CN107031608B - 混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆。在混合动力车辆中，在电驱动模式的其中混合动力车辆通过使用两个马达即第一马达(MG1)和第二马达(MG2)来行驶的双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达(MG2)执行振动衰减控制的情况下(S130、S132)，当能够将作为第二分配转矩(d12×Tr*)和振动衰减转矩(Tv)的和的总转矩从第二马达(MG2)输出到驱动轴时(S160、S162)，执行通过使用第二马达(MG2)的振动衰减控制(S170、S172)；而当不能将总转矩从第二马达(MG2)输出到驱动轴时(S160、S162)，执行通过使用第一马达(MG1)的振动衰减控制(S180、S182)。

Description

混合动力车辆
技术领域
本申请涉及一种混合动力车辆。
背景技术
常规地，提出了一种混合动力车辆(例如，日本专利申请公开No.2012-232690(JP2012-232690 A))。在此混合动力车辆中，第一马达连接到行星齿轮组的太阳齿轮，发动机连接到行星架，驱动轴连接到齿圈，且第二马达连接到驱动轴。当满足使用第二马达的振动衰减控制的执行条件时，第二马达的转矩指令和振动衰减转矩的和被设定用于执行转矩，且第二马达被控制成使得执行转矩从第二马达输出到驱动轴。此混合动力车辆通过此控制降低了车辆的振动。
发明内容
在以上所述的混合动力车辆中，当第二马达的转矩指令接近第二马达的上限转矩时，振动衰减转矩可能不充分地从第二马达输出到驱动轴，其结果是车辆的振动不能被充分地降低。
考虑到以上所述的不便性，本发明提供了进一步可靠地降低了车辆的振动的混合动力车辆。
本发明的一个方面提供了一种混合动力车辆。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。行星齿轮组包括至少一个行星齿轮。所述至少一个行星齿轮的旋转元件的至少一部分被连接到发动机、第一马达、第二马达和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：在混合动力车辆在发动机被置于旋转停止状态中的同时通过使用来自第一马达和第二马达的转矩来行驶的双驱动模式中，(i)控制第一马达，以便将要求转矩的第一分配转矩从第一马达输出到驱动轴，所述要求转矩是驱动轴推动车辆行驶所要求的转矩，(ii)控制第二马达，以便将要求转矩的第二分配转矩从第二马达输出到驱动轴，(iii)在正要求通过使用第二马达来执行振动衰减控制时，当能够将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第一控制，所述第一控制是第二马达被控制成通过使用仅仅来自第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴的控制，所述总转矩是第二分配转矩和振动衰减转矩的和，振动衰减转矩是使驱动轴用于振动衰减控制所要求的转矩，并且(iv)当不能将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第二控制，所述第二控制是第一马达被控制成通过使用仅仅来自第一马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴的控制。
利用以上所述的混合动力车辆，在混合动力车辆在发动机被置于旋转停止状态中的同时通过使用来自第一马达和第二马达的转矩行驶的双驱动模式中，第一马达和第二马达被控制成将要求转矩的第一分配转矩从第一马达输出到驱动轴，所述要求转矩是驱动轴用于车辆行驶所要求的转矩，且将要求转矩的第二分配转矩从第二马达输出到驱动轴。在双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达来执行振动衰减控制的情况下，当能够将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第一控制。总转矩是第二分配转矩和振动衰减转矩的和，所述振动衰减转矩是驱动轴用于振动衰减控制所要求的转矩。在第一控制中，第二马达被控制成使用来自仅仅第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴。在双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达来执行振动衰减控制的状态中，当不能将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第二控制。在第二控制中，第一马达被控制成使用来自仅仅第一马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴。即，当不能使用来自仅仅第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴时，使用来自仅仅第一马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴。通过用于混合动力车辆的此控制，可进一步可靠地降低车辆的振动。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成：在双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达来执行振动衰减控制并且不能将总转矩从第二马达输出到驱动轴的情况下，在第一效率高于第二效率时执行第二控制。第一效率是在第一分配转矩被从第一马达输出到驱动轴时的效率，且第二效率是在第二分配转矩被从第二马达输出到驱动轴时的效率。利用该用于混合动力车辆的控制，能够防止在振动衰减转矩输出到驱动轴时车辆的效率降低。
