混合動力車輛及其控制方法

專利名稱：混合動力車輛及其控制方法
技術領域：
本發明涉及搭載內燃機和作為車輛行駛用的動力源的電動機的混合動 力車輛及其控制方法。
背景技術：
作為有利于環境的機動車，混合動力車輛(Hybrid Vehicle)受人注目。 該混合動力車輛，除了以往的發動機，還搭載蓄電裝置、變換器(inverter ) 和由變換器驅動的電動機，作為車輛行駛用的動力源。
在這樣的混合動力車輛中，既然搭載有發動機，也與以往的僅將發動 機作為動力源的車輛一樣， 一般搭載有凈化來自發動機的排氣的催化轉換 器(催化凈化器)。
日本特開2003-269208號公報，公開了搭載有催化轉換器的混合動力 車輛的控制裝置。該控制裝置，當蓄電池的SOC (State Of Charge,充電 狀態)變得小于等于下限值時，驅動發動機進行蓄電池的充電。而且，該 控制裝置，當蓄電池的SOC變為大于上述下限值的設定值時，使發動機、 催化轉換器等預熱。
通過該控制裝置，在發動機的起動時，發動機、催化轉換器已經預熱， 所以能夠防止排》i:的惡化。
但是，上述公報所公開的控制裝置，即便在不驅動發動機僅靠電動機 行駛的行駛模式(下面也稱為"EV模式，，)下能夠到達目的地的情況下， 也能進行發動機、催化轉換器的預熱，所以可能使燃料消耗率惡化。
尤其是，在能夠從車輛外部的電源(系統電源等)對蓄電裝置充電的 混合動力車輛中，例如，從例如以往的幾km左右的EV模式下的行駛距
7離增加到10km以上，EV模式下的行駛可能占到了大半，所以可以設想上 述問題表現顯著。

發明內容
于是，本發明是為了解決該問題而做出的，其目的在于，提供一種防 止催化轉換器的不必要的預熱以防止燃料消耗率的惡化的混合動力車輛。
還有，本發明的其他目的在于提供一種防止催化轉換器的不必要的預 熱以防止燃料消耗率的惡化的混合動力車輛的控制方法。
根據本發明，該混合動力車輛，是搭載內燃機和作為車輛行駛用的動 力源的電動機的混合動力車輛，包括催化轉換器、預熱部、設定部、推定 部、比較部和控制部。催化轉換器，凈化從內燃機排出的排氣。預熱部， 對催化轉換器進行預熱。設定部，設定該車輛的行駛距離。推定部，基于 對電動機供給電力的蓄電裝置的充電狀態(SOC)，推定以使內燃機停止、 且驅動電動機行駛的電動機行駛模式能夠行駛的距離。比較部，將由推定 部推定的行駛距離和由設定部設定的行駛距離進行比較。控制部，基于比 較部的比較結果控制預熱部。
優選，控制部，當由推定部推定的行駛距離大于由設定部設定的行駛 距離時，禁止由預熱部進行的催化轉換器的預熱。
更加優選，控制部，當在催化轉換器的預熱禁止期間要求了內燃機的 起動時，解除由預熱部進行的催化轉換器的預熱的禁止。
優選，比較部，當由設定部再次設定該車輛的行駛距離時，將該再次 設定的行駛距離和由推定部推定的行駛距離進行比較。控制部，基于該比 較結果，控制預熱部。
優選，比較部，當在由預熱部進行的催化轉換器的預熱期間由設定部 再次設定該車輛的行駛距離時，將該再次設定的行駛距離和由推定部推定 的行駛距離進行比較。控制部，當由推定部推定的行駛距離大于再次設定 的行駛距離時，停止由預熱部進行的催化轉換器的預熱。
優選，在該車輛的發動機在比由設定單元設定的行駛距離短的距離處停止了的情況下，比較部，在下一次系統起動時，將相對于該設定的行駛 距離的剩余距離與由推定單元推定的行駛距離進行比較。控制部，基于該 比較結果控制預熱部。
優選，混合動力車輛，還包括發電部和閾值設定部。發電部，利用內 燃機的動力產生用于對蓄電裝置充電的電力。當蓄電裝置的充電狀態
(soc)小于預定的閾值時，內燃機起動。闊值設定部，當由推定部推定
的行駛距離大于由設定部設定的行駛距離時，將第一閾值設定為預定的閾 值。還有，閾值設定部，當由推定部推定的行駛距離小于由設定部設定的 行駛距離時，將大于第一閾值的第二閾值設定為預定的闊值。
優選，混合動力車輛，還包括用于接受從該車輛的外部供給電力而對 蓄電裝置充電的充電部。
優選，設定部，包括能夠設定該車輛的目的地的導航裝置。導航裝置， 基于設定的目的地算出該車輛的行駛距離。
還有，優選，設定部包括能夠輸入該車輛的行駛距離的輸入裝置。 還有，優選，設定部將預先確定的固定值設定為該車輛的行駛距離。 還有，根據本發明，混合動力車輛的控制方法，是搭載內燃機和作為 車輛行駛用的動力源的電動機的混合動力車輛的控制方法。混合動力車輛， 包括凈化從內燃機排出的排氣的催化轉換器和預熱催化轉換器的預熱部。 而且，控制方法，包括從第一到第五步驟。在第一步驟中，設定該車輛的 行駛距離。在第二步驟中，推定對電動機供給電力的蓄電裝置的充電狀態
(soc)。在第三步驟中，基于推定的充電狀態推定以內燃機停止、且驅
動電動機行駛的電動機行駛模式能夠行駛的距離。在第四步驟中，比較該 推定的行駛距離和在第一步驟中設定的行駛距離。在第五步驟中，基于該 比較結果控制預熱部。
