CN103452683A - 用于混合动力汽车的控制装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于混合动力汽车的控制装置和控制方法。当从第一电动发电机（4）向内燃机（1）施加的负转矩（Tg）变成等于最大值（Tgm）时，通过减小增压或减小节流阀开度来减小发动机（1）的输出转矩（Te），以便抑制发动机转速从目标值向更高侧的偏离。更具体一些，在节流阀（26）被驱动以减小发动机（1）的节流阀开度之前，废气闸阀（24）被驱动以便减小发动机（1）的涡轮增压器（21）的增压，以便实现发动机（1）的输出转矩（Te）的减小。因而，发动机（1）的输出转矩（Te）能够适当地减小。

Description

用于混合动力汽车的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及用于混合动力汽车的控制装置和控制方法。

背景技术

如公开号为2007-314127的日本专利申请（JP2007-314127A）中示出的混合动力汽车安装有内燃机和电动发电机，内燃机配备有增压器，电动发电机在抑制发动机旋转的方向上向内燃机施加转矩（负转矩）的同时产生电力。在这种类型的混合动力汽车中，增压可变机构被驱动以便调整由发动机的增压器产生的增压，并且发动机的节流阀被驱动以便调节节流阀开度。

在上述的混合动力汽车中，通过控制发动机中的增压和节流阀开度，内燃机的输出转矩被控制到当前要求值。更具体来说，控制增压和节流阀开度使得供给到发动机的各个气缸中的空气量被控制，并且燃料以与所控制的空气量对应的量被供给到气缸中。因此，如果通过控制增压和节流阀开度来控制供给到发动机的各个气缸中的空气量，则根据空气量来控制在发动机的气缸中的空气燃料混合物的量，并且控制基于空气燃料混合物的燃烧而产生的发动机的输出转矩。

在混合动力汽车中，如果在内燃机正运行的同时电动发电机作为发电机工作，则从电动发电机向发动机施加负转矩。因此，电动发电机在通过控制发动机的输出转矩和由电动发电机产生的负转矩而将发动机转速调整到目标值的同时，能够产生电力。

同时，当发动机的输出转矩由于发动机运行状态的变化而变得过大时，则例如，施加到发动机的负转矩被增加以将发动机转速限制到目标值，并且产生负转矩的电动发电机进入高负荷状态。如果电动发电机由于发动机的过剩输出转矩而处于高负荷状态，则电动发电机易于以高速旋转。

在这一点上，能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值根据电动发电机的驱动状态而变化，例如电动发电机在发电期间的旋转速度。更具体来说，随着作为发电机工作的电动发电机的旋转速度的增加，能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值倾向于减小。

如果由于发动机的过剩输出转矩而使电动发电机进入上述的高负荷、高旋转速度状态，并且如果能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值减小，则可能发生下列现象。即，即使从电动发电机向发动机施加负转矩的最大值，发动机转速也不能限制到目标值，并且发动机转速从目标值向更高侧偏离。

在JP2007-314127A、公开号为2003-111206的日本专利申请（JP2003-111206A）、和公开号为11-55810的日本专利申请（JP11-55810A）中，建议当施加负转矩到发动机的电动发电机的温度较高时减小内燃机的输出转矩。电动发电机在一些情形下进入高温状态，诸如作为发电机工作的电动发电机进入高负荷、高旋转速度状态的情形。在JP2003-111206A中描述的控制系统配置为当电动发电机的温度较高时减小从电动发电机向发动机施加的负转矩，从而减小电动发电机的负荷和降低电动发电机的温度。于是，由于上述电动发电机产生的负转矩的减小而使发动机的输出转矩减小以抑制发动机转速的增加。

如果如在JP2007-314127A、JP2003-111206A、JP11-55810A中所述的，当电动发电机的温度由于电动发电机的高负荷、高旋转速度状态而升高时使得内燃机的输出转矩减小，则为了将发动机转速限制到目标值而所需要的从电动发电机向发动机施加的负转矩能够被减小。由于电动发电机的负转矩如此减小以将发动机转速限制到目标值，能够抑制或减小电动发电机的负荷，并且也能够抑制或减小电动发电机的旋转速度。结果，不容易由于电动发电机的高负荷、高旋转速度状态而发生下列现象或防止由于电动发电机的高负荷、高旋转速度状态而发生下列现象。即，在从电动发电机向发动机施加的负转矩不足够大从而不能将发动机转速限制到目标值的情形下，能够防止发动机转速从目标值向更高侧偏离。

作为当电动发电机的温度较高时减小发动机的输出转矩的方法，在JP2007-314127A中建议减小由发动机的增压器产生的增压。虽然在JP2003-111206A和JP11-55810A中未清楚地描述当电动发电机的温度较高时减小发动机的输出转矩的方法，但是由于在发动机中未设置增压器所以推定是通过减小节流阀开度来减小发动机的输出转矩。

在配备有增压器的内燃机中，作为当电动发电机的温度较高时减小发动机的输出转矩的方法，如上所述可以减小增压或可以减小节流阀开度；然而，还没有充分地研究从这些方法中选择一种方法的方式和这些方法的执行顺序。因此，根据所选择的减小发动机的输出转矩的方法、这些方法的执行顺序等，可能不能适当地减小发动机的输出转矩。例如，可以建议选择减小节流阀开度作为减小发动机的输出转矩的方法之一。然而，在增压较高的情形下，即使减小了节流阀开度，供给到发动机气缸中的空气量也不容易减小；因此，不能通过减小节流阀开度来适当地减小发动机的输出转矩。

