(qū)域A2內(nèi)第二 MG400的輸出。
[0067]在第一實施例中，控制邊界線L被設定為形成了高速檔Hi時與形成了低速檔Lo時之間的差值。亦即，如上述圖2中所示，在車速V相同的情況下，第二 MG轉(zhuǎn)速Nm2在形成了高速檔Hi時比在形成了低速檔Lo時低?？紤]到這一點，E⑶1000將形成了高速檔Hi時的控制邊界線L2設定成使得控制邊界線L2被設定在比形成了低速檔Lo時的控制邊界線LI高的車速側(cè)。這樣一來，在形成了高速檔Hi時比在形成了低速檔Lo時更難切換到矩形控制模式。
[0068]接下來，將說明無電池行駛控制。當由于電池700中發(fā)生異常而禁止充電或放電時，ECU1000執(zhí)行故障安全控制，在所述故障安全控制中使車輛I在SMR710被設定為斷開狀態(tài)且電池700與電氣系統(tǒng)隔離的狀態(tài)下行駛。該故障安全控制就是“無電池行駛控制”。[0069]在無電池行駛控制期間，電池700不能被用作電力緩沖器，因此需要保持第一MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡。亦即，在以無電池行駛控制來行駛的狀態(tài)下，需要利用由第一 MG200產(chǎn)生的電力來驅(qū)動第二 MG400，并且需要執(zhí)行控制以使得第一MG200的發(fā)電量等于第二 MG400的耗電量。
[0070]圖6是示出在無電池行駛控制期間E⑶1000的處理程序的流程圖。在SlO中，E⑶1000基于加速器踏板操作量A和車速V而計算出車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq。例如，E⑶1000預先存儲規(guī)定加速器踏板操作量A、車速V和車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq之間的對應關系的脈譜圖，并且利用該脈譜圖計算與實際加速器踏板操作量A和實際車速V對應的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq。
[0071]在311中4011000由車輛要求轉(zhuǎn)矩1'代9計算發(fā)動機要求功率？6^9。更具體地，ECU1000計算車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq和輸出軸轉(zhuǎn)速Np的乘積(等于車輛要求功率)作為發(fā)動機要求功率Pereq。
[0072]在S12中，E⑶1000計算滿足發(fā)動機要求功率Pereq的發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值Nereq和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩目標值Tereq。例如，ECU1000預先設定由發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te決定的最佳發(fā)動機操作線，并且利用該最佳發(fā)動機操作線計算滿足發(fā)動機要求功率Pereq的發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值Nereq和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩目標值Tereq。
[0073]在S13中，E⑶1000由發(fā)動機要求功率Pereq和發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值Nereq計算作為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te的反作用力的第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq。當動力分割機構300的行星齒輪傳動比為“P ”時，在第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te之間基于力學關系由Tl = p/(1+P ) XTe表示的關系式成立。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te是通過將發(fā)動機功率Pe除以發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne而獲得的值，因此E⑶1000利用以下數(shù)學式(I)計算第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq。
[0074]Tlreq = P / (1+ P ) X Tereq = P / (1+ P ) X (Pereq/Nereq) (I)
[0075]注意，在無電池行駛控制期間，為了將第一 MG200設定在發(fā)電狀態(tài)，將第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq設定為負值(Tlreq < O)。隨著第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq減小，通過第一MG200的發(fā)電產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩(在下文中，也稱為“第一MG200的負轉(zhuǎn)矩”)增大，因此第一MG200的發(fā)電量增大。
