CN111824120A - 混合动力车辆和控制混合动力车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及混合动力车辆和控制混合动力车辆的方法。车辆包括：电动发电机；发动机，该发动机具有强制进气装置；以及HV‑ECU。发动机的运行区域包括PM产生区域，在该PM产生区域中，由于在由强制进气装置进行增压期间发动机的负荷突然增大，被包括在发动机的排气中的颗粒物的量大于预定量。PM产生区域是低旋转和高扭矩区域。当充分获得电动发电机的辅助并且发动机在PM产生区域中运行时，HV‑ECU将发动机的扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率。HV‑ECU通过电动发电机的扭矩来补充通过限制发动机的扭矩的增大速率而限制的发动机的扭矩。

Description

混合动力车辆和控制混合动力车辆的方法
本非临时申请基于2019年4月16日向日本专利局提交的日本专利申请第2019-077718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及其控制，该混合动力车辆包括旋转电机和具有强制进气装置的内燃机作为驱动源。
背景技术
传统上，已知一种混合动力车辆，该混合动力车辆包括旋转电机和具有强制进气装置的内燃机作为驱动源(例如，参见日本专利特开第2015-58924号)。
发明内容
已知的是，具有强制进气装置的这种内燃机的运行区域包括特定区域，在该特定区域中，由于在通过强制进气装置进行增压期间内燃机的负荷突然增大，被包括在内燃机的排气中的颗粒物(PM)的量大于预定值。该特定区域通常存在于低旋转高扭矩区域中。在下面的描述中，该特定区域也被称为“PM产生区域”。
在PM产生区域中，如上所述，由于在通过强制进气装置进行的增压期间内燃机的负荷突然增大，产生大量的颗粒物，作为结果，排放可能变劣化。为了解决这个问题，如果限制内燃机的输出以便简单地避免内燃机的运行点被包括在PM产生区域中，则不能产生车辆所需的驱动扭矩或驱动力，其结果是车辆的驾驶性能劣化。
为了解决上述问题而做出本公开，并且本发明的目的在于抑制包括旋转电机和具有强制进气装置的内燃机的混合动力车辆中的排放劣化和驾驶性能劣化。
(1)根据本公开的混合动力车辆，包括：内燃机，所述内燃机具有强制进气装置；旋转电机；驱动轮，所述驱动轮被连接到所述内燃机和所述旋转电机；和控制器，所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机。所述内燃机的运行区域包括特定区域，在所述特定区域中，由于在由所述强制进气装置进行的增压期间所述内燃机的负荷增大，被包括在所述内燃机的排气中的颗粒物的量大于预定量。所述特定区域是所述内燃机的转速低于预定速度并且所述内燃机的扭矩高于预定扭矩的区域。当所述内燃机的运行点被包括在所述特定区域中时，所述控制器执行第一控制，所述第一控制将所述内燃机的扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率，并且所述控制器控制所述旋转电机以通过所述旋转电机的扭矩来补充由所述第一控制限制的所述内燃机的扭矩。
(2)在特定实施例中，当能够由所述旋转电机产生的输出大于预定值时，代替第一控制，所述控制器执行第二控制，所述第二控制限制所述内燃机的输出，以便避免所述内燃机的运行点被包括在所述特定区域中，并且所述控制器控制所述旋转电机，以通过所述旋转电机的输出来补充由所述第二控制限制的所述内燃机的输出。
(3)根据本公开的控制方法是控制混合动力车辆的方法。该混合动力车辆包括：内燃机，所述内燃机具有强制进气装置；旋转电机；和驱动轮，所述驱动轮被连接到内燃机和旋转电机。所述内燃机的运行区域包括特定区域，在所述特定区域中，由于在由所述强制进气装置进行的增压期间所述内燃机的负荷增大，被包括在所述内燃机的排气中的颗粒物的量大于预定量。所述特定区域是所述内燃机的转速低于预定速度并且所述内燃机的扭矩高于预定扭矩的区域。所述方法包括：当所述内燃机的运行点被包括在所述特定区域中时，执行第一控制，所述第一控制将所述内燃机的扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率；和控制所述旋转电机以通过所述旋转电机的扭矩来补充由所述第一控制限制的所述内燃机的扭矩。
当结合附图考虑时，根据本公开的以下详细描述，本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是示出混合动力车辆的驱动***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是示出当获得第二MG的充分辅助时的发动机的运行点的变化的示例性轨迹的图。
