專利名稱：內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力輸出設(shè)備、車輛和控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力輸出設(shè)備、車輛和用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng) 的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，作為這種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，提出了這樣一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，當(dāng)作為 設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)中的催化劑轉(zhuǎn)化器的溫度的催化劑溫度變?yōu)榈谝粶?度或者更高時(shí)，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)增加燃料直到催化劑溫度變得不高于第二溫 度，或者催化劑溫度在第一溫度和第二溫度之間，且增加燃料持續(xù)的時(shí)間 變?yōu)轭A(yù)定時(shí)間或者以上，其中第二溫度低于第一溫度(例如，專利文獻(xiàn) 1)。
(專利文獻(xiàn)l);日本專利公開No. 2002-332890

發(fā)明內(nèi)容
在這種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，增加燃料來降低催化劑的溫度，但是當(dāng)增加燃 料時(shí)，期望更適合地確定增加的程度?？梢韵氲竭@樣一個(gè)目的，即例如在 包括能夠改變進(jìn)氣閥開啟和關(guān)閉正時(shí)的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中， 當(dāng)增加燃料時(shí)，期望確定增加到什么程度。這是因?yàn)楫?dāng)待增加的燃料量太 小，有時(shí)不能充分降低催化劑的溫度，當(dāng)待增加的燃料量太大，會(huì)引起燃 料消耗的增加。
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力輸出設(shè)備、車輛和用于控制本發(fā)明的內(nèi)燃 機(jī)系統(tǒng)的方法的目的是通過更合適地設(shè)定待噴射到內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的目 標(biāo)燃料噴射量使內(nèi)燃機(jī)更適合地工作。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出設(shè)備、 裝有內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的車輛和用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法采用以下構(gòu)造。
本發(fā)明涉及第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其具有能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟 和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組。第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括燃料噴射 模組，其能夠?qū)⑷剂蠂娚涞絻?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸；提前角命令模組，當(dāng)根據(jù) 操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，提前角命令模組執(zhí)行用于將進(jìn)氣閥 的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前的提前角命令；開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組，其控制 開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得進(jìn)氣閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和由提前角 命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān) 閉；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組，其根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和由提 前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及 燃料噴射控制模組，其控制燃料噴射模組，使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射 量來進(jìn)行燃料噴射。
在本發(fā)明的第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，控制開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得 進(jìn)氣閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉 正時(shí)開啟和關(guān)閉，其中當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，執(zhí)行 該提前角命令以將進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前，根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的 目標(biāo)動(dòng)力和提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，控制燃料噴射 模組，使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。具體地，除了根 據(jù)目標(biāo)動(dòng)力之外，還根據(jù)提前角命令存在與否進(jìn)行燃料噴射。因而，如果 根據(jù)提前角命令適合地設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，則內(nèi)燃機(jī)可以更合適地工 作。此處，"預(yù)定高扭矩要求"能夠是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)裝在諸如車輛的移動(dòng)體 上的情況下在加速器操作量是預(yù)定操作量或者更多時(shí)作出的要求。此外， "內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)"包括內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度等。
在本發(fā)明的第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還 還可以包括排氣凈化器，排氣凈化器包括用于凈化來自內(nèi)燃機(jī)的排氣的催 化劑。目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是這樣的模組，其在催化劑的溫度高于預(yù) 定溫度時(shí)，根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力和由提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否 來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量。由此，目標(biāo)燃料噴射量能夠在催化劑的溫度比較 高時(shí)考慮到提前角命令存在與否內(nèi)設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量。在此情況下，可 以采用這樣的模組，其不用在催化劑的溫度為預(yù)定溫度或者更低時(shí)考慮提
前角命令而是根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量。
在本發(fā)明的第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例中，巨標(biāo)燃料噴射量設(shè) 定模組可以是這樣的模組，其根據(jù)基本燃料噴射量和校正值來設(shè)定目標(biāo)燃 料噴射量的模組，基本燃料噴射量是根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力和預(yù)定制約因素來設(shè)定 的，校正值是根據(jù)由提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否來設(shè)定 的。由此，通過使用根據(jù)提前角命令存在與否的校正值來設(shè)定目標(biāo)燃料噴 射量。在此方式的本發(fā)明的第一內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組 可以這樣的模組，其根據(jù)基本燃料噴射量和校正值的乘積來設(shè)定目標(biāo)燃料 噴射量的模組，其中，在提前角命令模組執(zhí)行提前角命令時(shí)所設(shè)定的校正 值比不執(zhí)行提前角命令時(shí)所設(shè)定的校正值要大。此外，目標(biāo)燃料噴射量設(shè) 定模組可以這樣的模組，其通過使用校正值來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量的模 組，校正值是根據(jù)由提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否、內(nèi)燃機(jī) 的旋轉(zhuǎn)速度以及內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣氣流來設(shè)定的。在后者的情況下，目標(biāo)燃料 噴射量設(shè)定模組可以是這樣的模組，其根據(jù)基本燃料噴射量和校正值的乘 積來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量的模組，其中，內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度越高，內(nèi)燃機(jī) 的進(jìn)氣氣流越大，設(shè)定的校正值就越大。在這些情況下，通過使用適合設(shè) 定的校正值可以設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量。
本發(fā)明涉及第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其具有能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟 和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組。第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括燃料噴射 模組，其能夠?qū)⑷剂蠂娚涞絻?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模 組，其根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定 目標(biāo)燃料噴射量；以及燃料噴射控制模組，其控制燃料噴射模組，使得根 據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
在本發(fā)明的第二內(nèi)燃機(jī)中，根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣閥 的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并控制燃料噴射模組，使得根 據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。具體地，根據(jù)所設(shè)定的目標(biāo)燃 料噴射量進(jìn)行燃料噴射，所設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量是除了考慮目標(biāo)動(dòng)力之 外還考慮進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定的。因而，通過適合地使用進(jìn)氣 閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)，能夠更適合地設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，內(nèi)燃機(jī)能夠更
合適地運(yùn)行。
