混合动力车辆的制作方法
【专利摘要】本发明的一技术方案的混合动力车辆10，在档位为行驶档的情况下，通过内燃机20以及发电电动机MG2，产生基于所选择的行驶模式（例如，重视动力的功率模式以及重视燃料经济型的普通模式）和加速操作量而确定的驱动转矩。另一方面，车辆10在档位为空档的情况下，与加速操作量无关地，维持内燃机20的转速为一定值（包含内燃机20停止的情况下的内燃机转速=0）。车辆10，若在选择了空档的情况下加速操作量成为阈值加速操作量以上，就向驾驶者提供已选择了空档的意思。此阈值加速操作量根据行驶模式而确定。
【专利说明】混合动力车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及至少包含内燃机和电动机作为驱动源的混合动力车辆。
【背景技术】
[0002]混合动力车辆搭载有内燃机与电动机作为产生使车辆行驶的驱动力的驱动源。也就是说，混合动力车辆，通过将内燃机以及电动机的至少一方产生的转矩传送到与车辆的驱动轮连接的驱动轴而行驶。
[0003]另一方面，混合动力车辆，与仅仅搭载内燃机作为驱动源的通常的车辆同样地，包含档位设定单元(例如换档杆以及换档杆位置检测装置)，使得驾驶者能够选择档位(换档位置)。档位包含空档和在使混合动力车辆行驶时选择的行驶档。
[0004]在选择了空档的情况下，因为没有必要使驱动转矩作用于驱动轴，所以混合动力车辆停止内燃机的运转(使内燃机转速维持“O”)。或者，混合动力车辆，在选择了空档的情况下，根据蓄电池的充电状态以及催化剂的预热状态，使内燃机进行所谓“自主运转”，通过内燃机的动力发电而对蓄电池充电或者通过内燃机的排气促进催化剂的预热。此情况下，混合动力车辆使内燃机转速维持预定的速度。如此，混合动力车辆，在选择了空档的情况下，使内燃机转速维持不依赖加速操作量的预定值(包含“O”)。
[0005]在如此构成的混合动力车辆中，例如在尽管驾驶者认为是选择了行驶档但实际上却是选择了空档的情况下，即使驾驶者欲使该车辆起步或者加速而增大加速操作量，内燃机转速也不会增大。因此，有时驾驶者会感到不适感，或者有时不能认识到档位是空档的情况。
[0006]于是，现有技术之一是，在选择了空档并且内燃机自主运转的情况下，在加速操作量成为预定操作量(阈值加速操作量)以上时，重新进行档位是空档之意的显示或者发声。如此，驾驶者能够认识到档位是空档(例如，参照专利文献I)。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本特开2010-241243号公报
【发明内容】
[0009]存在混合动力车辆构成为能够使驾驶者选择“车辆的行驶模式”的情况。行驶模式例如包含:驾驶者在山路等期望重视动力的运转的情况下选择的功率模式、在通常的驾驶时选择的普通模式、以及使更重视燃料经济型的行驶成为可能的经济模式等。在如此的混合动力车辆中，在混合动力车辆的速度(车速)为预定车速(包含“O”。)的情况下，相对于“某一加速操作量”可在驱动轴产生的驱动转矩(即驱动轴转矩)，根据“所选择的行驶模式”而不同。
[0010]因此，在选择了空档而加速操作量变为阈值加速操作量以上的时刻，通知档位是空档的意思，如此，一旦驾驶者马上将档位变更为行驶档，在某一行驶模式下就能够产生适宜的驱动轴转矩来进行良好的加速，与之相对，在其他行驶模式下有时可能会发生驱动轴转矩变大而产生大的加速度以及冲击。
[0011]此外，在以下的说明中，在选择了空档而加速操作量变为阈值加速操作量以上的时刻进行的“关于档位的预定信息(例如，用于使驾驶者认识到现在是空档的信息)的提供(通知)”，也简称为“空档通知”。
[0012]本发明的目的在于提供一种混合动力车辆，通过根据行驶模式设定阈值加速操作量，即使在刚刚进行了空档通知的时刻之后立即将档位从空档变更到行驶档，也能够使适度的驱动转矩作用于驱动轴，因此能够进行平滑的起步以及/或者加速。
[0013]本发明的混合动力车辆是包含内燃机与电动机作为驱动源的混合动力车辆。
[0014]进一步，该混合动力车辆包含档位选择单元、行驶模式选择单元、加速操作量检测单元、驱动控制单元和档位信息提供单元。
[0015]所述档位选择单元，被构成使得驾驶者能够选择至少空档以及行驶档中任一个作为档位。
[0016]所述行驶模式选择单元，被构成使得所述驾驶者能够选择至少2种以上的行驶模式中的一个。
[0017]所述加速操作量检测单元，构成检测由所述驾驶者变更的加速操作量。
[0018]所述驱动控制单元，构成为:
[0019](I)在选择了所述行驶档的情况下，控制所述内燃机以及所述电动机，使对应于由所述行驶模式选择单元所选择的行驶模式、且所述所检测的加速操作量越大就变得越大的驱动转矩作用于被连接于所述车辆的驱动轮的驱动轴，
[0020](2)在选择了所述空档的情况下，控制所述内燃机以及所述电动机，使得不使驱动转矩作用于所述驱动轴，且与所述所检测的加速操作量无关地，所述内燃机的转速变为O或者与该加速操作量无关的转速。
[0021]所述档位信息提供单元，被构成使得在选择了所述空档的情况下在所述所检测的加速操作量变为阈值加速操作量以上的时刻，对所述驾驶者提供关于档位的预定信息。
[0022]进而，所述档位信息提供单元，被构成使得根据所述所选择的行驶模式变更所述阈值加速操作量。
[0023]如此，阈值加速操作量根据所述所选择的行驶模式而变更。因此，在空档通知时刻变更为行驶档的情况下的驱动轴转矩，不管选择了怎样的行驶模式都能够设定为不会过大的值。也就是说，能够根据行驶模式将加速操作量超过阈值加速操作量的时刻行驶档下的驱动转矩设定为合适的值。其结果，能够提供如下混合动力车辆，不依赖于所选择的行驶模式，即使是在加速操作量超过阈值加速操作量的时刻(空档通知时刻)选择了行驶档，也能够进行平滑的起步以及/或者加速。