優選，混合動力車輛，還包括利用內燃機的動力產生用于對蓄電裝置
充電的電力的發電部。在蓄電裝置的充電狀態(soc)小于預定的閾值時，
內燃機起動。控制方法，還包括第六以及第七步驟。在第六步驟中，當在 第三步驟中推定的行駛距離大于在第一步驟中設定的行駛距離時，將第一閾值設定為預定的閾值。在第七步驟中，當在第三步驟中推定的行駛距離 小于在第一步驟中設定的行駛距離時，將大于第一閾值的第二閾值設定為 預定的閾值。
在本發明中，基于蓄電裝置的soc推定以電動機行駛模式能夠行駛的
距離，比較該推定的行駛距離和所設定的該車輛的行駛距離。接著，基于 該比較結果，控制對催化轉換器進行預熱的預熱部，所以在僅靠電動機行 駛模式能夠行駛所設定的行駛距離時，能夠防止以內燃機的動作為前提的 催化轉換器的預熱。
因此，才艮據本發明，能夠防止催化轉換器的不必要的預熱，以防止燃 料消耗率的惡化。


圖l是本發明的實施方式l中的混合動力車輛的整體框圖。
圖2是圖1所示的HV-ECU的功能框圖。 圖3是表示蓄電裝置的SOC的變化的圖。
圖4是關于圖1所示的HV-ECU所涉及的催化轉換器的預熱禁止控制 的流程圖。
圖5是關于在系統起動后執行的催化轉換器的預熱禁止控制的流程圖。
圖6是實施方式2中的HV-ECU的功能框圖。
圖7是關于由實施方式2中的HV-ECU所實現的發動機起動SOC的 設定處理的流程圖。
圖8是關于在系統起動后執行的發動機起動SOC的設定處理的流程圖。
圖9是另行具備充電用變換器的混合動力車輛的整體框圖。
具體實施例方式
以下，邊參考附圖邊對本發明的實施方式進行詳細說明。還有，對圖中的同 一或相當的部件標注同 一符號，不重復關于它們的說明。
圖l是本發明的實施方式l中的混合動力車輛的整體框圖。參照圖1，
混合動力車輛100包括發動機2、排氣通路7、催化轉換器8、電動發電機 MG1、 MG2、動力分配機構4和車輪6。還有，混合動力車輛100還包括 蓄電裝置IO、升壓轉換器20、變換器(inverter) 30、 40、正極線PL1、 PL2、負極線NL1、 NL2、電容器Cl、 C2、電力線ACL1、 ACL2、和連 接器110。并且，混合動力車輛100還包括MG-ECU( Electric Control Unit, 電子控制單元)50、 EG-ECU60、 HV-ECU70和導航裝置80。
該混合動力車輛100以發動機2以及電動發電機MG2為動力源行駛。 動力分配機構4結合于發動機2與電動發電機MG1、 MG2，在它們之間 分配動力。例如作為動力分配機構4，能夠使用具有太陽輪、行星齒輪架 以及齒圏這3個旋轉軸的行星齒輪機構。這3個旋轉軸分別連接于發動機 2以及電動發電才幾MG1、 MG2的各旋轉軸。例如使電動發電機MG1的轉 子中空，通過使發動機2的曲軸穿過其中心，能夠將發動機2以及電動發 電機MG1、 MG2機械連接于動力分配結構4。還有，電動發電機MG2的 旋轉軸經由未圖示的減速齒輪、差動齒輪連接于車輪6。
而且，電動發動機MG1作為由發動機2驅動的發電機動作、且作為 能夠進行發動機2的起動的電動機動作的設備組裝在混合動力車輛100中， 電動發電機MG2作為驅動車輪6的電動機組裝在混合動力車輛100中。
催化轉換器8，設置于排氣通路7，對從發動機2排出的排氣的有害成 分進行凈化。催化轉換器8，當溫度低時催化劑不能充分活性化，由催化 劑實現的排氣凈化作用不會充分發揮作用。因此，為了使催化轉換器8充 分發揮作用，必須對催化轉換器8進行預熱。
蓄電裝置10是能夠充電的直流電源，由例如鎳氫電池、鋰離子電池等 二次電池構成。蓄電裝置10經由正極線PL1以及負極線NL1連接于升壓 轉換器20。蓄電裝置10包括未圖示的電壓傳感器以及電流傳感器，向 HV-ECU70輸出蓄電裝置10的端子間電壓VB以及充放電電流IB的檢測 值。還有，蓄電裝置10可以由雙電層電容器構成。升壓轉換器20，設置在正極線PL1及負極線NL1與正極線PL2及負 極線NL2之間。升壓轉換器20,基于來自MG-ECU50的驅動信號PWC， 在正極線PL1與正極線PL2之間進行電壓轉換。還有，該升壓轉換器20 例如由升降壓斬波電路構成。
電容器Cl連接于正極線PL1與負極線NL1之間，使正極線PL1與 負極線NL1之間的電壓變動平滑化。電容器C2連接于正極線PL2與負極 線NL2之間，使正極線PL2與負極線NL2之間的電壓變動平滑化。
變換器30、 40相互并列連接于正極線PL2以及負極線NL2。而且， 變換器30基于來自MG-ECU50的驅動信號PWI1對電動發電機MG1進 行動力運轉/再生驅動，變換器40基于來自MG-ECU50的驅動信號PWI2 對電動發電機MG2進行動力運轉/再生驅動。還有，變換器30、 40例如由 包括三相的開關元件的橋式電路構成。
