[发明专利]混合动力车辆

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力车辆，在该车中发动机可在空燃比高于理论空燃比下获得稀薄运行(lean operation)。更特别地，本发明涉及当电池的电功率的消耗被有效抑制时，可实现发动机的稀薄混合气极限运行(lean limit operation)的混合动力车辆。

背景技术

发动机在空燃比高于理论空燃比下的稀薄运行能改进燃料效率是已知的。随着空燃比从理论空燃比增加时，燃料效率在初始阶段逐渐增加。然而，如果空燃比极端地增加，发动机扭矩的改变量增加，使发动机的转动不稳定，最终降低燃料效率。直到空燃比增加达到极限前，当发动机扭矩的改变量被抑制到等于或小于允许极限值时，燃料效率可增加。这个极限被称为“稀薄混合气极限”。各种与发动机运行在稀薄混合气极限附近相关的技术被提出。

日本专利第3289361号公开了一项技术，在该项技术中，当在电动车辆中用于产生电动力的发动机运行时，基于发电机的输出可检测发动机扭矩的改变量；并且当确定发动机扭矩的改变量是否等于或小于对应于发动机空燃比的预定稀薄混合气极限的值时，发动机的空燃比增加到稀薄混合气极限。同样，日本专利第3307015号公开了一项技术，在该项技术中，当对车辆的稀燃发动机进行运行控制时，检测到发动机的燃烧压力；并且当燃烧压力的改变量超过对应于预定稀薄混合气极限的预定值时，用电动机抑制发动机扭矩的变化。同样，日本实用新型申请公开号第7-41880号公开了一项技术，在该项技术中，发动机用气体作燃料，使发动机的转速接近目标转速；当发动机的转速与目标转速相匹配时，调整气体通道的横截面区域，从而空燃混合物的空燃比变得稀薄(lean)；通过调整节流阀的打开量，补偿由发动机运行在稀薄空燃比下所引起的发动机转速的降低。同样，日本专利第3286517号公开了一项技术，在该项技术中，车辆包括稀燃发动机和无级变速器，根据车辆的运行状态控制无级变速器，因而发动机转速等于目标发动机转速；并且将目标发动机转速设置到对应于稀薄混合气极限的值。

在本发明的申请人使用的混合动力车辆的传动系统中，发动机、第一电动发电机、驱动轮通过差动连接装置相互连接；并且第二电动发电机连接到驱动轮。在传动系统运行在稀薄混合气极限附近的情况下，简便的方法如下所述。用第一电动发电机检测发动机扭矩的改变量，将驱动轮作为稳定扭矩支持部件；当发动机扭矩的改变量超过预定极限值时，用第二电动发电机补偿发动机扭矩的变化，从而控制稀薄混合气极限。这种方法被实际应用。

然而，当发动机扭矩在稀薄混合气极限附近变化时，发动机扭矩变得间歇不足。因此，用第二电动发电机补偿发动机扭矩的变化。由于通过运行第二电动发电机作为电动机而补偿了发动机扭矩的变化，电池的电功率被消耗了。同样，即使发动机在稀薄运行的情况下，在发动机启动时的初始阶段，发动机不能运行在稀薄空燃比下。因此，发动机总是在浓(rich)空燃比状态启动，即空燃比等于或低于理论空燃比。然后，当发动机的暖机进行到一定程度后，并且发动机的旋转变得稳定，空燃比逐渐增加时，从而发动机开始在稀薄空燃比下运行。然而，由于发动机扭矩随着空燃比增加而减小，所以当在发动机运行期间，空燃比朝着稀薄混合气极限增加时，需要第二电动发电机运行。由于运行第二电动发电机，电池的电功率进一步消耗。

当车辆被发动机稳定地驱动在恒定运行状态，车辆接收来自发动机的恒定输出(动力)。发动机的输出是扭矩和转速的乘积。因此，当发动机扭矩减小时，如果发动机转速随着发动机扭矩的减小而增加，发动机输出可保持在恒定水平。因此，在车辆包括发动机、电动发电机和驱动轮通过差动连接装置相互连接的传动系统的情况下，当发动机扭矩在稀薄运行区域内间歇地减小时，或在发动机运行过程中，当发动机扭矩随着空燃比朝稀薄混合气极限增加而逐渐减小时，即使没有用如第二电动发电机等装置，应当可通过增加发动机转速而不改变驱动轮的转速来补偿发动机扭矩的减小。

发明内容

基于上述观念形成本发明。本发明的目的是提供一种混合动力车辆，该车可在有效地抑制电池的电功率消耗的同时获得发动机的稀薄运行。