[0024]所述2种以上的行驶模式包含第一行驶模式和第二行驶模式。在选择所述行驶档且所述所检测的加速操作量为任意的预定操作量的情况下，所述第二行驶模式是使比所述第一行驶模式中作用于所述驱动轴的所述驱动转矩大的驱动转矩作用于该驱动轴的行驶模式。也就是说，与第一行驶模式比较，第二行驶模式是设定为对应于相同加速操作量的驱动轴转矩更大的行驶模式，与第一行驶模式相比而言是“更重视动力(行驶性)的行驶模式”。
[0025]此情况下，对应于预定加速操作量的第二行驶模式下的驱动轴转矩，比对应于相同预定加速操作量的第一行驶模式下的驱动轴转矩大。换言之，第一行驶模式下得到预定驱动轴转矩的加速操作量，比第二行驶模式下得到预定驱动轴转矩的加速操作量大。
[0026]于是，所述档位信息提供单元构成为:将在选择了所述第一行驶模式的情况下设定的所述阈值加速操作量即第一阈值加速操作量，设定为大于在选择了所述第二行驶模式的情况下设定的所述阈值加速操作量即第二阈值加速操作量的值。
[0027]如此，能够使得:在选择了第一行驶模式的情况下在空档通知时刻档位从空档变更到行驶档的情况下的驱动轴转矩、与在选择了第二行驶模式的情况下在空档通知时刻档位从空档变更到行驶档的情况下的驱动轴转矩接近。
[0028]进而，在此情况下，优选的是，所述档位信息提供单元，设定所述第一阈值加速操作量以及所述第二阈值加速操作量，使得:
[0029]在选择了所述第一行驶模式并且选择了所述行驶档的情况下在所述加速操作量变为所述第一阈值加速操作量的时刻作用于所述驱动轴的驱动转矩，与在选择了所述第二行驶模式并且选择了所述行驶档的情况下在所述加速操作量变为所述第二阈值加速操作量的时刻作用于所述驱动轴的驱动转矩相互相等。
[0030]如此，不管是选择了第一行驶模式还是选择了第二行驶模式，都能够在空档通知时刻将档位从空档变更到行驶档的情况下产生的驱动轴转矩设定为可获得适当加速度的
一定值。
[0031]进而，优选的是，本发明的混合动力车辆，还包括检测所述车辆的速度即车速的车速检测单元，
[0032]所述驱动控制单元被构成为:控制所述内燃机以及所述电动机，使得在选择了所述行驶档的情况下所述所检测出的车速越大则作用于所述驱动轴的所述驱动转矩越小，
[0033]所述档位信息提供单元被构成为:变更所述阈值加速操作量使得所述所检测出的车速越大则所述阈值加速操作量越大。
[0034]如此，能够得到根据车速适当变化的驱动转矩，并且能够将行驶中的空档通知时刻设定为即使是在该通知时刻档位从空档变更到行驶档的情况下也不会产生过大的加速度的时刻。进而，因为车速越大则阈值加速操作量越大，所以能够防止车辆行驶中无谓地进行空档通知。
[0035]根据参照以下的附图所描述的本发明的各个实施方式的说明，能够容易地理解本发明的其他目的、其他特征及相伴的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1是本发明的实施方式的混合动力车辆的概略图。
[0037]图2是表示了各行驶模式下的加速操作量与车辆要求转矩(要求驱动力)的关系的图。
[0038]图3是表示各行驶模式下的加速操作量AP以及车速SH)与车辆要求转矩的关系的图。
[0039]图4是以内燃机产生转矩以及内燃机转速来表示最佳内燃机工作线的图。
[0040]图5是图1所示的行星齿轮装置的共线图。
[0041]图6是表示各行驶模式下的加速操作量与车辆要求转矩的关系的图。[0042]图7是表示图1所示的功率管理E⑶的CPU执行的例程的流程图。
[0043]图8是表示车速与阈值车速修正量的关系的图。
[0044]图9是表示图1所示的功率管理E⑶的CPU执行的例程的流程图。
【具体实施方式】
[0045]以下，参照附图对本发明的实施方式的混合动力车辆进行说明。如从以下的说明可明确那样，也可以说该混合动力车辆搭载了空档通知装置。
[0046](结构)
[0047]如图1所示，本发明的实施方式的混合动力车辆10包含:发电电动机MG1、发电电动机MG2、内燃机20、动力分配机构30、动力传送机构50、第一变换器61、第二变换器62、电池63、仪表组70、功率管理ECU80、仪表E⑶81、电池E⑶82、马达E⑶83以及发动机E⑶84。此外，E⑶是电子控制单元的简称，是具有包含CPU、R0M、RAM以及接口等的微型计算机作为主要构成部件的电子控制电路。
[0048]发电电动机(motor generator,电动发电机)MGl,是能够作为发电机以及电动机的任一方发挥功能的同步发电电动机。为了方便，将发电电动机MGl也称为第一发电电动机MGl。第一发电电动机MGl包含输出轴(以下,也称为“第一轴”)41。
[0049]发电电动机(motor generator,电动发电机)MG2,与第一发电电动机MGl同样,是能够作为发电机以及电动机的任一方发挥功能的同步发电电动机。为了方便，将发电电动机MG2也称为第二发电电动机MG2。第二发电电动机MG2包含输出轴(以下，也称为“第二轴，，)42。
[0050]内燃机20是4冲程、火花点火式、多气缸内燃机。内燃机20包含公知的发动机执行器21。例如，在发动机执行器21中包含:包含燃料喷射阀的燃料供给装置、包含火花塞的点火装置、节气门开度变更用执行器以及可变进气门控制装置(VVT)等。内燃机20构成为:通过由燃料供给装置变更燃料喷射量、或者由节气门执行器变更设置于未图示的吸气通路中的节气门的开度来变更吸入空气量等，从而能够变更内燃机20产生的转矩以及内燃机转速(从而，内燃机输出)。内燃机20在内燃机20的输出轴即曲轴25产生转矩。此外，在内燃机20的未图示的排气通路中设置有未图示的三元催化剂装置(催化剂)。
