專利名稱：車輛及控制車輛的方法
技術領域：
本發明涉及車輛及控制車輛的方法，所述車輛包括至少一個能夠向連結到驅動輪的驅動軸輸送動力的電動機，和能夠向該電動機供應電力和從該電動機接收電力的蓄電裝置。
背景技術：
已知一種混合動力車輛，其包括發動機、具有與發動機的曲軸連接的行星架和與連結到驅動輪的驅動軸連接的齒圈的行星齒輪機構、與行星齒輪機構的太陽齒輪連接的第一電機、以及與驅動軸連接的第二電機，且其容許駕駛者選擇多個假想換檔位置之一(例如，參見日本專利申請公報No. 2008-201261 (JP-A-2008-201261)) 0在這種類型的混合動力車輛中，當駕駛者選擇假想換檔位置之一時，基于所選的假想換檔位置和車速來設定發動機轉速的下限，并且使發動機以等于或高于發動機轉速下限的轉速運轉。這樣，當駕駛者選擇假想換檔位置之一且加速器踏板被壓下時，發動機轉速能夠在一定程度上保持高速，從而確保發動機的輸出響應。但是，如果與如上所述的混合動力車輛中一樣僅基于假想換檔位置和車速來設定發動機轉速的下限，則用于使車輛行駛的驅動力對駕駛者所執行的變速操作的輸出響應或響應度不總是令人滿意。例如，一些駕駛者可能對車輛響應于變速操作的加速感感到不滿意。另一方面，在如上所述的混合動力車輛、電動車輛等中，其他駕駛者可能希望通過變速操作來提高能量效率(燃料效率)。

發明內容
本發明提供一種車輛，該車輛包括至少一個能夠向連結到驅動輪的驅動軸輸送動力的電動機以及能夠向該電動機供應電力和從該電動機接收電力的蓄電裝置，其中提高了用于使車輛行駛的驅動力響應于變速操作的輸出特性，并且通過變速操作提高了能量效率。本發明的車輛以及根據本發明的控制車輛的方法采用如下所述的裝置或步驟。本發明的第一方面涉及一種車輛，包括電動機，所述電動機向連結到驅動輪的驅動軸輸送動力；蓄電裝置，所述蓄電裝置用于向所述電動機供應電力和從所述電動機接收電力；加速器操作量獲取裝置，所述加速器操作量獲取裝置用于獲取作為駕駛者對加速器踏板的操作量的加速器操作量；車速獲取裝置，所述車速獲取裝置用于獲取車速；檔位范圍選擇裝置，所述檔位范圍選擇裝置用于容許駕駛者從通常行駛范圍和多個假想檔位范圍中選擇期望的檔位范圍；約束存儲裝置，所述約束存儲裝置用于存儲為各假想檔位范圍創建的多個約束，使得在所述多個假想檔位范圍中的每個中，對應于相同加速器操作量的作為要施加到所述驅動軸上的驅動力的要求驅動力傾向于隨著所述車速升高而增大，并且對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力當所述車速恒定時傾向于隨著所述假想檔位范圍被變換為較低范圍而增大；要求驅動力設定裝置，所述要求驅動力設定裝置用于當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的所述約束，來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量和由所述車速獲取裝置獲取的所述車速相對應的所述要求驅動力；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述電動機，以使得基于由所述要求驅動力設定裝置設定的所述要求驅動力的動力被輸送到所述驅動軸。在根據本發明的以上方面的車輛中，約束存儲裝置存儲多個約束，所述約束被創建成使得在假想檔位范圍中的每個中，對應于相同加速器操作量的作為要施加到驅動軸上的驅動力的要求驅動力傾向于隨著車速升高而增大，并且對應于相同加速器操作量的要求驅動力當車速恒定時傾向于隨著假想檔位范圍被變換為較低范圍而增大。當駕駛者選擇了假想檔位范圍之一時，使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的約束來設定與由加速器操作量獲取裝置獲取的加速器操作量和由車速獲取裝置獲取的車速相對應的要求驅動力，并控制電動機以使得基于要求驅動力的動力被輸送到驅動軸。通過如上所述這樣為各假想檔位范圍創建的多個約束，當選擇了特定假想檔位范圍時用于使車輛行駛的驅動力的輸出響應隨著車速升高而提高，并且在車速恒定的狀態下用于使車輛行駛的驅動力的輸出響應隨著假想檔位范圍變換為較低范圍而提高。因此，通過將假想檔位范圍之一設為檔位范圍，或將假想檔位范圍變換為較低范圍，可在用于使車輛行駛的驅動力的輸出響應提高的情況下使車輛加速。另外，通過上述這樣為各假想檔位范圍創建的約束，當選擇了特定假想檔位范圍時要求驅動力的增加隨著車速降低而在更大程度上被約束，并且當車速恒定時要求驅動力的增加隨著假想檔位范圍變換為較高范圍而在更大程度上被約束。因此，通過將假想檔位范圍之一設為檔位范圍，或將假想檔位范圍變換為較高范圍，可減少或約束用于使車輛行駛的驅動力的輸出并提高車輛的能量效率。因此，在根據本發明的以上方面的車輛中，能夠提高用于使車輛行駛的驅動力響應于變速操作的輸出特性，并且能夠通過變速操作來提高能量效率。在根據本發明的以上方面的車輛中，所述通常行駛范圍可為用于所述車輛的向前行駛的驅動范圍。在根據本發明的以上方面的車輛中，所述多個約束中與所述假想檔位范圍中的預定的第一個相對應的至少一個約束可被創建成，使得由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量隨著所述車速升高而換算成比實際值大的值，以使得對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力傾向于隨著所述車速升高而增大；所述多個約束中與所述假想檔位范圍中的預定的第二個相對應的至少一個約束被創建成，使得由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量隨著所述車速降低而換算成比實際值小的值，以使得對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力傾向于隨著所述車速降低而減小；并且所述假想檔位范圍中的所述預定的第一個與所述假想檔位范圍中的所述預定的第二個相比可為較低的假想檔位范圍。通過以上設置，可通過將假想檔位范圍變換為較低范圍而在用于使車輛行駛的驅動力的輸出響應提高的情況下使車輛加速，并可通過將假想檔位范圍變換為較高范圍而在減小或約束用于使車輛行駛的驅動力的輸出的同時提高車輛的能量效率。根據本發明的以上方面的車輛可還包括運轉模式選擇裝置，所述運轉模式選擇裝置用于容許駕駛者從用于通常行駛的第一運轉模式、與所述第一運轉模式相比車輛行駛用驅動力的輸出響應優先的第二運轉模式以及與所述第一運轉模式和所述第二運轉模式相比能量效率優先的第三運轉模式中選擇期望的運轉模式；以及受控加速器操作量設定裝置，所述受控加速器操作量設定裝置用于當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍并選擇了所述第一運轉模式時將受控加速器操作量設定為由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量，當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍并選擇了所述第二運轉模式時，根據預定的操作量增加約束來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量相對應的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量傾向于比所述加速器操作量大，并且當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍并選擇了所述第三運轉模式時，根據預定的操作量減小約束來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量相對應的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量傾向于比所述加速器操作量小。上述多個約束可以是基于所述操作量增加約束和所述操作量減小約束而創建的。當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍時，所述要求驅動力設定裝置可使用通常行駛用要求驅動力設定約束、由所述受控加速器操作量設定裝置設定的所述受控加速器操作量以及由所述車速獲取裝置獲取的所述車速來設定所述要求驅動力，所述通常行駛用要求驅動力設定約束規定所述受控加速器操作量、所述車速以及所述要求驅動力之間的關系。