專利名稱：混合動力汽車及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合動力汽車及其控制方法，具體涉及向驅(qū)動軸輸出動力的混合動力汽車及其控制方法。
背景技術：
以往作為向驅(qū)動軸輸出動力的汽車，公知下述技術，即，具有所謂的普通發(fā)動機汽車中的發(fā)動機制動器和電動汽車中的電機再生制動的原動機制動器，并且當在制動時檢測或者預測原動機制動力下降時，則與駕駛者的制動操作無關地由車輪制動器來補償原動機制動力的下降部分(例如，參照日本專利文獻特開平10-203203號公報)。通常，當發(fā)生原動機制動效率下降的情況時，為了補償制動力的下降部分，駕駛者需要踩踏制動踏板來施加車輪制動器的制動力，但是根據(jù)這種汽車，當原動機制動力下降時，該下降部分與駕駛者踩踏制動踏板無關地由車輪制動器補償。從而即使當原動機制動器的制動力下降時，也能夠防止作用于車輛的制動力下降，并且不需要駕駛者踩踏制動踏板以補償制動力的下降部分，因此能夠避免駕駛者操作的復雜化。
但在上述汽車中，雖然對普通的發(fā)動機汽車和電動汽車的原動機制動力的下降進行了考慮，但對于向驅(qū)動軸輸入輸出發(fā)動機動力和電機動力進行控制的混合動力汽車中的原動機制動器本來的制動力下降時的對策沒有提出具體方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述課題而作出的，其目的在于提供一種混合動力汽車及其控制方法，其能夠在由內(nèi)燃機的旋轉阻力而發(fā)生的阻力制動力以及電機輸出給驅(qū)動軸的再生制動力不足的情況下，抑制作用于車輛的制動力的下降。
本發(fā)明為了達到上述目的而采取了以下手段。
即，本發(fā)明的混合動力汽車是向驅(qū)動軸輸出動力的混合動力汽車，其包括內(nèi)燃機；電力動力輸入輸出裝置，其與所述內(nèi)燃機的輸出軸及所述驅(qū)動軸相連，能夠隨著電力的輸入輸出而將來自所述內(nèi)燃機的動力的至少一部分輸出給所述驅(qū)動軸，并能夠隨著電力的輸入而將基于所述內(nèi)燃機中產(chǎn)生的旋轉阻力而得的阻力制動力輸出給所述驅(qū)動軸；電機，能夠通過將所述驅(qū)動軸的動力轉換成電力而將再生制動力輸出給所述驅(qū)動軸；制動力輸出裝置，可向所述驅(qū)動軸輸出制動力；以及執(zhí)行制動力補充控制的制動控制裝置，其設定從所述電力動力輸入輸出裝置到所述驅(qū)動軸的請求阻力制動力和從所述電機到所述驅(qū)動軸的請求再生制動力，并控制所述電力動力輸入輸出裝置和所述電機以使得所述請求阻力制動力和所述請求再生制動力輸出給所述驅(qū)動軸，并且，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，控制所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置，使得所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置中的至少一個輸出對不足制動力的補充。
在該混合動力汽車中，當電力動力輸入輸出裝置或者電機僅輸出比平時要小的、向電力動力輸入輸出裝置或者電機請求的各個請求制動力或者完全不輸出所述請求制動力時，從電力動力輸入輸出裝置、電機以及制動力輸出裝置中的至少一個中輸出對不足制動力的補充。因此，即使發(fā)生通過電力動力輸入輸出裝置而輸出到驅(qū)動軸來自內(nèi)燃機的阻力制動力或者通過電機而輸出到驅(qū)動軸的再生制動力不足的情況，也能夠抑制作用于車輛的制動力的下降。
本發(fā)明的混合動力汽車還具有能夠和所述電力動力輸入輸出裝置以及所述電機進行電力交換的蓄電裝置，所述制動控制裝置可以設定所述請求再生制動力，使得所述蓄電裝置在預定的限制范圍內(nèi)進行電力的輸入輸出。此時，本發(fā)明的混合動力汽車還包括第一驅(qū)動電路，其連接在所述電力動力輸入輸出裝置和所述蓄電裝置之間，具有多個開關元件，并通過所述開關元件的開關來驅(qū)動所述電力動力輸入輸出裝置；和第二驅(qū)動電路，其連接在所述電機裝置和所述蓄電裝置之間，具有多個開關元件，并通過所述開關元件的開關來驅(qū)動所述電機，所述制動控制裝置可以在斷開所述第一驅(qū)動電路的所有開關元件或者斷開所述第二驅(qū)動電路的所有開關元件時執(zhí)行所述制動力補充控制。當斷開驅(qū)動電力動力輸入輸出裝置或電機的驅(qū)動電路的所有開關元件而發(fā)生驅(qū)動電路的閉鎖時，無法從與被閉鎖的驅(qū)動電路相連的電力動力輸入輸出裝置或電機輸出制動力，從而作用于汽車的制動力下降。這樣，由于當閉鎖驅(qū)動電力動力輸入輸出裝置或電機的驅(qū)動電路時，作用于汽車的制動力下降，因此，應用本發(fā)明的意義重大。另外，在具有上述蓄電裝置的本發(fā)明的混合動力汽車中，所述蓄電裝置在所述電機向所述驅(qū)動軸輸出制動力時，由從所述驅(qū)動軸的動力轉換來的電力進行充電，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，所述制動控制裝置根據(jù)所述蓄電裝置的充電狀態(tài)來確定分配給所述電機和所述制動力輸出裝置的不足制動力的比例，并控制所述電機和所述制動力輸出裝置，使得根據(jù)該確定的分配比例輸出相當于不足制動力的制動力以進行補充。這樣，當電力動力輸入輸出裝置僅向驅(qū)動軸輸出比平常還要小的向電力動力輸入輸出裝置請求的請求阻力制動力或者完全不輸出所述請求阻力制動力時，在可利用電機將驅(qū)動軸的動力再生為電力的情況下，通過電機的再生制動力來補充不足制動力的至少一部分，由此能夠提高能效。
在本發(fā)明的混合動力汽車中，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，所述制動控制裝置也可以控制所述制動力輸出裝置，使得從所述制動力輸出裝置輸出不足的制動力以進行補充。據(jù)此，由此從制動力輸出裝置輸出不足的全部制動力以進行補充，因此，可與電力動力輸入輸出裝置和電機的運轉狀態(tài)無關地來可靠地補充不足的制動力。
在本發(fā)明的混合動力汽車中，所述制動力輸出裝置可通過致動器的動作而向所述驅(qū)動軸輸出液壓制動力。據(jù)此，由于可將安裝在普通汽車上的液壓制動器的結構的一部分用作制動力輸出裝置，因此，無需新設置用于輸出制動力的復雜制動裝置。并且，作為致動器可例舉出電磁閥和泵等。
