混合动力车辆的催化剂暖机控制方法以及混合动力车辆的催化剂暖机控制装置

文档序号:1301399 发布日期:2020-08-07 浏览:30次 >En<

阅读说明:本技术 混合动力车辆的催化剂暖机控制方法以及混合动力车辆的催化剂暖机控制装置 (Method for controlling warm-up of catalyst in hybrid vehicle and device for controlling warm-up of catalyst in hybrid vehicle ) 是由 小林梓 石川刚志 秋山秀胜 樋口真介 于 2017-12-15 设计创作,主要内容包括:一种混合动力车辆的催化剂暖机控制方法,电池(3)向电动马达(4)供给电力,并且通过发电用的发动机(1)对电池(3)进行充电,利用催化剂对从发动机(1)排出的排气进行处理。在该催化剂暖机控制方法中,在催化剂的温度变为低于用于使催化剂活性化的暖机要求温度时,基于电池(3)的充电率来控制发动机(1)的目标转速及目标转矩,并且,在目标转速低于能够将催化剂加热为暖机要求温度的下限转速的情况下,将目标转速控制为下限转速以上的暖机要求转速。(A method for controlling warm-up of a catalyst in a hybrid vehicle, wherein a battery (3) supplies electric power to an electric motor (4), the battery (3) is charged by an engine (1) for power generation, and exhaust gas discharged from the engine (1) is treated by the catalyst. In the catalyst warm-up control method, when the temperature of the catalyst becomes lower than a warm-up request temperature for activating the catalyst, a target rotation speed and a target torque of an engine (1) are controlled based on the state of charge of a battery (3), and when the target rotation speed is lower than a lower limit rotation speed at which the catalyst can be heated to the warm-up request temperature, the target rotation speed is controlled to the warm-up request rotation speed equal to or higher than the lower limit rotation speed.)

混合动力车辆的催化剂暖机控制方法以及混合动力车辆的催 化剂暖机控制装置

技术领域

本发明涉及一种混合动力车辆的催化剂暖机控制方法以及混合动力车辆的催化剂暖机控制装置。

背景技术

在混合动力车辆中,在由于发动机持续停止、或持续进行发动机的电动回转等而安装于发动机的排气系统的催化剂的温度下降从而排气净化性能下降的情况下,使发动机工作、燃烧来发电,以进行催化剂暖机(参照日本特开2017-128212号)。

在此,在使用发动机进行发电时,被设定为发动机的燃烧消耗效率最高的最优转速、最优转矩。因此,利用基于最优转速和最优转矩生成的最优发电电力来对电池进行充电,另外,利用按照最优转速而排出的排气对催化剂进行暖机。

发明内容

另外,在混合动力车辆中,基于电池的SOC(StateOfCharge:充电率)来限制发动机的上限发电电力,在上述最优发电电力超过上限发电电力的情况下,发动机的目标转速和目标转矩被限制,从而发电电力被抑制到上限发电电力为止。但是,存在以下情况:即使通过像这样目标转速被限制的发动机进行催化剂的暖机,达到用于使催化剂活性化的温度也花费时间。

因此,本发明的目的在于,在混合动力车辆中与电池的SOC无关地可靠地进行催化剂的暖机。

本发明的一个方式是一种混合动力车辆的催化剂暖机控制方法,电池向电动马达供给电力,并且通过发电用的发动机对电池进行充电,利用催化剂对从发动机排出的排气进行处理。在该催化剂暖机控制方法中,在催化剂的温度变为低于用于使催化剂活性化的暖机要求温度时,基于电池的充电率来控制发动机的目标转速及目标转矩,并且,在目标转速低于能够将催化剂加热为暖机要求温度的下限转速的情况下,将目标转速控制为下限转速以上的暖机要求转速。

