车辆控制装置的制造方法
【专利摘要】车辆控制装置(100)具备：第一控制单元(101)，其在将内燃机从第一燃烧模式向空燃比比第一燃烧模式大的第二燃烧模式切换时，控制内燃机(200)以使得在内燃机的进气量增加至第一预定量之后切换空燃比；以及第二控制单元(102)，其在进气量随着从第一燃烧模式向第二燃烧模式的切换而增加的预定期间中的至少一部分期间内，控制内燃机以进行抑制内燃机的转速的降低的抑制动作。
【专利说明】
车辆控制装置
技术领域
[0001 ]本发明例如涉及对车辆进行控制的车辆控制装置的技术领域。
【背景技术】
[0002]已知有在内燃机运转期间能够进行空燃比的切换的内燃机。例如，在专利文献I中公开了一种内燃机，其能够将空燃比在化学当量空燃比(也就是理论空燃比)与稀空燃比之间切换。在此，在专利文献I所公开的内燃机中，在将空燃比从化学当量空燃比向稀空燃比切换时，为了防止排气特性的恶化，在内燃机的进气量达到预先设定的值以前的期间，以化学当量空燃比进行进行运转。
[0003]此外，作为与本发明相关连的现有技术文献，还存在专利文献2和专利文献3。在专利文献2中公开了如下技术:在将燃烧模式从无增压化学当量燃烧模式向增压稀燃烧模式切换时，在燃烧模式的切换控制期间，在维持化学当量空燃比的状态下使点火正时延迟，在燃烧模式的切换控制之后变更为稀空燃比并且使点火正时提前。在专利文献3中公开了如下技术:在从化学当量空燃比下的运转向稀薄侧空燃比(也就是稀空燃比)下的运转切换时，使内燃机的进气量增大，并且使空燃比追随进气量的变化而连续地变化。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2005-069029号公报
[0007]专利文献2:日本特开2008-121539号公报
[0008]专利文献3:日本特开平7-259605号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]根据专利文献I所公开的内燃机，在内燃机的进气量达到(典型地，增加至)预先设定的值以前的期间，以化学当量空燃比进行运转。也就是说，在内燃机的进气量达到预先设定的值之后，将空燃比从化学当量空燃比切换为稀空燃比。
[0011]然而，根据车辆的状态，有可能产生进气量相对难以增加(也就是说，进气量的增加速度相对较慢)的情况。例如，在内燃机的转速相对较低的情况下，与内燃机的转速相对较高的情况相比，由于内燃机的转矩相对较小，所以进气量难以增加。若进气量难以增加，则将空燃比切换为稀空燃比的定时会延迟。因此，若仅仅在内燃机的进气量达到预先设定的值之后将空燃比切换为稀空燃比，则有时从化学当量空燃比向稀空燃比切换所需的时间会相对变长。
[0012]此外，不仅是将空燃比从化学当量空燃比向稀空燃比切换的情况，在将空燃比从相对较小的空燃比向相对较大的空燃比切换的情况下，也同样存在空燃比的切换所需的时间相对变长的情况。
[0013]上述情况可作为本发明要解决的问题的一例而举出。本发明的目的在于提供一种车辆控制装置，其能够缩短从空燃比相对较小的燃烧模式向空燃比相对较大的燃烧模式的切换时间。
[0014]用于解决问题的手段
[0015]<1>
[0016]公开的车辆控制装置是一种对具备能够切换燃烧模式的内燃机的车辆进行控制的车辆控制装置，具备:第一控制单元，其在将内燃机从第一燃烧模式向空燃比比所述第一燃烧模式大的第二燃烧模式切换时，控制所述内燃机以使得在所述内燃机的进气量增加至第一预定量之后切换空燃比；以及第二控制单元，其在所述进气量随着从所述第一燃烧模式向所述第二燃烧模式的切换而增加的预定期间中的至少一部分期间内，控制所述内燃机以进行抑制所述内燃机的转速的降低的抑制动作。
[0017]根据公开的车辆控制装置，对能够切换燃烧模式的内燃机进行控制。例如，内燃机能够在第一燃烧模式与第二燃烧模式之间切换。此外，第一燃烧模式是空燃比比第二燃烧模式小(也就是说，空燃比靠浓侧)的燃烧模式。作为第一燃烧模式的一例，可举出在空燃比为化学当量空燃比(换言之，理论空燃比)的状态下进行内燃机运转的燃烧模式即化学当量燃烧模式作为一例。另一方面，第二燃烧模式是空燃比比第一燃烧模式大(也就是说，空燃比靠稀侧)的燃烧模式。作为第二燃烧模式的一例，可举出在空燃比为稀空燃比(也就是比化学当量空燃比靠稀侧的空燃比)的状态下进行内燃机运转的燃烧模式即稀燃烧模式。
