混合动力车辆的控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种在混合动力车辆中适当地执行变速时的再生。混合动力车辆的控制装置(100)具备：第1充电控制单元(520)，其能够在存在对内燃机(200)的输出减少要求的情况下，将内燃机的输出维持为预定值以上，并将输出剩余量给蓄电单元(30)充电；第2充电控制单元(530)，其能够在存在变速单元(400)的升档要求的情况下，将由变速单元的升档引起的输出增加量给蓄电单元充电；以及变速时间变更单元(550)，其在输出减少要求和升档要求的控制期间重叠的情况下，与输出减少要求和升档要求的控制期间不重叠的情况相比，延迟升档的执行时间或者延迟升档的开始定时，以使得对蓄电单元的充电电力不超过对蓄电单元的输入限制值。
【专利说明】
混合动力车辆的控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及对例如具备内燃机和电动机作为动力源的混合动力车辆进行控制的混合动力车辆的控制装置的技术领域。
【背景技术】
[0002]作为这种混合动力车辆的控制装置，已知有考虑再生电力来执行变速档的切换的控制装置。例如，在专利文献I中公开了如下技术:基于由保持变速档的状态下的再生实现的第I充电量和由变更了变速档的状态下的再生实现的第2充电量，来判定实际上是否切换变速档。根据这样的技术，认为能够在变速时高效地得到再生电力，能够提高车辆的燃料经济性。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开2013/035730号
【发明内容】
[0006]发明要解决的问题
[0007]在混合动力车辆中，有时，在存在使发动机输出减少的要求的情况下，将发动机输出维持为预定值以上来谋求失火防止。在该情况下，相对于要求输出的发动机输出剩余量作为再生电力给电池充电即可。另一方面，在存在升档要求的情况下，也会因变速档的切换而产生输出增加量。在该情况下，若将输出增加量作为再生电力给电池充电，则也能够不浪费地高效地利用能量。
[0008]但是，在同时产生了上述发动机输出的减少要求和升档要求的情况下，有可能会产生再生电力变得过大而超过电池的容许最大充电电力这一技术问题。另外，在尽管存在超过容许最大充电电力的充电要求，却要强制地抑制充电电力时，也会产生因预料外的驱动力的变动等而导致驾驶性下降这一技术问题。
[0009]如上所述的问题是本发明要解决的问题中的一例。本发明的目的在于提供一种能够适当实施变速时的再生的混合动力车辆的控制装置。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]<1>
[0012]本发明的混合动力车辆的控制装置是如下的混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆具备包含内燃机和旋转电机的动力源、能够通过所述旋转电机的再生来进行充电的蓄电单元、以及能够切换变速比的变速单元，所述控制装置的特征在于，具备:第I充电控制单元，其能够在存在对所述内燃机的输出减少要求的情况下，将所述内燃机的输出维持为预定值以上，并将相对于对所述内燃机的输出要求的输出剩余量给所述蓄电单元充电；第2充电控制单元，其能够在存在对所述变速单元的升档要求的情况下，将由所述变速单元的升档引起的输出增加量给所述蓄电单元充电；以及变速时间变更单元，其在所述输出减少要求和所述升档要求的控制期间重叠的情况下，与所述输出减少要求和所述升档要求的控制期间不重叠的情况相比，延长所述升档的执行时间或者延迟所述升档的开始定时，以使得对所述蓄电单元的充电电力不超过对所述蓄电单元的输入限制值。
[0013]本发明的混合动力车辆是具备内燃机和旋转电机作为能够对驱动轴供给动力的动力源的车辆，所述内燃机可采用不管燃料种别、燃料的供给形态、燃料的燃烧形态、进气排气系统的结构和汽缸排列等的各种形态的内燃机，所述旋转电机例如可构成为电动发电机等。另外，本发明的混合动力车辆具备例如构成为锂离子电池等的蓄电单元。蓄电单元能够通过旋转电机的再生来充电。此外，蓄电单元也可以作为用于供给使旋转电机动力运行的电力的电力供给源发挥功能。
[0014]本发明的混合动力车辆还具备能够切换变速比的变速单元。变速单元构成为例如包含多个齿轮的变速器，经由差动机构等连结于内燃机的输出轴和旋转电机的旋转轴。根据变速单元，能够根据混合动力车辆的行驶状况适当切换变速比，因此能够实现更高效的行驶。
[0015]本发明的混合动力车辆的控制装置是控制这样的混合动力车辆的控制装置，例如能够适当采用可适当包含一个或多个CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、MPU(Micro Processing Unit:微处理单元)、各种处理器或各种控制器或者还包含R0M(ReadOnly Memory:只读存储器)、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)、缓存或闪存等各种存储单元等的单个或多个EQJ(Electronic Control Unit:电子控制单元)等各种处理单元、各种控制器或者微型计算机装置等各种计算机系统等的形态。
