CN108394279A - 混合动力汽车 - Google Patents

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Abstract

提供一种混合动力汽车，在关闭了变换器的状态下一边使发动机运转一边行驶时，抑制变换器的直流侧电压变得低于适合转换器的控制的容许下限电压。以一边在比容许下限电压高的控制用下限电压以上的范围内调节高电压侧电力线的电压一边行驶的方式，控制发动机、第一变换器、第二变换器及升降压转换器。并且，在关闭了第一变换器及第二变换器的状态下一边使发动机运转一边行驶的规定行驶时，以通过高电压侧电力线的电压在控制用下限电压以上的范围内变得低于第一电动机的反电动势而从第一电动机经由行星齿轮向驱动轴输出转矩来行驶的方式，控制发动机和升降压转换器。并且，在规定行驶时，与不是规定行驶时相比，提高控制用下限电压。

Description

混合动力汽车
技术领域
本发明涉及混合动力汽车。
背景技术
以往，作为这种混合动力汽车，提出了一种如下的混合动力汽车，其具备：发动机；第一电动机；行星齿轮机构，发动机、第一电动机及连结于驱动轮的输出部件连接于齿轮架、太阳轮及齿圈；第二电动机，连接于输出部件；变换器，驱动第一电动机及第二电动机；蓄电池；及转换器，设置于变换器与蓄电池之间(例如，参照专利文献1)。在该混合动力汽车中，在关闭了变换器的状态下一边使发动机运转一边行驶时，基于变换器的直流侧电压、输出部件的转速及加速器操作量，以使伴随于第一电动机的旋转而产生的反电动势高于变换器的直流侧电压的方式控制发动机。通过这样的控制来调节以第一电动机的反电动势为起因的制动转矩，并调节该制动转矩的反力转矩(在输出部件产生的驱动转矩)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP2013-203116A
发明内容
发明所要解决的课题
在这样的混合动力汽车中，在关闭了变换器的状态下一边使发动机运转一边行驶的无变换器行驶时，与一边利用变换器驱动第一电动机及第二电动机并且使发动机运转一边行驶的通常行驶时相比，转换器的控制延迟等的影响容易变大，变换器的直流侧电压的变动容易变大。因而，在无变换器行驶时，若使变换器的直流侧电压的控制用下限电压(比适合转换器的控制的容许下限电压高的电压)与通常行驶时相同，则变换器的直流侧电压有可能变得低于容许下限电压，有可能无法适当地调节变换器的直流侧电压，反力转矩(驱动转矩)的变动有可能变大。
本发明的混合动力汽车的主要目的在于，在关闭了变换器的状态下一边使发动机运转一边行驶时，抑制变换器的直流侧电压变得低于适合转换器的控制的容许下限电压。
用于解决课题的技术方案
本发明的混合动力汽车为了达成上述的主要目的而采取了以下的技术方案。
本发明的混合动力汽车具备：
发动机；
第一电动机，伴随于旋转而产生反电动势；
行星齿轮，三个旋转要素与所述第一电动机、所述发动机及连结于驱动轮的驱动轴这三个轴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连接；
第二电动机，连接于所述驱动轴；
第一变换器，驱动所述第一电动机；
第二变换器，驱动所述第二电动机；
蓄电装置；
升降压转换器，连接于与所述蓄电装置连接的低电压侧电力线和与所述第一变换器及所述第二变换器连接的高电压侧电力线，在所述低电压侧电力线与所述高电压侧电力线之间伴随着电压的变更而进行电力的交换；及
控制装置，以一边在控制用下限电压以上的范围内调节所述高电压侧电力线的电压一边行驶的方式，控制所述发动机、所述第一变换器、所述第二变换器及所述升降压转换器，所述控制用下限电压高于容许下限电压，
其要旨在于，
在关闭了所述第一变换器及所述第二变换器的状态下一边使所述发动机运转一边行驶的规定行驶时，所述控制装置以通过所述高电压侧电力线的电压在所述控制用下限电压以上的范围内变得低于所述第一电动机的反电动势而从所述第一电动机经由所述行星齿轮向所述驱动轴输出转矩来行驶的方式，控制所述发动机和所述升降压转换器，
而且，在所述规定行驶时，与不是所述规定行驶时相比，所述控制装置提高所述控制用下限电压。
在本发明的混合动力汽车中，以一边在比容许下限电压高的控制用下限电压以上的范围内调节高电压侧电力线的电压一边行驶的方式，控制发动机、第一变换器、第二变换器及升降压转换器。“容许下限电压”是适合升降压转换器的控制(能够适当地调节高电压侧电力线的电压)的电压范围的下限。并且，在关闭了第一变换器及第二变换器的状态下一边使发动机运转一边行驶的规定行驶时，以通过高电压侧电力线的电压在控制用下限电压以上的范围内变得低于第一电动机的反电动势而从第一电动机经由行星齿轮向驱动轴输出转矩来行驶的方式，控制发动机和升降压转换器。在第一变换器及第二变换器的直流侧电压低于第一电动机的反电动势时，会在第一电动机产生以反电动势为起因的再生转矩，能够将基于该再生转矩的驱动转矩向驱动轴输出来行驶。并且，在规定行驶时，与不是规定行驶时相比，提高控制用下限电压。由此，与在规定行驶时使控制用下限电压成为与不是规定行驶时相同的值相比，能够抑制高电压侧电力线的电压变得低于容许下限电压。其结果，能够抑制无法适当地调节高电压侧电力线的电压的情况，并抑制驱动转矩的变动变大。