在本發(fā)明的第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還 包括排氣凈化器，排氣凈化器包括用于凈化來自內(nèi)燃機(jī)的排氣的催化劑。 目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是這樣的模組，其在催化劑的溫度高于預(yù)定溫度 時(shí)，根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣闊的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量。由 此，在催化劑溫度比較高時(shí)，通過考慮進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目 標(biāo)燃料噴射量。在此情況下，也可以采用這樣的模組，其在催化劑的溫度 為預(yù)定溫度或者以下時(shí)不用考慮進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力設(shè) 定目標(biāo)燃料噴射量。
在本發(fā)明的第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng) 還包括開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組，開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組控制開啟和關(guān) 閉正時(shí)改變模組，使得當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，與當(dāng) 沒有作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)相比，進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)處于提前角一 側(cè)。由此，能夠設(shè)定與是否作出預(yù)定高扭矩要求相對應(yīng)的目標(biāo)燃料噴射 量。此處，"預(yù)定高扭矩要求"是在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)裝在諸如車輛的移動(dòng)體的情 況下，當(dāng)加速器操作量為預(yù)定操作量或者以上時(shí)作出的要求。
在本發(fā)明的第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，目標(biāo)燃料噴射量 設(shè)定模組可以是這樣的模組，其根據(jù)基本燃料噴射量和校正值來設(shè)定目標(biāo) 燃料噴射量的模組，基本燃料噴射量是根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力和預(yù)定制約因素來設(shè) 定的，校正值是根據(jù)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定的。由此，通過使用 與進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)相對應(yīng)的校正值來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量。在此 方式的本發(fā)明的第二內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中，目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組可以是這樣 的模組，其根據(jù)基本燃料噴射量和校正值的乘積來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量的 模組，其中，進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)在其可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)越靠近提前角 一側(cè)，設(shè)定的校正值就越大。此外，目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組可以是這樣 的模組，其通過使用校正值來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量的模組，校正值是根據(jù) 進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)、內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度以及內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣氣流來設(shè) 定的。在后者的情況下，目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組可以是這樣的模組，其 根據(jù)基本燃料噴射量和校正值的乘積來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量的模組，其中，內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度越高，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣氣流越大，設(shè)定的校正值就越 大。在這些情況下，通過使用更適合設(shè)定的校正值能夠設(shè)定目標(biāo)燃料噴射
本發(fā)明還涉及第一車輛。第一車輛包括內(nèi)燃機(jī)；開啟和關(guān)閉正時(shí)改 變模組，其能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)；燃料噴射模組， 其能夠?qū)⑷剂蠂姷絻?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組，其連接到內(nèi)燃機(jī)的 輸出軸，并連接到可相對于輸出軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)并連接到車軸的驅(qū)動(dòng)軸，旋轉(zhuǎn) 調(diào)節(jié)模組能夠通過電力的輸入輸出和從輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸輸出驅(qū)動(dòng)力或者將 驅(qū)動(dòng)力輸出到輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸來調(diào)節(jié)輸出軸相對于驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度；電 動(dòng)機(jī)，其能夠向驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力并從驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力；提前角命令模組， 當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，提前角命令模組執(zhí)行將進(jìn)氣 閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前的提前角命令；開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組，其控 制開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得進(jìn)氣閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和由提前 角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān) 閉；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組，其根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和提前 角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及燃 料噴射控制模組，其控制燃料噴射模組，使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量 來進(jìn)行燃料噴射。
在本發(fā)明的第一車輛中，控制開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得進(jìn)氣閥 根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)開 啟和關(guān)閉，其中當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，執(zhí)行該提前 角命令以將進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前，根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng) 力和提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，控制燃料噴射模組， 使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。具體地，除了根據(jù)目標(biāo) 動(dòng)力之外，還根據(jù)提前角命令存在與否進(jìn)行燃料噴射。因而，如果根據(jù)提 前角命令適合地設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，則內(nèi)燃機(jī)可以更合適地工作。此 處，"預(yù)定高扭矩要求"可以是在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)裝在諸如車輛的移動(dòng)體上的情 況下當(dāng)加速器操作量是預(yù)定操作量或者更多時(shí)作出的要求。此外，"內(nèi)燃 機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)"包括內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度等。在本發(fā)明的第一車輛的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，選擇調(diào)節(jié)模組可以是這樣 的模組，其包括三軸式動(dòng)力輸入輸出模組和發(fā)電機(jī)的模組，三軸式動(dòng)力輸 入輸出模組連接到以下三根軸，即內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、動(dòng)力軸和第三軸，三 軸式動(dòng)力輸入輸出模組根據(jù)向三根軸中任何兩根軸輸入的動(dòng)力或者從兩根 軸輸出的動(dòng)力而向剩余一根軸輸入動(dòng)力或者從剩余一根軸輸出動(dòng)力，發(fā)電 機(jī)能夠向第三軸輸入動(dòng)力或者從第三軸輸出動(dòng)力。
本發(fā)明涉及第二車輛。第二車輛包括內(nèi)燃機(jī)；開啟和關(guān)閉正時(shí)改變 模組，其能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)；燃料噴射模組，其 能夠?qū)⑷剂蠂姷絻?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸；旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組，其連接到內(nèi)燃機(jī)的輸 出軸，并連接可相對于輸出軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)并連接到車軸的驅(qū)動(dòng)軸，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié) 模組能夠通過電力的輸入和輸出以及向輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸輸入驅(qū)動(dòng)力或者從 輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸輸出驅(qū)動(dòng)力來調(diào)節(jié)輸出軸相對于驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度；電動(dòng) 機(jī)，其能夠向驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力，或者從驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力；目標(biāo)燃料噴射量 設(shè)定模組，其根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣闊的開啟和關(guān)閉正時(shí) 來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及燃料噴射控制模組，其控制燃料噴射模組， 使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
在本發(fā)明的第二車輛中，根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣閥的 開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并控制燃料噴射模組，使得根據(jù) 設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。具體地，根據(jù)所設(shè)定的目標(biāo)燃料 噴射量進(jìn)行燃料噴射，所設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量是除了考慮目標(biāo)動(dòng)力之外 還考慮進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定的。因而，通過適合地使用進(jìn)氣閥 的開啟和關(guān)閉正時(shí)，能夠更適合地設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，內(nèi)燃機(jī)能夠更合 適地運(yùn)行。
