CN103347761A - 混合动力车辆的驱动控制设备和方法及混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明以防止电池过电压的方式防止发动机速度过高并满足车辆驾驶员请求的驱动扭矩。控制混合动力车辆扭矩的控制设备计算最终目标发动机速度，使根据暂定目标发动机输出算出的目标发动机工作点的暂定目标发动机速度不超过上限值；根据算出的最终目标发动机速度重算目标发动机工作点；根据重算的目标发动机工作点计算最终目标发动机输出；根据算出的最终目标发动机输出计算目标电量，使目标电量不超过电池充电电量上限值和电池放电电量上限值；根据算出的目标发动机工作点（具体是最终目标发动机扭矩），控制发动机（2）的扭矩；以及根据算出的目标发动机工作点和目标电量控制电动发电机（4）和（5），即，使电动发电机（4）和（5）工作。

Description

混合动力车辆的驱动控制设备和方法及混合动力车辆

技术领域

本发明涉及与包括作为动力源的发动机和电动发电机的混合动力车辆相关的技术。

背景技术

在通过将发动机的输出与第一和第二电动发电机的输出合成来驱动连接到驱动轮的驱动轴从而对混合动力车辆提供驱动控制的驱动控制设备中，存在一种技术：根据电池SOC（充电状态）计算目标充放电电量以及根据作为参数具有加速踏板位置和车速的目标驱动扭矩和车速计算车辆驾驶员请求的目标驱动力；计算所计算出的目标驱动力和所计算出的目标充放电电量之和作为目标发动机输出；以及由所计算出的目标发动机输出计算发动机工作点（例如，请参见专利文献1）。

在对混合动力车辆提供驱动控制的这种驱动控制设备中，控制第一和第二电动发电机，以在动力运行模式下或再生模式下工作，并且控制发动机扭矩和发动机速度，以使发动机可以以所计算出的目标发动机工作点工作（例如，请参见专利文献1和2）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A2008-12992

专利文献2：JP-A2007-296937

发明内容

发明要解决的问题

在用于对混合动力车辆提供驱动控制的上述驱动控制设备中，由于在例如发动机速度与电动发电机速度之间保持平衡，所以当电动发电机速度保持低于或者等于要求的速度时，需要防止发动机速度变高。

另一方面，在用于对混合动力车辆提供驱动控制的所述驱动控制设备中，如果防止发动机速度变高，则导致防止发动机输出变高，从而提供低于车辆驾驶员请求的驱动扭矩，使得难以满足车辆驾驶员请求的驱动扭矩。

此外，在这种情况下，即使受他/她的请求的制约，仍可以控制电动发电机，以在动力运行模式或者再生模式下工作，从而提供车辆驾驶员请求的驱动扭矩，或者最大限度地确保驱动扭矩，但是在这样做时，从电池防护的观点出发，在电池充放电期间，需要防止过电压。

本发明的目的是防止发动机速度升高到太高并且满足车辆驾驶员请求的驱动扭矩，同时防止电池过电压、过放电和过充电。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题，根据本发明的实施例，提供一种驱动控制设备，用于通过对发动机和电动发电机进行驱动控制，以使所述车辆利用所述发动机和所述电动发电机的驱动力行驶，所述电动发电机能够对电池充电并且能够接收所述电池的供电，所述驱动控制设备包括：目标驱动力计算部，其用于根据加速踏板位置和车速计算目标驱动力；目标充放电电量计算部，其用于根据所述电池的充放电状态计算所述电池的目标充放电电量；第一目标发动机输出计算部，其用于根据所述目标驱动力计算部计算出的目标驱动力和所述目标充放电电量计算部计算出的目标充放电电量计算第一目标发动机输出；第一目标发动机工作点计算部，其用于根据由发动机速度和发动机扭矩之间的关系确定的发动机工作点信息计算第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩，该第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩二者对应于所述第一目标发动机输出计算部计算出的第一目标发动机输出；第一目标发动机速度上限值计算部，其用于根据车速计算所述第一目标发动机速度的上限值；第二目标发动机速度计算部，其用于在所述发动机工作点计算部计算出的第一目标发动机速度不超过所述第一目标发动机速度上限值计算部计算出的第一目标发动机速度的上限值的条件下，计算第二目标发动机速度；第二目标发动机扭矩计算部，其用于根据所述发动机工作点信息计算第二目标发动机扭矩，该第二目标发动机扭矩对应于所述第二目标发动机速度计算部计算出的所述第二目标发动机速度；第二目标发动机输出计算部，其用于根据所述第二目标发动机速度计算部计算出的第二目标发动机速度和所述第二目标发动机扭矩计算部计算出的第二目标发动机扭矩，计算第二目标发动机输出；电量上限值和下限值计算部，其用于根据所述电池的状态计算电池充电的电量上限值和电池放电的电量上限值；目标电量计算部，其用于根据所述目标驱动力计算部计算出的目标驱动力与所述第二目标发动机输出计算部计算出的第二目标发动机输出之间的差值，并在使得所计算出的目标电量不超过由所述电量上限值计算部计算出的电池充电的电量上限值和电池放电的电量上限值的情况下，计算目标电量，该目标电量表示作为通过驱动所述电动发电机需要向所述电池充电的电量或者为了驱动所述电动发电机需要由所述电池供给所述电动发电机的电量；发动机控制部，其用于根据所述第二目标发动机扭矩计算部计算出的第二目标发动机扭矩，控制所述发动机的扭矩；以及电动发电机控制部，其用于根据所述第二目标发动机速度计算部计算出的第二目标发动机速度、所述第二目标发动机扭矩计算部计算出的第二目标发动机扭矩以及所述目标电量计算部计算出的目标电量，控制所述电动发电机。

即，本发明的该实施例：计算第二目标发动机速度，使得根据最初计算出的第一目标发动机输出计算出的目标发动机工作点的第一目标发动机速度可以不超过上限值；根据计算出的第二目标发动机速度，重新计算目标发动机工作点；根据重新计算出的目标发动机工作点，计算第二目标发动机输出；根据计算出的第二目标发动机输出，计算目标电量，使得不超过根据电池状态计算出的用于电池充电的电量上限值和用于电池放电的电量上限值；根据计算出的目标发动机工作点（特别是第二目标发动机扭矩），控制发动机的扭矩；以及根据计算出的目标发动机工作点和目标电量，控制电动发电机，即，使电动发电机在动力运行模式下或者再生模式下工作。

此外，优选地，在本发明的该实施例中，还提供：电池温度查找表，其为电池温度与电池充电或者放电的电量上限值的对应关系；以及电池电压查找表，其为电池电压与电池充电或者放电的电量上限值的对应关系，其中在所述电量上限值和下限值计算部，参照所述电池温度查找表取得对应于所述电池温度的所述充电时或者所述放电时的电量上限值，并且参照所述电池电压查找表取得对应于电池电压的所述充电时或者放电时的电量上限值，分别比校对应于所述电池温度的所述充电或者所述放电时的电量上限值以及对应于所述电池电压的所述充电时或者放电时的电量上限值，从中选择出对所述目标电量进行限定时其限定量可使充电或者放电时的电量较多的一个，利用该值计算最终电量上限值。

此外，优选地，在本发明的该实施例中，还提供：电池充电状态（SOC）查找表，其用于表示电池的充放电状态的SOC与电池充电以及放电的电量上限值的对应关系，其中在所述电量上限值和下限值计算部，参照所述电池温度查找表取得对应于所述电池温度的所述充电时或者所述放电时的电量上限值，并且参照所述电池电压查找表取得对应于电池电压的所述充电时或者放电时的电量上限值，并且参照所述SOC查找表取得对应于电池SOC的所述充电或者放电时的电量上限值，分别比校对应于所述电池电压的所述充电或者所述放电时的电量上限值以及对应于所述电池SOC的所述充电时或者放电时的电量上限值，从中选择出对所述目标电量进行限定时其限定量可使充电或者放电时的电量最多的一个，利用该值计算最终电量上限值。

此外，在本发明的该实施例中，优选地，包括动力分配与合成系统，在所述动力分配与合成系统中，具有与两个行星齿轮机构的各自的转动元件分别连接的四个轴；其中，两个电动发电机连接到所述电池；其中，所述动力分配与合成系统的四个轴在列线图上按照所述电动发电机之一、所述发动机、连接有驱动轮的驱动轴和所述电动发电机中的另一个的顺序分别连接到所述电动发电机中的所述之一、所述发动机、所述驱动轴和所述电动发电机中的所述另一个，其中，所述发动机速度的上限值受所述电动发电机中的所述之一的转速上限值的限制，并且随着车速而改变；并且其中，所述第一目标发动机速度上限值计算部根据所述车速和所述电动发电机中的所述之一的转速上限值计算所述第一目标发动机速度的上限值。

