CN105317576A - 用于内燃机的控制设备 - Google Patents

用于内燃机的控制设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105317576A
CN105317576A CN201510358146.8A CN201510358146A CN105317576A CN 105317576 A CN105317576 A CN 105317576A CN 201510358146 A CN201510358146 A CN 201510358146A CN 105317576 A CN105317576 A CN 105317576A
Authority
CN
China
Prior art keywords
combustion
combustion engine
internal
torque
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510358146.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105317576B (zh
Inventor
菅野善仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN105317576A publication Critical patent/CN105317576A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105317576B publication Critical patent/CN105317576B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/02—Details of the control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/11—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand using model predictive control [MPC] strategies, i.e. control methods based on models predicting performance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/10—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration
    • F02D41/107—Introducing corrections for particular operating conditions for acceleration and deceleration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3011—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion
    • F02D41/3064—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes
    • F02D41/307—Controlling fuel injection according to or using specific or several modes of combustion with special control during transition between modes to avoid torque shocks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/045—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions combined with electronic control of other engine functions, e.g. fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing
    • F02P5/1502—Digital data processing using one central computing unit
    • F02P5/1504—Digital data processing using one central computing unit with particular means during a transient phase, e.g. acceleration, deceleration, gear change
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/20—Reducing vibrations in the driveline
    • B60W2030/206—Reducing vibrations in the driveline related or induced by the engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0616—Position of fuel or air injector
    • B60W2710/0622—Air-fuel ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/101—Engine speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/50—Input parameters for engine control said parameters being related to the vehicle or its components
