CN112009482B - 混合动力车辆 - Google Patents
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Abstract
一种混合动力车辆,车辆的控制装置(62)构成为能够执行第一起动控制(S21~S24),该第一起动控制(S21~S24)通过第一电动机(14)使发动机起转,并且对于在发动机(13)的上次停止时在压缩冲程停止了的气缸(对象气缸),在压缩冲程执行缸内燃料喷射,通过在缸内燃料喷射后进行点火而初爆,并一边通过第二电动机(15)对行驶驱动力进行辅助一边执行点火延迟。
Description
技术领域
本公开涉及混合动力车辆,特别是涉及混合动力车辆中的发动机起动控制。
背景技术的说明
在日本特开2013-113248号公报中公开了使搭载于混合动力车辆的发动机间歇运转的控制装置。在间歇运转中,控制装置使发动机在暂时地停止之后再次起动。
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在要求车辆的急加速的情况(例如,由驾驶员大幅踩踏加速踏板的情况)下的发动机起动时,要求加快发动机转矩的上升。然而,在发动机起动时加快发动机转矩的上升并不容易。例如,若发动机转矩的上升变快,则容易发生伴随发动机起动的对车身的冲击(以下,称为“起动冲击”)。另外,在具备涡轮式增压器的发动机中,因增压器的应答延迟(一般也称作“涡轮迟滞”),发动机转矩的上升也可能变慢。
在日本特开2013-113248号公报中记载的发动机起动控制中,为了抑制爆震而执行点火延迟(即,使点火正时延迟的控制)。通过点火延迟虽然起动冲击被缓和,但是认为发动机转矩的上升变慢。
用于解决课题的手段
本公开为了解决上述课题被作出,其目的为提供在要求急加速的情况下的发动机起动时,能够抑制起动冲击并加快发动机转矩的上升的混合动力车辆。
本公开的混合动力车辆具备产生行驶驱动力的发动机、构成为能够使发动机起转的第一电动机、产生行驶驱动力的第二电动机及控制装置。控制装置构成为对发动机、第一电动机及第二电动机进行控制。发动机包含至少一个气缸、与全部的气缸连接的进气通路及排气通路、以及增压器。上述的气缸具备进行缸内燃料喷射的燃料喷射阀及进行点火的点火装置。增压器包含设置于进气通路的压缩机及设置于排气通路的涡轮。控制装置构成为能够执行如下的第一起动控制:通过第一电动机使发动机起转,并且对于在发动机的上次停止时在压缩冲程停止了的气缸,在压缩冲程执行缸内燃料喷射,通过在缸内燃料喷射后进行点火而初爆,并在通过第二电动机对行驶驱动力进行辅助的同时执行点火延迟。
在上述第一起动控制中,对于在压缩冲程停止的气缸,在压缩冲程执行缸内燃料喷射,因此能够使发动机在早期初爆。另外,通过发动机的初爆变快,从而在早期排气温度(进而,排气的流速)上升。并且,伴随排气流量及排气流速的上升而增压器的涡轮的转速上升,由此,发动机转矩的上升变快。
在对于在压缩冲程停止的气缸控制装置进行燃料喷射及点火而气缸未经过进气冲程就初爆的情况下,倾向于起动冲击变大。因此,在上述第一起动控制中,控制装置执行点火延迟,由此抑制起动冲击。另外,在点火延迟持续的期间内,排气温度变高而增压器的涡轮的转速容易上升。
若执行点火延迟,则通过气缸内的燃烧产生的转矩变小。因此,因点火延迟而发动机转矩变小,可能会无法获得足够的行驶驱动力。因此,在上述第一起动控制中,在点火延迟持续的期间内,通过第二电动机对行驶驱动力进行辅助。因此,能够通过第二电动机补偿因点火延迟而不足的行驶驱动力。由此,在发动机的初爆后,在点火延迟持续的期间内,也能够确保足够的行驶驱动力。
根据上述的第一起动控制,在发动机起动时,能够抑制起动冲击并加快发动机转矩的上升。上述的混合动力车辆具备构成为能够执行这样的第一起动控制的控制装置,因此通过在要求急加速的情况下的发动机起动时执行第一起动控制,能够在抑制起动冲击的同时加快发动机转矩的上升。
此外,第一起动控制中的用于初爆的缸内燃料喷射既可以在即将起转之前进行,也可以在紧接着起转之后进行,还可以与起转同时进行。第一起动控制中的用于初爆的点火也可以在膨胀冲程中进行。“上次停止”表示最近的停止的含义。点火延迟是相对于通常的点火控制(例如,MBT(Minimum advance for the Best Torque)控制)中的点火正时使点火正时延迟的处理。
上述的控制装置也可以构成为能够执行如下的第二起动控制:通过第一电动机使发动机起转,当发动机的转速超过规定速度时,对任一个气缸进行用于初爆的燃料喷射及点火。上述的控制装置也可以构成为在从EV行驶(即,在发动机停止的状态下通过第二电动机进行的行驶)向HV行驶(即,通过发动机及第二电动机进行的行驶)转移时,选择第一起动控制及第二起动控制中的任一个执行。
在第二起动控制中,例如,通过减小节气门而使发动机的转速上升,在发动机的吸入空气量充分下降时开始初爆,从而能够利用小转矩使发动机起动,因此,与第一起动控制相比不容易产生起动冲击。上述的控制装置根据从EV行驶向HV行驶的转移时(以下,仅称为“HV转移时”)的情况,能够通过前述的第一起动控制加快发动机转矩的上升,也能够通过第二起动控制使起动冲击不容易产生。上述的控制装置通过在HV转移时选择第一起动控制及第二起动控制中的任一个执行,能够根据发动机起动时的情况以适合的方式使发动机起动。
此外,第二起动控制中的用于初爆的燃料喷射既可以在进气冲程中进行,也可以在压缩冲程进行。第二起动控制中的燃料喷射也可以是由前述的燃料喷射阀(即,缸内喷射用的燃料喷射阀)进行的缸内喷射。另外,在气缸还具备在进气口喷射燃料的燃料喷射阀(即,端口喷射用的燃料喷射阀)的车辆中,第二起动控制中的燃料喷射也可以是进气口喷射。
在要求车辆的急加速的情况下通过执行第一起动控制,能够根据急加速的要求使车辆急加速。更具体而言,上述的控制装置也可以构成为在HV转移时满足下记必要条件的情况下执行第一起动控制。
上述的车辆也可以进一步具备对来自用户的要求加速量(例如,加速踏板的踏入量)进行检测的加速器传感器。上述的控制装置也可以构成为在从EV行驶向HV行驶转移时在满足要求加速量为阈值以上(以下,也称为“必要条件(A)”)的情况下选择第一起动控制。
上述的控制装置也可以构成为在从EV行驶向HV行驶转移时在满足使发动机输出的功率为阈值以上(以下,也称为“必要条件(B)”)的情况下选择第一起动控制。
上述的控制装置也可以构成为以包含动力模式在内的多种行驶模式进行HV行驶,动力模式是以与燃耗相比优先输出功率的方式使发动机动作的模式。控制装置也可以构成为在从EV行驶向HV行驶转移时在满足车辆的行驶模式变为动力模式(以下,也称为“必要条件(C)”)的情况下选择第一起动控制。
