用于起动车辆的发动机的控制装置的制造方法

文档序号:11160098
用于起动车辆的发动机的控制装置的制造方法
本发明涉及用于车辆的控制装置和设置有该控制装置的车辆。

背景技术:
日本专利申请公报No.2011-201413(JP2011-201413A)公开了一种用于设置有内燃发动机和电动机作为动力源并且进行利用膨胀行程喷射的燃烧起动(着火起动)的混合动力车辆的驱动控制装置。在这种驱动控制装置中,当进行着火起动时,内燃发动机中的点火和燃烧根据来自驱动轮侧的转矩(辅助转矩)施加至内燃发动机的时刻而开始。更具体地,在混合动力车辆中设置有构造成包括离合器元件和制动器元件的断续部,以连接或切断内燃发动机与电动机之间的动力传递路径。此外,为了避免在内燃发动机起动时发生由于转矩从驱动轮侧被带至内燃发动机侧而导致的转矩冲击,进行电动机的转矩增加。

技术实现要素:
在JP2011-201413A中公开的混合动力车辆中,在由于断续部件的系固而发生辅助转矩从驱动轮侧施加至内燃发动机的时刻和内燃发动机中的燃烧转矩发生的时刻关于彼此偏离或内燃发动机中发生燃烧不良的情况下,着火起动可能不会合意地进行。本发明提供了一种用于车辆的控制装置,其使得即使当电动辅助转矩从电动机施加至内燃发动机的曲轴开始的时刻和燃烧开始时刻关于彼此偏离或内燃发动机中发生燃烧不良时也进行稳定的着火起动,本发明还提供了一种设置有这种控制装置的车辆。根据本发明的第一方面的控制装置用于车辆,所述车辆包括:内燃发动机,所述内燃发动机包括:构造成将燃料直接喷射到气缸内的燃料喷射阀;构造成点火以点燃气体混合物的火花塞;构造成检测气缸压力的气缸压力传感器;和构造成检测曲柄角的曲柄角传感器;电动机,所述电动机构造成能够旋转地驱动所述内燃发动机的曲轴;以及离合器,所述离合器构造成连接或切断所述内燃发动机与所述电动机之间的动力传递路径。所述控制装置包括电子控制单元。所述电子控制单元在对已在膨胀行程中停止的目标气缸执行燃料喷射和点火并且所述内燃发动机被起动的着火起动时伴随着所述离合器的接合而通过所述电动机执行所述曲轴的旋转的电动辅助。所述电子控制单元关于指示通过在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的燃烧而产生的燃烧转矩的量的转矩指示值取得基于所述气缸压力传感器的检测值的取得值和基于与所述转矩指示值有关的第一参数的推定值。所述电子控制单元关于作为从与在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的燃烧有关的点火的开始时刻到着火的开始时刻的时间的着火延迟时间取得基于所述气缸压力传感器的检测值的取得值和基于与所述着火延迟时间有关的第二参数的推定值。所述电子控制单元基于所述转矩指示值的取得值和推定值之间的关系与所述着火延迟时间的取得值和推定值之间的关系的组合而修正在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻和要用于着火起动的电动辅助转矩中的至少一者。在上述方面中,所述电子控制单元可关于在着火起动时所述曲轴开始旋转时的曲柄角加速度取得基于所述曲柄角传感器的检测值的取得值和基于与所述曲柄角加速度有关的第三参数的推定值;并且所述电子控制单元可基于所述转矩指示值的取得值和推定值之间的关系与所述曲柄角加速度的取得值和推定值之间的关系的组合而修正在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻和要用于着火起动的电动辅助转矩中的至少一者。在上述构型中,所述电子控制单元可在所述转矩指示值的取得值在所述转矩指示值的推定值以上并且所述曲柄角加速度的取得值比所述曲柄角加速度的推定值小时执行在下一次着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻的延迟和要用于本次或下一次着火起动中的电动辅助转矩的增大中的至少一者。