專利名稱：混合動力車輛的控制裝置及具有該控制裝置的混合動力車輛的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及混合動力車輛的控制裝置和具有該控制裝置的混合動力車輛，尤其涉及搭載內燃機和電動機作為動力源的混合動力車輛的控制裝置和具有該控制裝置的混合動力車輛。
背景技術：
作為有益于環(huán)境的車輛，混合動力車輛(Hybrid Vehicle)受到注目?；旌蟿恿囕v除了以往的內燃機以外，還搭載蓄電裝置、變換器和通過變換器驅動的電動機作為車輛行駛用的動力源。在這樣的混合動力車輛中，也與搭載內燃機并僅將以往的內燃機作為動力源的車 輛同樣，設置有凈化內燃機的排出氣體的催化劑裝置。一般來說，催化劑裝置在通過內燃機的排出氣體使催化劑溫度提高從而使催化劑活性化的時刻能夠將排出氣體中的限制對象成分充分凈化。也就是說，催化劑裝置需要在其使用前預熱。日本特開2008 - 163867號公報(專利文獻I)公開了在混合動力車輛中能夠改善在催化劑裝置預熱過程中所排出的限制對象成分的方法。在該混合動力車輛中，在判斷為催化劑裝置處于預熱中時，禁止通過作為多個行駛模式之一的動力模式來行駛。由此，由于抑制了來自內燃機的排出氣體的增加，所以能夠改善沒有被催化劑裝置的催化劑充分處理而排出的限制對象成分(參照專利文獻I)?，F有技術文獻專利文獻I :日本特開2008 - 163867號公報

發(fā)明內容
發(fā)明要解決的問題就混合動力車輛而言，希望盡可能進行使內燃機停止的行駛。近年來，能夠從車輛外部的電源對車載的蓄電裝置充電的所謂的插電式混合動力車受到注目，對于插電式混合動力車來說，這樣的需求尤其強烈(此外，以下，將停止內燃機而僅利用電動機的行駛稱為“EV (Electric Vehicle :電動車輛)行駛”，與此相對，將使內燃機工作的行駛稱為“HV(HybridVehicle :混合動力車輛)行駛”。)。因此，為了通過抑制內燃機啟動的頻度來提高EV行駛感，能夠基于包括使EV行駛優(yōu)先的第I模式(以下稱為“⑶(Charge D印Ieting :電量消耗)模式”。)和使內燃機工作以使蓄電裝置的SOC (State Of Charge :充電狀態(tài))維持在預定目標的第2模式(以下稱為“CS (Charge Sustaining :電量保持)模式”。)的行駛模式和內燃機的工作/停止來變更蓄電裝置能夠放電的電力(以下稱為“放電容許電力Wout”。)。具體地說，在行駛模式為CD模式且內燃機停止的情況下，通過與行駛模式為CD模式且內燃機工作時或行駛模式為CS時相比增大放電容許電力Wout，能夠抑制內燃機啟動的頻度并提高EV行駛感。
然而，在行駛模式為⑶模式且內燃機停止時，即放電容許電力Wout已增大時，在為HV行駛做準備而開始催化劑裝置的預熱時，為了催化劑裝置的預熱而使內燃機啟動，由此放電容許電力Wout恢復到不增大狀態(tài)。此時，當車輛要求功率比放電容許電力Wout (不增大狀態(tài))大時，催化劑裝置的預熱中斷，發(fā)生在催化劑裝置未預熱的狀態(tài)下開始了 HV行駛這樣的問題。因此，本發(fā)明的目的在于，在混合動力車輛中，增加EV行駛并防止催化劑裝置的預熱中斷。用于解決問題的技術手段根據本發(fā)明，混合動力車輛的控制裝置具備行駛模式控制部和放電容許電力控制部?；旌蟿恿囕v包括產生車輛驅動力的內燃機；能夠充放電的蓄電裝置；從蓄電裝置接受電力的供給來產生車輛驅動力的電動機；和通過催化劑凈化內燃機的排出氣體的催化劑裝置。并且，行駛模式控制部對包括CD模式和CS模式的行駛模式的切換進行控制，所述CD模式是使停止內燃機而僅利用電動機的行駛優(yōu)先的模式，所述CS模式是使內燃機工作并 將表示蓄電裝置的充電狀態(tài)的狀態(tài)量維持為預定的目標的模式。放電容許電力控制部基于行駛模式、內燃機的工作/停止和催化劑裝置是否處于預熱中來變更放電容許電力Wout。優(yōu)選，在行駛模式為CD模式且內燃機停止時，與行駛模式為CD模式且內燃機工作時、或者行駛模式為CS模式時相比，放電容許電力控制部增大放電容許電力Wout。進而，SP使在行駛模式為CD模式且內燃機工作時、或者行駛模式為CS模式時，但在催化劑裝置處于預熱中時，與行駛模式為CD模式且內燃機停止時同樣，放電容許電力控制部也增大放電容許電力Wout。另外，優(yōu)選，在行駛模式為CD模式且內燃機停止時，與行駛模式為CD模式且內燃機工作時、或者行駛模式為CS模式時相比，放電容許電力控制部增大放電容許電力Wout。當行駛模式為CD模式時要求內燃機的啟動時，在維持放電容許電力Wout的增大的同時開始催化劑裝置的預熱。在催化劑裝置的預熱結束后，放電容許電力控制部使放電容許電力Wout恢復至非增大狀態(tài)。另外，優(yōu)選，在行駛模式為CD模式且內燃機停止時，與行駛模式為CD模式且內燃機工作時、或者行駛模式為CS模式時相比，放電容許電力控制部增大放電容許電力Wout。在從CD模式向CS模式切換時，在維持放電容許電力Wout的增大的同時開始催化劑裝置的預熱。在催化劑裝置的預熱結束后，放電容許電力控制部使放電容許電力Wout恢復至非增大狀態(tài)。優(yōu)選，混合動力車輛還包括充電裝置，該充電裝置構成為從車輛外部的電源接受電力的供給來對蓄電裝置充電。