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CN101356088A - 混合动力车辆及其控制方法 - Google Patents

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CN101356088A
CN101356088A CNA2006800509354A CN200680050935A CN101356088A CN 101356088 A CN101356088 A CN 101356088A CN A2006800509354 A CNA2006800509354 A CN A2006800509354A CN 200680050935 A CN200680050935 A CN 200680050935A CN 101356088 A CN101356088 A CN 101356088A
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CN
China
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unit
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electric power
combustion engine
propulsive effort
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CNA2006800509354A
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安藤大吾
井上敏夫
户祭卫
长谷川景子
伏木俊介
安部司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

在混合动力车辆(20)中，当在选择允许任意选择变速位置(SP1～SP6)的S档时产生了基于不加速的减速要求时，在根据电池(50)的状态、不能禁止燃料切断时，以伴随着燃料切断输出基于要求扭矩(Tr*)的驱动力的方式控制发动机(22)、电机(MG1)以及电机(MG2)(步骤S410、S420、S360～S400)。另外，当在选择S档时不加速状态下的减速要求产生时，在根据电池(50)的状态、能够禁止燃料切断时，以使发动机(22在目标转速(Ne0)下实质性地自立运行并输出基于要求扭矩(Tr*)的驱动力的方式控制发动机(22)、电机(MG1)以及电机(MG2)(S340～S400)。

Description

混合动力车辆及其控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力车辆及其控制方法。
背景技术
以往以来，作为混合动力车辆的一例，已知在向驱动轴传递内燃机的动力的变矩器与自动变速器之间配置电动发电机的混合动力车辆(例如，参照专利文献1)。在该混合动力车辆中，为了抑制由于在高温下暴露在稀薄气氛中而引起的催化剂的劣化，执行下述控制，即：在判断为处于催化剂的温度比预定的判断基准值高的状态时，抑制内燃机的燃料切断。而且，即使产生了基于不加速(accelerator off，不踏加速踏板)的减速要求，在由于催化剂的温度状态而禁止燃料切断时，为了补偿伴随着燃料切断的禁止而产生的减速度的低下，由电动发电机产生再生制动力，由二次电池等蓄电装置储存再生电力。另外，在该混合动力车辆中，如果在催化剂处于高温状态时、产生了基于不加速的减速要求的情况下，由于蓄电装置的状态而存在在蓄电装置中不能储存由电动发电机产生的再生电力的问题时，则代替由电动发电机产生的再生制动力，通过液压制动器产生所要求的制动力。另外，作为与这样的燃料切断相关联的技术，已知如下所述的技术，即：在仅以内燃机为驱动源并且具备能够选择手动变速模式的自动变速器的车辆中，从提高所谓的发动机制动的效果并改善燃油经济性、或者提高乘坐舒适性、驾驶感觉的观点出发，在选择手动变速模式时，与选择自动变速模式时相比，降低燃料切断转速(例如，参照专利文献2)，或者在选择手动变速模式时，与选择自动变速模式时相比，提高用于使燃料供给再开始的燃料切断恢复转速(例如，参照专利文献3)。
专利文献1：特开2003-207043号公报
专利文献2：特开平5-59982号公报
专利文献3：特开平8-11591号公报
发明内容
在上述那样的混合动力车辆中，能够使内燃机在任意的运行点下运行。因此，近年来，提出了在混合动力车辆中应用能够通过变速位置的变更从多个运行条件中任意地设定所希望的运行条件的变速装置，所述多个运行条件分别以不同的形态对行驶所要求的要求驱动力的设定可能范围、用于确定与要求驱动力相对应的内燃机的目标转速的运行点限制进行规定。从而，如果将这样的变速装置应用于混合动力车辆中、在不加速时等减速要求时使燃料切断的状态的内燃机的转速变化，则能够产生由与所选择的变速位置相对应的发动机制动引起的制动力。但是，当在允许驾驶者任意选择变速位置(运行条件)的状态下、如果不禁止与催化剂的状态相对应地燃料切断时，预计会频繁地进行燃料切断。然而，在这样频繁地进行燃料切断时，大量的空气被送入排气净化用的催化剂，由此会有氧气附着在催化剂上、催化剂的NOx的净化性能下降的问题。
因此，本发明的混合动力车辆及其控制方法的目的之一在于，在允许任意选择对行驶所要求的要求驱动力的设定可能范围进行规定的运行条件时，抑制排气净化用的催化剂的净化性能的下降。另外，本发明的混合动力车辆及其控制方法的目的之一在于，良好地抑制排气净化用的催化剂的净化性能的下降从而实现排放的改善。
本发明的混合动力车辆及其控制方法为了达成上述目的中的至少一部分，采用下面的方案。
本发明的混合动力车辆包括：
内燃机；
净化单元，该净化单元包含用于对从所述内燃机排出的排气进行净化的催化剂；
电力动力输入输出单元，该电力动力输入输出单元被连接在任何一个车轴即第1车轴和所述内燃机的输出轴上，能够伴随着电力和动力的输入输出向所述第1车轴和所述输出轴输出动力以及从所述第1车轴和所述输出轴输入动力；
电动机，该电动机能够向所述第1车轴或与该第1车轴不同的车轴中的任何一个即第2车轴输出动力以及从所述第1车轴或第2车轴输入动力；
蓄电单元，该蓄电单元能够在其与所述电力动力输入输出单元以及所述电动机之间进行电力(电功率)的交换；
燃料供给停止判断单元，该燃料供给停止判断单元基于所述蓄电单元的状态判断是否能够禁止对于所述内燃机的燃料供给的停止；
运行条件设定单元，该运行条件设定单元从多个运行条件中将任何一个设定为执行用运行条件，并且在预定条件下允许驾驶者选择任意的运行条件，所述多个运行条件分别以不同的形式规定至少由行驶所要求的要求驱动力的设定可能范围；
要求驱动力设定单元，该要求驱动力设定单元根据所设定的执行用运行条件来设定要求驱动力；和
控制单元，其中：当在所述运行条件设定单元允许选择所述任意的运行条件的状态下的减速要求产生时，所述燃料供给停止判断单元判断为不能禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机以伴随着所述燃料供给的停止输出基于所设定的要求驱动力的驱动力；当在所述减速要求产生时，所述燃料供给停止判断单元判断为能够禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以使所述内燃机以预定转速实质性地(实际上)自立运行(self-sustaining operation，独立工作)并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力。