在上述构型中,在所述转矩指示值的取得值在所述转矩指示值的推定值以上并且所述曲柄角加速度的取得值比所述曲柄角加速度的推定值小的情况下,所述电子控制单元可在尽管要用于着火起动的电动辅助转矩增大但伴随着所述电动辅助转矩的增大的所述曲柄角加速度的增加量在预定值以下时判定为所述离合器中已发生异常。在上述构型中,在所述转矩指示值的取得值在所述转矩指示值的推定值以上并且所述曲柄角加速度的取得值比所述曲柄角加速度的推定值小的情况下,所述电子控制单元可在点火的开始时刻已被延迟的着火起动的次数在预定次数以上时判定为所述离合器中已发生异常。在上述构型中,在所述转矩指示值的取得值在所述转矩指示值的推定值以上并且所述曲柄角加速度的取得值比所述曲柄角加速度的推定值小的情况下,所述电子控制单元可随着所述曲柄角加速度的推定值和取得值之差越大而以越大的延迟修正量延迟点火的开始时刻,并且在所述转矩指示值的取得值在所述转矩指示值的推定值以上并且所述曲柄角加速度的取得值比所述曲柄角加速度的推定值小的情况下,所述电子控制单元可在所述延迟修正量在预定值以上时判定为所述离合器中已发生异常。在上述方面中,所述电子控制单元可参照第二脉谱图来执行在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻和要用于着火起动的电动辅助转矩的修正中的至少一者;所述第二脉谱图可使用所述转矩指示值的取得值和推定值以及所述曲柄角加速度的取得值和推定值作为输入轴来存储在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻的修正量和要用于着火起动的电动辅助转矩的修正量中的至少一者作为脉谱图值;并且可为每个所述第一参数和每个所述第三参数提供所述第二脉谱图。在上述方面中,所述电子控制单元可在所述转矩指示值的取得值比所述转矩指示值的推定值小并且所述着火延迟时间的取得值在所述着火延迟时间的推定值以下的情况下执行在下一次着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻的提前和要用于本次或下一次着火起动中的电动辅助转矩的增大中的至少一者。在上述构型中,所述电子控制单元可在所述转矩指示值的取得值比所述转矩指示值的推定值小并且所述着火延迟时间的取得值比所述着火延迟时间的推定值大的情况下增大要用于本次或下一次着火起动中的电动辅助转矩。在上述方面中,所述电子控制单元可参照第一脉谱图来执行在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻的修正和要用于着火起动的电动辅助转矩的修正中的至少一者;所述第一脉谱图可使用所述转矩指示值的取得值和推定值以及所述着火延迟时间的取得值和推定值作为输入轴来存储在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻的修正量和要用于着火起动的电动辅助转矩的修正量中的至少一者作为脉谱图值;并且可为每个所述第一参数和每个所述第二参数提供所述第一脉谱图。