用于混合动力车辆的内燃机控制的制作方法
【专利摘要】当起动发动机时，通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射起动发动机的操作，而不从气缸内燃料喷射阀喷射燃料(S100)。如果产生齿轮撞击噪声(S110)，则通过从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射来操作发动机，而不从端口燃料喷射阀喷射燃料(S120)。这抑制了齿轮撞击噪声的发生。
【专利说明】用于混合动力车辆的内燃机控制
【技术领域】
[0001]本发明涉及混合动力车辆，更具体地说，涉及一种混合动力车辆，其包括:具有将燃料喷射到气缸内的气缸内燃料喷射阀和将燃料喷射到进气端口内的端口燃料喷射阀，并且向连接到车轴(axle shaft)的驱动轴输出动力的发动机；经齿轮机构连接到驱动轴并且将动力输出到驱动轴的电动机；将电力供给电动机和从电动机接收电力的蓄电池；以及控制发动机和电动机，使得用于使车辆行驶所需的驱动力被输出到驱动轴的控制部。
【背景技术】
[0002]已经提出的这种类型的混合动力车辆是配备有发动机的混合动力车辆，在该发动机中，经在进气通道中的上游侧提供的上游喷射和在进气通道的下游侧提供的下游喷射器，喷射燃料(参见例如日本专利申请公开N0.06-108908 (JP 06-108908A)。在该混合动力车辆中，在发动机冷起动时，从更接近发动机的燃烧室的下游喷射器喷射燃料，使得减小喷射燃料到达燃烧室的延迟，并且在发动机冷起动后，为了燃料的良好雾化，从上游喷射器喷射燃料。以这种方式，期望该混合动力车辆能在发动机冷起动时实现提高的响应性。
[0003]然而，在配备有具有将燃料喷射到气缸内的气缸内燃料喷射阀和将燃料喷射到进气端口内的端口燃料喷射阀并且向连接到车轴的驱动轴输出动力的发动机，以及经齿轮机构连接到驱动轴并且将动力输出到驱动轴的电动机的混合动力车辆中，在发动机冷起动时，可能发射机的燃烧状态将变得不稳定并且从发动机输出的扭矩将会波动，使得可能产生噪声，诸如齿轮撞击噪声等等。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种混合动力车辆，当在低温条件下起动发动机时，能抑制齿轮机构中出现噪声。
[0005]本发明的一个方面的一种混合动力车辆包括:发动机，其具有将燃料喷射到气缸内的气缸内燃料喷射阀，以及将燃料喷射到进气端口内的端口燃料喷射阀，并且向连接到车轴的驱动轴输出动力；电动机，其经齿轮机构连接到驱动轴，并且将动力输出到驱动轴；蓄电池，其将电力供给到电动机和从电动机接收电力；以及控制部，其控制发动机和电动机，使得将用于使混合动力车辆行驶的所需驱动力输出到驱动轴。当在冷状态期间起动发动机时，控制部控制发动机，使得通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射，起动发动机，而不执行从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射。如果在起动发动机后，检测到齿轮机构的噪声，则控制部执行噪声检出时燃料喷射控制，其控制发动机使得通过从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机，而不执行从端口燃料喷射阀的燃料喷射。
[0006]在上述方面的混合动力车辆中，当在冷状态期间起动发动机时，控制发动机，使得通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射起动发动机，而不执行从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射。这加速了燃料的雾化和蒸发，由此与在发动机的冷状态时，通过从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射起动发动机的构造相比，提高发动机的稳定性。如果在起动发动机后，检测到齿轮机构的噪声，则控制部执行噪声检出时燃料喷射控制，其控制发动机，使得通过从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机，而不执行从端口燃料喷射阀的燃料喷射。在当通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射，起动发动机时，在齿轮机构中产生噪声的情况下，例如，包含在进气中的水分冻结有时会在端口燃料喷射阀发生并且关闭燃料喷射开口，使得发动机的燃烧状态变得不稳定。由此，由发动机输出的转矩波动，使得齿轮机构产生噪声。在上述情况下，能抑制从齿轮机构产生噪声。
[0007]在上述方面中，控制部可以通过检测电动机的转速的波动，检测齿轮机构的噪声。当发动机的燃烧状态不稳定时，考虑在驱动轴上将出现转矩波动，因此，电动机的转速将波动。因此，通过检测电动机的转速的波动，能检测齿轮机构的噪声。
