CN102834308B - 混合动力车辆的控制装置及具备该装置的混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

ECU使用预先准备的映射等算出放电容许电力（Wout）（S10）。接着，ECU将VH上限值设定为第一上限值（V1）（S20）。然后，在行驶模式不是CD模式（即CS模式），或发动机动作时（S30为否），ECU使处理向S60转移。另一方面，在行驶模式是CD模式且发动机停止时（S30为是），ECU将放电容许电力（Wout）扩大（S40），此外，将VH上限值变更为比第一上限值（V1）小的第二上限值（V2）（S50）。

Description

混合动力车辆的控制装置及具备该装置的混合动力车辆

技术领域

本发明涉及混合动力车辆的控制装置及具备该装置的混合动力车辆，尤其是搭载内燃机及电动机作为动力源的混合动力车辆的控制装置及具备该装置的混合动力车辆。

背景技术

作为对环境作出考虑的车辆，混合动力车辆（Hybrid Vehicle）引起注目。混合动力车辆除了以往的内燃机之外，还搭载蓄电装置、逆变器及由逆变器驱动的电动机作为车辆行驶用的动力源。

日本特开2007-62640号公报（专利文献1）公开了一种在这种混合动力车辆中基于蓄电装置的SOC（State Of Charge：充电状态）来切换车辆的行驶模式的车辆。在该混合动力车辆中，考虑在目的地的电力使用状况而由驾驶员来设定目标SOC。蓄电装置的SOC从满充电状态开始了行驶之后，在SOC达到目标SOC之前，设为优先进行使发动机停止而仅使用电动发电机的行驶的行驶模式（以下称为“CD（ChargeDepleting：电量消耗）模式”）。并且，在SOC达到目标SOC之后，转移到使发动机动作而将SOC控制成目标SOC的行驶模式（以下称为“CS（Charge Sustaining：电量保持）模式”）（参照专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-62640号公报

专利文献2：日本特开2008-301598号公报

发明内容

关于混合动力车辆，希望进行尽可能使内燃机停止的行驶。近年来，能够从车辆外部的电源对车载的蓄电装置进行充电的所谓插入式混合动力车受到注目，但对于插入式混合动力车而言，这样的要求特别强烈（需要说明的是，以下，将使内燃机停止而仅使用电动机的行驶称为“EV（Electric Vehicle）行驶”，相对于此，将使内燃机动作的行驶称为“HV（Hybrid Vehicle）行驶”）。

另一方面，当EV行驶增多时，对电气产品的热负载增大。尤其是在驱动电动机的驱动装置（例如逆变器）与蓄电装置之间设置电压转换器（例如升压转换器）时，伴随着EV行驶的增加，对构成电压转换器的功率半导体元件作用有大的热负载。

在上述的日本特开2007-62640号公报中，虽然公开了基于蓄电装置的SOC来切换车辆的行驶模式的情况，但并未提及与EV行驶的增加相伴的上述问题点及其解决方法。

因而，本发明的目的是在混合动力车辆中能够扩大EV行驶且抑制对电气产品的热负载的增加。

根据本发明，混合动力车辆的控制装置具备行驶模式控制部和电压上限控制部。混合动力车辆包括：产生车辆驱动力的内燃机及电动机；能够充放电的蓄电装置；驱动电动机的驱动装置；及设置在驱动装置与蓄电装置之间的电压转换器。电压转换器构成为能够将驱动装置的输入电压升压成比蓄电装置的电压高的电压。并且，行驶模式控制部对行驶模式的切换进行控制，该行驶模式包括：优先进行使内燃机停止而仅使用电动机的行驶的第一模式（CD模式）；及使内燃机动作而将表示蓄电装置的充电状态的状态量（SOC）维持成规定的目标的第二模式（CS模式）。电压上限控制部基于行驶模式及内燃机的动作/停止，对表示由电压转换器升压的电压的上限的电压上限值进行变更。

优选的是，电压上限控制部在行驶模式为第一模式且内燃机动作时、或行驶模式为第二模式时，将电压上限值设为第一上限值，在行驶模式为第一模式且内燃机停止时，将电压上限值设为比第一上限值小的第二上限值。

更优选的是，混合动力车辆的控制装置还具备放电容许电力控制部。放电容许电力控制部在行驶模式为第一模式且内燃机停止时，与行驶模式为第一模式且内燃机动作时或行驶模式为第二模式时相比，扩大表示蓄电装置能够放电的电力的放电容许电力（Wout）。

更优选的是，混合动力车辆还包括构成为从车辆外部的电源接受电力的供给而对蓄电装置进行充电的充电装置。行驶模式控制部在由充电装置对蓄电装置进行充电之后，将行驶模式设定为第一模式。

