混合动力车辆的控制装置及具有该控制装置的混合动力车辆的制作方法

专利名称：混合动力车辆的控制装置及具有该控制装置的混合动力车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合动力车辆的控制装置和具有该控制装置的混合动力车辆，尤其涉及搭载内燃机和电动机作为动力源的混合动力车辆的控制装置和具有该控制装置的混合动力车辆。
背景技术：
作为有益于环境的车辆，混合动力车辆(Hybrid Vehicle)受到注目。混合动力车辆除了以往的内燃机以外，还搭载蓄电装置、变换器和通过变换器驱动的电动机作为车辆行驶用的动力源。在这样的混合动力车辆中，也与搭载内燃机并仅将以往的内燃机作为动力源的车 辆同样，设置有净化内燃机的排出气体的催化剂装置。一般来说，催化剂装置在通过内燃机的排出气体使催化剂温度提高从而使催化剂活性化的时刻能够将排出气体中的限制对象成分充分净化。也就是说，催化剂装置需要在其使用前预热。日本特开2008 - 163867号公报(专利文献I)公开了在混合动力车辆中能够改善在催化剂装置预热过程中所排出的限制对象成分的方法。在该混合动力车辆中，在判断为催化剂装置处于预热中时，禁止通过作为多个行驶模式之一的动力模式来行驶。由此，由于抑制了来自内燃机的排出气体的增加，所以能够改善没有被催化剂装置的催化剂充分处理而排出的限制对象成分(参照专利文献I)。现有技术文献专利文献I :日本特开2008 - 163867号公报

发明内容
发明要解决的问题就混合动力车辆而言，希望尽可能进行使内燃机停止的行驶。近年来，能够从车辆外部的电源对车载的蓄电装置充电的所谓的插电式混合动力车受到注目，对于插电式混合动力车来说，这样的需求尤其强烈(此外，以下，将停止内燃机而仅利用电动机的行驶称为“EV (Electric Vehicle :电动车辆)行驶”，与此相对，将使内燃机工作的行驶称为“HV(HybridVehicle :混合动力车辆)行驶”。)。因此，为了通过抑制内燃机启动的频度来提高EV行驶感，能够基于包括使EV行驶优先的第I模式(以下称为“⑶(Charge D印Ieting :电量消耗)模式”。)和使内燃机工作以使蓄电装置的SOC (State Of Charge :充电状态)维持在预定目标的第2模式(以下称为“CS (Charge Sustaining :电量保持)模式”。)的行驶模式和内燃机的工作/停止来变更蓄电装置能够放电的电力(以下称为“放电容许电力Wout”。)。具体地说，在行驶模式为CD模式且内燃机停止的情况下，通过与行驶模式为CD模式且内燃机工作时或行驶模式为CS时相比增大放电容许电力Wout，能够抑制内燃机启动的频度并提高EV行驶感。
然而，在行驶模式为⑶模式且内燃机停止时，即放电容许电力Wout已增大时，在为HV行驶做准备而开始催化剂装置的预热时，为了催化剂装置的预热而使内燃机启动，由此放电容许电力Wout恢复到不增大状态。此时，当车辆要求功率比放电容许电力Wout (不增大状态)大时，催化剂装置的预热中断，发生在催化剂装置未预热的状态下开始了 HV行驶这样的问题。因此，本发明的目的在于，在混合动力车辆中，增加EV行驶并防止催化剂装置的预热中断。用于解决问题的技术手段根据本发明，混合动力车辆的控制装置具备行驶模式控制部和放电容许电力控制部。混合动力车辆包括产生车辆驱动力的内燃机；能够充放电的蓄电装置；从蓄电装置接受电力的供给来产生车辆驱动力的电动机；和通过催化剂净化内燃机的排出气体的催化剂装置。并且，行驶模式控制部对包括CD模式和CS模式的行驶模式的切换进行控制，所述CD模式是使停止内燃机而仅利用电动机的行驶优先的模式，所述CS模式是使内燃机工作并 将表示蓄电装置的充电状态的状态量维持为预定的目标的模式。放电容许电力控制部基于行驶模式、内燃机的工作/停止和催化剂装置是否处于预热中来变更放电容许电力Wout。优选，在行驶模式为CD模式且内燃机停止时，与行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或者行驶模式为CS模式时相比，放电容许电力控制部增大放电容许电力Wout。进而，SP使在行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或者行驶模式为CS模式时，但在催化剂装置处于预热中时，与行驶模式为CD模式且内燃机停止时同样，放电容许电力控制部也增大放电容许电力Wout。另外，优选，在行驶模式为CD模式且内燃机停止时，与行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或者行驶模式为CS模式时相比，放电容许电力控制部增大放电容许电力Wout。当行驶模式为CD模式时要求内燃机的启动时，在维持放电容许电力Wout的增大的同时开始催化剂装置的预热。在催化剂装置的预热结束后，放电容许电力控制部使放电容许电力Wout恢复至非增大状态。