[0076]在S14中，E⑶1000將第二 MG轉(zhuǎn)矩目標值T2req計算成使得第一 MG目標功率(等于第一 MG200的發(fā)電量的目標值)等于第二 MG目標功率(等于第二 MG400的耗電量的目標值)。具體地，E⑶1000利用以下數(shù)學式(2)計算第二 MG轉(zhuǎn)矩目標值T2req。[0077]T2req = (TlreqXNml) /Nm2 (2)
[0078]在S15中，E⑶1000將計算出的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩目標值Tereq、第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq和第二 MG轉(zhuǎn)矩目標值T2req分別設定為發(fā)動機轉(zhuǎn)矩指令值Tecom、第一 MG轉(zhuǎn)矩指令值Tlcom和第二 MG轉(zhuǎn)矩指令值T2com。
[0079]這樣，在無電池行駛控制期間，為了保持第一MG200與第二MG400之間的輸入和輸出電力的平衡，轉(zhuǎn)矩指令值被設定成使得第一MG200的發(fā)電量等于第二MG400的耗電量。然而，如果第二 MG400的控制模式切換為具有相對不良的可控制性的矩形控制模式，則第二MG轉(zhuǎn)矩T2的控制精度惡化，并且結(jié)果，第一 MG200的發(fā)電量可能與第二 MG400的耗電量不一致，并且逆變器輸出電壓可能變得不穩(wěn)定。
[0080]特別地，逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的狀況是車輛要求功率急劇變化的模式，典型地為加速器開啟狀態(tài)(加速器踏板操作量A > O)和加速器關閉狀態(tài)(加速器踏板操作量A = O)反復的模式。當加速器被設定在開啟狀態(tài)時，第一 MG200的負轉(zhuǎn)矩的絕對值增大以使第一 MG200的發(fā)電量(等于第二 MG400的輸出功率)增加。發(fā)動機轉(zhuǎn)矩Te增大以防止發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne由于第一MG200的負轉(zhuǎn)矩的絕對值的增大而降低；然而,實際上,發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne由于對發(fā)動機100的控制的延遲而暫時降低。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne暫時降低的狀態(tài)下，第一MG轉(zhuǎn)速Nml也暫時降低(參照圖2所示的共線圖)。因此，第一 MG200的發(fā)電量降低，因此需要使第二 MG400的輸出功率降低與第一 MG200的發(fā)電量的降低對應的量，以保持輸入和輸出電力的平衡；然而，在具有相對不良的可控制性的矩形控制模式中，發(fā)生第二 MG400的輸出功率的降低的延遲且然后系統(tǒng)電壓VH降低，并且結(jié)果，逆變器輸出電壓降低。因此，如果在高車速下加速器開啟狀態(tài)和加速器關閉狀態(tài)反復，則逆變器輸出電壓的降低反復，并且結(jié)果，逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定。在當系統(tǒng)電壓VH變得低于或等于預定值時執(zhí)行將逆變器620和630設定為關斷狀態(tài)(停止狀態(tài))的故障安全操作的車輛中，可能由于系統(tǒng)電壓VH的降低而無法繼續(xù)車輛行駛。
[0081]于是，在第一實施例中，在無電池行駛控制期間在高車速時，執(zhí)行使逆變器輸出電壓穩(wěn)定的處理(具體地，后述的對加速器踏板操作量A進行濾波處理的處理)。這樣一來，可抑制第一 MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡的崩潰。因此，即使控制模式切換為矩形控制，也能使逆變器輸出電壓穩(wěn)定。這一點是第一實施例的最為特征的部分。
[0082]圖7是使逆變器輸出電壓穩(wěn)定時ECU1000的功能框圖。圖7所示的功能框可用硬件實現(xiàn)或者可用軟件實現(xiàn)。
[0083]E⑶1000包括第一判定單元1010、第二判定單元1020、濾波處理單元1030和限制車速切換單元1040。
[0084]第一判定單元1010判定無電池行駛控制是否正被執(zhí)行。限制車速切換單元1040基于變速器500中形成的檔位(變速器500的速比)而切換限制車速Vsh。限制車速Vsh用在由第二判定單元1020所做的判定中。限制車速切換單元1040在形成了低速檔Lo時將限制車速Vsh設定為“Vshl”，并且在形成了速比比低速檔Lo小的高速檔Hi時將限制車速Vsh設定為“Vsh2”。在第一實施例中，形成了低速檔Lo時的限制車速Vshl被設定為形成了低速檔Lo時控制邊界線LI的最低速側(cè)值。此外，形成了高速檔Hi時的限制車速Vsh2被設定為形成了高速檔Hi時控制邊界線L2的最低速側(cè)值(參見圖5)。
[0085]注意，根據(jù)第一實施例的車輛I包括變速器500，因此限制車速切換單元1040的功能有效；然而，在不包括變速器的車輛中，不需要限制車速切換單元1040的功能(基于是形成了低速檔Lo還是高速檔Hi而切換限制車速Vsh的功能)。
[0086]第二判定單元1020判定車速V是否超過限制車速切換單元1040中設定的限制車速 Vsh。
[0087]當在無電池行駛控制期間車速V超過限制車速Vsh時，濾波處理單元1030對加速器踏板操作量A進行濾波處理(平滑處理)。具體地，濾波處理單元1030對加速器位置傳感器31檢測出的實際加速器踏板操作量A進行濾波處理。經(jīng)濾波處理的加速器踏板操作量A被用作計算無電池行駛控制期間的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq(圖6中SlO的處理)的參數(shù)。
