電動車輛以及用於內燃機的廢氣再循環系統的故障檢測方法

2023-07-05 04:27:01 2

專利名稱：電動車輛以及用於內燃機的廢氣再循環系統的故障檢測方法
技術領域：
本發明涉及電動車輛和故障檢測方法，在該電動車輛中，通過電力牽引補充來自 內燃機的驅動力，該故障檢測方法用於該電動車輛使用的內燃機的廢氣再循環系統。
背景技術：
在使用諸如汽油發動機的內燃機作為驅動源的車輛中，已知廢氣再循環(EGR)系 統為用於減少發動機排氣中的NOx的裝置，在該廢氣再循環(EGR)系統中，一些發動機廢氣 被再循環到進氣系統，以便降低最高燃燒溫度並且減少NOx的產生。如果由於發動機氣體再 循環系統中的故障而沒有獲得想要的廢氣再循環的量，那麼NOx的排氣量可能增加。另一方 面，如果廢氣再循環的量過度地超過想要的量，那麼驅動力由於燃燒中的顯著惡化而惡化， 並且諸如HC、CO以及黑煙的排出的燃燒產物的量可能大大地增加。因此，已知配備有能夠 檢測廢氣再循環是否被正確地執行的故障檢測裝置的EGR系統。
在這種故障檢測裝置中，通過在內燃機運轉的同時打開和關閉EGR閥，在打開和 關閉之前和之後測量進氣總管中的負壓中的變化。如果它們的值在預定範圍中，那麼判定 廢氣再循環是正常的，並且如果它們的值不在預定範圍中，那麼判定廢氣再循環是異常的。
當在正常操作期間打開和關閉EGR閥時，扭矩震動由於燃燒波動而出現，因此驅 動力惡化。所以，已知一種技術，在該技術中，在減速期間在切斷燃料供應的同時執行故障 檢測，因此與在正常操作期間執行廢氣再循環系統的故障檢測的情況相比，抑制了扭矩震 動等等(例如，日本專利申請特開第9-144609號公報)。
近年來，內燃機和電動機作為驅動源被聯合使用的電動車輛，亦即，混合動力車輛 已經投入實際的使用。在減速期間，通過切斷對內燃機的燃料供應並且最終停止內燃機，這 種電動車輛可以僅僅通過電動機的動力被驅使。因此，如果在減速期間在切斷燃料供應的 同時嘗試故障檢測，那麼在完成故障檢測之前，停止內燃機的轉動。結果，可能有不能確保 執行廢氣再循環系統的故障檢測的足夠的機會的情況。
為了解決以上描述的問題，已知一種技術，在該技術中，當在減速期間故障檢測在 切斷對內燃機的燃料供應的同時開始時，即使完成燃料供應的切斷並且滿足用於使內燃機 的轉動停止的條件，也通過電動機執行內燃機的運轉(強迫轉動)，直到完成預定的故障檢 測，以便在進氣總管中產生負壓，從而繼續故障檢測(例如，日本專利第4274266號公報)。因 此，可以確保執行廢氣再循環系統的故障檢測的足夠的機會。發明內容
以上描述的EGR故障檢測方法具有以下問題。也就是說，當在內燃機的正常操作 期間執行故障檢測時，存在扭矩震動出現並且驅動力惡化的問題。此外，在切斷燃料供應的 同時執行故障檢測的情況下，當停止內燃機時，存在故障檢測被停止並且故障檢測的次數 減少的問題。此外，為了不停止故障檢測，當該電動機在內燃機已經停止之後使內燃機轉動 時，存在電池上的能量消耗大的問題。
為此，根據本發明的方面，它的目的是提供一種組合有內燃機和電動機的混合動 力車輛；以及用於該混合動力車輛使用的內燃機的廢氣再循環的故障檢測方法，其中，在驅 動力沒有惡化的情況下，可以對於EGR系統執行適當次數的故障檢測，並且可以抑制電池 上的能量消耗。
為了解決以上描述的問題並且實現以上描述的目的，如下配置根據本發明的方面 的混合動力車輛以及用於內燃機的廢氣再循環系統的故障檢測方法。