通過以上設置，當除用于通常行駛的第一運轉模式外還準備其中與第一運轉模式相比車輛行駛用驅動力的輸出響應優先的第二運轉模式以及其中與第一和第二運轉模式相比能量效率優先的第三運轉模式作為車輛的運轉模式時，使用在第二運轉模式中使用的操作量增加約束以及在第三運轉模式中使用的操作量減小約束，能夠更適當地創建用于各假想檔位范圍的多個約束。在如上所述的車輛中，所述多個約束可為多個受控加速器操作量設定約束，每個所述受控加速器操作量設定約束基于所述操作量增加約束和所述操作量減小約束被創建成，關于相應的所述假想檔位范圍規定由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量與所述受控加速器操作量之間的關系，并且，當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，所述受控加速器操作量設定裝置可使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的所述受控加速器操作量設定約束和由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量來設定所述受控加速器操作量。在此情形中，當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，所述要求驅動力設定裝置可使用所述通常行駛用要求驅動力設定約束、由所述受控加速器操作量設定裝置設定的所述受控加速器操作量以及由所述車速獲取裝置獲取的所述車速來設定所述要求驅動力。通過以上設置——其中使用在第二模式中使用的操作量增加約束和在第三模式中使用的操作量減小約束來創建用于假想檔位范圍的多個受控加速器操作量設定約束，能夠使用通常行駛用要求驅動力設定約束，即單個要求驅動力設定約束，來更適當地設定在選擇特定假想檔位范圍時的要求驅動力。在如上所述的車輛中，所述多個約束可為多個要求驅動力設定約束，每個所述要求驅動力設定約束基于所述操作量增加約束、所述操作量減小約束以及所述通常行駛用要求驅動力設定約束被創建成，關于相應的所述假想檔位范圍規定所述加速器操作量、所述車速和所述要求驅動力之間的關系，并且，當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，所述要求驅動力設定裝置可使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的所述要求驅動力設定約束、由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量以及由所述車速獲取裝置獲取的所述車速來設定所述要求驅動力。根據本發明的以上方面的車輛可還包括內燃發動機；輸送和接收動力的第二電動機；以及連接到三個軸的動力分配裝置，所述三個軸包括所述內燃發動機的輸出軸、所述第二電動機的旋轉軸以及所述驅動軸，所述動力分配裝置用于基于從所述三個軸中的兩個軸接收的動力將動力輸送到剩余的一個軸或基于輸送到所述三個軸中的兩個軸的動力從剩余的一個軸接收動力。所述控制裝置可控制所述內燃發動機、所述電動機以及所述第二電動機，以使得基于由所述要求驅動力設定裝置設定的所述要求驅動力的動力被輸送到所述驅動軸。本發明的第二方面涉及一種控制車輛的方法，所述車輛包括電動機、蓄電裝置、加速器操作量獲取裝置、車速獲取裝置以及檔位范圍選擇裝置，所述電動機向連結到驅動輪的驅動軸輸送動力，所述蓄電裝置用于向所述電動機供應電力和從所述電動機接收電力， 所述加速器操作量獲取裝置用于獲取作為駕駛者對加速器踏板的操作量的加速器操作量， 所述車速獲取裝置用于獲取車速，所述檔位范圍選擇裝置用于容許駕駛者從通常行駛范圍和多個假想檔位范圍中選擇期望的檔位范圍。根據該控制方法，當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，從為各假想檔位范圍創建的多個約束中選取與駕駛者所選擇的假想檔位范圍相對應的約束，使得在所述多個假想檔位范圍中的每個中，對應于相同加速器操作量的作為要施加到所述驅動軸上的驅動力的要求驅動力傾向于隨著所述車速升高而增大，并且對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力當所述車速恒定時傾向于隨著所述假想檔位范圍變換為較低范圍而增大，并使用所選取的約束來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量和由所述車速獲取裝置獲取的所述車速相對應的所述要求驅動力。控制所述電動機以使得基于所設定的要求驅動力的動力被輸送到所述驅動軸。根據如上所述的方法，能夠提高用于使車輛行駛的驅動力響應于變速操作的輸出特性，并且能夠通過變速操作來提高能量效率。在根據本發明的以上方面的方法中，所述通常行駛范圍可為用于所述車輛的向前行駛的驅動范圍。


將在以下參照附圖對本發明的示例性實施例的詳細描述中描述本發明的特征、優點以及技術和工業意義，附圖中同樣的附圖標記表示同樣的元件，并且其中圖1是示出作為根據本發明的一個實施例的車輛的混合動力車輛的結構的示意圖；圖2是示出用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖、用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖、以及用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖的說明圖；圖3是示出當選擇了連續檔位范圍時由圖1的實施例的混合動力ECU執行的S范圍被選擇時驅動控制例程的一個示例的流程圖；圖4是示出用于對應于假想檔位范圍SR1-SR6來設定受控加速器踏板行程的脈譜圖的一個示例的說明圖5是示出用于對應于假想檔位范圍SR1-SR6來設定受控加速器踏板行程的脈譜圖的另一示例的說明圖；圖6是示出用于對應于假想檔位范圍SR1-SR6來設定受控加速器踏板行程的脈譜圖的又一示例的說明圖；圖7是示出用于設定要求轉矩的脈譜圖的一個示例的說明圖；圖8是示出發動機的運轉線和表示發動機轉速與轉矩之間的關系的曲線的說明圖；圖9是示出用于設定下限發動機轉速的脈譜圖的一個示例的說明圖；圖10是示出表示動力分配和合并機構的旋轉元件的轉速與轉矩之間的物理關系的共線圖的一個示例的說明圖；圖11是示出用于設定換算系數的脈譜圖的一個示例的說明圖；圖12是示出用于對應于假想檔位范圍SR1-SR6來設定要求轉矩的脈譜圖的一個示例的說明圖；圖13是示出用于對應于假想檔位范圍SR1-SR6來設定要求轉矩的脈譜圖的另一示例的說明圖；以及圖14是示出根據變型例的混合動力車輛的結構的示意圖。
具體實施例方式將描述用于實施本發明的一種模式作為本發明的一個實施例。圖1是示出作為根據本發明的實施例的車輛的混合動力車輛20的結構的示意圖。 圖1所示的混合動力車輛20包括發動機22、經由減振器觀與作為發動機22的輸出軸的曲軸26連接的三軸式動力分配和合并機構30、與動力分配和合并機構30連接并且能夠產生電力的電機MG1、連結到作為與動力分配和合并機構30連接的驅動軸的齒圈軸32a的減速齒輪35、經由減速齒輪35與齒圈軸3 連接的電機MG2、能夠向電機MGl和MG2供應電力和從電機MGl和MG2接收電力的電池50、控制混合動力車輛20的整個系統的用于混合動力車輛的電子控制單元(下文稱“混合動力ECU”)70等。發動機22為使用所供應的碳氫化合物燃料如汽油和輕油來產生動力的內燃發動機，并且用于發動機的電子控制單元(下文稱為“發動機ECU”)M在燃料噴射量、點火正時、 進氣量或空氣流量等方面控制發動機22。發動機ECU M從設置在發動機22上用于檢測發動機22的運轉狀態的各種傳感器接收信號。與混合動力ECU 70通信的發動機ECU對基于來自混合動力ECU 70的控制信號、來自上述傳感器的信號等來控制發動機22的操作，并且按需將與發動機22的運轉狀態有關的數據傳送至混合動力E⑶70。動力分配和合并機構30具有形式為外齒輪的太陽齒輪31、與太陽齒輪31同心地配置的形式為內齒輪的齒圈32、與太陽齒輪31嚙合并且還與齒圈32嚙合的多個小齒輪 33、以及保持小齒輪33以使得小齒輪33能夠自轉并圍繞相同軸線旋轉的行星架34。因而， 動力分配和合并機構30為設置成允許三個元件(即太陽齒輪31、齒圈32和行星架34)以不同方式旋轉的單小齒輪式行星齒輪機構。