车辆及其控制方法

专利名称：车辆及其控制方法
技术领域：
本发明涉及车辆及其控制方法。
背景技术：
以往，作为这种车辆，提出了一种混合动力汽车，其中，当在乘员室 的暖气装置处于开启(ON)状态的情况下发动机的冷却水温度小于预定 温度时，设定充电量比发动机的冷却水温度大于等于预定温度时的充电量 小的充放电量，以作为对蓄电池进行充电的目标充放电量(例如，参见专 利文献1)。在汽车中，根据这样的控制，抑制蓄电池的剩余容量的急剧 上升，使得马达向发动机施加负荷的时间比较长来促使发动机发热。
专利文献1:日本专利文献特开2005-147050号公报。

发明内容
在混合动力汽车中，控制向马达提供电力或从马达接受电力的蓄电池 的蓄电量(SOC: State Of Charge,荷电状态)以使其在以额定容量的例如 60 %左右为中心的管理范围内，以便当加速踏板踩得很深时除发动机的动 力以外还从马达输出动力而释放必要的电力，或者当制动器被踩下时为了 提高车辆的能量效率而将车辆的动能通过马达再生来充电。在将锂离子电 池用作蓄电池的情况下，当其温度低时，通过将管理范围控制得较低，能 够增大容许对蓄电池进行充电的容许电力，由此能够改善车辆的燃油经济 性，因此希望降低蓄电池的蓄电量(SOC)。另一方面，在混合动力汽车 中，当安装在发动机的排气系统中的排气净化装置的催化剂温度低时，为 了充分发挥催化剂的作用，使发动机空载空载运转，并且延迟其点火正时 以将更多的能量被用于催化剂的加热。此时，车辆是通过来自马达的输出 来行驶的，因此从确保催化剂加热完成为止的电力的必要性出发，优选提高蓄电池的蓄电量(SOC)。当蓄电池的温度低并且净化装置的催化剂温 度也低时，需要确定是为了改善车辆的燃油经济性而将蓄电池的蓄电量
(soc)控制得较低呢，还是为了催化剂加热而将蓄电池的蓄电量 (soc)控制得较高呢，或者还是实施与这两种控制均不相同的蓄电池的
蓄电量(soc)控制呢。
本发明的车辆及其控制方法的主要目的在于，当锂离子电池等蓄电装 置的温度低并且安装在内燃机的排气系统中的排气净化装置的催化剂的温 度也低时更加恰当地控制蓄电装置的蓄电量。
本发明的车辆及其控制方法为了至少达到上述主要目的，采取了以下 的手段。
本发明的车辆包括内燃机，在该内燃机的排气系统中安装有排气净
化装置，所述排气净化装置具有净化排气的排气净化用催化剂；发电机， 该发电机使用来自所述内燃机的动力而发电；电动机，该电动机能够输出 用于行驶的动力；蓄电单元，该蓄电单元向所述发电机和所述电动机提供 电力或者从所述发电机和所述电动机接收电力；要求驱动力设定单元，该 要求驱动力设定单元设定行驶所要求的要求驱动力；低蓄电量控制请求单 元，该低蓄电量控制请求单元至少在所述蓄电单元的温度小于第一温度时 进行低蓄电量控制的请求，所述低蓄电量控制通过使管理用蓄电量范围的 中心蓄电量小于所述蓄电单元的温度大于等于所述第一温度时的中心蓄电 量来管理所述蓄电单元的蓄电量，所述管理用蓄电量范围用于管理所述蓄 电单元的蓄电量；催化剂加热促进控制请求单元，该催化剂加热促进控制 请求单元至少在所述排气净化用催化剂的温度小于第二温度时进行催化剂 加热促进控制的请求，所述催化剂加热促进控制促进所述排气净化用催化 剂的加热；以及控制单元，当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催化剂 加热促进控制未被请求时，该控制单元控制所述内燃机、所述发电机以及 所述电动机，以使得通过所述低蓄电量控制来管理所述蓄电单元的蓄电 量，并使车辆通过基于所述设定的要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低 蓄电量控制未被请求、并且所述催化剂加热促进控制被请求时，该控制单 元控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车辆通过基于所述设定 的要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催 化剂加热促进控制被请求时，该控制单元控制所述内燃机、所述发电机以 及所述电动机，以使得与所述低蓄电量控制的请求无关地通过所述催化剂 加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车辆通过基于所述设定 的要求驱动力的驱动力来行驶。
在本发明的上述车辆中，当基低蓄电量控制被请求、并且催化剂加热 促进控制未被请求时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得通过低蓄 电量控制来管理蓄电单元的蓄电量，并使车辆通过基于行驶所要求的要求 驱动力的驱动力来行驶，其中，所述低蓄电量控制根据蓄电单元的温度小 于第一温度而被请求，并通过使管理用蓄电量范围的中心蓄电量小于蓄电 单元的温度大于等于第一温度时的中心蓄电量来管理蓄电单元的蓄电量， 所述管理用蓄电量范围用于管理蓄电单元的蓄电量，所述催化剂加热促进 控制根据排气净化用催化剂的温度小于第二温度而被请求，用于促进排气 净化用催化剂的加热。由此，能够增大对蓄电单元进行充电的容许电力， 从而能够改善车辆的燃油经济性。当低蓄电量控制未被请求、并且催化剂 加热促进控制被请求时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得通过催 化剂加热促进控制来加热排气净化用催化剂，并使车辆通过基于要求驱动 力的驱动力来行驶。由此，能够迅速加热催化剂，从而能够抑制排放劣 化。此外，当低蓄电量控制和催化剂加热促进控制均被请求时，控制内燃 机、发电机以及电动机，以使得与低蓄电量控制的请求无关地通过催化剂 加热促进控制来加热排气净化用催化剂，并使车辆通过基于要求驱动力的 驱动力来行驶。即，当低蓄电量控制和催化剂加热促进控制均被请求时， 优先催化剂加热促进控制。由此，虽然车辆的燃油经济性稍微恶化，但能 够迅速加热催化剂，从而能够抑制排放劣化。这里，蓄电单元可以使用锂 离子电池。
在本发明的上述车辆中，所述催化剂加热促进控制也可以是通过使所 述内燃机空载运转并且比负载运转时延迟点火正时来进行的控制。另外， 所述低蓄电量控制请求单元也可以在所述内燃机的冷却水温度大于等于第三温度时即使所述蓄电单元的温度小于所述第一温度也不进行所述低蓄电量控制的请求。
本发明的车辆的控制方法具有以下特征所述车辆包括内燃机，在该内燃机的排气系统中安装有排气净化装置，所述排气净化装置具有净化排气的排气净化用催化剂；发电机，该发电机使用来自所述内燃机的动力而发电；电动机，该电动机能够输出用于行驶的动力；以及蓄电单元，该
蓄电单元向所述发电机和所述电动机提供电力或者从所述发电机和所述电
动机接受电力；所述控制方法包括以下步骤(a)至少在所述蓄电单元的温度小于第一温度时进行低蓄电量控制的请求，并且至少在所述排气净化用催化剂的温度小于第二温度时进行催化剂加热促进控制的请求，所述低蓄电量控制通过使管理用蓄电量范围的中心蓄电量小于所述蓄电单元的温度大于等于所述第一温度时的中心蓄电量来管理所述蓄电单元的蓄电量，所述管理用蓄电量范围用于管理所述蓄电单元的蓄电量，所述催化剂加热促进控制促进所述排气净化用催化剂的加热；以及(b)当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催化剂加热促进控制未被请求时，控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得通过所述低蓄电量控制来管理所述蓄电单元的蓄电量，并使车辆通过基于行驶所要求的要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电量控制未被请求、并且所述催化剂加热促进控制被请求时，控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车辆通过基于所述要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催化剂加热促进控制被请求时，控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得与所述低蓄电量控制的请求无关地都通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车辆通过基于所述要求驱动力的驱动力来行驶。
