CN102161311A - 车辆及控制车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆及控制车辆的方法。当驾驶者选择了假想档位范围(SR1-SR6)之一时，使用与所选择的假想档位范围相对应的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图来设定与由加速器踏板位置传感器获取的加速器踏板行程(Acc)相对应的受控加速器踏板行程(Acc＊)。设定与受控加速器踏板行程(Acc＊)和由车速传感器获取的车速(V)相对应的要求转矩(Tr＊)(步骤S110-S130)，并控制发动机和电机(MG1、MG2)以使得基于要求转矩(Tr＊)的转矩被施加给齿圈轴(步骤S140-S250)。

Description

车辆及控制车辆的方法
技术领域
本发明涉及车辆及控制车辆的方法，所述车辆包括至少一个能够向连结到驱动轮的驱动轴输送动力的电动机，和能够向该电动机供应电力和从该电动机接收电力的蓄电装置。
背景技术
已知一种混合动力车辆，其包括发动机、具有与发动机的曲轴连接的行星架和与连结到驱动轮的驱动轴连接的齿圈的行星齿轮机构、与行星齿轮机构的太阳齿轮连接的第一电机、以及与驱动轴连接的第二电机，且其容许驾驶者选择多个假想换档位置之一(例如，参见日本专利申请公报No.2008-201261(JP-A-2008-201261))。在这种类型的混合动力车辆中，当驾驶者选择假想换档位置之一时，基于所选的假想换档位置和车速来设定发动机转速的下限，并且使发动机以等于或高于发动机转速下限的转速运转。这样，当驾驶者选择假想换档位置之一且加速器踏板被压下时，发动机转速能够在一定程度上保持高速，从而确保发动机的输出响应。
但是，如果与如上所述的混合动力车辆中一样仅基于假想换档位置和车速来设定发动机转速的下限，则用于使车辆行驶的驱动力对驾驶者所执行的变速操作的输出响应或响应度不总是令人满意。例如，一些驾驶者可能对车辆响应于变速操作的加速感感到不满意。另一方面，在如上所述的混合动力车辆、电动车辆等中，其他驾驶者可能希望通过变速操作来提高能量效率(燃料效率)。
发明内容
本发明提供一种车辆，该车辆包括至少一个能够向连结到驱动轮的驱动轴输送动力的电动机以及能够向该电动机供应电力和从该电动机接收电力的蓄电装置，其中提高了用于使车辆行驶的驱动力响应于变速操作的输出特性，并且通过变速操作提高了能量效率。
本发明的车辆以及根据本发明的控制车辆的方法采用如下所述的装置或步骤。
本发明的第一方面涉及一种车辆，包括：电动机，所述电动机向连结到驱动轮的驱动轴输送动力；蓄电装置，所述蓄电装置用于向所述电动机供应电力和从所述电动机接收电力；加速器操作量获取装置，所述加速器操作量获取装置用于获取作为驾驶者对加速器踏板的操作量的加速器操作量；车速获取装置，所述车速获取装置用于获取车速；档位范围选择装置，所述档位范围选择装置用于容许驾驶者从通常行驶范围和多个假想档位范围中选择期望的档位范围；约束存储装置，所述约束存储装置用于存储为各假想档位范围创建的多个约束，使得在所述多个假想档位范围中的每个中，对应于相同加速器操作量的作为要施加到所述驱动轴上的驱动力的要求驱动力倾向于随着所述车速升高而增大，并且对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力当所述车速恒定时倾向于随着所述假想档位范围被变换为较低范围而增大；要求驱动力设定装置，所述要求驱动力设定装置用于当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，使用与所选择的假想档位范围相对应的所述约束，来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量和由所述车速获取装置获取的所述车速相对应的所述要求驱动力；以及控制装置，所述控制装置用于控制所述电动机，以使得基于由所述要求驱动力设定装置设定的所述要求驱动力的动力被输送到所述驱动轴。
在根据本发明的以上方面的车辆中，约束存储装置存储多个约束，所述约束被创建成使得在假想档位范围中的每个中，对应于相同加速器操作量的作为要施加到驱动轴上的驱动力的要求驱动力倾向于随着车速升高而增大，并且对应于相同加速器操作量的要求驱动力当车速恒定时倾向于随着假想档位范围被变换为较低范围而增大。当驾驶者选择了假想档位范围之一时，使用与所选择的假想档位范围相对应的约束来设定与由加速器操作量获取装置获取的加速器操作量和由车速获取装置获取的车速相对应的要求驱动力，并控制电动机以使得基于要求驱动力的动力被输送到驱动轴。通过如上所述这样为各假想档位范围创建的多个约束，当选择了特定假想档位范围时用于使车辆行驶的驱动力的输出响应随着车速升高而提高，并且在车速恒定的状态下用于使车辆行驶的驱动力的输出响应随着假想档位范围变换为较低范围而提高。因此，通过将假想档位范围之一设为档位范围，或将假想档位范围变换为较低范围，可在用于使车辆行驶的驱动力的输出响应提高的情况下使车辆加速。另外，通过上述这样为各假想档位范围创建的约束，当选择了特定假想档位范围时要求驱动力的增加随着车速降低而在更大程度上被约束，并且当车速恒定时要求驱动力的增加随着假想档位范围变换为较高范围而在更大程度上被约束。因此，通过将假想档位范围之一设为档位范围，或将假想档位范围变换为较高范围，可减少或约束用于使车辆行驶的驱动力的输出并提高车辆的能量效率。因此，在根据本发明的以上方面的车辆中，能够提高用于使车辆行驶的驱动力响应于变速操作的输出特性，并且能够通过变速操作来提高能量效率。
在根据本发明的以上方面的车辆中，所述通常行驶范围可为用于所述车辆的向前行驶的驱动范围。
在根据本发明的以上方面的车辆中，所述多个约束中与所述假想档位范围中的预定的第一个相对应的至少一个约束可被创建成，使得由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量随着所述车速升高而换算成比实际值大的值，以使得对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力倾向于随着所述车速升高而增大；所述多个约束中与所述假想档位范围中的预定的第二个相对应的至少一个约束被创建成，使得由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量随着所述车速降低而换算成比实际值小的值，以使得对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力倾向于随着所述车速降低而减小；并且所述假想档位范围中的所述预定的第一个与所述假想档位范围中的所述预定的第二个相比可为较低的假想档位范围。
通过以上设置，可通过将假想档位范围变换为较低范围而在用于使车辆行驶的驱动力的输出响应提高的情况下使车辆加速，并可通过将假想档位范围变换为较高范围而在减小或约束用于使车辆行驶的驱动力的输出的同时提高车辆的能量效率。
根据本发明的以上方面的车辆可还包括：运转模式选择装置，所述运转模式选择装置用于容许驾驶者从用于通常行驶的第一运转模式、与所述第一运转模式相比车辆行驶用驱动力的输出响应优先的第二运转模式以及与所述第一运转模式和所述第二运转模式相比能量效率优先的第三运转模式中选择期望的运转模式；以及受控加速器操作量设定装置，所述受控加速器操作量设定装置用于当驾驶者选择了所述通常行驶范围并选择了所述第一运转模式时将受控加速器操作量设定为由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量，当驾驶者选择了所述通常行驶范围并选择了所述第二运转模式时，根据预定的操作量增加约束来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量相对应的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量倾向于比所述加速器操作量大，并且当驾驶者选择了所述通常行驶范围并选择了所述第三运转模式时，根据预定的操作量减小约束来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量相对应的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量倾向于比所述加速器操作量小。上述多个约束可以是基于所述操作量增加约束和所述操作量减小约束而创建的。当驾驶者选择了所述通常行驶范围时，所述要求驱动力设定装置可使用通常行驶用要求驱动力设定约束、由所述受控加速器操作量设定装置设定的所述受控加速器操作量以及由所述车速获取装置获取的所述车速来设定所述要求驱动力，所述通常行驶用要求驱动力设定约束规定所述受控加速器操作量、所述车速以及所述要求驱动力之间的关系。