优选的是，混合动力车辆的控制装置还具备转矩要件计算部和判定部。转矩要件计算部算出表示电动机输出的转矩的上限值的转矩上限值。判定部基于混合动力车辆的要求转矩与转矩上限值的比较结果进行内燃机的起动判定。并且，在电压上限值为第二上限值的情况下，转矩要件计算部将如下的两个转矩中较小的一方设为转矩上限值：从以由电压转换器升压的电压为第一上限值时的电动机的转矩减去内燃机的起动时在电动机产生的反力而得到的转矩；及以由电压转换器升压的电压为第二上限值时的电动机的转矩。

另外，根据本发明，混合动力车辆具备上述任一个控制装置。

发明效果

在本发明中，基于行驶模式及内燃机的动作/停止，对表示由电压转换器升压的电压的上限的电压上限值进行变更。由此，当为了扩大EV行驶而在行驶模式为第一模式（CD模式）且内燃机停止的情况下扩大蓄电装置的放电容许电力（Wout）时，通过降低上述电压上限值而减少对电压转换器的热负载。

因此，根据本发明，能够扩大EV行驶，且能够抑制对电气产品的热负载的增加。

附图说明

图1是表示适用了本发明的实施方式1的控制装置的混合动力车辆的整体结构的框图。

图2是表示图1所示的混合动力车辆的电气系统的结构的框图。

图3是图2所示的ECU的功能框图。

图4是表示蓄电装置的SOC的变化与行驶模式之间的关系的图。

图5是表示蓄电装置的放电容许电力的图。

图6是用于说明与行驶模式及发动机的动作/停止对应的放电容许电力的扩大/非扩大的图。

图7是用于说明与行驶模式及发动机的动作/停止对应的VH上限值的变更的图。

图8是表示电动发电机MG2的速度-转矩特性的第一图。

图9是表示电动发电机MG2的速度-转矩特性的第二图。

图10是用于说明与VH上限值的设定处理相关的顺序的流程图。

图11是表示在CD模式时发动机起动时的放电容许电力及VH上限值的变化的图。

图12是表示在CD模式时发动机停止时的放电容许电力及VH上限值的变化的图。

图13是用于说明基于转矩而判定发动机的起动/停止的转矩要件的图。

图14是用于说明与发动机起动/停止用转矩阈值的计算处理相关的顺序的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，对图中同一或相当部分标注同一标号，不重复其说明。

[实施方式1]

图1是表示适用了本发明的实施方式1的控制装置的混合动力车辆的整体结构的框图。参照图1，混合动力车辆100具备蓄电装置10、ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）15、PCU（Power ControlUnit：功率控制单元）20、动力输出装置30、差动齿轮（以下也称为“DG（Differential Gear）”）40。而且，混合动力车辆100还具备前轮50L、50R、后轮60L、60R、前座椅70L、70R、后座椅80、充电插座90、充电器92。

蓄电装置10是能够再充电的直流电源，例如由镍氢、锂离子等二次电池构成。蓄电装置10例如配置在后座椅80的后方部，与PCU20电连接而向PCU20供给直流电压。而且，蓄电装置10从PCU20接受由动力输出装置30发电的电力而被充电。此外，蓄电装置10由充电器92充电，该充电器92接受从与充电插座90连接的车辆外部的电源供给的电力。需要说明的是，以下，将车辆外部的电源也称为“外部电源”，将外部电源对蓄电装置10的充电也称为“外部充电”。

PCU20统括地表示在混合动力车辆100内所需的电力转换器。PCU20包括对从蓄电装置10供给的电压进行升压的转换器、对动力输出装置30所包含的电动发电机进行驱动的逆变器等。

ECU15接受来自表示驾驶状况/车辆状况的各种传感器的各种传感器输出17。各种传感器输出17中包括与油门踏板35的踏下量对应的油门开度、与车轮转速对应的车辆速度等。并且，ECU15基于所输入的所述传感器输出，执行与混合动力车辆100相关的各种控制。

动力输出装置30被设置作为车轮的驱动力源，包括电动发电机MG1、MG2及发动机。它们经由动力分割装置（未图示）而机械连结。并且，根据混合动力车辆100的行驶状况，经由动力分割装置在上述三者之间进行驱动力的分配及结合，其结果是前轮50L、50R被驱动。DG40将从动力输出装置30输出的动力向前轮50L、50R传递，并将从前轮50L、50R承受的旋转力向动力输出装置30传递。由此，动力输出装置30将发动机及电动发电机产生的动力经由DG40向前轮50L、50R传递而驱动前轮50L、50R。而且，动力输出装置30接受前轮50L、50R的电动发电机的旋转力而发电，该发电的电力向PCU20供给。

需要说明的是，电动发电机MG1、MG2既能作为发电机发挥作用也能作为电动机发挥作用，但电动发电机MG1主要作为发电机进行动作，电动发电机MG2主要作为电动机进行动作。详细而言，电动发电机MG1接受由动力分割装置分配的发动机的输出的一部分而进行发电。而且，电动发电机MG1从蓄电装置10接受电力的供给而作为电动机进行动作，使发动机开动而起动。

