专利名称：混合动力汽车及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种具有内燃机、能够将来自该内燃机的动力的一部分转换成电力同时将剩余部分传递给与驱动轮相连接的驱动轴的电力转换动力传递装置、能够输入由该电力转换动力传递装置转换成的电力的蓄电装置、以及能够由来自包含上述电力转换动力传递装置及蓄电装置的电力系统的电力向上述驱动轴输出动力的电动机，且借助向上述驱动轴的动力的输出而行驶的混合动力汽车及其控制方法。
背景技术：
以往，作为这种混合动力汽车，已提出了一种具有发动机、与发动机的输出轴相连接的行星齿轮、与行星齿轮相连接的发电机、与行星齿轮相连接并同时与驱动轴相连接的电机、以及能够在发电机与电机之间交换电力的蓄电池，且以在驱动轮发生打滑时的滑动抑制打滑的方式对与驱动轴相连接的电机进行驱动控制的方案(例如参看特开2001-295676号公报)。在这种混合动力汽车中，当驱动轴的旋转角加速度超过规定的阈值时判定为发生了打滑，从而对从与驱动轴相连接的电机输出的转矩加以限制。
发明内容
在上述这种混合动力汽车中，当为了抑制打滑而限制从电机输出的转矩时，根据发动机与发电机等的运行状态的不同，有时向蓄电装置输入的电力会变得过大。
本发明的混合动力汽车及其控制方法的目的即在于解决上述问题，防止在对发生的打滑加以抑制时有过大的电力输入蓄电装置。
本发明的混合动力汽车及其控制方法为了达到上述目的而采用下述的方案。
本发明的混合动力汽车，是具有内燃机、能够将来自该内燃机的动力的一部分转换成电力并同时将剩余部分传递给与驱动轮相连接的驱动轴的电力转换动力传递装置、能够输入由该电力转换动力传递装置转换成的电力的蓄电装置、以及能够由来自包含上述电力转换动力传递装置及蓄电装置的电力系统的电力向上述驱动轴输出动力的电动机，且借助向上述驱动轴的动力的输出而行驶的混合动力汽车，其特征在于，具有检测因上述驱动轮空转而引起的打滑的打滑检测装置；在由该打滑检测装置检测到打滑时，以在上述蓄电装置的输入限制范围内将抑制打滑的动力输出给上述驱动轴的方式驱动控制上述内燃机、上述电力转换动力传递装置和上述电动机的控制装置。
在本发明的混合动力汽车中，具有内燃机、能够将来自该内燃机的动力的一部分转换成电力并同时将剩余部分传递给驱动轴的电力转换动力传递装置、能够输入由该电力转换动力传递装置转换成的电力的蓄电装置、以及能够由来自电力转换动力传递装置及包含蓄电装置的电力系统的电力向驱动轴输出动力的电动机，在检测到因驱动轮的空转而引起的打滑时，以在蓄电装置的输入限制范围内将抑制打滑的动力输出给驱动轴的方式驱动控制内燃机、电力转换动力传递装置和电动机。因此能够防止在抑制打滑时超过输入限制而将电力输入到蓄电装置中。
在这样的本发明的混合动力汽车中，也可以设定为具有检测由上述电力转换动力传递装置转换成的电力的转换电力检测装置；上述控制装置是利用上述所检测出的由上述电力转换动力传递装置转换成的电力设定上述电动机应消耗的电力，以至少使该设定的电力被该电动机所消耗的方式驱动控制该电动机的装置。另外，也可以设定为上述控制装置是根据上述所检测出的由上述电力转换动力传递装置转换成的电力和上述蓄电装置的输入限制来设定上述电动机应消耗的功率的装置。这样，能够在防止超过输入限制的电力输入蓄电装置中的同时，更可靠地确保用于抑制打滑的动力。进而，上述转换电力检测装置，是根据为了将为抑制打滑而对由上述驱动轴所要求的要求动力施加了限制的限制动力输出给上述驱动轴而设定的内燃机的工作点，推定由上述电力转换动力传递装置所转换成的电力的装置。在这种情况下，还可以设定为上述控制装置是预先考虑到伴随为了将上述限制动力输出给上述驱动轴而驱动控制上述内燃机时的响应延迟而来的上述电力转换动力传递装置的响应延迟，而设定上述电动机应消耗的电力的装置。另外，还可以设定为具备检测上述驱动轴的旋转角加速度的旋转角加速度检测装置，上述限制动力，是利用根据上述检测出的旋转角加速度所设定的动力上限值和上述要求动力而设定的动力。