此外，根据本发明的该实施例，提供一种安装有上面描述中提到的驱动控制设备的混合动力车辆。

此外，根据本发明的该实施例，提供一种驱动控制方法，用于通过对发动机和电动发电机进行驱动控制，以使所述车辆利用所述发动机和所述电动发电机的驱动力行驶，所述电动发电机能够对电池充电并且能够接收所述电池的供电，所述驱动控制方法包括以下步骤：根据加速踏板位置和车速计算目标驱动力；根据所述电池的充放电状态计算所述电池的目标充放电电量；根据所述目标驱动力和所述目标充放电电量计算第一目标发动机输出；根据由发动机速度和发动机扭矩之间的关系确定的发动机工作点信息，计算第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩，该第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩二者对应于所述第一目标发动机输出；根据车速计算所述第一目标发动机速度的上限值；在第一目标发动机速度不超过所述第一目标发动机速度的上限值的条件下，计算第二目标发动机速度；根据所述发动机工作点信息计算第二目标发动机扭矩，该第二目标发动机扭矩对应于所述第二目标发动机速度；根据所述第二目标发动机速度和所述第二目标发动机扭矩计算第二目标发动机输出；根据所述电池的状态计算用于电池充电的电量上限值和用于电池放电的电量上限值；根据所述目标驱动力与所述第二目标发动机输出之间的差值，并在使得所述目标电量不超过所述充电时或者所述放电时的电量上限值的情况下计算目标电量，该目标电量表示作为通过驱动所述电动机需要向所述电池充电的电量，或者为了驱动所述电动发电机需要由所述电池供给所述电动发电机的电量；并且根据所述第二目标发动机速度、所述第二目标发动机扭矩和所述目标电量控制所述电动发电机，并且根据所述第二目标发动机扭矩控制所述发动机的扭矩。

发明效果

本发明的该实施例通过计算目标发动机速度以使其不超过上限值来防止发动机速度变得太高，并且通过根据被计算为不超过该上限值的目标发动机速度计算目标电量，可以使电动发电机在动力运行模式下工作，由此补偿发动机输出的减少，以满足车辆驾驶员请求的驱动扭矩。

此外，根据本发明的实施例，可以根据电池的充电状态，通过计算目标电量，使其不超过根据电池充电或者放电期间使用的电池状态计算出的上限值，来防止电池过电压、过放电和过充电。

附图说明

图1是示出根据本发明对混合动力车辆提供驱动控制的驱动控制设备的一个实施例的示例性系统配置图。

图2示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图3示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图4示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图5示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图6示出图1所示发动机控制部的例子的功能框图。

图7是在图1所示发动机控制部中进行的算法处理的例子的流程图。

图8示出图7所示算法处理中使用的示例性映射。

图9是图7所示算法处理中使用的示例性查找表的图形表示。

图10是作为用于检索发动机工作点的控制映射的示例性发动机特性图的图形表示。

图11是用于描述发动机工作点和工作线的示例性发动机特性图的图形表示。

图12示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图13示出发动机速度与效率之间的示例性关系的图形表示。

图14示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图15示出图1所示动力分配与合成系统的示例性列线图。

图16示出图7所示算法处理中使用的示例性查找表。

图17示出图7所示算法处理中使用的示例性查找表。

图18示出图7所示算法处理中使用的示例性查找表。

图19是示出图1所示电动发电机控制部的例子的功能框图。

图20是示出在图1所示电动发电机控制中进行的示例性算法处理的流程图。

具体实施方式

接下来，将参考附图描述根据本发明的对混合动力车辆提供驱动控制的驱动控制设备的一个实施例。

混合动力车辆的驱动控制设备的配置

图1是示出根据本发明的对混合动力车辆提供驱动控制的驱动控制设备1（下面称为“驱动控制设备”）的一个实施例的系统配置图的例子。

现在参考图1，作为该混合动力车辆的动力传动系，该混合动力车辆包括：发动机（内燃发动机）2，其可以提供由燃料内燃产生的驱动力；第一电动发电机（发电电动机）4和第二电动发电机（发电电动机）5，其每个都能够利用电能产生驱动力（动力运行）或者利用再生产生电能；驱动轴7，其连接到该车辆的驱动轮6；第一和第二行星齿轮系8和9，其构成用于合成或者分配发动机2、第一电动发电机4和第二电动发电机5以及由驱动轮6传递的地面反作用力的驱动力的动力分配与合成系统；以及输出传动装置31，其用于在动力分配与合成系统和驱动轴7之间提供驱动连接。

第一电动发电机4具有第一转子轴13、第一转子14和第一定子15。第二电动发电机5具有第二转子轴16、第一转子17和第一定子18。

第一电动发电机4的第一定子15电耦接到第一逆变器19，第二电动发电机5的第二定子18电耦接到第二逆变器20。第一和第二逆变器19和20电耦接到电池21。第一和第二逆变器19和20对从电池21提供给第一和第二定子15和18的电能的量进行控制。第一和第二逆变器19和20电耦接到用于进行驱动控制的驱动控制器32。

励磁电流的变化例如可以控制由第一第二电动发电机4和5提供的驱动力，更具体地说，可以控制下面也被称为电动发电机转速和电动发动机扭矩的转速和驱动扭矩。此外，第一和第二电动发电机4和5中的每个在与其转动方-向相反的方向上提供扭矩时，能够在再生模式下工作，来产生电量，使得所产生的电能可以用于对电池21充电。

在本技术领域内众所周知，第一行星齿轮系8包括第一太阳轮22、用于承载第一行星齿轮23的第一齿轮架24以及第一齿圈25。第二行星齿轮系9包括第二太阳轮26、用于承载第二行星齿轮27的第二齿轮架28以及第二齿圈29。

在该实施例中，发动机2、第一电动发电机4、第二电动发电机5、第一行星齿轮系8和第二行星齿轮系9都布置在同一个轴线上。第一行星齿轮系8的第一齿轮架24和第二行星齿轮系9的第二太阳轮26耦接在一起，并且可驱动地连接到发动机2的发动机输出轴3；第一行星齿轮系8的第一太阳轮22可驱动地连接到第一电动发电机4的第一转子轴13；第二行星齿轮系9的第二齿圈29可驱动地连接到第二电动发电机5的第二转子轴16；第一行星齿轮系8的第一齿圈25和第二行星齿轮系9的第二齿轮架28耦接在一起并且连接到驱动轮6的驱动轴7。

例如通过利用输出传动装置31将诸如形成于第一行星齿轮系8的第一齿圈25的外周上的齿轮的输出部30连接到驱动轴7，实现与驱动轴7的驱动连接。直接实现第一行星齿轮系8的一部分转动元件中的每个与第二行星齿轮系9的转动元件中的相应转动元件的驱动连接，而无需在它们之间具有任何动力传递齿轮，并且类似地实现余下转动元件中的每个与第一电动发电机4、第二电动发电机5和发动机2中的相应一个的驱动连接。

现在，利用列线图描述发动机2或者发动机输出轴3、第一和第二行星齿轮系（动力分配与合成系统）8和9以及输出传动装置31之间的转速的关系。

如上所述，第一行星齿轮系8的第一齿轮架24和第二行星齿轮系9的第二太阳轮26直接耦接在一起，并且第一行星齿轮系8的第一齿圈25和第二行星齿轮系9的第二齿轮架28直接耦接在一起。因此，在两个行星齿轮系8和9的列线图上第一齿轮架24和第二太阳轮26以相同的速度转动，并且第一齿圈25和第二齿轮架28也以相同的速度转动。现在，将行星齿轮系8和9的两个列线图重叠形成图2所示的列线图，该列线图总共有4个竖直轴线，即，从左侧开始，第一行星齿轮系8的第一太阳轮22的轴线（在图2中标注为“MG1”的轴线：第一太阳轮22等同于第一电动发电机4的第一转子轴13）、第一行星齿轮系8的第一齿轮架24和第二行星齿轮系9的第二太阳轮26的轴线（在图2中标注为“ENG”的轴线：第一齿轮架24和第二太阳轮26等同于发动机2的发动机输出轴3）、第一行星齿轮系8的第一齿圈25和第二行星齿轮系9的第二齿轮架28的轴线（在图2中标注为“OUT”的轴线：第一齿圈25和第二齿轮架28等同于第一齿圈25的输出部30，即，驱动轮6的驱动轴7）以及第二行星齿轮系9的第二齿圈29的轴线（在图2中标注为“MG2”的轴线：第二齿圈29等同于第二电动发电机5的第二转子轴16）。然后，求得表示这些竖直轴线中每两个相邻竖直轴线之间的距离关系的杠杆比：假定轴线ENG与OUT之间的距离是1，则轴线ENG与MG1之间的距离取值k1，该值k1是通过将第一行星齿轮系8的第一齿圈25的齿数除以第一太阳轮22的齿数获得的，轴线OUT与MG2之间的距离取值k2，该值k2是通过将第二行星齿轮系9的第二太阳轮26的齿数除以第二齿圈29的齿数获得的。

