混合動力車輛的控制裝置的制造方法

混合動力車輛的控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種在混合動力車輛中適當地執行變速時的再生。混合動力車輛的控制裝置(100)具備：第1充電控制單元(520)，其能夠在存在對內燃機(200)的輸出減少要求的情況下，將內燃機的輸出維持為預定值以上，并將輸出剩余量給蓄電單元(30)充電；第2充電控制單元(530)，其能夠在存在變速單元(400)的升檔要求的情況下，將由變速單元的升檔引起的輸出增加量給蓄電單元充電；以及變速時間變更單元(550)，其在輸出減少要求和升檔要求的控制期間重疊的情況下，與輸出減少要求和升檔要求的控制期間不重疊的情況相比，延遲升檔的執行時間或者延遲升檔的開始定時，以使得對蓄電單元的充電電力不超過對蓄電單元的輸入限制值。
【專利說明】
混合動力車輛的控制裝置
技術領域
[0001]本發明涉及對例如具備內燃機和電動機作為動力源的混合動力車輛進行控制的混合動力車輛的控制裝置的技術領域。
【背景技術】
[0002]作為這種混合動力車輛的控制裝置，已知有考慮再生電力來執行變速檔的切換的控制裝置。例如，在專利文獻I中公開了如下技術:基于由保持變速檔的狀態下的再生實現的第I充電量和由變更了變速檔的狀態下的再生實現的第2充電量，來判定實際上是否切換變速檔。根據這樣的技術，認為能夠在變速時高效地得到再生電力，能夠提高車輛的燃料經濟性。
[0003]現有技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:國際公開2013/035730號

【發明內容】

[0006]發明要解決的問題
[0007]在混合動力車輛中，有時，在存在使發動機輸出減少的要求的情況下，將發動機輸出維持為預定值以上來謀求失火防止。在該情況下，相對于要求輸出的發動機輸出剩余量作為再生電力給電池充電即可。另一方面，在存在升檔要求的情況下，也會因變速檔的切換而產生輸出增加量。在該情況下，若將輸出增加量作為再生電力給電池充電，則也能夠不浪費地高效地利用能量。
[0008]但是，在同時產生了上述發動機輸出的減少要求和升檔要求的情況下，有可能會產生再生電力變得過大而超過電池的容許最大充電電力這一技術問題。另外，在盡管存在超過容許最大充電電力的充電要求，卻要強制地抑制充電電力時，也會產生因預料外的驅動力的變動等而導致駕駛性下降這一技術問題。
[0009]如上所述的問題是本發明要解決的問題中的一例。本發明的目的在于提供一種能夠適當實施變速時的再生的混合動力車輛的控制裝置。
[0010]用于解決問題的手段
[0011]<1>
[0012]本發明的混合動力車輛的控制裝置是如下的混合動力車輛的控制裝置，所述混合動力車輛具備包含內燃機和旋轉電機的動力源、能夠通過所述旋轉電機的再生來進行充電的蓄電單元、以及能夠切換變速比的變速單元，所述控制裝置的特征在于，具備:第I充電控制單元，其能夠在存在對所述內燃機的輸出減少要求的情況下，將所述內燃機的輸出維持為預定值以上，并將相對于對所述內燃機的輸出要求的輸出剩余量給所述蓄電單元充電；第2充電控制單元，其能夠在存在對所述變速單元的升檔要求的情況下，將由所述變速單元的升檔引起的輸出增加量給所述蓄電單元充電；以及變速時間變更單元，其在所述輸出減少要求和所述升檔要求的控制期間重疊的情況下，與所述輸出減少要求和所述升檔要求的控制期間不重疊的情況相比，延長所述升檔的執行時間或者延遲所述升檔的開始定時，以使得對所述蓄電單元的充電電力不超過對所述蓄電單元的輸入限制值。
[0013]本發明的混合動力車輛是具備內燃機和旋轉電機作為能夠對驅動軸供給動力的動力源的車輛，所述內燃機可采用不管燃料種別、燃料的供給形態、燃料的燃燒形態、進氣排氣系統的結構和汽缸排列等的各種形態的內燃機，所述旋轉電機例如可構成為電動發電機等。另外，本發明的混合動力車輛具備例如構成為鋰離子電池等的蓄電單元。蓄電單元能夠通過旋轉電機的再生來充電。此外，蓄電單元也可以作為用于供給使旋轉電機動力運行的電力的電力供給源發揮功能。
[0014]本發明的混合動力車輛還具備能夠切換變速比的變速單元。變速單元構成為例如包含多個齒輪的變速器，經由差動機構等連結于內燃機的輸出軸和旋轉電機的旋轉軸。根據變速單元，能夠根據混合動力車輛的行駛狀況適當切換變速比，因此能夠實現更高效的行駛。
[0015]本發明的混合動力車輛的控制裝置是控制這樣的混合動力車輛的控制裝置，例如能夠適當采用可適當包含一個或多個CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)、MPU(Micro Processing Unit:微處理單元)、各種處理器或各種控制器或者還包含R0M(ReadOnly Memory:只讀存儲器)、RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)、緩存或閃存等各種存儲單元等的單個或多個EQJ(Electronic Control Unit:電子控制單元)等各種處理單元、各種控制器或者微型計算機裝置等各種計算機系統等的形態。