通过以上设置，当除用于通常行驶的第一运转模式外还准备其中与第一运转模式相比车辆行驶用驱动力的输出响应优先的第二运转模式以及其中与第一和第二运转模式相比能量效率优先的第三运转模式作为车辆的运转模式时，使用在第二运转模式中使用的操作量增加约束以及在第三运转模式中使用的操作量减小约束，能够更适当地创建用于各假想档位范围的多个约束。
在如上所述的车辆中，所述多个约束可为多个受控加速器操作量设定约束，每个所述受控加速器操作量设定约束基于所述操作量增加约束和所述操作量减小约束被创建成，关于相应的所述假想档位范围规定由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量与所述受控加速器操作量之间的关系，并且，当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，所述受控加速器操作量设定装置可使用与所选择的假想档位范围相对应的所述受控加速器操作量设定约束和由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量来设定所述受控加速器操作量。在此情形中，当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，所述要求驱动力设定装置可使用所述通常行驶用要求驱动力设定约束、由所述受控加速器操作量设定装置设定的所述受控加速器操作量以及由所述车速获取装置获取的所述车速来设定所述要求驱动力。
通过以上设置——其中使用在第二模式中使用的操作量增加约束和在第三模式中使用的操作量减小约束来创建用于假想档位范围的多个受控加速器操作量设定约束，能够使用通常行驶用要求驱动力设定约束，即单个要求驱动力设定约束，来更适当地设定在选择特定假想档位范围时的要求驱动力。
在如上所述的车辆中，所述多个约束可为多个要求驱动力设定约束，每个所述要求驱动力设定约束基于所述操作量增加约束、所述操作量减小约束以及所述通常行驶用要求驱动力设定约束被创建成，关于相应的所述假想档位范围规定所述加速器操作量、所述车速和所述要求驱动力之间的关系，并且，当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，所述要求驱动力设定装置可使用与所选择的假想档位范围相对应的所述要求驱动力设定约束、由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量以及由所述车速获取装置获取的所述车速来设定所述要求驱动力。
根据本发明的以上方面的车辆可还包括：内燃发动机；输送和接收动力的第二电动机；以及连接到三个轴的动力分配装置，所述三个轴包括所述内燃发动机的输出轴、所述第二电动机的旋转轴以及所述驱动轴，所述动力分配装置用于基于从所述三个轴中的两个轴接收的动力将动力输送到剩余的一个轴或基于输送到所述三个轴中的两个轴的动力从剩余的一个轴接收动力。所述控制装置可控制所述内燃发动机、所述电动机以及所述第二电动机，以使得基于由所述要求驱动力设定装置设定的所述要求驱动力的动力被输送到所述驱动轴。
本发明的第二方面涉及一种控制车辆的方法，所述车辆包括电动机、蓄电装置、加速器操作量获取装置、车速获取装置以及档位范围选择装置，所述电动机向连结到驱动轮的驱动轴输送动力，所述蓄电装置用于向所述电动机供应电力和从所述电动机接收电力，所述加速器操作量获取装置用于获取作为驾驶者对加速器踏板的操作量的加速器操作量，所述车速获取装置用于获取车速，所述档位范围选择装置用于容许驾驶者从通常行驶范围和多个假想档位范围中选择期望的档位范围。根据该控制方法，当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，从为各假想档位范围创建的多个约束中选取与驾驶者所选择的假想档位范围相对应的约束，使得在所述多个假想档位范围中的每个中，对应于相同加速器操作量的作为要施加到所述驱动轴上的驱动力的要求驱动力倾向于随着所述车速升高而增大，并且对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力当所述车速恒定时倾向于随着所述假想档位范围变换为较低范围而增大，并使用所选取的约束来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量和由所述车速获取装置获取的所述车速相对应的所述要求驱动力。控制所述电动机以使得基于所设定的要求驱动力的动力被输送到所述驱动轴。
根据如上所述的方法，能够提高用于使车辆行驶的驱动力响应于变速操作的输出特性，并且能够通过变速操作来提高能量效率。
在根据本发明的以上方面的方法中，所述通常行驶范围可为用于所述车辆的向前行驶的驱动范围。
附图说明
将在以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述中描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，附图中同样的附图标记表示同样的元件，并且其中：
图1是示出作为根据本发明的一个实施例的车辆的混合动力车辆的结构的示意图；
图2是示出用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图、用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图、以及用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图的说明图；
图3是示出当选择了连续档位范围时由图1的实施例的混合动力ECU执行的S范围被选择时驱动控制例程的一个示例的流程图；
图4是示出用于对应于假想档位范围SR1-SR6来设定受控加速器踏板行程的脉谱图的一个示例的说明图；
图5是示出用于对应于假想档位范围SR1-SR6来设定受控加速器踏板行程的脉谱图的另一示例的说明图；
图6是示出用于对应于假想档位范围SR1-SR6来设定受控加速器踏板行程的脉谱图的又一示例的说明图；
图7是示出用于设定要求转矩的脉谱图的一个示例的说明图；
图8是示出发动机的运转线和表示发动机转速与转矩之间的关系的曲线的说明图；
图9是示出用于设定下限发动机转速的脉谱图的一个示例的说明图；
图10是示出表示动力分配和合并机构的旋转元件的转速与转矩之间的物理关系的共线图的一个示例的说明图；
图11是示出用于设定换算系数的脉谱图的一个示例的说明图；
图12是示出用于对应于假想档位范围SR1-SR6来设定要求转矩的脉谱图的一个示例的说明图；
图13是示出用于对应于假想档位范围SR1-SR6来设定要求转矩的脉谱图的另一示例的说明图；以及
图14是示出根据变型例的混合动力车辆的结构的示意图。
具体实施方式
将描述用于实施本发明的一种模式作为本发明的一个实施例。
图1是示出作为根据本发明的实施例的车辆的混合动力车辆20的结构的示意图。图1所示的混合动力车辆20包括发动机22、经由减振器28与作为发动机22的输出轴的曲轴26连接的三轴式动力分配和合并机构30、与动力分配和合并机构30连接并且能够产生电力的电机MG1、连结到作为与动力分配和合并机构30连接的驱动轴的齿圈轴32a的减速齿轮35、经由减速齿轮35与齿圈轴32a连接的电机MG2、能够向电机MG1和MG2供应电力和从电机MG1和MG2接收电力的电池50、控制混合动力车辆20的整个系统的用于混合动力车辆的电子控制单元(下文称“混合动力ECU”)70等。
发动机22为使用所供应的碳氢化合物燃料如汽油和轻油来产生动力的内燃发动机，并且用于发动机的电子控制单元(下文称为“发动机ECU”)24在燃料喷射量、点火正时、进气量或空气流量等方面控制发动机22。发动机ECU 24从设置在发动机22上用于检测发动机22的运转状态的各种传感器接收信号。与混合动力ECU 70通信的发动机ECU 24基于来自混合动力ECU 70的控制信号、来自上述传感器的信号等来控制发动机22的操作，并且按需将与发动机22的运转状态有关的数据传送至混合动力ECU70。
