CN101949332B - 车辆控制设备 - Google Patents

Abstract

一种车辆控制设备，包括：交流发电机(24)，该交流发电机(24)能够通过将负荷提供给发动机(10)来调节从发动机(10)输出的扭矩；点火正时控制部(56)，该点火正时控制部(56)设置成能够控制发动机(10)的点火正时并且能够通过执行点火正时延迟控制来调节从发动机(10)输出的扭矩；交流发电机负荷调节部(59)，该交流发电机负荷调节部(59)能够调节交流发电机负荷；以及催化剂温度获取部(60)，该催化剂温度获取部(60)获取对排气进行净化的催化剂(20)的温度。点火正时控制部(56)随着由催化剂温度获取部(60)获取的催化剂(20)的温度的升高而减小点火正时延迟。交流发电机负荷调节部(59)随着由催化剂温度获取部(60)获取的催化剂(20)的温度的升高而增加交流发电机负荷。

Description

车辆控制设备

技术领域

本发明涉及一种车辆控制设备。特别地，本发明涉及如下一种车辆控制设备，该车辆控制设备通过使用当设置用于内燃机的交流发电机发电时作用在内燃机上的负荷来控制内燃机输出的扭矩，该内燃机设置作为用于使车辆行驶的动力源。

背景技术

在越来越多的情况中，车辆使用内燃机作为其动力源。当要在车辆行驶时控制来自车辆发动机的输出时，通过调节节气门的开度来控制发动机输出，调节节气门的开度即调节吸入到发动机中的空气量。然而，由于空气受到惯性作用，所以当调节节气门的开度时，进气量不会立即发生变化，而是在调节节气门开度后的一段延迟之后才发生变化。因此，在驾驶员操作加速器踏板或者通过对节气门的电子控制来调节节气门开度时产生的发动机实际输出有时在节气门开度发生变化后的一段延迟之后才发生变化。

如果对进气量的控制是所使用的唯一控制，则发动机输出的实际变化有时具有响应于节气门开度变化的延迟。因此，在现有技术的车辆控制设备中，通过控制利用发动机曲轴旋转时产生的扭矩发电的交流发电机的发电量来补充对发动机输出的控制。也就是说，由于交流发电机利用发动机产生的扭矩来发电，所以交流发电机的发电涉及从交流发电机提供给发动机的负荷，这可以从交流发电机到发动机的力流动或力传递的观点来看。因此，由于燃料在发动机中燃烧而产生的动力的一部分用于交流发电机的发电，所以在一些控制设备中，通过利用对交流发电机发电量的控制来改变给发动机的负荷，从而补充对发动机输出的控制。

例如，在日本专利申请公布No.2001-115871(JP-A-2001-115871)中描述的用于内燃机的控制设备中，通过在发动机怠速运行期间控制从利用发动机的动力的一部分发电的交流发电机到发动机的负荷并且也通过控制发动机的进气量来适当地控制发动机的怠速运行。此外，日本专利申请公布No.2001-115871(JP-A-2001-115871)中描述的用于内燃机的控制设备设置有用于检测交流发电机的异常的异常检测装置，并且，如果检测到交流发电机的异常，则停止对从交流发电机到发动机的负荷的控制。这基本上避免了如下故障：由于在交流发电机的异常状态中执行的对交流发电机的控制而引起的不能适当地执行发动机的怠速运行。

此外，在日本专利申请公布No.2005-90339(JP-A-2005-90339)中描述的车辆用发电机的发电量控制设备中，当变换自动变速器的变速比时，通过执行发动机点火正时的延迟控制来减小换档冲击，并且当发动机处在等于或低于预定温度的低温状态中时，通过禁止点火正时延迟控制来增加发电量以减小换挡冲击，因此由交流发电机提供的负荷扭矩增加。也就是说，在车辆的通常行驶期间，通过点火正时的延迟控制来减小换挡冲击。在可能导致燃烧恶化的低温状态期间，从发动机实质上传递到自动变速器的发动机输出减小。这抑制了当自动变速器的变速比变换时的换档冲击，同时抑制了排放的恶化。

因此，在发动机的输出受到控制的情况下，能够通过不仅使用对节气门开度的控制而且使用对交流发电机的负荷扭矩的控制来进行更适当的控制。然而，在根据发动机所需扭矩来控制节气门开度或改变交流发电机的负荷扭矩的情况下，有时出现这种情形：即，不仅发动机的输出受到影响，而且车辆的其他状态也受到影响。因此，在通过执行把交流发电机的负荷扭矩控制与其他控制相组合的协调控制来控制发动机输出的情况下，有必要不仅仅基于发动机输出来执行控制，而是还要考虑其他条件来适当地执行控制。

发明内容

鉴于上述情形已完成了本发明，并且本发明提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备能够更适当地执行把为了控制发动机输出而执行的交流发电机负荷扭矩控制与其他控制相组合的协调控制。

根据本发明的一个方面，提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机能够通过将负荷提供给内燃机来调节从内燃机输出的扭矩，该车辆控制设备还包括：点火正时控制部，该点火正时控制部设置成调节内燃机的点火正时，并且该点火正时控制部通过执行点火正时的延迟控制来调节从内燃机输出的扭矩；辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从所述辅机提供给内燃机的负荷；和催化剂，该催化剂净化从内燃机排出的排气，其中，点火正时控制部随着催化剂温度的升高而减少点火正时的延迟，并且该辅机负荷调节部随着催化剂温度的升高而增加辅机负荷。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括：辅机，该辅机设置成能够通过使用由内燃机产生的扭矩来发电，并且该辅机能够通过调节当该辅机发电时提供给内燃机的负荷的大小来调节从内燃机输出的扭矩；以及蓄电装置，该蓄电装置能够储存由所述辅机产生的电，并且该车辆控制设备还包括：点火正时控制部，该点火正时控制部设置成控制内燃机的点火正时，并且该点火正时控制部通过执行点火正时的延迟控制来调节从内燃机输出的扭矩；以及辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从辅机提供给内燃机的负荷，其中，点火正时控制部随着蓄电装置的储存电量的减小而减少点火正时的延迟，并且辅机负荷调节部随着蓄电装置的储存电量的减小而增加辅机负荷。

此外，根据本发明的又一方面，提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机能够通过将负荷提供给内燃机来调节从内燃机输出的扭矩，并且该车辆控制设备还包括：点火正时控制部，该点火正时控制部设置成控制内燃机的点火正时，并且该点火正时控制部通过执行点火正时的延迟控制来调节从内燃机输出的扭矩；以及和辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从辅机提供给内燃机的负荷，其中，如果在点火正时控制部执行延迟控制时所述点火正时达到失火极限，则辅机负荷调节部增加辅机负荷。

前述车辆控制设备还可包括：进气量调节装置，该进气量调节装置用于在内燃机运行时调节进气量，并且，如果进气量调节装置的负荷变得大于或等于预定负荷，则辅机负荷调节部可以增加辅机负荷的调节量。

此外，前述车辆控制设备还可包括：速比变换设备，该速比变换设备以期望的变速比改变从内燃机输出的扭矩，并且将扭矩向驱动轮输出；以及速比变换控制部，该速比变换控制部执行速比变换设备的速比变换控制，并且在要增加由驱动轮产生的驱动力时，只要从所述内燃机输出的扭矩变得等于预定扭矩，该辅机负荷调节部就可以减小辅机负荷，并且该速比变换控制部可以将变换正时推迟到如下正时，该正时晚于在辅机负荷未减小时设定的改变速比变换设备的变速比的正时。

此外，车辆控制设备还可包括进气量调节装置，该进气量调节装置用于在内燃机运行时调节进气量，并且，如果扭矩的调节要求超过通过进气量调节装置的进气量调节能够实现的范围，则辅机负荷调节部可增大辅机负荷的调节量。

此外，在该车辆控制设备中，辅机可设置成通过使用由内燃机产生的扭矩来发电，且设置成通过调节当辅机发电时提供给内燃机的负荷的大小来调节从内燃机输出的扭矩，并且辅机负荷调节部可随着蓄电装置的温度降低而增加该辅机的发电量，该蓄电装置储存由所述辅机产生的电。

此外，在该车辆控制设备中，辅机可设置成通过使用由内燃机产生的扭矩来发电，且设置成当所述辅机发电时通过改变辅机的发电量来调节辅机负荷的大小从而调节从内燃机输出的扭矩，并且辅机负荷调节部设置成通过控制辅机发电时辅机的发电量来调节辅机负荷，并且，如果通过减小辅机负荷能够从内燃机输出在大小上等于要从该内燃机输出的所需扭矩的扭矩，则辅机负荷调节部可随着电力消耗的减少而减小辅机负荷，并且如果当辅机负荷已经减小时所需扭矩减小，则辅机负荷调节部可增加辅机负荷。

此外，还提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机通过将负荷提供给内燃机来调节从内燃机输出的扭矩，该车辆控制设备还包括：辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从辅机提供给内燃机的负荷；以及进气量调节装置，该进气量调节装置用于在内燃机运行时调节进气量，其中，如果进气量调节装置的负荷变得大于或等于预定负荷，则辅机负荷调节部增加辅机负荷的调节量。

此外，还提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机通过调节被提供给内燃机的负荷来调节从内燃机输出的扭矩，该车辆控制设备还包括：辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从辅机提供给内燃机的负荷；速比变换设备，该速比变换设备以期望的变速比改变从内燃机输出的扭矩，并且将扭矩向驱动轮输出；以及速比变换控制部，该速比变换控制部执行速比变换设备的速比变换控制，其中，在要增加由驱动轮产生的驱动力时，只要从内燃机输出的扭矩变得等于预定扭矩，所述辅机负荷调节部就减小辅机负荷，并且，速比变换控制部将变换正时推迟到如下正时，该正时晚于在辅机负荷未减小时设定的改变速比变换设备的变速比的正时。

此外，还提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机通过将负荷提供给内燃机来调节从内燃机输出的扭矩，该车辆控制设备还包括：辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从辅机提供给内燃机的负荷；以及进气量调节装置，该进气量调节装置用于在内燃机运行时调节进气量，其中，如果扭矩的调节要求超过通过进气量调节装置的进气量调节能够实现的范围，则辅机负荷调节部增大辅机负荷的调节量。

此外，还提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机设置成能够通过使用由内燃机产生的扭矩来发电，并且该辅机通过调节当辅机发电时提供给内燃机的负荷的大小来调节从内燃机输出的扭矩；以及蓄电装置，该蓄电装置储存由辅机产生的电，并且该车辆控制设备还包括辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部调节辅机负荷，该辅机负荷是从辅机提供给内燃机的负荷，其中辅机负荷调节部随着蓄电装置的温度降低而增加辅机的发电量。

此外，还提供了一种车辆控制设备，该车辆控制设备包括辅机，该辅机设置成能够通过使用由内燃机产生的扭矩来发电，并且该辅机通过改变该辅机的发电量来调节当辅机发电时提供给内燃机的负荷的大小从而调节从内燃机输出的扭矩，并且该车辆控制设备还包括辅机负荷调节部，该辅机负荷调节部通过控制当辅机发电时该辅机的发电量来调节辅机负荷，其中，如果当辅机负荷减小时能够从内燃机输出在大小上等于要从该内燃机输出的所需扭矩的扭矩，则辅机负荷调节部随着电力消耗的减少而减小辅机负荷，并且如果当辅机负荷已经减小时所需扭矩降低，则辅机负荷调节部增加辅机负荷。

如上所述的车辆控制设备实现了如下效果：更适当地执行把交流发电机的负荷扭矩控制与其他控制相组合的协调控制，该负荷扭矩控制被执行用于控制发动机的输出。

附图说明

在以下参考附图对本发明示例实施例的详细描述中，将描述本发明的特征、优点及技术和工业意义，相同的标记表示相同的元件，在附图中：

图1是设置有根据本发明第一实施例的车辆控制设备的车辆的概略图；

图2是图1所示的车辆控制设备的主要部分的构成图；

图3是示出根据本发明第一实施例的车辆控制设备的处理程序的总体结构的流程图；

图4是根据第一实施例的车辆控制设备中的点火正时延迟控制增益和交流发电机负荷控制增益相对于催化剂温度的说明图；

图5是根据第一实施例的车辆控制设备中的点火正时延迟控制增益和交流发电机负荷控制增益相对于电池电压的说明图；

图6是根据第一实施例的车辆控制设备中的包括当点火正时达到失火极限时执行的控制的扭矩控制的说明图；

图7是根据第二实施例的车辆控制设备的主要部分的构成图；

图8是根据第二实施例的车辆控制设备中的当所需驱动力频繁变化时执行的扭矩控制的说明图；

图9是根据第二实施例的车辆控制设备中的在所需驱动力增加时执行速比变换控制的情况下执行的扭矩控制的说明图；

图10是根据第二实施例的车辆控制设备中的当所需驱动力变化时执行的节气门开度控制和交流发电机负荷控制的说明图；

图11是根据第三实施例的车辆控制设备的主要部分的构成图；

图12是根据第三实施例的车辆控制设备中的点火正时延迟控制增益和交流发电机负荷控制增益相对于电池温度的说明图；并且

图13是根据第三实施例的车辆控制设备中的在变换自动变速器的速比时考虑电池电流的状态来控制交流发电机负荷以及电池电流的情况的说明图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的车辆控制设备的实施例。顺便提及，本发明不限于所述实施例。此外，所述实施例的组成元件包括以下组成元件：本领域普通技术人员能够容易地利用所述组成元件来替换下文所示的元件，或者所述组成元件与下文所示的元件基本相同。

图1是设置有根据本发明第一实施例的车辆控制设备的车辆的概略图。在配备有根据第一实施例的车辆控制设备2的车辆1中，作为内燃机的发动机10设置为用于使车辆1行驶的动力源。当由发动机10产生的动力经由自动变速器35传递到车辆1所具有的车轮5中的被设置为驱动轮的后轮7时，车辆1能够行驶。在车辆1的这些部件中，自动变速器35设置为速比变换装置，该速比变换装置具有变速比不同的多个档位速度，并且通过变换档位速度，该速比变换装置能够以所期望的变速比改变来自发动机10的扭矩并将如此改变的扭矩输出到驱动轮。

此外，由控制车辆1的各个部分的ECU(电子控制单元)50控制发动机10的转速和扭矩。如此设置的发动机10是火花点火内燃机，该火花点火内燃机具有多个气缸，每个气缸均具有火花塞(未示出)，该火花点火内燃机能够通过当气缸的火花塞放电时产生的火花来点燃各个气缸的燃烧室(未示出)内的燃料和空气的混合物。因此，发动机10设置有点火电路11，并且，火花塞能够通过从点火电路11施加到火花塞的电流来放电。

