專利名稱：動(dòng)力輸出裝置、裝有該裝置的汽車以及該裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力輸出裝置、裝有該動(dòng)力輸出裝置的汽車(機(jī)動(dòng)車輛)以及動(dòng)力輸出裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
以往，作為能夠向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，例如在特開平11-187577號公報(bào)中公開了這樣一種裝置，其具有發(fā)動(dòng)機(jī)；第一電機(jī)；第二電機(jī)；行星齒輪機(jī)構(gòu)，其行星架與發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相連接，太陽齒輪與第一電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接，齒圈與第二電機(jī)的轉(zhuǎn)子連接；由兩個(gè)電機(jī)中的一個(gè)或兩者通過發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生的轉(zhuǎn)矩的一部分而產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電的電池；其中，第二電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸通過齒輪等與驅(qū)動(dòng)軸連接。在該動(dòng)力輸出裝置中，使用預(yù)先設(shè)定成當(dāng)電池的溫度為規(guī)定溫度以下時(shí)使輸入限制的絕對值與常溫時(shí)相比小的圖線(map)，設(shè)定與所檢測的電池的溫度相對應(yīng)的輸入限制，并在不超過該輸入限制的范圍內(nèi)確定向電池充電的電能(電量)。
但是，在上述動(dòng)力輸出裝置中，當(dāng)電池的溫度進(jìn)入其中輸入限制的絕對值比常溫時(shí)小的區(qū)域時(shí)，雖然用由兩個(gè)電機(jī)中的一個(gè)或兩者通過發(fā)動(dòng)機(jī)而產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電，但是如果這時(shí)本應(yīng)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量與實(shí)際吸入空氣量之間發(fā)生了偏差，則存在超過輸入限制地向電池充電的情況。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題而提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一種動(dòng)力輸出裝置、裝有該動(dòng)力輸出裝置的汽車以及動(dòng)力輸出裝置的控制方法，其可以在限制向二次電池等的蓄電單元的充電量的情況下防止超過其限制地進(jìn)行充電的情況。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置是一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸相連、能夠伴隨著電力和動(dòng)力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力動(dòng)力輸入輸出單元；能夠與所述電力動(dòng)力輸入輸出單元進(jìn)行電力交換的蓄電單元；和控制單元，其對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正以使得在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)要求的要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力，在該校正后，以反映所述校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。
在該動(dòng)力輸出裝置中，對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正以使得在內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力，在該校正后，以反映所述校正的方式控制內(nèi)燃機(jī)，并控制電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過該蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。即，在對蓄電單元進(jìn)行充電之前，預(yù)先使得可以從內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力基本上沒有偏差的動(dòng)力。因此，在限制向蓄電單元的充電量的情況下，由于來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力不超過對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力，所以可以防止通過由電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電產(chǎn)生的電力而充電的蓄電單元的充電量超過限制的現(xiàn)象。
在此，所謂與內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減(變化)有關(guān)的參數(shù)，例如可以列舉出吸入空氣量、燃料噴射量、燃料噴射定時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)等，可以是其中的一個(gè)也可以是兩者以上。而且，考慮到在低溫時(shí)電流在蓄電單元中流動(dòng)時(shí)會(huì)由于電壓較大地升高而超過構(gòu)成蓄電單元的部件的耐電壓，所以在低溫區(qū)域設(shè)定成隨著溫度降低輸入限制的絕對值也變小，即，充電許可容量變小。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置，包括調(diào)節(jié)吸入所述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的吸入空氣量調(diào)節(jié)單元，其中，所述控制單元，在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后通過所述吸入空氣量調(diào)節(jié)單元向所述內(nèi)燃機(jī)吸入規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量的空氣而怠速運(yùn)行，并且對吸入空氣量進(jìn)行校正以使得該怠速運(yùn)行時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速，在該校正后，以反映所述校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。例如，當(dāng)緊接在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)之后的吸入空氣量大于輸出要求動(dòng)力所需的吸入空氣量時(shí)，如果直接對蓄電單元進(jìn)行充電，則擔(dān)心會(huì)超過輸入限制地充電，但是，在此在對蓄電單元進(jìn)行充電之前，校正吸入空氣量以使得怠速時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速，所以消除了這種擔(dān)心。在該情況下，所述控制單元，在所述蓄電單元的溫度為預(yù)定的極低溫度區(qū)域時(shí)的所述內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)時(shí)可以進(jìn)行上述校正，作為所述極低溫度區(qū)域的規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量可使用比常溫區(qū)域的情況下大的值。在如此作為極低溫度區(qū)域的規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量使用比常溫區(qū)域的情況下大的值的情況下，由于在內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后直接對蓄電單元進(jìn)行充電時(shí)較大程度地?fù)?dān)心會(huì)超過輸入限制地充電，所以適用本發(fā)明具有重要意義。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，所述控制單元，當(dāng)在不進(jìn)行所述校正地控制所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時(shí)對所述內(nèi)燃機(jī)要求的動(dòng)力與實(shí)際輸出的動(dòng)力的最大偏差量超過所述蓄電單元的輸入限制的情況下可以進(jìn)行所述校正，而在所述最大偏差量不超過所述蓄電單元的輸入限制的情況下不進(jìn)行所述校正。由于只要所述最大偏差量不超過蓄電單元的輸入限制就不會(huì)導(dǎo)致超過輸入限制地對蓄電單元充電，所以沒有必要進(jìn)行校正，從而可以較早地開始對蓄電單元充電。在此，在不進(jìn)行校正地控制所述內(nèi)燃機(jī)時(shí)，對所述內(nèi)燃機(jī)要求的動(dòng)力與實(shí)際輸出的動(dòng)力的最大偏差量，可以預(yù)先通過實(shí)驗(yàn)等經(jīng)驗(yàn)地確定。例如，在將對發(fā)動(dòng)機(jī)22的要求功率Pe*作為最低值(例如1kW)時(shí)所取得的偏差量的最大值可以作為最大偏差量。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，所述控制單元，在向所述蓄電單元的充電具有緊急性時(shí)，不進(jìn)行所述校正地控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。如此，在向所述蓄電單元的充電具有緊急性的情況下(例如擔(dān)心由于充電不足而造成蓄電單元發(fā)生故障的情況等)，由于不進(jìn)行所述校正，所以可以迅速地向蓄電單元充電。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，所述控制單元，當(dāng)以在進(jìn)行所述校正后從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的動(dòng)力以及該內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速成為大致恒定的方式進(jìn)行了控制以后，更新由所述校正所獲得的校正內(nèi)容。或者，所述控制單元，僅當(dāng)在進(jìn)行所述校正后從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的動(dòng)力以及該內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速成為大致恒定時(shí)更新由所述校正所獲得的校正內(nèi)容。如此，即使是在內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后的校正內(nèi)容有時(shí)不適于內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行，由于更新校正內(nèi)容而可以維持其在適當(dāng)程度。在如此更新校正內(nèi)容時(shí)，優(yōu)選地在不超過設(shè)定成使得所述內(nèi)燃機(jī)不失速的防護(hù)值的范圍內(nèi)更新。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置中，所述電力動(dòng)力輸入輸出單元包括能夠向轉(zhuǎn)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，以及三軸式動(dòng)力輸入輸出單元，該三軸式動(dòng)力輸入輸出單元與三個(gè)軸即所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及所述驅(qū)動(dòng)軸相連，并基于從所述三個(gè)軸中的任兩個(gè)軸輸入的動(dòng)力和輸出至所述兩個(gè)軸的動(dòng)力向所述三個(gè)軸中剩余的一個(gè)剩余軸輸出動(dòng)力和從該剩余軸輸入動(dòng)力?；蛘?，所述電力動(dòng)力輸入輸出單元包括具有第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，該第一轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連，該第二轉(zhuǎn)子與所述驅(qū)動(dòng)軸相連，所述雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)通過所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的相對旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的汽車(機(jī)動(dòng)車輛)安裝有根據(jù)上述任一項(xiàng)形態(tài)的本發(fā)明所述的動(dòng)力輸出裝置，即，基本上，是一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸相連、能夠伴隨著電力和動(dòng)力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力動(dòng)力輸入輸出單元；能夠與所述電力動(dòng)力輸入輸出單元進(jìn)行電力交換的蓄電單元；和控制單元，對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正以使得在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力，在該校正后，以反映所述校正單元進(jìn)行的校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。