本發(fā)明的混合動力汽車還具有檔位變更裝置，其具有可供操作者選擇的多個檔位，并根據(jù)所選擇的檔位模擬地升檔或降檔，所述制動控制裝置設定所述請求阻力制動力和所述請求再生制動力，使得表現(xiàn)為所述檔位變更裝置的多個檔位中由操作者選擇的檔位越小，對所述驅(qū)動軸的制動力就越大的傾向，且在通過所述換檔改變裝置選擇的檔位在預定的抵檔位以下的情況下，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，可以施行所述制動力補充控制。在具有這樣的檔位變更裝置的混合動力汽車中，若電力動力輸入輸出裝置或電機不輸出動力，則由于當設定檔位的檔數(shù)低，且來自電力動力輸入輸出裝置或者電機的制動力大時比檔位高時給駕駛者的空轉感明顯，因此，使用本發(fā)明的意義重大。在這里，雖然可以任意設定預定的低檔位，但在例如具有五檔檔位的情況下，可以作為第二低檔位。
在本發(fā)明的混合動力汽車中，當油門踏板的踩踏量減少或幾乎為零時，并且當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，所述制動控制裝置施行所述制動力補充控制。當油門踏板的踩踏量減少或幾乎為零時，由于利用來自電力動力輸入輸出裝置或電機的制動力而制動頻率升高，因此使用本發(fā)明的意義重大。
在本發(fā)明的混合動力汽車中，所述電力動力輸入輸出裝置具有三軸式動力輸入輸出裝置和發(fā)電機，所述三軸式動力輸入輸出裝置連接在所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述驅(qū)動軸以及第三軸這三根軸上，并根據(jù)向該三根軸中的任意兩根軸輸入輸出的動力來向剩余的軸輸入輸出動力，所述發(fā)電機向所述第三軸輸入輸出動力。
在本發(fā)明的混合動力汽車中，所述電力動力輸入輸出裝置是具有安裝在所述內(nèi)燃機的輸出軸上的第一轉子和安裝在所述驅(qū)動軸上的第二轉子的雙轉子電機，其隨著由所述第一轉子和所述第二轉子的電磁作用而產(chǎn)生的電力的輸入輸出而將來自所述內(nèi)燃機的動力的一部分輸出給所述驅(qū)動軸。
本發(fā)明的混合動力汽車的控制方法是具有下述裝置的混合動力汽車的控制方法，即包括內(nèi)燃機；電力動力輸入輸出裝置，其與所述內(nèi)燃機的輸出軸和驅(qū)動軸相連，能夠隨著電力的輸入輸出而將來自所述內(nèi)燃機的動力的至少一部分輸出給所述驅(qū)動軸，并能夠隨著電力的輸入而將由所述內(nèi)燃機中發(fā)生的旋轉阻力產(chǎn)生的阻力制動力輸出給所述驅(qū)動軸；以及電機，其能夠通過將所述驅(qū)動軸的動力轉換成電力而將再生制動力輸出給所述驅(qū)動軸，在所述混合動力汽車的控制方法中施行制動力補充控制，在該控制中，設定所述電力動力輸入輸出裝置對所述驅(qū)動軸的請求阻力制動力和所述電機對所述驅(qū)動軸的請求再生制動力，并控制所述電力動力輸入輸出裝置和所述電機以使得所述請求阻力制動力和所述請求再生制動力輸出到所述驅(qū)動軸，并且，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，控制所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置，使得從所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置中的至少一個輸出對不足制動力的補充。
在該混合動力汽車的控制方法中，當電力動力輸入輸出裝置或電機向驅(qū)動軸僅輸出比平時要小的向電力動力輸入輸出裝置或電機請求的各個請求制動力或完全不輸出所述制動力時，從電力動力輸入輸出裝置、電機以及制動力輸出裝置中的至少一個輸出對不足制動力的補充。因此，即使發(fā)生由電力動力輸入輸出裝置輸出給驅(qū)動軸的來自內(nèi)燃機的阻力制動力或由電機輸出給驅(qū)動軸的再生制動力不足的情況，也能夠抑制作用于汽車的制動力的下降。并且，也可以在該混合動力汽車的控制方法中追加實現(xiàn)上述混合動力汽車所具有的各種結構裝置的作用/功能的步驟。


圖1是表示混合動力汽車20的大體結構的結構示意圖；圖2是在S檔松開油門時的制動控制程序的流程圖；圖3是示出電池溫度Tb和輸入輸出限制Win、Wout的關系的一個示例的說明圖；圖4是示出電池50的殘余容量(SOC)和輸入輸出限制Win、Wout的校正系數(shù)的關系的一個示例的說明圖；圖5是示出請求扭矩設定用映射的一個示例的說明圖；圖6是示出動力分配整合機構30的各個旋轉要素的轉數(shù)和扭矩的力學關系的共線圖；圖7是在其它S檔松開油門時的制動控制程序的流程圖；圖8是在其它S檔松開油門時的制動控制程序的流程圖；圖9是表示另一混合動力汽車120A的大體結構的結構示意圖；圖10是表示另一混合動力汽車120B的大體結構的結構示意圖；圖11是表示另一混合動力汽車220的大體結構的結構示意圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖來說明本發(fā)明的實施方式。
圖1是表示作為本發(fā)明一個實施方式的混合動力汽車20的大體結構的結構示意圖。如圖所示，本實施方式的混合動力汽車20包括發(fā)動機22；通過減速器28而與作為發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26相連的三軸式動力分配整合機構30；與動力分配整合機構30相連的可發(fā)電的電機MG 1；通過減速齒輪35而與動力分配整合機構30相連的電機MG 2；以及控制車輛的整個驅(qū)動系統(tǒng)的混合動力用電子控制單元70。
發(fā)動機22是通過汽油或柴油等碳氫化合物燃料來輸出動力的內(nèi)燃機，其通過發(fā)動機用電子控制單元(以下稱為發(fā)動機ECU)24而受到燃料噴射控制、點火控制、以及吸入空氣量調(diào)節(jié)控制等運轉控制，所述發(fā)動機用電子控制單元24輸入來自檢測發(fā)動機22的運轉狀態(tài)的各種傳感器的信號。發(fā)動機ECU 24和混合動力用電子控制單元70進行通信，通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來駕駛控制發(fā)動機22，并根據(jù)需要向混合動力用電子控制單元70輸出關于發(fā)動機22的運轉狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
