专利名称：动力输出装置、装有该装置的汽车以及该装置的控制方法
技术领域：
本发明涉及动力输出装置、装有该动力输出装置的汽车(机动车辆)以及动力输出装置的控制方法。
背景技术：
以往，作为能够向驱动轴输出动力的动力输出装置，例如在特开平11-187577号公报中公开了这样一种装置，其具有发动机；第一电机；第二电机；行星齿轮机构，其行星架与发动机的输出轴相连接，太阳齿轮与第一电机的转子连接，齿圈与第二电机的转子连接；由两个电机中的一个或两者通过发动机发生的转矩的一部分而产生的电力进行充电的电池；其中，第二电机的旋转轴通过齿轮等与驱动轴连接。在该动力输出装置中，使用预先设定成当电池的温度为规定温度以下时使输入限制的绝对值与常温时相比小的图线(map)，设定与所检测的电池的温度相对应的输入限制，并在不超过该输入限制的范围内确定向电池充电的电能(电量)。
但是，在上述动力输出装置中，当电池的温度进入其中输入限制的绝对值比常温时小的区域时，虽然用由两个电机中的一个或两者通过发动机而产生的电力进行充电，但是如果这时本应吸入发动机的空气量与实际吸入空气量之间发生了偏差，则存在超过输入限制地向电池充电的情况。
发明内容
为解决上述问题而提出本发明，本发明的目的在于提供一种动力输出装置、装有该动力输出装置的汽车以及动力输出装置的控制方法，其可以在限制向二次电池等的蓄电单元的充电量的情况下防止超过其限制地进行充电的情况。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。
本发明的动力输出装置是一种向驱动轴输出动力的动力输出装置，包括内燃机；与所述内燃机的输出轴和所述驱动轴相连、能够伴随着电力和动力的输入和输出将来自所述内燃机的动力的至少一部分输出至所述驱动轴的电力动力输入输出单元；能够与所述电力动力输入输出单元进行电力交换的蓄电单元；和控制单元，其对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正以使得在所述内燃机刚起动后该内燃机输出与对该内燃机要求的要求动力大致一致的动力，在该校正后，以反映所述校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。
在该动力输出装置中，对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正以使得在内燃机刚起动后该内燃机输出与要求动力大致一致的动力，在该校正后，以反映所述校正的方式控制内燃机，并控制电力动力输入输出单元，以通过来自内燃机的动力使电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过该蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。即，在对蓄电单元进行充电之前，预先使得可以从内燃机输出与对该内燃机的要求动力基本上没有偏差的动力。因此，在限制向蓄电单元的充电量的情况下，由于来自内燃机的动力不超过对该内燃机的要求动力，所以可以防止通过由电力动力输入输出单元发电产生的电力而充电的蓄电单元的充电量超过限制的现象。
在此，所谓与内燃机的动力增减(变化)有关的参数，例如可以列举出吸入空气量、燃料喷射量、燃料喷射定时、点火正时等，可以是其中的一个也可以是两者以上。而且，考虑到在低温时电流在蓄电单元中流动时会由于电压较大地升高而超过构成蓄电单元的部件的耐电压，所以在低温区域设定成随着温度降低输入限制的绝对值也变小，即，充电许可容量变小。
本发明的动力输出装置，包括调节吸入所述内燃机的吸入空气量的吸入空气量调节单元，其中，所述控制单元，在所述内燃机刚起动后通过所述吸入空气量调节单元向所述内燃机吸入规定的怠速时吸入空气量的空气而怠速运行，并且对吸入空气量进行校正以使得该怠速运行时的内燃机转速成为规定的怠速转速，在该校正后，以反映所述校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。例如，当紧接在内燃机起动之后的吸入空气量大于输出要求动力所需的吸入空气量时，如果直接对蓄电单元进行充电，则担心会超过输入限制地充电，但是，在此在对蓄电单元进行充电之前，校正吸入空气量以使得怠速时的内燃机转速成为规定的怠速转速，所以消除了这种担心。在该情况下，所述控制单元，在所述蓄电单元的温度为预定的极低温度区域时的所述内燃机的起动时可以进行上述校正，作为所述极低温度区域的规定的怠速时吸入空气量可使用比常温区域的情况下大的值。在如此作为极低温度区域的规定的怠速时吸入空气量使用比常温区域的情况下大的值的情况下，由于在内燃机刚起动后直接对蓄电单元进行充电时较大程度地担心会超过输入限制地充电，所以适用本发明具有重要意义。
在本发明的动力输出装置中，所述控制单元，当在不进行所述校正地控制所述内燃机的运行时对所述内燃机要求的动力与实际输出的动力的最大偏差量超过所述蓄电单元的输入限制的情况下可以进行所述校正，而在所述最大偏差量不超过所述蓄电单元的输入限制的情况下不进行所述校正。由于只要所述最大偏差量不超过蓄电单元的输入限制就不会导致超过输入限制地对蓄电单元充电，所以没有必要进行校正，从而可以较早地开始对蓄电单元充电。在此，在不进行校正地控制所述内燃机时，对所述内燃机要求的动力与实际输出的动力的最大偏差量，可以预先通过实验等经验地确定。例如，在将对发动机22的要求功率Pe*作为最低值(例如1kW)时所取得的偏差量的最大值可以作为最大偏差量。
在本发明的动力输出装置中，所述控制单元，在向所述蓄电单元的充电具有紧急性时，不进行所述校正地控制所述内燃机和所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。如此，在向所述蓄电单元的充电具有紧急性的情况下(例如担心由于充电不足而造成蓄电单元发生故障的情况等)，由于不进行所述校正，所以可以迅速地向蓄电单元充电。
在本发明的动力输出装置中，所述控制单元，当以在进行所述校正后从所述内燃机输出的动力以及该内燃机的转速成为大致恒定的方式进行了控制以后，更新由所述校正所获得的校正内容。或者，所述控制单元，仅当在进行所述校正后从所述内燃机输出的动力以及该内燃机的转速成为大致恒定时更新由所述校正所获得的校正内容。如此，即使是在内燃机刚起动后的校正内容有时不适于内燃机运行，由于更新校正内容而可以维持其在适当程度。在如此更新校正内容时，优选地在不超过设定成使得所述内燃机不失速的防护值的范围内更新。
在本发明的动力输出装置中，所述电力动力输入输出单元包括能够向转动轴输出动力的发电机，以及三轴式动力输入输出单元，该三轴式动力输入输出单元与三个轴即所述内燃机的输出轴、所述发电机的转动轴以及所述驱动轴相连，并基于从所述三个轴中的任两个轴输入的动力和输出至所述两个轴的动力向所述三个轴中剩余的一个剩余轴输出动力和从该剩余轴输入动力。或者，所述电力动力输入输出单元包括具有第一转子和第二转子的双转子电动机，该第一转子与所述内燃机的输出轴相连，该第二转子与所述驱动轴相连，所述双转子电动机通过所述第一转子与所述第二转子之间的相对旋转而旋转。
