CN106121842A - 混合动力汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混合动力汽车。在发动机的运转期间的减速时,以基于发动机的运转时间(ton)的修正后运转时间(tonad)越短则越变多的倾向推定壁面附着量(Qmw)(S230~S270)。然后,将与壁面附着量(Qmw)的变化相应的修正值(Qfmw)与基本燃料喷射量(Qftmp)相加来设定目标燃料喷射量(Qf*),使用该目标燃料喷射量(Qf*)进行发动机的燃料喷射控制。
Description
技术领域
本发明涉及混合动力汽车,详细而言,涉及具备行驶用的发动机和电动机的混合动力汽车。
背景技术
以往,提出了通过以下修正值来修正从行驶用的发动机的燃料喷射阀喷射的燃料喷射量的发动机的燃料喷射控制装置,该修正值被设定成:在附着于发动机的进气通路的壁面的燃料量的每单位时间的变化量在增加侧大时,与小时相比,使燃料喷射量较大(例如,参照专利文献1)。在该燃料喷射控制装置中,根据搭载发动机的汽车是否处于减速时来求出衰减修正项(tailing term),使用该衰减修正项来求出修正值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-43543号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在具备行驶用的发动机和电动机且一边使发动机间歇运转一边行驶的混合动力汽车中,若在使发动机运转时进行上述控制,则在发动机的运转时间比较短的情况下的减速时减少燃料喷射量时,有时附着于发动机的进气通路的壁面的燃料量的推定值(尤其是减速初期的推定值)比实际的燃料量少,该燃料量的每单位时间的减少量(推定值)比实际的每单位时间的减少量少,燃料喷射量不充分减少而导致空燃比成为浓。若在该减速时空燃比成为浓,则有可能未燃烧的燃料增加而排放恶化,因此,要求对此进行抑制。
本发明的混合动力汽车的主要目的在于抑制在发动机的运转时间比较短的情况下的减速时空燃比成为浓。
用于解决课题的技术方案
为了达成上述主要目的,本发明的混合动力汽车采用了以下的技术方案。
本发明的混合动力汽车的主旨在于,具备:
发动机,具有向进气管喷射燃料的燃料喷射阀,能够输出行驶用的动力;
电动机,能够输出行驶用的动力;以及
控制单元,以在使所述发动机间歇运转的同时进行行驶的方式控制所述发动机和所述电动机,
在所述混合动力汽车中,
所述控制单元以如下方式控制所述发动机:在处于所述发动机的运转期间且处于减速时的预定减速时,以比处于所述发动机的运转期间且不处于减速时的情况下目标燃料喷射量少的方式设定目标燃料喷射量,从所述燃料喷射阀进行该目标燃料喷射量的燃料喷射,
在所述预定减速时,所述控制单元将基本燃料喷射量与修正值之和设定为所述目标燃料喷射量,所述修正值用于使所述目标燃料喷射量在壁面附着量的每单位时间的减少量大时比在所述壁面附着量的每单位时间的减少量小时减少,所述壁面附着量是附着于所述进气管的壁面的燃料量,
在所述预定减速时,所述控制单元以所述壁面附着量在所述发动机的运转时间短时比在所述发动机的运转时间长时多的方式推定所述壁面附着量。
在本发明的混合动力汽车中,以如下方式控制发动机:在处于发动机的运转期间且处于减速时的预定减速时,以比处于发动机的运转期间且不处于减速时的情况下少的方式设定目标燃料喷射量,从燃料喷射阀进行目标燃料喷射量的燃料喷射。并且,在预定减速时,将基本燃料喷射量与修正值之和设定为目标燃料喷射量,该修正值用于使目标燃料喷射量在附着于进气管的壁面的燃料量即壁面附着量的每单位时间的减少量大时比在该每单位时间的减少量小时少。而且,在预定减速时,以在发动机的运转时间短时比在发动机的运转时间长时多的方式推定壁面附着量。因此,在发动机的运转时间比较短的情况下的减速时,随着发动机的运转时间变长,增大壁面附着量的每单位时间的减少量,使该期间的目标燃料喷射量更少,能够进一步抑制空燃比成为浓。由此,能够抑制在该减速时未燃烧的燃料增加而排放恶化。在此,所述壁面附着量也可以是在假设所述发动机的运转状态是稳态状态而进行了所述发动机的控制时附着于所述进气管的壁面的燃料量。
附图说明
图1是示出作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。
图2是示出发动机22的结构的概略的结构图。
图3是示出燃料喷射控制例程的一例的流程图。
图4是示出壁面附着量推定处理的一例的流程图。
图5是示出发动机22的冷却水温Tw与修正值ΔTw1的关系的一例的说明图。
图6是示出发动机22的容积效率KL、修正后冷却水温Twad以及壁面附着量Qmw的关系的一例的说明图。
图7是示出停止时间toff与修正值Δton的关系的一例的说明图。
图8是示出发动机22的冷却水温Tw、修正后运转时间tonad以及修正值ΔTw2的关系的一例的说明图。
图9是示出使发动机22运转时的情形的一例的说明图。
图10是示出变形例的混合动力汽车120的结构的概略的结构图。
图11是示出变形例的混合动力汽车220的结构的概略的结构图。
具体实施方式
接着,使用实施例对本具体实施方式进行说明。
图1是示出作为本发明的一实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。如图所示,实施例的混合动力汽车20具备发动机22、行星齿轮30、电动机MG1、MG2、变换器41、42、电池50以及混合动力用电子控制单元(以下,称作“HVECU”)70。
