СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ С ДАТЧИКОМ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ
ENGINE CONTROL SYSTEM (VERSIONS) WITH AN EXHAUST GAS SENSOR

Область техники
Изобретение относится к системе с датчиком, которая применяется к двигателю внутреннего сгорания.
Уровень техники
Датчик выхлопных газов (датчик воздушно-топливного соотношения, кислородный датчик и т.п.) для определения конкретного компонента в выхлопном газе предоставляется в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания. Для поддержания хороших выбросов выхлопных газов, рабочее состояние двигателя внутреннего сгорания управляется на основе значения определения датчика выхлопных газов. Датчик выхлопных газов включает в себя нагреватель для нагрева сенсорного элемента. Дополнительно, в датчике выхлопных газов, сенсорный элемент нагревается посредством нагревателя, и в силу этого сенсорный элемент активируется.
Публикация заявки на патент Японии № 2003-148206 (JP 2003-148206 А) раскрывает технологию в отношении двигателя внутреннего сгорания, для которого выполняется управление (в дальнейшем в этом документе, также называемое "управлением автоматической остановкой/повторным запуском") автоматической остановкой двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и затем автоматическим повторным запуском двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется. В технологии, раскрытой в JP 2003-148206 А, температура сенсорного элемента датчика воздушно-топливного соотношения, расположенного в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, регулируется посредством управления подачей электрической мощности в нагреватель датчика воздушно-топливного соотношения. Более конкретно, в то время, когда двигатель внутреннего сгорания автоматически останавливается, величина подачи электрической мощности в нагреватель снижается в датчике воздушно-топливного соотношения, и в силу этого температура сенсорного элемента снижается приблизительно до температуры предварительного нагрева, которая ниже температуры активации. После этого, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, температура сенсорного элемента увеличивается до температуры активации посредством нагревателя, в воздушно-топливном соотношении.
Сущность изобретения
Как показано в технологии, раскрытой в JP 2003-148206 А, в двигателе внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском, управление предварительным нагревом иногда выполняется в то время, когда двигатель внутреннего сгорания автоматически останавливается. Управление предварительным нагревом представляет собой управление снижением величины подачи электрической мощности в нагреватель, расположенный в датчике выхлопных газов, и в силу этого регулированием температуры сенсорного элемента до температуры предварительного нагрева, которая ниже заданной температуры активации. Посредством выполнения этого управления предварительным нагревом, можно ограничивать необязательную подачу электрической мощности в нагреватель датчика выхлопных газов. Как результат, можно снижать потребление электрической мощности аккумулятора, который подает электрическую мощность в нагреватель, и в силу этого можно ограничивать снижение эффективности использования топлива.
В случае если управление предварительным нагревом выполняется в то время, когда двигатель внутреннего сгорания автоматически остановлен, необходимо прекращать выполнение управления предварительным нагревом и активировать сенсорный элемент датчика выхлопных газов снова, во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания. В этом случае, даже когда состояние датчика выхлопных газов находится в нормальном диапазоне, в состоянии, в котором степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов является высокой в некоторой степени, скорость увеличения температуры сенсорного элемента ниже, чем в состоянии, в котором степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов является низкой. Дополнительно, в состоянии, в котором величина заряда аккумулятора, когда сенсорный элемент активируется снова, является небольшой, скорость увеличения температуры сенсорного элемента ниже, чем в состоянии, в котором величина заряда аккумулятора является большой. Когда скорость увеличения температуры сенсорного элемента становится более низкой по этим причинам, период (в дальнейшем в этом документе, также называемый "периодом повторной активации") после того, как выполнение управления предварительным нагревом прекращается, и до того, как температура сенсорного элемента достигает заданной температуры активации, увеличивается. Как результат, период, в течение которого затруднительно точно управлять рабочим состоянием двигателя внутреннего сгорания на основе значения определения датчика выхлопных газов, увеличивается. Следовательно, когда период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом чрезмерно увеличивается, возникают такие проблемы, как ухудшение выбросов выхлопных газов во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания.
Изобретение предоставляет технологию, которая позволяет ограничивать ухудшение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель датчика выхлопных газов в максимально возможной степени в двигателе внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском, и ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, когда выполнение управления предварительным нагревом для датчика выхлопных газов прекращается во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания.
Первый аспект изобретения относится к системе с датчиком, которая должна применяться к двигателю внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском, причем управление автоматической остановкой/повторным запуском представляет собой управление автоматической остановкой двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и затем автоматическим повторным запуском двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, причем система с датчиком содержит: датчик выхлопных газов, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, причем датчик выхлопных газов включает в себя: нагреватель, который нагревает сенсорный элемент; и модуль управления, выполненный с возможностью: i) в то время, когда двигатель внутреннего сгорания останавливается посредством управления автоматической остановкой/повторным запуском, выполнять управление предварительным нагревом для регулирования температуры сенсорного элемента до температуры предварительного нагрева посредством снижения величины подачи электрической мощности в нагреватель, причем температура предварительного нагрева ниже заданной температуры активации; ii) когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, прекращать выполнение управления предварительным нагревом и увеличивать температуру сенсорного элемента до заданной температуры активации; iii) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, задавать температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, равной заданной первой температуре предварительного нагрева; и iv) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, задавать температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева, при этом: заданное условие задержки представляет собой такое условие, что период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом вследствие удовлетворения заданного условия автоматического запуска превышает заданный период, когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом; и период повторной активации представляет собой период от прекращения выполнения управления предварительным нагревом вследствие удовлетворения заданного условия автоматического запуска до времени, когда температура сенсорного элемента достигает заданной температуры активации.
Как описано выше, период повторной активации представляет собой период от времени прекращения выполнения управления предварительным нагревом и до времени, когда температура сенсорного элемента достигает заданной температуры активации. Следовательно, если скорость увеличения температуры сенсорного элемента после прекращения выполнения управления предварительным нагревом является идентичной, длина периода повторной активации изменяется в зависимости от температуры предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом. Таким образом, период повторной активации становится меньше по мере того, как температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом становится более высокой. Тем не менее, эффект снижения потребления электрической мощности аккумулятора, который представляет собой эффект, который должен получаться посредством выполнения управления предварительным нагревом, становится меньшим по мере того, как температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом становится более высокой.
Следовательно, в вышеприведенном аспекте, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском (т.е. при текущем управлении автоматической остановкой/повторным запуском, выполняемом в ответ на удовлетворение заданного условия автоматической остановки), изменяется в зависимости от того, удовлетворяется или нет заданное условие задержки, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется. Заданное условие задержки представляет собой такое условие, что период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом вследствие удовлетворения заданного условия автоматического запуска превышает заданный период, когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом. Заданный период может задаваться равным периоду, позволяющему выбросам выхлопных газов во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания находиться в допустимом диапазоне, если период повторной активации равен или меньше заданного периода.
В случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, модуль управления задает температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, равной заданной первой температуре предварительного нагрева. С другой стороны, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, модуль управления задает температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева.
В случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом находится в заданном периоде, даже когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом. Соответственно, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, даже когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом. Когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом, можно увеличивать эффект снижения потребления электрической мощности, который представляет собой эффект, который должен получаться посредством выполнения управления предварительным нагревом, по сравнению с тем, когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной второй температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом. Соответственно, можно дополнительно ограничивать снижение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель датчика выхлопных газов.
С другой стороны, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева в качестве заданной второй температуры предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом, можно сокращать период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, по сравнению с тем, когда модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом. Следовательно, даже в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом. Соответственно, можно ограничивать возникновение таких проблем, как ухудшение выбросов выхлопных газов во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания.
Как описано выше, в аспекте, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом изменяется в зависимости от того, удовлетворяется или нет заданное условие задержки, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и в силу этого можно ограничивать ухудшение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель датчика выхлопных газов в максимально возможной степени и ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, когда выполнение управления предварительным нагревом для датчика выхлопных газов прекращается во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания.
В вышеприведенном аспекте, заданная первая температура предварительного нагрева может представлять собой температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, выполняемом в связи с последним выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском; и заданное условие задержки может представлять собой такое условие, что период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом превышает заданный период при последнем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском.
В случае если период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом (последнего управления предварительным нагревом), выполняемого в связи с последним выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, превышает заданный период, имеется вероятность того, что степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов является высокой в некоторой степени. В этом случае, когда температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом (текущем управлении предварительным нагревом), которое должно выполняться в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, задается равной температуре, идентичной температуре предварительного нагрева (заданной первой температуре предварительного нагрева) при последнем управлении предварительным нагревом, имеется вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом снова становится большим заданного периода.
