车辆控制装置和车辆控制方法

专利名称：车辆控制装置和车辆控制方法
技术领域：
本发明涉及装备有内燃发动机和车辆驱动用旋转电机的车辆的控制。具体地，本发明涉及一种这样的技术当车辆驱动轮的状态在打滑状态和抓地状态之间改变时，利用为了加热内燃发动机的催化剂而设置的加热装置来消耗由车辆驱动用旋转电机产生的电力。
背景技术：
近年来，混合动力车辆、燃料电池车辆、电动车辆等作为一种抑制环境问题的措施引人注目。关于这类车辆，已知通过蓄电装置储存当经由电动机执行再生制动时产生的过剩电能的技术，或通过操作辅机来吸收当经由电动机执行再生制动时产生的过剩电能的技术。例如，日本专利申请公报No. 2005-0(^989 (JP-A-2005-002989)记载了一种动力输出设备，该动力输出设备处理通过在考虑与蓄电装置有关的充电极限的同时关闭加速器踏板而作出的制动力要求。该动力输出设备向驱动轴输出动力，并且包括内燃发动机；电力/动力输入/输出装置，其经由电力和动力的输入和输出而输出来自内燃发动机的动力的至少一部分；电动机，其能够将动力输入/输出到驱动轴；蓄电装置，其能够向电力/动力输入/输出装置和电动机提供电力以及从电力/动力输入/输出装置和电动机接收电力；辅机，其在消耗从蓄电装置、电力/动力输入/输出装置和电动机中的至少一个产生的电力时操作；控制装置，其用于控制内燃发动机、电力/动力输入/输出装置和电动机以使得所要求的驱动力被输出到驱动轴；以及辅机控制装置，其用于如果当通过减小加速器操作量的动作来要求驱动轴上的制动力时通过由控制装置执行的控制预测蓄电装置的充电量将超过蓄电装置的充电限制，则不论是否存在操作命令都迫使辅机操作。前述公报中记载的动力输出设备能够在考虑蓄电装置的充电限制的同时向驱动轴输出借助于减小加速器操作量的动作而要求的制动力。结果，可在考虑蓄电装置的充电限制的同时限制与借助于加速器操作量减小动作要求的制动力有关的驾驶性能的恶化。然而，在驱动轮在打滑状态和抓地状态之间改变的情况下，从车辆驱动用旋转电机突然并迅速地产生过剩的电力，从而引起所产生的过剩电力不能以良好响应性被充分消耗的问题。如果过剩的电力不能被充分消耗，则可能妨碍电池发挥其最佳性能。前述公报中记载的动力输出设备操作空气调节装置压缩机以消耗在再生制动期间产生的过剩电力。空气调节装置压缩机能够在开始向电动机供应电力之后随着设置在空气调节装置压缩机中的电动机的转速升高而消耗电力。因此，由于能够消耗的电力在电动机的转速低时受到限制，所以空气调节装置压缩机不能够快速响应并充分地消耗突然出现的过剩电力。此外，虽然可设想提供主要用来消耗过剩电力的放电电阻器，但这将增加部件的数目，并且可能成为成本增加的一个因素。

发明内容
本发明提供一种用于车辆的车辆控制装置和车辆控制方法，其能够有效地消耗当车辆驱动轮的状态在打滑状态和抓地状态之间改变时车辆的车辆驱动用旋转电机突然产生的过剩电力。本发明的第一方面涉及一种安装在车辆中的车辆控制装置，所述车辆包括内燃发动机；在驱动轮上产生驱动力的车辆驱动用旋转电机；以及向所述车辆驱动用旋转电机供应电力的蓄电装置。在该车辆控制装置中，所述内燃发动机包括排气通路、设置在所述排气通路中的催化剂以及利用来自所述蓄电装置的电力加热所述催化剂的加热装置。所述车辆控制装置包括判定部和控制部，所述判定部判定是否满足所述驱动轮的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件，如果满足所述执行条件，则所述控制部执行用于使由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置消耗的控制。在所述车辆控制装置中，所述执行条件可为所述驱动轮的状态从所述打滑状态改变到所述抓地状态的条件。所述车辆控制装置还可包括检测所述驱动轮的转速的转速检测部，并且所述判定部可基于所述驱动轮的转速来判定是否满足所述执行条件。在所述车辆控制装置中，所述车辆还可包括切换部，所述切换部从电力供应状态和电力切断状态中的一个状态切换到另一个状态，在所述电力供应状态，电力从电力供应源向所述加热装置供应，在所述电力切断状态，从所述电力供应源向所述加热装置供应的电力被切断；并且所述车辆控制装置还可包括推定部，所述推定部推定由车辆驱动用旋转电机产生的发电电力。在该结构中，如果由所述推定部推定出的所述发电电力大于阈值并且如果满足所述执行条件，则所述控制部可将所述切换部的状态从所述电力切断状态切换为所述电力供应状态，以使得由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置消