作为动力源的发动机10安装在车辆1的沿该车辆1行驶方向的前侧部分中，并且经由自动变速器35、传动轴36、差速器37和驱动轴38来驱动后轮7。因此，后轮7设置为驱动轮，前轮6是设置成可通过驾驶员对方向盘的操作而转向的转向轮。因此，配备有根据第一实施例的车辆控制设备2的车辆1是所谓的FR(前置发动机，后置驱动)式车辆，其中，发动机10安装在车辆1的沿该车辆1行驶方向的前部中，并且后轮7设置为驱动轮。顺便提及，不管发动机安装和驱动的形式如何，只要由车辆1的动力源产生的动力被传递到驱动轮，根据第一实施例的车辆控制设备2就适用于任何车辆1。

设置成能够通过在燃烧室内燃烧燃料而运行的发动机连接到进气通道15和排气通道16，该进气通道15是用于使燃料燃烧的空气被吸入到燃烧室中时所经过的空气通道，该排气通道16是燃料燃烧后从燃烧室排出的排气的通道。进气通道15设置有节气门18和燃料喷射器(未示出)，该节气门18是用于调节在发动机10运行期间吸入的空气量的进气量调节装置，该燃料喷射器喷射燃料以将燃料供应到燃烧室中。此外，排气通道16设置有催化剂20，该催化剂20是用于对流过排气通道16的排气进行净化的净化装置。另外，排气通道16设置有催化剂温度传感器21，该催化剂温度传感器21是用于检测催化剂20的温度的催化剂温度检测装置。

此外，发动机10设置有发动机转速传感器12，该发动机转速传感器12是用于检测曲轴(未示出)的转速的发动机转速检测装置，该曲轴是通过燃料的燃烧能而旋转的旋转轴。发动机转速传感器12、节气门18、催化剂温度传感器21连接到ECU 50，并且点火电路11也连接到ECU 50。

此外，发动机10配备有交流发电机24，该交流发电机24能够通过使用发动机10产生的扭矩来为设置在车辆1中的各种电部件发电。该交流发电机24设置有交流发电机带轮27，该交流发电机带轮27设置在交流发电机24的旋转轴上并且可与该旋转轴一体旋转。此外，发动机10设置有曲柄带轮26，该曲柄带轮26可与曲轴一体旋转。

将来自发动机10的扭矩传递到交流发电机24的皮带28卷绕在交流发电机带轮27和曲柄带轮26上。该皮带28是所谓的V型皮带，该V型皮带具有环形形状，并且其宽度从该环形形状的外侧向内侧逐渐减小。顺便提及，皮带28也可以是除V型皮带之外的皮带；例如，可使用V型楔带，该V型楔带的环形形状的内侧具有沿周向方向形成的多个槽。

由发动机10产生的扭矩能够经由曲柄带轮26、皮带28和交流发电机带轮27传递到交流发电机24。当交流发电机24通过使用由发动机10产生的扭矩来发电时，交流发电机24消耗由发动机10产生的动力的一部分。因此，换句话说，当交流发电机24发电时，交流发电机24将负荷扭矩提供给发动机10。交流发电机24设置为辅机，该辅机以这种方式将负荷扭矩提供给发动机10。此外，从交流发电机24提供给发动机10供给的负荷扭矩是作为辅机负荷的交流发电机负荷。

此外，交流发电机24设置有公知的调节器25，该调节器25是用于调节在交流发电机24进行发电期间产生的发电量的发电量调节装置。当交流发电机24进行发电时，如上所述，设置成使得可通过调节器25来调节发电量的交流发电机24能够将负荷提供给发动机10。因此，当通过经由调节器25调节发电量来改变由交流发电机24产生的发电量时，从交流发电机24提供给发动机10的负荷也发生变化。即，通过调节交流发电机24的发电量，交流发电机24能够调节提供给发动机10的交流发电机负荷的大小。

电池30连接到24，该电池30是能够储存由交流发电机24产生的电的蓄电装置。该电池30设置为能够充电和放电的二次电池。充到电池30中的电被设置在车辆1中的各种电部件使用。此外，电池30设置有电池温度传感器31，该电池温度传感器31是用于检测电池30的温度的蓄电装置温度检测装置。调节器25、电池30和电池温度传感器31连接到ECU 50。

此外，在车辆1的驾驶员座椅附近设置有加速器踏板40，该加速器踏板40是输出调节部，它能够通过调节踏板40的操作量(下压量)来调节发动机10的转速和由发动机10产生的扭矩。在加速器踏板40附近设置有加速器操作量传感器41，该加速器操作量传感器41是输出调节部操作量检测装置，用于检测作为加速器踏板40操作量的加速器操作量。该加速器操作量传感器41也连接到ECU 50。

图2是图1所示的车辆控制设备的主要部分的构成图。ECU 50设置有处理部51、存储部70和输入/输出部71。这些部分互相连接并且彼此之间能够传送和接收信号。此外，与ECU 50连接的发动机10、自动变速器35、点火电路11、发动机转速传感器12、节气门18、催化剂温度传感器21、调节器25、电池30、电池温度传感器31和加速器操作量传感器41连接到输入/输出部71。输入/输出部71输入来自包括发动机10等在内的这些部件的信号并向这些部件输出信号。此外，存储部70存储对车辆控制设备2进行控制的计算机程序。

此外，处理部51由存储器和CPU(中央处理单元)构成，并且至少具有加速器操作量获取部52、发动机转速获取部53和发动机控制部54，所述加速器操作量获取部52能够从由加速器操作量传感器41执行的检测结果中获取作为加速器踏板40操作量的加速器操作量，所述发动机转速获取部53从由发动机转速传感器12执行的检测结果中获取发动机转速，所述发动机控制部54执行发动机的运行控制。

在这些部件中，发动机控制部54具有节气门控制部55和点火正时控制部56，该节气门控制部55控制设置在进气通道15中的节气门18的打开和关闭，该点火正时控制部56通过控制点火电路11来控制由火花塞进行的点火正时。

此外，处理部51具有：速比变换控制部57，该速比变换控制部57执行自动变速器35的速比变换控制；储存电量获取部58，该储存电量获取部58获取储存在电池30中的电量；交流发电机负荷调节部59，该交流发电机负荷调节部59是辅机负荷调节部，它通过控制由交流发电机24产生的电量来调节交流发电机负荷的大小，该交流发电机负荷是从交流发电机24提供给发动机10的负荷；催化剂温度获取部60，该催化剂温度获取部60从催化剂温度传感器21执行的检测结果中获取催化剂的温度；所需扭矩计算部61，该所需扭矩计算部61计算所需扭矩，该所需扭矩是在发动机10运行期间向发动机10要求的扭矩；节气门开度确定部62，该节气门开度确定部62确定是否能够通过仅调节节气门18的开关控制来获得所需扭矩；扭矩要求确定部63，该扭矩要求确定部63确定所需扭矩是要求增大扭矩还是要求减小扭矩；充放电平衡确定部64，该充放电平衡确定部64确定电池30的充放电平衡是否有任何问题；以及点火正时延迟确定部65，该点火正时延迟确定部65确定点火正时是否是因延迟而造成失火的点火正时。

由ECU 50控制的车辆控制设备2例如由处理部51来控制，该处理部51将如上所述的计算机程序装载到并入在处理部51中的存储器内，并且基于来自催化剂温度传感器21等的检测结果来进行计算，然后根据计算结果来致动调节器25等。此时，处理部51把在计算过程中提供的数值存储在适当的存储部70中，并且取出所存储的数值来进行计算。顺便提及，在以这种方式控制车辆控制设备2的情况下，可通过除ECU 50之外的专用硬件设备来代替计算机程序执行所述控制。

根据第一实施例的车辆控制设备2如上所述地构造，下面将描述车辆控制设备2的操作。在车辆1行驶时，车辆控制设备2经由设置在加速器踏板40附近的加速器操作量传感器41来检测加速器操作量，该加速器操作量是由驾驶员操作的加速器踏板40的操作量，并且车辆控制设备2经由设置在ECU 50的处理部51中的加速器操作量获取部52来获取该检测的结果。由加速器操作量获取部52获取的加速器操作量被传送到设置在ECU 50的处理部51中的发动机控制部54。基于所传送的加速器操作量，由发动机控制部54控制发动机10的各个部分，以便控制发动机10的输出。

具体而言，例如，通过调节从燃料喷射器喷射的燃料的量、通过经由设置在发动机控制部54中的节气门控制部55来调节节气门18的开度、或通过由设置在发动机控制部54中的点火正时控制部56控制点火电路11来控制火花塞的点火正时，来控制发动机10的转速和扭矩。也就是说，当发动机10的运行状态受到控制时，通过调节节气门18的开度和调节燃料喷射量来调节要在各个燃烧室中燃烧的燃料和空气混合物的量以及燃料与空气之间的混合比，或通过调节点火正时来调节燃烧状态，从而调节从发动机10输出的扭矩。

此外，在如上所述通过调节节气门18的开度来调节从发动机10输出的扭矩的情况下，通过改变节气门18的开度以改变进气量且根据进气量变化改变燃料喷射量来改变发动机10的扭矩。在该过程中，在节气门18的开度改变之后进气量不会立即改变。即，进气量在节气门18的开度发生变化后的一段延迟时间之后才改变。因此，发动机10的扭矩也在节气门18的开度发生变化后的一段延迟之后才改变。

由此，当发动机10的扭矩急剧变化时，点火正时也受到控制。例如，当要减小扭矩时，通过经由设置在发动机控制部54中的点火正时控制部56延迟点火正时来降低使用作为扭矩的由燃烧产生的能量的效率。因此，在减小扭矩的控制开始之后的早期减小了从发动机10输出的扭矩。

能够通过控制发动机10的如下部分来使发动机10在期望的运行状态下运行，所述部分是由发动机控制部54执行的控制的控制对象。在发动机10运行期间，在燃料于燃烧室中燃烧之后形成的排气流动到排气通道16中。由于排气通道16设置有催化剂20，所以流过排气通道16的排气由催化剂20净化。然后，由催化剂20净化的排气的音量减小，这是通过减小设置在排气通道16上的消音装置(未示出)中的压力而实现的。之后，将排气释放到大气中。

此外，设置在ECU 50的处理部51中的速比变换控制部57基于加速器操作量、来自检测行驶中车速的车速传感器(未示出)的检测结果等来执行自动变速器35的速比变换控制，从而实现适于驾驶员的所需驱动力的档位速度或车速。因此，由发动机控制部54控制的发动机10的输出被传递到自动变速器35，由此以适于车辆1的行驶状态的变速比在速度上改变发动机10的输出。此后，自动变速器35的输出经由传动轴36、差速器37和驱动轴38传递到后轮7。由此，作为驱动轮的后轮7旋转，使得车辆1以与加速器操作量相应的速度行驶。

此外，在发动机10运行期间，由发动机10产生的扭矩的一部分经由曲柄带轮26、皮带28和交流发电机带轮27传递到交流发电机24。因此，驱动交流发电机24，以进行发电。由交流发电机24产生的电从交流发电机24传递到电池30，并充入到电池30中。

当通过使用由发动机10产生的扭矩来发电的交流发电机24进行发电时，通过经由设置在ECU 50的处理部51中的交流发电机负荷调节部59控制调节器25来控制交流发电机24的发电量。例如，通过设置在ECU 50的处理部51中的储存电量获取部58来获取储存在电池30中的电量。如果所获取的储存电量小，则通过经由交流发电机负荷调节部59控制调节器25来增加由交流发电机24产生的电量。因此，增加了传递到电池30的电量，从而增加了储存在电池30中的电量。另一方面，在由储存电量获取部58获取的、储存在电池30中的电量大的情况下，通过经由交流发电机负荷调节部59控制调节器25来减少由交流发电机24产生的电量。因此，减少了传递到电池30的电量，从而防止储存在电池30中的电量变得过大。

由于由发动机10产生的扭矩的一部分被交流发电机24用来进行发电，所以用于发电的扭矩量被消耗，而用于车辆驱动力的扭矩量相应减小。换句话说，在交流发电机24发电期间，负荷从交流发电机24提供给发动机10。

此外，由交流发电机24产生的电量越大，该负荷变得越大，而由交流发电机24产生的电量越小，该负荷变得越小。交流发电机24构造成使得能够通过经由交流发电机负荷调节部59控制调节器25来控制发电量。由此，当通过经由交流发电机负荷调节部59控制调节器25来改变发电量时，从交流发电机24提供给发动机10的负荷发生变化。交流发电机负荷调节部59能够通过调节由交流发电机24产生的电量来调节作为从交流发电机24提供给发动机10的交流发电机负荷。

由于当交流发电机24进行发电时交流发电机负荷被提供给发动机10，所以从发动机10传递到自动变速器35的扭矩根据发电期间的交流发电机负荷的大小而变化。即，在通过控制调节器25来增加交流发电机24的发电量的情况下，交流发电机负荷变大，使得在由发动机10产生的扭矩中，由交流发电机负荷消耗的扭矩增加，因此从发动机10传递到自动变速器35的扭矩变小。另一方面，在通过控制调节器25来减小交流发电机24的发电量的情况下，交流发电机负荷变小，使得在由发动机10产生的扭矩中，由交流发电机负荷消耗的扭矩减少，因此从发动机10传递到自动变速器35的扭矩变大。

在发动机10运行期间，通过如上所述地控制节气门18的开度或点火正时来控制发动机10的转速或扭矩。因此，也能够通过经由交流发电机负荷调节部59调节交流发电机24的发电量并因此调节交流发电机负荷来调节从发动机10传递到自动变速器35的扭矩。因此，在根据第一实施例的车辆控制设备2中，在从发动机10输出的扭矩受到控制的情况下，通过调节节气门18的开度、燃料喷射量和点火正时来控制由发动机10产生的扭矩，另外，通过调节交流发电机负荷来调节从发动机10传递到自动变速器35的扭矩。

因此，在能够调节从发动机10输出的扭矩的车辆1行驶期间，在自动变速器35的速比变换操作从开始到结束的时段内过渡性地要求增大扭矩或减小扭矩时，不能通过仅采用节气门18的开度控制来实现所需扭矩，在这种情况下，通过执行点火正时延迟控制或交流发动机负荷控制来使从发动机10输出的扭矩基本上等于所需扭矩。即，在不能通过仅采用节气门18的开度控制来实现所需扭矩的情况下，执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制，以实现所需扭矩。

虽然通过执行点火正时延迟控制来控制从发动机10输出的扭矩，但点火正时延迟在如下情况下受到限制：即，在发动机10运行期间该发动机10的冷却水温度低的情况或电池30的电压低的情况。也就是说，在冷却水温度低的情况下，燃料在燃烧室中的燃烧变得困难，因此可能出现失火。此外，在电池30的电压低的情况下，由用于点火的火花塞产生的火花变小，从而，如果使点火正时延迟量大，则变得可能发生失火。因此，在这些情况下，点火正时延迟控制受到限制，从而延迟量的可设定范围变小。因此，在这些情况下，通过执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来进行扭矩补偿。

