混合动力车辆的控制装置 |
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| 申请号 | CN201380077699.5 | 申请日 | 2013-06-24 | 公开(公告)号 | CN105324265B | 公开(公告)日 | 2017-10-13 |
| 申请人 | 丰田自动车株式会社; | 发明人 | 菅野善仁; 木下刚生; 森田泰毅; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的目的在于提供一种能够抑制由 增压 器 的响应延迟引起的动 力 性能的下降的混合动力车辆的控制装置。装置(100)对混合动力车辆(1)进行控制，混合动力车辆(1)具备： 内燃机 (200)，其具备 增压器 (250)和NOx吸藏还原催化剂(215)，能够在化学当量比稀的 空燃比 下运转；和旋转 电机 (MG2)，装置(100)具备：判定单元，其判定增压器是否会产生响应延迟；转矩控制单元，其在 电池 的输出限制值为预定值以上时会产生响应延迟的情况下，控制旋转电机的转矩以补偿 驱动轴 的转矩的不足量；推定单元，其推定NOx吸藏还原催化剂的NOx吸藏量；以及空燃比控制单元，其在NOx吸藏量为预定值以上时或者电池的输出限制值小于预定值时会产生响应延迟的情况下，将内燃机的空燃比控制成化学当量比浓。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种混合动力车辆的控制装置，控制如下的混合动力车辆，该混合动力车辆具备： |
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| 说明书全文 | 混合动力车辆的控制装置技术领域背景技术[0004] 另外，在混合动力车辆中，还存在在催化剂暖机时要求功率超过了输出限制的情况下，进行点火正时的延迟修正、吸入空气量的增量修正以及燃料供给量的减量修正等的装置(参照专利文献3)。 [0006] 另外，在具备增压发动机的混合动力车辆中，还存在在基于加速器开度的变化率而判定的燃料增量区域中使燃料的混合比浓化的装置(参照专利文献5)。 [0007] 现有技术文献 [0008] 专利文献 [0009] 专利文献1：日本特开2004-092455号公报 [0010] 专利文献2：日本特开平11-062653号公报 [0011] 专利文献3：日本特开2010-241170号公报 [0012] 专利文献4：日本特开2009-036153号公报 [0013] 专利文献5：日本特开2006-258015号公报 发明内容[0014] 发明要解决的问题 [0015] 在具备增压器的混合动力车辆中，有时在加速要求时增压器会产生响应延迟。在此，通过马达转矩来补偿由响应延迟引起的驱动轮的转矩的不足是有意义的。然而，马达转矩的上限受到电池的输出限制的约束。因此，在需要超过了电池的输出限制的马达转矩的情况下，由响应延迟引起的动力性能的下降会显现。在上述现有技术文献所公开的装置中，无法避免这样的动力性能的下降。 [0016] 本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提供一种在具备增压器的混合动力车辆中能够抑制由增压器的响应延迟引起的动力性能的下降的混合动力车辆的控制装置。 [0017] 用于解决问题的手段 [0018] 为了解决上述问题，本发明的混合动力车辆的控制装置控制如下的混合动力车辆，该混合动力车辆具备：内燃机，其具备增压器和NOx吸藏还原催化剂，能够在化学当量比稀的空燃比下运转；旋转电机，其能够与驱动轴之间进行转矩的输入输出，所述驱动轴与驱动轮连结；以及电池，其能够输入输出电力；所述控制装置的特征在于，具备：判定单元，其判定所述增压器是否会产生响应延迟；转矩控制单元，其在所述电池的输出限制值为预定值以上时判定为会产生所述响应延迟的情况下，控制所述旋转电机的转矩以补偿所述驱动轴的转矩的不足量；推定单元，其推定所述NOx吸藏还原催化剂中的NOx的吸藏量；以及空燃比控制单元，其在所述推定出的吸藏量为预定值以上时或者所述电池的输出限制值小于所述预定值时判定为会产生所述响应延迟的情况下，将所述内燃机的空燃比控制成化学当量比浓。 [0019] 本发明的“NOx吸藏还原催化剂”是指在内燃机在化学当量比稀的空燃比(以下适当表述为“稀空燃比”)下运转的期间吸藏NOx，在内燃机在化学当量比浓的空燃比(以下适当表述为“浓空燃比”)下运转的期间该吸藏的NOx被还原的催化剂装置。本发明的混合动力车辆的控制装置以在作为动力源之一的内燃机具备例如涡轮增压器等增压器并具备该NOx吸藏还原催化剂的车辆结构为前提。 [0020] 此外，本发明的内燃机是包括能够在稀空燃比下运转的内燃机的概念，本发明的内燃机中的空燃比的控制不限于将空燃比在稀空燃比与浓空燃比之间进行二值切换的控制。例如，也可以进行适当使化学当量介于稀空燃比与浓空燃比之间的控制。另外，也可以进行空燃比阶段性地切换的控制。 [0021] 根据本发明的混合动力车辆的控制装置，在电池的输出限制值小于预定值时预测为增压器会产生响应延迟的情况下，进行空燃比的暂时性的化学当量比浓化处理(以下适当表述为“燃料过量供给”)。