在这样的本发明的混合动力汽车中，也可以是，在所述规定行驶时，所述控制装置以在加速器操作量大时与加速器操作量小时相比所述高电压侧电力线的电压变低的方式，控制所述升降压转换器。这样，在加速器操作量大时，与加速器操作量小时相比，能够增大第一电动机的反电动势与高电压侧电力线的电压的电压差而增大第一电动机的再生转矩，进而增大驱动转矩。
另外，在本发明的混合动力汽车中，也可以是，在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得低于所述控制用下限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以比所述高电压侧电力线的电压为所述控制用下限电压以上时大的转速旋转的方式，控制所述发动机。这样，在高电压侧电力线的电压变得低于控制用下限电压时，能够增大第一电动机的反电动势而抑制高电压侧电力线的电压进一步变低，同时增大驱动转矩。
在该情况下，也可以是，在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得低于所述控制用下限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以所述高电压侧电力线的电压越低则越大的转速旋转的方式，控制所述发动机。这样，在高电压侧电力线的电压变得低于控制用下限电压时，能够更适当地抑制高电压侧电力线的电压进一步变低，同时更适当地增大驱动转矩。
在本发明的混合动力汽车中，也可以是，无论是否处于所述规定行驶时，所述控制装置都以在所述控制用下限电压以上且控制用上限电压以下的范围内调节所述高电压侧电力线的电压的方式，控制所述升降压转换器，所述控制用上限电压低于容许上限电压，并且，在所述规定行驶时，与不是所述规定行驶时相比，所述控制装置降低所述控制用上限电压。这样，与在规定行驶时使控制用上限电压成为与不是规定行驶时相同的值相比，能够抑制高电压侧电力线的电压变得高于容许上限电压。其结果，能够抑制无法适当地调节高电压侧电力线的电压的情况，并抑制驱动转矩的变动变大。
在该情况下，也可以是，在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得高于所述控制用上限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以比所述高电压侧电力线的电压为所述控制用上限电压以下时小的转速旋转的方式，控制所述发动机。这样，在高电压侧电力线的电压变得高于控制用上限电压时，能够减小第一电动机的反电动势而抑制高电压侧电力线的电压进一步变高，同时减小驱动转矩。
在该情况下，也可以是，在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得高于所述控制用上限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以所述高电压侧电力线的电压越高则越小的转速旋转的方式，控制所述发动机。这样，在高电压侧电力线的电压变得高于控制用上限电压时，能够更适当地抑制高电压侧电力线的电压进一步变高，同时更适当地减小驱动转矩。
附图说明
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。
图2是示出包括电动机MG1、MG2的电机驱动***的结构的概略的结构图。
图3是示出由实施例的HVECU70执行的无变换器行驶时控制例程的一例的流程图。
图4是示出在无变换器行驶时电动机MG1的反电动势Vcef高于高电压侧电力线54a的电压VH时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。
图5是示出加速器开度Acc与高电压侧电力线54a的目标电压VH*的关系的一例的说明图。
图6是示出值(VHcmin-VH)与修正转速α的关系的一例的说明图。
图7是示出值(VH-VHcmax)与修正转速β的关系的一例的说明图。
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。
[实施例]
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是示出包括电动机MG1、MG2的电机驱动***的结构的概略的结构图。如图所示，实施例的混合动力汽车20具备发动机22、行星齿轮30、电动机MG1、MG2、变换器41、42、升降压转换器55、作为蓄电装置的蓄电池50、***主继电器56及混合动力用电子控制单元(以下，称作“HVECU”)70。
发动机22构成为将汽油或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。
虽然未图示，但发动机ECU24构成为以CPU为中心的微型处理器，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，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等。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。发动机ECU24经由通信端口与HVECU70连接。发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器23的曲轴角θcr来运算发动机22的转速Ne。