[0016]在本發明的混合動力車輛的行駛時，在產生了對內燃機的輸出減少要求的情況下，由第I充電控制單元將內燃機的輸出維持為預定值以上。此外，這里的“預定值”被設定為與能夠抑制由內燃機的輸出減少引起的不良情況(例如，內燃機中的失火)的產生的輸出值對應的值。因而，在產生了會產生不良情況的比較大的輸出減少要求的情況下，不直接反映輸出減少要求而將內燃機的輸出維持為不產生不良情況的程度的值。另一方面，在產生了不會產生不良情況的比較小的輸出減少要求的情況下，無需硬是維持內燃機的輸出(即，也可以按照輸出減少要求使內燃機的輸出減少)。
[0017]若將內燃機的輸出維持預定值以上，則會產生相對于本來要求的輸出的輸出剩余量。該輸出剩余量由第I充電控制單元用來給蓄電單元充電。具體而言，內燃機的輸出剩余量通過旋轉電機的再生被變換為電力，給向蓄電單元充電。
[0018]另外，在本發明的混合動力車輛的行駛時，在產生了對變速單元的升檔要求的情況下，會產生與慣性轉矩的變化相伴的輸出增加量。該輸出增加量由第2充電控制單元用來給蓄電單元充電。具體而言，由升檔引起的輸出增加量與上述內燃機的輸出剩余量同樣地，通過旋轉電機的再生被變換為電力來給蓄電單元充電。
[0019]如上所述，產生了對內燃機的輸出減少要求的情況下的輸出剩余量和產生了對變速單元的升檔要求的情況下的輸出增加量作為再生電力給蓄電單元充電。這些再生電力在僅產生了輸出減少要求和升檔要求的任一方的情況下被抑制為比較小的值。然而，在輸出減少要求和升檔要求的控制期間重疊的情況下，與各要求對應的再生電力被合計而可能成為比較大的值。
[0020]在此，在本發明中，特別地，在對內燃機的輸出減少要求和對變速單元的升檔要求的控制期間重疊的情況下，與輸出減少要求和升檔要求的控制期間不重疊的情況相比，由變速時間變更單元延長升檔的執行時間或者延遲升檔的開始定時。具體而言，變速時間變更單元使升檔的執行時間延長或者延遲，以使得對蓄電單元的充電電力不超過輸入限制值。此外，這里的“輸入限制值”是對蓄電單元預先設定的充電電力的限制值，例如以抑制蓄電單元的劣化的目的來設定。另外，“輸出減少要求和升檔要求的控制期間重疊”是指，輸出減少要求和升檔要求的控制期間大幅重疊到了再生電力的合計值超過輸入限制值的程度。因而，例如在輸出減少要求和升檔要求的控制期間僅稍微重疊而不存在再生電力的合計值超過輸入限制值的可能性的情況下，可以不判斷為“控制期間重疊”。
[0021]通過延長升檔的執行時間，通過升檔而得到的每單位時間的再生電力變小。具體而言，通過內燃機和/或旋轉電機的與變速檔相對應的轉速的變化變慢，慣性轉矩(即，旋轉體的慣性X加速度)降低，其結果，再生電力變小。因而，能夠可靠地減小對蓄電單元的充電電力。另外，通過使升檔的開始定時延遲，能夠使通過升檔而產生再生電力的定時延遲。因而，能夠消除或縮短與對內燃機的輸出減少要求的重疊期間，能夠可靠地減小對蓄電單元的充電電力。其結果，能夠避免給蓄電單元充電的再生電力(即，與伴隨于輸出減少要求的輸出剩余量相應的再生電力和與伴隨于升檔要求的輸出增加量相應的再生電力的合計值)超過輸入限制值。此外，升檔的執行時間的延長或延遲優選在不導致新的不良情況產生的范圍內執行。即，極端地延長或者延遲升檔的執行時間是不優選的，優選在盡量小的范圍內進行變更。
[0022]以上的結果，根據本發明的混合動力車輛的控制裝置，能夠防止因超過輸入限制值給蓄電單元充電而引起的不良情況(例如，蓄電單元的劣化等)。另外，能夠防止由于盡管存在超過輸入限制值的充電要求但卻要強制地抑制充電電力而產生的不良情況(例如，由預料外的驅動力的變動等引起的駕駛性的下降等)。
[0023]此外，對蓄電單元的充電電力優選通過升檔的執行時間的延長或延遲而完全處于輸入限制值內，但即使在不處于輸入限制值內的情況下，也能夠相應地得到上述效果。即，即使僅通過使對蓄電單元的充電電力接近輸入限制值(僅使其稍微減少)，也能夠相應地發揮抑制上述不良情況的產生的效果。
[0024]<2>
[0025]在本發明的混合動力車輛的控制裝置的一形態中，所述變速時間變更單元可以在延長后的所述升檔的執行時間超過預定時間的情況下，使所述升檔的開始定時延遲。
[0026]在該情況下，為了使對蓄電單元的充電電力處于輸入限制值內，變速時間變更單元首先謀求通過延長升檔的執行時間而實現的再生電力的下降。但是，若延長后的升檔的執行時間過長，則有可能會產生燃料經濟性的惡化、駕駛性的下降等不良情況。即，即使實現了再生電力的下降，也有可能會產生新的不良情況。
[0027]因而，變速時間變更單元在延長后的升檔的執行時間超過預定時間的情況下，取代延長升檔的執行時間而執行使升檔的開始定時延遲的處理。在此，“預定時間”是用于判定升檔的執行時間是否長到了會產生上述不良情況的程度的閾值，例如能夠通過實驗預先求出。