根据本发明的第二方面的车辆包括:内燃发动机,所述内燃发动机包括:构造成将燃料直接喷射到气缸内的燃料喷射阀;构造成点火以点燃气体混合物的火花塞;构造成检测气缸压力的气缸压力传感器;和构造成检测曲柄角的曲柄角传感器;电动机,所述电动机构造成能够旋转地驱动所述内燃发动机的曲轴;离合器,所述离合器构造成连接或切断所述内燃发动机与所述电动机之间的动力传递路径;和电子控制单元,其中所述电子控制单元在对已在膨胀行程中停止的目标气缸执行燃料喷射和点火并且所述内燃发动机被起动的着火起动时伴随着所述离合器的接合而通过所述电动机执行所述曲轴的旋转的电动辅助;所述电子控制单元关于指示通过在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的燃烧而产生的燃烧转矩的量的转矩指示值取得基于所述气缸压力传感器的检测值的取得值和基于与所述转矩指示值有关的第一参数的推定值;所述电子控制单元关于作为从与在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的燃烧有关的点火的开始时刻到着火的开始时刻的时间的着火延迟时间取得基于所述气缸压力传感器的检测值的取得值和基于与所述着火延迟时间有关的第二参数的推定值;并且所述电子控制单元基于所述转矩指示值的取得值和推定值之间的关系与所述着火延迟时间的取得值和推定值之间的关系的组合而修正在着火起动时最初要在所述目标气缸中进行的点火的开始时刻和要用于着火起动的电动辅助转矩中的至少一者。当如根据本发明的方面的控制装置和车辆的情形中一样在内燃发动机与电动机之间设置离合器时,离合器在离合器的接合已开始之后开始将电动辅助转矩从电动机传递到曲轴的时刻对应于电动辅助转矩开始从电动机施加至内燃发动机的曲轴的时刻。根据本发明的方面,能利用转矩指示值的取得值和推定值之间的关系与着火延迟时间的取得值和推定值之间的关系的组合来检测离合器的接合时刻与燃烧开始时刻之间的偏离和内燃发动机中的燃烧不良。此外,能采取形式适于该偏离和燃烧不良的用于稳定着火起动的开始时间的对策。附图说明下面将参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义,在附图中相似的附图标记表示相似的要素,并且其中:图1示出使用本发明的实施方式1的控制装置的混合动力车辆的构型;图2是用于说明伴随电动辅助的着火起动控制的概要的时间图;图3A示出在离合器的接合由于各种偏差而比燃烧开始早时遇到的问题;图3B示出在离合器的接合由于各种偏差而比燃烧开始迟时遇到的问题;图4是在本发明的实施方式1中执行的主例程的流程图;图5A是在本发明的实施方式1中执行的子例程的流程图;图5B是在本发明的实施方式1中执行的子例程的流程图;图6A是通过改变图5所示的子例程的一部分以使得该子例程在使用图7所示的用于判定离合器异常的方法时适合而获得的子例程的流程图;图6B是通过改变图5所示的子例程的一部分以使得该子例程在使用图7所示的用于判定离合器异常的方法时适合而获得的子例程的流程图;图7是用于通过另一种方法判定离合器异常的例程的流程图;以及图8是规定与本次着火起动的起动性有关的判定处理和基于该判定的结果的着火起动有关的修正处理的另一子例程的流程图。具体实施方式图1示出使用本发明的实施方式1的控制装置的混合动力车辆10的构型。图1所示的混合动力车辆10设置有内燃发动机14和电动发电机(以下简称为“MG”)16作为用于驱动驱动轮12的动力源。内燃发动机14被构造为火花点火式的内燃发动机并且包括作为执行器的节气门18、燃料喷射阀20和火花塞22。节气门18调节内燃发动机14中的进气量。燃料喷射阀20将燃料直接喷射到内燃发动机14的各气缸内。火花塞22点火以点燃气缸内的气体混合物。MG16将发电机功能与电动机功能组合并且通过逆变器与电池(图中均为示出)交换电力。内燃发动机14的输出轴(曲轴)14a经离合器24与MG16的输出轴16a联接。离合器24利用执行器26与设置在内燃发动机14的输出轴14a侧的离合器板24a和设置在MG16的输出轴16a侧的离合器板24a接合/分离。结果,内燃发动机14与MG16之间的动力传递路径被连接/切断。执行器26例如属于液压系统(更具体地,通过液压缸(图中未示出)引起离合器板24a和离合器板24b的摩擦接合的系统)。