УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ГИБРИДНЫМ ПРИВОДОМ Российский патент 2015 года по МПК F02D29/02 B60K6/48 B60W10/06 B60W10/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Это изобретение относится к управлению пуском двигателя внутреннего сгорания в транспортном средстве с гибридным приводом с использованием как электродвигателя, так и двигателя внутреннего сгорания.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В транспортном средстве с гибридным приводом, в котором электродвигатель и двигатель внутреннего сгорания соединены сцеплением и мощность двигателя внутреннего сгорания используется в дополнение к мощности электродвигателя для привода транспортного средства в ответ на запрошенный крутящий момент, избирательно применяют, например, режимы движения двух типов. В частности, имеется режим EV движения для движения с использованием только мощности электродвигателя и режим HEV для движения с использованием как электродвигателя, так и двигателя внутреннего сгорания.

Режим EV и режим HEV определяются, например, на основании степени нажатия на педаль акселератора. В частности, транспортное средство перемещается в режиме EV, если степень нажатия на педаль акселератора не превышает пороговое значение, тогда как оно перемещается в режиме HEV, если степень нажатия на педаль акселератора превышает пороговое значение. При переключении от движения в режиме EV на движение в режиме HEV сцепление зацепляют, и электродвигатель приводит в действие двигатель внутреннего сгорания путем проворачивания двигателя внутреннего сгорания. Расцепление сцепления обеспечивает переключение из режима HEV в режим EV.

Если работу двигателя внутреннего сгорания останавливают при переключении из режима HEV в режим EV, то пуск и останов двигателя внутреннего сгорания происходят часто при изменении степени нажатия на педаль акселератора вблизи порогового значения, и водитель может испытывать неудобство.

В заявке на патент Японии № JP2010-143423A, опубликованной в 2010 г. патентным ведомством Японии, предложено управление для облегчения такого явления колебания. Согласно этому предшествующему уровню техники, пуск или останов двигателя внутреннего сгорания предотвращают, если степень нажатия на педаль акселератора изменяется в противоположном направлении и достигает порогового значения сразу же после пуска, или выдают запрос на остановку двигателя внутреннего сгорания.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако, даже при таком управлении двигатель внутреннего сгорания запускают или останавливают, если степень нажатия на педаль акселератора изменяется за переделы порогового значения. Соответственно, пуск и останов двигателя внутреннего сгорания производят с высокой частотой, если такое изменение степени нажатия на педаль акселератора через пороговое значение производится часто.

Следовательно, задачей этого изобретения является предотвращение частого повторения пуска и останова двигателя внутреннего сгорания в транспортном средстве с гибридным приводом.

Для достижения вышеупомянутой задачи в этом изобретении предложено устройство управления двигателем внутреннего сгорания для транспортного средства с гибридным приводом. Транспортное средство с гибридным приводом содержит двигатель внутреннего сгорания, который содержит выхлопной канал и каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа, имеющий функцию накопления кислорода и предусмотренный в выхлопном канале. Транспортное средство с гибридным приводом избирательно переключает режим EV для движения с использованием только мощности привода электродвигателя и режим HEV для движения с использованием как мощности привода двигателя внутреннего сгорания, так и мощности привода электродвигателя. Транспортное средство с гибридным приводом выполняет отсечку топлива, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания, когда запрошенная нагрузка на двигатель внутреннего сгорания становится нулевой, когда выбран режим HEV.

Устройство управления двигателем внутреннего сгорания содержит вращающий механизм, который непрерывно вращает двигатель внутреннего сгорания в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя, и запрещающий механизм, который запрещает отсечку топлива в пределах этого заданного промежутка времени.

Подробности, а также другие признаки и преимущества этого изобретения изложены в остальной части описания и показаны на сопроводительных чертежах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 изображена принципиальная схема транспортного средства с гибридным приводом и устройства управления двигателем внутреннего сгорания согласно варианту осуществления этого изобретения,

на Фиг. 2 изображена схема последовательности операций, описывающая процедуру управления двигателем внутреннего сгорания, выполняемую контроллером двигателя, согласно варианту осуществления этого изобретения, и

на Фиг. 3A - Фиг. 3I изображены временные диаграммы, показывающие результаты выполнения процедуры управления.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со ссылкой на Фиг. 1 чертежей, транспортное средство с гибридным приводом содержит электродвигатель 1 и двигатель 2 внутреннего сгорания в качестве источников энергии для движения.

Электродвигатель 1 соединен с двумя ведущими колесами 7 транспортного средства с гибридным приводом через передаточный механизм 4, состоящий из автоматической трансмиссии, сцепления и дифференциала 5.

