CN104015721A - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

一种混合动力车辆，在主蓄电池、从属蓄电池的蓄电量成为各规定值以下的蓄电量条件成立前设定车速V1为间歇运转禁止车速Vpr(S130)，在蓄电量条件成立以后设定比车速V1低的车速V2为间歇运转禁止车速Vpr(S140)，在车速V比间歇运转禁止车速Vpr低时(S150)，在蓄电量条件成立前，控制发动机和电动机以使仅利用从电动机输入输出的动力进行行驶的电动行驶优先而进行行驶(S190～S350)，在蓄电量条件成立以后控制发动机和电动机以根据要求动力Pe*伴随发动机的间歇运转而进行行驶(S210～S350)。

Description

混合动力车辆

本申请为2009年4月27日提交的、申请号为200980158672.2的、发明名称为“混合动力车及其控制方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及混合动力车及其控制方法。

背景技术

一直以来，作为这种混合动力车，提出由如下的混合动力车：包括发动机、第一电动发电机(MG1)、连接于发动机和电动发电机MG1并且经由齿轮连接于前轮的行星齿轮、连接于行星齿轮的前轮侧的第二电动发电机(MG2)、与电动发电机MG1、MG2进行电力交换的蓄电池，在车速比禁止发动机的停止的间歇运转禁止车速高时伴随着发动机的运转而进行行驶，在车速为间歇运转禁止车速以下时根据行驶所需要的行驶动力，伴随发动机的间歇运转而行驶(例如参照专利文献1)。在该混合动力车中，电池温度低时对禁止发动机的间歇运转的间歇运转禁止车速设定第一值，在电池温度高时对发动机的间歇运转禁止车速设定比第一值低的第二值，由此在电池温度高时，扩大使发动机正常运转的区域而抑制电池的寿命的降低。

专利文献1：JP特开2006－170128号公报

发明内容

在这种混合动力车中，在车速为上述的间歇运转禁止车速以下时，在***起动时蓄电池的蓄电量高时在仅以来自电动机的动力进行行驶的电动行驶和伴随来自发动机的动力的输出而进行行驶的混合动力行驶中使电动行驶优先而进行行驶，若蓄电池的蓄电量降低则根据行驶动力利用电动行驶或混合动力行驶而进行行驶的情况下，直到蓄电池的蓄电量降低为止，期望能够进一步利用电动行驶而进行行驶。另外，该情况下，将使电动行驶优先而进行行驶的情况中止以后，有时期望能够进一步抑制在高车速下发动机运转停止产生的不良情况。

本发明的混合动力车及其控制方法，其主要目的在于，在***起动后蓄电装置成为规定的低蓄电量状态的蓄电量条件成立前，在仅使用从电动机输入输出的动力而进行行驶的电动行驶和伴随着来自内燃机的动力的输出而进行行驶的混合动力行驶中使电动行驶优先而进行行驶，其中，在***起动后蓄电量条件成立前能够进一步以电动行驶进行行驶，在蓄电量条件成立以后进一步抑制在高车速下内燃机运转停止引起的不良情况。

本发明的混合动力车及其控制方法为了达成上述的主要目的而采用以下的手段。

本发明的混合动力车，其要旨是，包括：

内燃机，能够输出行驶用的动力；

发电机，能够使用来自所述内燃机的动力进行发电；

电动机，能够输入输出行驶用的动力；

蓄电单元，能够与所述发电机及所述电动机进行电力的交换；

车速检测单元，检测车速；

要求驱动力设定单元，设定行驶所要求的要求驱动力；

间歇运转禁止车速设定单元，在***起动后所述蓄电单元变为规定的低蓄电量状态的蓄电量条件成立前设定第一车速作为禁止所述内燃机的间歇运转的间歇运转禁止车速，在所述蓄电量条件成立以后设定比所述第一车速低的第二车速作为所述间歇运转禁止车速；及

控制单元，在所述检测出的车速为所述设定的间歇运转禁止车速以上时控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以继续所述内燃机的运转而利用基于所述设定的要求驱动力的驱动力进行行驶，在所述蓄电量条件成立前且所述检测出的车速小于所述设定的间歇运转禁止车速时控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以在电动行驶和混合动力行驶中使所述电动行驶优先而利用基于所述设定的要求驱动力的驱动力进行行驶，其中，所述电动行驶是仅利用从所述电动机输入输出的动力而进行行驶的方式，所述混合动力行驶是伴随来自所述内燃机的动力的输出而进行行驶的方式，在所述蓄电量条件成立以后且所述检测出的车速小于所述设定的间歇运转禁止车速时控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以伴随所述内燃机的间歇运转而利用基于所述设定的要求驱动力的驱动力进行行驶。

该本发明的混合动力车中，在***起动后且在蓄电单元成为规定的低蓄电量状态的蓄电量条件成立前设定第一车速作为禁止内燃机的间歇运转的间歇运转禁止车速，在蓄电量条件成立以后设定比第一车速低的第二车速作为间歇运转禁止车速。并且，车速为间歇运转禁止车速以上时控制内燃机、发电机和电动机以继续内燃机的运转并通过基于行驶所要求的要求驱动力的驱动力进行行驶，在蓄电量条件成立前且车速小于间歇运转禁止车速时控制内燃机、发电机和电动机以在电动行驶和混合动力行驶中使电动行驶优先而利用基于要求驱动力的驱动力进行行驶，其中所述电动行驶是仅利用从电动机输入输出的动力而进行行驶的方式，所述混合动力行驶是伴随来自内燃机的动力的输出而进行行驶的方式，在蓄电量条件成立以后且车速小于间歇运转禁止车速时控制内燃机、发电机和电动机以伴随内燃机的间歇运转而利用基于要求驱动力的驱动力进行行驶。即，在***起动后且蓄电量条件成立前，设定比蓄电量条件成立以后高的第一车速作为间歇运转禁止车速，在车速小于间歇运转禁止车速时使电动行驶优先而进行行驶。由此，在***起动后且蓄电量条件成立前，能够进一步利用电动行驶而进行行驶。另外，蓄电量条件成立以后，设定比较低的第二车速作为间歇运转禁止车速，由此与蓄电量条件成立前相比能够抑制在高车速下使内燃机运转停止所引起的不良情况，例如，能够抑制与高车速下的驾驶者的加速要求相对的响应性的降低等。

在这样的本发明的混合动力车中，包括充电单元，该充电单元能够在与车外的电源即外部电源连接时利用来自所述外部电源的电力对所述蓄电单元进行充电，所述蓄电量条件是在利用来自所述外部电源的电力进行了所述蓄电单元的充电的状态下的所述***起动后所述蓄电单元变为所述规定的低蓄电量状态时成立的条件。

另外，在本发明的混合动力车中，包括解除指示开关，该解除指示开关指示解除所述电动行驶的优先，所述控制单元是如下所述单元：在所述解除指示开关开启时，即使在所述蓄电量条件成立前且所述检测出的车速小于所述设定的间歇运转禁止车速时，也控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以伴随所述内燃机的间歇运转而利用基于所述设定的要求驱动力的驱动力进行行驶。这样，即使在蓄电量条件成立前，在解除指示开关开启时，也能够根据该指示进行行驶。

进而，在本发明的混合动力车中，也可以是，包括驱动力限制设定单元，该驱动力限制设定单元基于所述蓄电单元的输入输出限制来设定所述电动机的驱动力限制，所述控制单元是如下所述单元：即使在所述蓄电量条件成立前且所述检测出的车速小于所述设定的间歇运转禁止车速时，也在所述设定的要求驱动力超过所述设定的驱动力限制时，控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以在所述混合动力行驶下利用基于所述设定的要求驱动力的驱动力进行行驶。该方式的本发明的混合动力车中，也可以是，包括：第一电压变换单元，与连接有所述蓄电单元的第一低电压***的电力线和连接有所述发电机的驱动电路及所述电动机的驱动电路的高电压***的电力线连接，能够使来自所述蓄电单元的电力升压而向所述高压***的电力线供给；可进行充放电的第二蓄电单元；可进行充放电的第三蓄电单元；第二电压变换单元，与分别经由继电器连接有所述第二蓄电单元及所述第三蓄电单元的第二低电压***的电力线和所述高电压***的电力线连接，能够使来自所述第二蓄电单元及所述第三蓄电单元中的与所述第二低电压***连接的蓄电单元的电力升压而向所述高电压***的电力线供给，所述蓄电量条件是在所述蓄电单元、所述第二蓄电单元及所述第三蓄电单元变为所述规定的低蓄电量状态时成立的条件，所述驱动力限制设定单元是如下所述单元：在所述第二蓄电单元和所述第二低电压***连接时基于所述蓄电单元的输入输出限制和所述第二蓄电单元的输入输出限制设定所述电动机的驱动力限制，在所述第三蓄电单元和所述第二低电压***连接时基于所述蓄电单元的输入输出限制和所述第三蓄电单元的输入输出限制设定所述电动机的驱动力限制，在所述第二蓄电单元及所述第三蓄电单元这双方和所述第二低电压***的连接被解除时基于所述蓄电单元的输入输出限制设定所述电动机的驱动力限制，所述控制单元是如下所述单元：在所述蓄电量条件成立以后控制所述内燃机、所述发电机、所述电动机、所述第一电压变换单元和所述第二电压变换单元以在所述第二蓄电单元及所述第三蓄电单元这双方和所述第二电压变换单元的连接被解除的状态下进行行驶。该情况下，在蓄电量条件成立前且第二蓄电单元、第三蓄电单元与第二电压变换单元连接时，与蓄电量条件成立以后相比要求驱动力难以超过电动机的驱动力限制，因此能够进一步利用电动行驶进行行驶。

