混合动力车辆的制作方法
【专利说明】混合动力车辆
[0001]本非临时申请基于2013年12月19日在日本专利局提交的日本专利申请N0.2013-262674，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0002]本发明涉及一种混合动力车辆，更具体地涉及一种包括具有用于改变进气门的操作特性的可变气门操作装置的内燃发动机的混合动力车辆。
【背景技术】
[0003]已知内燃发动机具有能够改变进气门的操作特性的可变气门操作装置。此外，已知一种允许改变进气门的升程量和/或工作角的可变气门操作装置。
[0004]例如，日本专利文献特开N0.2009-202662公开了一种混合动力车辆，该混合动力车辆中装设有具有可变气门操作装置的内燃发动机，所述可变气门操作装置允许改变进气门的升程量的大小和改变工作角(或作用角)的大小。日本专利文献特开N0.2009-202662公开了，当混合动力车辆的可变气门操作装置被诊断为已发生故障并且车辆在行驶的过程中停止时，禁止内燃发动机停止。
【发明内容】
[0005]一般而言，混合动力车辆允许考虑车速、驾驶者要求的要求驱动力(或加速器操作量)和其它车辆状况以允许内燃发动机为了更好的燃料经济性而被自动控制地运转和停止，即间歇地运转。
[0006]然而，如日本专利文献特开N0.2009-202662中所述，如果每当可变气门操作装置发生故障等且进气门的操作特性因此被固定(即，升程量和/或工作角被固定)时都一律禁止停止内燃发动机，则内燃发动机的间歇停止被阻止，这可能导致燃料经济性的恶化。另一方面，当进气门的操作特性被固定时，在某些条件下间歇地停止内燃发动机可能妨碍随后重新起动发动机。
[0007]本发明的一个主要优点在于，当具有进气门的升程量和/或工作角由可变气门操作装置控制的内燃发动机的车辆的升程量和/或工作角被固定时，能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况，同时适当地确保间歇地停止发动机的机会以允许车辆实现更好的燃料经济性。
[0008]在一方面，本发明提供了一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括:内燃发动机，所述内燃发动机具有用于改变进气门的操作特性的可变气门操作装置，所述操作特性为所述进气门的升程量和/或所述进气门的工作角；检测器；旋转电机，所述旋转电机构造成能够起动所述内燃发动机；蓄电装置，所述蓄电装置用于将电力储存在其中以用于驱动所述旋转电机；和控制装置，所述控制装置构造成接收所述检测器的输出并且还控制所述内燃发动机。所述检测器构造成检测由所述可变气门操作装置控制的所述操作特性。当所述检测器检测到所述操作特性被固定时，所述控制装置容许基于与所述旋转电机能输出的起转转矩相关的所述蓄电装置的状态而间歇地停止所述内燃发动机。
[0009]当本发明的混合动力车辆的可变气门操作装置已发生故障或处于低温并因而摩擦增大等，并且相应地，操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置控制的进气门的操作特性(或升程量和/或工作角)被固定时，如果旋转电机能提供充足的起转转矩以确保内燃发动机可起动，则仍容许间歇地停止内燃发动机。因而，在能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况的同时，适当地确保了间歇地运转发动机的机会。结果，该混合动力车辆能实现比在可变气门操作装置发生故障且相应地间歇地停止内燃发动机一律被禁止时更好的燃料经济性。
[0010]优选地，当所述操作特性在所述升程量和/或所述工作角大于预定值的状态下被固定时，所述控制装置基于所述蓄电装置的状态而容许间歇地停止所述内燃发动机。更优选地，当所述操作特性在所述升程量和/或所述工作角中小于所述预定值的状态下被固定时，所述控制装置容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0011]因而，当进气门的操作特性被固定成使得进气门的升程量和/或工作角大且相应地内燃发动机的起动性能恶化时，能基于蓄电装置的状态来容许间歇地停止内燃发动机。此外，当进气门的操作特性被固定成使得进气门的升程量和/或工作角小且相应地内燃发动机的起动性能未恶化时，间歇地停止内燃发动机一律被容许。因而，在能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况的同时，适当地确保了间歇地运转发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0012]优选地，所述控制装置响应于第一至第三条件中的至少任一者成立而容许间歇地停止所述内燃发动机，所述第一条件为所述蓄电装置的充电电力上限值的绝对值大于第一预定电力值，所述第二条件为所述蓄电装置的放电电力上限值的绝对值大于第二预定电力值，所述第三条件为所述蓄电装置的温度高于基准温度。
[0013]能由蓄电装置的状态判定旋转电机是否能确保起转转矩以确保内燃发动机可起动，从而适当地确保间歇地运转内燃发动机的机会。
