CN101023257A - 汽车以及内燃机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

在进气温度(Ta)为阈值(Tref)以上时，使用增大进气歧管的负压以促进蒸发燃料的处理的工作线设定发动机目标运行点从而进行控制；在进气温度(Ta)小于阈值(Tref)并且有加温要求时，增加EGR量，同时使冷却系统切换为将散热器旁通的预热用循环模式，使用减小进气歧管的负压且燃料消耗特性较高的工作线设定发动机目标运行点从而进行控制。由此，能够提高预热时的燃料消耗特性。

Description

汽车以及内燃机的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车以及内燃机的控制方法。
背景技术
以往，作为这种汽车，提出了一种混合动力汽车，其基于乘员室内的温度、乘员室用的空调机的设定温度和发动机的冷却水的温度来判断停止期间的发动机的运行开始(例如，特开平9-233601号公报等)。在该汽车中，在乘员室内的温度与乘员室用的空调机的设定温度的温度差为判定值—其中发动机的冷却水的温度越高、所述判定值被设为越高的值—以上时，即使在车辆停止时或处于单独通过电动机行驶的模式时，也起动发动机，使用由发动机产生的热量对乘员室加温。
另外，作为谋求燃料消耗特性的提高的汽车，还提出了一种汽车，其在大气温度较低时，通过缩短吸附在吸附罐(canister)内的蒸发燃料的清除时间，由此降低清除量(例如，特开平8-14118号公报等)。
发明内容
在上述的使用由发动机产生的热量对乘员室加温的汽车中，为了获得乘员室的加温所需的热量，即使在处于单独通过电动机行驶的模式时，也起动发动机，因此在低温时要使发动机水温上升需要时间，燃料消耗特性恶化。
另外，对于在大气温度较低时缩短吸附在吸附罐内的蒸发燃料的清除时间的汽车，虽然能够谋求大气温度较低时的燃料消耗特性的提高，但没有考虑到促进发动机的预热。
本发明的汽车以及内燃机的控制方法，其目的之一在于谋求燃料消耗特性(燃料利用率，fuel consumption)的提高。另外，本发明的汽车以及内燃机的控制方法，其目的之一在于谋求发动机的预热的促进。
本发明的汽车以及内燃机的控制方法，为了达成上述的目的的至少一部分，采用了以下的方法。
本发明的汽车，具备内燃机作为动力源，包括：蒸发燃料处理单元(装置)，其通过吸附储存用来给所述内燃机的燃料的燃料箱的蒸发燃料、并使用该内燃机的进气系统的负压将该吸附的蒸发燃料提供给该进气系统，从而对该蒸发燃料进行处理；加温单元，其将所述内燃机作为热源对乘员室加温；低温状态判定单元，其判定是否为预定的低温状态；和控制单元，其在通过所述低温状态判定单元判定为不是所述预定的低温状态时，为了促进由所述蒸发燃料处理单元进行的所述蒸发燃料的处理，与使所述内燃机运行以使所述进气系统的负压的程度变小的负压降低控制相比，优先执行使所述内燃机运行以使该进气系统的负压的程度变大的蒸发燃料处理促进控制；在通过所述低温状态判定单元判定为是所述预定的低温状态时，比所述蒸发燃料处理促进控制优先执行所述负压降低控制。
在该本发明的汽车中，在判定为不是预定的低温状态时，为了促进通过吸附燃料箱的蒸发燃料、同时使用内燃机的进气系统的负压将吸附的蒸发燃料提供给进气系统、来对蒸发燃料进行处理的蒸发燃料处理单元进行的蒸发燃料的处理，与使所述内燃机运行以使所述进气系统的负压的程度变小的负压降低控制相比，优先执行使所述内燃机运行以使该进气系统的负压的程度变大的蒸发燃料处理促进控制。由此，能够良好地进行不是预定的低温状态时的蒸发燃料的处理。另外，在判定为是预定的低温状态时，比蒸发燃料处理促进控制优先执行上述的负压降低控制。由此，能够谋求为使加温单元起作用而使内燃机运行时的燃料消耗特性的提高，其中所述加温单元将内燃机作为热源从而对乘员室加温。
在这样的本发明的汽车中，可以设为，所述控制单元是下述的单元，即，在所述内燃机的预热时，在判断为是所述预定的低温状态时，执行所述负压降低控制。这样一来，能够谋求内燃机的预热时的燃料消耗特性的提高、排放性能的提高。
另外，在本发明的汽车中，可以设为，所述控制单元是下述的单元，即，作为所述负压降低控制，执行使用比所述蒸发燃料处理促进控制中的节气门开度大的节气门开度来使所述内燃机运行的控制；也可以设为，所述控制单元是下述的单元，即，作为所述负压降低控制，执行使该内燃机运行的控制，以使其具有转速变得比所述蒸发燃料处理促进控制中的所述内燃机的转速低的倾向；也可以设为，所述控制单元是下述的单元，即，作为所述负压降低控制，执行使该内燃机运行的控制，以使其具有扭矩变得比所述蒸发燃料处理促进控制中的所述内燃机的扭矩高的倾向。
进而，在本发明的汽车中，可以设为，包括检测进气温度、燃料温度、乘员室温度和大气温度中的至少一个的温度检测单元；所述低温状态判定单元，是使用由所述温度检测单元检测出的进气温度、燃料温度、乘员室温度和大气温度中的至少一个来判定所述预定的低温状态的单元。这样一来，能够更适当地判断基于进气温度、燃料温度、乘员室温度、大气温度的低温状态，能够应对该情况。
或者，在本发明的汽车中，可以设为，所述低温条件判定单元，是根据有没有由所述加温单元对乘员室加温的要求来判定所述预定的低温状态的单元。这样一来，能够基于有没有对乘员室加温的要求更适当地判断预定的低温状态，能够应对该情况。