本發明的優點將在隨後的描述中被闡明，並且一部分將在描述從該描述顯而易 見，或者可以通過本發明的實踐而被獲悉。藉助於在下文中特別指出的手段和組合可實現 和獲得本發明的優點。


結合在說明書中並構成該說明書一部分的

了本發明的各實施例，並與上 面給出的總體說明和下面給出的對實施例的具體說明一起用於說明本發明的原理。
圖1是示意地圖解根據本發明的實施例的混合動力車輛的結構的圖，在根據本發 明的實施例的混合動力車輛中，內燃機和電動機被用作驅動源；
圖2是圖解被結合到相同的混合動力車輛中的EGR系統的結構的圖3是圖解相同的EGR系統的故障檢測的流程的圖；以及
圖4是用於相同的EGR系統的故障檢測的時間圖。
具體實施方式
圖1是示意地圖解根據本發明的實施例的混合動力車輛10(具有組合的內燃機的 電動車輛)的結構的圖，在根據本發明的實施例的混合動力車輛10中，內燃機和電動機被用 作驅動源。圖2是圖解被結合到相同的混合動力車輛10中的EGR系統27的結構的圖。圖 3是圖解結合到相同的混合動力車輛10中的EGR系統27的故障檢測的處理流程的圖。圖 4是用於相同的故障檢測的時間圖。
混合動力車輛10包含車身11。在車身11中，安裝了發動機(內燃機)20、前輪驅 動部30、後輪驅動部40、高壓電池(蓄電池)50、燃料箱60、控制整個車身的E⑶(控制器和 故障檢測控制單元)100等等。
發動機20包含發動機主體21、將外部空氣引入到發動機主體21中並且除去灰塵 的空氣過濾器22、將外部空氣從空氣過濾器22引導到發動機主體21的總管(進氣系統)23、 連接到發動機主體21的排氣側的排氣管24、設置在經過排氣管24的中途的催化劑25、設 置在排氣管24的出口附近的消音器26、將位於發動機主體21和催化劑25之間的廢氣再循 環到總管23的EGR系統27。
發動機主體21被設置有輸出軸21a以便輸出驅動力。
如圖2中圖解的，節流閥23a被布置在總管23的內部，並且通過由控制器100輸 出的信號來控制它的開度。通過節流閥23a的開度來控制燃料供應。
EGR系統27包含連接到排氣管24的EGR管27a、測量總管23內部的壓力的壓力 傳感器(壓力測量單元)28、以及EGR閥29，EGR閥29根據由控制器100輸出的EGR信號被 打開和關閉，並且將廢氣再循環到總管23中。
前輪驅動部30包含連接到輸出軸21a的動力分配整合機構31、連接到動力分配 整合機構31的輸出軸並且使用發動機20的驅動力來產生電力的發電機32、連接到發電機 32的輸出軸的逆變器33、連接到逆變器33的輸出軸和動力分配整合機構31的輸入軸的前 輪馬達(電動機)34、連接到動力分配整合機構31的輸出軸並且發動機20或者前輪馬達34 的驅動力被傳送到其的前驅動軸35、和連接到前驅動軸的前輪36。此外，逆變器33被連接 到高壓電池50。
動力分布整合機構31包含減速機構31a和離合器(驅動力傳送單元)31b，離合器 31b在動力從發動機20到前驅動軸35的傳送和不傳送之間進行切換。當通過離合器31b 將動力從發動機20傳送到前驅動軸35時，選擇並行模式。因此，推進力受到從前輪馬達 34、以下描述的後輪馬達42以及發動機20輸出的驅動力的影響。另一方面，當切斷(不傳 送)從發動機20到前驅動軸35的動力時，選擇串行模式。因此，推進力受到從前輪馬達34 和以下描述的後輪馬達42輸出的驅動力的影響。此外，以串行模式執行以下描述的EGR故 障檢測。