发明内容

本发明提供这样一种混合动力汽车的控制装置和控制方法：当即使从电动发电机向发动机施加负转矩发动机转速也从目标值向更高侧偏离时，该控制装置和控制方法能够适当地减小配备有增压器的内燃机的输出转矩从而减小或消除发动机转速从目标值的偏离。

当电动发电机作为发电机工作时，在配备有增压器的内燃机运行期间，由电动发电机产生的负转矩被施加到内燃机。此时，控制发动机的输出转矩和电动发电机的负转矩，使得能够将发动机转速调整到目标值。然而，如果在控制发动机转速的同时发动机的输出转矩变得过大，则从电动发电机向发动机施加以将发动机转速限制到目标值的负转矩增加，并且电动发电机进入高负荷状态。如果电动发电机处于高负荷状态，则电动发电机容易以高速度旋转。随着电动发电机的旋转速度增加，能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值则减小。因此，当电动发电机处于高负荷状态时，即使从电动发电机向发动机施加负转矩的最大值也不能将发动机转速限制到目标值，并且发动机转速会从目标值向更高侧偏离。

为了解决发动机转速从目标值的偏离，根据本发明的第一方案，用于混合动力汽车的控制装置包括控制器。所述控制器被配置为：在从所述电动发电机向所述内燃机施加的负转矩被调节从而将所述内燃机的发动机转速限制到目标值的同时当所述电动发电机处于高负荷状态时，为了减小所述内燃机的输出转矩，所述控制器在驱动所述节流阀以减小所述节流阀开度之前，驱动所述增压可变机构以减小所述增压器的所述增压。

在上述布置中，在一开始减小增压使得供给到发动机的气缸的空气量也减小，从而减小发动机的输出转矩。由于如此减小的发动机的输出转矩，从电动发电机向发动机施加以将发动机转速限制到目标值的负转矩不容易增加，换句话说，电动发电机不容易进入高负荷状态或可防止其进入高负荷状态。结果，电动发电机的旋转速度不容易因电动发电机的高负荷状态而增加或可防止其增加，并且能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值不容易随着旋转速度增加而减小或可防止其随着旋转速度增加而减小。因此，发动机转速不容易从目标值向更高侧偏离或可防止其从目标值向更高侧偏离，并且即使从电动发电机向发动机施加负转矩的最大值，也无法将发动机转速调整到目标值。

即使发动机的输出转矩由于增压的减小而减小，但是由于从电动发电机向发动机施加的负转矩，也不能完全地防止发动机转速从目标值向更高侧偏离。在此情况下，节流阀开度被减小使得发动机的输出转矩进一步减小。在如上所述增压被减小的状态下，减小节流阀开度。借助这种布置，可以减小或消除这样的可能性：当在增压较高的状态下节流阀开度被减小时，供给到发动机的气缸的空气量不容易减小，以及发动机的输出转矩不能由于节流阀开度的减小而适当地减小。

如上所述，如果供给到发动机的气缸的空气量由于节流阀开度的减小而减小，则发动机的输出转矩被适当地减小。由于如此减小的发动机的输出转矩，从电动发电机向发动机施加以将发动机转速限制到目标值的负转矩不容易增加，换句话说，电动发电机不容易进入高负荷状态或可防止其进入高负荷状态。结果，电动发电机的旋转速度不容易因电动发电机的高负荷状态而增加或可防止其因电动发电机的高负荷状态而增加，并且，能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值不容易随着上面指出的旋转速度增加而减小或可防止其随着上面指出的旋转速度增加而减小。因此，在即使从电动发电机向发动机施加负转矩的最大值也无法将发动机转速调整到目标值的情形下，发动机转速不容易从目标值向更高侧偏离或可防止其从目标值向更高侧偏离。

在如上所述的方式中，当即使从电动发电机向配备有增压器的发动机施加负转矩发动机转速也从目标值向更高侧偏离时，发动机的输出转矩能适当地减小从而减小或消除所述偏离。借助如此减小的发动机的输出转矩，电动发电机不容易进入高负荷状态或可防止其进入高负荷状态，并且电动发电机的旋转速度不容易由于高负荷状态而增加或可防止其由于高负荷状态而增加。因此，能够从电动发电机向发动机施加的负转矩的最大值不容易随着电动发电机的旋转速度增加而减小或可防止其随着电动发电机的旋转速度增加而减小，并且能够减小或消除当向负转矩施加到发动机时发动机转速的上述偏离。

在上述的用于混合动力汽车的控制装置中，控制器可以被配置为：当从所述电动发电机向所述内燃机施加的所述负转矩等于其最大值时，判定所述电动发电机处于所述高负荷状态。

在上述的用于混合动力汽车的控制装置中，所述控制器可以被配置为：当所述电动发电机处于所述高负荷状态时，驱动所述增压可变机构以减小所述增压，从而抑制所述发动机转速从所述目标值向更高侧的偏离。进一步所述控制器可以被配置为：在因所述增压的减小而抑制了所述发动机转速从所述目标值向所述更高侧的所述偏离之后，驱动所述增压可变机构以将所述发动机转速保持在所述目标值。