另外，在本发明的汽车中，可以设为，包括能够将来自所述内燃机的排气的至少一部分提供给该内燃机的进气系统的排气供给单元；所述控制单元，在判定为处于所述预定的低温状态时，使所述内燃机运行，使得由所述排气供给单元向所述进气系统供给的所述排气的供给比例变得比所述蒸发燃料处理促进控制中的供给比例大。这样一来，能够促进内燃机的预热。此时，可以设为，包括：冷却预热促进单元，其具有通过与大气的热交换来对冷却介质进行冷却的热交换器，能够进行：通过使冷却介质按照所述热交换器、所述内燃机、所述排气供给单元的一部分的顺序循环，从而冷却该内燃机和该排气供给单元的一部分的冷却工作，和使冷却介质旁通所述热交换器，仅在所述内燃机和所述排气供给单元的一部分中循环，从而促进该内燃机的预热的预热促进工作；和预热时控制单元，其在所述内燃机的预热时，在判定为不是所述预定的低温状态时，控制该冷却预热促进单元以使得所述冷却预热促进单元通过所述冷却工作而工作，在判定为是所述预定的低温状态时，控制该冷却预热促进单元以使得所述冷却预热促进单元通过所述预热促进工作而工作。这样一来，能够进一步促进内燃机的预热。
在本发明的汽车中，可以设为，包括对来自所述内燃机的动力进行无级变速然后传递给车轴(车桥)的无级变速传递单元。另外，在本发明的汽车中，可以设为，包括：能够使用来自所述内燃机的动力进行发电的发电机；和能够使用由该发电机发电的电力进行驱动的电动机。此时，可以设为，包括连接在所述内燃机的输出轴、连接在车轴上的驱动轴和所述发电机的旋转轴这三根轴上，基于从该三根轴中的任意两根轴输入的动力和向所述任意两根轴输出的动力而向剩余的轴输入动力和从该剩余的轴输出动力的三轴式动力输入输出单元；所述电动机连结在所述车轴或与该车轴不同的车轴上。另外，可以设为，所述发电机是双转子电动发电机，其具有连接在所述内燃机的输出轴上的第一转子和连接在与车轴连结的驱动轴上的第二转子，通过该第一转子和第二转子的电磁作用而相对旋转；所述电动机连结在所述车轴或与该车轴不同的车轴上。
本发明的内燃机的控制方法，是包括下述装置的汽车的所述内燃机的控制方法：作为动力源的内燃机；蒸发燃料处理装置，其通过吸附储存用于给所述内燃机的燃料的燃料箱的蒸发燃料、并使用该内燃机的进气系统的负压将该吸附的蒸发燃料提供给该进气系统，从而对该蒸发燃料进行处理；和加温装置，其将所述内燃机作为热源对乘员室加温；其中：判定是否为预定的低温状态；在判定为不是所述预定的低温状态时，为了促进由所述蒸发燃料处理装置进行的所述蒸发燃料的处理，与使所述内燃机运行以使所述进气系统的负压的程度变小的负压降低控制相比，优先执行使所述内燃机运行以使该进气系统的负压的程度变大的蒸发燃料处理促进控制；在判定为是所述预定的低温状态时，比所述蒸发燃料处理促进控制优先执行所述负压降低控制。
根据本发明的内燃机的控制方法，在判定为不是预定的低温状态时，为了促进通过吸附燃料箱的蒸发燃料、同时使用内燃机的进气系统的负压将吸附的蒸发燃料提供给进气系统、来对蒸发燃料进行处理的蒸发燃料处理单元进行的蒸发燃料的处理，与使所述内燃机运行以使所述进气系统的负压的程度变小的负压降低控制相比，优先执行使所述内燃机运行以使该进气系统的负压的程度变大的蒸发燃料处理促进控制。由此，能够良好地进行不是预定的低温状态时的蒸发燃料的处理。另外，在判定为是预定的低温状态时，比蒸发燃料处理促进控制优先执行上述的负压降低控制。由此，能够谋求为使加温单元起作用而使内燃机运行时的燃料消耗特性的提高，其中所述加温单元将内燃机作为热源从而对乘员室加温。
附图说明
图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图；
图2是表示发动机22的结构的概略的结构图；
图3是表示发动机22的冷却系统和空调装置90的结构的一例的结构图；
图4是表示预热时驱动控制例程的一例的流程图；
图5是表示电池50的电池温度Tb与输入输出限制Win、Wout的关系的一例的说明图；
图6是表示电池50的残余容量(SOC)与输入输出限制Win、Wout的校正系数的关系的一例的说明图；
图7是表示要求扭矩设定用图表的一例的说明图；
图8是表示使用蒸发燃料处理促进用的工作线对发动机22的目标转速Ne*以及目标扭矩Te*进行设定的样子的一例的说明图；
图9是表示列线图的一例的说明图，其中所述列线图表示动力分配综合机构30的旋转要素中的转速与扭矩的力学性的关系；
图10是表示使用负压降低用的工作线对发动机22的目标转速Ne*以及目标扭矩Te*进行设定的样子的一例的说明图；
图11是表示变形例的混合动力汽车120的结构的概略的结构图；
图12是表示变形例的混合动力汽车120的结构的概略的结构图。
具体实施方式
接下来，用实施例说明用于实施本发明的最佳方式。图1是表示作为本发明的一个实施例的混合动力汽车20的结构的概略的结构图。实施例的混合动力汽车20，如图所示，包括：发动机22，经由减震器28连接在作为发动机22的输出轴的曲轴26上的3轴式动力分配综合机构30，连接在动力分配综合机构30上的能够发电的电机MG1，安装在连接在动力分配综合机构30上作为驱动轴的齿圈轴32a上的减速器35，连接在该减速器35上的电机MG2，进行乘员室21的空气调节的空调装置90，和控制车辆整体的混合动力用电子控制单元70。
