具有利用隨之減小的發動機輸出范圍和增大的荷電狀態的可變氣門正時故障檢測的混合...的制作方法

具有利用隨之減小的發動機輸出范圍和增大的荷電狀態的可變氣門正時故障檢測的混合 ...的制作方法
【專利摘要】發動機具有用于控制進氣門的致動特性的可變氣門致動裝置，所述致動特性是提升進氣門的量和/或進氣門上的工作角。當具有受到可變氣門致動裝置的控制的致動特性(或被提升的量和/或以工作角工作)的進氣門的致動特性固定(在S120中為是)時，與當所述致動特性未固定(在S120中為否)時相比，被應用于在其內設定發動機被要求提供的輸出的范圍被限制成更窄并且蓄電裝置的受控目標SOC升高成更高(S150、S160、S170)。
【專利說明】
具有利用隨之減小的發動機輸出范圍和増大的荷電狀態的可變氣門正時故障檢測的混合動力車輛
技術領域
[0001]本發明涉及一種混合動力車輛，并且更具體地涉及一種包括設置有用于改變進氣門的致動特性的可變氣門致動裝置的內燃機的混合動力車輛。
【背景技術】
[0002]已知一種內燃機，該內燃機設置有能夠改變進氣門的致動特性的可變氣門致動裝置。此外，已知一個這樣的可變氣門致動裝置，該可變氣門致動裝置允許進氣門被提升改變的量和/或以變化的工作角工作(參見專利文獻1-1 O)。
[0003]例如，日本專利特開號2009-202662(專利文獻I)公開了一種混合動力車輛，其內安裝有內燃機，該內燃機具有可變氣門致動裝置，該可變氣門致動裝置允許進氣門以變化的幅度被提升一定的量并且以具有變化的幅度的工作角(或運行角)工作。專利文獻I公開了當混合動力車輛具有被診斷為故障的可變氣門致動裝置，并且車輛當前行駛或停止時，則發動機被禁止停止。
[0004]此外，日本專利特開號2004-084521(專利文獻2)描述了當檢測到用于改變打開/關閉進氣門的正時的裝置和/或用于改變進氣門上的工作角的裝置已經發生故障時，正時和/或工作角固定并且節氣門也取決于目標吸入空氣體積而在角度上受到控制以允許故障保護。
[0005]引用列表
[0006]專利文獻
[0007][專利文獻I]日本專利特開號2009-202662
[0008][專利文獻2]日本專利特開號2004-084521
[0009][專利文獻3]日本專利特開號2005-299594
[0010][專利文獻4]日本專利特開號2000-034913[0011 ][專利文獻5]日本專利特開號2009-190525
[0012][專利文獻6]日本專利特開號2004-183610
[0013][專利文獻7]日本專利特開號2013-053610
[0014][專利文獻8]日本專利特開號2008-025550
[0015][專利文獻9]日本專利特開號2012-117376
[0016][專利文獻10]日本專利特開號9-242519

【發明內容】

[0017]技術問題
[0018]專利文獻I描述了一旦可變氣門致動裝置已經發生故障，內燃機就被禁止停止，如上文已經描述的，并且在那種情況下，當車輛加速并且因此行駛時，車輛經發動機的輸出以及馬達的輸出行駛，而當車輛在穩定狀態下行駛時，車輛單獨地經發動機的輸出行駛。此夕卜，當車輛減速并且因此行駛時，車輛使馬達以再生方式驅動以產生電力，并且當車輛停止時，車輛使發動機轉速被控制到規定的速度，并且過多的扭矩被用來驅動馬達以產生電力。
[0019]然而，當可變氣門致動裝置已經發生故障等并且相應地進氣門的致動特性被固定(或被提升固定量和/或以固定的工作角工作)時，則根據固定的致動特性，發動機能夠輸出的最大輸出可能減小和/或發動機能夠輸出的最小輸出可能增大。這可能導致發動機提供比發動機根據總體上在混合動力車輛中實現的輸出的分配所要求提供的輸出多得多或小得多的輸出。
[0020]在那種情況下，為了使混合動力車輛的輸出總體上匹配要求值，發動機的輸出的剩余/短缺必須通過運行馬達以經由對蓄電裝置(或電池)進行充電/放電來輸出正或負扭矩來補償。如果這頻繁地發生，則蓄電裝置(或電池)可以使荷電狀態(SOC)增大(當發動機提供過多輸出時)或減小(當發動機提供不充足的輸出時)。減小的SOC時車輛加速性能受損，并且過量減小的SOC可能導致車輛不再能夠行駛。過量地增大的SOC防止蓄電裝置吸收當隨著發動機停止發動機的旋轉減速時所產生的電力，并且相應地，發動機空轉持續增大的時間段，這可能導致燃料效率削弱。
[0021]已經完成本發明來解決這樣的問題，并且本發明的目的是，當包括內燃機的車輛具有固定的提升量和/或工作角時，內燃機被運行以避免導致燃料效率削弱等的過量地增大/減小的S0C，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等，其中所述內燃機具有可變氣門致動裝置來控制進氣門提升受控的量和/或以受控的工作角工作。
[0022]問題的解決方案
[0023]本發明提供了一種混合動力車輛，所述混合動力車輛包括:內燃機，所述內燃機具有用于控制進氣門的致動特性的可變氣門致動裝置，所述致動特性是提升所述進氣門的量和/或所述進氣門上的工作角;檢測器，所述檢測器被構造成檢測由所述可變氣門致動裝置控制的致動特性;旋轉電機，所述旋轉電機被構造成產生車輛驅動力；蓄電裝置，所述蓄電裝置被構造成存儲用于驅動所述旋轉電機的電力；和控制裝置。控制裝置被構造成使得當檢測器檢測到致動特性被固定時，控制裝置設定被應用于在其內設定內燃機被要求提供的輸出的范圍，使得所述范圍與當致動特性未固定時相比更窄，并且控制裝置將蓄電裝置的SOC控制成與當致動特性未固定時相比更高。
[0024]在本混合動力車輛中，當可變氣門致動裝置已經發生故障或處于低溫下并且因此具有增大的摩擦等，并且相應地，具有受到可變氣門致動裝置的控制的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)的進氣門的致動特性(或提升量和/或工作角)固定時，利用根據固定的致動特性限制的最大值和/或最小值來控制內燃機的輸出，并且相應地，內燃機被要求提供的輸出能夠被設定在窄范圍內，并且對于高輸出范圍而言，在內燃機提供不足的輸出的情況下，蓄電裝置的SOC也能夠事先被控制為高的。因此，雖然進氣門的致動特性固定，但是內燃機能夠被運行以避免過量增大/減小的SOC(過量增大/減小的SOC將導致燃料效率削弱)，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
[0025]優選地，當在提升進氣門的量和進氣門上的工作角中的至少一個小于第一規定值的情況下所述致動特性被固定時，與當致動特性未固定時相比，控制裝置將所述范圍設定成更窄并且將SOC控制成更高。進一步優選地，當在提升進氣門的量和進氣門上的工作角中的至少一個大于第一規定值的情況下所述致動特性被固定時，控制裝置將所述范圍確定成并且將SOC控制成等同于當致動特性未固定時所應用的那些范圍和soc。
[0026]因此，僅當進氣門具有在一個范圍內(對于該范圍，內燃機可以提供在一個窄范圍內的輸出)固定的致動特性時，內燃機被要求提供的輸出被設定在窄范圍內，并且SOC事先也被控制為高的。這允許內燃機更有效地被使用并且也能夠增大接受再生電力的能力，并且車輛能夠因此繼續行駛同時使燃料效率削弱最小化。
[0027]進一步優選地，當在提升進氣門的量和進氣門上的工作角中的至少一個小于第二規定值(該第二規定值小于第一規定值)的情況下所述致動特性被固定時，與當所述致動特性被固定為處于所述第一規定值與所述第二規定值之間的狀態下相比，所述控制裝置將所述范圍設定成進一步更窄并且將所述SOC控制成進一步更高。
[0028]當致動特性被固定為在第一規定值和第二規定值之間的提升量和/或工作角時，這能夠減輕限制所述范圍和升高所述S0C。這允許內燃機更有效地被使用并且也能夠增大接受再生電力的能力，并且車輛能夠因此繼續行駛同時使燃料效率削弱最小化。
[0029]此外，優選地，混合動力車輛進一步包括設置在內燃機中的排氣再循環裝置并且包括再循環閥，所述再循環閥用于使內燃機的排氣的一部分經再循環閥再循環至內燃機的進氣側。當在提升進氣門的量和進氣門上的工作角中的至少一個大于第一規定值的情況下所述致動特性固定時，控制裝置將所述范圍確定成并且將SOC控制成等同于當致動特性未固定時所使用的那些范圍和S0C，并且控制裝置也保持關閉排氣再循環裝置的再循環閥。
[0030]當設置有排氣再循環裝置的內燃機的致動特性固定時，能夠防止排氣再循環裝置的削弱燃燒性的操作，其中所述內燃機包括可變氣門致動裝置，可變氣致動裝置控制進氣門以具有致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)。
[0031]優選地，本混合動力車輛具有可變氣門致動裝置，所述可變氣門致動裝置被構造成能夠將進氣門的致動特性切換至第一特性、第二特性和/或第三特性中的任一個特性，與當致動特性是第一特性時相比，所述第二特性允許提升進氣門的量和進氣門上工作角更大，與當致動特性是第二特性時相比，所述第三特性允許提升量和工作角更大。當檢測器檢測到致動特性被固定在第一特性和第二特性中的至少一個特性時，與當致動特性未固定時相比，控制裝置將所述范圍設定成更窄并且將SOC控制成更高。
[0032]因此，當包括具有進氣門的內燃機的車輛的致動特性(或提升量和/或工作角)固定，其中進氣門具有被可變氣門致動裝置在三個水平中控制的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)時，內燃機能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量地增大/減小的S0C，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
[0033]更優選地，當致動特性被固定在第三特性時，控制裝置將所述范圍確定成并且將SOC控制成等同于當致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C。可替代地，當致動特性被固定在第一特性時，與當致動特性被固定在第二特性時相比，控制裝置將所述范圍設定成進一步更窄并且將SOC控制成進一步更高。當具有被可變氣門致動裝置在三個水平中控制的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)的進氣門的致動特性(或提升量和/或工作角)固定在一些致動特性時，取決于該致動特性，限制范圍和升高SOC能夠被緩解或避免。車輛能夠因此繼續行駛，同時使燃料效率削弱最小化。
[0034]此外，仍然優選地，混合動力車輛進一步包括設置在內燃機中的排氣再循環裝置。當致動特性被固定在第三特性時，控制裝置將所述范圍確定成并且將SOC控制成等同于當致動特性未固定時所應用的那些范圍和SOC，并且控制裝置也保持關閉排氣再循環裝置的再循環閥。
[0035]因此，當包括設置有可變氣門致動裝置和排氣再循環裝置的內燃機的車輛的致動特性(或提升量和/或工作角)固定時，能夠防止排氣再循環裝置的削弱燃燒性的操作，其中所述可變氣門致動裝置控制進氣門具有處于三個水平中的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)。
[0036]此外，優選地，本混合動力車輛具有可變氣門致動裝置，所述可變氣門致動裝置被構造成能夠將進氣門的致動特性切換至第一特性和第二特性中的任一個特性，與當所述致動特性是所述第一特性時相比，所述第二特性允許所述提升量和/或工作角更大。當檢測器檢測所述致動特性被固定在所述第一特性時，控制裝置將所述范圍設定成更窄并且將SOC控制成更高。
