JP2020176554A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、内燃機関の制御装置を具体化した第1実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
吸気ポート12には吸気バルブ15が設けられており、排気ポート22には排気バルブ25が設けられている。これら吸気バルブ15及び排気バルブ25は、クランクシャフト34の回転がそれぞれ伝達される吸気カムシャフト16及び排気カムシャフト26の回転に伴って開閉動作する。
図3に、制御装置100が実施する始動時制御の処理手順を示す。なお、図3に示す一連の処理は、運転が停止している内燃機関10に対して始動要求が生じると開始されるものであり、制御装置100のメモリ120に記憶されたプログラムをCPU110が実行することにより実現される。また、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、ステップ番号を表現する。
条件(A):現在の冷却水温THW≦閾値THWref。
条件(C):現在のSOC≦閾値SOCref。
閾値THWref、閾値THBref、及び閾値SOCrefには、以下のような値が予め設定されている。
(1)第1MG71によるモータリングの実行によって機関回転速度NEが共振速度域を超えた後、燃焼制御が開始されて初爆が起きる。ここで、図3に示したS130の処理にて機関回転速度NEが共振速度域を超えたと判定された後、S150の処理にて燃料噴射弁31に油密漏れがないと判定される場合には(S150:NO)、S160の処理にて負圧確保処理が実行される。そして、この負圧確保処理の実行によってサージタンク13内が規定の負圧状態になることで内燃機関10の吸入空気量が減少した状態になったと判定される場合には(S180:YES)、S190の処理にて燃焼制御が開始される。このようにして吸入空気量が減少した状態になってから燃焼制御が開始されることから、機関回転速度NEが共振速度域を超えた後、ただちに燃焼制御を開始する場合と比べて、初爆発生時の機関出力トルクは小さくなるため、初爆時に発生しやすい始動ショックを抑えることができる。
次に、内燃機関の制御装置の第2実施形態について、図4及び図5を参照して説明する。
なお、図4及び図5に示す一連の処理は、図3に示したS170の処理、つまり出力抑制用点火時期及び出力抑制用バルブタイミングが設定された状態で燃焼制御が開始されると実行される。
一方、初爆発生後の要求点火時期が上記出力抑制用点火時期よりも進角側の時期であると判定する場合(S320:YES)、制御装置100は、内燃機関10の点火時期を出力抑制用点火時期に維持する(S330)。
次に、制御装置100は、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を超えたと判定すると(S340:YES)、内燃機関10の点火時期を、上記出力抑制用点火時期よりも進角側の時期となっている上記要求点火時期に変更して(S350)、本処理を終了する。
次に、制御装置100は、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を超えたと判定すると(S440:YES)、吸気バルブ15のバルブタイミングを、上記出力抑制用バルブタイミングよりも進角側のタイミングとなっている上記要求バルブタイミングに変更して(S450)、本処理を終了する。
(7)図4に示したS320の処理にて、初爆発生後の要求点火時期が出力抑制用点火時期よりも進角側の時期であると判定されることにより(S320:YES)、当該要求点火時期を設定することで機関出力が増大する場合には、S330及びS340及びS350の処理が実行される。これにより、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を超えるまでは出力抑制用点火時期から当該要求点火時期への点火時期の変更が保留される。そのため、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を跨ぐ際の内燃機関10の出力トルクの急増が抑えられ、これにより遊星ギヤ機構40から発生する歯打ち音を抑えることができる。
次に、内燃機関の制御装置の第3実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。
図6は、図4に示した一連の処理の一部を変更した処理手順を示しており、図4に示した各処理と同一の処理については、同じステップ番号を付している。また、この図6に示す一連の処理も、図3に示したS170の処理、つまり出力抑制用点火時期及び出力抑制用バルブタイミングが設定された状態で燃焼制御が開始されると実行される。