還有，變換器30、 40，當進行從連接于連接器110的車輛外部的電源 120對蓄電裝置10的充電時，基于來自MG-ECU50的驅動信號PWIl、 PWI2，將從電源120經由電力線ACL1、 ACL2供給至電動發電機MG1、 MG2的中性點Nl、 N2的電力轉換成直流電力，向正極線PL2輸出該轉 換后的直流電力。
電動發電機MG1、 MG2是三相交流旋轉電機，例如由具有埋設有永 磁鐵的轉子的三相交流同步電動機構成。電動發電機MG1，由變換器30 進行再生驅動，將利用發動機2的動力進行發電得到的三相交流電壓向變 換器30輸出。還有，電動發電機MG1，在發動機2的起動時由變換器30 進行動力運轉驅動，使發動機2起轉動力輸出軸。電動發電機MG2，由變 換器40進行動力運轉驅動，產生用于驅動車輛6的驅動力。還有，電動發 電機MG2，在車輛的再生制動時，由變換器40進行再生驅動，將利用來 自車輛6的旋轉力進行發電所得到的三相交流電壓向變換器40輸出。
MG-ECU50,基于來自HV-ECU70的各電動發電機的轉矩指令值TR、 以及從未圖示的各傳感器發送來的信號、行駛狀況以及加速踏板開度等， 生成用于驅動升壓轉換器20的驅動信號PWC以及用于分別驅動變換器30、 40的驅動信號PWI1、 PWI2，分別向升壓轉換器20以及變換器30、 40輸出該生成的驅動信號PWC、 PWIl、 PWI2。
還有，MG-ECU50在從HV-ECU70接收到外部充電指令EXCG時， 生成用于控制變換器30、 40的驅動信號PWI1、 PWI2，使得將從電源120 經由電力線ACL1、 ACL2供給至中性點Nl、 N2的交流電力轉換為直流 電力而向正極線PL2輸出。具體而言，MG-ECU50,與供給至中性點Nl、 N2的交流電力的輸出相應地，分別在變換器30、 40中同時對各相臂進行 開關控制，使變換器30、 40以及電動發電機MG1、 MG2的線圏作為單相 PWM轉換器動作。
EG-ECU60,基于點火鑰匙的狀態、加速P務板開度、車輛速度等控制 發動機2。這里，EG-ECU60，當從HV-ECU70接收到控制信號CTL1時， 進行用于預熱催化轉換器8的控制(以下也稱為"預熱控制")。具體而 言，EG-ECU60,使發動機2起動，使吸氣閥的開關定時延遲并使發動機 2動作。由此，由來自發動機2的排氣的熱量對催化轉換器8進行預熱。 還有，EG-ECU60，當從HV-ECU70接收到控制信號CTL2時，禁止催化 轉換器8的預熱控制，或者如果在預熱控制執行期間則停止預熱控制。并 且，EG-ECU60當從HV-ECU70接收到控制信號CTL3時，按照供給的 控制信號對發動機2進行驅動控制。
HV-ECU70，生成對電動發電機MG1、 MG2以及發動機2進行驅動 控制所需的控制指令，向MG-ECU50以及EG-ECU60輸出該生成的控制 指令。
還有，HV-ECU70從導航裝置80接收從目前位置到目的地的行駛距 離L。接著，HV-ECU70通過后述的方法，判定在使發動機2停止而僅使 用電動發電機MG2行駛的EV模式(還有，以下也將EV模式下的行駛稱 為"EV行駛")能否行駛行駛距離L，當判定為以EV模式能夠行駛行駛 距離L時，向EG-ECU60輸出控制信號CTL2。即，當HV-ECU70判定 為能夠EV行駛距目的地的行駛距離L時，禁止催化轉換器8的預熱，或 者如果在預熱控制中則停止催化轉換器8的預熱。
13還有，當根據車輛的行駛狀態、蓄電裝置10的SOC的降低要求發動 機2起動時，HV-ECU70使控制信號CTL2不起作用(非激活)。即，當 要求發動機2起動時，HV-ECU70解除對催化轉換器8的預熱的禁止或停 止。
導航裝置80，使用GPS (Global Positioning System,全球定位系統) 天線、存儲有地圖數據的ROM (Read Only Memory,只讀存儲器)等檢 測混合動力車輛100的目前位置。還有，導航裝置80具有目的地設定功能， 當由使用者設定目的地時，對HV-ECU70輸出其主旨，并且算出從目前位 置到目的地的行駛距離L，并向HV-ECU70輸出。還有，導航裝置80， 由在使用者再次設定(變更)了目的地時，向HV-ECU70輸出其主旨以及 距目的地的行駛距離L。
還有，在導航裝置80中可以代替設定目的地而直接設定行駛距離L。 或者可以代替導航裝置80，設置能夠輸入行駛距離L的輸入裝置。并且， 作為行駛距離L，可以設定預先確定的固定值。
圖2是圖1所示的HV-ECU70的功能框圖。參照圖2, HV-ECU70包 括SOC推定部210、 EV行駛可能距離推定部220、比較部230、預熱控制 部240和O使一莫式控制部250。
SOC推定部210，基于蓄電裝置10的電壓VB以及電流IB的檢測值 推定蓄電裝置10的SOC。還有，關于蓄電裝置10的SOC的推定方法， 能夠使用各種公知的方法。
