CN106985656B - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆。当混合动力车辆以EV单驱动模式且CS模式行驶(S130为否)时、当要求转矩(Tr*)大于转矩阈值(Trref1)(S240为否)时或当要求功率(Pr*)大于功率阈值(Prref1)(S250为否)时以及当没有正在发出预定高响应请求(S260为否)时，使驱动模式转变成HV驱动模式(S230)。当正在发出预定高响应请求(S260为是)时，使驱动模式转变成EV双驱动模式(S210，S220)。

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
传统地，提出了一种混合动力车辆(例如，日本专利申请公开No.2013-147193(JP2013-147193 A))。在这种混合动力车辆中，第一旋转马达连接至行星齿轮的太阳齿轮，发动机被连接至齿轮架，驱动轴被连接至环形齿轮，第二旋转马达被连接至驱动轴，单向离合器被连接至齿轮架并且电池被电连接至第一旋转马达和第二旋转马达。混合动力车辆以电量消耗(CD)模式或电量维持(CS)模式且EV驱动模式或HV驱动模式行驶。CD模式例如是允许消耗电池电力的模式，并且在电池电量状态大于或等于阈值时选择CD模式。CS模式例如是电池电量状态保持在一定范围内的模式，并且在电池电量状态小于阈值时选择CS模式。EV驱动模式是混合动力车辆通过使用第一旋转电机和第二旋转电机中的至少一个旋转电机作为动力源行驶的模式。EV驱动模式包括单驱动模式和双驱动模式。在单驱动模式下，仅第二旋转马达用作动力源。在双驱动模式下，第一旋转马达和第二旋转马达都用作动力源。HV驱动模式是混合动力车辆通过使用发动机作为动力源行驶的模式。
混合动力车辆，特别是插电式混合动力车辆，基本上在EV模式下行驶，并且当用于推进混合动力车辆的要求输出(转矩、功率)相对较大时转变成HV驱动模式以满足要求输出。当混合动力车辆从EV驱动模式转变成HV驱动模式时，混合动力车辆被要求起动发动机，因此不方便地是直到发动机起到动力源的作用为止花费了一定时间。
发明内容
在上述插电式混合动力车辆中，当在EV单驱动模式(后文具体描述)下增大要求输出的状态下双驱动模式(后文具体描述)是可能的时，允许选择转变成双驱动模式或转变成HV驱动模式。根据存在的控制，在CD模式下，使驱动模式转变成双驱动模式以便给予EV驱动模式更高的优先级；然而，在CS模式下，使驱动模式转变成HV驱动模式以便减少电池的充电状态的减弱。在CS模式下，即使当正在发出高响应请求时，例如，当驾驶员已压下加速器踏板相对较大的量时，使驱动模式转变成HV驱动模式，所以存在插电式混合动力车辆不充分满足请求的可能性。本发明提供了一种混合动力车辆，该混合动力车辆在CS模式和单驱动模式下正在发出高响应请求时进一步适当地满足该高响应请求。
本发明的一方面提供了一种混合动力车辆。该混合动力车辆包括发动机、第一马达、第二马达、行星齿轮组、旋转限制机构、电池和电子控制单元。该行星齿轮组包括至少一个行星齿轮。该行星齿轮组被连接至发动机、第一马达、第二马达以及被联接到车轴的驱动轴。旋转限制机构被构造成限制发动机的旋转。电池被构造成与第一马达和第二马达交换电力。电子控制单元被构造成：(i)在电量消耗模式和电量维持模式中的一个模式下，控制发动机、第一马达和第二马达，使得混合动力车辆以混合动力驱动模式、单驱动模式和双驱动模式中的任一个驱动模式根据加速器操作通过使用用于推进混合动力车辆的要求输出行驶，混合动力驱动模式是混合动力车辆在通过使发动机处于旋转状态中来操作发动机的同时行驶的模式，单驱动模式是混合动力车辆在电动驱动模式下通过使用来自仅仅第二马达的输出而行驶的模式，在电动驱动模式下，混合动力车辆在发动机处于旋转停止状态中以使发动机不运转的同时行驶，并且双驱动模式是混合动力车辆在电动驱动模式下通过使用来自第一马达和第二马达的输出而行驶的模式，(ii)当在电量维持模式下且在单驱动模式下要求输出变得大于第一阈值时，当没有发出预定高响应请求时，通过起动发动机而使驱动模式转变成混合动力驱动模式，并且(iii)当在电量维持模式下且在单驱动模式下要求输出变得大于第一阈值时，当正在发出预定高响应请求时，在不起动发动机的情况下使驱动模式转变成双驱动模式。
对于上述混合动力车辆，在CD模式或CS模式下，控制发动机、第一马达和第二马达，使得混合动力车辆以混合动力驱动模式、单驱动模式和双驱动模式中的任一个驱动模式通过使用与加速器操作相称的用于推进混合动力车辆的要求输出而行驶。在混合动力驱动模式下，混合动力车辆在通过使发动机处于旋转状态中来操作发动机的同时行驶。在单驱动模式下，混合动力车辆在电动驱动模式下通过使用来自仅仅第二马达的输出而行驶，在电动驱动模式下，混合动力车辆在发动机处于旋转停止状态中以使发动机不运转的同时行驶。在双驱动模式下，混合动力车辆在电动驱动模式下通过使用来自第一马达的和第二马达的输出而行驶。CD模式是在混合动力驱动模式与电动驱动模式之间给予电动驱动模式比CS模式更高优先级的驱动模式。当在单驱动模式下且CS模式下要求输出变得大于第一阈值时，当没有正在发出预定高响应请求时，电子控制单元通过起动发动机使驱动模式转变成混合动力驱动模式。在这种情况下，能够减少电池的充电状态(SOC)的减弱。相反，当在单驱动模式下且在CS模式下要求输出变得大于第一阈值时，当正在发出预定高响应请求时，电子控制单元在不起动发动机的情况下使驱动模式转变成双驱动模式。在这种情况下，与通过起动发动机使驱动模式转变成混合动力驱动模式的情况相比，能够进一步增大响应。即，能够进一步适当地满足高响应请求。
行星齿轮组可包括单个行星齿轮，行星齿轮的太阳齿轮可被连接至第一马达，行星齿轮的齿轮架可被连接至发动机，并且行星齿轮的环形齿轮可被连接至驱动轴和第二马达。可替换地，行星齿轮组可包括两个行星齿轮，第一行星齿轮的太阳齿轮可被连接至第一马达，第一行星齿轮的齿轮架可被连接至发动机，第一行星齿轮的环形齿轮可被连接至驱动轴，第二行星齿轮的太阳齿轮可被连接至第二马达，第二行星齿轮的齿轮架可被连接至壳体(固定构件)，并且第二行星齿轮的环形齿轮可被连接至驱动轴。可替换地，行星齿轮组可包括两个行星齿轮、离合器和制动器，第一行星齿轮的太阳齿轮可被连接至第二马达，第一行星齿轮的齿轮架和第二行星齿轮的齿轮架可被连接至驱动轴，第一行星齿轮的环形齿轮可被连接至发动机，第二行星齿轮的太阳齿轮可被连接至第一马达，离合器可被构造成将第一行星齿轮的太阳齿轮和第二马达连接至第二行星齿轮的环形齿轮或者释放它们之间的连接，并且制动器可被构造成固定第二行星齿轮的环形齿轮使得环形齿轮不能旋转，或者释放环形齿轮使得环形齿轮能旋转。
旋转限制机构可以是单向离合器，该单向离合器允许发动机在正旋转方向上旋转并限制(禁止)发动机在负旋转方向上旋转，或者可以是制动器，该制动器固定发动机使得发动机不能旋转或者释放发动机使得发动机能旋转。
在根据本发明的上述混合动力车辆中，电子控制单元被构造成当在电动驱动模式下且在电量维持模式下正在发出预定高响应请求时，并且当要求输出变得大于比第一阈值大的第二阈值时，使驱动模式转变成混合动力驱动模式。通常，在混合动力驱动模式下可输出至驱动轴的最大输出大于在双驱动模式下可输出至驱动轴的最大输出。因此，如在混合动力车辆的情况一样，当在电动驱动模式下且在CS模式下正在发出预定高响应请求时，并且当要求输出变得大于第二阈值时，使驱动模式转变成混合动力驱动模式。由此，当要求输出大于第二阈值时，能够进一步可靠地将要求输出输出至驱动轴。