[0014]优选地，在本发明的混合动力车辆中，所述可变气门操作装置构造成能够将所述进气门的所述操作特性切换到第一特性、第二特性和第三特性中的任一者，所述第二特性允许所述升程量和/或所述工作角比在所述操作特性为所述第一特性时大，所述第三特性允许所述升程量和/或所述工作角比在所述操作特性为所述第二特性时大。而且，当所述检测器检测到所述操作特性按照所述第一至第三特性中的任一者被固定时，所述控制装置基于所述蓄电装置的状态而容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0015]当操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置以三个级别控制的进气门的操作特性在可变气门操作装置中被固定为三个级别中的任一级别时，如果蓄电装置的性能不受限制且旋转电机能提供充足的起转转矩以确保内燃发动机可起动，则同样容许间歇地停止内燃发动机。与可变气门操作装置发生故障等并因而固定操作特性且相应地间歇地停止内燃发动机被一律禁止时相比，这适当地确保了间歇地运转内燃发动机的机会，以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。这允许简化可变气门操作装置的构造并且在缩短的时间内经由适合的参数来控制内燃发动机。此外，能比进气门的操作特性如下文所述被限制为两个级别时更精确地控制内燃发动机。
[0016]更优选地，当所述检测器检测到所述操作特性按照所述第二和第三特性中的任一者被固定时，所述控制装置基于所述蓄电装置的状态而容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0017]当经由可变气门操作装置使操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置以三个级别控制的进气门的升程量和/或工作角大且内燃发动机的起动性能恶化并且进气门的操作特性被固定时，能基于蓄电装置的状态而容许间歇地停止内燃发动机。因而，在能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况的同时，适当地确保了间歇地运转发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0018]或者，更优选地，所述控制装置响应于第一至第三条件中的至少任一者成立而容许间歇地停止所述内燃发动机，所述第一条件为所述蓄电装置的充电电力上限值的绝对值大于第一预定电力值，所述第二条件为所述蓄电装置的放电电力上限值的绝对值大于第二预定电力值，所述第三条件为所述蓄电装置的温度高于基准温度。更优选地，当所述操作特性按照所述第二特性被固定时，所述第一预定电力值、所述第二预定电力值和所述基准温度中的至少一者被设定为比在所述操作特性按照所述第三特性被固定时低。
[0019]当进气门的操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置以三个级别控制时，能由蓄电装置的状态判定旋转电机是否能确保起转转矩以确保内燃发动机可起动，从而适当地确保间歇地运转内燃发动机的机会。此外，当进气门的操作特性按照第二特性被固定时，能在比当进气门的操作特性按照第三特性被固定时宽松的条件下容许间歇地停止内燃发动机。因而，在能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况的同时，适当地确保了间歇地运转发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0020]优选地，在本发明的混合动力车辆中，所述可变气门操作装置构造成能够将所述进气门的所述操作特性切换到第一特性和第二特性中的任一者，所述第二特性允许所述升程量和/或所述工作角比在所述操作特性为所述第一特性时大。而且，当所述检测器检测到所述操作特性按照所述第一和第二特性中的任一者被固定时，所述控制装置基于所述蓄电装置的状态而容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0021]当操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置以两个级别限制的进气门的操作特性在可变气门操作装置中被固定为两个级别中的任一级别时，如果蓄电装置的性能不受限制且旋转电机能提供充足的起转转矩以确保内燃发动机可起动，则同样容许间歇地停止内燃发动机。与可变气门操作装置发生故障等并因而固定操作特性且相应地间歇地停止内燃发动机一律被禁止时相比，这适当地确保了间歇地运转内燃发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0022]更优选地，当所述检测器检测到所述操作特性按照所述第二特性被固定时，所述控制装置基于所述蓄电装置的状态而容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0023]当经由可变气门操作装置使操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置以两个级别控制的进气门的升程量和/或工作角大且内燃发动机的起动性能恶化并且进气门的操作特性在该状态下被固定时，能基于蓄电装置的状态而容许间歇地停止内燃发动机。因而，在能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况的同时，适当地确保了间歇地运转发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0024]此外，更优选地，当所述检测器检测到所述操作特性按照所述第一特性被固定时，所述控制装置容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0025]当经由可变气门操作装置使操作特性(或升程量和/或工作角)由可变气门操作装置以两个或三个级别控制的进气门的升程量和/或工作角最小且内燃发动机的起动性能被确保并且进气门的操作特性被固定时，仍能容许间歇地停止内燃发动机。