混合动力车辆及用于混合动力车辆的控制方法
【专利摘要】混合动力车辆包括内燃机、蓄电装置、电动机、排气排放控制装置以及控制器。内燃机包括可变气门致动装置。可变气门致动装置被构造成改变进气门的工作特性(IN1a、IN2a、IN3a)。蓄电装置被构造成存储电力。该电力是通过使用内燃机生成的。电动机被构造成通过使用存储在蓄电装置中的电力而生成混合动力车辆的驱动力。排气排放控制装置被构造成使用催化剂净化来自内燃机的排气。控制器被构造成执行催化剂预热控制。催化剂预热控制是用于对排气排放控制装置的催化剂预热的控制。催化剂预热控制包括第一控制(第一预热控制)和第二控制(第二预热控制)。第一控制是用于在第一运行点(P1)运行内燃机的控制。第二控制是用于在执行第一控制之后不考虑推进混合动力车辆所要求的驱动力而在第二运行点(P2)运行内燃机的控制。内燃机在第二运行点(P2)的输出大于内燃机在第一运行点(P1)的输出。控制器被构造成运行内燃机，使得内燃机在执行第一控制时的点火正时(aop)相对于内燃机在执行第二控制时的点火正时(aop)被控制到延迟侧。控制器被构造成控制可变气门致动装置，使得在执行第二控制时，随着蓄电装置的充电受到更多限制，进气门的气门升程或进气门的气门工作角中的至少一个增大。
【专利说明】
混合动力车辆及用于混合动力车辆的控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种混合动力车辆以及用于混合动力车辆的控制方法，并且更具体地涉及一种包括具有用于改变进气门的工作特性的可变气门致动装置的内燃机的混合动力车辆，并且涉及用于该混合动力车辆的控制方法。
【背景技术】
[0002]为了净化来自内燃机的排气，使用包括催化剂的排气排放控制装置。为了使得催化剂充分执行净化功能，需要提高催化剂的温度。
[0003]例如，日本专利申请公开第2012-40915号(JP 2012-40915 A)描述了一种执行催化剂预热控制的混合动力车辆。在催化剂预热控制中，预热排气排放控制装置的催化剂。在这种混合动力车辆中，当需要催化剂预热时，首先，内燃机在内燃机的点火正时延迟的第一运行点处运行，该点火正时在催化剂结束的温度提高之后返回，然后，内燃机在内燃机所要求的输出固定的第二运行点处运行。当催化剂的预热完成时，内燃机被改变成常规运行，在该常规运行中，内燃机所要求的输出总体上基于车辆所要求的输出而改变(见JP 2012-40915 A)0
[0004]还已知一种包括能够改变进气门的工作特性的可变气门致动装置的内燃机。还已知一种能够改变进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个的可变气门致动装置(见日本专利申请公开第2004-183610号(JP 2004-183610 A)，日本专利申请公开第2013-53610号(JP2013-53610 A)，日本专利申请公开第2008-25550号(JP 2008-25550 A),日本专利申请公开第2012-117376号(JP2012-117376 A)，日本专利申请公开第9-242519号(JP 9-242519 A)等)。
[0005]在JP2012-40915 A中描述的混合动力车辆包括发电机，该发电机通过使用内燃机的动力而生成电力并与辅助电池交换电力。当内燃机运行时，辅助电池由发电机充电。混合动力车辆还包括电动机，该电动机通过使用存储在辅助电池中的电力而生成车辆驱动力。
【发明内容】
[0006]在这种混合动力车辆中，如果在执行在催化剂预热控制中在第二运行点运行内燃机的上述控制期间限制二次电池的充电或放电，则不能持续该控制，所以存在燃料经济性和排气排放劣化的可能性。具体地，当二次电池的充电受到限制时，二次电池不能够吸收由于内燃机的运行而通过发电机生成的电力，所以在第二运行点处不能持续运行。另一方面，当二次电池的放电受到限制时，通过电动机不能确保行驶功率，所以在第二运行点处不能持续运行，以便通过使用内燃机的输出来补偿行驶功率。
[0007]在这种情况中，还能想象到通过使用节气门调节内燃机的输出来持续催化剂预热控制。然而，在二次电池的充电受到限制的情况中，当节气门被控制到关闭侧以便持续催化剂预热控制时，燃料经济性由于栗送损失的增大而劣化。在二次电池的放电受到限制的情况中，当节气门被控制到打开侧以便持续催化剂预热控制时，排气的排放由于出现负荷波动而劣化。
[0008]本发明提供了一种混合动力车辆以及用于混合动力车辆的控制方法，即使在蓄电装置的充电或放电受到限制时该混合动力车辆也能够持续催化剂预热控制而不使燃料经济性或排气排放劣化。
[0009]本发明的一方面提供了一种混合动力车辆。该混合动力车辆包括内燃机、蓄电装置、电动机、排气排放控制装置以及控制器。内燃机包括可变气门致动装置。可变气门致动装置被构造成改变进气门的工作特性。蓄电装置被构造成存储电力。该电力是通过使用内燃机生成的。电动机被构造成通过使用存储在蓄电装置中的电而生成混合动力车辆的驱动力。排气排放控制装置被构造成使用催化剂净化来自内燃机的排气。控制器被构造成执行催化剂预热控制。催化剂预热控制是用于对排气排放控制装置的催化剂预热的控制。催化剂预热控制包括第一控制和第二控制。第一控制是用于在第一运行点运行内燃机的控制。第二控制是用于在执行第一控制之后不考虑推进混合动力车辆所要求的驱动力而在第二运行点运行内燃机的控制。内燃机在第二运行点的输出大于内燃机在第一运行点的输出。控制器被构造成运行内燃机使得内燃机在执行第一控制时的点火正时相对于内燃机在执行第二控制时的点火正时被控制到延迟侧。控制器被构造成控制可变气门致动装置，使得在执行第二控制时，随着蓄电装置的充电受到更多限制，进气门的气门升程和进气门的气门工作角中的至少一个增大。
[0010]随着进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个增大，内燃机的输出由于降压而减小。在这个混合动力车辆中，在执行第二控制期间，可变气门致动装置被控制成使得进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个随着蓄电装置的充电受到更多限制而增大。因此，即使在蓄电装置的充电受到限制时，也能够持续第二控制。内燃机的输出通过增大进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个而调节，所以无需调节节气门。由此，使用这种混合动力车辆，即使在蓄电装置的充电受到限制时，也能够持续催化剂预热控制而不出现燃料经济性或排气排放的劣化。
[0011]在上述方面中，控制器可以被构造成控制可变气门致动装置，使得当执行第二控制时，在第一条件或第二条件中的至少一个条件被满足时的气门升程和气门工作角中的至少一个大于在所述第一条件和所述第二条件两者均不被满足时的气门升程和气门工作角中对应的至少一个。当蓄电装置的荷电状态高于第一预定值时所述第一条件被满足。当蓄电装置的充电电力上限值的绝对值小于第二预定值时所述第二条件被满足。
[0012]根据这方面，即使由于蓄电装置的荷电状态高于第一预定值或者蓄电装置的充电电力上限值的绝对值变得小于第二预定值而导致在蓄电装置的充电受到限制时，也能够持续催化剂预热控制而不出现燃料经济性或排气排放的劣化。
[0013]在上述方面中，可变气门致动装置可被构造成将工作特性选择性地改变成第一特性、第二特性和第三特性中的任一个特性。在工作特性是第二特性时的气门升程和气门工作角中的至少一个可以大于在工作特性是第一特性时的气门升程和气门工作角中对应的至少一个。在工作特性是第三特性时的气门升程和气门工作角中的至少一个可以大于在工作特性是第二特性时的气门升程和工作角中对应的至少一个。控制器可被构造成控制可变气门致动装置使得当执行第一控制时将工作特性设定为第一特性。控制器可被构造成控制可变气门致动装置使得当执行第二控制时并且当第一条件和第二条件中的至少一个条件被满足时将工作特性设定为第二特性和第三特性中的一个特性。
[0014]在上述方面中，可变气门致动装置可被构造成将工作特性选择性地改变成第一特性和第二特性中的一个特性。在工作特性是第二特性时的气门升程和气门工作角中的至少一个可以大于在工作特性是第一特性时的气门升程和气门工作角中对应的至少一个。控制器可被构造成控制可变气门致动装置使得当执行第一控制时将工作特性设定为第一特性。控制器可被构造成控制可变气门致动装置使得当执行第二控制时并且当第一条件和第二条件中的至少一个条件被满足时将工作特性设定为第二特性。
[0015]根据这方面，当执行第一控制时，进气门的工作特性被设定为第一特性。当执行第二控制时并且当第一条件和第二条件中的至少一个条件被满足时，工作特性被改变成第二特性或第三特性。因此，能够持续催化剂预热控制而不出现燃料经济性或排气排放的劣化。
[0016]在上述方面，控制器可被构造成当执行第二控制时、基于内燃机的输出和第二控制的剩余执行时间来确定气门升程和气门工作角中的至少一个的增大正时，使得蓄电装置的荷电状态不超过预定上限值。
[0017]根据这方面，能够基于第二控制的剩余执行时间来确定气门升程和气门工作角中的至少一个的增大正时。因此，能够可靠地执行第二控制直到最后。
[0018]在上述方面中，控制器可被构造成控制可变气门致动装置，使得当执行第二控制时，气门升程和气门工作角中的至少一个随着蓄电装置的放电受到更多限制而减小。
[0019]随着进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个减小，空气燃料混合物的压缩比增大。随着空气燃料混合物的压缩比增大，内燃机的输出增大。在这方面，在执行第二控制期间，可变气门致动装置被控制成使得进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个随着蓄电装置的放电受到更多限制而减小。因此，即使在蓄电装置受到限制时，也能够持续第二控制。内燃机的输出通过减小进气门的气门升程和气门工作角中的至少一个而被调节，所以无需调节节气门。由此，使用这种混合动力车辆，即使在蓄电装置的放电受到限制时，也能够持续催化剂预热控制而不出现燃料经济性或排气排放的劣化。
