混合动力车辆的制作方法_4

文档序号:8405203阅读:来源:国知局
状态”)。间歇地停止发动机100仅在车辆处于招致发动机起动冲击恶化的状态时才被禁止。更具体地,间歇地停止发动机100不是被无条件地禁止,而是在发动机100能在不给使用者带来明显的不适的情况下起动时被允许。
[0122]图11是根据本实施例的用于控制混合动力车辆中的间歇的发动机运转的处理的流程图。图11的处理能由控制装置200执行。
[0123]参考图11,当发动机处于运转中时,即,对于在步骤SlOO为“是”,控制装置200转入步骤SllO和后面的步骤。当发动机处于运转中(在步骤SlOO为“是”)时,控制装置200转入步骤SllO以判定由VVL装置400控制的进气门118的操作特性是否由于某种原因而被固定。例如,当VVL位置传感器311在不同于为了使进气门具有一定升程量和工作角而对VVL装置400发出的控制值的状态下提供对于预定时间以上不变化的输出时,对步骤SllO作出“是”的判定。如上所述,在步骤SllO中,“是”的判定不仅能在VVL装置400已发生故障时作出,而且能在VVL装置400正常操作的同时低温等引起暂时固定的操作特性时作出。
[0124]当进气门的操作特性被固定(在SllO中为“是”)时,控制装置200转入步骤S120以由VVL位置传感器311的输出判定升程量和工作角被固定的进气门的升程量和工作角是否小于预定值(阈值)。如果进气门118的升程量和工作角小于阈值,则控制装置200对S120作出“是”的判定并因而检测出进气门118以小的固定量操作,如前文已经说明的。
[0125]当控制装置200检测出进气门118以小的固定量操作(在S120中为“是”)时,控制装置200转入步骤S130以判定车辆是否处于招致发动机起动冲击恶化的状态。例如,在步骤S130中,基于图12中通过示例的方式表示的预定条件来判定车辆是否处于招致发动机起动冲击恶化的状态。
[0126]图12是用于说明用于判定车辆是否处于招致发动机起动冲击恶化的状态的预定条件的图表。
[0127]当发动机在施加的起转转矩不足的情况下起动时,发动机起动时的振动可能增大。此外,当混合动力车辆I正以低车速行驶且发动机被起动时,发动机起动时的振动可能易于被使用者察觉到并因而给使用者带来不适。
[0128]—般而言,发动机100提供的振动由发动机100的悬挂系统的共振、驱动系的扭转共振等激起。这些共振以由机构的几何形状、质量等决定的自然频率(所谓的共振频率)产生。相应地,优选确保发动机以充分的起转转矩起动,以允许发动机的转速上升率增大,从而允许转速在短时间内通过与该共振频率对应的共振发动机转速范围(共振范围)。相比而言,当发动机起动时施加的起转转矩不足并且结果发动机的转速不能快速上升时,通过共振范围所需的时间增加并且结果发动机起动时的振动可能很大。
[0129]相应地,如图12所示,基于由充电电力的上限值Win、放电电力的上限值Wout和温度Tb表示的蓄电装置B的状态来判定是否确保了如上所述的这种充分的起转转矩。例如,当I Win I > Wl (第一条件)、Wout (更具体地,I Wout ) > W2 (第二条件)和Tb > Tl (第三条件)中的至少任何一者成立时,能判定为发动机在确保了起转转矩的情况下起动。注意,Wl和W2是通过在实机中执行的实验等预先确定的预定值,而Tl是为了判定蓄电装置B未处于对蓄电装置B的充电和放电施加限制的低温状态而预先确定的预定值。注意,对于温度Tb而言,Tb > Tl至少被确定为第三条件。这是因为,在高温下,发动机100处于暖态,并且存在发动机起动时的振动不增大的趋势。或者,鉴于图10的特性,Tb > Tl和Tb < T2可共同被设定为第三条件。
[0130]相比而言,当第一至第三条件全部不成立时,能判定为发动机起动时施加的起转转矩不足。