    • F02D2200/501—Vehicle speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/24—Control of the engine output torque by using an external load, e.g. a generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045—Detection of accelerating or decelerating state
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

提供了一种用于内燃机(3)的控制设备。所述控制设备包括电子控制单元。电子控制单元(30)构造成在内燃机(3)的运转点满足由内燃机(3)的转速和转矩所限定的第一转换条件时，以阶梯式的方式改变内燃机(3)的空燃比，以便使内燃机(3)的燃烧模式在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间进行转换。所述第一转换条件由与预定进气量相对应的转速和转矩限定，在所述预定进气量，能够在转换燃烧模式之前和之后保持内燃机(3)的热效率。

Description

用于内燃机的控制设备
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机的控制设备，所述控制设备应用于能够在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间转换燃烧模式的内燃机。
背景技术
已知一种稀薄燃烧发动机，在所述稀薄燃烧发动机中，能够以这样的目标空燃比执行稀薄燃烧，所述目标空燃比被设定在比理论空燃比更稀薄的一侧。在稀薄燃烧发动机中，在加速时、在低转速和低负荷等时执行理论配比燃烧。在理论配比燃烧的情况下，内燃机以理论空燃比(其位于比稀薄燃烧的目标空燃比更浓的一侧)、或以邻近理论空燃比的目标空燃比执行燃烧。由于在加速时无法通过稀薄燃烧来确保充足的发动机转矩、并且由于在低转速和低负荷时催化剂的温度有可能会下降，因此内燃机转换至理论配比燃烧。
作为应用于这种内燃机的控制设备，已知一种在燃烧模式需要从理论配比燃烧转换至稀薄燃烧时执行下述程序的设备(日本专利申请公报No.2008-121511(JP2008-121511A))。当做出将燃烧模式从理论配比燃烧转换至稀薄燃烧的请求时，该控制设备通过增大节流阀的开度而增大进气量，增大燃料喷射量，并通过延迟点火正时来抑制因这些增大而导致的发动机转矩的增大。然后，控制设备通过在经过预定时间之后将点火正时提前、以对应于运转状态的方式控制点火正时并减小燃料喷射量，将燃烧模式从理论配比燃烧转换至稀薄燃烧。另外，日本专利申请公报No.2000-161098(JP2000-161098A)被视作与本发明相关的技术。
日本专利申请公报No.2008-121511(JP2008-121511A)的控制设备考虑到当在转换燃烧模式期间将空燃比保持等于中间空燃比时废气排放特性恶化的事实，通过以阶梯式的方式改变空燃比来阻止空燃比保持等于中间空燃比，所述中间空燃比处于理论配比燃烧的目标空燃比和稀薄燃烧的目标空燃比之间。为了以这种阶梯式的方式改变空燃比，控制设备在转换燃烧模式之后将进气量控制为目标空燃比所需的进气量，然后在短时间内改变燃料喷射量。由于控制进气量而导致的发动机的转矩波动通过控制点火正时来抑制。
发明内容
然而，对于日本专利申请公报No.2008-121511(JP2008-121511A)的控制设备，热效率可能在转换燃烧模式之前和之后恶化，并且存在提高转换之前和之后的热效率的空间。另外，在控制进气量时存在响应延迟。因此，燃烧模式可能被频繁地转换。例如，在增大进气量以向稀薄燃烧转换时，由于转换请求转变至理论配比燃烧，所以需要再次减小进气量。
本发明提供了一种用于内燃机的控制设备，所述控制设备在转换燃烧模式时抑制内燃机的热效率恶化，并且抑制转换燃烧模式的过程中的响应延迟。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于内燃机的控制设备。内燃机包括转矩抑制装置，所述转矩抑制装置构造成调节输出部的输出转矩，内燃机的转矩被传递到所述输出部。所述控制设备包括电子控制单元(ECU)。ECU构造成在内燃机的运转点满足第一转换条件时以阶梯式的方式改变内燃机的空燃比，以便使内燃机的燃烧模式在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间转换，所述第一转换条件由内燃机的转速和转矩限定。第一转换条件由与预定进气量相对应的转速和转矩限定，在所述预定进气量，能够在转换燃烧模式之前和之后保持内燃机的热效率。ECU构造成在转换燃烧模式的过程中控制转矩抑制装置，使得转矩抑制装置抑制由于空燃比以阶梯式的方式变化而产生的内燃机的转矩波动。
根据该控制设备，根据第一转换条件转换燃烧模式，所述第一转换条件基于预定进气量进行设定，在预定进气量，能够在转换燃烧模式之前和之后保持内燃机的热效率。因此，能够抑制转换燃烧模式之后的内燃机的热效率恶化。另外，在转换燃烧模式的过程中，通过控制燃料喷射量来使空燃比以阶梯式的方式变化。因此，与控制进气量的情况相比，能够抑制在转换燃烧模式过程中的响应延迟。顺便提及，保持热效率意味着在切换燃烧模式之后，热效率没有恶化超过允许范围。因此，保持热效率包括转换燃烧模式之前的热效率与转换燃烧模式之后的热效率彼此相等的情况，并且包括这些热效率被限制在允许范围内的情况。
在本发明的前述方面中，转矩抑制装置可包括电动发电机，所述电动发电机将电动机转矩传递至输出部。ECU可以构造成执行电动发电机的电力运行控制或再生控制，使得电动发电机抑制内燃机的转矩波动。根据本发明的这个方面，当发动机转矩已经由于切换燃烧模式而增大时，能够通过电动发电机的再生控制来吸收发动机转矩的增大。当发动机转矩已经由于转换燃烧模式而降低时，能够通过电动发电机的电力运行控制来补偿发动机转矩的不足。因此，在转换燃烧模式期间能够适当地保持内燃机的输出部的转矩。