[0037]因此，當包括具有進氣門的內燃機的車輛的致動特性(或提升量和/或工作角)固定，其中所述進氣門具有被可變氣門致動裝置的控制在兩個水平中控制的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)時，內燃機能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量地增大/減小的S0C，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
[0038]更優選地，當致動特性被固定在第二特性時，控制裝置將所述范圍確定成并且將SOC控制成等同于當致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C。
[0039]當具有被可變氣門致動裝置在兩個水平中控制的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)的進氣門的致動特性(或提升量和/或工作角)固定在一些致動特性時，取決于該致動特性，限制范圍和升高SOC能夠被緩解或避免。車輛能夠因此繼續行駛，同時使燃料效率削弱最小化。
[0040]替代地，混合動力車輛進一步包括設置在內燃機中的排氣再循環裝置。當致動特性被固定在第二特性時，控制裝置將所述范圍確定成并且將SOC控制成等同于當致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C，并且控制裝置也保持關閉排氣再循環裝置的再循環閥。
[0041]因此，當車輛包括設置有可變氣門致動裝置和排氣在循環裝置的車輛的致動特性(或提升量和/或工作角)時，能夠防止排氣再循環裝置的削弱燃燒性的操作，其中所述可變氣門致動裝置將進氣門控制成具有處于兩個水平中的致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)。
[0042]發明的有利效果
[0043]根據本發明，當包括內燃機(所述內燃機具有可變氣門致動裝置來控制進氣門被提升受控的量和/或以受控的工作角工作)的車輛具有固定的提升量和/或工作角時，內燃機被運行以避免導致燃料效率削弱的過量地增大/減小的SOC避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
【附圖說明】
[0044][圖1]圖1是大體示出了根據本發明的第一實施例的混合動力車輛的構造的框圖。
[0045][圖2]圖2示出圖1中所示的發動機的構造。
[0046][圖3]圖3代表如在VVL裝置中實施的氣門的位移量和曲柄角之間的關系。
[0047][圖4]圖4是VVL裝置的前視圖。
[0048][圖5]圖5是圖4中所示的VVL裝置的局部透視圖。
[0049][圖6]圖6提供用于示出當進氣門大量被提升并且以大工作角工作時所提供的操作的表征。
[0050][圖7]圖7提供用于示出當進氣門被提升少量并且以小工作角工作時所提供的操作的表征。
[0051][圖8]圖8是表示當進氣門的致動特性(或提升進氣門的量和進氣門上的工作角)變化時發動機轉速和發動機扭矩之間的關系的圖形。
[0052][圖9]圖9是根據本發明的實施例的混合動力車輛如何受到控制以便行駛的過程的流程圖。
[0053][圖10]圖10是用于依賴于VVL裝置的狀態設定Pe范圍和受控目標SOC的過程的流程圖。
[0054][圖11]圖11是用于示出進氣門的固定致動特性如何分層的表征。
[0055][圖12]圖12是用于比較取決于VVL裝置的狀態而被用于在其內設定要求的發動機功率的范圍的表征。
[0056][圖13]圖13是用于比較取決于VVL裝置的狀態的受控目標SOC的表征。
[0057][圖14]圖14示出根據第二實施例的混合動力車輛的發動機的構造。
[0058][圖15]圖15是用于取決于根據第二實施例的混合動力車輛中的VVL裝置的狀態設定Pe范圍和受控目標SOC的過程的第一示例的流程圖。
[0059][圖16]圖16是用于取決于根據第二實施例的混合動力車輛中的VVL裝置的狀態設定Pe范圍和受控目標SOC的過程的第二示例的流程圖。
[0060][圖17]圖17代表如在能夠在三種水平下改變進氣門的致動特性的VVL裝置中實施的進氣門的位移量與曲柄角之間的關系。
[0061][圖18]圖18示出包括具有圖17中所示的致動特性的VVL裝置的發動機的運行線。
[0062][圖19]圖19是用于根據應用了具有圖17的致動特性的VVL裝置的第一實施例來控制行駛的過程的流程圖。
[0063][圖20]圖20是用于根據應用了具有圖17的致動特性的VVL裝置的第二實施例來控制行駛的過程的第一示例的流程圖。
[0064][圖21]圖21是用于根據應用了具有圖17的致動特性的VVL裝置的第二實施例來控制行駛的過程的第二示例的流程圖。
[0065][圖22]圖22代表如在能夠在兩種水平下改變進氣門的致動特性的VVL裝置中實施的進氣門的位移量與曲柄角之間的關系。
[0066][圖23]圖23是用于根據應用了具有圖22的致動特性的VVL裝置的第一實施例來控制行駛的過程的流程圖。
[0067][圖24]圖24是用于根據應用了具有圖22的致動特性的VVL裝置的第二實施例來控制行駛的過程的第一示例的流程圖。
[0068][圖25]圖25是用于根據應用了具有圖22的致動特性的VVL裝置的第二實施例來控制行駛的過程的第二示例的流程圖。
【具體實施方式】
[0069]在下文中將參照附圖來描述實施例中的本發明。在圖中，相同的或對應的部件被相同地指示并且在原則上將不反復地描述。
[0070]第一實施例
[0071]圖1是大體示出了根據本發明的實施例的混合動力車輛的構造的框圖。
[0072 ] 參照圖1，混合動力車輛I包括發動機100、電動發電機MG I和MG2、動力分配裝置4、減速器5、驅動輪6、蓄電裝置B、電力控制單元(PCU) 20和控制裝置200。
[0073]發動機100是例如內燃機，其燃燒烴基燃料(諸如，汽油或輕油)以產生原動力。
[0074]動力分配裝置4被構造成能夠接收發動機100產生的原動力，并且將原動力經輸出軸7分至到驅動軸8的路徑和到電動發電機MGl的路徑。動力分配裝置4能夠是具有三個旋轉軸(即，太陽齒輪、行星齒輪和環形齒輪)的行星齒輪機構。例如，電動發電機MGl能夠具有中空轉子以使得中心允許發動機100的曲軸經過，從而允許動力分配裝置4機械地連接到發動機100以及電動發電機MGl和MG2。
[0075]具體地，電動發電機MGl的轉子連接到太陽齒輪，發動機100的輸出軸連接到行星齒輪，并且輸出軸7連接到環形齒輪。輸出軸7也連接到電動發電機MG2的旋轉軸，輸出軸7經減速器5機械地聯接至驅動軸8以便使驅動輪6旋轉并且因此驅動驅動輪6。注意，減速器可以進一步被合并在電動發電機MG2的旋轉軸與輸出軸7之間。
[0076]電動發電機MGl、MG2是交流(AC)旋轉電機，并且例如是三相AC同步電動發電機。電動發電機MGl作為由發動機100驅動的發電機運行并且也作為用于起動發動機100的電馬達運行，即，它被構造成用作電馬達和發電機。電動發電機MGl能夠輸出扭矩以使發動機100的輸出軸加速/減速，并且運行中的發動機100在速度上也能夠通過調節電動發電機MGl的扭矩而受到控制。
[0077]類似地，電動發電機MG2產生車輛驅動力，所述車輛驅動力經減速器5和驅動軸8傳輸至驅動輪6。此外，電動發電機MG2被構造成具有電馬達的功能和發電機的功能，以在與驅動輪6旋轉以再生電力的方向相反的方向上產生輸出扭矩。
[0078]蓄電裝置B是可充電且可放電地構造的蓄電元件。蓄電裝置B例如包括可充電電池諸如鋰離子電池、鎳金屬氫電池或鉛酸電池或蓄電元件(諸如，雙電層電容器)的單體。蓄電裝置B設置有用于感測蓄電裝置B的溫度、電流和電壓的傳感器315。傳感器315感測溫度、電流和電壓并且將其值輸出至控制裝置200。控制裝置200從傳感器315接收該值并且使用該值來計算蓄電裝置B的荷電狀態(SOC) AOC通常由蓄電裝置B的當前可用容量相對于蓄電裝置B的全充電容量的百分比來表示。能夠以任何已知的方法計算S0C。
[0079]蓄電裝置B連接到設置用于驅動電動發電機MGl和MG2的rcU2(LrcU 20從蓄電裝置B接收直流(DC)電力并且將接收的DC電力轉換成AC電力以驅動電動發電機MGGPMGSt3PCU20也接收由電動發電機MGl和MG2產生的AC電力并且將接收的AC電力轉換成DC電力以對其中的蓄電裝置B充電。蓄電裝置B因此能夠存儲用于驅動電動發電機MGl和MG2的電力。蓄電裝置B輸出例如200V。
[0080]注意，根據極限值控制蓄電裝置B的充電/放電，極限值能夠設定用于放電電力的上極限值Wout和用于充電電力的上限值Win。用于放電電力的上限值Wout指示為放電電力設定的上限值，并且它被設置為等于或大于零。Wout = O意味著禁止蓄電裝置B放電。類似地，用于充電電力的上限值Win指示為充電電力設定的上限值，并且它被設置為等于或小于零。Win = O意味著禁止對蓄電裝置B充電。
[0081]例如，用于放電電力的上限值Wout和用于充電電力的上限值Win取決于蓄電裝置B的SOC和/或溫度Tb而設定。具體地，當蓄電裝置處于高SOC范圍時，用于放電電力的上限值Wout和用于充電電力的上限值Win能夠被設定為限制充電，并且當蓄電裝置處于低SOC范圍內時，用于放電電力的上限值Wout和用于充電電力的上限值Win能夠被設定為限制放電。可替代地，對于溫度Tb，針對增大內電阻的低溫范圍和期望不再產生熱的高溫范圍，能夠將用于放電電力的上限值Wout和用于充電電力的上限值Win設定成控制充電/放電。
[0082]控制裝置200取決于車輛如何行駛來控制發動機100以及電動發電機MGl和MG2的輸出。具體地，控制裝置200控制混合動力車輛I行駛，以允許車輛在發動機100停止并且電動發電機MG2充當原動力的來源的情況下行駛(S卩，作為EV行駛)，并且允許車輛在在發動機100運行的組合情況下行駛(S卩，作為HV行駛)。
[0083]在下文中，將描述如何構造具有可變氣門致動裝置的發動機。
[0084]圖2示出圖1中所示的發動機100的構造。
[0085]參考圖2，通過節氣門104調節進入發動機100的空氣量。節氣門104是由節氣門馬達312驅動的電子控制節氣門。
[0086]噴射器108朝進氣口噴射燃料。在進氣口處，燃料與空氣混合。當進氣門118打開時，空氣燃料混合物被引入到氣缸106中。
[0087]注意，噴射器108可以被設置為直接噴射噴射器以將燃料直接噴射到氣缸106中。可替代地，可以為進氣口噴射和直接噴射兩者均提供噴射器108。
[0088]氣缸106接收空氣燃料混合物，空氣燃料混合物由火花塞110點燃并且因此燃燒。燃燒的空氣燃料混合物，或排氣，用三元催化劑112凈化并且隨后排放到車輛外部。由于空氣燃料混合物燃燒，活塞114被向下推，并且曲軸116因此旋轉。
[0089]氣缸106具有設置有進氣門118和排氣門120的頭部或頂部。氣缸106何時接收空氣以及接收多少量的空氣受到進氣門118的控制。氣缸106何時排出排氣以及排出多少量的排氣受到排氣門120的控制。進氣門118由凸輪122驅動。排氣門120由凸輪124驅動。