在本發(fā)明的第二車輛的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，選擇調(diào)節(jié)模組可以是這樣 的模組，其包括三軸式動(dòng)力輸入輸出模組和發(fā)電機(jī)的模組，三軸式動(dòng)力輸 入輸出模組連接到以下三根軸，即內(nèi)燃機(jī)的輸出軸、動(dòng)力軸和第三軸，三 軸式動(dòng)力輸入輸出模組根據(jù)向三根軸中任何兩根軸輸入的動(dòng)力或者從兩根 軸輸出的動(dòng)力而向剩余一根軸輸入動(dòng)力或者從剩余一根軸輸出動(dòng)力，發(fā)電 機(jī)能夠向第三軸輸入動(dòng)力或者從第三軸輸出動(dòng)力。
本發(fā)明涉及用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第一方法，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括能夠 改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組和能夠 將燃料噴射到內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的燃料噴射模組，用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的 第一方法包括執(zhí)行用于當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)將進(jìn) 氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前的提前角命令；控制開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模 組，使得進(jìn)氣閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和提前角命令存在與否，以目標(biāo)開 啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān)閉；并且控制燃料噴射模組，使得根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī) 輸出的目標(biāo)動(dòng)力和提前角命令存在與否來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并根據(jù)設(shè) 定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
在用于控制本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的第一方法中，控制開啟和關(guān)閉正時(shí)改變 模組，使得進(jìn)氣閥根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和提前角命令存在與否，以目標(biāo) 開啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān)閉，其中當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要 求時(shí)，執(zhí)行該提前角命令以將進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前，根據(jù)待從內(nèi) 燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，控 制燃料噴射模組，使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。具體 地，除了根據(jù)目標(biāo)動(dòng)力之外，還根據(jù)提前角命令存在與否進(jìn)行燃料噴射。 因而，如果根據(jù)提前角命令適合地設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，則內(nèi)燃機(jī)可以更 合適地運(yùn)行。此處，"預(yù)定高扭矩要求"能夠是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)裝在諸如車輛 的移動(dòng)體上的情況下在加速器操作量是預(yù)定操作量或者更多時(shí)作出的要 求。此外，"內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)"包括內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度等。
本發(fā)明還涉及用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第二方法，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括能 夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組和能 夠?qū)⑷剂蠂娚涞絻?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的燃料噴射模組。用于控制內(nèi)燃機(jī)的第 二方法包括根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí) 來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并控制燃料噴射模組，以根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴 射量進(jìn)行燃料噴射。
在用于控制本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的第二方法中，根據(jù)待從內(nèi)燃機(jī)輸出 的目標(biāo)動(dòng)力和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并控制燃 料噴射模組，使得根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。具體地，
根據(jù)所設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量進(jìn)行燃料噴射，所設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量是 除了考慮目標(biāo)動(dòng)力之外還考慮進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定的。因而， 通過適合地使用進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)，能夠更適合地設(shè)定目標(biāo)燃料噴 射量，內(nèi)燃機(jī)能夠更合適地運(yùn)行。


圖1是示出作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20的構(gòu)造的輪廓 的框圖2是示出發(fā)動(dòng)機(jī)22的構(gòu)造輪廓的框圖3是示出可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150的外部構(gòu)造的外部示意圖4是示出可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150的構(gòu)造的輪廓的示意圖5是示出當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸129的角度提前時(shí)的進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān) 閉正時(shí)和當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸129的角度延遲時(shí)進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)一 個(gè)示例的示例圖6是示出了鎖止銷154的構(gòu)造的輪廓的示意圖7是示出了由示例的混合動(dòng)力電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)控制例 程的一個(gè)示例的流程圖8是示出扭矩要求設(shè)定對照圖的一個(gè)示例的示例性圖9是示出發(fā)動(dòng)機(jī)22的燃料消耗優(yōu)先運(yùn)行線和高扭矩運(yùn)行線的一個(gè) 示例和設(shè)定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度N^和目標(biāo)扭矩T^的狀態(tài)的示例性圖10是示出用于以力學(xué)的方式說明動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)元件 的共線圖的一個(gè)示例的示例性圖11是示出了由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24執(zhí)行的開啟和關(guān)閉正時(shí)控制例程的一 個(gè)示例的流程圖12是示出目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)設(shè)定對照圖的一個(gè)示例的示例性
圖13是示出由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU執(zhí)行的燃料噴射控制例程的一個(gè)示例的流 程圖;
圖14是示出增加系數(shù)設(shè)定對照圖的一個(gè)示例的示例性圖15是示出修改示例的混合動(dòng)力車輛120的構(gòu)造的輪廓的示例性
圖；以及
圖16是示出修改示例的混合動(dòng)力車輛220的構(gòu)造的輪廓的示例性圖。
具體實(shí)施例方式
接著，將使用實(shí)施例來描述用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。圖1示出了 裝有屬于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力輸出設(shè)備的混合動(dòng)力 車輛20的構(gòu)造的框圖。本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20包括發(fā)動(dòng)機(jī)22、三軸 式動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30、電動(dòng)機(jī)MG1、減速齒輪35、電動(dòng)機(jī)MG2和控 制整個(gè)動(dòng)力輸出設(shè)備運(yùn)行的混合動(dòng)力電子控制單元70，其中，該三軸式動(dòng) 力分配集成機(jī)構(gòu)30經(jīng)由阻尼器28連接到發(fā)動(dòng)機(jī)22的輸出軸的曲軸26， 電動(dòng)機(jī)MG1連接到動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30，并能夠發(fā)電，減速齒輪35安裝 在連接到動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30的作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a，電動(dòng)機(jī)MG2 連接到減速齒輪35。
發(fā)動(dòng)機(jī)22是消耗諸如如汽油或者輕油的烴類燃料以輸出動(dòng)力的內(nèi)燃 機(jī)。如圖2所示，由空氣濾清器122濾清并且經(jīng)由節(jié)氣門124吸入的空氣 與燃料噴射閥126噴射的霧化燃料混合成空氣燃料混合氣。該空氣燃料混 合氣由進(jìn)氣閥128引入到每個(gè)氣缸的燃燒室中。引入的空氣燃料混合氣用 點(diǎn)火火花塞130的火花點(diǎn)燃而爆發(fā)性燃燒。燃燒能量引起的活塞132的往 復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成曲軸26的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。來自發(fā)動(dòng)機(jī)22的排氣經(jīng)由包括三元催 化劑的凈化器134將包含在排氣中的毒性成分(即， 一氧化碳(CO)、烴 (HC)和氮氧化物(NOx))轉(zhuǎn)換成無毒成分，并且排出到外部空氣中。