动力分配和合并机构30具有形式为外齿轮的太阳齿轮31、与太阳齿轮31同心地配置的形式为内齿轮的齿圈32、与太阳齿轮31啮合并且还与齿圈32啮合的多个小齿轮33、以及保持小齿轮33以使得小齿轮33能够自转并围绕相同轴线旋转的行星架34。因而，动力分配和合并机构30为设置成允许三个元件(即太阳齿轮31、齿圈32和行星架34)以不同方式旋转的单小齿轮式行星齿轮机构。发动机22的曲轴26连结到作为动力分配和合并机构30的第一元件的行星架34，并且电机MG1的旋转轴连结到作为第二元件的太阳齿轮31，而电机MG2的旋转轴经由减速齿轮35和作为驱动轴的齿圈轴32a连结到作为第三元件的齿圈32。当电机MG1用作发电机时，动力分配和合并机构30根据其传动比将经由行星架34从发动机22接收的动力分配到太阳齿轮31侧和齿圈32侧。当电机MG1用作电动机时，动力分配和合并机构30合并经由行星架34从发动机22接收的动力和经由太阳齿轮31从电机MG1接收的动力，并且将合并的动力输送到齿圈32侧。输送至齿圈32的动力经由齿轮机构37和差动齿轮38从齿圈轴32a最终传递到作为驱动轮的车轮39a、39b。
电机MG1和MG2均构造成既能作为发电机操作又能作为电动机操作的同步发电电动机。在操作中，电机MG1、MG2经由逆变器41、42向作为二次电池的电池50供应电力和从电池50接收电力。将逆变器41、42与电池50连接的电力线54由逆变器41、42共用的正极总线和负极总线组成，并容许电机MG1、MG2之一产生的电力被另一电机消耗。因此，电池50被充以由电机MG1、MG2中任一个产生的电力，或者被放电以补偿电力的不足，并且如果电机MG1与电机MG2之间的电力量达到平衡则电池50不进行充放电。电机MG1、MG2均由用于电机的电子控制单元(下文称为“电机ECU”)40控制。电机ECU 40接收控制电机MG1、MG2的驱动所需的信号，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，以及施加到电机MG1、MG2且由电流传感器(未示出)检测的相电流。从电机ECU 40对逆变器41、42产生切换控制信号，以及其它信号。另外，电机ECU 40基于从旋转位置检测传感器43、44接收的信号执行转速计算例程(未示出)，以便计算电机MG1、MG2的转子的转速Nm1、Nm2。此外，与混合动力ECU 70通信的电机ECU 40基于例如来自混合动力ECU 70的控制信号来控制电机MG1、MG2的驱动，并按需将与电机MG1、MG2的运转状态有关的数据传送至混合动力ECU 70。
电池50形式为锂离子二次电池或镍金属氢化物二次电池，并由用于电池的电子控制单元(下文称为“电池ECU”)52管理。电池ECU 52接收管理电池50所需的信号，例如，来自安装在电池50的端子之间的电压传感器(未示出)的端子电压、来自安装在与电池50的输出端子连接的电力线54上的电流传感器(未示出)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ECU 52按需通过与混合动力ECU 70通信而传送与电池50的状态有关的数据。为了管理电池50，电池ECU 52还基于由电流传感器检测到的充/放电电流的积分值来计算充电状态(或剩余容量)SOC，并基于充电状态SOC计算用于电池50的充电或放电的要求功率Pb＊。另外，电池ECU 52基于充电状态SOC和电池温度Tb来计算作为可允许充电电力——其为允许对电池50充电的电力——的输入极限Win，以及作为可允许放电电力——其为允许从电池50放电的电力——的输出极限Wout。电池50的输入极限Win和输出极限Wout可如下设定：首先，基于电池温度Tb设定输入极限Win和输出极限Wout的基本值，同时基于电池50的充电状态SOC设定用于输出极限的校正系数和用于输入极限的校正系数，并通过将这样设定的输入极限Win和输出极限Wout的基本值乘以对应的校正系数来设定输入极限Win和输出极限Wout。
混合动力ECU 70由具有CPU 72作为主部件的微处理器组成，并且除CPU 72外还包括存储程序的ROM 74、临时存储数据的RAM 76、输入和输出端口以及通信端口(未示出)等。混合动力ECU 70经由通信端口与发动机ECU 24、电机ECU 40、电池ECU 52连接，并向发动机ECU24、电机ECU 40、电池ECU 52等发送和从其接收各种控制信号和数据。另外，混合动力ECU 70经由输入端口接收来自点火开关(启动开关)80的点火信号、来自检测对应于变速杆81的当前选择位置(变速位置)的档位范围SR的档位范围传感器82的档位范围SR、来自检测加速器踏板83的压下量的加速器踏板位置传感器84的加速器踏板行程Acc、来自检测制动踏板85的压下量的制动踏板行程传感器86的制动踏板行程BS、来自车速传感器87的车速V等。在此实施例中，在混合动力车辆20的驾驶者座椅附近设置有动力开关(运转模式选择装置)88，用于选择其中动力性能——即转矩输出对加速器踏板操作的响应度——优先的动力模式(第二运转模式)作为运转模式。动力开关88也连接到混合动力ECU 70。此外，在混合动力车辆20的驾驶者座椅附近设置有ECO开关(运转模式选择装置)89，用于选择其中发动机22的燃料效率以及能量效率优先的ECO模式(第三运转模式)作为运转模式。ECO开关89也连接到混合动力车辆70。
在此实施例的混合动力车辆20中，变速杆81的变速位置包括对应于当车辆驻车时选择的驻车范围的P位置、对应于用于倒退行驶的倒档范围的R位置、对应于空档范围的N位置以及对应于用于通常向前行驶的驱动范围(D范围)的D位置。除这些位置外，还准备了连续变速位置(S位置)、升档指令位置和降档指令位置作为变速杆81的变速位置。连续变速位置(S位置)对应于驾驶者能够从多个假想档位范围SR1、SR2、SR3、SR4、SR5和SR6选择特定的假想档位范围的连续档位范围(S范围)。如果驾驶者将变速杆81操作到S位置，则根据车速V等选择的假想档位范围SR1-SR6之一被设定为初始档。然后，如果变速杆81被操作至升档指令位置则假想档位范围以一次升高一个档位的方式升档，而如果变速杆81被操作至降档指令位置则假想档位范围以一次降低一个档位的方式降档。档位范围传感器82根据在变速杆81上执行的操作而输出假想档位范围SR1-SR6中当前选择的一个作为档位范围SR。
在如上所述构成的此实施例的混合动力车辆20的行驶期间，混合动力ECU 70基于对应于驾驶者对加速器踏板83的下压量的加速器踏板行程Acc来设定受控加速器踏板行程Acc＊。混合动力ECU 70还基于受控加速器踏板行程Acc＊和车速V来设定要施加给与作为驱动轮的车轮39a、39b连结的作为驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩Tr＊，并控制发动机22、电机MG1和电机MG2以使得基于要求转矩Tr＊的转矩被施加到齿圈轴32a。发动机22、电机MG1和电机MG2的运转控制模式包括例如转矩变换运转模式、充/放电运转模式和电机运转模式。在转矩变换运转模式下，控制发动机22的运转以使得从发动机22产生与要求转矩Tr＊相称或相等的功率，并控制电机MG1和电机MG2以使得从发动机22产生的全部功率借助于动力分配和合并机构30、电机MG1和电机MG2变换为转矩，并被输送到齿圈轴32a。在充/放电运转模式下，控制发动机22的操作以使得从发动机产生与要求转矩Tr＊和电池50的充/放电所需的电力的总和相称或相等的功率，并控制电机MG1和电机MG2以使得基于要求转矩Tr＊的转矩被施加到齿圈轴32a，伴随电池50的充电或放电而从发动机22产生的全部或一部分功率借助于动力分配和合并机构30、电机MG1和电机MG2变换成转矩。在电机运转模式中，停止发动机22的运转，并控制电机MG2使得以基于要求转矩Tr＊的转矩被施加到齿圈轴32a。在此实施例的混合动力车辆20中，当在转矩变换运转模式或充/放电运转模式中满足特定的条件时，执行发动机22的间歇运转，其中发动机22自动地停止和启动。
当此实施例的混合动力车辆20中动力开关88和ECO开关89均被置于“关”位置时，通常模式(第一运转模式)被选择为运转模式。在此状态下，混合动力ECU 70将动力模式标志Fpwr设为值0，并根据当通常模式被选择时使用的各种控制次序来控制混合动力车辆20。在此实施例中，如果加速器踏板83在D范围被选择为档位范围SR且通常模式被选择为运转模式的状态下被压下，则基于由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器踏板行程Acc和用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图来设定受控加速器踏板行程Acc＊，并基于受控加速器踏板行程Acc＊和车速V来设定要施加给作为驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩Tr＊。用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图预先创建并存储在ROM 74中，如图2中由单点划线所示，使得受控加速器踏板行程Acc＊在0至100％的范围上与加速器踏板行程Acc成线性关系，即加速器踏板行程Acc被原样设定为受控加速器踏板行程Acc＊。