另外，优选，在行驶模式为CD模式且内燃机停止时，与行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或者行驶模式为CS模式时相比，放电容许电力控制部增大放电容许电力Wout。在从CD模式向CS模式切换时，在维持放电容许电力Wout的增大的同时开始催化剂装置的预热。在催化剂装置的预热结束后，放电容许电力控制部使放电容许电力Wout恢复至非增大状态。优选，混合动力车辆还包括充电装置，该充电装置构成为从车辆外部的电源接受电力的供给来对蓄电装置充电。并且，行驶模式控制部，在由充电装置对蓄电装置充电后，将行驶模式设定为CD模式。另外，根据本发明，混合动力车辆具有上述的任一控制装置。发明的效果在本发明中，基于行驶模式、内燃机的工作/停止和催化剂装置是否处于预热中来变更放电容许电力Wout。由此，在行驶模式为CD模式且内燃机停止的情况下，与行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或者行驶模式为CS模式时相比，能够增大放电容许电力Wout。另外，即使在行驶模式为CD模式且内燃机工作时、或者行驶模式为CS模式时，但当催化剂装置处于预热中时，能够与行驶模式为CD模式且内燃机停止时同样，也增大放电容许电力Wout，所以通过使放电容许电力Wout恢复至不增大状态从而不会使催化剂装置的预热中断。因此，根据本发明，能够增加EV行驶并防止催化剂装置的预热中断。


图I是表示适用本发明的实施方式的控制装置的混合动力车辆的整体结构的框图。图2是表示图I所示的混合动力车辆的电气系统的结构的框图。图3是图2所示的E⑶的功能框图。图4是表示蓄电装置的SOC的变化与行驶模式的关系的图。图5是表示蓄电装置的放电容许电力的图。 图6是用于说明与行驶模式和发动机的工作/停止相应的放电容许电力的增大/不增大的图。图7是用于说明催化剂装置预热中的放电容许电力的图。图8是表示发动机的停止判定所使用的放电容许电力的图。图9是用于说明与放电容许电力的控制相关的一系列的处理步骤的流程图。图10是用于说明与催化剂装置的预热控制相关的处理步骤的流程图。图11是表示CD模式时发动机启动时的放电容许电力的变化的图。图12是表示行驶模式从CD模式切换至CS模式时的放电容许电力的变化的图。
具体实施例方式下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对图中相同或相当部分标注同一附图标记并不重复对其进行说明。图I是表示适用本发明的实施方式的控制装置的混合动力车辆的整体结构的框图。参照图1，混合动力车辆100具有:蓄电装置10、ECU(Electronic Control Unit :电子控制单元)15、PCU (Power Control Unit :功率控制单元)20、动力输出装置30和差速齿轮(以下也称为“DG (Differential Gear)')40。另外，混合动力车辆100还具有前轮50L、50R、后轮60L、60R、前座70L、70R、后座80、充电接入口( inlet) 90和充电器92。蓄电装置10为能够再充电的直流电源，例如，由镍氢、锂离子等的二次电池构成。蓄电装置10配置于例如后座80的后方部，与P⑶20电连接并向P⑶20供给直流电压。另夕卜，蓄电装置10从PCU20接受由动力输出装置30发电产生的电力来充电。进而，蓄电装置10通过充电器92来充电，该充电器92接受从与充电接入口 90连接的车辆外部的电源供给的电力。此外，以下，也将车辆外部的电源称为“外部电源”，将通过外部电源对蓄电装置10的充电称为“外部充电”。P⑶20总括表示混合动力车辆100内需要的电力变换器。P⑶20包括对从蓄电装置10供给的电压进行升压的转换器和驱动动力输出装置30所包含的电动发电机的变换器(inverter,逆变器)等。ECU15接收来自各种传感器的表示驾驶状况和车辆状况的各种传感器输出17。各种传感器输出17包括与加速器踏板35的踩下量相应的加速器开度和与车轮转速相应的车辆速度等。并且，E⑶15基于所输入的这些传感器输出，执行与混合动力车辆100相关的各种控制。动力输出装置30作为车轮的驱动力源设置,包括电动发电机MG1、MG2和发动机。它们经由动力分配装置(未图示)机械地连接。并且，根据混合动力车辆100的行驶状况，经由动力分配装置在上述三者之间进行驱动力的分配和结合，作为其结果来驱动前轮50L、50R。DG40将从动力输出装置30输出的动力向前轮50L、50R传递，并将从前轮50L、50R接受的旋转力向动力输出装置30传递。由此，动力输出装置30将通过发动机和电动发电机产生的动力经由DG40向前轮50L、50R传递来驱动前轮50L、50R。另外，动力输出装置30接受通过前轮50L、50R产生的电动发电机的旋转力来发电，并将该发电得到的电力向PCU20供给。此外，虽然电动发电机MG1、MG2能够作为发电机也能作为电动机发挥功能，但是电动发电机MGl主要作为发电机进行工作，电动发电机MG2主要作为电动机进行工作。