[0016]在本发明的混合动力车辆的行驶时，在产生了对内燃机的输出减少要求的情况下，由第I充电控制单元将内燃机的输出维持为预定值以上。此外，这里的“预定值”被设定为与能够抑制由内燃机的输出减少引起的不良情况(例如，内燃机中的失火)的产生的输出值对应的值。因而，在产生了会产生不良情况的比较大的输出减少要求的情况下，不直接反映输出减少要求而将内燃机的输出维持为不产生不良情况的程度的值。另一方面，在产生了不会产生不良情况的比较小的输出减少要求的情况下，无需硬是维持内燃机的输出(即，也可以按照输出减少要求使内燃机的输出减少)。
[0017]若将内燃机的输出维持预定值以上，则会产生相对于本来要求的输出的输出剩余量。该输出剩余量由第I充电控制单元用来给蓄电单元充电。具体而言，内燃机的输出剩余量通过旋转电机的再生被变换为电力，给向蓄电单元充电。
[0018]另外，在本发明的混合动力车辆的行驶时，在产生了对变速单元的升档要求的情况下，会产生与惯性转矩的变化相伴的输出增加量。该输出增加量由第2充电控制单元用来给蓄电单元充电。具体而言，由升档引起的输出增加量与上述内燃机的输出剩余量同样地，通过旋转电机的再生被变换为电力来给蓄电单元充电。
[0019]如上所述，产生了对内燃机的输出减少要求的情况下的输出剩余量和产生了对变速单元的升档要求的情况下的输出增加量作为再生电力给蓄电单元充电。这些再生电力在仅产生了输出减少要求和升档要求的任一方的情况下被抑制为比较小的值。然而，在输出减少要求和升档要求的控制期间重叠的情况下，与各要求对应的再生电力被合计而可能成为比较大的值。
[0020]在此，在本发明中，特别地，在对内燃机的输出减少要求和对变速单元的升档要求的控制期间重叠的情况下，与输出减少要求和升档要求的控制期间不重叠的情况相比，由变速时间变更单元延长升档的执行时间或者延迟升档的开始定时。具体而言，变速时间变更单元使升档的执行时间延长或者延迟，以使得对蓄电单元的充电电力不超过输入限制值。此外，这里的“输入限制值”是对蓄电单元预先设定的充电电力的限制值，例如以抑制蓄电单元的劣化的目的来设定。另外，“输出减少要求和升档要求的控制期间重叠”是指，输出减少要求和升档要求的控制期间大幅重叠到了再生电力的合计值超过输入限制值的程度。因而，例如在输出减少要求和升档要求的控制期间仅稍微重叠而不存在再生电力的合计值超过输入限制值的可能性的情况下，可以不判断为“控制期间重叠”。
[0021]通过延长升档的执行时间，通过升档而得到的每单位时间的再生电力变小。具体而言，通过内燃机和/或旋转电机的与变速档相对应的转速的变化变慢，惯性转矩(即，旋转体的惯性X加速度)降低，其结果，再生电力变小。因而，能够可靠地减小对蓄电单元的充电电力。另外，通过使升档的开始定时延迟，能够使通过升档而产生再生电力的定时延迟。因而，能够消除或缩短与对内燃机的输出减少要求的重叠期间，能够可靠地减小对蓄电单元的充电电力。其结果，能够避免给蓄电单元充电的再生电力(即，与伴随于输出减少要求的输出剩余量相应的再生电力和与伴随于升档要求的输出增加量相应的再生电力的合计值)超过输入限制值。此外，升档的执行时间的延长或延迟优选在不导致新的不良情况产生的范围内执行。即，极端地延长或者延迟升档的执行时间是不优选的，优选在尽量小的范围内进行变更。
[0022]以上的结果，根据本发明的混合动力车辆的控制装置，能够防止因超过输入限制值给蓄电单元充电而引起的不良情况(例如，蓄电单元的劣化等)。另外，能够防止由于尽管存在超过输入限制值的充电要求但却要强制地抑制充电电力而产生的不良情况(例如，由预料外的驱动力的变动等引起的驾驶性的下降等)。
[0023]此外，对蓄电单元的充电电力优选通过升档的执行时间的延长或延迟而完全处于输入限制值内，但即使在不处于输入限制值内的情况下，也能够相应地得到上述效果。即，即使仅通过使对蓄电单元的充电电力接近输入限制值(仅使其稍微减少)，也能够相应地发挥抑制上述不良情况的产生的效果。
[0024]<2>
[0025]在本发明的混合动力车辆的控制装置的一形态中，所述变速时间变更单元可以在延长后的所述升档的执行时间超过预定时间的情况下，使所述升档的开始定时延迟。
[0026]在该情况下，为了使对蓄电单元的充电电力处于输入限制值内，变速时间变更单元首先谋求通过延长升档的执行时间而实现的再生电力的下降。但是，若延长后的升档的执行时间过长，则有可能会产生燃料经济性的恶化、驾驶性的下降等不良情况。即，即使实现了再生电力的下降，也有可能会产生新的不良情况。
[0027]因而，变速时间变更单元在延长后的升档的执行时间超过预定时间的情况下，取代延长升档的执行时间而执行使升档的开始定时延迟的处理。在此，“预定时间”是用于判定升档的执行时间是否长到了会产生上述不良情况的程度的阈值，例如能够通过实验预先求出。
