混合动力汽车及其控制方法 技术领域 本发明关于混合动力汽车及其控制方法， 具体的关于包括 ： 能够输出行驶用的动 力的内燃机 ； 能够输入输出行驶用的动力的电动机 ； 能够和电动机进行电力的交换的二次 电池 ； 可以进行仅仅使用电动机输入输出的动力行驶的电动行驶和使用从内燃机输出的动 力和电动机输入输出的动力行驶的混合动力行驶的混合动力汽车以及该混合动力汽车的 控制方法。
背景技术
现有的， 作为此种混合动力汽车， 公开了 ： 搭载输出行驶用的动力的发动机和输出 行驶用的动力的马达， 当燃料余量在预定的阈值以上的时候， 优先运行发动机行驶的混合 动力模式行驶， 在燃料余量小于阈值的时候， 优先停止发动机的运行通过来自马达的动力 行驶的电动行驶模式行驶 ( 例如， 参照特许文献 1)。此混合动力汽车中， 通过上述的控制， 延迟燃料余量完全的成为 0。
现有技术文献
特许文献
【特许文献 1】 特开 2009-12593 号公报 发明内容 近年的混合动力汽车中， 公开了 ： 能够在系统关闭的状态下， 连接到外部电源， 通 过从外部电源的电力能够向马达供给电力的二次电池充电的所谓插电式混合动力汽车。 此 插电式混合动力汽车， 因为每次关闭系统都对二次电池充电， 为了在系统关闭之前二次电 池的蓄电量变低， 理想的是优先在停止发动机的运行的状态下仅仅使用来自马达的动力行 驶的电动行驶而行驶， 但是也有根据车辆的状态和二次电池的状态等等限制电动行驶的情 况。
本发明的混合动力汽车及其控制方法， 主要目的在于 ： 即使在限制电动行驶的时 候， 也能够在系统关闭之前降低二次电池的蓄电量。
本发明的混合动力汽车及其控制方法， 为了达到上述的主要目的采用以下的技术 方案。
本发明的混合动力汽车， 包括 ： 能够输出行驶用的动力的内燃机 ； 输入输出行驶 用的动力的电动机 ； 能够和所述电动机进行电力的交换的二次电池， 该混合动力汽车能够 进行 ： 仅仅使用来自所述电动机输入输出的动力行驶的电动行驶和使用从所述内燃机输出 的动力和所述电动机输入输出的动力行驶的混合动力行驶， 要点在于 ： 包括 ：
在系统关闭 (OFF) 的状态下连接到外部电源， 使用来自该外部电源的电力， 对所 述二次电池充电的充电器 ；
设定行驶所要求的行驶用功率的行驶用功率设定单元 ；
基于所述二次电池的状态， 运算在所述二次电池中储蓄的蓄电量相对于全部容量
的比例即蓄电比例的蓄电比例运算单元 ；
基于所述二次电池的状态， 设定从所述二次电池能够输出的最大电力即输出限制 的输出限制设定单元，
模式设定单元， 其在系统开启 (ON) 的时候至少所述运算出的蓄电比例在第一预 定比例以上时， 在伴随行驶所述运算的蓄电比例变得比小于第一预定比例的第二预定比例 小之前， 设定优先所述电动行驶来行驶的电动行驶优先模式， 在未设定所述电动行驶优先 模式时， 设定优先所述混合动力行驶来行驶的混合动力行驶优先模式 ； 以及
控制单元， 其在设定所述电动行驶优先模式且用于限制所述电动行驶的预定条件 未成立时， 在所述设定了的行驶用功率变为所述设定了的输出限制以下的条件下， 控制所 述电动机使得通过所述电动行驶而行驶并且， 在所述设定了的行驶用功率变为大于所述设 定了的输出限制的条件下， 控制所述内燃机和所述电动机使得通过所述混合动力行驶而行 驶； 在设定所述电动行驶优先模式且所述预定条件成立时， 在所述设定了的行驶用功率变 为所述设定了的输出限制和预先设定的预定功率中较小一方的功率即阈值功率以下的条 件下， 控制所述电动机使得通过所述电动行驶而行驶， 并且在所述设定了的行驶用功率变 得大于所述阈值功率的条件下， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得通过所述混合动力行 驶而行驶。 此本发明的混合动力汽车中， 由于在系统开启 (ON) 时至少储蓄于二次电池的蓄 电量相对于全部容量的比例即蓄电比例在预定比例以上， 在伴随行驶蓄电比例变得比小于 第一预定比例的第二预定比例小之前， 设定优先电动行驶而行驶的电动行驶优先模式的状 态下， 用于限制电动行驶的预定条件未成立时， 在行驶所要求的行驶用功率变为在作为来 自二次电池能够输出的最大电力的输出限制以下的条件下， 控制电动机使得通过电动行驶 而行驶， 并且在行驶用功率大于输出限制的条件下， 控制内燃机和电动机使得通过混合动 力行驶而行驶。因为， 在用于限制电动行驶的预定条件不成立时， 也就是， 通常时功率行驶 用功率在作为来自二次电池能够输出的最大电力的输出限制以下时通过电动行驶而行驶， 在功率行驶用功率大于输出限制时通过混合动力行驶而行驶， 所以能够迅速的降低二次电 池的蓄电量并且通过行驶用功率行驶。 另一方面， 在用于限制电动行驶的预定条件成立时， 在行驶用功率在输出限制和预先设定的预定功率之中较小一方的功率即阈值功率以下的 条件下， 控制电动机使得通过电动行驶而行驶， 并且在行驶用功率变得大于阈值功率的条 件下， 控制内燃机和电动机使得通过混合动力行驶而行驶。 也就是说， 在用于限制电动行驶 的预定条件成立时， 行驶用功率在阈值功率以下时通过电动行驶行驶， 行驶用功率大于阈 值功率时通过混合动力行驶而行驶。如此， 即使限制电动行驶， 比通常时虽然延迟， 但是也 能够迅速的降低二次电池的蓄电量。还有， 能够通过行驶用功率行驶。此结果是， 即使在限 制电动行驶时， 也能够在系统关闭之前降低二次电池的蓄电量。
如此的本发明的混合动力汽车中， 也可以设为 ： 所述预定条件是请求所述内燃机 的运行的条件， 所述控制单元是如下单元， 在设定所述电动行驶优先模式且所述预定条件 成立时， 因为是所述设定了的行驶用功率变为所述阈值功率以下的条件下所以所述电动行 驶时， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得所述内燃机进行怠速运行。如此， 即使在通过电 动行驶行驶时也能够运行内燃机， 能够迅速的降低二次电池的蓄电量。 此情况下， 也可以设 为， 所述预定条件是， 为了乘员室的供暖而运行所述内燃机的条件， 为了预热在所述内燃机
的排气系统安装的净化装置的催化剂而运行所述内燃机的条件， 为了预热所述内燃机而运 行所述内燃机的条件中的任意一个成立的条件。
并且， 本发明的混合动力汽车中， 也可以设为， 所述预定功率被设定为从所述二次 电池为充满电的状态开始进行了所述电动行驶时， 当行驶了预定距离时， 所述二次电池的 蓄电比例成为所述第二预定比例的功率。
进一步， 本发明的混合动力汽车中， 也可以设为， 所述控制单元是如下单元， 在设 定所述电动行驶优先模式且所述预定条件成立时， 因为是所述设定了的行驶用功率变得大 于阈值功率的条件下所以进行所述混合动力行驶时， 在能够从所述内燃机输出所述设定了 的行驶用功率时， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得从所述内燃机输出该行驶用功率而 行驶， 在不能够从所述内燃机输出所述设定了的行驶用功率时， 控制所述内燃机和所述电 动机， 使得从所述内燃机和所述电动机输出该行驶用功率而行驶。 如此， 因为在能够从内燃 机输出行驶用功率时从内燃机输出行驶用功率而行驶， 所以能够使混合动力行驶时的燃料 经济性良好。并且， 因为在不能够从内燃机输出行驶用功率时从内燃机和电动机输出行驶 用功率而行驶， 所以能够应对需要大的行驶功率时。
或者， 本发明的混合动力汽车中， 也可以设为， 所述控制单元是如下单元， 在设定 所述电动行驶优先模式且所述预定条件成立时， 因为是所述设定了的行驶用功率变得大于 阈值功率的条件下所以进行所述混合动力行驶时， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得从 所述内燃机输出从所述设定了的行驶用功率减去所述阈值功率得到的功率， 并且从所述电 动机输出所述阈值功率而行驶。 如此， 即使是在混合动力行驶时， 因为通过电动机消耗阈值 功率， 所以能够迅速的降低二次电池的蓄电量。 并且， 本发明的混合动力汽车中， 也可以设为， 所述控制单元是如下单元， 在设定 所述电动行驶优先模式且禁止所述二次电池的放电的禁止条件成立时， 控制所述内燃机使 得仅仅使用来自所述内燃机的功率行驶。如此， 能够不从二次电池放电而行驶。此情况下， 也可以设为， 所述禁止条件是， 对所述二次电池强制充电的条件， 为了确保驾驶者的视野开 启 (ON) 除霜开关的条件， 所述设定了的输出限制变为预先设定为相比通常为极小的值的 预定限制以下的条件中的任意一个成立的条件。
本发明的混合动力汽车中， 也可以设为， 包括 ： 可以与所述二次电池交换电力， 可 以输入输出动力的发电机， 和 3 个旋转元件连接到所述内燃机的输出轴、 所述发电机的旋 转轴、 和与车轴连结的驱动轴 3 个轴的行星齿轮机构， 所述控制单元是如下单元， 在所述内 燃机的运行控制时控制所述发电机。
本发明的混合动力汽车的控制方法， 该混合动力汽车包括 ： 能够输出行驶用的动 力的内燃机， 能够输入输出行驶用的动力的电动机， 能够和所述电动机进行电力的交换的 二次电池， 以及在系统关闭的状态下连接到外部电源， 使用来自该外部电源的电力对所述 二次电池充电的充电器， 该混合动力汽车进行 ： 仅使用所述电动机输入输出的动力行驶的 电动行驶和使用从所述内燃机输出的动力和所述电动机输入输出的动力行驶的混合动力 行驶， 该混合动力车辆的控制方法， 其特征在于 ：
由于在系统开启 (ON) 时至少在所述二次电池中储蓄的蓄电量相对于全部容量的 比例即蓄电比例在预定比例以上时， 由此伴随行驶所述蓄电比例变得比小于所述第一预定 比例的第二预定比例小之前， 设定了优先所述电动行驶来行驶的电动行驶优先模式的状态
下， 用于限制所述电动行驶的预定条件没有成立时， 行驶所要求的行驶用功率并且从所述 二次电池能够输出的最大电力即输出限制以下的条件下， 控制所述电动机， 使得通过所述 电动行驶而行驶， 并且在所述行驶用功率大于所述输出限制的条件下， 控制所述内燃机和 所述电动机， 使得通过所述混合行驶而行驶， 在所述预定条件成立时， 所述行驶用功率变为 所述输出限制和预先设定的预定功率中较小的一方的功率的阈值功率以下的条件下， 控制 所述电动机， 使得通过所述电动行驶而行驶， 并且在所述行驶用功率变为大于所述阈值功 率的条件下， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得通过所述混合行驶而行驶。
