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CN107444389B - 混合动力车辆 - Google Patents

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CN107444389B
CN107444389B CN201710346662.8A CN201710346662A CN107444389B CN 107444389 B CN107444389 B CN 107444389B CN 201710346662 A CN201710346662 A CN 201710346662A CN 107444389 B CN107444389 B CN 107444389B
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CN
China
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power
hybrid vehicle
motor
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加藤春哉
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • F16H3/724—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously using external powered electric machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及混合动力车辆。基于基于加速器开度水平(Acc)和车速(V)的变速级(M)和车速(V)设定驾驶性能目标发动机速度(Netagf)，并且，基于加速器要求驱动力(Tda)和驾驶性能目标发动机速度(Netagf)来设定基础驱动力(Tdb)。当在加速器下压量增加之后流逝的时间(t)小于阈值(Tref)(S250)时，基于加速器下压量的增加(ΔAcc)来设定校正驱动力(Tdc)(S260至S290)并且控制发动机、第一马达和第二马达，使得通过将校正驱动力(Tdc)添加到基础驱动力(Tdb)获得的有效驱动力(Td*)被输出到驱动轴以用于使混合动力车辆行驶(S300至S320)。

Description

混合动力车辆
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆。
背景技术
在现有技术中，已经提出了一种混合动力车辆，其中，行星齿轮机构的被连接到第二马达的旋转元件经由有级变速器被连接到驱动轴，驱动轴被连接到车轮，行星齿轮机构的三个旋转元件被连接到发动机、第一马达和第二马达(例如，参见日本专利申请公开No.2014-144659(JP2014-144659A))。该车辆的驱动基本上如下地控制。首先，基于驾驶员的加速器下压量和车速设定要求驱动力，并且要求驱动力被乘以驱动轴的转速来计算从发动机输出的要求功率。然后，基于要求功率和燃料效率最佳的发动机的运转线(燃料效率最佳运转线)来设定发动机的目标转速。然后，控制发动机、第一马达、第二马达和有级变速器使得发动机以目标转速旋转以输出要求功率并且要求驱动力被输出到驱动轴以用于使车辆行驶。
发明内容
在上述混合动力车辆中，能够自由地设定发动机的运转点，而不管有级变速器的变速级。因此，发动机转速的变化可能不与车速的变化匹配。当驾驶员下压在加速器踏板上时，发动机要求的功率增加并由此发动机转速立刻增加但是车速并不快速地增加。因此，在车速增加之前仅发动机转速快速的增加。总体上，驾驶员具有随着车速的增加而发动机转速增加的驾驶感觉。因此，当在车速增加之前仅发动机转速快速地增加时，驾驶员从驾驶感觉的方面感到不适。在此方面，可以设想，对于有级变速器的每个变速级设定发动机的目标转速，并且基于发动机的设定的目标转速设定上限驱动力以限制要求驱动力。然而，在该情形中，由于输出到驱动轴的驱动力取决于发动机特性，所以加速力可能不足。当在不包括有级变速器的混合动力车辆中执行虚拟速度水平变速时该问题是真实的。
考虑到上述问题，本发明提供了一种混合动力车辆，该混合动力车辆能够实现相对于加速器操作而言的良好的驾驶感觉以及加速性能。
根据本发明的第一方面，提供一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括发动机、第一马达、行星齿轮机构、第二马达、电池和电子控制单元。行星齿轮机构的三个旋转元件分别被连接到发动机的输出轴、第一马达的旋转轴以及被连接到所述混合动力车辆的车轴的驱动轴。第二马达被构造成向驱动轴输入动力以及从驱动轴输出动力。电池被构造成与第一马达及所述第二马达交换电力。电子控制单元被构造成：(i)基于所述混合动力车辆的加速器下压量和车速或者所述混合动力车辆的驾驶员的操作来设定变速级；(ii)基于所述变速级和所述车速来设定发动机的目标转速；(iii)基于所述加速器下压量、所述车速和所述目标转速来设定基础驱动力；(iv)设定校正驱动力，使得所述校正驱动力随着所述加速器下压量的增加而增加；并且(v)控制发动机、第一马达以及第二马达，使得通过将所述校正驱动力添加到所述基础驱动力获得的驱动力被输出到驱动轴以用于使所述混合动力车辆行驶。
在根据本发明的混合动力车辆中，基于加速器下压量以及车速或驾驶员的操作来设定变速级，并且基于变速级和车速来设定目标转速。基于加速器下压量、车速和目标转速来设定基础驱动力，校正驱动力被设定成随着加速器下压量增加而增加，并且控制发动机、第一马达和第二马达，使得通过将校正驱动力添加到基础驱动力获得的驱动力被输出到驱动轴以用于使混合动力车辆行驶。根据具有上述构造的混合动力车辆，即使当驾驶员下压在加速器踏板上时，也能够将发动机转速设定成与变速级和车速对应并且与在车速增加之前发动机转速快速地增加的情形相比向驾驶员给予更好的驾驶感觉。通过使用被添加到基础驱动力的校正驱动力，能够实现在驾驶员的加速器下压量的增加的情况下良好的加速力。作为结果，能够响应于在加速器踏板上的操作实现良好的驾驶感觉和加速性能两者。
在混合动力车辆中，电子控制单元可以被构造成控制第二马达，使得通过使用所述校正驱动力校正所述基础驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖。根据具有该构造的混合动力车辆，能够获得良好的加速力而不改变发动机的输出功率。
在根据本发明的用于校正驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖的混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被构造成将所述校正驱动力设定成随着所述加速器下压量减小而减小。根据具有该构造的混合动力车辆，即使当加速器下压量的增加是大的时，当加速器下压量小时校正驱动力也不大程度地增加，并且由此能够使输出到驱动轴的驱动力的大程度增加最小化。
在根据本发明的用于校正驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖的混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被构造成将所述校正驱动力设定成当所述车速高于预定车速范围时比当所述车速在所述预定车速范围内时小。根据具有该构造的混合动力车辆，当车速高时，能够防止输出功率过度地增加并且防止电池以过大的电力放电。所述电子控制单元可以被构造成将校正驱动力设定成当车速低于预定车速范围时比当车速在预定车速范围内时小。根据具有该构造的混合动力车辆，当车速低时，能够平滑地改变驱动力并且由此防止在混合动力车辆中的冲击。
在根据本发明的用于校正驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖的混合动力车辆中，所述电子控制单元被可以构造成将所述校正驱动力设定成随着时间的流逝而逐渐减小。根据具有该构造的混合动力车辆，能够防止电池由于驱动力的校正而持续地放电。