或者，在本发明的混合动力车中，也可以包括3轴式动力输入输出单元，其连接于所述内燃机的输出轴、所述发电机的旋转轴和与驱动轮连结的驱动轴这3轴，并基于向这3轴中的任意2轴输入输出的动力而向剩余的轴输入输出动力。此处，“3轴式动力输入输出单元”也可以是单小齿轮式或双小齿轮式的行星齿轮机构，还可以是差动齿轮。

本发明的混合动力车的控制方法，是混合动力车的控制方法，该混合动力车包括：内燃机，能够输出行驶用的动力；发电机，能够使用来自所述内燃机的动力进行发电；电动机，能够输入输出行驶用的动力；及蓄电单元，能够与所述发电机及所述电动机进行电力的交换，其要旨是，在所述混合动力车的控制方法中，

(a)在***起动后所述蓄电单元变为规定的低蓄电量状态的蓄电量条件成立前设定第一车速作为禁止所述内燃机的间歇运转的间歇运转禁止车速，在所述蓄电量条件成立以后设定比所述第一车速低的第二车速作为所述间歇运转禁止车速，

(b)在车速为所述设定的间歇运转禁止车速以上时控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以继续所述内燃机的运转而利用基于行驶所要求的要求驱动力的驱动力进行行驶，在所述蓄电量条件成立前且所述车速小于所述设定的间歇运转禁止车速时控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以在电动行驶和混合动力行驶中使所述电动行驶优先而利用基于所述要求驱动力的驱动力进行行驶，其中，所述电动行驶是仅利用从所述电动机输入输出的动力而进行行驶的方式，所述混合动力行驶是伴随来自所述内燃机的动力的输出而进行行驶的方式，在所述蓄电量条件成立以后且所述车速小于所述设定的间歇运转禁止车速时控制所述内燃机、所述发电机和所述电动机以伴随所述内燃机的间歇运转而利用基于所述要求驱动力的驱动力进行行驶。

该本发明的混合动力车的控制方法中，在***起动后蓄电单元成为规定的低蓄电量状态的蓄电量条件成立前设定第一车速作为禁止内燃机的间歇运转的间歇运转禁止车速，在蓄电量条件成立以后设定比第一车速低的第二车速作为间歇运转禁止车速。并且，在车速为间歇运转禁止车速以上时控制内燃机、发电机和电动机以继续内燃机的运转而利用基于行驶所要求的要求驱动力的驱动力进行行驶，在所述蓄电量条件成立前且车速小于间歇运转禁止车速时控制内燃机、发电机和电动机以在电动行驶和混合动力行驶中使电动行驶优先而利用基于要求驱动力的驱动力进行行驶，其中，所述电动行驶是仅利用从电动机输入输出的动力而进行行驶的方式，所述混合动力行驶是伴随来自内燃机的动力的输出而进行行驶的方式，在蓄电量条件成立以后且车速小于间歇运转禁止车速时控制内燃机、发电机及电动机以伴随内燃机的间歇运转而利用基于要求驱动力的驱动力进行行驶。即，在***起动后且蓄电量条件成立前，设定比蓄电量条件成立以后高的第一车速作为间歇运转禁止车速，在车速小于间歇运转禁止车速时使电动行驶优先而进行行驶。由此，在***起动后且蓄电量条件成立前，能够进一步利用电动行驶进行行驶。另外，在蓄电量条件成立以后，设定比较低的第二车速作为间歇运转禁止车速，由此与蓄电量条件成立前相比能够抑制在高车速下使内燃机运转停止引起的不良情况，例如，能够抑制与高车速下的驾驶者的加速要求相对的响应性的下降等。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的构成的概略的构成图。

图2是表示主蓄电池50的电池温度Tb1和输入输出限制Win1、Wout1的关系的一例的说明图。

图3表示主蓄电池50的蓄电量SOC1和输入输出限制Win1、Wout1的校正系数的关系的一例。

图4是表示通过混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一例的流程图。

图5是表示通过混合动力用电子控制单元70执行的控制用输入输出限制设定例程的一例的流程图。

图6是表示要求转矩设定用映射的一例的说明图。

图7是表示在使发动机22运转停止的状态下进行行驶时的动力分配综合机构30的旋转要素的转速和转矩之间的力学关系的共线图的一例的说明图。

图8是表示在发动机22起动时对电动机MG1的转矩指令Tm1*设定的转矩映射的一例和发动机22的转速Ne的变化的方式的一例的说明图。

图9是表示发动机22的工作线的一例、及设定目标转速Ne*和目标转矩Te*的方式的说明图。

图10是表示在从发动机22输出动力的状态下行驶时的动力分配综合机构30的旋转要素的转速和转矩之间的力学关系的共线图的一例的说明图。

图11是表示通过变形例的混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一例的流程图。

图12是表示变形例的混合动力汽车120的构成的概略的构成图。

具体实施方式

接着，使用实施例说明用于实施本发明的方式。

图1是表示作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的构成的概略的构成图。实施例的混合动力汽车20如图所示，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3轴式的动力分配综合机构30；与动力分配综合机构30连接的能够发电的电动机MG1；经由减速齿轮35与连接于动力分配综合机构30的作为驱动轴的环形齿轮轴32a连接的电动机MG2；用于驱动电动机MG1、MG2的逆变器41、42；可进行充放电的主蓄电池50；使来自主蓄电池50的电力升压而向逆变器41、42供给的主侧升压电路55；进行主蓄电池50和主侧升压电路55的连接、连接的解除的***主继电器56；可进行充放电的从属蓄电池60、62；使来自从属蓄电池60、62的电力升压而向逆变器41、42供给的从属侧升压电路65；分别进行从属蓄电池60、62的每一个和从属侧升压电路65的连接、连接的解除的***主继电器66、67；及控制车辆整体的混合动力用电子控制单元70。以下，为了便于说明，将主侧升压电路55及从属侧升压电路65的逆变器41、42侧称为高电压***，将主侧升压电路55的主蓄电池50侧称为第一低电压***，将从属侧升压电路65的从属蓄电池60、62侧称为第二低电压***。

发动机22是例如通过汽油或轻油等烃系的燃料输出动力的内燃机，通过发动机用电子控制单元(以下称为发动机ECU)24接受燃料喷射控制、点火控制、吸入空气量调节控制等运转控制。向发动机ECU24输入来自检测发动机22的运转状态的各种传感器的信号，例如来自检测发动机22的曲轴26的曲轴角的未图示曲轴位置传感器的曲轴位置等。发动机ECU24与混合动力用电子控制单元70通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号控制发动机22的运转，并且根据需要将有关发动机22的运转状态的数据向混合动力用电子控制单元70输出。发动机ECU24还基于来自未图示的曲轴位置传感器的曲轴位置运算曲轴26的转速、即发动机22的转速Ne。

动力分配综合机构30包括外齿齿轮的太阳齿轮31、与该太阳齿轮31配置在同心圆上的内齿齿轮的环形齿轮32、与太阳齿轮31啮统一且与环形齿轮32啮合的多个小齿轮33、使多个小齿轮33自转且公转自如地对其加以保持的行星轮架34，并构成作为以太阳齿轮31、环形齿轮32和行星轮架34为旋转要素而进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30中，行星轮架34连结有发动机22的曲轴26，太阳齿轮31连结有电动机MG1，环形齿轮32经由环形齿轮轴32a连结有减速齿轮35，电动机MG1作为发电机起作用时，将从行星轮架34输入的来自发动机22的动力根据太阳齿轮31侧和环形齿轮32侧的齿轮比分配到太阳齿轮31侧和环形齿轮32侧，电动机MG1作为电动机起作用时，将从行星轮架34输入的来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电动机MG1的动力统一而输出到环形齿轮32侧。输出到环形齿轮32的动力从环形齿轮轴32a经由齿轮机构37及差动齿轮38最终输出到车辆的驱动轮39a、39b。

