动力输出装置、混合动力输出装置及其控制方法以及混合动力车辆的制作方法

专利名称：动力输出装置、混合动力输出装置及其控制方法以及混合动力车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种设置于包括燃烧室或类似物的发动机中的动力输出装置，和一种包括发动机和电动发电机的混合动力输出装置。而且，本发明也涉及一种控制该发动机的方法、一种控制该混合动力输出装置的方法，以及一种包括上述混合动力输出装置的混合动力车辆。
背景技术：
为了净化发动机排出的气体，提供一种具有合适的催化剂的排气净化装置。这种排气净化装置，例如特别是三元催化装置，能够去除有害物质，例如CO、NOx、HC等，并且这样不引起所谓的环境污染。
在该三元催化装置中，必需注意的是催化剂的劣化。这是因为催化剂劣化不能得到催化装置去除有害物质的有效作用。已知当一种情况是催化剂周围大气达到一个较高的温度，或另一种情况为催化剂周围的氧气过量时，这种催化剂劣化通常趋向更频繁地发生。还已知，如果这两种情况同时发生，则催化剂劣化相当大地被加速。考虑到排气净化装置安装在排气管的中部，该排气管直接与发动机相连，换句话说，与稀薄空气相连，所以其中后一种情况，即大气中有过量氧气，与空气/燃料混合物变稀(即，相对理想空气/燃料比，空气量相对大于燃料量的情况)基本上具有相同的意义。
顺便提及，依据一种解释，在这种大气中发生催化剂劣化的原因如下所考虑构成催化剂的铂颗粒在大气中大量增加并减小它们的表面积，从而降低了废气与催化剂的接触机会。
如上所述的催化剂劣化，或促进这种劣化的环境的出现，可能经常发生。例如，在典型汽油机或类似物中，为了改善燃料燃烧、防止过载或类似情况，有时执行燃料切断控制(或仅称作“燃料切断”，“F/C”，或类似名称)。在这种情况下，空气/燃料混合物中的燃料的比例降低而空气的比例增加，从而上述稀薄空气出现。因此，如果在这种情况下没有采取对策，则加速了催化剂的劣化。
为了解决这一问题，例如日本专利申请中公开号为Hei 8-144814所示，在典型发动机的前提下，为了不使催化剂接触稀薄空气，尽管这样提供一种方法，即如果催化剂的温度高于预定值，则禁止执行燃料供给停止控制或类似控制。
顺便提及，已知排气净化装置也安装在所谓混合动力输出装置上，该混合动力输出装置具有上述发动机和电动发电机装置并尝试具有它们之间的功能性联接，例如公开号Hei 9-47094的日本专利申请、公开号2000-324615的日本专利申请等所示。在这种混合动力输出装置中，可以执行如公开号为Hei 8-144814的日本专利申请所述的控制。
然而，如上述公开号为Hei 8-144814的日本专利申请或类似专利中所公开的，在用于防止催化剂劣化的对策中依然存在一些不充分的要点。这特别适用于上述混合动力输出装置。
在这种混合动力输出装置中，通过使用电动发电机装置作为发电机给电池充电，该发电机通过发动机的驱动力而转动；或者通过使用包含在电动发电机装置中专门的发电机给电池充电，该发电机取决于必要时所需的运转状况。而且，通过使用电动发电机装置作为从电池得到电源并转动的电动机，或者通过使用包含在电动发电机装置内的专门的电动机，驱动轴独立转动或和发动机一起转动。这类动力输出装置广义上归类于并联混合系统和串联混合系统。在前一系统中，驱动轴由发动机的输出的一部分和电动发电机装置的驱动力而转动。在后一系统中，发动机的输出仅用于通过电动发电机装置充电，并且由电动发电机装置的驱动力转动驱动轴。
在如上所述的混合动力输出装置中，发动机的作用相对减小，因而可能实现显著的效果，例如降低燃料消耗、降低废气中有害物质的浓度等。
然而，同时，从催化剂劣化的角度看，存在混合动力输出装置中可能发生不希望的状况的可能性。如上所述，这是因为如果通过电动发电机装置和发动机的共同作用转动驱动轴，则发动机有时间歇运转。在这种情况下，发动机运转以至于，在特定运转周期之后，发动机暂时进入停机周期，然后又进入运转周期。在这种情况下，尤其在从运转周期到停机周期过渡的过渡时间点，因为燃料喷射一旦停止，空气量就相对增加。这意味着稀薄空气出现，所以可能加速催化剂劣化。而且，在相同时间点，确定地存在发动机的怠速期，并且由于怠速基本不可能使空气流限制于排气管，所以存在出现更稀薄空气的可能性。
如上所述，混合动力输出装置可能出现问题，即由于每次经过从运转周期到停机周期过渡的过渡时间点加速了催化剂劣化而增加废气中有害物质的浓度。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种动力输出装置和一种混合动力输出装置，该装置能够有效地抑制可能发生在发动机停止时且特别当发动机间歇运转或类似情况时的催化剂的劣化，也提供一种控制该装置的方法和设置有上述混合动力输出装置的混合动力车辆。
本发明的以上目的可以通过第一动力输出装置实现，该第一动力输出装置设置有一个包括燃烧室的发动机；一个用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；一个用于通过催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；和一个控制装置，它用于控制燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，作为一种用于在发动机停止时阻止催化剂劣化的控制，其中燃料供给停止处理为停止燃料的供给并且燃料增加处理为从当前状态的燃料量增加燃烧室中的燃料量。
依据本发明的第一动力输出装置，设置有用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；和用于控制此装置的控制装置，控制装置能够控制燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，作为一种用于在发动机停止时阻止催化剂劣化的控制，其中燃料供给停止处理为停止燃料的供给并且燃料增加处理为从当前状态的燃料量增加燃烧室中的燃料量。
据此，当发动机停止时，例如，尤其在发动机的间歇运转中从运转周期到停机周期(即，停止或怠速时期)过渡的过渡时间点，比过渡时间点之前更大量的燃料被送进燃烧室。即，空气/燃料混合物中的燃料的比例增加。由此，从燃烧室排出的气体变得富油。
因此，依据本发明，构成用于净化气体的排气净化装置的催化剂没有接触到稀薄空气。而且，这适用于发动机怠速运转的时间点。即，即使通过该怠速运转空气进入排气管，如果通过燃料增加处理的燃料增加量是适当的，或如果执行燃料增加处理的每个时间点和停止发动机的过程是适当的，或诸如此类，则可减小催化剂接触稀薄空气的危险。
如上所述，依据本发明，有效地阻止加速催化剂劣化成为可能。
在本发明的第一动力输出装置的一个方面中，控制装置控制燃料供给装置以致燃料供给停止处理的开始时间点与停止发动机的处理的开始时间点一致。
依据这一方面，燃料供给停止处理和停止发动机的处理基本上同时被执行，并因此在燃料增加处理之后执行停止发动机的处理。据此，即使通过执行停止发动机的处理发动机怠速运转并且从而状态变得使得空气被送进排气管，进入排气管的气体也是富油的，因为依据这一方面发动机的燃烧室内部已经处于富油的大气中。因此，如上所述，依据这一方面，可能预先确定并适当地避免如催化剂接触稀薄空气的这种状态。
顺便提及，如果愿意的话，本发明可采取从停止发动机的处理的开始时间点延迟燃料供给停止处理的开始时间点的构造，取代该方面的构造。
在本发明的第一动力输出装置的另一方面中，控制装置控制燃料供给装置以依据催化剂的温度执行燃料增加处理。
依据这个方面，结合本发明在燃料增加处理之后的燃料供给停止处理是根据催化剂的温度被执行。考虑到越高的温度下催化剂的劣化加速越快，所以这使执行这种控制成为可能，即如果催化剂的温度高于预定温度阈值，则执行上述处理，并且如果催化剂的温度没有超过预定温度阈值，则不执行上述处理。如上所述，根据这个方面，有效地抑制催化剂劣化成为可能。
在这方面，可以构造控制装置来控制燃料供给装置，从而如果催化剂的温度高于预定温度阈值则执行燃料增加处理。
根据这种结构，仅当发动机停止并在催化剂的温度高于预定温度阈值的情况时，在上述燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理。例如，预定温度阈值可以具体地设置为大约700摄氏度(℃)。
如上所述，通过限制结合本发明在燃料增加处理之后的燃料供给停止处理仅当催化剂在高温时执行，可能有效地抑制催化剂劣化的过程。
而且，根据这方面，如果催化剂在相对低的温度下，结合本发明的上述一系列处理不被执行，这意味着燃料增加处理不被执行，所以可能节省仅仅这些处理所需的燃料。顺便提及，即使结合本发明的上述一系列处理不被执行，因为催化剂处于相对较低的温度的情况下，催化剂劣化也不会被加速。
而且，根据燃料增加处理之后的燃料供给停止处理，当发动机停止时可能发生过渡延迟(因为无论停止时间如何，燃料只增加一次)，因此可能这会影响动力输出装置安装在其上的车辆的运动或类似行为。然而，根据这方面，该处理的执行被限制在催化剂在高温的情况，所以尽可能的防止这一问题的发生是可能的。
在本发明的第一动力输出装置的另一方面，控制装置控制燃料供给装置从而使燃料供给停止处理的开始时间点在燃料增加处理的开始时间点之后两至三秒钟。
根据这方面，通过把燃料增加处理的开始时间点和燃料供给停止处理的开始时间点之间的时间长度优选地设置为两至三秒钟，有效地阻止催化剂劣化成为可能，同时预先避免在停止发动机时的过渡延迟并进一步地避免对动力输出装置安装在其上的车辆的运动特性或类似特性的影响。即，如果执行燃料增加处理不足两秒，则在某种程度上大大改善了稀薄空气，这加速了催化剂劣化；而另一方面，如果超过3秒执行燃料增加处理，则将很大地影响在停止发动机时的过渡延迟。
本发明的以上目标可以通过第二动力输出装置来实现，该第二动力输出装置设置有一个包括燃烧室的发动机；一个用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；一个用于通过催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；和一个控制装置，它用于控制燃料供给装置以根据催化剂的温度和发动机的发动机转数来执行停止把燃料供给到燃烧室的燃料供给停止处理，作为一种用于在停止发动机时阻止催化剂劣化的控制。
根据本发明的第二动力输出装置，它设置有用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；和用于控制该装置的控制装置，控制装置可以控制燃料供给装置以根据催化剂的温度和发动机转数来执行停止把燃料供给到燃烧室的燃料供给停止处理，作为一种用于在停止发动机时阻止催化剂劣化的控制。
