混合動(dòng)力車輛和控制混合動(dòng)力車輛的方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及混合動(dòng)力車輛和控制混合動(dòng)力車輛的方法。在一個(gè)方面中，提供一種混合動(dòng)力車輛（10），其包括：發(fā)動(dòng)機(jī)（12）、構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)車輛的馬達(dá)（22）、空燃比傳感器（131）、和構(gòu)造成根據(jù)車輛所需動(dòng)力而停止和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制單元（90）。該控制單元構(gòu)造成：在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)由空燃比傳感器檢測(cè)到的空燃比與理論空燃比之間的差超過預(yù)定值的情況下，改變使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的車輛所需動(dòng)力的閾值，使得所述差減小。
【專利說明】混合動(dòng)力車輛和控制混合動(dòng)力車輛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及混合動(dòng)力車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在通過發(fā)動(dòng)機(jī)和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力車輛中，執(zhí)行了用于在車輛行駛期間間歇地起動(dòng)和停止發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。如果發(fā)動(dòng)機(jī)間歇地停止，則由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)沉積和滯留在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)上的燃料，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在停止后起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)進(jìn)入不適當(dāng)?shù)幕蛘卟缓闲枰娜紵隣顟B(tài)。因此，已經(jīng)提出在行駛期間對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)間歇地停止的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且隨著間歇停止的次數(shù)增加，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)下次起動(dòng)時(shí)減小燃料噴射量，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間提供適當(dāng)?shù)娜紵隣顟B(tài)(參見，例如，日本特開N0.2011-235769 (JP2011-235769A))。
[0003]在發(fā)動(dòng)機(jī)在車輛所需動(dòng)力超過起動(dòng)判定值時(shí)起動(dòng)并且燃料供給量基于排氣氧傳感器或者空燃比傳感器的信號(hào)而被反饋控制的混合動(dòng)力車輛中，已經(jīng)提出:當(dāng)根據(jù)排氣氧傳感器或者空燃比傳感器確定的反饋量等于或者大于預(yù)定值時(shí)，使起動(dòng)判定值減小并且早于通常起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而早期發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的失效(參見，例如，日本特開N0.2010-052610(JP2010-052610A))。
[0004]如在JP2010-052610A中描述的，廢氣的空燃比通過安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中的空燃比傳感器或類似裝置檢測(cè)，并且指示空燃比的信號(hào)被反饋用于控制燃料噴射量、空氣流量等，使得空氣燃料混合物以理論空燃比燃燒。由于緊在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后含有大量空氣的廢氣散發(fā)，空燃比傳感器輸出指示大的空燃比的(稀狀態(tài))信號(hào)。然后，在空燃比一旦進(jìn)入小于理論空燃比的狀態(tài)(濃狀態(tài))之后，通過利用來自空燃比傳感器的信號(hào)的反饋控制，空燃比逐漸地朝向理論空燃比增加，并且最終被控制為理論空燃比。因此，花費(fèi)從緊在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后的稀狀態(tài)至當(dāng)空燃比變得等于理論空燃比時(shí)的時(shí)刻的一定時(shí)期。