そして、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を超えたと判定すると(S340:YES)、制御装置100は、内燃機関10の点火時期を第2変化率HT2にて変更する(S510)。この第2変化率HT2も、出力抑制用点火時期から上記要求点火時期へと内燃機関10の点火時期を変更する過程での点火時期の変化率であり、上記第1変化率HT1よりも大きい値になっている。また、この第2変化率HT2には、機関出力の急増によるトルクショックの発生を抑えつつ、できる限り速やかに点火時期を上記要求点火時期に変更することのできる値が設定される。そして、制御装置100は本処理を終了する。
そして、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を超えたと判定すると(S440:YES)、制御装置100は、吸気バルブ15のバルブタイミングを第2変化率HV2にて変更する(S610)。この第2変化率HT2も、出力抑制用バルブタイミングから上記要求バルブタイミングへとバルブタイミングを変更する過程でのバルブタイミングの変化率であり、上記第1変化率HV1よりも大きい値になっている。また、この第2変化率HV2には、機関出力の急増によるトルクショックの発生を抑えつつ、できる限り速やかにバルブタイミングを上記要求バルブタイミングに変更することのできる値が設定される。そして、制御装置100は本処理を終了する。
(9)図6に示したS320の処理にて、初爆発生後の要求点火時期が出力抑制用点火時期よりも進角側の時期であると判定されることにより(S320:YES)、当該要求点火時期を設定することで機関出力が増大する場合には、S500及びS340及びS510の処理が実行される。これにより、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を超えるまでは、出力抑制用点火時期から当該要求点火時期へと点火時期を変更する過程での点火時期の変化率が上記第1変化率HT1に設定されることにより、点火時期の変化率は小さくなり内燃機関10の出力トルクの増加が緩やかになる。そのため、第2MG要求トルクTM2が「0Nm」を跨ぐ際の内燃機関10の出力トルクの急増が抑えられ、これにより遊星ギヤ機構40から発生する歯打ち音を抑えることができる。
・第3実施形態では図6及び図7に示す一連の処理を実行したが、図6に示す一連の処理のみを実行したり、図7に示す一連の処理のみを実行したりしてもよい。
・第2実施形態において図5に示した一連の処理を実行する代わりに、第3実施形態において図7に示した一連の処理を実行してもよい。
・第1実施形態の適用対象となる車両はハイブリッド車両に限られるものではなく、車両の原動機として内燃機関のみを備えており、その内燃機関をモータリングする電動機を有する車両でもよい。
Claims (11)
- 始動要求があるときには電動機によってモータリングされる内燃機関に適用される制御装置であって、
前記内燃機関が備える燃料噴射弁の油密漏れの有無を判定する油密判定処理を実行するとともに、
前記油密漏れがないと判定される場合には、始動要求に従う前記モータリングの実行によって上昇する前記内燃機関の機関回転速度が当該内燃機関の共振速度域を超えた後、前記内燃機関のスロットルバルブよりも下流の吸気管内が規定の負圧状態となるようにスロットルバルブの開度を調整する負圧確保処理を実行するとともに、当該負圧確保処理の実行によって前記吸気管内が前記負圧状態になった後、前記内燃機関の燃焼制御を開始する一方、前記油密漏れがあると判定される場合には、始動要求に従う前記モータリングの実行によって上昇する前記内燃機関の機関回転速度が前記共振速度域を超えた後、前記負圧確保処理を実行せずに前記内燃機関の燃焼制御を開始する始動時制御を実行する
内燃機関の制御装置。 - 前記始動時制御は、前記内燃機関の温度が規定の温度以下であるという条件、及び前記電動機を駆動するバッテリの温度が規定の温度以下であるという条件、及び前記バッテリの充電率が規定の充電率以下であるという条件のうちの少なくとも1つが成立する場合には、始動要求に従う前記モータリングの実行によって上昇する前記内燃機関の機関回転速度が前記共振速度域に達する前に前記内燃機関の燃焼制御を開始する処理を実行する
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記始動時制御は、前記内燃機関を始動させる際、前記内燃機関の出力トルクの要求値が規定の値以上の場合には、始動要求に従う前記モータリングの実行によって上昇する前記内燃機関の機関回転速度が前記共振速度域を超えた後、前記負圧確保処理を実行せずに前記内燃機関の燃焼制御を開始する処理を実行する
請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、前記燃料噴射弁内の燃圧を検出するセンサを備えており、