并且，行駛模式控制部，在由充電裝置對蓄電裝置充電后，將行駛模式設定為CD模式。另外，根據本發(fā)明，混合動力車輛具有上述的任一控制裝置。發(fā)明的效果在本發(fā)明中，基于行駛模式、內燃機的工作/停止和催化劑裝置是否處于預熱中來變更放電容許電力Wout。由此，在行駛模式為CD模式且內燃機停止的情況下，與行駛模式為CD模式且內燃機工作時、或者行駛模式為CS模式時相比，能夠增大放電容許電力Wout。另外，即使在行駛模式為CD模式且內燃機工作時、或者行駛模式為CS模式時，但當催化劑裝置處于預熱中時，能夠與行駛模式為CD模式且內燃機停止時同樣，也增大放電容許電力Wout，所以通過使放電容許電力Wout恢復至不增大狀態(tài)從而不會使催化劑裝置的預熱中斷。因此，根據本發(fā)明，能夠增加EV行駛并防止催化劑裝置的預熱中斷。


圖I是表示適用本發(fā)明的實施方式的控制裝置的混合動力車輛的整體結構的框圖。圖2是表示圖I所示的混合動力車輛的電氣系統(tǒng)的結構的框圖。圖3是圖2所示的E⑶的功能框圖。圖4是表示蓄電裝置的SOC的變化與行駛模式的關系的圖。圖5是表示蓄電裝置的放電容許電力的圖。 圖6是用于說明與行駛模式和發(fā)動機的工作/停止相應的放電容許電力的增大/不增大的圖。圖7是用于說明催化劑裝置預熱中的放電容許電力的圖。圖8是表示發(fā)動機的停止判定所使用的放電容許電力的圖。圖9是用于說明與放電容許電力的控制相關的一系列的處理步驟的流程圖。圖10是用于說明與催化劑裝置的預熱控制相關的處理步驟的流程圖。圖11是表示CD模式時發(fā)動機啟動時的放電容許電力的變化的圖。圖12是表示行駛模式從CD模式切換至CS模式時的放電容許電力的變化的圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。此外，對圖中相同或相當部分標注同一附圖標記并不重復對其進行說明。圖I是表示適用本發(fā)明的實施方式的控制裝置的混合動力車輛的整體結構的框圖。參照圖1，混合動力車輛100具有:蓄電裝置10、ECU(Electronic Control Unit :電子控制單元)15、PCU (Power Control Unit :功率控制單元)20、動力輸出裝置30和差速齒輪(以下也稱為“DG (Differential Gear)')40。另外，混合動力車輛100還具有前輪50L、50R、后輪60L、60R、前座70L、70R、后座80、充電接入口( inlet) 90和充電器92。蓄電裝置10為能夠再充電的直流電源，例如，由鎳氫、鋰離子等的二次電池構成。蓄電裝置10配置于例如后座80的后方部，與P⑶20電連接并向P⑶20供給直流電壓。另夕卜，蓄電裝置10從PCU20接受由動力輸出裝置30發(fā)電產生的電力來充電。進而，蓄電裝置10通過充電器92來充電，該充電器92接受從與充電接入口 90連接的車輛外部的電源供給的電力。此外，以下，也將車輛外部的電源稱為“外部電源”，將通過外部電源對蓄電裝置10的充電稱為“外部充電”。P⑶20總括表示混合動力車輛100內需要的電力變換器。P⑶20包括對從蓄電裝置10供給的電壓進行升壓的轉換器和驅動動力輸出裝置30所包含的電動發(fā)電機的變換器(inverter,逆變器)等。ECU15接收來自各種傳感器的表示駕駛狀況和車輛狀況的各種傳感器輸出17。各種傳感器輸出17包括與加速器踏板35的踩下量相應的加速器開度和與車輪轉速相應的車輛速度等。并且，E⑶15基于所輸入的這些傳感器輸出，執(zhí)行與混合動力車輛100相關的各種控制。動力輸出裝置30作為車輪的驅動力源設置,包括電動發(fā)電機MG1、MG2和發(fā)動機。它們經由動力分配裝置(未圖示)機械地連接。并且，根據混合動力車輛100的行駛狀況，經由動力分配裝置在上述三者之間進行驅動力的分配和結合，作為其結果來驅動前輪50L、50R。DG40將從動力輸出裝置30輸出的動力向前輪50L、50R傳遞，并將從前輪50L、50R接受的旋轉力向動力輸出裝置30傳遞。由此，動力輸出裝置30將通過發(fā)動機和電動發(fā)電機產生的動力經由DG40向前輪50L、50R傳遞來驅動前輪50L、50R。另外，動力輸出裝置30接受通過前輪50L、50R產生的電動發(fā)電機的旋轉力來發(fā)電，并將該發(fā)電得到的電力向PCU20供給。此外，雖然電動發(fā)電機MG1、MG2能夠作為發(fā)電機也能作為電動機發(fā)揮功能，但是電動發(fā)電機MGl主要作為發(fā)電機進行工作，電動發(fā)電機MG2主要作為電動機進行工作。詳細地說，電動發(fā)電機MGl接受由動力分配裝置分配的發(fā)動機的輸出的一部分來發(fā)電。另外，電動發(fā)電機MGl從蓄電裝置10接受電力的供給作為電動機進行工作，使發(fā)動機曲軸轉動(cranking)而啟動。電動發(fā)電機MG2通過存儲于蓄電裝置10的電力和電動發(fā)電機MGl發(fā)電得到的電力的至少一方來驅動。并且，電動發(fā)電機MG2的驅動力經由DG40向前輪50L、50R的驅動軸傳遞。由此，電動發(fā)電機MG2輔助發(fā)動機使車輛行駛或僅通過自身的驅動力使車輛行駛。