该动力分配与合成系统的该列线图等同于本申请人此前在第3852562号日本专利中提出的列线图。该动力分配与合成系统的特性是第一电动发电机4和第二电动发电机5位于4个竖直轴线中最远的2个竖直轴线所在的一个点和另一个点。第一和第二电动发电机4和5处于这4个竖直轴线中最远的2个竖直轴线所在的地方的关系不仅提供如第3852562号日本专利所述的没有诸如增加部件数量、增大系统尺寸、增加机械损耗等缺点的配置，而且提供如下所述的在通常情况下以高齿轮比驱动期间减少电能交换的量，这反过来又提高燃料效率。

下面将参考几个列线图描述发动机2的速度和扭矩、车辆的行驶速度、第一和第二电动发电机4和5的速度和扭矩之间的关系。在这些列线图的每一个中，Tmg1是第一电动发电机4的第一转子轴13提供的第一电动发动机扭矩，Tmg2是第二电动发电机5的第二转子轴16提供的第二电动发动机扭矩，Teng是发动机2的发动机输出轴3提供的发动机扭矩，Tout是来自输出部30的输出驱动扭矩，即，传递到驱动轴7的驱动扭矩。在这些列线图的每一个中，定义：当转动方向与发动机2的转动方向相同时，该转速具有正方向，并且当沿着这4个轴线中的每个轴线输入的扭矩的方向与发动机的扭矩Teng的方向相同时，该扭矩具有正方向。因此，来自输出部30的驱动扭矩Tout在具有正方向时使车辆向后移动，而具有负方向时使车辆向前移动。

尽管电动发电机在动力运行模式下或者再生模式下的工作伴随逆变器和电动发电机在发电期间出现的损耗，使得电能与机械能之间的能量转换效率不是100％，但是下面为了使描述简洁，假定不存在机械、电和物理损耗。在实际需要考虑这些损耗的情况下，可以例如通过多产生与作为这些损耗消耗的能量相同的电量，对这些损耗进行补偿控制。

图2示出车速（车辆的行驶速度）较低，并且发动机（ENG）2以正转动方向转动以提供正发动机扭矩Teng的低速行驶状态。尽管第一电动发电机（MG1）4在正转动方向以高速转动，但是第一电动发动机扭矩Tmg1保持0。尽管第二电动发电机（MG2）提供正的第一电动发动机扭矩Tmg2，但是第二电动发电机（MG2）5不消耗电量，因为第二电动发电机转度是0（在非动力运行模式下工作）。在这种情况下，因为发动机2的发动机速度与输出部30的转速（即，车速）之比，称为“齿轮比”，表示为(1+k2)/k2，所以由于变速比大于1而出现低齿轮比的状态。

图3示出车速Vc较高并且发动机2在正转动方向上转动以提供正的发动机扭矩Teng的高速行驶状态。尽管第一电动发电机（MG1）4提供负的第一电动发动机扭矩Tmg1，但是第一电动发电机（MG1）4不产生电量，因为第一电动发电机转速是0（在非再生模式下工作）。尽管第二电动发电机（MG2）5在正转动方向以高速转动，但是第二电动发动机扭矩Tmg2保持0。在这种情况下，因为发动机2的发动机速度与输出部30的转速（即，车速）之比，称为“齿轮比”，表示为k1/(1+k1)，所以由于变速比小于1而出现高齿轮比的状态。

图4示出例如在所示状态中对应于图2的低齿轮比状态与图3的高齿轮比状态之间的中齿轮比状态的中速行驶状态，在该状态下，车速中等并且发动机2在正转动方向上转动以提供正的发动机扭矩Teng。第一电动发电机4在正转动方向上转动以提供负的第一电动发动机扭矩Tmg1。第一电动发电机4实际上产生电量（在再生模式下工作）。另一方面，第二电动发电机5尽管在正转动方向上转动，但是产生正的第二电动发动机扭矩Tmg2。第二电动发电机5实际上消耗电量（动力运行模式下工作）。当不存在电池21的充电或放电时，通过利用第一电动发电机4产生的电量对第二电动发电机5供电，可以使电能的交换很好地平衡。

因此，根据本实施例的动力分配与合成系统通过在从低速到高速的宽速度范围内控制第一电动发电机4的状态和第二电动发电机5的状态，可以对任何一种发动机工作状态提供适当的驱动扭矩Tout。原则上，根据本实施例的混合动力车辆实际上不需要变速器。此外，即使当发动机2保持运转时，仍可以使车辆向后行驶。也可以在发动机2停机后仅利用第一电动发电机4和第二电动发电机5二者或者其中的一个使车辆向前或者向后行驶。在这种状态下，如第3852562号日本专利描述的，发动机2的转速应该为0，并且如果在负方向上对发动机输出轴3施加扭矩，则该扭矩将被单向离合器接收。

图5是示出第一和第二电动发电机4和5的功率循环的图。如图5所示，在行驶速度等于或者高于当处于如图3所示的高齿轮比状态时提供的车速的行驶状态下，发动机2在正转动方向上转动，以提供正的发动机扭矩Teng。然后，第一电动发电机4在相反的转动方向上转动以提供负的第一电动发动机扭矩Tmg1。第一电动发电机4实际上消耗电量（在动力运行模式下工作）。另一方面，尽管第二电动发电机5在正转动方向上转动，但是它提供负的第二电动发动机扭矩Tmg2。第二电动发电机5实际上产生电量（在再生模式下工作）。使第一和第二电动发电机4和5以其中的一个消耗电量（在动力运行模式下工作）而另一个产生电量（在再生模式下工作）的方式工作导致出现功率循环（功率的循环）。这种功率循环的出现将降低动力传动系的效率。

回到驱动控制装置1的配置，发动机2包括：空气量调节装置10，如节流阀，用于根据未示出的加速踏板的位置调节空气进入状态；燃料供给装置11，如燃料喷射阀，用于根据空气进入状态调节燃料供给状态；以及点火装置12，如点火系统，用于调节针对燃料的点火状态。空气量调节装置10、燃料供给装置11和点火装置12连接到用于实现驱动控制的驱动控制器32。

根据这种配置，通过例如控制空气量调节装置10的空气进入状态、燃料供给装置11的燃料供给状态和点火装置12的点火状态来控制发动机2内的燃烧燃料状态，从而控制发动机2的驱动力，特别是控制下文中被描述为发动机速度和发动机扭矩的转速和驱动扭矩。设置未示出的单向离合器，以使发动机2的发动机输出轴3仅在一个方向上转动并且防止其在相反方向上转动。

此外，该车辆具有：加速位置传感器33，用于检测加速踏板的位置，作为加速位置；行驶速度传感器34，用于检测车速；发动机速度传感器35，用于检测发动机2的转速，作为发动机速度；以及电池充电状态传感器36，用于检测可称为充电状态（SOC）的电池21存储的电能的量；电池温度检测传感器37，用于检测电池21的温度；以及电池电压检测传感器38，用于检测电池21的电压。

驱动控制器32从这些传感器读取检测信号，并且通过根据下面描述的处理，控制空气量调节装置10、燃料供给装置11、点火装置12以及第一和第二逆变器19和20来控制发动机2、第一和第二电动发电机4和5的工作状态。

为了进行这种控制，根据本实施例，驱动控制器32包括：发动机控制部（或者目标工作点计算部）40，用于设定用于进行该控制的有效发动机速度和扭矩；以及电动发电机控制部（或者电动机扭矩命令值计算部）60，用于控制第一和第二逆变器19和20，以使第一和第二电动发电机4和5的总功率可以等于目标电池充放电电量。

顺便提及，例如，驱动控制器32由诸如微型计算机的处理器构成。所述设定部和控制部由驱动控制器32内进行的处理步骤来构建。

发动机控制部40的功能

图6是示出发动机控制部40的功能的一个例子的功能框图。

如图6所示，发动机控制部40包括：目标驱动扭矩计算部41；目标驱动力计算部42；目标充放电电量计算部43；临时目标发动机输出计算部44；功率上限值计算部45；临时目标发动机工作点计算部46；发动机速度上限值计算部47；目标发动机工作点计算部48；目标发动机输出计算部49；目标电量计算部50；以及电量上限值和下限值计算部51。

图7示出由图6所示的各部执行的发动机控制部40的例程。例如，可以根据诸如利用定时器产生周期性中断的间歇式驱动的处理策略，执行该例程，在预定采样时间（例如，10毫秒）过去后产生一个中断。

下面将参考图7的例程描述每个部执行的处理的内容：

首先，如图7所示，在步骤S1，发动机控制部40读取各种信号。在本实施例中，发动机控制部40从加速位置传感器33、行驶速度传感器34、电池充电状态传感器36、电池温度检测传感器37以及电池电压检测传感器38读取各种信号。

在接下来的步骤S2，目标驱动扭矩计算部41计算目标驱动扭矩（即，目标车辆推进扭矩）。在本实施例中，目标驱动扭矩计算部41根据在所述步骤S1读取的车速和加速踏板位置（可以等同于加速踏板的压下量）计算目标驱动扭矩。例如，目标驱动扭矩计算部41参考用于检索目标驱动扭矩的映射41a，以确定目标驱动扭矩。