[0018]为了控制这样的内燃机，车辆控制装置至少具备第一控制单元和第二控制单元。
[0019]第一控制单元在将内燃机从第一燃烧模式向第二燃烧模式切换时，控制内燃机以使得在内燃机的进气量增加至第一预定量之后切换空燃比。因此，在第一控制单元的控制下，在将内燃机从第一燃烧模式向第二燃烧模式切换时，在内燃机的进气量未增加至第一预定量的期间(典型地，进气量小于第一预定量的期间)，不切换空燃比。在该情况下，优选，在内燃机的进气量未增加至第一预定量的期间，将空燃比维持为第一燃烧模式的空燃比。之后，在内燃机的进气量增加至第一预定量后(典型地，在进气量成为了第一预定量以上之后)，将空燃比切换为第二燃烧模式的空燃比。
[0020]第二控制单元在进气量随着从第一燃烧模式向第二燃烧模式的切换而增加的预定期间中的至少一部分期间内，控制内燃机以进行抑制动作。抑制动作是抑制内燃机的转速降低的动作。更具体而言，抑制动作是抑制开始从第一燃烧模式向第二燃烧模式切换之后的内燃机的转速的降低的动作。作为抑制内燃机的转速的降低的动作，例如可举出维持内燃机的转速的动作、使内燃机的转速增加的动作作为一例。
[0021]在此，在抑制内燃机的转速的降低的情况下，与不抑制内燃机的转速的降低的情况相比，进气量容易增加(也就是说，进气量的增加速度加快)。因此，在抑制内燃机的转速的降低的情况下，与不抑制内燃机的转速的降低的情况相比，可缩短进气量增加至第一预定量所需的时间。因此，在抑制内燃机的转速的降低的情况下，与不抑制内燃机的转速的降低的情况相比，可缩短从第一燃烧模式的空燃比向第二燃烧模式的空燃比的切换时间(也就是从第一燃烧模式的空燃比向第二燃烧模式的空燃比的切换所需的时间)。也就是说，公开的车辆控制装置能够缩短从第一燃烧模式向第二燃烧模式的切换时间(也就是从第一燃烧模式向第二燃烧模式的切换所需的时间)。
[0022]<2>
[0023]在公开的车辆控制装置的另一技术方案中，所述第二控制单元构成为:(i)在所述预定期间中的所述进气量增加至比所述第一预定量小的第二预定量以前的第一期间内进行所述抑制动作，并且，(i i)在所述预定期间中的所述进气量增加至所述第二预定量之后的第二期间内不进行所述抑制动作。
[0024]根据本技术方案，可抑制内燃机的转速的急剧降低。
[0025]具体而言，若在整个预定期间内进行抑制动作，则在经过了预定期间的时刻(也就是进气量增加至第一预定量的时刻)，内燃机的转速可能会相对急剧降低。因此，在本技术方案中，在经过了预定期间中的第一期间的时刻允许内燃机的转速的降低。因此，与在经过了预定期间之后允许内燃机的转速的降低的情况相比，可抑制内燃机的转速的急剧降低。
[0026]<3>
[0027]在公开的车辆控制装置的另一技术方案中，所述车辆还具备连结于所述内燃机连结的旋转电机，所述车辆控制装置还具备第三控制单元，该第三控制单元控制所述旋转电机以使其利用进行所述抑制动作的期间中的所述内燃机的输出的至少一部分来进行再生发电。
[0028]根据本技术方案，由于抑制内燃机的转速的降低而有可能成为多余(例如，不被使用于车辆的动力运行)的内燃机的输出的至少一部分被有效活用于再生的用途。因此，可适当抑制由抑制内燃机的转速的降低引起的车辆的燃料经济性的恶化。
[0029]本发明的这样的作用和其他优点将会通过接下来说明的实施方式而变得更加清
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【附图说明】
[0030]图1是示出本实施方式的混合动力车辆的结构的一例的框图。
[0031]图2是示出将发动机的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作的流程的流程图。
[0032]图3是示出确定进行本实施方式的切换动作时的车辆的状态的参数的具体例以及确定进行比较例的切换动作时的车辆的状态的参数的具体例的时序图。
[0033 ]图4是示出发动机的动作点的迀移的情况的动作点映射。
[0034]图5是示出与进气量成比例的发动机的转矩的响应性与发动机的转速之间的关系的图表。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0036](I)混合动力车辆的结构
[0037]首先，参照图1，对本实施方式的车辆10的结构进行说明。在此，图1是示出本实施方式的车辆10的结构的一例的框图。
