專利名稱：動力輸出裝置和安裝該裝置的車輛以及該裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向驅(qū)動軸輸出動力的動力輸出裝置以及安裝該裝置的車輛以及動力輸出裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
以往，作為這種動力輸出裝置，提出了在車載的發(fā)動機(jī)的排氣管內(nèi)設(shè)置了檢測排氣中的氧氣濃度的氧氣濃度傳感器的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。在該裝置中，當(dāng)在減速時(shí)發(fā)動機(jī)進(jìn)行燃料切斷時(shí)，預(yù)先使氧氣濃度傳感器的加熱器的供給電力增加，同時(shí)使對傳感器元件所施加的電壓增加，在燃料切斷開始后的排氣流量的累計(jì)值變?yōu)橐?guī)定值以上時(shí)，將氧氣濃度傳感器的輸出信號設(shè)定為氧氣濃度傳感器的基準(zhǔn)值。另外，根據(jù)傳感器元件的溫度和排氣壓力對氧氣濃度傳感器的輸出信號進(jìn)行校正，將校正后的輸出信號與異常判定值相比較，由此判定氧氣濃度傳感器的異常。
專利文獻(xiàn)1特開平10-212999號公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，在安裝于在行駛期間使發(fā)動機(jī)間歇運(yùn)行的類型的汽車的動力輸出裝置中，與上述的動力輸出裝置相比，在燃料切斷的狀態(tài)下使發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的情況較少，所以無法以充分的頻率判定氧氣濃度傳感器的狀態(tài)。因此，在行駛期間使發(fā)動機(jī)間歇運(yùn)行的類型的汽車中，為了充分確保判定氧氣濃度傳感器的狀態(tài)的機(jī)會，必須進(jìn)行特別的處理。另一方面，要求對駕駛者的加速操作迅速地進(jìn)行響應(yīng)。
本發(fā)明的動力輸出裝置以及安裝該裝置的車輛以及動力輸出裝置的控制方法，其目的之一在于確保判定氧氣濃度檢測器的狀態(tài)的機(jī)會。另外，本發(fā)明的動力輸出裝置以及安裝該裝置的車輛以及動力輸出裝置的控制方法，其目的之一在于響應(yīng)在判定氧氣濃度檢測器的狀態(tài)期間的駕駛者的驅(qū)動要求。
本發(fā)明的動力輸出裝置以及安裝該裝置的車輛以及動力輸出裝置的控制方法，為了達(dá)成上述目的的至少一部分，采用以下的技術(shù)方案。
本發(fā)明的動力輸出裝置，是向驅(qū)動軸輸出動力的動力輸出裝置，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)，其能夠相對于所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)；拖動單元，其能夠拖動所述內(nèi)燃機(jī)；氧氣濃度檢測單元，其安裝在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)上，檢測排氣中的氧氣濃度；狀態(tài)判定單元，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于在停止燃料噴射的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，該狀態(tài)判定單元基于由所述氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定該氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；和狀態(tài)判定時(shí)控制單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述判定結(jié)束后，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在本發(fā)明的動力輸出裝置中，當(dāng)在處于停止內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射的狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，基于由氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，當(dāng)在判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，以維持燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到該判定結(jié)束的方式控制內(nèi)燃機(jī)和拖動單元，在判定結(jié)束后，以解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的方式控制內(nèi)燃機(jī)和拖動單元。由于避免在氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的判定結(jié)束前解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以可以確保判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的機(jī)會。
在這樣的本發(fā)明的動力輸出裝置中，也可以設(shè)為，所述狀態(tài)判定單元，是在所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的判定中需要時(shí)間的單元。這樣一來，確保判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的機(jī)會的本發(fā)明的效果變得更顯著。此時(shí)，也可以設(shè)為，所述狀態(tài)判定單元，是這樣一種單元，作為所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，通過由該氧氣濃度檢測單元所檢測出的氧氣濃度是否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)偏離出正常范圍，來判定該氧氣濃度檢測單元的異常。這樣一來，可以更加正確地判定氧氣濃度檢測單元的異常。
另外，在本發(fā)明的動力輸出裝置中，也可以設(shè)為，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元是這樣一種單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間、作為所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述規(guī)定的解除條件而要求所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到由所述狀態(tài)判定單元進(jìn)行的判定結(jié)束，在所述判定結(jié)束后，控制該內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以使所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行停止。
進(jìn)而，在本發(fā)明的動力輸出裝置中，也可以設(shè)為，包括能夠向所述驅(qū)動軸輸出動力和從所述驅(qū)動軸輸入動力的電動機(jī)；所述拖動單元，是能夠使用所述驅(qū)動軸側(cè)的反力來拖動所述內(nèi)燃機(jī)的單元；所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元，是以向該驅(qū)動軸輸出基于所述驅(qū)動軸所要求的要求動力的動力的方式驅(qū)動控制所述電動機(jī)的單元。這樣一來，即使在判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)中也可以對應(yīng)于要求動力。在本方式的本發(fā)明的動力輸出裝置中，也可以設(shè)為，所述拖動單元是作為連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動軸上、伴隨著電力和動力的輸入輸出、能夠?qū)碜栽搩?nèi)燃機(jī)的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的電力動力輸入輸出單元而起作用的單元。進(jìn)而，在本方式的本發(fā)明的動力輸出裝置中，也可以設(shè)為，所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，是當(dāng)在所述驅(qū)動軸所要求的要求動力小于規(guī)定動力時(shí)規(guī)定的燃料噴射停止條件成立時(shí)所執(zhí)行的狀態(tài)；所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元是以下述方式驅(qū)動控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力動力輸入輸出單元和所述電動機(jī)的單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間所述要求動力變得大于等于規(guī)定動力時(shí)，無論是否在所述判定期間都解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)、向所述驅(qū)動軸輸出基于該要求動力的動力。