[0090]進氣門118具有受到可變氣門升程(VVL)裝置400的控制的致動特性，如將在下文中更具體地描述的。在下文中，舉例來說，進氣門118具有被控制為提升進氣門的量和進氣門上的工作角的致動特性。注意，排氣門120也可以被提升一定的量和/或以工作角工作，如受到控φ?」。此外，可變氣門正時(VVT)裝置可以與VVL裝置400組合以控制氣門應被打開/關閉的正時。
[0091]控制裝置200控制節氣門角Zth、提供點火的正時、噴射燃料的正時、將被噴射的燃料量和進氣門的操作狀況(打開/關閉氣門的正時、提升進氣門的量、工作角等)以允許發動機100所期望的運行狀態。在本實施例中，將描述基于功率控制發動機的輸出的示例。因此，在控制混合動力車輛I行駛的過程中，控制裝置200將發動機100被要求提供的輸出設定為要求的發動機功率Pe。此外，控制裝置200控制以上參數群以允許發動機100在運行點(發動機轉速和發動機扭矩的組合)處運行以根據要求的發動機功率Pe產生輸出。
[0092]控制裝置200接收來自凸輪角傳感器300、曲柄角傳感器302、爆振傳感器304、節氣門角傳感器306、車速傳感器307、加速器踏板傳感器308、水溫傳感器309和VVL位置傳感器310的信號。
[0093]凸輪角傳感器300輸出指示凸輪的位置的信號。曲柄角傳感器302輸出指示曲軸116的轉速(或發動機轉速)和曲軸116的旋轉角的信號。爆振傳感器304輸出指示發動機100以何種強度振動的信號。節氣門角傳感器306輸出指示節氣門角Zth的信號。
[0094]水溫傳感器309感測發動機100的冷卻水的溫度Tw。所感測的冷卻水的溫度Tw被輸入到控制裝置200。加速器踏板傳感器308感測駕駛員操作加速器踏板(未示出)的量Ac。車速傳感器307從驅動軸8的轉速等感測混合動力車輛I的車速V。由加速器踏板傳感器308感測的加速器踏板被操作的量Ac和由車速傳感器307感測的車速V被輸入到控制裝置200。
[0095]此外，VVL位置傳感器310被構造成感測指示受至IjVVL裝置400控制的進氣門118的當前致動特性的數據Lv。由VVL位置傳感器310感測的數據Lv被輸入到控制裝置200。也就是，控制裝置200能夠從接收自VVL位置傳感器310的數據Lv檢測提升進氣門的量的當前值和進氣門上的工作角的當前值。
[0096]圖3代表在VVL裝置400中實施的閥的位移量和曲柄角之間的關系。參考圖3，對于排氣沖程，排氣門120打開和關閉，對于進氣沖程，進氣門118打開和關閉。排氣門120的位移量由波形EX表示，并且進氣門118位移量由波形INl和IN2表示。
[0097]氣門的位移量指示進氣門118從其關閉位置移位的量。提升量指示當氣門被打開達到氣門最高點時進氣門118移位的量。工作角是在打開進氣門118之后在關閉進氣門118之前呈現的曲柄角。
[0098]進氣門118具有由VVL裝置400在波形INl和IN2之間改變的致動特性。波形INl對應于最小提升量和最小工作角。波形IN2對應于最大提升量和最大工作角。在VVL裝置400中，較大的提升量伴隨較大的工作角。換言之，本實施例提出VVL裝置400，舉例來說，VVL裝置400允許進氣門118按在VVL裝置400中修改的進氣門118的致動特性被提升一定量并且以工作角工作。
[0099]圖4是充當控制提升進氣門118的量和進氣門118上的工作角的示例性裝置的VVL裝置400的前視圖。
[0100]參考圖4，VVL裝置400包括:驅動軸410，該驅動軸410在一個方向上延伸；支撐管420，該支撐管420周向地覆蓋驅動軸410;以及輸入臂430和搖擺凸輪440，搖擺凸輪440在沿著驅動軸410的軸線的方向上在支撐管420的外周表面上對準布置。驅動軸410具有尖端，致動器(未示出)連接到尖端以促使致驅動軸410提供直線運動。
[0101]VVL裝置400設置有與為每個氣缸提供的單個凸輪122相關聯的單個輸入臂430。輸入臂430的兩側設置有與分別為每個氣缸提供的一對進氣門118相關聯的兩個搖擺凸輪440。
[0102]支撐管420形成在中空氣缸中，并且布置成平行于凸輪軸130。支撐管420固定到汽缸頭并且因此防止軸向地移動或旋轉。
[0103]支撐管420內部地接收驅動軸410，以允許驅動軸410軸向地滑動。支撐管420的外周表面設有輸入臂430和兩個搖擺凸輪440，輸入臂430和兩個搖擺凸輪440可繞驅動軸410的軸心搖擺并且也被防止沿著驅動軸410的軸線的方向移動。
[0104]輸入臂430具有:臂部432，其沿遠離支撐管420的外周表面的方向突出；和輥部434，其可旋轉地連接到臂部432的末端。輸入臂430被提供以允許輥部434被布置在允許輥部434抵靠凸輪122的位置處。
[0105]搖擺凸輪440具有呈沿遠離支撐管420的外周表面的方向突出的大體三角形式的鼻部442。鼻部442的一側具有凹進彎曲凸輪表面444。進氣門118設置有氣門彈簧，所述氣門彈簧被偏壓以施加力以進而將可旋轉地附接到搖臂128的輥壓靠凸輪表面444。
[0106]輸入臂430和搖擺凸輪440—起繞驅動軸410的軸心搖擺。因此，隨著凸輪軸130旋轉，抵靠凸輪122的輸入臂430搖擺，并且隨著輸入臂430因此移動，搖擺凸輪440也搖擺。搖擺凸輪440的該運動經搖臂128傳輸至進氣門118以因此打開/關閉進氣門118。
[0107]VVL裝置400進一步包括環繞支撐管420的軸心以改變輸入臂430和搖擺凸輪440之間的相對相位差的裝置。改變相對相位差的該裝置允許進氣門118被按適當修改地提升一定量并且以工作角工作。
[0108]更具體地，相對于輸入臂430和搖擺凸輪440的搖擺角而言，具有增大的相對相位差的輸入臂430和搖擺凸輪440允許搖臂128具有增大的搖擺角，允許進氣門118將被提升增大的量并且以增大的工作角工作。
[0109]相反，相對于輸入臂430和搖擺凸輪440的搖擺角而言，具有減小的相對相位差的輸入臂430和搖擺凸輪440允許搖臂128具有減小的搖擺角，允許進氣門118將被提升減小的量并且以減小的工作角工作。
[0110]圖5是VVL裝置400的局部透視圖。圖5示出部分分解的VVL裝置400以有助于清晰地理解其內部結構。
[0111]參考圖5，在輸入臂430和兩個搖擺凸輪440以及支撐管420的外周表面之間限定有空間，并且滑動齒輪450被容納在該空間中，滑動齒輪450相對于支撐管420可旋轉地被支撐并且也可軸向地滑動。滑動齒輪450軸向可滑動地設置在支撐管420上。
[0112]如在軸向上看到的，滑動齒輪450具有設置有成螺旋形的右旋齒條斜齒輪452的中心。如在軸向上看到的，滑動齒輪450的兩側分別設置有成螺旋形左旋齒條斜齒輪454，且斜齒輪452布置在成螺旋形的左旋齒條斜齒輪454之間。
[0113]輸入臂430和兩個搖擺凸輪440的內周向表面限定容納有滑動齒輪450的空間，所述內周向表面螺旋形地齒條接合到對應的斜齒輪452和454。更具體地，輸入臂430通過成螺旋形的右旋齒條接合以與斜齒輪452嚙合。此外，搖擺凸輪440通過成螺旋形的左旋齒條接合以與斜齒輪454嚙合。
[0114]滑動齒輪450設置有伸長孔456，該伸長孔456位于一個斜齒輪454和斜齒輪452之間并且周向地延伸。此外，雖然未示出，支撐管420設置有軸向延伸的伸長孔，并且該伸長孔與伸長孔456的一部分重疊。插入支撐管420中的驅動軸410—體地設置有鎖定銷412以突出穿過伸長孔456和未示出的伸長孔的彼此重疊的那些部分。
[0115]驅動軸410與致動器(未示出)相聯接，并且當致動器被操作時，驅動軸410在其軸向方向上移動，并且相應地，滑動齒輪450被鎖定銷412推動，并且斜齒輪452和454在驅動軸410的軸線方向上同時移動。雖然斜齒輪452和454因此移動，但是與斜齒輪452和454通過齒條接合并且因此與其接合的輸入臂430和搖擺凸輪440不隨斜齒輪452和454在軸向方向上移動。因此，通過成螺旋形的齒條接合并且因此嚙合的輸入臂430和搖擺凸輪440繞驅動軸410的軸心樞轉。
[0116]注意，輸入臂430和搖擺凸輪440分別在相反的方向上螺旋地形成齒條。因此，輸入臂430和搖擺凸輪440分別在相反的方向上樞轉。這允許輸入臂430和搖擺凸輪440具有不同的相對相位差以允許進氣門118被提升變化的量并且以變化的工作角工作，如先前已經描述的。
[0117]例如，圖2所示的VVL位置傳感器310被構造成具有能夠感測輸入臂430和搖擺凸輪440之間的機械相位差的機構。可替代地，VVL位置傳感器310也能夠被構造成具有能夠感測通過致動器(未示出)移動的驅動軸410的軸向位置的機構。注意，VVL位置傳感器310可以具有允許其感測的值被用來直接或間接地獲得進氣門118的致動特性(S卩，提升進氣門118的量和進氣門118上的工作角)的任何構造。
[0118]控制裝置200調節促使驅動軸410以直線運動移動的致動器應被操作的量以控制提升進氣門118的量和進氣門118上的工作角。致動器能夠例如是電馬達。在那種情況下，致動器或電馬達通常從不同于蓄電裝置B的電池(輔助電池)接收電力。可替代地，致動器也能夠被構造成通過從由發動機100驅動的油栗產生的液壓壓力操作。
[0119]注意，VVL裝置并不限于圖4和圖5中例證的形式。例如，VVL裝置可以是電力地驅動閥的VVL裝置、液壓地驅動閥的VVL裝置等。換言之，在本實施例中，進氣門118可以通過任何方案改變致動特性(或提升一定的量和以工作角工作)，并且可以視情況應用任何已知的方案。
[0120]進氣門的致動特性和發動機的運行具有如將在下文中描述的關系。
[0121]圖6提供用于示出當進氣門118的提升量大并且以大工作角工作時所提供的操作的表征。圖7示出當進氣門118的提升量小并且以小工作角工作時所提供的操作。
[0122]參照圖6，當進氣門118的提升量大并且以大工作角工作時，進氣門118被定時成關閉晚，并且相應地，在阿特金森循環中運行發動機100。這允許增強的燃料效率。此外，執行進氣沖程以允許氣缸106吸入空氣，所吸入的空氣被部分返回到氣缸106外部，并且相應地，執行壓縮行程且以減小的力(即，以減小壓縮反作用)壓縮空氣。因此，在起動發動機中，進氣門118能夠被大量提升并且以大工作角工作以允許發動機以減小的振動被起動。另一方面，大量提升進氣門118并且使進氣門118以大工作角工作導致壓縮比減小并且因此導致可燃性削弱。
[0123]參照圖7，當進氣門118提升的量小并且以小工作角工作時，進氣門118被定時成關閉早，并且相應地，提供增大的壓縮比。這能夠提高發動機100的燃燒性并且因此增強對于低溫而言的可燃性并且也改進發動機扭矩響應。相反，對于高發動機轉速范圍，吸入空氣的惰性能夠不再被利用，這導致減小的吸入空氣體積并且因此導致相對地減小可輸出的發動機扭矩。相反，對于低發動機轉速范圍，難以減少吸入的空氣體積并且因此難以輸出小扭矩。
[0124]圖8代表當進氣門118的致動特性(或提升進氣門的量和進氣門上的工作角)變化時發動機轉速和發動機扭矩之間的關系。在圖8中，實線代表當進氣門被小量提升并且以小工作角(例如，設定為最小)工作時所提供的特性，并且點線代表當進氣門被大量提升并且以大工作角(例如，設定為最大)工作時所提供的特性。
[0125]參考圖8，對于低發動機轉速范圍，與被大量提升并且以大工作角工作的進氣門118相比，被少量提升并且以小工作角工作的進氣門118允許更大的發動機扭矩，并且后者也允許比前者更高的扭矩響應。這是因為，如已經參照圖6和圖7描述的，當進氣門118被大量提升并且以大工作角工作時，進入到氣缸中的空氣部分地返回到氣缸外部，而當進氣門118被少量提升并且以小工作角工作時，進氣門118在早期被關閉，并且相應地，提供了增大的壓縮比。
