專利名稱：混合動力車及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合動力車及其控制方法，詳細地說涉及能夠通過來自內 燃機的動力和來自電動機的動力而行駛的混合動力車以及這樣的混合動力 車的控制方法，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝置，所述凈化裝置具 有用于凈化排氣的催化劑。
背景技術：
以往，作為這種混合動力車而提出了一種混合動力車，該混合動力車 包括發(fā)動機、與發(fā)動機的輸出軸和車軸側連接的行星齒輪機構、與該行 星齒輪機構連接的發(fā)電機、以及向車軸側輸出動力的馬達，并且該混合動 力車可在發(fā)動機停止運轉的狀態(tài)下只通過來自馬達的動力而行駛(例如， 參照專利文獻1)。在該車輛中，當為了電動機行駛而停止了發(fā)動機的運 轉時，通過發(fā)電機向發(fā)動機施加負載，抑制空氣排出到安裝在發(fā)動機的排 氣系統(tǒng)上的用于凈化排氣的催化轉化器，由此可以抑制催化轉化器內的催 化劑劣化。
專利文獻1:日本專利文獻特開2002-130001號公報。

發(fā)明內容
在上述混合動力車中，雖然也依賴于電動機行駛的持續(xù)時間，但是當 重新啟動發(fā)動機的運轉時，催化劑的溫度有時會下降。通常，為了充分發(fā) 揮用于凈化排氣的催化劑的功能，需要將催化劑設定在功能發(fā)揮溫度范圍 內，如果由于電動機行駛而催化劑的溫度小于功能發(fā)揮溫度范圍的下限溫 度，則在剛重新啟動發(fā)動機的運轉之后催化劑無法充分發(fā)揮其功能，從而 排放物會惡化。在此情況下，也可以考慮在催化劑的溫度達到功能發(fā)揮溫 度范圍內之前不向發(fā)動機施加負荷而進行催化劑暖機運轉，但這會導致用
7于輸出駕駛者要求的驅動力的功率不足，從而會顯著降低車輛的動力特性 (動特性)。
本發(fā)明的混合動力車及其控制方法的目的之一在于，即使在由于電動 行駛而導致催化劑的溫度下降時也可以抑制排放物惡化。另外，本發(fā)明的 混合動力車及其控制方法的目的之一在于，即使在由于電動行駛而導致催 化劑的溫度下降時也可以確保車輛的良好的動力特性。
為了達到上述至少一部分的目的，本發(fā)明的混合動力車及其控制方法 采用以下的手段。
本發(fā)明的第一混合動力車的要點如下可通過來自內燃機的動力和來 自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝置，所述凈 化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述混合動力車包括要求驅動力設 定單元，該要求驅動力設定單元設定行駛所要求的要求驅動力；目標功率 設定單元，該目標功率設定單元如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催 化劑的溫度下降了的催化劑溫度下降條件不成立，則基于所述設定的要求 驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，如果在所述內燃機運轉重 新啟動的時候所述催化劑溫度下降條件成立，則在預定的輸出限制下基于 所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，直到預定 的恢復條件成立，在所述預定的恢復條件成立以后，解除所述預定的輸出 限制，并基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功 率，其中所述內燃機運轉重新啟動的時候是指在于所述內燃機的運轉停止 的狀態(tài)下進行了通過來自所述電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟 動了所述內燃機的運轉的時候；控制單元，該控制單元當所述內燃機的運 轉處于停止時，控制所述內燃機和所述電動機，以使所述混合動力車在所 述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力來 行駛，當所述內燃機正在運轉時，控制所述內燃機和所述電動機，以從所 述內燃機輸出所述設定的目標功率，并使所述混合動力車通過基于所述設 定的要求驅動力的驅動力而行駛。
在上述本發(fā)明的第一混合動力車中，如果在內燃機停止了運轉的狀態(tài) 下進行了通過來自電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動內燃機運轉的內燃機運轉被重新啟動時，凈化裝置所具有的催化劑的溫度下降了的 催化劑溫度下降條件不成立(其中，凈化裝置被安裝在內燃機的排氣管 上)，則基于行駛所要求的要求驅動力來設定內燃機應輸出的目標功率， 并控制內燃機和電動機，以從內燃機輸出設定的目標功率，并且通過基于 設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，當催化劑處于能夠充分發(fā)揮其功 能的溫度時，排放物不會惡化，因此基于行駛所要求的要求驅動力來設定 內燃機應輸出的目標功率，并使內燃機輸出該目標功率。由此，能夠在不 導致排放物惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。如果在內燃機運轉被 重新啟動時催化劑溫度下降條件成立，則通過預定的輸出限制基于要求驅 動力來設定內燃機應輸出的目標功率直至預定的恢復條件成立，并控制內 燃機和電動機，以從內燃機輸出設定的目標功率，并且通過基于所設定的 要求驅動力的驅動力而行駛。即，如果催化劑的溫度低于能夠充分發(fā)揮其 功能的溫度，則排放物會惡化，因此通過預定的輸出限制來設定目標功 率，并從內燃機輸出該目標功率。由于通過強加預定的輸出限制來設定目 標功率并使內燃機運轉，因此與不強加輸出限制來設定目標功率并使內燃 機運轉的情況相比，能夠抑制排放物的惡化，并由于從內燃機輸出目標功 率，因此與僅使內燃機進行催化劑暖機運轉的情況相比，能夠改善車輛的 動力特性。另外，即使在內燃機運轉被重新啟動時催化劑溫度下降條件成 立時，也在預定的恢復條件成立以后，解除預定的輸出限制，并基于要求 驅動力來設定應從內燃機輸出的目標功率，并控制內燃機和電動機，以從 內燃機輸出目標功率，并且通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。 即，催化劑達到能夠充分發(fā)揮其功能的溫度以后，排放物不會惡化，因此 解除預定的輸出條件。由此能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良 好的動力特性。
上述本發(fā)明的第一混合動力車也可以采用以下的方式包括電動行駛 指示開關，該電動行駛指示開關配置在駕駛者的附近，用于指示所述電動 行駛，當在所述電動行駛指示開關被關斷的情況下所述內燃機運轉重新啟 動的時候，所述目標功率設定單元不管所述催化劑溫度下降條件是否成立 均基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率。即，如果在電動行駛指示開關被接通的狀態(tài)下內燃機運轉被重新啟動時催 化劑溫度下降條件成立，則僅在預定的恢復條件成立之前的期間內進行預 定的輸出限制來設定目標功率。當電動行駛指示開關被接通時，與電動行 駛指示開關被關斷時相比，電動行駛的持續(xù)時間變長，因此能夠通過上述 的情形更恰當?shù)貞獙Α?br> 另外，本發(fā)明的第一混合動力車也可以采用以下的方式所述預定的 輸出限制是具有所述催化劑的溫度越低就越嚴的傾向的限制。這是基于催 化劑的溫度越低排放物惡化就越嚴重的情況而得的。另外，也可以采用以 下的方式所述預定的輸出限制是具有在即將重新啟動所述內燃機的運轉 之前的所述電動行駛的持續(xù)時間越長就越嚴的傾向的限制。這是基于電動 行駛的持續(xù)時間越長催化劑溫度也越低的情況而得的。另外，也可以采用 以下的方式所述預定的輸出限制是對上限加以限制的限制。
另外，本發(fā)明的第一混合動力車也可以采用以下的方式所述催化劑 溫度下降條件是所述催化劑的溫度小于第一溫度的條件，所述預定的恢復 條件是所述催化劑的溫度成為比所述第一溫度高的第二溫度以上的條件。 這里，作為第一溫度，可使用催化劑能夠充分發(fā)揮其功能的下限的溫度或 其附近的溫度，作為第二溫度，可使用比第一溫度高出預定溫度、例如30
°C、 5(TC或70'C等溫度的溫度。
或者，本發(fā)明的第一混合動力車也可以采用以下的方式所述催化劑 溫度下降條件是所述電動行駛持續(xù)了第一時間以上的時間的條件，所述預 定的恢復條件是從重新啟動了所述內燃機的運轉的時候起經(jīng)過了第二時間 的條件或者行駛了預定距離的條件。這里，作為第一時間，可使用例如2
分鐘、3分鐘或5分鐘等各種時間。另外，作為第二時間，可使用例如1 分鐘或2分鐘等各種時間，作為預定距離，可使用lkm、 2km或5km等各
種距離。
另外，本發(fā)明的第一混合動力車也可以采用以下的方式包括電力動 力輸入輸出單元，該電力動力輸入輸出單元與連結在車軸上的驅動軸連 接，并且以可獨立于該驅動軸而旋轉的方式與所述內燃機的輸出軸連接， 該電力動力輸入輸出單元隨著電力和動力的輸入輸出而向所述驅動軸和所述內燃機輸入動力或者從所述驅動軸和所述內燃機輸出動力。在此情況 下，也可以采用以下的方式所述電力動力輸入輸出單元包括三軸式動力 輸入輸出單元和發(fā)電機，所述三軸式動力輸入輸出單元與所述驅動軸、所 述輸出軸以及第三軸這三個軸連接，并基于向所述三個軸中的任兩個軸輸 入的動力或從該兩個軸輸出的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動 力，所述發(fā)電機向所述第三軸輸入動力或從該第三軸輸出動力。
本發(fā)明的第二混合動力車的要點如下可通過來自內燃機的動力和來 自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝置，所述凈 化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述混合動力車包括要求驅動力設 定單元，該要求驅動力設定單元如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催 化劑的溫度下降了的催化劑溫度下降條件不成立，則使用預定的約束來設 定行駛所要求的要求驅動力，如果在所述內燃機運轉重新啟動的時候所述 催化劑溫度下降條件成立，則在預定的輸出限制下使用所述預定的約束來 設定所述要求驅動力，直到預定的恢復條件成立，在所述預定的恢復條件 成立以后，解除所述預定的輸出限制，并使用所述預定的約束來設定所述 要求驅動力，其中所述內燃機運轉重新啟動的時候是指在于所述內燃機的 運轉停止的狀態(tài)下進行了通過來自所述電動機的動力而行駛的電動行駛之 后重新啟動了所述內燃機的運轉的時候；控制單元，該控制單元控制所述 內燃機和所述電動機，以使所述混合動力車隨著所述內燃機的間歇運轉而 通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力來行駛。