[0005]同時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)混合動(dòng)力車輛中的車輛所需動(dòng)力停止和起動(dòng)，因此如果車輛所需動(dòng)力迅速地改變，例如當(dāng)駕駛員在駕駛員大幅地壓下加速器以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后立即地停止壓下加速器踏板時(shí)，則發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和停止而與穩(wěn)定空燃比所需的時(shí)間無關(guān)。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止后處于空燃比大于理論空燃比的情況(稀狀態(tài))下的廢氣或者處于空燃比小于理論空燃比的情況(濃狀態(tài))下的廢氣滯留在排氣系統(tǒng)中。滯留的稀狀態(tài)的或者濃狀態(tài)的廢氣可能會(huì)使安裝在排氣系統(tǒng)中用于凈化廢氣的催化劑的性能劣化，并且廢氣可能會(huì)不適當(dāng)?shù)貎艋?。而且，如果發(fā)動(dòng)機(jī)下次在空燃比偏離理論空燃比的廢氣在發(fā)動(dòng)機(jī)停止后滯留在排氣系統(tǒng)中的情況下起動(dòng)，則廢氣的空燃比保持偏離理論空燃比的時(shí)期——即，使廢氣的空燃比穩(wěn)定至理論空燃比所花費(fèi)的時(shí)期——延長(zhǎng)，并且因此發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率會(huì)降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種在接近理論空燃比的狀態(tài)下執(zhí)行間歇地起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制的混合動(dòng)力車輛、以及一種控制該混合動(dòng)力車輛的方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，混合動(dòng)力車輛包括:發(fā)動(dòng)機(jī)、構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)車輛的馬達(dá)、空燃比傳感器、以及構(gòu)造成根據(jù)車輛所需動(dòng)力停止和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制單元，該控制單元構(gòu)造成:在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)由空燃比傳感器檢測(cè)到的空燃比與理論空燃比之間的差超過預(yù)定值的情況下，改變使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的車輛所需動(dòng)力的閾值，使得該差減小。
[0008]在本發(fā)明的第一方面，所述控制單元可構(gòu)造成:當(dāng)由空燃比傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)檢測(cè)到的空燃比濃于理論空燃比時(shí)，將閾值設(shè)定為比基準(zhǔn)值大的值。
[0009]在本發(fā)明的第二方面，控制單元可構(gòu)造成:當(dāng)由空燃比傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)檢測(cè)到的空燃比稀于理論空燃比時(shí)，將閾值設(shè)定為比基準(zhǔn)值小的值。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，對(duì)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)車輪的馬達(dá)、和空燃比傳感器的混合動(dòng)力車輛進(jìn)行控制的方法包括:根據(jù)車輛所需動(dòng)力停止和起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；以及在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)由空燃比傳感器檢測(cè)到的空燃比與理論空燃比之間的差超過預(yù)定值時(shí)，改變使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的車輛所需動(dòng)力的閾值，使得該差減小。
[0011]本發(fā)明的第一和第二方面產(chǎn)生了下述效果:能夠使在發(fā)動(dòng)機(jī)間歇起動(dòng)時(shí)的空燃比接近于理論空燃比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)上和工業(yè)上的意義進(jìn)行描述，在附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，并且在附圖中:
[0013]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛的系統(tǒng)的構(gòu)造的系統(tǒng)圖；
[0014]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；
[0015]圖3A、圖3B和圖3C是示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的混合動(dòng)力車輛的車輛所需動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和空燃比的變化的圖示，其中在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的該混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)車輛所需動(dòng)力被間歇地起動(dòng)和停止；
[0016]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛的操作的流程圖；以及
