混合动力车辆的驱动控制装置

摘要

目的在于确立有向电池的充放电的情况下的多个电动发电机控制，确保兼顾设为目标的驱动力和设为目标的充放电，在特定条件下宽松地控制使用电池的电力。其特征在于，具备目标驱动功率设定单元，其进行预先设定，使得与接受依靠电池的电力的功率辅助的状态相当的驱动功率为目标驱动功率的最大值，具备目标发动机功率算出单元，其预先设定与内燃机能输出的最大输出相当的目标发动机功率最大值，将目标发动机功率和目标发动机功率最大值进行比较，将较小的值更新为目标发动机功率，设有算出目标电力的目标电力算出单元，电动机扭矩指令值运算单元使用包括目标发动机扭矩的扭矩平衡式和包括目标电力的电力平衡式来算出多个电动发电机各自的扭矩指令值。

权利要求

1.一种混合动力车辆的驱动控制装置，使用来自内燃机和两个电动发电机的输出对车辆进行驱动控制，具备：加速器开度检测单元，其检测加速器开度；车辆速度检测单元，其检测车辆速度；电池充电状态检测单元，其检测电池的充电状态；目标驱动功率设定单元，其基于由上述加速器开度检测单元检测出的加速器开度和由上述车辆速度检测单元检测出的车辆速度来设定目标驱动功率；目标充放电功率设定单元，其至少基于由上述电池充电状态检测单元检测出的电池的充电状态来设定目标充放电功率；目标发动机功率算出单元，其通过上述目标驱动功率设定单元和上述目标充放电功率设定单元算出目标发动机功率；目标发动机动作点设定单元，其根据目标发动机功率和系统整体效率设定目标发动机动作点；以及电动机转矩指令值运算单元，其设定上述两个电动发电机各自的转矩指令值，上述混合动力车辆的驱动控制装置的特征在于，上述目标驱动功率设定单元用于进行预先设定，使得与接受依靠上述电池的电力的功率辅助的状态相当的驱动功率为上述目标驱动功率的最大值，上述目标发动机功率算出单元预先设定与上述内燃机能输出的最大输出相当的目标发动机功率最大值，对通过上述目标驱动功率设定单元和上述目标充放电功率设定单元算出的上述目标发动机功率和上述目标发动机功率最大值进行比较，将其中较小的值更新为上述目标发动机功率，并且设有目标电力算出单元，上述目标电力算出单元根据上述目标驱动功率和上述目标发动机功率的差算出目标电力，上述目标电力作为向上述电池的输入输出电力的目标值，上述电动机转矩指令值运算单元使用包括根据上述目标发动机动作点求出的目标发动机转矩的转矩平衡式和包括上述目标电力的电力平衡式来算出上述两个电动发电机各自的转矩指令值。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的驱动控制装置，

上述电动机转矩指令值运算单元针对上述两个电动发电机的上述转矩指令值设定各自的反馈校正量，使得实际的发动机旋转速度收敛于根据上述目标发动机动作点求出的目标发动机旋转速度。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的混合动力车辆的驱动控制装置，其特征在于，上述电动机转矩指令值运算单元根据从上述目标发动机动作点求出的目标发动机旋转速度和车辆速度算出上述两个电动发电机各自的旋转速度，基于该两个电动发电机的旋转速度、上述目标电力、上述目标发动机转矩算出第一电动发电机的转矩指令值，另一方面，基于该第一电动发电机的上述转矩指令值和上述目标发动机转矩算出第二电动发电机的转矩指令值。

说明书

混合动力车辆的驱动控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及具备多个动力源、将这些动力利用差动齿轮机构合成而对驱动轴进行输入输出的混合动力车辆的驱动控制装置，特别是涉及进行内燃机的发动机动作点和电动发电机的转矩控制的混合动力车辆的驱动控制装置。

背景技术

[0002] 以往，作为具备电动机和内燃机的混合动力车辆的方式，除了串联方式、并联方式以外，如在专利第3050125号公报、专利第3050138号公报、专利第3050141号公报、专利第3097572号公报等中公开的，有以下方式：用1个行星齿轮机构(具有3个旋转构件的差动齿轮机构)和2个电动机将内燃机的动力分割到发电机和驱动轴，用由发电机发出的电力来驱动设置于驱动轴的电动机，由此对内燃机的动力进行转矩转换。将其称为“3轴式”。

[0003] 根据该现有技术，能够将上述内燃机的发动机动作点设定在包括停止的任意的点，因此能够提高燃料效率。但是，不及串联方式，为了得到足够的驱动轴转矩，需要具有比较大的转矩的电动发电机，并且在低齿轮速比范围中在发电机和电动发电机之间的电力交接量增加，因此电损失会变大，还有改善的余地。

[0004] 作为解决这一点的方法，有在专利第3578451号公报、特开2004－15982号公报中公开的方法、由发明的申请人在特开2002－281607号公报、特开2008－12992号公报中公开的方法。

[0005] 特开2002－281607号公报的方法是，对具有4个旋转构件的差动齿轮机构的各旋转构件连接内燃机的输出轴、第一电动发电机(以下记为“MG1”)、第二电动发电机(以下记为“MG2”)、以及与驱动轮连接的驱动轴，将内燃机的动力和MG1、MG2的动力合成后输出到驱动轴。

