Гибридное транспортное средство
Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Гибридное транспортное средство содержит систему изменения температуры всасываемого воздуха во время остановки двигателя и контроллер, выбирающий двигатель в качестве силового устройства, когда запрашиваемая нагрузка выше пороговой нагрузки, и выбирающий электромотор, когда запрашиваемая нагрузка равна или ниже пороговой. Контроллер устанавливает пороговую нагрузку в соответствии с SOC аккумулятора и уменьшает пороговую нагрузку, когда SOC является более низким. Регулируют температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя и устанавливают целевую температуру всасываемого воздуха в соответствии с SOC и увеличивают целевую температуру всасываемого воздуха, когда SOC является более низким, в заданном диапазоне. Повышается стабильность сгорания в двигателе. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к гибридному транспортному средству, приспособленному для выбора движения за счет электромотора и движения за счет двигателя.
Уровень техники
Известно, что температура всасываемого воздуха влияет на стабильность сгорания для двигателя. В публикации JP 2002-317640 A описано обеспечение стабильности сгорания для двигателя посредством повышения температуры всасываемого воздуха, когда двигатель работает в диапазоне низкой нагрузки, по сравнению со случаем, когда двигатель работает в диапазоне средней-высокой нагрузки.
В случае гибридного транспортного средства, приспособленного для выбора движения за счет электромотора и движения за счет двигателя, остановка и перезапуск двигателя повторяются. Когда двигатель перезапускается в состоянии, когда гибридное транспортное средство движется с помощью электромотора, нагрузка двигателя зависит от рабочего состояния при движении за счет электромотора. В зависимости от соотношения между нагрузкой двигателя при перезапуске и температурой всасываемого воздуха, стабильность сгорания для двигателя может ухудшаться, так что двигатель не может перезапускаться успешно.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение было реализовано в виду таких проблем, и целью настоящего изобретения является предоставление гибридного транспортного средства, приспособленного для обеспечения стабильности сгорания для двигателя, когда двигатель перезапускается в состоянии, когда гибридное транспортное средство движется с помощью электромотора.
Гибридное транспортное средство согласно настоящему изобретению является гибридным транспортным средством, имеющим двигатель для движения, электромотор для движения и аккумулятор для аккумулирования электроэнергии, которая должна подаваться к электромотору. Гибридное транспортное средство согласно настоящему изобретению содержит систему переменной температуры всасываемого воздуха, которая изменяет температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя, и контроллер.
Контроллер выполнен с возможностью осуществления, по меньшей мере, следующей первой-четвертой обработки.
В первой обработке контроллер выбирает двигатель в качестве силового устройства гибридного транспортного средства, когда запрашиваемая нагрузка выше пороговой нагрузки, и выбирает электромотор в качестве силового устройства, когда запрашиваемая нагрузка равна или ниже пороговой нагрузки. Во второй обработке контроллер устанавливает пороговую нагрузку в соответствии с SOC (состоянием заряда) аккумулятора и уменьшает пороговую нагрузку, когда SOC является более низким, по меньшей мере, в заданном диапазоне SOC. Посредством выполнения контроллером первой и второй обработки диапазон движения за счет электромотора, когда гибридное транспортное средство движется с помощью электромотора, расширяется в сторону высокой нагрузки, когда SOC является более высоким, по меньшей мере, в заданном диапазоне SOC, и уменьшается в сторону низкой нагрузки, когда SOC является более низким в том же диапазоне SOC.
В третьей обработке контроллер регулирует температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя до целевой температуры всасываемого воздуха, приводя в действие систему с переменной температурой всасываемого воздуха, когда электромотор выбирается в качестве силового устройства. В четвертой обработке контроллер устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха в соответствии с SOC и увеличивает целевую температуру всасываемого воздуха, когда SOC является более низким, по меньшей мере, в заданном диапазоне SOC. Посредством выполнения контроллером третьей и четвертой обработки температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя регулируется до более низкой температуры, когда SOC является более высоким, по меньшей мере, в заданном диапазоне SOC, и регулируется до более высокой температуры, когда SOC является более низким в том же диапазоне SOC.
Согласно гибридному транспортному средству, содержащему контроллер, сконфигурированный, как описано выше, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя регулируется до более высокой температуры, когда вероятность перезапуска двигателя в диапазоне низкой нагрузки увеличивается в результате того, что диапазон движения от электромотора уменьшается в сторону низкой нагрузки вследствие низкого SOC. Затем, по меньшей мере, в заданном диапазоне SOC, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя регулируется до более высокой температуры, когда диапазон движения от электромотора уменьшается в сторону низкой нагрузки. Управление температурой всасываемого воздуха, как описано выше, обеспечивает стабильность сгорания, когда двигатель перезапускается.