行星齿轮30构成为单小齿轮式的行星齿轮机构。行星齿轮30的太阳轮与电动机MG1的转子连接。行星齿轮30的齿圈与经由差速齿轮38连结于驱动轮39a、39b的驱动轴36连接。行星齿轮30的齿轮架经由阻尼器28与发动机22的曲轴26连接。
电动机MG1构成为具有埋入有永磁体的转子和卷绕有三相线圈的定子的同步发电电动机，如上所述，转子连接于行星齿轮30的太阳轮。电动机MG2与电动机MG1同样地构成为同步发电电动机，转子连接于驱动轴36。
变换器41、42用于驱动电动机MG1、MG2。如图2所示，变换器41连接于高电压侧电力线54a，具有六个晶体管T11～T16和与六个晶体管T11～T16分别并联连接的六个二极管D11～D16。晶体管T11～T16分别以相对于高电压侧电力线54a的正极侧线和负极侧线成为源侧和漏侧的方式各两个地成对配置。另外，晶体管T11～T16的成对的晶体管彼此的连接点各自与电动机MG1的三相线圈(U相、V相、W相)中的各相线圈连接。因此，在变换器41上作用有电压时，通过由电动机用电子控制单元(以下，称作“电动机ECU”)40调节成对的晶体管T11～T16的导通时间的比例，而在三相线圈形成旋转磁场，驱动电动机MG1旋转。变换器42与变换器41同样地连接于高电压侧电力线54a，且具有六个晶体管T21～T26和六个二极管D21～D26。并且，在变换器42上作用有电压时，通过由电动机ECU40调节成对的晶体管T21～T26的导通时间的比例，而在三相线圈形成旋转磁场，驱动电动机MG2旋转。
升降压转换器55连接于高电压侧电力线54a和低电压侧电力线54b，具有两个晶体管T31、T32、与两个晶体管T31、T32分别并联连接的两个二极管D31、D32及电抗器L。晶体管T31连接于高电压侧电力线54a的正极侧线。晶体管T32连接于晶体管T31和高电压侧电力线54a及低电压侧电力线54b的负极侧线。电抗器L连接于晶体管T31、T32彼此的连接点和低电压侧电力线54b的正极侧线。升降压转换器55通过由电动机ECU40调节晶体管T31、T32的导通时间的比例，而将低电压侧电力线54b的电力升压并向高电压侧电力线54a供给，或者将高电压侧电力线54a的电力降压并向低电压侧电力线54b供给。在高电压侧电力线54a的正极侧线和负极侧线安装有平滑用的电容器57，在低电压侧电力线54b的正极侧线和负极侧线安装有平滑用的电容器58。
虽然未图示，但电动机ECU40构成为以CPU为中心的微型处理器，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。如图1所示，经由输入端口向电动机ECU40输入对电动机MG1、MG2和升降压转换器55进行驱动控制所需的来自各种传感器的信号。作为向电动机ECU40输入的信号，例如可以举出来自检测电动机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、来自检测流向电动机MG1、MG2的各相的电流的电流传感器45u、45v、46u、46v的相电流Iu1、Iv1、Iu2、Iv2。另外，也可以举出来自安装于电容器57的端子间的电压传感器57a的电容器57(高电压侧电力线54a)的电压(高电压侧电压)VH、来自安装于电容器58的端子间的电压传感器58a的电容器58(低电压侧电力线54b)的电压(低电压侧电压)VL。从电动机ECU40经由输出端口输出用于对电动机MG1、MG2和升降压转换器55进行驱动控制的各种控制信号。作为从电动机ECU40输出的信号，例如可以举出对于变换器41、42的晶体管T11～T16、T21～T26的开关控制信号、对于升降压转换器55的晶体管T31、T32的开关控制信号。电动机ECU40经由通信端口与HVECU70连接。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的电角度θe1、θe2、角速度ωm1、ωm2、转速Nm1、Nm2。
蓄电池50构成为例如额定电压为250V、280V、300V等的锂离子二次电池或镍氢二次电池，连接于低电压侧电力线54b。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进行管理。
虽然未图示，但蓄电池ECU52构成为以CPU为中心的微型处理器，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，例如可以举出来自安装于蓄电池50的端子间的电压传感器51a的蓄电池50的电压Vb、来自安装于蓄电池50的输出端子的电流传感器51b的蓄电池50的电流Ib、来自安装于蓄电池50的温度传感器51c的蓄电池50的温度Tb。蓄电池ECU52经由通信端口与HVECU70连接。蓄电池ECU52基于来自电流传感器51b的蓄电池50的电流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。
