Транспортное средство и способ управления транспортным средством
Транспортное средство включает в себя двигатель внутреннего сгорания, катализатор, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, и электронный модуль управления. Электронный модуль управления выполнен с возможностью управлять крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур, ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя, когда температура катализатора находится в области высоких температур. Область высоких температур представляет собой область, имеющую температуру выше области низких температур. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Изобретение относится к системе управления транспортного средства и, в частности, к транспортному средству, включающему в себя двигатель, и к способу управления транспортным средством.
Уровень техники
В публикации заявки на патент Японии № 2014-210566 (JP 2014-210566 А) раскрыта система управления для гибридного транспортного средства, включающего в себя двигатель и электромотор для обеспечения движения. В системе управления, выходная мощность двигателя управляется таким образом, что выходная мощность двигателя становится постоянной, когда требуется разогрев катализатора. Соответственно, поскольку рабочая точка двигателя может находиться ближе к рабочей области, имеющей высокую эффективность использования топлива, рабочие характеристики по эффективности использования топлива во время разогрева катализатора улучшаются.
Сущность изобретения
Тем не менее, вышеописанный предшествующий уровень техники имеет следующие проблемы. Таким образом, даже когда выходная мощность двигателя управляется таким образом, что она является постоянной, крутящий момент двигателя, который формируется посредством двигателя в это время, изменяется. Когда резкое изменение крутящего момента двигателя возникает во время разогрева катализатора, воздушно-топливное соотношение также изменяется, соответственно, и возникает такая проблема, что характеристики выбросов выхлопных газов могут ухудшаться.
Изобретение подавляет ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов, даже когда катализатор разогревается в транспортном средстве, оснащенном двигателем внутреннего сгорания.
Первый аспект изобретения представляет собой транспортное средство. Транспортное средство включает в себя: двигатель внутреннего сгорания; катализатор, который предоставляется в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания; и электронный модуль управления. Электронный модуль управления выполнен с возможностью управлять крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя. Первая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур. Вторая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в области высоких температур. Область высоких температур представляет собой область, имеющую температуру выше области низких температур.
При вышеописанной конфигурации, когда температура катализатора находится в области низких температур, величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя задается ниже величины изменения крутящего момента для случая, в котором температура катализатора находится в области высоких температур. Соответственно, поскольку изменение воздушно-топливного соотношения, когда температура катализатора находится в области низких температур, подавляется, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов.
Транспортное средство дополнительно может включать в себя: электромотор, который соединяется с колесом транспортного средства через силовой трансмиссионный механизм, и аккумулятор, который накапливает электрическую мощность для приведения в действие электромотора. Электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью управлять крутящим моментом двигателя и крутящим моментом электромотора, передаваемым на колесо транспортного средства посредством электромотора, на основе требуемой движущей силы, требуемой для транспортного средства.
При вышеописанной конфигурации, транспортное средство оснащено двигателем внутреннего сгорания и электромотором, приводимым в действие посредством аккумулятора. По этой причине, согласно вышеописанной конфигурации, поскольку можно управлять крутящим моментом двигателя, сформированным посредством двигателя внутреннего сгорания, и крутящим моментом электромотора, передаваемым на колесо транспортного средства посредством электромотора, можно оптимизировать управление крутящим моментом в зависимости от ситуации.
В транспортном средстве, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью дополнять крутящий момент, который является недостаточным для крутящего момента двигателя, посредством крутящего момента электромотора таким образом, что движущая сила транспортного средства становится ближе к требуемой движущей силе, когда температура катализатора находится в области низких температур.
При вышеописанной конфигурации, когда температура катализатора находится в области низких температур, нехватка требуемой движущей силы дополняется посредством крутящего момента электромотора. Соответственно, даже когда величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя становится низкой, движущая сила транспортного средства может быть ближе к требуемой движущей силе.
В транспортном средстве, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью управлять крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя, когда температура катализатора ниже заданной температуры определения, ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя, когда температура катализатора выше температуры определения.
При вышеописанной конфигурации, величина изменения крутящего момента во время разогрева катализатора задается ниже величины изменения крутящего момента после разогрева катализатора. Соответственно, можно подавлять изменение воздушно-топливного соотношения во время разогрева катализатора, когда рабочие характеристики очистки являются низкими, и увеличивать скорость отклика крутящего момента двигателя после разогрева катализатора.
В транспортном средстве, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью увеличивать первую величину изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя по мере того, как температура катализатора увеличивается, когда температура катализатора ниже заданной температуры определения.
При вышеописанной конфигурации, величина изменения крутящего момента во время разогрева катализатора увеличивается по мере того, как температура катализатора увеличивается. Соответственно, поскольку можно увеличивать величину изменения крутящего момента по мере того, как рабочие характеристики очистки катализатора улучшаются, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов и оптимизировать скорость отклика крутящего момента.