此外，在车辆1加速期间控制从发动机10输出的扭矩的情况下，通过根据车辆共振和发动机转速变动来执行点火正时延迟控制从而执行扭矩控制，以减小在加速期间出现的振动。在这种情况下，如果冷却水温度低，则点火正时延迟也受到限制，或者点火正时延迟根据点火正时延迟控制的控制量的大小或点火正时延迟控制的时间长短而受到限制。例如在点火正时被延迟的情况下，催化剂20的温度可能升高；因此，为了抑制催化剂20的温度升高，限制执行点火正时延迟控制的持续时间。因此，在点火正时延迟控制在车辆1加速期间受到限制的情况下，也通过执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来进行扭矩补偿。

此外，在自动变速器35的变速比通过手动降档而减档的情况下，即，该手动降档不由ECU 50的处理部51的根据车辆1的行驶状态控制换档的速比变换控制部57来执行，而是由通过操纵设置在车辆1的驾驶员座椅处的换档杆(未示出)等选择档位速度的驾驶员来执行，那么，通过点火正时延迟控制来执行扭矩控制。对于该扭矩控制，还使用了交流发电机负荷。也就是说，在进行手动降档的情况下，用于降档而增加的扭矩需要具有良好的精度和快速的反应。因此，在用于实现这一点的技术中，预先使节气门开度较大，并且通过延迟点火正时来抑制由于节气门开度增大而导致的扭矩增加，然后在通过将点火正时提前而增加扭矩时使扭矩增加。

在点火正时被延迟的情况下，燃料经济性可能恶化或者排放特性可能下降。然而，当手动降档时执行扭矩增加时，采用交流发电机负荷控制以及延迟点火正时控制，并且执行把这些控制相组合的协调控制，使得能够抑制燃料经济性的恶化和排放特性的下降。因此，当进行手动降档时，能够在抑制燃料经济性的恶化和排放特性的下降的同时以高精确和快速响应来执行扭矩增加。

此外，为减小当换档杆等的位置从所谓的空档切换到驱动范围时因发动机扭矩突然传递到驱动轮而引起的振动，通过利用点火正时延迟控制执行扭矩控制来暂时减小扭矩，然后执行扭矩增大。为了这种情况下的控制扭矩，也同时采用点火正时延迟控制和交流发电机负荷控制。因此，能够减小当自动变速器35的状态从空档状态切换到发动机扭矩能够传递到驱动轮的状态时出现的振动，同时抑制燃料经济性的恶化和排放特性的下降。

此外，在发动机10的转速急剧变化的情况下，有时出现过渡性爆震，该过渡性爆震是因燃烧变得不稳定而引起的爆震。当要防止过渡性爆震时，点火正时被延迟，在这种情况下，点火正时延迟也受到限制。此外，当已经出现爆震时，通过延迟点火正时来消除爆震。然而，在这种情况下，点火正时被大大延迟，使得扭矩与正时延迟相关联地变动。因此，在因防止过渡性爆震执行点火正时延迟而限制点火正时延迟的情况下或者在为消除出现的爆震而执行点火正时延迟所引起的扭矩变动被减小的情况下，也执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制。因此，能够在点火正时延迟受到限制的情况下利用交流发电机负荷控制来补充扭矩控制，或者抑制由于在爆震发生时执行的点火正时延迟控制而引起的扭矩变动。

此外，在催化剂20温度低的情况下，对排气进行净化的效率低。因此，在这种情况下，执行随后的控制。即，通过增加进气量来增加排气量，使得流到催化剂20的排气的量增加，由此，催化剂20的温度在短时间内升高。在以这种方式增加进气量的情况下，由发动机10产生的扭矩随着进气量增加而变大。由此，在由发动机10产生的扭矩大于所需扭矩的情况下，通过执行点火正时延迟控制将所产生的扭矩减小到所需扭矩。然而，如果点火正时被延迟，则燃料燃烧状态可能变得恶化。此外，如果点火正时被延迟，则排气温度可能变高，因此催化剂20可能变得劣化。因此，在要在催化剂预热期间抑制额外扭矩增加的情况下，通过增加交流发电机负荷来减小点火正时延迟量，使得在额外扭矩增加受到抑制的同时，抑制了与燃烧状态恶化相关联的排放恶化以及由于高温排气的流动而引起的催化剂劣化。

在一些情况下，当要通过改变节气门开度来改变发动机10的扭矩时，通过微分补偿实质上加快了扭矩实际变化对所需扭矩变化的响应。在这种情况下，也能够通过替代地使用交流发电机负荷来加快响应。

图3是示出根据本发明第一实施例的车辆控制设备的处理程序的总体结构的流程图。现在，将描述根据第一实施例的车辆控制设备2的控制方法的总体结构，即，车辆控制设备2的处理程序的总体结构。顺便提及，下面描述的过程是当要通过使用节气门开度控制、交流发电机负荷控制或点火正时延迟控制来实现所需扭矩减小时执行的处理程序。当要在车辆1运行期间控制各个部分时，该过程在每个预定时段内被调用。在根据第一实施例的车辆控制设备2的处理程序中，首先获取所需扭矩(步骤ST101)。通过设置在ECU 50的处理部51中的所需扭矩计算部61来执行该计算。所需扭矩计算部61基于加速器操作量和发动机转速来计算所需扭矩，该所需扭矩是驾驶员要求发动机10产生的扭矩。在这些因素中，通过经由加速器操作量传感器41检测加速器踏板40的开度并且通过获取经由ECU 50的处理部51的加速器操作量获取部52的检测结果来获得加速器操作量。此外，通过经由发动机转速传感器12检测发动机转速并且通过获取经由ECU 50的处理部51的发动机转速获取部53的检测结果来获得发动机转速。

此外，由加速器操作量与发动机转速之间的关系表示的所需扭矩作为映射被预先设定和存储在ECU 50的存储部70中。所需扭矩计算部61通过将由加速器操作量获取部52获取的加速器操作量和由发动机转速获取部53获取的发动机转速应用到存储在存储部70中的映射来计算所需扭矩。

接下来，确定是否能够通过仅使用节气门开度、即节气门18的开度来实现所需扭矩(步骤ST102)。通过设置在ECU 50的处理部51中的节气门开度确定部62来进行这种确定。节气门开度确定部62基于预先设定并存储在ECU 50的存储部70中且示出发动机转速和发动机扭矩相对于节气门开度之间的关系的映射来进行这种确定。节气门开度确定部62通过将由节气门控制部55控制的当前节气门开度和由发动机转速获取部53获取的发动机转速应用到存储在存储部70中的映射来计算当前的估算扭矩。

此外，节气门开度确定部62将该估算扭矩与由所需扭矩计算部61计算出的所需扭矩进行比较，并且确定在假定通过调节节气门开度来改变估算扭矩的情况下，发生变化的估算扭矩是否能够实现所需扭矩。如果确定能够在预定时间内实现该估算扭矩，则节气门开度确定部62确定能够通过仅使用节气门开度来实现所需扭矩。如果确定不能在预定时间内实现该估算扭矩，则节气门开度确定部62确定不能通过仅使用节气门开度来实现所需扭矩。

如果节气门开度确定部62确定(步骤ST102)能够通过仅使用节气门开度来实现所需扭矩，则给出节气门指令(步骤ST103)。该节气门指令由ECU 50的处理部51的节气门控制部55给出。节气门控制部55计算要使由节气门开度确定部62估算出的当前估算扭矩等于由所需扭矩计算部61计算出的所需扭矩时的节气门开度或节气门18的控制量，并且基于计算结果将控制指令发送到节气门18。因此，节气门18根据发送给其的指令来操作从而改变其开度，使得进气量改变，从而使实际扭矩在大小上基本等于所需扭矩。

另一方面，如果节气门开度确定部62确定(步骤ST102)不能通过仅使用节气门开度来实现所需扭矩，则确定驾驶员的要求是否是扭矩增加要求(步骤ST104)。该确定由ECU 50的处理部51的扭矩要求确定部63执行。扭矩要求确定部63将由节气门开度确定部62估算出的估算扭矩与由所需扭矩计算部61计算出的所需扭矩进行比较。如果估算扭矩大于所需扭矩，则扭矩要求确定部63确定驾驶员的要求是扭矩增加要求。相反，如果比较得出估算扭矩小于所需扭矩，则扭矩要求确定部63确定驾驶员的要求不是扭矩增加要求，而是扭矩减小要求。

如果扭矩要求确定部63确定(步骤ST104)驾驶员的要求是扭矩增加要求，则确定充放电平衡是否合适(步骤ST105)。该确定由ECU 50的处理部51的充放电平衡确定部64来执行。充放电平衡确定部64确定由ECU 50的处理部51的储存电量获取部58获取的储存在电池30中的电量是否在预定上限值与预定下限值之间的范围内。如果确定电池30的储存电量在该范围内，则充放电平衡确定部64确定充放电平衡是合适的。另一方面，如果电池30的由储存电量获取部58获取的的储存电量不在预定上限值与预定下限值之间的范围内，即，如果电池30的储存电量高于上限值或低于下限值，则充放电平衡确定部64确定充放电平衡是不合适的。

顺便提及，在该确定中使用的在电池30中的储存电量的预定上限值和预定下限值被预先设定并且存储在ECU 50的存储部70中，从而限定允许电池30在不引起故障的情况下使用时的储存电量的范围。如果充放电平衡确定部64确定充放电平衡不合适，则该过程进行到上述步骤ST103，在该步骤ST103中，从节气门控制部55向节气门18发送节气门指令，以调节节气门开度。

如果充放电平衡确定部64确定(步骤ST105)充放电平衡合适，则给出交流发电机电流指令(步骤ST106)。该交流发电机电流指令由ECU50的处理部51的交流发电机负荷调节部59给出。即，由于能够通过调节由交流发电机24产生的电量来改变从交流发电机24到发动机10的负荷，所以能够相应地控制从发动机10传递到自动变速器35的扭矩。交流发电机负荷调节部59计算要使由节气门开度确定部62估算出的当前估算扭矩等于由所需扭矩计算部61计算出的所需扭矩时的交流发电机负荷。

在计算出交流发电机负荷之后，交流发电机负荷调节部59也计算要使从交流发电机24传递到发动机10的负荷等于所计算出的交流发电机负荷时的交流发电机24的发电量。交流发电机负荷调节部59通过调节器25的控制来控制交流发电机24，并且将与交流发电机24要产生的电流有关的指令发送给调节交流发电机24的发电量的调节器25，使得由交流发电机24产生的电流变得等于所计算出的发电量。因此，交流发电机24根据发送给调节器25的指令来操作，使得由交流发电机24产生的电流发生变化。因此，从交流发电机24提供给发动机10的负荷改变。因此，从发动机10传递到自动变速器25的扭矩变化，使得从发动机10输出的扭矩在大小上变成基本等于所需扭矩。

然而，如果扭矩要求确定部63确定(步骤ST104)驾驶员的要求不是扭矩增加要求，也就是说，确定驾驶员的要求是扭矩减小要求，则然后确定是否满足点火正时延迟的条件(步骤ST107)。该确定由ECU 50的处理部51的点火正时延迟确定部65执行。也就是说，能够通过延迟点火正时来实现扭矩减小。点火正时延迟确定部65确定以下情况：如果为了通过执行扭矩减小来实现所需扭矩而将点火正时从当前点火正时延迟，是否会发生失火。

该确定由点火正时延迟确定部65基于由设置在进气通道15中的公知空气流量计(未示出)提供的检测结果而计算出的进气量、由进气量和燃料喷射器的控制量而计算出的空气和燃料之间的混合比、由发动机转速获取部53获取的发动机转速等来执行。点火正时延迟确定部65基于所计算出的进气量、所计算出的混合比和发动机转速来确定燃料的燃烧状态。在确定如果点火正时延迟到能够实现所需扭矩的点火正时而不会发生失火的情况下，点火正时延迟确定部65确定满足了延迟点火正时的条件。另一方面，在确定如果点火正时延迟到能够实现所需扭矩的点火正时将会发生失火的情况下，点火正时延迟确定部65确定不满足延迟点火正时的条件。

顺便提及，与进气量的、混合比、发动机转速和点火正时相关的燃烧可能区域或失火区域预先作为映射存储在ECU 50的存储部70中。点火正时延迟确定部65通过将该映射应用到点火正时已经延迟以实现所需扭矩时的发动机11的运行状态来确定是否会发生失火。如果点火正时延迟确定部65确定不满足用于延迟点火正时的条件，则该程序进行到上述步骤ST105，在该步骤中，确定充放电平衡是否合适。

如果点火正时延迟确定部65确定(步骤ST107)满足用于延迟点火正时的条件，则给出将点火正时延迟的指令(步骤ST108)。由ECU 50的处理部51的点火正时控制部56给出点火正时延迟指令。也就是说，点火正时控制部56计算出通过将点火正时延迟使得由节气门开度确定部62估算出的当前估算扭矩等于由所需扭矩计算部61计算出的所需扭矩时的点火正时。

点火正时控制部56向点火电路11发送正时延迟指令，该正时延迟指令是与所给出的通过将点火正时延迟而使从发动机10输出的扭矩等于所需扭矩时的点火正时有关的指令。因此，点火电路11在与发送送给其的指令相应的点火正时时刻使火花塞放电。由此，将各个气缸的燃烧行程中的燃料开始燃烧的正时延迟，并且降低使用在燃烧期间产生的能量作为扭矩时的效率。因此，从发动机10输出的扭矩降低，从而变成在大小上基本等于所需扭矩。

在根据第一实施例的车辆控制设备2中，在能够通过仅采用节气门开度控制来实现所需扭矩的情况下，通过控制节气门开度、并通过根据由于改变节气门开度而改变的进气量来调节燃料喷射量，使得从发动机10输出的扭矩变成在大小上与所需扭矩基本相同的扭矩。

此外，在不能通过仅采用节气门开度控制来实现所需扭矩的情况下，通过根据电池30的充放电平衡和用于延迟点火正时的条件来执行交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制，使得从发动机10输出的扭矩变成在大小上与所需扭矩基本相同的扭矩。也就是说，在不能通过仅采用节气门开度控制来实现所需扭矩的情况下，通过执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来实现所需扭矩。

在发动机10运行期间，通过不仅执行节气门开度控制而且执行把交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制以及节气门开度控制相组合的协调控制来控制扭矩。在通过执行交流发电机负荷控制和/或点火正时延迟控制来控制扭矩的情况下，还应当予以考虑除了电池30的充放电平衡和用于延迟点火正时的条件之外的车辆状态。例如，在点火正时被延迟的情况下，排气的温度升高，使得对排气进行净化的催化剂20的温度也可能升高。如果催化剂20的温度变得过高，则催化剂20有时可能劣化，从而排气净化性能可能降低。因此，在通过交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制来控制扭矩的情况下，考虑到催化剂20的温度来执行该控制，从而确保催化剂20的一定的排气净化性能。

