JP2022119100A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両等に搭載される内燃機関の運転を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling the operation of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.
近時、内燃機関及び電動機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両(例えば、下記特許文献1を参照)は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び/またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。
2. Description of the Related Art In recent years, hybrid vehicles equipped with two power sources, an internal combustion engine and an electric motor, are gaining popularity. A series-type hybrid vehicle (see, for example,
発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。 Not only the motor-generator for power generation but also the motor-generator for traveling can generate power by regenerative braking, and the generated power can be stored in the power storage device. When electric charge is already stored up to the capacity of the power storage device, the electric power obtained by regenerative braking is intentionally supplied to the motor generator for power generation, and this is operated as an electric motor to perform motoring to rotationally drive the internal combustion engine. This consumes excess power.
蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動しその気筒に燃料を供給してこれを燃焼させ、内燃機関の出力する回転駆動力により発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実行して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。 When the amount of electric charge stored in the power storage device decreases, or when the required output of the traction motor generator is high, the internal combustion engine is started, fuel is supplied to the cylinders, and the fuel is burned, causing the internal combustion engine to output rotation. The driving force drives the power generation motor generator to generate power to charge the power storage device or increase the electric power supplied to the running motor generator.
発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング、即ちクランキングする役割を兼ねる。クランキング時には、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。 The motor generator for power generation also serves to motor the internal combustion engine, ie, crank it, in preparation for starting the stopped internal combustion engine. During cranking, the required power is supplied from the power storage device.
ハイブリッド車両では、内燃機関をファイアリングしなくとも、走行用モータジェネレータが蓄電装置に蓄えた電荷を消費して回転駆動力を出力し、車両を走行させることが可能である。よって、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。一方で、内燃機関をファイアリングするときには、熱効率が良好な比較的高負荷の運転領域にて運転を持続させることが多い。 In a hybrid vehicle, the electric charge stored in the electric storage device by the motor-generator for traveling can be consumed to output rotational driving force, thereby allowing the vehicle to travel without firing the internal combustion engine. Therefore, even during operation of the vehicle, the state in which the rotation of the internal combustion engine is stopped may continue. On the other hand, when the internal combustion engine fires, the operation is often continued in a relatively high-load operating range where thermal efficiency is good.
一般に、内燃機関をアイドル運転(無負荷運転)またはこれに近い低負荷運転する場合において、エンジン回転数を所望の目標アイドル回転数に速やかに追従させる学習制御が実施されている(例えば、下記特許文献2を参照)。 In general, when the internal combustion engine is idle (no-load operation) or a low-load operation close to it, learning control is performed to quickly follow the engine speed to a desired target idle speed (for example, the following patent See Reference 2).
具体的には、実測エンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差を縮小するように吸気絞り弁である電子スロットルバルブを拡縮操作し、実測回転数が目標回転数に収束したことが確認されたとき(偏差が所定の誤差以内となっている状態が所定時間維持されたとき)に、その時点のスロットルバルブの開度を学習値として記憶保持する。しかして、後に再びアイドル運転または低負荷運転に移行するときに、スロットルバルブの開度を事前に学習した学習値に操作することで、エンジン回転数を目標回転数に向けて速やかに変化させる。 Specifically, the electronic throttle valve, which is an intake throttle valve, was expanded or contracted to reduce the difference between the measured engine speed and the target idle speed, and it was confirmed that the measured speed converged to the target speed. When the deviation is kept within a predetermined error for a predetermined time, the opening of the throttle valve at that time is stored as a learned value. Then, when shifting to idling or low-load operation again later, the opening of the throttle valve is adjusted to a learned value learned in advance, thereby quickly changing the engine speed toward the target speed.