[0006] 并且，特开2002－281607号公报的方法是，在共线图上在内侧的旋转构件处配置内燃机的输出轴和与驱动轮连接的驱动轴，在共线图上在外侧的旋转构件处配置MG1(内燃机侧)和MG2(驱动轴侧)，由此能够降低MG1和MG2所承担的动力与从内燃机向驱动轴传递的动力的比例，因此能够使MG1、MG2小型化并且能够改善作为驱动装置的传递效率。将其称为“4轴式”。

[0007] 另外，专利第3578451号公报公开的与上述方法类似的方法具有第5个旋转构件，并且设置使该旋转构件的旋转停止的制动器。

[0008] 在上述特开2008－12992号公报中，公开了以下内燃机的控制技术：在具备内燃机和多个电动发电机的混合动力车辆的驱动控制装置中，相对于内燃机的动作点，较高地设定发动机旋转速度。

[0009] 在上述现有技术中，如专利第3050125号公报所公开的，将车辆所要求的驱动力和电池充电所要求的电力相加来算出内燃机应输出的功率，从形成该功率的发动机转矩和发动机旋转速度的组合之中算出效率尽量良好的点并将其设为目标发动机动作点。并且，以内燃机的发动机动作点成为目标动作点的方式控制MG1，控制发动机旋转速度。

[0010] 现有技术文献

[0011] 专利文献

[0012] 专利文献1：专利第3050125号公报

[0013] 专利文献2：专利第3050138号公报

[0014] 专利文献3：专利第3050141号公报

[0015] 专利文献4：专利第3097572号公报

[0016] 专利文献5：专利第3578451号公报

[0017] 专利文献6：特开2004－15982号公报

[0018] 专利文献7：特开2002－281607号公报

[0019] 专利文献8：特开2008－12992号公报

发明内容

[0020] 发明要解决的问题

[0021] 然而，在现有的混合动力车辆的驱动控制装置中，在“3轴式”的情况下，MG2的转矩不对转矩平衡带来影响，因此根据以发动机旋转速度接近目标值的方式对MG1的转矩进行了反馈控制后的MG1的转矩，算出由内燃机和MG1输出到驱动轴的转矩，且对MG2的转矩进行控制，使其成为从目标驱动力减去该值后的值，则即使发动机转矩变动，也能够从驱动轴输出设为目标的驱动力。

[0022] 但是，在“4轴式”的情况下，驱动轴和MG2是独立的轴，MG2的转矩也会影响转矩平衡，影响发动机旋转速度控制，因此有无法使用上述“3轴式”控制方法的缺陷。

[0023] 另外，在作为“4轴式”的上述特开2004－15982号公报中，公开了以下方法：从转矩平衡式算出在未向电池充放电的状态下行驶的情况下的MG1、MG2的转矩，对MG1、MG2的旋转速度进行反馈控制来控制发动机旋转速度和驱动力。

[0024] 但是，在上述特开2004－15982号公报中，没有提到有向电池充放电的情况、发动机转矩发生了变动的情况。

[0025] 在上述特开2008－12992号公报中，相对于内燃机的动作点，较高地设定发动机旋转速度，虽然公开了内燃机的控制技术，但多个电动发电机的控制是不明确的，而且进行对电池的充放电的情况下的多个电动发电机的控制是不明确的。

[0026] 在上述特开2008－12992号公报中，需要将内燃机和多个电动发电机以机械方式进行工作联接，一边将内燃机的动作点维持在目标值，一边使多个电动发电机相互关联来取得转矩平衡而进行控制，而且，在进行对电池的充放电的情况下，需要使电力收支也平衡。即，需要进行控制来兼顾该多个电动发电机的转矩平衡和电力收支的平衡。

[0027] 而且，在上述特开2008－12992号公报中，也能够设定为在使电力收支平衡而进行控制时，限制由内燃机的驱动带来的发电，使用电池的电力。一边更积极地使用电池的电力，一边将电池的充电状态SOC设为规定(范围)的状态，由此能够使控制具有宽度、提高整个系统的效率。

[0028] 但是，如上述特开2008－12992号公报所示，有以下问题：如果采用仅根据基于映射、表的目标驱动功率和目标充放电功率来规定目标发动机功率的统一的控制，则使控制具有宽度是困难的。

[0029] 本发明的目的在于，确立具备内燃机和多个电动发电机的混合动力车辆的驱动控制装置中的有向电池进行充放电的情况下的多个电动发电机的控制；考虑到内燃机的动作点，确保兼顾设为目标的驱动力和设为目标的充放电；以及在特定条件下宽松地控制使用电池的电力。

[0030] 用于解决问题的方案

[0031] 本发明是混合动力车辆的驱动控制装置，使用来自内燃机和两个电动发电机的输出对车辆进行驱动控制，具备：加速器开度检测单元，其检测加速器开度；车辆速度检测单元，其检测车辆速度；电池充电状态检测单元，其检测电池的充电状态；目标驱动功率设定单元，其基于由上述加速器开度检测单元检测出的加速器开度和由上述车辆速度检测单元检测出的车辆速度来设定目标驱动功率；目标充放电功率设定单元，其至少基于由上述电池充电状态检测单元检测出的电池的充电状态来设定目标充放电功率；目标发动机功率算出单元，其通过上述目标驱动功率设定单元和上述目标充放电功率设定单元算出目标发动机功率；目标发动机动作点设定单元，其根据目标发动机功率和系统整体效率设定目标发动机动作点；以及电动机转矩指令值运算单元，其设定上述两个电动发电机各自的转矩指令值，上述混合动力车辆的驱动控制装置的特征在于，上述目标驱动功率设定单元用于进行预先设定，使得与接受依靠上述电池的电力的功率辅助的状态相当的驱动功率为上述目标驱动功率的最大值，上述目标发动机功率算出单元预先设定与上述内燃机能输出的最大输出相当的目标发动机功率最大值，对通过上述目标驱动功率设定单元和上述目标充放电功率设定单元算出的上述目标发动机功率和上述目标发动机功率最大值进行比较，将其中较小的值更新为上述目标发动机功率，并且设有目标电力算出单元，上述目标电力算出单元根据上述目标驱动功率和上述目标发动机功率的差算出目标电力，上述目标电力作为向上述电池的输入输出电力的目标值，上述电动机转矩指令值运算单元使用包括根据上述目标发动机动作点求出的目标发动机转矩的转矩平衡式和包括上述目标电力的电力平衡式来算出上述两个电动发电机各自的转矩指令值。