前記油密判定処理は、前記内燃機関の運転停止中に低下した前記燃圧の低下量を前記センサの検出値から算出し、その算出した低下量が規定の判定値以上である場合に前記油密漏れありと判定する処理を実行する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記油密判定処理は、始動前における前記内燃機関の運転停止時間が規定の判定値以上である場合に前記油密漏れありと判定する処理を実行する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記負圧確保処理を実行した場合には、前記燃焼制御を開始するときの前記内燃機関の点火時期を、混合気の燃焼が可能な範囲で最も機関出力が低くなる点火時期である出力抑制用点火時期に設定する処理を実行する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記電動機を第1電動機とし、車両の駆動輪に接続された駆動軸に動力を伝える電動機を第2電動機としたときに、前記内燃機関の出力軸は、前記内燃機関の出力を前記第1電動機の出力軸と前記駆動軸とに分配する遊星ギヤ機構に接続されており、
前記燃焼制御を開始したときの前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」よりも低いトルクであり、且つ初爆発生後の要求点火時期が前記出力抑制用点火時期よりも進角側の時期である場合には、前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」を超えるまで、前記出力抑制用点火時期から前記要求点火時期への点火時期の変更を保留する処理を実行する
請求項6に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記電動機を第1電動機とし、車両の駆動輪に接続された駆動軸に動力を伝える電動機を第2電動機としたときに、前記内燃機関の出力軸は、前記内燃機関の出力を前記第1電動機の出力軸と前記駆動軸とに分配する遊星ギヤ機構に接続されており、
前記燃焼制御を開始したときの前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」よりも低いトルクであり、且つ初爆発生後の要求点火時期が前記出力抑制用点火時期よりも進角側の時期である場合には、前記出力抑制用点火時期から前記要求点火時期へと点火時期を変更する過程での点火時期の変化率であって前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」を超えるまでの変化率を、前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」を超えた後の変化率よりも小さくする処理を実行する
請求項6に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記内燃機関は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変動弁機構を備えており、
前記負圧確保処理を実行した場合には、前記燃焼制御を開始するときの前記バルブタイミングを、混合気の燃焼が可能な範囲で最も機関出力が低くなるバルブタイミングである出力抑制用バルブタイミングに設定する処理を実行する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記電動機を第1電動機とし、車両の駆動輪に接続された駆動軸に動力を伝える電動機を第2電動機としたときに、前記内燃機関の出力軸は、前記内燃機関の出力を前記第1電動機の出力軸と前記駆動軸とに分配する動力分配機構に接続されており、
前記燃焼制御を開始したときの前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」よりも低いトルクであり、且つ初爆発生後の要求バルブタイミングが前記出力抑制用バルブタイミングよりも進角側のタイミングである場合には、前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」を超えるまで、前記出力抑制用バルブタイミングから前記要求バルブタイミングへのバルブタイミングの変更を保留する処理を実行する
請求項9に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記電動機を第1電動機とし、車両の駆動輪に接続された駆動軸に動力を伝える電動機を第2電動機としたときに、前記内燃機関の出力軸は、前記内燃機関の出力を前記第1電動機の出力軸と前記駆動軸とに分配する遊星ギヤ機構に接続されており、
前記燃焼制御を開始したときの前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」よりも低いトルクであり、且つ初爆発生後の要求バルブタイミングが前記出力抑制用バルブタイミングよりも進角側のタイミングである場合には、前記出力抑制用バルブタイミングから前記要求バルブタイミングへとバルブタイミングを変更する過程でのバルブタイミングの変化率であって前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」を超えるまでの変化率を、前記第2電動機の出力トルクの要求値が「0Nm」を超えた後の変化率よりも小さくする処理を実行する
請求項9に記載の内燃機関の制御装置。
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