[0017]圖5A、圖5B和圖5C是示出了在本發(fā)明的實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛的車輛中所需動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)速度和空燃比在發(fā)動(dòng)機(jī)被間歇地起動(dòng)和停止時(shí)的變化的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0018]將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛。如在圖1中示出的，混合動(dòng)力車輛10包括發(fā)動(dòng)機(jī)12、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16、第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22、動(dòng)力分配裝置20、以及減速齒輪26、30、31。發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出通過動(dòng)力分配裝置20劃分為兩部分，輸出的一部分傳輸至第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22和車輪,而另一部分傳輸至第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力通過兩個(gè)路徑一即，機(jī)械路徑和電氣路徑一而傳輸至每個(gè)車輪34。
[0019]動(dòng)力分配裝置20包括行星齒輪組，并且以構(gòu)成行星齒輪組的齒輪的比將發(fā)動(dòng)機(jī)12的扭矩分配至動(dòng)力輸出軸19和第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16。行星齒輪組內(nèi)的托架20c的旋轉(zhuǎn)軸通過吸收發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)變動(dòng)的阻尼器裝置14聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)12，并且將發(fā)動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力通過小齒輪20p傳輸至徑向外環(huán)形齒輪20r和徑向內(nèi)太陽齒輪20s。太陽齒輪20s的旋轉(zhuǎn)軸24聯(lián)接至第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16。環(huán)形齒輪20r直接地聯(lián)接至第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子22r。轉(zhuǎn)子22r的旋轉(zhuǎn)軸18直接地聯(lián)接至第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22和動(dòng)力輸出軸19。動(dòng)力輸出軸19布置成通過減速齒輪26、30、31將驅(qū)動(dòng)力傳輸至差速齒輪33。差速齒輪33通過作為車輛驅(qū)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)軸32連接至車輪34。因此，第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的轉(zhuǎn)子22r的旋轉(zhuǎn)通過減速齒輪26、30、31傳輸至驅(qū)動(dòng)軸32和車輪34以驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸32和車輪34。用于控制混合動(dòng)力車輛10的加速的加速器踏板46設(shè)置在混合動(dòng)力車輛10的車室中。
[0020]混合動(dòng)力車輛10設(shè)置有第一逆變器36、第二逆變器37、DC/DC轉(zhuǎn)換器39、用于使電流平滑的電容器35、38。第一逆變器36和第二逆變器37分別地將可充電/可放電的二次電池40的DC電力轉(zhuǎn)換為用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)16、22的AC電力，并且將通過相應(yīng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16、22產(chǎn)生的AC電力轉(zhuǎn)換為用于對(duì)二次電池40充電的AC電力。DC/DC轉(zhuǎn)換器39將二次電池40的電壓升高為用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的電壓，并且將通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓逐步降低為施加至二次電池40的電壓以進(jìn)行充電。第一逆變器36和第二逆變器37通過兩條連接線彼此連接，并且電容器35設(shè)置在這兩條連接線之間。DC/DC轉(zhuǎn)換器39連接至這兩條連接線，并且電容器38和二次電池40與DC/DC轉(zhuǎn)換器39并聯(lián)地連接。
[0021]發(fā)動(dòng)機(jī)12、第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22分別地設(shè)置有用于檢測(cè)其旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度傳感器(rpm)43、44、45。而且，用于檢測(cè)車輛速度的速度傳感器41安裝在混合動(dòng)力車輛10上。速度傳感器41可以通過測(cè)量車輪34的旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)車輛速度，或者可以通過另一種方法檢測(cè)車輛速度。
[0022]混合動(dòng)力車輛10包括控制單元90，該控制單元90設(shè)定發(fā)動(dòng)機(jī)12的輸出、相應(yīng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16、22的旋轉(zhuǎn)速度、和扭矩?？刂茊卧?0是結(jié)合有CPU和諸如存儲(chǔ)器之類的存儲(chǔ)裝置的計(jì)算機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)12、旋轉(zhuǎn)速度傳感器43、44、45、速度傳感器41、第一逆變器36、第二逆變器37、二次電池40和加速器踏板46分別地連接至控制單元90?？刂茊卧?0接收二次電池40的充電狀態(tài)(S0C)、相應(yīng)的傳感器41至45的檢測(cè)信號(hào)、和加速器踏板46的壓下量。發(fā)動(dòng)機(jī)12以及第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的旋轉(zhuǎn)速度和扭矩根據(jù)控制單元90的命令而被控制。