[0032] 发明效果

[0033] 本发明能够进行使发动机动作点与目标值匹配的控制，并将电池的充电状态设在规定范围内，并且能够设置使用了电池的电力的功率辅助区域。

[0034] 本发明能够与驾驶员的要求相应地利用功率辅助区域来进行使用了电池的电力的驱动。

[0035] 另外，本发明能够进行有向电池充放电的情况下的多个电动发电机的控制。

[0036] 本发明能够考虑到内燃机的发动机动作点而确保兼顾设为目标的驱动力和设为目标的充放电。

附图说明

[0037] 图1是混合动力车辆的驱动控制装置的系统构成图。

[0038] 图2是目标发动机动作点和目标电力运算的控制框图。

[0039] 图3是电动发电机的转矩指令值运算的控制框图。

[0040] 图4是算出目标发动机动作点的控制流程图。

[0041] 图5是算出电动发电机的转矩指令值的控制流程图。

[0042] 图6是基于车辆速度和加速器开度的目标驱动力检索映射。

[0043] 图7是基于电池的充电状态的目标充放电功率检索表。

[0044] 图8是包括发动机转矩和发动机旋转速度的目标发动机动作点检索映射。

[0045] 图9是在同一发动机动作点使车辆速度变化的情况的共线图。

[0046] 图10是表示包括发动机转矩和发动机旋转速度的目标发动机动作点检索映射的发动机效率的最佳线和整体效率的最佳线的图。

[0047] 图11是表示包括效率和发动机旋转速度的等功率线上的各效率的图。

[0048] 图12是等功率线上的各点(D、E、F)的共线图。

[0049] 图13是低齿轮速比状态的共线图。

[0050] 图14是中齿轮速比状态的共线图。

[0051] 图15是高齿轮速比状态的共线图。

[0052] 图16是发生了动力循环的状态的共线图。

具体实施方式

[0053] 以下，基于附图说明本发明的实施例。

[0054] 实施例

[0055] 图1～图16表示本发明的实施例。在图1中，1是混合动力车辆的驱动控制装置。在混合动力车辆的驱动控制装置1中，作为驱动系统具备：内燃机2的输出轴3，其利用燃料的燃烧来产生驱动力；第一电动发电机4和第二电动发电机5，其利用电产生驱动力并且通过驱动来产生电能；驱动轴7，其与混合动力车辆的驱动轮6连接；以及作为动力传递机构的差动齿轮机构8，其与输出轴3、第一电动发电机4、第二电动发电机5以及驱动轴7分别联接。

[0056] 上述内燃机2具备：节流阀等空气量调整单元9，其与加速器开度(加速踏板的踏入量)对应地调整吸入的空气量；燃料喷射阀等燃料提供单元10，其提供与吸入的空气量对应的燃料；以及点火装置等点火单元11，其对燃料进行点火。内燃机2利用空气量调整单元9、燃料提供单元10以及点火单元11来控制燃料的燃烧状态，通过燃料的燃烧来产生驱动力。

[0057] 上述第一电动发电机4具备第1电动机转动轴12、第1电动机转子13以及第1电动机定子14。上述第二电动发电机5具备第2电动机转动轴15、第2电动机转子16以及第2电动机定子17。第一电动发电机4的第1电动机定子14与第1逆变器18连接。第二电动发电机5的第2电动机定子17与第2逆变器19连接。

[0058] 第1逆变器18和第2逆变器19的电源端子与电池20连接。电池20是能与第一电动发电机4及第二电动发电机5之间进行电力交换的蓄电单元。第一电动发电机4和第二电动发电机5分别利用第1逆变器18和第2逆变器19控制从电池20提供的电量，利用所提供的电来产生驱动力，并且利用来自再生时的驱动轮6的驱动来产生电能，用产生的电能对电池20进行充电。

[0059] 上述差动齿轮机构8具备第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22。第1行星齿轮机构21具备：第1太阳轮23、支撑与该第1太阳轮23啮合的第1行星齿轮24的第1行星齿轮架25以及与第1行星齿轮24啮合的第1环形齿轮26。上述第2行星齿轮机构
22具备：第2太阳轮27、支撑与该第2太阳轮27啮合的第2行星齿轮28的第1行星齿轮架29以及与第2行星齿轮28啮合的第2环形齿轮30。

[0060] 差动齿轮机构8是将第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22的各旋转构件的旋转中心线配置在同一轴上，将第一电动发电机4配置在内燃机2和第1行星齿轮机构21之间，将第二电动发电机5配置在第2行星齿轮机构22的远离内燃机2侧。第二电动发电机5具备能够以单独输出来使车辆行驶的性能。