电动机MG1及电动机MG2都构成作为周知的同步发电电动机，其能够作为发电机进行驱动并且能够作为电动机进行驱动，经由逆变器41、42、主侧升压电路55与主蓄电池50进行电力的交换，并且经由逆变器41、42、从属侧升压电路65与从属蓄电池60、62进行电力的交换。将逆变器41、42、主侧升压电路55和从属侧升压电路65连接的电力线(以下称为高电压***电力线)54构成作为各逆变器41、42共用的正极母线及负极母线，能够使由电动机MG1、MG2中的任一个发电的电力由其他电动机消耗。电动机MG1、MG2均由电动机用电子控制单元(以下称为电动机ECU)40驱动控制。向电动机ECU40输入为了驱动控制电动机MG1、MG2所需要的信号，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的信号、由未图示的电流传感器检测出的施加于电动机MG1、MG2的相电流等，从电动机ECU40输出向逆变器41、42的开关控制信号。电动机ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号对电动机MG1、MG2进行驱动控制，并根据需要将有关电动机MG1、MG2的运转状态的数据向混合动力用电子控制单元70输出。电动机ECU40还基于来自旋转位置检测传感器43、44的信号运算电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2。

主侧升压电路55及从属侧升压电路65构成作为周知的升压转换器。主侧升压电路55与经由***主继电器56连接于主蓄电池50的电力线(以下称为第一低电压***电力线)59和前述的高电压***电力线54连接，使主蓄电池50的电力升压而向逆变器41、42供给，或使作用于逆变器41、42的电力降压而对主蓄电池50进行充电。从属侧升压电路65与经由***主继电器66连接于从属蓄电池60并且经由***主继电器67连接于从属蓄电池62的电力线(以下称为第二低电压***电力线)69和高电压***电力线54连接，使从属蓄电池60、62中的与从属侧升压电路65连接的从属蓄电池(以下称为连接侧从属蓄电池)的电力升压而向逆变器41、42供给，或使作用于逆变器41、42的电力降压而对连接侧从属蓄电池进行充电。在高电压***电力线54的正极母线和负极母线上连接有平滑用的电容器57，在第一低电压***电力线59的正极母线和负极母线上连接有平滑用的电容器58，在第二低电压***电力线69的正极母线和负极母线上连接有平滑用的电容器68。

主蓄电池50和从属蓄电池60、62均构成作为锂离子二次电池，由蓄电池用电子控制单元(以下称为蓄电池ECU)52管理。向蓄电池ECU52输入管理主蓄电池50、从属蓄电池60、62所需要的信号，例如来自在主蓄电池50的端子间设置的电压传感器的端子间电压Vb1、来自安装于主蓄电池50的正极侧的输出端子的电流传感器的充放电电流Ib1、来自安装于主蓄电池50的温度传感器51的电池温度Tb1、来自在从属蓄电池60、62的各端子间设置的电压传感器的端子间电压Vb2、Vb3、来自安装于从属蓄电池60、62的各正极侧的输出端子的电流传感器的充放电电流Ib2、Ib3、来自分别安装于从属蓄电池60、62的温度传感器61、63的电池温度Tb2、Tb3等，并根据需要通过通信向混合动力用电子控制单元70输出与主蓄电池50、从属蓄电池60、62的状态有关的数据。另外，蓄电池ECU52为了管理主蓄电池50，基于由电流传感器检测出的充放电电流Ib1的累计值运算蓄电量SOC1，或基于运算出的蓄电量SOC1和电池温度Tb1来运算即使使主蓄电池50充放电也可以的最大容许电力即输入输出限制Win1、Wout1，并且为了管理从属蓄电池60、62，基于由电流传感器检测出的充放电电流Ib2、Ib3的累计值运算蓄电量SOC2、SOC3，或基于运算出的蓄电量SOC2、SOC3和电池温度Tb2、Tb3来运算从属蓄电池60、62的输入输出限制Win2、Wout2、Win3、Wout3。主蓄电池50的输入输出限制Win1、Wout1能够如下设定：基于电池温度Tb1设定输入输出限制Win1、Wout1的基本值，并基于主蓄电池50的蓄电量SOC1设定输出限制用校正系数和输入限制用校正系数，在已设定的输入输出限制Win1、Wout1的基本值上乘以校正系数。图2中示出主蓄电池50的电池温度Tb1和输入输出限制Win1、Wout1之间的关系的一例，图3中示出主蓄电池50的蓄电量SOC1和输入输出限制Win1、Wout1的校正系数之间的关系的一例。从属蓄电池60、62的输入输出限制Win2、Wout2、Win3、Wout3能够与主蓄电池50的输入输出限制Win1、Wout1同样地设定。

在第二低电压***中，相对于从属侧升压电路65与从属蓄电池60、62并联地连接有充电器90，并且在该充电器90上连接有车辆侧连接器92。车辆侧连接器92形成为能够连接外部电源侧连接器102，该外部电源侧连接器102与作为车外电源的交流的外部电源(例如，家庭用电源(AC100V)等)100连接。充电器90包括进行第二低电压***和车辆侧连接器92的连接、连接的解除的充电用继电器、将来自外部电源100的交流电力转换为直流电力的AC/DC转换器、及对由AC/DC转换器转换后的直流电力的电压进行转换而向第二低电压***供给的DC/DC转换器等。

混合动力用电子控制单元70构成作为以CPU72为中心的微处理器，除了CPU72以外还包括存储处理程序的ROM74、暂时存储数据的RAM76、未图示的输入输出端口及通信端口。经由输入端口向混合动力用电子控制单元70输入来自在电容器57的端子间安装的电压传感器57a的电压(高电压***的电压)VH、来自在电容器58的端子间安装的电压传感器58a的电压(第一低电压***的电压)VH1、来自在电容器68的端子间安装的电压传感器68a的电压(第二低电压***的电压)VH2、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、来自检测油门踏板83的踏入量的油门踏板位置传感器84的油门开度Acc、来自检测制动器踏板85的踏入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、来自指示解除电动行驶和混合动力行驶中的电动行驶优先的电动行驶优先取消开关89的开关信号SW等，其中，电动行驶是仅使用从电动机MG2输入输出的动力而进行行驶的方式，混合动力行驶是伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶的方式。经由输出端口从混合动力用电子控制单元70输出向主侧升压电路55的开关元件的开关控制信号、向从属侧升压电路65的开关元件的开关控制信号、向***主继电器56、66、67的驱动信号、向充电器90的控制信号等。混合动力用电子控制单元70如前所述，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。实施例的混合动力汽车20中，作为由档位传感器82检测出的档位SP，具有停车位置(P位置)或空档位置(N位置)、驾驶位置(D位置)、倒车位置(R位置)等。

这样构成的实施例的混合动力汽车20中，基于与驾驶者对油门踏板83的踏入量相对应的油门开度Acc和车速V计算应向作为驱动轴的环形齿轮轴32a输出的要求转矩，对发动机22、电动机MG1和电动机MG2进行运转控制，以将与该要求转矩对应的要求动力向环形齿轮轴32a输出。作为发动机22、电动机MG1及电动机MG2的运转控制，包括如下模式等：转矩变换运转模式，对发动机22进行运转控制，以从发动机22输出与要求动力相称的动力，并对电动机MG1及电动机MG2进行驱动控制，以利用动力分配综合机构30、电动机MG1及电动机MG2对从发动机22输出的全部动力进行转矩变换而向环形齿轮轴32a输出；充放电运转模式，对发动机22进行运转控制，以从发动机22输出与要求动力和主蓄电池50、从属蓄电池60、62的充放电所需的电力之和相称的动力，并与主蓄电池50或从属蓄电池60、62的充放电相伴，对电动机MG1及电动机MG2进行驱动控制，以利用动力分配综合机构30、电动机MG1及电动机MG2对从发动机22输出的动力的全部或其一部分进行转矩变换，伴随于此，向环形齿轮轴32a输出要求动力；及电动机运转模式，进行运转控制，以使发动机22的运转停止而将与来自电动机MG2的要求动力相称的动力向环形齿轮轴32a输出。以下，将仅利用来自电动机MG2的动力进行行驶的方式称为电动行驶，将伴随着来自发动机22的动力的输出进行行驶的方式称为混合动力行驶。

