CN101010214A

CN101010214A - 机动车辆及其控制方法

Info

Publication number: CN101010214A
Application number: CNA2005800293444A
Authority: CN
Inventors: 大岛启次郎; 渡边秀人
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2005-08-29
Publication date: 2007-08-01
Also published as: JP2006074894A; DE112005001924T5; US20080086255A1; WO2006025543A1; JP4055758B2

Abstract

响应于换档取消按钮的ON操作并且同时驾驶员对制动踏板的下压，预测从停车档位(P位置)的变速(步骤S110)。本发明的控制程序在抵消基于路面坡度作用在机动车辆纵向上的力的方向上设定辅助驱动力(F^*)(步骤S120至S140)。当辅助驱动力(F^*)小于预设驱动力(F1)时，电机(MG2)被控制为输出辅助驱动力(F^*)(步骤S160，S170，S200)。另一方面，当辅助驱动力(F^*)不小于预设驱动力(F1)时，电机(MG2)和(MG3)被控制为协同输出辅助驱动力(F^*)(步骤S180至S200)。此布置有效地减小了在机动车辆纵向上施加至停车机构的力并确保了变速杆从P位置向其它档位的平稳变速操作。

Description

机动车辆及其控制方法

技术领域

本发明涉及机动车辆及机动车辆控制方法。

背景技术

提出的一种机动车辆装有机械停车锁止单元，该机械停车锁止单元响应于驾驶员的使变速杆到达停车档位的变速操作并用机械地连接至车轮的电机来机械地锁止车轮(例如见日本专利早期公开号H9-286312)。在该现有技术的机动车辆中，响应于变速杆从停车档位至另一个档位的变速操作，基于路面坡度，控制电机在抵消作用在车辆纵向上的力的方向上输出转矩。这样的转矩输出使施加至机械停车锁止单元的负载基本等于零并由此辅助变速杆从停车档位至其它档位的变速操作(脱离停车档位的操作)。

发明内容

在具有电机和其它驱动力源并用来自发动机和驱动力源的驱动力来运行的机动车辆中，可能不能平稳地进行脱离停车档位操作。装有电机和其它驱动力源的该机动车辆用来自电机和驱动力源的驱动力来运行。与安装在引用的参考文献中的现有机动车辆上的电机相比，安装在该机动车辆上的电机需要较低的功率容量。在相对陡峭的路面上，低容量电机不能输出足够的驱动力来抵消作用在车辆纵向上的力。这导致不平稳的脱离停车档位操作。

由此，本发明的机动车辆和机动车辆控制方法目的在于确保变速杆从停车档位向其它档位的平稳变速操作。

为了获得上述和其它相关目的的至少一部分，下述的构造和布置应用于本发明的机动车辆和机动车辆控制方法。

本发明集中于一种机动车辆，所述机动车辆包括：第一电机，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；驱动力源，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；锁止结构，其响应于驾驶员对变速杆的至停车档位的变速操作，以不可旋转方式来锁止所述机动车辆的车轴；脱离停车档位操作预测模块，其预测包括从所述停车档位的换档操作的脱离停车档位操作，例如，所述变速杆从所述停车档位至其它档位的变速操作；辅助驱动力设定模块，其基于路面坡度，在抵消车辆重力分量即车重在所述机动车辆纵向上的分量的方向上设定辅助驱动力；以及控制模块，其响应于所述脱离停车档位操作预测模块对脱离停车档位操作的预测，在所述辅助驱动力小于预设驱动力时控制所述第一电机输出设定的辅助驱动力，在所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时控制所述第一电机和所述驱动力源协同输出所述设定的辅助驱动力。

在本发明的机动车辆中，响应于对脱离停车档位操作的预测，例如变速杆从停车档位向其它档位的变速操作，在所述辅助驱动力小于预设驱动力时控制所述第一电机输出设定的辅助驱动力。基于路面坡度，辅助驱动力施加在抵消车辆重力分量即车重作用在机动车辆纵向上的分量的方向上。在所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，控制所述第一电机和所述驱动力源协同输出所述设定的辅助驱动力。即，当辅助驱动力小于预设驱动力时，仅第一电机被用于输出辅助驱动力。另一方面，当辅助驱动力不小于预设驱动力时，第一电机和驱动力源两者都用于协同输出辅助驱动力。该布置有效地减小了在机动车辆纵向上施加至锁止结构的力，并由此确保了变速杆从停车档位向其它档位的平稳变速操作。

