CN107458370B - 混合动力汽车及用于混合动力汽车的控制方法 - Google Patents

混合动力汽车及用于混合动力汽车的控制方法 Download PDF

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稻冈宏太郎
山本幸治
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Abstract

本发明提供混合动力汽车及用于混合动力汽车的控制方法。在蓄电池的输出限制为阈值以下时，电子控制单元判定为能够将基本转矩从第二电动机向驱动轴输出。并且，所述电子控制单元对目标拖动转速设定规定值，所述目标拖动转速是结束第一电动机对发动机的拖动的转速。在所述输出限制比所述阈值大时，所述电子控制单元判断为在启动发动机时无法将基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出，对所述目标拖动转速设定比规定值小的值。

Description

混合动力汽车及用于混合动力汽车的控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力汽车及用于混合动力汽车的控制方法。
背景技术
作为混合动力汽车，提出了将电动发电机连接于行星齿轮的太阳轮，将发动机连接于齿轮架，将驱动轴连接于齿圈，将推进电动机连接于驱动轴，并具备禁止发动机的逆旋转(负旋转)的单向离合器的混合动力汽车(例如，参照日本特开2003-201880)。在所述混合动力汽车中，在发动机的停止期间，在要求最大加速而推进电动机与电动发电机的推定合计转矩比推进电动机与发动机的最大合计转矩小时，启动发动机。
发明内容
在这样的混合动力汽车中，在启动发动机时，如以下方式控制电动发电机和推进电动机。关于电动发电机，以使用于拖动发动机的拖动转矩从电动发电机输出的方式进行控制。关于推进电动机，以使限制后转矩从推进电动机向驱动轴输出的方式进行控制，该限制后转矩是以使蓄电池的充放电功率处于所述最大容许功率的范围内并且使来自推进电动机的转矩处于额定转矩的范围内的方式对基本转矩进行限制后的转矩。所述基本转矩是作为对驱动轴要求的要求转矩与用于抵消伴随于来自电动发电机的拖动转矩的输出而作用于驱动轴的转矩的抵消转矩之和的转矩。此时，若无法将基本转矩从推进电动机向驱动轴输出(若限制后转矩比基本转矩小)，则与开始电动发电机对发动机的拖动之前相比，向驱动轴输出的转矩下降。若该状态持续比较长的时间，则容易使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。
本发明的混合动力汽车及用于混合动力汽车的控制方法抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。
本发明的第一方案是一种混合动力汽车。所述混合动力汽车包括发动机、第一电动机、驱动轴、行星齿轮装置、第二电动机、蓄电池及电子控制单元。所述驱动轴连结于所述第一电动机和车轴。所述行星齿轮装置包括至少一个行星齿轮。至少一个所述行星齿轮包括旋转要素。所述旋转要素以在列线图中按照所述第一电动机、所述发动机、所述驱动轴的顺序排列的方式与所述发动机和所述驱动轴连接。所述第二电动机机械地连结于所述驱动轴。所述蓄电池构成为与所述第一电动机及所述第二电动机进行电力的交换。所述电子控制单元构成为在启动所述发动机时以使用于拖动所述发动机的拖动转矩从所述第一电动机输出的方式进行控制。另外，所述电子控制单元构成为以使得限制后转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出的方式进行控制。所述限制后转矩是以使所述蓄电池的充放电功率处于所述蓄电池的最大容许功率的范围内并且使来自所述第二电动机的转矩处于所述第二电动机的额定转矩的范围内的方式对基本转矩进行限制而得到的转矩。所述基本转矩是要求转矩与抵消转矩之和。所述要求转矩是对所述驱动轴(36；236)要求的转矩。而且，所述电子控制单元构成为，在无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，实施第一控制和第二控制中的某一方的控制。所述第一控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比减小目标拖动转速的控制。所述目标拖动转速是将来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出结束的所述发动机的转速。所述第二控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比缩短拖动时间的控制。所述拖动时间是从所述第一电动机(MG2)输出所述拖动转矩的时间。
根据所述结构，在无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，通过实施减小目标拖动转速的第一控制和缩短拖动时间的第二控制中的某一方的控制，能够缩短向驱动轴输出的转矩下降的时间。其结果，能够抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。
在所述混合动力汽车中，所述电子控制单元可以构成为，在无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，实施第三控制。所述第三控制可以是减小所述拖动转矩的控制。根据所述结构，能够减小无法将基本转矩从第二电动机向驱动轴输出时的向驱动轴输出的转矩的下降量。此外，在减小拖动转矩时，与不减小拖动转矩时相比拖动时间变长，所以需要在与能够将基本转矩从第二电动机向驱动轴输出时相比拖动时间变短的范围内减小拖动转矩。
在所述混合动力汽车中，所述混合动力汽车可以包括构成为限制所述发动机的旋转的旋转限制机构。所述电子控制单元可以构成为，在电动行驶状态下，在所述蓄电池的最大容许功率比所述第二电动机的额定功率大且与所述要求转矩相应的要求功率比所述第二电动机的额定功率大时，一边从所述第二电动机输出所述额定转矩一边执行双驱动控制。所述电动行驶状态可以是通过所述旋转限制机构使所述发动机成为旋转停止状态而所述混合动力汽车进行行驶的状态。所述双驱动控制可以是以使所述混合动力汽车利用来自所述第一电动机及所述第二电动机的转矩来行驶的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机的控制。所述电子控制单元可以构成为，在所述双驱动控制执行期间启动所述发动机时，判定为无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。根据所述结构，在双驱动时从第二电动机输出额定转矩，所以在从双驱动启动发动机时，无法将基本转矩从第二电动机向驱动轴输出。因而，通过这样判定并如上述那样减小目标拖动转速或者缩短拖动时间，能够缩短向驱动轴输出的转矩下降的时间。
在所述混合动力汽车中，所述电子控制单元可以构成为，在与所述要求转矩相应的要求功率变得比启动阈值大时启动所述发动机。所述启动阈值可以被设定成在所述蓄电池的最大容许功率大时比在所述蓄电池的最大容许功率小时大。所述电子控制单元可以构成为，在所述蓄电池的最大容许功率为比所述第二电动机的额定功率小的规定功率以下时，判定为在启动所述发动机时能够将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。所述电子控制单元可以构成为，在所述蓄电池的最大容许功率比所述规定功率大时，判定为在启动所述发动机时无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。根据所述结构，能够根据蓄电池的最大容许功率与规定功率的大小关系来判定在启动发动机时能否将基本转矩从第二电动机向驱动轴输出。
在所述混合动力汽车中，所述电子控制单元可以构成为，以使所述混合动力汽车以电量保持(Charge Sustaining)模式或电量消耗(Charge Depleting)模式行驶的方式进行控制。所述电子控制单元可以构成为，在处于所述电量消耗模式时，以使所述最大容许功率的值成为基本容许功率的值的方式设定所述最大容许功率。所述基本容许功率可以是基于所述蓄电池的温度和蓄电比例的功率。所述电子控制单元可以构成为，在处于所述电量保持模式时，以使所述最大容许功率的值成为以第二规定功率对所述基本容许功率进行限制后的值的方式设定所述最大容许功率。所述第二规定功率可以是所述规定功率以下的功率。
在所述混合动力汽车中，所述电子控制单元可以构成为，在所述目标拖动转速小时，与所述目标拖动转速大时相比，减小在结束了所述第一电动机对所述发动机的拖动之后使所述发动机的转速增加时的所述发动机的转速的增加率。所述发动机的转速的增加率可以是所述发动机的转速的每单位时间的增加量。根据所述结构，在减小了目标拖动转速时，能够在结束了拖动控制之后使发动机的转速增加时增大通过来自发动机的转矩和来自第一电动机的转矩而经由行星齿轮装置向驱动轴输出的转矩(所谓的直接传递转矩)。其结果，能够抑制使驾驶员感到迟缓感。
在所述混合动力汽车中，所述电子控制单元可以构成为，在所述拖动时间短时，与所述拖动时间长时相比，减小在结束了所述第一电动机对所述发动机的拖动之后使所述发动机的转速增加时的所述发动机的转速的增加率。所述发动机的转速的增加率可以是所述发动机的转速的每单位时间的增加量。根据所述结构，在减小了目标拖动转速时或缩短了拖动时间时，能够在结束了拖动控制之后使发动机的转速增加时增大通过来自发动机的转矩和来自第一电动机的转矩而经由行星齿轮装置向驱动轴输出的转矩(所谓的直接传递转矩)。其结果，能够抑制使驾驶员感到迟缓感。