[0038]如图1所示，车辆10具备车轴11、车轮12、作为“车辆控制装置”的一具体例的ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)100、作为“内燃机”的一具体例的发动机200、作为“旋转电机”的一具体例的电动发电机MG1、作为“旋转电机”的一具体例的电动发电机MG2、动力分配机构300、变换器400以及电池500。也就是说，车辆1是所谓的混合动力车辆。
[0039]车轴11是用于将从发动机200和电动发电机MG2输出的动力传递给车轮的传递轴。
[0040]车轮12是将经由后述车轴11传递的动力传递给路面的单元。虽然图1示出了车辆10在左右各具备一个车轮12的例子，但实际上优选的是车辆10在前后左右各具备一个车轮12(也就是说，合计具备四个车轮12)。
[0041 ]发动机200作为车辆10的主动力源发挥功能。特别地，在本实施方式中，发动机200是稀燃发动机(更优选是增压稀燃发动机)。因此，发动机200在ECU100的控制之下，除了进行化学当量燃烧模式下的运转之外，还能够进行稀燃烧模式下的运转，化学当量燃烧模式是进行化学当量空燃比(换言之，理论空燃比)下的燃烧的模式，稀燃烧模式是进行比化学当量空燃比靠稀侧(换言之，稀薄侧)的稀空燃比下的燃烧。也就是说，发动机200在ECU100的控制之下，能够在化学当量燃烧模式下的运转与稀燃烧模式下的运转之间适当切换。
[0042]电动发电机MGl主要作为用于对电池500充电或者用于对电动发电机MG2供给电力的发电机发挥功能。而且，电动发电机MGl也可以作为对发动机200的驱动力进行辅助的电动机发挥功能。
[0043]电动发电机MG2主要作为对发动机200的动力进行辅助的电动机发挥功能。而且，电动发电机MG2也作为用于对电池500充电的发电机发挥功能。
[0044]动力分配机构300是具备未图示的太阳轮、行星架、小齿轮以及齿圈的行星齿轮机构。这些齿轮中，处于内周的太阳轮的旋转轴连结于电动发电机MGl，处于外周的齿圈的旋转轴连结于电动发电机MG2。处于太阳轮与齿圈之间的行星架的旋转轴连结于发动机200。发动机200的旋转通过该行星架和小齿轮而传递给太阳轮和齿圈。其结果，发动机200的动力被分配为两个系统。在车辆10中，齿圈的旋转轴连结于车辆10的车轴11，经由该车轴11向车轮12传递驱动力。
[0045]变换器400将从电池500取出的直流电力转换为交流电力，并对电动发电机MGl和电动发电机MG2供给该交流电力。而且，变换器400将由电动发电机MG I和电动发电机MG2发电产生的交流电力转换为直流电力，并对电池500供给该直流电力。此外，变换器400也可以构成为所谓Control Unit:功率控制单元)的一部分。
[0046]电池500是作为用于使电动发电机MGl和电动发电机MG2运行的电力的供给源发挥功能的能够充电的蓄电池。车辆10可以具备单一的电池500，也可以具备多个电池。此外，车辆10也可以除了电池500之外或者取代电池500而具备单一的或多个电容器(例如，双电层电容器)。
[0047]此外，电池500也可以通过从车辆10的外部的电源对车辆10供给的电力来充电。也就是说，车辆10也可以是所谓的插电式混合动力车辆。
[0048]ECU100是构成为能够控制车辆10的整体动作的电子控制单元。ECU100具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、R0M(Read Only Memory:只读存储器)以及RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)等。
[0049]在本实施方式中，特别地，ECT100优选具备作为“第一控制单元”的一具体例的空燃比控制部101、作为“第二控制单元”的一具体例的动作点控制部102、以及作为“第三控制单元”的一具体例的再生控制部103，作为在其内部实现的逻辑性或物理性的处理块。
[0050]空燃比控制部101控制发动机200的空燃比。动作点控制部102根据发动机200的要求输出来控制发动机200的实际动作点(也就是当前的或实际的动作点)。再生控制部103控制电动发电机MG2的再生。此外，关于空燃比控制部101、动作点控制部102以及再生控制部103的动作的详情，将在后面一边参照图2等一边详述。