[0028]若如上述那樣變更升檔的執行時間，即使在延長的結果是升檔的執行時間會變得過長的情況下，也能夠通過使升檔的開始定時自身延遲，在防止不良情況的產生的同時可靠地減小對蓄電單元的充電電力。
[0029]<3>
[0030]在本發明的混合動力車輛的控制裝置的其他形態中，還具備預測所述內燃機的失火的失火預測單元，在預測為所述內燃機會失火的情況下，所述第I充電控制單元將所述內燃機的輸出維持為預定值以上，并將輸出剩余量給所述蓄電單元充電。
[0031]根據該形態，首先由失火預測單元預測內燃機的失火。失火預測單元例如基于內燃機的輸出減少要求來預測是否會產生失火。更具體而言，失火預測單元通過比較輸出減少前的內燃機的負荷和輸出減少后的內燃機的負荷來預測是否會產生失火。
[0032]若由失火預測單元預測失火，則由第I充電控制單元執行將內燃機的輸出維持為預定值以上的控制，輸出剩余量給蓄電單元充電。由此，能夠在可靠地防止內燃機的失火的同時，高效地利用輸出剩余量的能量進行充電。此外，在雖然產生了輸出減少要求，但未預測到失火的情況下，可以不將內燃機的輸出維持為預定值以上。
[0033]<4>
[0034]在具備上述失火預測單元的形態中，所述混合動力車輛可以還具備使來自所述內燃機的排出氣體的一部分向進氣側回流的回流單元，所述失火預測單元預測由通過所述回流單元而回流的來自所述內燃機的排出氣體引起的失火。
[0035]在具備回流單元(EGR:Exhaust Gas Recirculat1n)的內燃機中，在殘留的EGR氣體的影響下有可能產生失火。因而，在本形態的失火預測單元中，預測由通過回流單元而回流的排出氣體(EGR氣體)引起的失火。
[0036]具體而言，失火預測單元基于與殘留于內燃機的EGR氣體相關的參數，來預測內燃機的失火。例如，失火預測單元基于EGR率(S卩，通過回流單元而回流的排出氣體的比例)、殘留EGR氣體容積等來預測失火。這樣，若利用與EGR相關的各種參數，能夠準確地預測具備回流單元的內燃機中的失火。
[0037]本發明的作用和其他優點將通過接著說明的【具體實施方式】而變得明了。
【附圖說明】
[0038]圖1是示出實施方式的混合動力車輛的整體結構的概略結構圖。
[0039]圖2是示出實施方式的混合動力驅動裝置的結構的骨架圖。
[0040]圖3是實施方式的混合動力車輛的速度線圖。
[0041 ]圖4是實施方式的混合動力車輛的變速器的工作接合表。
[0042]圖5是示出實施方式的混合動力車輛的變速器的變速線的映射。
[0043]圖6是示出實施方式的混合動力車輛的內燃機的結構的概略結構圖。
[0044]圖7是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置的結構的框圖。
[0045]圖8是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置所進行的發動機輸出維持控制的流程的流程圖。
[0046]圖9是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置所進行的變速時間變更控制的流程的流程圖。
[0047]圖10是示出電池充電量與變速延遲系數的關系的映射。
[0048]圖11是示出比較例的混合動力車輛的控制裝置進行控制時的各種參數的變動的時間圖。
[0049]圖12是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置進行控制時的各種參數的變動的時間圖(其I)。
[0050]圖13是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置進行控制時的各種參數的變動的時間圖(其2)。
[0051 ]標號說明
[0052]1:混合動力車輛
[0053]10:混合動力驅動裝置
[0054]20:PCU
[0055]30:電池
[0056]40:傳感器群
[0057]41:節氣門開度傳感器
[0058]42:空氣流量計
[0059]43: EGR 傳感器
[0060]100:ECU
[0061]101、111:進氣管
[0062]103:節氣門
[0063]110:壓縮機
[0064]113:中冷器
[0065]120:渦輪機
[0066]115、121:排氣管
[0067]123:第I催化劑
[0068]124:第2催化劑
[0069]125:EGR管
[0070]126:EGR閥
[0071]127: EGR 冷卻器
[0072]200:發動機
[0073]201:汽缸
[0074]210:噴射器
[0075]300:行星齒輪機構
[0076]400:變速器
[0077]510:失火預測部
[0078]520:發動機輸出控制部
[0079]530:變速控制部
[0080]540:要求重疊判定部[0081 ]550:變速時間變更部
[0082]600:渦輪增壓器