[0028]若如上述那样变更升档的执行时间，即使在延长的结果是升档的执行时间会变得过长的情况下，也能够通过使升档的开始定时自身延迟，在防止不良情况的产生的同时可靠地减小对蓄电单元的充电电力。
[0029]<3>
[0030]在本发明的混合动力车辆的控制装置的其他形态中，还具备预测所述内燃机的失火的失火预测单元，在预测为所述内燃机会失火的情况下，所述第I充电控制单元将所述内燃机的输出维持为预定值以上，并将输出剩余量给所述蓄电单元充电。
[0031]根据该形态，首先由失火预测单元预测内燃机的失火。失火预测单元例如基于内燃机的输出减少要求来预测是否会产生失火。更具体而言，失火预测单元通过比较输出减少前的内燃机的负荷和输出减少后的内燃机的负荷来预测是否会产生失火。
[0032]若由失火预测单元预测失火，则由第I充电控制单元执行将内燃机的输出维持为预定值以上的控制，输出剩余量给蓄电单元充电。由此，能够在可靠地防止内燃机的失火的同时，高效地利用输出剩余量的能量进行充电。此外，在虽然产生了输出减少要求，但未预测到失火的情况下，可以不将内燃机的输出维持为预定值以上。
[0033]<4>
[0034]在具备上述失火预测单元的形态中，所述混合动力车辆可以还具备使来自所述内燃机的排出气体的一部分向进气侧回流的回流单元，所述失火预测单元预测由通过所述回流单元而回流的来自所述内燃机的排出气体引起的失火。
[0035]在具备回流单元(EGR:Exhaust Gas Recirculat1n)的内燃机中，在残留的EGR气体的影响下有可能产生失火。因而，在本形态的失火预测单元中，预测由通过回流单元而回流的排出气体(EGR气体)引起的失火。
[0036]具体而言，失火预测单元基于与残留于内燃机的EGR气体相关的参数，来预测内燃机的失火。例如，失火预测单元基于EGR率(S卩，通过回流单元而回流的排出气体的比例)、残留EGR气体容积等来预测失火。这样，若利用与EGR相关的各种参数，能够准确地预测具备回流单元的内燃机中的失火。
[0037]本发明的作用和其他优点将通过接着说明的【具体实施方式】而变得明了。
【附图说明】
[0038]图1是示出实施方式的混合动力车辆的整体结构的概略结构图。
[0039]图2是示出实施方式的混合动力驱动装置的结构的骨架图。
[0040]图3是实施方式的混合动力车辆的速度线图。
[0041 ]图4是实施方式的混合动力车辆的变速器的工作接合表。
[0042]图5是示出实施方式的混合动力车辆的变速器的变速线的映射。
[0043]图6是示出实施方式的混合动力车辆的内燃机的结构的概略结构图。
[0044]图7是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置的结构的框图。
[0045]图8是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置所进行的发动机输出维持控制的流程的流程图。
[0046]图9是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置所进行的变速时间变更控制的流程的流程图。
[0047]图10是示出电池充电量与变速延迟系数的关系的映射。
[0048]图11是示出比较例的混合动力车辆的控制装置进行控制时的各种参数的变动的时间图。
[0049]图12是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置进行控制时的各种参数的变动的时间图(其I)。
[0050]图13是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置进行控制时的各种参数的变动的时间图(其2)。
[0051 ]标号说明
[0052]1:混合动力车辆
[0053]10:混合动力驱动装置
[0054]20:PCU
[0055]30:电池
[0056]40:传感器群
[0057]41:节气门开度传感器
[0058]42:空气流量计
[0059]43: EGR 传感器
[0060]100:ECU
[0061]101、111:进气管
[0062]103:节气门
[0063]110:压缩机
[0064]113:中冷器
[0065]120:涡轮机
[0066]115、121:排气管
[0067]123:第I催化剂
[0068]124:第2催化剂
[0069]125:EGR管
[0070]126:EGR阀
[0071]127: EGR 冷却器
[0072]200:发动机
[0073]201:汽缸
[0074]210:喷射器
[0075]300:行星齿轮机构
[0076]400:变速器
[0077]510:失火预测部
[0078]520:发动机输出控制部
[0079]530:变速控制部
[0080]540:要求重叠判定部[0081 ]550:变速时间变更部