[0051 ]此外，在图1中，例示了具备电动发电机MG1、MG2和发动机200的双方的车辆10(所谓的混合动力车辆)。然而，车辆10也可以不具备电动发电机MGl、MG2(甚至是变换器400和电池500)。在该情况下，车辆10也可以取代动力分配机构300而具备无级变速器(例如，CVT(Continuously Variable Transmiss1n))。
[0052](2)车辆10的动作
[0053]以下，对具有上述结构的车辆10的动作进行说明。
[0054](2-1)基本动作
[0055]在车辆10行驶时，通过由ECU100和动力分配机构300控制主要作为发电机发挥功能的电动发电机MGl、主要作为电动机发挥功能的电动发电机MG2以及发动机200各自的动力分配，来控制车辆10的行驶状态。
[0056]此时，若着眼于发动机200的运转状态，则发动机200在动作点控制部102的控制下，以发动机200的实际动作点在最佳燃料经济性线(也就是在由发动机200的转速和发动机200的转矩确定的映射上定义的最佳燃料经济性线)上迀移的方式进行运转。
[0057]另外，在发动机200所要求的动作点即要求动作点从稀区域向化学当量区域切换时，进一步在空燃比控制部101的控制下，将空燃比从稀空燃比向化学当量空燃比切换。其结果，发动机200的运转状态(运转模式)从稀燃烧模式向化学当量燃烧模式切换。此外，化学当量区域是指发动机200应该在化学当量燃烧模式下运转的动作点区域。同样，稀区域是指发动机200应该在稀燃烧模式下运转的动作点区域。
[0058]另一方面，在本实施方式中，特别地，在发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域切换时，发动机200按照以下所说明的切换动作来进行运转。也就是说，在发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域切换时，发动机200的运转状态按照以下所说明的切换动作而从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换。以下，进一步对将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作进行说明。
[0059](2-2)从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式的切换动作
[0060]参照图2，对将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作进行说明。图2是示出将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作的流程的流程图。
[0061]如图2所示，首先，动作点控制部102判定发动机200的要求动作点是否从化学当量区域向稀区域移动(步骤SI I) O也就是说，动作点控制部102判定在发动机200的当前的或实际的动作点即实际动作点位于化学当量区域的状况下，新的要求动作点是否变成位于稀区域(步骤Sll)。
[0062]此外，要求动作点由根据车辆10的车速和/或驾驶员的加速器操作(也就是加速器开度)等确定的发动机要求输出来决定。因此，每当车速和/或加速器操作变化时，要求动作点都有可能变化。因此，动作点控制部102优选在每当算出新的要求动作点时都判定要求动作点是否从化学当量区域向稀区域迀移。
[0063]在步骤Sll的判定结果是判定为发动机200的要求动作点不从化学当量区域向稀区域移动的情况下(步骤Sll:否)，可以不将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换。因此，在该情况下，如在上述的基本动作中所说明那样，动作点控制部102以使发动机200的实际动作点在最佳燃料经济性线上迀移(也就是追随)的方式控制发动机200的运转状态(步骤S17)。
[0064]另一方面，在步骤Sll的判定的结果是判定为发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移的情况下(步骤Sll:是)，ECU100为了将发动机200的运转状态切换为稀燃烧模式而使节气门的开度增加。其结果，发动机200的进气量增加(步骤S12)。