Также, согласно гибридному транспортному средству, содержащему контроллер, сконфигурированный, как описано выше, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя регулируется до более низкой температуры, когда вероятность перезапуска двигателя в диапазоне низкой нагрузки уменьшается в результате того, что диапазон движения от электромотора расширяется в сторону высокой нагрузки вследствие высокого SOC. Затем, по меньшей мере, в заданном диапазоне SOC, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя регулируется до более низкой температуры, когда диапазон движения от электромотора расширяется в сторону высокой нагрузки. Это делает возможным уменьшение выброса NOx и улучшение топливной экономичности, в то же время обеспечивая стабильность сгорания, когда двигатель перезапускается.
Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы устанавливать целевую температуру всасываемого воздуха в заданную верхнюю предельную температуру в четвертой обработке, когда SOC является более низким, чем заданный диапазон SOC. Также, контроллер может быть сконфигурирован, чтобы устанавливать целевую температуру всасываемого воздуха в заданную нижнюю предельную температуру в четвертой обработке, когда SOC является более высоким, чем заданный диапазон SOC. Ограничение целевой температуры всасываемого воздуха верхней предельной температурой пресекает ухудшение выброса NOx и топливной экономичности. Ограничение целевой температуры всасываемого воздуха нижней предельной температурой пресекает ухудшение стабильности сгорания.
Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы корректировать пороговую нагрузку в сторону низкой нагрузки во второй обработке и корректировать целевую температуру всасываемого воздуха в сторону высокой температуры в четвертой обработке, когда температура аккумулятора является более высокой, чем заданный температурный диапазон. Также, контроллер может быть сконфигурирован, чтобы корректировать пороговую нагрузку в сторону низкой нагрузки во второй обработке, и корректирует целевую температуру всасываемого воздуха в сторону высокой температуры в четвертой обработке, когда температура аккумулятора ниже заданного температурного диапазона. Заряд и разряд аккумулятора подвержен воздействию температуры аккумулятора и ограничивается как при температуре, более высокой, чем соответствующий температурный диапазон, так и при температуре, более низкой, чем соответствующий температурный диапазон. Следовательно, выполнение корректировок, как описано выше, пресекает влияние температуры аккумулятора и обеспечивает стабильность сгорания, когда двигатель перезапускается.
Контроллер может быть сконфигурирован, чтобы устанавливать целевую температуру всасываемого воздуха в заданную верхнюю предельную температуру в четвертой обработке, когда неисправность возникает в электромоторе или системе его управления. Неисправность делает трудным определение рабочего диапазона, когда силовое устройство переключается с электромотора на двигатель. Следовательно, предположим переключение в диапазоне низкой нагрузки, когда стабильность сгорания двигателя имеет тенденцию ухудшаться, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя регулируется до верхней предельной температуры. Это обеспечивает стабильность сгорания, когда двигатель перезапускается.
Как описано выше, согласно гибридному транспортному средству согласно настоящему изобретению, стабильность сгорания двигателя обеспечивается, когда двигатель перезапускается в состоянии, когда гибридное транспортное средство движется с помощью электромотора.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим конфигурацию гибридной системы гибридного транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 2 является схемой, показывающей функции контроллера гибридного транспортного средства согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 3 является графиком, показывающим отношение между линией переключения режима движения и целевой температурой всасываемого воздуха;
Фиг. 4 является графиком, показывающим отношение между SOC аккумулятора, позицией линии переключения режима движения и целевой температурой всасываемого воздуха;
Фиг. 5 является графиком, показывающим отношение между SOC аккумулятора и целевой температурой всасываемого воздуха подробно;
Фиг. 6 является блок-схемой последовательности операций, показывающей управление температурой всасываемого воздуха;
Фиг. 7 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию для вычисления целевых температур всасываемого воздуха во время прекращения подачи топлива и во время работы двигателя отдельно;
Фиг. 8 является блок-схемой, иллюстрирующей первую модификацию конфигурации для вычисления целевых температур всасываемого воздуха во время прекращения подачи топлива и во время работы двигателя отдельно;
Фиг. 9 является блок-схемой, иллюстрирующей вторую модификацию конфигурации для вычисления целевых температур всасываемого воздуха во время прекращения подачи топлива и во время работы двигателя отдельно;
Фиг. 10 является графиком, показывающим отношение между температурой аккумулятора, линией переключения режима движения и целевой температурой всасываемого воздуха; и
Фиг. 11 является графиком, показывающим отношение между температурой аккумулятора и величиной корректировки температуры.
Подробное описание изобретения
Далее в данном документе, варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на чертежи. Отметим, что, когда число экземпляров, количества, объемы, диапазоны и т.п. соответствующих элементов упоминаются в показанных вариантах осуществления, которые следуют далее, настоящее изобретение не ограничивается упомянутыми числами, пока специально явно не описывается иное, или пока изобретение явно не определяется числами в принципе. Дополнительно, структуры и этапы, которые описываются в показанных вариантах осуществления, которые следуют далее, не всегда являются необходимыми для описания, пока специально явно не показано иное, или пока изобретение явно не определяется структурами или этапами в принципе.