在该混合动力车辆中，在预定条件下，驾驶者能够从分别对至少行驶所要求的要求驱动力的设定可能范围进行规定的多个运行条件中，任意地选择任何一个。当在允许驾驶者选择任意的运行条件的状态下减速要求产生时、根据蓄电单元的状态不能禁止对于内燃机的燃料供给的停止时，以伴随着对于内燃机的燃料供给的停止输出基于所设定的要求驱动力的驱动力的方式控制内燃机、电力动力输入输出单元和电动机。另外，当在允许驾驶者选择任意的运行条件的状态下减速要求产生时、根据蓄电单元的状态能够禁止对于内燃机的燃料供给的停止时，以使内燃机以预定转速实质性地自立运行并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力的方式控制内燃机、电力动力输入输出单元和电动机。即，在允许驾驶者选择任意的运行条件的状态下，由于与基于所选择的运行条件的要求驱动力之间的关系，在减速要求产生时容易使燃料供给停止，如果不实施任何对策，则由于燃料供给的停止，会向排气净化用的催化剂送入大量的空气，会有招致由氧气附着在该催化剂上而引起的净化性能的降低的危险。因此，如果当在允许驾驶者选择任意的运行条件的状态下减速要求产生时，除了根据蓄电单元的状态必须禁止对于内燃机的燃料供给的停止时，都不停止燃料供给地伴随着内燃机的实质性的自立运行得到基于要求驱动力的驱动力，则能够抑制由燃料供给的停止引起的催化剂的净化性能的降低，进而能够实现排放的改善。另外，这里所说的内燃机的实质性的自立运行中，除了不伴随来自内燃机的动力(扭矩)的输出的运行，也包含伴随着来自内燃机的少许的动力(扭矩)的输出的运行。
另外，也可以设为，所述减速要求包括：由将加速踏板操作(acceleratoropcration)状态设为不加速(accelerator off)状态而产生的减速要求；和由将加速踏板操作状态保持为加速状态时将加速器开度(acceleratoropening)减小而产生的减速要求。在产生这些减速要求时，通常大多使对于内燃机的燃料供给停止，所以在这样的情况下，如果除了根据蓄电单元的状态必须禁止对于内燃机的燃料供给的停止时，都不停止燃料供给地伴随着内燃机的实质性的自立运行得到基于要求驱动力的驱动力(制动力)，则能够抑制催化剂的净化性能的降低，实现排放的改善。
进而，也可以设为：所述燃料供给停止判断单元，在所述蓄电单元的蓄电残余量小于等于预定的上限值时、或者基于所述蓄电单元的状态而设定的该蓄电单元的充电所允许的电力即充电允许电力小于等于预定的充电界限值时，判断为能够禁止所述燃料供给的停止。由此，能够基于蓄电单元的状态更适当地判断是否能够禁止对于内燃机的燃料供给的停止。
另外，也可以设为：所述上限值以及所述充电界限值，是在没有停止燃料供给地伴随着所述内燃机的实质性的自立运行而得到减速要求时的要求驱动力时，基于由所述电力动力输入输出单元和所述电动机输入输出的电力而分别确定的。如果这样确定作为阈值的上限值以及充电界限值，能够在适当的定时解除对于内燃机的燃料供给的停止的禁止，抑制由蓄电单元的过充电引起的劣化。
进而，也可以设为：所述运行条件设定单元是与驾驶者的变速操作相对应地从多个变速位置中设定执行用变速位置的变速设定单元，所述多个运行条件与所述多个变速位置相对应，并且所述多个变速位置包含允许驾驶者选择任意的变速位置的顺序变速位置。
另外，也可以设为：在选择所述顺序变速位置时允许驾驶者进行选择的运行条件，对所述要求驱动力的设定可能范围、和用于确定与所述要求驱动力相对应的所述内燃机的目标转速的运行点限制进行规定；所述控制单元，当在所述减速要求产生时所述燃料供给停止判断单元判断为不能禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，从而伴随着所述燃料供给的停止以基于所述运行点限制而设定的目标转速使所述内燃机运行并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力。
而且，也可以设为，所述电力动力输入输出单元包括：3轴式动力输入输出单元，该3轴式动力输入输出单元连接在所述第1车轴、所述内燃机的输出轴和能够旋转的第3轴上、将基于从这3根轴中的任意2根轴输入、向这3根轴中的任意2根轴输出的动力而确定的动力，向剩余的轴输入、从剩余的轴输出；和发电机，该发电机能够从所述第3轴输入和向所述第3轴输出动力。
本发明的混合动力车辆的控制方法，是包括下述单元的混合动力车辆的控制方法：内燃机；净化单元，该净化单元包含用于对从所述内燃机排出的排气进行净化的催化剂；电力动力输入输出单元，该电力动力输入输出单元被连接在任何一个车轴即第1车轴和所述内燃机的输出轴上，能够伴随着电力和动力的输入输出向所述第1车轴和所述输出轴输出动力以及从所述第1车轴和所述输出轴输入动力；电动机，该电动机能够向所述第1车轴或与该第1车轴不同的车轴中的任何一个即第2车轴输出动力以及从所述第1车轴或第2车轴输入动力；蓄电单元，该蓄电单元能够在与所述电力动力输入输出单元以及所述电动机之间进行电力的交换；运行条件设定单元，该运行条件设定单元从多个运行条件中将任何一个设定为执行用运行条件，并且在预定条件下允许驾驶者选择任意的运行条件，所述多个运行条件分别以不同的形式对驱动力设定限制进行规定，所述驱动力设定限制用于确定至少由行驶所要求的要求驱动力的范围；该控制方法包括下述步骤：
当在所述运行条件设定单元允许选择所述任意的运行条件的状态下的减速要求产生时，根据所述蓄电单元的状态不能禁止对于所述内燃机的燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以伴随着对于所述内燃机的燃料供给的停止、输出基于根据所设定的执行用运行条件而设定的要求驱动力的驱动力；当在所述减速要求产生时，根据所述蓄电单元的状态能够禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以使所述内燃机以预定转速实质性地自立运行并输出基于根据所设定的执行用运行条件而设定的要求驱动力的驱动力。
如使用该方法的混合动力车辆那样，在驾驶者能够从分别对至少行驶所要求的要求驱动力的设定可能范围进行规定的多个运行条件中任意地选择任何一个时，在允许驾驶者选择任意的运行条件的状态下，由于与基于所选择的运行条件的要求驱动力之间的关系，在减速要求产生时容易使燃料供给停止，在由于燃料供给的停止而向排气净化用的催化剂送入大量的空气时，会有招致由氧气附着在该催化剂上而引起的净化性能的降低的危险。因此，如该方法所示，如果当在允许驾驶者选择任意的运行条件的状态下减速要求产生时，除了根据蓄电单元的状态必须禁止对于内燃机的燃料供给的停止时，都不停止燃料供给地伴随着内燃机的实质性的自立运行得到基于要求驱动力的驱动力，则能够抑制催化剂的净化性能的降低，进而能够实现排放的改善。
另外，在本发明的混合动力车辆的控制方法中，也可以设为，所述减速要求包括：由将加速踏板操作状态设为不加速状态而产生的减速要求；和由将加速踏板操作状态保持为加速状态时将加速器开度减小而产生的减速要求。
进而，本发明的混合动力车辆的控制方法也可以设为进一步包含：(b)基于所述蓄电单元的状态判定是否能够禁止对于所述内燃机的燃料供给的停止的步骤；在所述步骤(b)中，在所述蓄电单元的蓄电残余量小于等于预定的上限值时、或者基于所述蓄电单元的状态而设定的该蓄电单元的充电所允许的电力即充电允许电力小于等于预定的充电界限值时，判断为能够禁止所述燃料供给的停止。
此时，也可以设为：所述上限值以及所述充电界限值，是在没有停止燃料供给地伴随着所述内燃机的实质性的自立运行而得到减速要求时的要求驱动力时，基于由所述电力动力输入输出单元和所述电动机输入及输出的电力而分别确定的。
另外，也可以设为：所述混合动力车辆的所述运行条件设定单元是与驾驶者的变速操作相对应地从多个变速位置中设定执行用变速位置的变速设定单元；所述多个运行条件与所述多个变速位置相对应，并且所述多个变速位置包含允许驾驶者选择任意的变速位置的顺序变速位置。
进而，在本发明的混合动力车辆的控制方法中，也可以设为：在选择所述顺序变速位置时允许驾驶者进行选择的运行条件，对所述要求驱动力的设定可能范围、和用于确定与所述要求驱动力相对应的所述内燃机的目标转速的运行点限制进行规定；在所述步骤(a)中，当在所述减速要求产生时所述燃料供给停止判断单元判断为不能禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以伴随着所述燃料供给的停止以基于所述运行点限制而设定的目标转速使所述内燃机运行并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力。