这里，“根据催化剂的温度和发动机的发动机转数”的措辞具体地并优选地表示催化剂的温度很低并且发动机转数(即旋转速度或转动速度)很高的情况，或特别是催化剂的温度很高并且发动机转数很低的情况，或类似情况。也就是说，在本发明中，在这些情况下停止到燃烧室的燃料供给。
据此，首先，当催化剂在低温时，即使发动机转数相对较高(即，如果发动机转速相对较高)也停止燃料供给；其次，当催化剂在高温时，只要发动机转数没有变得相对较低(即，只要发动机转速没有变得相对较低)便不停止燃料供给。特别是，它们中的后者中“发动机转数变得很低”表示由于发动机怠速运转空气排放减小，从而即使燃料供给停止处理在达到这一状态后被执行，也可能预先阻止催化剂接触稀薄空气。换句话说，在本发明中，避免最糟糕的状况成为可能，该最糟糕的状况即，在催化剂在高温环境的情况下，也就是，作为下面所述的又一个不利状况，已关系到加速催化剂劣化的情况下，催化剂接触稀薄空气。由此，通过本发明尽可能的防止催化剂劣化的加速成为可能。
顺便提及，根据本发明中催化剂温度和发动机转数执行燃料供给停止处理，但在一些情况下，仅根据后一因素，即发动机转数，执行该处理。
在本发明中的第二动力输出装置的一个方面，控制装置控制燃料供给装置，从而如果发动机转数低于预定发动机转数阈值则执行燃料增加处理。
根据这方面，如果发动机转数低于预定发动机转数阈值，则执行燃料供给停止处理。因此，如果发动机转数阈值被优选地设定，则当发动机转数充分减小时停止燃料供给，并因此只有相对少量的空气进入排气管，从而显著减小了催化剂接触稀薄空气的危险。
顺便提及，除了关注发动机转数的这方面，如果采取一个方面，即只有催化剂的温度高于预定温度阈值才执行燃料供给停止处理(也就是，只有发动机转数低于预定值并且催化温度高于预定值才执行燃料供给停止处理的一个方面)，如上所述，则尽可能的阻止催化剂劣化的加速成为可能。
在本发明中第二动力输出装置的另一方面，控制装置控制燃料供给装置从而当停止发动机时在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，该燃料增加处理从当前状态增加燃烧室中的燃料量。
根据这方面，除了在燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理之外，这是上述本发明的第一动力输出装置的特点，在执行停止发动机的处理之后结合发动机转数执行燃料供给停止处理。换句话说，这是具有本发明第一和第二动力输出装置的两种构造的一个方面。因此，能够使催化剂周围大气更加富油，因此更可能抑制催化剂劣化的过程。
本发明的以上目的可以通过第三动力输出装置而实现，该第三动力输出装置设置有一个包括燃烧室的发动机；一个用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；一个用于通过催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；和一个控制装置，它用于控制至少燃料供给装置从而使催化剂周围大气中燃料的比例大于大气中空气的比例，作为一种用于在停止发动机时阻止催化剂劣化的控制。
根据本发明第三动力输出装置，设置有用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；和用于控制该装置的控制装置，该控制装置可以控制至少燃料供给装置从而使催化剂周围大气中燃料的比例大于大气中空气的比例，作为一种用于在停止发动机时阻止催化剂劣化的控制。
据此，当停止发动机时，使催化剂周围大气控制为富油的。这使防止催化剂接触稀薄空气变得可能。因此，由本发明也可能阻止催化剂劣化。
顺便提及，为了以这种方法控制空气/燃料比，除了控制燃料供给装置之外，如果需要，例如，控制装置还可以控制用于把空气供给到燃烧室的进气装置。
本发明的以上目的可以通过第四动力输出装置而实现，该第四动力输出装置设置有一个包括燃烧室的发动机；一个用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；一个用于通过催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；一个用于调节流入催化剂的空气量的空气量调节装置；和一个控制装置，如果催化剂的温度高于预定温度阈值，它用于控制燃料供给装置以执行停止燃料供给的燃料供给停止处理并用于控制空气量调节装置以减小调节流入催化剂的空气量，作为一种用于在停止发动机时阻止催化剂劣化的控制。
根据本发明第四动力输出装置，设置有用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；和用于控制该装置的控制装置。作为一种用于阻止催化剂劣化的控制，该控制装置控制燃料供给装置以执行上述燃料供给停止处理并且还控制空气量调节装置，例如怠速控制(ISC)阀，以调节空气量。通过使由于发动机怠速运转而送进排气管的空气具有相对较少的量并进一步地通过空气量调节装置使空气处于上流一侧而不是催化剂上，可能显著减小使催化剂接触稀薄空气的危险并更有效的并尽可能的阻止催化剂劣化。
更特别地，例如，在该控制装置的控制下，用于调节在怠速运转中的空气量的ISC阀被关闭并且通过可变气门正时(VVT)机构延迟(推迟)进气阀的关闭正时，其中该ISC阀是进气系统中空气量调节装置的一个例子并为了避开节气阀而安置在进气通道上，该可变气门正时机构是进气系统中空气量调节装置的另一个例子。这使供给到燃烧室的空气具有相对较小的量成为可能。作为另一种选择地，除此之外或代替这种方法，电动发电机重新发电，该电动发电机是进气系统中空气量调节装置的又一个例子。这降低发动机的转数。由于这些，可能使由于发动机怠速运转而送进排气管的空气具有相对较小的量。
而且，在该控制装置的控制下，排气系统的气门，例如没有被说明的安置在排气管下游的废气再循环(EGR)阀，可能被关闭，该废气再循环阀是排气系统中空气量调节装置的一个例子。这将增加排气管内的压力。作为另一种选择地，除此之外或代替这种方法，排气节气阀的开启量可能被固定，该排气节气阀是排气系统中空气量调节装置的又一个例子。这使发动机内的空气再循环成为可能。由于这些，可能使由于发动机怠速运转而送进排气管的空气保持在上流一侧而不是催化剂上。
综上所述，显著降低了催化剂接触稀薄空气的危险。
根据第四动力输出装置，通过使由于发动机怠速运转而送进排气管的空气具有相对较小的量和使空气保持在上流一侧而不是三元催化装置上，空气量调节装置调节流入催化剂的空气量，所以可能尽可能的抑制由于发动机怠速运转使空气被强制送入并因此不可避免地增加了空气/燃料比。
特别地，根据第四动力输出装置，如果催化剂在相对较低的温度，则结合本发明的上述一系列处理不被执行。顺便提及，即使如上所述上述一系列处理不被执行，也不表示催化剂劣化的过程，因为在该种情况下催化剂在相对较低的温度。另一方面，考虑到催化剂温度越高，劣化加速越快，所以如果催化剂的温度高于预定温度阈值则执行一系列处理。如上所述，根据这方面，更有效地抑制催化剂劣化成为可能。
综上所述，效率更高、效果更好并尽可能的阻止催化剂劣化成为可能。
在本发明的第四动力输出装置的一个方面，控制装置控制燃料供给装置以在执行燃料增加处理后执行燃料供给停止处理，该燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量。
根据这方面，控制装置控制燃料供给装置以在执行上述燃料增加处理后执行燃料供给停止处理而使空气/燃料混合物变得富油并控制空气量调节装置来调节空气量，作为一种在停止发动机时防止催化剂劣化的控制。
也就是说，空气量调节装置不仅可以使由于发动机怠速运转而强制送进排气管的空气具有相对较小的量并使空气保持在上流一侧而不是三元催化装置上，而且可以在停止发动机处理之前执行燃料增加处理以提前降低空气/燃料比。
而且，根据这方面，如果催化剂在相对较低温度，则不执行结合这方面的上述一系列处理，这意味着不执行燃料增加处理，所以可能节省仅仅这些处理所需的燃料。顺便提及，即使不执行结合本发明的上述一系列处理，催化剂劣化也不会加速，因为在该情况下催化剂在相对较低的温度。
而且，根据在燃料增加处理后的燃料供给停止处理，可能当发动机停止时发生过渡延迟(因为无论停止时间如何燃料增加一次)，并因此可能这会影响动力输出装置安装在其上的车辆的运动或类似行为。然而，根据这方面，将处理的执行限制在催化剂处于高温的情况，所以尽可能的防止这一问题的发生成为可能。
本发明的以上目的可以通过第五动力输出装置而实现，该第五动力输出装置设置有一个包括燃烧室的发动机；一个用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；一个用于通过催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；一个用于调节流入催化剂的空气量的空气量调节装置；和一个控制装置，它用于控制燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理并用于控制空气量调节装置以减小调节流入催化剂的空气量，作为一种用于在停止发动机时阻止催化剂劣化的控制，其中燃料供给停止处理为停止燃料的供给并且燃料增加处理为从当前状态的燃料量增加燃烧室中的燃料量。
根据本发明第五动力输出装置，设置有用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；和用于控制该装置的控制装置。该控制装置控制燃料供给装置以在执行上述燃料增加处理之后执行上述燃料供给停止处理从而使空气/燃料混合物变得富油并控制空气量调节装置，例如上述ISC阀，来调节空气量，作为一种用于停止发动机时阻止催化剂劣化的控制。通过使用空气量调节装置使由于发动机怠速运转而送进排气管的空气具有相对较小的量并且进一步地使空气保持在上流一侧而不是催化剂上，可能显著降低催化剂接触稀薄空气的危险并更有效并尽可能的防止催化剂劣化。
特别地，根据第五动力输出装置，不仅通过在停止发动机的处理之后执行燃料增加处理而提前降低空气/燃料比，而且空气量调节装置调节流进催化剂的空气量，所以尽可能的抑制由于发动机怠速运转而强制送入空气并因此不可避免地增加空气/燃料比成为可能。
在本发明的第一、第二、第四或第五动力输出装置的另一方面，进一步设置有氧浓度传感器，用于测量或估计在催化剂上游的排气系统中的氧气的浓度；和空气/燃料比存储装置，用于当发动机停止时存储排气系统中的空气/燃料比，控制装置控制燃料供给装置，从而通过反馈-学习由空气/燃料比存储装置储存的在发动机以前的或过去的停止时间的空气/燃料比来校正燃料增加处理中燃料增加量。