发动机22构成为以汽油、轻油等为燃料而通过进气·压缩·膨胀·排气这4个行程来输出动力的4缸内燃机。图2是示出发动机22的结构的概略的结构图。如图所示,发动机22将由空气滤清器122滤清后的空气吸入进气管125并且从燃料喷射阀126向进气管125喷射燃料,将空气和燃料混合,并经由进气阀128将该混合气吸入燃烧室129。然后,通过火花塞130的电火花使吸入的混合气爆发燃烧,将被该能量压下的活塞132的往复运动变换为曲轴26的旋转运动。从燃烧室129向排气管133排出的排气经由净化装置134被排出到外气,该净化装置134具有净化一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮氧化物(NOx)这些有害成分的净化催化剂(三元催化剂)134a。该排气不仅被排出到外气,还经由使排气向进气回流的排气再循环装置(以下,称作“EGR(Exhaust Gas Recirculation)系统”)160被供给到进气管125。EGR系统160具备EGR管162和EGR阀164。EGR管162连接于净化装置134的后段,用于将排气供给到进气管125。EGR阀164配置于EGR管162,由步进电动机163驱动。该EGR系统160通过调节EGR阀164的开度来调节作为未燃烧气体的排气的回流量,使其向进气侧回流。发动机22能够以这样的方式将空气、排气以及燃料的混合气向燃烧室129吸引。
发动机22的运转由发动机用电子控制单元(以下,称作“发动机ECU”)24控制。发动机ECU24构成为以未图示的CPU为中心的微处理器,除了CPU之外还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口以及通信端口。如图2所示,经由输入端口向发动机ECU24输入控制发动机22的运转所需的来自各种传感器的信号。作为来自各种传感器的信号,可举出以下信号。
·来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140的曲轴角θcr
·来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温Tw
·来自检测对进气阀128进行开闭的进气凸轮轴的旋转位置和对排气阀131进行开闭的排气凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮角θci、θco
·来自检测设置于进气管125的节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门开度TH
·来自安装于进气管125的气流计148的吸入空气量Qa
·来自安装于进气管125的温度传感器149的进气温Ta
·来自检测进气管125内的压力的进气压传感器158的进气压Pin
·来自检测净化装置134的净化催化剂134a的温度的温度传感器134b的催化剂温度Tc
·来自空燃比传感器135a的空燃比AF
·来自氧传感器135b的氧信号O2
·来自安装于汽缸体且检测随着爆震的产生而产生的振动的爆震传感器159的爆震信号Ks
·来自检测EGR阀164的开度的EGR阀开度传感器165的EGR阀开度
经由输出端口从发动机ECU24输出用于控制发动机22的运转的各种控制信号。作为各种控制信号,可举出以下信号。
·向调节节气门124的位置的节气门电动机136输出的驱动控制信号
·向燃料喷射阀126输出的驱动控制信号
·向与点火器一体化的点火线圈138输出的驱动控制信号
·向能够变更进气阀128的开闭正时的可变气门正时机构150输出的驱动控制信号
·向调整EGR阀164的开度的步进电动机163输出的控制信号
发动机ECU24经由通信端口与HVECU70连接,根据来自HVECU70的控制信号来控制发动机22的运转,并且根据需要将与发动机22的运转状态相关的数据向HVECU70输出。发动机ECU24基于来自曲轴位置传感器140的曲轴角θcr,运算曲轴26的转速即发动机22的转速Ne。另外,发动机ECU24基于来自凸轮位置传感器144的进气凸轮轴的凸轮角θci相对于来自曲轴位置传感器140的曲轴角θcr的角度(θci-θcr),运算进气阀128的开闭正时VT。而且,发动机ECU24基于来自气流计148的吸入空气量Qa和发动机22的转速Ne,运算作为发动机22的负荷的容积效率(在1循环中实际吸入的空气的容积相对于发动机22的每1循环的行程容积的比)KL。
如图1所示,行星齿轮30构成为单小齿轮式的行星齿轮机构。行星齿轮30的太阳轮连接有电动机MG1的转子。行星齿轮30的齿圈连接有经由差动装置37与驱动轮38a、38b连结的驱动轴36。行星齿轮30的齿轮架经由减振器28连接有发动机22的曲轴26。
电动机MG1例如构成为同步发电电动机,如上所述,转子连接于行星齿轮30的太阳轮。电动机MG2例如构成为同步发电电动机,转子连接于驱动轴36。变换器41、42经由电力线54连接于电池50。电动机MG1、MG2通过由电动机用电子控制单元(以下,称作“电动机ECU”)40对变换器41、42的未图示的多个开关元件的开关进行控制而旋转驱动。
电动机ECU40构成为以未图示的CPU为中心的微处理器,除了CPU之外还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向电动机ECU40输入控制电动机MG1、MG2所需的来自各种传感器的信号。作为来自各种传感器的信号,可举出以下信号。