ところで、内燃機関のクランク室は、気筒のボア内壁及びピストンにより燃焼室から隔絶されている。だが、その隔絶は完全なものではなく、内燃機関の圧縮行程では未燃焼ガスが、また膨張行程では燃焼ガスが、ボア内壁とピストンとの隙間からクランク室内に漏洩する。漏洩したブローバイガスは、内燃機関本体の腐食や、オイルパンに蓄えている潤滑油の劣化をもたらす。このため、クランク室に溜まるブローバイガスを換気する装置を内燃機関に付設することが通例となっている(例えば、下記特許文献3を参照)。
By the way, the crank chamber of an internal combustion engine is separated from the combustion chamber by the bore inner wall of the cylinder and the piston. However, the isolation is not perfect, and unburned gas in the compression stroke of the internal combustion engine and combustion gas in the expansion stroke leak into the crank chamber through the clearance between the inner wall of the bore and the piston. The leaked blow-by gas causes corrosion of the internal combustion engine and deterioration of the lubricating oil stored in the oil pan. For this reason, it is customary to equip an internal combustion engine with a device for ventilating blow-by gas accumulated in the crank chamber (see, for example,
ブローバイガス還流装置は、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーが包有するカム室を吸気通路におけるエアクリーナの下流かつスロットルバルブの上流に連通するブローバイ通路(空気通路)と、クランクケース内のクランク室を吸気通路におけるスロットルバルブの下流に連通するPCV通路と、PCV通路を開閉するPCVバルブとを備える。クランク室内のブローバイガスは、PCV通路経由で吸気通路に送り出される。ブローバイ通路からカム室に供給される空気は、チェーンカバー(チェーンケース)室を流通してクランク室に流入する。これにより、チェーンカバー室及びクランク室内のブローバイガスを掃気する。 The blow-by gas recirculation device includes a blow-by passage (air passage) that connects the cam chamber contained in the cylinder head and the cylinder head cover to the downstream of the air cleaner in the intake passage and the upstream of the throttle valve, and the crank chamber in the crankcase to the throttle in the intake passage. A PCV passage that communicates downstream of the valve, and a PCV valve that opens and closes the PCV passage. Blow-by gas in the crank chamber is sent to the intake passage via the PCV passage. Air supplied to the cam chamber from the blow-by passage flows through the chain cover (chain case) chamber and into the crank chamber. Thereby, the blow-by gas in the chain cover chamber and the crank chamber is scavenged.
内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習は、当然ながら、そのような低回転低負荷域でのファイアリング運転中に行うことになる。ハイブリッド車両でない、即ち専ら内燃機関が出力するエンジントルクを駆動輪に入力して走行する従来型の車両では、停車に伴うアイドル運転の機会が多く、学習を随時行うことが可能である。これに対し、ハイブリッド車両では、内燃機関をできる限り運転せず停止させておこうとするので、そもそもアイドル運転の実行機会が乏しい。それ故、学習を随時行うことが難しい。 The learning of the opening of the throttle valve when the internal combustion engine is idling or running at low load is, of course, performed during firing at such a low speed and low load range. Conventional vehicles that are not hybrid vehicles, i.e., vehicles that run by inputting the engine torque output by the internal combustion engine to drive wheels, have many opportunities for idling when the vehicle is stopped, and learning can be performed at any time. On the other hand, in a hybrid vehicle, the internal combustion engine is to be stopped as much as possible, so there are few opportunities to perform idling in the first place. Therefore, it is difficult to study at any time.
アイドル運転ないし低負荷運転に好適なスロットルバルブの開度は、そのときの大気圧に少なからず影響を受ける。大気圧が低くなるほど、気筒に供給される空気即ち酸素の量が低減するからである。ブローバイガス還流装置を介して還流するブローバイガスの流量が大気圧に依存することも、その一因である。大気圧の低い高地では、吸気通路に流入するブローバイガス量がより多くなる。とりわけ、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関は、高負荷域での運転が継続されやすく、クランク室内に多くの量のブローバイガスが溜まり、その分ブローバイガスの流量が増加しがちである。 The opening of the throttle valve, which is suitable for idle operation or low-load operation, is not a little affected by the atmospheric pressure at that time. This is because the lower the atmospheric pressure, the less air, ie, the amount of oxygen supplied to the cylinders. One reason for this is that the flow rate of the blow-by gas recirculated through the blow-by gas recirculation device depends on the atmospheric pressure. At high altitudes where the atmospheric pressure is low, more blow-by gas flows into the intake passage. In particular, an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle tends to continue to operate in a high load range, and a large amount of blow-by gas accumulates in the crank chamber, which tends to increase the flow rate of the blow-by gas.
