CN111749768B - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合动力车辆。混合动力车辆包括：内燃机；旋转电机；行星齿轮机构，内燃机、旋转电机和输出轴被连接到所述行星齿轮机构；催化剂，所述催化剂净化内燃机的排气；控制器，所述控制器控制内燃机和旋转电机。控制器控制内燃机和旋转电机以执行催化剂温度控制，以移动在表示内燃机的转速与由内燃机产生的扭矩之间的关系的映射图上的运行点，使得使催化剂的温度在规定温度范围内(步骤S114和S123)。可以抑制催化剂的劣化，而不会使催化剂的功能减弱。

Description

混合动力车辆

本非临时申请基于2019年3月29日向日本专利局提交的日本专利申请第2019-066084号，其全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及混合动力车辆，并且更具体地涉及包括具有增压进气装置的内燃机的混合动力车辆。

背景技术

日本专利特开第2015-058924号公开了一种混合动力车辆，在该混合动力车辆中安装有配备有涡轮增压进气装置的内燃机和电动发电机。

发明内容

这样的混合动力车辆使用排气的能量来通过涡轮增压器对吸入的空气进行增压，因此，排气的温度趋于降低。因此，流入净化发动机的排气的催化剂中的排气的温度降低，并且作为燃料中所含的硫的成分，润滑剂等被吸附到催化剂，该催化剂可能硫中毒。因此，催化剂将不能很好地发挥作用。在这种情况下，提高排气的温度可以让催化剂从硫中毒中恢复。此外，当催化剂的温度过高时，可能促进催化剂的劣化。

为了解决上述问题而已经做出本公开，并且本发明的目的是提供一种能够抑制催化剂的劣化而不会使催化剂的功能减弱的混合动力车辆。

根据本公开，混合动力车辆包括：内燃机；旋转电机；行星齿轮机构，内燃机、旋转电机和输出轴被连接到所述行星齿轮机构；催化剂，所述催化剂净化内燃机的排气；以及控制器，所述控制器控制内燃机和旋转电机。控制器控制内燃机和旋转电机，以执行催化剂温度控制，以移动在表示内燃机的转速与由内燃机产生的扭矩之间的关系的映射图上的运行点，使得催化剂的温度在规定温度范围内。

根据这样的构造，催化剂的温度可以在规定温度范围内。因此，混合动力车辆能够在不使催化剂的功能降低的情况下抑制催化剂的劣化。

优选地，控制器在等功率线上移动运行点。根据这种构造，即使当运行点移动时，内燃机也可以具有固定的输出。因此，车辆可以继续行驶而不会显着增加或减少向电池充电/从电池放电的电量，同时保持恒定的驱动力。

当所述催化剂的温度低于规定温度范围时，催化剂由于规定物质而中毒，因此使所述催化剂的净化能力受损，而当催化剂的温度在所述规定温度范围内或更高时，催化剂从中毒中恢复过来，因此使所述催化剂的净化能力得到恢复。优选地，当满足将催化剂从中毒中恢复过来的条件时，控制器控制内燃机和旋转电机以执行催化剂温度控制。

根据这种构造，当使催化剂从中毒中恢复过来时，可以施加控制以允许催化剂的温度在规定温度范围内。因此，可以使催化剂从中毒中恢复过来，并且可以恢复催化剂的净化能力。

更加优选地，内燃机包括增压进气装置，所述增压进气装置使用从内燃机排出的排气的能量来对要被馈送到内燃机的吸入的空气进行增压。在映射图上确定增压线，并且，当由映射图上的运行点表示的由内燃机产生的扭矩超过所述增压线时，增压进气装置对吸入的空气进行增压。当由映射图上的运行点表示的由内燃机产生的扭矩超过所述增压线时，所述控制器将运行点移至增压线的下方，以与当运行点不移动时相比允许催化剂的温度在规定温度范围内或更高持续更长的时间段。

根据这种构造，催化剂的温度可以在规定温度范围内或更高持续更长的时间段。因此，可以恢复催化器的净化能力。

当催化剂的温度高于规定温度范围时，催化剂劣化。优选地，当催化剂的温度超过规定温度范围时，控制器控制内燃机和旋转电机以进行催化剂温度控制。根据这样的构造，当催化剂的温度超过规定温度范围时，可以进行控制以使催化剂的温度在规定温度范围内。因此，可以抑制催化剂的劣化。

更加优选地，内燃机包括增压进气装置，所述增压进气装置使用从所述内燃机排出的排气的能量来对要被馈送到所述内燃机的吸入的空气进行增压。在映射图上确定增压线，并且，当由映射图上的运行点表示的由内燃机产生的扭矩超过所述增压线时，增压进气装置对所述吸入的空气进行增压。当由映射图上的运行点表示的由内燃机产生的扭矩在增压线的下方时，控制器移动运行点以超过增压线，以与当运行点不移动时相比允许催化剂的温度在规定温度范围内或更低持续更长的时间段。

根据这样的构造，催化剂的温度可以在规定温度范围内或更低持续变长的时间段。因此，可以抑制催化剂的劣化。

当结合附图考虑时，根据本发明的以下的详细描述，本发明的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的混合动力车辆的驱动系统的示例性构造的图。

图2是示出包括涡轮增压器的发动机的示例性构造的图。

图3是示出控制器的示例性构造的框图。

图4是用于说明发动机的运行点的图。

图5是表示发动机、第一MG和输出元件具有的转速与扭矩之间的关系的列线图。

图6是表示发动机、第一MG和输出元件具有的转速与扭矩之间的关系的列线图。

图7是表示发动机、第一MG和输出元件具有的转速与扭矩之间的关系的列线图。

图8示出了最佳燃料效率线，该最佳燃料效率线是用于发动机的示例性推荐运行线。

图9是用于确定发动机、第一MG和第二MG的运行点的基本计算处理的示例的流程图。

图10是本实施例的催化剂温度相关处理的流程图。

图11是用于说明如何通过催化剂温度控制移动运行点的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的实施例。附图中相同或相应的元件具有被分配的相同的附图标记，并且将不重复其描述。