本发明的第二方案是一种用于混合动力汽车的控制方法。所述混合动力汽车包括发动机、第一电动机、驱动轴、行星齿轮装置、第二电动机、蓄电池及电子控制单元。所述驱动轴连结于所述第一电动机和车轴。所述行星齿轮装置包括至少一个行星齿轮。所述行星齿轮装置的旋转要素以在列线图中按照所述第一电动机、所述发动机、所述驱动轴的顺序排列的方式与所述发动机和所述驱动轴连接。所述第二电动机机械地连结于所述驱动轴。所述蓄电池构成为与所述第一电动机及所述第二电动机进行电力的交换。所述控制方法包括如下步骤：在启动所述发动机时，通过所述电子控制单元来允许用于拖动所述发动机的拖动转矩从所述第一电动机输出；通过所述电子控制单元来允许限制后转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出；及在无法将基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，通过所述电子控制单元来实施第一控制和第二控制中的某一方的控制。所述限制后转矩是以使所述蓄电池的充放电功率处于所述蓄电池的最大容许功率的范围内并且使来自所述第二电动机的转矩处于所述第二电动机的额定转矩的范围内的方式对所述基本转矩进行限制而得到的转矩。所述基本转矩是要求转矩与抵消转矩之和，所述要求转矩是对所述驱动轴要求的转矩，所述抵消转矩是用于将伴随于来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出而作用于所述驱动轴的转矩抵消的转矩。所述第一控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比减小目标拖动转速的控制。所述目标拖动转速是将来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出结束的所述发动机的转速。所述第二控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比缩短拖动时间的控制，所述拖动时间是从所述第一电动机输出所述拖动转矩的时间。
附图说明
以下，参照附图对本发明的典型实施例的特征、优点及技术上和工业上的意义进行描述，在这些附图中，相同标号代表相同要素。
图1是示出作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。
图2是示出利用单驱动行驶时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。
图3是示出利用双驱动行驶时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。
图4是示出单驱动/双驱动选择例程的一例的流程图。
图5是示出启动阈值设定例程的一例的流程图。
图6是示出从利用EV行驶行驶的状态启动发动机22时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。
图7是示出控制用值设定例程的一例的流程图。
图8是示出从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时的状况的一例的说明图。
图9是示出控制用值设定例程的一例的流程图。
图10是示出从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时的状况的一例的说明图。
图11是示出控制用值设定例程的一例的流程图。
图12是示出利用HV行驶行驶时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。
图13是示出从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时的状况的一例的说明图。
图14是示出控制用值设定例程的一例的流程图。
图15是示出变形例的混合动力汽车120的结构的概略的结构图。
图16是示出变形例的混合动力汽车220的结构的概略的结构图。
图17是示出在使离合器C2成为接合状态并且使制动器B2成为释放状态时启动发动机22时的行星齿轮230、240的列线图的一例的说明图。
具体实施方式
接着，使用实施例对用于实施本发明的方式进行说明。
图1是示出作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。如图1所示，实施例的混合动力汽车20具备发动机22、作为行星齿轮装置的行星齿轮30、单向离合器C1、电动机MG1、MG2、变换器41、42、蓄电池50、充电器60及混合动力用电子控制单元(以下，称作“HVECU”)70。
发动机22构成为将汽油、轻油等作为燃料而输出动力的内燃机。该发动机22由发动机用电子控制单元(以下，称作“发动机ECU”)24进行运转控制。
虽然没有图示，但发动机ECU24构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口及通信端口。
从输入端口向发动机ECU24输入对发动机22进行运转控制所需的来自各种传感器的信号。作为向发动机ECU24输入的信号，可举出以下的信号。例如，来自检测发动机22的曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器23的曲轴角θcr、来自检测节气门的位置的节气门位置传感器的节气门开度TH。
从发动机ECU24经由输出端口输出用于对发动机22进行运转控制的各种控制信号。作为从发动机ECU24输出的信号，可举出以下的信号。例如，对于调节节气门的位置的节气门电动机的驱动控制信号、对于燃料喷射阀的驱动控制信号、对于与点火器一体化的点火线圈的驱动控制信号。
发动机ECU24经由通信端口与HVECU70连接，根据来自HVECU70的控制信号对发动机22进行运转控制，并且根据需要将与发动机22的运转状态相关的数据向HVECU70输出。发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器23的曲轴角θcr来运算曲轴26的转速、即发动机22的转速Ne。
行星齿轮30构成为单小齿轮式的行星齿轮。行星齿轮30具有作为外齿齿轮的太阳轮31、作为内齿齿轮的齿圈32、与太阳轮31及齿圈32啮合的多个小齿轮33及将多个小齿轮33保持为自转且公转自如的齿轮架34。太阳轮31与电动机MG1的转子连接。齿圈32与经由差速齿轮38及齿轮机构37连结于驱动轮39a、39b的驱动轴36连接。齿轮架34与发动机22的曲轴26连接。
单向离合器C1安装于发动机22的曲轴26(行星齿轮30的齿轮架34)和固定于车体的壳体21。该单向离合器C1容许发动机22相对于壳体21的正旋转并且限制(禁止)发动机22相对于壳体21的负旋转。
电动机MG1例如构成为同步发电电动机，如上所述，转子连接于行星齿轮30的太阳轮31。电动机MG2例如构成为同步发电电动机，转子经由减速齿轮35连接于驱动轴36。变换器41、42与蓄电池50一并连接于电力线54。在电力线54上安装有平滑用的电容器57。通过由电动机用电子控制单元(以下，称作“电动机ECU”)40对变换器41、42的未图示的多个开关元件进行开关控制，来驱动电动机MG1、MG2旋转。
虽然没有图示，但电动机ECU40构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口及通信端口。
经由输入端口向电动机ECU40输入对电动机MG1、MG2进行驱动控制所需的来自各种传感器的信号。作为对电动机ECU40输入的信号，可举出以下的信号。例如，来自检测电动机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的旋转位置θm1、θm2、来自检测在电动机MG1、MG2的各相流动的电流的电流传感器的相电流。
从电动机ECU40经由输出端口输出对于变换器41、42的未图示的开关元件的开关控制信号等。
电动机ECU40经由通信端口与HVECU70连接。并且，电动机ECU40根据来自HVECU70的控制信号对电动机MG1、MG2进行驱动控制。而且，电动机ECU40根据需要将与电动机MG1、MG2的驱动状态相关的数据向HVECU70输出。电动机ECU40基于来自旋转位置检测传感器43、44的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2来运算电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2。
蓄电池50例如构成为锂离子二次电池或镍氢二次电池，如上所述，与变换器41、42一并连接于电力线54。该蓄电池50由蓄电池用电子控制单元(以下，称作“蓄电池ECU”)52管理。
虽然没有图示，但蓄电池ECU52构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口及通信端口。
经由输入端口向蓄电池ECU52输入对蓄电池50进行管理所需的来自各种传感器的信号。作为向蓄电池ECU52输入的信号，可举出以下的信号。例如，来自设置于蓄电池50的端子间的电压传感器51a的电池电压Vb、来自安装于蓄电池50的输出端子的电流传感器51b的电池电流Ib(从蓄电池50放电时为正的值)、来自安装于蓄电池50的温度传感器51c的电池温度Tb。
蓄电池ECU52经由通信端口与HVECU70连接。并且，蓄电池ECU52根据需要将与蓄电池50的状态相关的数据向HVECU70输出。蓄电池ECU52基于来自电流传感器51b的电池电流Ib的累计值来运算蓄电比例SOC。蓄电比例SOC是能够从蓄电池50放出的电力的容量相对于蓄电池50的总容量的比例。另外，蓄电池ECU52基于运算出的蓄电比例SOC、来自温度传感器51c的电池温度Tb及电量消耗(Charge Depleting(CD))模式和电量保持(ChargeSustaining(CS))模式中的一方的模式来运算输出限制Wout。输出限制Wout是可以从蓄电池50放电的最大容许功率(电力)。