[0020]在上述方面，控制器可被构造成控制可变气门致动装置，使得当执行第二控制时，在第三条件或第四条件中的至少一个条件被满足时的气门升程和气门工作角的至少一个小于在第三条件和第四条件两者均不被满足时的气门升程和气门工作角中对应的至少一个。当蓄电装置的荷电状态小于第三预定值时所述第三条件被满足，并且当蓄电装置的放电电力上限值的绝对值小于第四预定值时所述第四条件被满足。
[0021]根据这方面，即使在蓄电装置的荷电状态变得小于第三预定值或者蓄电装置的放电电力上限值的绝对值变得小于第四预定值而导致蓄电装置的放电受到限制时，也能够持续催化剂预热控制而不出现燃料经济性或排气排放的劣化。
[0022]在上述方面，可变气门致动装置可被构造成将工作特性选择性地改变成第一特性、第二特性和第三特性中的任一个特性。在工作特性是第二特性时的气门升程和气门工作角中的至少一个可以大于在所述工作特性是第一特性时的气门升程和气门工作角中对应的至少一个。在工作特性是第三特性时的气门升程和气门工作角中的至少一个可以大于在工作特性是第二特性时的气门升程和工作角中对应的至少一个。控制器可被构造成控制可变气门致动装置使得当执行第二控制时，当第三条件和第四条件中的至少一个条件被满足时并且当工作特性是第二特性或第三特性时，将工作特性改变成第一特性。
[0023]在上述方面中，可变气门致动装置可被构造成将工作特性选择性地改变成第一特性和第二特性中的一个特性。在工作特性是第二特性时的气门升程和气门工作角中的至少一个可以大于在工作特性是第一特性时的气门升程和气门工作角中对应的至少一个。控制器被构造成控制可变气门致动装置使得当执行第二控制时，当第三条件和第四条件中的至少一个条件被满足时并且当工作特性是第二特性时，将工作特性改变成第一特性。
[0024]根据这方面，在执行第二控制期间，在第三条件或第四条件中的至少一个条件被满足的情况中，当进气门的工作特性是第二特性或第三特性时，将工作特性改变成第一特性。因此，能够持续催化剂预热控制而不出现燃料经济性或排气排放的劣化。
[0025]本发明的另一方面涉及一种用于混合动力车辆的控制方法。该混合动力车辆包括内燃机、蓄电装置、电动机、排气排放控制装置以及控制器。内燃机包括可变气门致动装置。可变气门致动装置被构造成改变进气门的工作特性。蓄电装置被构造成存储电力。电力是通过使用内燃机生成的。电动机被构造成通过使用存储在蓄电装置中的电力而生成混合动力车辆的驱动力。排气排放控制装置被构造成使用催化剂净化来自内燃机的排气。该控制方法包括通过控制器执行催化剂预热控制。催化剂预热控制是用于对催化剂预热的控制。催化剂预热控制包括第一控制和第二控制。第一控制是用于在第一运行点运行内燃机的控制。第二控制是用于在执行第一控制之后不考虑推进混合动力车辆所要求的驱动力而在第二运行点运行内燃机的控制。内燃机在第二运行点的输出大于所述内燃机在第一运行点的输出。该控制方法包括通过控制器运行内燃机，使得在执行第一控制时的内燃机的点火正时相对于在执行第二控制时的内燃机的点火正时被控制到延迟侧。该控制方法包括通过控制器控制可变气门致动装置，使得在执行第二控制时，随着蓄电装置的充电受到更多限制，进气门的气门升程和进气门的气门工作角中的至少一个增大。
[0026]根据本发明，能提供即使在蓄电装置的充电和放电受到限制时也能够持续预热控制而不出现燃料经济性或排气排放劣化的混合动力车辆。
【附图说明】
[0027]下文将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的标记表示相同的元件，并且在附图中:
[0028]图1是示出了根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的总体构造的框图；
[0029]图2是图1所示的发动机的构造图；
[0030]图3是示出了曲柄角与通过VVL装置获得的气门位移之间的关系的图表；
[0031 ]图4是VVL装置的前视图；
[0032]图5是局部地示出了如图4所示的VVL装置的透视图；
[0033]图6是示出了曲柄角与通过能够在三个步骤中改变每个进气门的工作特性的VVL装置获得的气门位移之间的关系的图表；
[0034]图7是示出了当活塞在每个进气门的工作特性是大凸轮特性的状态下向上移动时的运行的视图；
[0035]图8是示出了当活塞在每个进气门的工作特性是小凸轮特性的状态下向上移动时的运行的视图；
[0036]图9是示出了当活塞在每个进气门的工作特性是小凸轮特性的状态下向下移动时的运行的视图；
[0037]图10是用于示出在催化剂预热控制中的发动机的控制状态的波形图；
[0038]图11是示出了在常规控制中的每个进气门的工作特性的设定实例的图表；
[0039]图12是示出了在催化剂预热控制中的发动机的控制状态的另一波形图；
[0040]图13是示出了蓄电装置的SOC与充电电力上限值Win之间的关系的图表；
[0041]图14是示出了在执行第二预热控制期间设定每个进气门的工作特性的过程的流程图；
[0042]图15是示出了蓄电装置的SOC与充电电力上限值Win之间的关系的图表；
[0043]图16是用于示出根据第一实施例的可替换实施例的在催化剂预热控制中的发动机的控制状态的波形图；
[0044]图17是示出了根据第一实施例的可替换实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门的工作特性的过程的流程图；
[0045]图18是示出了蓄电装置的温度与充电电力上限值Win之间的关系的图表；
[0046]图19是示出了蓄电装置的温度与放电电力上限值Wout之间的关系的图表；
[0047]图20是示出了根据第二实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门的工作特性的过程的流程图；
[0048]图21是示出了蓄电装置的温度与充电电力上限值Win之间的关系的图表；
[0049]图22是示出了根据第二实施例的可替换实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门的工作特性的过程的流程图；
[0050]图23是示出了曲柄角与通过能够在两个步骤中改变每个进气门的工作特性的VVL装置获得的气门位移之间的关系的图表；
[0051]图24是用于示出根据第三实施例的发动机在催化剂预热控制期间的控制状态的波形图；
[0052]图25是用于示出根据第三实施例的发动机在催化剂预热控制期间的控制状态的另一波形图；
[0053]图26是示出了根据第三实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门的工作特性的过程的流程图；
[0054]图27是用于示出根据第四实施例的发动机在催化剂预热控制期间的控制状态的波形图；并且
[0055]图28是示出了根据第四实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门的工作特性的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0056]在下文中，将参考附图详细描述的本发明的实施例。下文将描述多个实施例；然而，在提交时预计到在实施例中描述的构造的适当组合。在附图中，相同的参考标记表示相同或对应的部分，并且将不重复其描述。
[0057]图1是示出了根据本发明的第一实施例的混合动力车辆的总体构造的框图。如在图1中所示，混合动力车辆I包括发动机100、电动发电机MG 1、MG2、动力分配装置4、减速齿轮5以及驱动轮6。混合动力车辆I还包括蓄电装置10、电力控制单元(P⑶)20以及控制器200。
[0058]混合动力车辆I能够通过使用从发动机100或电动发电机MG2中的至少一个输出的驱动力而行驶。例如，发功机100是内燃机，诸如汽油机和柴油机。发动机100生成用于推进车辆的驱动力。发动机100还生成用于驱动电动发电机MGl的驱动力，该电动发电机能够作为发电机运行。
[0059 ] 发动机100可被电动发电机MG I曲柄转动以启动。发动机100包括用于改变每个进气门的工作特性的可变气门致动装置。该可变气门致动装置基于车辆的行驶状态和发动机100的启动性而由控制器200控制。排气排放控制装置设置在发动机100的排气通路中。排气排放控制装置通过使用催化剂来净化来自发动机100的排气。后文将详细描述发动机100、可变气门致动装置和排气排放控制装置的构造。
[0060]动力分配装置4被构造成能够将由发动机100生成的驱动力分成用于经由减速齿轮5驱动驱动轮6的驱动力以及用于驱动电动发电机MGl的驱动力。动力分配装置4例如由行星齿轮系构成。
[0061 ]电动发电机MGl、MG2中的每个均是交流旋转电机，并且例如是三相交流同步电动发电机。电动发电机MG I可通过使用发动机100的驱动力而生成电力。发动机100的驱动力经由动力分配装置4而被接收。例如，当蓄电装置10的SOC达到预定下限时，发动机100启动，并且电力由电动发动机MGl生成。由电动发电机MG I生成的电力被PCU20转换电压。所转换的电力被临时存储在蓄电装置10中，或者所转换的电力被直接供应至电动发电机MG2。
[0062]电动发电机MG2通过使用存储在蓄电装置10中的电力或者由电动发电机MGl生成的电力中的至少一个而生成驱动力。电动发电机MG2的驱动力经由减速齿轮5传输至驱动轮
6。在图1中，驱动轮6是前轮。代替前轮或者除了前轮以外，后轮也可由电动发电机MG2驱动。
[0063]在车辆的制动期间，电动发电机MG2经由减速齿轮5被驱动轮6驱动，并且电动发电机MG2作为发电机运行。由此，电动发电机MG2作为将制动能量转换成电力的再生制动器而运行。由电动发电机MG2生成的电力被存储在蓄电装置10中。
[0064]P⑶20是用于驱动电动发电机MGl、MG2的驱动单元。PCT20包括用于驱动电动发电机MG1、MG2的逆变器，并且还可包括用于转换逆变器与蓄电装置10之间的电压的转换器。
[0065]蓄电装置10是可再充电直流电源，并且例如包括镍氢二次电池或锂离子二次电池。蓄电装置10的电压例如为大约200V。蓄电装置10存储由电动发电机MGl、MG2生成的电力。大容量电容器也可用作蓄电装置10。蓄电装置10可为任何电力缓冲器，只要该电力缓冲器能够临时存储由电动发电机MGl、MG2生成的电力并将所储存的电力供应至电动发电机MG2。传感器设置在蓄电装置10处。该传感器用于检测蓄电装置10的温度Tb、电流Ib和电压Vb。由传感器检测的值输出至控制器200。