在該汽車中，由于安裝有上述任一形態(tài)的本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置，在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置所實(shí)現(xiàn)的效果，例如限制向蓄電單元充電的情況下，來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力不超過對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力，所以可以防止由電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電所產(chǎn)生的電力而充電的蓄電單元的充電量超過限制。
而且，本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置包括能夠相對所述驅(qū)動(dòng)軸輸入和輸出動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)和設(shè)定對所述驅(qū)動(dòng)軸要求的要求驅(qū)動(dòng)力的要求驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元，所述蓄電單元能夠與所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電力交換，所述控制單元可以控制所述內(nèi)燃機(jī)、所述電力動(dòng)力輸入輸出單元及所述電動(dòng)機(jī)，以使得向所述驅(qū)動(dòng)軸輸出由所述要求驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元設(shè)定的要求驅(qū)動(dòng)力。
本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的控制方法，是這樣一種動(dòng)力輸出裝置的控制方法，其中該動(dòng)力輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸相連、能夠伴隨著電力和動(dòng)力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力動(dòng)力輸入輸出單元；和能夠與所述電力動(dòng)力輸入輸出單元進(jìn)行電力交換的蓄電單元，其特征在于，包括如下步驟(a)對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正以使得在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力；
(b)在所述步驟(a)后，以反映所述步驟(a)的校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。
在該動(dòng)力輸出裝置的控制方法中，對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正以使得在內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力，在該校正后，以反映剛才的校正的方式控制內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。即，在對蓄電單元充電之前，預(yù)先使得可以從內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力基本上沒有偏差的動(dòng)力。因此，在限制向蓄電單元的充電量的情況下，由于來自內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力不超過對該內(nèi)燃機(jī)的要求動(dòng)力，所以可以防止通過由電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電產(chǎn)生的電力而充電的蓄電單元的充電量超過限制的現(xiàn)象。
在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的控制方法中，在所述步驟(a)中，在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后，通過所述吸入空氣量調(diào)節(jié)單元向所述內(nèi)燃機(jī)吸入規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量的空氣而怠速運(yùn)行，并且對吸入空氣量進(jìn)行校正，以使得該怠速運(yùn)行時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速；在所述步驟(b)中，在所述步驟(a)后，以反映所述步驟(a)的校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得通過所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元進(jìn)行充電。例如，當(dāng)緊接在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)之后的吸入空氣量大于輸出要求動(dòng)力所需的吸入空氣量時(shí)，如果直接對蓄電單元進(jìn)行充電，則擔(dān)心可能會(huì)超過輸入限制地充電，但是，在此在對蓄電單元進(jìn)行充電之前，校正吸入空氣量以使得怠速時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速，所以消除了這種擔(dān)心。
而且，在本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置的控制方法中，也可以附加用以由上述任一本發(fā)明的動(dòng)力輸出裝置所具有的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的作用、功能的步驟。


圖1是示出本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的結(jié)構(gòu)圖；圖2是示出安裝在本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20上的發(fā)動(dòng)機(jī)22的結(jié)構(gòu)圖；圖3是示出由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)控制例程的一個(gè)示例的流程圖；圖4是示出蓄電池50的電池溫度Tb與輸入限制Win和輸出限制Wout之間的關(guān)系的一個(gè)示例的說明圖；混合動(dòng)力用電子圖5是示出蓄電池50的剩余容量(SOC)與輸入限制Win和輸出限制Wout的校正系數(shù)之間的關(guān)系的一個(gè)示例的說明圖；圖6是示出要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定圖(map)的一個(gè)示例的說明圖；圖7是示出發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)線(動(dòng)作線)的一個(gè)示例以及設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的過程的說明圖；圖8是示出用于動(dòng)力學(xué)地說明動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30(動(dòng)力分配統(tǒng)合機(jī)構(gòu))的列線圖的一個(gè)示例的說明圖；圖9是示出由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的系統(tǒng)起動(dòng)控制例程的一個(gè)示例的流程圖；圖10是示出由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24執(zhí)行的吸入空氣量校正執(zhí)行例程的一個(gè)示例的流程圖；圖11是示出由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的校正后驅(qū)動(dòng)控制例程的一個(gè)示例的流程圖；圖12是示出由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24執(zhí)行的吸入空氣量校正更新例程的一個(gè)示例的流程圖；圖13是示出各流程圖的處理的一個(gè)具體示例的時(shí)間圖；圖14是示意性示出一個(gè)變形例的混合動(dòng)力汽車220的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖；圖15是示意性示出另一個(gè)變形例的混合動(dòng)力汽車320的構(gòu)造的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的安裝有動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力汽車20的結(jié)構(gòu)圖，圖2是示出安裝在該混合動(dòng)力汽車20上的發(fā)動(dòng)機(jī)22的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示出的，本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20包括發(fā)動(dòng)機(jī)22，經(jīng)由減振器28與用作發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出軸的曲軸26相連的三軸型動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30，與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30相連并能夠發(fā)電的電機(jī)MG1，安裝到用作與動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30相連的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的減速器35，與該減速器35相連的電機(jī)MG2，以及控制整個(gè)動(dòng)力輸出裝置的混合動(dòng)力用電子控制單元70。
發(fā)動(dòng)機(jī)22是能夠通過汽油或輕油等碳?xì)浠衔锶剂隙敵鰟?dòng)力的內(nèi)燃機(jī)，如圖2所示，在通過空氣濾清器122將凈化后的空氣通過節(jié)氣門124吸入的同時(shí)，從燃料噴射閥126噴射汽油以將所吸入的空氣與汽油混合，通過進(jìn)氣門128將該混合氣吸入燃料室，借助于火花塞130產(chǎn)生的電火花而進(jìn)行爆炸燃燒，將通過其能量而被壓下的活塞132的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變換成曲軸26的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的排氣通過對一氧化碳(CO)、烴(HC)、氮氧化物(NOx)這些有害成分進(jìn)行凈化的凈化裝置(三元催化劑)134被排出到外部氣體。