Двигатель 2 внутреннего сгорания соединен с электродвигателем 1 через сцепление 3. Каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа, имеющий функцию накопления кислорода (O₂), такой как, например, трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, расположен в выхлопном канале двигателя 2 внутреннего сгорания для удаления токсичных компонентов в выхлопном газе.

Когда сцепление 3 расцеплено, транспортное средство с гибридным приводом перемещается за счет вращения ведущих колес 7 крутящим моментом на валу электродвигателя 1. Этот режим движения именуют режимом EV.

С другой стороны, когда сцепление 3 зацеплено, двигатель 2 внутреннего сгорания проворачивают и в двигатель 2 внутреннего сгорания подают топливо, в силу чего двигатель 2 внутреннего сгорания начинает работать. После пуска двигатель 2 внутреннего сгорания подает крутящий момент привода на электродвигатель 1 через сцепление 3. В результате, два ведущих колеса 7 приводятся во вращение суммарным крутящим моментом из крутящего момента на валу двигателя 2 внутреннего сгорания и крутящего момента электродвигателя 1. Режим движения транспортного средства с гибридным приводом в этом состоянии именуют режимом HEV.

Если режимом передачи автоматической трансмиссии является режим автоматической трансмиссии, то есть, интервал D, то режим EV и режим HEV переключаются в соответствии с запрошенной нагрузкой при движении транспортного средства. Здесь степень нажатия на педаль акселератора, предусмотренную в транспортном средстве, используют в качестве запрошенной нагрузки при движении транспортного средства. По существу, транспортное средство перемещается в режиме EV, если степень нажатия на педаль акселератора не превышает заданное пороговое значение, тогда как оно перемещается в режиме HEV, если степень нажатия на педаль акселератора превышает заданное пороговое значение.

С другой стороны, если режимом передачи автоматической трансмиссии является режим механической трансмиссии, то есть режимом, в котором водитель может выбирать положение передачи путем управления переключателем положения, то транспортное средство перемещается, в основном, в режиме HEV.

Управление движением транспортного средства осуществляет гибридный блок 8 управления (HCU). Управление работой двигателя 2 внутреннего сгорания осуществляет блок 7 управления двигателем (ECU).

Каждый из блоков ECU 7 и HCU 8 состоит из микрокомпьютера, содержащего центральный процессор (CPU), постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM) и интерфейс ввода-вывода (интерфейс I/O). ECU 7 также может быть составлен из множества микрокомпьютеров. HCU 8 также может быть составлен из множества микрокомпьютеров. В альтернативном варианте ECU 7 и HCU 8 также могут быть составлены из одиночного микрокомпьютера.

Для управления переключением между режимом HEV и режимом EV с HCU 8 соединен датчик 9 степени нажатия на педаль акселератора, который регистрирует степень нажатия на педаль акселератора. С ECU 7 соединен датчик 10 скорости вращения, который регистрирует скорость вращения двигателя 2 внутреннего сгорания.

HCU 8 избирательно применяет режим HEV и режим EV в соответствии с условиями движения, включающими в себя степень нажатия на педаль акселератора. HCU 8 также выводит запрос пуска двигателя и запрос остановки двигателя в ECU 7. ECU 7 управляет работой двигателя 2 внутреннего сгорания в соответствии с сигналом запроса, введенным из HCU 8.

Кроме того, HCU 8 управляет включением и выключением сцепления 3, работой электродвигателя 1 и управляет переключением передач автоматической трансмиссии и включением и выключением сцепления передаточного механизма 4.

Как описано выше, водитель может испытывать неудобство, если пуск и остановка двигателя 2 внутреннего сгорания часто повторяются совместно с переключением между режимом движения HEV и режимом движения EV. Соответственно, HCU 8 запрограммирован так, что продолжает вращение двигателя 2 внутреннего сгорания без расцепления сцепления 3 в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания, даже если уменьшается запрошенный крутящий момент. В приведенном ниже описании этот заданный промежуток времени именуют первым заданным промежутком времени.

С другой стороны, ECU 7 управляет работой двигателя 2 внутреннего сгорания в режиме HEV на основании запрошенного крутящего момента, введенного из HCU 8. В частности, управляют количеством впрыскиваемого топлива, момента впрыска и момента зажигания в двигателе 2 внутреннего сгорания. Отсечку топлива выполняют, если запрошенный крутящий момент является нулевым в режиме HEV. Кроме того, прекращают пуск двигателя 2 внутреннего сгорания во время работы и выполняют остановку двигателя 2 внутреннего сгорания при работе в соответствии с запросом пуска двигателя и запросом остановки двигателя, введенными из HCU 8.