在本发明的机动车辆的一个优选实施例中，脱离停车档位操作是多个操作的组合，并且所述脱离停车档位操作预测模块响应于所述脱离停车档位操作的多个操作中的至少一部分来预测所述脱离停车档位操作。例如，脱离停车档位操作可以是驾驶员对制动踏板的下压、取消对变速杆从停车档位向其它档位的变换的禁止的换档取消按钮的ON操作、以及变速杆从停车档位向其它档位的变速操作。在该结构中，响应于驾驶员对制动踏板的下压或者响应于换档取消按钮的ON操作来预测脱离停车档位操作。

在本发明的机动车辆中，所述辅助驱动力设定模块可以测量所述路面坡度并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的路面坡度的增加而增加。可替换地，所述辅助驱动力设定模块可以测量所述车辆重力分量并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的车辆重力分量的增加而增加。这些设置使得充分地设定辅助驱动力，并由此确保变速杆从停车档位向其它档位的平稳变速操作。

在本发明的机动车辆的另一个优选实施例中，所述驱动力源包括第二电机，所述第二电机输出驱动力至与接收从所述第一电机输出的驱动力的车轴不同的车轴，并且当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述控制模块控制所述第一电机和所述驱动力源以确保从所述第二电机输出所述辅助驱动力的至少一部分。所述驱动力源包括输出驱动力以驱动所述机动车辆的内燃机，并且当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述控制模块控制所述第一电机和所述驱动力源以使所述内燃机的输出驱动力补充所述辅助驱动力的至少一部分。在该结构中，所述驱动力源包括：三轴式动力输入输出模块，其连接至三个轴(即，所述内燃机的输出轴、连接至所述车轴的驱动轴、以及第三轴)，并基于从所述三个轴中的任意两个输入以及输出的动力来自动地确定从剩余的一个轴输入和输出的动力；以及发电机，其从所述第三轴输入动力并输出动力至所述第三轴。可替换地，所述驱动力源可以包括一对转子式电机，所述转子式电机具有与所述内燃机的输出轴相连的第一转子和与连接至所述车轴的驱动轴相连的第二转子，并通过所述第一转子相对于所述第二转子的旋转而被驱动。

在本发明的机动车辆中，响应于驾驶员的脱离停车档位操作，所述控制模块控制所述锁止结构以取消对所述车轴的锁止。所述锁止结构可以通过齿轮啮合将所述车轴锁止在不可旋转状态。

本发明集中于一种机动车辆控制方法，所述机动车辆包括：第一电机，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；驱动力源，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；锁止结构，其响应于驾驶员对变速杆的至停车档位的变速操作，以不可旋转方式来锁止所述机动车辆的车轴，所述控制方法包括步骤：a)预测包括从停车档位的换档操作的脱离停车档位操作，例如，变速杆从所述停车档位至其它档位的变速操作；b)基于路面坡度，在抵消车辆重力分量即车重在所述机动车辆的纵向上的分量的方向上设定辅助驱动力；和c)响应于通过步骤a)对脱离停车档位操作的预测，在所述辅助驱动力小于预设驱动力时控制所述第一电机输出设定的辅助驱动力，在所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时控制所述第一电机和所述驱动力源协同输出所述设定的辅助驱动力。

在本发明的机动车辆控制方法中，响应于对脱离停车档位操作的预测，例如变速杆从停车档位向其它档位的变速操作，在所述辅助驱动力小于预设驱动力时控制所述第一电机输出设定的辅助驱动力。基于路面坡度，辅助驱动力施加在抵消车辆重力分量即车重作用在机动车辆纵向上的分量的方向上。在所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，控制所述第一电机和所述驱动力源协同输出所述设定的辅助驱动力。即，当辅助驱动力小于预设驱动力时，仅第一电机被用于输出辅助驱动力。另一方面，当辅助驱动力不小于预设驱动力时，第一电机和驱动力源两者都用于协同输出辅助驱动力。该布置有效地减小了在机动车辆纵向上施加至锁止结构的力，并由此确保了变速杆从停车档位向其它档位的平稳变速操作。