[0065]此时，在本实施方式中，动作点控制部102以抑制发动机200的转速的降低的方式控制发动机200的运转状态(步骤S12)。也就是说，在本实施方式中，在抑制了发动机200的转速的降低的状态下，发动机200的进气量增加。此时，动作点控制部102可以不以使发动机200的实际动作点在最佳燃料经济性线上迀移的方式控制发动机200的运转状态。换言之，动作点控制部102可以以使发动机200的实际动作点位于与最佳燃料经济性线不同的场所的方式控制发动机200的运转状态。
[0066]在此所说的“发动机200的转速的降低的抑制”是指判定为发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移之后的期间中的至少一部分期间内的转速的降低的抑制。例如，“发动机200的转速的降低”可以是指抑制转速从判定为要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移的时刻的转速降低。
[0067]动作点控制部102也可以为了抑制发动机200的转速的降低而维持发动机200的转速。例如，动作点控制部102也可以将发动机200的转速保持为判定为要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移的时刻的转速。
[0068]动作点控制部102也可以为了抑制发动机200的转速的降低而除了维持发动机200的转速之外或者取代维持发动机200的转速而使发动机200的转速增加。也就是说，动作点控制部102也可以使发动机200的转速增加至比判定为要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移的时刻的转速高的转速。
[0069]此外，在为了抑制转速的降低而使转速增加的情况下，只要不低于判定为要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移的时刻的转速，则动作点控制部102也可以除了使转速增加之外还使转速减少。或者，只要不低于判定为要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移的时刻的转速，则动作点控制部102也可以适当反复进行在使转速增加之后再使转速减少的动作。其结果，能够防止由抑制转速的降低引起的转速的无止境的或过度的增加。
[0070]在抑制发动机200的转速的降低的情况下，发动机200的实际的输出即发动机实际输出有可能变得比发动机要求输出大。在该情况下，再生控制部103可以控制电动发电机MG2以使其利用发动机实际输出中的多余输出(也就是发动机实际输出-发动机要求输出)进行再生(也就是再生发电)。
[0071]但是，如上所述，也可以取代具备电动发电机MG1、MG2的车辆10而使用不具备电动发电机MGl、MG2的车辆10。在不具备电动发电机MGl、MG2的车辆10中，在发动机实际输出比发动机要求输出大的情况下，可以通过调整发动机200的点火角度(例如，使其比通常时延迟)来抵消发动机实际输出中的多余输出。
[0072]此外，在进行步骤S12的时刻，空燃比控制部101可以不将空燃比切换为稀空燃比。也就是说，空燃比控制部101可以将空燃比维持为化学当量空燃比。例如，空燃比控制部101可以通过以与发动机200的进气量的增加量相配合地调整燃料喷射量(例如使其增加)的方式控制燃料喷射装置，来将空燃比维持为化学当量空燃比。
[0073]之后，动作点控制部102判定发动机200的进气量是否为暂定目标量以上(步骤S13)。在此，暂定目标预定量是比发动机200在稀燃烧模式下运转的情况下的进气量的目标值即最终目标量小的值。例如，暂定目标量可以是通过将最终目标量乘以预定的系数而得到的值。预定的系数优选比O大且比I小。作为这样的系数，例如可举出0.9作为一例。当然，也可以采用0.9以外的值作为预定的系数。此外，最终目标量和暂定目标量分别是“第一预定量”和“第二预定量”的一具体例。
[0074]在步骤S13的判定结果是判定为发动机200的进气量不为暂定目标量以上的情况下(步骤S13:否)，反复进行步骤S12的动作。也就是说，在抑制了发动机200的转速的降低的状态下，发动机200的进气量进一步增加。