既可以采用上述必要条件(A)~(C)中的任一个,也可以采用从必要条件(A)~(C)中选择的2个必要条件,还可以采用全部必要条件(A)~(C)。此外,采用全部必要条件(A)~(C)是指在HV转移时在满足了必要条件(A)~(C)中的至少1个必要条件的情况下上述的控制装置选择第一起动控制。
上述的控制装置也可以构成为以预先设定的行驶模式进行车辆的行驶控制。控制装置也可以构成为具备存储表示行驶模式的信息(以下,也称为“模式信息”)的存储装置,并参照存储装置内的模式信息指定车辆的行驶模式。上述的车辆也可以进一步具备受理用户的输入的输入装置。输入装置也可以构成为对控制装置设定多种行驶模式中的由用户输入的行驶模式。
上述的发动机也可以具备多个上述的气缸(即,上述的具备燃料喷射阀及点火装置的气缸),并且也可以进一步具备这些多个气缸所共用的曲轴。上述的控制装置也可以构成为能够检测曲轴的旋转位置,并且也可以构成为在发动机的停止时存储曲轴的旋转位置。上述的控制装置也可以构成为在第一起动控制中使用在发动机的上次停止时存储的曲轴的旋转位置来指定多个气缸中的在压缩冲程停止的气缸。
根据上述的控制装置,能够在具备多个气缸的发动机中,可靠地指定在压缩冲程停止的气缸。
上述的控制装置也可以构成为在开始点火延迟之后,当规定的结束条件成立时,结束点火延迟。
根据上述结构,通过预实验或模拟实验将适合的结束条件预先设定于控制装置,由此能够在适当的时刻(例如,增压器的涡轮转速充分上升后的时刻)结束点火延迟,并返回通常的点火控制(例如,MBT控制)。
发动机及第一电动机各自也可以经由行星齿轮与混合动力车辆的驱动轮机械地连结。行星齿轮及第二电动机也可以构成为使从行星齿轮输出的动力和从第二电动机输出的动力合成而向驱动轮传递。
根据上述的结构,能够通过第一电动机及第二电动机适当地进行前述的起转和行驶驱动力的辅助。
本发明的上述及其他的目的、特征、方案及优点从与附图相关联而理解的关于本发明的以下的详细的说明中可以明确。
附图说明
图1是示出本公开的实施方式的车辆的驱动装置的图。
图2是示出本公开的实施方式的车辆的发动机的图。
图3是示出在图2中示出的发动机主体所包含的各气缸的结构的图。
图4是示出在图2中示出的发动机主体所包含的各气缸的1个燃烧循环的图。
图5是示出本公开的实施方式的车辆的控制系统的框图。
图6是示出在本公开的实施方式的车辆中,HV行驶中的行星齿轮的各旋转要素(太阳齿轮、行星架、齿圈)的转速的关系的一例的共线图。
图7是示出在本公开的实施方式的车辆中,EV行驶中的行星齿轮的各旋转要素(太阳齿轮、行星架、齿圈)的转速的关系的一例的共线图。
图8是示出在本公开的实施方式的车辆中,停车中的行星齿轮的各旋转要素(太阳齿轮、行星架、齿圈)的转速的关系的一例的共线图。
图9是关于本公开的实施方式的车辆,示出控制装置和用于检测曲柄角的机构的各自的详细结构的图。
图10是示出由本公开的实施方式的车辆的控制装置执行的发动机起动控制的处理顺序的流程图。
图11是用于对本公开的实施方式的混合动力车辆的动作进行说明的图。
图12是示出在本公开的实施方式的车辆中,起转中的行星齿轮的各旋转要素(太阳齿轮、行星架、齿圈)的转速的关系的一例的共线图。
优选的实施方式的说明
以下,参照附图对本公开的实施方式详细地进行说明。图中,对相同或相当的部分附以相同的符号而其说明不再重复。以下,也称电子控制单元(Electronic Control Unit)为“ECU”。另外,也称混合动力车辆(Hybrid Vehicle)为“HV”,也称电动汽车(ElectricVehicle)为“EV”。
图1是示出该实施方式的车辆的驱动装置的图。在该实施方式中,假定了前轮驱动的四轮汽车(更具体而言,混合动力车辆),但是车轮的数量及驱动方式可以适当变更。例如,驱动方式也可以是四轮驱动。
参照图1,车辆的驱动装置10具备发动机13及MG(Motor Generator,电动发电机)14、15作为行驶用的动力源。MG14及15各自是兼备作为通过供给驱动电力来输出转矩的电动机的功能和作为通过施加转矩来产生发电电力的发电机的功能双方的电动发电机。作为MG14及15各自使用了交流电动机(例如,永磁式同步电动机或感应电动机)。MG14经由包含第一变换器16的电路与蓄电池18电连接。MG15经由包含第二变换器17的电路与蓄电池18电连接。第一变换器16及第二变换器17包含于后述的PCU19(参照图5)。MG14、15分别具有转子轴23、30。转子轴23、30分别相当于MG14、15的旋转轴。该实施方式的MG14、MG15分别相当于本公开的“第一电动机(MG1)”、“第二电动机(MG2)”的一例。
蓄电池18例如包含二次电池而构成。作为二次电池,例如可以采用锂离子电池。蓄电池18也可以包含由已电连接的多个二次电池(例如,锂离子电池)构成的电池组。此外,构成蓄电池18的二次电池不限于锂离子电池,也可以是其他的二次电池(例如,镍氢电池)。作为蓄电池18还可以采用电解液式二次电池,也可以采用全固体式二次电池。作为蓄电池18可以采用任意的蓄电装置,也可以采用大容量的电容器等。
驱动装置10包含行星齿轮机构20。发动机13及MG14连结于行星齿轮机构20。MG14能够强制地使发动机13的输出轴22旋转。发动机13的输出轴22连接于在后述的图3中示出的曲轴131,通过输出轴22旋转而曲轴131也旋转。这样,MG14构成为能够使发动机13起转(详细内容参照后述的图12)。行星齿轮机构20是单小齿轮型的行星齿轮,配置在与发动机13的输出轴22相同的轴线Cnt上。
行星齿轮机构20具有太阳齿轮S、与太阳齿轮S同轴配置的齿圈R、啮合于太阳齿轮S及齿圈R的小齿轮P及将小齿轮P保持为能够自转及公转的行星架C。发动机13及MG14各自经由行星齿轮机构20与驱动轮24机械地连结。发动机13的输出轴22连结于行星架C。MG14的转子轴23连结于太阳齿轮S。齿圈R连结于输出齿轮21。
行星齿轮机构20具有3个旋转要素,即输入要素、输出要素及反作用力要素。在行星齿轮机构20中,行星架C为输入要素,齿圈R为输出要素,太阳齿轮S为反作用力要素。向行星架C输入发动机13输出的转矩。行星齿轮机构20构成为将发动机13向输出轴22输出的转矩分割而向太阳齿轮S(进而,MG14)和齿圈R(进而,输出齿轮21)传递。齿圈R向输出齿轮21输出转矩,由MG14产生的反作用转矩作用于太阳齿轮S。从行星齿轮机构20(行星齿轮)输出的动力(即,向输出齿轮21输出的动力)经由在以下说明的从动齿轮26、副轴25、驱动齿轮27、差速齿轮28及传动轴32、33向驱动轮24传递。
驱动装置10还具备副轴25、从动齿轮26、驱动齿轮27、差速齿轮28、驱动齿轮31及传动轴32、33。差速齿轮28相当于最终减速器,包含齿圈29而构成。
