CN103032210A - 电动车辆以及用于内燃机的废气再循环系统的故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动车辆，包括：其中通过节流阀（23a）来控制燃料供应的量的发动机（20），使用发动机（20）的动力来产生电力的发电机（32），将动力输出到驱动轴（35）的电动机（34），将从发动机（20）排出的废气供应到发动机（20）的总管（23）的EGR系统（27），在动力从发动机（20）到驱动轴（35）的传送和不传送之间进行切换的离合器（31b），测量总管（23）在EGR系统（27）将废气供应到总管（23）之前和之后的内压的变化，以及当满足条件时使用所述压力传感器（28）执行EGR系统（27）的故障检测的ECU（100），该条件是选择串行模式且节流阀（23a）的开度是恒定的。

Description

电动车辆以及用于内燃机的废气再循环系统的故障检测方法
相关申请的交叉引用
该申请基于并要求2011年10月4日提交的在先日本专利申请第2011-219965号的优先权的权益，通过引用将其全部内容结合在这里。
技术领域
本发明涉及电动车辆和故障检测方法，在该电动车辆中，通过电力牵引补充来自内燃机的驱动力，该故障检测方法用于该电动车辆使用的内燃机的废气再循环系统。
背景技术
在使用诸如汽油发动机的内燃机作为驱动源的车辆中，已知废气再循环（EGR）系统为用于减少发动机排气中的NOX的装置，在该废气再循环（EGR）系统中，一些发动机废气被再循环到进气系统，以便降低最高燃烧温度并且减少NOX的产生。如果由于发动机气体再循环系统中的故障而没有获得想要的废气再循环的量，那么NOX的排气量可能增加。另一方面，如果废气再循环的量过度地超过想要的量，那么驱动力由于燃烧中的显著恶化而恶化，并且诸如HC、CO以及黑烟的排出的燃烧产物的量可能大大地增加。因此，已知配备有能够检测废气再循环是否被正确地执行的故障检测装置的EGR系统。
在这种故障检测装置中，通过在内燃机运转的同时打开和关闭EGR阀，在打开和关闭之前和之后测量进气总管中的负压中的变化。如果它们的值在预定范围中，那么判定废气再循环是正常的，并且如果它们的值不在预定范围中，那么判定废气再循环是异常的。
当在正常操作期间打开和关闭EGR阀时，扭矩震动由于燃烧波动而出现，因此驱动力恶化。所以，已知一种技术，在该技术中，在减速期间在切断燃料供应的同时执行故障检测，因此与在正常操作期间执行废气再循环系统的故障检测的情况相比，抑制了扭矩震动等等（例如，日本专利申请特开第9-144609号公报）。
近年来，内燃机和电动机作为驱动源被联合使用的电动车辆，亦即，混合动力车辆已经投入实际的使用。在减速期间，通过切断对内燃机的燃料供应并且最终停止内燃机，这种电动车辆可以仅仅通过电动机的动力被驱使。因此，如果在减速期间在切断燃料供应的同时尝试故障检测，那么在完成故障检测之前，停止内燃机的转动。结果，可能有不能确保执行废气再循环系统的故障检测的足够的机会的情况。
为了解决以上描述的问题，已知一种技术，在该技术中，当在减速期间故障检测在切断对内燃机的燃料供应的同时开始时，即使完成燃料供应的切断并且满足用于使内燃机的转动停止的条件，也通过电动机执行内燃机的运转（强迫转动），直到完成预定的故障检测，以便在进气总管中产生负压，从而继续故障检测（例如，日本专利第4274266号公报）。因此，可以确保执行废气再循环系统的故障检测的足够的机会。
发明内容
以上描述的EGR故障检测方法具有以下问题。也就是说，当在内燃机的正常操作期间执行故障检测时，存在扭矩震动出现并且驱动力恶化的问题。此外，在切断燃料供应的同时执行故障检测的情况下，当停止内燃机时，存在故障检测被停止并且故障检测的次数减少的问题。此外，为了不停止故障检测，当该电动机在内燃机已经停止之后使内燃机转动时，存在电池上的能量消耗大的问题。
为此，根据本发明的方面，它的目的是提供一种组合有内燃机和电动机的混合动力车辆；以及用于该混合动力车辆使用的内燃机的废气再循环的故障检测方法，其中，在驱动力没有恶化的情况下，可以对于EGR系统执行适当次数的故障检测，并且可以抑制电池上的能量消耗。
为了解决以上描述的问题并且实现以上描述的目的，如下配置根据本发明的方面的混合动力车辆以及用于内燃机的废气再循环系统的故障检测方法。
本发明的优点将在随后的描述中被阐明，并且一部分将在描述从该描述显而易见，或者可以通过本发明的实践而被获悉。借助于在下文中特别指出的手段和组合可实现和获得本发明的优点。
附图说明