在本发明的上述的车辆的控制方法中，当基低蓄电量控制被请求、并且催化剂加热促进控制未被请求时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得通过低蓄电量控制来管理蓄电单元的蓄电量，并使车辆通过基于行驶所要求的要求驱动力的驱动力来行驶，其中，所述低蓄电量控制根据蓄电单元的温度小于第一温度而被请求，并通过使管理用蓄电量范围的中心蓄电量小于蓄电单元的温度大于等于第一温度时的中心蓄电量来管理蓄电单元的蓄电量，所述管理用蓄电量范围用于管理蓄电单元的蓄电量，所述催化剂加热促进控制根据排气净化用催化剂的温度小于第二温度而被请求，用于促进排气净化用催化剂的加热。由此，能够增大对蓄电单元进行充电的容许电力，从而能够改善车辆的燃油经济性。当低蓄电量控制未被请求、并且催化剂加热促进控制被请求时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得通过催化剂加热促进控制来加热排气净化用催化剂，并使车辆通过基于要求驱动力的驱动力来行驶。由此，能够迅速加热催化剂，从而能够抑制排放劣化。此外，当低蓄电量控制和催化剂加热促进控制均被请求时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得与低蓄电量控制的请求无关地通过催化剂加热促进控制来加热排气净化用催化剂，并使车辆通过基于要求驱动力的驱动力来行驶。§卩，当低蓄电量控制和催化剂加热促进控制均被请求时，优先催化剂加热促进控制。由此，虽然车辆的燃油经济性稍微恶化，但能够迅速加热催化剂，从而能够抑制排放劣化。这里，蓄电单元可以使用锂离子电池。
在本发明的上述的车辆的控制方法中，所述催化剂加热促进控制也可以是通过使所述内燃机空载运转并且比负载运转时延迟点火正时来进行的
控制。此外，所述步骤(a)也可以在所述内燃机的冷却水温度大于等于
第三温度时即使所述蓄电单元的温度小于所述第一温度也不进行所述低蓄电量控制的请求。


图1是示出作为本发明一个实施例的混合动力汽车20的概要结构的结构图2是示出发动机22的概要结构的结构图3是示出蓄电池50的蓄电量(SOC)、电池温度Tb以及输入输出限制Win、 Wout之间的关系的一个例子的说明图4是示出蓄电池50的蓄电量(SOC)与输入输出限制Win、 Wout的校正系数之间的关系的一个例子的说明图5是示出由实施例的混合动力用电子控制单元70执行的控制模式设定例程的 一个例子的流程图6是示出由实施例的发动机ECU 24执行的催化剂加热要求输出例程的一个例子的流程图7是示出由实施例的蓄电池ECU 52执行的低SOC控制要求输出例程的一个例子的流程图8是示出蓄电池50的蓄电量(SOC)、管理中心SOC、以及作为充电要求或放电要求的充放电要求功率PM之间的关系的一个例子的说明图9是示出由实施例的混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一个例子的流程图IO是示出由实施例的混合动力用电子控制单元70执行的催化剂加热时驱动控制例程的一个例子的流程图11是示出要求转矩设定用映射图的一个例子的说明图12是示出发动机22的运行线的一个例子以及设定目标转速N^和目标转矩T^的情形的说明图13是示出共线图的一个例子的说明图，该共线图示出了在从发动机22输出功率的状态下行驶时的动力分配综合机构30的旋转构件的转速与转矩间的力学关系；
图14是用于说明设定转矩限制Tmlmin、 Tmlmax的情形的说明图15是示出共线图的一个例子的说明图，该共线图示出了在催化剂加热模式下行驶时的动力分配综合机构30的旋转构件的转速与转矩间的力学关系；
图16是示出变形例的混合动力汽车120的概要结构的结构图；图17是示出变形例的混合动力汽车220的概要结构的结构图。
具体实施例方式
下面，使用实施例来说明用于实施本发明的优选方式。图1是示出作为本发明一个实施例的混合动力汽车20的概要结构的结构图。如该图1所示，实施例的混合动力汽车20包括发动机22、经由减震器28与作为发动机22的输出轴的曲轴26连接的三轴式动力分配综合机构30、与动力分配综合机构30连接的可发电的马达MG1、安装在与动力分配综合机构30连接的作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a上的减速齿轮35、与该减速齿轮35连接的马达MG2、控制动力输出装置整体的混合动力用电子控制单元70。
发动机22例如被构成为可通过汽油或轻油等烃系燃料来输出动力的内燃机，如图2所示，发动机22经由节气门124吸入通过空气滤清器122清洁了的空气并从燃料喷射阀126喷射汽油来混合吸入的空气和汽油，将该混合气体经由进气阀128吸入燃烧室中，通过火花塞130的电火花来使其爆发燃烧，从而将被其能量推下的活塞132的往复运动转换成曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气经由对一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)等有害成分进行净化的净化装置(三元催化剂)134而排出到外气中。
发动机22由发动机用电子控制单元(以下，称为发动机ECU) 24控制。发动机ECU 24被构成为以CPU 24a为中心的微处理器，除了 CPU24a以外还包括存储处理程序的ROM 24b、暂时存储数据的RAM 24c以及未图示的输入输出端口和通信端口。发动机ECU 24经由输入端口输入来自对发动机22的状态进行检测的各种传感器的信号，例如来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140的曲轴位置、来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温度、来自安装在燃烧室内的压力传感器143的缸内压力Pin、来自对开启和关闭向燃烧室进行进气的进气阀128或从燃烧室进行排气的排气阀的凸轮轴的旋转位置进行检测的凸轮位置传感器144的凸轮位置、来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门位置、来自安装在进气管上的空气流量计148的空气流量信号AF、来自同样安装在进气管上的温度传感器149的进气温度、来自安装在排气系统的净化装置134的上游一侧的空燃比传感器135a的空燃比AF、来自安装在排气系统的净化装置134的下游侧的氧传感器135b的氧信号、来自安装在净化装置134上的温度传感器135c的催化剂温度Tc等。另外，从发动机ECU 24经由输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号，例如对燃料喷射阀126的驱动信号、对用于调节节气门124的位置的节气门马达136的驱动信号、对与点火器构成为一体的点火线圈138的控制信号、对可改变进气阀128的开闭正时的可变气门正时机构150的控制信号等。发动机ECU 24与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号来控制发动机22使其运转，并且按照需要输出与发动机22的运转状态相关的数据。发动机ECU 24基于来自曲轴位置传感器140的曲轴位置还计算曲轴26的转速、即发动机22的转速Ne。