這樣一來，可以迅速地響應(yīng)規(guī)定動力或以上的要求動力。此時(shí)，也可以設(shè)為，所述電力動力輸入輸出單元是這樣的單元，其包括連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、所述驅(qū)動軸和第3軸這3根軸上，基于向該3根軸中任意2根軸輸入和從該任意2根軸輸出的動力向剩余的1根軸輸入和從該剩余的1根軸輸出動力的3軸式動力輸入輸出單元；和能夠向所述第3軸輸入和從所述第3軸輸出動力的發(fā)電機(jī)。還可以設(shè)為，所述電力動力輸入輸出單元是，具有連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和連接在所述驅(qū)動軸上的第2轉(zhuǎn)子，通過該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的相對旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的成對轉(zhuǎn)子電動機(jī)。
本發(fā)明的車輛，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)，其能夠相對于連結(jié)在車軸(車橋)上的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)；拖動單元，其能夠拖動所述內(nèi)燃機(jī)；氧氣濃度檢測單元，其安裝在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)上，檢測排氣中的氧氣濃度；狀態(tài)判定單元，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于在停止燃料噴射的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，該狀態(tài)判定單元基于由所述氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定該氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；和狀態(tài)判定時(shí)控制單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述判定結(jié)束后，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在本發(fā)明的車輛中，當(dāng)處于在停止內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射的狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，基于由氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；當(dāng)在判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)中解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，以維持燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到該判定結(jié)束的方式控制內(nèi)燃機(jī)和拖動單元，在判定結(jié)束后，以解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的方式控制內(nèi)燃機(jī)和拖動單元。由于避免在氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的判定結(jié)束之前解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以可以確保判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的機(jī)會。
在這樣的本發(fā)明的車輛中，也可以設(shè)為，所述狀態(tài)判定單元，是這樣一種單元，作為所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，通過由該氧氣濃度檢測單元所檢測出的氧氣濃度是否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)偏離出正常范圍，來判定該氧氣濃度檢測單元的異常。這樣一來，可以更加正確地判定氧氣濃度檢測單元的異常。
另外，在本發(fā)明的車輛中，也可以設(shè)為，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元是這樣一種單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間、作為所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述規(guī)定的解除條件而要求所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到由所述狀態(tài)判定單元進(jìn)行的判定結(jié)束，在所述判定結(jié)束后，控制該內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以使所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行停止。
進(jìn)而，在本發(fā)明的車輛中，也可以設(shè)為，包括能夠向所述驅(qū)動軸輸出動力和從所述驅(qū)動軸輸入動力的電動機(jī)；所述拖動單元，是能夠使用所述驅(qū)動軸側(cè)的反力來拖動所述內(nèi)燃機(jī)的單元；所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元，是以接受所述反力、同時(shí)向該驅(qū)動軸輸出基于所述驅(qū)動軸所要求的要求動力的動力的方式驅(qū)動控制所述電動機(jī)的單元。
本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法，是包括能夠相對于驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)、能夠拖動所述內(nèi)燃機(jī)的拖動單元和安裝在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)上并檢測排氣中的氧氣濃度的氧氣濃度檢測單元的動力輸出裝置的控制方法，其特征在于(a)當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于在停止燃料噴射的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，基于由所述氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定該氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；(b)當(dāng)在通過所述步驟(a)判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述判定結(jié)束后，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法，當(dāng)在處于停止內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射的狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，基于由氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，當(dāng)在判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)中解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，以維持燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到該判定結(jié)束的方式控制內(nèi)燃機(jī)和拖動單元，在判定結(jié)束后，以解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的方式控制內(nèi)燃機(jī)和拖動單元。由于避免在氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的判定結(jié)束前解除燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以可以確保判定氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的機(jī)會。