在本发明的前述方面中，内燃机可以包括进气量调节装置，所述进气量调节装置构造成调节吸入到内燃机中的进气量。转矩抑制装置可以构造成调节内燃机的点火正时，使得转矩抑制装置调节输出部的转矩。ECU构造成在根据加速内燃机的请求或减速内燃机的请求确定的内燃机的运转点不满足第一转换条件时，基于由内燃机的转速和转矩限定的第二转换条件来判定是否需要转换燃烧模式。第二转换条件可以设定为由内燃机的转速和转矩限定的执行稀薄燃烧的区域和执行理论配比燃烧的区域。ECU可以构造成在判定需要转换燃烧模式时，控制进气量调节装置，使得进气量调节装置致使进气量等于燃烧模式转换之后的目标空燃比所需的进气量。ECU可以构造成在判定需要转换燃烧模式时，改变内燃机的空燃比，以便使内燃机的燃烧模式在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间转换。ECU可以构造成在转换燃烧模式的过程中调节点火正时，使得转矩抑制装置抑制由于进气量被控制而产生的内燃机的转矩波动。
如上所述，对于根据本发明的前述方面的用于内燃机的控制设备，根据第一转换条件转换燃烧模式，所述第一转换条件基于预定进气量设定，在所述预定进气量，能够在转换燃烧模式之前和之后保持内燃机的热效率。因此，能够抑制内燃机的热效率在转换燃烧模式之后恶化。另外，在转换燃烧模式的过程中，通过改变燃料喷射量来以阶梯式的方式改变空燃比。因此，与控制进气量的情况相比，能够抑制转换燃烧模式过程中的响应延迟。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术重要性和工业重要性，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
图1为显示了混合动力车辆的总体构造的概要的视图，其中所述混合动力车辆安装有应用了根据本发明的实施例的控制设备的内燃机；
图2为显示了控制内容的说明图；
图3为显示了关于理论配比燃烧和稀薄燃烧中的每一个的进气量与热效率之间的关系的视图；
图4为显示了用于每个发动机转速的预定进气量的视图；
图5为显示了根据对比示例的控制结果的一个示例的时间图；
图6为显示了根据本发明的当前实施例的控制结果的一个示例的时间图；
图7为显示了根据本发明的当前实施例的控制流程的一个示例的流程图；和
图8是作为图7的延续的流程图。
具体实施方式
如图1所示，车辆1构造为具有多个动力源的组合的混合动力车辆。车辆1装备有作为行驶动力源的内燃机3和两个电动发电机4和5。内燃机3是装备有四个气缸10的直列四缸火花点火内燃机。内燃机3构造成所谓的稀薄燃烧发动机，并且能够在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间转换燃烧模式。稀薄燃烧是这样的燃烧模式，在所述燃烧模式中，被设定在比理论空燃比更稀薄的一侧上的空燃比被视作是目标值。理论配比燃烧是这样的燃烧模式，在所述燃烧模式中，位于比稀薄燃烧的空燃比更浓的一侧上的理论空燃比或该理论空燃比附近的空燃比被视作目标值。
进气通路11和排气通路12连接至内燃机3的各个气缸10。进气通路11设置有用于过滤空气的空气滤清器13、能够调节进气量的节流阀14。排气通路12设置有输出与内燃机3的空燃比(A/F)相对应的信号的A/F传感器15。另外，排气通路12设置有NOx催化剂16，所述NOx催化剂净化排气中的有害成分。NOx催化剂16是众所周知的吸藏还原型(occlusionreductiontype)NOx催化剂。NOx催化剂16设置有温度传感器18，以检测NOx催化剂16的温度。
内燃机3和第一电动发电机4连接至动力分配机构6。内燃机3的发动机转矩经由动力分配机构6传递至作为输出部的输出齿轮20。输出齿轮20和第二电动发电机5彼此联接，并且彼此一体地旋转。第二电动发电机5的电动机转矩传递至输出齿轮20。输出齿轮20的转矩经由减速器21和差动齿轮22传递至驱动轮23。第一电动发电机4具有定子4a和转子4b。第一电动发电机4用作在接收到由动力分配机构6分配的内燃机3的动力时产生电流的发电机，并且还用作由交流电力驱动的电动机。同样地，第二电动发电机5具有定子5a和转子5b，并且用作电动机和发电机。各个电动发电机4和5经由电动机控制装置25连接至电池26。电动机控制装置25将由电动发电机4和5中的每一个产生的电力转换成直流电力、将所述直流电力储存到电池26中、将电池26的电力转换成交流电力、并将交流电力供给至电动发电机4和5中的每一个。
动力分配机构6构造为单个小齿轮型行星齿轮机构。动力分配机构6具有太阳轮S、齿圈R、和行星齿轮架C，所述行星齿轮架C保持与这些齿轮S和齿圈R啮合的小齿轮P，使得小齿轮P能够围绕自身和围绕行星齿轮架C旋转。太阳轮S联接至第一电动发电机4的转子4b，齿圈R联接至输出齿轮20，并且行星齿轮架C联接至内燃机3的曲轴7。顺便提及，阻尼器8插置在曲轴7和行星齿轮架C之间。阻尼器8吸收内燃机3的振动。
通过电子控制单元(ECU)30执行对车辆1的控制。ECU30执行用于内燃机3和各个电动发电机4和5的各种控制。下面将描述由ECU30执行的主要控制。ECU30通过参考加速器开度传感器31的输出信号和车速传感器32的输出信号来计算由驾驶员要求的需求功率，并且在各种模式之间进行转换的同时控制车辆1，以针对需求功率对系统效率进行优化。例如，在内燃机3的热效率降低的低负荷区域中选择EV模式，在所述EV模式中，在内燃机3的燃烧停止的情况下驱动第二电动发电机5。另外，当内燃机3独自不能确保充分的转矩时，选择混合动力模式，在所述混合动力模式中，使用内燃机3和第二电动发电机5作为用于行驶的驱动源。
当选择混合动力模式时，需求功率通过内燃机3的发动机需求功率和第二电动发电机5的电动机需求功率的总和来进行输出。发动机需求功率和电动机需求功率的分配通过各种条件(比如电池26的蓄电率等)确定。当发动机需求功率被指定时，内燃机3的能够实现所述发动机需求功率的运转点被确定。除非特别的条件成立，否则内燃机3的运转点被控制称在预先设定的运转线L(参见图2)上移动。因此，一般而言，内燃机3的实现发动机需求功率的运转点被设定在运转线L上。