本发明的汽车(机动车辆)安装有根据上述任一项形态的本发明所述的动力输出装置，即，基本上，是一种向驱动轴输出动力的动力输出装置，包括内燃机；与所述内燃机的输出轴和所述驱动轴相连、能够伴随着电力和动力的输入和输出将来自所述内燃机的动力的至少一部分输出至所述驱动轴的电力动力输入输出单元；能够与所述电力动力输入输出单元进行电力交换的蓄电单元；和控制单元，对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正以使得在所述内燃机刚起动后该内燃机输出与对该内燃机的要求动力大致一致的动力，在该校正后，以反映所述校正单元进行的校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。
在该汽车中，由于安装有上述任一形态的本发明的动力输出装置，在本发明的动力输出装置所实现的效果，例如限制向蓄电单元充电的情况下，来自内燃机的动力不超过对该内燃机的要求动力，所以可以防止由电力动力输入输出单元发电所产生的电力而充电的蓄电单元的充电量超过限制。
而且，本发明的动力输出装置包括能够相对所述驱动轴输入和输出动力的电动机和设定对所述驱动轴要求的要求驱动力的要求驱动力设定单元，所述蓄电单元能够与所述电动机进行电力交换，所述控制单元可以控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元及所述电动机，以使得向所述驱动轴输出由所述要求驱动力设定单元设定的要求驱动力。
本发明的动力输出装置的控制方法，是这样一种动力输出装置的控制方法，其中该动力输出装置包括内燃机；与所述内燃机的输出轴和所述驱动轴相连、能够伴随着电力和动力的输入和输出将来自所述内燃机的动力的至少一部分输出至所述驱动轴的电力动力输入输出单元；和能够与所述电力动力输入输出单元进行电力交换的蓄电单元，其特征在于，包括如下步骤(a)对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正以使得在所述内燃机刚起动后该内燃机输出与对该内燃机的要求动力大致一致的动力；
(b)在所述步骤(a)后，以反映所述步骤(a)的校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。
在该动力输出装置的控制方法中，对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正以使得在内燃机刚起动后该内燃机输出与要求动力大致一致的动力，在该校正后，以反映刚才的校正的方式控制内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自内燃机的动力使电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。即，在对蓄电单元充电之前，预先使得可以从内燃机输出与对该内燃机的要求动力基本上没有偏差的动力。因此，在限制向蓄电单元的充电量的情况下，由于来自内燃机的动力不超过对该内燃机的要求动力，所以可以防止通过由电力动力输入输出单元发电产生的电力而充电的蓄电单元的充电量超过限制的现象。
在本发明的动力输出装置的控制方法中，在所述步骤(a)中，在所述内燃机刚起动后，通过所述吸入空气量调节单元向所述内燃机吸入规定的怠速时吸入空气量的空气而怠速运行，并且对吸入空气量进行校正，以使得该怠速运行时的内燃机转速成为规定的怠速转速；在所述步骤(b)中，在所述步骤(a)后，以反映所述步骤(a)的校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得通过所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元进行充电。例如，当紧接在内燃机起动之后的吸入空气量大于输出要求动力所需的吸入空气量时，如果直接对蓄电单元进行充电，则担心可能会超过输入限制地充电，但是，在此在对蓄电单元进行充电之前，校正吸入空气量以使得怠速时的内燃机转速成为规定的怠速转速，所以消除了这种担心。
而且，在本发明的动力输出装置的控制方法中，也可以附加用以由上述任一本发明的动力输出装置所具有的结构实现的作用、功能的步骤。
图1是示出本实施例的混合动力汽车20的结构图；图2是示出安装在本实施例的混合动力汽车20上的发动机22的结构图；图3是示出由混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一个示例的流程图；图4是示出蓄电池50的电池温度Tb与输入限制Win和输出限制Wout之间的关系的一个示例的说明图；混合动力用电子图5是示出蓄电池50的剩余容量(SOC)与输入限制Win和输出限制Wout的校正系数之间的关系的一个示例的说明图；图6是示出要求转矩设定图(map)的一个示例的说明图；图7是示出发动机22的驱动线(动作线)的一个示例以及设定目标转速Ne*和目标转矩Te*的过程的说明图；图8是示出用于动力学地说明动力分配综合机构30(動力分配統合機構)的列线图的一个示例的说明图；图9是示出由混合动力用电子控制单元70执行的系统起动控制例程的一个示例的流程图；图10是示出由发动机ECU24执行的吸入空气量校正执行例程的一个示例的流程图；图11是示出由混合动力用电子控制单元70执行的校正后驱动控制例程的一个示例的流程图；图12是示出由发动机ECU24执行的吸入空气量校正更新例程的一个示例的流程图；图13是示出各流程图的处理的一个具体示例的时间图；图14是示意性示出一个变形例的混合动力汽车220的构造的结构图；图15是示意性示出另一个变形例的混合动力汽车320的构造的结构图。
具体实施例方式
图1是示出本发明的一个实施例的安装有动力输出装置的混合动力汽车20的结构图，图2是示出安装在该混合动力汽车20上的发动机22的结构图。如图所示出的，本实施例的混合动力汽车20包括发动机22，经由减振器28与用作发动机22的输出轴的曲轴26相连的三轴型动力分配综合机构30，与动力分配综合机构30相连并能够发电的电机MG1，安装到用作与动力分配综合机构30相连的驱动轴的齿圈轴32a的减速器35，与该减速器35相连的电机MG2，以及控制整个动力输出装置的混合动力用电子控制单元70。
发动机22是能够通过汽油或轻油等碳氢化合物燃料而输出动力的内燃机，如图2所示，在通过空气滤清器122将净化后的空气通过节气门124吸入的同时，从燃料喷射阀126喷射汽油以将所吸入的空气与汽油混合，通过进气门128将该混合气吸入燃料室，借助于火花塞130产生的电火花而进行爆炸燃烧，将通过其能量而被压下的活塞132的往复运动变换成曲轴26的转动运动。来自发动机22的排气通过对一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)这些有害成分进行净化的净化装置(三元催化剂)134被排出到外部气体。