此本发明的混合动力汽车的控制方法中， 在系统开启 (ON) 时至少在储蓄于二次 电池的蓄电量相对于全部容量的比例即蓄电比例在预定比例以上， 由此伴随行驶所述蓄电 比例变得比小于第一预定比例的第二预定比例小之前， 设定了优先电动行驶而行驶的电动 行驶优先模式的状态下， 用于限制电动行驶的条件未成立时， 行驶要求的行驶用功率变为 从二次电池能够输出的最大电力即输出限制以下的条件下， 控制电动机， 使得通过电动行 驶而行驶， 并且在行驶用功率大于输出限制的条件下， 控制内燃机和电动机， 使得通过混合 动力行驶而行驶。 因为， 在用于限制电动行驶的预定条件不成立时， 也就是， 通常时， 在行驶 用功率在从二次电池能够输出的最大电力即输出限制以下时， 通过电动行驶而行驶， 在行 驶用功率大于输出限制时候， 通过混合动力行驶而行驶， 所以能够迅速的降低二次电池的 蓄电量并且通过行驶用功率行驶。 另一方面， 在用于限制电动行驶的预定条件成立时， 行驶 用功率变为输出限制和预先设定的预定功率之中较小的一方的功率即阈值功率以下的条 件下， 控制电动机使得通过电动行驶行驶， 并且在行驶用功率大于阈值功率的条件下， 控制 内燃机和电动机使得通过混合动力行驶而行驶。也就是说， 在用于限制电动行驶的预定条 件成立时， 行驶用功率在阈值功率以下时通过电动行驶行驶， 行驶用功率大于阈值功率时 通过混合动力行驶而行驶。如此， 限制电动行驶， 比通常时虽然延迟， 但是也能够迅速的降 低二次电池的蓄电量。还有， 能够通过行驶用功率行驶。此结果是， 即使在限制电动行驶 时， 也能够在系统关闭之前降低二次电池的蓄电量。此处， 作为 “预定功率” ， 能够使用设定 为： 从二次电池充满电的状态开始进行电动行驶时， 当行驶了预定距离时， 二次电池的蓄电 比例成为第二预定比例的功率。
如此的本发明的混合动力汽车的控制方法， 也可以设为， 其特征在于 ： 所述预定条 件是请求所述内燃机的运行的条件， 在设定了所述电动行驶优先模式的状态下， 所述预定 条件成立时， 因为是所述设定了的行驶用功率变为所述阈值功率以下的条件下所以进行所 述电动行驶时， 控制所述内燃机和所述电动机使得所述内燃机怠速运行。 如此， 即使在通过 电动行驶行驶时， 也能够运行内燃机， 能够迅速的降低二次电池的蓄电量。此情况下， 也可 以设为， 所述预定条件是， 为了乘员室的供暖而运行所述内燃机的条件， 为了预热在所述内 燃机的排气系统安装的净化装置的催化剂而运行所述内燃机的条件， 为了预热所述内燃机 而运行所述内燃机的条件中的任意一个成立的条件。
并且， 本发明的混合动力汽车的控制方法， 也可以是， 其特征在于 ： 在设定了所述 电动行驶优先模式的状态下， 所述预定条件成立时， 因为是所述行驶用功率变得大于所述 阈值功率的条件下所以进行所述混合动力行驶时， 在能够从所述内燃机输出所述行驶用功 率时， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得从所述内燃机输出该行驶用功率而行驶， 在不能 够从所述内燃机输出所述行驶用功率时， 控制所述内燃机和所述电动机， 使得从所述内燃机和所述电动机输出该行驶用功率而行驶。如此， 因为在能够从内燃机输出行驶用功率时 从内燃机输出行驶用功率而行驶， 能够使混合动力行驶时的燃料经济性良好。 并且， 因为在 不能够从内燃机输出行驶用功率时从内燃机和电动机输出行驶用功率而行驶， 所以能够应 对需要大的行驶功率时。
进一步， 本发明的混合动力汽车的控制方法， 也可以设为， 其特征在于 ： 在设定了 所述电动行驶优先模式的状态下， 所述预定条件成立时， 因为是所述行驶用功率变得大于 所述阈值功率的条件下所以进行所述混合动力行驶时， 控制所述内燃机和所述电动机， 使 得从所述内燃机输出从所述行驶用功率减去所述阈值功率得到的功率， 并且从所述电动机 输出所述阈值功率而行驶。如此， 即使是在混合动力行驶时， 因为通过电动机消耗阈值功 率， 所以能够迅速的降低二次电池的蓄电量。
或者， 本发明的混合动力汽车的控制方法， 也可以设为， 其特征在于 ： 在设定了所 述电动行驶优先模式的状态下， 禁止所述二次电池的放电的禁止条件成立时， 控制所述内 燃机， 使得仅使用来自所述内燃机的功率行驶。如此， 能够不从二次电池放电行驶。此情况 下， 也可以设为， 所述禁止条件是， 对所述二次电池强制充电的条件， 为了确保驾驶者的视 野开启 (ON) 除霜开关的条件， 所述设定了的输出限制变为预先设定为相比通常为极小的 值的预定限制以下的条件中的任意一个成立的条件。 附图说明
图 1 是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车 20 的结构的概略的结构图。
图 2 是表示电池 50 的电池温度 Tb 和输入输出限制 Win， Wout 的关系的一个例子 的说明图。
图 3 是表示电池 50 的蓄电比例 SOC 和输入输出限制 Win， Wout 的修正系数的关系 的一个例子的说明图。
图 4 是表示由实施例的混合动力用电子控制单元 70 实行的行驶模式设定例程的 一个例子的流程图。
图 5 是表示设定了电动行驶优先模式时由实施例的混合动力用电子控制单元 70 实行的控制模式设定例程的一个例子的流程图。
图 6 是表示由实施例的混合动力用电子控制单元 70 实行的电动行驶优先通常模 式驱动控制例程的一个例子的流程图。
图 7 是表示由实施例的混合动力用电子控制单元 70 实行的电动行驶优先优先限 制模式驱动控制例程的一个例子的流程图。
图 8 是表示由实施例的混合动力用电子控制单元 70 实行的电动行驶优先优先放 电禁止模式驱动控制例程的一个例子的流程图。
图 9 是表示由实施例的混合动力用电子控制单元 70 实行的混合动力行驶优先驱 动控制例程的一个例子的流程图。
图 10 是表示要求转矩设定用图的一个例子的说明图。
图 11 是表示停止发动机 22 的运行进行电动行驶时的动力分配统合机构 30 的旋 转元件中转速和转矩的力学的关系的共线图的一个例子的说明图。
图 12 是表示设定发动机 22 的动作线的一个例子和目标转速 Ne* 和目标转矩 Te*的样子的说明图。
图 13 是表示使用来自发动机 22 的功率行驶时的动力分配统合机构 30 的旋转元 件中转速和转矩的力学的关系的共线图的一个例子的说明图。
图 14 是表示发动机 22 怠速运行的状态下电动行驶时的动力分配统合机构 30 的 旋转元件中转速和转矩的力学的关系的共线图的一个例子的说明图。
图 15 是表示设定为通常模式时和设定为限制模式时的行驶用功率 Pdrv* 和是电 动行驶还是使用来自发动机 22 的功率行驶的关系的一个例子的说明图。
图 16 是表示通常模式， 限制模式， 放电禁止模式中行驶用功率 Pdrv* 和是电动行 驶 (EV) 还是使用来自发动机 22 的功率行驶 (HV) 的关系的一个例子。
图 17 是设定充放电要求功率的图的一个例子的说明图。
图 18 是表示变形例的电动行驶优先限制模式驱动控制例程的一个刘子的流程 图。
图 19 是表示设定为变形例的控制模式时和设定为实施例的限制模式时行驶用功 * 率 Pdrv 和从电池 50 放电的功率和来自发动机 22 的输出功率行驶的关系的一个例子。
图 20 是表示变形例的混合动力汽车 120 的结构概略的结构图。
图 21 是表示变形例的混合动力汽车 220 的结构概略的结构图。 图 22 是表示变形例的混合动力汽车 320 的结构概略的结构图。 图 23 是表示变形例的混合动力汽车 420 的结构概略的结构图。具体实施方式
接着使用实施例说明用于实施本发明的形态。
图 1 是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车 20 的结构的概略的结构图。 实施例的混合动力汽车 20， 如图所示， 包括 ： 发动机 22、 通过阻尼器 28 连接到作为发动机 22 的输出轴的曲轴 26 的 3 轴式的动力分配统合机构 30、 连接到动力分配统合机构 30 的能 够发电的马达 MG1、 通过减速齿轮 35 连接到作为连接到动力分配统合机构 30 的驱动轴的齿 圈轴 32a 的马达 MG2、 用于驱动马达 MG1， MG2 的变换器 41， 42、 能够充放电的电池 50、 对来 自电池 50 的电力升压供给到变换器 41， 42 的升压电路 55、 进行电池 50 和升压电路 55 的连 接和连接的解除的系统主继电器 56、 变换来自外部电源 100 的交流电力为直流电力对电池 50 充电的充电器 90， 控制车辆全体的混合动力用电子控制单元 70。
发动机 22， 是例如能够通过汽油或轻油等等的碳氢化合物系的燃料输出动力的内 燃机， 通过发动机用电子控制单元 ( 以下称为发动机 ECU) 接受燃料喷射控制和点火控制， 吸入空气量调节控制等等运行控制。向发动机 ECU24， 输入 ： 来自检测发动机 22 的运行状 态的种种的传感器的信号、 例如， 来自检测发动机 22 的曲轴 26 的曲轴角的未图示的曲轴位 置传感器的曲轴位置等。 发动机 ECU24， 与混合动力用电子控制单元 70 通信， 根据来自混合 动力用电子控制单元 70 的控制信号对发动机 22 运行控制， 并且， 根据需要， 向混合动力用 电子控制单元 70 输出关于发动机 22 的运行状态的数据。并且， 发动机 ECU24， 基于来自未 图示的曲轴位置传感器的曲轴位置， 计算曲轴 26 的转速也就是发动机 22 的转速 Ne。
动力分配统合机构 30， 构成为 ： 包含外齿齿轮的太阳齿轮 31， 和此太阳齿轮 31 在 同心圆上配置的内齿齿轮的齿圈 32， 与太阳齿轮 31 啮合并且与齿圈 32 啮合的多个的小齿轮 33， 保持多个的小齿轮 33 自由的自转以及公转的行星架 34， 以太阳齿轮 31 和齿圈 32 和 行星架 34 作为旋转元件进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配统合机构 30， 分别是， 行 星架 34 上连接发动机 22 的曲轴 26， 太阳轮 31 上连接马达 MG1， 齿圈 32 上通过齿圈轴 32a 连接减速齿轮 35， 马达 MG1 作为发电机行使功能时， 从行星架 34 输入的来自发动机 22 的动 力向太阳齿轮 31 和齿圈 32 侧对应于其齿轮比进行分配， 马达 MG1 作为电动机行使功能时， 综合来自行星架 34 输入的来自发动机 22 的动力和来自太阳齿轮 31 输入的来自马达 MG1 的动力向齿圈 32 侧输出。向齿圈 32 侧输出的动力， 从齿圈轴 32a 通过齿轮机构 37 以及差 动齿轮 38， 最终向车辆的驱动轮 39a， 39b 输出。