[0126]相反，對于高發動機轉速范圍，與被少量提升并且以小工作角工作的進氣門118相比，被大量提升并且以大工作角工作的進氣門118允許更大的發動機扭矩。這是因為，如先前已經討論的，高發動機轉速范圍允許空氣的慣性力引入大量空氣到氣缸中同時進氣門118被定時成關閉晚。
[0127]雖然圖6-8示出當VVL裝置400允許進氣門118被提升變化(或增大減小)的量并且以變化(或增大/減小)的工作角工作時所提供的特性，然而要么以變化(或增大/減小)的量提升進氣門118要么進氣門118以變化(或增大/減小)的工作角工作也允許出現在性質上等效的特征。
[0128]因此，利用上面考慮的特性，進氣門118能夠具有受到VVL裝置400控制的致動特性以適當地控制發動機100，這取決于由發動機轉速和發動機扭矩以組合方式限定的運行范圍。
[0129]另一方面，當VVL裝置400在極端低溫下等已經發生故障或已經被卡，并且相應地，出于一些原因，進氣門118具有固定的致動特性(或在本實施例中被提升一定量和以工作角工作)時，發動機100可以根據進氣門118的致動特性和發動機的輸出的特性之間的關系提供受限的輸出，如已經參照圖6-8描述的。
[0130]具體地，當進氣門118具有固定的致動特性使得它被小量提升并且以小工作角工作時，發動機能夠僅沿著圖8中所示的實線提供輸出。因此，對于低發動機轉速范圍，發動機扭矩不能被減小，并且可控最小扭矩增大。此外，對于高發動機轉速范圍，能夠輸出的最大扭矩減小。換言之，事實上，發動機100可以僅能夠以有限的輸出范圍(或在本實施例中有限的功率范圍)調節車輛。
[0131]如稍后將更具體地描述后的，混合動力車輛I如何行駛受到控制使得車輛總體上要求的輸出在發動機1 O以及電動發電機MG I和MG 2當中分配。在本實施例中，為了說明，混合動力車輛I總體上要求輸出的功率(在下文中也被稱為“總要求的功率”)在發動機100以及電動發電機MG I和MG2當中分配。因此，發動機100如根據在控制車輛如何行駛中所應用的功率分配所控制的那樣來提供輸出(或輸出功率)。
[0132]因此，如果進氣門118的致動特性固定，則在控制車輛如何行駛中所應用的功率分配之后，發動機100可能輸出遠大于或遠小于要求的發動機功率Pe的功率。具體地，如果進氣門118在圖8中由點線指示的狀態下具有固定的致動特性，則對于低輸出范圍(S卩，低發動機轉速和小扭矩范圍)，發動機可以輸出遠大于要求的發動機功率Pe的功率，或對于高輸出范圍(即，高發動機轉速和大扭矩范圍)，發動機可能輸出遠小于要求的發動機功率Pe的功率。
[0133]當實際發動機功率遠小于或遠大于要求的發動機功率Pe時，短缺或過量將由電動發電機MGl和MG2的輸出補償。換言之，電動發電機MG I和MG2將輸出扭矩，且蓄電裝置B被充電/放電，以確保混合動力車輛I總體上輸出它被要求輸出的功率。
[0134]如果這種情況頻繁地發生或繼續，則蓄電裝置B可能具有過量增大或減小的S0C。減小的SOC導致混合動力車輛I加速性能削弱。顯著減小的SOC可能導致車輛不再能夠行駛。當蓄電裝置B具有過量地增大的SOC時，用于充電電力的上限值Win被設置為等于零(Win =O)，并且電動發電機MGl無法產生扭矩以使發動機100減速。結果，發動機100不能被停止，并且發動機因此被迫空轉，這可能導致燃料效率被削弱。
[0135]因此，本實施例提供了一種混合動力車輛，該混合動力車輛包括具有進氣門118的發動機，進氣門118的致動特性(或被提升的量和以工作角工作)使得當進氣門的致動特性(即，提升量和工作角)固定時，車輛受到控制以便行駛，使得發動機被運行以避免過量增大/減小的S0C，過量增大/減小的SOC將導致燃料效率削弱、無法行駛等。
[0136]圖9是根據本發明的實施例的混合動力車輛如何受到控制以便行駛的過程的流程圖。圖9過程是例如由定期地執行先前存儲的程序的控制裝置200實施。
[0137]參考圖9，在步驟SlOO中的控制裝置200參考VVL裝置400的狀態以相應地設定允許要求的發動機功率Pe將被設定在其內的范圍(在下文中也簡稱為“Pe范圍”)以及設定蓄電裝置B的受控目標SOC Je范圍由要求的發動機功率Pe的最大值Pmax和最小值Pmin限定。步驟SlOO提供設置，將在下文中更具體地描述該設置。更具體地，在本實施例中，要求的發動機功率Pe對應于“內燃機被要求提供的輸出”，并且Pe范圍對應于“被應用于在其內設定內燃機被要求提供的輸出的范圍”。
[0138]控制裝置200進入步驟S200以參考混合動力車輛I的車輛狀態來計算要求的驅動功率Pr。根據駕駛員操作加速器踏板的量Ac反映的要求的扭矩Tr*(參見圖2)與驅動軸8的轉速的乘積來計算要求的驅動功率Pr。
[0139]加速器踏板被操作較大量Ac，則要求的扭矩Tr*被設定為較高值。此外，優選地，對于加速器踏板被操作的給定的量Ac，結合車輛的速度，對于具有較大值的車速V而言要求的扭矩Tr*被設置為具有較小值(參見圖2)。可替代地，也能夠根據先前設定的映射圖或運算表達式來設定要求的扭矩Tr*，這取決于道路地面條件(路面坡度、路面摩擦系數等)。
[0140]此外，控制裝置200進入步驟S300以計算為了控制蓄電裝置B的SOC而充電/放電所要求的功率Pchg。當蓄電裝置B的SOC下降到步驟SlOO中所設定的受控目標以下時，Pchg>0被設定以對蓄電裝置B充電。相反，蓄電裝置B的SOC增大到步驟SlOO中所設定的受控目標以上時，Pchg〈0被設定以對蓄電裝置B放電。換言之，充電/放電所要求的功率Pchg被設定成允許蓄電裝置B具有接近受控目標的SOC。
[0141]注意，受控目標SOC可以是受控中心SOC值，或可以是具有一個范圍的受控目標SOC范圍。朝更高的SOC切換受控目標SOC(或受控中心值或受控目標范圍)允許SOC被控制成高于正常值(或默認值)。
[0142]控制裝置200進入步驟S400，以使用在步驟S200中設定的要求的驅動功率Pr和在步驟S300中設定的充電/放電所要求的功率Pchg來計算混合動力車輛I總體上要求輸出的總要求的功率Pttl (Pttl =Pr+Pchg)。
[0143]此外，控制裝置200進入步驟S450以基于在步驟S400中設定的總要求的功率Pttl來確定是否應運行發動機100。例如，將總要求的功率Pttl與閾值功率值Pth相比較以確定是否應運行發動機。注意，閾值功率值Pth可以是固定值或可以是隨車輛的狀態改變的值。
[0144]當控制裝置200在步驟S450中確定應運行發動機時，例如，當Pttl>Pth(在S450中為是)時，控制裝置200進入步驟S500以運行發動機100。因此，當發動機100停止時，指令被發出以起動發動機。如果發動機已經運行，則發動機保持運行。
[0145]當發動機運行時，控制裝置200進入步驟S600以確定功率分配遍布混合動力車輛I以允許車輛總體上呈現高能量效率。當發動機運行時，功率分配進行使得在步驟SlOO中所確定的Pe范圍(S卩，Pmin至Pmax)內確定要求的發動機功率Pe。換言之，即使考慮到能量效率，運行點應被設定使得提供大于Pmax的要求的發動機功率Pe，Pe也被限制為等于Pmax(Pe= Pmax) ο類似的，即使考慮到能量效率，運行點應被設定使得提供小于Pmin的要求的發動機功率Pe，Pe也被限制為等于Pmin(Pe = Pmin)。
[0146]然后確定功率分配以允許要求的發動機功率Pe和電動發電機MGl和MG2的輸出以確保總要求的功率Pttl。注意，在確定功率分配過程中，電動發電機MGl和MG2輸出的扭矩也受到限制，使得電動發電機MGl和MG2分別輸出功率(S卩，扭矩和轉速的乘積)，且所述功率之和落入從用于充電電力的上限值Win到用于放電電力的上限值Wout的范圍內，以保護蓄電裝置B。然而，注意，為了確保總要求的功率Pttl，允許在Win至Wout的范圍內的充電/放電，并且在那個范圍內的充電/放電可以持續，導致SOC增大/減小遠離受控目標。
[0147]根據在步驟S600中設定的要求的發動機功率Pe控制發動機100。更具體地，在對應于發動機轉速和發動機扭矩的組合的運行點處，發動機能夠顯著有效地運行，并且一組這樣的運行點先前被設定為發動機運行線，因此，獲得對應于如所設定的要求的發動機功率Pe的發動機功率的目標運行點被提取以設定例如發動機轉速和發動機扭矩的目標值。而且，節氣門角Zth、提供點火的正時、噴射燃料的正時，待噴射的燃料的量、進氣門的運行狀況(打開/關閉氣門的正時、氣門的提升量、工作角等)等被控制以允許發動機100沿著發動機轉速和發動機扭矩的目標值運行。此外，為了允許發動機轉速接近上述的目標值，優選還控制電動發電機MGl輸出的扭矩。
[0148]相反，如果控制裝置200確定不必運行發動機，例如，當PttKPth(在S450中為否)時，則控制裝置200進入步驟S510以停止發動機100。因此，當發動機100停止時，發動機被保持停止。相反，當發動機運行時，過程起動以停止發動機100。這例如使燃料噴射停止并且允許電動發電機MGl產生減速扭矩以允許發動機轉速在縮短的時間段內經過共振范圍以因此停止發動機100。
[0149]這樣做時，因為電動發電機MGl輸出減速扭矩，所以電動發電機MGl產生電力。因此，當對蓄電裝置B充電被限制或被禁用(即，當I Win I小于規定值時)，不能執行發動機停止過程。因此，在這樣的狀態下，有必要在步驟S450中強制地做出“是”的判定。更具體地，如果在步驟S450中發動機正在運行并且I Win I小于規定值，則無論總要求的功率Pttl如何，都確定發動機應被運行(在S450中為是)。在那種情況下，要求的發動機功率Pe本質上是O，并且相應地，發動機100將空轉。
[0150]當發動機停止(S510)時，控制裝置200進入步驟S610以確定功率分配。在步驟S610中，進行功率分配，使得發動機100停止，并且電動發電機MG2提供輸出以允許車輛行駛。在那種情況下，根據總要求的功率Pttl為電動發電機MG2設定扭矩控制值。換言之，要求的發動機功率Pe被設置為等于O。因此根據涉及間歇地運行發動機100的功率分配而控制混合動力車輛I行駛。
[0151]在圖9的步驟SlOO中，控制裝置200根據VVL裝置400的狀態來設定Pe范圍和受控目標SOC，如將在下文中更具體地描述的。
[0152]圖1O是用于更具體地示出圖9的步驟S100的流程圖。
[0153]參考圖10，圖9的步驟SlOO包括如下的步驟SI 10至S170:
[0154]首先，控制裝置200進入步驟SllO以確定發動機是否正在運行。當發動機在運行時(在SllO中為是)，控制裝置200進入步驟S120至S170以參考VVL裝置400的狀態來設定Pe范圍和受控目標S0C。相反，當發動機停止時(在SllO中為否)，則如先前已經描述的，要求的發動機功率Pe被確定為等于零，并且相應地，不執行步驟SI 20至SI 70。
[0155]出于一些原因，控制裝置200在步驟SI20中確定具有受VVL裝置400控制的致動特性的進氣門118是否具有具有固定的致動特性。例如，在不同于發送至VVL裝置400以將進氣門提升一定量并且使進氣以工作角工作的控制值的狀態下，當VVL位置傳感器310提供不變化的輸出持續超過規定的一段時間時，在步驟S120中做出“是”的判定。如上所述，不僅當WL裝置400已經發生故障時，而且當在VVL裝置400正常運行的同時低溫等導致臨時固定的致動特性時，也能夠在步驟S120中做出“是”的判定。