[0061] 对第1行星齿轮机构21的第1太阳轮23连接有第一电动发电机4的第1电动机转动轴12。第1行星齿轮机构21的第1行星齿轮架25和第2行星齿轮机构22的第2太阳轮27结合，通过单向离合器31与内燃机2的输出轴3连接。第1行星齿轮机构21的第1环形齿轮26和第2行星齿轮机构22的第2行星齿轮架29结合而与输出部32联接。输出部32通过齿轮、链等输出传递机构33与上述驱动轴7连接。对第2行星齿轮机构22的第2环形齿轮30连接有第二电动发电机5的第2电动机转动轴15。

[0062] 上述单向离合器31是进行固定的机构，使内燃机2的输出轴3仅在输出方向旋转，防止内燃机2的输出轴3反转。第一电动发电机4的驱动功率通过单向离合器31的反作用力作为输出部32的驱动功而被传递。

[0063] 混合动力车辆将内燃机2、第一电动发电机4以及第二电动发电机5所产生的动力通过第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22输出到驱动轴7，对驱动轮6进行驱动。另外，混合动力车辆将来自驱动轮6的驱动力通过第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22传递到第一电动发电机4和第二电动发电机5，产生电能来对电池20进行充电。

[0064] 上述差动齿轮机构8设有4个旋转构件34～37。第1旋转构件34包括第1行星齿轮机构21的第1太阳轮23。第2旋转构件35包括将第1行星齿轮机构21的第1行星齿轮架25和第2行星齿轮机构22的第2太阳轮27结合的构件。第3旋转构件36包括将第1行星齿轮机构21的第1环形齿轮26和第2行星齿轮机构22的第2行星齿轮架29结合的构件。第4旋转构件37包括第2行星齿轮机构22的第2环形齿轮30。

[0065] 如图9、图12～图16所示，差动齿轮机构8在能够将4个旋转构件31～34的旋转速度用直线表示的共线图上，使4个旋转构件34～37从一端(各图的左侧)向另一端(各图的右侧)按顺序设定为第1旋转构件34、第2旋转构件35、第3旋转构件36、第4旋转构件37。4个旋转构件34～37之间的距离比用k1：1：k2表示。此外，在各图的记载中，MG1表示第一电动发电机4，MG2表示第二电动发电机5，ENG表示内燃机2，OUT表示输出部32。

[0066] 对第1旋转构件34连接有第一电动发电机4的第1电动机转动轴12。对第2旋转构件35通过单向离合器31连接有内燃机2的输出轴3。对第3旋转构件36连接有输出部32。对该输出部32通过输出传递机构33连接有驱动轴7。对第4旋转构件37连接有第二电动发电机5的第2电动机转动轴15。

[0067] 由此，差动齿轮机构8具有与输出轴3、第一电动发电机4、第二电动发电机5以及驱动轴7分别联接的4个旋转构件34～37，在内燃机2的输出轴3、第一电动发电机4、第二电动发电机5以及驱动轴7之间进行动力的交接。因此驱动控制装置1是“4轴式”的控制方式。

[0068] 在上述混合动力车辆1中，将空气量调整单元9、燃料提供单元10、点火单元11、第1逆变器18、第2逆变器19连接到驱动控制部38。对驱动控制部38连接有加速器开度检测单元39、车辆速度检测单元40、发动机旋转速度检测单元41、电池充电状态检测单元42。

[0069] 上述加速器开度检测单元39检测作为加速踏板的踏入量的加速器开度。上述车辆速度检测单元40检测混合动力车辆的车辆速度(车速)。上述发动机旋转数检测单元41检测内燃机2的发动机旋转速度。电池充电状态检测单元42检测电池20的充电状态SOC。

[0070] 另外，驱动控制部38具备：目标驱动力设定单元43、目标驱动功率设定单元44、目标充放电功率设定单元45、目标发动机功率算出单元46、目标发动机动作点设定单元47、目标电力设定单元48以及电动机转矩指令值运算单元49。

[0071] 如图2所示，上述目标驱动力设定单元43与由加速器开度检测单元39检测出的加速器开度和由车辆速度检测单元40检测出的车辆速度相应地，根据图6所示的目标驱动力检索映射检索，决定用于驱动混合动力车辆的目标驱动力。目标驱动力在加速器开度＝0的高车速区域内设定为负的值，以成为与发动机制动器相当的减速方向的驱动力，在车速低的区域内设定为正的值，以能进行爬行行驶。

[0072] 上述目标驱动功率设定单元44基于由加速器开度检测单元39检测出的加速器开度和由车辆速度检测单元40检测出的车辆速度来设定目标驱动功率。并且，目标驱动功率设定单元44用于进行预先设定，将与接受依靠电池20的电力的功率辅助的状态相当的驱动功率设为目标驱动功率的最大值。在该实施例中，如图2所示，将由目标驱动力设定单元43设定的目标驱动力和车辆速度相乘，用目标驱动力来设定驱动混合动力车辆所必需的目标驱动功率。

[0073] 上述目标充放电功率设定单元45基于至少由电池充电状态检测单元42检测出的电池20的充电状态SOC来设定目标充放电功率。在该实施例中，与电池20的充电状态SOC和车辆速度相应地，根据图7所示的目标充放电功率检索表来检索、设定目标充放电功率。目标充放电功率以车辆速度变得越低，则绝对值变得越小的方式设定。