马达 MG1 以及马达 MG2， 都是作为能够作为发电机驱动并且能够作为电动机驱动 的公知的同步发电电动机构成。通过变换器 41， 42 和升压电路 55 与电池 50 进行电力的交 换。连接变换器 41， 42 和升压电路 55 的电力线 ( 以下， 称为高电压系统电力线 )54， 构成为 各变换器 41， 42 共用的正极母线和负极母线， 成为由马达 MG1， MG2 的任一个发电的电力能 够被其他的马达消耗。马达 MG1， MG2， 都是通过马达用电子控制单元 ( 以下， 为马达 ECU)40 驱动控制。向马达 ECU40 输入用于驱动控制马达 MG1， MG2 的必要的信号， 例如， 来自检测马 达 MG1， MG2 的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器 43， 44 的信号和由未图示的电流传感 器检测的向马达 MG1， MG2 施加的相电流等等， 从马达 ECU40 输出对变换器 41， 42 的开关控 制信号。马达 ECU40 和混合动力用电子控制单元 70 通信， 根据来自混合动力用电子控制单 元 70 的控制信号驱动控制马达 MG1， MG2， 并且， 根据需要， 向混合动力用电子控制单元 70 输 出关于马达 MG1， MG2 的运行状态的数据。并且， 马达 ECU40， 基于来自旋转位置检测传感器 43， 44 的信号运算马达 MG1， MG2 的转速 Nm1， Nm2。
升压电路 55， 构成为公知的升降压转换器。升压电路 55 与通过系统主继电器 56 连接到电池 50 的电力线 ( 以下， 称为低电压系统电力线 )59 和所述高电压系统电力线 54 连接， 将电池 50 的电力升压供给到变换器 41， 42， 将对变换器 41， 42 作用的电力降压对电池 50 充电。并且， 在高电压系统电力线 54 的正极母线和负极母线连接平滑用的电容 57， 在低 电压系统电力线 59 的正极母线和负极母线连接平滑用的电容 58。
电池 50， 例如， 由锂离子二次电池构成， 由电池用电子控制单元 ( 以下， 称为电池 ECU)52 管理。向电池 ECU52， 输入管理电池 50 必要的信号， 例如， 来自设置在电池 50 的端 子间的电压传感器 51a 的端子间电压 Vb， 来自设置于电池 50 的正极侧的输出端子的电流传 感器 51b 的充放电电流 Ib， 来自设置于电池 50 的温度传感器 51c 的电池温度 Tb 等等， 根据 需要， 通过通信， 向混合动力用电子控制单元 70 输出关于电池 50 的状态的数据。并且， 电 池 ECU52， 为了管理电池 50， 基于由电流传感器 51b 检测的充放电电流 Ib 的累计值， 计算来 自电池 50 能够放电的蓄电量相对于全部容量的比例即蓄电比例 SOC， 基于计算的蓄电比例 SOC 和电池温度 Tb 计算电池 50 可以充放电的最大容许电力即输入输出限制 Win， Wout。并 且， 电池 50 的输入输出限制 Win， Wout， 可以基于电池温度 Tb 设定输入输出限制 Win， Wout 的基本值， 基于电池 50 的蓄电比例 SOC 设定输出限制用修正系数和输入限制用修正系数， 通过对设定的输入输出限制 Win， Wout 的基本值乘以修正系数进行设定。图 2 中表示电池 50 的电池温度 Tb 和输入输出限制 Win， Wout 的关系的一个例子， 图 3 中表示电池 50 的蓄 电比例 SOC 和输入输出限制 Win， Wout 的修正系数的关系的一个例子。
充电器 90， 安装在低电压系统电力线 59， 通过连接车辆侧连接器 92 到外部电源100 的外部电源侧连接器 102， 使用来自外部电源 100 的电力对电池 50 充电。充电器 90， 包 含： 未图示的进行低电压系统电力线 59 和车辆侧连接器 92 的连接和连接的解除的充电用 继电器， 和将来自外部电源 100 的交流电力变换为直流电力的 AC/DC 转换器， 转换由 AC/DC 转换器变换后的直流电力的电压供给到低电压系统电力线 59 侧的 DC/DC 转换器等。
混合动力用电子控制单元 70， 构成为以 CPU72 为中心的微处理器， CPU72 之外， 包 括： 存储处理程序的 ROM74、 临时存储数据的 RAM76、 未图示的输入输出端口以及通信端口。 向混合动力用电子控制单元 70， 通过输入端口输入 ： 来自设置在电容 57 的端子间的电压传 感器 57a 的电压 ( 高电压系统的电压 )VH， 来自设置在电容 58 的端子间的电压传感器 58a 的电压 ( 低电压系统的电压 )VL， 来自点火开关 80 的点火信号， 来自检测换挡杆 81 的操作 位置的档位传感器 82 的档位 SP， 来自检测加速踏板 83 的踏入量的加速踏板位置传感器 84 的加速开度 Acc， 来自检测制动踏板 85 的踏入量的制动踏板位置传感器 86 的制动踏板位 置 BP， 来自车速传感器 88 的车速 V 等等。从混合动力用电子控制单元 70， 通过输出端口输 出： 对升压电路 55 的开关元件的开关控制信号， 对系统主继电器 56 的驱动信号， 对充电器 90 的控制信号等等。 混合动力用电子控制单元 70， 如上所述， 通过通信端口连接到 ： 发动机 ECU24、 马达 ECU40， 电池 ECU52， 和发动机 ECU24、 马达 ECU40， 电池 ECU52， 进行各种控制信号 和数据的交换。 如此构成的实施例的混合动力汽车 20， 基于对应于驾驶者的加速踏板 83 的踏入 量的加速开度 Acc 和车速 V， 计算应该向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的要求转矩， 对发动 机 22、 马达 MG1、 和马达 MG2 进行运行控制， 使得对齿圈轴 32a 输出对应于此要求转矩的要 求动力。作为发动机 22， 马达 MG1 和马达 MG2 的运行控制， 存在如下模式 ： 运行控制发动机 22 使从发动机 22 输出对应于要求动力的动力并且驱动控制马达 MG1 以及马达 MG2， 使得通 过动力分配统合机构 30、 马达 MG1、 马达 MG2 对从发动机 22 输出的全部动力进行转矩变换， 向齿圈轴 32a 输出的转矩变换运行模式 ； 运行控制发动机 22 使从发动机 22 输出对应于要 求动力和电池 50 的充放电必要的电力之和的动力， 并且随着电池 50 的充放电， 驱动控制马 达 MG1 以及马达 MG2， 使得随着通过动力分配统合机构 30、 马达 MG1、 马达 MG2 的转矩变换将 从发动机 22 输出的动力的全部或者一部分向齿圈轴 32a 输出的充放电运行模式 ； 进行运行 控制使得停止发动机 22 的运行， 向齿圈轴 32a 输出来自马达 MG2 的对应于要求动力的动力 的马达运行模式等等。并且， 因为 ： 转矩变换运行模式和充放电运行模式， 任一个都是控制 发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得随着发动机的运行向齿圈轴 32a 输出要求动力， 所以， 在以 下， 能够两者合称为发动机运行模式。
并且， 实施例的混合动力汽车 20， 在行驶中进行电池 50 的充放电的控制， 使得电 池 50 的蓄电比例 SOC 变低到在到达住宅或者预定的充电处时能够充分的进行发动机 22 的 启动的程度， 在住宅或者预定的充电处使车辆停止系统后， 连接充电器 90 的车辆侧连接器 92 到外部电源 100 的外部电源侧连接器 102， 通过控制充电器 90 内的未图示的 AC/DC 转换 器和 / 或 AC/DC 转换器， 使用来自外部电源 100 的电力使电池 50 为充满电或者比充满电低 的预定的充电状态。如此， 在电池 50 的充电后， 系统启动时， 如图 4 中示例的行驶模式设定 例程表示的那样， 系统启动了时的电池 50 的蓄电比例 SOC 在作为能够一定程度的电动行驶 的蓄电比例 SOC 而预设定的阈值 Sev( 例如 40％或者 50％等 ) 以上时， 直到蓄电比例 SOC 变 为能够进行发动机 22 的启动的程度的设定的阈值 Shv( 例如 20％或者 30％等等 ) 为止， 设
定优先通过马达运行模式行驶 ( 电动行驶 ) 进行行驶的电动行驶优先模式， 进行行驶 ( 步 骤 S100 ～ S140)、 系统启动了时的电池 50 的蓄电比例 SOC 小于阈值 Sev 时或者系统启动时 蓄电比例 SOC 在阈值 Sev 以上但是之后电池 50 的蓄电比例 SOC 到了阈值 Shv 之后， 设定优 先通过发动机运行模式行驶 ( 混合动力行驶 ) 进行行驶的混合动力行驶优先模式， 进行行 驶 ( 步骤 S150)。
实施例的混合动力车车辆 20 中， 设定电动行驶优先模式行驶时， 根据如图 5 的控 制模式设定例程设定电动行驶优先模式的控制模式。控制模式是， 判定是否许可电池 50 的 放电和是否要求发动机 22 的运行 ( 步骤 S200， S210)， 在许可电池 50 的放电并且不要求 发动机 22 的运行时， 设定为停止发动机 22 的运行优先电动行驶而行驶的通常模式 ( 步骤 S220)， 许可电池 50 的放电但要求发动机 22 的运行时， 判断为限制电动行驶， 设定为运行发 动机 22 的状态下一定程度优先电动行驶而行驶的限制模式 ( 步骤 S230)， 禁止电池 50 的放 电时， 判断为禁止电动行驶， 设定为随着电池 50 的充电， 通过混合动力行驶而行驶的禁止 放电模式 ( 步骤 S240)。此处， 作为禁止电池 50 的放电的情况， 是在因为电池 50 的蓄电比 例 SOC 小、 产生了对电池 50 强制充电的需要时， 电池 50 的输出限制 Wout 相比于通常极小 时， 为了确保驾驶者的视野打开 (ON) 除霜开关时等等进行。并且， 作为要求发动机运行的 情况， 为了乘员室的供暖要求发动机 22 的运行时， 为了预热在发动机 22 的排气系统中安装 的未图示的净化装置的催化剂而要求发动机 22 的运行时， 为了预热发动机 22 要求发动机 22 的运行时等等进行。