В транспортном средстве, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью управлять крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя в течение заданного периода до тех пор, пока заданное время определения не истечет от холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя после того, как истекает заданное время определения.
Истекшее время от холодного запуска становится индексом степени разогрева катализатора. По этой причине, согласно вышеописанной конфигурации, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов посредством управления величиной изменения крутящего момента с использованием истекшего времени от холодного запуска.
В транспортном средстве, электронный модуль управления может быть выполнен с возможностью постепенно увеличивать первую величину изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя в течение заданного периода.
При вышеописанной конфигурации, величина изменения крутящего момента для истекшего времени от холодного запуска увеличивается по мере того, как температура катализатора увеличивается. Соответственно, поскольку можно увеличивать величину изменения крутящего момента по мере того, как рабочие характеристики очистки катализатора улучшаются, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов и оптимизировать скорость отклика крутящего момента.
Второй аспект изобретения представляет собой способ управления транспортного средства. Транспортное средство включает в себя двигатель внутреннего сгорания, катализатор, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, и электронный модуль управления. Способ управления включает в себя: управление, посредством электронного модуля управления, крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя. Первая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур. Вторая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в области высоких температур. Область высоких температур представляет собой область, имеющую температуру выше области низких температур.
При вышеописанной конфигурации, когда температура катализатора находится в области низких температур, величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя задается ниже величины изменения крутящего момента для случая, в котором температура катализатора находится в области высоких температур. Соответственно, поскольку изменение воздушно-топливного соотношения, когда температура катализатора находится в области низких температур, подавляется, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является схемой, показывающей конфигурацию системы управления транспортного средства согласно варианту 1 осуществления.
Фиг. 2 является временной диаграммой, показывающей работу при управлении крутящим моментом во время разогрева катализатора согласно сравнительному примеру.
Фиг. 3 является временной диаграммой, показывающей работу при управлении крутящим моментом во время разогрева катализатора согласно варианту 1 осуществления.
Фиг. 4 является схемой, показывающей взаимосвязь между температурой катализатора и темпом изменения крутящего момента.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру для управления крутящим моментом, выполняемую посредством устройства управления варианта 1 осуществления.
Фиг. 6 является схемой, показывающей модифицированный пример способа задания темпа изменения крутящего момента варианта 1 осуществления.
Фиг. 7 является схемой, показывающей взаимосвязь между темпом изменения крутящего момента и истекшим временем от холодного запуска двигателя.
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру для управления крутящим моментом, выполняемую посредством устройства управления варианта 2 осуществления, и
Фиг. 9 является схемой, показывающей модифицированный пример способа задания темпа изменения крутящего момента варианта 2 осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Далее описывается один вариант осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. Тем не менее, при ссылке на число, количество, величину, диапазон и т.п. каждого компонента в вариантах осуществления, которые описываются ниже, изобретение не ограничено упомянутым числом, если не указано иное, либо если число четко не указывается в принципе. Дополнительно, конструкция или этап, проиллюстрированные в вариантах осуществления, которые описываются ниже, не являются существенными для изобретения, если не указано иное или четко не указывается в принципе.
Фиг. 1 является схемой, показывающей конфигурацию системы управления транспортного средства согласно варианту 1 осуществления. Транспортное средство 1, показанное на фиг. 1, представляет собой гибридное транспортное средство раздельного типа, имеющее множество силовых устройств. Более конкретно, транспортное средство 1 включает в себя двигатель 2 в качестве одного силового устройства для вращательного приведения в движение колеса 14 транспортного средства. Двигатель 2 представляет собой двигатель внутреннего сгорания, который выводит мощность посредством сгорания углеводородного топлива, такого как бензин или легкое масло, и включает в себя впускное устройство, выпускное устройство, устройство впрыска топлива, устройство зажигания, охлаждающее устройство и т.п. Выпускной канал 30, составляющий выпускное устройство, содержит катализатор 32 для очистки выхлопного газа. Катализатор 32 содержит температурный датчик 34 для определения температуры катализатора.
Транспортное средство 1 включает в себя первый электромотор-генератор 4 и второй электромотор-генератор 6, которые представляют собой электромоторы, допускающие выработку электрической мощности, в качестве отдельного силового устройства для вращательного приведения в движение колеса 14 транспортного средства. Первый электромотор-генератор 4 и второй электромотор-генератор 6 представляют собой синхронные генераторы-электромоторы переменного тока, имеющие функцию в качестве в качестве электромотора, выводящего крутящий момент посредством электрической мощности, подаваемой в него, и генератора, преобразующего входную механическую мощность в электрическую мощность. Первый электромотор-генератор 4 главным образом используется в качестве генератора, и второй электромотор-генератор 6 главным образом используется в качестве электромотора.
