专利名称：车辆控制装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及对至少安装有内燃机的车辆的控制，尤其涉及抑制存在于利用催化剂(触媒)净化然后排入空气的排气中的催化臭味的车辆控制装置。
背景技术：
来自作为车辆驱动源的发动机的排气含有空气污染物，该空气污染物包括当燃料不充分燃烧时产生的一氧化碳(CO)、由未能燃烧且蒸发的燃料造成的碳氢化合物(HC)以及在高温燃烧室内的空气中存在的氮和氧结合产生的氮氧化物(NOX)。这些物质影响环境，因此必须在排入空气之前去除它们。这通过在排气管的中间部设置催化转化器来实现。此催化转化器采用铂和铑或者钯和铑加上钯作为催化剂。这些元素与这三种空气污染物反应以提供二氧化碳(CO2)、水(H2O)和氮气(N2)。由于催化转化器会导致三种化学物质反应，因此其也称为三元催化剂。
如果对于这种催化转化器1)催化剂具有高温，2)车辆在具有少量排气(即，吸入少量空气)的轻负荷范围内，以及3)空燃比控制后的平均空燃比较浓，则该催化转化器内部具有还原气氛并导致催化臭味。更具体地，燃料含有硫(S)，此硫氧化生成SOX，该SOX又附着在催化剂上，以及当上述三个条件成立时，提供还原气氛且其中被吸附的SOX还原生成硫磺臭味(硫化氢(H2S))。更具体地，当经由以下反应生成硫化氢时，导致起因于燃料内含有的硫磺化合物的催化臭味更具体地，因为燃料具有经燃烧且由此变成二氧化硫气体的硫磺成分，该二氧化硫气体又与在燃烧过程中生成的氢反应，因此可推测生成硫化氢。
更显著的，起因于燃料具有这种性质(或者含有硫磺成分)的事实的催化臭味是由于较浓的平均空燃比导致的，如上所述。对于较稀空燃比，以下反应
可推测提供硫的氧化物，该硫的氧化物进而由催化剂吸附。
此外，对于较浓空燃比，存在少量氧气，此氧气与氢气反应生成H2O。然而，由于氧气仅存在少量，所以氢气过度产生并与硫结合。这有助于生成H2S，该H2S也被认为是还原催化臭味的阻碍物。对于较稀空燃比，存在大量氧气，此氧气与氢气结合并由此有助于生成H2O。氢气并因而H2S都不太过度地生成，这可推测抑制了催化臭味。
从不同于此催化臭味(或异臭)的观点来看，根据形成在燃烧室内的空气燃料混合物的空燃比，三元催化剂具有净化特性，且当空燃比接近理论空燃比时，三元催化剂最有效地工作。这是因为当空燃比稀且排气具有大量氧气时，氧化性增强，然而还原性减弱，以及当空燃比浓且排气具有少量氧气时，还原性增强，然而氧化性减弱，结果上述三种有害成分不能令人满意地全部去除。因此，具有三元催化剂的内燃机包括这样一种排气歧管，该排气歧管设置有测量氧浓度的线性氧传感器，此氧浓度又反作用于燃烧室的内部空气燃料混合物以控制该混合物达到理论空燃比。
一般已知的是三元催化剂具有存储氧气的能力(或者氧气存储器)，以防止如果空气燃料混合物暂时具有稀或浓空燃比时损害该三元催化剂的排气净化性能。因此，对于稀空燃比，过量的氧气被存储，以及对于浓空燃比，利用所存储的氧气维持令人满意的排气净化性能。
更具体地，对于稀空燃比，三元催化剂具有吸入并存储排气中存在的过量氧气以还原NOX的功能。一方面，当空燃比变浓时，装满以进行燃烧并由此存在于排气中的HC和CO夺取存储在三元催化剂内的氧气，并由此被氧化。因此，当空燃比偏离理论空燃比且因此NOX要被还原时，三元催化剂必须处在可存储氧气的状态(即，三元催化剂的氧气吸存(吸藏)量必须相对于最大氧气吸存量具有足够的余量)，以及另一方面，为氧化未燃烧的CH和CO，三元催化剂必须存储足量的氧气。
为了对于从理论空燃比偏离至稀空燃比的空燃比能还原NOX以及对于从理论空燃比偏离至浓空燃比的空燃比能氧化未燃烧的HC和CO，三元催化剂优选具有维持与最大氧气吸存量的基本一半对应的氧气吸存量。
存在一种安装有内燃机和电动机的已知混合动力车辆，该内燃机具有在车辆行驶时的停止模式。在这种混合动力车辆中，根据车辆的运转状态、行驶用电池的状态等停止发动机，随后检测该状态并根据需要再次起动发动机以提高燃料经济性。由此，发动机间歇地运转(或者通过中断(或切断)供给到发动机的燃料而停止)以获得提高的燃料经济性。当车辆运行、发动机停止且电子控制单元(ECU)判定该发动机停止时，间歇中断(或切断)供给到该发动机的燃料。在阻止发动机接收燃料的同时，该发动机仍然具有惯性力且其曲轴的转动不会立即停止。当曲轴转动时，进气门和排气门打开和关闭，由此发动机吸入空气，然而，该发动机未供给有燃料，其排气稀薄。在那种情况中，由于燃料被切断，三元催化剂易于到达其氧气吸存量极限，并当发动机再次起动时不能显示理想的催化净化性能。
日本专利特开No.2003-083121公开了一种用于内燃机且可解决这种缺陷的催化排气净化器，其利用排气净化催化剂的氧气吸存能力来进一步增强排气净化性能。如在该公开文献中所公开的，排气净化器利用设置在内燃机的排气通路上的排气净化催化剂的氧气吸存作用，该内燃机具有在车辆运行时停止发动机的发动机停止模式。该排气净化器包括计算催化剂的氧气吸存量的计算器，以及利用算出的氧气吸存量来驱动以控制内燃机的空燃比的空燃比控制器。计算器还计算发动机停止模式下的氧气吸存量，空燃比控制器经由发动机停止模式下通过计算器算出的氧气吸存量来驱动以控制在该停止模式解除之后发动机再次起动时的空燃比。
此催化剂排气净化器可在发动机停止模式下计算氧气吸存量，并可基于氧气吸留能力来控制发动机再次起动之后的空燃比。这可抑制发动机再次起动紧后的排气净化性能恶化，从而提供进一步增强的排气净化性能。这里，控制发动机再次起动紧后的空燃比，可决定该空燃比在预定时间内如何变化以防止排气净化性能在发动机再次起动紧后显著恶化，并由此提供进一步增强的排气净化性能。