另外，在本发明的混合动力汽车中，既可以设定为上述电力转换动力传递装置是具有三轴式动力输入输出装置和发电机的装置；其中所述的三轴式动力输入输出装置，具有分别与上述内燃机的输出轴、上述驱动轴以及第三旋转轴相连接的三根轴，且当相对于这三根轴之中的任意的两根轴输入输出的动力被决定时，相对于余剩的一根轴输入输出的动力即被决定，而所述的发电机与上述第三旋转轴相连接。也可以设定为上述电力转换动力传递装置是具备成对转子电机的装置，该成对转子电机是具有与上述内燃机的输出轴相连接的第一转子和与上述驱动轴相连接的第二转子、且通过该第一转子与该第二转子的电磁作用而相对旋转的可发电的成对转子电机。
此外，本发明除作为上述混合动力汽车的形态以外，还可作为控制这种混合动力汽车的控制方法的形态。
图1概略地表示本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构。
图2是表示由实施例的混合动力汽车20的混合用电子控制单元70执行的打滑发生时驱动控制程序的一例的流程图。
图3是表示加速开度Acc与车速V和要求转矩Td*关系的图表。
图4是表示由实施例的混合动力汽车20的混合用电子控制单元70执行的转矩上限值设定处理程序的一例的流程图。
图5是表示旋转角加速度的峰值αpeak与转矩上限值Tmax的关系的图表。
图6是表示发动机22的目标功率Pe*与目标转速Ne*的关系的图表。
图7是用于在力学上说明动力分配统合机构30的旋转要素的共线图。
图8是表示蓄电池输入限制Win与极限值βmarg的关系的图表。
图9是表示必要消耗功率Pm2min与转矩下限值Tm2min的关系的图表。
图10是概略表示变形例的混合动力汽车120的结构的结构图。
图11是概略表示变形例的混合动力汽车220的结构的结构图。
具体实施形式下面，利用实施例对本发明的具体实施形式进行说明。图1是概略表示本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的结构图。实施例的混合动力汽车20，如图所示，具有发动机22、经减震器28而与作为发动机22的输出轴的曲轴26相连接的三轴式动力分配统合机构30、与动力分配统合机构30相连接的可发电的电机MG1、与动力分配统合机构30相连接并同时与作为驱动轴的环形齿轮轴32a相连接的电机MG2、控制动力输出装置整体的混合用电子控制单元70。
发动机22是借助汽油或轻油等碳氢化合物系的燃料而输出动力的内燃机，通过从检测发动机22的运转状态的各种传感器输入信号的发动机用电子控制单元(以下称为发动机ECU)，接收燃料喷射控制、点火控制、吸入空气量调节控制等运转控制。发动机ECU24与混合用电子控制单元70相通信，根据来自混合用电子控制单元70的控制信号对发动机22进行动转控制，并且根据需要而将与发动机22的运转状态有关的数据输出给混合用电子控制单元70。