[0075]另一方面，在步骤S13的判定结果是判定为发动机200的进气量为暂定目标量以上的情况下(步骤S13:是)，动作点控制部102在结束抑制发动机200的转速的降低的动作的基础上，以使发动机200的实际动作点位于最佳燃料经济性线上的方式控制发动机200的运转状态(步骤S14)。其结果，发动机200的转速降低至发动机200的实际动作点位于最佳燃料经济性线上。
[0076]之后，空燃比控制部101判定发动机200的进气量是否为最终目标量以上(步骤S15)。此外，如上所述，最终目标量是发动机200在稀燃烧模式下运转的情况下的进气量的目标值。
[0077]在步骤S15的判定结果是判定为发动机200的进气量不为最终目标量以上的情况下(步骤S15:否)，反复进行步骤S14的动作。也就是说，动作点控制部102继续以使发动机200的实际动作点位于最佳燃料经济性线上的方式控制发动机200的运转状态。
[0078]另一方面，在步骤S15的判定结果是判定为发动机200的进气量为最终目标量以上的情况下(步骤S15:是)，空燃比控制部101将空燃比从化学当量空燃比切换为稀空燃比(步骤S16)。例如，空燃比控制部101可以通过以调整燃料喷射量(例如，使其减少)以使空燃比成为稀空燃比的方式控制燃料喷射装置，来将空燃比切换为稀空燃比。其结果，发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换。
[0079]在此，参照图3?图5，对进行本实施方式的切换动作时的车辆10的状态的具体例进行说明。以下，针对进行在使进气量增加时抑制发动机200的转速的降低的本实施方式的切换动作的情况下的车辆10的状态的具体例，一边与进行在使进气量增加时不抑制发动机200的转速的降低(也就是说，继续使发动机200的动作点位于最佳燃料经济性线上)的比较例的切换动作的情况下的车辆10的状态的具体例进行对比，一边进行说明。图3是示出确定进行本实施方式的切换动作的情况下的车辆10的状态的参数的具体例(图3(a))以及确定进行比较例的切换动作的情况下的车辆10的状态的参数的具体例(图3(b))的时序图。图4是示出发动机200的动作点的动作点映射。图5是示出与进气量成比例的发动机200的转矩的响应性与发动机200的转速之间的关系的图表。
[0080]如图3(a)和图3(b)所示，在本实施方式的切换动作和比较例的切换动作中，假设都是在时刻tl判定为发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移。此外，如图3
(a)和图3(b)的第一段的时序图所示，在此公开了要求动作点从化学当量区域向稀区域的迀移的触发器(trigger)是由驾驶员进行的使加速器踏板回位的操作(也就是加速器开度的减少)的例子。
[0081]其结果，如图3(a)和图3(b)各自的第四段的时序图所示，节气门的开度从时刻tl开始增加。其结果，如图3(a)和图3(b)各自的第三段的时序图所示，发动机200的进气量从时刻11开始增加。
[0082]在此，在比较例中，如图4(b)所示，发动机200的实际动作点在最佳燃料经济性线上迀移。其结果，在比较例中，如图3(b)的第二段的时序图所示，发动机200的转速从时刻tl开始降低。之后，在进气量达到最终目标量的时刻t4，将空燃比从化学当量空燃比切换为稀空燃比。
[0083]另一方面，本实施方式中，如图3(a)的第二段的时序图所示，在从时刻tl到进气量达到暂定目标量的时刻12的期间，抑制发动机200的转速的降低。由于抑制发动机200的转速的降低，所以如图4(a)所示，在从时刻tl到时刻t2的期间，发动机200的实际动作点不在最佳燃料经济性线上迀移。之后，在从时刻t2到进气量达到最终目标量的时刻t3的期间，发动机200的转速降低。此时，在从时刻t2到时刻t3的期间，发动机200的实际动作点朝向最佳燃料经济性线迀移。之后，在进气量达到最终目标量的时刻t3，将空燃比从化学当量空燃比切换为稀空燃比。
[0084]在该情况下，在比较例中，从判定为发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移起到空燃比实际切换为稀空燃比为止所需的时间(切换所需时间)是时刻t4_时刻11。另一方面，在本实施方式中，切换所需时间是时刻t3-时刻tl。如图3(a)和图3(b)所示，本实施方式的切换所需时间比比较例的切换所需时间短。以下，对本实施方式的切换所需时间比比较例的切换所需时间短的理由进行说明。