详细地说，电动发电机MGl接受由动力分配装置分配的发动机的输出的一部分来发电。另外，电动发电机MGl从蓄电装置10接受电力的供给作为电动机进行工作，使发动机曲轴转动(cranking)而启动。电动发电机MG2通过存储于蓄电装置10的电力和电动发电机MGl发电得到的电力的至少一方来驱动。并且，电动发电机MG2的驱动力经由DG40向前轮50L、50R的驱动轴传递。由此，电动发电机MG2辅助发动机使车辆行驶或仅通过自身的驱动力使车辆行驶。另夕卜，在车辆制动时，电动发电机MG2通过前轮50L、50R驱动以作为发电机进行工作。此时，通过电动发电机MG2发电产生的电力经由P⑶20充电到蓄电装置10。并且，P⑶20按照来自E⑶15的控制指示对从蓄电装置10接受的直流电压进行升 压，并将该升压得到的直流电压变换为交流电压来驱动动力输出装置30所包含的电动发电机MG1、MG2。另外，PCU20在电动发电机MG1、MG2进行再生工作时，按照来自ECU15的控制指示，将电动发电机MGl、MG2发电产生的交流电压变换为直流电压对蓄电装置10充电。充电接入口 90构成为能够与连接于外部电源的充电电缆(未图示)的连接器连接。并且，在外部充电时，从与充电接入口 90连接的外部电源接受电力，并将该接受的电力向充电器92供给。充电器92设置在充电接入口 90和蓄电装置10之间，将从与充电接入口90连接的外部电源供给的电力变换为蓄电装置10的电压电平并向蓄电装置10输出。图2是表示图I所示的混合动力车辆100的驱动系统的结构的框图。参照图2，驱动系统包括蓄电装置10、SMR (System Main Relay :系统主继电器)105、106、PCU20、电动发电机MG1、MG2、发动机ENG、动力分配装置107、排气管108、催化剂装置109、ECU15、充电接入口 90和充电器92。电动发电机MG1、MG2经由动力分配装置107与发动机ENG和未图示的驱动轮(图I的前轮50L、50R)连接。并且，混合动力车辆100能够利用发动机ENG和电动发电机MG2来行驶，电动发电机MGl进行发动机ENG的启动和利用了发动机ENG的动力的发电。发动机ENG将通过汽油或轻油等化石燃料或乙醇等酒精燃料的燃烧产生的热能变换为活塞或转子等运动元件的动能，并将该变换得到的动能向动力分配装置107输出。例如，若运动元件为活塞、该运动为往复运动，则经由所谓的曲轴机构将往复运动变换为旋转运动，并将活塞的动能传递至动力分配装置107。
催化剂装置109设置于发动机ENG的排气管108，并净化从发动机ENG排出的排出气体。催化剂装置109在通过发动机ENG的排出气体提高了催化剂温度而使得催化剂活性化的时刻，能够充分净化排出气体中的限制对象成分。SMR105设置在蓄电装置10和P⑶20之间，在车辆行驶时等根据来自E⑶15的指令接通。SMR106设置在蓄电装置10和充电器92之间，在外部充电时根据来自E⑶15的指令接通。P⑶20包含转换器110、电容器120、马达驱动控制器131、132、转换器/变换器控制部140和发动机控制部142。在本实施方式中，电动发电机MG1、MG2为交流马达，马达驱动控制器131、132由变换器构成。以下，也将马达驱动控制器131 (132)称为“变换器131(132)”。转换器110基于来自转换器/变换器控制部140的控制信号Scnv，将正极线103和负极线102间的电压Vm升压至蓄电装置10的电压Vb以上。转换器110例如由电流可逆型的升压斩波电路构成。变换器131、132分别与电动发电机MG1、MG2对应设置。变换器131、132相互并联连接于转换器110,基于来自转换器/变换器控制部140的控制信号Spwml、Spwm2来分别驱动电动发电机MG I、MG2。转换器/变换器控制部140基于从ECU15接收的控制指令值(电压Vm的目标值和电动发电机MGl、MG2的转矩目标值等)生成用于分别驱动转换器110和电动发电机MGl、MG2的控制信号Scnv、Sp丽il、Sp丽ι2。并且，转换器/变换器控制部140将该生成的控制信号Scnv、Spwml、Spwm2分别向转换器110和变换器131、132输出。发动机控制部142基于从ECU15接收的控制指令值来计算发动机ENG的旋转速度和输出转矩。并且，发动机控制部142基于该计算结果生成用于驱动发动机ENG的控制信号，并将该生成的控制信号向发动机ENG输出。E⑶15基于各种传感器输出17进行该混合动力车辆100的行驶模式的控制、发动机ENG的启动/停止判定、蓄电装置10的充放电控制和催化剂装置109的预热控制等各种控制。并且，E⑶15生成用于驱动P⑶20的控制指令值，并将该生成的控制指令值向P⑶20的转换器/变换器控制部140和发动机控制部142输出。另外，ECU15在外部充电时生成用于驱动充电器92的信号，并将该生成的信号向充电器92输出。图3是图2所示的E⑶15的功能框图。