发动机22由发动机用电子控制单元(下文简称为发动机ECU)24进行控制。通过图中未示出的输入端口向发动机ECU24输入来自对发动机的状态进行检测的各种传感器的信号。例如，通过输入端口向发动机ECU24输入以下信号来自检测曲轴26的转动位置的曲轴位置传感器140的曲轴位置、来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温、来自检测对相对燃料室进行进排气的进气门128和排气门129进行开闭的凸轮轴的转动位置的凸轮位置传感器144的凸轮位置、来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门位置、来自检测发动机22的吸入空气量(进气量)的真空传感器148的吸入空气量等。此外，从发动机ECU24通过图中未示出的输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号。例如，从发动机ECU24通过输出端口输出以下信号向燃料喷射阀126输出的驱动信号、向调节节气门124的位置的节气门电机136输出的驱动信号、向与点火器一体地形成的点火线圈138输出的控制信号、向能够变更进气门128的开闭正时的可变正时机构150输出的控制信号等。而且，发动机ECU24与混合动力用电子控制单元70通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号，对发动机22进行运转控制，同时根据需要，将与发动机22的运行状态有关的数据输出。
混合动力用电子混合动力用电子混合动力用电子动力分配综合机构30具有为外齿轮的太阳齿轮31，为内齿轮并与太阳齿轮31同轴地设置的齿圈32，多个与太阳齿轮31啮合并与和齿圈32啮合的行星齿轮33，以及以保持多个行星齿轮33自由公转和自转的行星架34。即，动力分配综合机构30构造成将太阳齿轮31、齿圈32以及行星架34作为转动部件进行差动的行星齿轮机构。动力分配综合机构30中的行星架34、太阳齿轮31以及齿圈32分别连接到发动机22的曲轴26、电机MG1以及经由齿圈轴32a连接到减速器35。在电机MG1用作发电机时，从发动机22输出并通过行星架34输入的动力根据齿轮比分配到太阳齿轮31一侧和齿圈32一侧。在电机MG1用作电动机时，从发动机22输出并通过行星架34输入的动力与从电机MG1输出并通过太阳齿轮31输入的动力结合输出至齿圈32一侧。输出至齿圈32的动力从齿圈轴32a经由齿轮机构60和差速器62最终传递到驱动轮63a、63b。
电机MG1和电机MG2都构造成公知的同步发电电动机，既可作为发电机驱动，又可作为电动机驱动，并经由逆变器41、42与蓄电池50进行电力交换。连接逆变器41、42与蓄电池50的电力线54包括这两个逆变器41、42共用的正极母线和负极母线，可以使得由电机MG1和电机MG2中的任一个产生的电力被另一个电机消耗。因此，蓄电池50通过电机MG1和电机MG2中的任一个产生的电力充电，或者放电以补充电机MG1或电机MG2的不足的电力。当电机MG1和电机MG2的电力收支(充放)平衡时，蓄电池50既不充电也不放电。电机MG1和电机MG2都由电机用电子控制单元(下文称为电机ECU)40驱动控制。驱动控制电机MG1、MG2所需的信号，例如来自检测电机MG1、MG2的转子的转动位置的转动位置检测传感器43、44的信号以及由未示出的电流传感器检测的施加给电机MG1、MG2的相电流等输入电机ECU 40。从电机ECU 40向逆变器41、42输出开关(切换)控制信号。电机ECU 40与混合动力用电子控制单元70通信并通过混合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电机MG1、MG2，同时根据要求向混合动力用电子控制单元70输出有关电机MG1、MG2的运转状况的数据。
蓄电池50为能够充放电的二次电池，由蓄电池电子控制单元(下文称为蓄电池ECU)52管理(控制)。管理蓄电池50所需的信号，例如，由设置在蓄电池50的端子之间的未示出的电压传感器检测的端子间电压Vb，来自安装到与蓄电池50的输出端子相连的电力线54的未示出的电流传感器的充电放电电流Ib，以及来自安装到蓄电池50的温度传感器51的电池温度Tb等输入蓄电池ECU 52。蓄电池ECU 52根据要求经由通信向混合动力用电子控制单元70输出有关蓄电池50的状况的数据。在该蓄电池ECU 52中，基于由电流传感器检测的充电放电电流的累积值计算剩余容量(SOC)，以用于管理蓄电池50。此外，虽然在本实施例中采用了二次电池，但是也可以取代二次电池而采用电气双层电容器。
混合动力用电子控制单元70构造成以CPU 72为中心的微处理器，除了CPU 72以外，还包括存储处理程序的ROM 74、临时存储数据的RAM76、未示出的输入输出端口以及通信端口。混合动力用电子控制单元70经由输入端口接收各种输入来自点火开关80的点火信号IG，来自检测换档杆81的操作位置的换档位置传感器82的换档位置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的加速器开度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。如上所述，混合动力用电子控制单元70经由通信端口与发动机ECU 24、电机ECU 40以及蓄电池ECU 52通信，与发动机ECU 24、电机ECU 40以及蓄电池ECU 52进行各种控制信号和数据的交换。
这样构造的本实施例的混合动力汽车20，基于对应于驾驶员对加速踏板83的踩下量的加速器开度Acc和车速V，计算要输出至作为驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩，运转控制发动机22以及电机MG1、MG2，以将对应于该要求转矩的要求动力输出至齿圈轴32a。作为发动机22以及电机MG1、MG2的运转控制具有多种模式转矩变换运转模式、充放电运转模式以及电机运转模式等。在转矩变换运转模式中，运转控制发动机22以从发动机22输出等于要求动力的动力，驱动控制电机MG1、MG2，以使从发动机22输出的动力全部通过动力分配综合机构30以及电机MG1和电机MG2进行转矩变换而输出至齿圈轴32a。在充放电运转模式中，运转控制发动机22，以从发动机22输出等于要求动力与蓄电池50充放电所需的电力之和的动力，并且，驱动控制电机MG1和电机MG2，以使得随着蓄电池50的充放电，随着从发动机22输出的动力的全部或部分通过动力分配综合机构30以及电机MG1和电机MG2的转矩变换，要求动力输出至齿圈轴32a。在电机运转模式中，停止发动机22的运转，以从电机MG2向齿圈轴32a输出等于要求动力的动力。
下面说明如上所述构造的本实施例的混合动力汽车20的操作。图3是示出由混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一个示例的流程图。该例程，在后面所述的系统起动控制例程结束以后，由混合动力用电子控制单元70以规定的时间间隔(例如，每8毫秒)重复执行。
当执行驱动控制例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU 72首先执行输入控制所需的数据的处理，即，除了来自加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自车速传感器88的车速V，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，发动机22的转速Ne等以外，还有蓄电池50的剩余容量(SOC)、来自安装于蓄电池50的温度传感器51的电池温度Tb、蓄电池50的端子间电压Vb、蓄电池50的充放电电流Ib、蓄电池50的输入限制和输出限制Win、Wout等(步骤S100)。在此，发动机22的转速Ne是将基于来自安装到曲轴26上的曲轴位置传感器140的信号计算出的结果经由通信从发动机ECU 24输入的。此外，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2是将基于通过转动位置检测传感器43、44所检测出的电机MG1、MG2的转子的转动位置而计算出的结果经由通信从电机ECU 40输入的。此外，蓄电池50的SOC、蓄电池温度Tb、端子间电压Vb、充放电电流Ib、输入限制和输出限制Win、Wout经由通信从蓄电池ECU 52输入。在此，对于蓄电池50的输入限制和输出限制Win、Wout，可以基于蓄电池温度Tb设定输入限制和输出限制Win、Wout的基本值，基于蓄电池50的剩余容量(SOC)设定输出限制用校正系数和输入限制用校正系数，将所设定的输入限制和输出限制Win、Wout的基本值乘以各自的校正系数，以设定输入限制和输出限制Win、Wout。图4示出蓄电池温度Tb与输入限制Win和输出限制Wout之间的关系的一个示例，图5示出蓄电池50的剩余容量(SOC)与输入限制Win和输出限制Wout的校正系数之间的关系的一个示例。