另夕卜，在車輛制動時，電動發(fā)電機MG2通過前輪50L、50R驅動以作為發(fā)電機進行工作。此時，通過電動發(fā)電機MG2發(fā)電產生的電力經由P⑶20充電到蓄電裝置10。并且，P⑶20按照來自E⑶15的控制指示對從蓄電裝置10接受的直流電壓進行升 壓，并將該升壓得到的直流電壓變換為交流電壓來驅動動力輸出裝置30所包含的電動發(fā)電機MG1、MG2。另外，PCU20在電動發(fā)電機MG1、MG2進行再生工作時，按照來自ECU15的控制指示，將電動發(fā)電機MGl、MG2發(fā)電產生的交流電壓變換為直流電壓對蓄電裝置10充電。充電接入口 90構成為能夠與連接于外部電源的充電電纜(未圖示)的連接器連接。并且，在外部充電時，從與充電接入口 90連接的外部電源接受電力，并將該接受的電力向充電器92供給。充電器92設置在充電接入口 90和蓄電裝置10之間，將從與充電接入口90連接的外部電源供給的電力變換為蓄電裝置10的電壓電平并向蓄電裝置10輸出。圖2是表示圖I所示的混合動力車輛100的驅動系統(tǒng)的結構的框圖。參照圖2，驅動系統(tǒng)包括蓄電裝置10、SMR (System Main Relay :系統(tǒng)主繼電器)105、106、PCU20、電動發(fā)電機MG1、MG2、發(fā)動機ENG、動力分配裝置107、排氣管108、催化劑裝置109、ECU15、充電接入口 90和充電器92。電動發(fā)電機MG1、MG2經由動力分配裝置107與發(fā)動機ENG和未圖示的驅動輪(圖I的前輪50L、50R)連接。并且，混合動力車輛100能夠利用發(fā)動機ENG和電動發(fā)電機MG2來行駛，電動發(fā)電機MGl進行發(fā)動機ENG的啟動和利用了發(fā)動機ENG的動力的發(fā)電。發(fā)動機ENG將通過汽油或輕油等化石燃料或乙醇等酒精燃料的燃燒產生的熱能變換為活塞或轉子等運動元件的動能，并將該變換得到的動能向動力分配裝置107輸出。例如，若運動元件為活塞、該運動為往復運動，則經由所謂的曲軸機構將往復運動變換為旋轉運動，并將活塞的動能傳遞至動力分配裝置107。
催化劑裝置109設置于發(fā)動機ENG的排氣管108，并凈化從發(fā)動機ENG排出的排出氣體。催化劑裝置109在通過發(fā)動機ENG的排出氣體提高了催化劑溫度而使得催化劑活性化的時刻，能夠充分凈化排出氣體中的限制對象成分。SMR105設置在蓄電裝置10和P⑶20之間，在車輛行駛時等根據來自E⑶15的指令接通。SMR106設置在蓄電裝置10和充電器92之間，在外部充電時根據來自E⑶15的指令接通。P⑶20包含轉換器110、電容器120、馬達驅動控制器131、132、轉換器/變換器控制部140和發(fā)動機控制部142。在本實施方式中，電動發(fā)電機MG1、MG2為交流馬達，馬達驅動控制器131、132由變換器構成。以下，也將馬達驅動控制器131 (132)稱為“變換器131(132)”。轉換器110基于來自轉換器/變換器控制部140的控制信號Scnv，將正極線103和負極線102間的電壓Vm升壓至蓄電裝置10的電壓Vb以上。轉換器110例如由電流可逆型的升壓斬波電路構成。變換器131、132分別與電動發(fā)電機MG1、MG2對應設置。變換器131、132相互并聯連接于轉換器110,基于來自轉換器/變換器控制部140的控制信號Spwml、Spwm2來分別驅動電動發(fā)電機MG I、MG2。轉換器/變換器控制部140基于從ECU15接收的控制指令值(電壓Vm的目標值和電動發(fā)電機MGl、MG2的轉矩目標值等)生成用于分別驅動轉換器110和電動發(fā)電機MGl、MG2的控制信號Scnv、Sp麗il、Sp麗ι2。并且，轉換器/變換器控制部140將該生成的控制信號Scnv、Spwml、Spwm2分別向轉換器110和變換器131、132輸出。發(fā)動機控制部142基于從ECU15接收的控制指令值來計算發(fā)動機ENG的旋轉速度和輸出轉矩。并且，發(fā)動機控制部142基于該計算結果生成用于驅動發(fā)動機ENG的控制信號，并將該生成的控制信號向發(fā)動機ENG輸出。E⑶15基于各種傳感器輸出17進行該混合動力車輛100的行駛模式的控制、發(fā)動機ENG的啟動/停止判定、蓄電裝置10的充放電控制和催化劑裝置109的預熱控制等各種控制。并且，E⑶15生成用于驅動P⑶20的控制指令值，并將該生成的控制指令值向P⑶20的轉換器/變換器控制部140和發(fā)動機控制部142輸出。另外，ECU15在外部充電時生成用于驅動充電器92的信號，并將該生成的信號向充電器92輸出。圖3是圖2所示的E⑶15的功能框圖。參照圖3，E⑶15包括SOC計算部150、行駛模式控制部152、Wout控制部154和發(fā)動機啟動/停止判定部156。另外，E⑶15還包括指令生成部158、充電控制部160、速率處理部162、暫時增大處理部164和催化劑預熱控制部 166。SOC計算部150基于通過未圖示的傳感器檢測到的蓄電裝置10的電壓Vb和電流Ib來計算表示蓄電裝置10的充電狀態(tài)的S0C。該SOC以O 100%表示相對于蓄電裝置10的滿充電狀態(tài)的蓄電量，表示蓄電裝置10的蓄電剩余量。