在构造成在电动驱动模式下且在CS模式下当正在发出预定高响应请求时，当要求输出变得大于第二阈值时使驱动模式转变成混合动力驱动模式的混合动力车辆中，第二阈值的值可以大于最大双驱动输出，该最大双驱动输出是在双驱动模式下能输出至驱动轴的最大输出。电子控制单元可以被构造成，当在电动驱动模式下且在电量维持模式下要求输出大于第一阈值且正在发出预定高响应请求时，并且当要求输出大于最大双驱动输出时，即使当要求输出不大于第二阈值时，也使驱动模式转变成混合动力驱动模式。对于上述的混合动力车辆，当在CS模式下要求输出大于最大双驱动输出且小于或等于第二阈值时，能够进一步可靠地将要求输出输出至驱动轴。
在构造成在电动驱动模式下且在CS模式下在正在发出预定高响应请求时，当要求输出变得大于第二阈值时使驱动模式转变成混合动力驱动模式的混合动力车辆中，电子控制单元可以被构造成，当在电动驱动模式下且在电量维持模式下要求输出大于第一阈值并且正在发出预定高响应请求时，并且当满足混合动力车辆在预定低μ道路上行驶的条件、已经检测到由于驱动轮的轮空转引起的滑动的条件和正在执行用于减少滑动程度的滑动减少控制的条件中的至少一个条件时，即使当要求输出不大于第二阈值时，也使驱动模式转变成混合动力驱动模式，其中，所述预定低μ道路是所述驱动轮与道路表面之间的摩擦系数小于或等于预定值的行驶道路。对于由此构造的混合动力车辆，能够防止出现当混合动力车辆正在以CS模式在预定低μ道路上行驶时由于驱动轮的轮空转引起的滑动，或防止在CS模式下当已经检测到由于驱动轮的轮空转引起的滑动或正在执行滑动减少控制时消除滑动的时间延长。
附图说明
下面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，并且在附图中：
图1是示意性地示出了根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的构造的构造图；
图2是示出了在第一实施例中的当混合动力车辆以EV单驱动模式行驶时行星齿轮的列线图的实例的视图；
图3是示出了在第一实施例中的当混合动力车辆以EV双驱动模式行驶时行星齿轮的列线图的实例的视图；
图4是示出了根据第一实施例的由混合动力电子控制单元执行的EV驱动控制例程的实例的流程图；
图5是示出了根据第一实施例的混合动力车辆的驱动轴的转速、要求转矩以及每个区域之间的关系的实例的视图；
图6是示出了根据对于第一实施例的第一可替代实施例的EV驱动控制例程的流程图；
图7是示出了根据对于第一实施例的第二可替代实施例的EV驱动控制例程的流程图；
图8是示意性地示出了根据本发明的第二实施例的混合动力车辆的构造的构造图；
图9是示意性地示出了根据本发明的第三实施例的混合动力车辆的构造的构造图；
图10是示意性地示出了根据本发明的第四实施例的混合动力车辆的构造的构造图；
图11是示出了在第四实施例中的在离合器被设定为接合状态且制动器被设定为释放状态的状态下当混合动力车辆以双驱动模式行驶时行星齿轮的列线图的实例的视图；
图12是示出了在第四实施例中的在离合器被设定为释放状态且制动器被设定为接合状态的状态下当混合动力车辆以双驱动模式行驶时行星齿轮的列线图的实例的视图。
具体实施方式
将描述本发明的实施例。
图1是示意性地示出了根据本发明的第一实施例的混合动力车辆20的构造的构造图。如图1所示，根据第一实施例的混合动力车辆包括发动机22、用作行星齿轮组的行星齿轮30、单向离合器CL1、马达MG1、MG2、逆变器41、42、电池50、充电器60、液压制动装置90和混合动力电子控制单元(在下文中称为HV-ECU)70。
发动机22被构造成通过使用汽油、轻油等作为燃料输出动力的内燃机。发动机22经受由发动机电子控制单元(在下文中，称为发动机ECU)24执行的操作控制。
虽然在附图中未示出，但发动机ECU24是主要包括CPU的微处理器，除了CPU以外，微处理器还包括ROM、RAM、输入端口/输出端口以及通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时存储数据。
来自各个传感器的、执行在发动机22上的控制需要的信号经由输入端口输入至发动机ECU24。输入至发动机ECU24的信号包括曲柄角θcr和节气门开度TH。曲柄角θcr是从曲柄位置传感器23输入的，该曲柄位置传感器23检测发动机22的曲轴26的旋转位置。节气门开度TH是从检测节气阀位置的节气阀位置传感器输入的。
用于发动机22上的操作控制的各个控制信号经由输出端口从发动机ECU24输出。从发动机24输出的信号包括输出至调节节气阀位置的节气门马达的驱动控制信号、输出至燃料喷射阀的驱动控制信号以及输出至与点火器成一体的点火线圈的驱动控制信号。
发动机ECU24经由通信端口连接至HV-ECU70。发动机ECU24响应于来自HV-ECU70的控制信号执行发动机22上的操作控制，并且如果需要的话，将关于发动机22操作状态的数据输出至HV-ECU70。发动机ECU24基于来自曲柄位置传感器23的曲柄角θcr计算曲轴26的角速度和转速，即，发动机22的角速度ωe和转速Ne。
行星齿轮30是单个小齿轮式行星齿轮。行星齿轮30包括太阳齿轮31、环形齿轮32、多个小齿轮33和齿轮架34。太阳齿轮31是外齿轮。环形齿轮32是内齿轮。多个小齿轮33与太阳齿轮31和环形齿轮32啮合。齿轮架34支承多个小齿轮33，使得每个小齿轮33都可旋转且可绕转。马达MG1的转子被连接至太阳齿轮31。驱动轴36被连接至环形齿轮32。驱动轴36经由差速齿轮38和齿轮机构37联接至驱动轮39a、39b。发动机22的曲轴26被连接至齿轮架34。
单向变速器CL1被连接至发动机22的曲轴26和齿轮架34并且也被连接至固定于车体的壳体21。单向变速器CL1允许发动机22在相对于壳体21的正旋转方向上旋转，并且限制(禁止)发动机22在相对于壳体21的负旋转方向上的旋转。
例如，马达MG1是同步发电电动机。如上文描述的，马达MG1的转子被连接至行星齿轮30的太阳齿轮31。例如，马达MG2是同步发电电动机。马达MG2的转子被连接至驱动轴36。逆变器41、42被连接至电线54。平滑电容器57被连接至电力线路54。马达MG1、MG2中的每个马达均被驱动为在逆变器41、42中的对应一个逆变器的多个开关元件(未示出)上的开关控制下旋转，这由马达电子控制单元(在下文中，称为马达ECU)40执行。
虽然在附图中未示出，但马达ECU40是主要包括CPU的微处理器，并且除了CPU以外，该微处理器还包括ROM、RAM、输入端口/输出端口以及通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时存储数据。
来自各个传感器的、执行马达MG1、MG2上的驱动控制需要的信号经由输入端口输入至马达ECU40。输入至马达ECU40的信号包括旋转位置θm1、θm2、相电流、温度tm1、tm2以及轮速。转动位置θm1从检测马达MG1的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43输入。旋转位置θm2从检测马达MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器44输入。相电流从分别检测分别流过每个马达MG1、MG2的相位的电流的电流传感器输入。温度tm1从检测马达MG1的温度的温度传感器45输入。温度tm2从检测马达MG2的温度的温度传感器46输入。轮速从分别附接至驱动轮39a、39b的轮速传感器输入。
开关控制信号等从马达ECU40输出至逆变器41、42的开关元件(未示出)。
马达ECU40经由通信端口连接至HV-ECU70。马达ECU40响应于来自HV-ECU70的信号执行马达MG1、MG2上的驱动控制，并且如果需要的话，将关于马达MG1、MG2的驱动状态的数据输出至HV-ECU70。马达ECU40基于来自旋转位置检测传感器43的、马达MG1的转子的旋转位置θm1计算马达MG1的角速度ωm1和转速Nm1，基于来自旋转位置方向传感器44的、马达MG2的转子的旋转位置θm2计算马达MG2的角速度ωm2和转速Nm2。马达ECU40将驱动轮角速度ωdw计算为基于来自轮速传感器的驱动轮39a、39b的轮速，通过将每个驱动轮39a、39b的角速度转换成基于马达MG2的旋转轴的角速度而获得的值。