根据这方面，更深层次地开发正常运转下的燃料喷射量校正，根据基本或完全恒定的空气/燃料比(A/F)的试验值或估计值来校正燃料增加量，该空气/燃料比(A/F)的试验值或估计值用氧浓度传感器、空气/燃料比传感器或类似物，在发动机的以前或过去的停止时间测量或估计。也就是说，通过反馈-学习校正在发动机停止之前的燃料增加处理中的燃料增加量，在该反馈-学习中空气/燃料比的试验值或估计值被用作输入信息，从而在停止发动机时实现精确的空气/燃料比控制。因此，显著降低催化剂接触稀薄空气的危险并更有效地防止催化剂劣化成为可能。本文中，为了消除空气/燃料比的变化，燃料增加量的校正是校正相对于燃料喷射量设定的燃料增加量，该燃料喷射量最初由发动机转数和发动机负荷所确定。更特别地，燃料增加量的校正为通过反馈-学习而校正，在该反馈-学习中用氧浓度传感器、空气/燃料比传感器或类似物测量或估计的空气/燃料比的试验值或估计值被作为输入信息。特别是，如果空气/燃料比从理想值偏离到稀薄的一边，则燃料增加量被校正为增加的一边。顺便提及，空气/燃料比的理想值可以在从“10”至“20”的适当的范围内。另一方面，如果空气/燃料比从理想值偏离到富油的一边，则燃料增加量被校正为减少的一边。如果空气/燃料比为理想值，则不执行任何校正。
尤其是，根据这方面，相对于正常运行，具有这样独特的特点，即在停止发动机时的精确的空气/燃料比控制可以不受由发动机的怠速操作或怠速运转中空气/燃料比变化的影响而实现，在怠速运转中通常存在不希望的因素。
特别地，在怠速操作中，分别与正常操作中相比，燃料喷射量和进气量相对很小。一般地，在实际空气/燃料混合物中包含的燃料量受附着于燃料喷射阀的燃料附着量(沉积燃料量)、温度和燃料喷射阀的外加电压等的影响。燃料喷射量变得越小，影响就越容易，所以仅仅校正燃料增加处理中的燃料增加量不能够消除空气/燃料比的变化，该校正由上述的正常操作中的燃料喷射量的校正而进行，因为那将引起理想空气/燃料混合物中包含的燃料量和实际空气/燃料混合物中包含的燃料量之间的很大差值，所以很难或不可能实现精确的空气/燃料比控制。以同样的方法，因为发动机怠速运转中不喷射燃料，所以很难或不可能实现精确的空气/燃料比控制。如果执行上述的燃料喷射量的校正，因为存在与正常运转中不同的因素而不能充分地消除空气/燃料比的变化。例如，在直喷式汽油机中，从燃料喷射阀泄漏的燃料流入排气系统。该从燃料喷射阀泄漏的燃料不均匀地分布并且它的量随时间而变化。另一方面，在进气口喷射汽油机中，因为燃料喷射阀放置在进气口，所以附着于进气口的燃料流入排气管。该附着于进气口的燃料量受进气口的燃料附着量和进气阀的燃料附着量的影响，但燃料附着量总是随着时间而变化。
通常由于意外因素，空气/燃料混合物中包含的实际燃料量随时间而变化导致空气/燃料比的变化。根据这方面，不受空气/燃料比变化的影响，通过反馈-学习来校正在发动机停止后燃料增加处理中的燃料增加量，在该反馈-学习中空气/燃料比的试验值或估计值用作输入信息，从而在停止发动机时实现精确的空气/燃料比控制。因此，显著降低催化剂接触稀薄空气的危险并更有效地防止催化剂劣化成为可能。
顺便提及，根据这方面，当燃料增加时并随后当停止发动机时，空气/燃料比不会变得过于富油，所以当燃料增加并当重新起动发动机时HC和CO的排放几乎不增加或根本不增加。
在本发明的第一、第二、第四或第五动力输出装置的另一方面中，进一步提供了通告装置，用于通告驾驶员燃料增加处理中的燃料增加量是否大于预定上限值或是否小于预定下限值。
根据这方面，在这种空气/燃料比控制中，即通过根据以前或过去的发动机停止时间的空气/燃料比来校正燃料增加处理中的燃料增加量而实现在停止发动机时的精确空气/燃料控制，判断燃料增加处理中的燃料增加量是否在阈值的预定范围内，并基于该判断，能够检测排气和进气系统中的故障并通告给驾驶员。这里，名词“排气和进气系统中的故障”表示由于排气系统中的小裂缝或类似物而导致的废气泄漏或空气流入，以及燃料附着量(沉积燃料量)的增加或来自进气系统中的燃料喷射阀的燃料泄漏。特别地，它表示由排气管或类似物的小裂缝或者由氧浓度传感器的连接部分的不完全密封或类似情况而导致的催化剂上游上的废气泄漏或空气流入，以及它表示附着于进气口和进气阀的燃料的燃料附着量的增加，或者排气系统中在燃料喷射阀不工作时间时所泄漏的燃料的停滞。
在该判断中，特别是如果燃料增加处理中的燃料增加量大于预定上极限值，则检测到在排气系统中存在由小裂缝或类似物所导致的泄漏。另一方面，如果燃料增加处理中的燃料增加量小于预定下极限值，则检测到进气系统中燃料附着量增加或者从燃料喷射阀有燃料泄漏。
更具体地，成为可能的是通过应用空气/燃料比控制可以检测在发动机的正常操作中不能检测到的排气系统中的故障，例如不完全密封。特别地，即使有故障，如小裂缝和不完全密封，也不影响空气/燃料比，因为在发动机正常操作中空气不流进排气系统，所以不可能由例如氧浓度传感器或类似物检测到该故障。而且，因为在例如不完全密封的故障出现时的排气声与正常操作时相同，所以驾驶员不能明显地了解它们的差异。另一方面，在发动机怠速运转或怠速操作中，与正常操作时相比较，燃料喷射量和进气量相对较小，或不喷射燃料。这里，如果执行超出反馈-学习的空气/燃料比控制，则检测发生在排气和进气系统中的故障成为可能。
所以，当空气/燃料比变得过度稀(这意味着高度稀薄)时，不仅通过空气/燃料比控制增加燃料增加量，而且，如果该燃料增加量大于预定上极限值，则执行超出反馈-学习的空气/燃料比控制，从而检测出排气系统中的故障，例如不完全密封。这使预先防止由释放到空气中的废气而引起的空气污染成为可能，该废气没有在发动机正常操作中经过催化剂。更具体地，催化剂具有99.9％或更高的净化百分比，所以即使0.1％的废气没有经过催化剂而释放到空气中，也可能避免最糟糕的情况，即为正常车辆两倍或更多倍的HC、CO或NOX被释放。
以同样的方式，当空气/燃料比变得过度浓(这意味着高度富油)，不仅通过空气/燃料比控制减少燃料增加量，而且，如果该燃料增加量小于预定下极限值，则执行超出反馈-学习的空气/燃料比控制，从而检测出进气系统中的故障，例如从燃料喷射阀泄漏燃料。这使预先防止空气污染、催化剂净化百分比的劣化或类似情况成为可能。尤其是，在直喷式汽油机中，当发动机停止很长时间，在燃料喷射阀不工作时泄漏的燃料停滞在排气系统中，并且当发动机在冷温下起动时该燃料不经催化剂净化而释放到空气中。然而，这一故障的检测使预先防止空气污染变为可能。另一方面，在进气口喷射汽油机中，如果附着于进气口和进气阀的燃料附着量增加，则当发动机加速时它变得稀薄，或当发动机减速时变得富油，从而使催化净化百分比变差。然而，这一故障的检测使预先防止这种劣化变为可能。
如上所述，判断在空气/燃料比控制中校正的燃料增加量是否在阈值的预定范围内，并基于该判断结果，检测排气和进气系统中的故障并向驾驶员通告，从而使预先防止空气污染、催化净化百分比的劣化等成为可能。
本发明的以上目的可以通过在上述第一、第二、第三、第四和第五动力输出装置(包括它们各自方面)中的混合动力输出装置来实现，进一步设置有能够通过使用发动机输出的至少一部分而产生电力并能够通过驱动轴输出驱动力的电动发电机装置。
根据本发明的混合动力输出装置，设置有通过发动机输出而产生电力并通过驱动轴输出驱动力的电动发电机装置。根据它们之中的后一特征，驱动轴的转动通过电动发电机装置来实现，并且它也可通过上述发动机(并联混合系统)来实现，从而即使发动机的输出很低，通过构成电动发电机装置的电动机的辅助也可能获得充分的驱动力。根据前一特征(电力的产生)，通过发动机的输出实现电池充电成为可能，从而在相当长的时期内不需要提供专门的充电时期，通过构成关于驱动轴的电动发电机装置的电动机实现驱动力的应用(串联混合系统)成为可能。
无论如何，通过相对地降低发动机排放废气的作用，可能提供限制燃料消耗量并不导致所谓的环境污染的动力输出装置。
在本发明的混合动力输出装置的一个方面中，发动机执行间歇运转，而且发动机的停止时间包括在间歇运转中从运转周期到停机周期的过渡时间点。
根据这方面，发动机执行间歇运转。也就是说，发动机运转以致在特定的运转周期之后发动机进入暂时停机周期，然后又进入运转周期。据此，抑制发动机的燃料消耗成为可能，并且因为发动机的绝对废气量减少，可能减少排放到外面的有害物质的绝对量。
顺便提及，在这种情况下，发动机从运转周期到停机周期的过渡，或反向过渡，作为整体，在动力输出装置的运转时期中通常被多次执行。据此，由在背景技术中所描述的逻辑，催化剂劣化可能被多次加速。
然而，特别在这方面中，发动机的停止时期包括间歇运转中从运转周期到停机周期的过渡时间点。也就是说，在该过渡时间点，执行结合本发明在燃料增加处理后的燃料供给停止处理，或降低发动机转数之后的燃料供给停止处理，所以即使多次执行过渡时间点，也不会通过仅仅这些处理加速催化剂劣化。
本发明的以上目的可以通过控制包括燃烧室的发动机的第一方法来实现，提供有燃料增加处理，在停止发动机时从当前状态增加燃烧室内的燃料量；和燃料供给停止处理，在停止发动机时燃料增加处理之后停止供给燃料。
根据控制本发明的发动机的第一方法，在燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，所以如具有上述本发明第一动力输出装置那样，不使催化剂接触稀薄空气的情况下尽可能的防止催化剂劣化过程成为可能。
本发明的以上目的可以通过控制包括燃烧室的发动机的第二方法来实现，提供有燃料供给停止处理，该处理在停止发动机时，根据用于净化从燃烧室排出气体的催化剂温度和发动机的发动机转数，停止把燃料供给到燃烧室。
根据控制本发明的发动机的第二方法，如具有上述本发明第二动力输出装置那样，如果催化剂的温度很高并且发动机转数很低，则执行燃料供给停止处理，从而可能避免最糟糕的情况，即，作为下列又一种不良状态，在催化剂劣化容易加速的高温环境下催化剂接触稀薄空气。由此，甚至由本发明，可能尽可能的防止加速催化剂劣化。
本发明的以上目的可以通过控制包括燃烧室的发动机的第三方法来实现，提供有在停止发动机时相对于大气中空气的比例增加催化剂周围大气中燃料的比例的处理。
根据本发明的控制发动机的第三种方法，如具有上述本发明第三动力输出装置那样，执行相对于大气中空气的比例增加催化剂周围大气中燃料的比例的处理，从而不使催化剂接触稀薄空气的情况下尽可能的防止催化剂劣化的过程成为可能。