[0083]MG1、MG2:電動發電機
[0084]S0、S1、S2:太陽輪
[0085]CA0、CA1、CA2:齒輪架
[0086]R0、R1、R2:齒圈
[0087]C1、C2:離合器
[0088]Fl:單向離合器
[0089]B1、B2:制動器
【具體實施方式】
[0090]以下，對混合動力車輛的控制裝置的實施方式進行說明。
[0091]〈混合動力車輛的整體結構〉
[0092]首先，一邊參照圖1，一邊對本實施方式的混合動力車輛I的結構進行說明。圖1是示出實施方式的混合動力車輛的整體結構的概略結構圖。
[0093]在圖1中，實施方式的混合動力車輛I構成為具備EQJ(Electronic Control Unit:電子控制裝置)100、混合動力驅動裝置10、？01(?0￥61 Control Unit:功率控制單元)20、電池30、電流傳感器35以及傳感器群40。
[0094]ECU100是具備CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)、R0M(Read OnlyMemory:只讀存儲器)以及RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)等，且構成為能夠控制混合動力車輛I的各部分的動作的電子控制單元。ECU100是本發明的“混合動力車輛的控制裝置”的一例。
[0095]P⑶20是構成為能夠控制電池30與后述的電動發電機MG之間的電力的輸入輸出的電力控制單元。PCU20包含SMR(SyStem Main Relay:系統主繼電器)、升壓轉換器以及變換器等(均未圖示)，SMR能夠切斷電池30和電力負載的電連接，升壓轉換器能夠將電池30的輸出電壓升壓至適合各電動發電機MG的驅動的升壓指令電壓，變換器構成為能夠將從電池30取出的直流電力變換為交流電力向后述的電動發電機供給，并且能夠將由電動發電機MG發電產生的交流電力變換為直流電力向電池30供給。
[0096]此外，P⑶20與E⑶100電連接，構成為由E⑶100來控制其動作。
[0097]電池30是作為用于使電動發電機MG動力運行的電力的電力供給源發揮功能，或者能夠蓄積通過電動發電機MG的再生而得到的電力的二次電池單元。電池30具有例如將鋰離子電池單元等單位電池單元多個串聯連接而成的結構。電池30是本發明的“蓄電單元”的一例，設定有用于抑制劣化等的輸入限制值Win。此外，電池30的電流值構成為由電流傳感器35來檢測。由電流傳感器35檢測到的電池30的電流值被輸出到P⑶來用于算出SOC。
[0098]傳感器群40是檢測混合動力車輛I的狀態的各種傳感器的總稱。在圖1中，作為構成傳感器群40的各種傳感器，示出了節氣門開度傳感器41、空氣流量計42、EGR開度傳感器43 ο
[0099 ]節氣門開度傳感器41是構成為能夠檢測發動機200的節氣門的開度的傳感器。節氣門開度傳感器41與ECU100電連接，其檢測到的節氣門開度構成為由ECU100適當參照。
[0100]空氣流量計42構成為能夠檢測從外部向發動機吸入的空氣量。空氣流量計42與E⑶100電連接，其檢測到的吸入空氣量構成為由E⑶100適當參照。
[0101 ] EGR開度傳感器43構成為能夠檢測后述的EGR系統中的EGR閥開度。EGR開度傳感器43與E⑶100電連接，其檢測到的EGR閥開度構成為由E⑶100適當參照。[0?02]混合動力驅動裝置1是混合動力車輛I的動力傳動系(power train)，構成為具備發動機200和電動發電機MG。以下，對混合動力驅動裝置10的具體結構進行詳細敘述。
[0103]〈混合動力驅動裝置的結構〉
[0104]接著，一邊參照圖2，一邊對本實施方式的混合動力驅動裝置的結構進行說明。在此，圖2是示出實施方式的混合動力驅動裝置的結構的骨架圖。
[0105]如圖2所示，本實施方式的混合動力驅動裝置10具備發動機200、電動發電機MGl以及電動發電機MG2作為混合動力車輛I的行駛用動力源。
[0106]發動機200是作為混合動力車輛I的主動力源發揮功能的作為本發明的“內燃機”的一例的汽油發動機。
[0107]電動發電機MGl和MG2是具備將電能變換為動能的動力運行功能和將動能變換為電能的再生功能的作為本發明的“旋轉電機”的一例的電動發電機。電動發電機MGl和MG2例如構成為具備在外周面具有多個永磁體的轉子和卷繞有形成旋轉磁場的三相線圈的定子的電動發動機，但當然也可以具有其他結構。
[0108]發動機200、電動發電機MGl和MG2經由單小齒輪型的行星齒輪機構300相互連結。行星齒輪機構300具有是外齒齒輪的太陽輪S0、與太陽輪SO同軸配置的是內齒齒輪的齒圈RO、以及將與上述太陽輪SO和齒圈RO嚙合的小齒輪保持成能夠自轉和公轉的齒輪架CAO。