参照图3，E⑶15包括SOC计算部150、行驶模式控制部152、Wout控制部154和发动机启动/停止判定部156。另外，E⑶15还包括指令生成部158、充电控制部160、速率处理部162、暂时增大处理部164和催化剂预热控制部 166。SOC计算部150基于通过未图示的传感器检测到的蓄电装置10的电压Vb和电流Ib来计算表示蓄电装置10的充电状态的S0C。该SOC以O 100%表示相对于蓄电装置10的满充电状态的蓄电量，表示蓄电装置10的蓄电剩余量。此外，关于SOC的计算方法能够使用各种公知的方法。行驶模式控制部152基于由SOC计算部150计算出的SOC来控制车辆的行驶模式的切换。具体地说，行驶模式控制部152对设为CD模式还是设为CS模式的切换进行控制，该CD模式是使停止发动机ENG而仅利用电动发电机MG2的行驶优先的模式，该CS模式是使发动机ENG工作并将蓄电装置10的SOC维持为预定的目标的模式。此外，即使在⑶模式下，当通过驾驶者大幅度踩下加速器踏板、发动机驱动型的空调工作时或发动机预热时、催化剂装置109预热时等，也允许发动机ENG工作。该CD模式为不维持蓄电装置10的SOC而基本上将存储于蓄电装置10的电力作为能量源使车辆行驶的行驶模式。在该CD模式期间，从结果上看多数情况下与充电相比放电的比例相对较大。另一方面，CS模式是为了将蓄电装置10的SOC维持为预定的目标而根据需要使发动机ENG工作并通过电动发电机MGl进行发电的行驶模式，并不限定于使发动机ENG始终工作的行驶。也就是说，即使行驶模式为CD模式，若大幅度踩下加速器踏板而需要较大的车辆功率，则发动机ENG也进行工作。另外，即使行驶模式为CS模式，若SOC超过目标值，则发动机ENG也停止。因此，不管行驶模式如何，都将停止发动机ENG而仅利用电动发电机MG2 的行驶称为“EV行驶”，将使发动机ENG工作而利用电动发电机MG2和发动机ENG的行驶称为“HV行驶”。图4是表示蓄电装置10的SOC的变化与行驶模式的关系的图。参照图4，在通过外部充电使蓄电装置10达到满充电状态之后(SOC=MAX)开始行驶。在外部充电之后，将行驶模式设定为CD模式。在CD模式下的行驶中，虽然在车辆减速时等通过所回收的再生电力暂时使SOC增加，但是作为整体SOC随着行驶距离的增加而减少。并且，在时刻tl，SOC达到阈值Sth时，行驶模式切换至CS模式，SOC被控制在阈值Sth的附近。再次参照图3，行驶模式控制部152在从充电控制部160接收到表示外部充电结束的充电结束信号CGEND时，如上所述将行驶模式设定为CD模式。并且，行驶模式控制部152将表示行驶模式是CD模式还是CS模式的模式信号MD向Wout控制部154、发动机启动/停止判定部156和指令生成部158输出。Wout控制部154从SOC计算部150接收蓄电装置10的S0C，从行驶模式控制部152接收表示行驶模式的模式信号MD。另外，Wout控制部154从发动机启动/停止判定部156接收表示发动机ENG是工作还是停止的发动机模式信号EGMD。进而，Wout控制部154从催化剂预热控制部166接收表示催化剂装置109 (图2)是否处于预热中的预热信号CW。并且，Wout控制部154基于这些各信号，计算表示蓄电装置10能够放电的电力(W)的放电容许电力Wout。图5是表示蓄电装置10的放电容许电力Wout的图。参照图5，放电容许电力Wout为蓄电装置10能够输出的电力(W)的最大值。在蓄电装置10的SOC下降时，为防止过放电而限制放电容许电力Wout。在本实施方式中，如后面叙述那样，基于车辆的行驶模式、发动机ENG的工作/停止和催化剂装置109是否处于预热中来变更放电容许电力Wout。具体地说，在行驶模式为CD模式且发动机ENG进行工作时、或行驶模式为CS模式时，放电容许电力Wout被设定为缺省值WO。另一方面，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时，放电容许电力Wout从W增大至预定的Wl。另外，即使在行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时、或行驶模式为CS模式时，当催化剂装置109处于预热中时，放电容许电力Wout也从WO增大至Wl。此外，充电容许电力Win为能够向蓄电装置10输入的电力(W)的最大值。就充电容许电力Win而言，当蓄电装置10的SOC变高时，为了防止过充电而限制充电容许电力Win。再次参照图3，Wout控制部154使用预先准备的映射(map)等，基于蓄电装置10的SOC和/或温度等来计算放电容许电力Wout (缺省值WO)。并且，Wout控制部154基于由从行驶模式控制部152接收的模式信号MD表示的行驶模式、由从发动机启动/停止判定部156接收的发动机模式信号EGMD信号表示的发动机ENG的工作/停止和由从催化剂预热控制部106接收的预热信号CW表示的催化剂装置109是否处于预热中，变更放电容许电力 Wout。