行星齿轮机构20及MG15构成为使从行星齿轮机构20输出的动力和从MG15输出的动力合成而向驱动轮24传递。具体而言,连结于行星齿轮机构20的齿圈R的输出齿轮21啮合于从动齿轮26。另外,安装于MG15的转子轴30的驱动齿轮31也啮合于从动齿轮26。副轴25安装于从动齿轮26,与轴线Cnt平行地配置。驱动齿轮27安装于副轴25,啮合于差速齿轮28的齿圈29。从动齿轮26以将MG15输出到转子轴30的转矩和从齿圈R输出到输出齿轮21的转矩合成的方式进行作用。这样合成的驱动转矩从差速齿轮28经由在左右方向上延伸的传动轴32、33向驱动轮24传递。
驱动装置10还具备机械式油泵36和电动油泵38。油泵36与输出轴22同轴设置。油泵36由发动机13驱动。油泵36在发动机13工作时,向行星齿轮机构20、MG14、MG15及差速齿轮28输送润滑油。电动油泵38由从蓄电池18或未图示的其他的车载蓄电池(例如,辅机蓄电池)供给的电力驱动,由后述的HVECU62(参照图5)进行控制。电动油泵38在发动机13停止时,向行星齿轮机构20、MG14、MG15及差速齿轮28输送润滑油。由油泵36及电动油泵38各自输送的润滑油具有冷却功能。
图2是示出发动机13的结构的图。参照图2,发动机13是例如直列4缸型的火花点火式内燃机。发动机13具备包含4个气缸40a、40b、40c、40d的发动机主体13a和与全部的气缸(即,气缸40a、40b、40c、40d)连接的进气通路41及排气通路42。在发动机主体13a中,4个气缸40a、40b、40c、40d在一个方向上排列。以下,除了区别说明的情况,将气缸40a、40b、40c、40d各自记载为“气缸40”。
图3是示出发动机主体13a所包含的各气缸40的结构的图。参照图2和图3,气缸40的进气口43、排气口44分别与进气通路41及排气通路42连接。气缸40具备燃烧室401、活塞402、连杆403、进气阀431、进气凸轮轴432、进气凸轮433、排气阀441、排气凸轮轴442、排气凸轮443、点火装置45及喷射器46。点火装置45包含火花塞及升压电路(未图示),构成为对燃烧室401内的混合气体进行点火。喷射器46构成为在气缸40中进行缸内燃料喷射(即,向气缸40内的直接燃料喷射)。另外,发动机13具备凸轮角传感器130、在气缸40a、40b、40c、40d共用的曲轴131、曲柄角传感器132及发动机冷却水温传感器70。
进气口43由进气阀431开闭,排气口44由排气阀441开闭。通过将燃料(例如,汽油)加入于通过进气口43向气缸40内供给的空气来生成空气和燃料的混合气体。燃料由喷射器46向气缸40内喷射,在气缸40内生成混合气体。并且,对点火装置45的火花塞施加电压,在气缸40内点燃混合气体。由此,在燃烧室401发生燃烧及爆炸,高温高压的燃烧气体膨胀而压低活塞402。这样生成的活塞402的动力经由连杆403向曲轴131传递。由发动机13的气缸40a~40d生成的动力向在气缸40a~40d共用的曲轴131输出。
当在4个气缸40共用的进气凸轮轴432旋转时,各气缸40的进气凸轮433也旋转,进气阀431由进气凸轮433驱动开闭。当在4个气缸40共用的排气凸轮轴442旋转时,各气缸40的排气凸轮443也旋转,排气阀441由排气凸轮443驱动开闭。进气凸轮轴432、排气凸轮轴442和曲轴131例如通过由正时链条连接而构成为同步旋转。
在发动机13工作时,在发动机主体13a的各气缸40内活塞402往复移动,在各气缸40中反复进行由进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程及排气冲程组成的4个冲程(以下,也称作“1个燃烧循环”)。在进气冲程中,活塞402下降,进气阀431打开而从进气口43向气缸40内吸入空气。在压缩冲程,活塞402上升而压缩气缸40内的空气。在膨胀冲程中,在燃烧室401发生燃烧及爆炸,燃烧气体压低活塞402。在排气冲程中,活塞402上升,排气阀441打开而从排气口44排出气缸40内的燃烧气体。进气凸轮轴432及排气凸轮轴442各自构成为以曲轴131的1/2的转速旋转。通过进气凸轮轴432及排气凸轮轴442各自在每1个燃烧循环旋转1次(360°旋转),在进气冲程中进气阀431打开,在排气冲程中排气阀441打开。曲轴131在每1个燃烧循环旋转2次(720°旋转)。
图4是示出气缸40a、40b、40c、40d的1个燃烧循环的图。在图4中,“° CA”表示曲柄角(即,曲轴131的旋转位置)。“#1”、“#2”、“#3”、“#4”分别表示气缸40a、气缸40b、气缸40c、气缸40d。
如图4所示,气缸40a、40b、40c、40d在每1个冲程(180° CA)错开动作。因此,在发动机13已停止时(进而,曲轴131的旋转已停止时),在进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程、排气冲程中停止的气缸40各存在1个。
再次参照图2,发动机13具备利用排气能量而对吸入空气进行增压的涡轮式的增压器47。增压器47是具备压缩机48、涡轮53及轴53a的涡轮增压器。压缩机48和涡轮53构成为互相经由轴53a连结而一体地旋转。接受从发动机主体13a排出的排气的流动而旋转的涡轮53的旋转力经由轴53a向压缩机48传递。通过压缩机48旋转,朝向发动机主体13a的进气被压缩,被压缩的空气向发动机主体13a供给。增压器47构成为通过利用排气能量使涡轮53及压缩机48旋转,进行吸入空气的增压。
压缩机48配置于进气通路41。在进气通路41中比压缩机48靠上游侧的位置处设置有空气流量计50。空气流量计50构成为输出与在进气通路41内流动的空气的流量相应的信号。在进气通路41中比压缩机48靠下游侧的位置处设置有中间冷却器51。中间冷却器51构成为对由压缩机48压缩的进气进行冷却。在进气通路41中比中间冷却器51靠下游侧的位置处设置有节流阀49(进气节流阀)。节流阀49构成为能够对在进气通路41内流动的进气的流量进行调整。节流阀49的开度由后述的HVECU62(参照图5)控制。向进气通路41流入的空气以空气流量计50、压缩机48、中间冷却器51及节流阀49这个顺序通过而向发动机主体13a的各气缸40供给。
涡轮53配置于排气通路42。另外,在排气通路42设置有WGV(废气旁通阀)机构54。WGV机构54构成为能够使比涡轮53靠上游的排气绕到比涡轮53靠下游处。WGV机构54包含能够调整导向涡轮53的排气的流量的WGV(废气旁通阀)55。根据WGV55的开度不同,流入涡轮53的排气流量(进而,增压压力)改变。WGV55越闭合(即,越接近全闭合状态),流入涡轮53的排气流量越多,吸入空气的压力(即,增压压力)越高。从发动机主体13a排出的排气经过涡轮53及WGV55中的任一个,在通过起动催化剂转换器56及后处理装置57除去有害物质之后向大气放出。后处理装置57例如包含三效催化剂。
