УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2017 года по МПК B60W10/06 B60W10/08 B60W20/00 F02D41/00 F02D41/06 F02M63/00 F02N11/04 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Изобретение относится к устройству управления для двигателя транспортного средства.

2. Описание известного уровня техники

[0002] В публикации японской патентной заявки No. 2005-299504 раскрыто, что гибридное транспортное средство, оснащенное двигателем, содержащим клапан впрыска впускного канала и клапан впрыска в цилиндр, в зависимости от вспомогательного оборудования, предпочтительно выполняет подачу электрической мощности на электрический топливный насос, который подает топливо в клапан впрыска в цилиндр во время автоматического запуска двигателя.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Даже когда электрическая мощность подается в то время, когда электрический топливный насос имеет приоритет над вспомогательным оборудованием, кроме топливного насоса в момент запуска двигателя необходимо подавать электрическую мощность на электродвигатель для выполнения раскрутки двигателя. Например, характеристики аккумулятора заметно ухудшаются при крайне низкой температуре, и поэтому во время холодного запуска двигателя для аккумулятора иногда трудно выдавать достаточную электрическую мощность, чтобы приводить в действие как электрический топливный насос, так и электродвигатель. В этом случае, даже когда давление топлива (далее именуемое также давлением топлива) достигает расчетного значения, запуск двигателя может быть затруднен, если не представляется возможным обеспечить электрическую мощность, необходимую для электродвигателя для выполнения раскрутки двигателя.

[0004] В качестве изобретения представлено устройство управления для транспортного средства, в котором улучшены характеристики запуска двигателя.

[0005] Примерным объектом изобретения предусмотрено устройство управления для транспортного средства. Транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания, топливный бак, электрический подающий насос, датчик давления топлива, электродвигатель и электрическое аккумулирующее устройство. Двигатель внутреннего сгорания содержит клапан впрыска впускного канала. Клапан впрыска впускного канала выполнен с возможностью впрыска топлива во впускной канал двигателя внутреннего сгорания. Топливный бак содержит топливо. Электрический подающий насос выполнен с возможностью всасывания топлива из топливного бака и подачи топлива на клапан впрыска впускного канала. Датчик давления топлива выполнен с возможностью определения давления топлива, которое подается на клапан впрыска впускного канала. Электродвигатель выполнен с возможностью выполнения раскрутки двигателя внутреннего сгорания во время запуска двигателя внутреннего сгорания. Электрическое аккумулирующее устройство выполнено с возможностью подачи электрической мощности на электрический подающий насос и электродвигатель. Устройство управления включает в себя электронный блок управления. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления электрическим подающим насосом на основе значения, определенного датчиком давления топлива. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления электродвигателем для запуска двигателя внутреннего сгорания. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления электрическим подающим насосом и электродвигателем, при этом электрическое аккумулирующее устройство подает электрическую энергию на электродвигатель, отдавая предпочтение перед электрическим подающим насосом, когда первая электрическая мощность меньше определенной пороговой величины, при этом первая электрическая мощность представляет собой электрическую мощность, которую электрическое аккумулирующее устройство способно выдать во время запуска двигателя внутреннего сгорания.

[0006] Давление топлива часто устанавливают на более высоком давлении, чем обычное значение, для облегчения распыления топлива, которое впрыскивается из клапана впрыска впускного канала, проверки срабатывания датчика давления топлива, и т.д. Когда давление топлива установлено на большее значение, потребляемая электрическая мощность электрического подающего насоса увеличивается. В такой ситуации, когда электрическая мощность, которую электрическое аккумулирующее устройство способно выдать, ограничена, иногда не удается получить электрическую мощность, необходимую электродвигателю для выполнения раскрутки. Когда обычная раскрутка не может быть выполнена, давление в цилиндре не поднимается до давления, необходимого для первого воспламенения, и запуск двигателя не может быть выполнен обычным образом. Поэтому, как описано для вышеуказанного управления, выполняется управление для каждой электрической нагрузки, при этом электрическое аккумулирующее устройство подает электрическую мощность на электродвигатель, отдавая предпочтение перед подающим насосом. Таким образом пусковые характеристики двигателя улучшаются.

[0007] В устройстве управления, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью установки давления топлива на заранее заданное значение, когда первая электрическая мощность больше определенной пороговой величины. Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью снижения давления топлива до менее чем заранее заданное значение, когда первая электрическая мощность меньше определенной пороговой величины.

[0008] Выполняя вышеописанное управление, когда электрическая мощность, которую электрическое аккумулирующее устройство способно выдать, является ограниченной, можно уменьшить потребляемую электрическую мощность подающего насоса, поддерживая давление топлива низким, и подавать электрическую мощность, необходимую для раскрутки, на электродвигатель, настолько много, насколько возможно.

[0009] В устройстве управления электронный блок управления может быть выполнен с возможностью восстановления уменьшенного давления топлива до заранее заданного значения, когда обороты двигателя внутреннего сгорания становятся расчетными оборотами или более.

[0010] Когда обороты двигателя внутреннего сгорания становятся расчетными оборотами или более, сам двигатель внутреннего сгорания может выдавать мощность в результате автономного функционирования. В таком случае раскрутка с помощью электродвигателя может завершаться рано, и не возникает ситуации, в которой двигатель внутреннего сгорания не может быть запущен, даже когда имеется нехватка электрической мощности для электродвигателя. Таким образом, когда обороты достигают расчетной величины, давление топлива восстанавливается до начального значения, и возвращается в состояние, пригодное для работы двигателя внутреннего сгорания.