动力分配统合机构30，具有外齿齿轮的太阳轮(太阳齿轮)31、与该太阳轮31同心圆地配置的内齿齿轮的环形齿轮32、与太阳轮31相啮合并同时与环形齿轮相啮合的多个小齿轮33、自转且公转自如地保持多个小齿轮33的支架(小齿轮支架/行星轮架)34，将太阳轮31与环形齿轮32以及支架34作为回转要素而构成为进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配统合机构30，分别在支架34上连结着发动机22的曲轴26、在太阳轮31上连结着电机MG1、在环形齿轮32上经由环形齿轮轴32a连结着电机MG2，在电机MG1用作发电机时，将从支架34输入的来自发动机22的动力向太阳轮31侧与环形齿轮32侧按照其齿轮比分配，电机MG1在用作电动机时，将从支架34输入的来自发动机22的动力与从太阳轮31输入的来自电机MG1的动力统合起来而向环形齿轮32侧输出。输出给环形齿轮32的动力从环形齿轮轴32a经由齿轮机构60及差动齿轮62，最后被输出给车辆的驱动轮63a、63b。
电机MG1与电机MG2都是作为能够当作发电机而驱动并且能够当作电动机而驱动的众所周知的同步发电电动机而被构成的，经由转换器41、42与蓄电池交换电力。连接转换器41、42与蓄电池50的电力线54，构成为各转换器41、42共用的正极母线与负极母线，由电机MG1、MG2中的任何一个发电产生的电力都能够为另一个电机所耗用。因此，蓄电池50能够根据由电机MG1、MG2的任意一个产生的电力或是不足的电力而进行充放电。此外，如果由电机MG1、MG2而取得电力的收支平衡，则蓄电池50不充放电。电机MG1、MG2均由电机用电子控制单元(以下称作电机ECU)40驱动控制。向电机ECU40中输入为了驱动控制电机MG1、MG2所必需的信号，例如来自检测电机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的信号以及由图未示的电流传感器来检测的施加在电机MG1、MG2上的相电流等，而从电机ECU40输出对转换器41、42的开关控制信号。电机ECU40与混合用电子控制单元70相通信，根据来自混合用电子控制单元70的控制信号驱动控制电机MG1、MG2，并根据需要而将有关MG1、MG2的运转状态的数据输出给混合用电子控制单元70。
蓄电池50由蓄电池用电子控制单元(以下称作蓄电池ECU)52管理。向蓄电池ECU52输入为了管理蓄电池50所必需的信号，例如来自设置于蓄电池50的端子间的图未示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与蓄电池50的输出端子相连接的电力线54上的图未示的电流传感器的充放电流、来自安装于蓄电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，且根据需要将有关蓄电池50的状态的数据通过通信而输出给混合用电子控制单元70。此外，在蓄电池ECU52中，为了管理蓄电池50，还根据由电流传感器所检测出的充放电流的累积计算值(积算值)、端子间电压等来计算剩余容量(SOC)。
混合用电子控制单元70，作为以CPU72为中心的微处理器而被构成，除CPU72之外还有存储处理程序的ROM74、暂时存储数据的RAM76、图未示的输出端口与通信端口。经由输入端口向混合用电子控制单元70中输入来自点火开关80的点火信号、来自检测变速杆81的操作位置的变速位置传感器82的变速位置SP、来自检测加速踏板83的踩下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的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP以及来自车速传感器88的车速V等。混合用电子控制单元70如前所述经通信端口而与发动机ECU24、电机ECU40、蓄电池ECU52相连接，与发动机ECU24、电机ECU40、蓄电池ECU52进行各种控制信号及数据的交换。