附图说明
图1是本发明的实施例的混合动力汽车20的概略结构图；
图2是发动机22的概略结构图；
图3是表示驱动控制例程的一例的流程图，所述驱动控制例程由实施例的混合动力ECU70、在选择S档作为变速位置SP、并且加速踏板操作状态处于加速(accelerator on，踩踏板)状态时执行；
图4是表示电池50的电池温度Tb与输入输出限制Win、Wout的关系的一例的说明图；
图5是表示电池50的残余容量(SOC)与输入输出限制Win、Wout的校正系数的关系的一例的说明图；
图6是表示要求扭矩设定用图的一例的说明图；
图7是举例表示发动机22的工作线和目标转速Ne＊与目标扭矩Te＊之间的相关曲线的说明图；
图8是举例表示加速时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系的列线图；
图9是举例表示在加速状态下使发动机22的爆发燃烧继续时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系的列线图；
图10是举例表示在加速状态下执行燃料切断时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系的列线图；
图11是表示驱动控制例程的一例的流程图，所述驱动控制例程由实施例的混合动力ECU70、在选择S档作为变速位置SP、并且加速踏板操作状态处于不加速状态时执行；
图12是举例表示在不加速状态下使发动机22的爆发燃烧继续时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系的列线图；
图13是表示选择S档时所使用的目标转速设定用图的一例的说明图；
图14是举例表示在不加速状态下执行燃料切断时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系的列线图；
图15是表示变形例的混合动力汽车120的结构的概略的结构图；
图16是表示变形例的混合动力汽车220的结构的概略的结构图。
具体实施方式
接下来，用实施例说明用于实施本发明的最佳方式。
图1是本发明的实施例的混合动力汽车的概略结构图。图1所示的混合动力汽车20包括：发动机22，经由减震器28连接在作为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配集成机构30，连接在动力分配集成机构30上的能够发电的电机MG1，安装在作为连接在动力分配集成机构30上的驱动轴的齿圈轴32a上的减速器35，连接在该减速器35上的电机MG2，和控制动力输出装置整体的混合动力用电子控制单元(下面简称“混合动力ECU”)70。
发动机22由能够通过例如汽油或轻油等碳氢化合物燃料输出动力的内燃机构成。如从图2可知那样，发动机22经由节气门124将由空气净化器122净化的空气吸入吸气口，同时从燃料喷射阀126喷射汽油，将吸入的空气与汽油混合，并经由进气门128将该混合气体吸入燃料室，通过由火花塞130产生的电火花使其爆发燃烧，将由其能量向下推动的活塞132的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气，经由具备对一氧化碳(CO)、烃类(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分进行净化的排气净化催化剂(三元催化剂)的净化装置134向外部排出。净化装置134的排气净化催化剂可以由白金(Pt)、钯(Pd)等氧化催化剂、铑(Rh)等还原催化剂、氧化铈(CeO2)等助催化剂等构成。此时，通过氧化催化剂的作用将排气中所含的CO、HC净化成水(H2O)、二氧化碳(CO2)，通过还原催化剂的作用将排气中所含的NOx净化成氮气(N2)、氧气(O2)。
这样构成的发动机22由发动机用电子控制单元(以下简称为“发动机ECU”)24控制。发动机ECU24如图2所示，由以CPU24a为中心的微处理器构成，除CPU24a之外还包括储存处理程序的ROM24b、暂时储存数据的RAM24c和未图示的输入输出端口以及通信端口。例如，经由输入端口向发动机ECU24输入有：来自检测曲轴26的旋转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；来自检测作为燃烧室内的压力的缸内压力的压力传感器143的缸内压力；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气的进气门128和排气门开闭；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；来自设置在进气管上的空气流量计148的信号；来自同样设置在进气管上的温度传感器149的进气温度；来自设置在净化装置134上的温度传感器135的催化剂床温Tcat等。另外，从发动机ECU24经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号，例如：给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电机136的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圈138的控制信号，给能够改变进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号等。另外，发动机ECU24与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要向混合动力ECU70输出与发动机22的运行状态有关的数据。
动力分配集成机构30包括：作为外齿轮的太阳齿轮31，配置在与该太阳齿轮31同心的圆上的作为内齿轮的齿圈32，与太阳齿轮31啮合同时与齿圈32啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及公转自如的行星架34；以太阳齿轮31、齿圈32和行星架34为旋转要素构成进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配集成机构30，在行星架34上连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电机MG1，在齿圈32上经由齿圈轴32a连结有减速器35；在电机MG1作为发电机而工作时，将从行星架34输入的来自发动机22的动力根据其传动比分配到太阳齿轮31侧和齿圈32侧；在电机MG1作为电动机而工作时，将从行星架34输入的来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电机MG1的动力集成(統合，综合)，向齿圈32侧输出。向齿圈32输出的动力，从齿圈轴32a经由齿轮机构60和差速器62，最终向车辆的驱动轮63a、63b输出。
电机MG1以及电机MG2，都由能够作为发电机而工作同时能够作为电动机而工作的周知的同步电动发电机构成，经由逆变器41、42与电池50进行电力的交换。连接逆变器41、42与电池50的电力线54，由各逆变器41、42共用的正极母线和负极母线构成，电机MG1、MG2之一发电的电力能够由另一电机消耗。因此，电池50通过电机MG1、MG2之一发电的电力或不足的电力而进行充放电。另外，在通过电机MG1、MG2获得电力收支的平衡时，电池50不进行充放电。电机MG1、MG2都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，输入驱动控制电机MG1、MG2所必须的信号，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的信号或者由未图示的电流传感器检测出的、施加到电机MG1、MG2上的相电流等，从电机ECU40输出给逆变器41、42的开关控制信号。电机ECU40与混合动力ECU70进行通信，根据来自混合动力ECU70的控制信号驱动控制电机MG1、MG2，同时，根据需要将与电机MG1、MG2的运行状态有关的数据向混合动力ECU70输出。