在該本發(fā)明的第二混合動力車中，如果在內燃機停止了運轉的狀態(tài)下 進行了通過來自電動機的動力而行駛的電動行駛之后當重新啟動內燃機的 運轉的內燃機運轉被重新啟動時，凈化裝置具有的催化劑的溫度下降了的 催化劑溫度下降條件不成立(其中，凈化裝置被安裝在內燃機的排氣管 上)，則使用預定的約束條件來設定行駛所要求的要求驅動力，并控制內 燃機和電動機，以通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，當催 化劑處于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度時，由于排放物不會惡化，因此使用 預定的約束條件來設定行駛所要求的要求驅動力并進行控制，以便通過基 于該要求驅動力的驅動力來行駛。由此，能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。另外，如果在內燃機運轉被重新啟動時催化 劑溫度下降條件成立，則加以預定的輸出限制并使用預定的約束條件來設 定要求驅動力，直到預定的恢復條件成立，并控制內燃機和電動機，以便 通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，如果催化劑的溫度低于 能夠充分發(fā)揮其功能的溫度，則排放物會惡化，因此加以預定的輸出限制 來設定要求驅動力并進行控制，以便通過基于該要求驅動力的驅動力而行 駛。由于加以預定的輸出限制來設定要求驅動力，因此來自基于該要求驅 動力而運轉的內燃機的輸出也被限制，從而與不強加輸出限制來設定目標 驅動力并進行控制的情況相比，能夠抑制排放物的惡化。另外，雖然強加 輸出限制，但也基于要求驅動力來控制內燃機，因此與僅使內燃機進行催 化劑暖機運轉的情況相比，能夠改善車輛的動力特性。另外，即使在內燃 機運轉被重新啟動時催化劑溫度下降條件成立時，也在預定的恢復條件成 立以后，解除預定的輸出限制，并使用預定的約束條件來設定要求驅動 力，并控制內燃機和電動機，以便通過基于設定的要求驅動力的驅動力而 行駛。即，催化劑達到能夠充分發(fā)揮其功能的溫度以后，排放物不會惡 化，因此返回到通常時的控制。由此能夠在不導致排放物惡化的情況下確 保車輛良好的動力特性。
這樣的本發(fā)明的第二混合動力車也可以采用以下的方式包括電動行 駛指示開關，該電動行駛指示開關配置在駕駛者的附近，用于指示所述電 動行駛，當在所述電動行駛指示開關被關斷的情況下所述內燃機運轉重新 啟動的時候，所述目標功率設定單元不管所述催化劑溫度下降條件是否成 立均基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率。 即，如果在電動行駛指示開關被接通的狀態(tài)下內燃機運轉被重新啟動時催 化劑溫度下降條件成立，則僅在預定的恢復條件成立之前的期間內通過預 定的輸出限制來設定要求驅動力。當電動行駛指示開關被接通時，與電動 行駛指示開關被斷開時相比，電動行駛的持續(xù)時間變長，因此能夠通過上 述的情形更恰當?shù)貞獙Α?br> 另外，本發(fā)明的第二混合動力車也可以采用以下的方式所述預定的 輸出限制是具有所述催化劑的溫度越低就越嚴的傾向的限制。這是基于催化劑的溫度越低排放物惡化就越嚴重的情況而得的。另外，也可以采用以 下的方式所述預定的輸出限制是具有在即將重新啟動所述內燃機的運轉 之前的所述電動行駛的持續(xù)時間越長就越嚴的傾向的限制。這是基于電動 行駛的持續(xù)時間越長催化劑溫度就越低的情況而得的。另外，也可以采用 以下的方式所述預定的輸出限制是對上限加以限制的限制。
另外，本發(fā)明的第二混合動力車也可以采用以下的方式所述催化劑 溫度下降條件是所述催化劑的溫度小于第一溫度的條件，所述預定的恢復 條件是所述催化劑的溫度成為比所述第一溫度高的第二溫度以上的條件。 這里，作為第一溫度，可使用催化劑能夠充分發(fā)揮其功能的下限的溫度或 其附近的溫度，作為第二溫度，可使用比第一溫度高出預定溫度、例如30
°C、 5(TC或7(TC等溫度的溫度。
或者，本發(fā)明的第二混合動力車也可以采用以下的方式所述催化劑 溫度下降條件是所述電動行駛持續(xù)了第一時間以上的時間的條件，所述預 定的恢復條件是從重新啟動了所述內燃機的運轉時起經(jīng)過了第二時間的條
件或行駛了預定距離的條件。這里，作為第一時間，可使用例如2分鐘、 3分鐘或5分鐘等各種時間。另外，作為第二時間，可使用例如1分鐘或2 分鐘等各種時間，作為預定距離，可使用lkm、 2km或5km等各種距離。
另外，本發(fā)明的第二混合動力車也可以采用以下的方式包括電力動 力輸入輸出單元，該電力動力輸入輸出單元與連結在車軸上的驅動軸連 接，并且以可獨立于該驅動軸而旋轉的方式與所述內燃機的輸出軸連接， 該電力動力輸入輸出單元隨著電力和動力的輸入輸出而向所述驅動軸和所 述內燃機輸入動力或者從所述驅動軸和所述內燃機輸出動力。在此情況
下，也可以采用以下的方式所述電力動力輸入輸出單元包括三軸式動力
輸入輸出單元和發(fā)電機，所述三軸式動力輸入輸出單元與所述驅動軸、所 述輸出軸以及第三軸這三個軸連接，并基于向所述三個軸中的任兩個軸輸 入的動力或從該兩個軸輸出的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動 力，所述發(fā)電機向所述第三軸輸入動力或從該第三軸輸出動力。
本發(fā)明提供第一混合動力車的控制方法，所述混合動力車可通過來自 內燃機的動力和來自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝置，所述凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述控制方法的特 征是
(a)如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑的溫度下降了的
催化劑溫度下降條件不成立，則基于行駛所要求的要求驅動力來設定應從 所述內燃機輸出的目標功率，如果在所述內燃機運轉重新啟動的時候所述 催化劑溫度下降條件成立，則在預定的輸出限制下基于所述要求驅動力來 設定應從所述內燃機輸出的目標功率，直到預定的恢復條件成立，在所述 預定的恢復條件成立以后，解除所述預定的輸出限制，并基于所述設定的 要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，其中所述內燃機運轉 重新啟動的時候是指在于所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下進行了通過來自 所述電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動了所述內燃機的運轉的
時候；以及，(b)當所述內燃機的運轉處于停止時，控制所述內燃機和 所述電動機，以使所述混合動力車在所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下通過 基于所述設定的要求驅動力的驅動力而行駛，當所述內燃機正在運轉時， 控制所述內燃機和所述電動機，以從所述內燃機輸出所述設定的目標功 率，并使所述混合動力車通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力而行 駛。
在上述本發(fā)明的第一混合動力車的控制方法中，如果在內燃機停止了 運轉的狀態(tài)下進行了通過來自電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟 動內燃機的運轉的內燃機運轉被重新啟動時，凈化裝置所具有的催化劑的 溫度下降了的催化劑溫度下降條件不成立(其中，凈化裝置被安裝在內燃 機的排氣管上)，則基于行駛所要求的要求驅動力來設定內燃機應輸出的 目標功率，并控制內燃機和電動機，以便從內燃機輸出設定的目標功率， 并且通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，當催化劑處于能夠 充分發(fā)揮其功能的溫度時，由于排放物不會惡化，因此基于行駛所要求的 要求驅動力來設定應從內燃機輸出的目標功率，并從內燃機輸出該目標功 率。由此，能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。 如果在內燃機運轉被重新啟動時催化劑溫度下降條件成立，則加以預定的 輸出限制并基于要求驅動力來設定應從內燃機輸出的目標功率，直到預定的恢復條件成立，并控制內燃機和電動機，以從內燃機輸出設定的目標功 率，并且通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，如果催化劑的 溫度低于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度，則排放物會惡化，因此通過預定的 輸出限制來設定目標功率，并從內燃機輸出該目標功率。由于加以預定的 輸出限制來設定目標功率并使內燃機運轉，因此與不強加輸出限制來設定 目標功率并使內燃機運轉的情況相比，能夠抑制排放物的惡化，并由于從 內燃機輸出目標功率，因此與僅使內燃機進行催化劑暖機運轉的情況相 比，能夠改善車輛的動力特性。另外，即使在內燃機運轉被重新啟動時催 化劑溫度下降條件成立時，也在預定的恢復條件成立以后，解除預定的輸 出限制，并基于要求驅動力來設定應從內燃機輸出的目標功率，并控制內 燃機和電動機，以從內燃機輸出目標功率，并且通過基于設定的要求驅動 力的驅動力而行駛。即，催化劑達到能夠充分發(fā)揮其功能的溫度以后，由 于排放物不會惡化，因此解除預定的輸出條件。由此能夠在不導致排放物 惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。
本發(fā)明提供第二混合動力車的控制方法，所述混合動力車可通過來自 內燃機的動力和來自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有 凈化裝置，所述凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述控制方法的特 征是(a)如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑的溫度下降了
的催化劑溫度下降條件不成立，則使用預定的約束來設定行駛所要求的要 求驅動力，如果在所述內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑溫度下降條 件成立，則在預定的輸出限制下使用所述預定的約束來設定所述要求驅動 力，直到預定的恢復條件成立，在所述預定的恢復條件成立以后，解除所 述預定的輸出限制，并使用所述預定的約束來設定所述要求驅動力，其中 所述內燃機運轉重新啟動的時候是指在于所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下 進行了通過來自所述電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動了所述