在本发明的机动车辆控制方法的优选实施例中，所述脱离停车档位操作是多个操作的组合，并且响应于所述脱离停车档位操作的多个操作的至少一部分的执行，所述步骤a)预测所述脱离停车档位操作。例如，脱离停车档位操作可以是驾驶员对制动踏板的下压、取消对变速杆从停车档位向其它档位的变换的禁止的换档取消按钮的ON操作、以及变速杆从停车档位向其它档位的变速操作。在该结构中，响应于驾驶员对制动踏板的下压或者响应于换档取消按钮的ON操作来预测脱离停车档位操作。

在本发明的机动车辆控制方法中，所述步骤b)可以测量所述路面坡度并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的路面坡度的增加而增加。可替换地，所述步骤b)可以测量所述车辆重力分量并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的车辆重力分量的增加而增加。这些设置使得充分地设定辅助驱动力，并由此确保变速杆从停车档位向其它档位的平稳变速操作。

在本发明的机动车辆控制方法中，所述驱动力源包括第二电机，所述第二电机输出驱动力至与接收从所述第一电机输出的驱动力的车轴不同的车轴，并且当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述步骤c)控制所述第一电机和所述驱动力源以确保从所述第二电机输出所述辅助驱动力的至少一部分。所述驱动力源可以包括输出驱动力以驱动所述机动车辆的内燃机，并且当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述步骤c)可以控制所述第一电机和所述驱动力源以使所述内燃机的输出驱动力补充所述辅助驱动力的至少一部分。响应于驾驶员的脱离停车档位操作，所述步骤c)可以控制所述锁止结构以取消对所述车轴的锁止。

附图说明

图1示意性地示出本发明一个实施例中的混合动力车辆的构造；

图2的流程图示出在从停车档位(P位置)变速时由安装在实施例的混合动力车辆上的混合动力电子控制单元执行的控制程序；

图3示出系数设定图表；

图4示出在路面坡度为θ时车辆重力分量FM和辅助驱动力F^*之间的关系；

图5的流程图示出从P位置变速时的修改的控制程序；以及

图6示意性地示出一个修改的示例中的另一种混合动力车辆的构造。

具体实施方式

以下，将实现本发明的一种模式描述为优选实施例。图1示意性地示出本发明一个实施例中的混合动力车辆20的构造。如图1所述，实施例的混合动力车辆20包括发动机22；三轴式动力分配和集成机构30，其经由减震器28连接至曲轴26或发动机22的输出轴；电机MG1，其连接至动力分配和集成机构30并能够产生电能；电机MG2，其连接至动力分配和集成机构30并连接至齿圈轴32a，齿圈轴32a经由差速齿轮62连接至前轮63a和63b；电机MG3，其经由差速齿轮65连接至后轮66a和66b；混合动力电子控制单元70，其控制整个混合动力车辆20的操作。

发动机22是内燃机，其使用碳氢燃料(例如汽油或轻油)来输出动力。发动机电子控制单元(以下称作发动机ECU)24从检测发动机22的操作状况的各个传感器接收信号，并负责发动机22的操作控制(例如燃料喷射控制、点火控制和进气流量调节)。发动机24与混合动力电子控制单元70通讯，以响应于从混合动力电子控制单元70传输的控制信号来控制发动机22的操作，同时根据需求输出与发动机22的操作状况相关的数据至混和动力电子控制单元70。

动力分配和集成机构30具有作为外齿轮的太阳轮31、作为内齿轮并与太阳轮31同心布置的齿圈32、与太阳轮31和齿圈32啮合的多个小齿轮33、以及保持多个小齿轮33的托架34，托架34以允许多个小齿轮33自由公转并绕各自的轴自由自转的方式来保持多个小齿轮33。就是说，动力分配和集成机构30被构造为允许作为旋转元件的太阳轮31、齿圈32和托架34的差速运动的行星齿轮机构。动力分配和集成机构30中的托架34、太阳轮31和齿圈32分别经由齿圈轴32a与发动机22的曲轴26、电机MG1和减速齿轮35啮合。当电机MG1起发电机的作用时，从发动机22输出并通过托架34输入的动力根据齿数比分配到太阳轮31和齿圈32。另一方面，当电机MG1起电动机的作用时，从发动机22输出并通过托架34输入的动力与从电机MG1输出并通过太阳轮31输入的动力结合，并且合成的动力输出到齿圈32。输出至齿圈32的动力由此从齿圈轴32a经由齿轮机构60和差速齿轮62最终传递至驱动轮63a和63b。