此外，關于SOC的計算方法能夠使用各種公知的方法。行駛模式控制部152基于由SOC計算部150計算出的SOC來控制車輛的行駛模式的切換。具體地說，行駛模式控制部152對設為CD模式還是設為CS模式的切換進行控制，該CD模式是使停止發(fā)動機ENG而僅利用電動發(fā)電機MG2的行駛優(yōu)先的模式，該CS模式是使發(fā)動機ENG工作并將蓄電裝置10的SOC維持為預定的目標的模式。此外，即使在⑶模式下，當通過駕駛者大幅度踩下加速器踏板、發(fā)動機驅動型的空調工作時或發(fā)動機預熱時、催化劑裝置109預熱時等，也允許發(fā)動機ENG工作。該CD模式為不維持蓄電裝置10的SOC而基本上將存儲于蓄電裝置10的電力作為能量源使車輛行駛的行駛模式。在該CD模式期間，從結果上看多數情況下與充電相比放電的比例相對較大。另一方面，CS模式是為了將蓄電裝置10的SOC維持為預定的目標而根據需要使發(fā)動機ENG工作并通過電動發(fā)電機MGl進行發(fā)電的行駛模式，并不限定于使發(fā)動機ENG始終工作的行駛。也就是說，即使行駛模式為CD模式，若大幅度踩下加速器踏板而需要較大的車輛功率，則發(fā)動機ENG也進行工作。另外，即使行駛模式為CS模式，若SOC超過目標值，則發(fā)動機ENG也停止。因此，不管行駛模式如何，都將停止發(fā)動機ENG而僅利用電動發(fā)電機MG2 的行駛稱為“EV行駛”，將使發(fā)動機ENG工作而利用電動發(fā)電機MG2和發(fā)動機ENG的行駛稱為“HV行駛”。圖4是表示蓄電裝置10的SOC的變化與行駛模式的關系的圖。參照圖4，在通過外部充電使蓄電裝置10達到滿充電狀態(tài)之后(SOC=MAX)開始行駛。在外部充電之后，將行駛模式設定為CD模式。在CD模式下的行駛中，雖然在車輛減速時等通過所回收的再生電力暫時使SOC增加，但是作為整體SOC隨著行駛距離的增加而減少。并且，在時刻tl，SOC達到閾值Sth時，行駛模式切換至CS模式，SOC被控制在閾值Sth的附近。再次參照圖3，行駛模式控制部152在從充電控制部160接收到表示外部充電結束的充電結束信號CGEND時，如上所述將行駛模式設定為CD模式。并且，行駛模式控制部152將表示行駛模式是CD模式還是CS模式的模式信號MD向Wout控制部154、發(fā)動機啟動/停止判定部156和指令生成部158輸出。Wout控制部154從SOC計算部150接收蓄電裝置10的S0C，從行駛模式控制部152接收表示行駛模式的模式信號MD。另外，Wout控制部154從發(fā)動機啟動/停止判定部156接收表示發(fā)動機ENG是工作還是停止的發(fā)動機模式信號EGMD。進而，Wout控制部154從催化劑預熱控制部166接收表示催化劑裝置109 (圖2)是否處于預熱中的預熱信號CW。并且，Wout控制部154基于這些各信號，計算表示蓄電裝置10能夠放電的電力(W)的放電容許電力Wout。圖5是表示蓄電裝置10的放電容許電力Wout的圖。參照圖5，放電容許電力Wout為蓄電裝置10能夠輸出的電力(W)的最大值。在蓄電裝置10的SOC下降時，為防止過放電而限制放電容許電力Wout。在本實施方式中，如后面敘述那樣，基于車輛的行駛模式、發(fā)動機ENG的工作/停止和催化劑裝置109是否處于預熱中來變更放電容許電力Wout。具體地說，在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG進行工作時、或行駛模式為CS模式時，放電容許電力Wout被設定為缺省值WO。另一方面，在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG停止時，放電容許電力Wout從W增大至預定的Wl。另外，即使在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG工作時、或行駛模式為CS模式時，當催化劑裝置109處于預熱中時，放電容許電力Wout也從WO增大至Wl。此外，充電容許電力Win為能夠向蓄電裝置10輸入的電力(W)的最大值。就充電容許電力Win而言，當蓄電裝置10的SOC變高時，為了防止過充電而限制充電容許電力Win。再次參照圖3，Wout控制部154使用預先準備的映射(map)等，基于蓄電裝置10的SOC和/或溫度等來計算放電容許電力Wout (缺省值WO)。并且，Wout控制部154基于由從行駛模式控制部152接收的模式信號MD表示的行駛模式、由從發(fā)動機啟動/停止判定部156接收的發(fā)動機模式信號EGMD信號表示的發(fā)動機ENG的工作/停止和由從催化劑預熱控制部106接收的預熱信號CW表示的催化劑裝置109是否處于預熱中，變更放電容許電力 Wout。S卩，如圖6所示，在催化劑裝置109沒有處于預熱中時，在行駛模式為⑶模式且發(fā)動機ENG停止時，Wout控制部154將放電容許電力Wout從WO增大至預定的Wl (圖5)。另一方面，在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG工作時、或在行駛模式為CS模式時，Wout控制部154不進行放電容許電力Wout的增大。