动力分配综合机构30被构成为行星齿轮机构，该行星齿轮机构包括作为外齿齿轮的太阳齿轮31、与该太阳齿轮31配置在同心圆上并作为内齿齿轮的内啮合齿轮32、与太阳齿轮31啮合且与内啮合齿轮32啮合的多个小齿轮33、以及自持运转自如且公转自如地保持多个小齿轮33的行星齿轮架34，并且将太阳齿轮31、内啮合齿轮32以及行星齿轮架34作为旋转构件而执行差动作用。在动力分配综合机构30中，在行星齿轮架34上连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有马达MG1，在内啮合齿轮32上经由内啮合齿轮轴32a连结有减速齿轮35，当马达MG1作为发电机发挥功能时将从行星齿轮架34输入的来自发动机22的动力按照其齿轮比分配给太阳齿轮31侧和内啮合齿轮32侦U，当马达MG1作为电动机发挥功能时将从行星齿轮架34输入的来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自马达MG1的动力综合后输出给内啮合齿轮32侧。输出至内啮合齿轮32的动力从内啮合齿轮轴32a经由齿轮机构60和差速齿轮62最终被输出给车辆的驱动轮63a、 63b。
马达MG1和马达MG2均被构成为既能够作为发电机驱动也能够作为电动机驱动的公知的同步发电电动机，该马达MG1和马达MG2经由逆变器41、 42向蓄电池50提供电力或从蓄电池50接受电力。连接逆变器41、 42和蓄电池50的电线54被构成为由各逆变器41、 42共用的正极母线和负极母线，以使得马达MG1、 MG2中的任一个马达所发出的电力能够被另一个马达消耗。因此，蓄电池50可通过从马达MG1、 MG2中的任一个发出的电力而充电，并可根据不足的电力而放电。而且，如果通过马达MG1、 MG2达到了电力收支的平衡，则蓄电池50不进行充放电。马达MG1、 MG2的驱动均由马达用电子控制单元(以下，称为马达ECU) 40控制。向马达ECU 40输入对马达MG1、 MG2进行驱动控制所需要的信号，例如来自检测马达MG1、 MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、 44的信号、通过未图示的电流传感器检测出的施加给马达MG1、 MG2的相电流等，并从马达ECU 40输出对逆变器41、 42的开关控制信号。马达ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号来对马达MG1、 MG2进行驱动控制，并且根据需要向混合动力用电子控制单元70输出与马达MG1、MG2的运转状态相关的数据。马达ECU 40根据来自旋转位置检测传感器43、 44的信号还计算马达MG1、 MG2的转速Nml、 Nm2。
蓄电池50被构成为锂离子电池，由蓄电池用电子控制单元(以下，称为蓄电池ECU) 52进行管理。向蓄电池ECU 52输入管理蓄电池50所需要的信号、例如来自设置在蓄电池50的端子之间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与蓄电池50的输出端子连接的电线54上的未图示的电流传感器的充放电电流、来自安装在蓄电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，并根据需要将与蓄电池50的状态相关的数据通过通信而输出给混合动力用电子控制单元70。另外，蓄电池ECU 52为了管理蓄电池50，基于电流传感器所测出的充放电电流的累加值来计算蓄电量(SOC)，或基于算出的蓄电量(SOC)和电池温度Tb来计算作为可以对蓄电池50进行充放电的最大容许电力的输入输出限制Win、Wout。另外，也可以基于蓄电量(SOC)和电池温度Tb设定输入输出限制Win、 Wout的基本值，基于蓄电池50的蓄电量(SOC)设定输出限制用校正系数和输入限制用校正系数，通过将所设定的输入输出限制Win、Wout的基本值乘以校正系数来设定蓄电池50的输入输出限制Win、Wout。图3示出了蓄电量(SOC)和电池温度Tb以及输入输出限制Win、 Wout之间的关系的一个例子，图4示出了蓄电池50的蓄电量(SOC)与输入输出限制Win、 Wout的校正系数之间的关系的一个例子。 从图3可知，在电池温度Tb低的区域中，在蓄电量(SOC)低的一侧能 够增大输入限制Win的绝对值。
混合动力用电子控制单元70被构成为以CPU 72为中心的微处理器， 除了 CPU 72以外还包括存储处理程序的ROM 74、暂时存储数据的RAM 76以及未图示的输入输出端口和通信端口。来自点火开关80的点火信 号、来自检测换档杆81的操作位置的换档位置传感器82的换档位置SP、 来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度 Acc、来自检测制动踏板85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏 板位置BP、以及来自车速传感器88的车速V等经由输入端口被输入给混 合动力用电子控制单元70。如上所述，混合动力用电子控制单元70经由 通信端口与发动机ECU 24、马达ECU 40、以及蓄电池ECU 52连接，并 与发动机ECU24、马达ECU40、以及蓄电池ECU 52进行各种控制信号 和数据的交换。
这样构成的实施例的混合动力汽车20基于与驾驶员对加速踏板83的 踩下量对应的加速开度Acc和车速V来计算应向作为驱动轴的内啮合齿轮 轴32a输出的要求转矩，对发动机22、马达MG1以及马达MG2进行运转 控制，以便向内啮合齿轮轴32a输出与该要求转矩对应的要求动力。作为 发动机22、马达MG1以及马达MG2的运转控制，包括转矩变换运转模 式、充放电运转模式、马达运转模式等，其中，所述转矩变换运转模式是 指控制发动机22的运转以便从发动机22输出与要求动力相符的动力， 并且控制马达MG1和马达MG2的驱动，以使得从发动机22输出的全部 动力通过动力分配综合机构30、马达MG1以及马达MG2进行转矩变换后 被输出给内啮合齿轮轴32a，所述充放电运转模式是指控制发动机22的 运转以便从发动机22输出与要求动力和蓄电池50充放电所需要的电力之 和相符的动力，并且控制马达MG1和马达MG2的驱动，以使得随着蓄电 池50的充放电，从发动机22输出的动力的全部或其一部分通过动力分配 综合机构30、马达MG1以及马达MG2进行转矩变换，从而向内啮合齿轮 轴32a输出要求动力，所述马达运转模式是指停止发动机22的运转并控制马达MG2的运转以使其向内啮合齿轮轴32a输出与要求动力相符的动 力。