^^ O在所述车辆控制装置中，如果满足所述执行条件并且由所述推定部推定出的所述发电电力低于或等于所述阈值，则所述控制部可利用由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力对所述蓄电装置充电。在所述车辆控制装置中，车辆还可包括切换部，所述切换部从电力供应状态和电力切断状态中的一个状态切换到另一个状态，在所述电力供应状态，电力从电力供应源向所述加热装置供应，在所述电力切断状态，从所述电力供应源向所述加热装置供应的电力被切断；并且所述车辆控制装置还可包括检测所述催化剂的温度的温度检测部。在该结构中，如果由所述温度检测部检测出的所述催化剂的温度低于或等于预定温度并且如果满足所述执行条件，则所述控制部可将所述切换部的状态从所述电力切断状态切换为所述电力供应状态，以使得由起所述电力供应源作用的所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置消耗。在所述车辆控制装置中，如果满足所述执行条件并且由所述温度检测部检测出的所述催化剂的温度高于所述预定温度，则所述控制部可利用由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力对所述蓄电装置充电。本发明的第二方面涉及一种用于车辆的车辆控制方法，所述车辆包括内燃发动机；在驱动轮上产生驱动力的车辆驱动用旋转电机；以及向所述车辆驱动用旋转电机供应电力的蓄电装置。在该车辆控制方法中，所述内燃发动机包括排气通路、设置在所述排气通路中的催化剂以及利用来自所述蓄电装置的电力加热所述催化剂的加热装置，并且所述车辆控制方法包括判定是否满足所述驱动轮的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件；以及如果满足所述执行条件，则执行用于使由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置消耗的控制。在所述车辆控制装置中，所述执行条件可为所述驱动轮的状态从所述打滑状态改变为所述抓地状态的条件。所述车辆控制方法还可包括检测所述驱动轮的转速，并且可基于所述驱动轮的转速来判定是否满足所述执行条件。


下面将参照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， 附图中同样的标号表示同样的元件，并且其中图1是示出根据本发明一实施例的混合动力车辆的整体结构的图；图2是示出在驱动轮的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的情况下所产生的电力的变化的时间图；图3是根据本发明实施例的用作车辆控制装置的HV-ECU的功能框图；图4是示出由作为根据本发明实施例的车辆控制装置的HV-ECU执行的程式的控制结构的流程图；图5是示出作为根据本发明实施例的车辆控制装置的HV-ECU的操作的时间图 (表 1)；图6是示出作为根据本发明实施例的车辆控制装置的HV-ECU的操作的时间图 (表 2)。
具体实施例方式下文参照附图描述本发明的实施例。在以下描述中，同样的部件用同样的附图标记表示。这些同样的部件被给出相同的名称并执行相同的功能。因此，不会详细地重复描述这些部件。参照图1，将描述装备根据本发明一实施例的车辆控制装置的车辆40。车辆40包括发动机120、第一电动发电机140 (下文称为第一 MG 140)、第二电动发电机142 (下文称为第二 MG 142)、驱动轮160、减速齿轮180、动力分流机构200、车辆牵引电池220、逆变器240、变换器242、电池监视单元260、发动机电子控制单元(ECU) 280、 MG-ECU 300、HV-ECU320、加速器踏板400以及加速器踏板位置传感器402。根据本实施例的车辆控制装置通过HV-E⑶320实现。 发动机120可为内燃发动机，例如汽油发动机、柴油发动机等。发动机120包括进气通路122、排气通路124、燃料喷射装置130、冷却剂温度传感器360和发动机转速传感器 380。进气通路122设有用于捕集进气中的灰尘的空气滤清器122A、用于检测通过空气滤清器122A吸入发动机120的空气的量的空气流量计122B、以及电子节气门122C，该电子节气门是用于调节吸入发动机120中的空气的量的阀。电子节气门122C设有节气门位置传感器122D。