[0011] В устройстве управления электронный блок управления может быть выполнен с возможностью определять электрическую мощность, которая подается на электрический подающий насос, на основе величины, получающейся в результате вычитания второй электрической мощности из первой электрической мощности, при этом вторая электрическая мощность представляет собой электрическую мощность, требуемую для электродвигателя для запуска двигателя внутреннего сгорания.

[0012] Определяя распределение электрической мощности, как описано выше, можно сохранить, прежде всего, электрическую мощность, необходимую для раскручивания, и для выполнения впрыска из клапана впрыска впускного канала при давлении топлива, которое близко к начальному расчетному значению, насколько возможно.

[0013] Транспортное средство может содержать воздушный кондиционер. Воздушный кондиционер может получать подачу электрической мощности от электрического аккумулирующего устройства. В устройстве управления, электронный блок управления может быть выполнен с возможностью остановки подачи электрической мощности на воздушный кондиционер, когда первая электрическая мощность меньше определенной пороговой величины.

[0014] Воздушный кондиционер представляет собой электрическую нагрузку, которая вряд ли создаст проблему, даже при временной остановке в момент запуска двигателя, и которая требует большого количества потребляемой электрической мощности. Поэтому, останавливая воздушный кондиционер, когда электрическая мощность, которую электрическое аккумулирующее устройство способно выдать, составляет меньше определенной пороговой величины, можно снабжать электрической мощностью, необходимой в момент запуска двигателя, на электродвигатель, который выполняет раскрутку.

[0015] Согласно изобретению, когда электрическая мощность, которую можно подавать от электрического аккумуляторного устройства, ограничена, электрическую мощность, необходимую для раскрутки двигателя электродвигателем, обеспечивают в предпочтении к приводному топливному насосу. Таким образом можно запустить двигатель надежно и быстро.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0016] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления будут описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые элементы и на которых:

Фиг. 1 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую конфигурацию гибридного транспортного средства 1, на котором применен вариант осуществления;

Фиг. 2 представляет собой схему, показывающую связанную с подачей топлива конфигурацию двигателя 10 и устройство 15 подачи топлива согласно варианту осуществления;

Фиг. 3 представляет собой схему для описания системы электрической мощности гибридного транспортного средства 1 согласно варианту осуществления;

Фиг. 4 представляет собой диаграмму для описания примера распределения потребления электрической мощности во время раскрутки двигателя согласно варианту осуществления;

Фиг. 5 представляет собой блок-схему для описания установки заданной величины давления топлива согласно варианту осуществления;

Фиг. 6 представляет собой график, показывающий примерную карту, на которой показано расчетное давление топлива, соответствующее верхнему пределу WOUT вырабатываемой мощности аккумулятора согласно варианту осуществления; и

Фиг. 7 представляет собой график, показывающий примерную карту, на которой показано расчетное давление топлива, соответствующее температуре охладителя двигателя согласно варианту осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0017] Далее вариант осуществления будет описан подробно, со ссылкой на чертежи. При этом на чертежах идентичным или эквивалентным частям присвоены идентичные ссылочные позиции и их описания опущены.

[0018] Фиг. 1 представляет собой структурную схему, иллюстрирующую конфигурацию гибридного транспортного средства 1, на котором применен вариант осуществления. Как видно из фиг. 1, гибридное транспортное средство 1 содержит двигатель 10, устройство 15 подачи топлива, электродвигатели-генераторы 20, 30, динамический механизм 40 деления мощности, передаточный механизм 58, ведущие колеса 62, блок управления питанием (БУП) 60, аккумулятор 70, и устройство 100 управления.

[0019] Гибридное транспортное средство 1, которое представляет собой последовательно-параллельное гибридное транспортное средство, выполненное с возможностью передвижения при применении в качестве источника движения, по меньшей мере, одного двигателя 10 и электродвигателя-генератора 30.

[0020] Двигатель 10, электродвигатель-генератор 20 и электродвигатель-генератор 30 взаимно соединены посредством динамического механизма 40 деления мощности. Передаточный механизм 58 соединен с вращающимся валом 16 электродвигателя-генератора 30, который присоединен к динамическому механизму 40 деления мощности. Вращающийся вал 16 соединен с ведущими колесами 62 посредством передаточного механизма 58, и соединен с коленчатым валом двигателя 10 посредством динамического механизма 40 деления мощности.

[0021] Динамический механизм 40 деления мощности может распределять движущую силу двигателя 10 на электродвигатель-генератор 20 и вращающийся вал 16. Электродвигатель-генератор 20 вращает коленчатый вал двигателя 10 посредством динамического механизма 40 деления мощности и поэтому может функционировать как стартер, который запускает двигатель 10.

[0022] Оба электродвигателя-генератора 20, 30 представляют собой хорошо известные синхронные электродвигатели-генераторы, которые могут функционировать как электрические генераторы и электродвигатели. Электродвигатели-генераторы 20, 30 соединены с БУП 60, а БУП 60 соединен с аккумулятором 70.

[0023] Устройство 100 управления включает в себя совокупность электронных блоков управления. Совокупность электронных блоков управления представляет собой электронный блок 140 управления для управления мощностью (далее именуемый УМ-ЭБУ), электронный блок 141 управления для двигателя (далее именуемое как ЭБУ двигателя), электронный блок 142 управления для электродвигателей (далее именуемый ЭБУ электродвигателя) и электронный блок 143 управления для аккумулятора (далее именуемый ЭБУ аккумулятора).