例如，电池50是锂离子二次电池或镍氢二次电池，并且被连接至电力线路54。电池50由电池电子控制单元(在下文中，称为电池ECU)52管理。
虽然在附图中未示出，但电池ECU52是主要包括CPU的微处理器，并且除了CPU以外，该微处理器还包括ROM、RAM、输入端口/输出端口以及通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时存储数据。
来自各个传感器的、管理电池50需要的信号经由输入端口输入至电池ECU52。输入至电池ECU52的信号包括电池电压Vb、电池电流Ib(电池电流Ib在电池50放电时是正值)以及电池温度Tb。电池电压Vb从安装在电池50的端子之间的电压传感器51a输出。电池电流Ib从连接至电池50的输出端子的电流传感器51b输出。电池温度Tb从连接至电池50的温度传感器51c输出。
电池ECU52经由通信端口连接至HV-ECU70，并且如果需要的话，将关于电池50状态的数据输出至HV-ECU70。电池ECU52基于来自电流传感器51b的电池电流Ib的累加值计算充电状态SOC。充电状态SOC是来自电池50的可放电电力的容量与电池50的总容量的百分比。
充电器60被连接至电力线路54。当电源插头61被连接至外部电源诸如家用电源时，充电器60被构造成能够用来自外部电源的电力对电池50充电。充电器60包括AC/DC转换器和DC/DC转换器。AC/DC转换器将经由电源插头61从外部电源供应的交流电转换成直流电。DC/DC转换器转换来自AC/DC转换器的直流电的电压并向电池供应直流电。当电源插头61被连接至外部电源时，充电器60在AC/DC转换器和DC/DC转换器上的HV-ECU70的控制下将来自外部电源的电力供应至电池50。
液压制动装置90包括制动轮缸96a、96b、96c、96d和制动促动器94。制动轮缸96a、96b、96c、96d分别被连接至驱动轮39a、39b和从动轮。制动促动器94被构造成用于将制动力施加至驱动轮39a、39b和从动轮的促动器。制动促动器94调节制动轮缸96a、96b、96c、96d的液压，使得在被施加于车辆上的且基于车速V和响应于压下制动踏板85产生的主缸92的压力(制动压)确定的制动力内、与液压制动装置90的部分对应的制动力作用在驱动轮39a、39b和从动轮上。制动促动器94调节制动轮缸96a、96b、96c、96的液压，使得制动力与压下制动踏板85无关地作用在驱动轮39a、39b和从动轮上。在下文中，由于制动促动器94的操作而施加在驱动轮39a、39b和从动轮上的制动力被称为液压制动。制动促动器94经受制动电子控制单元(下文中，称为制动ECU)98的驱动控制。
虽然在附图中未示出，但制动ECU98是主要包括CPU的微处理器，并且除了CPU之外，该微处理器还包括ROM、RAM、输入端口/输出端口以及通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时存储数据。来自各个传感器的、执行制动促动器94上的驱动控制需要的信号被输入至制动ECU98。输入至制动ECU98的信号包括主缸压力(制动压下力Fb)以及轮速。主缸压力(制动压下力Fb)从附接至主缸92的压力传感器(未示出)输入。轮速从分别附接至驱动轮39a、39b和从动轮的轮速传感器输入。
驱动控制信号经由输出端口从制动ECU98输出至制动促动器94等。
制动ECU98经由通信端口连接至HV-ECU70。制动ECU98响应于来自HV-ECU70的控制信号执行制动促动器94上的驱动控制，并且如果需要的话，将关于制动促动器94的状态的信号输出至HV-ECU70。
虽然在附图中未示出，但HV-ECU70是主要包括CPU的微处理器，并且除了CPU之外，该微处理器还包括ROM、RAM、输入端口/输出端口以及通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时存储数据。
来自各个传感器的信号经由输入端口输入至HV-ECU70。输入至HV-ECU70的信号包括点火信号、档位位置SP、加速器操作量Acc、制动踏板位置BP以及车速V。点火信号从点火开关80输出。档位位置SP从检测档杆81的操作位置的档位位置传感器82输出。加速器操作量Acc从检测加速器踏板83的压下量的加速器踏板位置传感器84输出。制动踏板位置BP从检测制动踏板85的压下量的制动踏板位置传感器86输出。车速V从车速传感器88输出。
如上文描述的，HV-ECU70经由通信端口连接至发动机ECU24、马达ECU40、电池ECU52以及制动ECU98，并将各种控制信号和数据与发动机ECU24、马达ECU40、电池ECU52和制动ECU98交换。
根据实施例的由此构造的混合动力车辆20在电量消耗(CD)模式或电量维持(CS)模式下且在EV驱动模式或HV驱动模式下行驶。CD模式是与CS模式相比在HV驱动模式与EV驱动模式之间EV驱动模式具有较高优先级的模式。在HV驱动模式下，混合动力车辆20在齿轮架34被设定为旋转状态以使发动机22运转的同时行驶。在EV驱动模式下，混合动力车辆20在齿轮架34被设定为旋转停止状态以使发动机22不运转的同时行驶。EV驱动模式包括单驱动模式和双驱动模式。在单驱动模式下，混合动力车辆20通过使用来自仅马达MG2的输出(转矩、功率)行驶。在双驱动模式下，混合动力车辆20通过使用来自马达MG1和马达MG2的输出行驶。
在根据实施例的混合动力车辆20中，当在家或者在预先设定的充电点，系统处于关闭状态期间电源插头61被连接至外部电源时，HV-ECU70控制充电器60使得用来自外部电源的电力对电池50充电。在系统起动时，当电池50的充电状态SOC大于或等于阈值Shv1(例如，45％、50％、55％等)时，混合动力车辆20在CD模式下行驶，直到电池50的充电状态SOC变成小于或等于阈值Shv2(例如，25％、30％、35％等)为止，并且在电池50的充电状态SOC变成小于或等于阈值Shv2之后在CS模式下行驶。在系统起动时，当电池50的充电状态SOC小于阈值Shv1时，混合动力车辆以CS模式行驶。
接下来，将描述根据实施例的由此构造的混合动力车辆20的操作，特别是在混合动力车辆20在CD模式或CS模式下且在EV驱动模式下行驶时的操作。
图2是示出了当混合动力车辆以EV单驱动模式行驶时行星齿轮30的列线图的实例的视图。图3是示出了当混合动力车辆20以EV双驱动模式行驶时的行星齿轮30的列线图的实例的视图。在图2和图3中，左边的S轴线表示太阳齿轮31的转速，即，马达MG1的转速Nm1，C轴线表示齿轮架34的转速，即，发动机22的转速Ne，并且R轴线表示环形齿轮32(驱动轴36)的转速Nr，即，马达MG2的转速Nm2。在图3中，R轴线上的两个粗线箭头分别表示在从马达MG1输出转矩Tm1时经由行星齿轮30输出至环形齿轮32(驱动轴36)的转矩(-Tm1/ρ)，以及在从马达MG2输出转矩Tm2时输出至环形齿轮32的转矩Tm2。
如图2所示，在EV单驱动模式下，在马达MG2的转速Nm2朝向正侧增大的方向(图2中的向上方向)上的转矩Tm2从MG2输出至环形齿轮32(驱动轴36)。由此，混合动力车辆20能够在齿轮架34(发动机22)处于旋转停止状态的同时通过使用来自马达MG2的转矩而行驶。