在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG停止時增大放電容許電力Wout，是為了盡可 能減少發(fā)動機ENG的啟動頻度以增加EV行駛之故。S卩，如上所述，即使行駛模式為CD模式，但在踩下加速器踏板而車輛要求功率超過放電容許電力Wout時，為了滿足要求功率也使發(fā)動機ENG啟動從而從EV行駛切換至HV行駛。然而，通過踩下加速器踏板而頻繁地使發(fā)動機ENG啟動，駕駛者無法獲得充分的EV行駛感。因此，在本實施方式中，在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG停止時增大放電容許電力Wout，通過抑制發(fā)動機ENG啟動的頻度來提高EV行駛感。另一方面，在本實施方式中，并不始終增大放電容許電力Wout，在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG工作時、或者在行駛模式為CS模式時不進行放電容許電力Wout的增大。這樣做是為了抑制電氣部件(主要是轉換器110)的熱負荷的增加并在發(fā)動機工作時和在CS模式下行駛時使車輛的加速特性在適用本實施方式的前后不改變。在此，在催化劑裝置109處于預熱中時，如圖7所示，即使在行駛模式為⑶模式且發(fā)動機ENG工作時、或者在行駛模式為CS模式時，Wout控制部154也將放電容許電力Wout從WO增大至Wl。這樣做是為了防止催化劑裝置109的預熱中斷。即，在行駛模式為⑶模式且發(fā)動機ENG停止時，即在放電容許電力Wout已增大時，當準備HV行駛而開始催化劑裝置109的預熱時，為了進行催化劑裝置109的預熱而使發(fā)動機ENG啟動，由此放電容許電力Wout從Wl恢復至W0。此時，當車輛要求功率比放電容許電力Wout (WO)大時，催化劑裝置109的預熱中斷，在催化劑裝置109未預熱的狀態(tài)下開始了 HV行駛。因此，在本實施方式中，即使在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG工作時或者在行駛模式為CS模式時，當催化劑裝置109處于預熱中時，也增大放電容許電力Wout以防止催化劑裝置109的預熱中斷。再次參照圖3，Wout控制部154基于行駛模式、發(fā)動機ENG的工作/停止和催化劑裝置109是否預熱中，將進行上述的變更處理的放電容許電力Wout向發(fā)動機啟動/停止判定部156和指令生成部158輸出。另外，Wout控制部154在放電容許電力Wout已增大時，將放電容許電力Wout已增大這一情況通知給暫時增大處理部164 (后述)。發(fā)動機啟動/停止判定部156從Wout控制部154接受放電容許電力Wout。另外，發(fā)動機啟動/停止判定部156從行駛模式控制部152接收表示行駛模式的模式信號MD。并且，發(fā)動機啟動/停止判定部156基于行駛模式和放電容許電力Wout進行發(fā)動機ENG的啟動判定和停止判定。具體地說，發(fā)動機啟動/停止判定部156基于作為各種傳感器輸出17 (圖I)接收的加速器開度ACC和車輛速度sro等來計算車輛要求功率。并且，如圖8所示，在行駛模式為CD模式時，發(fā)動機啟動/停止判定部156基于已增大的放電容許電力Wout (圖5的Wl)來計算電動發(fā)電機MG2能夠輸出的最大功率，并基于該所計算出的最大功率與車輛要求功率的比較結果來進行發(fā)動機ENG的啟動判定和停止判定。S卩，如上所述，在行駛模式為CD模式時，在發(fā)動機ENG進行工作中，放電容許電力Wout不增大(缺省值WO)(圖6)，但是在發(fā)動機ENG的停止判定中，使用增大后的放電容許電力Wout (Wl)0由此，在⑶模式時發(fā)動機ENG啟動后，發(fā)動機ENG容易停止，能夠進一步提聞EV行駛感。此外，在行駛模式為CS模式時，發(fā)動機啟動/停止判定部156基于沒有增大的放電容許電力Wout (WO)來計算電動發(fā)電機MG2的最大功率，基于該計算出的最大功率與車輛要求功率的比較結果，進行發(fā)動機ENG的啟動判定和停止判定。 再次參照圖3，指令生成部158基于行駛模式、放電容許電力Wout和表示發(fā)動機ENG的工作/停止的發(fā)動機模式生成用于驅動PCU20的控制指令值(例如，電壓Vm的目標值、電動發(fā)電機MG1、MG2的轉矩目標值等)。并且，指令生成部158將該生成的控制指令值向P⑶20的轉換器/變換器控制部140 (圖2)輸出。充電控制部160在充電接入口 90 (圖2)與外部電源連接時，基于由未圖示的傳感器檢測到的輸入電壓Vac和輸入電流Iac生成用于驅動充電器92的控制信號并向充電器92輸出。并且，充電控制部160在從SOC計算部150接收的蓄電裝置10的SOC達到預定的上限值時，結束充電控制并向行駛模式控制部152輸出表不充電結束的充電結束信號CGEND。由此，如上所述，在行駛模式控制部152中將行駛模式設定為CD模式。速率處理部162，在Wout控制部154中放電容許電力Wout從WO向Wl增大時和放電容許電力Wout從Wl向WO恢復時，對放電容許電力Wout的變化實施速率處理。