结合在说明书中并构成该说明书一部分的附图说明了本发明的各实施例，并与上面给出的总体说明和下面给出的对实施例的具体说明一起用于说明本发明的原理。
图1是示意地图解根据本发明的实施例的混合动力车辆的结构的图，在根据本发明的实施例的混合动力车辆中，内燃机和电动机被用作驱动源；
图2是图解被结合到相同的混合动力车辆中的EGR系统的结构的图；
图3是图解相同的EGR系统的故障检测的流程的图；以及
图4是用于相同的EGR系统的故障检测的时间图。
具体实施方式
图1是示意地图解根据本发明的实施例的混合动力车辆10（具有组合的内燃机的电动车辆）的结构的图，在根据本发明的实施例的混合动力车辆10中，内燃机和电动机被用作驱动源。图2是图解被结合到相同的混合动力车辆10中的EGR系统27的结构的图。图3是图解结合到相同的混合动力车辆10中的EGR系统27的故障检测的处理流程的图。图4是用于相同的故障检测的时间图。
混合动力车辆10包含车身11。在车身11中，安装了发动机（内燃机）20、前轮驱动部30、后轮驱动部40、高压电池（蓄电池）50、燃料箱60、控制整个车身的ECU（控制器和故障检测控制单元）100等等。
发动机20包含发动机主体21、将外部空气引入到发动机主体21中并且除去灰尘的空气过滤器22、将外部空气从空气过滤器22引导到发动机主体21的总管（进气系统）23、连接到发动机主体21的排气侧的排气管24、设置在经过排气管24的中途的催化剂25、设置在排气管24的出口附近的消音器26、将位于发动机主体21和催化剂25之间的废气再循环到总管23的EGR系统27。
发动机主体21被设置有输出轴21a以便输出驱动力。
如图2中图解的，节流阀23a被布置在总管23的内部，并且通过由控制器100输出的信号来控制它的开度。通过节流阀23a的开度来控制燃料供应。
EGR系统27包含连接到排气管24的EGR管27a、测量总管23内部的压力的压力传感器（压力测量单元）28、以及EGR阀29，EGR阀29根据由控制器100输出的EGR信号被打开和关闭，并且将废气再循环到总管23中。
前轮驱动部30包含连接到输出轴21a的动力分配整合机构31、连接到动力分配整合机构31的输出轴并且使用发动机20的驱动力来产生电力的发电机32、连接到发电机32的输出轴的逆变器33、连接到逆变器33的输出轴和动力分配整合机构31的输入轴的前轮马达（电动机）34、连接到动力分配整合机构31的输出轴并且发动机20或者前轮马达34的驱动力被传送到其的前驱动轴35、和连接到前驱动轴的前轮36。此外，逆变器33被连接到高压电池50。
动力分布整合机构31包含减速机构31a和离合器（驱动力传送单元）31b，离合器31b在动力从发动机20到前驱动轴35的传送和不传送之间进行切换。当通过离合器31b将动力从发动机20传送到前驱动轴35时，选择并行模式。因此，推进力受到从前轮马达34、以下描述的后轮马达42以及发动机20输出的驱动力的影响。另一方面，当切断（不传送）从发动机20到前驱动轴35的动力时，选择串行模式。因此，推进力受到从前轮马达34和以下描述的后轮马达42输出的驱动力的影响。此外，以串行模式执行以下描述的EGR故障检测。
后轮驱动部40包含连接到高压电池50的逆变器41、连接到逆变器41的输出轴的后轮马达42、连接到后轮马达42的输出轴的减速机械43、连接到减速机械43的后驱动轴44、以及连接到后驱动轴44的后轮45。
ECU 100具有控制推进力、蓄电池充电、EGR、EGR故障探测等等的功能。当满足以下检测条件时，执行EGR故障检测。也就是说，当满足混合动力车辆10的推进模式被选择为串行模式（切断从发动机20到前驱动轴35的动力）并且节流阀23a的开度是恒定的条件时，执行检测。对于检测开始条件，诸如发动机主体21的水温、EC负载、充电效率、扭转负载、以及从发动机起动开始经过的时间的各种条件可以被添加。此外，当节流阀23a的开度被设置成为了发电机32产生电力而维持发动机的旋转速率时，可以在产生电力的同时执行故障检测。
作为故障检测的时刻，满足各种以上描述的条件的减速期间被认为是适当的。只要在串行模式中执行低负载推进，就可以通过在任意时间使得节流阀23a的开度恒定来执行EGR故障检测。
在如上所述配置的混合动力车辆10中，根据如图3中图解的处理执行EGR系统27的故障检测。图4图解它的时间图。
混合动力车辆10起动（ST10）。结果，计数器Nm被复位（ST11）。接下来，判定是否选择串行模式（ST12）。如果没有选择串行模式，那么处理返回到ST12。如果选择串行模式，那么判定是否满足开始故障检测的检测条件（ST13）。如果没有满足该检测条件，那么处理返回到ST12。