电动发电机MG2由蓄积于蓄电装置10的电力及电动发电机MG1发电的电力中的至少一方来驱动。并且，电动发电机MG2的驱动力经由DG40向前轮50L、50R的驱动轴传递。由此，电动发电机MG2对发动机进行辅助而使车辆行驶、或仅由自身的驱动力使车辆行驶。而且，在车辆的制动时，电动发电机MG2由前轮50L、50R驱动而作为发电机进行动作。此时，由电动发电机MG2发出的电力经由PCU20对蓄电装置10充电。

并且，PCU20按照来自ECU15的控制指示，对从蓄电装置10接受的直流电压进行升压，并将该升压后的直流电压转换成交流电压，对动力输出装置30所包含的电动发电机MG1、MG2进行驱动。而且，PCU20在电动发电机MG1、MG2的再生动作时，按照来自ECU15的控制指示，将电动发电机MG1、MG2发出的交流电压转换成直流电压而对蓄电装置10进行充电。

充电插座90构成为能够连接与外部电源连接的充电线缆（未图示）的连接器。并且，在外部充电时，从与充电插座90连接的外部电源接受电力，并将该接受到的电力向充电器92供给。充电器92设置在充电插座90与蓄电装置10之间，将从与充电插座90连接的外部电源供给的电力转换成蓄电装置10的电压水平而向蓄电装置10输出。

图2是表示图1所示的混合动力车辆100的电气系统的结构的框图。参照图2，电气系统包括蓄电装置10、SMR（System Main Relay：系统主继电器）105、106、PCU20、电动发电机MG1、MG2、ECU15、充电插座90、及充电器92。

电动发电机MG1、MG2经由动力分割装置而与发动机ENG及未图示的驱动轮（图1的前轮50L、50R）连结。并且，混合动力车辆100能够使用发动机ENG及电动发电机MG2进行行驶，电动发电机MG1进行发动机ENG的起动及使用了发动机ENG的动力的发电。

SMR105设置在蓄电装置10与PCU20之间，在车辆的行驶时等根据来自ECU15的指令而接通。SMR106设置在蓄电装置10与充电器92之间，在外部充电时根据来自ECU15的指令而接通。

PCU20包括转换器110、电容器120、电动机驱动控制器131、132、转换器/逆变器控制部140。在本实施方式1中，电动发电机MG1、MG2是交流电动机，电动机驱动控制器131、132由逆变器构成。以下，将电动机驱动控制器131（132）也称为“逆变器131（132）”。

转换器110基于来自转换器/逆变器控制部140的控制信号Scnv，将正极线103及负极线102间的电压VH（以下也称为“系统电压VH”）升压成蓄电装置10的电压Vb以上。转换器110例如由电流可逆型的升压断继开关电路构成。

逆变器131、132分别对应于电动发电机MG1、MG2设置。逆变器131、132彼此并联而与转换器110连接，基于来自转换器/逆变器控制部140的控制信号Spwm1、Spwm2而分别驱动电动发电机MG1、MG2。

转换器/逆变器控制部140基于从ECU15接受的控制指令值（电压VH的目标值、电动发电机MG1、MG2的转矩目标值等），而生成用于分别驱动转换器110及电动发电机MG1、MG2的控制信号Scnv、Spwm1、Spwm2。并且，转换器/逆变器控制部140将该生成的控制信号Scnv、Spwm1、Spwm2分别向转换器110及逆变器131、132输出。

ECU15基于各种传感器输出17，进行该混合动力车辆100的行驶模式的控制、发动机ENG的起动/停止判定、蓄电装置10的充放电控制、系统电压VH的上限控制等各种控制。并且，ECU15生成用于驱动PCU20的控制指令值，并将该生成的控制指令值向PCU20的转换器/逆变器控制部140输出。而且，ECU15在外部充电时，生成用于驱动充电器92的信号，并将该生成的信号向充电器92输出。

图3是图2所示的ECU15的功能框图。参照图3，ECU15包括SOC计算部150、行驶模式控制部152、Wout控制部154、发动机起动/停止判定部156、及转矩要件计算部158。而且，ECU15还包括VH上限控制部160、指令生成部162、及充电控制部164。

SOC计算部150基于由未图示的传感器检测出的蓄电装置10的电压Vb及电流Ib，算出表示蓄电装置10的充电状态的SOC。该SOC以0~100%来表示相对于蓄电装置10的满充电状态的蓄电量，并表示蓄电装置10的蓄电剩余量。需要说明的是，关于SOC的计算方法，可以使用各种公知的方法。

行驶模式控制部152基于由SOC计算部150算出的SOC，来控制车辆的行驶模式的切换。具体而言，行驶模式控制部152控制如下模式的切换，即是优先进行使发动机ENG停止而仅使用电动发电机MG2的行驶的CD模式还是使发动机ENG动作而将蓄电装置10的SOC维持成规定的目标的CS模式。