本发明的以上目的可以通过控制包括燃烧室的发动机的第四方法来实现，提供有燃料供给停止处理，即，如果催化剂温度高于预定温度阈值，则在停止发动机时停止供给燃料；以及同燃料供给停止处理一起减少流入催化剂的空气量的处理。
根据本发明的控制发动机的第四方法，如具有上述本发明第四动力输出装置那样，如果催化剂的温度很高，则同燃料供给停止处理一起执行减少流入催化剂的空气量的处理，从而可能避免最糟糕的情况，即，作为下列又一种不良状态，在催化剂劣化容易加速的高温环境下催化剂接触稀薄空气。由此，甚至由本发明，可能尽可能的防止加速催化剂劣化。
本发明的以上目的可以通过控制包括燃烧室的发动机的第五方法来实现，提供有燃料增加处理，在停止发动机时从当前状态增加燃烧室内燃料量；燃料供给停止处理，在燃料增加处理之后停止供给燃料；以及同燃料供给停止处理一起减少流入催化剂的空气量的处理。
根据控制本发明的发动机的第五方法，在燃料增加处理之后同燃料供给停止处理一起执行减少流入催化剂的空气量的处理，所以显著降低催化剂接触稀薄空气的危险并更有效地和尽可能的防止催化剂劣化过程成为可能，如具有上述本发明第五动力输出装置那样。
本发明的以上目的可以通过混合动力车辆来实现，提供有上述的本发明的混合动力输出装置(包括它的不同方面)；混合动力输出装置安装在其上的车辆主体；和安装在车辆主体上并通过驱动轴输出的驱动力而驱动的车轮。
根据本发明的混合动力车辆，设置有上述的本发明的混合动力输出装置，从而可能抑制催化剂劣化。
结合下面简要描述的附图，本发明的本质、实用性和另外的特点将从下列关于本发明的优选实施例的详细描述中变得更加清楚。


图1为本发明的一个实施例中混合动力车辆的动力系统的结构图；图2为解释该实施例中混合动力车辆的基本操作的特性图；图3为在该实施例中混合动力车辆高速稳定行驶情况下的特性图；图4为表示该实施例中混合动力车辆的电池和电动机驱动电路的结构的电路图；图5为该实施例中发动机结构的结构示意图；图6为表示在第一实施例中通过执行使空气/燃料混合物变得富油的空气/燃料比控制而防止催化剂劣化的操作流程的流程图；图7A至图7C为表示通过图6所示的进行的步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图7A表示发动机转数随时间的变化，图7B表示根据时间空气/燃料比的变化，以及图7C表示作为图7B的对照例的空气/燃料比的变化；图8表示在本发明第二实施例中当发动机停止时通过根据发动机转数或类似条件优选地设定燃料供给停止处理的执行期而防止催化剂劣化的操作流程的流程图；图9A和图9B为表示通过图8所示的进行的步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图9A表示发动机转数随时间的变化，而图9B表示根据时间空气/燃料比的变化；图10为表示在本发明第三实施例中通过当发动机停止时执行使空气/燃料混合物变得富油并调节空气量的空气/燃料比控制而防止催化剂劣化的操作流程的流程图。
图11A至图11D为表示通过图10所示的进行步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图11A表示发动机转数随时间的变化，图11B表示根据时间空气/燃料比的变化，以及图11C和图11D每个都表示作为图11B的对照例的空气/燃料比的变化；图12A和图12B为表示在本发明的第四实施例中通过反馈-学习在燃料增加处理中增加、减小和校正燃料增加值的操作流程的流程图；图13A至图13D为表示通过图12所示的进行步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图13A表示发动机转数随时间的变化，图13B表示根据时间在稀空气/燃料比的空气/燃料比的变化，图13C表示根据时间在理想空气/燃料比的空气/燃料比的变化，图13D表示根据时间在富油的空气/燃料比中空气/燃料比的变化；图14为表示在本发明的第五实施例中判断燃料增加值是否在阈值内的操作流程的流程图；以及图15A至图15D为表示通过图14所示的进行步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图15A表示发动机转数随时间的变化，图15B表示根据时间在过稀空气/燃料比的空气/燃料比的变化，图15C表示根据时间在理想空气/燃料比的空气/燃料比的变化，图15D表示根据时间在过浓的空气/燃料比中空气/燃料比的变化。
具体实施例方式
下面将根据

本发明的实施例。在下面所描述的实施例中，结合本发明的混合动力输出装置被应用于并联混合系统的混合动力车辆。而且，在混合动力车辆中执行一种控制结合本发明的动力输出装置的方法。
(混合动力车辆的基本结构和操作)首先，参照图1说明本实施例的混合动力车辆的结构。图1为本实施例的混合动力车辆的动力系统的结构图。
图1中，本实施例的混合动力车辆的动力系统设置有一个发动机150；电动发电机MG1和MG2，它们构成电动发电机装置的一个例子；分别用于驱动电动发电机装置MG1和MG2的驱动电路191和192；一个用于控制驱动电路191和192的控制单元190；和一个用以控制发动机150的电子燃料喷射发动机控制单元(EFIECU170)。
在该实施例中，发动机150为汽油机。发动机150转动曲轴156。由EFIECU170控制发动机150的操作。EFIECU170是一个单芯片微机，在其中具有一个中央处理单元(CPU)、一个只读存储器(ROM)、一个随机存储器(RAM)等诸如此类。CPU执行记录在ROM上的程序并控制发动机150的燃料喷射量和转速，等等。为了实现这些控制，没说明的显示发动机150的运转情况的各种传感器与EFIECU170相连。
电动发电机MG1和MG2如同步电动发电机一样被构造，并设置有转子132和142，在其外圆周表面上具有多个永磁铁；定子133和143，每个都缠绕有三相线圈以形成转动磁场。定子133和143固定在机箱119。电动发电机MG1和MG2的定子133和143上缠绕的三相线圈分别通过驱动电路191和192与电池194相连。
驱动电路191和192为晶体管换流器，每个都设置有一对晶体管作为每个相位的转换单元。驱动电路191和192独立地与控制单元190相连。当通过来自控制单元190的控制信号转换驱动电路191和192的晶体管时，电流在电池194与电动发电机MG1和MG2之间流动。
每个电动发电机MG1和MG2可作为接收来自电池194的电源用以转动和驱动的电动机而运转(遇必要时，该运转情况在下文称为“供电”)。作为另一种选择的，它们中的每一个都可以用作发电机，如果转子132和142受外力而转动，则该发电机在三相线圈的两个末端之间产生电动势以给电池194充电(遇必要时，该运转情况在下文称为“重新发电”)。
发动机150和电动发电机MG1和MG2通过行星齿轮120机械地连接。行星齿轮120具有三个转动轴，每个都与下述齿轮中相关的一个相连。构成行星齿轮120的齿轮是一个在中心转动的太阳齿轮121；一个围绕太阳齿轮121旋转并绕自己的轴转动的行星小齿轮123；和一个在外圆周转动的齿圈122。行星小齿轮123的轴由行星齿轮架124转动地支撑。在本实施例的混合动力车辆，发动机150的曲轴156通过阻尼器130连接到行星齿轮架124。阻尼器130是为了吸收在曲轴156产生的扭转振动而设置的。电动发电机MG1的转子132与太阳齿轮轴125相连。电动发电机MG2的转子142与齿圈轴126相连。齿圈122的转动通过链带传递到驱动轴112，然后传递到车轮116R和116L。
接下来将说明如上所构造的本实施例的混合动力车辆的动力系统的操作。
首先，将参考图2和图3说明行星齿轮120的操作。
行星齿轮120具有这样的特征，以致当上述三个转动轴中的两个的转数和转矩(遇必要时，在下文两者共同称为“转动状态”)被确定时，剩余的转动轴的转动状态也被确定。虽然这些转动轴的转动状态之间的关系可以通过机械学已知的公式而获得，但也可由称为特性图的图表用几何学而获得。
图2所示该特性图的一个例子。垂直轴表示每个转动轴的转数。水平轴以距离关系表示每个齿轮的齿轮齿数比。太阳齿轮轴125(图2中位置S)和齿圈轴126(图2中位置R)在两端测出，然后测量出以1∶ρ的比例分隔位置S和位置R之间的线段的位置C作为行星齿轮架轴127的位置。这个ρ为太阳齿轮121的齿数与齿圈122的齿数之比。对于以这种方式确定的位置S、C和R，分别设计齿轮转动轴的转数Ns、Nc和Nr。行星齿轮120具有这样的特征以致以这种方式设计的三个点确定地排列成一条直线。该直线成为动态共线直线。当两个点首先被确定时，该动态共线直线被确定。因此，由动态共线直线，可能从三个转动轴中的两个的转数获得剩余转动轴的转数。
行星齿轮120也具有如此特征，以致当每个转动轴的转矩由作用在动态共线直线上的力所代替并表示时，该动态共线直线总的来说作为一个刚体。作为一个具体例子，假设作用在行星齿轮架轴127的转矩是Te。在这样情况下，如图2所示，大小相应于转矩Te的力在位置C垂直向下作用在动态共线直线上。力作用的方向根据转矩Te的方向而确定。而且，从齿圈轴126输出的转矩Tr在位置R垂直向下作用在动态共线直线上。基于作用在刚体上力的分配率，转矩Te划分为两个相等的力，即图2中Tes和Ter，并且有下列的关系“Tes＝ρ/(1+ρ)×Te”和“Ter＝1/(1+ρ)×Te”。考虑到这种情况，即有上述力作用其上的动态共线直线总的来说作为刚体，所以可能获得作用在太阳齿轮轴125上的转矩Tm1和作用在齿圈轴126上的转矩Tm2。转矩Tm1等于转矩Tes，而且转矩Tm2等于转矩Tr和转矩Ter的差。
当与行星齿轮架轴127相连的发动机150在转动时，太阳齿轮121和齿圈122能够在满足上述关于动态共线直线的条件的情况下以不同的转动状态转动。当太阳齿轮121转动时，它的转动功率能够用于通过电动发电机MG1的功率产生。当齿圈122转动时，从发动机150输出的功率被传递到驱动轴112。在具有如图1所示的结构的混合动力车辆，从发动机150输出的功率被分配为机械地传递到驱动轴112的功率和重新产生为电力的功率。通过使用重新产生的电力对电动发电机MG2供电并辅助提供该电力，混合动力车辆可以在输出预定功率时行驶。当混合动力车辆正常行驶时，可以采用这种操作状态。顺便提及，当高负荷时，如完全加速时，电力甚至从电池194供给到电动发电机MG2，增加传递到驱动轴112的功率。
在上述混合动力车辆中，可能从驱动轴112输出电动发电机MG1和电动发电机MG2的功率，从而可通过仅使用从这些电动机输出的功率而驱动混合动力车辆。因此，即使车辆行驶时，发动机150也可能停止或处在所谓的怠速运转。当车辆开始行驶或在低速下行驶时可以采用该操作状态。而且，在本实施例的混合动力车辆中，从发动机150输出的功率不被分配到两个途径，但可以仅传递到驱动轴112的一端。这是一种当车辆在高速稳定行驶采用的操作状态，其中电动发电机MG2由于高速行驶由惯性旋转驱动，使得车辆在没有电动发电机MG2的辅助下仅通过使用从发动机150输出的功率而行驶。