电池50由电池用电子控制单元(以下称作“电池ECU”)52管理。向电池ECU52中，输入管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池50的端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50的输出端子连接的电力线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装在电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，电池ECU52根据需要，通过通信将与电池50的状态有关的数据向混合动力ECU70、发动机ECU24输出。另外，为了管理电池50，电源ECU52还基于由电流传感器检测出的充放电电流的累计值运算残余容量SOC。
混合动力ECU70由以CPU72为中心的微处理器构成，除CPU72之外还包括储存处理程序的ROM74、暂时储存数据的RAM76、未图示的输入输出端口以及通信端口。通过输入端口向混合动力ECU70输入有：来自点火开关80的点火信号，来自检测作为变速杆81的操作位置的变速位置SP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，和来自车速传感器88的车速V等。如上所述，混合动力用电子控制单元70通过通信端口与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
另外，在实施例的混合动力汽车20中，作为变速杆81的变速位置SP，除了停车时所用的驻车档、后退行驶所用的倒车档(reverse position)、中间位置的空档(neutral position)、前进行驶所用的通常的前进档(driveposition)(下面称作“D档”)，还设有顺序换档位置(下面称作“S档”)、调高速档指示位置以及调低速档指示位置。在选择D档作为变速位置SP时，将实施例的混合动力汽车20驱动控制为能够使发动机22高效运行。另外，在选择S档作为变速位置SP时，主要在减速时，能够使发动机22的转速相对于车速V的比在例如6个级别(SP1～SP6)中进行变更。在实施例中，在驾驶者将变速杆81设为S档时，变速位置SP被设为第5级别的SP5，通过变速位置传感器82检测出变速位置SP＝SP5这一情况。然后，在将变速杆81设为调高速档指示位置时，变速位置SP一级一级不断上升(调高速)，在将变速杆81设为调低速档指示位置时，变速位置SP一级一级不断下降(调低速)，变速位置传感器82与变速杆81的操作相对应地输出现在的变速位置SP。
如上所述那样构成的实施例的混合动力汽车20，基于与驾驶者对加速踏板83的踩下量相对应的加速器开度Acc和车速V，计算应当向作为驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩Tr＊，对发动机22、电机MG1和电机MG2进行运行控制，以将与该要求扭矩Tr＊相对应的动力向齿圈轴32a输出。作为发动机22、电机MG1和电机MG2的运行控制，包括扭矩变换模式：其中以从发动机22输出与要求动力相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时以通过动力分配集成机构30、电机MG1和电机MG2对从发动机22输出的动力的全部进行扭矩变换后向齿圈轴32a输出的方式对电机MG1、电机MG2驱动控制；充放电运行模式：其中以从发动机22输出与要求动力和电池50的充放电所必需的电力的和相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时伴随着电池50的充放电，以随着从发动机22输出的动力的全部或者一部分由动力分配集成机构30、电机MG1和电机MG2进行的扭矩变换，从而将要求动力向齿圈轴32a输出的方式，对电机MG1、电机MG2驱动控制；电机运行模式，其中以使发动机22的运行停止，向齿圈轴32a输出来自电机MG2的与要求动力相当的动力的方式进行运行控制。
接下来，对于实施例的混合动力汽车20的动作，特别是驾驶者选择S档作为变速位置SP时的混合动力汽车20的动作进行说明。在这里，将选择S档时的混合动力汽车20的动作分为加速踏板操作状态处于加速状态时、和加速踏板操作状态处于不加速状态时进行说明。
图3是表示在驾驶者选择S档作为变速位置SP、并且加速踏板操作状态处于加速状态时、由混合动力ECU70执行的驱动控制例程的一例的流程图。该例程在加速踏板操作状态处于加速状态时每隔预定时间(例如每隔数msec)反复执行。在开始图3的驱动控制例程时，混合动力ECU70的CPU72首先执行输入控制所必需的数据的处理(步骤S100)，其中所述数据包括：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，来自变速位置传感器82的变速位置SP，电池50应该进行充放电的充放电要求功率Pb＊，电池50的残余容量SOC，电池50的输入输出限制Win、Wout等。此时，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2设为将基于由旋转位置检测传感器43、44检测出的电机MG1、MG2的转子的旋转位置而计算出的转速通过通信从电机ECU40输入的值。充放电要求功率Pb＊、残余容量SOC设为通过通信从电池ECU52输入的值。作为电池50的充电所允许的电力即充电允许电力的输入限制Win、和作为电池50的放电所允许的电力即放电允许电力的输出限制Wout，设为将基于由温度传感器51检测出的电池50的电池温度Tb和电池50的残余容量SOC而设定的值通过通信从电池ECU52输入的值。另外，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的残余容量(SOC)设定输出限制用校正系数和输入限制用校正系数，并在所设定的输入输出限制Win、Wout的基本值上乘以校正系数从而设定输入输出限制Win、Wout的值。在图4中表示电池温度Tb与输入输出限制Win、Wout的关系的一例，在图5中表示电池50的残余容量(SOC)与输入输出限制Win、Wout的校正系数的关系的一例。
在步骤S100的数据输入处理之后，基于所输入的加速器开度Acc、车速V以及变速位置SP，设定应该向作为连接在驱动轮63a、63b上的驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩Tr＊和行驶时车辆整体所要求的要求功率P＊(步骤S110)。在实施例中，要求扭矩Tr＊是这样设定的：预先设定加速器开度Acc、车速V、变速位置SP和要求扭矩Tr＊之间的关系，作为对要求驱动力的设定可能范围进行规定的要求扭矩设定用图存储在ROM74中，在给出加速器开度Acc、车速V以及变速位置SP时，从该图中导出与之对应的要求扭矩Tr＊。另外，在实施例中，在变速位置SP为D档时和为SP1～SP6中的任意一个时，在处于加速状态时基于同一限制设定要求扭矩Tr＊，另一方面在加速器开度Acc为0％(不加速)时所设定的要求扭矩(制动扭矩)Tr＊则不同。图6表示要求扭矩设定用图的一例。另外，在实施例中，将在所设定的要求扭矩Tr＊上乘以齿圈轴32a的转速Nr(＝Nm2/Gr)而得的值、电池50应该充放电的充放电要求功率Pb＊、Loss(损失)的和设定为要求功率P＊。
