專利名稱：動力輸出設(shè)備、其控制方法及裝有動力輸出設(shè)備的車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力輸出設(shè)備、動力輸出設(shè)備的控制方法、以及裝有動力 輸出設(shè)備的車輛。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)上提出的動力輸出設(shè)備中，發(fā)電機(jī)和電動機(jī)被連接到與發(fā)動機(jī) 曲軸相連的行星齒輪機(jī)構(gòu)的各個旋轉(zhuǎn)元件，同時設(shè)置了電池來允許向發(fā)電
機(jī)和電動機(jī)傳遞電能或從其傳遞電能。例如，日本專利公開公報No.2001-304032中公開的一種現(xiàn)有技術(shù)動力輸出設(shè)備在正常狀態(tài)下來自電動機(jī)的動 力輸出不足的情況下主要使用電動機(jī)的輸出動力并消耗發(fā)動機(jī)的輸出動 力，而不需要對發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)中設(shè)置的排放控制裝置中所包括的催化劑 進(jìn)行劣化檢測。這種動力輸出設(shè)備在催化劑的劣化檢測過程中改變電動機(jī) 的輸出動力，同時將發(fā)動機(jī)的輸出動力水平保持基本恒定。這種控制意在 實(shí)現(xiàn)對催化劑劣化的快速檢測。

發(fā)明內(nèi)容
這種現(xiàn)有技術(shù)的動力輸出設(shè)備在催化劑的劣化檢測過程中并不自動停 止發(fā)動機(jī)工作，而是使發(fā)動機(jī)的載荷工作持續(xù)進(jìn)行。催化劑的劣化檢測過 程中發(fā)動機(jī)的持續(xù)載荷工作可能使駕駛員感到不便。在發(fā)動機(jī)的載荷工作 過程中，電池可能被發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能過度充電。但是，發(fā)動機(jī)在催化劑 的劣化檢測過程中自動停機(jī)不利地延長了催化劑的劣化檢測所需的時間。
因此，本發(fā)明的動力輸出設(shè)備、動力輸出設(shè)備的控制方法以及裝有動 力輸出設(shè)備的車輛針對使催化劑的劣化檢測加速以及防止操作者在催化劑 劣化檢測過程中感到不便。本發(fā)明的動力輸出設(shè)備、動力輸出設(shè)備的控制 方法以及裝有動力輸出設(shè)備的車輛可以應(yīng)用于由內(nèi)燃機(jī)的輸出動力對蓄電
池(accumulator)單元進(jìn)行充電的系統(tǒng)。本發(fā)明在該系統(tǒng)中的目的是防止 催化劑劣化檢測過程中蓄電池單元的過度充電。
為了實(shí)現(xiàn)上述的以及其他有關(guān)的目的中的至少一部分，本發(fā)明的動力 輸出設(shè)備、動力輸出設(shè)備的控制方法以及裝有動力輸出設(shè)備的車輛具有如 下所述構(gòu)造。
本發(fā)明還針對向驅(qū)動軸輸出動力的第一動力輸出設(shè)備。這種第一動力 輸出設(shè)備包括內(nèi)燃機(jī)，其具有連接到驅(qū)動軸的輸出軸；排放物控制催化 劑，其通過催化轉(zhuǎn)換對來自內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理；氧濃度測量單元，其 設(shè)在排放物控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由排放物控制催化劑進(jìn) 行催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的排氣中的氧濃度變化而變化的輸出；控制模 塊，其在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī)條件時， 將內(nèi)燃機(jī)控制成在無載荷情況下被驅(qū)動，所述催化劑劣化檢測時間是根據(jù) 氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制催化劑的劣化檢測的時 間。
在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī)條件時，本 發(fā)明的第一動力輸出設(shè)備將內(nèi)燃機(jī)控制成在無載荷情況下被驅(qū)動，所述催 化劑劣化檢測時間是根據(jù)氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制 催化劑的劣化檢測的時間。與在催化劑劣化檢測時間期間響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)自 動停機(jī)條件的滿足而自動停止發(fā)動機(jī)操作的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的 這種驅(qū)動控制有利地加速了排放物控制催化劑的劣化檢測。與在催化劑劣 化檢測時間期間不管內(nèi)燃機(jī)的自動停機(jī)條件是否滿足都在載荷下驅(qū)動內(nèi)燃 機(jī)的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的這種控制還有效地防止了操作者感到不 適。因此，本發(fā)明的第一動力輸出設(shè)備有利地能夠?qū)Υ呋瘎┝踊M(jìn)行高速 檢測，并防止了催化劑劣化檢測過程中操作者感到不適。
自動停機(jī)條件表示自動地停止內(nèi)燃機(jī)操作的基于計(jì)算的控制條件。自 動停機(jī)條件例如可以是在效率較差的操作范圍中對內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行驅(qū)動的很小 動力需求，或者對內(nèi)燃機(jī)沒有動力需求。
在本發(fā)明的第一動力輸出設(shè)備的一種優(yōu)選實(shí)施例中，控制模塊在催化 劑劣化檢測時間期間使內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求比除了催化劑劣化檢測時間
之外的其余時間期間的動力需求增大，并控制內(nèi)燃機(jī)、電能一機(jī)械能輸入 輸出機(jī)構(gòu)和電動機(jī)以確保輸出與經(jīng)過增大的動力需求相等的動力。這種驅(qū) 動控制使得響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)所需動力需求的增大，更高的排氣流能夠經(jīng)過排 放物控制催化劑，從而進(jìn)一步加速了排放物控制催化劑的劣化檢測。例 如，排放物控制催化劑的劣化檢測可以基于排放物控制催化劑的氧儲存能 力。在這種應(yīng)用中，這種驅(qū)動控制加速了將氧吸收到排放物控制催化劑 中。在另一種示例中，排放物控制催化劑的劣化檢測可以基于排放物控制 催化劑的活性起始溫度。在這種應(yīng)用中，這種驅(qū)動控制加速了排氣流使排 放物控制催化劑的升溫。
在這種優(yōu)選實(shí)施例的第一動力輸出設(shè)備中，在動力需求不小于預(yù)設(shè)載 荷水平時，控制模塊可以不增大內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求。這種控制不會在 經(jīng)過排放物控制催化劑傳送的排氣量對于排放物控制催化劑的劣化檢測已 經(jīng)足夠的時候，不必要地增大內(nèi)燃機(jī)的載荷。
本發(fā)明還針對一種向驅(qū)動軸輸出動力的第二動力輸出設(shè)備。第二動力 輸出設(shè)備包括內(nèi)燃機(jī)，其具有連接到驅(qū)動軸的輸出軸；排放物控制催化 劑，其通過催化轉(zhuǎn)換對來自內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理；氧濃度測量單元，其 設(shè)在排放物控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由排放物控制催化劑進(jìn) 行催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的排氣中的氧濃度變化而變化的輸出；電能一機(jī) 械能輸入輸出機(jī)構(gòu)，其與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸并與驅(qū)動軸相連，并通過輸入和 輸出電能和機(jī)械能來向驅(qū)動軸輸出內(nèi)燃機(jī)的至少部分輸出動力；電動機(jī)， 其從驅(qū)動軸輸入動力和向驅(qū)動軸輸出動力；蓄電池單元，其與電能一機(jī)械 能輸入輸出機(jī)構(gòu)以及電動機(jī)互送電力；驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊，其設(shè)定要 向驅(qū)動軸輸出的驅(qū)動動力需求；控制模塊，其控制內(nèi)燃機(jī)、電能一機(jī)械能 輸入輸出機(jī)構(gòu)和電動機(jī)，從而在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的 預(yù)定自動停機(jī)條件時，在無載荷情況下驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)并確保從內(nèi)燃機(jī)向驅(qū)動 軸輸出與由驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊所設(shè)定的驅(qū)動動力需求相等的動力，所 述催化劑劣化檢測時間是根據(jù)氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物 控制催化劑的劣化檢測的時間。
本發(fā)明的第二動力輸出設(shè)備控制內(nèi)燃機(jī)、電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)
和電動機(jī)，從而在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī) 條件時，在無載荷情況下驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)并確保從內(nèi)燃機(jī)向驅(qū)動軸輸出與由驅(qū) 動動力需求設(shè)定模塊所設(shè)定的驅(qū)動動力需求相等的動力，所述催化劑劣化 檢測時間是根據(jù)氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制催化劑的 劣化檢測的時間。與在催化劑劣化檢測時間期間響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)自動停機(jī)條 件的滿足而自動停止發(fā)動機(jī)操作的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的這種驅(qū)動 控制有利地加速了排放物控制催化劑的劣化檢測。與在催化劑劣化檢測時 間期間不管內(nèi)燃機(jī)的自動停機(jī)條件是否滿足都在載荷下驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)的傳統(tǒng) 驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的這種控制還有效地防止了操作者感到不適，并保 護(hù)了蓄電池單元免于過度充電。因此，本發(fā)明的第二動力輸出設(shè)備有利地 能夠?qū)Υ呋瘎┝踊M(jìn)行高速檢測，同時防止了催化劑劣化檢測過程中操作 者感到不適并保護(hù)了蓄電池單元免于過度充電。