·来自检测电动机MG1、MG2的旋转子的旋转位置的旋转位置检测传感器的旋转位置θm1、θm2
·来自检测在电动机MG1、MG2的各相中流动的电流的电流传感器的相电流
经由输出端口从电动机ECU40输出向变换器41、42的未图示的开关元件输出的开关控制信号等。电动机ECU40经由通信端口连接于HVECU70。该电动机ECU40根据来自HVECU70的控制信号来控制电动机MG1、MG2的驱动。另外,电动机ECU40根据需要将与电动机MG1、MG2的驱动状态相关的数据向HVECU70输出。电动机ECU40基于来自旋转位置检测传感器的电动机MG1、MG2的转子的旋转位置θm1、θm2,运算电动机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2。
电池50例如构成为锂离子二次电池、镍氢二次电池,通过电力线54而连接于变换器41、42。该电池50由电池用电子控制单元(以下,称作“电池ECU”)52进行管理。
电池ECU52构成为以未图示的CPU为中心的微处理器,除了CPU之外还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向电池ECU52输入管理电池50所需的来自各种传感器的信号。作为来自各种传感器的信号,可举出以下信号。
·来自设置于电池50的端子间的电压传感器的电池电压Vb
·来自安装于电池50的输出端子的电流传感器的电池电流Ib
·来自安装于电池50的温度传感器的电池温度Tb
电池ECU52经由通信端口连接于HVECU70。该电池ECU52根据需要将与电池50的状态相关的数据向HVECU70输出。电池ECU52基于来自电流传感器的电池电流Ib的累计值,运算蓄电比例SOC。蓄电比例SOC是可从电池50放电的电力的容量相对于电池50的总容量的比例。另外,电池ECU52基于运算出的蓄电比例SOC和来自温度传感器的电池温度Tb,运算输入输出制限Win、Wout。输入输出制限Win、Wout是可使电池50充放电的最大容许电力。
HVECU70构成为以未图示的CPU为中心的微处理器,除了CPU之外还具备存储处理程序的ROM、暂时存储数据的RAM、输入输出端口以及通信端口。经由输入端口向HVECU70输入来自各种传感器的信号。作为来自各种传感器的信号,可举出以下信号。
·来自点火开关80的点火信号
·来自检测换挡杆81的操作位置的档位传感器82的档位SP
·来自检测加速器踏板83的踩踏量的加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc
·来自检测制动器踏板85的踩踏量的制动器踏板位置传感器86的制动器踏板位置BP
·来自车速传感器88的车速V
HVECU70经由通信端口连接于发动机ECU24、电动机ECU40以及电池ECU52,与发动机ECU24、电动机ECU40以及电池ECU52交换各种控制信号和数据。
在这样构成的实施例的混合动力汽车20中,以混合动力行驶模式(HV行驶模式)、电动行驶模式(EV行驶模式)等行驶模式进行行驶。HV行驶模式是伴有发动机22的运转而进行行驶的行驶模式。EV行驶模式是使发动机22停止运转而进行行驶的行驶模式。
在HV行驶模式的行驶时,HVECU70首先基于来自加速器踏板位置传感器84的加速器开度Acc和来自车速传感器88的车速V,设定行驶所要求(应该向驱动轴36输出)的要求转矩Tr*。接着,将设定的要求转矩Tr*乘以驱动轴36的转速Nr,计算行驶所要求的行驶用功率Pdrv*。在此,作为驱动轴36的转速Nr,可使用将电动机MG2的转速Nm2、车速V乘以换算系数而得到的转速等。然后,从计算出的行驶用功率Pdrv*减去电池50的充放电要求功率Pb*(在从电池50放电时为正的值),设定车辆所要求的要求功率Pe*。接着,以使得从发动机22输出要求功率Pe*并且在电池50的输入输出制限Win、Wout的范围内向驱动轴36输出要求转矩Tr*的方式,设定发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*、电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*。然后,将发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*发送给发动机ECU24并且将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*发送给电动机ECU40。发动机ECU24在接收到发动机22的目标转速Ne*和目标转矩Te*后,进行发动机22的吸入空气量控制、燃料喷射控制、点火控制、开闭定时控制等,以使得发动机22基于接收到的目标转速Ne*和目标转矩Te*而运转。吸入空气量控制通过控制节气门电动机136的驱动来进行。燃料喷射控制通过控制燃料喷射阀126的驱动来进行。点火控制通过控制点火线圈138的驱动来进行。开闭正时控制通过控制可变气门正时机构150的驱动来进行。电动机ECU40在接收到电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*后,进行变换器41、42的开关元件的开关控制,以使得电动机MG1、MG2以转矩指令Tm1*、Tm2*进行驱动。