如上所述，所述控制器可以被配置为：当电动发电机处于高负荷状态时，在驱动所述增压可变机构以减小所述增压之后，驱动所述节流阀以减小所述节流阀开度。

如果在从所述电动发电机向所述发动机施加的负转矩被控制从而将所述发动机转速限制到目标值的同时所述电动发电机处于高负荷状态，则所述控制器可以被配置为驱动所述增压可变机构以减小所述增压。然而，在某些情况下，即使所述增压可变机构被驱动以减小所述增压从而减小发动机的输出转矩，也不能完全地防止发动机转速从目标值偏离。在这种情况下，所述控制器可以被配置为在驱动所述增压可变机构以减小所述增压之后，驱动所述节流阀以减小所述节流阀开度从而抑制所述发动机转速从目标值向更高侧的偏离。进一步所述控制器可以被配置为：在因所述节流阀开度的减小而抑制了所述发动机转速从所述目标值向所述更高侧的所述偏离之后，驱动所述节流阀以将所述发动机转速保持在所述目标值。因此，能够适当地使发动机转速等于目标值。

混合动力汽车可以配备有包括行星齿轮系的差动齿轮装置，所述行星齿轮系包括行星齿轮、太阳齿轮以及内啮合齿轮作为三个旋转元件，并且所述行星齿轮系的三个旋转元件可以分别与汽车的内燃机、电动发电机和驱动轴连结。即，所述三个旋转元件中的一个旋转元件与所述发动机连结使得旋转运动能够在它们之间传送，并且所述三个旋转元件中的另一个旋转元件与所述电动发电机连结使得旋转运动能够在它们之间传送，而所述三个旋转元件中剩余的一个旋转元件与所述汽车的驱动轴连结使得旋转运动能够在它们之间传送。在这种情况下，所述控制器可以被配置为控制从所述电动发电机向所述内燃机施加的所述负转矩的大小，使得所述发动机转速变成等于所述目标值。

根据本发明的第二方案，用于混合动力汽车的控制方法包括：驱动内燃机的增压可变机构以调整由所述内燃机的增压器产生的增压；并且驱动所述内燃机的节流阀以调节其节流阀开度。在所述混合动力汽车上安装有内燃机和电动发电机，所述内燃机配备有增压器，所述电动发电机在向所述内燃机施加负转矩的同时产生电力。在从所述电动发电机向所述内燃机施加的负转矩被调节从而将所述内燃机的发动机转速限制到目标值的同时当所述电动发电机处于高负荷状态时，为了减小所述内燃机的输出转矩，在驱动所述节流阀以减小所述节流阀开度之前，驱动所述增压可变机构以减小所述增压器的所述增压。

附图说明

现在将参照附图描述本发明示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，其中相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1为示意性地示出应用本发明的控制装置的混合动力汽车的结构图；

图2为示出用于驱动内燃机和第一电动发电机的控制的处理概要的控制框图；

图3为表示相对于车速和加速器操作量的变化驾驶者请求转矩的变化模式的曲线图；

图4为表示相对于电池充电状态的变化充/放电要求功率的变化模式的曲线图；

图5为表示当内燃机以最佳燃料效率运行时输出转矩和发动机转速的组合的曲线图；

图6为用于解释由第一电动发电机产生的负转矩、内燃机的输出转矩、发动机转速和从驱动轴产生的转矩之间的关系的图；

图7为示出减小内燃机的输出转矩的过程的流程图；以及

图8为表示由第一电动发电机产生的负转矩的最大值的变化模式的曲线图，其根据第一电动发电机的旋转速度和使第一电动发电机运行的增压而变化。

具体实施方式

将参照图1至图8以混合动力汽车的控制装置的形式描述本发明的一个实施例，混合动力汽车上安装有内燃机和电动机作为原动机。如图1所示，安装在混合动力汽车上的内燃机1（可以简称为“发动机”）配备有涡轮增压器21作为增压器。涡轮增压器21包括涡轮21a和压缩机轮21b，涡轮21a因流经发动机1的排气通路22的排气的流动而旋转，压缩机轮21b与涡轮21a一起作为单元旋转从而将发动机1的进气通路23中的空气递送到发动机1的燃烧室1a。

内燃机1还设置有废气闸阀24作为增压可变机构，其使进气通路23内的压力（即，由涡轮增压器21产生的增压）可变。废气闸阀24装设在绕过排气通路22中的涡轮增压器21的涡轮21a的旁通通路25处，并且废气闸阀24的开度被调节使得旁通通路25中的排气的流通面积能够改变。随着废气闸阀24的开度增加以减小流向涡轮21a的排气的量，由发动机1的涡轮增压器21产生的增压减小。与此相反，随着废气闸阀24的开度减小以增加流向涡轮21a的排气的量，增压增加。

节流阀26布置在发动机1的进气通路23中的压缩机轮21b的下游。节流阀26的开度被调节以便使进气通路23中的空气的流通面积可变。在内燃机1中，从进气通路23供给至发动机1的各个燃烧室1a的空气的量能够通过调节节流阀26的开度而调整，并且从相应的燃料喷射阀27以与空气量对应的量喷射燃料，以便供给到燃烧室1a。因而，在发动机1的各个燃烧室1a中，通过调节节流阀26的开度来调整由空气和燃料构成的空气燃料混合物的量，从而，控制由空气燃料混合物的燃烧产生的发动机1的输出转矩。

动力分割装置2被设置用于将从发动机1产生的动力分割或划分为以下两种动力：经由副轴齿轮12和最终减速齿轮13传送到混合动力汽车的驱动轴3的动力；以及传送到第一电动发电机4的动力。作为动力分割装置2，采用具有行星齿轮系的差动齿轮装置，行星齿轮系包括行星齿轮、太阳齿轮以及内啮合齿轮。在动力分割装置2的行星齿轮系中，行星齿轮与发动机1连结使得旋转运动能够在它们之间传送，太阳齿轮与第一电动发电机4连结使得旋转运动能够在它们之间传送，而内啮合齿轮经由副轴齿轮12和最终减速齿轮13与驱动轴3连结使得旋转运动能够在它们之间传送。