[0051]动力分配机构30包含公知的行星齿轮装置31。行星齿轮装置31包含太阳轮32、多个行星轮33、齿圈34。
[0052]太阳轮32连接于第一发电电动机MGl的第一轴41。因此,第一发电电动机MGl能够将转矩输出到太阳轮32。进而,第一发电电动机MGl能够通过从太阳轮32输入到第一发电电动机MGl (第一轴41)的转矩而被旋转驱动。第一发电电动机MGl,通过由从太阳轮32输入到第一发电电动机MGl的转矩而被旋转驱动，从而进行发电。
[0053]多个行星轮33分别与太阳轮32啮合，并且与齿圈34啮合。行星轮33的转轴(自转轴)设置于行星架35。行星架35保持为能够与太阳轮32同轴旋转。因此，行星轮33能够在太阳轮32的外周自转并且公转。行星架35连接于内燃机20的曲轴25。如此，行星轮33能够通过从曲轴25输入到行星架35的转矩而被旋转驱动。
[0054]齿圈34保持为能够与太阳轮32同轴旋转。
[0055]如上所述，行星轮33与太阳轮32以及齿圈34啮合。因此，在从行星轮33向太阳轮32输入转矩时，由该转矩旋转驱动太阳轮32。在从行星轮33向齿圈34输入转矩时，由该转矩旋转驱动齿圈34。反之，在从太阳轮32向行星轮33输入转矩时，由该转矩旋转驱动行星轮33。在从齿圈34向行星轮33输入转矩时，由该转矩旋转驱动行星轮33。
[0056]齿圈34介由齿圈架36连接于第二发电电动机MG2的第二轴42。因此，第二发电电动机MG2能够将转矩输出到齿圈34。进而，第二发电电动机MG2能够通过从齿圈34输入到第二发电电动机MGl (第二轴42)的转矩而被旋转驱动。第二发电电动机MG2，通过由从齿圈34输入到第二发电电动机MG2的转矩而被旋转驱动，从而进行发电。
[0057]进而，齿圈34介由齿圈架36连接于输出齿轮37。因此，输出齿轮37能够通过从齿圈34输入到输出齿轮37的转矩而被旋转驱动。齿圈34能够通过从输出齿轮37输入到齿圈34的转矩而被旋转驱动。
[0058]动力传送机构50包含:齿轮列51、差动齿轮52以及驱动轴(drive shaft) 53。
[0059]齿轮列51以可传送动力的方式与输出齿轮37、差动齿轮52连接。差动齿轮52安装于驱动轴53。在驱动轴53的两端安装有驱动轮54。因此，能够将来自输出齿轮37的转矩介由齿轮列51、差动齿轮52、以及驱动轴53传送到驱动轮54。能够通过被传送到该驱动轮54的转矩使混合动力车辆10行驶。
[0060]第一变换器61电连接于第一发电电动机MGl以及电池63。因此,在第一发电电动机MGl发电时,第一发电电动机MGl产生的电力介由第一变换器61被供给到电池63。反之，第一发电电动机MGl通过介由第一变换器61从电池63供给来的电力而被旋转驱动。
[0061]第二变换器62电连接于第二发电电动机MG2以及电池63。因此，第二发电电动机MG2通过介由第二变换器62从电池63供给来的电力而被旋转驱动。反之，在第二发电电动机MG2发电时，第二发电电动机MG2产生的电力介由第二变换器62被供给到电池63。
[0062]此外，第一发电电动机MGl产生的电力能够直接供给到第二发电电动机MG2，并且，第二发电电动机MG2产生的电力能够直接供给到第一发电电动机MGl。
[0063]仪表组70包含速度显示器71、发声装置72、信息显示器(空档通知用显示器)73以及档位显示器74等。它们连接于仪表E⑶81，进行对应于来自仪表E⑶81的指示信号的显示或者发声。
[0064]速度显示器71是显示车速的显示装置。
[0065]发声装置72是在后述的特定条件成立时，用于通过声音向驾驶者通知“当前的档位是空档”的意思的扬声器装置。但是发声装置72也可以是单纯的警告音产生装置(蜂鸣器等)。
[0066]信息显示器是在后述的特定条件成立时，用于通过文字显示向驾驶者通知“当前的档位是空档”的意思的显示装置。
[0067]档位显示器74是显示当前的档位的显示装置。
[0068]功率管理E⑶80 (以下，记为“PME⑶80”)，以可通过通信进行信息交换的方式与仪表E⑶81、电池E⑶82、马达E⑶83以及发动机E⑶84连接。
[0069]PME⑶80与行驶模式选择开关91、档位传感器92、加速操作量传感器93、制动开关94以及车速传感器95等连接，以使得输入这些传感器产生的输出信号。
[0070]行驶模式选择开关91产生表示由驾驶者选择的行驶模式的输出信号。本例中，行驶模式是普通模式、功率模式以及经济模式。此外，行驶模式是2种以上即可。对于行驶模式在后面详述。
[0071]档位传感器92产生表示由未图示的换档杆选择的档位的信号，所述换档杆设置在混合动力车辆10的驾驶座附近以能够由驾驶者操作。本例中，档位是P (停车档)、R (后退档)、N (空档)以及D (行驶档)。
[0072]加速操作量传感器93产生表不设置为能够由驾驶者操作的未图不的加速踏板的操作量(加速操作量AP)的输出信号。
[0073]制动开关94在设置为能够由驾驶者操作的未图示的制动踏板被操作了时，产生表不处于制动踏板被操作了的状态的输出信号。
[0074]车速传感器95产生表示车速SPD的输出信号。
[0075]PME⑶80输入表示由电池E⑶82算出的电池63的状态(剩余容量)SOC的信号。
[0076]PME⑶80介由马达E⑶83输入表不第一发电电动机MGl的转速(以下，称为“第一MG转速Nml”)的信号以及表示第二发电电动机MG2的转速(以下，称为“第二 MG转速Nm2”)
的信号。
[0077]此外,第一 MG转速Nml,由马达E⑶83基于“设置于第一发电电动机MG1、并且输出与第一发电电动机MGl的转子的转角对应的输出值的解码器97的输出值”来运算。同样地，第二 MG转速Nm2，由马达E⑶83基于“设置于第二发电电动机MG2、并且输出与第二发电电动机MG2的转子的转角对应的输出值的解码器98的输出值”来运算。