在這樣的本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法中，也可以設(shè)為，所述步驟(a)是這樣的步驟，作為所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，通過由該氧氣濃度檢測單元所檢測出的氧氣濃度是否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)偏離出正常范圍，來判定該氧氣濃度檢測單元的異常。這樣一來，可以更加正確地判定氧氣濃度檢測單元的異常。
另外，在本發(fā)明的動力輸出裝置的控制方法中，所述步驟(b)是這樣的步驟，當(dāng)在通過所述步驟(a)判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間、作為所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述規(guī)定的解除條件而要求所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到由所述步驟(a)進(jìn)行的判定結(jié)束，在所述判定結(jié)束后，控制該內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以使所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行停止。


圖1是表示安裝了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動力輸出裝置的混合動力汽車20的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示發(fā)動機(jī)22的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖；圖3是表示空燃比傳感器異常判定處理的一例的流程圖；圖4是表示外加電壓、電流(空燃比AF)和氧氣濃度的關(guān)系的說明圖；圖5是表示由實(shí)施例的混合動力用電子控制單元70所執(zhí)行的驅(qū)動控制例程的一例的流程圖；圖6是表示要求扭矩設(shè)定用圖的一例的說明圖；圖7是表示發(fā)動機(jī)22的動作線(動作ライン)的一例和對目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*以及目標(biāo)扭矩Te*進(jìn)行設(shè)定的情況的說明圖；圖8是表示列線圖的一例的說明圖，用于力學(xué)性地說明動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素；圖9是表示列線圖的一例的說明圖，用于力學(xué)性地說明用電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22時(shí)的動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素；圖10是表示變形例的混合動力汽車120的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖；圖11是表示變形例的混合動力汽車220的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
接下來，用實(shí)施例對用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行說明。圖1是表示安裝了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動力輸出裝置的混合動力汽車20的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示發(fā)動機(jī)22的結(jié)構(gòu)的概略的結(jié)構(gòu)圖。實(shí)施例的混合動力汽車20，如圖所示，包括發(fā)動機(jī)22；經(jīng)由減震器28連接在作為發(fā)動機(jī)22的輸出軸的曲軸26上的3軸式動力分配綜合機(jī)構(gòu)30；連接在動力分配綜合機(jī)構(gòu)30上的可以發(fā)電的電機(jī)MG1；安裝在連接在動力分配綜合機(jī)構(gòu)30上的、作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a上的減速器35；連接在該減速器35上的電機(jī)MG2；和控制動力輸出裝置整體的混合動力用電子控制單元70。
發(fā)動機(jī)22，構(gòu)成為例如可以通過汽油或輕油等碳?xì)浠衔镱惖娜剂陷敵鰟恿Φ膬?nèi)燃機(jī)，如圖2所示，經(jīng)由節(jié)氣門124將由空氣凈化器122凈化的空氣吸入，同時(shí)從燃油噴射閥126噴射汽油，使吸入的空氣與汽油混合，經(jīng)由進(jìn)氣門128將該混合氣體吸入燃料室，通過由火花塞130產(chǎn)生的電火花使其爆炸燃燒，將由該能量向下推動的活塞132的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為曲軸26的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。來自發(fā)動機(jī)22的排氣，經(jīng)由對一氧化碳(CO)、碳化氫(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分進(jìn)行凈化的凈化裝置(三元催化劑)134向大氣排出。
發(fā)動機(jī)22，由發(fā)動機(jī)用電子控制單元(以下稱為發(fā)動機(jī)ECU)24進(jìn)行控制。發(fā)動機(jī)ECU24，構(gòu)成為以CPU24a為中心的微處理器，除CPU24a外，還包括儲存處理程序的ROM24b，暫時(shí)儲存數(shù)據(jù)的RAM24c，圖未示的輸入輸出端口以及通信端口。在發(fā)動機(jī)ECU24中，經(jīng)由輸入端口輸入來自檢測發(fā)動機(jī)22的狀態(tài)的各種傳感器的信號，例如，來自檢測曲軸26的旋轉(zhuǎn)位置的曲軸位置傳感器140的曲軸位置；來自檢測發(fā)動機(jī)22的冷卻水的溫度的水溫傳感器142的冷卻水溫；來自檢測凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置的凸輪位置傳感器144的凸輪位置，所述凸輪軸使向燃燒室進(jìn)行進(jìn)氣排氣進(jìn)氣門128和排氣門開閉；來自檢測節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門位置傳感器146的節(jié)氣門位置；來自安裝在進(jìn)氣管上的空氣流量計(jì)148的空氣流量信號；來自同樣安裝在進(jìn)氣管上的溫度傳感器149的進(jìn)氣溫度；來自安裝在排氣管的凈化裝置134的上游側(cè)的空燃比傳感器135a的空燃比AF；來自安裝在排氣管的凈化裝置134的下游側(cè)的氧氣傳感器135b的氧氣信號等。這里，空燃比傳感器135a，在圖中未示出，其構(gòu)成為眾所周知的界限電流式的傳感器，其中以一個(gè)面暴露于排氣、另一個(gè)面暴露于大氣的方式在固體電解質(zhì)的兩面上配置兩個(gè)電極，并在該兩個(gè)電極上外加規(guī)定的電壓，根據(jù)到達(dá)排氣側(cè)的電極上的氧氣量，將在固體電解質(zhì)中通過并移動的氧離子作為電流檢測出來，由此檢測空燃比。另外，從發(fā)動機(jī)ECU24，經(jīng)由輸出端口輸出用于驅(qū)動發(fā)動機(jī)22的各種信號，例如給燃油噴射閥126的驅(qū)動信號，給調(diào)節(jié)節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門電機(jī)136的驅(qū)動信號，給與點(diǎn)火器一體化的點(diǎn)火線圈138的控制信號，給可以改變進(jìn)氣門128的開閉定時(shí)的可變氣門定時(shí)機(jī)構(gòu)150的控制信號等。另外，發(fā)動機(jī)ECU24，與混合動力用電子控制單元70進(jìn)行通信，通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來運(yùn)行控制發(fā)動機(jī)22，同時(shí)根據(jù)需要輸出與發(fā)動機(jī)22的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