若进行燃料过量供给，则燃料喷射量与稀空燃比相比增量，因此，内燃机的转矩增大。因此，能够适当抑制由增压器的响应延迟引起的动力性能的暂时性的下降。 [0022] 在此，虽然燃料过量供给所带来的转矩增大作用是周知的，但以往，燃料过量供给以催化剂再生为目的而在基于NOx吸藏量确定的定时实施。即，以往并不存在在不来源于NOx吸藏量的定时进行燃料过量供给的技术思想。这从具备NOx吸藏还原催化剂的稀燃型内燃机中的燃料过量供给的意义来看是当然的。 [0023] 另一方面，本发明是在发现了在利用旋转电机的转矩补偿由增压器的响应延迟引起的驱动轴的转矩(以下适当表述为“驱动轴转矩”)的不足时电池的输出(即放电量)有可能与输出限制值抵触的基础上，想到了将燃料过量供给所实现的的转矩增大效果用于抑制动力性能的下降这一技术思想。即使在不来源于NOx吸藏量的定时进行燃料过量供给，所吸藏的NOx的还原也能够没有问题地进行，因此，根据本发明，能够更有意义地活用燃料过量供给。 [0024] 在本发明的混合动力车辆的控制装置的一技术方案中，所述转矩控制单元，在所述空燃比被控制成化学当量比浓的期间内所述驱动轴的转矩有所剩余的情况下，控制所述旋转电机以使所述驱动轴的转矩的剩余量再生为电力。 [0025] 在考虑电池的输出限制而通过燃料过量供给来补偿驱动轴转矩的情况下，随着内燃机的进气量(吸入汽缸的进气的量)的上升，或者，在燃料过量供给开始的时刻，驱动轴转矩相对于要求值有所剩余。 [0026] 根据该技术方案，由于该剩余量经由旋转电机再生为电力，所以能够适当将驱动轴转矩维持为要求值。 [0027] 此外，在该技术方案中，所述空燃比控制单元，可以在与所述剩余量相应的电力再生量为所述电池的输入限制值以上的情况下，将所述空燃比设为比被控制成所述化学当量比浓的空燃比靠化学当量比稀侧。 [0028] 若这样在将驱动轴转矩的剩余量再生为电力时与电池的输入限制值抵触的情况下禁止燃料过量供给，则能够防止电池的过充电。 [0029] 此外，电力再生量这样与输入限制值抵触的情况下的空燃比只要与燃料过量供给时的浓空燃比相比处于化学当量比稀侧即可。例如，在该情况下，空燃比既可以从浓空燃比迅速地被切换为稀空燃比作为控制空燃比，也可以经由化学当量或者化学当量附近的空燃比等而朝向作为控制空燃比的稀空燃比阶段性地切换。 [0030] 或者，若考虑电力再生量与输入限制值抵触的状况，则也可以在随着内燃机的驱动力相对于要求驱动力不足而产生旋转电机的电力消耗的范围内将空燃比变向化学当量比稀侧变更。 [0032] 图1是概念性地表示本发明的第1实施方式的混合动力车辆的结构的概略结构图。 [0033] 图2是概念性地表示图1所示的混合动力驱动装置的结构的概略结构图。 [0034] 图3是概念性地表示图1所示的发动机的结构的概略结构图。 [0035] 图4是图1的混合动力车辆中的燃料过量供给控制的流程图。 [0036] 图5是例示图4的燃料过量供给控制中的各种控制量的一时间推移的时序图。 [0037] 图6是第2实施方式的燃料过量供给控制的流程图。 [0038] 图7是例示图6的燃料过量供给控制中的各种控制量的一时间推移的时序图。 具体实施方式[0039] <发明的实施方式> [0040] 以下，参照附图，对本发明的优选的各种实施方式进行说明。 [0041] <第1实施方式> [0042] <实施方式的结构> [0043] 首先，参照图1，对本发明的第1实施方式的混合动力车辆1的结构进行说明。在此，图1是概念性地表示混合动力车辆1的结构的概略结构图。 [0044] 在图1中，混合动力车辆1是具备ECU(Electronic Control Unit：电子控制装置)100、混合动力驱动装置10、PCU(Power Control Unit)20、电池30以及传感器组40的本发明的“混合动力车辆”的一例。 [0045] ECU100是具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)以及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等并构成为能够控制混合动力车辆1的各部分的动作的电子控制单元，是本发明的“混合动力车辆的控制装置”的一例。ECU100能够按照存储于ROM的控制程序来执行后述的燃料过量供给控制。 [0046] PCU20是构成为能够控制电池30与后述的各电动发电机之间的电力的输入输出的公知的电力控制单元。PCU20包括：SMR(System Main Relay：系统主继电器)、升压转换器以及变换器等(均未图示)，SMR能够切断电池30与电力负载的电连接，升压转换器能够将电池30的输出电压升压至适于各电动发电机的驱动的升压指令电压，变换器构成为能够将从电池30取出的直流电力变换为交流电力而供给至后述的电动发电机MG1和电动发电机MG2，并且能够将由电动发电机MG1和电动发电机MG2发电得到的交流电力变换为直流电力而供给至电池30。PCU20与ECU100电连接，构成为由ECU100控制其动作。 [0047] 电池30是作为供给用于使电动发电机MG1和电动发电机MG2动力运行的电力的电力供给源发挥功能的可充电的二次电池单元。电池30例如具有多个(例如，数百个)锂离子电池单元等单位电池单元串联连接而成的结构。电池30是本发明的“电池”的一例。 [0049] 电池温度传感器41是构成为能够检测电池30的温度即电池温度Tbat的传感器。电池温度传感器41与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的电池温度Tbat。 [0050] SOC传感器42是构成为能够检测电池30的蓄电余量即SOC(State Of Charge：充电状态)的传感器。SOC传感器42与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的SOC。 [0051] 加速器开度传感器43是构成为能够检测加速器踏板的开度即加速器开度Ta的传感器。加速器开度传感器43与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的加速器开度Ta。 [0052] 车速传感器44是构成为能够检测混合动力车辆1的车速V的传感器。车速传感器44与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的车速V。 [0053] 混合动力驱动装置10是混合动力车辆1的动力传递系统(power train)。在此，参照图2，对混合动力驱动装置10的详细结构进行说明。在此，图2是概念地地表示混合动力驱动装置10的结构的概略结构图。此外，在该图中，对与图1重复的地方标注同一标号并适当省略说明。 [0054] 混合动力驱动装置10具备发动机200、动力分配机构300、输入轴400、驱动轴500、减速机构600、电动发电机MG1(以下，适当简称为“MG1”)以及电动发电机MG2(以下，适当简称为“MG2”)。 [0057] 电动发电机MG2与电动发电机MG1同样，是具备将电能变换为动能的动力运行功能和将动能变换为电能的再生功能的作为本发明的“旋转电机”的一例的电动发电机。 [0060] 动力分配机构300具备设置于中心部的太阳轮S1、在太阳轮S1的外周呈同心圆状设置的齿圈R1、配置于太阳轮S1与齿圈R1之间且在太阳轮S1的外周一边自转一边公转的多个小齿轮(未图示)、以及对所述各小齿轮的旋转轴进行轴支撑的齿轮架C1。 [0061] 太阳轮S1是用于负担相对于发动机200的输出转矩即发动机转矩Te的反力转矩的反力要素，连结于电动发电机MG1的转子。因此，太阳轮S1的旋转速度与电动发电机MG1的旋转速度即MG1旋转速度Nmg1等价。 [0062] 齿圈R1是动力分配机构300的输出要素，以与动力分配机构300的动力输出轴即驱动轴500共有旋转轴的形式连结于该驱动轴500。此外，驱动轴500经由差速器等间接地连结于混合动力车辆1的驱动轮DW。 [0064] 动力分配机构300在上述结构下能够通过齿轮架C1以预定的比率(与各齿轮彼此之间的齿数比相应的比率)将从发动机200向输入轴400供给的发动机转矩Te分配给太阳轮S1和齿圈R1，从而将发动机200的动力分配给2个系统。 [0065] 此时，若为了使动力分配机构300的动作易于理解而定义作为相对于齿圈R1的齿数的太阳轮S1的齿数的齿数比ρ，则在从发动机200对齿轮架C1作用有发动机转矩Te的情况下，作用于太阳轮S1的转矩Tes由下述(1)式表示，另外，出现在驱动轴500的直接传递转矩Ter由下述(2)式表示。 [0066] Tes＝Te×ρ/(1+ρ)…(1) [0067] Ter＝Te×1/(1+ρ)…(2) [0068] 减速机构600是安装于驱动轴500与电动发电机MG2之间的具备太阳轮S2、齿圈R2、小齿轮(未图示)以及齿轮架C2这些旋转要素的行星齿轮机构。 [0069] 在减速机构600中，太阳轮S2连结于电动发电机MG2的转子。另外，齿轮架C2以无法旋转的方式固定于混合动力驱动装置10的外围壳体。进而，齿圈R2连结于驱动轴500。在该结构下，减速机构600能够按照根据各旋转要素(齿轮)的齿数比确定的减速比将电动发电机MG2的旋转速度Nmg2减速，并传递给驱动轴500。 [0070] 此外，减速机构600的结构不过是对电动发电机MG2的旋转进行减速的机构可以采用的一种形态，这种减速机构在实践上可以具有多种形态。另外，这种减速机构也可以不必设置于混合动力驱动装置。即，电动发电机MG2也可以直接连结于驱动轴500。 [0071] 接着，参照图3，对发动机200的详细结构进行说明。在此，图3是概念性地表示发动机200的结构的概略结构图。此外，在该图中，对与图2重复的地方标注同一标号而适当省略说明。 [0072] 发动机200是以汽油作为燃料的作为本发明的“内燃机”的一例的直列4缸发动机。发动机200具有在汽缸体201并列有4个汽缸202的结构。作为燃料的汽油被喷射至未图示的进气口，在进气行程中，作为与空气混合而成的混合气被吸入到汽缸内部。在该汽缸内部，吸入空气通过压缩行程中的未图示的点火装置的点火控制而点火，在燃烧室内燃烧。 [0075] 发动机200具备涡轮增压器250。