EV行駛可能距離推定部220,基于蓄電裝置10的SOC，推定在EV 模式下能夠行駛的距離。例如EV行駛可能距離推定部220，能夠基于根 據蓄電裝置10的SOC求出的能量的量與僅使用電動發電機MG2行駛單 位距離所需的能量的量，推定在EV模式下能夠行駛的距離。還有，EV行 駛可能距離推定部220，也可以從導航裝置80獲取與到達目的地之前的道 路i皮度相關的信息，參考由蓄電裝置10所回收的再生能量的量，推定EV 行駛可能距離。
比較部230，從導航裝置80獲取距目的地的行駛距離L，將由EV行
14駛可能距離推定部220所推定的EV行駛可能距離與該行駛距離L相比較。 還有，在表示車輛的系統起動狀態的信號IG從關閉(OFF)變成了開啟 (ON)時，即在車輛系統起動時，從導航裝置80獲取到目的地為止的剩 余行駛距離作為行駛距離L，將由EV行駛可能距離推定部220再次推定 的EV行駛可能距離與該行駛距離L相比較。接著，比較部230向預熱控 制部240輸出EV行駛可能距離與行駛距離L的比較結果。
預熱控制部240，控制由EG-ECU60進行的預熱控制的禁止(或者停 止)及其解除。具體而言，當從比較部230收到EV行駛可能距離大于行 駛距離L這樣的比較結果時，預熱控制部240向EG-ECU60輸出指示催化 轉換器8的預熱的禁止或停止的控制信號CTL2。還有，當從比較部230 收到與上述相反的比較結果時，預熱控制部240使控制信號CTL2不起作 用。
還有，預熱控制部240從行駛模式控制部250接收表示目前的行駛模 式的模式信號MD。而且，在行駛模式為HV模式(使發動機2動作進行 行駛的行駛模式)時，預熱控制部240使控制信號CTL2不起作用。即， 當要求發動機2起動時，預熱控制部240解除對催化轉換器8的預熱控制 的禁止或停止。
行駛^莫式控制部250，基于加速踏板開度、車輛速度、變速位置和蓄 電裝置10的SOC等，控制是否在行駛時使發動機2工作即是以EV模式 行駛還是以HV模式行駛。接著，行駛模式控制部250根據行駛模式生成 轉矩指令值TR，并向MG-ECU50輸出。還有，當行駛模式是HV模式時， 行駛才莫式控制部250向EG-ECU60輸出控制信號CTL3。并且，行駛模式 控制部250向預熱控制部240輸出表示行駛模式的模式信號MD。
還有，沒有特別圖示，但在從車輛外部的電源120向蓄電裝置10的充 電時，HV-ECU70向EG-ECU50輸出外部充電指令EXCG。
圖3是表示蓄電裝置10的SOC的變化的圖。參照圖3，在時刻t0， 蓄電裝置10從滿充電狀態開始混合動力車輛100的行駛。在時刻tl蓄電 裝置10的SOC低于預定的閾值Sth之前，發動機2停止，進行使用蓄電裝置10中所存儲的電力進行行駛的EV行駛。接著，在時刻tl，當蓄電裝 置10的SOC低于預定的闊值Sth時，發動機2起動，行駛模式從EV模 式切換至HV一莫式。
還有，當蓄電裝置10的溫度低時，蓄電裝置10的輸出降低，所以為 了確保發動機2的起動所需的電力，可以將閾值Sth補正得較高。或者， 在閾值Sth比較大的情況下，為了增加來自蓄電裝置10的放電量而使蓄電 裝置10升溫，可以反而將閾值Sth補正得較低。而且，根據圖3可知，在 EV模式下的行駛距離因閾值Sth而變化，所以在EV行駛可能距離推定部 220中，可以根據蓄電裝置10的溫度對EV行駛可能距離進行補正。
圖4是關于由圖1所示的HV-ECU70所進行的催化轉換器8的預熱禁 止控制的流程圖。還有，該流程圖所示的處理，每隔預定時間或預定條件 成立時從主程序中調用并執行。
參照圖4，當從導航裝置80收到設定距目的地的行駛距離L (也包括 基于目的地的設定算出行駛距離L的情況)的情況(步驟S10中為是)時， HV-ECU70從導航裝置80獲取該設定的行駛距離L (步驟S20 )。還有， 在再次設定(改變)了行駛距離L時，HV-ECU70從導航裝置80獲取該 再次設定的行駛距離L。
接著，HV-ECU70基于蓄電裝置10的電壓VB以及電流IB的檢測值， 推定蓄電裝置10的SOC (步驟S30)。接著，HV-ECU70基于該推定的 SOC，推定在EV模式下能夠行駛的距離(步驟S40)。還有，可以如上 所述，基于蓄電裝置10的溫度補正所推定的EV行駛可能距離。
接著，HV-ECU70，判定所推定的EV行駛可能距離是否大于所設定 的行駛距離L (步驟S50)。當判定為EV行駛可能距離大于行駛距離L 時(在步驟S50中為是)，HV-ECU70判斷為不需要以發動機2的使用為 前提的催化轉換器8的預熱，指示禁止或停止催化轉換器8的預熱(步驟 S60)。具體而言，HV-ECU70向EG-ECU60輸出指示禁止或停止催化轉 換器8的預熱的控制信號CTL2。