低地において学習した学習値を、高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブの開度が適正値よりも縮小操作され、気筒に充填される吸気量(及び、燃料噴射量)が不足して、エンジン回転数の不当な低落を招く懸念が生じる。翻って、高地において学習した学習値を、低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブの開度が適正値よりも拡大操作され、吸気量が過剰となって、不必要にエンジン回転数が上昇して燃料消費量が増加する。 If the learned value learned at low altitude is used for idling or low-load operation at high altitude, the opening of the throttle valve is reduced below the appropriate value, and the amount of intake air (and fuel injection amount) charged into the cylinder becomes insufficient. As a result, there is a concern that the engine speed will unduly drop. On the other hand, if the learned value learned at high altitude is used for idling or low-load operation at low altitude, the opening of the throttle valve is expanded beyond the appropriate value, resulting in an excessive amount of air intake and unnecessary engine rotation. The number rises and fuel consumption increases.
加えて、アイドル運転ないし低負荷運転のためのスロットルバルブの開度の学習を行う際、高地でも低地と同等の操作速度でスロットルバルブの開度を操作すると、それに起因して吸気量が大きく変動し、エンジン回転数のハンチングを引き起こすおそれがある。大気圧の低い高地では、スロットルバルブの開度操作により気筒に吸入される空気量が増減する割合が、大気圧の高い低地に比して大きくなる。 In addition, when learning the opening of the throttle valve for idling or low-load operation, if the opening of the throttle valve is operated at the same operation speed even at high altitudes as at low altitudes, the amount of intake air will fluctuate greatly due to this. and may cause hunting of the engine speed. At high altitudes where the atmospheric pressure is low, the rate at which the amount of air taken into the cylinder increases or decreases due to the operation of the opening of the throttle valve is greater than at low altitudes where the atmospheric pressure is high.
以上に着目してなされた本発明は、車両が所在する地点の高度即ち大気圧を考慮して、内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習を適切に遂行し、以てアイドル運転または低負荷運転の安定化を図ることを所期の目的としている。 The present invention, which has been made in view of the above, appropriately learns the opening of the throttle valve when the internal combustion engine is idling or under low load operation, taking into account the altitude at which the vehicle is located, that is, the atmospheric pressure. Therefore, the intended purpose is to stabilize idle operation or low-load operation.
本発明では、内燃機関をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習するものであって、一度前記学習を行ったときの大気圧を記憶保持し、前記学習を行ったときの大気圧と現在の大気圧との差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを条件として、再度の学習を行う内燃機関の制御装置を構成した。 In the present invention, when the internal combustion engine is operated at idle or at a low load close to it, the opening of the throttle valve suitable for bringing the engine speed closer to the target idle speed is learned. The atmospheric pressure at the time of performing the learning is stored and held, and learning is performed again on the condition that the absolute value of the difference between the atmospheric pressure at the time of performing the learning and the current atmospheric pressure exceeds the threshold value. A control system for an internal combustion engine was constructed.
並びに、本発明では、内燃機関をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習するものであって、前記学習を行う際のスロットルバルブの開度の操作速度について、大気圧が低い状況下では、大気圧がより高い状況下に比してその操作速度をより遅くする内燃機関の制御装置を構成した。 Further, in the present invention, when the internal combustion engine is operated at idle or at a low load close to it, the opening of the throttle valve suitable for bringing the engine speed closer to the target idle speed is learned. A control device for an internal combustion engine is constructed in which the operating speed of the opening of the throttle valve during learning is slower under conditions of low atmospheric pressure than under conditions of high atmospheric pressure.