需要说明的是，在CD模式中，容许驾驶员较大地踏下油门踏板、发动机驱动类型的空调机动作时、发动机预热时等的发动机ENG的动作。该CD模式是不维持蓄电装置10的SOC而基本上以蓄积于蓄电装置10的电力为能量源使车辆进行行驶的行驶模式。在该CD模式期间，结果多是放电的比例相对大于充电。另一方面，CS模式是为了将蓄电装置10的SOC维持成规定的目标而根据需要使发动机ENG动作来利用电动发电机MG1进行发电的行驶模式，并未限定于使发动机ENG始终动作的行驶。

即，即使行驶模式为CD模式，若较大地踏下油门踏板而要求大的车辆功率，则发动机ENG也动作。而且，即使行驶模式为CS模式，若SOC高于目标值，则发动机ENG也停止。因此，将与行驶模式无关地使发动机ENG停止而仅使用电动发电机MG2的行驶称为“EV行驶”，将使发动机ENG动作而使用电动发电机MG2及发动机ENG的行驶称为“HV行驶”。

图4是表示蓄电装置10的SOC的变化与行驶模式之间的关系的图。参照图4，借助外部充电而蓄电装置10成为满充电状态之后（SOC=MAX），开始行驶。在外部充电后，行驶模式被设定为CD模式。在CD模式下的行驶中，虽然借助在车辆的减速时等回收的再生电力而SOC有时会暂时增加，但作为整体伴随着行驶距离的增加而SOC减少。并且，在时刻t1SOC达到阈值Sth时，行驶模式向CS模式切换，将SOC控制成阈值Sth的附近。

再次参照图3，当行驶模式控制部152从充电控制部164接受到表示外部充电的结束的充电结束信号CGEND时，如上述那样将行驶模式设定为CD模式。并且，行驶模式控制部152将表示行驶模式是CD模式还是CS模式的模式信号MD向Wout控制部154、发动机起动/停止判定部156及VH上限控制部160输出。

Wout控制部154从SOC计算部150接受蓄电装置10的SOC，并从行驶模式控制部152接受表示行驶模式的模式信号MD。而且，Wout控制部154从发动机起动/停止判定部156接受表示发动机ENG是动作还是停止的发动机模式信号EGMD。并且，Wout控制部154基于这些各信号，算出表示蓄电装置10能够放电的电力（W）的放电容许电力Wout。

图5是表示蓄电装置10的放电容许电力Wout的图。参照图5，放电容许电力Wout是蓄电装置10能够输出的电力（W）的最大值。当蓄电装置10的SOC下降时，为了防止过放电而限制放电容许电力Wout。

在本实施方式1中，如后述那样，基于车辆的行驶模式及发动机ENG的动作/停止而变更放电容许电力Wout。具体而言，在行驶模式为CD模式且发动机ENG动作时，或行驶模式为CS模式时，放电容许电力Wout设定为默认值的W0。另一方面，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，放电容许电力Wout从W0扩大成预先决定的W1。

需要说明的是，充电容许电力Win是能够向蓄电装置10输入的电力（W）的最大值。关于充电容许电力Win，当蓄电装置10的SOC升高时，为了防止过充电而限制充电容许电力Win。

再次参照图3，Wout控制部154使用预先准备的映射等，基于蓄电装置10的SOC、温度等，算出放电容许电力Wout（默认值W0）。并且，Wout控制部154基于由从行驶模式控制部152接受的模式信号MD表示的行驶模式、及由从发动机起动/停止判定部156接受的发动机模式信号EGMD信号表示的发动机ENG的动作/停止，来变更放电容许电力Wout。

即，如图6所示，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，Wout控制部154将放电容许电力Wout从W0扩大为预先决定的W1（图5）。另一方面，在行驶模式为CD模式且发动机ENG动作时，或行驶模式为CS模式时，Wout控制部154不进行放电容许电力Wout的扩大。

在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时扩大放电容许电力Wout是为了尽量减少发动机ENG的起动频度，并扩充EV行驶。即，如上述那样，即使行驶模式为CD模式，当踏下油门踏板而车辆要求功率超过放电容许电力Wout时，为了满足要求功率而发动机ENG也起动，从EV行驶切换成HV行驶。

然而，若通过踏下油门踏板而频繁地使发动机ENG起动的话，驾驶员无法获得充分的EV行驶感。因此，在本实施方式1中，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，扩大放电容许电力Wout，通过抑制发动机ENG起动的频度来提升EV行驶感。

另一方面，在本实施方式1中，不是始终扩大放电容许电力Wout，而在行驶模式为CD模式且发动机ENG动作时，或行驶模式为CS模式时，不进行放电容许电力Wout的扩大。这是为了抑制电气产品（主要是转换器110）的热负载的增加并使发动机动作时及CS模式下的行驶时的车辆的加速特性在本实施方式1的适用前后不改变。