在该HV行驶模式下,在要求功率Pe*达到了停止用阈值Pstop以下时等,判断为发动机22的停止条件成立,执行发动机22的停止处理而转向EV行驶模式。发动机22的停止处理通过结束发动机22的运转控制(燃料喷射控制、点火控制等)并由电动机MG1以使得发动机22的转速Ne降低的方式拖动发动机22来进行。
在EV行驶模式下的行驶时,HVECU70首先与HV行驶模式同样地设定要求转矩Tr*。接着,将电动机MG1的转矩指令Tm1*设定为值0,并设定电动机MG2的转矩指令Tm2*,以使得在电池50的输入输出制限Win、Wout的范围内向驱动轴36输出要求转矩Tr*。然后,将电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*发送给电动机ECU40。电动机ECU40在接收到电动机MG1、MG2的转矩指令Tm1*、Tm2*后,进行变换器41、42的开关元件的开关控制,以使得电动机MG1、MG2以转矩指令Tm1*、Tm2*进行驱动。
在该EV行驶模式下,在与HV行驶模式同样地计算出的要求功率Pe*达到了比停止用阈值Pstop大的启动用阈值Pstart以上时等,判断为发动机22的启动条件成立,执行发动机22的启动处理而转向HV行驶模式。发动机22的启动处理通过由电动机MG1以使得发动机22的转速Ne增加的方式拖动发动机22并在发动机22的转速Ne达到了预定转速Nst(例如,500rpm、600rpm、700rpm等)以上时开始发动机22的运转控制(燃料喷射控制、点火控制等)来进行。
接着,对这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作、尤其是发动机22的燃料喷射控制进行说明。图3是示出由实施例的发动机ECU24执行的燃料喷射控制例程的一例的流程图。该例程在发动机22的运转期间反复执行。
在执行燃料喷射控制例程时,发动机ECU24首先输入发动机22的转速Ne、容积效率KL、进气压Pin、冷却水温Tw、运转时间ton、停止时间toff等数据(步骤S100)。在此,关于发动机22的转速Ne,输入基于来自曲轴位置传感器140的曲轴角θcr运算出的值。关于容积效率KL,输入基于来自气流计148的吸入空气量Qa和发动机22的转速Ne运算出的值。关于进气压Pin,输入由进气压传感器158检测到的值。关于冷却水温Tw,输入由水温传感器142检测到的值。关于运转时间ton,输入作为从发动机22的本次的运转开始起的经过时间而由未图示的计时器计时出的值。关于停止时间toff,输入作为从发动机22的上次的运转结束到本次的运转开始为止的时间(发动机22的停止时间)而由未图示的计时器计时出的值。
当这样输入数据后,判定是否完成了发动机22的启动时喷射(步骤S110),在判定为未完成发动机22的启动时喷射时,将预定喷射量Qf1设定为基本燃料喷射量Qftmp(步骤S120)。在此,预定喷射量Qf1是为了使发动机22的启动性良好而被设定为使得空燃比比理论空燃比等目标空燃比稍小(稍靠浓侧)的值。将使用基于该基本燃料喷射量Qftmp(=Qf1)的目标燃料喷射量Qf*进行燃料喷射控制称作“启动时喷射”。启动时喷射在开始发动机22的燃料喷射控制时开始,在进行了预定汽缸数(例如,4、8、12(与发动机22的2旋转、4旋转、6旋转相当的汽缸数)等)的燃料喷射时完成。
在步骤S110中判定为完成了发动机22的启动时喷射时,基于发动机22的转速Ne和容积效率KL,设定基本燃料喷射量Qftmp(步骤S130),执行步骤S140以后的处理。该情况下的基本燃料喷射量Qftmp是用于使发动机22的空燃比为目标空燃比的燃料喷射量。该基本燃料喷射量Qftmp在实施例中通过以下方式来设定:预先确定发动机22的转速Ne、容积效率KL以及基本燃料喷射量Qftmp的关系并作为映射存储于未图示的ROM,在给出了发动机22的转速Ne和容积效率KL时,根据该映射导出并设定对应的基本燃料喷射量Qftmp。基本燃料喷射量Qftmp被设定成:在发动机22的转速Ne大时比小时多,且在容积效率KL高时比低时多。具体而言,基本燃料喷射量Qftmp被设定成发动机22的转速Ne越大则越多的倾向且容积效率KL越高则越多的倾向。
接着,推定壁面附着量Qmw(步骤S140),从推定出的壁面附着量Qmw减去上次的壁面附着量(上次Qmw)来运算壁面附着变化量ΔQmw(步骤S150)。在此,壁面附着量Qmw是在假设发动机22的运转状态为稳态状态而进行了燃料喷射控制时的附着于进气管125的壁面的燃料量,在实施例中,通过后述的壁面附着量推定处理来推定。壁面附着变化量ΔQmw是本例程的执行间隔下的壁面附着量Qmw的变化量。
然后,基于发动机22的进气压Pin和冷却水温Tw,推定直接吸入率kw1和间接吸入率kw2(步骤S160)。在此,直接吸入率kw1是来自燃料喷射阀126的燃料喷射量中不附着于进气管125的壁面而直接被吸入到燃烧室129内的燃料量的比率。间接吸入率kw2是附着于进气管125的壁面的燃料量中离开进气管125的壁面而被吸入到燃烧室129内的燃料量的比率。在实施例中,预先通过实验或解析求出进气压Pin、冷却水温Tw、直接吸入率kw1、间接吸入率kw2的关系并分别作为映射而存储于未图示的ROM,在给出了进气压Pin和冷却水温Tw时,根据这些映射导出并推定对应的直接吸入率kw1和间接吸入率kw2。