[0109]作為發動機200的輸出軸的發動機輸出軸5連結于行星齒輪機構300的齒輪架CAO，發動機輸出軸5與齒輪架CAO—體旋轉。因而，發動機200所輸出的發動機轉矩被傳遞給齒輪架CA0。電動發電機MGl連結于行星齒輪機構300的太陽輪S0。電動發電機MG2連結于與行星齒輪機構300的齒圈RO連結的驅動軸6。從發動機200、電動發電機MGl和MG2輸出的轉矩經由行星齒輪機構300和驅動軸6而輸出。
[0110]驅動軸6連結于變更混合動力車輛的齒數比(gear rat1)的變速器400。變速器400是本發明的“變速單元”的一例，構成為具備2個行星齒輪機構(具體而言是包括太陽輪S1、齒圈Rl和齒輪架CAl的行星齒輪機構以及包括太陽輪S2、齒圈R2和齒輪架CA2的行星齒輪機構)、第I離合器Cl和第2離合器C2、單向離合器Fl、以及第I制動器BI和第2制動器B2。
[0111]2個行星齒輪機構中，一方的齒輪架CAl與另一方的齒圈R2彼此連結。另外，一方的齒圈Rl與另一方的齒輪架CA2彼此連結。
[0112]第I離合器Cl構成為能夠變更驅動軸6與太陽輪S2之間的動力傳遞狀態。第2離合器C2構成為能夠變更驅動軸6與齒輪架CAl之間的動力傳遞狀態。
[0113]單向離合器Fl構成為在齒輪架CAl與齒圈R2之間僅能向預定的一個方向傳遞動力。
[0114]第I制動器構成為能夠將太陽輪SI的旋轉固定。第2制動器構成為能夠將齒輪架CAl和齒圈R2的旋轉固定。
[0115]經由變速器400傳遞的轉矩構成為經由齒輪架CA2向車軸側輸出。
[0116]此外，上述的變速器400的結構只不過是一例，也可以使用不同形態的變速器400作為變更混合動力車輛的齒數比的機構。
[0117]〈由變速器實現的齒數比〉
[0118]接著，一邊參照圖3?圖5，一邊對可由本實施方式的變速器400實現的齒數比具體進行說明。在此，圖3是實施方式的混合動力車輛的速度線圖。另外，圖4是實施方式的混合動力車輛的工作接合表。圖5是示出實施方式的混合動力車輛的變速線的映射。此外，圖4中的“〇”表示處于接合狀態，其他的則表示處于分離狀態。
[0119]如圖3和圖4所示，本實施方式的變速器400能夠以4個等級來變更混合動力車輛I的齒數比。具體而言，通過使第I離合器Cl、第2制動器BI和單向離合器Fl接合，并且使第2離合器C2和第I制動器BI分離，可實現齒數比1st(即，齒數比最高的狀態)。通過使第I離合器Cl和第I制動器BI接合，并且使第2離合器C2、第2制動器B2和單向離合器Fl分離，可實現齒數比2nd(即，齒數比第二高的狀態)。通過使第I離合器Cl和第2離合器C2接合，并且使第I制動器B1、第2制動器B2和單向離合器Fl分離，可實現齒數比3rd(即，齒數比第三高的狀態)。通過使第2離合器C2和第I制動器接合，并且使第I離合器Cl、第2制動器B2和單向離合器Fl分離，可實現齒數比4th(即，齒數比最低的狀態)。此外，通過使第I離合器Cl、第2離合器C2、第I制動器B1、第2制動器B2和單向離合器Fl全部分離，可實現空檔。
[0120]單向離合器Fl具有通過防止齒輪架CAl和齒圈R2逆旋轉而在從齒數比1st向2nd變速時不是以第I制動器BI和第2制動器B2的雙方而是僅以第I制動器BI來提高控制性的功能。另外，單向離合器Fl具有在實施發動機制動時用于使第2制動器B2接合的功能。
[0121]如圖5所示，變速器400根據預先設定的變速線來變更變速比。具體而言，在混合動力車輛I的動作點跨變速線而變化的情況下，實現與該變速線相應的齒數比的變更。
[0122]〈混合動力車輛的發動機的結構〉
[0123]接著，參照圖6，對本實施方式的混合動力車輛I的發動機200周圍的結構進行說明。在此，圖6是示出實施方式的混合動力車輛的內燃機的結構的概略結構圖。
[0124]在圖6中，本實施方式的發動機200構成為具備壓縮機110和渦輪機120的增壓發動機。
[0125]壓縮機110對流入的空氣進行壓縮，將其作為壓縮空氣向下游供給。渦輪機120將從發動機200經由排氣管11供給的排氣作為動力來進行旋轉。渦輪機120經由軸連結于壓縮機110，構成為能夠彼此一體旋轉。即，由渦輪機120和壓縮機110構成渦輪增壓器600。
[0126]發動機200例如是在汽缸體內直列配置4個汽缸201而成的直列4缸發動機。此外，雖然省略此處的詳細圖示，但發動機200構成為能夠將空氣與燃料的混合氣在各汽缸201內部中燃燒時所產生的活塞的往復運動經由連桿變換為曲軸的旋轉運動。
[0127]在壓縮機110的入口側(S卩，壓縮機110的上游側)的進氣管101設置有空氣流量計42 ο
[0128]在壓縮機110的出口側(S卩，壓縮機110的下游側)且發動機200的進氣側(S卩，汽缸201的上游側)的進氣管111設置有節氣門103。節氣門103例如是電子控制式的氣門，構成為由未圖示的節氣門馬達來控制其開閉動作。另外，節氣門103的開度構成為可由節氣門開度傳感器41檢測。
[0129]在節氣門103的后段設置有中冷器113。中冷器113構成為能夠將吸入空氣冷卻來使空氣的增壓效率上升。