在此，速率處理部162使放電容許電力Wout從Wl向WO恢復時的變化速率比放電容許電力Wout從WO向Wl增大時的變化速率小。由此，抑制了由于電力控制的跟隨延遲而導致蓄電裝置10的放電電力超過放電容許電力Wout。換言之，速率處理部162使放電容許電力Wout從WO向Wl增大時的變化速率比放電容許電力Wout從Wl向WO恢復時的變化速率大。由此，可防止在CD模式時從HV行駛向EV行駛切換時的輸出不足導致車輛行駛遲緩。暫時增大處理部164，在通過電動發(fā)電機MGl使發(fā)動機ENG曲軸轉動時等暫時需要大電力時，暫時增大蓄電裝置10的放電容許電力Wout。在此,暫時增大處理部164，在從Wout控制部154接收到表示放電容許電力Wout處于增大中的通知時，不執(zhí)行放電容許電力Wout的暫時增大處理。由于通過Wout控制部154已經增大了放電容許電力Wout,所以不需要通過暫時增大處理部164進行增大處理。此外，在Wout控制部154中，在放電容許電力Wout變更中(在從WO向Wl增大時和從Wl向WO恢復時)發(fā)動機ENG啟動時，希望在發(fā)動機ENG啟動中固定放電容許電力Wout?；蛘?，在行駛模式切換時(從CD模式向CS模式切換時和從CS模式向CD模式切換時)發(fā)動機ENG啟動時，希望在發(fā)動機ENG啟動中固定放電容許電力Wout。就放電容許電力Wout的值而言，作為一例，固定為發(fā)動機ENG的啟動開始時的值。由此，由于在發(fā)動機ENG啟動時從蓄電裝置10輸出的電力穩(wěn)定,所以發(fā)動機啟動處理穩(wěn)定。催化劑預熱控制部166在從發(fā)動機啟動/停止判定部156接收到發(fā)動機ENG啟動的判定結果時，在還未進行催化劑裝置109的預熱的情況下，將指示執(zhí)行催化劑裝置109的預熱的指令向發(fā)動機控制部142輸出。并且，催化劑預熱控制部166在催化劑裝置109處于預熱中時，使向Wout控制部154輸出的預熱信號CW激活。圖9是用于說明與放電容許電力Wout的控制相關 的一系列的處理步驟的流程圖。參照圖9，E⑶15利用預先準備的映射等計算放電容許電力Wout (缺省值WO)(步驟S10)。接著，E⑶15判定是否為行駛模式是⑶模式且發(fā)動機ENG停止(步驟S20)。在判定為行駛模式不是CD模式(即是CS模式)或發(fā)動機ENG正進行工作時(在步驟S20中否)時，E⑶15判定催化劑裝置109是否處于預熱中(步驟S25)。在判定為催化劑裝置109不處于預熱中時(在步驟S25中否)，E⑶15將處理移向后述的步驟S70。在步驟S20中，在判定為行駛模式為⑶模式且發(fā)動機ENG停止時(在步驟S20中是)，或者在步驟S25中判定為催化劑裝置109處于預熱中時(在步驟S25中是)，ECU15如圖5所示，將放電容許電力Wout從WO增大至預先確定的Wl (步驟S30)。在此，在變更放電容許電力Wout時，ECU15執(zhí)行限制放電容許電力Wout的變化速率的速率限制處理(步驟S40)。進而，在此，E⑶15判定在放電容許電力Wout變更中是否要求了發(fā)動機ENG啟動(步驟S50)。然后，在判定為在放電容許電力Wout變更中要求了發(fā)動機ENG啟動時(在步驟S50中是)，E⑶15固定放電容許電力Wout (步驟S60)。作為一例，將放電容許電力Wout固定為要求了發(fā)動機ENG啟動時的值。接著，E⑶15進行Wout限制處理(步驟S70)。作為一例，如圖5所示，當蓄電裝置10的SOC變低時，限制放電容許電力Wout?；蛘?，當轉換器110的溫度上升時等，也可以限制放電容許電力Wout。接著，E⑶15判定是否要求了發(fā)動機ENG啟動(步驟S80)。當判定為要求了發(fā)動機ENG啟動時(在步驟S80中是)，ECU15進一步判定放電容許電力Wout是否處于增大中(步驟S90)。然后，在判定為放電容許電力Wout不處于增大中時(在步驟S90中是)，E⑶15執(zhí)行放電容許電力Wout的暫時增大處理(步驟SlOO)。S卩，在步驟S90中在判定為放電容許電力Wout處于增大中時(在步驟S90中是)，由于放電容許電力Wout已經被增大所以判定為不需要暫時增大處理，不執(zhí)行步驟SlOO而將處理移向步驟S110。圖10是用于說明與催化劑裝置109的預熱控制相關的處理步驟的流程圖。參照圖10，E⑶15基于蓄電裝置10 (圖2)的SOC判定是否將行駛模式從⑶模式切換至CS模式(步驟S210)。在判定為從CD模式向CS模式切換行駛模式時(在步驟S210中是)，ECU15判定是否已執(zhí)行催化劑裝置109的預熱(步驟S220)。在判定為催化劑裝置109的預熱已執(zhí)行完時(在步驟S220中否)，E⑶15不執(zhí)行以后的處理而將處理移向步驟S280。另一方面，在步驟S220中判定為催化劑裝置109的預熱未執(zhí)行時(在步驟S220中是)，ECU15為了催化劑裝置109的預熱而使發(fā)動機ENG啟動來執(zhí)行催化劑裝置109的預熱(步驟S230)。在此，在執(zhí)行該催化劑裝置109的預熱之前，由于行駛模式為⑶模式且發(fā)動機ENG停止，所以蓄電裝置10的放電容許電力Wout增大至Wl。