***主继电器56设置于低电压侧电力线54b的比电容器58靠蓄电池50侧处。该***主继电器56通过由HVECU70进行通断控制，而进行蓄电池50与升降压转换器55侧的连接及连接的解除。
虽然未图示，但HVECU70构成为以CPU为中心的微型处理器，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，例如可以举出来自点火开关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。另外，也可以举出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。此外，作为档位SP，有驻车档(P档)、后退档(R档)、空档(N档)、前进档(D档)等。如上所述，HVECU70经由通信端口与发动机ECU24、电动机ECU40及蓄电池ECU52连接。
在这样构成的实施例的混合动力汽车20中，以一边使发动机22运转一边行驶的混合动力行驶(HV行驶)模式和不使发动机22运转地行驶的电动行驶(EV行驶)模式等进行行驶。
在HV行驶模式下，HVECU70基于加速器开度Acc和车速V来设定对驱动轴36要求的要求转矩Td*，将所设定的要求转矩Td*乘以驱动轴36的转速Nd(电动机MG2的转速Nm2)来计算对驱动轴36要求的要求功率Pd*。接下来，从要求功率Pd*减去基于蓄电池50的蓄电比例SOC的充放电要求功率Pb*(从蓄电池50放电时为正的值)来设定对发动机22要求的要求功率Pe*。接着，以从发动机22输出要求功率Pe*并且向驱动轴36输出要求转矩Td*的方式，设定发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*和电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*。接下来，对高电压侧电力线54a的控制用上下限电压VHcmax、VHcmin分别设定规定电压VHcmax1、VHcmin1，在该控制用上下限电压VHcmax、VHcmin的范围内，以电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*的绝对值或转速Nm1、Nm2的绝对值越大则越大的方式设定驱动电压***电力线54a的目标电压VH*。关于规定电压VHcmax1、VHcmin1将在后面描述。然后，将发动机22的目标转速Ne*、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*、高电压侧电力线54a的目标电压VH*向电动机ECU40发送。发动机ECU24以使发动机22基于目标转速Ne*和目标转矩Te*来运转的方式，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以使电动机MG1、MG2按照转矩指令Tm1*、Tm2*被驱动的方式进行变换器41、42的晶体管T11～T16、T21～T26的开关控制，并且以使高电压侧电力线54a的电压VH成为目标电压VH*的方式进行升降压转换器55的晶体管T31、T32的开关控制。
在此，对规定电压VHcmax1、VHcmin1进行说明。规定电压VHcmax1使用比容许上限电压VHpmax低数V～数十V左右的电压，规定电压VHcmin1使用比容许下限电压VHpmin高数V～数十V左右的电压。容许上限电压VHpmax是适合升降压转换器55的控制(能够适当地调节高电压侧电力线54a的电压VH)的电压VH的范围的上限，例如使用将低电压侧电力线54b的电压VL除以作为考虑死区时间(dead time)等而能够确保晶体管T31、T32的控制性的占空比(低电压侧电力线54b的电压VL/高电压侧电力线54a的目标电压VH*)的范围的下限的下限占空比Dlo而得到的值(VL/Dlo)和考虑升降压转换器55的各元件的耐压、与晶体管T31、T32的开关相伴的浪涌电压等而确定的零件保护电压中的最小值。容许下限电压VHpmin是适合升降压转换器55的控制(能够适当地调节高电压侧电力线54a的电压VH)的电压VH的范围的下限，例如使用将低电压侧电力线54b的电压VL除以作为考虑死区时间等而能够确保晶体管T31、T32的控制性的占空比的范围的上限的上限占空比Dhi而得到的值(VL/Dhi)。
在EV行驶模式下，HVECU70基于加速器开度Acc和车速V来设定要求转矩Td*，对电动机MG1的转矩指令Tm1*设定值0，并且以向驱动轴36输出要求转矩Td*的方式设定电动机MG2的转矩指令Tm2*。接下来，与HV行驶模式同样地设定高电压侧电力线54a的控制用上下限电压VHcmax、VHcmin及目标电压VH*。然后，将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*、高电压侧电力线54a的目标电压VH*向电动机ECU40发送。关于电动机ECU40对变换器41、42和升降压转换器55的控制已在上面描述。
接着，对这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作、尤其是在关闭了变换器41、42的状态(使晶体管T11～T16、T21～T26全部截止(off)的状态)下一边使发动机22运转一边行驶的无变换器行驶(退避行驶)时的动作进行说明。在此，无变换器行驶在HV行驶模式下的行驶中产生了变换器41、42的异常或变换器41、42的控制所使用的传感器(旋转位置检测传感器43、44等)的异常时进行。图3是示出由实施例的HVECU70执行的无变换器行驶时控制例程的一例的流程图。该例程在无变换器行驶时反复执行。