[0085]如图5所示，在发动机200的转速相对较高的情况下，与发动机200的转速相对较低的情况相比，发动机200的转矩的响应性能(例如，响应速度)提高。若考虑到发动机200的转矩与进气量成比例，则在发动机200的转速相对较高的情况下，与发动机200的转速相对较低的情况相比，进气量的增加速度加快(也就是说，进气量容易增加)。因此，如图3(a)和图3
(b)各自的第三段的时序图所示，在抑制了发动机200的转速的降低的本实施方式中，与不抑制发动机200的转速的降低的比较例相比，进气量的增加速度加快。若考虑到在进气量增加至最终目标量的时刻将空燃比切换为稀空燃比，则进气量的增加速度实质上与从判定为发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移起到空燃比实际被切换为稀空燃比为止所需的切换所需时间成反比。也就是说，进气量的增加速度越大，切换所需时间就越短。因此，抑制发动机200的转速的降低因而进气量的增加速度相对加快的本实施方式的切换所需时间，比不抑制发动机200的转速的降低因而进气量的增加速度相对减慢的比较例的切换所需时间短。
[0086]这样，在本实施方式的车辆I中，可适当缩短从判定为发动机200的要求动作点从化学当量区域向稀区域迀移起到空燃比实际被切换为稀空燃比为止所需的切换所需时间。也就是说，可适当缩短将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换所需的切换所需时间。
[0087]这样的切换所需时间的缩短效果在发动机200是增压稀燃发动机的情况特别有用。这是因为，在发动机200的转速正在降低的情况下，由于增压器所具备的涡轮的转速也在降低，所以难以促进进气量的增加。然而，在本实施方式中，由于抑制发动机200的转速的降低，所以也可抑制增压器所具备的涡轮的转速的降低，结果，容易促进进气量的增加。因此，可适当缩短切换所需时间。
[0088]除此之外，在本实施方式中，抑制发动机200的转速的动作仅在进气量增加至比最终目标量小的暂定目标量以前的期间进行。也就是说，在本实施方式中，抑制发动机200的转速的动作不在进气量为暂定目标量以上且小于最终目标量的期间进行。若假设在进气量为暂定目标量以上且小于最终目标量的期间也进行抑制发动机200的转速的动作，则在进气量成为了最终目标量以上的时刻，发动机200的转速可能会急剧降低。然而，在本实施方式中，在进气量成为了暂定目标量以上的时刻允许发动机200的转速的降低。因此，与在进气量成为了最终目标量以上的时刻允许发动机200的转速的降低的情况相比，可抑制发动机200的转速的急剧降低。
[0089]此外，在暂定目标量是通过将最终目标量乘以预定的系数而得到的值的情况下，预定的系数越小，则开始允许发动机200的转速的降低的定时越早。开始允许发动机200的转速的降低的定时越早，则越能适当抑制发动机200的转速的急剧降低，但进气量相对越难以增加。另一方面，预定的系数越大，则开始允许发动机200的转速的降低的定时越晚。开始允许发动机200的转速的降低的定时越晚，则进气量相对越容易增加，但越难以抑制发动机200的转速的急剧降低。因此，优选在考虑了进气量的增加的难易程度与发动机200的转速的急剧降低的抑制程度之间的平衡的基础上，设定适当的预定的系数(或者暂定目标量)。
[0090]但是，从容易使进气量增加这一点来说，动作点控制部102也可以在进气量为暂定目标量以上且最终目标量以下的期间，也以抑制发动机200的转速的降低的方式控制发动机200的运转状态。在该情况下，在进气量成为了最终目标量以上的时刻，动作点控制部102可以在结束了抑制发动机200的转速的降低的动作的基础上，以使发动机200的实际动作点位于最佳燃料经济性线上的方式控制发动机200的运转状态。
[0091]除此之外，在本实施方式中，在因抑制发动机200的转速的降低而发动机实际输出比发动机要求输出大的情况下，电动发电机MG2能够使用发动机实际输出中的多余输出来进行再生。也就是说，可有效活用因抑制发动机200的转速的降低而变得多余(例如，不被使用于车辆10的动力运行)的发动机实际输出的至少一部分。因此，可适当抑制由抑制发动机200的转速的降低引起的车辆1的燃料经济性的恶化。