發動機22的曲軸沈連結到作為動力分配和合并機構30的第一元件的行星架34，并且電機MGl的旋轉軸連結到作為第二元件的太陽齒輪 31，而電機MG2的旋轉軸經由減速齒輪35和作為驅動軸的齒圈軸3 連結到作為第三元件的齒圈32。當電機MGl用作發電機時，動力分配和合并機構30根據其傳動比將經由行星架 34從發動機22接收的動力分配到太陽齒輪31側和齒圈32側。當電機MGl用作電動機時， 動力分配和合并機構30合并經由行星架34從發動機22接收的動力和經由太陽齒輪31從電機MGl接收的動力，并且將合并的動力輸送到齒圈32側。輸送至齒圈32的動力經由齒輪機構37和差動齒輪38從齒圈軸3 最終傳遞到作為驅動輪的車輪39a、39b。電機MGl和MG2均構造成既能作為發電機操作又能作為電動機操作的同步發電電動機。在操作中，電機MG1、MG2經由逆變器41、42向作為二次電池的電池50供應電力和從電池50接收電力。將逆變器41、42與電池50連接的電力線M由逆變器41、42共用的正極總線和負極總線組成，并容許電機MG1、MG2之一產生的電力被另一電機消耗。因此，電池50被充以由電機MG1、MG2中任一個產生的電力，或者被放電以補償電力的不足，并且如果電機MGl與電機MG2之間的電力量達到平衡則電池50不進行充放電。電機MGl、MG2均由用于電機的電子控制單元(下文稱為“電機ECU”)40控制。電機ECU 40接收控制電機 MGUMG2的驅動所需的信號，例如，來自檢測電機MG1、MG2的轉子的旋轉位置的旋轉位置檢測傳感器43、44的信號，以及施加到電機MG1、MG2且由電流傳感器(未示出)檢測的相電流。從電機E⑶40對逆變器41、42產生切換控制信號，以及其它信號。另外，電機E⑶40 基于從旋轉位置檢測傳感器43、44接收的信號執行轉速計算例程(未示出)，以便計算電機MG1、MG2的轉子的轉速Nml、Nm2。此外，與混合動力E⑶70通信的電機E⑶40基于例如來自混合動力E⑶70的控制信號來控制電機MGl、MG2的驅動，并按需將與電機MGl、MG2 的運轉狀態有關的數據傳送至混合動力ECU 70。電池50形式為鋰離子二次電池或鎳金屬氫化物二次電池，并由用于電池的電子控制單元(下文稱為“電池E⑶”)52管理。電池E⑶52接收管理電池50所需的信號，例如，來自安裝在電池50的端子之間的電壓傳感器(未示出)的端子電壓、來自安裝在與電池50的輸出端子連接的電力線M上的電流傳感器(未示出)的充/放電電流、來自安裝在電池50上的溫度傳感器51的電池溫度Tb等。電池E⑶52按需通過與混合動力E⑶70 通信而傳送與電池50的狀態有關的數據。為了管理電池50，電池E⑶52還基于由電流傳感器檢測到的充/放電電流的積分值來計算充電狀態(或剩余容量)S0C,并基于充電狀態 SOC計算用于電池50的充電或放電的要求功率1^*。另外，電池E⑶52基于充電狀態SOC 和電池溫度Tb來計算作為可允許充電電力——其為允許對電池50充電的電力——的輸入極限Win，以及作為可允許放電電力——其為允許從電池50放電的電力——的輸出極限 Wout。電池50的輸入極限Win和輸出極限Wout可如下設定首先，基于電池溫度Tb設定輸入極限Win和輸出極限Wout的基本值，同時基于電池50的充電狀態SOC設定用于輸出極限的校正系數和用于輸入極限的校正系數，并通過將這樣設定的輸入極限Win和輸出極限Wout的基本值乘以對應的校正系數來設定輸入極限Win和輸出極限Wout。混合動力E⑶70由具有CPU 72作為主部件的微處理器組成，并且除CPU 72外還包括存儲程序的ROM 74、臨時存儲數據的RAM 76、輸入和輸出端口以及通信端口(未示出) 等。混合動力E⑶70經由通信端口與發動機E⑶24、電機E⑶40、電池E⑶52連接，并向發動機ECUM、電機ECU 40、電池ECU 52等發送和從其接收各種控制信號和數據。另外，混合動力ECU 70經由輸入端口接收來自點火開關(啟動開關)80的點火信號、來自檢測對應于變速桿81的當前選擇位置(變速位置)的檔位范圍SR的檔位范圍傳感器82的檔位范圍SR、來自檢測加速器踏板83的壓下量的加速器踏板位置傳感器84的加速器踏板行程Acc、 來自檢測制動踏板85的壓下量的制動踏板行程傳感器86的制動踏板行程BS、來自車速傳感器87的車速V等。在此實施例中，在混合動力車輛20的駕駛者座椅附近設置有動力開關(運轉模式選擇裝置)88，用于選擇其中動力性能——即轉矩輸出對加速器踏板操作的響應度——優先的動力模式(第二運轉模式)作為運轉模式。動力開關88也連接到混合動力E⑶70。此外，在混合動力車輛20的駕駛者座椅附近設置有ECO開關(運轉模式選擇裝置)89，用于選擇其中發動機22的燃料效率以及能量效率優先的ECO模式(第三運轉模式)作為運轉模式。ECO開關89也連接到混合動力車輛70。在此實施例的混合動力車輛20中，變速桿81的變速位置包括對應于當車輛駐車時選擇的駐車范圍的P位置、對應于用于倒退行駛的倒檔范圍的R位置、對應于空檔范圍的 N位置以及對應于用于通常向前行駛的驅動范圍(D范圍)的D位置。除這些位置外，還準備了連續變速位置(S位置)、升檔指令位置和降檔指令位置作為變速桿81的變速位置。連續變速位置(S位置)對應于駕駛者能夠從多個假想檔位范圍SRl、SR2、SR3、SR4、SR5和SR6 選擇特定的假想檔位范圍的連續檔位范圍(S范圍)。如果駕駛者將變速桿81操作到S位置，則根據車速V等選擇的假想檔位范圍SR1-SR6之一被設定為初始檔。然后，如果變速桿 81被操作至升檔指令位置則假想檔位范圍以一次升高一個檔位的方式升檔，而如果變速桿 81被操作至降檔指令位置則假想檔位范圍以一次降低一個檔位的方式降檔。檔位范圍傳感器82根據在變速桿81上執行的操作而輸出假想檔位范圍SR1-SR6中當前選擇的一個作為檔位范圍SR。在如上所述構成的此實施例的混合動力車輛20的行駛期間，混合動力ECU 70基于對應于駕駛者對加速器踏板83的下壓量的加速器踏板行程Acc來設定受控加速器踏板行程Acc*。混合動力ECU 70還基于受控加速器踏板行程Acc*和車速V來設定要施加給與作為驅動輪的車輪39a、39b連結的作為驅動軸的齒圈軸32a的要求轉矩Tr *，并控制發動機22、電機MGl和電機MG2以使得基于要求轉矩Tr *的轉矩被施加到齒圈軸32a。發動機 22、電機MGl和電機MG2的運轉控制模式包括例如轉矩變換運轉模式、充/放電運轉模式和電機運轉模式。在轉矩變換運轉模式下，控制發動機22的運轉以使得從發動機22產生與要求轉矩Tr *相稱或相等的功率，并控制電機MGl和電機MG2以使得從發動機22產生的全部功率借助于動力分配和合并機構30、電機MGl和電機MG2變換為轉矩，并被輸送到齒圈軸 32a。在充/放電運轉模式下，控制發動機22的操作以使得從發動機產生與要求轉矩Tr* 和電池50的充/放電所需的電力的總和相稱或相等的功率，并控制電機MGl和電機MG2以使得基于要求轉矩Tr*的轉矩被施加到齒圈軸32a，伴隨電池50的充電或放電而從發動機 22產生的全部或一部分功率借助于動力分配和合并機構30、電機MGl和電機MG2變換成轉矩。在電機運轉模式中，停止發動機22的運轉，并控制電機MG2使得以基于要求轉矩Tr* 的轉矩被施加到齒圈軸32a。在此實施例的混合動力車輛20中，當在轉矩變換運轉模式或充/放電運轉模式中滿足特定的條件時，執行發動機22的間歇運轉，其中發動機22自動地停止和啟動。當此實施例的混合動力車輛20中動力開關88和ECO開關89均被置于“關”位置時，通常模式(第一運轉模式)被選擇為運轉模式。在此狀態下，混合動力ECU 70將動力模式標志Fpwr設為值0，并根據當通常模式被選擇時使用的各種控制次序來控制混合動力車輛20。在此實施例中，如果加速器踏板83在D范圍被選擇為檔位范圍SR且通常模式被選擇為運轉模式的狀態下被壓下，則基于由加速器踏板位置傳感器84檢測到的加速器踏板行程Acc和用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖來設定受控加速器踏板行程Acc *，并基于受控加速器踏板行程Acc *和車速V來設定要施加給作為驅動軸的齒圈軸3 的要求轉矩Tr *。用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖預先創建并存儲在ROM 74中，如圖2中由單點劃線所示，使得受控加速器踏板行程Acc *在0至100% 的范圍上與加速器踏板行程Acc成線性關系，即加速器踏板行程Acc被原樣設定為受控加速器踏板行程Acc *。