如图3所示，在EV双驱动模式下，在马达MG1的转速Nm1朝向负侧增大的方向(图中的向下方向)上的转矩Tm1从马达MG1输出至太阳齿轮31，并且在马达MG2的转速Nm2朝向正侧增大的方向(图中的向上方向)上的转矩Tm2从马达MG2输出至环形齿轮32(驱动轴36)。由此，混合动力车辆20能够在齿轮架34(发动机22)处于旋转停止状态的同时通过使用来自马达MG1和马达MG2的转矩而行驶。在双驱动模式下，与单驱动模式相比，能够将更大的转矩(功率)输出至驱动轴36。在HV驱动模式下，与单驱动模式或双驱动模式相比，发动机22运转，所以能够将更大的转矩(功率)输出至驱动轴36。
图4是示出了根据实施例的由HV-ECU70执行的EV驱动控制例程的实例的流程图。在混合动力车辆20在CD模式或CS模式下且在EV驱动模式下行驶时重复执行这个例程。
当执行图4所示的EV驱动控制例程时，HV-ECU70初始地输出数据，诸如，加速器操作量Acc、车速V和驱动轴36的转速Nr(步骤S100)。待输出的加速器操作量Acc是由加速器踏板位置传感器84检测的值。待输出的车速V是由车速传感器88检测的值。由ECU40计算的马达MG2的转速Nm2经由通信输入并且用作驱动轴36的转速Nr。
在以这种方式输入数据时，基于输入的加速器操作量Acc和输入的车速V设定驱动轴36请求的要求转矩Tr*(步骤S110)，并且通过将设定的要求转矩Tr*乘以驱动轴36的转速Nr所获得的值被设定用于驱动轴36请求的要求功率Pr*(步骤S120)。
随后，确定混合动力车辆20被设定为CD模式还是CS模式(步骤S130)。在下文中，将以这个顺序描述以CD模式的操作和以CS模式的操作。
当在步骤S130中确定混合动力车辆20被设定为CD模式时，将要求转矩Tr*与阈值Trref1进行比较(步骤S140)，并且将要求功率Pr*与阈值Prref1进行比较(步骤S150)。阈值Trref1和阈值Prref1中的每个值都是用于确定是否选择EV单驱动模式的阈值。
在该实施例中，阈值Trref1被设定为在EV单驱动模式下可输出至驱动轴36的最大单驱动转矩Trmax1或者稍小于最大单驱动转矩Trmax1的转矩。阈值Trref1可被设定为例如450Nm、500Nm、550Nm等。
在该实施例中，阈值Prref1被设定为在EV单驱动模式下可输出至驱动轴36的最大单驱动功率Prmax1或稍小于最大单驱动功率Prmax1的功率。阈值Prref1可被设定为例如20kW、25kW、30kW等。
在该实施例中，由于马达MG2的旋转轴直接联接至驱动轴36(见图1)，所以最大单驱动转矩Trmax1等于马达MG2的最大转矩Tm2max。最大单驱动功率Prmax1等于马达MG2的最大功率Pm2max。
当在步骤S140中要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref1且在步骤S150中要求功率Pr*小于或等于阈值Prref1时，选择EV单驱动模式(步骤S160)。然后，0值被设定为马达MG1的转矩指令Tm1*，并且要求转矩Tr*被设定为马达MG2的转矩指令Tm2*(步骤S170)，并且设定的转矩指令Tm1*、Tm2*被传输至马达ECU40(步骤S180)，在此之后该例程结束。在马达ECU40接收马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*时，马达ECU40执行在逆变器41、42的开关元件上的开关控制，使得以转矩指令Tm1*驱动马达MG1且以转矩指令Tm2*驱动马达MG2。以这种方式，混合动力车辆20能够以EV单驱动模式行驶。
当在步骤S140中要求转矩Tr*大于阈值Trref1且在步骤S150中要求功率Pr*大于阈值Prref1时，确定不以EV单驱动模式行驶，然后将要求转矩Tr*与大于阈值Trref1的阈值Trref2进行比较(步骤S190)，并且将要求功率Pr*与大于阈值Prref1的阈值Prref2进行比较(步骤S200)。阈值Trref2和阈值Prref2中的每个值都是用于确定在没有选择EV单驱动模式时是否选择EV双驱动模式的阈值。
在该实施例中，阈值Trref2被设定为在EV双驱动模式下可输出至驱动轴36的最大双驱动转矩Trmax2或稍小于最大双驱动转矩Trmax2的转矩。阈值Trref2可被设定为例如650Nm、700Nm、750Nm等。
在该实施例中，阈值Prref2被设定为在EV双驱动模式下可输出至驱动轴36的最大装驱动功率Prmax2或稍小于最大双驱动功率Prmax2的功率。阈值Prref2可被设定为例如65kW、70kW、75kW等。
在该实施例中，最大双驱动转矩Trmax2等于马达MG2的最大转矩Tm2max与通过将马达MG1的最小转矩Tm1min乘以行星齿轮30的齿数比ρ和值(-1)所获得的值的总和。这可从图3的列线图中容易地推导。最大双驱动功率Prmax2等于马达MG1的最大功率Pm1max与马达MG2的最大功率Pm2max的总和。
当在步骤S190中要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且在步骤S200中要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2时，选择EV双驱动模式(步骤S210)。随后，如由下面的数学表达式(1)表示，通过将要求转矩Tr*乘以分配率d1、行星齿轮30的齿数比ρ以及值(-1)所获得的值被设定用于马达MG1的转矩指令Tm1*，并且如由数学表达式(2)表示的，通过将要求转矩Tr*乘以分配率d2所获得的值被设定用于马达MG2的转矩命令Tm2*(步骤S220)。设定的转矩命令Tm1*、Tm2*被传输至马达ECU40(步骤S180)，在此之后该例程结束。
Tm1*＝-ρ×d1×Tr* (1)
Tm2*＝d2×Tr* (2)
分配率d1是经由行星齿轮30从马达MG1输出至驱动轴36的转矩(在下文中，被称为第一分配转矩)在要求转矩Tr内的比率，分配率d2是从马达MG2输出至驱动轴36的转矩(在下文中，被称为第二分配转矩)在要求转矩Tr内的比率，并且分配率d1与分配率d2的总和为1。由于考虑以双驱动模式的操作，所以分配率d1、d2中的每一个均大于0且小于1。在该实施例中，马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*被设定为使得车辆的效率在整体上增大或者来自马达MG2的输出(转矩、功率)在马达MG1的最大转矩Tm1max和最小转矩Tm1min、马达MG2的最大转矩Tm2max和最小转矩Tm2min、马达MG1的最大功率Pm1max和最小功率Pm1min以及马达MG2的最大功率Pm2max和最小功率Pm2min都满足下面的数学表达式(3)至(6)的范围内变得相对较大。
Tm1min≤Tm1*≤Tm1max (3)
Pm1min≤Tm1*×Nm1≤Pm1max (4)
Tm2min≤Tm2*≤Tm2max (5)
Pm2min≤Tm2*×Nm2≤Pm2max (6)
以这种方式，混合动力车辆20能够以EV双驱动模式行驶。因此，当要求转矩Tr*变得大于阈值Trref1或者要求功率Pr*变得大于在EV单驱动模式下且在CD模式下的阈值Prref1时(当要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2时)，混合动力车辆以双驱动模式行驶而不通过起动发动机22使驱动模式转变成HV驱动模式。由此，能够为EV驱动模式给予更高的优先级，并且能够获得与起动发动机22的控制相比更大的响应。
当在步骤S190中要求转矩Tr*大于阈值Trref2时或当在步骤S200中要求功率Pr*大于阈值Prref2时，HV-ECU70选择转变成HV驱动模式(步骤S230)，在此之后该例程结束。在这种情况下，HV-ECU70通过起动发动机22转变成HV驱动模式。
通过使用马达MG1摇转发动机22并且在发动机22的转速Ne变得大于或等于预定转速(例如，800rpm、900rpm、1000rpm等)时起动发动机22上的操作控制(燃料喷射控制、点火控制等)，经由HV-ECU70、发动机ECU24和马达ECU40的协调控制，起动发动机22。
