CN101028820A - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

混合动力车辆(1)可以将发动机(2)的驱动力和电动机/发电机(6)的驱动力分别传递至驱动车轮(16)。车辆ECU(22)在发动机的驱动力传递至驱动车轮时，在与车辆的驾驶状态对应而求出的要求扭矩小于或等于容许扭矩的情况下，控制发动机(2)，以使得仅由发动机输出要求扭矩。另一方面，车辆ECU(22)在要求扭矩大于容许扭矩的情况下，控制发动机(2)，以使得发动机输出容许扭矩，同时控制电动机/发电机(6)，以使得电动机/发电机输出容许扭矩相对于要求扭矩的不足扭矩。车辆ECU(22)使得进行滤清器(44)再生的情况与不进行再生的情况相比，在低转速区域使容许扭矩增大，同时在高转速区域使容许扭矩减少。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种混合动力车辆的控制装置，特别涉及一种能够将发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力分别传递至驱动车轮的混合动力车辆的控制装置。
背景技术
当前，正在进行开发并实用化所谓并联型混合动力车辆，其在车辆上搭载发动机和电动机/发电机，能够将发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力分别传递至车辆的驱动车轮。
 这种并联型混合动力车辆例如由日本国特开2005-120887号公报(下面称为专利文献1)提出。该混合动力车辆具有机械地接合/断开发动机和自动变速器的离合器，在该离合器的输出轴和自动变速器的输入轴之间连结电动机/发电机的旋转轴。
在专利文献1所示的混合动力车辆中，选择地切换下述两种状态：接合离合器而由发动机和电动机/发电机这两者向驱动车轮传递驱动力的状态、以及断开离合器而仅将电动机/发电机的驱动力向驱动车轮传递的状态。
此外，在车辆减速行驶时，使电动机/发电机作为发电机工作而进行再生制动，将驱动车轮的动能变换为电能，回收到蓄电池中，从而提高能量效率。
在专利文献1的混合动力车辆上搭载的发动机为柴油发动机，在排气中含有颗粒。因此，在发动机的排气通道中设置用于捕捉颗粒的颗粒滤清器(下面称为滤清器)，以使颗粒不会释放到空气中。如果捕捉到的颗粒持续堆积在滤清器中，则滤清器中会发生堵塞。为了防止上述堵塞，在颗粒的堆积量变多的情况下，使发动机的排气温度上升，通过焚烧滤清器内的颗粒而使滤清器再生。
但是，在混合动力车辆同时使用发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力以低速行驶的情况下，发动机扭矩维持较低的状态而排气温度降低，使排气温度上升至滤清器能够再生的温度变得困难。因此，产生滤清器的再生需要时间，燃料消耗量增大，油耗恶化的问题。另外，会产生因滤清器内的颗粒没有充分焚烧而堵塞滤清器的问题。
因此，专利文献1的混合动力车辆中，使上述低速行驶时的车辆行驶所需要的要求扭矩中发动机输出扭矩所占的比例增加，以提高发动机的排气温度，即使在低速行驶时也能良好地进行滤清器再生。
但是，在如专利文献1的混合动力车辆这样，同时使用发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力时进行滤清器再生的情况下，如果在发动机的低转速区域增大发动机的输出扭矩的比例，则相应地电动机/发电机的输出扭矩比例减少，由电动机/发电机的蓄电池的电力消耗减少。
因此，车辆减速时因再生制动而回收在蓄电池中的能量释放的机会减少。其结果，蓄电池的充电率上升，难以将充电率维持在蓄电池不产生恶化的容许范围内，有可能使蓄电池恶化。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种混合动力车辆的控制装置，其能够良好地进行颗粒滤清器的再生，同时能够防止蓄电池的恶化。
本发明适用于发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力能够分别传递至车辆的驱动车轮的混合动力车辆。为了实现上述目的，本发明的混合动力车辆的控制装置具有：滤清器，其捕捉上述发动机的排气中含有的颗粒；再生单元，其焚烧被上述滤清器捕捉而堆积的颗粒，使上述滤清器再生；以及控制单元，其基于与上述车辆的运行状态对应而求出的要求驱动扭矩，控制上述发动机及上述电动机/发电机，其特征在于，上述控制单元在上述发动机的驱动力传递至上述驱动车轮时，在上述要求扭矩小于或等于预先设定的容许扭矩的情况下，控制上述发动机，以使得仅由上述发动机输出上述要求扭矩，另一方面，在上述要求扭矩大于上述容许扭矩的情况下，控制上述发动机，以使得上述发动机输出上述容许扭矩，同时控制上述电动机/发电机，以使得上述电动机/发电机输出上述容许扭矩相对于上述要求扭矩不足的扭矩，并且，上述控制单元使得由再生单元进行上述滤清器再生的情况与不进行上述滤清器再生的情况相比，在上述发动机的低转速区域增大上述容许扭矩，同时在上述发动机的高转速区域减少上述容许扭矩。