齿轮机构60与停车锁止机构90相连，停车锁止机构90包括安装至末端齿轮60a的停车齿轮92、和与停车齿轮92啮合以将停车齿轮92锁止在不可旋转状态下的停车锁止杆94。通过变速杆81的从另一个档位至停车档位(P位置)的变速操作或者从P位置至其它档位的变速操作经由变速线缆的传递来致动停车锁止杆94。停车锁止杆94与停车齿轮92啮合并从其分离以致动并释放停车锁止。末端齿轮60a机械地连接至前轮63a和63b。由此，停车锁止机构90间接地锁止前轮63a和63b。

电机MG1、MG2和MG3都构造为公知的同步电动发电机，它们可以并执行为发电机也可以被执行为电动机。电机MG1、MG2和MG3经由逆变器41、42和43传递电能至电池50并经由逆变器41、42和43传递来自电池50的电能。连接电池50和逆变器41、42、43的电力线54被构造为由逆变器41、42和43分享的共用正极母线和负极母线。这样的连接使得由电机MG1、MG2和MG3中的任一个产生的电能可以由其它电机消耗。由此，电池50可以用由电机MG1、MG2和MG3中的任一个产生的过剩电能来充电，同时进行放电以补充不足的电能。电池50或者被充电或者进行放电，同时输入和输出的电能在电机MG1、MG2和MG3之间平衡。所有的电机MG1、MG2和MG3都由电机电子控制单元(以下称作电机ECU)40来驱动和控制。电机ECU 40输入用于驱动和控制电机MG1、MG2、MG3的信号至电机MG1、MG2和MG3，这些信号例如来自旋转位置检测传感器44、45、46的表示电机MG1、MG2、MG3中的转子的旋转位置的信号、来自电流传感器的(未示出)表示将被施加至电机MG1、MG2、MG3的相电流的信号。电机ECU 40输出切换控制信号至逆变器41、42和43。电机ECU 40执行转速计算过程(未示出)以根据从旋转位置检测传感器44、45、46输入的信号来计算电机MG1、MG2、MG3的转子的转速Nm1、Nm2、Nm3和齿圈轴32a的转速Nr。电机ECU40建立与混合动力电子控制单元70的通讯，以响应于从混和动力电子控制单元70接收的控制信号来驱动并控制电机MG1、MG2和MG3，同时根据需要输出与电机MG1、MG2、MG3的驱动状况相关的数据至混和动力电子控制单元70。

电池50在电池电子控制单元(以下称作电池ECU)52的控制之下。电池ECU 52输入管理电池50所需的信号，例如，来自位于电池50的端子之间的电压传感器(未示出)的端子间电压Vb、来自位于与电池50的输出端子相连的电力线54中的电流传感器(未示出)的充放电电流Ib、以及来自安装至电池50的温度传感器(未示出)的电池温度Tb。电池ECU 52根据需要通过通讯输出与电池50的状况相关的数据至混合动力电子控制单元70。为了电池50的管理，电池ECU 52根据由电流传感器(未示出)测量的充放电电流的积分来计算电池50的剩余电荷水平和当前充电状态(SOC)。

混合动力电子控制单元70被构造为微处理器，该微处理器包括CPU72、储存处理程序的ROM74、临时储存数据的RAM76、输入和输出端口(未示出)以及通讯端口(未示出)。混和动力电子控制单元70经由其输入端口接收来自点火开关的点火信号、来自换档位置传感器82的由变速杆81当前设定的换档位置SP、来自换档取消按钮81a的取消对变速杆81从停车档位(P位置)至其它档位的变速操作的禁止的取消信号、来自加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc或者驾驶员对加速踏板83的下压量、来自制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP或者驾驶员对制动踏板85的下压量、混合动力车辆20的来自车速传感器88的车速V、以及来自坡度传感器89的在混合动力车辆20纵向上的路面坡度θ。混合动力电子控制单元70经由其通讯端口与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52建立通讯，以接收来自发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52的各种控制信号并发送各种控制信号至发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52，如上所述。