附图说明

图1是表示应用本实施方式的混合动力车辆的结构的框图。

图2是本实施方式的混合动力车辆的催化剂暖机控制装置的控制框图。

图3是表示用于进行催化剂的暖机要求的下限转速及暖机要求转速与车速的关系的图。

图4是表示与混合动力车辆中的发动机的目标转速及目标转矩有关的动作点同由SOC决定的上限发电电力的关系的图。

图5是表示在混合动力车辆中进行暖机控制时的与发动机的目标转速及目标转矩有关的动作点同由SOC决定的上限发电电力的关系的图。

图6是在混合动力车辆中进行暖机控制的情况下的发动机的实际转速、催化剂的温度、催化剂暖机要求信号的时序图。

具体实施方式

下面,参照附图来说明本发明的实施方式。

[混合动力车辆的结构]

图1是表示应用本实施方式的混合动力车辆的结构的框图。应用本实施方式的混合动力车辆具备发动机1、发电机2、电池3、电动马达4、车轮6(驱动轮)、以及对电动马达4进行控制的马达控制器7。

混合动力车辆不用发动机1驱动车轮6,而是用从电池3供给的电力来驱动车轮6,发动机1、电池3以及车轮6串联连接(串行连接),因此被称为串行混合动力车。

发动机1经由减速机(未图示)来与发电机2机械连结。发电机2与电池3以能够送受电的方式连接。在电池3与马达控制器7之间、以及马达控制器7与电动马达4之间以能够送受电的方式连接。

发动机1的驱动力被传递到发电机2,发电机2通过发动机1的驱动力来发电。发电机2的发电电力被充入到电池3。充入到电池3的电力经由马达控制器7来传递到电动马达4,电动马达4通过从电池3供给的电力来进行驱动。车轮6经由齿轮5来通过电动马达4的驱动力进行旋转,由此混合动力车辆行驶。另外,在减速时,电动马达4通过向车轮6施加再生制动力来产生再生电力,该再生电力经由马达控制器7来充入到电池3。此外,当电池3的SOC(充电率)为规定的值以上从而上限充电电力低于再生电力时,剩余的再生电力不充入到电池3而是供给到发电机2,发电机2进行驱动来使发动机1旋转,由此消耗剩余的再生电力。

混合动力车辆具备:模式开关81,其用于对多个行驶模式择一地进行选择;选择杆82,其用于供驾驶员在选择自动变速器的挡位(range)时进行操作;车速传感器83,其探测车辆的速度;制动器液压传感器84,其探测制动力;制动器负压传感器85,其探测用于辅助制动器的踩下操作的制动器负压;加速踏板位置传感器86,其探测加速踏板开度;以及车辆控制器9(催化剂暖机控制装置),其对混合动力车辆整体进行控制。

车辆控制器9与模式开关81、选择杆82、车速传感器83、制动器液压传感器84、制动器负压传感器85以及加速踏板位置传感器86分别电连接。车辆控制器9从模式开关81接收表示所选择的行驶模式的信号,从选择杆82接收表示所选择的挡位的信号,从车速传感器83接收表示混合动力车辆的速度的信号,从制动器液压传感器84接收表示制动器液压的信号,从制动器负压传感器85接收表示制动器负压的信号,从加速踏板位置传感器86接收表示加速踏板开度的信号。

作为能够通过模式开关81进行选择的行驶模式,具备以下模式等:电动马达4的再生制动力相对小的通常模式;与通常模式相比再生制动力更大的节能模式;通过模式开关81的操作来中止发动机1的发电的静音模式;以及与模式开关81的操作相应地进行使用发动机1的发电的充电模式。

能够通过选择杆82选择的挡位中存在前进挡位、倒车挡位、空挡挡位、驻车挡位等。

车辆控制器9与发动机1、发电机2、电池3、马达控制器7连接。车辆控制器9向发动机1发送发动机转矩指令值(以后称为转矩指令值),向发电机2发送转速指令值,向马达控制器7发送马达转矩指令值。