當動力開關88打開且動力模式被選擇為混合動力車輛20的運轉模式時，混合動力ECU 70將上述動力模式標志Fpwr設為值1，并根據當動力模式被選擇時使用的各種控制次序來控制混合動力車輛20。在此實施例中，如果加速器踏板83在D范圍被選擇為檔位范圍SR且動力模式被選擇為運轉模式的狀態下被壓下，則基于由加速器踏板位置傳感器84 檢測到的加速器踏板行程Acc和用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖(操作量增加約束)來設定受控加速器踏板行程Acc *，并基于受控加速器踏板行程Acc *和車速V來設定要施加給作為驅動軸的齒圈軸32a的要求轉矩Tr *。此實施例中使用的用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖被預先創建并存儲在ROM 74中，其為如圖2 中由實線所示的非線性脈譜圖。在此脈譜圖中，關于落在特定小加速度行程區域內的加速器踏板行程Acc，受控加速器踏板行程Acc *被設為與在用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中所設定的值相同的值，從而當車輛低速行駛時駕駛者不太可能感覺車輛突然加速或被向前驅動。該脈譜圖還被繪制成使得關于落在除小加速度行程區域外直至 100 %的范圍內的加速器踏板行程Acc，受控加速器踏板行程Acc *被設為比在用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中所設定的值大的值，以便提高轉矩輸出對加速器踏板操作的響應度。因而，當駕駛者選擇了動力模式時，發動機22和電機MGl和MG2被控制成使得施加給齒圈軸32a的轉矩增加而大于當選擇了通常模式時所施加的轉矩，由此能夠提高轉矩輸出對駕駛者的加速器踏板操作的響應度。當ECO開關89打開且ECO模式被選擇為混合動力車輛20的運轉模式時，混合動力ECU 70將ECO模式標志!^co設為值1，并根據當ECO模式被選擇時使用的各種預定控制程序來控制混合動力車輛20。在此實施例中，如果加速器踏板83在D范圍被選擇為檔位范圍SR且ECO模式被選擇為運轉模式的狀態下被壓下，則基于由加速器踏板位置傳感器84檢測到的加速器踏板行程Acc和用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖(操作量減小約束)來設定受控加速器踏板行程Acc*，并基于受控加速器踏板行程Acc *和車速V來設定要施加給作為驅動軸的齒圈軸32a的要求轉矩Tr *。此實施例中使用的用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖被創建并存儲在ROM 74中，其為如圖 2中由虛線所示的非線性脈譜圖，使得受控加速器踏板行程Acc 1 皮設為比在用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中所設定的值小的值，以便減小轉矩輸出對駕駛者的加速器踏板操作的響應度。因而，當駕駛者選擇了 ECO模式時，發動機22和電機MGl和 MG2被控制成使得施加給作為驅動軸的齒圈軸32a的轉矩減小而小于當選擇了通常模式時所施加的轉矩，由此降低發動機22的燃料消耗率或效率以及電機MG2消耗的電力，以便提高能量效率。
接下來，將描述此實施例的混合動力車輛20的操作，特別是當混合動力車輛20在駕駛者選擇了連續檔位范圍(S范圍)的狀態下行駛時混合動力車輛20的操作。圖3是示出當在選擇了 S范圍的狀態下加速器踏板83被駕駛者壓下時由此實施例的混合動力ECU 70以預定時間間隔(例如，每數毫秒)執行的S范圍被選擇時驅動控制例程的一個示例的流程圖。在圖3的S范圍被選擇時驅動控制例程開始之際，混合動力E⑶70的CPU 72執行輸入處理以接收控制所需的數據，例如來自加速器踏板位置傳感器84的加速器踏板行程Acc、來自檔位范圍傳感器82的檔位范圍SR、來自車速傳感器87的車速V、電機MG1、MG2 的轉速Nml、Nm2、用于電池50的充電或放電的要求功率1 *以及輸入極限Win和輸出極限 Wout (步驟S100)。CPU 72通過通信從電機ECU 40接收電機MG1、MG2的轉速Nml、Nm2，并通過通信從電池E⑶52接收用于電池50的充/放電的要求功率1 *以及輸入極限Win和輸出極限Wout。在步驟SlOO的數據輸入處理之后，混合動力E⑶70的CPU 72從ROM 74 讀取對應于收到的檔位范圍SR——即駕駛者所選擇的假想檔位范圍——的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖(步驟S110)。在此實施例的混合動力車輛20中，多個用于設定受控加速器踏板行程Acc*的脈譜圖被預先創建并存儲在ROM 74中，其分別與假想檔位范圍SR1-SR6相關，且其均限定加速器踏板行程Acc、車速V和受控加速器踏板行程Acc *之間的關系。在此實施例中，準備多個用于各假想檔位范圍SR1-SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，使得對應于相同加速器踏板行程Acc (加速器踏板的操作量)的要求轉矩Tr * (要求驅動力)傾向于隨著車速V升高而增大，并使得對應于相同加速器踏板行程Acc的要求轉矩Tr *在車速V恒定時傾向于隨著假想檔位范圍變換為較低范圍而增加。在此實施例中，基于上述用于在動力模式設定受控加速器踏板行程的脈譜圖和用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖來創建對應于各假想檔位范圍SR1-SR6 的多個用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖。例如，通過基于實驗和分析結果，使表示在所關注假想檔位范圍中的實際最高車速時加速器踏板行程Acc與受控加速器踏板行程Acc *之間的關系的相關曲線與用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中的表示加速器踏板行程Acc與受控加速器踏板行程Acc *之間的關系的相關曲線相一致，并使表示加速器踏板行程Acc與受控加速器踏板行程Acc *之間的關系的相關曲線隨著車速V降低而更接近用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中的直線(參見圖2中的點劃線)，來創建對應于較低假想檔位范圍的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖。例如， 通過基于實驗和分析結果，使表示在所述假想檔位范圍中的實際最低車速時加速器踏板行程Acc與受控加速器踏板行程Acc *之間的關系的相關曲線與用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中的表示加速器踏板行程Acc與受控加速器踏板行程Acc *之間的關系的相關曲線相一致，并使表示加速器踏板行程Acc與受控加速器踏板行程Acc*之間的關系的相關曲線隨著車速V升高而更接近用于在通常模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖中的直線(參見圖2中的點劃線)，來創建對應于較高假想檔位范圍的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖。因而，如圖4所示繪制例如作為對應于假想檔位范圍SR1-SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖之一的對應于最低假想檔位范圍SRl的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，使得對應于從加速器踏板位置傳感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc *被設定成隨著車速V升高而與所關注的加速器踏板行程Acc非線性地相關并大于所述加速器踏板行程Acc，并且加速器踏板行程Acc傾向于隨著車速V升高而實質上換算成大于實際值的值。