Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства



Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства
Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства

 


Владельцы патента RU 2560222:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Изобретение относится к управлению двигателем. В устройстве управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства, когда двигатель запускается в состоянии, в котором второй цилиндр из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке, число оборотов двигателя повышается посредством образования первой вспышки в первом цилиндре. Первый цилиндр находится в ходе расширения и его выпускной клапан не открыт. Посредством впрыска топлива в первый цилиндр и воспламенения топлива содействие в увеличении числа оборотов двигателя начинается посредством передачи крутящего момента, выводимого из вращающейся машины в двигатель через муфту в пиковом участке, сразу после того, как начинает увеличиваться число оборотов двигателя. Пиковый участок указывает число оборотов двигателя, которое не меньше значения, имеющего предписанную долю относительно максимального значения между участком увеличения числа оборотов двигателя и участком снижения, следующим за участком увеличения числа оборотов двигателя. Повышается эффективность запуска двигателя. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства, содержащего двигатель с непосредственным впрыском топлива.

Уровень техники

Традиционное гибридное транспортное средство имеет двигатель с непосредственным впрыском топлива, который впрыскивает топливо непосредственно в цилиндры, муфту, которая зацепляет и расцепляет (соединяет и отсоединяет) двигатель с непосредственным впрыском топлива относительно тракта передачи мощности, и вращающуюся машину, которая выступает в качестве, по меньшей мере, электромотора, при этом двигатель с непосредственным впрыском топлива и вращающаяся машина могут быть использованы в качестве источников мощности приведения в движение для движения. Гибридное транспортное средство, описанное в Патентном Документе 1, является одним примером означенного. В гибридном транспортном средстве такого типа предложена технология прямого запуска, а именно, технология запуска с использованием зажигания, посредством которой топливо впрыскивается в цилиндр и зажигается во время хода расширения в ответ на запрос на запуск двигателя в состоянии, в котором двигатель останавливается, например, во время движения за счет работы электромотора, когда транспортное средство едет посредством использования только вращающейся машины в качестве источника мощности приведения в движение, или когда транспортное средство является неподвижным.

Патентный Документ 1: Опубликованный перевод на японский язык PCT-заявки № 2009-527411

Сущность изобретения

Патентный Документ 1 излагает, в качестве требуемого условия для успешного прямого запуска (запуска с использованием зажигания), что когда двигатель с непосредственным впрыском топлива находится в остановленной позиции, угол CA поворота коленчатого вала в предписанном цилиндре должен быть в диапазоне углов 100-120° после прохождения верхней мертвой точки (ВМТ), и заявляет, что модуль управления двигателем определяет позицию, преимущественную для прямого запуска, и реализует впрыск топлива и зажигание.

Тем не менее, угол CA поворота коленчатого вала, когда двигатель с непосредственным впрыском топлива остановлен, не обязательно ограничен требуемым угловым соотношением для так называемого запуска с использованием зажигания, чтобы начинать вращение двигателя посредством впрыска топлива в цилиндр в ходе расширения и воспламенения топлива, и имеется примерно 10%-ная вероятность остановки коленчатого вала с углом CA поворота около верхней мертвой точки (ВМТ сжатия) в конце хода сжатия. Во взаимосвязи между углом поворота коленчатого вала в конце хода расширения (0°=ВМТ сжатия), энергией для позиционирования (насосной энергией) вследствие нагнетания и содействующим крутящим моментом, требуемым для запуска, безотносительно числа цилиндров существует пик энергии нагнетания в ВМТ сжатия, в который угол CA поворота коленчатого вала составляет около 0°, и коленчатый вал может останавливаться близко к этому пику вследствие равновесия направления вращения и трения в двигателе. В этом состоянии объем воздуха в цилиндре, выполняющем начальную вспышку, не обязательно является достаточным, вращающая сила, полученная посредством начальной вспышки, является небольшой, и повышение числа оборотов двигателя может быть недостаточным.

С другой стороны, при запуске двигателя с непосредственным впрыском топлива, который остановлен около ВМТ сжатия, следует понимать, что содействие в повышении числа оборотов двигателя после запуска двигателя с непосредственным впрыском топлива может быть выполнено за счет приведения в действие коленчатого вала посредством вращающейся машины в ответ на запрос запуска двигателя. Тем не менее, если содействие в повышении частоты вращения в ходе запуска двигателя с непосредственным впрыском топлива выполняется посредством приведения в действие коленчатого вала с использованием вращающейся машины, то величина электрической мощности, потребляемая посредством аккумуляторного устройства при запуске двигателя с непосредственным впрыском топлива, является большой, и, следовательно, электрическая мощность для запуска двигателя должна всегда резервироваться в аккумуляторном устройстве, в силу этого ограничивая диапазон движения за счет электромотора и представляя собой препятствие снижению расхода топлива транспортного средства.

Например, в случае восьмицилиндрового двигателя, если коленчатый вал останавливается около ВМТ сжатия, то предыдущий цилиндр имеет угол поворота коленчатого вала приблизительно в 90° и по-прежнему находится в ходе расширения, что означает то, что запуск с использованием зажигания возможен, но поскольку выпускной клапан должен вскоре открываться, и цилиндр должен переходить в ход выпуска (например, около 120°), то достаточная вращательная энергия не может ожидаться, повышение числа оборотов двигателя является незначительным, и, следовательно, для запуска требуется большой содействующий крутящий момент.

Изобретение осуществлено с учетом этих обстоятельств, при этом его задачей является создание устройства управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства, в котором двигатель с непосредственным впрыском топлива зацепляется и расцепляется относительно тракта передачи мощности посредством муфты, при этом запуск двигателя может быть выполнен с использованием достаточного требуемого содействующего крутящего момента при использовании запуска с использованием зажигания, чтобы запускать двигатель с непосредственным впрыском топлива в момент, когда любой из множества цилиндров остановлен около верхней мертвой точки.

Для решения этой задачи, первый вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства, имеющим (a) двигатель с непосредственным впрыском топлива, осуществляющий непосредственный впрыск топлива в цилиндры, (b) муфту, соединяющую и отсоединяющую двигатель с непосредственным впрыском топлива относительно тракта передачи мощности, и (c) вращающуюся машину, выступающую, по меньшей мере, в качестве электромотора, (d) причем двигатель с непосредственным впрыском топлива и вращающаяся машина могут быть использованы в качестве источников мощности приведения в движение для движения, (e) при этом когда двигатель с непосредственным впрыском топлива запускается в состоянии, в котором предписанный второй цилиндр из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке, число оборотов двигателя повышается посредством образования первой вспышки в первом цилиндре, расположенном перед вторым цилиндром в последовательности зажигания, причем первый цилиндр находится в ходе расширения, и его выпускной клапан не открыт, посредством непосредственного впрыска топлива в первый цилиндр и воспламенения топлива, и кроме того, содействие в увеличении числа оборотов двигателя начинается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту в пиковом участке сразу после того, как начинает увеличиваться число оборотов двигателя.

Второй вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления изобретения, в котором содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, начинается в ответ на момент времени, в который число оборотов двигателя изменяется на начальное снижение от начального увеличения вследствие повышения числа оборотов двигателя.

Третий вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно второму варианту осуществления изобретения, в котором вторая вспышка после первой вспышки образуется в третьем цилиндре после второго цилиндра в последовательности зажигания посредством непосредственного впрыска топлива в третий цилиндр и воспламенения топлива около верхней мертвой точки третьего цилиндра.

Четвертый вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно третьему варианту осуществления изобретения, в котором содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, продолжается, по меньшей мере, до тех пор, пока третий цилиндр не пройдет верхнюю мертвую точку.

Пятый вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно первому-четвертому вариантам осуществления изобретения, в котором содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, продолжается, по меньшей мере, до тех пор, пока число оборотов двигателя не превысит предварительно определенное значение определения числа оборотов, и/или до тех пор, пока скорость увеличения числа оборотов двигателя не превысит предварительно определенное значение определения скорости увеличения.