另外，实施例的混合动力汽车20中，在自己家或预先设定的充电地点使车辆进行***停止后将外部电源侧连接器102和车辆侧连接器92连接时，使充电器90内的充电用继电器接通，使***主继电器56、***主继电器66、67接通而控制充电器90内的AC/DC转换器、DC/DC转换器，使用来自外部电源100的电力而使主蓄电池50、从属蓄电池60、62成为满充电或比满充电低的规定的充电状态(例如，蓄电量SOC1、SOC2、SOC3为80％或85％的状态)。因此，在主蓄电池50、从属蓄电池60、62被充分地充电的状态下起动***(点火接通)而进行行驶时，能够使用来自主蓄电池50、从属蓄电池60、62的电力而行驶作为电动机运转模式程度的距离。并且，实施例的混合动力汽车20中，除了主蓄电池50之外还具备从属蓄电池60、62，因此与仅具备主蓄电池50的情况相比，能够加长电动机运转模式下的行驶距离(行驶时间)。

进而，实施例的混合动力汽车20中，在使用来自外部电源100的电力而对主蓄电池50、从属蓄电池60、62充分地充电的状态下进行***起动(点火接通)时，使***主继电器56接通而将主蓄电池50和主侧升压电路55连接，并且使***主继电器66接通而将从属蓄电池60和从属侧升压电路65连接(以下将该状态称为第一连接状态)。并且，一边以使从属蓄电池60的蓄电量SOC2比主蓄电池50的蓄电量SOC1迅速下降的方式控制主侧升压电路55和从属侧升压电路65，一边使仅使用从电动机MG2输入输出的动力而进行行驶的电动行驶和伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶的混合动力行驶中的电动行驶优先而进行行驶，从属蓄电池60的蓄电量SOC2成为规定值Sref2(例如，25％、30％、35％等)以下时，使***主继电器66断开而切断从属蓄电池60和从属侧升压电路65，然后使***主继电器67接通而将从属蓄电池62和从属侧升压电路65连接(以下将该状态称为第二连接状态)，一边控制主侧升压电路55和从属侧升压电路65以使主蓄电池50的蓄电量SOC1成为规定值Sref1(例如，30％、35％、40％等)以下并且使从属蓄电池62的蓄电量SOC3成为规定值Sref3(例如，25％、30％、35％等)以下，一边使电动行驶优先而进行行驶。并且，主蓄电池50的蓄电量SOC1成为规定值Sref1以下并且从属蓄电池62的蓄电量SOC3成为规定值Sref3以下时，使***主继电器67断开而切断从属蓄电池62和从属侧升压电路65，并且在其后一边根据车辆所要求的要求动力使发动机22进行间歇运转一边进行行驶。以下，将在从第一连接状态切换到第二连接状态时***主继电器66、67一起断开的状态、主蓄电池50的蓄电量SOC1成为规定值Sref1以下并且从属蓄电池62的蓄电量SOC3成为规定值Sref3以下而使***主继电器67断开以后的状态称为从属切断状态。由以上可知，第一连接状态是主蓄电池50和主侧升压电路55被连接并且从属蓄电池60和从属侧升压电路65被连接而解除从属蓄电池62和从属侧升压电路65的连接的状态，第二连接状态是主蓄电池50和主侧升压电路55被连接并且从属蓄电池62和从属侧升压电路65被连接而解除从属蓄电池60和从属侧升压电路65的连接的状态，从属切断状态是主蓄电池50和主侧升压电路55被连接并且解除从属蓄电池60、62这双方和从属侧升压电路65的连接的状态。

接着，对如此构成的实施例的混合动力汽车20的动作、特别是在使用来自外部电源100的电力而对主蓄电池50、从属蓄电池60、62充分地充电的状态下使***起动而进行行驶时的动作进行说明。图4是表示由混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一例的流程图，图5是表示设定在驱动控制例程中使用的控制用输入输出限制Win、Wout(根据主蓄电池50、从属蓄电池60、62的状态、***主继电器56、66、67的接通断开状态而设定的值)的控制用输入输出限制设定例程的一例的流程图。驱动控制例程、控制用输入输出限制设定例程每隔规定时间(例如每隔数毫秒)重复执行。混合动力用电子控制单元70执行如下的接通断开控制：在使用来自外部电源100的电力对主蓄电池50、从属蓄电池60、62充分地充电的状态下使***起动时，使***主继电器56、66接通，然后，与图4的驱动控制例程、图5的控制用输入输出限制设定例程并行地，在从属蓄电池60的蓄电量SOC2成为规定值Sref2以下时使***主继电器66断开，然后使***主继电器67接通，在主蓄电池50的蓄电量SOC1成为规定值Sref1以下并且从属蓄电池62的蓄电量SOC3成为规定值Sref3以下时使***主继电器67断开。以下，为了便于说明，首先，使用图5的控制用输入输出限制设定例程对控制用输入输出限制Win、Wout的设定进行说明，然后，使用图4的驱动控制例程对驱动控制进行说明。

执行控制用输入输出限制设定例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU72首先输入主蓄电池50、从属蓄电池60、62的输入输出限制Win1、Wout1、Win2、Wout2、Win3、Wout3、在第一连接状态(***主继电器56、66为接通且***主继电器67为断开的状态)时设定值1并且在不是第一连接状态时设定值0的第一连接状态标志G1、在第二连接状态(***主继电器56、67为接通且***主继电器66为断开的状态)时设定值1并且在不是第二连接状态时设定值0的第二连接状态标志G2等数据(步骤S400)。此处，主蓄电池50的输入输出限制Win1、Wout1是通过通信将根据主蓄电池50的电池温度Tb1和SOC1而设定的值从蓄电池ECU52输入的值，从属蓄电池60的输入输出限制Win2、Wout2是通过通信将根据从属蓄电池60的电池温度Tb2和蓄电量SOC2而设定的值从蓄电池ECU52输入的值，从属蓄电池62的输入输出限制Win3、Wout3是通过通信将根据从属蓄电池62的电池温度Tb3和蓄电量SOC3而设定的值从蓄电池ECU52输入的值。

如此输入数据后，检查输入的第一连接状态标志G1的值和第二连接状态标志G2的值(步骤S410)，在第一连接状态标志G1为值1且第二连接状态标志G2为值0时，判断为处于第一连接状态，将主蓄电池50的输入限制Win1和从属蓄电池60的输入限制Win2之和设定为控制用输入限制Win，并且将主蓄电池50的输出限制Wout1和从属蓄电池60的输出限制Wout2之和设定为控制用输出限制Wout(步骤S420)，在第一连接状态标志G1为值0且第二连接状态标志G2为值1时，判断为处于第二连接状态，将主蓄电池50的输入限制Win1和从属蓄电池62的输入限制Win3之和设定为控制用输入限制Win，并且将主蓄电池50的输出限制Wout1和从属蓄电池62的输出限制Wout3之和设定为控制用输出限制Wout(步骤S430)，在第一连接状态标志G1和第二连接状态标志G2均为值0时，判断为处于从属切断状态，将主蓄电池50的输入输出限制Win1、Wout1设定为控制用输入输出限制Win、Wout(步骤S440)，结束控制用输入输出限制设定例程。即，控制用输入输出限制Win、Wout在处于第一连接状态、第二连接状态时，与处于从属切断状态时相比，设定绝对值大的值。

接着，对使用如此设定的控制用输入输出限制Win、Wout的驱动控制进行说明。执行驱动控制例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU72首先执行输入来自油门踏板位置传感器84的油门开度Acc及来自车速传感器88的车速V、发动机22的转速Ne、电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2、控制用输入输出限制Win、Wout、蓄电量条件标志F等控制所需的数据的处理，该蓄电量条件标志F表示主蓄电池50的蓄电量SOC1成为规定值Sref1以下并且从属蓄电池60、62的蓄电量SOC2、SOC3成为规定值Sref2、Sref3以下的蓄电量条件是否成立(步骤S100)。此处，发动机22的转速Ne是通过通信将根据来自未图示的曲轴位置传感器的信号而运算出的值从发动机ECU24输入的值。另外，电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2是通过通信将根据由旋转位置检测传感器43、44检测出的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置而运算出的值从电动机ECU40输入的值。进而，控制用输入输出限制Win、Wout是输入由前述的图5所例示的控制用输入输出限制设定例程所设定的值的值。蓄电量条件标志F是通过未图示的蓄电量条件标志设定例程输入如下内容的标志：在***起动后蓄电量条件成立前设定值0，在蓄电量条件成立以后设定值1。