在此，CD模式是与CS模式相比使混合动力行驶(HV行驶)和电动行驶(EV行驶)中的EV行驶优先的模式。HV行驶是使行星齿轮30的齿轮架34(发动机22)成为旋转状态，一边使发动机22运转一边行驶的模式。EV行驶是使行星齿轮30的齿轮架34(发动机22)成为旋转停止状态，不使发动机22运转而至少利用来自电动机MG2的转矩行驶的模式。
对于蓄电池50的输出限制Wout，在CD模式时，设定基于蓄电比例SOC和电池温度Tb的基本容许功率Wouttmp。而且，对于蓄电池50的输出限制Wout，在CS模式时，设定以与电动机MG2的额定功率Pm2rt相比足够小的规定功率W1对基本容许功率Wouttmp进行限制(上限防护)后的值。对于基本容许功率Wouttmp，在电池温度Tb及蓄电比例SOC处于通常范围内时，设定蓄电池50的额定功率Woutrt。而且，对于基本容许功率Wouttmp，在电池温度Tb或蓄电比例SOC处于通常范围外时，以电池温度Tb或蓄电比例SOC越从通常范围偏离则越比额定功率Woutrt小的方式设定。所述通常范围例如可以设为电池温度Tb为阈值Tblo(例如，5℃、10℃、15℃等)以上且阈值Tbhi(例如，40℃、45℃、50℃等)以下并且蓄电比例SOC为阈值Sref(例如，20％、25％、30％等)以上的范围等。在实施例中，关于电动机MG2，使用额定功率Pm2rt为例如53kW、55kW、57kW等的电动机。关于蓄电池50，使用额定功率Woutrt为比电动机MG2的额定功率Pm2rt大的例如60kW、65kW、70kW等的蓄电池。规定功率W1可以使用例如22kW、24kW、26kW等。
充电器60连接于电力线54，具备AC/DC转换器和DC/DC转换器。AC/DC转换器将经由电源插头61供给的来自外部电源的交流电力变换为直流电力。DC/DC转换器对来自AC/DC转换器的直流电力的电压进行变换并向蓄电池50侧供给。在电源插头61连接于家庭用电源等外部电源时，通过由HVECU70对AC/DC转换器和DC/DC转换器进行控制，该充电器60将来自外部电源的电力向蓄电池50供给。
虽然没有图示，但HVECU70构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口及通信端口。
经由输入端口向HVECU70输入来自各种传感器的信号。作为向HVECU70输入的信号，可举出以下的信号。例如，来自点火开关80的点火信号、来自检测换档杆81的操作位置的档位传感器82的档位SP、来自检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc、来自检测制动器踏板85的踩踏量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V。
从HVECU70经由输出端口输出对于充电器60的控制信号等。
如上所述，HVECU70经由通信端口与发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52连接，与发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
在这样构成的实施例的混合动力汽车20中，在CD模式或CS模式下，利用HV行驶或EV行驶而行驶。在EV行驶中，存在仅利用来自电动机MG2的转矩行驶的单驱动和利用来自电动机MG1及电动机MG2的转矩行驶的双驱动。
在实施例中，在系统起动时蓄电池50的蓄电比例SOC比阈值Shv1(例如45％、50％、55％等)大时，混合动力汽车20以CD模式行驶直到蓄电池50的蓄电比例SOC达到阈值Shv2(例如25％、30％、35％等)以下为止，在蓄电池50的蓄电比例SOC到达了阈值Shv2以下以后，混合动力汽车20以CS模式行驶直到系统停止为止。另外，在系统起动时蓄电池50的蓄电比例SOC为阈值Shv1以下时，混合动力汽车20以CS模式行驶直到系统停止为止。此外，当在自宅等充电点处系统处于停止时将电源插头61连接于外部电源时，通过控制充电器60，而使用来自外部电源的电力对蓄电池50进行充电。
在HV行驶、EV行驶(单驱动、双驱动)中，通过HVECU70、发动机ECU24及电动机ECU40的协作控制，来对发动机22和电动机MG1、MG2进行控制。以下，按照EV行驶(单驱动、双驱动)、HV行驶的顺序进行说明。
图2、图3是分别示出利用单驱动、双驱动行驶时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。在图2、图3中，S轴是太阳轮31的转速并且表示电动机MG1的转速Nm1，C轴是齿轮架34的转速并且表示发动机22的转速Ne，R轴是齿圈32的转速并且表示驱动轴36的转速Np，M轴是减速齿轮35的减速前的齿轮的转速并且表示电动机MG2的转速Nm2。“ρ”表示行星齿轮30的齿轮比(太阳轮31的齿数/齿圈32的齿数)，“Gr”表示减速齿轮35的减速比。在图2中，M轴的粗线箭头表示从电动机MG2输出的转矩Tm2，R轴的粗线箭头表示从电动机MG2输出而作用于驱动轴36的转矩(Tm2·Gr)。在图3中，S轴的粗线箭头表示从电动机MG1输出的转矩Tm1，M轴的粗线箭头表示从电动机MG2输出的转矩Tm2，R轴的两个粗线箭头表示在从电动机MG1、MG2输出转矩Tm1、Tm2时作用于驱动轴36的转矩(-Tm1/ρ+Tm2·Gr)。
以下，在列线图中，关于转速，将比图2、图3的值0靠上侧设为正旋转，并且将比图2、图3的值0靠下侧设为负旋转，关于转矩，将图2、图3的向上朝向设为正，并且将图2、图3的向下朝向设为负。在该情况下，由于电动机MG2的转速Nm2与驱动轴36的转速Np的符号彼此不同，所以减速齿轮35的减速比Gr成为负的值。
在利用EV行驶行驶时，HVECU70首先基于加速器开度Acc和车速V设定对行驶要求(对驱动轴36要求)的要求转矩Tp*。而且，HVECU70将要求转矩Tp*乘以驱动轴36的转速Np来计算对行驶要求(对驱动轴36要求)的要求功率Pp*。在此，对于驱动轴36的转速Np，例如可以使用将电动机MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的减速比Gr而得到的转速、将车速V乘以换算系数而得到的转速等。
接下来，通过图4的单驱动/双驱动选择例程来选择单驱动或双驱动。该例程在EV行驶时反复执行。当执行图4的单驱动/双驱动选择例程时，HVECU70输入蓄电池50的输出限制Wout和要求功率Pp*(步骤S100)。接下来，HVECU70将蓄电池50的输出限制Wout与电动机MG2的额定功率Pm2rt进行比较(步骤S110)，并且将要求功率Pp*与电动机MG2的额定功率Pm2rt进行比较(步骤S120)。
在步骤S110、S120中蓄电池50的输出限制Wout为电动机MG2的额定功率Pm2rt以下时或者要求功率Pp*为电动机MG2的额定功率Pm2rt以下时，选择单驱动(步骤S130)，结束本例程。
在步骤S110、S120中蓄电池50的输出限制Wout比电动机MG2的额定功率Pm2rt大且要求功率Pp*比电动机MG2的额定功率Pm2rt大时，选择双驱动(步骤S140)，结束本例程。
在CS模式时，蓄电池50的输出限制Wout成为比电动机MG2的额定功率Pm2rt小的规定功率W1以下，所以无论要求功率Pp*如何都选择单驱动。
在CD模式时，蓄电池50的输出限制Wout成为比电动机MG2的额定功率Pm2rt大的额定功率W2以下。因而，在蓄电池50的输出限制Wout为电动机MG2的额定功率Pm2rt以下时，无论要求功率Pp*如何都选择单驱动。相对于此，在蓄电池50的输出限制Wout比电动机MG2的额定功率Pm2rt大时，根据要求功率Pp*与电动机MG2的额定功率Pm2rt的大小关系来选择单驱动或双驱动。
在选择了单驱动时，电动机MG1的转矩指令Tm1*被设定为值0。如下式(1)所示，将要求转矩Tp*除以减速齿轮35的减速比Gr而得到的值被设定为作为电动机MG2的转矩指令Tm2*的临时值的临时转矩Tm2tmp。接下来，如式(2)所示，将从蓄电池50的输出限制Wout减去作为电动机MG1的转矩指令Tm1*与转速Nm1之积而得到的电动机MG1的功率Pm1(在消耗电力时为正的值)后的值除以电动机MG2的转速Nm2，来计算电动机MG2的负侧(图2的向下侧)的转矩限制Tm2lim。然后，如式(3)所示，以转矩限制Tm2lim和负侧(图2的向下侧)的额定转矩Tm2rt对电动机MG2的临时转矩Tm2tmp进行限制(下限防护(作为绝对值是上限防护))，来设定电动机MG2的转矩指令Tm2*。在此，电动机MG2的负侧的额定转矩Tm2rt在电动机MG2的转速Nm2为负时基本上相当于将电动机MG2的消耗侧(正侧)的额定功率Pm2rt(恒定值)除以电动机MG2的转速Nm2而得到的值(负的值)。式(3)是用于以使蓄电池50的充放电功率处于输出限制Wout的范围内并且使来自电动机MG2的转矩处于负侧的额定转矩Tm2rt的范围内的方式对电动机MG2的临时转矩Tm2tmp进行限制来设定转矩指令Tm2*的式子。然后，将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*向电动机ECU40发送。电动机ECU40以使电动机MG1、MG2按照转矩指令Tm1*、Tm2*驱动的方式进行变换器41、42的多个开关元件的开关控制。由此，如图2所示，能够从电动机MG2输出负的转矩Tm2而使正的转矩(Tm2·Gr)作用于驱动轴36来行驶。
Tm2tmp＝Tp*/Gr (1)
Tm2lim＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2 (2)