Следовательно, как описано выше, заданное условие задержки задается в качестве такого условия, что период повторной активации после прекращения выполнения последнего управления предварительным нагревом превышает заданный период. В этом случае, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, т.е. в случае, если период повторной активации после прекращения выполнения последнего управления предварительным нагревом равен или меньше заданного периода, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое должно выполняться в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, задается равной температуре, идентичной температуре предварительного нагрева (заданной первой температуре предварительного нагрева) при последнем управлении предварительным нагревом. С другой стороны, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, т.е. в случае, если период повторной активации после прекращения выполнения последнего управления предварительным нагревом превышает заданный период, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое должно выполняться в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, задается равной второй температуре предварительного нагрева, которая выше температуры предварительного нагрева при последнем управлении предварительным нагревом. В силу этого, можно задавать период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом меньше периода повторной активации после прекращения выполнения последнего управления предварительным нагревом. Соответственно, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом.
По мере того, как степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов становится более высокой, скорость увеличения, когда температура сенсорного элемента увеличивается, становится более низкой, и в силу этого период повторной активации с большой вероятностью должен становиться больше. Следовательно, в случае если модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной второй температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом, модуль управления может задавать величину увеличения заданной второй температуры предварительного нагрева относительно заданной первой температуры предварительного нагрева большей, когда период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом при последнем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском является большим, чем тогда, когда период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом при последнем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском является небольшим. В силу этого, даже когда степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов становится более высокой, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации. Следовательно, даже когда характеристики датчика выхлопных газов дополнительно ухудшаются, можно задавать период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода.
Дополнительно, величина заряда аккумулятора, который подает электрическую мощность в нагреватель, иногда оказывает влияние на длину периода повторной активации. Таким образом, когда величина заряда аккумулятора становится меньшей таким образом, что напряжение аккумулятора снижается, скорость увеличения, когда температура сенсорного элемента увеличивается посредством нагрева нагревателя, становится более низкой. Следовательно, период повторной активации с большой вероятностью должен становиться больше по мере того, как величина заряда аккумулятора становится меньшей. Следовательно, в вышеприведенном аспекте, модуль управления может быть выполнен с возможностью: i) получать величину заряда аккумулятора, который подает электрическую мощность в нагреватель; ii) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, если заданное условие задержки удовлетворяется, и если модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной второй температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом, задавать величину увеличения заданной второй температуры предварительного нагрева относительно заданной первой температуры предварительного нагрева, на основе величины заряда аккумулятора, полученной, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, в дополнение к длине периода повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом при последнем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском; и iii) задавать величину увеличения заданной второй температуры предварительного нагрева относительно заданной первой температуры предварительного нагрева большей, когда величина заряда аккумулятора, полученная, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, является небольшой, чем тогда, когда величина заряда аккумулятора, полученная, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, является большой. В силу этого, в случае если степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов является высокой в некоторой степени, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, даже когда величина заряда аккумулятора является относительно низкой.
Дополнительно, даже когда датчик выхлопных газов находится в нормальном состоянии, по мере того, как величина заряда аккумулятора становится меньшей, скорость увеличения, когда температура сенсорного элемента увеличивается, становится более низкой таким образом, что период повторной активации с большой вероятностью должен становиться больше, как описано выше. Следовательно, второй аспект изобретения относится к системе с датчиком, которая должна применяться к двигателю внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском, причем управление автоматической остановкой/повторным запуском представляет собой управление автоматической остановкой двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и затем автоматическим повторным запуском двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, причем система с датчиком включает в себя: датчик выхлопных газов, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, причем датчик выхлопных газов включает в себя нагреватель, который нагревает сенсорный элемент; и модуль управления, выполненный с возможностью: i) в то время, когда двигатель внутреннего сгорания останавливается посредством управления автоматической остановкой/повторным запуском, выполнять управление предварительным нагревом для регулирования температуры сенсорного элемента до температуры предварительного нагрева посредством снижения величины подачи электрической мощности в нагреватель, причем температура предварительного нагрева ниже заданной температуры активации; ii) когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, прекращать выполнение управления предварительным нагревом и увеличивать температуру сенсорного элемента до заданной температуры активации; iii) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, задавать температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, равной заданной первой температуре предварительного нагрева; iv) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, задавать температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое выполняется в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева; и v) модуль управления получает величину заряда аккумулятора, который подает электрическую мощность в нагреватель, при этом заданное условие задержки представляет собой такое условие, что величина заряда аккумулятора, полученная, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, меньше заданной величины заряда. Заданная величина заряда представляет собой величину заряда, при которой период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится равным или меньше заданного периода в случае, если датчик выхлопных газов находится в нормальном состоянии, если величина заряда аккумулятора равна или выше заданной величины заряда, и если модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной первой температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом.
В этом случае, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, т.е. в случае, если величина заряда аккумулятора, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, равна или выше заданной величины заряда, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое должно выполняться в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева. С другой стороны, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, т.е. в случае, если величина заряда аккумулятора, когда заданное условие автоматической остановки/повторного запуска удовлетворяется, меньше заданной величины заряда, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, которое должно выполняться в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева. В силу этого, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, даже в случае, если величина заряда аккумулятора, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, меньше заданной величины заряда.
Дополнительно, во втором аспекте, модуль управления может быть выполнен с возможностью, в случае если модуль управления задает температуру предварительного нагрева равной заданной второй температуре предварительного нагрева и выполняет управление предварительным нагревом, задавать величину увеличения заданной второй температуры предварительного нагрева относительно первой температуры предварительного нагрева большей, когда величина заряда аккумулятора, полученная, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, является небольшой, чем тогда, когда величина заряда аккумулятора, полученная, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, является большой. В силу этого, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, даже когда величина заряда аккумулятора, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, меньше. Следовательно, можно задавать период повторной активации равным или меньше заданного периода, даже в состоянии, в котором величина заряда аккумулятора меньше.
Третий аспект настоящего изобретения относится к системе с датчиком, которая должна применяться к двигателю внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском, причем управление автоматической остановкой/повторным запуском представляет собой управление автоматической остановкой двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и затем автоматическим повторным запуском двигателя внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, причем система с датчиком включает в себя: датчик выхлопных газов, расположенный в выпускном канале двигателя внутреннего сгорания, причем датчик выхлопных газов включает в себя нагреватель, который нагревает сенсорный элемент; и модуль управления, выполненный с возможностью: i) в то время, когда двигатель внутреннего сгорания останавливается посредством управления автоматической остановкой/повторным запуском, выполнять управление предварительным нагревом для регулирования температуры сенсорного элемента до температуры предварительного нагрева посредством снижения величины подачи электрической мощности в нагреватель, причем температура предварительного нагрева ниже заданной температуры активации; ii) когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, прекращать выполнение управления предварительным нагревом и увеличивать температуру сенсорного элемента до заданной температуры активации; iii) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется, выполнять управление предварительным нагревом в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском; и iv) в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки удовлетворяется, не выполнять управление предварительным нагревом при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском.
В аспекте, то, выполняется или нет управление предварительным нагревом в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, определяется в зависимости от того, удовлетворяется или нет заданное условие задержки, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется. В третьем аспекте, заданное условие задержки может представлять собой такое условие, что период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом вследствие удовлетворения заданного условия автоматического запуска превышает заданный период, когда модуль управления выполняет управление предварительным нагревом; и период повторной активации может представлять собой период от прекращения выполнения управления предварительным нагревом вследствие удовлетворения заданного условия автоматического запуска до времени, когда температура сенсорного элемента достигает заданной температуры активации.
В аспекте, модуль управления выполнен с возможностью выполнять управление предварительным нагревом в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, только в случае, если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если заданное условие задержки не удовлетворяется. Следовательно, также в аспекте, можно ограничивать ухудшение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель датчика выхлопных газов в максимально возможной степени и ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, когда выполнение управления предварительным нагревом для датчика выхлопных газов прекращается во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания.
В вышеприведенном аспекте, заданное условие задержки может представлять собой такое условие, что период повторной активации от прекращения выполнения управления предварительным нагревом при последнем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском превышает заданный период. В силу этого, в случае если период повторной активации после прекращения выполнения последнего управления предварительным нагревом превышает заданный период, поскольку степень ухудшения характеристик датчика выхлопных газов является высокой в некоторой степени, управление предварительным нагревом не выполняется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском.
В третьем аспекте, модуль управления может быть выполнен с возможностью получать величину заряда аккумулятора, который подает электрическую мощность в нагреватель; и заданное условие задержки может представлять собой такое условие, что величина заряда аккумулятора, полученная, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, меньше заданной величины заряда. В силу этого, в случае если величина заряда аккумулятора является недостаточной, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, управление предварительным нагревом не выполняется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском.
В изобретении, в двигателе внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском, можно ограничивать ухудшение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель датчика выхлопных газов в максимально возможной степени и ограничивать ухудшение выбросов выхлопных газов во время повторного запуска двигателя внутреннего сгорания.