[0074] 如图2所示，上述目标发动机功率算出单元46根据由目标驱动功率设定单元44设定的目标驱动功率和由目标充放电功率设定单元45设定的目标充放电功率算出目标发动机功率。在该实施例中，从目标驱动功率减去目标充放电功率，由此得到目标发动机功率。

[0075] 上述目标发动机动作点设定单元47根据目标发动机功率和驱动控制装置1的系统整体效率设定目标发动机动作点(目标发动机旋转速度和目标发动机转矩)。在该实施例中，根据图8所示的目标发动机动作点检索映射来考虑、检索、设定车辆速度。

[0076] 上述目标电力设定单元48根据由目标驱动功率设定单元44设定的目标驱动功率和由目标发动机功率算出单元46设定的目标发动机功率，对作为来自电池20的输入输出电力的目标值的目标电力进行设定。

[0077] 上述电动机转矩指令值运算单元49设定第一电动发电机4、第二电动发电机5各自的转矩指令值。

[0078] 如图3所示，基于上述电动机转矩指令值运算单元49的第一电动发电机4的转矩指令值、第二电动发电机5的转矩指令值由第1～第7算出部50～56算出。此外，在图3的记载中，MG1表示第一电动发电机4，MG2表示第二电动发电机5。

[0079] 上述第1算出部50根据由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机旋转速度和由车辆速度检测单元40检测出的车辆速度，算出发动机旋转速度成为目标发动机旋转速度的情况下的第一电动发电机4的目标旋转速度Nmg1t和第二电动发电机5的目标旋转速度Nmg2t。

[0080] 上述第2算出部51根据由第1算出部50算出的第一电动发电机4的目标旋转速度Nmg1t和第二电动发电机5的目标旋转速度Nmg2t、由目标电力设定单元48设定的目标电力以及由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机转矩，算出第一电动发电机4的基本转矩Tmg1i。

[0081] 上述第3算出部52根据由第2算出部51算出的第一电动发电机4的基本转矩Tmg1i和由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机转矩，算出第二电动发电机5的基本转矩Tmg2i。

[0082] 上述第4算出部53根据由发动机旋转速度检测单元41检测出的发动机旋转速度和由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机旋转速度，算出第一电动发电机4的反馈校正转矩Tmg1fb。

[0083] 上述第5算出部54根据由发动机旋转速度检测单元41检测出的发动机旋转速度和由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机旋转速度，算出第二电动发电机5的反馈校正转矩Tmg2fb。

[0084] 上述第6算出部55根据由第2算出部51算出的第一电动发电机4的基本转矩Tmg1i和由第4算出部53算出的第一电动发电机4的反馈校正转矩Tmg1fb，算出第一电动发电机4的转矩指令值Tmg1。

[0085] 上述第7算出部56根据由第3算出部52算出的第二电动发电机5的基本转矩Tmg2i和由第5算出部54算出的第二电动发电机5的反馈校正转矩Tmg2fb，算出第二电动发电机5的转矩指令值Tmg2。

[0086] 混合动力车辆的驱动控制装置1通过驱动控制部38对空气量调整单元9、燃料提供单元10以及点火单元11的驱动状态进行控制，使得内燃机2在由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机动作点(目标发动机旋转速度和目标发动机转矩)动作。另外，驱动控制部38按由电动机转矩指令值运算单元49设定的转矩指令值对第一电动发电机4和第二电动发电机5的驱动状态进行控制，使得电池20的充电状态(SOC)成为由目标电力设定单元48设定的目标电力。

[0087] 如图4的算出目标发动机动作点的控制流程图所示，该混合动力车辆的驱动控制装置1根据驾驶员的加速器操作量和车辆速度来运算目标发动机动作点(目标发动机旋转速度、目标发动机转矩)，如图5的算出电动机转矩指令值的控制流程图所示，基于目标发动机动作点来运算第一电动发电机4和第二电动发电机5各自的转矩指令值。

[0088] 如图4所示，在上述目标发动机动作点的算出中，如果控制程序开始(100)，则获取加速器开度检测单元39所检测出的加速器开度、车辆速度检测单元40所检测出的车辆速度、发动机旋转速度检测单元41所检测出的发动机旋转速度、电池充电状态检测单元42所检测出的电池20的充电状态SOC的各种信号(101)，根据目标驱动力检测映射(参照图6)算出目标驱动力(102)。

[0089] 目标驱动力在加速器开度＝0的高车速区域内设定为负的值，以成为与发动机制动器相当的减速方向的驱动力，在车速低的区域内设定为正的值，以能进行爬行行驶。

[0090] 接着，将用步骤102算出的目标驱动力和车辆速度相乘，算出以目标驱动力来驱动混合动力车辆所必需的目标驱动功率(103)，根据目标充放电功率检索表(参照图7)算出目标充放电功率(104)。

[0091] 在步骤103中，设定目标驱动功率，使得与接受依靠电池20的电力的功率辅助的状态相当的驱动功率为目标驱动功率的最大值。

[0092] 在步骤104中，为了将电池20的充电状态SOC控制在通常使用范围内，根据图7所示的目标充放电功率检索表算出设为目标的充放电量。在电池20的充电状态SOC较低的情况下，为了防止电池20的过放电，使目标充放电功率在充电侧变大。在电池20的充电状态SOC较高的情况下，为了防止过充电，使目标充放电功率在放电侧变大。为了方便，在处理中，目标充放电功率在放电侧为正的值，在充电侧为负的值。