[0078]PME⑶80介由发动机E⑶84输入表示由发动机状态量传感器96检测的发动机状态的输出信号。该表不发动机状态的输出信号包含:内燃机转速Ne、节气门开度TA以及内燃机冷却水温THW等。
[0079]马达E⑶83连接于第一变换器61以及第二变换器62，基于来自PME⑶80的指令、对第一变换器61以及第二变换器62送出指示信号。如此，马达E⑶83使用第一变换器61控制第一发电电动机MGl，并且使用第二变换器62控制第二发电电动机MG2。
[0080]发动机E⑶84通过基于来自PME⑶80的指令以及来自发动机状态量传感器96的信号，向发动机执行器21送出指示信号，从而控制内燃机20。
[0081](工作概要)
[0082]在如此构成的混合动力车辆10中，PME⑶80在档位是行驶档的情况下，至少基于加速操作量AP与所选择的行驶模式，确定与“在车辆10的驱动轴35要求的转矩即车辆要求转矩(使用者要求转矩、要求驱动力)Treq”对应的“在齿圈34的转轴应该产生的转矩(以下，简称为“齿圈要求转矩Tr *”。)”。
[0083]图2表示了各行驶模式下的加速操作量AP与车辆要求转矩Treq的关系。在图2中，虚线P表示行驶模式为功率模式的情况下的加速操作量AP与车辆要求转矩Treq的关系。实线N表示行驶模式为普通模式的情况下的加速操作量AP与车辆要求转矩Treq的关系。进而，一点划线E表示行驶模式为经济模式的情况下的加速操作量AP与车辆要求转矩Treq的关系。
[0084]根据图2可知，在各行驶模式下加速操作量AP越大则车辆要求转矩Treq被设定得越大。进而，在加速操作量AP为“某一值ΑΡχ”的情况下，若选择了功率模式则车辆要求转矩Treq被设定为值Tprw,若选择了普通模式则车辆要求转矩Treq被设定为值Tnrm,进而，若选择了经济模式则车辆要求转矩Treq被设定为值Teco。此时，不管值APx的大小如何，如下关系都成立:值Tprw在值Tnrm以上,并且值Tnrm在值Teco以上。
[0085]如此，在各行驶模式下加速操作量AP越大则车辆要求转矩Treq被设定得越大，并且将对应于相同加速操作量AP的车辆要求转矩Treq设定成在选择了功率模式的情况下为最大值、在选择了普通模式的情况下为中间值、在选择了经济模式的情况下为最小值。
[0086]此外，实际上，车辆要求转矩Treq，如图3所示，基于“加速操作量AP以及车速sro”和“行驶模式”而设定。根据图3可知，在各行驶模式下，在车速sro处于预定值以下的低速范围的情况下，不管车速SH)如何，加速操作量AP越大车辆要求转矩Treq就越大。也就是说，车速Sro处于低速范围的情况下的加速操作量AP与车辆要求转矩Treq的关系成为如图2所示。进而，在各行驶模式下，在车速sro处于预定值以上的高速范围的情况下，车速sro越大车辆要求转矩Treq就越小。但是，即使是车速STO处于预定值以上的高速范围的情况下，也维持如下关系:值Tprw在值Tnrm以上,并且值Tnrm在值Teco以上。
[0087]也就是说，混合动力车辆10能够在2种以上的行驶模式下行驶，包含第一行驶模式(例如，普通模式)与第二行驶模式(例如，功率模式)。并且，在选择了行驶模式并且所检测出的加速操作量AP为任意预定操作量的情况下，第二行驶模式是使比所述第一行驶模式中作用于驱动轴53的所述驱动转矩大的驱动转矩作用于驱动轴53的行驶模式。
[0088]作用于驱动轴53的转矩(驱动转矩、驱动轴转矩)与作用于齿圈34的转轴的转矩具有比例关系。因此，PME⑶80针对各行驶模式而具有表(转矩映射图MapTr * (AP7SPD)),该表具有将所述的“车速SPD、加速操作量AP以及车辆要求转矩Treq”之间的关系变换为“车速SPD、加速操作量AP以及齿圈要求转矩Tr 之间的关系的数据，并且，将其存储在ROM内。并且，PME⑶80通过将实际的“加速操作量AP以及车速SPD”应用于“与所选择的行驶模式对应的转矩映射图MapTr * (AP, SH))”来确定齿圈要求转矩Tr *。
[0089]另一方面，对驱动轴53要求的输出(功率)，是与车辆要求转矩Treq和实际的车速SH)之积(Treq.SPD)成比例的值，此值等于齿圈要求转矩Tr *与齿圈34的转速Nr之积(Tr * -Nr)0以下，将此积Tr *.Nr称为“要求输出(要求功率)Pr * ”。此外，在本例中，齿圈34不介由减速器而连接于第二发电电动机MG2的第二轴42。因此，齿圈34的转速Nr与第二 MG转速Nm2相等。假设齿圈34介由减速齿轮而连接于第二轴42，则齿圈34的转速Nr与将第二 MG转速Nm2除以该减速齿轮的减速比得到的值(Nm2/Gr)相等。
[0090]PME⑶80使内燃机20运转以使得从内燃机20输出与要求输出Pr *相等的输出，并且使内燃机20的运转效率最好。
[0091]更具体地描述，在每个输出，作为最优内燃机工作点，通过试验等预先求得某一输出从曲轴25输出时内燃机的运转效率(燃料经济型)成为最优的内燃机工作点。在由内燃机产生转矩Te与内燃机转速Ne规定的图上将这些最优内燃机工作点进行描点，进而将通过连接这些点形成的线，作为最佳内燃机工作线求出。如此求得的最佳内燃机工作线，在图4由实线Lopt表示。并且，在图4中，由虚线表示的多个线Cf C5各自是连接能够使相同输出从曲轴25输出的内燃机工作点的线(等输出线)。
[0092]PME⑶80将使对应于各最优内燃机工作点各自的“内燃机产生转矩Te以及内燃机转速Ne”、和各最优内燃机工作点的内燃机20的输出相关联得到的图(map)存储在ROM中。并且，PMECU80在求得要求输出Pr *后，搜索能够得到与该要求输出Pr *相等输出的最优内燃机工作点，将与该搜索出的最优工作点对应的“内燃机产生转矩Te以及内燃机转速Ne”分别确定为“目标内燃机产生转矩Te *以及目标内燃机转速Ne * ”。例如，在要求输出Pr *等于与图4的线C2对应的输出的情况下，将对应于线C2与实线Lopt的交点Pl的内燃机产生转矩Tel确定为目标内燃机产生转矩Te *，将对应于交点Pl的内燃机转速Ne确定为目标内燃机转速Ne