图6是示出当没有获得第二MG的充分辅助时的发动机的运行点的变化的示例性轨迹的图。
图7是示出由HV-ECU执行的示例性处理的第一流程图。
图8是示出由HV-ECU执行的示例性处理的第二流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的实施例。应当注意，附图中相同或相应的部分具有相同的附图标记，并且将不重复其描述。
<关于混合动力车辆的驱动***>
图1是示出混合动力车辆(在下文中，也简称为“车辆”)10的驱动***的示例性构造的图。如图1中所示，作为行驶的驱动源，车辆10包括：发动机(内燃机)13；以及第二电动发电机(旋转电机，以下也称为“第二MG”)15。车辆10还包括控制器11和第一电动发电机(在下文中，也称为“第一MG”)14。
发动机13具有强制进气装置(涡轮增压器)47。第一MG 14和第二MG 15各自具有通过被供给驱动电力来输出扭矩的电动机的功能以及具有通过被供给扭矩来产生电力的发电机的功能。对于第一MG14和第二MG 15，采用交流(AC)旋转电机。交流旋转电机包括例如永磁体同步电动机，该永磁体同步电动机包括嵌入有永磁体的转子。
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，第二逆变器17和变换器83。
例如，变换器83可以对来自电池18的电力进行升压转换，并且将升压转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供给的电力降压转换并且将降压转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)电力转换成交流电力，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的交流电力转换成直流电力，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的直流电力转换成交流电力，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的交流电力转换成直流电力，并且将直流电力供给到变换器83。
PCU 81利用由第一MG 14或第二MG 15产生的电力对电池18充电，或者利用来自电池18的电力来驱动第一MG 14或第二MG 15。
电池18包括例如锂离子二次电池或镍金属氢化物二次电池。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应该仅是至少可再充电的蓄电装置，并且例如可以使用双电层电容器代替二次电池。
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将由发动机13输出的驱动扭矩分为用于第一MG 14的驱动扭矩和用于输出齿轮21的驱动扭矩，并将分配的驱动扭矩传输至第一MG14和输出齿轮21。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；齿圈R，所述齿圈R与太阳齿轮S同轴布置；小齿轮P，所述小齿轮P与太阳齿轮S和齿圈R啮合；以及载架C，所述载架C以可转动且可回旋的方式保持小齿轮P。输出轴22被联接至载架C。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。输出齿轮21表示用于将驱动扭矩传输到驱动轮24的示例性输出元件。
在行星齿轮机构20中，载架C(从发动机13输出的驱动扭矩被传输到该载架C)用作输入元件，齿圈R(该齿圈R将驱动扭矩输出到输出齿轮21)用作输出元件，并且太阳齿轮S(转子轴23被联接到该太阳齿轮S)用作反作用力元件。行星齿轮机构20将从发动机13输出的动力分为第一MG 14侧的动力和输出齿轮21侧的动力。控制第一MG 14，以根据发动机转速输出扭矩。
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，并且驱动齿轮27与表示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，将从第二MG 15输出的驱动扭矩添加到从动齿轮26的一部分中的从输出齿轮21输出的驱动扭矩。如此组合的驱动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。当驱动扭矩被传输到驱动轮24时，在车辆10中产生驱动力。