1. Конфигурация гибридной системы гибридного транспортного средства
Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим конфигурацию гибридной системы гибридного транспортного средства согласно настоящему варианту осуществления. Как показано на фиг. 1, гибридное транспортное средство 2 содержит двигатель 4 в качестве одного силового устройства для привода колес 16. Двигатель 4 является двигателем внутреннего сгорания, который выводит мощность посредством сжигания углеводородного топлива, такого как бензин или дизельное топливо, и содержит впускное устройство, выпускное устройство, устройство впрыска топлива, устройство зажигания, охлаждающее устройство, EGR-устройство и т.п. Конфигурации впускного устройства и EGR-устройства показаны на фиг. 1.
Впускное устройство, показанное на фиг. 1, является впускным устройством с устройством наддува. Турбонагнетатель 32 для нагнетания воздуха располагается во впускном канале 30, по которому воздух, забираемый в двигатель 4, протекает. Во впускном канале 30 на стороне ниже по потоку от турбонагнетателя 32 предусматриваются промежуточный охладитель 34 для охлаждения нагнетаемого воздуха, обходной канал 36 для обхода промежуточного охладителя 34 и клапан 38 регулировки коэффициента прохождения для регулировки отношения между воздухом, проходящим через промежуточный охладитель 34, и воздухом, проходящим по обходному каналу 36. Во впускном канале 30 на стороне ниже по потоку от клапана 38 регулировки коэффициента прохождения предусматривается дроссельная заслонка 40 для регулировки расхода воздуха, забираемого в двигатель 4.
EGR-устройство, показанное на фиг. 1, является устройством HPL-EGR. EGR-канал 42, который ответвляется от выхлопного канала (не показан) на стороне выше по потоку от турбины турбонагнетателя 32, соединяется с впускным каналом 30 на стороне ниже по потоку от дроссельной заслонки 40. В EGR-канале 42 предусматриваются EGR-охладитель 44 для охлаждения EGR-газа, обходной канал 46 для обхода EGR-охладителя 44 и клапан 48 регулировки коэффициента прохождения для регулировки отношения между EGR-газом, проходящим через EGR-охладитель 44, и EGR-газом, проходящим по обходному каналу 46. В EGR-канале 42 на стороне ниже по потоку от клапана 48 регулировки коэффициента прохождения предусматривается EGR-клапан 50 для регулировки расхода EGR-газа, рециркулирующего к двигателю 4.
Впускное устройство и EGR-устройство, сконфигурированные, как описано выше, составляют систему 60 с переменной температурой всасываемого воздуха, которая изменяет температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4. Отметим, что выражение "во время остановки двигателя 4" означает, что выполняется прекращение подачи топлива, и не означает, что прекращается вращение двигателя 4. Последующее являются примерами того, как система 60 с переменной температурой всасываемого воздуха изменяет температуру всасываемого воздуха. По меньшей мере, один из приведенных в пример способов применяется в системе 60 с переменной температурой всасываемого воздуха.
Первый пример: Изменять температуру EGR-газа, рециркулирующего к двигателю 4, посредством изменения пропорции EGR-газа, проходящего через EGR-охладитель 44, посредством клапана 48 регулирования коэффициента прохождения.
Второй пример: Изменять расход EGR-газа, рециркулирующего к двигателю 4, посредством регулировки степени открытия EGR-клапана 50.
Третий пример: Изменять температуру воздуха, забираемого в двигатель 4, посредством изменения пропорции воздуха (свежего воздуха), проходящего через промежуточный охладитель 34, посредством клапана 38 регулирования коэффициента прохождения.
Четвертый пример: Изменять расход воздуха, забираемого в двигатель 4, посредством регулировки степени открытия дроссельной заслонки 40.
Пятый пример: Изменять температуру EGR-газа, рециркулирующего к двигателю 4, посредством изменения температуры охлаждающей жидкости EGR-охладителя 44 (в частности, приводятся в пример такие способы как управление включением/выключением подачи охлаждающей жидкости к радиатору, регулировка объема воды, проходящей через радиатор, управление включением/выключением вентилятора радиатора, регулировка скорости вращения радиатора, управление включением/выключением нагревателя и регулировка нагревательной способности нагревателя).
Шестой пример: Изменять температуру воздуха, забираемого в двигатель 4, посредством изменения температуры охлаждающей воды промежуточного охладителя 44 (конкретные способы являются такими же, что и способы из пятого примера).
Седьмой пример: Изменять расход воздуха, забираемого в двигатель 4, посредством регулировки скорости вращения электромотора для привода компрессора турбонагнетателя 32, если турбонагнетатель 32 оборудуется таким электромотором.
Восьмой пример: Изменять температуру всасываемого воздуха посредством управления включением/выключением или регулировки нагревательной способности нагревателя, если нагреватель располагается во впускном канале 30 на стороне ниже по потоку от дроссельной заслонки 40, или в EGR-канале 43 на стороне ниже по потоку от EGR-клапана 50.