[0082]600:涡轮增压器
[0083]MG1、MG2:电动发电机
[0084]S0、S1、S2:太阳轮
[0085]CA0、CA1、CA2:齿轮架
[0086]R0、R1、R2:齿圈
[0087]C1、C2:离合器
[0088]Fl:单向离合器
[0089]B1、B2:制动器
【具体实施方式】
[0090]以下，对混合动力车辆的控制装置的实施方式进行说明。
[0091]〈混合动力车辆的整体结构〉
[0092]首先，一边参照图1，一边对本实施方式的混合动力车辆I的结构进行说明。图1是示出实施方式的混合动力车辆的整体结构的概略结构图。
[0093]在图1中，实施方式的混合动力车辆I构成为具备EQJ(Electronic Control Unit:电子控制装置)100、混合动力驱动装置10、？01(?0￥61 Control Unit:功率控制单元)20、电池30、电流传感器35以及传感器群40。
[0094]ECU100是具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、R0M(Read OnlyMemory:只读存储器)以及RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)等，且构成为能够控制混合动力车辆I的各部分的动作的电子控制单元。ECU100是本发明的“混合动力车辆的控制装置”的一例。
[0095]P⑶20是构成为能够控制电池30与后述的电动发电机MG之间的电力的输入输出的电力控制单元。PCU20包含SMR(SyStem Main Relay:系统主继电器)、升压转换器以及变换器等(均未图示)，SMR能够切断电池30和电力负载的电连接，升压转换器能够将电池30的输出电压升压至适合各电动发电机MG的驱动的升压指令电压，变换器构成为能够将从电池30取出的直流电力变换为交流电力向后述的电动发电机供给，并且能够将由电动发电机MG发电产生的交流电力变换为直流电力向电池30供给。
[0096]此外，P⑶20与E⑶100电连接，构成为由E⑶100来控制其动作。
[0097]电池30是作为用于使电动发电机MG动力运行的电力的电力供给源发挥功能，或者能够蓄积通过电动发电机MG的再生而得到的电力的二次电池单元。电池30具有例如将锂离子电池单元等单位电池单元多个串联连接而成的结构。电池30是本发明的“蓄电单元”的一例，设定有用于抑制劣化等的输入限制值Win。此外，电池30的电流值构成为由电流传感器35来检测。由电流传感器35检测到的电池30的电流值被输出到P⑶来用于算出SOC。
[0098]传感器群40是检测混合动力车辆I的状态的各种传感器的总称。在图1中，作为构成传感器群40的各种传感器，示出了节气门开度传感器41、空气流量计42、EGR开度传感器43 ο
[0099 ]节气门开度传感器41是构成为能够检测发动机200的节气门的开度的传感器。节气门开度传感器41与ECU100电连接，其检测到的节气门开度构成为由ECU100适当参照。
[0100]空气流量计42构成为能够检测从外部向发动机吸入的空气量。空气流量计42与E⑶100电连接，其检测到的吸入空气量构成为由E⑶100适当参照。
[0101 ] EGR开度传感器43构成为能够检测后述的EGR系统中的EGR阀开度。EGR开度传感器43与E⑶100电连接，其检测到的EGR阀开度构成为由E⑶100适当参照。[0?02]混合动力驱动装置1是混合动力车辆I的动力传动系(power train)，构成为具备发动机200和电动发电机MG。以下，对混合动力驱动装置10的具体结构进行详细叙述。
[0103]〈混合动力驱动装置的结构〉
[0104]接着，一边参照图2，一边对本实施方式的混合动力驱动装置的结构进行说明。在此，图2是示出实施方式的混合动力驱动装置的结构的骨架图。
[0105]如图2所示，本实施方式的混合动力驱动装置10具备发动机200、电动发电机MGl以及电动发电机MG2作为混合动力车辆I的行驶用动力源。
[0106]发动机200是作为混合动力车辆I的主动力源发挥功能的作为本发明的“内燃机”的一例的汽油发动机。
[0107]电动发电机MGl和MG2是具备将电能变换为动能的动力运行功能和将动能变换为电能的再生功能的作为本发明的“旋转电机”的一例的电动发电机。电动发电机MGl和MG2例如构成为具备在外周面具有多个永磁体的转子和卷绕有形成旋转磁场的三相线圈的定子的电动发动机，但当然也可以具有其他结构。
[0108]发动机200、电动发电机MGl和MG2经由单小齿轮型的行星齿轮机构300相互连结。行星齿轮机构300具有是外齿齿轮的太阳轮S0、与太阳轮SO同轴配置的是内齿齿轮的齿圈RO、以及将与上述太阳轮SO和齿圈RO啮合的小齿轮保持成能够自转和公转的齿轮架CAO。