[0156]注意，如從圖8能夠看到的，當進氣門118的致動特性固定(或以工作角工作并且被提升一定量)時，致動特性如何被固定影響發動機100具有的輸出特性。因此，當控制裝置200在步驟S120中做出“是”的判定，則控制裝置200進入步驟S130和S140以使進氣門的固定致動特性的分層。
[0157]圖11是用于示出進氣門的固定致動特性如何分層的表征。
[0158]參考圖11，當進氣門118的致動特性固定時，進氣門被提升一定的量并且以工作角工作，并且這樣的提升量和工作角的當前值在下文中將共同表示為致動量Lf。當進氣門118的致動特性固定時，致動量Lf將被固定在最小值Lmin到最大值Lmax的范圍內，最小值Lmin對應于進氣門被提升最小量并且以最小工作角工作，最大值Lmax對應于進氣門被提升最大量并且以最大工作角工作。因此，如果圖10步驟S120指示“是”的判定，然后參照VVL位置傳感器310的當前輸出以將固定的致動量Lf與規定值LI和L2相比較。
[0159]當進氣門118處于固定狀態下時，它具有致動量Lf，致動量Lf分層為大致動范圍500a(Lf>Ll)、中間致動范圍500b和小致動范圍500c(Lf〈L2)。如已經參照圖8描述的，對于小致動范圍500c，根據在圖8中由點線指示的特性來限制發動機100被要求提供的輸出的范圍(例如，Pe范圍)。相反，對于大致動范圍500a，如在圖8中由實線所指示的，發動機100被要求提供的輸出的范圍(例如，Pe范圍)從不像針對小致動范圍500c所做的那樣被限制。
[0160]重新參照圖10，控制裝置200進入步驟S130以確定進氣門118是否具有在大致動范圍500a中固定的致動特性。此外，控制裝置200進入步驟S140以確定進氣門118是否具有在中間致動范圍500b內確定的致動特性。
[0161]控制裝置200遵守在步驟S120至S140中所做的判定，并且當進氣門的致動特性不固定時(在S120中為否)，控制裝置200進入步驟S150以將Pe范圍和受控目標SOC設定為默認值。
[0162]在那種情況下，要求的發動機功率Pe具有被設定為Pl的最大值Pmax(Pmax= Pl)和被設定為PO的最小值Pmin(Pmin = PO) 對應于發動機100在正常狀態下能夠輸出的發動機功率的最大值。此外，通常，P0 = 0。這允許要求的發動機功率Pe將被設定為將發動機的輸出功率減小至接近零。此外，在步驟SI50中，設定受控的中心SOC值Sth = SO。
[0163]控制裝置200遵守在步驟S120至S140中所做的判定，并且當進氣門具有在小致動范圍500c中固定的致動特性(在S120中為是，而在S130和S140中為否)時，控制裝置200進入步驟S170以設定Pe范圍和受控目標S0C。在步驟S170中，設定Pmax = P3，其中，P3〈P1，并且設定Pmin = P4，其中，P4>P0。此外，設定受控中心SOC值Sth = S2，其中，S2>S0。這與當進氣門的致動特性不固定時相比提供具有更受限的上限和下限的Pe范圍以及更高的受控目標S0C。
[0164]當進氣門具有在中間致動范圍500b中固定的致動特性(在S120和S140中為是，而在S130中為否)時，控制裝置200進入步驟S160以設定Pe范圍和受控目標S0C。
[0165]在步驟5160中，設定?1^1 = ?2，其中？3〈?2〈？1，并且設定?111丨11 = ?0。此外，受控中心SOC值Sth = Sl，其中設定S2>S1>S0。這與當進氣門的致動特性不固定時相比提供具有更受限的上限的Pe范圍以及更高的受控目標S0C。
[0166]當進氣門具有在大致動范圍500a中固定的致動特性(在S120和S130中為是)時，控制裝置200進入步驟S150以遵守默認值以根據默認值設定Pe范圍和受控目標S0C。這將Pe范圍和受控目標SOC設定成等同于當進氣門的致動特性不固定時所應用的那些的Pe范圍和受控目標SOC。
[0167]現在將參照圖12和圖13來比較在步驟S150至S170中根據VVL裝置400的狀態設定的Pe范圍和受控目標S0C。圖12是用于比較用于在其中設定要求的發動機功率的范圍的表征。圖13是用于比較受控目標SOC的表征。
[0168]參考圖12，當進氣門118的致動特性不固定但是受到正常控制時，遵守默認值以確定范圍51a被用于在其內設定要求的發動機功率Pe。如上文已經描述的，范圍51a(PO至Pl)對應于發動機100在正常狀態下能夠輸出的功率的范圍。
[0? 69]相反，當進氣門具有在小致動范圍500c或中間致動范圍500b中固定的致動特性時，具體地，要求的發動機功率Pe被確定為在范圍510b或范圍510c內。與當遵守默認值時(即，當進氣門的致動特性不固定時)相比，范圍510b和510c更窄，S卩，范圍510b和510c比范圍510a更窄。這能夠防止要求的發動機功率Pe被設置在大于當進氣門具有在小致動范圍500c或中間致動范圍500b (在高發動機轉速范圍內提供減小的扭矩)中固定的致動特性時發動機能夠輸出的功率的最大值的范圍內。具體地，范圍510c具有Pmin = P4，其中，P4>P0，這能夠防止要求的發動機功率Pe被設置在小于當進氣門具有在小致動范圍500c中固定的致動特性時發動機能夠輸出的功率的最小值的范圍內。
[0170]相反，當進氣門具有在對應于范圍510c的小致動范圍500c中固定的致動特性時，與當進氣門具有在對應于范圍51 Ob的中間致動范圍500b中固定的致動特性時相比，要求的發動機功率Pe被設置在更窄的范圍(Pe范圍)內。
[0171]當將中間致動范圍500b與小致動范圍500c比較時，對于高發動機轉速范圍，中間致動范圍500b允許發動機輸出的功率的最大值增大，并且對于低發動機轉速范圍，中間致動范圍500b也允許發動機扭矩減小，這樣允許獲得較寬的發動機功率范圍。因此當進氣門118具有在中間致動范圍500b中固定的致動特性時，發動機100被要求提供的輸出能夠設置在受較少限制的(Pe)范圍內以允許發動機100被更有效地使用。
[0172]相反，當進氣門具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，則范圍510a(P0至Pl)被應用使得發動機100被要求提供的輸出的范圍，S卩，Pe范圍，被設定為等同于當進氣門的致動特性不固定時所應用的那個范圍。
[0173]注意，對于小致動范圍500c，要求的發動機功率Pe具有P4的最小值Pmin，最小值Pmin優選小于在確定何時起動發動機中所參考的閾值Pth (參見圖9步驟S450)。這在進氣門118具有在小致動范圍500c中固定的致動特性時允許發動機100也間歇地被運行。
[0174]參考圖13，當進氣門118的致動特性不固定但是被正常控制時，遵守默認值而以受控中心值Sth = SO設定受控目標S0C。例如，SO被設置為近似50(%)以確用于保接收由電動發電機MG2再生的電力的空間，以及確保當請求加速時電動發電機MG2輸出功率。
[0?75]相反，當進氣門具有在小致動范圍500c或中間致動范圍500b中固定的致動特性時，具體地，受控中心SOC值Sth被設置為高于默認值SO的S I或S2。與當進氣門118的致動特性不固定但被正常控制時相比，這允許蓄電裝置B使SOC被控制成更高。
[0176]當進氣門具有在小致動范圍500c或中間致動范圍500b中固定的致動特性并且在高發動機轉速范圍內的發動機扭矩相應地減小時，則在驅動范圍內的行駛需要電動發電機MGl和MG2提供輸出以確保總要求的功率Ptt I。在那種情況下，蓄電裝置B輸出電力以允許電動發電機MGl和MG2輸出扭矩，并且蓄電裝置B的SOC因此減小。將受控目標SOC升高到高于正常值允許蓄電裝置B將SOC控制成較高，從而允許車輛在高輸出范圍內連續地被驅動且無過量減小的SOC。
[0177]此外，當進氣門118具有在小致動范圍500c中固定的致動特性時，受控中心SOC值Sth被設定為進一步高于當進氣門具有在中間致動范圍500b中固定的致動特性時所設定的受控中心SOC值Sth或SI，S卩，S2被設定，其中，S2大于SI。例如，SI被設定為近似65(%)，并且S2被設定為近似70(%)。
[0178]當將中間致動范圍500b與小致動范圍500c相比較時，與后者相比，前者允許實際上具有更大的最大值的可輸出發動機功率。這減小當車輛在高輸出范圍內被驅動時減小的SOC量。因此，當進氣門118具有在中間致動范圍500b中固定的致動特性時，與當進氣門具有在小致動范圍500c中固定的致動特性時相比，受控目標SOC(或受控中心SOC值)能夠更低。因此，能夠避免用于接收再生電力的空間的過量減小，并且能夠實現增強的能量效率(或燃料效率)。
[0179]相反，當進氣門具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，則根據默認值(Sth= SO)將受控中心SOC值設定為等同于當進氣門不具有固定的致動特性時所應用的那個值。當進氣門具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，對于高輸出范圍，發動機提供充足的功率，并且相應地，蓄電裝置B無需將SOC設定為高的。因此，能夠確保用于接收再生電力的空間，同樣地，當進氣門118具有被正常控制的致動特性時，能夠確保用于用于接收再生電力的空間，以增強能量效率(或燃料效率)。
[0180]注意，雖然在上文的描述中受控目標SOC是受控中心值Sth，但是可以用受控目標SOC范圍來取代它。在那種情況下，當蓄電裝置B具有偏離受控目標SOC范圍并且因此增大的SOC時，則在步驟S300，Pchg〈0被設定以使蓄電裝置B放電。相反，當蓄電裝置B具有偏離受控目標SOC范圍并且因此減小的SOC時，則Pchg>0被設定以對蓄電裝置B充電。
[0181]當進氣門118的致動特性不固定但是被正常控制時，受控目標SOC范圍520a被設定為默認值。相反，當進氣門118具有在中間致動范圍500b中固定的致動特性時，受控目標SOC范圍520b被設定。與受控目標SOC范圍520a相比，受控目標SOC范圍520b被設定成在SOC中的較高側。
[0182]此外，當進氣門118具有在小致動范圍500c中固定的致動特性時，受控目標SOC范圍520c被設定。與受控目標SOC范圍520b相比，受控目標SOC范圍520c被設定成在SOC中的較尚側。[Ο183]相反，當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，受控目標SOC范圍520a被設定，就像當進氣門的致動特性不固定時所設定的那樣。
[0184]因此，當將受控目標SOC范圍520a至520c相比較時，范圍520a具有被設定為最高的上限值，范圍520b具有被設定為第二高的上限值，并且范圍520c具有被設定為最低的上限值。因此，與當設定受控中心SOC值時所做的那樣類似，如上文所描述的，當進氣門118的致動特性固定時，蓄電裝置B能夠具有先前被控制為高的SOC以便為用于高輸出范圍的不充足的發動機功率做準備。
[0185]注意，雖然圖13示出也分別具有下限值的受控目標SOC范圍520a至520c，所述下限值之間有差別，但鑒于允許蓄電裝置B具有先前被控制為高的SOC的功能，如上文所描述的，所述范圍可以分別具有單個值的下限值。