動力分配綜合機(jī)構(gòu)30，包括，外齒輪的太陽齒輪31、配置在與該太陽齒輪31同心的圓上的內(nèi)齒輪的齒圈32、與太陽齒輪31相嚙合同時(shí)與齒圈32相嚙合的多個(gè)小齒輪33、和將多個(gè)小齒輪33保持為自轉(zhuǎn)并且公轉(zhuǎn)自如的行星架34，構(gòu)成為以太陽齒輪31、齒圈32、行星架34為旋轉(zhuǎn)要素而進(jìn)行差動作用的行星齒輪機(jī)構(gòu)。動力分配綜合機(jī)構(gòu)30，在行星架34上連結(jié)有發(fā)動機(jī)22的曲軸26，在太陽齒輪31上連結(jié)有電機(jī)MG1，在齒圈32上經(jīng)由齒圈軸32a連結(jié)有減速器35，在電機(jī)MG1作為發(fā)電機(jī)而起作用時(shí)，將從行星架34輸入的來自發(fā)動機(jī)22的動力根據(jù)其傳動比分配給太陽齒輪31側(cè)和齒圈32側(cè)，在電機(jī)MG1作為電動機(jī)而起作用時(shí)，將從行星架34輸入的來自發(fā)動機(jī)22的動力和從太陽齒輪31輸入的來自電機(jī)MG1的動力綜合起來(合成)，向齒圈32側(cè)輸出。向齒圈32輸出的動力，從齒圈軸32a經(jīng)由齒輪機(jī)構(gòu)60以及差速齒輪62，最終輸出給車輛的驅(qū)動輪63a、63b。
電機(jī)MG1和電機(jī)MG2，都構(gòu)成為可以作為發(fā)電機(jī)而驅(qū)動同時(shí)可以作為電動機(jī)而驅(qū)動的眾所周知的同步發(fā)電電動機(jī)，經(jīng)由逆變器41、42與電池50進(jìn)行電力的交換。連接逆變器41、42與電池50的電力線54，構(gòu)成為各逆變器41、42共用的正極母線以及負(fù)極母線，由電機(jī)MG1、MG2的任意一個(gè)發(fā)出的電力都可以由另外的電極消耗。從而，電池50，可以通過電機(jī)MG1、MG2的任意一個(gè)所產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電或?qū)Σ蛔愕碾娏M(jìn)行放電。另外，如果由電機(jī)MG1、MG2獲得電力收支的平衡，則不使電池50充放電。電機(jī)MG1、MG2，都由電機(jī)用電子控制單元(以下稱為電機(jī)ECU)40進(jìn)行控制。向電機(jī)ECU40中，輸入用于驅(qū)動控制電機(jī)MG1、MG2所必需的信號，例如來自檢測電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、44的信號，或者通過圖未示的電流傳感器檢測出的外加在電機(jī)MG1、MG2上的相電流等；從電機(jī)ECU40輸出對逆變器41、42的開關(guān)控制信號。電機(jī)ECU40，與混合動力用電子控制單元70進(jìn)行通信，通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來驅(qū)動控制電機(jī)MG1、MG2，同時(shí)根據(jù)需要向混合動力用電子控制單元70輸出與電機(jī)MG1、MG2的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。
電池50，通過電池用電子控制單元(以下稱為電池ECU)52進(jìn)行管理。向電池ECU52中，輸入用于管理電池50所必需的信號，例如來自設(shè)置在電池50的端子間的圖未示的電壓傳感器的端子間電壓，來自安裝在連接在電池50的輸出端子上的電力線54上的圖未示的電流傳感器的充放電電流，來自安裝在電池50上的溫度傳感器51的電池溫度Tb等，根據(jù)需要通過通信向混合動力用電子控制單元70輸出與電池50的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。另外，在電池ECU52中，還基于用于管理電池50而由電流傳感器檢測出的充放電電流的累計(jì)值計(jì)算出殘余容量(SOC)。
混合動力用電子控制單元70，構(gòu)成為以CPU72為中心的微處理器，除CPU72外，還包括儲存處理程序的ROM74，暫時(shí)儲存數(shù)據(jù)的RAM76，圖未示的輸入輸出端口以及通信端口。向混合動力用電子控制單元70中，經(jīng)由輸入端口輸入來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號，來自檢測換檔桿81的操作位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP，來自檢測加速踏板83的蹬踏量的加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc，來自檢測制動踏板85的蹬踏量的制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP，來自車速傳感器88的車速V等?；旌蟿恿τ秒娮涌刂茊卧?0，如上所述，經(jīng)由通信端口與發(fā)動機(jī)ECU24、電機(jī)ECU40、電池ECU52連接，與發(fā)動機(jī)ECU24、電機(jī)ECU40、電池ECU52進(jìn)行各種控制信號、數(shù)據(jù)的交換。
這樣構(gòu)成的實(shí)施例的混合動力汽車20，以基于與駕駛者的蹬踏加速踏板83的量相對應(yīng)的加速器開度Acc和車速V計(jì)算應(yīng)該向作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩、并向齒圈軸32a輸出與該要求扭矩相對應(yīng)的要求動力的方式，運(yùn)行控制發(fā)動機(jī)22、電機(jī)MG1和電機(jī)MG2。作為發(fā)動機(jī)22、電機(jī)MG1和電機(jī)MG2的運(yùn)行控制，有扭矩轉(zhuǎn)換模式其中以從發(fā)動機(jī)22輸出與要求動力相當(dāng)?shù)膭恿Φ姆绞綄Πl(fā)動機(jī)22運(yùn)行控制，同時(shí)以通過動力分配綜合機(jī)構(gòu)30、電機(jī)MG1和電機(jī)MG2對從發(fā)動機(jī)22輸出的動力的全部進(jìn)行扭矩轉(zhuǎn)換后向齒圈軸32a輸出的方式對電機(jī)MG1、電機(jī)MG2驅(qū)動控制；還有充放電運(yùn)行模式其中以從發(fā)動機(jī)22輸出與要求動力和電池50的充放電所必需的電力的和相當(dāng)?shù)膭恿Φ姆绞綄Πl(fā)動機(jī)22運(yùn)行控制，同時(shí)伴隨著電池50的充放電，以隨著從發(fā)動機(jī)22輸出的動力的全部或者一部分由動力分配綜合機(jī)構(gòu)30、電機(jī)MG1和電機(jī)MG2進(jìn)行的扭矩轉(zhuǎn)換，從而將要求動力向齒圈軸32a輸出的方式，對電機(jī)MG1、電機(jī)MG2驅(qū)動控制；還有電機(jī)運(yùn)行模式，其中以使發(fā)動機(jī)22的運(yùn)行停止，向齒圈軸32a輸出來自電機(jī)MG2的與要求動力相當(dāng)?shù)膭恿Φ姆绞竭M(jìn)行運(yùn)行控制。
接下來，對于這樣構(gòu)成的實(shí)施例的混合動力汽車20的動作，特別是判定空燃比傳感器135a的異常的動作和伴隨的驅(qū)動控制時(shí)的動作，進(jìn)行說明。首先，對判定空燃比傳感器135a的異常的動作進(jìn)行說明，然后對驅(qū)動控制進(jìn)行說明。圖3是表示由發(fā)動機(jī)ECU24執(zhí)行的空燃比傳感器異常判定處理的一例的流程圖。該例程每隔規(guī)定時(shí)間(例如每隔數(shù)msec)反復(fù)執(zhí)行。
在執(zhí)行空燃比傳感器異常判定處理時(shí)，發(fā)動機(jī)ECU24的CPU24a，首先，判定發(fā)動機(jī)22是否處于在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，以及空燃比傳感器135a的異常的判定是否結(jié)束(是否判定結(jié)束)(步驟S100、S110)。在實(shí)施例中，以從本次車輛的系統(tǒng)起動到停止為止為1次的頻率進(jìn)行判定空燃比傳感器135a的異常。從而，如果使用在系統(tǒng)起動時(shí)初始化的標(biāo)志，在空燃比傳感器135a的異常結(jié)束時(shí)對該標(biāo)志設(shè)定表示結(jié)束的值，則可以通過調(diào)查標(biāo)志的值來判斷是否判定結(jié)束。在判定為發(fā)動機(jī)22不處于在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)或者判斷為判定結(jié)束時(shí)，不執(zhí)行任何程序，結(jié)束本例程。在判定為發(fā)動機(jī)22處于在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)并且不是判定結(jié)束狀態(tài)時(shí)，調(diào)查異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值(步驟S120)。異常判定執(zhí)行標(biāo)志F，在初次執(zhí)行本例程時(shí)通過初始化例程而被設(shè)定為0。在判定為異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值為0時(shí)，將異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值設(shè)定為1(步驟S130)，等待經(jīng)過規(guī)定時(shí)間T1(步驟S140)。這里，規(guī)定時(shí)間T1，為從發(fā)動機(jī)22進(jìn)入在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始到在大氣氣氛內(nèi)由空燃比傳感器135a進(jìn)行的檢測穩(wěn)定進(jìn)行為止所需要的時(shí)間，例如設(shè)定為1秒或2秒。