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N0.2013-262675，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，如果为了燃料经济性而允许内燃发动机间歇地停止并且进气门的一些操作特性被固定，则内燃发动重新起动时的振动可能给使用者带来不适或烦扰使用者。
[0007]本发明是为了解决这种问题而作出的，并且本发明的一个目的是在由可变气门操作装置控制的进气门的升程量和进气门的工作角中的至少一者被固定的状态下，允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的情况下起动并且此外还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构造成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中；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，所述蓄电装置构造成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。在所述检测器检测到所述操作特性被固定为小于预定值的情况下，当第一至第四条件中的至少一者也成立时，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机，所述第一条件是所述蓄电装置的充电电力的上限值的绝对值大于第一预定电力值，所述第二条件是所述蓄电装置的放电电力的上限值的绝对值大于第二预定电力值，所述第三条件是所述蓄电装置的温度高于第一预定温度，所述第四条件是所述车辆的车速比预定速度快。
[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此摩擦增大等，并且相应地，操作特性被固定成使得由可变气门操作装置控制的进气门的升程量和进气门的工作角中的至少一者被固定为小于预定值时，间歇地停止内燃发动机不是被无条件地禁止，而是按照蓄电装置的允许旋转电机确保起转转矩的条件(即，第一至第三条件)和非低车速的条件(即，第四条件)而被允许。当进气门的升程量和/或工作角小时，内燃发动机起动时的压缩比上升且因此振动增大。通过允许旋转电机确保起转转矩，允许内燃发动机起动时的转速短时间通过易于激起振动的发动机转速范围(共振频率范围)，从而能抑制发动机起动时的振动。此外，随着车速上升，使用者察觉到的内燃发动机起动时的振动越小。因此，基于第一至第四条件，当内燃发动机能在不对使用者带来大的不适的情况下起动时，允许间歇地停止内燃发动机，并且内燃发动机因此能在使用者经历的不适较小的情况下起动，并且此外，能实现比在间歇地停止内燃发动机被无条件地禁止时更好的燃料经济性。
[0010]优选地，在所述操作特性在所述升程量和/或所述工作角小于所述预定值的状态下被固定的情况下，当所述第一至第四条件、第五条件和第六条件中的至少任一者也成立时，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机，所述第五条件是所述内燃发动机的冷却水温度高于第二预定温度，所述第六条件是所述内燃发动机的润滑油温度高于第三预定温度。
[0011]当内燃发动机处于暖态时，内燃发动机的摩擦降低且提供稳定的燃烧，并且相应地，起动时的振动能被抑制。相应地，即使当由可变气门操作装置控制的进气门的升程量和/或进气门的工作角被固定为小于预定值时，也允许间歇地停止内燃发动机。这允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的状态下起动并且还确保提供间歇运转的机会以实现更好的燃料经济性。
[0012]更优选地，在所述操作特性在所述升程量和/或所述工作角中大于所述预定值的状态下被固定的情况下，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机。
[0013]当内燃发动机能以减小的压缩比起动时并且在该状态下由可变气门操作装置控制的操作特性(进气门的升程量和/或进气门的工作角)也被固定时，允许间歇地停止内燃发动机。这允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的状态下起动并且还确保提供间歇运转的机会以实现更好的燃料经济性。
[0014]优选地，在所述操作特性在所述升程量和/或所述工作角小于所述预定值的状态下被固定的情况下，当所述第一至第四条件全部不成立时，或者当所述第一至第六条件全部不成立时，所述控制装置禁止间歇地停止所述内燃发动机。
[0015]当由可变气门操作装置控制的进气门的操作特性(进气门的升程量和/或进气门的工作角)被固定为小于预定值并且起动内燃发动机易于提供给使用者带来不适的振动时，禁止间歇地停止内燃发动机以允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的情况下起动。
[0016]更优选地，所述可变气门操作装置构造成能够针对共计三个级别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。在所述进气门的所述操作特性按照所述第一特性被固定的情况下，当所述第一至第四条件中的至少任一者也成立时，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机。更优选地，在所述操作特性按照所述第二和第三特性中的一者被固定的情况下，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机。