再次参照图3，Wout控制部154将基于行驶模式及发动机ENG的动作/停止而进行了上述的变更处理后的放电容许电力Wout向发动机起动/停止判定部156输出。

发动机起动/停止判定部156从Wout控制部154接受放电容许电力Wout。而且，发动机起动/停止判定部156从转矩要件计算部158接受表示电动发电机MG2输出的转矩的上限值的转矩阈值TRS。进而，发动机起动/停止判定部156从行驶模式控制部152接受表示行驶模式的模式信号MD。并且，发动机起动/停止判定部156基于行驶模式、放电容许电力Wout及转矩阈值TRS，进行发动机ENG的起动/停止判定。

具体而言，发动机起动/停止判定部156基于作为各种传感器输出17（图1）接受的油门开度ACC、车辆速度SPD等而算出车辆要求功率。并且，发动机起动/停止判定部156基于从Wout控制部154接受的放电容许电力Wout而算出电动发电机MG2能够输出的最大功率，并判定该算出的最大功率是否超过车辆要求功率（功率要件）。而且，发动机起动/停止判定部156也基于油门开度ACC、车辆速度SPD等，算出车辆要求转矩。并且，发动机起动/停止判定部156判定该算出的车辆要求转矩是否大于从转矩要件计算部158接受的转矩阈值TRS（转矩要件）。

并且，当功率要件及转矩要件中的任一者成立时，发动机起动/停止判定部156判定为使发动机ENG起动。另一方面，在功率要件及转矩要件均不成立时，发动机起动/停止判定部156判定为使发动机ENG停止。

需要说明的是，在行驶模式为CD模式时，发动机起动/停止判定部156基于扩大的放电容许电力Wout（图5的W1），算出电动发电机MG2能够输出的最大功率。即，如上述那样，在行驶模式为CD模式时，在发动机ENG的动作中，当放电容许电力Wout为非扩大（默认值W0）时（图6），在发动机ENG的停止判定中使用扩大了的放电容许电力Wout（W1）。由此，在CD模式时，在发动机ENG起动之后容易使发动机ENG停止，能够进一步提升EV行驶感。

转矩要件计算部158从VH上限控制部160（后述）接受表示由转换器110（图2）升压的电压VH（系统电压VH）的上限值的VH上限值VHUL。并且，转矩要件计算部158基于该接受到的VH上限值VHUL算出电动发电机MG2的转矩的上限值，将该算出的转矩上限值作为转矩阈值TRS向发动机起动/停止判定部156输出。

VH上限控制部160从行驶模式控制部152及发动机起动/停止判定部156分别接受模式信号MD及发动机模式信号EGMD。并且，VH上限控制部160基于由模式信号MD表示的行驶模式、及由发动机模式信号EGMD信号表示的发动机ENG的动作/停止来变更VH上限值VHUL。

即，如图7所示，在行驶模式为CD模式且发动机ENG动作时，或行驶模式为CS模式时，VH上限控制部160将VH上限值VHUL设为预先决定的上限值V1。另一方面，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，VH上限控制部160将VH上限值VHUL设为比上限值V1小的上限值V2。

在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时将VH上限值VHUL从上限值V1变更为比其小的上限值V2是基于以下的理由。如上所述，为了通过抑制发动机ENG起动的频度而提高EV行驶感，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，将放电容许电力Wout扩大。然而，由于放电容许电力Wout的扩大，而转换器110（图2）的通电量增加，构成转换器110的功率半导体元件的热负载增大。并且，当功率半导体元件的温度超过上限时，必须限制扩大了的放电容许电力Wout，其结果是，驾驶性能恶化。

作为对构成转换器110的功率半导体元件的热负载造成影响的原因，考虑了电流量、开关频率（载波频率）、转差率电流、系统电压VH等。需要说明的是，关于系统电压VH，当降低电压VH时，功率半导体元件的开关损失减少，其结果是，功率半导体元件的热负载减少。因此，在本实施方式1中，为了实现EV行驶的扩大并抑制对电气产品的热负载的增加，而在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，扩大放电容许电力Wout并使VH上限值VHUL从上限值V1下降为上限值V2。

另一方面，在本实施方式1中，不是使VH上限值VHUL始终为上限值V2，而在行驶模式为CD模式且发动机ENG动作时，或行驶模式为CS模式时，将VH上限值VHUL设为上限值V1。这是为了防止驾驶员将油门踏板35（图1）操作至全开位置WOT（Wide Open Throttle：全开节气门）时的车辆驱动转矩的下降。以下，关于该点，使用图8、9进行简单说明。

图8、图9是表示电动发电机MG2的速度-转矩特性的图。参照图8，曲线k1表示定转矩特性，曲线k2表示定输出特性。并且，曲线k3表示系统电压VH为上限值V1时的电动发电机MG2的转矩特性。