發(fā)動(dòng)機(jī)22由發(fā)動(dòng)機(jī)用電子控制單元(下文簡稱為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU)24進(jìn)行控制。通過圖中未示出的輸入端口向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24輸入來自對發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行檢測的各種傳感器的信號。例如，通過輸入端口向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24輸入以下信號來自檢測曲軸26的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的曲軸位置傳感器140的曲軸位置、來自檢測發(fā)動(dòng)機(jī)22的冷卻水的溫度的水溫傳感器142的冷卻水溫、來自檢測對相對燃料室進(jìn)行進(jìn)排氣的進(jìn)氣門128和排氣門129進(jìn)行開閉的凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的凸輪位置傳感器144的凸輪位置、來自檢測節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門位置傳感器146的節(jié)氣門位置、來自檢測發(fā)動(dòng)機(jī)22的吸入空氣量(進(jìn)氣量)的真空傳感器148的吸入空氣量等。此外，從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24通過圖中未示出的輸出端口輸出用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的各種控制信號。例如，從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24通過輸出端口輸出以下信號向燃料噴射閥126輸出的驅(qū)動(dòng)信號、向調(diào)節(jié)節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門電機(jī)136輸出的驅(qū)動(dòng)信號、向與點(diǎn)火器一體地形成的點(diǎn)火線圈138輸出的控制信號、向能夠變更進(jìn)氣門128的開閉正時(shí)的可變正時(shí)機(jī)構(gòu)150輸出的控制信號等。而且，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24與混合動(dòng)力用電子控制單元70通信，通過來自混合動(dòng)力用電子控制單元70的控制信號，對發(fā)動(dòng)機(jī)22進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)控制，同時(shí)根據(jù)需要，將與發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)輸出。
混合動(dòng)力用電子混合動(dòng)力用電子混合動(dòng)力用電子動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30具有為外齒輪的太陽齒輪31，為內(nèi)齒輪并與太陽齒輪31同軸地設(shè)置的齒圈32，多個(gè)與太陽齒輪31嚙合并與和齒圈32嚙合的行星齒輪33，以及以保持多個(gè)行星齒輪33自由公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的行星架34。即，動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30構(gòu)造成將太陽齒輪31、齒圈32以及行星架34作為轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)行差動(dòng)的行星齒輪機(jī)構(gòu)。動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30中的行星架34、太陽齒輪31以及齒圈32分別連接到發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26、電機(jī)MG1以及經(jīng)由齒圈軸32a連接到減速器35。在電機(jī)MG1用作發(fā)電機(jī)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并通過行星架34輸入的動(dòng)力根據(jù)齒輪比分配到太陽齒輪31一側(cè)和齒圈32一側(cè)。在電機(jī)MG1用作電動(dòng)機(jī)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并通過行星架34輸入的動(dòng)力與從電機(jī)MG1輸出并通過太陽齒輪31輸入的動(dòng)力結(jié)合輸出至齒圈32一側(cè)。輸出至齒圈32的動(dòng)力從齒圈軸32a經(jīng)由齒輪機(jī)構(gòu)60和差速器62最終傳遞到驅(qū)動(dòng)輪63a、63b。
電機(jī)MG1和電機(jī)MG2都構(gòu)造成公知的同步發(fā)電電動(dòng)機(jī)，既可作為發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，又可作為電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并經(jīng)由逆變器41、42與蓄電池50進(jìn)行電力交換。連接逆變器41、42與蓄電池50的電力線54包括這兩個(gè)逆變器41、42共用的正極母線和負(fù)極母線，可以使得由電機(jī)MG1和電機(jī)MG2中的任一個(gè)產(chǎn)生的電力被另一個(gè)電機(jī)消耗。因此，蓄電池50通過電機(jī)MG1和電機(jī)MG2中的任一個(gè)產(chǎn)生的電力充電，或者放電以補(bǔ)充電機(jī)MG1或電機(jī)MG2的不足的電力。當(dāng)電機(jī)MG1和電機(jī)MG2的電力收支(充放)平衡時(shí)，蓄電池50既不充電也不放電。電機(jī)MG1和電機(jī)MG2都由電機(jī)用電子控制單元(下文稱為電機(jī)ECU)40驅(qū)動(dòng)控制。驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1、MG2所需的信號，例如來自檢測電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測傳感器43、44的信號以及由未示出的電流傳感器檢測的施加給電機(jī)MG1、MG2的相電流等輸入電機(jī)ECU 40。從電機(jī)ECU 40向逆變器41、42輸出開關(guān)(切換)控制信號。電機(jī)ECU 40與混合動(dòng)力用電子控制單元70通信并通過混合動(dòng)力用電子控制單元70的控制信號驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1、MG2，同時(shí)根據(jù)要求向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸出有關(guān)電機(jī)MG1、MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的數(shù)據(jù)。
蓄電池50為能夠充放電的二次電池，由蓄電池電子控制單元(下文稱為蓄電池ECU)52管理(控制)。管理蓄電池50所需的信號，例如，由設(shè)置在蓄電池50的端子之間的未示出的電壓傳感器檢測的端子間電壓Vb，來自安裝到與蓄電池50的輸出端子相連的電力線54的未示出的電流傳感器的充電放電電流Ib，以及來自安裝到蓄電池50的溫度傳感器51的電池溫度Tb等輸入蓄電池ECU 52。蓄電池ECU 52根據(jù)要求經(jīng)由通信向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸出有關(guān)蓄電池50的狀況的數(shù)據(jù)。在該蓄電池ECU 52中，基于由電流傳感器檢測的充電放電電流的累積值計(jì)算剩余容量(SOC)，以用于管理蓄電池50。此外，雖然在本實(shí)施例中采用了二次電池，但是也可以取代二次電池而采用電氣雙層電容器。
混合動(dòng)力用電子控制單元70構(gòu)造成以CPU 72為中心的微處理器，除了CPU 72以外，還包括存儲(chǔ)處理程序的ROM 74、臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的RAM76、未示出的輸入輸出端口以及通信端口?；旌蟿?dòng)力用電子控制單元70經(jīng)由輸入端口接收各種輸入來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號IG，來自檢測換檔桿81的操作位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP，來自檢測加速踏板83的踩下量的加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc，來自檢測制動(dòng)踏板85的踩下量的制動(dòng)踏板位置傳感器86的制動(dòng)踏板位置BP，以及來自車速傳感器88的車速V等。如上所述，混合動(dòng)力用電子控制單元70經(jīng)由通信端口與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電機(jī)ECU 40以及蓄電池ECU 52通信，與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電機(jī)ECU 40以及蓄電池ECU 52進(jìn)行各種控制信號和數(shù)據(jù)的交換。
這樣構(gòu)造的本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20，基于對應(yīng)于駕駛員對加速踏板83的踩下量的加速器開度Acc和車速V，計(jì)算要輸出至作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的要求轉(zhuǎn)矩，運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電機(jī)MG1、MG2，以將對應(yīng)于該要求轉(zhuǎn)矩的要求動(dòng)力輸出至齒圈軸32a。作為發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電機(jī)MG1、MG2的運(yùn)轉(zhuǎn)控制具有多種模式轉(zhuǎn)矩變換運(yùn)轉(zhuǎn)模式、充放電運(yùn)轉(zhuǎn)模式以及電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式等。在轉(zhuǎn)矩變換運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22以從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出等于要求動(dòng)力的動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1、MG2，以使從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的動(dòng)力全部通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30以及電機(jī)MG1和電機(jī)MG2進(jìn)行轉(zhuǎn)矩變換而輸出至齒圈軸32a。在充放電運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，運(yùn)轉(zhuǎn)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22，以從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出等于要求動(dòng)力與蓄電池50充放電所需的電力之和的動(dòng)力，并且，驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)MG1和電機(jī)MG2，以使得隨著蓄電池50的充放電，隨著從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的動(dòng)力的全部或部分通過動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30以及電機(jī)MG1和電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩變換，要求動(dòng)力輸出至齒圈軸32a。在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式中，停止發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)，以從電機(jī)MG2向齒圈軸32a輸出等于要求動(dòng)力的動(dòng)力。
下面說明如上所述構(gòu)造的本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的操作。圖3是示出由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)控制例程的一個(gè)示例的流程圖。該例程，在后面所述的系統(tǒng)起動(dòng)控制例程結(jié)束以后，由混合動(dòng)力用電子控制單元70以規(guī)定的時(shí)間間隔(例如，每8毫秒)重復(fù)執(zhí)行。