在本發(fā)明的第二動力輸出設(shè)備的一種優(yōu)選實(shí)施例中，控制模塊在催化 劑劣化檢測時間期間使內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求比除了催化劑劣化檢測時間 之外的其余時間期間的動力需求增大，并控制內(nèi)燃機(jī)、電能一機(jī)械能輸入 輸出機(jī)構(gòu)和電動機(jī)以確保從內(nèi)燃機(jī)輸出與增大后的動力需求相等的動力。 這種驅(qū)動控制使得響應(yīng)于從內(nèi)燃機(jī)輸出的動力增大，更高的排氣流能夠經(jīng) 過排放物控制催化劑，從而進(jìn)一步加速了排放物控制催化劑的劣化檢測。 例如，排放物控制催化劑的劣化檢測可以基于排放物控制催化劑的氧儲存 能力。在這種應(yīng)用中，這種驅(qū)動控制加速了將氧吸收到排放物控制催化劑 中。在另一種示例中，排放物控制催化劑的劣化檢測可以基于排放物控制 催化劑的活性起始溫度。在這種應(yīng)用中，這種驅(qū)動控制加速了排氣流使排 放物控制催化劑的升溫。
在這種優(yōu)選實(shí)施例的第二動力輸出設(shè)備中，在動力需求不小于預(yù)設(shè)載 荷水平時，控制模塊可以不增大內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求。這種控制不會在 經(jīng)過排放物控制催化劑傳送的排氣量對于排放物控制催化劑的劣化檢測己 經(jīng)足夠的時候，不必要地增大內(nèi)燃機(jī)的載荷。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選應(yīng)用中，上述優(yōu)選實(shí)施例的第二動力輸出設(shè)備還 包括可充電范圍檢測模塊，其檢測蓄電池單元的可充電范圍。控制模塊將
內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求的增大水平設(shè)定在檢測得到的蓄電池單元的可充電 范圍中。這種設(shè)置進(jìn)一步降低了蓄電池單元過度充電的可能性。
在本發(fā)明的第二動力輸出設(shè)備的另一種優(yōu)選實(shí)施例中，電能一機(jī)械能 輸入輸出機(jī)構(gòu)具有三軸式動力輸入輸出模塊，其連接到三根軸，即內(nèi)燃 機(jī)的輸出軸、驅(qū)動軸、以及旋轉(zhuǎn)軸，并根據(jù)從三根軸中任意兩根軸輸入的 動力和向三根軸中任意兩根軸輸出的動力來從其余一根軸輸入動力和向其 余一根軸輸出動力；發(fā)電機(jī)，其從旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向旋轉(zhuǎn)軸輸出動力。
本發(fā)明的另一種應(yīng)用是一種車輛，其配備有具有上述應(yīng)用和設(shè)置中任 一種的第一動力輸出設(shè)備或者第二動力輸出設(shè)備。本發(fā)明的車輛由其與驅(qū) 動軸相連的車軸驅(qū)動。配備有上述構(gòu)造的第一動力輸出設(shè)備或第二動力輸 出設(shè)備的車輛發(fā)揮了與上述相同的效果。即，本發(fā)明的車輛有利地能夠進(jìn) 行催化劑劣化的高速檢測，并防止了操作者在催化劑劣化檢測過程中感到 不適。
本發(fā)明還針對與上述第一動力輸出設(shè)備對應(yīng)的動力輸出設(shè)備的第一控
制方法。所述動力輸出設(shè)備具有內(nèi)燃機(jī)，其具有連接到驅(qū)動軸的輸出 軸；排放物控制催化劑，其通過催化轉(zhuǎn)換對來自內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理； 氧濃度測量單元，其設(shè)在排放物控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由 排放物控制催化劑進(jìn)行催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的排氣中的氧濃度變化而變 化的輸出。第一控制方法在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定 自動停機(jī)條件時，將內(nèi)燃機(jī)控制成在無載荷情況下被驅(qū)動，所述催化劑劣 化檢測時間是根據(jù)氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制催化劑 的劣化檢測的時間。
本發(fā)明的第一控制方法在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù) 定自動停機(jī)條件時，將內(nèi)燃機(jī)控制成在無載荷情況下被驅(qū)動，所述催化劑 劣化檢測時間是根據(jù)氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制催化 劑的劣化檢測的時間。與在催化劑劣化檢測時間期間響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)自動停 機(jī)條件的滿足而自動停止發(fā)動機(jī)操作的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的這種 驅(qū)動控制有利地加速了排放物控制催化劑的劣化檢測。與在催化劑劣化檢 測時間期間不管內(nèi)燃機(jī)的自動停機(jī)條件是否滿足都在載荷下驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)的
傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的這種控制還有效地防止了操作者感到不適。 因此，本發(fā)明的第一控制方法有利地能夠?qū)Υ呋瘎┝踊M(jìn)行高速檢測，并 防止了催化劑劣化檢測過程中操作者感到不適。本發(fā)明的第一控制方法還 可以額外具有實(shí)現(xiàn)上述第一動力輸出設(shè)備的應(yīng)用和設(shè)置中任一種所用的步 驟。
本發(fā)明還針對與上述第二動力輸出設(shè)備對應(yīng)的動力輸出設(shè)備的第二控 制方法。所述動力輸出設(shè)備具有內(nèi)燃機(jī)，其具有連接到驅(qū)動軸的輸出 軸；排放物控制催化劑，其通過催化轉(zhuǎn)換對來自內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理； 氧濃度測量單元，其設(shè)在排放物控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由 排放物控制催化劑進(jìn)行催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的排氣中的氧濃度變化而變 化的輸出；電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)，其與內(nèi)燃機(jī)的輸出軸并與驅(qū)動軸 相連，并通過輸入和輸出電能和機(jī)械能來向驅(qū)動軸輸出內(nèi)燃機(jī)的至少部分 輸出動力；電動機(jī)，其從驅(qū)動軸輸入動力和向驅(qū)動軸輸出動力；蓄電池單 元，其與電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)以及電動機(jī)互送電力，
所述控制方法包括下列步驟
(a) 設(shè)定要向驅(qū)動軸輸出的驅(qū)動動力需求；并且
(b) 控制內(nèi)燃機(jī)、電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)和電動機(jī)，從而在催化劑 劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī)條件時，在無載荷情況下 驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)并確保從內(nèi)燃機(jī)向驅(qū)動軸輸出與由驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊所設(shè) 定的驅(qū)動動力需求相等的動力，所述催化劑劣化檢測時間是根據(jù)氧濃度測 量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制催化劑的劣化檢測的時間。
本發(fā)明的第二控制方法控制內(nèi)燃機(jī)、電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)和電 動機(jī)，從而在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī)條件 時，在無載荷情況下驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)并確保從內(nèi)燃機(jī)向驅(qū)動軸輸出與由驅(qū)動動 力需求設(shè)定模塊所設(shè)定的驅(qū)動動力需求相等的動力，所述催化劑劣化檢測 時間是根據(jù)氧濃度測量單元的輸出變化來執(zhí)行對排放物控制催化劑的劣化 檢測的時間。與在催化劑劣化檢測時間期間響應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)自動停機(jī)條件的 滿足而自動停止發(fā)動機(jī)操作的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本發(fā)明的這種驅(qū)動控制 有利地加速了排放物控制催化劑的劣化檢測。與在催化劑劣化檢測時間期
間不管內(nèi)燃機(jī)的自動停機(jī)條件是否滿足都在載荷下驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)的傳統(tǒng)驅(qū)動 控制相比，本發(fā)明的這種控制還有效地防止了操作者感到不適，并保護(hù)了 蓄電池單元免于過度充電。因此，本發(fā)明的第二控制方法有利地能夠?qū)Υ?化劑劣化進(jìn)行高速檢測，同時防止了催化劑劣化檢測過程中操作者感到不 適并保護(hù)了蓄電池單元免于過度充電。本發(fā)明的第二控制方法還可以額外 具有實(shí)現(xiàn)上述第二動力輸出設(shè)備的應(yīng)用和設(shè)置中任一種所用的步驟。


圖1示意性圖示了本發(fā)明一種實(shí)施例中配備有動力輸出設(shè)備的混合動 力車輛的構(gòu)造；
圖2示意性示出了該實(shí)施例的混合動力車輛上安裝的發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)； 圖3的流程圖示出了由該實(shí)施例的混合動力車輛上安裝的混合動力電
子控制單元執(zhí)行的驅(qū)動控制例程；
圖4示出了輸入限制Win和輸出限制Wout隨著電池的電池溫度Tb的
變化；
圖5示出了輸入限制校正因子和輸出限制校正因子隨著電池的充電狀 態(tài)SOC的變化；
圖6示出了轉(zhuǎn)矩需求設(shè)定對照圖的一種示例；
圖7示出了對目標(biāo)轉(zhuǎn)速N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^進(jìn)行設(shè)定的發(fā)動機(jī)的有效 操作曲線；
圖8的列線圖示出了本實(shí)施例的混合動力車輛中包含的動力分配集成
機(jī)構(gòu)的各個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速動態(tài)特性；
圖9的流程圖示出了由本實(shí)施例的混合動力車輛上安裝的發(fā)動機(jī)ECU
執(zhí)行的催化劑劣化檢測例程；