另外，在此實施例中，如圖5所示繪制例如對應于最高假想檔位范圍SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，使得對應于從加速器踏板位置傳感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc 1 皮設定成隨著車速V降低而與所關注加速器踏板行程Acc非線性地相關并小于所述加速器踏板行程Acc，并且加速器踏板行程Acc傾向于隨著車速V降低而實質上換算成小于實際值的值。另外，如圖6所示繪制例如對應于中間假想檔位范圍SR4的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，使得在較高車速區域中，對應于從加速器踏板位置傳感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc *被設定成隨著車速V升高而與加速器踏板行程Acc非線性地相關并大于加速器踏板行程Acc，并且在較低車速區域中，對應于從加速器踏板位置傳感器84接收的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程Acc*被設定成隨著車速V降低而與加速器踏板行程Acc非線性地相關并小于加速器踏板行程Acc。返回參照圖3，在步驟SllO中讀取對應于檔位范圍SR——即駕駛者所選擇的假想檔位范圍——的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖之后，混合動力ECU 70的CPU 72 從在步驟SllO中讀取的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖導出并設定對應于在步驟 SlOO中接收的加速器踏板行程Acc和車速V的受控加速器踏板行程Acc* (步驟S120)。然后，混合動力E⑶70的CPU 72基于在步驟SlOO中接收的車速V和在步驟S120中設定的受控加速器踏板行程Acc *來設定要施加給齒圈軸3 的要求轉矩Tr *，以便整體設定需要由車輛產生的要求功率Pe * (步驟S130)。在此實施例中，受控加速器踏板行程Acc *、車速V和要求轉矩Tr *之間的關系被預先確定并被存儲在ROM 74中，作為例如如圖7所示的用于設定要求轉矩的脈譜圖。從此脈譜圖導出并設定對應于受控加速器踏板行程Acc*和車速V的要求轉矩Tr*。因而，不論選擇假想檔位范圍SR1-SR6中哪一個，對應于相同加速器踏板行程Acc的要求轉矩Tr*都被設定成隨著車速V升高而增大。在車速V恒定的情況下，對應于相同加速器踏板行程Acc 的要求轉矩1 皮設定成隨著假想檔位范圍SR1-SR6中較低的檔位范圍被選擇為檔位范圍 SR而增大。另外，在此實施例中，作為要求轉矩Tr*與齒圈軸3 的轉速Nr的乘積、用于充電或放電的要求功率1 *以及損耗Loss三者之和來計算要求功率Pe *。可通過如圖3所示將電機MG2的轉速Nm2除以減速齒輪35的傳動比Gr，或通過將車速V乘以換算系數k， 來獲得齒圈軸32a的轉速Nr。返回參照圖3，混合動力E⑶70的CPU 72判定發動機22是否運轉(步驟S140)。 如果發動機22在運轉，則CPU 72判定發動機22的運轉是否應當繼續(步驟S150)。在步驟S150中，如果禁止間歇運轉的條件——例如車速V等于或高于為了禁止間隙運轉而設定的預定車速的條件以及要求功率Pe*等于或大于預定發動機停止閾值的條件——中的任何一個成立，則判定為發動機22的運轉應當繼續。如果在步驟S150中判定出發動機22 的運轉不應當繼續，則將特定的發動機停止標志設為“開”(步驟S155)，并且圖3的例程結束。如果發動機停止標志被設為“開”，則由混合動力ECU 70執行發動機停止控制例程(未示出)。根據發動機停止控制例程的處理如下在發動機22的燃料供應被停止的狀態下，
14將用于控制(例如，減慢)發動機22的旋轉直到發動機22的轉速Ne達到發動機22的停止前一刻要實現的預定停止前轉速的負轉矩設定為發送給電機MGl的轉矩指令Tml \并且將用于在轉速Ne達到預定停止前轉速時保持活塞的正轉矩設定為發送給電機MGl的轉矩指令Tml \而發送給電機MG2的轉矩指令Tm2 *被設定成使得基于要求轉矩Tr *的轉矩被施加給齒圈軸32a。如果發動機停止控制例程結束，則將發動機停止標志設為“關”。當在步驟S150中判定出發動機22的運轉應當繼續時，混合動力E⑶70的CPU 72 基于要求功率Pe *將臨時目標轉速Netmp和臨時目標轉矩Tetmp設定為發動機22的臨時目標運轉點(步驟S160)。在此實施例中，基于為了使發動機22高效運轉而預先確定的運轉線以及要求功率Pe*來設定發動機22的臨時目標轉速Netmp和臨時目標轉矩Tetmp。圖 8示出發動機22的運轉線和表示發動機轉速Ne與轉矩Te之間的關系的相關曲線。如圖 8所示，臨時目標轉速Netmp和臨時目標轉矩Tetmp能夠作為運轉線與表示要求功率Pe * (NeXTe)恒定的相關曲線的交點而獲得。返回參照圖3，在設定發動機22的臨時目標轉速Netmp和臨時目標轉矩Tetmp之后，混合動力E⑶70的CPU 72基于在步驟SlOO接收的車速V和檔位范圍SR(假想檔位范圍)而將下限發動機轉速Nemin設定為發動機22的轉速Ne的下限(步驟S170)。在此實施例中，當S范圍被選擇時根據車速V和檔位范圍SR(SR1-SR6)來確定下限發動機轉速 Nemin,并且關于相同車速V，下限發動機轉速Nemin隨著檔位范圍SR的檔數或檔位段增加 (隨著檔位范圍SR從SRl變換為SR6)而被設定成更小的值。在此實施例中，車速V、檔位范圍SR和下限發動機轉速Nemin之間的關系被預先確定并存儲在ROM 74中，作為例如如圖9所示用于設定下限發動機轉速的脈譜圖。從該脈譜圖導出并設定對應于接收到的車速 V和檔位范圍SR的下限發動機轉速Nemin。因而，當在駕駛者選擇了假想檔位范圍SR1-SR6 之一的狀態下加速器踏板83被壓下時，發動機22的轉速Ne在一定程度上保持高速，并且能夠確保發動機22的輸出響應。如果在步驟S170中設定了下限發動機轉速Nemin，則混合動力E⑶70的CPU 72將臨時目標轉速Netmp和下限發動機轉速Nemin中較大的一者設定為發動機22的目標轉速Ne *，并通過將在步驟S130中設定的要求功率Pe *除以目標轉速 Ne *來設定目標轉矩Te * (步驟S180)。在步驟S180的操作之后，混合動力E⑶70的CPU 72使用目標發動機轉速Ne *、 齒圈軸32a的轉速Nr (Nm2/Gr)以及動力分配和合并機構30的傳動比P (太陽齒輪31的齒數/齒圈32的齒數)根據以下等式⑴來計算電機MGl的目標轉速Nml \然后使用目標轉矩Te*、計算出的目標轉速Nml *、當前轉速Nml等根據以下等式( 來設定要發送給電機MGl的轉矩指令Tml * (步驟S190)。Nml * = Ne * · (1+ ρ ) / ρ -Nm2/ (Gr · P ) …(1)Tml * = - P / (1+ P ) · Te * +kl · (Nml * -Nml) +k2 · f (Nml * -Nml) dt ... (2)以上等式(1)表示關于動力分配和合并機構30的各旋轉元件的物理關系。圖10 示出表示動力分配和合并機構30的各旋轉元件的轉速與施加于其上的轉矩之間的物理關系的共線圖的一個示例。在圖10中，左側的S軸表示等于電機MGl的轉速Nml的太陽齒輪 31的轉速，中間的C軸表示等于發動機22的轉速Ne的行星架34的轉速，而右側的R軸表示通過將電機MG2的轉速Nm2除以減速齒輪35的齒輪比Gr而獲得的齒圈32的轉速Nr。R 軸上的兩個粗箭頭表示當電機MGl被驅動以產生轉矩Tml時施加于齒圈軸3 上的轉矩，以及當電機MG2被驅動以產生轉矩Tm2時經由減速齒輪35施加于齒圈軸3 上的轉矩。用于獲得電機MGl的目標轉速Nm廣的上述等式(1)能夠從如共線圖中所示的轉速關系容易地導出。以上等式(2)是在反饋控制中用于使電機MGl以目標轉速Nml*旋轉的關系表達式。在等式O)中，右側的第二項中的“kl”為比例項的增益，而右側的第三項中的“k2”是積分項的增益。返回參照圖3，在設定了要發送給電機MGl的轉矩指令Tm廣之后，混合動力E⑶ 70的CPU 72使用電池50的輸入極限Win和輸出極限Wout、在步驟S190中計算出的對電機MGl的轉矩指令Tml*以及電機MGl、MG2的當前轉速Nml、Nm2，根據以下等式(3)、(4)來計算作為能夠從電機MG2產生的轉矩的下限和上限的轉矩極限TmiruTmax (步驟S200)。