Двигатель 2, первый электромотор-генератор 4 и второй электромотор-генератор 6 соединяются с колесом 14 транспортного средства посредством силового трансмиссионного механизма 8. Силовой трансмиссионный механизм 8 включает в себя устройство 10 деления мощности и редукторный механизм 12. Устройство 10 деления мощности, например, представляет собой планетарный зубчатый механизм, и распределяет крутящий момент, выводимый из двигателя 2, на первый электромотор-генератор 4 и колесо 14 транспортного средства. Крутящий момент, выводимый из двигателя 2, или крутящий момент, выводимый из второго электромотора-генератора 6, передается на колесо 14 транспортного средства через редукторный механизм 12.
Первый электромотор-генератор 4 рекуперирует электрическую мощность посредством крутящего момента, подаваемого через устройство 10 деления мощности. В состоянии, в котором крутящий момент не выводится из двигателя 2 и второго электромотора-генератора 6, когда первый электромотор-генератор 4 рекуперирует электрическую мощность, рекуперативная тормозная сила передается из первого электромотора-генератора 4 на колесо 14 транспортного средства через силовой трансмиссионный механизм 8 таким образом, что скорость транспортного средства 1 снижается. Таким образом, транспортное средство 1 может выполнять операцию рекуперативного торможения посредством первого электромотора-генератора 4.
Первый электромотор-генератор 4 и второй электромотор-генератор 6 обмениваются электрической мощностью с аккумулятором 16 через инвертор 18 и преобразователь 20. Инвертор 18 сконструирован таким образом, что электрическая мощность, вырабатываемая посредством любого из первого электромотора-генератора 4 и второго электромотора-генератора 6, потребляется посредством другого из них. Инвертор 18 преобразует электрическую мощность, накопленную в аккумуляторе 16, из постоянного тока в переменный ток и подает переменный ток во второй электромотор-генератор 6 и преобразует электрическую мощность, вырабатываемую посредством первого электромотора-генератора 4, из переменного тока в постоянный ток и накапливает постоянный ток в аккумуляторе 16. По этой причине, аккумулятор 16 заряжается или разряжается посредством электрической мощности или недостаточной электрической мощности, вырабатываемой в любом из первого электромотора-генератора 4 и второго электромотора-генератора 6.
Транспортное средство 1 включает в себя устройство 50 управления, которое управляет операциями двигателя 2, первого электромотора-генератора 4, второго электромотора-генератора 6, устройства 10 деления мощности и т.п., чтобы управлять движением транспортного средства 1. Устройство 50 управления представляет собой электронный модуль управления (ECU), который включает в себя, по меньшей мере, один процессор и, по меньшей мере, одно запоминающее устройство. Запоминающее устройство сохраняет различные программы для управления движением транспортного средства 1 или различные данные, включающие в себя карту. Когда программа, сохраненная в запоминающем устройстве, выполняется посредством процессора, различные функции реализуются в устройстве 50 управления. Управление объемом всасываемого воздуха, управление впрыском топлива, управление распределением зажигания и т.п. двигателя 2 выполняется посредством устройства 50 управления. Управление движением за счет мощности, при котором первый электромотор-генератор 4 или второй электромотор-генератор 6 выступают в качестве электромотора, или рекуперативное управление, при котором первый электромотор-генератор 4 или второй электромотор-генератор 6 выступают в качестве генератора, также выполняется посредством устройства 50 управления. Кроме того, устройство 50 управления может быть сконфигурировано как множество ECU.
Устройство 50 управления принимает и обрабатывает сигналы датчиков, расположенных в транспортном средстве 1. Датчики монтируются на различных частях транспортного средства 1. Транспортное средство 1 оснащено датчиком 52 частоты вращения, который определяет частоту вращения коленчатого вала, датчиком 54 позиции акселератора, который выводит сигнал, соответствующий величине нажатия педали акселератора, в качестве степени открытия акселератора, датчиком 56 скорости транспортного средства, который определяет скорость транспортного средства, и т.п., в дополнение к температурному датчику 34. Кроме того, хотя предусмотрено множество датчиков, помимо датчиков, соединенных с устройством 50 управления на чертежах, их описание опускается в настоящем описании изобретения. Устройство 50 управления выполняет различные программы посредством использования принимаемых сигналов датчиков и выводит управляющий сигнал для управления актуатором.
Управление транспортным средством 1, которое выполняется посредством устройства 50 управления, включает в себя управление крутящим моментом, которое управляет крутящим моментом, передаваемым на колесо 14 транспортного средства. При управлении крутящим моментом в данном документе, крутящий момент Te двигателя и крутящий момент Tm электромотора управляются таким образом, что крутящий момент, передаваемый на колесо 14 транспортного средства, становится требуемой движущей силой.
Крутящий момент Te двигателя представляет собой крутящий момент, который формируется посредством двигателя 2. Устройство 50 управления выполняет управление объемом всасываемого воздуха, управление впрыском топлива и управление распределением зажигания двигателя 2 таким образом, что крутящий момент Te двигателя становится целевым крутящим моментом двигателя.