Tm2*＝max(Tm2tmp、Tm2lim、Tm2rt) (3)
在选择了双驱动时，电动机MG2的负侧(图3的向下侧)的额定转矩Tm2rt被设定为电动机MG2的转矩指令Tm2*。如下式(4)所示，从要求转矩Tp*减去电动机MG2的额定转矩Tm2rt乘以减速齿轮35的减速比Gr而得到的值再乘以行星齿轮30的齿轮比ρ和值(-1)，来计算作为电动机MG1的转矩指令Tm1*的临时值的临时转矩Tm1tmp。式(4)可以从图3的列线图容易地导出。接下来，如式(5)所示，将从蓄电池50的输出限制Wout减去作为电动机MG2的转矩指令Tm2*与转速Nm2之积而得到的电动机MG2的功率Pm2(在消耗电力时为正的值)后的值除以电动机MG1的转速Nm1，来计算电动机MG1的负侧(图3的向下侧)的转矩限制Tm1lim。然后，如式(6)所示，以转矩限制Tm1lim和负侧(图3的向下侧)的额定转矩Tm1rt对电动机MG1的临时转矩Tm1tmp进行限制(下限防护(作为绝对值是上限防护)，来设定电动机MG2的转矩指令Tm1*。式(6)是用于以使蓄电池50的充放电功率处于输出限制Wout的范围内并且使来自电动机MG1的转矩处于额定转矩Tm1rt的范围内的方式对电动机MG1的临时转矩Tm1tmp进行限制来设定转矩指令Tm1*的式子。然后，将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*向电动机ECU40发送。电动机ECU40如上述那样进行变换器41、42的多个开关元件的开关控制。由此，如图3所示，能够从电动机MG1、MG2输出负的转矩Tm1、Tm2而使正的转矩(-Tm1/ρ+Tm2·Gr)作用于驱动轴36来行驶。
Tm1tmp＝-(Tp*-Tm2rt·Gr)·ρ (4)
Tm1lim＝(Wout-Tm2*·Nm2)/Nm1 (5)
Tm1*＝max(Tm1tmp、Tm1lim、Tm1rt) (6)
在利用HV行驶而行驶时，HVECU70首先与利用EV行驶行驶时同样地设定要求转矩Tp*及要求功率Pp*。接下来，HVECU70从要求功率Pp*减去蓄电池50的充放电要求功率Pb*(在从蓄电池50放电时为正的值)来计算对车辆要求的要求功率Pe*。然后，以从发动机22输出要求功率Pe*并且在蓄电池50的输出限制Wout及电动机MG1、MG2的负侧(图2、图3的向下侧)的额定转矩Tm1rt、Tm2rt的范围内向驱动轴36输出要求转矩Tp*的方式，设定发动机22的目标转速Ne*及目标转矩Te*、电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*。然后，将发动机22的目标转速Ne*及目标转矩Te*向发动机ECU24发送，并且将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*向电动机ECU40发送。发动机ECU24在从HVECU70接收到目标转速Ne*及目标转矩Te*时，以基于该目标转速Ne*及目标转矩Te*使发动机22运转的方式进行发动机22的吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制等。电动机ECU40如上述那样进行变换器41、42的多个开关元件的开关控制。
另外，在实施例的混合动力汽车20中，在以EV行驶(单驱动或双驱动)行驶时，在要求功率Pp*变得比发动机22的启动阈值Pst大时，伴随于电动机MG1对发动机22的拖动而启动发动机22，向HV行驶转变。
在此，启动阈值Pst通过图5的启动阈值设定例程来设定。该例程在EV行驶时反复执行。当执行图5的启动阈值设定例程时，HVECU70判定是处于CD模式还是处于CS模式(步骤S200)。并且，在处于CS模式时，将比蓄电池50的输出限制Wout小规定值α1的值(Wout-α1)设定为启动阈值Pst(步骤S210)，结束本例程。另一方面，在处于CD模式时，将比蓄电池50的输出限制Wout大规定值α2的值(Wout+α2)设定为启动阈值Pst(步骤S220)，结束本例程。在此，规定值α1、α2可以使用例如3kW、5kW、7kW等。
在处于CS模式时，通过对启动阈值Pst设定值(Wout-α1)，与对启动阈值Pst设定蓄电池50的输出限制Wout或比该输出限制Wout大的值的情况相比，能够抑制由于持续进行EV行驶下的行驶而引起的蓄电池50的蓄电比例SOC的降低。此外，如上所述，在处于CS模式时，在EV行驶中仅选择单驱动，因此，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时从单驱动启动发动机22。
在处于CD模式时，通过对启动阈值Pst设定值(Wout+α2)，与对启动阈值Pst设定蓄电池50的输出限制Wout或比该输出限制Wout小的值的情况相比，能够更加抑制发动机22的启动。此外，在CD模式下蓄电池50的输出限制Wout为电动机MG2的额定功率Pm2rt以下时，在EV行驶中仅选择单驱动，因此，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时从单驱动启动发动机22。相对于此，在CD模式下蓄电池50的输出限制Wout比电动机MG2的额定功率Pm2rt大时，在EV行驶中在要求功率Pp*比电动机MG2的额定功率Pm2rt大时选择双驱动，并且启动阈值Pst比电动机MG2的额定功率Pm2rt大，因此，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时从双驱动启动发动机22。
图6是示出从利用EV行驶而行驶的状态启动发动机22时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。此时，HVECU70首先与利用EV行驶而行驶时同样地设定要求转矩Tp*及要求功率Pp*。接下来，将用于拖动发动机22的拖动转矩Tcr设定为电动机MG1的转矩指令Tm1*。接着，如下式(7)所示，将作为要求转矩Tp*与用于抵消伴随于来自电动机MG1的转矩指令Tm1*(＝Tcr)的输出而作用于驱动轴36的转矩(-Tm1*/ρ)的抵消转矩Tcn(＝Tm1*/ρ)之和的基本转矩(Tp*+Tcn)除以减速齿轮35的减速比Gr，来计算电动机MG2的临时转矩Tm2tmp。式(7)能够从图6的列线图容易地导出。接下来，通过上述的式(2)，计算电动机MG2的负侧(图6的向下侧)的转矩限制Tm2lim。然后，通过上述的式(3)，以转矩限制Tm2lim和负侧(图6的向下侧)的额定转矩Tm2rt对电动机MG2的临时转矩Tm2tmp进行限制(下限防护(作为绝对值是上限防护))，来设定电动机MG2的转矩指令Tm2*。然后，将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*向电动机ECU40发送。电动机ECU40如上述那样进行变换器41、42的多个开关元件的开关控制。如上所述，式(3)是用于以使蓄电池50的充放电功率处于输出限制Wout的范围内并且使来自电动机MG2的转矩处于负侧的额定转矩Tm2rt的范围内的方式对电动机MG2的临时转矩Tm2tmp进行限制来设定转矩指令Tm2*的式子。因而，在该情况下，从电动机MG2向驱动轴36输出以使蓄电池50的充放电功率处于输出限制Wout的范围内并且使来自电动机MG2的转矩处于负侧的额定转矩Tm2rt的范围内的方式对基本转矩(Tp*+Tcn)进行限制后的转矩。
Tm2tmp＝(Tp*+Tm1*/ρ)/Gr (7)
另外，当发动机22受到拖动而发动机22的转速Ne达到运转开始转速Nest(例如500rpm、600rpm、700rpm等)时，HVECU70将发动机22的运转开始指令向发动机ECU24发送。发动机ECU24在接收到运转开始指令时，开始进行发动机22的运转控制(燃料喷射控制、点火控制等)。
而且，当发动机22的转速Ne达到比运转开始转速Nest高的目标拖动转速Necr*(后述的值Necr1或值Necr2)时，HVECU70判定为发动机22的启动完成，将启动完成指令向电动机ECU40发送。电动机ECU40在接收到启动完成指令时，以使来自电动机MG1的拖动转矩Tcr的输出结束并且使从电动机MG2向驱动轴36的抵消转矩Tcn的输出结束的方式，进行变换器41、42的多个开关元件的开关控制。然后，开始进行HV行驶下的行驶。
接着，对这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作、尤其是设定目标拖动转速Necr*时的动作进行说明。图7是示出由实施例的HVECU70执行的控制用值设定例程的一例的流程图。该例程在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时(开始电动机MG1对发动机22的拖动时)执行。
当执行图7的控制用值设定例程时，HVECU70输入蓄电池50的输出限制Wout(步骤S300)，将所输入的蓄电池50的输出限制Wout与阈值Wref进行比较(步骤S310)。在此，阈值Wref是为了判定(在开始电动机MG1对发动机22的拖动之前预测)在启动发动机22时能否将上述的基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出(能否将临时转矩Tm2tmp从电动机MG2输出)而使用的阈值。在电动机MG2的额定功率Pm2rt如上所述为53kW、55kW、57kW等时，该阈值Wref可以使用例如43kW、45kW、47kW等。该阈值Wref比上述的规定功率W1大。