并且，雖然伴隨催化劑裝置109的預熱開始啟動發(fā)動機ENG，但是如上所述，ECU15在催化劑裝置109的預熱中維持放電容許電力Wout的增大。然后，在催化劑裝置109的預熱結束時(在步驟S240中是)，E⑶15使放電容許電力Wout從Wl恢復至不增大狀態(tài)的WO (步驟S250)。另一方面，在步驟S210中判定為沒有從⑶模式向CS模式切換時(在步驟S210中否)，ECU15判定當前的行駛模式是否為CD模式(步驟S260)。在判定為行駛模式為CD模式時(在步驟S260中是)，ECU15判定是否要求了發(fā)動機ENG啟動(步驟S270)。然后，在判定為要求了發(fā)動機ENG啟動時(在步驟S270中是)，E⑶15將處理移向步驟S220。即，在行駛模式為CD模式時要求了發(fā)動機ENG啟動時，若催化劑裝置109的預熱尚未執(zhí)行，則在步驟S230中執(zhí)行催化劑裝置109的預熱。在此，在該情況下，在執(zhí)行催化劑裝置109的預熱之前，由于行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG停止，所以蓄電裝置10的放電容許電力Wout也被增大至Wl，ECU15在維持放電容許電力Wout的增大的同時執(zhí)行催化劑裝置109的預熱。 此外，當在步驟S260中判定為行駛模式為CS模式(在步驟S260中否)，或者在步驟S270中判定為沒有發(fā)動機ENG的啟動要求時(在步驟S270中否)，E⑶15將處理移向步驟 S280。圖11是表示CD模式時發(fā)動機ENG啟動時的放電容許電力Wout的變化的圖。參照圖11，發(fā)動機模式的“EV”表示停止發(fā)動機ENG的EV行駛，“HV”表示發(fā)動機ENG進行工作的HV行駛。在時刻tl之前，發(fā)動機ENG停止(發(fā)動機模式“EV”)，放電容許電力Wout增大至Wlo在時刻tl，發(fā)動機ENG啟動，開始催化劑裝置109的預熱(設為催化劑裝置109的預熱尚未執(zhí)行。)。直到催化劑裝置109的預熱結束的時刻t2為止，盡管發(fā)動機ENG正進行工作但由于催化劑裝置109處于預熱中，所以放電容許電力Wout維持在W1。然后，在時刻t2，當催化劑裝置109的預熱結束時，放電容許電力Wout從Wl恢復至不增大狀態(tài)的W0。圖12是表示行駛模式從CD模式切換至CS模式時的放電容許電力Wout的變化的圖。參照圖12，在時刻t3前，行駛模式為⑶模式，發(fā)動機ENG停止(EV行駛)。因此，放電容許電力Wout增大至Wl。在時刻tll，當蓄電裝置10的SOC達到閾值Sth時，將行駛模式切換至CS模式(圖4)。這樣一來，發(fā)動機ENG啟動以開始催化劑裝置109的預熱(設為催化劑裝置109的預熱尚未執(zhí)行。)。到催化劑裝置109的預熱結束的時刻t4為止，盡管發(fā)動機ENG正進行工作但由于催化劑裝置109處于預熱中，所以放電容許電力Wout維持在W1。然后，在時刻t4，當催化劑裝置109的預熱結束時，放電容許電力Wout從Wl恢復至W0。以上，在本實施方式中，在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG停止的情況下，與行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG工作時或者行駛模式為CS模式時相比，增大放電容許電力Wout。由此，能夠確保EV行駛中的行駛功率并能夠在發(fā)動機ENG工作時和CS模式時抑制對電氣部件的熱負荷的增加。因此，根據本實施方式，能夠在關心對電氣部件的熱負荷的同時增加EV行駛。并且，在本實施方式中，即使在行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG工作時或者在行駛模式為CS模式時，當催化劑裝置109處于預熱中時，與行駛模式為CD模式且發(fā)動機ENG停止時同樣，也增大放電容許電力Wout。由此，通過使放電容許電力Wout恢復至不增大狀態(tài)以使催化劑裝置109的預熱不會中斷。因此，根據本實施方式，能夠增加EV行駛并防止催化劑裝置109的預熱中斷。另外，在本實施方式中，設置外部充電用的充電接入口 90和充電器92，在外部充電后將行駛模式設定為CD模式。因此，根據本實施方式，能夠實現使用了外部充電的電力的EV行駛的增加。此外，在上述的實施方式中，設為了蓄電裝置10和轉換器110各設置I個的結構，但是對于設置多個蓄電裝置和轉換器的電氣系統(tǒng)(例如，具有多個蓄電裝置和相互并聯連接的多個轉換器的電氣系統(tǒng)等)也能夠適用本發(fā)明。另外，在以上敘述中，設為使外部電源與充電接入口 90連接來進行外部充電，但是也可以使用共振法或電磁感應等非接觸的供電方法來進行外部充電。此外,在以上敘述中，發(fā)動機ENG與本發(fā)明的“內燃機”的一個實施例對應，電動發(fā) 電機MG2與本發(fā)明的“電動機”的一個實施例對應。另外，Wout控制部154與本發(fā)明的“放電容許電力控制部”的一個實施例對應，充電接入口 90和充電器92形成本發(fā)明的“充電裝置”的一個實施例。應該認為，本次所公開的實施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的內容。