[0109]作为发动机200的输出轴的发动机输出轴5连结于行星齿轮机构300的齿轮架CAO，发动机输出轴5与齿轮架CAO—体旋转。因而，发动机200所输出的发动机转矩被传递给齿轮架CA0。电动发电机MGl连结于行星齿轮机构300的太阳轮S0。电动发电机MG2连结于与行星齿轮机构300的齿圈RO连结的驱动轴6。从发动机200、电动发电机MGl和MG2输出的转矩经由行星齿轮机构300和驱动轴6而输出。
[0110]驱动轴6连结于变更混合动力车辆的齿数比(gear rat1)的变速器400。变速器400是本发明的“变速单元”的一例，构成为具备2个行星齿轮机构(具体而言是包括太阳轮S1、齿圈Rl和齿轮架CAl的行星齿轮机构以及包括太阳轮S2、齿圈R2和齿轮架CA2的行星齿轮机构)、第I离合器Cl和第2离合器C2、单向离合器Fl、以及第I制动器BI和第2制动器B2。
[0111]2个行星齿轮机构中，一方的齿轮架CAl与另一方的齿圈R2彼此连结。另外，一方的齿圈Rl与另一方的齿轮架CA2彼此连结。
[0112]第I离合器Cl构成为能够变更驱动轴6与太阳轮S2之间的动力传递状态。第2离合器C2构成为能够变更驱动轴6与齿轮架CAl之间的动力传递状态。
[0113]单向离合器Fl构成为在齿轮架CAl与齿圈R2之间仅能向预定的一个方向传递动力。
[0114]第I制动器构成为能够将太阳轮SI的旋转固定。第2制动器构成为能够将齿轮架CAl和齿圈R2的旋转固定。
[0115]经由变速器400传递的转矩构成为经由齿轮架CA2向车轴侧输出。
[0116]此外，上述的变速器400的结构只不过是一例，也可以使用不同形态的变速器400作为变更混合动力车辆的齿数比的机构。
[0117]〈由变速器实现的齿数比〉
[0118]接着，一边参照图3?图5，一边对可由本实施方式的变速器400实现的齿数比具体进行说明。在此，图3是实施方式的混合动力车辆的速度线图。另外，图4是实施方式的混合动力车辆的工作接合表。图5是示出实施方式的混合动力车辆的变速线的映射。此外，图4中的“〇”表示处于接合状态，其他的则表示处于分离状态。
[0119]如图3和图4所示，本实施方式的变速器400能够以4个等级来变更混合动力车辆I的齿数比。具体而言，通过使第I离合器Cl、第2制动器BI和单向离合器Fl接合，并且使第2离合器C2和第I制动器BI分离，可实现齿数比1st(即，齿数比最高的状态)。通过使第I离合器Cl和第I制动器BI接合，并且使第2离合器C2、第2制动器B2和单向离合器Fl分离，可实现齿数比2nd(即，齿数比第二高的状态)。通过使第I离合器Cl和第2离合器C2接合，并且使第I制动器B1、第2制动器B2和单向离合器Fl分离，可实现齿数比3rd(即，齿数比第三高的状态)。通过使第2离合器C2和第I制动器接合，并且使第I离合器Cl、第2制动器B2和单向离合器Fl分离，可实现齿数比4th(即，齿数比最低的状态)。此外，通过使第I离合器Cl、第2离合器C2、第I制动器B1、第2制动器B2和单向离合器Fl全部分离，可实现空档。
[0120]单向离合器Fl具有通过防止齿轮架CAl和齿圈R2逆旋转而在从齿数比1st向2nd变速时不是以第I制动器BI和第2制动器B2的双方而是仅以第I制动器BI来提高控制性的功能。另外，单向离合器Fl具有在实施发动机制动时用于使第2制动器B2接合的功能。
[0121]如图5所示，变速器400根据预先设定的变速线来变更变速比。具体而言，在混合动力车辆I的动作点跨变速线而变化的情况下，实现与该变速线相应的齿数比的变更。
[0122]〈混合动力车辆的发动机的结构〉
[0123]接着，参照图6，对本实施方式的混合动力车辆I的发动机200周围的结构进行说明。在此，图6是示出实施方式的混合动力车辆的内燃机的结构的概略结构图。
[0124]在图6中，本实施方式的发动机200构成为具备压缩机110和涡轮机120的增压发动机。
[0125]压缩机110对流入的空气进行压缩，将其作为压缩空气向下游供给。涡轮机120将从发动机200经由排气管11供给的排气作为动力来进行旋转。涡轮机120经由轴连结于压缩机110，构成为能够彼此一体旋转。即，由涡轮机120和压缩机110构成涡轮增压器600。
[0126]发动机200例如是在汽缸体内直列配置4个汽缸201而成的直列4缸发动机。此外，虽然省略此处的详细图示，但发动机200构成为能够将空气与燃料的混合气在各汽缸201内部中燃烧时所产生的活塞的往复运动经由连杆变换为曲轴的旋转运动。
[0127]在压缩机110的入口侧(S卩，压缩机110的上游侧)的进气管101设置有空气流量计42 ο
[0128]在压缩机110的出口侧(S卩，压缩机110的下游侧)且发动机200的进气侧(S卩，汽缸201的上游侧)的进气管111设置有节气门103。节气门103例如是电子控制式的气门，构成为由未图示的节气门马达来控制其开闭动作。另外，节气门103的开度构成为可由节气门开度传感器41检测。
[0129]在节气门103的后段设置有中冷器113。中冷器113构成为能够将吸入空气冷却来使空气的增压效率上升。