以下的描述关于上述实施例的混合动力车辆20的操作，特别是响应于变速杆从P位置至其它档位的变速操作的一系列控制。图2的流程图示出在从P位置变速时的控制过程。当换档位置SP在P位置时，该过程反复执行。

在从P位置变速时的控制过程中，混合动力电子控制单元70的CPU72首先输入来自制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、来自换档取消按钮81a的取消信号(其取消对变速杆81从P位置至其它档位的变速操作的禁止)、以及来自坡度传感器89的在混合动力车辆20纵向上的路面坡度θ(步骤S100)。然后，CPU72基于输入的制动踏板位置BP和输入的取消信号来判定是否预示着从P位置的变速(步骤S110)。从P位置的变速表示在驾驶员对制动踏板85的下压过程中，在换档取消按钮81a的ON状态下变速杆81从P位置至其它档位的变速操作。响应于换档取消按钮81a的ON操作同时驾驶员对制动踏板85的下压来预测从P位置的变速。在没有预示从P位置的变速的情况下立即结束该控制过程。

另一方面，在预测从P位置变速的情况下，CPU72根据输入的路面坡度θ和重力加速度g计算车辆重力分量FM(＝M·G·sinθ)，其是车重M在混合动力车辆20的纵向上的力分量(步骤S120)。CPU72基于路面坡度θ来设定系数α(步骤S130)并通过使车辆重力分量FM与系数α相乘来计算将被输出到混合动力车辆20的辅助驱动力F^*(步骤S140)。在此实施例中，车重M表示具有驾驶员的混合动力车辆20的总重量。系数α用于响应于车辆重力分量FM来判定施加至停车锁止机构90的力的减小程度。此实施例的程序预先将系数α随路面坡度θ的变化作为系数设定图表储存在ROM74中，并从系数设定图表读取与给定的路面坡度θ相对应的系数α。图3示出系数设定图表的一个示例。系数α设定为随着路面坡度θ的增加而在0至1的范围内增大。这样的设定与随着路面坡度θ的增加，根据车辆重力分量Fm和辅助驱动力F^*在车辆纵向上施加至停车锁止机构80的力的增加相关。图4示出在路面坡度θ的情况下，车辆重力分量FM和辅助驱动力F^*之间的关系。

辅助驱动力F^*与预设驱动力F1进行比较(步骤S150)。驱动力F1用作用于判定仅从电机MG1还是从电机MG2和MG3两者输出辅助驱动力F^*的标准，并被设定为小于电机MG2的最大额定转矩。当辅助驱动力F^*小于预设驱动力F1时，CPU72将辅助驱动力F^*与转换因子k1相乘以设定电机MG2的转矩命令Tm2^*，并将电机MG3的转矩命令Tm3^*设定为零(步骤S160和S170)。另一方面，当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时，CPU72将预设驱动力F1与转换因子k1相乘以设定电机MG2的转矩命令Tm2^*，并将辅助驱动力F^*和预设驱动力F1之间的差与转换因子k2相乘以设定电机MG3的转矩命令Tm3^*(步骤S180和S190)。用转矩命令Tm2^*和Tm3^*的设定来驱动来控制电机MG2和MG3(步骤S200)。转换引起k1和k2用于将驱动力转换成电机MG2和MG3的转矩。电机MG2和MG3的驱动控制的具体程序发送转矩命令Tm2^*和Tm3^*的设定至电机ECU40。然后，电机ECU 40执行逆变器42和43中的切换元件的切换控制，以用接收的转矩命令Tm2^*和Tm3^*的设定来驱动电机MG2和MG3。响应于换档取消按钮81a的ON操作并且同时驾驶员对制动踏板85的下压，预测到从P位置的变速。在这种情况下，当辅助驱动力F^*小于预设驱动力F1时，控制电机MG2输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。另一方面，当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时，电机MG2和MG3被控制为协同输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。由此，此布置有效地减小了在混合动力车辆20的纵向上作用在停车锁止机构90(其间接地锁止前轮63a和63b)中的停车齿轮92和停车锁止杆94之间的力。该减小的力使得驾驶员能够将变速杆81的位置从P位置平稳地改变至其它档位。