Объяснение относительно конфигурации гибридной системы будет продолжено. Гибридное устройство 2 содержит первый мотор-генератор 6 и второй мотор-генератор 8, которые являются электромоторами, приспособленными для формирования электрической мощности в качестве другого силового устройства для привода колес 16. Каждый из первого мотор-генератора 6 и второго мотор-генератора 8 является синхронным мотор-генератором, имеющим как функцию электромотора для вывода крутящего момента с помощью подаваемой электрической мощности, так и функцию генератора для преобразования входной механической мощности в электрическую мощность. Первый мотор-генератор 6, главным образом, используется как генератор, а второй мотор-генератор 8, главным образом, используется как электромотор. Далее в данном документе, ради ясности, первый мотор-генератор 6 просто называется генератором 6, а второй мотор-генератор 8 просто называется электромотором 8.
Двигатель 4, генератор 6 и электромотор 8 соединяются с колесами 16 посредством механизма 10 передачи мощности. Механизм 10 передачи мощности включает в себя механизм 12 распределения мощности и механизм 14 уменьшения скорости. Механизм 12 распределения мощности является блоком планетарной передачи, например, и делит крутящий момент, выводимый от двигателя 4, на крутящий момент для генератора 6 и крутящий момент для колес 16. Крутящий момент, выводимый от двигателя 4, и крутящий момент, выводимый от электромотора 8, передаются колесам 16 через механизм 14 уменьшения скорости.
Генератор 6 рекуперирует электрическую мощность посредством крутящего момента, подаваемого через механизм 12 распределения мощности. Посредством выполнения рекуперации мощности генератором 6, когда крутящий момент не выводится от двигателя 4 и электромотора 8, тормозное усилие передается от генератора 6 к колесам 16 через механизм 10 передачи мощности, и гибридное транспортное средство 2 замедляется. Т.е., гибридное транспортное средство 2 может выполнять рекуперативное торможение с помощью генератора 6.
Генератор 6 и электромотор 8 обмениваются мощностью с аккумулятором 22 через инвертор 18 и преобразователь 20. Инвертор 18 преобразует электрическую мощность, накопленную в аккумуляторе 22, из постоянного тока в переменный ток и подает ее к электромотору 8 и преобразует электрическую мощность, формируемую генератором 6, из переменного тока в постоянный ток и аккумулирует ее в аккумуляторе 22. Следовательно, аккумулятор 22 заряжается электрической мощностью, формируемой генератором 6, и разряжается электрической мощностью, потребляемой электромотором 8.
Гибридное транспортное средство 2 содержит контроллер 70. Контроллер 70 приводит в действие двигатель 4, генератор 6, электромотор 8, механизм 10 передачи мощности и т.п., чтобы управлять движением гибридного транспортного средства 2. Также, контроллер 70 получает информацию о напряжении от аккумулятора 22 и наблюдает за SOC (состоянием заряда) аккумулятора 22 на основе информации о напряжении. Контроллер 70 является ECU (электронным блоком управления), содержащим, по меньшей мере, один процессор и, по меньшей мере, одну память. Различные программы и различные данные, включающие в себя карты для управления гибридным транспортным средством 2, хранятся в памяти. Когда программы, сохраненные в памяти, исполняются процессором, различные функции реализуются в отношении контроллера 70. Отметим, что контроллер 70 может состоять из множества ECU.
2. Функции контроллера гибридного транспортного средства
Фиг. 2 является блок-схемой, показывающей часть функций контроллера 70. На фиг. 2 функции, относящиеся к переключению с движения за счет электромотора 8 на движение за счет двигателя 4, извлекаются из различных функций контроллера 70 и представляются посредством блоков. Хотя контроллер 70 имеет различные другие функции, их иллюстрация пропускается. На фиг. 2 блоки 72, 74, 76, 78 обработки назначаются для соответствующих функций. Однако, каждый блок 72, 74, 76, 78 обработки не существует как аппаратные средства, а реализуется, когда программа, сохраненная в памяти, исполняется процессором. Далее в данном документе, функции блоков 72, 74, 76, 78 обработки будут описаны со ссылкой на фиг. 3, 4 и 5.
Первый блок 72 обработки переключает силовое устройство между двигателем 4 и электромотором 8 в соответствии с нагрузкой, запрашиваемой для гибридной системы. Карта, изображение которой показано на фиг. 3, используется для этого переключения. На этой карте линия переключения режима движения определяется с помощью нагрузки и скорости двигателя. Режим движения гибридного транспортного средства 2 включает в себя режим движения за счет электромотора, в котором гибридное транспортное средство 2 движется с помощью только электромотора 8, и режим движения за счет двигателя, в котором гибридное транспортное средство 2 движется с помощью двигателя 4, главным образом. Линия переключения режима движения является пограничной линией между диапазоном движения за счет электромотора, который является рабочим диапазоном, когда выбирается режим движения за счет электромотора, и диапазоном движения за счет двигателя, когда выбирается режим движения за счет двигателя, и является линией, которая определяет пороговую нагрузку для каждой скорости двигателя. Первый блок 72 обработки выбирает двигатель 4 в качестве силового устройства, когда запрашиваемая нагрузка выше пороговой нагрузки, определенной по скорости двигателя, и выбирает электромотор 8 в качестве силового устройства, когда запрашиваемая нагрузка равна или ниже пороговой нагрузки, определенной по скорости двигателя.