內燃機的運轉的時候；以及，(b)控制所述內燃機和所述電動機，以使 所述混合動力車隨著所述內燃機的間歇運轉而通過基于所述設定的要求驅 動力的驅動力來行駛。
在該本發(fā)明的第二混合動力車的控制方法中，如果在內燃機的運轉停止的狀態(tài)下進行了通過來自電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動內燃機的運轉的內燃機運轉被重新啟動時，凈化裝置所具有的催化劑的溫度下降了的催化劑溫度下降條件不成立(其中，凈化裝置被安裝在內燃機的排氣管上)，則使用預定的約束條件來設定行駛所要求的要求驅動力，并控制內燃機和電動機，以通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，當催化劑處于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度時，由于排放物不會惡化，因此使用預定的約束條件來設定行駛所要求的要求驅動力，并進行控制，以通過基于該要求驅動力的驅動力來行駛。由此，能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。另外，如果在內燃機運轉被重新啟動時催化劑溫度下降條件成立，則加以預定的輸出限制并使用預定的約束條件來設定要求驅動力直至預定的恢復條件成立，并控制內燃機和電動機，以通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，如果催化劑的溫度低于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度，則排放物會惡化，因此通過預定的輸出限制來設定要求驅動力并進行控制，以便通過基于該要求驅動力的驅動力而行駛。由于加以預定的輸出限制來設定要求驅動力，因此來自基于該要求驅動力而運轉的內燃機的輸出也被限制，從而與不強加輸出限制來設定目標驅動力并進行控制的情況相比，能夠抑制排放物的惡化。另外，雖然強加輸出限制，但也基于要求驅動力來控制內燃機，因此與僅使內燃機進行催化劑暖機運轉的情況相比，能夠改善車輛的動力特性。另外，即使在內燃機運轉被重新啟動時催化劑溫度下降條件成立時，也在預定的恢復條件成立以后，解除預定的輸出限制，使用預定的約束條件來設定要求驅動力，并控制內燃機和電動機，以便通過基于設定的要求驅動力的驅動力而行駛。即，催化劑達到能夠充分發(fā)揮其功能的溫度以后，由于排放物不會惡化，因此返回到通常時的控制。由此能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。


圖1是示出作為本發(fā)明第一實施例的混合動力汽車20的簡要結構的結構圖；圖2是示出發(fā)動機22的簡要結構的結構圖3是示出當從電動機行駛變換到混合動力行駛時由混合動力用電子
控制單元70執(zhí)行的驅動控制例程的一個例子的流程圖4是示出催化劑溫度Tc與功率限制值ci之間關系的一個例子的說明圖5是示出EV行駛時間Tev與功率限制值ci的關系的一個例子的說明圖6是示出要求轉矩設定用映射圖的一個例子的說明圖7是示出發(fā)動機22的動作線的一個例子以及設定目標轉速N^和目
標轉矩T^的情形的說明圖8是示出用于從力學上說明動力分配綜合機構30的旋轉要素的共
線圖的一個例子的說明圖9是示出變形例的驅動控制例程的一個例子的流程圖10是示出由第二實施例的混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的驅動
控制例程的 一個例子的流程圖11是示出催化劑溫度Tc與驅動限制值P之間關系的一個例子的說
明圖12是示出EV行駛時間Tev與驅動限制值P之間關系的一個例子的說明圖13是示出變形例的驅動控制例程的一個例子的流程圖14是示出變形例的混合動力汽車120的簡要結構的結構圖15是示出變形例的混合動力汽車220的簡要結構的結構圖。
具體實施例方式
以下，使用實施例來說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1是示出作為本發(fā)明第一實施例的混合動力汽車20的簡要結構的結構圖。如圖1所示，第一實施例的混合動力汽車20包括發(fā)動機22;三軸式動力分配綜合機構30，其經(jīng)由減震器28與作為發(fā)動機22的輸出軸的曲軸26連接；可發(fā)電的馬達MG1，其與動力分配綜合機構30連接；減速齒輪35，其被安裝在與動力分配綜合機構30連接的作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a上；與該減速齒輪35連接的馬達MG2;以及控制車輛整體的混合動力用電子控制單元70。
發(fā)動機22被構成為例如可通過汽油或輕油等炭化氫系燃料來輸出動力的內燃機，如圖2所示，該發(fā)動機22將通過空氣濾清器122清潔后的空氣經(jīng)由節(jié)氣門124吸入，并且從燃料噴射閥126噴射汽油來將吸入的空氣和汽油混合，然后經(jīng)由進氣閥128將該混合氣體吸入到燃料室中，通過火花塞130的電火花使其爆發(fā)燃燒，并將通過該能量下壓的活塞132的往復運動轉換為曲軸26的旋轉運動。來自發(fā)動機22的排氣經(jīng)由凈化裝置134被排出到外氣中，所述凈化裝置134具有用于凈化一氧化碳(CO)、炭化氫(HC)、氮氧化物(NOx)等有害成分的催化劑(例如，三元催化劑等)。
發(fā)動機22由發(fā)動機用電子控制單元(以下，稱為發(fā)動機ECU) 24控制。發(fā)動機ECU24被構成為以CPU24a為中心的微處理器，其除了 CPU24a以外，還包括存儲處理程序的ROM 24b;暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM24c;以及途中沒有示出的輸入輸出端口和通信端口。發(fā)動機ECU24經(jīng)由輸入端口輸入來自檢測發(fā)動機22的狀態(tài)的各種傳感器的信號，例如來自檢測曲軸26的旋轉位置的曲軸位置傳感器140的曲軸位置、來自檢測發(fā)動機22的冷卻水溫度的水溫傳感器142的冷卻水溫、來自安裝在燃燒室內的壓力傳感器143的氣缸壓力Pin、來自檢測用于打開關閉向燃燒室進氣的進氣閥128和從燃燒室排氣的排氣閥的、凸輪軸的旋轉位置的凸輪位置傳感器144的凸輪位置、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、來自安裝在進氣管上的空氣流量計148的空氣流量計信號AF、來自同樣安裝在進氣管上的溫度傳感器149的進氣溫度、來自安裝在凈化裝置134上的催化劑溫度傳感器134b的催化劑溫度Tc、來自空燃比傳感器135a的空燃比AF、以及來自氧傳感器135b的氧信號等。另外，從發(fā)動機ECU 24經(jīng)由輸出入端口輸出用于驅動發(fā)動機22的各種控制信號，例如對燃料噴射閥126的驅動信號、對用于調節(jié)節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門馬達136的驅動信號、對與點火器做成一體的點火線圈138的控制信號、以及對可改變進氣閥128的開閉正時的可變配氣正時機構150的控制信號等。發(fā)動機ECU 24與混合動力用電子控制單元70進行通信，從而通過來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來控制發(fā)動機22的運轉，并根據(jù)需要輸出與發(fā)動機22的運轉狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)。另外，發(fā)動機ECU 24還基于來自曲軸位置傳感器140的曲軸位置來計算曲軸26的轉速、即發(fā)動機22的轉速Ne。
動力分配綜合機構30被構成為行星齒輪機構，該行星齒輪機構包括作為外齒齒輪的太陽齒輪31;作為內齒齒輪的內嚙合齒輪32，其與該太陽齒輪31配置在同心圓上；與太陽齒輪31嚙合并與內嚙合齒輪32嚙合的多個小齒輪33;以及將多個小齒輪33自轉自如且公轉自如地保持的行星齒輪架34，并且太陽齒輪31和內嚙合齒輪32以及行星齒輪架34作為旋轉要素而進行差動作用。在動力分配綜合機構30中，行星齒輪架34與發(fā)動機22的曲軸26連結，太陽齒輪31與馬達MG1連結，內嚙合齒輪32經(jīng)由內嚙合齒輪軸32a而與減速齒輪35連結，當馬達MG1作為發(fā)電機而發(fā)揮功能時，動力分配綜合機構30將從行星齒輪架34輸入的來自發(fā)動機22的動力根據(jù)齒輪比分配給太陽齒輪31側和內嚙合齒輪32側，當馬達MG1作為電動機而發(fā)揮功能時，動力分配綜合機構30將從行星齒輪架34輸入的來自發(fā)動機22的動力和從太陽齒輪31輸入的來自馬達MG1的動力綜合后輸出給內嚙合齒輪32。輸出到內嚙合齒輪32上的動力從內嚙合齒輪軸32a經(jīng)由齒輪機構60和差速齒輪62而最終被輸出給車輛的驅動輪63a、 63b。
馬達MG1和馬達MG2都是即可作為發(fā)電機進行驅動也可作為電動機進行驅動的公知的同步發(fā)電電動機，并經(jīng)由逆變器41、 42與蓄電池50進行電力的提供和接受。連接逆變器41、 42和蓄電池50的電線54作為各逆變器41、 42共用的正極母線和負極母線而構成，從而由馬達MG1、 MG2中的任一馬達發(fā)出的電力能夠被另一個馬達消耗。因此，蓄電池50可通過從馬達MG1、 MG2中的任一個產(chǎn)生的電力進行充電、或者根據(jù)不足的電力而進行放電。如果通過馬達MG1、 MG2可達到電力收支的平衡，則蓄電池50不進行充放電。馬達MG1、 MG2的驅動均由馬達用電子控制單元(以下，稱為"馬達ECU" ) 40控制。馬達ECU 40輸入對馬達MG1、 MG2進行驅動控制所需的信號，例如來自檢測馬達MG1、 MG2的轉子的旋轉位置的旋轉位置檢測傳感器43、 44的信號、通過圖中沒有示出的電流傳感器檢測的施加給馬達MG1、 MG2的相電流等，并且從馬達ECU 40輸出對逆變器41、 42的開關控制信號。馬達ECU40與混合動力用電子控制單元70進行通信，從而根據(jù)來自混合動力用電子控制單元70的控制信號來驅動控制馬達MG1、 MG2，并且根據(jù)需要將與馬達MG1、 MG2的運轉狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)輸出給混合動力用電子控制單元70。