[0130]发动机200的汽缸201内的燃烧室吸入经由进气管111供给的空气和从喷射器210喷射供给的燃料混合而成的混合气。从进气侧导入到汽缸201内部的混合气由未图示的火花塞等点火，在汽缸201内进行爆发行程。在进行爆发行程后，燃烧完成的混合气(包含局部未燃状态的混合气)在接着爆发行程的排气行程中被排出到未图示的排气口。排出到排气口的排气被导入排气管115。
[0131]在涡轮机120的出口侧(S卩，涡轮机120的下游侧)的排气管121设置有第I催化剂123和第2催化剂124，除此之外还设置有包括EGR管125、EGR阀126以及EGR冷却器127构成的EGR系统。EGR系统是本发明的“回流单元”的一例。
[0132]第I催化剂123构成为例如包含氧催化剂，对通过了涡轮机120的排气中所包含的物质进行净化。
[0133]第2催化剂124设置于排气管122中的第I催化剂123的下游侧，对排气中所包含的物质进行净化。
[0134]EGR管125构成为能够使第I催化剂123的下游的排气回流到压缩机110的入口侧的进气管101。在EGR管125上设置有EGR阀126，能够调节EGR气体的量。另外，在EGR管125上设置有对回流的EGR气体进行冷却的EGR冷却器127 AGR阀126的开度构成为可由EGR开度传感器44来检测。
[0135]〈混合动力车辆的控制装置的结构〉
[0136]接着，一边参照图7，一边对实施方式的混合动力车辆的控制装置的结构进行说明。在此，图7是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置的结构的框图。
[0137]在图7中，本实施方式的混合动力车辆的控制装置的主要部分构成为ECU100。ECU100构成为至少具备失火预测部510、发动机输出控制部520、变速控制部530、要求重叠判定部540以及变速时间变更部550。
[0138]失火预测部510是本发明的“失火预测单元”的一例，预测发动机200中的失火。失火预测部510在对混合动力车辆I产生了减速要求的情况下预测失火。失火预测部510例如基于发动机200的负荷变动、发动机200的内部残留的EGR气体量等来预测失火。在此预测的失火是由于以下原因而过渡性地产生的失火:高负荷时的EGR气体由于将节气门103和EGR阀126—起关闭而以高浓度残留在节气门103与EGR阀126之间，该残留EGR气体在空气量减少后流入发动机200的燃烧室，从而燃烧室内的EGR浓度升高(具体而言，实质EGR率超过限界EGR率)。因而，例如能够使用减速前的吸入空气量和EGR率、减速后的吸入空气量和限界EGR率、残留EGR气体容积来进行失火预测。失火预测部510的预测结果能够向发动机输出控制部520输出。
[0139]发动机输出控制部520基于失火预测部510的预测结果来控制发动机200的输出。在预测到发动机200中的失火的情况下，发动机输出控制部520以将发动机200的输出维持在预定值以上的方式进行控制。此外，在本实施方式中，由于维持了发动机输出而产生的输出剩余量由电动发电机MG2等进行再生，给电池30充电。这样，发动机输出控制部520作为本发明的“第I充电控制单元”的一部分发挥功能。
[0140]变速控制部530是本发明的“第2充电控制单元”的一例，在产生了变速要求的情况下，控制变速器400来变更变速比。另外，特别地，本实施方式的变速控制部530能够根据来自变速时间变更部550的指令来变更升档时的变速时间。具体而言，变速控制部530能够使变速所需的时间延长和/或使变速开始定时延迟。此外，在变速器400的升档时，会产生与惯性转矩的变化相伴的输出增加量，该输出增加量由电动发电机MG2等进行再生，给电池30充电。这样，变速控制部530作为本发明的“第2充电控制单元”的一部分发挥功能。
[0141]要求重叠判定部540判定在混合动力车辆I中是否重叠产生了减速要求和升档要求。要求重叠判定部540的判定结果能够向变速时间变更部550输出。
[0142]在判定为重叠产生了减速要求和升档要求的情况下，变速时间变更部550对变速控制部530发挥变更变速时间的指令。关于具体的变速时间的变更方法，将在后面详细叙述。
[0143]〈发动机输出维持控制〉
[0144]接着，一边参照图8，一边对本实施方式的混合动力车辆的控制装置所执行的发动机输出维持控制(即，预测到发动机200的失火而将发动机200的输出维持在预定值以上的控制)进行说明。在此，图8是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置所进行的发动机输出维持控制的流程的流程图。
[0145]在图8中，根据本实施方式的混合动力车辆的控制装置，若检测到发动机负荷的减少(步骤SlOl:否)，则在失火预测单元510中推定减速目标负荷(步骤S102)。具体而言，失火预测单元510基于由节气门开度传感器41检测到的节气门开度的变化量来算出减速后的发动机的负荷。