本发明的另一个方面提供了一种混合动力车辆。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。行星齿轮组包括至少一个行星齿轮。至少一个行星齿轮的旋转元件的至少一部分被连接到发动机、第一马达、第二马达和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：在混合动力车辆在发动机被置于旋转停止状态中的同时通过使用来自第一马达和第二马达的转矩来行驶的双驱动模式中，(i)控制第一马达以便将要求转矩的第一分配转矩从第一马达输出到驱动轴，所述要求转矩是驱动轴推动混合动力车辆行驶所要求的转矩，(ii)控制第二马达，以便将要求转矩的第二分配转矩从第二马达输出到驱动轴，(iii)在正要求通过使用第二马达执行振动衰减控制时，当能够将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第一控制，所述第一控制是第二马达被控制成通过使用来自仅仅第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴的控制，所述总转矩是第二分配转矩和振动衰减转矩的和，所述振动衰减转矩是驱动轴用于振动衰减控制所要求的转矩，并且(iv)当不能将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第三控制，所述第三控制是第一马达和第二马达被控制成通过使用来自第一马达和第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴的控制。
利用以上所述的混合动力车辆，在混合动力车辆在发动机被置于旋转停止状态中的同时通过使用来自第一马达和第二马达的转矩来行驶的双驱动模式中，第一马达和第二马达被控制成将要求转矩的第一分配转矩从第一马达输出到驱动轴，所述要求转矩是驱动轴推动混合车辆所要求的转矩，并且将要求转矩的第二分配转矩从第二马达输出到驱动轴。在双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达执行振动衰减控制的情况下，当能够将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第一控制。总转矩是第二分配转矩和振动衰减转矩的和，所述振动衰减转矩是驱动轴用于振动衰减控制所要求的转矩。在第一控制中，第二马达被控制成通过使用来自仅仅第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴。在双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达执行振动衰减控制的情况下，当不能将总转矩从第二马达输出到驱动轴时，执行第三控制。在第三控制中，第一马达和第二马达被控制成使用来自第一马达和第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴。即，当不能使用来自仅仅第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴时，使用来自第一马达和第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到驱动轴。利用用于混合动力车辆的此控制，能够进一步可靠地降低车辆的振动。
在混合动力车辆中，电子控制单元可被构造成：在双驱动模式中，在正要求通过使用第二马达执行振动衰减控制并且不能将总转矩从第二马达输出到驱动轴的的情况下，当第一效率低于或等于第二效率时，执行第三控制。第一效率是在第一分配转矩被从第一马达输出到驱动轴时的效率，并且第二效率是在第二分配转矩被从第二马达输出到驱动轴时的效率。利用此用于混合动力车辆的控制，能够防止在振动衰减转矩被输出到驱动轴时车辆的效率降低。
行星齿轮组可包括单独的行星齿轮，所述行星齿轮的太阳齿轮可连接到第一马达，所述行星齿轮的行星架可连接到发动机，并且所述行星齿轮的齿圈可连接到驱动轴和第二马达。替代地，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连接到第一马达，第一行星齿轮的行星架可连接到发动机，第一行星齿轮的齿圈可连接到驱动轴，第二行星齿轮的太阳齿轮可连接到第二马达，第二行星齿轮的行星架可连接到外壳(固定构件)，并且第二行星齿轮的齿圈可连接到驱动轴。替代地，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连接到第二马达，第一行星齿轮的行星架和第二行星齿轮的行星架可连接到驱动轴，第一行星齿轮的齿圈可连接到发动机，第二行星齿轮的太阳齿轮可连接到第一马达，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到第二行星齿轮的齿圈或释放它们之间的连接，并且制动器可被构造成将第二行星齿轮的齿圈固定使得齿圈不可旋转或释放齿圈使得齿圈可旋转。
旋转限制机构可以是单向离合器，所述单向离合器允许发动机在正旋转方向上的旋转并且限制(禁止)发动机在负旋转方向上的旋转，或所述旋转限制机构可以是制动器，所述制动器固定发动机使得发动机不可旋转或释放发动机使得发动机可旋转。
附图说明
本发明的典型实施例的特征、优点以及技术和工业意义将在下文中参考附图描述，其中相同的附图标记指示相同的元件，且其中：
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是图示了第一实施例中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示例的图；