[0008]此外，在上述方面中，当在开始执行噪声检出时燃料喷射控制后，已经经过预定时间时，控制部可以控制发动机，使得通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射，操作发动机，而不执行从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射。由于如果持续从气缸内燃料喷射阀喷射燃料，排气有时与黑烟混合，在通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机期间，齿轮机构产生噪声的状态中止的情况下，优选的是恢复从端口燃料喷射阀的燃料喷射。因此，能通过控制发动机，使得当在开始执行噪声检出时燃料喷射控制后已经经过预定时间时，通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机，而不执行从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射，来抑制排气与黑烟的混合。
[0009]在上述构造中，当在开始执行噪声检出时燃料喷射控制后，已经经过预定时间时，控制部可以执行齿轮机构的噪声的检测。通过控制发动机使得通过从端口燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机，而不执行从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射，并且还在开始执行噪声检出时燃料喷射控制后，经过预定时间时，执行齿轮机构中的噪声的检测，变得可以抑制排气与黑烟的混合，并且检查当通过端口燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机时，齿轮机构是否产生噪声。
[0010]此外，在上述方面中，混合动力车辆可以进一步包括排气供给装置，其执行将发动机的排气供给到发动机的进气系统的排气供给。
[0011]此外，在上述方面中，混合动力车辆可以进一步包括发电机，其将电力供给到蓄电池和从蓄电池接收电力，并且输出动力以及接受动力的输入，以及行星齿轮机构，其三个旋转元件连接到作为驱动轴、发动机的输出轴和发电机的旋转轴的三个轴。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]在下文中，将参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术及工业重要性，其中，相同的数字表示相同的元件，并且其中:
[0013]图1是示出作为本发明的实施例的混合动力机动车20的一般构造的构造图；
[0014]图2是示出发动机22的一般构造的构造图；
[0015]图3是示出在该实施例中，由发动机ECU 24执行的冷发动机起动燃料喷射控制例程的例子的流程图；以及
[0016]图4是示出作为该实施例的改进的混合动力机动车220的一般构造的构造图。【具体实施方式】
[0017]将描述本发明的实施例。
[0018]图1是示出作为本发明的实施例的混合动力机动车20的一般构造的构造图。如图1所示，该实施例的混合动力机动车20包括:构造成内燃机的发动机22,通过将汽油、轻油等等用作燃料，输出动力；发动机电子控制单元(在下文中，称为“发动机ECU”)24，控制发动机22的驱动；三轴式动力分配集成机构30，构造成行星齿轮机构，其耦接到多个小齿轮33的载架34经阻尼器28连接到作为发动机22的输出轴的曲轴26，并且其环形齿轮32经差动齿轮62和齿轮机构60，连接到作为与驱动轮63a，63b相连接的驱动轴；电动机MG1，被构造成例如非常公知的同步发电电动机，并且其旋转元件连接到动力分配集成机构30的太阳齿轮31 ;电动机MG2，其被构造成例如非常公知的同步发电电动机，并且其旋转元件经减速齿轮35被连接到作为驱动轴的环形齿轮轴32a ;逆变器41，42，用于驱动电动机MG1，MG2 ;电动机电子控制单元(在下文中，称为“电动机E⑶”)40，通过控制逆变器41，42，控制电动机MG1，MG2的驱动；蓄电池50，被构造成例如锂离子二次电池，并且将电力经逆变器41，42供给到电动机]\^1，]\^2并从其接收电力；蓄电池电子控制单元(在下文中，称为“蓄电池E⑶”)52，管理蓄电池50 ;以及控制整个车辆的混合动力电子控制单元(在下文中，称为“HVECU”)70。