下面，对如上构成的实施例的混合动力汽车20的动作进行说明。图5 是示出为了设定对发动机22和马达MG1、 MG2进行驱动控制时的控制模 式而由混合动力用电子控制单元70重复执行的控制模式设定例程的一个 例子的流程图。在执行控制模式设定例程后，混合动力用电子控制单元70 的CPU 72首先输入是否输出有催化剂加热要求或低SOC控制要求的信 息，其中，催化剂加热要求用于执行用于在对催化剂进行加热的情况下进 行行驶的催化剂加热时驱动控制，低SOC控制要求用于在将蓄电池50的 蓄电量(SOC)控制得较低的情况下执行驱动控制(步骤S100 S120)，在催化剂加热要求和低SOC控制要求均未输出时，设定通常模 式(步骤S130)，并且将蓄电池50的蓄电量(SOC)的管理中心SOC* 设定为通常时的值SI (例如，60%等)(步骤S140)，并结束本例程， 当未输出催化剂加热要求但输出有低SOC控制要求时，设定低SOC控制 模式(步骤S150)，并且将蓄电量(SOC)的管理中心SOC^设定为比通 常时的值SI小的值S2 (例如，45%等)(步骤S160)，并结束本例程， 当输出有催化剂加热要求时，不管是否输出有低SOC控制要求都设定催化 剂加热模式(步骤S170)，并结束本例程。这里，催化剂加热要求可通过 由发动机ECU 24执行图6中例示的催化剂加热要求输出例程来输出。发 动机ECU 24在执行催化剂加热要求输出例程时，输入由温度传感器135c 检测的净化装置134的催化剂温度Tc (步骤S200)，对所输入的催化剂 温度Tc与被设定为比使催化剂活化的温度范围的下限温度低的温度的阈 值Trefl进行比较(步骤S210)，当催化剂温度Tc小于阈值Trefl时，向 混合动力用电子控制单元70发送催化剂加热要求(步骤S230)，并结束 例程，当催化剂温度Tc大于等于阈值Trefl、并且已输出有催化剂加热要 求时解除要求(步骤S220)，并结束例程。另外，低SOC控制要求可通 过由蓄电池ECU 52执行图7中例示的低SOC控制要求输出例程来输出。 蓄电池ECU 52在执行低SOC控制要求输出例程时，输入发动机22的冷 却水温度Tw和来自温度传感器51的电池温度Tb (步骤S300)，对电池温度Tb与被设定为输入限制Win的绝对值变小的温度(例如，5'C或10 。C等)的阈值Tref2进行比较(步骤S310)，并且对冷却水温度Tw与被 设定为可判断出没有进行发动机22的暖机的温度(例如，4(TC等)的阈 值Trcf3进行比较(步骤S320)，当电池温度Tb小于阈值Trcf2并且冷却 水温度Tw小于阈值Tref3时，向混合动力用电子控制单元70发送低SOC 控制要求(步骤S340)，并结束例程，当电池温度Tb大于等于阈值Trcf2 或者冷却水温度Tw大于等于阈值Tref3、并且输出有低SOC控制要求时 解除要求(步骤S330)，并结束例程。这里，假定发动机22的冷却水的 温度是通过通信从发动机ECU 24输入由水温传感器142测出的温度而得 的。图8示出了蓄电池50的蓄电量(SOC)的管理中心SOC^与充放电要 求功率PW之间的关系的一个例子的说明图，其中，充放电要求功率Pb* 是应对蓄电池50进行充放电的电力。该图中，实线表示将通常时的值Sl 用作管理中心SOC^的时候，虚线表示将低SOC控制时的值S2用作管理 中心SOCM勺时候。如该图所示，在低SOC控制中，通过管理中心S氺采 用比通常时的值Sl小的值S2，使充电要求或放电要求从通常时移向低 SOC侦iJ。即，在低SOC控制中，如果不达到比通常时的蓄电量(SOC) 低的蓄电量(SOC)就不进行充电要求，而放电要求在比通常时的蓄电量
(soc)低的蓄电量(soc)下也进行。由此，在低soc控制中，能够将
蓄电池50的蓄电量(SOC)控制得较低。
下面，对在如上设定的控制模式下进行的驱动控制进行说明。图9是 示出设定了通常模式或低SOC控制模式时的驱动控制中在使发动机22运 转时由混合动力用电子控制单元70执行的驱动控制例程的一个例子的流 程图，图10是示出在设定了催化剂加热模式时由混合动力用电子控制单 元70执行的催化剂加热时驱动控制例程的一个例子的流程图。作为设定 了通常模式或低SOC控制模式时的驱动控制，除图9中例示的发动机22 处于运转时的驱动控制以外，还包括在发动机22停止运转的状态下仅使 用来自马达MG2的动力来行驶的马达行驶用驱动控制、在启动处于停止 运转的发动机22的同时行驶的启动时的驱动控制等，但是马达行驶用驱 动控制是在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout的范围内从马达MG2输出在图9的驱动控制例程中设定的要求转矩1>*的控制，启动时的驱动 控制是将马达行驶用驱动控制和启动发动机22的转矩叠加考虑的控制， 因此这些驱动控制均基本为图9的驱动控制，而且均不构成本发明的核 心，因此省略对马达行驶用驱动控制和启动时的驱动控制的详细说明。
当设定了通常模式或低SOC控制模式从而执行图9的驱动控制例程 时，混合动力用电子控制单元70的CPU 72首先执行输入来自加速踏板位 置传感器84的加速器开度Acc、来自车速传感器88的车速V、马达MG1 及MG2的转速Nml和Nm2、充放电要求功率Pb*、蓄电池50的输入输 出限制Win和Wout等控制所需的数据的处理(步骤S400)。这里，马达 MG1和MG2的转速Nml和Nm2是基于由旋转位置检测传感器43、 44测 出的马达MG1、 MG2的转子的旋转位置算出并从马达ECU 40通过通信而 输入的。而且，充放电要求功率PM是根据基于管理中心SOC^的充电要 求或放电要求(参照图8)与蓄电池50的蓄电量(SOC)而设定并从蓄电 池ECU 52通过通信输入的，其中管理中心SOC^是基于控制模式而设定 的。即，当通过图5的控制模式设定例程而设定了通常模式时，输入使用 蓄电池50的蓄电量(SOC)和图8的实线映射图导出的充放电要求功率 Pb*，当设定了低SOC控制模式时，输入使用蓄电池50的蓄电量(SOC) 和图8的虚线映射图导出的充放电要求功率PM。而且，蓄电池50的输入 输出限制Win、 Wout是根据蓄电池50的电池温度Tb和蓄电池50的蓄电 量(SOC)设定并从蓄电池ECU52通过通信输入的。
在如上输入数据后，基于所输入的加速器开度Acc和车速V来设定作 为车辆所要求的转矩的应向作为与驱动轮63a、 63b连结的驱动轴的内啮合 齿轮轴32a输出的要求转矩Tr* (步骤S410)，根据所设定的要求转矩 T^来设定对发动机22要求的要求功率Pe* (步骤S420)。在实施例中， 如下设定要求转矩Tr*:预先设定加速器开度Acc、车速V以及要求转矩 T^之间的关系并将其作为要求转矩设定用映射图存储在ROM 74中，并 且在给定了加速器开度Acc和车速V时通过从所存储的映射图中导出对应 的要求转矩Tr气在图11中示出了要求转矩设定用映射图的一个例子。要 求功率Pef可通过计算将所设定的要求转矩T^和内啮合齿轮轴32a的转速Nr相乘的值、蓄电池50所要求的充放电要求功率PM以及损耗Loss之和 来求出。内啮合齿轮轴32a的转速Nr可通过将车速V乘以换算系数K (Nr = k V)来求出，或者可通过将马达MG2的转速Nm2除以减速齿 轮35的齿轮比Gr (Nr = Nm2 / Gr)来求出。
接着，基于所设定的要求功率P^来设定作为应使发动机22运转的运 转点的目标转速N^和目标转矩Te* (步骤S430)。基于使发动机22高 效运行的运行线和要求功率Pe^^来进行该设定。在图12中示出了发动机 22的运行线的一个例子以及设定目标转速N^和目标转矩T^的情形。如 该图12所示，目标转速Ne^^和目标转矩16*可通过运行线与要求功率Pe* (Ne* X Te*)恒定的曲线的交点来求出。