Следует отметить, что если водитель отпускает педаль акселератора, когда режимом передачи автоматической трансмиссии является режим автоматической трансмиссии, и транспортное средство перемещается в режиме HEV, то производят переключение из режима HEV в режим EV для прекращения работы двигателя 2 внутреннего сгорания. В отличие от этого, если водитель отпускает педаль акселератора, и запрошенный крутящий момент становятся нулевым, когда режимом передачи автоматической трансмиссии является режим механической трансмиссии, то выполняют отсечку топлива с сохранением режима HEV.

В течение заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания HCU 8 сохраняет зацепленное состояние сцепления 3 и вызывает продолжение вращения двигателя 2 внутреннего сгорания. В частности, режим HEV сохраняют в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания. Если водитель отпускает педаль акселератора в течение этого заданного промежутка времени, то запрос крутящего момента двигателя 2 внутреннего сгорания, вводимый из HCU 8 в ECU 7, исчезает. Соответственно, отсечку топлива выполняют в штатном режиме, но выхлопной газ становится обедненным, и кислород накапливается в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа в выхлопном канале, если отсечка топлива выполнена в этом состоянии. Кроме того, если отпущенное состояние педали акселератора продолжается, то двигатель 2 внутреннего сгорания останавливается в состоянии, в котором кислород накапливается в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа.

Если двигатель 2 внутреннего сгорания возобновляет сгорание в состоянии, в котором кислород накапливается в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа, то очистка путем окисления углеводорода (HC) и монооксида углерода (CO₂) кислородом, накопившимся в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа, выполняется удовлетворительно, тогда как это влияет на очистку путем уменьшения оксидов азота (NOx) вследствие отсутствия восстановителя. В результате неизбежно ухудшение выброса вредных веществ с выхлопными газами.

Для предотвращения такого ухудшения выброса вредных веществ с выхлопными газами во время возобновления сгорания в двигателе 2 внутреннего сгорания ECU 7 выполняет показанную на Фиг. 2 процедуру запрета отсечки топлива, предотвращая тем самым обеднение атмосферы каталитического нейтрализатора для очистки выхлопного газа.

Эту процедуру запрета отсечки топлива повторно выполняют через постоянный промежуток времени, составляющий, например, десять миллисекунд, в состоянии, в котором главный выключатель транспортного средства с гибридным приводом включен.

Со ссылкой на Фиг. 2, на этапе S11 ECU 7 определяет, вращается ли двигатель 2 внутреннего сгорания или нет на основании входного сигнала из датчика 10 скорости вращения.

Если двигатель 2 внутреннего сгорания не вращается, то есть, если вращение двигателя 2 внутреннего сгорания остановлено, то на этапе S14 ECU 7 сбрасывает таймер отсчета времени после пуска и выполняет обработку из этапа S15. Здесь таймером отсчета времени после пуска является таймер, который начинает отсчет одновременно с пуском двигателя 2 внутреннего сгорания и измеряет время, прошедшее с момента пуска.

Если же двигатель 2 внутреннего сгорания вращается, то на этапе S12 ECU 7 определяет наличие или отсутствие запроса останова двигателя 2 внутреннего сгорания. Запросом остановки двигателя 2 внутреннего сгорания является запрос, выведенный из HCU 8. Этот запрос выводят из HCU 8 в ECU 7, например, тогда, когда режим движения переключен из режима HEV в режим EV.

При наличии запроса останова двигателя 2 внутреннего сгорания в результате определения на этапе S12 ECU 7 на этапе S14 сбрасывает показание таймера отсчета времени после пуска и выполняет обработку из этапа S15. При отсутствии запроса останова двигателя 2 внутреннего сгорания в результате определения на этапе S12 ECU 7 выполняет приращение показания таймера отсчета времени после пуска на этапе S13 и выполняет обработку из этапа S15.

На этапе S15 ECU 7 определяет, достигло ли показание таймера отсчета времени после пуска заданного промежутка времени. В приведенном ниже описании этот заданный промежуток времени именуют вторым заданный промежуток времени. В этом варианте осуществления изобретения значение второго заданного промежутка времени установлено большим, чем значение первого заданного промежутка времени.

Если определение на этапе S15 является положительным, то на этапе S16 ECU 7 устанавливает флаг запрета отсечки топлива равным единице и завершает процедуру. Если определение на этапе S15 является отрицательным, то на этапе S17 ECU 7 сбрасывает флаг запрета отсечки топлива до равного нулю и завершает процедуру.