车辆控制器9例如能够通过具备CPU(中央处理装置)、存储器以及输入输出部的通用的微计算机来实现。在微计算机中安装并执行用于使微计算机作为车辆控制器9发挥功能的计算机程序。这样,还能够通过软件来实现车辆控制器9,但是也可以在车辆控制器9中按进行信息处理的单元来构成独立的硬件。马达控制器7也同样能够以软件或硬件的形式构成。

车辆控制器9(后述的ECU 91)当电池3的SOC小于规定的下限值时通过发动机1和发电机2进行发电来对电池3进行充电,当电池3的SOC达到规定的上限值时限制发电或停止发电。另外,在产生了超过电池3的上限充电电力的再生电力的情况下,车辆控制器9将剩余的再生电力供给到发电机2来通过发电机2使发动机1旋转,由此消耗剩余的再生电力。并且,车辆控制器9在制动器负压变为小于规定的值的情况下也向发电机2供给电力来使发动机1旋转,由此使制动器负压复活。

图2是本实施方式的混合动力车辆的催化剂暖机控制装置的控制框图。如图2所示,车辆控制器9具备ECU 91(发动机控制单元)(也可以是与车辆控制器9相独立的结构)、催化剂暖机要求运算部92(催化剂暖机控制装置)以及动作点控制部93(催化剂暖机控制装置)。

ECU 91基于行驶模式、挡位、从各种传感器输入的信号以及前述计算机程序,来进行混合动力车辆整体的控制。ECU 91能够基于混合动力车辆的行驶状态(包括SOC的状态)来向动作点控制部93发送指令信号(发电要求信号或电动回转要求信号),另外能够停止指令信号的发送。

发电要求信号是要求使用发动机1和发电机2进行发电的信号。ECU 91在发送发电要求信号时,基于从电池3输入的SOC的大小来计算在发动机1和发电机2中能够发电的上限发电电力并将其发送到动作点控制部93。电动回转要求信号是在如上述那样消耗剩余的再生电力、或使制动器负压复活的情况下发送的。

另外,ECU 91基于混合动力车辆的行驶状态来估计安装于发动机1的排气系统的催化剂的温度,将催化剂温度估计值的信息发送到催化剂暖机要求运算部92。此外,催化剂的温度也可以不是估计出的,而是通过温度传感器等来实际测定的。

催化剂暖机要求运算部92基于从ECU 91输入的催化剂温度估计值(或温度传感器的测定值)来进行是否进行催化剂的暖机控制的判断,当催化剂温度估计值低于暖机要求温度时发送催化剂暖机要求信号(催化剂暖机要求标志),之后当催化剂温度估计值变为暖机要求温度或比暖机要求温度高规定温度(例如30度)的设定温度时停止催化剂暖机要求信号。或者,催化剂暖机要求运算部92当从发送了催化剂暖机要求信号起经过了规定时间(例如15秒钟)时停止催化剂暖机要求信号的发送。

另外,当催化剂暖机要求运算部92将催化剂暖机要求信号发送到动作点控制部93时,从动作点控制部93向催化剂暖机要求运算部92输入后述的第一目标转速的信息,并将第二目标转速的信息返回到动作点控制部93。

在第一目标转速低于能够加热到使催化剂活性化所需的暖机要求温度的下限转速的情况下,第二目标转速被设定为该下限转速或作为比其高的转速的暖机要求转速。另外,如果第一目标转速为下限转速以上,则第二目标转速被设定为与第一目标转速相同的值。

另外,向催化剂暖机要求运算部92输入车速的信息,基于车速的信息来设定暖机要求温度和暖机要求转速,详情后文叙述(图3)。

动作点控制部93具备:发电电力控制部931,其基于电池3的SOC来计算(控制)目标转速及目标转矩;转速调整部932,其基于目标转速来发送旋转指令值;以及转矩调整部933,其基于目标转矩来发送转矩指令值。发电电力控制部931当接收到暖机要求转速的信息时,将目标转速(第一目标转速)控制为与暖机要求转速有关的转速(第二目标转速)。