當(dāng)執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制例程時(shí)，混合動(dòng)力用電子控制單元70的CPU 72首先執(zhí)行輸入控制所需的數(shù)據(jù)的處理，即，除了來自加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc，來自車速傳感器88的車速V，電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2，發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne等以外，還有蓄電池50的剩余容量(SOC)、來自安裝于蓄電池50的溫度傳感器51的電池溫度Tb、蓄電池50的端子間電壓Vb、蓄電池50的充放電電流Ib、蓄電池50的輸入限制和輸出限制Win、Wout等(步驟S100)。在此，發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne是將基于來自安裝到曲軸26上的曲軸位置傳感器140的信號計(jì)算出的結(jié)果經(jīng)由通信從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24輸入的。此外，電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2是將基于通過轉(zhuǎn)動(dòng)位置檢測傳感器43、44所檢測出的電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)位置而計(jì)算出的結(jié)果經(jīng)由通信從電機(jī)ECU 40輸入的。此外，蓄電池50的SOC、蓄電池溫度Tb、端子間電壓Vb、充放電電流Ib、輸入限制和輸出限制Win、Wout經(jīng)由通信從蓄電池ECU 52輸入。在此，對于蓄電池50的輸入限制和輸出限制Win、Wout，可以基于蓄電池溫度Tb設(shè)定輸入限制和輸出限制Win、Wout的基本值，基于蓄電池50的剩余容量(SOC)設(shè)定輸出限制用校正系數(shù)和輸入限制用校正系數(shù)，將所設(shè)定的輸入限制和輸出限制Win、Wout的基本值乘以各自的校正系數(shù)，以設(shè)定輸入限制和輸出限制Win、Wout。圖4示出蓄電池溫度Tb與輸入限制Win和輸出限制Wout之間的關(guān)系的一個(gè)示例，圖5示出蓄電池50的剩余容量(SOC)與輸入限制Win和輸出限制Wout的校正系數(shù)之間的關(guān)系的一個(gè)示例。
在如此輸入數(shù)據(jù)之后，基于輸入的加速器開度Acc和車速V，設(shè)定要作為車輛所需的轉(zhuǎn)矩輸出至作為與驅(qū)動(dòng)輪63a、63b相連的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的要求轉(zhuǎn)矩Tr*、和對發(fā)動(dòng)機(jī)22要求的要求功率Pe*(步驟S110)。在本實(shí)施例中，加速器開度Acc和車速V與要求轉(zhuǎn)矩Tr*的關(guān)系被預(yù)先規(guī)定并作為要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定用圖存儲(chǔ)于ROM 74中，當(dāng)給定了加速器開度Acc和車速V時(shí)，從所存儲(chǔ)的圖導(dǎo)出并設(shè)定對應(yīng)的要求轉(zhuǎn)矩Tr*。圖6示出要求轉(zhuǎn)矩設(shè)定用圖的一個(gè)示例。要求功率Pe*(要求動(dòng)力)可被計(jì)算為所設(shè)定的要求轉(zhuǎn)矩Tr*與齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr的乘積、蓄電池50所要求的充放電要求功率Pb*以及損失Loss之和。在該充放電要求功率Pb*為正值時(shí)表示蓄電池50的放電要求功率，而為負(fù)值時(shí)表示蓄電池50的充電要求功率。此外，齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr可通過車速V乘以換算系數(shù)k或通過減速器35的傳動(dòng)比Gr除電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2獲得。
基于所設(shè)定的要求功率Pe*設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*(步驟S120)。根據(jù)用于有效地驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)線和要求功率Pe*而設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*。圖7示出發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)線的一個(gè)示例以及設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的過程(處理)。如圖所示，目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*作為驅(qū)動(dòng)線與發(fā)動(dòng)機(jī)要求功率Pe*(Ne*×Te*)為常數(shù)的曲線的交點(diǎn)而獲得。
然后，通過下面給出的式(1)由所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、齒圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr(＝Nm2/Gr)、以及動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比ρ計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*，并根據(jù)式(2)由計(jì)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和當(dāng)前的轉(zhuǎn)速Nm1計(jì)算電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*(步驟S130)。在此，式(1)示出動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的動(dòng)力學(xué)關(guān)系。圖8是示出動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的動(dòng)力學(xué)關(guān)系的列線圖。在圖中，左側(cè)的S軸示出作為電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nm1的太陽齒輪31的轉(zhuǎn)速。C軸示出作為發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne的行星架34的轉(zhuǎn)速。R軸示出由電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2乘以減速器35的傳動(dòng)比Gr所得的齒圈32的轉(zhuǎn)速Nr。式(1)容易從此列線圖中推出。R軸上的兩個(gè)粗箭頭分別表示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22在由目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定地運(yùn)行時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的轉(zhuǎn)矩Te*被傳遞到齒圈軸32a的轉(zhuǎn)矩，以及從電機(jī)MG2輸出的轉(zhuǎn)矩Tm2*經(jīng)由減速器35而作用在齒圈軸32a上的轉(zhuǎn)矩。式(2)示出使電機(jī)MG1以目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*轉(zhuǎn)動(dòng)的反饋控制中的關(guān)系式。在式(2)中，右側(cè)第二項(xiàng)中的“k1”表示比例項(xiàng)的增益，右側(cè)第三項(xiàng)中的“k2”表示積分項(xiàng)的增益。
Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ) (1)Tm1*＝前一Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)在如此計(jì)算電機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和轉(zhuǎn)矩指令Tm1*之后，例程根據(jù)下式(3)和式(4)，用電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除蓄電池50的輸出限制Wout與電機(jī)MG1的電力消耗(發(fā)電電力)之差，以計(jì)算作為從電機(jī)MG2輸出的上下限轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩限制Tmin、Tmax(步驟S140)，其中電機(jī)MG1的電力(功率)消耗為計(jì)算出的電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*與電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nm1的乘積。并且，例程還根據(jù)式(5)，由要求轉(zhuǎn)矩Tr*、轉(zhuǎn)矩指令Tm1*以及動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比ρ，計(jì)算作為要從電機(jī)MG2輸出的轉(zhuǎn)矩的臨時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm2tmp(步驟S150)，并將用計(jì)算出的轉(zhuǎn)矩限制Tmin、Tmax對臨時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩Tm2tmp進(jìn)行了限制后的值設(shè)定電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm2*(步驟S160)。以這種方式設(shè)定電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm2*，可使得將輸出至作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的要求轉(zhuǎn)矩Tr*設(shè)定為在蓄電池50的輸入限制Win、輸出限制Wout范圍之內(nèi)的受限制轉(zhuǎn)矩。此外，式(5)很容易從上述圖8的列線圖推出。
Tmin＝(Win-Tm1*·Nm1)/Nm2 (3)Tmax＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2 (4)Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr(5)在如此設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*、電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*后，則分別將發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24中，將電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*輸送到電機(jī)ECU40中(步驟S170)，結(jié)束驅(qū)動(dòng)控制例程。接收了目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料噴射控制和點(diǎn)火控制等控制，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)22在由目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*所示的運(yùn)行(工作)點(diǎn)運(yùn)行。此外，接收了轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*的電機(jī)ECU40進(jìn)行逆變器41、42的開關(guān)元件的開關(guān)控制，以使電機(jī)MG1以轉(zhuǎn)矩指令Tm1*被驅(qū)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)MG2以轉(zhuǎn)矩指令Tm2*被驅(qū)動(dòng)。
下面說明本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20的系統(tǒng)剛起動(dòng)后的動(dòng)作。圖9是示出由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的系統(tǒng)起動(dòng)控制例程的一個(gè)示例的流程圖。該例程，在換檔位置SP被設(shè)定為P范圍(檔位段)的停車狀態(tài)下來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號IG由斷開變?yōu)榻油〞r(shí)，由混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行。