在此给出考虑到催化剂20的温度来执行该控制的情况的示例。也就是说，在执行点火正时延迟控制的情况下，点火正时延迟控制的持续时间越长，催化剂20的温度变得越高。因此，如果作为执行点火正时延迟控制的持续时间的点火正时延迟控制持续时间比预定的设定时间长，则用交流发电机负荷控制进行的扭矩控制来代替通过点火正时延迟控制进行的扭矩控制。

此外，催化剂20的温度在点火正时延迟控制期间升高，而如果点火正时延迟控制停止则该温度下降。然而，在反复执行点火正时延迟控制的情况下，如果执行点火正时延迟控制之间的间隔比预定的设定时间短，则在点火正时延迟控制停止的情况下催化剂20的温度下降也较小。因此，在这种情况下，用交流发电机负荷控制来代替用于控制扭矩的点火正时延迟控制，或者将点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相结合。

此外，在执行点火正时延迟控制的情况下，如果推测出催化剂20具有过高温度，则用交流发电机负荷控制来代替用于扭矩控制的点火正时延迟控制，或者将点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相结合。然而，基于交流发电机负荷的控制在与电池30的充放电平衡相关的控制量上也具有限制。因此，在执行点火正时延迟控制的同时执行交流发电机负荷控制的情况下，如果交流发电机负荷控制的持续时间超过预定的设定时间或者电池30的电压变成低于下限值，则该结合控制被再次切换到点火正时延迟控制。

图4是点火正时延迟控制增益和交流发电机负荷控制增益相对于催化剂温度的说明图。在考虑催化剂20的温度的同时利用把交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制来控制扭矩的情况下，如果执行点火正时延迟控制的持续时间或点火正时延迟控制的持续时间之间的间隔使得催化剂20的温度将会升高，则调节点火正时延迟控制的控制量和交流发电机负荷控制的控制量。当要调节这些控制量时，可直接检测催化剂20的温度。在直接检测催化剂20的温度以调节点火正时延迟控制的控制量和交流发电机负荷控制的控制量的情况下，由ECU 50的处理部51的催化剂温度获取部60获取由催化剂温度传感器21检测出的催化剂20的温度。然后，点火正时控制部56和交流发电机负荷调节部59基于由催化剂温度获取部60获取的催化剂20的温度来调节所述控制量。

也就是说，由于在点火正时延迟的情况下催化剂20的温度随着排气温度的升高而升高，如果在通过交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制来控制扭矩的情况下催化剂20的温度变得高于预定温度，则点火正时延迟减小。此外，在点火正时延迟减小的情况下，在通过控制点火正时来控制扭矩时获得的扭矩变化量减小。通过改变交流发电机负荷控制的控制量来补偿所述变化量的减小量。

具体来说，点火正时控制部56设定作为执行点火正时延迟控制时获得的增益的正时延迟控制增益，然后执行点火正时延迟控制，并且交流发电机负荷调节部59设定作为执行交流发电机负荷控制时获得的增益的交流发电机负荷控制增益，然后执行交流发电机负荷控制，所述交流发电机负荷是在交流发电机24发电期间从交流发电机24提供给发动机10的负荷。

在通过点火正时延迟控制来执行减小从发动机10输出的扭矩的控制的情况下，如果由催化剂温度获取部60获取的催化剂温度比作为催化剂20净化排气用的最优温度的最优催化剂温度高，则如图4所示，点火正时控制部56随催化剂温度升高而减小点火正时延迟控制增益。当催化剂温度达到作为在催化剂温度因点火正时延迟而升高的情况下可允许的温度极限的延迟极限催化剂温度附近时，如上所述随着催化剂温度升高而减小的点火正时延迟控制增益设定为变成零。

此外，如图4所示，交流发电机负荷调节部59随着催化剂温度在最优催化剂温度以上升高来增加交流发电机负荷控制增益。当催化剂温度因点火正时延迟而升高从而达到延迟极限催化剂温度附近时，交流发电机负荷控制增益被设定为“1”。

在不能通过仅采用节气门开度控制来实现所需扭矩且因此通过点火正时延迟控制来弥补扭矩减小控制的情况下，如果催化剂温度如上所述地变得高于最优催化剂温度，则通过降低点火正时延迟控制增益来减小点火正时延迟控制的控制量，使得正时延迟量也减小。在这种情况下，随着点火正时延迟而升高的排气温度的升高程度减小，并且催化剂温度也不容易升高。如果延迟量减小，通过延迟点火正时而实现的扭矩减小控制量也减小。

利用通过调节交流发电机负荷而实现的扭矩减小控制量来补充因此减小的扭矩减小控制量。也就是说，在催化剂温度变得高于最优催化剂温度的情况下，增加交流发电机负荷控制增益来增加交流发电机24的发电量，并因此增加从交流发电机24提供给发动机10的负荷，使得从发动机10输出到自动变速器35的扭矩减小。因此，在催化剂温度高于最优催化剂温度的情况下，能够通过增加交流发电机负荷来补偿在减小点火正时延迟量以抑制催化剂温度升高时所引起的扭矩减小控制量的减小。因此，从发动机10输出到自动变速器35的扭矩变得接近于所需扭矩。

图5是点火正时延迟控制增益和交流发电机负荷控制增益相对于电池电压的说明图。另外，在考虑到车辆1的状态来执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制的情况下，也考虑电池30的储存电量。也就是说，当电池30的根据其储存电量而变化的电压或者电池30的SOC(充电状态)低于预定值时，通过使用电池30的电来点燃的火花塞的点火可能变得不稳定。因此，在这种情况下，用交流发电机负荷控制来代替用于扭矩控制的点火正时延迟控制，或者将点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相结合。也就是说，在电池30的储存电量下降的情况下，交流发电机24的发电量增加。

具体来说，在基于电池30的储存电量来执行通过交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制而进行的扭矩控制的情况下，由ECU 50的处理部51的储存电量获取部58获取电池30的储存电量，然后点火正时控制部56和交流发电机负荷调节部59基于由储存电量获取部58获取电池30的储存电量来调节控制量。

也就是说，在电池30的储存电量已经下降的情况下，需要通过增加被供应到电池30的电量来增加该储存电量。因此，在通过交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制来控制扭矩的情况下，如果电池30的储存电量变得低于预定的储存电量，则交流发电机24的发电量增加。也就是说，交流发电机负荷增加。此外，在交流发电机负荷增加的情况下，在通过控制交流发电机负荷来控制扭矩时出现的扭矩变化量增加，因此，通过改变点火正时延迟量来补偿所述变化量的增加量。

在此应当注意，电储存到电池中和电池30中的发电本身不是将电储存到电池30中和将电从电池30中释放，而是通过电池30中的化学反应来进行。因此，在要确定电池30的储存电量情况下，通过检测出电池30的电压并通过基于电池30的电压确定电池30产生电的能力来确定电池30估计能够产生的电量，从而作为储存电量。因此，在由储存电量获取部58获取电池30的储存电量的情况下，检测由电池30产生的电的电压，如果由电池30产生的电的电压低于预定电压，则确定电池30的储存电量已经下降。

如上所述，基于电压来确定电池30的储存电量。在通过点火正时延迟控制执行对从发动机10输出的扭矩的控制的情况下，如果由储存电量获取部58获取的电池电压低于预定的设定值，则交流发电机24的发电量增加。具体来说，如图5所示，如果由储存电量获取部58获取的电池电压低于目标电压，则交流发电机负荷调节部59随着电池电压降低而增大交流发电机负荷控制增益，所述目标电压是当向车辆1的各个电部件供电时能够适当地运行这些电部件的电压。当电池电压到达延迟控制下限电压附近时，如上所述地随着电池电压的降低而增大的交流发电机负荷控制增益被设定为“1”，所述延迟控制下限电压是允许适当地执行点火正时延迟控制的电池电压下限值。

此外，点火正时控制部56随着电池电压降至目标值以下而减小点火正时延迟控制增益，如图5所示。点火正时延迟控制增益被设定为随着交流发电机负荷控制增益增大而降低，以补偿因增大交流发电机负荷控制增益而减小的从发动机10输出的扭矩的减小，并且在交流发电机负荷控制增益变得接近于“1”时，点火正时延迟控制增益被设定为零。

在不能通过仅采用节气门开度控制来实现所需扭矩的情况下，如上所述，如果在通过点火正时延迟控制来补充扭矩减小的控制时电池电压降低，则交流发电机负荷控制增益随着电池电压下降而增大。由此，交流发电机24的发电量增加，以增加从交流发电机24充到电池30中的电量。因此，在交流发电机24的发电量增加的情况下，交流发电机负荷增大，使得从发动机10输出的扭矩降低。因此，当交流发电机负荷控制增益增大时，点火正时延迟控制增益随着交流发电机负荷控制增益的增大而减小。在点火正时延迟控制增益以这种方式减小的情况下，点火正时延迟量减小，使得通过延迟点火正时而实现的扭矩减小控制量也下降。

也就是说，在电池30的储存电量下降的情况下，交流发电机24的发电量增加，以增加从交流发电机24提供给发动机10的负荷，从而从发动机10输出到自动变速器35的扭矩减小。然而，在这种情况下，通过减小点火正时延迟量来减小通过延迟控制而实现的扭矩减小控制量。由此，能够通过减小点火正时延迟量来补偿由于交流发电机24发电量增加时执行的增大交流发电机负荷所引起的、从发动机10输出到自动变速器35的扭矩的减小量。因此，从发动机10输出到自动变速器35的扭矩变得接近于所需扭矩。

在如上所述地根据电池30的储存电量来执行点火正时延迟控制和交流发电机负荷控制的情况下，如果电池电压或SOC低于预定的设定值，通过增加交流发电机负荷且因此增加发电量以升高电池电压，能够在实现良好的充放电平衡的同时进行扭矩减小。

图6是包括当点火正时达到失火极限时执行的控制的扭矩控制的说明图。此外，点火正时延迟控制通过延迟在燃烧行程期间由火花塞点燃燃料的正时来减小在发动机燃烧行程期间的燃烧压力并因此减小了由发动机10产生的扭矩。然而，如果点火正时被过度延迟，有时会发生燃料不能连续燃烧，从而导致失火。因此，在通过点火正时延迟控制来实现扭矩减小的情况下，需要在避免失火的范围内来延迟点火正时。然而，如果由所需扭矩引起的扭矩减小量在点火正时延迟受限以避免出现失火的情况下较大，则有时出现用于所需扭矩的扭矩减小量不能通过延迟控制来实现。因此，在这种情况下，通过增加交流发电机负荷来减小从发动机10输出的扭矩。

具体来说，在能够通过仅执行节气门开度控制来实现所需扭矩的情况下，如图6所示，通过由节气门控制部55对节气门18的控制来调节节气门开度，或通过调节来自燃料喷射器的燃料喷射量等，能够使作为由发动机10实际产生且输出到外部的扭矩的所产生扭矩在大小上基本等于所需扭矩。在这种情况下，由于能够通过仅调节节气门开度来实现所需扭矩，所以不执行点火正时延迟控制，并且交流发电机负荷设定为在交流发电机24正常发电期间出现的负荷大小水平。

在上述状态期间所需扭矩已经急剧下降且存在相当大的扭矩减小要求的情况下，如果不能通过仅调节节气门开度来实现所需扭矩，则由点火正时控制部56执行点火正时延迟控制。由此，所产生的扭矩根据所需扭矩的扭矩减小要求而降低。

如上所述，能够通过执行点火正时延迟控制来进行所产生扭矩的以所需扭矩的扭矩减小为基础的扭矩减小。然而，由于过度的点火正时延迟有时会导致失火，所以点火正时控制部56在不超过失火极限的范围内控制点火正时，该失火极限是在不引起失火的情况下能够正常进行燃料燃烧的延迟点火正时侧的正时极限。也就是说，如果在点火正时被延迟的情况下点火正时达到失火极限，则点火正时控制部56停止在延迟方向上进一步执行点火正时控制。

如果点火正时达到失火极限，则点火正时控制部56停止点火正时的进一步延迟。如果在通过执行点火正时延迟控制来进行扭矩减小的情况下点火正时达到失火极限，则交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷。由此，从发动机10向自动变速器35提供的所产生扭矩下降，因此实现扭矩减小。

也就是说，如果在通过延迟点火正时来进行扭矩减小的情况下点火正时达到失火极限，则不执行点火正时的进一步延迟。因此，如果所需扭矩的扭矩减小大于可通过将点火正时延迟到失火极限而获得的扭矩减小，则不能通过仅执行点火正时延迟控制来实现所需扭矩的扭矩减小。然而，在这种情况下，由交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷，由此，减小所产生扭矩。因此，所产生扭矩的减小量大于当仅通过延迟点火正时来减小所产生扭矩时实现的扭矩减小量，从而，扭矩减小量变得大于能够通过仅执行点火正时延迟来实现的扭矩减小量。

也就是说，在执行点火正时延迟控制的情况下，如果点火正时达到失火极限，则增加交流发电机负荷。因此，能够利用通过增加交流发电机负荷而实现的扭矩减小来补偿由于正时延迟量的限制而不能实现的扭矩减小。因此，从发动机10输出的所产生扭矩接近于所需扭矩。也就是说，在点火正时延迟控制所需的控制量超过失火极限的情况下，能够通过组合使用点火正时延迟控制和交流发电机负荷控制来提高所需扭矩的可实现性。

因此，在所需扭矩的扭矩减小时，通过执行点火正时延迟控制和调节交流发电机负荷，所产生扭矩根据所需扭矩而降低。然后，当所需扭矩的扭矩减小结束并且恢复到该扭矩减小之前的扭矩时，点火正时和交流发电机负荷被设定回在输出扭矩减小要求之前出现的状态。

上述车辆控制设备2构造成能够通过经由点火正时延迟控制部执行发动机10的点火正时延迟控制来调节由发动机10产生的扭矩。此外，车辆控制设备2还能够通过经由交流发电机负荷调节部59控制交流发电机24的发电量来调节交流发电机负荷，并且还能够通过调节交流发电机负荷来调节从发动机10输出的扭矩，所述交流发电机负荷是在发电期间从交流发电机24提供给发动机的负荷。由此，当调节从发动机10输出的扭矩时，在不能通过仅使用节气门开度来实现所需扭矩的情况下，通过执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来实现所需扭矩。

此外，在执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制的情况下，当由催化剂温度获取部60获取的催化剂20的温度增升高时，由点火正时控制部56减小点火正时延迟并由交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷。也就是说，虽然执行点火正时延迟控制可能使催化剂20的温度升高，但在通过执行点火正时延迟控制来控制扭减小从而实现所需扭矩的情况下，通过随着催化剂20的温度升高来减小点火正时延迟，能够抑制催化剂20的温度过度升高。

