曲線圖；
[0038]圖18是示出通過(guò)應(yīng)用具有圖16中所示的工作特性的VVL裝置的根據(jù)第一實(shí)施例的進(jìn)氣門控制的控制結(jié)構(gòu)的流程圖；
[0039]圖19是示出通過(guò)應(yīng)用具有圖16中所示的工作特性的VVL裝置的根據(jù)第一實(shí)施例的替代實(shí)施例的進(jìn)氣門控制的控制結(jié)構(gòu)的流程圖；
[0040]圖20是示出通過(guò)應(yīng)用具有圖16中所示的工作特性的VVL裝置的根據(jù)第二實(shí)施例的進(jìn)氣門控制的控制結(jié)構(gòu)的流程圖；
[0041]圖21是示出通過(guò)應(yīng)用具有圖16中所示的工作特性的VVL裝置的根據(jù)第二實(shí)施例的替代實(shí)施例的進(jìn)氣門控制的控制結(jié)構(gòu)的流程圖；和
[0042]圖22是示出曲柄角和由能夠以兩個(gè)步驟改變每個(gè)進(jìn)氣門的工作特性的VVL裝置實(shí)現(xiàn)的氣門位移之間的相關(guān)性的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。下面將描述多個(gè)實(shí)施例;然而，在提交時(shí)預(yù)期在實(shí)施例中所述的構(gòu)造的適當(dāng)組合。相同附圖標(biāo)記指示附圖中的相同或者相應(yīng)部分，并且將不重復(fù)其說(shuō)明。
[0044]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛的整體構(gòu)造的框圖。如圖1中所示，混合動(dòng)力車輛I包括發(fā)動(dòng)機(jī)100、電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2、動(dòng)力分配裝置4、減速齒輪5、驅(qū)動(dòng)輪6、蓄電裝置B、功率控制單元(PCU)20和控制器200。
[0045]發(fā)動(dòng)機(jī)100例如為內(nèi)燃機(jī)，諸如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)或者柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0046]動(dòng)力分配裝置4被構(gòu)造成能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)100產(chǎn)生的動(dòng)力分為經(jīng)由輸出軸7傳給驅(qū)動(dòng)軸8的路徑以及傳給電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的路徑。動(dòng)力分配裝置4可以由行星齒輪系形成。行星齒輪系包括三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，即恒星齒輪、行星齒輪和齒圈。例如，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子具有中空?qǐng)A柱形形狀，并且發(fā)動(dòng)機(jī)100的曲軸穿過(guò)中空?qǐng)A柱形轉(zhuǎn)子的中心。因而，發(fā)動(dòng)機(jī)100和電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG 1、MG2被允許機(jī)械地連接至動(dòng)力分配裝置4。
[0047]特別地，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl的轉(zhuǎn)子連接至恒星齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸連接至行星齒輪，并且輸出軸7連接至齒圈。輸出軸7還連接至電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸。輸出軸7經(jīng)由減速齒輪5機(jī)械地聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)軸8。驅(qū)動(dòng)軸8被用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪6。減速齒輪還可以被裝配在電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2的旋轉(zhuǎn)軸和輸出軸7之間。