當(dāng)開始該例程時(shí)，混合動(dòng)力用電子控制單元70的CPU 72首先為了使停車中的發(fā)動(dòng)機(jī)22起動(dòng)而執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制例程(步驟S300)。在該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制例程中，在向電機(jī)ECU40發(fā)出拖動(dòng)指令以由電機(jī)MG1拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26的同時(shí)，向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24發(fā)出起動(dòng)時(shí)燃燒指令以開始發(fā)動(dòng)機(jī)22的起動(dòng)時(shí)燃燒。于是，電機(jī)ECU40進(jìn)行控制以使得接受了來自蓄電池50的電力供給的電機(jī)MG1拖動(dòng)曲軸26，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24則通過伴隨著對曲軸26的拖動(dòng)，與活塞132上下運(yùn)動(dòng)、進(jìn)氣門128和排氣門129開閉相應(yīng)地適時(shí)地從燃料噴射閥126噴射燃料以使火花塞130發(fā)生電火花，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。從而，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24繼續(xù)該起動(dòng)時(shí)燃燒控制，直到發(fā)動(dòng)機(jī)22完全燃燒而自立運(yùn)行，在發(fā)動(dòng)機(jī)22完全燃燒后，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24向混合動(dòng)力用電子控制單元70輸出表示已完全燃燒了的情況的信號?；旌蟿?dòng)力用電子控制單元70在輸入了該信號時(shí)，向電機(jī)ECU40輸出拖動(dòng)結(jié)束指令，從而結(jié)束發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制例程。于是，電機(jī)ECU40結(jié)束由電機(jī)MG1進(jìn)行的拖動(dòng)。
在結(jié)束發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制例程后，混合動(dòng)力用電子控制單元70的CPU72執(zhí)行輸入控制所需的數(shù)據(jù)的處理，即，除了來自加速踏板位置傳感器84的加速器開度Acc，來自車速傳感器88的車速V，電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)速Nm1、Nm2，發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne以外，還有蓄電池50的剩余容量(SOC)、來自安裝于蓄電池50的溫度傳感器51的蓄電池溫度Tb、蓄電池50的端子間電壓Vb、蓄電池50的充放電電流Ib、蓄電池50的輸入限制和輸出限制Win、Wout等(步驟S310)。由于該處理與上述驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S100為相同的處理，所以省略詳細(xì)說明。接著，判定本例程的繼續(xù)執(zhí)行條件是否成立(步驟S320)。在此，本例程的繼續(xù)執(zhí)行條件設(shè)為車速V和加速器開度Acc都為零。于是，當(dāng)本例程的繼續(xù)執(zhí)行條件不成立時(shí)結(jié)束該例程，從下次開始執(zhí)行上述的驅(qū)動(dòng)控制例程。另一方面，當(dāng)本例程的繼續(xù)執(zhí)行條件成立時(shí)，基于輸入的蓄電池50的剩余容量SOC設(shè)定充放電要求功率Pb*(步驟S330)。在此，將充放電要求功率Pb*作為充電要求功率來考慮。充電要求功率是為了將剩余容量SOC保持在中央附近所需的功率，雖然剩余容量SOC越小時(shí)被設(shè)定為越大的值，但是在超過蓄電池50的輸入限制Win的情況下(即進(jìn)入圖4的陰影線區(qū)域的情況)由輸入限制Win所限制。而且，當(dāng)剩余容量SOC在中央附近時(shí)或超過在中央附近時(shí)，充電要求功率成為零。將如此設(shè)定的充放電要求功率Pb*與損失Loss之和設(shè)定為對發(fā)動(dòng)機(jī)22的要求功率Pe*(步驟S340)。
接著，判定校正結(jié)束標(biāo)志F1是值0還是值1(步驟S350)。在此，校正結(jié)束標(biāo)志F1在點(diǎn)火信號IG從斷開變成接通時(shí)被重新設(shè)置為0，在發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24中當(dāng)吸入空氣量的校正結(jié)束時(shí)設(shè)定成值1。當(dāng)在步驟S350校正結(jié)束標(biāo)志F1為值0時(shí)，判定對發(fā)動(dòng)機(jī)22的要求功率Pe*與實(shí)際上從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的輸出功率Pe之間的最大偏差量是否超過了輸入限制Win(步驟S360)。在此，如下述那樣地確定最大偏差量。即，在將對發(fā)動(dòng)機(jī)22的要求功率Pe*設(shè)為最低指令值(例如1kW)時(shí)，吸進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)22的空氣密度由于溫度而變化、發(fā)動(dòng)機(jī)22的摩擦由于發(fā)動(dòng)機(jī)22的潤滑油的粘性而變化，從而輸出功率Pe發(fā)生變化，通過這樣的變化經(jīng)驗(yàn)性地求取當(dāng)輸出功率Pe為最大時(shí)的值，將該值與要求功率Pe*的最低指令值的偏差量設(shè)為最大偏差量。而且，如圖3所示，在極低溫度區(qū)域中，考慮到當(dāng)在蓄電池50中流動(dòng)電流時(shí)端子間電壓大幅上升而超過蓄電池構(gòu)成部件(電容器等)的耐電壓，設(shè)定成隨著溫度降低輸入限制Win的絕對值也變小，所以最大偏差量變得容易超過輸入限制Win。在步驟S360中當(dāng)最大偏差量超過輸入限制Win時(shí)，判定向蓄電池50的充電是否具有緊急性(步驟S370)。在此，作為向蓄電池50的充電具有緊急性的情況，例如可以列舉出不立即充電就會(huì)造成蓄電池50的故障的情況(例如構(gòu)成蓄電池50的幾百個(gè)單格電池如不均等地充電則會(huì)影響到蓄電池的壽命的情況)等。
于是，在步驟S350～S370中當(dāng)校正結(jié)束標(biāo)志F1為零且最大偏差量超過輸入限制Win、向蓄電池50的充電不具有緊急性時(shí)，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)行，將發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*設(shè)定為規(guī)定的怠速時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nidl，并且將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為零(步驟S380)，進(jìn)而將電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*設(shè)定為零(步驟S390)。通過如此進(jìn)行設(shè)定，在圖8的列線圖中，S軸的電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩Tm1成為零，C軸的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te也成為零，S軸和R軸的轉(zhuǎn)矩Te的分配量Tes、Ter也成為零，所以，可以無負(fù)荷地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速Ne。在如此設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*、電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*后，分別將發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24中，將電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*輸送到電機(jī)ECU40中(步驟S400)。接收了目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料噴射控制和點(diǎn)火控制等控制，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)行。此外，接收了轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*的電機(jī)ECU40進(jìn)行逆變器41、42的開關(guān)元件的開關(guān)控制，以使電機(jī)MG1以轉(zhuǎn)矩指令Tm1*被驅(qū)動(dòng)，電機(jī)MG2以轉(zhuǎn)矩指令Tm2*被驅(qū)動(dòng)。然后，判定是否從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24接收到吸入空氣量校正結(jié)束信號(步驟S450)，當(dāng)尚未接收到吸入空氣量校正結(jié)束信號時(shí)再執(zhí)行步驟S310以后的處理，而當(dāng)接收到吸入空氣量校正結(jié)束信號時(shí)將校正結(jié)束標(biāo)志F1設(shè)定為值1(步驟S460)，然后執(zhí)行步驟S310以后的處理。而且，對于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24發(fā)送吸入空氣量校正結(jié)束信號的時(shí)間將在后面所述的吸入空氣量校正執(zhí)行例程說明。
另一方面，當(dāng)在步驟S350校正結(jié)束標(biāo)志F1為值1時(shí)，由于處于發(fā)動(dòng)機(jī)22的怠速時(shí)吸入空氣量Qidl如后所述校正結(jié)束，并且不用擔(dān)心發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出功率Pe超過要求功率Pe*的狀態(tài)，所以設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*以獲得在步驟S340設(shè)定的要求功率Pe*(步驟S410)、計(jì)算電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nm1*和轉(zhuǎn)矩指令Tm1*(步驟S420)、設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令Tm2*(步驟S430)、將發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*發(fā)送到發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24，并將電機(jī)MG1、MG2的轉(zhuǎn)矩指令Tm1*、Tm2*發(fā)送到電機(jī)ECU 40(步驟S440)，然后執(zhí)行步驟S310以后的處理。在此，步驟S410是與上述的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S120同樣的處理，步驟S420是與上述的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S130同樣的處理，步驟S430是與上述的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S140-S160的一系列處理同樣的處理，在此省略對其的說明。發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出與要求功率Pe*大致相同的輸出功率Pe，并通過該輸出功率Pe使得電機(jī)MG1發(fā)電，由所發(fā)電的電力在不超過輸入限制Win的范圍內(nèi)對蓄電池50進(jìn)行充電。此外，當(dāng)在步驟360最大偏移量不超過輸入限制Win時(shí)，由于假定即使是發(fā)生偏移時(shí)該偏移也在輸入限制Win的范圍內(nèi)，所以不會(huì)發(fā)生超過輸入限制Win向蓄電池50進(jìn)行充電的情況，從而執(zhí)行步驟S400-S420的處理。此外，當(dāng)在步驟S370向蓄電池50進(jìn)行充電具有緊急性時(shí)，執(zhí)行應(yīng)當(dāng)很快地開始向蓄電池50進(jìn)行充電的步驟S400-S420的處理。
其次，對發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24在發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后從混合動(dòng)力用電子控制單元70接收到怠速運(yùn)轉(zhuǎn)指令(目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*為怠速時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)速而目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*為零的指令)時(shí)所執(zhí)行的吸入空氣量校正執(zhí)行例程。圖10是示出該例程的一個(gè)示例的流程圖。