在根据本发明的用于校正驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖的混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被构造成将所述校正驱动力设定成随着蓄电比减小而减小，所述蓄电比是电池的可放电电力与全部容量的比。根据具有该构造的混合动力车辆，能够使电池的充电和放电最小化以当电池的蓄电比低时保护电池。
在根据本发明的用于校正驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖的混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被构造成将所述校正驱动力设定成当所述电池的温度不在适当的温度范围内时比当所述电池的温度在所述适当的温度范围内时小。根据具有该构造的混合动力车辆，能够使电池的充电和放电最小化以当电池的温度不在适当的温度范围内时保护电池。
在混合动力车辆中，所述电子控制单元可以被构造成：(i)基于所述加速器下压量和所述车速来设定被输出到所述驱动轴的要求驱动力；(ii)将当所述发动机以所述目标转速运转时从所述发动机输出的最大功率设定成上限功率；(iii)将当所述上限功率被输出到所述驱动轴时的驱动力设定成上限驱动力；以及(iv)将所述上限驱动力和所述要求驱动力中的较小驱动力设定成所述基础驱动力。即，能够将考虑到变速级设定的所述上限驱动力和没有考虑所述变速级设定的所述要求驱动力中的较小驱动力设定成所述基础驱动力。
在混合动力车辆中，变速级可以是虚拟变速级。混合动力车辆可以进一步包括有级变速器，所述有级变速器被附接在所述驱动轴和所述行星齿轮机构之间。所述变速级可以是所述有级变速器的变速级或者通过将虚拟变速级添加到所述有级变速器的变速级获得的变速级。这里，“通过将虚拟变速级添加到所述有级变速器的变速级获得的变速级”表示有级变速器的变速级和虚拟变速级被组合，以通过将在行星齿轮机构中的具有两级的虚拟变速级添加到具有两级的有级变速器的变速级而实现总共四个变速级，并且通过将行星齿轮机构中的具有两级的虚拟变速级添加到具有四段的有级变速器的变速级而实现总共八个变速级。因此，能够利用期望数目的变速级。
附图说明
以下将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示意性地示出根据第一实施例的混合动力车辆20的构造的图；
图2是示出在第一实施例中当在驾驶感觉优先模式下并且在D位置处加速器下压量增加时由混合动力电子控制单元(HVECU)执行的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)的实例的流程图；
图3是示出在第一实施例中的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第二半部)的实例的流程图；
图4是示出混合动力车辆的加速器要求驱动力设定曲线图的实例的图；
图5是示出在第一实施例中的充电/放电要求功率设定曲线图的实例的图；
图6是示出在第一实施例中的燃料效率最佳发动机转速设定曲线图的实例的图；
图7是示出混合动力车辆的变速图的实例的图；
图8是示出在第一实施例中的驾驶性能目标发动机转速设定曲线图的实例的图；
图9是示出在第一实施例中的上限发动机功率设定曲线图的实例的图；
图10是示出当加速器下压量增加时加速器下压增加放电功率设定曲线图的实例的图；
图11是示出与在第一实施例中的加速器下压增加时间对应的反映率设定曲线图的实例的图；
图12是示出与混合动力车辆的加速器开度水平对应的反映率设定曲线图的实例的图；
图13是示出与第一实施例中的车速对应的反映率设定曲线图的实例的图；
图14是示出与第一实施例中的蓄电比(SOC)对应的反映率设定曲线图的实例的图；
图15是示出与第一实施例中的电池温度对应的反映率设定曲线图的实例的图；
图16是示出根据第一实施例的变型实例的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第二半部)的流程图；
图17是示出在第一实施例中当加速器下压量在M位置处增加时由HVECU执行的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程的实例的流程图；
图18是示意性地示出根据第二实施例的混合动力车辆的构造的图；
图19是示出在第二实施例中使用的混合动力车辆的变速图的实例的图；
图20是示出在第二实施例中当在驾驶感觉优先模式下并且在D位置处加速器下压量增加时由HVECU执行的根据第二实施例的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)的实例的流程图；
图21是示出根据第二实施例的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第二半部)的实例的流程图，并且
图22是示出在第二实施例中当加速器下压量在M位置处增加时由HVECU执行的根据第二实施例的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)的实例的流程图。
具体实施方式
在下文中，将作为第一实施例和第二实施例顺序地描述本发明的实施例。
图1是示意性地示出根据本发明的第一实施例的混合动力车辆20的构造的图。如在图中示出的，根据第一实施例的混合动力车辆20包括发动机22、行星齿轮组30、第一马达MG1、第二马达MG2、第一逆变器41、第二逆变器42、电池50和混合动力电子控制单元(在下文中称为“HVECU”)70。
发动机22由内燃机构成，该内燃机使用汽油、柴油等作为燃料输出动力。发动机22的运转由发动机电子控制单元(在下文中称为“发动机ECU”)24控制。
发动机ECU24由以CPU为中心的微处理器构成并且除了CPU之外还包括：ROM，该ROM存储处理例程；RAM，该RAM暂时地存储数据；输入和输出端口；以及通信端口。来自控制发动机22的驱动所需的各种传感器的信号经由输入端口被输入到发动机ECU24。向发动机ECU24输入的信号的实例包括：来自曲柄位置传感器23的曲柄角度θcr，该曲柄位置传感器23检测发动机22的曲轴26的旋转位置；以及来自节流阀位置传感器的节流阀开度水平TH，该节流阀位置传感器检测节流阀的位置。用于控制发动机22的驱动的各种控制信号经由输出端口从发动机ECU24被输出。从发动机ECU24输出的信号的实例包括对于调节节流阀的位置的节流阀马达的驱动控制信号、对于燃料喷射阀的驱动控制信号以及对于与点火器一体形成的点火线圈的驱动控制信号。发动机ECU24经由通信端口被连接到HVECU70，使用来自HVECU70的控制信号控制发动机22的驱动，并且在需要时将关于发动机22的运转状态的数据输出到HVECU70。发动机ECU24基于来自曲柄位置传感器23的曲柄角度θcr计算曲轴26的转速，即，发动机22的转速Ne。
行星齿轮组30由单个小齿轮型行星齿轮机构构成。第一马达MG1的转子被连接到行星齿轮组30的太阳齿轮。经由差速齿轮38连接到驱动轮39a和39b的驱动轴36被连接到行星齿轮组30的环形齿轮。发动机22的曲轴26经由阻尼器28被连接到行星齿轮组30的齿轮架。
第一马达MG1例如由同步电动发电机构成，并且该第一马达的转子如上所述被连接到行星齿轮组30的太阳齿轮。第二马达MG2例如由同步发电电动机构成，并且该第二马达的转子被连接到驱动轴36。第一逆变器41和第二逆变器42经由电力线54被连接到电池50。通过由马达电子控制单元(在下文称为“马达ECU”)40控制第一逆变器41和第二逆变器42的未示出的多个开关元件的开关来旋转地驱动第一马达MG1和第二马达MG2。