[0019]如图2所示，发动机22被构造成内燃机，包括将烃系燃料，诸如汽油、轻油等等直接喷射到气缸中的气缸内燃料喷射阀125，以及将燃料喷射到进气端口内的端口燃料喷射阀126。通过有选择地使用两种燃料喷射阀125，126中的一个或两个，在进气端口喷射驱动模式、气缸内喷射驱动模式和组合喷射驱动模式的一个中，控制发动机22的操作。在进气端口喷射驱动模式中，经节流阀124，吸入由空气净化器122净化的空气，并且将汽油从端口燃料喷射阀126喷射到进气端口中，使得吸入的空气和燃料混合，并且将混合物经进气阀128吸入燃烧室，并且通过火花塞130产生的电火花爆炸和燃烧，以及使用混合物的爆炸和燃烧的能量来下压活塞132，并且将由此产生的往复运动转换成曲轴26的旋转运动。在气缸内喷射驱动模式中，以与上述相同的方式将空气吸入燃烧室，并且在进气冲程中的中间正时或在压缩冲程已经开始后，从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料，然后，通过火花塞130产生的电火花，该混合物爆炸和燃烧，由此，获得曲轴26的旋转运动。在组合喷射驱动模式中，当空气吸入燃烧室时，执行从端口燃料喷射阀126的燃料喷射，在进气冲程或压缩冲程期间，执行从气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射，由此，获得曲轴26的旋转运动。在发动机22的操作状态、发动机22所需的操作状态等等的基础上，进入这些驱动模式的适当一个。经具有消除污染物，诸如一氧化碳、烃(HC)和氮氧化物(NOx)的排放控制催化剂(三元催化剂)的排放控制装置，使来自发动机22的排气排出外部，并且经EGR(排气再循环)系统160，也提供回进气侧。EGR系统160包括连接到排放控制装置134的下游侧的EGR管道162以便将排气供给到在进气侧提供的缓冲罐，以及设置在EGR管道162中并且由步进电机163驱动的EGR阀164。EGR系统160将排气作为不可燃气体供给到进气侧，同时通过调节EGR阀164的开度，调节气体的供给量或流量。由此，使发动机22设计成能将空气、排气和汽油的混合物吸入到燃烧室中。在下文中，将发动机22的排气供给到进气侧将称为EGR。
[0020]发动机E⑶24被构造成微处理器，其中心部件是CPU 24a，并且除CPU 24a外，还包括存储处理程序的ROM 24b、用于临时存储数据的RAM 24c、输入/输出端口(未示出)和通信端口(未示出)。发动机ECU 24经输入端口，从用于检测发动机22的状态的各种传感器接受信号的输入，包括来自检测曲轴26的旋转位置的曲柄位置传感器140的曲柄位置Θ Cr、来自检测发动机22的冷却剂的湿度的冷却剂温度传感器142的冷却剂温度Tw、来自附着在燃烧室内的压力传感器的气缸内压力Pin、来自检测打开和关闭用于吸入燃烧室的进气阀128的进气凸轮轴以及打开和关闭用于从燃烧室排放的排气阀的排气凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮角、来自检测节流阀124的位置的节流阀位置传感器146的节流阀开度TH、来自附着到进气管道并且检测进气的质量流量的空气流量计148的进气流量Qa、来自附着到进气管道的温度传感器149的进气温度Ta、来自检测排放控制装置134的三元催化剂的温度的温度传感器134a的催化剂温度Θ C、来自附着到排气系统的空气/燃料比传感器135a的空气/燃料比AF、来自附着到排气系统的氧气传感器135b的氧气信号02、来自附着到气缸体并且检测由爆震发生引起的振动的爆震传感器的爆震信号Ks、来自检测EGR阀164的开度的EGR阀开度传感器的EGR阀开度EV等等。发动机E⑶24经输出端口，输出用于驱动发动机22的各种控制信号,例如,用于气缸内燃料喷射阀125的驱动信号、用于端口燃料喷射阀126的驱动信号、用于调整节流阀124的位置的节流阀电动机136的驱动信号、用于与点火器集成的点火线圈138的控制信号、用于能改变进气阀128的打开和关闭正时VT的可变阀正时机构150的控制信号、用于调整EGR阀的开度的步进电机163的驱动信号等等。此外，发动机E⑶24与HVE⑶70通信，并且通过来自HVE⑶70的控制信号，控制发动机22的操作，并且根据需要，将有关发动机22的操作的状态的数据输出到HVE⑶70。顺便提一下，发动机E⑶24在来自附着到曲轴26的曲柄位置传感器140的信号的基础上，计算曲轴26的旋转次数，即，发动机22的转速Ne ;在来自空气流量计148的进气流量Qa和发动机22的转速Ne的基础上，计算容积效率(在一个周期期间，实际进入燃烧室的空气与发动机22的每一周期的活塞位移的容积比)；在来自凸轮位置传感器144的进气阀128的进气曲轴的凸轮角Θ ci相对于来自曲柄位置传感器140的曲柄角Θ cr的角度(0cl-0cr)的基础上，计算进气阀128的开闭正时VT ;在来自爆震传感器的爆震信号Ks的大小和波形的基础上，计算表示爆震出现等级的爆震强度Kr ;以及在来自空气流量计148的进气流量Qa、来自EGR阀开度传感器的EGR阀开度EV和发动机22的转速Ne的基础上，将EGR比Re计算为EGR流量Ne与EGR流量Ne和发动机22的进气流量Qa的总和的比率。