而且，从第二电动发电机5产生的动力经由包括行星齿轮系的减速齿轮机构14、副轴齿轮12以及最终减速齿轮13传送到混合动力汽车的驱动轴3。借助传送到驱动轴3的动力，与驱动轴3联接的车轮11旋转，从而混合动力汽车行驶。减速齿轮机构14的行星齿轮系具有太阳齿轮、内啮合齿轮和行星齿轮，太阳齿轮与第二电动发电机5连结使得旋转运动能够在它们之间传送，内啮合齿轮与动力分割装置2的行星齿轮系的内啮合齿轮连结使得这两个内啮合齿轮作为单元可旋转，而行星齿轮被固定从而不相对于减速齿轮机构14的行星齿轮系的太阳齿轮和内啮合齿轮转动。

根据混合动力汽车的运行状态，诸如当发动机1起动时，第一电动发电机4主要用作发电机，但也可以用作电动机。根据混合动力汽车的运行状态，诸如当汽车减速时，第二电动发电机5主要用作电动机，但也可以用作发电机。混合动力汽车设置有逆变器7和转换器19，逆变器7和转换器19控制电池6和第一及第二电动发电机4和5之间的电力的输入和输出。逆变器7和转换器19可操作以供给由主要用作发电机的第一电动发电机4产生的电力给电池6，从而对电池6充电，从电池6或第一电动发电机4供给电力至主要用作电动机的第二电动发电机5。

混合动力汽车设置有电子控制单元15，其控制安装在汽车上的各种装置。电子控制单元15包括：CPU，其执行与上述提到的各种装置的控制相关的计算；ROM，其中存储有控制所需的程序和数据；RAM，其中暂时地存储CPU的计算结果等；输入和输出端口，通过这些端口信号被传送到外部和从外部接收信号；等等。

加速器位置传感器9和车速传感器10连接到电子控制单元15的输入端口，加速器位置传感器9检测由混合动力汽车的驾驶者操作的加速器踏板8的操作的量（加速器操作量），车速传感器10检测混合动力汽车的行驶速度（车速）。此外，曲柄位置传感器16、压力传感器17和旋转速度传感器18也连接到输入端口，曲柄位置传感器16输出与发动机1的曲轴的旋转相对应的信号，压力传感器17检测发动机1的进气压力（增压），旋转速度传感器18检测第一电动发电机4的旋转速度。

连接到电子控制单元15的输出端口的是用于使发动机1运行的各种装置的驱动电路，即，燃料喷射阀27的驱动电路、节流阀26的驱动电路、废气闸阀24的驱动电路等。此外，第一电动发电机4的驱动电路、第二电动发电机5的驱动电路、逆变器7的驱动电路以及转换器19的驱动电路也连接到输出端口。

电子控制单元15基于运行状态（诸如车速V和加速器操作量ACCP）和电池6的充电状态SOC来计算汽车要求功率Pt，并且控制从发动机1产生的动力和从第二电动发电机5产生的动力，使得能够获得汽车要求功率Pt。此时，由发动机1操作的第一电动发电机4用作发电机，以产生用于驱动第二电动发电机5等并且对电池6充电的电力。在汽车中执行发动机1、第一电动发电机4和第二电动发电机5的驱动控制以试图在总体上最小化汽车中的能量消耗。

下面，将描述当执行汽车中内燃机1、第一电动发电机4和第二电动发电机5的驱动控制时由电子控制单元15执行的操作。

图2是示意性地示出用于控制内燃机1和第一电动发电机4的驱动的一系列操作（S1-S5）的控制框图。一开始，基于加速器操作量ACCP和车速V计算由驾驶者请求的驾驶者请求转矩Tp作为来自汽车的驱动轴3的输出转矩（S1）。由此计算出的驾驶者请求转矩Tp例如相对于车速V和加速器操作量ACCP的变化而变化，如图3所示。然后，基于驾驶者请求转矩Tp和车速V来计算行驶功率P1作为根据驾驶者的请求而使汽车行驶所需的发动机1的动力（S2）。

另一方面，如图2所示，基于电池6的充电状态SOC来计算充/放电要求功率P2作为使第一电动发电机4运行以产生电力所需的发动机1的动力（S3）。由此计算出的充/放电要求功率P2例如相对于充电状态SOC的变化而变化，如图4所示。然后，如图2所示，通过将充/放电要求功率P2和上面提到的行驶功率P1相加来计算汽车要求功率Pt（S4）。汽车要求功率Pt是总体上需要从汽车中的发动机1产生的动力的总值。一旦计算出汽车要求功率Pt，用于使发动机1产生与汽车要求功率Pt相对应的动力的发动机1的输出转矩Te的要求值Ter和发动机转速Ne的目标值Net被计算（S5）。

关于这一点，通过组合发动机1的输出转矩Te和发动机转速Ne来判定内燃机1的动力。输出转矩Te和发动机转速Ne的组合（运行点）（其使发动机1的燃料效率最优化）例如相对于发动机1的动力的变化而沿着图5的实线（最佳燃料效率线）变化。在图5中，由虚线表示汽车要求功率Pt。表示汽车要求功率Pt的虚线例如根据汽车要求功率Pt的大小而变化如下。即，随着汽车要求功率Pt减小虚线朝着图5的曲线图的原点偏移，而随着汽车要求功率Pt增加虚线则远离图5的曲线图的原点偏移。在图2的S5的操作中，确定运行点或输出转矩Te和发动机转速Ne的组合，在该点处，表示汽车要求功率Pt的虚线和最佳燃料效率线（实线）在图5中彼此相交。然后，此组合的输出转矩Te被计算作为发动机1的输出转矩Te的要求值Ter，并且此组合的发动机转速Ne被计算作为发动机转速Ne的目标值Net。