通过混合动力车辆的控制装置如上所述进行构成，在发动机的驱动力传递至驱动车轮时，在与车辆的运行状态对应而求出的要求扭矩小于或等于预先设定的容许扭矩的情况下，控制单元控制发动机，以使得仅由发动机输出要求扭矩。另一方面，在要求扭矩大于容许扭矩的情况下，控制单元控制发动机，以使得发动机的输出扭矩成为容许扭矩，同时控制单元控制电动机/发电机，以使得上述电动机/发电机输出上述容许扭矩相对于上述要求扭矩不足的扭矩。
并且，由再生单元进行滤清器再生的情况与不进行滤清器再生的情况相比，控制单元使得在发动机的低转速区域增大容许扭矩，同时在发动机的高转速区域减少容许扭矩。
由此，进行滤清器再生的情况与不进行滤清器再生的情况相比，发动机的驱动力和电动机/发电机的驱动力同时向驱动车轮传递时的要求扭矩中发动机的输出扭矩所占的比例，在发动机的低转速区域增大，同时在发动机的高转速区域中减少。
因此，在进行发动机再生的情况下，在难以提高排气温度的发动机低转速区域中，通过发动机的输出扭矩增大，能够容易地升温至滤清器再生所需的排气温度。由此，能够防止由于滤清器再生拖延导致的燃料经济性恶化和滤清器的再生不良。
另外，通过上述在发动机的低转速区域中增大发动机输出扭矩的比例，电动机/发电机消耗的蓄电池的电量减少，另一方面，在发动机的高转速区域发动机输出扭矩在要求扭矩中所占比例减少，电动机/发电机的输出扭矩的比例增大。由此，蓄电池的电力消耗增加该部分。
因此，即使在发动机的低转速区域由电动机/发电机引起的蓄电池的力消耗减少，蓄电池的充电率也不会过于提高。其结果，能够在适当的范围内维持蓄电池的充电率，抑制蓄电池的恶化。
优选上述控制装置还具有离合器，其在维持从上述电动机/发电机向上述驱动车轮的驱动力传递的状态下，可以断开从上述发动机向上述驱动车轮驱动力传递，上述控制单元，在上述车辆起步时，在上述要求扭矩小于或等于在当时的上述电动机/发电机的转速下由上述电动机/发电机能够输出的上限扭矩时，使上述离合器处于断开状态，控制上述电动机/发电机，以使得上述电动机/发电机输出上述要求扭矩，另一方面，在上述要求扭矩大于上述上限扭矩时，控制上述离合器的接合状态和上述发动机及上述电动机/发电机的输出扭矩，以使得上述电动机/发电机的输出扭矩和从上述发动机输出的扭矩之和成为上述要求扭矩。
通过混合动力车辆的控制装置如上所述地构成，在车辆起步时，在电动机/发电机能够输出要求扭矩时，使离合器处于断开状态，仅由电动机/发电机的驱动力驱动驱动车轮。由此，在低转速区域中，通过不使用运行效率较差的发动机，能够改善油耗。另外，在车辆起步时，通过使用电动机/发电机的扭矩，能够平顺地使车辆起步。
另一方面，在车辆起步时，要求扭矩大于电动机/发电机的上限扭矩时，控制单元一边控制离合器的接合状态，一边控制发动机及电动机/发电机的输出扭矩。由此，从电动机/发电机传递至变速器的扭矩和从发动机经由离合器传递至变速器的扭矩之和，能够等于要求扭矩。其结果，能够防止由于传递至驱动车轮的扭矩不足引起驾驶感降低。
优选上述控制单元在上述要求扭矩大于在当时的上述电动机/发电机的转速下从上述电动机/发电机能够输出的上限扭矩和上述容许扭矩之和时，控制上述电动机/发电机，以使得上述电动机/发电机输出上述上限扭矩，同时使上述发动机的输出扭矩大于上述容许扭矩，以使得上述发动机的输出扭矩和上述电动机/发电机的输出扭矩之和等于上述要求扭矩。
通过混合动力车辆的控制装置如上所述地构成，即使在要求扭矩大于在当时的上述电动机/发电机的转速下由上述电动机/发电机能够输出的上限扭矩和上述容许扭矩之和，也能够可靠地得到要求扭矩，能够防止车辆驾驶性能降低。
附图说明
图1是具有本发明的一个实施方式所涉及的控制装置的混合动力车辆的要部构成图。
图2是表示图1的混合动力车辆中，在不进行滤清器再生的情况下使用的控制对应图的图。
图3是表示图1的混合动力车辆中，在进行滤清器再生的情况下使用的控制对应图的图。
具体实施方式
下面，基于附图说明本发明的一个实施方式。
图1是本发明所适用的混合动力车辆1的要部构成图。在作为柴油发动机的发动机2的输出轴上，连结离合器4的输入轴。离合器4的输出轴经由永磁式同步电动机/发电机(下面称为电动机/发电机)6的旋转轴，与自动变速器(下面称为变速器)8的输入轴连结。变速器8的输出轴经由传动轴10、差动装置12及驱动轴14，与左右的驱动车轮16连接。