蓄電池50由蓄電池用電子控制單元(以下，稱為蓄電池ECU) 52管理。蓄電池ECU 52輸入管理蓄電池50所需要的信號，例如來自設置在蓄電池50的端子之間的圖中沒有示出的電壓傳感器的端子間電壓、來自安裝在與蓄電池50的輸出端子連接的電線54上的圖中沒有示出的電流傳感器的充放電電流、來自安裝在蓄電池50上的溫度傳感器51的電池溫度Tb等，并且，蓄電池ECU 52根據(jù)需要通過通信而向混合動力用電子控制單元70輸出與蓄電池50的狀態(tài)相關的數(shù)據(jù)。另外，蓄電池ECU52為了管理蓄電池50，基于由電流傳感器檢測出的充放電電流的累計值來計算剩余容量(SOC),并且還基于該蓄電池50的剩余容量(SOC)和由溫度傳感器51檢測出的蓄電池50的電池溫度Tb來計算蓄電池50的輸入輸出限制Win、 Wout，所述輸入輸出限制Win、 Wout是可使蓄電池50充放電的上下限值。
混合動力用電子控制單元70被構成為以CPU 72為中心的微處理器，其除了 CPU 72以外，還包括存儲處理程序的ROM 74;暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM 76;以及圖中沒有示出的輸入輸出端口和通信端口。混合動力用電子控制單元70經(jīng)由輸入端口而輸入來自點火開關80的點火信號、來自用于檢測換檔桿81的操作位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP、來自用于檢測加速踏板83的踩下量的加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc、來自用于檢測制動踏板85的踩下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。如上所述，混合動力用電子控制單元70經(jīng)由通信端口與發(fā)動機ECU 24、馬達ECU 40、蓄電池ECU52連接，并與發(fā)動機ECU24、馬達ECU40、蓄電池ECU52進行各 種控制信號和數(shù)據(jù)的交換。
如上構成的第一實施例的混合動力汽車20基于與駕駛者對加速踏板 83的踩下量相對應的加速器開度Acc和車速V來計算應向作為驅動軸的 內嚙合齒輪軸32a輸出的要求轉矩，并控制發(fā)動機22、馬達MG1、馬達 MG2的運轉，以使與該要求轉矩相對應的要求動力被輸出給內嚙合齒輪軸 32a。作為發(fā)動機22、馬達MG1、馬達MG2的運轉控制，有以下的運轉 模式轉矩變換運轉模式，在該模式下，對發(fā)動機22進行運轉運轉，以 使發(fā)動機22輸出與要求動力相對應的動力，并且對馬達MG1和馬達MG2 進行驅動控制，以使從發(fā)動機22輸出的全部動力通過動力分配綜合機構 30、馬達MG1、馬達MG2經(jīng)轉矩變換后被輸出給內嚙合齒輪軸32a;充 放電運轉模式，在該模式下，對發(fā)動機22進行運轉控制，以使發(fā)動機22 輸出與要求動力和蓄電池50的充放電所需要的電力之和相對應的動力， 并且對馬達MG1和馬達MG2進行驅動控制，使得在伴有蓄電池50的充 放電的情況下從發(fā)動機22輸出的動力的全部或一部分通過動力分配綜合 機構30、馬達MG1、馬達MG2被轉矩變換，并隨之將要求動力輸出給內 嚙合齒輪軸32a;馬達運轉模式，在該模式下，進行運轉控制以停止發(fā)動 機22的運轉并將來自馬達MG2的與要求動力相對應的動力輸出給內嚙合 齒輪軸32a。轉矩變換運轉模式是充放電運轉模式中不進行蓄電池50的充 放電的狀態(tài)，因此可作為充放電運轉模式考慮。
下面，對如上構成的第一實施例的混合動力汽車20的動作、特別對 從通過馬達運轉模式而發(fā)動機22停止了運轉的狀態(tài)下僅利用來自馬達 MG2的動力而行駛的電動機行駛變換到起動發(fā)動機22從而基于充放電運 轉模式進行混合動力行駛時的動作進行說明。圖3是示出在從電動機行駛 變換到混合動力行駛時由混合動力用電子控制單元70執(zhí)行的驅動控制例 程的一個例子的流程圖。該例程每隔預定時間(例如每隔數(shù)msec)反復執(zhí) 行。在發(fā)動機22停止運轉的狀態(tài)下，混合動力用電子控制單元70通過圖 中沒有示出的電動機行駛例程來控制發(fā)動機22、馬達MG1、 MG2，以從 馬達MG2向作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a輸出要求轉矩Tr*，該要求轉矩1>*是使用圖6的要求轉矩設定用映射圖基于后述的加速器開度Acc和 車速V而設定的。
當執(zhí)行驅動控制例程時，混合動力用電子控制單元70的CPU 72首先 執(zhí)行輸入控制所需的數(shù)據(jù)的處理，例如輸入來自加速踏板位置傳感器84 的加速器開度Acc、來自車速傳感器88的車速V、馬達MG1、 MG2的轉 速Nml、 Nm2、催化劑溫度Tc、 EV行駛時間Tev、蓄電池50的輸入輸出 限制Win、 Wout等(步驟S100)。這里，馬達MG1 、 MG2的轉速 Nml、 Nm2是通過通信從馬達ECU 40輸入的、基于由旋轉位置檢測傳感 器43、 44檢測的馬達MG1、 MG2的轉速的旋轉位置而算出的數(shù)據(jù)。另 外，催化劑溫度Tc是通過通信從發(fā)動機ECU24輸入的、由催化劑溫度傳 感器134b檢測出的數(shù)據(jù)。另外，蓄電池50的輸入輸出限制Win、 Wout是 通過通信從蓄電池ECU 52輸入的、基于蓄電池50的電池溫度Tb和剩余 容量(SOC)而算出的數(shù)據(jù)。EV行駛時間Tev是通過圖中沒有示出的計 時器對要變換到混合動力行駛之前的電動機行駛所持續(xù)的時間進行計時并 輸入的數(shù)據(jù)。
接著，調查輸出限制標記Fp的值(步驟SllO)。輸出限制標記Fp用 于表示是否由于電動機行駛而凈化裝置134的催化劑134a的溫度小于無法 充分發(fā)揮其功能的下限溫度而強加輸出限制的狀態(tài)，通過該例程來設定輸 出限制標記Fp。當緊接在發(fā)動機22被起動后執(zhí)行了該驅動控制例程時， 將輸出限制標記Fp設定為值0，作為初始值?，F(xiàn)在考慮在發(fā)動機22剛被 起動后催化劑134a的溫度處于低狀態(tài)的時候。此時，輸出限制標記Fp為 值0。
當輸出限制標記Fp為值0時，判斷催化劑溫度Tc是否小于閾值 Tcrefl (步驟S120)。閾值Tcrefl是用于判斷凈化裝置134的催化劑134a 是否處于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度范圍內的閾值，該閾值Tcrefl可使用 該溫度范圍的下限溫度或其附近的溫度?，F(xiàn)在由于假定了催化劑134a的溫 度處于低狀態(tài)的時候，因此能夠判斷出催化劑溫度Tc小于閾值Tcrefl 。 于是，將輸出限制標記Fp設置為值1 (步驟S130)，并基于催化劑溫度 Tc和EV行駛時間Tev來設定功率限制值a (步驟S140)。功率限制值a是為了限制從發(fā)動機22輸出的功率而乘在發(fā)動機22可輸出的最大功率 Pmax上的修正系數(shù)，其值在值0至值1的范圍內進行設定，并且，催化劑 溫度Tc越低就越小地設定，而且EV行駛時間越長就越小地進行設定。在 第一實施例中，如下設定功率限制值a， g卩預先確定催化劑溫度Tc和 EV行駛時間Tev與功率限制值a之間的關系，并作為功率限制值設定用 映射圖而存儲在ROM 74中，當給出催化劑溫度Tc和EV行駛時間Tev 時，從映射圖中導出相應的功率限制值a來進行設定。圖4示出了催化劑 溫度Tc與功率限制值a之間的關系的一個例子，圖5示出了 EV行駛時間 Tev與功率限制值a之間的關系的一個例子。當剛起動發(fā)動機22后最初執(zhí) 行驅動控制例程時，功率限制值a被設置為不進行任何輸出限制的值1, 作為初始值。
接著，將催化劑溫度Tc與閾值Tcref2進行比較(步驟S150)，該閾 值Tcref2被設定為比閾值Tcrefl高一些的溫度(例如，高5CTC左右的溫 度)。由于考慮催化劑134a的溫度為低狀態(tài)的時候，因此在該判斷中判斷 為催化劑溫度Tc小于閾值TcreG。 一旦如上作出判斷，則基于加速器開 度Acc和車速V來設定作為車輛所要求的轉矩而應輸出給與驅動輪63a、 63b連結的作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a的要求轉矩T—以及車輛所要求 的車輛要求功率P* (步驟S180)。要求轉矩T"在第一實施例中如下設 定，即預先確定加速器開度Acc和車速V以及要求轉矩T-之間的關系 并作為要求轉矩設定用映射圖而存儲在ROM 74中，并給出加速器開度 Acc和車速V時，從存儲的映射圖中導出相應的要求轉矩Tr*。圖6示出 了要求轉矩設定用映射圖的一個例子。車輛要求功率Pf可作為將內嚙合齒 輪軸32a的轉速Nr與所設定的要求轉矩T^相乘而得的數(shù)值、蓄電池50 所要求的充放電要求功率Pb*、以及損耗Loss之和來計算。內嚙合齒輪軸 32a的轉速Nr可以通過在車速V上乘以換算系數(shù)k來求出，或者通過將馬 達MG2的轉速Nm2除以減速齒輪35的齒輪比Gr來求出。
接著，將設定的車輛要求功率？*和在發(fā)動機22可輸出的最大功率 Pmax功率限制值a上乘以功率限制值a而得的值中較小的那個值設定為 發(fā)動機要求功率Pe* (步驟S190)，并基于所設定的發(fā)動機要求功率Pe*來設定由發(fā)動機22的目標轉速Ne"口目標轉矩Te^勾成的目標運轉點(步 驟S200)。這樣，通過設定發(fā)動機要求功率Pe、能夠根據(jù)催化劑溫度Tc 和EV行駛時間Tev來限制發(fā)動機要求功率Pe、另外，基于使發(fā)動機22 有效地動作的動作線和要求功率Pe^^來設定目標運轉點。圖7示出了發(fā)動 機22的動作線的一個例子、以及設定目標轉速N^和目標轉矩T^的情 形。如圖所示，可通過動作線與要求功率Pe* (Ne*XTe*)為恒定的曲線 的交點來求出目標轉速Ne^^和目標轉矩Te*。
接著，使用設定的目標轉速Ne*、內嚙合齒輪軸32a的轉速Nr
(Nm2/Gr)以及動力分配綜合機構30的齒輪比P ，通過下式(1)來計算 馬達MG1的目標轉速Nm"，并且基于算出的目標轉速Nm"和當前的轉 速Nml，通過式(2)來計算馬達MG1的轉矩指令Tm"(步驟S210)。 這里，式(1)是對于動力分配綜合機構30的旋轉要素的力學關系式。圖 8示出了表示動力分配綜合機構30的旋轉要素中的轉速與轉矩的力學關系 的共線圖。在該圖中，左側的S軸表示馬達MG1的轉速Nml、即為太陽 齒輪31的轉速，C軸表示發(fā)動機22的轉速Ne、即為行星齒輪架34的轉 速，R軸表示馬達MG2的轉速Nm2除以減速齒輪35的齒輪比Gr而得的 內嚙合齒輪32的轉速Nr。如果使用該共線圖，則可以容易地導出式
(1) 。 R軸上的兩個粗線箭頭表示從馬達MGl輸出的轉矩Tml作用在內 嚙合齒輪軸32a上的轉矩和從馬達MG2輸出的轉矩TM 2經(jīng)由減速齒輪 35作用在內嚙合齒輪軸32a上的轉矩。另外，式(2)是用于使馬達MG1 以目標轉速Nm"旋轉的反饋控制的關系式，在式(2)中，右邊第二項的