[0023]如在圖2中示出的，混合動(dòng)力車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)12包括內(nèi)燃部120，該內(nèi)燃部120包括氣缸121、在氣缸121中向上和向下移動(dòng)的活塞122、設(shè)置在氣缸121的上部中的進(jìn)氣門127和排氣門128、和設(shè)置在氣缸121的頂部中的火花塞129。發(fā)動(dòng)機(jī)12還包括:進(jìn)氣管123，要被吸進(jìn)至內(nèi)燃部120中的燃料和空氣流動(dòng)通過該進(jìn)氣管；和排氣管130，在內(nèi)燃部120中由空氣燃料混合物的燃燒產(chǎn)生的氣體通過該排氣管130排放?？刂七M(jìn)氣的流量的節(jié)氣門124設(shè)置在該進(jìn)氣管123中。節(jié)氣門124通過致動(dòng)器125驅(qū)動(dòng)(S卩，打開和關(guān)閉)。而且，將燃料噴射至空氣中的燃料噴射裝置126設(shè)置在節(jié)氣門124的下游。通過燃料噴射裝置126噴射的燃料和空氣的混合物從進(jìn)氣門127流動(dòng)至氣缸121中。在氣缸121中燃燒的燃料的廢氣通過排氣門128排放至排氣管130中?；趶U氣中的氧濃度輸出廢氣的空燃比的空燃比傳感器131安裝在排氣管130中。通過除去廢氣中的氮氧化物、一氧化碳等來凈化廢氣的催化劑132設(shè)置在空燃比傳感器131的下游。已經(jīng)穿過催化劑132的廢氣通過排氣管130釋放至大氣中。
[0024]如在圖2中示出的，節(jié)氣門124的致動(dòng)器125、燃料噴射裝置126和空燃比傳感器131連接至控制單元90。控制單元90根據(jù)由空燃比傳感器131獲得的空燃比控制節(jié)氣門124的致動(dòng)器125和燃料噴射裝置126，使得廢氣的空燃比變得等于理論空燃比。[0025]將參照?qǐng)D3A至圖3C對(duì)如以上描述的那樣構(gòu)造的混合動(dòng)力車輛10的根據(jù)相關(guān)技術(shù)的操作進(jìn)行描述。如果駕駛員在混合動(dòng)力車輛10行駛期間在圖3C中指示的時(shí)刻h處壓下圖1中示出的加速器踏板46，則控制單元90根據(jù)加速器踏板46的壓下量和從速度傳感器41獲得的混合動(dòng)力車輛10的車輛速度計(jì)算車輛所需動(dòng)力Pr。車輛所需動(dòng)力Pr根據(jù)由駕駛員進(jìn)行的加速器踏板46的壓下而如由圖3C中的實(shí)線e指示的那樣逐漸地增加。如果車輛所需動(dòng)力Pr在圖3C中指示的時(shí)刻t2處超過預(yù)定閾值Prs，則控制單元90產(chǎn)生命令以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。響應(yīng)于該命令，在圖3A中的時(shí)刻t2處第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16使發(fā)動(dòng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)并且起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。如果發(fā)動(dòng)機(jī)12如由圖3A中的實(shí)線a指示的那樣起動(dòng),則控制單元90增大進(jìn)氣的流量和燃料的流量，從而增大發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度NE。如果發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度變得等于或者高于自轉(zhuǎn)速度一發(fā)動(dòng)機(jī)12以該自轉(zhuǎn)速度能夠自轉(zhuǎn)，則控制單元90隨著車輛所需動(dòng)力Pr的增大而增大燃料噴射量和旋轉(zhuǎn)速度NE。
[0026]圖3B示出了在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)后空燃比隨時(shí)間的變化。在圖3B中，實(shí)線b表示當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12在空燃比基本上等于理論空燃比AFtl的狀態(tài)下起動(dòng)以及在空燃比基本上等于理論空燃比AFtl的狀態(tài)下停止時(shí)獲得的基準(zhǔn)波形。在圖3B中，單點(diǎn)劃線c表示在空燃比偏離至稀側(cè)的狀態(tài)下的空燃比的波形。在圖3B中，虛線d表示在空燃比偏離至濃側(cè)的情況下的空燃比的波形。首先，將參照通過實(shí)線b表示的基準(zhǔn)波形來描述根據(jù)基準(zhǔn)波形的發(fā)動(dòng)機(jī)12的實(shí)際空燃比的變化。