[0066]控制器200包括电子控制单元(E⑶)，该电子控制单元包括中央处理单元(CPU)、存储装置、输入/输出缓冲器等(未示出)。控制器200接收来自不同传感器的信号(加速器操作量ACC、车速VSS等)并将控制信号输出至装置，并且执行对混合动力车辆I中的装置的控制。作为主控制，控制器200执行对混合动力车辆I的行驶控制、用于对排气排放控制装置的催化剂预热的催化剂预热控制、对适于行驶控制和催化剂预热控制的可变气门致动装置的控制等。后文将描述控制200的操作。
[0067]图2是图1所示的发动机100的构造图。如在图2中所示，空气通过空气滤清器102被弓I入发动机10中。进气量由节气门104调节。节气门104由节气门电机312驱动。
[0068]吸入的空气在每个气缸106(燃烧室)中与燃料混合。燃料从每个喷射器108喷射到对应的气缸106。在这个实施例中，发动机100将被描述为端口喷射型，其中，喷射器108的喷射孔设置在进气端口中。除了端口喷射式喷射器108以外，也可提供将燃料直接喷射到对应气缸中的直接喷射式喷射器。此外，可仅提供直接喷射式喷射器。
[0069 ]每个气缸106中的空气燃料混合物由对应的火花塞110点火以燃烧。燃烧后的空气燃料混合物，即，排气，被排放至排气通路。排气排放控制装置设置在排气通路中。排气排放控制装置通过使用催化剂来净化排气。排气排放控制装置包括催化剂112S(在下文中，也被称为“启动催化剂(S/C催化剂)”)以及催化剂112U(在下文中，也被称为“底板下(U/F)催化剂” )ο催化剂112U布置在S/C催化剂112S的下游。排气由S/C催化剂112S和U/F催化剂112U净化，并且然后被排放至车辆外部。活塞114通过空气燃料混合物的燃烧而被向下推动，并且曲轴116旋转。
[0070]进气门118和排气门120设置在每个气缸106的顶部。引入到每个气缸106中的空气量以及引入正时由对应的进气门118控制。从每个气缸106排放的排气量以及排放正时由对应的排气门120控制。每个进气门118由凸轮122驱动。每个排气门120由凸轮124驱动。
[0071]如将在后文详细描述的，每个进气门118的气门升程和气门工作角由可变气门升程(VVL)装置400控制。每个排气门120的气门升程和气门工作角也是可控的。控制每个气门的打开/关闭正时的可变气门正时(VVT)装置可与VVL装置400组合。
[0072]控制器200控制每个进气门的节气门开度0th、点火正时、燃料喷射正时、燃料喷射量和操作状态(打开/关闭正时、气门升程、气门工作角等)，使得发动机100根据车辆的行驶状态和排气排放控制装置的预热状态而在期望运行点运行。该运行点是发动机100的确定发动机100的功率、扭矩和转速的运行点。发动机100的运行点被确定为使得发动机100输出期望的功率或转矩。在第一实施例中，运行点被设定为使得发动机100的功率变为期望的运行功率。除了表不加速器操作量ACC的信号和表不车辆速度VSS的信号以外，信号从不同的传感器(即，凸轮角传感器300、曲柄角传感器302、爆震传感器304和节气门开度传感器306)输入至控制器200。
[0073]凸轮角传感器300输出表不凸轮位置的信号。曲柄角传感器302输出表不曲轴116的转速(发动机转速)和曲轴116的旋转角的信号。震爆传感器304输出表示发动机100的振动的强度的信号。节气门开度传感器306输出表不节气门开度Qth的信号。控制器200基于来自这些传感器的信号控制发动机100。
[0074]图3是示出了曲柄角与通过VVL装置获得的气门位移之间的关系的图表。如在图3中所示，每个排气门120(图2)在排气冲程中打开和关闭，并且每个进气门118(图2)在进气冲程中打开和关闭。波形EX表示每个排气门120的气门位移。波形IN1、IN2均表示每个进气门118的气门位移。该气门位移是气门从气门的关闭状态的位移。在下面的说明中，气门升程是在进气门118的打开程度达到峰值时的气门位移，并且气门工作角是从进气门118打开时到进气门118关闭时的时间段的曲柄角。
[0075]每个进气门118的工作特性由VVL装置400在波形INl与IN2之间改变。波形INl表示气门升程和气门工作角最小的情况。波形IN2表不气门升程和气门工作角最大的情况。在VVL装置400中，气门工作角随着气门升程的增大而增大。在第一实施例中，VVL装置400被构造成能够在三个步骤中改变气门升程和气门工作角，如后面在图6中所示。
[0076]图4是VVL装置400的前视图。在图4中所示的构造是一个实例。VVL装置400不限于这种构造。如在图4中所示，VVL装置400包括驱动轴410、支撑管420、输入臂430和振荡凸轮440。驱动轴410在一个方向上延伸。支撑管420覆盖驱动轴410的外周。输入臂430和振荡凸轮440在驱动轴410的轴向方向上布置在支撑管420的外周上。线性地致动驱动轴410的致动器(未示出)连接至驱动轴410的远端。
[0077]VVL装置400包括与设置在每个气缸中的一个凸轮122对应的一个输入臂430。两个震荡凸轮440设置在与为每个气缸设置的进气门118对应的每个输入臂430的两侧上。
[0078]支撑管420形成为中空圆柱形形状，并且布置成平行于凸轮轴130。支撑管420固定至气缸盖，从而不在轴向方向上移动或旋转。
[0079]驱动轴410插入支撑管420内，以便能在轴向方向上滑动。输入臂430和两个振荡臂440设置在支撑管420的外周上，以便能围绕驱动轴410的轴线振荡并且不能在轴向方向上移动。
[0080]输入臂430包括臂部432和滚动部434。臂部432在远离支撑管420的外周的方向上突出。滚动部434可旋转地连接至臂部432的远端。输入臂430设置成使得滚动部434布置在使滚动部434能够接触凸轮122的位置处。
[0081 ]每个振荡凸轮440具有基本上三角形的鼻部442，该鼻部在远离支撑管420的外周的方向上突出。凹的凸轮面444形成在鼻部442的一侧。可旋转地附接至摇臂128的滚动件通过设置在进气门118中的气门弹簧的推压力而压靠凸轮面444。
[0082]输入臂430和振荡臂440围绕驱动轴410的轴线而一体地振荡。因此，随着凸轮轴130旋转，与凸轮122接触的输入臂430振荡，并且振荡臂440以与输入臂430的移动互锁的方式振荡。振荡凸轮440的移动经由摇臂128被传递至进气门118，并且进气门118被打开或关闭。
[0083]VVL装置400还包括改变围绕支撑管420的轴线的在输入臂430与每个振荡凸轮440之间的相对相位差的装置。根据需要，通过改变所述相对相位差的装置来改变每个进气门118的气门升程和气门工作角。
[0084]也就是说，当输入臂430与每个振荡凸轮440之间的相对相位差增大时，每个摇臂128的振荡角相对于输入臂430和振荡凸轮440中的每个的振荡角增大，并且每个进气门118的气门升程和气门工作角增大。
[0085]当输入臂430与每个振荡凸轮440之间的相对相位差减小时，每个摇臂128的振荡角相对于输入臂430和振荡凸轮440中的每个的振荡角减小，并且每个进气门118的气门升程和气门工作角减小。
[0086]图5是局部地示出了如图4所示的VVL装置的透视图。图5示出了具有切开部分的结构，使得内部结构易于理解。如在图5中所示，滑动齿轮450容纳在限定在支撑管420的外周与支撑臂430和两个振荡凸轮440的组之间的空间中。滑动齿轮450被支撑在支撑管420上，以便能在轴向方向上旋转和滑动。滑动齿轮450设置在支撑管420上，以便能在轴向方向上滑动。
[0087]滑动齿轮450包括螺旋齿轮452。螺旋齿轮452位于滑动齿轮450在轴向方向上的中央部分处。右手螺纹螺旋齿条形成在螺旋齿轮452上。滑动齿轮450包括螺旋齿轮454。螺旋齿轮454分别位于螺旋齿轮452的两侧上。与螺旋齿轮452的螺旋齿条相反的左手螺纹螺旋齿条形成在每个螺旋齿轮454上。
[0088]另一方面，与螺旋齿轮452、454对应的螺旋齿条分别形成在输入臂430和两个振荡臂440的内周上。输入臂430和两个振荡臂440的内周限定了容纳有滑动齿轮450的空间。也就是说，右手螺旋齿条形成在输入臂430上，并且螺旋齿条与螺旋齿轮452啮合。左手螺旋齿条形成在每个振荡凸轮440上，并且螺旋齿条与对应的螺旋齿轮454啮合。
[0089]长形孔456形成在滑动齿轮450中。长形孔456位于螺旋齿轮452与一个螺旋齿轮454之间，并且在周向方向上延伸。虽然在附图中未示出，但长形孔也形成在支撑管420上，并且该长形孔在轴向方向上延伸，从而与长形孔456部分地重叠。锁定销412—体地设置在插入到支撑管420内的驱动轴410中。锁定销412突出穿过这些长形孔456和长形孔(未示出)的重叠部分。
[0090]当通过联接至驱动轴410的致动器(未示出)使驱动轴410在轴向方向上移动时，滑动齿轮450由锁定销412按压，并且同时，螺旋齿轮452、454在驱动轴410的轴向方向上移动。当螺旋齿轮452、454这样移动时，与这些螺旋齿轮452、454齿条接合的输入臂430和振荡凸轮440不在轴向方向上移动。因此，输入臂430和振荡凸轮440通过螺旋齿条的啮合而围绕驱动轴410的轴线枢转。
[0091]此时，分别形成在输入臂430和每个振荡凸轮440上的螺旋齿条具有相反的定向。因此，输入臂430的枢转方向与每个振荡凸轮440的枢转方向彼此相反。由此，输入臂430与每个振荡凸轮440之间的相对相位差改变，导致每个进气门118的气门升程和气门工作角如已描述的那样改变。
[0092]VVL装置400不限于这种类型。例如，可使用电驱动每个气门的VVL装置、液压驱动每个气门的VVL装置等。
[0093]控制器200(图2中所示)通过调节使驱动轴410线性移动的致动器的操作量来控制每个进气门118的气门升程和气门工作角。
[0094]图6是示出了曲柄角与通过能够在三个步骤中改变每个进气门118的工作特性的WL装置400获得的气门位移之间的关系的图表。如在图6中所示，VVL装置400能够将每个进气门118的工作特性改变成第一特性至第三特性中的任一个特性。第一特性由波形INla表示。第二特性由波形IN2a表示。第二特性中的气门升程和气门工作角大于第一特性中的气门升程和气门工作角。第三特性由波形IN3a表示。第三特性中的气门升程和气门工作角大于第二特性中的气门升程和气门工作角。