机械油泵(在下文中称为“MOP”)36与输出轴22同轴地设置。MOP 36将具有冷却功能的润滑油例如输送至行星齿轮机构20、第一MG 14、第二MG 15和差动齿轮28。车辆10还包括电动油泵(在下文中称为EOP)38。当发动机13停止运行时，EOP 38由从电池18供给的电力驱动，并以与MOP 36相同或相似的方式将润滑油输送到行星齿轮机构20、第一MG 14、第二MG 15和差动齿轮28。
<关于发动机的构造>
图2是示出具有强制进气装置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设置有强制进气装置47，该强制进气装置47使用排气能量来对吸入的空气进行增压。强制进气装置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。进气通路41具有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输出与流过进气通路41的空气的流量相对应的信号。在压缩机48的下游设置的进气通路41中布置有中间冷却器51，该中间冷却器51对由压缩机48馈送压力的进气进行冷却。节气门49被设置在中间冷却器51与进气通路41的一端之间，所述节气门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。排气通路42具有被连接到消音器(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，该废气旁通阀55被设置在旁通通路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的开度来调节流入涡轮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中的预定位置处的启动转换器56和后处理装置57进行净化，之后被排放到大气中。后处理装置57包含例如三效催化剂。
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取出，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。
<关于控制器的构造>
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；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和涡轮温度传感器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检测强制进气装置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。各种传感器向HV-ECU 62输出指示检测结果的信号。
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通过使用检测到的电池18的电流、电压和温度而计算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。
<关于车辆行驶的控制>
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转区域中选择，并且指的是使发动机13的运转停止而第二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转区域中选择，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到驱动轮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被控制为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运行的同时协调地控制发动机13、第一MG14和第二MG 15。
HV-ECU 62基于由加速器踏板的下压量等确定的加速器位置来计算要求的驱动扭矩。例如，HV-ECU 62基于计算出的要求的驱动扭矩和车速等来计算车辆10的要求的行驶功率。HV-ECU 62计算由将电池18的要求的充电和放电电力与要求的行驶功率相加而得出的值，作为要求的***功率。应当注意，电池18的要求的充电和放电电力例如根据电池18的SOC来设定。
HV-ECU 62根据计算出的要求的***功率来判定是否要求起动发动机13。例如，当所要求的***功率超过阈值时，HV-ECU 62判定要求起动发动机13。当要求起动发动机13时，HV-ECU 62将HV行驶模式设定为行驶模式。当不要求起动发动机13时，HV-ECU 62将EV行驶模式设定为行驶模式。