圖IO是用于空燃比反饋控制的信號的時序圖11示出了劣化檢測基準(zhǔn)值設(shè)定對照圖的一種示例；
圖12是圖9的催化劑劣化檢測例程中應(yīng)用的劣化檢測計(jì)數(shù)器CT的時
序圖13示意性圖示了一種變更示例中另一種混合動力車輛的構(gòu)造；
圖14示意性圖示了另一種變更示例中再一種混合動力車輛的構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式
下面將參考

實(shí)施本發(fā)明的一種模式，作為一種優(yōu)選實(shí)施例。 圖1示意性圖示了本發(fā)明一種實(shí)施例中裝有動力輸出設(shè)備的混合動力
車輛20的構(gòu)造。如圖所示，本實(shí)施例的混合動力車輛20包括發(fā)動機(jī) 22;三軸式動力分配集成機(jī)構(gòu)30，其通過阻尼器28連接到曲軸26 (即發(fā) 動機(jī)22的輸出軸)；電動機(jī)MG1，其連接到動力分配集成機(jī)構(gòu)30并具有 動力分配能力；減速齒輪35，其附裝到齒圈軸32a (即與動力分配集成機(jī) 構(gòu)30相連的驅(qū)動軸)；電動機(jī)MG2，其連接到減速齒輪35;以及混合動 力電子控制單元70，其對混合動力車輛20上整個動力輸出設(shè)備的工作進(jìn) 行控制。
發(fā)動機(jī)22是消耗碳?xì)浠衔锶剂?例如汽油或輕油)以輸出動力的 內(nèi)燃機(jī)。如圖2所示，由空氣濾清器122過濾并經(jīng)過節(jié)氣門124吸入的空 氣與從燃料噴射閥126噴射的霧化燃料混合成空氣燃料混合物?？諝馊剂?混合物通過進(jìn)氣門128被引入燃燒室中。被引入的空氣燃料混合物被火花 塞130造成的火花點(diǎn)火以爆炸性燃燒。燃燒能量造成活塞132的往復(fù)運(yùn)動 被轉(zhuǎn)化成曲軸26的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。來自發(fā)動機(jī)22的排氣經(jīng)過排放物控制催化 劑134，將排氣中包括的有毒成分(即一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?(HC)和氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化成無害成分，并被排放到外部空氣?？杖?比傳感器160設(shè)在排放物控制催化劑134的上游?？杖急葌鞲衅?60具有 大體上根據(jù)發(fā)動機(jī)22中消耗的空氣燃料混合物的空燃比而線性改變的輸 出電壓。氧傳感器162設(shè)在排放物控制催化劑134的下游。氧傳感器162 是氧濃度單元，并具有根據(jù)經(jīng)過排放物控制催化劑134傳輸?shù)呐艢庵兴?括的氧濃度而劇烈改變的輸出電壓。
發(fā)動機(jī)22處于發(fā)動機(jī)電子控制單元24 (下文中稱為發(fā)動機(jī)ECU 24) 的控制之下。發(fā)動機(jī)ECU 24被構(gòu)造為微處理器，該微處理器包括CPU 24a、儲存了處理程序的ROM 24b、臨時儲存數(shù)據(jù)的RAM 24c、輸入輸出 端口 (未示出)以及通信端口 (未示出)。發(fā)動機(jī)ECU24經(jīng)過其輸入端
口接收來自各個傳感器的信號，這些傳感器測量及檢測發(fā)動機(jī)22的狀 況。輸入發(fā)動機(jī)ECU 24的信號包括來自曲軸位置傳感器140的曲軸位 置，被以曲軸26的旋轉(zhuǎn)位置的形式檢測；來自冷卻水溫度傳感142的冷 卻水溫度，被以發(fā)動機(jī)22中冷卻水的溫度形式測量；來自壓力傳感器143 的缸內(nèi)壓力Pin，壓力傳感器143位于燃燒室內(nèi)側(cè)；來自凸輪位置傳感器 144的凸輪位置，被以凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置形式檢測，所述凸輪軸被驅(qū)動以 開啟和關(guān)閉進(jìn)氣門128和排氣門以將氣體吸入和排出燃燒室；來自節(jié)氣門 位置傳感器146的節(jié)氣門位置，被以節(jié)氣門124的開度或位置的形式檢 測。輸入信號還包括空氣流量計(jì)信號，來自附裝到進(jìn)氣導(dǎo)管的空氣流量 計(jì)148;進(jìn)氣溫度，來自附裝到進(jìn)氣導(dǎo)管的溫度傳感器149;來自空燃比
傳感器160的輸出電壓，空燃比傳感器160設(shè)在排放物控制催化劑134的 上游;來自氧傳感器162的輸出電壓，氧傳感器162設(shè)在排放物控制催化 劑134的下游；催化劑床溫，來自安裝在排放物控制催化劑134上的溫度 傳感器135。發(fā)動機(jī)ECU 24經(jīng)過其輸出端口輸出各種控制信號和驅(qū)動信 號來驅(qū)動和控制發(fā)動機(jī)32,這些信號例如給燃料噴射閥126的驅(qū)動信 號、給用于對節(jié)氣門124的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)的節(jié)氣門電動機(jī)136的驅(qū)動信 號、給集成有點(diǎn)火器的點(diǎn)火線圈138的控制信號、以及給可變閥正時機(jī)構(gòu) 150以使進(jìn)氣門128的開啟和關(guān)閉正時改變的控制信號。發(fā)動機(jī)ECU 24與 混合動力電子控制單元70通信。發(fā)動機(jī)ECU 24從混合動力電子控制單元 70接收控制信號以驅(qū)動和控制發(fā)動機(jī)22，并根據(jù)需要向混合動力電子控 制單元70輸出與發(fā)動機(jī)22的驅(qū)動狀況有關(guān)的數(shù)據(jù)。
動力分配集成機(jī)構(gòu)IO包括太陽輪31，作為外齒輪；齒圈32，作為 與太陽輪31同心地布置的內(nèi)齒輪；多個小齒輪33，與太陽輪31和齒圈 32嚙合；以及行星架34，保持多個小齒輪33以使之既能公轉(zhuǎn)也能繞其軸 線自轉(zhuǎn)。動力分配集成機(jī)構(gòu)10這樣構(gòu)造成行星齒輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括太 陽輪31、齒圈32和行星架34作為差動運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)元件。動力分配集成機(jī) 構(gòu)的行星架34、太陽輪31和齒圈32分別連接到發(fā)動機(jī)22的曲軸26、連 接到電動機(jī)MG1以及通過齒圈軸32連接到減速齒輪35。在電動機(jī)MG1 用作發(fā)電機(jī)時，經(jīng)過齒圈23輸入的發(fā)動機(jī)22的動力被對應(yīng)于太陽輪31和
齒圈23的齒輪比而分配到這二者。另一方面，在電動機(jī)MG1用作電動機(jī) 時，經(jīng)過行星架34輸入的發(fā)動機(jī)22的動力與經(jīng)過太陽輪31輸入的電動機(jī) MG1的動力進(jìn)行集成并輸出到齒圈32。輸出到齒圈32的動力從齒圈軸 32a經(jīng)過齒輪機(jī)構(gòu)60和差動齒輪62傳遞，并最終輸出到混合動力車輛20 的驅(qū)動輪63a和63b。
電動機(jī)MG1和MG2被構(gòu)造成公知的同步電動發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)既 可以用作電動機(jī)也可以用作發(fā)電機(jī)。電動機(jī)MG1和MG2經(jīng)過逆變器41 和42向電池50傳遞電能和從電池50傳遞電能。將電池50與逆變器41和 42相連的電源線54構(gòu)造成由逆變器41和42共用的公共正總線(bus)和 負(fù)總線。這種連接使得由電動機(jī)MG1和MG2之一產(chǎn)生的電能能夠被另一 電動機(jī)MG2或MG1消耗。電池50可以這樣由電動機(jī)MG1和MG2中任 一者產(chǎn)生的過剩電能進(jìn)行充電，同時被放電以補(bǔ)充不足的電能。在電動機(jī) MG1和MG2之間的電能輸入和輸出平衡時，電池50既不被充電也不被放 電。電動機(jī)MG1和MG2都由電動機(jī)電子控制單元40 (下文中稱為電動機(jī) ECU 40)驅(qū)動和控制。電動機(jī)ECU 40輸入用于驅(qū)動和控制電動機(jī)MG1 和MG2所需的信號，例如來自旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43和44的表示電動 機(jī)MG1和MG2中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的信號以及來自電流傳感器(未示出)的 表示要向電動機(jī)MG1和MG2施加的相電流的信號。電動機(jī)ECU 40向逆 變器41和42輸出開關(guān)控制信號。電動機(jī)ECU 40與混合動力電子控制單 元70建立通信，以響應(yīng)于從混合動力電子控制單元70接收的控制信號來 驅(qū)動和控制電動機(jī)MG1和MG2，同時根據(jù)需要向混合動力電子控制單元 70輸出與電動機(jī)MG1和MG2的驅(qū)動狀況有關(guān)的數(shù)據(jù)。
電池50處于電池電子控制單元52 (下文中稱為電池ECU 52)的控制 和管理之下。電池ECU 52輸入用于對電池50進(jìn)行管理和控制所需的信 號，例如來自電壓傳感器(未示出)的端子間電壓，所述電壓傳感器位 于電池50的端子之間；來自電流傳感器(未示出)的充電放電電流，所 述電流傳感器位于與電池50的輸出端子相連的電源線54中；以及來自溫 度傳感器51的電池溫度Tb，溫度傳感器51附裝到電池50。電池ECU 52 通過通信，根據(jù)需要向混合動力電子控制單元70輸出與電池50的工作狀
況有關(guān)的數(shù)據(jù)。為了對電池50進(jìn)行管理和控制，電池ECU52根據(jù)由電流 傳感器測得的充電一放電電流的積分，來計(jì)算電池50的剩余充電水平或 當(dāng)前充電狀態(tài)(SOC)。
混合動力電子控制單元70構(gòu)造成微處理器，該微處理器包括CPU 72、儲存處理程序的ROM 74、臨時儲存數(shù)據(jù)的RAM 76、輸入和輸出端 口 (未示出)、以及通信端口 (未示出)。混合動力電子控制單元70經(jīng) 過其輸入端口接收來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號、來自換檔位置傳感器82 的換檔位置SP (即換檔桿81的當(dāng)前設(shè)定位置)、來自加速器踏板位置傳 感器84的加速器開度Acc (即駕駛員對加速器踏板83的下壓量)、來自 制動踏板位置傳感器86的制動踏板位置BP (即駕駛員對制動踏板85的下 壓量)、以及來自車輛速度傳感器88的車輛速度V?；旌蟿恿﹄娮涌刂?單元70經(jīng)過其通信端口與發(fā)動機(jī)ECU 24、電動機(jī)ECU 40和電池ECU 52 建立通信，從而如上所述從/向發(fā)動機(jī)ECU 24、電動機(jī)ECU 40和電池 ECU 52接收/發(fā)送各種控制信號和數(shù)據(jù)。