排气通路IM设有三元催化转化器1MB、用于检测引入三元催化转化器124B的排气的空燃比(A/F)的空燃比传感器124A、用于检测三元催化转化器124B的温度的催化剂温度传感器1MC、消声器1MD、电加热催化剂(EHC) 1ME，该电加热催化剂是用于加热三元催化转化器124B的加热装置。EHC 124E是当继电器244根据来自发动机E⑶280的控制信号Sl而接通时加热三元催化转化器124B的电加热器。EHC 124E在被供以来自变换器M2的电力时激活。继电器244设置在变换器242与EHC 124E之间，并根据来自发动机E⑶280的控制信号Sl在电力从变换器242供应给EHC 124E的电力供应状态和从变换器M2向EHC 124E供应的电力被切断的电力切断状态中的一个切换到另一个。当继电器244接通时，EHC 124E被从变换器242供应的电力激活以便加热三元催化转化器124B。顺便说明，用于EHC 124E的电力供应源并不限于变换器对2。例如，EHC 124E可经由继电器244与车辆牵引电池220相连接以使得EHC 124E被供以来自车辆牵引电池220 的电力，如图1中通过虚线所示。第一MG 140具有作为利用发动机120发电的发电机的功能，并且还具有作为启动发动机120的电动机的功能。第二 MG 142具有作为驱动车辆40的电动机的功能，并且还具有作为通过再生制动发电的发电机的功能。发动机120、第一 MG 140和第二 MG 142经由动力分流机构200互相连接。动力分流机构200例如是行星齿轮组，并在通向驱动轮160的路径和通向第一 MG 140的路径之间分配由发动机120产生的动力。动力分流机构200通过第一 MG 140的转速控制而起到无级变速器的作用。减速齿轮180设置在动力分流机构200和第二 MG 142之间。减速齿轮180将经由动力分流机构200从发动机120传递的动力(驱动力)或由第二 MG 142产生的动力传递到驱动轮160。亦即，发动机120和第二 MG142驱动驱动轮160。减速齿轮180经由动力分流机构200将经由驱动轮160从路面传递的反作用力传递到发动机120或第二 MG 142。逆变器240根据来自MG-ECU 300的控制信号在直流电力和交流电力之间执行转换。例如，逆变器240将经由变换器242从车辆牵引电池220供应的直流电力转换为交流电力，并且将该交流电力供应给第一 MG 140或第二 MG 142，或者将由第一 MG 140或第二 MG 142产生的交流电力转换为直流电力，并经由变换器242送出所转换的电力以对车辆牵引电池220充电。MG-E⑶300根据车辆40的状态控制第一 MG 140、第二 MG142和逆变器 240。电池监视单元260监视车辆牵引电池220的充/放电状态。具体地，电池监视单元260利用传感器(未示出)来监视车辆牵引电池220的电压、电流和温度，并且将这些信息发送至 MG-ECU 300 或 HV-ECU 320。变换器242设置在车辆牵弓I电子220和逆变器240之间。变换器242根据车辆状态将来自车辆牵引电池220的电压升高至由HV-ECU 320确定的目标电压，并将所升高的电压供应给逆变器M0。变换器242包括平滑电容器。当执行升压操作时，电荷被储存在平滑电容器中。
车辆牵引电池220是储存用于驱动第一 MG 140或第二 MG 142的电力的蓄电装置。例如，车辆牵引电池220是二次电池、电容器等。发动机E⑶280与空气流量计122B、节气门位置传感器122D、空燃比传感器124A、 催化剂温度传感器1MC、冷却剂温度传感器360和发动机转速传感器380相连接。发动机 E⑶280基于来自这些传感器的信息控制发动机120的运转状态。空气流量计122B检测流入进气通路122的进气量。空气流量计122B将表示检测出的进气量的信号发送至发动机ECU 2800节气门位置传感器122D检测电子节气门122C的开度(下文称为“节气门开度”)。 节气门位置传感器122D将表示检测出的节气门开度的信号发送至发动机E⑶观0。发动机转速传感器380检测发动机120的转速。发动机转速传感器380将表示检测出的发动机120的转速的信号发送至发动机E⑶观0。例如，当在发动机120启动之后从催化剂温度传感器124C接收的催化剂温度低于或等于预定温度时，亦即，当三元催化转化器124B冷时，发动机E⑶280通过将控制信号Sl 发送至继电器244并因此接通继电器244而利用EHC 124E加热三元催化转化器124B。当催化剂温度在通过加热升高之后高于预定温度时，亦即，当三元催化转化器124B已被预热时，发动机E⑶280通过切断继电器244而停止加热。HV-E⑶320与车轮速度传感器330、加速器踏板位置传感器402和电池监视单元260连接，并通过基于从各个传感器输入的信息和从电池监视单元260获取的与车辆牵引电池220的充/放电状态有关的信息管理和控制彼此相关的发动机E⑶280和MG-E⑶ 300，来控制整个混合动力系统以使得车辆40最有效地行驶。车轮速度传感器330检测驱动轮160的转速。车轮速度传感器330将表示检测出的驱动轮160的转速的信号发送至HV-E⑶320。