[0024] УМ-ЭБУ 140 соединен с ЭБУ 141 двигателя, ЭБУ 142 электродвигателя и ЭБУ 143 аккумулятора, через коммуникативные порты, которые не показаны. УМ-ЭБУ 140 обменивается различными сигналами управления и данными с ЭБУ 141 двигателя, ЭБУ 142 электродвигателя и ЭБУ 143 аккумулятора.

[0025] ЭБУ 142 электродвигателя, который соединен с БУП 60, управляет приводом электродвигателей-генераторов 20, 30. ЭБУ 143 аккумулятора вычисляет уровень заряженности (SOC) на основе комплексной величины тока заряда/разряда аккумулятора 70.

[0026] ЭБУ 141 двигателя соединен с двигателем 10 и устройством 15 подачи топлива. ЭБУ 141 двигателя, на который подаются сигналы от различных датчиков для определения рабочего состояния двигателя 10, выполняет оперативное управление таким образом, что в ответ на входные сигналы осуществляет управление впрыском топлива, управление зажиганием и регулирующее управление количеством всасываемого воздуха. ЭБУ 141 двигателя управляет устройством 15 подачи топлива для подачи топлива в двигатель 10.

[0027] Конфигурация и управление двигателем 10 и устройством 15 подачи топлива в гибридном транспортном средстве 1, имеющем вышеописанную конфигурацию, будут описаны более подробно.

[0028] Фиг. 2 представляет собой схему, показывающую связанную с подачей топлива конфигурацию двигателя 10 и устройства 15 подачи топлива. Транспортное средство в варианте осуществления представляет собой гибридное транспортное средство, на котором применен в качестве двигателя внутреннего сгорания двигатель внутреннего сгорания с двойным впрыском топлива, одновременно использующий впрыск в цилиндр и впрыск во впускной канал, например рядный четырехцилиндровый бензиновый двигатель.

[0029] Как видно из фиг. 2, двигатель 10 содержит впускной коллектор 36, впускные каналы 21, четыре цилиндра 11, расположенные в блоке цилиндров, а также датчик 12 температуры охлаждающей жидкости, который определяет температуру охлаждающей жидкости для охлаждения блока цилиндров двигателя 10.

[0030] Когда не изображенные поршни в цилиндрах 11 идут вниз, всасываемый воздух AIR течет из подводящей трубы в цилиндры 11 через впускной трубопровод 36 и впускные каналы 21.

[0031] Устройство 15 подачи топлива включает в себя механизм 50 подачи топлива низкого давления и механизм 80 подачи топлива высокого давления. Механизм 50 подачи топлива низкого давления содержит блок 51 топливного насоса, топливный трубопровод 52 низкого давления, подающую трубку 53 низкого давления, датчик 53а давления топлива низкого давления и клапаны 54 впрыска впускных каналов.

[0032] Механизм 80 подачи топлива высокого давления включает в себя насос 81 высокого давления, обратный клапан 82а, топливный трубопровод 82 высокого давления, подающую трубку 83 высокого давления, датчик 83а давления топлива высокого давления и клапаны 84 впрыска в цилиндр.

[0033] Клапан 84 впрыска в цилиндр представляет собой форсунку для впрыска в цилиндр, который открывает отверстие 84а впрыска в камере сгорания цилиндра 11. Когда клапан 84 впрыска в цилиндр выполняет операцию открывания клапана, топливо под давлением в подающей трубке 83 высокого давления впрыскивается из отверстия 84а впрыска клапана 84 впрыска в цилиндр в камере сгорания.

[0034] ЭБУ 141 двигателя содержит центральное процессинговое устройство (ЦПУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), входную интерфейсную схему, выходную интерфейсную схему и пр. ЭБУ 141 двигателя принимает команду на запуск/остановку двигателя от УМ-ЭБУ на фиг.1, на управление двигателем 10 и устройством 15 подачи топлива.

[0035] ЭБУ 141 двигателя вычисляет необходимое количество впрыска топлива для каждого сгорания на основе положения акселератора, количества всасываемого воздуха, оборотов двигателя и пр. Кроме того, на основе вычисленного количества впрыска топлива ЭБУ 141 двигателя своевременно выдает командный сигнал впрыска и пр. на клапаны 54 впрыска впускного канала и клапаны 84 впрыска в цилиндр.

[0036] Во время запуска двигателя 10 ЭБУ 141 двигателя сначала выполняет впрыск топлива клапанами 54 впрыска впускного канала. Затем, когда давление топлива в подающей трубке 83 высокого давления, определенное датчиком 83а давления топлива высокого давления превышает предварительно установленное значение давления, ЭБУ 141 двигателя запускает выдачу командного сигнала впрыска на клапаны 84 впрыска в цилиндр.

[0037] Кроме того, например, ЭБУ 141 двигателя в основном выполняет впрыск в цилиндр из клапанов 84 впрыска в цилиндр и при этом одновременно выполняет впрыск во впускной канал на определенных рабочих режимах, при которых впрыска в цилиндр недостаточно для образования воздушно-топливной смеси, например, во время запуска прогрева двигателя 10 и во время низких оборотов и высокой нагрузки. Кроме того, например, ЭБУ 141 двигателя в основном выполняет впрыск в цилиндр из клапанов 84 впрыска в цилиндр и при этом выполняет впрыск во впускной канал из клапанов 54 впрыска впускного канала, когда впрыск во впускной канал является эффективным, например, при высоких оборотах и низкой нагрузке.