如上所述，在利用EV行驶(单驱动或双驱动)行驶时要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时，启动发动机22。在开始电动机MG1对发动机22的拖动时，从图6可知，电动机MG1的转速Nm1为负的值且电动机MG1的转矩指令Tm1*(＝Tcr)为正的值，所以电动机MG1发电。因而，能够将比蓄电池50的输出限制Wout大的电力用于电动机MG2的消耗而在额定功率Pm2rt(额定转矩Tm2rt)的范围内驱动电动机MG2。
在蓄电池50的输出限制Wout比较小时，启动阈值Pst比较小，所以可认为，在启动发动机22时，电动机MG2的临时转矩Tm2tmp处于额定转矩Tm2rt的范围内，能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出。相对于此，在蓄电池50的输出限制Wout比较大时(处于电动机MG2的额定功率Pm2rt附近时或比该额定功率Pm2rt大时)，启动阈值Pst比较大(处于电动机MG2的额定功率Pm2rt附近或比该额定功率Pm2rt大)，所以可认为，在启动发动机22时，电动机MG2的临时转矩Tm2tmp处于额定转矩Tm2rt的范围外，无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出。
此外，在处于CS模式时，蓄电池50的输出限制Wout成为阈值Wref以下。相对于此，在处于CD模式时，既存在蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下的情况也存在蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大的情况。不过，在CD模式下，在从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时，蓄电池50的输出限制Wout比电动机MG2的额定功率Pm2rt大，所以当然比阈值Wref大。
在步骤S310中蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下时，判断为在启动发动机22时能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，对目标拖动转速Necr*设定值Necr1(步骤S320)。然后，结束本例程。在此，目标拖动转速Necr*可以使用比较大的转速、例如1800rpm、2000rpm、2200rpm等。在该情况下，通过利用电动机MG1将发动机22的转速Ne拖动至比较大的目标拖动转速Necr*，能够在结束电动机MG1对发动机22的拖动之后，立即使通过来自发动机22的正的转矩和来自电动机MG1的负的转矩而经由行星齿轮30作用于驱动轴36的转矩(以下，称作“直接传递转矩”)比较大。
在步骤S310中蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大时，判断为在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，对目标拖动转速Necr*设定比值Necr1小的值Necr2(步骤S330)。然后，结束本例程。在此，值Necr2例如可以使用900rpm、1000rpm、1100rpm等。若在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，则与开始电动机MG1对发动机22的拖动之前相比，向驱动轴36输出的转矩下降。若该状态持续较久，则容易使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。在实施例中，通过减小目标拖动转速Necr*，能够缩短从电动机MG1输出拖动转矩Tcr的时间(以下，称作“拖动时间”)，能够缩短向驱动轴36输出的转矩下降的时间。其结果，能够抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。
此外，在从利用单驱动行驶的状态启动发动机22时，从图2和图6可知，电动机MG1的转矩从值0变为正，所以从电动机MG1输出而作用于驱动轴36的转矩从值0变为负。相对于此，在从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时，从图3和图6可知，电动机MG1的转矩从负反转为正，所以从电动机MG1输出而作用于驱动轴36的转矩从正反转为负。因而，在从双驱动启动发动机22时，与从单驱动启动发动机22时相比，向驱动轴36输出的转矩的下降变大。因此，能够使得减小目标拖动转速Necr*而缩短拖动时间的效果、具体而言是能够抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)的效果更显著。
图8是示出从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时的状况的一例的说明图。图中，除了电动机MG2的转矩Tm2以外，实线示出实施例的状况，虚线示出比较例的状况。由于当前考虑的是从利用双驱动行驶的状态启动发动机22的情况，所以蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大。作为该图8中的比较例，考虑与蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下时同样地将目标拖动转速Necr*设为值Necr1的情况。在该比较例的情况下，若在利用双驱动行驶的状态下在时刻t1要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大，则通过电动机MG1拖动发动机22直到发动机22的转速Ne达到值Necr1的时刻t3为止。相对于此，在实施例的情况下，若在利用双驱动行驶的状态下在时刻t1要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大，则通过电动机MG1拖动发动机22直到发动机22的转速Ne达到比值Necr1小的值Necr2的时刻t2为止。由此，能够缩短产生驱动轴36的转矩Tp的下降的时间，能够抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。此外，在实施例及比较例中，都是在时刻t1与时刻t2之间开始发动机22的运转。
在以上说明的实施例的混合动力汽车20中，在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出时，与能够输出时相比，减小目标拖动转速Necr*(设为成为比值Necr1小的值Necr2)。由此，能够缩短拖动时间，能够缩短向驱动轴36输出的转矩下降的时间。其结果，能够抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。
另外，在实施例的混合动力汽车20中，通过蓄电池50的输出限制Wout与阈值Wref的比较，来进行在启动发动机22时能否将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出的判定。由此，能够简易地进行该判定。
在实施例的混合动力汽车20中，在启动发动机22时能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出时和不能输出时分别对目标拖动转速Necr*设定值Necr1、Necr2(Necr1>Necr2)，从电动机MG1输出拖动转矩Tcr直到发动机22的转速Ne达到目标拖动转速Necr*为止。但是，也可以是，在启动发动机22时能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出时和不能输出时分别对拖动时间tcr设定值tcr1、tcr2(tcr1>tcr2)，在拖动时间tcr内从电动机MG1输出拖动转矩Tcr。
在实施例的混合动力汽车20中，HVECU70执行图7的控制用值设定例程。但是，HVECU70也可以执行图9的控制用值设定例程。图9的控制用值设定例程除了对图7的控制用值设定例程追加了步骤S340、S350的处理这一点之外，与图7的控制用值设定例程相同。因而，对于相同的处理标注相同的步骤编号，省略其详细的说明。图9的控制用值设定例程与图7的控制用值设定例程同样，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时(开始电动机MG1对发动机22的拖动时)执行。
在图9的控制用值设定例程中，在步骤S310中蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下时，HVECU70判断为在启动发动机22时能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出。而且，HVECU70除了在步骤S320中对目标拖动转速Necr*设定值Necr1之外，还对拖动转矩Tcr设定值Tcr1(步骤S340)，结束本例程。在此，值Tcr1可以使用比较大的值、例如40Nm等。
在步骤S310中蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大时，HVECU70判断为在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出。而且，HVECU70除了在步骤S330中对目标拖动转速Necr*设定比值Necr1小的值Necr2之外，还对拖动转矩Tcr设定比值Tcr1小的值Tcr2(步骤S350)，结束本例程。在此，值Tcr2可以使用比较小的值、例如20Nm等。