動力分配整合機構30包括外齒輪的太陽齒輪31；與該太陽齒輪31同心配置的內(nèi)齒輪的環(huán)形齒輪(ring gear)32；與太陽齒輪31相嚙合并與環(huán)形齒輪32相嚙合的多個行星小齒輪33；以及支撐多個行星小齒輪33并可使之自由自轉和公轉的支架34，該動力分配整合機構30被構成為將太陽齒輪31、環(huán)形齒輪32以及支架34作為旋轉構件來進行差動作用的行星齒輪結構。在動力分配整合機構30中，發(fā)動機22的曲軸26連接在支架34上，電機MG 1連接在太陽齒輪31上，減速齒輪35通過環(huán)形齒輪軸32a連接在環(huán)形齒輪32上，當電機MG 1作為發(fā)電機來發(fā)揮作用時，將從支架34輸入的來自發(fā)動機22的動力按照齒數(shù)比分配給太陽齒輪31一側和環(huán)形齒輪32一側，當電機MG 1作為電動機來發(fā)揮作用時，整合從支架34輸入的來自發(fā)動機22的動力和從太陽齒輪31輸入的來自電機MG 1的動力，然后輸出給環(huán)形齒輪32。環(huán)形齒輪32通過齒輪機構37和差動齒輪38而與車輛前輪的驅(qū)動輪39、39機械連接。從而輸出給環(huán)形齒輪32的動力通過齒輪機構37和差動齒輪38而輸出給驅(qū)動輪39、39。并且，與看作是驅(qū)動系統(tǒng)時的動力分配整合機構30相連的三軸為下述各軸作為與支架34相連接的發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26；與太陽齒輪31相連接的電機MG 1的旋轉軸的太陽齒輪軸31a；以及與環(huán)形齒輪32連接，并同時與驅(qū)動輪39、39機械連接的作為驅(qū)動軸的太陽齒輪軸32a。該驅(qū)動軸39、39的內(nèi)面安裝有盤式制動器91、91。
電機MG 1和電機MG 2為公知的同步發(fā)電電動機，可同時作為發(fā)電機和電動機來進行驅(qū)動，并通過轉換器(inverter)41、42與電池50進行電能交換。連接轉換器41、42和電池50的電線54被構成為各個轉換器41、42所共用的正極母線和負極母線，使得在電機MG 1、MG 2中一個發(fā)電的電力能夠在另一電機中消耗。從而電池50根據(jù)電機MG 1、MG 2產(chǎn)生的電力和不足的電力來進行充放電。另外，若電機MG 1、MG 2取得了電力收支平衡，則電池50不進行充放電。電機MG 1、MG 2一起由電機用電子控制單元(下面稱為電機ECU)40驅(qū)動控制。向電機ECU 40輸入驅(qū)動控制電機MG 1、MG 2所必需的信號，例如來自對電機MG 1、MG 2轉子的旋轉位置進行檢測的旋轉位置檢測傳感器43、44的信號、或圖中未示出的電流傳感器檢測出的施加給電機MG 1、MG 2的相電流等，并從電機ECU 40向轉換器41、42輸出轉換控制信號。電機ECU 40基于從旋轉位置檢測傳感器43、44輸入的信號，由圖中未示出的轉數(shù)計算程序來計算電機MG 1、MG 2的轉子的轉數(shù)Nm1、Nm2。電機ECU 40與混合動力用電子控制單元70進行通信，并由來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來驅(qū)動控制電機MG 1、MG 2，同時根據(jù)需要向混合動力用電子控制單元70輸出關于電機MG 1、MG 2的運轉狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
電池50由電池用電子控制單元(以下稱為電池ECU)52來管理。向電池ECU 52輸入管理電池50所必需的信號，例如來自設在電池50端子之間的圖中未示出的電壓傳感器的端子間電壓、來自于安裝在與電池50的輸出端子相連的電線54上的圖中未示出的電流傳感器的充放電電流、以及來自于安裝在電池50上的溫度傳感器51的電池溫度等，并根據(jù)需要而通過通信向電池用電子控制裝置70輸出關于電池50的狀態(tài)的數(shù)據(jù)。在電池ECU 52中，還根據(jù)電流傳感器檢測出的充放電電流的累計值來計算殘余容量(SOC)，以便對電池50進行管理。
盤式制動器91、91設在驅(qū)動輪39、39的內(nèi)面，并與組裝在液壓回路93中的制動執(zhí)行器(brake actuator)92相連。該制動執(zhí)行器92由電磁閥和泵等構成，并由制動用電子控制單元(下面稱為制動器ECU)90來控制。當從制動器ECU 90向制動執(zhí)行器92輸出驅(qū)動信號時，則會在制動執(zhí)行器92的動作的作用下而在液壓回路93中產(chǎn)生液壓，該液壓傳遞到盤式制動器91、91，由此向驅(qū)動輪39、39施加制動力。這樣，當從制動器ECU 90向制動執(zhí)行器92輸出驅(qū)動信號時，因操作者踩踏制動踏板85而導致從混合動力用電子控制單元70向制動器ECU 90輸出控制信號，從而向制動執(zhí)行器92輸出驅(qū)動信號，除此之外，即使操作者沒有踩踏制動踏板85，有時也會根據(jù)運行狀態(tài)而從混合動力用電子控制單元70向制動器ECU 90輸出控制信號，從而向制動執(zhí)行器92輸出驅(qū)動信號。并且在本實施方式的混合動力汽車20中，除了該基于液壓制動的制動方法之外，還有下述兩種方法，即由電機MG 2將作為驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a的動能轉換為電能，由此向作為驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a施加制動力的、基于再生制動的制動方法；以及由電機MG 1改變沒有進行燃料噴射的發(fā)動機22的轉數(shù)，由此利用發(fā)動機22的內(nèi)部阻力的、基于發(fā)動機制動的制動方法。混合動力ECU 70根據(jù)需要來設定分配比例，將由混合動力ECU 70計算出的請求制動力分配成基于液壓制動的制動力、基于再生制動的制動力、以及基于發(fā)動機制動的制動力，并通過向驅(qū)動軸輸出所設定的各個制動力來進行制動控制。