与可变气门操作装置发生故障等并因而固定操作特性且相应地间歇地停止内燃发动机一律被禁止时相比，这确保了间歇地运转内燃发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0026]更优选地，所述控制装置在所述第一至第三条件全部不成立时禁止间歇地停止所述内燃发动机。或者，当所述第一至第三条件全部不成立并且所述混合动力车辆的车速等于或高于预定速度且指示所述内燃发动机的起动性能恶化的预定条件也成立时，所述控制装置禁止间歇地停止所述内燃发动机。
[0027]当内燃发动机的起动性能恶化且进气门的操作特性被固定时，禁止间歇地停止内燃发动机，以防止内燃发动机间歇地停止并且无法重新起动。
[0028]或者，优选地，当所述检测器检测到所述操作特性被固定并且所述混合动力车辆的车速低于预定速度时，所述控制装置也容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0029]当车辆低速行驶时，内燃发动机在充电/放电电力比较小的状态下重新起动，并且如果进气门的操作特性在该状态下被固定，则仍能容许间歇地停止内燃发动机。与可变气门操作装置发生故障等并且相应地间歇地停止内燃发动机一律被禁止时相比，这确保了间歇地运转内燃发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0030]此外，优选地，当所述检测器检测到所述操作特性被固定并且所述内燃发动机处于温热状态时，所述控制装置也容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0031]当内燃发动机处于温热状态时，内燃发动机即使在起转转矩小的状态下也能重新起动，并且如果进气门的操作特性在该状态下被固定，则仍能容许间歇地停止内燃发动机。与控制进气门操作特性的可变气门操作装置发生故障等并因而固定操作特性且相应地间歇地停止内燃发动机一律被禁止时相比，这确保了间歇地运转内燃发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0032]优选地，当所述升程量和/或所述工作角被固定在预定范围内时，所述控制装置允许在比当所述升程量和/或所述工作角被固定为比所述预定范围大时宽松的条件下容许间歇地停止所述内燃发动机。
[0033]因而，响应于进气门被固定于哪一种操作特性，在进气门的升程量和/或工作角小且相应地内燃发动机的起动性能提高的情况下，在更宽松的条件下容许间歇地停止内燃发动机。当操作特性由可变气门操作装置控制的进气门的操作特性被固定时，能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况，同时适当地确保了间歇地运转发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0034]优选地，所述旋转电机至少经由动力传递齿轮与所述内燃发动机的输出轴和所述混合动力车辆的驱动轴两者机械地连结。
[0035]当还适用于使车辆行驶的旋转电机用来输出起转转矩以起动内燃发动机时，能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况，同时适当地确保了间歇地停止发动机的机会以允许混合动力车辆实现更好的燃料经济性。
[0036]本发明的一个主要优点在于，当具有进气门的升程量和/或工作角由可变气门操作装置控制的内燃发动机的车辆的升程量和/或工作角被固定时，能避免当内燃发动机被间歇地停止时发动机随后再也无法重新起动的状况，同时适当地确保了间歇地停止发动机的机会以允许车辆实现更好的燃料经济性。
[0037]本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点将从以下结合附图对本发明的详细说明变得更加明显。
【附图说明】
[0038]图1是总体示出根据本发明第一实施例的混合动力车辆的构型的框图。
[0039]图2是用于图示如何在图1所示的混合动力车辆中控制发动机间歇运转的迀移图。
[0040]图3示出图1所示的发动机的构型。
[0041]图4表示在VVL装置中实现的气门位移量与曲柄角之间的关系。
[0042]图5是VVL装置的正视图。
[0043]图6是图5所示的VVL装置的局部透视图。
[0044]图7提供了用于说明当进气门的升程量和工作角大时提供的动作的图示。
[0045]图8提供了用于说明当进气门的升程量和工作角小时提供的动作的图示。
[0046]图9提供了如何限制蓄电装置的充放电性能的第一示例的图示。
[0047]图10提供了如何限制蓄电装置的充放电性能的第二示例的图示。
[0048]图11是根据第一实施例的用于控制混合动力车辆中的发动机间歇运转的处理的流程图。
[0049]图12是根据第二实施例的第一示例的用于控制混合动力车辆中的发动机间歇运转的处理的流程图。
[0050]图13是根据第二实施例的第二示例的用于控制混合动力车辆中的发动机间歇运转的处理的流程图。
[0051]图14是图1所示的混合动力车辆的共线图。
[0052]图15是根据第二实施例的第三示