如上所述，若在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，则与在开始电动机MG1对发动机22的拖动之前相比，向驱动轴36输出的转矩下降。在本变形例中，此时通过减小拖动转矩Tcr，能够减小向驱动轴36输出的转矩的下降量。其结果，能够抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。此外，若减小拖动转矩Tcr，则直到发动机22的转速Ne达到目标拖动转速Necr*(＝Necr2)为止的时间(拖动时间)变长。因而，为了起到与实施例同样的效果，需要以在将拖动转矩Tcr设为值Tcr2时发动机22的转速Ne达到值Necr2为止的时间比在将拖动转矩Tcr设为值Tcr1时发动机22的转速Ne达到值Necr1为止的时间短的方式设定值Tcr2。
图10是示出从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时的状况的一例的说明图。图中，除了电动机MG2的转矩Tm2以外，实线示出实施例的状况(与图8的实线相同)，虚线示出比较例的状况(与图8的虚线相同)，单点划线示出本变形例的状况。在本变形例的情况下，与实施例的情况相比，虽然发动机22的转速Ne达到值Necr2的时刻t4变晚(拖动时间变长)，但能够减小驱动轴36的转矩Tp的下降量。此外，根据上述的理由，需要以使本变形例的情况下的时刻t1～t4的时间短于比较例的情况下的时刻t1～t3的时间的方式设定值Tcr2。
在实施例的混合动力汽车20中，HVECU70执行图7的控制用值设定例程。但是，HVECU70也可以执行图11的控制用值设定例程。图11的控制用值设定例程除了对图7的控制用值设定例程追加了步骤S360、S370的处理这一点之外，与图7的控制用值设定例程相同。因而，对相同的处理标注相同的步骤编号，省略其详细的说明。图11的控制用值设定例程与图7的控制用值设定例程同样，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时(开始电动机MG1对发动机22的拖动时)执行。
在图11的控制用值设定例程中，在步骤S310中蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下时，HVECU70除了在步骤S320中对目标拖动转速Necr*设定值Necr1之外，还对作为发动机22的转速Ne的每单位时间的增加量即增加率ΔNe的目标值的目标增加率ΔNe*设定值Rne1(步骤S360)，结束本例程。
在此，发动机22的转速Ne的目标增加率ΔNe*是在结束电动机MG1对发动机22的拖动而开始HV行驶模式下的行驶之后使发动机22的转速Ne上升时的增加率ΔNe的目标值。在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大而启动了发动机22时，要求功率Pe*也大到某种程度，所以可认为，在开始HV行驶下的行驶之后，使发动机22的转速Ne增加。在本变形例中，此时，考虑以使发动机22的转速Ne的增加率Δne成为目标增加率ΔNe*的方式进行控制的情况。值ΔNe1可以使用比较大的值、例如3000rpm/s等。
在步骤S310中蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大时，除了在步骤S330中对目标拖动转速Necr*设定比值Necr1小的值Necr2之外，还对发动机22的转速Ne的目标增加率ΔNe*设定比值ΔNe1小的值ΔNe2(步骤S370)，结束本例程。在此，值ΔNe2可以使用比较小的值、例如1500rpm/s等。
图12是示出利用HV行驶而行驶时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。从图12可知，在利用HV行驶而行驶时，利用上述的直接传递转矩(通过来自发动机22的正的转矩和来自电动机MG1的负的转矩而经由行星齿轮30作用于驱动轴36的转矩)和从电动机MG2输出而作用于驱动轴36的转矩来行驶。在蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大时，对目标拖动转速Necr*设定值Necr2，所以与对目标拖动转速Necr*设定值Necr1时相比，结束电动机MG1对发动机22的拖动时的发动机22的转速Ne较小。因此，可认为开始HV行驶下的行驶时的发动机22的功率不那么大。此时，若对发动机22的转速Ne的目标增加率ΔNe*设定比较大的值ΔNe1，则为了使发动机22的转速Ne的增加率ΔNe比较大，需要使来自电动机MG1的负的转矩的绝对值比较小，所以直接传递转矩不容易变大。相对于此，在本变形例中，在蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大时，除了对目标拖动转速Necr*设定值Necr2之外，还对发动机22的转速Ne的目标增加率ΔNe*设定比值ΔNe1小的值ΔNe2。由此，能够使来自电动机MG1的负的转矩的绝对值比较大，所以能够增大直接传递转矩，能够增大向驱动轴36输出的转矩。其结果，能够抑制使驾驶员感到迟缓感。
图13是示出从利用双驱动行驶的状态启动发动机22时的状况的一例的说明图。图中，关于发动机22的转速Ne、电动机MG1的转矩Tm1、驱动轴36的转矩Tp，实线示出本变形例的状况，虚线示出比较例的状况。作为该图13中的比较例，考虑与实施例同样地对目标拖动转速Necr*设定值Necr2，并且对发动机22的转速Ne的目标增加率ΔNe*设定比较大的值ΔNe1的情况。在本变形例及比较例中，直到结束电动机MG1对发动机22的拖动的时刻t2为止，与图8的实施例的状况是同样的。在本变形例的情况下，与比较例相比，通过减小从时刻t2起的发动机22的转速Ne的增加率Δne，能够增大来自电动机MG1的负的转矩变大，所以能够增大向驱动轴36输出的转矩。其结果，能够抑制使驾驶员感到迟缓感。
在本变形例中，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时(开始电动机MG1对发动机22的拖动时)，执行图11的控制用值设定例程来设定目标拖动转速Necr*及目标增加率ΔNe*。但是，也可以是，关于目标拖动转速Necr*，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时设定，关于目标增加率ΔNe*，在发动机22的转速Ne达到了目标拖动转速Necr*时(结束电动机MG1对发动机22的拖动时)或执行电动机MG1对发动机22的拖动的期间设定。
在本变形例中，HVECU70执行对图7的控制用值设定例程追加了步骤S360、S370的处理而得到的图11的控制用值设定例程。但是，HVECU70也可以执行对图9的控制用值设定例程追加了步骤S360、S370的处理而得到的例程。
在实施例的混合动力汽车20中，HVECU70执行图7的控制用值设定例程。但是，HVECU70也可以执行图14的控制用值设定例程。图14的控制用值设定例程除了对图7的控制用值设定例程追加了步骤S400、S410的处理这一点之外，与图7的控制用值设定例程相同。因而，对于相同的处理标注相同的步骤编号，省略其详细的说明。图14的控制用值设定例程与图7的控制用值设定例程同样，在要求功率Pp*变得比启动阈值Pst大时(开始电动机MG1对发动机22的拖动时)执行。
在图14的控制用值设定例程中，HVECU70在输入蓄电池50的输出限制Wout后(步骤S300)，判定是处于CD模式还是CS模式(步骤S400)，在判定为处于CS模式时，判断为在启动发动机22时能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，在步骤S320中对目标拖动转速Necr*设定值Necr1，结束本例程。
在步骤S400中处于CD模式时，判定是从单驱动起的发动机22的启动还是从双驱动起的发动机22的启动(步骤S410)。并且，在是从双驱动起的发动机22的启动时，判断为在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，在步骤S330中对目标拖动转速Necr*设定比值Necr1小的值Necr2，结束本例程。
在步骤S410中是从单驱动起的发动机22的启动时，将蓄电池50的输出限制Wout与阈值Wref进行比较(步骤S410)。并且，在蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下时，判断为在启动发动机22时能够将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，在步骤S320中对目标拖动转速Necr*设定值Necr1(步骤S320)，结束本例程。相对于此，在蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大时，判断为在启动发动机22时无法将基本转矩(Tp*+Tcn)从电动机MG2向驱动轴36输出，对目标拖动转速Necr*设定比值Necr1小的值Necr2(步骤S330)，结束本例程。
在处于CS模式时，蓄电池50的输出限制Wout为阈值Wref以下，在CD模式下从双驱动启动发动机22时，蓄电池50的输出限制Wout比阈值Wref大。因而，通过执行图14的控制用值设定例程来设定目标拖动转速Necr*(值Necr1或值Necr2)的方法与通过执行图7的控制用值设定例程来设定目标拖动转速Necr*的方法实质上相同。
在实施例的混合动力汽车20中，在发动机22的曲轴26(行星齿轮30的齿轮架34)安装有单向离合器C1。但是，也可以如图15的变形例的混合动力汽车120所示，设置将发动机22的曲轴26相对于壳体21固定(连接)成无法旋转并且将发动机22的曲轴26相对于壳体21释放成旋转自如的制动器B1。该情况下，在EV行驶模式下，使制动器B1成为接合状态而使发动机22成为旋转停止状态即可。另外，在HV行驶模式下，使制动器B1成为释放状态而使发动机22成为旋转状态即可。