[0093]另一方面，行星齿轮装置31的各个齿轮的转速的关系由图5所示的公知的共线图表示。共线图表示的直线被称为工作共线L。如此，能够通过下述的(I)式求得太阳轮32的转速Ns。( I)式的“ P ”是太阳轮32的齿数比齿圈34的齿数(P =太阳轮32的齿数/齿圈34的齿数)。并且，从工作共线L可知，能够基于内燃机转速Ne与太阳轮32的转速Ns之差(Ne-Ns)相对于齿圈34的转速Nr与太阳轮32转速Ns之差(Nr-Ns)的比(=(Ne-Ns)/ (Nr-Ns))、等于I相对于值(1+P )的比(=1/ (1+P ))的这样比例关系，导出(I)式。
[0094]Ns=Nr- (Nr-Ne).(1+ P ) / P...(I)
[0095]因此，PME⑶80通过将实际的齿圈34的转速Nr、目标内燃机转速Ne *代入所述(I)式，算出太阳轮32的目标转速Ns *。太阳轮32以目标转速Ns *旋转的话，内燃机转速Ne就与目标内燃机转速Ne ~k 一致。
[0096]进而，在曲轴25产生了与目标内燃机产生转矩Te *相等的转矩的情况下(也就是说，内燃机产生转矩为Te *的情况)，此内燃机产生转矩Te *由行星齿轮装置31进行转矩变换，由下述(2)式表示的转矩Tes作用于太阳轮32的转轴，由下述(3)式表示的转矩Ter作用于齿圈34的转轴。
[0097]Tes=Te *.( p / (1+ p ))...(2)
[0098]Ter=Te *.(I/ (1+ p ))...(3)
[0099]为了使工作共线稳定，只要取工作共线的力平衡即可，所以使与由所述(2)式求得的转矩Tes大小相同方向相反的转矩Tml作用于太阳轮32的转轴，并且，使与由所述(3)式求得的转矩Ter相对于齿圈要求转矩Tr *的不足部分相当的转矩Tm2 (由下述(4)式表示的转矩Tm2))作用于齿圈34的转轴即可。转矩Tml能够由第一发电电动机MGl产生，并且，转矩Tm2能够由第二发电电动机MG2产生。
[0100]Tm2=Tr ?.-Ter…(4)
[0101]因此，PME⑶80采用所述转矩Tml作为第一发电电动机MGl的MGl指令转矩Tml*，采用所述转矩Tm2作为第二发电电动机MG2的MG2指令转矩Tm2 *。进而，PME⑶80将与“太阳轮32的目标转速Ns * ”同“与太阳轮32的实际转速Ns相等的第一发电电动机MGl的转速Nml”之差相应的反馈量PID (Ns -Nml)加在Tml *上，使用该值作为第一发电电动机MGl的最终的指令转矩即MGl指令转矩Tml ~k。也就是说，使用太阳轮32的目标转速Ns *作为第一发电电动机MGl的转速Nml的目标值(以下，也称为“MG1目标转速Nml*，，)。
[0102]之后，PME⑶80基于MGl指令转矩Tml *控制第一变换器61，使得第一发电电动机MGl的产生转矩与MGl指令转矩Tml * —致，基于MG2指令转矩Tm2 *控制第二变换器62，使得第二发电电动机MG2的产生转矩与MG2指令转矩Tm2 * —致，并且，控制内燃机使得内燃机20的内燃机产生转矩与目标内燃机产生转矩Te *—致。并且，该情况下的内燃机20的控制，例如通过变更节气门的开度、或者变更从燃料喷射阀供给的燃料量(燃料喷射量)来进行。如此，内燃机20在最优内燃机工作点运转。[0103]但是，PMECU80，例如在车辆起步时、相对低速的稳定运转时以及从相对低速开始缓慢加速时等所示，当要求输出Pr *比预定输出Prth小、因此不能在最优内燃机工作点运转内燃机20的情况下，停止内燃机20的运转(内燃机转速Ne=O)或者根据状况以空转状态使内燃机20自主运转，控制第二发电电动机MG2使得从第二发电电动机MG2产生要求输出Pr *全部。除此以外，即使是在内燃机20能够以最优内燃机工作点运转的情况下，随着齿圈要求转矩Tr *的变化、目标内燃机产生转矩Te *变化时，因为内燃机20的运转状态不会立即变化，所以存在内燃机产生转矩变得小于目标内燃机产生转矩Te *的情况。如此的情况下，PMECU80控制第二发电电动机MG2，使得补偿对于齿圈要求转矩Tr *不足的转矩部分直到内燃机20在最优工作点运转。
[0104]并且，以上的工作是电池63的状态(剩余容量)SOC在预定值以上的情况下的工作，在剩余容量SOC为预定值以下的情况下，变更要求输出Pr *为比剩余容量SOC在预定值以上的情况下的值更大的值，如此，进行通过内燃机20变更第一发电电动机MGl为发电状态等的控制。
[0105]与之相对，在档位为空档的情况下，PME⑶80不管加速操作量AP如何，都停止内燃机20的运转(内燃机转速Ne=O)或者根据状况(例如，冷却水温THW低、有必要促进催化剂的预热的情况)使内燃机20以空转状态自主运转，并且，将MGl指令转矩Tml *以及MG2指令转矩Tm2 *都设定为“O”。
[0106]在如此的混合动力车辆10中，在实际上选择了空档的情况下驾驶者误认为是“选择了行驶档”，即使要使混合动力车辆10起步或者加速而增大加速操作量AP，内燃机转速Ne也不会增大。
[0107]因此，在选择了空档的情况，PME⑶80在加速操作量AP成为阈值操作量APth以上时，在信息显示器73显示档位是空档的意思来向驾驶者进行通知，并且从发声装置72发声来向驾驶者通知。如此的通知工作被称为“空档通知”。但是，如果阈值加速操作量Apth是与行驶模式无关的一定值的话，会产生以下所述情况。