當(dāng)開始該例程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24首先從水溫傳感器142讀取發(fā)動(dòng)機(jī)水溫，并基于該發(fā)動(dòng)機(jī)水溫設(shè)定怠速時(shí)吸入空氣量Qidl(步驟S500)。在此，怠速時(shí)吸入空氣量Qidl對應(yīng)于怠速時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nidl而被設(shè)定。具體地，怠速時(shí)吸入空氣量Qidl雖然可以設(shè)定為與發(fā)動(dòng)機(jī)22的摩擦相稱的量，但是因?yàn)樾枰乐拱l(fā)動(dòng)機(jī)失速而被設(shè)定為比與發(fā)動(dòng)機(jī)22的摩擦相稱的量大的值。而且，由于潤滑油的粘性因潤滑油的種類不同而不同，假定為粘性非常高的并且粘性在溫度越低時(shí)則越高，所以設(shè)定為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低時(shí)則怠速時(shí)吸入空氣量Qidl越高。因此，當(dāng)在低溫時(shí)直接采用怠速時(shí)吸入空氣量Qidl時(shí)，則存在從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的功率超過與發(fā)動(dòng)機(jī)22的摩擦相稱的功率的情況。
接著，輸入當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne(步驟S510)，計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Qe*(步驟S520)。在此，當(dāng)在該例程中第一次計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Qe*時(shí)采取在步驟S500中設(shè)定的怠速時(shí)吸入空氣量Qidl作為目標(biāo)吸入空氣量Qe*，而在從第二次以后計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Qe*時(shí)基于作為目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*的怠速時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nidl和當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne由下式(6)來計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Qe*。該式(6)是用于使發(fā)動(dòng)機(jī)22以怠速時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nidl旋轉(zhuǎn)的反饋控制的關(guān)系式，在式(6)中右側(cè)第二項(xiàng)中的“k3”是比例項(xiàng)的增益，右側(cè)第三項(xiàng)中的“k4”是積分項(xiàng)的增益。
Qe*＝上一次Qe*+k3(Nidl-Ne)+k4∫(Nidl-Ne)dt(6)接著，基于該目標(biāo)吸入空氣量Qe*來計(jì)算燃料噴射閥126的燃料噴射時(shí)間T(步驟S530)。燃料噴射時(shí)間T是從燃料噴射閥126噴射相對目標(biāo)吸入空氣量Qe*成為預(yù)定的空燃比的燃料量所需要的時(shí)間，在此由于是發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)之后，所以上述預(yù)定的空燃比被設(shè)定在比理論空燃比更富集側(cè)。該燃料噴射時(shí)間T也可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)水溫而變化。即，由于在低溫時(shí)燃料噴射閥126動(dòng)作緩慢，所以可以設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)水溫越低則燃料噴射時(shí)間T越長。
使用如此計(jì)算的目標(biāo)吸入空氣量Qe*驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門電機(jī)136以調(diào)節(jié)節(jié)氣門124的位置，同時(shí)對每一氣缸打開燃料噴射閥126適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚鋾r(shí)間T(步驟S540)。然后對于發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne是否收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*，由這兩者的差是否成為小于等于預(yù)定的較小值來判定(步驟S550)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne未收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*時(shí)重復(fù)步驟S510以后的處理。另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*時(shí)，將從怠速時(shí)吸入空氣量Qidl減去此時(shí)的目標(biāo)吸入空氣量Qe*的差值作為吸入空氣量校正量Qec而保存于發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24的未示出的RAM中(步驟S560)，將吸入空氣量校正結(jié)束信號發(fā)送給混合動(dòng)力用電子控制單元70(步驟S570)，結(jié)束該吸入空氣量校正控制例程。
而且，在之后的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)計(jì)算出的目標(biāo)吸入空氣量Qe*成為考慮了吸入空氣量校正量Qec的值。即，當(dāng)在圖9的系統(tǒng)起動(dòng)控制例程的步驟S440中從混合動(dòng)力用電子控制單元70發(fā)送出目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*和目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24基于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和發(fā)動(dòng)機(jī)水溫設(shè)定目標(biāo)吸入空氣量Qe*，并將從所設(shè)定的目標(biāo)吸入空氣量Qe*減去吸入空氣量校正量Qec所得到的值作為目標(biāo)吸入空氣量Qe*而再次設(shè)定，基于再次設(shè)定后的目標(biāo)吸入空氣量Qe*來進(jìn)行節(jié)氣門電機(jī)136的驅(qū)動(dòng)控制。其中，在新設(shè)的目標(biāo)吸入空氣量Qe*小于作為在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)防止發(fā)動(dòng)機(jī)失速的吸入空氣量而相應(yīng)于預(yù)定水溫設(shè)定的下限防護(hù)值的情況下，將該目標(biāo)吸入空氣量Qe*替換為下限防護(hù)值。
其次，對從發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24接收吸入空氣量校正結(jié)束信號之后的混合動(dòng)力用電子控制單元70執(zhí)行的校正后驅(qū)動(dòng)控制例程進(jìn)行說明。圖11是示出該例程的流程圖。當(dāng)開始該例程時(shí)，混合動(dòng)力用電子控制單元70的CPU72執(zhí)行圖3的驅(qū)動(dòng)控制例程的步驟S100-S170的處理(步驟S700)。接著，由要求功率Pe*是否為零來判定該次的發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)是否為負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S710)。而且，如圖7所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*小于規(guī)定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Nref時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)效率惡化而將目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*設(shè)定為零，所以要求功率Pe*也成為零。從而，在發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)為負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，判定該次的要求功率Pe*是否大致等于前一次的要求功率Pe*(步驟S720)、判定該次的發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*是否大致等于前一次的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*(步驟S730)，當(dāng)都判定為否時(shí)，結(jié)束該例程。另一方面，當(dāng)該次的要求功率Pe*大致等于前一次的要求功率Pe*并且該次的發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*大致等于前一次的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*時(shí)，由電機(jī)MG1的電流值計(jì)算出轉(zhuǎn)矩Tm1，并且由該轉(zhuǎn)矩Tm1估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te(步驟S740)。在此，在恒定運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，如圖8所示，由于轉(zhuǎn)矩Tm1可以由使用發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te和動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30的齒數(shù)比ρ的式子來表示，如果對該式進(jìn)行變形，則可以由使用電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩Tm1和齒數(shù)比ρ的式子來表示發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te，所以可以由電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)矩Tm1估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te。因此，將如此估計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te、以及用于通過使用了轉(zhuǎn)矩差的反饋控制來對吸入空氣量校正量Qec進(jìn)行更新的校正值更新指令發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24(步驟S750)，結(jié)束該例程。另一方面，在步驟S710當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)不是負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而是無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(怠速運(yùn)轉(zhuǎn))時(shí)，將用于通過使用了轉(zhuǎn)矩差的反饋控制來對吸入空氣量校正量Qec進(jìn)行更新的校正值更新指令發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24(步驟S760)，結(jié)束該例程。如此，由于吸入空氣量校正量Qec伴隨著溫度的變化而發(fā)生適當(dāng)與不適當(dāng)?shù)淖兓?，所以在無負(fù)荷運(yùn)行時(shí)理所當(dāng)然地，即使是在負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，也將適時(shí)地發(fā)出進(jìn)行更新校正的指令。
其次，對發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24從混合動(dòng)力用電子控制單元70接收到校正值更新指令時(shí)所執(zhí)行的吸入空氣量校正更新例程進(jìn)行說明。圖12是示出該例程的一個(gè)示例的流程圖。