为了执行稀薄燃烧和理论配比燃烧中的每一个，ECU30通过参考A/F传感器15的输出值来测量空燃比，并执行反馈控制以便使测量到的空燃比和当前燃烧模式中的目标空燃比之间的偏差减小。燃烧模式基于第一转换条件和第二转换条件进行转换。图2显示了该第一转换条件和该第二转换条件。第二转换条件被设定为理论配比燃烧区域ARa和稀薄燃烧区域ARb。第一转换条件被设定为理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb。该第一转换条件和该第二转换条件由发动机转速和发动机转矩限定。作为第二转换条件的一部分的理论配比燃烧区域ARa是应当执行理论配比燃烧的区域，并且被设定为高负荷(高发动机转矩)区域和低转速低负荷区域。作为第二转换条件的一部分的稀薄燃烧区域ARb是应当执行稀薄燃烧的区域，并且理论配比燃烧区域ARa以外的区域被分配给该稀薄燃烧区域。通过使用理论配比燃烧区域ARa和稀薄燃烧区域ARb(它们构成该第二转换条件)来转换燃烧模式被视作对比示例。
在本发明的当前实施例中，根据加速内燃机请求程度或减速内燃机请求程度，第二转换控制(其基于作为第二转换条件的理论配比燃烧区域ARa和稀薄燃烧区域ARb来转换燃烧模式)和第一转换控制(其基于作为第一转换条件的理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb来转换燃烧模式)之间存在使用上的区别。特别地，与对比示例不同的特征在于，基于理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb(其构成第一转换条件)来转换燃烧模式。
该理论配比燃烧转换线La和该稀薄燃烧转换线Lb基于与预定进气量相对应的发动机转矩和发动机转速进行设定，在所述预定进气量，能够在转换燃烧模式之前和之后保持内燃机3的热效率。如图3所示，每个燃烧模式中的热效率根据进气量而变化，并且理论配比燃烧和稀薄燃烧的热效率曲线ηa和ηb具有不同的峰值。理论配比燃烧的热效率曲线ηa和稀薄燃烧的热效率曲线ηb彼此相交于交点X。交点X处的进气量等于预定进气量KLx。对于每个发动机转速，均存在两条曲线ηa和ηb，并且存在与图3类似的趋势。图4显示了相对于发动机转速的预定进气量KLx，所述预定进气量KLx从在每个发动机转速处的两条曲线ηa和ηb的交点获得。
如可以从图3和图4所理解的那样，在比预定进气量KLx更高的一侧执行理论配比燃烧时的热效率比以相同进气量执行稀薄燃烧时的热效率更低。相反地，在比预定进气量KLx更低的一侧执行稀薄燃烧时的热效率比在以相同进气量执行理论配比燃烧时的热效率更低。因此，如果使用预定进气量KLx执行从理论配比燃烧向稀薄燃烧的转换、以及从稀薄燃烧向理论配比燃烧的转换，则在转换燃烧模式之前和之后均能够保持热效率。结果，能够在转换燃烧模式之后抑制热效率恶化。这被视作燃烧模式的第一转换条件。
内燃机3的发动机转矩与燃料喷射量相关。因此，执行理论配比燃烧时的燃料喷射量比以相同进气量执行稀薄燃烧时的燃料喷射量更大。因此，在以预定进气量KLx执行理论配比燃烧的情况下的发动机转矩比在以预定进气量KLx执行稀薄燃烧的情况下的发动机转矩更高。对于每个发动机转速，均存在预定进气量KLx。因此，当用图表表示以预定进气量KLx执行理论配比燃烧的情况下的发动机转速和发动机转矩的组合时，获得了图2的理论配比转换线La。另一方面，执行稀薄燃烧时的发动机转矩比以相同进气量执行理论配比燃烧时的发动机转矩更低。因此，当用图表表示以预定进气量KLx执行稀薄燃烧的情况下的发动机转速和发动机转矩的组合时，在比理论配比燃烧转换线La更低的转矩侧获得稀薄燃烧转换线Lb。
以这种方式，理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb基于预定进气量KLx进行设定，在所述预定进气量KLx，能够在转换燃烧模式之前和之后保持内燃机3的热效率。因此，当内燃机3的运转点穿过理论配比燃烧转换线La或稀薄燃烧转换线Lb时，即当燃烧模式的第一转换条件成立时，通过改变燃料喷射量并以阶梯式的方式改变空燃比，能够在预定进气量KLx的状态下转换燃烧模式。因此，在转换燃烧模式之前和之后能够保持内燃机3的热效率。
接下来，将参照图2、图5和图6描述从理论配比燃烧转换至稀薄燃烧的情况下的具体示例，同时对通过使用作为第二转换条件的理论配比燃烧区域ARa和稀薄燃烧区域ARb来转换燃烧模式的控制(对比示例)和通过使用作为第一转换条件的理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb来转换燃烧模式的控制(本发明的当前实施例)进行对比。
如图2所示，将描述一个具体示例，在该具体示例中，做出了加速请求，使得内燃机3的运转点从在点a运转的状态移动到在点c。点a属于理论配比燃烧区域ARa，并且点c属于稀薄燃烧区域ARb。因此，由于这个加速请求，发动机3的运转点所属的区域从理论配比燃烧区域ARa变化至稀薄燃烧区域ARb。
在图5的对比示例的情况中，当加速器开度在时刻t0增大时，节流阀14的开度(节流阀开度)与加速器开度协同地增大。然后，进气量增大，并且进气量的增大与节流阀开度的变化之间存在一定的延迟。当内燃机3的运转点到达点b(其位于在理论配比燃烧区域ARa和稀薄燃烧区域ARb之间的边界上)时，节流阀开度进一步增大，以便获得稀薄燃烧所需的进气量。随着节流阀开度的增大，进气量增大。但是，为了保持空燃比等于理论配比燃烧的目标空燃比，燃料喷射量也根据进气量的增大而增大。为了抑制发动机转矩由于燃料喷射量的增大而增大，点火正时从时刻t1开始逐渐延迟。当在时刻t2到达稀薄燃烧所需的进气量时，通过在短时间内降低燃料喷射量来使空燃比以阶梯式的方式从理论配比燃烧的目标空燃比变化至稀薄燃烧的目标空燃比。然后，在时刻t2暂时减少的燃料喷射量逐渐增大，直至到达作为目标运转点的点c的时刻t3为止。这样，燃烧模式从理论配比燃烧完全转换至稀薄燃烧。
与此相反，在本发明的当前实施例的情况中，即使当内燃机3的运转点在时刻t1到达点b(其位于在理论配比燃烧区域ARa和稀薄燃烧区域ARb之间的边界上)时，也时刻t2之前保持节流阀开度，在该时刻t2到达在理论配比燃烧转换线La上的点b’。当在时刻t2穿过理论配比燃烧转换线La时，通过在短时间内降低燃料喷射量，使空燃比以阶梯式的方式从理论配比燃烧的目标空燃比变化至稀薄燃烧的目标空燃比。由于空燃比的这种阶梯式变化，发动机功率降低至在图2中由箭头所示的点c’。为了弥补由于这个降低而导致的输出齿轮20的转矩不足，从时刻t2开始执行第二电动发电机5的电力运行控制。因此，电池26的放电量增大。为了使内燃机3的运转点从点c’变化至点c，节流阀开度从时刻t2开始进一步增大以增大进气量。同时，为了保持空燃比等于稀薄燃烧的目标空燃比，暂时降低的燃料喷射量被增大。这个控制持续至时刻t3，在该时刻t3到达稀薄燃烧所需的进气量并且内燃机3的运转点到达目标点c。