上述公开文献公开了通过改变发动机的输出与电机的输出的比来控制三元催化剂的氧气吸存量、切断燃料有助于氧气吸存量达到极限，以及当燃料被切断时，电机必须输出车辆所需的全部转矩。然而，该公开文献未提及催化臭味。更具体地，如果在燃料被切断时不管催化臭味抑制控制而再次起动发动机，则发动机会排出浓排气，且如上所述，在此浓状态下，会不利地生成催化臭味(H2S)。
发明内容
已做出本发明以克服上述缺陷，本发明设想这样一种车辆控制装置，该装置用于至少具有作为驱动源的内燃机的车辆，且如果当在车辆运行的同时中断(或切断)供给到发动机的燃料时该发动机以变换的方式运转，该车辆控制装置可抑制催化臭味。本发明还设想一种抑制当需要停止的车辆以怠速运行时产生的催化臭味的车辆控制装置。
本发明在一个方面中提供一种车辆控制装置，它用于安装有内燃机的车辆，该内燃机的排气歧管设置有净化排气的催化装置，所述车辆控制装置包括向所述内燃机供给燃料的燃料供给装置；检测装置，该检测装置检测所述催化装置产生催化臭味和/或所述催化装置产生所述催化臭味的预测；暂时中断从所述燃料供给装置供给所述燃料的中断装置；以及基于所述中断装置的所述燃料的暂时中断是否起因于所述催化臭味而控制所述车辆的控制装置(控制器)。
当催化装置达到浓空燃比时，其会产生催化臭味(H2S)并因此必须抑制催化臭味。在本发明中，如果检测装置检测到产生此催化臭味或者产生此催化臭味的预测，暂时中断(或切断)供给到内燃机的燃料(以抑制或防止催化臭味)。这能够提供稀空燃比，由此抑制或防止催化臭味。常规上，例如在内燃机暖机(预热)运转时或者怠速控制(ISC)学习控制未完成时，禁止切断燃料，结果产生催化臭味。因此在本发明的控制装置中，如果产生或者预测到催化臭味且中断装置暂时中断(或者切断)供给到发动机的燃料，则控制装置拒绝其它要求(在上述示例中，禁止暂时停止供给到发动机的燃料的要求)并控制内燃机。于是，催化装置可达到稀空燃比，并可抑制或防止催化臭味。结果，如果至少具有作为驱动源的内燃机的车辆正在运行中且中断(或切断)供给到该内燃机的燃料，并且该内燃机的运转方式存在变化，则本发明的车辆控制装置可抑制或防止催化臭味。
优选地，该车辆控制装置还包括判定所述内燃机是否应暖机的判定装置。如果所述判定装置判定所述内燃机应暖机并且因此禁止暂时中断所述燃料，以及另一方面所述中断装置当前暂时中断所述燃料，则所述控制装置控制所述内燃机，以将所述中断装置暂时中断所述燃料列为优先。
当内燃机正被暖机时，禁止切断燃料会导致催化臭味。根据本发明，如果导致或者预测到催化臭味且因此中断装置切断燃料，控制装置会拒绝禁止切断燃料以使发动机暖机的要求并控制内燃机。于是，催化装置能够达到稀空燃比，并可抑制或防止催化臭味。
再优选地，所述控制装置控制所述内燃机以将所述中断装置暂时中断所述燃料列为优先，并延迟恢复向所述内燃机供给所述燃料。
根据本发明，如果导致或者预测到催化臭味且中断装置切断燃料，控制器会拒绝应禁止切断燃料以使发动机暖机的要求并控制内燃机以延迟给该内燃机再次供给燃料。于是，催化装置能够达到稀空燃比，并可抑制或防止催化臭味。
再优选地，所述判定装置基于所述内燃机的冷却剂的温度判定所述内燃机是否应暖机。
根据本发明，由内燃机的冷却剂的温度判定该内燃机是否应暖机。
再优选地，所述中断装置在中断所述燃料的条件成立之后经过一段预定时间后暂时中断所述燃料；以及如果所述中断装置暂时中断所述燃料起因于所述催化臭味，则所述控制装置控制所述内燃机，以将所述预定时间缩短成比所述中断装置暂时中断所述燃料不是起因于所述催化臭味时的预定时间短。
如果在切断燃料的条件成立之后立即切断供给到内燃机的燃料，则在例如电子节气门大角度打开(或者吸入大量空气)或者内燃机具有高速的状态下开始切断燃料。这会导致噪音和振动(NV)。因此，常规上，在中断燃料的条件成立之后经过一段预定时间(或者延迟时间)后切断燃料。在本发明的控制装置中，控制装置改变在由于催化臭味切断燃料与为不同原因切断燃料之间的时间。更具体地，如果产生或者预测到催化臭味且因此切断燃料时，则在用于切断燃料的条件成立与实际切断燃料之间引入缩短的延迟时间。电子节气门大角度打开且内燃机也具有高速，大量空气吸入该内燃机。结果，催化装置迅速达到稀空燃比。
再优选地，该车辆控制装置推定所述催化装置的劣化程度的推定装置，如果所述中断装置暂时中断所述燃料起因于所述催化臭味，则所述催化装置的劣化程度越小，所述预定时间设定成越短。
越新(或者劣化程度越小)的催化剂越能存储硫磺(S)成分。根据本发明，在用于切断燃料的条件成立与实际切断燃料之间，引入进一步缩短的延迟时间以更可靠并迅速地抑制或防止催化臭味。
再优选地，如果所述中断装置暂时中断所述燃料起因于所述催化臭味，则所述控制装置控制所述内燃机，以延迟所述内燃机的停止。
根据本发明，例如，如果发出停止内燃机的指令，供给到该内燃机的燃料被切断，与内燃机连接的电机(或电动发电机)也产生电力，并且内燃机的转速降低。如果车辆由此受到控制，导致或者预测到催化臭味且因此切断燃料(以抑制或防止催化臭味)，则延迟降低内燃机的转速以延迟停止该内燃机。这能够增加内燃机在不接收燃料情况下的转动时间。催化装置可达到稀空燃比，且可抑制或防止催化臭味。
再优选地，所述控制装置控制所述电机，以延迟所述内燃机的停止。
根据本发明，当内燃机停止时，产生阻止该内燃机转动的转矩的电机(或电动发电机)降低该内燃机的转速。该电动发电机受到控制以延迟停止内燃机。这可增加内燃机在不接收燃料情况下的转动时间。催化装置可达到稀空燃比，且可抑制或防止催化臭味。
再优选地，该车辆控制装置还包括检测吸入所述内燃机的空气量的空气检测装置，所述控制装置根据所述空气量控制所述内燃机，以延迟所述内燃机的停止。
根据本发明，当供给到发动机的燃料被切断时，计算在发动机转动时吸入该发动机内的空气量，并延迟停止内燃机，直到算出的空气量足以抑制或者防止催化臭味，以确保抑制或防止催化臭味。