由此，在离合器4接合时，发动机2的输出轴和电动机/发电机6的旋转轴这两者都可以与驱动车轮16机械连接。另一方面，在离合器4断开时，仅电动机/发电机6的旋转轴可以与驱动车轮16机械连接。
通过将蓄电池18中积蓄的直流电由逆变器20变换为交流电而进行供给，电动机/发电机6作为电动机工作，其驱动扭矩由变速器8变速为适当的速度后，传递至驱动车轮16。另外，在车辆减速时，电动机/发电机6作为发电机工作，由驱动车轮16的旋转产生的动能经由变速器8传递至电动机/发电机6，变换为交流电，由此由再生制动力产生减速扭矩。并且，该交流电由逆变器20变换为直流电，向蓄电池18充电，将由驱动车轮16的旋转产生的动能作为电能回收。
另一方面，发动机2的驱动扭矩在离合器4接合时，经由电动机/发电机6的旋转轴传递至变速器8，变速为适当的速度后传递至驱动车轮16。由此，在发动机2的驱动扭矩传递至驱动车轮16时电动机/发电机6作为电动机工作的情况下，发动机2的驱动扭矩和电动机/发电机6的驱动扭矩分别传递至驱动车轮16。即，为了驱动车辆而应传递至驱动车轮16的驱动扭矩的一部分由发动机2供给，剩余部分由电动机/发电机6供给。
另外，在蓄电池18的充电率(下面称为SOC)降低而必须对蓄电池18进行充电时，电动机/发电机6作为发电机工作，同时通过使用发动机2的驱动扭矩的一部分驱动电动机/发电机6而进行发电。这样，发电产生的交流电由逆变器20变换为直流电，利用该直流电对蓄电池18进行充电。
车辆ECU 22(控制单元)与车辆或发动机2的运行状态以及来自发动机ECU(再生单元)24、逆变器ECU 26及蓄电池ECU 28的信息等对应，进行离合器4的接合·断开控制及变速器8的变速档切换控制。另外，车辆ECU 22进行总体控制，以与这些控制的状态或车辆的起步、加速、减速等各种驾驶状态对应，使发动机2或电动机/发电机6适当地运行。
在混合动力车辆1中设有：加速器开度传感器32，其检测加速器踏板30的踩下量；车速传感器34，其检测车辆的行驶速度；以及转速传感器36，其检测电动机/发电机6的转速。车辆ECU 22在进行上述控制时，基于加速器开度传感器32、车速传感器34以及转速传感器36的检测结果，运算车辆行驶所必需的要求扭矩。进而，车辆ECU 22根据该要求扭矩，设定发动机2应产生的扭矩和电动机/发电机6应产生的扭矩。
另外，由转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速，在离合器4接合时与发动机2的转速一致。
发动机ECU 24进行发动机2的起动、停止控制或怠速控制等发动机2自身运行所必需的各种控制。另外发动机ECU 24控制发动机2的燃料喷射量或喷射时机等，以使发动机2产生由车辆ECU 22设定的必须由发动机2产生的扭矩。
另一方面，逆变器ECU 26基于由车辆ECU 22设定的必须由电动机/发电机6产生的扭矩，控制逆变器20，从而使电动机/发电机6作为电动机工作或作为发电机工作，控制电动机/发电机6的运行。
蓄电池ECU 28检测蓄电池18的温度、蓄电池18的电压、逆变器20和蓄电池18之间流过的电流等。另外蓄电池ECU 28根据这些检测结果求出蓄电池18的SOC，将求出的SOC与检测结果一同传递至车辆ECU 22。
另外，在发动机2的排气通道38中，设置净化发动机的排气的排气后处理装置40。在排气后处理装置40内设置氧化催化剂42，同时在氧化催化剂的下游侧设置颗粒滤清器(下面称为滤清器)44。
滤清器44由蜂窝型的陶瓷载体构成，并排设置多个连通上游侧和下游侧的通道。通道的上游侧开口和下游侧开口交互闭合，滤清器44通过捕捉发动机2的排气中含有的颗粒来净化发动机2的排气。
另外，氧化催化剂42氧化发动机2的排气中含有的CO(一氧化碳)及HC(碳氢化合物)而进行净化。进而氧化催化剂42还具有如下功能，即，在滤清器44的颗粒堆积量增大，滤清器44需要再生时，氧化向发动机2的排气通道38中供给的HC，提高流入滤清器44的排气温度。
该用于滤清器44再生的控制由发动机ECU 24进行，其内容如下所述。
发动机ECU 24在根据滤清器44前后的排气压力差等，判断滤清器44中的颗粒堆积量大于或等于规定量的情况下，开始滤清器44的再生控制。
为了进行滤清器44的再生，如上述所示必须利用氧化催化剂42使排气中的HC氧化，以提高流入滤清器44的排气的温度。在发动机2的排气温度未充分地提高至氧化催化剂42能够氧化HC的活性温度(例如250℃)的情况下，发动机ECU 24在向发动机2的燃烧室进行燃料的主喷射之外，在膨胀冲程进行追加燃料喷射，以使燃料在发动机2的排气管或排气歧管(均未图示)中燃烧，或者减小吸入空气量，从而提高排气温度。