如此输入数据后，根据输入的油门开度Acc和车速V设定作为车辆所要求的转矩应向与驱动轮39a、39b连结的作为驱动轴的环形齿轮轴32a输出的要求转矩Tr*和车辆所要求的要求动力Pe*(步骤S110)。对于要求转矩Tr*，在实施例中，预先确定油门开度Acc、车速V和要求转矩Tr*的关系而作为要求转矩设定用映射存储于ROM74，赋予油门开度Acc和车速V时从存储的映射导出对应的要求转矩Tr*，从而进行设定。图6中示出要求转矩设定用映射的一例。对于要求动力Pe*，能够作为从将设定的要求转矩Tr*乘以环形齿轮轴32a的转速Nr所得到的值减去主蓄电池50、从属蓄电池60、62要求的充放电要求动力Pb*(设放电侧为正、充电侧为负)并加上损失Loss而得到的值进行计算。对于环形齿轮轴32a的转速Nr，能够通过将车速V乘以换算系数k(Nr＝k·V)而能够求出，或通过将电动机MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的齿轮比Gr(Nr＝Nm2/Gr)而求出。另外，对于充放电要求动力Pb*，能够根据主蓄电池50的蓄电量SOC1和连接侧从属蓄电池(从属蓄电池60、62中的与从属侧升压电路65连接的从属蓄电池)的蓄电量进行设定。

接着，检查蓄电量条件标志F的值(步骤S120)，在蓄电量条件标志F为值0时，判断为处于蓄电量条件成立前，作为禁止发动机22的间歇运转的间歇运转禁止车速Vpr设定比较高的车速V1(例如，100km/h、110km/h等)(步骤S130)，在蓄电量条件标志F为值1时，判断为处于蓄电量条件成立以后，作为间歇运转禁止车速Vpr设定比车速V1低的车速V2(例如，70km/h、75km/h等)(步骤S140)。即，在蓄电量条件成立前，设定比蓄电量条件成立以后高的车速V1作为间歇运转禁止车速Vpr。

并且，将车速V与间歇运转禁止车速Vpr进行比较(步骤S150)，在车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，判断为发动机22的间歇运转未被禁止，通过将控制用输入输出限制Win、Wout除以环形齿轮32a的转速Nr，而利用下述式(1)及式(2)计算电动行驶容许转矩Tmin、Tmax，该电动行驶容许转矩Tmin、Tmax作为在利用电动行驶而行驶时能够从电动机MG2向作为驱动轴的环形齿轮32a输出的转矩的上下限(步骤S160)。如前所述，由于在处于第一连接状态、第二连接状态时设定比处于从属切断状态时绝对值大的控制用输入输出限制Win、Wout，因此电动行驶容许转矩Tmin、Tmax也是在处于第一连接状态、第二连接状态时设定比处于从属切断状态时绝对值大的值。

Tmin＝Win/Nr     (1)

Tmax＝Wout/Nr     (2)

接着，判定要求转矩Tr*是否处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内(步骤S170)。该处理是对仅通过从电动机MG2向环形齿轮32a输入输出的转矩能否提供要求转矩Tr*(容许电动行驶)进行判定的处理。在要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内时，判断为能够仅通过从电动机MG2向环形齿轮32a输入输出的转矩提供要求转矩Tr*，检查蓄电量条件标志F的值(步骤S180)，在蓄电量条件标志F为值0时，判定为处于蓄电量条件成立前，判断为使发动机22运转停止，将使燃料喷射控制、点火控制停止而使发动机22运转停止的控制信号(运转停止信号)向发动机ECU24发送(步骤S190)，并且对电动机MG1的转矩指令Tm1*设定值0而将其发送至电动机ECU40(步骤S200)。接收了运转停止信号的发动机ECU24在发动机22运转停止时继续该状态，在发动机22运转时使该运转停止。另外，接收了转矩指令Tm1*的电动机ECU40利用转矩指令Tm1*(该情况下为值0)进行逆变器41的开关元件的开关控制以驱动电动机MG1。

接着，将在要求转矩Tr*上加上转矩指令Tm1*除以动力分配综合机构30的齿轮比ρ得到的值并进而除以减速齿轮35的齿轮比Gr而应从电动机MG2输出的转矩的临时的值即临时转矩Tm2tmp通过下式(3)计算出(步骤S310)，并且将控制用输入输出限制Win、Wout与对设定的转矩指令Tm1*乘以当前的电动机MG1的转速Nm1得到的电动机MG1的消耗电力(发电电力)的差分除以电动机MG2的转速Nm2，由此通过下式(4)及式(5)计算即使从电动机MG2输出也可以的作为转矩的上下限的转矩限制Tm2min、Tm2max(步骤S320)，并且通过式(6)利用转矩限制Tm2min、Tm2max限制设定的临时转矩Tm2tmp而设定电动机MG2的转矩指令Tm2*并将其发送至电动机ECU40(步骤S330)。接收了转矩指令Tm2*的电动机ECU40利用转矩指令Tm2*进行逆变器42的开关元件的开关控制以驱动电动机MG2。图7中示出表示在使发动机22运转停止的状态下行驶时的动力分配综合机构30的旋转要素的转速和转矩的力学关系的共线图的一例。图中，左方的S轴表示电动机MG1的转速Nm1即太阳齿轮31的转速，C轴表示发动机22的转速Ne即行星轮架34的转速，R轴表示电动机MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的齿轮比Gr而得到的环形齿轮32的转速Nr。式(3)能够从图7容易地导出。该情况下，由于转矩指令Tm1*为值0，因此通过式(4)及式(5)得到的转矩限制Tm2min、Tm2max为控制用输入输出限制Win、Wout除以电动机MG2的转速Nm2而得到的值，与将通过式(1)及式(2)得到的电动行驶容许转矩Tmin、Tmax除以减速齿轮35的齿轮比Gr而得到的值相等。并且，现在，由于考虑要求转矩Tr*处于电动行驶时容许转矩Tmin、Tmax的范围内时，所以临时转矩Tm2tmp处于转矩限制Tm2min、Tm2max的范围内。因此，能够从电动机MG2向环形齿轮32a输出要求转矩Tr*而进行行驶。即，蓄电量条件成立前且车速V小于间歇运转禁止车速Vpr且要求转矩Tr*处于电动行驶时容许转矩Tmin、Tmax的范围内时，与要求动力Pe*无关，能够在使发动机22运转停止的状态下从电动机MG2向环形齿轮轴32a输出要求转矩Tr*而进行行驶。

Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr     (3)

Tm2min＝(Win-Tm1*·Nm1)/Nm2     (4)

Tm2max＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2     (5)

Tm2*＝max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min)     (6)

并且，控制主侧升压电路55以使高电压***的电压VH成为目标电压VH*(步骤S340)，并且控制从属侧升压电路65以使从连接侧从属蓄电池(从属蓄电池60、62中的与从属侧升压电路65连接的从属蓄电池)向逆变器41、42侧供给的电力Pbs成为目标充放电电力Pbs*(步骤S350)，使驱动控制例程结束。此处，实施例中，设高电压***的电压VH为使用由电压传感器57a检测出的值的值，目标电压VH*为设定与电动机MG1的目标动作点(转矩指令Tm1*，转速Nm1)对应的电压和与电动机MG2的目标动作点(转矩指令Tm2*，转速Nm2)对应的电压中的较大的电压的值。另外，实施例中，设来自连接侧从属蓄电池的放电电力Pbs为作为由与连接侧从属蓄电池对应的电压传感器检测出的端子间电压和由电流传感器检测出的充放电电流之积进行运算并通过通信从蓄电池ECU52输入的值的值，目标放电电力Pbs1*为从电动机MG1、MG2的消耗电力Pm(＝Tm1*·Nm1+Tm2*·Nm2)中的应从连接侧从属蓄电池向高电压***供给的电力，处于第一连接状态时，由根据主蓄电池50的蓄电量SOC1和规定值Sref1之差ΔSOC1(SOC1－Sref1)、从属蓄电池60的蓄电量SOC2和规定值Sref2之差ΔSOC2(SOC2－Sref2)、从属蓄电池62的蓄电量SOC3和规定值Sref3之差ΔSOC3(SOC3－Sref3)并通过下式(7)得到的比例R1和电动机MG1、MG2的消耗电力Pm进行设定，在处于第二连接状态时由根据差ΔSOC1和差ΔSOC3并通过下式(8)得到的比例R2和电动机MG1、MG2的消耗电力Pm进行设定。在处于从属切断状态时，使从属侧升压电路65驱动停止。

R1＝(ΔSOC2+ΔSOC3)/(ΔSOC1+ΔSOC2+ΔSOC3)     (7)