本発明によれば、車両が所在する地点の高度即ち大気圧を考慮に入れて、内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習を適切に遂行でき、アイドル運転または低負荷運転が安定化する。 According to the present invention, it is possible to appropriately learn the opening of the throttle valve when the internal combustion engine is idling or operating under a low load, taking into account the altitude at which the vehicle is located, that is, the atmospheric pressure. Stabilizes low-load operation.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関1と、内燃機関1により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ2と、発電用モータジェネレータ2が発電した電力を蓄える蓄電装置3と、発電用モータジェネレータ2及び/または蓄電装置3から電力の供給を受けて車両の駆動輪62を駆動する走行用モータジェネレータ4とを備えている。
One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of main systems of a hybrid vehicle in this embodiment. This hybrid vehicle includes an
本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関1を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪62には専ら走行用モータジェネレータ4から走行のための駆動力を供給する。内燃機関1と駆動輪62との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。つまり、内燃機関1は、走行用モータジェネレータ4及び駆動輪62から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ(パワースイッチ、またはイグニッションキー)がONに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置3が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ15が十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関1の運転を実施しないことがある。
The hybrid vehicle of the present embodiment is a series hybrid electric vehicle that uses the
内燃機関1の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ2の回転軸と、歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関1が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ2に入力することで、発電用モータジェネレータ2が発電する。発電した電力は、蓄電装置3に充電し、及び/または、走行用モータジェネレータ4に供給する。また、発電用モータジェネレータ2は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関1のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ2は、停止している内燃機関1を始動する準備としてのクランキングを実行する。
The crankshaft, which is the rotating shaft of the
走行用モータジェネレータ4は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機61を介して駆動輪62に入力する。また、走行用モータジェネレータ4は、駆動輪62に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置3に充電する。
The running motor generator 4 generates driving force for running the vehicle, and inputs the driving force to the
尤も、既に蓄電装置3の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ4が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ2に供給し、発電用モータジェネレータ2を電動機として稼働させて内燃機関1を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関1の回転が保たれることから、内燃機関1の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。
Of course, if electric charge is already stored up to the capacity of the
発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置3または駆動機インバータ41に入力する。並びに、発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させる際に、蓄電装置3及び/または駆動機インバータ41から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ2に入力する。
The
駆動機インバータ41は、蓄電装置3及び/または発電機インバータ21から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ4に入力する。並びに、駆動機インバータ41は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ4が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置3または発電機インバータ21に入力する。発電機インバータ21及び駆動機インバータ41は、PCU(Power Control Unit)02の一部をなす。
The
蓄電装置3は、バッテリ及び/またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ2、4に必要な電力を供給する。
The
図2に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関1の概要を示している。内燃機関1は、例えば火花点火式の4ストロークレシプロエンジンであり、複数の気筒11(例えば、三気筒。図2には、そのうち一つを図示する)を有している。各気筒11の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ111を設けている。また、各気筒11の燃焼室の天井部に、点火プラグ112を取り付けてある。点火プラグ112は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
FIG. 2 shows an outline of the
吸気を供給するための吸気通路13は、外部から空気を取り入れて各気筒11の吸気ポートへと導く。吸気通路13上には、エアクリーナ131、吸気絞り弁である電子スロットルバルブ132、サージタンク133、吸気マニホルド134を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ131は、吸気通路13における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。
An
排気を排出するための排気通路14は、気筒11内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒11の排気ポートから外部へと導く。この排気通路14上には、排気マニホルド142及び排気浄化用の三元触媒141を配置している。
An
EGR装置12は、排気通路14と吸気通路13とを連通する外部EGR通路121と、EGR通路121上に設けたEGRクーラ122と、EGR通路121を開閉し当該EGR通路121を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ123とを要素とする。EGR通路121の入口は、排気通路14における触媒141の下流の箇所に接続している。EGR通路121の出口は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流の箇所(特に、サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)に接続している。
The
ブローバイガス還流装置17は、内燃機関1の内室即ちクランク室、チェーンカバー室及びカム室内のブローバイガスを吸気通路13に送り出すためのものであって、PCV通路171及びPCVバルブ172と、ブローバイ通路173とを要素とする。
The blow-by
PCV通路171は、その一端がクランクケースに接続し、他端が吸気通路13における吸気負圧が生じるスロットルバルブ132の下流の所定部位(例えば、サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)に接続している。即ち、PCV通路171は、クランク室を吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流側に連通せしめる。クランク室内で発生したブローバイガスは、このPCV通路171を経由して吸気通路13に排出される。
One end of the
PCVバルブ172は、当該バルブ172の前後差圧により開閉できる機械式のバルブであって、PCV通路171を流通するブローバイガスの流量を増減させる。PCVバルブ172は、PCV通路171のクランク室への接続箇所またはその近傍に設置する。クランク室とPCVバルブ172との間には、図示しないオイルセパレータを介設する。オイルセパレータは、ラビリンス構造を有し、流通するガスに含まれる潤滑油を当該ガスから分離させる気液分離作用を営むもので、クランク室から潤滑油が失われることを抑制する。