S卩，如图6所示，在催化剂装置109没有处于预热中时，在行驶模式为⑶模式且发动机ENG停止时，Wout控制部154将放电容许电力Wout从WO增大至预定的Wl (图5)。另一方面，在行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时、或在行驶模式为CS模式时，Wout控制部154不进行放电容许电力Wout的增大。在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时增大放电容许电力Wout，是为了尽可 能减少发动机ENG的启动频度以增加EV行驶之故。S卩，如上所述，即使行驶模式为CD模式，但在踩下加速器踏板而车辆要求功率超过放电容许电力Wout时，为了满足要求功率也使发动机ENG启动从而从EV行驶切换至HV行驶。然而，通过踩下加速器踏板而频繁地使发动机ENG启动，驾驶者无法获得充分的EV行驶感。因此，在本实施方式中，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时增大放电容许电力Wout，通过抑制发动机ENG启动的频度来提高EV行驶感。另一方面，在本实施方式中，并不始终增大放电容许电力Wout，在行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时、或者在行驶模式为CS模式时不进行放电容许电力Wout的增大。这样做是为了抑制电气部件(主要是转换器110)的热负荷的增加并在发动机工作时和在CS模式下行驶时使车辆的加速特性在适用本实施方式的前后不改变。在此，在催化剂装置109处于预热中时，如图7所示，即使在行驶模式为⑶模式且发动机ENG工作时、或者在行驶模式为CS模式时，Wout控制部154也将放电容许电力Wout从WO增大至Wl。这样做是为了防止催化剂装置109的预热中断。即，在行驶模式为⑶模式且发动机ENG停止时，即在放电容许电力Wout已增大时，当准备HV行驶而开始催化剂装置109的预热时，为了进行催化剂装置109的预热而使发动机ENG启动，由此放电容许电力Wout从Wl恢复至W0。此时，当车辆要求功率比放电容许电力Wout (WO)大时，催化剂装置109的预热中断，在催化剂装置109未预热的状态下开始了 HV行驶。因此，在本实施方式中，即使在行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时或者在行驶模式为CS模式时，当催化剂装置109处于预热中时，也增大放电容许电力Wout以防止催化剂装置109的预热中断。再次参照图3，Wout控制部154基于行驶模式、发动机ENG的工作/停止和催化剂装置109是否预热中，将进行上述的变更处理的放电容许电力Wout向发动机启动/停止判定部156和指令生成部158输出。另外，Wout控制部154在放电容许电力Wout已增大时，将放电容许电力Wout已增大这一情况通知给暂时增大处理部164 (后述)。发动机启动/停止判定部156从Wout控制部154接受放电容许电力Wout。另外，发动机启动/停止判定部156从行驶模式控制部152接收表示行驶模式的模式信号MD。并且，发动机启动/停止判定部156基于行驶模式和放电容许电力Wout进行发动机ENG的启动判定和停止判定。具体地说，发动机启动/停止判定部156基于作为各种传感器输出17 (图I)接收的加速器开度ACC和车辆速度sro等来计算车辆要求功率。并且，如图8所示，在行驶模式为CD模式时，发动机启动/停止判定部156基于已增大的放电容许电力Wout (图5的Wl)来计算电动发电机MG2能够输出的最大功率，并基于该所计算出的最大功率与车辆要求功率的比较结果来进行发动机ENG的启动判定和停止判定。S卩，如上所述，在行驶模式为CD模式时，在发动机ENG进行工作中，放电容许电力Wout不增大(缺省值WO)(图6)，但是在发动机ENG的停止判定中，使用增大后的放电容许电力Wout (Wl)0由此，在⑶模式时发动机ENG启动后，发动机ENG容易停止，能够进一步提闻EV行驶感。此外，在行驶模式为CS模式时，发动机启动/停止判定部156基于没有增大的放电容许电力Wout (WO)来计算电动发电机MG2的最大功率，基于该计算出的最大功率与车辆要求功率的比较结果，进行发动机ENG的启动判定和停止判定。 再次参照图3，指令生成部158基于行驶模式、放电容许电力Wout和表示发动机ENG的工作/停止的发动机模式生成用于驱动PCU20的控制指令值(例如，电压Vm的目标值、电动发电机MG1、MG2的转矩目标值等)。并且，指令生成部158将该生成的控制指令值向P⑶20的转换器/变换器控制部140 (图2)输出。充电控制部160在充电接入口 90 (图2)与外部电源连接时，基于由未图示的传感器检测到的输入电压Vac和输入电流Iac生成用于驱动充电器92的控制信号并向充电器92输出。