Краткое описание чертежей
Ниже описываются признаки, преимущества и техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичные номера обозначают аналогичные элементы, и на которых:
Фиг. 1 является схемой, показывающей схематичную конфигурацию гибридной системы и системы впуска и выпуска выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления;
Фиг. 2 является схемой, показывающей схематичную конфигурацию датчика воздушно-топливного соотношения согласно варианту осуществления;
Фиг. 3 является временной диаграммой, показывающей изменения сигнала запроса на остановку двигателя, сигнала запроса на выполнение управления предварительным нагревом, величины подачи электрической мощности из аккумулятора в нагреватель, целевой температуры элемента и температуры сенсорного элемента, когда управление автоматической остановкой/повторным запуском и управление предварительным нагревом выполняются;
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно первому варианту осуществления выполняется;
Фиг. 5 является схемой, показывающей корреляцию заданной величины dTs увеличения и последнего периода dtr повторной активации;
Фиг. 6 является временной диаграммой, показывающей изменения сигнала запроса на остановку двигателя, сигнала запроса на выполнение управления предварительным нагревом, величины подачи электрической мощности из аккумулятора в нагреватель, целевой температуры элемента и температуры сенсорного элемента, когда управление предварительным нагревом выполняется вследствие выполнения последовательности операций, показанной на фиг. 4;
Фиг. 7 является схемой, показывающей корреляцию заданной величины dTs увеличения, последнего периода dtr повторной активации и величины Vc заряда во время остановки;
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно второму варианту осуществления выполняется;
Фиг. 9 является схемой, показывающей корреляцию заданной величины dTs' увеличения и величины Vc заряда во время остановки;
Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно третьему варианту осуществления выполняется; и
Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно четвертому варианту осуществления выполняется.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
В дальнейшем в этом документе, описываются конкретные варианты осуществления изобретения на основе чертежей. Если не указано иное, не подразумевается, что объем изобретения ограничен только размерами, материалами, формами, относительными компоновками и т.п. составляющих элементов, описанных в вариантах осуществления.
Первый вариант осуществления
Схематичная конфигурация гибридной системы и системы впуска и выпуска выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания
В дальнейшем описывается вариант осуществления, в котором система с датчиком согласно изобретению применяется к двигателю внутреннего сгорания, составляющему гибридную систему. Фиг. 1 является схемой, показывающей схематичную конфигурацию гибридной системы и системы впуска и выпуска выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления. Гибридная система 50, смонтированная на транспортном средстве 100, включает в себя двигатель 1 внутреннего сгорания, устройство 51 деления мощности, электромотор 52, электрогенератор 53, аккумулятор 54, инвертор 55 и редукторную передачу 57. Редукторная передача 57 соединяется с осью 56 транспортного средства 100. Колеса 58 соединяются с обоими концами оси 56.
Устройство 51 деления мощности делит выходную мощность двигателя 1 внутреннего сгорания на электрогенератор 53 и ось 56. Электрогенератор 53 вырабатывает электрическую мощность из динамической мощности, выводимой посредством двигателя 1 внутреннего сгорания. Дополнительно, устройство 51 деления мощности имеет функцию передавать выходную мощность электромотора 52 в ось 56. Электромотор 52 вращается через редукторную передачу 57 на частоте вращения, пропорциональной частоте вращения оси 56. Аккумулятор 54 соединяется с электромотором 52 и электрогенератором 53 через инвертор 55.
Инвертор 55 преобразует мощность постоянного тока, подаваемую из аккумулятора 54, в мощность переменного тока и подает мощность переменного тока в электромотор 52. Дополнительно, инвертор 55 преобразует мощность переменного тока, подаваемую из электрогенератора 53, в мощность постоянного тока и подает мощность постоянного тока в аккумулятор 54. В силу этого, аккумулятор 54 заряжается.
Гибридная система 50, сконфигурированная так, как описано выше, вращает ось 56 с использованием выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания или выходной мощности электромотора 52. Дополнительно, гибридная система 50 может вращать ось 56, с использованием как выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания, так и выходной мощности электромотора 52. Таким образом, гибридная система 50 использует как электромотор 52, так и двигатель 1 внутреннего сгорания, в качестве источника динамической мощности транспортного средства 100. Кроме того, гибридная система 50 может вращать коленчатый вал двигателя 1 внутреннего сгорания, с использованием выходной мощности электромотора 52. Таким образом, гибридная система 50 может использовать только электромотор 52, в качестве источника динамической мощности транспортного средства 100. Дополнительно, во время замедления транспортного средства 100, гибридная система 50 может работать электромотор 52 в качестве электромотора, с использованием вращающей силы оси 56, и в силу этого может преобразовывать кинетическую энергию в электрическую энергию, чтобы собирать электрическую энергию в аккумуляторе 54.
Двигатель 1 внутреннего сгорания представляет собой бензиновый двигатель. Двигатель 1 внутреннего сгорания включает в себя четыре цилиндра 2. Каждый цилиндр 2 содержит клапан 3 впрыска топлива. Клапан 3 впрыска топлива может представлять собой клапан впрыска топлива, который впрыскивает топливо во впускной порт цилиндра 2, или может представлять собой клапан впрыска топлива, который впрыскивает топливо непосредственно в цилиндр 2. В варианте осуществления, двигатель 1 внутреннего сгорания соответствует двигателю внутреннего сгорания согласно изобретению. Двигатель внутреннего сгорания согласно изобретению не ограничен бензиновым двигателем и может представлять собой дизельный двигатель. Впускной канал 10 и выхлопной канал 11 соединяются с двигателем 1 внутреннего сгорания. Впускной канал 10 содержит расходомер 12 воздуха и дроссельный клапан 13. Расходомер 12 воздуха определяет объем всасываемого воздуха двигателя 1 внутреннего сгорания. Дроссельный клапан 13 регулирует объем всасываемого воздуха двигателя 1 внутреннего сгорания.
Выпускной канал 11 двигателя 1 внутреннего сгорания содержит катализатор 4 для управления выделением выхлопных газов. Примеры катализатора 4 для управления выделением выхлопных газов включают в себя трехкомпонентный катализатор. Выпускной канал 11 содержит датчик 14 воздушно-топливного соотношения, выше катализатора 4 для управления выделением выхлопных газов. Датчик 14 воздушно-топливного соотношения определяет воздушно-топливное соотношение выхлопного газа, выделяемого из двигателя 1 внутреннего сгорания (выхлопного газа, протекающего в катализатор для управления выделением выхлопных газов 4). В качестве датчика 14 воздушно-топливного соотношения, например, могут использоваться кислородный датчик на основе предельного тока и кислородный датчик на основе электродвижущей силы. Дополнительно, выпускной канал 11 содержит датчик 15 температуры выхлопных газов, ниже катализатора 4 для управления выделением выхлопных газов. Датчик 15 температуры выхлопных газов определяет температуру выхлопного газа, вытекающего из катализатора 4 для управления выделением выхлопных газов.
В дальнейшем описывается схематичная конфигурация датчика 14 воздушно-топливного соотношения на основе фиг. 2. Как показано на фиг. 2, датчик 14 воздушно-топливного соотношения включает в себя сенсорный элемент 14a и нагреватель 14b. Сенсорный элемент 14a имеет функцию, чтобы выводить значение определения, соответствующее воздушно-топливному соотношению выхлопного газа, в активированном состоянии. Нагреватель 14b имеет функцию, чтобы нагревать сенсорный элемент 14a. В датчике 14 воздушно-топливного соотношения, сенсорный элемент 14a нагревается посредством нагревателя 14b, и в силу этого сенсорный элемент 14a активируется. Сенсорный элемент 14a и нагреватель 14b электрически соединяются с аккумулятором 54. Из аккумулятора 54, электрическая мощность подается в каждый из сенсорного элемента 14a и нагревателя 14b. В ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b управляется таким образом, что температура сенсорного элемента 14a поддерживается равной заданной температуре активации. В варианте осуществления, датчик 14 воздушно-топливного соотношения соответствует датчику выхлопных газов согласно изобретению. Датчик выхлопных газов согласно изобретению не ограничен датчиком воздушно-топливного соотношения и может представлять собой другой датчик, который определяет конкретный компонент в выхлопном газе.