[0186]因此，第一實施例提供包括發動機100的混合動力車輛，發動機100具有進氣門118，進氣門118具有致動特性(或被提升一定量和/或以工作角工作)使得當進氣門118的致動特性(即，提升量和工作角)固定時，根據固定的致動特性限制發動機100的輸出(或功率)，并且相應地，發動機100被要求提供的輸出(例如，要求的發動機功率Pe)被設定在窄范圍內。此外，車輛能夠具有SOC先前被控制為高的蓄電裝置，以便為用于高輸出范圍的不充足的發動機功率作準備。因此，雖然包括具有進氣門118(其具有致動特性)的發動機100的車輛的致動特性固定，但是發動機100能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量地增大/減小的S0C，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
[0187]此外，當進氣門118的致動特性固定并且相應地以大工作角工作并且被提升大的量時，限制被應用于將發動機100被要求提供的輸出(例如，要求的發動機功率Pe)設定在其內的范圍和增大受控目標SOC被緩解或被避免，以允許發動機100的輸出有效地被使用，并且用于接收再生電力的空間增大以允許車輛繼續行駛同時使燃料效率的削弱最小化。
[0188]第二實施例
[0189]圖14示出根據第二實施例的混合動力車輛的發動機的構造。除了圖2所示的發動機100被替換為圖14中所示的發動機100A之外，第二實施例提供圖1中的混合動力車輛構造。
[0190]參考圖14，當將發動機100A在構造上與圖2所示的發動機100相比較時，前者進一步包括排氣再循環(EGR)裝置。
[0191]EGR裝置包括EGR路徑140和EGR閥142 JGR路徑140是用于允許發動機100A使排氣再循環到進氣側(例如，進氣歧管)的管線。EGR閥142設置在EGR路徑140中并且按照由控制裝置200控制的那樣打開/關閉。換言之，第二實施例提供具有控制裝置200的混合動力車輛，控制裝置200具有根據第一實施例控制發動機100的功能加上控制打開和關閉EGR閥142的功能。
[0192]當打開EGR閥142時，EGR路徑140將排氣路徑和吸入路徑帶入通信中，并且當EGR閥142關閉時，EGR路徑140關閉。打開EGR閥142以使排氣再循環到吸入路徑能夠減小節流損失并且減小栗送損失。EGR裝置因此允許增強的燃料效率。
[0193]由于第二實施例提供包括發動機100A(發動機100A包括EGR裝置)的混合動力車輛，所以EGR裝置也根據VVL裝置400的狀態受到控制。如已經參照圖6描述的，當進氣門118被提升大的量并且以大工作角工作時，減小的壓縮比被提供，并且相應地，相對減小的燃燒性被提供。因此，當進氣門118的致動特性固定使得它被提升大的量并且以大工作角工作時，操作EGR裝置以使排氣再循環到吸入空氣的一側可能導致進一步減小燃燒性。
[0194]根據第二實施例的混合動力車輛也根據圖9流程圖受到控制以便行駛。然而，注意，控制裝置200用圖15中所示的過程取代圖10過程來執行圖9步驟S100。
[0195]比較圖15與圖10，在第二實施例中，當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性，即，當在步驟S130中做出“是”的判定時，則執行不同的步驟。具體地，當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，控制裝置200進入步驟S200。
[0196]控制裝置200在步驟S200中將Pe范圍和受控目標SOC設定為默認值，與在步驟S150中所執行的那樣類似。此外，控制裝置200保持EGR閥142關閉以強制地使EGR裝置停止操作。
[0197]因此，當進氣門118具有以小壓縮比(或在大致動范圍500a內)固定的致動特性時，EGR裝置被防止使排氣再循環并且因此提供進一步減小的燃燒性。
[0198]替代地，控制裝置200能夠用圖16中所示的過程取代圖15過程來執行圖9的步驟SlOO0
[0199]當將圖16與圖15相比時，圖16過程被執行如下:當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性(在S130中為是)時，控制裝置200進一步執行步驟S190。
[0200]控制裝置200在步驟S190中確定發動機100A是否具有低發動機轉速和小空氣體積。例如，當發動機當前具有小于規定閾值Nth的發動機轉速Ne(S卩，Ne〈Nth)并且吸入的空氣體積Q小于閾值Qth(即，Q〈Qth)時，控制裝置200在步驟SI90中能夠做出“是”的判定。當發動機100A具有低發動機轉速和小空氣體積(在S190中為是)時，控制裝置200進入步驟S200，與在圖15中所執行的類似。這提供被設定為默認值的Pe范圍和受控目標S0C，并且也保持EGR閥142關閉以使EGR裝置強制地停止操作。
[0201]相反，當發動機100A無法兼具低發動機轉速和小空氣體積(在S190中為否)時，控制裝置200進入步驟S150，同時進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性。換言之，在控制裝置提供被設定為默認值的Pe范圍和受控目標SOC的同時，控制裝置允許EGR裝置繼續操作。因此，EGR閥142被角度地控制，正如當發動機被正常控制時所執行的那樣。
[0202]在圖16的過程中，當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，僅針對尤其擔憂下降的燃燒性的操作狀態，即，僅當發動機100A具有低發動機轉速和小空氣體積時，操作EGR裝置能夠強制地停止。
[0203]注意，在圖15和圖16中，當進氣門118不具在大致動范圍500a中固定的致動特性時，即，當進氣門118根本的致動特性不固定或具有在中間致動范圍500b或小致動范圍500c中固定的致動特性固定時，車輛如何受到控制(S150至S170)與已經在第一實施例中所描述的類似，并且相應地，將不反復地描述。
[0204]因此，第二實施例提供如下一種混合動力車輛，該混合動力車輛包括發動機100A，發動機100A設置有VVL裝置400和EGR裝置，并且具有帶致動特性(或被提升一定量并且以工作角工作)的進氣門118，使得當進氣門的致動特性(即，提升量和工作角)固定時，EGR裝置能夠被防止有助于減小燃燒性并且因此使發動機100的運行不穩定的操作，并且此外，如已經在第一實施例中所描述的，發動機能夠被運行以避免過量地增大/減小的SOC以允許車輛繼續行駛。
[0205]在圖16的過程中，特別地，當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時，僅當發動機10A處于尤其擔憂下降的燃燒性的運行狀態下時，S卩，僅當發動機具有低發動機轉速和小空氣體積時，操作EGR裝置能夠強制地停止。這能夠使強制地停止EGR裝置并且因此損失EGR效果最小化。
[0206]示例性變型中的VVL裝置
[0207]在第一和第二實施例中，進氣門118可以被提升一定量和以工作角工作，工作角可以如上文所描述的那樣連續地(或無級地)改變或可以被為設定為離散的(或逐步的)。
[0208]圖17代表氣門的位移量與曲柄角之間的關系，如由能夠在三種水平下改變進氣門118的致動特性的VVL裝置400A中實施的。
[0209]VVL裝置400A能夠將致動特性改變至第一至第三特性中的任一個特性。第一特性由波形INla表示。第二特性由波形IN2a表示并且與第一特性相比對應于更大的提升量和更大的工作角。第三特性由波形IN3a表示并且與第二特性相比對應于更大的提升量和更大的工作角。
[0210]圖18示出包括具有圖17中所示的致動特性的VVL裝置的發動機的運行線。
[0211 ]在圖18中，橫坐標軸代表發動機轉速，并且縱坐標軸代表發動機扭矩。注意，在圖18中，交替長短虛線指示對應于第一至第三特性(INla至IN3a)的扭矩特性。此外，在圖18中，由實線指示的圓圈指示等量燃料效率線。等量燃料效率線指示在燃料消耗中相等的連接點，并且較接近圓圈中心的點對應于更增強的燃料效率。為了說明，應用了VVL裝置400A的發動機100、100A主要在圖18中由實線指示的發動機運行線上運行。
[0212]在此處，范圍Rl指示低發動機轉速范圍，對于低發動機轉速范圍，減小當發動機起動時引起的震動是重要的。此外，應用了 VVL裝置400A的發動機100A能夠使EGR閥142保持關閉以經阿特金森循環來預期增強的燃料效率。因此，優選地，第三特性(IN3a)被選擇為進氣門118的致動特性以提供增大的提升量和增大的工作角。
[0213]范圍R2指示中間發動機轉速范圍，對于中間發動機轉速范圍，EGR被用于引入增大量的排氣以便增強的燃料效率。這樣做，第二特性(IN2a)被選擇為進氣門118的致動特性以提供中間提升量和中間工作角。
[0214]換言之，當進氣門118被大量提升并且以大工作角工作(S卩，選擇第三特性)時，優選經阿特金森循環而非經EGR增強燃料效率。相反，當選擇中間提升量和中間工作角(S卩，選擇第二特性)時，優選經EGR而非經阿特金森循環增強燃料效率。
[0215]范圍R3指示高發動機轉速范圍，對于高發動機轉速范圍，利用進氣慣性將大量空氣引入到氣缸中以提供增大的實際壓縮比以以獲得更好的輸出性能。因此，第三特性(IN3a)被選擇為進氣門118的致動特性以提供增大的提升量和增大的工作角。
[0216]當應用了VVL裝置400A的發動機100、100A在低發動機轉速范圍在大負荷下被運行時;應用了 VVL裝置400A的發動機100、100A在低溫溫度下起動;或催化劑被預熱時，第一特性(INla)被選擇為進氣門118的致動特性以提供減小的提升量和減小的工作角。因此，依賴于如何運行發動機100、10A來確定提升量和工作角。
[0217]當其內安裝有發動機(該發動機應用VVL裝置400A來控制進氣門118以具有致動特性(或被提升一定量和以工作角工作))的混合動力車輛出于一些原因具有被固定為第一特性至第三特性(INla至IN3a)中的一個的致動特性(或提升量和工作角)時，車輛可能具有問題，與已經在第一和第二實施例中所描述的那樣類似。
[0218]當應用了 VVL裝置400A，并且進氣門118的致動特性固定時，致動特性將被以第一特性(INla)、第二特性(IN2a)和第三特性(IN3a)中的任一個特性固定。換言之，第一特性 (INla)、第二特性(IN2a)和第三特性(IN3a)對應于圖11中所示的小致動范圍500c、中間致動范圍500b和大致動范圍500a。
[0219]其內安裝有發動機100且發動機100應用了 VVL裝置400A的混合動力車輛也能夠受到控制以便行駛，與已經在第一實施例中參照圖9流程圖所描述的類似。然而，注意，控制裝置200用圖19中所示的過程取代圖10過程來執行圖9步驟S100。
[0220]當將圖19與圖10比較時，控制裝置200用步驟S130a和S140a取代步驟S130和S140 (參見圖10)來執行對進氣門的固定的致動特性進行分層的過程。