图8示出用于检索目标驱动扭矩的示例性映射41a。

如图8所示，用于检索目标驱动扭矩的映射41a示出车速、目标驱动扭矩和加速踏板位置之间的关系。在用于检索目标驱动扭矩的映射41a中，当在高车速范围内，加速踏板的压下量是0时，目标驱动扭矩取负值，以在趋向于使车辆减速的方向上提供驱动力，这与发动机制动效果相同。在低车速范围内，目标驱动扭矩取正值中的一个，使得即使当加速踏板被释放时，车辆仍保持缓慢前行或蠕动。粗略地说，在用于检索目标驱动扭矩的映射41a中，加速踏板位置角度越小，目标驱动扭矩越小，并且车速越高，目标驱动扭矩越小。

目标驱动扭矩计算部41参考用于检索目标驱动扭矩的映射41a确定目标驱动扭矩。目标驱动扭矩计算部41将确定的目标驱动扭矩提供给目标驱动力计算部42。

在接下来的步骤S3，目标驱动力计算部42计算目标驱动力，目标驱动力表示由目标驱动扭矩指示的驱动扭矩量推进车辆所需的功率量。基本上，在本实施例中，目标驱动力计算部42通过将车速与在所述步骤S2计算出的目标驱动扭矩相乘计算目标驱动力。目标驱动力的这种设定使得落入接近最大驱动力的范围内的任何目标驱动力都大于稍后描述的表示发动机2能够提供的最大功率的功率上限值。目标驱动力计算部42将计算出的目标驱动力提供给临时目标发动机输出计算部44和目标电量计算部50。

在接下来的步骤S4，目标充放电电量计算部43计算目标充放电电量，以使电池21的充电状态（SOC）保持在正常使用的范围内，即，保持在从预定上限值到预定下限值的范围内。在本实施例中，目标充放电电量计算部43参考目标充放电电量查找表43a确定相应的目标充放电电量值。

图9示出示例性目标充放电电量查找表43a。

如图9所示，目标充放电电量查找表43a使电池SOC与相应的目标充放电电量值相关联。在目标充电/发电量查找表43a中，当SOC低时，目标充放电电量取充电侧的值，以通过增加充电量防止电池21过放电。此外，当电池SOC高时，目标充放电电量取放电侧的值，以通过增加放电量防止过充电。在目标充放电电量查找表43a中，为了方便起见，放电侧为正，而充电侧为负。

目标充放电电量计算部43参考目标充放电电量查找表43a确定目标充放电电量。目标充放电电量计算部43将确定的目标充放电电量提供给临时目标发动机输出计算部44。

在接下来的步骤S5，临时目标发动机输出计算部44计算表示要求发动机2提供的功率量的临时目标发动机输出。在本实施例中，临时目标发动机输出计算部44根据目标驱动力计算部42在所述步骤S3计算出的目标驱动力和目标充放电电量计算部43在所述步骤S4计算出的目标充放电电量计算临时目标发动机输出。

临时目标发动机输出是从通过考虑到电池21的充放电电量（在再生模式下工作的电池充电期间，加上该充放电电量，或者在动力运行模式下工作的电池放电期间，减去该充放电电量）而修正的推进车辆所需的功率量求得的值。例如，在本实施例中，由于放电侧是负，所以在（动力运行模式下工作的）电池放电期间，临时目标发动机输出计算部44从目标驱动力减去目标充放电电量，以确定临时目标发动机输出。

在接下来的步骤S6，功率上限值计算部45计算表示发动机2能够提供的最大输出值的功率上限值。该功率上限值是根据实验或者经验或者理论确定的值。由于该功率上限值小于在所述步骤S3设定的最大目标驱动力或者附近的目标驱动力，所以发生了由电池21的电量提供辅助功率的工作状态。例如，当加速踏板几乎被100％压下时，目标驱动力变得更大，并且容易发生具有辅助功率的工作状态。

功率上限值计算部45将计算出的功率上限值提供给临时目标发动机输出计算部44。

在接下来的步骤S7，临时目标发动机输出计算部44判断计算出的临时目标发动机输出是否大于功率上限值。

如果临时目标发动机输出计算部44判断出临时目标发动机输出大于功率上限值（临时目标发动机输出>功率上限值），则该例程进入步骤S8。然而，如果临时目标发动机输出计算部44判断出临时目标发动机输出小于或者等于功率上限值（临时目标发动机输出≤功率上限值），则该例程进入步骤S9。

在步骤S8，临时目标发动机输出计算部44将该临时目标发动机输出设定为功率上限值（临时目标发动机输出＝功率上限值）。然后，临时目标发动机输出计算部44使该例程进入步骤S9。

根据步骤S7和S8，临时目标发动机输出计算部44将临时目标发动机输出置于上限值保护下。然后，临时目标发动机输出44将在步骤S8计算出的临时目标发动机输出（＝功率上限值）或者在步骤S5计算出的临时目标发动机输出（≤功率上限值）提供给临时目标发动机工作点计算部46。

在步骤S9，临时目标发动机工作点计算部46计算临时目标发动机工作点（临时目标发动机速度和临时目标发动机扭矩）。在本实施例中，临时目标发动机工作点计算部46根据车速和临时目标发动机工作点计算部46计算出的临时目标发动机输出计算临时目标发动机工作点。具体地说，临时目标发动机工作点计算部46参考用于检索目标发动机工作点的映射46a确定临时目标发动机工作点。临时目标发动机工作点计算部46将临时目标发动机工作点（临时目标发动机速度和临时目标发动机扭矩）提供给目标发动机工作点计算部48。

图10示出用于检索目标发动机工作点的示例性映射46a。

如图10所示，用于检索目标发动机工作点的映射46a表示发动机速度（目标发动机速度）、发动机扭矩（目标发动机扭矩）和车速之间的关系。在用于检索目标发动机工作点的该映射中，目标发动机工作点根据车速变化，并且总体上，车速越高，则发动机速度越高并且发动机扭矩越低。

下面描述设定用于检索发动机工作点的映射46a的原因：

由于发动机输出是发动机速度与发动机扭矩的乘积，所以当在如图11所示的水平轴线表示发动机速度而竖直轴线表示发动机扭矩的图中绘制发动机输出的等功率线时，这些等功率线是反比例形式。在发动机的特性图中，有等效率线，每个等效率线是在对发动机进行功能测试后连接等效率的点得到的。例如，如果从针对被设定为要实现的目标的目标发动机输出选择的一个等功率线给出最有效发动机速度和扭矩，则能够实现以低燃料消耗行驶，至少实现发动机的有效功能运行。连接这些工作点形成如图11所示的发动机效率的最佳工作线。

现在利用工作点C表示以上述方式设定的目标发动机速度和目标发动机扭矩。

在以这种方式设定并且固定目标发动机速度和目标发动机扭矩的情况下，车速，即，输出部的转速，可以如图12所示变化。在这种情况下，由于车速低并且输出部的转速低，所以如图12中的列线图A所示，第一电动发电机速度和第二电动发电机速度二者都是正的，并且第一电动发动机扭矩取正值，而第二电动发动机扭矩取负值。在这种情况下，尽管第一电动发电机4以再生模式工作，而第二电动发电机5以动力运行模式工作，但是由于这二者的转动方向是正转动方向，所以没有功率（动力）循环。

类似地，当车速取稍微更高的值（例如，40km/h）并且输出转速也取稍微更高的值时，如图12中的列线图B所示，第一电动发电机转速是0，第一电动发动机扭矩取正值，第二电动发电机转速是正的，并且第二电动发动机扭矩是0（与所述图3所示的高齿轮比的状态相同）。在这种情况下，也没有功率（动力）循环。

然而，当车速取更高的值（例如，80km/h）并且相应地输出转速取更高的值时，如图12中的列线图C所示，第一电动发电机转速取负值，第一电动发动机扭矩取负值，第二电动发电机转速取正值，并且第二电动发动机扭矩取负值。在这种状态下，由于第一电动发电机4在负转动方向上在动力运行模式下工作而第二电动发电机5在再生模式下工作，所以发生功率（动力）循环，导致动力传动系的效率降低。在该动力传动系的效率降低的情况下，尽管发动机的效率高，但是总效率降低并且工作点C的效率低于工作点D的效率。

如图14中的列线图E所示，使第一电动发电机转速高于或者等于0可被认为是一种防止在以这样的高速（例如，80km/h）行驶期间发生功率循环的方法，但是该方法导致发动机速度升高。如果发动机速度这样升高，则如图13中的点E所示，尽管动力传动系的效率高，但是总效率降低。

然后，对于这样高速（例如，80km/h）下的行驶，发动机的转速被设定到位于如图13所示的点C与点E之间的点D（参见图14中的列线图D）。参考图11，该工作点D的发动机转速被用作目标发动机速度，并且该目标发动机输出的等功率线上与该目标发动机速度相对应的发动机扭矩被用作目标发动机扭矩。

因为这些原因，例如，当设定目标发动机输出时，如图10所示，目标工作线随着行驶速度值的不同而改变，以提供总体而言车速越高，则目标发动机速度越高并且目标发动机扭矩越低的设定。