接下来，CPU72输入来自换档位置传感器82的当前换档位置SP、来自制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP以及来自换档取消按钮81a的取消信号(步骤S210)，并判定输入的当前换档位置SP是否在除了P位置以外的档位处，以检测从P位置变速的完成(步骤S220)。在从P位置的变速没有完成的情况下，CPU72检测制动踏板85的释放或者换档取消按钮81a的OFF操作，以判定是否取消了对从P位置变速的预测(步骤S230)。在完成从P位置的变速之前取消对从P位置变速的预测的情况下，控制过程返回步骤S210。重复进行步骤S210至S230的处理以等待从P位置变速的完成。然后，CPU72取消电机MG2和MG3的转矩命令Tm2^*和Tm3^*(步骤S250)，并退出该控制过程。在完成从P位置的变速之后，不再执行该控制过程。在通过制动踏板85的释放和换档取消按钮81a的OFF操作而取消对从P位置变速的预测的情况下，在完成从P位置的变速之前，CPU72取消电机MG2和MG3的转矩命令Tm2^*和Tm3^*(步骤S240)，并退出该控制过程。

在上述实施例的混合动力车辆20中，在预测从P位置变速的情况下，当基于路面坡度θ在抵消车辆重力分量FM的方向上施加的辅助驱动力F^*小于预设驱动力F1时，控制电机MG2以输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。另一方面，当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时，电机MG2和MG3被控制为协同输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。此布置有效地减小了在混和动力车辆20的纵向上施加至停车锁止机构90的力。该减小的力使得驾驶员能够将变速杆81的位置从P位置平稳地改变至其它档位。

在实施例的混合动力车辆20中，响应于换档取消按钮81a的ON操作并且同时驾驶员对制动踏板85的下压来预测从P位置的变速。另外，可以响应于驾驶员对制动踏板85的下压或者换档取消按钮81a的ON操作来预测从P位置的变速。

此实施例的混合动力车辆20根据由坡度传感器89检测路面坡度θ来计算车辆重力分量FM。代替坡度传感器89或者除了坡度传感器89以外，混合动力车辆20可以设置有用于检测车辆纵向上的加速度的G传感器，并且根据G传感器的测量值来计算车辆重力分量FM。

实施例的混合动力车辆20基于根据路面坡度θ计算的车辆重力分量FM来设定电机MG2和MG3的转矩命令Tm2^*和Tm3^*。一个修改的程序不能计算车辆重力分量FM，但是可以根据路面坡度θ来计算在车辆纵向上施加至停车锁止机构90的力。基于此计算的力来设定电机MG2和MG3的转矩命令Tm2^*和Tm3^*。

在实施例的混合动力车辆20中，系数α被设定为随着路面坡度θ的增加而增加，如图3的系数设定图表所示。系数α可以固定为范围0至1内的预设值。

在实施例的混合动力车辆20中，通过将车辆重力分量FM与系数α相乘来计算辅助驱动力F^*。一个修改的程序可以从车辆重力分量FM减去预设值来设定辅助驱动力F^*。此外，辅助驱动力F^*也可以被设定为使辅助驱动力F^*和车辆重力分量FM之间的差值等于预设值。

在实施例的混和动力车辆20中，相同的驱动力F1被用于在步骤S150处与辅助驱动力F^*进行比较，并在步骤S180处设定电机MG2的转矩命令Tm2^*。不同的驱动力可以用于比较和转矩命令Tm2^*的设定。例如，当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时(步骤S150)，修改的程序响应于比预设驱动力F1小的驱动力F2来设定电机MG2的转矩命令Tm2^*(＝F2·k1)(步骤S180)，并设定电机MG3的转矩命令Tm3^*(＝(F^*-F2)·k2)(步骤S190)。

在实施例的混和动力车辆20中，当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时，控制过程基于预设驱动力F1来设定电机MG2的转矩命令Tm2^*(步骤S180)，并基于剩余的驱动力(F^*-F1)来设定电机MG3的转矩命令Tm3^*(步骤S190)。可以采用另一种方法来设定电机MG2和MG3的转矩命令Tm2^*和Tm3^*，以协同输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。一个修改的程序将辅助驱动力F^*与预设比例x(0＜x＜1)相乘以设定电机MG2的转矩命令Tm2(＝F^*·x)，同时基于剩余的驱动力(F^*·(1-x))来设定电机MG3的转矩命令Tm3^*。