马达ECU40由以CPU为中心的微处理器构成并且除了CPU之外还包括：ROM，该ROM存储处理例程；RAM，该RAM暂时地存储数据；输入和输出端口；以及通信端口。来自控制第一马达MG1和第二马达MG2的驱动所需的各种传感器的信号经由输入端口被输入到马达ECU40。向马达ECU40输入的信号的实例包括：来自旋转位置传感器43和44的旋转位置θm1和θm2，该旋转位置传感器43和44检测第一马达MG1和第二马达MG2的转子的旋转位置；以及来自电流传感器的相电流，该电流传感器检测在第一马达MG1和第二马达MG2的相中流动的电流。对于第一逆变器41和第二逆变器42的未示出的开关元件的开关控制信号经由输出端口从马达ECU40输出。马达ECU40经由通信端口被连接到HVECU70，使用来自HVECU70的控制信号控制第一马达MG1和第二马达MG2的驱动，并且在需要时将关于第一马达MG1和第二马达MG2的驱动状态的数据输出到HVECU70。马达ECU40基于来自旋转位置传感器43和44的第一马达MG1和第二马达MG2的转子的旋转位置θm1和θm2来计算第一马达MG1和第二马达MG2的转速Nm1和Nm2。
电池50例如由锂离子二次电池或镍氢二次电池构成，并且经由电力线54被连接到第一逆变器41和第二逆变器42。由电池电子控制单元(在下文称为“电池ECU”)52来管理该电池50。
电池ECU52由以CPU为中心的微处理器构成，并且除了CPU之外还包括：ROM，该ROM存储处理例程；RAM，该RAM暂时地存储数据；输入和输出端口；以及通信端口。来自管理电池50所需的各种传感器的信号经由输入端口被输入到电池ECU52。向电池ECU52输入的信号的实例包括：来自电压传感器51a的电池电压Vb，该电压传感器51a被布置在电池50的端子之间；来自电流传感器51b的电池电流Ib，该电流传感器51b被附接到电池50的输出端子；以及来自温度传感器51c的电池温度Tb，该温度传感器51c被附接到电池50。电池ECU52经由通信端口被连接到HVECU70，并且在需要时将关于电池50的状态的数据输出到HVECU70。电池ECU52基于来自电流传感器51b的电池电流Ib的积分值计算蓄电比SOC。蓄电比SOC是电池50的可放电电力的容量与电池50的全部容量的比。
HVECU70由以CPU为中心的微处理器构成。HVECU70除了CPU之外还包括：ROM，该ROM存储处理例程；RAM，该RAM暂时地存储数据；输入和输出端口；以及通信端口。来自各种传感器的信号经由输入端口被输入到HVECU70。向HVECU70输入的信号的实例包括：来自点火开关80的点火信号；来自变速位置传感器82的变速位置SP，该变速位置传感器82检测变速杆81的操作位置；来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度水平Acc，该加速器踏板位置传感器84检测加速器踏板83的下压量；以及来自制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP，该制动器踏板位置传感器86检测制动器踏板85的下压量。输入信号的实例还包括来自车速传感器88的车速V和来自模式开关90的模式开关控制信号。如上所述，HVECU70经由通信端口被连接到发动机ECU24、马达ECU40和电池ECU52，并且将各种控制信号或数据给予发动机ECU24、马达ECU40和电池ECU52以及从发动机ECU24、马达ECU40和电池ECU52获得各种控制信号或数据。
变速位置SP的实例包括停车位置(P位置)、后退位置(R位置)、空档位置(N位置)、行进位置(D位置)和手动位置(M位置)。手动位置(M位置)设置有升档位置(+位置)和降档位置(－位置)。当变速位置SP改变到手动位置(M位置)时，控制发动机22的驱动，使得发动机22经由六个虚拟变速级的自动变速器被连接到驱动轴36。模式开关90是用于选择行进模式的开关，行进模式包括：驾驶感觉优先模式，在驾驶感觉优先模式中，燃料效率略微降低但是驾驶员的驾驶感觉(驾驶性能或驾驶感觉)具有优先级；以及正常驾驶模式，在正常驾驶模式中，燃料效率具有优先级。当选择正常驾驶模式并且变速位置SP在行进位置(D位置)处时，控制发动机22以及第一马达MG1和第二马达MG2的驱动使得静惯性和燃料效率彼此协调。当选择驾驶感觉优先模式并且变速位置SP在行进位置(D位置)处时，控制发动机22的驱动，使得发动机经由六个虚拟变速级的自动变速器被连接到驱动轴36。
具有上述构造的根据第一实施例的混合动力车辆20在多个行进模式中的任一个中行驶，所述多个行进模式包括混合动力行进(HV行进)模式和电动行进(EV行进)模式。这里，HV行进模式是如下模式，其中，车辆在使发动机22运转的同时使用来自发动机22的动力以及来自第一MG1和第二MG2的动力行驶。EV行进模式是如下模式，其中，车辆在没有使发动机22运转的情况下使用来自第二MG2的动力行驶。
将在下面描述具有上述构造的混合动力车辆20的操作，具体而言，当由模式开关90选择驾驶感觉优先模式时的操作。图2和图3是示出当在驾驶感觉优先模式下并且在行进位置(D位置)的变速位置SP处加速器踏板83的下压量增加时、由HVECU70执行的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程的实例的流程图。当加速器踏板83的下压量增加时，该例程以预定的时间(例如几毫秒)重复地执行。在第一实施例中，是否执行增加加速器踏板83的下压量的操作能够通过确定由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器开度水平Acc是否大于预定时间以前(几毫秒之前)由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器开度水平来确定。在描述当使用如在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程在驾驶感觉优先模式中并且在D位置处加速器踏板83的下压量增加时的驱动控制之前，将为了便于解释的目的首先描述在正常驾驶模式中并且在D位置处的驱动控制(在HV行进模式中的驱动控制)。
在正常驾驶模式中，当车辆以HV行进模式行驶时，通过HVECU70如下地执行驱动控制。HVECU70首先基于加速器开度水平Acc和车速V来计算行驶所要求的(驱动轴36所要求的)加速器要求驱动力Tda，并且将加速器要求驱动力Tda设定为有效驱动力Td*。例如，能够根据图4中示出的加速器要求驱动力设定曲线图来计算加速器要求驱动力Tda。随后，将设定的有效驱动力Td*乘以驱动轴36的转速Nd以计算行驶所要求的行进要求功率Pedrv。这里，通过将第二马达MG2的转速Nm2乘以换算因数km获得的转速、通过将车速V乘以换算因数kv获得的转速等能够被用作驱动轴36的转速Nd。电池50的充电/放电要求功率Pb*(当从电池50放电时具有正值)被设定成使得电池50的蓄电比SOC接近目标比SOC*，并且如表达式(1)所表达的通过从行驶要求功率Pedrv减去电池50的充电/放电要求功率Pb*来计算目标发动机功率Pe*。例如，使用在图5中示出的充电/放电要求功率设定曲线图来设定充电/放电要求功率Pb*。在充电/放电要求功率设定曲线图中，设置相对于目标比SOC*而言的从值S1到值S2的死区，并且当蓄电比SOC大于死区的上限值S2时充电/放电要求功率Pb*被设定成放电功率(具有正值的功率)，而当蓄电比SOC小于死区的下限值S1时充电/放电要求功率Pb*被设定成充电功率(具有负值的功率)。
Pe*＝Pedrv-Pb*…(1)