另一方面，當在步驟S50中判定為EV行駛可能距離在行駛距離L以下時(在步驟S50中為否)，HV-ECU70解除對催化轉換器8的預熱的禁 止或停止(步驟S70)。具體而言，HV-ECU70使針對EG-ECU60的控制 信號CTL2不起作用。因此，當在必要的定時(例如蓄電裝置10的SOC 低于預定值時)向EG-ECU60輸出控制信號CTL1時，起動發動機2，進 行催化轉換器8的預熱。
還有，在催化轉換器8的預熱的禁止或停止期間要求發動機2起動時， HV-ECU70使控制信號CTL2不起作用，解除對催化轉換器8的預熱的禁 止或停止。
還有，在由導航裝置80設定了到目的地為止的行駛距離L之后，在 車輛系統在比該行駛距離L短的距離處停止、車輛系統再次起動那樣的情 況下(例如在到達目的地之前從車輛外部的電源120對蓄電裝置10充電或 休息的情況下)，優選，在系統起動之后不再要求使用者設定行駛距離L 而執行上述控制。
圖5是關于在系統起動后所執行的催化轉換器8的預熱禁止控制的流 程圖。還有，該流程圖所示的處理，在系統起動之后的預定定時僅執行一 次。
參照圖5, HV-ECU70判定表示車輛的系統起動狀態的信號IG是否 從關閉(OFF)被切換至開啟(ON)(步驟SllO)。當判定為信號IG已 從關閉(OFF)被切換至開啟(ON)時(在步驟S110中為是)，HV-ECU70 從導航裝置80獲取到目的地為止的剩余行駛距離作為行駛距離L (步驟 S120)。
之后，HV-ECU70向步驟S130推進處理。還有，步驟S130 S170的 處理，分別與圖4所示的步驟S30 S70的處理相同。
如上所述，在該實施方式1中，基于蓄電裝置10的SOC推定在EV 模式下能夠行駛的距離，將該推定的EV行駛可能距離與設定的行駛距離 L (例如到目的地為止的行駛距離)進行比較。而且，當EV行駛可能距離 大于行駛距離L時，禁止或停止對催化轉換器8的預熱控制。因此，才艮據 該實施方式1，能夠防止催化轉換器8的不必要的預熱，防止燃料消耗率的惡化。
還有，在該實施方式l中，在禁止或停止對催化轉換器8的預熱控制 的情況下出現了發動機2的起動要求時，也解除對催化轉換器8的預熱控 制的禁止或停止。因此，根據該實施方式1，能夠在必要的情況下適當地 對催化轉換器8進行預熱。
并且，根據該實施方式l，在再次設定了行駛距離L的情況下，基于 該再次設定了的行駛距離L進行對催化轉換器8的預熱禁止控制，所以也 能夠應對在行駛中變更了行駛距離L的情況。
還有，并且根據該實施方式1，在車輛系統在比該設定的行駛距離L 短的距離處停止了的情況下，在下一次系統起動時再次執行催化轉換器8 的預熱禁止控制，所以使用者沒有必要在車輛系統的起動時再次設定行駛 i 巨離L。
(實施方式2)
在實施方式2中，當基于蓄電裝置10的SOC所推定的EV行駛可能 距離比所設定的行駛距離L小時，相比于在EV行駛可能距離比行駛距離 L大的情況下，將起動發動機2的SOC (以下也稱為"發動機起動SOC") 設定為較高的值。由此確保發動機起動后的催化劑預熱期間的行駛所需要 的電力。
該實施方式2中的混合動力車輛100A的整體結構與圖1所示的實施 方式l中的混合動力車輛100相同。
圖6是實施方式2中的HV-ECU70A的功能框圖。參照圖6， HV-ECU70A,在圖2所示的實施方式1中的HV-ECU70的結構中還具有 發動機起動SOC設定部260。
發動機起動SOC設定部260設定上述發動機起動SOC。即，發動機 起動SOC設定部260設定從EV模式向HV模式切換行駛模式的閾值Sth (圖3 )。這里，發動機起動SOC設定部260,在從比較部230接收到EV 行駛可能距離比行馬史距離L大的比較結果的情況下，將規定值SOC1設定 為發動機起動SOC。還有，發動機起動SOC設定部260，當從比較部230接收到與上述相 反的比較結果時，以確保發動機起動后的催化劑預熱期間的行駛所需要的 電力為目的，將比規定值SOCl大的規定值SOC2設定為發動機起動SOC。 而且，行駛模式控制部250,使用由發動機起動SOC設定部260所設定的 發動機起動SOC,實施行駛模式的切換。
圖7是關于由實施方式2中的HV-ECU70A進行的發動機起動SOC 的設定處理的流程圖。還有，該流程圖所示的處理，也是每隔一定時間或 預定的條件成立時從主程序中調用并執行。
參照圖7,步驟S2lO S250的處理分別與圖4所示的步驟S10 S50 的處理相同。
當在步驟S250中判定為EV行駛可能距離比行駛距離L大時(在步 驟S250中為是)，HV-ECU70A將規定值SOC1設定為發動機起動SOC (步驟S260)。另一方面，當在步驟S250中判定為EV行駛可能距離在 行駛距離L以下時(在步驟S250中為否)，HV-ECU70A將大于規定值 SOC1的規定值SOC2設定為發動機起動SOC (步驟S270 )。