接着， 关于如此结构的实施例的混合动力汽车 20 的动作进行说明。图 6 是表示在 设定了电动行驶优先模式的状态下作为控制模式设定了通常模式时由混合动力用电子控 制单元 70 实行的电动行驶优先通常模式驱动控制例程的一个例子的流程图， 图 7 是表示在 设定了电动行驶优先模式的状态下作为控制模式设定了限制模式时由混合动力用电子控 制单元 70 实行的电动行驶优先优先限制模式驱动控制例程的一个例子的流程图， 图8是 在设定了电动行驶优先模式的状态下作为控制模式设定了禁止放电模式时表示由混合动 力用电子控制单元 70 实行的电动行驶优先放电禁止模式驱动控制例程的一个例子的流程 图， 图 9 是表示在设定了混合动力行驶优先模式时由混合动力用电子控制单元 70 实行的混 合动力行驶优先驱动控制例程的一个例子的流程图。对各控制依次说明。
在设定了电动行驶优先模式的状态下， 设定通常模式为控制模式时， 实行图 6 的 电动行驶优先通常模式驱动控制例程。实行此例程时， 混合动力用电子控制单元 70 的 CPU72， 首先， 实施输入 ： 来自加速踏板位置传感器 84 的加速开度 Acc， 来自车速传感器 88 的车速 V， 马达 MG1， MG2 的转速 Nm1， Nm2， 电池 50 的蓄电比例 SOC， 电池 50 的输入输出限制 Win， Wout 等等控制必要的数据的处理 ( 步骤 S300)。此处， 马达 MG1， MG2 的转速 Nm1， Nm2， 是从马达 ECU40， 通过通信输入的基于来自旋转位置检测传感器 43， 44 检测的马达 MG1， MG2 的转子的旋转位置计算的数据。并且， 电池 50 的蓄电比例 SOC 是， 来自电池 ECU52， 通过通 信输入的基于由电流传感器 51b 检测的电池 50 的充放电电流 Ib 的累计值计算的数据。进 一步的， 电池 50 的输入输出限制 Win， Wout， 是来自电池 ECU52， 通过通信输入的基于电池 50 的蓄电比例 SOC 和电池温度 Tb 设定的数据。
如此， 输入数据之后， 基于输入的加速开度 Acc 和车速 V， 设定作为车辆要求的转 矩的应该向连接到驱动轮 63a， 63b 的作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的要求转矩 Tr* 和用于行驶车辆需要的行驶用功率 Pdrv*( 步骤 S310)， 设定将电力换算为驱动系统的功率的换算 系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值为用于启动发动机 22 的阈值 Pstart( 步骤 S320)。要求转矩 Tr*， 在实施例中， 通过预先确定加速开度 Acc 和车速 V 和要求转矩 Tr* 的 关系， 作为要求转矩设定图存储到 ROM74， 在给予加速开度 Acc 和车速 V 时， 从存储的图导 * 出对应的要求转矩 Tr ， 进行设定。图 10 表示要求转矩设定用图的一个例子。行驶用功率 * Pdrv ， 能够作为对设定的要求转矩 Tr* 乘以齿圈轴 32a 的转速 Nr 之积和作为损失的损失 Loss 之和计算。并且， 齿圈轴 32a 的转速 Nr 是， 通过车速 V 乘以换算系数 k(Nr ＝ k· V) 求 出， 还能够通过马达 MG2 的转速 Nm2 除以减速齿轮 35 的齿轮比 Gr(Nr ＝ Nm2/Gr) 求得。
然后， 判定发动机 22 是运行中还是运行停止中 ( 步骤 S330)， 在发动机 22 为运行 * 停止中时， 判定设定的行驶用功率 Pdrv 是否在阈值 Pstart 以下 ( 步骤 S340)， 在行驶用功 * 率 Pdrv 是阈值 Pstart 以下时， 判断为应该继续电动行驶， 设定马达 MG1 的转矩指令 Tm1* 为值 0( 步骤 S350)， 并且， 将要求转矩 Tr* 除以减速齿轮 35 的齿轮比 Gr 之商作设定为应 该从马达 MG2 输出的转矩指令 Tm2*( 步骤 S352)， 发送设定的转矩指令 Tm1*， Tm2* 到马达 ECU40( 步骤 S354)， 完成本例程。根据如此的控制， 能够从马达 MG2 向作为驱动轴的齿圈轴 * 32a 输出要求转矩 Tr ， 行驶。表示电动行驶时的动力分配统合机构 30 的旋转元件中的转 速和转矩的力学的关系的共线图在图 11 中表示。图中， 左 S 轴表示是马达 MG1 的转速 Nm1 即太阳齿轮 31 的转速， C 轴表示是发动机 22 的转速 Ne 即行星架 34 的转速， R 轴表示马达 MG2 的转速 Nm2 除以减速齿轮 35 的齿轮比 Gr 的齿圈轴 32a 的转速 Nr。
步骤 S340 中， 判定行驶用功率 Pdrv* 大于阈值 Pstart 时， 启动发动机 22( 步骤 S370)。此处， 发动机 22 的启动， 通过从马达 MG1 输出转矩， 并且， 输出随着此转矩的输出通 过马达 MG2 消除向作为输出轴的齿圈轴 32a 输出的转矩的转矩， 发动发动机 22， 通过在发动 机 22 的转速 Ne 达到预定转速 ( 例如 1000rpm) 时， 开始燃料喷射控制和点火控制等进行。 并且， 此发动机 22 的启动中， 进行马达 MG2 的驱动控制， 使得向齿圈轴 32a 输出要求转矩 * Tr 。也就是说， 从马达 MG2 应该输出转矩是， 用于向齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 的转矩和 启动发动机 22 时用于消除向齿圈轴 32a 作用的转矩的转矩的和。
启动发动机 22 时， 将行驶用功率 Pdrv* 作为从发动机 22 应该输出的要求功率 Pe*， 基于要求功率 Pe* 和使发动机 22 有效的动作的动作线， 设定作为应该运行发动机 22 的运 * * 行点的目标转速 Ne 和目标转矩 Te ( 步骤 S380)。图 12 中表示设定发动机 22 的动作线的 一个例子和目标转速 Ne* 和目标转矩 Te* 的样子。如图所示， 目标转速 Ne* 和目标转矩 Te*， 能够通过动作线和要求功率 Pe*(Ne*×Te*) 一定的曲线交点求出。
接着， 使用发动机 22 的目标转速 Ne* 和马达 MG2 的转速 Nm2 和动力分配统合机构 30 的齿轮比 ρ 根据下式 (1) 计算马达 MG1 的目标转速 Nm1*， 并且， 基于计算的目标转速 Nm1* 和输入的马达 MG1 的转速根据下式 (2) 计算从 MG1 应该输出的转矩指令 Tm1*( 步骤 S382)。 此处， 式 (1) 是， 对于动力分配统合机构 30 的旋转元件的力学的关系式。图 13 中表示在从 发动机 22 输出功率的状态下行驶时的动力分配统合机构 30 的旋转元件中转速和转矩的力 学的关系的共线图的一个例子。图中， R 轴上的 2 个的粗线箭头， 表示从马达 MG1 输出的转 矩 Tm1 向齿圈轴 32a 作用的转矩， 和从马达 MG2 输出的转矩 Tm2 通过减速齿轮 35 向齿圈轴 32a 作用的转矩。式 (1) 能够根据此共线图容易的导出。此处， 式 (2) 是为了以目标转速 * Nm1 旋转马达 MG1 的反馈控制的关系式， 式 (2) 中， 右边第二项的 “k1” 是比例项的增益， 右边第三项的 “k2” 是积分项的增益。
Nm1* ＝ Ne*·(+ρ)/ρ-Nm2/ρ (1)
Tm1* ＝ ρ·Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2 ∫ (Nm1*-Nm1)dt (2)
然后， 根据式 (3) 在要求转矩 Tr* 上加上转矩指令 Tm1 除以动力分配统合机构 30 的齿轮比 ρ 的商， 计算应该从马达 MG2 输出的转矩指令 Tm2*( 步骤 S384)， 将发动机 22 的 * * 目标转速 Ne 和目标转矩 Te 向发动机 ECU24 分别发送， 将马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2* 向马达 ECU40 分别发送 ( 步骤 S386)， 完成本例程。 接收了目标转速 Ne* 和目标转矩 Te* 的发动机 ECU24， 进行发动机 22 中吸入空气量控制和燃料喷射控制、 点火控制等的控制， 使 * * 得发动机 22 在根据目标转速 Ne 和目标转矩 Te 表示的运行点下运行。并且， 接收了转矩 * * 指令 Tm1 ， Tm2 的马达 ECU40 进行变换器 41， 42 的开关元件的开关控制， 使得以转矩指令 * * Tm1 驱动马达 MG1， 并且， 以转矩指令 Tm2 驱动马达 MG2。通过如此的控制， 能够从发动机 * 22 更有效率的输出行驶用功率 Pdrv ， 向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 行驶。 此处， 式 (3)， 能够从图 13 的共线图容易的导出。
Tm2* ＝ (Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
如此开始使用来自发动机 22 的动力的行驶时， 在下一次实行此例程时因为在步 骤 S330 中判定为发动机 22 为运行中， 比较行驶用功率 Pdrv* 和从阈值 Pstart 减去作为 富余量的预定功率 α 的差 ( 步骤 S360)。此处， 预定功率 α 是， 行驶用功率 Pdrv* 在阈值 Pstart 附近时， 为了保持滞后使得发动机 22 的启动和停止不频繁的产生的值， 能够适当的 * 设定。行驶用功率 Pdrv 在从阈值 Pstart 减去了预定功率 α 的值以上时， 判断为应该继 * * 续发动机 22 的运行， 设定发动机 22 的目标转速 Ne ， 目标转矩 Te ， 马达 MG1， MG2 的转矩指 * * 令 Tm1 ， Tm2 ， 实行向发动机 ECU24 和马达 ECU40 的发送处理， 使得从发动机 22 有效率的 * 输出行驶用功率 Pdrv ， 并且向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 进行行驶 ( 步骤 S380 ～ S386)， 完成本例程。行驶用功率 Pdrv* 在小于从阈值 Pstart 减去了预定功率 α 的 值时， 停止发动机 22 的运行 ( 步骤 S390)， 设定马达 MG1 的转矩指令 Tm1* 为值 0， 并且设定 * * 马达 MG2 的转矩指令 Tm2 为要求转矩 Tr 除以减速齿轮 35 的齿轮比 Gr 的值， 使得进行电 * * 动行驶， 发送设定的转矩指令 Tm1 、 Tm2 到马达 ECU40( 步骤 S350 ～ S354)， 完成本例程。