发动机22，由能够通过例如汽油或轻油等烃类燃料输出动力的内燃机构成，如图2所示，经由节气门124吸入由空气滤清器122净化了空气，同时从燃料喷射阀126喷射汽油，从而将吸入的空气与汽油混合，并经由进气门128将该混合气体吸入燃料室，通过由火花塞130产生的电火花使其爆炸燃烧，然后将被其能量推压的活塞132的往复运动转换为曲轴26的旋转运动。来自发动机22的排气，经由对一氧化碳(CO)、烃(HC)、氮的氧化物(NOx)等有害成分进行净化的净化装置(三元催化剂)134向大气排出。在该净化装置134的后级上，安装有将排气向进气侧供给的EGR管152；发动机22，能够将作为不燃烧气体的排气向吸入侧供给，从而将空气、排气和汽油的混合气体吸入燃烧室。另外，在进气歧管的节气门124的后级上，安装有来自填充有吸附燃料箱160的蒸发燃料的吸附剂的吸附罐162的清除管166，通过打开设置在清除管166上的清除阀164，通过进气歧管的负压将蒸发燃料吸入进气歧管，作为混合气体进行处理。
图3是表示发动机22的冷却系统和空调装置90的结构的一例的结构图。发动机22的冷却系统主要包括：带风扇的散热器170，其通过与大气之间的热交换，将对发动机22进行冷却之后的冷却水进行冷却；和循环泵174，其设置在发动机22与散热器170中循环的循环流道172上。在循环流道172的发动机22的下游侧，设置有将冷却水向对EGR阀154进行冷却的EGR冷却器158供给的分支管176，其中所述EGR阀154对EGR管152内的EGR气体和向进气侧供给的排气的供给量进行调节，来自EGR冷却器158的冷却水，被供给用于与空调装置90的热交换的加热用热交换器91，在加热用热交换器91中进行热交换之后返回循环流道172。在循环流道172上，以冷却水能够旁通过散热器170从而进行循环的方式，设置有三通阀178和旁通管179。
发动机22，由发动机用电子控制单元(以下简称为发动机ECU)24控制。经由未图示的输入端口将来自检测发动机22的状态的各种传感器的信号输入发动机ECU24。例如，经由输入端口向发动机ECU24输入有：来自安装在空气滤清器122上的进气温度传感器123的进气温度Ta；来自检测曲轴26的旋转位置的曲轴位置传感器140的曲轴位置；来自检测发动机22的冷却水的温度的水温传感器142的冷却水温；来自检测凸轮轴的旋转位置的凸轮位置传感器144的凸轮位置，所述凸轮轴使向燃烧室进行进气排气的进气门128和排气门开闭；来自检测节气门124的位置的节气门位置传感器146的节气门位置；来自检测作为发动机22的负荷的吸入空气量的真空传感器148的吸入空气量；来自检测EGR管152内的EGR气体的温度的温度传感器156的EGR气体温度等。另外，从发动机ECU24，经由未示出的输出端口输出用于驱动发动机22的各种控制信号。例如，从发动机ECU24经由输出端口输出：给燃料喷射阀126的驱动信号，给调节节气门124的位置的节气门电机136的驱动信号，给与点火器一体化的点火线圈138的控制信号，给能够改变进气门128的开闭定时的可变气门定时机构150的控制信号，给调节向进气侧供给的排气的供给量的EGR阀154的驱动信号，给清除阀164的驱动信号，和给发动机22的冷却系统的循环泵174、三通阀178的驱动信号等。另外，发动机ECU24，与混合动力用电子控制单元70进行通信，通过来自混合动力用电子控制单元70的控制信号来运行控制发动机22，同时根据需要输出与发动机22的运行状态有关的数据。
动力分配综合机构30，包括：作为外齿齿轮的太阳齿轮31，配置在与该太阳齿轮31同心的圆上(同轴)的作为内齿齿轮的齿圈32，与太阳齿轮31啮合同时与齿圈32啮合的多个小齿轮33，和将多个小齿轮33保持得自转以及公转自如的行星架34；以太阳齿轮31、齿圈32和行星架34为旋转要素构成进行差动作用的行星齿轮机构。动力分配综合机构30，在行星架34上连结有发动机22的曲轴26，在太阳齿轮31上连结有电机MG1，在齿圈32上经由齿圈轴32a连结有减速器35；在电机MG1作为发电机而工作时，将从行星架34输入的来自发动机22的动力根据其传动比分配到太阳齿轮31侧和齿圈32侧；在电机MG1作为电动机而工作时，将从行星架34输入的来自发动机22的动力和从太阳齿轮31输入的来自电机MG1的动力综合，向齿圈32侧输出。向齿圈32输出的动力，从齿圈轴32a经由齿轮机构60和差速器62，最终向车辆的驱动轮63a、63b输出。
电机MG1以及电机MG2，都由能够作为发电机而驱动同时能够作为电动机而驱动的周知的同步发电电动机构成，经由逆变器41、42与电池50进行电力的交换。连接逆变器41、42与电池50的电力线54，由各逆变器41、42共用的正极母线和负极母线构成，电机MG1、MG2之一发电的电力能够由另一电机消耗。电机MG1、MG2都由电机用电子控制单元(以下称作电机ECU)40驱动控制。向电机ECU40输入驱动控制电机MG1、MG2所必须的信号，例如来自检测电机MG1、MG2的转子的旋转位置的旋转位置检测传感器43、44的信号或者由未图示的电流传感器检测出的、施加到电机MG1、MG2上的相电流等，从电机ECU40输出给逆变器41、42的开关控制信号。电机ECU40与混合动力用电子控制单元70进行通信，根据来自混合动力用电子控制单元70的控制信号驱动控制电机MG1、MG2，同时，根据需要将与电机MG1、MG2的运行状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。
