混合动力汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力汽车，详细而言，涉及具备发动机、行星齿轮、第一、第二电动机、蓄电池、电容器及继电器的混合动力汽车。
【背景技术】
[0002]以往，作为这种混合动力汽车，提出了具备发动机、行星齿轮、第一、第二电动机、蓄电池、电容器及SMR(System Main Relay:系统主继电器)的结构(例如，参照专利文献I)。在此，在行星齿轮的太阳轮上连接有第一电动机的转子。在行星齿轮的行星轮架上连接有发动机的曲轴。在行星齿轮的齿圈上连接有与驱动轮连结的驱动轴。第二电动机的转子与驱动轴连接。电容器安装在将第一、第二电动机与蓄电池连接的电力线上。继电器设置在电力线的比电容器靠蓄电池侧处。在该混合动力汽车中，在蓄电池异常时，将SMR断开而执行无电池行驶。在无电池行驶时，首先，设定用于将电力线的电压控制成电压指令值的第一、第二电动机的输出转矩(电力控制转矩)。接着，根据以保留输出电力控制转矩的余地的方式设定的第一、第二电动机的转矩上下限范围，来设定驱动轴能够产生的驱动转矩的转矩上下限范围。然后，在转矩上下限范围内以使驱动轴产生最接近要求转矩的转矩的方式设定第一、第二电动机的转矩指令值，使用这些转矩指令值来控制第一、第二电动机。通过这样的控制，将第一、第二电动机的驱动所使用的直流电压控制成恒定，并且确保了车辆行驶用的要求转矩。
【发明内容】
[0003]发明要解决的课题
[0004]在上述的混合动力汽车中，在将SMR断开时发动机的运转停止的情况下，无法使第一、第二电动机的直流电压恒定，无法充分继续行驶。因此，虽然要求能够使发动机运转，但是如何使发动机起动成为课题。
[0005]本发明的混合动力汽车的主要目的是在通过继电器解除了第一、第二电动机与蓄电池的连接时发动机的运转停止的情况下，能够使发动机运转。
[0006]用于解决课题的手段
[0007]本发明的混合动力汽车为了实现上述的主要目的而采用以下的手段。
[0008]本发明的混合动力汽车具备:
[0009]发动机；
[0010]第一电动机，能够被输入动力且能够输出动力；
[0011]行星齿轮，其三个旋转要素以在共线图中按照所述第一电动机的旋转轴、所述发动机的输出轴、连结于驱动轮的驱动轴的顺序排列的方式与所述旋转轴、所述输出轴、所述驱动轴连接；
[0012]第二电动机，能够被从所述驱动轴输入动力且能够向所述驱动轴输出动力；
[0013]蓄电池；
[0014]电容器，安装于将所述第一、第二电动机与所述蓄电池连接的电力线；
[0015]继电器，设于所述电力线的比所述电容器靠所述蓄电池侧处;及
[0016]控制单元，以在通过所述继电器将所述第一、第二电动机与所述蓄电池连接后的状态下以要求转矩进行行驶的方式控制所述发动机和所述第一、第二电动机，
[0017]所述混合动力汽车的特征在于，
[0018]所述控制单元是在通过所述继电器将所述第一、第二电动机与所述蓄电池的连接解除后的无电池时所述发动机的运转停止的情况下，执行如下的规定起动控制的单元:以通过所述第一电动机使所述发动机起转而起动的方式控制所述发动机和所述第一电动机，并且以使所述电容器的电压成为目标电压的方式控制所述第二电动机。
[0019]在本发明的混合动力汽车中，以在通过继电器将第一、第二电动机与蓄电池连接后的状态下以要求转矩进行行驶的方式控制发动机和第一、第二电动机。并且，在通过继电器解除了第一、第二电动机与蓄电池的连接的无电池时发动机的运转停止的情况下，执行规定起动控制。在此，规定起动控制是以通过第一电动机使发动机起转而起动的方式控制发动机和第一电动机并且以使电容器的电压成为目标电压的方式控制第二电动机的控制。通过该规定起动控制的执行，能够一边使电容器的电压在目标电压附近推移，一边通过第一电动机使发动机起转而起动(使运转开始)。
【附图说明】
[0020]图1是表示作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。
[0021 ]图2是表示包含电动机MGl、MG2的电机驱动系统的结构的概略的结构图。
[0022]图3是表示通过实施例的HVE⑶70执行的无电池时控制例程的一例的流程图。