[0048]電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2每個(gè)都為交流旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并且例如為三相交流同步電動(dòng)發(fā)電機(jī)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl被構(gòu)造成具有電動(dòng)機(jī)的功能和發(fā)電機(jī)的功能兩者。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl作為由發(fā)動(dòng)機(jī)100驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)運(yùn)行，并且也作為用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)100的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
[0049]類似地，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2產(chǎn)生經(jīng)由減速齒輪5和驅(qū)動(dòng)軸8傳遞給驅(qū)動(dòng)輪6的車輛驅(qū)動(dòng)力。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2被構(gòu)造成具有電動(dòng)機(jī)的功能和發(fā)電機(jī)的功能兩者。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2通過(guò)在與驅(qū)動(dòng)輪6的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向中產(chǎn)生輸出扭矩而再生電力。
[0050]在圖1的構(gòu)造示例中，可以通過(guò)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl將旋轉(zhuǎn)力(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩)施加給發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸(曲軸)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl使用蓄電裝置B作為電源。也就是說(shuō)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl被構(gòu)造成能夠起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)100。電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl通過(guò)動(dòng)力分配裝置4機(jī)械地聯(lián)接至混合動(dòng)力車輛I的驅(qū)動(dòng)軸8和發(fā)動(dòng)機(jī)100的輸出軸。動(dòng)力分配裝置4是動(dòng)力傳遞齒輪的示例。
[0051 ]蓄電裝置B是被構(gòu)造成可再充電和可放電的蓄電元件。蓄電裝置B被構(gòu)造成包括二次電池，諸如鋰離子電池、鎳金屬氫化物電池和鉛蓄電池，或者為蓄電元件單體，諸如雙電層電容器。傳感器315被設(shè)置在蓄電裝置B處。傳感器315被用于檢測(cè)蓄電裝置B的溫度、電流和電壓。傳感器315所檢測(cè)的值被輸出至控制器200?？刂破?00基于傳感器315檢測(cè)的值計(jì)算蓄電裝置B的荷電狀態(tài)(下面也稱為“S0C1’)。
[0052]蓄電裝置B被連接至PCU 20，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG1、MG2。蓄電裝置B向POT 20供應(yīng)用于產(chǎn)生混合動(dòng)力車輛I的驅(qū)動(dòng)力的電力。蓄電裝置B存儲(chǔ)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2所產(chǎn)生的電力。蓄電裝置B的輸出例如為200V。
[0053]PCU 20將從蓄電裝置B供應(yīng)的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力，并且通過(guò)使用交流電力而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2 JCU 20將電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，并且以直流電力對(duì)蓄電裝置B充電。