[0092]此外，在上述说明中，作为发动机200的运转状态，采用了化学当量燃烧模式和稀燃烧模式。然而，作为发动机200的运转状态，也可以取代化学当量燃烧模式和稀燃烧模式而采用第一燃烧模式和空燃比比第一燃烧模式大(也就是说，空燃比靠稀侧或稀薄侧)的第二燃烧模式。在该情况下，在将发动机200的运转状态从第一燃烧模式向第二燃烧模式切换时，进行依照上述的“将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作”的动作(其中，将化学当量燃烧模式和稀燃烧模式分别替换为第一燃烧模式和第二燃烧模式)。
[0093]具体而言，例如，也可以取代化学当量燃烧模式和稀燃烧模式而采用浓燃烧模式(也就是空燃比成为比化学当量空燃比靠浓侧的浓空燃比的运转模式)和稀燃烧模式。在该情况下，在将发动机200的运转状态从浓燃烧模式向稀燃烧模式切换时，进行依照上述的“将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作”的动作(其中，将化学当量燃烧模式替换为浓燃烧模式)。
[0094]或者，例如，也可以取代化学当量燃烧模式和稀燃烧模式而采用浓燃烧模式和化学当量燃烧模式。在该情况下，在将发动机200的运转状态从浓燃烧模式向化学当量燃烧模式切换时，进行依照上述的“将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作”的动作(其中，将化学当量燃烧模式和稀燃烧模式分别替换为浓燃烧模式和化学当量燃烧模式)。
[0095]另外，在上述说明中，车辆10采用了所谓的分割(动力分配)方式的混合动力系统(例如，THS: Toyota Hybrid System)。也就是说，在上述说明中，车辆10采用了发动机200的动力、主要作为发电机发挥功能的电动发电机MGl的动力以及主要作为电动机发挥功能的电动发电机MG2的动力由动力分配机构310适当分割的混合动力系统。然而，车辆10也可以采用除了动力分配机构310之外或者取代动力分配机构310而使用无级变速器(例如，CVT(Continuously Variable Transmiss1n))的串联方式或并联方式的混合动力系统。在使用这样的无级变速器的串联方式或并联方式的混合动力系统中，也可以应用上述的“将发动机200的运转状态从化学当量燃烧模式向稀燃烧模式切换的切换动作”。
[0096]此外，本发明能够在不违反可从权利要求书和说明书整体读取到的发明的要点或思想的范围内进行适当变更，伴有这样的变更的车辆控制装置也包含在本发明的技术思想中。
[0097]标号说明
[0098]10...车辆;
[0099]100...ECU;
[0100]101...空燃比控制部;
[0101]102...动作点控制部；
[0102]103...再生控制部；
[0103]200...发动机;
[0104]300...动力分配机构；
[0105]400...变换器；
[0106]500...电池;
[0107]MG1、MG2...电动发电机。
【主权项】
1.一种车辆控制装置，对具备能够切换燃烧模式的内燃机的车辆进行控制，具备: 第一控制单元，其在将内燃机从第一燃烧模式向空燃比比所述第一燃烧模式大的第二燃烧模式切换时，控制所述内燃机以使得在所述内燃机的进气量增加至第一预定量之后切换空燃比；以及 第二控制单元，其在所述进气量随着从所述第一燃烧模式向所述第二燃烧模式的切换而增加的预定期间中的至少一部分期间内，控制所述内燃机以进行抑制所述内燃机的转速的降低的抑制动作。2.根据权利要求1所述的车辆控制装置， 所述第二控制单元构成为:(i)在所述预定期间中的所述进气量增加至比所述第一预定量小的第二预定量以前的第一期间内进行所述抑制动作，(ii)在所述预定期间中的所述进气量增加至所述第二预定量之后的第二期间内不进行所述抑制动作。3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置， 所述车辆还具备连结于所述内燃机的旋转电机， 所述车辆控制装置还具备第三控制单元，该第三控制单元控制所述旋转电机以使其利用进行所述抑制动作的期间内的所述内燃机的输出的至少一部分来进行再生发电。
【文档编号】F02D41/04GK105960519SQ201480074659
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年12月5日
【发明人】菅野善仁
【申请人】丰田自动车株式会社