CN111942359A - 混合动力车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混合动力车辆。车辆包括：发动机；第一MG；行星齿轮机构，发动机、第一MG和中间轴被连接到行星齿轮机构；以及HV‑ECU，HV‑ECU被构造成控制发动机和第一MG。发动机包括涡轮增压器，涡轮增压器对要被馈送到发动机的吸入空气进行增压。当在表示发动机转速和发动机产生的扭矩之间的关系的映射图上控制器将第一运行点移至第二运行点时，HV‑ECU控制发动机和第一MG，以首先减小发动机的转速并同时增大发动机产生的扭矩，在第二运行点处，由发动机产生的扭矩和发动机的转速高于在第一运行点处的由发动机产生的扭矩和发动机的转速，并且涡轮增压器对吸入空气进行增压(步骤S123至S129)。

Description

混合动力车辆

本非临时申请基于2019年5月14日向日本专利局提交的第2019-091103号日本专利申请，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，该混合动力车辆具有安装在该混合动力车辆中的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

日本专利申请特开第2015-58924号中公开的混合动力车辆可以施加由电动发电机产生的扭矩，以补偿由于增压进气装置的增压压力的响应延迟而导致的由内燃机产生的扭矩的响应延迟。然而，这并不能减小由内燃机产生的扭矩的响应本身的延迟。

为了解决上述问题已经做出了本公开，并且本公开的目的是提供一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括具有增压进气装置的内燃机，该混合动力车辆能够减小由内燃机产生的扭矩的响应延迟。

根据本公开的混合动力车辆包括：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；以及控制器，所述控制器控制内燃机和旋转电机。内燃机包括增压进气装置，所述增压进气装置对要被馈送至内燃机的吸入空气进行增压。当控制器在表示所述内燃机的转速与产生的扭矩之间的关系的映射图上将第一运行点移到第二运行点时，控制器控制内燃机和旋转电机以首先减小内燃机的转速并且同时增大内燃机产生的扭矩，其中，在所述第二运行点处的内燃机的转速和产生的扭矩高于在所述第一运行点处的内燃机的转速和产生的扭矩，在所述第二运行点处，增压进气装置对吸入空气进行增压。

根据该构造，首先减小内燃机的转速允许将空气更有效地引入内燃机的气缸中，这继而增大了气缸的压力并因此增大了由内燃机产生的扭矩。此外，随着由内燃机产生的扭矩增大，旋转电机产生增大的电力，该电力可用于驱动旋转电机，因此有助于增大由内燃机产生的扭矩。因此，包括具有增压进气装置的内燃机的混合动力车辆可以减小由内燃机产生的扭矩的响应延迟。

优选地，在控制器减小内燃机的转速之后，控制器将转速增大到由第二运行点表示的转速。根据该构造，可以将内燃机的转速增大到由第二运行点表示的转速。

优选地，控制器通过控制旋转电机的转速来首先减小内燃机的转速。根据该构造，可以精确地控制内燃机的转速。

当结合附图考虑时，根据本发明的以下详细描述，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是根据本实施例的加速控制处理的流程图。

图11是用于说明如何通过根据本实施例的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中所示，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各自执行通过被供给驱动电力来输出扭矩的电动机的功能以及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MG 15，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供给电力以及从第一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供给电力以及从第二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。

对于电池18，确定对电池18进行充电的电力的容许值Win，并且确定从电池18放电的电力的容许值Wout。Win和Wout由于以下原因减小：剩余电量与电池18的满充电容量之比或荷电状态(SOC)减小；电池18的温度较低；抑制由于快速(或高速率)对电池18进行充电/放电而引起的高速率劣化等等。控制器11控制充电/放电，使得电池18既不以超过Win的电力充电也不以超过Wout的电力放电。

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。

启动催化转化器56被设置在排气通路42的上游部分(更加靠近燃烧室的部分)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、涡轮温度传感器79和大气压传感器80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获取电池18的SOC，并将表示所获取到的SOC的信号输出至HV-ECU62。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MG14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-ECU62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的各个部件，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。

当对应于设定的运行点的发动机扭矩超过阈值时，HV-ECU 62要求增大增压压力。注意，这不是排他性的，例如，当加速器位置超过用于启动涡轮增压器47的阈值时，可以要求增大增压压力，或者当发动机功率超过阈值时，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MG14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使用在按照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(电力)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低时，充电/放电要求可以具有较大的正值，而在SOC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运行/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。

<加速控制>

根据本公开的车辆10可以施加由第一MG 14或第二MG 15产生的扭矩，以补偿由于涡轮增压器47的增压压力的响应延迟而导致的由发动机13产生的扭矩的响应延迟。然而，这并没有减小发动机13产生的扭矩的响应本身的延迟。