如果排气温度达到能够利用氧化催化剂42氧化HC的温度，则发动机ECU 24在燃料的主喷射之外，在排气冲程进行后喷射。或者，在排气通道38中设有燃料添加泵(未图示)的情况下，发动机ECU24从该燃料添加泵向排气通道38内喷射燃料，向排气中供给HC。排气中的HC利用氧化催化剂42氧化而提高排气温度。其结果，流入滤清器44的排气温度提高至颗粒能够燃烧的温度(例如600℃)，由此堆积在滤清器44内的颗粒被焚烧，滤清器44被再生。
如果因滤清器44内的颗粒被焚烧而滤清器44前后压力差降低，则发动机ECU 24认为滤清器44再生完成而结束再生控制。
在上述构成的混合动力车辆1中，为了使车辆行驶而以车辆ECU 22为中心进行的控制的概要如下所述。
首先，假设车辆处于停车状态，发动机2停止。如果在变速杆(未图示)位于空档位置时驾驶员由起动开关(未图示)进行起动发动机2的操作，则车辆ECU 22确认变速器8位于空档位置，电动机/发电机6和驱动轮16之间的机械连接被断开，同时确认离合器4接合后，向逆变器ECU 26指示起动发动机2所必需的电动机/发电机6的驱动扭矩，同时指示发动机ECU 24使发动机2运行。
逆变器ECU 26基于来自车辆ECU 22的指示，使电动机/发电机6作为电动机工作而产生驱动扭矩，将发动机2起动。此时，通过由发动机ECU 24开始向发动机2供给燃料，发动机2起动。发动机2起动完成后，发动机2进行怠速运行。
如果驾驶员将变速杆操作至驾驶位置等，则车辆ECU 22断开离合器4，同时使变速器8的变速档从空档位置成为起步用的变速档(例如1档或2档，或倒车档)。
如果由该状态驾驶员踩下加速器踏板30，则车辆ECU 22与由加速器开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量对应，为了使车辆起步并行驶，设定应向变速器8传递的要求扭矩。然后车辆ECU22基于该要求扭矩和转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速，使用预先存储的控制对应图，设定发动机2及电动机/发电机6应输出的驱动扭矩。此时，车辆ECU 22根据需要，进行离合器4及变速器8的控制。
在这里，车辆ECU 22所使用的控制对应图，根据进行滤清器44的再生的情况和不进行再生的情况而不同。图2表示不进行滤清器44再生的情况下的控制对应图，另外，图3表示进行滤清器44再生的情况下的控制对应图。
另外，在从未进行滤清器44再生的状态切换至进行滤清器44再生的状态的情况下，或者在其相反的情况下，车辆ECU 22并不是直接从图2及图3的控制对应图中的一个控制对应图切换到另一个控制对应图。该情况下，车辆ECU 22在预先确定的过渡期间，一边进行使其成为一个控制对应图对应的控制量和另一个控制对应图对应的控制量之间的控制量的插补处理，一边逐渐地切换控制对应图。
不进行滤清器44再生的情况下的控制对应图，如图2所示，由电动机/发电机6的转速和要求扭矩进行规定。该控制对应图中，在要求扭矩的上限值Tmax的下方区域，如图中的实线所示，分割为若干控制区域。
另外，在图2中，转速N1与发动机2的怠速转速大致一致，例如为650rpm。
另外，图2中的点划线表示在各转速下电动机/发电机6能够输出的上限扭矩Tm。该上限扭矩Tm如图2所示，在低于转速N1的低转速区域，与表示区域的边界的实线重合。另外，由于该上限扭矩Tm根据电动机/发电机6的温度、蓄电池18的温度及SOC等参数而可以变更，所以控制对应图中的边界也可变。
在上述控制对应图中，在低于转速N1的区域，以表示电动机/发电机6的上限扭矩Tm的曲线作为边界，控制区域分为M1和E1这两个。并且，由于在要求扭矩位于区域M1内的情况下，电动机/发电机6的转速低于发动机2的怠速转速，另外可以仅由电动机/发电机6输出要求扭矩，所以离合器4被断开，仅来自电动机/发电机6的输出扭矩向变速器8传递。
另外，在要求扭矩位于区域E1内的情况下，仅由电动机/发电机6的上限扭矩Tm无法得到要求扭矩。因此，车辆ECU 22使电动机/发电机6输出与当时的转速对应的上限扭矩Tm，同时由发动机2输出上限扭矩Tm相对于要求扭矩不足的部分。此时，车辆ECU 22使离合器4处于半离合状态，使发动机2的转速不会降低至怠速转速以下。
在大于或等于转速N1的转速区域中，控制区域划分为E2、M2及E3这三个。区域E2和区域M2之间的边界线与设定为小于发动机2能够输出的最大扭矩Te(未图示)的容许扭矩对应。由于一般具有在高输出扭矩区域中发动机2的NOx排出量增大的倾向，所以该容许扭矩设置为使发动机2的输出扭矩停留在NOx排出量相对较少的区域。
于是，在要求扭矩位于上述区域E2内的情况下，车辆ECU 22接合离合器4，同时使电动机/发电机6的输出扭矩为0N·m，进行控制以仅由发动机2输出要求扭矩。