当满足该检测条件时，EGR故障检测处理开始。首先，测量总管23的压力P1（ST14）。接下来，打开EGR阀29以便将废气引入到总管23中（ST15）。在预定时间之后，测量总管23的压力P2，并且关闭EGR阀29（ST16）。然后，判定压力P1和压力P2之间的差是否小于预定值P0（ST17）。当该差小于预定值P0时，判定EGR系统27没有起作用，并且计数器Nm被加一（ST18）。接下来，判定计数器Nm是否是3（ST19）。如果计数器Nm不是3，那么处理返回到ST12。如果计数器Nm是3，那么判定故障已经出现（ST20），并且EGR故障检测处理结束（ST40）。
在ST17中，当压力P1和压力P2之间的差大于或等于预定值P0时，计数器Nm被复位（ST30），并且判定EGR系统是正常的（ST17）。
如上所述，在根据该实施例的混合动力车辆10中，在发动机20和前轮36彼此分离的状态下，执行故障检测。结果，扭矩震动没有出现，并且驱动力没有恶化。此外，因为在为了燃料供给而使得节流阀23a的开度为恒定的同时执行故障检测，所以可以在不停止检测的情况下在任意时间执行该故障检测。结果，可以执行适当次数的故障检测。此外，因为不需要前轮马达34强迫发动机20转动，所以不会在高压电池50上强加大的能量消耗。
在根据该实施例的混合动力车辆10中，可以在发电机产生电力的同时执行故障检测。
在以上描述的实施例中，混合动力车辆被用作实例，但是可以使用除了诸如列车的自动车之外的车辆。
其他的优点和变形对于本领域技术人员来说将是容易想到的。因此，本发明就其较宽的方面来说不局限于在此显示并描述的具体细节和代表性实施例。因而，可在不背离如所附的权利要求及其等同方案所定义的总发明构思的实质或保护范围的情况下进行种种修改。

Claims (3)

1.一种电动车辆（10），其特征在于，包括：
驱动轴（35），被连接到驱动轮（36，45）；
内燃机（20），在所述内燃机（20）中，通过节流阀（23a）来控制燃料供应的量，而且所述内燃机（20）将动力输出到所述驱动轴（35）；
发电机（32），使用所述内燃机（20）的所述动力来产生电力；
蓄电池（50），蓄积由所述发电机（32）所产生的电力；
电动机（34），由所述发电机（32）或者所述蓄电池（50）所产生的电力驱动，并且将动力输出到所述驱动轴（35）；
废气供应单元（27），将从所述内燃机（20）排出的废气供应到所述内燃机（20）的进气系统（23）；
驱动力传送单元（31b），在动力从所述内燃机（20）到所述驱动轴（35）的传送（31a）和不传送之间进行切换；
压力测量单元（28），测量所述进气系统（23）在所述废气供应单元（27）将所述废气供应到所述进气系统（23）之前和之后的内压的变化；和
故障检测控制单元（100），当满足条件时，使用所述压力测量单元（28）执行所述废气供应单元（27）的故障检测，其中，所述条件是至少所述驱动力传送单元（31b）没有将动力传送到所述驱动轴（35）以及所述节流阀（23a）的开度是恒定的。
2.如权利要求1所述的电动车辆（10），其特征在于，
所述节流阀（23a）的所述开度被设置为，为了使所述发电机（32）产生电力而至少维持所述内燃机（20）的旋转速率。
3.一种用于电动车辆（10）使用的内燃机（20）的废气再循环系统（27）的故障检测方法，其特征在于，所述电动车辆（10）包括：内燃机（20），在所述内燃机（20）中，通过节流阀（23a）来控制燃料供应的量，而且所述内燃机（20）将动力输出到连接到驱动轮（36，45）的驱动轴（35）；发电机（32），使用所述内燃机（20）的所述动力来产生电力；蓄电池（50），蓄积由所述发电机（32）所产生的所述电力；电动机（34），由所述发电机（32）或者所述蓄电池（50）所产生的电力驱动，并且将动力输出到所述驱动轴（35）；废气供应单元（27），将从所述内燃机（20）排出的废气供应到所述内燃机（20）的进气系统（23）；驱动力传送单元（31b），在动力从所述内燃机（20）到所述驱动轴（35）的传送（31a）和不传送之间进行切换，以及压力测量单元（28），测量所述进气系统（23）在所述废气供应单元（27）将所述废气供应到所述进气系统（23）之前和之后的内压的变化；所述方法包括：
判定是否满足条件，所述条件是至少所述驱动力传送单元（31b）没有将动力传送到所述驱动轴（35）并且所述节流阀（23b）的所述开度是恒定的；以及
当在所述判定中满足所述条件时，使用所述压力测量单元（28）执行所述废气供应单元（27）的故障检测。
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