在如此输入数据之后，基于输入的加速器开度Acc和车速V，设定要作为车辆所需的转矩输出至作为与驱动轮63a、63b相连的驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩Tr*、和对发动机22要求的要求功率Pe*(步骤S110)。在本实施例中，加速器开度Acc和车速V与要求转矩Tr*的关系被预先规定并作为要求转矩设定用图存储于ROM 74中，当给定了加速器开度Acc和车速V时，从所存储的图导出并设定对应的要求转矩Tr*。图6示出要求转矩设定用图的一个示例。要求功率Pe*(要求动力)可被计算为所设定的要求转矩Tr*与齿圈轴32a的转速Nr的乘积、蓄电池50所要求的充放电要求功率Pb*以及损失Loss之和。在该充放电要求功率Pb*为正值时表示蓄电池50的放电要求功率，而为负值时表示蓄电池50的充电要求功率。此外，齿圈轴32a的转速Nr可通过车速V乘以换算系数k或通过减速器35的传动比Gr除电机MG2的转速Nm2获得。
基于所设定的要求功率Pe*设定发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*(步骤S120)。根据用于有效地驱动发动机22的驱动线和要求功率Pe*而设定目标转速Ne*和目标转矩Te*。图7示出发动机22的驱动线的一个示例以及设定目标转速Ne*和目标转矩Te*的过程(处理)。如图所示，目标转速Ne*和目标转矩Te*作为驱动线与发动机要求功率Pe*(Ne*×Te*)为常数的曲线的交点而获得。
然后，通过下面给出的式(1)由所设定的目标转速Ne*、齿圈轴32a的转速Nr(＝Nm2/Gr)、以及动力分配综合机构30的传动比ρ计算电机MG1的目标转速Nm1*，并根据式(2)由计算出的目标转速Nm1*和当前的转速Nm1计算电机MG1的转矩指令Tm1*(步骤S130)。在此，式(1)示出动力分配综合机构30的转动部件的动力学关系。图8是示出动力分配综合机构30的转动部件的转速与转矩之间的动力学关系的列线图。在图中，左侧的S轴示出作为电机MG1的转速Nm1的太阳齿轮31的转速。C轴示出作为发动机22的转速Ne的行星架34的转速。R轴示出由电机MG2的转速Nm2乘以减速器35的传动比Gr所得的齿圈32的转速Nr。式(1)容易从此列线图中推出。R轴上的两个粗箭头分别表示当发动机22在由目标转速Ne*和目标转矩Te*的运行点稳定地运行时从发动机22输出的转矩Te*被传递到齿圈轴32a的转矩，以及从电机MG2输出的转矩Tm2*经由减速器35而作用在齿圈轴32a上的转矩。式(2)示出使电机MG1以目标转速Nm1*转动的反馈控制中的关系式。在式(2)中，右侧第二项中的“k1”表示比例项的增益，右侧第三项中的“k2”表示积分项的增益。
Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ) (1)Tm1*＝前一Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)在如此计算电机MG1的目标转速Nm1*和转矩指令Tm1*之后，例程根据下式(3)和式(4)，用电机MG2的转速Nm2除蓄电池50的输出限制Wout与电机MG1的电力消耗(发电电力)之差，以计算作为从电机MG2输出的上下限转矩的转矩限制Tmin、Tmax(步骤S140)，其中电机MG1的电力(功率)消耗为计算出的电机MG1的转矩指令Tm1*与电机MG1的转速Nm1的乘积。并且，例程还根据式(5)，由要求转矩Tr*、转矩指令Tm1*以及动力分配综合机构30的传动比ρ，计算作为要从电机MG2输出的转矩的临时电机转矩Tm2tmp(步骤S150)，并将用计算出的转矩限制Tmin、Tmax对临时电机转矩Tm2tmp进行了限制后的值设定电机MG2的转矩指令Tm2*(步骤S160)。以这种方式设定电机MG2的转矩指令Tm2*，可使得将输出至作为驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩Tr*设定为在蓄电池50的输入限制Win、输出限制Wout范围之内的受限制转矩。此外，式(5)很容易从上述图8的列线图推出。
Tmin＝(Win-Tm1*·Nm1)/Nm2 (3)Tmax＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2 (4)Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr(5)在如此设定发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*、电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*后，则分别将发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*输送到发动机ECU24中，将电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*输送到电机ECU40中(步骤S170)，结束驱动控制例程。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的燃料喷射控制和点火控制等控制，以使得发动机22在由目标转速Ne*和目标转矩Te*所示的运行(工作)点运行。此外，接收了转矩指令Tm1*、Tm2*的电机ECU40进行逆变器41、42的开关元件的开关控制，以使电机MG1以转矩指令Tm1*被驱动，同时电机MG2以转矩指令Tm2*被驱动。
下面说明本实施例的混合动力汽车20的系统刚起动后的动作。图9是示出由混合动力用电子控制单元70执行的系统起动控制例程的一个示例的流程图。该例程，在换档位置SP被设定为P范围(档位段)的停车状态下来自点火开关80的点火信号IG由断开变为接通时，由混合动力用电子控制单元70执行。