還有，HV-ECU70A的其他功能，與實施方式1中的HV-ECU70相同。 還有，在由導航裝置80設定了到目的地為止的行馬史距離L之后，在 車輛系統在比該行駛距離L短的距離處停止，車輛系統再次起動那樣的情 況下，優選，在系統起動之后不再要求使用者設定行駛距離L而執行上述 控制。
圖8是關于在系統起動后所執行的發動機起動SOC的設定處理的流程 圖。還有，該流程圖所示的處理，在系統起動之后的預定的定時僅執行一 次。
參照圖8, HV-ECU70A判定表示車輛的系統起動狀態的信號IG是否 從關閉(OFF)被切換至開啟(ON)(步驟S310)。當判定為信號IG從 關閉(OFF)被切換至開啟(ON)時(在步驟S310中為是)，HV-ECU70A 向步驟S320推進處理。還有，步驟S320的處理與圖5所示的步驟S120 的處理相同，步驟S330 ~ S370的處理分別與圖7所示的步驟S230 ~ S270的處理相同。
如上所述，在本實施方式2中，當EV行駛可能距離在行駛距離L以 下時，相比于EV行駛可能距離比行駛距離L大的情況將發動機起動SOC 設定為較高的值，所以確保發動機起動后的催化劑預熱期間的行駛所需要 的電力。即，可靠地執行催化轉換器8的預熱。因此，才艮據該實施方式2， 能夠防止催化轉換器8的排氣凈化作用的降低。
還有，在上述各實施方式中，當進行從車輛外部的電源120對蓄電裝 置10的充電時，從電動發電機MG1、 MG2的中性點N1、 N2輸入充電電 力，但也可以另行設置充電用的專用變換器。
圖9是另行具備充電用變換器的混合動力車輛的整體框圖。參照圖9， 混合動力車輛100B,在圖1所示的混合動力車輛100的結構中還具備充電 用變換器130。
充電用變換器130與正極線PL2以及負極線NL2連接，將從車輛外 部的電源120 (例如系統電源)供給至連接器110的交流電力轉換為直流 電力，并向正極線PL2以及負極線NL2輸出。
接著，能夠通過升壓轉換器20將從充電用變換器130供給至正極線 PL2以及負極線NL2的直流電力轉換為蓄電裝置10的電壓水平，對蓄電 裝置IO進行充電。
另外，混合動力車輛100B的其它結構與混合動力車輛100相同。還 有，在該圖9中對于各ECU沒有進行圖示。
還有，在上述各實施方式中，對能夠從車輛外部的電源120向蓄電裝 置10進行充電的混合動力車輛進行了說明，但該發明的適用范圍并不限定 于具有這樣的外部充電功能的混合動力車輛。但是，具有外部充電功能的 混合動力車輛，從蓄電裝置IO為滿充電的狀態起在EV模式下能夠長距離 (例如10km以上)行駛，所以對于形巨離使用的使用者而言，不需要進 行以發動機2的動作為前提的催化劑凈化器8的預熱的情況很多。因此， 該發明特別適用于具有外部充電功能的混合動力車輛。
還有，在上文中，在導航裝置80中設定目的地，算出從目前位置到該
20目的地為止的行駛距離L，但也可以代替導航裝置80而設置使用者能夠直 接輸入行駛距離L的輸入裝置。還有，在該情況下，關于系統起動時的距 目的地的行駛距離L的計算，能夠存儲從由使用者設定行駛距離起的實際 行駛距離，將從由使用者所設定的行駛距離中減去實際行駛距離所得的剩 余行駛距離作為系統起動時的距目的地的行駛距離。
還有，也可以設定預先確定的固定值作為行駛距離L。在這樣的情況 下，當系統起動時的蓄電裝置10的充電量大時，能夠禁止系統起動時的催 化轉換器8的預熱控制。
還有，在上文中，當在導航裝置80中設定了目的地時，或者在到達目 的地之前進行了系統停止/起動的情況下，進行對催化轉換器8的預熱禁止 控制、發動機起動SOC的設定處理，但也可以定期或每行駛預定距離就進 行上述預熱禁止控制、發動機起動SOC設定處理。
還有，在上文中，靠來自發動機2的排氣的熱量對催化轉換器8進行 預熱，但也可以設置用于對催化轉換器8進行預熱的加熱器對催化轉換器 8進行預熱。在這樣的情況下，通過防止對催化轉換器8的不必要的預熱， 也能夠防止不必要的電力消耗，其結果能夠防止燃料消耗率的惡化。
還有，在上文中，混合動力車輛，是能夠通過動力分配機構4將發動 機2的動力分配并傳遞至車軸與電動發電機MG1、 MG2的串/并行型。但 是，本發明也適用于僅為驅動電動發電機MG1而使用發動機2、僅靠電動 發電機MG2產生車輛的驅動力的所謂串行型的混合動力車輛。
還有，在車輛是串行型混合動力車輛的情況下，從蓄電裝置為滿充電 的狀態起開始進行使發動機2停止的EV行駛，當蓄電裝置的SOC降低至 預定的閾值時，發動機為驅動發電機而啟動，之后通過發動機進行發電并 進行EV行駛。
還有，在上文中，發動機2與本發明中的"內燃機"相對應，電動發 電機MG2與本發明中的"電動機，，相對應。還有，發動機2以及EG-ECU60, 形成本發明中的"預熱部，，，導航裝置80與本發明中的"設定部，，相對應。 并且，EV行駛可能距離推定部220與本發明中的"推定部"相對應，預熱控制部240與本發明中的"控制部"相對應。