[0088]這里，例如，可使用一次滯后處理、二次滯后處理、移動平均處理等作為“濾波處理”。對于任何一種處理，經(jīng)濾波處理的加速器踏板操作量A比實際加速器踏板操作量A更溫和地變化。通過以此方式經(jīng)由濾波處理溫和地改變加速器踏板操作量A(限制加速器踏板操作量A的變化率)，抑制了第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq的急劇變化(亦即，第一 MG200的發(fā)電量的急劇變化)。因此，排除了逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的機會，因此使得電壓穩(wěn)定。
[0089]另一方面，當正在執(zhí)行無電池行駛控制但車速V低于限制車速Vsh時(亦即，當不是執(zhí)行矩形控制而是執(zhí)行PWM控制時)，濾波處理單元1030不對加速器踏板操作量A進行濾波處理。這樣一來，在PWM控制期間維持了動力性能。注意，當無電池行駛控制未在執(zhí)行時，濾波處理單元1030也不對加速器踏板操作量A進行濾波處理。
[0090]圖8是示出用于實現(xiàn)上述功能的E⑶1000的處理程序的流程圖。在S20中，E⑶1000判定是否正在執(zhí)行無電池行駛控制。在S21中，E⑶1000判定變速器500中形成的檔位是否為低速檔Lo。
[0091]當形成了低速檔Lo(S21中為“是”)時，E⑶1000在S22中將限制車速Vsh設定為“Vshl”(參見圖5)，并且然后使處理轉(zhuǎn)入S24。另一方面，當形成了高速檔Hi (S21中為“否，，)時，E⑶1000在S23中將限制車速Vsh為“Vsh2”(參見圖5)，并且然后使處理轉(zhuǎn)入S24。注意，如上所述，在不包括變速器的車輛中，不需要S21至S23的功能。
[0092]在S24中，E⑶1000判定車速V是否超過限制車速Vsh。當車速V超過限制車速Vsh (S24中為“是”)時，E⑶1000如上所述在S25中對加速器踏板操作量A進行濾波處理。
[0093]另一方面，當車速V低于限制車速Vsh (S24中為“否”)時，E⑶1000結(jié)束處理而不對加速器踏板操作量A進行濾波處理。
[0094]如上所述，在第一實施例中，在執(zhí)行無電池行駛控制時，當車速V超過限制車速Vsh時，通過對加速器踏板操作量A進行濾波處理來抑制第一MG200與第二 MG400之間的輸入和輸出電力的平衡的崩潰。因此，即使控制模式切換為矩形控制，也能使逆變器輸出電壓穩(wěn)定。
[0095]此外，在第一實施例中，當車速V低于限制車速Vsh時，能通過不對加速器踏板操作量A進行濾波處理來確保PWM控制期間的動力性能。因此，能實現(xiàn)在PWM控制期間維持動力性能和在矩形控制期間使電壓穩(wěn)定兩者。
[0096]注意，在第一實施例中，基于車速V進行濾波處理；作為替代，更直接地，可基于“正在執(zhí)行矩形控制”的條件而進行濾波處理。亦即，在圖8的S24中，代替判定“車速V是否超過限制車速Vsh”，可判定“是否正在執(zhí)行矩形控制”。
[0097]當在可控制性不良且逆變器輸出電壓趨于不穩(wěn)定的“正在執(zhí)行矩形控制”的條件下進行濾波處理時，能更直接地防止在矩形控制期間輸入和輸出電力的平衡的崩潰。
[0098]另一方面，如第一實施例的情況下一樣，通過基于車速V而進行濾波處理，除在矩形控制期間外，即使在過調(diào)制PWM控制期間也能確保電壓穩(wěn)定。亦即，在車速V增大的情況下，控制模式以正弦PWM控制、過調(diào)制PWM控制和矩形控制的次序朝具有不良可控制性的控制模式逐漸切換，并且即使是過調(diào)制PWM控制與正弦PWM控制相比也具有逆變器輸出電壓(系統(tǒng)電壓VH)的不良的穩(wěn)定可控制性。因此，通過基于車速V而進行濾波處理，能通過在兩個區(qū)域內(nèi)都進行濾波處理，不僅在矩形控制區(qū)域內(nèi)而且在過調(diào)制PWM控制區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)電壓穩(wěn)定。在第一實施例中，“加速踏板操作量A”被設定為濾波處理對象。
[0099]與此相比，在第二實施例中，“車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq”被設定為濾波處理對象。其它結(jié)構、功能和處理與上述第一實施例相同，因而在此不重復詳細說明。圖9是示出根據(jù)第二實施例的ECU1000的處理程序的流程圖。注意，在圖9所示的步驟之中，被賦予與上述圖8所示的步驟相同的步驟標號的步驟已進行了描述并且在此不重復詳細說明。
[0100]當車速V超過限制車速Vsh (S24中為“是”)時，ECU1000在S30中對車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq進行濾波處理(平滑處理)。具體地，E⑶1000對在上述圖6中的SlO的處理中計算出的“車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq”進行濾波處理。這樣一來，經(jīng)濾波處理的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq比濾波處理前的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq更溫和地變化。經(jīng)濾波處理的車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq被用作計算無電池行駛控制期間的發(fā)動機要求功率Pereq(圖6中的Sll的處理)的參數(shù)。通過以此方式經(jīng)由濾波處理而溫和地改變車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq(限制車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq的變化率)，抑制了第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq的急劇變化(亦即，第一 MG200的發(fā)電量的急劇變化)。因此，排除了逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的機會，因此使得電壓穩(wěn)定。