通过图2中的操作S1-S5，由此计算的要求值Ter基于驾驶者的加速器操作量ACCP等被确定。一旦通过S5的操作计算出发动机1的输出转矩Te的要求值Ter和发动机转速Ne的目标值Net，则执行发动机1的驱动控制，例如发动机1中的节流阀开度的控制，使得发动机1的输出转矩Te变成等于要求值Ter。在通过发动机1的驱动控制将发动机1的输出转矩Te控制到要求值Ter时，执行用作发电机的第一电动发电机4的驱动控制（反馈控制）使得发动机转速Ne在此情形下变成等于目标值Net。即，控制在抑制发动机的旋转的方向上的从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的大小，使得基于曲柄位置传感器16的检测信号而获得的发动机转速Ne变成等于目标值Net。

图6示出了在将发动机转速Ne控制到目标值Net的同时将发动机1的输出转矩Te控制到要求值Ter时，输出转矩Te、发动机转速Ne和负转矩Tg之间的关系。将发动机1的输出转矩Te控制到要求值Ter，使得随着输出转矩Te增加而使将发动机转速Ne限制到目标值Net所需的负转矩Tg的大小也增加。关于这一点，在将发动机转速Ne控制到目标值Net的同时将输出转矩Te控制到要求值Ter的状态下当内燃机1处于稳定的运行时，在输出转矩Te和负转矩Tg之间建立了由下列等式表达的关系：Te=-{(1+ρ)/ρ}·Tg。在此等式中，“ρ”代表在动力分割装置2的行星齿轮系中太阳齿轮的齿数对内啮合齿轮的齿数的比率。

在将发动机转速Ne控制到目标值Net的同时将输出转矩Te控制到要求值Ter的状态下，通过下列等式表示从发动机1侧传送到驱动轴3的转矩Ts：Ts={1/(1+ρ)}·Te。如果转矩Ts没达到驾驶者请求转矩Tp，则控制第二电动发电机5的驱动使得从第二电动发电机5产生转矩Ts相对于驾驶者请求转矩Tp的不足量。此时从第二电动发电机5侧传送到汽车的驱动轴3的转矩Tm由下列等式表示：Tm=Tp-Ts。通过第二电动发电机5的驱动控制来控制第二电动发电机5的输出转矩使得能够获得转矩Tm，从而使来自汽车的驱动轴3的输出转矩等于驾驶者请求转矩Tp。

下面，将描述由电子控制单元15执行其控制的由发动机1的涡轮增压器21产生的增压的控制。在增压的控制中，基于发动机运行状态（诸如发动机1的输出转矩Te和发动机转速Ne）计算目标增压。可以采用发动机1的输出转矩Te的要求值Ter（其基于汽车要求功率Pt确定）作为发动机1的输出转矩Te。然后，驱动废气闸阀24使得发动机1的实际增压等于由此获得的目标增压。

当例如由于发动机运行状态的变化而使发动机1的输出转矩Te变得过大时，从第一电动发电机4向发动机1施加的以将发动机转速Ne限制到目标值Net的负转矩Tg增加，并且第一电动发电机4进入高负荷状态。当第一电动发电机4因发动机1的过剩输出转矩Te而处于高负荷状态时，第一电动发电机4容易以高速旋转。

关于这一点，能够向发动机1施加的第一电动发电机4的负转矩Tg的最大值Tgm，根据第一电动发电机4的驱动状态（诸如在发电期间第一电动发电机4的旋转速度Ng）而变化。更具体来说，随着作为发电机运行的第一电动发电机4的旋转速度Ng增加，能够从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的最大值Tgm趋向于减小。

如果如上所述，第一电动发电机4由于发动机1的过剩输出转矩Te而进入高负荷、高旋转速度状态，并且如果能够从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的最大值Tgm减小，则会发生下列现象。即，即使由第一电动发电机4产生的负转矩Tg的最大值Tgm被施加到发动机1，发动机转速Ne也不能向下减小到目标值Ne，并且发动机转速Ne从目标值Net向更高侧偏离。在此实施例中，为了解决发动机转速Ne的偏离，在从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg被控制从而将发动机转速Ne调整到目标值Net的同时，当第一电动发电机4进入高负荷状态时，发动机1的输出转矩Te以下述方式减小。即，在驱动节流阀26以减小发动机1的节流阀开度之前，驱动废气闸阀24以减小由发动机1的涡轮增压器21产生的增压。增压的减小和节流阀开度的减小导致发动机1的输出转矩Te的减小。

基于从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg变成等于最大值Tgm的状态，判定第一电动发电机4处于高负荷状态。由于最大值Tgm是由第一电动发电机4的运行状态被判定为负转矩Tg的上限的值，所以此值Tgm可以基于运行状态等而获得。

下面，将描述根据此实施例的混合动力汽车的控制装置的操作。当从第一电动发电机4向内燃机1施加的负转矩Tg被控制从而将发动机转速Ne调整到目标值Net时，如果第一电动发电机4进入高负荷状态则发动机1的输出转矩Te以下述方式被减小。