Гибридная система 50 включает в себя электронный модуль 20 управления (ECU). Расходомер 12 воздуха, датчик 14 воздушно-топливных соотношений и датчик 15 температуры выхлопных газов электрически соединяются с ECU 20. Кроме того, датчик 16 угла поворота коленчатого вала и датчик 17 рабочей величины нажатия педали акселератора электрически соединяются с ECU 20. Датчик 16 угла поворота коленчатого вала определяет угол поворота коленчатого вала двигателя 1 внутреннего сгорания. Датчик 17 рабочей величины нажатия педали акселератора определяет рабочую величину нажатия педали акселератора транспортного средства 100. Выходные сигналы датчиков вводятся в ECU 20. ECU 20 вычисляет частоту вращения двигателя для двигателя 1 внутреннего сгорания на основе значения определения датчика 16 угла поворота коленчатого вала. ECU 20 вычисляет требуемый крутящий момент, который представляет собой крутящий момент, который требуется в качестве мощности приведения в движение транспортного средства 100, на основе значения определения датчика 17 рабочей величины нажатия педали акселератора. ECU 20 управляет величиной подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b для поддержания температуры сенсорного элемента 14a датчика 14 воздушно-топливного соотношения равной заданной температуре активации. Температура сенсорного элемента 14a коррелируется с импедансом сенсорного элемента 14a. Следовательно, например, ECU 20 определяет импеданс сенсорного элемента 14a и управляет величиной подачи электрической мощности в нагреватель 14b таким образом, что определенный импеданс становится значением, соответствующим заданной температуре активации. Посредством этого управления, можно регулировать температуру сенсорного элемента 14a датчика 14 воздушно-топливного соотношения до заданной температуры активации.
Кроме того, в ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, ECU 20 оценивает расход выхлопного газа, выделяемого из двигателя 1 внутреннего сгорания, на основе значения определения расходомера 12 воздуха и объема впрыска топлива из клапанов 3 впрыска топлива. Дополнительно, ECU 20 оценивает температуру катализатора 4 для управления выделением выхлопных газов, на основе значения определения датчика 15 температуры выхлопных газов. Дополнительно, ECU 20 оценивает величину заряда аккумулятора 54 посредством постоянного интегрирования величины электрической мощности, подаваемой в аккумулятор 54 (величины электрической мощности, вырабатываемой посредством электрогенератора 53 или электромотора 52), и величины электрической мощности, высвобождаемой из аккумулятора 54 (величины электрической мощности, потребляемой для приведения в действие электромотора 52 и т.п.). В варианте осуществления, ECU 20, который оценивает величину заряда аккумулятора 54 таким способом, соответствует примеру модуля управления согласно изобретению.
Электромотор 52, устройство 51 деления мощности, клапаны 3 впрыска топлива и дроссельный клапан 13 электрически соединяются с ECU 20. Эти устройства управляются посредством ECU 20. Например, ECU 20 управляет объемом впрыска топлива из клапанов 3 впрыска топлива таким образом, что воздушно-топливное соотношение выхлопного газа, которое должно определяться посредством датчика 14 воздушно-топливного соотношения, становится целевым воздушно-топливным соотношением, близким к стехиометрическому воздушно-топливному соотношению. ECU 20 управляет рабочим состоянием двигателя 1 внутреннего сгорания и состоянием приведения в действие электромотора 52, например, на основе требуемого крутящего момента, вычисленного из значения определения датчика 17 рабочей величины нажатия педали акселератора.
Например, ECU 20 выполняет управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания. При управлении автоматической остановкой/повторным запуском, ECU 20 автоматически останавливает двигатель 1 внутреннего сгорания, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется в ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания. Примеры заданного условия автоматической остановки включают в себя такое условие, что требуемый крутящий момент попадает в область, в которой источник динамической мощности транспортного средства 100 представляет собой только электромотор 52, в ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, и такое условие, что транспортное средство 100 замедляется в ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания. Кроме того, при управлении автоматической остановкой/повторным запуском, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется после того, как двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается, ECU 20 автоматически повторно запускает двигатель 1 внутреннего сгорания. Примеры заданного условия автоматического запуска включают в себя такое условие, что требуемый крутящий момент попадает в область, в которой источник динамической мощности транспортного средства 100 представляет собой двигатель внутреннего сгорания 1, после того, как двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается, и такое условие, что транспортное средство 100 ускоряется после того, как двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается.
Управление предварительным нагревом
В то время, когда двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается посредством управления автоматической остановкой/повторным запуском, впрыск топлива из клапанов 3 впрыска топлива в двигателе 1 внутреннего сгорания прекращается. Следовательно, датчик 14 воздушно-топливного соотношения не должен обязательно определять воздушно-топливное соотношение выхлопного газа. Следовательно, в варианте осуществления, когда ECU 20 выполняет управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания, ECU 20 выполняет управление предварительным нагревом для датчика 14 воздушно-топливного соотношения.
Как описано выше, в ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, ECU 20 управляет величиной подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b таким образом, что температура сенсорного элемента 14a датчика 14 воздушно-топливного соотношения становится заданной температурой активации. При управлении предварительным нагревом в то время, когда двигатель 1 внутреннего сгорания останавливается посредством управления автоматической остановкой/повторным запуском, ECU 20 регулирует температуру сенсорного элемента 14a датчика 14 воздушно-топливного соотношения до температуры предварительного нагрева, которая ниже заданной температуры активации, посредством снижения величины подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b. Посредством выполнения этого управления предварительным нагревом, можно ограничивать необязательную электрическую мощность в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения. Как результат, можно снижать потребление электрической мощности аккумулятора 54, который подает электрическую мощность в нагреватель 14b, и в силу этого можно ограничивать ухудшение эффективности использования топлива. В случае если ECU 20 выполняет управление предварительным нагревом в связи с выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, ECU 20 прекращает выполнение управления предварительным нагревом и увеличивает температуру сенсорного элемента 14a до заданной температуры активации, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется. В варианте осуществления, ECU 20, который выполняет управление предварительным нагревом и прекращает выполнение управления предварительным нагревом, когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, как описано выше, соответствует примеру модуля управления согласно изобретению.
В дальнейшем описываются изменения, когда управление автоматической остановкой/повторным запуском и управление предварительным нагревом выполняется, сигнала запроса на остановку двигателя, сигнала запроса на выполнение управления предварительным нагревом, величины подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b, целевой температуры (целевой температуры элемента) сенсорного элемента 14a и фактической температуры (температуры сенсорного элемента) сенсорного элемента 14a, на основе временной диаграммы, показанной на фиг. 3. На фиг. 3, до времени t1, двигатель 1 внутреннего сгорания работает, и в ECU 20, сигнал запроса на остановку двигателя, который представляет собой сигнал для запроса на остановку двигателя 1 внутреннего сгорания, и сигнал запроса на выполнение управления предварительным нагревом для запроса выполнения управления предварительным нагревом находятся в отключенном состоянии. Следовательно, до времени t1, целевая температура элемента задается равной заданной температуре Tsa активации. Заданная температура Tsa активации представляет собой температуру, которая равна или выше нижнего предела Tsa1 температуры активации сенсорного элемента 14a. Дополнительно, до времени t1, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b управляется до заданной величины Ea подачи для активации, и в силу этого температура сенсорного элемента поддерживается равной заданной температуре Tsa активации. Заданная величина Ea подачи для активации представляет собой величину подачи электрической мощности в нагреватель 14b для регулирования температуры сенсорного элемента до заданной температуры Tsa активации. На фиг. 3, заданная величина Ea подачи для активации до времени t1 не является постоянным значением. Тем не менее, когда температура выхлопного газа, протекающего через выпускной канал 11 (т.е. температура выхлопного газа, воздействию которой подвергается сенсорный элемент 14a), варьируется, заданная величина Ea подачи для активации для поддержания температуры сенсорного элемента равной заданной температуре Tsa активации изменяется в связи с варьированием.
После этого, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется во время t1, в ECU 20, сигнал запроса на остановку двигателя включается. В силу этого, двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается. Таким образом, впрыск топлива из клапанов 3 впрыска топлива в двигателе 1 внутреннего сгорания прекращается. Во время t1, в связи с удовлетворением заданного условия автоматической остановки, сигнал запроса на выполнение управления предварительным нагревом включается, в ECU 20. В силу этого, во время t1, выполнение управления предварительным нагревом начинается. Следовательно, на фиг. 3, во время t1, целевая температура элемента изменяется от заданной температуры Tsa активации до заданной первой температуры Tsp1 предварительного нагрева, которая ниже заданной температуры Tsa активации. Кроме того, во время t1, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b снижается от заданной величины Ea подачи для активации до заданной первой величины Ep1 подачи для предварительного нагрева. Заданная первая величина Ep1 подачи для предварительного нагрева представляет собой величину подачи электрической мощности нагревателя 14b для регулирования температуры сенсорного элемента до заданной первой температуры Tsp1 предварительного нагрева. Когда величина подачи электрической мощности в нагреватель 14b снижается до заданной первой величины Ep1 подачи для предварительного нагрева, температура сенсорного элемента начинает снижаться. После этого, когда определенное количество времени истекло со времени t1, температура сенсорного элемента становится заданной первой температурой Tsp1 предварительного нагрева.