[0131]此外,在低车速时,存在车辆的车厢处于安静状态的趋势,并且相应地,当发动机在低车速下起动时产生的振动水平比当发动机在中高车速(或非低车速)下起动时产生的相同振动水平更容易被使用者察觉到。例如,将由车速传感器307(参看图3)感测到的车速V与预定的基准值Vl进行比较,并且当V > Vl (第四条件)成立时,能判定为车辆正以非低车速行驶。
[0132]相应地,例如能以如下方式执行图11的步骤S130:当所提供的起转转矩不足且混合动力车辆I正以低车速行驶时,即,当第一至第四条件全部不成立时,能判定为车辆处于招致发动机起动冲击恶化的状态(在S130中为“是”)。相比而言,当第一至第四条件中的至少任何一者成立时,能判定为车辆未处于招致发动机起动冲击恶化的状态(在S130中为“否”)。
[0133]此外,当发动机100处于低温时,发动机处于冷态且因此提供的燃烧不稳定,并且当发动机在该状态下起动时,发动机容易发生振动。此外,随着摩擦增加,起转转矩在发动机的转速上升率下降并且相应地在共振发动机转速范围内的滞留时间长情况下施加,结果发动机起动时的振动可能很大。
[0134]例如,能将由水温传感器309(参看图3)感测到的发动机冷却水温度Tw与预定的基准值Tc进行比较,并且当Tw ( Tc时,能判定为发动机处于冷态。此外,能将由油温传感器310 (参看图3)感测到的发动机润滑油温To与预定的基准值Td进行比较,并且当To < Td时,能判定为发动机的摩擦大。
[0135]相比而言,当发动机100未处于低温时,发动机提供稳定燃烧并且摩擦被限制,并且由此能预期发动机起动时的振动不会在施加的起转转矩不足且混合动力车辆I也正以低车速行驶的状态下增至给使用者带来不适的水平。相应地,优选的是发动机100为了更好的燃料经济性而间歇地运转。
[0136]相应地,能以如下方式执行示例性变型中的图11的步骤S130以感测发动机的暖态(或非冷态):当Tw > Tc (第五条件)和To > Td (第六条件)中的至少任何一者成立时,能判定为车辆未处于招致发动机起动冲击恶化的状态(在S130中为“否”)。这种情况下,当第一至第六条件全部不成立时,能判定为车辆处于招致发动机起动冲击恶化的状态(在S130中为“是”)。
[0137]再参考图11,当控制装置200检测出进气门118以小的固定量操作(在S120中为“是”)并且判定为车辆处于招致发动机起动冲击恶化的状态(在S130中为“是”)时,控制转入步骤S140以禁止间歇地停止发动机100。这种情况下,在控制间歇的发动机运转时,如图2所示,如果车辆处于发动机运转的状态并且发动机停止的条件也成立时,则还是禁止发出发动机停止指令。结果,当起动发动机易于提供给使用者带来不适的振动时,避免使发动机100间歇地运转。
[0138]另一方面,当进气门118的操作特性未被固定而是被正常控制(在SllO中为“否”)时,并且此外,当进气门118的操作特性在升程量和工作角大于阈值的情况下被固定(或工作角和升程量被固定)(在S120中为“否”)时,随后,控制转入步骤S150以允许间歇地停止发动机100。这是因为,在这些情况下,发动机100能在图7的状态下起动并且因此起动时的振动减小。
[0139]此外,当控制装置200判定为进气门118以小的固定量操作(在S120中为“是”)并且车辆未处于招致发动机起动冲击恶化的状态(在S130中为“否”)时,控制转入步骤S150以允许间歇地停止发动机100。这是因为,当车辆未处于招致发动机起动冲击恶化的状态时,发动机起动时的振动给使用者带来不适的可能性低。
[0140]当允许间歇地停止发动机100时,随后,如图2所示,发动机100能根据车辆的被驱动状态变化的方式响应于发动机的起动和停止条件而间歇地运转以实现更好的燃料经济性。
[0141]因而,本实施例提供了这样的混合动力车辆:即使当进气门118以小的固定量操作且相应地发动机100的压缩比增大时,间歇地停止发动机100也不会被无条件地禁止,而是在发动机100起动时的振动不会给使用者带来很大的不适时被允许。