然后，使用目标发动机功率Pe*和燃料效率最佳发动机转速设定曲线图来计算燃料效率最佳发动机转速Nefc，并且，燃料效率最佳发动机转速Nefc被设定成目标发动机转速Ne*。在图6中示出燃料效率最佳发动机转速设定曲线图的实例。通过实验等将燃料效率最佳发动机转速设定曲线图确定为目标发动机功率Pe*和发动机22能够有效地运转的转速之间的关系。由于燃料效率最佳发动机转速Nefc基本上随着目标发动机功率Pe*增加而增加，所以目标发动机转速Ne*也随着目标发动机功率Pe*增加而增加。随后，如由表达式(2)表达的，使用发动机22的转速Ne、目标发动机转速Ne*、目标发动机功率Pe*和行星齿轮组30的齿轮比ρ(太阳齿轮的齿的数目/环形齿轮的齿的数目)来计算第一马达MG1的扭矩指令Tm1*。表达式(2)是用于使发动机22以目标发动机转速Ne*旋转的转速反馈控制的关系表达式。在表达式(2)中，在右侧上的第一项是前馈项，并且在右侧上的第二项和第三项是反馈项的比例项和积分项。在右侧上的第一项表示如下扭矩，该扭矩用于使第一马达MG1接收从发动机22输出并且经由行星齿轮组30被施加到第一马达MG1的旋转轴的扭矩。在右侧上的第二项的“kp”指的是比例项的增益，并且在右侧上的第三项的“ki”指的是积分项的增益。考虑发动机22大致处于静止状态的情形(当目标发动机转速Ne*和目标发动机功率Pe*大致恒定时)，能够看出随着目标发动机功率Pe*增加，在表达式(2)的右侧上的第一项减小(其绝对值增加)，第一马达MG1的扭矩指令Tm1*减小(向负侧增加)，并且通过将第一马达MG1的扭矩指令T m1*乘以转速Nm1获得的第一马达MG1的电力(当电力被消耗时其具有正值)减小(发电电力增加)。
Tm1*＝-(Pe*/Ne*)·[ρ/(1+ρ)]+kp·(Ne*-Ne)+ki·∫(Ne*-Ne)dt (2)
然后，如表达式(3)表达的，通过从有效驱动力Td*减去当根据扭矩指令Tm1*驱动第一马达MG1时从第一马达MG1输出并且经由行星齿轮组30被施加到驱动轴36的扭矩(-Tm1*/ρ)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*。第二马达MG2的扭矩指令Tm2*被限制为使用表达式(4)从电池50的输出极限Wout获得的扭矩极限Tm2max。如表达式(4)表达的，通过从电池50的输出极限Wout减去第一马达MG1的电力并且将结果值除以第二马达MG2的转速Nm2来获得扭矩极限Tm2max，通过将第一马达MG1的扭矩指令Tm1*乘以转速Nm1来获得该第一马达MG1的电力。
Tm2*＝Td*+Tm1*/ρ (3)
Tm2max＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2 (4)
当以该方式设定目标发动机功率Pe*、目标发动机转速Ne*以及第一马达MG1和第二马达MG2的扭矩指令Tm1*和Tm2*时，目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，并且第一马达MG1和第二马达MG2的扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40。
当接收到目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*时，发动机ECU24执行发动机22的吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制等，使得发动机22基于接收到的目标发动机功率Pe*和接收到的目标发动机转速Ne*来运转。当接收到第一马达MG1和第二马达MG2的扭矩指令Tm1*和Tm2*时，马达ECU40执行第一逆变器41和第二逆变器42的多个开关元件的开关控制，使得利用扭矩指令Tm1*和Tm2*来驱动第一马达MG1和第二马达MG2。
当在HV行进模式中，当目标发动机功率Pe*小于阈值Pref时，确定发动机22的停止条件满足并且发动机22的运转停止以向EV行进模式转换。
在EV行进模式中，HVECU70以与HV行进模式中相同的方式设定有效驱动力Td*，将第一马达MG1的扭矩指令Tm1*设定为值0，并且以与HV行进模式中相同的方式设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*。第一马达MG1和第二马达MG2的扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40。随后，马达ECU40如上所述执行第一逆变器41和第二逆变器42的多个开关元件的开关控制。
在EV行进模式中，当以与HV行进模式中相同的方式计算的目标发动机功率Pe*等于或大于阈值Pref时，确定满足发动机22的启动条件并且发动机22开始向HV行进模式转换。
当在该正常驾驶模式中加速器踏板83的下压量增加时，目标发动机功率Pe*由于有效驱动力Td*的增加而增加。另一方面，由于车速V不快速地增加，在车速V增加之前仅发动机转速Ne快速地增加。总体上，驾驶员具有发动机转速Ne随着车速V的增加而增加的驾驶感觉。因此，当在车速V增加之前仅发动机转速Ne快速增加时，驾驶员就驾驶感觉而言感到不适。
以下将参考图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程来描述当在驾驶感觉优先模式中在D位置中并且在D位置处加速器踏板83的下压量增加时的驱动控制。当执行加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程时，HVECU70接收来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度水平Acc，来自车速传感器88的车速V、发动机22的转速Ne、电池50的蓄电比SOC以及电池温度Tb(步骤100)，并且使用接收到的加速器开度水平Acc、接收到的车速V和图4中示出的加速器要求驱动力设定曲线图来设定加速器要求驱动力Tda(步骤S110)。这里，能够通过通信从发动机ECU24接收到基于来自曲柄位置传感器23的曲柄角度θcr计算出的值作为发动机22的转速Ne。能够通过通信从电池ECU52接收到基于来自电流传感器51b的电池电流Ib的积分值计算出的值作为电池50的蓄电比SOC。能够通过通信从电池ECU52接收到由温度传感器51c检测到的值作为电池温度Tb。
随后，使用加速器开度水平Acc、车速V和变速图，来设定变速级M(步骤S120)，并且，使用车速V、变速级M以及驾驶性能目标发动机转速设定曲线图，来设定驾驶性能目标发动机转速Netagf(步骤S130)。图7示出变速图的一个实例。在图中，实线表示升档线，并且虚线表示降档线。在第一实施例中，由于利用六个虚拟变速级的自动变速器来执行控制，变速图还对应于六个变速级。图8示出驾驶性能目标发动机转速设定曲线图的实例。在第一实施例的驾驶性能目标发动机转速设定曲线图中，驾驶性能目标发动机转速Netagf被设定成与用于每个变速级的车速V具有线性关系，使得关于车速V的斜率随着变速级增加而减小。以该方式设定驾驶性能目标发动机转速Netagf的原因是通过当车速V对于每个变速级增加时增加发动机22的转速Ne、减小处于升档中的发动机22的转速Ne或者增加处于降档中的发动机22的转速Ne来向驾驶员给出配备有自动变速器的车辆的驾驶感觉。
然后，使用驾驶性能目标发动机转速Netagf和上限发动机功率设定曲线图，来设定上限发动机功率Pelim(步骤S140)。当设定上限发动机功率Pelim时，通过将上限发动机功率Pelim除以驱动轴36的转速Nd来设定上限驱动力Tdlim(步骤S150)。将第二马达MG2的转速Nm2乘以换算因数km获得的转速或者将车速V乘以换算因数Kv获得的转速能够被如上所述地用作驱动轴36的转速Nd。
加速器要求驱动力Tda和上限驱动力Tdlim被比较(步骤S160)。当加速器要求驱动力Tda等于或小于上限驱动力Tdlim时，加速器要求驱动力Tda被设定成基础驱动力Tdb(步骤S170)，并且通过将加速器要求驱动力Tda乘以驱动轴36的转速Nd获得的结果被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S180)。因此，目标发动机功率Pe*能够被说成是用于将加速器要求驱动力Tda输出到驱动轴36的功率。
另一方面，当加速器要求驱动力Tda大于上限驱动力Tdlim时，上限驱动力Tdlim被设定成基础驱动力Tdb(步骤S190)，并且上限发动机功率Pelim被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S200)。由于在步骤S150中，通过将上限发动机功率Pelim除以驱动轴36的转速Nd来计算上限驱动力Tdlim，所以上限发动机功率Pelim能够被说成是用于将上限驱动力Tdlim输出到驱动轴36的功率。