在设定了电动行驶优先模式的状态下， 设定限制模式作为控制模式时， 实行如图 7 例示的电动行驶优先限制模式驱动控制例程。限制模式中， 在启动发动机 22 后实行此例 程。 实行此流程时， 混合动力用电子控制单元 70 的 CPU72， 首先， 输入 ： 来自加速踏板位置传 感器 84 的加速开度 Acc， 来自车速传感器 88 的车速 V， 马达 MG1， MG2 的转速 Nm1， Nm2， 电池 50 的蓄电比例 SOC， 电池 50 的输入输出限制 Win， Wout 等等控制必要的数据的处理 ( 步骤 S400)， 使用图 10 的要求转矩设定用图， 基于输入的加速开度 Acc 和车速 V， 设定应该向作 * * 为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的要求转矩 Tr ， 并且， 设定行驶用功率 Pdrv ， 作为对设定的要 * 求转矩 Tr 乘以齿圈轴 32a 的转速 Nr 之积和作为损失的损失 Loss 之和 ( 步骤 S410)。然 后， 将电力换算为驱动系统的功率的换算系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值和 比通常的电池 50 的输出限制 Wout 小的预定功率 Pset 中小的一方设定为 ： 通过来自发动机 22 的功率行驶时的阈值 Peg( 步骤 S420)。此处， 作为预定功率 Pset， 设定为 ： 与在发动机 怠速运行的状态下通过电动行驶相比， 通过来自发动机 22 的功率行驶的效率更好的功率， 并且是从所述电池 50 充满电的状态开始通过电动行驶而行驶时行驶了预先确定的预定距离 ( 例如 15km 或者 20km 等等 ) 时电池 50 的蓄电比例 SOC 成为所述阈值 Shv 程度的功率， 例如， 可以使用通常时候的电池 50 的输出限制 Wout 的 50％或者 60％等等的值。如此， 通 过来自发动机 22 的功率行驶的阈值 Peg 小于所述的通常模式中的阈值 Pstart， 限制了电动 行驶。并且， 预定功率 Pset， 能够根据电池 50 的容量和车辆的特性等等适当确定。
然后， 判定是在使用来自发动机 22 的功率行驶还是在使发动机 22 怠速运行 ( 步 骤 S430)， 在怠速运行发动机 22 时， 判定行驶用功率 Pdrv* 是否在阈值 Peg 以下 ( 步骤 S440)， 在行驶用功率 Pdrv* 是阈值 Peg 以下时， 判断为应该在怠速运行发动机 22 的状态下 * 继续电动行驶， 设定马达 MG1 的转矩指令 Tm1 为值 0( 步骤 S450)， 并且， 设定要求转矩 Tr* 除以减速齿轮 35 的齿轮比 Gr 之商作为应该从马达 MG2 输出的转矩指令 Tm2*( 步骤 S452)， 发送设定的转矩指令 Tm1*， Tm2* 到马达 ECU40( 步骤 S454)， 完成本例程。根据如此的控制， 能够在怠速运行发动机 22 的状态下， 从马达 MG2 向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 * Tr ， 行驶。表示怠速运行发动机 22 的状态下电动行驶时的动力分配统合机构 30 的旋转元 件中的转速和转矩的力学的的关系的共线图在图 14 中表示。
步骤 S440 中， 判定为行驶用功率 Pdrv* 大于阈值 Peg 时， 将行驶用功率 Pdrv* 作为 从发动机 22 应该输出的要求功率 Pe*， 基于要求功率 Pe* 和有效的使发动机 22 动作的动作 线 ( 参照图 12)， 设定发动机 22 的目标转速 Ne* 和目标转矩 Te*( 步骤 S480)。根据上述式 (1) 计算马达 MG1 的目标转速 Nm1*， 并且， 根据上述式 (2) 计算 MG1 的转矩指令 Tm1*( 步骤 S482)， 根据式 (3)， 计算马达 MG2 的转矩指令 Tm2*( 步骤 S484)， 关于发动机 22 的目标转速 * * Ne 和目标转矩 Te 向发动机 ECU24 分别发送， 关于马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2* 向 马达 ECU40 分别发送 ( 步骤 S486)， 完成本例程。通过如此的控制， 能够从发动机 22 更有效 * 率的输出行驶用功率 Pdrv ， 向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 行驶。
如此开始使用来自发动机 22 的动力的行驶时， 在下一次实行此例程时因为在步 骤 S430 中判定为在使用来自发动机 22 的功率行驶过程中， 比较行驶用功率 Pdrv* 和从阈 值 Peg 减去作为富余量的预定功率 β 的差 ( 步骤 S460)。此处， 预定功率 β 是， 行驶用功 * 率 Pdrv 在阈值 Peg 附近时， 为了保持滞后使得使用来自发动机 22 的功率行驶和在怠速运 行发动机 22 的状态下电动行驶不频繁切换的值。并且， 预定功率 β， 可以作为和所述预定 功率 α 相同的值， 也可以作为和所述预定功率 α 不相同的值。 行驶用功率 Pdrv* 在从阈值 Peg 减去了预定功率 β 的值以上时， 判断为应该继续使用来自发动机 22 的功率的行驶， 设 * * * * 定发动机 22 的目标转速 Ne ， 目标转矩 Te ， 马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 实行向发 动机 ECU24 和马达 ECU40 的发送处理， 使得从发动机 22 更有效率的输出行驶用功率 Pdrv*， 并且向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 行驶 ( 步骤 S480 ～ S486)， 完成本例程。 * 行驶用功率 Pdrv 在小于从阈值 Peg 减去了预定功率 β 的值时， 怠速运行发动机 22( 步骤 * S490)， 设定马达 MG1 的转矩指令 Tm1 为值 0， 并且设定马达 MG2 的转矩指令 Tm2* 为要求转 矩 Tr* 除以减速齿轮 35 的齿轮比 Gr 的值， 使得在怠速运行发动机 22 的状态下电动行驶， * * 发送设定的转矩指令 Tm1 、 Tm2 到马达 ECU40( 步骤 S450 ～ S454)， 完成本例程。
图 15 是表示设定为通常模式时和设定为限制模式时的行驶用功率 Pdrv* 与是电 动行驶还是使用来自发动机 22 的功率行驶的关系的一个例子的说明图。如图所示， 在通常 * 模式中， 直到行驶用功率 Pdrv 到了电池 50 的输出限制 Wout 为止， 通过电动行驶而行驶， 但在限制模式中， 仅仅直到到了比电池 50 的输出限制 Wout 小的预定功率 Pset 为止通过电动行驶而行驶。此外， 通常模式中， 通过电动行驶而行驶时， 停止发动机 22 的运行， 限制模 式中， 通过电动行驶而行驶时， 发动机 22 怠速运行。
在设定了电动行驶优先模式的状态下设定禁止放电模式作为控制模式时， 实行如 图 8 例示的电动行驶优先禁止放电模式控制例程。禁止放电模式中， 在启动发动机 22 后实 行此例程。实行此例程时， 混合动力用电子控制单元 70 的 CPU72， 首先， 输入 ： 来自加速踏 板位置传感器 84 的加速开度 Acc， 来自车速传感器 88 的车速 V， 马达 MG1， MG2 的转速 Nm1， Nm2， 电池 50 的蓄电比例 SOC， 电池 50 的输入输出限制 Win， Wout， 充放电要求功率 Pb* 等等 控制必要的数据的处理 ( 步骤 S500)， 使用图 10 的要求转矩设定用图， 基于加速开度 Acc * 和车速 V， 设定应该向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的要求转矩 Tr ， 并且， 设定行驶用功率 * * Pdrv ， 作为对设定的要求转矩 Tr 乘以齿圈轴 32a 的转速 Nr 之积和作为损失的损失 Loss 之和 ( 步骤 S510)。此处， 充放电要求功率 Pb*， 使用作为因为电池 50 的蓄电比例 SOC 小而 对电池 50 强制充电的需要产生时用于充电的功率预定的值， 或者， 使用对应于电池 50 的蓄 电比例 SOC 的值。实施例中， 预设定能够对电池 50 比较快速的充电的值， 使用此值。 * *
然后， 设定 ： 行驶用功率 Pdrv 和充放电要求功率 Pb 之和为应该从发动机 22 输出 * 的要求功率 Pe ( 步骤 S520)， 基于要求功率 Pe* 和有效的使发动机 22 动作的动作线 ( 参照 图 12)， 设定发动机 22 的目标转速 Ne* 和目标转矩 Te*( 步骤 S580)， 根据上述式 (1) 计算马 * 达 MG1 的目标转速 Nm1 ， 并且， 根据上述式 (2) 计算 MG1 的转矩指令 Tm1*( 步骤 S582)， 根据 * * 式 (3)， 计算马达 MG2 的转矩指令 Tm2 ( 步骤 S584)， 关于发动机 22 的目标转速 Ne 和目标 * 转矩 Te 向发动机 ECU24 分别发送， 关于马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2* 向马达 ECU40 分别发送 ( 步骤 S586)， 完成本例程。 通过如此的控制， 能够从发动机 22 更有效率的输出行 * 驶用功率 Pdrv 和用于对电池 50 充电的充放电要求功率 Pb*， 对电池 50 充电， 并且， 向作为 * 驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr 行驶。
图 16 是表示通常模式， 限制模式， 放电禁止模式中行驶用功率 Pdrv* 和是电动行 驶 (EV) 还是使用来自发动机 22 的功率行驶 (HV) 的关系的一个例子。如图所示， 按照通常 模式、 限制模式、 禁止放电模式的顺序， 使用来自发动机 22 的功率行驶 (HV) 的状态变小。