加速器踏板位置传感器402检测加速器踏板400的下压量。加速器踏板位置传感器402将表示检测出的加速器踏板400的下压量的信号发送至HV-E⑶320。顺便说明，虽然图1中发动机ECU ^0、HV-ECU 320和MG-ECU 300是分开构成的， 但所述ECU中的两个或更多个可集成在单个ECU中。在所述集成的一个示例中，MG-ECU 300 和HV-E⑶320如图1中通过点划线所示集成在一个E⑶中。根据与加速器踏板400的下压量对应的要求驱动力，HV-E⑶320控制第一 MG 140 和第二MG 142的动力输出或发电量，或者指示发动机ECU 280以控制发动机120的输出功率。在装备有如图1所示的混合动力系统的车辆40中，当在起步期间、低速行驶等期间发动机120的效率低时，HV-E⑶320在保持发动机120处于停止状态的同时控制第二 MG 142，以使得车辆40利用第二 MG 142的动力行驶。在车辆40的通常行驶期间，HV-E⑶320例如通过控制第一 MG140利用动力分流机构200将来自发动机120的动力传递路径分为两个路径，亦即，通向驱动轮160的直接传递路径和通向用于发电的第一 MG140的传递路径。此时，HV-E⑶320通过利用由第一 MG 140产生的电力驱动第二 MG 142来执行用于驱动轮160的驱动辅助。此外，在高速行驶期间，HV-E⑶320通过对第二 MG 142供给来自车辆牵引电池220的电力而增加第二 MG 142的输出。该增加的输出被增加至驱动轮160作为驱动轮160 上的驱动力。另一方面，当车辆减速时，HV-E⑶320通过使由驱动轮160驱动的第二 MG 142起到发电机的作用而执行再生发电，并将回收的电力储存到车辆牵引电池220中。 顺便说明，当车辆牵引电池220中的蓄电量低并且因此特别需要充电时，HV-E⑶ 320增加发动机120的输出并因此增加由第一 MG 140产生的电量，以便增加车辆牵引电池 220中的蓄电量。此外，存在即使在低速行驶期间HV-ECU 320也根据需要执行增加发动机120的驱动力的控制的情况。此类情况的示例包括车辆牵引电池220如上所述需要充电的情况、诸如空气调节装置等的辅机被驱动的情况、发动机120的冷却剂的温度升高至预定温度的情况等。此外，HV-E⑶320根据车辆的运行状态或车辆牵引电池220的状态停止发动机 120以提高燃料经济性。此后，HV-E⑶320根据车辆的运行状态或车辆牵引电池220的状态重新启动发动机120。当如上所述的车辆40在低摩擦系数路面(例如，结冰的路面)和普通摩擦系数路面(例如，浙青路面)之间行驶时，驱动轮160的状态有时在打滑状态和抓地状态之间改变。例如，图2示出了在车辆40被认为在低摩擦系数路面上行驶的情况下，驱动轮160 的车轮速度Vs、第二 MG 142的转速Nm和由第二 MG 142提供的发电量Pm的变化。如图2所示，在车辆行驶于其上的路面在时间T(O)从低摩擦系数路面改变为普通摩擦系数路面的情况下，驱动轮160的状态在普通摩擦系数路面上从打滑状态改变为抓地状态。因此，由于从打滑状态到抓地状态的改变(即，由于驱动轮160的附着力增大)而从路面产生的反作用力沿反转方向作用在驱动轮160上，从而车轮速度降低。此时，第二 MG 142产生与第二 MG 142的输出转矩乘以其转速的改变量的乘积相对应的电力。由第二 MG 142产生的电力经由逆变器240和变换器242被供应给车辆牵引电池220，从而对车辆牵引电池220充电。具体地，车辆牵引电池220吸收由第二 MG 142产生的电力。在图2中，当车辆40行驶于其上的路面在时间T(I)再次从普通摩擦系数路面改变为低摩擦系数路面时，驱动轮160的状态在低摩擦系数路面上从抓地状态改变为打滑状态。因此，车轮速度Vs突然上升。因此，对于第二 MG 142，来自路面的反作用力沿与输出转矩相同的方向作用(即，来自路面的反作用力减弱)，使得转速Nm升高。结果，车辆牵引电池220通过第二 MG 142而被放电。在时间T (2)，驱动轮160的状态变成未在打滑状态和抓地状态之间改变的稳定状态。在该状态，第二 MG 142既不发电也不对车辆牵引电池220放电。因此，当驱动轮160的状态从打滑状态改变为抓地状态时，从第二 MG 142突然产生过剩电力，使得有时不能以良好的响应性充分地消耗所产生的过剩电力。在本实施例中，如果满足驱动轮60的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件，则HV-E⑶320执行用于使由第二 MG 142产生的电力被EHC 124E消耗的控制。此外，在本实施例中，HV-E⑶320推定当驱动轮160的状态从打滑状态改变为抓地状态时由第二 MG 142产生的发电电力。