После этого, на фиг. 3, во время t2, заданное условие автоматического запуска удовлетворяется, и сигнал запроса на остановку двигателя выключается, в ECU 20. В силу этого, двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически повторно запускается. Таким образом, впрыск топлива из клапанов 3 впрыска топлива в двигатель 1 внутреннего сгорания повторно начинается. Дополнительно, во время t2, в связи с удовлетворением заданного условия автоматического запуска, сигнал запроса на выполнение управления предварительным нагревом выключается, в ECU 20. В силу этого, во время t2, выполнение управления предварительным нагревом прекращается. Следовательно, во время t2, целевая температура элемента изменяется от заданной первой температуры Tsp1 предварительного нагрева до заданной температуры Tsa активации. Кроме того, во время t2, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b увеличивается от заданной первой величины Ep1 подачи для предварительного нагрева до заданной величины Ea подачи для активации. В силу этого, во время t2, температура сенсорного элемента начинает увеличиваться. В этом случае, во время t2, определенное количество времени требуется от прекращения выполнения управления предварительным нагревом до времени, когда температура сенсорного элемента снова достигает заданной температуры Tsa активации. Таким образом, когда период повторной активации истек со времени t2, температура сенсорного элемента становится заданной температурой Tsa активации.
На фиг. 3, во время t2, работа двигателя 1 внутреннего сгорания повторно начинается. Тем не менее, в период от времени t2 до времени, когда период повторной активации истек, температура сенсорного элемента не достигает заданной температуры Tsa активации, и в силу этого затруднительно точно осуществлять управление рабочим состоянием двигателя 1 внутреннего сгорания на основе значения определения датчика 14 воздушно-топливного соотношения. Соответственно, когда период повторной активации от времени t2, т.е. период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом чрезмерно увеличивается, возникает проблема ухудшения выбросов в топливе во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания. С учетом этого аспекта, в случае выполнения управления предварительным нагревом в связи с выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, необходимо ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом. Следовательно, при управлении предварительным нагревом, необходимо задавать температуру предварительного нагрева сенсорного элемента 14a таким образом, что период повторной активации, когда выполнение управления предварительным нагревом прекращается, становится равным или меньше заданного периода. В этом случае, заданный период задается равным периоду, позволяющему выбросам выхлопных газов во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания находиться в допустимом диапазоне, если период повторной активации равен или меньше заданного периода.
На временной диаграмме, показывающей изменение температуры сенсорного элемента после времени t2 на фиг. 3, изменение, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является низкой, показано посредством сплошной линии, и изменение, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени, показано посредством штрихпунктирной линии. Как показано посредством сплошной линии и штрихпунктирной линии на фиг. 3, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой, скорость увеличения температуры сенсорного элемента после прекращения выполнения управления предварительным нагревом ниже, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является низкой. Как результат, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является низкой (сплошная линия), температура сенсорного элемента достигает заданной температуры Tsa активации во время t3, и когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени (штрихпунктирная линия), температура сенсорного элемента достигает заданной температуры Tsa активации во время t4, которое позже времени t3. Таким образом, даже если температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом является идентичной, период dtr' повторной активации, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени, превышает период dtr повторной активации, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является относительно низкой. Следовательно, даже если заданная первая температура Tsp1 предварительного нагрева задается таким образом, что период dtr повторной активации, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является относительно низкой, равен или меньше заданного периода, период dtr' повторной активации иногда становится больше заданного периода, когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени.
Следовательно, в варианте осуществления, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом (в дальнейшем в этом документе, также называемым "текущим управлением предварительным нагревом"), которое должно выполняться в связи с текущим выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, задается на основе того, равен или меньше либо нет период повторной активации, когда управление предварительным нагревом (в дальнейшем в этом документе, также называемое "последним управлением предварительным нагревом"), выполняемое в связи с последним выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, прекращается, заданного периода. Более конкретно, каждый раз, когда управление предварительным нагревом выполняется в связи с выполнением управления автоматической остановкой/повторным запуском, ECU 20 сохраняет температуру предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом, в качестве заданной первой температуры предварительного нагрева, и сохраняет длину периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, в ассоциации с заданной первой температурой предварительного нагрева. После этого, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, ECU 20 определяет то, равен или меньше либо нет период повторной активации (в дальнейшем в этом документе, также называемый "последним периодом повторной активации") после прекращения выполнения последнего управления предварительным нагревом, который представляет собой период повторной активации, сохраненный в ECU 20, заданного периода. В этом случае, в случае если последний период повторной активации, сохраненный в ECU 20, равен или меньше заданного периода, имеется высокая вероятность того, что степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения остается относительно низкой. Следовательно, даже когда температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается снова равной заданной первой температуре предварительного нагрева, которая представляет собой температуру предварительного нагрева при последнем управлении предварительным нагревом, имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом равен или меньше заданного периода. Следовательно, в случае если последний период повторной активации равен или меньше заданного периода, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается снова равной заданной первой температуре предварительного нагрева, которая представляет собой температуру предварительного нагрева при последнем управлении предварительным нагревом. С другой стороны, в случае если заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, и если последний период повторной активации, сохраненный в ECU 20, превышает заданный период, имеется вероятность того, что степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени. Следовательно, если температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, которая составляет заданную температуру при последнем управлении предварительным нагревом, имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом снова также становится больше заданного периода. Следовательно, в случае если последний период повторной активации превышает заданный период, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева.
Таким образом, в случае если имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится равным или меньше заданного периода, даже если температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева. В силу этого, можно увеличивать эффект снижения потребления электрической мощности аккумулятора 54, который представляет собой эффект, который должен получаться посредством выполнения управления предварительным нагревом, по сравнению с тем, когда температура предварительного нагрева задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется. С другой стороны, в случае если имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится больше заданного периода, если температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева. В силу этого, можно сокращать период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, по сравнению с тем, когда температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется. Следовательно, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом. Соответственно, можно ограничивать ухудшение выбросов выхлопных газов во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания.
Последовательность операций управления предварительным нагревом
Ниже описывается последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно варианту осуществления выполняется, на основе блок-схемы последовательности операций способа, показанной на фиг. 4. В ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, последовательность операций многократно выполняется с заданным интервалом посредством ECU 20. В ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, управление нагревом нагревателя 14b для поддержания температуры сенсорного элемента датчика 14 воздушно-топливного соотношения равной заданной температуре активации реализовано, когда ECU 20 выполняет последовательность операций, отличающуюся от последовательности операций, показанной на фиг. 4.
В последовательности операций, во-первых, на этапе S101, определяется то, удовлетворяется или нет заданное условие автоматической остановки, описанное выше. В случае если отрицательное определение выполняется на этапе S101, управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания не выполняется. Следовательно, управление предварительным нагревом также не выполняется. Соответственно, в этом случае, выполнение последовательности операций завершается сразу. С другой стороны, в случае если положительное определение выполняется на этапе S101, после этого выполняется процесс S102. В этой связи, в случае если положительное определение выполняется на этапе S101, последовательность операций, отличающаяся от последовательности операций, показанной на фиг. 4, выполняется посредством ECU 20, и в силу этого управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания выполняется. Соответственно, когда положительное определение выполняется на этапе S101, двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается.
На этапе S102, считываются заданная первая температура Tsp1 предварительного нагрева в качестве температуры предварительного нагрева при последнем управлении предварительным нагревом и последний период dtr повторной активации, которые сохраняются в ECU 20. Затем, на этапе S103, определяется то, равно или меньше либо нет последний период dtr повторной активации, считываемый на этапе S102, заданного периода dtr0. Как описано выше, заданный период dtr0 представляет собой период, позволяющий выбросам выхлопных газов во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания находиться в допустимом диапазоне, если период повторной активации равен или меньше заданного периода dtr0. Заданный период dtr0 задается на основе экспериментов и т.п. и заранее сохраняется в ECU 20.
В случае если положительное определение выполняется на этапе S103, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре Tsp1 предварительного нагрева, считываемой на этапе S102, на этапе S104. Затем, на этапе S105, управление предварительным нагревом выполняется. В этом случае, при управлении предварительным нагревом, величина подачи электрической мощности в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения снижается от заданной величины подачи для активации до заданной первой величины подачи для предварительного нагрева, соответствующей заданной первой температуре Tsp1 предварительного нагрева.
С другой стороны, в случае если отрицательное определение выполняется на этапе S103, заданная вторая температура Tsp2 предварительного нагрева после этого вычисляется на этапе S106. На этапе S106, заданная вторая температура Tsp2 предварительного нагрева вычисляется посредством суммирования заданной величины dTs увеличения с заданной первой температурой Tsp1 предварительного нагрева, считываемой на этапе S102. В этом случае, заданная величина dTs увеличения определяется на основе последнего периода dtr повторной активации, считываемого на этапе S102. Фиг. 5 является схемой, показывающей корреляцию заданной величины dTs увеличения и последнего периода dtr повторной активации в варианте осуществления. На фиг. 5, ось абсциссы указывает последний период dtr повторной активации, и ось ординат указывает заданную величину dTs увеличения. Дополнительно, dtr0 на оси абсциссы на фиг. 5 указывает заданный период.