Tmin = (Win-Tml * · Nml)/Nm2 ... (3)Tmax = (ffout-Tml * · Nml)/Nm2 . . . (4)此外，混合動力E⑶70的CPU 72使用要求轉矩Tr *、轉矩指令Tml *、動力分配和合并機構30的傳動比P以及減速齒輪35的傳動比Gr，根據以下等式(5)來計算作為要從電機MG2產生的轉矩的臨時值的臨時電機轉矩Tm2tmp (步驟S210)。然后，混合動力ECU 70的CPU 72將要發送給電機MG2的轉矩指令Tm2 *設定成這樣的值臨時電機轉矩Tm2tmp 被轉矩極限TmiruTmax限制在該值(步驟S220)。通過以這種方式設定對電機MG2的轉矩指令Tm2 *，能夠將施加于齒圈軸3 上的轉矩限制在電池50的輸入極限Win和輸出極限 Wout的范圍內。Tm2tmp = (Tr * +Tml * / P ) /Gr ... (5)能夠從圖10的共線圖容易地導出以上等式(5)。如果采用以上方式設定了發動機22的目標轉速Ne *和目標轉矩Te *以及對電機MGl、MG2的轉矩指令Tml *>Tm2*,則混合動力E⑶70將目標轉速Ne*和目標轉矩Te*傳送至發動機E⑶24，并將電機MG1、MG2的轉矩指令Tml *、Tm2 *傳送至電機E⑶40 (步驟S230)。然后，混合動力E⑶70的CPU72再次執行步驟SlOO和后續步驟。當接收到轉矩指令Tml *、Tm2*時，電機ECU 40執行逆變器 41、42的切換裝置的切換控制，從而根據轉矩指令Tml *驅動電機MGl，并根據轉矩指令Tm2 *驅動電機MG2。另外，當接收到目標轉速Ne*和目標轉矩Te*時，發動機ECU M執行節氣門開度控制、燃料噴射控制、點火正時控制等，使得發動機22根據目標發動機轉速Ne *和目標轉矩Te*運轉。另一方面，如果在步驟S140中判定出發動機22未運轉，則混合動力E⑶70的CPU 72判定發動機22的運轉是否應當保持停止(步驟S240)。如果滿足所有發動機停止條件， 例如車速V等于或低于允許間歇發動機運轉的預定車速的條件，以及要求功率Pe *小于發動機啟動閾值的條件，則在步驟S240中判定為發動機22的運轉應當保持停止。如果在步驟 S240中判定出發動機22的運轉不應當保持停止，則將特定的發動機開始標志設為“開”(步驟SM5)，并且圖3的例程結束。當發動機開始標志被設為“開”時，由混合動力E⑶70執行發動機啟動驅動控制例程(未示出)。根據發動機啟動驅動控制例程，電機MGl使發動機22起轉而啟動發動機22，并且電機MG2被驅動/控制成，在抵消作為對由于發動機22的起轉而施加于齒圈軸3 上的驅動轉矩的反作用力的轉矩的狀態下，將基于要求轉矩Tr * 的轉矩輸送到齒圈軸32a。如果發動機啟動驅動控制例程結束，則將發動機啟動標志設為 “關”。另一方面，如果在步驟S240中判定出發動機22的運轉應當保持停止，則混合動力ECU70的CPU 72將發動機22的目標轉速Ne *和目標轉矩Te *以及對電機MGl的轉矩指令Tml *均設為值0 (步驟S250)，并執行上述步驟S200-S220。然后，混合動力ECU 70的CPU72將發動機22的目標轉速Ne *和目標轉矩Te *傳送到發動機E⑶24，并將電機MG1、MG2的轉矩指令Tml \ Tm2 *傳送到電機ECU 40 (步驟S230)。然后，CPU 72再次執行步驟SlOO和隨后的步驟。如上所述，此實施例的混合動力車輛20在ROM 74中存儲多個用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，所述脈譜圖為各假想檔位范圍SR1-SR6被創建成使得對應于加速器踏板行程Acc的要求轉矩Tr *傾向于隨著車速V升高而增大，并且對應于相同加速器踏板行程Acc的要求轉矩Tr *當車速V恒定時傾向于隨著檔位范圍SR(假想檔位范圍)被變換為較低范圍而增大。當駕駛者選擇了假想檔位范圍SR1-SR6之一時，使用對應于假想檔位范圍SR1-SR6中所選擇的檔位范圍的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖來設定對應于由加速器踏板位置傳感器84獲得的加速器踏板行程Acc的受控加速器踏板行程kcck， 并設定對應于受控加速器踏板行程Acc *和由車速傳感器87獲得的車速V的要求轉矩Tr * (步驟S110-S130)。然后，控制發動機22和電機MGl、MG2以使得基于要求轉矩Tr *的轉矩被施加到齒圈軸32a(步驟S140-S250)。S卩，在所示實施例中，例如對應于低側假想檔位范圍SRl的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖被創建成，使得由加速器踏板位置傳感器84獲得的加速器踏板行程Acc 隨著車速V升高而被換算成比實際值大的值(受控加速器踏板行程Kcck),從而使對應于相同加速器踏板行程Acc的要求轉矩Tr*傾向于隨著車速V升高而增大。另外，例如對應于高側假想檔位范圍SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖被創建成，使得由加速器踏板位置傳感器84獲得的加速器踏板行程Acc隨著車速V降低而被換算成比實際值小的值(受控加速器踏板行程Acc*)，從而使對應于相同加速器踏板行程Acc的要求轉矩Tr *傾向于隨著車速V降低而減小。因此，當選擇了假想檔位范圍SR1-SR6中的一個時，用于使車輛行駛的轉矩的輸出響應隨著車速V升高而提高，并且在車速V恒定的情況下，用于使車輛行駛的轉矩的輸出響應隨著檔位范圍SR(假想檔位范圍)被變換為較低范圍而提高。 因而，通過將假想檔位范圍SR1-SR6中的一個設定為檔位范圍SR，或將檔位范圍SR(假想檔位范圍)變換為較低范圍，混合動力車輛20能夠在用于使車輛行駛的轉矩的輸出響應提高的情況下加速。另外，當選擇了假想檔位范圍SR1-SR6中的一個時，要求轉矩Tr *隨著車速 V降低而被設定成較小的值，并且在車速V恒定的狀態下，要求轉矩Tr*隨著檔位范圍R(假想檔位范圍)被變換為較高范圍而被設定成較小的值。因而，通過將假想檔位范圍SR1-SR6 之一設定為檔位范圍SR，或將檔位范圍SR(假想檔位范圍)變換為較高范圍，能夠降低用于使車輛行駛的轉矩的輸出，即，發動機22的燃料消耗率和電機MG2消耗的電力，并且能夠提高能量效率。因此，此實施例的混合動力車輛20使得可提高用于使車輛行駛的轉矩響應于變速操作的輸出特性，而且還通過變速操作而提高了能量效率。在該實施例的混合動力車輛20中，基于用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖(操作量增加約束)和用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖 (操作量減小約束)來創建多個對應于各假想檔位范圍SR1-SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖。即，當除用于通常行駛的通常模式外還準備與通常模式相比用于使車輛行駛的轉矩的輸出響應優先的動力模式和與通常模式相比能量效率優先的ECO模式作為混合動力車輛20的運轉模式時，能夠利用用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖和用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖更適當地創建多個對應于假想檔位范圍SR1-SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖。如果利用用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖和用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖創建多個對應于假想檔位范圍SR1-SR6的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖， 則使用用于在通常模式下設定要求轉矩的脈譜圖，即，單個用于設定要求轉矩的脈譜圖，當選擇假想檔位范圍之一時能夠更適當地設定要求轉矩Tr *。