接着,如以下式(1)所示,运算将壁面附着变化量ΔQmw乘以直接吸入率kw1而得到的值与将上次的衰减项(上次Qtrn)乘以间接吸入率kw2而得到的值之和,作为修正值Qfmw(步骤S170)。在此,衰减项Qtrn可以使用直接吸入率kw1、壁面附着变化量ΔQmw以及间接吸入率kw2而通过以下式(2)来运算。当这样运算出修正值Qfmw后,向运算出的修正值Qfmw加上基本燃料喷射量Qftmp来运算目标燃料喷射量Qf*(步骤S180),控制燃料喷射阀126以使得从燃料喷射阀126进行目标燃料喷射量Qf*的燃料喷射(步骤S190),结束本例程。
Qfmw=ΔQmw·kw1+上次Qtrn·kw2 (1)
Qtrn=ΔQmw·(1-kw1)+上次Qtrn·(1-kw2) (2)
接着,对图3的燃料喷射控制例程的步骤S140的处理即推定壁面附着量Qmw的处理进行说明。该处理在实施例中通过图4的壁面附着量推定处理来进行。
在壁面附着量推定处理中,发动机ECU24首先判定是否处于减速时(步骤S200)。该判定可以使用车速V、节气门开度TH、进气压Pin、发动机22的转速Ne(目标转速Ne*)等的至少1个变化量来进行。
在判定为不处于减速时即在判定为处于加速时或定速行驶时的情况下,基于发动机22的冷却水温Tw,设定用于修正冷却水温Tw的修正值ΔTw1(步骤S210),从设定的修正值ΔTw1减去发动机22的冷却水温Tw来运算修正后冷却水温Twad(步骤S220)。在此,修正值ΔTw1在实施例中通过以下方式来设定:预先确定发动机22的冷却水温Tw与修正值ΔTw1的关系并作为映射存储于未图示的ROM,在给出了冷却水温Tw时,根据该映射导出并设定对应的修正值ΔTw1。在图5中示出发动机22的冷却水温Tw与修正值ΔTw1的关系的一例。如图所示,修正值ΔTw1被设定成在发动机22的冷却水温Tw低时比高时大(高时比低时小),具体而言,被设定为冷却水温Tw越低则越大的倾向。关于该关系的理由,将在后面进行叙述。通过这样设定修正值ΔTw1,加速时或定速行驶时的修正后冷却水温Twad(=Tw-ΔTw1)成为在冷却水温Tw低时比高时低的值。
接着,基于发动机22的容积效率KL和修正后冷却水温Twad来推定壁面附着量Qmw(步骤S270),结束壁面附着量推定处理。在此,壁面附着量Qmw在实施例中通过以下方式来推定:预先确定发动机22的容积效率KL、修正后冷却水温Twad以及壁面附着量Qmw的关系并作为壁面附着量推定用映射存储于未图示的ROM,在给出了发动机22的容积效率KL和修正后冷却水温Twad时,根据该映射导出对应的壁面附着量Qmw。在图6中示出发动机22的容积效率KL、修正后冷却水温Twad以及壁面附着量Qmw的关系的一例。如图所示,壁面附着量Qmw以在发动机22的容积效率KL低时比高时少(在容积效率KL高时比低时多)、且在发动机22的修正后冷却水温Twad高时比低时少(修正后冷却水温Twad越低则越多)的方式推定。具体而言,壁面附着量Qmw被推定为发动机22的容积效率KL越低则越少的倾向、且发动机22的修正后冷却水温Twad越高则越少的倾向。发动机22的容积效率KL与壁面附着量Qmw的关系是基于“发动机22的容积效率KL越低,则进气压Pin越小,饱和蒸气压越小(沸点越低),进气管125内的燃料越容易蒸发”这一理由来确定的。修正后冷却水温Twad与壁面附着量Qmw的关系是基于“在使用冷却水温Tw代替了修正后冷却水温Twad时,冷却水温Tw越高,则实际的进气管125的壁面的温度即进气管壁温Tiw越高,进气管125内的燃料越容易蒸发”这一理由来确定的。此外,实际的进气管壁温Tiw基本上在开始发动机22的运转后从冷却水温Tw附近上升至比其高某种程度(例如10℃~15℃程度)的稳态时壁温Tiwst附近并大致稳定,之后,在结束发动机22的运转后,降低至冷却水温Tw附近并大致稳定。此时,若从发动机22的上次的运转结束到本次的运转开始为止的时间比较短,则实际的进气管壁温Tiw会不降低至冷却水温Tw附近就因发动机22的运转而开始上升。
在实施例中,在加速时或定速行驶时,由于使用比发动机22的冷却水温Tw低的修正后冷却水温Twad来推定壁面附着量Qmw,所以与使用冷却水温Tw来推定壁面附着量Qmw相比,壁面附着量Qmw变多。若壁面附着量Qmw变多,则在图3的燃料喷射控制例程中壁面附着变化量ΔQmw容易变大(步骤S150),修正值Qfmw容易变大(步骤S170),目标燃料喷射量Qf*容易变大(步骤S180)。由此,在加速时,能够更充分地确保加速性能。
在此,对加速时或定速行驶时的发动机22的冷却水温Tw与修正值ΔTw1(修正后冷却水温Twad)的关系的理由进行说明。若将图6的修正后冷却水温Twad置换为发动机22的冷却水温Tw,则可知壁面附着量Qmw以在发动机22的冷却水温Tw高时比低时少的方式推定。因此,若将修正值ΔTw1与发动机22的冷却水温Tw无关地设为一样的值,则在壁面附着量Qmw的推定时,在发动机22的冷却水温Tw比较高的区域中修正值ΔTw1的影响可能会过剩,在发动机22的冷却水温Tw比较低的区域中修正值ΔTw1的影响会不充分。在实施例中,考虑到这一点,如图5所示,将修正值ΔTw1设定成在发动机22的冷却水温Tw低时比高时大。由此,能够使修正值ΔTw1、修正后冷却水温Twad、壁面附着量Qmw更合适。