当混合动力车辆20在CD模式下且在HV驱动模式下行驶时，如图4所示的EV驱动控制例程的情况，HV-ECU70设定要求转矩Tr*和要求功率Pr*，并且通过从设定的要求功率Pr*减去电池50的请求充电和放电功率Pb*来设定发动机22的要求功率Pe*。在该实施例中，当混合动力车辆20在CD模式下且在HV驱动模式下行驶时，0值被设定用于电池50的请求充电和放电功率Pb*。发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te以及马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*被设定用于使得在马达MG1的最大转矩Tm1max和最小转矩Tm1min、马达MG2的最大转矩Tm2max和最小转矩Tm2min、马达MG1的最大功率Pm1max和最小功率Pm1min以及马达MG2的最大功率Pm2max和最小功率Pm2min的范围内，从发动机22输出要求功率Pe*并将要求转矩Tr*输出至驱动轴36。发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*被传输至发动机ECU24，并且马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*被传输至马达ECU40。在发动机ECU24接收发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*时，发动机ECU24执行在发动机22上的进气量控制、燃料喷射控制、点火控制等，使得基于所接收的目标转速Ne*和目标转矩Te*操作发动机22。由此，与EV单驱动模式或EV双驱动模式相比，能够将更大的转矩(功率)输出至驱动轴36。因此，能够将与加速器操作量Acc相称的要求转矩Tr*(要求功率Pr*)进一步可靠地输出至驱动轴36。在该实施例中，当在CD模式下且在HV驱动模式下要求转矩Tr*变得小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*变得小于或等于阈值Prref2时，HV-ECU70停止发动机22并转变成EV驱动模式(恢复执行图4所示的EV驱动控制例程)。
接下来，将描述CS模式下的操作。当在步骤S130中确定混合动力车辆20被设定为CS模式时，如在步骤S140和步骤S150的过程的情况一样，将要求转矩Tr*与阈值Trref1进行比较(步骤S240)，并且将要求功率Pr*与阈值Prref1进行比较(步骤S250)。当在步骤S240中要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref1且在步骤S250中要求功率Pr*小于或等于阈值Prref1时，在上述步骤S160中选择EV单驱动模式，在上述步骤S170中设定马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*，并且在上述步骤S180中将马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*传输至马达ECU40，在此之后该例程结束。
当在S240中要求转矩Tr*大于阈值Trref1时或者当在步骤S250中要求功率Pr*大于阈值Prref1时，确定是否正在发出预定高响应请求(步骤S260)。在该实施例中，当满足下列条件(a1)至(a3)中的至少一个时，确定正在发出预定高响应请求；然而，当所有的条件(a1)至(a3)都不满足时，确定没有正在发出预定高响应请求。
(a1)增加率Racc大于或等于阈值Raccref，增加率Racc为每单位时间加速器操作量Acc的增量。
(a2)加速器踏板83的压下量的增量ΔAcc大于或等于阈值ΔAccref。
(a3)加速器操作量Acc大于或等于阈值Accref。
在(a1)中，加速器操作量Acc在预定时间中的增量(例如，大约几毫秒到几百毫秒)被转换为每单位时间(例如，1毫秒等)的增量，并用作增加率Racc。阈值Raccref可被设定为例如0.0001％/毫秒、0.0005％/毫秒、0.001％/毫秒等。在(a2)中，当前加速器操作量Acc相对于在巡航期间(当车速V基本恒定时)的加速器操作量Acc的增量用作压下量的增量ΔAcc。阈值ΔAccref可被设定为例如10％、12％、15％等。在(a3)中，阈值Accref可被设定为例如60％、65％、70％等。
在确定是否正在发出预定高响应请求中，可使用条件(a1)至(a3)中的仅一部分。
当在步骤S260中确定没有正在发出预定高响应请求时，HV-ECU70选择转变成HV驱动模式(步骤S230)，在此之后该例程结束。上文描述了发动机22的起动。在混合动力车辆20在CS模式下且在HV模式下行驶时的控制与在混合动力车辆20在CD模式下且在HV驱动模式下行驶时的控制基本相同。然而，在此时，0值被设定用于当电池50的充电SOC的状态为充电SOC*的目标状态(例如，在CS模式起动时的充电SOC的状态)时电池50的请求充电和放电功率Pb*。负值(充电值)被设定用于当充电状态SOC小于目标充电状态SOC*时的请求充电和放电功率Pb*，并且正值(放电值)被设定用于当充电状态SOC大于目标充电状态SOC*时的请求充电和放电功率Pb*。在该实施例中，当混合动力车辆20在CS模式下且在HV驱动模式下行驶时，不考虑是否正在发出预定高响应请求，当要求转矩Tr*变得小于或等于阈值Trref1且要求功率Pr*变得小于或等于阈值Prref1时，HV-ECU70停止发动机22并转变成EV驱动模式(恢复执行图4所示的EV驱动控制例程)。
在CS模式下的电池50的充电状态SOC通常小于CD模式下的电池的充电状态。在该实施例中，鉴于此，当在CS模式下且在EV驱动模式下要求转矩Tr*大于阈值Trref1或要求功率Pr*大于阈值Prref1时并且当没有正在发出预定高响应请求时，HV-ECU70转变成HV驱动模式。由此，能够减少电池50的充电状态SOC的减弱。当HV-ECU70转变成HV驱动模式时，发动机22起动，所以花费了一定时间来起动HV驱动模式(开始从发动机22输出动力)。
当在步骤S260中确定正在发出预定高响应请求时，在步骤S190中将要求转矩Tr*与阈值Trref2进行比较，并在步骤S200中将要求功率Pr*与阈值Prref2进行比较。当要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2时，在上述步骤S210中选择EV双驱动模式，在上述步骤S220中设定马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*，并在上述步骤S180中将马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*传输至马达ECU40，在此之后该例程结束。
由此，当在EV单驱动模式下且在CS模式下要求转矩Tr*变得大于阈值Trref1或要求功率Pr*变得大于阈值Prref1时(当要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于等于阈值Prref2时)，并且当发出预定高响应请求时，与通过起动发动机22将HV-ECU70转变成HV驱动模式的情况相比，能够进一步增大响应。即，能够进一步满足高响应请求。
当在步骤S190中要求转矩Tr*大于阈值Trref2时或者当在步骤S200中要求功率Pr*大于阈值Prref2时，在上述步骤S230中HV-ECU70选择转变成HV驱动模式，在此之后该例程结束。由此，与EV单驱动模式或EV双驱动模式相比，能够将更大的转矩(功率)输出至驱动轴36。因此，能够进一步可靠地将与加速器操作量Acc相称的要求转矩Tr*(要求功率Pr*)输出至驱动轴36。