Здесь, имеется высокая вероятность того, что степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения становится более высокой, и скорость увеличения температуры сенсорного элемента после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится более низкой по мере того, как последний период dtr повторной активации становится большим. Следовательно, для задания периода повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода dtr0, необходимо задавать температуру предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом равной более высокой температуре по мере того, как последний период dtr повторной активации становится большим. Следовательно, как показано на фиг. 5, заданная величина dTs увеличения задается равной большей величине по мере того, как последний период dtr повторной активации становится большим. В силу этого, заданная вторая температура Tsp2 предварительного нагрева, вычисленная на этапе S106, становится более высокой по мере того, как последний период dtr повторной активации становится большим. В варианте осуществления, корреляция заданной величины dTs увеличения и последнего периода dtr повторной активации, показанного на фиг. 5, оценивается на основе экспериментов и т.п. и заранее сохраняется в ECU 20, в качестве карты или функции. На этапе S106, ECU 20 вычисляет заданную величину dTs увеличения с использованием карты или функции, и кроме того, вычисляет заданную вторую температуру Tsp2 предварительного нагрева посредством суммирования заданной величины dTs увеличения с заданной первой температурой Tsp1 предварительного нагрева. Заданная величина dTs увеличения не всегда должна изменяться непрерывно в зависимости от длины последнего периода dtr повторной активации, как показано на фиг. 5. Таким образом, значение заданной величины dTs увеличения может изменяться пошагово в зависимости от длины последнего периода dtr повторной активации.
Затем, на этапе S107, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре Tsp2 предварительного нагрева, вычисленной на этапе S106. Затем, на этапе S105, управление предварительным нагревом выполняется. В этом случае, при управлении предварительным нагревом, величина подачи электрической мощности в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения снижается от заданной величины подачи для активации до заданной второй величины подачи для предварительного нагрева, соответствующей заданной второй температуре Tsp2 предварительного нагрева.
Когда заданное условие автоматического запуска удовлетворяется после того, как управление предварительным нагревом выполняется на этапе S105, двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически повторно запускается, и выполнение заданного управления прекращается. Затем температура сенсорного элемента увеличивается до заданной температуры Tsa активации.
Временная диаграмма
Далее описываются изменения сигнала запроса на остановку двигателя, сигнала запроса на выполнение управления предварительным нагревом, величины подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b, целевой температуры (целевой температуры элемента) сенсорного элемента 14a и фактической температуры (температура сенсорного элемента) сенсорного элемента 14a, когда управление предварительным нагревом выполняется вследствие выполнения последовательности операций, показанной на фиг. 4, на основе временной диаграммы, показанной на фиг. 6. На фиг. 6, изменения параметров, когда управление предварительным нагревом выполняется вследствие выполнения последовательности операций на фиг. 4 в состоянии, в котором степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является более высокой в некоторой степени, показаны посредством сплошных линий. Таким образом, сплошные линии на фиг. 6 показывают изменения параметров в случае, если отрицательное определение выполняется на этапе S103 последовательности операций, показанной на фиг. 4, поскольку последний период dtr повторной активации превышает заданный период dtr0. Дополнительно, штрихпунктирные линии на фиг. 6 показывают изменения, идентичные изменениям параметров, показанных на временной диаграмме по фиг. 3.
На фиг. 6, аналогично временной диаграмме по фиг. 3, во время t1, заданное условие автоматической остановки удовлетворяется. Следовательно, во время t1, сигнал запроса на остановку двигателя включается, и сигнал запроса на выполнение управления предварительным нагревом включается. Дополнительно, на фиг. 6, аналогично временной диаграмме по фиг. 3, во время t2, заданное условие автоматического запуска удовлетворяется. Следовательно, во время t2, сигнал запроса на остановку двигателя выключается, и сигнал запроса на выполнение управления предварительным нагревом выключается.
Также на фиг. 6, во время t1, выполнение управления предварительным нагревом выполняется. В этом случае, температура предварительного нагрева задается равной заданной второй температуре Tsp2 предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры Tsp1 предварительного нагрева (см. S107 по фиг. 4). Следовательно, на фиг. 6, во время t1, целевая температура элемента изменяется от заданной температуры Tsa активации до заданной второй температуры Tsp2 предварительного нагрева. Кроме того, во время t1, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b снижается от заданной величины Ea подачи для активации до заданной второй величины Ep2 подачи для предварительного нагрева. Заданная вторая величина Ep2 подачи для предварительного нагрева представляет собой величину подачи электрической мощности в нагреватель 14b для регулирования температуры сенсорного элемента до заданной второй температуры Tsp2 предварительного нагрева. Когда величина подачи электрической мощности в нагреватель 14b снижается до заданной второй величины Ep2 подачи для предварительного нагрева, температура сенсорного элемента начинает снижаться. После этого, когда определенное количество времени истекло со времени t1, температура сенсорного элемента становится заданной второй температурой Tsp2 предварительного нагрева.
После этого, также на фиг. 6, во время t2, выполнение управления предварительным нагревом прекращается. Следовательно, во время t2, целевая температура элемента изменяется от заданной второй температуры Tsp2 предварительного нагрева до заданной температуры Tsa активации. Кроме того, во время t2, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b увеличивается от заданной второй величины Ep2 подачи для предварительного нагрева до заданной величины Ea подачи для активации. В силу этого, во время t2, температура сенсорного элемента начинает увеличиваться. Затем, во время t5, когда период dtr'' повторной активации истек с момента прекращения выполнения управления предварительным нагревом во время t2, температура сенсорного элемента достигает заданной температуры Tsa активации. В этом случае, поскольку температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре Tsp2 предварительного нагрева, период dtr'' повторной активации меньше периода dtr' повторной активации, когда температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре Tsp1 предварительного нагрева.
Как описано выше, посредством выполнения управления предварительным нагревом в соответствии с последовательностью операций, показанной на фиг. 4, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, даже когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени. Соответственно, можно задавать период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода, даже когда степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени.
В последовательности операций, показанной на фиг. 4, заданная величина dTs увеличения относительно заданной первой температуры Tsp1 предварительного нагрева для вычисления заданной второй температуры Tsp2 предварительного нагрева изменяется в зависимости от длины последнего периода повторной активации (см. фиг. 5). Тем не менее, заданная величина dTs увеличения может составлять фиксированное значение, которое заранее определяется. Здесь, как показано на фиг. 7, посредством увеличения заданной величины dTs увеличения по мере того, как последний период dtr повторной активации повторной активации становится большим, можно увеличивать заданную вторую температуру Tsp2 предварительного нагрева, которая представляет собой температуру предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом, по мере того, как степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения становится более высокой. Следовательно, посредством изменения заданной величины dTs увеличения в зависимости от последнего периода повторной активации, как показано в последовательности операций по фиг. 4, можно задавать период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода, даже когда характеристики датчика 14 воздушно-топливного соотношения дополнительно ухудшаются.
Модификация
Далее описывается модификация управления предварительным нагревом согласно варианту осуществления. Как описано выше, электрическая мощность подается из аккумулятора 54 в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения. После этого, когда выполнение управления предварительным нагревом прекращается, и температура сенсорного элемента увеличивается от температуры предварительного нагрева до заданной температуры активации, величина подачи электрической мощности из аккумулятора 54 в нагреватель 14b увеличивается. В этом случае, когда величина заряда аккумулятора 54 является небольшой таким образом, что напряжение аккумулятора 54 является низким, скорость увеличения температуры сенсорного элемента является низкой. Следовательно, величина заряда аккумулятора 54 иногда оказывает влияние на длину периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом. Таким образом, даже когда температура предварительного нагрева является идентичной, период повторной активации с большой вероятностью должен становиться больше по мере того, как величина заряда аккумулятора 54 становится меньшей.
Следовательно, в модификации, на этапе S106 последовательности операций, показанной на фиг. 4, вычисление заданной второй температуры Tsp2 предварительного нагрева выполняется с учетом величины заряда (в дальнейшем в этом документе, также называемой "величиной заряда во время остановки") аккумулятора 54, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, в дополнение к длине последнего периода повторной активации. Таким образом, заданная величина dTs увеличения относительно заданной первой температуры Tsp1 предварительного нагрева определяется на основе последнего периода повторной активации и величины заряда во время остановки. Когда двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается вследствие удовлетворения заданного условия автоматической остановки, выработка электрической мощности с использованием выходной мощности двигателя 1 внутреннего сгорания в качестве динамической мощности не выполняется в электрогенераторе 53. Следовательно, в период после того, как двигатель 1 внутреннего сгорания автоматически останавливается, и до того, как двигатель 1 внутреннего сгорания повторно запускается, величина заряда аккумулятора 54 практически никогда не увеличивается. Соответственно, величина заряда аккумулятора 54, когда двигатель 1 внутреннего сгорания повторно запускается, практически никогда не становится больше величины заряда во время остановки.