发电电力控制部931当接收到发电要求信号或催化剂暖机要求信号时使发动机1和发电机2工作,当发电要求信号或催化剂暖机要求信号的接收结束时使发动机1和发电机2停止。另外,发电电力控制部931当接收到电动回转要求信号时不使发动机1工作而是使发电机2工作,当电动回转要求信号的接收结束时使发电机2停止。

发电电力控制部931当接收到发电要求信号时借助转速调整部932生成转速指令值并发送到发电机2,借助转矩调整部933生成转矩指令值并发送到发动机1。转速指令值和转矩指令值是根据基于电池3的SOC决定的上限发电电力来生成的。

在发动机1和发电机2中,优选的是,通过使发动机1的燃烧消耗效率最大的最优转速和最优转矩进行发电。因此,发电电力控制部931将通过最优转速同最优转矩之积求出的最优发电电力与从ECU 91发送的上限发电电力进行比较,在最优发电电力低于上限发电电力的情况下,将目标转速控制为最优转速,且将目标转矩控制为最优转矩,来使用发动机1和发电机2进行发电。

另一方面,上限发电电力随着SOC的上升而变小。因此,发电电力控制部931在上限发电电力小于最优发电电力的情况下,以与上限发电电力相等的方式计算目标转速及目标转矩。此时,目标转速及目标转矩如后述那样被计算为:不产生发动机1中的嘎嘎(Rattle)声等异声(和从发电机2产生的异声)。

发电电力控制部931当从催化剂暖机要求运算部92接收到暖机要求转速的信息时,与上述同样地计算目标转速及目标转矩,并且将目标转速(第一目标转速)的信息输出到催化剂暖机要求运算部92。然后,基于从催化剂暖机要求运算部92返回的第二目标转速,借助转速调整部932来生成并发送转速指令值。此时,目标转矩被调整为在发动机1中与上述同样地不产生异声,基于调整后的目标转矩来生成转矩指令值。后文叙述目标转速及目标转矩的计算的详情(图4、图5)。

[催化剂的暖机要求温度与车速的关系]

图3是表示用于进行催化剂的暖机要求的下限转速及暖机要求转速与车速的关系的图。催化剂(例如,三元催化剂)用于对发动机1的工作中排出的排气进行净化处理。催化剂通过被暖机来发挥净化性能,特别是当成为规定的活性温度以上的温度时能够以高效率对排气进行净化。另一方面,在车速低时,一般而言发动机1的目标转速也被控制得低,排气的量也少,因此催化剂的温度在某种程度上低于活性温度也是被容许的。因此,在本实施方式中,基于车速来决定用于使催化剂活性化的暖机要求温度。

如图3左上的曲线图所示,在车速为15kph以下时使催化剂活性化所需的温度为480℃以下,在车速为18kph以上时使催化剂活性化所需的温度为630℃左右。另外,本申请发明人得到以下见解:如图3右上的表所示,在发动机1的实际转速(排气的供给量)为1200rpm至3050rpm的范围内,随着实际转速的增加,催化剂的温度也单调增加,而在实际转速为1200rpm的情况下,催化剂的温度被加热到超过480℃的549℃。另外,本申请发明人得到以下见解:在实际转速为2000rpm的情况下,催化剂的温度被加热为超过作为活性温度的630℃的660℃以上。

因此,在本实施方式的催化剂暖机要求运算部92中,将车速为18kph以上的情况下的下限转速设定为2000rpm,将车速为15kph以下的情况下的下限转速设定为1200rpm。由此,将18kph以上的情况下的暖机要求转速设为2000rpm。另一方面,将车速为15kph以下的情况下的暖机要求转速设定为1400rpm。这是考虑了催化剂在低温区域(车速的低速区域)的净化性能的不稳定性等而做出的。

[发动机的动作点与SOC的关系]