[0027]由于廢氣中的氧濃度在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)后立即地增加，因此，實(shí)際空燃比迅速地在圖3B中的t2至?xí)r刻t3的時(shí)期從理論空燃比AFtl增加，并且到達(dá)初始峰值空燃比AF1,如由圖3B中的實(shí)線b所示?？刂茊卧?0通過利用來自設(shè)置在排氣管130中的空燃比傳感器131的信號(hào)的反饋控制來對(duì)從燃料噴射裝置126噴射的燃料的量和穿過節(jié)氣門124的進(jìn)氣的流量進(jìn)行控制，從而將該實(shí)際空燃比降低至理論空燃比AG。因此，實(shí)際空燃比從初始峰值空燃比AF1減小，并且實(shí)際空燃比在圖3B中的時(shí)刻t4處降低至濃峰值A(chǔ)F2。然后，在實(shí)際空燃比再次增加至大于理論空燃比AFtl的AF3后，如在圖3B中通過實(shí)線b示出的，該實(shí)際空燃比逐漸地降低并且接近該理論空燃比AFtlt5同時(shí)，如果駕駛員減小踏板力度，即，加速器踏板46的壓下量隨時(shí)間的流逝減小，貝U車輛所需動(dòng)力Pr逐漸地減小,如在圖3C中通過實(shí)線e示出的。然后，如果車輛所需動(dòng)力Pr在圖3C中的時(shí)刻t5處變得等于零，則控制單元90產(chǎn)生命令以停止發(fā)動(dòng)機(jī)12。響應(yīng)于該命令，發(fā)動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)速度NE在圖3A中的從時(shí)刻t5至?xí)r刻t6的時(shí)期中迅速地減小，并且發(fā)動(dòng)機(jī)12在圖3A中示出的時(shí)刻t6處停止。如由圖3B中的實(shí)線b示出的，實(shí)際空燃比在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12停止時(shí)的時(shí)刻t6處大約等于理論空燃比AG。
[0028]如果駕駛員在圖3C的時(shí)刻t7處再次壓下加速器踏板46，則車輛所需動(dòng)力Pr再次增加，如由圖3C中的實(shí)線e所示。如果車輛所需動(dòng)力Pr在圖3C中的時(shí)刻t8處再次超過預(yù)定閾值Pr S，則控制單元90產(chǎn)生命令以重新起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)12在圖3C中示出的時(shí)刻t8處被重新起動(dòng)，并且旋轉(zhuǎn)速度NE增大。從圖3B中的時(shí)刻t8之后，實(shí)際空燃比再次增大至大約等于初始峰值空燃比AF1的點(diǎn)，然后在時(shí)刻t1(l處降低至濃峰值A(chǔ)F4，并且然后在波動(dòng)的同時(shí)逐漸地接近理論空燃比AFtl，如在從時(shí)刻t2至?xí)r刻t6的時(shí)期中那樣。
[0029]接著，將對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)之后，實(shí)際空燃比偏離至濃側(cè)一即，理論實(shí)際空燃比AF0的較小側(cè)一的情況進(jìn)行描述。如果發(fā)動(dòng)機(jī)12重復(fù)間歇的停止和起動(dòng)，則發(fā)動(dòng)機(jī)12在過大量的燃料沉積在圖2中示出的進(jìn)氣管123的位于燃料噴射裝置126的下游的部分的內(nèi)表面上的狀態(tài)下可能會(huì)停止。在該情況下，如由圖3B中的虛線d示出的，在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)后，由于所沉積的過大量的燃料的影響，在圖3B的時(shí)刻t4處出現(xiàn)的濃峰值減小至小于在由實(shí)線b示出的基準(zhǔn)波形情況下的AF2 ;因此，實(shí)際空燃比在其小于(或者濃于)基準(zhǔn)波形的實(shí)際空燃比的狀態(tài)下變化。然后，在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止時(shí)的時(shí)刻t6處，實(shí)際空燃比可能會(huì)變得等于AF4,AF4小于通過使理論空燃比AFtl加上濃/富偏容許值g(負(fù)值)獲得的空燃比(AFfg)。由于g是負(fù)值，因此(AFfg)小于AG。然后，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止之后，偏離至濃側(cè)的這種狀態(tài)仍然持續(xù)；因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)12在偏離至濃側(cè)的狀態(tài)下停止，則發(fā)動(dòng)機(jī)12在小于(AFfg)的實(shí)際空燃比偏離至濃側(cè)的狀態(tài)下重新起動(dòng)。在該情況下，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)12重新起動(dòng)之后，實(shí)際空燃比仍然保持小于由實(shí)線b表示的基準(zhǔn)波形的實(shí)際空燃比，如由圖3B中的虛線d所示出的。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃燒效率降低，并且廢氣的特性偏離于或者區(qū)別于其典型特性，從而導(dǎo)致了圖2中示出的催化劑132的性能的劣化。
[0030]接著，將對(duì)在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)后，實(shí)際空燃比偏離至稀側(cè)一即，理論空燃比AFtl的較大側(cè)——的情況進(jìn)行描述。當(dāng)在緊接著發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)之后發(fā)動(dòng)機(jī)12從僅需要發(fā)動(dòng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)模式過渡至用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)扭矩或動(dòng)力的起動(dòng)模式時(shí)，或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止了較長(zhǎng)一段時(shí)期后重新起動(dòng)時(shí)，實(shí)際空燃比趨向于大于通過對(duì)理論空燃比AFtl加上稀/貧偏容許值f獲得的空燃比(AFff )，如由圖3B中的單點(diǎn)劃線c示出的。在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止的時(shí)刻t6處，實(shí)際空燃比可能會(huì)等于AF5, AF5大于通過將稀偏容許值f加到理論空燃比AFtl所獲得的空燃比(AFff )。