[0021]尽管未示出，但电动机E⑶40被构造成微处理器，其中心部件是CPU，并且除CPU夕卜，还包括存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入/输出端口和通信端口。电动机ECU 40经输入端口，接受控制电动机MG1，MG2的驱动所需的信号输入，例如，来自检测电动机MG1，MG2的旋转元件的旋转位置的旋转位置检测传感器43，44的旋转位置Θ ml, Θ m2、由电流传感器(未示出)检测的施加到电动机MGl, MG2的相电流等等。电动机ECU 40经输出端口，将开关控制信号输出到逆变器41，42的开关元件(未示出)。电动机E⑶40与HVE⑶70通信，并且通过来自HVE⑶70的控制信号，控制电动机MG1，MG2的驱动，并且还根据需要，将有关电动机MG1，MG2的操作状态的数据输出到HVE⑶70。顺便提一下，电动机E⑶40在来自旋转位置检测传感器43，44的电动机MG1，MG2的转子的旋转位置0ml, 9m2的基础上，计算电动机MG1，MG2的旋转角速度ωπι?，com2和转速Nml，Nm2。
[0022]蓄电池E⑶52被构造成微处理器，具有作为中心部件的CPU，尽管图中未示出。除CPU外，蓄电池E⑶52进一步包括存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入/输出端口和通信端口。蓄电池E⑶52接受管理蓄电池50所需的信号的输入，例如来自设置在蓄电池50的端子之间的电压传感器(未示出)的端子间电压Vb、来自附接与蓄电池50的输出端相连接的电力线路的电流传感器(未示出)的充/放电电流lb、来自附着到蓄电池50的温度传感器51的蓄电池温度Tb等等。蓄电池E⑶52根据需要，将有关蓄电池50的状态的数据发送到HVE⑶70。此外，为了管理蓄电池50，蓄电池E⑶52在由电流传感器检测的充/放电电流Ib的积分值的基础上，计算作为可从蓄电池50放电的电力量与蓄电池50的总容量的比率的蓄电比(充电状态)SOC，并且在所计算的蓄电比SOC和蓄电池温度Tb的基础上，计算作为允许向蓄电池50充电和从蓄电池50放电的可容许输入/输出电力的输入/输出极限Win，Wout。顺便提一下，通过在蓄电池温度Tb的基础上，设定输入/输出极限Win，Wout的基本值，以及在蓄电池50的蓄电比的基础上，设定输出极限校正因子和输入极限校正因子，并且使所设定的输入/输出极限Win，Wout的基本值乘以校正因子，设定蓄电池50的输入/输出极限Win, Wout。
[0023]HVE⑶70被构造成微处理器，具有作为中心部件的CPU。除CPU外，HVE⑶70进一步包括存储处理程序的ROM、用于临时存储数据的RAM、输入/输出端口和通信端口。HVE⑶70经输入端口，接受来自点火开关80的点火信号的输入、来自检测变速杆81的操作位置的变速位置传感器82的变速位置SP、来自检测加速器踏板83的下压量的加速器踏板位置传感器84的加速器操作量Acc、来自检测制动踏板85的下压量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP、来自车速传感器88的车速V等等。如上所述，HVE⑶70经通信端口连接到发动机E⑶24、电动机E⑶40和蓄电池E⑶52，并且与发动机E⑶24、电动机E⑶40和蓄电池E⑶52交换各种控制信号和数据。
[0024]在如上所述构造的本实施例的混合动力机动车20中，在车速V和对应于由车辆的驾驶员施加的加速器踏板83的下压量的加速器操作量的基础上，计算输出到用作驱动轴的环形齿轮轴32a的所需扭矩Tr*，然后，控制发动机22、电动机MGl和电动机MG2的操作使得对应于所需扭矩Tr*的所需动力被输出到环形齿轮轴32a。发动机22、电动机MGl和电动机MG2的操作控制模式包括扭矩转换操作模式、充/放电操作模式、电动机操作模式等等。在扭矩转换操作模式中，控制发动机22的操作，使得发动机22输出适合于所需动力的动力，并且控制电动机MGl和电动机MG2的驱动，使得发动机22输出的所有动力由动力分配集成机构30、电动机MGl和电动机MG2进行扭矩转换，然后输出到环形齿轮轴32a。在充/放电操作模式中，控制发动机22的操作,使得发动机22输出适合于所需动力和充电或放电蓄电池50所需的电力的总和的动力，并且控制电动机MGl和电动机MG2的驱动，使得在蓄电池50充电或放电的情况下，由发动机22输出的动力的一部分或全部通过动力分配集成机构30、电动机MGl和电动机MG2转换成转矩，因此，将所需动力输出到环形齿轮轴32a。在电动机操作模式中，执行操作控制，使得停止发动机22的操作，并且将适合于所需动力的、来自电动机MG2的动力输入到环形齿轮轴32a。顺便提一下，扭矩转换操作模式和充/放电操作模式均是控制发动机22、电动机MGl和电动机MG3，使得在发动机22操作的情况下，将所需动力输出到驱动轴36的模式，在基本控制方面两者相同。因此，在下文中，将这两种操作模式统称为发动机操作模式。