电池50由电池用电子控制单元(以下称作电池ECU)52管理。向电池ECU52输入管理电池50所必须的信号，例如来自设置在电池50的端子间的未图示的电压传感器的端子间电压、来自安装在与电池50的输出端子连接的电力线54上的电流传感器的充放电电流、来自安装在电池50上的温度传感器51的电池温度Tb等，并根据需要，通过通信将与电池50的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。另外，为了管理电池50，电池ECU52还基于电流传感器检测出的充放电电流的累计值计算残余容量(SOC)，并基于该残余容量(SOC)和电池温度Tb计算电池50的输入输出控制Win、Wout等。
空调装置90，如图1以及图3所示，包括：加热用热交换器91，其安装在发动机22的冷却系统上，进行与冷却水的热交换；鼓风机93，其将大气(外部气体)、乘员室21内的空气向加热用热交换器91一侧吸引，同时将由该加热用热交换器91的热交换而被加温的空气向乘员室21吹出；切换机构92，其将由鼓风机93吸引的空气切换为大气或乘员室21内的空气；安装在乘员室21内的操作面板94；和空调用电子控制单元(下面简称为空调用ECU)98，其对装置整体进行控制。在空调用ECU98内，通过未图示的输入端口输入来自加热器开关95的加热器开关信号HSW和来自温度传感器97的乘员室温度Tin等，其中所述加热器开关95被安装在操作面板94上，操作加热器的开/关，所述温度传感器97被安装在操作面板94上，检测乘员室21内的温度；并基于这些输入信号驱动控制鼓风机93，以使乘员室温度Tin变为所设定的温度。另外，空调用ECU98与混合动力用电子控制单元70进行通信，根据需要将与空调装置90的状态有关的数据向混合动力用电子控制单元70输出。
混合动力用电子控制单元70由以CPU72为中心的微处理器构成，除CPU72之外还包括：储存处理例程的ROM74、暂时储存数据的RAM76、未图示的输入输出端口以及通信端口。通过输入端口向混合动力用电子控制单元70输入有：来自点火开关80的点火信号，来自检测变速杆81的操作位置的变速位置传感器82的变速位置SP，来自检测加速踏板83的踩下量的加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自检测制动踏板85的踩下量的制动踏板位置传感器86的制动踏板位置BP，和来自车速传感器88的车速V等。如上所述，混合动力用电子控制单元70，通过通信端口与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52连接在一起，与发动机ECU24、电机ECU40和电池ECU52进行各种控制信号、数据的交换。
这样构成的实施例的混合动力汽车20，基于与驾驶者对加速踏板83的踩下量相对应的加速器开度Acc和车速V，计算应当向作为驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩，对发动机22、电机MG1和电机MG2进行运行控制，以将与该要求扭矩相对应的要求动力向齿圈轴32a输出。作为发动机22、电机MG1和电机MG2的运行控制，包括扭矩变换模式：其中以从发动机22输出与要求动力相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时以通过动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2对从发动机22输出的动力的全部进行扭矩变换后向齿圈轴32a输出的方式对电机MG1、电机MG2驱动控制；充放电运行模式：其中以从发动机22输出与要求动力和电池50的充放电所必需的电力的和相当的动力的方式对发动机22运行控制，同时伴随着电池50的充放电，以随着从发动机22输出的动力的全部或者一部分由动力分配综合机构30、电机MG1和电机MG2进行的扭矩变换，从而将要求动力向齿圈轴32a输出的方式，对电机MG1、电机MG2驱动控制；电机运行模式，其中以使发动机22的运行停止，向齿圈轴32a输出来自电机MG2的与要求动力相当的动力的方式进行运行控制。
接下来，对于这样构成的实施例的混合动力汽车20的动作，特别是发动机22的预热时的动作进行说明。图4是表示由混合动力用电子控制单元70执行的预热时驱动控制例程的一例的流程图。该例程每隔预定时间(例如每隔数毫秒)反复执行。