如上所述構(gòu)造的本實(shí)施例的混合動力車輛20根據(jù)車輛速度V和加速 器開度Acc (對應(yīng)于駕駛員對加速器踏板83的下壓量)，來設(shè)定要向齒圈 軸32 (即驅(qū)動軸)輸出的轉(zhuǎn)矩需求，并驅(qū)動和控制發(fā)動機(jī)22以及電動機(jī) MG1和MG2以確保向齒圈軸32a輸出與預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩需求相等的動力需求。 發(fā)動機(jī)22以及電動機(jī)MG1和MG2有多種驅(qū)動控制模式。在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換驅(qū) 動模式下，在發(fā)動機(jī)22被驅(qū)動和控制以輸出與動力需求對應(yīng)的所需動力 水平的同時，但電動機(jī)MG1和MG2被驅(qū)動和控制以使發(fā)動機(jī)22的全部 輸出動力受到動力分配集成機(jī)構(gòu)30及電動機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換以 輸出到齒圈軸32a。在充電一放電驅(qū)動模式下，發(fā)動機(jī)22被驅(qū)動和控制以 輸出與動力需求和用于對電池50進(jìn)行充電或從電池50進(jìn)行放電的電能之 和對應(yīng)的所需動力水平。電動機(jī)MG1和MG2被驅(qū)動和控制以使發(fā)動機(jī)22 的與對電池50進(jìn)行充電或放電的電能需求相等的全部或部分輸出動力受 到動力分配集成機(jī)構(gòu)30及電動機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換以輸出到齒圈 軸32a。在電動機(jī)驅(qū)動模式下，電動機(jī)MG2被驅(qū)動和控制以確保向齒圈軸 32a輸出與動力需求對應(yīng)的所需動力水平，而發(fā)動機(jī)22停止其工作。
這里的說明與具有本實(shí)施例中上述結(jié)構(gòu)的混合動力車輛20的工作有 關(guān)，特別是通過偶爾執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測進(jìn)行的一系列 操作控制。圖3的流程圖示出本實(shí)施例的混合動力車輛20中由混合動力 電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動控制例程。這種驅(qū)動控制例程以預(yù)設(shè)時間間 隔(例如每隔幾毫秒)重復(fù)地執(zhí)行。
在圖3的驅(qū)動控制例程中，混合動力電子控制單元70的CPU 72首先 輸入控制所需的各種數(shù)據(jù)，即來自車輛速度傳感器88的車輛速度V、電 動機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2、發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne、劣化檢測 執(zhí)行標(biāo)志Fdeg以及電池50的輸入限制Win和輸出限制Wont (步驟 S100)，其中劣化檢測執(zhí)行標(biāo)志表示執(zhí)行還是不執(zhí)行排放物控制催化劑 134的劣化檢測。發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne根據(jù)附裝到曲軸26的曲軸位置傳感 器140的輸出信號計(jì)算并通過通信從發(fā)動機(jī)ECU 24接收。劣化檢測執(zhí)行 標(biāo)志Fdeg在由發(fā)動機(jī)ECU 24執(zhí)行的催化劑劣化檢測例程(下文中說明) 中設(shè)定和復(fù)位成開啟和關(guān)閉，并通過通信從發(fā)動機(jī)ECU 24接收。電動機(jī) MG1和MG2的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2根據(jù)由旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43和44檢 測到的電動機(jī)MG1和MG2中各個轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置來計(jì)算，并通過通信從 電動機(jī)ECU 40接收。電池50的輸入限制Win和輸出限制Wout根據(jù)溫度 傳感器51測得的電池50的電池溫度Tb以及電池50的充電狀態(tài)SOC來設(shè) 定，并通過通信從電池ECU52接收。對電池50的輸入和輸出限制Win和 Wout進(jìn)行設(shè)定的具體例程設(shè)定與電池溫度Tb對應(yīng)的輸入限制Win和輸出 限制Wout的基礎(chǔ)值，確定與電池50的充電狀態(tài)SOC對應(yīng)的輸入限制校 正因子和輸出限制校正因子，并將輸入限制Win和輸出限制Wout的基礎(chǔ) 值乘以所確定的輸入限制校正因子和輸出限制校正因子來確定電池50的 輸入限制Win和輸出限制Wout。圖4示出了輸入限制Win和輸出限制 Wout隨電池溫度Tb的變化。圖5示出了輸入限制校正因子和輸出限制校 正因子隨電池50的充電狀態(tài)SOC的變化。
在數(shù)據(jù)輸入之后，CPU 72根據(jù)輸入的加速器開度Acc和輸入的車速 V，來設(shè)定要作為混合動力車輛20所需轉(zhuǎn)矩而向與驅(qū)動輪63a和63b相連 的齒圈軸32a (即驅(qū)動軸)輸出的轉(zhuǎn)矩需求T^以及要從發(fā)動機(jī)22輸出的
暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp (步驟S110)。本實(shí)施例中設(shè)定轉(zhuǎn)矩需求Tr*
的具體例程預(yù)先在ROM 74中以轉(zhuǎn)矩需求設(shè)定對照圖的形式儲存了轉(zhuǎn)矩需
求T^隨著加速器開度Acc和車輛速度V的變化，并從該轉(zhuǎn)矩需求設(shè)定對
照圖讀取與給定的加速器開度Acc和給定的車輛速度V對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩需求
Tr*。轉(zhuǎn)矩需求設(shè)定對照圖的一種示例如圖6所示。根據(jù)圖3的流程圖中步
驟S110所示，暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp被計(jì)算為驅(qū)動動力需求Pr、要
向電池50充電或從電池50放電的充電一放電動力需求Pb* (負(fù)值表示充
電，正值表示放電)、以及潛在損耗的總和，其中驅(qū)動動力需求Pr4皮給
定為轉(zhuǎn)矩需求T^與齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr的乘積。齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr
是通過將車輛速度V乘以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換因子k、或者將電動機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速
Nm2除以減速齒輪35的齒輪比Gr而獲得的。
然后，CPU 72參照輸入的劣化檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg來識別發(fā)動機(jī)ECU
24目前是否執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測(步驟S120)。在劣
化檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg等于0時，即在發(fā)動機(jī)ECU 24當(dāng)前并不執(zhí)行排放物
控制催化劑134的劣化檢測時(步驟S120:否)，暫定發(fā)動機(jī)動力需求
Petmp被設(shè)定為發(fā)動機(jī)動力需求Pe* (步驟S130)。隨后，將發(fā)動機(jī)動力 需求p^與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref進(jìn)行比較(步驟SM0)?；鶞?zhǔn)動力Pref是用
于判定要在載荷下驅(qū)動發(fā)動機(jī)22還是要自動停止發(fā)動機(jī)22的判據(jù)。基準(zhǔn) 動力Pref被設(shè)定為與發(fā)動機(jī)22相對有效的工作范圍的動力下限接近。例 如，即使電池50的充電狀態(tài)(SOC)處于較為充足的水平的情況下響應(yīng)于 駕駛員對加速器踏板83的重度下壓、即使在駕駛員沒有下壓加速器踏板 83并且電池50的充電狀態(tài)(SOC)處于相對充足的水平的情況下響應(yīng)于 車輛速度V的顯著增大以使齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr增大、或者即使在車輛 速度V較低和齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr較低并且駕駛員沒有下壓加速器踏板 83的清下響應(yīng)于電池50的充電狀態(tài)(SOC)和充電一放電需求PW的設(shè) 定的下降以增大充電電能，發(fā)動機(jī)動力需求P^也增大到預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力 Pref或大于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref。
在發(fā)動機(jī)動力需求Pe^^不小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力ref時(步驟S140: 是)，CPU 72設(shè)定與發(fā)動機(jī)動力需求Pe+對應(yīng)的發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速
Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te* (步驟S240)。發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nef和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 T^是根據(jù)確保發(fā)動機(jī)22有效操作的有效操作線以及發(fā)動機(jī)動力需求Pe* 的曲線來確定的。圖7示出了發(fā)動機(jī)22的有效操作曲線來設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速 N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*。在圖7的曲線圖中，最佳燃料消耗的有效操作曲線 與以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩Te的乘積形式給出的恒定發(fā)動機(jī)動力需 求P^的曲線(實(shí)線)的交點(diǎn)處的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩被確定為目標(biāo) 轉(zhuǎn)速Ne^^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te氣
CPU72根據(jù)下面給出的式子(1)，從發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N^、齒 圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr (=Nm2/Gr)以及動力分配集成機(jī)構(gòu)30的齒輪比p來計(jì) 算電動機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nml*，同時根據(jù)下面給出的式子(2)，從計(jì) 算出的目標(biāo)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Nm"和電動機(jī)MG1的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nml來計(jì)算電動 機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令Tm"(步驟S250):