ECU 7 не выполняет отсечку топлива и продолжает подавать заданное количество топлива в двигатель 2 внутреннего сгорания, даже если запрошенный крутящий момент двигателя 2 внутреннего сгорания, введенный из HCU 8, равен нулю, до тех пор, пока флаг запрета отсечки топлива не станет равным единице. С другой стороны, если флаг запрета отсечки топлива равен нулю, то выполняют отсечку топлива для двигателя 2 внутреннего сгорания, если запрошенный крутящий момент двигателя 2 внутреннего сгорания, введенный из HCU 8, равен нулю.

При выполнении вышеупомянутой процедуры, если двигатель 2 внутреннего сгорания начал работу, то отсечку топлива запрещают вне зависимости от запрошенного крутящего момента двигателя 2 внутреннего сгорания до тех пор, пока не истечет второй заданный промежуток времени с момента пуска двигателя.

Теперь, со ссылкой на Фиг. 3A - Фиг.3I, приведено описание результатов, которые дает выполнение процедуры запрета отсечки топлива.

На Фиг. 3A - Фиг. 3I транспортное средство с гибридным приводом соединяет электродвигатель 1 и двигатель 2 внутреннего сгорания посредством сцепления 3 и едет в режиме HEV с использованием мощности как электродвигателя 1, так и двигателя 2 внутреннего сгорания до момента времени tO. Запрос остановки двигателя выводят из HCU 8 в ECU 7 в момент времени tO, и совершают переход из режима HEV в режим EV.

Переход из режима HEV в режим EV совершают согласно следующему способу. Сначала до момента времени tO из HCU 8 в ECU 7 вводят предварительное уведомление об остановке двигателя. В соответствии с предварительным уведомлением выполняют приготовления, такие как, например, выключение сцепления 3 HCU 8 и установка фаз газораспределения с наибольшим запаздыванием для двигателя 2 внутреннего сгорания посредством ECU 7 для прекращения работы. Когда приготовления к прекращению работы завершены, из ECU 7 в HCU 8 выводят сигнал, разрешающий остановку двигателя. В ответ на сигнал, разрешающий останов двигателя, HCU 8 в момент времени tO выводит в ECU 7 запрос останова двигателя, и ECU 7 сразу же прекращает подачу топлива в двигатель 2 внутреннего сгорания. Останов двигателя 2 внутреннего сгорания прекращает вращение с незначительной задержкой относительно момента времени tO.

Между тем, ECU 7 также в это время повторно выполняет процедуру запрета отсечки топлива из Фиг. 2. При наличии запроса останова двигателя даже тогда, когда вращение двигателя не остановлено, определение на этапе S12 является положительным, и на этапе S14 очищают показание таймера отсчета времени после пуска. В результате, определение на этапе S15 является положительным, и на этапе S16 устанавливают флаг запрета отсечки топлива, равный единице.

В состоянии, в котором вращение двигателя 2 внутреннего сгорания остановлено, определение на этапе S11 является отрицательным. В результате, на этапе 14 показание таймера отсчета времени после пуска очищают, не доходя до определения на этапе S12, и определение на этапе S15 становится постоянно положительным. Таким образом, на этапе S16 флаг запрета отсечки топлива также продолжает быть равным единице, в то время как вращение двигателя 2 внутреннего сгорания остановлено. Однако, поскольку запрос останова двигателя HCU 8 имеет приоритет по сравнению с флагом запрета отсечки топлива, установленным ECU 7, то ECU отсекает подачу топлива для прекращения работы двигателя 2 внутреннего сгорания до тех пор, пока запрос останова двигателя является действительным, даже если флаг запрета отсечки топлива равен единице.

На этапе S14 показание таймера отсчета времени после пуска сразу же очищают в ответ на запрос останова двигателя по следующей причине. Если показание таймера отсчета времени после пуска не очищено в ответ на запрос останова двигателя, то приращение показания таймера отсчета времени после пуска продолжается в течение промежутка времени от запроса останова двигателя до остановки вращения двигателя 2 внутреннего сгорания. Если в течение этого промежутка времени нажата педаль акселератора, то происходит повторный пуск двигатель 2 внутреннего сгорания без сбора показания таймера отсчета времени после пуска. В результате, имеется вероятность того, что сразу же после этого показание таймера отсчета времени после пуска достигнет второго заданного промежутка времени, и на этапе S17 флаг запрета отсечки топлива очищают. Если в этом состоянии педаль акселератора отпущена, то выполняют отсечку топлива, поскольку флаг запрета отсечки топлива очищен. В результате, выхлопной газ становится обедненным вследствие вращения двигателя 2 внутреннего сгорания с отсечкой топлива, и кислород накапливается в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа в выхлопном канале. Накопившийся кислород оказывает неблагоприятное воздействие на рабочие характеристики очистки выхлопного газа во время возобновления сгорания в двигателе 2 внутреннего сгорания и вызывает ухудшение выброса вредных веществ с выхлопными газами.