在执行预热时驱动控制例程时，混合动力用电子控制单元70的CPU72首先执行输入控制所必需的数据的处理(步骤S100)，其中所述数据包括：来自加速踏板位置传感器84的加速器开度Acc，来自车速传感器88的车速V，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，进气温度Ta，加温要求Hq，充放电要求功率Pb*，电池50的输入输出限制Win、Wout等。这里，电机MG1、MG2的转速Nm1、Nm2，将基于由旋转位置检测传感器43、44检测出的电机MG1、MG2的转子的旋转位置而计算出的转速通过通信从电机ECU40输入。另外，进气温度Ta，将由进气温度传感器123检测出的温度通过通信从发动机ECU24输入。进而，加温要求Hq，基于来自加热器开关95的加热器开关信号HSW通过通信将从空调用ECU98所输出的值输入而获得。另外，充放电要求功率Pb*，将基于电池50的残余容量(SOC)而设定的值通过通信从电池ECU52输入。电池50的输入输出限制Win、Wout，将基于温度传感器51检测出的电池50的电池温度Tb和电池50的残余容量(SOC)而设定的值通过通信从电池ECU52输入。这里，电池50的输入输出限制Win、Wout可以基于电池温度Tb从而设定输入输出限制Win、Wout的基本值，基于电池50的残余容量(SOC)从而设定输出限制用校正系数和输入限制用校正系数，并在所设定的输入输出限制Win、Wout的基本值上乘以校正系数从而设定输入输出限制Win、Wout的值。在图5中表示电池温度Tb与输入输出限制Win、Wout的关系的一例，在图6中表示电池50的残余容量(SOC)与输入输出限制Win、Wout的校正系数的关系的一例。
在如此输入数据后，基于所输入的加速器开度Acc和车速V，设定作为车辆所要求的扭矩而应该向齿圈轴32a输出的要求扭矩Tr*和发动机22所要求的要求功率Pe*，其中所述齿圈轴32a作为连结在驱动轮63a、63b上的驱动轴(步骤S110)。在实施例中，要求扭矩Tr*是这样设定的：预先设定加速器开度Acc、车速V和要求扭矩Tr*之间的关系，然后作为要求扭矩设定用图存储在ROM74中，在给出加速器开度Acc和车速V时，从存储的图中导出对应的要求扭矩Tr*。图7表示要求扭矩设定用图的一例。要求功率Pe*可以由在设定的要求扭矩Tr*上乘以齿圈轴32a的转速Nr得到的值、电池50所要求的充放电要求功率Pb*与损失Loss的和进行计算。另外，齿圈轴32a的转速Nr能够通过在车速V上乘以换算系数k而求得，也能够通过用电机MG2的转速Nm2除以减速器35的传动比Gr而求得。
接下来，将输入的进气温度Ta与阈值Tref相比较(步骤S120)，同时通过加温要求Hq判断有没有加温要求，从而判断是否是低温状态(步骤S130)。这里，阈值Tref，被设定为燃料箱160的燃料的气化比较少的温度，例如可以使用5℃或10℃等的温度。在进气温度Ta为阈值Tref以上时，或者进气温度Ta小于阈值Tref但没有加温要求时，判断为不是低温状态，选择下述的工作线(下面称为蒸发燃料处理促进用的工作线)(步骤S140)：增大进气歧管的负压，使得容易吸引附着在吸附罐162内的蒸发燃料，从而促进蒸发燃料的处理；并使用该蒸发燃料处理促进用的工作线设定发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*(步骤S180)。在图8中表示使用蒸发燃料处理促进用的工作线设定发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*的样子的一例。如图所示，发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*，可以通过要求功率P*为一定值的曲线与蒸发燃料处理促进用的工作线的交点来求出。另外，对于蒸发燃料处理促进用的工作线在后面叙述。
接下来，使用设定的目标转速Ne*、齿圈轴32a的转速Nr(Nm2/Gr)和动力分配综合机构30的传动比ρ，通过下式(1)计算电机MG1的目标转速Nm1*，同时基于计算出的目标转速Nm1*和现在的转速Nm1，通过下式(2)计算电机MG1的扭矩指令Tm1*(步骤S190)。这里，式(1)是相对于动力分配综合机构30的旋转要素的力学关系式。将表示动力分配综合机构30的旋转要素的转速和扭矩的力学性的关系的列线图表示在图9中。图中，左边的S轴表示电机MG1的转速Nm1即太阳齿轮31的转速，C轴表示发动机22的转速Ne即行星架34的转速，R轴表示电机MG2的转速Nm2乘以减速器35的传动比Gr所得的齿圈32的转速Nr。式(1)使用该列线图可以很容易地导出。另外，R轴上的2个粗线箭头，表示：当使发动机22在目标转速Ne*以及目标扭矩Te*的运行点稳定运行时，从发动机22输出的扭矩Te*所传递到齿圈轴32a上的扭矩；和从电机MG2输出的扭矩Tm2*经由减速器35作用在齿圈轴32a上的扭矩。另外，式(2)是用于以目标转速Nm1*使电机MG1旋转的反馈控制的关系式，式(2)中，右边第2项的“k1”是比例项的增益，右边第3项的“k2”是积分项的增益。
Nm1*＝Ne*·(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr·ρ)               (1)
Tm1*＝前一次Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  (2)