[0093] 而且，根据目标驱动功率和目标充放电功率算出内燃机2应输出的目标发动机功率(105)。内燃机2应输出的功率成为对混合动力车辆的驱动所必需的功率加上(在放电的情况下减去)电池20的充电所必需的功率的值。在此，在处理中充电侧为负的值，因此从目标驱动功率减去目标充放电功率，算出目标发动机功率。

[0094] 下面，判断用步骤105算出的目标发动机功率是否超过了上限值(106)。在该判断(106)为“是”的情况下，将上限值置换为目标发动机功率(107)，转移到步骤108。在该判断(106)为“否”的情况下，转移到步骤108。在步骤106、步骤107中，进行基于目标发动机功率的上限值的限制。上限值是内燃机2能输出的最大输出值。

[0095] 在步骤108中，从目标驱动功率减去目标发动机功率来算出目标电力。在目标驱动功率比目标发动机功率大的情况下，目标电力成为表示基于电池20的电力的辅助功率的值。另外，在目标发动机功率比目标驱动功率大的情况下，目标电力成为表示向电池20的充电电力的值。

[0096] 在算出步骤108的目标电力后，根据图8所示的目标发动机动作点检索映射算出与车辆速度相应的目标发动机动作点(目标发动机旋转速度和目标发动机转矩)(109)并返回(110)。

[0097] 在上述目标发动机动作点检索映射(图8)中，在等功率线上将对内燃机2的效率加上动力传递系统的效率后的整体效率变得良好的点分别按各功率进行选择并连接后的线设定为目标发动机动作点线，上述动力传递系统包括差动齿轮机构8和第一电动发电机4及第二电动发电机5。各目标发动机动作点线分别按各车辆速度(在图8中为40km/h、
80km/h、120km/h)设定。目标发动机动作点线的设定值可以实验性地求出，也可以根据内燃机2、第一电动发电机4及第二电动发电机5的效率计算而求出。此外，目标发动机动作点线采用以下设定：随着车辆速度变快而移动到高旋转侧。

[0098] 这是由以下原因造成的。

[0099] 在不根据车辆速度而将同一发动机动作点设为目标发动机动作点的情况下，如图9所示，在车辆速度较低的情况下，第一电动发电机4的旋转速度为正，第一电动发电机4为发电机，第二电动发电机5为电动机(A)。并且，随着车辆速度变快，第一电动发电机4的旋转速度接近0(B)，如果车辆速度进一步变快，则第一电动发电机4的旋转速度为负。如果成为这种状态，则第一电动发电机4作为电动机工作，并且第二电动发电机5作为发电机工作(C)。

[0100] 在车辆速度较低的情况下(A、B的状态)，不发生功率的循环，因此目标发动机动作点如图8的车辆速度＝40km/h的目标发动机动作点线所示，大致接近内燃机2的效率良好的点。

[0101] 但是，如果成为车辆速度较快的情况(C的状态)，则第一电动发电机4作为电动机工作，并且第二电动发电机5作为发电机工作，发生功率循环，因此动力传递系统的效率降低。因此，如图11的C点所示，即使内燃机2的效率良好，动力传递系统的效率也会降低，因此作为整体的效率降低。

[0102] 因此为了在高车速区域内不发生功率循环，只要如图12所示的共线图的E那样将第一电动发电机4的旋转速度设为0以上即可。但是，这样的话，发动机动作点向内燃机2的发动机旋转速度变快的一方移动，因此如图11的E点所示，即使动力传递系统的效率变得良好，内燃机2的效率也会较大地降低，因此作为整体的效率降低。

[0103] 因此，如图11所示，作为整体的效率良好的点成为两者之间的D，如果将该点设为目标发动机动作点，则能够进行效率最佳的运转。

[0104] 图10将以上C、D、E3个发动机动作点示出在目标发动机动作点检索映射上，可知在车辆速度较快的情况下，整体效率为最佳的动作点比发动机效率为最佳的动作点向高旋转侧移动。

[0105] 下面，沿着图5的算出电动机转矩指令值的控制流程图说明转矩指令值运算，上述转矩是用于输出设为目标的驱动力并将电池20的充放电量设为目标值的第一电动发电机4和第二电动发电机5的目标转矩。此外，在图5的记载中，MG1表示第一电动发电机4，MG2表示第二电动发电机5。

[0106] 在电动机转矩指令值的算出中，如图5所示，如果控制程序开始(200)，则首先在步骤201中根据车辆速度算出第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22所连接的驱动轴7的驱动轴旋转速度No。并且，将发动机旋转速度Ne成为了由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机旋转速度Net的情况下的第一电动发电机4的旋转速度Nmg1t和第二电动发电机5的旋转速度Nmg2t用以下的式(1)、(2)算出。该运算式(1)、(2)根据第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22的旋转速度的关系来求出。

[0107] ·Nmg1t＝(Net－No)×k1+Net…(1)

[0108] ·Nmg2t＝(No－Net)×k2+No…(2)

[0109] 在此，k1、k2是根据如后所述的第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22的齿轮速比决定的值。

[0110] 下面，在步骤202中，根据用步骤201求出的第一电动发电机4的旋转速度Nmg1t和第二电动发电机5的旋转速度Nmg2t，以及由目标电力设定单元48设定的目标电力Pbatt’、由目标发动机动作点设定单元47设定的目标发动机转矩Tet，将第一电动发电机4的基本转矩Tmg1i由以下的计算式(3)算出。

[0111] ·Tmg1i＝(Pbatt’×60/2π－Nmg2t×Tet/k2)/(Nmg1t+Nmg2t×(1+k1)/k2)…(3)