То есть, если показание таймера отсчета времени после пуска надежно не очищено при повторном пуске двигатель 2 внутреннего сгорания, то не может быть в достаточной мере получен эффект предотвращения ухудшения выброса вредных веществ с выхлопными газами путем предотвращения вращения двигателя 2 внутреннего сгорания с отсечкой топлива. Соответственно, путем поддержания таймера отсчета времени после пуска в очищенном состоянии, пока запрос остановки двигателя является действительным, таймер отсчета времени после пуска неизменно начинает отсчет с нуля, даже если повторный пуск двигателя 2 внутреннего сгорания выполнен до того, как достигнута остановка вращения.

Если педаль акселератора нажата во время движения в режиме EV, сцепление 3 включается в момент времени t1, и двигатель 2 внутреннего сгорания проворачивают. Одновременно исчезает запрос останова двигателя. После начала проворачивания определение на этапе S11 становится положительным, поскольку двигатель 2 внутреннего сгорания вращается, а определение на этапе S12 является отрицательным, поскольку запрос остановки двигателя отсутствует. В результате, на этапе S13 начинается приращение показания таймера отсчета времени после пуска.

Сразу же после начала приращения показания таймера отсчета времени после пуска определение на этапе S15 является положительным. Соответственно, флаг запрета отсечки топлива сохраняется равным единице. В результате, топливо подают в двигатель 2 внутреннего сгорания, и двигатель 2 внутреннего сгорания начинает работать. После пуска двигателя 2 внутреннего сгорания транспортное средство с гибридным приводом перемещается в режиме HEV.

Если педаль акселератора отпущена во время движения в режиме HEV, то запрошенный крутящий момент двигателя 2 внутреннего сгорания, вводимый из HCU 8 в ECU 7, становится равным нулю. В этом случае подачу топлива в двигатель 2 внутреннего сгорания обычно прекращают.

Однако, в ходе многократного выполнения процедуры запрета отсечки топлива определение на этапе S15 является положительным в течение периода с момента времени t1, в который производится пуск двигателя 2 внутреннего сгорания, до момента времени t3, в который промежуток времени, прошедший после пуска двигателя, достигает второго заданного промежутка времени. В результате, продолжается состояние, в котором флаг запрета отсечки топлива равен единице. Таким образом, ECU 7 продолжает подавать минимальное количество топлива в двигатель 2 внутреннего сгорания вне зависимости от запрошенного крутящего момента двигателя 2 внутреннего сгорания.

Следует отметить, что дроссельной заслонкой двигателя 2 внутреннего сгорания в это время управляют так, чтобы она имела такое отверстие, при котором подают заданное минимальное количество воздуха в соответствии со скоростью вращения двигателя 2 внутреннего сгорания. В сочетании с этим минимальным количеством воздуха в двигатель 2 внутреннего сгорания подают минимальное количество топлива, предотвращая обеднение выхлопного газа. Кроме того, в этот момент транспортное средство замедляется, и значение отрицательного крутящего момента двигателя 2 внутреннего сгорания является меньшим, когда запрещена отсечка топлива, чем когда выполняется отсечка топлива. Соответственно, вызвано увеличение рекуперативного крутящего момента электродвигателя 1, когда отсечка топлива запрещена. Это обеспечивает возможность получения одного и того же замедления транспортного средства в обоих случаях: когда запрещена отсечка топлива и когда выполняется отсечка топлива.

Когда транспортные средства останавливаются из состояния замедления, HCU 8 ослабляет силу зацепления сцепления передаточного механизма 4 для приведения сцепления в состояние сна с сохранением включенного состояния сцепления 3, посредством чего предотвращают прекращение работы двигателя. Когда транспортное средство останавливается, дроссельной заслонкой двигателя 2 внутреннего сгорания управляют так, чтобы она имела отверстие, эквивалентное количеству воздуха, соответствующему заданной целевой скорости вращения на холостом ходу в соответствии с температурой охлаждающей воды двигателя 2 внутреннего сгорания. Кроме того, в двигатель 2 внутреннего сгорания подают минимальное количество топлива, препятствующее тому, чтобы выхлопной газ стал обедненным.

Если педаль акселератора отпущена сразу же после момента времени t1 и запрошенный крутящий момент двигателя 2 внутреннего сгорания становится равным нулю, то обычно выполняют отсечку топлива. Однако, поскольку в этом устройстве управления на этапе S15 показание таймера отсчета времени после пуска не выходит за пределы второго заданного промежутка времени, то на этапе S16 флаг запрета отсечки топлива сохраняется равным единице, и отсечку топлива не выполняют.

