CN110182198A - 混合动力车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种混合动力车辆的控制装置，混合动力车辆由内燃机和马达提供动力，其中净化排气的催化剂位于内燃机的排气通道中，并且控制装置包括：学习单元，其被构造成在内燃机的运转期间学习用于控制内燃机的转速的参数，使得怠速运转期间的内燃机的转速等于目标转速；控制器，其被构造成当使怠速运转期间的转速等于目标转速的参数的校正量等于或大于预定值的状态持续了等于或大于预定时间段时，停止内燃机，校正量通过学习单元的学习而获得。

Description

混合动力车辆的控制装置
技术领域
本公开涉及混合动力车辆的控制装置。
背景技术
已知混合动力车辆包括内燃机(发动机)和马达作为车辆的驱动源。在混合动力车辆中，能够切换成仅使用发动机的驱动模式、仅使用马达的驱动模式、以及使用发动机和马达两者的驱动模式。在这种混合动力车辆中，根据车辆的行驶状态而执行在其期间重复进行发动机的停止和起动的间歇运转。
此外，在混合动力车辆中，执行发动机的学习控制。例如，执行怠速控制(ISC)，其使在怠速运转期间的发动机的转速(怠速)等于目标转速。例如，如在例如日本专利申请公开第2009-040234号中所公开的，执行ISC学习，该ISC学习在发动机运转期间学习节气门的开度(节气门开度)并将所获得的值反映给节气门开度。
发明内容
因此，本公开的目的是提供一种混合动力车辆的控制装置，其能够抑制催化剂的温度上升。
上述目的通过由内燃机和马达提供动力的混合动力车辆的控制装置来实现，其中净化排气的催化剂位于内燃机的排气通道中，并且控制装置包括：学习单元，其被构造成在内燃机的运转期间学习用于控制内燃机的转速的参数，使得内燃机在怠速运转期间的转速等于目标转速；控制器，其被构造成当使在怠速运转期间的转速等于目标转速的参数的校正量等于或大于预定值的状态持续了等于或大于预定时间段时，停止内燃机，该校正量通过学习单元的学习来获得。
当校正量等于或大于预定值的状态持续了等于或大于预定时间段时，控制器可以被构造成使内燃机执行在其期间重复进行停止和运转的间歇运转。
当校正量等于或大于预定值的状态持续了等于或大于预定时间段时，学习单元可以被构造成不执行学习。
控制器可以被构造成当校正量的上限警戒控制的持续时间等于或大于预定时间段时，停止内燃机。
节气门可以位于内燃机的进气通道中，并且参数可以是节气门的开度。
内燃机可以包括EGR通道，其将排气从排气通道再循环到内燃机的进气通道。
附图说明
图1是示出了混合动力系统的框图；
图2是示出了发动机的示意图；
图3是示出了由ECU执行的控制的流程图。
图4是示出了由ECU执行的控制的流程图；
图5是示出了由ECU执行的控制的流程图；
图6是示出了由ECU执行的控制的流程图；
图7是示出了由ECU执行的控制的流程图；并且
图8A和图8B是示出了转速和催化剂的温度的时间图。
具体实施方式
在发动机运转时执行ISC学习，而在发动机停止时不执行ISC学习。也就是说，在重复进行发动机的停止和重新起动的间歇运转期间不执行ISC学习。换句话说，在执行ISC学习期间，发动机不能切换到间歇运转，并且不会停止。
由于发动机的燃烧状态的恶化，所以即使通过ISC学习也可能难以控制转速。在这种情况下，由于ISC学习未被完成，所以发动机不会切换到间歇运转，并且会继续驱动。当处于不良燃烧状态的发动机驱动时，从发动机排放出未燃烧的气体。当这种未燃烧的气体在排气通道中的催化剂中燃烧时，催化剂的温度大大升高。
实施例
在下文中，将参考附图描述根据本实施例的混合动力车辆的控制装置。图1是示出了混合动力系统100的框图。混合动力系统100被安装在混合动力车辆上，并且包括电控单元(ECU)10、电池12、转换器14、逆变器16、电动发电机(MG)18、电动发电机(MG)20、动力分割机构22、减速器24、驱动轮26和发动机30。