由于f是正值，因此(AFff)大于AFm然后，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止之后，偏離至稀側(cè)的這種狀態(tài)仍然持續(xù)；因此，如果發(fā)動(dòng)機(jī)12在偏離至稀側(cè)的情況下停止，則發(fā)動(dòng)機(jī)12在大于(AFff)的實(shí)際空燃比偏離至稀側(cè)的狀態(tài)下重新起動(dòng)。在該情況下，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)12重新起動(dòng)之后，實(shí)際空燃比仍然保持大于由實(shí)線b示出的基準(zhǔn)波形的實(shí)際空燃比，如由圖3B中的單點(diǎn)劃線c所示出的。因此，如偏離至濃側(cè)的情況那樣，發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃燒效率降低，并且廢氣的特性偏離于或者區(qū)別于其典型特性，從而導(dǎo)致了圖2中示出的催化劑132的性能的劣化。
[0031]接著，將參照?qǐng)D4、圖5A、圖5B和圖5C對(duì)根據(jù)本實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛10的操作進(jìn)行描述。如以上參照?qǐng)D3C描述的，如果駕駛員在圖5C的時(shí)刻tn處壓下加速器踏板46，則車輛所需動(dòng)力Pr增加。如果混合動(dòng)力車輛所需動(dòng)力Pr在圖5C的時(shí)刻t12處超過發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需動(dòng)力基準(zhǔn)閾值Prsci,則控制單元90產(chǎn)生命令，以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12,如在圖4的步驟SlOl中示出的。響應(yīng)于該命令，發(fā)動(dòng)機(jī)12在圖5A中的時(shí)刻t12處起動(dòng)，并且其旋轉(zhuǎn)速度NE增加，如由圖5A中的實(shí)線a示出的。控制單元90獲得圖2中示出的空燃比傳感器131的信號(hào)，如在圖4的步驟S102中示出的，并且將由空燃比傳感器131獲得的空燃比以及獲得空燃比的時(shí)刻作為實(shí)際空燃比波形存儲(chǔ)在控制單元90的存儲(chǔ)器中，如在圖4的步驟S103中示出的。然后，如果駕駛員減小踏板力度從而減小加速器踏板46的壓下量，則車輛所需動(dòng)力Pr在圖5C的時(shí)刻t15處變得等于零，并且發(fā)動(dòng)機(jī)12在圖5C中時(shí)刻t16處停止。如在圖4的步驟S104中示出的，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止之后，控制單元90仍保持將實(shí)際空燃比存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在正常情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)之后，根據(jù)由圖5B中的實(shí)線b示出的基準(zhǔn)波形，實(shí)際空燃比一度增加直到時(shí)刻t13為止，然后下降直到其在時(shí)刻tl4處到達(dá)濃峰值為止，并且之后被控制朝向理論空燃比AG。在空燃比偏離至濃側(cè)的情況下，實(shí)際空燃比保持在其小于通過實(shí)線b表示的基準(zhǔn)波形的實(shí)際空燃比的狀態(tài)中，如圖5B中的虛線q所示。在實(shí)際空燃比偏離至稀側(cè)的情況下，實(shí)際空燃比保持在其大于通過實(shí)線b表示的基準(zhǔn)波形的實(shí)際空燃比的狀態(tài)中，如圖5B中的單點(diǎn)劃線p所示。
[0032]如在圖4的步驟S105中示出的，如果加速器踏板46在圖5C中的、發(fā)動(dòng)機(jī)12停止的時(shí)刻t16之后再次被壓下，控制單元90判定車輛所需動(dòng)力增加，并且發(fā)動(dòng)機(jī)12將被重新起動(dòng)。然后，如在圖4的步驟S106中所示出的，控制單元90停止從空燃比傳感器131獲得空燃比以及將實(shí)際空燃比存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并且讀取存儲(chǔ)在控制單元90的存儲(chǔ)器中的實(shí)際空燃比波形。然后，如在圖4的步驟S107中示出的，如果將通過對(duì)理論空氣比AFtl加上濃偏容許值g獲得的值(AFfg)與在圖5B的中的、在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止的時(shí)刻t16處檢測(cè)到的實(shí)際空燃比進(jìn)行比較。由于g是負(fù)值，如上所解釋的，(AFfg)小于AG。然后，如在圖4的步驟S107中所示出的，如果通過對(duì)理論空燃比AFtl加上濃偏容許值g得到的值(AFfg)大于實(shí)際空燃比(即，如果該空燃比小于通過對(duì)理論空燃比AFtl加上濃偏容許值g獲得的值)，即，如果在圖5B中示出的虛線q位于(AFtl- (g的絕對(duì)值))下方或者在其濃側(cè)，則發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)所基于的車輛所需動(dòng)力的閾值升高(增加)至濃側(cè)閾值Prs1，該濃側(cè)閾值Prs1大于正常情況下用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需動(dòng)力基準(zhǔn)閾值Prsci,如在圖4的步驟S108示出的。