图4是表示与混合动力车辆中的发动机1的目标转速及目标转矩有关的动作点同由SOC决定的上限发电电力的关系的图。图5是表示在混合动力车辆中进行暖机控制时的与发动机1的目标转速及目标转矩有关的动作点同由SOC决定的上限发电电力的关系的图。图4、图5示出了以横轴为目标转速、以纵轴为目标转矩的特性坐标。

如上所述,能够通过目标转速与目标转矩的积来求出从发动机1和发电机2输出的目标发电电力。因而,上限发电电力能够用图4、图5中以点划线示出的A~F的曲线(双曲线)来表示。在此,A~F是基于电池3的SOC来决定的,在A中电池3的SOC最低且上限发电电力最高,随着转变为B、C、D,SOC变高并且上限发电电力下降,在F中电池3的SOC最高且上限发电电力最低。

图4、图5所示的星标在特性坐标中示出使发动机1的燃烧消耗效率最大的最优转速及最优转矩的动作点a,该积成为最优发电电力。

另外,在特性坐标的下部,存在在发动机1中产生嘎嘎声等的异声产生区域(斜线区域),当动作点包含于该区域时在发动机1中产生嘎嘎声等。

A处于在目标转速方向及目标转矩方向上高于动作点a的位置,示出上限发电电力高于最优发电电力的情况。在该情况下,发电电力控制部931当接收到发电要求信号或催化剂暖机要求信号时,根据动作点a(最优转速及最优转矩)来使用发动机1和发电机2进行发电。

B~F穿过在目标转速方向及目标转矩方向上低于动作点a的位置,示出上限发电电力低于最优发电电力的情况。在B、C的情况下,发电电力控制部931以使目标发电电力与基于SOC决定的上限发电电力一致的方式控制目标转速及目标转矩(动作点),并且以使动作点在特性坐标中位于作为异声产生区域的外部的合理区域的方式计算(控制)目标转速及目标转矩。

B穿过在目标转速方向及目标转矩方向上低于动作点a的位置,但是B与异声产生区域不交叉。在该情况下,发电电力控制部931当接收到发电要求信号或催化剂暖机要求信号时,以与动作点b一致的方式计算目标转速及目标转矩,但是目标转速被固定为最优转速,仅使目标转矩减少。

C穿过异声产生区域,但是C与边界线的交叉点(位移c’)处的转速比最优转速大,该边界线是异声产生区域与处于其外部的合理区域之间的边界线。在该情况下,发电电力控制部931当接收到发电要求信号或催化剂暖机要求信号时,以使目标发电电力与上限发电电力(动作点c)一致的方式计算目标转速及目标转矩,但是目标转速被固定为最优转速,仅使目标转矩减少。此外,也可以以使动作点成为位移c’的方式进行控制。

D穿过异声产生区域,但是交叉点(动作点d)处的目标转速与最优转速一致。在该情况下,发电电力控制部931当接收到发电要求信号或催化剂暖机要求信号时,以使目标发电电力与上限发电电力(动作点d)一致的方式计算目标转速及目标转矩。

在A~D中,以使动作点重叠于将目标转速控制为最优转速的特性线L1上的方式计算目标转矩。由此能够将发动机1的燃烧消耗效率维持为高的状态。

在D~F中,以使目标发电电力与基于SOC决定的上限发电电力一致的方式计算目标转速及目标转矩,并且以使动作点在特性坐标上重叠于边界线(特性线L2)与表示上限发电电力的曲线交叉的交叉点的方式计算目标转速及目标转矩。

E穿过异声产生区域,且其交叉点(动作点e)处的目标转速低于最优转速。在该情况下,发电电力控制部931当接收到发电要求信号或催化剂暖机要求信号时,以使目标发电电力与上限发电电力(动作点e)一致的方式计算目标转速及目标转矩。

F穿过异声产生区域,且其交叉点(动作点f)处的目标转速进一步低于E的情况。在该情况下,发电电力控制部931当接收到发电要求信号时,以使目标发电电力与上限发电电力(动作点f)一致的方式计算目标转速及目标转矩。