在这样计算电机MG1的目标转速Nm1*和扭矩指令Tm1*之后，将电池50的输出限制Wout和由计算出的电机MG1的扭矩指令Tm1*乘以现在的电机MG1的转速Nm1所得的电机MG1的消耗功率(发电功率)的差，再除以电机MG2的转速Nm2，由此通过下式(3)以及式(4)计算出作为可以从电机MG2输出的扭矩的上下限的扭矩限制Tmin、Tmax(步骤S200)，同时使用要求扭矩Tr*、扭矩指令Tm1*和动力分配综合机构30的传动比ρ，通过式(5)计算作为应该从电机MG2输出的扭矩的暂时电机扭矩Tm2tmp(步骤S210)，并通过计算出的扭矩限制Tmin、Tmax限制暂时电机扭矩Tm2tmp来设定电机MG2的扭矩指令Tm2*(步骤S220)。通过这样地设定电机MG2的扭矩指令Tm2*，可以将朝向作为驱动轴的齿圈轴32a输出的要求扭矩Tr*设定为被限制在电池50的输入输出限制Win、Wout的范围内的扭矩。另外，式(5)从上述的图9的列线图可以很容易地导出。
Tmin＝(Win-Tm1*·Nm1)/Nm2             (3)
Tmax＝(Wout-Tm1*·Nm1)/Nm2            (4)
Tm2tmp＝(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr              (5)
在这样设定发动机22的目标转速Ne*、目标扭矩Te*和电机MG1、电机MG2的扭矩指令Tm1*、Tm2*之后，分别将发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*发送到发动机ECU24，将电机MG1、MG2的扭矩指令Tm1*、Tm2*发送到电机ECU40(步骤S230)，然后结束预热时驱动控制例程。接收了目标转速Ne*和目标扭矩Te*的发动机ECU24，进行发动机22的燃料喷射控制、点火控制等控制以使发动机22在由目标转速Ne*和目标扭矩Te*所示的运行点运转。另外，接收了扭矩指令Tm1*、Tm2*的电机ECU40，进行逆变器41、42的开关元件的开关控制以用扭矩指令Tm1*驱动电机MG1、用扭矩指令Tm2*驱动电机MG2。
另一方面，当在步骤S120、S130中判断为进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，判断为是低温状态，作为加温用EGR量，设定比使用蒸发燃料处理促进用的工作线对发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)进行设定的通常时更多的EGR量(步骤S150)，并设定为预热用循环模式，以驱动发动机22的冷却系统的三通阀178，使冷却水旁通(bypass)过散热器170(步骤S160)。通过这样增多EGR量，或者将冷却系统切换为预热用循环模式，可以将排气的热量导向加热用热交换器91。然后，选择使进气歧管的负压比蒸发燃料处理促进用的工作线降低的负压降低用的工作线(步骤S170)，使用所选择的负压降低用的工作线设定发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*(步骤S180)，然后进行步骤S190之后的处理，结束预热时驱动控制例程。将使用负压降低用的工作线对发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*进行设定的样子的一例表示在图10中。在图中，实线表示负压降低用的工作线，单点划线表示蒸发燃料处理促进用的工作线。如图所示，发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*，能够由要求功率P*为一定值的曲线与负压降低用的工作线的交点来求出。使用负压降低用的工作线而设定的发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)，与使用蒸发燃料处理促进用的工作线而设定的运行点相比，转速低、扭矩大。在由发动机ECU24进行的发动机22的控制中，具体而言，当在以使用负压降低用的工作线而设定的目标运行点使发动机22运行时，与在以使用蒸发燃料处理促进用的工作线而设定的目标运行点运行时相比，是通过使节气门124的开度增大从而进行的。即，蒸发燃料处理促进用的工作线，如前所述，为了增大进气歧管的负压、使得容易吸引吸附在吸附罐162内的蒸发燃料、促进蒸发燃料的处理，以减小节气门124的开度、同时增大发动机22的转速的方式设定发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*。因此，通过使用负压降低用的工作线设定发动机22的目标运行点从而进行控制，能够使发动机22在更高效的运行点运行。其结果，能够谋求燃料消耗特性的提高。另一方面，在使用负压降低用的工作线设定发动机22的目标运行点从而进行控制时，会有燃料箱160的蒸发燃料的处理的程度降低、排放恶化的担心。但是，由于燃料箱160的中的燃料气化受温度影响，在进气温度Ta小于阈值Tref时燃料箱160的中的燃料气化的程度也变低，所以在进气温度Ta小于阈值Tref时的预热中，即使相对于促进燃料箱160的蒸发燃料的处理的控制，优先进行促进预热的控制，即降低进气歧管的负压的控制，排放也不会恶化。在实施例中，基于这样的理由，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，使用负压降低用的工作线来设定发动机22的目标转速Ne*和目标扭矩Te*。