此外，在以上述方式减小点火正时延迟的情况下，在扭矩减小控制期间实现的控制量减小。然而，通过由交流发电机负荷调节部59随着催化剂20的温度升高而执行的控制来增加交流发电机负荷，能够减小从发动机10输出的扭矩。也就是说，通过随着催化剂20的温度升高而减小的点火正时延迟控制所实现的扭矩减小的控制量能够用交流发电机负荷控制来补充。结果，能够更适当地执行把用于控制从发动机10输出的扭矩的交流发电机负荷控制与作为另一种控制的点火正时延迟控制相组合的协调控制。

此外，在执行把交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制时，通过执行考虑到催化剂20的温度情况的协调控制，并且通过考虑催化剂20的温度利用交流发电机负荷控制来补充由点火正时延迟控制实现的扭矩减小的控制量，能够在维持催化剂20的预期温度的同时实现所需扭矩。结果，能够在抑制由于催化剂20的温度升高而引起的催化剂20劣化和排气排放性能恶化的同时实现预期的发动机运行状态。

此外，设定最优催化剂温度，该最优催化剂温度是催化剂20净化排气的最优温度。然后，如果由催化剂温度获取部60获取的催化剂温度高于该最优催化剂温度，则点火正时控制部56减小点火正时延迟量。因此，能够更适当地抑制催化剂20的温度升高。也就是说，在催化剂20温度升高的情况下，点火正时延迟量被减小。然而，在扭矩减小控制期间减小点火正时延迟量的情况下，由点火正时延迟控制实现的扭矩减小的控制量降低，使得还必须执行交流发电机负荷控制。因此，在催化剂温度升高的早期阶段减小点火正时延迟量的情况下，需要从早期阶段就开始执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制。因此，在通过点火正时延迟控制来执行扭矩减小控制期间，将催化剂温度与最优催化剂温度相比较。如果催化剂温度变得高于最优催化剂温度，则减小点火正时延迟量。以这种方式，通过把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制，能够降低执行扭矩控制的机会。结果，能够更适当且容易地执行扭矩减小控制和对催化剂20的温度升高的抑制。

此外，在通过把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来控制从发动机10输出的扭矩的情况下，随着由储存电量获取部58获取的电池30的储存电量的减小，由交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷并且由点火正时控制部56减小点火正时延迟。也就是说，如果电池30的储存电量降低，则依靠电池30的电来运行的电部件的运行稳定性有时会下降。然而，当通过把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来控制扭矩减小时，如果电池30的储存电量减小，则能够与当前的电力消耗无关地通过增加交流发电机负荷且因此增加交流发电机24的发电量来增加电池30的储存电量。

此外，在以上述方式增加交流发电机负荷的情况下，在扭矩减小控制期间实现的控制量增大，因此变得更易于减小扭矩。通过减小由点火正时控制部56根据电池30的储存电量的降低而控制的点火正时延迟量，能够抑制从发动机10输出的扭矩的过度减小。也就是说，交流发电机负荷随着电池30的储存电量的减小而增加，由于该交流发电机负荷而已经增加的扭矩减小控制量能够通过点火正时延迟控制来补充。结果，能够更适当地执行把用于控制发动机10的输出的点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制。

此外，当执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制时，通过根据电池30的储存电量来改变交流发电机24的发电量且通过利用点火正时延迟控制来补偿与发电量变化相关的交流发电机负荷变化而引起的扭矩减小控制量的变化，能够在维持电池30的储存电量的同时实现所需扭矩。结果，能够在确保电池30的储存电量的同时实现预期的发动机运行状态。

此外，目标电压被设定为使得各个电部件能够稳定运行的电池30的储存电量。如果由储存电量获取部58获取的电池电压低于目标电压，则交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷，从而能够更可靠地保证电池30的储存电量，而与电力消耗无关。也就是说，在电池30的储存电量减小的情况下，增加交流发电机负荷。在控制扭矩减小时增加交流发电机负荷的情况下，通过交流发电机负荷控制而实现的扭矩减小控制量增加，使得也必须控制点火正时延迟量。因此，在针对电池30的储存电量在早期阶段增加交流发电机负荷的情况下，必须在早期阶段减小点火正时延迟量，以抑制扭矩减小控制量的过度增加。因此，在考虑到电池30的储存电量来控制扭矩减小的情况下，把用于确定电池30的储存电量的电池电压与目标电压相比较，该目标电压是用作目标的电池电压。当电池电压变得低于目标电压时，增加交流发电机负荷。以这种方式，能够减小通过把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来执行扭矩控制的机会。结果，能够更适当且容易地确保电池30的储存电量且控制扭矩减小。

此外，在执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制时，如果因点火正时控制部56执行点火正时延迟控制而使点火正时达到失火极限，则交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷。因此，能够更确定地实现所需扭矩。也就是说，在执行点火正时延迟控制的情况下，如果延迟量过大，则有时会出现失火。因此，当执行点火正时延迟控制时，点火正时控制部56在由失火极限限定的正时范围内执行点火正时延迟控制。因此，由于在由失火极限限定的范围内执行通过点火正时延迟控制而进行的扭矩减小控制，所以，如果所需扭矩的扭矩减小量大，则有时不能通过点火正时延迟控制来实现所需扭矩。在根据第一实施例的车辆控制设备2中，如果点火正时达到失火极限，则由交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷。由此，甚至在点火正时已经达到失火极限的情况下，能够通过交流发电机负荷控制来补偿在通过点火正时延迟控制来执行扭矩减小时出现的扭矩减小控制量的不足部分。结果，能够适当地执行把点火正时延迟控制与用于控制来自发动机10的输出的交流发电机负荷控制相组合的协调控制。

此外，由于在由失火极限限定的点火正时范围内执行点火正时延迟控制，所以能够在扭矩控制期间通过点火正时延迟控制来执行扭矩减小控制，而不会引起失火。结果，能够在维持发动机10的正常运行状态的同时更确定实现所需扭矩。

根据本发明第二实施例的车辆控制设备80具有与根据第一实施例的车辆控制设备2基本相同的构造，但其特征在于，在为了控制从发动机10输出的扭矩而控制交流发电机负荷时，基于节气门18的状态或由节气门18调节的扭矩的状态来控制交流发电机负荷。第二实施例的其他构成与第一实施例的基本相同，并且由相同的附图标记表示，同时省略对这些部分的描述。图7是根据第二实施例的车辆控制设备的主要部分的构成图。根据第二实施例的车辆控制设备80设置成能够执行牵引力控制以及对车辆1中出现的振动进行抑制的振动抑制控制。因此，通过除了驾驶员对加速器踏板40的操作而进行的对发动机10的扭矩控制之外，通过牵引力控制和振动抑制控制来控制来自发动机10的扭矩。

顺便提及，牵引力控制和振动抑制控制是公知的控制。具体来说，牵引力控制是指如下控制：当驱动轮中的至少一个打滑时，减小驱动力以抑制驱动轮打滑，所述驱动轮在从发动机10输出的扭矩被传递给其时产生驱动力。此外，振动抑制控制是指抑制在车辆1的行驶期间出现在车身中的振动的控制，该控制通过如下方式来实现：通过为各个车轮5设置的车轮速度传感器(未示出)检测到的车轮速度来估算实际作用在车轮5上的车轮扭矩，并且通过基于所估算出的车轮扭矩与能够产生所需驱动力的车轮扭矩之差来估算在车身中出现的振动，并且通过用于抑制所估算出的振动的驱动力修正值来修正驱动力，并且产生修正后的驱动力。

与根据第一实施例的车辆控制设备2中一样，根据第二实施例的车辆控制设备80具有控制各个部分的ECU 50。ECU 50的处理部51具有加速器操作量获取部52、发动机转速获取部53、发动机控制部54、节气门控制部55、点火正时控制部56、速比变换控制部57、储存电量获取部58、交流发电机负荷调节部59、催化剂温度获取部60、所需扭矩计算部61、节气门开度确定部62、扭矩要求确定部63、充放电平衡确定部64、以及点火正时延迟确定部65。

此外，处理部51还具有：所需驱动力计算部81，该所需驱动力计算部81计算所需驱动力，该所需驱动力是通过驾驶员的操作或车辆1的操作控制而要求的驱动力；节气门负荷确定部82，该节气门负荷确定部82确定节气门18的负荷是否过大；发动机扭矩估算部83，该发动机扭矩估算部83估算发动机10产生的扭矩；发动机扭矩确定部84，该发动机扭矩确定部84确定发动机扭矩是否已经达到确定扭矩；以及交流发电机负荷确定部85，该交流发电机负荷确定部85是确定交流发电机负荷是否已经达到预定负荷的辅机负荷确定部。

根据第二实施例的车辆控制设备80如上所述地构造。下面将描述车辆控制设备80的运行。根据第二实施例的车辆控制设备80在车辆1行驶的同时执行牵引力控制和振动抑制控制。在牵引力控制和振动抑制控制中，由ECU 50的处理部51的所需驱动力计算部81基于由加速器操作量获取部52获取的加速器操作量和由各个检测装置(例如设置在车轮5附近且检测相应车轮的车轮速度的车轮速度传感器(未示出))提供的检测结果来计算驾驶员要求的驱动力或具有能够抑制车轮5打滑和车辆1振动的大小的所需驱动力。

能够执行牵引力控制和振动抑制控制的根据第二实施例的车辆控制设备80甚至能够在执行牵引力控制或振动抑制控制时执行把节气门开度控制、交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制相组合的协调控制。在这种情况下采用的处理程序基本上与在根据第一实施例的车辆控制设备2中执行协调控制时所采用的处理程序相同。在该程序中，当要获取所需扭矩(见图3中的步骤ST101)时，基于由所需驱动力计算部81计算出的驱动力来计算所需扭矩。

由所需驱动力计算部81计算出的所需驱动力被传送到ECU 50的处理部51的发动机控制部54。根据该所需驱动力，发动机控制部54经由发动机控制部54的节气门控制部55来控制节气门18的开度，并且还经由点火正时控制部56控制点火正时。此外，由所需驱动力计算部81计算出的所需驱动力也传送到ECU 50的处理部51的交流发电机负荷调节部59。根据所需驱动力，交流发电机负荷调节部59控制交流发电机24的发电量，由此调节交流发电机负荷。因此，使得从发动机10输出的扭矩变成能够实现所需驱动力的扭矩。

此外，由所需驱动力计算部81计算出的所需驱动力还传送到ECU50的处理部51的速比变换控制部57。速比变换控制部57在接收到该所需驱动力时执行自动变速器35的速比变换控制，以建立如下变速比：即该变速比使得由驱动轮产生的驱动力基本上等于当发动机10的扭矩经由自动变速器35传递到驱动轮时的所需驱动力。

此外，根据第二实施例的车辆控制设备80还能够执行牵引力控制和振动抑制控制。在牵引力控制和振动抑制控制中，扭矩在短时间内增大或减小。因此，在执行牵引力控制等时通过把节气门开度控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来执行扭矩控制的情况下，增加或减小交流发电机负荷所需的时间减少量有助于扭矩控制能力，而对充放电平衡不具有大的负面影响。

顺便提及，在牵引力控制期间的扭矩减小在紧急度方面较高。因此，在通过仅采用交流发电机负荷控制而实现的扭矩减小控制量不足的情况下，也采用点火正时延迟控制，以在扭矩减小时实现所需扭矩。此外，在以这种方式采用交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制这两者的情况下，如果当要连续执行点火正时延迟控制时因为不执行正时延迟时间小于或等于预定的设定时间而不能执行点火正时延迟控制，则通过交流发电机负荷控制来执行扭矩减小，所述不执行正时延迟时间是期间不执行点火正时延迟控制的时间。

图8是在所需驱动力频繁变化的情况下执行的扭矩控制的说明图。根据第二实施例的车辆控制设备80通过由所需驱动力计算部81计算出的所需驱动力来控制节气门18等。然而，在根据第二实施例的车辆控制设备80中，因为执行牵引力控制或振动抑制控制，所以有时会发生所需驱动力的大小根据车辆1的行驶状态如图8所示地频繁变化。节气门控制部55控制节气门18，以改变节气门开度，从而实现所需驱动力。如果所需驱动力的大小如上所述地频繁变化，则节气门控制部55通过根据所需驱动力执行节气门18的开/关控制来频繁改变节气门开度。

在以这种方式频繁改变节气门开度的情况下，节气门18在其运行方向来回切换的同时以高速运行，使得节气门18的负荷变大。如果节气门18的负荷变得与预定负荷一样大或大于该预定负荷，则通过交流发电机负荷控制来补充所需驱动力的变化。也就是说，如果在节气门开度频繁变化的情况下，节气门18的开闭运动的频率变得高于或等于预定值，或者开/闭运动的幅度变化变得大于或等于预定值，则增大交流发电机负荷的控制量。

具体来说，在节气门控制部55执行节气门18的打开/关闭控制的情况下，该打开/关闭控制的控制量从节气门控制部55传送到ECU 50的处理部51的节气门负荷确定部82。节气门负荷确定部82然后根据从节气门控制部55传送给其的节气门18的控制量来计算节气门18在打开/关闭控制下的打开/关闭速度。在计算出节气门18的打开/关闭速度之后，节气门负荷确定部82将作为节气门18的打开/关闭速度的节气门打开/关闭速度与存储在ECU 50的存储部70中的打开/关闭速度阈值相比较，然后确定节气门打开/关闭速度是否已经超过打开/关闭速度阈值。此外，如果节气门打开/关闭速度超过打开/关闭速度阈值，则节气门负荷确定部82测量打开/关闭速度的超出时间。如果测量到的超出时间变得大于或等于预定时间，则节气门负荷确定部82确定节气门18的负荷过大。

顺便提及，该打开/关闭速度阈值和如下预定时间被预先设定为用于确定节气门18的负荷是否过大的阈值，并且被存储在ECU 50的存储部70中，所述预定时间用作节气门打开/关闭速度大于打开/关闭速度阈值的时间标准。此外，就该确定来说，甚至在除了所测量到的节气门打开/关闭速度连续大于打开/关闭速度阈值的时间超过预定时间的情况之外的情况下，也可确定节气门18的负荷过大。例如，可为该确定设定预定的测量时间，然后，在该设定测量时间内节气门打开/关闭速度大于打开/关闭速度阈值的各段时间的合计时间变得等于或大于预先设定的预定合计时间的情况下，可以确定节气门18的负荷过大。

如果由节气门负荷确定部82进行的确定表明已经满足用于确定节气门18的负荷过大的条件，也就是说，如果节气门负荷确定部82确定节气门18的负荷过大，则节气门负荷确定部82通过使用表示节气门18的负荷是否过大的标志(未示出)将节气门18的负荷过大的信息传送给发动机控制部54。