更具体地,在离合器24接合的情况下,仅内燃发动机14的驱动力或内燃发动机14的驱动力与MG16的驱动力的组合能传递到驱动轮12。在离合器24分离的情况下,仅MG16的驱动力能传递到驱动轮12。MG16的输出轴16a经变矩器28与自动变速器30连接。变矩器28是通过油将内燃发动机14或MG16的旋转传递到自动变速器30的输出轴30a的流体离合器。变矩器28设置有用于将MG16的输出轴16a和自动变速器30的输出轴30a设定为直接连接状态的锁止离合器。变矩器28的锁止离合器由执行器32液压地控制。此外,自动变速器30是基于与车速等信息而自动切换变速比的装置。自动变速器由执行器34液压地控制。传动轴36与自动变速器30的输出轴30a连接。传动轴36经差动齿轮38与左、右驱动轴40连接。驱动轴40与驱动轮12连接。根据本实施方式的混合动力车辆10的控制装置设置有电子控制单元(ECU)50。ECU50设置有例如中央处理单元(CPU)、由只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)构成的存储电路和输入/输出端口。设置在混合动力车辆10中的各种传感器与ECU50的输入端口连接。更具体地,在内燃发动机14上装设有用于测量进气量的空气流量计52、用于检测曲柄角和发动机转速的曲柄角传感器54、用于检测各气缸内的压力的气缸压力传感器56、用于检测内燃发动机14的冷却水的温度的水温传感器58、和用于检测内燃发动机14中的润滑油的温度的油温传感器60。在MG16上装设有用于检测电动机转速的MG转速传感器62。此外,检测大气压的大气压传感器64也与ECU50的输入端口连接。使用上述节气门18、燃料喷射阀20和火花塞22的点火装置以及诸如执行器32和34的各种执行器与ECU50的输出端口连接。ECU50处理传感器的输入信号并根据预定的控制程序来操作执行器,由此控制例如内燃发动机14的驱动、MG16的驱动、离合器24的接合动作、变矩器28的锁止离合器的作动以及自动变速器50的变速比和变速定时,全部上述单元都设置在混合动力车辆10中。除附图所示的这些以外,还有许多其它与ECU50连接的执行器和传感器,但在本说明书中省略了其说明。为了降低燃料消耗、排气排放等,上述构型的混合动力车辆10设置有发动机间歇起动功能。发动机间歇起动功能在不存在对内燃发动机14产生车辆驱动转矩的要求并且也不存在对在车辆行驶时向MG16供给电力的电池充电的要求时在车辆系统启动期间(更具体地,在车辆行驶期间或暂时停止期间)自动停止内燃发动机14,然后在确认再起动要求时再起动内燃发动机14。在混合动力车辆10中,当内燃发动机14在内燃发动机14已自动停止之后再起动时,使用这样的起动方法(以下称为“着火起动”),即对已在进气门和排气门两者都关闭的膨胀行程中停止的气缸(以下称为“目标气缸”)进行燃料喷射和点火,因而在该气缸中发生燃烧,并且曲轴14a通过燃烧能量而被旋转地驱动,由此起动(再起动)内燃发动机14。结果,与使用用作起动机的电动机的再起动相比能抑制动力消耗,并且因此能进一步改善燃料效率。此外,在本实施方式的混合动力车辆10中,使MG16用作电动机并且在着火起动时辅助曲轴14a的旋转(以下简称为“电动辅助”)以便可靠地实现着火起动。图2是用于说明伴随电动辅助的着火起动控制的概要的时间图。更具体地,图2示出在着火起动时最初进行燃烧的上述目标气缸中的动作。在图2所示的例子中,间歇起动执行标记在时点t0被设定为ON。例如,存在即使没有电动辅助也可以着火起动的情况,与在自动停止之后立即进行再起动的情况下一样。然而,这种情况下,间歇起动执行标记在已发出利用伴随电动辅助的着火起动进行发动机间歇起动的请求时被设定为ON。在间歇起动执行标记被设定为ON的情况下,使离合器24接合所需的油压的施加开始。