如图4所示,发电电力控制部931当接收到发电要求信号时,根据基于SOC决定的上限发电电力,以使动作点来到图4的特性线L1上或特性线L2上的任一位置的方式计算目标转速及目标转矩。

同样地,发电电力控制部931在A~E的情况下,当接收到催化剂暖机要求信号时与上述同样地计算目标转速及目标转矩。另一方面,在F的情况下,目标转速低于下限转速(车速为18kph以上时下限转速为2000rpm,车速为15kph以下时下限转速为1400rpm),即使基于该目标转速进行了暖机控制,催化剂的温度上升也花费时间,暖机控制不结束。对于此,也能够考虑应用仅保证固定以上的催化剂性能的具有催化剂贵金属的催化剂,但是存在花费成本这样的问题。

因此,如图5所示,发电电力控制部931根据上限发电电力来计算目标转速及目标转矩,并且在计算出的目标转速(第一目标转速)低于下限转速的情况下,使动作点移动到边界线(特性线L2)上的使目标转速成为暖机要求转速(第二目标转速)的位置。即,如图5所示,即使在因催化剂暖机要求以外的其它发电要求而与目标转速及目标转矩有关的动作点成为动作点f的情况下,当开始催化剂暖机要求时,动作点也立即移动到特性线L2上的动作点g(目标转速例如为2000rpm)。

此外,也可以不仅使动作点g移动为重叠于特性线L2上,还使其移动到作为异声产生区域的外部的合理区域内的使目标转速成为暖机要求转速的位置。由此也是,即使在SOC(充电率)高的情况下,也能够优先于SOC的管理地进行暖机控制,并且避免产生嘎嘎声等异声。并且,通过如上所述那样使动作点g移动为重叠于特性线L2上,能够使目标转矩最小,因此能够使目标发电电力最小从而减轻对电池3的负担。

当探讨上述内容时,本实施方式能够通过更简易的控制方法来计算目标转速及目标转矩。即,发电电力控制部931预先准备根据SOC的变化以使动作点与图4所示的特性线L1和特性线L2中的任一位置重叠的方式使目标转速与目标转矩对应的图表(SOC,目标转速,目标转矩)。

然后,只要如下即可:发电电力控制部931当接收到发电要求信号时,从电池3接收SOC的信息后从图表提取与该SOC的信息对应的目标转速及目标转矩。

另外,只要如下即可:发电电力控制部931当接收到催化剂暖机要求信号时,从电池3接收SOC的信息后从图表提取与该SOC的信息对应的第一目标转速,并将该信息发送到催化剂暖机要求运算部92。然后,发电电力控制部931当从催化剂暖机要求运算部92接收到第二目标转速的信息时,与SOC无关地从图表提取与第二目标转速对应的目标转矩,来生成与第二目标转速对应的转速指令值以及与该目标转矩有关的转矩指令值。

此外,在图4、图5中,在特性线L1上目标转速被固定为最优转速,特性线L1从动作点a向正下方延伸。但是,也可以不固定目标转速,而是以越远离动作点a则目标转速及目标转矩越下降的方式倾斜,也可以以使动作点在特性坐标中位于作为异声产生区域的外部的合理区域内的方式计算(控制)目标转速及目标转矩。

此外,在容许嘎嘎声等的情况下,也可以是,在从电池3接收到SOC的信息的阶段提取与SOC对应的第一目标转速及目标转矩,无论第二目标转速如何都不调整目标转矩,基于目标转矩来生成转矩指令值。

[本实施方式的时序图]

图6是在混合动力车辆中进行暖机控制的情况下的发动机1的实际转速、催化剂的温度、催化剂暖机要求信号的时序图。在此,设想以下情况:在通过充电模式等使用发动机1和发电机2对电池3进行了充电之后,在切换为静音模式时开始暖机控制。