В момент времени t2, в который промежуток времени, прошедшего после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания, достигает первого заданного промежутка времени, из HCU 8 в ECU 7 вводят предварительное уведомление об остановке двигателя. Одновременно HCU 8 выключает сцепление 3. Это означает, что управление продолжением вращения в течение первого заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания завершено в момент времени t2. В этот момент времени t2 показание таймера отсчета времени после пуска еще не достигло второго заданного промежутка времени. Таким образом, продолжается запрет отсечки топлива в выключенном состоянии сцепления 3, и двигатель 2 внутреннего сгорания продолжает работать за счет подачи топлива. Скорость вращения двигателя 2 внутреннего сгорания становится равной скорости вращения на холостом ходу вследствие расцепления сцепления 3. В этом состоянии ECU 7 выполняет операцию подготовки к прекращению работы, такую как, например, установка фаз газораспределения с наибольшим запаздыванием для двигателя 2 внутреннего сгорания. Следует отметить, что отсечка топлива запрещена в течение второго заданного промежутка времени для предотвращения вращения двигателя 2 внутреннего сгорания с отсечкой топлива в зацепленном состоянии сцепления 3. Это условие удовлетворяется, если второй заданный промежуток времени не становится меньшим, чем первый заданный промежуток времени. Таким образом, второй заданный промежуток времени может быть установлен равным первому заданному промежутку времени.

Когда в момент времени t3 показание таймера отсчета времени после пуска достигает второго заданного промежутка времени, результат определения на этапе S15 изменяется на отрицательный, и на этапе S17 флаг запрета отсечки топлива очищают до нуля. Однако, поскольку в это время двигатель 2 внутреннего сгорания подготавливают к прекращению работы, то отсечку топлива не выполняют, и сохраняется работа двигателя 2 внутреннего сгорания на холостом ходу.

В момент времени t4, в который операция подготовки к прекращению работы завершена, из ECU 7 в HCU 8 выводят сигнал, разрешающий останов двигателя. В ответ на сигнал, разрешающий останов двигателя, HCU 8 выводит запрос останова двигателя в ECU 7 в момент времени t4. ECU 7, приняв запрос останова двигателя, сразу же прекращает подачу топлива в двигатель 2 внутреннего сгорания, и двигатель 2 внутреннего сгорания прекращает вращение. Следует отметить, что результат определения на этапе S12 изменяется на положительный вследствие запроса остановки двигателя, и на этапе S14 показание таймера отсчета времени после пуска очищают. В результате, на этапе S16 флаг запрета отсечки топлива устанавливают равным единице. Флаг запрета отсечки топлива сохраняется равным единице до тех пор, пока не истечет второй заданный промежуток времени после повторного пуска двигателя 2 внутреннего сгорания.

После этого, когда педаль акселератора снова нажата, сцепление 3 зацепляется, и двигатель 2 внутреннего сгорания запускается, как и в момент времени t1 в этом способе. После этого отсечку топлива запрещают вне зависимости от изменения запрошенного крутящего момента до тех пор, пока не истечет второй заданный промежуток времени.

Как описано выше, это устройство управления непрерывно вращает двигатель 2 внутреннего сгорания без расцепления сцепления 3 в течение второго заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания с одновременным запрещением отсечки топлива в течение второго заданного промежутка времени. Таким образом, вращение двигателя 2 внутреннего сгорания не прекращают, и, кроме того, двигатель 2 внутреннего сгорания не приводится во вращение с отсечкой топлива, то есть не вращается в состоянии с отсечкой топлива, в пределах второго заданного промежутка времени.

В результате, может быть устранено ощущение неудобства, испытываемое водителем вследствие частого повторения пуска и останова двигателя 2 внутреннего сгорания в соответствии с изменением запрошенного крутящего момента. Кроме того, поскольку отсечка топлива запрещена в пределах второго заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания, то также может быть предотвращено накопление кислорода в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа, вызванное вращением двигателя 2 внутреннего сгорания с отсечкой топлива. Таким образом, проблема ухудшения выброса вредных веществ с выхлопными газами во время возобновления сгорания в двигателе 2 внутреннего сгорания также может быть предотвращена.