当动力开关88打开且动力模式被选择为混合动力车辆20的运转模式时，混合动力ECU 70将上述动力模式标志Fpwr设为值1，并根据当动力模式被选择时使用的各种控制次序来控制混合动力车辆20。在此实施例中，如果加速器踏板83在D范围被选择为档位范围SR且动力模式被选择为运转模式的状态下被压下，则基于由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器踏板行程Acc和用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图(操作量增加约束)来设定受控加速器踏板行程Acc＊，并基于受控加速器踏板行程Acc＊和车速V来设定要施加给作为驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩Tr＊。此实施例中使用的用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图被预先创建并存储在ROM 74中，其为如图2中由实线所示的非线性脉谱图。在此脉谱图中，关于落在特定小加速度行程区域内的加速器踏板行程Acc，受控加速器踏板行程Acc＊被设为与在用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中所设定的值相同的值，从而当车辆低速行驶时驾驶者不太可能感觉车辆突然加速或被向前驱动。该脉谱图还被绘制成使得关于落在除小加速度行程区域外直至100％的范围内的加速器踏板行程Acc，受控加速器踏板行程Acc＊被设为比在用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中所设定的值大的值，以便提高转矩输出对加速器踏板操作的响应度。因而，当驾驶者选择了动力模式时，发动机22和电机MG1和MG2被控制成使得施加给齿圈轴32a的转矩增加而大于当选择了通常模式时所施加的转矩，由此能够提高转矩输出对驾驶者的加速器踏板操作的响应度。
当ECO开关89打开且ECO模式被选择为混合动力车辆20的运转模式时，混合动力ECU 70将ECO模式标志Feco设为值1，并根据当ECO模式被选择时使用的各种预定控制程序来控制混合动力车辆20。在此实施例中，如果加速器踏板83在D范围被选择为档位范围SR且ECO模式被选择为运转模式的状态下被压下，则基于由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器踏板行程Acc和用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图(操作量减小约束)来设定受控加速器踏板行程Acc＊，并基于受控加速器踏板行程Acc＊和车速V来设定要施加给作为驱动轴的齿圈轴32a的要求转矩Tr＊。此实施例中使用的用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图被创建并存储在ROM 74中，其为如图2中由虚线所示的非线性脉谱图，使得受控加速器踏板行程Acc＊被设为比在用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中所设定的值小的值，以便减小转矩输出对驾驶者的加速器踏板操作的响应度。因而，当驾驶者选择了ECO模式时，发动机22和电机MG1和MG2被控制成使得施加给作为驱动轴的齿圈轴32a的转矩减小而小于当选择了通常模式时所施加的转矩，由此降低发动机22的燃料消耗率或效率以及电机MG2消耗的电力，以便提高能量效率。
接下来，将描述此实施例的混合动力车辆20的操作，特别是当混合动力车辆20在驾驶者选择了连续档位范围(S范围)的状态下行驶时混合动力车辆20的操作。图3是示出当在选择了S范围的状态下加速器踏板83被驾驶者压下时由此实施例的混合动力ECU 70以预定时间间隔(例如，每数毫秒)执行的S范围被选择时驱动控制例程的一个示例的流程图。
在图3的S范围被选择时驱动控制例程开始之际，混合动力ECU 70的CPU 72执行输入处理以接收控制所需的数据，例如来自加速器踏板位置传感器84的加速器踏板行程Acc、来自档位范围传感器82的档位范围SR、来自车速传感器87的车速V、电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2、用于电池50的充电或放电的要求功率Pb＊以及输入极限Win和输出极限Wout(步骤S100)。CPU 72通过通信从电机ECU 40接收电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，并通过通信从电池ECU 52接收用于电池50的充/放电的要求功率Pb＊以及输入极限Win和输出极限Wout。在步骤S100的数据输入处理之后，混合动力ECU 70的CPU 72从ROM 74读取对应于收到的档位范围SR——即驾驶者所选择的假想档位范围——的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图(步骤S110)。
在此实施例的混合动力车辆20中，多个用于设定受控加速器踏板行程Acc＊的脉谱图被预先创建并存储在ROM 74中，其分别与假想档位范围SR1-SR6相关，且其均限定加速器踏板行程Acc、车速V和受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系。在此实施例中，准备多个用于各假想档位范围SR1-SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，使得对应于相同加速器踏板行程Acc(加速器踏板的操作量)的要求转矩Tr＊(要求驱动力)倾向于随着车速V升高而增大，并使得对应于相同加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊在车速V恒定时倾向于随着假想档位范围变换为较低范围而增加。
在此实施例中，基于上述用于在动力模式设定受控加速器踏板行程的脉谱图和用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图来创建对应于各假想档位范围SR1-SR6的多个用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图。例如，通过基于实验和分析结果，使表示在所关注假想档位范围中的实际最高车速时加速器踏板行程Acc与受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系的相关曲线与用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中的表示加速器踏板行程Acc与受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系的相关曲线相一致，并使表示加速器踏板行程Acc与受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系的相关曲线随着车速V降低而更接近用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中的直线(参见图2中的点划线)，来创建对应于较低假想档位范围的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图。例如，通过基于实验和分析结果，使表示在所述假想档位范围中的实际最低车速时加速器踏板行程Acc与受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系的相关曲线与用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中的表示加速器踏板行程Acc与受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系的相关曲线相一致，并使表示加速器踏板行程Acc与受控加速器踏板行程Acc＊之间的关系的相关曲线随着车速V升高而更接近用于在通常模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图中的直线(参见图2中的点划线)，来创建对应于较高假想档位范围的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图。