在從發(fā)動機(jī)22進(jìn)入在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始經(jīng)過規(guī)定時(shí)間T1時(shí)，輸入來自空燃比傳感器135a的空燃比AF(步驟S150)，判定所輸入的空燃比AF是否為正常范圍以外(步驟S160)。這里，正常范圍，確定為在大氣氣氛內(nèi)由空燃比傳感器135a檢測出的空燃比AF所通常取的范圍的上限以及下限。圖4中，表示來自空燃比傳感器135a的電流(空燃比AF)、空燃比傳感器135a的電極間的外加電壓和氧氣濃度的關(guān)系的一例。如圖所示，當(dāng)在空燃比傳感器135a的電極間施加規(guī)定的電壓時(shí)，會檢測出與氧氣濃度相對應(yīng)的空燃比AF(電流)，所以通過將在大氣氣氛內(nèi)由正常的空燃比傳感器135a檢測出的空燃比AF的上限值A(chǔ)1和下限值A(chǔ)2預(yù)先確定為正常范圍，可以判定空燃比傳感器135a的異常。在判定為空燃比AF不在正常范圍外即在正常范圍內(nèi)時(shí)，判定為空燃比傳感器135a正常(步驟S170)，將異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值重置為0(步驟S195)，結(jié)束本例程。另一方面，在判定為空燃比AF為正常范圍外時(shí)，判定空燃比AF為正常范圍外的狀態(tài)是否持續(xù)了規(guī)定時(shí)間T2(步驟S180)。這里，規(guī)定時(shí)間T2，作為用于確定空燃比傳感器135a的異常所必需的時(shí)間，例如被設(shè)定為3秒等。在判定為空燃比AF為正常范圍外的狀態(tài)尚未持續(xù)規(guī)定時(shí)間T2時(shí)，判斷為不是判定異常的定時(shí)，直接結(jié)束本例程；在判定為空燃比AF為正常范圍外的狀態(tài)持續(xù)了規(guī)定時(shí)間T2時(shí)，判定為空燃比傳感器135a異常(步驟S190)，將異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值設(shè)為0(步驟S195)，結(jié)束本例程。這樣，在判定空燃比傳感器135a的狀態(tài)時(shí)，需要某種程度的時(shí)間(規(guī)定時(shí)間T1、規(guī)定時(shí)間T2)。
接下來，對驅(qū)動控制進(jìn)行說明。圖5是表示由混合動力用電子控制單元70所執(zhí)行的驅(qū)動控制例程的一例的流程圖。該例程每隔規(guī)定時(shí)間(例如每隔數(shù)msec)反復(fù)執(zhí)行。
在執(zhí)行驅(qū)動控制例程時(shí)，混合動力用電子控制單元70的CPU72，首先，執(zhí)行輸入來自加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc，來自制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP，來自車速傳感器88的車速V，電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2，電池50的充放電要求功率Pb*，電池50的輸入輸出限制Win、Wout，異常判定執(zhí)行標(biāo)志F等控制所必需的數(shù)據(jù)(步驟S200)。這里，電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2，將基于由旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43、44檢測出的機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置而計(jì)算出的轉(zhuǎn)速通過通信從電機(jī)ECU40輸入。另外，電池50的充放電要求功率Pb*，將基于電池50的殘余容量(SOC)而設(shè)定的功率通過通信從電池ECU52輸入。進(jìn)而，電池50的輸入輸出限制Win、Wout，將基于溫度傳感器51檢測出的電池50的電池溫度Tb和電池50的殘余容量(SOC)而設(shè)定的限制通過通信從電池ECU52輸入。另外，異常判定執(zhí)行標(biāo)志F，如上所述，通過發(fā)動機(jī)ECU24，在空燃比傳感器135a的異常判定開始時(shí)將值設(shè)定為1，在該判定結(jié)束時(shí)將值設(shè)定為0，通過通信從發(fā)動機(jī)ECU24輸入。
在這樣地輸入數(shù)據(jù)后，基于輸入的加速器開度Acc、制動踏板位置BP和車速V，來設(shè)定應(yīng)該向連結(jié)在驅(qū)動輪63a、63b上的作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩Tr*，作為車輛所要求的扭矩，并設(shè)定車輛所要求的要求功率P*(步驟S210)。要求扭矩Tr*，在實(shí)施例中如下述那樣設(shè)定預(yù)先確定加速器開度Acc、制動踏板位置BP、車速V和要求扭矩Tr*的關(guān)系，并作為要求扭矩設(shè)定用圖儲存在ROM74中，在給出加速器開度Acc、制動踏板位置BP和車速V時(shí)，從所儲存的圖中導(dǎo)出對應(yīng)的要求扭矩Tr*。圖6表示要求扭矩設(shè)定用圖的一例圖。要求功率P*，可以通過設(shè)定的要求扭矩Tr*乘以齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr所得的值、電池50所要求的充放電要求功率Pb*和損失Loss的和來計(jì)算。另外，齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr，可以用車速V乘以換算系數(shù)k求出，也可以用電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除以減速器35的傳動比Gr求出。
在設(shè)定要求功率P*之后，比較設(shè)定的要求功率P*與閾值Pref(步驟S220)。這里，閾值Pref，是用于判定是否停止發(fā)動機(jī)22的運(yùn)行的閾值，被設(shè)定為可以使發(fā)動機(jī)22高效運(yùn)行的功率的下限或其附近的值。
在判定為要求功率P*為閾值Pref或以上時(shí)，基于所設(shè)定的要求功率P*設(shè)定發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te*，同時(shí)向發(fā)動機(jī)ECU24發(fā)送通過設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te*使發(fā)動機(jī)22運(yùn)行的控制信號(步驟S230)。該設(shè)定，通過基于可以使發(fā)動機(jī)22高效動作的動作線和要求功率P*設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te*來進(jìn)行。在圖7中表示發(fā)動機(jī)22的動作線的一例和設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te*的情況。如圖所示，目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te*，可以通過動作線和要求功率P*(Ne*×Te*)為一定值的曲線的交點(diǎn)來求出。
接下來，使用設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr(Nm2/Gr)和動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動比ρ，通過下式(1)計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*，同時(shí)基于計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和現(xiàn)在的轉(zhuǎn)速Nm1，通過下式(2)計(jì)算電機(jī)MG1的扭矩指令Tm1*(步驟S240)。這里，式(1)是相對于動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素的力學(xué)關(guān)系式。將表示動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素的轉(zhuǎn)速和扭矩的力學(xué)性的關(guān)系的列線圖表示在圖8中。圖中，左邊的S軸表示電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nm1即太陽齒輪31的轉(zhuǎn)速，C軸表示發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne即行星架34的轉(zhuǎn)速，R軸表示電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除以減速器35的傳動比Gr所得的齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr。式(1)使用該列線圖可以很容易地導(dǎo)出。另外，R軸上的2個(gè)粗線箭頭，表示當(dāng)在發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*以及目標(biāo)扭矩Te*的運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，從發(fā)動機(jī)22輸出的扭矩Te*傳遞到齒圈軸32a上的扭矩；和從電機(jī)MG2輸出的扭矩Tm2*經(jīng)由減速器35作用在齒圈軸32a上的扭矩。另外，式(2)是用于以目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*使電機(jī)MG1旋轉(zhuǎn)的反饋控制的關(guān)系式，式(2)中，右邊第2項(xiàng)的“k1”是比例項(xiàng)的增益，右邊第3項(xiàng)的“k2”是積分項(xiàng)的增益。
Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ) (1)Tm1*＝前一次Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)在這樣計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和扭矩指令Tm1*之后，將電池50的輸入輸出限制Win、Wout和由計(jì)算出的電機(jī)MG1的扭矩指令Tm1*乘以現(xiàn)在的電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nm1所得的電機(jī)MG1的消耗功率(發(fā)電功率)的差，再除以電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2，由此通過下式(3)以及式(4)計(jì)算出作為可以從電機(jī)MG2輸出的扭矩的上下限的扭矩限制Tmin、Tmax(步驟S250)，同時(shí)使用要求扭矩Tr*、扭矩指令Tm1*和動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動比ρ，通過式(5)計(jì)算作為應(yīng)該從電機(jī)MG2輸出的扭矩的暫時(shí)電機(jī)扭矩Tm2tmp(步驟S260)，并通過計(jì)算出的扭矩限制Tmin、Tmax設(shè)定電機(jī)MG2的扭矩指令Tm2*作為限制了暫時(shí)電機(jī)扭矩Tm2tmp的值(步驟S270)。通過這樣地設(shè)定電機(jī)MG2的扭矩指令Tm2*，可以將向作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出的要求扭矩Tr*設(shè)定為被限制在電池50的輸入輸出限制Win、Wout的范圍內(nèi)的扭矩。另外，式(5)從上述的圖8的列線圖可以很容易地導(dǎo)出。
Tmin＝(Win-Tm1*·Nm1)/Nm2 (3)Tmax＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2 (4)Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)在這樣設(shè)定電機(jī)MG1、電機(jī)MG2的扭矩指令Tm1*、Tm2*之后，向電機(jī)ECU40發(fā)送所設(shè)定的電機(jī)MG1、電機(jī)MG2的扭矩指令Tm1*、Tm2*(步驟S280)，結(jié)束驅(qū)動控制例程。接受扭矩指令Tm1*、Tm2*的電機(jī)ECU40，以通過扭矩指令Tm1*驅(qū)動電機(jī)MG1、通過扭矩指令Tm2*驅(qū)動電機(jī)MG2的方式進(jìn)行逆變器41、42的開關(guān)元件的開關(guān)控制。
當(dāng)在步驟S220中判定為要求功率P*小于閾值Pref時(shí)，向發(fā)動機(jī)ECU24發(fā)送進(jìn)行發(fā)動機(jī)22的燃料切斷的燃料切斷指令(步驟S290)，并判定作為用于使發(fā)動機(jī)22的運(yùn)行(旋轉(zhuǎn))停止的條件的停止條件是否成立(步驟S300)，在判定為停止條件不成立時(shí)，將由電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22所必需的扭矩Tset設(shè)定為電機(jī)MG1的扭矩指令Tm1*(步驟S330)，通過上述式(3)以及式(4)計(jì)算出電機(jī)MG2的扭矩限制Tmin、Tmax(步驟S250)，通過式(5)設(shè)定電機(jī)MG2的暫時(shí)電機(jī)扭矩Tm2tmp(步驟S260)，將通過扭矩限制Tmin、Tmax限制所設(shè)定的暫時(shí)電機(jī)扭矩Tm2tmp后的值設(shè)定為電機(jī)MG2的扭矩指令Tm2*(步驟S270)，向電機(jī)ECU40發(fā)送所設(shè)定的扭矩指令Tm1*、Tm2*(步驟S280)，結(jié)束本例程。由此，執(zhí)行上述的空燃比傳感器異常判定處理。這里，作為發(fā)動機(jī)22的停止條件，可以列舉要求功率P*小于閾值Pref、并且車速V小于規(guī)定車速Vref(例如時(shí)速60km等)的時(shí)候，或者在燃料切斷的狀態(tài)下拖動發(fā)動機(jī)22時(shí)沒有應(yīng)該向齒圈軸32a側(cè)輸出基于摩擦阻力的制動力的要求的時(shí)候。另外，在車速V為規(guī)定車速Vref或以上時(shí)不使發(fā)動機(jī)22的旋轉(zhuǎn)停止，這是由于如從圖8的列線圖可知，在車速V較高的狀態(tài)(齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr較高的狀態(tài))下，如果使發(fā)動機(jī)22的旋轉(zhuǎn)停止，則會有電機(jī)MG1超轉(zhuǎn)速的情況。在圖9中表示列線圖的一例的說明圖，用于力學(xué)性地說明用電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22時(shí)的動力分配綜合機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)要素。圖9的R軸上的2個(gè)粗線箭頭表示由電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22時(shí)傳遞到齒圈軸32a上的扭矩，和從電機(jī)MG2輸出的扭矩Tm2*經(jīng)由減速器35作用在齒圈軸32a上的扭矩。如圖所示，用電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22時(shí)的齒圈軸32a側(cè)的反力由電機(jī)MG2接受并阻止(受け止める)，所以可以向齒圈軸32a輸出要求扭矩Tr*。
在判定為發(fā)動機(jī)22的停止條件成立時(shí)，判定異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值是否為0(步驟S310)。在判定為異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值為0時(shí)，以發(fā)動機(jī)22的旋轉(zhuǎn)變?yōu)橥Ｖ沟臓顟B(tài)的方式將作為應(yīng)該從電機(jī)MG1輸出的扭矩的扭矩指令Tm1*的值設(shè)為0(步驟S320)，進(jìn)行步驟S250～S280的處理，然后結(jié)束本例程。由此，使發(fā)動機(jī)22的運(yùn)行(旋轉(zhuǎn))停止，進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行模式下的行駛。
另一方面，在判定為異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值為1時(shí)，以不論停止條件的成立與否而由電機(jī)MG1進(jìn)行發(fā)動機(jī)22的拖動的方式，將拖動所必需的扭矩Tset設(shè)定為電機(jī)MG1的扭矩指令Tm1*(步驟S330)，進(jìn)行步驟S250～S280的處理，然后結(jié)束本例程。這樣，在異常判定執(zhí)行標(biāo)志F的值為1時(shí)，即使在空燃比傳感器135a的異常的判定進(jìn)行期間發(fā)動機(jī)22的停止條件成立，也可以維持發(fā)動機(jī)22在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，直到異常的判定結(jié)束。由此，空燃比傳感器135a的異常的判定不會中斷，所以可以使判定空燃比傳感器135a的狀態(tài)的頻率更適當(dāng)。