在液压离合器24中,存在从油压的施加开始之后到油压实际上作用在离合器24上并且离合器24开始作动之前的响应延迟。图2中从油压施加开始时点t0到离合器24的接合开始时点t1的时间段是在离合器24中产生油压所需的静寂时间(t1-t0)。在本实施方式的着火起动中,静寂时间(t1-t0)是预先确定的,并且目标气缸内的燃料喷射和点火基本上在静寂时间(t1-t0)已经过之后的时点t1开始。然而,通过下述控制按需修正点火和燃料喷射的开始时刻之中至少点火的开始时刻。由于停止的目标气缸内的压力大致为大气压,所以该气缸以与这种压力下的行程容积对应的量被充填空气。因此,根据停止中的目标气缸的行程容积来确定喷射到目标气缸中的燃料量。在使用其中与液压离合器24相反不发生或基本上不发生静寂时间(t1-t0)的高响应离合器的情况下,燃料喷射和点火可在间歇起动执行标记已被设定为ON之后立即开始。能通过调节施加至离合器24的油压来调节在接合已开始之后完成离合器24的接合所需的时间。此外,能通过试验等预先确定在其中燃烧在着火起动时开始的目标气缸内已开始点火之后引起着火所需的近似时间。因此,能由点火的开始时刻预测目标气缸中的近似燃烧开始时刻。由此,已被调节成使得在着火之后的燃烧发生的预测时期开始经离合器24向曲轴14a施加电动辅助转矩的油压施加至离合器24。此外,为了进行电动辅助,在时点t1(即,与离合器24的接合开始同时地)提高由MG16产生的转矩(在下文中称为“MG转矩”)。更具体地,在车辆通过使用MG16作为动力源而行驶的情况下,在时点t1,MG转矩相对于车辆行驶所需的基值TQ0提高了电动辅助转矩α。此外,在车辆暂时停止时,MG16产生利用变矩器28引发蠕变现象所需的转矩,并且MG16旋转。因此,当在车辆暂时停止期间进行着火起动时,该转矩对应于基值TQ0,并且在这种情况下,MG转矩在时点t1也相对于基值TQ0提高了电动辅助转矩α。因此,在本实施方式中,当在车辆的驱动系统启动时着火起动被电动地辅助时,不论车辆行驶还是暂时停止,离合器24的接合都在旋转的MG16正在旋转的状态下进行。在未设置变矩器28的车辆中,在动力传递路径中关于MG16位于驱动轮12侧的区域中设置有能够部分地或完全切断动力传递的装置的情况下,也能以与如上所述相同的方式从MG16在车辆暂时停止的同时旋转的状态进行伴随电动辅助的着火起动。继续向曲轴14a施加电动辅助,直至内燃发动机14能独立地运转。此外,着火起动在内燃发动机14能独立地运转时完成。作为本发明的对象的着火起动不必局限于如上文所述的着火起动从基值TQ0不为零的状态开始的模式,并且也可从基值TQ0为零的状态开始,即在MG转矩在时点t1从零上升以使得能获得期望的电动辅助转矩的模式下开始。通过在时点t1开始目标气缸中的燃料喷射和点火而在膨胀行程中实现着火。在通过点火动作实现着火并开始燃烧的情况下,气缸压力如图2F所示开始上升(时点t2)。然后,气缸压力继续上升,但作用在曲轴14a上的转矩(燃烧转矩与辅助转矩之和)超过内燃发动机14的摩擦转矩,藉此活塞(曲轴14a)开始移动(时点t3)。结果,已通过燃烧而上升的气缸压力由于活塞被向下推动所引起的行程容积的减少而开始下降。因此,在时点t3附近获得气缸压力(燃烧压力)的最大值Pmax。图2G示出曲柄计数器值的推移。针对每个预定曲柄角,曲柄计数器对通过曲柄角传感器54检测出的曲柄角的变化量计数。曲柄计数器中的计数在曲轴14a开始移动的时点t3开始。这种情况下,如图2E所示,考虑点火线圈通电一次以引起目标气缸中的点火的例子,但用于点火的通电的ON-OFF可在预定周期重复执行预定次数。为了更好地建立利用电动辅助的着火起动,重要的是其中计划在目标气缸(即,已在压缩行程中停止的气缸)之后进行燃烧的...
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