Крутящий момент Tm электромотора представляет собой крутящий момент, который передается из первого электромотора-генератора 4 или второго электромотора-генератора 6 на колесо 14 транспортного средства. Крутящий момент Tm электромотора главным образом состоит из крутящего момента, выводимого из второго электромотора-генератора 6. Тем не менее, крутящий момент Tm электромотора может включать в себя отрицательный крутящий момент, выводимый из первого электромотора-генератора 4 во время уменьшения скорости, при котором рекуперативная тормозная сила первого электромотора-генератора 4 передается на колесо 14 транспортного средства. Устройство 50 управления выполняет управление движением за счет мощности или рекуперативное управление первого электромотора-генератора 4 и второго электромотора-генератора 6 таким образом, что крутящий момент Tm электромотора становится целевым крутящим моментом электромотора.
Здесь, имеется проблема в том, что характеристики выбросов выхлопных газов ухудшаются во время разогрева катализатора 32 при управлении крутящим моментом транспортного средства 1. Таким образом, например, в течение периода, когда катализатор 32 не достигает активной температуры, к примеру, сразу после холодного запуска двигателя 2, рабочие характеристики очистки катализатора 32 находятся в состоянии низкого уровня. Когда работа в неустановившемся режиме двигателя 2 выполняется в течение такого периода разогрева катализатора, воздушно-топливное соотношение флуктуирует, и характеристики выбросов выхлопных газов ухудшаются.
Здесь, один сравнительный пример упоминается для того, чтобы прояснять проблему управления крутящим моментом. Фиг. 2 является временной диаграммой, показывающей работу при управлении крутящим моментом во время разогрева катализатора согласно сравнительному примеру. Кроме того, на фиг. 2, первая диаграмма показывает изменение скорости транспортного средства для транспортного средства во времени, вторая диаграмма показывает изменение степени открытия акселератора во времени, третья диаграмма показывает изменение крутящего момента Te двигателя во времени, четвертая диаграмма показывает изменение крутящего момента Tm электромотора во времени, пятая диаграмма показывает изменение топливно-воздушного соотношения во времени, и шестая диаграмма показывает изменение выбросов выхлопных газов во времени.
Сравнительный пример, показанный на фиг. 2, показывает случай, когда водитель нажимает педаль акселератора, чтобы внезапно ускорять транспортное средство во время t1 во время разогрева катализатора. Когда степень открытия акселератора изменяется к стороне увеличения, крутящий момент Te двигателя и крутящий момент Tm электромотора изменяются к стороне увеличения таким образом, что требуемая движущая сила, соответствующая степени открытия акселератора, реализуется. Когда крутящий момент Te двигателя внезапно увеличивается, воздушно-топливное соотношение временно флуктуирует, и величина расхода выхлопных газов увеличивается, соответственно. В сравнительном примере, показанном на фиг. 2, поскольку катализатор 32 разогревается, характеристики выбросов выхлопных газов ухудшаются вследствие влияния флуктуации воздушно-топливного соотношения и увеличения величины расхода выхлопных газов.
Следовательно, при управлении крутящим моментом варианта 1 осуществления, вышеописанные проблемы разрешаются посредством ограничения величины изменения крутящего момента (в дальнейшем в этом документе называемой "темпом изменения крутящего момента") крутящего момента Te двигателя во время разогрева катализатора. В дальнейшем в этом документе, подробнее описывается управление крутящим моментом варианта 1 осуществления со ссылкой на фиг. 3.
Фиг. 3 является временной диаграммой, показывающей работу управления крутящим моментом во время разогрева катализатора согласно варианту 1 осуществления. Кроме того, на фиг. 3, первая диаграмма показывает изменение скорости транспортного средства для транспортного средства во времени, вторая диаграмма показывает изменение степени открытия акселератора во времени, третья диаграмма показывает изменение крутящего момента Te двигателя во времени, четвертая диаграмма показывает изменение крутящего момента Tm электромотора во времени, пятая диаграмма показывает изменение воздушно-топливного соотношения во времени, и шестая диаграмма показывает изменение выбросов выхлопных газов во времени.
Как показано на фиг. 3, при управлении крутящим моментом варианта 1 осуществления, темп изменения крутящего момента в случае изменения крутящего момента Te двигателя задается ниже темпа изменения крутящего момента сравнительного примера. Согласно такому управлению крутящим моментом, во время работы в неустановившемся режиме, в котором крутящий момент Te двигателя изменяется, можно получать эффект подавления флуктуации воздушно-топливного соотношения и эффект снижения величины расхода выхлопных газов по сравнению со сравнительным примером. Соответственно, поскольку увеличение выбросов выхлопных газов подавляется, можно улучшать характеристики выбросов.