[0054]控制器200基于車輛的行駛狀態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)100和電動(dòng)發(fā)電機(jī)MGl、MG2的輸出。特別地，控制器200控制混合動(dòng)力車輛I的驅(qū)動(dòng)模式，以便組合“EV模式”和“HV模式”。在“EV模式”中，車輛在其中發(fā)動(dòng)機(jī)100停止的狀態(tài)下通過(guò)使用電動(dòng)發(fā)電機(jī)MG2作為電源而行駛。在“HV模式”中，車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)100運(yùn)行的狀態(tài)下行駛。
[0055]控制器200基于蓄電裝置B的狀態(tài)量限制蓄電裝置B的充電/放電電力，以便抑制蓄電裝置B的退化。因而，蓄電裝置B的性能受限。蓄電裝置B的狀態(tài)量例如為蓄電裝置B的溫度、SOC等等。下面將詳述對(duì)蓄電裝置B的性能(充電和放電)的限制。
[0056]圖2是示出圖1中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)100的構(gòu)造的視圖。如圖2中所示，通過(guò)空氣濾清器102將空氣引入發(fā)動(dòng)機(jī)100中。通過(guò)節(jié)氣門104調(diào)節(jié)進(jìn)氣量。節(jié)氣門104是由節(jié)氣門馬達(dá)312驅(qū)動(dòng)的電控節(jié)氣門。
[0057]每個(gè)噴射器108都朝著相應(yīng)的進(jìn)氣端口噴射燃料。燃料與進(jìn)氣端口的空氣混合。當(dāng)相應(yīng)的進(jìn)氣門118開(kāi)啟時(shí)，空燃混合物被引入每個(gè)氣缸106中。
[0058]每個(gè)噴射器108都被設(shè)置成將燃料直接噴射到相應(yīng)的氣缸106內(nèi)的直噴噴射器。替代地，可以提供端口噴射噴射器108和直噴噴射器108兩者。
[0059]每個(gè)氣缸106內(nèi)的空燃混合物被相應(yīng)的火花塞110點(diǎn)火從而燃燒。燃燒后的空燃混合物，即排氣被三元催化劑112凈化，并且然后排出至車輛外部?；钊?14被空燃混合物的燃燒向下推動(dòng)，并且曲軸116旋轉(zhuǎn)。
[0060]進(jìn)氣門118和排氣門120設(shè)置在每個(gè)氣缸106的頂部處。被引入每個(gè)氣缸106的空氣量和引入定時(shí)由相應(yīng)的進(jìn)氣門118控制。從每個(gè)氣缸106排出的排氣量和排放定時(shí)由相應(yīng)的排氣門120控制。每個(gè)進(jìn)氣門118都由凸輪122驅(qū)動(dòng)。每個(gè)排氣門120都由凸輪124驅(qū)動(dòng)。
[0061]如下文將詳述的，每個(gè)進(jìn)氣門118的氣門升程和氣門工作角都由可變氣門升程(VVL)裝置400控制。每個(gè)排氣門120的氣門升程和氣門工作角也都可控?？刂崎_(kāi)啟/閉合定時(shí)的可變氣門定時(shí)(WT)裝置可以與VVL裝置400結(jié)合。
[0062]控制器200控制每個(gè)進(jìn)氣門的節(jié)氣門開(kāi)度0th、點(diǎn)火定時(shí)、燃料噴射定時(shí)、燃料噴射量和運(yùn)行狀態(tài)(開(kāi)啟/閉合定時(shí)、氣門升程、氣門工作角等)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)100被置于期望的運(yùn)行狀態(tài)。信號(hào)被從各種傳感器，即凸輪角傳感器300、曲柄角傳感器302、爆震傳感器304、節(jié)氣門開(kāi)度傳感器306、油門踏板傳感器308、冷卻劑溫度傳感器309和外部空氣溫度傳感器310輸入至控制器200。
[0063]凸輪角傳感器300輸出指示凸輪位置的信號(hào)。曲柄角傳感器302輸出指示曲軸116的轉(zhuǎn)速(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)和曲軸116的轉(zhuǎn)角的信號(hào)。爆震傳感器304輸出指示發(fā)動(dòng)機(jī)100的振動(dòng)強(qiáng)度的信號(hào)。節(jié)氣門開(kāi)度傳感器306輸出指示節(jié)氣門開(kāi)度0th的信號(hào)。冷卻劑溫度傳感器309檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)100的冷卻劑溫度Tw。外部空氣溫度傳感器310檢測(cè)混合動(dòng)力車輛I周圍的外部空氣溫度Ta。所檢測(cè)出的冷卻劑溫度Tw和所檢測(cè)出的外部空氣溫度Ta被輸入至控制器200。油門踏板傳感器308檢測(cè)油門踏板的駕駛員的操作量，并且將信號(hào)Ac輸出至控制器200。信號(hào)Ac指示所檢測(cè)出的操作量。控制器200能夠基于從油門踏板傳感器308接收的信號(hào)Ac計(jì)算所要求的加速/減速。駕駛員要求所要求的加速/減速。