發(fā)動(dòng)機(jī)22包括能夠連續(xù)改變進(jìn)氣閥128開啟和關(guān)閉正時(shí)VT的可變閥 正時(shí)機(jī)構(gòu)150。圖3和圖4示出了示出可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150構(gòu)造輪廓的示 意圖。如在附圖中示出，可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150包括葉輪(vane)式VVT控 制器152和油控制閥156， VVT控制器152由固定到正時(shí)齒輪164的殼體 部分152a和固定到進(jìn)氣凸輪軸129的葉輪部分152b構(gòu)成，其中，正時(shí)齒 輪164經(jīng)由正時(shí)鏈條162連接到曲軸26，進(jìn)氣凸輪軸129開啟和關(guān)閉進(jìn)氣閥128，油控制閥156使液壓作用在VVT控制器152的提前角室和延遲角 室，并且可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150通過調(diào)節(jié)使之經(jīng)由油控制閥156作用在VVT 控制器152的提前角室和延遲角室上的液壓壓力而相對于殼體部分152a相 對旋轉(zhuǎn)葉輪部分152b，從而在進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT中連續(xù)改 變進(jìn)氣凸輪129的角度。圖5示出了當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸129的角度被提前時(shí)進(jìn) 氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT和當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸129的角度被延遲時(shí)進(jìn)氣 閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT中的每個(gè)的示例。該實(shí)施例構(gòu)造成動(dòng)力有效 從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT中的進(jìn)氣凸輪軸129 的角度設(shè)定為基準(zhǔn)角度，通過將進(jìn)氣凸輪軸129的角度從基準(zhǔn)角度提前而 可以提供能從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出高扭矩的工作狀態(tài)，通過最大地延遲進(jìn)氣凸 輪軸129的角度來使發(fā)動(dòng)機(jī)22的氣缸的壓力變化變小而能提供適于停止 和啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作狀態(tài)。
VVT控制器152的葉輪部分安裝有鎖止銷154，其將殼體部分152a和 葉輪部分152b的相對旋轉(zhuǎn)固定。圖6示出示出鎖止銷輪廓154的構(gòu)造的輪 廓的示意圖。如在附圖中所示，鎖止銷154包括鎖止銷本體154a和安裝成 在殼體部分152a的方向上作用鎖止銷本體的彈簧154b，并當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸 129的角度位于最大延遲角時(shí)，在彈簧154b的彈性力作用下裝配在形成在 殼體部分152a中的槽158中以將葉輪部分152b固定到殼體部分152a。鎖 止銷154設(shè)置有未示出的液壓致動(dòng)器以能夠通過油路159施加比彈簧154b 的彈性力大的液壓壓力將裝配在槽158中的鎖止銷本體154a拔出。
發(fā)動(dòng)機(jī)22由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元24 (以下稱為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24)控 制。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24構(gòu)造為具有CPU24a作為中心的微處理器，并且除了包 括CPU24a之外，還包括存儲(chǔ)處理程序的ROM24b、暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的 RAM24c和未示出的輸入/輸出端口以及通信端口。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24經(jīng)由輸 入端口輸入來自檢測發(fā)動(dòng)機(jī)22的狀態(tài)的各種傳感器的信號(hào)、來自檢測曲 軸26的旋轉(zhuǎn)位置的曲軸位置傳感器140的曲軸位置、來自測量發(fā)動(dòng)機(jī)22 中的冷卻水溫度的水溫傳感器142的冷卻水溫度0w、來自安裝在燃燒室中 的壓力傳感器143的氣缸中的壓力Pin、來自檢測進(jìn)氣閥128的進(jìn)氣凸輪 軸129和開啟和關(guān)閉排氣閥的排氣凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置的凸輪位置傳感器 144的凸輪位置，其中進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸將氣體吸入到燃燒室和將
排氣從燃燒室排出、來自檢測節(jié)氣門124的位置的節(jié)氣門位置傳感器146 的節(jié)氣門開度TH、來自安裝到進(jìn)氣管并檢測質(zhì)量流量速率的空氣流量計(jì) 的進(jìn)氣氣流Qa、來自也安裝在進(jìn)氣管的溫度傳感器149的進(jìn)氣溫度、來自 檢測凈化器134的三元催化劑的溫度的溫度傳感器134a的催化劑溫度 0c、來自空燃比傳感器135a的空燃比AF、來自氧傳感器135b的氧信號(hào) 等。此外，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24經(jīng)由輸出端口輸出用于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)22的各種控 制信號(hào)，例如，到燃料噴射閥126的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、到調(diào)節(jié)節(jié)氣門124位置的 節(jié)氣門電動(dòng)機(jī)136的驅(qū)動(dòng)信號(hào)、到與點(diǎn)火器集成的點(diǎn)火線圈138的控制信 號(hào)、到能夠改變進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150 的控制信號(hào)等。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24與混合動(dòng)力電子控制單元70通信，并根據(jù) 來自混合電子控制單元70的控制信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作，并且根據(jù)要 求輸出關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30具有作為外齒輪的太陽輪31、作為內(nèi)齒輪并且 與太陽輪31同軸布置的齒圈32、與太陽輪31和齒圈32嚙合的多個(gè)小齒 輪33、和以允許其自由公轉(zhuǎn)和繞其各自的軸自由旋轉(zhuǎn)的方式保持多個(gè)小齒 輪33的行星輪架34。 S卩，動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30被構(gòu)造成允許太陽輪 31、齒圈32和行星輪架34作為旋轉(zhuǎn)元件來進(jìn)行差速運(yùn)動(dòng)的行星齒輪機(jī) 構(gòu)。動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30的行星輪架34、太陽輪31和齒圈32經(jīng)由齒圈 軸32a分別與發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26、電機(jī)MG1和減速齒輪35耦合。在電 機(jī)MG1用作發(fā)電機(jī)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并通過行星輪架34輸入的動(dòng)力 按照傳動(dòng)比被分配到太陽輪31和齒圈32中。另一方面，在電機(jī)MG1用 作電動(dòng)機(jī)時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并通過行星輪架34輸入的動(dòng)力與從電機(jī) MG1輸出并通過太陽輪31輸入的動(dòng)力相結(jié)合，并且合成的動(dòng)力被輸出到 齒圈32。輸出到齒圈32的動(dòng)力由此從齒圈軸32a經(jīng)由齒輪機(jī)構(gòu)60和差速 器62而最終傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪63a和63b。
電機(jī)MG1和MG2兩者都是作為發(fā)電機(jī)和作為電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的公知同 步式電動(dòng)發(fā)電機(jī)。電機(jī)MG1和MG2經(jīng)由逆變器41和42將電力傳輸?shù)叫?電池50或者從蓄電池50傳輸電力。將逆變器41和42與蓄電池50連接起
來的電線54被構(gòu)造為由逆變器41和42共用的正電極母線和負(fù)電極母線。 此布置使得由電機(jī)MG1和MG1之一產(chǎn)生的電力能夠被另一個(gè)電機(jī)所消 耗。蓄電池50用剩余的由電動(dòng)機(jī)MG1或者M(jìn)G2產(chǎn)生的電力充電，并放 電以補(bǔ)充電力的不足。當(dāng)在電動(dòng)機(jī)MG1和MG2之間獲得電力平衡時(shí)，電 池50既沒有被充電也沒有放電。兩個(gè)電機(jī)MG1和MG2的工作由電機(jī)電 子控制單元(以下稱為電機(jī)ECU) 40控制。電機(jī)ECU40接收用于控制電 機(jī)MG1和MG2的工作所需要的各種信號(hào)，例如來自檢測電機(jī)MG1和 MG2轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43和44的信號(hào)，以及施加到 電機(jī)MG1和MG2并由電流傳感器(未示出)測量的相位電流。電機(jī)ECU 40輸出切換控制信號(hào)到逆變器41和42。電機(jī)ECU 40與混合動(dòng)力電子控 制單元70通信，以響應(yīng)于從混合動(dòng)力電子控制單元70傳輸來的控制信號(hào) 而控制電機(jī)MG1和MG2的工作，同時(shí)按照需要向混合動(dòng)力電子控制單元 70輸出與電機(jī)MG1和MG2的工作狀況相關(guān)的數(shù)據(jù)。
蓄電池50由蓄電池電子控制單元(以下稱為蓄電池ECU) 52控制。 蓄電池ECU52接收控制蓄電池50所需的各種信號(hào)，例如，由布置在蓄電 池50的端子之間的電壓傳感器(未示出)所測量的端子間電壓，由安裝 到與蓄電池50的輸出端子相連接的電線54的電流傳感器(未示出)所測 量的充電-放電電流，和由安裝到蓄電池50的溫度傳感器51所測量的蓄電 池溫度Tb。蓄電池ECU 52按照需要通過通信將與蓄電池50的狀態(tài)相關(guān) 的數(shù)據(jù)輸出到混合動(dòng)力電子控制單元70。蓄電池ECU 52根據(jù)由電流傳感 器所測量的累積的充電-放電電流，來計(jì)算蓄電池50的荷電狀態(tài) (SOC)，以用于蓄電池50的控制。
混合動(dòng)力電子控制單元70構(gòu)造成微處理器，其包括CPU 72、存儲(chǔ)處 理程序的ROM 74、暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的RAM 76和未示出的輸入輸出端口在 內(nèi)的微處理器以及未示出的通信端口?；旌蟿?dòng)力電子控制單元70經(jīng)由輸 入端口接收各種輸入來自點(diǎn)火開關(guān)80的點(diǎn)火信號(hào)、來自檢測換檔桿81 當(dāng)前位置的換檔位置傳感器82的換檔位置SP、來自測量加速踏板83的踩 壓量的加速踏板位置傳感器84的加速踏板開度Acc、來自測量制動(dòng)踏板 85的踩壓量的制動(dòng)踏板位置傳感器86的制動(dòng)踏板位置BP、和來自車速傳
感器88的車速V。如上所述，混合動(dòng)力電子控制單元70經(jīng)由通信端口與
發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24、電機(jī)ECU 40和蓄電池ECU 52通信，以向發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 24、電機(jī)ECU 40和蓄電池ECU 52傳輸或從其接收各種控制信號(hào)和數(shù) 據(jù)。
這樣構(gòu)造的本實(shí)施例的混合動(dòng)力車20根據(jù)車速V和加速踏板開度 Acc (其對應(yīng)于駕駛員對加速踏板83的踩壓量)的觀測值，來計(jì)算將被輸 出到用作驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的扭矩要求。發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電機(jī)MGl和 MG2受到操作控制，以向齒圈軸32a輸出與計(jì)算出的扭矩要求相對應(yīng)的所 需動(dòng)力水平。發(fā)動(dòng)機(jī)22以及電機(jī)MGl和MG2的操作控制選擇性地實(shí)現(xiàn) 扭矩轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)模式、充電-放電驅(qū)動(dòng)模式和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式之一。扭矩轉(zhuǎn)換驅(qū) 動(dòng)模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作以輸出等于所需要?jiǎng)恿λ降膭?dòng)力量，同時(shí) 驅(qū)動(dòng)并控制電機(jī)MGl和MG2以使得從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出的全部動(dòng)力由動(dòng)力 分配集成機(jī)構(gòu)30以及電機(jī)MGl和MG2進(jìn)行扭矩轉(zhuǎn)換，并輸出到齒圈軸 32a。充電-放電驅(qū)動(dòng)模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作，以輸出等于所需要?jiǎng)恿λ?平加上對蓄電池50充電所消耗或者蓄電池50放電所提供的電力之和的動(dòng) 力量，同時(shí)驅(qū)動(dòng)并控制電機(jī)MG1和MG2，以使得從發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出并等于 所需要?jiǎng)恿λ降娜炕虿糠謩?dòng)力由動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30以及電機(jī)MG1 和MG2進(jìn)行扭矩轉(zhuǎn)換，并輸出到齒圈軸32a，同時(shí)對蓄電池50充電或放 電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式停止發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作，并驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)MG2輸出等 于所需要?jiǎng)恿λ降膭?dòng)力量到齒圈軸32a。