Шестой вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно первому-пятому вариантам осуществления изобретения, в котором содействующий крутящий момент, выводимый из вращающейся машины, задается равным абсолютной величине, при которой число оборотов двигателя временно снижается после увеличения, а затем снова увеличивается.

Седьмой вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно первому-шестому вариантам осуществления изобретения, в котором двигатель с непосредственным впрыском топлива содержит множество цилиндров, составляющих не менее пяти цилиндров.

Восьмой вариант осуществления изобретения является устройством управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно первому-седьмому вариантам осуществления изобретения, в котором когда вращение коленчатого вала двигателя с непосредственным впрыском топлива не повышается посредством первой вспышки в первом цилиндре, число оборотов двигателя увеличивается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно первому варианту осуществления изобретения, когда двигатель с непосредственным впрыском топлива запускается в состоянии, в котором предписанный второй цилиндр из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке, число оборотов двигателя повышается посредством образования первой вспышки в первом цилиндре, расположенном перед вторым цилиндром в последовательности зажигания, причем первый цилиндр находится в ходе расширения, и его выпускной клапан не открыт, посредством непосредственного впрыска топлива в первый цилиндр и воспламенения топлива, и кроме того, содействие в увеличении числа оборотов двигателя начинается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту в пиковом участке сразу после того, как начинает увеличиваться число оборотов двигателя. Следовательно, в гибридном транспортном средстве, которое соединяет и отсоединяет двигатель с непосредственным впрыском топлива относительно тракта передачи мощности посредством муфты, двигатель с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента. Кроме того, в результате этого, уменьшается потребление электрической мощности аккумуляторного устройства при запуске двигателя с непосредственным впрыском топлива, уменьшается электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в аккумуляторном устройстве в любой момент времени, и, следовательно, диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства снижается надлежащим образом.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно второму варианту осуществления изобретения, содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, начинается в ответ на момент времени, в который число оборотов двигателя изменяется на начальное снижение от начального увеличения вследствие повышения числа оборотов двигателя, и, следовательно, поскольку содействие выполняется около максимального значения сразу после повышения числа оборотов двигателя, то содействие крутящего момента начинается в надлежащее время, что позволяет не тратить впустую механическую энергию, чтобы проворачивать коленчатый вал. Следовательно, двигатель с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, и запуск двигателя с непосредственным впрыском топлива может быстро выполняться.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно третьему варианту осуществления изобретения, поскольку вторая вспышка после первой вспышки образуется в третьем цилиндре после второго цилиндра в последовательности зажигания посредством непосредственного впрыска топлива в третий цилиндр и воспламенения топлива около верхней мертвой точки третьего цилиндра, то дополнительно уменьшается потребление электрической мощности аккумуляторного устройства при запуске двигателя с непосредственным впрыском топлива, уменьшается электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в аккумуляторном устройстве в любой момент времени, и, следовательно, диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства дополнительно снижается.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно четвертому варианту осуществления изобретения, поскольку содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, продолжается до тех пор, пока третий цилиндр не пройдет верхнюю мертвую точку, то двигатель с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, и запуск двигателя с непосредственным впрыском топлива может надежно выполняться.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно пятому варианту осуществления изобретения, поскольку содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, продолжается до тех пор, пока число оборотов двигателя не превысит предварительно определенное значение определения числа оборотов, и/или до тех пор, пока скорость увеличения числа оборотов двигателя не превысит предварительно определенное значение определения скорости увеличения, то двигатель с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, другими словами, электрической мощности, и запуск двигателя с непосредственным впрыском топлива может надежно выполняться.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно шестому варианту осуществления изобретения, поскольку содействующий крутящий момент, выводимый из вращающейся машины, задается равным абсолютной величине, при которой число оборотов двигателя временно снижается после увеличения, а затем снова увеличивается, остановленный двигатель с непосредственным впрыском топлива может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, и кроме того, дополнительно уменьшается потребление электрической мощности аккумуляторного устройства при запуске двигателя с непосредственным впрыском топлива, уменьшается электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в аккумуляторном устройстве в любой момент времени, и, следовательно, диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства дополнительно снижается.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно седьмому варианту осуществления изобретения, двигатель с непосредственным впрыском топлива является четырехтактным двигателем с непосредственным впрыском топлива, содержащим множество цилиндров, составляющих не менее пяти цилиндров. Если двигатель с непосредственным впрыском топлива является четырехтактным двигателем с непосредственным впрыском топлива, имеющим пять или более цилиндров, другими словами, шестицилиндровым, восьмицилиндровым или 12-цилиндровым двигателем с непосредственным впрыском топлива, когда двигатель с непосредственным впрыском топлива запускается в состоянии, в котором предписанный цилиндр, второй цилиндр, спозиционирован в верхней мертвой точке, существует первый цилиндр, который расположен перед этим вторым цилиндром в последовательности зажигания, который находится в ходе расширения, и в котором выпускной клапан не открыт, и, следовательно, можно запускать двигатель посредством повышения числа оборотов двигателя через непосредственный впрыск топлива в первый цилиндр и воспламенение топлива, чтобы образовывать первую вспышку в первом цилиндре, и посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента. Кроме того, в результате этого, уменьшается потребление электрической мощности аккумуляторного устройства при запуске четырехтактного двигателя с непосредственным впрыском топлива, имеющего пять или более цилиндров, уменьшается электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в аккумуляторном устройстве в любой момент времени, и, следовательно, диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства снижается надлежащим образом.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства согласно восьмому варианту осуществления изобретения, когда вращение коленчатого вала двигателя с непосредственным впрыском топлива не повышается посредством первой вспышки в первом цилиндре, число оборотов двигателя увеличивается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту, и, следовательно, если по какой-либо причине повышение числа оборотов двигателя не может быть получено посредством начала запуска с использованием зажигания, то число оборотов двигателя увеличивается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту, в силу этого гарантируя высокую оперативность операции запуска.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является схематичным чертежом, показывающим, комбинированным способом, структурную схему, иллюстрирующую главную часть механической конструкции гибридного транспортного средства, к которому надлежащим образом применяется изобретение, и функциональную блок-схему, иллюстрирующую главную часть функции управления электронным устройством управления.

Фиг.2 является схемой в поперечном сечении, иллюстрирующей двигатель с непосредственным впрыском топлива для гибридного транспортного средства с фиг.1.

Фиг.3 является диаграммой, иллюстрирующей последовательность четырех ходов такта, выполняемых в каждом цилиндре в случае, если двигатель с непосредственным впрыском топлива с фиг.1 представляет собой восьмицилиндровый V-образный двигатель.

Фиг.4 является диаграммой фаз работы цилиндров, показывающей взаимозависимость между фазой четырех цилиндров, которые выполняют вспышку в одном обороте коленчатого вала в восьмицилиндровом V-образном двигателе с фиг.1.

Фиг.5 является схемой, показывающей пример заранее сохраненной взаимосвязи для определения любого диапазона движения из диапазона движения за счет электромотора и диапазона движения за счет двигателя на основе скорости V транспортного средства и запрашиваемой выходной величины (величины нажатия педали акселератора), при управлении гибридным режимом движения.

Фиг.6 является диаграммой фаз работы цилиндров, иллюстрирующей процесс запуска с использованием зажигания в восьмицилиндровом V-образном четырехтактном двигателе с непосредственным впрыском топлива с фиг.1; при этом фиг.6A показывает остановленное состояние, в котором предписанный второй цилиндр спозиционирован в ВМТ сжатия, фиг.6B показывает состояние, в котором впрыск топлива и зажигание выполнены в первом цилиндре, который представляет собой цилиндр перед вторым цилиндром K2 в последовательности зажигания, который находится в ходе расширения в этом остановленном состоянии, и в котором выпускной клапан не открыт, фиг.6C показывает состояние, в котором начальная вспышка возникает вследствие зажигания в первом цилиндре, и вращение (запуск) начинается вследствие крутящего момента, сформированного посредством этой начальной вспышки, и падение давления во втором цилиндре и сжатие в третьем цилиндре начинаются, фиг.6D показывает состояние, в котором дополнительное вращение возникает вследствие крутящего момента, сформированного посредством начальной вспышки, и падение давления во втором цилиндре и сжатие в третьем цилиндре выполнены в большей степени, фиг.6E показывает состояние, в котором третий цилиндр в ходе сжатия достигает ВМТ, и впрыск топлива и зажигание выполнены в третьем цилиндре, и фиг.6F показывает состояние, в котором дополнительное вращение возникает вследствие крутящего момента, сформированного посредством второй вспышки в третьем цилиндре, и расширение в третьем цилиндре и сжатие в четвертом цилиндре K4 протекают в большей степени.