区域M2是在区域E2中追加电动机/发电机6的上限扭矩Tm后得到的区域。在要求扭矩位于区域M2内的情况下，车辆ECU 22接合离合器4，由发动机2输出容许扭矩的输出扭矩，同时使电动机/发电机6输出发动机2的输出扭矩相对于要求扭矩的不足部分。
另外，区域E3是仅以从发动机2输出的容许扭矩和从电动机/发电机6输出的上限扭矩Tm之和无法得到要求扭矩的区域。在车辆急加速或上坡时等限定条件时，要求扭矩可能进入上述区域。于是，在要求扭矩位于区域E3内的情况下，车辆ECU 22使离合器4处于接合状态，由电动机/发电机6输出上限扭矩Tm，同时使发动机2的输出扭矩从容许扭矩增大，以使得发动机的输出扭矩和电动机/发电机的输出扭矩之和成为要求扭矩。
通过使用上述的控制对应图，车辆的起步及行驶时的发动机2及电动机/发电机6的控制如下所述。
首先，由于在车辆停止的状态下电动机/发电机6的转速为0rpm，所以在车辆起步时适用的控制区域为低于转速N1的低转速区域。于是，在该区域中，在由与加速器踏板30的踩下量对应而设定的要求扭矩和由转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速确定的点位于区域M1内的情况下，车辆ECU 22断开离合器4，同时指示逆变器ECU 26，以使得电动机/发电机6的输出扭矩成为要求扭矩。
逆变器ECU 26与车辆ECU 22所设定的要求扭矩对应而控制逆变器20。其结果，蓄电池18的直流电由逆变器20变换为交流电而向电动机/发电机6供给。电动机/发电机6由于被供给交流电而作为电动机工作，输出要求扭矩，电动机/发电机6的输出扭矩经由变速器8传递至驱动车轮16，从而车辆起步。
另一方面，在由与加速器踏板30的踩下量对应而设定的要求扭矩和电动机/发电机6的转速确定的点位于区域E1内的情况下，车辆ECU 22指示逆变器ECU 26，以使得由电动机/发电机6输出上限扭矩Tm，同时车辆ECU 22指示发动机ECU 24，以使得发动机2输出上限扭矩Tm相对于要求扭矩不足的部分。
此时，由于电动机/发电机6的转速低于设定为与发动机2的怠速转速大致一致的转速N1，所以车辆ECU 22将离合器4控制为半离合器状态。然后车辆ECU 22指示发动机ECU 24，以使得发动机2输出使由离合器4传递至变速器8的扭矩等于上述不足部分的扭矩。
逆变器ECU 26按照来自车辆ECU 22的指示，如上所述控制逆变器20，电动机/发电机6作为电动机工作而输出上限扭矩Tm。
另外，发动机ECU 24控制发动机2，以使得发动机2输出由车辆ECU 22指示的扭矩。其结果，来自发动机2的输出扭矩和来自电动机/发电机6的输出扭矩之和成为要求扭矩，传递至变速器8，车辆起步。
这样在车辆起步时，车辆ECU 22优先使用电动机/发电机6，从电动机/发电机6输出直至上限扭矩Tm。这样，能够减少在低转速区域中运行效率较差的发动机2的使用比例，可以改善油耗。进而，由电动机/发电机6能够平顺地使车辆起步。
另外，在仅由电动机/发电机6的输出扭矩无法得到要求扭矩的情况下，同时使用发动机2的输出扭矩而得到要求扭矩。由此，不会在起步时产生扭矩不足，能够确保车辆良好的驾驶性能。
如上述所示，如果车辆起步加速而成为行驶状态，则车辆ECU22基于由加速器踏板开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量、和由车速传感器34检测出的行驶速度，设定车辆行驶所必需的要求扭矩。
然后，如果电动机/发电机6的转速提高而进入高于转速N1的高转速区域，则车辆ECU 22根据由转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于图2的区域E2、M2及E3的哪一个区域中，来切换控制。
在由电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于区域E2内的情况下，车辆ECU 22将离合器4接合，指示逆变器ECU 26，以使得电动机/发电机6的输出扭矩成为0N·m。并且车辆ECU 22指示发动机ECU 24，以使得由发动机2输出要求扭矩。
逆变器ECU 26控制逆变器20，使电动机/发电机6成为既不作为电动机工作也不作为发电机不工作的状态，使输出扭矩为0N·m。另一方面，发动机ECU 24以使发动机2输出要求扭矩的方式控制发动机2，向变速器8传递发动机2输出的要求扭矩。
另外，在由电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于区域M2内的情况下，车辆ECU 22接合离合器4，指示发动机ECU 24，以使得发动机2的输出扭矩成为容许扭矩，同时指示逆变器ECU 26，以使得电动机/发电机6输出发动机2的输出扭矩相对于要求扭矩的不足部分。