[0017]当具有由可变气门操作装置以三个级别控制的操作特性(或升程量和/或工作角)的进气门的由可变气门操作装置控制的升程量和/或工作角在可变气门操作装置中被固定为小于预定值时，允许间歇地停止内燃发动机，以允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的情况下起动，并且此外，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。
[0018]或者，优选地，所述可变气门操作装置构造成能够针对共计两个级别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。在所述进气门的所述操作特性被固定于所述第一特性的情况下，当所述第一至第四条件中的至少任一者也成立时，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机。更优选地，在所述操作特性按照所述第二特性被固定的情况下，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机。
[0019]当具有由可变气门操作装置限制为两个级别的操作特性(或升程量和/或工作角)的进气门的由可变气门操作装置控制的升程量和/或工作角在可变气门操作装置中被固定为小于预定值时，允许间歇地停止内燃发动机，以允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的情况下起动，并且此外，实现更好的燃料经济性。这允许可变气门操作装置简单地构造成并且在缩短的时间内经由适合的参数来控制内燃发动机。
[0020]更优选地，当所述进气门的所述操作特性构造成能以两个或三个级别切换时，在所述进气门的所述操作特性按照所述第一特性被固定的情况下，当所述第一至第四条件、第五条件和第六条件中的至少任一者也成立时，所述控制装置允许间歇地停止所述内燃发动机，所述第五条件是所述内燃发动机的冷却水温度高于第二预定温度，所述第六条件是所述内燃发动机的润滑油温度高于第三预定温度。
[0021]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限制为两个级别、内燃发动机处于允许内燃发动机起动时振动被限制的暖态并且在该状态下进气门的操作特性按照致使可变气门操作装置控制进气门的升程量和/或工作角小的第一特性被固定时，还是允许间歇地停止内燃发动机，并且能实现更好的燃料经济性。
[0022]此外，优选地，当所述进气门的所述操作特性构造成能以两个或三个级别切换时，在所述进气门的所述操作特性按照所述第一特性被固定的情况下，当所述第一至第四条件全部不成立或所述第一至第六条件全部不成立时，所述控制装置禁止间歇地停止所述内燃发动机。
[0023]当具有由可变气门操作装置限制为两个级别的操作特性(或升程量和/或工作角)的进气门的操作特性在可变气门操作装置中按照提供小的升程量和/或工作角的第一特性被固定并且起动内燃发动机也易于提供给使用者带来不适的振动时，禁止间歇地停止内燃发动机，以允许内燃发动机在使用者经历的不适较小的情况下起动。
[0024]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。
[0025]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，并且内燃发动机能在使用者经历的不适较小的情况下起动，此外还能实现更好的燃料经济性。
[0026]本发明的一个主要优点在于，当内燃发动机的进气门的升程量和/或工作角由可变气门操作装置控制并且所述升程量和/或工作角被固定时，内燃发动机还是能在使用者经历的不适较小的情况下起动，并且此外，实现了更好的燃料经济性。
[0027]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】
[0028]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。
[0029]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。
[0030]图3示出图1所示的发动机的构型。
[0031]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。
[0032]图5是VVL装置的正视图。
[0033]图6是图5所示的VVL装置的局部透视图。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]图9提供了用于表示蓄电装置的性能特性的第一图示。
[0037]图10提供了用于表示蓄电装置的性能特性的第二图示。
[0038]图11是根据本发明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。
[0039]图12是用于说明用于判定发动机起动冲击是否加重的条件的图表。
[0040]图13表示在能以三个级别改变进气门操作特性的VVL装置中实现的进气门的位移量与曲柄角之间的关系。
[0041]图14示出包括具有图13所示的操作特性的VVL装置的发动机的动作线。
[0042]图15是根据本发明一实施例的用于控制发动机间歇运转的处理