接下来，判断所设定的要求功率P＊是否大于等于预定的阈值Tref(步骤S120)。这里所使用的阈值Pref，是为了判断是否应该由发动机22输出动力(扭矩)，基于发动机22、电机MG2的特性等而确定的，被设定为能够比较高效地使发动机22运行的区域的下限的功率或其附近的值。然后，当在步骤S120中判断为要求功率P＊大于等于阈值Pref时，设为要从发动机22输出将该要求功率P＊，基于要求功率P＊设定发动机22的暂定目标转速Netmp和暂定目标扭矩Tetmp(步骤S130)。在这里，基于使发动机22高效地工作的工作线和要求功率P＊设定暂定目标转速Netmp和暂定目标扭矩Tetmp。图7中表示发动机22的工作线的一例和暂定目标转速Netmp与暂定目标扭矩Tetmp的相关曲线的一例。如该图所示，暂定目标转速Netmp和暂定目标扭矩Tetmp可以从工作线与表示要求功率P＊(Netmp×Tetmp)为一定的相关曲线的交点求得。在这样设定暂定目标转速Netmp与暂定目标扭矩Tetmp之后，接下来，基于在步骤S100中输入的变速位置SP设定作为发动机22的转速的下限值的下限发动机转速Nemin(步骤S140)。下限发动机转速Nemin，作为在每个变速位置SP1～SP6、能够使来自发动机22的动力增减的宽度充分变宽、并且能够实现动力的迅速的增减的最小的转速而预先设定，并被储存在ROM74中。另外，下限发动机转速Nemin，在整个车速区域或者在车速V小于预定值时，也可以基于变速位置SP和车速V确定，此时，预先制作确定变速位置SP、车速V和下限发动机转速Nemin的关系的图，将其储存在ROM74中即可。
在设定完下限发动机转速Nemin之后，将该下限发动机转速Nemin与在步骤S130中设定的暂定目标转速Netm相比较(步骤S150)，在暂定目标转速Netmp大于等于下限发动机转速Nemin时，视为能够使来自发动机22的动力增减的宽度充分变宽、并且能够实现动力的迅速的增减，将在步骤S130中设定的暂定目标转速Netmp设定为发动机22的目标转速Ne＊，并将在步骤S130中设定的暂定目标扭矩Netmp设定为发动机22的目标扭矩Te＊(步骤S160)。与此相对，在暂定目标转速Netmp小于下限发动机转速Nemin时，为了使得能够使来自发动机22的动力增减的宽度充分变宽、并且能够实现动力的迅速的增减，将在步骤S140中设定的下限发动机转速Nemin设定为发动机22的目标转速Ne＊，并从所设定的目标转速Ne＊(＝Netmp)和要求功率P＊计算发动机22的目标扭矩Te＊(P＊/Ne＊)，将其设定为发动机22的目标扭矩Te＊(步骤S170)。这样，在选择S档作为变速位置SP时，将发动机22的目标转速Ne＊设定为大于等于对于每个变速位置SP1～SP6设定的下限发动机转速Nemin，所以能够响应性优异地对应驾驶者的加减速要求。
在这样设定作为发动机指令的发动机22的目标转速Ne＊和目标扭矩Te＊后，基于所设定的目标转速Ne＊、齿圈轴32a的转速Nr(＝Nm2/Gr)和动力分配集成机构30的传动比ρ，通过使用下式(1)的计算求出电机MG1的目标转速Nm1＊，并且基于所求得的目标转速Nm1＊和现在的转速Nm1，通过使用下式(2)的计算求出电机MG1的扭矩指令Tm1＊(步骤S180)。式(1)是与动力分配集成机构30的旋转要素相关联的力学关系式。将表示加速状时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速和扭矩的力学性的关系的列线图的一个例子表示在图8中。图中，左边的S轴表示与电机MG1的转速Nm1一致的太阳齿轮31的转速，C轴表示与发动机22的转速Ne一致的行星架34的转速，R轴表示电机MG2的转速Nm2除以减速器35的传动比Gr所得的齿圈32的转速Nr。另外，R轴上的2个粗线箭头，表示：在从电机MG1输出扭矩Tm1时通过该扭矩输出而作用在齿圈轴32a上的扭矩，和从电机MG2输出的扭矩Tm2经由减速器35作用在齿圈轴32a上的扭矩。用于求出电机MG1的目标转速Nm1＊的式(1)使用该列线图中的转速关系可以很容易地导出。另外，式(1)中的ρ是动力分配集成机构30的传动比(太阳齿轮31的齿数/齿圈32的齿数)，式(2)中，右边第2项的“k1”是比例项的增益，右边第3项的“k2”是积分项的增益。
Nm1＊＝Ne＊·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ)(1)
Tm1＊＝前一次Tm1＊+k1(Nm1＊-Nm1)+k2∫(Nm1＊-Nm1)dt  (2)
在设定扭矩指令Tm1＊之后，根据下式(3)以及式(4)，将在步骤S100中输入的电池50的输出限制Wout或输入限制Win与电机MG1的消耗电力的差除以电机MG2的转速，由此计算作为可以从电机MG2输出的扭矩的上下限的扭矩限制Tmin、Tmax(步骤S190)，所述电机MG1的消耗电力是由所设定的电机MG1的扭矩指令Tm1＊乘以现在的电机MG1的转速Nm1而得到的。进而，使用要求扭矩Tr＊、扭矩指令Tm1＊、动力分配集成机构30的传动比ρ以及减速器35的传动比Gr，通过下式(5)计算作为应该从电机MG2输出的扭矩的暂定电机扭矩Tm2tmp(步骤S200)，并通过扭矩限制Tmin、Tmax限制所计算出的暂定电机扭矩Tm2tmp来设定电机MG2的扭矩指令Tm2＊(步骤S210)。通过这样地设定电机MG2的扭矩指令Tm2＊，可以将朝向齿圈轴32a输出的要求扭矩Tr＊设定为基本限制在电池50的输入输出限制Win、Wout的范围内的扭矩。另外，式(5)从图8的列线图可以很容易地导出。在这样设定发动机22的目标转速Ne＊、目标扭矩Te＊和电机MG1、电机MG2的扭矩指令Tm1＊、Tm2＊之后，分别将作为发动机指令的发动机22的目标转速Ne＊和目标扭矩Te＊发送到发动机ECU24，将电机MG1、MG2的扭矩指令Tm1＊、Tm2＊发送到电机ECU40(步骤S220)，然后暂时结束本例程。接收了目标转速Ne＊和目标扭矩Te＊的发动机ECU24，执行用于得到目标转速Ne＊和目标扭矩Te＊的控制。另外，接收了扭矩指令Tm1＊、Tm2＊的电机ECU40，进行逆变器41、42的开关元件的开关控制，以用扭矩指令Tm1＊驱动电机MG1、用扭矩指令Tm2＊驱动电机MG2。
Tmax＝(Wout＊-Tm1＊·Nm1)/Nm2                (3)
Tmin＝(Win-Tm1＊·Nm1)/Nm2                   (4)
Tm2tmp＝(Tr＊+Tm1＊/ρ)/Gr                   (5)
另一方面，例如在产生由驾驶者使加速器开度Acc从比较大的状态(例如接近全开的状态)急剧减小到比较小的状态(例如5％左右)、加速踏板操作状态保持加速状态但将加速器开度减小这样的减速要求等时，在步骤S110中将车辆整体所要求的要求功率P＊设定成比较小的值，所以有时在步骤S120中会判断为要求功率P＊小于阈值Pref。在这样的情况下，首先判断在步骤S100中输入的电池50的残余容量SOC是否小于等于预先确定的上限值SOC1(步骤S230)，如果残余容量SOC小于等于上限值SOC1，判断在步骤S100中输入的电池50的输入限制Win作为充电电力是否小于等于预定的充电界限值Win1(步骤S240)。在步骤S230中所使用的上限值SOC1和在步骤S240中所使用的充电界限值Win1，是在如后述那样没有燃料切断地伴随着发动机22的实质性的自立(独立)运行而得到减速要求时的要求驱动力时，基于通过电机MG1以及MG2输入输出的电力而分别确定的。
在残余容量SOC小于等于上限值SOC1，并且电池50的输入限制Win小于等于充电界限值Win1时，将用于使发动机22的爆发燃烧(点火)继续的指令设定为发动机指令，并且为了使发动机22不实质性地进行扭矩的输出地自立运行，将发动机22的目标转速Ne＊设定为该爆发燃烧继续时的转速Ne0(步骤S250)。在实施例中，转速Ne0设为例如怠速时的转速(800～1000rpm)。接下来，基于所设定的目标转速Ne＊(＝Ne0)和在步骤S100中输入的发动机22的转速Ne进行下式(6)的计算，设定用于在使爆发燃烧继续的状态下使发动机22的转速Ne达到目标转速Ne＊(＝Ne0)的电机MG1的扭矩指令Tm1＊(步骤S260)。式(6)是用于伴随着发动机22的爆发燃烧的继续而将发动机22的转速Ne设为目标转速Ne＊的反馈控制的关系式，式(2)中，右边第1项的“k1”是比例项的增益，右边第2项的“k2”是积分项的增益。这些增益“k1”、“k2”，根据使发动机22的爆发燃烧继续的需要，被设定为比从发动机22输出较大的扭矩时小的值。