[0112] 该运算式(3)通过求解联立方程式而导出，上述联立方程式包括以下所示的转矩平衡式(4)，其表示输入到第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22的转矩的平衡；以及电力平衡式(5)，其表示由第一电动发电机4和第二电动发电机5发出或消耗的电力与向电池20的输入输出电力(Pbatt’)相等。

[0113] ·Tet+(1+k1)×Tmg1＝k2×Tmg2…(4)

[0114] ·Nmg1×Tmg1×2π/60+Nmg2×Tmg2×2π/60＝Pbatt’…(5)

[0115] 下面，在步骤203中，根据第一电动发电机4的基本转矩Tmg1i、目标发动机转矩Tet，由以下的式(6)算出第二电动发电机5的基本转矩Tmg2i。

[0116] ·Tmg2i＝(Tet+(1+k1)×Tmg1i)/k2…(6)

[0117] 该式是由上述式(4)导出的。

[0118] 下面，在步骤204中，为了使发动机旋转速度接近目标，将发动机旋转速度Ne与目标发动机旋转速度Net的偏差乘以预先设定的规定的反馈增益，算出第一电动发电机4的反馈校正转矩Tmg1fb、第二电动发电机5的反馈校正转矩Tmg2fb。

[0119] 在步骤205中，将第一电动发电机4和第二电动发电机5的各反馈校正转矩Tmg1fb、Tmg2fb加上各基本转矩Tmg1i、Tmg2i，算出作为第一电动发电机4和第二电动发电机5的控制指令值的各转矩指令值Tmg1、Tmg2并返回(206)。

[0120] 驱动控制部38根据该转矩指令值Tmg1、Tmg2，控制第一电动发电机4和第二电动发电机5，由此能够输出设为目标的驱动力并且电池20的充放电量成为目标值。

[0121] 在图13～图16中，示出有代表性的动作状态下的共线图。在共线图中，将包括第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22的差动齿轮机构8的4个旋转构件34～37按与第一电动发电机4(MG1)联接的第1旋转构件34、与内燃机2(ENG)联接的第2旋转构件
35、与驱动轴7(OUT)联接的第3旋转构件36、与第二电动发电机5(MG2)联接的第4旋转构件37的顺序排列，并且将该各旋转构件34～37之间的相互的杠杆比按照相同的顺序设为k1：1：k2。

[0122] 在此，如下述那样，定义根据差动齿轮机构8的齿轮速比决定的值k1、k2，上述差动齿轮机构8包括第1行星齿轮机构21和第2行星齿轮机构22。

[0123] k1＝ZR1/ZS1

[0124] k2＝ZS2/ZR2

[0125] ZS1：第1太阳轮齿数

[0126] ZR1：第1环形齿轮齿数

[0127] ZS2：第2太阳轮齿数

[0128] ZR2：第2环形齿轮齿数

[0129] 下面，用共线图说明各动作状态。此外，旋转速度是将内燃机2的输出轴3的旋转方向定义为正方向，对各轴输入输出的转矩是将输入与内燃机2的输出轴3的转矩为相同方向的转矩的方向定义为正。因此，驱动轴7的转矩为正的情况是输出要使混合动力车辆向后方驱动的转矩的状态(在前进时则为减速，在后退时则为驱动)，驱动轴7的转矩为负的情况是输出要使混合动力车辆向前方驱动的转矩的状态(在前进时则为驱动，在后退时则为减速)。

[0130] 在第一电动发电机4和第二电动发电机5进行发电、动力运转(将动力传递到驱动轮6来加速，或者上坡时保持均衡速度)的情况下，发生由第1逆变器18和第2逆变器19、第一电动发电机4和第二电动发电机5的发热造成的损失，因此在电能和机械能之间进行转换的情况下的效率不是100％，但为了简化说明，假定没有损失来说明。在现实中考虑损失的情况下，控制为多发出由于损失而失去的能量的量的电。

[0131] (1)低齿轮速比状态(图13)

[0132] 这是通过内燃机2行驶且第二电动发电机5的旋转速度为0的状态。将此时的共线图在图13中示出。第二电动发电机5的旋转速度是0，因此电力没有消耗。因此，在没有向电池20的充放电的情况下，无需用第一电动发电机4进行发电，因此第一电动发电机4的转矩指令值Tmg1为0。

[0133] 另外，输出轴3的发动机旋转速度和驱动轴7的驱动轴旋转速度之比为(1+k2)/k2。

[0134] (2)中齿轮速比状态(图14)

[0135] 这是通过内燃机2行驶且第一电动发电机4和第二电动发电机5的旋转速度为正的状态。将此时的共线图在图14中示出。在这种情况下，当没有向电池20的充放电时，第一电动发电机4再生，用该再生电力使第二电动发电机5进行动力运转。

[0136] (3)高齿轮速比状态(图15)

[0137] 这是通过内燃机2行驶且第一电动发电机4的旋转速度为0的状态。将此时的共线图在图15中示出。第一电动发电机4的旋转速度为0，因此不会再生。因此，在没有向电池20的充放电的情况下，不由第二电动发电机5进行动力运转、再生，第二电动发电机5的转矩指令值Tmg2为0。

[0138] 另外，输出轴3的发动机旋转速度和驱动轴7的驱动轴旋转速度之比为k1/(1+k1)。

[0139] (4)发生了动力循环的状态(图16)

