JP5126023B2 - INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE, VEHICLE HAVING SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE - Google Patents
INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE, VEHICLE HAVING SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING INTERNAL COMBUSTION ENGINE DEVICE Download PDFInfo
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Description
本発明は、内燃機関装置、それを搭載した車両および内燃機関装置の制御方法に関して、特に燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力する内燃機関と、内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段とを含む内燃機関装置、それを搭載した車両および内燃機関装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device, a vehicle equipped with the internal combustion engine device, and a control method for the internal combustion engine device, and in particular, an internal combustion engine that outputs power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber, and intake air of the internal combustion engine The present invention relates to an internal combustion engine device including an intake air amount adjusting means for adjusting the amount, a vehicle equipped with the same, and a control method for the internal combustion engine device.
従来から、アイドル時の負荷状態に応じて定められた目標回転数と実際の回転数との偏差をゼロにすべくスロットル弁のバイパス空気量をフィードバック制御する内燃機関のアイドリング制御方法として、回転数の落ち込みやストールを防止するために、負荷が増大したときには当該増大負荷に対応して定められた見込み空気量を増加し、負荷が減少したときには当該減少負荷に対応して定められた見込み空気量の一部を低減するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、従来から、燃焼室に供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、アイドル時にエンジン回転数を目標回転数に収束させるように吸入空気量調整手段による吸入空気量をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、始動時に所定量の始動用空気を付加する始動空気付加手段とを備えた内燃機関装置も知られている(例えば、特許文献2参照)。この内燃機関装置では、始動空気付加手段により始動時に付加された空気の量が始動後徐々に減量されると共に、始動状態からアイドル状態への移行時に、その移行時点からの始動用空気の減量分がフィードバック制御の基本量として設定され、アイドル状態への移行中には、始動用空気の残量にフィードバック制御の基本量を付加した量を基準としてフィードバック制御が実行される。
しかしながら、内燃機関のアイドル運転中に目標回転数が変更されるたびに見込み空気量の増減を行うと、内燃機関の実際の回転数が目標回転数を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりして、使用者に違和感を与えてしまうおそれもある。 However, if the expected air amount is increased or decreased each time the target speed is changed during idling of the internal combustion engine, the actual speed of the internal combustion engine greatly exceeds the target speed or decreases more than necessary. There is also a risk that the user may feel uncomfortable.
そこで、本発明による内燃機関装置、それを搭載した車両および内燃機関装置の制御方法は、内燃機関のアイドル運転中に目標回転数が変更されたときに当該内燃機関のアイドル運転をより適正に実行することを主目的とする。 Thus, the internal combustion engine device, the vehicle equipped with the internal combustion engine device, and the control method for the internal combustion engine device according to the present invention more appropriately execute the idle operation of the internal combustion engine when the target rotational speed is changed during the idle operation of the internal combustion engine. The main purpose is to do.
本発明による内燃機関装置、それを搭載した車両および内燃機関装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。 The internal combustion engine device, the vehicle equipped with the internal combustion engine device, and the control method for the internal combustion engine device according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明による内燃機関装置は、
燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力する内燃機関と、該内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段とを含む内燃機関装置であって、
前記内燃機関をアイドル運転するときの目標回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、
前記内燃機関のアイドル運転中に前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側または減少側に変更されたときに、前記目標回転数の変更量が所定範囲内にある場合には、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量になるように前記吸入空気量調節手段を制御すると共に、前記目標回転数の変更量が前記所定範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量に所定の補正空気量を加算または減算して得られる量になるように前記吸入空気量調節手段を制御するアイドル時吸気制御手段と、
を備えるものである。
An internal combustion engine device according to the present invention comprises:
An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine that outputs power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber; and an intake air amount adjusting means that adjusts an intake air amount of the internal combustion engine,
Target idle speed setting means for setting a target speed for idling the internal combustion engine;
When the target rotational speed is changed to the increasing side or the decreasing side by the target idle rotational speed setting means during the idling operation of the internal combustion engine, when the change amount of the target rotational speed is within a predetermined range, When the intake air amount adjusting means is controlled so that the intake air amount becomes an amount corresponding to the target rotational speed, and a change amount of the target rotational speed is outside the predetermined range, a predetermined release condition The intake air amount control during idling controls the intake air amount adjusting means so that the intake air amount becomes an amount obtained by adding or subtracting a predetermined correction air amount to an amount corresponding to the target rotational speed until Means,
Is provided.