在推定出的发电电力超过阈值并且满足前述执行条件的情况下，HV-E⑶320控制EHC124E使得由第二 MG 142产生的电力被消耗。此外，在本实施例中，如果三元催化转化器124B的温度低于或等于预定值Ta并且满足前述执行条件，则HV-E⑶320控制EHC 124E使得由第二 MG 142产生的电力被消耗。图3示出HV-E⑶320的功能框图，该HV-E⑶320是根据本实施例的车辆控制装置。HV-E⑶320包括电力发生判定部500、过剩电力判定部502、催化剂温度判定部504、开启持续时间设定部506、电力吸收处理部508和EHC控制部510。电力发生判定部500判定是否满足驱动轮160的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件。在本实施例中，电力发生判定部500通过判定车辆40的状态是否为出现或产生过剩电力的状态来判定驱动轮160的状态是否已从打滑状态改变为抓地状态。具体地，如果用于第二 MG 142的转矩指令值Tm乘以车轮速度的时间变化量Δ N 的乘积——亦即发电量Pm——小于零，则电力发生判定部500判定为车辆40处于出现过剩电力的状态。此外，在本实施例中，发电量Rn的负值与发电状态相对应，而发电量Rn的正值与放电或消耗电的状态相对应。电力发生判定部500可构成为如果已判定出车辆40的状态为产生过剩电力的状态则开启电力发生判定标记。如果电力发生判定部500判定车辆40的状态为产生过剩电力的状态，则过剩电力判定部502判定过剩电力是否大于阈值。顺便说明，该阈值可为基于车辆牵引电池220的规格如车辆牵引电池220的类型和尺寸等预先确定的值，或除其规格外也可基于车辆牵引电池220的状态如S0C、温度等来设定。或者，例如，在过剩电力经由逆变器240或变换器242被吸收到车辆牵引电池220中的情况下，也可通过除车辆牵引电池220的规格或状态以外还将逆变器240和变换器242 的规格或状态(例如，其温度、切换元件的操作状态等)考虑在内来设定该阈值。该阈值例如为当驱动轮160的状态在打滑状态和抓地状态之间改变时在短时间内产生并且车辆牵引电池220可接收而不会促进车辆牵引电池220的劣化的发电值。该阈值通过实验或通过设计来适配。此外，过剩电力判定部502也可构造为例如当电力发生判定标记开启时判定过剩电力是否超过(大于)阈值，并在过剩电力大于阈值的情况下设定过剩电力判定标记。如果过剩电力判定部502判定过剩电力大于阈值，则催化剂温度判定部502判定三元催化转化器124Β的温度是否低于或等于预定值Ta。顺便说明，预定值Ta是允许判定为需要经由EHC 124Ε加热的温度，并通过设计而设定在例如950°C。此外，催化剂温度判定部504例如也可在过剩电力判定标记开启的情况下判定三元催化转化器124B的温度是否低于或等于预定值Ta。然后，如果判定出三元催化转化器124B的温度低于或等于预定值 Ta,则催化剂温度判定部504可将温度判定标记设定为开启。如果催化剂温度判定部504判定三元催化转化器124B的温度低于或等于预定值 Ta,则开启持续时间设定部506根据过剩电力来设定EHC124E保持开启的持续时间。开启持续时间设定部506例如以在过剩电力为第一值的情况下的第一开启持续时间短于在过剩电力为比第一值大的第二值的情况下的开启持续时间的方式来设定开启持续时间。顺便说明，开启持续时间可为预定时间，或也可为从存在过剩电力且过剩电力大于阈值之时到过剩电力低于或等于阈值之时经过的时间段。如果过剩电力判定部502判定过剩电力低于或等于阈值，或如果催化剂温度判定部504判定三元催化转化器124B的温度高于预定值Ta，则电力吸收处理部508执行过剩电力吸收处理。具体地，电力吸收处理部508通过经由逆变器240和变换器242向车辆牵引电池220供应由第二 MG 142产生的过剩电力而执行对车辆牵引电池220充电的处理。 顺便说明，电力吸收过程部508例如也可在过剩电力判定标记为关或温度判定标记为关的情况下执行过剩电力吸收处理。当开启持续时间设定部506已设定开启持续时间时，EHC控制部510控制继电器 244以使得EHC 124E保持开启直到所设定的开启持续时间经过为止。具体地，EHC控制部 510向发动机E⑶280发送EHC控制信号，并由此指示发动机E⑶280控制(致动)继电器 244使得继电器244接通。在本实施例中，已描述电力发生判定部500、过剩电力判定部502、催化剂温度判定部504、开启持续时间设定部506、电力吸收处理部508和EHC控制部510各者起到软件装置的作用，所述软件装置由执行存储在存储器中的程序中的对应一个的HV-E⑶320的CPU 来实现。顺便说明，这些程序被记录在安装在车辆中的存储介质上。