当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时，实施例的混合动力车辆20控制电机MG2和MG3以协同输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。一个修改的程序可以基于预设条件的满足来控制电机22以及电机MG1和MG2以协同输出辅助驱动力F^*。根据此修改示例，从P位置变速的控制过程部分地示出在图5的流程图中。在从P位置变速的此修改的程序中，当在步骤S150处判定辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1时，修改的控制过程根据输入的路面坡度θ判定车辆的当前位置在向下的斜坡上(步骤S300)。当车辆在向下的斜坡上时，修改的控制过程设定电机MG2和MG3的转矩命令Tm2^*和Tm3^*(步骤S180和S190)，并用转矩命令Tm2^*和Tm3^*的设定来驱动和控制电机MG2和MG3(步骤S200)，如上所述。然后，修改的控制过程执行步骤S210及以后的过程。另一方面，当车辆不在向下的斜坡上时，修改的控制过程以与步骤S180中相同的方式设定电机MG2的转矩命令Tm2^*(步骤S310)。然后，修改的控制过程基于辅助驱动力F^*和预设驱动力F1之间的差值(F^*-F1)以及动力分配和集成机构30的齿数比ρ，根据以下的等式(1)来设定发动机22的目标转矩Te^*(步骤S320)：

Te^*＝(F^*-F1)·(1+ρ)·k3 (1)

修改的控制过程用目标转矩Te^*来控制待驱动的发动机22的有效驱动点，控制电机MG1输出反作用力至发动机22的输出，并用转矩命令Tm2^*控制待驱动的电机MG2(步骤S330)。接下来，修改的控制过程执行步骤S210及以后的过程。在上述的等式(1)中，‘k3’表示用于将驱动力转换成发动机22的转矩的转换因子。当辅助驱动力F^*不小于预设驱动力F1并且车辆在向下的斜坡上时，发动机22和电机MG1、MG2被控制为协同输出与辅助驱动力F^*相对应的转矩。该控制有效地减小了在车辆纵向上施加至停车锁止机构90的力。

在实施例的混合动力车辆20中，发动机22的输出动力经由动力分配和集成机构30传递至前轮63a和63b。本发明的技术可应用于图6所示的修改结构的混合动力车辆220。混合动力车辆220装有一对转子式电机130，转子式电机130包括与发动机22的曲轴26相连的内转子132和机械地连接至前轮63a和63b的外转子134。该对转子式电机130传递发动机22的部分输出动力至前轮63a和63b，同时将剩余的发动机动力转换成电能。

在实施例的混和动力车辆30中，从发动机22的驱动力的至少一部分经由动力分配和集成机构30传递至前轮63a和63b。从发动机22输出的驱动力可以直接或通过变速传递至前轮63a和63b或传递至后轮66a和66b。在此修改的结构中，电机MG3可以从实施例的混合动力车辆30省略。

本实施例考虑了其中内燃机的驱动力和第一电机的驱动力输出至第一车轴、而第二电机的驱动力输出至第二车轴的混合动力车辆。本发明的技术不限于混和动力车辆，而是可以应用至没有内燃机的电动车辆。在电动车辆中，第一电机的驱动力输出至第一车轴，而第二电机的驱动力输出至第二车轴。

上述实施例在各方面应当被认为是示例性的而非限制性的。在不脱离本发明的主要特征的范围或精神的情况下，可以存在许多修改、改变或替换。本发明的范围和精神由所附权利要求来限定，而非由前述来限定。

工业应用性

本发明优选应用于汽车制造产业。

Claims

1.一种机动车辆，包括：

第一电机，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；

驱动力源，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；

锁止结构，其响应于驾驶员对变速杆的至停车档位的变速操作，以不可旋转方式来锁止所述机动车辆的车轴；

脱离停车档位操作预测模块，其预测包括离开所述停车档位的换档操作的脱离停车档位操作，例如，所述变速杆从所述停车档位至其它档位的变速操作；

辅助驱动力设定模块，其基于路面坡度，在抵消车辆重力分量即车重在所述机动车辆纵向上的力分量的方向上设定辅助驱动力；以及

控制模块，其响应于所述脱离停车档位操作预测模块对所述脱离停车档位操作的预测，在所述辅助驱动力小于预设驱动力时控制所述第一电机输出所述设定的辅助驱动力，在所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时控制所述第一电机和所述驱动力源协同输出所述设定的辅助驱动力。