[0130]發動機200的汽缸201內的燃燒室吸入經由進氣管111供給的空氣和從噴射器210噴射供給的燃料混合而成的混合氣。從進氣側導入到汽缸201內部的混合氣由未圖示的火花塞等點火，在汽缸201內進行爆發行程。在進行爆發行程后，燃燒完成的混合氣(包含局部未燃狀態的混合氣)在接著爆發行程的排氣行程中被排出到未圖示的排氣口。排出到排氣口的排氣被導入排氣管115。
[0131]在渦輪機120的出口側(S卩，渦輪機120的下游側)的排氣管121設置有第I催化劑123和第2催化劑124，除此之外還設置有包括EGR管125、EGR閥126以及EGR冷卻器127構成的EGR系統。EGR系統是本發明的“回流單元”的一例。
[0132]第I催化劑123構成為例如包含氧催化劑，對通過了渦輪機120的排氣中所包含的物質進行凈化。
[0133]第2催化劑124設置于排氣管122中的第I催化劑123的下游側，對排氣中所包含的物質進行凈化。
[0134]EGR管125構成為能夠使第I催化劑123的下游的排氣回流到壓縮機110的入口側的進氣管101。在EGR管125上設置有EGR閥126，能夠調節EGR氣體的量。另外，在EGR管125上設置有對回流的EGR氣體進行冷卻的EGR冷卻器127 AGR閥126的開度構成為可由EGR開度傳感器44來檢測。
[0135]〈混合動力車輛的控制裝置的結構〉
[0136]接著，一邊參照圖7，一邊對實施方式的混合動力車輛的控制裝置的結構進行說明。在此，圖7是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置的結構的框圖。
[0137]在圖7中，本實施方式的混合動力車輛的控制裝置的主要部分構成為ECU100。ECU100構成為至少具備失火預測部510、發動機輸出控制部520、變速控制部530、要求重疊判定部540以及變速時間變更部550。
[0138]失火預測部510是本發明的“失火預測單元”的一例，預測發動機200中的失火。失火預測部510在對混合動力車輛I產生了減速要求的情況下預測失火。失火預測部510例如基于發動機200的負荷變動、發動機200的內部殘留的EGR氣體量等來預測失火。在此預測的失火是由于以下原因而過渡性地產生的失火:高負荷時的EGR氣體由于將節氣門103和EGR閥126—起關閉而以高濃度殘留在節氣門103與EGR閥126之間，該殘留EGR氣體在空氣量減少后流入發動機200的燃燒室，從而燃燒室內的EGR濃度升高(具體而言，實質EGR率超過限界EGR率)。因而，例如能夠使用減速前的吸入空氣量和EGR率、減速后的吸入空氣量和限界EGR率、殘留EGR氣體容積來進行失火預測。失火預測部510的預測結果能夠向發動機輸出控制部520輸出。
[0139]發動機輸出控制部520基于失火預測部510的預測結果來控制發動機200的輸出。在預測到發動機200中的失火的情況下，發動機輸出控制部520以將發動機200的輸出維持在預定值以上的方式進行控制。此外，在本實施方式中，由于維持了發動機輸出而產生的輸出剩余量由電動發電機MG2等進行再生，給電池30充電。這樣，發動機輸出控制部520作為本發明的“第I充電控制單元”的一部分發揮功能。
[0140]變速控制部530是本發明的“第2充電控制單元”的一例，在產生了變速要求的情況下，控制變速器400來變更變速比。另外，特別地，本實施方式的變速控制部530能夠根據來自變速時間變更部550的指令來變更升檔時的變速時間。具體而言，變速控制部530能夠使變速所需的時間延長和/或使變速開始定時延遲。此外，在變速器400的升檔時，會產生與慣性轉矩的變化相伴的輸出增加量，該輸出增加量由電動發電機MG2等進行再生，給電池30充電。這樣，變速控制部530作為本發明的“第2充電控制單元”的一部分發揮功能。
[0141]要求重疊判定部540判定在混合動力車輛I中是否重疊產生了減速要求和升檔要求。要求重疊判定部540的判定結果能夠向變速時間變更部550輸出。
[0142]在判定為重疊產生了減速要求和升檔要求的情況下，變速時間變更部550對變速控制部530發揮變更變速時間的指令。關于具體的變速時間的變更方法，將在后面詳細敘述。
[0143]〈發動機輸出維持控制〉
[0144]接著，一邊參照圖8，一邊對本實施方式的混合動力車輛的控制裝置所執行的發動機輸出維持控制(即，預測到發動機200的失火而將發動機200的輸出維持在預定值以上的控制)進行說明。在此，圖8是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置所進行的發動機輸出維持控制的流程的流程圖。
[0145]在圖8中，根據本實施方式的混合動力車輛的控制裝置，若檢測到發動機負荷的減少(步驟SlOl:否)，則在失火預測單元510中推定減速目標負荷(步驟S102)。具體而言，失火預測單元510基于由節氣門開度傳感器41檢測到的節氣門開度的變化量來算出減速后的發動機的負荷。