[0025]通过在发动机操作模式期间，在负荷下操作发动机22，通过将所设定的所需扭矩Tr*乘以环形齿轮轴32a的转速Nr (例如，通过将电动机MG2的转速Nm2除以减速齿轮35的齿轮比或将车速V乘以变换因子得到的转速)，计算用于使车辆行驶所需的车辆行驶功率Pr*，以及通过从所计算的车辆行驶功率Pr*减去在蓄电池50的充电状态(SOC)的基础上获得的蓄电池50的充/放电所需功率Pb*，设定作为发动机22需要输出的功率的所需功率Pe*。通过使用表示发动机22能有效地输出所需功率Pe*的、发动机22的转速Ne和扭矩Te之间的关系的操作线(例如，最佳燃料经济操作线)，设定发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*。通过用于使发动机22的转速Ne等于目标转速Ne*的转速反馈控制，在蓄电池50的输入/输出极限Win，Wout的范围内，设定作为电动机MGl需要输出的扭矩的扭矩命令Tml*,并且通过从所需扭矩Tr*减去当以扭矩命令Tml*驱动电动机MGl时经动力分配集成机构30作用在环形齿轮轴32a上的扭矩，设定电动机MG2的扭矩命令Tm2*。将目标转速Ne*和目标扭矩Te*发送到发动机E⑶24，并且将扭矩命令Tml*、Tm2*发送到电动机ECU 40。
[0026]在接收目标转速Ne*和目标转矩Te*后，在目标转速Ne*和目标转矩Te*的基础上，发动机E⑶24将目标EGR速率Re*设定为EGR速率Re的目标值，并且在发动机22的转速Ne和容积效率KL的基础上，设定表示在用于发动机22的有效操作的发动机22的燃料喷射总量中，来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射量和来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射量之间的分割比(百分比)的喷射分配比Rp。发动机ECU24执行发动机22的各种控制，包括进气流量控制、通过使用喷射分配比Rp的燃料喷射控制、喷射控制、开关正时控制等等，以这种方式，在由目标转速Ne*和目标转矩Te*表示的目标操作点，操作发动机22，并且还执行步进电机163的驱动控制，使得EGR阀164的开度达到使EGR速率Re等于目标EGR速率Re*的开度。
[0027]此外，电动机ECU 40在接收用于电动机MG1，MG2的转矩命令Tml*，Tm2*后，执行逆变器41，42的开关元件的开关控制，使得通过转矩命令Tml*，Tm2*，驱动电动机MG1，MG2。由于如上所述的控制，能通过控制发动机22、电动机MG1，MG2，使车辆行驶或行驶，使得在蓄电池50的输入/输出极限Win，Wout的范围内，将所需转矩Tr*输出到环形齿轮轴32a，同时通过EGR有效地操作发动机22，并且燃料喷射与喷射分配比Rp相匹配。
[0028]此外，HVE⑶70将所需功率Pe*与用于起动发动机22的发动机起动阈值Pstart和用于停止发动机22的操作的发动机停止阈值Pstop进行比较。如果当发动机22处于停止状态时，所需功率Pe*超出发动机起动阈值Pstart，HVE⑶70起动发动机22。如果当发动机22操作时，所需功率Pe*变为低于发动机停止阈值Pstop，HVE⑶70停止发动机22的操作。当发动机22将起动时，HVECU 70在用于快速地增加发动机22的转速Ne的发动机起动转矩图和起动发动机22的过程开始后的经过时间t的基础上，对用于启动发动机22的电动机MGl设定转矩命令Tml*。将转矩命令Tml*设定在发动机22的转速Ne已经通过共振转速范围后或在发动机转速Ne通过共振转速范围所需的时间经过后，使得可以以转速Nref或高于该转速Nref,稳定地启动发动机的转矩。当发动机22的转速Ne已经达到转速Nref时，HVE⑶70通过采用速率处理，使转矩命令Tml*重置为0，并且将操作开始命令发送到发动机ECU 24，使得发动机ECU 24起动燃料喷射控制和发动机22的喷射控制。在接收操作开始命令后，发动机ECU 24起动燃料喷射控制和发动机22的喷射控制。
[0029]此时，通过求和所需转矩Tr*和将转矩命令Tml*除以动力分配集成机构30的齿轮比P获得的值，然后将该总和除以减速齿轮35的齿轮比Gr，计算作为电动机MG2需要输出的转矩的临时值的临时电动机转矩Tm2tmp。此外，通过将蓄电池50的输入/输出Win, Wout和通过将所设定的转矩命令Tml*乘以电动机MGl的当前转速Nml获得的电动机MGl的电功耗(发电电力)之间的偏差除以电动机MG2的转速Nm2，计算作为电动机MG2允许输出的转矩的上下限的转矩极限Tmin, Tmax,并且通过转矩极限Tmin, Tmax限制所设定的临时电动机转矩Tm2tmp，设定用于电动机MG2的转矩命令Tm2*。然后，将如上所述设定的转矩命令Tml*，Tm2*发送到电动机ECU 40。电动机ECU 40在接收转矩命令Tml*，Tm2*后，执行逆变器41，42的开关元件的开关控制，使得通过转矩命令Tml*，Tm2*驱动电动机MGl, MG2。由此，执行电动机MG2的驱动控制，使得甚至在发动机22的启动期间，将所需转矩Tr*输出到环形齿轮轴32a。