图3是当车辆高速稳定行驶时的特性图。在如图2所示的特性图，太阳齿轮轴的转数Ns(即，转动或旋转速度Ns)为正，但在如图3所示的特性图中由于发动机150的转数Ne(即，转动或旋转速度Ne)和齿圈轴126的转数Nr(即，转动或旋转速度Nr)，太阳齿轮轴的转数Ns为负。此时，在电动发电机MG1中转动方向和转矩作用的方向变得相同，所以电动发电机MG1作为电动机运转并消耗电能，该电能由转矩Tm1和转数Ns的乘积表示(此为反向或逆向供电的情况)。同时，在电动发电机MG2中转动方向和转矩作用的方向是相反的，所以电动发电机MG2作为发电机运转并重新产生电能，该电能由转矩Tm2和齿圈轴126的转数Nr的乘积表示。
如上所述，基于行星齿轮120的作用，本实施例的混合动力车辆能够在不同的运行条件下行驶。
下面将再参照图1说明控制单元190的控制操作。
本实施例的动力输出装置的整个操作由控制单元190控制。控制单元190，如EFIECU170一样，是一个单芯片微机，该微机在其中有一个CPU、一个ROM、一个RAM等。控制单元190与EFIECU170相连，并且两者可以互相传递各种信息。控制单元190如此构造以致它能够通过向EFIECU170传送关于转矩命令值、转数的命令值或类似值的信息来间接控制发动机150的操作，这些信息是控制发动机150所必需的。以这种方式，控制单元190把动力输出装置作为整体来控制它的操作。为了实现这一控制，控制单元190设有不同传感器，例如用于获悉驱动轴112的转数(即，转动或旋转速度)的传感器144或类似传感器。因为齿圈轴126和驱动轴112是机械相连的，所以用于获悉驱动轴112的转数的传感器144为齿圈轴126而设置并和用于控制本实施例的电动发电机MG2的转动的传感器一样。
(混合动力车辆的动力系统中的电路)下面将参照图4更详细的说明用于混合动力车辆的动力系统的电路。也就是说，将详细地描述如图1所示的控制单元190、电动发电机MG1和MG2、驱动电路191和192以及电池194。
如图4所示，反向电容器196、与电动发电机MG1相连的驱动电路191、与电动发电机MG2相连的驱动电路192都与电池194并联。
特殊地，电池194设置有一个电池模块194a；一个SMR(系统主继电器)194b；一个电压检测电路194c；一个电流传感器194d；等。SMR194b按照控制单元190的命令接通和切断高压电路的电源并设置有两个继电器R1和R2，R1和R2位于电池模块194a的正极和负极。电池194设置两个继电器R1和R2的原因是，当通过接通电源时打开继电器R2然后打开继电器R1并当切断电源时切断继电器R1然后切断继电器R2来执行可靠的作用。电压检测电路194c检测到电池模块194a的总电压值。电流传感器194d检测电池模块194a的输出电流值。电压检测电路194c和电流传感器194d的输出信号被传送到控制单元190。
驱动电路191和192是整流器，用于转换电池的高伏直流电和电动发电机MR1和MG2的交流电。更特别的，它们分别设置有三相电桥电路191a和192a，每个都由六个功率晶体管构成，并且通过使用三相电桥电路191a和192a，它们转换直流电和三相交流电。
驱动电路191和192分别设置有电压检测电路191b和192b。电压检测电路191b和192b分别检测电动发电机MR1和MG2的反电动电压。三相电桥电路191a和192a的每个功率晶体管的驱动由控制单元190控制。电流控制所需的信息，例如在电压检测电路191b和192b检测到的电压值和位于三相电桥电路191a和192a与电动发电机MR1和MG2之间的未说明的电流传感器所检测的电流值，被从驱动电路191和192传送到控制单元190。
(直喷式汽油机)接下来将参照图5更详细地说明用于本实施例的混合动力车辆的直喷式汽油机。即，将详细地描述如图1所示的发动机150。
如图5所示，发动机150是一个所谓直喷式汽油机，这种汽油机直接将燃料喷射到燃烧室。发动机150由EFIECU170来控制。发动机150设置有气缸体14。气缸16在气缸体14中形成。顺便提及，发动机150设置有多个气缸，但为了说明方便只表示了多个气缸中的一个气缸16。
活塞18放置在气缸16中。活塞18可以在气缸16内沿图5的垂直方向滑动。燃烧室20成型在气缸16内的活塞18的上部。燃料喷射阀22的喷射嘴朝向燃烧室20。在发动机150运转过程中，燃料在压力作用下从燃料泵24泵到燃料喷射阀22。燃料喷射阀22和燃料泵24与EFIECU170相连。燃料泵24响应EFIECU170提供的控制信号把压力作用下的燃料泵入燃料喷射阀22一方。燃料喷射阀22响应从EFIECU170提供的控制信号把燃料喷射入燃烧室20中。
而且，火花塞26的末端朝向燃烧室20。火花塞26接收来从EFIECU170提供的点火信号并点燃燃烧室20中的燃料。排气管30通过排气阀28与燃烧室20相连。进气歧管34的每个支管都通过进气阀32与燃烧室20相连。进气歧管34在它的上游端与稳压罐36相连。另外，进气管38连接在稳压罐36的上游侧。
节气阀40定位并设置在进气管38内。节气阀40与节气阀电机42相连。节气阀电机42与EFIECU170相连。根据从EFIECU170提供的控制信号，节气阀电机42改变节气阀40开度量。节气阀开度传感器44定位并设置在节气阀40的附近。依据节气阀40开度量(遇必要时，下文被称为节气阀开度SC)，节气阀开度传感器44向EFIECU170输出一个电信号。EFIECU170基于节气阀开度传感器44的输出信号检测节气阀开度SC。
点火开关76(下文称为IG开关76)与EFIECU170相连。EFIECU170基于IG开关76的输出信号检测IG开关76的开/关状态。当IG开关76从开设置为关时，由燃料喷射阀22的燃料喷射、由火花塞26的燃料点火和由燃料泵24的燃料泵取被停止，并且发动机150的运转也被停止。
加速器开度传感器80定位并设置在加速踏板78的附近。依据加速踏板78的下压量(下文称为加速器开度AC)，加速器开度传感器80向EFIECU170输出一个电信号。EFIECU170基于加速器开度传感器80的输出信号检测加速器开度AC。
在本实施例中，涡轮增压器39为进气管38而设置并且被构造用来使压缩空气涡轮增压进入进气管38，例如，通过使用与设置在排气管30一侧的涡轮机一起工作的涡轮机。涡轮增压器39有一个由专门的电动发电机驱动的转动轴，该电动发电机不同于电动发电机MR1和MG2，并且如此构造以致转数的增加增大了涡轮增压的增压压力。也就是说，它被如此构造以致可以进行“涡轮辅助”。顺便提及，专门的电动发电机被构造用以通过发电在排气管30一侧重新产生发动机150的排气能量。而且，涡轮增压器39可以被构造用以通过接收EFIECU170的控制在特殊正时下可变地增加气缸压力。
在本实施例中，排气管30设置有三元催化装置31，这将增加废气净化的能力。顺便提及，三元催化装置31的净化能力在比特定温度更低的温度下显著减小。因此，三元催化装置31在其上安装温度传感器31T，通过该传感器检测催化温度TCA，并且该温度作为催化温度信息被输入到EFIECU170。作为另一种选择的，基于另外的检测信息，例如发动机150的发动机转数，可以间接地估计这种催化温度TCA。以上述方法检测出或估计出的催化温度TCA被用于发动机控制以低于特定温度时不降低催化温度。
(第一实施例一为防止催化剂劣化的空气/燃料比控制)下面，将参照图6和图7A至7C说明一种通过使用控制单元190和EFIECU170来有效地防止三元催化装置31中的催化剂劣化的方法，其中控制单元190和EFIECU170构成结合本发明的“控制装置”。图6为表示当发动机停止时通过执行使空气/燃料混合物变得富油的空气/燃料比控制而防止催化剂劣化的操作流程的流程图。图7A至图7C为表示通过图6所示的进行的步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图7A表示发动机转数随时间的变化，图7B表示根据时间空气/燃料比的变化，以及图7C表示作为图7B的对照例的空气/燃料比的变化。
在图6中，首先判断是否有发动机停止请求，即发动机150在当前时刻是否停止(步骤S11)。如果在步骤S11中判断有发动机停止请求(是)，则操作流程前进到新过程以实现用于变得富油的空气/燃料控制(从步骤S11到步骤S12)，而如果没有，则空气/燃料控制结束(从步骤S11到步骤结束)。
这里，前一过程被选择的情况，即判断“有”停止请求的情况，可以被典型地看作为，例如，面对如图1所示的混合动力输出装置的发动机150在间隙运转中从运转周期到停机周期的过渡时间点的时刻。这是由于如参照图2和图3所说明的，因为在结合本发明的混合动力输出装置(参照图1)中，发动机150和电动发电机MG1和MG2能够驱动车辆，所以不需要总是运转发动机150。这里，例如，根据加速器开度AC、电池194的充电状态等，可明确地确定发动机150可能怠速运转的情况。而且，当车辆起动或以低速行驶时，可以采取发动机150实际上怠速的运转状况。
接下来，判断三元催化装置31中的催化温度是否高于预先设定的预定温度阈值(步骤S12)。如果判断催化温度高于该步S12中的预定值(是)，则操作流程前进到新的过程以实现用以变得富油的空气/燃料控制(从该步S12到步骤S14)。
如图5所示，这样的处理可以通过使用温度传感器31T的测量结果来执行。
顺便提及，在上述处理中，三元催化装置31的当前温度是基于温度传感器31T的直接测量结果来确定，但本发明不限于此方式。也就是说，为了确定三元催化装置31的当前温度，与该温度密切相关的其他参数的确定也使从这些参数估计该温度成为可能。特别地，三元催化装置31的温度与发动机150的冷却水的温度、进气量、发动机转数等有特定的函数关系。因此，三元催化装置31的当前温度可以由使用以上示例的各种值来估计。
如上所述，当有发动机停止请求(步骤S11是)时，并当催化温度高于预定温度阈值(步骤S12是)时，继而执行从当前量增加燃烧室20的燃料量的燃料增加处理(步骤S13)。特别地，燃料在压力下从燃料泵24泵入燃料喷射阀22，并且响应EFIECU170的控制，燃料喷射阀22把燃料喷射到燃烧室20中。
在第一实施例中，在执行该燃料增加处理之后，响应步骤S11中的发动机停止请求，实际上执行停止发动机150的停止处理。