[0142]此外,当进气门118的操作特性被固定(或工作角和升程量被固定)且固定的工作角和升程量大于阈值并且发动机起动时的压缩比减小时,允许间歇地停止发动机100。
[0143]结果,当具有由VVL装置400控制的操作特性(或升程量和工作角)的进气门118的操作特性被固定时,发动机100还是能在使用者经历的不适较小的情况下起动,并且此夕卜,能实现更好的燃料经济性。
[0144]VVL装置的示例性变型
[0145]在本实施例中,进气门118的升程量和工作角可以如上所述连续(或无阶段地)变化或可离散(或分阶段)设定。
[0146]图13表示由能以三个级别改变进气门118的操作特性的VVL装置400A实现的气门位移量与曲柄角之间的关系。
[0147]VVL装置400A能够将操作特性改变为第一至第三特性中的任何一者。第一特性用波形INla表示。第二特性用波形IN2a表示并且对应于比第一特性大的升程量和工作角。第三特性用波形IN3a表示并且对应于比第二特性大的升程量和工作角。
[0148]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。
[0149]在图14中,横轴表示发动机转速,而纵轴表示发动机转矩。注意,在图14中,长短交替的虚线表示对应于第一至第三特性(INla-1N3a)的转矩特性。此外,在图14中,用实线表示的圆表示等燃料效率线。等燃料效率线表示燃料消耗相等的点的连接线,且更接近圆心的点对应于更高的燃料效率。为了说明起见,发动机100A基本上在图14中用实线表示的发动机动作线上运转。
[0150]在此,范围Rl表示低转速范围,对于该低转速范围而言,降低发动机起动时产生的冲击很重要。此外,排气再循环(EGR)停止并且应用阿特金森循环以提高燃料效率。相应地,优选选择第三特性(IN3a)作为进气门118的操作特性以提供增大的升程量和工作角。
[0151]范围R2表示中转速范围,对于该中转速范围而言,应用EGR以增加排气导入量,从而提高燃料效率。相应地,选择第二特性(IN2a)作为进气门118的操作特性以提供中等升程量和工作角。
[0152]换言之,当进气门118的升程量和工作角大(即,选择第三特性)时,优先经由阿特金森循环而不是经由EGR来提高燃料效率。相比而言,当选择中等升程量和工作角(即,选择第二特性)时,优先经由EGR而不是经由阿特金森循环来提高燃料效率。
[0153]范围R3表示高转速范围,对于该高转速范围而言,利用进气惯性来将大量空气导入气缸内,以提供上升的实际压缩比,从而提高输出性能。相应地,选择第三特性(IN3a)作为进气门118的操作特性以提供增大的升程量和工作角。
[0154]当发动机100A在低转速范围内高负荷运转、发动机100A以极低温度起动或催化剂被加温时,选择第一特性(INla)作为进气门118的操作特性以提供减小的升程量和工作角。因而,升程量和工作角根据发动机100A运转的方式来确定。
[0155]当采用参考图13和图14说明的VVL装置并且进气门118的由VVL装置400A控制的操作特性(或升程量和工作角)由于某种原因而按照第一特性(INla)被固定时,进气门118具有与当进气门118如前文已经说明的那样以小的固定量操作时提供的状态等同的状态,并且发动机起动时的振动将增加。
[0156]图15是用于说明根据本实施例的用于控制间歇的发动机运转的处理的流程图,该实施例采用了具有图13的操作特性的VVL装置400A。
[0157]参考图15,控制装置200执行已用步骤S120#代替步骤S120的图11的处理,以控制发动机100间歇地运转。
[0158]控制装置200转入与图11相同的SlOO和S110,并且如果进气门的操作特性被固定(在SllO中
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