发动机ECU 24控制发动机2，以使得发动机2的输出扭矩成为容许扭矩。另一方面，逆变器ECU 26控制逆变器20，以使得电动机/发电机6作为电动机工作，输出扭矩成为由车辆ECU 22指示的扭矩。其结果，发动机2的输出扭矩和电动机/发电机6的输出扭矩之和成为要求扭矩，传递至变速器8。
如上述所示，在电动机/发电机6的转速高于N1的区域中，通过将发动机2的输出扭矩限制为小于或等于容许扭矩，发动机2在NOx排出量较少的区域中运行。
进而，由于将发动机2的输出扭矩限制为容许扭矩，要求扭矩中不足部分由电动机/发电机6的输出扭矩补充，所以向变速器8传递车辆行驶所必需的要求扭矩。由此，不会产生扭矩不足，能够确保车辆良好的驾驶性能。
另外，在由电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于区域E3内的情况下，车辆ECU 22使离合器4为接合状态，指示逆变器ECU 26，以使得由电动机/发电机6输出上限扭矩Tm。进而，车辆ECU指示发动机ECU 24，以使得发动机输出发动机2的输出扭矩和电动机/发电机6的输出扭矩之和成为要求扭矩的输出扭矩。由此，由发动机ECU 24指示的发动机2的输出扭矩大于容许扭矩。
逆变器ECU 26控制逆变器20，以使得电动机/发电机6作为电动机工作，输出上限扭矩Tm。另一方面，发动机ECU 24控制发动机2，以使得发动机2输出车辆ECU 22指示的输出扭矩。其结果，发动机2的输出扭矩和电动机/发电机6的输出扭矩之和成为要求扭矩，传递至变速器8。
通过进行上述控制，即使在车辆急加速或上坡时等暂时需要较大的要求扭矩的情况下，也能够可靠地向变速器8传递要求扭矩。由此，不会产生扭矩不足，能够确保车辆良好的驾驶性能。
如上所述，在未进行滤清器44再生的情况下，在电动机/发电机6的转速高于N1的区域，即连接离合器4而发动机2的驱动力可以传递至驱动车轮时，除了车辆急加速或上坡时等暂时需要较大的要求扭矩的情况，将发动机2的输出扭矩限制为小于或等于容许扭矩。
并且，如图2所示，在靠近转速N1的区域、即发动机2的低转速区域，较大地限制发动机2的输出扭矩。因此，在需要滤清器44再生的情况下，为了能够使滤清器44再生，如上述所示，需要使排气温度上升至由氧化催化剂42能够氧化排气中的HC的温度。但是，由于在发动机2的低转速区域发动机2的排气温度较低，所以直到结束再生需要时间。另外，作为其结果，使用了多余的燃料，油耗恶化。
因此，在本实施方式中，在需要滤清器44再生的情况下，使用图3的控制对应图代替图2的控制对应图。
图3的控制对应图也和图2的控制对应图相同地，由电动机/发电机6的转速和要求扭矩进行规定，在要求扭矩的上限值Tmax的下方的区域中，如图中的实线所示，分割为若干控制区域。
另外，图3中的点划线和图2的情况相同地，表示在各转速下电动机/发电机6能够输出的上限扭矩Tm，在低于转速N1的低转速区域中，与表示区域边界的实线重合。
在上述的控制对应图中，低于转速N1的区域成为与图2的控制对应图完全相同的结构。由此，在该区域中不进行滤清器44再生的情况下，进行相同的控制，得到相同的效果。
即，在低于转速N1的区域中，进行电动机/发电机6的输出扭矩成为主体的控制。该转速区域为车辆起步时的区域，由电动机/发电机6的转速和要求扭矩规定的点不可能长时间内停留在此区域。由此，对滤清器44的再生没有很大影响，优先确保车辆的驾驶性能。
在大于或等于转速N1的转速区域中，如图3所示，控制区域划分为E2′及M2′这两个，区域E2′和区域M2′之间的边界与发动机2的容许扭矩对应。并且，在要求扭矩位于区域E2′内的情况下，与使用图2的控制对应图时的区域E2时相同地，车辆ECU 22接合离合器4，同时控制电动机/发电机6及发动机2，以使得电动机/发电机6的输出扭矩为0N·m，仅由发动机2输出要求扭矩。
另外，在要求扭矩位于区域M2′内的情况下，与使用图2的控制对应图时的区域M2时相同地，接合离合器4而由发动机2输出容许扭矩的输出扭矩，同时使电动机/发电机6输出发动机2的输出扭矩相对于要求扭矩的不足部分。
图3所示的双点划线表示图2的控制对应图中的区域E2和区域M2之间的边界。如图3所示，在低于转速N2的转速区域中，进行滤清器44再生的情况下的容许扭矩，大于不进行滤清器44再生的情况下的容许扭矩。另一方面，在高于转速N2的转速区域中，进行滤清器44再生的情况下的容许扭矩，小于不进行滤清器44再生的情况下的容许扭矩。
如前所述，在高于转速N1的转速区域中接合离合器4，电动机/发电机6的转速和发动机2的转速一致。由此，在低于转速N2的发动机2的低转速区域中进行滤清器44再生的情况与不进行滤清器44再生的情况相比，发动机2能够产生更大的驱动扭矩。
另外，在高于转速N2的发动机2的高转速区域中进行滤清器44再生的情况与不进行滤清器44再生的情况相比，发动机2的输出扭矩被抑制得较低。因此，如图3所示，电动机/发电机6的输出扭矩在不进行滤清器44的再生的情况下，比进行再生的情况大相应量。