依据这种燃料增加处理或在前一处理后执行的发动机停止处理，发动机转数和空气/燃料比的变化如图7A至7B所示。首先，图7B表示在参考数字FR所示的时间点后空气/燃料比减小，这是由于在该时间点FR从当前量增加燃料量而引起的。换句话说，燃料与空气的比增加(即，变得“富油”)。该燃料增加处理从上述时间点FR持续一段预定时间T1，然后经过时间T1在一个时间点结束(参考图7B中参考数字FS)。也就是说，燃料供给在时间点FS停止。
顺便提及，通过该燃料增加处理，催化剂的空气保持富油状态一段预定时间T1或更长时间(参考图7B中参考数字T2)。然后该状态很快过去，催化剂空气的空气/燃料比返回理想值(参考图7B中参考数字ST)。至于燃料增加处理执行的时间T1，可以考虑许多参数或类似物的影响而以不同方式设置，但特殊地，例如，它可以优选为大约两到三秒。
另一方面，在执行这种燃料增加处理后，如图7A所示执行发动机停止处理。尤其在第一实施例中，在同一时刻，也就是在时间点FS执行该发动机停止处理和上述燃料供给停止处理。当发动机150实际上停止时，发动机150怠速运转，所以空气强制从燃烧室20排放到排气管30。在第一实施例中，因为在那之前(即，在时间点FS前)执行燃料增加处理，燃烧室20的内部处于富油状态，所以富油气体从燃烧室20排放到排气管30。
据此，在第一实施例中构成三元催化装置31的催化剂不接触稀薄空气。而且，如上所述(参考图7A的参考数字RI)，即使当发动机150怠速运转时这也是有效的。也就是说，即使由于这种怠速运转空气被送进排气管30，催化剂接触稀薄空气的危险也会减小。实际上，图7B表示与时间点FS的空气/燃料比相比较，在时间段T2内空气/燃料比逐渐增加，这是由于发动机150怠速运转使空气送进排气管30而引起的。甚至在时间段T2依然保持富油状态，所以可以理解催化剂会不接触稀薄空气。
在这一方面，在对照例中(参考图7C)催化剂接触稀薄空气，该对照例中在发动机停止处理的同时仅仅执行燃料供给停止处理。也就是说，在图7C中，在时间点FS前不执行燃料增加处理并且在时间点FS仅执行燃料供给停止，因此由于发动机150在时间点FS之后怠速运转，排气管30内部变为稀薄空气。在这种情况下，导致三元催化装置31的催化剂劣化加速。
如上所述，依据第一实施例，可能有效地防止三元催化装置31的催化剂劣化。
而且，在第一实施例中，在发动机的间歇操作中从运转周期到停机周期的每个过渡时间点，执行上述空气/燃料比控制。在这种情况下，总的来说，在混合动力输出装置的运转周期中，从运转周期到停机周期的这个过渡时间点，或反向过渡，通常被多次重复。尽管经过许多过渡时间点，如果不采取措施，如图7C所示，则催化剂劣化可能加速更快。然而，在第一实施例中，因为在从运转周期到停机周期的每个过渡时间点基本执行用以变得富油的上述空气/燃料比控制，如上所述，即使过渡时间点发生许多次，也不会由于仅有的这些而加速催化剂劣化。
而且，在第一实施例中，因为根据三元催化装置31的催化温度执行如上所述的空气/燃料比控制，并且更特别的，只有催化温度高于预定值(参考图6中步骤S12)才执行该控制，所以可能有效地防止催化剂劣化的过程。从相反的观点看此情况，在催化剂在相对低的温度的情况下，这意味着不执行上述空气/燃料比控制，即，不执行与此相伴的燃料增加处理，可能节省由于仅有的这些所需的燃料。而且，如果采用尽可能的减少执行空气/燃料比控制的机会的任何措施，如上所述，则可能尽可能的防止这种情况的发生，即影响其上安装有混合动力输出装置的车辆或类似装置的运动。
顺便提及，在上述第一实施例中，只有催化温度高于预定温度阈值(参考图6中步骤S12)才执行用以变得富油的空气/燃料比控制，但本发明不仅限于此方式。也就是说，在一些情况下，可以采用这种方式以致图6中步骤S12的处理被忽略并且如果判断有发动机停止请求则总是执行上述空气/燃料比。在这种情况下，不可能获得通过依据催化温度的上述空气/燃料比控制而获得的作用的影响，但可能获得与防止催化剂劣化相关的作用的影响。
(第二实施例-为防止催化剂劣化的燃料切断时间点的控制)下面将参照图8及图9A和9B说明通过使用控制单元190和EFIECU170有效地防止三元催化装置31的催化剂劣化，该控制单元190和EFIECU170构成结合本发明的“控制装置”。图8表示当发动机停止时通过根据发动机转数或类似条件优选地设定燃料供给停止处理的执行期而防止催化剂劣化的操作流程的流程图。图9A和图9B为表示通过图8所示的进行的步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图9A表示发动机转数随时间的变化，而图9B表示根据时间空气/燃料比的变化。
在图8中，首先判断是否有发动机停止请求，即，当前时刻发动机150是否停止(步骤S21)。如果在步骤21中判断有发动机停止请求(是)，则操作流程前进到新的过程以实现燃料供给停止处理或类似处理(从步骤S21到步骤S22)，而如果没有发动机停止请求，则该控制结束(从步骤S21到步骤结束)。
这里，选择前一处理的情况，即判断“有”停止请求的情况，与参照图6中的上述步骤S11说明的情况相同。
接下来，判断三元催化装置31的催化温度是否高于预先设定的预定温度阈值(步骤S22)。如果在步骤S22中判断催化温度高于预定值(是)，则操作流程前进到新的过程以实现燃料供给停止处理或类似处理(从步骤S22到步骤S23)，而如果没有超过，则前进到正常停止控制处理(从步骤S22到步骤S2X)。该“正常”发动机停止处理指燃料供给停止处理和发动机停止处理被同时执行的情况。依据这种正常发动机停止处理，可能预先避免这种情况，即尽管发动机转数降低，到燃烧室20的燃料供给导致发动机停止的过渡延迟并从而影响其上安装有混合动力输出装置的车辆或类似物的运动。
顺便提及，如上所述，实际实现催化温度的确定过程的方法(例如，使用温度传感器31T或类似仪器的方法)、该过程的重要性、或它的作用效果与如上所述的相同。
如上所述，当有发动机停止请求(步骤21是)，并当催化温度高于预定温度阈值(步骤22是)，继而执行发动机停止处理(步骤23)。更特殊的，除了电动发电机MG1外或取代电动发电机MG1的电动发电机MG2在图1中控制单元190的控制下重新发电。这降低了发动机转数，从而停止构成发动机150的活塞18的运动或诸如此类。
那么在第二实施例中，在开始该发动机停止处理后，发动机150的发动机转数通过使用传感器144监测(步骤S24)。因为发动机150已经接收停止处理，所以发动机150的发动机转数将随时间逐渐减少。如果发动机转数等于或大于预定值，则继续监测(步骤S24被循环)，并且如果发动机转数低于预定值(步骤24是)，则操作流程前进到燃料供给停止处理(从步骤S24到步骤S25)。
依据这种燃料供给停止处理或类似处理，发动机转数和空气/燃料比的变化如图9A和9B所示，图9A表示发动机150的发动机转数在参考数字ES所示的时间点后减少，这是通过由于在时间点ES实行停止发动机150的停止处理而引起的。另一方面，在执行这一停止发动机150的停止处理之后，在时间点FC执行燃料供给停止处理，在该时间点发动机150的发动机转数低于预定值。
据此，甚至在发动机停止后燃料供给持续一段短的时间(图9A中时间点ES和时间点FC之间)，从而与至少发动机停止处理和燃料供给停止处理同时被执行的情况相比较(参照图7)，可能阻止空气/燃料比增加。换句话说，与这种情况相比较，可能使燃烧室20中的空气变得富油，从而使从燃烧室20中排出的气体富油。
如上所述，由于第二实施例，可能降低构成三元催化装置31的催化剂接触稀薄空气的这样的危险。而且，即使当如上所述发动机150怠速运转时(参考图9A中参考数字RI)，这也是有效的。也就是说，即使由于这种怠速运转空气被送进排气管30，也会减少催化剂接触稀薄空气的危险。实际上，与图7C中的情况相比较，图9A表示如上所述实现相对富油的空气。
顺便提及，在以上解释中，为了方便分别解释图6中所示的处理步骤和图8中所示的处理步骤，但本发明明显地包括具有三种方式的方面。即，这种方面可以被采用以在发动机停止处理之前执行燃料增加处理并在发动机停止处理之后执行燃料供给停止处理。依据这种方面，催化剂周围大气变得更富油，从而可能阻止催化剂劣化的过程。
(第三实施例-为了防止催化剂劣化通过空气量调节装置的空气/燃料比控制)下面将参照上述的图5和图1，遇需要时外加图10和图11A至11D，说明第三实施例，该第三实施例是第一实施例的进一步发展。在第三实施例中，由于发动机的怠速运转被送入排气管30的空气具有相对少的量，而且，由于构成结合本发明的“空气量控制装置”的一个例子的未说明的怠速控制(ISC)阀、进气阀32、未说明的可变阀正时(VVT)机构、排气阀28和电动发电机MG1等，另外还有构成结合本发明的“控制装置”的控制单元190和EFUECU170，被送入排气管30的空气停留在上游侧而不是三元催化装置31上，从而可能显著降低使三元催化装置31中的催化剂接触稀薄空气的危险并可能更有效地防止催化剂劣化。
图10为表示当发动机停止时通过执行使空气/燃料混合物变得富油并调节空气量的空气/燃料比控制而更有效地防止催化剂劣化的操作流程的流程图。顺便提及，图10中，如图6中步骤相同的步骤使用相同的参考数字并且忽略它们的详细说明。图11A至图11D为表示通过图10所示的进行步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图11A表示发动机转数随时间的变化，图11B表示根据时间空气/燃料比的变化，以及图11C和图11D每个都表示作为图11B的对照例的空气/燃料比的变化。
在图10中，从步骤S11到步骤S13的过程步骤与图6第一实施例中相同。
在第三实施例中，在步骤S13的燃料增加处理完成之后由空气量调节装置执行空气量的调节(步骤S15)。特别地，在进气系统中，EFIECU170的控制下，关闭用于在怠速运转中调节空气量的未说明的ISC阀，该阀放置在用于绕开图5中节气阀40的未说明的进气通道，并且通过未说明的VVT机构进气阀32的关闭正时被延迟，即滞后。这允许相对小的空气量供给到燃烧室20中。而且，在控制单元190的控制下，在图1中除了电动发电机MG1之外或取代电动发电机MG1的电动发电机MG2重新发电。这导致发动机转数的减少。由于这些，可能由于发动机的怠速运转使相对小的空气量送进排气管39。
另一方面，在排气系统中，在EFIECU170的控制下，关闭排气系统阀，例如未说明的位于图5中排气管30的下游的废气再循环(EGR)阀。这使得排气管30内压力增加。而且，未说明的排气节气阀的开度被固定。这能够进行发动机内部的空气再循环。由于这些，可能使由于发动机怠速运转而送进排气管30的空气停留在上流侧而不是三元催化装置31上。