这样构成的实施例的混合动力汽车20，根据与来自驾驶者的对加速踏板83的踩下量相对应的加速开度Acc与车速V，计算应向作为驱动轴的环形齿轮轴32a输出的要求转矩，并以向环形齿轮轴32a输出与该要求转矩相对应的要求动力的方式，对发动机22、电机MG1和电机MG2进行运行控制。作为对发动机22、电机MG1与MG2的运转控制，有转矩转换运转模式、充放电运转模式以及电机运转模式等，其中该转矩转换运转模式，以从发动机22输出与要求动力相称的动力的方式对发动机22进行动转控制，并同时以将从发动机22输出的全部动力通过动力分配统合机构30以及电机MG1与电机MG2进行转矩转换而输出给环形齿轮轴32a的方式，驱动控制电机MG1与电机MG2；该充放电运转模式，以从发动机22输出与要求动力及蓄电池50的充放电所必需的电力的和相称的动力的方式对发动机22进行运转控制，并同时以伴随蓄电池50的充放电而将从发动机22输出的动力的全部或一部分由动力分配统合机构30以及电机MG1与MG2进行转矩转换、相伴于此而向环形齿轮轴32a输出要求动力的方式，来驱动控制电机MG1与电机MG2；该电机运转模式，以使发动机22的运转停止而向环形齿轮轴32a输出与来自电机MG2的要求动力相称的动力的方式进行运转控制。
接着，对这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作、尤其是驱动轮63a、63b空转而发生打滑时的动作进行说明。图2是表示由实施例的混合动力汽车20的混合用电子控制单元70执行的打滑发生时驱动控制程序的一例的流程图。该程序，在判定为驱动轴63a、63b空转而发生打滑时，每隔规定时间(例如每隔8msec)重复执行一次。在此，是否发生了打滑的判定，例如是通过以下方式而进行的，即，从ECU40将根据由旋转位置检测传感器44所检测出的环形齿轮轴32a的旋转位置而计算出的环形齿轮轴32a的当前转速与前次的转速利用通信输入，同时根据所输入的当前转速与前次转速来计算作为转速的时间变化的环形齿轮轴32a的旋转角加速度α，判定所计算出的环形齿轮轴32a的旋转角加速度α是否超过了能够视为发生了打滑的规定的阈值αslip。
当执行打滑发生时驱动控制程序时，混合用电子控制单元70的CPU72，首先进行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、转速Nm1、Nm2、蓄电池输入限制Win、由蓄电池ECU52计算出的剩余容量SOC等控制所必需的数据的处理(步骤S100)。在此，转速Nm1、Nm2，是将根据由旋转位置检测传感器43、44所检测到的电机MG1、MG2的转子的旋转位置计算出的结果从电机ECU40经由通信输入而得到的。蓄电池输入限制Win则是将根据来自温度传感器51的蓄电池50的温度及所计算出的剩余容量SOC等所设定的蓄电池输入限制Win经由通信从蓄电池ECU52输入而得到的。
然后，根据所输入的加速开度Acc与车速V，设定被作为驱动轴的环形齿轮轴32a所要求的要求转矩Td*和要求功率Pd*(步骤S102)。在此，要求转矩Td*的设定，在实施例中是通过预先求得加速开度Aec、车速V和要求转矩Td*的关系，然后作成图表而预存在ROM74中，在给出加速开度Acc与车速V时由该图表导出对应的要求转矩Td*而进行的。另外，要求功率Pd*，在实施例中是将该导出的要求转矩Td*与作为环形齿轮轴32a的转速的电机MG2的转速Nm2相乘之积作为要求功率Pd*来设定而得到的。