Фиг. 7 является схемой, показывающей корреляцию заданной величины dTs увеличения и последнего периода dtr повторной активации и величины Vc заряда во время остановки в модификации. На фиг. 7, ось абсциссы указывает последний период dtr повторной активации, и ось ординат указывает заданную величину dTs увеличения. Дополнительно, dtr0 на оси абсциссы на фиг. 7 указывает заданный период. На фиг. 7, L1, L2 и L3 указывают корреляции заданной величины dTs увеличения и последнего периода dtr повторной активации относительно различных величин заряда во время остановки, соответственно. Здесь, величина заряда во время остановки становится меньшей в порядке L1, L2 и L3.
Как описано выше, в случае если температура предварительного нагрева является идентичной, период повторной активации с большой вероятностью должен становиться больше по мере того, как величина заряда аккумулятора 54 становится меньшей. Следовательно, для задания периода повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом равным или меньше заданного dtr0, при условии, что последний период dtr повторной активации является идентичным, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной более высокой температуре по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей. Следовательно, как показано на фиг. 7, если последний период dtr повторной активации является идентичным, заданная величина dTs увеличения задается равной большей величине по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей. В силу этого, заданная вторая температура Tsp2 предварительного нагрева, вычисленная на этапе S106, становится более высокой температурой по мере того, как последний период dtr повторной активации становится большим, если величина Vc заряда во время остановки является идентичной, или по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей, если последний период dtr повторной активации является идентичным.
В модификации, как показано на фиг. 7, корреляция заданной величины dTs увеличения, последнего периода dtr повторной активации и величины Vc заряда во время остановки оценивается на основе экспериментов и т.п. и заранее сохраняется в ECU 20, в качестве карты или функции. На этапе S106, ECU 20 вычисляет заданную величину dTs увеличения с использованием карты или функции, и кроме того, вычисляет заданную вторую температуру Tsp2 предварительного нагрева посредством суммирования заданной величины dTs увеличения с заданной первой температурой Tsp1 предварительного нагрева.
В модификации, в случае если последний период dtr повторной активации превышает заданный период dtr0, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре Tsp2 предварительного нагрева, вычисленной так, как описано выше. В силу этого, даже в случае, если степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения является высокой в некоторой степени, и если величина заряда во время остановки является относительно низкой, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации.
Второй вариант осуществления
Схематичная конфигурация гибридной системы и системы впуска и выпуска выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления является идентичной схематичной конфигурации в первом варианте осуществления. Также в варианте осуществления, когда ECU 20 выполняет управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания, ECU 20 выполняет управление предварительным нагревом для датчика 14 воздушно-топливного соотношения. В варианте осуществления, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом задается на основе величины заряда во время остановки, которая представляет собой величину заряда аккумулятора 54, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском.
Как описано выше, даже когда температура предварительного нагрева является идентичной, период повторной активации с большой вероятностью должен становиться больше по мере того, как величина заряда аккумулятора 54 становится меньшей. Следовательно, в варианте осуществления, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается на основе того, равна или выше либо нет величина заряда во время остановки при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском заданной величины заряда. Более конкретно, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется, определяется то, равна или выше либо нет величина заряда аккумулятора 54 в данный момент времени, т.е. величина заряда во время остановки заданной величины заряда. Заданная величина заряда задается равной величине заряда, при которой период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится равным или меньше заданного периода в случае, если датчик 14 воздушно-топливного соотношения находится в нормальном состоянии, если величина заряда аккумулятора 54 равна или выше заданной величины заряда, и если температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется. Здесь, заданный период представляет собой период, позволяющий выбросам выхлопных газов во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания находиться в допустимом диапазоне, если период повторной активации равен или меньше заданного периода, аналогично заданному периоду при управлении предварительным нагревом согласно первому варианту осуществления.
В случае если величина заряда во время остановки равна или выше заданной величины заряда, имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом становится равным или меньше заданного периода, даже если температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева. Следовательно, в случае если величина заряда во время остановки равна или выше заданной величины заряда, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева. С другой стороны, в случае если величина заряда во время остановки меньше заданной величины заряда, если температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, имеется высокая вероятность того, что период повторной активации становится больше заданного периода вследствие недостаточного напряжения аккумулятора 54, когда температура сенсорного элемента увеличивается до заданной температуры активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом. Следовательно, в случае если величина заряда во время остановки меньше заданной величины заряда, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева.
Таким образом, в случае если имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится равным или меньше заданного периода, даже если температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева. В силу этого, можно увеличивать эффект снижения потребления электрической мощности аккумулятора 54, который представляет собой эффект, который должен получаться посредством выполнения управления предварительным нагревом, по сравнению с тем, когда температура предварительного нагрева задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется. Дополнительно, также при управлении предварительным нагревом согласно варианту осуществления, в случае если имеется высокая вероятность того, что период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится больше заданного периода, если температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре предварительного нагрева, которая выше заданной первой температуры предварительного нагрева. В силу этого, можно сокращать период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, по сравнению с тем, когда температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется. Следовательно, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом. Соответственно, можно ограничивать ухудшение выбросов выхлопных газов во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания.
Последовательность операций управления предварительным нагревом
Ниже описывается последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно варианту осуществления выполняется, на основе блок-схемы последовательности операций способа, показанной на фиг. 8. В ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, последовательность операций многократно выполняется с заданным интервалом посредством ECU 20. В последовательности операций, на этапе S201, определяется то, удовлетворяется или нет заданное условие автоматической остановки, аналогично S101 последовательности операций, показанной на фиг. 4. В случае если отрицательное определение выполняется на этапе S201, выполнение последовательности операций завершается сразу. С другой стороны, в случае если отрицательное определение выполняется на этапе S201, после этого выполняется процесс S202.
На этапе S202, величина Vc заряда (величина заряда во время остановки) аккумулятора 54 в данный момент времени считывается. Последовательность операций, отличающаяся от последовательности операций, показанной на фиг. 8, выполняется посредством ECU 20, и в силу этого величина заряда аккумулятора 54 постоянно вычисляется. Затем, на этапе S203, определяется то, равна или выше либо нет величина Vc заряда во время остановки, считываемая на этапе S202, заданной величины Vc0 заряда. Как описано выше, заданная величина Vc0 заряда представляет собой величину заряда, при которой период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится равным или меньше заданного периода dtr0 в случае, если датчик 14 воздушно-топливного соотношения находится в нормальном состоянии, если величина заряда аккумулятора 54 равна или выше заданной величины Vc0 заряда, и если температура предварительного нагрева задается равной заданной первой температуре предварительного нагрева, и управление предварительным нагревом выполняется. Эта заданная величина Vc0 заряда определяется на основе экспериментов и т.п. и заранее сохраняется в ECU 20.
В случае если положительное определение выполняется на этапе S203, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом после этого задается равной заданной первой температуре Tsp1' предварительного нагрева на этапе S204. При управлении предварительным нагревом согласно варианту осуществления, заданное первое управление Tsp1' предварительным нагревом может составлять фиксированное значение, которое заранее определяется. Затем, на этапе S205, управление предварительным нагревом выполняется. В этом случае, при управлении предварительным нагревом, величина подачи электрической мощности в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения снижается от заданной величины подачи для активации до заданной первой величины подачи для предварительного нагрева, соответствующей заданной первой температуре Tsp1' предварительного нагрева.
С другой стороны, в случае если отрицательное определение выполняется на этапе S203, заданная вторая температура Tsp2' предварительного нагрева после этого вычисляется на этапе S206. На этапе S206, заданная вторая температура Tsp2' предварительного нагрева вычисляется посредством суммирования заданной величины dTs' увеличения с заданной первой температурой Tsp1' предварительного нагрева. В этом случае, заданная величина dTs' увеличения определяется на основе величины Vc заряда во время остановки, считываемой на этапе S202. Фиг. 9 является схемой, показывающей корреляцию заданной величины dTs' увеличения и величины Vc заряда во время остановки в варианте осуществления. На фиг. 9, ось абсциссы указывает величину Vc заряда во время остановки, и ось ординат указывает заданную величину dTs' увеличения. Дополнительно, Vc0 на оси абсциссы на фиг. 9 указывает заданную величину заряда.
Здесь, имеется высокая вероятность того, что напряжение аккумулятора 54 становится более низким, и скорость увеличения температуры сенсорного элемента после прекращения выполнения управления предварительным нагревом становится более низкой по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей. Следовательно, для задания периода повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода dtr0, необходимо задавать температуру предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом равной более высокой температуре по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей. Следовательно, как показано на фиг. 9, заданная величина dTs' увеличения задается равной большей величине по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей. В силу этого, заданная вторая температура Tsp2' предварительного нагрева, вычисленная на этапе S206, становится более высокой температурой по мере того, как величина Vc заряда во время остановки становится меньшей. В варианте осуществления, корреляция заданной величины dTs' увеличения и величины Vc заряда во время остановки, показанных на фиг. 9, оценивается на основе экспериментов и т.п. и заранее сохраняется в ECU 20, в качестве карты или функции. На этапе S206, ECU 20 вычисляет заданную величину dTs' увеличения с использованием карты или функции, и кроме того, вычисляет заданную вторую температуру Tsp2' предварительного нагрева посредством суммирования заданной величины dTs' увеличения с заданной первой температурой Tsp1' предварительного нагрева. Заданная величина dTs' увеличения не всегда должна изменяться непрерывно в зависимости от величины Vc заряда во время остановки, как показано на фиг. 9. Таким образом, значение заданной величины dTs' увеличения может изменяться пошагово в зависимости от величины Vc заряда во время остановки.