图5是示出了驱动轴36的转速Nr、要求转矩Tr*及每个区域之间的关系的实例的视图。在该附图中，区域1表示要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref1且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref1的区域。区域2表示除了区域1以外的、要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2的区域。区域3表示除了区域1或区域2以外的、要求转矩Tr*小于或等于在HV驱动模式下可输出至驱动轴36的HV最大转矩Trmax3且要求功率Pr*小于或等于在HV驱动模式下可输出至驱动轴36的HV最大功率Prmax3的区域。在CD模式下，混合动力车辆在区域1中以EV单驱动模式行驶，在区域2中以EV双驱动模式行驶，并且在区域3中以HV驱动模式行驶。在CS模式下，混合动力车辆在区域1中以EV单驱动模式行驶，并且在区域3中以HV驱动模式行驶。在CS模式下，当在区域从区域1转变成区域2时没有正在发出预定高响应请求时，混合动力车辆20以HV驱动模式行驶。由此，能够减少电池50的充电状态SOC的减弱。在CS模式下，当在区域从区域1转变成区域2时正在发出预定高响应请求时，混合动力车辆以EV双驱动模式行驶。由此，与通过起动发动机22将混合动力车辆20转变成HV驱动模式的情况相比，能够进一步增大响应。即，能够进一步满足高响应请求。
对于根据该实施例的上述混合动力车辆20，当在EV单驱动模式下且在CS模式下要求转矩Tr*变得大于阈值Trref1或要求功率Pr*变得大于阈值Prref1时，HV-ECU70在没有正在发出预定高响应请求时转变成HV驱动模式，并且在正在发出预定高响应请求时转变成EV双驱动模式。由此，当没有正在发出预定高响应请求时，能够减少电池50的充电状态SOC的减弱。当正在发出预定高响应请求时，能够进一步增大响应。即，能够进一步满足高响应请求。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，执行图4所示的EV驱动控制例程。替代地，可执行图6所示的EV控制例程作为该实施例的第一可替换实施例。根据图6所示的第一可替换实施例的EV驱动控制例程与图4所示的EV驱动控制例程相同，除了添加了步骤S300到S320的过程且改变了阈值Trref2和阈值Prref2。因此，相同的步骤编号表示相同的过程，并且省略了其详细描述。
首先，将描述阈值Trref2和阈值Prref2。在图4所示的EV驱动控制例程中，阈值Trref2被设定为最大双驱动转矩Trmax2或稍小于最大双驱动转矩Trmax2的转矩，并且阈值Prref2被设定为最大双驱动功率Prmax2或稍小于最大双驱动功率Prmax2的功率。相反，在根据图6所示的第一可替换实施例的EV驱动控制例程中，阈值Trref2和阈值Prref2的值被设定为大于其在图4所示的EV驱动控制例程中的值。具体地，阈值Trref2被设定为大于最大双驱动转矩Trmax2的值，并且阈值Prref2被设定为大于最大双驱动功率Prmax2的值。
接下来，将描述根据本实施例的第一可替换实施例的EV驱动控制例程。在图6所示的EV驱动控制例程中，当在步骤S130中确定混合动力车辆20被设定为CD模式时，并且当在步骤S140中要求转矩Tr*大于阈值Trref1时或当在步骤S150中要求功率Pr*大于阈值Prref1时，HV-ECU70将要求转矩Tr*与阈值Trref2进行比较(步骤S190)并将要求功率Pr*与阈值Prref2进行比较(步骤S200)。当要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2时，选择EV双驱动模式(步骤S210)。当要求转矩Tr*大于阈值Trref2时或当要求功率Pr*大于阈值Prref2时，HV-ECU70选择转变成HV驱动模式(步骤S230)。
在这个第一可替换实施例中，如上所述，阈值Trref2和阈值Prref2的值被设定为大于其在图4所示的EV驱动控制例程中的值。因此，与图4所示的EV驱动控制例程相比，趋向于确定要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2，并且趋向于选择EV双驱动模式。由此，在CD模式下，能够为EV驱动模式给予更高的优先级。
当选择EV双驱动模式时，通过用最大双驱动转矩Trmax2限制(上限保护)与加速器操作量Acc相称的要求转矩Tr*(在步骤S110中设定的要求转矩Tr*)来重新设定要求转矩Tr*(步骤S320)，通过使用重新设定的要求转矩Tr*来设定马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*(步骤S220)，并且将转矩指令Tm1*、Tm2*传输至马达ECU40(步骤S180)，在此之后该例程结束。
在该第一可替换实施例中，即使当要求转矩Tr*大于最大双驱动转矩Trmax2时或当要求功率Pr*大于最大双驱动功率Prmax2时，能够确定要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2，并且混合动力车辆20可以EV双驱动模式行驶。为此，执行步骤S320的过程。
当在步骤S130中确定混合动力车辆20被设定为CS模式时，当在步骤S240中要求转矩Tr*大于阈值Trref1时或当在步骤S250中要求功率Pr*大于阈值Prref1时，并且当在步骤S260中确定正在发出预定高响应请求时，将要求转矩Tr*与最大双驱动转矩Trmax2进行比较(步骤S300)，并且将要求功率Pr*与最大双驱动功率Prmax2进行比较(步骤S310)。当要求转矩Tr*小于或等于最大双驱动转矩Trmax2并且要求功率Pr*小于或等于最大双驱动功率Prmax2时，执行从步骤S190的过程。当要求转矩Tr*大于最大双驱动转矩Trmax2时或当要求功率Pr*大于最大双驱动功率Prmax2时，HV-ECU70选择转变成HV驱动模式(步骤S230)，在此之后该例程结束。
除非提供步骤S300的过程，否则即使当在CS模式下正在发出预定高响应请求时，要求转矩Tr*大于最大双驱动转矩Trmax2或要求功率Pr*大于最大双驱动功率Prmax2时，也能确定要求转矩Tr*小于或等于阈值Trref2并且要求功率Pr*小于或等于阈值Prref2。在这种情况下，混合动力车辆20不能以EV双驱动模式行驶，以便将与加速器操作量Acc相称的要求转矩Tr*(在步骤S110中设定的要求转矩Tr*)输出至驱动轴36。相反，对于步骤S300的过程，当在CS模式下正在发出预定高响应请求时，要求转矩Tr*大于最大双驱动转矩Trmax2时或当要求功率Pr*大于最大双驱动功率Prmax2时，HV-ECU70转变成HV驱动模式。由此，当在CS模式下要求转矩Tr*变得大于最大双驱动转矩Trmax2或要求功率Pr*变得大于最大双驱动功率Prmax2时，能够将与加速器操作量Acc相称的要求转矩Tr*输出至驱动轴36。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，执行图4所示的EV驱动控制例程。替代地，可执行图7所示的EV驱动控制例程作为实施例的第二可替换实施例。根据图7所示的第二可替换实施例的EV驱动控制例程与图4所示的EV驱动控制例程相同，除了添加了步骤S400至S420的过程。因此，相同的步骤标号表示相同过程，并且省略了其详细描述。