接着，利用发动机22的目标转速Ne^马达MG2的转速Nm2以及动 力分配综合机构30的齿轮比P并通过下式(1)来计算马达MG1的目标 转速Nml*，并且基于算出的目标转速NmP和所输入的马达MG1的转速 Nml并通过下式(2)来计算应从马达MG1输出的转矩的临时值、即临时 转矩Tmltmp (步骤S180)。这里，式(1)是针对动力分配综合机构30 的旋转构件的力学关系式。图13示出了表示在从发动机22输出功率的状 态下行驶时的动力分配综合机构30的旋转构件的转速与转矩间的力学关 系的共线图。在该图13中，左边的S轴表示马达MG1的转速Nml、即太 阳齿轮31的转速，C轴表示发动机22的转速Ne、即行星齿轮架34的转 速，R轴表示将马达MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的齿轮比Gr而得 的内啮合齿轮32的转速Nr。利用该共线图容易导出式(1) 。 R轴上的两 个粗线箭头表示从马达MG1输出的转矩Tml作用于内啮合齿轮轴32a的 转矩和从马达MG2输出的转矩Tm2经由减速齿轮35作用于内啮合齿轮轴 32a的转矩。另外，式(2)是用于使马达MG1以目标转速Nml旋转的反 馈控制中的关系式，在式(2)中，右边第二项的"kl"是比例项的增 益，右边第三项的"k2"是积分项的增益。Nml*=Ne** (1 + p ) /p — Nm2/p (1) Tmltmp = p Te* / (1 + p ) + kl (Nml* — Nml ) + k2 / (Nml* — Nml) dt (2)
接着，设定转矩限制Tmlmin、 Tmlmax (步骤S450)，转矩限制 Tmlmin、 Tmlmax是同时满足式(3)和式(4)并可从马达MG1输出的 转矩的上下限，通过式(5)并用转矩限制Tmlmin、 Tmlmax对所设定的 临时转矩Tmltmp进行限制，从而设定马达MG1的转矩指令Tml*。这 里，式(3)是由马达MG1和马达MG2向内啮合齿轮轴32a输出的转矩 trj'k、々wJ2r/、/a 'i且u ，j安^c孜7ti丄r.-trjyiirantrj大尔，工、、4)是由与迈 MG1和马达MG2输入输出的电力的总和进入输入输出限制Win、 Wout的 范围内的关系。图14示出了转矩限制Tmlmin、 Tmlmax的一个例子。作 为转矩限制Tmlmin、 Tmlmax，可求出图中斜线所示的区域内的转矩指令 TmP的最大值和最小值。
0《一Tml /p + Tm2 Gr《Tr* (3)
Win《Tml Nml + Tm2 Nm2《Wout (4)
Tml* = max ( min ( Tmltmp， Tmlmax ) ， Tmlmin ) (5)
然后，利用下式(6)通过在要求转矩T^上相加将所设定的转矩指令 Tm"除以动力分配综合机构30的齿轮比p所得的值，进而除以减速齿轮 35的齿轮比Gr，来计算作为应从马达MG2输出的转矩的临时值的临时转 矩Tm2tmp (步骤S470)，并且利用下式(7)和下式(8)通过将蓄电池 50的输入输出限制Win、 Wout与通过将所设定的转矩指令Tm"和马达 MG1的当前转速Nml相乘而得的马达MGl的消耗电力(发电电力)之差 除以马达MG2的转速Nm2来计算转矩限制Tm2min、 Tm2max，转矩限制 Tm2min、 Tm2max是可从马达MG2输出的转矩的上下限(步骤S480)， 并且通过式(9)并用转矩限制Tm2min、 Tm2max对所设定的临时转矩 Tm2tmp进行限制，由此设定马达MG2的转矩指令Tm2* (步骤S490)。
19这里，式(6)是可从图13的共线图容易地导出。
Tm2tmp = (Tr* + Tml* /P ) / Gr (6)
Tm2min = (Win — Tml* Nml) /Nm2 (7)
Tm2max = (Wout — Tml * Nml) / Nm2 (8 )
Tm2* = max (min (Tm2tmp， Tm2max) ， Tm2min) (9)
在如上设定发动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te^马达MG1和 MG2的转矩指令Tm"和1^2*之后，将发动机22的目标转速Ne^^和目标 转矩丁6*发送给发动机ECU 24，将马达MG1和MG2的转矩指令Tm"和 丁11!2*发送给马达ECU 40 (步骤S500)，并结束驱动控制例程。接收了目 标转速N^和目标转矩T^的发动机ECU 24进行发动机22中的进入空气 量控制、燃料喷射控制、点火控制等控制，以使发动机22在由目标转速 N^和目标转矩T^表示的运转点上运转。另外，接收了转矩指令Tm"和 Tm2^勺马达ECU 40进行逆变器41、 42的开关元件的开关控制，以使马 达MG1以转矩指令Tml"区动，并且马达MG2以转矩指令Tm2^区动。 通过这样的控制，能够在将蓄电池50的蓄电量(SOC)控制在管理中心 SOC^附近的范围内的同时在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout的范围 内使发动机22高效运转并向作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a输出要求转矩 T一以使车辆行驶。即，当通过图5的控制模式设定例程来设定了通常模式 时，能够在将蓄电池50的蓄电量(SOC)控制在由值Sl的管理中心 SOC见定的范围内的同时，在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout的范 围内使发动机22高效运转并向内啮合齿轮轴32a输出要求转矩T一而使车 辆行驶，当设定了低SOC控制模式时，能够在将蓄电池50的蓄电量
(SOC)控制在由比通常模式的值Sl小的值S2的管理中心SOC^规定的 范围内的同时，在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout的范围内使发动 机22高效运转并向内啮合齿轮轴32a输出要求转矩T产而使车辆行驶。由 此，当设定了低SOC控制模式时，能够降低蓄电池50的蓄电量
(SOC)，并能够增大输入限制Win的绝对值大来控制发动机22或马达MG1、 MG2，从而能够提高燃油经济性。
当设定了催化剂加热模式从而执行图10的催化剂加热时驱动控制例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU72首先输入加速器开度Acc、车速V、马达MG1禾卩MG2的转速Nml和Nm2、蓄电池50的蓄电量(SOC)、蓄电池50的输入输出限制Win和Wout等控制所需要的数据(步骤S600)，并且基于所输入的加速器开度Acc和车速V、以及图11的要求转矩设定用映射图来设定应向作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a输出的要求转矩Tr* (步骤S610)，将要求转矩T^乘以内啮合齿轮轴32a的转速Nr而得的值与损耗Loss之和设定为车辆要求功率P* (步骤S620)。这里，蓄电池50的蓄电量(SOC)是将基于充放电电流Ib积分而得到的值从蓄电池ECU 52通过通信而输入的。
然后，判断蓄电池50的蓄电量(SOC)是否大于等于阈值Smin (步骤S630)，判断加速器开度Acc是否小于阈值Aref (步骤S640)，判断车辆要求功率？*是否小于阈值Pref (步骤S650)。这里，阈值Smin被设定为比与下次启动发动机22所需要的电力量相当的蓄电量(SOC)大的值，例如可以使用20%、 30%等。另外，阈值Arcf被设定为不仅需要来自马达MG2的动力还需要来自发动机22的动力的程度的加速器开度，例如可以使用50%、 60%等。并且，阈值Pref被设定为比能够通过来自蓄电池50的放电电力来维持的功率的上限值稍小的值，可根据蓄电池50的性能等而确定。
当蓄电池50的蓄电量(SOC)小于阈值Smin、或加速器开度Acc大于等于阈值Aref、或车辆要求功率？*大于等于阈值Pref时，判断为需要来自发动机22的动力，解除催化剂加热模式(步骤S660)，并结束本例程。此时，通过图9的驱动控制例程来进行驱动控制。