图3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双驱动模式控制例程的示例的流程图；
图4是示出了根据第一实施例的替代实施例的双驱动模式控制例程的示例的流程图；
图5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6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7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8是图示了第四实施例中在混合动力车辆在离合器处于接合状态并且制动器处于释放状态的同时以双驱动模式行驶时行星齿轮的列线图的示例的图；并且
图9是图示了第四实施例中在混合动力车辆在离合器处于释放状态并且制动器处于接合状态的同时以双驱动模式行驶时行星齿轮的列线图的示例的图。
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。如在图1中所示，根据第一实施例的混合动力车辆20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、马达MG2、逆变器41、逆变器42、电池50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受到运行控制，所述运行控制由发动机电子控制单元(在后文中称为发动机ECU)24执行。
虽然在图中未示出，但发动机ECU 24是微处理器，所述微处理器主要包括CPU且除CPU外进一步包括ROM、RAM、输入/输出端口和通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时地存储数据。
执行对发动机22的运行控制所要求的来自多个传感器的信号通过输入端口被输入到发动机ECU 24。输入到发动机ECU 24的信号包括曲柄角度θcr和节气门开度TH。曲柄角度θcr从检测发动机22的曲轴26的旋转位置的曲柄位置传感器23输入。节气门开度TH从检测节气门的位置的节气门位置传感器输入。
用于对发动机22的运行控制的多种控制信号通过输出端口从发动机ECU 24输出。从发动机ECU 24输出的信号包括：输出到调整节气门的位置的节气门马达的驱动控制信号、输出到燃料喷射阀的驱动控制信号和输出到与点火器一体的点火线圈的驱动控制信号。
发动机ECU 24经由通信端口连接到HV-ECU 70。发动机ECU 24响应于来自HV-ECU70的控制信号执行对发动机22的控制，且在需要时将关于发动机22的运行状态的数据输出到HV-ECU 70。发动机ECU 24基于来自曲轴位置传感器23的曲柄角度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是单小齿轮型行星齿轮。行星齿轮30包括太阳齿轮31、齿圈32、多个小齿轮33和行星架34。太阳齿轮31是外齿轮。齿圈32是内齿轮。所述多个小齿轮33与太阳齿轮31和齿圈32啮合。行星架34支承所述多个小齿轮33使得每个小齿轮33可自转并且可公转。马达MG1的转子连接到太阳齿轮31。驱动轴36连接到齿圈32。驱动轴36经由差速齿轮38和齿轮机构37联接到驱动轮39a、39b。发动机22的曲轴26连接到行星架34。
单向离合器CL1连接到发动机22的曲轴26和行星架34，且也连接到固定到车身的外壳21。单向离合器CL1允许发动机22在正旋转方向上相对于外壳21旋转，且限制(禁止)发动机22在负旋转方向上相对于外壳21旋转。
马达MG1例如是同步发电-电动机。如上所述，马达MG1的转子连接到行星齿轮30的太阳齿轮31。马达MG2例如是同步发电-电动机。马达MG2的转子连接到驱动轴36。逆变器41、42与电池50一起连接到电线54。平滑电容器57连接到电线54。在对逆变器41、42的对应的一个逆变器的多个开关元件(未示出)的开关控制下，马达MG1、MG2的每个马达被驱动以旋转，所述开关控制通过马达电子控制单元(后文中称为马达ECU)40执行。
虽然在图中未示出，但马达ECU 40是微处理器，所述微处理器主要包括CPU且除CPU外进一步包括ROM、RAM、输入端口/输出端口和通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时地存储数据。
执行对马达MG1、MG2的驱动控制所要求的来自多种传感器的信号经由输入端口被输入到马达ECU 40。输入到马达ECU 40的信号包括：旋转位置θm1、θm2、相电流和温度tm1、tm2。旋转位置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。相电流从分别检测流过马达MG1、MG2的每个的相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。
开关控制信号等从马达ECU 40输出到逆变器41、42的开关元件(未示出)。
马达ECU 40经由通信端口连接到HV-ECU 70。马达ECU 40响应于来自HV-ECU 70的控制信号执行对马达MG1、MG2的驱动控制，且在需要时将关于马达MG1、MG2的驱动状态的数据输出到HV-ECU 70。马达ECU 40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，且基于来自旋转位置检测传感器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ECU 40将驱动轮角速度ωdw计算为如下值，即所述值通过将驱动轮39a、39b的每个的角速度转化为基于驱动轴36(马达MG2的旋转轴)的角速度而获得。允许基于来自分别安装在驱动轮39a、39b处的信号计算驱动轮角速度ωdw。