并且，充电控制部160在从SOC计算部150接收的蓄电装置10的SOC达到预定的上限值时，结束充电控制并向行驶模式控制部152输出表不充电结束的充电结束信号CGEND。由此，如上所述，在行驶模式控制部152中将行驶模式设定为CD模式。速率处理部162，在Wout控制部154中放电容许电力Wout从WO向Wl增大时和放电容许电力Wout从Wl向WO恢复时，对放电容许电力Wout的变化实施速率处理。在此，速率处理部162使放电容许电力Wout从Wl向WO恢复时的变化速率比放电容许电力Wout从WO向Wl增大时的变化速率小。由此，抑制了由于电力控制的跟随延迟而导致蓄电装置10的放电电力超过放电容许电力Wout。换言之，速率处理部162使放电容许电力Wout从WO向Wl增大时的变化速率比放电容许电力Wout从Wl向WO恢复时的变化速率大。由此，可防止在CD模式时从HV行驶向EV行驶切换时的输出不足导致车辆行驶迟缓。暂时增大处理部164，在通过电动发电机MGl使发动机ENG曲轴转动时等暂时需要大电力时，暂时增大蓄电装置10的放电容许电力Wout。在此,暂时增大处理部164，在从Wout控制部154接收到表示放电容许电力Wout处于增大中的通知时，不执行放电容许电力Wout的暂时增大处理。由于通过Wout控制部154已经增大了放电容许电力Wout,所以不需要通过暂时增大处理部164进行增大处理。此外，在Wout控制部154中，在放电容许电力Wout变更中(在从WO向Wl增大时和从Wl向WO恢复时)发动机ENG启动时，希望在发动机ENG启动中固定放电容许电力Wout。或者，在行驶模式切换时(从CD模式向CS模式切换时和从CS模式向CD模式切换时)发动机ENG启动时，希望在发动机ENG启动中固定放电容许电力Wout。就放电容许电力Wout的值而言，作为一例，固定为发动机ENG的启动开始时的值。由此，由于在发动机ENG启动时从蓄电装置10输出的电力稳定,所以发动机启动处理稳定。催化剂预热控制部166在从发动机启动/停止判定部156接收到发动机ENG启动的判定结果时，在还未进行催化剂装置109的预热的情况下，将指示执行催化剂装置109的预热的指令向发动机控制部142输出。并且，催化剂预热控制部166在催化剂装置109处于预热中时，使向Wout控制部154输出的预热信号CW激活。图9是用于说明与放电容许电力Wout的控制相关 的一系列的处理步骤的流程图。参照图9，E⑶15利用预先准备的映射等计算放电容许电力Wout (缺省值WO)(步骤S10)。接着，E⑶15判定是否为行驶模式是⑶模式且发动机ENG停止(步骤S20)。在判定为行驶模式不是CD模式(即是CS模式)或发动机ENG正进行工作时(在步骤S20中否)时，E⑶15判定催化剂装置109是否处于预热中(步骤S25)。在判定为催化剂装置109不处于预热中时(在步骤S25中否)，E⑶15将处理移向后述的步骤S70。在步骤S20中，在判定为行驶模式为⑶模式且发动机ENG停止时(在步骤S20中是)，或者在步骤S25中判定为催化剂装置109处于预热中时(在步骤S25中是)，ECU15如图5所示，将放电容许电力Wout从WO增大至预先确定的Wl (步骤S30)。在此，在变更放电容许电力Wout时，ECU15执行限制放电容许电力Wout的变化速率的速率限制处理(步骤S40)。进而，在此，E⑶15判定在放电容许电力Wout变更中是否要求了发动机ENG启动(步骤S50)。然后，在判定为在放电容许电力Wout变更中要求了发动机ENG启动时(在步骤S50中是)，E⑶15固定放电容许电力Wout (步骤S60)。作为一例，将放电容许电力Wout固定为要求了发动机ENG启动时的值。接着，E⑶15进行Wout限制处理(步骤S70)。作为一例，如图5所示，当蓄电装置10的SOC变低时，限制放电容许电力Wout。或者，当转换器110的温度上升时等，也可以限制放电容许电力Wout。接着，E⑶15判定是否要求了发动机ENG启动(步骤S80)。当判定为要求了发动机ENG启动时(在步骤S80中是)，ECU15进一步判定放电容许电力Wout是否处于增大中(步骤S90)。然后，在判定为放电容许电力Wout不处于增大中时(在步骤S90中是)，E⑶15执行放电容许电力Wout的暂时增大处理(步骤SlOO)。S卩，在步骤S90中在判定为放电容许电力Wout处于增大中时(在步骤S90中是)，由于放电容许电力Wout已经被增大所以判定为不需要暂时增大处理，不执行步骤SlOO而将处理移向步骤S110。图10是用于说明与催化剂装置109的预热控制相关的处理步骤的流程图。参照图10，E⑶15基于蓄电装置10 (图2)的SOC判定是否将行驶模式从⑶模式切换至CS模式(步骤S210)。在判定为从CD模式向CS模式切换行驶模式时(在步骤S210中是)，ECU15判定是否已执行催化剂装置109的预热(步骤S220)。在判定为催化剂装置109的预热已执行完时(在步骤S220中否)，E⑶15不执行以后的处理而将处理移向步骤S280。