一开始，增压被降低使得供给到发动机1的气缸的空气的量减小，从而发动机1的输出转矩Te减小。由于由此减小的发动机1的输出转矩Te，从第一电动发电机4向发动机1施加的从而将发动机转速Ne限制到目标值Net的负转矩Tg不容易增加，换句话说，第一电动发电机4不容易进入高负荷状态或防止其进入高负荷状态。结果，第一电动发电机4的旋转速度Ng不容易因第一电动发电机4的高负荷状态而增加或防止其增加，并且从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的最大值Tgm不容易随着旋转速度Ng增加而减小或可防止其随着旋转速度Ng增加而减小。因此，在即使从第一电动发电机4向发动机1施加负转矩Tg的最大值Tgm也无法将发动机转速Ne调整到目标值Net的情形中，发动机转速Ne不容易从目标值Net向更高侧偏离或可防止其从目标值Net向更高侧偏离。

即使发动机1的输出转矩Te因增压的减小而减小，但是由于从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg，所以也不能完全地防止发动机转速Ne从目标值Net向更高侧偏离。在这种情况下，节流阀开度被减小使得发动机1的输出转矩Te被进一步减小。如上所述，在增压被减小的状态下减小节流阀开度。因此，可以避免另外的可能情形：因为在增压为高的同时节流阀开度被减小，所以不容易减小供给到发动机1的气缸的空气量，以及发动机1的输出转矩Te不能因节流阀开度的减小而适当地减小。

如果供给到发动机1的气缸的空气量因节流阀开度的减小而减小，则发动机1的输出转矩Te适当地减小。由于这样减小的发动机1的输出转矩Te，从第一电动发电机4向发动机1施加的以便将发动机转速Ne限制到目标值Net的负转矩Tg不容易增加，换句话说，第一电动发电机4不容易进入高负荷状态或可防止其进入高负荷状态。结果，第一电动发电机4的旋转速度Ng不容易因第一电动发电机4的高负荷状态而增加或可防止其因第一电动发电机4的高负荷状态而增加，并且能够从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的最大值Tgm不容易随着旋转速度Ng增加而减小或可防止其随着旋转速度Ng增加而减小。因此，在即使从第一电动发电机4向发动机1施加负转矩Tg的最大值Tgm也无法将发动机转速Ne调整到目标值Net的情形下，发动机转速Ne不容易从目标值Net向更高侧偏离或可防止其从目标值Net向更高侧偏离。

在如上所述的方式中，当即使从第一电动发电机4向发动机1施加负转矩Tg发动机转速Ne也从目标值Net向更高侧偏离时，发动机1的输出转矩Te能够适当地减小以便减小或消除偏离。由于这样减小的发动机1的输出转矩Te，第一电动发电机4不容易进入高负荷状态或可防止其进入高负荷状态，并且第一电动发电机4的旋转速度Ng不容易因高负荷状态而增加或可防止其增加。因此，能够从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的最大值Tgm不容易随着第一电动发电机4的旋转速度Ng增加而减小或可防止其随着第一电动发电机4的旋转速度Ng增加而减小，并且能够减小或消除上述当向发动机1施加负转矩Tg时发动机转速Ne的偏离。

图7为示出当从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg变成等于最大值Tgm时减小发动机1的输出转矩Te的转矩减小程序的流程图。转矩减小程序作为中断程序由电子控制单元15以给定的时间间隔周期性地执行。

在图7的程序中，一开始计算第一电动发电机4的负转矩Tg的最大值Tgm（S101）。在此步骤中，基于第一电动发电机4的运行状态（例如，第一电动发电机4的旋转速度Ng和用于使第一电动发电机4运行的增压VH）计算最大值Tgm。由此计算的最大值Tgm根据如由图8中的实线之一所表示的图形随着第一电动发电机4的旋转速度Ng而变化，并且随着用于使第一电动发电机4运行的增压VH减小，最大值Tgm的变化图形如由图8中的箭头所表示的变化。

当发动机速度Ne从目标值Net向更高侧偏离时，从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg增加以便减小或消除偏离。如果负转矩Tg增加并且变成等于或大于最大值Tgm，则负转矩Tg被限制到最大值Tgm。在转矩减小程序的步骤S102的操作中，判定由第一电动发电机4产生的负转矩Tg是否被限制到最大值Tgm，换句话说，判定负转矩Tg是否变成等于最大值Tgm。如果在步骤S102中作出肯定判定（是），则判定第一电动发电机4处于高负荷状态，并且执行一系列操作（S103-S105）以减小发动机1的输出转矩Te。

在该系列操作中，一开始基于废气闸阀24的开度来判定内燃机1是否正被涡轮增压器21增压（S103）。更具体一些，当废气闸阀24未处于全开状态时，判定发动机1正被涡轮增压器21增压。在这种情况下，执行减小由发动机1的涡轮增压器21产生的增压的增压减小操作（S104）。在增压减小操作中，废气闸阀24的开度被调节以增加，使得增压减小，从而发动机1的输出转矩Te减小。当能够通过向发动机1施加第一电动发电机4的负转矩Tg而抑制发动机转速Ne从目标值Net向更高侧的偏离时，由于输出转矩Te的减小，通过废气闸阀24的开度的调节来控制增压，使得发动机转速Ne保持在目标值Net。更具体一些，基于发动机转速Ne从目标值Net的偏离来执行增压的反馈控制，使得偏离变成等于“0”。

在某些情况下，甚至在通过将废气闸阀24驱动到全开位置且通过使增压向下减小到最低可能水平来减小发动机1的输出转矩Te的状态下，通过上述的增压减小操作也不能抑制发动机转速Ne从目标值Net向更高侧的偏离。在这种情况下，即使将第一电动发电机4的负转矩Tg（最大值Tgm）施加到发动机1，也无法抑制上述发动机转速Ne从目标值Net的偏离。