Кроме того, с точки зрения увеличения скорости отклика крутящего момента Te двигателя, предпочтительно экстремально увеличивать темп изменения крутящего момента в максимально возможной степени при условии, что можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов. Следовательно, при управлении крутящим моментом варианта 1 осуществления, темп изменения крутящего момента задается в ответ на температуру катализатора. Фиг. 4 является схемой, показывающей взаимосвязь между температурой катализатора и темпом изменения крутящего момента. Как показано на этом чертеже, темп изменения крутящего момента может задаваться равным, например, высокому значению по мере того, как температура катализатора увеличивается. Согласно такому заданию темпа изменения крутящего момента, темп изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур, задается ниже темпа изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в области высоких температур, имеющей температуру выше области низких температур. Рабочие характеристики очистки катализатора 32 улучшаются по мере того, как температура катализатора увеличивается. По этой причине, согласно заданию темпа изменения крутящего момента, темп изменения крутящего момента может увеличиваться по мере того, как рабочие характеристики очистки катализатора 32 улучшаются. Соответственно, можно оптимизировать подавление ухудшения характеристик по выбросам выхлопных газов и повышение скорости отклика крутящего момента для крутящего момента Te двигателя.
Дополнительно, как показано на фиг. 3, когда темп изменения крутящего момента задается ниже темпа изменения крутящего момента сравнительного примера, крутящий момент Te двигателя во время работы в неустановившемся режиме снижается, соответственно. Следовательно, при управлении крутящим моментом варианта 1 осуществления, предпочтительно приспосабливать конфигурацию управления, которая дополняет снижение крутящего момента Te двигателя посредством крутящего момента Tm электромотора. На диаграмме, показанной на фиг. 3, во время работы в неустановившемся режиме от времени t1 до времени t2, когда крутящий момент Te двигателя изменяется, крутящий момент Tm электромотора задается таким образом, что сумма крутящего момента Te двигателя и крутящего момента Tm электромотора становится ближе к требуемой движущей силе. Соответственно, крутящий момент Tm электромотора во время работы в неустановившемся режиме задается равным значению, превышающему крутящий момент Tm электромотора сравнительного примера. Согласно такому управлению, можно дополнять крутящий момент, который является недостаточным для требуемой движущей силы, посредством увеличения крутящего момента Tm электромотора. Соответственно, можно задавать крутящий момент, выводимый из транспортного средства 1, таким образом, что он составляет ближе к требуемой движущей силе, при одновременном подавлении ухудшения характеристик выбросов выхлопных газов даже в состоянии, в котором рабочие характеристики очистки катализатора являются низкими.
Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру для управления крутящим моментом, выполняемую посредством устройства 50 управления варианта 1 осуществления. Процессор устройства 50 управления выполняет программу, указываемую посредством блок-схемы последовательности операций способа, с заданным периодом. В дальнейшем в этом документе, описывается контент управления крутящим моментом варианта 1 осуществления согласно блок-схеме последовательности операций способа.
На блок-схеме последовательности операций способа, показанной на фиг. 5, во-первых, требуемая движущая сила, которая требуется для транспортного средства 1 водителем, вычисляется на основе степени открытия акселератора и т.п., определенной посредством датчика 54 позиции акселератора (этап S100). Затем, требуемая выходная мощность для реализации требуемой движущей силы вычисляется на основе скорости транспортного средства, определенной посредством датчика 56 скорости транспортного средства, и требуемой движущей силы, вычисленной на этапе S100 (этап S102).
Затем, требуемая выходная мощность транспортного средства, требуемая для транспортного средства 1, вычисляется (этап S104). Здесь, значение, полученное посредством суммирования требуемой выходной мощности заряда/разряда, определенной из запроса на заряд/разряд аккумулятора 16, с требуемой выходной мощности вычисляется в качестве требуемой выходной мощности транспортного средства. Затем, целевая выходная мощность двигателя для реализации требуемой выходной мощности транспортного средства вычисляется на основе отношения выходных мощностей двигателя 2 относительно первого электромотора-генератора 4 и второго электромотора-генератора 6 (этап S106). Затем, целевая частота вращения двигателя вычисляется (этап S108). Запоминающее устройство устройства 50 управления сохраняет карту, задающую взаимосвязь частоты вращения двигателя, крутящего момента двигателя, выходной мощности двигателя и оптимального уровня расхода топлива. Здесь, с использованием карты, частота вращения двигателя, соответствующая целевой выходной мощности двигателя согласно оптимальному уровню расхода топлива, вычисляется как целевая частота вращения двигателя.
Затем, вычисляется темп изменения крутящего момента (этап S110). Здесь, в частности, сначала, температура катализатора определяется посредством температурного датчика 34. Затем темп изменения крутящего момента, соответствующий определенной температуре катализатора, вычисляется согласно взаимосвязи между температурой катализатора и темпом изменения крутящего момента, показанным на фиг. 4.