Фиг.7 является временной диаграммой для иллюстрации изменения во временной последовательности угла CA поворота коленчатого вала и числа NE оборотов двигателя, повышенного посредством управления запуском с использованием зажигания, выполняемого посредством электронного устройства управления с фиг.1.

Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей главную часть, другими словами, процедуру управления запуском двигателя, операции управления электронного устройства управления с фиг.1.

Наилучшие способы осуществления изобретения

Здесь, предпочтительно, изобретение используется в гибридном транспортном средстве параллельного типа и т.п., в котором двигатель с непосредственным впрыском топлива зацепляется и расцепляется относительно тракта передачи мощности посредством муфты, и применяется к управлению запуском двигателя в режиме движения за счет электромотора, в котором транспортное средство движется посредством использования только вращающейся машины в качестве источника мощности приведения в движение, или когда двигатель с непосредственным впрыском топлива запускается в неподвижном состоянии транспортного средства, в котором двигатель с непосредственным впрыском топлива остановлен. Касательно муфты, желательно использовать фрикционную зацепляющую муфту, такую как однодисковая или многодисковая муфта.

Кроме того, предпочтительно, что гибридное транспортное средство согласно изобретению может использовать двигатель с непосредственным впрыском топлива и вращающуюся машину в качестве источников мощности приведения в движение для движения, вращающаяся машина предпочтительно является электромотором-генератором, который может быть использован избирательно для функции электромотора и функции электрического генератора. Двигатель с непосредственным впрыском топлива предпочтительно использует бензиновый двигатель, и также возможно применение изобретения к двигателю с большим числом цилиндров, имеющему пять или более цилиндров и, в частности, к шестицилиндровому, восьмицилиндровому или 12-цилиндровому двигателю с непосредственным впрыском топлива. Вкратце, изобретение может применяться к любому поршневому двигателю внутреннего сгорания, в котором запуск с использованием зажигания возможен посредством впрыска топлива в цилиндр в ходе расширения, когда предписанный первый цилиндр из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке, первый цилиндр находится в ходе расширения, и выпускной клапан не открыт.

Кроме того, предпочтительно, в первом варианте осуществления изобретения, содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту начинается в момент времени в пиковом участке сразу после начала увеличения числа оборотов двигателя. Следовательно, после того, как число оборотов двигателя увеличивается вследствие первой вспышки (начальной вспышки) в первом цилиндре вследствие запуска с использованием зажигания, участок плавного снижения возникает до тех пор, пока число оборотов двигателя не будет снова повышено вследствие второй вспышки. Пиковый участок представляет собой участок, который указывает не только момент времени, указывающий максимальное значение между участком увеличения и участком снижения числа оборотов двигателя, но также и число оборотов двигателя, которое не меньше значения, имеющего предписанную долю относительно этого максимального значения. Начальное время и конечное время этого максимального участка задаются заранее экспериментально таким образом, чтобы уменьшать, в максимально возможной степени, электрическую мощность, потребляемую посредством вращающейся машины, которая выводит содействующий крутящий момент в ходе запуска, и таким образом, чтобы быстро запускать двигатель. Максимальное значение соответствует моменту времени, в который число оборотов двигателя изменяется от начального увеличения вследствие повышения числа оборотов двигателя на начальное снижение.

Кроме того, значение определения числа оборотов и значение определения скорости увеличения, используемые в пятом варианте осуществления изобретения, являются значениями для определения того, достигает или нет запускаемый двигатель с непосредственным впрыском топлива состояния независимого вращения, и эти значения задаются заранее посредством экспериментирования.

Кроме того, в шестом варианте осуществления изобретения, содействующий крутящий момент, выводимый из вращающейся машины, задается равным абсолютной величине, при которой число оборотов двигателя увеличивается, затем временно снижается, затем снова увеличивается. Содействующий крутящий момент, который формирует эффект, в силу которого число оборотов двигателя увеличивается, затем временно снижается, затем снова увеличивается, является подходящим для минимизации потребления электрической мощности и поддержания быстроты запуска, и предпочтительно, начальное время и абсолютная величина содействующего крутящего момента подвергаются коррекции с распознаванием согласно требованиям таким образом, что впадина, другими словами, минимальная часть, образуется сразу после повышения числа оборотов двигателя.

Варианты осуществления изобретения

Ниже подробно описываются варианты осуществления изобретения со ссылкой на чертежи.

Фиг.1 является принципиальной схемой, включающей в себя структурную схему приводной системы гибридного транспортного средства 10, к которому предпочтительно применяется изобретение. Это гибридное транспортное средство 10 включает в себя, в качестве источников мощности приведения в движение для движения, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, который непосредственно впрыскивает топливо в цилиндры, и электромотор-генератор MG, который выступает в качестве электромотора и электрогенератора. Вывод двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива и электромотора-генератора MG передается из преобразователя 14 крутящего момента, который является устройством трансмиссии гидравлического типа, через турбинный вал 16 и C1-муфту 18, в автоматическую трансмиссию 20, а затем дополнительно передается через выходной вал 22 и механизм 24 дифференциала на левое и правое ведущие колеса 26. Преобразователь 14 крутящего момента содержит блокировочную муфту 30, которая непосредственно соединяет рабочее колесо насоса и рабочее колесо турбины, и кроме того, масляный насос 32 объединенным образом соединяется с насосом-турбиной таким образом, чтобы приводиться в действие так, чтобы вращаться механически посредством двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива или электромотора-генератора MG. Электромотор-генератор MG соответствует вращающейся машине.

В настоящем варианте осуществления, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива использует восьмицилиндровый V-образный четырехтактный бензиновый двигатель, и как показано более конкретно на фиг.2, бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр 100 посредством устройства 46 впрыска топлива в состоянии микрочастиц под высоким давлением. В двигателе 12 с непосредственным впрыском топлива, воздух втекает в цилиндр 100 из канала 102 всасываемого воздуха через клапан 104 всасываемого воздуха, и кроме того, выхлопной газ вытесняется из выпускного канала 106 через выпускной клапан 108. Посредством выполнения зажигания в предписанное время посредством устройства 47 зажигания воздушная смесь в цилиндре 100 сгорает со вспышкой и толкает поршень 110 вниз. Канал 102 всасываемого воздуха соединяется через сглаживающий ресивер 103 с электронным дроссельным клапаном 45, который является регулирующим клапаном объема всасываемого воздуха, и за счет этого регулируется объем впуска воздуха, который протекает в цилиндр 100 из канала 102 всасываемого воздуха, в соответствии с открытием электронного дроссельного клапана 45 (открытием дроссельного клапана), другими словами, выходной мощностью двигателя. Поршень 110 входит с возможностью скольжения в осевом направлении в цилиндр 100 и также соединяется относительно вращающимся способом с пальцем 116 кривошипа коленчатого вала 114 через шатун 112. Коленчатый вал 114 приводится в действие с возможностью вращаться так, как указано посредством стрелки R, вследствие линейного возвратно-поступательного движения поршня 110. Коленчатый вал 114 поддерживается с возможностью вращения посредством подшипника в цапфенной секции 118 и предоставляется единым целым с плечом 120 кривошипа, которое соединяет цапфенную секцию 118 и палец 116 кривошипа.