电池50例如是锂离子蓄电池或镍金属氢化物蓄电池。如上所述，电池50与逆变器41、42一起连接到电线54。电池50通过电池电子控制单元(后文中称为电池ECU)管理。
虽然在图中未示出，但电池ECU 52是微处理器，所述微处理器主要包括CPU且除CPU外进一步包括ROM、RAM、输入端口/输出端口和通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时地存储数据。
管理电池50所要求的来自多种传感器的信号通过输入端口输入到电池ECU 52。输入到电池ECU 52的信号包括：电池电压Vb、电池电流Ib(电池电流Ib在电池50放电时具有正值)和电池温度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从连接到电池50的输出端子的电流传感器51b输出。电池温度Tb从连接到电池50的温度传感器51c输出。
电池ECU 52经由通信端口连接到HV-ECU 70，且在需要时将关于电池50的状态的数据输出到HV-ECU 70。电池ECU 52基于来自电流传感器51b的电池电流Ib的积分值计算荷电状态SOC。荷电状态SOC是来自电池50的可放电的电力的容量与电池50的总容量的百分比。电池ECU 52基于荷电状态SOC和来自温度传感器51c的电池温度Tb计算输入极限Win和输出极限Wout。输入极限Win是允许电池50以其充电或低于其充电的可允许充电电力。输出极限Wout是允许电池50以其放电或低于其放电的可允许放电电力。
虽然在图中未示出，但HV-ECU 70是微处理器，所述微处理器主要包括CPU且除CPU外进一步包括ROM、RAM、输入端口/输出端口和通信端口。ROM存储处理程序。RAM临时地存储数据。
来自多种传感器的信号经由输入端口输入到HV-ECU 70。输入到HV-ECU 70的信号包括：点火信号、变速位置SP、加速器操作量ACC、制动踏板位置BP和车速V。点火信号从点火开关80输出。档位SP从检测换档杆81的操作位置的档位传感器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。
如上所述，HV-ECU 70经由通信端口连接到发动机ECU 24、马达ECU 40和电池ECU52，且与发动机ECU 24、马达ECU 40和电池ECU 52交换多种控制信号和数据。
根据第一实施例的如此构造的混合动力车辆20在混合动力驱动模式(HV驱动模式)或电驱动模式(EV驱动模式)中行驶。HV驱动模式是混合动力车辆20通过使用来自发动机22、马达MG1和马达MG2的动力来行驶的模式。EV驱动模式是发动机22的运行停止且混合动力车辆20通过使用来自至少马达MG2的动力来行驶的模式。EV驱动模式包括单驱动模式和双驱动模式。在单驱动模式中，不从马达MG1输出转矩，且混合动力车辆20通过使用来自仅仅马达MG2的转矩来行驶。在双驱动模式中，混合动力车辆20通过使用来自马达MG1和马达MG2的转矩来行驶。
接下来，将描述根据第一实施例的如此构造的混合动力车辆20的运行，特别是在混合动力车辆20以双驱动模式行驶时的运行。
图2是图示了在混合动力车辆20以双驱动模式行驶时行星齿轮30的列线图的示例的图。在图中，左侧S轴线代表太阳齿轮31的转速，即马达MG1的转速Nm1，C轴线代表行星架34的转速，即发动机22的转速Ne，且R轴线代表齿圈32(驱动轴36)的转速Nr，即马达MG2的转速Nm2。在图中，在R轴线上的两个宽线箭头分别指示了在转矩Tm1被从马达MG1输出时经由行星齿轮30输出到齿圈32(驱动轴36)的转矩(-Tm1/ρ)和在从马达MG2输出转矩Tm2时输出到齿圈32的转矩Tm2。如在图2中所示，在双驱动模式中，在马达MG1的转速Nm1向负侧增加的方向(在图中为向下的方向)上的转矩Tm1从马达MG1输出到太阳齿轮31，且在马达MG2的转速Nm2向正侧增加的方向(在图中为向上的方向)上的转矩Tm2从马达MG2输出到齿圈32(驱动轴36)。因此，混合动力车辆20在行星架34(发动机22)被置于旋转停止状态的同时能够通过使用来自马达MG1和MG2的转矩来行驶。
图3是示出了根据第一实施例通过HV-ECU 70执行的双驱动模式控制例程的示例的流程图。当驱动模式为双驱动模式时以预定的间隔(例如，数毫秒的间隔，等)重复执行该例程。
当执行图3中所示的双驱动模式控制例程时，HV-ECU 70最初输入数据，例如加速器操作量Acc，车速V，马达MG1、MG2的温度tm1、tm2，马达MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，马达MG2的角速度ωm2，驱动轮角速度ωdw，以及马达MG1、MG2的输入极限Win和输出极限Wout(步骤S100)。待输入的加速器操作量Acc是由加速器踏板位置传感器84检测到的值。待输入的车速V是由车速传感器88检测到的值。待从马达ECU 40通过通信输入的马达MG1、MG2的温度tm1、tm2是分别由温度传感器45、46检测到的值。待通过通信输入的马达MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，马达MG2的角速度ωm2和驱动轮角速度ωdw是由马达ECU 40计算的值。待通过通信输入的马达MG1、MG2的输入极限Win和输出极限Wout是由电池ECU 52计算的值。
当数据以此方式输入时，驱动轴36用于推动混合动力车辆20所要求的要求转矩Tr*被基于输入的加速器操作量Acc和输入的车速V设定(步骤S110)。如在如下的数学表达式(1)中所表达，通过将要求转矩Tr*乘以分配比d11、行星齿轮30的传动比ρ、以及值(-1)所获得的值被设定用于作为马达MG1的转矩指令Tm1*的临时值的临时转矩Tm1tmp，并且如通过数学表达式(2)所表达的，通过将要求转矩Tr*乘以分配比d12而获得的值被设定用于作为马达MG2的转矩指令Tm2*的临时值的临时转矩Tm2tmp(步骤S120)。