已经接收到该信息的发动机控制部54使高频分量与大小频繁变化的所需驱动力的变化相分离，并且分配所述高频分量以用于控制交流发电机负荷。因此，在从发动机10输出的扭矩基于其大小频繁变换的所需驱动力而变化的情况下，扭矩的变化部分基于交流发电机负荷的变化而受到控制。

也就是说，发动机控制部54执行所需驱动力的高频变化的分离，并且将分离的控制量传送到节气门控制部55和交流发电机负荷调节部59。根据所传送的控制量，节气门控制部55和交流发电机负荷调节部59控制节气门18和交流发电机24的控制量。因此，交流发电机负荷比确定节气门18的负荷过大之前变化得更频繁。也就是说，如果确定节气门18的负荷过大，则交流发电机负荷调节部59频繁改变交流发电机负荷。换句话说，如果节气门18的负荷变得大于或等于预定值，则交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷的调节量。

另一方面，关于节气门开度，节气门开度的变化频率和变化量变得小于节气门18的负荷被确定为过大之前出现的变化频率和变化量。换句话说，如果节气门18的负荷变得大于或等于预定值，则节气门控制部55减小节气门18的调节量。由此，节气门18的运行频率及其运行速度变小，使得节气门18的负荷降低。

从发动机10输出的扭矩具有通过基于节气门开度的控制和基于交流发电机负荷的控制而获得的大小。因此，从发动机10输出的扭矩通过将在大小上各自变化的交流发电机负荷和节气门开度相组合的控制量来控制，因此该扭矩在大小上频繁变化。由此，在确定节气门18的负荷过大的情况下，通过因将交流发电机负荷变化和节气门开度变化相组合的变化而在大小上频繁变化的发动机10的扭矩来实现在大小上频繁变化的所需驱动力。

在确定节气门18的负荷过大且发动机10在所需驱动力的变化已经被分为由节气门开度引起的变化和由交流发电机负荷引起的变化的情况下运行预定时间之后，通过交流发电机负荷控制对发动机10扭矩的控制结束，并再次仅通过节气门开度控制来控制发动机10的扭矩。也就是说，通过仅采用节气门开度控制来实现所需驱动力。

图9是在当所需驱动力增大时执行速比变换控制的情况下执行的扭矩控制的说明图。此外，虽然发动机10的扭矩根据所需驱动力变化，但也能够采用交流发电机负荷控制来控制从发动机10输出的扭矩。具体来说，在交流发电机负荷变化的情况下，通过燃料燃烧产生的扭矩不变。然而，由于交流发电机负荷是在交流发电机24发电期间提供给发动机10的负荷，所以交流发电机负荷的变化将改变从发动机10输出到自动变速器35的扭矩。因此，甚至在维持发动机10的扭矩的情况下，或者在发动机10的扭矩处于不可控范围的情况下，也能够通过改变交流发电机负荷来改变从发动机10输出的扭矩的大小。

例如，当所需驱动力增大时，发动机扭矩增大，该发动机扭矩是由发动机10中的燃料燃烧而提供的能量产生的扭矩。然而，由于发动机扭矩受限于其最大扭矩，所以，如果发动机扭矩已经达到最大发动机扭矩，则如图9所示，该最大发动机扭矩使得发动机扭矩没有任何进一步的增大。在这种情况下，即使所需驱动力增大，实际产生的驱动力也是恒定驱动力，除非变换自动变速器35的档位速度。在这种情况下的驱动力是在自动变速器35的当前档位速度下产生的最大驱动力。在所需驱动力增大但发动机扭矩已经达到最大扭矩的情况下，不能再进一步增大实际产生的驱动力。因此，在这种情况下，根据第二实施例的车辆控制设备80减小交流发电机负荷。

具体来说，当要在所需驱动力增大时增加实际驱动力的情况下，由ECU 50的处理部51的发动机扭矩估算部83基于节气门开度、点火正时、发动机转速等来估算由发动机控制部54根据所需驱动力控制的发动机10产生的发动机扭矩。由发动机扭矩估算部83估算出的发动机扭矩被传送到ECU 50的处理部51的发动机扭矩确定部84。然后，发动机扭矩确定部84由此确定发动机扭矩是否已经达到最大发动机扭矩。顺便提及，在该确定中使用的最大发动机扭矩被预先设定或估算为由根据第二实施例的车辆控制设备80控制的发动机10的最大扭矩，并且存储在ECU 50的存储部70中。发动机扭矩确定部84通过将储存在存储部70中的最大发动机扭矩与由发动机扭矩估算部83估算出的发动机扭矩相比较来确定发动机扭矩是否已经达到最大发动机扭矩。

如果发动机扭矩确定部84确定发动机扭矩已经达到最大发动机扭矩，则发动机扭矩确定部84然后通过使用表示发动机扭矩是否已经达到最大发动机扭矩的标志(未示出)来将发动机扭矩已经达到最大发动机扭矩的信息传送到交流发电机负荷调节部59。

已经接收到该信息的交流发电机负荷调节部59通过控制调节器25来减小交流发电机24的发电量并因此减小交流发电机负荷。由此，从交流发电机24提供给发动机10的负荷减小，因此从发动机10输出到自动变速器35的扭矩增大。因此，由于该增大的扭矩经由自动变速器35传递到驱动轮，所以由驱动轮产生的驱动力增大，使得实际产生的驱动力变得大于在自动变速器35的当前档位速度下能够产生的最大驱动力。

甚至在发动机扭矩已经达到最大发动机扭矩时也能以上述方式通过减小交流发电机负荷来增大由驱动轮产生的驱动力。虽然由驱动轮产生的驱动力随着交流发电机负荷减小而增大，但交流发电机负荷具有下极。因此，在通过调节交流发电机负荷来控制从发动机10输出的扭矩的情况下，由ECU 50的处理部51的交流发电机负荷确定部85获取与由交流发电机负荷调节部59调节的交流发电机负荷有关的信息，并且交流发电机负荷确定部85确定通过由交流发电机负荷调节部59执行的调节而减小的交流发电机负荷是否已经达到作为交流发电机负荷下限的最小交流发电机负荷。顺便提及，预先估算出在该确定中使用的最小交流发电机负荷，作为能够从交流发电机24提供给发动机10的最小负荷，并将其存储在ECU 50的存储部70中。

如果交流发电机负荷确定部85确定交流发电机负荷在减小时已经达到最小交流发电机负荷，则交流发电机负荷确定部85通过使用标志(未示出)将与确定结果有关的信息传送到交流发电机负荷调节部59和速比变换控制部57。已经接收到该信息的交流发电机负荷调节部59通过增加交流发电机24的发电量来增大交流发电机负荷。

此外，也已经接收到该信息的速比变换控制部57控制自动变速器35，以将自动变速器35的档位速度变换到低速侧档位速度。也就是说，速比变换控制部57执行自动变速器35的降档控制。在自动变速器35的档位速度已经变换到低速侧档位速度的情况下，由于经由自动变速器35传递到驱动轮的扭矩增大，所以由驱动轮产生的驱动力变得大于在降档之前产生的驱动力。因此，由驱动轮实际产生的驱动力变成如下驱动力：其大小接近于在增加时设置的所需驱动力。

也就是说，在由驱动轮产生的驱动力通过增大所需驱动力来增大的情况下，如果从发动机10输出的扭矩达到最大发动机扭矩，则交流发电机负荷调节部59减小交流发电机负荷。此外，如果发动机扭矩以这种方式已经达到最大发动机扭矩，则速比变换控制部57经由交流发电机负荷调节部59减小交流发电机负荷，以将降档正时、也就是变换自动变速器35的变速比的正时推迟到如下正时，该正时晚于在交流发电机负荷未减小的情况下采用的降档正时。

图10是当所需驱动力变化时执行的把节气门开度控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制的说明图。此外，当所需驱动力变化时，主要通过改变节气门开度来改变从发动机10输出的扭矩。然而，能够通过改变节气门开度而改变的进气量受到限制。因此，在通过仅改变节气门开度来改变从发动机10输出的扭矩的情况下，如果在发动机扭矩随着所需驱动力的变化而变化时出现的发动机扭矩的要求变化量或要求变化率大于能够通过仅改变节气门开度来实现的发动机扭矩的变化量或变化率，则发动机扭矩的变化发生延迟。因此，在所需驱动力的变化率快的情况下，有时会出现前面的延迟使得难以使车辆产生的驱动力追随所需驱动力，该车辆产生的驱动力是由驱动轮实际产生的驱动力。因此，在这种情况下，还采用交流发电机负荷控制，以执行把交流发电机负荷控制与节气门开度控制相组合的协调控制。

例如，在所需驱动力急剧增大的情况下，由节气门控制部55控制节气门18，使得节气门开度增大到最大节气门开度，该最大节气门开度是增大节气门开度时的上限。此外，同时，由交流发电机负荷调节部59控制交流发电机24的发电量，以减小发电量并因此减小交流发电机负荷。

因此，当节气门开度变成最大节气门开度时，由发动机10产生的扭矩以能够由最大节气门开度实现的变化率升高。此外，在交流发电机负荷减小的情况下，由于发动机10通过燃烧燃料而产生的扭矩中的为了驱动交流发电机24而消耗的扭矩量减小，所以从发动机10输出到自动变速器35的扭矩增大。因此，车辆产生的驱动力出现急剧增加，该驱动力是当前述扭矩传递到驱动轮时由驱动轮实际产生的驱动力。

由于前述增加的速率是当利用通过增大节气门开度而实现的增加量与通过减小交流发电机负荷而实现的增加量的组合来增加车辆产生的驱动力时实现的增加速率，所以前述增加的速率快于仅通过增大节气门开度而实现的车辆产生驱动力的增加速率。也就是说，通过将节气门开度设定为最大节气门开度并且减小交流发电机负荷来增大车辆产生驱动力时实现的响应速度高于能够通过仅调节节气门开度而实现的最高响应速度。因此，与通过仅采用节气门开度控制来增加车辆产生的驱动力的情况相比，在通过执行将节气门开度控制与交流发电机负荷控制相结合的协调控制来增加车辆产生的驱动力的情况下，车辆产生的驱动力在控制开始后的更短时间内增大到基本等于所需驱动力的驱动力。

在通过执行把节气门开度控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来使车辆产生的驱动力在短时间内变成基本等于所需驱动力的驱动力之后，节气门开度和交流发电机负荷都变成适合于所需驱动力的控制量。

此外，如果所需驱动力急剧减小，则通过经由节气门控制部55控制节气门18来将节气门开度减小到最小节气门开度，该最小节气门开度是减小节气门开度时的下限。此外，同时，经由交流发电机负荷调节部59来控制交流发电机24的发电量，以增加发电量并因此增加交流发电机负荷。

因此，在节气门开度被设定为最小节气门开度的情况下，由发动机10产生的扭矩以利用最小节气门开度能够实现的变化率减小。此外，在增加交流发电机负荷的情况下，由于用来驱动交流发电机24的发动机扭矩增加，所以从发动机10输出到自动变速器35的扭矩减小。因此，车辆产生的驱动力急剧减小。由于前述减小的速率是当利用通过减小节气门开度而实现的减小量与通过增加交流发电机负荷而实现的减小量的组合来减小车辆产生的驱动力时实现的减小速率，所以该减小速率快于仅通过减小节气门开度而实现的车辆产生驱动力的减小速率。

也就是说，当通过将节气门开度设定为最小节气门开度且增加交流发电机负荷来减小车辆产生的驱动力时实现的响应速度高于通过仅调节节气门开度而能够实现的最高响应速度。因此，与通过仅采用节气门开度控制来减小车辆产生的驱动力的情况相比，在通过执行把节气门开度控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来减小车辆产生的驱动力的情况下，车辆产生的驱动力在控制开始后的更短时间内减小到基本等于所需驱动力的驱动力。因此，例如在扭矩从节气门接近全开的状态开始增大时，或扭矩从节气门全闭的状态开始减小时，如果执行把节气门开度控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制，则实现所需扭矩之前所经过的响应时间变得短于在仅通过节气门开度控制来执行扭矩控制的情况下所需的响应时间。

如果当通过打开/关闭节气门18来实现所需驱动力时节气门18的负荷变得等于或大于预定负荷，由于前述车辆控制设备80经由交流发电机负荷调节部59增大交流发电机负荷的调节量，所以设备80能够提高耐用性。也就是说，由于对节气门18进行支撑的部分(例如旋转轴(未示出)、支撑该旋转轴的支承部(未示出)等)以及用于操作节气门18的驱动装置(例如电动马达(未示出)等)，所以节气门18设置成易于打开和关闭。然而，在节气门18的打开/关闭的变化量、打开/关闭节气门18的频率或其打开/关闭速度大的情况下，所述驱动装置及对节气门18进行支撑的部分上的负荷变大。因此，在所需驱动力的大小频繁变化的情况下，如果为实现所需驱动力而使节气门开度频繁变化，则大的负荷作用在对节气门18进行支撑的部分和节气门18的驱动装置上。

因此，如果对节气门18进行支撑的部分和节气门18的驱动装置上的前述负荷变得大于或等于预定负荷，则交流发电机负荷的调节量增大，使得能够通过改变交流发电机负荷来补充所需驱动力的变化，因此能够相应减小节气门18的打开/关闭变化量、其打开/关闭频率、其打开/关闭道速度。结果，即使在所需驱动力大大改变的情况下，仍能够更确定地实现所需驱动力，并且能够提高节气门18的耐用性。

此外，前述特征抑制了在执行把交流发电机负荷控制与节气门18打开/关闭控制相组合的协调控制的情况下出现的缺陷。结果，能够更适当地执行把为了控制发动机10的输出而执行的交流发电机负荷控制与节气门18的打开/关闭控制相组合的协调控制，该节气门18的打开/关闭控制是与交流发电机负荷控制不同的控制。

此外，当为了在所需驱动力增大的情况下实现所需驱动力而增大由驱动轮产生的驱动力时，如果发动机扭矩达到最大发动机扭矩，则交流发电机负荷调节部59减小交流发电机负荷。由此，甚至在因发动机扭矩达到最大发动机扭矩而使驱动力已经达到在当前档位速度下能够实现的最大产生驱动力且因此不能通过增大发动机扭矩来进一步增大驱动力的状态期间，也能够通过减小用于驱动交流发电机24的发动机扭矩来增大从发动机10输出到自动变速器35的扭矩。因此，即使在发动机扭矩已经达到最大发动机扭矩的情况下，实际驱动力也能够根据所需驱动力的增大而增大，而不需要将自动变速器35的档位速度变换到低速侧。

此外，在交流发电机负荷在通过交流发电机负荷调节部59减小时达到最小交流发电机负荷的情况下，交流发电机负荷不能再进一步减小，从而不能通过减小交流发电机负荷来增大驱动力。因此，在这种情况下，自动变速器35的档位速度变换到低速侧档位速度。也就是说，执行降档。由此，当从发动机10输出的扭矩传递到驱动轮时，传递到驱动轮的扭矩大于降档之前前传递到此的扭矩，因此驱动力增大了。