在步骤S200中判定为处于减速时的情况下,基于发动机22的停止时间toff,设定用于修正发动机22的运转时间ton的修正值Δton(步骤S230),向设定的修正值Δton加上运转时间ton来运算修正后运转时间tonad(步骤S240)。在此,修正值Δton以如下方式来设定:预先确定停止时间toff与修正值Δton的关系并作为映射存储于未图示的ROM,在给出了停止时间toff时,根据该映射导出并设定对应的修正值Δton。在图7中示出停止时间toff与修正值Δton的关系的一例。如图所示,修正值Δton在停止时间toff为预定时间toffref(例如,50秒、60秒、70秒等)以上的时设定为值0。另外,修正值Δton在停止时间toff小于预定时间toffref时,被设定成在停止时间toff短时比长时长,具体而言,被设定为停止时间toff越短则越长的倾向。在此,预定时间toffref作为在发动机22的运转结束后实际的进气管壁温Tiw从稳态时壁温Tiwst附近降低至发动机22的冷却水温Tw附近所需的时间而通过实验或解析来确定。因此,停止时间toff可认为表示在从发动机22的上次的运转结束到本次的运转开始为止的期间内实际的进气管壁温Tiw降低了何种程度(是正在朝向冷却水温Tw附近降低还是在冷却水温Tw附近大致稳定)。并且,修正后运转时间tonad(=ton+Δton)可认为表示实际的进气管壁温Tiw因发动机22的运转而上升了何种程度(是正在朝向稳态时壁温Tiwst附近上升还是在稳态时壁温Tiwst附近大致稳定)。
接着,基于发动机22的冷却水温Tw和修正后运转时间tonad,设定用于修正冷却水温Tw的修正值ΔTw2(步骤S250),向设定的修正值ΔTw2加上发动机22的冷却水温Tw来运算修正后冷却水温Twad(步骤S260),通过上述的步骤S270的处理来推定壁面附着量Qmw,结束本例程。
在此,修正值ΔTw2在实施例中通过如下方式来设定:预先确定发动机22的冷却水温Tw、修正后运转时间tonad以及修正值ΔTw2的关系并作为映射存储于未图示的ROM,在给出了冷却水温Tw和修正后运转时间tonad时,根据该映射导出并设定对应的修正值ΔTw2。在图8中示出发动机22的冷却水温Tw、修正后运转时间tonad以及修正值ΔTw2的关系的一例。如图所示,修正值ΔTw2在修正后运转时间tonad为预定时间tonref以上时设定为仅基于冷却水温Tw的值(例如,图8的4条线中最上侧的线的值)。另外,修正值ΔTw2在修正后运转时间tonad小于预定时间tonref时被设定成在修正后运转时间tonad短时比长时小,具体而言,被设定为修正后运转时间tonad越短则越小的倾向。在此,预定时间tonref作为实际的进气管壁温Tiw因发动机22的运转从冷却水温Tw附近上升至稳态时壁温Tiwst附近所需的时间而通过实验或解析来确定。另外,该修正值ΔTw2被设定成在发动机22的冷却水温Tw低时比高时大(在冷却水温Tw高时比低时小),具体而言,被设定为冷却水温Tw越低则越大的倾向。发动机22的冷却水温Tw与修正值ΔTw2的关系的理由和上述的加速时或定速行驶时的发动机22的冷却水温Tw与修正值ΔTw1的关系的理由是同样的。关于修正后运转时间tonad与修正值ΔTw2的关系的理由,将在后面进行叙述。另外,通过这样设定修正值ΔTw2,减速时的修正后冷却水温Twad(=Tw+ΔTw2)成为具有如下倾向的值:在冷却水温Tw低时,与高时相比,相对于冷却水温Tw较高,且在修正后运转时间tonad短时,与长时相比,更接近冷却水温Tw。并且,使用图6,如上所述,壁面附着量Qmw以在发动机22的容积效率KL低时比高时少(在容积效率KL高时比低时多)且在发动机22的修正后冷却水温Twad高时比低时少(在修正后冷却水温Twad低时比高时多)的方式推定。因此,在修正后运转时间tonad、修正后冷却水温Twad以及壁面附着量Qmw的关系中,可以说,在修正后运转时间tonad短时,与长时相比,修正后冷却水温Twad变低(成为更接近冷却水温Tw的值),壁面附着量Qmw变多,即,随着修正后运转时间tonad变长,修正后冷却水温Twad变高,壁面附着量Qmw变少。
在实施例中,在减速时,由于使用比冷却水温Tw高的修正后冷却水温Twad来推定壁面附着量Qmw,所以与使用冷却水温Tw推定壁面附着量Qmw相比,壁面附着量Qmw变少。若壁面附着量Qmw变少,则在图3的燃料喷射控制例程中壁面附着变化量ΔQmw容易变小(步骤S150),修正值Qfmw容易变小(步骤S170),目标燃料喷射量Qf*容易变少(步骤S180)。由此,在减速时,能够在某种程度上抑制空燃比成为浓。此外,基本上,在减速时,与加速时或定速行驶时相比,容积效率KL较小,因此,基本燃料喷射量Qftmp变少,目标燃料喷射量Qf*变少。
在此,对减速时的修正后运转时间tonad与修正值ΔTw2(修正后冷却水温Twad)的关系的理由进行说明。在减速时,若将修正值ΔTw2与修正后运转时间tonad无关地设为比较大的值(例如,图8的4条线中最上侧的线的值等),则可能会产生以下的不良情况。在减速时,可认为,在修正后运转时间tonad比较短的情况下,实际的进气管壁温Tiw正在朝向稳态时壁温Tiwst附近上升,附着于进气管125的壁面的燃料容易随着该实际的进气管壁温Tiw的温度上升而蒸发,实际的壁面附着量变少。若将修正值ΔTw2与修正后运转时间tonad无关地设为比较大的值(例如,图8的4条线中最上侧的线的值),则减速时(特别是在减速初期)的壁面附着量Qmw比实际的壁面附着量少,无法通过基于修正后冷却水温Twad的壁面附着量Qmw的变化(壁面附着变化量ΔQmw)来充分地模拟实际的壁面附着量因实际的进气管壁温Tiw的温度上升而变少时的情形,因此,壁面附着变化量ΔQmw不会变得足够小,目标燃料喷射量Qf*不会变得足够少,空燃比可能会成为浓。