The
ブローバイ通路173は、その一端がシリンダヘッドカバーに接続し、他端が吸気通路13におけるスロットルバルブ132の上流の所定部位(例えば、エアクリーナ131の直後)に接続している。即ち、ブローバイ通路173は、カム室を吸気通路13におけるスロットルバルブ132の上流側に連通せしめる。ブローバイ通路173のカム室への接続箇所にもやはり、オイルセパレータを設けてある。
The blow-
PCVバルブ172が開いているとき、カム室及びクランク室内のブローバイガスが、PCVバルブ172及びPCV通路171を経由して吸気通路13に送り出される。同時に、吸気通路13からブローバイ通路173を経由してカム室に空気が流れ込む。この空気は、タイミングチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーの内側のチェーンカバー室に流入し、当該チェーンカバー室を経由してクランク室に流れ込む。これにより、カム室、チェーンカバー室及びクランク室内が換気(掃気)される。吸気通路13に還流したブローバイガスは、気筒11に充填されて再燃焼される。
When the
内燃機関1、発電用モータジェネレータ2、蓄電装置3、インバータ21、41及び走行用モータジェネレータ4の制御を司る制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECU、即ち内燃機関1を制御するEFI(Electronic Fuel Injection)ECU01、モータジェネレータ2、4及びインバータ21、41を制御するMG(Motor Generator)ECU02、蓄電装置3を制御するBMS(Battery Management System)ECU03等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるHV(Hybrid Vehicle)ECU00が、CAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。
An ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device for controlling the
ECU0に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度(いわば、運転者が車両(の走行用モータジェネレータ4)に対して要求している駆動力)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、内燃機関1の気筒11に連なる吸気通路13(特に、サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号e、内燃機関1の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、蓄電装置3に蓄えている電荷量を検出するセンサ(特に、バッテリ電流及び/またはバッテリ電圧センサ)から出力されるバッテリSOC(State Of Charge)信号g、ブレーキブースタ15の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号h等が入力される。
For the
そして、ECU0は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量や、現在の車両の車速、蓄電装置3が蓄えている電荷の量、発電用モータジェネレータ2の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ4が出力する回転駆動力、内燃機関1が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ2が発電する電力の大きさを増減制御する。
The
原則として、蓄電装置3が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関1への燃料の供給を遮断して内燃機関1を運転しない。翻って、蓄電装置3が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関1を始動し気筒11に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関1の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ2を駆動し、発電を実施して蓄電装置3を充電し、または走行用モータジェネレータ4に供給する電力を増強する。
In principle, if the
内燃機関1の気筒11に燃料を供給して内燃機関1を運転しておらず、走行用モータジェネレータ4により駆動輪62を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関1を始動して発電用モータジェネレータ2による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、これにより内燃機関1の始動のためのクランキングを行う。そして、内燃機関1のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関1の各気筒11の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了したならば、内燃機関1の各気筒11の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ2に付帯するレゾルバを介して(MG ECU02において)検出することができ、内燃機関1に付帯するクランク角センサを介して(EFI ECU01において)検出することもできる。
The
内燃機関1が自立的に回転し発電のために必要な回転駆動力を出力可能な状態となった、つまり発電用モータジェネレータ2の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになったならば、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ2の出力を0まで低減させてクランキングを終了し、今度は内燃機関1により発電用モータジェネレータ2を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ2を発電機として作動させ、その発電電力を0から増大させる。
The
その後、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関1の気筒1に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ2の発電電力を増減調整する。最終的な目標回転数は、内燃機関1を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関1が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。
After that, the intake air amount and the fuel injection amount supplied to the
ECU0の一部をなすEFI ECU01は、内燃機関1の運転制御に必要な各種情報b、d、e、fを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒11に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った(目標空燃比を具現するために必要な)要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった内燃機関1の運転パラメータを決定する。EFI ECU01は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、lを、出力インタフェースを介して点火プラグ112のイグナイタ、インジェクタ111、スロットルバルブ132、EGRバルブ123等に対して出力する。
An
ECU0は、時として、内燃機関1をファイアリングしながらもアイドル運転またはこれに近い低負荷運転することがある。このときには、実質的に無負荷運転であり、内燃機関1が外部に対して有効な出力を殆どまたは全く発生させない。換言すれば、内燃機関1に従動する発電用モータジェネレータ2が殆どまたは全く電力を発電せず、蓄電装置3または走行用モータジェネレータ4に電力を供給しない。
The
図3に示すように、本実施形態のECU0は、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が訪れたとき(ステップS1)、現在の大気圧に応じてスロットルバルブ132の開度の操作速度、即ち開度の単位時間あたりの変化(拡大または縮小)量を定め(ステップS2)、その操作速度に則ってスロットルバルブ132の開度を操作しつつ、エンジン回転数をフィードバック制御する(ステップS3)。
As shown in FIG. 3, the
ステップS2では、そのときの大気圧が低いほどスロットルバルブ132の開度の操作速度を低く(開度の単位時間当たりの変化量を小さく)、大気圧が高いほどスロットルバルブ132の開度の操作速度を高く(開度の単位時間当たりの変化量を大きく)設定する。これは、大気圧が低い高地において、アイドル運転ないし低負荷運転中のエンジン回転数がハンチングすることを防止するための措置である。 In step S2, the lower the atmospheric pressure at that time, the lower the operating speed of the opening of the throttle valve 132 (the smaller the amount of change in the opening per unit time). Set a high speed (large amount of change per unit time of opening). This is a measure to prevent engine speed hunting during idling or low-load operation at high altitudes where the atmospheric pressure is low.