後輪驅動部40包含連接到高壓電池50的逆變器41、連接到逆變器41的輸出軸的 後輪馬達42、連接到後輪馬達42的輸出軸的減速機械43、連接到減速機械43的後驅動軸 44、以及連接到後驅動軸44的後輪45。
E⑶100具有控制推進力、蓄電池充電、EGR、EGR故障探測等等的功能。當滿足以 下檢測條件時，執行EGR故障檢測。也就是說，當滿足混合動力車輛10的推進模式被選擇 為串行模式(切斷從發動機20到前驅動軸35的動力)並且節流閥23a的開度是恆定的條件 時，執行檢測。對於檢測開始條件，諸如發動機主體21的水溫、EC負載、充電效率、扭轉負 載、以及從發動機起動開始經過的時間的各種條件可以被添加。此外，當節流閥23a的開度 被設置成為了發電機32產生電力而維持發動機的旋轉速率時,可以在產生電力的同時執 行故障檢測。
作為故障檢測的時刻，滿足各種以上描述的條件的減速期間被認為是適當的。只 要在串行模式中執行低負載推進，就可以通過在任意時間使得節流閥23a的開度恆定來執 行EGR故障檢測。
在如上所述配置的混合動力車輛10中，根據如圖3中圖解的處理執行EGR系統27 的故障檢測。圖4圖解它的時間圖。
混合動力車輛10起動(ST10)。結果，計數器Nm被復位(ST11)。接下來，判定是 否選擇串行模式(ST12)。如果沒有選擇串行模式，那麼處理返回到ST12。如果選擇串行模 式，那麼判定是否滿足開始故障檢測的檢測條件(ST13)。如果沒有滿足該檢測條件，那麼處 理返回到ST12。
當滿足該檢測條件時，EGR故障檢測處理開始。首先，測量總管23的壓力Pl (ST14)。接下來，打開EGR閥29以便將廢氣引入到總管23中(ST15)。在預定時間之後，測量總管23的壓力P2，並且關閉EGR閥29 (ST16)。然後，判定壓力Pl和壓力P2之間的差 是否小於預定值PO (ST17)。當該差小於預定值PO時，判定EGR系統27沒有起作用，並且 計數器Nm被加一(ST18)。接下來，判定計數器Nm是否是3 (ST19).如果計數器Nm不是 3，那麼處理返回到ST12。如果計數器Nm是3，那麼判定故障已經出現(ST20)，並且EGR故 障檢測處理結束(ST40)。
在ST17中，當壓力Pl和壓力P2之間的差大於或等於預定值PO時，計數器Nm被 復位(ST30)，並且判定EGR系統是正常的(ST17)。
如上所述，在根據該實施例的混合動力車輛10中，在發動機20和前輪36彼此分 離的狀態下，執行故障檢測。結果，扭矩震動沒有出現，並且驅動力沒有惡化。此外，因為在 為了燃料供給而使得節流閥23a的開度為恆定的同時執行故障檢測，所以可以在不停止檢 測的情況下在任意時間執行該故障檢測。結果，可以執行適當次數的故障檢測。此外，因為 不需要前輪馬達34強迫發動機20轉動，所以不會在高壓電池50上強加大的能量消耗。
在根據該實施例的混合動力車輛10中，可以在發電機產生電力的同時執行故障 檢測。
在以上描述的實施例中，混合動力車輛被用作實例，但是可以使用除了諸如列車 的自動車之外的車輛。
其他的優點和變形對於本領域技術人員來說將是容易想到的。因此，本發明就其 較寬的方面來說不局限於在此顯示並描述的具體細節和代表性實施例。因而，可在不背離 如所附的權利要求及其等同方案所定義的總發明構思的實質或保護範圍的情況下進行種 種修改。
權利要求