在图5的对比示例中，点火正时从时刻t1逐渐延迟，以抑制发动机转矩由于燃料喷射量的增大而增大。因此，内燃机3的热效率由于点火正时的延迟而恶化。此外，在对比示例中，从进气量到达稀薄燃烧所需的进气量的时刻t2开始至到达在理论配比燃烧转换线La上的点b’，内燃机以稀薄燃烧运转。在这个时间段A中，内燃机3的运转点位于转矩比理论配比燃烧转换线La更低的低转矩侧，因此在保持理论配比燃烧时能够实现良好的热效率。即，在对比示例中，在保持理论配比燃烧时能够实现好的热效率的时间段A中，内燃机以稀薄燃烧运转，因此热效率恶化。
相比之下，根据图6所示的本发明的当前实施例，当在时刻t2穿过理论配比燃烧转换线La时，做出了从理论配比燃烧至稀薄燃烧的转换，并且在转换之前和之后保持了内燃机3的热效率。因此，能够抑制由于燃烧模式的转换而导致的热效率恶化。另外，通过第二电动发电机5的电力运行控制弥补了输出齿轮20的转矩的不足，由于燃烧模式的转换导致的发动机功率降低，使得所述输出齿轮20的转矩变得不足。因此，与对比示例中的延迟内燃机3的点火正时的情况相比，实现了更高的效率。
前述描述涉及在做出加速请求使得内燃机3的运转点从理论配比燃烧区域ARa变化至稀薄燃烧区域ARb的情况下的具体事例。与前述描述相反，当做出减速请求使得内燃机3的运转点从稀薄燃烧区域ARb变化至理论配比燃烧区域ARa时，所执行的控制除了以下几个方面之外与前述描述相同：控制期间的各个参数与前述描述相反地增大/减小；由于从稀薄燃烧转换至理论配比燃烧而产生的过剩转矩通过第二电动发电机5的再生控制进行吸收；在根据本发明的当前实施例的控制期间使用稀薄燃烧转换线Lb，等等。因此，对于做出减速请求使得内燃机3的运转点从稀薄燃烧区域ARb变化至理论配比燃烧区域ARa的情况，省略了对具体事例的展示或描述。
接下来，将参照图7和图8描述控制流程的一个示例，所述控制流程由ECU30执行以实现根据前述的本发明的当前实施例的控制。ECU30保存图7和图8的控制流程的程序。该程序被适时读出，并以预定的间隔重复地执行。
在步骤S1中，ECU30通过参考加速器开度传感器31的信号来获得加速器开度。随后，在步骤S2中，ECU30通过参照车速传感器32的信号来获得车辆1的速度(车速)。
在步骤S3中，ECU30基于步骤S1中获得的加速器开度和步骤S2中获得的车速来计算发动机需求功率。随后，在步骤S4中，ECU30计算能够实现步骤S3中计算出的发动机需求功率的内燃机3的运转点。原则上，该运转点被计算为运转线L上的运转点(参见图2)。
在步骤S5中，ECU30将步骤S3中计算出的发动机需求功率与当前发动机功率进行对比，并判定发动机需求功率是否已经增大。如果发动机需求功率已经增大，则ECU30进行至步骤S6。否则，ECU30进行至步骤S10。
在步骤S6中，ECU30判定当前燃烧模式是否为理论配比燃烧以及是否在将来要转变至稀薄燃烧。通过基于发动机需求功率增大的量、发动机需求功率增大的速度等推算内燃机3的运转点在从理论配比燃烧区域ARa转移至稀薄燃烧区域ARb之后是否保持在稀薄燃烧区域ARb，来判定当前燃烧模式是否在将来转变至稀薄燃烧，然后基于推算结果进行上述判定。如果当前燃烧模式为理论配比燃烧并且在将来要转变至稀薄燃烧，则ECU30进行至步骤S7。否则，ECU30跳过下面的处理并结束当前流程。
在步骤S7中，ECU30基于步骤S4中计算出的运转点来计算实现发动机需求功率的发动机转矩(需求发动机转矩Ted)，并且判定需求发动机转矩Ted是否大于阈值Ta，所述阈值Ta基于理论配比燃烧转换线La确定(图2)。该阈值Ta为理论配比燃烧转换线La上的与步骤S4中计算出的运转点的发动机转速相对应的发动机转矩。ECU30判定需求发动机转矩Ted是否大于阈值Ta，由此使得能够推算内燃机3的运转点是否应该穿过理论配比燃烧转换线La，以实现发动机需求功率。如果需求发动机转矩Ted大于阈值Ta，则ECU30进行至步骤S8。否则，ECU30进行至步骤S9。
在步骤S8中，ECU30在内燃机3的运转点穿过理论配比燃烧转换线La的时刻减小燃料喷射量、使空燃比以阶梯式的方式从理论配比燃烧的目标空燃比变化至稀薄燃烧的目标空燃比，并且将燃烧模式从理论配比燃烧转换至稀薄燃烧。顺便提及，与这个处理并行地，ECU30通过第二电动发电机5的电力运行控制来弥补由于燃料喷射量的减小而导致的转矩不足。然后，ECU30结束当前流程。
在步骤S9中，由于内燃机3的运转点不穿过理论配比燃烧转换线La，所以ECU30根据与对比示例(图5)相同的程序，在内燃机3的运转点从理论配比燃烧区域ARa转变至稀薄燃烧区域ARb的时刻使空燃比从理论配比燃烧的目标空燃比变化至稀薄燃烧的目标空燃比，并且将燃烧模式从理论配比燃烧转换至稀薄燃烧。然后，ECU30允许通过第二电动发电机5的再生控制或通过内燃机3的点火正时延迟控制来吸收发动机转矩的过剩转矩，所述过剩转矩在转换燃烧模式的预备阶段中通过与进气量的增大相对应地增大的燃料喷射量而产生。
图8的步骤S10至S14的处理是对应于减速请求的处理，并且与前述步骤S6至S9中的加速请求相对应的处理类似。在步骤S10中，ECU30将步骤S3中计算出的发动机需求功率与当前发动机功率进行对比，并且判定发动机需求功率是否已经降低。如果发动机需求功率已经降低，则ECU30进行至步骤S11。否则，由于发动机功率为恒定的，ECU30跳过随后的处理并结束当前流程。
在步骤S11中，ECU30判定当前燃烧模式是否为稀薄燃烧并且在将来是否要转换至理论配比燃烧。通过基于发动机需求功率的减小量、发动机需求功率的减小的速度等来推算内燃机3的运转点在从稀薄燃烧区域ARb转换至理论配比燃烧区域ARa之后是否保持在理论配比燃烧区域ARa中，来判定当前燃烧模式在将来是否要转换至理论配比燃烧，然后基于推算的结果做出上述判定。如果当前燃烧模式为稀薄燃烧并且在将来要转换至理论配比燃烧，则ECU30进行至步骤S12。否则，ECU30跳过随后的处理并结束当前流程。