当基于催化剂暖机要求以外的其它发电要求(充电模式)来使用发动机1和发电机2进行发电时,首先发动机1以最优转速(例如2375rpm)旋转。但是,当SOC接近上限值(例如80%)时,上限发电电力被限制,由此实际转速逐渐下降。然后,当实际转速下降时催化剂的温度也逐渐下降,当催化剂的温度变得低于暖机要求温度(630℃)时,催化剂暖机要求运算部92发送催化剂暖机要求信号,由此开始暖机控制。

此时,实际转速与上限发电电力无关地被控制为暖机要求转速(例如2000rpm),催化剂的温度上升。此时目标转矩也被控制为在发动机1中不产生嘎嘎声的值。

然后,当催化剂的温度变为比暖机要求温度高规定温度、或者从开始暖机控制起经过了规定时间(例如15秒钟)时,停止催化剂暖机要求信号的发送,由此暖机控制结束。

此时,SOC暂时地比上限值稍稍上升,但是之后发动机1和发电机2的发电停止,因此SOC能够下降至上限。这样,通过暂时地使催化剂暖机优先于SOC的控制,能够可靠地进行排气的处理,当催化剂的温度再次低于暖机要求温度时能够再次开始暖机控制。

当假设为催化剂暖机要求与其它发电要求同样地按照图4计算目标转速及目标转矩时,在图6中,即使发送了催化剂暖机要求信号,实际转速及实际转矩也被限制为与基于SOC决定的上限发电电力对应的上限转速,而不会上升至暖机要求转速。因此,在控制为当催化剂的温度变为比暖机要求温度高规定温度时停止暖机要求信号的发送的情况下,暖机要求信号的发送不会停止。特别是,尽管驾驶员选择了不使用发动机1进行发电的静音模式,由发动机1进行的伴随暖机要求的发电仍持续,因此会给驾驶员造成不自然感。另外,在控制为当从开始暖机控制起经过了规定时间时暖机控制结束的情况下,存在催化剂的暖机未达成从而排气的处理不完全的担忧。

但是,在本实施方式中,即使通过充电模式等使SOC位于其上限值附近,也能够优先于SOC的控制地进行暖机控制,在规定时间后使暖机控制可靠地停止,因此能够进行不给驾驶员造成不自然感的暖机控制。

另外,在本实施方式中,在车速为15kph以下的情况下也能够应用,在该情况下,暖机要求转速被控制为1400rpm,因此与车速为18kph以上的情况相比能够抑制SOC的上升,能够减轻对电池3的负担。

[本实施方式的效果]

本实施方式是一种混合动力车辆的催化剂暖机控制方法,电池3向电动马达4供给电力,并且通过发电用的发动机1对电池3进行充电,利用催化剂对从发动机1排出的排气进行处理。在该催化剂暖机控制方法中,在催化剂的温度变为低于用于使催化剂活性化的暖机要求温度时,基于电池3的充电率来控制发动机1的目标转速及目标转矩,并且,在目标转速低于能够将催化剂加热为暖机要求温度的下限转速的情况下,将目标转速控制为下限转速以上的暖机要求转速。

实现上述控制方法的混合动力车辆的催化剂控制装置是如下一种混合动力车辆的催化剂暖机控制装置,其具备:电池3,其向电动马达4供给电力;发电用的发动机1,其用于对电池3进行充电;以及催化剂,其对从发动机1排出的排气进行处理。该催化剂暖机控制装置具备:催化剂暖机要求运算部92,其在催化剂的温度变为低于用于使催化剂活性化的暖机要求温度时,发送用于要求催化剂暖机的催化剂暖机要求信号;以及发电电力控制部931,其接收催化剂暖机要求信号来控制发动机1的目标转速及目标转矩。催化剂暖机要求运算部92在目标转速(第一目标转速)比能够将催化剂加热为高于暖机要求温度的下限转速低的情况下,将下限转速以上的暖机要求转速(第二目标转速)的信息发送到发电电力控制部931,发电电力控制部931当接收到暖机要求转速的信息时,将目标转速(第一目标转速)控制为暖机要求转速(第二目标转速)。