在混合动力车辆20中，当已经检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动时，执行用于通过将由液压制动引起的制动力施加至驱动轮39a、39b来减少滑动程度的牵引力控制(TRC)。当每个驱动轮39a、39b的轮速与每个从动轮的轮速之间的差值ΔVw小于或等于阈值ΔVwref时，确定不存在由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动(没有检测到滑动)；然而，当差值ΔVw大于阈值ΔVwref时，确定存在由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动(已经检测到滑动)。
在根据图7所示的第二可替换实施例的EV驱动控制例程中，当在步骤S130中确定混合动力车辆20被设定为CS模式时，并且当在步骤S260中确定当在步骤S240中要求转矩Tr*大于阈值Trref1时或当在步骤S250中要求功率Pr*大于阈值Prref1时正在发出预定高响应请求时，HV-ECU70确定混合动力车辆20是否正在预定低μ道路上行驶(步骤S400)，确定是否已经检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动(步骤S410)并确定是否正在执行TRC控制(步骤S420)。
预定低μ道路是驱动轮39a、39b与道路表面之间的摩擦系数小于或等于预定值的行驶道路(趋于出现由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动的行驶道路)，并且是例如积雪道路、结冰道路等。例如，当提供低μ道路开关，通过该低μ道路开关通知驾驶员混合动力车辆20正在预定低μ道路上行驶时，允许基于低μ道路开关处于打开状态还是关闭状态来确定混合动力车辆20是否在低μ道路上行驶。
当在步骤S400中混合动力车辆20没有正在预定低μ道路上行驶时，当在步骤S410中没有检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动时且当在步骤S420中没有正在执行TRC控制时，执行从S190的过程。
当在步骤S400中混合动力车辆20正在预定低μ道路上行驶时，当在步骤S410中已经检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动时且当在步骤S420中正在执行TRC控制时，HV-ECU70选择转变成HV驱动模式(步骤S230)，在此之后该例程结束。
当在CS模式下要求转矩Tr*变得大于阈值Trref1或要求功率Pr*变得大于阈值Prref1时正在发出高响应请求时，并且当HV-ECU70如上所述从EV单驱动模式转变成EV双驱动模式时，与当HV-ECU70从EV单驱动模式转变成HV驱动模式时相比，能够进一步增大响应。如果在混合动力车辆20正在预定低μ道路上行驶时HV-ECU70从单驱动模式转变成双驱动模式，则有可能由于响应的进一步增大而趋于出现由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动。如果在已经检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动时或正在执行TRC控制时HV-ECU70从单驱动模式转变成双驱动模式时，则存在在由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动消除之前所需的时间延长的可能性。鉴于此，在这个可替换的实施例中，当在CS模式下要求转矩Tr*变得大于阈值Trref1或要求功率Pr*变得大于阈值Prref1时正在发出高响应请求时，并且当混合动力车辆20正在预定低μ道路上行驶的条件、已经检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动的条件以及正在执行TPX控制的条件中的至少一个条件满足时，HV-ECU70转变成HV驱动模式。由此，能够防止混合动力车辆20正在预定低μ道路上行驶时由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动的出现，并且能够防止当已经检测到由于驱动轮39a、39b的轮空转所引起的滑动时或当正在执行TRC控制时消除滑动的时间延长。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，阈值Trref1和阈值Prref1用作用于确定是否选择EV单驱动模式的阈值。替代地，可使用阈值Trref1和阈值Prrref1中的仅任一个。在这种情况下，当驱动轴36的转速Nr小于或等于阈值Nrref1时，可使用仅阈值Trref1；然而，当驱动轴36的转速Nr大于阈值Nrref1时，可使用仅阈值Prref1。在该实施例中，阈值Trref2和阈值Prref2用作用于确定在没有选择EV单驱动模式时是否选择EV双驱动模式的阈值。替代地，可使用阈值Trref2和阈值Prref2中的仅任一个。在这种情况下，当驱动轴36的转速Nr小于或等于阈值Nrref2时，可使用仅阈值Trref2；然而当驱动轴36的转速Nr大于阈值Nrref2时，可使用仅阈值Prref2。要求转矩Tr*或要求功率Pr*是根据本发明的要求输出的实例。
在根据该实施例的混合动力车辆20中，单向离合器CL1连接至发动机22的曲轴26。替代地，可用将在下文描述的根据第二实施例的单向离合器替换单向离合器CL1。图8示出了根据第二实施例的混合动力车辆120。设置了制动器BR1。制动器BR1将发动机22的曲轴26固定(连接)至壳体21，使得曲轴26不能旋转，或者从壳体21释放发动机22的曲轴26，使得曲轴26能旋转。在这种情况下，当混合动力车辆以EV驱动模式行驶时，基本上，通过将制动器BR1设定为接合状态而将发动机22设定为旋转停止状态。当混合动力车辆120以HV驱动模式行驶时，通过将制动器BR1设定为释放状态而将发动机22设定为旋转状态。
根据第一实施例的混合动力车辆20包括单个行星齿轮30作为行星齿轮组。替代地，两个或更多个行星齿轮可被设置为行星齿轮组。在这种情况下，可使用如根据图9所示的本发明的第三实施例的混合动力车辆220所示的构造，或者可使用如根据图10所示的第四实施例的混合动力车辆320所示的构造。
除了与混合动力车辆20的作为行星齿轮组的行星齿轮相同的行星齿轮30以外，根据图9所示的第三实施例的混合动力车辆220包括行星齿轮230。行星齿轮230是单个小齿轮式行星齿轮。行星齿轮230包括太阳齿轮231、环形齿轮232、多个小齿轮233以及齿轮架234。太阳齿轮231是外齿轮。环形齿轮232是内齿轮。多个小齿轮233与太阳齿轮231和环形齿轮232啮合。齿轮架234支撑多个小齿轮233，使得每个小齿轮233能旋转且能绕转。马达MG2的转子被连接至太阳齿轮231。驱动轴36被连接至环形齿轮232。齿轮架234被固定至壳体21以便不能旋转。行星齿轮230的齿数比被调节成使得行星齿轮230用作马达MG2与驱动轴36之间的减速齿轮。如第一实施例的情况，混合动力车辆220能够以双驱动模式行驶。
根据图10所示的第四实施例的混合动力车辆320包括行星齿轮330、340来代替混合动力车辆20的行星齿轮30作为行星齿轮组，并包括离合器CL2和制动器BR2。
行星齿轮330是单个小齿轮式行星齿轮。行星齿轮330包括太阳齿轮331、环形齿轮332、多个小齿轮333以及齿轮架334。太阳齿轮331是外齿轮。环形齿轮332是内齿轮。多个小齿轮333与太阳齿轮331和环形齿轮332啮合。齿轮架334支撑多个小齿轮333使得每个小齿轮333能旋转且能绕转。马达MG2的转子被连接至太阳齿轮331。发动机22的曲轴26被连接至环形齿轮332。经由差速齿轮38和齿轮机构37联接至驱动轮39a、39b的驱动轴336被连接至齿轮架334。