在发动机13设置有使排气流入进气通路41的EGR(Exhaust Gas Recirculation:废气再循环)装置58。EGR装置58具备EGR通路59、EGR阀60及EGR冷却器61。EGR通路59构成为从排气通路42将排气的一部分作为EGR气体取出而导向进气通路41。在EGR通路59设置有EGR阀60及EGR冷却器61。EGR阀60构成为能够调整在EGR通路59流过的EGR气体的流量。EGR冷却器61构成为对在EGR通路59流过的EGR气体进行冷却。
图5是示出该实施方式的车辆的控制系统的框图。参照图1及图2以及图5,车辆的控制系统具备HVECU62、MGECU63及发动机ECU64。在HVECU62连接有加速器传感器66、车速传感器67、MG1转速传感器68、MG2转速传感器69、发动机冷却水温传感器70、涡轮转速传感器71、增压压力传感器72、SOC传感器73、MG1温度传感器74、MG2温度传感器75、INV1温度传感器76、INV2温度传感器77、催化剂温度传感器78及增压器温度传感器79。
加速器传感器66向HVECU62输出与加速器操作量(例如,未图示的加速踏板的踏入量)相应的信号。加速器操作量是表示驾驶员对车辆要求的加速量(以下,也称为“要求加速量”)的参数。加速器操作量越大则驾驶员的要求加速量越大。车速传感器67向HVECU62输出与车速(即,车辆的行驶速度)相应的信号。MG1转速传感器68向HVECU62输出与MG14的转速相应的信号。MG2转速传感器69向HVECU62输出与MG15的转速相应的信号。发动机冷却水温传感器70向HVECU62输出与在形成于发动机主体13a的气缸体的水套流通的冷却水的温度相应的信号。涡轮转速传感器71向HVECU62输出与增压器47的涡轮53的转速相应的信号。增压压力传感器72向HVECU62输出与发动机13的增压压力相应的信号。
SOC传感器73向HVECU62输出与蓄电池18的残存充电量相对于充满电量(即,蓄电容量)的比率即SOC(State of Charge:充电状态)相应的信号。MG1温度传感器74向HVECU62输出与MG14的温度相应的信号。MG2温度传感器75向HVECU62输出与MG15的温度相应的信号。INV1温度传感器76向HVECU62输出与第一变换器16的温度相应的信号。INV2温度传感器77向HVECU62输出与第二变换器17的温度相应的信号。催化剂温度传感器78向HVECU62输出与后处理装置57的温度相应的信号。增压器温度传感器79向HVECU62输出与增压器47中的规定部位的温度(例如,涡轮53的温度)相应的信号。
HVECU62包含处理器62a、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)62b及存储装置62c,还有未图示的输入输出端口及计时器而构成。作为处理器62a,例如可以采用CPU(Central Processing Unit:中央处理器)。RAM62b作为将由处理器62a处理的数据暂时地存储的工作用存储器而发挥功能。存储装置62c构成为能够保存被存储的信息。存储装置62c包含例如ROM(Read Only Memory:只读存储器)及可重写的非易失性存储器。在存储装置62c中除了程序,还存储有在程序中使用的信息(例如,映射、数式及各种参数)。通过处理器62a执行在存储装置62c中存储的程序,执行车辆的各种控制。此外,其他的ECU(例如,MGECU63及发动机ECU64)也具有与HVECU62同样的硬件结构。在该实施方式中,HVECU62、MGECU63及发动机ECU64被分开,但是也可以使1个ECU具备这些功能。
HVECU62构成为向发动机ECU64输出用于对发动机13进行控制的指令(例如,发动机运转状态指令)。发动机ECU64构成为根据来自HVECU62的指令,对节流阀49、点火装置45、喷射器46、WGV55及EGR阀60进行控制。HVECU62能够通过发动机ECU64而进行发动机控制。例如,HVECU62在发动机转矩超过了规定值的情况下对发动机ECU64要求增压压力的上升。发动机ECU64根据来自HVECU62的要求,通过关闭WGV55而升高增压压力。
HVECU62构成为向MGECU63输出用于对MG14及MG15各自进行控制的指令(例如,第一MG转矩指令及第二MG转矩指令)。车辆还具备PCU(Power Control Unit:动力控制单元)19。MGECU63构成为通过PCU19对MG14及MG15进行控制。MGECU63构成为根据来自HVECU62的指令,生成与MG14及MG15的各自的目标转矩对应的电流信号(例如,表示电流的大小及频率的信号),并向PCU19输出生成的电流信号。HVECU62能够通过MGECU63而进行电动机控制。
PCU19具备第一变换器16、第二变换器17及转换器65。MG14及MG15各自与PCU19电连接。第一变换器16及转换器65构成为在蓄电池18与MG14之间进行电力变换。第二变换器17及转换器65构成为在蓄电池18与MG15之间进行电力变换。PCU19构成为向MG14及MG15各自供给积蓄于蓄电池18中的电力,并且向蓄电池18供给由MG14及MG15各自发电产生的电力。PCU19构成为能够对MG14、15的状态分别地进行控制,例如,能够在使MG14为再生状态(即,发电状态)的同时使MG15为动力运行状态。PCU19构成为能够将利用MG14及MG15中的一方发电产生的电力向另一方供给。MG14及MG15构成为能够相互地进行电力的授受。
车辆构成为进行HV行驶和EV行驶。HV行驶为在利用发动机13使行驶驱动力产生的同时通过发动机13及MG15进行的行驶。EV行驶为在发动机13停止的状态下通过MG15进行的行驶。在发动机13停止的状态下,不再进行发动机主体13a中的燃烧。若发动机主体13a中的燃烧停止,则不再利用发动机13产生燃烧能量(进而,车辆的行驶驱动力)。HVECU62构成为根据情况对EV行驶及HV行驶进行切换。
HVECU62例如以基于加速器开度及车速求取要求驱动力并向驱动轮24输出要求驱动力的方式对发动机13、MG14及MG15进行协调控制。在HV行驶中,对发动机13输出的转矩和MG15输出的转矩进行合计而得到的转矩成为行驶驱动力。在EV行驶中,MG15输出的转矩成为行驶驱动力。以向驱动轮24输出要求驱动力的方式计算使MG15产生的转矩。