在这样设定扭矩指令Tm1＊后，使用所设定的扭矩指令Tm1＊设定电机MG2的扭矩指令Tm2＊(步骤S190～S210)，将发动机指令(点火指令以及目标转速Ne＊)发送给发动机ECU24，将扭矩指令Tm1＊、Tm2＊发送给电机ECU40(步骤S220)，暂时结束本例程。这样，在加速状态下产生减速要求时使发动机22的爆发燃烧继续的情况下，通过如上所述那样驱动控制电机MG1，能够不进行燃料切断地将发动机22的转速Ne迅速下降到目标转速Ne＊(＝Ne0)，对混合动力汽车20进行减速。此时，发动机ECU24为了将吸入空气的量确保为不产生失火的程度，将节气门124的开度设定得较小。在图9中表示列线图的一例，所述列线图表示当在加速的状态下使发动机22的爆发燃烧继续时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速和扭矩的力学性的关系。从该图可知，在以转速Ne0使发动机22运行时，从发动机22输出一些驱动扭矩，该驱动扭矩作用在作为输出轴的齿圈轴32a上，所以电机MG2输出从基于要求扭矩(制动扭矩)Tr＊的扭矩中减去该驱动扭矩的量的扭矩。
Tm1＊＝k1·(Ne＊-Ne)+k2∫(Ne＊-Ne)·dt    (6)
在这里，如图9的双点划线所示，如果当在车速V较高的状态下保持加速状态地使加速器开度Acc急剧减小时使发动机22的爆发燃烧继续，则必须通过电机MG1使发动机22的转速急剧地下降到目标转速Ne0，伴随于此由电机MG1再生的电力变大。因此，根据电池50的残余容量SOC、基于残余容量SOC等而设定的电池50的输入限制Win的值，在不进行燃料切断地实质性地使发动机22自立运行时，会有由电机MG1再生的电力不能储存在电池50内的危险。因此，当在步骤S230中判断为电池50的残余容量SOC小于上限值SOC1时、或者当在步骤S240中判断为电池50的输入限制Win作为充电电力小于充电界限值Win1时，视为不能禁止燃料切断，设定用于执行使对于发动机22的燃料喷射暂时停止的燃料切断的指令(步骤S270)，将值0设定给电机MG1的扭矩指令Tm1＊(步骤S280)。这样，使用所设定的扭矩指令Tm1＊(＝0)来设定电机MG2的扭矩指令Tm2＊(步骤S190～S210)，将发动机指令(燃料切断指令)发送给发动机ECU24，将扭矩指令Tm1＊、Tm2＊发送到电机ECU40(步骤S220)，然后暂时结束本例程。这样，通过执行燃料切断，能够使发动机22的转速迅速降低，使混合动力汽车20减速。图10表示列线图的一例，所述列线图表示在加速状态下执行燃料切断时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系。
如上所述，在实施例的混合动力汽车20中，当在将变速位置SP设定为S档从而允许任意选择(手动选择)变速位置SP1～SP6的状态下产生了加速状态下的减速要求时，在基于电池50的状态、即残余容量SOC、输入限制Win判断为不能禁止燃料切断时，控制发动机22、电机MG1以及电机MG2，以伴随着发动机22的燃料切断而输出基于设定的要求扭矩Tr＊的驱动力(步骤S270、S280、S190～S220)，其中所述变速位置SP1～SP6限定行驶所要求的要求扭矩Tr＊的设定可能范围。另外，当在将变速位置SP设定为S档的状态下具有加速状态下的减速要求时，在基于电池50的残余容量SOC、输入限制Win判断为能够禁止燃料切断时，以使发动机22在目标转速Ne0下实质性地自立运行并输出基于所设定的要求扭矩Tr＊的驱动力的方式控制发动机22、电机MG1以及电机MG2(步骤S250、S260、S190～S220)。
接下来，对驾驶者选择S档作为变速位置SP并且加速踏板操作状态处于不加速状态时的混合动力汽车20的动作进行说明。图11是表示在驾驶者选择S档作为变速位置SP、并且加速踏板操作状态处于不加速状态时、由混合动力ECU70执行的驱动控制例程的一例的流程图。该例程也是在加速踏板操作状态处于不加速状态时每隔预定时间(例如每隔数msec)反复执行。在开始图11的驱动控制例程时，混合动力ECU70的CPU72首先执行控制所必需的数据的输入处理(步骤S300)，其中所述数据包括：来自车速传感器88的车速V，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，来自变速位置传感器82的变速位置SP，电池50应该进行充放电的充放电要求功率Pb＊，电池50的残余容量SOC，电池50的输入限制Win等。对于各数据的输入顺序，与图3的例程的情况相同。在步骤S300的数据输入处理之后基于车速V以及变速位置SP，设定应该向作为连接在驱动轮63a、63b上的驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩(制动扭矩)Tr＊和行驶时车辆整体所要求的要求功率P＊(步骤S310)。在实施例中，要求扭矩Tr＊的设定处理是这样的：从图6所举例表示的要求扭矩设定用图导出与车速V和变速位置SP相对应的加速器开度Acc为0％时的要求扭矩Tr＊。另外，要求功率P＊与图3的例程的情况同样地设定。接下来，判断在步骤S300中输入的电池50的残余容量SOC是否小于等于预先确定的上限值SOC1(步骤S320)，如果残余容量SOC小于等于上限值SOC1，判断在步骤S300中输入的电池50的输入限制Win是否小于等于预定的充电界限值Win1(步骤S330)。上限值SOC1和充电界限值Win1，都设为与图3的例程的情况相同的值。
在残余容量SOC小于等于上限值SOC1，并且电池50的输入限制Win小于等于充电界限值Win1时，将用于使发动机22的爆发燃烧(点火)继续的指令设定为发动机指令(步骤S340)，并且为了使发动机22不实质性地进行扭矩的输出地自立运行，将发动机22的目标转速Ne＊设定为该爆发燃烧继续时的转速Ne0(步骤S350)。转速Ne0与图3的例程的情况同样，设为例如怠速时的转速(800～1000rpm)。接下来，基于所设定的目标转速Ne＊(＝Ne0)和在步骤S300中输入的发动机22的转速Ne进行上式(6)的计算，设定用于在使爆发燃烧继续的状态下使发动机22的转速Ne达到目标转速Ne＊(＝Ne0)的电机MG1的扭矩指令Tm1＊(步骤S360)。如此，在设定扭矩指令Tm1＊之后，将在步骤S300中输入的电池50的输入限制Win与电机MG1的消耗电力的差除以电机MG2的转速Nm2，由此计算作为可以从电机MG2输出的扭矩的下限的扭矩限制Tmin(步骤S370)，所述电机MG1的消耗电力是由所设定的电机MG1的扭矩指令Tm1＊乘以现在的电机MG1的转速Nm1而得到的。进而，使用要求扭矩Tr＊、扭矩指令Tm1＊、动力分配集成机构30的传动比ρ以及减速器35的传动比Gr，与图3的例程中的步骤S200同样计算作为应该从电机MG2输出的扭矩的暂定电机扭矩Tm2tmp(步骤S380)，并通过扭矩限制Tmin限制所计算出的暂定电机扭矩Tm2tmp来设定电机MG2的扭矩指令Tm2＊(步骤S390)。通过这样地设定电机MG2的扭矩指令Tm2＊，可以将朝向齿圈轴32a输出的要求扭矩Tr＊设定为基本由电池50的输入限制Win来限制的扭矩。然后，在设定发动机指令(点火指令以及目标转速Ne＊)和电机MG1、电机MG2的扭矩指令Tm1＊、Tm2＊之后，分别将发动机指令发送到发动机ECU24，将电机MG1、MG2的扭矩指令Tm1＊、Tm2＊发送到电机ECU40(步骤S400)，然后暂时结束本例程。