另外，在图3的控制对应图中，通过如上述在发动机2的低转速区域中增大容许扭矩，在大于或等于转速N1的区域中，发动机2的容许扭矩和电动机/发电机6的上限扭矩之和超过要求扭矩的上限值Tmax。因此，不需要如图2的控制对应图的区域E3这样的区域。在根据发动机2及电动机/发电机6的特性，在发动机2的低转速区域中即使增大容许扭矩，容许扭矩和电动机/发电机6的上限扭矩Tm之和仍然相对于要求扭矩不足的情况下，在进行滤清器44再生时使用的控制对应图中，也可以设置相当于图2的区域E3的区域。这样，在上述情况下也能够确保车辆的驾驶性能。
在进行滤清器44再生的情况下，通过使用图3的控制对应图，车辆行驶时的发动机2及电动机/发电机6的控制如下所述。另外，对于低于转速N1的区域中的控制，由于与不进行滤清器44再生的情况相同，所以省略说明。
如果车辆起步加速而成为行驶状态，则车辆ECU 22基于由加速器踏板开度传感器32检测出的加速器踏板30的踩下量、和由车速传感器34检测出的行驶速度，设定车辆行驶所必需的要求扭矩。
并且，由于电动机/发电机6的转速位于高于转速N1的区域，所以车辆ECU 22根据由转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于图3的区域E2′、M2′的哪一个，来切换控制。
在由电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于区域E2′内的情况下，车辆ECU 22接合离合器4，指示逆变器ECU 26，以使得电动机/发电机6的输出扭矩为0N·m。并且车辆ECU 22指示发动机ECU 24，以使得由发动机2输出要求扭矩。
逆变器ECU 26控制逆变器20，使电动机/发电机6成为既不作为电动机工作也不作为发电机工作的状态，使输出扭矩为0N·m。另一方面，发动机ECU 24控制发动机2，以使得发动机2输出要求扭矩。其结果，发动机2输出的要求扭矩向变速器8传递。
另外，在由电动机/发电机6的转速和要求扭矩确定的点位于区域M2′内的情况下，车辆ECU 22接合离合器4，指示发动机ECU 24，以使得发动机2的输出扭矩成为容许扭矩。另外车辆ECU 22指示逆变器ECU 26，以使得电动机/发电机6输出发动机2的输出扭矩相对于要求扭矩的不足部分。
发动机ECU 24控制发动机2，以使得发动机2的输出扭矩成为容许扭矩。另一方面，逆变器ECU 26控制逆变器20，以使得电动机/发电机6作为电动机工作，输出扭矩成为由车辆ECU 22指示的扭矩。其结果，发动机2的输出扭矩和电动机/发电机6的输出扭矩之和成为要求扭矩，传递至变速器8。
如上述所示，在电动机/发电机6的转速即发动机2的转速高于N1的区域，将发动机2的输出扭矩限制为小于或等于容许扭矩。此时，在发动机2的转速低于N2的低转速区域，与不进行滤清器44再生的情况相比，容许扭矩设定得更大。由此，与不进行滤清器44再生的情况相比，可以使发动机2的输出增大。因此，发动机2的排气温度升高，能够容易地升温至滤清器44再生所需的排气温度。其结果，能够防止用于使排气温度上升的燃料消耗量增大，以及因滤清器44再生的拖延而导致的油耗恶化。另外，能够防止因滤清器44的升温不足导致的滤清器44的再生不良。
另外，在低转速区域，通过上述所示增大发动机2的容许扭矩，电动机/发电机6的输出扭矩减少。因此，在低转速区域，由电动机/发电机6引起的蓄电池18的电力消耗量减少。但是，由于在发动机2的转速高于N2的高转速区域，将发动机2的输出限制为比不进行滤清器44再生的情况的容许扭矩小，所以电动机/发电机6的输出增大相应量，由电动机/发电机6引起的蓄电池18的电力消耗增大。
由此，即使在发动机2的低转速区域电动机/发电机6的电力消耗减少，也能够将蓄电池的SOC维持在适当的范围内，从而抑制蓄电池18的恶化。
另外，在该情况下，由于发动机2的输出扭矩被限制为容许扭矩，要求扭矩中不足的部分通过电动机/发电机6的输出扭矩补充，所以车辆行驶所需的要求扭矩传递至变速器8。由此，不会产生扭矩不足，能够确保车辆良好的驾驶性能。
如上所述，是将发动机2或电动机/发电机6的驱动力经由变速器8传递至驱动车轮16而使车辆行驶的情况下的控制。另一方面，在加速器踏板30的踩下解除的情况下，车辆ECU 22使用由发动机2进行的发动机制动和由电动机/发电机6的发电机动作产生的再生制动力，使车辆产生适当的减速度，以使车辆减速。此时，由电动机/发电机6的再生制动得到的交流电，通过由逆变器20变换为直流电而向蓄电池18充电。这样，通过将由驱动车轮16的旋转得到的动能作为电能回收，提高混合动力车辆1的能量效率。