HVECU62构成为将发动机13的动作点控制为目标动作点。发动机13的动作点为由发动机转矩和发动机转速规定的发动机13的运转状态。HVECU62基于行驶模式和要求驱动力求取要求发动机功率,基于要求发动机功率决定目标动作点。HVECU62例如在发动机转速和发动机转矩的坐标平面上,将发动机功率等于要求发动机功率的线(等功率线)与推荐动作线(例如,最适燃耗线)的交点作为目标动作点。最适燃耗线为在发动机转速和发动机转矩的坐标平面上将燃耗变为最小的发动机的动作点连结而成的线。
在图1中示出的行星齿轮机构20可以作为无级变速机构发挥功能。行星齿轮机构20构成为能够连续地变更输入要素(行星架C)的转速相对于输出要素(齿圈R)的转速的比率。能够通过HVECU62对MG14的转速进行控制来对发动机13的转速进行调整。HVECU62能够根据在MG14中流过的电流的大小及频率对MG14的转速任意地进行控制。
图6是示出HV行驶中的行星齿轮机构20的太阳齿轮S、行星架C及齿圈R各自的转速的关系的一例的共线图。参照图6,在HV行驶的一例中,在向驱动轮24传递从发动机13输出的转矩(即,输入到行星架C的转矩)时,通过MG14使反作用力作用于行星齿轮机构20的太阳齿轮S。因此,太阳齿轮S作为反作用力要素发挥功能。在HV行驶中,为了使与基于加速要求的目标发动机转矩相应的转矩作用于驱动轮24,使相对于目标发动机转矩的反作用转矩向MG14输出。能够利用该反作用转矩使MG14执行再生发电。
图7是示出EV行驶中的行星齿轮机构20的太阳齿轮S、行星架C及齿圈R各自的转速的关系的一例的共线图。参照图7,在EV行驶中,使发动机13停止而通过MG15产生行驶驱动力。在EV行驶中,HVECU62对点火装置45及喷射器46进行控制从而不在发动机13中进行燃烧。EV行驶在发动机13不旋转的状态下进行,因此,如图7所示,行星架C的转速为0。
图8是示出停车中的行星齿轮机构20的太阳齿轮S、行星架C及齿圈R各自的转速的关系的一例的共线图。参照图8,HVECU62对发动机13及MG14、15进行控制而使太阳齿轮S、行星架C及齿圈R各自的转速为0,由此,车辆的行驶停止,车辆变为停车状态。
然而,在要求车辆的急加速的情况下的发动机起动时,要求加快发动机转矩的上升。然而,在发动机起动时加快发动机转矩的上升并不容易。例如,若发动机转矩的上升变快,起动冲击(即,伴随发动机起动的对车身的冲击)变得容易发生。另外,因增压器的应答延迟,发动机转矩的上升也可能会变慢。
因此,该实施方式的车辆通过具有在以下说明的结构,在要求车辆的急加速的情况下的发动机起动时,能够抑制起动冲击并加快发动机转矩的上升。
HVECU62构成为除了通常的发动机起动控制以外,还能够执行急加速用的发动机起动控制。作为急加速用的发动机起动控制,采用第一起动控制,该第一起动控制通过MG14使发动机13起转,并且对于气缸40a~40d中的在发动机13的上次停止时在压缩冲程停止了的气缸,在压缩冲程执行缸内燃料喷射,通过在缸内燃料喷射后进行点火而初爆,在通过MG15对行驶驱动力进行辅助的同时执行点火延迟。作为通常的发动机起动控制,采用第二起动控制,该第二起动控制通过MG14使发动机13起转,当发动机13的转速超过规定速度时,对气缸40a~40d中的任一个进行用于初爆的燃料喷射及点火。
在该实施方式中,HVECU62构成为在从EV行驶向HV行驶转移时(即,HV转移时),选择执行第一起动控制及第二起动控制中的任一个。该实施方式的HVECU62相当于本公开的“控制装置”的一例。
此外,执行上述发动机起动控制的选择的时刻不限于HV转移时。例如,也可以在停车中的发动机起动时执行上述发动机起动控制的选择。例如,HVECU62也可以构成为能够执行若怠速停止条件成立则使发动机13自动地停止、若怠速停止条件不成立则使发动机13自动地再起动的怠速控制。并且,HVECU62也可以构成为,在上述怠速控制中的自动再起动时执行上述发动机起动控制的选择(例如,后述的图10的处理)。怠速停止条件也可以是在满足车辆停止(即,车速为0)、加速器操作量为0和车辆的制动踏板(未图示)踏入这些全部时成立,若不满足这些条件中的任一个则不成立的条件。HVECU62也可以构成为在使发动机13起动时若要求加速量为阈值以上,则选择执行第一起动控制。
图9是示出HVECU62和用于检测曲柄角(即,在图3中示出的曲轴131的旋转位置)的机构的各自的详细结构的图。首先,对用于检测曲柄角的机构进行说明,关于HVECU62的详细结构后述。
参照图3和图9,在曲轴131安装有正时转子133。在正时转子133的外周,每隔相等角度(例如,每隔10° CA)地形成有多个突起部133a。另外,在正时转子133的外周设置有齿(突起部133a)欠缺的部分即缺齿部133b。曲柄角传感器132配置于正时转子133的附近。曲柄角传感器132构成为能够检测正逆旋转双方。作为曲柄角传感器132例如可以采用电磁拾音器。伴随曲轴131的旋转,从曲柄角传感器132向HVECU62输出与正时转子133的凹凸对应的曲柄信号(例如,表示H(高)/L(低)电平的信号)。例如,在曲轴131和曲柄角传感器132之间任一个突起部133a通过时,曲柄信号变为H电平。由于突起部133a以等角度设置,因此曲轴131每旋转规定角度(例如,10° CA)曲柄信号变为H电平。由于缺齿部133b设置于正时转子133的外周的1处,因此每旋转360° CA出现长的L电平期间(即,与缺齿部133b对应的L电平期间)。HVECU62构成为使用曲柄信号计算发动机13的转速。
在进气凸轮轴432安装有正时转子434。正时转子434的外周形成有3个突起部434a、434b、434c。凸轮角传感器130配置于正时转子434的附近。作为凸轮角传感器130例如可以采用利用了磁阻元件(MRE)的传感器。伴随进气凸轮轴432旋转,从凸轮角传感器130向HVECU62输出与正时转子434的凹凸对应的凸轮信号(例如,表示H(高)/L(低)电平的信号)。例如,突起部434a、434b、434c中的任一个通过进气凸轮轴432和凸轮角传感器130之间时,凸轮信号变为H电平。这样的凸轮信号作为气缸判别信号发挥功能。
HVECU62构成为在存储装置62c内具有表示曲柄角的曲柄计数器,并使用曲柄信号及凸轮信号更新曲柄计数器。HVECU62能够基于曲柄计数器而以适合的时刻进行燃料喷射及点火。