[0023]图4是表示要求转矩设定用映射的一例的说明图。
[0024]图5是表示行星齿轮30的旋转要素的转速与转矩的力学性的关系的共线图的一例的说明图。
[0025]图6是示意性地说明在发动机22的运转停止中向无电池转变时的电动机MGl、MG2的转矩Tml、Tm2、驱动电压系统电力线54a的电压VH的时间变化的情况的说明图。
【具体实施方式】
[0026]接下来，使用实施例，说明用于实施本发明的方式。
[0027]图1是表示作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图，图2是表示包含电动机MGl、MG2的电机驱动系统的结构的概略的结构图。如图1所示，实施例的混合动力汽车20具备发动机22、行星齿轮30、电动机MGl、MG2、逆变器41、42、升压转换器55、蓄电池50、系统主继电器56、混合动力用电子控制单元(以下，称为HVE⑶)70。
[0028]发动机22构成为以汽油或轻油等为燃料而输出动力的内燃机。该发动机22由发动机用电子控制单元(以下，称为发动机ECU)24进行运转控制。
[0029]虽然未图示，但是发动机ECU24构成为以CPU为中心的微处理器，除了CPU之外，还具备存储处理程序的ROM或暂时存储数据的RAM、输入输出端口、通信端口。对发动机22进行运转控制所需的来自各种传感器的信号，例如来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器23的曲轴角Θ cr等经由输入端口向发动机E⑶24输入。而且，从发动机ECU24经由输出端口输出用于对发动机22进行运转控制的各种控制信号，例如向调节节气门的位置的节气门电动机的驱动信号、向燃料喷射阀的驱动信号、向与点火器一体化的点火线圈的控制信号等。发动机ECU24经由通信端口而与HVECU70连接，通过来自HVE⑶70的控制信号对发动机22进行运转控制，并根据需要向HVECU70输出与发动机22的运转状态相关的数据。需要说明的是，发动机ECU24基于由曲轴位置传感器23检测到的曲轴角0cr来运算曲轴26的转速即发动机22的转速Ne。
[0030]行星齿轮30构成为单小齿轮式的行星齿轮机构。在行星齿轮30的太阳轮上连接有电动机MGl的转子。在行星齿轮30的齿圈上连接有经由差动齿轮37与驱动轮38a、38b连结的驱动轴36。在行星齿轮30的行星轮架上连接有发动机22的曲轴26。
[0031]电动机MGl构成为同步发电电动机，具有埋入了永久磁铁的转子和卷绕有三相线圈的定子，如上所述，转子与行星齿轮30的太阳轮连接。电动机MG2构成为与电动机MGl同样的同步发电电动机，转子与驱动轴36连接。
[0032]如图1、图2所示，逆变器41与驱动电压系统电力线54a连接。该逆变器41具有6个晶体管Tll?T16和与晶体管Tll?T16反向地并联连接的6个二极管Dll?D16。晶体管Tll?T16以分别相对于驱动电压系统电力线54a的正极母线和负极母线而成为源极侧和漏极(sink)侧的方式各2个地成对配置。而且，在晶体管Tll?T16的成对的晶体管彼此的连接点上分别连接电动机MG I的三相线圈(U相、V相、W相)。因此，在电压作用于逆变器41时，通过电动机用电子控制单元(以下，称为电动机ECU)40，调节成对的晶体管Tl I?T16的接通时间的比例，由此在三相线圈形成旋转磁场，从而驱动电动机MGl旋转。
[0033]逆变器42与逆变器41 一样，具有6个晶体管T21?T26和6个二极管D21?D26。并且，在电压作用于逆变器42时，通过电动机ECU40来调节成对的晶体管T21?T26的接通时间的比例，由此在三相线圈形成旋转磁场，从而驱动电动机MG2旋转。
[0034]升压转换器55与连接有逆变器41、42的驱动电压系统电力线54a和连接有蓄电池50的电池电压系统电力线54b连接，将驱动电压系统电力线54a的电压在电池电压系统电力线54b的电压VL以上且容许上限电压VHmax以下的范围内进行调节。该升压转换器55具有2个晶体管T31、T32、与晶体管T31、T32反向地并联连接的2个二极管D31、D32、电抗器LI。晶体管T31与驱动电压系统电力线54a的正极母线连接。晶体管T32