参照图4，将描述由HV-E⑶320执行的程序的控制结构，该HV-E⑶320是根据本实施例的车辆控制装置。在步骤(下文称为S) 100中，HV-E⑶320判定是否产生过剩电力。如果产生过剩电力(S100中为“是”)，则处理转至S102。如果没有(S100中为“否”)，则处理返回S100。在S102中，HV-E⑶32判定过剩电力是否大于阈值。如果过剩电力大于阈值(S102 中为“是”)，则处理转至S104。如果不是(S102中为“否”)，则处理转至S114。在S104中，HV-E⑶320判定三元催化转化器124B的温度是否低于或等于预定值 Ta。如果三元催化转化器124B的温度低于或等于预定值Ta(S104中为“是”)，则处理转至 S106。如果不是(S104中为“否”)，则处理转至S114。在S106中，HV-ECU 320设定EHC 124E的开启持续时间。设定开启持续时间的方法如上文所述，因此不再详细进行描述。在S108中，HV-ECU 320指示发动机ECU 280控制(致动)继电器244使得EHC 124E接通。在SllO中，HV-E⑶320判定开启持续时间是否已经过。如果开启持续时间已经过(S110中为“是”)，则处理转至S112。如果没有(S110为“否”)，则处理返回S108。在Sl 12中，HV-ECU 320指示发动机ECU 280控制(致动)继电器244使得EHC 124E关闭。在S114中，HV-E⑶320执行过剩电力吸收处理。过剩电力吸收处理如上文所述，因此不再详细进行描述。将参照图5和6描述HV-E⑶320的操作，该HV-E⑶320是根据基于上述结构和流程图的实施例的车辆控制装置。例如，以下假设车辆40在低摩擦系数路面上稳定行驶的情况。还假设此时驱动轮 160的状态为打滑状态。如图5所示，如果在时间T(3)车辆40行驶于其上的路面从低摩擦系数路面改变为普通摩擦系数路面，则驱动轮160的状态在普通摩擦系数路面上从打滑状态改变为抓地状态。因此，因为由于从打滑状态改变为抓地状态而从路面产生的反作用力沿反转方向作用在驱动轮160上，所以车轮速度Vs降低。结果，第二 MG 142产生与输出转矩乘以第二 MG 142的转速改变量的乘积相对应的电力作为过剩电力(S100中为“是”)。
在过剩电力大于阈值(S102中为“是”)并且三元催化转化器124B低于或等于预定值(S104中为“是”)的情况下，基于过剩电力设定EHC 124E的开启持续时间(S106)，并且EHC 124E开启(S108)。由于EHC 124E开启，所以通过从由第二 MG 142产生的过剩电力 (与图5中由虚线界定出的区域相对应)减去与图5中由实线界定出的区域相对应的电力而计算出的过剩电力量在从时间T(3)至时间Τ(4)的时间段被消耗。此外，由于EHC 124Ε 的激活，所以三元催化转化器124Β的温度上升。当所设定的开启持续时间在时间Τ(4)经过(S110中为“是”)时，EHC 124Ε关闭 (S112)。此外，如果过剩电力低于或等于阈值(S102中为“否”)，或如果三元催化转化器 124Β的温度高于预定值Ta(S104中为“否”)，则EHC 124E不开启，但执行过剩电力吸收处理(Si 14)。此外，当车辆40行驶于其上的路面在时间T(4)从普通摩擦系数路面改变为低摩擦系数路面时，驱动轮160的状态在低摩擦系数路面上从抓地状态改变为打滑状态。因此， 路面沿反转方向在驱动轮160上产生的反作用力由于从抓地状态改变为打滑状态而减弱， 从而车速Vs增大。结果，第二 MG 142消耗与第二 MG 142的输出转矩乘以第二 MG 142的转速改变量的乘积相对应的电力(S100中为“否”)。当车轮速度Vs在时间T 回到从打滑状态改变为抓地状态之前(时间T (3)之前)出现的值时，车轮速度\和第二 MG 142的转速Nm进入稳定状态，从而第二 MG 142既不进行发电，也不进行电力消耗。此外，在图5中，EHC 124E关闭的时刻和驱动轮160开始再次从抓地状态改变为打滑状态的时刻两者都是时间W4)，然而本发明并不特别限制于这两个时间点彼此一致的结构。接下来，例如，假设车辆40在普通摩擦系数路面上稳定行驶的情况。假设此时驱动轮160的状态是抓地状态。如图6所示，当车辆40行驶于其上的路面在时间T(6)从普通摩擦系数路面改变为低摩擦系数路面时，驱动轮160的状态在低摩擦系数路面上从抓地状态改变为打滑状态。因此，由于路面沿反转方向在驱动轮160上产生的反作用力由于从抓地状态改变为打滑状态而减弱，所以车速Vs增大。结果，第二 MG 142消耗与第二 MG 142的输出转矩乘以第二 MG 142的转速改变量的乘积相对应的电力。