[0095]在能够在三个步骤中改变每个进气门118的工作特性的VVL装置400中，气门升程和气门工作角在三个工作特性之间相对较小的第一特性(波形INla)也被称为“小凸轮特性”，并且气门升程和气门工作角在三个工作特性之间相对较大的第三特性(波形IN3a)也被称为“大凸轮特性”。气门升程和气门工作角大于小凸轮特性且小于大凸轮特性的第二特性(波形IN2a)也被称为“中凸轮特性”。
[0096]图7是示出了当活塞在每个进气门118的工作特性是大凸轮特性的状态下向上移动时的运行的视图。如在图7中所示，当每个进气门118的工作特性是大凸轮特性时，每个进气门118的关闭正时在对应的活塞114向上移动时延迟。由此，发动机100以阿特金森循环运行，并且改进了燃料经济性。另一方面，在进气冲程中引入到气缸106中的空气燃料混合物的部分返回到气缸106的外部，导致气缸106中的空气燃料混合物的压缩比减小(降压)，所以空气燃料混合物的可燃性劣化。由此，与每个进气门118的工作特性为小凸轮特性或中凸轮特性的情况相比，发动机100的输出减小。此外，空气燃料混合物的燃烧状态趋于劣化，并且排气的排放劣化。
[0097]图8是示出了当活塞在每个进气门118的工作特性是小凸轮特性的状态下向上移动时的运行的视图。图9是示出了当活塞在每个进气门118的工作特性是小凸轮特性的状态下向下移动时的运行的视图。如在图8和图9中所示，当每个进气门118的工作特性为小凸轮特性时，由于每个进气门118的打开正时在对应的活塞115向下移动时延迟，在气缸106中生成负压的状态下从对应的进气端口吸入空气燃料混合物，所以促进了气缸106中的燃料的混合。此外，由于每个进气门118的关闭正时在对应的活塞115向上移动时提前，所以气缸106中的空气燃料混合物的压缩比增大，所以空气燃料混合物的可燃性提高。通过这些操作，与每个进气门118的工作特性为大凸轮特性或中凸轮特性的情况相比，发动机100的输出增大。此外，空气燃料混合物的燃烧状态变成良好情况，所以改进了排气的排放。另一方面，栗送损失增大，所以燃料经济性相对劣化。
[0098]重新参考图1和图2，混合动力车辆I能够停止发动机100并通过使用电动发电机MG2来行驶(EV模式)。当在发动机停止状态中满足预定发动机启动条件时，执行发动机启动过程，所以混合动力车辆I从发动机停止状态变成发动机运行状态。例如，当混合动力车辆I所要求的输出(功率或转矩)超过预定阈值或者当判定需要对设置在排气通路中的S/C催化剂112S(图2)预热时，满足发动机启动条件。
[0099]当满足需要S/C催化剂112S预热的预定催化剂预热条件时，控制器200通过启动发动100来执行用于对S/C催化剂112S预热的催化剂预热控制。控制器200通过将催化剂预热控制分成两个步骤(即，第一预热控制和第二预热控制)来执行催化剂预热控制。也就是说，刚好在发动机100的启动之后执行第一预热控制。控制器200以第一运行功率(例如，大约O至3kW的低功率)运行发动机100，并且在发动机100的点火正时延迟时运行发动机100。通过由于抑制发动机100的功率而抑制排气量以及由于延迟点火正时而增大排气温度，使SAXf化剂112S提早预热。第一运行功率不响应于行驶功率。行驶功率从电动发电机MG2输出。
[0100]当S/C催化剂112S的排气上游侧通过第一预热控制而预热，并由此确保最小排气净化能力时，控制器200执行第二预热控制。也就是说，控制器200将已被控制到延迟侧的发动机100的点火正时返回到常规状态，并且以大于第一运行功率的第二运行功率来运行发动机100。第二运行功率不响应于行驶功率，并且被设定为预定值，该预定值不超过S/C催化剂112S的排气净化能力。该预定值可为恒定值或者可随着S/C催化剂112S的排气净化能力的增大(随着S/C催化剂112S的温度的增大)而阶梯式地增大。在此期间，行驶功率从电动发电机MG2输出。
[0101]当全部S/C催化剂112S预热并且S/C催化剂112S的排气净化能力达到100%时，控制器200基于行驶功率(在下文中，被称为与催化剂预热控制相比的“常规控制”)运行发动机100。在常规控制中，混合动力车辆I通过基于行驶功率(HV模式)驱动电动发电机MG2和发动机100而行驶。
[0102]在上述催化剂预热控制中，在执行第二预热控制期间，发动机100以大于第一预热控制期间的运行功率(第一运行功率)的第二运行功率来运行。当混合动力车辆I的行驶功率较小时，发动机100的输出的一部分通过电动发电机MGl转化成电力，并且变成用于为蓄电装置10充电的电力。此外，当蓄电装置10的SOC高时，蓄电装置10的充电受到限制，所以由电动发电机MGl生成的电力不能被蓄电装置10吸收。在这种情况中，不能够以第二运行功率运行发动机100，所以不能够持续第二预热控制。
[0103]因此，在混合动力车辆I中，当蓄电装置10的SOC高并且蓄电装置10的充电受到限制时，每个进气门118的工作特性改变，从而增大每个进气门118的气门升程和气门工作角。例如，在第一实施例中，刚好在发动机启动之后执行第一预热控制期间，对排气排放的抑制给予较高的优先级，并且每个进气门118的工作特性被设定为小凸轮特性。在此之后，当催化剂预热控制从第一预热控制改变成第二预热控制时，为了获得排放的抑制以及燃料经济性的改进这两者的目的，每个进气门118的工作特性均被改变成中凸轮特性。当在执行第二预热控制期间蓄电装置10的SOC超过的预定值时，每个进气门118的工作特性从中凸轮特性被改变成大凸轮特性。由此，发动机100的输出由于降压而减小，所以能够持续第二预热控制。
[0104]即使在催化剂预热控制已从第一预热控制改变成第二预热控制时，也可保持小凸轮特性，并且当蓄电装置10的SOC在执行第二预热控制期间超过预定值时，每个进气门118的工作特性可改变成中凸轮特性或大凸轮特性。
[0105]图10是用于示出在催化剂预热控制中的发动机100的控制状态的波形图。如在图10中所示，横坐标轴代表时间，而纵坐标轴从上到下分别代表发动机转速Ne、发动机功率Pe、发动机100的点火正时aop、在S/C催化剂112S的排气上游端(例如，与端面相距1mm的位置)处的净化率、在S/C催化剂112S中心的净化率、S/C催化剂112S的温度、蓄电装置1的SOC以及每个进气门118的设定工作特性的波形。
[0106]净化率由排气输出的排放浓度相对于排气输入的排放浓度(通常为HC浓度)的比限定，并且实际上通过使用准备的映射图、关系表达式等基于催化剂温度来估算该净化率。通过使用准备的映射图、关系表达式等从发动机100的进气量和点火延迟量估算催化剂温度。
[0107]催化剂净化率(与端面相距10mm)是在S/C催化剂112S的排气上游端处的净化率。例如，催化剂净化率表示在与排气上游端面相距1mm的位置处的净化率，并且在下文中，也被称为“端面净化率”。催化剂净化率(中心)表示全部S/C催化剂112S的净化率，并且在下文中，也被称为“中心净化率”。
[0108]假定在时刻tl满足用于S/C催化剂112S的预热条件，并且发动机100启动以便对S/C催化剂112S预热。在时间t2时，直至在S/C催化剂112S的端面净化率达到100 %，执行第一预热控制。也就是说，发动机转速Ne是恒定的，并且发动机功率Pe被设定为第一运行功率Pl(例如，大约O至3kW的低功率)。混合动力车辆的行驶功率从电动发电机MG2输出。发动机100的点火正时aop被控制到延迟侧，因此燃烧气体(排气)的温度增大。
[0109]在执行第一预热控制期间，发动机100仍为低温并且点火正时aop也被控制到延迟侦U，并且发动机100的燃烧状态是不稳定的。因此，每个进气门118的工作特性被设定为小凸轮特性(图6中的INla)。由此，如参考图9描述的，空气燃料混合物的燃烧状态处于良好条件，因此实现排气的排放的抑制。
[0110]当催化剂温度达到预定值A并且判定S/C催化剂112S的端面净化率在时刻t2达到100%时，催化剂预热控制从第一预热控制改变成第二预热控制。也就是说，发动机100的点火正时aop从延迟侧返回到常规状态，并且发动机功率Pe被设定为大于第一运行功率Pl的第二运行功率P2 ο如上所述，第二运行功率P2不响应于行驶功率，并且被设定为不超过S/C催化剂112S的排气净化能力的预定值。第二运行功率P2可为恒定值或者可随着S/C催化剂112S的排气净化能力的增大(S/C催化剂112S的温度的增大)而增大。行驶功率从电动发电机MG2输出。发动机功率Pe与行驶功率无关地被稳定控制，因此在发动机100的运行稳定的状态下持续S/C催化剂112S的预热。
[0111]此外，当在时刻t2开始第二预热控制时，每个进气门118的工作特性从小凸轮特性改变成中凸轮特性(图6中的IN2a)。在执行用于返回使燃烧变得不稳定的发动机点火正时的控制并且燃烧温度仍然不足够高的初始阶段中，工作特性被设定为中凸轮特性。由此，与第一预热控制相比提高了燃料经济性，并且由于燃烧的改进而抑制了排放。
[0112]蓄电装置10的SOC可基于行驶状况而增大或减小。然而，图10示出了混合动力车辆I的行驶功率小并且SOC在执行第二预热控制期间增大的情况。当蓄电装置10的SOC达到表示SOC在时刻t3增大的值SI时，每个进气门118的工作特性改变成大凸轮特性(图6中的IN3a)。由此，发动机100的输出由于降压而被抑制，并且SOC的增大程度被抑制(S0C可基于行驶状况而开始减小)。因此，能够持续第二预热控制。如果每个进气门118的工作特性在时刻t3不改变成大凸轮特性，SOC持续增大并且达到由虚线表示的上限值SU，并且可能使发动机100和第二预热控制停止。
[0113]当催化剂温度达到预定值C并且判定S/C催化剂112S的中心净化率在时刻t4达到100 %时，催化剂预热控制(第二预热控制)完成，并且执行常规控制。在这个常规控制中，基于行驶功率来运行发动机100，并且基于发动机转速Ne和发动机转矩(未示出)通过VVL装置400控制每个进气门118的工作特性。
[0114]图11是示出了在常规控制中的每个进气门118的工作特性的设定实例的图表。如在图11中所示，横坐标轴代表发动机转速，而纵坐标轴代表发动机转矩。由交替的长短虚线表示的线表示分别对应于第一至第三特性(INla至IN3a)的转矩特性。由实线表示的圆圈表示相等燃料消耗线。燃料效率随着接近圆圈的中心而提高。发动机100基本沿着由实线表示的发动机运行线而被运行。