当执行无变换器行驶时控制例程时，HVECU70输入加速器开度Acc、电动机MG2的转速Nm2、高电压侧电力线54a的电压VH(步骤S100)。在此，关于加速器开度Acc，输入由加速器踏板位置传感器84检测到的值。关于电动机MG2的转速Nm2，通过通信而从电动机ECU40输入基于由旋转位置检测传感器44检测到的电动机MG2的转子的旋转位置θm2运算出的值。关于高电压侧电力线54a的电压VH，通过通信而从电动机ECU40输入由电压传感器57a检测到的值。
接下来，对高电压侧电力线54a的控制用上限电压VHcmax设定比上述的规定电压VHcmax1低的规定电压VHcmax2，并且对控制用下限电压VHcmin设定比上述的规定电压VHcmin1高的规定电压VHcmin2(步骤S110)。在此，规定电压VHcmax2例如使用比规定电压VHcmin1低数V～数十V左右的电压，规定电压VHcmin2例如使用比规定电压VHcmax1高数V～数十V左右的电压。
然后，以使伴随于电动机MG1的旋转而产生的反电动势Vcef高于高电压侧电力线54a的电压VH的方式，设定作为电动机MG1的目标转速Nm1*的临时值的临时转速Nm1tmp及高电压侧电力线54a的目标电压VH*(步骤S120)。在此，电动机MG1的反电动势Vcef相当于电动机MG1的角速度ωm1与反电动势常数Ke之积。
图4是示出在无变换器行驶时电动机MG1的反电动势Vcef高于高电压侧电力线54a的电压VH时的行星齿轮30的列线图的一例的说明图。图中，左侧的S轴表示电动机MG1的转速Nm1即行星齿轮30的太阳轮的转速，C轴表示发动机22的转速Ne即行星齿轮30的齿轮架的转速，R轴表示电动机MG2的转速Nm2(及驱动轴36的转速Nd)即行星齿轮30的齿圈的转速。另外，图中，“ρ”表示行星齿轮30的齿轮比(太阳轮的齿数/齿圈的齿数)。在电动机MG1的反电动势Vcef高于高电压侧电力线54a的电压VH时，如图所示，基于电动机MG1的反电动势Vcef与高电压侧电力线54a的电压VH的电压差(Vcef-VH)的再生转矩Tcef在电动机MG1产生，基于该再生转矩Tcef的驱动转矩(反力转矩)Trf(＝-Tcef/ρ)向驱动轴36输出。在此，再生转矩Tcef详细地说是伴随于如下情况而产生：伴随于发动机22的运转而带动电动机MG1旋转，基于电动机MG1的反电动势Vcef的电力由变换器41的二极管D11～D16整流并经由高电压侧电力线54a、升降压转换器55、低电压侧电力线54b向蓄电池50供给。
上述的步骤S120的处理是以向驱动轴36输出驱动转矩Trf的方式来设定电动机MG1的临时转速Nm1tmp及高电压侧电力线54a的目标电压VH*的处理。电动机MG1的临时转速Nm1tmp例如使用4000rpm～6000rpm左右的转速(恒定值)。另外，高电压侧电力线54a的目标电压VH*在控制用上下限电压VHcmax(＝VHcmax2)、VHcmin(＝VHcmin2)的范围内且在电动机MG1以临时转速Nm1tmp旋转时的反电动势Vcef以下的范围内基于加速器开度Acc而设定。将加速器开度Acc与高电压侧电力线54a的目标电压VH*的关系的一例示于图5。图中，“Vcef[Nm1tmp]”表示电动机MG1以临时转速Nm1tmp旋转时的反电动势Vcef。如图所示，高电压侧电力线54a的目标电压VH*以在加速器开度Acc大时比加速器开度Acc小时低的方式设定，具体地说，以加速器开度Acc越大则越低的方式设定。这是为了，加速器开度Acc越大则使电压差(Vcef-VH)越大，从而驱动转矩Trf越大。
接着，将高电压侧电力线54a的电压VH与控制用下限电压VHcmin及控制用上限电压VHcmax进行比较(步骤S130、S140)。在高电压侧电力线54a的电压VH为控制用下限电压VHcmin以上且控制用上限电压VHcmax以下时，对电动机MG1的目标转速Nm1*设定临时转速Nm1tmp(步骤S150)，使用电动机MG1的目标转速Nm1*、电动机MG2的转速Nm2(驱动轴36的转速Nd)及行星齿轮30的齿轮比ρ，利用式(1)来计算发动机22的目标转速Ne*(步骤S200)。然后，将发动机22的目标转速Ne*向发动机ECU24发送并且将高电压侧电力线54a的目标电压VH*向电动机ECU40发送(步骤S210)，结束本例程。式(1)能够使用图4容易地导出。发动机ECU24当接收到发动机22的目标转速Ne*时，以使发动机22的转速Ne成为目标转速Ne*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。通过这样的控制，能够向驱动轴36输出驱动转矩Trf来行驶。
Ne*＝(Nm1*·ρ+Nm2)/(1+ρ)(1)