然后，驾驶性能目标发动机转速Netagf被设定成目标发动机转速Ne*(步骤S210)，并且使用表达式(2)来设定第一马达MG1的扭矩指令Tm1*(步骤S220)。通过将驾驶性能目标发动机转速Netagf设定成目标发动机转速Ne*，能够使发动机22以与变速级M对应的转速运转并且向驾驶员给予良好的驾驶感觉。
然后，通过从加速器开度水平Acc的当前值减去以前的值(以前的Acc)来计算加速器下压量的增加ΔAcc(步骤S230)，测量在加速器踏板83的下压量的增加开始之后的持续时间(下压增加时间)t(步骤S240)，并且确定加速器下压增加时间t是否小于阈值tref(步骤S250)。这里，阈值tref是上限时间，在上限时间中，在加速器踏板83的下压量的增加的情况下加法控制将校正驱动力Tdc添加到基础驱动力Tdb，并且该阈值tref能够被确定为例如是一秒。当加速器下压增加时间t小于阈值tref时，使用加速器下压量的增加ΔAcc和放电功率设定曲线图来设定电池放电功率Pb(步骤S260)，并且通过将电池放电功率Pb除以驱动轴36的转速Nd获得的值被设定成暂时校正驱动力Tdctmp，该暂时校正驱动力Tdctmp是校正驱动力Tdc的暂时值(步骤S270)。图10示出加速器下压增加放电功率设定曲线图的实例。加速器下压增加放电功率设定曲线图被设定成使得放电功率(具有正值的功率)随着加速器下压量的增加ΔAcc增加而增加。因此，随着加速器下压量的增加ΔAcc增加，暂时校正驱动力Tdctmp增加。
分别使用与加速器下压增加时间t、加速器开度水平Acc、车速V、蓄电比SOC和电池温度Tb对应的反映率设定曲线图来设定在值0至1.0的范围内的反映率ka、kb、kc、kd和ke(步骤S280)，并且通过将暂时校正驱动力Tdctmp乘以反映率ka、kb、kc、kd和ke获得的值被设定成校正驱动力Tdc(步骤S290)。
图11示出与加速器下压增加时间t对应的反映率设定曲线图的实例，图12示出与加速器开度水平Acc对应的反映率设定曲线图的实例，图13示出与车速V对应的反映率设定曲线图的实例，图14示出与蓄电比SOC对应的反映率设定曲线图的实例，并且图15示出与电池温度Tb对应的反映率设定曲线图的实例。在与加速器下压增加时间t对应的反映率设定曲线图中，反映率被设定成值1.0直到加速器下压增加时间t达到时间t1为止，当加速器下压增加时间t大于时间t1时随着加速器下压增加时间t增加反映率被设定成接近值0，并且当加速器下压增加时间t达到上述阈值tref时反映率被设定成值0。因此，由于随着加速器下压增加时间t增加，校正驱动力Tdc向值0逐渐减小，所以能够防止电池50在长时间上大电力地持续放电。在与加速器开度水平Acc对应的反映率设定曲线图中，反映率被设定成随着加速器开度水平Acc减小而减小。因此，当加速器下压量的增加ΔAcc大并且加速器开度水平Acc低时，校正驱动力Tdc不过多地增加，并且由此能够防止当加速器开度水平Acc低时输出到驱动轴36的驱动力过度地增加。在与车速V对应的反映率设定曲线图中，当车速V在等于或高于车速V1并且等于或低于比车速V1高的车速V2的车速范围内时反映率被设定成值1，并且当车速V低于车速V1或高于车速V2时反映率被设定成减小。当车速V增加时将反映率kc设定成减小的原因是，校正驱动力Tdc被设定成通过将电池放电功率Pb除以驱动轴36的转速Nd获得的值，并且由此即使通过当车速V高时增加反映率kc，校正驱动力Tdc也不具有相对于电池放电功率Pb而言的大值，并且不能实现满意的效果。当车速V减小时将反映率kc设定成减小的原因是，即使通过当车速V低时减小反映率kc，校正驱动力Tdc也能够具有相对于电池放电功率Pb而言的大值，并且由此能够防止输出到驱动轴36的驱动力过度地增加。在与蓄电比SOC对应的反映率设定曲线图中，反映率被设定成随着蓄电比SOC减小而减小。在与电池温度Tb对应的反映率设定曲线图中，当电池温度Tb在等于或高于温度Tb1并且等于或低于比温度Tb1高的温度Tb2的温度范围内(在适当的温度范围内)时反映率被设定成值1，并且当电池温度Tb低于温度Tb1并且高于温度Tb2时反映率被设定成减小。这些构造被设置成通过限制电池50的放电来保护电池50。
当以该方式设定校正驱动力Tdc时，通过将校正驱动力Tdc添加到基础驱动力Tdb获得的值被设定成有效驱动力Td*(步骤300)，并且使用表达式(3)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S310)。然后，目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40(步骤S320)，并且例程结束。
另一方面，当在步骤S250中确定加速器下压增加时间t等于或大于阈值tref时，基础驱动力Tdb被设定成有效驱动力Td*(步骤S330)，使用表达式(3)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S340)，目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40(步骤S350)，并且例程结束。
以上已经描述了加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程。当加速器踏板83的下压量不增加时或者当在加速器踏板83的下压量增加之后流逝的时间(加速器下压增加时间t)大于阈值tref时，基础驱动力Tdb被设定成有效驱动力Td*，并且有效驱动力Td*被控制以输出到驱动轴36。此时，可以如下设定目标发动机功率Pe*。在步骤S150中，通过将由充电/放电要求功率Pb*添加到上限发动机功率Pelim获得的值除以驱动轴36的转速Nd来在步骤S150中设定上限驱动力Tdlim，并且将加速器要求驱动力Tda和上限驱动力Tdlim彼此比较(步骤S160)。当加速器要求驱动力Tda等于或小于上限驱动力Tdlim时，在步骤S180中通过从通过将加速器要求驱动力Tda乘以驱动轴36的转速Nd获得值减去充电/放电要求功率Pb*获得的值被设定成目标发动机功率Pe*。另一方面，当加速器要求驱动力Tda大于上限驱动力Tdlim时，上限发动机功率Pelim被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S200)。
在根据第一实施例的上述混合动力车辆20中，当在驾驶感觉优先模式中并且在D位置处加速器踏板83的下压量增加时，基于加速器开度水平Acc和车速V来设定变速级M，并且基于车速V和变速级M来设定驾驶性能目标发动机转速Netagf(目标发动机转速Ne*)。基于驾驶性能目标发动机转速Netagf来设定上限发动机功率Pelim，并且通过将上限发动机功率Pelim除以驱动轴36的转速Nd来设定上限驱动力Tdlim。当加速器要求驱动力Tda等于或小于上限驱动力Tdlim时，加速器要求驱动力Tda被设定成基础驱动力Tdb。当加速器要求驱动力Tda大于上限驱动力Tdlim时，上限驱动力Tdlim被设定成基础驱动力Tdb。即，基于加速器要求驱动力Tda(加速器开度水平Acc和车速V)和驾驶性能目标发动机转速Netagf来设定基础驱动力Tdb。基于加速器下压量的增加ΔAcc来设定校正驱动力Tdc，并且发动机22、第一马达MG1和第二马达MG2被控制，使得通过将校正驱动力Tdc添加到基础驱动力Tdb获得的有效驱动力Td*被输出到驱动轴36以用于使混合动力车辆行驶。因此，当驾驶员下压在加速器踏板83上时，能够使发动机22取决于车速V而旋转，并且与在车速V增加之前发动机22的转速Ne快速地增加的情形相比，向驾驶员给予更好的驾驶感觉。由于随着加速器下压量的增加ΔAcc增加而输出到驱动轴36的驱动力被更大地校正，所以能够实现与驾驶员的要求对应的加速力(响应性)。作为结果，能够响应于在加速器踏板上的操作实现良好的驾驶感觉以及加速性能。