ステップS3にて、ECU0は、実測エンジン回転数と目標アイドル回転数(または、内燃機関1の始動後のファイアリング運転中の最低回転数)との偏差を求め、その偏差を縮小する方向にスロットルバルブ132の開度を操作する。即ち、現在の実測回転数が目標回転数を上回っているならば、スロットルバルブ132の開度をより縮小して気筒1に吸入される空気量及び燃料噴射量をより削減する。逆に、現在の実測回転数が目標回転数を下回っているならば、スロットルバルブ132の開度をより拡大して気筒1に吸入される空気量及び燃料噴射量をより増量する。
In step S3, the
フィードバック制御により、実測エンジン回転数が目標アイドル回転数に収束した、即ち実測回転数と目標回転数との偏差(の絶対値)が所定の誤差以下に小さくなった状態が所定時間維持されたことが確認されたならば(ステップS4)、その時点でのスロットルバルブ132の開度を学習値としてECU0のメモリに記憶保持する(ステップS5)。なお、ステップS5では、そのときの大気圧をもメモリに記憶保持する。
Through feedback control, the actual measured engine speed has converged to the target idle speed, that is, the deviation (absolute value) between the actual measured speed and the target speed has been kept within a predetermined error or less for a predetermined time. is confirmed (step S4), the opening degree of the
学習値は、後に再び内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が訪れたときのエンジン回転数の制御における、スロットルバルブ132の開度の初期値となる。このような学習を実行する理由の一つは、スロットルバルブ132(のスロットルボディやバタフライ弁体)、気筒11に連なる吸気ポート、吸気バルブ、燃焼室の天井部等にデポジットが徐々に付着し堆積する経年変化に対処するためである。
The learned value becomes the initial value of the opening of the
本実施形態における車両はハイブリッド車両であり、従来型の非ハイブリッド車両と比較して、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が少ない。よって、意図的に内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転してスロットルバルブ132の開度の学習を行う機会を設けないと、学習値が適時に更新されない。
The vehicle in this embodiment is a hybrid vehicle, and there are fewer opportunities for the
他方、アイドル運転ないし低負荷運転時の好適なスロットルバルブ132の開度は、現在車両が所在している地点の高度、即ちそのときの大気圧による影響を受ける。低地において学習した学習値を、高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブ132の開度が適正値よりも縮小操作され、エンジン回転数が不当に低落するおそれがある。翻って、高地において学習した学習値を、低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブ132の開度が適正値よりも拡大操作され、不必要にエンジン回転数が上昇してしまい、燃料消費量が増加する。
On the other hand, the preferred opening of the
そのような不都合を回避するべく、図4に示すように、本実施形態のECU0は、上記ステップS5にて記憶保持した、直近に学習を完遂したときの大気圧と、現在の大気圧とを比較し、両者の差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを条件として(ステップS6)、学習を実行する機会を設ける(ステップS7)。即ち、現在内燃機関1をファイアリングし発電用モータジェネレータ2による発電を実行しているならば、その発電の終了後、内燃機関1のファイアリングを継続したままアイドル運転ないし低負荷運転に移行して、図3に示している学習処理を実施する。あるいは、現在内燃機関1が停止しているのであれば、これを始動してファイアリングを開始し、アイドル運転ないし低負荷運転に移行して、図3に示している学習処理を実施する。
In order to avoid such an inconvenience, as shown in FIG. 4, the
因みに、学習は、一トリップ(イグニッションスイッチがONに操作されてから、これがOFFに操作されるまでの期間)中に少なくとも一回実行する。そのため、イグニッションスイッチがONに操作されて車両の運用が開始された暁には、可及的速やかに内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転して学習を行うことが望ましい。
Incidentally, learning is executed at least once during one trip (the period from when the ignition switch is turned on until it is turned off). Therefore, when the ignition switch is turned on and the vehicle starts operating, it is desirable to perform the learning by operating the
本実施形態では、内燃機関1をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブ132の開度を学習するものであって、一度前記学習を行ったときの大気圧を記憶保持し、前記学習を行ったときの大気圧と現在の大気圧との差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを必要条件として、再度の学習を行う内燃機関の制御装置0を構成した。
In this embodiment, the opening of the
本実施形態によれば、大気圧の高い低地で学習したスロットルバルブ132の開度の学習値を大気圧の低い高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いたり、高地で学習したスロットルバルブ132の開度の学習値を低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いたりする不都合を避けられる。結果、低地においても高地においてもアイドル運転ないし低負荷運転時のエンジン回転数を適切に目標回転数に収束させることができ、アイドル回転の不安定化や吹き上がりを抑止することが可能となる。