"kl"為比例項的增益，右邊第三項的"k2"為積分項的增益。 Nml*=Ne*(1 + P ) /P —Nm2/ (Gr P ) (1) Tm"二前次TmP+kl (Nml*—Nml) +k2 / (Nml*—Nml) dt (2) 這樣，在計算出馬達MGl的目標轉速NmP和轉矩指令TmP后，通 過下式(3)和式(4)、即將蓄電池50的輸入輸出限制Win、 Wout與馬 達MG1的消耗電力(發(fā)電電力)之間的偏差除以馬達MG2的轉速Nm2， 來計算作為容許從馬達MG2輸出的轉矩的上下限的轉矩限制Tmin、 Tmax，其中馬達MG1的消耗電力是使在算出的馬達MG1的轉矩指令TmP上乘以當前的馬達MG1的轉速Nml而得到的值(步驟S220)，并 且使用要求轉矩Tr*、轉矩指令TmP以及動力分配綜合機構30的齒輪比 P通過下式(5)來計算作為馬達MG2應輸出的轉矩的假定馬達轉矩 Tm2tmp (步驟S230)，然后將馬達MG2的轉矩指令Tm 2*設定為以算出 的轉矩限制Tmin、 Tmax限制假定馬達轉矩Tm2tmp而得的值(步驟 240)。通過這樣設定馬達MG2的轉矩指令Tm2*，能夠將向作為驅動軸 的內嚙合齒輪軸32a輸出的要求轉矩T—設定為在蓄電池50的輸入輸出限 制Win、 Wout的范圍內限制的轉矩。能夠從上述圖8的共線圖容易地導出 式(5)。
Tmin= (Win—Tml* Nml) /Nm2 (3) Tmax= (Wout—Tml* Nml) /Nm2 (4) Tm2tmp = (Tr*+Tml */ P ) /Gr (5 )
在這樣設定了發(fā)動機22的目標轉速Ne*、目標轉矩Te*、馬達 MG1、 MG2的轉矩指令Tml*、 Tm2f后，將發(fā)動機22的目標轉速Ne傘和 目標轉矩T^發(fā)送給發(fā)動機ECU 24，將馬達MG1、 MG2的轉矩指令 Tml*、 丁1112*發(fā)送給馬達ECU 40 (步驟S250)，并結束驅動控制例程。 接收到目標轉速Ne+和目標轉矩丁6*的發(fā)動機ECU 24進行發(fā)動機22中的 燃料噴射控制、點火控制等控制，以使發(fā)動機22在由目標轉速Ne"n目標 轉矩T^表示的運轉點運轉。另外，接收到轉矩指令Tml*、 Tm2f的馬達 ECU 40進行逆變器41、 42的開關元件的開關控制，以使馬達MG1以轉 矩指令Tm"驅動并使馬達MG2以轉矩指令TM 2*驅動。
以上，對在發(fā)動機22剛起動后催化劑134a的溫度為低的狀態(tài)時第一 次執(zhí)行驅動控制例程的時候進行了說明。當在第二次以后執(zhí)行驅動控制例 程時，由于在步驟S110中將作出輸出限制標記Fp為值1的判斷，因此使 用通過基于功率限制值a的輸出限制所設定的發(fā)動機要求功率Pea來控制 發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2，直到催化劑溫度Tc達到閾值Tcref2以 上，所述功率限制值a根據(jù)發(fā)動機22剛起動后的催化劑溫度Tc和EV行 駛時間而設定。
在反復進行使用了通過輸出限制而設定的發(fā)動機要求功率？6*的發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的控制的過程中， 一旦催化劑溫度Tc達到閾值 Tcref2以上，就將輸出限制標記Fp設置為值0 (步驟S160)，并且將功 率限制值a設置為值1 (步驟S170)，使用值1的功率限制值a執(zhí)行步驟 S180以后的處理，結束驅動控制例程。即，解除隨著催化劑134a小于能 夠使催化劑134a充分發(fā)揮其功能的下限溫度而產(chǎn)生的輸出限制，執(zhí)行通常 的驅動控制。
當發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc足夠高的時候，即在 發(fā)動機22被起動后第一次執(zhí)行了驅動控制例程時催化劑溫度Tc為閾值 Tcrefl以上時，使用被設置為不強加任何輸出限制的初始值1的功率限制 值a來設定發(fā)動機要求功率Pe*，并使用該發(fā)動機要求功率Pe+進行步驟 S180以后的處理，由此來控制發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2。
根據(jù)以上說明的第一實施例的混合動力汽車20，如果在從電動機行駛 變換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc變 低，從而催化劑B4a處于無法充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)，則利用輸出限制來 設定發(fā)動機要求功率Pe*，并且使用該發(fā)動機要求功率Pe^^來控制發(fā)動機 22和馬達MG1、 MG2，因此與不強加這種輸出限制的控制相比，能夠抑 制排放物惡化，與使發(fā)動機22只進行催化劑暖機運轉的情況相比，能夠 確保車輛良好的動力特性。并且，由于根據(jù)催化劑溫度Tc和EV行駛時間 Tev來設定功率限制值a并進行輸出限制，因此能夠根據(jù)催化劑溫度Tc和 EV行駛時間Tev更恰當?shù)剡M行輸出限制。另外，當在使用強加輸出限制 所設定的發(fā)動機要求功率Pe+控制發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的過程中 催化劑溫度Tc達到閾值Tcref2以上時，排放物不會惡化，因此解除強加 了這種輸出限制的控制，執(zhí)行使用了不強加輸出限制的發(fā)動機要求功率 Pef的發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的控制(通常的驅動控制)，因此能 夠在不導致排放物惡化的情況下迅速地確保車輛良好的動力特性。并且， 如果在從電動機行駛變換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化 劑134a為處于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度的狀態(tài)，則排放物不會惡化，因 此在強加輸出限制的情況下設定發(fā)動機要求功率Pe*，并且使用該發(fā)動機 要求功率Pef來控制發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2，由此能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良好的動力特性。
在第一實施例的混合動力汽車20中，基于催化劑溫度Tc和EV行駛 時間Tev來設定了功率限制值a ，但也可以僅基于催化劑溫度Tc來設定 功率限制值a ，也可以僅基于EV行駛時間Tev來設定功率限制值a ，還 可以與催化劑溫度Tc、 EV行駛時間Tev均無關地將功率限制值a設定為 預定值(例如為0.7等值)。
在第一實施例的混合動力汽車20中，通過將車輛要求功率？*和在發(fā) 動機22可輸出的最大功率Pmax上乘以功率限制值a而乘的值中較小的那 個值設定為發(fā)動機要求功率Pe*，來強加了輸出限制，但也可以通過在車 輛要求功率？*乘以功率限制值0來設定發(fā)動機要求功率P^以強加輸出限 制。
在第一實施例的混合動力汽車20中，為了從電動機行駛變換到混合 動力行駛，在起動發(fā)動機22后立即檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值 Tcrefl時，使用功率限制值ci來強加輸出限制，并在之后檢測出的催化劑 溫度Tc大于等于閾值Tcref2時，解除了輸出限制，但也可以在強加輸出 限制之后經(jīng)過了預定時間(例如為1分鐘或2分鐘)時解除輸出限制。
在第一實施例的混合動力汽車20中，當為了從電動機行駛變換到混 合動力行駛而起動發(fā)動機22后立即檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值 Tcrefl時，使用功率限制值a來強加輸出限制，并在之后檢測出的催化劑 溫度Tc大于等于閾值TcreG時，解除了輸出限制，但也可以具有被配置 在駕駛座附近用于指示電動機行駛的電動機行駛開關，如果電動機行駛開 關被接通，則當為了從電動機行駛變換到混合動力行駛而起動發(fā)動機22 起動后立即檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值Tcrefl時，使用功率限制值 a來強加輸出限制，并在之后檢測出的催化劑溫度Tc大于等于閾值 TcreG時，解除輸出限制，如果電動機行駛開關被關閉，則不管為了從電 動機行駛變換到混合動力行駛而起動發(fā)動機22后立即檢測出的催化劑溫 度Tc如何，都不進行使用功率限制值a的輸出限制。
在第一實施例的混合動力汽車20中，凈化裝置134具有催化劑溫度 傳感器134，并且在為了從電動機行駛變換到混合動力行駛而使發(fā)動機22起動后立即由催化劑溫度傳感器134b檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值 Tcrefl時使用功率限制值ci來強加了輸出限制，并在之后由催化劑溫度傳 感器134b檢測出的催化劑溫度Tc大于等于閾值Tcref2時，解除了輸出限 制，但也可以不具有催化劑溫度傳感器134b而基于EV行駛時間Tev使用 功率限制值a強加輸出限制，或者基于之后的經(jīng)過時間來解除輸出限制。 在此情況下，代替圖3的驅動控制例程而執(zhí)行圖9的驅動控制例程即可。 在該圖9的驅動控制例程中，輸入催化劑溫度Tc以外的數(shù)據(jù)(步驟 S100B)，當輸出限制標記Fp為值0時，將EV行駛時間Tev與閾值 Tcrefl (例如為3分鐘或4分鐘等)進行比較(步驟S120B)，當EV行駛 時間Tev大于等于閾值Tevref時，判斷為催化劑134a達到了無法充分發(fā) 揮其功能的狀態(tài)，從而基于EV行駛時間Tev來設定功率限制值ci (步驟 S130、 S140)，并使用通過輸出限制所設定的發(fā)動機要求功率Pe^^來控制 發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2。然后，判斷在開始了這樣的輸出限制之后 是否經(jīng)過了預定時間(例如為l分鐘或2分鐘)(步驟S150B)，當經(jīng)過 了該預定時間時，判斷為催化劑B4a已達到能夠充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)， 解除輸出限制(步驟S160、 S170)，并使用不強加輸出限制的發(fā)動機要求 功率Pe^^來進行發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的控制(通常的驅動控 制)。這樣的變形例是基于如果作為電動機行駛的持續(xù)時間的EV行駛時 間Tev長則催化劑134a的溫度也會降低的情況而得的。這樣的變形例也 能夠抑制排放物的惡化，并且能夠確保車輛的動力特性。