另外，区域A1是进行正弦波PWM（Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制）控制的区域，区域A2是进行过调制PWM控制的区域。区域A3是进行矩形波电压控制的区域。在正弦波PWM控制中，仅能将调制率（电动机施加电压的基波成分（有效值）相对于电压VH之比）提升至约0.61。在过调制PWM控制中，能够将调制率从正弦波PWM控制模式下的最高调制率提升至0.78的范围，在矩形波电压控制中，调制率在最大0.78下一定。

如该图8所示，在VH上限值VHUL为上限值V1时，电动发电机MG2的转矩不会受到曲线k3（表示转矩要件）的制约，而能够最大限度地利用电动发电机MG2的能力。

另一方面，参照图9，曲线k4表示系统电压VH为上限值V2（<V1）时的电动发电机MG2的转矩特性。由斜线表示的区域A4是由于将VH上限值VHUL从上限值V1变更为上限值V2而电动发电机MG2的转矩受到限制的区域。即，在VH上限值VHUL为上限值V2时，电动发电机MG2不输出由超过曲线k4（转矩要件）的区域A4表示的转矩。

因此，若使VH上限值VHUL始终为上限值V2，则在油门踏板35为全开位置WOT时，电动发电机MG2的转矩受到限制从而车辆驱动转矩下降。因此，在本实施方式1中，为了满足油门踏板35为全开位置WOT时的转矩性能，而在行驶模式为CD模式且发动机ENG动作时，或行驶模式为CS模式时，将VH上限值VHUL维持为上限值V1。

图10是用于说明与VH上限值VHUL的设定处理相关的顺序的流程图。参照图10，ECU15使用预先准备的映射等，算出放电容许电力Wout（默认值W0）（步骤S10）。接着，ECU15将VH上限值VHUL设定为预先决定的上限值V1（步骤S20）。

接着，ECU15判定是否行驶模式为CD模式且发动机ENG停止（步骤S30）。在判定为行驶模式不是CD模式（即CS模式）或发动机ENG动作时（在步骤S30中为否），ECU15使处理向步骤S60转移。

在步骤S30中，当判定为行驶模式是CD模式且发动机ENG停止时（在步骤S30中为是），ECU15如图5所示将放电容许电力Wout从W0向预先决定的W1扩大（步骤S40）。此外，ECU15将VH上限值VHUL变更为比上限值V1小的上限值V2（步骤S50）。

图11是表示在CD模式时发动机ENG起动时的放电容许电力Wout及VH上限值VHUL的变化的图。参照图11，发动机模式的“EV”表示使发动机ENG停止的EV行驶的情况。而且，“CRK”表示从蓄电装置10接受电力的供给而由电动发电机MG1使发动机ENG开动的情况。“HV”表示发动机ENG动作的HV行驶的情况。

在时刻t1前，发动机ENG停止（发动机模式“EV”），放电容许电力Wout扩大为W1，VH上限值VHUL设定为上限值V2（<V1）。由于油门踏板被踏下等，在时刻t1车辆要求功率超过发动机起动/停止功率阈值时，使发动机ENG开动（发动机模式“CRK”）。这样的话，VH上限值VHUL恢复成上限值V1。并且，在时刻t2发动机ENG起动时（发动机模式“HV”），放电容许电力Wout从W1恢复成非扩大状态的W0。

图12是表示在CD模式时发动机ENG停止时的放电容许电力Wout及VH上限值VHUL的变化的图。参照图12，在时刻t3前，发动机ENG动作（发动机模式“HV”），放电容许电力Wout为W0（非扩大），VH上限值VHUL为上限值V1。

并且，在时刻t3车辆要求功率低于发动机起动/停止功率阈值（W1）时，执行发动机ENG的停止处理（发动机模式“STP”）。这样的话，放电容许电力Wout从W0扩大为W1。并且，在时刻t4发动机ENG停止时（发动机模式“EV”），VH上限值VHUL从上限值V1变更为V2（<V1）。

如以上那样，在本实施方式1中，基于行驶模式及发动机ENG的动作/停止，变更表示由转换器110升压的电压VH的上限的VH上限值VHUL。由此，为了扩大EV行驶，而在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止的情况下扩大蓄电装置10的放电容许电力Wout时，通过使VH上限值VHUL从上限值V1下降至V2而减少对转换器110的热负载。因此，根据本实施方式1，能够扩大EV行驶且能够抑制对电气产品的热负载的增加。

[实施方式2]

本实施方式2中，修改了如下内容：伴随着在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时将VH上限值VHUL从上限值V1变更至V2而基于转矩来判定发动机ENG的起动/停止的转矩要件。

图13是用于说明基于转矩来判定发动机ENG的起动/停止的转矩要件的图。参照图13，转矩TR1表示系统电压VH为上限值V1时电动发电机MG2能够输出的最大转矩。转矩TR2表示系统电压VH为上限值V2（<V1）时电动发电机MG2能够输出的最大转矩。图中的“反力”是指在发动机ENG的起动时由电动发电机MG1使发动机ENG开动时电动发电机MG2经由动力分割装置接受的反力（转矩）。若考虑在发动机ENG的起动时电动发电机MG2接受的反力，则在车辆要求转矩超过了从电动发电机MG2能够输出的最大转矩TR1减去了反力量所得到的值时，需要使发动机ENG起动。