Второй блок 74 обработки устанавливает пороговую нагрузку для каждой скорости двигателя, используемую первым блоком 72 обработки, в соответствии с SOC аккумулятора 22. Т.е., как показано на фиг. 4, второй блок 74 обработки устанавливает позицию линии переключения режима движения в направлении нагрузки в соответствии с SOC аккумулятора 22. Когда SOC аккумулятора 22 является высоким, диапазон движения за счет электромотора может быть расширен, поскольку аккумулятор 22 имеет достаточную электрическую мощность, доступную для движения за счет электромотора. Следовательно, второй блок 74 обработки устанавливает линию переключения режима движения в сторону высокой нагрузки, когда SOC аккумулятора 22 является более высоким. Другими словами, второй блок 74 обработки увеличивает пороговую нагрузку для каждой скорости двигателя, когда SOC аккумулятора 22 является более высоким. Однако, нагрузка для диапазона движения за счет электромотора имеет верхнее ограничение. Следовательно, когда SOC аккумулятора 22 выше заданного верхнего порогового значения, второй блок 74 обработки сохраняет линию переключения режима движения на линии заданного верхнего предельного значения без перехода линии переключения режима движения дальше в сторону высокой нагрузки.
С другой стороны, когда SOC аккумулятора 22 является низким, диапазон движения за счет электромотора должен быть уменьшен, поскольку аккумулятор 22 не имеет достаточной электрической мощности, доступной для движения за счет электромотора. Следовательно, второй блок 74 обработки устанавливает линию переключения режима движения в сторону низкой нагрузки, когда SOC аккумулятора 22 является более низким. Другими словами, второй блок 74 обработки уменьшает пороговую нагрузку для каждой скорости двигателя, когда SOC аккумулятора 22 является более низким. Однако, нагрузка для диапазона движения за счет электромотора имеет нижнее ограничение. Следовательно, когда SOC аккумулятора 22 ниже заданного нижнего порогового значения, второй блок 74 обработки сохраняет линию переключения режима движения на линии заданного нижнего предельного значения без перехода линии переключения режима движения дальше в сторону низкой нагрузки.
Посредством настройки пороговой нагрузки, как описано выше, в диапазоне SOC, определенном верхним пороговым значением и нижним пороговым значением, диапазон движения за счет электромотора расширяется в сторону высокой нагрузки, когда SOC аккумулятора 22 является более высоким, и уменьшается в сторону низкой нагрузки, когда SOC аккумулятора 22 является более низким. Отметим, что изменение пороговой нагрузки относительно SOC в вышеописанном диапазоне SOC может быть непрерывным изменением или пошаговым изменением.
Далее, каждая функция третьего блока 76 обработки и четвертого блока 78 обработки будет описана со ссылкой на фиг. 3, 4 и 5.
Третий блок 76 обработки регулирует температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 в целевую температуру всасываемого воздуха, приводя в действие систему 60 с переменной температурой всасываемого воздуха, когда электромотор 8 выбирается в качестве силового устройства. Целевая температура всасываемого воздуха является температурой, посредством которой стабильность сгорания двигателя 4 обеспечивается, когда двигатель 4 перезапускается. Стабильность сгорания двигателя 4, когда двигатель 4 перезапускается, зависит от температуры всасываемого воздуха относительно нагрузки, если скорость двигателя является постоянной. В частности, для того, чтобы обеспечивать стабильность сгорания для двигателя 4, температура всасываемого воздуха должна быть увеличена, когда нагрузка является более низкой. Однако, когда двигатель 4 перезапускается в состоянии, когда гибридное транспортное средство 2 движется с помощью электромотора 8, нагрузка и скорость двигателя 4 зависят от рабочего состояния при движении за счет электромотора. Следовательно, трудно определять, в какой момент работы двигатель 4 запускается в диапазоне движения за счет двигателя.
Как показано на фиг. 3, пороговая нагрузка на линии переключения режима движения уменьшается, когда скорость двигателя является более высокой, и становится минимальным значением, когда скорость двигателя достигает верхней предельной скорости. Пороговая нагрузка, соответствующая верхней предельной скорости, является минимальной нагрузкой, которую двигатель 4 может получать при перезапуске. Согласно отношению между нагрузкой и температурой всасываемого воздуха, чтобы обеспечивать стабильность сгорания, температура всасываемого воздуха, требуемая, когда двигатель 4 запускается, становится максимальным значением при минимальной нагрузке. Чтобы обеспечивать стабильность сгорания для двигателя 4, когда двигатель 4 запускается, независимо от нагрузки и скорости двигателя при перезапуске, необходимо устанавливать допускаемую максимальную температуру всасываемого воздуха в качестве целевой температуры всасываемого воздуха. Следовательно, в настоящем варианте осуществления, целевая температура всасываемого воздуха устанавливается в температуру, посредством которой стабильность сгорания надежно обеспечивается, когда двигатель 4 перезапускается в рабочей точке, соответствующей верхней предельной скорости на линии переключения режима движения. Отметим, что способ для управления температурой всасываемого воздуха посредством приведения в действие системы 60 с переменной температурой всасываемого воздуха является таким, как описано выше.