接著，對作為本發(fā)明第二實施例的混合動力汽車20B進行說明。第二 實施例的混合動力汽車20B具有與第一實施例的混合動力汽車20相同的 硬件結構。因此，為了避免重復的說明，對于第二實施例的混合動力汽車 20B的硬件結構，標注與第一實施例的混合動力汽車20的硬件結構相同的 標號，并省略詳細的說明。在第二實施例的混合動力汽車20B中，當從電 動機行駛變換到混合動力行駛時，混合動力用電子控制單元70執(zhí)行圖10 的驅動控制例程，以代替圖3的驅動控制例程。另外，在第二實施例的混 合動力汽車20B中，也在發(fā)動機22停止了運轉的狀態(tài)下，通過混合動力 用電子控制單元70根據(jù)圖中沒有示出的電動機行駛例程來控制發(fā)動機22、馬達MG1、 MG2，以從馬達MG2向作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a 輸出要求轉矩TVS所述要求轉矩T"是使用圖6的要求轉矩設定用映射圖 基于后述的加速器開度Acc和車速V而設定的。
當執(zhí)行圖10的驅動控制例程時，與圖3的驅動控制例程相同，混合 動力用電子控制單元70的CPU 72首先執(zhí)行來自加速踏板位置傳感器84 的加速器開度Acc、來自車速傳感器88的車速V、馬達MG1、 MG2的轉 速Nml、 Nm2、催化劑溫度Tc、 EV行駛時間Tev、蓄電池50的輸入輸出 限制Win、 Wout等控制所需數(shù)據(jù)的輸入處理(步驟S300)。接著，調查 驅動限制標記Ft的值(步驟S310)。這里，驅動限制標記Ft與輸出限制 標記Fp相同，表示是否由于電動機行駛而凈化裝置134的催化劑134a小 于能夠充分發(fā)揮其功能的下限溫度而強加輸出限制的狀態(tài)，通過該例程來 設定驅動限制標記Ft?，F(xiàn)在，如果考慮發(fā)動機22剛被起動后的催化劑 134a的溫度為低狀態(tài)的時候，則驅動限制標記Ft為值0。
當驅動限制標記Ft為值0時，判斷催化劑溫度Tc是否小于閾值 Tcrefl (步驟S320)，當催化劑溫度Tc小于閾值Tcrefl時，將驅動限制 標記Ft設置為值1 (步驟S330)，并基于催化劑溫度Tc和EV行駛時間 Tev來設定驅動限制值P (步驟S340)。這里，閾值Tcrefl與第一實施例 的閾值Tcrefl相同。另外，驅動限制值P是為了限制應輸出給作為驅動軸 的內嚙合齒輪軸32a的轉矩而在容許轉矩Tmax上相乘的修正系數(shù)(其 中，所述容許轉矩Tmax是能夠與當時的車速相對應地設定的要求轉矩 T產(chǎn)的最大值)，其值在從值0至值1的范圍內進行設定，并且，催化劑溫 度Tc越低就越小地設定，而且EV行駛時間越長就越小地設定。在第二實 施例中，如下設定驅動限制值e，即預先確定催化劑溫度Tc和EV行駛 時間Tev與驅動限制值P之間的關系，并作為驅動限制值設定用映射圖而 存儲在ROM 74中，當給出催化劑溫度Tc和EV行駛時間Tev時，從映射 圖中導出相應的驅動限制值P 。圖11示出了催化劑溫度Tc與驅動限制值 e之間的關系的一個例子，圖12示出了 EV行駛時間Tev與驅動限制值e 之間的關系的一個例子。當剛起動發(fā)動機22后最初執(zhí)行驅動控制例程 時，驅動限制值e被設置為不進行任何驅動限制的值l，作為初始值。接著，將催化劑溫度Tc與閾值Tcref2進行比較(步驟S350)，該閾 值Tcref2被設定為比閾值Tcrefl高一些的溫度(例如，高5(TC左右的溫 度)。當催化劑溫度Tc小于閾值Tcref2時，將相對于加速器開度Acc和 車速V而從圖6的要求轉矩設定用映射圖中導出的要求轉矩1>*設定為假 定要求轉矩Trtmp，并且將在將加速器開度Acc設為100%時利用車速V 從圖6的要求轉矩設定用映射圖中導出的要求轉矩T"設定為容許轉矩 Tmax (步驟S380)，將所設定的假定要求轉矩Trtmp和在容許轉矩Tmax 上乘以驅動限制值P而得的值中較小的那個值設定為要求轉矩Tr* (步驟 S390)，將發(fā)動機22所要求的發(fā)動機要求功率P^設定為在設定的要求轉 矩T^上乘以內嚙合齒輪軸32a的轉速Nr而得的值、蓄電池50所要求的 充放電要求功率Pb*、以及損耗Loss之和(步驟S395)，使用所述設定 的發(fā)動機要求功率Pef執(zhí)行與圖3所示驅動控制例程的步驟S200 S250的 處理相同的步驟S400 S450的處理，結束本例程。然后，當在下次及其 以后執(zhí)行該驅動控制例程時，使用基于驅動限制值e的輸出限制所設定的 要求轉矩T產(chǎn)來控制發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2，直到催化劑溫度Tc達 到閾值Tcref2以上，所述驅動限制值P根據(jù)發(fā)動機22剛起動后的催化劑 溫度Tc和EV行駛時間而設定。在這樣的控制中，如果由于在從電動機行 駛變換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc變 低而催化劑134a處于無法充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)，則通過驅動限制來設定 應輸出給作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a的要求轉矩Tr*，使用該要求轉 矩T—來控制發(fā)動機22、馬達MG1、 MG2。這樣，通過驅動限制來設定 要求轉矩Tr*，并且使用該要求轉矩Ti^來控制發(fā)動機22、馬達MG1、 MG2,由此與不強加驅動限制來設定要求轉矩T產(chǎn)并使用該要求轉矩Tr* 來控制發(fā)動機22、馬達MG1、 MG2的情況相比，能夠抑制排放物的惡 化。另外，與僅使發(fā)動機22進行催化劑暖機運轉的情況相比，能夠確保 車輛良好的動力特性。
如果在使用強加驅動限制所設定的要求轉矩T一來反復執(zhí)行發(fā)動機 22、馬達MG1、 MG2的控制的過程中催化劑溫度Tc達到閾值Tcref2以 上，則將驅動限制標記Ft設置為值0 (步驟S360)，并且將驅動限制值P設置為值1 (步驟S370)，并使用值1的驅動限制值P執(zhí)行步驟S380以 后的處理，結束驅動控制例程。即，解除隨著催化劑134a小于能夠充分發(fā) 揮其功能的下限溫度而強加的驅動限制，執(zhí)行通常的驅動控制。由此，能 夠在不導致排放物惡化的情況下迅速地確保車輛良好的動力特性。另外， 當發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc足夠高時、即在發(fā)動機 22被起動后最初執(zhí)行了驅動控制例程時催化劑溫度Tc為閾值Tcrefl以上 時，使用設置為不強加任何驅動限制的初始值1的驅動限制值P來設定要 求轉矩Tr*，并使用該要求轉矩T—通過步驟S380以后的處理來控制發(fā)動 機22和馬達MG1、 MG2。
根據(jù)以上說明的第二實施例的混合動力汽車20，如果在從電動機行駛 變換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc變 低，從而催化劑134a處于無法充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)，則強加驅動限制來 設定要求轉矩Tr*，并且使用該要求轉矩T產(chǎn)來控制發(fā)動機22和馬達 MG1、 MG2，因此與不強加這樣的驅動限制的控制相比，能夠抑制排放物 的惡化，與僅使發(fā)動機22進行催化劑暖機運轉的情況相比，能夠確保車 輛良好的動力特性。并且，由于根據(jù)催化劑溫度Tc和EV行駛時間Tev來 設定驅動限制值e以進行驅動限制，因此能夠根據(jù)催化劑溫度Tc和EV行 駛時間Tev更恰當?shù)剡M行驅動限制。另外，如果在使用強加驅動限制所設 定的要求轉矩T產(chǎn)來控制發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的過程中，催化劑 溫度Tc達到閾值Tcref2以上，則排放物不會惡化，因此解除強加了這種 驅動限制的控制，使用不強加驅動限制的發(fā)動機要求功率P^來控制發(fā)動 機22和馬達MG1、 MG2 (通常的驅動控制)，因此能夠在不導致排放物 惡化的情況下迅速地確保車輛良好的動力特性。并且，如果在從電動機行 駛變換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a處于能夠充 分發(fā)揮其功能的溫度的狀態(tài)，則排放物不會惡化，因此在不強加驅動限制 的情況下設定要求轉矩Tr*，并且使用該要求轉矩Ti^來控制發(fā)動機22和 馬達MG1、 MG2，由此能夠在不導致排放物惡化的情況下確保車輛良好 的動力特性。
在第二實施例的混合動力汽車20B中，基于催化劑溫度Tc和EV行駛時間Tev來設定了驅動限制值P ，但也可以僅基于催化劑溫度Tc來設 定驅動限制值P ，也可以僅基于EV行駛時間Tev來設定驅動限制值e ， 還可以與催化劑溫度Tc、 EV行駛時間Tev均無關地將驅動限制值P設定 為預定值(例如為0.7等值)。
在第二實施例的混合動力汽車20B中，通過將假定要求轉矩Trtmp和 在容許轉矩Tmax2上乘以驅動限制值P而得的值中較小的那個值設定為要 求轉矩Tr* (其中，容許轉矩Tmax2是在將加速器開度Acc設為100%時 基于車速V從圖6的要求轉矩設定用映射圖中導出的要求轉矩Tr*)，來 強加了驅動限制，但也可以通過在相對于加速器開度Acc和車速V從圖6 的要求轉矩設定用映射圖中導出的要求轉矩1>*的值上乘以驅動限制值3 來設定要求轉矩Tr、由此進行驅動限制。
在第二實施例的混合動力汽車20B中，當為了從電動機行駛變換到混 合動力行駛而使發(fā)動機22起動后立即檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值 Tcrefl時，使用驅動限制值P來強加驅動限制，并在之后檢測出的催化劑 溫度Tc大于等于閾值Tcref2時，解除驅動限制，但也可以在強加驅動限 制之后經(jīng)過了預定時間(例如為1分鐘或2分鐘)時解除驅動限制。
在第二實施例的混合動力汽車20中，當為了從電動機行駛變換到混 合動力行駛而使發(fā)動機22起動后立即檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值 Tcrefl時，使用驅動限制值e來強加驅動限制，并在之后檢測出的催化劑 溫度Tc大于等于閾值Tcref2時，解除驅動限制，但也可以具有被配置在 駕駛座附近用于指示電動機行駛的電動機行駛開關，如果電動機行駛開關 被接通，則當為了從電動行駛變換到混合動力行駛而起動發(fā)動機22后立 即檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值Tcrefl時，使用驅動限制值P來強加 驅動限制，并在之后檢測出的催化劑溫度Tc大于等于閾值Tcref2時，解 除驅動限制，如果電動機行駛開關被關閉，則不管為了從電動機行駛變換 到混合動力行駛而在起動發(fā)動機22后立即檢測出的催化劑溫度Tc如何， 都不進行使用了驅動限制值e的驅動限制。