当设定要求转矩Td*和要求功率Pd*后，接着进行设定用于限制伴随打滑的发生而向环形齿轮轴32a输出的转矩的、对环形齿轮轴32a的转矩上限值Tmax的处理(步骤S104)。转矩上限值Tmax的设定，通过执行图4的转矩上限值设定处理程序来进行。当执行转矩上限值设定处理程序时，首先根据电机MG2的当前转速Nm2与前次的转速Nm2的偏差计算环形齿轮轴32a的旋转角加速度α(步骤S200)，判定所计算出的旋转角加速度α是否超过峰值αpeak(步骤S202)，在旋转角加速度α超过峰值αpeak时，进行将该峰值αpeak更新为该旋转角加速度α的处理(步骤S204)。在此，峰值αpeak基本上是因打滑的发生而导致旋转角加速度α上升从而表现为峰值时的值，作为初始值设定为0值。因此，在旋转角加速度α上升直至达到峰的期间将峰值αpeak顺次更新为旋转角加速度α的值，在旋转角加速度α达到峰的时刻将该旋转角加速度α作为峰值αpeak而固定。在这样设定峰值αpeak后，进行根据该峰值αpeak来设定为了抑制所发生的打滑而可以向环形齿轮轴32a输出的转矩的上限值、即转矩上限值Tmax的处理(步骤S206)，然后结束本程序。该处理，在实施例中是利用图5所例示的图表进行的。图5是表示旋转角加速度α与转矩上限值Tmax的关系的图表。该图表，如图所示，具有旋转角加速度α越大则转矩上限值Tmax变得越小的特性。因此，若旋转角加速度α上升而峰值αpeak变得越大、即打滑程度也越大，则作为转矩上限值Tmax被设定越小的值，从而就相应程度地限制了输出给环形齿轮轴32a的转矩。
返回到图2的打滑发生时驱动控制程序，当通过图4的转矩上限值设定处理程序的执行而设定了转矩上限值Tmax后，将所设定的转矩上限值Tmax与环形正轨轴32a的转速(电机MG2的转速Nm2)相乘来设定作为能够向环形齿轮轴32a输出的功率的上限的功率上限值Pmax(步骤S106)，当由步骤S102所设定的被环形齿轮轴32a所要求的要求功率pd*比所设定的功率上限值Pmax大时(要求转矩Td*比转矩上限值Tmax大时)(步骤S108)，进行以功率上限值Pmax限制要求功率Pd*同时以转矩上限值Tmax限制要求转矩Td*的处理(步骤S110)。
然后，在由步骤S102所设定的要求功率Pd*或由步骤S110限制后的要求功率Pd*上加上蓄电池50所要求的要求充放电量Pb，从而设定发动机22应输出的目标功率Pe*(步骤S112)。目标功率Pe*，由于发动机22的输出响应性滞后于电机MG1、MG2等的输出响应性，也可以在施加了平滑处理或滞后处理之后设定目标功率Pe*。此外，要求充放电量Pb是根据蓄电池50的剩余容量SOC和加速开度Acc等而设定的。
当设定了发动机22的目标功率Pe*后，利用所设定的目标功率Pe*设定发动机22的目标转速Ne*与目标转矩Te*(步骤S114)。发动机22的目标转速Ne*的设定，在实施例中是预先求出目标功率Pe*与目标转速Ne*的关系而作成图表预存于ROM74中，当给出目标功率Pe*时就能够从图表中导出对应的目标转速Ne*。发动机22的目标转矩Te*的设定，在实施例中是通过将发动机22的目标功率Pe*除以所导出的发动机22的目标转速Ne*所得到的商作为目标转矩而设定的。另外，在图6中显示的是表示目标功率Pe*与目标转速Ne*的关系的图表。此外，发动机22的目标转速Ne*与目标转矩Te*的设定，不限于由上述的方法进行的设定，只要是能够输出的目标功率Pe*的发动机22的运转点(由转速与转矩决定的点)，则也可将其他的运转点上的转速与转矩作为目标转速Ne*与目标转矩Te*而设定。