当要求起动发动机13时(即，当设定了HV行驶模式时)，HV-ECU62计算发动机13所要求的功率(其在下文中被称为“要求的发动机功率”)。例如，HV-ECU 62计算要求的***功率作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ECU64。
基于从HV-ECU 62接收到的发动机运行状态指令，发动机ECU 64以各种方式控制发动机13的各个部件，例如节气门49、火花塞45、废气旁通阀55和EGR阀60。
HV-ECU 62使用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。
预定运行线表示在坐标系中发动机扭矩相对于发动机转速变化的变化轨迹。如下所述，在本实施例中，选择性地使用两条运行线之一(图4中所示的最佳运行线和PM抑制运行线)作为预定运行线。
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，以将当前发动机转速设定为目标发动机转速。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基于用于第一MG 14的设定的扭矩指令值来计算要传输到驱动轮24的发动机扭矩，并且设定用于第二MG 15的扭矩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的设定的转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接收到的第一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，并输出包括计算出的电流值及其频率的信号到PCU 81。
此外，HV-ECU 62通过根据发动机13的运行点调节废气旁通阀55的开度来调节流入强制进气装置47的涡轮53的排气的流量，即通过压缩机48调节吸入的空气的增压压力。
HV-ECU 62、MG-ECU 63和发动机ECU64中的每一个具有包括在其中的CPU(中央处理单元)(未示出)和存储器(未示出)。尽管图3通过示例的方式示出了HV-ECU 62、MG-ECU63和发动机ECU64分开设置的构造，但是这些ECU可以集成为单个ECU。
<同时实现抑制PM和可驱动性>
图4是用于说明发动机13的运行点的图。在图4中，纵轴表示发动机13的扭矩Te，横轴表示发动机13的转速Ne。
曲线L1表示发动机13的最佳运行线。最佳运行线是通过预先评估测试、模拟等预先确定以便实现发动机13的最小燃料消耗的运行线，。
曲线L2是对应于要求的功率的发动机13的等功率线。由于发动机13的功率是扭矩Te和转速Ne的乘积，因此，等功率线L2在图4中由反比例曲线表示。通过控制发动机13以将发动机13的运行点定位在最佳运行线L1和等功率线L2之间的交点处，对应于要求的功率的发动机13的燃料消耗变为最佳(最小)。
曲线L3表示开始通过强制进气装置47进行增压的线(增压线)。在发动机13的扭矩Te小于增压线L1的NA区域中，控制器11完全打开废气旁通阀55。因此，排气不被引入强制进气装置47的涡轮53中，而是在旁通通路54中流动。因此，不通过强制进气装置47进行增压。另一方面，在扭矩Te大于增压线L1的增压区域中，控制器11在关闭方向上操作完全打开的废气旁通阀55。因此，强制进气装置47的涡轮53通过排气能量而旋转，从而导致通过强制进气装置47进行增压。通过调节废气旁通阀55的开度，调节了流入强制进气装置47的涡轮53中的排气的流量，由此通过压缩机48调节了吸入的空气的增压压力。
区域A1表示PM产生区域。该PM产生区域A1是由于在由强制进气装置47进行的增压期间发动机13的负荷(扭矩)突然增大，被包括在发动机13的排气中的PM的量大于预定基准值的区域。如图4中所示，PM产生区域A1存在于低旋转和高扭矩区域(转速Ne低于预定速度且扭矩Te高于预定扭矩的区域)中。由于PM产生区域A1存在于增压区域中，因此在PM产生区域A1中，执行通过强制进气装置47进行的增压。因此，关注的是，当发动机13的运行点被包括在PM产生区域A1中时，当发动机13的负荷突然增大时，会产生大量的颗粒物，其结果是导致排放劣化。