[0146]當推定出減速目標負荷后，在失火預測單元510中判定在發動機200中是否存在失火的可能性(步驟S103)。失火預測單元510例如基于算出的減速目標負荷以及減速前的吸入空氣量和EGR率、減速后的吸入空氣量和限界EGR率、殘留EGR氣體容積等，來判定失火的可能性。
[0147]在判斷為存在失火的可能性的情況下(步驟S103:是)，由發動機輸出控制部520算出發動機負荷下限值(具體而言，用于使得不產生失火的發動機輸出的下限值)(步驟S104)。然后，由發動機輸出控制部520執行發動機控制，以使得發動機負荷成為所算出的下限值以上(步驟S105)。
[0148]根據以上說明的發動機輸出維持控制，即使在根據減速要求使發動機輸出下降的情況下，也能夠防止失火的產生。此外，由于維持發動機輸出而產生的輸出剩余量向通過再生而變換成電力，給電池30充電。因而，能夠不浪費地高效地利用由發動機200產生的能量。
[0149]〈變速時間變更控制〉
[0150]接著，一邊參照圖9和圖10，一邊對本實施方式的混合動力車輛的控制裝置所執行的升檔時間變更動作進行說明。在此，圖9是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置所進行的變速時間變更控制的流程的流程圖。另外，圖10是示出電池充電量與變速延遲系數的關系的映射。
[0151]在圖9中，在本實施方式的混合動力車輛的控制裝置中，在要求重疊判定部540中監視是否重疊產生了減速要求和升檔要求(步驟S201)。
[0152]在判定為重疊產生了減速要求和升檔要求的情況下(步驟S201)，在變速時間變更部550中算出由再生實現的電池30的充電量(步驟S202)。具體而言，算出與在產生了減速要求時將發動機輸出維持在預定值以上而產生的輸出剩余量對應的充電量和與在升檔時產生的輸出增加量對應的充電量的合計值。
[0153]判定所算出的電池30的充電量是否超過了輸入限制值Win(步驟S203)。此處，在電池30的充電量未超過輸入限制值Win的情況下(步驟S203:否)，省略以后的處理。另一方面，在電池30的充電量超過了輸入限制值Win的情況下(步驟S203:是)，執行以后的用于變更變速時間的處理。
[0154]在變速時間變更部550中，算出用于使得對電池30的充電量不超過輸入限制值Win的變速時間延遲系數Td(步驟S204)。此外，變速時間延遲系數Td是用于決定變速器400的升檔時的變速時間的延長量的系數。變速時間延遲系數Td例如作為I以上的值而算出，通過與通常時的變速時間相乘來算出延長后的變速時間。
[0155]如圖10所示，對電池30的充電量越大，則變速時間延遲系數Td作為越大的值而算出。即，對電池30的充電量越大，則升檔時的變速時間被延長為越長。
[0156]返回圖9，在變速時間變更部550中，判定所算出的變速時間延遲系數Td是否比預定的閾值α大(步驟S205)。此外，閾值α是用于判定延長后的升檔的執行時間是否會變長到產生燃料經濟性的惡化和/或駕駛性的下降等不良情況的程度的閾值。閾值α能夠通過事先進行實際延長變速時間的模擬等來決定。
[0157]在此，若判定為變速時間延遲系數Td為閾值α以下(步驟S205:否)，則根據變速時間延遲系數Td來延長變速時間(步驟S206)。即，判斷為即使延長變速時間也不會產生不良情況，花費比通常長的時間來執行升檔。通過延長升檔的執行時間，能夠減小通過升檔而得到的每單位時間的再生電力。此外，在延長升檔的執行時間的情況下，變速時的發動機200和MGl的與變速檔相對應的轉速的變化變慢。于是，通過發動機200和MGl的轉速的變化變慢，慣性轉矩(即，旋轉體的慣性X加速度)降低，其結果，再生電力變小。因而，能夠可靠地減小對電池30的充電電力。
[0158]另一方面，若判定為變速時間延遲系數Td比閾值α大(步驟S205:是)，則使變速時間延遲(步驟S207)。即，判斷為若是延長變速時間的話則會產生不良情況，不延長變速時間而使變速的開始定時延遲。通過使升檔的開始定時延遲，能夠使通過升檔而產生再生電力的定時延遲。因而，能夠消除或縮短與發動機200的輸出維持相伴的再生電力和與升檔相伴的再生電力重疊產生的期間，能夠可靠地減小對電池30的充電電力。
[0159]如上所述，若根據變速時間延遲系數Td來選擇變速時間的延長或者延遲，則即使在因變速時間的延長而會產生新的不良情況的情況下，也能夠可靠地減小對電池30的充電電力。
[0160]〈具體的的動作和效果〉
[0161]接著，一邊參照圖11?圖13，一邊對上述變速時間變更控制的效果進行更具體的說明。在此，圖11是示出比較例的混合動力車輛的控制裝置進行制時的各種參數的變動的時間圖。另外，圖12是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置進行控制時的各種參數的變動的時間圖(其I)，圖13是示出實施方式的混合動力車輛的控制裝置進行控制時的各種參數的變動的時間圖(其2)。