[0221]控制裝置200在步驟S130a中確定進氣門118是否將致動特性固定在將進氣門大量提升并且使進氣門以大工作角工作的第三特性(IN3a)。此外，控制裝置200在步驟S140a中確定進氣門118是否將致動特性固定在將進氣門以中間量提升并且使進氣門以中間工作角工作的第二特性(IN2a)。[〇222]當進氣門118具有被固定為第三特性(IN3a)的致動特性時，控制裝置200進入步驟 S150,與在當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時的第一實施例中所執行的類似。此外，當進氣門118具有被固定為第二特性(IN2a)的致動特性時，控制裝置200進入步驟S160，與在當進氣門118具有在中間致動范圍500b中固定的致動特性時的第一實施例中所執行的類似。此外，當進氣門118具有被固定為第一特性(INla)的致動特性時，控制裝置200進入步驟S170,與在當進氣門118具有在小致動范圍500c中固定的致動特性時的第一實施例中所執行的類似。
[0223]應用了 VVL裝置400A的發動機100也能夠因此被控制以便如已經在第一實施例中描述的那樣行駛。結果，當包括發動機100且發動機100的進氣門的致動特性(或如被提升一定量和以工作角工作)受到VVL裝置400A控制的車輛的致動特性(或提升量和工作角)固定時，發動機100能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量增大/減小的S0C，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
[0224]此外，其內安裝有發動機100A且發動機100A應用了VVL裝置400A的混合動力車輛也能夠受到控制以便行駛，與已經在第二實施例中參照圖9流程圖所描述的類似。然而，注意，控制裝置200執行圖9步驟S100,且圖10過程被圖20中所示的過程而非已經在第二實施例中所描述的圖15的過程取代。
[0225]當將圖20與圖15比較時，控制裝置200用步驟S130a和S140a取代步驟S130和S140 (參見圖15)來執行對進氣門的固定的致動特性進行分層的過程。步驟S130a和S140a類似于圖19的那些，并且相應地，將不反復地描述。[〇226]因此，當應用了 VVL裝置400A的發動機100A的進氣門118的致動特性被固定為第三特性(IN3a)時，控制裝置200進入步驟S200以強制地使EGR裝置停止操作，與在第二實施例中在當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時所執行的類似。此外，當進氣門118具有被固定為第一特性(INla)或第二特性(IN2a)的致動特性時，控制裝置200能夠設定發動機100被要求提供的輸出范圍(或Pe范圍)和受控目標S0C，與在第一和第二實施例中當進氣門118具有在小致動范圍500c或中間致動范圍500b中固定的致動特性時所執行的類似。
[0227]可替代地，控制裝置200能夠用圖21中所示的過程而非圖20中所示的過程取代圖 10的過程來執行圖9的步驟S100。[〇228]當將圖21與圖20相比時，圖21的過程被執行如下:當進氣門118具有被固定為第三特性(IN3a)的致動特性(在SI30a中為是)時，控制裝置200進一步執行步驟S190，與圖16中所執行的類似。僅當應用了 VVL裝置400A的發動機100A具有低發動機轉速和小空氣體積(在 S190中為是)時，控制裝置200以與圖15和圖16類似地進入步驟S200。這提供被設定為默認值的Pe范圍和受控目標S0C，并且也保持EGR閥142關閉以使EGR裝置強制地停止操作。
[0229]相反，當發動機100A無法兼具低發動機轉速和小空氣體積(在S190中為否)時，控制裝置200進入步驟S150,同時進氣門118具有被固定為第三特性(IN3a)的致動特性。控制裝置提供被設定為默認值的Pe范圍和受控目標S0C，同時控制裝置允許EGR裝置繼續操作。 換言之，EGR閥142被角度地控制，正如當發動機被正常控制時所執行的。[〇23〇] 應用了 VVL裝置400A的發動機100A也能夠因此被控制以便行駛，與已經在第二實施例中所描述的類似。因此，當具有受到VVL裝置400A控制的致動特性(或被提升一定量和以工作角工作)的進氣門118具有由此固定的致動特性(S卩，提升量和工作角)時，EGR裝置能夠防止導致燃燒性減小并且因此使發動機100的運行不穩定的操作，并且此外，發動機能夠被操作以避免導致燃料效率削弱的過量增大/減小的S0C，避免無法行駛等。[0231 ]在圖21的過程中，特別地，當進氣門118具有被固定為第三特性(IN3a)的致動特性時，僅當發動機100A處于尤其擔憂下降的燃燒性的運行狀態下時，S卩，僅當發動機具有低發動機轉速和小空氣體積時，能夠強制地停止操作EGR裝置。
[0232]應用了 VVL裝置400A以允許進氣門118具有在三種水平中切換的致動特性的發動機100、100A也能夠因此受到控制以便行駛，如已經在第一和第二實施例中所描述的。因此， 雖然包括具有進氣門118且進氣門118具有致動特性的發動機100、100A的車輛的致動特性固定，但是發動機l〇〇、l〇〇A能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量增大/減小的S0C， 避免防止車輛繼續行駛的無法行駛等。
[0233]注意，當將VVL裝置400A應用于發動機100A時，進氣門118被提升一定量并且以工作角工作，所述提升量和工作角被限制于三個水平，并且與當進氣門118以無級變化的量被提升并且以無級變化的工作角工作時所需的時間段相比，發動機100A能夠在經由在更短的時間段內調整的參數所控制的狀態下被運行。此外，致動器改變提升進氣門118的量和進氣門118上的工作角所要求的扭矩能夠減小，并且致動器的大小和重量因此減小。因此也能夠以減小的成本來生產致動器。
[0234]圖22代表氣門的位移量與曲柄角之間的關系，如由能夠在兩個水平中改變進氣門 118的致動特性的VVL裝置400B中實施的。
[0235]參照圖22，VVL裝置400B能夠將致動特性改變至第一特性至第二特性中的任一個特性。第一特性由波形INlb表示。第二特性由波形IN2b表示并且對應于與第一特性相比更大的提升量和更大的工作角。[〇236]當其內安裝有發動機且發動機設置有VVL裝置400B以控制進氣門118使進氣門118 具有致動特性(或被提升一定量并且以工作角工作)的混合動力車輛出于一些原因具有被固定為第一特性至第二特性(INlb至IN2b)中的一個特性時，車輛可能具有與已經在第一和第二實施例中所描述的類似的問題。
[0237]其內安裝有發動機100且發動機100應用了 VVL裝置400B的混合動力車輛也能夠被控制以便行駛，與已經參照圖9流程圖在第一實施例中所描述的類似。然而，注意，控制裝置 200用圖23中所示的過程取代圖10過程來執行圖9步驟S100。
[0238]當將圖23與圖10比較時，控制裝置200用步驟S130b取代步驟S130和S140(參見圖 10)來執行對進氣門的固定的致動特性進行分層的過程。
[0239]控制裝置200在步驟S130b中確定進氣門118是否具有被固定為將進氣門大量提升并且使進氣門以大工作角工作的第二特性(IN2b)的致動特性。當進氣門118具有被固定為第二特性(IN2b)的致動特性(在S130b中為是)時，控制裝置200進入步驟S150。這提供根據默認值設定的Pe范圍和受控目標S0C，以等同于當進氣門118的致動特性不固定而是被正常控制(在S120中為否)時所應用的那些Pe范圍和受控目標S0C。在步驟S150中，如上文已經描述的，設定Pmax = Pl和Pmin = P0。此夕卜，設定受控中心S0C值Sth = S0作為受控目標S0C。
[0240]相反，當進氣門118具有被固定為小量提升進氣門并且以小工作角工作的第一特性(INlb)的致動特性(在S130b中為否)時，控制裝置200進入步驟S170#以設定Pe范圍和受控目標S0C。在步驟S170#中，設定Pmax = Pb，其中，PbWUPmin被設定為P0或Pa，其中，Pa>0。 也就是，與當進氣門的致動特性不固定時相比，要求的發動機功率Pe被設定在更窄的范圍 (Pe范圍)內。[〇241]此外，與默認值相比，受控中心S0C值被設定到S0C中較高的一側。例如，它被設定為受控中心S0C值Sth = Sa，其中，Sa>S0。與當進氣門的致動特性不固定時相比，這允許蓄電裝置B的S0C被控制成更高。注意，如先前已經描述的，也能夠用被設定到在S0C中的較高側的受控目標S0C范圍取代受控中心S0C值，以類似地將S0C控制為高的。
[0242]應用了 VVL裝置400B的發動機100也能夠因此被控制以便行駛，如已經在第一實施例中描述的。結果，雖然包括發動機100且發動機100的進氣門的致動特性(或如被提升一定量和以工作角工作)受到VVL裝置400B控制的車輛的致動特性固定(或提升量和工作角)，但是發動機100能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量增大/減小的S0C，避免防止車輛繼續行駛的無法行駛。
[0243]此外，其內安裝有發動機100A且發動機100A應用了VVL裝置400B的混合動力車輛也能夠受到控制以便行駛，與已經在第二實施例中參照圖9流程圖所描述的類似。然而，注意，控制裝置200執行圖9步驟S100,并且圖10過程被圖24中所示過程而非已經在第二實施例中描述的圖15的過程取代。
[0244]當將圖24與圖15比較時，控制裝置200用步驟S130b取代步驟S130和S140(參見圖 15)來執行對進氣門的固定的致動特性進行分層的過程。步驟S130b類似于圖23的步驟，并且相應地，將不反復地描述。
[0245]因此，當應用了 VVL裝置400B的發動機100A的進氣門118的致動特性被固定為第二特性(IN2b)時，控制裝置200進入步驟S200以強制地使EGR裝置停止操作，與在第二實施例中在當進氣門118具有在大致動范圍500a中固定的致動特性時所執行的類似。此外，當進氣門118具有被固定為第一特性(INlb)的致動特性時，控制裝置200能夠進入步驟S170#以設定Pe范圍和受控目標S0C。步驟S170#類似于圖23的步驟，并且相應地，將不反復地描述。
[0246]可替代地，控制裝置200能夠用圖25中所示的過程而非圖24中所示的過程取代圖 10的過程來執行圖9的步驟S100。
[0247]當將圖25與圖24相比時，圖25的過程被執行如下:當進氣門118具有被固定為第二特性(IN2b)的致動特性(在S130b中為是)時，控制裝置200進一步執行步驟S190,與圖16和圖21中所執行的類似。僅當應用了 VVL裝置400B的發動機100A具有低發動機轉速和小空氣體積(在S190中為是)時，控制裝置200進入步驟S200,與在圖24中所執行的類似。這提供被設定為默認值的Pe范圍和受控目標S0C，并且也保持EGR閥142關閉以使EGR裝置強制地停止操作。
[0248]相反，當發動機100A無法兼具低發動機轉速和小空氣體積(在S190中為否)時，控制裝置200進入步驟S150,同時進氣門118具有被固定為第二特性(IN2b)的致動特性。換言之，雖然控制裝置提供被設定為默認值的Pe范圍和受控目標S0C，但是控制裝置允許EGR裝置繼續操作。換言之，EGR閥142被角度地控制，正如當發動機被正常控制時所執行的。