再优选地，所述控制装置控制所述内燃机以延迟所述内燃机的停止，直到随时间经过而累积的所述空气量超过一预定值。
根据本发明，当供给到发动机的燃料被切断时，计算在发动机转动时随着时间经过而吸入该发动机内的空气量的累计值，并延迟停止内燃机，直到做出该累计值足以抑制或者防止催化臭味的判定，以确保抑制或防止催化臭味。
再优选地，所述中断装置暂时中断所述燃料，直到不再产生所述催化臭味。
根据本发明，供给到发动机的燃料被切断，直到达到足够稀的空燃比，以便不再生成催化臭味，从而确保抑制或防止催化臭味。
本发明在另一方面中提供一种车辆控制装置，它控制安装有内燃机和电机的车辆，所述内燃机的排气歧管设置有净化排气的催化装置，所述电机与所述内燃机连接以产生使所述内燃机停止转动的转矩。所述车辆控制装置包括检测装置，该检测装置检测所述催化装置产生催化臭味和/或所述催化装置产生所述催化臭味的预测；以及控制装置，该控制装置响应于所述催化臭味而工作，以控制所述车辆在所述内燃机停止之后通过所述电机使所述内燃机转动。
当催化装置达到浓空燃比时，会导致并因此必须抑制或防止催化臭味(H2S)。常规上，如果检测装置检测到产生催化臭味或将产生催化臭味的预测，且还存在使内燃机以怠速运转的指令，则该内燃机将保持怠速。同样，如果在紧接其之前增大供给到发动机的燃料量以进行校正，且然后该发动机以怠速运转，则产生催化臭味。如果导致或者预测到催化臭味，且因此发出使内燃机以怠速运转(以抑制或防止催化臭味)的指令，本发明的控制装置具有使该内燃机停止、允许电机使该内燃机转动以将空气引入内燃机来使空燃比从浓变稀、然后使内燃机以怠速起动和运转的控制器。于是，催化装置可达到稀空燃比，并可抑制或防止催化臭味。结果，例如，如果增大供给到发动机的燃料量以进行校正、随后停止车辆且也要求怠速运转时，则本发明的车辆控制装置可抑制或防止催化臭味。
优选地，所述控制装置控制所述车辆，以通过所述电机使所述内燃机转动至少预定时间。
根据本发明，可利用电机使内燃机转动至少预定时间。足够量的空气能够被吸入内燃机以确保防止催化臭味。
再优选地，该车辆控制装置还包括判定所述内燃机是否应暖机的判定装置，如果所述判定装置判定所述内燃机应暖机，则所述控制装置控制所述车辆，以在通过所述电机转动所述内燃机之后使所述内燃机起动并暖机。
根据本发明，如果内燃机应暖机，则在停止该内燃机之后，电机可转动该内燃机以使催化装置达到稀空燃比，以便抑制或防止催化臭味，然后该内燃机起动，以怠速运转并由此暖机。于是，防止催化臭味。
再优选地，当供给到所述内燃机的燃料的量增大以用于校正时，所述检测装置检测所述催化装置产生所述催化臭味和/或所述预测。
根据本发明，如果增大供给到内燃机的燃料量以例如使该内燃机提供增大的输出，则催化装置达到浓空燃比并因此导致催化臭味，检测装置可检测到催化装置产生催化臭味或者催化装置产生催化臭味的预测。
当结合附图考虑时，自以下对本发明的说明，本发明的前述及其它目的、特征、方面和优点将变得更明显。
图1是用于说明在本发明第一实施例中控制混合动力车辆的框图；图2是利用与第一实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实行的控制程序的流程图；图3是在与第一实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实施控制时提供的时间图；图4是利用与第二实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实行的控制程序的流程图；图5表示存储在与第二实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU中的映射图；图6是在与第二实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实施控制时提供的时间图；图7是利用与第三实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实行的控制程序的流程图；图8是在与第三实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实施控制时提供的时间图；以及图9是利用与第四实施例中的本发明控制装置对应的发动机ECU实行的控制程序的流程图。
具体实施例方式
以下参照
本发明的实施例。在以下说明中，相同部件标记相同。它们的名称和功能也相同。
<第一实施例>
图1是用于说明控制采用本实施例的控制装置的混合动力车辆的框图。注意，本发明不限于图1所示的混合动力车辆，而是可应用于具有不同形式的混合动力车辆。此外，本发明可应用于电动车辆和燃料电池车辆。
此外，本发明可应用于电容器或者类似的蓄电机构，而不是行驶用电池。
该混合动力车辆包括例如利用汽油机、柴油机或类似内燃机实现的驱动源(以下也简称为“发动机”)120和电动发电机(MG)140。注意，尽管在图1中出于说明目的，电动发电机140被描绘成电动机140A和发电机140B(或者电动发电机140B)，但根据混合动力车辆如何行驶，电动机140A也用作发电机以及发电机140B也用作电动机。
发动机120与进气歧管122连接，该进气歧管122设有俘获所吸入空气中存在的灰尘的空气滤清器122A、检测经由该空气滤清器122A吸入发动机120的空气量的空气流量计122B、以及作为用于调节吸入发动机120内的空气量的阀的电子节气门122C。电子节气门122C设有节气门位置传感器。发动机ECU280接收利用空气流量计122B检测的空气量，利用节气门位置传感器检测的电子节气门122C的开度等。
发动机120还与排气歧管124连接，该排气歧管124设有三元催化剂124B、检测引入该三元催化剂124B的排气的空燃比(A/F)的空燃比传感器124A、检测该三元催化剂124B的温度的催化剂温度传感器124C以及消音器124D。发动机ECU280接收利用空燃比传感器124A检测的引入三元催化剂124B的排气的空燃比、利用催化剂温度传感器124C检测的三元催化剂124B的温度等。