[0033]如果駕駛員以更大程度壓下加速器踏板46，則控制單元90預(yù)測(cè)車輛所需動(dòng)力Pr迅速地增加，如由圖5C中的從時(shí)刻t17至?xí)r刻t24的虛線s示出的，但是當(dāng)車輛所需動(dòng)力Pr在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需動(dòng)力基準(zhǔn)閾值Prstl與濃側(cè)閾值Prs1之間時(shí)不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。在此期間，所需動(dòng)力通過增加圖1中不出的第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的輸出來補(bǔ)充。然后，當(dāng)車輛所需動(dòng)力Pr超過濃側(cè)閾值Prs1時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)。以此方式，能夠減小當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12重新起動(dòng)時(shí)噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)12中的燃料的量。因此，能夠校正實(shí)際空燃比的濃側(cè)偏離(燃料過量)，并且能夠使實(shí)際空燃比接近理論空燃比AG。而且，當(dāng)駕駛員需要更大的動(dòng)力時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12最終需要旋轉(zhuǎn)更長(zhǎng)一段時(shí)期；因此，如由圖5A中的虛線u示出的，在發(fā)動(dòng)機(jī)12的在時(shí)刻t18與時(shí)刻t27之間的起動(dòng)時(shí)期變得比當(dāng)實(shí)際空燃比根據(jù)通過實(shí)線b示出的基準(zhǔn)波形變化時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)所需的從時(shí)刻t18至?xí)r刻t26的時(shí)期更長(zhǎng)。因此，能夠確保一段足以使實(shí)際空燃比穩(wěn)定至理論空燃比AFtl的時(shí)間，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12下次停止時(shí)實(shí)際空燃比較不可能或者極不可能從理論空燃比AFtl偏離。
[0034]在圖4的步驟S107中，如果通過對(duì)理論空燃比AFtl加上濃偏容許值g獲得的值(AFJg)不大于實(shí)際空燃比(S卩，如果該實(shí)際空燃比不小于通過對(duì)理論空燃比AFcJP上濃偏容許值g獲得的值)，即，如果圖5B中示出的虛線q位于(AFtl- (g的絕對(duì)值))上或者上方，則控制單元90對(duì)通過對(duì)理論空燃比AFtl加上稀偏容許值f獲得的值(AFff)與在圖5中的、發(fā)動(dòng)機(jī)12停止的時(shí)刻t16處檢測(cè)到的實(shí)際空燃比進(jìn)行比較，如在圖4的步驟S109中示出的。由于f是正值，如以上解釋的，因此(AFJf)大于AFm然后，如在圖4的步驟S109中指示的，如果通過對(duì)理論空燃比AFtl加上稀偏容許值f獲得的值(AFff)小于實(shí)際空燃比(即，如果該實(shí)際空燃比大于通過對(duì)理論空燃比AFtl加上濃偏容許值f獲得的值)，即，如果在圖5B中示出的單點(diǎn)劃線p位于(AFci+ Cf的絕對(duì)值))稀側(cè)的上方或者上,則發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)所基于的車輛所需動(dòng)力的閾值減小至小于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需動(dòng)力基準(zhǔn)閾值PrsO的稀側(cè)閾值Prs2，如在圖4的步驟SllO中指示的。
[0035]然后，如果駕駛員僅以小程度壓下加速器踏板46，S卩，如由圖5C中的從時(shí)刻t17至?xí)r刻t22的單點(diǎn)劃線r示出的,緊接著車輛所需動(dòng)力Pr超過小于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需動(dòng)力基準(zhǔn)閾值Prstl的稀側(cè)閾值Prs2之后，發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)。即，即使駕駛員需要的動(dòng)力是如此小以致于發(fā)動(dòng)機(jī)12在短時(shí)期后可能會(huì)停止，所需動(dòng)力也不是通過增加第一電動(dòng)發(fā)電機(jī)16和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22的輸出而是通過起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12來補(bǔ)充，使得噴射至發(fā)動(dòng)機(jī)12中的燃料的量增加，并且實(shí)際空燃比被朝向濃側(cè)導(dǎo)引。因此，能夠校正空燃比的稀側(cè)偏離(燃料短缺)，并且能夠使得實(shí)際空燃比接近理論空燃比AG。
[0036]當(dāng)通過對(duì)理論空燃比AFtl加上濃偏容許值g獲得的值(AFfg)不大于實(shí)際空燃比，并且通過對(duì)理論空燃比AFtl加上稀偏容許值f得到的值(AFff )不小于實(shí)際空燃比時(shí)，即，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)12停止時(shí)的時(shí)刻t16處檢測(cè)到的實(shí)際空燃比在圖5B中的(AFtl+ Cf的絕對(duì)值))與(AFtl- (g的絕對(duì)值))之間時(shí)，控制單元90判定該實(shí)際空燃比在稀側(cè)容許值與濃側(cè)容許值之間的范圍內(nèi)，并且不改變發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)所基于的車輛所需動(dòng)力的閾值，如在圖4的步驟Slll示出的。