混合動力用電子控制單元70被構成為以CPU 72為中心的微處理器，并且除了CPU 72之外，還包括存儲處理程序的ROM 74、暫定存儲數(shù)據(jù)的RAM 76、圖中未示出的輸入輸出端口以及通信端口。通過輸入端口向混合動力用電子控制單元70輸入來自點火開關80的點火信號、來自檢測變速桿81的操作位置的檔位傳感器82的檔位SP、來自于檢測與油門踏板83的踩踏量相對應的油門開度Acc的油門踏板位置傳感器84的油門開度Acc、來自于檢測制動踏板85的踩踏量的制動踏板位置傳感器86的制動位置BP、以及來自車速傳感器88的車速V等。在這里，作為變速桿81的操作位置，除了向前進方向行進的通常的前進檔(D檔)、后退時的倒車檔(R檔)、使再生制動器高效發(fā)揮作用的制動檔(B檔)、停車時所使用的停車檔(P檔)以及空檔(N檔)等之外，還有順序式換檔(S檔)。在本實施方式中，S檔被設為“S1”～“S5”五檔順序式換檔，并隨著駕駛者操作變速桿81而升檔或降檔。具體來說，進行下述那樣的發(fā)動機22的轉數(shù)的運算控制，即若在檔位SP為S檔時進行升檔操作，則實際上猶如變速比變向升檔側似的暫時降低發(fā)動機22的轉數(shù)，若在檔位SP為S檔時進行降檔操作，則實際上猶如變速比變向降檔側似的提高發(fā)動機22的轉數(shù)。并且如前所述，混合動力用電子控制單元70通過通信端口和發(fā)動機ECU 24、電機ECU 40、電池ECU 52以及制動器ECU 90相連，由此和發(fā)動機ECU 24、電機ECU 40、電池ECU 52以及制動器ECU90交換各種控制信號和數(shù)據(jù)。
這樣構成的本實施方式的混合動力汽車20根據(jù)與駕駛者踩踏油門踏板83的踩踏量對應的油門開度Acc和車速V來計算應該輸出到作為驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a的請求扭矩，并對發(fā)動機22、電機MG1以及電機MG2進行運轉控制，使得將對應該請求扭矩的請求動力輸出到環(huán)形齒輪軸32a上。發(fā)動機22、電機MG1以及電機MG2的運轉控制具有扭矩變換運轉模式、充放電運轉模式和電機運轉模式等，其中所述扭矩變換運轉運轉模式為對發(fā)動機22進行運轉控制，使得從發(fā)動機22輸出與請求動力相符的動力，且對電機MG 1和電機MG 2進行驅(qū)動控制，將從發(fā)動機22輸出的全部動力通過動力分配整合機構30、電機MG 1和電機MG 2進行扭矩變換后輸出到環(huán)形齒輪軸32a；所述充放電運轉模式為對發(fā)動機22進行運轉控制，使得從發(fā)動機22輸出與請求動力及電池50的充放電所必需的電力之和相符的動力，且對電機MG 1和電機MG 2進行驅(qū)動控制，將伴隨電池50的充放電而從發(fā)動機22輸出的全部動力或其一部分通過動力分配整合機構30、電機MG 1以及電機MG 2進行扭矩變換，隨之將請求動力輸出到環(huán)形齒輪軸32a；所述電機運轉模式為停止發(fā)動機22的運轉，進行運轉控制從而將與來自電機MG 2的請求動力相符的動力輸出到環(huán)形齒輪軸32a。另外，本實施方式的混合動力汽車20根據(jù)對應駕駛者踩踏油門踏板83的踩踏量的油門開度Acc和對應駕駛者踩踏制動踏板85的踩踏量的制動位置BP以及車速V來計算應該輸出到作為驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a上的請求制動扭矩，并控制電機MG 1、MG 2和制動器91、91，使得對應該請求制動扭矩的制動力輸出到環(huán)形齒輪軸32a上。
下面說明本實施方式的混合動力汽車20的動作，尤其是在行駛中松開油門踏板83并且松開制動踏板85時的動作。圖2示出的是本實施方式的混合動力用電子控制單元70所執(zhí)行的在S檔松開油門時的制動控制程序的一個示例的流程圖。當變速桿81的檔位SP處于S檔或者從D檔向S檔切換時，由檔位傳感器82每隔預定時間(例如每8msec)重復執(zhí)行該程序。并且在本程序中，在制動時利用了基于電機MG 2的再生制動或者基于發(fā)動機22旋轉阻力的發(fā)動機制動。
若S檔上的松開油門時制動控制程序被執(zhí)行，則混合動力用電子控制單元70的CPU 72首先輸入來自檔位傳感器82的檔位SP和來自車速傳感器88的車速V、電機MG 1、MG 2的轉數(shù)Nm1、Nm2、以及電池50的輸入輸出限制Win、Wout等數(shù)據(jù)(步驟S100)。在這里，轉數(shù)Nm1、Nm2是通過通信而從電機ECU40輸入的、基于由旋轉位置檢測傳感器43、44所檢測的電機MG 1、MG 2的轉子的旋轉位置而計算出的結果。另外，電池50的輸入輸出限制Win、Wout是通過通信而從電池ECU 52輸入的、基于由溫度傳感器50所檢測的電池50的電池溫度和電池50的殘余容量(SOC)而設定的數(shù)據(jù)。在這里，電池50的輸入輸出限制Win、Wout可以被如下設定基于電池溫度來設定輸入輸出限制Win、Wout的基本值，并基于電池50的殘余容量(SOC)來設定輸出限制用校正系數(shù)和輸入限制用校正系數(shù)，然后將校正系數(shù)乘以所設定的輸入輸出限制Win、Wout的基本值，從而能夠設定輸入輸出限制Win、Wout。圖3示出了電池溫度Tb和輸入輸出限制Win、Wout的關系的一個示例，圖4示出了電池50的殘余容量(SOC)和輸入輸出限制Win、Wout的校正系數(shù)的關系的一個示例。
這樣當輸入數(shù)據(jù)時，CPU 72基于輸入的檔位SP和車速V來設定應該輸出到作為驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a上的請求扭矩Tr*(步驟S102)。在這里，請求扭矩Tr*在本實施方式中被如下設定預先求得檔位SP、車速V和請求扭矩Tr*之間的關系，并作為請求扭矩設定用映射而存儲在ROM74中，當給出檔位SP和車速V時，則從映射推導出對應的請求扭矩Tr*。圖5示出了請求扭矩設定用映射的一個示例。并且，請求扭矩Tr*以加速一側為正，減速一側為負的方式來確定正負。圖中的“D”線示出檔位SP在D檔時的速度V和請求扭矩Tr*的關系，圖中“S1～S5”中的各條線示出檔位SP在S檔時的速度V和請求扭矩Tr*的關系。如圖所示，對于S檔，是按照檔位越小則請求扭矩Tr*就越小、即檔位越小則減速扭矩就越大的方式來確定車速V和請求扭矩Tr*之間關系的。
接著，CPU 72設定電機MG 2的扭矩指令Tm2*(步驟S104)。在這里，電機MG 2的扭矩指令Tm2*被如下設定電池50的輸入限制Win除以電機MG 2的轉數(shù)Nm2來計算電機MG 2的扭矩限制Tmin，并且請求制動扭矩Tr*除以減速齒輪35的齒數(shù)比Gr來計算暫定電機扭矩Tm2tmp，然后將所計算出的扭矩限制Tmin和暫定電機扭矩Tm2tmp中較大的那個設定為電機MG 2的扭矩指令Tm2*。通過這樣設定扭矩指令Tm2*，能夠在電池50的輸入限制Win的范圍內(nèi)從電機MG 2輸出制動扭矩。
當設定電機MG 2的扭矩指令Tm2*時，CPU 72基于所設定的請求扭矩Tr*、電機MG 2的扭矩指令Tm2*、減速齒輪35的齒數(shù)比Gr、以及動力分配整合機構30的齒數(shù)比ρ(＝太陽齒輪31的齒數(shù)/環(huán)形齒輪32的齒數(shù))，通過下式(1)來設定發(fā)動機22的目標摩擦扭矩Te*(步驟8106)。圖6示出了表示動力分配整合機構30的各個旋轉構件的轉數(shù)和扭矩的力學關系的共線圖。圖中，左邊的S軸表示太陽齒輪31的轉數(shù)，C軸表示支架34的轉數(shù)，R軸表示環(huán)形齒輪32(環(huán)形齒輪軸32a)的轉數(shù)Nr。在這里，R軸上兩個朝下的粗線箭頭表示在目標轉數(shù)Ne*和目標扭矩Te*的運行點運行發(fā)動機22時，從發(fā)動機22輸出的扭矩Te*直接傳遞到環(huán)形齒輪軸32a的扭矩，和從電機MG 2輸出的扭矩Tm2*通過減速齒輪35而作用在輪圈軸32a上的扭矩。式(1)可從圖6中R軸上的扭矩關系推導出。
Te*＝(Tr*-Tm2*·Gr)·(1+ρ)…(1)若設定了目標摩擦扭矩Te*，則設定對應所設定的目標摩擦扭矩Te*的發(fā)動機22的目標轉數(shù)Ne*(步驟S108)。在這里，目標轉數(shù)Ne*在本實施方式中被如下設定預先求出目標摩擦扭矩Te*和目標轉數(shù)Ne*的關系，并作為圖中未示出的映射存儲在ROM74中，當給出目標摩擦扭矩Te*時，可從映射推導出對應的目標轉數(shù)Ne*。
接著，CPU 72基于所設定的目標轉數(shù)Ne*、環(huán)形齒輪軸32a轉數(shù)Nr(＝Nm2/Gr)、以及動力分配整合機構30的齒數(shù)比ρ(＝太陽齒輪31的齒數(shù)/環(huán)形齒輪32的齒數(shù))，通過下式(2)來計算電機MG 1的目標轉數(shù)Nm1，并基于所計算的目標轉數(shù)Nm1*和當前的轉數(shù)Nm1，通過下式(3)來計算電機MG 1的扭矩指令Tm1*(步驟S110)。在這里，式(2)是從圖6的共線圖推導出的相對于動力分配整合機構30的旋轉構件的力學關系式。利用該式(2)來設定扭矩指令Tm1*并驅(qū)動控制電機MG1，使得電機MG 1以目標轉數(shù)Nm1*進行旋轉，由此能夠使得發(fā)動機22以目標轉數(shù)Ne*旋轉。在這里，式(3)是用于使電機MG 1以目標轉數(shù)Nm1*旋轉的反饋控制的關系式，在式(3)中，右邊第二項“KP”是比例項的增益，右邊第三項“KI”是積分項的增益。
Nm1*＝(Ne*·(1+ρ)-Nm2/Gr)/ρ… (2)Tm1*＝上次Tm1*+KP(Nm1*-Nm1)+KI∫(Nml*-Nm1)dt…(3)當這樣來設定發(fā)動機22的目標轉數(shù)Ne*和電機MG 1、MG 2的扭矩指令Tm1*、Tm2*時，CPU 72判斷檔位SP是否在預定的低檔位以下(步驟S112)。這里，預定低檔位在本實施方式中是指從“S1”到“S5”的五檔檔位中的“S2”檔位。現(xiàn)在考慮檔位SP在“S3”以上時的情況，在步驟S112中作出否定判斷，在步驟S132中分別將斷油指令發(fā)送給發(fā)動機ECU 24，將電機MG 1、MG 2的扭矩指令Tm1*、Tm*2發(fā)送給電機ECU40，然后結束該程序。對轉換器41、42的開關元件進行開關控制，使得接收到斷油指令的發(fā)動機ECU 24通過斷油來控制發(fā)動機22，使得接收到扭矩指令Tm1*、Tm2*的電機ECU 40根據(jù)扭矩指令Tm1*來驅(qū)動電機MG1，并根據(jù)扭矩指令Tm2*來驅(qū)動電機MG 2。即，當可從電機MG 2中輸出所有與請求扭矩Tr*相符的制動力時，為了優(yōu)先向電池50充電而僅在電機MG 2的再生制動下減速，當僅在從電機MG 2輸出的符合請求扭矩Tr*的制動力的作用下無法滿足需求時，除了電機MG 2的再生制動之外，還利用發(fā)動機22的摩擦扭矩來進行減速，其中所述摩擦扭矩是通過電機MG1提高不進行燃燒控制的發(fā)動機22的轉數(shù)Ne而產(chǎn)生的。
另一方面，當檔位SP在“S2”以下時，在步驟S112作出肯定的判斷，CPU 72判斷是否對電機MG 1的轉換器41執(zhí)行斷開所有開關元件的閉鎖(日語原文ゲ一卜遮斷)處理(步驟S114)，并判斷是否也對電機MG 2的轉換器42執(zhí)行閉鎖處理(步驟S122)。在這里，除了轉換器41因某些原因出現(xiàn)故障而對轉換器41執(zhí)行閉鎖處理的情況之外，在轉換器41沒有出現(xiàn)故障，但在轉換器41達到預定高溫時等需要保護轉換器41等情況下也對轉換器41執(zhí)行閉鎖處理。對轉換器42進行閉鎖處理的情況與之相同。所述閉鎖處理是由電機ECU 40給轉換器41、42指令而進行的。另外，在本實施方式中，是否對轉換器41、42施行閉鎖處理是根據(jù)從電機ECU 40通過通信而輸入的信號來進行判斷的?，F(xiàn)在考慮對電機MG 1的轉換器41和電機MG 2的轉換器42均不施行閉鎖處理的情況，為了使電機MG 1、MG 2可在正常狀態(tài)下分別輸出扭矩Tm1*、Tm2*，而將應由盤式制動器91、91來補充的電機MG 1的制動扭矩Tm1*部分的制動扭矩指令Tecb1*設定為零(步驟S116)，同時將應由盤式制動器91、91來補充的電機MG 2的制動扭矩Tm2*部分的制動扭矩指令Tecb2*設定為零(步驟S128)，并通過將制動扭矩指令Tecb1*和制動扭矩指令Tecb2*相加來計算應該從盤式制動器91、91輸出以用于補充的制動扭矩Tb*(步驟S130)?，F(xiàn)在，由于考慮對電機MG 1的轉換器41和電機MG 2的轉換器42均不施行閉鎖處理的情況，因此制動扭矩指令Tecb1*和制動扭矩指令Tecb2*為零，從而制動扭矩Tb*為零。將所計算的制動扭矩指令Tb*(＝0)發(fā)送給制動器ECU 90(步驟S130)，并分別將斷油指令發(fā)送給發(fā)動機ECU 24，將電機MG 1、MG 2的扭矩指令Tm1*、Tm2*發(fā)送給電機ECU40(步驟S132)，然后結束本程序。