R2＝ΔSOC3/(ΔSOC1+ΔSOC3)     (8)

在步骤S180中蓄电量条件标志F为值1时，判断为处于蓄电量条件成立以后，判定发动机22是否运转停止(步骤S210)，在判定为发动机22运转停止时，判定是否处于发动机22的起动期间(步骤S220)，并且将要求动力Pe*与用于使发动机22起动的阈值Pstart进行比较(步骤S230)。此处，阈值Pstart可使用能够使发动机22比较高效地运转的动力区域的下限值附近的值。在不在发动机22的起动期间且要求动力Pe*小于阈值Pstart时，判断为使发动机22的运转停止状态继续，并执行前述的步骤S190以后的处理而使驱动控制例程结束。

在步骤S210中判定为发动机22运转停止且在步骤S220中判定为不在发动机22的起动期间时，在步骤S230中要求动力Pe*为阈值Pstart以上时，判断为使发动机22起动，根据起动时的转矩映射和从发动机22的起动开始起的经过时间tst设定电动机MG1的转矩指令Tm1*并将其发送至电动机ECU40(步骤S240)。图8中示出在发动机22的起动时对电动机MG1的转矩指令Tm1*设定的转矩映射的一例和发动机22的转速Ne的变化的方式的一例。实施例的转矩映射中，在刚形成发动机22的起动指示的时间t11之后开始使用速率处理而将比较大的转矩设定给转矩指令Tm1*，使发动机22的转速Ne迅速增加。将发动机22的转速Ne通过了共振转速带或通过共振转速带所需的时间以后的时间t12使发动机22稳定而在规定转速Nstart以上能够进行电动回转的转矩设定给转矩指令Tm1*，减小电力消耗、作为驱动轴的环形齿轮轴32a上的反力。并且，从发动机22的转速Ne达到规定转速Nstart的时间t13开始使用延迟处理而设转矩指令Tm1*为值0，从判定了发动机22的完爆的时间t14开始将发电用的转矩设定给转矩指令Tm1*。此处，规定转速Nstart是开始发动机22的燃料喷射控制、点火控制的转速。

接着，将发动机22的转速Ne与规定转速Nstart进行比较(步骤S250)，现在，由于考虑发动机22的起动开始时，所以发动机22的转速Ne小而未达到规定转速Nstart，因此不开始发动机22的燃料喷射控制、点火控制开始而执行前述的步骤S310以后的处理并使驱动控制例程结束。

如此开始发动机22的起动时，在步骤S220中判定为处于发动机22的起动期间，因此根据起动时的转矩映射和经过时间tst设定电动机MG1的转矩指令Tm1*(步骤S240)，在发动机22的转速Ne小于规定转速Nstart时(步骤S250)，执行步骤S310以后的处理而使驱动控制例程结束，在发动机22的转速Ne为规定转速Nstart以上时(步骤S250)，将使发动机22的燃料喷射控制、点火控制开始的控制信号(运转开始信号)发送至发动机ECU24(步骤S260)，执行步骤S310的处理而使驱动控制例程结束。通过这样的控制，能够一边使停止的发动机22起动一边在蓄电池50的控制用输入输出限制Win、Wout的范围内从电动机MG2向作为驱动轴的环形齿轮轴32a输出要求转矩Tr*而进行行驶。

在步骤S210中判定为发动机22未运转停止、即正在运转时，将要求动力Pe*与用于使发动机22运转停止的阈值Pstop进行比较(步骤S280)。此处，阈值Pstop可使用能够使发动机22比较高效地运转的动力区域的下限值附近的值，但为了不频繁地进行发动机22的起动和运转停止，优选使用比用于使前述的发动机22起动的阈值Pstart小的值。

要求动力Pe*为阈值Pstop以上时，判断为使发动机22的运转继续，根据要求动力Pe*设定作为应使发动机22运转的运转点的目标转速Ne*和目标转矩Te*，并将它们发送至发动机ECU24(步骤S290)。发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*的设定根据使发动机22高效地工作的工作线和要求动力Pe*进行。图9中示出发动机22的工作线的一例、设定目标转速Ne*和目标转矩Te*的方式。如图所示，目标转速Ne*和目标转矩Te*能够通过工作线与要求动力Pe*(Ne*×Te*)为一定的曲线的交点求出。接收到目标转速Ne*和目标转矩Te*的发动机ECU24进行发动机22的吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制等的控制以使发动机22在由目标转速Ne*和目标转矩Te*表示的运转点进行运转。

接着，使用发动机22的目标转速Ne*、电动机MG2的转速Nm2、动力分配综合机构30的齿轮比ρ和减速齿轮35的齿轮比Gr并通过下式(9)计算电动机MG1的目标转速Nm1*，并且根据计算出的目标转速Nm1*、输入的电动机MG1的转速Nm1、发动机22的目标转矩Te*和动力分配综合机构30的齿轮比ρ并通过式(10)计算电动机MG1的转矩指令Tm1*而将该转矩指令Tm1*发送至电动机ECU40(步骤S300)，执行步骤S310以后的处理而使驱动控制例程结束。图10中示出表示在从发动机22输出动力的状态下行驶时的动力分配综合机构30的旋转要素的转速和转矩的力学关系的共线图的一例。图中，R轴上的2条粗线箭头表示从电动机MG1输出的转矩Tm1作用于环形齿轮轴32a的转矩、及从电动机MG2输出的转矩Tm2经由减速齿轮35作用于环形齿轮轴32a的转矩。式(9)若使用该共线图则能够容易地导出。式(10)中，右边第二项的“k1”是比例项的增益，右边第3项的“k2”是积分项的增益。通过这种控制，能够在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内使发动机22高效地运转而向作为驱动轴的环形齿轮轴32a输出要求转矩Tr*而进行行驶。

Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ)     (9)

Tm1*＝-ρ·Te*/(1+ρ)+k1·(Nm1*-Nm1)+k2·∫(Nm1*-Nm1)dt     (10)

在步骤S280中要求动力Pe*小于阈值Pstop时，判断为使发动机22运转停止，执行前述的步骤S190以后的处理而使驱动控制例程结束。

在步骤S170中要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围外时，判断为不能仅通过从电动机MG2向环形齿轮32a输入输出的转矩提供要求转矩Tr*，判定发动机22是否运转停止(步骤S270)，在判定为发动机22未运转停止即正在运转时，判断为继续发动机22的运转，执行前述的步骤S290以后的处理而使驱动控制例程结束，在判定为发动机22处于运转停止时，判断为使发动机22起动，执行步骤S240以后的处理而使驱动控制例程结束。即，在要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围外时，控制发动机22和电动机MG1、MG2以伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶。实施例中，如前所述，在处于第一连接状态、第二连接状态时，设定比从属切断状态时绝对值大的控制用输入输出限制Win、Wout并且设定绝对值大的电动行驶容许转矩Tmin、Tmax，因此在蓄电量条件成立前处于第一连接状态、第二连接状态时，能够比蓄电量条件成立以后抑制通过要求转矩Tr*使发动机22起动的情况。

在步骤S150中车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时，判断为发动机22的间歇运转被禁止，判定发动机22是否运转停止(步骤S270)，在判定为发动机22未运转停止即正在运转时，判断为继续发动机22的运转，执行前述的步骤S290以后的处理而使驱动控制例程结束，在判定为发动机22处于运转停止时，判断为使发动机22起动，执行步骤S240以后的处理而使驱动控制例程结束。即，车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时，控制发动机22和电动机MG1、MG2以伴随着发动机22的运转而进行行驶。实施例中，如前所述，在蓄电量条件标志F为值0时(蓄电量条件成立前)且车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，以要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内为条件与要求动力Pe*无关地以仅利用从电动机MG2输入输出的动力而进行行驶的电动行驶进行行驶(使电动行驶优先而进行行驶)的情况中，蓄电量条件标志F为值0时，与蓄电量条件标志F为值1时相比设定高的车速V1作为间歇运转禁止车速Vpr，因此未禁止发动机22的间歇运转的车速的上限提高，因此能够使发动机22运转停止而使电动行驶更优先地进行行驶。另外，蓄电量条件标志F为值1时，设定比较低的车速V2为间歇运转禁止车速V2，因此，能够进一步抑制在高车速下使发动机22运转停止所产生的不良情况，例如，能够进一步抑制在高车速下的与驾驶者的加速要求相对应的响应性的降低、进行发动机22、净化来自发动机22的排气的净化装置、检测这些状态的传感器等的异常诊断的机会的减少等。