ECU10包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、存储设备等，并且通过执行存储在ROM或存储设备中的程序来执行各种控制。ECU10控制MG18和MG20的运转状态、电池12的充电和放电、以及发动机30的运转状态。ECU10用作执行ISC学习的学习单元，并且用作控制发动机30与马达(MG18和MG20)之间的动力分配并且停止发动机30的控制器。尽管图1中示出了ECU10，但混合动力系统100可以包括控制发动机30的发动机ECU，和控制MG18和MG20以及电池12的充电和放电的MG_ECU。
发动机30和MG20用作用于车辆的动力源，并且例如在起动发动机30时使用MG20。MG18用作用于对电池12充电的发电机。
动力分割机构22将发动机30和MG20的驱动力传递到减速器24。通过动力分割机构22按照期望改变发动机30的动力和MG20的动力的分配。动力分割机构22例如由包括太阳齿轮、行星齿轮架和齿圈的行星齿轮构成。
当MG18或MG20用作马达时，从电池12放电的直流(DC)电力由转换器14增加，并且然后由逆变器16转换成交流(AC)电力。AC电力被提供给MG18或MG20。
当对电池12充电时，MG18或MG20用作发电机。由MG18或MG20产生的AC电力被逆变器16转换为DC电力，由转换器14降低，然后被供应给电池12。
发动机
图2是示出了发动机30的示意图。如图2中所示，燃烧室33形成在发动机30的发动机本体32内。在发动机本体32内布置有活塞34、连杆35和曲轴36。活塞34通过连杆35连接到曲轴36。在发动机本体32中，设置有转速传感器37、火花塞38和燃料喷射阀39。转速传感器37检测发动机30的转速。燃料喷射阀39向燃烧室33供给燃料(缸内喷射)。火花塞38点燃燃烧室33中的空气-燃料混合物。燃料喷射阀39可以位于进气通道40中，并且可以执行端口喷射。
进气通道40和排气通道41连接到发动机本体32。凸轮轴(未示出)的旋转会打开和关闭进气门46和排气门47。
在进气通道40中从上游侧到下游侧布置空气滤清器42、空气流量计43和节气门44。空气滤清器42从外部流入的空气中去除灰尘。空气流量计43获取吸入空气量。节气门44由例如致动器(未示出)驱动，并调节吸入空气量。随着节气门44的开度增加，吸入空气量增加，而随着开度减小，吸入空气量减小。
当进气门46打开时，空气从进气通道40被引入到燃烧室33中。从燃料喷射阀39喷射的燃料与空气形成空气-燃料混合物。空气-燃料混合物被活塞34压缩，并且然后被火花塞38点燃。点火使活塞34在燃烧室33中沿竖直方向往复运动，从而使曲轴36旋转。从排气通道41排出燃烧后的排气。
催化剂45和空燃比传感器48位于排气通道41中。催化剂45为例如三元催化剂，含有诸如铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rh)等的催化金属，具有储氧能力，并且清除NOx、HC和CO。空燃比传感器48检测空燃比。
排气再循环(EGR)通道50的第一端联接到排气通道41，并且EGR通道50的第二端联接到进气通道40。EGR阀52位于EGR通道50中。排气中的一部分(EGR气体)通过EGR通道50流入进气通道40中，并被再次被引入燃烧室33中。随着EGR阀52的开度增加，EGR气体的流量增加，并且随着开度减小，EGR气体的流量减小。可以例如在EGR通道50中提供冷却EGR气体的EGR冷却器。
ECU 10调节火花塞38的点火正时、燃料的喷射量和来自燃料喷射阀39的燃料的喷射正时、以及节气门44和EGR阀52的开度。到ECU 10的输入有：由转速传感器37检测的转速、由空气流量计43检测的吸入空气量和由空燃比传感器48检测的空燃比。
ECU 10在发动机30的怠速运转期间执行ISC学习控制。也就是说，ECU 10反馈控制吸气量，使得在怠速运转期间的转速等于目标转速。更具体地，ECU 10基于目标转速与转速之间的差值来计算目标吸气量。ECU 10将目标吸气量转换为气门开度，以获得气门开度的校正量。例如，当转速小于目标转速时，确定校正量使得气门开度增加。当转速大于目标转速时，确定校正量使得气门开度减小。ECU 10将校正量存储为学习值，并基于该学习值反馈控制节气门44。后面描述的总校正量是基于校正量和学习值之和的量，并且由ECU 10计算出。