上述结构显著地降低了使三元催化装置31中的催化剂接触稀薄空气的危险。
在第三实施例中，在执行燃料增加处理之后，空气量调节装置开始执行，并且响应步骤S11中的发动机停止请求，实际上第一次执行停止发动机150的停止处理(步骤S14)。
另一方面，如果在步骤S12中判断催化温度不高于预定温度，则操作流程前进到上述发动机停止控制处理(从步骤S12否到步骤S14)。即，在第三实施例中，如果催化剂在相对低的温度，则不执行燃料增加处理和空气量调节装置。顺便提及，即使不执行上述一系列结合本发明的处理步骤或类似处理，因为在催化剂为相对低的温度的情况，这也不表示催化剂劣化被加速。考虑到当催化剂温度越高、劣化加速越快，所以可能执行这样的控制以致如果催化温度在特定预定温度阈值之上，则执行上述处理步骤或类似处理，而如果催化温度不超过在特定预定温度阈值，则不执行这些处理。如上所述，依据第三实施例，可能更有效的阻止催化剂劣化。
接下来，参照图11A至11D说明第三实施例中发动机转数和空气/燃料比的变化，其中在执行燃料增加处理之后执行空气量调节装置、发动机停止处理和燃料供给停止处理。顺便提及，图11A中从怠速运转到发动机停止的发动机转数的变化，以及从参考数字FR所示的时间点到经过图11B和图11C中的时间段T1之后的时间点(参考图11B和图11C中的参考数字FS)的燃料增加处理与图7B中第一实施例中的变化相同。
如图11A所示，尤其在第三实施例中，在执行燃料增加处理之后，空气量调节装置、发动机停止处理和燃料供给停止处理同时开始，即从时间点FS开始。如果发动机150实际在时间点FS停止，然后发动机150在此后怠速运转，从而空气被强制从燃烧室20排放到排气管30。在第三实施例中，由于在上述步骤S15中说明的空气量调节装置，可能使由于发动机的这种怠速运转而被送进排气管30的空气具有相对小的量并使被送进该排气管30的空气停留在上游侧而不是三元催化装置31上。因此，在第三实施例中，不仅像第一实施例中一样，通过在发动机停止处理之前执行燃料增加处理以提前降低空气/燃料比，而且通过调节流入催化剂的空气量，可能尽可能的阻止当发动机怠速运转时空气/燃料比的增加。
实际上，图11B表示与时间点FS的空气/燃料比相比，空气/燃料比在时间段T2内逐渐增加，这是由于在发动机150怠速运转中被送入排气管30的空气而引起(参照参考数字RI)。然而，在第三实施例中，通过调整流入催化剂的空气量，可能尽可能的阻止空气/燃料比的增加。也就是说，在第三实施例中，不仅在执行燃料增加处理的预定时期T1内，而且在包括发动机怠速运转并比时期T1长的时期T2内，可能在短时间内保持空气/燃料混合物是富油的。顺便提及，这种状态很快结束并且空气/燃料混合物的空气/燃料比回到理想值(参照参考数字ST)。
上述结构显著降低使三元催化装置31中的催化剂接触稀薄空气的危险。
接下来将参照图11C说明第三实施例中的第一对照例。在这个第一对照例中，在执行燃料增加处理后不执行空气量调节装置，但在发动机停止处理的同时仅执行燃料供给停止处理。在图11C中，不可能在时间点FT之后防止催化剂变为稀薄空气。也就是说，在第一对照例中，即使通过在时间点FS之前的燃料增加处理来实现富油状态，仅有这样的事实，即发动机停止处理和燃料供给停止处理在时间点FS开始，也不能防止因为由发动机150的怠速运转而送进排气管30的空气引起的空气/燃料比的增加，在时间点FS之后排气管30内部变为稀薄空气。顺便提及，图11D中的第二对照例与图7C的第一实施例中的对照例是相同的。
如上所述，依据第三实施例，可能更有效地阻止三元催化装置31中催化剂劣化。
(第四实施例-为阻止催化剂劣化通过反馈-学习的空气/燃料比控制)下面将参照图12A和12B以及图13A至13D说明第四实施例，该实施例是第一实施例的发展。在第四实施例中，当发动机停止时，实现精确的空气/燃料比控制，通过使用未说明的O2(氧气)传感器和EFIECU170的备份RAM或类似物，另外还有EFIECU170，通过由于反馈-学习而增加、减少或校正恰在发动机停止之前的燃料增加处理的燃料增加值，该反馈-学习中在发动机的先前或以前的停止时间变为恒定的空气/燃料比的试验值被用作输入信息，从而可能显著降低催化剂接触稀薄空气的危险并更有效地阻止催化剂劣化。其中O2传感器构成结合本发明的“氧浓度传感器”的一个例子，EFIECU170的备份RAM或类似物构成结合本发明的“空气/燃料比存储装置”的一个例子，EFIECU170构成结合本发明的“控制装置”。
图12A为表示图6中步骤S13中如果反馈-学习被应用于燃料增加处理的操作流程的流程图。图12B为表示当发动机停止时存储处理的操作流程的流程图。图13A至图13D为表示通过图12所示的进行步骤发动机转数和空气/燃料比如何改变的图线，其中图13A表示发动机转数随时间的变化，图13B表示在第四实施例中如果燃料增加值由反馈-学习而减小时空气/燃料比随时间的变化，图13C表示如果当发动机停止时空气/燃料比是理想时空气/燃料比随时间的变化，并且图13D表示在第四实施例中如果燃料增加值由反馈-学习而增加时空气/燃料比随时间的变化。
在图12A中通过反馈-学习的燃料增加处理中，判断在发动机的先前停止时间例如通过备份RAM或类似物储存的空气/燃料比是否提前超过阈值的预定范围(步骤S131)。具体地，通过空气/燃料存储装置储存的空气/燃料比可以作为空气/燃料比的停机过程中最大值、平均值、或统计模型值。尤其是，提前设定的预定空气/燃料比基本上可从“14.5”到“16.0”的范围变化。
接下来，在步骤S131中，如果在先前停止时间储存的空气/燃料比大于预定上极限值(步骤S131＞大于)，则增加燃料增加值(步骤S132)。
另一方面，在步骤S131中，如果在先前停止时间储存的空气/燃料比小于预定下极限值(步骤S131＜小于)，则减少燃料增加值(步骤S133)。
另一方面，在步骤S131中，如果在先前停止时间储存的空气/燃料比在预定阈值范围内(步骤S131＝在内)，则保持燃料增加值。
如图12B所示，每当发动机停止时，在EFIECU170的控制下，空气/燃料比被直接测量或间接地用氧浓度传感器估计，并被储存在备份RAM或类似物，例如(步骤S100)。顺便提及，氧浓度传感器可以是其输出根据氧的浓度连续改变的空气/燃料传感器，或其中氧气浓度在预定值突然变化的O2传感器。
基于以上述方式增加、减少、或校正的燃料增加值，随后执行从当前过程增加燃烧室20中的燃料量的燃料增加处理(图6中步骤S13)。具体地，燃料在压力下从燃料泵24泵入燃料喷射阀22，并响应EFIECU170的控制，燃料喷射阀22把燃料喷射到燃烧室20。
下面将参照图13A至13D说明第四实施例中发动机转数和空气/燃料比的变化，其中燃料增加处理通过反馈-学习而执行。顺便提及，图13A中从怠速运转到发动机停止的发动机转数的变化与图7中第一如图13B所示，如果在发动机停止时测量到的空气/燃料比大于预定阈值，例如理想空气/燃料比，则反馈-学习被应用于燃料增加处理以增加燃料增加值。具体地，当发动机停止时在催化剂上游的废气被迅速冷却，并且催化剂的体积减小。如果存在缺陷，如不完全密封，则空气从该部分被吸出并且空气/燃料比变稀，但因为燃料增加量增加，这一问题可以处理。
如图13C所示，如果在发动机停止时测量到的空气/燃料比基本或完全等于预定阈值，例如理想空气/燃料比，则反馈-学习被应用于燃料增加处理以保持燃料增加值。
如图13D所示，如果在发动机停止时测量到的空气/燃料比小于预定阈值，例如理想空气/燃料比，则反馈-学习被应用于燃料增加处理以减少燃料增加值。特别地，在直喷式汽油机中，如果燃料在不进行燃料喷射时泄漏，则在停止时间排气系统变得富油，但因为燃料增加量减少，这一情况可被处理。另一方面，在进气口喷射汽油机中，当附着在进气口和进气阀上的燃料附着量增加时，在停止时间排气系统变得富油，但因为如上所述的燃料增加量减少，这一情况可以处理。
如上所述，可以不受发动机的怠速操作或怠速运转中空气/燃料比的变化的影响而实现发动机停止时间时精确的空气/燃料比控制，所以可能显著降低使催化剂暴露于稀薄空气的危险并更有效地防止催化剂劣化。
顺便提及，在第四实施例中，在增加燃料时间内并在随后的发动机停止时间内，空气/燃料比不会变得过浓，所以当增加燃料时并在发动机重新起动时几乎没有或没有机会增加HC和CO的排放。
(第五实施例-为防止催化剂劣化通过空气/燃料比控制检测排气和进气系统中的故障)以下将参照图14和图15A至15D说明第五实施例中，该实施例为第四实施例的发展。在第五实施例中，判断燃料增加处理的燃料增加值是否在阈值范围内，例如，通过构成结合本发明的通告装置的Diag(即，诊断)灯或类似物，并且基于该判断，可能检测出在排气和进气系统中的故障并把它们告诉驾驶员，此外还通过第四实施例的这种结构元件，该结构元件当发动机停止时、通过恰在发动机停止前在燃料增加处理中增加、减少、或校正燃料增加量实现精确空气/燃料比控制。图14是判断图12A中被增加、减少或校正的燃料增加值是否在阈值的范围的流程图。
在图14中Diag灯过程中，首先判断燃料增加处理的燃料增加值是否超过提前设定的阈值的预定范围(步骤S1301)。具体地，判断燃料增加值是否大于提前设定的预定上极限值，并且是否小于预定下极限值。如果判断在该步骤S1301中的燃料增加值超过提前设定的阈值的预定范围(步骤S1301是)，则执行打开Diag灯的过程(步骤S1302)。另一方面，如果判断在步骤S1302中的燃料增加值在提前设定的阈值的预定范围内(步骤S1301否)，则执行关闭Diag灯的过程(步骤S1303)。
下面将参照图15A至图15D说明第五实施例中发动机转数和空气/燃料比的变化，其中基于判断在第四实施例或类似例中燃料增加处理中的燃料增加值是否在阈值的预定范围内的判断，检测排气和进气系统中的故障。顺便提及，图15A中从怠速操作到发动机停止的发动机转数的变化与图7A中第一实施例中的相同。
如图15B所示，如果在发动机停止时测量到的空气/燃料比大于预定上极限值，例如如果它显著大于理想的空气/燃料比，则通过图13B中所说明的第四实施例增加燃料增加值。然而，如果该燃料增加值大于预定上极限值，则执行超出反馈-学习的空气/燃料比控制，所以检测出在排气系统中的故障，如不完全密封。这可能预先防止不经过催化剂的废气在发动机正常运转中被释放到空气中以致污染了空气。更具体地，催化剂具有99.9％或更高的净化百分比，所以即使0.1％的废气不经过催化剂被排放到空气中，也可能避免最糟糕的情况，即为正常车辆中两倍或更多的HC、CO、或NOx被排放。