在步骤S12中，ECU30基于步骤S4中计算出的运转点计算需求发动机转矩Ted，并且判定需求发动机转矩Ted是否大于阈值Tb，所述阈值Tb基于稀薄燃烧转换线Lb确定(图2)。该阈值Tb为在稀薄燃烧转换线Lb上的与步骤S4中计算出的运转点的发动机转速相对应的发动机转矩。ECU30判定需求发动机转矩Ted是否小于阈值Tb，由此使得能够推算内燃机3的运转点是否应当穿过稀薄燃烧转换线Lb，以实现发动机需求功率。如果需求发动机转矩Ted小于阈值Tb，则ECU30进行至步骤S13。否则，ECU30进行至步骤S14。
在步骤S13中，ECU30在内燃机3的运转点穿过稀薄燃烧转换线Lb的时刻增大燃料喷射量、使空燃比以阶梯式的方式从稀薄燃烧的目标空燃比变化至理论配比燃烧的目标空燃比，并且使燃烧模式从稀薄燃烧变化至理论配比燃烧。顺便提及，与这个处理并行地，ECU30允许通过第二电动发电机5的再生控制或通过内燃机3的点火正时延迟控制来吸收发动机转矩的过剩转矩，所述过剩转矩通过燃料喷射量的增大而产生。然后，ECU30结束当前流程。
在步骤S14中，由于内燃机3的运转点不穿过稀薄燃烧转换线Lb，所以ECU30根据与对比示例相同的程序、在内燃机3的运转点从稀薄燃烧区域ARb转换至理论配比燃烧区域ARa的时刻使空燃比从稀薄燃烧的目标空燃比变化至理论配比燃烧的目标空燃比，并且使燃烧模式从稀薄燃烧转换至理论配比燃烧。然后，ECU30允许通过第二电动发电机5的再生控制或通过内燃机3的点火正时延迟控制来吸收发动机转矩的过剩转矩，所述过剩转矩通过由切换燃烧模式而导致的燃料喷射量的增大而产生。然后，ECU30结束当前流程。
通过由ECU30执行图7和图8的控制流程，在穿过理论配比燃烧转换线La或稀薄燃烧转换线Lb(在所述转换线La或Lb处，能够在转换燃烧模式之前和之后保持热效率)时切换燃烧模式。因此，能够抑制内燃机3的热效率在切换燃烧模式之后恶化。另外，当内燃机3的运转点穿过理论配比燃烧转换线La或稀薄燃烧转换线Lb时，通过改变(增大或减小)燃料喷射量来使空燃比以阶梯式的方式变化。因此，与控制进气量的对比示例相比，能够抑制在转换燃烧模式时的响应延迟。
本发明并不局限于其前述实施例，而是能够在本发明的主旨范围内以各种模式实施。在本发明的前述实施例中，理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb基于预定进气量KLx进行设定，在所述预定进气量，热效率在转换燃烧模式之前和之后保持不变。然而，在转换燃烧模式之前和之后热效率不变只是一个示例。例如，预定进气量KLx可以确定为使得热效率在转换燃烧模式之前和之后被限制在允许范围内的进气量；并且理论配比燃烧转换线La和稀薄燃烧转换线Lb也能够基于预定进气量KLx进行设定。允许范围可以被适当地设定。然而，例如，可以将允许范围R设定为图2所示的正负百分之几。
在本发明的前述实施例中，控制设备应用于装备有第一电动发电机和第二电动发电机的混合动力车辆。但是，根据本发明的控制设备也可以应用于安装在混合动力车辆中的内燃机上，所述混合动力车辆被构造成使得单个电动发电机联接至输出部(比如输出齿轮、输出轴等)，发动机转矩被传递到该输出部。
另外，根据本发明的控制设备不是必需应用于安装在混合动力车辆的内燃机上。例如，根据本发明的控制设备还可以应用在用于这样的车辆的内燃机上：该车辆安装有作为唯一的行驶动力源的内燃机。在这种情况下，由切换燃烧模式而导致的发动机转矩的波动可以通过内燃机的点火正时延迟控制进行抑制。因此，通过执行点火正时延迟控制来实现转矩抑制装置。

Claims (3)

1.一种用于内燃机(3)的控制设备，所述内燃机(3)包括转矩抑制装置(4)，所述转矩抑制装置构造成调节输出部(7)的输出转矩，所述内燃机(3)的转矩被传递到所述输出部，所述控制设备包括：
电子控制单元(30)，所述电子控制单元构造成在所述内燃机(3)的运转点满足第一转换条件时以阶梯式的方式改变所述内燃机(3)的空燃比，以便使所述内燃机(3)的燃烧模式在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间转换，其中，所述第一转换条件由所述内燃机(3)的转速和转矩限定，
其中
所述第一转换条件由与预定进气量相对应的转速和转矩限定，在所述预定进气量，能够在转换所述燃烧模式之前和之后保持所述内燃机(3)的热效率，并且
所述电子控制单元(30)构造成在转换所述燃烧模式的过程中控制所述转矩抑制装置(4)，使得所述转矩抑制装置(4)抑制由于所述空燃比以阶梯式的方式变化而产生的所述内燃机(3)的转矩波动。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中
所述转矩抑制装置(4)包括电动发电机(4)，所述电动发电机将电动机转矩传递到所述输出部；并且
所述电子控制单元(30)构造成执行所述电动发电机(4)的电力运行控制或再生控制，使得所述电动发电机(4)抑制所述内燃机(3)的转矩波动。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中
所述内燃机(3)包括进气量调节装置(14)，所述进气量调节装置构造成调节被吸入到所述内燃机(3)中的进气量，
所述转矩抑制装置构造成调节所述内燃机(3)的点火正时，使得所述转矩抑制装置调节所述输出部(7)的转矩，
所述电子控制单元(30)构造成在根据使所述内燃机(3)加速的请求或使所述内燃机(3)减速的请求确定的所述内燃机(3)的运转点不满足所述第一转换条件时，基于由所述内燃机(3)的转速和转矩限定的第二转换条件确定是否需要转换所述燃烧模式，
所述第二转换条件被设定为执行稀薄燃烧的区域和执行理论配比燃烧的区域，这两个区域均由所述内燃机(3)的转速和转矩限定；
所述电子控制单元(30)构造成在判定需要转换所述燃烧模式时控制所述进气量调节装置(14)，使得所述进气量调节装置(14)致使进气量等于燃烧模式转换之后的目标空燃比所需的进气量；
所述电子控制单元(30)构造成在判定需要转换所述燃烧模式时改变所述内燃机(3)的空燃比，以便使所述内燃机(3)的燃烧模式在稀薄燃烧和理论配比燃烧之间转换；并且
所述电子控制单元(30)构造成在转换所述燃烧模式的过程中调节点火正时，使得所述转矩抑制装置抑制由于进气量被控制而产生的所述内燃机(3)的转矩波动。