另一方面，在步骤S220中判定为催化剂装置109的预热未执行时(在步骤S220中是)，ECU15为了催化剂装置109的预热而使发动机ENG启动来执行催化剂装置109的预热(步骤S230)。在此，在执行该催化剂装置109的预热之前，由于行驶模式为⑶模式且发动机ENG停止，所以蓄电装置10的放电容许电力Wout增大至Wl。并且，虽然伴随催化剂装置109的预热开始启动发动机ENG，但是如上所述，ECU15在催化剂装置109的预热中维持放电容许电力Wout的增大。然后，在催化剂装置109的预热结束时(在步骤S240中是)，E⑶15使放电容许电力Wout从Wl恢复至不增大状态的WO (步骤S250)。另一方面，在步骤S210中判定为没有从⑶模式向CS模式切换时(在步骤S210中否)，ECU15判定当前的行驶模式是否为CD模式(步骤S260)。在判定为行驶模式为CD模式时(在步骤S260中是)，ECU15判定是否要求了发动机ENG启动(步骤S270)。然后，在判定为要求了发动机ENG启动时(在步骤S270中是)，E⑶15将处理移向步骤S220。即，在行驶模式为CD模式时要求了发动机ENG启动时，若催化剂装置109的预热尚未执行，则在步骤S230中执行催化剂装置109的预热。在此，在该情况下，在执行催化剂装置109的预热之前，由于行驶模式为CD模式且发动机ENG停止，所以蓄电装置10的放电容许电力Wout也被增大至Wl，ECU15在维持放电容许电力Wout的增大的同时执行催化剂装置109的预热。 此外，当在步骤S260中判定为行驶模式为CS模式(在步骤S260中否)，或者在步骤S270中判定为没有发动机ENG的启动要求时(在步骤S270中否)，E⑶15将处理移向步骤 S280。图11是表示CD模式时发动机ENG启动时的放电容许电力Wout的变化的图。参照图11，发动机模式的“EV”表示停止发动机ENG的EV行驶，“HV”表示发动机ENG进行工作的HV行驶。在时刻tl之前，发动机ENG停止(发动机模式“EV”)，放电容许电力Wout增大至Wlo在时刻tl，发动机ENG启动，开始催化剂装置109的预热(设为催化剂装置109的预热尚未执行。)。直到催化剂装置109的预热结束的时刻t2为止，尽管发动机ENG正进行工作但由于催化剂装置109处于预热中，所以放电容许电力Wout维持在W1。然后，在时刻t2，当催化剂装置109的预热结束时，放电容许电力Wout从Wl恢复至不增大状态的W0。图12是表示行驶模式从CD模式切换至CS模式时的放电容许电力Wout的变化的图。参照图12，在时刻t3前，行驶模式为⑶模式，发动机ENG停止(EV行驶)。因此，放电容许电力Wout增大至Wl。在时刻tll，当蓄电装置10的SOC达到阈值Sth时，将行驶模式切换至CS模式(图4)。这样一来，发动机ENG启动以开始催化剂装置109的预热(设为催化剂装置109的预热尚未执行。)。到催化剂装置109的预热结束的时刻t4为止，尽管发动机ENG正进行工作但由于催化剂装置109处于预热中，所以放电容许电力Wout维持在W1。然后，在时刻t4，当催化剂装置109的预热结束时，放电容许电力Wout从Wl恢复至W0。以上，在本实施方式中，在行驶模式为CD模式且发动机ENG停止的情况下，与行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时或者行驶模式为CS模式时相比，增大放电容许电力Wout。由此，能够确保EV行驶中的行驶功率并能够在发动机ENG工作时和CS模式时抑制对电气部件的热负荷的增加。因此，根据本实施方式，能够在关心对电气部件的热负荷的同时增加EV行驶。并且，在本实施方式中，即使在行驶模式为CD模式且发动机ENG工作时或者在行驶模式为CS模式时，当催化剂装置109处于预热中时，与行驶模式为CD模式且发动机ENG停止时同样，也增大放电容许电力Wout。由此，通过使放电容许电力Wout恢复至不增大状态以使催化剂装置109的预热不会中断。因此，根据本实施方式，能够增加EV行驶并防止催化剂装置109的预热中断。另外，在本实施方式中，设置外部充电用的充电接入口 90和充电器92，在外部充电后将行驶模式设定为CD模式。因此，根据本实施方式，能够实现使用了外部充电的电力的EV行驶的增加。此外，在上述的实施方式中，设为了蓄电装置10和转换器110各设置I个的结构，但是对于设置多个蓄电装置和转换器的电气系统(例如，具有多个蓄电装置和相互并联连接的多个转换器的电气系统等)也能够适用本发明。另外，在以上叙述中，设为使外部电源与充电接入口 90连接来进行外部充电，但是也可以使用共振法或电磁感应等非接触的供电方法来进行外部充电。此外,在以上叙述中，发动机ENG与本发明的“内燃机”的一个实施例对应，电动发 电机MG2与本发明的“电动机”的一个实施例对应。另外，Wout控制部154与本发明的“放电容许电力控制部”的一个实施例对应，充电接入口 90和充电器92形成本发明的“充电装置”的一个实施例。