Tm1tmp＝-ρ×d11×Tr* (1)
Tm2tmp＝d12×Tr* (2)
分配比d11是从马达MG1经由行星齿轮30输出到驱动轴36的转矩(后文中称为第一分配转矩)在要求转矩Tr内的比，分配比d12是从马达MG2输出到驱动轴36的转矩(后文中称为第二分配转矩)在要求转矩Tr内的比，且分配比d11和分配比d12的和为1。因为考虑在双驱动模式中的运行，所以分配比d11和d12中的每个分配比大于0且小于1。在单驱动模式中，分配比d11为0且分配比d12为1。
在第一实施例中，分配比d11、d12设定成使得车辆的效率作为整体在满足如下(α1)至(α5)的所有条件的范围内是高效率。
(α1)在马达MG1被通过使用临时转矩Tm1tmp驱动时作为马达MG1的电力消耗的临时电力消耗Pm1tmp和在马达MG2被通过使用临时转矩Tm2tmp驱动时作为马达MG2的电力消耗的临时电力消耗Pm2tmp的和落在电池50的输入极限Win和输出极限Wout的范围内。
(α2)马达MG1的临时转矩Tm1tmp落在额定下限转矩Tmin11和额定上限转矩Tmax11的范围内。
(α3)马达MG1的临时转矩Tm1tmp落在基于马达MG1的温度tm1的下限转矩Tmin12和上限转矩Tmax12的范围内。
(α4)马达MG2的临时转矩Tm2tmp落在额定下限转矩Tmin21和额定上限转矩Tmax21的范围内。
(α5)马达MG2的临时转矩Tm2tmp落在基于马达MG2的温度tm2的下限转矩Tmin22和上限转矩Tmax22的范围内。
在(α1)中，马达MG1的临时电力消耗Pm1tmp作为马达MG1的临时转矩Tm1tmp和转速Nm1的乘积获得，且马达MG2的临时电力消耗Pm2tmp作为马达MG2的临时转矩Tm2tmp和转速Nm2的乘积获得。
在(α3)中，当马达MG1的温度tm1低于或等于预定温度tm1ref时，将下限转矩Tmin12设定为额定下限转矩Tmin11，且将上限转矩Tmax12设定为额定上限转矩Tmax11。当马达MG1的温度tm1高于预定温度tm1ref时，将下限转矩Tmin12设定为通过将额定下限转矩Tmin11乘以负荷率f1所获得的值，且将上限转矩Tmax12设定为通过将额定上限转矩Tmax11乘以负荷率f1所获得的值。负荷率f1可以是在大于或等于0且小于1的范围内的恒定的值，或负荷率f1可被设定为与在马达MG1的温度tm1低时相比在温度tm1高时较小。
在(α5)中，当马达MG2的温度tm2低于或等于预定温度tm2ref时，将下限转矩Tmin22设定为额定下限转矩Tmin21且将上限转矩Tmax22设定为额定上限转矩Tmax21。当马达MG2的温度tm2高于预定温度tm2ref时，将下限转矩Tmin22设定为通过将额定下限转矩Tmin21乘以负荷率f2所获得的值，且将上限转矩Tmax22设定为通过将额定上限转矩Tmax21乘以负荷率f2所获得的值。负荷率f2可以是在大于或等于0且小于1的范围内的恒定的值，或负荷率f2可被设定为与在马达MG2的温度tm2低时相比在温度tm2高时较小。
在以上所述的数学表达式(1)中，“-ρ”是用于在行星架34的旋转停止时将驱动轴36的转矩(第一分配转矩(d11×Tr*))转换为马达MG1的旋转轴的转矩的转换系数，且从图2的列线图中显见。
随后，判定是否正要求通过使用马达MG2执行振动衰减控制(步骤S130和步骤S132)。当车辆的振动相对容易地增加时，要求通过使用马达MG2的振动衰减控制以降低振动。在第一实施例中，当如下条件的(β1)至(β3)中的至少一个满足时，判定正要求通过使用马达MG2执行振动衰减控制；而当条件(β1)至(β3)都不满足时，判定不要求通过使用马达MG2执行振动衰减控制。
(β1)加速器操作量Acc的每单位时间的变化ΔAcc的绝对值大于阈值ΔAref。
(β2)要求转矩Tr*的每单位时间的变化ΔTr的绝对值大于阈值ΔTref。
(β3)要求转矩Tr*已经越过0或预计到在预定时间内越过0。
当在步骤S130和步骤S132中判定不要求通过使用马达MG2执行振动衰减控制时，马达MG1、MG2的临时转矩Tm1tmp、Tm2tmp分别被设定为用于马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*，且将其传递到马达ECU 40(步骤S140)，在此之后例程结束。当马达ECU 40接收到马达MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*时，马达ECU 40执行对逆变器41、42的开关元件的开关控制，使得马达MG1在转矩指令Tm1*下被驱动且马达MG2在转矩指令Tm2*下被驱动。
当在步骤S130和步骤S132中判定正要求通过使用马达MG2执行振动衰减控制时，通过将驱动轮角速度ωdw减去马达MG2的角速度ωm2所获得的值乘以增益kv而得到的值被设定为用于临时振动衰减转矩Tvtmp而作为振动衰减转矩Tv的临时值，如在如下的数学表达式(3)中表达，所述振动衰减转矩Tv被要求使得驱动轴36通过使用马达MG2执行振动衰减控制(步骤S150)。如通过数学表达式(4)所表达，振动衰减转矩Tv通过以振动衰减上限转矩Tvmax和振动衰减下限转矩Tvmin限制临时振动衰减转矩Tvtmp来设定(步骤S152)。振动衰减上限转矩Tvmax和衰减振动衰减下限转矩Tvmin被用于将振动衰减转矩Tv的幅值限制到可合适地降低车辆的振动的程度，且通过实验等事先确定的值可用作振动衰减上限转矩Tvmax和衰减振动衰减下限转矩Tvmin。
Tvtmp＝kv×(ωdw-ωm2) (3)