現(xiàn)在對如上構(gòu)造的本實(shí)施例的混合動(dòng)力車20的操作進(jìn)行說明。圖7 是示出由混合動(dòng)力電子控制單元70執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)控制例程的流程圖。此例 程以預(yù)定時(shí)間(例如，每隔數(shù)毫秒)反復(fù)執(zhí)行。
在執(zhí)行驅(qū)動(dòng)控制例程時(shí)，混合動(dòng)力電子控制單元70的CPU 72首先執(zhí) 行輸入控制所需要的各種數(shù)據(jù)的處理，諸如來自加速踏板位置傳感器84 的加速踏板開度Acc、來自車速傳感器88的車速V、電機(jī)MG1和MG2 的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2 (步驟S100)。在此情況下，對于電機(jī)MG1和MG2 的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2，從旋轉(zhuǎn)位置檢測傳感器43和44所檢測到的電機(jī) MG1和MG2的各個(gè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置計(jì)算得到的轉(zhuǎn)速Nml和Nm2通過通信從電機(jī)ECU 40輸入。
在這樣輸入數(shù)據(jù)后，根據(jù)輸入的加速踏板開度Acc和輸入的車速V， 設(shè)置作為車輛所需扭矩的且待輸出到連接到驅(qū)動(dòng)車輪63a和63b的作為驅(qū) 動(dòng)軸的齒圈軸32a的扭矩要求T產(chǎn)，和發(fā)動(dòng)機(jī)22所需的動(dòng)力需求pf (步驟 S110)。本實(shí)施例中通過如下設(shè)置扭矩要求Tr*:預(yù)先設(shè)定加速器開度 Acc、車輛速度V和扭矩要求T一的關(guān)系，并將其存儲(chǔ)在ROM74中作為扭 矩要求設(shè)置對照圖，并當(dāng)給定加速踏板開度Acc和給定車速V時(shí)，從所存 儲(chǔ)的對照圖獲取相對應(yīng)的扭矩要求Tr*。圖8示出了扭矩要求設(shè)置對照圖 的示例。動(dòng)力需求Pe^^可以計(jì)算為設(shè)定的扭矩要求T"與齒圈軸32a或驅(qū)動(dòng) 軸的轉(zhuǎn)速Nr的乘積、蓄電池50的充電-放電電力需求Pb5^、以及電勢損失 之和。通過將車速V乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)k或者將電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除以減 速齒輪35的傳動(dòng)比Gr，來獲得齒圈軸32的轉(zhuǎn)速Nr。
隨后，將加速器開度Acc與閾值A(chǔ)ref進(jìn)行比較(步驟S120)。在此 情況下，閾值A(chǔ)ref是用于判定操作者是否要求了高扭矩輸出的閾值，例如 可以設(shè)定40%、 50%、 60%等。當(dāng)加速器開度Acc小于閾值A(chǔ)ref時(shí)，判 定沒有要求高扭矩輸出，并通過使用燃料消耗優(yōu)先運(yùn)行線設(shè)定作為輸出動(dòng) 力要求Pe"寸發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)的標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度NW和目標(biāo)扭矩Te*，其中 燃料消耗優(yōu)先運(yùn)行線是用于使發(fā)動(dòng)機(jī)22有效運(yùn)行的制約(步驟S130)， 并且用于使進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT到提前角一側(cè)的開啟和關(guān)閉 正時(shí)提前角命令標(biāo)記F的值設(shè)定為0，(步驟S140)。當(dāng)加速器開度Acc 是閾值A(chǔ)ref或者以上時(shí)，判定要求了高扭矩的輸出，通過高扭矩運(yùn)行線設(shè) 定當(dāng)輸出動(dòng)力要求PeM寸作為發(fā)動(dòng)機(jī)22的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度N^和目 標(biāo)扭矩Te*，其中高扭矩運(yùn)行線是用于與使發(fā)動(dòng)機(jī)22有效運(yùn)轉(zhuǎn)的制約相比 在相同旋轉(zhuǎn)速度下輸出高扭矩的制約(步驟S150)，并且開啟和關(guān)閉正時(shí) 提前角命令標(biāo)記F的值設(shè)定為1 (步驟S160)。圖9示出了燃料消耗優(yōu)先 運(yùn)行線和高扭矩運(yùn)行線的每個(gè)的一個(gè)示例和設(shè)定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne^^和目標(biāo) 扭矩T^的狀態(tài)。如從圖9可以理解到，高扭矩運(yùn)行線是在燃料消耗優(yōu)先 運(yùn)行線的高扭矩一側(cè)。如在附圖中示出，通過燃料消耗優(yōu)先運(yùn)行線或者高 扭矩運(yùn)行線和動(dòng)力要求Pe* (Ne*xTe*)恒定的曲線的交點(diǎn)可以獲得目標(biāo) 旋轉(zhuǎn)速度Ne^^和目標(biāo)扭矩Te* 。
接著，CPU 72根據(jù)以下的式(1)通過使用設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne*、齒 圈軸32a的轉(zhuǎn)速Nr ( 二Nm2/Gr)和動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比p來計(jì) 算電動(dòng)機(jī)MG1的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Nml*，根據(jù)式(2)根據(jù)算出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速 Nm"和當(dāng)前旋轉(zhuǎn)速度Nml來計(jì)算電機(jī)MG1的扭矩命令Tml* (步驟 S170)，根據(jù)式(3)，通過使用扭矩要求Tr*、扭矩命令Tml*、動(dòng)力分 配集成機(jī)構(gòu)30的傳動(dòng)比p和減速齒輪35的傳動(dòng)比Gr，來計(jì)算將從電動(dòng)機(jī) MG2的目標(biāo)命令Tm2* (步驟S180)。此處，式(1)是動(dòng)力分配集成機(jī) 構(gòu)30的旋轉(zhuǎn)元件的力學(xué)關(guān)系表達(dá)式。圖IO是示出動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30中 的各旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩的力學(xué)的共線圖。在附圖中，左邊S-軸線 表示太陽輪31的旋轉(zhuǎn)速度，其等于電機(jī)MG1的轉(zhuǎn)速Nml。 C-軸線表示行 星輪架34的轉(zhuǎn)速，其等于發(fā)動(dòng)機(jī)22的轉(zhuǎn)速Ne。 R軸線表示齒圈32的旋 轉(zhuǎn)速度Nr，其通過將電機(jī)MG2的轉(zhuǎn)速Nm2除以減速齒輪35的傳動(dòng)比Gr 而獲得。R-軸線上的兩個(gè)粗箭頭表示從電動(dòng)機(jī)MG1輸出的扭矩Tml作用 在齒圈軸32a上的扭矩，和從電動(dòng)機(jī)MG2輸出的扭矩Tm2經(jīng)由減速齒輪 35作用在齒圈軸32a上的扭矩。式(1)和式(3)能夠使用共線圖容易推 導(dǎo)出。此外，式(2)是用于以目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度NmP旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)MG1的反 饋控制的關(guān)系表達(dá)式，在式(2)中，右側(cè)的第二項(xiàng)中的"kl"和第三項(xiàng)中的 "k2"分別指比例項(xiàng)增益和積分項(xiàng)增益。
Nml承二Ne承.(l+p)/p—Nm2/(Gr.p) (1) Tml承-前次Tml*+kl(Nml*—Nml)+k2 KNml*-Nml)dt (2) Tm2*= (Tr*+Tml*// ) /Gr (3) 在這樣設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度N^和目標(biāo)扭矩Te*、開啟和關(guān) 閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F和電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的扭矩命令Tm"和 丁1112*之后，發(fā)動(dòng)機(jī)22的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne^^和目標(biāo)扭矩Te*、開啟和關(guān)閉 正時(shí)提前角命令標(biāo)記F傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)ECU24，電動(dòng)機(jī)MG1和MG2的扭矩 命令TmP和Tm2"專輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)ECU40 (步驟S190)，然后完成驅(qū)動(dòng)控 制例程。接收扭矩命令Tm"和Tm2申的電動(dòng)機(jī)ECU40進(jìn)行逆變器41和 42的開關(guān)元件的切換控制，使得由扭矩命令Tm"驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)MGl，由扭矩命令Tm2"區(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)MG2。
接著，將描述當(dāng)設(shè)定目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*、目標(biāo)扭矩T一和開啟和關(guān)閉 正時(shí)提前角命令標(biāo)記F時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作。接收到從混合動(dòng)力電子控 制單元70傳輸?shù)哪繕?biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne*、目標(biāo)扭矩T^和開啟和關(guān)閉正時(shí)提前 角命令標(biāo)記F的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)22中的諸如進(jìn)氣流量控制、燃 料噴射控制、點(diǎn)火控制和進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)控制，使得發(fā)動(dòng)機(jī) 22在由目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度N^和目標(biāo)扭矩T^所表示的運(yùn)行點(diǎn)下工作。在此情 況下，考慮到開啟個(gè)關(guān)閉正時(shí)提前角命令F的值進(jìn)行進(jìn)氣閥128的開啟和 關(guān)閉正時(shí)控制。以下，將描述進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)控制和燃料噴 射控制。將省略對進(jìn)氣流量控制和點(diǎn)火控制的進(jìn)一步的說明，因?yàn)樗鼈儧] 有形成本發(fā)明的核心。
首先，將描述進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)控制。圖11是示出了由 發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24執(zhí)行的開啟和關(guān)閉正時(shí)控制的一個(gè)示例的流程圖。當(dāng)發(fā)動(dòng) 機(jī)ECU24接收從混合動(dòng)力電子控制單元70傳輸來的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度Ne承和 目標(biāo)扭矩T浐時(shí)執(zhí)行該例程。