因而，如图4所示绘制例如作为对应于假想档位范围SR1-SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图之一的对应于最低假想档位范围SR1的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，使得对应于从加速器踏板位置传感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc＊被设定成随着车速V升高而与所关注的加速器踏板行程Acc非线性地相关并大于所述加速器踏板行程Acc，并且加速器踏板行程Acc倾向于随着车速V升高而实质上换算成大于实际值的值。另外，在此实施例中，如图5所示绘制例如对应于最高假想档位范围SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，使得对应于从加速器踏板位置传感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc＊被设定成随着车速V降低而与所关注加速器踏板行程Acc非线性地相关并小于所述加速器踏板行程Acc，并且加速器踏板行程Acc倾向于随着车速V降低而实质上换算成小于实际值的值。另外，如图6所示绘制例如对应于中间假想档位范围SR4的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，使得在较高车速区域中，对应于从加速器踏板位置传感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc＊被设定成随着车速V升高而与加速器踏板行程Acc非线性地相关并大于加速器踏板行程Acc，并且在较低车速区域中，对应于从加速器踏板位置传感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc＊被设定成随着车速V降低而与加速器踏板行程Acc非线性地相关并小于加速器踏板行程Acc。
返回参照图3，在步骤S110中读取对应于档位范围SR——即驾驶者所选择的假想档位范围——的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图之后，混合动力ECU 70的CPU 72从在步骤S110中读取的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图导出并设定对应于在步骤S100中接收的加速器踏板行程Acc和车速V的受控加速器踏板行程Acc＊(步骤S120)。然后，混合动力ECU 70的CPU 72基于在步骤S100中接收的车速V和在步骤S120中设定的受控加速器踏板行程Acc＊来设定要施加给齿圈轴32a的要求转矩Tr＊，以便整体设定需要由车辆产生的要求功率Pe＊(步骤S130)。
在此实施例中，受控加速器踏板行程Acc＊、车速V和要求转矩Tr＊之间的关系被预先确定并被存储在ROM 74中，作为例如如图7所示的用于设定要求转矩的脉谱图。从此脉谱图导出并设定对应于受控加速器踏板行程Acc＊和车速V的要求转矩Tr＊。因而，不论选择假想档位范围SR1-SR6中哪一个，对应于相同加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊都被设定成随着车速V升高而增大。在车速V恒定的情况下，对应于相同加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊被设定成随着假想档位范围SR1-SR6中较低的档位范围被选择为档位范围SR而增大。另外，在此实施例中，作为要求转矩Tr＊与齿圈轴32a的转速Nr的乘积、用于充电或放电的要求功率Pb＊以及损耗Loss三者之和来计算要求功率Pe＊。可通过如图3所示将电机MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的传动比Gr，或通过将车速V乘以换算系数k，来获得齿圈轴32a的转速Nr。
返回参照图3，混合动力ECU 70的CPU 72判定发动机22是否运转(步骤S140)。如果发动机22在运转，则CPU 72判定发动机22的运转是否应当继续(步骤S150)。在步骤S150中，如果禁止间歇运转的条件——例如车速V等于或高于为了禁止间隙运转而设定的预定车速的条件以及要求功率Pe＊等于或大于预定发动机停止阈值的条件——中的任何一个成立，则判定为发动机22的运转应当继续。如果在步骤S150中判定出发动机22的运转不应当继续，则将特定的发动机停止标志设为“开”(步骤S155)，并且图3的例程结束。如果发动机停止标志被设为“开”，则由混合动力ECU 70执行发动机停止控制例程(未示出)。根据发动机停止控制例程的处理如下：在发动机22的燃料供应被停止的状态下，将用于控制(例如，减慢)发动机22的旋转直到发动机22的转速Ne达到发动机22的停止前一刻要实现的预定停止前转速的负转矩设定为发送给电机MG1的转矩指令Tm1＊，并且将用于在转速Ne达到预定停止前转速时保持活塞的正转矩设定为发送给电机MG1的转矩指令Tm1＊，而发送给电机MG2的转矩指令Tm2＊被设定成使得基于要求转矩Tr＊的转矩被施加给齿圈轴32a。如果发动机停止控制例程结束，则将发动机停止标志设为“关”。
当在步骤S150中判定出发动机22的运转应当继续时，混合动力ECU70的CPU 72基于要求功率Pe＊将临时目标转速Netmp和临时目标转矩Tetmp设定为发动机22的临时目标运转点(步骤S160)。在此实施例中，基于为了使发动机22高效运转而预先确定的运转线以及要求功率Pe＊来设定发动机22的临时目标转速Netmp和临时目标转矩Tetmp。图8示出发动机22的运转线和表示发动机转速Ne与转矩Te之间的关系的相关曲线。如图8所示，临时目标转速Netmp和临时目标转矩Tetmp能够作为运转线与表示要求功率Pe＊(Ne×Te)恒定的相关曲线的交点而获得。
返回参照图3，在设定发动机22的临时目标转速Netmp和临时目标转矩Tetmp之后，混合动力ECU 70的CPU 72基于在步骤S100接收的车速V和档位范围SR(假想档位范围)而将下限发动机转速Nemin设定为发动机22的转速Ne的下限(步骤S170)。在此实施例中，当S范围被选择时根据车速V和档位范围SR(SR1-SR6)来确定下限发动机转速Nemin，并且关于相同车速V，下限发动机转速Nemin随着档位范围SR的档数或档位段增加(随着档位范围SR从SR1变换为SR6)而被设定成更小的值。在此实施例中，车速V、档位范围SR和下限发动机转速Nemin之间的关系被预先确定并存储在ROM 74中，作为例如如图9所示用于设定下限发动机转速的脉谱图。从该脉谱图导出并设定对应于接收到的车速V和档位范围SR的下限发动机转速Nemin。因而，当在驾驶者选择了假想档位范围SR1-SR6之一的状态下加速器踏板83被压下时，发动机22的转速Ne在一定程度上保持高速，并且能够确保发动机22的输出响应。如果在步骤S170中设定了下限发动机转速Nemin，则混合动力ECU 70的CPU 72将临时目标转速Netmp和下限发动机转速Nemin中较大的一者设定为发动机22的目标转速Ne＊，并通过将在步骤S130中设定的要求功率Pe＊除以目标转速Ne＊来设定目标转矩Te＊(步骤S180)。
在步骤S180的操作之后，混合动力ECU 70的CPU 72使用目标发动机转速Ne＊、齿圈轴32a的转速Nr(Nm2/Gr)以及动力分配和合并机构30的传动比ρ(太阳齿轮31的齿数/齿圈32的齿数)根据以下等式(1)来计算电机MG1的目标转速Nm1＊，然后使用目标转矩Te＊、计算出的目标转速Nm1＊、当前转速Nm1等根据以下等式(2)来设定要发送给电机MG1的转矩指令Tm1＊(步骤S190)。
Nm1＊＝Ne＊·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ)     ...(1)
Tm1＊＝-ρ/(1+ρ)·Te＊+k1·(Nm1＊-Nm1)+k2·∫(Nm1＊-Nm1)dt    ...(2)
以上等式(1)表示关于动力分配和合并机构30的各旋转元件的物理关系。图10示出表示动力分配和合并机构30的各旋转元件的转速与施加于其上的转矩之间的物理关系的共线图的一个示例。在图10中，左侧的S轴表示等于电机MG1的转速Nm1的太阳齿轮31的转速，中间的C轴表示等于发动机22的转速Ne的行星架34的转速，而右侧的R轴表示通过将电机MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的齿轮比Gr而获得的齿圈32的转速Nr。R轴上的两个粗箭头表示当电机MG1被驱动以产生转矩Tm1时施加于齿圈轴32a上的转矩，以及当电机MG2被驱动以产生转矩Tm2时经由减速齿轮35施加于齿圈轴32a上的转矩。用于获得电机MG1的目标转速Nm1＊的上述等式(1)能够从如共线图中所示的转速关系容易地导出。以上等式(2)是在反馈控制中用于使电机MG1以目标转速Nm1＊旋转的关系表达式。在等式(2)中，右侧的第二项中的“k1”为比例项的增益，而右侧的第三项中的“k2”是积分项的增益。