本發(fā)明的范圍不是由上述的實施方式的說明而是由權利要求表示，包括與權利要求等同的意思以及范圍內的所有的變更。標號說明10蓄電裝置，15E⑶，17各種傳感器輸出，20P⑶，30動力輸出裝置，35加速器踏板，40DG，50L、50R前輪，60L、60R后輪，70L、70R前座，80后座，90充電接入口，92充電器，100混合動力車輛，105U06SMR, 107動力分配裝置，108排氣管，109催化劑裝置，110轉換器，120電容器，131、132變換器，140轉換器/變換器控制部，142發(fā)動機控制部，150S0C計算部，152行駛模式控制部，154ffout控制部，156發(fā)動機啟動/停止判定部，158指令生成部，160充電控制部，162速率處理部，164暫時增大處理部，166催化劑預熱控制部，MGl、MG2電動發(fā)電機，ENG發(fā)動機。
權利要求
1.一種混合動力車輛的控制裝置， 所述混合動力車輛(100)包括 產生車輛驅動力的內燃機(ENG ); 能夠充放電的蓄電裝置(10); 從所述蓄電裝置接受電力的供給來產生車輛驅動力的電動機(MG2);和 通過催化劑凈化所述內燃機的排出氣體的催化劑裝置(109 )， 所述控制裝置(15)具有 行駛模式控制部(152)，對包括第I模式(CD模式)和第2模式(CS模式)的行駛模式的切換進行控制，所述第I模式是使停止所述內燃機而僅利用所述電動機的行駛優(yōu)先的模式，所述第2模式是使所述內燃機工作并將表示所述蓄電裝置的充電狀態(tài)的狀態(tài)量(SOC)維持為預定的目標的模式；和 放電容許電力控制部(154)，基于所述行駛模式、所述內燃機的工作/停止和所述催化劑裝置是否處于預熱中，變更表示所述蓄電裝置能夠放電的電力的放電容許電力(Wout)。
2.如權利要求I所述的混合動力車輛的控制裝置， 在所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機停止時，與所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機工作時、或者所述行駛模式為所述第2模式時相比，所述放電容許電力控制部增大所述放電容許電力， 進而，即使在所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機工作時、或者所述行駛模式為所述第2模式時，當所述催化劑裝置處于預熱中時，與所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機停止時同樣，所述放電容許電力控制部也使所述放電容許電力增大。
3.如權利要求I所述的混合動力車輛的控制裝置， 在所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機停止時，與所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機工作時、或者所述行駛模式為所述第2模式時相比，所述放電容許電力控制部增大所述放電容許電力， 當所述行駛模式為所述第I模式時要求所述內燃機的啟動時，在維持所述放電容許電力的增大的同時開始所述催化劑裝置的預熱， 在所述催化劑裝置的預熱結束后，所述放電容許電力控制部使所述放電容許電力恢復至非增大狀態(tài)。
4.如權利要求I所述的混合動力車輛的控制裝置， 在所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機停止時，與所述行駛模式為所述第I模式且所述內燃機工作時、或者所述行駛模式為所述第2模式時相比，所述放電容許電力控制部增大所述放電容許電力， 在從所述第I模式向所述第2模式切換時，在維持所述放電容許電力的增大的同時開始所述催化劑裝置的預熱， 在所述催化劑裝置的預熱結束后，所述放電容許電力控制部使所述放電容許電力恢復至非增大狀態(tài)。
5.如權利要求2至4中任一項所述的混合動力車輛的控制裝置， 所述混合動力車輛還包括充電裝置(90、92)，該充電裝置構成為從車輛外部的電源接受電力的供給來對所述蓄電裝置充電，所述行駛模式控制部，在由所述充電裝置對所述蓄電裝置充電后，將所述行駛模式設定為所述第I模式。
6.一種混合動力車輛，具有權利要求I至4中任一項所述的控制裝置。
全文摘要
ECU利用預先準備的映射等來計算表示能夠從蓄電裝置放電的電力的放電容許電力(Wout)(S10)。然后，當行駛模式為CD模式且發(fā)動機停止時(在S20中“是”)，ECU將放電容許電力(Wout)增大至預先確定的值(S30)。另外，即使行駛模式為CS模式或發(fā)動機正進行工作(在S20中“否”)，當設置于發(fā)動機的排氣管的催化劑裝置處于預熱中時(在S25中“是”)，ECU也增大放電容許電力(Wout)(S30)。
文檔編號B60W20/00GK102883933SQ20108006664
公開日2013年1月16日 申請日期2010年4月7日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者山本雅哉, 仲尾優(yōu) 申請人:豐田自動車株式會社