[0038] Вариант осуществления отличается тем, что устройство 15 подачи топлива может управляться таким образом, что давление в механизме 50 подачи топлива низкого давления является переменным. Далее механизм 50 подачи топлива низкого давления устройства 15 подачи топлива будет описан более подробно.

[0039] Блок 51 топливного насоса включает в себя топливный бак 511, подающий насос 512, работающий под разрежением фильтр 513, топливный фильтр 514 и предохранительный клапан 515.

[0040] В топливном баке 511 хранится топливо, расходуемое в двигателе 10, например бензин. Работающий под разрежением фильтр 513 блокирует всасывание посторонних частиц. Топливный фильтр 514 удаляет посторонние частицы при подаче топлива.

[0041] Предохранительный клапан 515 открывается, когда давление топлива, нагнетаемого подающим насосом 512, достигает верхнего предельного давления, и состояние закрытого клапана поддерживается, пока давление топлива меньше, чем верхнее предельное давление.

[0042] Топливный трубопровод 52 низкого давления соединен с блоком 51 топливного насоса через подающую трубку 53 низкого давления. Тем не менее топливный трубопровод 52 низкого давления не ограничен трубкой, подводящей топливо, и может быть единым элементом, в котором образован топливный тракт с возможностью прохождения по нему, либо совокупностью элементов, между которыми образован топливный тракт.

[0043] Подающая трубка 53 низкого давления соединена с топливным трубопроводом 52 низкого давления со стороны одного конца по направлению последовательно расположенных цилиндров 11. С подающей трубкой 53 низкого давления соединены клапаны 54 впрыска впускного канала. С подающей трубкой 53 низкого давления соединен датчик 53а давления топлива низкого давления для определения давления топлива внутри нее.

[0044] Клапан 54 впрыска впускного канала представляет собой форсунку для впрыска во впускной канал, которая открывает отверстие 54а впрыска во впускном канале 21 соответствующего цилиндра 11. Когда клапан 54 впрыска впускного канала выполняет операцию открывания клапана, топливо под давлением в подающей трубке 53 низкого давления впрыскивается из отверстия 54а впрыска клапана 54 впрыска впускного канала во впускной канал 21.

[0045] Подающий насос 512 приводится в действие и останавливается на основе командных сигналов, которые передаются от ЭБУ 141 двигателя.

[0046] Подающий насос 512 может нагнетать топливо из топливного бака 511 и может для подачи топлива повышать давление нагнетаемого топлива до определенного переменного диапазона, например, меньше 1 [МПа]. Кроме того, подающий насос 512 может изменить скорость подачи [м³/сек] и давление [кПа] подачи в единицу времени с помощью управления от ЭБУ 141 двигателя.

[0047] Такое управление подающим насосом 512 предпочтительно в следующих аспектах. Прежде всего, в подающей трубке 53 низкого давления для предотвращения испарения топлива внутри за счет увеличения температуры двигателя необходимо установить давление, достаточное для предотвращения испарения топлива. Тем не менее, когда давление слишком высокое, нагрузка насоса увеличивается и возрастают потери мощности. Давление для предотвращения испарения топлива изменяется в зависимости от температуры, и поэтому можно уменьшить потери мощности путем установления необходимого давления в подающей трубке 53 низкого давления. Кроме того, когда соответствующим управлением подающего насоса 512 подается количество топлива, эквивалентное количеству, потребляемому двигателем, можно предотвратить потери мощности из-за неэффективного повышения давления. Таким образом, достигается преимущество в том, что эффективность топлива повышается по сравнению с конфигурацией, в которой давление регулируется до определенного значения регулятором давления после того, как будет выполнено избыточное повышение давление.

[0048] Фиг. 3 представляет собой схему для описания электрической системы гибридного транспортного средства 1. Как изображено на фиг. 3, электрическая мощность подается от аккумулятора 70 на БУП 60 и преобразователь 90 постоянного тока в постоянный ток для подачи электрической мощности в систему вспомогательного оборудования через главное реле системы (ГРС). БУП 60 приводит в действие электродвигатели-генераторы 20, 30, и преобразователь 90 постоянного тока в постоянный ток подает электрическую мощность на аккумулятор 94 вспомогательного оборудования и нагрузку 92 вспомогательного оборудования. Нагрузка 92 вспомогательного оборудования включает в себя подающий насос 512 на фиг. 2.

[0049] Фиг. 4 представляет собой диаграмму для описания примерного распределения потребления электрической мощности на двигателе во время раскрутки двигателя. На фиг. 4 ордината обозначает электрическую мощность (кВт) и температурные ситуации для -20°С, -25°С (сопоставительный пример) и -25°С (изобретение), изображенные по порядку слева.

[0050] Будет описана ситуация для -25°С (рассматриваемый пример), изображенная на фиг. 3 и фиг. 4. Выходная мощность аккумулятора 70 (далее именуемого также высоковольтным аккумулятором 70) составляет, например, 2,0 кВт. Это представляет собой верхний предел, определяемый верхним пределом WOUT вырабатываемой электрической мощности, который определяется температурой аккумулятора и пр. В выходной мощности аккумулятора электрическая мощность раскрутки, показанная на фиг.4 как РЗ, составляет 1,2 кВт, а потребляемая электрическая мощность Р1 для вспомогательного оборудования составляет 0,8 кВт. С учетом распределения потребленной электрической мощности 0,8 кВт для вспомогательного оборудования, потребляемая электрическая мощность нагрузки вспомогательного оборудования, включая подающий насос 512, составляет 0,5 кВт, и электрическая мощность на зарядку аккумулятора 94 вспомогательного оборудования составляет 0,3 кВт. При этом при распределении электрической мощности считается, что система 91 кондиционирования воздуха (пример воздушного кондиционера) находится в режиме состояния остановки.