在此，对在无变换器行驶时对高电压侧电力线54a的控制用上下限电压VHcmax、VHcmin设定规定电压VHcmax2(<Vcmax1)、VHcmin2(>Vcmin1)的理由进行说明。在无变换器行驶时，由于对变换器41、42进行栅极切断，所以与通常行驶时(HV行驶模式、EV行驶模式下的行驶时)相比，即，与利用变换器41、42驱动电动机MG1、MG2时相比，高电压侧电力线54a的电压VH的变动容易变大。因此，在无变换器行驶时，若对高电压侧电力线54a的控制用上下限电压VHcmax、VHcmin设定与通常行驶时相同的规定电压VHcmax1、VHcmin1，则高电压侧电力线54a的电压VH有可能变得低于容许下限电压VHpmin或高于容许上限电压VHpmax，从而有可能无法适当地调节高电压侧电力线54a的电压VH，驱动转矩Trf的变动有可能变大。在实施例中，基于此，在无变换器行驶时，对高电压侧电力线54a的控制用上下限电压VHcmax、VHcmin设定规定电压VHcmax2、VHcmin2。由此，能够抑制高电压侧电力线54a的电压VH变得低于容许下限电压VHpmin或高于容许上限电压VHpmax。其结果，能够抑制无法适当地调节高电压侧电力线54a的电压VH的情况，从而抑制驱动转矩Trf的变动变大。
此外，如上所述，在无变换器行驶时，与通常行驶时相比高电压侧电力线54a的电压VH的变动容易变大，因此，即使在控制用上下限电压VHcmax、VHcmin的范围内设定高电压侧电力线54a的目标电压VH*来控制升降压转换器55，有时高电压侧电力线54a的电压VH也会变得低于控制用下限电压VHcmin或高于控制用上限电压VHcmax。
在步骤S130中高电压侧电力线54a的电压VH低于控制用下限电压VHcmin时，基于从控制用下限电压VHcmin减去电压VH而得到的值(VHcmin-VH)而在正的范围内设定修正转速α(步骤S160)，将电动机MG1的临时转速Nm1tmp加上修正转速α而得到的值(Nm1tmp+α)设定为电动机MG1的目标转速Nm1*(步骤S170)。然后，利用上述的式(1)来计算发动机22的目标转速Ne*(步骤S200)，将发动机22的目标转速Ne*向发动机ECU24发送并且将高电压侧电力线54a的目标电压VH*向电动机ECU40发送(步骤S210)，结束本例程。将值(VHcmin-VH)与修正转速α的关系的一例示于图6。如图所示，修正转速α以在值(VHcmin-VH)大时比值(VHcmin-VH)小时大的方式设定，具体地说，以值(VHcmin-VH)越大则越大的方式设定。
在高电压侧电力线54a的电压VH低于控制用下限电压VHcmin时使高电压侧电力线54a的电压VH进一步降低，有可能导致高电压侧电力线54a的电压VH变得低于容许下限电压VHpmin，所以不优选。在实施例中，考虑到驱动转矩Trf基于电压差(Vcef-VH)这一点，取代使高电压侧电力线54a的电压VH降低而增大电动机MG1的目标转速Nm1*来增大反电动势Vcef。由此，能够抑制电容器57被充电而高电压侧电力线54a的电压VH进一步降低的情况，同时增大驱动转矩Trf。而且，由于值(VHcmin-VH)越大即高电压侧电力线54a的电压VH相对于控制用下限电压Vhcmin越低则使电动机MG1的目标转速Nm1*越大，所以能够更适当地抑制高电压侧电力线54a的电压VH进一步变低，同时更适当地增大驱动转矩Trf。
在步骤S140中高电压侧电力线54a的电压VH高于控制用上限电压VHcmax时，基于从电压VH减去控制用上限电压Vhcmax而得到的值(VH-VHcmax)而在正的范围内设定修正转速β(步骤S180)，将从电动机MG1的临时转速Nm1tmp减去修正转速β而得到的值(Nm1tmp-β)设定为电动机MG1的目标转速Nm1*(步骤S190)。然后，利用上述的式(1)来计算发动机22的目标转速Ne*(步骤S200)，将发动机22的目标转速Ne*向发动机ECU24发送并且将高电压侧电力线54a的目标电压VH*向电动机ECU40发送(步骤S210)，结束本例程。将值(VH-VHcmax)与修正转速β的关系的一例示于图7。如图所示，修正转速β以在值(VH-VHcmax)大时比值(VH-VHcmax)小时大的方式设定，具体地说，以值(VH-VHcmax)越大则越大的方式设定。
在高电压侧电力线54a的电压VH高于控制用上限电压VHcmax时使高电压侧电力线54a的电压VH进一步上升，有可能导致高电压侧电力线54a的电压VH变得高于容许上限电压VHpmax，所以不优选。在实施例中，考虑到驱动转矩Trf基于电压差(Vcef-VH)这一点，取代使高电压侧电力线54a的电压VH上升而减小电动机MG1的目标转速Nm1*来减小反电动势Vcef。由此，能够抑制高电压侧电力线54a的电压VH进一步变高，同时减小驱动转矩Trf。而且，由于值(VH-VHcmax)越大即高电压侧电力线54a的电压VH相对于控制用上限电压Vhcmax越高则使电动机MG1的目标转速Nm1*越小，所以能够更适当地抑制高电压侧电力线54a的电压VH进一步变高，同时更适当地减小驱动转矩Trf。
在以上说明的实施例的混合动力汽车20中，在无变换器行驶时，与通常行驶时(HV行驶模式、EV行驶模式下的行驶时)相比，提高控制用下限电压Vhcmin并且降低控制用上限电压Vhcmax。由此，与在无变换器行驶时使控制用上下限电压VHcmax、Vhcmin成为与通常行驶时相同的值的情况相比，能够抑制高电压侧电力线54a的电压VH变得低于容许下限电压Vhpmin或高于容许上限电压VHpmax。其结果，能够抑制无法适当地调节高电压侧电力线54a的电压VH的情况，从而抑制驱动转矩Trf的变动变大。