当蓄电池50的蓄电量(SOC)大于等于阈值Smin、加速器开度Acc小于阈值Aref、并且车辆要求功率P〃j、于阈值Pref时，将发动机22的目标转速Ne》设定为怠速转速Nidl (例如，800rpm、 1000rpm等)，并且将目标转矩Tc^设定为值0 (步骤S670)，向发动机ECU 24发送指示以使发动机22的点火正时比通常时延迟的点火延迟(点火遅角)的控制信号(步骤S680)。进行点火延迟是为了将发动机22的大部分燃烧能作为热 量供应给后级的净化装置134。 g卩，将发动机22的大部分燃烧能用于对净 化装置134的催化剂进行加热。
接着，将马达MG1的转矩指令Tml设定为值0 (步骤S690)，使用 在上述的式(6) 式(8)的转矩指令Tm"中代入值O而得的式子来设 定马达MG2的临时转矩Tm2tmp、转矩限制Tm2min和Tm2max (步骤 S700、 S710)，通过式(9)并用转矩限制Tm2min、 Tm2max限制临时转 矩Tm2tmp，从而设定马达MG2的转矩指令Tm2* (步骤S720)。
然后，将发动机22的目标转速N^和目标转矩T^发送给发动机 ECU 24，将马达MG1、 MG2的转矩指令Tml*、 1^2*发送给马达ECU 40 (步骤S730)，结束催化剂加热时驱动控制例程。接收了被设定为怠速 转速Nidi的目标转速Ne4和被设定为值0的目标转矩Tef的发动机ECU 24进行进气量控制或燃烧喷射量控制、点火控制，以使发动机22在基于 在步骤S680中接收的点火延迟的控制信号进行了点火延迟的状态下以怠 速转速Nidl自持运转(空载运转)。另外，接收了转矩指令Tm"、 Tm2* 的马达ECU 40对逆变器41、 42的开关元件进行开关控制，以使马达 MG1以值0的转矩指令Tm"驱动并使马达MG2以转矩指令Tm2"区动。 根据这样的控制，能够在使发动机22运转以促进净化装置134的催化剂 加热的的同时在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout的范围内向作为驱 动轴的内啮合齿轮轴32a输出要求转矩T^而使车辆行驶。g卩，当通过图5 的控制模式设定例程而设定了催化剂加热模式时，在点火延迟的状态下使 发动机22以怠速转速Nidl空载运转，同时在蓄电池50的输入输出限制 Win、 Wout的范围内向内啮合齿轮轴32a输出要求转矩&*而使车辆行 驶，由此能够促进净化装置134的催化剂加热。图15示出了共线图的一 个例子的说明图，该共线图示出了在催化剂加热模式下行驶时的动力分配 综合机构30的旋转构件的转速与转矩间的力学关系。
根据以上说明的实施例的混合动力汽车20，当输出有低SOC控制要 求而未输出催化剂加热要求时，将蓄电池50的蓄电量(SOC)的管理中心 SOCH交为比通常时的值Sl小的值S2来设定充放电要求功率Pb* (充电要求或放电要求)并将其用于驱动控制，由此能够将蓄电池50的蓄电量
(SOC)控制得较低来增大输入限制Win的绝对值。其结果是，能够将马 达MG1、马达MG2的大部分发电电力充电至蓄电池50，能够改善燃油经 济性。当然，能够将基于要求转矩T^的转矩向作为驱动轴的内啮合齿轮 轴32a输出来使车辆行驶。另外，当未输出低SOC控制要求而输出有催化 剂加热要求时，通过控制发动机22以使其在点火延迟的状态下以怠速转 速Nidl自持运转(空载运转)，能够迅速进行净化装置134的催化剂加 热。从而能够抑制排放劣化。并且，当蓄电池50的蓄电量(SOC)小于阈 值Smin、或加速器开度Acc大于等于阈值Aref、或车辆要求功率pf大于 等于阈值Pref时，解除催化剂加热模式，以通常模式进行驱动控制，因此 能够防止蓄电池50过度放电，并能够输出驾驶者所要求的转矩或功率来 使车辆行驶。此外，当低SOC控制要求和催化剂加热要求均输出了时，不 管低SOC控制要求如何，均在催化剂加热模式下控制发动机22，以使其 在点火延迟的状态下以怠速转速Nidl自持运转(空载运转)，由此能够迅 速进行净化装置134的催化剂加热。从而能够抑制排放劣化。
在实施例的混合动力汽车20中，作为催化剂加热时驱动控制，控制 发动机22以使其在点火延迟的状态下以怠速转速Nidl自持运转(空载运 转)，但是也可以控制发动机22以使其在不进行点火延迟的状态下以怠 速转速Nidl自持运转(空载运转)，也可以控制发动机22和马达MG1以 使发动机22在点火延迟的状态下以怠速转速Mdl进行小负载运转。另 外，发动机22的转速不限于怠速转速Nidl，也可以是任意转速。
在实施例的混合动力汽车20中，当电池温度Tb小于阈值Tref2并且 发动机22的冷却水温度Tw小于阈值Tref3时输出低SOC控制要求，但是 也可以只要电池温度Tb小于阈值Tref2，不管发动机22的冷却水温度Tw 如何都输出低SOC控制要求，其中，阈值Tref2被设定为输入限制Win的 绝对值变小的温度，阈值Tref3被设定为能够判断出没有进行发动机22的 暖机的温度。
在实施例的混合动力汽车20中，作为蓄电池50而搭载了锂离子电 池，但作为蓄电池50，也可以搭载除锂离子电池以外的电池，例如镍氢电池、铅蓄电池等。
在实施例的混合动力汽车20中，通过在满足上述的式(3) 、 (4)
的范围内求出限制马达MG1的临时转矩Tmltmp的转矩限制Tmlmin、 Tmlmax来设定了马达MG1的转矩指令Tml*，并且通过利用式(7)、
(8)求出转矩限制Tm2min、 Tm2max来设定了马达MG2的转矩指令 Tm2*，但也可以不受在满足式(3) 、 (4)的范围内求出的转矩限制 Tmlmin、 Tmlmax的限制而将马达转矩Tmltmp直接设定为马达MG1的 转矩指令Tm"，并且使用该转矩指令TmP通过式(7) 、 (8)求出转矩 限制Tm2min、 Tm2max来设定马达MG2的转矩指令Tm2* 。
在实施例的混合动力汽车20中，经由减速齿轮35将马达MG2安装 在作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a上，但既可以将马达MG2直接安装在 内啮合齿轮轴32a上，也可以取代减速齿轮35而经由2级变速、3级变 速、4级变速等变速器将马达MG2安装在内啮合齿轮轴32a上。
在实施例的混合动力汽车20中，将马达MG2的动力通过减速齿轮35 进行变速后输出给内啮合齿轮轴32a，但也可以如图16的变形例的混合动 力汽车120中所例示的那样，将马达MG2的动力连接至与连接有内啮合 齿轮轴32a的车轴(连接有驱动轴63a、 63b的车轴)不同的车轴(图16 中的与车轮64a、 64b连接的车轴)。
在实施例的混合动力汽车20中，将发动机22的动力经由动力分配综 合机构30输出给与驱动轮63a、 63b连接的作为驱动轴的内啮合齿轮轴 32a，但也可以如图17的变形例的混合动力汽车120中所例示的那样，包 括双转子电动机230，该双转子电动机230具有与发动机22的曲轴26连 接的内转子232和与向驱动轮63a、 63b输出动力的驱动轴连接的外转子 234，并且该双转子电动机230在将发动机22的动力的一部分传递给驱动 轴的同时将剩余的动力转换成电力。
另外，混合动力汽车的车型不限于上述的并联混合动力，只要搭载 有在排气系统中安装有具有净化排气的催化剂的排气净化装置的发动 机、使用来自发动机的动力来发电的发电机、能够输出用于行驶的动力的 电动机、向发电机或电动机提供电力或从发电机或电动机接受电力的蓄电池，就可以是任意结构的汽车，例如也可以是串联混合动力车等。
另外，本发明不被限定于应用于如上的混合动力汽车，既可以以汽车
以外的车辆形式实现，也可以以车辆的控制方法的形式实现。
这里，对实施例的主要构成要素与发明内容部分中所记载的发明的主
要构成要素的对应关系进行说明。在实施例中，在排气系统中安装有具有