В двигателе 12 с непосредственным впрыском топлива этого типа, в каждом цилиндре, четыре хода, а именно, ход впуска, ход сжатия, ход расширения (рабочий ход) и ход выпуска, происходят в двух оборотах (720°) коленчатого вала 114, и за счет повторения этих ходов, вызывается непрерывное вращение коленчатого вала 114. Поршни 110 восьми цилиндров 100 сконструированы таким образом, что они имеют углы поворота коленчатого вала, смещенные на 90° друг относительно друга, другими словами, позиции пальцев 116 кривошипа коленчатого вала 114 выступают в направлениях, отделенных, соответственно, на 90°, и каждый раз, когда коленчатый вал 114 вращается на 90°, взрывное сгорание выполняется в восьми цилиндрах 100 в заранее установленной последовательности зажигания, как показано, например, на фиг.3, за счет этого непрерывно формируя крутящий момент вращения. Кроме того, когда коленчатый вал 114 поворачивается на предписанный угол от верхней мертвой точки после хода сжатия поршня 110 (ВМТ сжатия), и поршень 110 останавливается в предписанном диапазоне θ углов хода расширения, в котором клапан 104 всасываемого воздуха и выпускной клапан 108 закрыты, то посредством впрыскивания бензина в цилиндр 100 посредством устройства 46 впрыска топлива и воспламенения бензина посредством устройства 47 зажигания воздушная смесь в цилиндре 100 сгорает со вспышкой, и возможен запуск с использованием зажигания для повышения числа оборотов двигателя. Если трение каждой части двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива является небольшим, то имеется вероятность того, что двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива может быть запущен только посредством запуска с использованием зажигания, но если трение является большим, то содействующий крутящий момент при запуске, используемый для того, чтобы запускать двигатель посредством проворачивания коленчатого вала 114, может быть снижен, и, следовательно, снижается максимальный крутящий момент электромотора-генератора MG, который формирует этот содействующий крутящий момент, и может достигаться уменьшение размера и более низкий расход топлива. В диапазоне θ углов, описанном выше, относительно большая вращательная энергия получается посредством запуска с использованием зажигания в диапазоне приблизительно 30-60°, например, угла CA поворота коленчатого вала после верхней мертвой точки, и может быть уменьшен содействующий крутящий момент, и приблизительно при 90° также относительно большая вращательная энергия получается посредством запуска с использованием зажигания, и также может быть уменьшен содействующий крутящий момент.

Фиг.3 является схемой, описывающей последовательность действий, связанных с углом CA поворота коленчатого вала каждого из цилиндров №№ 1-8, когда двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива представляет собой восьмицилиндровый V-образный двигатель, работающий в 4 тактах. Цилиндры №№ 1-8 указывают механическую позиционную последовательность цилиндров, но с точки зрения последовательности зажигания в отношении угла CA поворота коленчатого вала в 0°, последовательность представляет собой цилиндр № 2, цилиндр № 4, цилиндр № 5, цилиндр № 6, цилиндр № 3, цилиндр № 7, цилиндр № 8 и цилиндр № 1. Например, если цилиндр № 4 считается первым цилиндром K1 в последовательности зажигания, то цилиндр № 5 является вторым цилиндром K2, цилиндр № 6 является третьим цилиндром K3, и цилиндр № 3 является четвертым цилиндром K4. Кроме того, фиг.4 является диаграммой фаз работы цилиндров, показывающей взаимозависимость между фазой четырех цилиндров, которые выполняют вспышку в одном обороте коленчатого вала 114 в восьмицилиндровом V-образном двигателе, в котором цилиндры с первого цилиндра K1 по четвертый цилиндр K4, соответственно, повернуты вправо, оставаясь отделенными на 90° друг от друга, и последовательно выполняются ход сжатия, который сжимает вовлеченный воздух от закрытия впускного клапана до достижения ВМТ, и ход расширения, в котором поршень 110 опускается за счет расширения сгорающего газа от ВМТ до открытия выпускного клапана. Фаза первого цилиндра K1 на фиг.4 располагается во второй половине хода расширения, фаза второго цилиндра K2 располагается в первой половине хода расширения, фаза третьего цилиндра K3 располагается во второй половине хода сжатия, а фаза четвертого цилиндра K4 располагается перед началом хода сжатия.

Возвращаясь к фиг.1, K0-муфта 34 предоставляется между двигателем 12 с непосредственным впрыском топлива и электромотором-генератором MG, чтобы непосредственно соединять их через демпфер 38. K0-муфта 34 является гидравлическим фрикционным сцепляющим устройством, таким как однодисковая или многодисковая фрикционная муфта, которая сцепляется за счет трения посредством гидравлического цилиндра, и сцепление и расцепление K0-муфты 34 управляется посредством электромагнитного линейного регулирующего клапана в устройстве 28 гидравлического управления, и помимо этого, в настоящем варианте осуществления K0-муфта 34 предоставляется в погруженном в масло состоянии внутри масляной камеры 40 преобразователя 14 крутящего момента. K0-муфта 34 выступает в качестве устройства соединения и отсоединения, которое соединяет и отсоединяет двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива к и от тракта передачи мощности. Электромотор-генератор MG соединяется с аккумулятором 44 через инвертор 42. Кроме того, автоматическая трансмиссия 20 является ступенчатой автоматической трансмиссией на основе планетарной передачи и т.п., в которой множество шестерен, имеющих различные передаточные числа, устанавливаются, когда множество гидравлических фрикционных зацепляющих устройств (муфта/тормоз) находятся в разомкнутом состоянии, и трансмиссия управляется посредством электромагнитного гидравлического регулирующего клапана или переключающего клапана и т.п., который предоставляется в устройстве 28 гидравлического управления. C1-муфта 18 выступает в качестве входной муфты автоматической трансмиссии 20, и ее сцепление и расцепление управляется посредством электромагнитного линейного регулирующего клапана в устройстве 28 гидравлического управления.

Гибридное транспортное средство 10 этого типа управляется посредством электронного устройства 70 управления. Электронное устройство 70 управления состоит из так называемого микрокомпьютера, имеющего центральный процессор (ЦП), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и интерфейс ввода-вывода и т.п., который выполняет обработку сигналов в соответствии с программой, заранее сохраненной в ПЗУ, с использованием функции временного хранения данных ОЗУ. В электронное устройство 70 управления подается сигнал, представляющий рабочую величину Acc нажатия педали акселератора (рабочую величину акселератора), из датчика 48 рабочей величины нажатия педали акселератора. Кроме того, в электронное устройство 70 управления подается частота NE вращения двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива (число оборотов двигателя), частота NMG вращения электромотора-генератора MG (число оборотов электромотора-генератора), частота NT вращения вала 16 турбины (число оборотов турбины), частота NOUT вращения выходного вала 22 (число оборотов выходного вала, которое соответствует скорости V транспортного средства) и импульсный сигнал ϕ, указывающий угол CA поворота коленчатого вала, другими словами, угол поворота от верхней мертвой точки (ВМТ) каждого из восьми цилиндров 100, соответственно, из датчика 50 частоты вращения двигателя, датчика 52 частоты вращения электромотора-генератора, датчика 54 частоты вращения турбины, датчика 56 скорости транспортного средства и датчика 58 угла поворота коленчатого вала. Кроме этого, различная информация, запрошенная для различных управляющих процедур, также подается в электронное устройство 70 управления. Рабочая величина Acc нажатия педали акселератора соответствует запрашиваемой величине выходной мощности.

В функциональном отношении, электронное устройство 70 управления содержит гибридный модуль 72 управления, модуль 74 управления трансмиссией, модуль 76 управления остановкой двигателя и модуль 80 управления запуском двигателя. Гибридный модуль 72 управления определяет один диапазон движения из диапазона движения за счет электромотора, в котором транспортное средство движется с использованием только электромотора-генератора MG в качестве источника мощности приведения в движение, и диапазона движения за счет двигателя, в котором транспортное средство движется с использованием только двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива либо как двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, так и электромотора-генератора MG в качестве источника мощности приведения в движение, на основе скорости V транспортного средства и запрашиваемой мощности приведения в движение (величины нажатия педали акселератора), с использованием заранее сохраненной взаимосвязи, как показано, например, на фиг.5, и посредством управления работой двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива и электромотора-генератора MG, инструктирует транспортному средству двигаться в одном из множества предварительно определенных режимов движения, таких как режим движения за счет двигателя или режим движения за счет электромотора, или режим движения за счет двигателя и электромотора с использованием как двигателя, так и электромотора-генератора. Модуль 74 управления трансмиссией управляет электромагнитными гидравлическими регулирующими клапанами или переключающими клапанами и т.п., которые предоставляются в устройстве 28 гидравлического управления, чтобы переключать сцепленное/расцепленное состояние множества гидравлических фрикционных зацепляющих устройств, за счет чего множество шестерен автоматической трансмиссии 20 переключается в соответствии с предварительно определенным соотношением или картой трансмиссии на основе параметров, связанных с состоянием приведения в движение, таких как рабочая величина Acc нажатия педали акселератора и скорость V транспортного средства. Эта карта взаимосвязи или трансмиссии заранее определяет рабочую точку двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива или электромотора-генератора MG таким образом, что запрашиваемая мощность приведения в движение удовлетворяется с оптимальным расходом топлива или оптимальной эффективностью.