另一方面，考慮對電機MG 1的轉換器41或者電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時的情況。首先考慮對電機MG 1的轉換器41實施閉鎖處理時的情況。此時，斷開轉換器41的全部開關元件以閉鎖轉換器41，從而電機MG 1無法進行電力的輸入輸出，由此不能從電機MG 1輸出所請求的扭矩指令Tm1*。因此，為了由盤式制動器91、91來補償應該從電機MG 1輸出的扭矩指令Tm1*部分的制動力，將扭矩指令Tm1*乘以換算系數(shù)Gb來計算盤式制動器91、91的制動扭矩Tb*中用于供應來自電機MG1的制動力的扭矩指令Tecb1*(步驟S118)，并將電機MG 1的扭矩指令Tm1*再次設定為零(步驟S120)。在這里，換算系數(shù)Gb被確定為將扭矩指令Tm1*換算為將應該輸出給環(huán)形齒輪軸32a的制動扭矩輸出給驅(qū)動軸39、39時的扭矩的系數(shù)。另外，當對電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時，同樣地，為了由盤式制動器91、91來補償應該從電機MG 2輸出的扭矩指令Tm2*部分的制動力，將扭矩指令Tm2*乘以換算系數(shù)Gc來計算盤式制動器91、91的制動扭矩Tb*中用于供應來自電機MG 2的制動力的扭矩指令Tecb2*(步驟S126)，并將電機MG 2的扭矩指令Tm2*再次設定為零(步驟S128)。在這里，換算系數(shù)Gc被確定為將扭矩指令Tm2*換算為將應該輸出給環(huán)形齒輪軸32a的制動扭矩輸出給驅(qū)動軸39、39時的扭矩的系數(shù)。
當設定扭矩指令Tecb1*和扭矩指令Tecb2*時，CPU 72通過將制動扭矩指令Tecb1*和制動扭矩指令Tecb2*相加來計算應從盤式制動器91、91輸出來進行補充的制動扭矩Tb*，并將其結果發(fā)送給制動器ECU 90(步驟S130)。即，當僅對電機MG 1的轉換器41實施閉鎖處理時，由于在步驟S114作出肯定的判斷，并在步驟S122作出否定的判斷，因此，在步驟S130中，盤式制動器91、91的制動扭矩指令Tb*是用于提供來自電機MG 1的制動力的扭矩指令Tecb1*(＝Tm1*·Gb)。另外，當僅對電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時，由于在步驟S114作出否定的判斷，并在步驟S122作出肯定的判斷，因此，在步驟S130中，盤式制動器91、91的制動扭矩指令Tb*是用于提供來自電機MG 2的制動力的扭矩指令Tecb2*(＝Tm2*·Gc)。進而，當對電機MG 1的轉換器41和電機MG 2的轉換器42雙方實施閉鎖處理時，由于在步驟S114作出肯定的判斷，并在步驟S122作出肯定的判斷，因此，在步驟S130中，盤式制動器91、91的制動扭矩指令Tb*是用于提供來自電機MG 1的制動力的扭矩指令Tecb1*(＝Tm1*·Gb)與用于提供來自電機MG 2的制動力的扭矩指令Tecb2*(＝Tm2*·Gc)之和。
這樣，若在對電機MG 1的轉換器41或者電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時在步驟S130計算并發(fā)送盤式制動器91、91的制動扭矩指令Tb*，則CPU 72將斷油指令發(fā)送給發(fā)動機ECU 24，將電機MG 1、MG 2的扭矩指令Tm1*、Tm2*分別發(fā)送給電機ECU 40(步驟S132)，然后結束本程序。對轉換器41、42的開關元件進行開關控制，使得接收到斷油指令的發(fā)動機ECU 24通過斷油來控制發(fā)動機22，接收到扭矩指令Tm1*、Tm2*的電機ECU 40根據(jù)扭矩指令Tm1*來驅(qū)動電機MG 1，并根據(jù)扭矩指令Tm2*來驅(qū)動電機MG 2。接收到制動扭矩指令Tb*的制動器ECU 90驅(qū)動控制制動執(zhí)行器92，使得從盤式制動器91、91輸出制動扭矩Tb*。其結果是，制動執(zhí)行器92通過在液壓回路93中生成液壓，并將該液壓傳遞給盤式制動器91、91而將與制動扭矩Tb*相當?shù)闹苿恿谋P式制動器91、91施加給驅(qū)動輪39、39。從而，即使在斷開電機MG 1的轉換器41的所有開關元件或者電機MG 2的轉換器42的所有開關元件以閉鎖轉換器41或者轉換器42時，也會由于從盤式制動器91、91輸出并補充因上述理由無法從電機MG 1或者電機MG 2輸出制動力而不足的制動力，從而能夠抑制作用于汽車20的制動力的下降。
下面，明確一下本實施方式的結構要素和本發(fā)明的結構要素之間的對應關系。本實施方式的混合動力用電子控制單元70相當于本發(fā)明的制動控制裝置，液壓回路93和盤式制動器91、91相當于制動力輸出裝置，變速桿81和混合動力用電子控制裝置70相當于檔位變更裝置。另外，發(fā)動機22相當于內(nèi)燃機，電機MG 1和動力分配整合機構30相當于電力動力輸入輸出裝置，電機MG 2相當于電動機。電池50相當于蓄電裝置，轉換器41相當于第一驅(qū)動電路，轉換器42相當于第二驅(qū)動電路。另外在本實施方式中，通過說明混合動力汽車20的動作，明確了本發(fā)明的混合動力汽車的一個示例，同時也明確了本發(fā)明的混合動力汽車的控制方法的一個示例。
根據(jù)以上詳述的本實施方式的混合動力汽車20，即使因閉鎖電機MG1的轉換器41而不能利用發(fā)動機22的摩擦扭矩來向環(huán)形齒輪軸32a輸出符合電機MG 1所要求的扭矩指令Tm1*的制動力，或者因閉鎖電機MG 2的轉換器42而不能向環(huán)形齒輪軸32a輸出符合電機MG 2所要求的扭矩指令Tm2*的再生制動力，也能夠從盤式制動器91、91輸出并補充因上述理由而不足的制動力，從而能夠抑制作用于汽車20的制動力的下降。
另外，由于與電機MG 1或電機MG 2無關地通過可進行驅(qū)動控制的致動器93從盤式制動器91、91輸出并自動補充全部不足的制動力，因此能夠可靠地補充制動力，并且，由于能夠利用安裝在普通汽車上的液壓制動結構的一部分，從而無需重新設置用于補充制動力的制動裝置。
另外，由于檔位低時從電機MG 1或電機MG 2輸出的制動力比檔位高時大，因此，越是檔位低的時候越是需要補充不足的制動力以防止給駕駛者空轉感，因而應用本發(fā)明的意義很大。
并且，由于關閉油門時多使用再生制動器和發(fā)動機制動器，因此應用本發(fā)明的意義重大。
另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，而是能夠以屬于本發(fā)明技術范圍的各種方式來進行實施。