净化排气的催化剂的净化装置134的发动机22相当于"内燃机"；经由 动力分配综合机构30与发动机22连接并使用来自发动机22的动力来发电 的马达MG1相当于"发电机"；经由内啮合齿轮62和内啮合齿轮轴32a 与驱动轴63a、 63b连接的马达MG2相当于"电动机"；向马达MG1和 马达MG2提供电力或从马达MG1和马达MG2接受电力的由锂离子电池 构成的蓄电池50相当于"蓄电单元"；执行基于加速器开度Acc和车速 V来设定要求转矩T"的图9的驱动控制例程的步骤S410的处理、图10 的加热时驱动控制例程的步骤S610的处理的混合动力用电子控制单元70 相当于"要求驱动力设定单元"；执行在蓄电池50的电池温度Tb小于阈 值Tref2并且发动机22的冷却水温度Tw小于阈值Tref3时输出低SOC控 制要求的图7的低SOC控制要求输出例程的蓄电池ECU 52相当于"低蓄 电量控制请求单元"，其中，阈值Tref2被设定为输入限制Win的绝对值 变小的温度，阈值Trefi被设定为能够判断出没有进行发动机22的暖机的 温度；执行在净化装置134的催化剂温度Tc小于阈值Trefl时输出催化剂 加热要求的图6的催化剂加热要求输出例程的发动机ECU 24相当于"催 化剂加热促进控制请求单元"，其中阈值Trefl被设定为比使催化剂活化 的温度范围的下限温度低的温度；下述的混合动力用电子控制单元70、发 动机ECU24、以及马达ECU40相当于"控制单元"，其中，所述混合动 力用电子控制单元70在输出有低SOC控制要求而未输出催化剂加热要求 时，执行图5的控制模式设定例程的步骤SllO、 S120、 S150、 S160的处 理，即将设定低SOC控制模式作为控制模式，并且将蓄电池50的蓄电 量(SOC)的管理中心SOC^设为比通常时的值Sl小的值S2来设定充放 电要求功率Pb* (充电要求或放电要求)，并且执行图9的驱动控制例程 的步骤S420 S500的处理，S卩使用充放电要求功率PM来设定使得在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout范围内向作为驱动轴的内啮合齿轮 轴32a输出要求转矩T产的、发动机22的目标转速Ne^目标转矩Te*、 马达MG1和MG2的转矩指令TmP和Tm2*，并将它们发送给发动机 ECU 24和马达ECU 40，当未输出低SOC控制要求而输出有催化剂加热要 求时，执行设定催化剂加热模式作为控制模式的图5的控制模式设定例程 的步骤S110、 S120、 S170的处理，并且执行图IO的驱动控制例程的步骤 S620 S730的处理，即设定使得发动机22在点火延迟的状态下以怠速 转速Nidl自持运转(空载运转)并且在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout范围内要求转矩T产被输出给作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a的、发 动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*、马达MG1和MG2的转矩指令 TmP和Tm2*，并将它们发送给发动机ECU 24和马达ECU 40，当低 SOC控制要求和催化剂加热要求均输出了时，执行不管低SOC控制要求 如何都设定催化剂加热模式作为控制模式的图5的控制模式设定例程的步 骤SllO、 S120、 S170的处理，并且执行图10的驱动控制例程的步骤 S620 S730的处理，g卩设定使得发动机22在点火延迟的状态下以怠速 转速Nidi自持运转(空载运转)并且在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout范围内要求转矩Ti^被输出给作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a的、发 动机22的目标转速Ne*、目标转矩Te*、马达MG1和MG2的转矩指令 Tm"和Tm2、并将它们发送给发动机ECU 24和马达ECU 40，所述发动 机ECU 24接收目标转速Ne*、目标转矩Te*、点火延迟的控制信号来控 制发动机22，所述马达ECU 24接收马达MG1 、 MG2的转矩指令Tml*、 Tm2^^来控制马达MGl、 MG2。
这里，"内燃机"不限定于通过汽油或轻油等烃系燃料来输出动力的 内燃机，可以是在排气系统中安装有具有净化排气的排气净化用催化剂的 净化装置的任意类型的内燃机，例如可以是氢气发动机等。"发电机"不 限于被构成为经由动力分配综合机构30与发动机22连接并使用来自发动 机22的动力进行发电的同步发电电动机的马达MG1，可以是使用来自内 燃机的动力而发电的任意类型的发电机，例如可以是直接安装在发动机的 曲轴上的发电机，类型为感应电动机等的发电机。"电动机"不限定于被
26构成为同步发电电动机的马达MG2，可以是可输出用于行驶的动力的任意 类型的电动机，例如可以是感应电动机等。"蓄电单元"不限定于被构成
为向马达MG1和马达MG2提供电力或从马达MG1和马达MG2接受电力 的锂离子电池的蓄电池50，可以是可与发电机、电动机进行电力的提供和 接受的任意的单元，例如可以是镍氢电池、铅蓄电池等。"要求驱动力设 定单元"不限定于基于加速器开度Acc和车速V来设定要求转矩T产的单 元，可以是设定行驶所要求的要求驱动力的任意的单元，例如可以是只基 于加速器开度Acc来设定要求转矩的单元，也可以是在预先设定有行驶路 径的情况下基于行驶路径中的行驶位置来设定要求转矩的单元等。"低蓄 电量控制请求单元"不限定于当蓄电池50的电池温度Tb小于阈值Tref2 并且发动机22的冷却水温度Tw小于阈值Tref3时输出低SOC控制要求的 单元，可以是至少在蓄电单元的温度小于第一温度时进行低蓄电量控制的 请求的任意的单元，所述低蓄电量控制通过使管理用蓄电量范围的中心蓄 电量小于蓄电单元的温度大于等于第一温度时的中心蓄电量来管理蓄电单 元的蓄电量，所述管理用蓄电量范围用于管理蓄电单元的蓄电量，例如也 可以是只要蓄电池50的电池温度Tb小于阈值Tref2则不管发动机22的冷 却水温度Tw如何都输出低SOC控制要求的单元等。"催化剂加热促进控 制请求单元"不限定于当净化装置134的催化剂温度Tc小于阈值Trefl时 输出催化剂加热要求的单元，可以是至少在排气净化用催化剂的温度小于 第二温度时进行用于促进排气净化用催化剂的加热的催化剂加热促进控制 的请求的任意的单元。"控制单元"不限定于混合动力用电子控制单元 70、发动机ECU 24以及马达ECU40的组合，也可以由单一的电子控制单 元构成。另外，"控制单元"不限定于进行如下控制的单元，即当输出 有低SOC控制要求而未输出催化剂加热要求时，设定低SOC控制模式作 为控制模式，并且将蓄电池50的蓄电量(SOC)的管理中心SOCH交为比 通常时的值Sl小的值S2来设定充放电要求功率Pb* (充电要求或放电要 求)，并且使用充放电要求功率PM来控制发动机22、马达MG1、 MG2，使得在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout范围内向作为驱动轴 的内啮合齿轮轴32a输出要求转矩Tr*，当未输出低SOC控制要求而输出有催化剂加热要求时，设定催化剂加热模式作为控制模式，并且控制发动