在此状态下，在步骤S102作出肯定判定（是）之后在步骤S103中作出否定判定（否）。结果，执行减小发动机1的节流阀开度的节流阀开度减小操作（S105）。在节流阀开度减小操作中，节流阀26的开度被调节以减小，使得发动机1的输出转矩Te减小。由于如此减小的输出转矩Te，能够通过向发动机1施加第一电动发电机4的负转矩Tg来抑制发动机转速Ne从目标值Net向更高侧的偏离。如果能够以这种方式抑制发动机转速Ne从目标值Net的偏离，则节流阀开度被控制使得发动机转速Ne保持在目标值Net。更具体一些，基于发动机转速Ne从目标值Net的偏离来执行节流阀开度的反馈控制，使得偏离变成等于“0”。

当从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg变成等于或大于最大值Tgm时，执行步骤S103-S105的操作以减小发动机1的输出转矩Te，使得在执行节流阀开度减小操作（S105）之前，如果发动机1正被增压则执行增压减小操作（S104）。结果，在增压减小操作中通过将废气闸阀24的开度调节到更大开度来减小增压之后，在节流阀开度减小操作中朝向关闭位置驱动节流阀26，使得节流阀开度减小。如上所述，通过在减小增压之后减小节流阀开度以便减小发动机1的输出转矩Te，当节流阀开度被减小时能够适当地减小发动机1的输出转矩Te。

上述详细描述的实施例提供了下列效果。（1）当发动机转速Ne从目标值Net向更高侧偏离时，在从第一电动发电机4向发动机1施加负转矩Tg的最大值Tgm和用作发电机的第一电动发电机4处于高负荷状态的情形下，发动机1的输出转矩Te能够适当地减小以减小或消除偏离。由于由此减小的发动机1的输出转矩Te，第一电动发电机4不容易进入高负荷状态或防止其进入高负荷状态，并且第一电动发电机4的旋转速度Ng不容易因第一电动发电机4的高负荷状态而增加或防止其增加。因此，从第一电动发电机4向发动机1施加的负转矩Tg的最大值Tgm不容易随着第一电动发电机4的旋转速度Ng增加而减小或可防止其随着第一电动发电机4的旋转速度Ng增加而减小，并且当将负转矩Tg施加到发动机1时能够减小或消除发动机转速Ne从目标值Net的上述偏离。

（2）当发动机1的输出转矩Te通过增压减小操作和节流阀开度减小操作而减小时，在增压减小操作中减小增压之后，在节流阀开度减小操作中减小节流阀开度。因而，当节流阀开度减小时能够适当地减小发动机1的输出转矩Te。

（3）在增压减小操作中，当能够通过将废气闸阀24的开度调节到更大开度而减小增压来抑制发动机转速Ne从目标值Net向更高侧的偏离时，通过废气闸阀24的开度的调节来控制增压使得将发动机转速Ne保持在目标值Net。因此，能够适当地使得发动机转速Ne等于目标值Net。

（4）在节流阀开度减小操作中，当能够通过将节流阀26的开度调节到更小开度来抑制发动机转速Ne从目标值Net向更高侧的偏离时，节流阀开度被控制使得将发动机转速Ne保持在目标值Net。因此，能够适当地使得发动机转速Ne等于目标值Net。

所示出的实施例可以如下修改。尽管基于第一电动发电机4的负转矩Tg等于最大值Tgm的情形判定第一电动发电机4处于高负荷状态，但是本发明不限于此。例如，考虑到当用作发电机的第一电动发电机4的负荷更高时第一电动发电机4的温度也增加的事实，基于第一电动发电机的温度等于或高于给定的标准值的情形，可以判定第一电动发电机4处于高负荷状态。

关于动力分割装置2的行星齿轮系中的三个旋转元件（即行星齿轮、太阳齿轮以及内啮合齿轮）与发动机1、第一电动发电机4和驱动轴3的连结或连接，可以采用除了示出实施例的那些组合以外的这些元件和部件的组合。

动力分割装置2可以由两个以上行星齿轮系构成。虽然反馈控制（即，基于发动机转速Ne和目标值Net之间的差来调节第一电动发电机4的负转矩Tg的大小使得发动机转速Ne变成接近或等于目标值Net的控制）被示出为用于将发动机转速Ne调整到目标值Net的第一电动发电机4的驱动控制，但是本发明不限于此类型的控制。例如，可以采用无发动机转速Ne的反馈的控制第一电动发电机4的开环控制，来作为第一电动发电机4的的驱动控制。

可以采用可变容量类型的涡轮增压器等来作为增压器。在此情况下，能够通过改变涡轮增压器的容量而使增压改变；因此，涡轮增压器还用作增压可变机构，并且不需设置旁通通路25和废气闸阀24。

可以采用机械增压器、电增压器等作为增压器。当采用机械增压器作为增压器时，可以设置允许从增压器输送的增压后的空气从发动机1的进气系统漏出的阀等作为增压可变机构。当采用电增压器作为增压器时，能够通过控制增压器的驱动来改变增压；因此，增压器还用作增压可变机构。

尽管本发明应用于分割型的混合动力汽车，作为其上安装有作为原动机的电动机和内燃机的混合动力汽车，在示出的实施例中，本发明也可应用于串联式混合动力汽车，或者能够在并联式和串联式之间切换的混合动力汽车。