鉴于此，在本实施例中，作为发动机13的运行线，设定与最佳运行线L1不同的PM抑制运行线L4。PM抑制运行线L4是通过将最佳运行线L1的被包括在PM产生区域A1中的部分向低扭矩侧改变以便避免该最佳运行线L1的所述部分处在PM产生区域A1中而获得的运行线。因此，当发动机13的运行点在PM抑制运行线L4上改变时，发动机13不在PM产生区域A1中运行，由此抑制了劣化的排放。但是，发动机13的输出受到限制，无法产生车辆10所要求的行驶扭矩或行驶功率，其结果是，车辆10的驾驶性能降低。
为了解决这个问题，根据本实施例的控制器11根据是否获得第二MG 15的充分辅助来选择最佳运行线L1和PM抑制运行线L4中的一条运行线线，并且使用所选择的运行线来控制发动机13。
具体地，控制器11首先判定是否获得了第二MG 15的充分辅助。与选择最佳运行线L1的情况相比，当选择PM抑制运行线L4以更加限制发动机13的输出时，进行该判定以判定第二MG 15的辅助是否能够充分地补充发动机13的被限制的输出。例如，当能够由第二MG15产生的输出(功率或扭矩)大于预定值时，控制器11判定获得了第二MG 15的充分辅助。在这种情况下，“预定值”被设定为大于通过选择PM抑制运行线L4而限制的发动机13的输出的值(当选择最佳运行线L1时的发动机13的输出与当选择PM抑制运行线L4时的发动机13的输出之差)。
当判定获得了第二MG 15的充分辅助时，控制器11选择PM抑制运行线L4，并使用PM抑制运行线L4控制发动机13。当行驶扭矩或行驶功率由于使用PM抑制运行线L4而不足时，控制器11通过第二MG 15的输出(扭矩或功率)来补充不足。
图5示出了当获得第二MG 15的充分辅助时的发动机13的运行点的变化的示例性轨迹。当获得第二MG 15的充分辅助时，如上所述，使用PM抑制运行线L4控制发动机13。因此，如图5中所示，当发动机13的运行点从低负荷侧的第一运行点P1改变为高负荷侧的第二运行点P2时，沿PM抑制运行线L4改变发动机13的运行点。作为结果，避免了发动机13在PM产生区域A1中运行，由此抑制了劣化的排放。另一方面，如图5的阴影部分所示，与使用最佳运行线L1的情况相比，发动机13的输出(功率或扭矩)受到限制。当行驶功率或行驶扭矩由于其影响而变得不足时，控制器11控制第二MG 15以通过第二MG 15的输出(功率或扭矩)来补充不足。因此，抑制了车辆10的驾驶性能劣化。
同时，当没有获得第二MG 15的充分辅助时，控制器11选择最佳运行线L1，并且使用最佳运行线L1控制发动机13。在这种情况下，允许发动机13在PM产生区域A1中运行。因此，关注的是，当PM产生区域A1中的发动机13的负荷急剧增大时，会产生大量的颗粒物而导致排放劣化。
因此，当控制器11使用最佳运行线L1控制发动机13并且发动机13的运行点被包括在PM产生区域A1中时，控制器11执行将发动机13的扭矩Te的增大速率限制为小于或等于预定上限速率的处理。因此，抑制了发动机13的负荷(扭矩Te)在PM产生区域A1中突然增大。因此，可以将产生的颗粒物的量抑制为小于基准值。
另一方面，当由于限制了发动机13的扭矩Te的增大速率而导致行驶扭矩不足时，控制器11控制第二MG 15以通过第二MG 15的输出扭矩来尽可能地补充不足。因此，能够将车辆10的驾驶性能的降低抑制得尽可能小。
图6示出了当没有获得第二MG 15的充分辅助时的发动机13的运行点的变化的示例性轨迹。当获得了第二MG 15的充分辅助时，如上所述，使用最佳运行线L1控制发动机13。因此，允许发动机13的运行点被包括在PM产生区域A1中。
如图5中所示，当发动机13的运行点从低负荷侧的第一运行点P1改变为高负荷侧的第二运行点P2时，存在发动机13的运行点被包括在PM产生区域A1中的时间段。但是，在该时间段期间，如上所述，发动机13的扭矩Te的增大速率被限制为小于或等于上限速率。因此，抑制了发动机13的扭矩Te(负荷)在PM产生区域A1中突然增大，由此发动机13的负荷逐渐增大。因此，可以将产生的颗粒物的量抑制得尽可能小。
当由于发动机13的扭矩Te的增大速率被限制为小于或等于上限速率而导致发动机13的扭矩Te不足时，控制器11控制第二MG 15以通过第二MG 15的输出扭矩来尽可能地补充不足(与图6的阴影部分相对应的扭矩)。因此，能够将车辆10的驾驶性能的劣化抑制得尽可能小。应当注意，图6示出了一个示例，其中通过将扭矩Te的增大速率限制为小于或等于上限速率，发动机13的运行点在PM产生区域A1中通过相对于最佳运行线L1的低扭矩侧。但是，当扭矩Te的增大速率较小(逐渐增大)时，扭矩Te可以不受限制并且发动机13的运行点可以沿着最佳运行线L1改变。
应当注意，表示最优运行线L1、PM抑制运行线L4和PM生成区域A1中的每一个的信息被预先存储在HV-ECU 62中包括的存储器中。
图7是示出由HV-ECU 62执行的示例性处理的流程图。每当满足预定条件时(例如，只要经过预定时间段)，就重复执行该流程图。