[0140] 在车辆速度进一步快于高齿轮速比状态的状态下，第一电动发电机4成为反向旋转状态。在该状态下，第一电动发电机4成为动力运转，消耗电力。因此，在没有向电池20的充放电的情况下，第二电动发电机5再生并进行发电。

[0141] 如上所示，在该混合动力车辆的驱动控制装置1中，上述目标驱动功率设定单元44用于进行预先设定，使得与接受依靠上述电池20的电力的功率辅助的状态相当的驱动功率为上述目标驱动功率的最大值，目标发动机功率算出单元46用于预先设定与上述内燃机2能输出的最大输出相当的目标发动机功率最大值，对由目标驱动功率设定单元44和目标充放电功率设定单元45算出的目标发动机功率和目标发动机功率最大值进行比较，将其中的较小的值更新为目标发动机功率，并且设有目标电力算出单元48，其根据上述目标驱动功率和上述目标发动机功率之差算出作为向上述电池20的输入输出电力的目标值的目标电力，电动机转矩指令值运算单元49用包括根据目标发动机动作点求出的目标发动机转矩的转矩平衡式和包括目标电力的电力平衡式来算出多个第一电动发电机4和第二电动发电机5各自的转矩指令值。

[0142] 在转矩平衡式中，如前述式(4)所示，基于杠杆比使作为多个第一电动发电机4和第二电动发电机5各自的目标转矩的转矩指令值与内燃机2的目标发动机转矩取得平衡，上述杠杆比基于动力输入输出装置的差动齿轮机构8的齿轮速比，在上述动力输入输出装置中将多个第一电动发电机4及第二电动发电机5和内燃机2以机械方式进行起动联接。

[0143] 由此，该混合动力车辆的驱动控制装置1能够以使发动机动作点与目标值匹配的方式进行控制，并将电池20的充电状态SOC设为规定范围内，并且能够设置使用了电池20的电力的功率辅助区域，能够与驾驶员的要求相应地利用功率辅助区域，进行使用了电池20的电力的驱动。

[0144] 另外，该混合动力车辆的驱动控制装置1能够进行在有向电池20的充放电的情况下的多个第一电动发电机4和第二电动发电机5的控制，能够考虑到内燃机2的发动机动作点来确保兼顾设为目标的驱动力和设为目标的充放电。

[0145] 上述电动机转矩指令值运算单元49针对多个第一电动发电机4和第二电动发电机5的各转矩指令值设定各自的反馈校正量，使得实际的发动机旋转速度收敛于根据目标发动机动作点求出的目标发动机旋转速度。

[0146] 针对多个第一电动发电机4和第二电动发电机5的转矩指令值分别设定的反馈校正量基于差动齿轮机构8的齿轮速比或者杠杆比关联起来设定，上述差动齿轮机构8具有与多个第一电动发电机4及第二电动发电机5、驱动轴7以及内燃机2分别联接的4个旋转构件34～37。

[0147] 这样，该混合动力车辆的驱动控制装置1分别细致地校正多个第一电动发电机4和第二电动发电机5的转矩指令值，由此能够迅速地使发动机旋转速度收敛于目标发动机旋转速度。另外，该混合动力车辆的驱动控制装置1能够使发动机动作点与设为目标的动作点匹配，因此能够设为恰当的运转状态。

[0148] 上述电动机转矩指令值运算单元49根据从目标发动机动作点求出的目标发动机旋转速度和车辆速度算出多个第一电动发电机4和第二电动发电机5各自的旋转速度，基于该多个第一电动发电机4及第二电动发电机5的旋转速度、目标电力、目标发动机转矩算出第一电动发电机4的转矩指令值，另一方面，基于该第一电动发电机4的转矩指令值和目标发动机转矩算出第二电动发电机5的转矩指令值。

[0149] 由此，该混合动力车辆的驱动控制装置1除了上述効果以外，还分别单独地算出多个第一电动发电机4和第二电动发电机5的转矩指令值，因此还能够对各转矩指令值单独地进行反馈校正。

[0150] 工业上的可利用性

[0151] 本发明能够确立有向电池的充放电的情况下的多个电动发电机的控制，考虑到内燃机的动作点而确保兼顾设为目标的驱动力和设为目标的充放电，而且在特定条件下宽松地控制使用电池的电力，能够应用于混合动力车辆的驱动力控制。

[0152] 附图标记说明

[0153] 1 混合动力车辆的驱动控制装置

[0154] 2 内燃机

[0155] 3 输出轴

[0156] 4 第一电动发电机

[0157] 5 第二电动发电机

[0158] 7 驱动轴

[0159] 8 差动齿轮机构

[0160] 18 第1逆变器

[0161] 19 第2逆变器

[0162] 20 电池

[0163] 21 第1行星齿轮机构

[0164] 22 第2行星齿轮机构

[0165] 31 单向离合器

[0166] 32 输出部

[0167] 34 第1旋转构件

[0168] 35 第2旋转构件

[0169] 36 第3旋转构件

[0170] 37 第4旋转构件

[0171] 38 驱动控制部

[0172] 39 加速器开度检测单元

[0173] 40 车辆速度检测单元

[0174] 41 发动机旋转速度检测单元

[0175] 42 电池充电状态检测单元

[0176] 43 目标驱动力设定单元

[0177] 44 目标驱动功率设定单元

[0178] 45 目标充放电功率设定单元

[0179] 46 目标发动机功率算出单元

[0180] 47 目标发动机动作点设定单元

[0181] 48 目标电力设定单元

[0182] 49 电动机转矩指令值运算单元