在開始該例程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24首先判定這一次所接收到的校正值更新指令是由使用了轉(zhuǎn)速差的反饋控制進(jìn)行更新的指令還是由使用了轉(zhuǎn)矩差的反饋控制進(jìn)行更新的指令(步驟S910)。當(dāng)這一次所接收到的校正值更新指令是由使用了轉(zhuǎn)矩差的反饋控制進(jìn)行更新的指令時(shí)，則基于轉(zhuǎn)矩差計(jì)算吸入空氣量Qe*(步驟S912)。即，基于這一次的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*和從混合動(dòng)力用電子控制單元70接收到的發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te由下式(7)計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量Qe*。該式(7)是用于使發(fā)動(dòng)機(jī)22產(chǎn)生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*的反饋控制的關(guān)系式，在式(7)中，右側(cè)第二項(xiàng)中的“k5”表示比例項(xiàng)的增益，右側(cè)第三項(xiàng)中的“k6”表示積分項(xiàng)的增益。
Qe*＝上一次Qe*+k5(Te*-Te)+k6∫(Te*-Te)dt(7)接著，基于該目標(biāo)吸入空氣量Qe*計(jì)算燃料噴射閥126的燃料噴射時(shí)間T(步驟S914)，使用該目標(biāo)吸入空氣量Qe*驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門電機(jī)136以調(diào)節(jié)節(jié)氣門124的位置，并對各氣缸以適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚鋾r(shí)間T打開燃料噴射閥126(步驟S916)，對于發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te是否收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*，通過這兩者之間的差是否成為小于等于預(yù)定的較小值來判定(步驟S918)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te未收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*時(shí)，再重復(fù)從步驟S912以后的處理。
另一方面，在步驟S910中當(dāng)這一次的校正值更新指令是由使用了轉(zhuǎn)速差的反饋控制進(jìn)行更新的指令時(shí)，則基于轉(zhuǎn)速差計(jì)算吸入空氣量Qe*(步驟S920)，基于該目標(biāo)吸入空氣量Qe*計(jì)算燃料噴射閥126的燃料噴射時(shí)間T(步驟S922)。使用該目標(biāo)吸入空氣量Qe*驅(qū)動(dòng)節(jié)氣門電機(jī)136以調(diào)節(jié)節(jié)氣門124的位置，并對各氣缸以適當(dāng)?shù)娜剂蠂娚鋾r(shí)間T打開燃料噴射閥126(步驟S924)，對于發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne是否收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*，通過這兩者之間的差是否成為小于等于預(yù)定的較小值來判定(步驟S926)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne未收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*時(shí)，再重復(fù)從步驟S920以后的處理。
當(dāng)在步驟S918發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)矩Te收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Te*時(shí)或者在步驟S926發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*時(shí)，基于此時(shí)的目標(biāo)吸入空氣量Qe*更新吸入空氣量校正量Qec(步驟S928)，結(jié)束該例程。在此，吸入空氣量校正量Qec的更新可由下式求取。
更新后的Qec＝更新前的Qec-(收斂后的Qe*-收斂前的Qe*)其次，使用圖13的時(shí)間圖對在各例程說明的內(nèi)容進(jìn)行具體地說明。在混合動(dòng)力汽車20處于圖4所示的極低溫度區(qū)域時(shí)點(diǎn)火信號IG從斷開成為接通的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)22的怠速運(yùn)行，按照圖10的流程圖計(jì)算出吸入空氣量校正量Qec(參照圖13的區(qū)域A)。在該區(qū)域A的初期，實(shí)際轉(zhuǎn)速相對于發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)轉(zhuǎn)速高，這是因?yàn)椋跇O低溫度區(qū)域下的怠速時(shí)吸入空氣量Qidl假定使用了粘性非常大的潤滑油而設(shè)定為為了克服其摩擦所需的功率，即發(fā)動(dòng)機(jī)不失速那樣的功率，與此相對，實(shí)際上由于使用粘性小的潤滑油而輸出比預(yù)測的功率大的功率，所以實(shí)際轉(zhuǎn)速比目標(biāo)轉(zhuǎn)速高。另一方面，在區(qū)域A的后期，由于執(zhí)行使用了轉(zhuǎn)速差的反饋控制，發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne收斂于目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*，所以發(fā)動(dòng)機(jī)22的實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速大致一致。因此，將從怠速時(shí)吸入空氣量Qidl減去此時(shí)的吸入空氣量Qe所得的差值作為吸入空氣量校正量Qec保存。
此后，在對發(fā)動(dòng)機(jī)22的要求功率Pe*大致恒定的負(fù)荷運(yùn)行的情況(參照區(qū)域B)，例如在進(jìn)行充放電要求功率Pb*大致恒定而要求轉(zhuǎn)矩Tr*為零的負(fù)荷運(yùn)行的情況下，通過執(zhí)行使用了轉(zhuǎn)矩差的反饋控制來更新吸入空氣量校正量Qec。在此，吸入空氣量校正量Qec具有溫度越低則越大的傾向。因此，在初期為極低溫度而當(dāng)起動(dòng)后溫度上升的情況下，從校正前的吸入空氣量減去初期的吸入空氣量校正量Qec而作為校正后的吸入空氣量時(shí)，將擔(dān)心該校正后的吸入空氣量變得過小，發(fā)動(dòng)機(jī)22在怠速運(yùn)行時(shí)會(huì)失速。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，預(yù)先根據(jù)溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)水溫)經(jīng)驗(yàn)確定即使發(fā)動(dòng)機(jī)22怠速運(yùn)行時(shí)也不會(huì)失速的最低限的吸入空氣量，將其作為下限防護(hù)值使用。因此，在校正后的吸入空氣量小于下限防護(hù)值的情況下采用下限防護(hù)值，以避免發(fā)動(dòng)機(jī)22失速。
在此，對本實(shí)施例的構(gòu)成要素和本發(fā)明的構(gòu)成要素的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行說明。本實(shí)施例的動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30與電機(jī)MG1相當(dāng)于本發(fā)明的電力動(dòng)力輸入輸出單元，其中動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30相當(dāng)于三式軸動(dòng)力輸入輸出單元，電機(jī)MG1相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。而且，蓄電池50相當(dāng)于蓄電單元，混合動(dòng)力用電子控制單元70和發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24相當(dāng)于控制單元，節(jié)氣門電機(jī)136相當(dāng)于吸入空氣量調(diào)節(jié)單元。而且，通過在本實(shí)施例中對混合動(dòng)力汽車20的動(dòng)作進(jìn)行說明，安裝于混合動(dòng)力汽車20的動(dòng)力輸出裝置的控制方法的一個(gè)例子也變得清楚。
根據(jù)以上詳細(xì)說明的本實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20，在發(fā)動(dòng)機(jī)22剛起動(dòng)后為了使發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出與要求功率Pe*大致一致的輸出功率Pe而對怠速時(shí)吸入空氣量Qidl進(jìn)行校正，在該校正后，以將吸入空氣量校正量Qec反映到發(fā)動(dòng)機(jī)22的吸入空氣量Qe的方式控制(發(fā)動(dòng)機(jī))，并同時(shí)控制電機(jī)MG1，以通過來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出功率Pe使電機(jī)MG1發(fā)電，使得通過該發(fā)電的電力在不超過輸入限制Win的范圍內(nèi)對該蓄電池進(jìn)行充電。即，在對蓄電池50進(jìn)行充電之前，預(yù)先使得可以從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出與對發(fā)動(dòng)機(jī)22的要求功率Pe*大致沒有偏差的輸出功率Pe。因此，在限制向蓄電池50的充電量的情況下，由于從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的輸出功率Pe不超過要求功率Pe*，所以可以防止用電機(jī)MG1發(fā)電產(chǎn)生的電力進(jìn)行充電的蓄電池50的充電量超過輸入限制Win。
此外，由于在蓄電池50的溫度處于預(yù)定的極低溫度區(qū)域(參照圖4)時(shí)，考慮到要不使發(fā)動(dòng)機(jī)失速并且考慮到使用了粘性非常大的潤滑油，而將怠速時(shí)吸入空氣量設(shè)定為較大的值，而這樣直接從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的輸出功率Pe超過要求功率Pe*的擔(dān)心較大，所以適用本發(fā)明具有重要意義。
此外，在不進(jìn)行吸入空氣量校正的情況下控制發(fā)動(dòng)機(jī)22時(shí)，對發(fā)動(dòng)機(jī)的要求功率Pe*與實(shí)際的輸出功率Pe之間的最大偏離量不超過蓄電池50的輸入限制Win的情況下，由于不用擔(dān)心蓄電池50過充電而不進(jìn)行吸入空氣量校正，所以較早地開始對蓄電池50的充電。
此外，在對蓄電池50的充電具有緊急性要求的情況下(例如擔(dān)心由于充電不足而造成蓄電池50發(fā)生故障的情況等)，由于不進(jìn)行吸入空氣量校正，所以可以迅速地開始對蓄電池50充電。
此外，即使是在發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)后的吸入空氣量校正量Qec伴隨著發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)行而有時(shí)會(huì)變成為不適合，吸入空氣量校正量Qec在無負(fù)荷運(yùn)行時(shí)自不必說，在負(fù)荷運(yùn)行時(shí)也將被更新，所以可以維持其在適當(dāng)程度。而且，在如此更新吸入空氣量校正量Qec時(shí)，由于是在不超過下限防護(hù)值的范圍內(nèi)更新，所以不會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)22失速。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，不言而喻，可以在屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)以各種形態(tài)實(shí)施。
例如，在上述實(shí)施例中，作為與該發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)，對發(fā)動(dòng)機(jī)22的怠速時(shí)吸入空氣量Qidl進(jìn)行校正，也可以代替吸入空氣量或在其以外還校正燃料噴射量、燃料噴射定時(shí)、點(diǎn)火正時(shí)等。
此外，在上述實(shí)施例的圖9的系統(tǒng)起動(dòng)控制例程的步驟S360中，判定最大偏差量是否超過了輸入限制Win，也可以代之以判定蓄電池50的溫度是否在規(guī)定的溫度范圍(例如圖4的極低溫度區(qū)域)。即，由于輸入限制Win基本上如圖4所示作為溫度的函數(shù)而預(yù)定，所以可預(yù)先設(shè)定最大偏差量超過輸入限制Win的溫度區(qū)域，通過判定是否在該溫度區(qū)域內(nèi)來判定最大偏差量是否超過了輸入限制Win。
此外，在上述實(shí)施例的圖10的吸入空氣量校正執(zhí)行例程的步驟S560中，通過從校正前的怠速時(shí)吸入空氣量Qidl減去校正后的吸入空氣量Qe*來求取吸入空氣量校正量Qec，但是也可以用校正前的怠速時(shí)吸入空氣量Qidl去除校正后的吸入空氣量Qe*來求取，在該情況下，可以使校正前的吸入空氣量乘以校正系數(shù)而求出校正后的吸入空氣量。
