專利名稱：混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，特別是，涉及一種對捕集排氣中顆粒的濾清器進(jìn)行強(qiáng)制再生時的電動機(jī)控制。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，對內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動機(jī))和電動機(jī)進(jìn)行組合而得到車輛的驅(qū)動力的混合動力車輛或者混合動力電動汽車被開發(fā)和實(shí)用化。這種混合動力車輛可分為串聯(lián)式混合動力車輛，其專門使用發(fā)動機(jī)作為電動機(jī)的電力供給源(發(fā)電機(jī))；以及并聯(lián)式混合動力車輛，其對發(fā)動機(jī)的輸出軸和電動機(jī)的輸出軸進(jìn)行機(jī)械連結(jié)，可以利用這兩者的驅(qū)動力對驅(qū)動輪進(jìn)行驅(qū)動。
其中，在并聯(lián)式混合動力車輛中，根據(jù)駕駛員的加速踏板踏入量等負(fù)載信息和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速求出要求驅(qū)動扭矩，同時，根據(jù)蓄電池的剩余容量(充電率)設(shè)定發(fā)動機(jī)和電動機(jī)之間的輸出分配。
可以考慮使用柴油發(fā)動機(jī)作為并聯(lián)式混合動力車輛的發(fā)動機(jī)。該情況下，已知這樣一種技術(shù)，即，在柴油發(fā)動機(jī)的排氣通路中設(shè)置氧化催化劑(DOC)和顆粒捕集用濾清器，利用濾清器捕集排氣中包含的PM(Particulate Matter)，同時，使堆積在濾清器中的PM氧化(燃燒)而連續(xù)再生濾清器。此外以下的PM、碳黑以及煤煙表示相同的意思。
在這種技術(shù)中，例如設(shè)置檢測濾清器的入口和出口之間的壓力差的差壓傳感器，如果該差壓傳感器所檢測出的差壓大于或等于規(guī)定值，則判定為濾清器發(fā)生網(wǎng)眼堵塞，執(zhí)行濾清器的強(qiáng)制再生。
此外，在強(qiáng)制再生時，在膨脹行程的后期或者排氣行程的初期進(jìn)行追加燃料噴射(后燃料噴射)，使該追加燃料中的未燃燒燃料(HC；碳化氫)利用氧化催化劑產(chǎn)生氧化反應(yīng)(燃燒)，利用此時的反應(yīng)熱量使流入濾清器中的排氣溫度上升。于是，通過使流入濾清器中的排氣溫度高溫化，使濾清器內(nèi)的PM自燃，使PM燃燒，以實(shí)現(xiàn)濾清器的強(qiáng)制再生(第1現(xiàn)有技術(shù))。
此外，在特開2001-115869號公報(專利文獻(xiàn)1)中，公開了這樣一種技術(shù)，即，在具有一邊切換發(fā)動機(jī)行駛和電動機(jī)行駛一邊行駛的通常行駛模式、和僅利用發(fā)動機(jī)行駛的特別行駛模式的混合動力汽車中，在催化劑沒有被活性化時，將行駛模式強(qiáng)制性地切換為特別行駛模式。然后，通過這種控制，可以在催化劑溫度下降時迅速提高催化劑溫度(第2現(xiàn)有技術(shù))。
在并聯(lián)式混合動力汽車中，有時候如果蓄電池剩余容量下降，則由發(fā)動機(jī)1對電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，通過將電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)動作來向蓄電池充電。
但是，在上述第1現(xiàn)有技術(shù)中，存在這樣的問題，即，如果停車期間的蓄電池充電(以下稱之為停車發(fā)電控制或者簡稱為發(fā)電控制)和濾清器的強(qiáng)制再生重疊，則由于燃料的燃燒消耗氧氣，所以不促進(jìn)強(qiáng)制再生而強(qiáng)制再生時間變長，油耗增加。即，在發(fā)動機(jī)驅(qū)動電動機(jī)作為發(fā)電機(jī)時，發(fā)動機(jī)的負(fù)載增加，燃料噴射量增加，空氣過剩率下降(即濃混合比化)，大部分氧氣用于燃燒。因此，排氣中的氧氣濃度下降，向濾清器提供的氧氣量減少，不促進(jìn)濾清器內(nèi)的PM燃燒(氧化)而強(qiáng)制再生時間變長。并且，根據(jù)強(qiáng)制再生時間延長的程度，油耗增加。
此外，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)(第2現(xiàn)有技術(shù))中，在催化劑沒有被活性化時，將行駛模式強(qiáng)制性地切換為僅利用發(fā)動機(jī)行駛的特別行駛模式。但是，該第2現(xiàn)有技術(shù)是適用于車輛行駛期間的情況的技術(shù)，沒有公開任何與車輛停車期間發(fā)生的上述問題相關(guān)的解決方法。