在实施例的混合动力汽车20中，在无变换器行驶时，与通常行驶时相比，提高控制用下限电压Vhcmin并且降低控制用上限电压Vhcmax。但是，也可以是，提高控制用下限电压Vhcmin，而关于控制用上限电压Vhcmax使用与通常行驶时相同的值。
在实施例的混合动力汽车20中，在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH低于控制用下限电压VHcmin时，基于从控制用下限电压Vhcmin减去电压VH而得到的值(VHcmin-VH)来设定修正转速α，将电动机MG1的临时转速Nm1tmp加上修正转速α而得到的值(Nm1tmp+α)设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。但是，也可以是，在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH低于控制用下限电压VHcmin时，无论值(VHcmin-VH)如何，都将电动机MG1的临时转速Nm1tmp加上一样的修正转速α而得到的值设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。
在实施例的混合动力汽车20中，在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH低于控制用下限电压VHcmin时，将电动机MG1的临时转速Nm1tmp加上正的修正转速α而得到的值(Nm1tmp+α)设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。但是，也可以是，即使在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH低于控制用下限电压VHcmin时，也将电动机MG1的临时转速Nm1tmp设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。
在实施例的混合动力汽车20中，在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH高于控制用上限电压VHcmax时，基于从电压VH减去控制用上限电压Vhcmax而得到的值(VH-VHcmax)来设定修正转速β，将从电动机MG1的临时转速Nm1tmp减去修正转速β而得到的值(Nm1tmp-β)设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。但是，也可以是，在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH高于控制用上限电压Vhcmax时，无论值(VH-VHcmax)如何，都将从电动机MG1的临时转速Nm1tmp减去一样的修正转速β而得到的值设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。
在实施例的混合动力汽车20中，在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH高于控制用上限电压Vhcmax时，将从电动机MG1的临时转速Nm1tmp减去正的修正转速β而得到的值(Nm1tmp-β)设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。但是，也可以是，即使在无变换器行驶时高电压侧电力线54a的电压VH高于控制用上限电压Vhcmax时，也将电动机MG1的临时转速Nm1tmp设定为电动机MG1的目标转速Nm1*。
在实施例的混合动力汽车20中，在HV行驶模式下的行驶中产生了变换器41、42的异常或变换器41、42的控制所使用的传感器的异常时，进行无变换器行驶。但是，在来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc不仅向HVECU70输入还向电动机ECU40输入的情况下，也可以是，在HV行驶模式下的行驶中产生了HVECU70与电动机ECU40的通信异常时，也进行无变换器行驶。在该情况下，电动机ECU40无法从HVECU70接收高电压侧电力线54a的目标电压VH*。因此，可考虑在电动机ECU40中基于来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc来设定高电压侧电力线54a的目标电压VH*而控制升降压转换器55。
在实施例的混合动力汽车20中，使用蓄电池50作为蓄电装置，但只要是电容器等能够蓄电的装置即可，可以使用任何装置。
在实施例的混合动力汽车20中，具备发动机ECU24、电动机ECU40、蓄电池ECU52及HVECU70，但也可以将其中至少两个构成为单个电子控制单元。
对实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载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相当于“发动机”，电动机MG1相当于“第一电动机”，行星齿轮30相当于“行星齿轮”，电动机MG2相当于“第二电动机”，变换器41相当于“第一变换器”，变换器42相当于“第二变换器”，蓄电池50相当于“蓄电装置”，升降压转换器55相当于“升降压转换器”，HVECU70、发动机ECU24及电动机ECU40相当于“控制装置”。