Четвертый блок 78 обработки устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха, используемую третьим блоком 76 обработки, в соответствии с SOC аккумулятора 22. Как показано на фиг. 4, позиция линии переключения режима движения в направлении нагрузки устанавливается в соответствии с SOC аккумулятора 22. Таким образом, рабочая точка, соответствующая верхней предельной скорости на линии переключения режима движения (далее в данном документе называемая "предельной рабочей точкой"), изменяется в соответствии с SOC. В частности, предельная рабочая точка перемещается в сторону низкой нагрузки, когда SOC аккумулятора 22 является более низким, и перемещается в сторону высокой нагрузки, когда SOC аккумулятора 22 является более высоким. Как описано выше, целевая температура всасываемого воздуха является температурой, посредством которой стабильность сгорания надежно обеспечивается, когда двигатель 4 перезапускается в предельной рабочей точке. Следовательно, необходимо уменьшать целевую температуру всасываемого воздуха, когда предельная рабочая точка перемещается в сторону высокой нагрузки, и увеличивать целевую температуру всасываемого воздуха, когда предельная рабочая точка перемещается в сторону низкой нагрузки. Отметим, что причиной для уменьшения целевой температуры всасываемого воздуха, когда предельная рабочая точка перемещается в сторону высокой нагрузки, является уменьшение выброса NOx и улучшение топливной экономичности, насколько возможно, в то же время обеспечивая стабильность сгорания. Согласно такому отношению между SOC, предельной рабочей точкой и целевой температурой всасываемого воздуха, четвертый блок 78 управления устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха более высокой, когда SOC аккумулятора 22 является более низким, и устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха более низкой, когда SOC аккумулятора 22 является более высоким.
Карта SOC-целевая температура всасываемого воздуха, изображение которой показано на фиг. 5, используется для установки целевой температуры всасываемого воздуха. Согласно этой карте, когда SOC аккумулятора 22 выше верхнего порогового значения, целевая температура всасываемого воздуха сохраняется в более низкой предельной температуре, поскольку линия переключения режима движения сохраняется на линии заданного верхнего предельного значения. Когда SOC аккумулятора 22 ниже нижнего порогового значения, целевая температура всасываемого воздуха сохраняется в верхней предельной температуре, поскольку линия переключения режима движения сохраняется на линии заданного нижнего предельного значения. В диапазоне SOC, определенном верхним пороговым значением и нижним пороговым значением, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 регулируется до более низкой температуры, когда SOC аккумулятора 22 является более высоким, и регулируется до более высокой температуры, когда SOC аккумулятора 22 является более низким. Отметим, что изменение целевой температуры всасываемого воздуха относительно SOC в вышеописанном диапазоне SOC может быть непрерывным изменением или пошаговым изменением.
Согласно контроллеру 70, имеющему вышеописанные функции, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 регулируется до высокой температуры, когда возможность перезапуска двигателя 4 в диапазоне низкой нагрузки повышается в результате уменьшения диапазона движения за счет электромотора в сторону низкой нагрузки вследствие низкого SOC аккумулятора 22. Тогда, в диапазоне SOC, определенном верхним пороговым значением и нижним пороговым значением, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 регулируется до более высокой температуры, когда диапазон движения за счет электромотора уменьшается в сторону низкой нагрузки. Управление температурой всасываемого воздуха, как описано выше, обеспечивает стабильность сгорания, когда двигатель 4 перезапускается.
Также, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 регулируется до более низкой температуры, когда возможность перезапуска двигателя 4 в диапазоне низкой нагрузки уменьшается в результате расширения диапазона движения за счет электромотора в сторону высокой нагрузки вследствие высокого SOC аккумулятора 22. Тогда, в диапазоне SOC, определенном верхним пороговым значением и нижним пороговым значением, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 регулируется до более низкой температуры, когда диапазон движения за счет электромотора расширяется в сторону высокой нагрузки. Это делает возможным уменьшение выброса NOx и улучшение топливной экономичности, в то же время обеспечивая стабильность сгорания, когда двигатель 4 перезапускается.
3. Управление температурой всасываемого воздуха посредством контроллера
Управление температурой всасываемого воздуха для двигателя 4, выполняемое посредством контроллера 70, будет описано со ссылкой на фиг. 6. Контроллер 70 циклически выполняет обработку, показанную на блок-схеме последовательности операций на фиг. 6, в заданном цикле управления.
Сначала, на этапе S1, определяется, находится или нет в процессе прекращение подачи топлива двигателя 4, т.е., выполняется или нет работа в режиме движения за счет электромотора.
Когда прекращение подачи топлива двигателя 4 не находится в процессе, выполняется обработка этапа S5.