[0146]当推定出减速目标负荷后，在失火预测单元510中判定在发动机200中是否存在失火的可能性(步骤S103)。失火预测单元510例如基于算出的减速目标负荷以及减速前的吸入空气量和EGR率、减速后的吸入空气量和限界EGR率、残留EGR气体容积等，来判定失火的可能性。
[0147]在判断为存在失火的可能性的情况下(步骤S103:是)，由发动机输出控制部520算出发动机负荷下限值(具体而言，用于使得不产生失火的发动机输出的下限值)(步骤S104)。然后，由发动机输出控制部520执行发动机控制，以使得发动机负荷成为所算出的下限值以上(步骤S105)。
[0148]根据以上说明的发动机输出维持控制，即使在根据减速要求使发动机输出下降的情况下，也能够防止失火的产生。此外，由于维持发动机输出而产生的输出剩余量向通过再生而变换成电力，给电池30充电。因而，能够不浪费地高效地利用由发动机200产生的能量。
[0149]〈变速时间变更控制〉
[0150]接着，一边参照图9和图10，一边对本实施方式的混合动力车辆的控制装置所执行的升档时间变更动作进行说明。在此，图9是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置所进行的变速时间变更控制的流程的流程图。另外，图10是示出电池充电量与变速延迟系数的关系的映射。
[0151]在图9中，在本实施方式的混合动力车辆的控制装置中，在要求重叠判定部540中监视是否重叠产生了减速要求和升档要求(步骤S201)。
[0152]在判定为重叠产生了减速要求和升档要求的情况下(步骤S201)，在变速时间变更部550中算出由再生实现的电池30的充电量(步骤S202)。具体而言，算出与在产生了减速要求时将发动机输出维持在预定值以上而产生的输出剩余量对应的充电量和与在升档时产生的输出增加量对应的充电量的合计值。
[0153]判定所算出的电池30的充电量是否超过了输入限制值Win(步骤S203)。此处，在电池30的充电量未超过输入限制值Win的情况下(步骤S203:否)，省略以后的处理。另一方面，在电池30的充电量超过了输入限制值Win的情况下(步骤S203:是)，执行以后的用于变更变速时间的处理。
[0154]在变速时间变更部550中，算出用于使得对电池30的充电量不超过输入限制值Win的变速时间延迟系数Td(步骤S204)。此外，变速时间延迟系数Td是用于决定变速器400的升档时的变速时间的延长量的系数。变速时间延迟系数Td例如作为I以上的值而算出，通过与通常时的变速时间相乘来算出延长后的变速时间。
[0155]如图10所示，对电池30的充电量越大，则变速时间延迟系数Td作为越大的值而算出。即，对电池30的充电量越大，则升档时的变速时间被延长为越长。
[0156]返回图9，在变速时间变更部550中，判定所算出的变速时间延迟系数Td是否比预定的阈值α大(步骤S205)。此外，阈值α是用于判定延长后的升档的执行时间是否会变长到产生燃料经济性的恶化和/或驾驶性的下降等不良情况的程度的阈值。阈值α能够通过事先进行实际延长变速时间的模拟等来决定。
[0157]在此，若判定为变速时间延迟系数Td为阈值α以下(步骤S205:否)，则根据变速时间延迟系数Td来延长变速时间(步骤S206)。即，判断为即使延长变速时间也不会产生不良情况，花费比通常长的时间来执行升档。通过延长升档的执行时间，能够减小通过升档而得到的每单位时间的再生电力。此外，在延长升档的执行时间的情况下，变速时的发动机200和MGl的与变速档相对应的转速的变化变慢。于是，通过发动机200和MGl的转速的变化变慢，惯性转矩(即，旋转体的惯性X加速度)降低，其结果，再生电力变小。因而，能够可靠地减小对电池30的充电电力。
[0158]另一方面，若判定为变速时间延迟系数Td比阈值α大(步骤S205:是)，则使变速时间延迟(步骤S207)。即，判断为若是延长变速时间的话则会产生不良情况，不延长变速时间而使变速的开始定时延迟。通过使升档的开始定时延迟，能够使通过升档而产生再生电力的定时延迟。因而，能够消除或缩短与发动机200的输出维持相伴的再生电力和与升档相伴的再生电力重叠产生的期间，能够可靠地减小对电池30的充电电力。
[0159]如上所述，若根据变速时间延迟系数Td来选择变速时间的延长或者延迟，则即使在因变速时间的延长而会产生新的不良情况的情况下，也能够可靠地减小对电池30的充电电力。
[0160]〈具体的的动作和效果〉
[0161]接着，一边参照图11?图13，一边对上述变速时间变更控制的效果进行更具体的说明。在此，图11是示出比较例的混合动力车辆的控制装置进行制时的各种参数的变动的时间图。另外，图12是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置进行控制时的各种参数的变动的时间图(其I)，图13是示出实施方式的混合动力车辆的控制装置进行控制时的各种参数的变动的时间图(其2)。