在接下来的步骤S10，发动机速度上限值计算部47计算发动机速度上限值（发动机速度的上限值）。在本实施例中，发动机速度上限值计算部47根据车速计算发动机速度上限值。

图15示出说明第一电动发电机4的转速上限值、发动机2的转速上限值以及车速之间的关系的列线图。

如图15所示，发动机2的转速上限值受第一电动发电机4的转速上限值的限制。此外，发动机2的转速应当取依赖于车速（驱动轴的转速）的值。在这种关系下，目标发动机工作点计算部48根据车速，更确切地说，根据车速和第一电动发电机4的转速上限值，计算发动机速度上限值。

在接下来的步骤S11，目标发动机工作点计算部48将临时目标发动机速度与在步骤S10确定的发动机速度上限值进行比较，以判断临时目标发动机速度是否大于发动机速度上限值。如果判断出临时目标发动机速度大于发动机速度上限值（临时目标发动机速度>发动机速度上限值），则目标发动机工作点计算部48使该例程进入步骤S13。如果判断出临时目标发动机速度小于或者等于发动机速度上限值（临时目标发动机速度≤发动机速度上限值），则目标发动机工作点计算部48使该例程进入步骤S12。

在步骤S12，目标发动机工作点计算部48将临时目标发动机工作点（临时目标发动机速度和临时目标发动机扭矩）原样用作目标发动机工作点的设定点（目标发动机速度和目标发动机扭矩），（目标发动机工作点＝临时目标发动机工作点）。然后，目标发动机工作点计算部48使该例程进入步骤S15。

在步骤S13，目标发动机工作点计算部48将目标发动机速度设定为发动机速度上限值（目标发动机速度＝发动机速度上限值）。

在接下来的步骤S14，目标发动机工作点计算部48计算目标发动机扭矩。在本实施例中，目标发动机工作点计算部48参考用于检索目标发动机工作点的映射48a，计算与在所述步骤S13设定的目标发动机速度（发动机速度上限值）相对应的目标发动机扭矩，该映射48a与临时目标发动机工作点计算部46所保持的映射类似。然后，目标发动机工作点计算部48使该例程进入步骤S15。

目标发动机工作点计算部48计算（步骤S12至S14）目标发动机工作点（目标发动机速度和目标发动机扭矩），以将计算出的目标发动机工作点提供给目标发动机输出计算部49和电动发电机控制部60。

在步骤S15，目标发动机输出计算部49计算目标发动机输出。在本实施例中，目标发动机输出计算部49根据目标发动机工作点计算部48计算出的目标发动机工作点（目标发动机速度和目标发动机扭矩）计算第二目标发动机输出。

现在，如果临时目标发动机速度超过发动机速度上限值（当确定步骤S7的答案是“是”时），则在所述步骤S15计算出的目标发动机输出取小于临时目标发动机输出计算部44计算出的临时目标发动机输出的值，即，发动机能够实际产生的功率的值。另一方面，如果临时目标发动机速度等于或者小于发动机速度上限值（当确定步骤S7的答案是“否”时），在所述步骤S15计算出的目标发动机输出取等于临时目标发动机输出计算部44计算出的临时目标发动机输出的值。

目标发动机输出计算部49将计算出的目标发动机输出提供给目标电量计算部50。

在接下来的步骤S16，电量上限值和下限值计算部51根据输入的电池温度、电池电压和SOC计算电量上限值和电量下限值。在本实施例中，电量上限值和下限值计算部51具有可通过电池温度、电池电压和电池SOC访问的电量上限值和下限值查找表49a、49b和49c；并且其可以参考该电量上限值和下限值查找表确定与电池温度、电池电压和电池SOC相对应的值。

图16、图17和图18分别示出示例性的电量上限值和下限值查找表49a、49b和49c。图16示出用于使电池温度与相应的电量限制值相关联的电量上限值和下限值查找表49a，下文中称为“可通过电池温度访问的查找表”。此外，图17示出用于使电池电压与相应的电量限制值相关联的电量上限值和下限值查找表49b，下文中称为“可通过电池电压访问的查找表”。图18示出用于使电池SOC与相应的电量限制值相关联的电量上限值和下限值查找表49c，下文中称为“可通过电池SOC访问的查找表”。在电量上限值和下限值查找表49a、49b和49c中的每个中，电量限制值对放电侧取正值，对充电侧取负值。

首先，如图16所示，在可通过电池温度访问的查找表49a中，在电池温度低或者高的区域内，电池充电侧和电池放电侧的每个电量限制值的绝对值都小或者是0。这是因为，当电池温度低时，电池中的反应速率低，因此可被充电或者放电的电量降低，并且当电池温度高时，需要限制用于电池充电或者放电的电量，以防止电池温度过度升高。

此外，如图17所示，在可通过电池电压访问的查找表49b中，在电池电压低的区域内，电池放电侧的电量限制值是0。另一方面，在电池电压高的区域内，电池充电侧的电量限制值是0。

这是因为，如果在为了保护电池而设定的电压上限值和下限值的范围之外使用电池，则电池恶化，因此需要当电压高时限制电池充电，而当电压低时限制电池放电。

此外，如图18所示，在可通过电池SOC访问的查找表49c中，在电池SOC低的区域内，电池放电侧的电量限制值是0。另一方面，在电池SOC高的区域内，电池充电侧的电量限制值是0。这是因为，需要避免SOC的电池过充电或者过放电，因此当SOC低时，需要限制电池放电，而当SOC高时，需要限制电池充电。

现在，回到示出目标充放电电量的图9，当SOC高时，用于电池充电的功率量减少，以避免过充电，但是该值仅表示发动机输出要产生的电量，因此在下山行驶时，在再生模式下利用发电对电池充电的情况下，如图18所示，利用充电侧的电量限制值来限制用于电池充电的功率量。

另一方面，如果车辆驾驶员请求的驱动扭矩需要辅助功率并且提供这种辅助功率，则电池SOC根据消耗的功率量降低。如果频繁重复提供这种辅助功率，则电池SOC逐步降低，因为在SOC的损失被恢复之前再一次提供辅助功率。这是当放电侧的电量受到限制时的情况。

电量上限值和下限值计算部51最后将通过分别参考上述查找表49a、49b和49c进行检索获得的针对电池温度、电池电压和SOC的放电侧的电量限制值和充电侧的电量限制值当中，从放电侧的电量限制值（即，放电侧的电量上限值）中选择的最小值设定为电量上限值，并且将从充电侧的电量限制值（即，充电侧的电量上限值）中选择的最小值设定为电量下限值。

即，在电量上限值当中，通过参考可通过电池温度访问的查找表49a获得与电池温度相对应的一个用于电池充电的电量上限值和另一个用于电池放电的电量上限值；通过参考可通过电池电压访问的查找表49b获得与电池电压相对应的一个用于电池充电的电量上限值和另一个用于电池放电的电量上限值；并且，通过参考可通过电池SOC访问的查找表49c获得与电池21的SOC相对应的一个用于电池充电的电量上限值和另一个用于电池放电的电量上限值，电量上限值和下限值计算部51根据对目标电量限制多少来评估所获得的每个上限值，以最终确定所获得的、对目标电量限制量最大的用于电池充电的一个上限值和所获得的、对目标电量限制量最大的用于电池放电的一个上限值。

在接下来的步骤S17，目标电量计算部50计算目标电量，使得其被限制在利用电量上限值和下限值计算部51在所述步骤S15计算出的电量上限值和下限值之间限定的范围内。

在本实施例中，目标电量计算部50通过将目标驱动力减去目标发动机输出计算目标电量。

目标电量是指在再生模式下工作期间（对电池21充电）从第一电动发电机4和第二电动发电机5送到电池21的电量的量或者在动力运行模式下工作期间（从电池21放电）从电池21送到第一电动发电机4和第二电动发电机5的电量的量的目标值，即，电池21输入/输出的电量的量的目标值。关于目标驱动力与目标发动机输出之间的关系：当目标驱动力大于目标发动机输出时，目标电量是指电池电量提供的辅助功率量（从电池21送到第一和第二电动发电机4和5的电量）。由于目标发动机输出是指发动机可以实际上产生的功率的功率水平值，所以通过产生与计算出的目标电量相对应的量的辅助功率，可以提供车辆驾驶员请求的驱动扭矩。当目标发动机输出大于目标驱动力时，目标电量是指可用于对电池21充电的电量。

由于在电池充电（再生模式）期间，临时目标发动机输出是目标驱动力和目标充放电电量之和，所以当临时目标发动机速度小于或者等于发动机速度上限值并且目标发动机输出等于临时目标发动机输出时，目标电量计算部50计算等于在所述步骤S4计算出的目标充放电电量（在这种情况下是目标充电量）的值，作为目标电量，即，目标发动机输出与目标驱动力之差。另一方面，当临时目标发动机速度以不超过发动机速度上限值的方式受限于发动机速度上限值并且目标发动机输出小于临时目标发动机输出时，目标电量计算部50计算小于在所述步骤S4计算出的目标充放电电量（在这种情况下是目标充电量）的值，作为目标电量。这意味着在电池充电期间（再生模式下）充电量降低。