此外，实施例是用于对用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载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用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系不对用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素进行限定。即，关于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行，实施例不过是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的具体一例。
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，但本发明不受这样的实施例的任何限定，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。
产业上的可利用性
本发明可利用于混合动力汽车的制造产业等。

Claims (7)

1.一种混合动力汽车，具备：
发动机；
第一电动机，伴随于旋转而产生反电动势；
行星齿轮，三个旋转要素与所述第一电动机、所述发动机及连结于驱动轮的驱动轴这三个轴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连接；
第二电动机，连接于所述驱动轴；
第一变换器，驱动所述第一电动机；
第二变换器，驱动所述第二电动机；
蓄电装置；
升降压转换器，连接于与所述蓄电装置连接的低电压侧电力线和与所述第一变换器及所述第二变换器连接的高电压侧电力线，在所述低电压侧电力线与所述高电压侧电力线之间伴随着电压的变更而进行电力的交换；及
控制装置，以一边在控制用下限电压以上的范围内调节所述高电压侧电力线的电压一边行驶的方式，控制所述发动机、所述第一变换器、所述第二变换器及所述升降压转换器，所述控制用下限电压高于容许下限电压，
其中，
在关闭了所述第一变换器及所述第二变换器的状态下一边使所述发动机运转一边行驶的规定行驶时，所述控制装置以通过所述高电压侧电力线的电压在所述控制用下限电压以上的范围内变得低于所述第一电动机的反电动势而从所述第一电动机经由所述行星齿轮向所述驱动轴输出转矩来行驶的方式，控制所述发动机和所述升降压转换器，
而且，在所述规定行驶时，与不是所述规定行驶时相比，所述控制装置提高所述控制用下限电压。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车，
在所述规定行驶时，所述控制装置以在加速器操作量大时与加速器操作量小时相比所述高电压侧电力线的电压变低的方式，控制所述升降压转换器。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力汽车，
在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得低于所述控制用下限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以比所述高电压侧电力线的电压为所述控制用下限电压以上时大的转速旋转的方式，控制所述发动机。
4.根据权利要求3所述的混合动力汽车，
在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得低于所述控制用下限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以所述高电压侧电力线的电压越低则越大的转速旋转的方式，控制所述发动机。
5.根据权利要求1～4中任一项权利要求所述的混合动力汽车，无论是否处于所述规定行驶时，所述控制装置都以在所述控制用下限电压以上且控制用上限电压以下的范围内调节所述高电压侧电力线的电压的方式，控制所述升降压转换器，所述控制用上限电压低于容许上限电压，
而且，在所述规定行驶时，与不是所述规定行驶时相比，所述控制装置降低所述控制用上限电压。
6.根据权利要求5所述的混合动力汽车，
在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得高于所述控制用上限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以比所述高电压侧电力线的电压为所述控制用上限电压以下时小的转速旋转的方式，控制所述发动机。
7.根据权利要求6所述的混合动力汽车，
在所述规定行驶时所述高电压侧电力线的电压变得高于所述控制用上限电压时，所述控制装置以使所述第一电动机以所述高电压侧电力线的电压越高则越小的转速旋转的方式，控制所述发动机。
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