如图15C所示，如果在发动机停止时所测量的空气/燃料比基本上或完全等于预定阈值，例如理想空气/燃料比，则由图13C中说明的第四实施例保持燃料增加值。然而，如果该燃料增加值在阈值的预定范围内，则执行在反馈-学习内的正常的空气/燃料比控制，所以没有检测出故障。
如图15D所示，如果在发动机停止时所测量的空气/燃料比大于预定下极限值，例如如果它显著大于理想空气/燃料比，则通过图13D所说明的第四实施例减少燃料增加值。然而，如果该燃料增加值小于预定下极限值，则执行超出反馈-学习的空气/燃料比控制，从而检测进气系统中的故障，例如燃料从燃料喷射阀的泄漏。这可能预先防止空气污染、催化剂净化百分比的劣化等。具体地，在直喷式汽油机中，当发动机停止很长时间时，燃料喷射阀不工作时泄漏的燃料停留在排气系统中，并且当发动机在低温下起动时，该燃料不经催化剂净化被排放到空气中。然而该故障的检测可使预先防止空气污染成为可能。另一方面，在进气口喷射汽油机中，如果附着在进气口和进气阀上的燃料附着量增加，则当发动机加速时混合气变稀，或当发动机减速时变浓，从而使催化净化百分比变差。然而，该故障的检测使预先防止这种劣化成为可能。
如上所述，在第五实施例中，判断在第四实施例中增加、减少或校正的燃料增加值是否在预定阈值内，并基于该判断结果，检测排气和进气系统中的故障并通知驾驶员，所以可能预先防止空气污染、催化净化百分比的劣化等。
如上所说明的，依据第一、第二、第三、第四、或第五实施例，可能减少使催化剂接触稀薄空气的危险，从而阻止了催化剂劣化的过程。
顺便提及，在上述实施例中，电动发电机装置设有多个由同步电动机构成的电动发电机，但除了或取代它们中的至少一部分，可能使用感应电动机、微调发动机、直流电动机、超导电动机、步进电动机等。
在以上实施例中，由汽油运转的直喷式汽油机被用作发动机150，但是除此之外，也可能使用不同发动机或外燃机，如传统的进气口喷射汽油机、柴油机、涡轮发动机、喷气发动机等。
此外，本发明的混合动力输出装置可应用于已存在、正在发展、或未来会发展的各种并联混合系统和各种串联混合系统的车辆中。
在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以表现为其他具体形式。因此现有实施例在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的，因此，本文旨在包含用附属的权利要求而不是由前述的描述所表示的本发明的范围以及该权利的等价条款的意义和范围内产生的所有改变。
包含说明书、权利要求、附图和摘要的日本专利申请2002年10月1日提交的2002-289192号和2003年6月12日提交的2003-167716号的全部公布内容都作为参考全部包含在本文中。
权利要求
1.一种动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；及控制装置，用于控制所述燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，作为一种用于在停止所述发动机时防止催化剂劣化的控制，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量，所述燃料供给停止处理停止燃料的供给。
2.根据权利要求1所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置以使得燃料供给停止处理的开始时间点与停止所述发动机的处理的开始时间点一致。
3.根据权利要求1或2所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置以根据催化剂的温度执行燃料增加处理。
4.根据权利要求3所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置使得如果催化剂的温度在预定温度阈值之上则执行燃料增加处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置以使得燃料供给停止处理的开始时间点在燃料增加处理的开始时间点之后两至三秒钟。
6.一种动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；及控制装置，用于控制所述燃料供给装置以根据催化剂的温度和所述发动机的发动机转数来执行燃料供给停止处理，作为一种用于在停止所述发动机时防止催化剂劣化的控制，其中所述燃料供给停止处理停止把燃料供给到燃烧室。
7.根据权利要求6所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置使得如果发动机转数低于预定发动机转数阈值则执行燃料增加处理。
8.根据权利要求6或7所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置使得当停止所述发动机时在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量。
9.一种动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；及控制装置，用于至少控制所述燃料供给装置以使得催化剂周围大气中燃料的比例大于大气中空气的比例，作为一种用于在发动机停止时防止催化剂劣化的控制。
10.一种动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；用于调节流入催化剂的空气量的空气量调节装置；及控制装置，用于当催化剂的温度在预定温度阈值之上时控制所述燃料供给装置以执行停止燃料供给的燃料供给停止处理，并控制所述空气量调节装置以减少流入催化剂的空气量，作为一种用于在停止所述发动机时防止催化剂劣化的控制。
11.根据权利要求10所述的动力输出装置，其特征在于，所述控制装置控制所述燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量。
12.一种动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；用于调节流入催化剂的空气量的空气量调节装置；及控制装置，用于控制所述燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，并且用于控制所述空气量调节装置以减少流入催化剂的空气量，作为一种用于在停止所述发动机时防止催化剂劣化的控制，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量，所述燃料供给停止处理停止燃料的供给。
13.根据权利要求1至5、8、11和12中任一项所述的动力输出装置，进一步包括氧浓度传感器，用于测量或估计在催化剂上游的排气系统中的氧气浓度；以及空气/燃料比存储装置，用于存储当所述发动机停止时排气系统中的空气/燃料比，所述控制装置控制所述燃料供给装置以通过反馈-学习这种由所述空气/燃料比存储装置存储的所述发动机先前或过去停止时间的空气/燃料比来校正燃料增加处理中的燃料增加量。
14.根据权利要求1至5、8和11至13中任一项所述的动力输出装置，进一步包括一种通告装置，用于当燃料增加处理中的燃料增加量大于预定上限值或小于预定下限值时通告驾驶员。
15.一种混合动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；控制装置，用于控制所述燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，作为一种用于在停止所述发动机时防止催化剂劣化的控制，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量，所述燃料供给停止处理停止燃料的供给；及电动发电机装置，能够通过使用所述发动机的输出的至少一部分产生电力并且能够经驱动轴输出驱动力。
16.根据权利要求15所述的混合动力输出装置，其特征在于，所述发动机进行间歇运转，并且所述发动机的停止时间点包括在间歇运转中从运转周期到停机周期的过渡时间点。
17.一种控制包括燃烧室的发动机的方法，包括燃料增加处理，当停止发动机时从当前状态增加燃烧室中的燃料量；以及燃料供给停止处理，当停止发动机时在所述燃料增加处理之后停止燃料供给。
18.一种控制包括燃烧室的发动机的方法，包括燃料供给停止处理，当停止发动机时，根据用于净化从燃烧室排放的气体的催化剂的温度和发动机的发动机转数，停止把燃料供给到燃烧室。
19.一种控制包括燃烧室的发动机的方法，包括当停止发动机时，相对于大气中空气的比例增加催化剂周围大气中的燃料的比例的处理。
20.一种控制包括燃烧室的发动机的方法，包括燃料供给停止处理，如果催化剂的温度在预定温度阈值之上，则在停止发动机时停止供给燃料；以及和所述燃料供给停止处理一起减少流入催化剂的空气量的处理。
21.一种控制包括燃烧室的发动机的方法，包括燃料增加处理，当停止发动机时从当前状态增加燃烧室中的燃料量；燃料供给停止处理，在所述燃料增加处理之后停止燃料的供给；以及和所述燃料供给停止处理一起减少流入催化剂的空气量的处理。
22.一种混合动力车辆，包括(i)一种混合动力输出装置，包括包括燃烧室的发动机；用于把燃料供给到燃烧室的燃料供给装置；用于由催化剂净化从燃烧室排出的气体的排气净化装置；控制装置，用于控制所述燃料供给装置以在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，作为一种用于在停止发动机时防止催化剂劣化的控制，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量，所述燃料供给停止处理停止燃料的供给；及电动发电机装置，能够通过使用所述发动机的输出的至少一部分产生电力并且能够经驱动轴输出驱动力，(ii)车辆主体，在其上安装有所述混合动力输出装置；以及(iii)安装在所述车辆主体上并由经驱动轴输出的驱动力驱动的车轮。
全文摘要
在包括一个发动机和一个电动发电机的混合动力输出装置中，在执行燃料增加处理之后执行燃料供给停止处理，作为一种用于在停止发动机时防止催化剂劣化的控制，其中所述燃料增加处理从当前状态增加燃烧室内的燃料量，所述燃料供给停止处理停止燃料的供给。这使防止催化剂接触稀薄空气成为可能。
文档编号F02D41/06GK1497156SQ0316021
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月27日 优先权日2002年10月1日
发明者大泽幸一, 井上敏夫, 夫 申请人:丰田自动车株式会社