<formula>formula see original document page 19</formula>式子(1)是動力分配集成機(jī)構(gòu)30中包括的旋轉(zhuǎn)元件的動態(tài)關(guān)系式。 圖8是示出動力分配集成機(jī)構(gòu)30中包括的各個旋轉(zhuǎn)元件的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速動 態(tài)關(guān)系的列線圖。左邊的軸線"S"代表太陽輪31的轉(zhuǎn)速，它等于電動機(jī) MG1的轉(zhuǎn)速Nml。中間的軸線"C"代表行星架34的轉(zhuǎn)速，它等于發(fā)動 機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。右邊的軸線"R"代表齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr，它是通過將電 動機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2乘以減速齒輪35的齒輪比Gr而獲得的。式子
(1) 容易從圖8的列線圖引入。圖8中軸線"R"上兩個向上的粗箭頭分 別示出了在目標(biāo)轉(zhuǎn)速N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^的具體驅(qū)動點(diǎn)處當(dāng)從處于穩(wěn)態(tài)工 作的發(fā)動機(jī)22輸出轉(zhuǎn)矩T^時向齒圈軸32a傳遞的轉(zhuǎn)矩，以及在從電動機(jī) MG2輸出轉(zhuǎn)矩Tm2M寸經(jīng)過減速齒輪35向齒圈軸32a施加的轉(zhuǎn)矩。式子
(2) 是驅(qū)動電動機(jī)MG1并使之以目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nml"定轉(zhuǎn)的反饋控制的關(guān)系 式。在上述式子(2)中，右側(cè)第二項(xiàng)中的"kl"和第三項(xiàng)中的"k2"分 別代表比例項(xiàng)和積分項(xiàng)的增益。
在計(jì)算電動機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm"和轉(zhuǎn)矩命令Tm"之后，CPU 72 根據(jù)下面給出的式子(3)和(4)，來計(jì)算轉(zhuǎn)矩下限Tmin和轉(zhuǎn)矩上限
max,作為可以從電動機(jī)MG2輸出的最小和最大轉(zhuǎn)矩(步驟S260): Tmin = (Win — Tml * . Nml) / Nm2 (3 ) Tmax = (Wout — Tml * . Nml) / Nm2( 4 )
轉(zhuǎn)矩下限Tmin是通過用電池50的輸入限制Win與電動機(jī)MG1的功 率消耗(發(fā)電)之間的差除以電動機(jī)MG2的輸入當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm2而給出 的，所述功率消耗是電動機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令Tm"與輸入當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nml 的乘積。轉(zhuǎn)矩上限Tmax是通過用電池50的輸出限制Wout與電動機(jī)MG1 的耗電(發(fā)電)之間的差除以電動機(jī)MG2的輸入當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm2而給出 的。然后，CPU 72根據(jù)下面給出的式子(5)，由轉(zhuǎn)矩需求Tr*、電動機(jī) MG1的轉(zhuǎn)矩命令Tml*、動力分配集成機(jī)構(gòu)30的齒輪比p以及減速齒輪35 的齒輪比Gr，來計(jì)算要從電動機(jī)MG2輸出的暫定電動機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm2tmp (步驟S270):
Tm2tmp = (Tr* + Tml*/p)/Gr (5)
CPU 72將暫定電動機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm2tmp限制在所計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩下限Tmin 與轉(zhuǎn)矩上限Tmax之間的范圍，以設(shè)定電動機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2* (步 驟S280)。以此方式設(shè)定電動機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2"每要向齒圈軸32a 或驅(qū)動軸輸出的轉(zhuǎn)矩命令Tr1艮制在電池50的輸入限制Win與輸出限制 wout的范圍內(nèi)。式子(5)容易由圖8的列線圖得到。
在設(shè)定發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速N^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^以及電動機(jī)MG1和 MG2的轉(zhuǎn)矩命令TmP和了1112*之后，CPU 72向發(fā)動機(jī)ECU 24和發(fā)送發(fā) 動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne-和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*，并向電動機(jī)ECU 40發(fā)送電動機(jī) MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm"和Tm2* (步驟S290)，并從圖3的驅(qū)動 控制例程退出。發(fā)動機(jī)ECU 24接收目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne+和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩T^的設(shè) 定，并執(zhí)行發(fā)動機(jī)22的燃料噴射控制和點(diǎn)火控制，從而以所指定的目標(biāo) 轉(zhuǎn)速Ne"卩目標(biāo)轉(zhuǎn)矩丁6*的驅(qū)動點(diǎn)來驅(qū)動發(fā)動機(jī)22。電動機(jī)ECU 40接收 轉(zhuǎn)矩命令TmP和丁1112*的設(shè)定，并執(zhí)行各個逆變器41和42中包括的開關(guān) 元件的開關(guān)控制，從而以轉(zhuǎn)矩命令Tm"來驅(qū)動電動機(jī)MG1并以轉(zhuǎn)矩命令 Tm2s來驅(qū)動電動機(jī)MG2。
在發(fā)動機(jī)ECU 24當(dāng)前沒有執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測時
(S120:否)并且發(fā)動機(jī)動力需求Pe"j、于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref時(步驟 S140:否)，CPU 72將發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne^^和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩丁6*都設(shè)定 為0以停止發(fā)動機(jī)22的操作，并將電動機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令TmP設(shè)定為 0。隨后，CPU 72執(zhí)行上述步驟S270至S290的處理。在此狀態(tài)下，只用 電動機(jī)MG2的輸出動力來驅(qū)動混合動力車輛20，而發(fā)動機(jī)22停止其操 作。電動機(jī)MG1隨著電動機(jī)MG2怠速。
另一方面，在劣化檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg等于1時，即在發(fā)動機(jī)ECU 24 當(dāng)前執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測時，暫定發(fā)動機(jī)動力需求 Petmp被與預(yù)設(shè)載荷水平Pload進(jìn)行比較(步驟S160)。載荷水平Pload 代表足以執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測的發(fā)動機(jī)22的載荷量。 載荷水平Pload的一種示例示于圖7的曲線圖中。在暫定發(fā)動機(jī)動力需求 Petmp不小于預(yù)設(shè)載荷水平Pload時(步驟S160:否)，不需要增大暫定 發(fā)動機(jī)動力需求Petmp。因此，暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp被設(shè)定為發(fā)動 機(jī)動力需求Pe* (步驟S170)。隨后，CPU 72在從圖3的驅(qū)動控制例程 退出之前，執(zhí)行上述步驟S240至S290的處理，以設(shè)定發(fā)動機(jī)22的目標(biāo) 轉(zhuǎn)速Nef和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩丁6*以及電動機(jī)MG1禾H MG2的轉(zhuǎn)矩命令TmP和 Tm2*，并向有關(guān)的ECU (即發(fā)動機(jī)ECU 24和電動機(jī)ECU 40)發(fā)送這些 設(shè)定。
另一方面，在暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp小于預(yù)設(shè)載荷水平Pload時 (步驟S160:是)，CPU 72將暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp增大，并將增 大的暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp設(shè)定為增大的動力需求Peu (步驟 S180)。增大的動力需求Pen被設(shè)定為超過了執(zhí)行排放物控制催化劑134 的劣化檢測所需的發(fā)動機(jī)22的最小載荷。增大的動力需求Peu例如可以 通過將暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp乘以校正因子(>1)或給暫定發(fā)動機(jī)動 力需求Petmp加上預(yù)設(shè)量(>0)來確定。然后，CPU 72將增大的動力需 求Pen與警戒值進(jìn)行比較并將較小者設(shè)定為發(fā)動機(jī)動力需求Pe* (步驟 S190)，所述警戒值是通過從驅(qū)動動力需求Pr"咸去電池50的輸入限制 win而獲得的。電池50的輸入限制Win是負(fù)值。因此，越小的輸入限制 Win (即輸入限制Win越大的絕對值)表示電池50的可允許充電水平越