當(dāng)在空燃比傳感器135a的異常的判定進(jìn)行期間加速踏板83被大力蹬踏，從而在步驟S220中判定為要求功率P*為閾值Pref或以上時(shí)，與空燃比傳感器135a的異常的判定相比，優(yōu)先向齒圈軸32a輸出動力，通過與要求功率P*相對應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)扭矩Te*使發(fā)動機(jī)22運(yùn)行(步驟S230～S280)。從而，由于在空燃比傳感器異常判定處理中，在步驟S110中判定為發(fā)動機(jī)22沒有處于在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)，所以使處理中斷。
根據(jù)以上所說明的實(shí)施例的混合動力汽車20，當(dāng)在發(fā)動機(jī)22進(jìn)入在燃料切斷的情況下旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)、判定空燃比傳感器135a的異常期間、停止發(fā)動機(jī)22的旋轉(zhuǎn)的停止條件成立時(shí)，使燃料切斷繼續(xù)，直到異常判定結(jié)束，同時(shí)用電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22，所以可以使空燃比傳感器135a的異常判定繼續(xù)。其結(jié)果，可以確保判定空燃比傳感器135a的狀態(tài)的機(jī)會。而且，當(dāng)在空燃比傳感器135a的異常的判定進(jìn)行期間蹬踏加速踏板83，從而要求功率P*變?yōu)殚撝礟ref或以上時(shí)，使向齒圈軸32a輸出動力優(yōu)先，所以可以迅速地對加速踏板83的操作響應(yīng)。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，對于將驅(qū)動控制例程應(yīng)用于判定空燃比傳感器135a的異常的情況進(jìn)行了說明，但也可以應(yīng)用例如學(xué)習(xí)大氣氣氛中的空燃比傳感器135a的空燃比AF(基準(zhǔn)值)等判定其他的空燃比傳感器135a的狀態(tài)的情況。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，當(dāng)在判定空燃比傳感器135a的異常期間停止發(fā)動機(jī)22的運(yùn)行(旋轉(zhuǎn))的停止條件成立時(shí)，使發(fā)動機(jī)22的燃料切斷繼續(xù)，同時(shí)用電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22，從而使空燃比傳感器135a的異常判定繼續(xù)，但并不局限于停止條件的成立，例如也可以在使發(fā)動機(jī)22怠速運(yùn)行的怠速運(yùn)行條件成立時(shí)，使發(fā)動機(jī)22的燃料切斷繼續(xù)，同時(shí)用電機(jī)MG1拖動發(fā)動機(jī)22，從而使空燃比傳感器135a的異常判定繼續(xù)，在異常的判定結(jié)束時(shí)使發(fā)動機(jī)22怠速運(yùn)行。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，用減速器35使電機(jī)MG2的動力變速然后輸出給齒圈軸32a，但如圖10的變形例的混合動力汽車120所例示，也可以將電機(jī)MG2的動力連接在與齒圈軸32a所連接的車軸(驅(qū)動輪63a、63b連接的車橋)不同的車軸(圖10中的連接在車輪64a、64b上的車軸)上。
在實(shí)施例的混合動力汽車20中，將發(fā)動機(jī)22的動力經(jīng)由動力分配綜合機(jī)構(gòu)30向連接在驅(qū)動輪63a、63b上的作為驅(qū)動軸的齒圈軸32a輸出，但也可以如圖11的變形例的混合動力汽車220所例示，包括成對轉(zhuǎn)子電動機(jī)230，其具有連接在發(fā)動機(jī)22的曲軸26上的內(nèi)轉(zhuǎn)子232，和連接在向驅(qū)動輪63a、63b輸出動力的驅(qū)動軸上的外轉(zhuǎn)子234，并向驅(qū)動軸傳遞發(fā)動機(jī)22的動力的一部分，同時(shí)將殘余的動力轉(zhuǎn)換成電力。
上面，使用實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不局限于該實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然可以以各種方式實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種動力輸出裝置，是向驅(qū)動軸輸出動力的動力輸出裝置，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)，其能夠相對于所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)；拖動單元，其能夠拖動所述內(nèi)燃機(jī)；氧氣濃度檢測單元，其安裝在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)上，檢測排氣中的氧氣濃度；狀態(tài)判定單元，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于在停止燃料噴射的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，該狀態(tài)判定單元基于由所述氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定該氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；和狀態(tài)判定時(shí)控制單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述判定結(jié)束后，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述狀態(tài)判定單元，是在所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)的判定中需要時(shí)間的單元。
3.如權(quán)利要求2所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述狀態(tài)判定單元，是這樣一種單元，作為所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，通過由該氧氣濃度檢測單元所檢測出的氧氣濃度是否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)偏離出正常范圍，來判定該氧氣濃度檢測單元的異常。
4.如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元是這樣一種單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間、作為所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述規(guī)定的解除條件而要求所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到由所述狀態(tài)判定單元進(jìn)行的判定結(jié)束，在所述判定結(jié)束后，控制該內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以使所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行停止。
5.如權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于包括能夠向所述驅(qū)動軸輸出動力和從所述驅(qū)動軸輸入動力的電動機(jī)；所述拖動單元，是能夠使用所述驅(qū)動軸側(cè)的反力來拖動所述內(nèi)燃機(jī)的單元；所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元，是以接受所述反力、同時(shí)向該驅(qū)動軸輸出基于所述驅(qū)動軸所要求的要求動力的動力的方式驅(qū)動控制所述電動機(jī)的單元。
6.如權(quán)利要求5所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述拖動單元是作為連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動軸上、伴隨著電力和動力的輸入輸出、能夠?qū)碜栽搩?nèi)燃機(jī)的動力的至少一部分向該驅(qū)動軸輸出的電力動力輸入輸出單元而起作用的單元。
7.如權(quán)利要求6所述的動力輸出裝置，其特征在于所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，是當(dāng)在所述驅(qū)動軸所要求的要求動力小于規(guī)定動力時(shí)規(guī)定的燃料噴射停止條件成立時(shí)所執(zhí)行的狀態(tài)；所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元是以下述方式驅(qū)動控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力動力輸入輸出單元和所述電動機(jī)的單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間所述要求動力變得大于等于規(guī)定動力時(shí)，無論是否在所述判定期間都解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)、向所述驅(qū)動軸輸出基于該要求動力的動力。