涡轮增压器250具备收纳于涡轮壳体251的涡轮叶片252、收纳于压缩机壳体254的压缩机叶轮255以及将它们连结的涡轮旋转轴253。涡轮增压器250是能够回收排气热而驱动涡轮叶片252旋转，利用与涡轮叶片252大致一体旋转的压缩机叶轮255的流体压缩作用将吸入空气增压为大气压以上的本发明的“增压器”的一例。 [0076] 在发动机200中，经由未图示的空气滤清器从外界向上游侧进气管205吸入空气。该吸入空气通过涡轮增压器250的压缩机叶轮255的旋转而被压缩，并被供给至设置于压缩机叶轮255的下游侧的下游侧进气管206。 [0077] 在下游侧进气管206设置有中冷器207。中冷器207是用于将压缩后的吸入空气冷却而提高增压效率的冷却装置。 [0078] 在下游侧进气管206中的中冷器207的下游侧设置有节气门208。节气门208是根据开闭状态来调整吸入空气的量的阀，构成为由与ECU100电连接的未图示的致动器来控制其开闭状态。即，节气门208是所谓的电子控制节气门装置的一部分。 [0079] 下游侧进气管206在节气门208的下游侧连结于进气歧管209。进气歧管209与形成在汽缸体201内的与各汽缸对应的进气口连接。被导入到进气歧管209的吸入空气在该进气口处与被喷射成雾状的汽油混合，如上所述，在各汽缸的未图示的进气门打开时被吸入到汽缸内。 [0080] 在上游侧进气管205设置有空气流量计210。空气流量计210是构成为能够检测从外界吸入的吸入空气的量即吸入空气量Ga的传感器。空气流量计210与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的吸入空气量Ga。 [0081] 在上游侧进气管205设置有第1压力传感器211。第1压力传感器211是构成为能够检测上游侧进气管205中的吸入空气的压力即压缩机入口压P0的传感器。第1压力传感器211与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的压缩机入口压P0。此外，压缩机入口压P0实质上与大气压相等。 [0082] 在下游侧进气管206设置有第2压力传感器212。第2压力传感器212是构成为能够检测下游侧进气管206中的吸入空气的压力即压缩机出口压P3的传感器。第2压力传感器212与ECU100电连接，构成为由ECU100适当参照其检测到的压缩机出口压P3。此外，压缩机出口压P3实质上与增压压力相等。此外，ECU100始终掌握着压缩机入口压P0与压缩机出口压P3之比即压缩机前后压力比Rp(Rp＝P3/P0)。 [0083] 在发动机200中，在排气管204设置有空燃比传感器213。空燃比传感器213例如是具备扩散阻尼层的界限电流式广域空燃比传感器，构成为能够检测在排气管204中流动的排气的空燃比(排气空燃比)。更具体地说，空燃比传感器221是输出与后述的三元催化剂214的上游侧的排气的空燃比相应的输出电压值的传感器。该输出电压值在排气空燃比为化学当量比(即理论空燃比)时与基准输出电压值一致。另外，该输出电压值在排气空燃比处于化学当量比浓侧的情况下比基准输出电压值低，同样，在处于化学当量比稀侧的情况下比基准输出电压值高。空燃比传感器213ECU100电连接，构成为由ECU100以一定或不定的周期参照其检测到的输出电压值。 [0084] 此外，本实施方式的发动机200是使用该空燃比传感器213的输出电压值而基本上在化学当量比稀的稀空燃比(例如，20前后)下运转的所谓的稀燃发动机。关于具体的空燃比控制，虽然可以应用公知的各种控制形态，但例如如下控制：在空燃比传感器213的输出电压值比与控制空燃比(上述稀空燃比)对应的值低时(即，在排气空燃比比控制空燃比浓时)，向减量侧修正发动机200的燃料喷射量，在在空燃比传感器213的输出电压值比与控制空燃比(上述稀空燃比)对应的值高时(即，在排气空燃比比控制空燃比稀时)，向增量侧修正修正发动机200的燃料喷射量。 [0085] 被引导至排气管204的排气在将热能提供给涡轮增压器250的涡轮叶片252之后，被引导至下游侧的催化剂系统。 [0086] 催化剂系统具备三元催化剂214和NOx吸藏还原催化剂215。 [0088] NOx吸藏还原催化剂215是将碱金属或者碱土类金属等NOx吸藏材料和贵金属担载于铝等多孔质载体而成的催化剂装置。NOx吸藏还原催化剂215构成为：在化学当量比稀的气氛下，将排气中的NO在贵金属上氧化成NOx，作为碱性物质的NOx吸藏材料与NOx发生中和反应而形成硝酸盐和/或亚硝酸盐，由此吸藏NOx。 [0089] 另外，NOx吸藏还原催化剂215构成为：在由后述的燃料过量供给实现的化学当量比浓的气氛下，所吸藏的硝酸盐和/或亚硝酸盐分解而放出NOx，并且，通过贵金属的催化剂作用，NOx与H2、HC或CO等还原剂反应而被净化成N2。这些还原剂通过由设置于NOx吸藏还原催化剂215的上游侧的三元催化剂214生成或者通过吹过三元催化剂214来供给。 [0090] <实施方式的动作> [0091] 接着，作为本实施方式的动作，对由ECU100执行的燃料过量供给控制的详情进行说明。 [0092] 首先，参照图4，对燃料过量供给控制的流程进行说明。