[发明专利]混合动力车辆及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够利用发动机和电动机作为动力源来运行的混合动 力车辆，以及一种控制所述混合动力车辆的方法。

背景技术

近年来已开始使用混合动力车辆，所述混合动力车辆既设置有输出通 过燃烧燃料所产生的扭矩的发动机，也设置有通过接收动力供应来输出扭 矩的电动机。这些车辆能够通过将来自发动机和电动机的扭矩传递至车轮 来运行，且能够通过依据运行状态驱动或停止发动机和电动机的方式以数 种模式中的任意一种来驱动。例如，可以仅利用来自发动机的扭矩或者仅 利用来自电动机的扭矩来驱动车轮。可替代地，可利用来自发动机以及电 动机的扭矩来驱动车轮。可利用电池中储存的动力(电力)来驱动电动机。 当电池的荷电状态(SOC)下降时，发动机将驱动发电机为电池充电。

在这种混合动力车辆中使用的缸内喷射式发动机中，通过在压缩行程 期间将燃料喷射至燃烧室内来实现在稀空燃比情况下的分层燃烧，且通过 在进气行程期间将燃料喷射至燃烧室内以形成均匀的空气-燃料混合物 来实现在化学计量空燃比情况下的均质燃烧。例如，通过在活塞的进气行 程期间打开进气门以便从进气口将空气吸入燃烧室内使之在压缩行程期 间进行压缩，在内燃发动机的低负荷运转区域中实现分层燃烧。然后将燃 料喷射至这种高压空气中且两者混合。将由此得到的空气-燃料混合物导 向火花塞，空气-燃料混合物在此被点燃。同时，通过在活塞的进气行程 期间打开进气门以便从进气口将空气吸入燃烧室内在内燃发动机的中高 负荷运转区域中实现均质燃烧。在吸入空气时，喷射燃料以便形成分散至 整个燃烧室的空气-燃料混合物。这种分散的空气-燃料混合物随后被火 花塞点燃并在整个燃烧室内均匀地燃烧。

例如，日本专利申请公开No.2005-069029(JP-A-2005-069029)描述 了一种这样的混合动力车辆。同样，例如，日本专利申请公开No. 2000-130213(JP-A-2000-130213)描述了一种缸内喷射式发动机。

利用上述现有技术的发动机，当根据运转状态在实现稀空燃比情况下 的分层燃烧的运转模式与实现化学计量空燃比情况下的均质燃烧的运转 模式之间改变运转模式时，为了补偿，诸如进气量或点火正时等运转参数 要根据空燃比的变化而变化，使得实际的输出扭矩不会与驾驶员要求的扭 矩有差异。但是，当空燃比暂时变化时的发动机扭矩调节会中断，此时会 产生可能对驱动性能造成不利影响的冲击。

JP-A-2000-130213还描述了一种用于稀薄燃烧发动机的控制设备。利 用这种控制设备，即使当执行稀薄燃烧的条件满足或者不满足时，输出至 节气门致动器的打开量指令值以步进方式增加或减小，(由于惯性和节气 门与燃烧空间之间的距离所致)也会存在节气门致动器的时滞以及空气的 响应延迟。因此，利用JP-A-2000-130213中所述的稀薄燃烧发动机的控制 设备，目标空燃比、点火正时以及喷射正时中的漂移与所述时滞和空气的 响应延迟是同步的。但是，当空燃比变化时的发动机扭矩的失调常常不仅 是由于诸如电子节气门装置等装置的响应延迟等所引起，而且由于这些装 置的长期变化和进气温度的偏差、以及由于残留气体的温差所致的燃烧速 率的差异所引起。因此，发动机扭矩的这种失调不能得以适当补偿，且因 此产生对驱动性能造成不利影响的冲击。

发明内容

本发明提供了一种旨在通过减少因运转模式变化时发生的扭矩波动而 产生的冲击来提高驱动性能的混合动力车辆，以及控制所述混合动力车辆 的方法。

本发明的第一方面涉及一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括： 发动机；电动机；动力传递部，其将来自所述发动机的输出传递至驱动轮 并将来自所述电动机的输出传递至所述驱动轮；输出控制部，其根据车辆 的运行状态利用所述动力传递部来控制所述发动机的输出比率以及所述 电动机的输出比率；以及运转模式切换部，其在所述发动机的空燃比为稀 空燃比的稀薄燃烧运转模式和所述发动机的空燃比接近化学计量空燃比 的化学计量燃烧运转模式之间切换所述发动机的运转模式。当所述运转模 式切换部切换所述发动机的运转模式时，所述输出控制部选择性地增大和 减小所述电动机的输出比率，使得作为所述发动机和所述电动机的组合输 出的所述发动机和所述电动机的总输出是恒定的。