Следует отметить, что если водитель отпускает педаль акселератора в состоянии, в котором режимом передачи автоматической трансмиссии является режим механической трансмиссии, то отсечку топлива выполняют в штатном режиме, двигатель 2 внутреннего сгорания вращается с отсечкой топлива, и кислород накапливается в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа. Обычную отсечку топлива заканчивают тогда, когда скорость вращения двигателя 2 внутреннего сгорания падает до скорости вращения, обеспечивающей рекуперацию, подачу топлива в двигатель 2 внутреннего сгорания возобновляют, и двигатель 2 внутреннего сгорания возобновляет сгорание. В этот момент атмосфера каталитического нейтрализатора для очистки выхлопного газа быстро возвращается к атмосфере, эквивалентной стехиометрическому соотношению компонентов топливной смеси, за счет выполнения так называемого резкого обогащения (rich spike) с временным увеличением количества впрыскиваемого топлива. За счет этого резкого обогащения может быть предотвращено ухудшение выброса вредных веществ с выхлопными газами во время возобновления сгорания в двигателе 2 внутреннего сгорания.

Однако, если отсечка топлива разрешена в состоянии, в котором осуществляется управление для непрерывного вращения двигателя 2 внутреннего сгорания в течение первого заданного промежутка времени после пуска, работу двигателя 2 внутреннего сгорания останавливают в состоянии, в котором в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа накоплен кислород вследствие вращения двигателя 2 внутреннего сгорания с отсечкой топлива. Это вызывает следующую проблему.

Поскольку в случае обычной отсечки топлива скорость вращения двигателя 2 внутреннего сгорания во время возобновления сгорания сохраняется со скоростью вращения, обеспечивающей рекуперацию, то скорость потока выхлопного газа является высокой, и атмосфера каталитического нейтрализатора для очистки выхлопного газа может быть быстро возвращена к атмосфере, эквивалентной стехиометрическому соотношению компонентов топливной смеси, за счет выполнения резкого обогащения в течение короткого промежутка времени. Однако, если работа двигателя 2 внутреннего сгорания остановлена в состоянии, в котором кислород накоплен в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа, то имеется вероятность возобновления сгорания при условии, что скорость потока выхлопного газа является минимальной. При этом условии требуется время для возвращения атмосферы каталитического нейтрализатора для очистки выхлопного газа к атмосфере, эквивалентной стехиометрическому соотношению компонентов топливной смеси, даже если выполняется резкое обогащение. В результате неизбежно ухудшение выброса вредных веществ с выхлопными газами в течение этого периода. Таким образом, в случае осуществления управления для непрерывного вращения двигателя 2 внутреннего сгорания в течение первого заданного промежутка времени после пуска для предотвращения ухудшения выброса вредных веществ с выхлопными газами эффективным является запрещение отсечки топлива, по меньшей мере, в течение этого периода.

Устройство управления двигателем для описанного выше транспортного средства с гибридным приводом регистрирует нагрузку транспортного средства датчиком 9 степени нажатия на педаль акселератора, и ECU 2 вычисляет запрошенную нагрузку на двигатель 2 внутреннего сгорания на основании этой нагрузки и выполняет отсечку топлива двигателя 2 внутреннего сгорания на основании запрошенной нагрузки. Таким образом, отсечка топлива может быть легко запрещена на основании флага запрета отсечки топлива.

Устройство управления двигателем для описанного выше транспортного средства с гибридным приводом запускает электродвигатель 1 и обеспечивает движение в режиме HEV путем соединения электродвигателя 1 и двигателя 2 внутреннего сгорания через сцепление 3 и сохранения сцепления 3 во включенном состоянии. Таким образом, если отсечку топлива выполняют во включенном состоянии сцепления 3, двигатель 2 внутреннего сгорания легко вращается в состоянии с отсечкой топлива, и кислород легко накапливается в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа. С другой стороны, вращение двигателя 2 внутреннего сгорания с отсечкой топлива может быть надежно предотвращено путем запрета отсечки топлива в пределах второго заданного промежутка времени после пуска двигателя 2 внутреннего сгорания. Другими словами, это изобретение обеспечивает наилучший эффект при применении для соответственно сконфигурированного транспортного средства с гибридным приводом.

В устройстве управления двигателем для описанного выше транспортного средства с гибридным приводом HCU 8 образует средство вращения и средство сохранения сцепления, а ECU 7 образует средство запрета и таймер отсчета времени после пуска.

Тем самым, содержание Tokugan 2012-009009 с датой подачи в Японии 19 января 2012 г. включено сюда путем ссылки.

Несмотря на то, что изобретение было описано выше со ссылкой на определенный вариант осуществления, изобретение не ограничено описанным выше вариантом его осуществления. Специалисты в данной области техники могут придумать модификации и изменения описанного выше варианта осуществления, не выходя за пределы объема формулы изобретения.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как описано выше, это изобретение обеспечивает полезные эффекты подавления частого повторения пуска и остановки двигателя внутреннего сгорания вследствие приведения в действие педали акселератора и предотвращение ухудшения рабочих характеристик очистки выхлопного газа в транспортном средстве с гибридным приводом с использованием как двигателя внутреннего сгорания, так и электродвигателя.