<混合动力车辆的驱动系统>

图1是示出根据本公开的一个实施例的混合动力车辆(以下简称为车辆)10的驱动系统的示例性构造的图。如图1所示，车辆10包括作为驱动系统的控制器11以及用作行驶的动力源的发动机13、第一电动发电机(在下文中表示为第一MG)14和第二电动发电机(在下文中表示为第二MG)15。发动机13包括涡轮增压器47。

第一MG 14和第二MG 15各自执行作为通过被供给驱动电力来输出扭矩的电动机的功能以及作为通过被供给扭矩来产生电力的发电机的功能。对于第一MG 14和第二MG15，采用交流(AC)旋转电机。交流旋转电机是例如永磁体型或类似的同步电动机，其包括嵌入有永磁体的转子，或者是感应电动机。

第一MG 14和第二MG 15在电力控制单元(PCU)81介于该第一MG 14和第二MG 15与电池18之间的情况下被电连接至电池18。PCU 81包括：第一逆变器16，所述第一逆变器16向第一MG 14提供电力以及从第一MG 14接收电力；第二逆变器17，所述第二逆变器17向第二MG 15提供电力以及从第二MG 15接收电力；电池18；以及变换器83，所述变换器83向第一逆变器16和第二逆变器17供给电力以及从第一逆变器16和第二逆变器17接收电力。

例如，变换器83可以对来自电池18的电力进行升压变换，并且将升压变换过的电力供给到第一逆变器16或第二逆变器17。可替代地，变换器83可以将从第一逆变器16或第二逆变器17供给的电力降压变换并且将降压变换过的电力供给到电池18。

第一逆变器16可以将来自变换器83的直流(DC)电力变换成交流电力，并且将交流电力供给到第一MG 14。可替代地，第一逆变器16可以将来自第一MG 14的交流电力变换成直流电力，并且将直流电力供给到变换器83。

第二逆变器17可以将来自变换器83的直流电力变换成交流电力，并且将交流电力供给到第二MG 15。可替代地，第二逆变器17可以将来自第二MG 15的交流电力变换成直流电力，并且将直流电力供给到变换器83。

电池18是可充电地构造的电力存储部件。电池18例如包括可充电电池，例如锂离子电池、镍氢电池等，或者电力存储元件，例如双电层电容器等。锂离子二次电池是采用锂作为电荷载体的二次电池，并且不仅可以包括包含液体电解质的普通锂离子二次电池，而且可以包括所谓的包含固体电解质的全固态电池。

电池18可以存储由第一MG 14产生并经由第一逆变器16接收的电力，并且可以经由第二逆变器17将所存储的电力供给到第二MG 15。此外，电池18还可以在车辆减速时存储由第二MG 15产生的电力，并且经由第二逆变器17接收，并且当发动机13启动时，电池18还可以经由第一逆变器16将存储的电力供给到第一MG 14。

PCU 81用由第一MG 14或第二MG 15产生的电力对电池18充电，或者用来自电池18的电力驱动第一MG 14或第二MG 15。

发动机13和第一MG 14被联接至行星齿轮机构20。行星齿轮机构20通过将驱动扭矩分成第一MG 14的驱动扭矩和输出齿轮21的驱动扭矩来传输从发动机13输出的驱动扭矩。行星齿轮机构20包括单小齿轮行星齿轮机构，并且被布置在与发动机13的输出轴22同轴的轴线Cnt上。

行星齿轮机构20包括太阳齿轮S、与太阳齿轮S同轴设置的齿圈R、与太阳齿轮S和齿圈R啮合的小齿轮P以及将小齿轮P以可自转且可公转的方式保持的载架C。发动机13具有被联接至载架C的输出轴22。第一MG 14的转子轴23被联接至太阳齿轮S。齿圈R被联接至输出齿轮21。

载架C(从发动机13输出的扭矩被传输至该载架C)用作输入元件，将扭矩输出至输出齿轮21的齿圈R用作输出元件，并且与转子轴23连接的太阳齿轮S用作反作用力元件。即，行星齿轮机构20针对第一MG 14侧和输出齿轮21分配发动机13的输出。控制第一MG 14以根据从发动机13输出的扭矩来输出扭矩。

中间轴25平行于轴线Cnt布置。中间轴25被附接到与输出齿轮21啮合的从动齿轮26。驱动齿轮27被附接到中间轴25，该驱动齿轮27与作为最终减速齿轮的差动齿轮28中的齿圈29啮合。被附接到第二MG 15中的转子轴30的驱动齿轮31与从动齿轮26啮合。因此，从第二MG 15输出的扭矩在从动齿轮26处被添加到从输出齿轮21输出的扭矩中。如此组合的扭矩利用从差动齿轮28横向延伸的驱动轴32和驱动轴33被传输到驱动轮24，差动齿轮28介于驱动轴32和驱动轴33之间。当扭矩被传输到驱动轮24时，在车辆10中产生驱动力。

<发动机的构造>

图2是示出包括涡轮增压器47的发动机13的示例性构造的图。发动机13例如是直列四缸火花点火内燃机。如图2中所示，发动机13包括例如发动机主体40，该发动机主体40形成有在一个方向上对准的四个气缸40a、40b、40c和40d。

形成在发动机主体40中的进气口的一端和排气口的一端被连接至气缸40a、40b、40c和40d。进气口的一端被设置在每个气缸40a、40b、40c和40d中的两个进气门43打开和关闭，并且排气口的一端被设置在每个气缸40a、40b、40c和40d中的两个排气门44打开和关闭。气缸40a、40b、40c和40d的进气口的另一端被连接至进气歧管46。气缸40a、40b、40c和40d的排气口的另一端被连接至排气歧管52。

在本实施例中，发动机13例如是直接喷射发动机，并且通过设置在每个气缸的顶部处的燃料喷射器(未示出)将燃料喷射到每个气缸40a、40b、40c和40d中。气缸40a、40b、40c和40d中的燃料和进气的空气燃料混合物被设置在每个气缸40a、40b、40c和40d中的火花塞45点燃。

图2示出了设置在气缸40a中的进气门43、排气门44和火花塞45，而没有示出设置在其他气缸40b、气缸40c和气缸40d中的进气门43、排气门44和火花塞45。

发动机13设置有涡轮增压器47，该涡轮增压器47利用排气能量来对吸入的空气进行增压。涡轮增压器47包括压缩机48和涡轮53。

进气通路41具有被连接到进气歧管46的一端以及被连接到进气口的另一端。压缩机48被设置在进气通路41中的规定位置处。在进气通路41的另一端(进气口)和压缩机48之间设置有空气流量计50，该空气流量计50根据流过进气通路41的空气的流量输出信号。在压缩机48的下游设置的进气通路41中布置中间冷却器51，所述中间冷却器51对由压缩机48加压的进气进行冷却。在中间冷却器51与进气通路41的进气歧管46之间设置有进气节气门(节气门)49，该进气节气门49能够调节流过进气通路41的进气的流量。

排气通路42具有被连接到排气歧管52的一端以及被连接到消音器(未示出)的另一端。涡轮53被设置在排气通路42中的规定位置处。在排气通路42中，设置有旁通通路54，该旁通通路54将涡轮53的上游的排气旁通至涡轮53的下游的部分，并且设置有废气旁通阀55，该排气旁通阀55被设置在旁通通路54中并且能够调节被引导至涡轮53的排气的流量。因此，通过控制废气旁通阀55的位置来调节流入涡轮53中的排气的流量(即，吸入空气的增压压力)。通过涡轮53或废气旁通阀55的排气通过被设置在排气通路42中规定位置处的启动催化转化器56和后处理装置57进行净化，然后被排放到大气中。启动催化转化器56和后处理装置57包含例如三效催化剂。

三效催化剂是净化通过发动机13的排气通路的排气中所包含的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和未燃烧的烃(HC)的催化剂。该三效催化剂在还原性气体(H₂、CO或碳氢化合物)的存在下将NOx还原为氮气和氧气，在氧化性气体的存在下将一氧化碳氧化为二氧化碳，并且在氧化性气体的存在下将未燃烧的碳氢化合物(HC)氧化为二氧化碳和水。为了使三效催化剂有效地提供氧化或还原，发动机13必须以理论空燃比完全(即，化学计量地)燃烧燃料而没有剩余的氧气。残留有氧气的稀薄状态对于通过三效催化剂净化NOx不是优选的。如果催化剂的温度低于规定温度范围(活化温度范围)，则三效催化剂低效率地工作。

启动催化转化器56被设置在排气通路42的上游部分(靠近燃烧室的部分)处，因此，在发动机13启动后的短时间内，启动催化转化器56被加热到活化温度。此外，位于下游的后处理装置57净化了无法由启动催化转化器56净化的HC、CO和NOx。

发动机13设置有排气再循环(EGR)装置58，该排气再循环装置58使排气流入进气通路41中。EGR装置58包括EGR通路59、EGR阀60和EGR冷却器61。EGR通路59允许一些排气作为EGR气体从排气通路42中排出，并将EGR气体引导至进气通路41。EGR阀60调节流过EGR通路59的EGR气体的流量。EGR冷却器61冷却流过EGR通路59的EGR气体。EGR通路59将启动催化转换器56和后处理装置57之间的排气通路42的一部分连接到压缩机48和空气流量计50之间的进气通路41的一部分。

<控制器的构造>

图3是示出控制器11的示例性构造的框图。如图3中所示，控制器11包括混合动力车辆(HV)-电子控制单元(ECU)62、MG-ECU 63和发动机ECU 64。

HV-ECU 62是协调控制发动机13、第一MG 14和第二MG 15的控制器。MG-ECU 63是控制PCU 81的运行的控制器。发动机ECU 64是控制发动机13的运行的控制器。

HV-ECU 62、MG-ECU 63和发动机ECU 64每个均包括：输入和输出装置，该输入和输出装置向与之相连的各种传感器和其他ECU供给信号并且从其接收信号；存储器(包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM))，该存储器用于存储各种控制程序或映射图；中央处理单元(CPU)，所述中央处理单元执行控制程序；以及计数器，所述计数器计时。

车速传感器66、加速器位置传感器67、第一MG转速传感器68、第二MG转速传感器69、发动机转速传感器70、涡轮转速传感器71、增压压力传感器72、电池监测单元73、第一MG温度传感器74、第二MG温度传感器75、第一INV温度传感器76、第二INV温度传感器77、催化剂温度传感器78以及涡轮温度传感器79被连接至HV-ECU 62。

车速传感器66检测车辆10的速度(车速)。加速器位置传感器67检测加速器踏板的下压量(加速器位置)。第一MG转速传感器68检测第一MG 14的转速。第二MG转速传感器69检测第二MG 15的转速。发动机转速传感器70检测发动机13的输出轴22的转速(发动机转速)。涡轮转速传感器71检测涡轮增压器47的涡轮53的转速。增压压力传感器72检测发动机13的增压压力。第一MG温度传感器74检测第一MG 14的内部温度，例如与线圈或磁体相关的温度。第二MG温度传感器75检测第二MG 15的内部温度，例如与线圈或磁体相关的温度。第一INV温度传感器76检测第一逆变器16的温度，例如与开关元件相关的温度。第二INV温度传感器77检测第二逆变器17的温度，例如与开关元件相关的温度。催化剂温度传感器78检测后处理装置57的温度。涡轮温度传感器79检测涡轮53的温度。各种传感器将表示检测结果的信号输出到HV-ECU 62。

电池监测单元73获取表示电池18的剩余电量与满充电容量之比的荷电状态(SOC)，并将表示所获取的SOC的信号输出至HV-ECU 62。电池监测单元73包括例如检测电池18的电流、电压和温度的传感器。电池监测单元73通过基于检测到的电池18的电流、电压和温度计算SOC来获取SOC。作为计算SOC的方法，可以采用例如通过累积电流值的方法(库仑计数)或通过估计开路电压(OCV)的方法之类的各种已知方法。

<车辆的行驶的控制>

可以将如上构造的车辆10设定或切换到例如混合动力(HV)行驶模式和电动(EV)行驶模式的行驶模式，其中，在该混合动力行驶模式中，发动机13和第二MG 15用作动力源，并且，在电动行驶模式中，在发动机13保持停止并且第二MG 15由电池18中存储的电力驱动的情况下车辆行驶。由HV-ECU 62进行设定和切换到每个模式。HV-ECU 62基于所设定或切换的行驶模式来控制发动机13、第一MG 14和第二MG 15。

EV行驶模式例如在车速低且要求驱动力低的低负荷运行区域中被选择，并且指的是使发动机13的运行停止而第二MG 15输出驱动力的行驶模式。

HV行驶模式在车速高且要求驱动力高的高负荷运行区域中被选择，并且指的是输出发动机13的驱动扭矩与第二MG 15的驱动扭矩的组合扭矩的行驶模式。

在HV行驶模式下，在将从发动机13输出的驱动扭矩传输至驱动轮24时，第一MG 14将反作用力施加至行星齿轮机构20。因此，太阳齿轮S用作反作用力元件。换句话说，为了将发动机扭矩施加到驱动轮24，第一MG 14被控制以输出抵抗发动机扭矩的反作用扭矩。在这种情况下，可以执行第一MG 14用作发电机的再生控制。

下面将描述在车辆10运行时协调地控制发动机13、第一MG 14和第二MG 15。

HV-ECU 62基于由加速器踏板的下压量确定的加速器位置来计算要求驱动力。HV-ECU 62基于计算出的要求驱动力和车速来计算车辆10的要求行驶功率。HV-ECU 62计算由将电池18的要求的充电功率和放电功率与要求的运行功率相加而得出的值，作为要求的系统功率。

HV-ECU 62根据计算出的要求的系统功率来判定是否已经要求启动发动机13。例如，当所要求的系统功率超过阈值时，HV-ECU 62判定已经要求启动发动机13。当已经要求启动发动机13时，HV-ECU 62将HV行驶模式设定为行驶模式。当不要求启动发动机13时，HV-ECU 62将EV行驶模式设定为行驶模式。

当已经要求启动发动机13时(即，当设定了HV行驶模式时)，HV-ECU 62计算发动机13的要求的功率(在下文中被称为要求的发动机功率)。例如，HV-ECU 62将要求的系统功率计算为要求的发动机功率。例如，当要求的系统功率超过要求的发动机功率的上限值时，HV-ECU 62将要求的发动机功率的上限值计算为要求的发动机功率。HV-ECU 62将计算出的要求的发动机功率作为发动机运行状态指令输出至发动机ECU 64。

发动机ECU 64响应于从HV-ECU 62输入的发动机运行状态指令而运行，以不同地控制发动机13的各个组件，例如进气节气门49、火花塞45、废气旁通阀55和EGR阀60。

HV-ECU 62基于计算出的要求的发动机功率来设定由发动机转速和发动机扭矩限定的坐标系中的发动机13的运行点。HV-ECU 62例如将在输出中等于坐标系中的要求的发动机功率的等功率线与预定运行线之间的交点设定为发动机13的运行点。

预定运行线表示坐标系中发动机扭矩随发动机转速变化的变化轨迹，并且例如通过实验调节高燃料效率的发动机扭矩变化轨迹而设定它。

HV-ECU 62将与设定的运行点相对应的发动机转速设定为目标发动机转速。

在设定了目标发动机转速时，HV-ECU 62设定用于第一MG 14的扭矩指令值，以用于将当前发动机转速设定至目标发动机转速。HV-ECU 62例如基于当前发动机转速与目标发动机转速之间的差，通过反馈控制来设定用于第一MG 14的扭矩指令值。

HV-ECU 62基于设定的用于第一MG 14的扭矩指令值来计算要传输至驱动轮24的发动机扭矩，并且设定用于第二MG 15的指令值以便满足要求的驱动力。HV-ECU 62将用于第一MG 14和第二MG 15的设定的扭矩指令值作为第一MG扭矩指令和第二MG扭矩指令输出到MG-ECU 63。

MG-ECU 63基于从HV-ECU 62输入的第一MG扭矩指令和第二MG扭矩指令，计算与第一MG 14和第二MG 15产生的扭矩相对应的电流值及其频率，并将包括所计算的电流值及其频率的的信号输出到PCU 81。

例如，当加速器位置超过用于启动涡轮增压器47的阈值时、当要求的发动机功率超过阈值时、当对应于设定的运行点的发动机扭矩超过阈值时，HV-ECU 62可以要求增大增压压力。

尽管图3通过示例的方式示出了HV-ECU 62、MG-ECU 63和发动机ECU 64分开设置的构造，但是这些ECU可以集成为单个ECU。

图4是用于说明发动机13的运行点的图。在图4中，竖直轴表示发动机13的扭矩Te，水平轴表示发动机13的发动机转速Ne。

参照图4，线L1表示发动机13可以输出的最大扭矩。虚线L2表示涡轮增压器47开始增压的线(增压线)。当发动机13的扭矩Te超过增压线L2时，已经完全打开的废气旁通阀55在关闭方向上操作。调节废气旁通阀55的打开角度可以调节流入涡轮增压器47的涡轮53中的排气的流量，并且可以通过压缩机48调节用于吸入的空气的增压压力。当扭矩Te下降到增压线L2的下方时，废气旁通阀55可以完全打开，以使涡轮增压器47停止工作。

在混合动力车辆10中，可以控制发动机13和第一MG 14，从而改变发动机13的运行点。而且，通过控制第二MG 15来调节最终车辆驱动力，因此，在调节(例如保持)车辆驱动力的同时，可以使发动机13的运行点移动。现在将描述移动发动机13的运行点的方式。

图5至图7是表示发动机13、第一MG 14和输出元件的转速与扭矩之间的关系的列线图。图5是示出在改变发动机13的运行点之前相应的元件的转速和扭矩之间的关系的列线图。图6是示出当发动机13的发动机转速Ne从图5所示的状态增大时，相应的元件的转速和扭矩之间的关系的列线图。图7是示出当发动机13的扭矩Te从图5所示的状态增大时，相应的元件的转速与扭矩之间的关系的列线图。

在图5至图7中的每一个图中，输出元件是被联接至中间轴25(图1)的齿圈R。竖直轴上的位置表示相应的元件(发动机13、第一MG 14和第二MG 15)的转速，并且竖直轴之间的间隔表示行星齿轮机构20的齿轮比。“Te”表示发动机13的扭矩，并且“Tg”表示第一MG 14的扭矩。“Tep”表示发动机13的直接扭矩，“Tm1”表示通过转换第二MG 15在输出元件上的扭矩Tm而获取的扭矩。Tep和Tm1之和对应于输出到驱动轴(中间轴25)的扭矩。向上箭头表示正向扭矩，向下箭头表示负向扭矩，并且箭头的长度表示扭矩大小。

参照图5和图6，图6中的虚线表示发动机转速Ne增大之前的关系，并且对应于图5中所示的线。发动机13的扭矩Te和第一MG 14的扭矩Tg之间的关系由行星齿轮机构20的传动比唯一地确定。因此，可以控制第一MG 14，使得第一MG 14的转速在保持第一MG 14的扭矩Tg的同时增大，从而在保持驱动扭矩的情况下增大发动机13的发动机转速Ne。

另外，参照图5和图7，可以控制发动机13，使得增大发动机13的输出(功率)，从而增大发动机13的扭矩Te。此时，可以增大第一MG 14的扭矩Tg，使得第一MG 14的转速不增大，由此在维持发动机13的发动机转速Ne的情况下增大发动机13的扭矩Te。由于发动机直接扭矩Tep随着扭矩Te的增大而增大，因此第二MG 15可以被控制为使得扭矩Tm1减小，使得维持驱动轴的扭矩。

当发动机13的扭矩Te增大时，第一MG 14的扭矩Tg增大，导致由第一MG 14产生的电力增大。此时，如果不限制电池18的充电，则可以以已经增大的产生的电力对电池18充电。

尽管未特别示出，但是可以控制发动机13以使得发动机13的输出(功率)减小，从而减小发动机13的扭矩Te。此时，可以减小第一MG 14的扭矩Tg，使得第一MG 14的转速不减小，由此在维持发动机13的发动机转速Ne的情况下减小发动机13的扭矩Te。在这种情况下，第一MG 14的扭矩Tg减小，导致第一MG 14产生的电力减小。此时，如果不限制电池18的放电，则可以增大电池18的放电以补偿由第一MG 14产生的电力的减少量。

再次参考图4，线L3表示发动机13的推荐运行线。换句话说，通常控制发动机13在推荐运行线(线L3)上移动，在该推荐运行线中，预先设定了由扭矩Te和发动机转速Ne确定的运行点。

图8示出了最佳燃料效率线，该最佳燃料效率线是发动机13的示例推荐运行线。参照图8，线L5是通过初始评估测试或模拟预先设定的运行线，以获取发动机13的最小燃料消耗。发动机13的运行点被控制为位于线L5上，从而导致发动机13对于所需功率的最佳(最小)燃料消耗。虚线L6是发动机13的等功率线，该等功率线对应于要求的功率。注意，在图4中，虚线L41表示等功率线。通过控制发动机13来优化(最小化)发动机13的燃料消耗，使得发动机13的运行点是虚线L6与线L5的交点E0处的点。图中的一组闭合曲线η表示发动机13的等效率线，其中，发动机13的效率越接近中心则越高。

<运行点的基本计算处理的描述>

图9是示出用于确定发动机13、第一MG 14和第二MG 15的运行点的示例基本计算处理的流程图。在HV-ECU 62中的每规定时间段重复执行此流程图中所示的一系列步骤。

参照图9，HV-ECU 62获取例如关于加速器位置、选择的换挡范围和车速的信息(步骤S10)。加速器位置由加速器位置传感器67检测，并且车速由车速传感器66检测。可以使用驱动轴或传动轴的转速代替车速。

然后，HV-ECU 62使用在每个换挡范围预先准备的驱动力映射图，根据在步骤S10获取的信息来计算要求的驱动力(扭矩)，该驱动力映射图表示要求的驱动力、加速器位置和车速之间的关系(步骤S15)。然后，HV-ECU 62将计算出的要求的驱动力乘以车速，并将规定的损失功率加到相乘的结果上，从而计算出车辆的行驶功率(步骤S20)。

然后，当存在电池18的充电/放电要求(功率)时，HV-ECU 62计算通过将充电/放电要求(充电具有正值)与所计算出的行驶功率相加而获取的值作为系统功率(步骤S25)。例如，当电池18的SOC较低时，充电/放电要求可以具有较大的正值，而在SOC较高时，充电/放电要求可以具有负值。

HV-ECU 62然后根据计算出的系统功率和行驶功率判定操作/停止发动机13(步骤S30)。例如，当系统功率大于第一阈值或行驶功率大于第二阈值时，HV-ECU 62判定操作发动机13。

然后，当判定操作发动机13时，HV-ECU 62执行步骤S35的处理和随后的处理(HV行驶模式)。尽管未具体示出，但是当判定停止发动机13(EV行驶模式)时，HV-ECU 62基于要求的驱动力来计算第二MG 15的扭矩Tm。

在发动机13的运行期间(在HV行驶模式期间)，HV-ECU 62根据在步骤S25计算出的系统功率来计算发动机13的功率Pe(步骤S35)。通过例如对系统功率进行各种校正或对其施加限制来计算功率Pe。发动机13的计算出的功率Pe作为发动机13的功率指令输出到发动机ECU 64。

HV-ECU 62然后计算发动机13的发动机转速Ne(目标发动机转速)(步骤S40)。在本实施例中，计算发动机转速Ne，使得发动机13的运行点位于例如图4所示的线L3(推荐运行线)上。具体地，预先将功率Pe与发动机13的运行点位于线L3(推荐运行线)上的发动机转速Ne之间的关系准备为映射图等，并且在步骤S35使用该映射图从计算出的功率Pe来计算发动机转速Ne。当确定发动机转速Ne时，还确定发动机13的扭矩Te(目标发动机扭矩)。因此，确定了发动机13的运行点。

HV-ECU 62然后计算第一MG 14的扭矩Tg(步骤S45)。可以从发动机13的发动机转速Ne估计发动机13的扭矩Te，并且根据行星齿轮机构20的传动比唯一地确定扭矩Te和扭矩Tg之间的关系，因此，可以从发动机转速Ne计算扭矩Tg。计算出的扭矩Tg作为第一MG 14的扭矩指令输出到MG-ECU 63。

HV-ECU 62进一步计算发动机直接扭矩Tep(步骤S50)。由于根据行星齿轮机构20的传动比唯一地确定了发动机直接扭矩Tep和扭矩Te(或扭矩Tg)之间的关系，因此可以从计算出的扭矩Te或扭矩Tg计算发动机直接扭矩Tep。

HV-ECU 62最终计算第二MG 15的扭矩Tm(步骤S50)。确定扭矩Tm，使得可以获取在步骤S15计算出的要求的驱动力(扭矩)，并且可以通过从在输出轴上转换的要求的驱动力减去发动机直接扭矩Tep来计算。计算出的扭矩Tm作为第二MG 15的扭矩指令输出到MG-ECU63。

如上所述，计算发动机13的运行点以及第一MG 14和第二MG 15的运行点。

<排气的温度的控制>

本公开的车辆10使用排气的能量来通过涡轮增压器47对吸入的空气进行增压，因此，排气的温度趋于降低。因此，流入启动催化转化器56的三效催化剂和净化发动机13的排气的后处理装置57中的排气的温度降低，并且，作为燃料中所含硫的一种成分，润滑剂等被吸附到三效催化剂，三效催化剂可能被硫中毒。因此，将损害三效催化剂的功能(例如净化)。在这种情况下，提高排气温度可以让催化剂从硫中毒中恢复。此外，当三效催化剂的温度过高时，可能促进三效催化剂的劣化。

因此，根据本公开的HV-ECU 62控制发动机13和第一MG 14以执行催化剂温度控制，该催化剂温度控制移动在表示发动机13的转速与发动机13产生的扭矩之间的关系的映射图上的运行点，使得三效催化剂的温度在规定温度范围内。因此，三效催化剂的温度可以在规定温度范围内。因此，可以在不使催化剂的功能减弱的情况下抑制三效催化剂的劣化。

在下文中，将描述本实施例中的控制。图10是本实施例中的催化剂温度相关处理的流程图。通过HV-ECU 62的CPU如为控制所规定的那样周期性的从较高级别的处理调用催化剂温度相关处理，并如此执行该处理。

参照图10，HV-ECU 62判定是否当前正在执行下文将描述的催化剂恢复控制(步骤S111)。当判定当前执行催化剂恢复控制时(在步骤S111中为否)，HV-ECU 62获取启动催化转化器56和后处理装置57的温度(步骤S112)。后处理装置57的温度由由催化剂温度传感器78发出的信号表示的检测结果确定。基于由催化剂温度传感器78发出的信号表示的检测结果计算启动催化转化器56的温度，例如，通过在检测结果所指定的后处理装置57的温度上加上规定的温度。

然后，判定启动催化转化器56或后处理装置57的催化剂的温度是否等于或高于促进三效催化剂劣化的温度(步骤S113)。图11是用于说明如何通过催化剂温度控制移动运行点的图。当判定催化剂的温度等于或大于劣化促进温度时(在步骤S113中为是)，则如图11中所示，HV-ECU 62将运行线上的运行点移到等功率线上的运行点，并且在该等功率线上的运行点处，催化剂的温度降低了规定温度，也就是说，HV-ECU 62开始催化剂温度降低控制(步骤S114)。此后，HV-ECU 62返回到较高级别的处理，从较高级别的处理中调用催化剂温度相关处理。

参照图11，例如，当施加控制使得运行点在运行线L5上移动时，开始催化剂温度降低控制，以使运行线L5上的由星号表示的运行点E2移到等功率线L6上的由黑点表示的运行点E1，在该运行点E1处，催化剂的温度低了规定温度。注意，尽管未示出，但是与等功率线L6并列存在对应于与等功率线L6的发动机13的输出的等功率线。

催化剂等温线L7的右侧上的催化剂的温度高于催化剂等温线L7上的催化剂的温度，并且，催化剂等温线L7的左侧上的催化剂的温度低于催化剂等温线L7上的催化剂的温度。请注意，尽管未示出，但是与催化剂等温线L7并列存在对应于与催化剂等温线L7不同的催化剂的温度的催化剂等温线。

在所产生的扭矩Te高于增压线L2的增压区域中，与所产生的扭矩Te低于增压线的NA区域相比，对于相同的发动机13的输出，排气缺乏用于增压的能量，因此，催化剂的温度降低。

在当前施加增大由运行线L5上的运行点表示的要产生的转速Ne和扭矩Te的控制时，通过逐渐改变为与移动的运行点E2相对应的运行点E1，将关注的运行点移动以在运行线L3上移动。

当发动机13当前在保持运行线L5上的运行点E2的同时运行时，关注的运行点将会移到对应于运行点E2的运行线L3上的运行点E1，并且发动机13由此运行。

返回图10，当判定催化剂的温度低于劣化促进温度时(在步骤S113中为否)，HV-ECU 62判定当前是否执行在步骤S114开始的催化剂温度降低控制(步骤S115)。当判定当前正在执行催化剂温度降低控制时(在步骤S115中为是)，当催化剂的温度低于促进劣化的温度并且不再需要执行催化剂温度降低控制时，HV-ECU 62结束催化剂温度降低控制并将运行点返回至推荐运行线L3(步骤S116)。