这样，在当产生了基于不加速的减速要求时使发动机22的爆发燃烧继续的情况下，通过如上所述那样驱动控制电机MG1以及MG2，能够不进行燃料切断地将发动机22的转速Ne迅速下降到目标转速Ne＊(＝Ne0)，并通过电机MG2的再生产生制动力，使混合动力汽车20进行减速。此时也一样，发动机ECU24为了将吸入空气的量确保为不产生失火的程度，将节气门124的开度设定得较小。在图12中表示列线图的一例，所述列线图表示当在不加速的状态下使发动机22的爆发燃烧继续时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速和扭矩的力学性的关系。另外，在不加速的状态下也一样，在以转速Ne0使发动机22运行时，如图12所示，从发动机22向作为输出轴的齿圈轴32a输出若干驱动扭矩，所以电机MG2输出基于要求扭矩(制动扭矩)Tr＊的扭矩与取消该驱动扭矩量的扭矩的和。
在这里，在这样的不加速的状态下也一样，如图12的双点划线所示，如果当在车速V较高的状态下保持加速状态地使加速器开度Acc急剧减小的情况下使发动机22的爆发燃烧继续时，则必须通过电机MG1使发动机22的转速急剧地下降到目标转速Ne0，伴随于此由电机MG1再生的电力变大。另外，在不加速时，如从图6可知那样，车速越高、另外变速位置SP越位于下级侧(SP1侧)，所设定的要求扭矩Tr＊作为制动力变得越大，所以电机MG2所要求的再生制动力也变得越大，从电机MG2向电池50输入的电力也增大与该量相应的量。因此，根据电池50的残余容量SOC、基于残余容量SOC等而设定的电池50的输入限制Win的值，在不进行燃料切断地实质性地使发动机22自立运行时，会有由电机MG1再生的电力不能储存在电池50内的问题。
因此，当在步骤S320中判断为电池50的残余容量SOC小于上限值SOC1时、或者当在步骤S330中判断为电池50的输入限制Win作为充电电力小于充电界限值Win1时，视为不能禁止燃料切断，设定用于执行使对于发动机22的燃料喷射暂时停止的燃料切断的指令(步骤S410)，然后基于变速位置SP和车速V设定所谓应该通过发动机制动供给制动力的一部分的发动机22的目标转速Ne＊(步骤S420)。在实施例中，由于是在选择S档时，所以如下述那样进行设定，即：预先设定从SP1到SP6的变速位置SP、车速V和发动机22的目标转速Ne＊的关系，作为选择S档时所使用的运行点限制即目标转速设定用图存储在ROM74中，在给出变速位置SP和车速V时，从该图中导出与两者相对应的发动机22的目标转速Ne＊。图13表示选择S档时所使用的目标转速设定用图的一例。在这样设定发动机22的目标转速Ne＊之后，执行所述的步骤S360到S400的处理，暂时使本例程结束。这样，在产生了基于不加速的减速要求时，通过执行燃料切断并且如上所述那样驱动控制电机MG1以及MG2，能够向作为驱动轴的齿圈轴32a输出由来自发动机22的发动机制动产生的制动扭矩(直达扭矩＝-1/ρ·Tm1＊)和由来自电机MG2的再生产生的制动力，能够使通过电机MG2的再生而向电池50输入的电力减少与之相对应的量。特别是在车速V高到某种程度、并且变速位置SP位于下级侧时，如从图6可知那样，作为要求扭矩设定了比较大的制动扭矩，如从图13可知那样，将发动机22的目标转速Ne＊设定得比较高，通过电机MG1等的拖动(motoring)，将发动机22的转速Ne保持得较高，所以能够将电机MG2的负担减小与之相对应的量。图14表示列线图的一例，所述列线图表示在不加速状态下执行燃料切断时的动力分配集成机构30的各旋转要素的转速与扭矩的力学关系。
如上所述，在实施例的混合动力汽车20中，当在将变速位置SP设定为S档从而允许任意选择变速位置SP1～SP6的状态下产生了基于不加速的减速要求时，在基于电池50的状态、即残余容量SOC、输入限制Win判断为不能禁止燃料切断时，以伴随着发动机22的燃料切断输出基于所设定的要求扭矩Tr＊的驱动力的方式控制发动机22、电机MG1以及电机MG2(步骤S410、S420、S360～S400)。另外，当在将变速位置SP设定为S档的状态下产生了不加速状态下的减速要求时，在基于电池50的残余容量SOC、输入限制Win判断为能够禁止燃料切断时，以使发动机22在目标转速Ne0下实质性地自立运行并输出基于所设定的要求扭矩Tr＊的驱动力的方式控制发动机22、电机MG1以及电机MG2(S340～S400)。
如上面所说明那样，在实施例的混合动力汽车20中，当在将变速位置SP设定为S档从而允许任意选择变速位置SP1～SP6的状态下，产生了加速状态下的减速要求、或基于不加速的减速要求时，除了根据电池50的状态即残余容量SOC以及输入限制Win必须禁止燃料切断时，都不执行燃料切断，而伴随着发动机22的实质性的自立运行获得基于要求扭矩Tr＊的驱动力(制动力)。即，当在允许驾驶者任意选择变速位置SP1～SP6的情况下，产生了由于加速器开度Acc急剧减小而引起的加速状态下的减速要求、基于不加速的减速要求时，通常执行燃料切断，由此向净化装置134的排气净化催化剂送入大量的空气，从而会有招致由于氧附着在该催化剂上而引起的NOx的净化性能的下降的危险。因此，如果除了根据电池50的状态必须禁止燃料切断时，都不执行燃料切断，而伴随着发动机22的实质性的自立运行获得基于要求扭矩Tr＊的驱动力(制动力)，则能够抑制由燃料切断引起大量的空气被送到净化装置134从而使排气净化催化剂的净化性能下降的情况，进而能够实现排放的改善。
另外，如上所述，如果在不执行燃料切断地伴随着发动机22的实质性的自立运行获得减速要求时的要求扭矩Tr＊时，基于由电机MG1以及MG2输入输出的电力而分别确定作为阈值的上限值SOC1以及充电界限值Win1，在电池50的残余容量SOC小于等于上限值SOC1、或者基于电池50的状态而设定的作为充电允许电力的输入限制Win小于等于充电界限值Win1的情况下，判断为能够禁止燃料切断，则能够基于电池50的状态更适当地判断是否能够禁止燃料切断，并且能够在适当的定时解除燃料切断的禁止从而抑制电池50的由过充电引起的劣化。
另外，在上述实施例的混合动力汽车20中，列举了在变速杆81的变速位置中包含允许驾驶者任意选择变速位置SP1～SP6的S档的例子进行了说明，但本发明的适用对象并不局限于此。即，在变速杆81的变速位置SP中，设置有主要在例如以比较高的速度下坡行驶的情况被选择、与此相对应的驱动力的设定可能范围与D档相比其动力范围的下限被设定得较小的制动档时，在选择了制动档位置时，也可以执行图3、图11的驱动控制例程。
上面，使用实施例对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不局限于所述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以进行各种变更。
即，在所述实施例的混合动力汽车20中，作为驱动轴的齿圈轴32a与电机MG2是经由对电机MG2的转速减速然后向齿圈轴32a传递的减速器35而连接起来的，但也可以代替减速器35，采用例如具有Hi、Lo两级变速档或者大于等于三级的变速档、对电机MG2的转速进行变速然后向齿圈轴32a传递的变速器。
另外，在所述实施例的混合动力汽车20中，用减速器35使电机MG2的动力减速然后输出给齿圈轴32a，但也可以如图15所示的作为变形例的混合动力汽车120那样，将电机MG2的动力通过变速器65变速然后传递给与齿圈轴32a所连接的车桥(驱动轮63a、63b所连接的车桥/车轴)不同的车桥(图15中的连接在车轮64a、64b上的车桥)。
进而，所述各实施例的混合动力汽车20、20B中，将发动机22的动力经由动力分配集成机构30向连接在驱动轮63a、63b上的作为驱动轴的齿圈轴32a输出，但也可以如图16所示的作为变形例的混合动力汽车220那样，包括双转子电动机230，其具有：连接在发动机22的曲轴26上的内转子232、和连接在向驱动轮63a、63b输出动力的驱动轴上的外转子234，并向驱动轴传递发动机22的动力的一部分，同时将残余的动力转换成电力。
本发明能够应用于汽车制造工业等。