然而，发动机30中的燃烧状态的恶化可能使得难以通过ISC学习来将转速控制成与目标转速相等。特别地，在怠速状态下，燃烧室中的负压很大。因此，来自EGR通道50的EGR气体的流量增加，从而使燃烧状态进一步恶化。在这种情况下，转速未被控制在目标范围内、ISC学习未被完成、并且发动机30继续驱动。不良燃烧状态下的发动机30的熄火导致未燃烧的气体从发动机30排放出。未燃烧的气体从燃烧室33排放到排气通道41，并且可能在催化剂45附近燃烧。结果，催化剂45的温度大大增加。本实施例抑制了与ISC学习的异常相关的催化剂45的温度上升。
控制
图3至图7是示出了由ECU 10执行的控制的流程图。图3至图6示出了用于判定ISC学习是否异常的ISC-OBD(车载诊断)控制。后面将描述图3中提到的条件A至C。ECU 10确定是否满足条件A(步骤S10)。当判定为“否(No)”时，控制结束。当判定为“是(Yes)”时，ECU 10判定是否满足条件B(步骤S12)。当判定为“否”时，ECU10判定是否满足条件C(步骤S14)。当判定为“否”时，控制结束。当在步骤S12和S14中的任何一步骤处判定为“是”时，ECU 10设定指示ISC学习异常的异常标记(步骤S16)。在步骤S16之后，控制结束。
图4示出了用于判定是否满足条件A的控制。如图4中所示，ECU10获得转速与目标转速之间的差值ΔR，并判定ΔR是否小于阈值Rth1(步骤S20)。当判定为“是”时，ECU 10判定ISC学习中的校正量等于或大于阈值Ath1的状态是否持续了等于或大于时间段t1(步骤S22)。当判定为“否”时，ECU 10判定校正量的上限警戒控制是否持续了等于或大于时间段t2(步骤S24)。上限警戒控制是由上限保护值限制校正量的控制。在上限警戒控制期间，校正量可以达到上限保护值，但不超过上限保护值。当在步骤S24处判定为“否”时，ECU 10判定不满足条件A(步骤S32)。另一方面，当在步骤S22或S24处判定为“是”时，ECU 10判定满足条件A(步骤S34)。
当在步骤S20处判定为“否”时，ECU 10判定转速和目标转速之间的差值ΔR是否大于阈值Rth2(步骤S26)。当判定为“是”时，ECU10判定校正量等于或小于阈值Ath2的状态是否持续了等于或大于时间段t3(步骤S28)。当判定为“否”时，ECU 10判定校正量的下限警戒控制是否持续了等于或大于时间段t4(步骤S30)。下限警戒控制是由下限保护值限制校正量的控制。在下限警戒控制期间，校正量可以达到下限保护值，但不低于下限保护值。当在步骤S30或S26处判定为“否”时，ECU 10判定不满足条件A(步骤S32)。另一方面，当在步骤S28或S30处判定为“是”时，ECU 10判定满足条件A(步骤S34)。在步骤S32或S34之后，图4中的控制结束。ECU 10算出满足条件A的次数。
图5示出了用于判定是否满足条件B的控制。如图5中所示，ECU10判定总校正量是否已经保持在上限或下限处等于或大于时间段t5(步骤S40)。当总校正量已经保持在上限或下限处时，这意味着总校正量等于上限或等于下限的状态继续。上限可以是例如上限保护值或其它值。下限可以是例如下限保护值或其它值。
当判定为“否”时，ECU 10判定校正量的上限警戒控制是否持续了等于或大于时间段t6(步骤S42)。当判定为“否”时，ECU 10判定校正量的下限警戒控制是否持续了等于或大于时间段t7(步骤S44)。当判定为“否”时，ECU 10判定不满足条件B(步骤S46)。当在步骤S40、S42和S44中的任何一步骤处判定为“是”时，ECU 10判定满足条件B(步骤S48)。在步骤S46或S48之后，控制结束。