另一方面，在电池放电期间（在动力运行模式下），当临时目标发动机速度小于或者等于发动机速度上限值并且目标发动机输出等于临时目标发动机输出时，目标电量计算部50计算等于在所述步骤S4计算出的目标充放电电量（在这种情况下是目标放电量）的值，作为目标电量。另一方面，当临时目标发动机速度以不超过发动机速度上限值的方式受限于发动机速度上限值并且目标发动机输出小于临时目标发动机输出时，目标电量计算部50计算大于在所述步骤S4计算出的目标充放电电量（在这种情况下是目标放电量）的值，作为目标电量。这意味着在电池放电期间（动力运行模式下）放电量增加。

目标电量计算部50利用电量上限值和下限值限制如上所述计算出的目标电量。即，当目标电量超过电量上限值时，目标电量计算部50将目标电量（在这种情况下是用于电池放电的目标电量）设定为电量上限值（目标电量＝电量上限值），而当目标电量低于电量下限值时，将目标电量（在这种情况下是用于电池放电的目标电量）设定为电量下限值（目标电量＝电量下限值）。

发动机控制部40控制空气量调节装置10的进气状态、燃料供给装置11的燃料供给状态以及点火装置12的点火状态，以实现计算出的目标发动机工作点，特别是目标发动机扭矩。

电动发电机控制部60的功能

图19是示出电动发电机控制部60的功能的一个实例的功能框图。

如图19所示，电动发电机控制部60包括：电动机速度计算部（Nmg1t和Nmg2t计算部）61、第一和第二基础扭矩计算部（Tmg1i计算部和Tmg2i计算部）62和53、第一和第二反馈扭矩校正计算部（Tmg1fb计算部和Tmg2fb计算部）64和65以及第一和第二扭矩命令值计算部（Tmg1计算部和Tmg2计算部）66和67。

图20示出利用图19所示的各部执行的电动发电机控制部60的例程。例如，可以根据诸如利用定时器产生周期性中断的间歇式驱动的处理策略，执行该例程，在预定采样时间（例如，10毫秒）过去后产生一个中断。

下面将参考图20的例程描述每个部执行的处理的内容：

首先，如图20所示，在步骤S21，电动机速度计算部61根据车速计算驱动轴转速Nout，即，行星齿轮系的输出部30的转速。因此，由车速、最终齿轮比和输出传动装置31的齿轮比求得输出转速Nout。

当发动机速度取目标发动机速度Neng时，电动机速度计算部61计算第一电动发电机4的转速Nmg1t和第二电动发电机5的转速Nmg2t。在本实施例中，电动机速度计算部61根据利用行星齿轮系的转速之间的关系求得的等式（1）和（2），计算第一电动发电机速度Nmg1t和第二电动发电机速度Nmg2t。等式如下：

Nmg1t=(Neng–Nout)×k1+Neng...(1),和

Nmg2t=(Nout–Neng)×k2+Nout...(2)

其中：k1、k2是如上所述的从行星齿轮系中的齿轮齿数比得出的值。

电动机速度计算部61将计算出的第一和第二电动机速度Nmg1t和Nmg2t提供给第一扭矩基础计算部62。

在接下来的步骤S22，第一扭矩基础计算部62计算第一电动发电机4的第一扭矩基础。在本实施例中，第一扭矩基础计算部62根据发动机控制部40最终计算出的目标电量（目标充放电电量）Pbatt、电动机速度计算部61在步骤S21计算出的第一和第二电动发电机速度Nmg1t和Nmg2t以及发动机控制部40计算出的发动机扭矩基础Tengt，计算第一电动发电机4的第一扭矩基础Tmg1i。具体地说，第一扭矩基础计算部62根据如下等式（3）计算第一电动发电机4的扭矩基础Tmg1i：

Tmg1i=(Pbatt×60/(2×π)–Nmg2t×Tengt/k2)/(Nmg1t+Nmg2t×(1+k1)/k2)...(3)。

等式（3）是通过同时求解下面的等式（4）和（5）获得的：

Tengt+(1+k1)×Tmg1=k2×Tmg2...(4),和

Nmg1×Tmg1×2×π/60+Nmg2×Tmg2×2×π/60=Pbatt...(5)

等式（4）是表示对行星齿轮系输入的扭矩平衡的等式（扭矩平衡等式）。即，等式（4）根据利用机械上将第一和第二电动发电机4和5耦接到发动机2的行星齿轮系的齿轮的齿数的比值求得的杠杆比，使第一电动发电机4的目标扭矩Tmg1、第二电动发电机5的目标扭矩Tmg2以及目标发动机扭矩Tengt平衡。

等式（5）是表示第一电动发电机4和第二电动发电机5产生的或者消耗的电量与Pbatt表示的电池21输入/输出的电量（充放电电量）之间的平衡的等式，称为功率平衡等式。

第一扭矩基础计算部62将扭矩基础Tmg1i提供给第二扭矩基础计算部63和第一扭矩命令值计算部66。

在接下来的步骤S23，第二扭矩基础计算部63计算第二电动发电机5的扭矩基础Tmg2i。在本实施例中，第二扭矩基础计算部63根据第一扭矩基础计算部62在所述步骤S22计算出的扭矩基础Tmg1i和发动机控制部40计算出的目标发动机扭矩Tengt，计算第二电动发电机5的扭矩基础Tmg2i。具体地说，第二扭矩基础计算部63根据下面的等式（6）计算第二电动发电机5的扭矩基础Tmg2i：

Tmg2i=(Tengt+(1+k1)×Tmg1i)/k2...(6)

该等式（6）是从所述等式（4）求得的。

第二扭矩基础计算部63将计算出的第二电动发电机5的扭矩基础Tmg2i提供给第二扭矩命令值计算部67。

在接下来的步骤S24，第一和第二反馈扭矩校正计算部64和65计算第一电动发电机4和第二电动发电机5各自的反馈扭矩校正Tmg1fb和Tmg2fb。

在本实施例中，第一反馈扭矩校正计算部64根据发动机速度和目标发动机速度计算第一电动发电机4的反馈扭矩校正Tmg1fb。类似地，第二反馈扭矩校正计算部65根据发动机速度和目标发动机速度计算第二电动发电机5的反馈扭矩校正Tmg2fb。

具体地说，第一和第二反馈扭矩校正计算部64和65通过将发动机速度的测量值（发动机速度）与目标值（目标发动机速度）的偏差乘以预定反馈增益以使发动机速度接近目标发动机速度，计算各自的反馈扭矩校正Tmg1fb和Tmg2fb。

第一和第二反馈扭矩校正计算部64和65可以提供与具有分别耦接到第一电动发电机4、第二电动发电机5、驱动轴7和发动机2的四个转动元件的行星齿轮系的齿轮齿数比和杠杆比相关的反馈扭矩校正Tmg1fb和Tmg2fb。

第一反馈扭矩校正计算部64将计算出的第一电动发电机4的反馈扭矩校正Tmg1fb提供给第一扭矩命令值计算部66。第二反馈扭矩校正计算部65将计算出的第二电动发电机5的反馈扭矩校正Tmg2fb提供给第二扭矩命令值计算部67。

在接下来的步骤S25，第一和第二扭矩命令值计算部66和67计算第一和第二电动发电机4和5各自的扭矩命令值。

在本实施例中，第一扭矩命令值计算部66根据第一扭矩基础计算部62在所述步骤S22计算出的第一电动发电机4的扭矩基础Tmg1i和第一反馈扭矩校正计算部64在所述步骤S24计算出的第一电动发电机4的反馈扭矩校正Tmg1fb，计算第一电动发电机4的扭矩命令值。类似地，第二扭矩命令值计算部67根据第二扭矩基础计算部63在所述步骤S23计算出的第二电动发电机5的扭矩基础Tmg2i和第二反馈扭矩校正计算部65在所述步骤S24计算出的第二电动发电机5的反馈扭矩校正Tmg2fb，计算第二电动发电机5的扭矩命令值。

具体地说，第一和第二扭矩命令值计算部66和67通过将扭矩基础Tmg1i和Tmg2i与反馈扭矩校正Tmg1fb和Tmg2fb分别相加，计算电动发电机4和5各自的扭矩命令值。即，第一和第二扭矩命令值计算部66和67设定各自的反馈扭矩校正，使得实际发动机速度可以收敛到由目标发动机工作点求得的目标发动机速度。

电动发电机控制部60将计算出的第一和第二电动发电机4和5的扭矩命令值Tmg1i和Tmg2i分别提供给第一和第二逆变器19和20。第一和第二逆变器19和20分别根据扭矩命令值Tmg1i和Tmg2i调节第一和第二电动发电机4和5。这使得第一和第二电动发电机4和5在动力运行模式或者再生模式下工作。