還有，并且，發動機起動SOC設定部260與本發明中的"閾值設定部" 變換器30、 40、電動發電機MG1、 MG2、電力線ACL1、 ACL2以及連 接器110,形成本發明中的"充電部"。并且，充電用變換器13p以及連 接器110也形成本發明中的"充電部"。
應該理解為本次所公開的實施方式在全部各點皆為例示并非限制性 的。本發明的范圍，并非由上述的實施方式的說明而是由權利要求書所表 示，也包括與權利要求等同的意義以及在其范圍內的的全部變更。
權利要求
1.一種混合動力車輛，搭載內燃機和作為車輛行駛用的動力源的電動機，所述混合動力車輛包括凈化從所述內燃機排出的排氣的催化轉換器；預熱所述催化轉換器的預熱單元；用于設定該車輛的行駛距離的設定單元；基于對所述電動機供給電力的蓄電裝置的充電狀態，推定以使所述內燃機停止、且驅動所述電動機進行行駛的電動機行駛模式能夠行駛的距離的推定單元；將由所述推定單元推定的行駛距離與由所述設定單元設定的行駛距離進行比較的比較單元；和基于所述比較單元的比較結果控制所述預熱單元的控制單元。
2. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中， 所述控制單元，當由所述推定單元推定的行駛距離大于由所述設定單元設定的行駛距離時，禁止由所述預熱單元進行的所述催化轉換器的預熱。
3. 根據權利要求2所記載的混合動力車輛，其中， 所述控制單元，當在所述催化轉換器的預熱禁止期間要求了所述內燃機的起動時，解除對由所述預熱單元進行的所述催化轉換器的預熱的禁止。
4. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中， 所述比較單元，當由所述設定單元再次設定該車輛的行駛距離時，將該再次設定的行駛距離與由所述推定單元推定的行駛距離進行比較； 所述控制單元，基于該比較結果，控制所述預熱單元。
5. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中，所述比較單元，當在由所述預熱單元進行的所述催化轉換器的預熱期 間由所述設定單元再次設定該車輛的行駛距離時，將該再次設定的行駛距 離與由所述推定單元推定的行駛距離進行比較，所述控制單元，當由所述推定單元推定的行駛距離大于所述再次i殳定的行駛距離時，停止由所述預熱單元進行的所述催化轉換器的預熱。
6. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中，在該車輛的系統在比由所述設定單元設定的行馬O巨離短的距離處停止了的情況下，所述比較單元，在下一次系統起動時，將相對于所述設定的行駛距離 的剩余距離與由所述推定單元推定的行駛距離進行比較， 所述控制單元，基于該比較結果控制所述預熱單元。
7. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中， 還包括發電單元，該發電單元利用所述內燃機的動力產生用于對所述蓄電裝置充電的電力，當所述蓄電裝置的充電狀態小于預定的閾值時，所述內燃才幾起動， 該混合動力車輛還包括閾值設定單元，該閾值設定單元，當由所述4侏 定單元推定的行駛距離大于由所述設定單元設定的行駛距離時，將第一閾 值設定為所述預定的闊值，當由所述推定單元推定的行駛距離小于由所述 設定單元設定的行駛距離時，將大于所述第一閾值的第二闊值設定為所述 預定的閾值。
8. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中，還包括用于接受從該車輛的外部供給的電力而對所述蓄電裝置充電的 充電單元。
9. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中， 所述設定單元，包括能夠設定該車輛的目的地的導航裝置， 所述導航裝置，基于設定的目的地算出該車輛的行駛距離。
10. 根據權利要求1所記載的混合動力車輛，其中， 所述設定單元包括能夠輸入該車輛的行駛距離的輸入裝置。
11. 根據權利要求l所記載的混合動力車輛，其中， 所述"i史定單元將預先確定的固定值設定為該車輛的行駛距離。
12. —種混合動力車輛的控制方法，該混合動力車輛搭載內燃機和作為 車輛行駛用的動力源的電動機，所述混合動力車輛包括凈化從所述內燃機排出的排氣的催化轉換器；和預熱所述催化轉換器的預熱單元，所述控制方法包括設定該車輛的行駛距離的第 一 步驟；推定對所述電動機供給電力的蓄電裝置的充電狀態的第二步驟；基于所述推定的充電狀態，推定以使所述內燃機停止、且驅動所述電 動機進行行駛的電動機行駛模式能夠行駛的距離的第三步驟；將該推定的行駛距離與在所述第 一步驟中設定的行駛距離進行比較的 第四步驟；和基于該比較結果控制所述預熱單元的第五步驟。