Tv＝max(min(Tvtmp,Tvmax),Tvmin) (4)
随后，判定是否能够通过使用马达MG2执行振动衰减控制(步骤S160和步骤S162)。在第一实施例中，当如下条件(γ1)至(γ3)都满足时判定能够通过使用马达MG2执行振动衰减控制；而当条件(γ1)至(γ3)中的至少一个不满足时，判定不不能通过使用马达MG2执行振动衰减控制。
(γ1)通过从基于电池50的输出极限Wout的马达MG2的上限转矩Tmax23减去马达MG2的临时转矩Tm2tmp所获得的值大于或等于振动衰减上限转矩Tvmax。
(γ2)通过从马达MG2的额定上限转矩Tmax21减去马达MG2的临时转矩Tm2tmp所获得的值大于或等于振动衰减上限转矩Tvmax。
(γ3)通过从马达MG2的上限转矩Tmax22减去马达MG2的临时转矩Tm2tmp所获得的值大于或等于振动衰减上限转矩Tvmax。
在(γ1)中，马达MG2的上限转矩Tmax23通过如下方式获得，即将从电池50的输出极限Wout减去马达MG1的临时电力消耗Pm1tmp(＝Tm1tmp×Nm1)所获得的值除以马达MG2的转速Nm2。
这些条件(γ1)至(γ3)是用于判定是否能够将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36的条件。总转矩是第二分配转矩(d12×Tr*)和振动衰减上限转矩Tvmax的和，第二分配转矩(d12×Tr*)是马达MG2的临时转矩Tm2tmp。
当在步骤S160和步骤S162中判定能够通过使用马达MG2执行振动衰减控制时，即当判定能够将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时，判定通过使用马达MG2执行振动衰减控制(步骤S170)，将马达MG1的临时转矩Tm1tmp设定为用于马达MG1的转矩指令Tm1*，且将通过将振动衰减转矩Tv加到马达MG2的临时转矩Tm2tmp所获得的值设定为马达MG2的转矩指令Tm2*(步骤172)，在此之后例程结束。以此方式，能够通过通过使用马达MG2执行振动衰减控制来降低车辆的振动。
当在步骤S160和步骤S162中判定不能通过使用马达MG2执行振动衰减控制时，即当判定不能将总转矩从第二马达MG2输出到驱动轴36时，判定通过使用马达MG1执行振动衰减控制(步骤S180)，将通过将振动衰减转矩Tv、行星齿轮30的传动比ρ和(-1)的乘积加到马达MG1的临时转矩Tm1tmp所获得的值设定为用于马达MG1的转矩指令Tm1*，且将马达MG2的临时转矩Tm2tmp设定为用于马达MG2的转矩指令Tm2*(步骤S182)，如通过如下的数学表达式(5)表达，然后例程结束。“-ρ”的含义在上文中描述。以此方式，通过使用马达MG1执行振动衰减控制，即使当不能将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时也能够降低车辆的振动。
Tm1*＝Tm1tmp-ρ×Tv (5)
为使用马达MG1执行振动衰减控制，要求满足以类似于上所述的条件(γ1)至(γ3)的条件。即，要求能够将通过将第一分配转矩(d11×Tr*)(即马达MG1的临时转矩Tm1tmp)除以值(-d11)所获得的值与振动衰减上限转矩Tvmax的和的转矩从马达MG1输出到驱动轴36。
在双驱动模式中，在正要求使用马达MG2执行振动衰减控制时，当能够将作为第二分配转矩(d12×Tr*)和振动衰减转矩Tv的和的总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时，根据第一实施例的以上所述的混合动力车辆20使用马达MG2执行振动衰减控制；而当不能将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时，混合动力车辆中20使用马达MG1执行振动衰减控制。因此，即使当不能将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时，也能降低车辆的振动。即，能够进一步可靠地降低车辆的振动。
根据第一实施例的混合动力车辆20被构造成在双驱动模式中执行图3中所示的双驱动模式控制例程。作为替代，混合动力车辆20可被构造成执行如在图4中所示的双驱动模式控制例程。除了添加了步骤S200至步骤S220的处理，在图4中所示的双驱动模式控制例程与在图3中所示的双驱动控制例程相同。因此，相同的步骤标记指示了相同的处理的步骤，或从图中省略了相同的处理，且省略了详细描述。
在如在图4中所示的双驱动模式控制例程中，当在步骤S160和S162中判定不能使用马达MG2执行振动衰减控制时，即当在步骤S160和S162中判定不能将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时，估算在马达MG1在临时驱动点处(临时转矩Tm1tmp和转速Nm1)被驱动时的第一效率η1和在马达MG2在临时驱动点处(临时转矩Tm2tmp和转速Nm2)被驱动时的第一效率2。在此替代实施例中，通过如下方式估算第一效率η1，即：确定马达MG1的临时转矩Tm1tmp、转速Nm1与第一效率η1的关系并将该关系作为映射事先存储在ROM(未示出)中，并且当给定马达MG1的临时转矩Tm1tmp和转速Nm1时，从映射导出对应的第一效率η1。第二效率η2类似于第一效率η1的情况被估算。
当以此方式估算马达MG1的第一效率η1和马达MG2的第二效率η2时，将估算出的马达MG1的第一效率η1和估算出的马达MG2的第二效率η2相互比较(步骤S210)。当马达MG1的第一效率η1高于马达MG2的第二效率η2时，判定使用马达MG1执行振动衰减控制(步骤S180)，将通过将振动衰减转矩Tv、行星齿轮30的传动比ρ和马达MG1的临时转矩Tm1tmp和值(-1)的乘积加到马达MG1的临时转矩Tm1tmp获得的值设定为马达MG1的转矩指令Tm1*，且将马达MG2的临时转矩Tm2tmp设定为马达MG2的转矩指令Tm2*(步骤S182)，在此之后例程结束。