在第二實施例的混合動力汽車20B中，凈化裝置134具有催化劑溫度 傳感器134b，并且在為了從電動機行駛變換到混合動力行駛而使發(fā)動機22起動后立即由催化劑溫度傳感器134b檢測出的催化劑溫度Tc小于閾值 Tcrefl時使用驅動限制值e來強加了驅動限制，當之后由催化劑溫度傳感 器134b檢測出的催化劑溫度Tc大于等于閾值Tcref2時，解除了驅動限 制，但也可以不具有催化劑溫度傳感器134b而基于EV行駛時間Tev使用 驅動限制值P強加驅動限制，或者基于之后的經(jīng)過時間來解除驅動限制。 在此情況下，代替圖10的驅動控制例程而執(zhí)行圖13的驅動控制例程即 可。在該圖13的驅動控制例程中，輸入催化劑溫度Tc以外的數(shù)據(jù)(步驟 S300B)，當驅動限制標記Ft為值0時，將EV行駛時間Tev與閾值 Tevref (例如為3分鐘或4分鐘等)進行比較(步驟S320B)，當EV行駛 時間Tev大于等于閾值Tevref時，判斷為催化劑134a達到了無法充分發(fā) 揮其功能的狀態(tài)，從而基于EV行駛時間Tev來設定驅動限制值e (步驟 S330、 S340)，并使用通過驅動限制所設定的要求轉矩T"來控制發(fā)動機 22和馬達MG1、 MG2。然后，判斷在開始了這樣的驅動限制之后是否經(jīng) 過了預定時間(例如為l分鐘或2分鐘)(步驟S350B)，當經(jīng)過了該預 定時間時，判斷為催化劑134a已達到能夠充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)，解除驅 動限制(步驟S360、 S370)，并使用不強加驅動限制的要求轉矩T產(chǎn)來進 行發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的控制(通常的驅動控制)。這樣的變形 例是基于如果作為電動機行駛的持續(xù)時間的EV行駛時間Tev長則催化劑 134a的溫度Tc也會降低的情況而得的。這樣的變形例也能夠抑制排放物 的惡化，并且能夠確保車輛的動力特性。
在第一實施例或第二實施例的混合動力汽車20、 20B中，通過催化劑 溫度傳感器134b直接檢測了催化劑溫度Tc，但也可以根據(jù)發(fā)動機22的排 氣溫度來估計催化劑溫度Tc，或者也可以根據(jù)發(fā)動機22的運轉狀態(tài)來估 計催化劑溫度Tc。
在第一實施例或第二實施例的混合動力汽車20、 20B中，將馬達 MG2的動力通過減速齒輪35變速后輸出給內嚙合齒輪軸32a，但也可以 如圖14的變形例的混合動力汽車120所例示的那樣，將馬達MG2的動力 連接至與連接有內嚙合齒輪軸32a的車軸(連接有驅動輪63a、 63b的車 軸)不同的車軸(圖14中的連接在車輪64a、 64b上的車軸)。在第一實施例或第二實施例的混合動力汽車20、 20B中，將發(fā)動機22 的動力經(jīng)由動力分配綜合機構30輸出給作為與驅動輪63a和63b連接的驅 動軸的內嚙合齒輪軸32a，但也可以如圖15的變形例的混合動力汽車220 所例示的那樣具備雙轉子電動機230，該雙轉子電動機230具有連接在發(fā) 動機22的曲軸26上的內轉子232和連接在向驅動輪63a、 63b輸出動力的 驅動軸上的外轉子234，并且在將發(fā)動機22的動力的一部分傳遞給驅動軸 的同時將剩余的動力轉換為電力。
另外，本發(fā)明不限于應用在上述混合動力汽車中的方式，可以是應用 于任意結構的混合動力車的方式，只要混合動力車能夠通過來自內燃機的 動力和來自電動機的動力來行駛，其中在內燃機的排氣管上安裝有凈化裝 置，并且凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑。另外，本發(fā)明也可以以上 述混合動力車的控制方法的方式來實現(xiàn)。
這里，對實施例的主要要素與發(fā)明內容一欄所記載的發(fā)明的主要要素 的對應關系進行說明。在第一實施例中，在排氣管上安裝了具有催化劑 134a的凈化裝置134的發(fā)動機22相當于"內燃機"，經(jīng)由減速齒輪35向 作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a輸出行駛用動力的馬達MG2相當于"電 動機"，執(zhí)行基于加速器開度Acc和車速V來設定要求轉矩1>*的圖3的 驅動控制例程的步驟S180的處理的混合動力用電子控制單元70相當于 "要求驅動力設定單元"，執(zhí)行以下的圖3所示驅動控制例程的步驟S110 至S190的處理的混合動力用電子控制單元70相當于"目標功率設定單 元"，即如果在從電動機行駛變換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起 動后的催化劑134a處于能夠充分發(fā)揮其功能的溫度的狀態(tài)，則在不強加輸 出限制的情況下設定發(fā)動機要求功率Pe*，如果在從電動機行駛變換到混 合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc變低從而催化 劑B4a處于無法充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)，則強加輸出限制來設定發(fā)動機要 求功率Pe*，當在使用強加輸出限制所設定的發(fā)動機要求功率Pe+來控制 發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的過程中催化劑溫度Tc達到閾值Tcref2以 上時，解除強加輸出限制的控制，并且不強加輸出限制地設定發(fā)動機要求 功率Pe*。執(zhí)行如下的圖中沒有示出的電動機行駛例程的混合動力用電子控制單元70、執(zhí)行如下的圖3所示驅動控制例程的步驟S200至步驟S250 的處理的混合動力用電子控制單元70、通過來自該混合動力用電子控制單 元70的控制信號來控制發(fā)動機22的運轉的發(fā)動機ECU 24、以及通過來 自混合動力用電子控制單元70的控制信號來控制馬達MG1和馬達MG2 的驅動的馬達ECU40相當于"控制單元"，其中，所述圖中沒有示出的 電動機行駛例程在發(fā)動機22的運轉停止的狀態(tài)下執(zhí)行并控制發(fā)動機22、 馬達MG1以及馬達MG2，以便從馬達MG2向作為驅動軸的內嚙合齒輪 軸32a輸出使用圖6的要求轉矩設定用映射圖并基于加速器開度Acc和車 速V所設定的要求轉矩Tr*，所述圖3所示驅動控制例程的步驟S200至步 驟S250的處理在發(fā)動機22運轉時執(zhí)行并控制發(fā)動機22、馬達MG1以及 馬達MG2，以便從發(fā)動機22輸出發(fā)動機要求功率Pe*，并且在蓄電池50 的輸入輸出限制Win、 Wout的范圍內將要求轉矩Ti^輸出給作為驅動軸的 內嚙合齒輪軸32a。
在第二實施例中，在排氣管上安裝了具有催化劑134a的凈化裝置134 的發(fā)動機22相當于"內燃機"，經(jīng)由減速齒輪35向作為驅動軸的內嚙合 齒輪軸32a輸出行駛用動力的馬達MG2相當于"電動機"，執(zhí)行如下的 圖10所示驅動控制例程的步驟S310至S390的處理的混合動力用電子控 制單元70相當于"要求驅動力設定單元"，即如果在從電動機行駛變 換到混合動力行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a處于能夠充分發(fā) 揮其功能的溫度的狀態(tài)，則在不強加驅動限制的情況下基于加速器開度 Acc和車速V來設定要求轉矩Tr*，如果在從電動機行駛變換到混合動力 行駛時發(fā)動機22剛被起動后的催化劑134a的溫度Tc變低從而催化劑 134a處于無法充分發(fā)揮其功能的狀態(tài)，則通過基于驅動限制值P強加驅動 限制(所述驅動限制值P通過催化劑溫度Tc和EV行駛時間Tev來設定) 來設定要求轉矩Tr*，如果在使用進行驅動限制所設定的要求轉矩T一來進 行發(fā)動機22和馬達MG1、 MG2的控制的過程中催化劑溫度Tc達到閾值 Tcref2以上，則解除強加驅動限制的控制，并且不強加驅動限制地設定要 求轉矩T^。使用如下的圖10所示驅動控制例程的步驟S395至步驟S450 的處理以及充放電運轉模式或馬達運轉模式進行控制的混合動力用電子控制單元70、通過來自該混合動力用電子控制單元70的控制信號來對發(fā)動 機22進行運轉控制的發(fā)動機ECU 24、通過來自混合動力用電子控制單元 70的控制信號來對馬達MG1和馬達MG2進行驅動控制的馬達ECU 40相 當于"控制單元"，所述圖10的驅動控制例程的步驟S395至步驟S450 的處理被執(zhí)行，以伴隨發(fā)動機22的間歇運轉來控制發(fā)動機22、馬達MG1 以及馬達MG2，以便將要求轉矩T—在蓄電池50的輸入輸出限制Win、 Wout的范圍內輸出給作為驅動軸的內嚙合齒輪軸32a。另外，動力分配綜 合機構30和馬達MG1或雙轉子電動機230相當于"電力動力輸入輸出單 元"，動力分配綜合機構30相當于"三軸式動力輸入輸出單元"，馬達 MG1相當于"發(fā)電機"。
另外，在實施例的主要要素與發(fā)明內容一欄所記載的發(fā)明的主要要素 的對應關系中，實施例是用來具體說明實施發(fā)明內容一欄中記載的發(fā)明的 優(yōu)選實施方式的一個例子，因此并不是用于限定發(fā)明內容一欄中所記載的 發(fā)明要素的。即，應該基于發(fā)明內容的記載來解釋該發(fā)明內容中記載的發(fā) 明，實施例只不過是發(fā)明內容所記載的發(fā)明的一個具體例子而已。
以上，使用實施例對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但不用說， 本發(fā)明不受上述實施例的任何限制，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內以 各種方式實施。
產(chǎn)業(yè)上的實用性
本發(fā)明能夠利用于混合動力車的制造業(yè)等。
權利要求