Модуль 76 управления остановкой двигателя прекращает подачу топлива в двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива и зажигание топлива, в силу этого прекращая вращение двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, и расцепляет K0-муфту 34 согласно требованиям на основе запроса на остановку для экономичного режима работы, который выводится, когда устанавливаются условия глушения двигателя на холостом ходу, такие как операция отпускания педали акселератора, нулевая скорость транспортного средства, D-диапазон, нажатие педали тормоза и т.д., или запроса на остановку двигателя при переключении из диапазона движения за счет двигателя на диапазон движения за счет электромотора в ходе движения.

Модуль 80 управления запуском двигателя содержит модуль 82 определения ВМТ-остановки, модуль 84 управления запуском с использованием зажигания, модуль 86 определения рабочего режима двигателя, модуль 88 управления содействием от электромотора и модуль 90 определения окончания управления перезапуском, и в ответ на запрос на перезапуск двигателя, к примеру, на операцию отпускания педали тормоза в случае глушения двигателя на холостом ходу или переключения из диапазона движения за счет электромотора на диапазон движения за счет двигателя, модуль 80 управления запуском двигателя перезапускает двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива посредством реализации запуска с использованием зажигания двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, а также реализации содействия посредством электромотора-генератора MG, и завершает управление перезапуском, когда, например, частота NE вращения (число оборотов двигателя) двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива достигает заранее установленного значения NE1 определения окончания, и затем зацепляет K0-муфту 34.

Модуль 82 определения ВМТ-остановки определяет то, находится или нет двигатель в остановленном состоянии, в котором угол CA поворота коленчатого вала одного из цилиндров двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, а более конкретно, предписанного второго цилиндра, располагается в верхней мертвой точке (ВМТ), на основе сигнала ϕ из датчика 58 угла поворота коленчатого вала, который определяет угол CA поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки (ВМТ) коленчатого вала 114 двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива.

Если модуль 82 определения ВМТ-остановки определяет то, что двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива находится в остановленном состоянии, в котором один из цилиндров двигателя, а более конкретно, второй цилиндр, располагается в ВМТ сжатия, то модуль 84 управления запуском с использованием зажигания, в ответ на запрос на перезапуск, впрыскивает топливо из устройства 46 впрыска топлива в первый цилиндр K1, который находится перед вторым цилиндром в последовательности зажигания, который находится в ходе расширения, и в котором выпускной клапан не открыт, и зажигает топливо посредством устройства 47 зажигания, за счет этого вызывая начальную вспышку (первую вспышку) и повышая число NE оборотов двигателя, и помимо этого, вторая вспышка затем аналогично вызывается в третьем цилиндре K3, за счет этого дополнительное повышая число NE оборотов двигателя. Фиг.6 является диаграммой фаз работы цилиндров для описания процесса запуска с использованием зажигания, выполняемого посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания в восьмицилиндровом V-образном четырехтактном двигателе 12 с непосредственным впрыском топлива; при этом фиг.6A показывает остановленное состояние, в котором второй цилиндр K2 размещается в ВМТ сжатия, фиг.6B показывает состояние, в котором впрыск топлива из устройства 46 впрыска топлива и зажигание посредством устройства 47 зажигания выполнены в первом цилиндре K1, который представляет собой цилиндр перед вторым цилиндром K2 в последовательности зажигания, который находится в ходе расширения в этом остановленном состоянии, и в котором выпускной клапан не открыт, фиг.6C показывает состояние, в котором начальная вспышка возникает вследствие зажигания в первом цилиндре K1, и вращение (запуск) начинается вследствие крутящего момента, сформированного посредством этой начальной вспышки, и падение давления во втором цилиндре K2 и сжатие в третьем цилиндре K3 начинаются, фиг.6D показывает состояние, в котором дополнительное вращение возникает вследствие крутящего момента, сформированного посредством начальной вспышки, и падение давления во втором цилиндре K2 и сжатие в третьем цилиндре K3 протекают в большей степени, фиг.6E показывает состояние, в котором третий цилиндр K3 в ходе сжатия достигает ВМТ, и впрыск топлива из устройства 46 впрыска топлива и зажигание посредством устройства 47 зажигания выполнены в третьем цилиндре K3, и фиг.6F показывает состояние, в котором дополнительное вращение возникает вследствие крутящего момента, сформированного посредством второй вспышки в третьем цилиндре K3, и расширение в третьем цилиндре K3 и сжатие в четвертом цилиндре K4 протекают в большей степени. Вторая вспышка в третьем цилиндре K3 и третья вспышка в четвертом цилиндре K4 возникают в состоянии, в котором воздух сжимается за полный ход хода сжатия, и, следовательно, формируется относительно большой крутящий момент, и число NE оборотов двигателя повышается внезапно и устойчиво. На фиг.6B выше, хотя оно представляет собой время, в которое объем во втором цилиндре K2 становится минимумом, воздух не сжимается, так что впрыск топлива и зажигание не выполняются в качестве начальной вспышки в первом цилиндре K1, второй вспышки во втором цилиндре K2 и третьей вспышки в третьем цилиндре K3, как на фиг.6A, который показывает случай обычного непрерывного режима работы, и, следовательно, на фиг.6A отсутствует вторая вспышка, и третья вспышка на фиг.6A соответствует второй вспышки на фиг.6F.

Фиг.7 является временной диаграммой для иллюстрации изменения во временной последовательности угла CA поворота коленчатого вала и числа NE оборотов двигателя, достигаемого посредством управления запуском с использованием зажигания, выполняемого посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания. На фиг.7, форма сигнала, представляющая число NE оборотов двигателя, соответствует дифференциальной форме сигнала угла CA поворота коленчатого вала. Фиг.6A, 6B, 6C, 6D, 6E и 6F, соответственно, соответствуют моментам t1, t2, t3, t4, t5 и t6 времени на фиг.7. Пример области запроса на содействие от электромотора-генератора, показанной на фиг.7, имеет начальную точку для сцепления K0-муфты 34 и выполнения содействия крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG в пределах пиковой области L, которая представляет собой участок (от момента t7 времени до момента t8 времени) на 20% ниже верхнего пикового или максимального значения, выпуклой кривой, сформированной посредством увеличения числа NE оборотов двигателя, сформированного посредством начальной вспышки, и имеет конечную точку, в которой число NE оборотов двигателя снова увеличивается от минимального значения вследствие содействия крутящему моменту и достигает числа NE1 оборотов двигателя для самостоятельной работы, которое задается равным приблизительно 400 об/мин (момент t5 времени).

Модуль 86 определения рабочего режима двигателя определяет то, поддерживается или нет вращение двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива после начальной вспышки посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания, на основе сигнала ϕ из датчика 58 угла поворота коленчатого вала. Поскольку этот сигнал ϕ является импульсным сигналом, то выполняется определение в отношении того, вводится или нет сигнал ϕ в пределах заданного периода времени, например, приблизительно в 50 мс.