Затем, целевой крутящий момент двигателя, который составляет целевое значение крутящего момента Te двигателя, вычисляется посредством использования вычисленного темпа изменения крутящего момента (этап S112). Затем, целевой крутящий момент электромотора, который составляет целевое значение крутящего момента Tm электромотора, вычисляется посредством вычитания целевого крутящего момента двигателя из требуемой движущей силы (этап S114).
Можно выполнять управление крутящим моментом согласно рабочим характеристикам очистки катализатора 32 посредством выполнения управления крутящим моментом с использованием целевого крутящего момента двигателя, целевой частоты вращения двигателя и целевого крутящего момента электромотора, вычисленных согласно вышеописанной последовательности. Соответственно, поскольку темп изменения крутящего момента, когда рабочие характеристики очистки катализатора 32 являются низкими, задается низким, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов.
Следует отметить, что изобретение не ограничено вариантом 1 осуществления, описанным выше, и можно приспосабливать модифицированную форму следующим образом без отступления от сущности настоящего изобретения.
В варианте 1 осуществления, гибридное транспортное средство раздельного типа, допускающее свободное комбинирование или разделение крутящего момента, полученного из двигателя 2, первого электромотора-генератора 4 и второго электромотора-генератора 6, описывается в качестве примера. Тем не менее, транспортное средство 1, которое приспосабливает систему управления варианта 1 осуществления, может представлять собой транспортное средство, которое приспосабливает другой гибридный тип. Например, транспортное средство 1 может представлять собой так называемое гибридное транспортное средство параллельного типа, которое использует множество источников мощности, включающих в себя двигатель, для приведения в движение колеса транспортного средства. Дополнительно, транспортное средство 1 может представлять собой так называемое гибридное транспортное средство последовательного типа, которое использует двигатель только для выработки электрической мощности и использует электромотор-генератор для приведения в движение колеса транспортного средства и рекуперации электрической мощности. Кроме того, этот модифицированный пример также может применяться к системе управления варианта 2 осуществления, которая описывается ниже.
Транспортное средство 1, которое приспосабливает систему управления варианта 1 осуществления, не ограничено гибридным транспортным средством. Таким образом, транспортное средство 1 может представлять собой транспортное средство, которое оснащено только двигателем 2 в качестве силового устройства для вращательного приведения в движение колеса 14 транспортного средства. Кроме того, этот модифицированный пример также может применяться к системе управления варианта 2 осуществления, которая описывается ниже.
Изобретение не ограничено конфигурацией, в котором температура катализатора для катализатора 32 определяется посредством температурного датчика 34. Таким образом, в качестве температуры катализатора может использоваться температура выхлопного газа, выпускаемого в сторону выпуска катализатора 32. Дополнительно, температура катализатора может оцениваться из рабочего состояния двигателя 2 согласно известному способу.
Управление крутящим моментом согласно варианту 1 осуществления не ограничено случаем, в котором предусмотрен запрос на увеличение крутящего момента в транспортное средство, и может выполняться, когда предусмотрен запрос на снижение крутящего момента в транспортное средство. Таким образом, например, в случае если запрос на уменьшение крутящего момента выдается во время разогрева катализатора, также считается, что отсечка топлива не выполняется посредством другого запроса на управление, такого как управление разогревом катализатора. В этом случае, можно подавлять флуктуацию в воздушно-топливном соотношении посредством снижения величины изменения крутящего момента Te двигателя к стороне снижения. Дополнительно, в это время, крутящий момент, передаваемый в ось, может управляться таким образом, что он составляет ближе к требуемой движущей силе, посредством формирования отрицательного крутящего момента электромотора Tm посредством рекуперативного управления первого электромотора-генератора 4. Кроме того, этот модифицированный пример также может применяться к системе управления варианта 2 осуществления, которая описывается ниже.
Вычисление темпа изменения крутящего момента не ограничено способом использования взаимосвязи, показанной на фиг. 4. Фиг. 6 является схемой, показывающей модифицированный пример способа задания темпа изменения крутящего момента варианта 1 осуществления. В модифицированном примере 1-1, показанном на этом чертеже, темп изменения крутящего момента задается фиксированным образом равным заданному первому значению темпа изменения крутящего момента в области низких температур до тех пор, пока температура катализатора не станет температурой определения, и темп изменения крутящего момента переключается с заданного первого значения темпа изменения крутящего момента на второе значение темпа изменения крутящего момента, выше первого значения темпа изменения крутящего момента, когда температура катализатора превышает температуру определения и сдвигается в область высоких температур. Температура определения может задаваться равной, например, активной температуре катализатора 32. Согласно такому управлению, до того, как активность катализатора 32 развивается, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов посредством снижения темпа изменения крутящего момента, и после того, как активность катализатора 32 развивается, можно увеличивать скорость отклика крутящего момента Te двигателя посредством увеличения темпа изменения крутящего момента.