行星齿轮340是单个小齿轮式行星齿轮。行星齿轮340包括太阳齿轮341、环形齿轮342、多个小齿轮343以及齿轮架344。太阳齿轮341是外齿轮。环形齿轮342是内齿轮。多个小齿轮343与太阳齿轮341和环形齿轮342啮合。齿轮架344支撑多个小齿轮343使得每个小齿轮343能旋转且能绕转。马达MG1的转子被连接至太阳齿轮341。驱动轴336被连接至齿轮架344。
离合器CL2将行星齿轮330的太阳齿轮331和马达MG2的转子连接至行星齿轮340的环形齿轮342或者释放它们之间的连接。制动器BR2将行星齿轮340的环形齿轮342固定(连接)至壳体21使得环形齿轮342不能旋转，或者将环形齿轮342从壳体21释放使得环形齿轮342能旋转。
图11是示出了当在离合器CL2被设定为接合状态且制动器BR2被设定为释放状态时混合动力车辆320以双驱动模式行驶时的行星齿轮330、340的列线图的实例的视图。图12是示出了当在离合器CL2被设定为释放状态且制动器BR2被设定为接合状态时混合动力车辆320以双驱动模式行驶时的行星齿轮330、340的列线图的实例的视图。在图11和图12中，S1和R2轴线表示行星齿轮330的太阳齿轮331的转速或行星齿轮340的环形齿轮342的转速，其为马达MG2的转速Nm2，C1和C2轴线表示行星齿轮330的齿轮架334的转速或行星齿轮340的齿轮架344的转速，其为驱动轴336的转速，R1轴线表示行星齿轮330的环形齿轮332的转速，其为发动机22的转速Ne，并且S2轴线表示行星齿轮340的太阳齿轮341的转速，其为马达MG1的转速Nm1。在图11和图12中，C1和C2轴线上的两个粗线箭头分别表示在从马达MG1输出转矩Tm1时输出至驱动轴336的转矩(Tm1×k1)和在从马达MG2输出转矩Tm2时输出至驱动轴336的转矩(Tm2×k2)。转换系数k1是用于将马达MG1的转矩Tm1转换成驱动轴336的转矩的系数。转换系数k2是用于将马达MG2的转矩Tm2转换成驱动轴336的转矩的系数。
在图11的情况下，离合器CL2被设定为接合状态，所以行星齿轮330的太阳齿轮331的转速与行星齿轮340的环形齿轮342的转速相同，太阳齿轮331的转速为马达MG2的转速Nm2。因此，行星齿轮330、340用作所谓的四元件行星齿轮组。在这种情况下，在双驱动模式下，在马达MG1的转速Nm1朝向负侧增大的方向(图中的向下方向)上的转矩Tm1从马达MG1输出至行星齿轮340的太阳齿轮341，并且在马达MG2的转速Nm2朝向正侧增大的方向(图中的向上方向)上的转矩Tm2从马达MG2输出至行星齿轮330的太阳齿轮331和行星齿轮340的环形齿轮342。由此，混合动力车辆能够通过使用在行星齿轮330的环形齿轮332(发动机22)处于旋转停止状态中的同时来自马达MG1和马达MG2的转矩而行驶。
在图12的情况下，在双驱动模式下，在马达MG1的转速Nm1朝向正侧增大的方向(图中的向上方向)上的转矩Tm1从马达MG1输出至行星齿轮340的太阳齿轮341，并且在马达MG2的转速Nm2朝向正侧增大的方向(图中的向上方向)上的转矩Tm2从马达MG2输出至行星齿轮330的太阳齿轮331和行星齿轮340的环形齿轮342。由此，混合动力车辆能够通过使用在行星齿轮330的环形齿轮332(发动机22)处于旋转停止状态中的同时来自马达MG1和马达MG2的转矩而行驶。
将描述实施例的主要元件与发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系。在每个实施例中，发动机22是发动机的实例。马达MG1是第一马达的实例。马达MG2是第二马达的实例。行星齿轮30是行星齿轮组的实例。单向离合器CL1是旋转限制机构的实例。电池50是电池的实例。HV-ECU70、发动机ECU24和马达ECU40对应于电子控制单元的实例。
实施例的主要元件与发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系并非旨在限制发明内容中描述的本发明的元件，因为每个实施例都是用于具体示出在发明内容中描述的用于实施本发明的模式的实例。即，应该基于发明内容中的描述理解发明内容中描述的本发明，并且每个实施例仅是发明内容中描述的本发明的具体实例。
上文描述了本发明的实施例；然而，本发明不限于这些实施例。当然，在不背离本发明的范围的前提下可以各种形式实现本发明。
本发明可应用于混合动力车辆的制造行业等。

Claims (4)

1.一种混合动力车辆，包括：
发动机；
第一马达；
第二马达；
行星齿轮组，所述行星齿轮组包括至少一个行星齿轮，所述行星齿轮组被连接至所述发动机、所述第一马达、所述第二马达以及被联接到车轴的驱动轴；
旋转限制机构，所述旋转限制机构被构造成限制所述发动机的旋转；
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)在电量消耗模式和电量维持模式中的一个模式下，控制所述发动机、所述第一马达和所述第二马达，使得所述混合动力车辆以混合动力驱动模式、单驱动模式和双驱动模式中的任一个驱动模式根据加速器操作通过使用用于推进所述混合动力车辆的要求输出而行驶，所述混合动力驱动模式是所述混合动力车辆在通过使所述发动机处于旋转状态中来操作所述发动机的同时行驶的模式，所述单驱动模式是所述混合动力车辆在电动驱动模式下通过使用来自仅仅所述第二马达的输出而行驶的模式，在所述电动驱动模式下，所述混合动力车辆在所述发动机处于旋转停止状态中以使所述发动机不运转的同时行驶，并且所述双驱动模式是所述混合动力车辆在所述电动驱动模式下通过使用来自所述第一马达和所述第二马达的输出而行驶的模式，
(ii)当在所述电量维持模式下且在所述单驱动模式下所述要求输出变得大于第一阈值时，当没有正在发出预定高响应请求时，通过起动所述发动机而使驱动模式转变成所述混合动力驱动模式，并且
(iii)当在所述电量维持模式下且在所述单驱动模式下所述要求输出变得大于所述第一阈值时，当正在发出所述预定高响应请求时，在不起动所述发动机的情况下使所述驱动模式转变成所述双驱动模式。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述电子控制单元被构造成：当在所述电动驱动模式下且在所述电量维持模式下正在发出所述预定高响应请求时，并且当所述要求输出变得大于比所述第一阈值大的第二阈值时，使所述驱动模式转变成所述混合动力驱动模式。
3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其中：
所述第二阈值是比最大双驱动输出大的值，所述最大双驱动输出是在所述双驱动模式下能输出至所述驱动轴的最大输出，并且
所述电子控制单元被构造成：当在所述电动驱动模式下且在所述电量维持模式下所述要求输出大于所述第一阈值并且正在发出所述预定高响应请求时，并且当所述要求输出大于所述最大双驱动输出时，即使当所述要求输出不大于所述第二阈值时，也使所述驱动模式转变成所述混合动力驱动模式。
4.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其中，所述电子控制单元被构造成：当在所述电动驱动模式下且在所述电量维持模式下所述要求输出大于所述第一阈值并且正在发出所述预定高响应请求时，并且当满足所述混合动力车辆正在预定低μ道路上行驶的条件、已经检测到由于驱动轮的轮空转引起的滑动的条件和正在执行用于减少滑动的程度的滑动减少控制的条件中的至少一个条件时，即使当所述要求输出不大于所述第二阈值时，也使所述驱动模式转变成所述混合动力驱动模式，其中，所述预定低μ道路是所述驱动轮与道路表面之间的摩擦系数小于或等于预定值的行驶道路。
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