大。然后，發(fā)動機(jī)動力需求Pe^皮與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref進(jìn)行比較(步驟 S200)。在發(fā)動機(jī)動力需求Pef不小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref時(步驟S200: 是)，CPU 72在從3的驅(qū)動控制例程退出之前，執(zhí)行上述步驟S240至 S290的處理，以設(shè)定發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Neg和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tet以及電動 機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm"和Tm2*，并向有關(guān)的ECU (即發(fā)動機(jī) ECU 24和電動機(jī)ECU 40)發(fā)送這些設(shè)定。在由發(fā)動機(jī)ECU 24執(zhí)行排放 物控制催化劑134的劣化檢測過程中，這一系列控制使得當(dāng)增大暫定發(fā)動 機(jī)動力需求Petmp之后設(shè)定的發(fā)動機(jī)動力需求Pe4不小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力 Pref時，發(fā)動機(jī)22能夠被在載荷下驅(qū)動。這種控制提高了排放物控制催化 劑134的劣化檢測不間斷地持續(xù)的潛力。
另一方面，當(dāng)發(fā)動機(jī)動力需求Pe"j、于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref時(步驟 S200:否)，CPU 72將發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nef設(shè)定為預(yù)定怠速轉(zhuǎn)速 Nidl (例如800rpm或1000rpm)，并將電動機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩命令TmP設(shè) 定為0 (步驟S120)。然后，CPU 72與前述情況一樣在從圖3的驅(qū)動控 制例程退出之前，在步驟S270和S280設(shè)定電動機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩命令Tm2* 并向有關(guān)的ECU (即發(fā)動機(jī)ECU 24和電動機(jī)ECU 40)發(fā)送發(fā)動機(jī)22的 目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩丁6*的設(shè)定以及電動機(jī)MG1和MG2的轉(zhuǎn)矩命令 TmP和Tm2力(步驟S290)。發(fā)動機(jī)ECU 24接收目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nef和目標(biāo)轉(zhuǎn) 矩T^的設(shè)定并控制發(fā)動機(jī)22以怠速轉(zhuǎn)速Nidl被驅(qū)動。由于此時電動機(jī) MG1的轉(zhuǎn)矩命令Tm"等于0，所以發(fā)動機(jī)22被獨(dú)立驅(qū)動。在由發(fā)動機(jī) ECU 24執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測過程中，這一系列控制使 得即使發(fā)動機(jī)動力需求Pes不小于預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref，發(fā)動機(jī)22也能夠不 停機(jī)而是在無載荷情況下受到驅(qū)動。
下面將詳細(xì)說明排放物控制催化劑134的劣化檢測。圖9是示出由發(fā) 動機(jī)ECU 24的CPU 24a執(zhí)行的催化劑劣化檢測例程的流程圖。這種劣化 檢測例程以預(yù)設(shè)時間間隔(例如每隔幾毫秒)被重復(fù)執(zhí)行。
在催化劑劣化檢測例程中，發(fā)動機(jī)ECU 24的CPU 24a首先輸入排放 物控制催化劑134的劣化檢測所需的數(shù)據(jù)，S卩，來自曲軸位置傳感器140 的曲軸位置，來自空燃比傳感器160的輸出電壓，來自氧傳感器162的輸
出電壓，以及有關(guān)標(biāo)志的當(dāng)前設(shè)定情況(步驟S500) 。 CPU24a還由輸入 的曲軸位置以及輸入曲軸位置的時間間隔來計(jì)算發(fā)動機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。
在數(shù)據(jù)輸入之后，發(fā)動機(jī)ECU 24的CPU 24a識別劣化檢測完成標(biāo)志 Fend是否等于0 (步驟S510)。在混合動力車輛20上設(shè)置的系統(tǒng)激活開 關(guān)(未示出)的開通操作與斷開操作之間的時間周期內(nèi)，劣化檢測完成標(biāo) 志Fend在排放物控制催化劑134的劣化檢測未完成時被設(shè)定為0，并在排 放物控制催化劑134的劣化檢測完成時被設(shè)定為1。在步驟S510劣化檢測 完成標(biāo)志Fend等于1時，劣化檢測已經(jīng)完成。因此CPU 24a立即從圖9 的催化劑劣化檢測例程退出而不進(jìn)行進(jìn)一步處理。另一方面，在步驟S510 劣化檢測完成標(biāo)志Fend等于0時，劣化檢測尚未完成，而是繼續(xù)，因 此，CPU24a讀取劣化檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg的當(dāng)前設(shè)定，以識別排放物控制 催化劑134的劣化檢測是否正在處理中(步驟S520)。在劣化檢測執(zhí)行標(biāo) 志Fdeg的當(dāng)前設(shè)定等于0時，隨后對是否滿足劣化檢測條件進(jìn)行判定
(步驟S530)。在這種實(shí)施例中，劣化檢測條件是發(fā)動機(jī)22的暖機(jī)已經(jīng) 完成以及空燃比反饋控制正在處理中。在滿足劣化檢測條件時，劣化檢測 執(zhí)行標(biāo)志Fdeg被設(shè)定為等于1，這表示執(zhí)行劣化檢測(步驟S540)。在 步驟S540將劣化檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg設(shè)定為1之后或在步驟S520將劣化 檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg識別為1之后，CPU 24a識別是否從混合動力電子控制 單元70接收到怠速操作命令(步驟S550)。怠速操作命令表示通過將目 標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne^^設(shè)定為怠速轉(zhuǎn)速Nild并將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩丁6*設(shè)定為0而對于發(fā)動機(jī) 22的無載荷操作的無載荷操作命令。這些值是如前所述在圖3的驅(qū)動控制 例程中步驟S210設(shè)定的。在由發(fā)動機(jī)ECU 24執(zhí)行催化劑劣化檢測例程的 過程中，在圖3的驅(qū)動控制例程中判定為排放物控制催化劑134的劣化檢 測正在處理中。在這種狀態(tài)下，混合動力電子控制單元70發(fā)送發(fā)動機(jī)22 的無載荷操作命令或載荷操作命令。
在沒有從混合動力電子控制單元70接收到怠速操作命令的情況下， 即，在載荷操作命令的情況下，RAM 24b中設(shè)置的劣化檢測計(jì)數(shù)器CT的 值被加一 (步驟S560)。然后判定當(dāng)前時間是否是目標(biāo)空燃比改變正時
(步驟S580)。在當(dāng)前時間不是目標(biāo)空燃比改變正時的時候，CPU24a從
圖9的催化劑劣化檢測例程退出。另一方面，在當(dāng)前時間是目標(biāo)空燃比改
變正時的時候，CPU 24a測量目標(biāo)空燃比的改變與氧傳感器162的輸出實(shí) 際轉(zhuǎn)換之間的響應(yīng)延遲時間TL和TR (步驟S590)并計(jì)算測得響應(yīng)延遲 時間TL和TR的平均響應(yīng)延遲時間AVT (=(TL+TR)/2)(步驟S600)。 響應(yīng)于系統(tǒng)激活開關(guān)(未示出)的開通操作，劣化檢測計(jì)數(shù)器CT的值被 復(fù)位為0。
下面參照圖IO來說明響應(yīng)延遲時間TL和TR。圖IO是示出空燃比反 饋控制中發(fā)動機(jī)22的目標(biāo)空燃比隨時間的變化以及氧傳感器162的輸出 電壓隨時間的變化的時序圖。在排放物控制催化劑134的催化轉(zhuǎn)化之后的 經(jīng)處理排氣中剩余了未燃燒成分(例如碳?xì)浠衔锖鸵谎趸?時，使這 些未燃燒的成分在氧傳感器162的檢測電極附近燃燒。這降低了氧濃度， 因而氧傳感器162輸出高于指定電壓水平(例如0.45V)的電壓。相反， 在排放物控制催化劑134的催化轉(zhuǎn)化之后的經(jīng)處理排氣中未剩余未燃燒成 分時，在氧傳感器162的檢測電極附近，氧濃度保持較高。因而氧傳感器 162輸出不高于指定電壓水平的電壓。在所供應(yīng)的空氣燃料混合物較稀的 空燃比情況下，排放物控制催化劑134從排氣吸收氧。空燃比從稀向稠的 改變可能造成給排放物控制催化劑134引入包含較大量未燃燒成分的排 氣。所引入的排氣中所包括的未燃燒成分與排放物控制催化劑134中吸收 的氧一起燃燒。因此，由排放物控制催化劑134進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化之后的經(jīng)處 理排氣幾乎沒有未燃燒成分。在目標(biāo)空燃比從稀向稠改變時，氧傳感器 162的輸出電壓被保持在指定電壓水平(例如0.45V)或其之下，直到排 放物控制催化劑134中吸收的氧被消耗。只有在排放物控制催化劑134中 吸收的氧完全消耗之后，氧傳感器162的輸出電壓才超過指定電壓水平。 因此，從空燃比的改變至氧傳感器162的輸出電壓從稀到稠的實(shí)際改變存 在響應(yīng)延遲時間TR。另一方面，當(dāng)目標(biāo)空燃比從稠向稀改變時，氧傳感 器162的輸出電壓保持為高于指定電壓水平，直到可允許的最大量氧被吸 收到排放物控制催化劑134中。只有在可允許的最大量氧被吸收到排放物 控制催化劑134中之后，氧傳感器162的輸出電壓才降低到指定電壓水平 或其之下。因此，從空燃比的改變至氧傳感器162的輸出電壓從稠到稀的
實(shí)際改變存在響應(yīng)延遲時間TL。如本領(lǐng)域所知，排放物控制催化劑134 可允許吸收的氧的最大量隨著其劣化而逐漸減少。排放物控制催化劑134 的劣化縮短了響應(yīng)延遲時間TR和TL。因此根據(jù)測得的響應(yīng)延遲時間TR 和TL，可檢測排放物控制催化劑134的劣化程度。