На этапе S5 выполняется обычное управление температурой всасываемого воздуха, которое выполняется, когда двигатель 4 работает. В обычном управлении температурой всасываемого воздуха целевая температура всасываемого воздуха, когда двигатель 4 работает, вычисляется на основе запрашиваемой нагрузки и скорости двигателя. Отметим, что слово "обычное" в обычном управлении температурой всасываемого воздуха означает, что это управление не является таким же специальным, как управление температурой всасываемого воздуха, выполняемое, когда прекращение подачи топлива находится в процессе.
Когда прекращение подачи топлива двигателя 4 находится в процессе, выполняется обработка этапа S2.
На этапе S2 определяется, находится или нет гибридная система в исправном состоянии. В частности, определяется, возникает или нет неисправность, которая делает движение за счет электромотора невозможным, в электромоторе 8 и системе управления электромотором, такой как аккумулятор 22, инвертор 18 и т.п. Это определение выполняется посредством функции самодиагностики, установленной в транспортном средстве для примера.
Когда гибридная система находится в исправном состоянии, выполняется обработка этапа S3. На этапе S3 целевая температура всасываемого воздуха в соответствии с SOC аккумулятора 22 вычисляется с помощью вышеописанной карты SOC-целевая температура всасываемого воздуха.
Целевая температура всасываемого воздуха обновляется в заданном цикле управления в соответствии с SOC аккумулятора 22, который является постоянно изменяющимся.
С другой стороны, когда гибридная система находится в неисправном состоянии, выполняется обработка этапа S4. На этапе S4 выполняется установка целевой температуры всасываемого воздуха в верхнюю предельную температуру. Когда неисправность возникает в гибридной системе, становится трудно определять рабочий диапазон, когда силовое устройство переключается с электромотора 8 на двигатель 4. Следовательно, в настоящем варианте осуществления, предположим переключение в диапазоне низкой нагрузки, когда стабильность сгорания двигателя 4 имеет тенденцию ухудшаться, температура всасываемого воздуха во время остановки двигателя 4 регулируется до верхней предельной температуры. Это обеспечивает стабильность сгорания для двигателя 4, когда двигатель 4 перезапускается вследствие неисправности, возникшей в гибридной системе.
Согласно вышеописанной блок-схеме последовательности операций, целевая температура всасываемого воздуха вычисляется посредством отдельного способа во время прекращения подачи топлива и во время работы двигателя. На фиг. 7 конфигурация четвертого блока 78 обработки для выполнения этого показана посредством блок-схемы. Четвертый блок 78 обработки состоит из первого блока 82, второго блока 84 и третьего блока 86. Первый блок 82 вычисляет целевую температуру всасываемого воздуха во время работы двигателя на основе скорости двигателя и нагрузки. Второй блок 84 вычисляет целевую температуру всасываемого воздуха во время прекращения подачи топлива на основе SOC аккумулятора 22. Целевая температура всасываемого воздуха, вычисленная посредством первого блока 82, и целевая температура всасываемого воздуха, вычисленная посредством второго блока 84, вводятся в третий блок 86. Третий блок 86 выбирает одну из введенных целевых температур всасываемого воздуха на основе того, находится или нет в процессе прекращение подачи топлива, и устанавливает выбранную температуру в качестве окончательной целевой температуры всасываемого воздуха. В этой блок-схеме обработка посредством первого блока 82 соответствует обработке этапа S5, обработка посредством второго блока 84 соответствует обработке этапа S3, а обработка посредством третьего блока 86 соответствует обработке этапа S1.
Фиг. 8 является блок-схемой, иллюстрирующей первую модификацию конфигурации четвертого блока 78 обработки для вычисления целевой температуры всасываемого воздуха. В первой модификации четвертый блок 78 обработки состоит из первого блока 92, второго блока 94 и третьего блока 96. Первый блок 92 вычисляет целевую температуру всасываемого воздуха во время работы двигателя на основе скорости двигателя и нагрузки. Целевая температура всасываемого воздуха, вычисленная посредством первого блока 92, используется в качестве базового значения для окончательной целевой температуры всасываемого воздуха. Второй блок 94 вычисляет нижнее предельное значение целевой температуры всасываемого воздуха во время прекращения подачи топлива на основе SOC аккумулятора 22. Нижнее предельное значение эквивалентно целевой температуре всасываемого воздуха, вычисленной с помощью карты SOC-целевая температура всасываемого воздуха. Третий блок 96 устанавливает температуру, полученную посредством ограничения базового значения нижним предельным значением, в качестве окончательной целевой температуры всасываемого воздуха.
Фиг. 9 является блок-схемой, иллюстрирующей вторую модификацию конфигурации четвертого блока 78 обработки для вычисления целевой температуры всасываемого воздуха. Во второй модификации четвертый блок 78 обработки состоит из первого блока 102, второго блока 104 и третьего блока 106. Первый блок 102 вычисляет целевую температуру всасываемого воздуха во время работы двигателя на основе скорости двигателя и нагрузки. Целевая температура всасываемого воздуха, вычисленная посредством первого блока 102, используется в качестве базового значения для окончательной целевой температуры всасываемого воздуха. Второй блок 104 вычисляет величину корректировки для целевой температуры всасываемого воздуха во время прекращения подачи топлива относительно целевой температуры всасываемого воздуха во время работы двигателя на основе SOC аккумулятора 22. Величина корректировки во время работы двигателя равна нулю. Третий блок 106 устанавливает температуру, полученную добавлением величины корректировки к базовому значению, в качестве окончательной целевой температуры всасываемого воздуха.