本發(fā)明正是應(yīng)上述要求而提出的，其目的在于，提供一種可以縮短混合動力車輛的強(qiáng)制再生時間且可以降低油耗的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置的特征在于，具有柴油發(fā)動機(jī)，其安裝在車輛上；電動機(jī)，其安裝在所述車輛上；蓄電池，其以可以供給電力的方式與所述電動機(jī)相連接；濾清器，其對所述柴油發(fā)動機(jī)的排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集；強(qiáng)制再生單元，其使所述濾清器強(qiáng)制再生；蓄電池充電單元，其基于所述蓄電池的充電狀態(tài)，將所述柴油發(fā)動機(jī)的輸出變換為電力后，向所述蓄電池充電；以及充電禁止單元，其在所述強(qiáng)制再生單元執(zhí)行強(qiáng)制再生時，禁止所述蓄電池充電單元向所述蓄電池的電力供給。
優(yōu)選具有強(qiáng)制再生時輔助單元，其在所述車輛處于停車期間、且由所述強(qiáng)制再生單元執(zhí)行強(qiáng)制再生期間、且所述蓄電池的充電率高于規(guī)定值的情況下，通過所述電動機(jī)對所述柴油發(fā)動機(jī)的輸出進(jìn)行輔助。
此外，優(yōu)選具有自動停止單元，其在滿足規(guī)定的停止條件的情況下，使所述柴油發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)自動停止；以及自動停止禁止單元，其在執(zhí)行所述強(qiáng)制再生時禁止由所述自動停止單元進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
此外，所述柴油發(fā)動機(jī)的輸出軸優(yōu)選通過離合器連結(jié)在所述電動機(jī)的輸入軸上。
根據(jù)本發(fā)明的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，在停車時開始強(qiáng)制再生時，由于禁止蓄電池的充電，所以抑制發(fā)動機(jī)負(fù)載的增加。因此，可以避免燃料噴射量增加等情形，不會導(dǎo)致空氣過剩率的下降，可以防止排氣中的氧氣濃度的下降。于是，強(qiáng)制再生時可以向濾清器提供大量的氧氣，可以縮短強(qiáng)制再生時間。此外，通過這樣縮短強(qiáng)制再生時間，進(jìn)行后噴射的時間被縮短，可以降低油耗。
此外，在蓄電池的充電率高于規(guī)定值的情況下，因為由電動機(jī)輔助柴油發(fā)動機(jī)的輸出，所以進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)的負(fù)載，可以進(jìn)一步提高空氣過剩率。由此，可以提高排氣中的氧氣濃度，增加強(qiáng)制再生時向濾清器提供的氧氣量，可以進(jìn)一步縮短再生時間。因此，可以進(jìn)一步降低油耗。
此外，由于進(jìn)行強(qiáng)制再生時禁止發(fā)動機(jī)的自動停止(怠速停止)，所以可以可靠地避免濾清器的強(qiáng)制再生期間發(fā)生發(fā)動機(jī)停止。
圖1是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置所使用的車輛動力傳動系統(tǒng)的示意圖。
圖2是著眼于本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置的主要部分功能的框圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置的作用的流程圖。
圖4是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置的變形例的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置進(jìn)行說明，如圖1所示，該車輛是使用發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)(或者電動機(jī)/發(fā)電機(jī)，以下簡稱為電動機(jī))2作為驅(qū)動源8的并聯(lián)式混合動力車輛(HEV)，由該發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2的總輸出來驅(qū)動車輛。