В модифицированном примере 1-2, показанном на фиг. 6, темп изменения крутящего момента пошагово увеличивается в ответ на увеличение температуры катализатора до тех пор, пока температура катализатора не станет температурой определения. Согласно такому управлению, можно пошагово задавать темп изменения крутящего момента в ответ на температуру катализатора до того, как активность катализатора 32 развивается. Соответственно, можно пошагово увеличивать скорость отклика крутящего момента Te двигателя при одновременном подавлении ухудшения характеристик выбросов выхлопных газов.
В модифицированном примере 1-3, показанном на фиг. 6, темп изменения крутящего момента непрерывно увеличивается в ответ на увеличение температуры катализатора до тех пор, пока температура катализатора не станет температурой определения. Согласно такому управлению, можно непрерывно задавать темп изменения крутящего момента в ответ на температуру катализатора до того, как активность катализатора 32 развивается. Соответственно, можно непрерывно увеличивать скорость отклика крутящего момента Te двигателя при одновременном подавлении ухудшения характеристик выбросов выхлопных газов.
Далее описывается вариант 2 осуществления. Система управления варианта 2 осуществления может реализовываться посредством выполнения процедуры, показанной на фиг. 8, которая описывается посредством устройства 50 управления с использованием аппаратных средств, показанных на фиг. 1.
При управлении крутящим моментом варианта 1 осуществления, темп изменения крутящего момента задается в ответ на температуру катализатора. Напротив, управление крутящим моментом варианта 2 осуществления имеет характеристику в операции задания темпа изменения крутящего момента в ответ на истекшее время от холодного запуска двигателя 2.
Когда холодный запуск двигателя 2 выполняется, температура катализатора постепенно увеличивается во времени и в итоге достигает активной температуры. По этой причине, температура катализатора до тех пор, пока истекшее время не станет заданным временем определения, ниже температуры катализатора после того, как истекает время определения. Другими словами, можно упомянуть, что температура катализатора находится в области низких температур до тех пор, пока истекшее время не станет заданным временем определения, и температура катализатора находится в области высоких температур, имеющей температуру выше области низких температур после того, как истекает время определения.
Следовательно, при управлении крутящим моментом варианта 2 осуществления, темп изменения крутящего момента задается в ответ на истекшее время от холодного запуска двигателя 2. Фиг. 7 является схемой, показывающей взаимосвязь между темпом изменения крутящего момента и истекшим временем от холодного запуска двигателя. Как показано на этом чертеже, при управлении крутящим моментом варианта 2 осуществления, темп изменения крутящего момента задается фиксированным образом равным заданному первому значению темпа изменения крутящего момента в период до тех пор, пока истекшее время от холодного запуска двигателя 2 не станет заданным временем определения, и темп изменения крутящего момента переключается с заданного первого значения темпа изменения крутящего момента на второе значение темпа изменения крутящего момента, выше первого значения темпа изменения крутящего момента, когда истекшее время превышает время определения. В качестве времени определения, например, может использоваться значение, которое получается заранее посредством эксперимента и т.п. в качестве истекшего времени до тех пор, пока разогрев катализатора 32, не будет завершен от холодного запуска. Согласно управлению крутящим моментом, до того, как активность катализатора 32 развивается, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов посредством снижения темпа изменения крутящего момента, и после того, как активность катализатора 32 развивается, можно увеличивать скорость отклика крутящего момента Te двигателя посредством увеличения темпа изменения крутящего момента.
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру для управления крутящим моментом, выполняемую посредством устройства 50 управления варианта 2 осуществления. Процессор устройства 50 управления выполняет программу, указываемую посредством блок-схемы последовательности операций способа, с заданным периодом, когда выполняется холодный запуск двигателя 2. В дальнейшем в этом документе, описывается контент управления крутящим моментом варианта 2 осуществления согласно блок-схеме последовательности операций способа.
От этапов S200-S208 процедуры, показанной на фиг. 8, выполняются процессы, идентичные процессам этапов S100-S108, показанных на фиг. 5. Когда процесс этапа S208 выполняется, определяется то, достигает или нет истекшее время от холодного запуска двигателя 2 заданного времени определения (этап S210). Как результат, когда установление определения не разрешается, определяется то, что разогрев катализатора 32 не завершается, и целевой крутящий момент двигателя вычисляется на основе первого значения темпа изменения крутящего момента (этап S212). Между тем, когда установление определения разрешается, определяется то, что разогрев катализатора 32 завершается, и целевой крутящий момент двигателя вычисляется на основе второго значения темпа изменения крутящего момента, выше первого значения темпа изменения крутящего момента (этап S214).
Когда процесс этапа S212 или этапа S214 выполняется, целевой крутящий момент электромотора вычисляется посредством вычитания целевого крутящего момента двигателя из требуемой движущей силы (этап S216).