[0101]另一方面，當車速V低于限制車速Vsh (S24中為“否”)時，E⑶1000結(jié)束處理而不對車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq進行濾波處理。這樣一來，在PWM控制期間維持了動力性能。
[0102]如上所述，在本實施例中，通過與上述第一實施例的情況下一樣對“車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq"進行濾波處理，能使矩形控制期間的逆變器輸出電壓穩(wěn)定。
[0103]注意，在第二實施例中也與上述第一實施例的情況下一樣，在不包括變速器的車輛中，不需要圖9中的S21至S23的功能。
[0104]此外，在第二實施例中也與上述第一實施例的情況下一樣，基于車速V而進行濾波處理；作為替代，更直接地，可在“正在執(zhí)行矩形控制”的條件下進行濾波處理。在第一和第二實施例中，通過經(jīng)由濾波處理溫和地改變加速器踏板操作量A或車輛要求轉(zhuǎn)矩Treq而實現(xiàn)矩形控制期間的電壓穩(wěn)定性。
[0105]與此相比，在本發(fā)明的第三實施例中，通過限制第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl而實現(xiàn)電壓穩(wěn)定性。其它結(jié)構與上述第一和第二實施例的結(jié)構相同，因而在此不重復詳細說明。
[0106]圖10是根據(jù)第三實施例的E⑶1000A的功能框圖。E⑶1000A包括第一判定單元1010、第二判定單元1020、保護處理單元1030A和限制車速切換單元1040。注意，上文已經(jīng)在圖7中說明了第一判定單元1010、第二判定單元1020和限制車速切換單元1040的功能，因而在此不重復詳細說明。
[0107]當在無電池行駛控制期間車速V超過限制車速Vsh時，保護處理單元1030A執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。具體地，保護處理單元1030A執(zhí)行控制以使得無電池行駛控制期間的第一 MG轉(zhuǎn)矩目標值Tlreq(〈O)不會降低到預定的下限轉(zhuǎn)矩Tmin (〈O)以下，以抑制無電池行駛控制期間第一 MG200的負轉(zhuǎn)矩(通過第一 MG200的發(fā)電產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩)的絕對值的增大。這樣一來，抑制了第一 MG200的負轉(zhuǎn)矩的絕對值的增大且抑制了發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne的暫時降低，因此也抑制了第一MG200的發(fā)電量的暫時降低。因此，即使在矩形控制中發(fā)生第二 MG400的輸出功率的降低的延遲，也能抑制系統(tǒng)電壓VH的降低，從而排除了逆變器輸出電壓變得不穩(wěn)定的機會，并且實現(xiàn)電壓穩(wěn)定性。
[0108]另一方面，當正在執(zhí)行無電池行駛控制但車速V低于限制車速Vsh時(亦即，當不是執(zhí)行矩形控制而是執(zhí)行PWM控制時)，保護處理單元1030A不執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。這樣一來，在PWM控制期間維持了動力性能。注意，當無電池行駛控制未在執(zhí)行時，保護處理單元1030A也不執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0109]圖11是示出用于實現(xiàn)上述功能的E⑶1000A的處理程序的流程圖。注意，在圖11所示的步驟之中，被賦予與上述圖8所示的步驟相同的步驟標號的步驟已進行了描述并且在此不重復詳細說明。
[0110]當車速V超過限制車速Vsh (S24中為“是”)時，E⑶1000A在S40中執(zhí)行上述對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0111]另一方面，當車速V低于限制車速Vsh (S24中為“否”)時，E⑶1000A結(jié)束處理而不執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0112]如上所述，在第三實施例中，通過執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理，與上述第一和第二實施例的情況下一樣，能使矩形控制期間的逆變器輸出電壓穩(wěn)定。
[0113]注意，與上述第一和第二實施例的情況下一樣，在不包括變速器的車輛中，不需要圖11中的S21至S23的功能。