在步驟S600計(jì)算了平均響應(yīng)延遲時間AVT之后，對劣化檢測計(jì)數(shù)器 CT的值是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè)基準(zhǔn)值CTC進(jìn)行判定(步驟S610)。在劣化檢 測計(jì)數(shù)器CT的值尚未達(dá)到預(yù)設(shè)基準(zhǔn)值CTC時，CPU 24a從圖9的催化劑 劣化檢測例程退出。另一方面，在劣化檢測計(jì)數(shù)器CT的值已經(jīng)達(dá)到預(yù)設(shè) 基準(zhǔn)值CTC時，CPU 24a對劣化檢測計(jì)數(shù)器CT從0至預(yù)設(shè)基準(zhǔn)值CTC的 變化時間期間中計(jì)算出的平均響應(yīng)延遲時間AVT進(jìn)行積分以計(jì)算積分響 應(yīng)時間TSUM (步驟S620)。然后與該時間期間中的目標(biāo)空燃比逆轉(zhuǎn)的頻 率對應(yīng)地設(shè)定劣化檢測基準(zhǔn)值Tdeg (步驟S630)。根據(jù)由實(shí)驗(yàn)或其他方 式確定的催化劑劣化檢測的精度與催化劑劣化檢測的時間器件的關(guān)系來將 基準(zhǔn)值CTC設(shè)定到確保了精確進(jìn)行劣化檢測的水平。圖ll示出了劣化檢 測基準(zhǔn)值設(shè)定對照圖的一種示例。目標(biāo)空燃比逆轉(zhuǎn)頻率越高，圖11的對 照圖就設(shè)定越大的劣化檢測基準(zhǔn)值Tdeg。在設(shè)定劣化檢測基準(zhǔn)值Tdeg之 后，將積分延遲時間TSUM與劣化檢測基準(zhǔn)值Tdeg進(jìn)行比較(步驟 S640)。當(dāng)積分延遲時間TSUM達(dá)到或超過了劣化檢測基準(zhǔn)值Tdeg時， 排放物控制催化劑134的劣化被識別為處于可允許范圍內(nèi)。這樣，在此狀 態(tài)下不給出催化劑劣化的警告。當(dāng)積分延遲時間TSUM小于劣化檢測基準(zhǔn) 值Tdeg時，排放物控制催化劑134的劣化被識別為處于可允許范圍之 外。因此在此狀態(tài)下，例如通過點(diǎn)亮警告燈(未示出)的方式來給出催化 劑劣化的警告(步驟S650) 。 CPU 24a將劣化檢測完成標(biāo)志Fend設(shè)定為1 并將劣化檢測執(zhí)行標(biāo)志Fdeg設(shè)定為0 (步驟S660)，并終止圖9的催化 劑劣化檢測例程。
在執(zhí)行劣化檢測過程中從混合動力控制單元70接收到怠速操作命令 的情況下，在步驟S550給出肯定的結(jié)果。然后，不增大劣化檢測計(jì)數(shù)器 CT的值而是使之保持不變(步驟S570)。然后終止催化劑劣化檢測例 程。在發(fā)動機(jī)22的怠速操作或無載荷操作狀態(tài)下，排放物控制催化劑134
中吸收的氧量沒有顯著改變。因此不管是否執(zhí)行劣化檢測，都不增大劣化 檢測計(jì)數(shù)器CT的值，而是使之保持不變。
再參照圖3的驅(qū)動控制例程，比預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力Pref小的發(fā)動機(jī)動力需 求P^表示滿足用于使發(fā)動機(jī)22的操作停止的自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件。在執(zhí) 行排放物控制催化劑134的劣化檢測過程中滿足了自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件的 情況下，本實(shí)施例的混合動力電子控制單元70向發(fā)動機(jī)ECU 24發(fā)送怠速 操作命令，不使發(fā)動機(jī)22的操作停止，而是在無載荷或怠速情況下驅(qū)動 發(fā)動機(jī)22。在執(zhí)行排放物控制催化劑134的劣化檢測過程中滿足了自動發(fā) 動機(jī)停機(jī)條件的情況下，可以向發(fā)動機(jī)ECU 24發(fā)送發(fā)動機(jī)停機(jī)命令以停 止發(fā)動機(jī)22的操作。參照圖12的曲線圖來說明在此狀態(tài)下發(fā)動機(jī)怠速操 作的優(yōu)點(diǎn)，圖12示出了劣化檢測計(jì)數(shù)器CT的值隨時間的變化。在滿足了 自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件時輸出無載荷操作命令的情況下，即使在隨后響應(yīng)于 不滿足自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件而使發(fā)動機(jī)操作模式轉(zhuǎn)換到發(fā)動機(jī)22的載荷 操作之后，空燃比傳感器160以及氧傳感器162的輸出也是穩(wěn)定的。但 是，在滿足自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件時輸出發(fā)動機(jī)停機(jī)命令的情況下，響應(yīng)于 隨后不滿足自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件，需要一定的時間長度來重新起動發(fā)動機(jī) 22。發(fā)動機(jī)22的重新起動和載荷操作造成了空燃比傳感器160和氧傳感 器162有一段時間輸出不穩(wěn)定。只有在輸出不穩(wěn)定的時間經(jīng)過之后才允許 劣化檢測計(jì)數(shù)器CT的值增大。這不利地加長了催化劑劣化檢測所需的時 間。
在上述混合動力車輛20中，與在執(zhí)行催化劑劣化檢測過程中響應(yīng)于 自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件的滿足而自動地停止發(fā)動機(jī)操作的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相 比，本實(shí)施例的驅(qū)動控制有利地加速了排放物控制催化劑134的劣化檢 測。與在執(zhí)行催化劑劣化檢測過程中不管是否滿足自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件都 在載荷條件下驅(qū)動發(fā)動機(jī)的傳統(tǒng)驅(qū)動控制相比，本實(shí)施例的驅(qū)動控制還有 利地防止了駕駛員感到不適并且不必?fù)?dān)心電池50的過度充電。本實(shí)施例 的驅(qū)動控制可以通過將暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp設(shè)定為發(fā)動機(jī)22的發(fā) 動機(jī)動力需求Pe^^來設(shè)定增大的動力需求Peu。這增大了排氣經(jīng)過排放物 控制催化劑134的流動并因而進(jìn)一步加速了催化劑劣化的檢測。在暫定發(fā)
動機(jī)動力需求Petmp增大到預(yù)設(shè)載荷水平Pload或更高的時候，用于催化 劑劣化檢測的足夠排氣流已經(jīng)經(jīng)過了排放物控制催化劑134。因此不使暫 定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp增大而是使之保持不變。這不會不必要地增加發(fā) 動機(jī)22的載荷，并防止了燃料消耗變差。在電池50的可充電范圍內(nèi)，通 過考慮電池50的輸入限制Win來增大暫定發(fā)動機(jī)動力需求Petmp。這進(jìn) 一步降低了對電池50過度充電的擔(dān)心。
本實(shí)施例的發(fā)動機(jī)22、排放物控制催化劑134以及氧傳感器162分別 對應(yīng)于本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)、排放物控制催化劑以及氧濃度測量單元。動力分 配集成機(jī)構(gòu)30和電動機(jī)MG1的組合相當(dāng)于本發(fā)明的電能一機(jī)械能輸入輸 出機(jī)構(gòu)。本實(shí)施例的電動機(jī)MG2和電池50分別對應(yīng)于本發(fā)明的電動機(jī)和 蓄電池單元。本實(shí)施例的混合動力電子控制單元70、發(fā)動機(jī)ECY24和電 動機(jī)ECU 40實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊和控制模塊的功能。電 池ECU 52實(shí)現(xiàn)可充電范圍檢測模塊的功能。上述實(shí)施例描述了混合動力 車輛20的操作來闡述本發(fā)明的動力輸出設(shè)備以及動力輸出設(shè)備的控制方 法。
上述實(shí)施例在任何方面都應(yīng)認(rèn)為是示意性而非限制性的。在不脫離本 發(fā)明主要特征的范圍或精神的情況下可以存在多種改動、變化和替換形 式。
本實(shí)施例的催化劑劣化檢測處理利用了排放物控制催化劑134的劣化 程度與氧吸收能力之間的關(guān)系。也可以給催化劑劣化的檢測采用另外的技
術(shù)。例如，催化劑劣化檢測可以基于催化劑劣化程度與催化劑活性起始溫 度之間的關(guān)系。如日本專利公開公報No.Hl 1-229854中所述，具體的過程 對氧傳感器的輸出特性的Z曲線改變(氧傳感器的輸出跨過理論空燃比的 急劇改變)的時間點(diǎn)進(jìn)行檢測，并將所檢測到的時間點(diǎn)的催化劑溫度設(shè)定 為催化劑活性起始溫度。比預(yù)設(shè)水平高的催化劑活性起始溫度被識別為催 化劑的劣化。這種過程可望具有與本實(shí)施例的催化劑劣化檢測處理類似的 效果。
本實(shí)施例的催化劑劣化檢測處理基于劣化檢測計(jì)數(shù)器CT從0至預(yù)設(shè) 基準(zhǔn)值CTC變化的時間期間中目標(biāo)空燃比逆轉(zhuǎn)的頻率來設(shè)定劣化檢測基準(zhǔn)
值Tdeg。 一種變更的過程可以對目標(biāo)空燃比逆轉(zhuǎn)頻率增大到預(yù)定值之前的 平均響應(yīng)延遲時間AVT進(jìn)行積分以計(jì)算積分延遲時間TSUM，并將積分 延遲時間TSUM與固定的劣化檢測基準(zhǔn)值Tdeg進(jìn)行比較來檢測催化劑劣 化。這種變更形式確保了與本實(shí)施例類似的效果。這種變更過程不需要劣 化檢測計(jì)數(shù)器CT。
本實(shí)施例的動力輸出設(shè)備具有可充放電的二次電池50作為蓄電池單 元。但是，二次電池并非必要的，也可以由等同的裝置(例如電容器)來 代替，以施加與本實(shí)施例類似的效果。
在上述實(shí)施例的混合動力車輛20中，電動機(jī)MG2的動力經(jīng)受減速齒 輪35的齒輪改變，并被輸出到齒圈軸32a。但是本發(fā)明的技術(shù)不限于這種 構(gòu)造，而是可以應(yīng)用到圖13所示變更構(gòu)造的另一種混合動力車輛120 中。在圖13的混合動力車輛120中，電動機(jī)MG2的輸出動力被連接到另 一車軸(與車輪64a和64b連接的車軸)，該車軸并非與齒圈軸32a相連 的車軸(連接到驅(qū)動輪63a和63b的車軸)。
在本實(shí)施例的混合動力車輛20中，發(fā)動機(jī)22的動力經(jīng)過動力分配集 成機(jī)構(gòu)30傳送并被輸出到與驅(qū)動輪63a和63b相連的齒圈軸32a或驅(qū)動 軸。本發(fā)明的原理也適用于圖14所示另一種變更構(gòu)造的混合動力車輛 220，該車輛裝有對轉(zhuǎn)子(pair-rotor)電動機(jī)230。對轉(zhuǎn)子電動機(jī)230包括 內(nèi)轉(zhuǎn)子232和外轉(zhuǎn)子234，內(nèi)轉(zhuǎn)子232連接到發(fā)動機(jī)22的曲軸26，外轉(zhuǎn)子 234連接到用于向驅(qū)動輪63a和63b輸出動力的驅(qū)動軸。對轉(zhuǎn)子電動機(jī)230 將發(fā)動機(jī)22的部分輸出動力傳送到驅(qū)動軸，而將其余的發(fā)動機(jī)輸出動力 轉(zhuǎn)換成電能。
上述實(shí)施例涉及將本發(fā)明應(yīng)用于混合動力車輛20。本發(fā)明的技術(shù)適用 于具有發(fā)動機(jī)自動停機(jī)和發(fā)動機(jī)自動重新起動功能的任何車輛，例如具有 怠速停機(jī)功能的機(jī)動車輛。本發(fā)明要求2006年2月14日提交的日本專利 申請No.2006-36464的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容通過引用而包含在本申請 中。