图6示出了用于判定是否满足条件C的控制。如图6中所示，ECU10判定已经满足条件A的次数是否等于或大于预定次数Nth(步骤S50)。当判定为“否”时，ECU 10判定不满足条件C(步骤S64)。
当在步骤S50处判定为“是”时，ECU 10判定已经通过ISC学习更新过的学习值是否等于或大于预定值Bth1(步骤S52)。当判定为“否”时，ECU 10判定更新过的学习值是否等于或小于预定值Bth2(步骤S54)。当判定为“否”时，ECU 10判定总校正量是否保持在上限处(步骤S56)。当判定为“否”时，ECU 10判定总校正量是否保持在下限处(步骤S58)。
当判定为“否”时，ECU 10判定校正量的上限警戒控制是否持续了等于或大于时间段t8(步骤S60)。当判定为“否”时，ECU 10判定校正量的下限警戒控制是否持续了等于或大于时间段t9(步骤S62)。当在步骤S62处判定为“否”时，ECU 10判定不满足条件C(步骤S64)。另一方面，当在步骤S52至S62中的任何一步骤处判定为“是”时，ECU 10判定满足条件C(步骤S66)。在步骤S64或S66之后，控制结束。
当通过图4至图6中的上述控制判定了满足条件A并且满足条件B或C时，ECU 10设定如图3中所示的异常标记(步骤S16)。之后，ECU 10执行图7中所示的控制。
图7示出了用于判定是否要执行ISC学习的控制。ECU 10判定是否满足预定条件D(步骤S70)。当判定为“是”时，ECU 10判定是否设定了异常标记(步骤S72)。当判定为“否”时，ECU 10设定ISC学习标记(步骤S74)。在这种情况下，执行ISC学习。
另一方面，当在步骤S70处判定为“否”时或者在步骤S72处判定为“是”时，ECU 10关闭ISC学习标记(步骤S76)，并停止发动机30的运转(步骤S78)。更具体地，ECU 10使发动机30不继续运转，并使发动机30切换到在其期间重复进行停止和运转的间歇运转的状态。在这种情况下，不执行ISC学习。此外，当发动机30的运转停止时，空气到燃烧室33的流入、燃料喷射和点火也停止。结果，抑制了燃烧恶化和未燃烧的气体的产生。在步骤S74或S78之后，控制结束。
图8A和图8B是示出转速和催化剂45的温度的时间图。图8A示出了发动机30继续驱动的情况，图8B示出了根据本实施例的发动机30停止的情况。在图8A和图8B中的每一个中，上图表示发动机30的转速，下图表示催化剂45的温度。
在图8A的情况下，从时间ta到时间tb，发动机30不执行间歇运转，并继续驱动。因此，未燃烧的气体在催化剂45附近燃烧，从而催化剂45的温度约从T1增加到T2，如图8A的下图中所示。
在图8B的情况下，在时间tc附近，ECU10在图7的过程中关闭ISC学习标记并且停止发动机30(步骤S76和S78)。如图8B的上图中所示，产生了发动机30不继续运转并且停止的时间段。换句话说，发动机30执行间歇运转。因此，抑制了燃烧恶化和燃烧室33中未燃烧的气体的产生，并且也抑制了未燃烧的气体在催化剂45附近燃烧。因此，如图8B的下图中所示，抑制了催化剂45的温度的上升，并且温度在时间tc之后在T1附近变得稳定。
如上所述，在本实施例中，ECU 10使发动机30停止。该控制抑制了气体到燃烧室33的流入、燃烧恶化和未燃烧的气体的产生，从而也抑制了未燃烧的气体在催化剂45中燃烧。结果，抑制了催化剂45的温度上升。
当燃烧状态恶化并且发动机30的转速由此而未增加至目标转速时，ISC学习的校正量达到等于或大于预定值的值，并且长时间保持ISC学习的校正量等于或大于预定值的状态。预定值为例如接近上限保护值或校正量的上限保护值的值。结果，校正量和总校正量被保持在上限处，校正量的上限警戒控制继续，并且学习值增加(图4中的步骤S22和S24、图5中的步骤S40和S42、以及图6中的步骤S52、S56和S60)。ECU 10设定异常标记(图3中的步骤S16)、关闭ISC学习标记、并停止发动机30(图7中的步骤S76和S78)。在这种情况下，由于未执行ISC学习，因此发动机30能够停止。ECU 10将发动机30切换到间歇运转。结果，抑制了与燃烧状态的恶化相关联的催化剂45的温度上升。