當(dāng)執(zhí)行開啟和關(guān)閉正時(shí)控制例程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)24的CPU24a將發(fā)動(dòng)機(jī) 22的旋轉(zhuǎn)速度Ne和開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F輸入到其中(步驟 S200)，根據(jù)輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne和開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命 令標(biāo)記F設(shè)定進(jìn)氣閥128的目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)VP^ (步驟S210)，控制 可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150使得進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT變?yōu)槟繕?biāo)開啟 和關(guān)閉正時(shí)VT* (步驟S220)，然后完成開啟和關(guān)閉正時(shí)控制例程。此 處，對于發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne，旋轉(zhuǎn)速度Ne由未示出的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 速度計(jì)算例程根據(jù)來自安裝到曲軸26的曲軸位置傳感器140的信號(hào)計(jì) 算，并寫入RAM24c的預(yù)定地址中，然后讀取和輸入旋轉(zhuǎn)速度Ne。對于 正時(shí)提前角命令標(biāo)記F，通過通信輸入由混合動(dòng)力電子控制單元70設(shè)定的 命令標(biāo)記F。此外，通過預(yù)先設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne、提前角命令 角F和目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)VP之間的關(guān)系來設(shè)定目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí) VT*，并將該關(guān)系存儲(chǔ)為目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)設(shè)定對照圖，當(dāng)給定發(fā)動(dòng)機(jī) 22的旋轉(zhuǎn)速度Ne和開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F時(shí)所存儲(chǔ)的對照圖
獲取相對應(yīng)的目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)VT*。在圖12中示出了目標(biāo)開啟和關(guān)
閉正時(shí)設(shè)定對照圖的一個(gè)示例。如在附圖中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度 越高，且當(dāng)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令F是1時(shí)，就將目標(biāo)開啟和關(guān)閉正 時(shí)VTH殳定成與值為0相比在提前角一側(cè)。前者是考慮到燃料消耗的值， 后者是考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)22輸出高扭矩的值。
接著，將描述燃料噴射控制。圖13是示出了由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24執(zhí)行的 燃料噴射控制例程的一個(gè)示例的流程圖。該例程每隔預(yù)定時(shí)間重復(fù)執(zhí)行。 當(dāng)執(zhí)行燃料噴射控制例程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24的CPU24a首先將來自空氣流 量計(jì)148的進(jìn)氣氣流Qa和來自溫度傳感器134a的催化劑溫度化輸入其中 (步驟S300)，并相對于輸入的進(jìn)氣氣流Qa設(shè)定成為目標(biāo)空燃比的基本 燃料噴射量Qftmp (例如，理論空燃比等)(步驟S310)。
隨后，CPU24a將催化劑溫度與閾值&ref進(jìn)行比較(步驟 S320)。此處，閾值0cref能夠設(shè)定為催化劑溫度的下限或者其附近， 此時(shí)要求增加燃料以抑制凈化器134的三元催化劑的惡化，并根據(jù)三元催 化劑的特性等確定，并且可以使用例如900°C、 920°C、 94(TC等的值?，F(xiàn) 在，考慮比較高的溫度下三元催化劑的狀態(tài)。在此情況下，如果三元催化 劑暴露到稀的大氣中，則催化劑惡化容易提前。因而，待供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)22 的燃料需要增加以冷卻三元催化劑。在步驟S320中催化劑溫度^與閾值 0ref的比較是判定是否需要增加燃料來降低催化劑的溫度的處理。
當(dāng)催化劑溫度是閾值0cref或者更低時(shí)，判定不需要增加燃料來降 低催化劑的溫度0c，值1.0設(shè)定為增加系數(shù)Kf (步驟S330),將基本燃 料噴射量Qftmp、增加系數(shù)Kf (值為1.0)和其它校正系數(shù)(例如，根據(jù) 諸如加速或者減速時(shí)間的過渡時(shí)間的校正系數(shù)、根據(jù)空燃比反饋的校正系 數(shù)等)的乘積設(shè)定為目標(biāo)燃料噴射量Q，(步驟S350)，將燃料噴射閥 126的閥開啟正時(shí)控制成進(jìn)行所設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量Q^的燃料噴射 (步驟S360)，然后燃料噴射控制例程完成。在此情況下，如果為了簡化 不考慮其它校正系數(shù)(非增加系數(shù)Kf的校正系數(shù))，可以將基本燃料噴 射量Qftmp直接設(shè)定為目標(biāo)燃料噴射量QP。
當(dāng)在步驟S320中催化劑溫度高于閾值0cref時(shí)，判定要求增加燃料以降低催化劑溫度0C，并根據(jù)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣流
量Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne設(shè)定增加系數(shù)K (步驟S340)，將基本 燃料噴射量Qftmp、增加系數(shù)Kf和其它校正系數(shù)的乘積設(shè)定為目標(biāo)燃料噴 射量QP (步驟S350)，控制燃料噴射閥126的閥開啟正時(shí)，使得進(jìn)行所 設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量Q，的燃料噴射(步驟S360)，然后完成了燃料噴 射控制例程。此處，對于增加系數(shù)Kf，在本實(shí)施例中，預(yù)先設(shè)定開啟和關(guān) 閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa、發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne和校正 系數(shù)的關(guān)系，并將其作為增加系數(shù)設(shè)定對照圖存儲(chǔ)在ROM24b中，當(dāng)給定 開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度 Ne時(shí)，從所存儲(chǔ)的對照圖中得到相對應(yīng)的增加系數(shù)Kf來設(shè)定增加系數(shù) Kf。圖14示出了增加系數(shù)設(shè)定對照圖的一個(gè)示例。如在附圖中所示，隨 著進(jìn)氣氣流Qa越大，發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne越高，進(jìn)氣閥128的開啟 和關(guān)閉正時(shí)VT靠近提前角一側(cè)，就將增加系數(shù)Kf設(shè)定得趨于越大。這是 由于如下的原因?，F(xiàn)在，考慮催化劑溫度0c高于閾值0cref的情況，可以 想到進(jìn)氣氣流Qa越大，發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度越高，進(jìn)氣閥128的開啟和 關(guān)閉正時(shí)V靠近提前角一側(cè)，發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作狀態(tài)趨于稀的狀態(tài)。如果 在進(jìn)行燃料增加時(shí)不管進(jìn)氣氣流Qa、發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne和進(jìn)氣閥 128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT如何而恒定地增加，使得發(fā)動(dòng)機(jī)22的工作狀態(tài) 不在稀的狀態(tài)，則由于當(dāng)進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne比較 小，進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT沒有這樣提前(當(dāng)開啟和關(guān)閉正時(shí) 提前角命令標(biāo)記F的值為0)，燃料增加超過所需要的造成燃料消耗的惡 化，并且當(dāng)進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne比較大，進(jìn)氣閥128 的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT比較提前時(shí)(當(dāng)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F 的值為1時(shí))，催化劑溫度有時(shí)由于燃料增加不足而不能夠充分地降 低。因而，在本實(shí)施例中，進(jìn)氣氣流Qa越大，發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne 越高，進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT靠近提前角一側(cè)，就將增加系數(shù) Kf設(shè)定成趨于越大。當(dāng)象這樣催化劑溫度0c高于閾值0cref時(shí)，通過考慮 進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne之外還考慮用于設(shè)定進(jìn)氣閥128 的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F來設(shè)定增加系數(shù)Kf，通過使用進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT能夠更適合地設(shè)定目標(biāo) 燃料噴射量QP。
根據(jù)以上所述的實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20，當(dāng)進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān) 閉正時(shí)提前時(shí)，與進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)沒有提前相比，目標(biāo)燃料 噴射量QfH交定得更大，因而，通過反映進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT 能夠更合適地設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量Qf18。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)22能夠更合適地工 作。此外，還通過使用進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne來設(shè)定目 標(biāo)燃料噴射量Qf"S因而，能夠設(shè)定反映進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn) 速度Ne的目標(biāo)燃料噴射量QP 。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，當(dāng)催化劑溫度高于閾值0cref 時(shí)，根據(jù)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的 旋轉(zhuǎn)速度Ne設(shè)定增加系數(shù)Kf，但是可以不使用進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22 的旋轉(zhuǎn)速度Ne中一者或者兩者來設(shè)定增加系數(shù)Kf。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，當(dāng)催化劑溫度6>c高于閾值0cref 時(shí)，根據(jù)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前魚命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的 旋轉(zhuǎn)速度Ne設(shè)定增加系數(shù)Kf，但是可以通過使用進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正 時(shí)VT來代替它們中的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F來設(shè)定增加系數(shù) Kf。