此外，在發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2之間設(shè)有離合器3，其能夠使發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2之間的驅(qū)動力斷合。另外，在電動機(jī)2的輸出側(cè)設(shè)有變速器4，其對來自于發(fā)動機(jī)1和/或電動機(jī)2的輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行變速。也就是說，在本車輛中，按發(fā)動機(jī)1、離合器3、電動機(jī)2、變速器4的順序串聯(lián)設(shè)置這些設(shè)備，發(fā)動機(jī)1的輸出軸通過離合器3與電動機(jī)2的輸入軸相連接。此外，從變速器4輸出的驅(qū)動力傳遞到驅(qū)動輪7。
另外，電動機(jī)2通過變換器5與可以充放電的蓄電池6相連接，通過控制該變換器5的動作，可以控制電動機(jī)2的動作狀態(tài)。
利用這種結(jié)構(gòu)，通過接合離合器3并驅(qū)動電動機(jī)2，可以一邊利用電動機(jī)2的驅(qū)動力輔助發(fā)動機(jī)1的驅(qū)動力一邊行駛。另外，利用變換器5使電動機(jī)2具有發(fā)電機(jī)的功能，由此可以利用發(fā)動機(jī)1的驅(qū)動力進(jìn)行發(fā)電，對蓄電池6進(jìn)行充電，或者使相當(dāng)于發(fā)動機(jī)制動器的再生制動器產(chǎn)生作用而再生電力。并且，也可以在斷開離合器3的狀態(tài)下，通過電動機(jī)2從蓄電池6接受電力供給而動力運(yùn)轉(zhuǎn)，僅由電動機(jī)2的驅(qū)動力來驅(qū)動驅(qū)動輪7。
此外，在本實(shí)施方式中，使用自動變速器作為變速器4。該自動變速器4是有級式的自動變速器，以達(dá)到換檔對應(yīng)圖中設(shè)定的目標(biāo)變速檔的方式，對當(dāng)前的變速檔進(jìn)行切換，特別是，在這里，構(gòu)成為這樣一種自動變速器，即，基于雙排齒輪式的手動變速器，通過使未圖示的多個致動器動作而切換變速檔。
因此，在該變速器4中附設(shè)換檔單元(GSU)9，其具有上述未圖示的多個致動器(參照圖2)。此外，作為變速器除了這種變速器之外，也可以使用手動變速器，還可以使用對轉(zhuǎn)矩變換器和行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合的自動變速器。
此外，離合器3是切換變速檔時自動進(jìn)行離合器的斷合的自動離合器，利用同樣未圖示的離合器致動器與上述GSU 9協(xié)調(diào)動作，來執(zhí)行離合器3的斷合。此外，在使用具有轉(zhuǎn)矩變換器的自動變速器作為變速器2的情況下，可以省略該離合器3。
另外，在本實(shí)施方式中，發(fā)動機(jī)1構(gòu)成為柴油發(fā)動機(jī)(狄賽爾發(fā)動機(jī))，通過控制噴油器10(參照圖2)的驅(qū)動時間(即燃料噴射量)，來控制發(fā)動機(jī)1的輸出扭矩。
下面，使用圖2對本發(fā)明的主要部分進(jìn)行說明，在上述的柴油發(fā)動機(jī)1的排氣通路31中，從上游側(cè)按順序設(shè)置有使排氣中的成分氧化的氧化催化劑32以及對排氣中的PM(以碳C為主體的顆粒狀物質(zhì))進(jìn)行捕集的濾清器33。
在這里，在平常行駛時，氧化催化劑32使排氣中的NO氧化為NO2，將該NO2作為氧化劑提供給濾清器33。并且，在濾清器33中，通過該NO2和PM反應(yīng)而使PM燃燒，以實(shí)現(xiàn)濾清器33的連續(xù)再生。
此外，具有以下功能，即，在強(qiáng)制再生時，使排氣中的未燃燒燃料(HC)進(jìn)行氧化反應(yīng)(燃燒)，并將利用此時的反應(yīng)熱量而變成高溫的排氣提供給濾清器33。然后，通過使流入濾清器33中的排氣溫度高溫化，使濾清器33內(nèi)的PM自燃而燃燒PM，強(qiáng)制性地再生濾清器33。
在這里，雖未詳細(xì)圖示，但濾清器33整體以多孔質(zhì)材料形成，同時，上游側(cè)開口而下游側(cè)封閉的第1通路和上游側(cè)封閉而下游側(cè)開口的第2通路相互鄰接配置。由此，提供給濾清器33的排氣經(jīng)過多孔質(zhì)的壁部從第1通路流入第2通路，此時排氣中的PM在壁部上被捕集。此外，在排氣通路31上還設(shè)有對濾清器33的上游側(cè)(入口)和下游側(cè)(出口)之間的壓力差進(jìn)行檢測的差壓傳感器34。
另一方面，如圖2所示，在本車輛中設(shè)有集中管理和控制混合動力系統(tǒng)的系統(tǒng)管理單元11，所述差壓傳感器34與設(shè)在該系統(tǒng)管理單元11中的強(qiáng)制再生單元35相連接。在這里，該強(qiáng)制再生單元35基于來自差壓傳感器34的信息，如果濾清器33的上游側(cè)和下游側(cè)之間的差壓大于或等于規(guī)定值，則判定為規(guī)定量的PM堆積在濾清器33中而濾清器33發(fā)生網(wǎng)眼堵塞，執(zhí)行濾清器33的強(qiáng)制再生。
然后，如果強(qiáng)制再生單元35開始進(jìn)行強(qiáng)制再生，則從后述的ECU12向噴油器10輸出強(qiáng)制再生指令，在主燃料噴射后執(zhí)行追加燃料噴射(后噴射)。該后噴射例如是在排氣行程中進(jìn)行的噴射，通過以這種定時噴射燃料，燃料不會在氣缸內(nèi)或者排氣通路等中燃燒而到達(dá)氧化催化劑32，在催化劑32中進(jìn)行氧化(燃燒)。由此，位于催化劑32的下游側(cè)的濾清器33被加熱，濾清器33升溫至PM可被氧化的溫度(600℃)，執(zhí)行PM的燃燒(濾清器的再生)。此外，這種后燃料噴射量根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne、負(fù)載(在這里為主噴射量qmain)以及催化劑32的出口溫度等來設(shè)定。
另一方面，系統(tǒng)管理單元11具有發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)12，其控制發(fā)動機(jī)的輸出；以及電動機(jī)控制單元(MCU)13，其控制變換器5的動作狀態(tài)以控制電動機(jī)的輸出。另外，雖未圖示，但還設(shè)有變速器控制器，其設(shè)定所述變速器4的目標(biāo)變速檔，同時控制GSU9的動作；以及離合器控制器，其與變速器控制器協(xié)調(diào)對離合器3的斷合狀態(tài)進(jìn)行控制。
此外，在系統(tǒng)管理單元11內(nèi)設(shè)有要求扭矩計算單元14，其基于車輛的行駛狀態(tài)和駕駛員的駕駛操作狀態(tài)，計算對驅(qū)動源8的要求扭矩；以及輸出分配確定單元15，其設(shè)定在由該要求扭矩計算單元14計算出的驅(qū)動源8的要求扭矩中，發(fā)動機(jī)1承擔(dān)的輸出扭矩(發(fā)動機(jī)的輸出分配)和電動機(jī)2承擔(dān)的輸出扭矩(電動機(jī)的輸出分配)。
此外，除了所述差壓傳感器34之外，系統(tǒng)管理單元11還連接有發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器21，其檢測發(fā)動機(jī)1的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne；加速器開度傳感器23，其檢測駕駛員的加速踏板踏入量(加速器開度)θACC；以及剩余容量傳感器24，其檢測蓄電池6的剩余容量(充電率)SOC。
在這里，如圖所示，向要求扭矩計算單元14輸入分別由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器21和加速器開度傳感器23檢測出的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速Ne和加速器開度θACC，在要求扭矩計算單元14中，基于這些信息(Ne、θACC)，計算駕駛員對由發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2構(gòu)成的驅(qū)動源8所要求的要求扭矩T。
此外，輸出分配確定單元15與剩余容量傳感器24相連接，該剩余容量傳感器24基于蓄電池電壓和蓄電池電流計算蓄電池6的剩余容量SOC。并且，在輸出分配確定單元15中設(shè)有輸出分配設(shè)定對應(yīng)圖(省略圖示)，該對應(yīng)圖以由剩余容量傳感器24得到的蓄電池剩余容量SOC和由要求扭矩計算單元14設(shè)定的要求總扭矩T作為參數(shù)，設(shè)定發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2的輸出分配，根據(jù)該對應(yīng)圖，設(shè)定發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2的輸出分配(扭矩分配或者比例)。此外，在該輸出分配設(shè)定對應(yīng)圖中，基本上設(shè)定為這樣的特性，即，蓄電池6的剩余容量SOC越低，發(fā)動機(jī)的輸出分配就被設(shè)定為越高。
如果這樣確定輸出分配，則基于由要求扭矩計算單元14計算出的驅(qū)動源8的要求扭矩T和上述輸出分配，分別設(shè)定發(fā)動機(jī)1的目標(biāo)扭矩Te和電動機(jī)2的目標(biāo)扭矩Tm。
此外，如果如上所述地設(shè)定發(fā)動機(jī)目標(biāo)扭矩Te和電動機(jī)目標(biāo)扭矩Tm，則其中的發(fā)動機(jī)目標(biāo)扭矩Te被輸入至ECU12，在ECU12中設(shè)定(或者計算)用于輸出所述發(fā)動機(jī)目標(biāo)扭矩Te的噴油器驅(qū)動時間。由此，以ECU12中設(shè)定的噴油器驅(qū)動時間驅(qū)動噴油器10，以使發(fā)動機(jī)輸出扭矩達(dá)到目標(biāo)扭矩Te的方式對發(fā)動機(jī)1進(jìn)行控制。
此外，如果電動機(jī)目標(biāo)扭矩Tm被設(shè)定，則該電動機(jī)目標(biāo)扭矩Tm被輸入至MCU13，以達(dá)到該目標(biāo)扭矩Tm的方式對變換器5的動作進(jìn)行控制。于是，由此以使電動機(jī)輸出扭矩達(dá)到電動機(jī)目標(biāo)扭矩Tm的方式對電動機(jī)2進(jìn)行控制。
以上對電動機(jī)2作為驅(qū)動源而起作用的情況進(jìn)行說明，但如果蓄電池6的剩余容量SOC下降到小于或等于第1規(guī)定值(例如33％)，則該電動機(jī)2作為發(fā)電機(jī)而起作用，對蓄電池6進(jìn)行充電。
即，如圖2所示，由剩余容量傳感器24得到的信息，除了被輸入至所述輸出分配確定單元15之外，還被輸入至由ECU12、MCU13以及變換器5構(gòu)成的蓄電池充電單元41，如果以下的①、②條件都成立，則蓄電池充電單元41中進(jìn)行由發(fā)動機(jī)1驅(qū)動電動機(jī)2而對蓄電池6進(jìn)行充電的控制(下面，稱之為發(fā)電控制)。
①剩余容量傳感器24中檢測出的剩余容量SOC小于或等于所述第1規(guī)定值。
②車輛處于停止?fàn)顟B(tài)(車速＝0)。
下面將這些條件都成立的情況稱為充電開始條件成立。在充電開始條件成立的情況下，利用變速器控制器和離合器控制器(都省略圖示)使變速器4保持空擋，同時使離合器3保持接合狀態(tài)。并且，利用ECU12將發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)控制為適于發(fā)電的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時利用MCU13對變換器5進(jìn)行控制，以使得電動機(jī)2作為發(fā)電機(jī)而起作用。
由此，發(fā)動機(jī)1一運(yùn)轉(zhuǎn)，則該發(fā)動機(jī)1的驅(qū)動力通過離合器3傳遞到電動機(jī)(發(fā)電機(jī))2，利用此時產(chǎn)生的電力向蓄電池6充電。此外，這時因為變速器4處于空擋位置，所以不會向車輛傳遞驅(qū)動力。
此外，如果以下的③～⑤條件中的任一個成立，則結(jié)束或者中止上述的發(fā)電控制。
③蓄電池6的剩余容量SOC大于或等于第2規(guī)定值(例如35％)。
④變速器4變速為行駛檔。
⑤檢測出車速。
下面將上述的③～⑤條件中的任一個成立的情況稱為充電結(jié)束條件成立。此外，在上述各個條件中，在蓄電池6的剩余容量SOC成為第2規(guī)定值的情況下，判定為利用發(fā)動機(jī)2的發(fā)電使蓄電池6的剩余容量充分恢復(fù)，結(jié)束發(fā)電控制，而在變速器4變速為行駛檔和檢測出車速的情況下，發(fā)電控制的前提條件(即，車輛處于停車期間)不成立而中止發(fā)電控制。
本裝置的系統(tǒng)管理單元11中設(shè)有充電禁止單元，其禁止蓄電池充電單元41向蓄電池6的充電。具體地說，即使在所述充電開始條件成立的情況下，如果判定為上述濾清器33處于強(qiáng)制再生期間，則也禁止發(fā)電控制。
這主要是因為如下的原因。即，如果在停車期間利用發(fā)動機(jī)1驅(qū)動電動機(jī)2作為發(fā)電機(jī)，則因為發(fā)動機(jī)1增加驅(qū)動電動機(jī)(發(fā)電機(jī))2的負(fù)載，所以燃料噴射量也相應(yīng)地增加。燃料噴射量一增加，則因為空燃比下降(即空氣過剩率下降，也就是濃混合比化)，所以排氣中的氧氣濃度也下降，向濾清器33提供的氧氣量減少。
在這里，濾清器強(qiáng)制再生時的再生時間隨著提供給濾清器33的氧氣量而變化。即，如果氧氣供給量不充足，則不促進(jìn)濾清器33內(nèi)的PM的燃燒(氧化)而強(qiáng)制再生時間變長，如果氧氣供給量充足，則PM的燃燒快速進(jìn)行而強(qiáng)制再生時間變短。
此外，因為在強(qiáng)制再生時如上所述在主噴射后進(jìn)行后噴射，所以燃料消耗量比通常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的多。因此，強(qiáng)制再生時間越長，油耗越高。
因此，如果同時執(zhí)行發(fā)電控制和濾清器33的強(qiáng)制再生，則提供給濾清器33的氧氣量減少，由此強(qiáng)制再生時間變長，其結(jié)果，延長后噴射的時間而增加油耗。
因此，本裝置中，在濾清器33處于強(qiáng)制再生期間的情況下，即使在例如充電開始條件成立的情況下，也禁止發(fā)電控制。此外，本實(shí)施方式中，蓄電池充電單元41兼具備充電禁止單元的功能。
于是，通過這樣在濾清器33的強(qiáng)制再生時禁止發(fā)電控制，可以降低發(fā)動機(jī)1的負(fù)載，并可以相應(yīng)地減少燃料噴射量，從而可以增加氧氣過剩率(稀混合比化)。由此，因為可以提高排氣中的氧氣濃度，所以提供給濾清器33的氧氣量增加，可以縮短濾清器33的強(qiáng)制再生時間。因此，具有進(jìn)行后噴射的時間減少而油耗降低的優(yōu)點(diǎn)。
系統(tǒng)管理單元11中還設(shè)有強(qiáng)制再生時輔助單元，其在以下的⑥～⑧條件都成立時，驅(qū)動電動機(jī)2而輔助發(fā)動機(jī)1的輸出。此外，本實(shí)施方式中，蓄電池充電單元41還兼具備強(qiáng)制再生時輔助單元的功能。
⑥車輛停車期間⑦強(qiáng)制再生執(zhí)行期間⑧蓄電池6的剩余容量SOC大于或等于第3規(guī)定值(例如65％)下面將這些條件都成立的情況稱為強(qiáng)制再生輔助條件成立。在這些強(qiáng)制再生輔助條件成立時，通過驅(qū)動電動機(jī)2而輔助發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)1的負(fù)載而減少燃料噴射量，由此進(jìn)一步增加空氣過剩率，可以進(jìn)一步縮短濾清器33的強(qiáng)制再生時間。
此外，優(yōu)選以蓄電池6接近于滿充電的SOC作為第3規(guī)定值。如果采用這種SOC，則即使為了輔助電動機(jī)1而驅(qū)動電動機(jī)2，也不會導(dǎo)致SOC的大幅下降。
本實(shí)施方式的混合動力車輛具有所謂的怠速停止起動(ISS)的功能，即，如果規(guī)定的發(fā)動機(jī)停止條件成立，則使發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)自動停止，同時，如果與上述規(guī)定的發(fā)動機(jī)停止條件不同的規(guī)定的發(fā)動機(jī)再起動條件成立，則使發(fā)動機(jī)11再起動。也將這種具有ISS功能的車輛稱為ISS車輛。
因此，在系統(tǒng)管理單元11中，如圖2所示，設(shè)有ISS功能部50，其具有自動停止單元51，其使發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)自動停止；以及再起動單元52，其使發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)再起動。此外，雖未圖示，但在這些自動停止單元51和再起動單元52中，除了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器21和剩余容量傳感器24之外，還連接有車速傳感器(省略圖示)和檢測變速檔的檔位傳感器等，基于來自這些傳感器的信息，如果發(fā)動機(jī)的停止條件成立，則利用自動停止單元51向ECU12發(fā)送發(fā)動機(jī)停止信號，停止噴油器10的驅(qū)動，由此使發(fā)動機(jī)1自動地停止。
此外，基于來自于各個傳感器的信息，如果發(fā)動機(jī)再起動條件成立，則利用再起動單元52向ECU12發(fā)送再起動信號，使未圖示的起動電動機(jī)動作，使發(fā)動機(jī)1再起動。此外，也可以使電動機(jī)2兼具備起動電動機(jī)的功能。
因為該ISS功能本身當(dāng)前眾所周知，所以省略對發(fā)動機(jī)停止條件和發(fā)動機(jī)再起動條件的說明。
此外，本裝置中還設(shè)有自動停止禁止單元53，其即使在發(fā)動機(jī)停止條件成立的情況下，也禁止由自動停止單元51進(jìn)行的發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。在這里，該自動停止禁止單元53基于來自強(qiáng)制再生單元35的信息，如果判定為執(zhí)行濾清器33的強(qiáng)制再生，則例如即使在發(fā)動機(jī)1的停止條件成立的情況下，也禁止由自動停止單元51進(jìn)行的發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)停止，繼續(xù)發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)。
這是因為，如上所述，在濾清器33的強(qiáng)制再生時，主噴射后進(jìn)行后噴射，利用氧化催化劑32使該后燃料噴射的未燃燒燃料產(chǎn)生氧化反應(yīng)(燃燒)，利用這時的反應(yīng)熱量使濾清器33內(nèi)的PM燃燒，使濾清器33再生，因此，在濾清器33的強(qiáng)制再生時，發(fā)動機(jī)1處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)成為必要條件。
于是，在濾清器33的強(qiáng)制再生時，即使自動停止單元51判定發(fā)動機(jī)1的停止條件成立，也利用自動停止禁止單元53禁止發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
由于本發(fā)明的一個實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置以上述方式構(gòu)成，所以下面用圖3的流程圖對其作用進(jìn)行說明。
該流程圖是如果檢測出車輛的停止則以該車輛停止為觸發(fā)而開始的圖，車輛一停止，首先判定濾清器33的狀態(tài)是否處于強(qiáng)制再生期間(步驟S11)。然后，在判定為不是強(qiáng)制再生期間的情況下，檢測蓄電池的剩余容量SOC，判定SOC是否小于或等于第1規(guī)定值(例如33％)(步驟S12)。
然后，如果SOC小于或等于第1規(guī)定值，則執(zhí)行發(fā)電控制(步驟S13)。即，在這種情況下，因為蓄電池6的充電比油耗的降低優(yōu)先，所以利用發(fā)動機(jī)1驅(qū)動電動機(jī)2，同時使電動機(jī)2作為發(fā)電機(jī)動作，由此發(fā)動機(jī)1的驅(qū)動力變換為電力，該電力被儲存在蓄電池6中。
另一方面，如果SOC大于第1規(guī)定值，則進(jìn)行通常的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S14)。并且，這時如果規(guī)定的發(fā)動機(jī)停止條件成立，則利用ISS功能自動停止發(fā)動機(jī)1。
此外，在步驟S11中判定為處于強(qiáng)制再生期間的情況下，接著判定SOC是否大于或等于第3規(guī)定值(例如65％)(步驟S15)。然后，如果SOC小于第3規(guī)定值，則禁止發(fā)電控制而禁止向蓄電池6充電(步驟S16)。然后，以適于后噴射等強(qiáng)制再生的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)使發(fā)動機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S17)。
因此，在這種情況下，通過在濾清器33的強(qiáng)制再生時禁止發(fā)電控制，可以降低發(fā)動機(jī)1的負(fù)載，以能夠減少燃料噴射量。由此，可以增加氧氣過剩率，提高排氣中的氧氣濃度，增加向濾清器33提供的氧氣量，可以縮短濾清器33的再生時間。
此外，如果SOC大于或等于第3規(guī)定值，則驅(qū)動電動機(jī)2而輔助發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S18)。即，在這種情況下，是車輛處于停車期間、且處于濾清器33的強(qiáng)制再生期間、且SOC大于或等于第3規(guī)定值的強(qiáng)制再生輔助條件成立的情況，這時，通過驅(qū)動電動機(jī)2而輔助發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)1的驅(qū)動負(fù)載而減少燃料噴射量。由此，進(jìn)一步增加空氣過剩率，大幅縮短濾清器33的強(qiáng)制再生時間。
如以上詳細(xì)說明，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，在車輛處于停車期間、且處于執(zhí)行強(qiáng)制再生期間，如果SOC小于第3規(guī)定值，則禁止發(fā)電控制，由此可以降低發(fā)動機(jī)1的負(fù)載而增加空氣過剩率，具有縮短濾清器33的強(qiáng)制再生時間，降低油耗的優(yōu)點(diǎn)。
此外，如果SOC大于或等于第3規(guī)定值，則通過驅(qū)動電動機(jī)2而輔助發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)，可以進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)1的負(fù)載，進(jìn)一步增加空氣過剩率。因此，具有可以進(jìn)一步縮短濾清器33的再生時間，進(jìn)一步降低油耗的優(yōu)點(diǎn)。
此外，在濾清器33的強(qiáng)制再生時，由于利用自動停止禁止單元53禁止發(fā)動機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)停止，所以具有可以可靠地避免濾清器33的強(qiáng)制再生期間發(fā)動機(jī)1停止等情形的優(yōu)點(diǎn)。
上面對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限于上述的實(shí)施方式，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形實(shí)施。例如，如圖4所示，本發(fā)明可以適用于相鄰設(shè)置發(fā)動機(jī)1和電動機(jī)2、且在電動機(jī)2和變速器4之間安裝離合器3的混合動力汽車。
權(quán)利要求
1.一種混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，具有柴油發(fā)動機(jī)(1)，其安裝在車輛上；電動機(jī)(2)，其安裝在所述車輛上；蓄電池(6)，其以可以供給電力的方式與所述電動機(jī)(2)相連接；濾清器(33)，其對所述柴油發(fā)動機(jī)(1)的排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集；強(qiáng)制再生單元(35)，其使所述濾清器(33)強(qiáng)制再生；蓄電池充電單元(41)，其基于所述蓄電池(6)的充電狀態(tài)，將所述柴油發(fā)動機(jī)(1)的輸出變換為電力后，向所述蓄電池(6)充電；以及充電禁止單元(41)，其在所述強(qiáng)制再生單元(35)執(zhí)行強(qiáng)制再生時，禁止所述蓄電池充電單元(41)向所述蓄電池(6)的電力供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，具有強(qiáng)制再生時輔助單元(41)，其在所述車輛處于停車期間、且由所述強(qiáng)制再生單元(35)執(zhí)行強(qiáng)制再生期間、且所述蓄電池(6)的充電率高于規(guī)定值的情況下，通過所述電動機(jī)(2)對所述柴油發(fā)動機(jī)(1)的輸出進(jìn)行輔助。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，具有自動停止單元(51)，其在滿足規(guī)定的發(fā)動機(jī)(1)停止條件的情況下，使所述柴油發(fā)動機(jī)(1)的運(yùn)轉(zhuǎn)自動停止；以及自動停止禁止單元(53)，其在執(zhí)行所述強(qiáng)制再生時禁止由所述自動停止單元(51)進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混合動力車輛的電動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述柴油發(fā)動機(jī)(1)的輸出軸通過離合器(3)連結(jié)在所述電動機(jī)(2)的輸入軸上。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于縮短使用柴油發(fā)動機(jī)的混合動力車輛的濾清器強(qiáng)制再生時間且降低油耗，因此，具有濾清器(33)，其對柴油發(fā)動機(jī)(1)的排氣中的顆粒狀物質(zhì)進(jìn)行捕集；強(qiáng)制再生單元(35)，其使濾清器(33)強(qiáng)制再生；以及蓄電池充電單元(41)，其基于蓄電池(6)的充電狀態(tài)，將發(fā)動機(jī)(1)的輸出變換為電力后，向蓄電池(6)充電，在執(zhí)行強(qiáng)制再生時，禁止發(fā)動機(jī)(1)向蓄電池(6)的電力供給。
文檔編號H02J7/14GK1840396SQ20061006653
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者緒方誠 申請人:三菱扶?？蛙囍晔綍?