Модуль 88 управления содействием от электромотора сразу зацепляет K0-муфту 34 и выполняет содействие крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG, чтобы повышать число NE оборотов двигателя для двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива снова до заранее установленного числа NE1 оборотов двигателя для самостоятельной работы или выше, за счет этого перезапуская двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, если модуль 86 определения рабочего режима двигателя определяет то, что вращение двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива не поддерживается после операции начального зажигания посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания, вследствие пропуска зажигания и т.п., в двигателе 12 с непосредственным впрыском топлива. Тем не менее, если модуль 86 определения рабочего режима двигателя определяет то, что вращение двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива поддерживается после начальной вспышки посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания, то для того, чтобы перезапускать двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива с минимально возможно небольшой электрической мощностью, зацепляется K0-муфта 34, и выполняется содействие крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG в точке, в которой число NE оборотов двигателя, повышенное посредством начальной вспышки, достигает максимального значения, или в любое время в пределах пикового участка L, который является диапазоном, центрированным на пиковом значении и на 20% ниже максимального значения. Содействующий крутящий момент, сформированный посредством электромотора-генератора MG, задается таким образом что, число NE оборотов двигателя имеет минимальное значение после прохождения максимального значения и затем повышается снова. Посредством содействующего крутящего момента, заданного таким способом, можно перезапускать двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива с использованием минимально возможно небольшой электрической мощности.

Модуль 90 определения окончания управления перезапуском определяет окончание управления перезапуском двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, другими словами, окончание содействия крутящему моменту при перезапуске двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, на основе того, достигает или нет число NE оборотов двигателя, которое повышено посредством управления запуском с использованием зажигания посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания и которое дополнительно повышено посредством сцепления K0-муфты 34 и содействия крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG, реализованного посредством модуля 88 управления содействием от электромотора, числа NE1 оборотов для самостоятельной работы, которое заранее задается равным приблизительно 400 об/мин, или достигает или нет скорость dNE/dt изменения числа NE оборотов двигателя (скорость увеличения или темп увеличения) заранее установленной скорости dNE1/dt увеличения для независимого режима работы.

Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей главную часть операции управления посредством электронного устройства 70 управления, которая многократно выполняется, например, в цикле от нескольких миллисекунд до значения между 10 и 20 миллисекундами. На фиг.8, на этапах от S1 (термин "этап" опускается ниже) до S2, которые соответствуют модулю 76 управления остановкой двигателя, подача топлива в двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива прекращается, и вращение двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива прекращается на основе вывода запроса на остановку для экономичного режима работы, когда установлено условие глушения двигателя на холостом ходу, такое как операция отпускания педали акселератора, нулевая скорость транспортного средства, операция D-диапазона, нажатие педали тормоза и т.п., или запроса на остановку двигателя после переключения из диапазона движения за счет двигателя на диапазон движения за счет электромотора в ходе движения и т.п., и кроме того, если необходимо уменьшать тормозящее сопротивление двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, за исключением случаев, в которых требуется торможение двигателем, то K0-муфта 34 расцепляется.

Затем, на S3, который соответствует модулю 82 определения ВМТ-остановки, угол CA поворота коленчатого вала, другими словами, позиция, в которой остановлен коленчатый вал 114, считывается в посредством датчика 58 угла поворота коленчатого вала, который определяет угол CA поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки (ВМТ) коленчатого вала 114 двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, и кроме того, на S4, который соответствует модулю 82 определения ВМТ-остановки, определяется то, находится или нет угол CA поворота коленчатого вала кого-либо из цилиндров двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива в верхней мертвой точке (ВМТ). Если определение на S4 является отрицательным, то реализуется другое управление.

Тем не менее, если определение на S4 является утвердительным, то на S5 определяется то, возникает или нет запрос на перезапуск двигателя вследствие операции отпускания педали тормоза в случае глушения двигателя на холостом ходу или переключения из диапазона движения за счет электромотора на диапазон движения за счет двигателя и т.п. Если определение на S5 является отрицательным, то действие ожидания выполняется посредством многократной реализации S5. Тем не менее, если возникает запрос на перезапуск, и определение на S5 является утвердительным, то на S6, который соответствует модулю 84 управления запуском с использованием зажигания, в остановленном состоянии, в котором любой цилиндр двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива, а более конкретно, второй цилиндр, размещается в ВМТ сжатия, начальная вспышка (первая вспышка) формируется за счет впрыска топлива из устройства 46 впрыска топлива в первый цилиндр K1, который находится в ходе расширения перед вторым цилиндром в последовательности зажигания, и воспламенения топлива посредством устройства 47 зажигания, за счет этого повышая число NE оборотов двигателя, и после этого вторая вспышка формируется аналогично в третьем цилиндре K3, и дополнительно повышается число NE оборотов двигателя. Период от момента t2 времени до момента t3 времени на фиг.7 указывает начало повышения числа NE оборотов двигателя вследствие начальной вспышки.

После этого, на S7, который соответствует модулю 86 определения рабочего режима двигателя, определяется то, поддерживается или нет число NE оборотов двигателя, и двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива работает после начальной вспышки на основе, например, того, изменен (увеличен) или нет угол CA поворота коленчатого вала, определенный посредством датчика 58 угла поворота коленчатого вала, или того, подается или нет импульсный сигнал ϕ из датчика 58 угла поворота коленчатого вала. Если определение на S7 является отрицательным, то на S11 определяется то, истекло или нет предписанное время ожидания, которое задается заранее примерно равным 50 мс, с момента отрицательного определения на S7. Пока определение на S11 является отрицательным, этапы до S7 реализуются многократно. Тем не менее, если определение на S11 является утвердительным, то на S10, который соответствует модулю 88 управления содействием от электромотора, сразу реализуется сцепление K0-муфты 34 и содействие крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG, и число NE оборотов двигателя повышается.

Поскольку определение на S7 является утвердительным в случаях, если число NE оборотов двигателя поддерживается, и двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива работает после начальной вспышки, то на S8 вычисляется дифференциал dNE/dt числа NE оборотов двигателя, и на S9 определяется то, изменилось или нет значение dNE/dt с положительного значения на отрицательное значение. Если определение на S9 является отрицательным, то этапы до S8 реализуются многократно. Тем не менее, если дифференциальное значение dNE/dt числа NE оборотов двигателя изменилось с положительного значения на отрицательное значение, и определение на S9 является утвердительным, то на S10, который соответствует модулю 88 управления содействием от электромотора, сразу начинаются сцепление K0-муфты 34 и реализация содействия крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG, за счет чего дополнительно повышается число NE оборотов двигателя. Момент t4 времени на фиг.7 указывает это состояние, и область содействия от электромотора-генератора согласно настоящему варианту осуществления начинается с этого момента времени. Значение содействующего крутящего момента, сформированное посредством электромотора-генератора MG, задается равным значению, посредством которого число NE оборотов двигателя повышается, и запуск двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива завершается надежно в сочетании с запуском с использованием зажигания посредством модуля 84 управления запуском с использованием зажигания при одновременном сохранении потребления электрической мощности максимально небольшим, и в конечном счете, число NE оборотов двигателя повышается после минимального значения (впадины), указываемого в момент t5 времени на фиг.7.

Затем, на S12, который соответствует модулю 90 определения окончания управления перезапуском, определяется то, достигается или нет самостоятельное (независимое) рабочее состояние, на основе того, достигает или нет число NE оборотов двигателя числа NE1 оборотов для самостоятельной работы, заранее заданного равным приблизительно 400 об/мин, или достигает или нет скорость dNE/dt изменения числа NE оборотов двигателя (скорость увеличения) заранее установленной скорости dNE1/dt увеличения для независимой работы. Пока определение на S12 является отрицательным, действие ожидания выполняется посредством многократной реализации S12. Тем не менее, если определение на S12 является утвердительным, то на S13, который соответствует модулю 88 управления содействием от электромотора, завершается содействие крутящему моменту посредством электромотора-генератора MG, и заканчивается содействие крутящему моменту для перезапуска двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива. Другими словами, завершается управление перезапуском для двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива. Момент t6 времени на фиг.7 показывает это состояние.