[0162]在圖11中，考慮不能變更變速時間的比較例。在該情況下，當產生了發動機負荷會達到失火區域的減速要求時，維持發動機輸出以使得發動機負荷不會成為下限值以下。其結果，再生電力增加與由于維持了發動機負荷而產生的輸出剩余量相應的量。
[0163]另一方面，若因升檔要求而執行升檔，則會為了吸收慣性動力變動量而執行再生。SP，再生電力因升檔而增加。
[0164]在此，若減速要求和升檔要求重疊，則會要求對電池30同時充入與發動機200的輸出維持相伴的再生電力和與升檔相伴的再生電力。于是，對電池30的充電量成為極大的值而超過輸入限制值Win。
[0165]若電池充電量超過輸入限制值Win，則例如會促進電池30的劣化。另外，若盡管存在超過輸入限制值Win的充電要求，但卻要強制地抑制充電電力，則會產生例如由預料外的驅動力的變動等引起的駕駛性的下降等。
[0166]在圖12中，在本實施方式的混合動力車輛的控制裝置中，如上所述，在減速要求和升檔要求重疊了的情況下，延長變速時間。由此，隨著升檔而產生的每單位時間的再生電力減少。因而，能夠避免對電池30的充電量超過輸入限制值Win。
[0167]在圖13中，在本實施方式的混合動力車輛的控制裝置中，進一步，在若延長變速時間則會產生不良情況的狀況下，使變速的開始定時延遲。由此，隨著升檔而產生再生電力的定時也延遲。因而，能夠消除或縮短與發動機200的輸出維持相伴的再生電力和與升檔相伴的再生電力重疊產生的期間，能夠避免對電池30的充電量超過輸入限制值Win。
[0168]此外，對于節氣門103關閉后的發動機負荷，通過EGR閥126關閉而燃燒室內的EGR氣體的比例減小，失火區域和發動機負荷下限值一起變小。因而，若使變速的開始定時延遲，則會在發動機的輸出下降下來之后進行變速，所以能夠避免對電池30的充電量超過輸入限制值Win。
[0169]如以上所說明，根據本實施方式的混合動力車輛的控制裝置，即使在減速要求和升檔要求重疊的情況下，也能夠在抑制不良情況的產生的同時適當執行再生。
[0170]本發明不限于上述實施方式，能夠在不違反從權利要求書和說明書整體整體可讀出的發明的主旨或思想的范圍內適當變更，伴隨這樣的變更的混合動力車輛的控制裝置也包含于本發明的技術范圍。
【主權項】
1.一種混合動力車輛的控制裝置，所述混合動力車輛具備包含內燃機和旋轉電機的動力源、能夠通過所述旋轉電機的再生來進行充電的蓄電單元、以及能夠切換變速比的變速單元，所述控制裝置的特征在于，具備: 第I充電控制單元，其能夠在存在對所述內燃機的輸出減少要求的情況下，將所述內燃機的輸出維持為預定值以上，并將與相對于對所述內燃機的輸出要求的輸出剩余量對應的第I充電量的給所述蓄電單元充電； 第2充電控制單元，其能夠在存在對所述變速單元的升檔要求的情況下，將與由所述變速單元的升檔引起的輸出增加量對應的第2充電量給所述蓄電單元充電；以及 變速時間變更單元，其在所述輸出減少要求和所述升檔要求的控制期間重疊的情況下，與所述輸出減少要求和所述升檔要求的控制期間不重疊的情況相比，延長所述升檔的執行時間或者延遲所述升檔的開始定時，以使得對所述蓄電單元的充電電力不超過對所述蓄電單元的輸入限制值。2.根據權利要求1所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 在所述第I充電量與所述第2充電量的合計值超過所述輸入限制值的情況下，判斷為所述輸出要求減少要求和所述升檔要求的控制期間重疊。3.根據權利要求1或2所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 所述變速時間變更單元，在假想地延長后的所述升檔的假想執行時間不超過預定時間的情況下，延長所述升檔的執行時間。4.根據權利要求1?3中任一項所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 所述變速時間變更單元，在假想地延長后的所述升檔的假想執行時間超過所述預定時間的情況下，延遲所述升檔的開始定時。5.根據權利要求1?4中任一項所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 還具備預測所述內燃機的失火的失火預測單元， 所述第I充電控制單元，在預測為所述內燃機會失火的情況下，將所述內燃機的輸出維持為預定值以上，并將與輸出剩余量對應的所述第I充電量給所述蓄電單元充電。6.根據權利要求5所述的混合動力車輛的控制裝置，其特征在于， 所述混合動力車輛還具備使來自所述內燃機的排氣的一部分向進氣側回流的回流單元， 所述失火預測單元預測由通過所述回流單元而回流的來自所述內燃機的排氣引起的失火。
【文檔編號】B60W10/11GK105966392SQ201610137390
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月10日
【發明人】菅野善仁, 木下剛生, 森田泰毅
【申請人】豐田自動車株式會社