此外，在所需驱动力增大的情况下，如果由于发动机扭矩在不减小交流发电机负荷时变得等于最大发动机扭矩而使驱动力达到在当前档位速度下可实现的最大产生驱动力，速比变换控制部57不变换自动变速器35的变速比而是减小交流发电机负荷，然后在交流发电机负荷达到最小交流发电机负荷之后执行降档控制。因此，速比变换控制部57能够将变换自动变速器35的变速比的正时推迟到如下正时，该正时晚于在不减小交流发电机负荷的情况下设定的变换正时，使得能够减少执行降档的机会。由此，能够减小变换变速比时的换挡冲击和因频繁变换变速比而引起的换档忙碌状态。结果，能够提高车辆1的在其行驶期间的舒适性，同时进一步确定地实现所需驱动力。

此外，前述特征使得能够提高在把交流发电机负荷控制与控制从发动机10输出的扭矩的节气门开度控制等相组合的协调控制的情况下的控制效率。结果，能够更精确地执行把用于控制发动机10的输出的交流发电机负荷控制与节气门开度控制相组合的协调控制，该节气门开度控制是与交流发电机负荷控制不同的控制。

此外，当所需驱动力急剧变化时，如果实现所需驱动力而需要的节气门开度超过最大节气门开度或最小节气门开度，也就是说，当所需驱动力急剧变化时，如果发动机扭矩的调节要求超过了通过经由节气门18调节进气量而能够实现的范围，则增加交流发电机负荷的调节量。经由节气门18进行的进气量调节范围具有极限。正常来说，当要调节发动机扭矩时，在该限制范围内调节进气量。具体来说，通过控制在最大节气门开度与最小节气门开度之间的节气门开度来调节进气量。因此，如果用于发动机10的所需扭矩的进气量超过了通过在最大节气门开度与最小节气门开度之间的节气门开度能够实现的进气量范围，换句话说，如果发动机10的所需扭矩超过了利用由最大节气门开度或最小节气门开度提供的进气量而能够实现的扭矩，则增加交流发电机负荷的调节量。

由此，如果发动机10的所需扭矩超过了通过调节节气门开度而能够获得的范围，则通过在能够改变从发动机10输出的扭矩以实现所需扭矩的方向上增加交流发电机负荷的调节量来实现发动机10的所需扭矩。因此，在所需驱动力急剧变化的情况下，由从发动机10输出的扭矩而产生的车辆产生驱动力变成：由通过仅调节节气门开度而实现的扭矩和通过增加交流发电机负荷的调节量而实现的扭矩所产生的驱动力；因此，与通过仅调节节气门开度而实现的驱动力相比，该车辆产生驱动力能够在更早的阶段实现。结果，不管所需驱动力的变化状态如何，均能更确定地获得所需驱动力。

此外，前述特征使得能够在根据所需扭矩来执行把交流发电机负荷控制与节气门开度控制相组合的协调控制的情况下提高满足要求的程度。结果，能够更适当地执行把为了控制发动机10的输出而执行的交流发电机负荷控制与节气门开度控制相组合的协调控制，该节气门开度控制是与交流发电机负荷控制不同的控制。

根据本发明第三实施例的车辆控制设备90具有与根据第一实施例的车辆控制设备2基本相同的构造，但其特征在于，在为了控制从发动机10输出的扭矩而控制交流发电机负荷时，基于电池30的状态来控制交流发电机负荷。本实施例的其他构成与第一实施例的基本相同，并且由相同的附图标记表示，同时省略对这些部分的描述。图11是根据第三实施例的车辆控制设备的主要部分的构成图。与根据第一实施例的车辆控制设备2同样，根据第三实施例的车辆控制设备90能够通过把交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制来执行从发动机10输出的扭矩的协调控制。

与根据第一实施例的车辆控制设备2一样，根据第三实施例的车辆控制设备90具有控制各个部分的ECU 50。ECU 50的处理部51具有：加速器操作量获取部52、发动机转速获取部53、发动机控制部54、节气门控制部55、点火正时控制部56、速比变换控制部57、储存电量获取部58、交流发电机负荷调节部59、催化剂温度获取部60、所需扭矩计算部61、节气门开度确定部62、扭矩要求确定部63、充放电平衡确定部64、以及点火正时延迟确定部65。

此外，处理部51还具有：电池电流获取部91，该电池电流获取部91是获取电池电流的电力消耗获取部，该电池电流是从电池30流到各个电部件中的电流；以及电池温度获取部92，该电池温度获取部92是从电池温度传感器31提供的检测结果来获取电池30的温度的蓄电装置温度获取部。

根据第三实施例的车辆控制设备90如上所述地构造。下面将描述车辆控制设备90的运行。当控制从发动机10输出的扭矩时，与根据第一实施例的车辆控制设备2同样，如果不能通过仅进行节气门开度控制来实现所需扭矩，则根据第三实施例的车辆控制设备90通过调节交流发电机负荷来控制从发动机10输出的扭矩。虽然使用交流发电机24来控制发动机10的扭矩，但交流发电机24的主要功能是通过利用由发动机10产生的扭矩来发电。因此，当通过调节交流发电机负荷来控制从发动机10输出的扭矩时，根据第三实施例的车辆控制设备90在考虑到电池30的状态的同时执行控制，该电池30储存由交流发电机24产生的电。

图12是点火正时延迟控制增益和交流发电机负荷控制增益相对于电池温度的说明图。当根据第三实施例的车辆控制设备90在车辆行驶的同时与所需扭矩相关联地控制扭矩时，执行各种控制。例如，在基于电池30的状态来执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制的情况下，也考虑了电池30的温度。也就是说，由于电池30在温度低的情况下充电效率下降，所以如果电池温度、即电池30的温度下降，则由交流发电机24产生的电量增加。

具体来说，当要基于电池温度通过交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制来执行扭矩控制时，由ECU 50的处理部51的电池温度获取部92获取电池温度。由于电池30设置有电池温度传感器31，所以电池温度获取部92通过获取由电池温度传感器31提供的检测结果来获取电池温度。交流发电机负荷调节部59和点火正时控制部56基于经由电池温度获取部92获取的电池温度来调节控制量。

也就是说，在电池温度相对低的情况下，充电效率降低，使得需要增加交流发电机24的发电量。因此，在通过交流发电机负荷控制和/或点火正时延迟控制来控制扭矩的情况下，如果电池温度变得低于预定温度，则增加交流发电机24的发电量。也就是说，增加交流发电机负荷。此外，在以这种方式增加交流发电机负荷的情况下，当通过控制交流发电机负荷来控制扭矩时出现的扭矩变化量增大，因此通过改变点火正时延迟量来补偿该变化量的增大量。

具体来说，如图12所示，如果由电池温度获取部92获取的电池温度低于最优电池温度，则交流发电机负荷调节部59随着电池温度下降而增大交流发电机负荷控制增益，所述最优电池温度是由交流发电机24产生的电能够有效充到电池30中时的温度。因此，随着电池温度的降低而增大的交流发电机负荷控制增益在电池温度达到电池温度的下限值时设定为“1”，并且在电池温度达到最优电池温度附近时设定为“0”，该电池温度的下限值是交流发电机24的发电量需要最大时的温度。

此外，如图12所示，点火正时控制部56随着电池温度在最优电池温度以下的降低而减小点火正时延迟控制增益。点火正时延迟控制增益被设定为随着交流发电机负荷控制增益的增大而减小，以补偿通过在电池温度降低时增大交流发电机负荷控制增益而减小的从发动机10输出的扭矩的减小，并且点火正时延迟控制增益在交流发电机负荷控制增益变得接近于“1”时被设定为零。

在不能仅通过节气门开度控制来实现所需扭矩时利用把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来补充扭矩控制的情况下，如果电池温度降低，则交流发电机负荷控制增益随着电池温度的降低而增大。由此，交流发电机24的发电量增加，以增大从交流发电机24流到电池30中的电流，使得尽管由于电池温度降低而引起电池30的充电效率下降，但确保了储存在电池30中的电量。

此外，在如上所述地增加交流发电机24的发电量的情况下，交流发电机负荷增大，使得从发动机10输出的扭矩降低。然而，当增大交流发电机负荷控制增益时，点火正时延迟控制增益随着交流发电机负荷控制增益增大而减小。在点火正时延迟控制增益减小的情况下，点火正时延迟量减小，使得通过将点火正时延迟而引起的扭矩减小的控制量也减小。

也就是说，如果电池温度降低，则交流发电机24的发电量增加，以增加从交流发电机24提供给发动机10的负荷，使得从发动机10输出到自动变速器35的扭矩减小。在这种情况下，点火正时延迟量减小，使得由点火正时延迟控制引起的扭矩减小的控制量减小。由此，能够通过减小点火正时延迟量来补偿因交流发电机24的发电量增加时出现的交流发电机负荷增大而减小的从发动机10输出到自动变速器35的扭矩的减小量。因此，从发动机10输出的扭矩变得接近于所需扭矩。

如上所述，在根据电池温度来执行点火正时延迟控制和/或交流发电机负荷控制的情况下，如果电池温度低于最优电池温度，则增加交流发电机负荷，以增加发电量，从而保证其充电效率已经下降的电池30的储存电量。以这种方式，能够在获得良好的充放电平衡的同时使得地扭矩控制。

图13是在变换自动变速器的速比时考虑电池电流的状态来控制交流发电机负荷的情况的说明图。此外，如果在根据从ECU 50的处理部51的速比变换控制部57输出的变换档位速度的指令来执行升档控制之后，所需扭矩没有变化并且电池电流没有大的变化，则ECU 50的处理部51的交流发电机负荷调节部59减小交流发电机24的发电量，所述电池电流是从电池30流到各个电部件中的电流。由此，交流发电机负荷也减小。也就是说，如果即使减小交流发电机负荷也能够从发动机10输出在大小上等于所需扭矩的扭矩，即，即使减小交流发电机负荷也能够实现所需扭矩，则交流发电机负荷调节部59减小交流发电机负荷。由此，从交流发电机24到发动机10的负荷减小。此外，如果所需扭矩没有变化，则发动机控制部54的点火正时控制部56设定基本恒定的点火正时。

如果所需扭矩从前述状态下降，则交流发电机负荷调节部59通过控制调节器25来控制交流发电机24，以增加交流发电机24的发电量，从而实现所需扭矩。由此，在交流发电机24发电时从交流发电机24提供给发动机10的交流发电机负荷也增加。此外，在这种情况下，通过经由点火正时控制部56控制点火电路11来延迟点火正时。如果所需扭矩降低，则增加交流发电机负荷并将点火正时延迟，使得从发动机10输出的扭矩减小到基本等于所需扭矩的扭矩。

因此，当所需扭矩在已经降低之后又增大回之前的大小时，交流发电机负荷调节部59将交流发电机负荷减小回之前的大小，并且点火正时控制部56将点火正时提前到之前的点火正时。

在车辆1在前述状态下移动并且根据从速比变换控制部57输出的升档指令来执行升档之后，交流发电机负荷调节部59再次减小交流发电机24的发电量，以减小交流发电机负荷。这时，在电部件的电力消耗减小并且在从前次变换变速比到本次变换变速比期间电池电流下降的情况下，与交流发电机负荷调节部59在电力消耗未减小且因此电池电流高于当前电池电流的情况下减小交流发电机负荷相比，交流发电机负荷调节部59更大地减小了交流发电机负荷。

具体来说，经由ECU 50的处理部51的电池电流获取部91来获取电池电流，并且电池电流获取部91将所获取的电池电流结果传送到交流发电机负荷调节部59。已经接收到该电池电流结果的交流发电机负荷调节部59从该电池电流估算出电力负荷，然后根据所估算出的电力负荷、基于即使减小交流发电机负荷是否能够从发动机10输出在大小上等于所需扭矩的扭矩来确定是否能够减小交流发电机负荷。如果该确定表明能够减小交流发电机负荷，若电池电流越小和电力负荷越小、也就是电力消耗越小，则使交流发电机负荷越小。如果所需扭矩从该状态下降，则交流发电机负荷调节部59再次增加交流发电机负荷，以实现所需扭矩。

在这种情况下，在电池电流大于当前电池电流的情况下减小交流发电机负荷之后，交流发电机负荷增大到在通过减小所需扭矩来增加交流发电机负荷的情况下达到的交流发电机负荷的大小。也就是说，当要在所需扭矩已经降低时增加交流发电机负荷的情况下，交流发电机负荷增加到预定大小，而与电力消耗的大小或该增加之前的交流发电机负荷的大小无关。

因此，当所需扭矩已经降低时，交流发电机负荷以这种方式增加到预定大小。在交流发电机负荷增加之前，交流发电机负荷处于减小状态。关于交流发电机负荷的这种减小，若电力消耗越小，则使交流发电机负荷越小。因此，在交流发电机负荷因所需扭矩的减小而增大时作出的交流发电机负荷增加量(即交流发电机负荷的增加量)在电力消耗相对小时比电力消耗相对大时更大。

因此，在所需扭矩已经减小并且要通过交流发电机负荷控制和点火正时延迟控制来实现该降低的所需扭矩的情况下，如果交流发电机负荷增加，则电力消耗越小，交流发电机负荷的增加量变得越大，使得相对来讲，电力消耗越小，点火正时延迟量变得越小。也就是说，在所需扭矩已经减小的情况下，电力消耗越小，则交流发电机负荷对通过把交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制来实现所需扭矩减小的贡献率变得越大。当曾减小的所需扭矩已经暂时恢复到之前的大小时，交流发电机负荷调节部59和点火正时控制部56使交流发电机负荷和点火正时返回到之前的状态。

当通过把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来控制从发动机10输出的扭矩时，如果由电池温度获取部92获取的电池温度降低，则前述车辆控制设备90经由交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷，并且经由点火正时控制部56减小点火正时延迟。也就是说，在电池温度降低的情况下，电池30的充电效率也下降，使得即使将交流发电机24产生的电供应到电池30，储存到电池30中的电量也下降。因此，在这种情况下，增加交流发电机负荷来增加由交流发电机24产生的发电量，因此增加供应到电池30的电量，从而在充电效率降低的情况下确保所储存的电量。

此外，在如上所述地增加交流发电机负荷的情况下，在扭矩减小控制期间的控制量也增大，使得扭矩可能比所需的降低得更多。然而，通过根据电池温度的降低来减小由点火正时控制部56控制的点火正时延迟量，能够抑制从发动机10输出的扭矩的过度减小。也就是说，能够通过点火正时延迟控制来补偿已经由随着电池温度的降低而增加的交流发电机负荷引起的扭矩减小量的增大。结果，能够更适当地执行把为了控制发动机10的输出而执行的交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制。