Согласно устройству управления запуском двигателя гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления, как описано выше, когда двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива запускается в состоянии, в котором второй цилиндр K2 из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке ВМТ, число NE оборотов двигателя повышается посредством формирования первой вспышки в первом цилиндре K1, который расположен перед вторым цилиндром K2 в последовательности зажигания, который находится в ходе расширения, и в котором выпускной клапан не открыт, посредством непосредственного впрыска топлива в первый цилиндр K1 и воспламенения топлива, и помимо этого, в пределах пикового участка L сразу после начала повышения числа NE оборотов двигателя, и предпочтительно, в момент t4 времени максимального значения, содействие в увеличении числа NE оборотов двигателя начинается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из электромотора-генератора MG (вращающейся машины), в двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива через K0-муфту 34. Следовательно, в гибридном транспортном средстве, в котором двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива соединяется и отсоединяется от тракта передачи мощности посредством K0-муфты 34, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента. Кроме того, в результате этого, потребление электрической мощности аккумуляторного устройства при запуске двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива является небольшим, и электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в аккумуляторе 44 (аккумуляторном устройстве) в любой момент времени, является небольшой, и, следовательно, диапазон движения как электромобиля, другими словами, диапазон движения за счет электромотора, показанный на фиг.5, например, может увеличиваться, а расход топлива транспортного средства может снижаться надлежащим образом.

Согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления, поскольку содействие для повышения числа NE оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из электромотора-генератора MG (вращающейся машины), начинается в ответ на момент t4 времени с максимальным значением, в который число NE оборотов двигателя изменяется от начального увеличения вследствие его повышения на начальное снижение, и, следовательно, содействие выполняется около максимального значения сразу после повышения числа NE оборотов двигателя, то содействие крутящему моменту начинается в надлежащее время, что позволяет не тратить впустую механическую энергию, чтобы проворачивать коленчатый вал 114. Следовательно, можно запускать двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, и кроме того, запуск двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива может быстро выполняться.

Кроме того, согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления, вторая вспышка после первой вспышки образуется в третьем цилиндре K3, который идет после второго цилиндра K2 в последовательности зажигания, посредством непосредственного впрыска топлива и зажигания топлива в третьем цилиндре K3 около верхней мертвой точки третьего цилиндра K3, и в силу этого потребление электрической мощности аккумулятора 44 (аккумуляторного устройства) при запуске двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива становится еще меньшим, уменьшается электрическая мощность, которая должна резервироваться для запуска двигателя в любой момент времени в аккумуляторе 44, и, следовательно, диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства дополнительно снижается.

Кроме того, согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления изобретения, содействие в увеличении числа NE оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из электромотора-генератора MG (вращающейся машины), продолжается до тех пор, пока третий цилиндр K3 не пройдет верхнюю мертвую точку, и, следовательно, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, и более, запуск двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива может надежно выполняться.

Кроме того, согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления, содействие для повышения числа NE оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из электромотора-генератора MG (вращающейся машины), продолжается до тех пор, пока число NE оборотов двигателя не превысит заранее установленное значение NE1 определения числа оборотов, и/или до тех пор, пока не определится то, что скорость увеличения dNE/dt числа NE оборотов двигателя достигает заранее установленной скорости dNE1/dt увеличения для независимой работы, и, следовательно, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента, другими словами, электрической мощности, и кроме того, запуск двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива может надежно выполняться.

Кроме того, согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления, содействующий крутящий момент, выводимый из электромотора-генератора MG (вращающейся машины), задается равным абсолютной величине, при которой число NE оборотов двигателя сначала повышается, затем снижается и затем повышается снова, и, следовательно, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива, который остановлен, может быть запущен с использованием достаточного требуемого содействующего крутящего момента, другими словами, электрической мощности, и кроме того, потребление электрической мощности аккумулятора 44 (аккумуляторного устройства) при запуске двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива может становиться еще меньшим, уменьшается электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в любой момент времени в аккумуляторе 44, и в силу этого диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства еще больше снижается.

Кроме того, согласно устройству управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства 10 согласно настоящему варианту осуществления, если число NE оборотов коленчатого вала 114 двигателя 12 с непосредственным впрыском топлива не повышается в результате первой вспышки в первом цилиндре K1, то число NE оборотов двигателя повышается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из электромотора-генератора MG (вращающейся машины), в двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива через K0-муфту 34, и, следовательно, если по какой-либо причине повышение числа NE оборотов двигателя не может достигаться посредством начала запуска с использованием зажигания, содействующий крутящий момент, выводимый из электромотора-генератора MG, передается в двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива через K0-муфту 34, и число NE оборотов двигателя повышается, в силу этого гарантируя высокую оперативность операции запуска.

Вариант осуществления изобретения подробно описан выше со ссылкой на чертежи, но изобретение также может применяться к другим режимам.

Например, двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива варианта осуществления, описанный выше, представляет собой восьмицилиндровый V-образный двигатель, но изобретение может применяться к любому двигателю с непосредственным впрыском топлива, в котором когда второй цилиндр остановлен в позиции ВМТ, первый цилиндр, который представляет собой цилиндр перед вторым цилиндром в последовательности зажигания, находится в ходе сжатия, и выпускной клапан этого первого цилиндра закрыт. При условии, что двигатель является общим двигателем, в котором открытие выпускного клапана начинается, когда угол после верхней мертвой точки (ABMT) составляет 140° или меньше в ходе сжатия, то двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива может содержать пять или более цилиндров. Следовательно, если двигатель 12 с непосредственным впрыском топлива является четырехтактным двигателем с непосредственным впрыском топлива, имеющим пять или более цилиндров, другими словами, шестицилиндровым, восьмицилиндровым или 12-цилиндровым двигателем с непосредственным впрыском топлива, когда двигатель с непосредственным впрыском топлива запускается в состоянии, в котором предписанный цилиндр, второй цилиндр, спозиционирован в верхней мертвой точке, существует первый цилиндр, который расположен перед этим вторым цилиндром в последовательности зажигания, который находится в ходе расширения, и в котором выпускной клапан не открыт, и, следовательно, можно запускать двигатель посредством повышения числа оборотов двигателя через непосредственный впрыск топлива в первый цилиндр и воспламенение топлива, чтобы образовывать первую вспышку в первом цилиндре, и посредством использования достаточного требуемого содействующего крутящего момента. Кроме того, в результате этого, уменьшается потребление электрической мощности аккумуляторного устройства при запуске четырехтактного двигателя с непосредственным впрыском топлива, имеющего пять или более цилиндров, уменьшается электрическая мощность для запуска двигателя, которая должна резервироваться в аккумуляторном устройстве в любой момент времени, и, следовательно, диапазон движения за счет электромотора увеличивается, а расход топлива транспортного средства снижается надлежащим образом.

Кроме того, гибридное транспортное средство 10 согласно варианту осуществления, описанному выше, содержит один электромотор-генератор MG в качестве ведущего электромотора, но также можно предоставлять второй электромотор-генератор, который предоставляется, например, на выходном валу автоматической трансмиссии 20 на фиг.1 и который приводит в действие левое и правое ведущие колеса 26 через механизм 24 дифференциала транспортного средства. Кроме того, чтобы конструировать транспортное средство с приводом на четыре колеса, также может предоставляться второй электромотор-генератор, который приводит в действие только другие колеса, которые не показаны на фиг.1 (а именно, передние колеса, если ведущие колеса 26 являются задними колесами).

Кроме того, в гибридном транспортном средстве 10 согласно варианту осуществления, описанному выше, преобразователь 14 крутящего момента с блокировочной муфтой 30 предоставляется между K0-муфтой 34 и автоматической трансмиссией 20, но этот преобразователь 14 крутящего момента не должен обязательно предоставляться. Кроме того, C1-муфта 18, которая выступает в качестве входной муфты автоматической трансмиссии 20, может быть размещена в автоматической трансмиссии 20 и может составлять одно из множества фрикционных сцепляющих устройств для осуществления промежуточной передачи.

Кроме того, автоматическая трансмиссия 20 гибридного транспортного средства 10 согласно варианту осуществления, описанная выше, представляет собой планетарную ступенчатую трансмиссию, но он также может быть ременной бесступенчатой трансмиссией и не должна обязательно предоставляться.