工作实例

根据上面描述的驱动控制设备，根据车速和加速踏板位置计算目标驱动扭矩，并且根据计算出的目标驱动扭矩和车速计算目标驱动力和目标充放电电量（步骤S1至S4）。然后，该驱动控制设备根据这样计算出的目标驱动力和目标充放电电量计算临时目标发动机输出（步骤S5）。此外，当计算出的临时目标发动机输出等于或者小于功率上限值时，该驱动控制设备使计算出的临时目标发动机输出保持不变，而当临时目标发动机输出大于功率上限值时，将临时目标发动机输出设定为功率上限值（步骤S6至步骤S8）。

该驱动控制设备根据被保持不变的或者被设定为功率上限值的临时目标发动机输出和车速，通过参考用于检索目标发动机工作点的映射，计算临时目标发动机工作点（临时目标发动机速度和临时目标发动机扭矩）（步骤S9）。另一方面，该驱动控制设备根据车速计算发动机速度上限值，并且将这样计算出的临时目标发动机速度与计算出的发动机速度上限值进行比较（步骤S10、步骤S11）。这使得当临时目标发动机速度等于或者小于发动机速度上限值时，该驱动控制设备将保持不变的发动机工作点设定为目标发动机工作点，而当临时目标发动机速度大于发动机速度上限值时，使该驱动控制设备将发动机速度上限值设定为目标发动机速度，然后，参考用于检索目标发动机工作点的映射，重新计算与设定的目标发动机速度（发动机速度上限值）相对应的目标发动机扭矩（步骤S12至步骤S14）。

该驱动控制设备根据目标发动机工作点（目标发动机速度和目标发动机扭矩）计算目标发动机输出（步骤S15），然后，通过将目标驱动力减去这样计算出的目标发动机输出，计算目标电量（步骤S16）。

在电池充电期间（再生模式），如下所述，计算目标电量：

当临时目标发动机速度等于或者小于发动机速度上限值并且目标发动机输出等于临时目标发动机输出时，该驱动控制设备计算等于目标充放电电量（在这种情况下是目标充电量）的目标电量。另一方面，当为了使临时目标发动机速度不超过发动机速度上限值而限制临时目标发动机输出并因此等于发动机速度上限值，并且目标发动机输出小于临时目标发动机输出时，该驱动控制设备计算等于比目标充放电电量（在这种情况下是目标充电量）小的值的目标电量。

在电池放电期间（动力运行模式），如下所述，计算目标电量：

当临时目标发动机速度等于或者小于发动机速度上限值并且目标发动机输出等于临时目标发动机输出时，该驱动控制设备计算等于目标充放电电量（在这种情况下是目标放电量）的目标电量。另一方面，当为了使临时目标发动机速度不超过发动机速度上限值而限制临时目标发动机输出并因此等于发动机速度上限值，并且目标发动机输出小于临时目标发动机输出时，该驱动控制设备计算等于比目标充放电电量（在这种情况下是目标放电量）大的值的目标电量。

该驱动控制设备利用参考与电池温度、电池电压和电池SOC相对应的查找表49a、49b和49c之后最终选择的电量上限值和下限值，限制目标电量（步骤S16、步骤S17）。

该驱动控制设备控制空气量调节装置10的空气进入状态、燃料供给装置11的燃料供给状态以及点火装置12的点火状态，使得可以实现以上述方式计算出的发动机工作点，特别是目标发动机扭矩。

另一方面，该驱动控制设备根据上面计算出的目标发动机工作点、目标电量等，计算扭矩命令值，以控制第一和第二电动发电机4和5。

即，该驱动控制设备根据计算出的驱动轴驱动转速Nout计算行星齿轮系的驱动轴转速Nout和第一和第二电动发电机4和5的转速Nmg1t和Nmg2t（步骤S21）。然后，该驱动控制设备根据目标电量Pbatt、第一和第二电动发电机速度Nmg1t和Nmg2t以及目标发动机扭矩Tengt计算第一电动发电机4的扭矩基础Tmg1i（步骤S22）。另一方面，该驱动控制设备根据计算出的第一电动发电机4的扭矩基础Tmg1i和目标发动机扭矩Tengt计算第二电动发电机5的扭矩基础Tmg2i（步骤S23）。此外，该驱动控制设备根据发动机速度和目标发动机速度计算第一和第二电动发电机4和5的反馈扭矩校正Tmg1fb和Tmg2fb（步骤S24）。

这使该驱动控制设备能够根据计算出的第一和第二电动发电机4和5的扭矩基础Tmg1i和Tmg2i以及第一和第二电动发电机4和5的反馈扭矩校正Tmg1fb和Tmg2fb计算第一和第二电动发电机4和5的扭矩命令值（步骤S25）。

该驱动控制设备将如上所述计算出的第一和第二电动发电机4和5的扭矩命令值Tmg1i和Tmg2i分别提供给第一和第二逆变器19和20。第一和第二逆变器19和20分别根据第一和第二电动发电机4和5的扭矩命令值Tmg1i和Tmg2i调节第一和第二电动发电机4和5。这使第一和第二电动发电机4和5能够在动力运行模式或者再生模式下工作。因此，该驱动控制设备可以实现电池21的目标电池充放电，并且实现目标驱动扭矩。

本实施例的效果

在本实施例中，最终目标发动机速度被计算为使得，根据最初计算出的临时目标发动机输出计算出的临时目标发动机工作点的临时目标发动机速度不超过上限值；根据最终目标发动机速度，重新计算目标发动机工作点；根据重新计算出的目标发动机工作点，计算最终目标发动机输出；根据被限制在由根据电池状态计算出的电量上限值和下限值限定的范围内的最终目标发动机输出，计算目标电量；以及根据计算出的目标发动机工作点和目标电量，调节电动发电机4和5，即，根据目标发动机工作点（特别是，最终目标发动机扭矩），调节电动发电机4和5在动力运行模式或者再生模式下工作，并且调节发动机2的扭矩。

在本实施例中，这样通过计算目标发动机速度以使目标发动机速度不超过上限值，防止发动机速度变得太高，并且因为根据以不超过上限值的方式计算出的目标发动机速度计算目标电量，所以可以实现电动发电机4和5在动力运行模式或者再生模式下进行要求的工作。因此，利用电池21的电量产生的辅助功率可以满足车辆驾驶员请求的驱动扭矩，并且电池21的SOC保持在预定范围内，防止发动机速度升高到太高。

在本实施例中，因为目标电量被计算为限制在根据电池21的状态计算出的电量上限值和下限值之间的范围内，所以根据电池21的状态，提供过电压、过放电和过充电保护。

另一方面，在本实施例中，根据以不超过上限值的方式计算出的第一目标发动机速度计算目标发动机工作点，并且根据计算出的目标发动机工作点，计算考虑到目标驱动力确定的目标电量。即，根据本实施例，实现了目标驱动力和目标电量，并且确定出适当的发动机工作点。

因为上述原因，在本实施例中，考虑到发动机工作点，确保目标驱动力和目标充放电状态（SOC保持在预定范围内）。

在本实施例中，以不超过针对临时目标发动机输出设定的功率上限值的方式计算目标发动机输出。

在本实施例中，通过利用来自电池21的电量、调节发动机以使其工作点可以被调节到最佳工作点并且使电池21的SOC保持在预定范围内，保证了辅助功率范围。因此，本实施例可以响应于车辆驾驶员的请求，通过利用该辅助功率范围，使用来自电池21的电量驱动车辆。此外，在电池21充放电期间，可以调节两个以上的电动发电机4和5。

此外，在本实施例中，在电量上限值当中，通过参考可通过电池温度访问的查找表49a获得与电池温度相对应的一个用于电池充电的电量上限值和另一个用于电池放电的电量上限值;通过参考可通过电池电压访问的查找表49b获得与电池电压相对应的一个用于电池充电的电量上限值和另一个用于电池放电的电量上限值;并且通过参考可通过电池SOC访问的查找表49c获得与电池21的SOC相对应的一个用于电池充电的电量上限值和另一个用于电池放电的电量上限值，电量上限值和下限值计算部51根据对目标电量限制多少来评估所获得的每个上限值，以最终确定所获得的、对目标电量限制量最大的用于电池充电的一个上限值和所获得的、对目标电量限制量最大的用于电池放电的一个上限值。

这可以考虑到电池温度、电池电压和SOC计算一个用于电池充电而另一个用于电池放电的最佳电量上限值，即，最佳电量上限值和下限值。

另一方面，在本实施例中，根据车速和第一电动发电机4的转速上限值，计算发动机速度上限值。

因此，本实施例能够计算出符合本实施例的混合动力车辆的特性的适当发动机速度上限值，本实施例的混合动力车辆利用第一电动发电机4的转速上限值限制发动机2的发动机速度上限值并且允许该发动机速度上限值随车速变化。

在本实施例中，分别对电动发电机4和5的扭矩命令值提供反馈校正，以使实际发动机速度接近根据目标发动机工作点确定的目标发动机速度。因此，在本实施例中，通过以这种方式提供反馈校正，可以精细校正电动发电机4和5的扭矩命令值，使得能够使发动机速度迅速接近目标发动机速度。因此，在本实施例中，发动机工作点可以迅速符合目标工作点，使得能够迅速实现适当的工作状态。