因此，参考图4中所示的映射图，该映射图示出了当根据本公开的HV-ECU 62将第一运行点移到第二运行点时，发动机13的转速与由发动机13产生的扭矩之间的关系，其中，在第二运行点处的由发动机13产生的扭矩和发动机13的转速高于在第一运行点处的由发动机13产生的扭矩和发动机13的转速，并且在该第二运行点处，涡轮增压器47开始对吸入的空气进行增压，HV-ECU 62控制发动机13和第一MG14，以首先减小发动机13的转速并同时增大发动机13产生的扭矩。

因此，首先减小发动机13的转速允许将空气更有效地引入发动机13的气缸40a、40b、40c和40d中，这继而增大了气缸40a、40b、40c和40d的压力并因此增大了由发动机13产生的扭矩。此外，随着由发动机13产生的扭矩增大，第一MG 14产生增大的电力，该电力可用于驱动第二MG 15，并且因此有助于增大由发动机13产生的扭矩。因此，包括具有涡轮增压器47的发动机13的车辆10可以减小由发动机13产生的扭矩的响应延迟。

在下文中，将描述本实施例中的控制。图10是根据本实施例的加速控制处理的流程图。作为图9中的步骤S40的一部分，周期性地进行规定的控制，由HV-ECU 62的CPU调用并执行加速控制处理。

参照图10，HV-ECU 62判定在步骤S35中计算出的发动机功率Pe是否等于或大于规定值(步骤S111)。规定值例如是与增压线L2上的发动机13的当前转速对应的产生的扭矩的值。当判定发动机功率Pe等于或大于规定值时(步骤S111中为是)，HV-ECU 62判定在图4上的运行点是否落在增压线L2的下方的NA(自然吸气)区域内(步骤S112)。

当判定所述运行点不落在NA区域内时(在步骤S112中为否)，HV-ECU 62判定当前是否引起涡轮滞后(步骤S113)。例如，如果从处于完全打开位置中的废气旁通阀55开始朝关闭它的方向运行尚未经过规定时间，则判定当前引起涡轮滞后。规定时间例如是在实际的机器试验或模拟试验中发生涡轮滞后的平均时间。

当判定所述运行点落在NA区域内时(在步骤S112中为是)，并且当判定当前引起涡轮滞后时(步骤S113中为是)，HV-ECU 62判定用于加速控制的模式是否为正常模式(步骤S121)。当用于加速控制的模式是正常模式时，如参照图9等所描述的那样计算发动机13的运行点。

当判定用于加速控制的模式是正常模式时(步骤S121中为是)，HV-ECU 62将用于加速控制的模式切换为优先增大转矩的模式(步骤S122)。当加速控制模式是优先增大扭矩的模式时，发动机13的运行点在高产生扭矩和低转速的方向上移动。

当判定用于加速控制的模式不是正常模式时(在步骤S121中为否)，并且在步骤S122之后，HV-ECU 62判定用于加速控制的模式是否是优先增大扭矩的模式(步骤S123)。

当判定用于加速控制的模式是优先增大扭矩的模式时(在步骤S123中为是)，HV-ECU 62使发动机13的运行点在产生大扭矩和小转速的方向上移动(步骤S124)。具体地，通过控制第一MG 14的转速来减小发动机13的转速。

图11是用于说明如何通过根据本实施例的控制移动运行点的图。参照图11，通过周期性地规定的控制执行步骤S124，使发动机13的运行点从运行点E1移到运行点E2。

因此，首先减小发动机13的转速允许将空气更有效地引入发动机13的气缸40a、气缸40b、气缸40c和气缸40d中，这继而增大了气缸40a、气缸40b、气缸40c和气缸40d的压力并因此增大了发动机13产生的扭矩。此外，随着由发动机13产生的扭矩增大，第一MG 14产生增大的电力，该电力可用于驱动第二MG 15，因此有助于增大发动机13产生的扭矩。

返回图10，HV-ECU 62判定由运行点表示的产生的扭矩是否以等于或高于规定值的速度增大(步骤S125)。当由运行点表示的产生扭矩以小于规定值的速度增大时，判定当前导致涡轮滞后。注意，在步骤S113中，可以通过判定由运行点表示的产生的扭矩是否以小于规定值的速度增大来判定当前是否引起涡轮滞后。

当判定由运行点表示的产生的扭矩以小于规定值的速度增大时(在步骤S125中为否)，在切换成优先增大扭矩的模式之后，HV-ECU62判定转速是否减小了规定量或更多(步骤S126)。规定量是即使当转速减小规定量或更多时，发动机13产生的扭矩不再被期望增大的量。

当判定由运行点表示的产生的扭矩以等于或高于规定值的速度增大时(在步骤S125中为是)，并且当判定转速减小了规定量或更多时(在步骤S126为是)，HV-ECU 62将用于加速控制的模式切换至转速增大模式(步骤S127)。当用于加速控制的模式是转速增大模式时，运行点在大产生扭矩和高转速的方向上被移动，使得由发动机13的运行点表示的产生的扭矩不超过上限。