注意，空燃比传感器124A是产生与在发动机120内燃烧的空气燃料混合物的空燃比成比例的输出电压的全范围(或者线性)空燃比传感器。注意，空燃比传感器124A可以是检测并以开/关方式表示在发动机120内燃烧的空气燃料混合物相对于理论空燃比具有浓空燃比还是稀空燃比的O2传感器。此外，发动机ECU280从检测发动机120用冷却剂的温度的传感器接收指示该温度的信号。
该混合动力车辆还包括用于接收发动机120和电动发电机140生成的动力并将该动力传递给驱动轮160且用于将驱动轮160的驱动传输给发动机120和电动发电机140的减速齿轮180、用于分割发动机120生成的动力并将该动力分布给与驱动轮160和发电机140B对应的两条路径的动力分割装置(例如，行星齿轮机构)200、被充以电力以驱动电动发电机140的行驶用电池220、变换行驶用电池220的直流以及电动机140A和发电机140B的交流以控制电流的逆变器240、控制行驶用电池220如何充电和放电的电池控制单元(以下称为电池电子控制单元或者电池ECU)260、控制发动机120如何运转的发动机ECU280、根据混合动力车辆的状态控制电动发电机140、电池ECU260、逆变器240等的MG_ECU300、使电池ECU260、发动机ECU280、MG_ECU300等相互控制以通常控制混合动力系统使混合动力车辆最有效地行驶的HV_ECU320等。
在本优选实施例中，因为行驶用电池220具有比电动机140A和电动发电机140B低的额定电压，所以变压器242设在行驶用电池220与逆变器240之间，且因而当行驶用电池220给电动机140A和电动发电机140B供电时，变压器142升高该电力的电压。变压器242具有包括在其内且当该变压器242实行升压动作时被充电的平滑电容器。
尽管在图1中，每个ECU单独构成，但两个或多个ECU可集成到一起。(例如，如图1中虚线以示例方式所示的，MG_ECU300和HV_ECU320集成到一起)。
动力分割装置200采用行星齿轮来将发动机200的动力分割并由此分布给驱动轮160和电动发电机140B两者。通过控制电动发电机140B的转速，动力分割装置200也用作无级变速器。当发动机120转动时，其产生转矩，该转矩进而由行星架(C)接收、然后经由太阳齿轮(S)传递给电动发电机140B以及经由齿圈(R)传递给电动机和(朝向驱动轮160的)输出轴。在停止转动着的发动机120时，该转动着的发动机120具有动能，该动能经由电动发电机140B转化为电能以降低发动机120的转速。
当具有图1所示混合动力系统的混合动力车辆起动、以低速行驶等且发动机120效率低时，仅电动发电机140B和电动机140A使该混合动力车辆行驶，以及当车辆正常行驶时，例如动力分割装置200将发动机120的动力分割并由此分布给两条路径以一方面直接驱动驱动轮160、另一方面驱动发电机140以产生电力，该电力用于驱动电动机140A以辅助驱动驱动轮160。此外，当车辆高速行驶时，行驶用电池220还给电动机140A供电以允许该电动机140提供增大的输出，从而提供附加动力来驱动驱动轮160。相反，当车辆减速时，利用驱动轮160驱动的电动机140A用作发电机以再生电力，该电力又被存储至行驶用电池220。注意，如果行驶用电池220具有少量电荷且特别需要充电时，发动机120的输出增大且发电机140B生成的电量增大以增大用于行驶用电池220的电荷量。还理所当然的是，当车辆低速行驶时，例如，当行驶用电池220需要被充电、空调器或类似的辅助装置被驱动、发动机120用冷却剂的温度增大至规定温度等时，可根据需要控制发动机120以增强驾驶性能。
此外，根据车辆的运转状态，行驶用电池200的状态等，具有图1所示混合动力系统的混合动力车辆停止发动机120以增强燃料经济性。同时，随后检测车辆的运转状态，行驶用电池200的状态等并再次起动发动机120。因此，发动机120间歇运转，其不同之处在于具有一旦变换到START位置就起动发动机的点火开关的常规车辆(仅安装有发动机的车辆)在该点火开关从ON位置设定为ACC位置或OFF位置之前不会使发动机停止。
在本实施例中，发动机120停止以增强燃料经济性，且例如如果HV_ECU320向发动机ECU280输出停止发动机120的指令，则立即中断供给到发动机120的燃料。当发动机被阻止接收燃料时，该发动机仍然具有惰性力且其曲轴的转动不会立即停止。当曲轴转动时，进气门和排气门打开和关闭，因此发动机120吸入空气，然而该发动机未被供给有燃料，从而提供稀排气。
在本实施例中，控制装置的特征在于当要求发动机120暖机时，禁止切断供给到发动机120的燃料并由此发动机120运转，还做出抑制催化臭味(达到稀空燃比)的决定，然后中断对切断燃料的禁止以切断燃料，从而使排气具有稀空燃比。利用发动机ECU280来控制所述中断对切断燃料的禁止以切断燃料的操作。这也可由不同ECU来完成。
参照图2，本实施例以示例方式提供了一种利用实行具有如后所述控制结构的程序的发动机ECU280实现的控制装置。
在步骤(S)100，发动机ECU280判定是否应实行抑制催化臭味措施。注意，当发动机120被供给以增大量的燃料以进行校正来增大其输出时，发动机120提供具有浓空燃比的排气。此外，增大燃料量以进行校正还用于防止三元催化剂124劣化。更具体地，稀空燃比减小空气燃料混合物的比热，结果该空气燃料混合物在高温下燃烧，因而三元催化剂124B具有升高的内部温度，这是导致热劣化的因素。为此，增大燃料量以进行校正来使空燃比变浓，从而防止三元催化剂124B热劣化。如果这种校正未持续足够时间，则做出应实行措施的判定并设置抑制催化臭味措施标志(高、开)。如果该校正持续足够时间，则不做出所述判定并重置标志(或者设定为低、关)。注意在，是否应实行措施的判定不限于上述判定。如果做出应实行措施的判定(在S100为“是”)，则程序前进至S102。否则(在S100为“否”)，程序返回S100。