若在减速时空燃比成为浓,则在通过未燃烧的燃料的增量而在发动机22的运转结束前进行怠速运转时,在下次的发动机22的运转刚开始后等排放可能会恶化。与此相对,在实施例中,在修正后运转时间tonad小于预定时间tonref时,以在修正后运转时间tonad短时比长时小的方式设定修正值ΔTw2,因此,在修正后运转时间tonad短时,与长时相比,修正后冷却水温Twad成为更接近发动机22的冷却水温Tw的值,壁面附着量Qmw变多。并且,随着修正后运转时间tonad变长,修正值ΔTw2变大而修正后冷却水温Twad变高,壁面附着量Qmw变少。因此,相比于将修正值ΔTw2与修正后运转时间tonad无关地设为比较大的值,在修正后运转时间tonad小于预定时间tonref的减速时,壁面附着变化量ΔQmw更容易变小,目标燃料喷射量Qf*更容易变少。由此,在该减速时,能够进一步抑制空燃比成为浓,能够进一步抑制未燃烧的燃料增加而排放恶化的情况。此外,在实施例中,在修正后运转时间tonad小于预定时间tonref时,预先通过实验或解析确定图8的修正后运转时间tonad与修正值ΔTw2的关系,以使得能够通过基于修正后运转时间tonad壁面附着量Qmw的变化(壁面附着变化量ΔQmw)来充分地模拟实际的进气管壁温Tiw朝向稳态时壁温Tiwst附近上升时的实际的壁面附着量的变化。另外,在修正后运转时间tonad为预定时间tonref以上时,可认为实际的进气管壁温Tiw在稳态时壁温Tiwst附近大致稳定。因而,可认为由实际的进气管壁温Tiw的变化引起的实际的壁面附着量的变化不那么大。因而,可认为将仅基于冷却水温Tw的值(例如,图8的4条线中最上侧的线的值)作为修正值ΔTw2没有问题。
图9是示出使发动机22运转时的情形的一例的说明图。如图所示,若在时刻t11启动发动机22而开始运转,在从该时刻t11经过比较短的时间后的时刻t12开始车辆的减速,则壁面附着量Qmw的每单位时间(每个本例程的执行间隔)的减少量因容积效率KL的下降、冷却水温Tw的上升以及由运转时间ton比较短时的修正值ΔTw2的上升引起的修正后冷却水温Twad(=Tw+ΔTw2)的上升而变大。因此,壁面附着变化量ΔQmw变得足够小,修正值Qfmw变得足够小,目标燃料喷射量Qf*变得足够少,因此,在发动机22的修正后运转时间tonad比较短的情况下的减速时,能够进一步抑制空燃比成为浓。由此,在该减速时,能够进一步抑制未燃烧的燃料增加而导致排放恶化的情况。此外,在之后的时刻t13结束发动机22的运转。
在以上说明的实施例的混合动力汽车20中,在发动机22的运转中的减速时,使用比发动机22的运转中的不是加速时或定速行驶时的时候少的目标燃料喷射量Qf*进行燃料喷射控制。并且,在发动机22的运转中的减速时,以在修正后运转时间tonad短时比长时多的方式推定壁面附着量Qmw,向基本燃料喷射量Qftmp加上修正值Qfmw来设定目标燃料喷射量Qf*,该修正值Qfmw用于使目标燃料喷射量Qf*在该壁面附着量Qmw的每单位时间的减少量大时比小时小。因此,在发动机22的修正后运转时间tonad比较短的情况下的减速时,能够进一步抑制空燃比成为浓。由此,在该减速时,能够抑制未燃烧的燃料增加而导致排放恶化的情况。
在实施例的混合动力汽车20中,使用发动机22的冷却水温Tw和修正后运转时间tonad来设定在发动机22的运转中的减速时所使用的修正值ΔTw2。但是,也可以仅使用发动机22的修正后运转时间tonad来设定修正值ΔTw2。另外,也可以取代修正后运转时间tonad而使用运转时间ton来设定修正值ΔTw2。
在实施例的混合动力汽车20中,虽然使用发动机22的容积效率KL和冷却水温Tw来设定了壁面附着量Qmw,但也可以除了容积效率KL和冷却水温Tw之外还使用发动机22的转速Ne等来进行设定。在该情况下,作为发动机22的转速Ne与壁面附着量Qmw的关系,例如可以设定成壁面附着量Qmw在发动机22的转速Ne高时比低时多。
在实施例的混合动力汽车20中,在发动机22的运转中的减速时,以在发动机22的修正后运转时间tonad短时比长时小的方式设定修正值ΔTw2,以在基于该修正值ΔTw2的修正后冷却水温Twad(=Tw-ΔTw2)低时比高时多的方式推定壁面附着量Qmw。但是,只要以发动机22的修正后运转时间tonad或运转时间ton越短则越多的方式推定壁面附着量Qmw即可,也可以不设定修正值ΔTw2、修正后冷却水温Twad而根据发动机22的修正后运转时间tonad直接推定壁面附着量Qmw。
在实施例的混合动力汽车20中,将来自电动机MG2的动力向连接于驱动轮38a、38b的驱动轴36输出。但是,也可以如图10的变形例的混合动力汽车120所例示那样,将来自电动机MG2的动力向与连接有驱动轴36的车轴(连接于驱动轮38a、38b的车轴)不同的车轴(连接于图10中的车轮39a、39b的车轴)输出。
在实施例的混合动力汽车20中,将来自发动机22的动力经由行星齿轮30向连接于驱动轮38a、38b的驱动轴36输出,并且将来自电动机MG2的动力向驱动轴36输出。但是,也可以如图11的变形例的混合动力汽车220所例示那样,将电动机MG经由变速器230与连接于驱动轮38a、38b的驱动轴36连接,并且将发动机22经由离合器229与电动机MG的旋转轴连接。在该结构中,将来自发动机22的动力经由电动机MG的旋转轴和变速器230而向驱动轴36输出,并且将来自电动机MG的动力经由变速器230而向驱动轴36输出。