根据以上说明的实施例的混合动力汽车20，在主蓄电池50的蓄电量SOC1成为规定值Sref1以下并且从属蓄电池60、62的蓄电量SOC2、SOC3成为规定值Sref2、Sref3以下的蓄电量条件成立前，与蓄电量条件成立以后相比，设定高的车速V1为间歇运转禁止车速Vpr，在车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以伴随发动机22的运转的继续而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*输出至作为驱动轴的环形齿轮32a，在车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以使仅利用从电动机MG2输入输出的动力而进行行驶的电动行驶优先并在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*输出至环形齿轮32a，因此，在蓄电量条件成立前，能够进一步进行电动行驶。另外，在蓄电量条件成立以后，与蓄电量条件成立前相比设定低的车速V2作为间歇运转禁止车速Vpr，在车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以伴随发动机22的运转的继续而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*输出至环形齿轮32a，在车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以伴随发动机22的间歇运转而在控制用输入输出限制Win、Wout(该情况下为主蓄电池50的输入输出限制Win1、Wout1)的范围内将要求转矩Tr*输出至环形齿轮32a，因此能够进一步抑制在高车速下使发动机22运转停止所产生的不良情况。

在实施例的混合动力汽车20中，在蓄电量条件成立前，在车速V小于间歇运转禁止车速Vpr且要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内时，与要求动力Pe*无关地，在使发动机22运转停止的状态下从电动机MG2向环形齿轮轴32a输出要求转矩Tr*而进行行驶，但即使在蓄电量条件成立前，也可以在电动行驶优先取消开关89(使电动行驶的优先解除的开关)开启时伴随发动机22的间歇运转而进行行驶。图11中示出该情况下的驱动控制例程的一例。该例程取代步骤S100的处理而执行步骤S100b的处理且追加步骤S500的处理，除此之外与图4的驱动控制例程相同。因此，对于相同的处理标注相同的步骤编号，省略详细的说明。在图11的驱动控制例程中，与图4的驱动控制例程的步骤S100的处理同样地输入油门开度Acc、车速V、发动机22的转速Ne、电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2、控制用输入输出限制Win、Wout、蓄电量条件标志F，并且输入来自电动行驶优先取消开关89的开关信号SW等(步骤S100b)。并且，在步骤S180中蓄电量条件标志F为值0时，通过检查开关信号SW而判定电动行驶优先取消开关89是否开启(是否指示解除电动行驶优先)(步骤S500)，在电动行驶优先取消开关89为关闭时执行步骤S190以后的处理，在电动行驶优先取消开关89为开启时执行步骤S210以后的处理。由此，在蓄电量条件成立前，在电动行驶优先取消开关89为关闭时使电动行驶优先而进行行驶，在电动行驶优先开关89开启时伴随着发动机22的间歇运转而进行行驶。

在实施例的混合动力汽车20中，具备电动行驶优先取消开关89，但也可以不具备。

在实施例的混合动力汽车20中，对使用来自外部电源100的电力对主蓄电池50、从属蓄电池60、62充分充电的状态下进行***起动而行驶时的动作进行说明，但不限于在该状态下进行***起动而行驶时，也可以在主蓄电池50、从属蓄电池60、62的蓄电量SOC1、SOC2、SOC3比较高的状态下进行***起动而行驶时，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以与实施例同样地进行行驶。

在实施例的混合动力汽车20中，在蓄电量条件成立前车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，在要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内时控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以仅利用来自电动机MG2的动力而进行行驶，在要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围外时，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶，但也可以与要求转矩Tr*是否处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内无关地，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以仅利用来自电动机MG2的动力进行行驶。另外，实施例的混合动力汽车20中，在蓄电量条件成立以后车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以在要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内时伴随与要求动力Pe*相对应的发动机22的间歇运转而进行行驶，在要求转矩Tr*处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围外时，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶，但也可以与要求转矩Tr*是否处于电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的范围内无关地控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65以伴随与要求动力Pe*相对应的发动机22的间歇运转而进行行驶。

实施例的混合动力汽车20中，具备主蓄电池50、主侧升压电路55、从属蓄电池60、62和从属侧升压电路65，但从属蓄电池不限于2个，也可以具备1个或3个以上。另外，也可以不具备从属蓄电池60、62、从属侧升压电路65。在不具备从属蓄电池60、62、从属侧升压电路65的情况下，在主蓄电池50的蓄电量SOC1为比较高的状态下进行***起动而行驶时，与实施例同样地行驶，即，在蓄电量SOC成为规定值Sref1以下的蓄电量条件成立前，设定车速V1作为间歇运转禁止车速Vpr，在蓄电量条件成立以后设定比车速V1低的车速V2作为间歇运转禁止车速Vpr，在蓄电量条件成立前车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55以使电动行驶优先而进行行驶，在蓄电量条件成立以后车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，控制发动机22、电动机MG1、MG2以伴随发动机22的间歇运转而进行行驶，在车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时控制发动机22、电动机MG1、MG2和主侧升压电路55以与是否处于蓄电量条件成立前无关地使发动机22的运转继续而进行行驶即可。

实施例的混合动力汽车20中，虽然具备使来自主蓄电池50的电力升压而向逆变器41、42供给的主侧升压电路55，但也可以不具备主侧升压电路55。

实施例的混合动力汽车20中，设为经由减速齿轮35在作为驱动轴的环形齿轮轴32a上安装电动机MG2，但也可以取代减速齿轮35而经由2级变速、3级变速，4级变速等变速机在环形齿轮轴32a上安装电动机MG2。

实施例的混合动力汽车20中，将电动机MG2的动力通过减速齿轮35变速而向环形齿轮轴32a输出，但也可以如图12的变形例的混合动力汽车120所例示的，将电动机MG2的动力向与环形齿轮轴32a所连接的车轴(驱动轮39a、39b所连接的车轴)不同的车轴(图12中的车轮39c、39d所连接的车轴)输出。

实施例的混合动力汽车20中，设为具备发动机22、动力分配综合机构30和电动机MG1、MG2的构成，但只要是具备能够进行行驶用的动力输出的发动机和能够输出行驶用的动力的电动机且伴随着发动机的间歇运转而进行行驶的混合动力车，就可以是任意构成的混合动力车。

另外，不限于应用于这种汽车的方式，也可以是火车等除汽车以外的混合动力车的方式。进而，也可以是这种混合动力车的控制方法的方式。

对实施例的主要要素和发明内容一栏所记载的发明的主要要素之间的对应关系进行说明。实施例中，发动机22相当于“内燃机”，电动机MG1相当于“发电机”，电动机MG2相当于“电动机”，主蓄电池50相当于“蓄电单元”，车速传感器88相当于“车速检测单元”，执行根据油门开度Acc和车速V设定要求转矩Tr*的图4的驱动控制例程的步骤S110的处理的混合动力用电子控制单元70相当于“要求驱动力设定单元”，执行图4的驱动控制例程的步骤S120～S140的处理的混合动力用电子控制单元70相当于“间歇运转禁止车速设定单元”，所述图4的驱动控制例程的步骤S120～S140的处理为：在主蓄电池50的蓄电量SOC1为规定值Sref1以下并且从属蓄电池60、62的蓄电量SOC2、SOC3为规定值Sref2、Sref3以下的蓄电量条件成立之前设定车速V1作为间歇运转禁止车速Vpr，在蓄电量条件成立以后设定比车速V1低的车速V2为间歇运转禁止车速Vpr，执行图4的驱动控制例程的步骤S150～S350的处理的混合动力用电子控制单元70、ECU24和ECU40相当于“控制单元”，所述图4的驱动控制例程的步骤S150～S350的处理为：在车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时为了伴随发动机22的运转的继续而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*向作为驱动轴的环形齿轮32a输出，设定发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*而向发动机ECU24发送，或将运转开始信号向发动机ECU24发送，并且设定电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*而向电动机ECU40发送，为了在蓄电量条件成立前车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时使仅利用从电动机MG2输入输出的动力而进行行驶的电动行驶和伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶的混合动力行驶中的电动行驶优先，在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*向作为驱动轴的环形齿轮32a输出，而将运转停止信号、运转开始信号向发动机ECU24发送，或设定发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*而向发动机ECU24发送，并且设定电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*，Tm2*而向电动机ECU40发送，在蓄电量条件成立以后为了伴随发动机22的间歇运转而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*向作为驱动轴的环形齿轮32a输出，将运转停止信号、运转开始信号向发动机ECU24发送，或设定发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*而向发动机ECU24发送，并且设定电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*而向电动机ECU40发送，为了使高电压***的电压VH成为目标电压VH*，而控制主侧升压电路55，并且为了使从连接侧从属蓄电池(从属蓄电池60、62中的与从属侧升压电路65连接的从属蓄电池)向逆变器41、42侧供给的电力Pbs成为目标充放电电力Pbs*而控制从属侧升压电路65，所述ECU24根据目标转速Ne*、目标转矩Te*而控制发动机22，或根据目标转速Ne*、自立运转信号控制发动机22，或根据运转开始信号、运转停止信号使发动机22的控制开始或进行运转停止，所述电动机ECU40根据转矩指令Tm1*、Tm2*控制电动机MG1、MG2。另外，充电器90相当于“充电单元”，电动行驶优先取消开关89相当于“解除指示开关”，执行图4的驱动控制例程的步骤S160的处理的混合动力用电子控制单元70相当于“驱动力限制设定单元”，所述图4的驱动控制例程的步骤S160的处理通过将控制用输入输出限制Win、Wout除以电动机MG2的转速Nm2而计算电动行驶容许转矩Tmin、Tmax，主侧升压电路55相当于“第一电压变换单元”，从属蓄电池60相当于“第二蓄电单元”，从属蓄电池62相当于“第三蓄电单元”，从属侧升压电路65相当于“第二电压变换单元”。