此外，在根据第一实施例的混合动力车辆20中，当加速器要求驱动力Tda等于或小于上限驱动力Tdlim时，用于将加速器要求驱动力Tda输出到驱动轴36的功率被设定成目标发动机功率Pe*。当加速器要求驱动力Tda大于上限驱动力Tdlim时，根据驾驶性能目标发动机转速Netagf获得的上限发动机功率Pelim被设定成目标发动机功率Pe*。另一方面，基于加速器下压量的增加ΔAcc来设定电池放电功率Pb，基于通过将电池放电功率Pb除以驱动轴36的转速Nd获得的暂时校正驱动力Tdctmp来设定校正驱动力Tdc，并且将校正驱动力Tdc添加到基础驱动力Tdb。即，不论校正驱动力Tdc的大小，设定相同的目标发动机功率Pe*并且发动机22以相同的运转点运转。因此，由于校正驱动力Tdc，能够防止发动机22的转速Ne从基于车速V和变速级M的转速(驾驶性能目标发动机转速Netagf)增加或减小。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，在加速器踏板83的下压量的增加开始之后随着时间的流逝从1.0向0逐渐减小的反映率ka被设定并且基于通过将暂时校正驱动力Tdctpm乘以反映率ka获得的值来设定校正驱动力Tdc。因此，能够防止电池50以大电力持续地放电。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，反映率kb被设定成当加速器踏板83的下压量增加时随着加速器开度水平Acc减小而减小，并且基于通过将暂时校正驱动力Tdctmp乘以反映率kb获得的值来设定校正驱动力Tdc。因此，当加速器开度水平Acc低时，能够防止输出到驾驶轴36的驱动力过度地增加。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，反映率kc被设定成当车速V比车速V2高时减小，并且基于通过将暂时校正驱动力Tdctmp乘以反映率kc获得的值来设定校正驱动力Tdc。因此，当反映率kc被设定成是大的但是校正驱动力Tdc不能具有相对于电池放电功率Pb而言的令人满意的大值时，能够考虑到燃料效率抑制电池50的无用的放电。反映率kc被设定成当车速V低于车速V1时减小。因此，当校正驱动力Tdc能够具有相对于电池放电功率Pb而言的令人满意的大值时，能够考虑到燃料效率防止输出到驱动轴36的驱动力过度地增加。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，在所有的变速级M中，驾驶性能目标发动机转速Netagf被设定成目标发动机转速Ne*。然而，当变速级M小于阈值Mref时，驾驶性能目标发动机转速Netagf可以被设定成目标发动机转速Ne*，并且当变速级M等于或大于阈值Mref时，用于使从发动机22输出目标发动机功率Pe*对于燃料效率是最佳的燃料效率最佳发动机转速Nefc和驾驶性能性能目标发动机转速Netagf中的较小的一个可以被设定成目标发动机转速Ne*。在所有变速级M中用于使从发动机22输出目标发动机功率Pe*对于燃料效率是最佳的燃料效率最佳发动机转速Nefc和驾驶性能目标发动机转速Netagf中的较小的一个可以被设定成目标发动机转速Ne*。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，设置模式开关90，并且当由模式开关90选择驾驶感觉优先模式时执行在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程，但是在不设置模式开关90的情况下，作为正常驱动控制可以执行在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，基于加速器下压量的增加ΔAcc来设定电池放电功率Pb，并且通过将电池放电功率Pb除以驱动轴36的转速Nd获得的值被设定成暂时校正驱动力Tdctmp。然而，如在图16中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程中描述的，电池放电功率Pb可以被设定成通过将加速器下压量的增加ΔAcc乘以系数K获得的值(步骤S260B)。如在图10中示出的，由于电池放电功率Pb与加速器下压量的增加ΔAcc具有线性关系，所以与在图2中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程的步骤S260中相同的电池放电功率Pb能够通过将相对于加速器下压量的增加ΔAcc的斜率的比确定为系数K来设定。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，通过将基于加速器下压量的增加ΔAcc的暂时校正驱动力Tdctmp乘以与加速器下压增加时间t对应的反映率ka、与加速器开度水平Acc对应的反映率kb、与车速V对应的反映率kc、与蓄电比SOC对应的反映率kd和与电池温度Tb对应的反映率ke获得的值被设定成校正驱动力Tdc。然而，反映率ka、kb、kc、kd和ke中的一些可以不在设定校正驱动力Tdc中反映。
以下将描述在根据第一实施例的混合动力车辆20中当变速位置SP是手动位置(M位置)时的操作。在该情形中，能够执行在图17中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)和在图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第二半部)。在图17中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程与在图2中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程相同，除了添加了输入变速级M作为变速位置SP的处理(步骤S105)，以及排除了使用在图7中示出的变速图来设定变速级M的步骤S120的处理。加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程的第二半部的处理与在图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程相同并且由此未被示出。以下将使用在图17中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程简洁地描述当变速位置SP是手动位置(M位置)时的驱动控制。
当执行在图17中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程时，HVECU70首先接收加速器开度水平Acc、车速V、变速级M、发动机22的转速Ne、电池50的蓄电比SOC以及电池温度Tb(步骤S105)，并且使用加速器开度水平Acc、车速V以及在图4中示出的加速器要求驱动力设定曲线图来设定加速器要求驱动力Tda(步骤S110)。随后，使用车速V、变速级M和在图8中示出的驾驶性能目标发动机转速设定曲线图来设定驾驶性能目标发动机转速Netagf(步骤S130)，并且使用驾驶性能目标发动机转速Netagf和在图9中示出的上限发动机功率设定曲线图来设定上限发动机功率Pelim(步骤S140)。然后，通过将上限发动机功率Pelim除以驱动轴36的转速Nd来设定上限驱动力Tdlim(步骤S150)，并且比较加速器要求驱动力Tda和上限驱动力Tdlim(步骤S160)。
当加速器要求驱动力Tda等于或小于上限驱动力Tdlim时，加速器要求驱动力Tda被设定成基础驱动力Tdb(步骤S170)，并且通过将加速器要求驱动力Tda乘以驱动轴36的转速Nd获得的值被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S180)。当加速器要求驱动力Tda大于上限驱动力Tdlim时，上限驱动力Tdlim被设定成基础驱动力Tdb(步骤S190)并且上限发动机功率Pelim被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S200)。