CN201510358146.8A 2014-06-30 2015-06-25 用于内燃机的控制设备 Active CN105317576B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-133851 2014-06-30
JP2014133851A JP5861745B2 (ja) 2014-06-30 2014-06-30 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105317576A true CN105317576A (zh) 2016-02-10
CN105317576B CN105317576B (zh) 2018-04-10

Family

ID=54930002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510358146.8A Active CN105317576B (zh) 2014-06-30 2015-06-25 用于内燃机的控制设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9654041B2 (zh)
JP (1) JP5861745B2 (zh)
CN (1) CN105317576B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108162972A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 潍柴动力股份有限公司 进气冲量的确定方法、装置及混合动力汽车
CN109944707A (zh) * 2019-05-06 2019-06-28 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种提高挖掘机燃油经济性的控制方法
CN111278700A (zh) * 2017-10-12 2020-06-12 日产自动车株式会社 混合动力车辆的控制方法及控制装置
CN111417772A (zh) * 2017-11-29 2020-07-14 日产自动车株式会社 车辆用内燃机的控制方法以及控制装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9394770B2 (en) * 2013-01-30 2016-07-19 Ge Oil & Gas Esp, Inc. Remote power solution
JP6317263B2 (ja) * 2013-01-31 2018-04-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP6287802B2 (ja) * 2014-12-12 2018-03-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6520751B2 (ja) * 2016-02-18 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US10293692B2 (en) 2016-10-17 2019-05-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Motor generated assist torque control for hybrid vehicles
JP6790984B2 (ja) * 2017-04-18 2020-11-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
KR102250318B1 (ko) * 2020-11-11 2021-05-11 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 하이브리드 차량의 린번엔진 제어 장치 및 방법
US11754014B2 (en) * 2021-05-25 2023-09-12 Fang Shui Apparatus and method for controlling transitions in a multi-combustion mode internal-combustion engine within a hybrid-electric vehicle
WO2023007531A1 (ja) * 2021-07-26 2023-02-02 日産自動車株式会社 車両の制御方法及び車両の制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6069244A (ja) * 1983-09-26 1985-04-19 Toyota Motor Corp 独立噴射式エンジンの噴射燃料圧力調整装置
CN101516705A (zh) * 2006-09-15 2009-08-26 丰田自动车株式会社 混合动力车辆及其控制方法
CN101535619A (zh) * 2006-11-10 2009-09-16 丰田自动车株式会社 内燃发动机及内燃发动机的控制方法
CN102678359A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 福特环球技术公司 用于控制发动机的方法
JP2013230718A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Mazda Motor Corp 内燃機関の排気ガス浄化装置及び制御方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000161098A (ja) * 1998-11-20 2000-06-13 Fuji Heavy Ind Ltd リーンバーンエンジンの空燃比制御装置
JP3882466B2 (ja) * 2000-05-23 2007-02-14 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