[0051] В случае для -20°С электрическая мощность аккумулятора составляет, например, 2,7 кВт. По сравнению с этим в случае для -25°С (рассматриваемый пример) электрическая мощность аккумулятора снижается до 2,0 кВт. В этой ситуации электрическая мощность Р1 вспомогательного оборудования и потребляемая топливным насосом электрическая мощность Р2 обеспечивается в количествах, эквивалентных таковым для случая для -20°С, и в результате, в случае для -25°С (рассматриваемый пример), электрическая мощность Р3 раскрутки значительно снижается по сравнению со случаем для -20°С.

[0052] При таких обстоятельствах, даже когда подающий насос 512 подает распыленное топливо, электродвигатель-генератор 20 не может выдать крутящий момент для вращения двигателя, и может оказаться затруднительным запустить двигатель.

[0053] В частности, в гибридных автомобилях, давление в цилиндре, необходимое для первого воспламенения двигателя, составляет приблизительно 0,8 МПа и для поддержания давления в цилиндре, требуется в некоторой степени повысить обороты во время раскрутки. При низкой температуре эксплуатационные качества смазки в двигателе ухудшаются, и поэтому увеличивается трение во время запуска, соответственно, электродвигатель-генератор 20 стремится получить больше электрической мощности во время раскрутки.

[0054] Таким образом, как показано при -25°С (изобретение), в варианте осуществления, потребляемая топливным насосом электрическая мощность Р2 уменьшается относительно случая -20°С ввиду снижения расчетной величины давления топлива, и при таком количестве, электрическая мощность Р3 запуска увеличивается.

[0055] То есть в варианте осуществления устанавливается более низкое заданное значение давления топлива, поскольку ниже верхний предел WOUT вырабатываемой электрической мощности. Поэтому потребляемая подающим насосом 512 электрическая мощность снижается. С помощью такого управления электрическая мощность аккумулятора используется для запуска двигателя, в преимуществе к распылению топлива, за счет увеличения давления топлива. Для изменения количества впрыска вследствие уменьшения давления топлива может быть выполнена регулировка путем увеличения времени открытия форсунки клапана впрыска.

[0056] При этом показатель изменения заданного значения давления топлива не ограничен верхним пределом (WOUT) вырабатываемой электрической мощности. Например, может быть установлено более низкое заданное значение давления топлива, когда меньше состояние заряда (SOC) аккумулятора или ниже температура аккумулятора.

[0057] Фиг. 5 представляет собой блок-схему для описания установки заданного значения давления топлива, которая выполняется в варианте осуществления. Блок-схема, изображенная на фиг. 5, называется основным алгоритмом и выполняется через регулярные временные промежутки, либо когда выполнено заданное условие.

[0058] Как видно из фиг. 2 и фиг. 5, первоначально, на этапе S1, ЭБУ 141 двигателя определяет, является ли текущее состояние управления двигателем начальным запуском двигателя (первым запуском после момента времени рабочего запуска). Это выполняется потому, что ЭБУ 141 двигателя один раз проверяет датчик 53а давления топлива за временной период (далее именуемого одним рейсом) после момента времени рабочего запуска и до момента времени конца работы, и назначенным временем проверки обычно является время первого запуска двигателя.

[0059] Например, ЭБУ 141 двигателя подсчитывает число N запусков двигателя за время одного рейса и переустанавливает число N запусков на момент времени конца этого одного рейса. В этом случае ЭБУ 141 двигателя может сделать определение, как начального запуска, когда число N запусков равно нулю. Кроме того, например, ЭБУ 141 двигателя устанавливает индикатор F, указывающий на начальный запуск во время этого одного рейса, в момент времени рабочего запуска и сбрасывает индикатор F в момент времени завершения начального запуска или в момент времени удовлетворения условия второго запуска. Поэтому ЭБУ 141 двигателя может определить с помощью индикатора, является ли текущее состояние управления двигателем начальным запуском.

[0060] В случае когда определено, что текущее состояние управления двигателем является начальным запуском двигателя на этапе S1 (ДА на S1), процесс переходит на этап S2, и в случае когда не определено, что текущее состояние управления двигателем является начальным запуском (НЕТ на S1), процесс переходит на этап S7.

[0061] На этапе S2 определяют, является ли температура Tw охладителя в двигателе 10 заранее заданной величиной или менее. Для выполнения этого определения ЭБУ 141 двигателя получает температуру Tw охладителя от датчика 12 температуры охладителя. Если температура Tw охладителя представляет собой заранее заданную величину или менее на этапе S2 (ДА на S2), процесс переходит на этап S3, а если температура Tw охладителя является заранее заданной величиной или более (НЕТ на S2), процесс переходит на этап S6.

[0062] На этапе S3 определяют, превышают ли обороты Ne двигателя 10 расчетную величину. После того как двигатель 10 достигает оборотов, достаточных для выполнения автономной работы, электродвигателю-генератору 20 не нужно продолжать раскрутку. Соответственно, даже когда потребление электрической мощности подающим насосом 512 вызывает нехватку электрической мощности для электродвигателя-генератора 20, это не составляет проблемы. Поэтому в случае, когда обороты Ne двигателя 10 превышают расчетную величину на этапе S3 (ДА на S3), процесс переходит на этап S6.