当开始该例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU 72首先为了使停车中的发动机22起动而执行发动机起动控制例程(步骤S300)。在该发动机起动控制例程中，在向电机ECU40发出拖动指令以由电机MG1拖动发动机22的曲轴26的同时，向发动机ECU24发出起动时燃烧指令以开始发动机22的起动时燃烧。于是，电机ECU40进行控制以使得接受了来自蓄电池50的电力供给的电机MG1拖动曲轴26，发动机ECU24则通过伴随着对曲轴26的拖动，与活塞132上下运动、进气门128和排气门129开闭相应地适时地从燃料喷射阀126喷射燃料以使火花塞130发生电火花，从而产生转矩。从而，发动机ECU24继续该起动时燃烧控制，直到发动机22完全燃烧而自立运行，在发动机22完全燃烧后，发动机ECU24向混合动力用电子控制单元70输出表示已完全燃烧了的情况的信号。混合动力用电子控制单元70在输入了该信号时，向电机ECU40输出拖动结束指令，从而结束发动机起动控制例程。于是，电机ECU40结束由电机MG1进行的拖动。
在结束发动机起动控制例程后，混合动力用电子控制单元70的CPU72执行输入控制所需的数据的处理，即，除了来自加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自车速传感器88的车速V，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，发动机22的转速Ne以外，还有蓄电池50的剩余容量(SOC)、来自安装于蓄电池50的温度传感器51的蓄电池温度Tb、蓄电池50的端子间电压Vb、蓄电池50的充放电电流Ib、蓄电池50的输入限制和输出限制Win、Wout等(步骤S310)。由于该处理与上述驱动控制例程的步骤S100为相同的处理，所以省略详细说明。接着，判定本例程的继续执行条件是否成立(步骤S320)。在此，本例程的继续执行条件设为车速V和加速器开度Acc都为零。于是，当本例程的继续执行条件不成立时结束该例程，从下次开始执行上述的驱动控制例程。另一方面，当本例程的继续执行条件成立时，基于输入的蓄电池50的剩余容量SOC设定充放电要求功率Pb*(步骤S330)。在此，将充放电要求功率Pb*作为充电要求功率来考虑。充电要求功率是为了将剩余容量SOC保持在中央附近所需的功率，虽然剩余容量SOC越小时被设定为越大的值，但是在超过蓄电池50的输入限制Win的情况下(即进入图4的阴影线区域的情况)由输入限制Win所限制。而且，当剩余容量SOC在中央附近时或超过在中央附近时，充电要求功率成为零。将如此设定的充放电要求功率Pb*与损失Loss之和设定为对发动机22的要求功率Pe*(步骤S340)。
接着，判定校正结束标志F1是值0还是值1(步骤S350)。在此，校正结束标志F1在点火信号IG从断开变成接通时被重新设置为0，在发动机ECU24中当吸入空气量的校正结束时设定成值1。当在步骤S350校正结束标志F1为值0时，判定对发动机22的要求功率Pe*与实际上从发动机22输出的输出功率Pe之间的最大偏差量是否超过了输入限制Win(步骤S360)。在此，如下述那样地确定最大偏差量。即，在将对发动机22的要求功率Pe*设为最低指令值(例如1kW)时，吸进发动机22的空气密度由于温度而变化、发动机22的摩擦由于发动机22的润滑油的粘性而变化，从而输出功率Pe发生变化，通过这样的变化经验性地求取当输出功率Pe为最大时的值，将该值与要求功率Pe*的最低指令值的偏差量设为最大偏差量。而且，如图3所示，在极低温度区域中，考虑到当在蓄电池50中流动电流时端子间电压大幅上升而超过蓄电池构成部件(电容器等)的耐电压，设定成随着温度降低输入限制Win的绝对值也变小，所以最大偏差量变得容易超过输入限制Win。在步骤S360中当最大偏差量超过输入限制Win时，判定向蓄电池50的充电是否具有紧急性(步骤S370)。在此，作为向蓄电池50的充电具有紧急性的情况，例如可以列举出不立即充电就会造成蓄电池50的故障的情况(例如构成蓄电池50的几百个单格电池如不均等地充电则会影响到蓄电池的寿命的情况)等。
于是，在步骤S350～S370中当校正结束标志F1为零且最大偏差量超过输入限制Win、向蓄电池50的充电不具有紧急性时，为了使发动机22怠速运行，将发动机目标转速Ne*设定为规定的怠速时目标转速Nidl，并且将目标转矩Te*设定为零(步骤S380)，进而将电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*设定为零(步骤S390)。通过如此进行设定，在图8的列线图中，S轴的电机MG1的转矩Tm1成为零，C轴的发动机22的转矩Te也成为零，S轴和R轴的转矩Te的分配量Tes、Ter也成为零，所以，可以无负荷地调整发动机的转速Ne。在如此设定发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*、电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*后，分别将发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*输送到发动机ECU24中，将电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*输送到电机ECU40中(步骤S400)。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的燃料喷射控制和点火控制等控制，以使得发动机22怠速运行。此外，接收了转矩指令Tm1*、Tm2*的电机ECU40进行逆变器41、42的开关元件的开关控制，以使电机MG1以转矩指令Tm1*被驱动，电机MG2以转矩指令Tm2*被驱动。然后，判定是否从发动机ECU24接收到吸入空气量校正结束信号(步骤S450)，当尚未接收到吸入空气量校正结束信号时再执行步骤S310以后的处理，而当接收到吸入空气量校正结束信号时将校正结束标志F1设定为值1(步骤S460)，然后执行步骤S310以后的处理。而且，对于发动机ECU24发送吸入空气量校正结束信号的时间将在后面所述的吸入空气量校正执行例程说明。
另一方面，当在步骤S350校正结束标志F1为值1时，由于处于发动机22的怠速时吸入空气量Qidl如后所述校正结束，并且不用担心发动机22的输出功率Pe超过要求功率Pe*的状态，所以设定发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*以获得在步骤S340设定的要求功率Pe*(步骤S410)、计算电机目标转速Nm1*和转矩指令Tm1*(步骤S420)、设定电机转矩指令Tm2*(步骤S430)、将发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*发送到发动机ECU 24，并将电机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*发送到电机ECU 40(步骤S440)，然后执行步骤S310以后的处理。在此，步骤S410是与上述的驱动控制例程的步骤S120同样的处理，步骤S420是与上述的驱动控制例程的步骤S130同样的处理，步骤S430是与上述的驱动控制例程的步骤S140-S160的一系列处理同样的处理，在此省略对其的说明。发动机22输出与要求功率Pe*大致相同的输出功率Pe，并通过该输出功率Pe使得电机MG1发电，由所发电的电力在不超过输入限制Win的范围内对蓄电池50进行充电。此外，当在步骤360最大偏移量不超过输入限制Win时，由于假定即使是发生偏移时该偏移也在输入限制Win的范围内，所以不会发生超过输入限制Win向蓄电池50进行充电的情况，从而执行步骤S400-S420的处理。此外，当在步骤S370向蓄电池50进行充电具有紧急性时，执行应当很快地开始向蓄电池50进行充电的步骤S400-S420的处理。