[0108]S卩，例如在阈值加速操作量APth为一定值的情况，如图6所示，在刚刚进行了空档通知之后，驾驶者马上注意到“档位是空档”而将档位变更到行驶档，若行驶模式为经济模式的话，要求驱动力Treq (车辆要求转矩，即作用于驱动轴53的转矩)成为值Ta，若行驶模式为普通模式的话，要求驱动力Treq成为值Tb，进而，若行驶模式为功率模式的话，要求驱动力Treq成为值Tc。
[0109]该情况下，值Tb以及值Tc分别都大于值Ta。因此，如果值Ta被设定为使混合动力车辆10起步时的冲击不会过大的值(驾驶者不会感到不适感的值)，则在行驶模式为普通模式或者功率模式的情况下会产生大的加速冲击。
[0110]因此，本发明的实施方式的混合动力车辆10，根据“所选择的行驶模式”来改变“确定空档通知的执行时刻的阈值加速操作量APth”。更具体地描述，如图2所示，根据行驶模式来改变阈值加速操作量Apth，使得即使在空档通知之后立即换档为行驶档，也使要求驱动力Treq成为“在不对混合动力车辆10给予过大的冲击的范围内相对较大的值Tst”。
[0111]也就是说，在如图2所示的例子中，在选择了功率模式的情况下，阈值加速操作量APth虚线P上被设定为使要求驱动力Treq与值Tst —致的加速操作量APpwr,在选择了普通模式的情况下，阈值加速操作量APth在实线N上被设定为使要求驱动力Treq与值Tst一致的加速操作量APnrm，在选择了经济模式的情况下，阈值加速操作量APth在一点划线E上被设定为使要求驱动力Treq与值Tst —致的加速操作量APeco。也就是说，根据所选择的行驶模式来改变、设定阈值加速操作量APth。此结果是，与行驶模式无关，即使是在空档通知之后立即将档位从空档换到行驶档，也使要求驱动力Treq实质上成为一定值Tst (要求驱动力Treq成为在所有的行驶模式中相等的值。)。因此，因为要求驱动力不会过大，所以不会对车辆10产生大的冲击。
[0112](实际的工作)
[0113]然后，对混合动力车辆10的实际的工作进行说明。如下所述的处理由PME⑶80的CPU (以下，简称为“CPU”。)来执行。
[0114]CPU每经过预定时间都执行如图7的流程图所示的“空档通知例程”。因此，若达到预定的定时，CPU从图7的步骤700开始处理而进入到步骤705，判定当前的档位是否是空档。
[0115]若当前的档位为空档，CPU在步骤705中判定为“是”而进入步骤710，判定当前制动踏板是否没有被踩踏(是否是制动器非工作中)。
[0116]当前制动踏板没有被踩踏的话，CPU在步骤710中判定为“是”而进入步骤715，判定当前所选择的行驶模式是否为经济模式。若当前所选择的行驶模式是经济模式，CPU在步骤715中判定为“是”而进入步骤720，设定经济模式用阈值APeco为阈值加速操作量APth(参照图2。)。
[0117]与之相对，当前所选择的行驶模式不是经济模式的话，CPU在步骤715中判定为“否”而进入步骤725，判定当前所选择的行驶模式是否是功率模式。若当前所选择的行驶模式是功率模式，则CPU在步骤725中判定为“是”而进入步骤730，设定功率模式用阈值APpwr为阈值加速操作量APth (参照图2。)。
[0118]当前所选择的行驶模式不是经济模式也不是功率模式的话，当前所选择的行驶模式就是普通模式。此情况下，CPU在步骤725中判定为“否”而进入步骤735，设定普通模式用阈值APnrm为阈值加速操作量APth。并且，如上所述，功率模式用阈值APpwr在普通模式用阈值Apnrm以下,普通模式用阈值APnrm在经济模式用阈值APeco以下。
[0119]CPU从步骤720、步骤730以及步骤735的任一个进入步骤740，取得阈值车辆修正量AAPspd。更具体地描述，PME⑶80将图8所示的车速SH)与阈值车速修正量AAPspd的关系以图Map AAPspd (SPD)的形式存储于ROM中。并且，CPU通过在图Map Λ APspd (SPD)中应用实际的车速SPD，算出阈值车速修正量AAPspd。根据此图MapAAPspd (SH))，阈值车速修正量AAPspd被求得为车速sro越大就越大。对于其理由将在后面说明。并且，PME⑶80也可以将图8所示的车速SH)与阈值车速修正量AAPspd的关系以函数形式存储在ROM中。
[0120]然后，CPU进入步骤745，将在步骤720、步骤730以及步骤735的任一步骤中设定的阈值加速操作量Apth上加上阈值车速修正量AAPspd得到的值，存储为最终的阈值加速操作量APth。
[0121]此结果是，通过阈值车速修正量Λ APspd修正阈值加速操作量Apth，使得车速越高阈值加速操作量Apth就为越大的值。这是因为:如图3所示，即使是行驶模式为同一模式(例如，功率模式)，车速越高，要求驱动力Treq就越小。[0122]然后，CPU进入步骤750，判定当前的加速操作量AP是否为在步骤745求得的阈值加速操作量APth以上。此时，若当前的加速操作量AP为在步骤745求得的阈值加速操作量APth以上，则CPU在步骤750中判定为“是”而进入步骤755，使用“信息显示器73以及/或者发声装置72”实施所述空档通知。然后，CPU进入步骤795而结束本例程。
[0123]与之相对，若当前的加速操作量AP小于在步骤745中求得的阈值加速操作量APthJU CPU在步骤750中判定为“否”而进入步骤760，停止(禁止)所述空档通知。并且，如果在此时刻没有执行空档通知的话，CPU在步骤760中确认停止空档通知。然后，CPU进入步骤795而结束本例程。
[0124]并且，在CPU实行步骤705的处理的时候档位不是空档的话，CPU在步骤705中判定为“否”而进入步骤760，在停止(禁止)空档通知之后进入步骤795而结束本例程。