在S102，发动机ECU120判定发动机是否应暖机。更具体地，发动机ECU120自发动机冷却剂温度传感器接收信号，如果该信号指示冷却剂具有低于预定阈值的温度，则发动机ECU120判定发动机应暖机并设定发动机暖机要求标志(高、开)，以及如果该信号指示冷却剂具有等于或高于预定阈值的温度，则发动机ECU120判定不需要发动机暖机并因此重置该标志(或者设定为低、关)。注意，发动机是否应暖机的判定不限于上述判定。如果标志被设定为高、开且做出发动机应暖机的判定(在S102为“是”)，程序前进至S104。否则(在S102为“否”)，程序前进至S106。
在S104，发动机ECU120重置发动机暖机要求标志以切断用于抑制催化臭味措施的燃料。由此，该措施被列为优先，从而燃料被切断以提供稀排气并因此抑制催化臭味，而不是使发动机暖机。
在S106，发动机ECU120切断燃料以实行抑制催化臭味措施。因此，如果不要求使发动机暖机，就做出立即实行该措施的判定，由此燃料被切断以提供稀排气并因此抑制催化臭味。
在S108，发动机ECU120判定该措施是否已完成。更具体地，例如计算燃料切断之后所吸入空气量的累计值，如果该累计值超过预定值，则做出该措施已完成的判定，以及如果累计值未超过预定值，则做出该措施仍然继续的判定。注意，这种判定不限于上述判定。当做出该措施已完成的判定时(在S108为“是”)，程序前进至S110。否则(在S108为“否”)，程序前进至S108且控制装置等待直到做出该措施已完成的判定。
在S110，发动机ECU120设定被重置的发动机暖机要求标志。
根据上述构造和流程图，本实施例的控制装置或发动机ECU280控制发动机120以如随后参照代表时间图的图3所述的那样运转。注意，在参照图3的以下说明中，在时间t(11)之前，设定发动机暖机要求标志(高、开)以便说明。
为便于说明，假设混合动力车辆正在例如上坡行驶中且驾驶员在时间t(11)至时间t(13)的时间段下压加速器踏板以使发动机120提供增大的输出，则发动机120相应地增大发动机转速NE并由此提供增大的输出。在这样做时，发动机120被供给以增大量的燃料以如时间t(11)至时间t(13)所对应的进行校正。
由此，三元催化剂124B达到浓空燃比，且因此需要抑制催化臭味措施。由此，在时间t(12)，设定抑制催化臭味措施标志并做出应实行该措施的判定(在S100为“是”)。
当车辆结束上坡行驶并在平路或下坡行驶时，驾驶员释放加速器踏板并不再需要大驱动力，现在允许切断供给到发动机120的燃料。在此状态下，需要抑制催化臭味措施(在S100为“是”)，也需要使发动机暖机(在S102为“是”)。在此情况下，常规上，设定发动机暖机要求标志，将禁止切断燃料列为优先，且不切断供给到发动机120的燃料。如图3所示，在用虚线表示的时间t(14)至时间t(15)，发动机暖机要求标志保持被设定且不切断燃料。
相反，在本发明中，当允许切断供给到发动机120的燃料时或在时间t(13)处，发动机暖机要求标志被重置(如在图3中的时间t(14)处利用下降实线段所示的)以切断用于抑制催化臭味措施的燃料。由此，供给到发动机120的燃料被切断(如在图3中的t(14)处利用上升实线段所示的)，三元催化剂124B达到稀空燃比以抑制催化臭味。
自时间t(14)，空气流量计122B检测所吸入的空气量，且当其累计量超过预定值时，做出成功维持足够稀的状态且该措施已完成的判定(在S108为“是”)。这对应于时间t(15)。在时间t(15)，设定已被暂时重置的发动机暖机要求标志。于是为了使发动机120暖机，控制发动机120在怠速下运转，从再次供给以燃料的时间t(15)起逐渐增大发动机转速NE且在时间t(16)达到怠速。
于是，本实施例提供了这样一种控制装置或者发动机ECU，使得如果发动机暖机要求标志被设定且由此发动机应暖机，以及抑制催化臭味措施标志也被设定且由此应实行抑制催化臭味措施，则当允许切断供给到发动机的燃料时，发动机暖机要求标志被立刻重置(或者中断使发动机暖机的切断燃料禁止)以切断燃料。这允许三元催化剂具有稀空燃比，并因此抑制催化臭味。随后，如果该措施充分实行，则该措施结束，并且发动机被再次供给以燃料并在基本怠速下转动以进行暖机。于是，如果燃料的量暂时增大且三元催化剂达到浓空燃比，则立刻中断对切断燃料的禁止以切断燃料，从而使排气具有稀空燃比并因此抑制催化臭味。
<第二实施例>
本发明第二实施例提供一种如下文中所述的控制装置。本实施例也描述了对具有与以上在第一实施例中所述的相同控制用框图的混合动力车辆进行控制。因此，不再说明该框图。
本实施例的特征在于在怠速下适时开始切断燃料。
参照图4，本实施例以示例方式提供了一种利用实行具有如下文中所述控制结构的程序的发动机ECU280实现的控制装置。
在S200处，发动机ECU280判定是否有在怠速下(或者当加速器踏板未被压下时)切断燃料的要求。此判定由例如利用HV_ECU320从包括车辆、发动机120等的各种状态量确定的用于指示在怠速下切断燃料的要求的标志被设定还是被重置来做出。注意，与是否有在怠速下切断燃料的要求相关的判定不限于上述判定。如果做出有在怠速下切断燃料的要求的判定(在S200为“是”)，程序前进至S202。否则(在S200为“否”)，程序返回S200且控制装置等待直到收到该要求。
在S202，发动机ECU280判定是否应实行抑制催化臭味措施。此步骤与图2中S100所示的相同。如果发动机ECU280判定应实行抑制催化臭味措施(在S202为“是”)，程序前进至S204。否则(在S202为“否”)，程序前进至S206。