8.如權(quán)利要求6所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述電力動力輸入輸出單元是這樣的單元，其包括連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、所述驅(qū)動軸和第3軸這3根軸上，基于向該3根軸中任意2根軸輸入和從該任意2根軸輸出的動力向剩余的1根軸輸入和從該剩余的1根軸輸出動力的3軸式動力輸入輸出單元；和能夠向所述第3軸輸入和從所述第3軸輸出動力的發(fā)電機(jī)。
9.如權(quán)利要求6所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述電力動力輸入輸出單元是，具有連接在所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸上的第1轉(zhuǎn)子和連接在所述驅(qū)動軸上的第2轉(zhuǎn)子，通過該第1轉(zhuǎn)子和該第2轉(zhuǎn)子的相對旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的成對轉(zhuǎn)子電動機(jī)。
10.一種車輛，其特征在于，包括內(nèi)燃機(jī)，其能夠相對于連結(jié)在車軸上的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)；拖動單元，其能夠拖動所述內(nèi)燃機(jī)；氧氣濃度檢測單元，其安裝在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)上，檢測排氣中的氧氣濃度；狀態(tài)判定單元，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于在停止燃料噴射的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，該狀態(tài)判定單元基于由所述氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定該氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；和狀態(tài)判定時(shí)控制單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述判定結(jié)束后，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的車輛，其特征在于，所述狀態(tài)判定單元，是這樣一種單元，作為所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，通過由該氧氣濃度檢測單元所檢測出的氧氣濃度是否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)偏離出正常范圍，來判定該氧氣濃度檢測單元的異常。
12.如權(quán)利要求10所述的車輛，其特征在于，所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元是這樣一種單元，當(dāng)在通過所述狀態(tài)判定單元判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間、作為所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述規(guī)定的解除條件而要求所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到由所述狀態(tài)判定單元進(jìn)行的判定結(jié)束，在所述判定結(jié)束后，控制該內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以使所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行停止。
13.如權(quán)利要求10所述的車輛，其特征在于包括能夠向所述驅(qū)動軸輸出動力和從所述驅(qū)動軸輸入動力的電動機(jī)；所述拖動單元，是能夠使用所述驅(qū)動軸側(cè)的反力來拖動所述內(nèi)燃機(jī)的單元；所述狀態(tài)判定時(shí)控制單元，是以接受所述反力、同時(shí)向該驅(qū)動軸輸出基于所述驅(qū)動軸所要求的要求動力的動力的方式驅(qū)動控制所述電動機(jī)的單元。
14.一種動力輸出裝置的控制方法，是包括能夠相對于驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)的內(nèi)燃機(jī)、能夠拖動所述內(nèi)燃機(jī)的拖動單元和安裝在所述內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)上并檢測排氣中的氧氣濃度的氧氣濃度檢測單元的動力輸出裝置的控制方法，其特征在于(a)當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于在停止燃料噴射的狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)的燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)規(guī)定的執(zhí)行條件成立時(shí)，基于由所述氧氣濃度檢測單元檢測的結(jié)果來判定該氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)；(b)當(dāng)在通過所述步驟(a)判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的規(guī)定的解除條件成立時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在所述判定結(jié)束后，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以解除所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述的動力輸出裝置的控制方法，其特征在于，所述步驟(a)是這樣的步驟，作為所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)，通過由該氧氣濃度檢測單元所檢測出的氧氣濃度是否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)偏離出正常范圍，來判定該氧氣濃度檢測單元的異常。
16.如權(quán)利要求14所述的動力輸出裝置的控制方法，其特征在于，所述步驟(b)是這樣的步驟，當(dāng)在通過所述步驟(a)判定所述氧氣濃度檢測單元的狀態(tài)期間、作為所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的所述規(guī)定的解除條件而要求所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)，控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以維持所述燃料噴射停止旋轉(zhuǎn)狀態(tài)直到由所述步驟(a)進(jìn)行的判定結(jié)束，在所述判定結(jié)束后，控制該內(nèi)燃機(jī)和所述拖動單元以使所述內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行停止。
全文摘要
本發(fā)明提供一種動力輸出裝置和安裝該裝置的車輛以及該裝置的控制方法，其中，在行星齒輪機(jī)構(gòu)的太陽齒輪、行星架、齒圈上分別連接有第1電機(jī)、發(fā)動機(jī)、驅(qū)動軸，同時(shí)在驅(qū)動軸上連接有第2電機(jī)的車輛中，當(dāng)發(fā)動機(jī)在燃料切斷情況下旋轉(zhuǎn)時(shí)通過安裝在發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)上的空燃比傳感器檢測空燃比，并判定檢測出的空燃比是否在正常范圍內(nèi)，由此判定空燃比傳感器的異常。當(dāng)在判定空燃比傳感器的異常期間使發(fā)動機(jī)的運(yùn)行(旋轉(zhuǎn))停止的停止條件成立時(shí)(S300、S310)，持續(xù)發(fā)動機(jī)的燃料切斷直到該判定結(jié)束，同時(shí)用第1電機(jī)拖動發(fā)動機(jī)(S330)，在異常的判定結(jié)束時(shí)停止發(fā)動機(jī)的運(yùn)行(S320)。
文檔編號B60K6/448GK1991153SQ20061017149
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者內(nèi)海敦子, 西垣隆弘 申請人:豐田自動車株式會社