应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。标号说明10蓄电装置，15E⑶，17各种传感器输出，20P⑶，30动力输出装置，35加速器踏板，40DG，50L、50R前轮，60L、60R后轮，70L、70R前座，80后座，90充电接入口，92充电器，100混合动力车辆，105U06SMR, 107动力分配装置，108排气管，109催化剂装置，110转换器，120电容器，131、132变换器，140转换器/变换器控制部，142发动机控制部，150S0C计算部，152行驶模式控制部，154ffout控制部，156发动机启动/停止判定部，158指令生成部，160充电控制部，162速率处理部，164暂时增大处理部，166催化剂预热控制部，MGl、MG2电动发电机，ENG发动机。
权利要求
1.一种混合动力车辆的控制装置， 所述混合动力车辆(100)包括 产生车辆驱动力的内燃机(ENG ); 能够充放电的蓄电装置(10); 从所述蓄电装置接受电力的供给来产生车辆驱动力的电动机(MG2);和 通过催化剂净化所述内燃机的排出气体的催化剂装置(109 )， 所述控制装置(15)具有 行驶模式控制部(152)，对包括第I模式(CD模式)和第2模式(CS模式)的行驶模式的切换进行控制，所述第I模式是使停止所述内燃机而仅利用所述电动机的行驶优先的模式，所述第2模式是使所述内燃机工作并将表示所述蓄电装置的充电状态的状态量(SOC)维持为预定的目标的模式；和 放电容许电力控制部(154)，基于所述行驶模式、所述内燃机的工作/停止和所述催化剂装置是否处于预热中，变更表示所述蓄电装置能够放电的电力的放电容许电力(Wout)。
2.如权利要求I所述的混合动力车辆的控制装置， 在所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机停止时，与所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机工作时、或者所述行驶模式为所述第2模式时相比，所述放电容许电力控制部增大所述放电容许电力， 进而，即使在所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机工作时、或者所述行驶模式为所述第2模式时，当所述催化剂装置处于预热中时，与所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机停止时同样，所述放电容许电力控制部也使所述放电容许电力增大。
3.如权利要求I所述的混合动力车辆的控制装置， 在所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机停止时，与所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机工作时、或者所述行驶模式为所述第2模式时相比，所述放电容许电力控制部增大所述放电容许电力， 当所述行驶模式为所述第I模式时要求所述内燃机的启动时，在维持所述放电容许电力的增大的同时开始所述催化剂装置的预热， 在所述催化剂装置的预热结束后，所述放电容许电力控制部使所述放电容许电力恢复至非增大状态。
4.如权利要求I所述的混合动力车辆的控制装置， 在所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机停止时，与所述行驶模式为所述第I模式且所述内燃机工作时、或者所述行驶模式为所述第2模式时相比，所述放电容许电力控制部增大所述放电容许电力， 在从所述第I模式向所述第2模式切换时，在维持所述放电容许电力的增大的同时开始所述催化剂装置的预热， 在所述催化剂装置的预热结束后，所述放电容许电力控制部使所述放电容许电力恢复至非增大状态。
5.如权利要求2至4中任一项所述的混合动力车辆的控制装置， 所述混合动力车辆还包括充电装置(90、92)，该充电装置构成为从车辆外部的电源接受电力的供给来对所述蓄电装置充电，所述行驶模式控制部，在由所述充电装置对所述蓄电装置充电后，将所述行驶模式设定为所述第I模式。
6.一种混合动力车辆，具有权利要求I至4中任一项所述的控制装置。
全文摘要
ECU利用预先准备的映射等来计算表示能够从蓄电装置放电的电力的放电容许电力(Wout)(S10)。然后，当行驶模式为CD模式且发动机停止时(在S20中“是”)，ECU将放电容许电力(Wout)增大至预先确定的值(S30)。另外，即使行驶模式为CS模式或发动机正进行工作(在S20中“否”)，当设置于发动机的排气管的催化剂装置处于预热中时(在S25中“是”)，ECU也增大放电容许电力(Wout)(S30)。
文档编号B60W20/00GK102883933SQ20108006664
公开日2013年1月16日 申请日期2010年4月7日 优先权日2010年4月7日
发明者山本雅哉, 仲尾优 申请人:丰田自动车株式会社