[0114]此外，在第三實施例中也與上述第一和第二實施例的情況下一樣，基于車速V而執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理；作為替代，更直接地，可在“正在執(zhí)行矩形控制”的條件下執(zhí)行對第一 MG轉(zhuǎn)矩Tl的保護處理。
[0115]此外，能根據(jù)需要合并第一至第三實施例。上述實施例在所有方面都是例述性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍并不由以上說明而是由所附權利要求指定，且意圖涵蓋與所附權利要求的范圍等同的含義和范圍內(nèi)的所有變型。
【權利要求】
1.一種通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛的車輛，包括: 發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電； 電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和 控制器，所述控制器構造成在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且構造成在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機，其中 在所述電池異常時，所述控制器構造成執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機，并且 在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，所述控制器構造成執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中 在所述第一處理中，通過使所述加速器操作量經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述加速器操作量的變化率。
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中 在所述第二處理中，通過使所述車輛要求轉(zhuǎn)矩經(jīng)由濾波處理而溫和地變化來限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率。
4.根據(jù)權利要求1所述的車輛，其中 在所述第三處理中，通過保護處理將所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩限制成使得所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩不會降低到預定轉(zhuǎn)矩以下。
5.根據(jù)權利要求1所述的車輛，還包括: 設置在所述電動機與所述輸出軸之間的變速器，其中 所述控制器構造成基于所述變速器的速比而改變所述限制值。
6.根據(jù)權利要求5所述的車輛，其中 所述變速器形成低速檔和速比比所述低速檔小的高速檔中的任何一者，并且 所述控制器構造成在形成了所述高速檔的情況下與在形成了所述低速檔的情況下相比增大所述閾值和所述限制值。
7.根據(jù)權利要求6所述的車輛，其中 所述控制器構造成在執(zhí)行所述無電池行駛控制時在形成了所述低速檔的情況下變速到所述高速檔。
8.根據(jù)權利要求1所述的車輛，還包括: 行星齒輪單元，所述行星齒輪單元包括:齒圈，所述齒圈連結(jié)到所述電動機；太陽齒輪，所述太陽齒輪連結(jié)到所述發(fā)電機；小齒輪，所述小齒輪與所述太陽齒輪和所述齒圈嚙合；和行星架，所述行星架連結(jié)到所述發(fā)動機并且將所述小齒輪支承成使得所述小齒輪可旋轉(zhuǎn)。
9.一種用于車輛的控制方法，所述車輛通過利用發(fā)動機和電動機中的至少一者的動力使連結(jié)到驅(qū)動輪的輸出軸旋轉(zhuǎn)而行駛，其中所述車輛包括:發(fā)電機，所述發(fā)電機利用所述發(fā)動機的動力發(fā)電；電池，所述電池構造成可連接到所述電動機和所述發(fā)電機；和控制器，所述控制器構造成控制所述電動機和所述發(fā)電機，所述控制方法包括: 在車速低于閾值的情況下以脈寬調(diào)制控制來驅(qū)動所述電動機，并且在車速超過所述閾值的情況下以與所述脈寬調(diào)制控制相比具有提高的輸出但不良的可控制性的矩形控制來驅(qū)動所述電動機； 在所述電池異常時，執(zhí)行無電池行駛控制，在所述無電池行駛控制中，所述電池與所述電動機和所述發(fā)電機隔離，通過從所述發(fā)電機產(chǎn)生與加速器操作量和車輛要求轉(zhuǎn)矩中的至少任何一者對應的轉(zhuǎn)矩來使所述發(fā)電機發(fā)電，并且利用由所述發(fā)電機產(chǎn)生的電力來驅(qū)動所述電動機；以及 在執(zhí)行所述無電池行駛控制時，在車速超過與所述閾值對應的限制值的情況下，執(zhí)行限制所述加速器操作量的變化率的第一處理、限制所述車輛要求轉(zhuǎn)矩的變化率的第二處理和限制所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)矩的第三處理中的至少一者，以由此抑制所述發(fā)電機與所述電動機之間的輸入電力和輸出電力的平衡的崩潰。
【文檔編號】B60K6/34GK103958243SQ201280057769
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月23日 優(yōu)先權日:2011年11月24日
【發(fā)明者】田中信行, 永田章二 申請人:豐田自動車株式會社, 愛信艾達株式會社
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