驾驶性能目标发动机转速Netagf被设定成目标发动机转速Ne*(步骤S210)，并且使用表达式(2)来设定第一马达MG1的扭矩指令Tm1*(步骤S220)。随后的处理与在图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第二半部)的处理相同。即，计算加速器下压量的增加ΔAcc(步骤S230)，并且测量加速器下压增加时间t(步骤S240)。随后，当加速器下压增加时间t小于阈值tref(步骤S250)时，通过将使用加速器下压量的增加ΔAcc和在图10中示出的放电功率设定曲线图获得的暂时校正驱动力Tdctmp乘以反映率ka、kb、kc、kd和ke来设定校正驱动力Tdc(步骤S260至S290)，并且通过将校正驱动力Tdc添加到基础驱动力Tdb获得的值被设定成有效驱动力Td*(步骤S300)。然后，使用表达式(3)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S310)，目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40(步骤S320)，并且例程结束。另一方面，当加速器下压增加时间t等于或大于阈值tref(步骤S250)时，基础驱动力Tdb被设定成有效驱动力Td*(步骤S330)。使用表达式(3)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S340)，目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40(步骤S350)，并且例程结束。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，当变速位置SP在手动位置(M位置)中时，基于驾驶员的变速操作(升档或降档)基于变速级M和车速V来设定驾驶性能目标发动机转速Netagf。因此，与当变速位置SP是D位置时类似，当驾驶员下压在加速器踏板83上时，能够使发动机22取决于车速V旋转并且与在车速V增加之前发动机22的转速Ne快速地增加的情形相比向驾驶员给予更好的驾驶感觉。由于随着加速器下压量的增加ΔAcc增加而输出到驱动轴36的驱动力被更大地校正，所以能够获得与驾驶员的要求对应的加速力(响应性)。
将在下面描述根据本发明的第二实施例的混合动力车辆120。在图18中示意性地示出根据第二实施例的混合动力车辆120的构造。除了如在图18中所示地设置变速器130之外，根据第二实施例的混合动力车辆120具有与根据图1中示出的第一实施例的混合动力车辆20相同的构造。为了省略重复描述的目的，将通过相同的附图标记标记与根据第一实施例的混合动力车辆20中相同的根据第二实施例的混合动力车辆120中的元件，并且将不进行其详细的描述。
包括在根据第二实施例的混合动力车辆120中的变速器130由液压驱动的在行进方向上的三个变速级的有级的自动变速器构成，并且根据来自HVECU70的控制信号变速。在根据第二实施例的混合动力车辆120中，除了变速器130的三个变速级之外还设定三个虚拟变速级以构成六个变速级的变速器。图19示出在第二实施例中使用的变速图的实例。为了容易比较的目的，在图19中示出的变速图与在图7中示出的变速图相同。在图19中，粗实线表示变速器130的升档线并且粗虚线表示变速器130的降档线。细实线表示虚拟升档线并且细虚线表示虚拟降档线。在图中，在上部和下部中的数字和箭头表示包括虚拟变速级的六个变速级的变速，并且在上部和下部中的括号中的数字和箭头表示变速器130的三个变速级的变速。如在图中示出的，一个虚拟变速级被布置在变速器130的邻近的变速级之间。
在根据第二实施例的混合动力车辆120中，当在驾驶感觉优先模式中变速位置是D位置时，执行在图20和图21中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程。在图20和图21中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程与在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程相同，除了设定实际变速级Ma以及变速级M的步骤S120C、使用变速器130的实际变速级Ma的齿轮比Gr设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*的步骤S310C和S340C以及当传送目标发动机功率Pe*或目标发动机转速Ne*时将实际变速级Ma传送到变速器130的步骤S320C和S350C。因此，与在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程中相同的在图20和图21中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程中的处理由相同的步骤数字标记。以下将聚焦于与在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程的不同简洁地描述在图20和图21中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程。
当执行在图20和图21中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程时，HVECU70首先接收加速器开度水平Acc、车速V、发动机22的转速Ne、电池50的蓄电比SOC和电池温度Tb(步骤S100)，并且使用加速器开度水平Acc、车速V和在图4中示出的加速器要求驱动力设定曲线图来设定加速器要求驱动力Tda(步骤S110)。随后，使用加速器开度水平Acc、车速V和在图19中示出的变速图来设定变速级M和实际变速级Ma(步骤S120C)。这里，变速级M意味着包括虚拟变速级的六个变速级，并且实际变速级Ma意味着变速器130的三个变速级。因此，变速级M被设定成与基于图19中的所有变速级线的六个变速级中的任一个对应，并且实际变速级Ma被设定成与基于在图19中的粗实线和粗虚线的三个变速级中的任一个对应。
然后，使用车速V、变速级M和在图8中示出的驾驶性能目标发动机转速设定曲线图来设定驾驶性能目标发动机转速Netagf(步骤S130)，并且使用驾驶性能目标发动机转速Netagf和在图9中示出的上限发动机功率设定曲线图来设定上限发动机功率Pelim(步骤S140)。然后，通过将上限发动机功率Pelim除以驱动轴36的转速Nd来设定上限驱动力Tdlim(步骤S150)，并且比较加速器要求驱动力Tda和上限驱动力Tdlim(步骤S160)。
当加速器要求驱动力Tda等于或小于上限驱动力Tdlim时，加速器要求驱动力Tda被设定成基础驱动力Tdb(步骤S170)，并且通过将加速器要求驱动力Tda乘以驱动轴36的转速Nd获得的值被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S180)。当加速器要求驱动力Tda大于上限驱动力Tdlim时，上限驱动力Tdlim被设定成基础驱动力Tdb(步骤S190)，并且上限发动机功率Pelim被设定成目标发动机功率Pe*(步骤S200)。
驾驶性能目标发动机转速Netagf被设定成目标发动机转速Ne*(步骤S210)，并且使用表达式(2)来设定第一马达MG1的扭矩指令Tm1*(步骤S220)。然后，计算加速器下压量的增加ΔAcc(步骤S230)，并且测量加速器下压增加时间t(步骤S240)。随后，当加速器下压增加时间t小于阈值tref(步骤S250)时，通过将使用加速器下压量的增加ΔAcc和在图10中示出的放电功率设定曲线图获得的暂时校正驱动力Tdctmp乘以反映率ka、kb、kc、kd和ke来设定校正驱动力Tdc，并且通过将校正驱动力Tdc添加到基础驱动力Tdb获得的值被设定成有效驱动力Td*(步骤S300)。