此外，当执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制时，交流发电机24的发电量根据电池温度而变化，并且，通过执行点火正时延迟控制来补偿由于与交流发电机24的发电量变化相关的交流发电机负荷变化而引起的扭矩减小控制量的变化。因此，在电池温度已经降低且充电效率已经降低的情况下，能够在使得供应到电池30的电量合适的同时实现所需扭矩。结果，在电池温度已经降低的情况下确保电池30的储存电量的同时，能够实现预期的发动机运行状态。

此外，最优电池温度被设定为电池30的如下温度：在该温度下，电池30能够利用由交流发电机24产生的电来有效充电。如果由电池温度获取部92获取的电池温度低于该最优电池温度，则交流发电机负荷调节部59增加交流发电机负荷。因此，能够根据电池温度更确定地对该电池充电。也就是说，如果电池温度降低，则增加交流发电机负荷。在扭矩减小控制时增加交流发电机负荷的情况下，因为由交流发电机负荷控制提供的扭矩减小的控制量增大，所以，也需要控制点火正时延迟量。因此，在与电池温度相关地在早期阶段增加交流发电机负荷的情况下，需要在早期阶段减小点火正时延迟量，以抑制扭矩减小的控制量过度增大。因此，在考虑电池温度来控制扭矩的情况下，将最优电池温度与由电池温度获取部92获取的电池温度相比较。如果所获取的电池温度低于最优电池温度，则增加交流发电机负荷，使得能够减少通过把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制来执行扭矩控制的机会。结果，能够更适当且容易地执行扭矩控制并且在电池30的温度已经降低的情况下确保电池30的储存电量。

此外，当发动机10冷时，执行点火正时延迟控制，以快速预热催化剂20。因此，当发动机10冷时，在为执行扭矩控制而执行的点火正时延迟控制时允许的控制量受到限制。此外，当发动机10冷时，电池30的温度也低。此外，如果电池温度降低，则根据第三实施例的车辆控制设备90增加交流发电机负荷并减小点火正时延迟量。因此，基于在发动机10的冷状态期间由于低的电池温度而引起的充电效率下降，减小点火正时延迟量。在发动机10的冷状态期间，点火正时延迟控制的控制量也如上所述地受到限制。因此，在这种情况下，能够适当地执行在发动机10的冷状态期间的控制和在因电池温度降低而引起的充电效率低的情况下执行的控制。结果，在电池温度已经降低的情况下，能够更适当且容易地确保电池30的储存电量并执行扭矩控制，并且能够更适当且容易地执行发动机10的在其冷状态期间的运行控制。

此外，如果即使在交流发电机负荷已经减小的情况下能够从发动机10输出在车辆1的行驶期间大小等于所需扭矩的扭矩，则电力消耗越少，使交流发电机负荷越小。如果所需扭矩从该状态起降低，则不管电力消耗如何，交流发电机负荷均根据所需扭矩而增加。因此，如果甚至在交流发电机负荷已经减小的情况下能够实现所需扭矩，则预先减小交流发电机负荷。因此，甚至在交流发电机负荷需要增加以减小从发动机10输出的扭矩的情况下能够更确定地增加交流发电机负荷。因此，能够更确定地实现所需扭矩。

此外，在点火正时延迟的情况下，催化剂20的温度上升。因此，在执行点火正时延迟控制之后，不能再次执行点火正时延迟控制，直到经过预定时间。因此，预先减小交流发电机负荷，以允许交流发电机负荷能够增加的足够的量。因此，在所需扭矩已经减小的情况下，若不能考虑执行点火正时延迟控制，则能够通过增加交流发电机负荷来控制扭矩。由此，能够在抑制催化剂20的温度升高的同时更确定地实现所需扭矩。结果，能够更适当地执行把用于控制发动机10的输出的交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制，该点火正时延迟控制是与交流发电机负荷控制不同的控制。

此外，由根据第二实施例的车辆控制设备80和根据第三实施例的车辆控制设备90执行的控制可与根据第一实施例的车辆控制设备2能够执行的控制无关地单独执行。在由根据第二实施例的车辆控制设备80和根据第三实施例的车辆控制设备90执行的控制与根据第一实施例的车辆控制设备2能够执行的控制无关地单独执行的情况下，能够获得上述效果，并且能够更适当地执行把用于控制发动机10的输出的交流发电机24负荷扭矩控制与除了该负荷扭矩控制之外的控制相组合的协调控制。

此外，虽然在上文中结合如下控制来描述了根据第二实施例的车辆控制设备80：即，当所需驱动力增大时，如果发动机扭矩达到最大扭矩则减小交流发电机负荷(见图9)，但是，当所需驱动力减小时，也可执行类似的控制。也就是说，在发动机扭矩由于所需驱动力的减小而减小的情况下，如果发动机扭矩达到作为能够由发动机10产生的最小扭矩的最小发动机扭矩，则增加交流发电机负荷。由此，从发动机10输出到自动变速器35的扭矩减小，因此，实际产生的驱动力也减小。也就是说，在发动机扭矩已经达到最小发动机扭矩的情况下，交流发电机负荷的增加将使得实际产生的驱动力小于最小产生驱动力，该最小产生驱动力是在当前档位速度下能够产生的最小驱动力。

因此，在要产生的驱动力超过能够通过调节节气门开度而产生的驱动力的情况下，也就是说，在输出最大发动机扭矩时仍要求进一步增加扭矩的情况下，或者在输出最小发动机扭矩时仍要求进一步减小扭矩的情况下，通过协调节气门开度控制和交流发电机负荷控制来实现这种扭矩要求。由此，能够推迟变速比变换正时，并且能够减小所执行的变速次数，使得能够抑制变换变速比时的换档冲击或者由于频繁进行换挡而引起的换档忙碌状态时。结果，能够在车辆1的行驶期间提高车辆1的舒适性，同时确定地实现所需驱动力。

此外，虽然根据第二实施例的车辆控制设备80在发动机扭矩达到最大扭矩或最小扭矩的情况下通过控制交流发电机负荷来推迟换档正时，但也可在除了发动机扭矩已经达到最大扭矩或最小扭矩的情况之外的情况下执行推迟换档正时的控制。例如，在从加速器操作量或加速器踏板40的下压速度等而确定驾驶员的所需驱动力的变动小的情况下，以及在当前变速比不适于实现所需扭矩的情况下，可通过控制交流发电机负荷来实现所需驱动力。由此，能够执行车辆1的精细控制，同时防止由于变换变速比而引起的响应延迟或由于换档而引起的换档冲击。顺便提及，如果不能通过控制交流发电机负荷来实现目标驱动力，或者如果交流发电机负荷控制持续超过预定的设定时间，则自动变速器以变速比进行换档。

此外，如果所需驱动力改变，则根据第二实施例的车辆控制设备80通过执行交流发电机负荷控制来执行推迟换档正时的控制。然而，也可为了除推迟换档正时之外的目的来执行在变换变速比时改变交流发电机负荷的控制。例如，交流发电机负荷控制也可用于在降挡期间控制扭矩。当进行降档时，需要将发动机转速增大到与从发动机10到驱动轮的传动系的变速比和车速相对应的转速。然而，在降档时，由于如上所述必须升高发动机转速，所以大部分发动机扭矩用于增加发动机转速。由此，有时会出现虽然驾驶员希望在变换变速比期间使车辆加速但却不能从发动机输出驾驶员所需的扭矩，并且执行精细控制变得不可能。因此，如果在变速比降档期间加速器踏板40被下压且因此驾驶员所需的扭矩变大，则通过减小交流发电机负荷来增大从发动机10输出的扭矩。由此，能够通过交流发电机负荷控制来执行不能通过仅调节节气门开度来控制扭矩的区域内的扭矩控制、也就是档位速度变换期间的短时间内的扭矩控制，使得能够执行与驾驶员的要求相应的对车辆1的行驶控制。

此外，如果即使减小交流发电机负荷也能够实现所需扭矩，则根据第三实施例的车辆控制设备90通过减小交流发电机负荷来确保交流发电机负荷控制量(见图13)。如果在交流发电机24在最大极限附近发电时执行这种减小，以这种方式减小交流发电机负荷具有增加的效果。也就是说，在交流发电机24在最大极限附近发电的情况下，即使在希望通过增加交流发电机负荷来减小从发动机10输出的扭矩时也不能增加交流发电机负荷。因此，在交流发电机24在最大极限附近进行发电的情况下，基于电池电量来确定是否能够暂时减小发电量，并且如果能够减小发电量，则在输出扭矩减小要求之前暂时减小发电量。也就是说，暂时减小了交流发电机负荷，并且，如果存在扭矩减小要求，则增加交流发电机负荷。由此，能够更确定地实现所需扭矩。

此外，在根据第三实施例的车辆控制设备90中，当要在交流发电机24的发电量暂时减小之后存在扭矩减小要求时增加交流发电机负荷的情况下，如果执行把点火正时延迟控制与交流发电机负荷控制相组合的协调控制并且以短的间隔执行该延迟控制，则在经过了不能执行点火正时延迟控制的预定的设定时间之后，发电量逐渐恢复到之前的量。也就是说，由于从保护催化剂20的角度出发不能在执行点火正时延迟之后的短时间内再次执行点火正时延迟控制，所以执行点火正时延迟控制，然后减小交流发电机负荷并将其设定在能够增加交流发电机负荷的待用状态。然后，如果存在扭矩减小要求，则执行通过增加交流发电机负荷来减小扭矩的控制。在经过了不能执行延迟控制的预定的设定时间之后，交流发电机负荷逐渐减小，而点火正时延迟量逐渐增大。由此，能够更适当地执行把用于控制发动机10的输出的交流发电机负荷控制与点火正时延迟控制相组合的协调控制。

此外，如果执行设定待用状态的控制，其中如果存在扭矩减小要求则能够通过暂时减小交流发电机24的发电量且因此产生交流发电机负荷的减小状态来确定地减小扭矩，则能够通过估算是否将会有扭矩减小要求来执行更合适的控制。例如，在变换自动变速器35的变速比时，能够知道在输出扭矩减小要求之前有多少秒。因此，在监控电池电压、即电力消耗的同时时，减小交流发电机24的发电量。然后，在即使交流发电机负荷减小时也能够获得所需扭矩的情况下，预先减小发电量。因此，通过预测将来的扭矩减小要求和基于该预测执行减小交流发电机负荷的控制，能够更确定地实现所需扭矩。

此外，由根据第一实施例至第三实施例的车辆控制设备2、80和90执行的控制和其他前述控制可组合使用。通过根据设置在车辆1中的各种设备的构造或车辆1的使用方式来适当地组合这些控制，能够适当地执行交流发电机24负荷扭矩控制和诸如点火定时延迟控制等的其他控制，并且与单独执行各个控制的情况相比，还能够获得放大的效果或不同的效果。由此，能够更适当地执行把用于控制发动机10的输出的交流发电机24负荷扭矩控制与其他控制相组合的协调控制。

如上所述，对于配备有能够通过将负荷提供给发动机来减小从发动机输出的扭矩的辅机的车辆、尤其是在发动机运行时能够任意调节从辅机提供给发动机的负荷的车辆来说，根据本发明的车辆控制设备是有用的。

Claims (4)

1.一种车辆控制设备，所述车辆控制设备包括辅机(24)，所述辅机能够通过将负荷提供给内燃机来调节从所述内燃机输出的扭矩，其特征在于，所述车辆控制设备包括：

点火正时控制部(56)，所述点火正时控制部(56)设置成调节所述内燃机(10)的点火正时，并且所述点火正时控制部(56)通过执行所述点火正时的延迟控制来调节从所述内燃机(10)输出的扭矩；

辅机负荷调节部(59)，所述辅机负荷调节部(59)调节辅机负荷，所述辅机负荷是从所述辅机(24)提供给所述内燃机(10)的负荷；以及

催化剂(20)，所述催化剂(20)净化从所述内燃机(10)排出的排气，其中

所述点火正时控制部(56)随着所述催化剂(20)的温度的升高而减少所述点火正时的延迟，并且所述辅机负荷调节部(59)随着所述催化剂(20)的温度的升高而增加所述辅机负荷，

所述辅机(24)设置成通过使用由所述内燃机(10)产生的扭矩来发电，且设置成当所述辅机(24)发电时通过改变所述辅机(24)的发电量来调节所述辅机负荷的大小从而调节从所述内燃机(10)输出的扭矩，并且

所述辅机负荷调节部(59)设置成通过控制在所述辅机(24)发电时所述辅机(24)的发电量来调节所述辅机负荷，并且，如果通过减小所述辅机负荷能够从所述内燃机(10)输出在大小上等于要从所述内燃机(10)输出的所需扭矩的扭矩，则所述辅机负荷调节部(59)随着电力消耗的减少而减小所述辅机负荷，并且如果当所述辅机负荷已经减小时所需扭矩降低，则所述辅机负荷调节部(59)增加所述辅机负荷，并且其中，

所述车辆控制设备还包括：

速比变换设备(35)，所述速比变换设备(35)以期望的变速比改变从所述内燃机(10)输出的扭矩，并且将所述扭矩向驱动轮(5)输出；以及

速比变换控制部(57)，所述速比变换控制部(57)执行所述速比变换设备(35)的速比变换控制，其中

在要增加由所述驱动轮(5)产生的驱动力时，只要从所述内燃机(10)输出的扭矩变得等于预定扭矩，所述辅机负荷调节部(59)就减小所述辅机负荷，并且，

所述速比变换控制部(57)将变换正时推迟到如下正时，该正时晚于在所述辅机负荷未减小时设定的改变所述速比变换设备(35)的变速比的正时。

2.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其特征在于，所述车辆控制设备还包括：

进气量调节装置(18)，所述进气量调节装置(18)用于在所述内燃机(10)运行时调节进气量，其中

如果所述进气量调节装置(18)的负荷变得大于或等于预定负荷，则所述辅机负荷调节部(59)增加所述辅机负荷的调节量。

3.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其特征在于，所述车辆控制设备还包括：

进气量调节装置(18)，所述进气量调节装置(18)用于在所述内燃机(10)运行时调节进气量，其中

如果所述扭矩的调节要求超过通过所述进气量调节装置(18)的所述进气量的调节能够实现的范围，则所述辅机负荷调节部(59)增大所述辅机负荷的调节量。

4.根据权利要求1或2所述的车辆控制设备，其特征在于：

所述辅机(24)设置成通过使用由所述内燃机(10)产生的扭矩来发电，且设置成通过调节当所述辅机(24)发电时提供给所述内燃机(10)的负荷的大小来调节从所述内燃机(10)输出的扭矩，并且，所述辅机负荷调节部(59)随着蓄电装置(30)的温度的降低而增加所述辅机(24)的发电量，所述蓄电装置(30)储存由所述辅机(24)产生的电。

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