代替為各假想檔位范圍SR1-SR6準備用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，混合動力車輛20可配設有用于設定換算系數的脈譜圖——其如圖11所示限定車速V與換算系數之間的關系，并且可使用用于設定換算系數的脈譜圖、用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖和用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖來設定受控加速器踏板行程Acc *。在此情形中，如果對應于車速V并從用于設定換算系數的脈譜圖獲得的換算系數k為正值，則可從用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖獲得對應于由加速器踏板位置傳感器84檢測到的加速器踏板行程Acc的值，并且可通過將所獲得的值與換算系數k的乘積加上有關的加速器踏板行程Acc來設定受控加速器踏板行程Acc *。如果對應于車速V并從用于設定換算系數的脈譜圖獲得的換算系數k 為負值，則可從用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖獲得對應于由加速器踏板位置傳感器84檢測到的加速器踏板行程Acc的值，并且可通過將所獲得的值與換算系數k的乘積加上有關的加速器踏板行程Acc來設定受控加速器踏板行程Acc *。代替為各假想檔位范圍SR1-SR6準備用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖，可使用用于在動力模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖、用于在ECO模式下設定受控加速器踏板行程的脈譜圖和用于設定要求轉矩的脈譜圖(圖7)來為每個假想檔位范圍 SR1-SR6準備用于設定要求轉矩的脈譜圖——其規定加速器踏板行程Acc、車速V和要求轉矩Tr*之間的關系。圖12示出對應于低側假想檔位范圍的用于設定要求轉矩的脈譜圖的一個示例，而圖13示出對應于高側假想檔位范圍的用于設定要求轉矩的一個示例。圖12 和圖13中的雙點劃線表示如圖7所示用于設定要求轉矩的脈譜圖。當以這種方式為每個假想檔位范圍SR1-SR6準備用于設定要求轉矩的脈譜圖時，混合動力車輛20可跳過圖3的程序的步驟S120，并且可從ROM 74讀取對應于在步驟SlOO中接收的檔位范圍SR——即駕駛者所選則的假想檔位范圍——的用于設定要求轉矩的脈譜圖，從而在步驟S130中從對應于假想檔位范圍的用于設定要求轉矩的脈譜圖導出對應于加速器踏板行程Acc和車速V的要求轉矩Tr *。雖然在所示實施例的混合動力車輛20中作為驅動軸的齒圈軸3 和電機MG2經由減速齒輪35彼此連結，但可采用例如具有兩個檔(Hi、Lo)或三個或更多個檔并且能夠改變電機MG2的轉速并將電機MG2的旋轉運動傳遞到齒圈軸3 的變速器來代替減速齒輪 35。雖然此實施例的混合動力車輛20設置成經由降低電機MG2的轉速的減速齒輪35將電機MG2的動力輸出到齒圈軸32a，但本發明并不限于這種設置。即，本發明可應用于作為圖 14所示的變型例的混合動力車輛120，其中電機MG2的動力被輸送至不同于與齒圈軸32a 連接的車軸(車輪39a、39b與該車軸連接)的車軸(在圖14中與車輪39c、39d連接)。不言而喻，本發明可應用于僅具有電動機或電機作為用于使車輛行駛的動力源的電動車輛。
在所示的實施例和變型例中，能夠將動力輸送到與作為驅動輪的車輪39a、39b連結的齒圈軸32a的電機MG2可對應于根據本發明的電動機，并且能夠向電機MG2供應電力和從其接收電力的電池50可對應于根據本發明的蓄電裝置(蓄電設備)，而檢測加速器踏板行程Acc或駕駛者對加速器踏板的壓下量的加速器踏板位置傳感器84可對應于根據本發明的加速器操作量獲取裝置(加速器操作量獲取設備)。檢測車速V的車速傳感器87可對應于根據本發明的車速獲取裝置(車速獲取設備)，并且容許駕駛者從用于通常行駛的D 范圍和多個假想檔位范圍SR1-SR6選擇期望的檔位范圍SR的變速桿81可對應于根據本發明的檔位范圍選擇裝置(檔位范圍選擇設備)，而存儲多個為各假想檔位范圍SR1-SR6準備的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖的ROM 74可對應于根據本發明的約束存儲裝置 (約束存儲設備)。執行圖3的例程的步驟S110-S130的混合動力E⑶70可對應于根據本發明的要求驅動力設定裝置(要求驅動力設定設備)，并且執行圖3的步驟S140-S250的混合動力E⑶70、發動機E⑶M和電機E⑶40的組合可對應于根據本發明的控制裝置(控制設備)。另外，動力開關88和ECO開關89可對應于根據本發明的運轉模式選擇裝置(運轉模式選擇設備)，并且混合動力ECU 70可對應于根據本發明的受控加速器操作量設定裝置(受控加速器操作量設定設備)。發動機22可對應于根據本發明的內燃發動機，并且電機MGl可對應于根據本發明的第二電動機，而動力分配和合并機構30可對應于根據本發明的動力分配裝置(動力分配設備)。應當理解，電動機和第二電動機并不限于如同電機MG1、MG2的同步發電電動機， 而是可屬于任何其它類型，例如感應電動機。蓄電裝置并不限于如同電池50的二次電池， 而是可屬于任何其它類型，例如電容器。加速器操作量獲取裝置可屬于任何類型，只要它能夠獲取駕駛者對加速器踏板的操作量即可。車速獲取裝置可屬于任何類型，只要它能夠獲取車速即可。檔位范圍選擇裝置可屬于不同于變速桿82的任何類型，例如通過按壓按鈕選擇期望檔位范圍的檔位范圍選擇裝置，只要它容許駕駛者從通常行駛范圍位和多個假想檔位范圍選擇預定檔位范圍即可。約束存儲裝置可屬于任何類型，只要它存儲為各假想檔位范圍創建的多個約束，使得對應于相同加速器操作量的要求驅動力傾向于隨著車速升高而增大，并使得對應于相同加速器操作量的要求驅動力在車速恒定時傾向于隨著假想檔位范圍變換為較低范圍而增大即可。要求驅動力設定裝置可屬于任何類型，只要當駕駛者選擇了假想檔位范圍之一時，它使用對應于所選擇的假想檔位范圍的約束來設定對應于由加速器操作量獲取裝置獲得的加速器操作量和由車速獲取裝置獲得的車速的要求驅動力即可。 除混合動力E⑶70、發動機E⑶M和電機E⑶40的組合外，控制裝置可屬于任何類型，例如單個電子控制單元，只要它控制電動機等以使得基于要求驅動力的動力被輸送到驅動軸即可。除動力開關88和ECO開關89的組合外，運轉模式選擇裝置可屬于任何類型，例如單個開關，只要它容許駕駛者從用于通常行駛的第一運轉模式、用于使車輛行駛的驅動力的輸出響應優先的第二運轉模式以及能量效率優先的第三運轉模式選擇期望的運轉模式即可。 內燃發動機并不限于當被供應碳氫化合物燃料如汽油或輕油時產生動力的發動機22，而是可屬于任何其它類型，例如氫發動機。除動力分配和合并機構30外，動力分配裝置可屬于任何類型，例如雙小齒輪式行星齒輪機構或差動齒輪，只要它連接到內燃發動機的發動機軸、第一電動機的旋轉軸和將動力傳送至驅動輪的驅動軸這樣三個軸，并且基于從所述三個軸中的兩個軸接收的動力將動力輸送到剩余的一個軸或基于輸送到所述三個軸中的兩個軸的動力從剩余的一個軸接收動力即可。 雖然已參照本發明的示例性實施例描述了本發明，但應當理解，本發明并不限于所述的實施例或結構。相反，本發明旨在涵蓋各種變型和等同設置。此外，雖然以各種組合和構型示出了示例性實施例的各種元件，但包括更多、更少或僅單個元件的其他組合和構型也在本發明的范圍內。
權利要求
1.一種車輛，其特征在于包括電動機(MG2)，所述電動機向連結到驅動輪的驅動軸輸送動力；蓄電裝置(50)，所述蓄電裝置用于向所述電動機供應電力和從所述電動機接收電力；加速器操作量獲取裝置(84)，所述加速器操作量獲取裝置用于獲取作為駕駛者對加速器踏板的操作量的加速器操作量；車速獲取裝置(87)，所述車速獲取裝置用于獲取車速；檔位范圍選擇裝置(81)，所述檔位范圍選擇裝置用于容許駕駛者從通常行駛范圍和多個假想檔位范圍中選擇期望的檔位范圍；約束存儲裝置(74)，所述約束存儲裝置用于存儲為各假想檔位范圍創建的多個約束， 使得在所述多個假想檔位范圍中的每個中，對應于相同加速器操作量的作為要施加到所述驅動軸上的驅動力的要求驅動力傾向于隨著所述車速升高而增大，并且對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力當所述車速恒定時傾向于隨著所述假想檔位范圍被變換為較低范圍而增大；要求驅動力設定裝置，所述要求驅動力設定裝置用于當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的所述約束，來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量和由所述車速獲取裝置獲取的所述車速相對應的所述要求驅動力；以及控制裝置，所述控制裝置用于控制所述電動機，以使得基于由所述要求驅動力設定裝置設定的所述要求驅動力的動力被輸送到所述驅動軸。