在实施例的混合动力汽车20中，电动机MG2经由减速齿轮35连接于驱动轴36。但是，也可以是电动机MG2直接连结于驱动轴36。另外，也可以是电动机MG2经由变速器连接于驱动轴36。
在实施例的混合动力汽车20中，具有一个行星齿轮30作为行星齿轮装置。但是，也可以具有多个行星齿轮作为行星齿轮装置。在该情况下，可以设为图16的变形例的混合动力汽车220所示的结构。
图16的变形例的混合动力汽车220代替混合动力汽车20的行星齿轮30而具有行星齿轮230、240作为行星齿轮装置，并且具有离合器C2及制动器B2。
行星齿轮230构成为单小齿轮式的行星齿轮(行星齿轮)，具有作为外齿齿轮的太阳轮231、作为内齿齿轮的齿圈232、与太阳轮231及齿圈232啮合的多个小齿轮233及将多个小齿轮233保持为自转且公转自如的齿轮架234。太阳轮231与电动机MG2的转子连接。齿圈232与发动机22的曲轴26连接。齿轮架234与经由差速齿轮38及齿轮机构37连结于驱动轮39a、39b的驱动轴236连接。
行星齿轮240构成为单小齿轮式的行星齿轮(行星齿轮)，具有作为外齿齿轮的太阳轮241、作为内齿齿轮的齿圈242、与太阳轮241及齿圈242啮合的多个小齿轮243及将多个小齿轮243保持为自转且公转自如的齿轮架244。太阳轮241与电动机MG1的转子连接。齿轮架244与驱动轴236连接。
离合器C2将行星齿轮230的太阳轮231及电动机MG2的转子与行星齿轮240的齿圈242连接并且解除两者的连接。制动器B2将行星齿轮240的齿圈242相对于壳体21固定(连接)成无法旋转并且将齿圈242相对于壳体21释放成旋转自如。
图17是示出在使离合器C2成为接合状态并且使制动器B2成为释放状态时启动发动机22时的行星齿轮230、240的列线图的一例的说明图。
在图17中，S1、R2轴是行星齿轮230的太阳轮231的转速且表示电动机MG2的转速Nm2，并且表示行星齿轮240的齿圈242的转速，C1、C2轴是行星齿轮230、240的齿轮架234、244的转速并且表示驱动轴236的转速Np，R1轴是行星齿轮230的齿圈232的转速并且表示发动机22的转速Ne，S2轴是行星齿轮240的太阳轮241的转速并且表示电动机MG1的转速Nm1。
另外，在图17中，S2轴的粗线箭头表示从电动机MG1输出的转矩Tm1，S1、R2轴的粗线箭头表示从电动机MG2输出的转矩Tm2，C1、C2轴的两个粗线箭头表示从电动机MG1、MG2输出而作用于驱动轴236的转矩(Tm1·k1+Tm2·k2)。换算系数k1是用于将电动机MG1的转矩Tm1换算成驱动轴236的转矩的系数。换算系数k2是用于将电动机MG2的转矩Tm2换算成驱动轴236的转矩的系数。
在图17的情况下，使离合器C2成为接合状态，所以行星齿轮230的太阳轮231的转速及电动机MG2的转速Nm2与行星齿轮240的齿圈242的转速相同。因而，行星齿轮230、240作为所谓的四要素型的行星齿轮装置发挥功能。
从图17可知，在启动发动机22时，从电动机MG1输出正的转矩Tm1(＝Tcr)而使发动机22起转。并且，将以使蓄电池50的充放电功率处于输出限制Wout的范围内并且使来自电动机MG2的转矩Tm2处于负侧(图17的向下侧)的额定转矩Tm2rt的范围内的方式对上述的基本转矩(Tp*+Tcn)进行限制后的转矩从电动机MG2向驱动轴36输出即可。因而，通过执行图7的控制用值设定例程等，能够与实施例同样地抑制使驾驶员感到失加速感(失转矩感)。
对实施例的主要要素与记载于发明内容的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中，发动机22是“发动机”的一例，电动机MG1是“第一电动机”的一例，行星齿轮30是“行星齿轮”的一例，电动机MG2是“第二电动机”的一例，单向离合器C1是“旋转限制机构”的一例，蓄电池50是“蓄电池”的一例，HVECU70、发动机ECU24、电动机ECU40及蓄电池ECU52是“电子控制单元”的一例。此外，HVECU70、发动机ECU24、电动机ECU40及蓄电池ECU52也可以包含于一个电子控制单元。
也可以是，“行星齿轮装置”具有如下的行星齿轮，该行星齿轮具有与第一电动机连接的太阳轮、与发动机连接的齿轮架及与驱动轴连接的齿圈，“第二电动机”直接连结于驱动轴。另外，也可以是，“行星齿轮装置”具有：行星齿轮，具有与第一电动机连接的太阳轮、与发动机连接的齿轮架、及与驱动轴连接的齿圈；和减速齿轮，连接于齿圈，“第二电动机”通过经由减速齿轮连接于齿圈而机械地连结于驱动轴。而且，也可以是，“行星齿轮装置”具有：第一行星齿轮，具有第一太阳轮、与驱动轴连接的第一齿轮架和与发动机连接的第一齿圈；第二行星齿轮，具有与第一电动机连接的第二太阳轮、与驱动轴及第一齿轮架连接的第二齿轮架、及第二齿圈；离合器，将第一太阳轮与第二齿圈连接并且解除两者的连接；及制动器，将第二齿圈固定成无法旋转并且将其第二齿圈解除成旋转自如，“第二电动机”通过连接于第一太阳轮而机械地连结于驱动轴。
“目标拖动转速”被设定为比开始发动机的运转控制(燃料喷射控制、点火控制等)的转速高的转速。
此外，由于实施例是用于对用于实施记载于发明内容的发明的方式进行具体说明的一例，所以实施例的主要要素与记载于发明内容的发明的主要要素的对应关系不对记载于发明内容的发明的要素进行限定。即，关于记载于发明内容的发明的解释应该基于该栏的记载来进行，实施例不过是记载于发明内容的发明的具体的一例。
以上，虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明完全不限定于这样的实施例，当然能够在不脱离本发明的要旨的范围内以各种方式实施。
本发明能够在混合动力汽车的制造产业等中加以利用。

Claims (15)

1.一种混合动力汽车，其特征在于，具备：
发动机；
第一电动机；
驱动轴，连结于所述第一电动机和车轴；
包括至少一个行星齿轮的行星齿轮装置，至少一个所述行星齿轮包括旋转要素，所述旋转要素以在列线图中按照所述第一电动机、所述发动机、所述驱动轴的顺序排列的方式与所述发动机和所述驱动轴连接；
第二电动机，机械地连结于所述驱动轴；
蓄电池，构成为与所述第一电动机及所述第二电动机进行电力的交换；及
电子控制单元，构成为在使所述发动机启动时，以使用于拖动所述发动机的拖动转矩从所述第一电动机输出的方式进行控制，
所述电子控制单元构成为，以使限制后转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出的方式进行控制，所述限制后转矩是以使所述蓄电池的充放电功率处于所述蓄电池的最大容许功率的范围内并且使来自所述第二电动机的转矩处于所述第二电动机的额定转矩的范围内的方式对基本转矩进行限制而得到的转矩，所述基本转矩是要求转矩与抵消转矩之和，所述要求转矩是对所述驱动轴要求的转矩，所述抵消转矩是用于将伴随着来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出而作用于所述驱动轴的转矩抵消的转矩，
所述电子控制单元构成为，在无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，实施第一控制和第二控制中的某一方的控制，所述第一控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比减小目标拖动转速的控制，所述目标拖动转速是将来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出结束的所述发动机的转速，所述第二控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比缩短拖动时间的控制，所述拖动时间是从所述第一电动机输出所述拖动转矩的时间。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，实施第三控制，所述第三控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比减小所述拖动转矩的控制。
3.根据权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于，
还具备构成为限制所述发动机的旋转的旋转限制机构，
所述电子控制单元构成为，在电动行驶状态下，在所述蓄电池的最大容许功率比所述第二电动机的额定功率大且与所述要求转矩相应的要求功率比所述第二电动机的额定功率大时，一边从所述第二电动机输出所述额定转矩一边执行双驱动控制，所述电动行驶状态是通过所述旋转限制机构使所述发动机成为旋转停止状态而所述混合动力汽车进行行驶的状态，所述双驱动控制是以使所述混合动力汽车利用来自所述第一电动机及所述第二电动机的转矩来行驶的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机的控制，
所述电子控制单元构成为，在所述双驱动控制执行期间使所述发动机启动时，判定为无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。
4.根据权利要求2所述的混合动力汽车，其特征在于，
还具备构成为限制所述发动机的旋转的旋转限制机构，
所述电子控制单元构成为，在电动行驶状态下，在所述蓄电池的最大容许功率比所述第二电动机的额定功率大且与所述要求转矩相应的要求功率比所述第二电动机的额定功率大时，一边从所述第二电动机输出所述额定转矩一边执行双驱动控制，所述电动行驶状态是通过所述旋转限制机构使所述发动机成为旋转停止状态而所述混合动力汽车进行行驶的状态，所述双驱动控制是以使所述混合动力汽车利用来自所述第一电动机及所述第二电动机的转矩来行驶的方式控制所述第一电动机和所述第二电动机的控制，