返回参照图3，在设定了要发送给电机MG1的转矩指令Tm1＊之后，混合动力ECU 70的CPU 72使用电池50的输入极限Win和输出极限Wout、在步骤S190中计算出的对电机MG1的转矩指令Tm1＊以及电机MG1、MG2的当前转速Nm1、Nm2，根据以下等式(3)、(4)来计算作为能够从电机MG2产生的转矩的下限和上限的转矩极限Tmin、Tmax(步骤S200)。
Tmin＝(Win-Tm1＊·Nm1)/Nm2    ...(3)
Tmax＝(Wout-Tm1＊·Nm1)/Nm2   ...(4)
此外，混合动力ECU 70的CPU 72使用要求转矩Tr＊、转矩指令Tm1＊、动力分配和合并机构30的传动比ρ以及减速齿轮35的传动比Gr，根据以下等式(5)来计算作为要从电机MG2产生的转矩的临时值的临时电机转矩Tm2tmp(步骤S210)。然后，混合动力ECU 70的CPU 72将要发送给电机MG2的转矩指令Tm2＊设定成这样的值：临时电机转矩Tm2tmp被转矩极限Tmin、Tmax限制在该值(步骤S220)。通过以这种方式设定对电机MG2的转矩指令Tm2＊，能够将施加于齿圈轴32a上的转矩限制在电池50的输入极限Win和输出极限Wout的范围内。
Tm2tmp＝(Tr＊+Tm1＊/ρ)/Gr  ...(5)
能够从图10的共线图容易地导出以上等式(5)。如果采用以上方式设定了发动机22的目标转速Ne＊和目标转矩Te＊以及对电机MG1、MG2的转矩指令Tm1＊、Tm2＊，则混合动力ECU 70将目标转速Ne＊和目标转矩Te＊传送至发动机ECU 24，并将电机MG1、MG2的转矩指令Tm1＊、Tm2＊传送至电机ECU 40(步骤S230)。然后，混合动力ECU 70的CPU72再次执行步骤S100和后续步骤。当接收到转矩指令Tm1＊、Tm2＊时，电机ECU 40执行逆变器41、42的切换装置的切换控制，从而根据转矩指令Tm1＊驱动电机MG1，并根据转矩指令Tm2＊驱动电机MG2。另外，当接收到目标转速Ne＊和目标转矩Te＊时，发动机ECU 24执行节气门开度控制、燃料喷射控制、点火正时控制等，使得发动机22根据目标发动机转速Ne＊和目标转矩Te＊运转。
另一方面，如果在步骤S140中判定出发动机22未运转，则混合动力ECU 70的CPU 72判定发动机22的运转是否应当保持停止(步骤S240)。如果满足所有发动机停止条件，例如车速V等于或低于允许间歇发动机运转的预定车速的条件，以及要求功率Pe＊小于发动机启动阈值的条件，则在步骤S240中判定为发动机22的运转应当保持停止。如果在步骤S240中判定出发动机22的运转不应当保持停止，则将特定的发动机开始标志设为“开”(步骤S245)，并且图3的例程结束。当发动机开始标志被设为“开”时，由混合动力ECU 70执行发动机启动驱动控制例程(未示出)。根据发动机启动驱动控制例程，电机MG1使发动机22起转而启动发动机22，并且电机MG2被驱动/控制成，在抵消作为对由于发动机22的起转而施加于齿圈轴32a上的驱动转矩的反作用力的转矩的状态下，将基于要求转矩Tr＊的转矩输送到齿圈轴32a。如果发动机启动驱动控制例程结束，则将发动机启动标志设为“关”。另一方面，如果在步骤S240中判定出发动机22的运转应当保持停止，则混合动力ECU 70的CPU 72将发动机22的目标转速Ne＊和目标转矩Te＊以及对电机MG1的转矩指令Tm1＊均设为值0(步骤S250)，并执行上述步骤S200-S220。然后，混合动力ECU 70的CPU72将发动机22的目标转速Ne＊和目标转矩Te＊传送到发动机ECU 24，并将电机MG1、MG2的转矩指令Tm1＊、Tm2＊传送到电机ECU 40(步骤S230)。然后，CPU 72再次执行步骤S100和随后的步骤。
如上所述，此实施例的混合动力车辆20在ROM 74中存储多个用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，所述脉谱图为各假想档位范围SR1-SR6被创建成使得对应于加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊倾向于随着车速V升高而增大，并且对应于相同加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊当车速V恒定时倾向于随着档位范围SR(假想档位范围)被变换为较低范围而增大。当驾驶者选择了假想档位范围SR1-SR6之一时，使用对应于假想档位范围SR1-SR6中所选择的档位范围的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图来设定对应于由加速器踏板位置传感器84获得的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc＊，并设定对应于受控加速器踏板行程Acc＊和由车速传感器87获得的车速V的要求转矩Tr＊(步骤S110-S130)。然后，控制发动机22和电机MG1、MG2以使得基于要求转矩Tr＊的转矩被施加到齿圈轴32a(步骤S140-S250)。
即，在所示实施例中，例如对应于低侧假想档位范围SR1的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图被创建成，使得由加速器踏板位置传感器84获得的加速器踏板行程Acc随着车速V升高而被换算成比实际值大的值(受控加速器踏板行程Acc＊)，从而使对应于相同加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊倾向于随着车速V升高而增大。另外，例如对应于高侧假想档位范围SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图被创建成，使得由加速器踏板位置传感器84获得的加速器踏板行程Acc随着车速V降低而被换算成比实际值小的值(受控加速器踏板行程Acc＊)，从而使对应于相同加速器踏板行程Acc的要求转矩Tr＊倾向于随着车速V降低而减小。因此，当选择了假想档位范围SR1-SR6中的一个时，用于使车辆行驶的转矩的输出响应随着车速V升高而提高，并且在车速V恒定的情况下，用于使车辆行驶的转矩的输出响应随着档位范围SR(假想档位范围)被变换为较低范围而提高。因而，通过将假想档位范围SR1-SR6中的一个设定为档位范围SR，或将档位范围SR(假想档位范围)变换为较低范围，混合动力车辆20能够在用于使车辆行驶的转矩的输出响应提高的情况下加速。另外，当选择了假想档位范围SR1-SR6中的一个时，要求转矩Tr＊随着车速V降低而被设定成较小的值，并且在车速V恒定的状态下，要求转矩Tr＊随着档位范围R(假想档位范围)被变换为较高范围而被设定成较小的值。因而，通过将假想档位范围SR1-SR6之一设定为档位范围SR，或将档位范围SR(假想档位范围)变换为较高范围，能够降低用于使车辆行驶的转矩的输出，即，发动机22的燃料消耗率和电机MG2消耗的电力，并且能够提高能量效率。因此，此实施例的混合动力车辆20使得可提高用于使车辆行驶的转矩响应于变速操作的输出特性，而且还通过变速操作而提高了能量效率。
在该实施例的混合动力车辆20中，基于用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图(操作量增加约束)和用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图(操作量减小约束)来创建多个对应于各假想档位范围SR1-SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图。即，当除用于通常行驶的通常模式外还准备与通常模式相比用于使车辆行驶的转矩的输出响应优先的动力模式和与通常模式相比能量效率优先的ECO模式作为混合动力车辆20的运转模式时，能够利用用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图和用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图更适当地创建多个对应于假想档位范围SR1-SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图。如果利用用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图和用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图创建多个对应于假想档位范围SR1-SR6的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，则使用用于在通常模式下设定要求转矩的脉谱图，即，单个用于设定要求转矩的脉谱图，当选择假想档位范围之一时能够更适当地设定要求转矩Tr＊。