Варианты осуществления этого изобретения, в которых заявлено исключительное свойство или преимущество, сформулированы следующим образом.

Изобретение относится к управлению пуском двигателя внутреннего сгорания в транспортном средстве с гибридным приводом, включает в себя каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа в выхлопном канале. Устройство управления двигателем внутреннего сгорания выполнено с возможностью непрерывно вращать двигатель внутреннего сгорания в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя. Устройство управления двигателем внутреннего сгорания запрещает отсечку топлива в пределах заданного промежутка времени после пуска двигателя, подавляя, тем самым, частое повторение пуска и остановки двигателя внутреннего сгорания вследствие приведения в действие педали акселератора, и подавляя накопление кислорода в каталитическом нейтрализаторе для очистки выхлопного газа, соответствующем отсечке топлива. Техническим результатом является предотвращение частого повторения пуска и остановки двигателя внутреннего сгорания, обеспечение рабочих характеристик очистки выхлопных газов во время повторного пуска двигателя внутреннего сгорания. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Устройство управления для транспортного средства с гибридным приводом, причем транспортное средство с гибридным приводом содержит двигатель (2) внутреннего сгорания, который содержит выхлопной канал и каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа, имеющий функцию накопления кислорода и предусмотренный в выхлопном канале, электродвигатель (1) и сцепление (3), расположенное между двигателем (2) внутреннего сгорания и электродвигателем (1), для применения режима EV для движения с использованием только мощности привода электродвигателя (1) в расцепленном состоянии и режима HEV для движения с использованием как мощности привода двигателя (2) внутреннего сгорания, так и мощности привода электродвигателя (1) в зацепленном состоянии, причем устройство управления содержит:
средство выполнения отсечки топлива, которое выполняет отсечку топлива, подаваемого в двигатель (2) внутреннего сгорания, когда запрошенная нагрузка на двигатель (2) внутреннего сгорания становится нулевой, когда применен режим HEV;
средство поддержания зацепления, которое поддерживает сцепление (3) в зацепленном состоянии в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя (2) внутреннего сгорания электродвигателем (1) путем зацепления сцепления (3); и
средство запрета, которое запрещает выполнение отсечки топлива в пределах заданного промежутка времени.

2. Устройство управления по п. 1, дополнительно содержащее таймер отсчета времени после пуска, показание которого сбрасывается, когда прекращено вращение двигателя (2) внутреннего сгорания, и увеличивается, когда двигатель (2) внутреннего сгорания вращается; при этом средство запрета выполнено так, что запрещает отсечку топлива до тех пор, пока значение показания таймера отсчета времени после пуска не станет равным заданному промежутку времени или большим.

3. Устройство управления по п. 2, в котором средство поддержания зацепления образовано гибридным блоком (8) управления, который управляет работой транспортного средства с гибридным приводом, а средство запрета и таймер отсчета времени после пуска образованы блоком (7) управления двигателем, который управляет работой двигателя (2) внутреннего сгорания, и в котором гибридный блок (8) управления выполнен с возможностью выводить запрос останова двигателя в блок (7) управления двигателем, когда следует выбрать режим EV, а блок (7) управления двигателем выполнен с возможностью сбрасывать показание таймера отсчета времени после пуска, когда запрос остановки двигателя выдан из гибридного (8) блока управления.

4. Способ управления для транспортного средства с гибридным приводом, причем транспортное средство с гибридным приводом содержит двигатель (2) внутреннего сгорания, который содержит выхлопной канал и каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа, имеющий функцию накопления кислорода и предусмотренный в выхлопном канале, электродвигатель (1) и сцепление (3), расположенное между двигателем (2) внутреннего сгорания и электродвигателем (1), для применения режима EV для движения с использованием только мощности привода электродвигателя (1) в расцепленном состоянии и режима HEV для движения с использованием как мощности привода двигателя (2) внутреннего сгорания, так и мощности привода электродвигателя (1) в зацепленном состоянии, при этом, способ содержит этапы, на которых:
выполняют отсечку топлива, подаваемого в двигатель (2) внутреннего сгорания, когда запрошенная нагрузка на двигатель (2) внутреннего сгорания становится нулевой, когда применен режим HEV;
поддерживают сцепление (3) в зацепленном состоянии в течение заданного промежутка времени после пуска двигателя (2) внутреннего сгорания электродвигателем (1) путем зацепления сцепления (3); и
запрещают выполнение отсечки топлива в пределах заданного промежутка времени.