当在步骤S210中马达MG2的第二效率η2高于或等于马达MG1的第一效率η1时，判定使用马达MG1、MG2执行振动衰减控制(步骤S220)。如通过如下的数学表达式(6)所表达，将通过将振动衰减转矩Tv、分配比d21、行星齿轮30的传动比ρ和值(-1)的乘积加到马达MG1的临时转矩Tm1tmp所获得的值设定为马达MG1的转矩指令Tm1*，且如通过数学表达式(7)所表达，将通过将振动衰减转矩Tv和分配比d22的乘积加到马达MG2的临时转矩Tm2tmp所获得的值设定为马达MG2的转矩指令Tm2*(步骤S222)，在此之后例程结束。
Tm1*＝Tm1tmp-ρ×Tv×d21 (6)
Tm2*＝Tm2tmp+Tv×d22 (7)
分配比d21是从马达MG1输出到驱动轴36的转矩在振动衰减转矩Tv内的比，分配比d22是从马达MG2输出到驱动轴36的转矩在振动衰减转矩Tv内的比，且分配比d21和分配比d22的和为1。假定使用马达MG1、MG2执行振动衰减控制，因此分配比d21、d22的每个大于0且小于1。因为假定马达MG2的第二效率η2高于或等于马达MG1的第一效率η1，所以希望将其中马达MG2的转矩指令Tm2*不超过马达MG2的额定上限转矩Tmax21、上限转矩Tmax22和上限转矩Tmax23中的最小的一个的范围内的相对大的值设定为分配比22。
以此方式，在判定不能将总转矩从马达MG2输出到驱动轴36时，当马达MG1的第一效率η1高于马达MG2的第二效率η2时，使用马达MG1执行振动衰减控制；而当马达MG2的第二效率η2高于或等于马达MG1的第一效率η1时，使用马达MG1、MG2执行振动衰减控制。因此，能够防止在将振动衰减转矩Tv输出到驱动轴36时车辆的效率的降低。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，振动衰减上限转矩Tvmax使用在条件(γ1)至(γ3)中。作为振动衰减上限转矩Tvmax的替代，可使用振动衰减转矩Tv或可以使用通过将余量加到振动衰减转矩Tv而获得的值。
在根据第一实施例的混合动力车辆20中，单向离合器CL1连接到发动机22的曲轴26。替代地，也可应用将在下文中描述的第二实施例。图5示出了根据第二实施例的混合动力车辆120。混合动力车辆120包括制动器BR1。制动器BR1将发动机22的曲轴26固定(连接)到外壳21使得曲轴26不可旋转，或从外壳21释放发动机22的曲轴26使得曲轴26可旋转。在此情况中，在双驱动模式中，制动器BR1应设定到接合状态，且发动机22应设定到旋转停止状态。
根据第一实施例的混合动力车辆20包括单行星齿轮30作为行星齿轮组。替代地，混合动力车辆可包括两个或多个行星齿轮作为行星齿轮组。在此情况中，可使用根据在图6中所示的替代实施例的混合动力车辆220或可使用根据在图7中所示的替代实施例的混合动力车辆320。
在图6中所示的混合动力车辆220除与混合动力车辆20相同的行星齿轮30外还包括行星齿轮230作为行星齿轮组。行星齿轮230是单小齿轮型行星齿轮。行星齿轮230包括太阳齿轮231、齿圈232、多个小齿轮233和行星架234。太阳齿轮231是外齿轮。齿圈232是内齿轮。所述多个小齿轮233与太阳齿轮231和齿圈232啮合。行星架234支承所述多个小齿轮233，使得每个小齿轮233可自转且可公转。马达MG2的转子连接到太阳齿轮231。驱动轴36连接到齿圈232。行星架234固定到外壳21以不可旋转。行星齿轮230的传动比可调整，使得行星齿轮230作为马达MG2和驱动轴36之间的减速齿轮工作。混合动力车辆220可如第一实施例的情况中以双驱动模式行驶。
根据图7中所示的替代实施例的混合动力车辆320包括作为混合动力车辆20的行星齿轮30的替代的行星齿轮330、340作为行星齿轮组，且也包括离合器CL2和制动器BR2。
行星齿轮330是单小齿轮型行星齿轮。行星齿轮330包括太阳齿轮331、齿圈332、多个小齿轮333和行星架334。太阳齿轮331是外齿轮。齿圈332是内齿轮。所述多个小齿轮333与太阳齿轮331和齿圈332啮合。行星架334支承了所述多个小齿轮333，使得每个小齿轮333可自转且可公转。马达MG2的转子连接到太阳齿轮331。发动机22的曲轴26连接到齿圈332。驱动轴336经由差速齿轮38联接到驱动轮39a、39b，且齿轮机构37连接到行星架334。
行星齿轮340是单小齿轮型行星齿轮。行星齿轮340包括太阳齿轮341、齿圈342、多个小齿轮343和行星架344。太阳齿轮341是外齿轮。齿圈342是内齿轮。所述多个小齿轮343与太阳齿轮341和齿圈342啮合。行星架344支承所述多个小齿轮343使得每个小齿轮343可自转且可公转。马达MG1的转子连接到太阳齿轮341。驱动轴336连接到行星架344。
离合器CL2将行星齿轮330的太阳齿轮331和马达MG2的转子连接到行星齿轮340的齿圈342，或释放它们之间的连接。制动器BR2将行星齿轮340的齿圈342固定(连接)到外壳21使得齿圈342不可旋转，或从外壳21释放齿圈342使得齿圈342可旋转。