在本发明的混合动力汽车中,所述控制单元也可以是如下单元:在所述预定减速时,以在所述发动机的运转时间短时比长时小的方式设定水温修正值,向所述发动机的冷却水温加上该水温修正值来设定修正后冷却水温,以在该修正后冷却水温低时比高时多的方式推定所述壁面附着量。在该情况下,所述控制单元也可以是如下单元:在所述预定减速时,以在所述发动机的运转时间短时比长时小且在所述发动机的冷却水温高时比低时小的方式设定所述水温修正值。这样一来,能够更适当地设定水温修正值。
另外,在本发明的混合动力汽车中,所述控制单元也可以是如下单元:在所述预定减速时,以在所述发动机的运转时间短时比长时多且在所述发动机的容积效率高时比低时多的方式推定所述壁面附着量。
而且,在本发明的混合动力汽车中,所述控制单元也可以是如下单元:在所述预定减速时,将从所述发动机的本次的运转开始起的经过时间与时间修正值之和作为所述发动机的运转时间,所述时间修正值是以在从所述发动机的上次的运转结束到本次的运转开始为止的时间短时比长时长的方式设定的值。这样一来,能够更适当地推定壁面附着量。另外,所述控制单元也可以是如下单元:在所述预定减速时,将从所述发动机的本次的运转开始起的经过时间作为所述发动机的运转时间。
在本发明的混合动力汽车中,也可以具备发电机和行星齿轮,该行星齿轮的3个旋转要素连接于与车轴连结的驱动轴、所述发动机的输出轴以及所述发电机的旋转轴这3个轴,所述电动机也可以相对于所述驱动轴输入输出动力。
对实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系进行说明。在实施例中,发动机22相当于“发动机”,电动机MG2相当于“电动机”,HVECU70、发动机ECU24以及电动机ECU40相当于“控制单元”。
此外,关于实施例的主要要素与用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的主要要素的对应关系,因为实施例是对用于实施用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的方式进行具体说明的一例,所以实施例的主要要素不对用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的要素进行限定。即,关于用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的解释应该基于该栏的记载来进行,实施例只不过是用于解决课题的技术方案一栏所记载的发明的具体一例。
以上,虽然使用实施例对用于实施本发明的方式进行了说明,但本发明完全不受这样的实施例限定,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内以各种方式来实施。
产业上的可利用性
本发明能够在混合动力汽车的制造产业等中加以利用。
Claims (5)
1.一种混合动力汽车,具备:
发动机,具有向进气管喷射燃料的燃料喷射阀,能够输出行驶用的动力;
电动机,能够输出行驶用的动力;以及
控制单元,以在使所述发动机间歇运转的同时进行行驶的方式控制所述发动机和所述电动机,
在所述混合动力汽车中,
所述控制单元以如下方式控制所述发动机:在处于所述发动机的运转期间且处于减速时的预定减速时,以比处于所述发动机的运转期间且不处于减速时的情况下目标燃料喷射量少的方式设定目标燃料喷射量,从所述燃料喷射阀进行该目标燃料喷射量的燃料喷射,
在所述预定减速时,所述控制单元将基本燃料喷射量与修正值之和设定为所述目标燃料喷射量,所述修正值用于使所述目标燃料喷射量在壁面附着量的每单位时间的减少量大时比在所述壁面附着量的每单位时间的减少量小时减少,所述壁面附着量是附着于所述进气管的壁面的燃料量,
在所述预定减速时,所述控制单元以所述壁面附着量在所述发动机的运转时间短时比在所述发动机的运转时间长时多的方式推定所述壁面附着量。
2.根据权利要求1所述的混合动力汽车,其中,
在所述预定减速时,所述控制单元以水温修正值在所述发动机的运转时间短时比在所述发动机的运转时间长时小的方式设定水温修正值,将该水温修正值与所述发动机的冷却水温相加来设定修正后冷却水温,以所述壁面附着量在该修正后冷却水温低时比在该修正后冷却水温高时多的方式推定所述壁面附着量。
3.根据权利要求2所述的混合动力汽车,其中,
在所述预定减速时,所述控制单元以所述水温修正值在所述发动机的运转时间短时比在所述发动机的运转时间长时小且在所述发动机的冷却水温高时比在所述发动机的冷却水温低时小的方式设定所述水温修正值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的混合动力汽车,其中,
在所述预定减速时,所述控制单元以所述壁面附着量在所述发动机的运转时间短时比在所述发动机的运转时间长时多且在所述发动机的容积效率高时比在所述发动机的容积效率低时多的方式推定所述壁面附着量。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力汽车,其中,
在所述预定减速时,所述控制单元将从所述发动机的本次的运转开始起的经过时间与时间修正值之和作为所述发动机的运转时间,所述时间修正值被设定为在从所述发动机的上次的运转结束到本次的运转开始为止的时间短时比在从所述发动机的上次的运转结束到本次的运转开始为止的时间长时长。
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