当判定当前未执行催化剂温度降低控制时(在步骤S115中为否)，然后，在步骤S116之后，HV-ECU 62获取自紧接着之前的催化剂从中毒中恢复以来的行驶距离(步骤S121)。HV-ECU 62累计了自催化剂的紧接着之前的恢复以来的行驶距离。

HV-ECU 62判定是否满足催化剂恢复开始条件(步骤S122)。催化剂恢复开始条件例如是自催化剂的紧接着之前的恢复以来行驶的距离已经达到规定距离。然而，催化剂恢复开始条件不限于此，并且用于判定催化剂已经中毒到相当大的程度的条件就足够了。例如，条件可以是自催化剂的紧接着之前的恢复以来发动机13运行的时间段。条件可以是发动机13运行的时间段或者是在比催化剂有效地发挥作用的规定温度(即，催化剂容易中毒的温度)低的温度下行驶的距离。可以在催化剂的下游设置NOx传感器，并且条件可以是由于硫中毒而未被催化剂净化的NOx的量已经达到规定值或更大，可以针对此而判定催化剂的净化能力已经降低了。此外，不管是否催化剂已经中毒到相当大的程度，无论何时车辆10行驶，都可以在任何时间点开始恢复催化剂。在那种情况下，将在下文中描述的催化剂恢复控制结束条件可以包括自开始催化剂恢复控制以来经过的时间段明显小于在中毒到相当大的程度的催化剂处理中所采用的催化剂恢复控制终止条件下的时间段。

当判定不满足催化剂恢复开始条件时(在步骤S122中为否)，HV-ECU 62返回到较高级别的处理，从较高级别的处理中调用催化剂温度相关的处理。当判定满足催化剂恢复开始条件时(在步骤S122中为是)，将推荐运行线L3上的运行点移至等功率线L6上的运行点，并且在该等功率线L6上的运行点处，催化剂的温度高出规定温度，即，催化剂恢复控制开始(步骤S123)。此后，HV-ECU 62返回较高级别的处理，从较高级别的处理调用催化剂温度相关的处理。

再次参照图11，例如，当执行控制使得运行点在运行线L3上移动时，开始催化剂恢复控制，以将运行线L3上的由黑点表示的运行点E1移到等功率线L6上的由星号表示的运行点E2，在该运行点E2处，催化剂的温度高出规定温度。

在当前施加控制以增大由运行线L3上的运行点表示的要产生的转速Ne和扭矩Te时，通过逐渐改变为与移动的运行点E1相对应的运行点E2，将关注的运行点移动以在运行线L5上移动。

当发动机13当前在保持运行线L3上的运行点E1的同时运行时，关注的运行点将移动到对应于运行点E1的运行线L5上的运行点E2，并且发动机13将由此运行。

返回图10，当判定当前正在执行催化剂恢复控制时(在步骤S111中为是)，HV-ECU62判定是否满足催化剂恢复控制结束条件(步骤S124)。催化剂恢复控制结束条件例如是从开始催化剂恢复控制起经过了规定时间段。然而，催化剂恢复控制的结束条件不限于此，并且用于判定催化剂已经从中毒中恢复到相当大程度的条件就足够了。例如，条件可以是自开始进行催化剂恢复控制以来催化剂的适合于恢复的温度的累积时间段已达到规定时间，或者可以是自催化剂恢复控制开始以来行驶的距离已达到规定距离。当判定满足催化剂恢复控制结束条件时(步骤S124中为是)，HV-ECU 62结束催化剂恢复控制，并将运行点返回至推荐运行线L3(步骤S125)。

当判定不满足催化剂恢复控制结束条件时(在步骤S124中为否)，并且在步骤S125之后，HV-ECU 62返回到较高级别的处理，从较高级别的处理中调用催化剂温度相关处理。

<变型>

(1)在上述实施例中，催化剂是三效催化剂。然而，这不是排它的，并且催化剂可以是不同于三效催化剂的类型的催化剂，例如，GPF(汽油颗粒过滤器)加上三效催化剂的功能。

(2)在上述实施例中，如图2中所示，增压进气装置是所谓的涡轮增压器47，该涡轮增压器47由排气的能量驱动。然而，这不是排它的，并且增压进气装置可以替代地是通过发动机或电动机的旋转驱动的机械增压进气装置。此外，可以省去增压进气装置。

(3)在上述实施例中，如图11中所示，转速不被特别限制在产生的扭矩Te低的区域中。然而，这不是排它的，并且当执行催化剂恢复控制时，可以将由运行点表示的发动机13的转速控制为小于规定值。规定值是当转速等于或大于该规定值时，车辆10中的人对于噪声和振动感到不舒服的平均转速值。因此，即使进行控制使得催化剂的温度在规定温度范围内，也可以抑制从发动机13产生的噪声和振动。

(4)在上述实施例中，如图10中的步骤S114和S123所示，在等功率线上移动运行点。然而，这不是排它的，并且只要排气在该运行点处的温度不同，就可以将运行点移至与等功率线或多或少偏移的运行点。

(5)上述实施例可以视为诸如车辆10的混合动力车辆的公开。此外，上述实施例可以被认为是用于混合动力车辆的的控制器(诸如HV-ECU 62)的公开。此外，上述实施例可以被认为是控制方法的公开，在该控制方法中，控制器执行图10中所示的催化剂温度相关处理。此外，上述实施例可以被认为是由控制器执行的图10的催化剂温度相关处理的程序的公开。

<效果>

(1)如图1至图3中所示，车辆10包括：发动机13；第一MG 14；行星齿轮机构20，发动机13、第一MG 14和中间轴25被连接至该行星齿轮机构20；净化发动机13的排气的催化剂(例如，启动催化转化器56、后处理装置57等)；以及被构造为控制发动机13和第一MG 14的HV-ECU 62。如图10和图11中所示，HV-ECU 62控制发动机13和第一MG 14，以执行催化剂温度控制，以移动在表示发动机13的转速与发动机13产生的扭矩之间的关系的图4的映射图上的运行点，使得催化剂的温度在规定温度范围内。