其次，对发动机ECU24在发动机刚起动后从混合动力用电子控制单元70接收到怠速运转指令(目标转速Ne*为怠速时目标转速而目标转矩Te*为零的指令)时所执行的吸入空气量校正执行例程。图10是示出该例程的一个示例的流程图。
当开始该例程时，发动机ECU24首先从水温传感器142读取发动机水温，并基于该发动机水温设定怠速时吸入空气量Qidl(步骤S500)。在此，怠速时吸入空气量Qidl对应于怠速时目标转速Nidl而被设定。具体地，怠速时吸入空气量Qidl虽然可以设定为与发动机22的摩擦相称的量，但是因为需要防止发动机失速而被设定为比与发动机22的摩擦相称的量大的值。而且，由于润滑油的粘性因润滑油的种类不同而不同，假定为粘性非常高的并且粘性在温度越低时则越高，所以设定为当发动机水温越低时则怠速时吸入空气量Qidl越高。因此，当在低温时直接采用怠速时吸入空气量Qidl时，则存在从发动机22输出的功率超过与发动机22的摩擦相称的功率的情况。
接着，输入当前的发动机22的转速Ne(步骤S510)，计算目标吸入空气量Qe*(步骤S520)。在此，当在该例程中第一次计算目标吸入空气量Qe*时采取在步骤S500中设定的怠速时吸入空气量Qidl作为目标吸入空气量Qe*，而在从第二次以后计算目标吸入空气量Qe*时基于作为目标转速Ne*的怠速时目标转速Nidl和当前的发动机22的转速Ne由下式(6)来计算目标吸入空气量Qe*。该式(6)是用于使发动机22以怠速时目标转速Nidl旋转的反馈控制的关系式，在式(6)中右侧第二项中的“k3”是比例项的增益，右侧第三项中的“k4”是积分项的增益。
Qe*＝上一次Qe*+k3(Nidl-Ne)+k4∫(Nidl-Ne)dt(6)接着，基于该目标吸入空气量Qe*来计算燃料喷射阀126的燃料喷射时间T(步骤S530)。燃料喷射时间T是从燃料喷射阀126喷射相对目标吸入空气量Qe*成为预定的空燃比的燃料量所需要的时间，在此由于是发动机刚起动之后，所以上述预定的空燃比被设定在比理论空燃比更富集侧。该燃料喷射时间T也可以基于发动机水温而变化。即，由于在低温时燃料喷射阀126动作缓慢，所以可以设定为发动机水温越低则燃料喷射时间T越长。
使用如此计算的目标吸入空气量Qe*驱动节气门电机136以调节节气门124的位置，同时对每一气缸打开燃料喷射阀126适当的燃料喷射时间T(步骤S540)。然后对于发动机22的转速Ne是否收敛于目标转速Ne*，由这两者的差是否成为小于等于预定的较小值来判定(步骤S550)，当发动机22的转速Ne未收敛于目标转速Ne*时重复步骤S510以后的处理。另一方面，当发动机22的转速Ne收敛于目标转速Ne*时，将从怠速时吸入空气量Qidl减去此时的目标吸入空气量Qe*的差值作为吸入空气量校正量Qec而保存于发动机ECU24的未示出的RAM中(步骤S560)，将吸入空气量校正结束信号发送给混合动力用电子控制单元70(步骤S570)，结束该吸入空气量校正控制例程。
而且，在之后的负荷运转时计算出的目标吸入空气量Qe*成为考虑了吸入空气量校正量Qec的值。即，当在图9的系统起动控制例程的步骤S440中从混合动力用电子控制单元70发送出目标转速Ne*和目标转矩Te*时，发动机ECU24基于目标转速Ne*、目标转矩Te*和发动机水温设定目标吸入空气量Qe*，并将从所设定的目标吸入空气量Qe*减去吸入空气量校正量Qec所得到的值作为目标吸入空气量Qe*而再次设定，基于再次设定后的目标吸入空气量Qe*来进行节气门电机136的驱动控制。其中，在新设的目标吸入空气量Qe*小于作为在怠速运转时防止发动机失速的吸入空气量而相应于预定水温设定的下限防护值的情况下，将该目标吸入空气量Qe*替换为下限防护值。
其次，对从发动机ECU24接收吸入空气量校正结束信号之后的混合动力用电子控制单元70执行的校正后驱动控制例程进行说明。图11是示出该例程的流程图。当开始该例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU72执行图3的驱动控制例程的步骤S100-S170的处理(步骤S700)。接着，由要求功率Pe*是否为零来判定该次的发动机22的运转是否为负荷运转(步骤S710)。而且，如图7所示，在发动机目标转速Ne*小于规定的发动机转速Nref时，由于发动机效率恶化而将目标转矩Te*设定为零，所以要求功率Pe*也成为零。从而，在发动机22的运转为负荷运转时，判定该次的要求功率Pe*是否大致等于前一次的要求功率Pe*(步骤S720)、判定该次的发动机22的目标转速Ne*是否大致等于前一次的目标转速Ne*(步骤S730)，当都判定为否时，结束该例程。另一方面，当该次的要求功率Pe*大致等于前一次的要求功率Pe*并且该次的发动机22的目标转速Ne*大致等于前一次的目标转速Ne*时，由电机MG1的电流值计算出转矩Tm1，并且由该转矩Tm1估计发动机22的转矩Te(步骤S740)。在此，在恒定运转的情况下，如图8所示，由于转矩Tm1可以由使用发动机22的转矩Te和动力分配综合机构30的齿数比ρ的式子来表示，如果对该式进行变形，则可以由使用电机MG1的转矩Tm1和齿数比ρ的式子来表示发动机22的转矩Te，所以可以由电机MG1的转矩Tm1估计发动机22的转矩Te。因此，将如此估计的发动机22的转矩Te、以及用于通过使用了转矩差的反馈控制来对吸入空气量校正量Qec进行更新的校正值更新指令发送给发动机ECU24(步骤S750)，结束该例程。另一方面，在步骤S710当发动机22的运转不是负荷运转而是无负荷运转(怠速运转)时，将用于通过使用了转矩差的反馈控制来对吸入空气量校正量Qec进行更新的校正值更新指令发送给发动机ECU24(步骤S760)，结束该例程。如此，由于吸入空气量校正量Qec伴随着温度的变化而发生适当与不适当的变化，所以在无负荷运行时理所当然地，即使是在负荷运行时，也将适时地发出进行更新校正的指令。
其次，对发动机ECU24从混合动力用电子控制单元70接收到校正值更新指令时所执行的吸入空气量校正更新例程进行说明。图12是示出该例程的一个示例的流程图。
在开始该例程时，发动机ECU24首先判定这一次所接收到的校正值更新指令是由使用了转速差的反馈控制进行更新的指令还是由使用了转矩差的反馈控制进行更新的指令(步骤S910)。当这一次所接收到的校正值更新指令是由使用了转矩差的反馈控制进行更新的指令时，则基于转矩差计算吸入空气量Qe*(步骤S912)。即，基于这一次的目标转矩Te*和从混合动力用电子控制单元70接收到的发动机22的转矩Te由下式(7)计算目标吸入空气量Qe*。该式(7)是用于使发动机22产生目标转矩Te*的反馈控制的关系式，在式(7)中，右侧第二项中的“k5”表示比例项的增益，右侧第三项中的“k6”表示积分项的增益。
Qe*＝上一次Qe*+k5(Te*-Te)+k6∫(Te*-Te)dt(7)接着，基于该目标吸入空气量Qe*计算燃料喷射阀126的燃料喷射时间T(步骤S914)，使用该目标吸入空气量Qe*驱动节气门电机136以调节节气门124的位置，并对各气缸以适当的燃料喷射时间T打开燃料喷射阀126(步骤S916)，对于发动机22的转矩Te是否收敛于目标转矩Te*，通过这两者之间的差是否成为小于等于预定的较小值来判定(步骤S918)，当发动机22的转矩Te未收敛于目标转矩Te*时，再重复从步骤S912以后的处理。