[0249] 應用了 VVL裝置400B的發動機100A也能夠因此被控制以便行駛，與已經在第二實施例中所描述的類似。因此，當具有受到VVL裝置400B控制的致動特性(或以工作角工作并且被提升一定量)的進氣門118的致動特性固定(S卩，提升量和工作角)時，EGR裝置能夠防止導致下降的燃燒性并且因此使發動機100的運行不穩定的操作，并且此外，發動機能夠被運行以避免導致燃料效率削弱的過量增大/減小的S0C，避免無法行駛等。[〇25〇]因此，應用了 VVL裝置400B允許進氣門118具有在兩個水平中被切換的致動特性的發動機100、100A因此也能夠被控制以便行駛，如在第一和第二實施例中所描述的，使得當進氣門118的致動特性固定時，發動機100能夠被運行以避免過量增大/減小的S0C以因此允許車輛繼續行駛。
[0251]VVL裝置400B允許進氣門118被提升一定量并且以工作角工作(被提升一定量并且以工作角工作被限制于兩個致動特性)，并且發動機1〇〇能夠在經在更短的一段時間中調整的參數控制的狀態下被運行。此外，也允許致動器具有更簡單的構造。注意，進氣門118可以不被提升一定量或以工作角工作(被提升一定量或以工作角工作被限制于在兩個或三個水平之間變化的致動特性)，并且進氣門118可以通過在四個或更多個水平之間變化的致動特性而被提升一定量并且以工作角工作。
[0252]已經針對將進氣門118提升一定的量并且進氣門118上的工作角兩者都作為其致動特性被控制的情況描述了上文實施例及其示例性變型，但是本發明也適用于提升進氣門 118的量單獨可控(或可變化)地作為其致動特性的構造和進氣門118上的工作角單獨可控 (或可變化)地作為其致動特性的構造。能夠控制(或改變)提升進氣門118的量或進氣門118 上的工作角的構造也能夠與能夠改變提升進氣門118的量和進氣門118上的工作角兩者的構造具有相同的效果。注意，能夠經熟知的技術實施能夠控制(或改變)提升進氣門118的量或進氣門118上的工作角中的任一者的構造。
[0253]當提升進氣門118的量或進氣門118上的工作角是可控(或可變)的時，將VVL位置傳感器310布置成感測所述提升量或工作中的任一者并且確定所述提升量或工作角中的任一者(在實施例中確認提升量和工作角兩者)，允許應用類似的行駛控制。
[0254]因此，本發明適用于包括如下可變氣門致動裝置的混合動力車輛:所述可變氣門致動裝置允許進氣門118具有由連續地(或無級地)或離散地(或逐步的)改變的提升進氣門 118的量和/或進氣門118上的工作角表示的致動特性。
[0255]雖然已經結合能夠將發動機100的原動力通過動力分配裝置4進行分配并且因此將分配的原動力傳輸至驅動輪6和電動發電機MG1和MG2的串聯/并聯類型混合動力車輛描述了上文的實施例，但是本發明也適用于其它類型的混合車輛。更具體地，本發明例如也適用于僅使用發動機100用來驅動電動發電機MG1并且僅通過電動發電機MG2產生車輛驅動力的所謂的串聯類型混合動力車輛、僅回收由發動機100產生的動能的再生能量作為電能的混合動力車輛、使用發動機作為主驅動力源并且根據需要由馬達輔助的馬達輔助混合動力車輛等。此外，本發明也適用于允許馬達被斷開并且單獨地通過發動機的驅動力行駛的混合動力車輛。
[0256]此外，已經描述了本實施例來描述基于功率控制發動機輸出的示例，本發明適用于經任何指示控制發動機輸出。例如，本發明適用于其中發動機提供基于扭矩控制的輸出的混合動力車輛。
[0257]因此，關于當受可變氣門致動裝置控制的致動特性被固定時控制發動機的輸出和受控目標S0C，包括具有用于改變進氣門的致動特性的可變氣門致動裝置的內燃機的任何混合動力車輛能夠受益于本發明的構思。
[0258]注意，在上文的描述中，發動機100、100A在本發明中對應于內燃機的一個實施例， 電動發電機MG1在本發明中對應于旋轉電機的一個實施例，并且VVL裝置400、400A、400B在本發明中對應于可變氣門致動裝置的一個實施例。此外，EGR閥142對應于“再循環閥”的一個實施例。
[0259]應理解，本文公開的實施例在任何方面是說明性而非限制性的。本發明的范圍由權利要求項而非以上描述限定，并且旨在包括在與權利要求的術語等同的范圍與意義內的任何變型。
[0260]附圖標記列表[〇261]1:混合動力車輛;4:動力分配裝置;5:減速器;6:驅動輪;7:輸出軸;8:(用于車輛的)驅動軸；100、100A:發動機；104:節氣門；106:氣缸；108:噴射器；110:火花塞；112:三元催化劑；114:活塞；116:曲軸；118:進氣門；120:排氣門；122、124:凸輪；128:搖臂；130:凸輪軸；140:路徑；142:閥；200:控制裝置;300:凸輪角傳感器;302:曲柄角傳感器;304:爆振傳感器；306:節氣門角傳感器；307:車速傳感器；308:加速器踏板傳感器；309:水溫傳感器； 310:位置傳感器;312:節氣門馬達;315:傳感器;400、40(^、40(?:”1裝置;410:(用于”1裝置的)驅動軸；420:支撐管；430:輸入臂；432:臂部；434:輥部；440:搖擺凸輪；442:鼻部； 444:凸輪表面;450:滑動齒輪;452、454:斜齒輪;456:伸長孔;500a:大致動范圍；500b:中間致動范圍；500c:小致動范圍；510&、51013、510(3:應用于在其內設定要求的發動機功率的范圍；520a、520b、520c:受控目標S0C范圍;Ac:操作加速器踏板的量;B:蓄電裝置;Pmax:(要求的發動機功率的)最大值;Pmin:(要求的發動機功率的)最小值;MG1、MG2:電動發電機;Nth、 Pth、Qth:閾值;Pchg:充電/放電所要求的功率;Pe:要求的發動機功率;Pr:要求的驅動功率;Pt11:總要求的功率;Sth:受控中心S0C值;Tb:(蓄電裝置的)溫度;Tr:要求的扭矩;Tw: 冷卻劑水溫;V:車速。
【主權項】
1.一種混合動力車輛，包括: 內燃機，所述內燃機具有用于控制進氣門的致動特性的可變氣門致動裝置，所述致動特性是提升所述進氣門的量和所述進氣門上的工作角中的至少一個； 檢測器，所述檢測器被構造成檢測由所述可變氣門致動裝置控制的所述致動特性； 旋轉電機，所述旋轉電機被構造成產生車輛驅動力； 蓄電裝置，所述蓄電裝置被構造成在所述蓄電裝置中存儲電力以用于驅動所述旋轉電機;和 控制裝置，所述控制裝置被構造成使得當由所述檢測器檢測到的所述致動特性固定時，與當所述致動特性未固定時相比，所述控制裝置將如下范圍設定成更窄，并且與當所述致動特性未固定時相比，所述控制裝置將所述蓄電裝置的SOC控制成更高，其中所述范圍被應用于在該范圍內設定所述內燃機被要求提供的輸出。2.根據權利要求1所述的混合動力車輛，其中，當在提升所述進氣門的所述量和所述進氣門上的所述工作角中的至少一個小于第一規定值的情況下所述致動特性固定時，與當所述致動特性未固定時相比，所述控制裝置將所述范圍設定成更窄，并且將所述SOC控制成更尚O3.根據權利要求2所述的混合動力車輛，其中，當在提升所述進氣門的所述量和所述進氣門上的所述工作角中的所述至少一個大于所述第一規定值的情況下所述致動特性固定時，所述控制裝置確定所述范圍并且控制所述SOC以等同于當所述致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C。4.根據權利要求2或3所述的混合動力車輛，其中，當在提升所述進氣門的所述量和所述進氣門上的所述工作角中的所述至少一個比第二規定值小的情況下所述致動特性固定時，與當在所述第一規定值與所述第二規定值之間的狀態下所述致動特性固定時相比，所述控制裝置將所述范圍設定成進一步更窄并且將所述SOC控制成進一步更高，其中所述第二規定值小于所述第一規定值。5.根據權利要求2所述的混合動力車輛，進一步包括排氣再循環裝置，所述排氣再循環裝置被設置在所述內燃機中并且包括再循環閥，所述再循環閥用于使所述內燃機的排氣的一部分經由所述再循環閥再循環至所述內燃機的進氣側， 其中，當在提升所述進氣門的所述量和所述進氣門上的所述工作角中的所述至少一個大于所述第一規定值的情況下所述致動特性固定時，所述控制裝置確定所述范圍并且控制所述SOC以等同于當所述致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C，并且所述控制裝置也保持關閉所述排氣再循環裝置的所述再循環閥。6.根據權利要求1所述的混合動力車輛，其中: 所述可變氣門致動裝置被構造成能夠將所述進氣門的所述致動特性切換至第一特性、第二特性和第三特性中的任一個特性，所述第二特性允許提升所述進氣門的所述量和所述進氣門上的所述工作角中的至少一個與當所述致動特性是所述第一特性時相比更大，并且所述第三特性允許所述量和所述角中的至少一個與當所述致動特性是所述第二特性時相比更大;并且 當所述檢測器檢測到所述致動特性固定在所述第一特性和所述第二特性中的一個特性時，與當所述致動特性未固定時相比，所述控制裝置將所述范圍設定成更窄并且將所述SOC控制成更高。7.根據權利要求6所述的混合動力車輛，其中，當所述致動特性固定在所述第三特性時，所述控制裝置確定所述范圍并且控制所述SOC以等同于當所述致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C。8.根據權利要求6或7所述的混合動力車輛，其中，當所述致動特性固定在所述第一特性時，與當所述致動特性固定在所述第二特性時相比，所述控制裝置將所述范圍設定成進一步更窄并且將所述SOC控制成進一步更高。9.根據權利要求6所述的混合動力車輛，進一步包括排氣再循環裝置，所述排氣再循環裝置被設置在所述內燃機中并且包括再循環閥，所述再循環閥用于使所述內燃機的排氣的一部分經由所述再循環閥再循環至所述內燃機的進氣側， 其中，當所述致動特性固定在所述第三特性時，所述控制裝置確定所述范圍并且控制所述SOC以等同于當所述致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C，并且所述控制裝置也保持關閉所述排氣再循環裝置的所述再循環閥。10.根據權利要求1所述的混合動力車輛，其中: 所述可變氣門致動裝置被構造成能夠將所述進氣門的所述致動特性切換至第一特性和第二特性中的任一個特性，所述第二特性允許提升所述進氣門的所述量和所述進氣門上的所述工作角中的至少一個與當所述致動特性是所述第一特性時相比更大;并且 當所述檢測器檢測到所述致動特性固定在所述第一特性時，與當所述致動特性未固定時相比，所述控制裝置將所述范圍設定成更窄并且將所述SOC控制成更高。11.根據權利要求1O所述的混合動力車輛，其中，當所述致動特性固定在所述第二特性時，所述控制裝置確定所述范圍并且控制所述SOC以等同于當所述致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C。12.根據權利要求10所述的混合動力車輛，進一步包括排氣再循環裝置，所述排氣再循環裝置被設置在所述內燃機中并且包括再循環閥，所述再循環閥用于使所述內燃機的排氣的一部分經由所述再循環閥再循環至所述內燃機的進氣側， 其中，當所述致動特性固定在所述第二特性時，所述控制裝置確定所述范圍并且控制所述SOC以等同于當所述致動特性未固定時所應用的那些范圍和S0C，并且所述控制裝置也保持關閉所述排氣再循環裝置的所述再循環閥。
【文檔編號】B60W10/06GK105992704SQ201480075288
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年12月17日
【發明人】寺谷龍太, 加藤壽, 加藤壽一, 淺見良和
【申請人】豐田自動車株式會社