[0063] С другой стороны в случае, когда обороты Ne двигателя 10 не превышают расчетную величину на этапе S3 (НЕТ на S3), имеется вероятность нехватки электрической мощности для приведения в действие электродвигателя-генератора 20 и поэтому процесс переходит на этап S4. На этапе S4 воздушный кондиционер 91 останавливают на короткий период, во время которого выполняется начальный запуск двигателя. Может быть остановлено другое вспомогательное оборудование (устройства, которые могут быть временно остановлены, например, аудио устройство), вместо воздушного кондиционера 91 или в дополнение к воздушному кондиционеру 91.

[0064] Когда процесс этапа S4 завершен, процесс переходит на этап S5. На этапе S5, ЭБУ 141 двигателя устанавливает расчетное давление топлива, на основе верхнего предела WOUT вырабатываемой электрической мощности аккумулятора 70, полученного посредством ЭБУ 143 аккумулятора и УМ-ЭБУ 140 на фиг. 1. Например, можно установить расчетное давление топлива, используя последующую карту MAPI.

[0065] Фиг. 6 представляет собой график, показывающий примерную карту, на которой показано расчетное давление топлива, соответствующее верхнему пределу WOUT вырабатываемой мощности аккумулятора. Как видно из фиг.6, карта MAPI представляет собой карту для установки расчетного давления топлива, обозначенного ординатой, по отношению к верхнему пределу WOUT вырабатываемой мощности аккумулятора 70, обозначенному абсциссой.

[0066] Например, если верхний предел WOUT вырабатываемой мощности составляет 3 кВт или более, расчетное давление топлива установлено на 530 кПа. Величина 530 кПа представляет собой расчетное давление топлива, которое обычно используют при низких температурах охладителя.

[0067] При этом, если верхний предел WOUT вырабатываемой мощности больше 2 кВт и меньше 3 кВт, более низкое расчетное давление топлива устанавливается, когда ниже верхний предел WOUT вырабатываемой мощности. Тогда, в случае когда верхний предел WOUT вырабатываемой мощности = 2кВт, расчетное давление топлива снижается до 400 кПа, которое представляет собой нижнее предельное безопасное значение. Если верхний предел WOUT вырабатываемой мощности составляет 2 кВт или менее, расчетное давление топлива устанавливается на 400 кПа. Величина 400 кПа, которая представляет собой нижнее предельное безопасное значение, является расчетным давлением топлива, которое обычно используют во время передвижения.

[0068] На этапе S5 на фиг. 5 может использоваться карта MAPI. С другой стороны, в случае когда температура охладителя двигателя выше, чем заранее заданная величина, на этапе S2 (НЕТ на S2), или в случае, когда обороты Ne двигателя превышают расчетную величину на этапе S3 (ДА на S3), процесс переходит на этап S6. На этапе S6, расчетное давление топлива устанавливают на стандартное давление топлива (644 кПа) для проверки датчика давления топлива. В этом случае одновременно выполняется проверка датчика 53а давления топлива. При такой проверке, например, процесс подтверждения, что датчик 53а давления топлива является исправным, выполняют путем подтверждения, что датчик 53а давления топлива регистрирует значение (644 кПа) вблизи давления открытия клапана для предохранительного клапана 515.

[0069] Далее будет описан случай, когда процесс переходит от этапа S1 к этапу S7. На этапе S7 ЭБУ 141 двигателя определяет, является ли текущее состояние управления двигателем промежуточным запуском двигателя 10.

[0070] Например, в случае когда обороты транспортного средства превышают заранее заданную величину, водитель выдает запрос на ускорение, действуя педалью акселератора, или состояние заряда (SOC) аккумулятора 70 уменьшается при режиме (режим движения EV), в котором гибридное транспортное средство 1 останавливает работу двигателя 10 и едет, используя электродвигатель-генератор 30, гибридное транспортное средство 1 переходит от режима движения EV в режим (режим движения HV) движения, включающий в себя работу двигателя 10. Запуск двигателя 10 в этом случае соответствует определению промежуточного запуска.

[0071] Когда транспортное средство временно останавливается из-за, например, красного сигнала светофора и т.п., после начального запуска, двигатель 10 также останавливается, если SOC аккумулятора 70 является достаточным. После этого, когда красный сигнал светофора меняется на зеленый сигнал, и транспортное средство начинает двигаться, остановленный двигатель 10 иногда запускается. Запуск двигателя 10 в этом случае также соответствует определению промежуточного запуска.

[0072] Если текущее состояние управления двигателем является промежуточным запуском двигателя на этапе S7 (ДА на S7), процесс переходит на этап S8. В случае промежуточного запуска двигателя впускной канал двигателя холоднее, чем в случае непрерывной работы двигателя, и топливо, впрыскиваемое через клапан 54 впрыска впускного канала, легко прилипает к впускному каналу. Поэтому на этапе S8, чтобы способствовать распылению топлива, расчетное давление топлива установлено на более высокое давление топлива (530 кПа), чем во время обычной работы.

[0073] С другой стороны, если текущее состояние управления двигателем не является промежуточным запуском двигателя на этапе S7 (НЕТ на S7), процесс переходит на этап S9. В случае когда это не промежуточный запуск двигателя, текущее состояние управления двигателем, например, является непрерывной работой двигателя, и впускной канал двигателя достаточно прогрет. Поэтому во многих случаях не нужно учитывать то, что топливо, впрыснутое из клапана 54 впрыска впускного канала, прилипает к впускному каналу. Поэтому на этапе S8 ЭБУ 141 двигателя устанавливает расчетное давление топлива, как давление топлива, используемое во время обычной работы. При установке расчетного давления топлива используется следующая карта для установки расчетного давления топлива на основе температуры охладителя.