代替为各假想档位范围SR1-SR6准备用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，混合动力车辆20可配设有用于设定换算系数的脉谱图——其如图11所示限定车速V与换算系数k(-1≤k≤1)之间的关系，并且可使用用于设定换算系数的脉谱图、用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图和用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图来设定受控加速器踏板行程Acc＊。在此情形中，如果对应于车速V并从用于设定换算系数的脉谱图获得的换算系数k为正值，则可从用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图获得对应于由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器踏板行程Acc的值，并且可通过将所获得的值与换算系数k的乘积加上有关的加速器踏板行程Acc来设定受控加速器踏板行程Acc＊。如果对应于车速V并从用于设定换算系数的脉谱图获得的换算系数k为负值，则可从用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图获得对应于由加速器踏板位置传感器84检测到的加速器踏板行程Acc的值，并且可通过将所获得的值与换算系数k的乘积加上有关的加速器踏板行程Acc来设定受控加速器踏板行程Acc＊。
代替为各假想档位范围SR1-SR6准备用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图，可使用用于在动力模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图、用于在ECO模式下设定受控加速器踏板行程的脉谱图和用于设定要求转矩的脉谱图(图7)来为每个假想档位范围SR1-SR6准备用于设定要求转矩的脉谱图——其规定加速器踏板行程Acc、车速V和要求转矩Tr＊之间的关系。图12示出对应于低侧假想档位范围的用于设定要求转矩的脉谱图的一个示例，而图13示出对应于高侧假想档位范围的用于设定要求转矩的一个示例。图12和图13中的双点划线表示如图7所示用于设定要求转矩的脉谱图。当以这种方式为每个假想档位范围SR1-SR6准备用于设定要求转矩的脉谱图时，混合动力车辆20可跳过图3的程序的步骤S120，并且可从ROM 74读取对应于在步骤S100中接收的档位范围SR——即驾驶者所选则的假想档位范围——的用于设定要求转矩的脉谱图，从而在步骤S130中从对应于假想档位范围的用于设定要求转矩的脉谱图导出对应于加速器踏板行程Acc和车速V的要求转矩Tr＊。
虽然在所示实施例的混合动力车辆20中作为驱动轴的齿圈轴32a和电机MG2经由减速齿轮35彼此连结，但可采用例如具有两个档(Hi、Lo)或三个或更多个档并且能够改变电机MG2的转速并将电机MG2的旋转运动传递到齿圈轴32a的变速器来代替减速齿轮35。虽然此实施例的混合动力车辆20设置成经由降低电机MG2的转速的减速齿轮35将电机MG2的动力输出到齿圈轴32a，但本发明并不限于这种设置。即，本发明可应用于作为图14所示的变型例的混合动力车辆120，其中电机MG2的动力被输送至不同于与齿圈轴32a连接的车轴(车轮39a、39b与该车轴连接)的车轴(在图14中与车轮39c、39d连接)。不言而喻，本发明可应用于仅具有电动机或电机作为用于使车辆行驶的动力源的电动车辆。
在所示的实施例和变型例中，能够将动力输送到与作为驱动轮的车轮39a、39b连结的齿圈轴32a的电机MG2可对应于根据本发明的电动机，并且能够向电机MG2供应电力和从其接收电力的电池50可对应于根据本发明的蓄电装置(蓄电设备)，而检测加速器踏板行程Acc或驾驶者对加速器踏板的压下量的加速器踏板位置传感器84可对应于根据本发明的加速器操作量获取装置(加速器操作量获取设备)。检测车速V的车速传感器87可对应于根据本发明的车速获取装置(车速获取设备)，并且容许驾驶者从用于通常行驶的D范围和多个假想档位范围SR1-SR6选择期望的档位范围SR的变速杆81可对应于根据本发明的档位范围选择装置(档位范围选择设备)，而存储多个为各假想档位范围SR1-SR6准备的用于设定受控加速器踏板行程的脉谱图的ROM 74可对应于根据本发明的约束存储装置(约束存储设备)。执行图3的例程的步骤S110-S130的混合动力ECU70可对应于根据本发明的要求驱动力设定装置(要求驱动力设定设备)，并且执行图3的步骤S140-S250的混合动力ECU 70、发动机ECU 24和电机ECU 40的组合可对应于根据本发明的控制装置(控制设备)。另外，动力开关88和ECO开关89可对应于根据本发明的运转模式选择装置(运转模式选择设备)，并且混合动力ECU 70可对应于根据本发明的受控加速器操作量设定装置(受控加速器操作量设定设备)。发动机22可对应于根据本发明的内燃发动机，并且电机MG1可对应于根据本发明的第二电动机，而动力分配和合并机构30可对应于根据本发明的动力分配装置(动力分配设备)。
应当理解，电动机和第二电动机并不限于如同电机MG1、MG2的同步发电电动机，而是可属于任何其它类型，例如感应电动机。蓄电装置并不限于如同电池50的二次电池，而是可属于任何其它类型，例如电容器。加速器操作量获取装置可属于任何类型，只要它能够获取驾驶者对加速器踏板的操作量即可。车速获取装置可属于任何类型，只要它能够获取车速即可。档位范围选择装置可属于不同于变速杆82的任何类型，例如通过按压按钮选择期望档位范围的档位范围选择装置，只要它容许驾驶者从通常行驶范围位和多个假想档位范围选择预定档位范围即可。约束存储装置可属于任何类型，只要它存储为各假想档位范围创建的多个约束，使得对应于相同加速器操作量的要求驱动力倾向于随着车速升高而增大，并使得对应于相同加速器操作量的要求驱动力在车速恒定时倾向于随着假想档位范围变换为较低范围而增大即可。要求驱动力设定装置可属于任何类型，只要当驾驶者选择了假想档位范围之一时，它使用对应于所选择的假想档位范围的约束来设定对应于由加速器操作量获取装置获得的加速器操作量和由车速获取装置获得的车速的要求驱动力即可。除混合动力ECU 70、发动机ECU 24和电机ECU40的组合外，控制装置可属于任何类型，例如单个电子控制单元，只要它控制电动机等以使得基于要求驱动力的动力被输送到驱动轴即可。除动力开关88和ECO开关89的组合外，运转模式选择装置可属于任何类型，例如单个开关，只要它容许驾驶者从用于通常行驶的第一运转模式、用于使车辆行驶的驱动力的输出响应优先的第二运转模式以及能量效率优先的第三运转模式选择期望的运转模式即可。内燃发动机并不限于当被供应碳氢化合物燃料如汽油或轻油时产生动力的发动机22，而是可属于任何其它类型，例如氢发动机。除动力分配和合并机构30外，动力分配装置可属于任何类型，例如双小齿轮式行星齿轮机构或差动齿轮，只要它连接到内燃发动机的发动机轴、第一电动机的旋转轴和将动力传送至驱动轮的驱动轴这样三个轴，并且基于从所述三个轴中的两个轴接收的动力将动力输送到剩余的一个轴或基于输送到所述三个轴中的两个轴的动力从剩余的一个轴接收动力即可。
虽然已参照本发明的示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明并不限于所述的实施例或结构。相反，本发明旨在涵盖各种变型和等同设置。此外，虽然以各种组合和构型示出了示例性实施例的各种元件，但包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和构型也在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种车辆，其特征在于包括：
电动机(MG2)，所述电动机向连结到驱动轮的驱动轴输送动力；