工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)選地應(yīng)用于與機(jī)動車輛有關(guān)的產(chǎn)業(yè)，包括載客車輛、 公共汽車和商用車輛，以及與運(yùn)輸車輛有關(guān)的產(chǎn)業(yè)，包括火車車廂、船艇 和飛行器。
權(quán)利要求
1. 一種向驅(qū)動軸輸出動力的動力輸出設(shè)備，所述動力輸出設(shè)備包括內(nèi)燃機(jī)，其具有連接到所述驅(qū)動軸的輸出軸；排放物控制催化劑，其通過催化轉(zhuǎn)換對來自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理；氧濃度測量單元，其設(shè)在所述排放物控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由所述排放物控制催化劑進(jìn)行催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的所述排氣中的氧濃度變化而變化的輸出；以及控制模塊，其在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足所述內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī)條件時，將所述內(nèi)燃機(jī)控制成在無載荷情況下被驅(qū)動，所述催化劑劣化檢測時間是根據(jù)所述氧濃度測量單元的所述輸出變化來執(zhí)行對所述排放物控制催化劑的劣化檢測的時間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出設(shè)備，其中，所述控制模塊在所述 催化劑劣化檢測時間期間使所述內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求比除了所述催化劑 劣化檢測時間之外的其余時間期間的動力需求增大，并控制所述內(nèi)燃機(jī)輸 出與經(jīng)過所述增大的動力需求相等的動力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力輸出設(shè)備，其中，在所述動力需求不小 于預(yù)設(shè)載荷水平時，所述控制模塊不增大所述內(nèi)燃機(jī)所需的所述動力需 求。
4. 一種向驅(qū)動軸輸出動力的動力輸出設(shè)備，所述動力輸出設(shè)備包括 內(nèi)燃機(jī)，其具有連接到所述驅(qū)動軸的輸出軸；排放物控制催化劑，其通過催化轉(zhuǎn)換對來自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理；氧濃度測量單元，其設(shè)在所述排放物控制催化劑的下游，并具有隨著 包含在由所述排放物控制催化劑進(jìn)行催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的所述排氣中 的氧濃度變化而變化的輸出；電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)，其與所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出軸并與所述 驅(qū)動軸相連，并通過輸入和輸出電能和機(jī)械能來向所述驅(qū)動軸輸出所述內(nèi) 燃機(jī)的至少部分輸出動力；電動機(jī)，其從所述驅(qū)動軸輸入動力和向所述驅(qū)動軸輸出動力； 蓄電池單元，其與所述電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)以及所述電動機(jī)互送電力；驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊，其設(shè)定要向所述驅(qū)動軸輸出的驅(qū)動動力需 求；以及控制模塊，其控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)和所 述電動機(jī)，從而在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足所述內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動 停機(jī)條件時，在無載荷情況下驅(qū)動所述內(nèi)燃機(jī)并確保從所述內(nèi)燃機(jī)向所述 驅(qū)動軸輸出與由所述驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊所設(shè)定的所述驅(qū)動動力需求相 等的動力，所述催化劑劣化檢測時間是根據(jù)所述氧濃度測量單元的所述輸 出變化來執(zhí)行對所述排放物控制催化劑的劣化檢測的時間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的動力輸出設(shè)備，其中，所述控制模塊在所述 催化劑劣化檢測時間期間使所述內(nèi)燃機(jī)所需的動力需求比除了所述催化劑 劣化檢測時間之外的其余時間期間的動力需求增大，并控制所述內(nèi)燃機(jī)、 所述電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動機(jī)以確保從所述內(nèi)燃機(jī)輸出與 增大后的所述動力需求相等的動力。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力輸出設(shè)備，其中，在所述動力需求不小 于預(yù)設(shè)載荷水平時，所述控制模塊不增大所述內(nèi)燃機(jī)所需的所述動力需 求。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的動力輸出設(shè)備，所述動力輸出 設(shè)備還包括可充電范圍檢測模塊，其檢測所述蓄電池單元的可充電范圍， 其中，所述控制模塊將所述內(nèi)燃機(jī)所需的所述動力需求的增大水平設(shè) 定在檢測得到的所述蓄電池單元的所述可充電范圍中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4至7中任一項(xiàng)所述的動力輸出設(shè)備，其中，所述電 能 一 機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)包括三軸式動力輸入輸出模塊，其連接到三根軸，即所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸 出軸、所述驅(qū)動軸、以及旋轉(zhuǎn)軸，并根據(jù)從所述三根軸中任意兩根軸輸入 的動力和向所述三根軸中任意兩根軸輸出的動力來從其余一根軸輸入動力和向其余一根軸輸出動力；以及發(fā)電機(jī)，其從所述旋轉(zhuǎn)軸輸入動力和向所述旋轉(zhuǎn)軸輸出動力。
9. 一種車輛，其配備有根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的動力輸出 設(shè)備，并由連接到所述驅(qū)動軸的車軸驅(qū)動。
10. —種動力輸出設(shè)備的控制方法，所述動力輸出設(shè)備具有內(nèi)燃 機(jī)，其具有連接到驅(qū)動軸的輸出軸；排放物控制催化劑，其通過催化轉(zhuǎn)換 對來自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理；以及氧濃度測量單元，其設(shè)在所述排 放物控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由所述排放物控制催化劑進(jìn)行 催化轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的所述排氣中的氧濃度變化而變化的輸出，所述控制方法在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足所述內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自 動停機(jī)條件時，將所述內(nèi)燃機(jī)控制成在無載荷情況下被驅(qū)動，所述催化劑 劣化檢測時間是根據(jù)所述氧濃度測量單元的所述輸出變化來執(zhí)行對所述排 放物控制催化劑的劣化檢測的時間。
11. 一種動力輸出設(shè)備的控制方法，所述動力輸出設(shè)備具有內(nèi)燃 機(jī)，其具有連接到驅(qū)動軸的輸出軸；排放物控制催化劑，其通過催化轉(zhuǎn)換 對來自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣進(jìn)行處理；氧濃度測量單元，其設(shè)在所述排放物 控制催化劑的下游，并具有隨著包含在由所述排放物控制催化劑進(jìn)行催化 轉(zhuǎn)換之后的經(jīng)處理的所述排氣中的氧濃度變化而變化的輸出；電能一機(jī)械 能輸入輸出機(jī)構(gòu)，其與所述內(nèi)燃機(jī)的所述輸出軸并與所述驅(qū)動軸相連，并 通過輸入和輸出電能和機(jī)械能來向所述驅(qū)動軸輸出所述內(nèi)燃機(jī)的至少部分 輸出動力；電動機(jī)，其從所述驅(qū)動軸輸入動力和向所述驅(qū)動軸輸出動力； 以及蓄電池單元，其與所述電能一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)以及所述電動機(jī)互 送電力；所述控制方法包括下列步驟(a) 設(shè)定要向所述驅(qū)動軸輸出的驅(qū)動動力需求；并且(b) 控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電能 一機(jī)械能輸入輸出機(jī)構(gòu)和所述電動機(jī)， 從而在催化劑劣化檢測時間期間當(dāng)滿足所述內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定自動停機(jī)條件 時，在無載荷情況下驅(qū)動所述內(nèi)燃機(jī)并確保從所述內(nèi)燃機(jī)向所述驅(qū)動軸輸 出與由驅(qū)動動力需求設(shè)定模塊所設(shè)定的所述驅(qū)動動力需求相等的動力，所 述催化劑劣化檢測時間是根據(jù)所述氧濃度測量單元的所述輸出變化來執(zhí)行 對所述排放物控制催化劑的劣化檢測的時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及動力輸出設(shè)備、其控制方法及裝有動力輸出設(shè)備的車輛。本發(fā)明的動力輸出設(shè)備在根據(jù)設(shè)在排放物控制催化劑下游的氧傳感器的輸出變化來對排放物控制催化劑執(zhí)行劣化檢測的催化劑劣化檢測時間期間(步驟S120是)增大發(fā)動機(jī)所需的暫定發(fā)動機(jī)動力需求(Petmp)。增大暫定發(fā)動機(jī)動力需求(Petmp)所得的增大動力需求(Peu)與電池的可充電范圍上限之間較小者被設(shè)定為發(fā)動機(jī)的發(fā)動機(jī)動力需求(Pe^*)(步驟S190)。在發(fā)動機(jī)動力需求(Pe^*)降低到預(yù)設(shè)基準(zhǔn)動力(Pref)以下的自動發(fā)動機(jī)停機(jī)條件滿足時(步驟S200否)將發(fā)動機(jī)控制為在怠速下受到驅(qū)動(步驟S210)。
文檔編號F02D29/02GK101384447SQ20078000553
公開日2009年3月11日 申請日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者牟田浩一郎 申請人:豐田自動車株式會社