2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述脱离停车档位操作是多个操作的组合，并且

所述脱离停车档位操作预测模块响应于所述脱离停车档位操作的所述多个操作中的至少一部分来预测所述脱离停车档位操作。

3.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述辅助驱动力设定模块测量所述路面坡度并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的路面坡度增加而增加。

4.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述辅助驱动力设定模块测量所述车辆重力分量并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的车辆重力分量增加而增加。

5.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述驱动力源包括第二电机，所述第二电机输出驱动力至与接收从所述第一电机输出的驱动力的车轴不同的车轴，并且

当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述控制模块控制所述第一电机和所述驱动力源以确保从所述第二电机输出所述辅助驱动力的至少一部分。

6.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述驱动力源包括输出驱动力以驱动所述机动车辆的内燃机，并且

当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述控制模块控制所述第一电机和所述驱动力源以使所述内燃机的所述输出驱动力补充所述辅助驱动力的至少一部分。

7.根据权利要求6所述的机动车辆，其中，所述驱动力源包括：

三轴式动力输入输出模块，其连接至以下三个轴，即所述内燃机的输出轴、连接至所述车轴的驱动轴、以及第三轴，并基于从所述三个轴中的任意两个轴输入和输出的动力来自动地确定从剩余的一个轴输入和输出的动力；以及

发电机，其从所述第三轴输入动力并输出动力至所述第三轴。

8.根据权利要求6所述的机动车辆，其中，所述驱动力源包括一对转子式电机，所述转子式电机具有与所述内燃机的输出轴相连的第一转子和与连接至所述车轴的驱动轴相连的第二转子，并通过所述第一转子相对于所述第二转子的旋转而被驱动。

9.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，响应于所述驾驶员的脱离停车档位操作，所述控制模块控制所述锁止结构以取消对所述车轴的锁止。

10.根据权利要求1所述的机动车辆，其中，所述锁止结构通过齿轮啮合将所述车轴锁止在不可旋转状态。

11.一种机动车辆控制方法，所述机动车辆包括：第一电机，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；驱动力源，其输出驱动力以驱动所述机动车辆；以及锁止结构，其响应于驾驶员对变速杆的至停车档位的变速操作，以不可旋转方式来锁止所述机动车辆的车轴，所述控制方法包括步骤：

a)预测包括离开所述停车档位的换档操作的脱离停车档位操作，例如，变速杆从所述停车档位至其它档位的变速操作；

b)基于路面坡度，在抵消车辆重力分量即车重在所述机动车辆纵向上的力分量的方向上设定辅助驱动力；并且

c)响应于通过所述步骤a)对所述脱离停车档位操作的预测，在所述辅助驱动力小于预设驱动力时控制所述第一电机输出所述设定的辅助驱动力，在所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时控制所述第一电机和所述驱动力源协同输出所述设定的辅助驱动力。

12.根据权利要求11所述的机动车辆控制方法，其中，所述脱离停车档位操作是多个操作的组合，并且

响应于所述脱离停车档位操作的所述多个操作中的至少一部分的执行，所述步骤a)预测所述脱离停车档位操作。

13.根据权利要求11所述的机动车辆控制方法，其中，所述步骤b)测量所述路面坡度并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的路面坡度增加而增加。

14.根据权利要求11所述的机动车辆控制方法，其中，所述步骤b)测量所述车辆重力分量并将所述辅助驱动力设定为随着所述测量的车辆重力分量增加而增加。

15.根据权利要求11所述的机动车辆控制方法，其中，所述驱动力源包括第二电机，所述第二电机输出驱动力至与接收从所述第一电机输出的驱动力的车轴不同的车轴，并且

当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述步骤c)控制所述第一电机和所述驱动力源以确保从所述第二电机输出所述辅助驱动力的至少一部分。

16.根据权利要求11所述的机动车辆控制方法，其中，所述驱动力源包括输出驱动力以驱动所述机动车辆的内燃机，并且

当所述辅助驱动力不小于所述预设驱动力时，所述步骤c)控制所述第一电机和所述驱动力源以使所述内燃机的输出驱动力补充所述辅助驱动力的至少一部分。

17.根据权利要求11所述的机动车辆控制方法，其中，响应于所述驾驶员的脱离停车档位操作，所述步骤c)控制所述锁止结构以取消对所述车轴的锁止。