曲柄计数器是以曲轴131的2次旋转为1周期的计数器。曲柄计数器的基准(0° CA)可以任意设定,但是在该实施方式中,如图4所示,以气缸40a(#1)的压缩上死点(压缩TDC)为基准(0° CA)生成曲柄计数器。由于进气凸轮轴432和曲轴131同步旋转,因此在曲柄角和凸轮信号之间存在一定的相关关系。在存储装置62c中预先存储有表示曲柄角和凸轮信号的相关关系的信息(以下,也称为“曲柄位置信息”)。例如,在存储装置62c中预先存储有与缺齿部133b对应的曲柄角及凸轮信号(H电平/L电平)和凸轮信号反转时(即,从H电平切换到L电平时及从L电平切换到H电平时)的曲柄角。HVECU62使用曲柄信号使曲柄计数器递增计数。HVECU62在使用存储于存储装置62c的曲柄位置信息来确认曲柄计数器的值的合适与否的同时,根据伴随曲轴131的旋转的曲柄角的变化将曲柄计数器递增计数。另外,进气凸轮轴432每旋转1次,HVECU62从凸轮角传感器130接受凸轮边缘信号。凸轮边缘信号是例如在由正时转子434的突起部434b的终端部使凸轮信号发生了反转时从凸轮角传感器130输出的信号。HVECU62每次接受凸轮边缘信号便将曲柄计数器复位。在互相相位各错开180°CA的4个气缸40a、40b、40c、40d动作1个燃烧循环的期间,曲柄计数器被递增计数(参照图4)。
如上所述,HVECU62构成为能够检测曲柄角。另外,HVECU62构成为在发动机13的停止时存储曲柄角。HVECU62在曲轴131的旋转停止时将曲柄角保存于存储装置62c,并将所保存的曲柄角在发动机13的再起动时从存储装置62c读出而使用。HVECU62能够使用在发动机13的上次停止时存储了的曲柄角(以下,也称为“上次停止曲柄角”)识别发动机13的起动时的曲柄角。
HVECU62在起动发动机13时,将上次停止曲柄角作为曲柄计数器的初始值而开始曲柄计数器的递增计数。通过发动机起动时的起转,曲轴131旋转,若通过曲柄角传感器132检测出与缺齿部133b对应的曲柄角,则HVECU62使用存储于存储装置62c的曲柄位置信息来确认曲柄计数器的值合适与否,并在曲柄计数器偏离了的情况下对曲柄计数器进行修正。
但是,在第一起动控制中,与起转大致同时(例如,紧接起转之后)地进行缸内燃料喷射。在第一起动控制中,在检测出与缺齿部133b对应的曲柄角之前,进行用于初爆的燃料喷射及点火的可能性高。因此,在第一起动控制中,在初爆时不进行上述的曲柄计数器的修正,而通过上次停止曲柄角来指定在压缩冲程停止的气缸40,并在所指定的气缸40中进行燃料喷射及点火。此外,即使在第一起动控制中点火正时出现了偏差,曲轴131的逆旋转也由起转抑制。
另一方面,在第二起动控制中,在通过起转使发动机13的转速上升直至超过规定速度(以下,也称为“初爆速度”)之后,进行用于初爆的燃料喷射及点火。在该实施方式中,高达充分抑制起动冲击的程度的速度被设定为初爆速度。在第二起动控制中,在检测出与缺齿部133b对应的曲柄角之后,进行用于初爆的燃料喷射及点火。在第二起动控制中,在初爆前进行上述的曲柄计数器的修正。
接下来,对HVECU62的结构要素按功能分别进行说明。HVECU62包含行驶控制部621、急加速判断部622、第一起动控制部623及第二起动控制部624。HVECU62中的上述各部分例如通过在图5中示出的处理器62a和由处理器62a执行的程序而具体化。但是不限于此,这些各部分也可以由专用的硬件(电路)具体化。
行驶控制部621构成为在根据情况切换EV行驶/HV行驶的同时,以向在图1中示出的驱动轮24输出要求驱动力的方式进行车辆的行驶控制。例如,行驶控制部621在低速且低负荷的行驶条件下进行EV行驶,在高速且高负荷的行驶条件下进行HV行驶。要求驱动力越大则判断为行驶负荷越大。行驶控制部621通过对发动机13、MG14及MG15进行协调控制来进行车辆的行驶控制。
急加速判断部622构成为对是否是要求车辆的急加速的情况进行判断。在该实施方式中,在从EV行驶向HV行驶转移时,急加速判断部622进行上述判断。急加速判断部622基于例如后述的车辆的行驶模式,判断是否是要求车辆的急加速的情况。
第一起动控制部623构成为在由急加速判断部622判断为是要求车辆的急加速的情况的情况下,执行前述的第一起动控制。第二起动控制部624构成为在由急加速判断部622判断为不是要求车辆的急加速的情况的情况下,执行前述的第二起动控制。关于第一起动控制及第二起动控制的详细内容后述(参照图10)。
车辆还具备受理来自用户的输入的输入装置101。输入装置101由用户操作,将与用户的操作对应的信号输入HVECU62。例如,用户通过输入装置101能够向HVECU62输入规定的指示或要求,或者将参数的值设定于HVECU62。通信方式既可以是有线也可以是无线。作为输入装置101,例如可以采用设置于驾驶座周围(例如,方向盘或仪表盘)的各种开关(例如,按钮开关或滑动开关)。但是不限于此,各种定点设备(例如,鼠标或触摸板)、键盘及触控面板也可以作为输入装置101而采用。输入装置101既可以是移动设备(例如,智能电话)的操作部,也可以是汽车导航系统的操作部。
车辆还具备通知装置102。通知装置102构成为在从HVECU62存在要求时,向用户(例如,驾驶员)进行规定的通知处理。作为通知装置102的例子,可以列举显示装置(例如,仪表盘或平视显示器)、扬声器、灯。通知装置102既可以是移动设备(例如,智能电话)的显示部,也可以是汽车导航系统的显示部。
输入装置101构成为从用户受理行驶模式的输入。用户能够通过输入装置101切换车辆的行驶模式。在该实施方式中,作为行驶模式采用标准模式及动力模式。标准模式是在取得输出功率和燃耗的平衡的同时使发动机13动作的行驶模式。动力模式是与燃耗相比优先输出功率而使发动机13动作的行驶模式。此外,行驶模式不限于标准模式及动力模式。例如,作为行驶模式也可以进一步采用节能模式。节能模式是与输出功率相比优先燃耗而使发动机13动作的行驶模式。
输入装置101构成为对HVECU62设定标准模式及动力模式中的从用户输入的行驶模式。存储装置62c存储模式信息。模式信息是表示车辆的行驶模式(进而,设定于HVECU62的行驶模式)的信息。输入装置101能够通过改写模式信息而将新的行驶模式设定于HVECU62。行驶控制部621参照存储装置62c内的模式信息指定车辆的行驶模式,在该行驶模式下进行车辆的行驶控制。
在车辆的行驶模式为标准模式时,HVECU62以燃耗不恶化的方式决定要求驱动力(进而,要求发动机功率)。因此,在来自驾驶员的要求加速量变大时,会为了防止燃耗的恶化限制发动机13的输出功率。与此相对,在车辆的行驶模式为动力模式时,用于燃耗的输出功率的制限被缓解。HVECU62优先来自驾驶员的要求加速量地决定要求驱动力(进而,要求发动机功率)。因此,在来自驾驶员的要求加速量变大时,向驱动轮24输出与其要求加速量相符的转矩的可能性变高。这样,在动力模式中,能够从发动机13输出大于标准模式的功率。
HVECU62也可以构成为使存储装置62c内的模式信息表示的行驶模式向通知装置102通知。HVECU62例如也可以使仪表盘显示行驶模式。通过通知装置102通知行驶模式,用户能够掌握在发动机起动时执行第一起动控制及第二起动控制中的哪一个。
图10是示出由HVECU62执行的发动机起动控制的处理顺序的流程图。在该流程图中示出的处理例如在结束EV行驶而开始HV行驶时被执行。在EV行驶中,车辆在发动机13停止了的状态下行驶。