[0115]在由Rl表示的低转速区域中，重要的是抑制发动机的振动。在低转速区域中，EGR气体的引入停止，并且通过使用阿特金森循环提高燃料经济性。由此，在区域Rl中，第二特性(IN2a)被选择为每个进气门118的工作特性，这样使得气门升程和气门工作角增大。在由区域R2表示的中转速区域中，通过增大EGR气体的引入量来提高燃料经济性。由此，在区域R2中，第三特性(IN3a)被选择为每个进气门118的工作特性，这样使得气门升程和气门工作角为中间值。
[0116]也就是说，当每个进气门118的气门升程和气门工作角大(第二特性)时，与通过引入EGR气体改进燃料经济性相比，对通过使用阿特金森循环改进燃料经济性给予较高优先级。另一方面，当选择中间的气门升程和气门工作角(第三特性)时，与通过使用阿特金森循环改进燃料经济性相比，对通过引入EGR气体改进燃料经济性给予较高的优先级。
[0117]在由区域R3表示的高转速区域中，大量的空气通过进气的惯性而被引入到每个气缸中，并且通过增大实际压缩比来提高输出性能。由此，在区域R3中，第二特性(IN2a)被选择为每个进气门118的工作特性，这样使得气门升程和气门工作角增大。这样，根据发动机100的运行状态来确定气门升程和气门工作角。
[0118]重新参考图10，图10示出了混合动力车辆I的行驶功率小并且SOC在执行第二预热控制期间增大的情况;然而，当混合动力车辆I的行驶功率大时，由电动发电机MG2生成的驱动力也增大，所以从蓄电装置10消耗电力(放电)。当蓄电装置10的SOC低时，蓄电装置10的放电受到限制，所以电动发电机MG2的输出减小。由此，需要增大发动机100的输出，以便确保行驶功率。也在这种情况下，不能以第二运行功率运行发动机100，并且不能持续第二预热控制。
[0119]因此，在混合动力车辆I中，当蓄电装置10的SOC低并且蓄电装置10的放电受到限制时，每个进气门118的工作特性被改变，从而减小每个进气门118的气门升程和气门工作角。例如，当蓄电装置10的SOC在执行第二预热控制期间低于预定值时，每个进气门118的工作特性从中凸轮特性改变成小凸轮特性。由此，发动机100的输出由于空气燃料混合物的压缩比的增大而增大，所以即使在蓄电装置10的排放受到限制时也能够持续第二预热控制。
[0120]在执行第二预热控制期间每个进气门118的工作特性改变成大凸轮特性的情况下，当蓄电装置10的SOC变得低于预定值时，每个进气门118的工作特性可从大凸轮特性改变成中凸轮特性或小凸轮特性。
[0121]图12是示出了在催化剂预热控制中的发动机100的控制状态的另一波形图。图12示出了混合动力车辆I的行驶功率大并且SOC在执行第二预热控制期间减小的情况。
[0122]如在图12中所示，在执行第二预热控制期间，当SOC达到表示蓄电装置10的SOC在时刻t3减小的值S2时，每个进气门118的工作特性从中凸轮特性改变成小凸轮特性。由此，发动机100的输出增大，并且SOC的减小程度被抑制(S0C可基于行驶状况而开始增大)。因此，能够持续第二预热控制。
[0123]如果每个进气门118的工作特性在时刻t3未改变成小凸轮特性，则SOC持续减小并且达到如由虚线表示的下限值SL，并且存在使第二预热控制停止的可能性。
[0124]图13是示出了蓄电装置10的SOC与充电电力上限值Win之间的关系的图表。在以下的描述中，用于从蓄电装置10放电的电力的符号为正值，而用于为蓄电装置10充电的电力的符号为负值。由此，充电电力上限值Win也由负值表示。
[0125]如在图13中所示，当SOC增大时，充电电力上限值Win的值增大(充电电力上限值Win的绝对值减小)。也就是说，随着SOC增大，蓄电装置10的充电受到限制。横坐标轴上的值SU、SL分别表示SOC的上限值和下限值，并且值SC表示SOC的控制中心。当SOC变成高于表示SOC在执行第二预热控制期间的增大的值SI时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性(IN2a)。另一方面，当SOC变为低于表示SOC在执行第二预热控制期间的减小的值S2时，每个进气门118的工作特性被设定为小凸轮特性(INla)。
[0126]虽然在图表中未示出当SOC为值S2与值SI之间的值时设定的工作特性，但在第一实施例中，当催化剂预热控制从第一预热控制改变成第二预热控制时，每个进气门118的工作特性从小凸轮特性改变成中凸轮特性(IN2a)。由此，当在执行第二预热控制期间SOC为值S2与值SI之间的值时的工作特性通常被设定为中凸轮特性(IN2a)。
[0127]图14是示出了在执行第二预热控制期间设定每个进气门118的工作特性的过程的流程图。这个流程图由以预定间隔执行预存储程序的控制器200实现。可替换地，可通过构造专用硬件(电子电路)来实现一部分步骤的过程。
[0128]如在图14中所示，控制器200判定是否正执行第二预热控制(步骤S10)。例如，当满足预定的催化剂预热条件并且S/C催化剂112S的温度超过预定值A时(图10)，判定正执行第二预热控制。
[0129]当在步骤SlO中判定正执行第二预热控制(步骤SlO为是)时，控制器200判定蓄电装置10的SOC是否高于值SI (图10，图13)(步骤S20)。当判定SOC高于值SI (步骤S200为是)时，控制器200控制VVL装置400使得通过VVL装置400将每个进气门118的工作特性被设定为第三特性(IN3a)，S卩，大凸轮特性(步骤S30)。
[0130]另一方面，当在步骤S20中判定SOC低于或等于值SI(步骤S20为否)时，控制器200判定SOC是否低于值S2(图12、图13)(步骤S40)。当判定SOC低于值S2 (步骤S40为是)时，控制器200控制VVL装置400使得每个进气门118的工作特性被设定为第一特性(INla)，S卩，小凸轮特性(步骤S50)。
[0131]当在步骤S40中判定SOC高于或等于值S2(步骤S40为否)时或在步骤SlO中判定不执行第二预热控制(步骤SlO为否)时，根据如参照例如图11描述的常规控制来设定每个进气门118的工作特性(步骤S60)。
[0132]如上文描述的，在第一实施例中，在执行第二预热控制期间，VVL装置400被控制成使得每个进气门118的气门升程和工作角随着蓄电装置10的SOC的增大而增大。换言之，在执行第二预热控制期间，VVL装置400被控制成使得每个进气门118的气门升程和工作角随着蓄电装置1的SOC的减小而减小。由此，随着SOC增大，通过抑制发动机100的输出来抑制SOC的增大，而随着SOC减小，通过增大发动机100的输出来抑制SOC的减小，因此能够避免第二预热控制基于SOC要求而停止的情况。内燃机的输出通过改变每个进气门118的工作特性而被调节，所以不需要调节节气门。由此，根据第一实施例，能够在燃料经济性或排气排放不劣化的前提下持续催化剂预热控制。
[0133]在上述第一实施例中，当第二预热控制开始时，每个进气门118的工作特性被设定为中凸轮特性，并且当在执行第二预热控制期间SOC变得高于值SI时，每个进气门118的工作特性从中凸轮特性改变成大凸轮特性，并且能够持续第二预热控制。
[0134]即使当催化剂预热控制从第一预热控制改变成第二预热控制时，可对导致燃烧提高的排放抑制给予较高的优先级，并且每个进气门118的工作特性可保持在小凸轮特性。当SOC在执行第二预热控制期间增大时，随着SOC的增大，每个进气门118的工作特性可以阶梯方式从小凸轮特性改变成中凸轮特性和大凸轮特性。由此，在考虑排放抑制的同时能够持续第二预热控制。
[0135]图15是示出了蓄电装置10的SOC与充电电力上限值Win之间的关系的图表。如在图15中所示，当在执行第二预热控制期间SOC超过值S3 (S3〈S1)时，每个进气门118的工作特性被设定为中工作特性(IN2a)。当SOC进一步增大并且变得高于值SI时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性(IN3a)。
[0136]图16是用于示出根据第一实施例的可替换实施例的在催化剂预热控制中的发动机100的控制状态的波形图。如在图16中所示，当S/C催化剂112S的端面净化率在时刻t2达至IJ100%时，催化剂预热控制从第一预热控制改变成第二预热控制。在这个第一实施例的可替换实施例中，即使当第二预热控制开始时，每个进气门118的工作特性也保持在小凸轮特性。
[0137]当蓄电装置10的SOC在时刻t5达到值S3时，每个进气门118的工作特性被设定为中凸轮特性(IN2a)。由此，发动机100的输出被抑制，并且SOC的增大程度被抑制。在SOC的增大程度被抑制的同时SOC进一步增大，并且当SOC在时刻t3达到值SI时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性(IN3a)。由此，发动机100的输出进一步被抑制，并且SOC的增大程度进一步被抑制(SOC可取决于行驶状况而开始减小)。因此，能够持续第二预热控制。
[0138]图17是示出了根据第一实施例的可替换实施例的设定每个进气门118在执行第二预热控制期间的工作特性的过程的流程图。如在图17中所示，控制器200判定是否正执行第二预热控制(步骤S110)。当判定正执行第二预热控制(步骤SlOO为是)时，控制器200判定蓄电装置10的SOC是否高于值S3(图15，图16)(步骤S120)。
[0139]当判定SOC高于值S3(步骤S120为是)时，控制器200判定SOC是否高于值SI (图15、图16)(步骤S130)。当判定SOC高于值SI (步骤S130为是)时，控制器200控制VVL装置400使得通过VVL装置400将每个进气门118的工作特性设定为第三特性(IN3a)，S卩，大凸轮特性(步骤S140)。当在步骤S130中判定SOC低于或等于值SI (步骤S130为否)时，控制器200控制VVL装置400使得每个进气门118的工作特性被设定为第二特性(IN2a)，S卩，中凸轮特性(步骤S150)。也就是说，当SOC高于值S3但低于值SI时，每个进气门118的工作特性被设定为中凸轮特性，并且当SOC超过值SI时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性。