[0125]进而，在CPU执行步骤710的处理的时候踩踏了制动踏板时(也就是说，制动器工作中时)，CPU在步骤710判定为“否”而进入步骤760，在停止(禁止)空档通知之后进入步骤795而结束本例程。
[0126]如此，在制动器工作中停止空档通知的理由，是依据如下理由等，(I)在驾驶者踩踏制动器的同时增大加速操作量AP的可能性低，以及/或者(2)即使是假设将档位从空档变更到行驶档，车辆的加速度也不会变大。但是，步骤710也可以省略。此情况下，CPU在步骤705中判定为“是”时进入步骤715，CPU在步骤705中判定为“否”时进入步骤760。如上所述，实施空档通知。
[0127]然后，对第一发电电动机MG1、第二发电电动机MG2以及内燃机20的驱动控制，简单进行说明。并且，这些驱动控制的详细，详细记载于例如特开2009-126450号公报(美国公开专利号US2010/0241297)、以及特开平9-308012号公报(美国申请日1997年3月10日的美国专利第6、131、680号)等。通过参照将它们纳入本申请说明书中。
[0128]CPU每经过预定时间都执行图9的流程图所示的“驱动控制例程”。因此，若达到预定的定时，CPU从图9的步骤900开始进行处理，进行以下的步骤的处理。
[0129]步骤905:CPU选择与当前所选择的行驶模式(功率模式、普通模式以及经济模式)对应的图 MapTr * (AP，SPD)。
[0130]步骤910:CPU通过在所选择的图MapTr * (AP, SPD)上应用当前的“加速操作量AP以及车速SH)”，确定齿圈要求转矩Tr *。
[0131]步骤915:CPU判定当前的档位是否是空档。当前的档位是空档(以及停车档)的话，CPU进入步骤920。
[0132]步骤920 =CPU向发动机E⑶发送用于停止内燃机20运转的指令信号。此结果是，停止对内燃机20的燃料供给，内燃机转速Ne为“0”，内燃机20的运转停止。
[0133]步骤925:CPU设定MGl指令转矩Tml *为“O”。
[0134]步骤930:CPU设定MG2指令转矩Tm2 *为“O”。
[0135]步骤935:CPU向马达ECU83发送MGl指令转矩Tml *。马达ECU83基于MGl指令转矩Tml *控制第一变换器61，控制第一发电电动机MGl的产生转矩。并且，在MGl指令转矩Tml *为“O”的情况下，不向第一发电电动机MGl供给电力。
[0136]步骤940:CPU向马达ECU83发送MG2指令转矩Tm2 *。马达ECU83基于MG2指令转矩Tm2 *控制第二变换器61，控制第二发电电动机MG2的产生转矩。并且，在MG2指令转矩Tm2 *为“O”的情况下，不向第二发电电动机MG2供给电力。
[0137]在当前的档位不是空档的情况下，CPU从步骤915进入步骤945，判定要求输出Pr*是否小于预定输出Prth (换言之，是否是不能在最优内燃机工作点运转内燃机20的状态)。此时，一旦要求输出Pr 小于预定输出Prth，CPU进行如下所述的步骤950至步骤960的处理，然后，进行步骤935以及步骤940的处理。
[0138]步骤950 =CPU向发动机E⑶发送用于停止内燃机20运转的指令信号。此结果是，对内燃机20的燃料供给停止，内燃机20的运转停止。
[0139]步骤955 =CPU设定MGl指令转矩Tml *为“O”。
[0140]步骤960:CPU设定MG2指令转矩Tm2 *为“O”。
[0141]在当前的档位不是空档、且要求输出Pr *在预定输出Prth以上的情况下，CPU在步骤945中判定为“否”，进行如下所述的步骤965至步骤980的处理，然后，进行步骤935以及步骤940的处理。
[0142]步骤965:如前所述，CPU基于对应于要求输出Pr ★的最优内燃机工作点，确定目标内燃机产生转矩Te *以及目标内燃机转速Ne女。
[0143]步骤970:CPU通过对所述(I)式，作为齿圈34的转速Nr代入与转速Nr相等的第二 MG转速Nm2，作为内燃机转速Ne代入目标内燃机转速Ne *，算出太阳轮32的目标转速Ns *(即MGl目标转速Nml *)。进而，CPU通过在按照所述(2)式算出的值上，加上与“MG1目标转速Nml *与第一发电电动机MGl的实际的转速Nml”之差对应的反馈量PID(Ns* -Nml) =PID (Nml * -Nml)，算出 MGl 指令转矩 Tml *。
[0144]步骤975:CPU基于所述(3)式以及(4)式，确定MG2指令转矩Tm2 *。并且，CPU也可以基于下述(5)式，确定MG2指令转矩Tm2
[0145]Tm2=Tr * -Tml * / p...(5)
[0146]步骤980 =CPU向发动机E⑶84送出指令信号，使得内燃机20在最优内燃机工作点运转(换言之，使得内燃机产生转矩成为目标内燃机产生转矩Te *)。
[0147]如以上进行的说明，本实施方式的混合动力车辆10，
[0148]是包含内燃机20与电动机(第二发电电动机MG2)作为驱动源的混合动力车辆10，包含档位选择单元(档位传感器92以及换档杆等)、行驶模式选择单元(行驶模式选择开关91)、加速操作量检测单元(加速操作量传感器93)、驱动控制单元和档位信息提供单元。
[0149]所述驱动控制单元，
[0150]在选择了所述行驶档的情况下，控制所述内燃机以及所述电动机，使对应于由所述行驶模式选择单元所选择的行驶模式、且所述所检测的加速操作量越大就变得越大的驱动转矩作用于被连接于所述车辆的驱动轮的驱动轴(参照图9的步骤905、步骤910、步骤915的“否”判定、步骤945直到步骤980、步骤935、以及步骤940。)；在选择了所述空档的情况下，控制所述内燃机以及所述电动机，使得不使驱动转矩作用于所述驱动轴，且使得与所述所检测的加速操作量无关地，所述内燃机的转速变为O或者与该加速操作量无关的转速(参照图9的步骤915的“是”判定、步骤920直到步骤930、步骤935、以及步骤940)。