尽管在示出的实施例中本发明应用于具有两个电动发电机的汽车，但是本发明也可应用于仅包括一个电动发电机的汽车，其根据需要用作电动机或发电机。

Claims (11)

1.一种用于混合动力汽车的控制装置，在所述混合动力汽车上安装有内燃机（1）和电动发电机（4），所述内燃机（1）配备有增压器（21），所述电动发电机（4）在向所述内燃机（1）施加负转矩的同时产生电力，所述内燃机（1）包括：增压可变机构（24），其能操作以调整由所述增压器（21）产生的增压；和节流阀（26），其能操作以控制其所述内燃机（1）的节流阀开度，其特征在于所述用于混合动力汽车的控制装置包括：

控制器（15），其被配置为：在从所述电动发电机（4）向所述内燃机（1）施加的负转矩被调节从而将所述内燃机（1）的发动机转速限制到目标值的同时当所述电动发电机（4）处于高负荷状态时，为了减小所述内燃机（1）的输出转矩，所述控制器（15）在驱动所述节流阀（26）以减小所述节流阀开度之前，驱动所述增压可变机构（24）以减小所述增压器（21）的所述增压。

2.根据权利要求1所述的用于混合动力汽车的控制装置，其中

所述控制器（15）被配置为：当从所述电动发电机（4）向所述内燃机（1）施加的所述负转矩等于其最大值时，判定所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态。

3.根据权利要求1或2所述的用于混合动力汽车的控制装置，其中：

所述控制器（15）被配置为：当所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态时，驱动所述增压可变机构（24）以减小所述增压，从而抑制所述发动机转速从所述目标值向更高侧的偏离；并且

所述控制器（15）被配置为：在因所述增压的减小而抑制了所述发动机转速从所述目标值向所述更高侧的所述偏离之后，驱动所述增压可变机构（24）以将所述发动机转速保持在所述目标值。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于混合动力汽车的控制装置，其中

所述控制器（15）被配置为：当所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态时，在驱动所述增压可变机构（24）以减小所述增压之后，驱动所述节流阀（26）以减小所述节流阀开度。

5.根据权利要求4所述的用于混合动力汽车的控制装置，其中：

所述控制器（15）被配置为：当所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态时，驱动所述节流阀（26）以减小所述节流阀开度，从而抑制所述发动机转速从所述目标值向更高侧的偏离；并且

所述控制器（15）被配置为：在因所述节流阀开度的减小而抑制了所述发动机转速从所述目标值向所述更高侧的所述偏离之后，驱动所述节流阀（26）以将所述发动机转速保持在所述目标值。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于混合动力汽车的控制装置，其中：

所述混合动力汽车配备有包括行星齿轮系的差动齿轮装置（2），所述行星齿轮系包括行星齿轮、太阳齿轮以及内啮合齿轮作为三个旋转元件，其中所述行星齿轮系的所述三个旋转元件中的一个旋转元件与所述内燃机（1）连结使得旋转运动能够在它们之间传送，并且所述三个旋转元件中的另一个旋转元件与所述电动发电机（4）连结使得旋转运动能够在它们之间传送，而所述三个旋转元件中剩余的一个旋转元件与所述汽车的驱动轴（3）连结使得旋转运动能够在它们之间传送；并且

所述控制器（15）被配置为控制从所述电动发电机（4）向所述内燃机（1）施加的所述负转矩的大小，使得所述发动机转速变成等于所述目标值。

7.一种用于混合动力汽车的控制方法，在所述混合动力汽车上安装有内燃机（1）和电动发电机（4），所述内燃机（1）配备有增压器（21），所述电动发电机（4）在向所述内燃机（1）施加负转矩的同时产生电力，其特征在于所述用于混合动力汽车的控制方法包括：

驱动所述内燃机（1）的增压可变机构（24）以调整由所述内燃机（1）的所述增压器（21）产生的增压；并且

驱动所述内燃机（1）的节流阀（26）以调节其节流阀开度，其中

在从所述电动发电机（4）向所述内燃机（1）施加的负转矩被调节从而将所述内燃机（1）的发动机转速限制到目标值的同时当所述电动发电机（4）处于高负荷状态时，为了减小所述内燃机（1）的输出转矩，在驱动所述节流阀（26）以减小所述节流阀开度之前，驱动所述增压可变机构（24）以减小所述增压器（21）的所述增压。

8.根据权利要求7所述的用于混合动力汽车的控制方法，进一步包括

当从所述电动发电机（4）向所述内燃机（1）施加的所述负转矩等于其最大值时，判定所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态。

9.根据权利要求7所述的用于混合动力汽车的控制方法，其中：

当所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态时，驱动所述增压可变机构（24）以减小所述增压，从而抑制所述发动机转速从所述目标值向更高侧的偏离；并且

在因所述增压的减小而抑制了所述发动机转速从所述目标值向所述更高侧的所述偏离之后，驱动所述增压可变机构（24）以将所述发动机转速保持在所述目标值。

10.根据权利要求7所述的用于混合动力汽车的控制方法，其中

当所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态时，在驱动所述增压可变机构（24）以减小所述增压之后，驱动所述节流阀（26）以减小所述节流阀开度。

11.根据权利要求10所述的用于混合动力汽车的控制方法，其中：

当所述电动发电机（4）处于所述高负荷状态时，驱动所述节流阀（26）以减小所述节流阀开度，从而抑制所述发动机转速从所述目标值向更高侧的偏离；并且

在因所述节流阀开度的减小而抑制了所述发动机转速从所述目标值向所述更高侧的所述偏离之后，驱动所述节流阀（26）以将所述发动机转速保持在所述目标值。

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