因此，催化剂的温度可以在规定温度范围内。因此，可以在没有催化剂的功能减弱的情况下抑制催化剂的劣化。

(2)如图10和图11中所示，HV-ECU 62在等功率线上移动运行点。因此，即使当运行点改变时，发动机13也可以提供固定的输出。作为结果，车辆可以继续行驶而不会显着增加或减少向电池18充电/从电池18放电的电量，同时保持恒定的驱动力。

(3)当催化剂的温度低于规定温度范围时，催化剂由于规定物质(例如硫)而中毒，因此催化剂的净化能力受损，而当催化剂的温度在规定温度范围内或更高时，催化剂从中毒中恢复过来，因此催化剂的净化能力得以恢复。如图10中所示，当满足将催化剂从中毒中恢复过来的条件时，HV-ECU 62控制发动机13和第一MG 14以执行催化剂温度控制。

因此，当使催化剂从中毒中恢复过来时，可以进行控制以使催化剂的温度在规定温度范围内。因此，催化剂可以从中毒中恢复，并且可以恢复催化剂的净化能力。

(4)如图2中所示，发动机13包括涡轮增压器47，该涡轮增压器47使用从发动机13排出的排气的能量来对要被馈送至发动机13的吸入的空气进行增压。如图4中所示，在映射图上确定的增压线L2，使得当由映射图上的运行点表示的由发动机13产生的扭矩超过增压线L2时，涡轮增压器47对吸入的空气进行增压。如图10和图11中所示，当由映射图上的运行点表示的由发动机13产生的扭矩超过增压线L2时，HV-ECU 62将运行点移动到增压线的下方，以与不移动运行点时相比允许催化剂的温度在规定温度范围内或更高持续更长的时间段。

因此，催化剂的温度可以在规定温度范围内或更高持续更长的时间段。因此，可以使催化剂从中毒中恢复过来，并且可以恢复催化剂的净化能力。请注意，增压线L2的下方的运行点进入NA区域，将其与增压区域进行比较时，前者允许发动机13在具有较低空燃比的稀薄大气中运行，并且因此可以促进使催化剂从中毒中恢复过来。

(5)当催化剂的温度高于规定温度范围时，催化剂劣化。如图10中所示，当催化剂的温度超过规定温度范围时，HV-ECU 62控制发动机13和第一MG 14以执行催化剂温度降低控制。因此，当催化剂的温度超过规定温度范围时，可以施加控制以使催化剂的温度在规定温度范围内。因此，可以抑制催化剂的劣化。

(6)如图2中所示，发动机13包括涡轮增压器47，该涡轮增压器47使用从发动机13排出的排气的能量来对要被馈送至发动机13的吸入的空气进行增压。如图4中所示，在映射图上确定增压线L2，使得当由映射图上的运行点表示的由发动机13产生的扭矩超过增压线L2时，涡轮增压器47对吸入的空气进行增压。如图10和图11中所示，当由映射图上的运行点表示的由发动机13产生的扭矩低于增压线L2时，HV-ECU 62移动运行点以超过增压线，以与当运行点不移动时相比允许催化剂的温度在规定温度范围内或更低持续更长的时间段。

因此，催化剂的温度可以在规定温度范围内或更低持续更长的时间段。作为结果，可以抑制催化剂的劣化。

尽管已经描述了本发明的实施例，但是应当认为，本文公开的实施例在各个方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的术语来限定，并且意图包括与权利要求书的术语同等的含义和范围内的任何变型。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆，包括：

内燃机；

旋转电机；

行星齿轮机构，所述内燃机、所述旋转电机和输出轴被连接到所述行星齿轮机构；

催化剂，所述催化剂净化所述内燃机的排气；以及

控制器，所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机，其中：

所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机，以执行催化剂温度控制，以移动在表示所述内燃机的转速与由所述内燃机产生的扭矩之间的关系的映射图上的运行点，使得所述催化剂的温度在规定温度范围内，

当所述催化剂的温度低于所述规定温度范围时，所述催化剂由于规定物质而中毒，因此使所述催化剂的净化能力受损，而当所述催化剂的温度在所述规定温度范围内或更高时，所述催化剂从中毒中恢复过来，因此使所述催化剂的净化能力得到恢复，并且

当满足将所述催化剂从中毒中恢复过来的条件时，所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机以执行所述催化剂温度控制。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述控制器在等功率线上移动所述运行点。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中：

当满足用于结束所述催化剂从中毒中的恢复的条件时，所述控制器结束所述催化剂温度控制。

4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其中：

所述内燃机包括增压进气装置，所述增压进气装置使用从所述内燃机排出的排气的能量来对要被馈送到所述内燃机的吸入的空气进行增压，

在所述映射图上确定增压线，并且，当由所述映射图上的运行点表示的由所述内燃机产生的扭矩超过所述增压线时，所述增压进气装置对所述吸入的空气进行增压，并且

当由所述映射图上的运行点表示的由所述内燃机产生的扭矩超过所述增压线时，所述控制器将所述运行点移至所述增压线的下方，以与当所述运行点不移动时相比允许所述催化剂的温度在所述规定温度范围内或更高持续更长的时间段。

5.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中：

当所述催化剂的温度高于所述规定温度范围时，所述催化剂劣化，并且

当所述催化剂的温度超过所述规定温度范围时，所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机以执行所述催化剂温度控制。

6.根据权利要求5所述的混合动力车辆，其中：

所述内燃机包括增压进气装置，所述增压进气装置使用从所述内燃机排出的排气的能量来对要被馈送到所述内燃机的吸入的空气进行增压，

在所述映射图上确定增压线，并且，当由所述映射图上的运行点表示的由所述内燃机产生的扭矩超过所述增压线时，所述增压进气装置对所述吸入的空气进行增压，并且

当由所述映射图上的运行点表示的由所述内燃机产生的扭矩在所述增压线的下方时，所述控制器移动所述运行点以超过所述增压线，以与当所述运行点不移动时相比允许所述催化剂的温度在所述规定温度范围内或更低持续更长的时间段。

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