在此，图4是燃料过量供给控制的流程图。此外，燃料过量供给控制是在混合动力车辆1的运行期间(例如，从Ready-On到Ready-Off的期间)始终以预定周期执行的控制。 [0093] 在图4中，首先推定NOx排出量Anox(步骤S101)。NOx排出量Anox是每单位时间从发动机200产生的NOx的量。NOx排出量Anox基于发动机200的动作点而推定。此外，动作点是指由发动机200的内燃机转速NE和发动机转矩Te规定的发动机200的动作条件。 [0094] 汽缸内的NOx生成过程是一种化学反应。因此，若已知控制空燃比和燃料喷射量，则能够求出一个汽缸内的一个燃烧过程中的NOx的生成量。另外，内燃机转速NE与每单位时间的燃烧过程的次数对应。因此，根据动作点的信息，能够求出NOx排出量Anox。 [0095] 此外，NOx排出量Anox的推定能够应用公知的各种方法。例如，NOx排出量Anox也可以预先通过实验、经验或理论而与各个动作点相关联地以映射等形态作为控制信息储存。在该情况下，ECU100能够通过从映射选择符合条件的值而比较简单地推定NOx排出量Anox。 此时，在不是所有动作点都关联有NOx排出量Anox的情况下，也可以适当进行内插处理和/或修正处理。或者，NOx排出量Anox也可以基于预先通过实验、经验或理论制定的运算算法，根据动作点的参数而每次分别具体地算出。 [0096] 在推定出NOx排出量Anox后，ECU100对推定出的NOx排出量Anox进行累计，算出NOx吸藏量ΣAnox(步骤S102)。NOx吸藏量ΣAnox是NOx吸藏还原催化剂215中的NOx的吸藏量。如上所述，发动机200是控制空燃比为稀空燃比的稀燃型发动机，因此，在成为氧浓气氛的三元催化剂214中，几乎不进行NOx的还原反应。因此，可以将NOx排出量Anox的累计值当作NOx吸藏量ΣAnox处理。 [0097] 在算出NOx吸藏量ΣAnox后，判定该算出的NOx吸藏量ΣAnox是否小于基准值C1(步骤S103)。该基准值C1是规定NOx吸藏还原催化剂215的再生(即NOx的还原)的定时的值，是根据NOx吸藏还原催化剂215的NOx吸藏能等而任意设定的值。即，基准值C1规定稀燃型发动机中的燃料过量供给的通常的执行定时。 [0098] 在NOx吸藏量ΣAnox为基准值C1以上的情况下(步骤S103：否)，ECU100出于使NOx吸藏还原催化剂215再生的目的而执行燃料过量供给(步骤S110)。此外，燃料过量供给是指将控制空燃比从化学当量比稀的稀空燃比暂时变更为化学当量比浓的浓空燃比而使燃料喷射量增量的措施。若执行燃料过量供给，则三元催化剂213成为燃料浓气氛，HC和/或CO容易吹过。另外，可促进H2的生成。它们都是还原剂，具有使吸藏于NOx吸藏还原催化剂215的NOx还原的能力。通过该还原剂的作用，所吸藏的NOx从NOx吸藏还原催化剂215脱离而被净化。 [0099] 当开始执行燃料过量供给后，判定是否经过了预定时间(步骤S111)。在未经过预定时间的期间(步骤S111：否)，继续燃料过量供给。该预定时间是NOx吸藏还原催化剂215的NOx吸藏量ΣAnox成为零所需的时间，是预先通过实验设定的可变的值。设为可变的原因在于，NOx吸藏还原催化剂215中的NOx的还原速度(即每单位时间的NOx还原量)根据发动机200的动作点而不同。此外，NOx的还原速度能够基于发动机200的动作点的信息而通过公知的方法算出。或者，发动机200的动作点和NOx的还原速度也可以预先通过实验、经验或理论相关联并以控制映射等形式储存。 [0100] 在从燃料过量供给开始起经过了预定时间的情况下(步骤S111：是)，NOx吸藏量ΣAnox被清零(即初始化)(步骤S108)，ECU100结束燃料过量供给(步骤S109)。若燃料过量供给结束，则燃料过量供给控制结束。但是，如上所述，燃料过量供给控制是在混合动力车辆1的运行期间始终执行的控制，在预定的间隔之后，从步骤S101起再次开始处理。 [0101] 另一方面，在步骤S103中NOx吸藏量ΣAnox小于基准值C1的情况下(步骤S103：是)，ECU100判定电池30的放电限制值Wout是否小于基准值C2(步骤S104)。此外，基准值C2是事先通过实验性的适应(適合)过程而决定出的值。在放电限制值Wout为基准值C2以上的情况下(步骤S104：否)，燃料过量供给控制结束。 [0102] 电池30在每单位时间的电力的输入输出量上存在限制。输出侧的限制值是放电限制值Wout，超过放电限制值Wout的电力输出受到限制。输入侧的限制值是充电限制值Win，超过充电限制值Win的充电受到限制。这些充放电限制值主要由电池温度Tbat确定。 [0103] 电池温度Tbat对电池30的性能有影响，例如在低温时和/或高温时，放电限制值Wout和充电限制值Win分别减少(即，充放电分别受到更大限制)。充放电限制值基于这样的概念而由ECU100决定。 [0104] 在步骤S104中放电限制值Wout小于基准值C2的情况下(步骤S104：是)，ECU100判定涡轮增压器250是否会产生响应延迟(步骤S105)。 [0105] 涡轮增压器250的响应延迟是指如下现象：在例如由于加速器开度Ta急剧增加等而对驱动轴500要求的转矩(即驱动轴转矩的要求值)急剧增大了的情况下(例如，在加速要求时)，涡轮增压器250的增压没有赶上而进气量不足从而发动机转矩Te比要求值低。 [0106] 涡轮增压器250是否会产生响应延迟基于加速器开度Ta的变化率(每单位时间的加速器开度Ta的变化量)和压缩机叶轮255的转速(以下，适当表述为“压缩机转速”)而推定。 [0107] 例如，在加速器开度Ta的变化率大的情况下，驱动轴转矩的要求值的变化率也大，因此，与变化率小的情况相比，涡轮增压器250的响应延迟容易显现。另外，若压缩机转速越高，涡轮增压器250在实践上能够没有问题地进行增压动作，但若压缩机转速，则增压压力的上升容易延迟。因此，作为简单的方法之一，对加速器开度Ta的变化率和压缩机转速分别设定阈值，在加速器开度Ta的变化率比阈值大且压缩机转速比该阈值低的情况下，可以判定为涡轮增压器250会产生响应延迟。此外，压缩机转速虽然也能够由传感器等检测单元直接检测，但在本实施方式中，压缩机转速根据上述压缩机前后压力比Rp而间接推定。 [0108] 此外，涡轮增压器250的响应延迟在大气压越低时越容易产生，另外，在进气温度越高时越容易产生。因此，在判定是否会产生响应延迟时，也可以基于该时刻的大气压和/或进气温度进行修正。例如，可以在决定了表示产生响应延迟的可能性的指标值之后，将该指标值乘以基于大气压和/或进气温度的修正系数来决定最终的指标值，并基于该最终的指标值是否为阈值以上来判定是否会产生响应延迟。在判定为不会产生响应延迟的情况下(步骤S105：否)，结束燃料过量供给控制。 [0109] 另一方面，在预想为会产生响应延迟的情况下(步骤S105：是)，需要以某种形式来补偿混合动力车辆1的驱动轴转矩的不足量，从而补偿驱动轴转矩。 [0110] 在此，涡轮增压器250的响应延迟是与电池30的放电限制值Wout无关地产生的现象。因此，在放电限制值Wout为基准值C2以上的情况下(即步骤S104向“否”侧分支的情况下)，当然也有可能产生涡轮增压器250的响应延迟。在该情况下，由于电池30能够供给足够的电力，所以该驱动轴转矩的不足量通过电动发电机MG2所产生的MG2转矩Tmg2来供给。ECU100能够根据吸入空气量Ga、控制空燃比(即稀空燃比)以及点火正时等来推定发动机转矩Te。或者，能够根据电动发电机MG1所负担的发动机200的反力转矩来推定发动机转矩Te。 因此，能够准确地掌握该时刻的驱动轴转矩的不足量。 [0111] 相对于此，在电池30的放电限制值Wout小于基准值C2的情况下，利用MG2转矩Tmg2对驱动轴转矩的补偿有可能受到放电限制值Wout的约束。于是，在放电限制值Wout小于基准值C2的情况下会产生涡轮增压器250的响应延迟时，ECU100执行燃料过量供给(步骤S106)。步骤S106中的燃料过量供给是仅在其执行定时不来源于NOx吸藏还原催化剂215的NOx吸藏量ΣAnox这一点上与已经说明的步骤S110中的燃料过量供给不同的措施。 [0112] 当开始执行燃料过量供给后，判定是否经过了预定时间(步骤S107)。在未经过预定时间的期间(步骤S107：否)，继续燃料过量供给。该预定时间是NOx吸藏还原催化剂215的NOx吸藏量ΣAnox成为零所需的时间。但是，与步骤S110中的燃料过量供给不同，该时刻的NOx吸藏量ΣAnox可以在小于基准值C1的范围内取所有值。因此，步骤S107中的预定时间基于由发动机200的动作点确定的NOx的还原速度和该时刻的NOx吸藏量ΣAnox来决定。 [0113] 在经过预定时间后(步骤S107：是)，处理移向步骤S108，NOx吸藏量ΣAnox被初始化，在燃料过量供给结束之后(步骤S109)，燃料过量供给控制结束。燃料过量供给控制如以上那样执行。 [0114] 接着，参照图5，对本实施方式的燃料过量供给控制的效果进行说明。在此，图5是例示燃料过量供给控制的执行过程中的混合动力车辆1的各种控制量的一时间推移的时序图。 [0115] 在图5中，从上段起依次例示了加速器开度Ta、控制空燃比A/F、进气量Qair、发动机转矩Te以及电池30的充放电量W的各时间推移。 [0116] 此外，进气量Qair是实际吸入发动机200的各汽缸的空气的量。另外，充放电量W在放电时取正值，在充电时取负值。因此，在图5中，放电限制值Wout是正值，充电限制值Win是负值。 [0117] 图5例示了在时刻t1产生了加速器开度Ta的骤变的情况。另外，在图5中，作为用来与本实施方式进行比较研究的比较例，用实线例示出不进行以补偿驱动轴转矩为目的的燃料过量供给的情况下的各控制量的时间推移。即，比较例相当于如下情况：对于涡轮增压器250的响应延迟，与放电限制值Wout无关地利用MG2转矩Tmg2进行驱动轴转矩的补偿。 [0118] 首先，对比较例进行说明。 [0119] 在比较例中，对于在时刻t1产生的加速器开度Ta的变化(参照图示L_ta)，控制空燃比A/F维持为化学当量比稀的稀空燃比L不变(参照图示L_afcmp)。在比较例中，化学当量比浓的浓空燃比R在基于NOx吸藏量ΣAnox的燃料过量供给的执行定时以外不采用。 [0120] 另一方面，进气量Qair无法跟随急剧的加速器开度Ta的变化，相对于与加速器开度Ta对应的目标进气量(参照图示L_qtg(单点划线))大大不足(参照图示L_q)。即，图5与产生了上述“增压器的响应延迟”的状况相对应。 [0121] 若进气量Qair的响应相对于目标的响应特性这样延迟，则发动机转矩Te的响应也必然相对于目标发动机转矩(参照图示L_tetg(单点划线))的响应特性而延迟(参照图示L_tecmp)。若不想出任何对策，则由于该响应延迟而产生的目标发动机转矩与实际的发动机转矩Te之差会显现为混合动力车辆1的动力性能的下降。 [0122] 在此，如上所述，该驱动轴转矩的不足量由MG2转矩Tmg2来补偿。在比较例示出该情况。即，在由于涡轮增压器250的响应延迟而产生了驱动轴转矩的不足的期间，从电池30输出电力。因此，电池30的充放电量W以时刻t1为边界而在放电侧的区域(正区域)开始增加(参照图示L_wcmp)。 [0123] 在此，特别地，在不进行本实施方式的以补偿驱动轴转矩为目的的燃料过量供给的情况下，在利用MG2转矩Tmg2补偿驱动轴转矩的期间的至少一部分期间中，有可能产生电池30的放电量超过放电限制值Wout的事态。在图5的比较例(实线)中，示出了在时刻t2附近的期间内电池充放电量W超过放电限制值Wout的状态(即产生了过放电的状态)。这样的事态当然是在放电限制值Wout越小即电池30的放电限制的程度越大时越容易产生。 [0124] 另一方面，在实践上，从谋求保护电池30的观点来看，这样的过放电不被允许(即，为此而设定放电限制值Wout)。因此，在该期间，无法从电动发电机MG2输出与驱动轴转矩的不足量相抵消所需的MG2转矩Tmg2。必然地，驱动轴转矩相对于要求值不足，动力性能下降。 [0125] 接着，对本实施方式的以补偿驱动轴转矩为目的的燃料过量供给的效果进行说明。本实施方式的各控制量的时间推移在图5中以粗虚线表示。 [0126] 根据本实施方式的燃料过量供给控制，在放电限制值Wout小于基准值C2的情况下(即，在判定为电池30的放电量有可能如图示L_wcmp所示那样与放电限制值Wout抵触的情况下)，在加速器开度Ta开始骤变的时刻t1，执行燃料过量供给控制(参照图示L_af)。即，在与NOx吸藏量ΣAnox无关的定时开始燃料过量供给。 [0127] 此外，图4所例示的燃料过量供给控制的执行周期被设定得足够短，涡轮增压器250是否会产生响应延迟的判定(步骤S105)在与加速器开度Ta发生了变化的时刻t1大致相等的时刻已经完成。 [0128] 当燃料过量供给开始后，在时刻t1，发动机转矩Te以不连续的方式增加(参照图示L_te)。这是因为，燃料喷射量与控制空燃比的变化量相应地增加，转矩与燃料喷射量的增加量相应地上升。 [0129] 另一方面，当燃料过量供给开始后，发动机转矩Te超过要求值，驱动轴转矩也超过要求值。从驾驶性的观点来看，驱动轴转矩比要求值大是不被允许的，因此，驱动轴转矩的剩余量由电动发电机MG2再生为电力。 [0130] 因此，电池30的充放电量W与比较例相反，在负的区域变化。即，对电池30进行充电(参照图示L_w)，可避免充放电量W受到放电限制值Wout约束的事态。 [0131] 这样，根据本实施方式的燃料过量供给控制，在利用MG2转矩Tmg2对驱动轴转矩的补偿有可能与电池30的放电限制值Wout抵触的情况下，选择利用燃料过量供给对驱动轴转矩的补偿。因此，能够使驱动轴转矩始终与要求值一致，能够避免由涡轮增压器250的响应延迟所引起的动力性能的下降。 [0132] 此外，起因于该驱动轴转矩的不足的燃料过量供给在图4的燃料过量供给控制中一直持续到推定为该时刻的NOx吸藏量ΣAnox全部被还原为止。在图5中，该定时相当于时刻t4。另一方面，由于ECU100掌握着燃料过量供给开始时刻的NOx吸藏量ΣAnox和燃料过量供给所实现的NO还原量，所以燃料过量供给不一定必须持续到NOx吸藏量ΣAnox成为零。例如，燃料过量供给也可以在进气量Qair追上目标进气量而发动机转矩Te与要求值一致的时刻t3结束。在该情况下，也能够没有问题地避免由涡轮增压器250的响应延迟引起的动力性能的下降。 [0133] 但是，在该情况下，图4的步骤S108中的NOx吸藏量ΣAnox的清零处理被更新为在该时刻NOx吸藏还原催化剂215所吸藏的NOx的余量。然后，从该更新后的余量起再次进行NOx排出量Anox的累计。 [0134] <第2实施方式> [0135] 接着，对本发明的第2实施方式的燃料过量供给控制进行说明。首先，参照图6，对第2实施方式的燃料过量供给控制的流程进行说明。在此，图6是燃料过量供给控制的流程图。此外，在该图中，对与图4重复的地方标注同一标号而适当省略说明。 [0136] 在图6中，当为了补偿由涡轮增压器250的响应延迟引起的驱动轴转矩的不足而开始执行燃料过量供给后(步骤S106)，ECU100进一步判定电池30的充电是否是在不与充电限制值Win抵触的范围内进行(步骤S120)。 [0137] 此外，如上所述，充放电量W的正值与放电对应，负值与充电对应，充电不与限制值抵触是指充放电量W为充电限制值Win以上。 [0138] 在充电是在允许范围内进行的情况下(步骤S120：是)，即充放电量W为充电限制值Win以上的情况下，判定是否经过了预定时间(步骤S107)。在未经过预定时间的情况下(步骤S107：否)，处理返回步骤S120。 [0139] 另一方面，在进行超过限制值的充电的情况下(步骤S120：否)，即充放电量W小于充电限制值Win的情况下，ECU100基于燃料过量供给开始时刻的NOx吸藏量ΣAnox和燃料过量供给开始以后的NOx还原量来更新NOx吸藏量ΣAnox(步骤S121)。当更新NOx吸藏量ΣAnox后，ECU100使控制空燃比恢复为稀空燃比，结束燃料过量供给(步骤S109)。当燃料过量供给结束后，燃料过量供给控制结束。第2实施方式的燃料过量供给控制这样进行。 [0140] 接着，参照图7，对这样的第2实施方式的燃料过量供给控制的效果进行说明。在此，图7是例示燃料过量供给控制的执行过程中的混合动力车辆1的各种控制量的一时间推移的时序图。此外，在该图中，对与图5重复的地方标注同一标号而适当省略说明。 [0141] 在图7中，与第1实施方式同样，在时刻t1控制空燃比被变更为浓空燃比R，燃料过量供给开始。 [0142] 在此，假设在由电动发电机MG2将发动机转矩Te的剩余量再生而将驱动轴转矩维持为目标转矩的期间内的时刻t2’，充放电量W与充电限制值Win抵触。即，若以更大的规模继续进行电力再生，则电池30会成为过充电。 [0143] 于是，在第2实施方式中，在该时刻t2’，结束燃料过量供给。即，禁止过充电区域中的燃料过量供给。在图7中，在从燃料过量供给结束的时刻t2’到进气量Qair追上目标进气量的时刻t3的期间，驱动轴转矩不足，因此，电动发电机MG2被切换为动力运行驱动，通过来自电池30的放电(参照图示L_w)将驱动轴转矩维持为目标转矩。即，根据第2实施方式的燃料过量供给控制，能够不导致驱动轴转矩产生不足地防止电池30的过充电。 [0144] 此外，在本实施方式中，虽然构成为在充放电量W与充电限制值Win抵触的情况下控制空燃比恢复为从前的稀空燃比(通常运转时的控制空燃比)，但这只是一例。例如，在该情况下，也可以使控制空燃比经由化学当量或者化学当量附近的空燃比而阶段性地恢复为通常运转时的控制空燃比。 [0145] 另外，在本实施方式中，虽然设为充放电限制值主要依赖于电池温度，但从保护电池的观点来看，也存在在电池30的SOC高的情况下使充电限制值Win下降的控制。在该情况下，在充放电量W与充电限制值Win抵触的状况下，也可以在电动发电机MG2成为动力运行驱动的范围(即产生电力消耗的范围)内切换空燃比，以使得SOC降低。此外，若将空燃比设为相对于燃料过量供给时的空燃比(浓空燃比)靠化学当量比稀侧，则发动机转矩Te降低。因此，以与MG2的动力运行驱动相伴的电力消耗为一个条件的空燃比的切换，可成为将空燃比设为相对于燃料过量供给时的空燃比靠化学当量比稀侧的控制的一形态。 [0146] 或者，也可以在充放电量W处于充电限制值Win以内的范围内，在比燃料过量供给时的浓空燃比靠化学当量比稀侧(即，作为空燃比可包含化学当量比浓)的范围内对空燃比进行适当控制，以使得所吸藏的NOx的还原尽可能地持续。 [0147] 此外，在第1和第2实施方式中，在涡轮增压器250会产生响应延迟的情况下，关于将由MG2转矩Tmg2实现的转矩辅助和燃料过量供给的哪一方用于驱动轴转矩的补偿，通过放电限制值Wout与基准值C2的比较来决定。 [0148] 在此，放电限制值Wout不是在利用MG2转矩Tmg2对驱动轴转矩进行补偿时严格地规定是否会产生过放电的指标值。即，即使放电限制值Wout是混合动力车辆1的控制上可取的最大值，驱动轴转矩的补偿所需的放电量也有可能超过放电限制值Wout。同样，即使放电限制值Wout充分小，放电量也有可能不超过放电限制值Wout。但是，显然，放电限制值Wout越小，则在利用MG2转矩Tmg2补偿驱动轴转矩的期间内放电量与放电限制值Wout抵触的可能性越高，因此，将放电限制值Wout作为指标值而通过预测来选择某种措施的做法在实践上不会产生任何问题。 [0149] 另一方面，在对不足的驱动轴转矩进行补偿时，不管是利用伴有电池30的放电的MG2转矩Tmg2，还是利用伴有电池30的充电的燃料过量供给，在将驱动轴转矩维持为目标转矩这一点上没有任何不同。另外，吸藏于NOx吸藏还原催化剂215的NOx都需要还原，以补偿驱动轴转矩为目的的燃料过量供给也不会导致燃料的浪费。 [0150] 即，本发明的混合动力车辆的控制装置，通过对燃料过量供给赋予NOx还原以外的目的，能够与以往相比更弹性地运用燃料过量供给，高效且有效地抑制由增压器的响应延迟引起的动力性能的下降。 [0152] 产业上的可利用性 [0153] 本发明能够应用于具备具有增压器和NOx吸藏还原催化剂的内燃机的混合动力车辆的控制。 [0154] 标号说明 [0155] 1…混合动力车辆，100…ECU，200…发动机，215…NOx吸藏还原催化剂，250…涡轮增压器，MG1、MG2…电动发电机。 |
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