[0162]在图11中，考虑不能变更变速时间的比较例。在该情况下，当产生了发动机负荷会达到失火区域的减速要求时，维持发动机输出以使得发动机负荷不会成为下限值以下。其结果，再生电力增加与由于维持了发动机负荷而产生的输出剩余量相应的量。
[0163]另一方面，若因升档要求而执行升档，则会为了吸收惯性动力变动量而执行再生。SP，再生电力因升档而增加。
[0164]在此，若减速要求和升档要求重叠，则会要求对电池30同时充入与发动机200的输出维持相伴的再生电力和与升档相伴的再生电力。于是，对电池30的充电量成为极大的值而超过输入限制值Win。
[0165]若电池充电量超过输入限制值Win，则例如会促进电池30的劣化。另外，若尽管存在超过输入限制值Win的充电要求，但却要强制地抑制充电电力，则会产生例如由预料外的驱动力的变动等引起的驾驶性的下降等。
[0166]在图12中，在本实施方式的混合动力车辆的控制装置中，如上所述，在减速要求和升档要求重叠了的情况下，延长变速时间。由此，随着升档而产生的每单位时间的再生电力减少。因而，能够避免对电池30的充电量超过输入限制值Win。
[0167]在图13中，在本实施方式的混合动力车辆的控制装置中，进一步，在若延长变速时间则会产生不良情况的状况下，使变速的开始定时延迟。由此，随着升档而产生再生电力的定时也延迟。因而，能够消除或缩短与发动机200的输出维持相伴的再生电力和与升档相伴的再生电力重叠产生的期间，能够避免对电池30的充电量超过输入限制值Win。
[0168]此外，对于节气门103关闭后的发动机负荷，通过EGR阀126关闭而燃烧室内的EGR气体的比例减小，失火区域和发动机负荷下限值一起变小。因而，若使变速的开始定时延迟，则会在发动机的输出下降下来之后进行变速，所以能够避免对电池30的充电量超过输入限制值Win。
[0169]如以上所说明，根据本实施方式的混合动力车辆的控制装置，即使在减速要求和升档要求重叠的情况下，也能够在抑制不良情况的产生的同时适当执行再生。
[0170]本发明不限于上述实施方式，能够在不违反从权利要求书和说明书整体整体可读出的发明的主旨或思想的范围内适当变更，伴随这样的变更的混合动力车辆的控制装置也包含于本发明的技术范围。
【主权项】
1.一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆具备包含内燃机和旋转电机的动力源、能够通过所述旋转电机的再生来进行充电的蓄电单元、以及能够切换变速比的变速单元，所述控制装置的特征在于，具备: 第I充电控制单元，其能够在存在对所述内燃机的输出减少要求的情况下，将所述内燃机的输出维持为预定值以上，并将与相对于对所述内燃机的输出要求的输出剩余量对应的第I充电量的给所述蓄电单元充电； 第2充电控制单元，其能够在存在对所述变速单元的升档要求的情况下，将与由所述变速单元的升档引起的输出增加量对应的第2充电量给所述蓄电单元充电；以及 变速时间变更单元，其在所述输出减少要求和所述升档要求的控制期间重叠的情况下，与所述输出减少要求和所述升档要求的控制期间不重叠的情况相比，延长所述升档的执行时间或者延迟所述升档的开始定时，以使得对所述蓄电单元的充电电力不超过对所述蓄电单元的输入限制值。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 在所述第I充电量与所述第2充电量的合计值超过所述输入限制值的情况下，判断为所述输出要求减少要求和所述升档要求的控制期间重叠。3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述变速时间变更单元，在假想地延长后的所述升档的假想执行时间不超过预定时间的情况下，延长所述升档的执行时间。4.根据权利要求1?3中任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述变速时间变更单元，在假想地延长后的所述升档的假想执行时间超过所述预定时间的情况下，延迟所述升档的开始定时。5.根据权利要求1?4中任一项所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 还具备预测所述内燃机的失火的失火预测单元， 所述第I充电控制单元，在预测为所述内燃机会失火的情况下，将所述内燃机的输出维持为预定值以上，并将与输出剩余量对应的所述第I充电量给所述蓄电单元充电。6.根据权利要求5所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于， 所述混合动力车辆还具备使来自所述内燃机的排气的一部分向进气侧回流的回流单元， 所述失火预测单元预测由通过所述回流单元而回流的来自所述内燃机的排气引起的失火。
【文档编号】B60W10/11GK105966392SQ201610137390
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月10日
【发明人】菅野善仁, 木下刚生, 森田泰毅
【申请人】丰田自动车株式会社