[0140]当在步骤S120中判定SOC低于或等于值S3(步骤S120为否)时或者当在步骤SllO中判定未正执行第二预热控制(步骤SllO为否)时，根据如参照例如图11描述的常规控制来设定每个进气门118的工作特性(步骤S160)。
[0141 ]虽然在附图中未具体示出，但在执行第二预热控制期间，当在SOC变得低于值S2的情况下每个进气门118的工作特性为中凸轮特性时，每个进气门118的工作特性改变成小凸轮特性。在执行第二预热控制期间，当在SOC低于值S2的情况下每个进气门118的工作特性为大凸轮特性时，每个进气门118工作特性改变成中凸轮特性或小凸轮特性。
[0142]如上文描述的，在第一实施例的可替换实施例中，当在执行第二预热控制期间蓄电装置10的SOC增大时，随着SOC的增大，每个进气门118的工作特性以阶梯方式从小凸轮特性改变成中凸轮特性和大凸轮特性。由此，根据第一实施例的可替换实施例，在考虑排放抑制的同时能够持续第二预热控制。
[0143]将描述第二实施例。在第一实施例中，每个进气门118的工作特性在执行第二预热控制期间基于蓄电装置10的SOC而改变。在这个第二实施例中，每个进气门118的工作特性在第二预热控制期间基于蓄电装置10的充电电力上限值Win和放电电力上限值Wout而不是基于SOC而改变。
[0144]图18是示出了蓄电装置10的温度TB与充电电力上限值Win之间的关系的图表。如上文描述的，充电电力上限值Win由负值表示。如在图18中所示，当蓄电装置10的温度高时，充电电力上限值Win的值增大(充电电力上限值的绝对值减小)。即使当蓄电装置10的温度低时，充电电力上限值Win的值也增大。
[0145]当充电电力上限值Win的绝对值减小导致蓄电装置10的充电受到限制时，不能持续如上文描述的第二预热控制。因此，在这个第二实施例中，当充电电力上限值Win超过值Wl (负值)时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性(IN3a)。由此，发动机100的输出被抑制，并且蓄电装置10的充电被抑制在充电电力上限值Win以内。因此，能够持续第二预热控制。
[0146]图19是示出了蓄电装置10的温度TB与放电电力上限值Wout之间的关系的图表。如在图19中所示，当蓄电装置10的温度高时，放电电力上限值Wout减小。而当蓄电装置10的温度低时，放电电力上限值Wout也减小。
[0147]当放电电力上限值Wout减小导致蓄电装置10的放电受到限制时，不能持续如上文描述的第二预热控制，因此，在第二实施例中，当放电电力上限值Wout变得低于值W2时，每个进气门118的工作特性被设定为小凸轮特性(INla)。由此，发动机100的输出增大，并且蓄电装置10的输出被抑制在放电电力上限值Wout以内。因此，能够持续第二预热控制。
[0148]根据第二实施例的混合动力车辆的总体构造、发动机100的构造以及催化剂预热控制的过程与上述第一实施例中的那些相同。
[0149]图20是示出了根据第二实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门118的工作特性的过程的流程图。如在图17中所示，这个流程图与图14中所示的流程图的不同之处在于包括步骤S22和步骤S42来代替步骤S20和步骤S40。
[0150]也就是说，当在步骤SlO中判定执行第二预热控制(步骤SlO为是)时，控制器200判定充电电力上限值Win是否大于值Wl (图18)(步骤S22)。当判定充电电力上限值大于值Wl(步骤S22为是)时，过程前进至步骤S30。也就是说，通过VVL装置400将每个进气门118的工作特性设定为第三特性(IN3a)，S卩，大凸轮特性。
[0151]当在步骤S22中判定充电电力上限值Win小于或等于值Wl(步骤S22为否)时，控制器200判定放电电力上限值Wout是否小于值W2(图19)(步骤S42)。当判定放电电力上限值Wout小于值W2 (步骤S42为是)时，过程前进至步骤S50。也就是说，每个进气门118的工作特性被设定为第一特性(INla)，S卩，小凸轮特性。其它步骤的过程如在第一实施例(图14)中描述的一样。
[0152]如上文描述的，在这个第二实施例中，在执行第二预热控制期间，当充电电力上限值Win大时(当充电电力上限值的绝对值小时)，VVL装置400被控制成增大每个进气门118的气门升程和气门工作角。由此，发动机100的输出被抑制，并且蓄电装置10的充电可被抑制在充电电力上限值Win内。另一方面，当放电电力上限值Wout大时，VVL装置400被控制成减小每个进气门118的气门升程和气门工作角。由此，发动机100的输出增大，并且蓄电装置10的输出被抑制在放电电力上限值Wout内。由此，由于对蓄电装置1的充电或放电的限制而能够避免第二预热控制停止的情况。由此，根据第二实施例，也能够在燃料经济性和排气排放不劣化的情况下持续催化剂预热控制。
[0153]如在第一实施例的可替换实施例的情况中，利用每个进气门118的工作特性即使在开始第二预热控制时也被保持在小凸轮特性的构造，当在执行第二预热控制期间充电电力上限值Win的绝对值减小时，随着充电电力上限值Win的绝对值减小，每个进气门118的工作特性可以阶梯方式从小凸轮特性改变成中凸轮特性和大凸轮特性。
[0154]图21是示出了蓄电装置10的温度TB与充电电力上限值Win之间的关系的图表。如在图21中所示，当蓄电装置10的温度TB增大或减小导致充电电力上限值Win超过值W3(负值)时，每个进气门118的工作特性被设定为中凸轮特性(IN2a)。当蓄电装置1的温度TB进一步增大或减小导致充电电力上限值Wiη超过值WI (负值)(Wl >W3)时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性(IN3a)。
[0155]图22是示出了根据第二实施例的可替换实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门118的工作特性的过程的流程图。如在图22中所示，这个流程图与图17中所示的流程图的不同之处在于包括步骤S122和步骤S132来代替步骤S120和步骤S130。
[0156]也就是说，当在步骤SllO中判定正执行第二预热控制(步骤SllO为是)时，控制器200判定充电电力上限值Win是否大于值W3(图21)(步骤S122)。当判定充电电力上限值Win大于值W3(步骤S122为是)时，控制器200进一步判定充电电力上限值Win是否大于值Wl (图21)(步骤 S132)。
[0157]当判定充电电力上限值Win大于值Wl(步骤S132为是)时，过程前进至步骤S140。也就是说，通过VVL装置400将每个进气门118的工作特性设定为第三特性(IN3a)，8卩，大凸轮特性。当在步骤S132中判定充电电力上限值Win小于或等于值Wl (步骤S132为否)时，过程前进至步骤S150。也就是说，每个进气门118的工作特性被设定为第二特性(IN2a)，S卩，中凸轮特性。也就是说，当充电电力上限值Wiη大于值W3且小于值Wl时，每个进气门118的工作特性被设定为中凸轮特性，而当充电电力上限值Win超过值Wl时，每个进气门118的工作特性被设定为大凸轮特性。
[0158]当在步骤S122中判定充电电力上限值Win小于或等于值W3(步骤S122为否)时，过程前进至步骤S160，并且根据如参考例如图11描述的常规控制来设定每个进气门118的工作特性。
[0159]虽然在附图中未具体示出，但在执行第二预热控制期间，当在放电电力上限值Wout变得小于值W2的情况中每个进气门118的工作特性为中凸轮特性时，每个进气门118的工作特性可改变成小凸轮特性。在执行第二预热控制期间，当在放电电力上限值Wout变得小于值W2的情况中每个进气门118的工作特性为大凸轮特性时，每个进气门118的工作特性可改变成中凸轮特性或小凸轮特性。
[0160]如上文描述的，在第二实施例的可替换实施例中，当在执行第二预热控制期间充电电力上限值的绝对值减小时，随着所述减小，每个进气门118的工作特性以阶梯方式从小凸轮特性改变成中凸轮特性和大凸轮特性。由此，根据第二实施例的可替换实施例，在考虑排放抑制的同时能够持续第二预热控制。
[0161]将描述第三实施例。在上述第一实施例中，VVL装置400能够在三个步骤中改变每个进气门118的工作特性。在这个第三实施例中，能在两个步骤中改变每个进气门118的工作特性。
[0162]图23是示出了曲柄角与通过能够在两个步骤中改变每个进气门118的工作特性的VVL装置400A获得的气门位移之间的关系的图表。如在图23中所示，VVL装置400A能够将每个进气门118的工作特性改变成由波形INla表示的第一特性(小凸轮特性)和由波形IN2a表示的第二特性(大凸轮特性)中的一个特性。
[0163]图24是用于示出根据第三实施例的发动机100在催化剂预热控制期间的控制状态的波形图。图24对应于图10。如在图24中所示，在能在两个步骤中改变每个进气门118的工作特性的第三实施例中，即使当在时刻t2开始第二预热控制时，每个进气门118的工作特性保持在小凸轮特性。
[0164]当蓄电装置10的SOC在时刻t6达到值SI时，每个进气门118的工作特性从小凸轮特性改变成大凸轮特性。由此，发动机100的输出由于降压而被抑制，并且SOC的增大程度被抑制。因此，能够持续第二预热控制。
[0165]在蓄电装置10的SOC未达到值SI的情况中，当发动机100的燃烧状态在时刻t7变得稳定时，每个进气门118的工作特性从小凸轮特性改变成大凸轮特性。在燃烧状态变稳定之前，与燃料经济性的提高相比，对排放抑制给予较高的优先级，并且每个进气门1118的工作特性被设定为小凸轮特性。当燃烧状态变稳定时，每个进气门118的工作特性改变成大凸轮特性。在蓄电装置10的SOC正在增大的情况中，当每个进气门118的工作特性等到时刻t7改变成大凸轮特性时，SOC超过如由虚线表示的上限值SU。因此，在这个第三实施例中，当SOC在时刻t6达到值SI时，每个进气门118的工作特性未等到时刻t7就改变成大凸轮特性。
[0166]对于发动机100的燃烧状态而言，例如，当发动机100的燃烧温度超过预定温度时，可判定燃烧状态变稳定。通过使用准备的映射图、关系表达式等，基于发动机冷却剂温度、燃油温度、空气的积聚量等来估算燃烧温度。