根据以上所说明的实施例的混合动力汽车20，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，使用负压降低用的工作线来设定发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)，从而控制发动机22、电机MG1、电机MG2，所以与执行促进燃料箱160的蒸发燃料的处理的控制的情况相比，能够不导致排放的恶化地提高发动机22的预热时的燃料消耗特性。另外，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，使EGR量比通常时多，从而将排气的热量引导到加热用热交换器91，所以能够迅速地向乘员室21供给暖气。而且，不仅增加这样的EGR量，而且设定为预热用循环模式，以使发动机22的冷却系统的冷却水旁通过散热器170，所以能够更多地将排气的热量引导到加热用热交换器91，能够更迅速地向乘员室21供给暖气。当然，在进气温度Ta为阈值Tref以上，或者虽然进气温度Ta小于阈值Tref但没有加温要求时，使用蒸发燃料处理促进用的工作线来设定发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)，从而控制发动机22、电机MG1、电机MG2，所以能够使得排放良好。
在实施例的混合动力汽车20中，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，使用负压降低用的工作线来设定发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)，但可以只要进气温度Ta小于阈值Tref，不论是否有加温要求，都使用负压降低用的工作线来设定发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)。
在实施例的混合动力汽车20中，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，判断为是低温状态，使用负压降低用的工作线来设定发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)，但也可以代替进气温度Ta，在燃料箱160的燃料温度、乘员室21的乘员室温度、车外的大气温度等任意一个比分别设定的阈值低时，判断为是低温状态，使用负压降低用的工作线来设定发动机22的目标运行点(目标转速Ne*和目标扭矩Te*)。在该低温状态的判断中，可以包含加温要求的有无，也可以不包含。
在实施例的混合动力汽车20中，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，使EGR量比通常时多，从而将排气的热量导到加热用热交换器91，但也可以不使EGR量比通常时多。当然，在不包括向进气侧供给排气的EGR管152的汽车中，不必进行与EGR量有关的处理。
在实施例的混合动力汽车20中，在进气温度Ta小于阈值Tref并且有加温要求时，将发动机22的冷却系统切换为预热用循环模式，但也可以不将发动机22的冷却系统切换为预热用循环模式。
在实施例的混合动力汽车20中，在发动机22的预热时执行图4所例示的预热时驱动控制例程，但在发动机22的预热结束后，也可以执行同样的处理。此时，不必进行步骤S150的使EGR量比通常时更多的处理和步骤S160的将发动机22的冷却系统切换为预热用循环模式的处理。
在实施例的混合动力汽车20中，用减速器35使电机MG2的动力变速然后输出给齿圈轴32a，但如图11的变形例的混合动力汽车120所例示，也可以将电机MG2的动力连接在与齿圈轴32a所连接的车桥(驱动轮63a、63b连接的车桥/车轴)不同的车桥(图11中的连接在车轮64a、64b上的车桥)上。
在实施例的混合动力汽车20中，将发动机22的动力经由动力分配综合机构30向连接在驱动轮63a、63b上的作为驱动轴的齿圈轴32a输出，但也可以如图12的变形例的混合动力汽车220所例示，包括双转子电动机230，其具有：连接在发动机22的曲轴26上的内转子232，和连接在向驱动轮63a、63b输出动力的驱动轴上的外转子234，并向驱动轴传递发动机22的动力的一部分，同时将残余的动力转换成电力。
实施例的混合动力汽车20和上述的变形例，能够将来自发动机22的动力通过动力分配综合机构30、电机MG1、电机MG2无级变速，然后向作为驱动轴的齿圈轴32a输出。因此，只要能够对来自发动机22的动力无级变速然后传递给连接在车桥上的驱动轴即可，所以也能够应用于将来自发动机22的动力通过例如CVT等无级变速机变速然后向车桥侧传递的汽车。
在实施例中，对搭载了发动机22、电机MG1、电机MG2的混合动力汽车进行了说明，但只要是具备内燃机作为动力源的汽车，在没有搭载电动机、发电机的汽车等任何结构的汽车中都能应用。
上面，使用实施例对本发明的最佳实施方式进行了说明，但本发明并不局限于该实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然可以以各种方式实施。
本发明能够应用于汽车制造工业。

Claims (14)

1.一种汽车，该汽车具备内燃机作为动力源，其特征在于，包括：