在设定为混合动力行驶优先模式时， 实行图 9 的混合动力行驶优先驱动控制例 程。实行此例程时， 混合动力用电子控制单元 70 的 CPU72， 首先， 输入 ： 来自加速踏板位置 传感器 84 的加速开度 Acc， 来自车速传感器 88 的车速 V， 马达 MG1， MG2 的转速 Nm1， Nm2， 电 * 池 50 的蓄电比例 SOC， 电池 50 的输入输出限制 Win， Wout， 充放电要求功率 Pb 等等控制必 要的数据 ( 步骤 S600)。使用图 10 的要求转矩设定用图， 基于加速开度 Acc 和车速 V， 设 * * 定应该向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的要求转矩 Tr ， 并且， 设定行驶用功率 Pdrv ， 作为 * 对设定的要求转矩 Tr 乘以齿圈轴 32a 的转速 Nr 之积和作为损失的损失 Loss 之和 ( 步骤 S610)。此处， 充放电要求功率 Pb*， 在实施例中， 通过预先确定电池 50 的蓄电比例 SOC 和充 * 放电要求功率 Pb 的关系， 作为充放电要求功率设定用图存储， 给予电池 50 的蓄电比例时， * 从图到导出对应的充放电要求功率 Pb 而设定。 图 17 表示了设定充放电要求功率设定用图 的一个例子。实施例中， 如图所示， 以控制中心蓄电比例 Scnt 为中心设置若干的死区， 蓄电 比例 SOC 从控制中心蓄电比例 Scnt 超过死区变大时， 设定用于从主电池 50 放电的充放电 * 要求功率 Pb ， 蓄电比例 SOC 从控制中心蓄电比例 Scnt 超过死区变小时， 设定用于对主电池 * 50 充电的充放电要求功率 Pb 。并且， 控制中心蓄电比例 Scnt， 可以任意的确定为在设定行驶模式时的阈值 Shv 以上的值。
接着， 设定从发动机 22 应该输出的要求功率 Pe* 作为行驶用功率 Pdrv* 和充放电 要求功率 Pb* 的和 ( 步骤 S615)， 设定作为比能够有效的运行发动机 22 的最小的功率大一 些的功率而预定的功率 Phv 为用于启动发动机 22 的阈值 Pstart( 步骤 S620)。
接着， 判定发动机 22 是在运行中， 或者在运行停止中 ( 步骤 S630)， 当发动机 22 是 * 运行停止中时， 判定要求功率 Pe 是否在阈值 Pstart 以下 ( 步骤 S640)， 要求功率 Pe* 在阈 值 Pstart 以下时， 判断应该电动行驶， 设定值 0 作为马达 MG1 转矩指令 Tm1*( 步骤 S650)， 并且， 设定转矩 Tr* 除以加速齿轮 35 的减速比 Gr 的值作为从马达 MG2 应该输出的转矩指令 Tm2*( 步骤 S652)， 向马达 ECU40 发送设定的转矩指令 Tm1*， Tm2*( 步骤 S654)， 完成本例程。 通过如此的控制， 能够从马达 MG2 向作为输出轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 行驶。
步骤 S640 中判断为要求功率 Pe* 大于阈值 Pstart 时， 启动发动机 22( 步骤 S670)， * 基于要求功率 Pe 和使发动机 22 有效率的工作的工作线 ( 参照图 12) 设定发动机 22 的目 标转速 Ne* 和目标转矩 Te*( 步骤 S680)， 按照上述式 (1) 计算马达 MG1 的目标转速 Nm1*， 并 * 且， 按照上述式 (2) 计算马达 MG1 的转矩指令 Tm1 ( 步骤 6582)， 按照式 (3) 计算马达 MG2 的 * * 转矩指令 Tm2 ( 步骤 S684)， 关于发动机 22 的目标转速 Ne 和目标转矩 Te*， 向发动机 ECU24 * * 分别发送， 关于马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 向马达 ECU40 分别发送 ( 步骤 S686)， 完成本例程。 通过如此的控制， 从发动机 22 有效的输出要求功率 Pe* 和用于对主电池 50 充 放电的充放电要求功率 Pb*， 能够在对主电池 50 进行充放电的同时向作为驱动轴的齿圈轴 * 32a 输出要求转矩 Tr 行驶。
如此， 开始使用来自发动机 22 的功率的行驶时， 在下次实行此例程时， 在步骤 * S630 判定为发动机 22 正在运行中时， 比较要求功率 Pe 和从阈值 Pstart 减去作为富余量 的预定功率 γ 的差 ( 步骤 S660)。此处， 预定功率 γ， 与所述预定功率 α 同样， 是在要求 * 功率 Pe 在阈值 Pstart 附近时， 为了保持滞后使得发动机 22 的启动和停止不频繁的产生 的值。并且， 预定功率 γ， 与预定功率 α 或者预定功率 β 作为同一个值也可以， 作为与预 * 定功率 α 或者预定功率 β 不同的值也可以。要求功率 Pe 在从阈值 Pstart 减去了预定 功率 γ 的值以上时， 判断为应该继续使用来自发动机 22 的功率的行驶， 设定发动机 22 的 * * * * 目标转速 Ne ， 目标转矩 Te ， 马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 实行向发动机 ECU24 和 马达 ECU40 的发送处理， 使得从发动机 22 更有效率的输出要求功率 Pe* 和充放电要求功率 Pb*， 并且， 向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 行驶 ( 步骤 S680 ～ S686)， 完成本 * 例程。要求功率 Pe 小于从阈值 Pstart 减去了预定功率 γ 的值时， 停止发动机 22 的运行 * ( 步骤 S690)， 设定值 0 作为马达 MG1 转矩指令 Tm1 ， 并且， 设定转矩 Tr* 除以加速齿轮 35 的减速比 Gr 的值作为马达 MG2 的转矩指令 Tm2*， 向马达 ECU40 发送设定的转矩指令 Tm1*， Tm2*， 使得电动行驶 ( 步骤 S650 ～ S654)， 完成本例程。
根据如上说明的实施例的混合动力汽车 20， 设定了电动行驶优先模式作为行驶模 式时， 许可电池 50 的放电， 但要求发动机 22 的运行时， 设定限制模式为控制模式， 将换算系 数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw·Wout) 和预定功率 Pset 中较小的一方 的阈值 Peg 与行驶用功率 Pdrv* 比较， 其中， 该预定功率 Pset 被设定为与在发动机 22 怠速 运行的状态下通过电动行驶相比通过来自发动机 22 的功率行驶的效率更好的功率且是从 所述电池 50 充满电的状态开始通过电动行驶而行驶时行驶了预先确定的预定距离时电池50 的蓄电比例 SOC 成为所述阈值 Shv 程度的功率， 在行驶用功率 Pdrv* 是阈值 Peg 以下时， 在怠速运行发动机 22 的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv* 大于阈值 Peg 时， 使用来自发 动机 22 的功率行驶， 如此， 即使是要求发动机 22 的运行时， 也就是限制电动行驶时， 虽然比 通常模式下延迟， 但是也能够迅速的减小电池 50 的蓄电比例 SOC。 其结果是， 即使在限制电 动行驶时， 也能够在系统关闭之前减小电池 50 的蓄电比例 SOC。 还有， 设定电动行驶优先模 式为行驶模式时， 许可电池 50 的放电并且没有要求发动机 22 的运行时， 设定通常模式为控 制模式， 比较 ： 作为换算系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw· Wout) 的阈值 * * Pstart 和行驶用功率 Pdrv ， 在行驶用功率 Pdrv 是阈值 Pstart 以下时， 在停止发动机 22 * 的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Pstart 时， 使用来自发动机 22 的功率行 驶， 能够迅速的减小电池 50 的蓄电比例 SOC， 能够直到系统关闭 (OFF) 为止减小电池 50 的 蓄电比例 SOC。
并且， 根据实施例的混合动力汽车 20， 设定电动行驶优先模式作为行驶模式时， 禁 * 止电池 50 的放电时， 设定禁止放电模式为控制模式， 不考虑行驶用功率 Pdrv ， 对电池 50 充 电并且使用来自发动机 22 的功率行驶， 如此， 在因为电池 50 的蓄电比例 SOC 小产生对电池 50 强制充电的必要时， 电池 50 的输出限制 Wout 相比于通常极小时， 为了确保驾驶者的视野 打开 (ON) 除霜开关时等等时， 能够不进行来自电池 50 的放电而行驶。还有， 设定混合动力 行驶优先模式作为行驶模式时， 比较 ： 作为比能够有效的运行发动机 22 的最小的功率大一 些的功率而预设的功率 Phv 即阈值 Pstart 与作为行驶用功率 Pdrv* 和充放电要求功率 Pb* 之和的要求功率 Pe*， 通过当要求功率 Pe* 在阈值 Pstart 以下时， 在停止发动机 22 的运行 * 的状态下电动行驶， 要求功率 Pe 大于阈值 Pstart 时， 使用来自发动机 22 的功率行驶， 由 此能够有效率的行驶。