在S204，发动机ECU280计算怠速燃料切断延迟时间。在这样做时，发动机ECU280(1)设定无延迟时间(延迟时间＝0)，(2)基于三元催化剂124B的劣化程度Cmax等计算延迟时间。图5表示当基于程度Cmax计算燃料切断延迟时间时采用的映射图。图5具有代表程度Cmax的水平轴。程度Cmax的值越大表明催化剂越新，程度Cmax的值越小表明催化剂越不新(或者越劣化)。催化剂越新，存储硫磺(S)成分的能力越强。由此，缩短的燃料切断延迟时间被引入以更可靠地抑制催化臭味。
在S206，发动机ECU280计算怠速燃料切断延迟时间例如为1000msec，此时间比在S204处算出的时间长。在S204处算出的燃料切断延迟时间比在S206处算出的时间短。更具体地，当需要抑制催化臭味措施时，燃料切断延迟时间被计算成比不需要该措施时短。相反，当不需要该措施以抑制噪音和振动时，燃料切断延迟时间被计算成比需要该措施时长。
根据上述构造和流程图，本实施例的控制装置或发动机ECU280控制发动机120以如随后参照表示时间图的图6所述的那样运转。注意，在参照图6的以下说明中，在时间t(21)之前，设定怠速燃料切断要求标志(高、开)以便说明(在S200为“是”)。
为便于说明，假设混合动力车辆正在例如上坡行驶中且驾驶员在时间t(21)至时间t(23)的时间段下压加速器踏板以使发动机120提供增大的输出，则发动机120相应地增大发动机转速NE并由此提供增大的输出。在这样做时，发动机120被供给以增大量的燃料以如时间t(21)至时间t(23)所对应的进行校正。
由此，三元催化剂124B达到浓空燃比，且因此需要抑制催化臭味措施。由此，在时间t(22)，设定抑制催化臭味措施标志并做出应实行该措施的判定(在S202为“是”)。
当车辆结束上坡行驶并在平路或下坡行驶时，驾驶员释放加速器踏板并不再需要大驱动力，现在允许在怠速下切断供给到发动机120的燃料(在时间t(24)处)。在此状态下，需要抑制催化臭味措施(在S202为“是”)。
在此情况下，常规上，允许从时间t(24)起经过大约1000msec的时间来延迟切断燃料，且当到达时间t(25)时，燃料被切断以抑制噪音和振动。如图6所示，在用虚线表示的时间t(25)至时间t(27)，燃料被切断。于是，发动机转速NE首先降低(或者电子节气门122C关闭)且然后燃料被切断，可抑制噪音和振动。然而，这不适于抑制催化臭味措施。
相反，在本发明中，当允许在怠速下切断给发动机120的燃料时或在时间t(24)处，燃料被立即切断(S204处无延迟时间)。如图6中的时间t(24)至时间t(26)处利用实线所示的，燃料被切断。这允许在电子节气门122C打开时开始切断燃料，大量空气在短时间内被吸入发动机120。此外，在发动机转速NE高的状态下开始切断燃料，大量空气在短时间内被吸入发动机120。由此，三元催化剂124B可迅速达到稀空燃比，并进行适当的抑制催化臭味措施。
注意，在本发明中停止发动机120时，自时间t(24)，电动发电机的反向转矩作用于发动机120以迅速降低发动机转速NE。
于是，本发明提供了这样一种控制装置或者发动机ECU，使得当怠速燃料切断要求标志被设定时，以比常规上短的延迟时间开始切断燃料。切断燃料的操作在电子节气门大角度打开和高发动机转速的状态下开始，大量空气被迅速吸入发动机120。因此，三元催化剂可迅速达到稀空燃比，并因此抑制催化臭味。结果，如果燃料量的暂时增大导致三元催化剂具有浓空燃比，则当允许在怠速下切断燃料时，比常规上更迅速地开始切断燃料。这允许排气更迅速地达到稀空燃比，并更早地抑制催化臭味。
<第三实施例>
本发明第三实施例提供一种如下文中所述的控制装置。本实施例也描述了对具有与以上在第一实施例中所述的相同控制用框图的混合动力车辆进行控制。因此，不再说明该框图。
本实施例的特征在于当燃料被切断时，累计吸入的空气量以提供累计值，并由该值做出是否应切断燃料(应停止发动机)的判定。
参照图7，本实施例以示例方式提供了一种利用实行具有如下文中所述控制结构的程序的发动机ECU280实现的控制装置。
在S300，当应实行抑制催化臭味措施时，ECU280判定当前是否实行该措施。在此步骤中，如前一实施例中已述的，当车辆正在行驶时，中断(或切断)供给到发动机120的燃料以阻止发动机120接收燃料，同时发动机120吸入空气以允许排气具有稀空燃比以及允许三元催化剂具有从浓至稀变化的空燃比，从而抑制催化臭味(H2S)。如果做出当前实行该措施的判定(在S300为“是”)，程序前进至S302。否则(在S300为“否”)，程序返回S300且控制装置等待直到实行与该措施对应的程序。
在S302，发动机ECU280判定燃料被切断时所吸入并累计的空气量Ga是否小于预定阈值A。更具体地，当开始切断燃料时，发动机ECU280开始累计利用空气流量计122B检测到的每单位时间的吸入空气量(用重量表示)，并计算所获得的累计值作为当燃料被切断时所吸入和累计的空气量Ga。阈值A是与使三元催化剂124B达到无催化臭味的程度对应的吸入空气量的累计值。如果空气量Ga小于阈值A(在S302为“是”)，程序前进至S304。否则(在S302为“否”)，程序前进至S306。
在S304，发动机ECU280设定禁止发动机停止的标志。因此，燃料被持续切断。随后，程序返回S302，并做出与空气量Ga是否小于阈值A有关的判定。
在S306，发动机ECU280重置该标志。如果用于停止发动机120的另一条件成立且标志也被重置，则HV_ECU320给发动机ECU280输出停止发动机120的指令。由此，发动机120停止。
根据上述构造和流程图，本实施例的控制装置或发动机ECU280控制发动机120以如随后参照表示时间图的图8所述的那样运转。