在这样设定了发动机22的目标转速Ne*与目标转矩Te*后，根据所设定的目标转矩Te*，由下式(1)来设定应从电机G1输出的目标转矩Tm1*，并同时将所设定的目标转矩Tm1*乘以电机MG1的当前转速Nm1，来计算作为应从电机MG1输出的功率(发电电力)的输出功率Pm1(步骤S116)。继而，根据所设定的电机MG1的目标转矩Tm1*，由下式(2)来设定应从电机MG2输出的目标转矩Tm2*(步骤S118)。在此，“ρ”是动力分配统合机构30的齿轮比(太阳轮齿数/环形齿轮齿数)。图7是用于在力学上对动力分配统合机构30的旋转要素进行说明的共线图。图中R之上的两个粗线箭头表示的是在使发动机22以目标转矩Te*与目标转速Ne*的运转点进行稳态运转时、从发动机22输出的转矩Te*被传递给环形齿轮轴32a的转矩，以及从电机MG2输出的转矩作用于环形齿轮轴32a上的转矩。如图7所示，电机MG2的目标转矩Tm2*，只要以从发动机22传递给环形齿轮轴32a的转矩与从电机MG2作用于环形齿轮轴32的转矩的和的转矩成为要求转矩Td*的方式进行设定即可。
Tm1*＝-Te*·ρ/(1+ρ)......(1)Tm2*＝Td*+Tm1*/ρ......(2)当设定了电机MG1的目标转矩Tm1*及输出功率Pm1、以及电机MG2的目标转矩Tm2*后，根据在步骤S100中输入的蓄电池输入限制Win来设定极限值βmarg(步骤S120)，同时进行从所设定的输出功率Pm1上减去损耗与极限值βmarg(参考下式(3))，设定作为电机MG2应消耗的功率(消耗电力)的必要消耗功率Pm2min的处理(步骤S122)。在此，极限值βmarg，是作为与电机MG2的电力消耗无关而在蓄电池50的输入限制Win的范围内能够由包括蓄电池50在内的电力系统将由电机MG1输出的功率(发电电力)吸收的电力值而设定的，在实施例中是将蓄电池输入限制Win与极限值βmarg的关系预先求出而作成图表预先存储在ROM74中，当给出蓄电池输入限制Win后，即可从图表中导出对应的容险值βmarg。这种图表的一个例子表示在图8中。实施例中的极限值βmarg，是考虑如下的情况，即由于伴随因对环形齿轮轴32a的要求功率Pd*的限制(由功率上限值Pmax进行的限制)引起的发动机22的输出响应延迟而产生的电机MG1的输出响应延迟、因而由步骤S116所计算出的电机MG1的输出功率Pm1(发电电力)实际上比从电机MG1输出的功率(发电电力)小的情况，从而在不影响打滑的抑制的范围内略微低地设定的。
Pm2min＝Pm1-Loss-βmarg......(3)当设定了电机MG2的必要消耗功率Pm2min后，根据所设定的必要消耗功率Pm2min和在步骤S100中输入的电机MG2的当前转速Nm2，来设定作为电机MG2应输出的转矩的下限的转矩下限值Tm2min(步骤S124)，当步骤S118中所设定的电机MG2的目标转矩Tm2*比该设定的转矩下限值Tm2min小时(步骤S126)，则将目标转矩Tm2*限制为转矩下限值Tm2min(步骤S128)。在此，转矩下限值Tm2min的设定，在实施例中是预先求出必要消耗功率Pm2min和电机MG2的当前转速Nm2两者与转矩下限值Tm2min的关系而作成图表预先存储在ROM74中，当给出必要消耗功率Pm2min和当前转速Nm2后，即可从图表中导出对应的转矩下限值Tm2min。将该图表的一个例子表示在图9中。
在这样设定了发动机22的目标转速Ne*与目标转矩Te*以及电机MG1、MG2的目标转矩Tm1*、Tm2*后，进行将发动机22的目标转速Ne*与目标转矩Te*发送给发动机ECU24、并同时将电机MG1、MG2的目标转矩Tm1*、Tm2*发送给电机ECU40的处理(步骤S130)，结束本程序。由此，接收了目标转速Ne*与目标转矩Te*的发动机ECU24，便以使发动机22以目标转速Ne*与目标转矩Te*运转的方式，进行发动机22中的燃料喷射控制与点火控制等控制。另外，接收了目标转矩Tm1*与目标转矩Tm2*的电机ECU40，进行转换器41、42的开关元件的开关控制，以使电机MG1以目标转矩Tm1*运转、并同时使电机MG2以目标转矩Tm2*运转。