图13的（I）的情况表示从转矩TR1减去了反力量所得到的值（点P1）比转矩TR2（点P2）大的情况。在该情况下，当将转矩要件设为点P1时（即，在车辆要求转矩超过点P1时使发动机ENG起动），电动发电机MG2的转矩通过将系统电压VH限制为上限值V2而被限制为TR2，因此在车辆要求转矩为从点P2到点P1期间，会发生转矩不足。需要说明的是，（II）的情况表示从转矩TR1减去了反力量所得到的值（点P1）比转矩TR2（点P2）大的情况，这种情况下，即使将转矩要件设为点P1，也不会发生转矩不足。

因此，在本实施方式2中，在VH上限值VHUL为上限值V2时，将从转矩TR1减去了发动机起动时的反力量所得到的值与转矩TR2中的小的一方设为转矩要件，并基于车辆要求转矩与该转矩要件的比较结果进行发动机ENG的起动判定。由此，能够防止转矩不足的发生，并且在转矩要件采用转矩TR2时，无需考虑发动机起动时的反力量，因此相应地EV行驶扩大。

再次参照图3，实施方式2的ECU15A在实施方式1的ECU15的结构中，取代转矩要件计算部158而包含转矩要件计算部158A。在VH上限值VHUL为上限值V2时，转矩要件计算部158A将转矩（TR1）和转矩（TR2）中的小的一方作为发动机起动用的转矩阈值TRS而向发动机起动/停止判定部156输出，该转矩（TR1）是从将系统电压VH设为上限值V1时的电动发电机MG2的转矩减去在发动机ENG起动时在电动发电机MG2产生的反力所得到的值，该转矩（TR2）是将系统电压VH设为上限值V2时的电动发电机MG2的转矩。

另外，转矩要件计算部158A将从发动机起动用的转矩阈值减去预先决定的滞后量转矩α所得到的值作为发动机停止用的转矩阈值TRS而向发动机起动/停止判定部156输出。

图14是用于说明与发动机起动/停止用转矩阈值的计算处理相关的顺序的流程图。参照图14，ECU15A算出以系统电压VH为上限值V1时的电动发电机MG2的转矩TR1（步骤S110）。此外，ECU15A算出以系统电压VH为上限值V2（<V1）时的电动发电机MG2的转矩TR2（步骤S120）。

接着，ECU15A判定是否将VH上限值VHUL设定为上限值V2（步骤S130）。当判定为VH上限值VHUL是上限值V2时（步骤S130中为是），ECU15A将从在步骤S110中算出的转矩TR1减去发动机起动时在电动发电机MG2产生的反力所得到的值与在步骤S120中算出的转矩TR2中的小的一方设为发动机起动用转矩阈值TRS（步骤S140）。在步骤S130中，当判定为VH上限值VHUL不是上限值V2，即VH上限值VHUL是上限值V1时（步骤S130中为否），ECU15A将从在步骤S110中算出的转矩TR1减去在发动机起动时电动发电机MG2接受的反力所得到的值设为发动机起动用转矩阈值TRS（步骤S150）。需要说明的是，在发动机起动时电动发电机MG2受到的反力作为发动机ENG的温度、车辆速度等的映射而被预先准备。

另外，ECU15A将从在步骤S140及S150中的任一者中算出的发动机起动用转矩阈值减去预先决定的滞后量转矩α所得到的值设为发动机停止用转矩阈值（步骤S160）。

如以上那样，在本实施方式2中，在VH上限值VHUL为上限值V2时，将从转矩TR1减去发动机起动时的反力量所得到的值与转矩TR2中的小的一方设为转矩要件，基于车辆要求转矩与该转矩要件的比较结果进行发动机ENG的起动判定。因此，根据本实施方式2，能够防止转矩不足的发生，并且在转矩要件采用转矩TR2时，无需考虑发动机起动时的反力量，因此相应地能够扩大EV行驶。

需要说明的是，在上述的各实施方式中，蓄电装置10及转换器110设置各1个，但对于设有多个蓄电装置及转换器的电气系统（例如，具备多个蓄电装置和相互并联连接的多个转换器的电气系统等），也能够适用本发明。

另外，在上述中，在充电插座90连接外部电源而进行外部充电，但也可以使用共振法、电磁感应等的非接触的供电方法进行外部充电。

需要说明的是，在上述中，发动机ENG对应于本发明的“内燃机”的一实施例，电动发电机MG2对应于本发明的“电动机”的一实施例。而且，逆变器132对应于本发明的“驱动装置”的一实施例，转换器110对应于本发明的“电压转换器”的一实施例。此外，Wout控制部154对应于本发明的“放电容许电力控制部”的一实施例，充电插座90及充电器92形成本发明的“充电装置”的一实施例。此外，发动机起动/停止判定部156对应于本发明的“判定部”的一实施例。