所述电子控制单元构成为，在所述双驱动控制执行期间使所述发动机启动时，判定为无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。
5.根据权利要求1所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在与所述要求转矩相应的所述要求功率变得比启动阈值大时启动所述发动机，所述启动阈值被设定成在所述蓄电池的最大容许功率大时比在所述蓄电池的最大容许功率小时大，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率为比所述第二电动机的额定功率小的规定功率以下时，判定为在启动所述发动机时能够将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率比所述规定功率大时，判定为在启动所述发动机时无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。
6.根据权利要求2所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在与所述要求转矩相应的所述要求功率变得比启动阈值大时启动所述发动机，所述启动阈值被设定成在所述蓄电池的最大容许功率大时比在所述蓄电池的最大容许功率小时大，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率为比所述第二电动机的额定功率小的规定功率以下时，判定为在启动所述发动机时能够将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率比所述规定功率大时，判定为在启动所述发动机时无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。
7.根据权利要求3所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在与所述要求转矩相应的所述要求功率变得比启动阈值大时启动所述发动机，所述启动阈值被设定成在所述蓄电池的最大容许功率大时比在所述蓄电池的最大容许功率小时大，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率为比所述第二电动机的额定功率小的规定功率以下时，判定为在启动所述发动机时能够将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率比所述规定功率大时，判定为在启动所述发动机时无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。
8.根据权利要求4所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在与所述要求转矩相应的所述要求功率变得比启动阈值大时启动所述发动机，所述启动阈值被设定成在所述蓄电池的最大容许功率大时比在所述蓄电池的最大容许功率小时大，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率为比所述第二电动机的额定功率小的规定功率以下时，判定为在启动所述发动机时能够将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出，
所述电子控制单元构成为，在所述蓄电池的最大容许功率比所述规定功率大时，判定为在启动所述发动机时无法将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出。
9.根据权利要求5所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，以使所述混合动力汽车以电量保持模式和电量消耗模式中的某一方来行驶的方式进行控制，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量消耗模式时，以使所述最大容许功率的值成为基本容许功率的值的方式设定所述最大容许功率，所述基本容许功率是基于所述蓄电池的温度和蓄电比例的功率，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量保持模式时，以使所述最大容许功率的值成为以第二规定功率对所述基本容许功率进行限制后的值的方式设定所述最大容许功率，所述第二规定功率是所述规定功率以下的功率。
10.根据权利要求6所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，以使所述混合动力汽车以电量保持模式和电量消耗模式中的某一方来行驶的方式进行控制，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量消耗模式时，以使所述最大容许功率的值成为基本容许功率的值的方式设定所述最大容许功率，所述基本容许功率是基于所述蓄电池的温度和蓄电比例的功率，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量保持模式时，以使所述最大容许功率的值成为以第二规定功率对所述基本容许功率进行限制后的值的方式设定所述最大容许功率，所述第二规定功率是所述规定功率以下的功率。
11.根据权利要求7所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，以使所述混合动力汽车以电量保持模式和电量消耗模式中的某一方来行驶的方式进行控制，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量消耗模式时，以使所述最大容许功率的值成为基本容许功率的值的方式设定所述最大容许功率，所述基本容许功率是基于所述蓄电池的温度和蓄电比例的功率，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量保持模式时，以使所述最大容许功率的值成为以第二规定功率对所述基本容许功率进行限制后的值的方式设定所述最大容许功率，所述第二规定功率是所述规定功率以下的功率。
12.根据权利要求8所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，以使所述混合动力汽车以电量保持模式和电量消耗模式中的某一方来行驶的方式进行控制，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量消耗模式时，以使所述最大容许功率的值成为基本容许功率的值的方式设定所述最大容许功率，所述基本容许功率是基于所述蓄电池的温度和蓄电比例的功率，
所述电子控制单元构成为，在处于所述电量保持模式时，以使所述最大容许功率的值成为以第二规定功率对所述基本容许功率进行限制后的值的方式设定所述最大容许功率，所述第二规定功率是所述规定功率以下的功率。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在所述目标拖动转速小时，与所述目标拖动转速大时相比，减小在结束了所述第一电动机对所述发动机的拖动之后使所述发动机的转速增加时的所述发动机的转速的增加率，所述发动机的转速的增加率是所述发动机的转速的每单位时间的增加量。
14.根据权利要求1～12中任一项所述的混合动力汽车，其特征在于，
所述电子控制单元构成为，在所述拖动时间短时，与所述拖动时间长时相比，减小在结束了所述第一电动机对所述发动机的拖动之后使所述发动机的转速增加时的所述发动机的转速的增加率，所述发动机的转速的增加率是所述发动机的转速的每单位时间的增加量。
15.一种用于混合动力汽车的控制方法，所述混合动力汽车包括发动机、第一电动机、驱动轴、行星齿轮装置、第二电动机、蓄电池及电子控制单元，
所述驱动轴连结于所述第一电动机和车轴，所述行星齿轮装置包括至少一个行星齿轮，所述行星齿轮的旋转要素以在列线图中按照所述第一电动机、所述发动机、所述驱动轴的顺序排列的方式与所述发动机和所述驱动轴连接，所述第二电动机机械地连结于所述驱动轴，所述蓄电池构成为与所述第一电动机及所述第二电动机进行电力的交换，
所述控制方法的特征在于，包括如下步骤：
在启动所述发动机时，通过所述电子控制单元来允许用于拖动所述发动机的拖动转矩从所述第一电动机输出；
通过所述电子控制单元来允许限制后转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出；及
在无法将基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时，通过所述电子控制单元来实施第一控制和第二控制中的某一方的控制，
所述限制后转矩是以使所述蓄电池的充放电功率处于所述蓄电池的最大容许功率的范围内并且使来自所述第二电动机的转矩处于所述第二电动机的额定转矩的范围内的方式对所述基本转矩进行限制后的转矩，所述基本转矩是要求转矩与抵消转矩之和，所述要求转矩是对所述驱动轴要求的转矩，所述抵消转矩是用于将伴随着来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出而作用于所述驱动轴的转矩抵消的转矩，所述第一控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比减小目标拖动转速的控制，所述目标拖动转速是将来自所述第一电动机的所述拖动转矩的输出结束的所述发动机的转速，所述第二控制是与将所述基本转矩从所述第二电动机向所述驱动轴输出时相比缩短拖动时间的控制，所述拖动时间是从所述第一电动机输出所述拖动转矩的时间。
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