例如，盡管在上述實施方式的S檔關閉油門時的制動控制程序中采用了圖2的關閉油門時制動控制程序，但也可以采用圖7的關閉油門時制動控制程序。即，在圖7的關閉油門時制動控制程序中，用步驟S204～S210來代替步驟S104～S110。具體來說，通過將預定系數(shù)k(例如0.5)乘以請求扭矩Tr*再乘以環(huán)形齒輪軸32a的轉數(shù)Nr來設定發(fā)動機22的目標摩擦功率Pc*(步驟S204)，然后設定與設定的目標摩擦功率Pe*相對應的發(fā)動機22的目標轉數(shù)Ne*(步驟S206)。接著設定用于以目標轉數(shù)Ne*來運轉發(fā)動機22的電機MG 1的目標轉數(shù)Nm1*以及扭矩指令Tm1*(步驟S208)，并設定電機MG 2的扭矩指令Tm2*，使得在電池50的輸入限制Win的范圍內(nèi)從電機MG 2輸出余下的請求扭矩(步驟S210)。之后執(zhí)行步驟S212～S232的處理，由于這些處理和步驟S112～S132相同，故省略其說明。
另外，在圖7的關閉油門時制動控制程序中，當僅對電機MG 1的轉換器41實施閉鎖處理時，與以盤式制動器91、91來補充制動力相比，可以優(yōu)先以MG 2的再生制動來補充制動力。即，在圖8的關閉油門時制動控制程序中實施與步驟S200～S220相同的、步驟S300～S320的處理，之后，當在步驟S322中判斷為沒有對電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時，進行步驟S324～S334的處理以代替步驟S224～S228。具體來說，當在步驟S322中判斷為沒有對電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時，將應該以盤式制動器91、91補充的電機MG 2的扭矩指令Tm2*部分的制動扭矩指令Tecb2*設為零(步驟S324)，并判斷電機MG 1的扭矩指令Tm1*是否為零(步驟S326)。由于當前考慮斷開電機MG 1的轉換器41中所有的開關元件以閉鎖轉換器41，因此，在步驟S326作出肯定的判斷，并將電池50的輸入限制Win除以電機MG 2的轉數(shù)Nm2來計算電機MG 2的扭矩限制Tmin，同時將請求扭矩Tr*除以減速齒輪35的齒數(shù)比Gr來計算暫定電機扭矩Tm2tmp，然后將計算出的扭矩限制Tmin和暫定電機扭矩Tm2tmp中較大的一方作為電機MG 2的扭矩指令Tm2*來進行再次設定(步驟S328)。之后，進行扭矩指令Tecb1*的再次設定(步驟S330)。即，將從已經(jīng)設定的扭矩指令Tecb1*中減去在步驟S328中再次設定的扭矩指令Tm2*和在步驟S310中設定的扭矩指令Tm2*的差α與換算系數(shù)Gc的乘積α·Gc所得到的值設為新的扭矩指令Tecb1*。在這里，數(shù)值α·Gc是由于閉鎖轉換器41而產(chǎn)生的制動扭矩的不足部分中由電機MG 2的再生制動扭矩供應的部分。然后，在實施了與步驟S230、S232相同的、步驟S336、S338的處理之后結束該程序。另外，當在步驟S322判斷為對電機MG 2的轉換器42實施閉鎖處理時，由于實施了與步驟S226、S228相同的步驟S332、S334的處理，故省略說明。這樣，當僅閉鎖電機MG 1的轉換器41時，且在即使通過步驟S310中設定的扭矩指令Tm2*來進行電機MG 2的再生制動而電池50的殘余量(SOC)也小于輸入限制Win時，即，當在步驟S310中計算出的電機MG 2的暫定電機扭矩Tm2tmp大于扭矩限制Tmin時，與由盤式制動器91、91來補充制動力相比，優(yōu)先由MG 2的再生制動來補充制動力。其結果是，能夠提高混合動力汽車20的能效。
另外，在上述的實施方式中，對完全不能利用發(fā)動機22的摩擦扭矩將符合電機MG 1所請求的扭矩指令Tm1*的制動力輸出給環(huán)形齒輪軸32a，以及完全不能將符合電機MG 2所請求的扭矩指令Tm2*的制動力輸出給環(huán)形齒輪軸32a時的情況進行了說明，但在電機MG 1因某些原因而只能利用發(fā)動機22的摩擦扭矩將符合扭矩指令Tm1*的制動力的一部分輸出給環(huán)形齒輪軸32a，由此使得制動力比平常小的情況，以及電機MG 2因某些原因而只能將符合電機MG 2所請求的扭矩指令Tm2*的再生制動力的一部分輸出給環(huán)形齒輪軸32a，由此使得制動力比平常小的情況下，也可以進行補充不足的制動力的處理。這樣的情況例如可以例舉出因電機MG 1或電機MG 2的轉換器41、42的閉鎖而限制了電機MG1或電機MG 2的輸出的情況。
另外，在上述實施方式中描述了沒有踩踏油門踏板83和制動踏板85時的情況，但也適用于沒有踩踏油門踏板83但踩踏制動踏板85時的情況或者減少油門踏板83的踩踏量時的情況。
并且，在上述實施方式中是通過盤式制動器91、91來補充不足的制動力的，但并不局限于此，只要是與操作者的操作無關地向作為驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a輸出制動力即可。
另外，在上述的實施方式中是通過減速齒輪35進行變速而將電機MG2的動力輸出給環(huán)形齒輪軸32a的，但如圖9所示，也可以將電機MG 2連接到與環(huán)形齒輪軸32a所連接的車軸(驅(qū)動輪39、39所連接的車軸)不同的車軸(圖9中的與車輪139、139相連的車軸)上。另外，如圖10所示，也可以將電機MG 2連接到驅(qū)動輪39、39所連接的車軸上，并將電機MG 3連接至1與車輪139、139相連接的車軸上。
另外，在上述的實施方式中是通過動力分配整合機構30將發(fā)動機22的動力輸出給作為與驅(qū)動輪39、39相連的驅(qū)動軸的環(huán)形齒輪軸32a，但如圖11所示，也可以是具有雙轉子電動機230，該雙轉子電動機230具有與發(fā)動機22的曲軸26相連的內(nèi)部轉子232和與向驅(qū)動輪39、39輸出動力的驅(qū)動軸相連的外部轉子234，將發(fā)動機22的動力的一部分傳遞給驅(qū)動軸，并將殘余動力轉換成電力。
本申請以申請日為2005年6月23日的日本國專利申請第2005-183085號作為優(yōu)先權基礎，其全部內(nèi)容通過引用被包括在本說明書中。
權利要求