优选地，在本实施例中，希望将利用发动机和多个电动发电机的输出控制车辆的驱动力的驱动控制设备应用于混合动力车辆，该驱动控制设备包括：加速踏板位置检测部，其用于检测加速踏板位置；车速检测部，其用于检测车速；电池充电状态检测部，其用于检测电池的充电状态；目标驱动力设定部，其用于根据加速踏板位置检测部检测到的加速踏板位置和车速检测部检测到的车速，设定目标驱动力；目标充放电电量设定部，其用于至少根据电池充电状态检测部检测到的电池充电状态，设定目标充放电电量；以及电动机扭矩命令值确定部，其用于设定多个电动发电机的扭矩命令值。

此外，在本实施例中，还可以使用可通过电池温度访问的查找表49a、可通过电池电压访问的查找表49b和可通过电池SOC访问的查找表49c中的至少一个，计算电量上限值和下限值。优选地，至少使用可通过电池温度访问的查找表49a和可通过电池电压49b访问的查找表49b计算电量上限值和下限值。在这种情况下，在本实施例中，可以考虑到电池温度和电压，计算最佳电量上限值和下限值。

关于上面描述的实施例，不应当理解为本发明的范围局限于所示的和所描述的示例性实施例，并且本发明的范围还包括与本发明的效果等同的所有实施例。此外，本发明的范围不应当局限于权利要求1限定的发明的特征的组合，而是可以由从所公开的全部特征中选择的特定特征的期望组合中的任何一种组合来限定。

附图标记说明

1：混合动力车辆的驱动控制设备；40：发动机控制部；41：目标驱动扭矩计算部；42：目标驱动力计算部；43：目标充放电电量计算部；44：临时目标发动机输出计算部；45：功率上限值计算部；46：临时目标发动机工作点计算部；46a、48a：用于检索目标发动机工作点的映射；47：发动机速度上限值计算部；48：目标发动机工作点计算部；49：目标发动机输出计算部；50：充放电电量计算部；51：电量上限值和下限值计算部；60：电动发电机控制部。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的驱动控制设备，用于通过对发动机和电动发电机进行驱动控制，以使所述车辆利用所述发动机和所述电动发电机的驱动力行驶，所述电动发电机能够对电池充电并且能够接收所述电池的供电，所述驱动控制设备包括：

目标驱动力计算部，其用于根据加速踏板位置和车速计算目标驱动力；

目标充放电电量计算部，其用于根据所述电池的充放电状态计算所述电池的目标充放电电量；

第一目标发动机输出计算部，其用于根据所述目标驱动力计算部计算出的目标驱动力和所述目标充放电电量计算部计算出的目标充放电电量计算第一目标发动机输出；

第一目标发动机工作点计算部，其用于根据由发动机速度和发动机扭矩之间的关系确定的发动机工作点信息计算第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩，该第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩二者对应于所述第一目标发动机输出计算部计算出的第一目标发动机输出；

第一目标发动机速度上限值计算部，其用于根据车速计算所述第一目标发动机速度的上限值；

第二目标发动机速度计算部，其用于在所述发动机工作点计算部计算出的第一目标发动机速度不超过所述第一目标发动机速度上限值计算部计算出的第一目标发动机速度的上限值的条件下，计算第二目标发动机速度；

第二目标发动机扭矩计算部，其用于根据所述发动机工作点信息计算第二目标发动机扭矩，该第二目标发动机扭矩对应于所述第二目标发动机速度计算部计算出的所述第二目标发动机速度；

第二目标发动机输出计算部，其用于根据所述第二目标发动机速度计算部计算出的第二目标发动机速度和所述第二目标发动机扭矩计算部计算出的第二目标发动机扭矩，计算第二目标发动机输出；

电量上限值和下限值计算部，其用于根据所述电池的状态计算电池充电的电量上限值和电池放电的电量上限值；

目标电量计算部，其用于根据所述目标驱动力计算部计算出的目标驱动力与所述第二目标发动机输出计算部计算出的第二目标发动机输出之间的差值，并在使得所计算出的目标电量不超过由所述电量上限值计算部计算出的电池充电的电量上限值和电池放电的电量上限值的情况下，计算目标电量，该目标电量表示作为通过驱动所述电动发电机需要向所述电池充电的电量或者为了驱动所述电动发电机需要由所述电池供给所述电动发电机的电量；

发动机控制部，其用于根据所述第二目标发动机扭矩计算部计算出的第二目标发动机扭矩，控制所述发动机的扭矩；以及

电动发电机控制部，其用于根据所述第二目标发动机速度计算部计算出的第二目标发动机速度、所述第二目标发动机扭矩计算部计算出的第二目标发动机扭矩以及所述目标电量计算部计算出的目标电量，控制所述电动发电机。

2.根据权利要求1所述的驱动控制设备，还包括：

电池温度查找表，其为电池温度与电池充电或者放电的电量上限值的对应关系；以及

电池电压查找表，其为电池电压与电池充电或者放电的电量上限值的对应关系，

其中

在所述电量上限值和下限值计算部，参照所述电池温度查找表取得对应于所述电池温度的所述充电时或者所述放电时的电量上限值，并且参照所述电池电压查找表取得对应于电池电压的所述充电时或者放电时的电量上限值，

分别比校对应于所述电池温度的所述充电或者所述放电时的电量上限值以及对应于所述电池电压的所述充电时或者放电时的电量上限值，

从中选择出对所述目标电量进行限定时其限定量可使充电或者放电时的电量较多的一个，利用该值计算最终电量上限值。

3.根据权利要求2所述的驱动控制设备，还包括：

电池充电状态（SOC）查找表，其用于表示电池的充放电状态的SOC与电池充电以及放电的电量上限值的对应关系，

其中

在所述电量上限值和下限值计算部，参照所述电池温度查找表取得对应于所述电池温度的所述充电时或者所述放电时的电量上限值，并且参照所述电池电压查找表取得对应于电池电压的所述充电时或者放电时的电量上限值，并且参照所述SOC查找表取得对应于电池SOC的所述充电或者放电时的电量上限值，

分别比校对应于所述电池电压的所述充电或者所述放电时的电量上限值以及对应于所述电池SOC的所述充电时或者放电时的电量上限值，

从中选择出对所述目标电量进行限定时其限定量可使充电或者放电时的电量最多的一个，利用该值计算最终电量上限值。

4.根据权利要求1所述的驱动控制设备，

包括动力分配与合成系统，在所述动力分配与合成系统中，具有与两个行星齿轮机构的各自的转动元件分别连接的四个轴；

其中，两个电动发电机连接到所述电池；

其中，所述动力分配与合成系统的四个轴在列线图上按照所述电动发电机之一、所述发动机、连接有驱动轮的驱动轴和所述电动发电机中的另一个的顺序分别连接到所述电动发电机中的所述之一、所述发动机、所述驱动轴和所述电动发电机中的所述另一个，

其中，所述发动机速度的上限值受所述电动发电机中的所述之一的转速上限值的限制，并且随着车速而改变；并且

其中，所述第一目标发动机速度上限值计算部根据所述车速和所述电动发电机中的所述之一的转速上限值计算所述第一目标发动机速度的上限值。

5.一种安装有根据权利要求1至4中的任一项的所述驱动控制设备的混合动力车辆。

6.一种混合动力驱动控制方法，用于通过对发动机和电动发电机进行驱动控制，以使所述车辆利用所述发动机和所述电动发电机的驱动力行驶，所述电动发电机能够对电池充电并且能够接收所述电池的供电，所述驱动控制方法包括以下步骤：

根据加速踏板位置和车速计算目标驱动力；

根据所述电池的充放电状态计算所述电池的目标充放电电量；

根据所述目标驱动力和所述目标充放电电量计算第一目标发动机输出；

根据由发动机速度和发动机扭矩之间的关系确定的发动机工作点信息，计算第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩，该第一目标发动机速度和第一目标发动机扭矩二者对应于所述第一目标发动机输出；

根据车速计算所述第一目标发动机速度的上限值；

在第一目标发动机速度不超过所述第一目标发动机速度的上限值的条件下，计算第二目标发动机速度；

根据所述发动机工作点信息计算第二目标发动机扭矩，该第二目标发动机扭矩对应于所述第二目标发动机速度；

根据所述第二目标发动机速度和所述第二目标发动机扭矩计算第二目标发动机输出；

根据所述电池的状态计算用于电池充电的电量上限值和用于电池放电的电量上限值；

根据所述目标驱动力与所述第二目标发动机输出之间的差值，并在使得所述目标电量不超过所述充电时或者所述放电时的电量上限值的情况下计算目标电量，该目标电量表示作为通过驱动所述电动机需要向所述电池充电的电量，或者为了驱动所述电动发电机需要由所述电池供给所述电动发电机的电量；并且

根据所述第二目标发动机速度、所述第二目标发动机扭矩和所述目标电量控制所述电动发电机，并且根据所述第二目标发动机扭矩控制所述发动机的扭矩。

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