US7239954B2 (en) * 2004-09-17 2007-07-03 Southwest Research Institute Method for rapid, stable torque transition between lean rich combustion modes
DE112013006494B4 (de) * 2013-01-24 2018-12-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6069244A (ja) * 1983-09-26 1985-04-19 Toyota Motor Corp 独立噴射式エンジンの噴射燃料圧力調整装置
CN101516705A (zh) * 2006-09-15 2009-08-26 丰田自动车株式会社 混合动力车辆及其控制方法
CN101535619A (zh) * 2006-11-10 2009-09-16 丰田自动车株式会社 内燃发动机及内燃发动机的控制方法
CN102678359A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 福特环球技术公司 用于控制发动机的方法
JP2013230718A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Mazda Motor Corp 内燃機関の排気ガス浄化装置及び制御方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111278700A (zh) * 2017-10-12 2020-06-12 日产自动车株式会社 混合动力车辆的控制方法及控制装置
CN111278700B (zh) * 2017-10-12 2023-03-07 日产自动车株式会社 混合动力车辆的控制方法及控制装置
CN111417772A (zh) * 2017-11-29 2020-07-14 日产自动车株式会社 车辆用内燃机的控制方法以及控制装置
CN111417772B (zh) * 2017-11-29 2022-06-24 日产自动车株式会社 车辆用内燃机的控制方法以及控制装置
CN108162972A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 潍柴动力股份有限公司 进气冲量的确定方法、装置及混合动力汽车
CN108162972B (zh) * 2017-12-29 2020-07-28 潍柴动力股份有限公司 进气冲量的确定方法、装置及混合动力汽车
CN109944707A (zh) * 2019-05-06 2019-06-28 徐州徐工挖掘机械有限公司 一种提高挖掘机燃油经济性的控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016011639A (ja) 2016-01-21
JP5861745B2 (ja) 2016-02-16
US20150377164A1 (en) 2015-12-31
CN105317576B (zh) 2018-04-10
US9654041B2 (en) 2017-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105317576A (zh) 用于内燃机的控制设备
JP4374055B2 (ja) 自動車の駆動装置の運転方法及びこの方法を実施するための装置
US7650954B2 (en) Method for controlling the drive power distribution in a motor vehicle with hybrid drive
JP4615037B2 (ja) ハイブリッド自動車およびその制御方法
CN101389515B (zh) 用于内燃机的控制设备和方法
JP4306719B2 (ja) 内燃機関装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する車両、内燃機関装置の制御方法
US8845481B2 (en) Method and apparatus for executing a transmission shift in a powertrain system including a torque machine and an engine
JP5983873B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US10011260B2 (en) Hybrid vehicle having acceleration control
US9764730B2 (en) Vehicle control apparatus
US11143118B2 (en) Control device and control method for vehicle
JP5716425B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP4241674B2 (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
US9764731B2 (en) Hybrid vehicle
WO2013094019A1 (ja) 車両駆動ユニットの制御装置
JP2009248586A (ja) ハイブリッド制御装置
JP2010105626A (ja) 車両およびその制御方法
US10710573B2 (en) Vehicle and control method of vehicle
JP2012031742A (ja) 自動車
JP2020117102A (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2019206951A (ja) 車両の制御装置
JP6020281B2 (ja) 車両
JP2008138606A (ja) 内燃機関装置およびこれを備える動力出力装置並びにこれを搭載する車両、内燃機関装置の制御方法
JP2021161936A (ja) 車両の制御装置
JP2020117101A (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant