Управляющее устройство для транспортного средства (варианты)

Управляющее устройство для транспортного средства (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится в основном к управлению транспортными средствами, по меньшей мере, имеющими установленный на них двигатель внутреннего сгорания, и, в частности, к управляющим устройствам для транспортных средств, уменьшающим запах катализатора, присутствующий в выбросах, очищенных катализатором и затем выпущенных в воздух.

Выбросы двигателя, служащего источником движения транспортного средства, содержат вещества, загрязняющие воздух, включая моноксид углерода (СО), образуемый при неполном сгорании топлива, углеводороды (НС), образующиеся при испарении несгоревшего топлива, и окись азота (NOx), связанную с азотом и кислородом, присутствующим в атмосфере камеры сгорания при высокой температуре. Эти вещества вредны для окружающей среды и, соответственно, должны удаляться до их попадания в воздух. Это выполняется за счет установки в средней части выхлопной трубы каталитического нейтрализатора. В этом каталитическом конверторе в качестве катализатора используется платина и родий или палладий и родий плюс палладий. Эти элементы реагируют с указанными тремя типами загрязнений, образуя двуокись углерода (СО₂), воду (Н₂O) и азот (N₂). Поскольку каталитический нейтрализатор вызывает реакцию трех типов химических веществ, его также называют «трехкомпонентный нейтрализатор».

Если в таком каталитическом нейтрализаторе 1) катализатор имеет высокую температуру, 2) транспортное средство работает в диапазоне малых нагрузок, создавая небольшое количество выхлопных газов (т.е. потребляя мало воздуха), и 3) топливовоздушная смесь является обогащенной, то внутри каталитического нейтрализатора образуется восстановительная атмосфера и возникает запах катализатора. Более конкретно, топливо содержит серу (S), которая окисляется до SOx, которая, в свою очередь, прилипает к катализатору, и при возникновении всех трех вышеуказанных условий возникает восстановительная атмосфера, в которой прилипший SOx восстанавливается до сероводорода (H₂S), имеющего неприятный запах. Более конкретно, запах катализатора, приписываемый соединению серы, содержащейся в топливе, возникает при образовании сероводорода в следующей реакции:

SO₂+3H₂→H₂S+2H₂O

Более конкретно, сероводород предположительно образуется из-за того, что топливо содержит серный компонент, который сгорает и образует газообразную двуокись серы, которая, в свою очередь, реагирует с водородом, образующимся в процессе горения.

Такой запах катализатора приписывают тому факту, что топливо, обладающее таким свойством (или содержащее серный компонент), в большей степени требует обогащенной топливовоздушной смеси, как описано выше. Для обедненной топливовоздушной смеси оксид серы, который в итоге поглощается катализатором, предположительно образуется по следующей реакции:

2SO₂+O₂→2SO₃

6SO₃+4CeO₂→2Ce₂(SO₄)₃+O₂

Кроме того, в обогащенной топливовоздушной смеси кислород имеется в небольших количествах и такой кислород образует связи с водородом, в результате образуя Н₂О. Однако, поскольку кислорода мало, водород образуется в избыточных количествах и образует связи с серой. Это способствует возникновению H₂S, который считается препятствием для уменьшения запаха катализатора. В обедненных топливовоздушных смесях кислорода больше, и такой кислород образует связи с водородом, способствуя образованию Н₂O. Избыток водорода образуется в меньшей степени и, соответственно, меньше образуется Н₂S, что, предположительно, приводит к уменьшению запаха катализатора.

Если не принимать во внимание такой (неприятный) запах катализатора, трехкомпонентный нейтрализатор имеет характеристики очистки, которые зависят от соотношения топлива и воздуха в топливовоздушной смеси, образующейся в камере сгорания, и трехкомпонентный нейтрализатор работает наиболее эффективно, когда соотношение топлива и воздуха в смеси близко к стехиометрическому. Это происходит потому, что, когда топливовоздушная смесь обеднена и в выхлопных газах содержится большое количество кислорода, процесс окисления активизируется, а процесс восстановления тормозится, при этом, когда топливовоздушная смесь обогащена и в выхлопных газах мало кислорода, процесс восстановления активизируется, а процесс окисления тормозится и, в результате, все три вышеуказанных вредных компонента нельзя удовлетворительно нейтрализовать одновременно. Соответственно, двигатели внутреннего сгорания, оснащенные трехкомпонентным нейтрализатором, имеют в выхлопном трубопроводе линейный кислородный датчик, измеряющий концентрацию кислорода, которая, в свою очередь, используется в цепи обратной связи для управления соотношением топлива и воздуха внутри камеры сгорания для получения стехиометрического отношения.

Известно, что трехкомпонентные нейтрализаторы способны запасать кислород, чтобы избежать ухудшения характеристик очистки выхлопных газов, если топливовоздушная смесь временно становится обедненной или обогащенной. Так, при обедненной топливовоздушной смеси избыточный кислород запасается, а при обогащенной смеси запасенный кислород расходуется на поддержание характеристик очистки выхлопных газов на удовлетворительном уровне.

Более конкретно, трехкомпонентный катализатор имеет функцию отбора и хранения избыточного кислорода, присутствующего в выхлопных газах при обедненной топливовоздушной смеси для уменьшения NOx. Наоборот, когда топливовоздушная смесь становится обогащенной, возникающие при горении и, следовательно, содержащиеся в выхлопе СН и СО, окисляясь, потребляют запасенный в трехкомпонентном нейтрализаторе кислород. Соответственно, когда соотношение топлива и воздуха в смеси отклоняется от стехиометрического и, соответственно, NOx необходимо восстановить, трехкомпонентный нейтрализатор должен быть в состоянии хранить кислород (т.е. трехкомпонентный катализатор должен хранить кислород в количестве с достаточным запасом относительно максимального поглощения кислорода) и, наоборот, для окисления несгоревших СН и СО трехкомпонентный нейтрализатор должен хранить достаточное количество кислорода.

Чтобы иметь возможность восстановления NOx при отклонении соотношения топлива и воздуха в смеси от стехиометрического в сторону обеднения и возможность окисления несгоревших СН и СО при отклонении соотношения топлива и воздуха в смеси от стехиометрического в сторону обогащения, трехкомпонентный нейтрализатор предпочтительно поглощает кислород в количестве, поддерживаемом приблизительно на уровне половины максимальной поглощающей способности.

Известно гибридное транспортное средство с установленным на нем двигателем внутреннего сгорания, имеющим режим остановки, когда транспортное средство движется, и электродвигатель. В таком гибридном транспортном средстве двигатель останавливается в зависимости от режима работы транспортного средства, состояния ходового аккумулятора и т.п., и такие состояния после остановки двигателя отслеживаются, и двигатель внутреннего сгорания запускается по мере необходимости, что повышает топливную экономичность транспортного средства. Таким образом, двигатель работает в прерывистом режиме (или останавливается (глушится) путем прекращения подачи на него топлива) для повышения топливной экономичности. Когда транспортное средство работает с остановленным двигателем, электронный управляющий блок (ЭУБ) определяет, что двигатель остановлен и прекращает (или отсекает) подачу топлива. Когда подача топлива в двигатель прекращена, двигатель все еще обладает некоторой инерцией и его коленчатый вал не сразу прекращает вращение. Если коленчатый вал вращается, то впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются и двигатель, соответственно, засасывает воздух; однако, поскольку топливо в двигатель не подается, выхлоп является обедненным. В этом случае, когда подача топлива прекращена, трехкомпонентный катализатор быстро достигает предела поглощения кислорода и не может осуществлять требуемой очистки выхлопа, когда двигатель будет повторно запущен.

В японской выложенной заявке на патент №2003-083121 раскрыто каталитическое устройство для очистки выхлопа для двигателя внутреннего сгорания, которое может устранить этот недостаток, используя способность катализатора для очистки выхлопа к поглощению кислорода для дальнейшего повышения эффективности очистки. Как указано в этой публикации, устройство очистки выхлопа использует эффект поглощения кислорода катализатором для очистки выхлопа, расположенного в выхлопном тракте двигателя внутреннего сгорания, имеющего режим остановки, в котором двигатель внутреннего сгорания остановлен при движении транспортного средства. Устройство очистки выхлопа содержит вычислитель, рассчитывающий поглощение кислорода катализатором, и контроллер соотношения топлива и воздуха в смеси, работающий на основе рассчитанной величины поглощения кислорода, для управления соотношением топлива и воздуха в смеси, поступающей в двигатель внутреннего сгорания. Вычислитель также рассчитывает поглощение кислорода в режиме остановки двигателя, и контроллер соотношения топлива и воздуха на основе рассчитанной вычислителем величины поглощения кислорода в режиме остановки двигателя управляет соотношением топлива и воздуха после отмены этого режима, когда двигатель запускается повторно.

Устройство для каталитической очистки выхлопа позволяет также рассчитать поглощение кислорода в режиме остановки двигателя и позволяет управлять соотношением топлива и воздуха после повторного запуска двигателя на основе способности к поглощению кислорода. Это может уменьшить ухудшение характеристик очистки выхлопа, которое возникает сразу же после повторного запуска двигателя и тем самым дополнительно улучшить характеристики очистки выхлопа. Здесь путем управления соотношением топлива и воздуха сразу же после повторного запуска двигателя можно определить, как меняется соотношение топлива и воздуха в течение заданного периода времени, чтобы воспрепятствовать существенному ухудшению характеристик очистки выхлопа сразу же после повторного запуска двигателя и тем самым дополнительно улучшить характеристики очистки выхлопа.

В вышеуказанной публикации указано, что управление поглощением кислорода трехкомпонентным нейтрализатором осуществляется путем изменения соотношения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания и выходной мощности электродвигателя, при этом прекращение подачи топлива способствует достижению предела поглощения кислорода, и что, когда подача топлива отключена, электродвигатель должен развивать весь крутящий момент, необходимый транспортном средству для движения. Однако в этой публикации ничего не говорится о запахе катализатора. Более конкретно, если при отключенной подаче топлива двигатель повторно запускается без учета системы уменьшения запаха катализатора, двигатель может выпускать выхлопные газы и, как описано выше, генерировать сильный запах катализатора (H₂S).

Настоящее изобретение направлено на устранение вышеописанного недостатка и на создание управляющего устройства для транспортного средства, по меньшей мере, имеющего двигатель внутреннего сгорания в качестве источника движения, которое способно уменьшить запах катализатора, если двигатель работает в прерывистом режиме, когда подачу топлива в двигатель прерывают (или отсекают) при движении транспортного средства. Настоящее изобретение также относится к управляющему устройству, уменьшающему запах катализатора, возникающий, когда остановленный двигатель должен работать на холостом ходу.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения создано управляющее устройство для транспортного средства, имеющего установленный на нем двигатель внутреннего сгорания с выхлопной трубой, снабженной каталитическим устройством для очистки выхлопа. Управляющее устройство для транспортного средства согласно изобретению содержит устройство подачи топлива для подачи топлива, подающее топливо в двигатель внутреннего сгорания; датчик, определяющий и/или прогнозирующий генерирование каталитическим устройством запаха катализатора; прерыватель, временно прерывающий подачу топлива от устройства подачи топлива; и контроллер, управляющий транспортным средством на основе того, было ли вызвано это временное прекращение подачи топлива прерывателем появлением запаха катализатора.

Если каталитическое устройство работает в условиях обогащенной топливовоздушной смеси, то оно может создавать запах катализатора (H₂S), который необходимо уменьшить. В настоящем изобретении, если датчик определяет наличие такого запаха катализатора или прогнозирует появление такого запаха, подача топлива в двигатель внутреннего сгорания временно прекращается (отсекается) (или уменьшается для предотвращения появления запаха катализатора). Это может привести к образованию обедненной топливовоздушной смеси и тем самым уменьшить запах катализатора или предотвратить его появление. Обычно, например, когда двигатель внутреннего сгорания работает на прогрев или на холостом ходу, управление обеднением является неполным, отсечка топлива запрещена и, следовательно, образуется запах катализатора. Соответственно, в предлагаемом управляющем устройстве, если возникает запах катализатора или прогнозируется его появление и прерыватель временно прерывает (или отсекает) подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания, котроллер отвергает другие запросы (в вышеприведенном примере - запрос на запрет временной остановки подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания) и управляет двигателем внутреннего сгорания. Таким образом, каталитическое устройство работает в условиях обедненной топливовоздушной смеси и запах катализатора может быть уменьшен или его появление может быть предотвращено. Следовательно, если транспортное средство, имеющее, по меньшей мере, двигатель внутреннего сгорания в качестве источника движения, находится в работе, а подача топлива в двигатель внутреннего сгорания прерывается (отсекается) и изменяется режим работы двигателя внутреннего сгорания, управляющее устройство для транспортных средств согласно настоящему изобретению может уменьшить запах катализатора или предотвратить его появление.

Предпочтительно управляющее устройство для транспортных средств дополнительно содержит устройство для определения, определяющее необходимость прогрева двигателя внутреннего сгорания. Если это устройство определяет, что двигатель необходимо прогреть, то временное прерывание подачи топлива, соответственно, отменяется и прерыватель, с другой стороны, в это время прерывает подачу топлива, а контроллер управляет двигателем внутреннего сгорания так, чтобы изменить приоритет прерывателя, временно прерывающего подачу топлива.

Когда двигатель внутреннего сгорания прогревается, запрет на прерывание подачи топлива приводит к возникновению запаха катализатора. Согласно настоящему изобретению, если возникает запах катализатора или прогнозируется его появление и прерыватель, соответственно, отсекает подачу топлива, контроллер отказывает в запросе на запрет отсечки топлива при прогревании двигателя. Таким образом, каталитическое устройство может работать в условиях обедненной топливовоздушной смеси, и запах катализатора может быть уменьшен или его появление может быть предотвращено.

Более предпочтительно контроллер управляет двигателем внутреннего сгорания для повышения приоритета прерывателя, временно прерывающего подачу топлива, и задерживает возобновление подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания.

Согласно настоящему изобретению, если возникает запах катализатора или прогнозируется его появление и прерыватель отсекает подачу топлива, то контроллер может отвергнуть запрос на запрет отсечки топлива для прогревающегося двигателя и управляет двигателем внутреннего сгорания так, чтобы задержать восстановление подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания. Таким образом, каталитическое устройство может работать в условиях обедненной топливовоздушной смеси, и запах катализатора может быть уменьшен или его появление можно предотвратить.

Более предпочтительно устройство для определения определяет необходимость прогрева по температуре хладагента двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с настоящим изобретением необходимость в прогреве двигателя внутреннего сгорания можно определить по температуре хладагента двигателя внутреннего сгорания.

Более предпочтительно прерыватель временно прерывает подачу топлива на заданный период времени после возникновения условий для прерывания подачи топлива, и, если это временное прерывание подачи топлива вызвано появлением запаха катализатора, контроллер управляет двигателем внутреннего сгорания для уменьшения заданного периода времени до величины меньшей, чем когда временное прерывание подачи топлива вызвано не запахом катализатора.

Если подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания отсечь сразу же после возникновения условий для отсечки подачи топлива, то отсечка подачи топлива начинается, например, с открывания электронного дроссельного клапана на большой угол (или с забора большого количества воздуха) или с разгона двигателя внутреннего сгорания до высоких оборотов. Это приводит к шуму и вибрации (ШВ). Соответственно, обычно подачу топлива отсекают через заданный период времени (или период задержки) после возникновения условий для отсечки подачи топлива. В настоящем управляющем устройстве контроллер изменяет этот период времени между отсечкой подачи топлива из-за появления запаха катализатора и отсечкой подачи топлива по другой причине. Более конкретно, если возникает запах катализатора или прогнозируется его появление и, соответственно, подача топлива отсекается, то между возникновением условий для отсечки подачи топлива и фактической отсечкой подачи топлива устанавливается сокращенное время задержки. Электронный дроссельный клапан можно открыть на большой угол, двигатель внутреннего сгорания также работает на высоких оборотах, и двигатель внутреннего сгорания может забрать большое количество воздуха. В результате, каталитическое устройство может быстро начать работать в условиях обедненной топливовоздушной смеси.

Более предпочтительно управляющее устройство для транспортных средств дополнительно содержит оценивающее устройство для оценки степени деградации каталитического устройства, причем, если временное прекращение подачи топлива прерывателем вызвано запахом катализатора, заданный период времени задается тем короче, чем меньше степень деградации каталитического устройства.

Более свежий (менее деградировавший) катализатор имеет большую способность к накоплению серы (S). В соответствии с настоящим изобретением между возникновением условий для отсечки подачи топлива и фактической отсечкой подачи топлива можно ввести еще одну укороченную задержку для ускоренного устранения или предотвращения появления запаха катализатора.

Более предпочтительно контроллер управляет двигателем внутреннего сгорания для задержки остановки двигателя, если прерыватель временно прерывает подачу топлива на основании появления запаха катализатора.

Согласно настоящему изобретению, если, например, выдается команда на остановку двигателя внутреннего сгорания, то подача топлива в двигатель внутреннего сгорания отсекается и динамо-машина (или мотор-генератор), соединенная с двигателем внутреннего сгорания, генерирует энергию и обороты двигателя внутреннего сгорания падают. Если управление транспортным средством осуществляется таким образом, и возникает запах катализатора или прогнозируется его возникновение, и, соответственно, подача топлива отсекается (для уменьшения или предотвращения появления запаха катализатора), падение оборотов двигателя внутреннего сгорания задерживается для задержки остановки двигателя внутреннего сгорания. Это может привести к увеличению периода времени, в течение которого двигатель внутреннего сгорания вращается, не получая топлива. Каталитическое устройство может работать в условиях обедненной топливовоздушной смеси, и запах катализатора можно уменьшить или его появление можно предотвратить.

Более предпочтительно контроллер управляет динамо-машиной для задержки остановки двигателя внутреннего сгорания.

В соответствии с настоящим изобретением, когда двигатель внутреннего сгорания остановлен, динамо-машина (или мотор-генератор), генерирующая крутящий момент, останавливающий вращение двигателя внутреннего сгорания, замедляет обороты двигателя внутреннего сгорания. Мотор-генератором можно управлять так, чтобы задержать остановку двигателя внутреннего сгорания. Это может привести к увеличению периода времени, в течение которого двигатель внутреннего сгорания вращается, не получая топлива. Каталитическое устройство может работать в условиях обедненной смеси, и запах катализатора может быть уменьшен или его появление может быть предотвращено.

Более предпочтительно управляющее устройство для транспортного средства дополнительно содержит датчик воздуха, определяющий количество воздуха, поступившего в двигатель внутреннего сгорания, причем контроллер управляет двигателем внутреннего сгорания для задержки остановки двигателя в соответствии с этим количеством.

Согласно настоящему изобретению, когда отсекается подача топлива в двигатель, количество воздуха, забираемого двигателем, пока он вращается, рассчитывается и остановка двигателя внутреннего сгорания задерживается, пока рассчитанное количество воздуха не будет достаточным для уменьшения запаха катализатора или для предотвращения его возникновения.

Более предпочтительно контроллер управляет двигателем внутреннего сгорания для задержки остановки двигателя, пока количество воздуха, накопленное во времени, не превысит заданную величину.

Согласно настоящему изобретению, когда подача топлива в двигатель отсекается, рассчитывается накопленная величина количества воздуха, отобранного двигателем за то время, пока он вращается, и остановка двигателя внутреннего сгорания задерживается до того момента, когда можно принять решение, что эта накопленная величина достаточна для уменьшения запаха катализатора или предотвращения его появления, чтобы уменьшить запах катализатора или предотвратить его появление.

Более предпочтительно прерыватель временно прерывает подачу топлива до тех пор, пока запах катализатора не прекратит генерироваться.

Согласно настоящему изобретению подача топлива в двигатель отсекается до тех пор, пока не будет получена достаточно обедненная топливовоздушная смесь так, чтобы прекратил генерироваться запах катализатора для уменьшения или прекращения генерирования запаха катализатора.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения создано управляющее устройство для транспортного средства, имеющего установленный на нем двигатель внутреннего сгорания с выхлопной трубой, снабженной каталитическим устройством для очистки выхлопных газов, и динамо-машиной, соединенной с двигателем внутреннего сгорания, для генерирования крутящего момента, останавливающего вращение двигателя внутреннего сгорания. Предлагаемое управляющее устройство для транспортных средств содержит: датчик, определяющий и/или прогнозирующий генерирование запаха катализатора каталитическим устройством; и контроллер, работающий в ответ на появление запаха катализатора, для управления транспортным средством для вращения двигателя внутреннего сгорания динамо-машиной после того, как двигатель остановится.

Если каталитическое устройство работает в условиях обогащенной топливовоздушной смеси, то может появиться запах катализатора (H₂S) и, соответственно, такой запах должен быть уменьшен или его появление должно быть предотвращено. Обычно, если датчик обнаруживает или прогнозирует появление запаха катализатора и, кроме того, действует команда на работу двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу, двигатель внутреннего сгорания продолжает работать на холостом ходу. В таком случае, если непосредственно перед этим количество топлива, подаваемого в двигатель, увеличилось для коррекции, а двигатель работает на холостом ходу, появляется запах катализатора. Если появляется запах катализатора или прогнозируется его появление и соответственно выдана команда на работу двигателя на холостом ходу (для уменьшения запаха катализатора или предотвращения его появления), предлагаемое управляющее устройство имеет контроллер, останавливающий двигатель внутреннего сгорания и позволяющий динамо-машине вращать двигатель внутреннего сгорания для подачи воздуха в двигатель внутреннего сгорания для изменения топливовоздушной смеси с обогащенной на обедненную и затем запускающий двигатель внутреннего сгорания и поддерживающий его работу на холостом ходу. Таким образом, каталитическое устройство может работать в условиях обедненной топливовоздушной смеси и запах катализатора уменьшается или его появление предотвращается. В результате, например, если увеличится количество топлива, подаваемого в двигатель для коррекции, транспортное средство после этого останавливается и выдается запрос на работу на холостом ходу, то управляющее устройство для транспортных средств может уменьшить запах катализатора или предотвратить его появление.

Предпочтительно контроллер управляет транспортным средством для вращения двигателя внутреннего сгорания динамо-машиной в течение, по меньшей мере, заданного времени.

Согласно настоящему изобретению двигатель внутреннего сгорания может приводиться во вращение динамо-машиной, по меньшей мере, в течение заданного времени. Двигатель внутреннего сгорания может отобрать достаточное количество воздуха, чтобы предотвратить появление запаха катализатора.

Более предпочтительно управляющее устройство для транспортного средства дополнительно содержит устройство для определения, определяющее необходимость прогрева двигателя внутреннего сгорания, причем контроллер управляет транспортным средством для пуска и прогрева двигателя внутреннего сгорания после приведения двигателя во вращение динамо-машиной, если устройство для определения определяет, что двигатель должен быть прогрет.

Согласно настоящему изобретению, если двигатель внутреннего сгорания необходимо прогреть, то после остановки двигателя внутреннего сгорания динамо-машина может приводить двигатель внутреннего сгорания во вращение, позволяя каталитическому устройству работать в условиях обедненной топливовоздушной смеси для уменьшения запаха катализатора или предотвращения его появления, и затем двигатель внутреннего сгорания можно запускать и выдерживать на холостом ходу, тем самым прогревая его. Таким образом, предотвращается появление запаха катализатора.

Более предпочтительно датчик определяет и/или прогнозирует, что каталитическое устройство генерирует запах катализатора, когда количество топлива, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания, увеличивается для коррекции.

Согласно настоящему изобретению, если в двигатель внутреннего сгорания подается увеличенное количество топлива для повышения выходной мощности двигателя внутреннего сгорания, каталитическое устройство работает в условиях обогащенной топливовоздушной смеси и, следовательно, выделяет запах катализатора и датчик может определить, что каталитическое устройство выделяет запах катализатора или спрогнозировать его появление.

Эти и другие цели, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеприведенного подробного описания изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая систему управления гибридным транспортным средством согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - блок-схема управляющей программы, выполняемой ЭУБ двигателя внутреннего сгорания, соответствующим предлагаемому управляющему устройству согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - диаграммы синхронизации при управлении, осуществляемом ЭУБ двигателя, соответствующим управляющему устройству согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - блок-схема управляющей программы, выполняемой ЭУБ двигателя внутреннего сгорания, соответствующим управляющему устройству согласно второму варианту осуществления изобретения;

фиг.5 - карта, хранящаяся в ЭУБ двигателя, соответствующем управляющему устройству согласно второму варианту осуществления изобретения;

фиг.6 - диаграммы синхронизации при управлении, осуществляемом ЭУБ двигателя, соответствующим управляющему устройству согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - блок-схема управляющей программы, выполняемой ЭУБ двигателя, соответствующим управляющему устройству согласно третьему варианту осуществления изобретения;

фиг.8 - диаграммы синхронизации при управлении, осуществляемом ЭУБ двигателя, соответствующим управляющему устройству согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 - блок-схема управляющей программы, выполняемой ЭУБ двигателя, соответствующим предлагаемому управляющему устройству согласно четвертому варианту осуществления изобретения.

Описание вариантов настоящего изобретения приводится со ссылками на прилагаемые чертежи. В нижеприведенном описании идентичные компоненты обозначены одними и теми же ссылочными позициями. Они также идентичны по названию и функциям.

Первый вариант осуществления изобретения

На фиг.1 представлена блок-схема, иллюстрирующая систему управления гибридным транспортным средством, в котором использовано управляющее устройство согласно настоящему изобретению. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается гибридными транспортными средствами, показанными на фиг.1, и может быть использовано на гибридных транспортных средствах других моделей. Более того, настоящее изобретение может применяться к конденсатору или другому механизму для хранения энергии, а не к тяговому аккумулятору.

Гибридное транспортное средство содержит привод, выполненный, например, в виде бензинового двигателя, дизельного двигателя или подобного двигателя внутреннего сгорания (далее именуемого просто «двигатель») 120 и мотор-генератора (МГ) 140. Следует отметить, что хотя на фиг.1 для упрощения мотор-генератор 140 представлен в виде электродвигателя 140А и генератора 140В (или мотор-генератора 140В), электродвигатель 140А действует как генератор, а генератор 140В действует как электродвигатель в зависимости от того, как движется транспортное средство.

Двигатель 120 соединен с впускным коллектором 122, снабженным воздухоочистителем 122А, захватывающим пыль, имеющуюся в воздухе; датчиком 122В расхода воздуха, определяющим количество воздуха, прошедшего через воздухоочиститель 122А в двигатель 120, и электронный дроссельный клапан 122С, функционирующий как клапан, регулирующий количество воздуха, поступающего в двигатель 120. Электронный дроссельный клапан 122С снабжен датчиком положения дроссельной заслонки. Электронный управляющий блок (ЭУБ) 280 двигателя принимает данные о количестве воздуха, определенном датчиком 122В расхода воздуха, об угле электронного дроссельного клапана 122С, определенном датчиком положения дроссельной заслонки, и т.п.

Двигатель 120 также соединен с выхлопной трубой 124, которая снабжена трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором 124В, датчиком 124А степени обогащения топливовоздушной смеси, определяющим соотношение (A/F) компонентов топливовоздушной смеси в выхлопных газах, поступающих в трехкомпонентный нейтрализатор, датчиком 124С температуры, определяющим температуру трехкомпонентного нейтрализатора 124В, и глушителем 124D. ЭУБ 280 двигателя принимает данные о соотношении компонентов топливовоздушной смеси в выхлопе, поступающем в трехкомпонентный нейтрализатор 124В, определенном датчиком 124А, о температуре трехкомпонентного нейтрализатора 124В, определенной датчиком 124С и т.п.

Следует отметить, что датчик 124А соотношения компонентов топливовоздушной смеси является полнодиапазонным (или линейным) датчиком, генерирующим выходное напряжение, пропорциональное соотношению компонентов топливовоздушной смеси, сгораемой в двигателе 120. Следует отметить, что датчик 124А соотношения компонентов топливовоздушной смеси может быть кислородным датчиком, представляющим через включение/выключение обедненную или обогащенную топливовоздушную смесь, сгораемую в двигателе 120, относительно стехиометрического соотношения компонентов топливовоздушной смеси. Более того, ЭУБ 280 двигателя принимает сигнал, представляющий температуру хладагента двигателя 120, от датчика, который ее определяет.

Гибридное транспортное средство также содержит коробку передач 180, принимающую мощность, генерируемую двигателем 120 и мотор-генератором 140, и передающую ее на ведущее колесо 160, и передающую вращение ведущего колеса 160 в двигатель 120 и мотор-генератор 140, устройство распределения мощности (например, планетарную зубчатую передачу) 200, разделяющее мощность, генерируемую двигателем 120, и распределяющее ее на две ветви, соответствующие приводному колесу 160 и генератору 140В, тяговый аккумулятор 220, заряжаемый мощностью для привода мотор-генератора, инвертор 240, преобразующий постоянный ток тягового аккумулятора 220 и переменный ток электродвигателя 140А и генератора 140В для управления током, блок управления аккумулятором (далее именуемый электронный управляющий блок или ЭУБ аккумулятора) 260, управляющий зарядом и разрядом тягового аккумулятора, ЭУБ 280 двигателя, управляющий работой двигателя 120, ЭУБ_МГ 300, управляющий мотор-генератором 140 и ЭУБ аккумулятора 260, инвертором 240 и т.п., в соответствии с состоянием гибридного транспортного средства (ГТС), ЭУБ_ГТС 320, управляющий ЭУБ 260 аккумулятора, ЭУБ 280 двигателя, ЭУБ_МГ 300 и т.п., совместно управляющие гибридной системой для наиболее эффективной эксплуатации гибридного транспортного средства, и т.п.

В настоящем варианте воплощения между тяговым аккумулятором 220 и инвертором 240 установлен конвертор 242, поскольку тяговый аккумулятор 220 имеет номинальное напряжение ниже, чем у электродвигателя 140А и мотор-генератора 140В и, соответственно, когда тяговый аккумулятор 220 подает питание на электродвигатель 140А и мотор-генератор 140В, конвертор 242 повышает напряжение. Конвертор 242 имеет встроенный сглаживающий конденсатор, который заряжается, когда конвертор 242 выполняет операцию повышения напряжения.

Хотя на фиг.1 каждый ЭУБ показан отдельно, два или более ЭУБ могут быть объединены друг с другом. (Например, как показано на фиг.1, штриховой линией, ЭУБ_МГ 300 и ЭУБ_ГТС 320 интегрированы друг с другом).

В устройстве 200 распределения мощности используется планетарная передача для разделения и тем самым распределения мощности двигателя 120 как на приводное колесо 160, так и на мотор-генератор 140В. Управляя частотой вращения мотор-генератора 140В, устройство 200 распределения мощности также действует как бесступенчатая трансмиссия. Когда двигатель 120 вращается, он создает крутящий момент, который, в свою очередь, принимается водилом (С) планетарной передачи и затем передается солнечным зубчатым колесом (S) на мотор-генератор 140В и зубчатым венцом (R) на электродвигатель и выходной вал (к ведущему колесу 160). При остановке вращения двигателя 120 продолжающий вращаться двигатель 120 обладает кинетической энергией, которая преобразуется мотор-генератором 140В в электроэнергию для уменьшения частоты вращения двигателя 120.

Когда гибридное транспортное средство, имеющее гибридную систему согласно фиг.11, движется задним ходом, движется с низкой скоростью и т.п., и двигатель 120 работает с низко