HV-ECU 62计算要求的***功率(步骤S10)。接下来，HV-ECU 62判定是否存在起动发动机13的要求(步骤S20)。由于计算要求的***功率的方法和判定是否存在起动发动机13的方法如上所述，因此将不再重复其详细描述。
当判定存在起动发动机13的要求时(在步骤S20中为“是”)，HV-ECU 62计算要求的发动机功率(步骤S30)。HV-ECU 62例如计算上述要求的***功率作为要求的发动机功率。
接下来，HV-ECU 62判定该状态是否使得获得了第二MG 15的充分辅助(步骤S40)。由于判定的意义和方法如上所述，因此将不重复其详细描述。
当该状态不能使得获得第二MG 15的充分辅助时(在步骤S40中为“否”)，HV-ECU62使用最佳运行线L1设定目标发动机运行点(步骤S50)。即，HV-ECU 62将要求的发动机功率的等功率线和最佳运行线L1之间的交点设定为目标发动机运行点(目标发动机扭矩或目标发动机转速)。由于等功率线和最佳运行线L1如上所述，因此将不重复其详细描述。
接下来，HV-ECU 62判定目标发动机运行点是否被包括在PM产生区域A1中(步骤S60)。由于PM产生区域A1如上所述，因此将不重复其详细描述。
当目标发动机运行点被包括在PM产生区域A1中时(在步骤S60中为“是”)，如上所述，HV-ECU 62执行将目标发动机扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率的处理(步骤S62)。例如，HV-ECU 62计算通过将从当前计算的目标发动机扭矩减去先前计算的目标发动机扭矩而获得的值除以从先前计算的时间到当前计算的时间的经过的时间段获得的值，作为当前目标发动机扭矩的增大速率。当当前目标发动机扭矩的增大速率大于上限速率时，HV-ECU 62将通过将上限速率添加到先前计算的目标发动机扭矩而不是当前计算的目标发动机扭矩而获得的值设定目标发动机扭矩。因此，与在当前步骤S50中使用最佳运行线L1计算出的扭矩相比，目标发动机扭矩受到更大的限制。应当注意，当当前目标发动机扭矩的增大速率小于或等于上限速率时，目标发动机扭矩不受限制。然后，HV-ECU 62使处理进入步骤S80。
当目标发动机运行点没有被包括在PM产生区域A1中时(在步骤S60中为“否”)，HV-ECU 62在不执行限制目标发动机扭矩的增大速率的处理(步骤S62的处理)的情况下使处理进入步骤S80。
当该状态使得获得第二MG 15的充分辅助时(在步骤S40中为“是”)，HV-ECU 62使用PM抑制运行线L4设定目标发动机运行点(步骤S70)。例如，HV-ECU 62将满足最佳运行线L1上的要求的发动机功率的发动机转速设定为目标发动机转速。HV-ECU 62将满足PM抑制运行线L4上的目标发动机转速的发动机扭矩设定为目标发动机扭矩。此外，HV-ECU 62可以将PM抑制运行线L4与要求的发动机功率的等功率线之间的交点设定为目标发动机运行点。在这种情况下，发动机的输出功率为要求的发动机功率；但是，与使用最佳运行线L1的情况相比，扭矩受到更大的限制。由于PM抑制运行线L4如上所述，因此将不重复其详细描述。然后，HV-ECU 62使处理进入步骤S80。
当设定了目标发动机运行点时，HV-ECU 62执行发动机控制(步骤S80)。具体地，HV-ECU 62产生发动机运行状态指令以输出满足目标发动机运行点的发动机功率，并且将表示所产生的发动机运行状态指令的信号输出到发动机ECU 64。
接下来，HV-ECU 62执行MG控制(步骤S90)。具体地，HV-ECU62产生用于第一MG 14的扭矩指令值作为第一MG扭矩指令，以达到目标发动机转速。HV-ECU 62将所产生的第一MG扭矩指令输出至MG-ECU 63。通过以上处理，发动机13的运行点达到目标运行点。
HV-ECU 62基于用于第一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，并产生用于第二MG 15的扭矩指令值作为第二MG指令，以便满足要求的驱动力(即，以便产生与对应于传输到驱动轮24的发动机扭矩的驱动力和要求的驱动力之间的差相对应的驱动力)。HV-ECU 62将所产生的第二MG扭矩指令输出至MG-ECU 63。
应当注意，当不存在起动发动机13的要求时(在步骤S20中为“否”)，HV-ECU 62不起动发动机13，并且设定用于第二MG 15的扭矩指令值作为第二MG扭矩指令，以仅通过第二MG 15产生要求的驱动力(步骤S90)。