机22、马达MG1、 MG2，使得发动机22在点火延迟的状态下以怠速转速 Nidl自持运转(空载运转)并且在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout 范围内要求转矩T产被输出给作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a，当低SOC 控制要求和催化剂加热要求均输出了时，不管低SOC控制要求如何都设定 催化剂加热模式作为控制模式，并且控制发动机22、马达MG1、 MG2， 使得发动机22在点火延迟的状态下以怠速转速Nidl自持运转(空载运 转)，并且在蓄电池50的输入输出限制Win、 Wout范围内要求转矩Tr* 被输出给作为驱动轴的内啮合齿轮轴32a，而是"控制单元"可以是进行 如下控制的任意的单元，S卩当低蓄电量控制未被请求、并且催化剂加热 促进控制未被请求时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得通过低蓄 电量控制来管理蓄电单元的蓄电量，并使车辆通过基于要求驱动力的驱动 力来行驶，当低蓄电量控制未被请求、并且催化剂加热促进控制被请求 时，控制内燃机、发电机以及电动机，以使得通过催化剂加热促进控制来 加热排气净化用催化剂，并使车辆通过基于要求驱动力的驱动力来行驶， 当低蓄电量控制被请求、并且催化剂加热促进控制被请求时，控制内燃 机、发电机以及电动机，以使得不管有没有请求低蓄电量控制都通过催化 剂加热促进控制来加热排气净化用催化剂，并使车辆通过要求驱动力的驱 动力来行驶。另外，由于实施例是用于对发明内容部分中所记载的发明的 优选实施方式进行具体说明的一个例子，因此实施例的主要构成要素与发 明内容部分中所记载的发明的主要构成要素的对应关系不是用来限定发明 内容部分中所记载的发明的构成要素的。即，发明内容部分中所记载的发 明应基于该发明内容部分的记载来进行解释，实施例只不过是发明内容部 分中所记载的发明的一个具体例子。
以上利用实施例对本发明的优选实施方式进行了说明，但不用说，
本发明不受上述实施例的任何限定，可以在不脱离本发明主旨的范围内
以各种方式实施。 产业上的可利用性
本发明能够利用于车辆的制造产业等。
权利要求
1.一种车辆，包括内燃机，在该内燃机的排气系统中安装有排气净化装置，所述排气净化装置具有净化排气的排气净化用催化剂；发电机，该发电机使用来自所述内燃机的动力而发电；电动机，该电动机能够输出用于行驶的动力；蓄电单元，该蓄电单元向所述发电机和所述电动机提供电力或者从所述发电机和所述电动机接收电力；要求驱动力设定单元，该要求驱动力设定单元设定行驶所要求的要求驱动力；低蓄电量控制请求单元，该低蓄电量控制请求单元至少在所述蓄电单元的温度小于第一温度时进行低蓄电量控制的请求，所述低蓄电量控制通过使管理用蓄电量范围的中心蓄电量小于所述蓄电单元的温度大于等于所述第一温度时的中心蓄电量来管理所述蓄电单元的蓄电量，所述管理用蓄电量范围用于管理所述蓄电单元的蓄电量；催化剂加热促进控制请求单元，该催化剂加热促进控制请求单元至少在所述排气净化用催化剂的温度小于第二温度时进行催化剂加热促进控制的请求，所述催化剂加热促进控制促进所述排气净化用催化剂的加热；和控制单元，当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催化剂加热促进控制未被请求时，该控制单元控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得通过所述低蓄电量控制来管理所述蓄电单元的蓄电量，并使车辆通过基于所述设定的要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电量控制未被请求、并且所述催化剂加热促进控制被请求时，该控制单元控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车辆通过基于所述设定的要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催化剂加热促进控制被请求时，该控制单元控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得与所述低蓄电量控制的请求无关地通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车辆通过基于所述设定的要求驱动力的驱动力来行驶。
2. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述催化剂加热促进控制是通过使所述内燃机空载运转并且比负载运 转时延迟点火正时来进行的控制。
3. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述低蓄电量控制请求单元在所述内燃机的冷却水温度大于等于第三 温度时即使所述蓄电单元的温度小于所述第一温度也不进行所述低蓄电量 控制的请求。
4. 如权利要求l所述的车辆，其中， 所述蓄电单元是锂离子电池。
5. —种车辆的控制方法，其中，所述车辆包括内燃机，在该内燃机的排气系统中安装有排气净化装置，所述排气净化装置具有净化排气的排气净化用催化剂；发电机，该发电机使用来自所述内燃机的动力而发电；电动机，该电动机能够输出用于行驶的动力；以及蓄电单元，该蓄电单元向所述发电机和所述电动机提供电力或者从所 述发电机和所述电动机接受电力；所述车辆的控制方法的特征在于，包括以下步骤(a) 至少在所述蓄电单元的温度小于第一温度时进行低蓄电量控制 的请求，并且至少在所述排气净化用催化剂的温度小于第二温度时进行催 化剂加热促进控制的请求，所述低蓄电量控制通过使管理用蓄电量范围的 中心蓄电量小于所述蓄电单元的温度大于等于所述第一温度时的中心蓄电 量来管理所述蓄电单元的蓄电量，所述管理用蓄电量范围用于管理所述蓄 电单元的蓄电量，所述催化剂加热促进控制促进所述排气净化用催化剂的 加热；以及(b) 当所述低蓄电量控制被请求、并且所述催化剂加热促进控制未 被请求时，控制所述内燃机、所述发电机以及所述电动机，以使得通过所 述低蓄电量控制来管理所述蓄电单元的蓄电量，并使车辆通过基于行驶所要求的要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电量控制未被请求、并且 所述催化剂加热促进控制被请求时，控制所述内燃机、所述发电机以及所 述电动机，以使得通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催 化剂，并使车辆通过基于所述要求驱动力的驱动力来行驶，当所述低蓄电 量控制被请求、并且所述催化剂加热促进控制被请求时，控制所述内燃 机、所述发电机以及所述电动机，以使得与所述低蓄电量控制的请求无关 地都通过所述催化剂加热促进控制来加热所述排气净化用催化剂，并使车 辆通过基于所述要求驱动力的驱动力来行驶。
6. 如权利要求5所述的车辆的控制方法，其中，所述催化剂加热促进控制是通过使所述内燃机空载运转并且比负载运 转时延迟点火正时来进行的控制。
7. 如权利要求5所述的车辆的控制方法，其中，所述步骤(a)在所述内燃机的冷却水温度大于等于第三温度时即使 所述蓄电单元的温度小于所述第一温度也不进行所述低蓄电量控制的请 求。
8. 如权利要求5所述的车辆的控制方法，其中， 所述蓄电单元是锂离子电池。
全文摘要
当低SOC控制要求被输出而催化剂加热要求未被输出时，设定低SOC控制模式作为控制模式并将蓄电池的蓄电量(SOC)的管理中心SOC^*设定为比通常时的值S1小的值S2来进行控制，当催化剂加热要求被输出时，不管低SOC控制要求如何都设定催化剂加热模式作为控制模式来进行控制，以使发动机在点火延迟的状态下以怠速转速Nidl自持运转(空载运转)。即，当蓄电池的温度和催化剂温度都低时，与低SOC控制相比更优先催化剂加热，从而抑制排放劣化。
文档编号F01N3/20GK101678827SQ20088001528
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月12日 优先权日2007年5月15日
发明者山本幸治, 青木孝典 申请人:丰田自动车株式会社