实施例的混合动力汽车 20 中， 设定了电动行驶优先模式作为行驶模式时， 许可电 池 50 的放电， 但要求发动机 22 的运行， 所以设定限制模式时， 将换算系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw·Wout) 和预定功率 Pset 中较小的一方的阈值 Peg 与行驶 用功率 Pdrv* 比较， 在行驶用功率 Pdrv* 是阈值 Peg 以下时， 在怠速运行发动机 22 的状态下 * 电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Peg 时， 使用来自发动机 22 的功率行驶， 但是也可 * 以设为， 在行驶用功率 Pdrv 在阈值 Peg 以下时， 在怠速运行发动机 22 的状态下电动行驶， * 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Peg 时， 从发动机 22 输出从行驶用功率 Pdrv* 减去阈值 Peg 的功率， 并且通过来自电池 50 的放电付出相当于阈值 Peg 的功率。图 18 表示了此情况下 的电动行驶优先限制模式驱动控制例程的一个例子。此例程中， 判定行驶用功率 Pdrv* 大 于阈值 Peg， 从怠速运行发动机 22 的状态下电动行驶的状态到使用来自发动机 22 的功率行 驶时， 或者， 继续使用来自发动机 22 的功率行驶时， 设定从行驶用功率 Pdrv* 减去阈值 Peg 的值作为要求功率 Pe*( 步骤 S472B)， 基于要求功率 Pe* 和有效的使发动机 22 动作的动作 线 ( 参照图 12)， 设定发动机 22 的目标转速 Ne* 和目标转矩 Te*( 步骤 S480B)。根据上述 式 (1) 计算马达 MG1 的目标转速 Nm1*， 并且， 根据上述式 (2) 计算 MG1 的转矩指令 Tm1*( 步 骤 S482)， 根据式 (3)， 计算马达 MG2 的转矩指令 Tm2*( 步骤 S484)， 关于发动机 22 的目标转 * * 速 Ne 和目标转矩 Te 向发动机 ECU24 分别发送， 关于马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2* 向马达 ECU40 分别发送 ( 步骤 S486)， 完成本例程。通过如此的控制， 能够从电池 50 放电 相当于阈值 Peg 的功率， 并且从发动机 22 有效率的输出从行驶用功率 Pdrv* 减去阈值 Peg的功率， 向作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出要求转矩 Tr* 行驶。图 19 是表示设定为变形例的 控制模式时和设定为实施例的限制模式时， 行驶用功率 Pdrv* 和来自电池 50 放电的功率和 来自发动机 22 的输出功率行驶的关系的一个例子。设定为实施例的限制模式时， 行驶用功 * 率 Pdrv 超过预定功率 Pset 时， 不进行来自电池 50 的放电， 从发动机 22 输出行驶用功率 * Pdrv 而行驶， 但是， 设定为变形例的限制模式时， 行驶用功率 Pdrv* 超过预定功率 Pset 时， 从电池 50 放电相当于预定功率 Pset 的功率， 从发动机 22 输出行驶用功率 Pdrv* 减去预定 功率 Pset 的功率而行驶。如此， 根据变形例， 即使是使用来自发动机 22 的功率行驶时， 因 为从电池 50 放电相当于阈值 Peg 的功率， 也能够迅速的减小电池 50 的蓄电比例 SOC。
实施例的混合动力汽车 20 中， 设定了电动行驶优先模式作为行驶模式时， 因为禁 止电池 50 的放电， 设定禁止放电模式为控制模式时， 将用于对电池 50 充电的充放电要求功 * * 率 Pb 和行驶用功率 Pdrv 之和的功率设定为发动机 22 的要求功率 Pe*， 对电池 50 充电， 并 且使用来自发动机 22 的功率行驶， 但禁止电池 50 放电的理由， 例如， 可以是在电池 50 的输 出限制 Wout 相比于通常极小所以禁止电池 50 放电时， 为了确保驾驶者的视野而打开 (ON) 了除霜开关所以禁止电池 50 放电时， 不对电池 50 充电。
实施例的混合动力车辆 20 中， 虽然是搭载单一的电池 50 的情况， 但是搭载多个电 池， 在系统关闭 (OFF) 时对多个电池充电， 在系统启动后， 依次连接多个电池， 通过电动行 驶优先模式行驶也是可以的。此情况下， 作为蓄电比例 SOC， 是作为多个电池中储蓄的蓄电 量相对于多个电池的总容量的比求得。
实施例的混合动力车辆 20 中， 虽然， 在设定了电动行驶优先模式为行驶模式并且 设定通常模式或者限制模式作为控制模式时， 使用来自发动机 22 的功率行驶时， 不进行电 池 50 的充放电， 但是， 在使用来自发动机 22 的功率行驶时， 进行电池 50 的充放电也是可以 * 的。例如， 可以在能够从发动机 22 输出行驶用功率 Pdrv 时， 从发动机 22 输出行驶用功率 * Pdrv ， 不进行电池 50 的充放电而行驶， 在不能够从发动机 22 输出行驶用功率 Pdrv* 时， 仅 * 仅从发动机 22 输出能够输出的功率， 从发动机 22 输出的功率相对于行驶用功率 Pdrv 不 足的功率， 通过来自电池 50 的放电进行支持， 从而行驶， 。
实施例的混合动力车辆 20 中， 虽然通过减速齿轮 35 对马达 MG2 的动力变速， 输出 到齿圈轴 32a， 但是， 如图 20 的变形例的混合动力汽车 120 例示的那样， 将马达 MG2 的动力 连接到与齿圈轴 32a 连接的车轴 ( 与驱动轮 39a， 39b 连接的车轴 ) 不同的车轴 ( 图 20 中 与车轮 39c， 39d 连接的车轴 ) 也是可以的。
实施例的混合动力车辆 20 中， 虽然， 通过动力分配统合机构 30 将来自发动机 22 的动力向作为连接到驱动轮 39a， 39b 的驱动轴的齿圈轴 32a 输出， 但是， 如图 21 的变形例 的混合动力车辆 220 中举例说明的， 也可以是具有连接到发动机 22 的曲轴 26 的内转子 232 和连接到输出动力到驱动轮 39a， 39b 的驱动轴的外转子 234， 传达发动机 22 的动力的一部 分到驱动轴， 并且， 变换剩余的动力为电力的对转子电动机 230， 。
实施例的混合动力车辆 20 中， 虽然， 通过动力分配统合机构 30 将来自发动机 22 的动力向作为连接到驱动轮 39a， 39b 的驱动轴的齿圈轴 32a 输出， 并且， 通过减速齿轮 35 将来自马达 MG2 的动力向齿圈轴 32a 输出， 但是， 如图 22 的变形例的混合动力车辆 320 中 举例说明的， 也可以是作为通过变速器 330 安装马达 MG 到连接到驱动轮 39a， 39b 的驱动 轴， 通过离合器 329 连接发动机 22 到马达的旋转轴的结构， 通过马达 MG 的旋转轴和变速器330 输出来自发动机 22 的动力到驱动轴， 并且， 通过变速器 330 将来自马达 MG 的动力向驱 动轴输出。或者， 如图 23 的变形例的混合动力汽车 420 举例表示的， 通过变速器 430 输出 来自发动机 22 的动力到连接到驱动轮 39a， 39b 的车轴， 并且， 输出来自马达 MG 的动力到与 连接有驱动轮 39a， 39b 的车轴不同的车轴 ( 图 23 中连接到车轮 39c， 39d 的车轴 ) 也是可 以的。 也就是说， 只要包含 ： 输出行驶用动力的发动机和输出行驶用的动力的电动机的任何 形式的混合动力汽车都可以。
实施例中， 使用适用本发明到混合动力汽车的形态进行了说明， 但是， 作为混合动 力汽车的控制方法的形态也可以。
关于实施例的主要要素和发明内容的段落中记载的发明的主要要素的对应关系， 进行说明。实施例中， 发动机 22 相当于 “内燃机” ， 马达 MG2 相当于 “电动机” ， 电池 50 相当 于 “二次电池” ， 充电器 90 相当于 “充电器” ， 实行 ： 基于加速开度 Acc 和车速 V， 设定作为车 辆要求转矩的应该向连接到驱动轮 39a， 39b 的作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的要求转矩 * * Tr ， 并且， 设定作为设定的要求转矩 Tr 乘以齿圈轴 32a 的转速 Nr 之积和作为损失的损失 Loss 之和的用于行驶的车辆要求的行驶用功率 Pdrv* 的图 6 的电动行驶优先通常模式驱动 控制例程的步骤 S310 的处理和图 7 的电动行驶优先限制模式驱动控制例程的步骤 S410 的 处理， 图 8 的电动行驶优先放电禁止模式驱动控制例程的步骤 S510 的处理， 图 9 的混合动 力行驶优先驱动控制例程的步骤 S610 的处理的混合动力用电子控制单元 70 相当于 “行驶 用功率设定单元” ， 基于由电流传感器 51b 检测的充放电电流 Ib1 的累计值， 计算从电池 50 能够放电的蓄电量相对于全部容量的比例的蓄电比例 SOC 的电池 ECU52 相当于 “蓄电比例 运算单元” ， 基于蓄电比例 SOC 和电池温度 Tb， 计算电池 50 可以充放电的最大容许电力即输 入输出限制 Win， Wout 的电池 ECU52 相当于 “输出限制设定单元” ， 实行当系统启动时的电 池 50 的蓄电比例 SOC 在阈值 Sev 以上时直到蓄电比例 SOC 到达阈值 Shv 之前设定优先电 动行驶而行驶的电动行驶优先模式， 当系统启动时的电池 50 的蓄电比例 SOC 小于阈值 Sev 时或者当系统启动时的蓄电比例 SOC 在阈值 Sev 以上但是之后电池 50 的蓄电比例 SOC 达 到了阈值 Shv 之后， 设定优先混合动力行驶而行驶的混合动力行驶优先模式的图 4 的行驶 模式设定例程的混合动力用电子控制单元 70 相当于 “模式设定单元” ， 在设定电动行驶优 先模式并且设定通常模式为控制模式时， 比较 ： 作为换算系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw· Wout) 的阈值 Pstart 和行驶用功率 Pdrv*， 在行驶用功率 Pdrv* 是阈值 Pstart 以下时， 设定马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2*， 发送到马达 ECU40， 使得在停止发 * 动机 22 的运行的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Pstart 时， 设定发动机 22 * * * * 的目标转速 Ne 和目标转矩 Te ， 马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 发送到发动机 ECU24 和马达 ECU40， 使得使用来自发动机 22 的功率行驶， 的图 6 的电动行驶优先通常模式驱动 控制例程的步骤 S320 ～ S390 的处理 ； 在设定电动行驶优先模式并且设定限制模式为控制 模式时， 比较 ： 作为换算系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw· Wout) 和预定 * 功率 Pset 中较小的一方的阈值 Peg， 和， 行驶用功率 Pdrv ， 在行驶用功率 Pdrv* 是阈值 Peg 以下时， 设定马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2*， 发送到马达 ECU40， 使得在怠速运行发动 * 机 22 的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Peg 时， 设定发动机 22 的目标转速 * * * * Ne ， 目标转矩 Te ， 