参照图5及图9以及图10,在步骤(以下,仅表记为“S”)10中,由急加速判断部622判断是否要求车辆的急加速。更具体而言,急加速判断部622在满足规定的必要条件(以下,也称为“急加速必要条件”)的情况下,判断为要求车辆的急加速。在该实施方式中,若车辆的行驶模式变为动力模式则满足急加速必要条件,若车辆的行驶模式未变为动力模式则不满足急加速必要条件。急加速判断部622确认存储装置62c内的模式信息,并判断车辆的行驶模式是否变为动力模式。
在要求车辆的急加速的情况(在S10中为“是”)下,第一起动控制部623在以下说明的S21~S24中执行第一起动控制。
在S21中,第一起动控制部623使用存储装置62c内的上次停止曲柄角来指定在压缩冲程停止的气缸40(以下,也称为“对象气缸”)。
在S22中,第一起动控制部623通过MG14使发动机13起转,通过喷射器46,在对象气缸中在压缩冲程执行缸内燃料喷射。进一步地,第一起动控制部623在缸内燃料喷射后通过点火装置45在对象气缸中进行点火而初爆。缸内燃料喷射(更具体而言,压缩冲程喷射)的时刻例如为紧接起转之后。但是不限于此,第一起动控制中的用于初爆的燃料喷射既可以在即将起转之前进行,也可以与起转同时进行。用于初爆的点火正时配合燃料喷射时期而决定。第一起动控制中的用于初爆的点火正时例如也可以是紧接TDC(上死点)通过之后。第一起动控制中的初爆时的发动机转速低于第二起动控制中的初爆速度,例如为300rpm~400rpm左右。
在S23中,第一起动控制部623一边通过MG15辅助车辆的行驶驱动力一边执行点火延迟。第一起动控制部623能够通过MG15补偿由点火延迟造成的行驶驱动力的不足的量。此外,初爆后由行驶控制部621执行通常的发动机燃烧控制(例如,发动机13的燃料喷射控制及点火控制)。但是,在由S23的处理执行点火延迟的期间,在迟于通常的燃烧控制中的点火正时(例如,发动机转矩变为最大的点火正时)的时刻进行点火。
在S24中,第一起动控制部623判断规定的结束条件是否成立。并且,直到判断为结束条件成立为止的期间(即,在S24中判断为“否”的期间),持续S23等的处理(即,点火延迟及由MG15进行的行驶驱动力辅助)。
在该实施方式中,在开始点火延迟之后经过规定时间(以下,也称为“点火延迟时间”)之后结束条件成立。表示适当的点火延迟时间的点火延迟信息由预实验或模拟实验作成,并存储于存储装置62c。例如,也可以作成表示增压器47的涡轮转速充分上升的点火延迟时间的点火延迟信息。另外,点火延迟信息也可以考虑排放而作成。通过点火延迟信息表示的点火延迟时间既可以是固定值,也可以根据发动机13的状态(例如,发动机冷却水温)可变。点火延迟信息既可以是数值,也可以是映射。
此外,结束条件不限于上述而可以任意地设定。例如,也可以是在通过涡轮转速传感器71检测的增压器47的涡轮转速上升到规定值以上时结束条件成立。
另一方面,在未要求车辆的急加速的情况(在S10中为“否”)下,第二起动控制部624在以下说明的S31~S33中执行第二起动控制。
在S31中,第二起动控制部624使节流阀49为全闭状态并通过MG14使发动机13起转。
在S32中,第二起动控制部624判断是否通过S31的起转而发动机13的转速(Ne)超过了规定的初爆速度。初爆速度可以任意地设定,例如可以是从600rpm~700rpm的范围中选择的转速。并且,若通过起转而发动机13的转速超过初爆速度(在S32中为“是”),则第二起动控制部624在S33中,在气缸40a~40d的任一个中进行用于初爆的燃料喷射及点火。
根据上述的第二起动控制,由于在发动机转速高而空气量少的状态下进行发动机13的初爆,因此容易减轻起动冲击。
在S24中判断为是的情况下,在执行了S33的处理的情况下,图10的一系列处理结束。若图10的处理结束,则由行驶控制部621执行通常的发动机燃烧控制。
图11是用于对本公开的实施方式的混合动力车辆的动作进行说明的图。参照图11,如利用线L10示出那样,在该例中,在时刻t1前,车辆进行EV行驶,在时刻t1从EV行驶切换为HV行驶。即,时刻t1相当于HV转移时。HVECU62在时刻t1开始(ON)由MG14进行的发动机13的起转。
图12是示出在起转中的行星齿轮机构20的太阳齿轮S、行星架C及齿圈R各自的转速的关系的一例的共线图。参照图1以及图12,若在发动机13停止的状态下使MG14产生正旋转方向上的转矩,则使发动机13正旋转的朝向的转矩在太阳齿轮S产生。由此,发动机13的转速上升。MG14利用这样的作用能够在车辆的行驶中进行发动机13的起动处理(即,起转)。在紧接起转开始之后,由于使负旋转状态的MG14产生正旋转方向上的转矩,因此MG14作为发电机而动作,通过MG14发电产生的电力输入蓄电池18。另外,若在车辆的行驶中MG14进行起转,则伴随MG14的起转动作而在齿圈R产生反作用力(即,使车辆减速的朝向的转矩)。因此,在车辆的行驶中MG14进行起转时,通过HVECU62使MG15的转矩增大,抑制这样的反作用力。
再次参照图11,在HVECU62执行第一起动控制时,如利用线L12示出那样,HVECU62的第一起动控制部623在时刻t2进行初爆。初爆的气缸40为气缸40a~40d中的在压缩冲程停止了的气缸(更具体而言,在发动机13的上次停止时在压缩冲程停止了的气缸),用于初爆的燃料喷射在压缩冲程进行。用于初爆的点火与燃料喷射在同一燃烧循环中(例如,紧接燃料喷射之后)进行。因此,从起转开始(即,时刻t1)到初爆为止的时间短。通过初爆发动机转矩(进而,发动机转速)上升。如利用线L11示出那样,第一起动控制部623随着发动机转速的上升使由MG14进行的起转停止(OFF)。另外,如利用线L13示出那样,在时刻t2开始点火延迟,持续到时刻t4。在点火延迟的执行中,由第一起动控制部623驱动MG15。由于点火延迟而发动机转矩(进而,行驶驱动力)减少,但是可以通过MG15的转矩补偿行驶驱动力。时刻t4是点火延迟的结束条件成立的时刻。
在HVECU62执行第二起动控制时,如利用线L22示出那样,HVECU62的第二起动控制部624在时刻t3进行初爆。时刻t3是通过起转发动机13的转速超过初爆速度Th的时刻。如利用线L21示出那样,第二起动控制部624伴随发动机转速的上升,使由MG14进行的起转停止(OFF)。对于起转时间,与第一起动控制相比第二起动控制更长。如利用线L23示出那样,在第二起动控制中,点火延迟未进行。