[0074] Фиг. 7 представляет собой график, показывающий примерную карту, на которой показано расчетное давление топлива, соответствующее температуре охладителя двигателя. Как видно из фиг. 7, карта МАР2 представляет собой карту для установки расчетного давления топлива, обозначенного ординатой по отношению к температуре охладителя Tw двигателя, обозначенной абсциссой.

[0075] Как показано на фиг. 7, в случае когда температура охладителя двигателя составляет 0°С или более, расчетное давление топлива установлено на 400 кПа, и в случае когда температура охладителя двигателя меньше 0°С, расчетное давление топлива для способствования распылению установлено на 530 кПа, что больше, чем в обычное время.

[0076] При этом в качестве входных данных для карты может быть использована температура, отличная от температуры охладителя двигателя, если температура представляет собой температуру, которая варьируется совместно с температурой двигателя. Например, может быть использована температура масла двигателя и т.п.

[0077] После того как расчетное давление топлива установлено любым процессом из вышеописанных этапов S5, S6, S8 и S9, управление возвращается к основному алгоритму на этапе S10.

[0078] Вариант осуществления будет обобщен со ссылкой на чертежи. Как видно из фиг. 2 и фиг. 3, гибридное транспортное средство 1 содержит двигатель 10, содержащий клапан 54 впрыска впускного канала, который впрыскивает топливо во впускной канал, топливный бак 511, в котором содержится топливо для впрыска из клапана 54 впрыска впускного канала, электрический подающий насос 512, который всасывает топливо из топливного бака 511 и подает топливо на клапан 54 впрыска впускного канала, датчик 53а давления топлива низкого давления, который определяет давление топлива, которое подается на клапан 54 впрыска впускного канала, электродвигатель-генератор 20, который выполняет раскрутку двигателя во время запуска двигателя, и высоковольтный аккумулятор 70, который подает электрическую энергию на подающий насос 512 и электродвигатель-генератор 20. Устройство управления для транспортного средства согласно варианту осуществления включает в себя ЭБУ 141 двигателя, который управляет подающим насосом 512 на основе значения, определенного датчиком 53а давления топлива низкого давления, и который управляет электродвигателем-генератором 20, чтобы запустить двигатель 10. ЭБУ 141 двигателя управляет подающим насосом 512 и электродвигателем-генератором 20, при этом высоковольтный аккумулятор 70 подает электрическую мощность на электродвигатель-генератор 20, отдавая предпочтение перед подающим насосом, когда электрическая мощность, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать во время запуска двигателя, меньше определенной пороговой величины.

[0079] Давление топлива часто устанавливают на более высокое давление по сравнению с обычным значением, чтобы способствовать распылению топлива, которое впрыскивается из клапана 54 впрыска впускного канала, или для запуска проверки датчика 53а давления топлива низкого давления. Когда давление топлива повышается, расходуемая подающим насосом 512 электрическая мощность увеличивается. В такой ситуации, когда электрическая мощность, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать, ограничена, иногда не удается получить электрическую мощность, необходимую для электродвигателя-генератора 20 для выполнения раскрутки двигателя. Когда обычная раскрутка не может быть выполнена, давление в цилиндре не возрастает до давления, необходимого для первого воспламенения, и запуск двигателя не может быть выполнен обычным способом. Поэтому, как описано для вышеуказанного управления, выполняется управление каждой электрической нагрузкой, при этом высоковольтный аккумулятор 70 подает электрическую энергию на электродвигатель-генератор 20, отдавая предпочтение перед подающим насосом 512. Таким образом улучшаются пусковые характеристики двигателя 10.

[0080] Предпочтительно, например, как показано на карте с фиг. 6, чтобы ЭБУ 141 двигателя устанавливал давление топлива на заранее заданное значение (530 кПа), когда электрическая мощность, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать, больше определенной пороговой величины (3 кВт), и чтобы снижал давление топлива ниже заранее заданного значения (530 кПа), когда электрическая мощность, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать, меньше определенной пороговой величины (3 кВт).

[0081] Выполняя вышеописанное управление, когда электрическая мощность, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать, ограничена, можно уменьшить электрическую мощность, потребляемую подающим насосом 512, поддерживая давление топлива низким, и подавать как можно больше электрической мощности, необходимой для раскрутки, на электродвигатель-генератор 20.

[0082] Более предпочтительно, чтобы ЭБУ 141 двигателя восстанавливал до заранее заданного значения пониженное давление топлива, когда обороты двигателя 10 становятся расчетными оборотами или выше (ДА на S3 с фиг. 5).

[0083] Когда обороты двигателя 10 становятся расчетными оборотами или выше, сам двигатель 10 может выдавать мощность в результате автономного функционирования. В таком случае раскрутка с помощью электродвигателя-генератора 20 может завершаться рано и не может быть вызвана ситуация, в которой двигатель 10 не может быть запущен, даже когда возникает нехватка электрической мощности для электродвигателя-генератора 20. Таким образом, когда обороты достигают расчетной величины, давление топлива восстанавливается до начального значения и возвращается в состояние, пригодное для работы двигателя 10.

[0084] Предпочтительно, как показано на фиг. 4, чтобы ЭБУ 141 двигателя определял электрическую мощность, которая подается на подающий насос 512, на основе величины, являющейся результатом вычитания электрической мощности Р3, необходимой для электродвигателя-генератора 20, чтобы запустить двигатель 10, из электрической мощности (верхнего предела вырабатываемой электрической мощности) WOUT, которую способен выдать высоковольтный аккумулятор 70.