根据以上所说明的实施例的混合动力汽车20，利用从电机MG1输出的输出功率Pm1(发电电力)和蓄电池输入限制Win，设定作为应由电机MG2消耗的功率的必要消耗功率Pm2min(消耗电力)，以在该必要消耗功率Pm2min能够由电机MG2所消耗的范围内向环形齿轮轴32a输出用于抑制打滑的转矩(转矩上限值Tmax)的方式，调整从电机MG2输出的转矩，因此，能够在抑制打滑的同时，防止超过蓄电池输入限制Win而向蓄电池50输入过剩的电力。并且，电机MG2的必要消耗功率Pm2min的设定，是在考虑到了伴随发动机22的输出响应延迟而产生的电机MG1的输出响应延迟之后进行的，从而能够更可靠地防止超过蓄电池输入限制Win而向蓄电池50输入过剩的电力。
在实施例的混合动力汽车20中，利用在步骤S116中将电机MG1的目标转矩Tm1*与当前转速Nm2相乘所计算出的电机MG1的输出功率Pm1(发电电力)，来设定作为应由电机MG2消耗的功率的必要消耗功率Pm2min(消耗电力)，但在实际中，也可测定从电机MG1输出的功率(例如测定施加给电机MG2的相电流，计算从电机MG2输出的转矩，并同时将所计算出的转矩与当前转速Nm2相乘而进行算出)，并利用所测定的功率来设定必要消耗功率Pm2min。
在实施例的混合动力汽车20中，利用考虑到了伴随发动机22的输出响应延迟而产生的电机MG1的输出响应延迟的极限值βmarg，来设定电机MG2应消耗的必要消耗功率Pm2min，但若是相对于包含蓄电池50的电力系统的电力的输入有余裕的系统，则也可以设成不考虑电机MG1的输出响应延迟的结构，而利用在侧重于抑制打滑的方向上作为较大的值而设定的极限值βmarg，来设定必要消耗功率Pm2。另外，也可以不利用这样的极限值βmarg而设定电机MG2应消耗的必要消耗功率Pm2min，即以将由电机MG1发出的全部电力由电机MG2消耗的方式来设定必要消耗功率Pm2min。
在实施例的混合动力汽车20中，是将电机MG2的动力输出给环形齿轮轴32a，但如图10的变形例的混合动力汽车120所例示的那样，也可将电机MG2的动力输出给与和环形齿轮轴32a相连接的车轴(连接着驱动轮63a、63b的车轴)不同的车轴(与图10中的车轮64a、64b相连接的车轴)。
实施例的混合动力汽车20，是将发动机22的动力经由动力分配统合机构30而输出给作为与驱动轮63a、63b相连接的驱动轴的环形齿轮轴32a的结构，但也可如图11的变形例的混合动力汽车220所例示的那样，设为具备成对转子电机224的结构，该成对转子电机224具有与发动机22的曲轴26相连接的内转子224a和与将动力输出给驱动轮63a、63b的驱动轴连接的外转子224b，并将发动机22的动力的一部分传递给驱动轴且同时将剩余的动力转换成电力。
以上，利用实施例对本发明的实施形式进行了说明，但本发明不受这样的实施例的任何限制，在不违背本发明精神的范围内，本发明显然可以以各种各样的形式加以实施。
权利要求
1.一种混合动力汽车，它是具有内燃机、能够将来自该内燃机的动力的一部分转换成电力同时将剩余部分传递给与驱动轮相连接的驱动轴的电力转换动力传递装置、能够输入由该电力转换动力传递装置转换成的电力的蓄电装置、以及能够由来自包含上述电力转换动力传递装置及蓄电装置的电力系统的电力向上述驱动轴输出动力的电动机，且借助向上述驱动轴的动力的输出而行驶的混合动力汽车，其特征在于，具有检测因上述驱动轮空转而引起的打滑的打滑检测装置；在由该打滑检测装置检测到打滑时，以在上述蓄电装置的输入限制范围内将抑制打滑的动力输出给上述驱动轴的方式驱动控制上述内燃机、上述电力转换动力传递装置和上述电动机的控制装置。