Посредством выполнения управления крутящим моментом с использованием целевого крутящего момента двигателя, целевой частоты вращения двигателя и целевого крутящего момента электромотора, вычисленных согласно вышеописанной последовательности, можно выполнять управление крутящим моментом в ответ на рабочие характеристики очистки катализатора 32 без определения температуры катализатора. Соответственно, поскольку темп изменения крутящего момента задается низким, когда рабочие характеристики очистки катализатора 32 являются низкими, можно подавлять ухудшение характеристик по выбросам выхлопных газов.
Следует отметить, что изобретение не ограничено вариантом 2 осуществления, описанным выше, и модификации, как описано ниже, могут приспосабливаться в пределах диапазона без отступления от сущности настоящего изобретения.
Вычисление темпа изменения крутящего момента не ограничено способом использования взаимосвязи, показанной на фиг. 7. Фиг. 9 является схемой, показывающей модифицированный пример способа задания темпа изменения крутящего момента варианта 2 осуществления. В модифицированном примере, 2-1 показанном на фиг. 9, темп изменения крутящего момента пошагово увеличивается в ответ на увеличение температуры катализатора до тех пор, пока истекшее время не станет временем определения. Согласно управлению крутящим моментом, можно пошагово задавать темп изменения крутящего момента в ответ на температуру катализатора до того, как активность катализатора 32 развивается. Соответственно, можно пошагово увеличивать скорость отклика крутящего момента Te двигателя при одновременном подавлении ухудшения характеристик выбросов выхлопных газов.
В модифицированном примере 2-2, показанном на фиг. 9, темп изменения крутящего момента непрерывно увеличивается в ответ на увеличение температуры катализатора до тех пор, пока истекшее время не станет временем определения. Согласно управлению крутящим моментом, можно непрерывно задавать темп изменения крутящего момента в ответ на температуру катализатора до того, как активность катализатора 32 развивается. Соответственно, можно непрерывно повышать скорость отклика крутящего момента Te двигателя при одновременном подавлении ухудшения характеристик выбросов выхлопных газов.
1. Транспортное средство, содержащее:
двигатель внутреннего сгорания;
катализатор, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания; и
электронный модуль управления,
при этом электронный модуль управления выполнен с возможностью управления крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя,
причем первая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур, а вторая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в области высоких температур, при этом область высоких температур представляет собой область, температура которой превышает температуру области низких температур, отличающееся тем, что
электронный модуль управления дополнительно выполнен с возможностью увеличения первой величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя по мере того, как увеличивается температура катализатора, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур,
причем заданная область низких температур является такой областью до тех пор, пока истекшее время от холодного запуска двигателя внутреннего сгорания не станет заданным временем определения.
2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит:
электромотор, соединенный с колесом транспортного средства через силовой трансмиссионный механизм; и
аккумулятор, накапливающий электрическую мощность для приведения в действие электромотора,
при этом электронный модуль управления выполнен с возможностью управления крутящим моментом двигателя и крутящим моментом электромотора, передаваемым на колесо транспортного средства посредством электромотора, на основе требуемой движущей силы, требуемой для транспортного средства.
3. Транспортное средство по п. 2, отличающееся тем, что электронный модуль управления выполнен с возможностью дополнения крутящего момента, который является недостаточным для крутящего момента двигателя, посредством крутящего момента электромотора таким образом, что движущая сила транспортного средства становится ближе к требуемой движущей силе, когда температура катализатора находится в области низких температур.
4. Транспортное средство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что электронный модуль управления выполнен с возможностью управления крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя, когда температура катализатора ниже заданной температуры определения, ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя, когда температура катализатора выше температуры определения.
5. Транспортное средство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что электронный модуль управления выполнен с возможностью управления крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя в течение заданного периода до тех пор, пока заданное время определения не истечет от холодного запуска двигателя внутреннего сгорания, ниже второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя после того, как истекает заданное время определения.
6. Транспортное средство по п. 5, отличающееся тем, что электронный модуль управления выполнен с возможностью постепенного увеличения первой величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя в течение заданного периода.
7. Способ управления транспортным средством, включающим в себя двигатель внутреннего сгорания, катализатор, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, и электронный модуль управления, при этом согласно способу:
управляют, посредством модуля управления, крутящим моментом двигателя таким образом, что первая величина изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя меньше второй величины изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя,
причем первая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур, а вторая величина изменения крутящего момента представляет собой величину изменения крутящего момента, когда температура катализатора находится в области высоких температур, при этом область высоких температур представляет собой область, температура которой превышает температуру области низких температур,
отличающийся тем, что дополнительно увеличивают, посредством электронного модуля управления, первую величину изменения крутящего момента для крутящего момента двигателя по мере того, как увеличивается температура катализатора, когда температура катализатора находится в заданной области низких температур,
причем заданная область низких температур является такой областью до тех пор, пока истекшее время от холодного запуска двигателя внутреннего сгорания не станет заданным временем определения.