如上所述，当没有获得第二MG 15的充分辅助时(当使用最佳运行线L1控制发动机13时)，并且当发动机13的运行点被包括在PM产生区域A1中时，根据本实施例的HV-ECU 62将发动机13的扭矩Te的增大速率限制为小于或等于上限速率(第一控制)。因此，抑制了发动机13的负荷在PM产生区域A1中突然增大。因此，可以将产生的颗粒物的量抑制为小于基准值。此外，控制第二MG 15以通过第二MG 15的输出扭矩来尽可能地补充由限制发动机13的扭矩Te的增大速率的处理限制的发动机13的扭矩。因此，能够将车辆10的驾驶性能的劣化抑制得尽可能小。
此外，当获得了第二MG 15的充分辅助时，根据本实施例的HV-ECU 62通过使用PM抑制运行线L4控制发动机13来限制发动机13的输出，以便避免发动机13的运行点被包括在PM抑制区域A1中(第二控制)。然后，控制第二MG 15以通过第二MG 15的输出来补充通过使用PM抑制运行线L4限制的发动机13的输出。因此，在抑制劣化的排放的同时，可以抑制劣化的驾驶性能。
<变型1>
上面的描述针对根据本实施例的控制器11根据是否获得第二MG15的充分辅助来选择最佳运行线L1和PM抑制运行线L4中的一条运行线并且使用所选择的运行线的示例。
然而，可以仅使用最佳运行线L1而不使用PM抑制运行线L4来控制发动机13。
图8是示出根据本变型的由HV-ECU 62执行的示例性处理的流程图。通过从图7中所示的流程图中去除步骤S40和S70的处理来获得该流程图。即，当判定存在起动发动机13的要求时(在步骤S20中为“是”)，HV-ECU 62不管是否获得第二MG 15的充分辅助，都使用最佳运行线L1设定目标发动机运行点(步骤S50)。当目标发动机运行点被包括在PM产生区域A1中时(在步骤S60中为“是”)，HV-ECU 62执行将目标发动机扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率的处理(步骤S62)。
同样，通过这种变型，可以在抑制劣化的排放的同时抑制劣化的驾驶性能。
<变型2>
尽管图1中所示的车辆10是包括发动机13和两个MG 14和MG15作为驱动源的混合动力车辆的类型(所谓的分体式)，但是适用于根据本公开的控制的车辆不限于图1所示的车辆1。例如，根据本公开的控制可应用于包括发动机和一个MG的普通的串联或并联型混合动力车辆。
尽管已经详细描述和说明了本公开，但是应当清楚地理解，本公开仅是通过说明和示例的方式，而不是限制性的，本公开的范围由所附权利要求的术语来解释。

Claims (3)

1.一种混合动力车辆，包括：
内燃机，所述内燃机具有强制进气装置；
旋转电机；
驱动轮，所述驱动轮被连接到所述内燃机和所述旋转电机；和
控制器，所述控制器控制所述内燃机和所述旋转电机，其中
所述内燃机的运行区域包括特定区域，在所述特定区域中，由于在由所述强制进气装置进行的增压期间所述内燃机的负荷增大，被包括在所述内燃机的排气中的颗粒物的量大于预定量，
所述特定区域是所述内燃机的转速低于预定速度并且所述内燃机的扭矩高于预定扭矩的区域，
当所述内燃机的运行点被包括在所述特定区域中时，所述控制器执行第一控制，所述第一控制将所述内燃机的扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率，并且
所述控制器控制所述旋转电机以通过所述旋转电机的扭矩来补充由所述第一控制限制的所述内燃机的扭矩。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其中
当能够由所述旋转电机产生的输出大于预定值时，代替所述第一控制，所述控制器执行第二控制，所述第二控制限制所述内燃机的输出，以便避免所述内燃机的运行点被包括在所述特定区域中，并且
所述控制器控制所述旋转电机以通过所述旋转电机的输出来补充由所述第二控制限制的所述内燃机的输出。
3.一种控制混合动力车辆的方法，
所述混合动力车辆包括：
内燃机，所述内燃机具有强制进气装置；
旋转电机；和
驱动轮，所述驱动轮被连接到所述内燃机和所述旋转电机，其中
所述内燃机的运行区域包括特定区域，在所述特定区域中，由于在由所述强制进气装置进行的增压期间所述内燃机的负荷增大，被包括在所述内燃机的排气中的颗粒物的量大于预定量，
所述特定区域是所述内燃机的转速低于预定速度并且所述内燃机的扭矩高于预定扭矩的区域，
所述方法包括：
当所述内燃机的运行点被包括在所述特定区域中时，执行第一控制，所述第一控制将所述内燃机的扭矩的增大速率限制为小于或等于上限速率；和
控制所述旋转电机以通过所述旋转电机的扭矩来补充由所述第一控制限制的所述内燃机的扭矩。
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