当判定用于加速控制的模式不是优先增大扭矩的模式时(在步骤S123中为否)，当判定转速减小的值小于规定值时(在步骤S126中为否)，以及在步骤S127之后，HV-ECU 62判定用于加速控制的模式是否是转速增大模式(步骤S128)。

当判定用于加速控制的模式是转速增大模式时(在步骤S128中为是)，HV-ECU 62使运行点在大产生扭矩和高转速的方向上移动，使得由发动机13的运行点表示的产生扭矩不超过图4中由线L1表示的上限(步骤S129)。

再次参照图11，如针对控制而规定地那样周期性地执行步骤S129以将发动机13的运行点从运行点E2移到运行点E3。

当判定用于加速控制的模式不是转速增大模式时(在步骤S128中为否)，并且在步骤S129之后，HV-ECU 62返回至调用加速控制处理的处理。

当判定发动机功率Pe小于规定值时(在步骤S111中为否)，并且当判定当前没有引起涡轮滞后时(步骤S113中为否)，HV-ECU 62判定用于加速控制的模式是优先增大转矩的模式还是转速增大模式(步骤S131)。

当HV-ECU 62判定用于加速控制的模式是优先增大转矩的模式或转速增大模式时(在步骤S131中为是)，HV-ECU 62将用于加速控制的模式切换为正常模式(步骤S132)。

当判定用于加速控制的模式既不是优先增大转矩的模式也不是转速增大模式时(在步骤S131中为否)，并且在步骤S132之后，HV-ECU62返回到加速控制处理被调用的处理。

<变型>

(1)在上述实施例中，如图11中所示，开始加速的运行点E1落在NA区域内。但是，开始加速的运行点E1可以落在超过增压线L2的增压区域内。

(2)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，上述实施例可以被视为是用于混合动力车辆的控制器(诸如HV-ECU 62)的公开。此外，上述实施例可以被视为是控制方法的公开，在该控制方法中，控制器执行图10中所示的处理。另外，上述实施例可以看作是由控制器执行的图10所示的加速控制处理的程序的公开。

<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被连接到所述行星齿轮机构20；以及HV-ECU 62，所述HV-ECU62被构造成控制发动机13和第一MG 14。如图1和图2中所示，发动机13包括涡轮增压器47，该涡轮增压器47对要被馈送到发动机13的吸入空气进行增压。如图10和图11中所示，参照表示发动机13的转速与由发动机13产生的扭矩之间的关系的映射图，当HV-ECU 62将运行点E1移到运行点E3时，HV-ECU 62控制发动机13和第一MG 14，以首先减小发动机13的转速并且同时增大由发动机13产生的扭矩，在运行点E3处的由发动机13产生的扭矩和发动机13的转速高于在第一运行点E1处的由发动机13产生的扭矩和发动机13的转速，并且在运行点E3处，涡轮增压器47对吸入空气进行增压。

因此，首先减小发动机13的转速允许将空气更有效地引入发动机13的气缸40a、40b、40c和40d中，这继而增大了气缸40a、40b、40c和40d的压力并因此增大了发动机13产生的扭矩。此外，随着由发动机13产生的扭矩增大，第一MG 14产生增大的电力，该电力可用于驱动第二MG 15，因此有助于增大由发动机13产生的扭矩。因此，包括具有涡轮增压器47的发动机13的车辆10可以减小由发动机13产生的扭矩的响应延迟。

(2)如图10和图11中所示，在HV-ECU 62减小发动机13的转速之后，HV-ECU 62将发动机13的转速增大到由运行点E3表示的转速。因此，发动机13的转速可以增大到由运行点E3表示的转速。

(3)如图5到图7中所示，HV-ECU 62通过控制第一MG 14的转速来首先减小发动机13的转速。发动机13的转速可以被精确地控制。

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 (3)

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；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

所述内燃机包括增压进气装置，所述增压进气装置对要被馈送至所述内燃机的吸入空气进行增压，并且

当所述控制器在表示所述内燃机的转速与产生的扭矩之间的关系的映射图上将第一运行点移到第二运行点时，所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机以首先减小所述内燃机的转速并且同时增大所述内燃机产生的扭矩，其中，在所述第二运行点处的所述内燃机的转速与产生的扭矩高于在所述第一运行点处的所述内燃机的转速与产生的扭矩，在所述第二运行点处，所述增压进气装置对所述吸入空气进行增压。

2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，在所述控制器减小所述内燃机的转速之后，所述控制器将所述转速增大至由所述第二运行点表示的转速。

3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中，所述控制器通过控制所述旋转电机的转速来首先减小所述内燃机的转速。

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