Claims (13)

1.一种混合动力车辆，包括：
内燃机；
净化单元，该净化单元包含用于对从所述内燃机排出的排气进行净化的催化剂；
电力动力输入输出单元，该电力动力输入输出单元被连接于任何一个车轴即第1车轴和所述内燃机的输出轴，能够伴随着电力和动力的输入输出向所述第1车轴和所述输出轴输出动力以及从所述第1车轴和所述输出轴输入动力；
电动机，该电动机能够向所述第1车轴或与该第1车轴不同的车轴中的任何一个即第2车轴输出动力以及从所述第1车轴或第2车轴输入动力；
蓄电单元，该蓄电单元能够在与所述电力动力输入输出单元以及所述电动机之间进行电力的交换；
燃料供给停止判断单元，该燃料供给停止判断单元基于所述蓄电单元的状态判断是否能够禁止对于所述内燃机的燃料供给的停止；
运行条件设定单元，该运行条件设定单元从多个运行条件中将任何一个设定为执行用运行条件，并且在预定条件下允许驾驶者选择任意的运行条件，所述多个运行条件分别以不同的形式规定至少由行驶所要求的要求驱动力的设定可能范围；
要求驱动力设定单元，该要求驱动力设定单元根据所设定的执行用运行条件来设定要求驱动力；和
控制单元，其中：当在所述运行条件设定单元允许选择所述任意的运行条件的状态下的减速要求产生时，所述燃料供给停止判断单元判断为不能禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机以伴随着所述燃料供给的停止输出基于所设定的要求驱动力的驱动力；当在所述减速要求产生时，所述燃料供给停止判断单元判断为能够禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以使所述内燃机以预定转速实质性地自立运行并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力。
2.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述减速要求包括：
由将加速踏板操作状态设为不加速状态而产生的减速要求；和由将加速踏板操作状态保持为加速状态、将加速器开度减小而产生的减速要求。
3.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中：
所述燃料供给停止判断单元，在所述蓄电单元的蓄电残余量小于等于预定的上限值时、或者基于所述蓄电单元的状态而设定的该蓄电单元的充电所允许的电力即充电允许电力小于等于预定的充电界限值时，判断为能够禁止所述燃料供给的停止。
4.如权利要求3所述的混合动力车辆，其中：
所述上限值以及所述充电界限值，是在没有停止燃料供给地伴随着所述内燃机的实质性的自立运行而获得减速要求时的要求驱动力时，基于由所述电力动力输入输出单元和所述电动机输入输出的电力而分别确定的。
5.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中：
所述运行条件设定单元是与驾驶者的变速操作相对应地从多个变速位置中设定执行用变速位置的变速设定单元，所述多个运行条件与所述多个变速位置相对应，并且所述多个变速位置包含允许驾驶者选择任意的变速位置的顺序变速位置。
6.如权利要求5所述的混合动力车辆，其中：
在选择所述顺序变速位置时允许驾驶者进行选择的运行条件，对所述要求驱动力的设定可能范围、和用于确定与所述要求驱动力相对应的所述内燃机的目标转速的运行点限制进行规定；
所述控制单元，当在所述减速要求产生时所述燃料供给停止判断单元判断为不能禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，从而伴随着所述燃料供给的停止以基于所述运行点限制而设定的目标转速使所述内燃机运行并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力。
7.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述电力动力输入输出单元包括：
3轴式动力输入输出单元，该3轴式动力输入输出单元连接于所述第1车轴、所述内燃机的输出轴和能够旋转的第3轴、将基于从这3根轴中的任意2根轴输入、向这3根轴中的任意2根轴输出的动力而确定的动力，向剩余的轴输入、从剩余的轴输出；和发电机，该发电机能够从所述第3轴输入和向所述第3轴输出动力。
8.一种混合动力车辆的控制方法，该混合动力车辆包括：内燃机；净化单元，该净化单元包含用于对从所述内燃机排出的排气进行净化的催化剂；电力动力输入输出单元，该电力动力输入输出单元被连接于任何一个车轴即第1车轴和所述内燃机的输出轴，能够伴随着电力和动力的输入输出向所述第1车轴和所述输出轴输出动力以及从所述第1车轴和所述输出轴输入动力；电动机，该电动机能够向所述第1车轴或与该第1车轴不同的车轴中的任何一个即第2车轴输出动力以及从所述第1车轴或第2车轴输入动力；蓄电单元，该蓄电单元能够在与所述电力动力输入输出单元以及所述电动机之间进行电力的交换；运行条件设定单元，该运行条件设定单元从多个运行条件中将任何一个设定为执行用运行条件，并且在预定条件下允许驾驶者选择任意的运行条件，所述多个运行条件分别以不同的形式对驱动力设定限制进行规定，所述驱动力设定限制用于确定至少由行驶所要求的要求驱动力的范围；该控制方法包括下述步骤：
(a)当在所述运行条件设定单元允许选择任意的运行条件的状态下的减速要求产生时，根据所述蓄电单元的状态不能禁止对于所述内燃机的燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以伴随着对于所述内燃机的燃料供给的停止、输出基于根据所设定的执行用运行条件而设定的要求驱动力的驱动力；当在所述减速要求产生时，根据所述蓄电单元的状态能够禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，以使所述内燃机以预定转速实质性地自立运行并输出基于根据所设定的执行用运行条件而设定的要求驱动力的驱动力。
9.如权利要求8所述的混合动力车辆的控制方法，其中，所述减速要求包括：
由将加速踏板操作状态设为不加速状态而产生的减速要求；和由将加速踏板操作状态保持为加速状态、将加速器开度减小而产生的减速要求。
10.如权利要求8所述的混合动力车辆的控制方法，其中进一步包含：
(b)基于所述蓄电单元的状态判定是否能够禁止对于所述内燃机的燃料供给的停止的步骤；
在所述步骤(b)中，在所述蓄电单元的蓄电残余量小于等于预定的上限值时、或者基于所述蓄电单元的状态而设定的该蓄电单元的充电所允许的电力即充电允许电力小于等于预定的充电界限值时，判断为能够禁止所述燃料供给的停止。
11.如权利要求10所述的混合动力车辆的控制方法，其中：
所述上限值以及所述充电界限值，是在没有停止燃料供给地伴随着所述内燃机的实质性的自立运行而得到减速要求时的要求驱动力时，基于由所述电力动力输入输出单元和所述电动机输入输出的电力而分别确定的。
12.如权利要求8所述的混合动力车辆的控制方法，其中：
所述混合动力车辆的所述运行条件设定单元是与驾驶者的变速操作相对应地从多个变速位置中设定执行用变速位置的变速设定单元；
所述多个运行条件与所述多个变速位置相对应，并且所述多个变速位置包含允许驾驶者选择任意的变速位置的顺序变速位置。
13.如权利要求12所述的混合动力车辆的控制方法，其中：
在选择所述顺序变速位置时允许驾驶者进行选择的运行条件，对所述要求驱动力的设定可能范围、和用于确定与所述要求驱动力相对应的所述内燃机的目标转速的运行点限制进行规定；
在所述步骤(a)中，当在所述减速要求产生时所述燃料供给停止判断单元判断为不能禁止所述燃料供给的停止时，控制所述内燃机、所述电力动力输入输出单元和所述电动机，从而伴随着所述燃料供给的停止以基于所述运行点限制而设定的目标转速使所述内燃机运行并输出基于所设定的要求驱动力的驱动力。
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