[0167]图25是用于示出根据第三实施例的发动机100在催化剂预热控制中的控制状态的另一波形图。图25示出了混合动力车辆I的行驶功率大且在执行第二预热控制期间SOC减小的情况，并且图25对应于图12。
[0168]如在图25中所示，在执行第二预热控制期间，发动机100的燃烧状态在时刻t7变稳定，因此每个进气门118的工作特性从小凸轮特性(INla)改变成大凸轮特性(IN2a)。在此之后，当蓄电装置10的SOC在时刻t8减小到值S2时，每个进气门118的工作特性从大凸轮特性改变成小凸轮特性(INla)。由此，发动机100的输出增大，并且SOC的减小程度被抑制。因此，能够持续第二预热控制。
[0169]图26是示出了根据第三实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门118的工作特性的过程的流程图。如在图26中所示，控制器200判定是否正执行第二预热控制(步骤S210)。当判定正执行第二预热控制(步骤S210为是)时，控制器200判定是否通过VVL装置400A将每个进气门118的工作特性设定为第二特性(IN2a)，S卩，大凸轮特性(步骤S220)。这个判定过程基于发动机100的燃烧状态判定每个进气门118的工作特性是否已改变成第二特性(大凸轮特性)。
[0170]当在步骤S220中判定每个进气门118的工作特性不是第二特性(大凸轮特性)，即，是第一特性(小凸轮特性)(步骤S220为否)时，控制器200判定蓄电装置10的SOC是否大于值SI (步骤S230)。当判定SOC高于值SI (步骤S230为是)时，控制器200控制VVL装置400A使得每个进气门118的工作特性被设定为第二特性(IN2a)，S卩，大凸轮特性(步骤S240)。当在步骤S230中判定SOC低于或等于值SI (步骤S230为否)时，根据如参考图11描述的常规控制来设定每个进气门118的工作特性(步骤S270)。
[0171]另一方面，当在步骤S220中判定每个进气门118的工作特性为第二特性(大凸轮特性)(步骤S220为是)时，控制器200判定SOC是否低于值S2(步骤S250)。当判定SOC低于值S2(步骤S250为是)时，控制器200控制VVL装置400A使得每个进气门118的工作特性被设定为第一特性(INla)，S卩，小凸轮特性(步骤S260)。当在步骤S250中判定SOC高于或等于值S2(步骤S250为否)时，过程前进至步骤S270。
[0172]虽然在附图中未具体示出，但在能在两个步骤中改变每个进气门118的工作特性的这个第三实施例中，像在第二实施例的情况中一样，可在执行第二预热控制期间基于蓄电装置10的充电电力上限值Win和放电电力上限值Wout而不是基于SOC来改变每个进气门118的工作特性。具体地，当充电电力上限值Win超过值Wl (负值)时，每个进气门118的工作特性可从小凸轮特性改变成大凸轮特性，并且当放电电力上限值Wout变得小于值W2时，每个进气门118的工作特性可从大凸轮特性改变成小凸轮特性。
[0173]在这个第三实施例中，也获得了与上述第一和第二实施例中类似的有利效果。根据这个第三实施例，由于能在两个步骤中改变每个进气门118的工作特性，所以能够减少匹配用于控制发动机100的运行状态的控制参数所要求的时间。此外，能够减小用于改变每个进气门118的工作特性的致动器所要求的转矩，所以能够减小致动器的尺寸和重量。也可降低致动器的制造成本。
[0174]将描述第四实施例。在上述第一实施例中，当蓄电装置10的SOC达到预定值时，每个进气门118的工作特性改变以便持续第二预热控制。在这个第四实施例中，估算第二预热控制的剩余执行时间，并且基于第二预热控制的剩余执行时间来确定每个进气门118的工作特性的改变正时，使得蓄电装置10的SOC不超过上限值SU或者变得低于下限值SL。
[0175]图27是用于示出根据第四实施例的发动机100在催化剂预热控制期间的控制状态的波形图。如在图27中所示，在执行第二预热控制期间，估算了第二预热控制的剩余执行时间Δ t(在下文中，也被简单地称为“剩余时间△ t” )。每个进气门118的工作特性的改变成大凸轮特性(IN3a)的正时(时刻t9)基于剩余时间△ t来确定，使得SOC不超过上限值SU。
[0176]例如，在执行第二预热控制期间随时估算剩余时间At，并且每个进气门118的工作特性在正时(时刻t9)改变成大凸轮特性(IN3a)，在每个进气门118的工作特性为大凸轮特性(IN3a)的情况中，SOC在经过剩余时间Δ t之后达到上限值SU。
[0177]根据第四实施例的混合动力车辆的总体构造、发动机100的构造以及催化剂预热控制的过程与上述第一实施例中的那些相同。
[0178]图28是示出了根据第四实施例的在执行第二预热控制期间设定每个进气门118的工作特性的过程的流程图。图28对应于根据第一实施例的图14的流程图。
[0179]如在图28中所示，这个流程图与图14中所示的流程图的不同之处在于包括步骤S24、步骤S26和步骤S28来代替步骤S20。也即是说，当在步骤SlO中判定正执行第二预热控制(步骤SlO为是)时，控制器200计算第二预热控制的剩余时间At(步骤S24)。可例如从催化剂温度估算该剩余时间At。如上文描述的，通过使用准备的映射图、关系表达式等，从发动机100的进气量和点火延迟量估算催化剂温度。当第二预热控制的执行时间被提前确定时，可基于从开始第二预热控制时经过的时间来计算的剩余时间Δ to
[0180]随后，当控制器200将每个进气门118的工作特性设定为第二特性(IN2a)，S卩，大凸轮特性时，控制器200在经过剩余时间At之后的正时估算蓄电装置10的SOC(步骤S26) AOC基于行驶状况而改变;然而，基于在作为使SOC的增大最大的最严格条件的第二预热控制期间通过以EV模式行驶(通过使用电动发电机MG2行驶)而不消耗电力的假定来计算S0C。能够基于发动机100的输出(每个进气门118的工作特性为大凸轮特性)来计算由电动发电机MGl生成的电力以及用于对蓄电装置10充电的电力，所以基于充电电力来计算在经过剩余时间At之后的正时的SOC。
[0181]随后，控制器200判定SOC在经过剩余时间Δ t之后的正时是否高于或等于上限值SU(图27)(步骤S28)。当判定SOC在经过剩余时间At之后的正时高于或等于上限值SU(步骤S28为是)时，过程前进至步骤S30 ο也就是说，通过VVL装置400将每个进气门118的工作特性设定为第三特性(IN3a)，S卩，大凸轮特性。
[0182]另一方面，当在步骤S28中判定SOC在经过剩余时间Δt之后的正时低于上限值SU(步骤S28为否)时，过程前进至步骤S40，并且判定当前SOC是否低于值S2。从步骤S40开始的过程如参考图14描述。
[0183]在上述说明中，当在工作特性被设定为大凸轮特性之前每个进气门118的工作特性是小凸轮特性时，在工作特性被设定为大凸轮特性之前，工作特性可从小凸轮特性改变成中凸轮特性，然后工作特性可改变成大凸轮特性。例如，当每个进气门118的工作特性是小凸轮特性时，可以估算在经过剩余时间At之后的正时的蓄电装置10的S0C，并且工作特性在所估算的SOC达到上限值SU的正时可从小凸轮特性改变成中凸轮特性。
[0184]虽然在附图中未具体示出，但当每个进气门118的工作特性在SOC减小的时间改变成小凸轮特性时，如上述方法一样，可以估算在经过剩余时间At之后的正时的S0C，并且工作特性在所估算的SOC达到下限值SL的正时可以改变成小凸轮特性。如在第三实施例中描述的，能在两个步骤中改变每个进气门的工作特性。
[0185]如上文描述的，根据第四实施例，基于第二预热控制的剩余时间At来确定每个进气门118的工作特性的改变的正时，所以能够可靠地执行第二预热控制直到最后。
[0186]在上述实施例中，排气排放控制装置由上游S/C催化剂112S和下游U/F催化剂112U构成(图2)，并且对于S/C催化剂112S而言，当S/C催化剂112S的端面净化率达到100 %时，催化剂预热控制从第一预热控制改变成第二预热控制，并且当S/C催化剂112S的中心净化率达到100 %时，控制模式从催化剂预热控制(第二预热控制)改变成常规控制。
[0187]代替这种构造，当上游S/C催化剂112S的净化率(中心净化率)达到100 %时，催化剂预热控制可从第一预热控制改变成第二预热控制，并且当下游U/F催化剂112U的净化率(中心净化率)达到100%时，控制模式可从催化剂预热控制(第二预热控制)改变成常规控制。
[0188]可替换地，排气排放控制装置可由单个催化剂构成而不分成S/C催化剂112S和U/F催化剂112U，当催化剂的端面净化率达到100%时，催化剂预热控制可从第一预热控制改变成第二预热控制，并且当催化剂的中心净化率达到100%时，控制模式可从催化剂预热控制(第二预热控制)改变成常规控制。
[0189]虽然在附图中未具体示出，但每个进气门118的工作特性能连续地(非阶梯式地)改变，并且例如，在第二预热控制期间，每个进气门118的工作特性可从小凸轮特性连续地改变成大凸轮特性。
[0190]在上述说明中，每个进气门118的气门工作角与每个进气门118的气门升程一起改变。然而，本发明也应用于这样一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括具有能够改变每个进气门118的气门升程和每个进气门118的气门工作角中的一个的可变气门致动装置的发动机。使用能够改变每个进气门118的气门升程和气门工作角中的一个的可变气门致动装置，也能够获得与能够改变每个进气门118的气门升程和气门工作角两者的情况类似的优点。能够改变每个进气门118的气门升程和气门工作角中的一个的可变气门致动装置可通过使用不同的已知技术来实现。
[0191]在上述实施例中，控制器200控制发动机100的功率以用于发动机100的输出(控制该功率为第一或第二运行功率)。替代地，控制器200可控制发动机100的转矩(转矩需求控制)。也就是说，控制器200可在第一预热控制中运行发动机100使得发动机100输出第一转矩，并且可在第二预热控制中运行发动机100使得发动机100输出第二转矩(第二转矩〉第一转矩)。在这种情况下，在第一预热控制中，第一运行点被设定成使得发动机100的转矩变为第一转矩，并且在第二预热控制中，第二运行点被设定成使得发动机100的转矩变为第二转矩。