1.一種混合動力車，可通過來自內燃機的動力和來自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝置，所述凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述混合動力車包括要求驅動力設定單元，該要求驅動力設定單元設定行駛所要求的要求驅動力；目標功率設定單元，該目標功率設定單元如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑的溫度下降了的催化劑溫度下降條件不成立，則基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，如果在所述內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑溫度下降條件成立，則在預定的輸出限制下基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，直到預定的恢復條件成立，在所述預定的恢復條件成立以后，解除所述預定的輸出限制，并基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，其中所述內燃機運轉重新啟動的時候是指在于所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下進行了通過來自所述電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動了所述內燃機的運轉的時候；控制單元，該控制單元當所述內燃機的運轉處于停止時，控制所述內燃機和所述電動機，以使所述混合動力車在所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力來行駛，當所述內燃機正在運轉時，控制所述內燃機和所述電動機，以從所述內燃機輸出所述設定的目標功率，并使所述混合動力車通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力而行駛。
2. 如權利要求1所述的混合動力車，其中，包括電動行駛指示開關，該電動行駛指示開關配置在駕駛者的附近， 用于指示所述電動行駛，當在所述電動行駛指示開關被關斷的情況下所述內燃機運轉重新啟動 的時候，所述目標功率設定單元不管所述催化劑溫度下降條件是否成立均 基于所述設定的要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率。
3. 如權利要求1所述的混合動力車，其中，所述預定的輸出限制是具有所述催化劑的溫度越低就越嚴的傾向的限制。
4. 如權利要求1所述的混合動力車，其中，所述預定的輸出限制是具有在即將重新啟動所述內燃機的運轉之前的 所述電動行駛的持續(xù)時間越長就越嚴的傾向的限制。
5. 如權利要求1所述的混合動力車，其中， 所述預定的輸出限制是對上限加以限制的限制。
6. 如權利要求1所述的混合動力車，其中，所述催化劑溫度下降條件是所述催化劑的溫度小于第一溫度的條件， 所述預定的恢復條件是所述催化劑的溫度成為比所述第一溫度高的第 二溫度以上的條件。
7. 如權利要求1所述的混合動力車，其中，所述催化劑溫度下降條件是所述電動行駛持續(xù)了第一時間以上的時間 的條件，所述預定的恢復條件是從重新啟動了所述內燃機的運轉的時候起經(jīng)過 了第二時間的條件或者行駛了預定距離的條件。
8. 如權利要求1所述的混合動力車，其中，包括電力動力輸入輸出單元，該電力動力輸入輸出單元與連結在車軸 上的驅動軸連接，并且以可獨立于該驅動軸而旋轉的方式與所述內燃機的 輸出軸連接，該電力動力輸入輸出單元隨著電力和動力的輸入輸出而向所 述驅動軸和所述內燃機輸入動力或者從所述驅動軸和所述內燃機輸出動 力。
9. 如權利要求8所述的混合動力車，其中，所述電力動力輸入輸出單元包括三軸式動力輸入輸出單元和發(fā)電機， 所述三軸式動力輸入輸出單元與所述驅動軸、所述輸出軸以及第三軸這三 個軸連接，并基于向所述三個軸中的任兩個軸輸入的動力或從該兩個軸輸 出的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動力，所述發(fā)電機向所述第 三軸輸入動力或從該第三軸輸出動力。
10. —種混合動力車，可通過來自內燃機的動力和來自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝置，所述凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述混合動力車包括要求驅動力設定單元，該要求驅動力設定單元如果在內燃機運轉重新 啟動的時候所述催化劑的溫度下降了的催化劑溫度下降條件不成立，則使 用預定的約束來設定行駛所要求的要求驅動力，如果在所述內燃機運轉重 新啟動的時候所述催化劑溫度下降條件成立，則在預定的輸出限制下使用 所述預定的約束來設定所述要求驅動力，直到預定的恢復條件成立，在所 述預定的恢復條件成立以后，解除所述預定的輸出限制，并使用所述預定 的約束來設定所述要求驅動力，其中所述內燃機運轉重新啟動的時候是指 在于所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下進行了通過來自所述電動機的動力而 行駛的電動行駛之后重新啟動了所述內燃機的運轉的時候；控制單元，該控制單元控制所述內燃機和所述電動機，以使所述混合 動力車隨著所述內燃機的間歇運轉而通過基于所述設定的要求驅動力的驅 動力來行駛。
11. 如權利要求IO所述的混合動力車，其中，包括電動行駛指示開關，該電動行駛指示開關配置在駕駛者的附近， 用于指示所述電動行駛，當在所述電動行駛指示開關被關斷的情況下所述內燃機運轉重新啟動 的時候，所述要求驅動力設定單元不管所述催化劑溫度下降條件是否成立 均使用所述預定的約束來設定所述要求驅動力。
12. 如權利要求IO所述的混合動力車，其中，所述預定的輸出限制是具有所述催化劑的溫度越低就越嚴的傾向的限制。
13. 如權利要求IO所述的混合動力車，其中，所述預定的輸出限制是具有在即將重新啟動所述內燃機的運轉之前的 所述電動行駛的持續(xù)時間越長就越嚴的傾向的限制。
14. 如權利要求IO所述的混合動力車，其中， 所述預定的輸出限制是對上限加以限制的限制。
15. 如權利要求10所述的混合動力車，其中，所述催化劑溫度下降條件是所述催化劑的溫度小于第一溫度的條件， 所述預定的恢復條件是所述催化劑的溫度成為比所述第一溫度高的第 二溫度以上的條件。
16. 如權利要求10所述的混合動力車，其中，所述催化劑溫度下降條件是所述電動行駛持續(xù)了第一時間以上的時間 的條件，所述預定的恢復條件是從重新啟動了所述內燃機的運轉的時候起經(jīng)過 了第二時間的條件或者行駛了預定距離的條件。
17.如權利要求io所述的混合動力車，其中，包括電力動力輸入輸出單元，該電力動力輸入輸出單元與連結在車軸 上的驅動軸連接，并且以可獨立于該驅動軸而旋轉的方式與所述內燃機的 輸出軸連接，該電力動力輸入輸出單元隨著電力和動力的輸入輸出而向所 述驅動軸和所述內燃機輸入動力或者從所述驅動軸和所述內燃機輸出動 力。
18. 如權利要求n所述的混合動力車，其中， 所述電力動力輸入輸出單元包括三軸式動力輸入輸出單元和發(fā)電機，所述三軸式動力輸入輸出單元與所述驅動軸、所述輸出軸以及第三軸這三 個軸連接，并基于向所述三個軸中的任兩個軸輸入的動力或從該兩個軸輸 出的動力而向剩余的軸輸入動力或從該軸輸出動力，所述發(fā)電機向所述第 三軸輸入動力或從該第三軸輸出動力。
19. 一種混合動力車的控制方法，所述混合動力車可通過來自內燃機 的動力和來自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝 置，所述凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述控制方法的特征是(a)如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑的溫度下降了的 催化劑溫度下降條件不成立，則基于行駛所要求的要求驅動力來設定應從 所述內燃機輸出的目標功率，如果在所述內燃機運轉重新啟動的時候所述 催化劑溫度下降條件成立，則在預定的輸出限制下基于所述要求驅動力來 設定應從所述內燃機輸出的目標功率，直到預定的恢復條件成立，在所述預定的恢復條件成立以后，解除所述預定的輸出限制，并基于所述設定的 要求驅動力來設定應從所述內燃機輸出的目標功率，其中所述內燃機運轉 重新啟動的時候是指在于所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下進行了通過來自 所述電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動了所述內燃機的運轉的時候；以及(b)當所述內燃機的運轉處于停止時，控制所述內燃機和所述電動 機，以使所述混合動力車在所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下通過基于所述 設定的要求驅動力的驅動力而行駛，當所述內燃機正在運轉時，控制所述 內燃機和所述電動機，以從所述內燃機輸出所述設定的目標功率，并使所 述混合動力車通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力而行駛。
20. —種混合動力車的控制方法，所述混合動力車可通過來自內燃機 的動力和來自電動機的動力而行駛，所述內燃機在排氣管上安裝有凈化裝 置，所述凈化裝置具有用于凈化排氣的催化劑，所述控制方法的特征是(a) 如果在內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑的溫度下降了的 催化劑溫度下降條件不成立，則使用預定的約束來設定行駛所要求的要求 驅動力，如果在所述內燃機運轉重新啟動的時候所述催化劑溫度下降條件 成立，則在預定的輸出限制下使用所述預定的約束來設定所述要求驅動 力，直到預定的恢復條件成立，在所述預定的恢復條件成立以后，解除所 述預定的輸出限制，并使用所述預定的約束來設定所述要求驅動力，其中 所述內燃機運轉重新啟動的時候是指在于所述內燃機的運轉停止的狀態(tài)下 進行了通過來自所述電動機的動力而行駛的電動行駛之后重新啟動了所述 內燃機的運轉的時候；以及(b) 控制所述內燃機和所述電動機，以使所述混合動力車隨著所述 內燃機的間歇運轉而通過基于所述設定的要求驅動力的驅動力來行駛。
全文摘要
即使在由于電動行駛而催化劑溫度下降時，也可以抑制排放物惡化并確保車輛良好的動力特性。當為了從電動機行駛變換到混合動力行駛而起動發(fā)動機時，如果安裝在發(fā)動機的排氣管上的凈化裝置的催化劑的溫度Tc小于無法充分發(fā)揮其功能的閾值Tcref1(S120)，則基于催化劑溫度Tc和作為電動機行駛所持續(xù)的時間的EV行駛時間Tev來設定功率限制值α(步驟S140)，并且通過以該功率限制值α強加輸出限制來設定從發(fā)動機輸出的發(fā)動機要求功率Pe^*(S190)，然后使用該發(fā)動機要求功率Pe^*來控制發(fā)動機和兩個馬達(S200～S250)。由此能夠抑制排放物惡化，并且能夠確保車輛良好的動力特性。
文檔編號F02D45/00GK101529068SQ20078004012
公開日2009年9月9日 申請日期2007年8月23日 優(yōu)先權日2006年10月25日
發(fā)明者安藤郁男 申請人:豐田自動車株式會社