1.一種向驅(qū)動軸輸出動力的混合動力汽車，包括內(nèi)燃機；電力動力輸入輸出裝置，其與所述內(nèi)燃機的輸出軸及所述驅(qū)動軸相連，能夠隨著電力的輸入輸出而將來自所述內(nèi)燃機的動力的至少一部分輸出給所述驅(qū)動軸，并能夠隨著電力的輸入輸出而將基于所述內(nèi)燃機中產(chǎn)生的旋轉阻力而得的阻力制動力輸出給所述驅(qū)動軸；電機，能夠通過將所述驅(qū)動軸的動力轉換成電力從而將再生制動力輸出給所述驅(qū)動軸；制動力輸出裝置，可向所述驅(qū)動軸輸出制動力；以及執(zhí)行制動力補充控制的制動控制裝置，其設定從所述電力動力輸入輸出裝置到所述驅(qū)動軸的請求阻力制動力和從所述電機到所述驅(qū)動軸的請求再生制動力，并控制所述電力動力輸入輸出裝置和所述電機以使得所述請求阻力制動力和所述請求再生制動力輸出到所述驅(qū)動軸，并且，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，控制所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置，使得所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置中的至少一個輸出不足的制動力以進行補充。
2.如權利要求1所述的混合動力汽車，其具有能夠和所述電力動力輸入輸出裝置以及所述電機進行電力交換的蓄電裝置，所述制動控制裝置設定所述請求再生制動力，使得所述蓄電裝置在預定的限制范圍內(nèi)進行電力的輸入輸出。
3.如權利要求2所述的混合動力汽車，其包括第一驅(qū)動電路，連接在所述電力動力輸入輸出裝置和所述蓄電裝置之間，具有多個開關元件，并通過所述開關元件的開關來驅(qū)動所述電力動力輸入輸出裝置；和第二驅(qū)動電路，連接在所述電機裝置和所述蓄電裝置之間，具有多個開關元件，并通過所述開關元件的開關來驅(qū)動所述電機；其中，當斷開所述第一驅(qū)動電路的所有開關元件或者斷開所述第二驅(qū)動電路的所有開關元件時，所述制動控制裝置執(zhí)行所述制動力補充控制。
4.如權利要求2或3所述的混合動力汽車，其中，所述蓄電裝置由所述電機向所述驅(qū)動軸輸出制動力時通過從所述驅(qū)動軸的動力轉換來的電力進行充電，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，所述制動控制裝置根據(jù)所述蓄電裝置的充電狀態(tài)來確定分配給所述電機和所述制動力輸出裝置的不足制動力的比例，并控制所述電機和所述制動力輸出裝置，使得根據(jù)該確定的分配比例輸出補償制動力，對不足的制動力進行補充。
5.如權利要求1至3中任一項所述的混合動力汽車，其中，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，所述制動控制裝置控制所述制動力輸出裝置，使得從所述制動力輸出裝置輸出不足的制動力以進行補充。
6.如權利要求1至3中任一項所述的混合動力汽車，其中，所述制動力輸出裝置可通過致動器的動作而向所述驅(qū)動軸輸出液壓制動力。
7.如權利要求1至3中任一項所述的混合動力汽車，其還具有檔位變更裝置，所述檔位變更裝置具有可供操作者選擇的多個檔位，并根據(jù)所選擇的檔位模擬地進行升檔或降檔，所述制動控制裝置設定所述請求阻力制動力和所述請求再生制動力，以使之呈現(xiàn)出如下傾向所述檔位變更裝置的多個檔位中由操作者選擇的檔位越小，對所述驅(qū)動軸的制動力就越大；并且，在通過所述檔位變更裝置選擇的檔位在預定的低檔位以下的時候，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，執(zhí)行所述制動力補充控制。
8.如權利要求1至3中任一項所述的混合動力汽車，其中，當油門踏板的踩踏量減少或幾乎為零時，并且當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，所述制動控制裝置執(zhí)行所述制動力補充控制。
9.如權利要求1至3中任一項所述的混合動力汽車，其中，所述電力動力輸入輸出裝置還具有三軸式動力輸入輸出裝置，所述三軸式動力輸入輸出裝置連接在所述內(nèi)燃機的輸出軸、所述驅(qū)動軸以及第三軸這三根軸上，并根據(jù)向該三根軸中的任意兩根軸輸入輸出的動力來向剩下的軸輸入輸出動力；和向所述第三軸輸入輸出動力的發(fā)電機。
10.如權利要求1至3中任一項所述的混合動力汽車，其中，所述電力動力輸入輸出裝置是具有安裝在所述內(nèi)燃機的輸出軸上的第一轉子和安裝在所述驅(qū)動軸上的第二轉子的雙轉子電機，其隨著由所述第一轉子和所述第二轉子的電磁作用而產(chǎn)生的電力的輸入輸出而將來自所述內(nèi)燃機的動力的至少一部分輸出給所述驅(qū)動軸。
11.一種混合動力汽車的控制方法，所述混合動力汽車包括內(nèi)燃機；電力動力輸入輸出裝置，所述電力動力輸入輸出裝置與所述內(nèi)燃機的輸出軸和驅(qū)動軸相連，能夠隨著電力的輸入輸出而將來自所述內(nèi)燃機的動力的至少一部分輸出給所述驅(qū)動軸，并能夠隨著電力的輸入而將基于所述內(nèi)燃機中發(fā)生的旋轉阻力而得的阻力制動力輸出給所述驅(qū)動軸；以及電機，所述電機能夠通過將所述驅(qū)動軸的動力轉換成電力而將再生制動力輸出給所述驅(qū)動軸；在所述混合動力汽車的控制方法中執(zhí)行制動力補充控制，在該控制中，設定從所述電力動力輸入輸出裝置到所述驅(qū)動軸的請求阻力制動力和從所述電機到所述驅(qū)動軸的請求再生制動力，并控制所述電力動力輸入輸出裝置和所述電機以使得所述請求阻力制動力和所述請求再生制動力輸出到所述驅(qū)動軸，并且，當所述電力動力輸入輸出裝置僅輸出比平常還要小的所述請求阻力制動力或完全不輸出所述請求阻力制動力時，或者當所述電機僅輸出比平常還要小的所述請求再生制動力或完全不輸出所述請求再生制動力時，控制所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置，使得從所述電力動力輸入輸出裝置、所述電機以及所述制動力輸出裝置中的至少一個輸出對不足制動力的補充。
全文摘要
當在步驟(S114)或步驟(S122)中判斷為電機(MG1)、(MG2)的轉換器的所有開關元件都閉鎖時，從盤式制動器輸出不足的制動力以進行補充。因此，即使發(fā)生通過電機(MG 1)而輸出到驅(qū)動軸的來自發(fā)動機的阻力制動力和通過電機(MG 2)而向驅(qū)動軸輸出的再生制動力不足的情況，也能夠抑制作用于車輛的制動力的下降。
文檔編號B60W10/10GK1883979SQ200610082978
公開日2006年12月27日 申請日期2006年6月23日 優(yōu)先權日2005年6月23日
發(fā)明者吉見政史 申請人:豐田自動車株式會社