[0192]在上述说明中，串并联式混合动力车辆能够通过由动力分配装置4将发动机100的动力分配至驱动轮6和电动发电机MG 1、MG2而传输发动机100的动力。本发明也能应用于另一类型的混合动力车辆。也就是说，例如，本发明也应用于发动机100仅用于驱动电动发电机MGl并且车辆的驱动力仅由电动发电机MG2生成的所谓的串联式混合动力车辆、仅由发动机100生成的动能内的再生能量被恢复为电能的混合动力车辆、发动机用作主动力源且在需要时由电机辅助的电机辅助式混合动力车辆等。本发明也应用于在电机独立的同时仅通过使用发动机的动力而行驶的混合动力车辆。
[0193]在上述说明中，电动发电机MG2是根据本发明的“电动机”的一个实例，并且发动机100对应于根据本发明的“内燃机”的一个实例。VVL装置400、400A对应于根据本发明的“可变气门致动装置”的一个实例。
[0194]预期以适当的组合实现上文描述的实施例。上文描述的实施例应被视为在任何方面仅是示意性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是上述实施例的说明限定。本发明的范围旨在包括所附权利要求及其等同形式的范围内的所有变型。
【主权项】
1.一种混合动力车辆，包括: 内燃机，所述内燃机包括可变气门致动装置，所述可变气门致动装置被构造成改变进气门的工作特性； 蓄电装置，所述蓄电装置被构造成存储电力，所述电力是通过使用所述内燃机而生成的； 电动机，所述电动机被构造成通过使用所述电力生成所述混合动力车辆的驱动力； 排气排放控制装置，所述排气排放控制装置被构造成使用催化剂净化来自所述内燃机的排气；以及 控制器，所述控制器被构造成: 执行催化剂预热控制，所述催化剂预热控制是用于预热所述催化剂的控制，所述催化剂预热控制包括第一控制和第二控制，所述第一控制是用于在第一运行点运行所述内燃机的控制，所述第二控制是用于在执行所述第一控制后不考虑推进所述混合动力车辆所需的驱动力而在第二运行点运行所述内燃机的控制，所述内燃机在所述第二运行点的输出大于所述内燃机在所述第一运行点的输出， 运行所述内燃机，使得在执行所述第一控制时的所述内燃机的点火正时相对于在执行所述第二控制时的所述内燃机的点火正时被控制到延迟侧，并且 控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，随着所述蓄电装置的充电受到更多限制，所述进气门的气门升程和所述进气门的气门工作角中的至少一个增大。2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，在第一条件和第二条件中的至少一个条件被满足时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述第一条件和所述第二条件两者均不被满足时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个，当所述蓄电装置的荷电状态高于第一预定值时所述第一条件被满足，并且当所述蓄电装置的充电电力上限值的绝对值小于第二预定值时所述第二条件被满足。3.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其中: 所述可变气门致动装置被构造成将所述工作特性选择性地改变成第一特性、第二特性和第三特性中的任一个特性，在所述工作特性是所述第二特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述工作特性是所述第一特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个，在所述工作特性是所述第三特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述工作特性是所述第二特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个， 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第一控制时，所述工作特性被设定为所述第一特性，并且 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时并且当所述第一条件和所述第二条件中的至少一个条件被满足时，所述工作特性被设定为所述第二特性和所述第三特性中的一个特性。4.根据权利要求2所述的混合动力车辆，其中: 所述可变气门致动装置被构造成将所述工作特性选择性地改变成第一特性和第二特性中的一个特性，在所述工作特性是所述第二特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述工作特性是所述第一特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个， 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第一控制时，所述工作特性被设定为所述第一特性，并且 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时并且当所述第一条件和所述第二条件中的至少一个条件被满足时，所述工作特性被设定为所述第二特性。5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中: 所述控制器被构造成当执行所述第二控制时，基于所述内燃机的输出和所述第二控制的剩余执行时间来确定所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个的增大正时，使得所述蓄电装置的荷电状态不超过预定上限值。6.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中: 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，随着所述蓄电装置的放电受到更多限制，所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个减小。7.根据权利要求6所述的混合动力车辆，其中，所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，在第三条件和第四条件中的至少一个条件被满足时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个小于在所述第三条件和所述第四条件两者均不被满足时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个，当所述蓄电装置的荷电状态低于第三预定值时所述第三条件被满足，并且当所述蓄电装置的放电电力上限值的绝对值小于第四预定值时所述第四条件被满足。8.根据权利要求7所述的混合动力车辆，其中: 所述可变气门致动装置被构造成将所述工作特性选择性地改变成第一特性、第二特性和第三特性中的任一个特性，在所述工作特性是所述第二特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述工作特性是所述第一特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个，在所述工作特性是所述第三特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述工作特性是所述第二特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个，并且 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，当所述第三条件和所述第四条件中的至少一个条件被满足时并且当所述工作特性是所述第二特性或所述第三特性时，所述工作特性被改变成所述第一特性。9.根据权利要求7所述的混合动力车辆，其中: 所述可变气门致动装置被构造成将所述工作特性选择性地改变成第一特性和第二特性中的一个特性，在所述工作特性是所述第二特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的至少一个大于在所述工作特性是所述第一特性时的所述气门升程和所述气门工作角中的对应的至少一个，并且 所述控制器被构造成控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，当所述第三条件和所述第四条件中的至少一个条件被满足时并且当所述工作特性是所述第二特性时，所述工作特性被改变成所述第一特性。10.—种用于混合动力车辆的控制方法，所述混合动力车辆包括内燃机、蓄电装置、电动机、排气排放控制装置和控制器，所述内燃机包括可变气门致动装置，所述可变气门致动装置被构造成改变进气门的工作特性，所述蓄电装置被构造成存储电力，所述电力是通过使用所述内燃机而生成的，所述电动机被构造成通过使用所述电力生成所述混合动力车辆的驱动力，所述排气排放控制装置被构造成使用催化剂净化来自所述内燃机的排气，所述控制方法包括: 通过所述控制器执行催化剂预热控制，所述催化剂预热控制是用于预热所述催化剂的控制，所述催化剂预热控制包括第一控制和第二控制，所述第一控制是用于在第一运行点运行所述内燃机的控制，所述第二控制是用于在执行所述第一控制后不考虑推进所述混合动力车辆所需的驱动力而在第二运行点运行所述内燃机的控制，所述内燃机在所述第二运行点的输出大于所述内燃机在所述第一运行点的输出； 通过所述控制器运行所述内燃机，使得在执行所述第一控制时的所述内燃机的点火正时相对于在执行所述第二控制时的所述内燃机的点火正时被控制到延迟侧；以及 通过所述控制器控制所述可变气门致动装置，使得当执行所述第二控制时，随着所述蓄电装置的充电受到更多限制，所述进气门的气门升程和所述进气门的气门工作角中的至少一个增大。
【文档编号】B60W20/16GK106062346SQ201580009971
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年2月25日
【发明人】浅见良和, 加藤寿, 加藤寿一, 寺谷龙太
【申请人】丰田自动车株式会社