当车辆40行驶于其上的路面在时间T (7)从低摩擦系数路面改变为普通摩擦系数路面时，驱动轮160的状态在普通摩擦系数路面上从打滑状态改变为抓地状态。因此，来自路面的反作用力由于从打滑状态改变为抓地状态而沿反转方向作用在驱动轮160上，从而车轮速度^突然降低。结果，第二 MG 142产生与第二 MG 142的输出转矩乘以第二 MG 142 的转速改变量的乘积相对应的电力作为过剩电力(S100中为“是”)。在过剩电力大于阈值(S102中为“是”)并且三元催化转化器124Β的温度低于或等于预定值Ta(S104中为“是”)的情况下，基于过剩电力设定EHC 124E的开启持续时间 (S106)，并开启EHC 124E(S108)。由于EHC IME开启，所以通过从由第二 MG 142产生的过剩电力(与图6中由虚线界定出的区域相对应)减去与图6中由实线界定出的区域相对应的电力而计算出的过剩电力量在从时间T(7)至时间Τ(8)的时间段被消耗。此外，由于EHC 124E的激活，三元催化转化器124B的温度上升。此外，如果过剩电力低于或等于阈值(S102中为“否”)，或如果三元催化转化器 124B的温度高于预定值Ta(S104中为“否”)，则EHC 124E不会开启，而是执行过剩电力吸收处理(Si 14)。当所设定的开启持续时间在时间T(8)过去时(S110中为“是”)，EHC 124Ε关闭 (S112)。此外，当车轮速度Vs在时间Τ(8)回到从抓地状态改变为打滑状态之前(时间T(6) 之前)出现的值时，车轮速度Vs和第二 MG 142的转速Nm进入稳定状态，从而第二 MG 142 既不执行发电也不执行电力消耗。此外，在图6中，EHC 124Ε关闭的时刻和驱动轮160开始从抓地状态返回打滑状态的时刻两者都是时间Τ(8)，但本发明并不特别限制于这两个时间点彼此一致的结构。根据按照本实施例的车辆控制装置，当基于转速判定出驱动轮的状态从打滑状态改变为打滑状态时，可通过控制EHC以使EHC消耗由第二 MG产生的电力而使得过剩电力被 EHC消耗。因此，可避免车辆牵引电池的不必要的充电并因此避免车辆牵引电池的加速劣化。因此，可提供能够高效地消耗当驱动轮的状态在打滑状态和抓地状态之间改变时由车辆驱动用旋转电机突然产生的过剩电力的车辆控制装置和车辆控制方法。此外，通过对EHC供应来自逆变器的电力，能够在使用变换器的情况下消耗由第二 MG产生的过剩电力。因此，能够保护变换器的构件。此外，由于不需要提供用于消耗过剩电力的放电电阻器，所以能够抑制成本增加。此外，在前述实施例中，如果判定出已由于驱动轮160的状态从打滑状态改变为抓地状态而产生过剩电力，则EHC 124Ε开启。然而，除判定出已产生过剩电力的情况外或代替这种情况，在判定已由于驱动轮160的状态从抓地状态改变为打滑状态而执行放电的情况下，EHC 124Ε也可在从放电切换为充电的正时(在开始从打滑状态改变为抓地状态的正时)开启。如果第二 MG 142的发电量Rii大于零，则HV-E⑶320可判定已执行放电。此外，HV-ECU 320也可特别确定车轮速度^的改变量从正值改变为负值的正时作为从放电切换为充电的正时。此外，在前述实施例中，在过剩电力大于阈值并且催化剂温度低于或等于预定值 Ta的情况下，EHC 124Ε被开启以消耗电力。本发明并不具体限制于该结构。例如，过剩电力吸收处理也可通过使用车辆牵引电池220以及开启EHC 124Ε来执行。在此公开的实施例等不论从哪方面来看都是说明性的，且不应被认为在任何方面具有局限性。本发明的范围并非由前面的描述而是由所附的专利权利要求限定，并且旨在涵盖等同于专利权利要求的含义和范围内的所有变型和修改。
权利要求
1.一种安装在车辆中的车辆控制装置，所述车辆包括内燃发动机；在驱动轮上产生驱动力的车辆驱动用旋转电机；以及向所述车辆驱动用旋转电机供应电力的蓄电装置，其特征在于所述内燃发动机(120)包括排气通路(1M)、设置在所述排气通路(124)中的催化剂(1MB)以及利用来自所述蓄电装置O20)的电力加热所述催化剂(1MB)的加热装置 (124E)；并且所述车辆控制装置包括判定部和控制部，所述判定部判定是否满足所述驱动轮(160) 的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件，如果满足所述执行条件，则所述控制部执行用于使由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置(IME)消耗的控制。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中所述执行条件是所述驱动轮(160)的状态从所述打滑状态改变到所述抓地状态的条件。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，还包括检测所述驱动轮(160)的转速的转速检测部，其中，所述判定部基于所述驱动轮(160)的转速来判定是否满足所述执行条件。