此处，作为“内燃机”，不限于通过汽油或轻油等烃系的燃料而输出动力的内燃机，只要是氢发动机等能够输出行驶用的动力的内燃机，则可以是任意类型的内燃机。

作为“发电机”，不限于作为同步发电电动机构成的电动机MG1，只要是感应电动机等能够使用来自内燃机的动力进行发电的发电机，则也可以是任意类型的发电机。作为“电动机”，不限于作为同步发电电动机构成的电动机MG2，只要是感应电动机等能够输入输出行驶用的动力的发电机，则也可以是任意类型的发电机。作为“蓄电单元”，不限于作为锂离子二次电池构成的主蓄电池50，只要是镍氢电池、铅蓄电池、电容器等能够与发电机、电动机进行电力的交换的装置，则也可以是任意的装置。作为“车速检测单元”，不限于车速传感器88，只要是根据作为驱动轴的环形齿轮轴32a的转速算出车速V的装置、根据来自安装于驱动轮39a、39b、从动轮的车轮速传感器的信号运算车速V的装置等检测车速的装置，则可以是任意的装置。作为“要求驱动力设定单元”，不限于根据油门开度Acc和车速V设定要求转矩Tr*的装置，只要是在仅根据油门开度Acc设定要求转矩的装置、行驶路径预先设定的装置中根据行驶路径中的行驶位置设定要求转矩的装置等设定行驶所要求的要求驱动力的装置，则也可以是任意的装置。作为“间歇运转禁止车速设定单元”，不限于如下单元：在主蓄电池50的蓄电量SOC1为规定值Sref1以下并且从属蓄电池60、62的蓄电量SOC2、SOC3成为规定值Sref2、Sref3以下的蓄电量条件成立前，设定车速V1作为间歇运转禁止车速Vpr，在蓄电量条件成立以后设定比车速V1低的车速V2作为间歇运转禁止车速Vpr，只要是在主蓄电池50的蓄电量SOC1为规定值Sref1以下时蓄电量条件成立的单元等、在***起动后蓄电单元成为规定的低蓄电量状态的蓄电量条件成立前设定第一车速作为禁止内燃机的间歇运转的间歇运转禁止车速，在蓄电量条件成立以后，设定比第一车速低的第二车速作为间歇运转禁止车速，则可以是任意的单元。作为“控制单元”，不限于由混合动力用电子控制单元70、发动机ECU24和电动机ECU40构成的组合，也可以是由单一的电子控制单元构成的装置等。另外，作为“控制单元”，不限于如下的单元：在车速V为间歇运转禁止车速Vpr以上时，以伴随发动机22的运转的继续而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*输出至作为驱动轴的环形齿轮32a的方式控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65，在蓄电量条件成立前车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时，以使仅利用从电动机MG2输入输出的动力而进行行驶的电动行驶和伴随来自发动机22的动力的输出而进行行驶的混合动力行驶中的电动行驶优先而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*输出至作为驱动轴的环形齿轮32a的方式控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65，在蓄电量条件成立以后且车速V小于间歇运转禁止车速Vpr时以伴随发动机22的间歇运转而在控制用输入输出限制Win、Wout的范围内将要求转矩Tr*向作为驱动轴的环形齿轮32a输出的方式控制发动机22、电动机MG1、MG2、主侧升压电路55和从属侧升压电路65，只要是如下单元则可以是任意的单元：在车速为间歇运转禁止车速以上时以使内燃机的运转继续而通过基于要求驱动力的驱动力进行行驶的方式控制内燃机、发电机和电动机，在蓄电量条件成立前车速小于间歇运转禁止车速时，以使仅利用从电动机输入输出的动力而进行行驶的电动行驶和伴随来自内燃机的动力的输出而进行行驶的混合动力行驶中的电动行驶优先而通过基于要求驱动力的驱动力进行行驶的方式控制内燃机、发电机和电动机，在蓄电量条件成立以后车速小于间歇运转禁止车速时，以伴随内燃机的间歇运转而通过基于要求驱动力的驱动力进行行驶的方式控制内燃机、发电机和电动机。作为“充电单元”，不限于充电器90，只要是在与车外的电源即外部电源连接时能够利用来自外部电源的电力对蓄电单元进行充电的装置，则可以是任意的装置。作为“解除指示开关”，不限于电动行驶优先取消开关89，只要是指示解除电动行驶优先的装置，则可以是任意的装置。作为“驱动力限制设定单元”，不限于通过将控制用输入输出限制Win、Wout除以电动机MG2的转速Nm2而计算电动行驶容许转矩Tmin、Tmax的单元，只要是根据蓄电单元的输入输出限制而设定电动机的驱动力限制的单元，则可以是任意的单元。作为“第一电压变换单元”，不限于主侧升压电路55，只要是与蓄电单元所连接的第一低电压***的电力线和发电机的驱动电路及电动机的驱动电路所连接的高电压***的电力线连接，能够使来自蓄电单元的电力升压而向高压***的电力线供给的单元，则可以是任意的单元。作为“第二蓄电单元”，不限于作为锂离子二次电池而构成的从属蓄电池60，只要是镍氢电池、铅蓄电池、电容器等能够充放电的装置，则可以是任意的装置。作为“第三蓄电单元”，不限于作为锂离子二次电池构成的从属蓄电池62，只要是镍氢电池、铅蓄电池、电容器等能够充放电的装置，则可以是任意的装置。作为“第二电压变换单元”，不限于从属侧升压电路65，只要是如下单元，则可以是任意的单元：与第二蓄电单元及第三蓄电单元分别经由继电器而连接的第二低电压***的电力线和高电压***的电力线连接，能够使来自第二蓄电单元和第三蓄电单元中的与第二低电压***连接的蓄电单元的电力升压而向高电压***的电力线供给。

此外，关于实施例的主要要素和发明内容一栏所记载的发明的主要要素之间的对应关系，实施例是具体地对用于实施发明内容一栏所记载的发明的方式进行说明的一例，因此不限定发明内容一栏所记载的发明的要素。即，对于发明内容一栏所记载的发明的解释应根据该栏的记载而进行，实施例只不过是发明内容一栏所记载的发明的具体的一例。

以上，对于用于实施本发明的方式使用实施例进行了说明，但本发明完全不限于这种实施例，在不脱离本发明的要旨的范围内能够以各种方式实施，这是不言而喻的。

工业实用性

本发明能够利用于混合动力车的制造产业等。

Claims (2)

1.一种混合动力车辆，包括：

内燃机；

电动机；及

蓄电池，与所述电动机进行电力的交换，

所述混合动力车辆通过来自外部电源的电力进行所述蓄电池的充电，

所述混合动力车辆具备混合动力行驶模式和电动机行驶模式，在混合动力行驶模式下使发动机运转，在电动机行驶模式下停止发动机并以电动机的输出功率进行行驶，

所述混合动力车辆具备SOC处于从规定值到外部充电后的值的范围内的第一状况、和SOC处于低于规定值的范围内的第二状况，

在所述第一状况下，所述混合动力车辆以混合动力行驶模式或电动机行驶模式进行行驶，在第一车速以上时不停止内燃机而行驶，

在所述第二状况下，所述混合动力车辆以混合动力行驶模式或电动机行驶模式进行行驶，在第二车速以上时不停止内燃机而行驶，

所述第一车速比所述第二车速高。

2.如权利要求1所述的混合动力车辆，其中，

在所述第一状况下与所述第二状况相比更选择电动机行驶模式。