2.如权利要求1所述的混合动力汽车，其中具有检测由上述电力转换动力传递装置转换成的电力的转换电力检测装置；上述控制装置是利用上述所检测出的由上述电力转换动力传递装置转换成的电力设定上述电动机应消耗的电力，以至少使该设定的电力被该电动机所消耗的方式驱动控制该电动机的装置。
3.如权利要求2所述的混合动力汽车，其中上述控制装置是根据上述检测出的由上述电力转换动力传递装置转换成的电力和上述蓄电装置的输入限制来设定上述电动机应消耗的功率的装置。
4.如权利要求2所述的混合动力汽车，其中上述转换电力检测装置，是根据为了将为抑制打滑而对由上述驱动轴所要求的要求动力施加了限制的限制动力输出给上述驱动轴而设定的内燃机的工作点，推定由上述电力转换动力传递装置所转换成的电力的装置。
5.如权利要求4所述的混合动力汽车，其中上述控制装置，是预先考虑到伴随为了将上述限制动力输出给上述驱动轴而驱动控制上述内燃机时的响应延迟而来的上述电力转换动力传递装置的响应延迟，而设定上述电动机应消耗的电力的装置。
6.如权利要求4所述的混合动力汽车，其中具备检测上述驱动轴的旋转角加速度的旋转角加速度检测装置；上述限制动力，是利用根据上述检测出的旋转角加速度所设定的动力上限值和上述要求动力而设定的动力。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的混合动力汽车，其中上述电力转换动力传递装置，是具有三轴式动力输入输出装置和发电机的装置；其中所述的三轴式动力输入输出装置，具有分别与上述内燃机的输出轴、上述驱动轴以及第三旋转轴相连接的三根轴，且当相对于这三根轴之中的任意的两根轴输入输出的动力被决定时，相对于余剩的一根轴输入输出的动力即被决定，而所述的发电机与上述第三旋转轴相连接。
8.如权利要求1～6中的任意一项所述的混合动力汽车，其中上述电力转换动力传递装置是具备成对转子电机的装置，该成对转子电机是具有与上述内燃机的输出轴相连接的第一转子和与上述驱动轴相连接的第二转子、且通过该第一转子与该第二转子的电磁作用而相对旋转的可发电的成对转子电机。
9.一种混合动力汽车的控制方法，它是具有内燃机、能够将来自该内燃机的动力的一部分转换成电力同时将剩余部分传递给与驱动轮相连接的驱动轴的电力转换动力传递装置、能够输入由该电力转换动力传递装置转换成的电力的蓄电装置、以及能够由来自包含上述电力转换动力传递装置及蓄电装置的电力系统的电力向上述驱动轴输出动力的电动机，并借助向上述驱动轴的动力的输出而行驶的混合动力汽车的控制方法，其特征在于具有(a)检测因上述驱动轮空转而引起的打滑的步骤；(b)在由上述步骤(a)检测到打滑时，以在上述蓄电装置的输入限制范围内将抑制打滑的动力输出给上述驱动轴的方式驱动控制上述内燃机、上述电力转换动力传递装置和上述电动机的步骤。
全文摘要
本发明涉及混合动力汽车。可防止发生打滑时有超过蓄电池输入限制的电力输入。它是一种发动机、第一电机以及与驱动轴相连接的第二电机分别与行星齿轮机构相连接的汽车，在发生打滑时，以为抑制打滑而设定的功率上限值Pmax来限制来自驾驶者的要求功率Pd
文档编号B60L15/20GK1775584SQ20041009107
公开日2006年5月24日 申请日期2004年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者本美明 申请人:丰田自动车株式会社