Затем, на этапе S207, температура предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом задается равной заданной второй температуре Tsp2' предварительного нагрева, вычисленной на этапе S206. Затем, на этапе S205, управление предварительным нагревом выполняется. В этом случае, при управлении предварительным нагревом, величина подачи электрической мощности в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения увеличивается от заданной величины подачи для активации до заданной второй величины подачи для предварительного нагрева, соответствующей заданной второй температуре Tsp2' предварительного нагрева.
Посредством выполнения управления предварительным нагревом в соответствии с последовательностью операций, показанной на фиг. 8, можно ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом, даже когда величина заряда аккумулятора 54 является относительно небольшой. Соответственно, можно задавать период повторной активации после прекращения выполнения управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода, даже когда величина заряда аккумулятора 54 является относительно небольшой.
В последовательности операций, показанной на фиг. 8, заданная величина dTs' увеличения относительно заданной первой температуры Tsp1' предварительного нагрева для вычисления заданной второй температуры Tsp2' предварительного нагрева изменяется в зависимости от величины заряда во время остановки (см. фиг. 9). Тем не менее, заданная величина dTs' увеличения может составлять фиксированное значение, которое заранее определяется. Здесь, как показано на фиг. 9, посредством увеличения заданной величины dTs' увеличения по мере того, как величина заряда во время остановки становится меньшей, можно увеличивать заданную вторую температуру Tsp2' предварительного нагрева, которая представляет собой температуру предварительного нагрева при текущем управлении предварительным нагревом, по мере того, как напряжение аккумулятора 54 становится более низким. Следовательно, можно задавать период повторной активации после прекращения выполнения текущего управления предварительным нагревом равным или меньше заданного периода, даже когда напряжение аккумулятора 54 является низким.
Третий вариант осуществления
Схематичная конфигурация гибридной системы и системы впуска и выпуска выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления является идентичной схематичной конфигурации в первом варианте осуществления. Также в варианте осуществления, когда ECU 20 выполняет управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания, ECU 20 выполняет управление предварительным нагревом для датчика 14 воздушно-топливного соотношения. В варианте осуществления, то, выполняется или нет управление предварительным нагревом при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, определяется на основе того, равен или меньше либо нет период повторной активации (последний период повторной активации), когда последнее управление предварительным нагревом прекращается, заданного периода.
Последовательность операций управления предварительным нагревом
Ниже описывается последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно варианту осуществления выполняется, на основе блок-схемы последовательности операций способа, показанной на фиг. 10. В ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, последовательность операций многократно выполняется с заданным интервалом посредством ECU 20. В последовательности операций, на этапе S301, определяется то, удовлетворяется или нет заданное условие автоматической остановки, аналогично S101 последовательности операций, показанной на фиг. 4. В случае если отрицательное определение выполняется на этапе S301, выполнение последовательности операций завершается сразу. С другой стороны, в случае если положительное определение выполняется на этапе S301, после этого выполняется процесс S302.
На этапе S302, считывается последний период dtr повторной активации, сохраненный в ECU 20. Затем, на этапе S303, определяется то, равен или меньше либо нет последний период dtr повторной активации, считываемый на этапе S302, заданного периода dtr0. В случае если положительное определение выполняется на этапе S303, после этого управление предварительным нагревом выполняется на этапе S304. В варианте осуществления, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом может составлять фиксированное значение, которое заранее определяется. С другой стороны, в случае если отрицательное определение выполняется на этапе S303, выполнение последовательности операций завершается сразу. В этом случае, управление предварительным нагревом не выполняется. Таким образом, выполнение управления нагревом нагревателя 14b для поддержания температуры сенсорного элемента датчика 14 воздушно-топливного соотношения равной заданной температуре активации продолжается.
В последовательности операций, только в случае, если последний период повторной активации равен или меньше заданного периода, т.е. только в случае, если имеется высокая вероятность того, что степень ухудшения характеристик датчика 14 воздушно-топливного соотношения остается относительно низкой, управление предварительным нагревом выполняется. Соответственно, также в варианте осуществления, можно ограничивать ухудшение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения в максимально возможной степени и ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, когда выполнение управления предварительным нагревом для датчика 14 воздушно-топливного соотношения прекращается во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания.
Четвертый вариант осуществления
Схематичная конфигурация гибридной системы и системы впуска и выпуска выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания согласно варианту осуществления является идентичной схематичной конфигурации в первом варианте осуществления. Также в варианте осуществления, когда ECU 20 выполняет управление автоматической остановкой/повторным запуском для двигателя 1 внутреннего сгорания, ECU 20 выполняет управление предварительным нагревом для датчика 14 воздушно-топливного соотношения. В варианте осуществления, то, выполняется или нет управление предварительным нагревом при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, определяется на основе того, равна или выше либо нет величина заряда (величина заряда во время остановки) аккумулятора 54, когда заданное условие автоматической остановки удовлетворяется при текущем выполнении управления автоматической остановкой/повторным запуском, заданной величины заряда.
Последовательность операций управления предварительным нагревом
Ниже описывается последовательность операций, когда управление предварительным нагревом согласно варианту осуществления выполняется, на основе блок-схемы последовательности операций способа, показанной на фиг. 11. В ходе работы двигателя 1 внутреннего сгорания, последовательность операций многократно выполняется с заданным интервалом посредством ECU 20. Процессы S301 и S304 в последовательности операций являются идентичными процессам S301 и S304 на блок-схеме последовательности операций способа, показанной на фиг. 10. Следовательно, описания этих этапов опускаются.
В последовательности операций, в случае если положительное определение выполняется на этапе S301, после этого выполняется процесс S402. На этапе S402, величина Vc заряда (величина заряда во время остановки) аккумулятора 54 в данный момент времени считывается, аналогично S202 последовательности операций, показанной на фиг. 8. Затем, на этапе S403, определяется то, равна или меньше либо нет величина Vc заряда во время остановки, считываемая на этапе S402, заданной величины Vc0 заряда. В случае если положительное определение выполняется на этапе S403, после этого управление предварительным нагревом выполняется на этапе S304. В варианте осуществления, температура предварительного нагрева при управлении предварительным нагревом может составлять фиксированное значение, которое заранее определяется. С другой стороны, в случае если отрицательное определение выполняется на этапе S403, выполнение последовательности операций завершается сразу. В этом случае, управление предварительным нагревом не выполняется. Таким образом, выполнение управления нагревом нагревателя 14b для поддержания температуры сенсорного элемента датчика 14 воздушно-топливного соотношения равной заданной температуре активации продолжается.
В последовательности операций, только в случае, если величина заряда во время остановки равна или выше заданной величины заряда, т.е. только в случае, если напряжение аккумулятора 54 является достаточно высоким, управление предварительным нагревом выполняется. Соответственно, также в варианте осуществления, можно ограничивать ухудшение эффективности использования топлива в связи с подачей электрической мощности в нагреватель 14b датчика 14 воздушно-топливного соотношения в максимально возможной степени и ограничивать чрезмерное увеличение периода повторной активации, когда выполнение управления предварительным нагревом для датчика 14 воздушно-топливного соотношения прекращается во время повторного запуска двигателя 1 внутреннего сгорания.
Другие варианты осуществления
В первом-четвертом вариантах осуществления, описывается случай, в котором система с датчиком согласно изобретению применяется к двигателю внутреннего сгорания, составляющему гибридную систему. Тем не менее, управление автоматической остановкой/повторным запуском иногда выполняется также в двигателе внутреннего сгорания, отличном от двигателя внутреннего сгорания, составляющего гибридную систему. Например, в транспортном средстве, которое использует только двигатель внутреннего сгорания в качестве источника динамической мощности, управление автоматической остановкой/повторным запуском иногда выполняется для двигателя внутреннего сгорания, в случае удовлетворения заданного условия автоматической остановки, к примеру, такого условия, что рабочая величина нажатия педали акселератора, определенная посредством датчика рабочей величины нажатия педали акселератора, равна нулю, такого условия, что педаль тормоза транспортного средства нажимается, либо такого условия, что скорость транспортного средства равна или меньше заданной скорости. Таким образом, система с датчиком согласно изобретению может применяться даже к двигателю внутреннего сгорания, отличному от двигателя внутреннего сгорания, составляющего гибридную систему, и может применяться к любому двигателю внутреннего сгорания, для которого выполняется управление автоматической остановкой/повторным запуском.