此處，對于進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT，可以使用圖11中的開 啟和關(guān)閉正時(shí)控制例程中設(shè)定的目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)VT*。在此情況下， 進(jìn)氣閥128的開啟和關(guān)閉正時(shí)VT在其能夠?qū)崿F(xiàn)的范圍中越靠近提前角一 側(cè)，就將增加系數(shù)Kf設(shè)定成趨于越大。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，當(dāng)催化劑溫度高于閾值0cref 時(shí)，根據(jù)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的 旋轉(zhuǎn)速度Ne設(shè)定增加系數(shù)Kf，并當(dāng)催化劑溫度為閾值化ref或者更低 時(shí)，增加系數(shù)Kf設(shè)定為值l，但是可以不管催化劑溫度&如何而根據(jù)開 啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne 設(shè)定增加系數(shù)Kf。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，通過使用加速器開度Acc設(shè)定開 啟和關(guān)閉正時(shí)提取角命令F，但是可以通過使用例如扭矩要求Tt^而不是 加速器開度Acc來設(shè)定開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，電動(dòng)機(jī)MG2的動(dòng)力由減速齒輪35 改變，并輸出到齒圈軸32a，但是如作為示例的圖15中的修改示例的混合 動(dòng)力車輛120所示，電動(dòng)機(jī)MG2的動(dòng)力可以連接到與齒圈軸32a所連接 的車軸(連接驅(qū)動(dòng)輪63a和63b的車軸)不同的車軸(連接到圖15中的車 輪64a和64b的車軸)。
在本實(shí)施例的混合動(dòng)力車輛20中，發(fā)動(dòng)機(jī)22的動(dòng)力輸出到經(jīng)由動(dòng)力 分配集成機(jī)構(gòu)30連接到驅(qū)動(dòng)輪63a和63b的作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a，但 是如作為示例的圖16的修改示例的混合動(dòng)力車輛220中所示，可以包括 成對轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)230，其具有連接到發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26的內(nèi)轉(zhuǎn)子232和 連接到輸出動(dòng)力到驅(qū)動(dòng)輪63a和63b的驅(qū)動(dòng)軸的外轉(zhuǎn)子234，并將發(fā)動(dòng)機(jī) 22的動(dòng)力的一部分傳遞到驅(qū)動(dòng)軸，并將其余動(dòng)力轉(zhuǎn)換成電力。
此處，將描述實(shí)施例和修改示例中主要元件和在發(fā)明概要中描述的本 發(fā)明的主要元件的對應(yīng)關(guān)系。在實(shí)施例中，能夠改變進(jìn)氣閥128的開啟和 關(guān)閉正時(shí)VT的可變閥正時(shí)機(jī)構(gòu)150對應(yīng)于"開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組"， 噴射汽油的燃料噴射閥126對應(yīng)于"燃料噴射模塊"，當(dāng)催化劑溫度0c高于 閾值0cref時(shí)執(zhí)行以下處理的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24對應(yīng)于"目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模 組"，即根據(jù)開啟和關(guān)閉正時(shí)提前角命令標(biāo)記F、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22 的旋轉(zhuǎn)速度Ne設(shè)定增加系數(shù)Kf，并且根據(jù)相對于進(jìn)氣氣流Qa成為目標(biāo) 空燃比的基本燃料噴射量Qftmp和增加系數(shù)Kf的乘積設(shè)定目標(biāo)燃料噴射 量QP。執(zhí)行以下處理的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU24對應(yīng)于"燃料噴射控制模組"，即控 制燃料噴射閥126的閥開啟正時(shí)，使得進(jìn)行設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量Q，的 燃料噴射。連接到發(fā)動(dòng)機(jī)22的曲軸26和作為驅(qū)動(dòng)軸的齒圈軸32a的動(dòng)力 分配集成機(jī)構(gòu)30以及連接到動(dòng)力分配集成機(jī)構(gòu)30的電動(dòng)機(jī)MG1對應(yīng)于 "旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組"，連接到齒圈軸32a的電動(dòng)機(jī)MG2對應(yīng)于"電動(dòng)機(jī)"。在修 改示例中，當(dāng)催化劑溫度高于閾值0cref時(shí)執(zhí)行以下處理的發(fā)動(dòng)機(jī) ECU24對應(yīng)于"目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組"，即通過使用根據(jù)進(jìn)氣閥128的 開啟和關(guān)閉正時(shí)VT、進(jìn)氣氣流Qa和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne設(shè)定的增加 系數(shù)Kf來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量Qf*。實(shí)施例和修改示例中主要元件和發(fā)明
概要中描述的本發(fā)明的主要元件的對應(yīng)關(guān)系是用于描述執(zhí)行在發(fā)明概要中 描述的本發(fā)明的實(shí)施例得到最佳方式的一個(gè)示例，因而并不限制在發(fā)明概 要中描述的本發(fā)明的元件。即，應(yīng)該根據(jù)發(fā)明概要中的描述來對發(fā)明概要 中描述的本發(fā)明進(jìn)行理解，每個(gè)實(shí)施例僅僅是在發(fā)明概要中描述的本發(fā)明 的具體示例。
只要本發(fā)明包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，由于其能夠進(jìn)行與以上所述實(shí)施例的燃 料噴控制例程相同的控制，本發(fā)明就可以是裝在諸如包括內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的汽 車、車輛、船舶和航空器的移動(dòng)體等上的動(dòng)力輸出設(shè)備和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方 式?；蛘?，本發(fā)明可以是結(jié)合到諸如建設(shè)設(shè)備中的不移動(dòng)體中的動(dòng)力輸出 設(shè)備和內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方式。此外，本發(fā)明可以是這種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的燃料噴 射控制方法和這種動(dòng)力輸出設(shè)備的燃料噴射控制方法的方式。
以上所述的實(shí)施例可以認(rèn)為在所有方面是圖示性的而非限制性的。在 不脫離本發(fā)明主要特征的范圍或者精神的情況下，可以進(jìn)行許多修改、變 化和選擇。本發(fā)明的范圍和精神由權(quán)利要求限制，而不是由以上描述限 制。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其具有能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括燃料噴射模組，其能夠?qū)⑷剂蠂娚涞剿鰞?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸；提前角命令模組，當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，所述提前角命令模組執(zhí)行用于將所述進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前的提前角命令；開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組，其控制所述開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得所述進(jìn)氣閥根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和由所述提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān)閉；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組，其根據(jù)待從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和由所述提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及燃料噴射控制模組，其控制所述燃料噴射模組，使得根據(jù)所述設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還包括排氣凈 化器，所述排氣凈化器包括用于凈化來自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣的催化劑，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是這樣的模組，所述模組在所述 催化劑的溫度高于預(yù)定溫度時(shí)，根據(jù)所述目標(biāo)動(dòng)力和由所述提前角命令模 組執(zhí)行的提前角命令存在與否來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是根據(jù)基本燃料噴射量和校正值 來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量的模組，所述基本燃料噴射量是根據(jù)所述目標(biāo) 動(dòng)力和預(yù)定制約因素來設(shè)定的，所述校正值是根據(jù)由所述提前角命令模組 執(zhí)行的提前角命令存在與否來設(shè)定的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是根據(jù)所述基本燃料噴射量和校 正值的乘積來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量的模組，其中，在所述提前角命令模組執(zhí)行提前角命令時(shí)所設(shè)定的校正值比不執(zhí)行所述提前角命令時(shí)所設(shè)定 的校正值要大。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是通過使用所述校正值來設(shè)定所 述目標(biāo)燃料噴射量的模組，所述校正值是根據(jù)由所述提前角命令模組執(zhí)行 的提前角命令存在與否、所述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度以及所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣氣 流來設(shè)定的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是根據(jù)所述基本燃料噴射量和所 述校正值的乘積來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量的模組，其中，所述內(nèi)燃機(jī)的 所述旋轉(zhuǎn)速度越高，所述內(nèi)燃機(jī)的所述進(jìn)氣氣流越大，設(shè)定的所述校正值就越大c