According to the present embodiment, the learned value of the opening of the
並びに、本実施形態では、内燃機関1をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブ132の開度を学習するものであって、前記学習を行う際のスロットルバルブ132の開度の操作速度について、大気圧が低い状況下では、大気圧がより高い状況下に比してその操作速度をより遅くする内燃機関の制御装置0を構成した。
In addition, in this embodiment, the opening of the
本実施形態によれば、特に高地において内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する際の、気筒1に充填される吸気量の極端な変動を避けられる。結果、低地においても高地においてもアイドル運転ないし低負荷運転時のエンジン回転数を適切に目標回転数に収束させることができ、アイドル回転の不安定化や吹き上がりを抑止することが可能となる。
According to the present embodiment, extreme fluctuations in the amount of intake air charged into the
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する際のスロットルバルブ132の開度の学習を、実際に内燃機関1をファイアリングし(アイドル運転ないし低負荷運転し)て実行していた。だが、これに代えて、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、一定の出力トルク(一定の印加電圧及び印加電流)の下で当該モータジェネレータ2により内燃機関1を回転駆動するモータリングを行い、そのモータリング中にスロットルバルブ132の開度を拡縮操作しながら、気筒1に連なる吸気通路13(サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)内の吸気圧または気筒1に吸入される空気量を計測することを通じて、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する際の好適なスロットルバルブ132の開度の学習値を求めることも考えられる。
The present invention is not limited to the embodiments detailed above. In the above-described embodiment, the learning of the opening degree of the
また、本発明を適用する対象は、シリーズ方式のハイブリッド車両に搭載される内燃機関1には限定されない。
Further, the object to which the present invention is applied is not limited to the
その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part, the content of processing, and the like can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention.
0…制御装置(ECU)
1…内燃機関
11…気筒
13…吸気通路
132…スロットルバルブ
d…吸気温・吸気圧信号
e…大気圧信号
i…点火信号
j…燃料噴射信号
k…スロットルバルブの開度操作信号
0... Control unit (ECU)
Claims (2)
現在の大気圧に応じて前記学習における制御を変更することとし、
一度前記学習を行ったときの大気圧を記憶保持し、
前記学習を行ったときの大気圧と現在の大気圧との差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを条件として、再度の学習を行う内燃機関の制御装置。 Learning the opening of a throttle valve suitable for bringing the engine speed closer to a target idle speed when the internal combustion engine is idling or running at a low load close to it,
Changing the control in the learning according to the current atmospheric pressure,
storing and holding the atmospheric pressure when the learning is performed once;
A control device for an internal combustion engine that performs learning again on the condition that the absolute value of the difference between the atmospheric pressure at the time of learning and the current atmospheric pressure exceeds a threshold value.
現在の大気圧に応じて前記学習における制御を変更することとし、
前記学習を行う際のスロットルバルブの開度の操作速度について、大気圧が低い状況下では、大気圧がより高い状況下に比してその操作速度をより遅くする内燃機関の制御装置。 Learning the opening of a throttle valve suitable for bringing the engine speed closer to a target idle speed when the internal combustion engine is idling or running at a low load close to it,
Changing the control in the learning according to the current atmospheric pressure,
A control device for an internal combustion engine that slows down the operation speed of the opening of the throttle valve when performing the learning under conditions of low atmospheric pressure compared to conditions of high atmospheric pressure.
Priority Applications (1)
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