[0030]接着，将描述如上所述构造的本实施例的混合动力机动车20的操作，特别地，在大气温度低的冷状态期间，起动发动机22时执行的发动机22的燃料喷射控制。图3是示出本实施例的发动机ECU 24执行的冷发动机起动燃料喷射控制例程的例子的流程图。在如果在发动机22的停止状态期间,所需功率Pe*超出发动机起动阈值Pstart执行的起动发动机22的过程期间，通过启动发动机22的电动机MGl，使发动机22的转速Ne达到转速Nref后，当发动机E⑶24接收由HVE⑶70发送的操作开始命令时，执行该例程。
[0031]当执行该例程时，发动机ECU 24首先控制发动机22，使得气缸内燃料喷射阀125不喷射燃料，而端口燃料喷射阀126喷射燃料(步骤S100)。在此应注意到，在该阶段，从端口燃料喷射阀126喷射燃料，因为从端口燃料喷射阀126喷射的燃料通常加速燃料的雾化和蒸发，因此，与从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料相比，提高发动机22的稳定性。
[0032]在从端口燃料喷射阀126喷射燃料后，发动机ECU 24接着从HVECU 70获得电动机MG2的转速Nm2，并且在电动机MG2的转速Nm2的基础上，确定动力分配集成机构30和/或齿轮机构60是否正产生齿轮撞击噪声(步骤S110)。通过预设涉及预先在实验、分析等等中在动力分配集成机构30或齿轮机构60中产生齿轮撞击噪声的电动机MG2的转速Nm2的变化或波动，然后检查电动机MG2的转速Nm2的当前变化或波动是否是涉及产生齿轮撞击噪声的电动机MG2的转速Nm2的变化(波动)，执行有关是否正产生齿轮撞击噪声的确定。由于下述原因，执行该确定。即，在冷状态时，有时发生由于积冰等等，部分地关闭端口燃料喷射阀126的燃料喷射开口，使得不提供所需燃料喷射量，因此，某些气缸具有不点火或接近不点火的低燃烧状态，导致气缸中的转矩差，因此，导致由发动机22输出的转矩的波动。如果由发动机22输出的转矩波动，电动机MG2的转速Nm2有时可能波动或动力分配装置30和/或齿轮机构60可能有时产生齿轮撞击噪声。
[0033]如果动力分配集成机构30或齿轮机构60均未产生齿轮撞击噪声(步骤SI 10)，发动机ECU 24确定可能以良好方式，从端口燃料喷射阀126的燃料喷射开口喷射燃料，结束该例程，然后进入上述发动机操作模式。由此，在发动机22起动后，车辆能迅速地在发动机操作模式中行驶。
[0034]然而，如果动力分配集成机构30和/或齿轮机构60正产生齿轮撞击噪声(步骤S110)，发动机ECU 24确定由于积冰等等，端口燃料喷射阀126的燃料喷射开口部分关闭，并且控制发动机22，使得端口燃料喷射阀126不喷射燃料，而是气缸内燃料喷射阀125喷射燃料(步骤S120)。在此之后，发动机ECU 24确定在从气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射后，是否已经经过预定时间Tref (步骤S130)。在此应注意到,预定时间Tref是预先设定为当通过气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射操作发动机22时，由于发动机22的EGR和/或冷却剂，沉积在端口燃料喷射阀126上的冰融化所需的时间。即，步骤S130的过程是确定沉积在端口燃料喷射阀126上的冰是否已经融化的过程。由此，通过控制发动机22，使得在预定时间Tref，从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料，能加速在端口燃料喷射阀126上的冰等等的沉积的融化，因此，能抑制在动力分配集成机构30或齿轮机构60中产生齿轮撞击噪声。
[0035]在开始从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料后，经过预定时间Tref之后(步骤S130)，发动机ECU 24控制发动机22，使得停止从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料，并且通过仅来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射操作发动机22 (步骤S140)。如果通过仅来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射操作发动机22，有时发生发动机22排出混合有黑烟的排气。为了抑制排出混合有黑烟的排气，当经过预定时间Tref时，恢复仅来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射。由于该过程，能抑制排出混合有黑烟的排气。
[0036]在恢复仅来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射后，过程返回到步骤S110。重复步骤SllO至S140的过程直到在步骤SI 10，确定动力分配集成机构30或齿轮机构60均不产生齿轮撞击噪声为止。这使得可以加速在端口燃料喷射阀126的燃料喷射开口沉积的冰等等的融化，以及抑制排放混合有黑烟的排气。