Выше приведен только один вариант осуществления изобретения, и изобретение может быть реализовано с различными модификациями и улучшениями на основе знаний специалистов в данной области техники, без отступления от сущности изобретения.

Перечень ссылочных позиций

10 - гибридное транспортное средство

12 - двигатель с непосредственным впрыском топлива

34 - K0-муфта (муфта)

44 - аккумулятор (аккумуляторное устройство)

70 - электронное устройство управления (устройство управления запуском двигателя)

80 - модуль управления запуском двигателя

84 - модуль управления запуском с использованием зажигания

L - пиковый участок

MG - электромотор-генератор (вращающаяся машина)

1. Устройство управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства, включающее в себя двигатель с непосредственным впрыском топлива, осуществляющий непосредственный впрыск топлива в цилиндры, муфту, соединяющую и отсоединяющую двигатель с непосредственным впрыском топлива относительно тракта передачи мощности, и вращающуюся машину, функционирующую, по меньшей мере, в качестве электромотора, причем двигатель с непосредственным впрыском топлива и вращающаяся машина выполнены с возможностью их использования в качестве источников мощности приведения в движение для движения, отличающееся тем, что,
когда двигатель с непосредственным впрыском топлива запускается в состоянии, в котором второй цилиндр из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке, число оборотов двигателя повышается посредством образования первой вспышки в первом цилиндре, расположенном перед вторым цилиндром в последовательности зажигания, причем первый цилиндр находится в ходе расширения, и его выпускной клапан не открыт, посредством непосредственного впрыска топлива в первый цилиндр и воспламенения топлива, и содействие в увеличении числа оборотов двигателя начинается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту в пиковом участке сразу после того, как начинает увеличиваться число оборотов двигателя, при этом пиковый участок представляет собой
участок, который указывает число оборотов двигателя, которое не меньше значения, имеющего предписанную долю относительно максимального значения между участком увеличения числа оборотов двигателя и участком снижения, следующим за участком увеличения числа оборотов двигателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, выполняется в ответ на изменение числа оборотов двигателя на начальное снижение от начального увеличения вследствие повышения числа оборотов двигателя.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вторая вспышка после первой вспышки выполняется в третьем цилиндре после второго цилиндра в последовательности зажигания посредством непосредственного впрыска топлива в третий цилиндр и воспламенения топлива около верхней мертвой точки третьего цилиндра.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, продолжается, по меньшей мере, до тех пор, пока третий цилиндр не пройдет верхнюю мертвую точку.

5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что содействие в увеличении числа оборотов двигателя посредством содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, продолжается, по меньшей мере, до тех пор, пока число оборотов двигателя не превысит заданное значение определения числа оборотов, и/или до тех пор, пока скорость увеличения числа оборотов двигателя не превысит заданное значение определения скорости увеличения.

6. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что содействующий крутящий момент, выводимый из вращающейся машины, задается равным абсолютной величине, при которой число оборотов двигателя временно снижается после увеличения, а затем снова увеличивается.

7. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что двигатель с непосредственным впрыском топлива содержит множество цилиндров, количество которых составляет не менее пяти.

8. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что, когда вращение коленчатого вала двигателя с непосредственным впрыском топлива не повышается посредством первой вспышки в первом цилиндре, число оборотов двигателя увеличивается посредством передачи содействующего крутящего момента, выводимого из вращающейся машины, в двигатель с непосредственным впрыском топлива через муфту.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству управления для гибридного транспортного средства. Устройство управления для гибридного транспортного средства содержит двигатель; мотор, функционирующий для вывода движущей силы транспортного средства и выполнения запуска двигателя; первый элемент сцепления, вставленный между двигателем и электромотором; второй элемент сцепления, вставленный между электромотором и ведущим колесом.

Изобретение может быть использовано в системах управления двигателей внутреннего сгорания. Система управления для двигателя внутреннего сгорания ограничивает выходную мощность двигателя (1) внутреннего сгорания и содержит средство определения степени задействования акселератора для определения величины задействования педали (23) акселератора, средство определения задействования тормоза для определения задействования тормоза вследствие нажатия педали (25) тормоза и дроссельный клапан, расположенный в канале для всасываемого воздуха (11).

Изобретение может быть использовано в устройствах управления выходной характеристикой для двигателя внутреннего сгорания. Устройство управления выходной характеристикой для управления выходной характеристикой двигателя внутреннего сгорания, установленного на транспортном средстве, содержит блок обнаружения внешних условий движения транспорта по дорогам, блок вычисления рекомендуемой скорости транспортного средства, блок задания целевой выходной характеристики и блок изменения выходной характеристики.

Изобретение относится к управлению гибридным транспортным средством. Система управления гибридным транспортным средством содержит модуль определения напряжения аккумулятора; модуль управления напряжением в рамках диапазона заданного предельного напряжения; модуль управления мощностью, который вычисляет второе значение мощности, доступное стабильно от текущего времени в течение предварительно определенного времени, на основе состояний аккумулятора и в соответствии с результатами вычисления управляет выводом аккумулятора.

Группа изобретений относится к гибридному транспортному средству и способу управления им. Гибридное транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания, электрогенератор, аккумуляторную батарею, блок подсоединения/отсоединения передачи энергии, блок изменения отношения электрической передачи к механической передаче выходной величины двигателя внутреннего сгорания, блок управления подсоединением/отсоединением, блок вычисления требуемой выходной величины, блок управления двигателем внутреннего сгорания.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств. Устройство управления эффективной мощностью для двигателя внутреннего сгорания для генерирования движущей силы транспортного средства содержит датчик обнаружения запросов торможения для обнаружения, выполнена ли операция запроса торможения и контроллер.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система запуска предназначена для двигателя, который автоматически останавливается на основе предварительно определенного условия.

Группа изобретений относится к автоматической трансмиссии и способу управления автоматической трансмиссией. Автоматическая трансмиссия содержит электрический масляный насос, средство определения температуры масла, средство задания пороговых значений градиента, средство определения градиента, средство запрета на автоматическое глушение и запуск двигателя при работе на холостом ходу.

Изобретение относится к устройству и способу управления для трансмиссионного механизма ступенчатой трансмиссии. Устройство управления включает в себя муфту низшей передачи (первая муфта), которая должна зацепляться при трогании с места, и муфту высшей передачи (вторая муфта).

Изобретение может быть использовано для управления мощностью двигателя. Устройство содержит средства управления (СУ) и средства детектирования (СД).

Изобретение относится к транспортным средствам (ТС) с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) с принудительным воспламенением от искрового разряда, формируемого микропроцессорной системой зажигания.

Изобретение относится к дизельным электрическим агрегатам. Техническим результатом является повышение эффективного кпд.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система запуска предназначена для двигателя, который автоматически останавливается на основе предварительно определенного условия.

Группа изобретений относится к автоматической трансмиссии и способу управления автоматической трансмиссией. Автоматическая трансмиссия содержит электрический масляный насос, средство определения температуры масла, средство задания пороговых значений градиента, средство определения градиента, средство запрета на автоматическое глушение и запуск двигателя при работе на холостом ходу.

Изобретение может быть использовано в устройствах управления двигателей внутреннего сгорания. Устройство управления для двигателя внутреннего сгорания содержит механизм регулируемых фаз газораспределения, который преобразует фазы газораспределения клапана двигателя в переменные и содержит механизм промежуточной блокировки, который механически блокирует фазы газораспределения в положении промежуточной блокировки, за исключением положения наибольшего запаздывания и положения наибольшего опережения.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а точнее к способам управления частотой вращения дизелями при работе на режимах холостого хода. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к транспортному машиностроению, и представляет собой конструкцию двигателя для автотракторной техники.

Изобретение относится к средствам диагностики состояния искровых свечей зажигания для двигателей внутреннего сгорания. .
Изобретение относится к устройствам управления трансмиссией автомобиля. Для управления механизмами сцепления, КПП, карбюратором применяется система электромагнитов, работающая по командам, которые вырабатываются контроллером в соответствии с показаниями датчиков, отслеживающих условия движения автомобиля.
Наверх