另一方面，在步骤S910中当这一次的校正值更新指令是由使用了转速差的反馈控制进行更新的指令时，则基于转速差计算吸入空气量Qe*(步骤S920)，基于该目标吸入空气量Qe*计算燃料喷射阀126的燃料喷射时间T(步骤S922)。使用该目标吸入空气量Qe*驱动节气门电机136以调节节气门124的位置，并对各气缸以适当的燃料喷射时间T打开燃料喷射阀126(步骤S924)，对于发动机22的转速Ne是否收敛于目标转速Ne*，通过这两者之间的差是否成为小于等于预定的较小值来判定(步骤S926)，当发动机22的转速Ne未收敛于目标转速Ne*时，再重复从步骤S920以后的处理。
当在步骤S918发动机22的转矩Te收敛于目标转矩Te*时或者在步骤S926发动机22的转速Ne收敛于目标转速Ne*时，基于此时的目标吸入空气量Qe*更新吸入空气量校正量Qec(步骤S928)，结束该例程。在此，吸入空气量校正量Qec的更新可由下式求取。
更新后的Qec＝更新前的Qec-(收敛后的Qe*-收敛前的Qe*)其次，使用图13的时间图对在各例程说明的内容进行具体地说明。在混合动力汽车20处于图4所示的极低温度区域时点火信号IG从断开成为接通的情况下，在发动机刚起动后进行发动机22的怠速运行，按照图10的流程图计算出吸入空气量校正量Qec(参照图13的区域A)。在该区域A的初期，实际转速相对于发动机22的目标转速高，这是因为，在极低温度区域下的怠速时吸入空气量Qidl假定使用了粘性非常大的润滑油而设定为为了克服其摩擦所需的功率，即发动机不失速那样的功率，与此相对，实际上由于使用粘性小的润滑油而输出比预测的功率大的功率，所以实际转速比目标转速高。另一方面，在区域A的后期，由于执行使用了转速差的反馈控制，发动机22的转速Ne收敛于目标转速Ne*，所以发动机22的实际转速与目标转速大致一致。因此，将从怠速时吸入空气量Qidl减去此时的吸入空气量Qe所得的差值作为吸入空气量校正量Qec保存。
此后，在对发动机22的要求功率Pe*大致恒定的负荷运行的情况(参照区域B)，例如在进行充放电要求功率Pb*大致恒定而要求转矩Tr*为零的负荷运行的情况下，通过执行使用了转矩差的反馈控制来更新吸入空气量校正量Qec。在此，吸入空气量校正量Qec具有温度越低则越大的倾向。因此，在初期为极低温度而当起动后温度上升的情况下，从校正前的吸入空气量减去初期的吸入空气量校正量Qec而作为校正后的吸入空气量时，将担心该校正后的吸入空气量变得过小，发动机22在怠速运行时会失速。为了避免发生这种现象，预先根据温度(发动机水温)经验确定即使发动机22怠速运行时也不会失速的最低限的吸入空气量，将其作为下限防护值使用。因此，在校正后的吸入空气量小于下限防护值的情况下采用下限防护值，以避免发动机22失速。
在此，对本实施例的构成要素和本发明的构成要素的对应关系进行说明。本实施例的动力分配综合机构30与电机MG1相当于本发明的电力动力输入输出单元，其中动力分配综合机构30相当于三式轴动力输入输出单元，电机MG1相当于发电机。而且，蓄电池50相当于蓄电单元，混合动力用电子控制单元70和发动机ECU24相当于控制单元，节气门电机136相当于吸入空气量调节单元。而且，通过在本实施例中对混合动力汽车20的动作进行说明，安装于混合动力汽车20的动力输出装置的控制方法的一个例子也变得清楚。
根据以上详细说明的本实施例的混合动力汽车20，在发动机22刚起动后为了使发动机22输出与要求功率Pe*大致一致的输出功率Pe而对怠速时吸入空气量Qidl进行校正，在该校正后，以将吸入空气量校正量Qec反映到发动机22的吸入空气量Qe的方式控制(发动机)，并同时控制电机MG1，以通过来自发动机22的输出功率Pe使电机MG1发电，使得通过该发电的电力在不超过输入限制Win的范围内对该蓄电池进行充电。即，在对蓄电池50进行充电之前，预先使得可以从发动机22输出与对发动机22的要求功率Pe*大致没有偏差的输出功率Pe。因此，在限制向蓄电池50的充电量的情况下，由于从发动机22输出的输出功率Pe不超过要求功率Pe*，所以可以防止用电机MG1发电产生的电力进行充电的蓄电池50的充电量超过输入限制Win。
此外，由于在蓄电池50的温度处于预定的极低温度区域(参照图4)时，考虑到要不使发动机失速并且考虑到使用了粘性非常大的润滑油，而将怠速时吸入空气量设定为较大的值，而这样直接从发动机22输出的输出功率Pe超过要求功率Pe*的担心较大，所以适用本发明具有重要意义。
此外，在不进行吸入空气量校正的情况下控制发动机22时，对发动机的要求功率Pe*与实际的输出功率Pe之间的最大偏离量不超过蓄电池50的输入限制Win的情况下，由于不用担心蓄电池50过充电而不进行吸入空气量校正，所以较早地开始对蓄电池50的充电。
此外，在对蓄电池50的充电具有紧急性要求的情况下(例如担心由于充电不足而造成蓄电池50发生故障的情况等)，由于不进行吸入空气量校正，所以可以迅速地开始对蓄电池50充电。
此外，即使是在发动机刚起动后的吸入空气量校正量Qec伴随着发动机22的运行而有时会变成为不适合，吸入空气量校正量Qec在无负荷运行时自不必说，在负荷运行时也将被更新，所以可以维持其在适当程度。而且，在如此更新吸入空气量校正量Qec时，由于是在不超过下限防护值的范围内更新，所以不会导致发动机22失速。
本发明不限于上述实施例，不言而喻，可以在属于本发明的技术范围内以各种形态实施。
例如，在上述实施例中，作为与该发动机22的动力增减有关的参数，对发动机22的怠速时吸入空气量Qidl进行校正，也可以代替吸入空气量或在其以外还校正燃料喷射量、燃料喷射定时、点火正时等。
此外，在上述实施例的图9的系统起动控制例程的步骤S360中，判定最大偏差量是否超过了输入限制Win，也可以代之以判定蓄电池50的温度是否在规定的温度范围(例如图4的极低温度区域)。即，由于输入限制Win基本上如图4所示作为温度的函数而预定，所以可预先设定最大偏差量超过输入限制Win的温度区域，通过判定是否在该温度区域内来判定最大偏差量是否超过了输入限制Win。
此外，在上述实施例的图10的吸入空气量校正执行例程的步骤S560中，通过从校正前的怠速时吸入空气量Qidl减去校正后的吸入空气量Qe*来求取吸入空气量校正量Qec，但是也可以用校正前的怠速时吸入空气量Qidl去除校正后的吸入空气量Qe*来求取，在该情况下，可以使校正前的吸入空气量乘以校正系数而求出校正后的吸入空气量。
此外，在上述实施例的混合动力汽车20中，由减速器35对电机MG2的动力进行变速而输出到齿圈轴32a，但是也可以如图14的变形例的混合动力汽车220所例示出的，电机MG2的动力可连接(输出至)不同于与齿圈轴32a相连的车轴(即，与驱动轮63a、63b相连的车轴)的另一车轴(即，与图14中的车轮64a、64b相连的车轴)。
此外，在上述实施例的混合动力汽车20中，发动机22的动力经由动力分配综合机构30输出至用作与驱动轮63a、63b相连的驱动轴的齿圈轴32a。但是，如图15的变形例的混合动力汽车320所例示出的，也可具有双转子电机330，该双转子电机具有与发动机22的曲轴26相连的内转子232和与将动力输出至驱动轮63a、63b的驱动轴相连的外转子334，并将来自发动机22的动力的一部分传递至驱动轴，而将动力的剩余部分转换为电力。