4.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，其中所述车辆GO)还包括切换部，所述切换部从电力供应状态和电力切断状态中的一个状态切换到另一个状态，在所述电力供应状态，电力从电力供应源向所述加热装置(IME) 供应，在所述电力切断状态，从所述电力供应源向所述加热装置(IME)供应的电力被切断；所述车辆控制装置还包括推定部，所述推定部推定由所述车辆驱动用旋转电机产生的发电电力；并且如果由所述推定部推定出的所述发电电力大于阈值并且如果满足所述执行条件，则所述控制部将所述切换部的状态从所述电力切断状态切换为所述电力供应状态，以使得由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置(IME)消耗。
5.根据权利要求4所述的车辆控制装置，其中如果满足所述执行条件并且由所述推定部推定出的所述发电电力低于或等于所述阈值，则所述控制部利用由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力对所述蓄电装置(220)充 H1^ ο
6.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中所述车辆GO)还包括切换部，所述切换部从电力供应状态和电力切断状态中的一个状态切换到另一个状态，在所述电力供应状态，电力从电力供应源向所述加热装置(IME) 供应，在所述电力切断状态，从所述电力供应源向所述加热装置(IME)供应的电力被切断；所述车辆控制装置还包括温度检测部，所述温度检测部检测所述催化剂(1MB)的温度；并且如果由所述温度检测部检测出的所述催化剂(1MB)的温度低于或等于预定温度并且如果满足所述执行条件，则所述控制部将所述切换部的状态从所述电力切断状态切换为所述电力供应状态，以使得由起所述电力供应源作用的所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置(124E)消耗。
7.根据权利要求6所述的车辆控制装置，其中如果满足所述执行条件并且由所述温度检测部检测出的所述催化剂(124B)的温度高于所述预定温度，则所述控制部利用由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力对所述蓄电装置(220)充电。
8.一种用于车辆的车辆控制方法，所述车辆包括内燃发动机；在驱动轮上产生驱动力的车辆驱动用旋转电机；以及向所述车辆驱动用旋转电机供应电力的蓄电装置，其特征在于所述内燃发动机(120)包括排气通路(124)、设置在所述排气通路(124)中的催化剂(124B)以及利用来自所述蓄电装置(220)的电力加热所述催化剂(124B)的加热装置 (124E)；并且所述车辆控制方法包括判定是否满足所述驱动轮(160)的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件；以及如果满足所述执行条件，则执行用于使由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置(124E)消耗的控制。
9.根据权利要求8所述的车辆控制方法，其中所述执行条件是所述驱动轮(160)的状态从所述打滑状态改变为所述抓地状态的条件。
10.根据权利要求8所述的车辆控制方法，还包括 检测所述驱动轮(160)的转速，其中，基于所述驱动轮(160)的转速来判定是否满足所述执行条件。
全文摘要
本发明涉及一种用于车辆的车辆控制装置和车辆控制方法，该车辆包括内燃发动机；在驱动轮上产生驱动力的车辆驱动用旋转电机；以及向车辆驱动用旋转电机供应电力的蓄电装置，所述内燃发动机(120)包括排气通路(124)、设置在排气通路(124)中的催化剂(124B)以及利用来自蓄电装置(220)的电力来加热催化剂(124B)的加热装置(124E)。车辆控制包括判定是否满足驱动轮(160)的状态在打滑状态和抓地状态之间改变的执行条件；以及如果满足所述执行条件，则执行用于使由所述车辆驱动用旋转电机产生的电力被所述加热装置(124E)消耗的控制。
文档编号B60W10/08GK102295001SQ201110152189
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月8日 优先权日2010年6月11日
发明者桥元庆太 申请人:丰田自动车株式会社