以上说明了本发明的一个实施方式涉及的混合动力车辆的控制装置，但本发明并不限于上述实施方式。
例如，在上述实施方式中，电动机/发电机6配置在离合器4和变速器8之间，但电动机/发电机6的配置并不限于此。即，例如使电动机/发电机6配置在发动机2和离合器4之间的混合动力车辆这样，只要是将发动机2的驱动力和电动机/发电机6的驱动力分别传递至驱动车轮的混合动力车辆，则在连接离合器4后的大于或等于转速N1的区域中进行与上述实施方式相同的控制，能够得到相同效果。
另外，上述实施方式中，使用转速传感器36检测出的电动机/发电机6的转速。但是，也可以检测出变速器8的输出转速，将其使用变速比变换为电动机/发电机6的转速，也可以由随电动机/发电机6的转速变化而变化的量求出电动机/发电机6的转速。
并且，在上述实施方式中，在低于转速N2的低转速区域，使进行滤清器44再生的情况与不进行再生的情况相比，发动机2的容许扭矩增大，另一方面，在高于转速N2的高转速区域，使进行滤清器44再生的情况与不进行再生的情况相比，发动机2的容许扭矩减少。但是，也可以不使用单一的转速阈值来规定低转速区域和高转速区域。
即，也可以使低于第1转速的区域成为低转速区域，同时使比设定为高于第1转速的第2转速高的区域成为高转速区域。该情况下，可以在低转速区域中使进行滤清器44再生的情况与不进行再生的情况相比，发动机2的容许扭矩增大，另一方面在高转速区域中使进行滤清器44再生的情况与不进行再生的情况相比，发动机2的容许扭矩减少。
另外，上述实施方式中，发动机2为柴油发动机，但发动机形式并不限定于此，也可以是汽油发动机等。
另外，在上述实施方式中，电动机/发电机6为永磁式同步电动机/发电机，但电动机/发电机的形式并不限定于此。
另外，上述实施方式中，变速器8是自动变速器，但变速器的形式并不限定于此，例如变速器8也可以是无级变速器或手动式的变速器等。

Claims (3)

1.一种混合动力车辆的控制装置，其可以将发动机(2)的驱动力和电动机/发电机(6)的驱动力分别传递至车辆的驱动车轮(16)，其具有：
滤清器(44)，其捕捉上述发动机(2)的排气中含有的颗粒；
再生单元(24)，其焚烧被上述滤清器(44)捕捉而堆积的颗粒，使上述滤清器(44)再生；以及
控制单元(22)，其基于与上述车辆的运行状态对应而求出的要求驱动扭矩，控制上述发动机(2)及上述电动机/发电机(6)，
其特征在于，
上述控制单元(22)，在上述发动机(2)的驱动力传递至上述驱动车轮(16)时，在上述要求扭矩小于或等于预先设定的容许扭矩的情况下，控制上述发动机(2)，以使得仅由上述发动机(2)输出上述要求扭矩，另一方面，在上述要求扭矩大于上述容许扭矩的情况下，控制上述发动机(2)，以使得上述发动机(2)输出上述容许扭矩，同时控制上述电动机/发电机(6)，以使得上述电动机/发电机(6)输出上述容许扭矩相对于上述要求扭矩不足的扭矩，
并且，上述控制单元(22)使得由再生单元(24)进行上述滤清器(44)再生的情况与不进行上述滤清器(44)再生的情况相比，在上述发动机(2)的低转速区域中增大上述容许扭矩，同时在上述发动机(2)的高转速区域中减少上述容许扭矩。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
上述控制装置还具有离合器(4)，其可以在维持从上述电动机/发电机(6)向上述驱动车轮(16)的驱动力传递的状态下，断开从上述发动机(2)向上述驱动车轮(16)的驱动力传递，
上述控制单元(22)，在上述车辆起步时，在上述要求扭矩小于或等于在当时的上述电动机/发电机(6)的转速下上述电动机/发电机(6)能够输出的上限扭矩(Tm)时，使上述离合器(4)成为断开状态，并控制上述电动机/发电机(6)，以使得上述电动机/发电机(6)输出上述要求扭矩，另一方面，在上述要求扭矩大于上述上限扭矩(Tm)时，控制上述离合器(4)的接合状态和上述发动机(2)及上述电动机/发电机(6)的输出扭矩，以使得上述电动机/发电机(6)的输出扭矩和从上述离合器(4)输出的扭矩之和成为上述要求扭矩。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，其特征在于，
上述控制单元(22)，在上述要求扭矩大于在当时的上述电动机/发电机(6)的转速下从上述电动机/发电机(6)能够输出的上限扭矩(Tm)和上述容许扭矩之和的情况下，控制上述电动机/发电机(6)，以使得上述电动机/发电机(6)输出上述上限扭矩(Tm)，同时使上述发动机(2)的输出扭矩大于上述容许扭矩，以使得上述发动机(2)的输出扭矩和上述电动机/发电机(6)的输出扭矩之和成为上述要求扭矩。
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