此外，节气门44的冻结或节气门44的异物卡入可能使得难以控制节气门44的开度。在这种情况下，校正量和总校正量被保持在上限处，校正量的上限警戒控制继续，并且学习值增加(图4中的步骤S28和S30、图5中的步骤S40和S44、图6中的步骤S54、S58和S62)。ECU 10设定异常标记(图3中的步骤S16)，并关闭ISC学习标记(图7中的步骤S76)。该控制停止ISC学习。
当EGR气体流入燃烧室33中时，燃烧状态进一步恶化，并且产生更多的未燃烧的气体。特别地，当EGR阀52的开度由于EGR阀52的异物卡入而增加时，EGR气体的流率增加，从而使燃烧状态大大恶化。在本实施例中，ECU 10停止发动机30，从而减少空气的流入和EGR气体的流入。因此，抑制了未燃烧的气体的产生，并抑制了催化剂45的温度上升。
图7中的条件D是通常被用作例如用于在混合动力车辆中执行ISC学习的条件的条件，并且如下是这些条件的示例。例如，发动机30已经启动。ISC学习尚未完成，并且尚未判定ISC学习是不必要的。发动机30的冷却水的温度等于或大于预定温度。在切换到低速档之后已经经过了预定的时间段。车速等于或小于预定速度。燃料的增量系数小于预定值。换挡杆处于P档位、发动机30被冷启动、或者没有ISC学习的历史。吸气量的累积值等于或大于预定值。当满足所有这些条件时，ECU 10可以判定满足条件D，或者当满足这些条件中的一个或一些条件时，ECU 10可以判定满足条件D。可替代地，可以使用另一种条件。
在本实施例中，ECU 10通过ISC学习来控制节气门44的开度。该参数可以并非是气门开度。例如，在进气通道40中设置旁通节气门44的旁通通道，并且可以在旁通通道中设置ISC阀。ECU 10可以控制ISC阀的开度，并且能够将本实施例应用于ISC学习以调节ISC阀的开度。
尽管已经详细描述了本发明的一些实施例，但是本发明不限于具体实施例，而是可以在本发明的所要求保护的范围内被变型或变更。

Claims (6)

1.一种混合动力车辆的控制装置，所述混合动力车辆由内燃机和马达提供动力，其中
净化排气的催化剂位于所述内燃机的排气通道中，并且
所述控制装置包括：
学习单元，所述学习单元被构造成在所述内燃机的运转期间，学习用于控制所述内燃机的转速的参数，使得在怠速运转期间所述内燃机的转速等于目标转速；以及
控制器，所述控制器被构造成当使怠速运转期间的所述转速等于所述目标转速的所述参数的校正量等于或大于预定值的状态持续等于或大于预定时间段时，停止所述内燃机，所述校正量通过所述学习单元的学习来获得。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中
当所述校正量等于或大于所述预定值的所述状态持续了等于或大于所述预定时间段时，所述控制器被构造成使所述内燃机执行间歇运转，在所述间歇运转期间重复停止和运转。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中
当所述校正量等于或大于所述预定值的所述状态持续了等于或大于所述预定时间段时，所述学习单元被构造成不执行所述学习。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的控制装置，其中
所述控制器被构造成当所述校正量的上限警戒控制的持续时间等于或大于所述预定时间段时，停止所述内燃机。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制装置，其中
节气门位于所述内燃机的进气通道中，并且
所述参数是所述节气门的开度。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的控制装置，其中
所述内燃机包括EGR通道，所述EGR通道将排气从所述排气通道再循环到所述内燃机的进气通道。
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