[0085] Определяя распределение электрической мощности, как описано выше, можно сохранить, прежде всего, электрическую мощность РЗ, необходимую для раскрутки, и для выполнения впрыска из клапана 54 впрыска впускного канала при давлении топлива, которое близко к начальному расчетному значению, насколько возможно.

[0086] Предпочтительно, что гибридное транспортное средство 1 должно дополнительно содержать воздушный кондиционер 91 (фиг. 3), который получает электрическую мощность, подаваемую от высоковольтного аккумулятора 70. На фиг. 5 ЭБУ 141 двигателя останавливает воздушный кондиционер 91, когда обороты двигателя не превышают заданной величины, однако ЭБУ 141 двигателя может останавливать подачу электрической мощности на воздушный кондиционер 91, когда электрическая мощность WOUT, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать, меньше определенной пороговой величины.

[0087] Воздушный кондиционер 91 представляет собой электрическую нагрузку, которая вряд ли создаст проблему даже при временной остановке во время запуска двигателя и которая требует большого количества потребляемой электрической мощности. Поэтому, останавливая воздушный кондиционер 9 г, когда электрическая мощность, которую высоковольтный аккумулятор 70 способен выдать, меньше определенной пороговой величины, можно подавать электрическую мощность, необходимую во время запуска двигателя, на электродвигатель-генератор 20, который выполняет раскрутку.

[0088] Следует понимать, что описанный здесь вариант осуществления представляет собой пример и не является ограничительным во всех отношениях. Предполагается, что объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием и включает в себя все модификации в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к транспортным средствам. Устройство управления двигателем транспортного средства с электрическим топливным насосом, датчиком давления топлива, электродвигателем запуска двигателя внутреннего сгорания и электрическим аккумулирующим устройством содержит электронный блок управления, выполненный с возможностью: управления электрическим подающим насосом на основе значения, определенного датчиком давления топлива; управления электродвигателем для запуска двигателя внутреннего сгорания и управления электрическим подающим насосом и электродвигателем. Электрическое аккумулирующее устройство подает электрическую мощность на электродвигатель, отдавая предпочтение перед электрическим подающим насосом, когда первая электрическая мощность меньше определенной пороговой величины. Первая электрическая мощность является мощностью, которую аккумулирующее устройство способно выдать в момент запуска двигателя. Улучшаются характеристики запуска двигателя. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство управления двигателем транспортного средства, содержащего:

двигатель внутреннего сгорания, содержащий клапан впрыска впускного канала, при этом клапан впрыска впускного канала выполнен с возможностью впрыска топлива во впускной канал двигателя внутреннего сгорания;

топливный бак, в котором содержится топливо;

электрический подающий насос, выполненный с возможностью всасывания топлива из топливного бака и подачи топлива на клапан впрыска впускного канала;

датчик давления топлива, выполненный с возможностью определения давления топлива, которое подается на клапан впрыска впускного канала;

электродвигатель, выполненный с возможностью осуществления раскрутки двигателя внутреннего сгорания во время запуска двигателя внутреннего сгорания; и

электрическое аккумулирующее устройство, выполненное с возможностью подачи электрической мощности на электрический подающий насос и электродвигатель,

устройство управления двигателем транспортного средства, характеризующееся тем, что содержит

электронный блок управления, выполненный с возможностью:

управления электрическим подающим насосом на основе значения, определенного датчиком давления топлива;

управления электродвигателем для запуска двигателя внутреннего сгорания; и

управления электрическим подающим насосом и

электродвигателем так, что электрическое аккумулирующее устройство подает электрическую мощность на электродвигатель, отдавая предпочтение перед электрическим подающим насосом, когда первая электрическая мощность меньше определенной пороговой величины, при этом первая электрическая мощность представляет собой электрическую мощность, которую электрическое аккумулирующее устройство способно выдать в момент запуска двигателя внутреннего сгорания.

2. Устройство управления двигателем транспортного средства по п. 1, в котором

электронный блок управления выполнен с возможностью установки давления топлива на заранее заданное значение, когда первая электрическая мощность больше определенной пороговой величины, и

электронный блок управления выполнен с возможностью снижения давления топлива ниже заранее заданного значения, когда первая электрическая мощность меньше определенной пороговой величины.

3. Устройство управления двигателем транспортного средства по п. 2, в котором электронный блок управления выполнен с возможностью восстановления уменьшенного давления топлива до заданного значения, когда обороты двигателя внутреннего сгорания становятся равными расчетным оборотам или больше их.

4. Устройство управления двигателем транспортного средства по п. 1, в котором электронный блок управления выполнен с возможностью определения электрической мощности, которая подается на электрический подающий насос, на основе величины, получающейся в результате вычитания второй электрической мощности из первой электрической мощности, при этом вторая электрическая мощность представляет собой электрическую мощность, требуемую для электродвигателя для запуска двигателя внутреннего сгорания.

5. Устройство управления двигателем транспортного средства по любому из пп. 1-4, в котором

транспортное средство содержит воздушный кондиционер, при этом воздушный кондиционер получает электрическую мощность, подаваемую от электрического аккумулирующего устройства, и

электронный блок управления выполнен с возможностью прекращения подачи электрической мощности энергии на воздушный кондиционер, когда первая электрическая мощность меньше заранее определенной пороговой величины.