[0037]在如上所述的本实施例的混合动力机动车20中，当在冷状态期间起动发动机22时，通过从端口燃料喷射阀126喷射燃料，开始发动机22的操作，而不从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料，然后，通过仅来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射，操作发动机22。如果此时，由动力分配集成机构30或齿轮机构60产生齿轮撞击噪声，在预定时间Tref内，通过来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射，操作发动机22，而不从端口燃料喷射阀126喷射燃料。这限制从动力分配集成机构30或齿轮机构60产生齿轮撞击噪声。然后，在经过预定时间Tref后，恢复从端口燃料喷射阀126的燃料喷射，使得能抑制排放混合有黑烟的排气。
[0038]在本实施例的混合动力机动车20中，在从来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射切换到从气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射后，恢复仅来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射之后，过程返回到步骤S110。在此之后，重复步骤SllO至S140的过程直到在步骤SllO确定动力分配集成机构30或齿轮机构60均不产生齿轮撞击噪声为止。然而，也允许采用在从来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射切换到来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射后，在足够沉积在端口燃料喷射阀126上的冰融化的时间内，持续来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射，然后，结束该例程而不返回到步骤SllO的构造。
[0039]尽管在该实施例的混合动力机动车20中，发动机22配备有EGR系统160，可以省略该EGR系统160。
[0040]尽管在本实施例的混合动力机动车20中，电动机MG2经减速齿轮35，附接到作为驱动轴的环形齿轮轴32a，也允许采用经两段变速(或齿轮速度)、三段变速、四段变速等等的变速装置(变速器)，将电动机MG2连接到环形齿轮轴32a的构造。
[0041]在本实施例的混合动力机动车20中，将发动机22的动力输出到作为经动力分配集成机构30，连接到驱动轮63a，63b的驱动轴的环形齿轮轴32a，并且将电动机MG2的动力经减速齿轮35输出到环形齿轮轴32a。然而，本发明的混合动力车辆是配备有将动力输出到驱动轴的发动机和将动力经齿轮机构输出到驱动轴的电动机的一种混合动力机动车。因此，允许将图4中的改进所示的构造用在混合动力机动车220中，其中，经齿轮机构235，诸如减速齿轮、变速装置(变速器)等等，使电动机MG附接到与驱动轮63a，63b相连接的驱动轴，使得发动机22的动力输出到驱动轴，并且电动机MG的动力经齿轮机构235输出到驱动轴。
[0042]此外，本发明不限于应用于如上所述的混合动力机动车，而是可应用于除机动车外的车辆，例如火车等等。
[0043]将描述实施例的主要部件与本发明的主要部件的关系。在该实施例中，发动机22是在本发明中提供的“发动机”的例子，并且电动机MG2是在本发明中提供的“电动机”的例子，并且蓄电池50是在本发明中提供的“蓄电池”的例子。当在冷状态期间起动发动机22时，通过从端口燃料喷射阀126的燃料喷射起动发动机22的操作，而不从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料，并且通过来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射，操作发动机22。如果此时，由动力分配集成机构30或齿轮机构60产生齿轮撞击噪声，在预定时间Tref内，控制发动机22和电动机MG1，MG2，使得通过来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射操作发动机22，而不从端口燃料喷射阀126喷射燃料，并且使得通过所需转矩Tr*驱动混合动力车辆。组合发动机E⑶24、电动机E⑶40和HVE⑶70是“控制部”的例子。