本申请将2005年5月23日提交的日本专利申请2005-150177号作为优先权基础，并通过引用将其全部内容包含于本说明书中。
权利要求
1.一种向驱动轴输出动力的动力输出装置，包括内燃机；与所述内燃机的输出轴和所述驱动轴相连、能够伴随着电力和动力的输入和输出将来自所述内燃机的动力的至少一部分输出至所述驱动轴的电力动力输入输出单元；能够与所述电力动力输入输出单元进行电力交换的蓄电单元；和控制单元，其对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正，以使得在所述内燃机刚起动后该内燃机输出与对该内燃机要求的要求动力大致一致的动力，在该校正后，以反映所述校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得由所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元充电。
2.根据权利要求1所述的动力输出装置，其特征在于，包括调节吸入所述内燃机的吸入空气量的吸入空气量调节单元，其中，所述控制单元，在所述内燃机刚起动后通过所述吸入空气量调节单元向所述内燃机吸入规定的怠速时吸入空气量的空气而怠速运行，并且对吸入空气量进行校正以使得该怠速运行时的内燃机转速成为规定的怠速转速，在该校正后，以反映所述校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得由所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元充电。
3.根据权利要求2所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，在所述蓄电单元的温度处于预定的极低温度区域期间所述内燃机起动时进行上述校正，作为所述极低温度区域的规定的怠速时吸入空气量使用比常温区域的情况下大的值。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，当在不进行所述校正而控制所述内燃机的运行时对所述内燃机要求的要求动力与实际输出的动力的最大偏差量超过所述蓄电单元的输入限制的情况下进行所述校正，而当所述最大偏差量不超过所述蓄电单元的输入限制的情况下不进行所述校正。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，在急需向所述蓄电单元充电时，不进行所述校正地控制所述内燃机和所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得由所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元充电。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，在进行所述校正后进行控制而使得从所述内燃机输出的动力以及该内燃机的转速成为大致恒定以后，更新由所述校正所获得的内容。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，仅当在进行所述校正后从所述内燃机输出的动力以及该内燃机的转速成为大致恒定时更新由所述校正所获得的内容。
8.根据权利要求6所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，在更新由所述校正所获得的校正内容时，在不超过设定成使得所述内燃机不失速的防护值的范围内进行更新。
9.根据权利要求7所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制单元，在更新由所述校正所获得的校正内容时，在不超过设定成使得所述内燃机不失速的防护值的范围内进行更新。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述电力动力输入输出单元包括能够向转动轴输出动力的发电机，以及三轴式动力输入输出单元，该三轴式动力输入输出单元与三个轴即所述内燃机的输出轴、所述发电机的转动轴以及所述驱动轴相连，并基于从所述三个轴中的任两个轴输入的动力和输出至所述两个轴的动力向所述三个轴中剩余的一个剩余轴输出动力和从该剩余轴输入动力。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述电力动力输入输出单元包括具有第一转子和第二转子的双转子电动机，该第一转子与所述内燃机的输出轴相连，该第二转子与所述驱动轴相连，所述双转子电动机通过所述第一转子与所述第二转子之间的相对旋转而旋转。
12.一种车辆，它安装有根据权利要求1-3中任一项所述的动力输出装置，并且其车轴与所述驱动轴相连。
13.一种动力输出装置的控制方法，该动力输出装置包括内燃机；与所述内燃机的输出轴和驱动轴相连、能够伴随着电力和动力的输入和输出将来自所述内燃机的动力的至少一部分输出至所述驱动轴的电力动力输入输出单元；和能够与所述电力动力输入输出单元进行电力交换的蓄电单元，其特征在于，包括如下步骤(a)对与该内燃机的动力增减有关的参数进行校正，以使得在所述内燃机刚起动后该内燃机输出与对该内燃机要求的要求动力大致一致的动力；(b)在所述步骤(a)后，以反映所述步骤(a)的校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得由所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元充电。
14.根据权利要求13所述的动力输出装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，在所述内燃机刚起动后通过吸入空气量调节单元向所述内燃机吸入规定的怠速时吸入空气量的空气而怠速运行，并且对吸入空气量进行校正以使得该怠速运行时的内燃机转速成为规定的怠速转速；在所述步骤(b)中，在所述步骤(a)后，以反映所述步骤(a)的校正的方式控制所述内燃机，并控制所述电力动力输入输出单元，以通过来自所述内燃机的动力使所述电力动力输入输出单元发电，使得由所述发电产生的电力在不超过所述蓄电单元的输入限制的范围内对该蓄电单元充电。
全文摘要
本发明涉及动力输出装置、装有该装置的汽车以及该装置的控制方法，其中本发明的混合动力汽车(20)，在发动机(22)刚起动后对怠速时吸入空气量Qidl进行校正，以使得该发动机(22)输出与要求功率Pe*大致一致的输出功率Pe，在该校正后，以在发动机(22)的吸入空气量Qe中反映吸入空气量校正量Qec的方式进行控制，并控制电机(MG1)，以通过来自发动机(22)的输出功率Pe使电机(MG1)发电，使得由所述发电产生的电力在不超过输入限制Win的范围内对该蓄电池(50)充电。因此，在限制向蓄电池(50)的充电量的情况下，来自发动机(22)的输出功率Pe不超过要求功率Pe
文档编号B60W10/10GK1868791SQ20061008093
公开日2006年11月29日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者安藤大吾, 井上敏夫, 安部司, 铃木直人, 小林幸男, 原田修 申请人:丰田自动车株式会社