4. Другие варианты осуществления
Температура аккумулятора 22 влияет как на заряд электрической мощности в аккумулятор 22, так и разряд электрической мощности из аккумулятора 22. Аккумулятор 22 имеет соответствующий температурный диапазон. Заряд и разряд аккумулятора 22 ограничивается как при температуре выше соответствующего температурного диапазона, так и при температуре ниже соответствующего температурного диапазона. В ситуации, когда заряд и разряд аккумулятора 22 ограничивается, движение за счет электромотора 8 также ограничивается. Следовательно, как показано на фиг. 10, когда температура аккумулятора 22 находится вне соответствующего температурного диапазона, линия переключения режима движения перемещается в сторону низкой нагрузки, чтобы уменьшать область движения за счет электромотора.
Когда линия переключения режима движения перемещается в сторону низкой нагрузки, предельная рабочая точка, соответствующая верхней предельной скорости на линии переключения режима движения, также перемещается в сторону низкой нагрузки. Если предельная рабочая точка перемещается в сторону низкой нагрузки, целевая температура всасываемого воздуха должна быть скорректирована в сторону высокой температуры, чтобы обеспечивать стабильность сгорания. Фиг. 11 является схемой, показывающей отношение между температурой аккумулятора 22 и величиной корректировки температуры относительно целевой температуры всасываемого воздуха.
Целевая температура всасываемого воздуха корректируется в сторону высокой температуры, когда температура аккумулятора 22 выше заданного температурного диапазона, и когда температура аккумулятора 22 ниже заданного температурного диапазона. Выполнение корректировок, как описано выше, пресекает влияние температуры аккумулятора 22 и обеспечивает стабильность сгорания, когда двигатель 4 перезапускается. Отметим, что величина корректировки температуры может дискретно изменяться между внутренней и наружной стороной заданного температурного диапазона, как показано на фиг. 11, а также может изменяться непрерывно или пошагово.
1. Гибридное транспортное средство, имеющее двигатель (4) для движения, электромотор (8) для движения и аккумулятор (22) для аккумулирования электрической мощности, подаваемой к электромотору (8), содержащее:
систему (60) с переменной температурой всасываемого воздуха, которая изменяет температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя (4); и
контроллер (70),
при этом контроллер (70) выполнен с возможностью осуществления:
первой обработки (72), чтобы выбирать двигатель (4) в качестве силового устройства гибридного транспортного средства (2), когда запрашиваемая нагрузка выше пороговой нагрузки, и выбирать электромотор (8) в качестве силового устройства, когда запрашиваемая нагрузка равна или ниже пороговой нагрузки;
второй обработки (74), чтобы устанавливать пороговую нагрузку в соответствии с SOC аккумулятора (22) и уменьшать пороговую нагрузку, когда SOC является более низким в, по меньшей мере, заданном диапазоне SOC;
третьей обработки (76), чтобы регулировать температуру всасываемого воздуха во время остановки двигателя (4) в целевую температуру всасываемого воздуха, приводя в действие систему (60) с переменной температурой всасываемого воздуха, когда в качестве силового устройства выбирается электромотор (8); и
четвертой обработки (78), чтобы устанавливать целевую температуру всасываемого воздуха в соответствии с SOC и увеличивать целевую температуру всасываемого воздуха, когда SOC является более низким в, по меньшей мере, заданном диапазоне SOC.
2. Гибридное транспортное средство по п. 1, в котором контроллер (70) устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха в заданную верхнюю предельную температуру в четвертой обработке (78), когда SOC ниже заданного диапазона SOC.
3. Гибридное транспортное средство по п. 1 или 2, в котором контроллер (70) устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха в заданную нижнюю предельную температуру в четвертой обработке (78), когда SOC выше заданного диапазона SOC.
4. Гибридное транспортное средство по любому из пп. 1-3, в котором, когда температура аккумулятора (22) выше заданного температурного диапазона, контроллер (70) корректирует пороговую нагрузку в сторону низкой нагрузки во второй обработке (74) и корректирует целевую температуру всасываемого воздуха в сторону высокой температуры в четвертой обработке (78).
5. Гибридное транспортное средство по любому из пп. 1-4, в котором, когда температура аккумулятора (22) ниже заданного температурного диапазона, контроллер (70) корректирует пороговую нагрузку в сторону низкой нагрузки во второй обработке и корректирует целевую температуру всасываемого воздуха в сторону высокой температуры в четвертой обработке (78).
6. Гибридное транспортное средство по любому из пп. 1-5, в котором контроллер (70) устанавливает целевую температуру всасываемого воздуха в заданную верхнюю предельную температуру в четвертой обработке (78), когда в электромоторе (8) или системе (18, 22) его управления возникает неисправность.