应该考虑的是，本次公开的实施方式在全部的点上是例示而并非限制性内容。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明而是由权利要求来限定，且包括与权利要求相等的意思及范围内的全部变更。

标号说明

10蓄电装置，15、15A ECU，17各种传感器输出，20PCU，30动力输出装置，35油门踏板，40DG，50L、50R前轮，60L、60R后轮，70L、70R前座椅，80后座椅，90充电插座，92充电器，100混合动力车辆，105、106SMR，110转换器，120电容器，131、132逆变器，140转换器/逆变器控制部，150SOC计算部，152行驶模式控制部，154Wout控制部，156发动机起动/停止判定部，158、158A转矩要件计算部，160VH上限控制部，162指令生成部，164充电控制部，MG1、MG2电动发电机，ENG发动机。

Claims (4)

1.一种混合动力车辆的控制装置，其中，

所述混合动力车辆（100）包括：

产生车辆驱动力的内燃机（ENG）及电动机（MG2）；

能够充放电的蓄电装置（10）；

驱动所述电动机的驱动装置（132）；及

电压转换器（110），设置在所述驱动装置与所述蓄电装置之间，构成为能够将所述驱动装置的输入电压升压至比所述蓄电装置的电压高的电压，

所述控制装置（15）具备：

行驶模式控制部（152），对行驶模式的切换进行控制，所述行驶模式包括优先进行使所述内燃机停止而仅使用所述电动机的行驶的第一模式（CD模式）、及使所述内燃机动作而将表示所述蓄电装置的充电状态的状态量（SOC）维持成规定的目标的第二模式（CS模式）；及

电压上限控制部（160），基于所述行驶模式及所述内燃机的动作/停止，对表示由所述电压转换器升压的电压的上限的电压上限值进行变更，

所述电压上限控制部在所述行驶模式为所述第一模式且所述内燃机动作时、或所述行驶模式为所述第二模式时，将所述电压上限值设为第一上限值，在所述行驶模式为所述第一模式且所述内燃机停止时，将所述电压上限值设为比所述第一上限值小的第二上限值，

所述控制装置（15）还具备放电容许电力控制部（154），在所述行驶模式为所述第一模式且所述内燃机停止时，与所述行驶模式为所述第一模式且所述内燃机动作时或所述行驶模式为所述第二模式时相比，扩大表示所述蓄电装置能够放电的电力的放电容许电力。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其中，

所述混合动力车辆还包括构成为从车辆外部的电源接受电力的供给而对所述蓄电装置进行充电的充电装置（90、92），

所述行驶模式控制部在由所述充电装置对所述蓄电装置进行充电之后，将所述行驶模式设定为所述第一模式。

3.一种混合动力车辆的控制装置，其中，

所述混合动力车辆（100）包括：

产生车辆驱动力的内燃机（ENG）及电动机（MG2）；

能够充放电的蓄电装置（10）；

驱动所述电动机的驱动装置（132）；及

电压转换器（110），设置在所述驱动装置与所述蓄电装置之间，构成为能够将所述驱动装置的输入电压升压至比所述蓄电装置的电压高的电压，

所述控制装置（15）具备：

行驶模式控制部（152），对行驶模式的切换进行控制，所述行驶模式包括优先进行使所述内燃机停止而仅使用所述电动机的行驶的第一模式（CD模式）、及使所述内燃机动作而将表示所述蓄电装置的充电状态的状态量（SOC）维持成规定的目标的第二模式（CS模式）；及

电压上限控制部（160），基于所述行驶模式及所述内燃机的动作/停止，对表示由所述电压转换器升压的电压的上限的电压上限值进行变更，

所述电压上限控制部在所述行驶模式为所述第一模式且所述内燃机动作时、或所述行驶模式为所述第二模式时，将所述电压上限值设为第一上限值，在所述行驶模式为所述第一模式且所述内燃机停止时，将所述电压上限值设为比所述第一上限值小的第二上限值，

所述控制装置（15）还具备：

转矩要件计算部（158），算出表示所述电动机输出的转矩的上限值的转矩上限值；及

判定部（156），基于所述混合动力车辆的要求转矩与所述转矩上限值的比较结果进行所述内燃机的起动判定，

在所述电压上限值为所述第二上限值时，所述转矩要件计算部将如下的两个转矩中较小的一方设为所述转矩上限值：

从以由所述电压转换器升压的电压为所述第一上限值时的所述电动机的转矩减去所述内燃机的起动时在所述电动机产生的反力而得到的转矩；及

以由所述电压转换器升压的电压为所述第二上限值时的所述电动机的转矩。

4.一种混合动力车辆，其具备权利要求1~3中任一项所述的控制装置。