蒸发燃料处理单元，其通过吸附储存给所述内燃机的燃料的燃料箱的蒸发燃料、并使用该内燃机的进气系统的负压将该吸附的蒸发燃料提供给该进气系统，从而对该蒸发燃料进行处理；
加温单元，其将所述内燃机作为热源对乘员室加温；
低温状态判定单元，其判定是否为预定的低温状态；和
控制单元，其在通过所述低温状态判定单元判定为不是所述预定的低温状态时，为了促进由所述蒸发燃料处理单元进行的所述蒸发燃料的处理，与使所述内燃机运行以使所述进气系统的负压的程度变小的负压降低控制相比，优先执行使所述内燃机运行以使该进气系统的负压的程度变大的蒸发燃料处理促进控制；在通过所述低温状态判定单元判定为是所述预定的低温状态时，比所述蒸发燃料处理促进控制优先执行所述负压降低控制。
2.如权利要求1所述的汽车，其特征在于：所述控制单元，在所述内燃机的预热时，在判断为是所述预定的低温状态时，执行所述负压降低控制。
3.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述控制单元，作为所述负压降低控制，执行使用比所述蒸发燃料处理促进控制中的节气门开度大的节气门开度来使所述内燃机运行的控制。
4.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述控制单元，作为所述负压降低控制，执行使该内燃机运行的控制，以使其具有转速变得比所述蒸发燃料处理促进控制中的所述内燃机的转速低的倾向。
5.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于：所述控制单元，作为所述负压降低控制，执行使该内燃机运行的控制，以使该内燃机具有扭矩变得比所述蒸发燃料处理促进控制中的所述内燃机的扭矩高的倾向。
6.如权利要求1～5中的任意一项所述的汽车，其特征在于：
包括检测进气温度、燃料温度、乘员室温度和大气温度中的至少一个的温度检测单元；
所述低温状态判定单元，是使用由所述温度检测单元检测出的进气温度、燃料温度、乘员室温度和大气温度中的至少一个来判定所述预定的低温状态的单元。
7.如权利要求1～6中的任意一项所述的汽车，其特征在于：所述低温状态判定单元，是根据有没有由所述加温单元对乘员室加温的要求来判定所述预定的低温状态的单元。
8.如权利要求1～7中的任意一项所述的汽车，其特征在于：
包括能够将来自所述内燃机的排气的至少一部分提供给该内燃机的进气系统的排气供给单元；
所述控制单元，在判定为处于所述预定的低温状态时，使所述内燃机运行，使得由所述排气供给单元向所述进气系统供给的所述排气的供给比例变得比所述蒸发燃料处理促进控制中的供给比例大。
9.如权利要求8所述的汽车，其特征在于，包括：
冷却预热促进单元，其具有通过与大气的热交换来对冷却介质进行冷却的热交换器，能够进行：通过使冷却介质按照所述热交换器、所述内燃机、所述排气供给单元的一部分的顺序循环，从而冷却该内燃机和该排气供给单元的一部分的冷却工作；和使冷却介质旁通所述热交换器，仅在所述内燃机和所述排气供给单元的一部分中循环，从而促进该内燃机的预热的预热促进工作；和
预热时控制单元，其在所述内燃机的预热时，在判定为不是所述预定的低温状态时，控制该冷却预热促进单元以使得所述冷却预热促进单元通过所述冷却工作而工作；在判定为是所述预定的低温状态时，控制该冷却预热促进单元以使得所述冷却预热促进单元通过所述预热促进工作而工作。
10.如权利要求1～9中的任意一项所述的汽车，其特征在于：包括对来自所述内燃机的动力进行无级变速然后传递给车轴的无级变速传递单元。
11.如权利要求1～9中的任意一项所述的汽车，其特征在于，包括：
能够使用来自所述内燃机的动力进行发电的发电机；和
能够使用由该发电机发电的电力进行驱动的电动机。
12.如权利要求11所述的汽车，其特征在于：
包括连接在所述内燃机的输出轴、连接在车轴上的驱动轴和所述发电机的旋转轴这三根轴上，基于从该三根轴中的任意两根轴输入的动力和向所述任意两根轴输出的动力而向剩余的轴输入动力和从该剩余的轴输出动力的三轴式动力输入输出单元；
所述电动机连结在所述车轴或与该车轴不同的车轴上。
13.如权利要求11所述的汽车，其特征在于：
所述发电机是双转子电动发电机，其具有连接在所述内燃机的输出轴上的第一转子和连接在与车轴连结的驱动轴上的第二转子，通过该第一转子和第二转子的电磁作用而相对旋转；
所述电动机连结在所述车轴或与该车轴不同的车轴上。
14.一种内燃机的控制方法，它是包括下述装置的汽车的所述内燃机的控制方法：作为动力源的内燃机；蒸发燃料处理装置，其通过吸附储存给所述内燃机的燃料的燃料箱的蒸发燃料、并使用该内燃机的进气系统的负压将该吸附的蒸发燃料提供给该进气系统，从而对该蒸发燃料进行处理；和加温装置，其将所述内燃机作为热源对乘员室加温；其特征在于：
判定是否为预定的低温状态；
在判定为不是所述预定的低温状态时，为了促进由所述蒸发燃料处理装置进行的所述蒸发燃料的处理，与使所述内燃机运行以使所述进气系统的负压的程度变小的负压降低控制相比，优先执行使所述内燃机运行以使该进气系统的负压的程度变大的蒸发燃料处理促进控制；在判定为是所述预定的低温状态时，比所述蒸发燃料处理促进控制优先执行所述负压降低控制。
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