13. 根據權利要求12所記載的混合動力車輛的控制方法，其中， 所述混合動力車輛還包括發電單元，該發電單元利用所述內燃機的動力產生用于對所述蓄電裝置充電的電力，在所述蓄電裝置的充電狀態小于預定的閾值時，所述內燃機起動， 所述控制方法還包括當在所述第三步驟中推定的行駛距離大于在所述第一步驟中設定的行 駛距離時，將第一閾值設定為所述預定的闊值的第六步驟；和當在所述第三步驟中推定的行駛距離小于在所述第一步驟中設定的行 駛距離時，將大于所述第一閾值的第二閾值設定為所述預定的閾值的第七 步驟。
14. 一種混合動力車輛，搭載內燃機和作為車輛行駛用的動力源的電 動機，所述混合動力車輛包括凈化從所述內燃機排出的排氣的催化轉換器； 預熱所述催化轉換器的預熱裝置； 設定該車輛的行駛距離的設定裝置；和 執行一 系列的處理的控制裝置，所述控制裝置，基于對所述電動機供給電力的蓄電裝置的充電狀態，推定以使所述內燃機停止、且驅動所述電動機進行行駛的電動機行駛模式 能夠行駛的距離，將該推定的行駛距離與由所述設定裝置設定的行駛距離 進行比較，基于該比較結果控制所述預熱裝置。
15. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 所述控制裝置，當所述推定的行駛距離大于由所述設定裝置設定的4亍馬史距離時，禁止由所述預熱裝置進行的所述催化轉換器的預熱。
16. 根據權利要求15所記載的混合動力車輛，其中， 所述控制裝置，當在所述催化轉換器的預熱禁止期間要求了所述內燃機的起動時，解除對由所述預熱裝置進行的所述催化轉換器的預熱的禁止。
17. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 所述控制裝置，當由所述設定裝置再次設定該車輛的行^^巨離時，將該再次設定的行駛距離與所述推定的行駛距離進行比較，基于該比較結果， 控制所述預熱裝置。
18. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 所述控制裝置，當在由所述預熱裝置進行的所述催化轉換器的預熱期間由所述設定裝置再次設定該車輛的行駛距離時，將該再次設定的行駛距 離與所述推定的行駛距離進行比較，當所述推定的行駛距離大于所述再次 設定的行駛距離時，停止由所述預熱裝置進行的所述催化轉換器的預熱。
19. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中，在該車輛的系統在比由所述設定裝置設定的行駛距離短的距離處停止 了的情況下，所述控制裝置，在下一次系統起動時，將相對于所述設定的行駛距離 的剩余距離與所述推定的行駛距離進行比較，基于該比較結果控制所述預 熱裝置。
20. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 還包括發電裝置，該發電裝置利用所述內燃機的動力產生用于對所述蓄電裝置充電的電力，當所述蓄電裝置的充電狀態小于預定的闊值時，所述內燃機起動，所述控制裝置，當所述推定的行駛距離大于由所述設定裝置設定的行 駛距離時，將第一閾值設定為所述預定的閾值，當所述推定的行駛距離小 于由所述設定裝置設定的行駛距離時，將大于所述第 一 閾值的第二閾值設 定為所述預定的閾值。
21. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 還包括接受從該車輛的外部供給的電力而對所述蓄電裝置充電的充電裝置。
22. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 所述設定裝置包括能夠設定該車輛的目的地的導航裝置， 所述導航裝置，基于設定的目的地算出該車輛的行駛距離。
23. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中，所述設定裝置包括能夠輸入該車輛的行駛距離的輸入裝置。
24. 根據權利要求14所記載的混合動力車輛，其中， 所述設定裝置將預先確定的固定值設定為該車輛的行駛距離。
全文摘要
混合動力車輛(100)，搭載發動機(2)以及作為車輛行駛用動力源的電動發電機(MG2)。在發動機(2)的排氣通路(7)上設有催化轉換器(8)。HV-ECU(70)，基于蓄電裝置(10)的SOC推定EV行駛可能距離，將該所推定的EV行駛可能距離與由導航裝置(80)所設定的距目的地的行駛距離L進行比較。HV-ECU(70)，當EV行駛可能距離比行駛距離L大時，向EG-ECU(60)輸出指示禁止催化轉換器(8)的預熱的控制信號(CTL2)。
文檔編號B60W10/06GK101542095SQ20078004251
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月9日 優先權日2006年11月15日
發明者原田修, 安藤大吾 申請人:豐田自動車株式會社