蓄电装置(50)，所述蓄电装置用于向所述电动机供应电力和从所述电动机接收电力；
加速器操作量获取装置(84)，所述加速器操作量获取装置用于获取作为驾驶者对加速器踏板的操作量的加速器操作量；
车速获取装置(87)，所述车速获取装置用于获取车速；
档位范围选择装置(81)，所述档位范围选择装置用于容许驾驶者从通常行驶范围和多个假想档位范围中选择期望的档位范围；
约束存储装置(74)，所述约束存储装置用于存储为各假想档位范围创建的多个约束，使得在所述多个假想档位范围中的每个中，对应于相同加速器操作量的作为要施加到所述驱动轴上的驱动力的要求驱动力倾向于随着所述车速升高而增大，并且对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力当所述车速恒定时倾向于随着所述假想档位范围被变换为较低范围而增大；
要求驱动力设定装置，所述要求驱动力设定装置用于当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，使用与所选择的假想档位范围相对应的所述约束，来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量和由所述车速获取装置获取的所述车速相对应的所述要求驱动力；以及
控制装置，所述控制装置用于控制所述电动机，以使得基于由所述要求驱动力设定装置设定的所述要求驱动力的动力被输送到所述驱动轴。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述通常行驶范围为用于所述车辆的向前行驶的驱动范围。
3.根据权利要求1所述的车辆，其中：
所述多个约束中与所述假想档位范围中的预定的第一个相对应的至少一个约束被创建成，使得由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量随着所述车速升高而换算成比实际值大的值，以使得对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力倾向于随着所述车速升高而增大；
所述多个约束中与所述假想档位范围中的预定的第二个相对应的至少一个约束被创建成，使得由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量随着所述车速降低而换算成比实际值小的值，以使得对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力倾向于随着所述车速降低而减小；并且
所述假想档位范围中的所述预定的第一个与所述假想档位范围中的所述预定的第二个相比为较低的假想档位范围。
4.根据权利要求1所述的车辆，还包括：
运转模式选择装置(88、89)，所述运转模式选择装置用于容许驾驶者从用于通常行驶的第一运转模式、与所述第一运转模式相比车辆行驶用驱动力的输出响应优先的第二运转模式以及与所述第一运转模式和所述第二运转模式相比能量效率优先的第三运转模式中选择期望的运转模式；以及
受控加速器操作量设定装置(70)，所述受控加速器操作量设定装置用于当驾驶者选择了所述通常行驶范围并选择了所述第一运转模式时将受控加速器操作量设定为由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量，当驾驶者选择了所述通常行驶范围并选择了所述第二运转模式时，根据预定的操作量增加约束来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量相对应的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量倾向于比所述加速器操作量大，并且当驾驶者选择了所述通常行驶范围并选择了所述第三运转模式时，根据预定的操作量减小约束来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量相对应的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量倾向于比所述加速器操作量小，
其中，所述多个约束是基于所述操作量增加约束和所述操作量减小约束而创建的，并且
其中，当驾驶者选择了所述通常行驶范围时，所述要求驱动力设定装置使用通常行驶用要求驱动力设定约束、由所述受控加速器操作量设定装置设定的所述受控加速器操作量以及由所述车速获取装置获取的所述车速来设定所述要求驱动力，所述通常行驶用要求驱动力设定约束规定所述受控加速器操作量、所述车速以及所述要求驱动力之间的关系。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中：
所述多个约束为多个受控加速器操作量设定约束，每个所述受控加速器操作量设定约束基于所述操作量增加约束和所述操作量减小约束被创建成，关于相应的所述假想档位范围规定由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量与所述受控加速器操作量之间的关系；
当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，所述受控加速器操作量设定装置使用与所选择的假想档位范围相对应的所述受控加速器操作量设定约束和由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量来设定所述受控加速器操作量；并且
当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，所述要求驱动力设定装置使用所述通常行驶用要求驱动力设定约束、由所述受控加速器操作量设定装置设定的所述受控加速器操作量以及由所述车速获取装置获取的所述车速来设定所述要求驱动力。
6.根据权利要求4所述的车辆，其中：
所述多个约束为多个要求驱动力设定约束，每个所述要求驱动力设定约束基于所述操作量增加约束、所述操作量减小约束以及所述通常行驶用要求驱动力设定约束被创建成，关于相应的所述假想档位范围规定所述加速器操作量、所述车速和所述要求驱动力之间的关系；并且
当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，所述要求驱动力设定装置使用与所选择的假想档位范围相对应的所述要求驱动力设定约束、由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量以及由所述车速获取装置获取的所述车速来设定所述要求驱动力。
7.根据权利要求1所述的车辆，还包括：
内燃发动机(22)；
输送和接收动力的第二电动机(MG1)；以及
连接到三个轴的动力分配装置(30)，所述三个轴包括所述内燃发动机的输出轴、所述第二电动机的旋转轴以及所述驱动轴，所述动力分配装置用于基于从所述三个轴中的两个轴接收的动力将动力输送到剩余的一个轴或基于输送到所述三个轴中的两个轴的动力从剩余的一个轴接收动力，
其中，所述控制装置控制所述内燃发动机、所述电动机以及所述第二电动机，以使得基于由所述要求驱动力设定装置设定的所述要求驱动力的动力被输送到所述驱动轴。
8.一种控制车辆的方法，所述车辆包括电动机(MG2)、蓄电装置(50)、加速器操作量获取装置(84)、车速获取装置(87)以及档位范围选择装置(81)，所述电动机向连结到驱动轮的驱动轴输送动力，所述蓄电装置用于向所述电动机供应电力和从所述电动机接收电力，所述加速器操作量获取装置用于获取作为驾驶者对加速器踏板的操作量的加速器操作量，所述车速获取装置用于获取车速，所述档位范围选择装置用于容许驾驶者从通常行驶范围和多个假想档位范围中选择期望的档位范围，所述方法的特征在于包括：
当驾驶者选择了所述假想档位范围之一时，从为各假想档位范围创建的多个约束中选取与驾驶者所选择的假想档位范围相对应的约束，使得在所述多个假想档位范围中的每个中，对应于相同加速器操作量的作为要施加到所述驱动轴上的驱动力的要求驱动力倾向于随着所述车速升高而增大，并且对应于相同加速器操作量的所述要求驱动力当所述车速恒定时倾向于随着所述假想档位范围变换为较低范围而增大，并使用所选取的约束来设定与由所述加速器操作量获取装置获取的所述加速器操作量和由所述车速获取装置获取的所述车速相对应的所述要求驱动力；以及
控制所述电动机，以使得基于所设定的要求驱动力的动力被输送到所述驱动轴。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述通常行驶范围为用于所述车辆的向前行驶的驱动范围。
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