此外，在上述實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，由減速器35對電機(jī)MG2的動(dòng)力進(jìn)行變速而輸出到齒圈軸32a，但是也可以如圖14的變形例的混合動(dòng)力汽車220所例示出的，電機(jī)MG2的動(dòng)力可連接(輸出至)不同于與齒圈軸32a相連的車軸(即，與驅(qū)動(dòng)輪63a、63b相連的車軸)的另一車軸(即，與圖14中的車輪64a、64b相連的車軸)。
此外，在上述實(shí)施例的混合動(dòng)力汽車20中，發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力經(jīng)由動(dòng)力分配綜合機(jī)構(gòu)30輸出至用作與驅(qū)動(dòng)輪63a、63b相連的驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a。但是，如圖15的變形例的混合動(dòng)力汽車320所例示出的，也可具有雙轉(zhuǎn)子電機(jī)330，該雙轉(zhuǎn)子電機(jī)具有與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26相連的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和與將動(dòng)力輸出至驅(qū)動(dòng)輪63a、63b的驅(qū)動(dòng)軸相連的外轉(zhuǎn)子334，并將來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力的一部分傳遞至驅(qū)動(dòng)軸，而將動(dòng)力的剩余部分轉(zhuǎn)換為電力。
本申請將2005年5月23日提交的日本專利申請2005-150177號作為優(yōu)先權(quán)基礎(chǔ)，并通過引用將其全部內(nèi)容包含于本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種向驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的動(dòng)力輸出裝置，包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸相連、能夠伴隨著電力和動(dòng)力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力動(dòng)力輸入輸出單元；能夠與所述電力動(dòng)力輸入輸出單元進(jìn)行電力交換的蓄電單元；和控制單元，其對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正，以使得在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)要求的要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力，在該校正后，以反映所述校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得由所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，包括調(diào)節(jié)吸入所述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量的吸入空氣量調(diào)節(jié)單元，其中，所述控制單元，在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后通過所述吸入空氣量調(diào)節(jié)單元向所述內(nèi)燃機(jī)吸入規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量的空氣而怠速運(yùn)行，并且對吸入空氣量進(jìn)行校正以使得該怠速運(yùn)行時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速，在該校正后，以反映所述校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得由所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，在所述蓄電單元的溫度處于預(yù)定的極低溫度區(qū)域期間所述內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)進(jìn)行上述校正，作為所述極低溫度區(qū)域的規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量使用比常溫區(qū)域的情況下大的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，當(dāng)在不進(jìn)行所述校正而控制所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行時(shí)對所述內(nèi)燃機(jī)要求的要求動(dòng)力與實(shí)際輸出的動(dòng)力的最大偏差量超過所述蓄電單元的輸入限制的情況下進(jìn)行所述校正，而當(dāng)所述最大偏差量不超過所述蓄電單元的輸入限制的情況下不進(jìn)行所述校正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，在急需向所述蓄電單元充電時(shí)，不進(jìn)行所述校正地控制所述內(nèi)燃機(jī)和所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得由所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元充電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，在進(jìn)行所述校正后進(jìn)行控制而使得從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的動(dòng)力以及該內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速成為大致恒定以后，更新由所述校正所獲得的內(nèi)容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，僅當(dāng)在進(jìn)行所述校正后從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的動(dòng)力以及該內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速成為大致恒定時(shí)更新由所述校正所獲得的內(nèi)容。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，在更新由所述校正所獲得的校正內(nèi)容時(shí)，在不超過設(shè)定成使得所述內(nèi)燃機(jī)不失速的防護(hù)值的范圍內(nèi)進(jìn)行更新。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述控制單元，在更新由所述校正所獲得的校正內(nèi)容時(shí)，在不超過設(shè)定成使得所述內(nèi)燃機(jī)不失速的防護(hù)值的范圍內(nèi)進(jìn)行更新。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述電力動(dòng)力輸入輸出單元包括能夠向轉(zhuǎn)動(dòng)軸輸出動(dòng)力的發(fā)電機(jī)，以及三軸式動(dòng)力輸入輸出單元，該三軸式動(dòng)力輸入輸出單元與三個(gè)軸即所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以及所述驅(qū)動(dòng)軸相連，并基于從所述三個(gè)軸中的任兩個(gè)軸輸入的動(dòng)力和輸出至所述兩個(gè)軸的動(dòng)力向所述三個(gè)軸中剩余的一個(gè)剩余軸輸出動(dòng)力和從該剩余軸輸入動(dòng)力。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，其特征在于，所述電力動(dòng)力輸入輸出單元包括具有第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，該第一轉(zhuǎn)子與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸相連，該第二轉(zhuǎn)子與所述驅(qū)動(dòng)軸相連，所述雙轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)通過所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的相對旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
12.一種車輛，它安裝有根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的動(dòng)力輸出裝置，并且其車軸與所述驅(qū)動(dòng)軸相連。
13.一種動(dòng)力輸出裝置的控制方法，該動(dòng)力輸出裝置包括內(nèi)燃機(jī)；與所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸相連、能夠伴隨著電力和動(dòng)力的輸入和輸出將來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力的至少一部分輸出至所述驅(qū)動(dòng)軸的電力動(dòng)力輸入輸出單元；和能夠與所述電力動(dòng)力輸入輸出單元進(jìn)行電力交換的蓄電單元，其特征在于，包括如下步驟(a)對與該內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力增減有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行校正，以使得在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后該內(nèi)燃機(jī)輸出與對該內(nèi)燃機(jī)要求的要求動(dòng)力大致一致的動(dòng)力；(b)在所述步驟(a)后，以反映所述步驟(a)的校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得由所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元充電。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的動(dòng)力輸出裝置的控制方法，其特征在于，在所述步驟(a)中，在所述內(nèi)燃機(jī)剛起動(dòng)后通過吸入空氣量調(diào)節(jié)單元向所述內(nèi)燃機(jī)吸入規(guī)定的怠速時(shí)吸入空氣量的空氣而怠速運(yùn)行，并且對吸入空氣量進(jìn)行校正以使得該怠速運(yùn)行時(shí)的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速成為規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速；在所述步驟(b)中，在所述步驟(a)后，以反映所述步驟(a)的校正的方式控制所述內(nèi)燃機(jī)，并控制所述電力動(dòng)力輸入輸出單元，以通過來自所述內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力使所述電力動(dòng)力輸入輸出單元發(fā)電，使得由所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過所述蓄電單元的輸入限制的范圍內(nèi)對該蓄電單元充電。
全文摘要
本發(fā)明涉及動(dòng)力輸出裝置、裝有該裝置的汽車以及該裝置的控制方法，其中本發(fā)明的混合動(dòng)力汽車(20)，在發(fā)動(dòng)機(jī)(22)剛起動(dòng)后對怠速時(shí)吸入空氣量Qidl進(jìn)行校正，以使得該發(fā)動(dòng)機(jī)(22)輸出與要求功率Pe*大致一致的輸出功率Pe，在該校正后，以在發(fā)動(dòng)機(jī)(22)的吸入空氣量Qe中反映吸入空氣量校正量Qec的方式進(jìn)行控制，并控制電機(jī)(MG1)，以通過來自發(fā)動(dòng)機(jī)(22)的輸出功率Pe使電機(jī)(MG1)發(fā)電，使得由所述發(fā)電產(chǎn)生的電力在不超過輸入限制Win的范圍內(nèi)對該蓄電池(50)充電。因此，在限制向蓄電池(50)的充電量的情況下，來自發(fā)動(dòng)機(jī)(22)的輸出功率Pe不超過要求功率Pe
文檔編號B60W10/10GK1868791SQ20061008093
公開日2006年11月29日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者安藤大吾, 井上敏夫, 安部司, 鈴木直人, 小林幸男, 原田修 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社