7. —種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其具有能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括燃料噴射模組，其能夠?qū)⑷剂蠂娚涞剿鰞?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組，其根據(jù)待從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和所述進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及燃料噴射控制模組，其控制所述燃料噴射模組，使得根據(jù)所述設(shè)定的 目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還包括排氣凈化器，所述排氣凈化器包括用于凈化來 自所述內(nèi)燃機(jī)的排氣的催化劑，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是這樣的模組，所述模組在所述 催化劑的溫度高于預(yù)定溫度時(shí)，根據(jù)所述目標(biāo)動(dòng)力和所述進(jìn)氣閥的所述開 啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還包括開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組，所述開啟和關(guān)閉正 時(shí)控制模組控制所述開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得當(dāng)根據(jù)操作者的操作 作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，與當(dāng)沒有作出所述預(yù)定高扭矩要求時(shí)相比，所述進(jìn)氣閥的所述開啟和關(guān)閉正時(shí)處于提前角一側(cè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是根據(jù)基本燃料噴射量和校正值 來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量的模組，所述基本燃料噴射量是根據(jù)所述目標(biāo) 動(dòng)力和預(yù)定制約因素來設(shè)定的，所述校正值是根據(jù)所述進(jìn)氣閥的所述開啟 和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定的。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是根據(jù)所述基本燃料噴射量和校 正值的乘積來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量的模組，其中，所述進(jìn)氣閥的所述 開啟和關(guān)閉正時(shí)在其可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)越靠近提前角一側(cè)，設(shè)定的所述校正 值就越大。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是通過使用所述校正值來設(shè)定所 述目標(biāo)燃料噴射量的模組，所述校正值是根據(jù)所述進(jìn)氣閥的所述開啟和關(guān) 閉正時(shí)、所述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度以及所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣氣流來設(shè)定的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，其中，所述目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組是根據(jù)所述基本燃料噴射量和所 述校正值的乘積來設(shè)定所述目標(biāo)燃料噴射量的模組，其中，所述內(nèi)燃機(jī)的 所述旋轉(zhuǎn)速度越高，所述內(nèi)燃機(jī)的所述進(jìn)氣氣流越大，設(shè)定的所述校正值 就越大。
14. 一種車輛，包括 內(nèi)燃機(jī)；開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，其能夠改變所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和 關(guān)閉正時(shí)；燃料噴射模組，其能夠?qū)⑷剂蠂姷剿鰞?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸； 旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組，其連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，并連接到可相對于所 述輸出軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)并連接到車軸的驅(qū)動(dòng)軸，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組能夠通過電 力的輸入輸出和從所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸輸出驅(qū)動(dòng)力或者將驅(qū)動(dòng)力輸出 到所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸來調(diào)節(jié)所述輸出軸相對于所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速度；電動(dòng)機(jī)，其能夠向所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力并從所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力；提前角命令模組，當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)，所述提前角命令模組執(zhí)行將所述進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前的提前角命令； 開啟和關(guān)閉正時(shí)控制模組，其控制所述開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得所述進(jìn)氣閥根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的所述運(yùn)行狀態(tài)和由所述提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān)閉；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組，其根據(jù)待從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和所述提前角命令模組執(zhí)行的提前角命令存在與否，來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及燃料噴射控制模組，其控制所述燃料噴射模組，使得根據(jù)所述設(shè)定的 目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的車輛，其中，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組是包括三軸式動(dòng)力輸入輸出模組和發(fā)電機(jī)的 模組，所述三軸式動(dòng)力輸入輸出模組連接到以下三根軸，即所述內(nèi)燃機(jī)的 所述輸出軸、所述動(dòng)力軸和第三軸，所述三軸式動(dòng)力輸入輸出模組根據(jù)向 所述三根軸中任何兩根軸輸入的動(dòng)力或者從所述兩根軸輸出的動(dòng)力而向剩 余一根軸輸入動(dòng)力或者從所述剩余一根軸輸出動(dòng)力，所述發(fā)電機(jī)能夠向所 述第三軸輸入動(dòng)力或者從所述第三軸輸出動(dòng)力。
16. —種車輛，包括內(nèi)燃機(jī)；開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，其能夠改變所述內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和 關(guān)閉正時(shí)；燃料噴射模組，其能夠?qū)⑷剂蠂姷剿鰞?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸； 旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組，其連接到所述內(nèi)燃機(jī)的輸出軸，并連接可相對于所述 輸出軸獨(dú)立旋轉(zhuǎn)并連接到車軸的驅(qū)動(dòng)軸，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組能夠通過電力 的輸入和輸出以及向所述輸出軸和所述驅(qū)動(dòng)軸輸入驅(qū)動(dòng)力或者從所述輸出 軸和所述驅(qū)動(dòng)軸輸出驅(qū)動(dòng)力來調(diào)節(jié)所述輸出軸相對于所述驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)速 度；電動(dòng)機(jī)，其能夠向所述驅(qū)動(dòng)軸輸入動(dòng)力，或者從所述驅(qū)動(dòng)軸輸出動(dòng)力；目標(biāo)燃料噴射量設(shè)定模組，其根據(jù)待從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和 所述進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量；以及燃料噴射控制模組，其控制所述燃料噴射模組，使得根據(jù)所述設(shè)定的 目標(biāo)燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的車輛，其中，所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模組是包括三軸式動(dòng)力輸入輸出模組和發(fā)電機(jī)的 模組，所述三軸式動(dòng)力輸入輸出模組連接到以下三根軸，即所述內(nèi)燃機(jī)的 所述輸出軸、所述動(dòng)力軸和第三軸，所述三軸式動(dòng)力輸入輸出模組根據(jù)向 所述三根軸中任何兩根軸輸入的動(dòng)力或者從所述兩根軸輸出的動(dòng)力而向剩 余一根軸輸入動(dòng)力或者從所述剩余一根軸輸出動(dòng)力，所述發(fā)電機(jī)能夠向所 述第三軸輸入動(dòng)力或者從所述第三軸輸出動(dòng)力。
18. —種用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括能夠改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組和能夠?qū)⑷剂蠂娚涞剿鰞?nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的燃料噴射模組，所述方法包括執(zhí)行用于當(dāng)根據(jù)操作者的操作作出預(yù)定高扭矩要求時(shí)將所述進(jìn)氣閥的 開啟和關(guān)閉正時(shí)提前的提前角命令；控制所述開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組，使得所述進(jìn)氣閥根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)和所述提前角命令存在與否，以目標(biāo)開啟和關(guān)閉正時(shí)開啟和關(guān)閉；并且控制所述燃料噴射模組，使得根據(jù)待從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和 所述提前角命令存在與否來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并根據(jù)所述設(shè)定的目標(biāo) 燃料噴射量來進(jìn)行燃料噴射。
19. 一種用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括能夠改變 內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的開啟和關(guān)閉正時(shí)改變模組和能夠?qū)⑷?料噴射到所述內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸的燃料噴射模組，所述方法包括根據(jù)待從所述內(nèi)燃機(jī)輸出的目標(biāo)動(dòng)力和所述進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí) 來設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量，并控制所述燃料噴射模組，以根據(jù)所述設(shè)定的目標(biāo)燃料噴射量進(jìn)行燃料噴射'
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)、動(dòng)力輸出設(shè)備、車輛和用于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的方法。當(dāng)催化劑溫度θc高于閾值θref時(shí)(S320)，隨著進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)提前、進(jìn)氣氣流Qa越大和發(fā)動(dòng)機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度Ne越高，就將增加系數(shù)Kf設(shè)定成趨于越大(S340)，根據(jù)進(jìn)氣氣流Qa設(shè)定的基本燃料噴射量Qftmp和增加系數(shù)Kf的乘積設(shè)定目標(biāo)燃料噴射量Qf^*(S350)，并進(jìn)行設(shè)定的燃料噴射量Qf^*的燃料噴射。
文檔編號(hào)F02D45/00GK101196144SQ20071017034
公開日2008年6月11日 申請日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者杉本仁己 申請人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社