马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 发送到发动机 ECU24 和马达 ECU40， 使得使用来自发动机 22 的功率行驶， 的图 7 的电动行驶优先限制模式驱动控制例程的步骤S420 ～ S490 的处理 ； 在设定电动行驶优先模式， 并且， 设定禁止放电模式为控制模式时， 不 * * * 考虑行驶用功率 Pdrv ， 设定发动机 22 的目标转速 Ne 和目标转矩 Te ， 马达 MG1， MG2 的转 * * 矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 发送到发动机 ECU24 和马达 ECU40， 使得对电池 50 充电， 并且， 使用来自 发动机 22 的功率行驶， 的图 8 的电动行驶优先放电禁止模式驱动控制例程的步骤 S520 ～ S586 的处理 ； 在设定了混合动力行驶优先模式时， 比较 ： 作为行驶用功率 Pdrv* 和充放电要 求功率 Pb* 之和的要求功率 Pe*， 和， 阈值 Pstart， 在要求功率 Pe* 是阈值 Pstart 以下时， 设 * * 定马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1 ， Tm2 ， 发送到马达 ECU40， 使得在停止发动机 22 的运行的 * 状态下电动行驶， 在要求功率 Pe 大于阈值 Pstart 时， 设定发动机 22 的目标转速 Ne* 和目 标转矩 Te*， 马达 MG1， MG2 的转矩指令 Tm1*， Tm2*， 发送到发动机 ECU24 和马达 ECU40， 使得 使用来自发动机 22 的功率行驶， 的图 9 的混合动力行驶优先驱动控制例程的步骤 S615 ～ S690 的处理， 的混合动力用电子控制单元 70， 以及启动发动机 22 或停止其运行， 基于目标 * * * * 转速 Ne 和目标转矩 Te 控制发动机 22 的发动机 ECU24， 基于转矩指令 Tm1 ， Tm2 控制马达 MG1， MG2 的马达 ECU40， 相当于 “控制单元” 。
此处， 作为 “内燃机” ， 不限定为通过汽油或者轻油等的碳化氢系的燃料输出动力 的内燃机， 氢发动机等任何类型的内燃机都可以。 作为 “电动机” ， 不限定为由同步发电电动 机构成的马达 MG2， 感应电动机等能够在驱动轴输入输出动力的任何类型的电动机都可以。 作为 “电池装置” ， 不限定为作为锂离子二次电池构成的电池 50， 能够使用例如镍氢二次电 池、 镍镉二次电池， 铅蓄电池等等种种的二次电池。作为 “充电器” ， 不限定为包含充电用继 电器， AC/DC 转换器， DC/DC 转换器的充电器 90， 在系统的关闭 (OFF) 的状态下连接到外部 电源， 使用来自外部电源的电力对二次电池充电任何的构成都可以。 作为 “行驶用功率设定 单元” ， 没有限定为 ： 基于加速开度 Acc 和车速 V， 设定作为车辆要求转矩的应该向连接到驱 动轮 39a， 39b 的作为驱动轴的齿圈轴 32a 输出的转矩 Tr*， 并且， 设定作为设定的要求转矩 * Tr 乘以齿圈轴 32a 的转速 Nr 之积和作为损失的损失 Loss 之和的用于行驶的车辆要求的行 驶用功率 Pdrv*， 也可以是基于加速开度 Acc 和车速 V 不设定要求转矩而设定行驶用功率， 仅仅基于加速开度 Acc 设定要求转矩， 并且， 基于设定的要求转矩设定行驶用功率， 或者基 于加速开度 Acc 不设定要求转矩而设定行驶用功率， 或者在行驶路线预定时， 基于行驶路 线中的行驶位置设定要求转矩， 并且， 基于设定的要求转矩设定行驶用功率， 或者基于行驶 路线中行驶位置不设定要求转矩而设定行驶用功率等等， 设定行驶要求的行驶用功率的任 何的构成都可以。作为 “蓄电比例运算单元” ， 不限定于基于由电流传感器 51b 检测的充放 电电流 Ib 的累计值， 计算来自电池 50 的能够放电的蓄电量相对于全部容量的比例的蓄电 比例 SOC， 可以是检测电池的开路电压， 基于检测的开路电压计算蓄电比例等等， 基于二次 电池的状态， 计算二次电池中储蓄的蓄电量相对于全部容量的比例的蓄电比例的任何的构 成。作为 “输出限制设定单元” ， 不限定为基于蓄电比例 SOC 和电池温度 Tb 运算电池 50 可 以充放电的最大容许电力即输入输出限制 Win， Wout， 可以是基于二次电池的状态设定作为 从二次电池可以输出的最大电力的输出限制。作为 “模式设定单元” ， 不限定为 ： 当系统启 动时的蓄电比例 SOC 在阈值 Sev 以上时直到蓄电比例 SOC 到达阈值 Shv 为止设定优先电动 行驶行驶的电动行驶优先模式， 当系统启动时的电池 50 的蓄电比例 SOC 小于阈值 Sev 时， 或者当系统启动时的电池 50 的蓄电比例 SOC 在阈值 Sev 以上但是之后在电池 50 的蓄电比 例 SOC 达到了阈值 Shv 之后设定优先混合动力行驶而行驶的混合动力行驶优先模式， 可以作为 ： 当系统启动了时， 至少在蓄电比例在第一预定比例以上时， 直到随着行驶使蓄电比例 到达了小于比第一预定比例小的第二预定比例， 设定优先电动行驶而行驶的电动行驶优先 模式， 在没有设定电动行驶优先模式时设定优先混合动力行驶而行驶的混合动力行驶优先 模式的任何的构成。
作为 “控制单元” ， 不限定为包含混合动力用电子控制单元 70、 发动机 ECU24 和马 达 ECU40 的组合， 也可以由单一的电子控制单元构成等。并且， 作为 “控制单元” ， 不限定为 ： 在设定电动行驶优先模式， 并且， 设定通常模式为控制模式时， 比较 ： 作为换算系数 kw 乘以 电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw·Wout) 的阈值 Pstart， 和， 行驶用功率 Pdrv*， 控制 * 发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得在行驶用功率 Pdrv 是阈值 Pstart 以下时， 在停止发动机 * 22 的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Pstart 时， 使用来自发动机 22 的功率 行驶 ； 在设定电动行驶优先模式， 并且， 设定限制模式为控制模式时， 比较 ： 作为换算系数 kw 乘以电池 50 的输出限制 Wout 得到的值 (kw·Wout) 和预定功率 Pset 中较小的一方的 阈值 Peg， 和， 行驶用功率 Pdrv*， 控制发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得在行驶用功率 Pdrv* 是阈值 Peg 以下时， 在怠速运行发动机 22 的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv* 大于阈 值 Peg 时， 使用来自发动机 22 的功率行驶 ； 在设定电动行驶优先模式， 并且， 设定禁止放电 * 模式为控制模式时， 不考虑行驶用功率 Pdrv ， 控制发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得对电池 50 充电并且使用来自发动机 22 的功率行驶 ； 在设定混合动力行驶优先模式时， 比较 ： 作为 * * * 行驶用功率 Pdrv 和充放电要求功率 Pb 之和的要求功率 Pe ， 和， 阈值 Pstart， 控制发动机 * 22 和马达 MG1， MG2， 使得在要求功率 Pe 是阈值 Pstart 以下时， 在停止发动机 22 的运行的 * 状态下通过电动行驶而行驶， 在要求功率 Pe 大于阈值 Pstart 时， 使用来自发动机 22 的功 率行驶， 可以是在设定了电动行驶优先模式为行驶模式， 并且， 设定限制模式作为控制模式 * 时， 控制发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得在行驶用功率 Pdrv 在阈值 Peg 以下时， 在怠速运 * 行发动机 22 的状态下电动行驶， 在行驶用功率 Pdrv 大于阈值 Peg 时， 从发动机输出从行驶 * 用功率 Pdrv 减去阈值 Peg 的功率， 并且， 通过来自电池 50 的放电供给相当于阈值 Peg 的 功率而行驶 ； 在设定电动行驶优先模式， 并且， 设定禁止放电模式为控制模式时， 因为电池 50 的输出限制 Wout 相比于通常极小所以禁止电池 50 放电时， 为了确保驾驶者的视野而打 开 (ON) 了除霜开关所以禁止电池 50 放电时， 控制发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得不向电 池 50 充电， 而使用来自发动机 22 的功率行驶如此 ； 或者在设定电动行驶优先模式为行驶模 式， 并且， 设定通常模式或者限制模式作为控制模式时， 使用来自发动机 22 的功率行驶时， 控制发动机 22 和马达 MG1， MG2， 使得随着电池 50 的充放电， 使用来自发动机 22 的功率行 驶， 如此等等 ； 在设定为电动行驶优先模式， 并且， 用于限制电动行驶的预定条件不成立时， 行驶用功率在二次电池的输出限制以下的条件下， 控制电动机使得通过电动行驶而行驶， 并且， 在行驶用功率大于二次电池的输出限制的条件下， 控制内燃机和电动机， 使得通过混 合动力行驶而行驶， 在设定为电动行驶优先模式， 并且， 预定条件成立时， 行驶用功率在二 次电池的输出限制和预设定的预定功率之中较小一方的功率即阈值功率以下的条件下， 控 制电动机为电动行驶， 并且， 在行驶用功率大于阈值功率的条件下， 控制内燃机和电动机使 得通过混合动力行驶而行驶， 如此的任何的构成都可以。
并且， 因为实施例是具体说明用于实施发明内容中记载的发明的形态的一个例 子， 所以实施例的主要的要素和发明内容中记载的发明的主要的要素的对应关系， 不限定发明内容中记载的发明的要素。也就是说， 关于发明内容中记载的发明的解释应该基于此 内容中的记载进行， 实施例只是发明内容中记载的发明的具体的一个例子。
以上， 虽然关于用于实施本发明的形态使用实施例进行了说明， 但是本发明并没 有任何程度的限定为上述实施例， 在不脱离本发明的主旨的范围内， 能够以种种的形态实 施。
产业上的利用可能性
本发明能够用于混合动力汽车的制造产业。