为便于说明，假设混合动力车辆正在例如上坡行驶中且驾驶员在时间t(31)至时间t(33)的时间段下压加速器踏板以使发动机120提供增大的输出，则发动机120相应地增大发动机转速NE并由此提供增大的输出。在这样做时，发动机120被供给以增大量的燃料以如时间t(31)至时间t(33)所对应的进行校正。
因而，三元催化剂124B达到浓空燃比，且由此需要抑制催化臭味措施。为此，在时间t(32)设定抑制催化臭味措施标志，且当车辆结束上坡行驶并在平路或下坡行驶时，驾驶员释放加速器踏板并不再需要大驱动力，现在允许切断供给到发动机120的燃料(在时间t(34)处)。在时间t(34)处，开始切断供给到发动机120的燃料(在S300为“是”)，且累计并因而计算利用空气流量计122B检测到的每单位时间内的吸入空气量(用重量表示)作为当燃料被切断时所吸入和累计的空气量Ga。如图8所示，自开始切断燃料或者自时间t(34)起，空气量Ga逐渐增大。
常规上，不比较空气量Ga与阈值A，而是根据车辆如何行驶(例如，当其速度低于65km/h时)来停止发动机120。例如图8所示，发动机120在时间t(35)处停止。假定空气量Ga小于阈值A，在达到足够用于抑制催化臭味措施的空气量之前，中止切断燃料并停止发动机120(当用于停止发动机的另一条件成立时)(如图8在时间t(35)处用对应于切断燃料和禁止发动机停止标志的虚线段所示)。由此，充分抑制催化臭味。
在本发明中，比较空气量Ga与阈值A，如果空气量Ga达到阈值A或者更高(在S302为“否”)，并且发动机120吸入足够空气且三元催化剂124B具有继续稀到无催化臭味的空燃比，则中止切断燃料且停止发动机120(当用于停止发动机的另一条件成立时)(如图8在时间t(35)处用对应于切断燃料和禁止发动机停止标志的实线段所示)。由此，充分抑制催化臭味。于是，三元催化剂124B可迅速达到稀空燃比，并实行适当的抑制催化臭味措施。
于是，本实施例提供了这样一种控制装置或者发动机ECU，使得当作为抑制催化臭味措施实行切断供给到发动机的燃料的操作时，累计吸入该发动机内的空气量，且在此累计值达到足以抑制催化臭味的量之前，发动机不停止，以及当该累计值达到所述量时，发动机停止。三元催化剂可获得足够稀的空燃比以抑制催化臭味。结果，如果燃料量暂时增大且因而三元催化剂达到浓空燃比，可切断燃料直到吸入足够用于该措施的空气量。于是，提供具有足够稀的空燃比的排气，并确保抑制催化臭味。
<第四实施例>
本发明第四实施例提供一种如下文中所述的控制装置。本实施例也描述了对具有与以上在第一实施例中所述的相同控制用框图的混合动力车辆进行控制。因此，不再说明该框图。
本实施例的特征在于如果在发动机120停止之前增大供给到发动机120的燃料量以进行校正且车辆停止，则立刻停止并电力地驱动(即，利用电动发电机140转动)发动机120。
参照图9，本实施例以示例方式提供了一种利用实行具有如下文中所述控制结构的程序的发动机ECU280实现的控制装置。
在S400，发动机ECU280检测发动机120的各种状态量以及车辆的各种状态量。更具体地，发动机ECU280检测发动机120的发动机转速NE、车速V、吸入发动机120内的空气量、供给到发动机120的燃料量、为防止三元催化剂124B劣化、提供增大的输出等进行校正所增大的燃料量、利用空燃比传感器124A检测的空燃比、利用催化剂温度传感器124C检测的三元催化剂124B的温度等。此外，发动机ECU280还检测这些检测值随时间的各自变化，并累计在一定时间上的这些检测值以检测它们在一定时间上的累计值。此外，发动机ECU280适用于检测从HV_ECU320接收的自动运转(或者怠速运转)要求标志被设定还是被重置、应停止发动机的要求标志被设定还是被重置等。
在S402，发动机ECU280判定是否有自动运转要求。当HV_ECU320传送被设定的此要求时，做出有自动运转要求的判定。此外，当发动机冷却剂的温度低于预定值且因此需要发动机暖机运转时，发动机ECU280也做出有自动运转要求的判定。此外，当ISC的学习控制未完成且因此需要自动运转时，发动机ECU280也做出有自动运转要求的判定。在以下说明中，假定车辆随后将停止。如果做出有自动运转要求的判定(在S402为“是”)，程序前进至S404。否则(在S402为“否”)，程序前进至S420。
在S404，发动机ECU280判定是否存在指示燃料量增大运转的历史。优选地，在此历史之后经过短时间段时做出存在指示燃料量增大运转的历史的判定。如果做出存在指示燃料量增大运转的历史的判定(在S404为“是”)，程序前进至S406。否则(在S404为“否”)，程序前进至S412。
在S406，发动机ECU280停止发动机120。随后，停止给发动机120供给燃料，发动机120也不使曲轴转动，除非其如随后所述被电力地驱动。
在S408，发动机ECU280采用电动发电机140来电力地驱动发动机120。更具体地，发动机ECU280给HV_ECU320输出使电动发电机140作为电动机运转以转动发动机120的要求。
在S410，发动机ECU280判定从开始电力地驱动发动机120起是否已经过预定时间。当发动机120停止(或者停止给发动机120供给燃料)并同时被电力地驱动时，发动机120的曲轴转动，并且进气门和排气门打开和关闭以将空气引入发动机120内。这使排气具有稀空燃比且使三元催化剂124B达到稀空燃比以抑制催化臭味。此外，该预定时间是使所供给的空气量足以抑制催化臭味的时间段。例如，该预定时间被设定为使如在第三实施例中所述的吸入并累计的空气量Ga超过阈值A的时间。如果做出自开始电力地驱动发动机起已经过预定时间的判定(在S410为“是”)，程序前进至S412。否则(在S410为“否”)，程序返回S408，并电力地驱动发动机直到经过该预定时间。
在S412，发动机ECU280使发动机120自动运转(或者怠速运转)。在S420，发动机ECU280停止发动机120。