1.ー種電動車輛(10)，其特徵在於，包括 驅動軸(35)，被連接到驅動輪(36，45)； 內燃機(20)，在所述內燃機(20)中，通過節流閥(23a)來控制燃料供應的量，而且所述內燃機(20)將動カ輸出到所述驅動軸(35)； 發電機(32)，使用所述內燃機(20)的所述動カ來產生電力； 蓄電池(50)，蓄積由所述發電機(32)所產生的電カ； 電動機(34)，由所述發電機(32)或者所述蓄電池(50)所產生的電カ驅動，並且將動カ輸出到所述驅動軸(35)； 廢氣供應單元(27)，將從所述內燃機(20)排出的廢氣供應到所述內燃機(20)的進氣系統(23)； 驅動カ傳送單元(31b)，在動カ從所述內燃機(20)到所述驅動軸(35)的傳送(31a)和不傳送之間進行切換； 壓カ測量単元(28)，測量所述進氣系統(23)在所述廢氣供應單元(27)將所述廢氣供應到所述進氣系統(23)之前和之後的內壓的變化；和 故障檢測控制単元(100)，當滿足條件時，使用所述壓力測量單元(28)執行所述廢氣供應單元(27)的故障檢測，其中，所述條件是至少所述驅動力傳送單元(31b)沒有將動カ傳送到所述驅動軸(35)以及所述節流閥(23a)的開度是恆定的。
2.如權利要求1所述的電動車輛(10)，其特徵在幹， 所述節流閥(23a)的所述開度被設置為，為了使所述發電機(32)產生電力而至少維持所述內燃機(20)的旋轉速率。
3.ー種用於電動車輛(10)使用的內燃機(20)的廢氣再循環系統(27)的故障檢測方法，其特徵在於，所述電動車輛(10)包括內燃機(20)，在所述內燃機(20)中，通過節流閥(23a)來控制燃料供應的量，而且所述內燃機(20)將動カ輸出到連接到驅動輪(36，45)的驅動軸(35);發電機(32)，使用所述內燃機(20)的所述動カ來產生電力；蓄電池(50)，蓄積由所述發電機(32)所產生的所述電カ；電動機(34)，由所述發電機(32)或者所述蓄電池(50)所產生的電カ驅動，並且將動カ輸出到所述驅動軸(35);廢氣供應單元(27)，將從所述內燃機(20)排出的廢氣供應到所述內燃機(20)的進氣系統(23);驅動カ傳送單元(31b)，在動カ從所述內燃機(20)到所述驅動軸(35)的傳送(31a)和不傳送之間進行切換，以及壓力測量單元(28)，測量所述進氣系統(23)在所述廢氣供應單元(27)將所述廢氣供應到所述進氣系統(23)之前和之後的內壓的變化；所述方法包括 判定是否滿足條件，所述條件是至少所述驅動力傳送單元(31b)沒有將動カ傳送到所述驅動軸(35)並且所述節流閥(23b)的所述開度是恆定的；以及 當在所述判定中滿足所述條件時，使用所述壓力測量單元(28)執行所述廢氣供應單元(27)的故障檢測。
全文摘要
一種電動車輛，包括其中通過節流閥(23a)來控制燃料供應的量的發動機(20)，使用發動機(20)的動力來產生電力的發電機(32)，將動力輸出到驅動軸(35)的電動機(34)，將從發動機(20)排出的廢氣供應到發動機(20)的總管(23)的EGR系統(27)，在動力從發動機(20)到驅動軸(35)的傳送和不傳送之間進行切換的離合器(31b)，測量總管(23)在EGR系統(27)將廢氣供應到總管(23)之前和之後的內壓的變化，以及當滿足條件時使用所述壓力傳感器(28)執行EGR系統(27)的故障檢測的ECU(100)，該條件是選擇串行模式且節流閥(23a)的開度是恆定的。
文檔編號F02M25/07GK103032210SQ20121036240
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月25日 優先權日2011年10月4日
發明者古田賢寬, 松永英雄, 加村均, 齋藤健司 申請人:三菱自動車工業株式會社