2.根據權利要求1所述的車輛，其中，所述通常行駛范圍為用于所述車輛的向前行駛的驅動范圍。
3.根據權利要求1所述的車輛，其中所述多個約束中與所述假想檔位范圍中的預定的第一個相對應的至少一個約束被創建成，使得由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量隨著所述車速升高而換算成比實際值大的值，以使得對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力傾向于隨著所述車速升高而增大；所述多個約束中與所述假想檔位范圍中的預定的第二個相對應的至少一個約束被創建成，使得由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量隨著所述車速降低而換算成比實際值小的值，以使得對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力傾向于隨著所述車速降低而減小；并且所述假想檔位范圍中的所述預定的第一個與所述假想檔位范圍中的所述預定的第二個相比為較低的假想檔位范圍。
4.根據權利要求1所述的車輛，還包括運轉模式選擇裝置(88、89)，所述運轉模式選擇裝置用于容許駕駛者從用于通常行駛的第一運轉模式、與所述第一運轉模式相比車輛行駛用驅動力的輸出響應優先的第二運轉模式以及與所述第一運轉模式和所述第二運轉模式相比能量效率優先的第三運轉模式中選擇期望的運轉模式；以及受控加速器操作量設定裝置(70)，所述受控加速器操作量設定裝置用于當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍并選擇了所述第一運轉模式時將受控加速器操作量設定為由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量，當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍并選擇了所述第二運轉模式時，根據預定的操作量增加約束來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量相對應的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量傾向于比所述加速器操作量大，并且當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍并選擇了所述第三運轉模式時，根據預定的操作量減小約束來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量相對應的受控加速器操作量，使得所述受控加速器操作量傾向于比所述加速器操作量小，其中，所述多個約束是基于所述操作量增加約束和所述操作量減小約束而創建的，并且其中，當駕駛者選擇了所述通常行駛范圍時，所述要求驅動力設定裝置使用通常行駛用要求驅動力設定約束、由所述受控加速器操作量設定裝置設定的所述受控加速器操作量以及由所述車速獲取裝置獲取的所述車速來設定所述要求驅動力，所述通常行駛用要求驅動力設定約束規定所述受控加速器操作量、所述車速以及所述要求驅動力之間的關系。
5.根據權利要求4所述的車輛，其中所述多個約束為多個受控加速器操作量設定約束，每個所述受控加速器操作量設定約束基于所述操作量增加約束和所述操作量減小約束被創建成，關于相應的所述假想檔位范圍規定由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量與所述受控加速器操作量之間的關系；當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，所述受控加速器操作量設定裝置使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的所述受控加速器操作量設定約束和由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量來設定所述受控加速器操作量；并且當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，所述要求驅動力設定裝置使用所述通常行駛用要求驅動力設定約束、由所述受控加速器操作量設定裝置設定的所述受控加速器操作量以及由所述車速獲取裝置獲取的所述車速來設定所述要求驅動力。
6.根據權利要求4所述的車輛，其中所述多個約束為多個要求驅動力設定約束，每個所述要求驅動力設定約束基于所述操作量增加約束、所述操作量減小約束以及所述通常行駛用要求驅動力設定約束被創建成， 關于相應的所述假想檔位范圍規定所述加速器操作量、所述車速和所述要求驅動力之間的關系；并且當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，所述要求驅動力設定裝置使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的所述要求驅動力設定約束、由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量以及由所述車速獲取裝置獲取的所述車速來設定所述要求驅動力。
7.根據權利要求1所述的車輛，還包括內燃發動機02)；輸送和接收動力的第二電動機(MGl)；以及連接到三個軸的動力分配裝置(30)，所述三個軸包括所述內燃發動機的輸出軸、所述第二電動機的旋轉軸以及所述驅動軸，所述動力分配裝置用于基于從所述三個軸中的兩個軸接收的動力將動力輸送到剩余的一個軸或基于輸送到所述三個軸中的兩個軸的動力從剩余的一個軸接收動力，其中，所述控制裝置控制所述內燃發動機、所述電動機以及所述第二電動機，以使得基于由所述要求驅動力設定裝置設定的所述要求驅動力的動力被輸送到所述驅動軸。
8.—種控制車輛的方法，所述車輛包括電動機(MG2)、蓄電裝置(50)、加速器操作量獲取裝置(84)、車速獲取裝置(87)以及檔位范圍選擇裝置(81)，所述電動機向連結到驅動輪的驅動軸輸送動力，所述蓄電裝置用于向所述電動機供應電力和從所述電動機接收電力， 所述加速器操作量獲取裝置用于獲取作為駕駛者對加速器踏板的操作量的加速器操作量， 所述車速獲取裝置用于獲取車速，所述檔位范圍選擇裝置用于容許駕駛者從通常行駛范圍和多個假想檔位范圍中選擇期望的檔位范圍，所述方法的特征在于包括當駕駛者選擇了所述假想檔位范圍之一時，從為各假想檔位范圍創建的多個約束中選取與駕駛者所選擇的假想檔位范圍相對應的約束，使得在所述多個假想檔位范圍中的每個中，對應于相同加速器操作量的作為要施加到所述驅動軸上的驅動力的要求驅動力傾向于隨著所述車速升高而增大，并且對應于相同加速器操作量的所述要求驅動力當所述車速恒定時傾向于隨著所述假想檔位范圍變換為較低范圍而增大，并使用所選取的約束來設定與由所述加速器操作量獲取裝置獲取的所述加速器操作量和由所述車速獲取裝置獲取的所述車速相對應的所述要求驅動力；以及控制所述電動機，以使得基于所設定的要求驅動力的動力被輸送到所述驅動軸。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述通常行駛范圍為用于所述車輛的向前行駛的驅動范圍。
全文摘要
本發明涉及車輛及控制車輛的方法。當駕駛者選擇了假想檔位范圍(SR1-SR6)之一時，使用與所選擇的假想檔位范圍相對應的用于設定受控加速器踏板行程的脈譜圖來設定與由加速器踏板位置傳感器獲取的加速器踏板行程(Acc)相對應的受控加速器踏板行程(Acc＊)。設定與受控加速器踏板行程(Acc＊)和由車速傳感器獲取的車速(V)相對應的要求轉矩(Tr＊)(步驟S110-S130)，并控制發動機和電機(MG1、MG2)以使得基于要求轉矩(Tr＊)的轉矩被施加給齒圈軸(步驟S140-S250)。
文檔編號B60L15/20GK102161311SQ20111003604
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月11日 優先權日2010年2月12日
發明者山本幸治 申請人:豐田自動車株式會社