图8是示出了在混合动力车辆320在离合器CL2被设定到接合状态且制动器BR2被设定到释放状态的同时以双驱动模式行驶时行星齿轮330、340的列线图的示例的图。图9是图示了在混合动力车辆320在离合器CL2被设定到释放状态且制动器BR2被设定到接合状态的同时以双驱动模式行驶时行星齿轮330、340的列线图的示例的图。在图8和图9中，S1和R2轴线代表行星齿轮330的太阳齿轮331的转速(所述转速是马达MG2的转速Nm2)或代表行星齿轮340的齿圈342的转速，C1和C2轴线代表行星齿轮330的行星架334的转速或行星齿轮340的行星架344的转速(所述转速是驱动轴336的转速)，R1轴线代表行星齿轮330的齿圈332的转速(所述转速是发动机22的转速Ne)，且S2轴线代表行星齿轮340的太阳齿轮341的转速(所述转速是马达MG1的转速Nm1)。在图8和图9中，C1和C2轴线中的两个宽线箭头分别指示在从马达MG1输出转矩Tm1时输出到驱动轴336的转矩(Tm1×k1)和在从马达MG2输出转矩Tm2时输出到驱动轴336的转矩(Tm2×k2)。转化系数k1是用于将马达MG1的转矩Tm1转化为驱动轴336的转矩的化换系数。转化系数k2是用于将马达MG2的转矩Tm2转化为驱动轴336的转矩的化换系数。
在图8的情况中，离合器CL2被设定为接合状态，因此作为马达MG2的转速Nm2的行星齿轮330的太阳齿轮331的转速与行星齿轮340的齿圈342的转速相同。因此，行星齿轮330、340作为所谓的四元件行星齿轮组工作。在此情况中，在双驱动模式中，在马达MG1的转速Nm1向负侧增加的方向(图中向下的方向)上的转矩Tm1从马达MG1输出到行星齿轮组340的太阳齿轮341，并且在马达MG2的转速Nm2向正侧增加的方向(图中向上的方向)上的转矩Tm2从马达MG2输出到行星齿轮组330的太阳齿轮331和行星齿轮组340的齿圈342。因此，混合动力车辆在行星齿轮330的齿圈332(发动机22)被置于旋转停止状态的同时可通过使用来自马达MG1和马达MG2的转矩行驶。
在图9的情况中，在双驱动模式中，在马达MG1的转速Nm1向正侧增加的方向(图中向上的方向)上的转矩Tm1从马达MG1输出到行星齿轮组340的太阳齿轮341，并且在马达MG2的转速Nm2向正侧增加的方向(图中向上的方向)上的转矩Tm2从马达MG2输出到行星齿轮330的太阳齿轮331和行星齿轮340的齿圈342。因此，混合动力车辆在行星齿轮330的齿圈332(发动机22)被置于旋转停止状态的同时可通过使用来自马达MG1和马达MG2的转矩行驶。
将描述实施例的主要元件和在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是发动机的示例。马达MG1是第一马达的示例。马达MG2是第二马达的示例。行星齿轮30是行星齿轮组的示例。单向离合器CL1是旋转限制机构的示例。电池50是电池的示例。HV-ECU 70、发动机ECU 24和马达ECU 40对应于电子控制单元。
实施例的主要元件和在发明内容中描述的本发明的主要元件之间的对应关系不意图限制在发明内容中描述的本发明的元件，因为每个实施例是用于特别地阐述执行在发明内容中描述的本发明的模式的示例。即，在发明内容中描述的发明基于发明内容中的描述解释，且每个实施例仅是在发明内容中描述的本发明的具体示例。
以上描述了本发明的实施例；然而，本发明不限制于这些实施例。当然，本发明可在不背离本发明的范围的情况下以多种形式实施。
本发明可应用于混合动力车辆的制造工业等。

Claims (2)

1.一种混合动力车辆，其特征在于包括：
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，所述至少一个行星齿轮的旋转元件的至少一部分被连接到所述发动机、所述第一马达、所述第二马达和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；和
电子控制单元，所述电子控制单元被构造成：在所述混合动力车辆在所述发动机被置于旋转停止状态中的同时通过使用来自所述第一马达和所述第二马达的转矩来行驶的双驱动模式中，
(i)控制所述第一马达，以便将要求转矩的第一分配转矩从所述第一马达输出到所述驱动轴，所述要求转矩是所述驱动轴推动所述混合动力车辆所要求的转矩，
(ii)控制所述第二马达，以便将所述要求转矩的第二分配转矩从所述第二马达输出到所述驱动轴，
(iii)在正在要求通过使用所述第二马达执行振动衰减控制时，当能够将总转矩从所述第二马达输出到所述驱动轴时，执行第一控制，所述第一控制是所述第二马达被控制成通过使用来自仅仅所述第二马达的转矩将振动衰减转矩输出到所述驱动轴的控制，所述总转矩是所述第二分配转矩和所述振动衰减转矩的和，所述振动衰减转矩是所述驱动轴用于所述振动衰减控制所要求的转矩，并且
(iv)当不能将所述总转矩从所述第二马达输出到所述驱动轴时，执行第三控制，所述第三控制是所述第一马达和所述第二马达被控制成通过使用来自所述第一马达和所述第二马达的转矩将所述振动衰减转矩输出到所述驱动轴的控制，其中：
在所述双驱动模式中，在正在要求通过使用所述第二马达执行所述振动衰减控制并且不能将所述总转矩从所述第二马达输出到所述驱动轴的情况下，所述电子控制单元被构造成当第一效率低于或等于第二效率时执行所述第三控制，所述第一效率是在所述第一分配转矩被从所述第一马达输出到所述驱动轴时的效率，并且所述第二效率是在所述第二分配转矩被从所述第二马达输出到所述驱动轴时的效率。
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：在所述混合动力车辆在所述发动机被置于旋转停止状态中的同时通过使用来自所述第一马达和所述第二马达的转矩来行驶的双驱动模式中，
(v)当不能将所述总转矩从所述第二马达输出到所述驱动轴时，执行第二控制，所述第二控制是所述第一马达被控制成通过使用来自仅仅所述第一马达的转矩将所述振动衰减转矩输出到所述驱动轴的控制，
其中：
在所述双驱动模式中，在正在要求通过使用所述第二马达执行所述振动衰减控制并且不能将所述总转矩从所述第二马达输出到所述驱动轴的情况下，所述电子控制单元被构造成当第一效率高于第二效率时执行所述第二控制。
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