[0151]所述档位信息提供单元，
[0152]在选择了所述空档的情况下在所述所检测的加速操作量变为阈值加速操作量以上的时刻，对所述驾驶者提供关于档位的预定信息(参照图7的步骤750以及步骤755)。[0153]进而，所述档位信息提供单元被构成为:
[0154]将在选择了所述第一行驶模式(例如，普通模式)的情况下设定的所述阈值加速操作量即第一阈值加速操作量(APnrm)，设定为大于在选择了所述第二行驶模式(例如，功率模式)的情况下设定的所述阈值加速操作量即第二阈值加速操作量(APpwr)的值(参照图7的步骤715至步骤735，图2)。
[0155]因此，通过在选择了空档时增大加速操作量，即使在进行了空档通知的时刻之后立即从空档变更到行驶档，也能够不管行驶模式如何都使适度的驱动转矩作用于驱动轴53，因此，能够使混合车辆10平滑地起步以及/或者加速。
[0156]并且，本发明不限于所述实施方式，本发明的范围中能够包含种种变形例。例如，混合动力车辆的驱动形式没有限定于所述实施方式的形式。也就是说，也可以是:混合动力车辆包含内燃机与电动机作为驱动源，在选择了行驶档的情况下，在驱动轴产生至少对应于操作量的驱动转矩，在选择了空档的情况下，停止电动机、并且放开设置于驱动轴与内燃机之间的离合器、且控制内燃机转速为与加速操作量没有关系的预定值。
[0157]并且，在所述实施方式中，虽然设定阈值加速操作量使得所述Tst是与行驶模式无关的一定值，但是，也可以确定“各行驶模式下的阈值加速操作量”，使得所述Tst成为“不产生加速冲击的范围内的对应于行驶模式而不同的值”。进而，也可以不进行由阈值车速修正量AAPspd对阈值加速操作量的修正(也就是说，阈值车速修正量AAPspd—直为“O”也可以。)。并且，阈值车速修正量AAPspd可以根据所选择的行驶模式而可变。除此以夕卜，根据“规定了所选择的行驶模式、车速SH)以及阈值加速操作量APth的关系的图”，基于车速SPD以及所选择的行驶模式直接求出阈值加速操作量APth当然也可以。
[0158]进而，所检测的加速操作量AP，也可以是用于通过操纵杆等加速操作杆输入驾驶者的加速要求的部件的变位量。此外，空档通知可以仅通过发声装置72来进行，也可以仅通过信息显示器73的显示来进行。进而，空档通知，也可以通过变更换档显示器74的“N”文字颜色或者通过闪烁“N”文字来进行。此外，在内燃机20的冷却水温THW小于阈值冷却水温THWth而需要促进催化剂的预热的情况下等，CPU在图9的步骤920中，取代停止内燃机运转，可以设定内燃机转速Ne为与加速操作量AP无关的一定值(空转转速)，并且使得内燃机20的点火正时延后。
【权利要求】
1.一种混合动力车辆，包含内燃机和电动机作为驱动源，包含: 档位选择单元，被构成使得驾驶者能够选择至少空档以及行驶档中任一个作为档位， 行驶模式选择单元，被构成使得所述驾驶者能够选择至少2种以上的行驶模式中的一个， 检测由所述驾驶者变更的加速操作量的加速操作量检测单元， 驱动控制单元，在选择了所述行驶档的情况下，控制所述内燃机以及所述电动机，使对应于由所述行驶模式选择单元所选择的行驶模式、且所述所检测的加速操作量越大就变得越大的驱动转矩作用于被连接于所述车辆的驱动轮的驱动轴，在选择了所述空档的情况下，控制所述内燃机以及所述电动机，使得不使驱动转矩作用于所述驱动轴，且与所述所检测的加速操作量无关地，所述内燃机的转速变为O或者与该加速操作量无关的转速，和档位信息提供单元，在选择了所述空档的情况下在所述所检测的加速操作量变为阈值加速操作量以上的时刻，对所述驾驶者提供关于档位的预定信息， 所述档位信息提供单元，被构成为将所述阈值加速操作量根据所述所选择的行驶模式设定为不同的值。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中， 所述2种以上的行驶模式，包含第一行驶模式和第二行驶模式，在选择所述行驶档且所述所检测的加速操作量为任意的预定操作量的情况下，所述第二行驶模式是使比所述第一行驶模式中作用于所述驱动轴的所述驱动转矩大的驱动转矩作用于该驱动轴的行驶模式， 所述档位信息提供单元被构成为:将在选择了所述第一行驶模式的情况下设定的所述阈值加速操作量即第一阈值加速操作量，设定为大于在选择了所述第二行驶模式的情况下设定的所述阈值加速操作量即第二阈值加速操作量的值。
3.如权利要求2所述的混合动力车辆，其中， 所述档位信息提供单元，设定所述第一阈值加速操作量以及所述第二阈值加速操作量，使得: 在选择了所述第一行驶模式并且选择了所述行驶档的情况下在所述加速操作量变为所述第一阈值加速操作量的时刻作用于所述驱动轴的驱动转矩，与在选择了所述第二行驶模式并且选择了所述行驶档的情况下在所述加速操作量变为所述第二阈值加速操作量的时刻作用于所述驱动轴的驱动转矩相互相等。
4.如权利要求1所述的混合动力车辆,其中， 还包含:检测所述车辆的速度即车速的车速检测单元， 所述驱动控制单元被构成为:控制所述内燃机以及所述电动机，使得在选择了所述行驶档的情况下所述所检测出的车速越大则作用于所述驱动轴的所述驱动转矩越小， 所述档位信息提供单元被构成为:变更所述阈值加速操作量使得所述所检测出的车速越大则所述阈值加速操作量越大。
【文档编号】B60W20/00GK103492249SQ201180006331
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2011年11月14日 优先权日:2011年11月14日
【发明者】平沢崇彦, 光谷典丈 申请人:丰田自动车株式会社