随后，使用表达式(5)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S310C)。在表达式(5)中，“Gr”表示变速器130的实际变速级Ma的齿轮比。因此，在表达式(5)的右侧上的第一项意味着被输出到变速器130的输入轴的驱动力，以便将有效驱动力Td*输出到驱动轴36，该驱动轴36是变速器130的输出轴。
Tm2*＝Td*/Gr+Tm1*/ρ (5)
目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40，实际变速级Ma被传送到变速器130(步骤S320C)，并且例程结束。接收实际变速级Ma的变速器130维持当变速级是实际变速级Ma时的变速级，并且当变速级不是实际变速级Ma时，变速使得变速级是实际变速级Ma。
另一方面，当加速器下压增加时间t等于或大于阈值tref(步骤S250)时，基础驱动力Tdb被设定成有效驱动力Td*(步骤S330)。使用表达式(5)来设定第二马达MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S340C)，目标发动机功率Pe*和目标发动机转速Ne*被传送到发动机ECU24，扭矩指令Tm1*和Tm2*被传送到马达ECU40，实际变速级Ma被传送到变速器130(步骤S350C)，并且例程结束。
由于根据第二实施例的上述混合动力车辆120以与根据第一实施例的混合动力车辆20相同的方式作用，所以能够实现与在根据第一实施例的混合动力车辆20中实现的优点相同的优点。即，当驾驶员下压在加速器踏板83上时，能够使发动机22取决于车速V旋转，并且与在车速V增加之前发动机22的转速Ne快速地增加的情形相比向驾驶员给予更好的驾驶感觉。由于随着加速器下压量的增加ΔAcc增加而输出到驱动轴36的驱动力被更大地校正，所以能够获得与驾驶员的要求对应的加速力(响应性)。
以下将描述在根据第二实施例的混合动力车辆120中当变速位置SP是手动位置(M位置)时的操作。在该情形中，能够执行在图22中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)和在图21中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第二半部)。在图22中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)与在图20中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程(第一半部)相同，除了添加了输入变速级M作为变速位置SP的处理(步骤S105)并且排除了使用在图19中示出的变速图设定变速级M的步骤S120C的处理。差异与在图17中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程中描述的相同并由此将不重复其描述。
在根据第二实施例的混合动力车辆120中，设置三个变速级的变速器130以构成包括虚拟变速级的六个变速级，但是变速器130不限于三个变速级并且可以具有两个变速级或可以具有四个以上变速级。一个虚拟变速级被布置在变速器的邻近的变速级之间，但是期望数目的虚拟变速级诸如一个变速级或两个变速级可以被布置在变速器的每个变速级中，或者期望数目的虚拟变速级可以被布置在变速器的仅特定变速级中。可以不设置虚拟变速级。
以下将描述在第一实施例和第二实施例中的主要元件和在“发明内容”中描述的本发明的主要元件之间的对应关系。在第一实施例和第二实施例中，发动机22是“发动机”的实例。第一马达MG1是“第一马达”的实例。驱动轴36是“驱动轴”的实例。行星齿轮组30是“行星齿轮机构”的实例。第二马达MG2是“第二马达”的实例。电池50是“电池”的实例。执行在正常驾驶模式中的驱动控制或者在图2和图3中示出的加速器下压增加驾驶性能优先驱动控制例程的HVECU70、发动机ECU24和马达ECU40与“电子控制单元”对应。
在第一实施例和第二实施例中的主要元件以及在“发明内容”中描述的本发明的主要元件之间的对应关系不限制在“发明内容”中描述的本发明的元件，因为第一实施例和第二实施例是用于具体地描述将在“发明内容”中描述的发明投入实践的各方面的实例。即，在“发明内容”中描述的本发明的分析必须基于其描述来执行，并且第一实施例和第二实施例仅是在“发明内容”中描述的本发明的具体实例。
虽然以上已经参考第一实施例和第二实施例描述了本发明的各方面，但是本发明不限于第一实施例和第二实施例并且能够在不脱离本发明的主旨的情况下以各种形式修改。
本发明能够应用于制造混合动力车辆的产业。

Claims (10)

1.一种混合动力车辆，包括加速器踏板，所述加速器踏板能够由驾驶员操作，所述混合动力车辆的特征在于包括：
发动机；
第一马达；
行星齿轮机构，在所述行星齿轮机构中，所述行星齿轮机构的三个旋转元件分别被连接到所述发动机的输出轴、所述第一马达的旋转轴以及被连接到所述混合动力车辆的车轴的驱动轴；
第二马达，所述第二马达被构造成向所述驱动轴输入动力以及从所述驱动轴输出动力；
电池，所述电池被构造成与所述第一马达及所述第二马达交换电力；以及
电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：
(i)基于所述混合动力车辆的加速器下压量和车速或者驾驶员的操作来设定变速级，
(ii)基于所述变速级和所述车速来设定所述发动机的目标转速，
(iii)基于所述加速器下压量、所述车速和所述目标转速来设定基础驱动力，
(iv)设定校正驱动力，使得所述校正驱动力随着所述加速器下压量的增加而增加，并且
(v)控制所述发动机、所述第一马达以及所述第二马达，使得通过将所述校正驱动力添加到所述基础驱动力获得的驱动力被输出到所述驱动轴以用于使所述混合动力车辆行驶。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成控制所述第二马达，使得通过使用所述校正驱动力校正所述基础驱动力所需的功率被用于对所述电池充电和放电的功率覆盖。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成将所述校正驱动力设定成随着所述加速器下压量减小而减小。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成将所述校正驱动力设定成当所述车速高于预定车速范围时比当所述车速在所述预定车速范围内时小。
5.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成将所述校正驱动力设定成随着时间的流逝而逐渐减小。
6.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成将所述校正驱动力设定成随着蓄电比减小而减小，所述蓄电比是所述电池的可放电电力对全部容量的比。
7.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成将所述校正驱动力设定成当所述电池的温度不在适当的温度范围内时比当所述温度在所述适当的温度范围内时小。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述电子控制单元被构造成：
(i)基于所述加速器下压量和所述车速来设定要被输出到所述驱动轴的要求驱动力；
(ii)将当所述发动机以所述目标转速运转时从所述发动机输出的最大功率设定为上限功率；
(iii)将当所述上限功率被输出到所述驱动轴时的驱动力设定为上限驱动力；并且
(iv)将所述上限驱动力和所述要求驱动力中的较小驱动力设定为所述基础驱动力。
9.根据权利要求1至3中的任一项所述的混合动力车辆，其特征在于：
所述变速级是虚拟变速级。
10.根据权利要求1至3中的任一项所述的混合动力车辆，其特征在于进一步包括：
有级变速器，所述有级变速器被附接在所述驱动轴和所述行星齿轮机构之间，其中
所述变速级是所述有级变速器的变速级，或者是通过将虚拟变速级添加到所述有级变速器的变速级而获得的变速级。
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