如上所述,在该实施方式的混合动力车辆中,HVECU62构成为能够执行第一起动控制。在第一起动控制中,通过MG14使发动机13起转,并且对于在发动机13的上次停止时在压缩冲程停止了的气缸40,在压缩冲程执行缸内燃料喷射,通过在缸内燃料喷射后进行点火而初爆(图10的S22),并一边通过MG15对行驶驱动力进行辅助一边执行点火延迟(图10的S23)。在像这样的第一起动控制中,由于对在压缩冲程停止的气缸40,在压缩冲程执行缸内燃料喷射,因此能够在早期使发动机13初爆。另外,由于发动机13的初爆变快,在早期排气温度(进而,排气的流速)上升。并且,由于伴随排气流量及排气流速的上升而增压器47的涡轮53的转速上升,发动机转矩的上升变快。进一步地,通过执行点火延迟,抑制起动冲击。在点火延迟持续的期间,通过MG15对行驶驱动力进行辅助,因此抑制了伴随点火延迟的执行而行驶驱动力不足。另外,在点火延迟持续的期间,排气温度变为高温而增压器47的涡轮53的转速变得容易上升。这样,根据上述的第一起动控制,在发动机起动时,能够抑制起动冲击并加快发动机转矩的上升。
根据上述图10的处理,在车辆的行驶模式为动力模式的情况(在S10中为“是”)下通过第一起动控制(S21~S24)使发动机13起动,另一方面,在车辆的行驶模式为标准模式的情况(在S10中为“否”)下通过第二起动控制(S31~S33)使发动机13起动,由此,能够根据发动机起动时的情况以适合的方式使发动机13起动。
在上述实施方式中示出的急加速必要条件不过是一例。在上述实施方式中,将下记必要条件(C)作为急加速必要条件而采用,但是代替或除了必要条件(C),也可以采用以下示出的必要条件(A)及必要条件(B)中的至少一方。
(A)在从EV行驶向HV行驶转移时要求加速量为阈值(以下,也称为“第一阈值”)以上。
(B)在从EV行驶向HV行驶转移时HVECU62使发动机13输出的功率为阈值(以下,也称为“第二阈值”)以上。
(C)在从EV行驶向HV行驶转移时车辆的行驶模式变成动力模式。
第一阈值及第二阈值各自既可以是固定值,也可以是根据车辆的情况(例如,行驶模式)可变的值。HVECU62构成为使发动机13输出前述的要求发动机功率,因此,也可以基于要求发动机功率是否为第二阈值以上判断是否满足必要条件(B)。
HVECU62既可以限定于HV转移时执行图10的处理,也可以在包含HV转移时的全部的发动机起动时执行图10的处理。
发动机13的结构不限于在图2中示出了的结构而可以适当地变更。例如,进气通路41中的节流阀49的位置也可以是空气流量计50与压缩机48之间。另外,气缸布局也不限于直列型,也可以是V型或水平型。
发动机具备的各气缸除了缸内喷射用的燃料喷射阀(例如,喷射器46),也可以进一步具备在进气口喷射燃料的燃料喷射阀(即,端口喷射用的燃料喷射阀)。第二起动控制中的燃料喷射也可以是进气口喷射。第二起动控制中的用于发动机初爆的燃料喷射也可以在进气冲程中进行。
气缸的数量及阀的数量也可以任意地变更。在气缸的数量为1个的车辆中,也可以构成为在控制装置使发动机停止时调整曲轴的旋转量而在该气缸的压缩冲程中使曲轴停止。或者,控制装置也可以构成为在上次发动机停止时没有在压缩冲程停止了的气缸的情况下不执行第一起动控制,而在上次发动机停止时有在压缩冲程停止了的气缸的情况下执行第一起动控制。
虽对本发明的实施方式进行了说明,但是应该认为在本次发明的实施方式中全部的要点中均为例示而非制限性的。本发明的范围由请求保护的范围表示,旨在包含与请求保护的范围均等的含义及范围内的所有变更。
Claims (7)
1.一种混合动力车辆,具备:
发动机,产生行驶驱动力;
第一电动机,构成为能够使所述发动机起转;
第二电动机,产生行驶驱动力;及
控制装置,对所述发动机、所述第一电动机及所述第二电动机进行控制,
所述发动机包含至少一个气缸、与全部的所述气缸连接的进气通路及排气通路、以及增压器,
所述气缸具备进行缸内燃料喷射的燃料喷射阀及进行点火的点火装置,
所述增压器包含设置于所述进气通路的压缩机及设置于所述排气通路的涡轮,
所述控制装置构成为能够执行如下的第一起动控制:通过所述第一电动机使所述发动机起转,并且对于在所述发动机的上次停止时在压缩冲程停止了的所述气缸,在压缩冲程执行所述缸内燃料喷射,通过在所述缸内燃料喷射后进行点火而初爆,并在通过所述第二电动机对行驶驱动力进行辅助的同时执行点火延迟,
所述控制装置构成为能够执行如下的第二起动控制:通过所述第一电动机使所述发动机起转,当所述发动机的转速超过规定速度时,对所述至少一个气缸中的任一个进行用于初爆的燃料喷射及点火,
所述控制装置构成为在从EV行驶向HV行驶转移时,选择所述第一起动控制及所述第二起动控制中的任一个执行,所述EV行驶是在所述发动机停止的状态下通过所述第二电动机进行的行驶,所述HV行驶是通过所述发动机及所述第二电动机进行的行驶。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中,
所述混合动力车辆还具备加速器传感器,该加速器传感器检测来自用户的要求加速量,
所述控制装置构成为在从所述EV行驶向所述HV行驶转移时,若所述要求加速量为阈值以上则选择所述第一起动控制。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中,
所述控制装置构成为在从所述EV行驶向所述HV行驶转移时,若使所述发动机输出的功率为阈值以上则选择所述第一起动控制。
4.根据权利要求1所述的混合动力车辆,其中,
所述控制装置构成为以包含动力模式在内的多种行驶模式进行所述HV行驶,所述动力模式是以与燃耗相比优先输出功率的方式使所述发动机动作的模式,
所述控制装置构成为在从所述EV行驶向所述HV行驶转移时,若该混合动力车辆的行驶模式变为所述动力模式则选择所述第一起动控制。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的混合动力车辆,其中,
所述发动机具备多个所述气缸,并且还具备这些多个气缸所共用的曲轴,
所述控制装置构成为能够检测所述曲轴的旋转位置,并且构成为在所述发动机的停止时存储所述曲轴的旋转位置,
所述控制装置构成为在所述第一起动控制中使用在所述发动机的上次停止时存储的所述曲轴的旋转位置来指定所述多个气缸中的在压缩冲程停止的气缸。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的混合动力车辆,其中,
所述控制装置构成为在开始所述点火延迟之后,当规定的结束条件成立时,结束所述点火延迟。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的混合动力车辆,其中,
所述发动机及所述第一电动机各自经由行星齿轮与该混合动力车辆的驱动轮机械地连结,
所述行星齿轮及所述第二电动机构成为使从所述行星齿轮输出的动力和从所述第二电动机输出的动力合成而向所述驱动轮传递。
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