[0064]圖3是示出曲柄角和由VVL裝置400實(shí)現(xiàn)的氣門位移之間的相關(guān)性的曲線圖。如圖3中所示，每個(gè)排氣門120都在排氣沖程中開(kāi)啟和閉合，并且每個(gè)進(jìn)氣門118都在進(jìn)氣沖程中開(kāi)啟和閉合。每個(gè)排氣門120的氣門位移都由波形EX指示。每個(gè)進(jìn)氣門118的氣門位移都由波形IN1、IN2指示。
[0065]氣門位移是每個(gè)進(jìn)氣門118從其中進(jìn)氣門118閉合的狀態(tài)的位移。氣門升程是當(dāng)每個(gè)進(jìn)氣門118的開(kāi)度已經(jīng)達(dá)到峰值時(shí)的氣門位移。氣門工作角時(shí)從每個(gè)進(jìn)氣門118都開(kāi)啟時(shí)至進(jìn)氣門118閉合時(shí)的時(shí)段的曲柄角。
[0066]每個(gè)進(jìn)氣門118的工作特性都由VVL裝置400在波形IN1、IN2之間改變。波形INl指示其中氣門升程和氣門工作角最小的情況。波形IN2指示其中氣門升程和氣門工作角最大的情況。在VVL裝置400中，氣門工作角隨著氣門升程的增大而增大。
[0067]圖4是VVL裝置400的前視圖，該VVL裝置400是控制每個(gè)進(jìn)氣門118的氣門升程和氣門工作角的裝置的一個(gè)示例。
[0068]如圖4中所示，VVL裝置400包括驅(qū)動(dòng)軸410、支撐管420、輸入臂430和振蕩凸輪440。驅(qū)動(dòng)軸410在一個(gè)方向上延伸。支撐管420覆蓋驅(qū)動(dòng)軸410的外圍。輸入臂430和振蕩凸輪440在驅(qū)動(dòng)軸410的軸向方向上被布置在支撐管420的外圍上。線性地致動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸410的致動(dòng)器(未示出)連接至驅(qū)動(dòng)軸410的遠(yuǎn)端。
[0069]VVL裝置400包括相應(yīng)于設(shè)置在每個(gè)氣缸內(nèi)的一個(gè)凸輪122的一個(gè)輸入臂430。兩個(gè)振蕩凸輪440被相應(yīng)于為每個(gè)氣缸提供的相應(yīng)一對(duì)進(jìn)氣門118地設(shè)置在每個(gè)輸入臂430的兩側(cè)上。
[0070]支撐管420成型為中空?qǐng)A柱形形狀，并且被布置成平行于凸輪軸130。支撐管420被固定至氣缸蓋，以便不在軸向方向中移動(dòng)或者不被旋轉(zhuǎn)。
[0071]驅(qū)動(dòng)軸410被插入支撐管420內(nèi)部，以便可在軸向方向中滑動(dòng)。輸入臂430和兩個(gè)振蕩凸輪440被設(shè)置在支撐管420的外圍上，以便可繞驅(qū)動(dòng)軸410的軸振蕩，并且不在軸向方向中移動(dòng)。
[0072]輸入臂430包括臂部432和滾軸部434。臂部432在遠(yuǎn)離支撐管420的外圍的方向中突出。滾軸部434可旋轉(zhuǎn)地連接至臂部432的遠(yuǎn)端。輸入臂430被設(shè)置成滾軸部434被布置在其中滾軸部434能夠接觸凸輪122的位置處。
[0073]每個(gè)振蕩凸輪440都具有在遠(yuǎn)離支撐管420的外圍的方向中突出的基本三角形的鼻部442。凹入凸輪面444在鼻部442的一側(cè)處形成?？尚D(zhuǎn)地附接至搖臂128的滾軸被設(shè)置在進(jìn)氣門118中的氣門彈簧的推進(jìn)力壓在凸輪面444上。
[0074]輸入臂430和振蕩凸輪440整體地繞驅(qū)動(dòng)軸410的軸線振蕩。因此，隨著凸輪軸130旋轉(zhuǎn)，接觸凸輪122的輸入臂430振蕩，并且振蕩凸輪440與輸入臂430的運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖地振蕩。振蕩凸輪440的運(yùn)動(dòng)通過(guò)搖臂128傳遞給進(jìn)氣門118，并且進(jìn)氣門118開(kāi)啟或者閉合。
[0075]VVL裝置400還包括改變輸入臂430和每個(gè)振蕩凸輪440繞支撐管420的軸線之間的相對(duì)相位差。視需要，由改變相對(duì)相位差的裝置改變每個(gè)進(jìn)