由此,即使电池3的SOC(充电率)位于其上限附近,也能够优先于SOC的控制地进行暖机控制,在规定时间后使暖机控制可靠地停止,因此能够进行不给驾驶员造成不自然感的暖机控制。

在本实施方式中,在基于使发动机1的燃烧消耗效率最大的最优转速及最优转矩决定的最优发电电力低于基于电池3的充电率决定的上限发电电力的情况下,将目标转速控制为最优转速,将目标转矩控制为最优转矩。

同样地,发电电力控制部931在基于使发动机1的燃烧消耗效率最大的最优转速及最优转矩决定的最优发电电力低于基于电池3的充电率决定的上限发电电力的情况下,将目标转速控制为最优转速,将目标转矩控制为最优转矩。由此,能够以最小的燃烧消耗来进行暖机控制。

在本实施方式中,在上限发电电力低于最优发电电力的情况下,使目标转矩从最优转矩减少,使得基于目标转速及目标转矩决定的目标发电电力与上限发电电力一致。

同样地,发电电力控制部931在上限发电电力低于最优发电电力的情况下,使目标转矩从最优转矩减少,使得基于目标转速及目标转矩决定的目标发电电力与上限发电电力一致。由此,能够将目标转速维持为最优转速,因此能够维持高的燃烧消耗效率并且能够抑制催化剂的温度的下降。

在本实施方式中,以如下方式控制目标转速及目标转矩:在以目标转速及目标转矩为轴的特性坐标中,发动机1的动作点包含于合理区域,该合理区域为在发动机1中产生异声的异声产生区域的外部,在目标转速低于下限转速的情况下,使动作点移动到合理区域内的使目标转速为暖机要求转速的位置。

同样地,发电电力控制部931以如下方式控制目标转速及目标转矩:在以目标转速及目标转矩为轴的特性坐标中,发动机1的动作点包含于合理区域,该合理区域为在发动机1中产生异声的异声产生区域的外部,在目标转速低于下限转速的情况下,使动作点移动到合理区域内的使目标转速为暖机要求转速的位置。由此,即使在SOC(充电率)高的情况下,也能够优先于SOC的管理地进行暖机控制,并且避免产生嘎嘎声等异声。

在本实施方式中,以如下方式控制目标转速及目标转矩:在以目标转速及目标转矩为轴的特性坐标中,在异声产生区域同合理区域之间的边界线与表示基于电池3的充电率所决定的上限发电电力的曲线交叉的情况下,发动机1的动作点重叠于边界线与曲线的交叉点,该异声产生区域为在发动机1中产生异声的区域,该合理区域为异声产生区域的外部,在转速低于下限转速的情况下,使动作点移动到边界线上的使转速为暖机要求转速的位置。

同样地,发电电力控制部931以如下方式控制目标转速及目标转矩:在以目标转速及目标转矩为轴的特性坐标中,在异声产生区域同合理区域之间的边界线与表示基于电池3的充电率所决定的上限发电电力的曲线交叉的情况下,发动机1的动作点重叠于边界线与曲线的交叉点,该异声产生区域为在发动机1中产生异声的区域,该合理区域为异声产生区域的外部,在目标转速低于下限转速的情况下,使动作点移动到边界线上的使目标转速为暖机要求转速的位置。

由此,即使在SOC(充电率)高的情况下,也能够优先于SOC的管理地进行暖机控制,并且避免产生嘎嘎声等异声,还能够在该状态下使目标转矩最小,因此能够使目标发电电力最小来减轻对电池3的负担。

在本实施方式中,基于车速来决定暖机要求温度及暖机要求转速。同样地,催化剂暖机要求运算部92基于车速来决定暖机要求温度及暖机要求转速。由此,能够与车速对应地进行对于混合动力车辆(电池3)而言不成为负担的催化剂暖机。

以上,说明了本发明的实施方式,但是上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分,主旨并非是将本发明的保护范围限定为上述实施方式的具体的结构。

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