[0044]在此应注意到，本发明中的“发动机”不限于构造为通过将汽油、轻油等等用作燃料，输出动力的内燃机的发动机22，而是可以是任何类型的发动机，只要该发动机具有将燃料喷射到气缸内的气缸内燃料喷射阀和将燃料喷射到进气端口内的端口燃料喷射阀，并且将动力输出到与车轴相连接的驱动轴。本发明中的“电动机”不限于构造为同步发电电动机的电动机MG2，而是可能是任何类型的电动机，例如，感应电动机等等，只要该电动机经齿轮机构连接到驱动轴，并且将动力输出到驱动轴。本发明中的“蓄电池”不限于构造为锂离子二次电池的蓄电池50，而是可以是任何类型的蓄电池，诸如镍氢二次电池、镍镉二次电池、铅蓄电池等等，只要该蓄电池能将电力供给电动机和从电动机接收电力。本发明中的“控制部”不限于HVECU 70、发动机ECU 24和电动机ECU 40的组合，而是可能例如由单个电子控制单元构成。此外，“控制部”不限于控制发动机22和电动机MG1，MG2，使得在冷状态期间起动发动机22时，通过来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射起动发动机的操作，而不从气缸内燃料喷射阀125喷射燃料，并且如果当通过来自端口燃料喷射阀126的燃料喷射操作发动机22时，由动力分配集成机构30或齿轮机构60产生齿轮撞击噪声，在预定时间Tref内，通过来自气缸内燃料喷射阀125的燃料喷射操作发动机22，而不从端口燃料喷射阀126喷射燃料，并且通过所需转矩Tr*，使混合动力车辆行驶的控制部。“控制部”可以是任何控制部，只要该控制部控制发动机和电动机，使得用于使混合动力车辆行驶或行驶所需的驱动力被输出到驱动轴，并且当在冷状态期间起动发动机时，控制发动机，使得通过来自端口燃料喷射阀的燃料喷射起动发动机，而不执行从气缸内燃料喷射阀的燃料喷射，并且，如果在起动发动机后，检测到齿轮机构的噪声，执行控制发动机的噪声检出时燃料喷射控制，使得通过来自气缸内燃料喷射阀的燃料喷射操作发动机，而不执行来自端口燃料喷射阀的燃料喷射。
[0045]顺便提一下，本实施例的主要部件和本发明的主要部件之间的对应关系不限制所要求的发明的元件，因为实施例仅是用于具体地示例执行所要求的发明的形式的例子。即，应理解到，应当在权利要求中所述的内容的基础上，解释所要求的发明，实施例仅是所要求的发明的具体例子。
[0046]尽管参考实施例等等，描述了用于执行本发明的形式，本发明完全不限于这些实施例等等，而是能在不背离本发明的精神的情况下，能以各种形式执行应当是显而易见的。
[0047]本发明可应用于混合动力车辆制造工业等等。
【权利要求】
1.一种混合动力车辆，包括: 发动机，所述发动机具有将燃料喷射到气缸内的气缸内燃料喷射阀，以及将燃料喷射到进气端口内的端口燃料喷射阀，并且所述发动机向连接到车轴的驱动轴输出动力； 电动机，所述电动机经齿轮机构连接到所述驱动轴，并且将动力输出到所述驱动轴； 蓄电池，所述蓄电池将电力供给到所述电动机和从所述电动机接收电力；以及 控制部，所述控制部控制所述发动机和所述电动机，使得用于使所述混合动力车辆行驶的所需驱动力被输出到所述驱动轴，其中 当所述发动机在冷状态期间被起动时，所述控制部控制所述发动机，使得所述发动机通过从所述端口燃料喷射阀的燃料喷射被起动，而不执行从所述气缸内燃料喷射阀的燃料喷射，并且如果在所述发动机被起动后，检测到所述齿轮机构的噪声，则所述控制部执行噪声检出时燃料喷射控制，所述噪声检出时燃料喷射控制控制所述发动机使得所述发动机通过从所述气缸内燃料喷射阀的燃料喷射被操作，而不执行从所述端口燃料喷射阀的燃料喷射。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中 所述控制部通过检测所述电动机的转速的波动，检测所述齿轮机构的噪声。
3.根据权利要求1或2所述的混合动力车辆，其中 当在开始执行所述噪声检出时燃料喷射控制之后已经经过预定时间时，所述控制部控制所述发动机，使得所述发动机通过从所述端口燃料喷射阀的燃料喷射被操作，而不执行从所述气缸内燃料喷射阀的燃料喷射。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆，其中 当在开始执行所述噪声检出时燃料喷射控制之后已经经过所述预定时间时，所述控制部执行所述齿轮机构的噪声的检测。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的混合动力车辆，进一步包括 排气供给装置，所述排气供给装置执行将所述发动机的排气供给到所述发动机的进气系统的排气供给。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的混合动力车辆，进一步包括: 发电机，所述发电机将电力供给到所述蓄电池和从所述蓄电池接收电力，并且所述发电机输出动力和接受动力的输入；以及 行星齿轮机构，所述行星齿轮机构的三个旋转元件连接到作为所述驱动轴、所述发动机的输出轴和所述发电机的旋转轴的三个轴。
【文档编号】B60W20/00GK104379913SQ201380033274
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月14日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】安藤郁男 申请人:丰田自动车株式会社