[0037]如以上解釋的，本實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛10改變了在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)緊之前，或者在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)12停止后壓下加速器踏板46時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)所基于的車輛所需動(dòng)力的閾值，從而使實(shí)際空燃比在發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)之后接近理論空燃比AFtl,并且抑制發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃燒效率的降低。另外，本實(shí)施方式的混合動(dòng)力車輛10能夠使廢氣的特性保持于正常狀態(tài)，從而抑制催化劑132的性能的劣化。
[0038]在以上描述的實(shí)施方式中，如在圖1中示出的，本發(fā)明應(yīng)用于下述混合動(dòng)力車輛10:在該混合動(dòng)力車輛10中，發(fā)動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力通過動(dòng)力分配裝置20劃分并且分配至第一和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)16、22，并且發(fā)動(dòng)機(jī)12和第二電動(dòng)發(fā)電機(jī)22兩者的輸出都用于驅(qū)動(dòng)車輪34。然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用于下述混合動(dòng)力車輛10:在該混合動(dòng)力車輛10中，發(fā)動(dòng)機(jī)12在車輛的行駛期間以區(qū)別于如圖1中示出的實(shí)施方式的方式間歇地起動(dòng)和停止。例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于下述串接式混合動(dòng)力車輛:在該串接式混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)12僅用于產(chǎn)生電力，并且馬達(dá)僅用于驅(qū)動(dòng)車輪和再生。本發(fā)明還可以應(yīng)用于下述并接式混合動(dòng)力車輛:在該并接式混合動(dòng)力車輛中，發(fā)動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪并同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)移至馬達(dá)并且用于運(yùn)行車輛。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力車輛(10)，包括: 發(fā)動(dòng)機(jī)(12)； 馬達(dá)(22)，所述馬達(dá)(22)構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述車輛； 空燃比傳感器(131);以及 控制單元(90),所述控制單元(90)構(gòu)造成根據(jù)車輛所需動(dòng)力停止和起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)， 所述控制單元構(gòu)造成:在當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)由所述空燃比傳感器檢測(cè)到的空燃比與理論空燃比之間的差超過預(yù)定值的情況下，改變使所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的所述車輛所需動(dòng)力的閾值，使得所述差減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力車輛，其中，所述控制單元構(gòu)造成:當(dāng)由所述空燃比傳感器在所述發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)檢測(cè)到的空燃比濃于所述理論空燃比時(shí)，將所述閾值設(shè)定為比基準(zhǔn)值大的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力車輛，其中，所述控制單元構(gòu)造成:當(dāng)由所述空燃比傳感器在所述發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)檢測(cè)到的空燃比稀于所述理論空燃比時(shí)，將所述閾值設(shè)定為比基準(zhǔn)值小的值。
4.一種控制混合動(dòng)力車輛(10)的方法，所述混合動(dòng)力車輛(10)包括發(fā)動(dòng)機(jī)(12)、構(gòu)造成驅(qū)動(dòng)所述車輛的馬達(dá)(22)、以及空燃比傳感器(131)，所述方法包括: 根據(jù)車輛所需動(dòng)力停止和起動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)；以及 在當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)由所述空燃比傳感器檢測(cè)到的空燃比與理論空燃比之間的差超過預(yù)定值的情況下，改變使所述發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的所述車輛所需動(dòng)力的閾值，使得所述差減小。
【文檔編號(hào)】F02D29/02GK103726939SQ201310467523
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月11日
【發(fā)明者】盡田祐介 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社