如果增大供给到发动机的燃料量以进行校正，随后经过不足的时间等且因此需要抑制催化臭味，并且还存在自动运转要求，则不立即实行自动运转，而是停止并电力地驱动该发动机预定时间。于是，三元催化剂可获得足够稀的空燃比以抑制催化臭味。结果，如果燃料量暂时增大且因而三元催化剂具有浓空燃比，则发电机被电力地驱动，直到吸入足够用于抑制催化臭味措施的空气量。由此，可获得具有足够稀的空燃比的排气，并确保抑制催化臭味。
尽管已详细说明并示出本发明，但应清楚理解的是，其仅是示例性的而不应被认为是限制性的，本发明的实质和范围仅通过所附权利要求书的款项来限定。
权利要求
1.一种车辆控制装置，它用于安装有内燃机的车辆，该内燃机的排气歧管设置有净化排气的催化装置，所述车辆控制装置包括向所述内燃机供给燃料的燃料供给装置；检测装置，该检测装置检测所述催化装置产生催化臭味和/或所述催化装置产生所述催化臭味的预测；暂时中断从所述燃料供给装置供给所述燃料的中断装置；以及基于所述中断装置的所述燃料的暂时中断是否起因于所述催化臭味而控制所述车辆的控制装置。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，它还包括判定所述内燃机是否应暖机的判定装置，其中，如果所述判定装置判定所述内燃机应暖机并且因此禁止暂时中断所述燃料，以及另一方面所述中断装置当前暂时中断所述燃料，则所述控制装置控制所述内燃机，以将所述中断装置暂时中断所述燃料列为优先。
3.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，所述控制装置控制所述内燃机以将所述中断装置暂时中断所述燃料列为优先，并延迟恢复向所述内燃机供给所述燃料。
4.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，所述判定装置基于所述内燃机的冷却剂的温度判定所述内燃机是否应暖机。
5.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于所述中断装置在中断所述燃料的条件成立之后经过一段预定时间后暂时中断所述燃料；以及如果所述中断装置暂时中断所述燃料起因于所述催化臭味，则所述控制装置控制所述内燃机，以将所述预定时间缩短成比所述中断装置暂时中断所述燃料不是起因于所述催化臭味时的预定时间短。
6.根据权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于，它还包括推定所述催化装置的劣化程度的推定装置，其中，如果所述中断装置暂时中断所述燃料起因于所述催化臭味，则所述催化装置的劣化程度越小，所述预定时间设定成越短。
7.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，如果所述中断装置暂时中断所述燃料起因于所述催化臭味，则所述控制装置控制所述内燃机，以延迟所述内燃机的停止。
8.根据权利要求7所述的车辆控制装置，其特征在于所述车辆还安装有电机，该电机与所述内燃机连接，以产生使所述内燃机停止转动的转矩；以及所述控制装置控制所述电机，以延迟所述内燃机的停止。
9.根据权利要求7所述的车辆控制装置，其特征在于，它还包括检测吸入所述内燃机的空气量的空气检测装置，其中，所述控制装置根据所述空气量控制所述内燃机，以延迟所述内燃机的停止。
10.根据权利要求9所述的车辆控制装置，其特征在于，所述控制装置控制所述内燃机以延迟所述内燃机的停止，直到随时间经过而累积的所述空气量超过一预定值。
11.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，所述中断装置暂时中断所述燃料，直到不再产生所述催化臭味。
12.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，当供给到所述内燃机的所述燃料的量增大用于校正时，所述检测装置检测所述催化装置产生所述催化臭味和/或所述催化装置产生所述催化臭味的所述预测。
13.一种车辆控制装置，它控制安装有内燃机和电机的车辆，所述内燃机的排气歧管设置有净化排气的催化装置，所述电机与所述内燃机连接以产生使所述内燃机停止转动的转矩，所述车辆控制装置包括检测装置，该检测装置检测所述催化装置产生催化臭味和/或所述催化装置产生所述催化臭味的预测；以及控制装置，该控制装置响应于所述催化臭味而工作，以控制所述车辆在所述内燃机停止之后通过所述电机使所述内燃机转动。
14.根据权利要求13所述的车辆控制装置，其特征在于，所述控制装置控制所述车辆，以通过所述电机使所述内燃机转动至少预定时间。
15.根据权利要求13所述的车辆控制装置，其特征在于，它还包括判定所述内燃机是否应暖机的判定装置，其中，如果所述判定装置判定所述内燃机应暖机，则所述控制装置控制所述车辆，以在通过所述电机转动所述内燃机之后使所述内燃机起动并暖机。
16.根据权利要求13所述的车辆控制装置，其特征在于，当供给到所述内燃机的燃料的量增大以用于校正时，所述检测装置检测所述催化装置产生所述催化臭味和/或所述预测。
全文摘要
本发明涉及车辆控制装置。发动机ECU实行包括以下步骤的程序如果需要实行抑制催化臭味措施且发动机应暖机(在S100和S102为“是”)，重置发动机暖机要求标志，以切断用于该措施的燃料(S104)；切断燃料并判定该措施是否已完成(S108)；以及如果该措施已完成(在S108为“是”)，则设定发动机暖机要求标志(S110)。
文档编号F02D3/02GK1840879SQ20061006598
公开日2006年10月4日 申请日期2006年3月29日 优先权日2005年3月29日
发明者三轮晃司, 安藤郁男, 寺谷龙太 申请人:丰田自动车株式会社