この内燃機関装置では、内燃機関のアイドル運転中に目標回転数が増加側または減少側に変更されたときに、目標回転数の変更量が所定範囲内にある場合には、吸入空気量が目標回転数に応じた量になるように吸入空気量調節手段が制御されると共に、目標回転数の変更量が所定範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで、吸入空気量が目標回転数に応じた量に所定の補正空気量を加算または減算して得られる量になるように吸入空気量調節手段が制御される。このように、内燃機関のアイドル運転中に目標回転数の変更量が上記所定範囲外となった場合、すなわち目標回転数の変更量が増加側または減少側に所定量以上となった場合に補正空気量の加減算を実行することにより、内燃機関の回転数が目標回転数を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることを抑制しつつ、当該内燃機関の回転数を速やかに目標回転数に到達させることができるので、内燃機関のアイドル運転をより適正に実行することが可能となる。 In this internal combustion engine device, when the target rotational speed is changed to the increasing side or the decreasing side during the idling operation of the internal combustion engine, if the change amount of the target rotational speed is within a predetermined range, the intake air amount is set to the target air amount. When the intake air amount adjusting means is controlled so as to become an amount corresponding to the rotational speed and the change amount of the target rotational speed is outside the predetermined range, the intake air amount is reduced until a predetermined release condition is satisfied. The intake air amount adjusting means is controlled so as to obtain an amount obtained by adding or subtracting a predetermined correction air amount to an amount corresponding to the target rotational speed. Thus, when the change amount of the target rotational speed is out of the predetermined range during the idling operation of the internal combustion engine, that is, when the change amount of the target rotational speed is greater than or equal to the predetermined amount on the increase side or the decrease side, By performing the addition / subtraction of the air amount, it is possible to quickly target the speed of the internal combustion engine while suppressing the speed of the internal combustion engine from significantly exceeding the target speed or dropping more than necessary. Since the rotational speed can be reached, the idling operation of the internal combustion engine can be executed more appropriately.
また、前記内燃機関装置は、前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段を更に備えてもよく、前記解除条件は、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数を所定の乖離量だけ上回ると成立し、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が減少側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数を所定の乖離量だけ下回ると成立するものであってもよい。このように、内燃機関の回転数が目標回転数を所定の乖離量だけ上回るか下回った段階で補正空気量の加減算を取り止めることにすれば、補正空気量の加減算の取り止めに伴う吸入空気量の急変により回転数の落ち込みや吹き上がりが生じても、内燃機関の回転数を目標回転数付近に維持することが可能となる。 The internal combustion engine device may further include a rotational speed acquisition means for acquiring the rotational speed of the internal combustion engine, and the release condition is changed by the target idle rotational speed setting means to increase the target rotational speed. If the engine speed has been set, the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition means exceeds the target rotation speed by a predetermined deviation, and the target rotation speed setting means changes the target rotation speed to the decreasing side. In this case, it may be established when the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition means falls below the target rotation speed by a predetermined deviation amount. In this way, if the addition / subtraction of the correction air amount is canceled when the rotation speed of the internal combustion engine exceeds or falls below the target rotation amount by a predetermined deviation amount, the intake air amount associated with the cancellation of the addition / subtraction of the correction air amount can be reduced. Even if the rotational speed drops or rises due to a sudden change, the rotational speed of the internal combustion engine can be maintained near the target rotational speed.
この場合、前記乖離量は、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側に変更された場合には、前記内燃機関の温度が低いほど大きくなる傾向に設定され、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が減少側に変更された場合には、前記内燃機関の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されてもよい。これにより、内燃機関の温度が比較的低くフリクションが比較的大きいときには、回転数増加時における回転数の上昇速度を確保すると共に回転数減少時に回転数が必要以上に低下するのを抑制することが可能となり、内燃機関の温度が比較的高くフリクションが比較的小さいときには、回転数増加時に回転数が必要以上に高まるのを抑制すると共に回転数減少時における回転数の下降速度を確保することが可能となる。 In this case, when the target engine speed is changed to the increase side by the target idle engine speed setting means, the deviation amount is set so as to increase as the temperature of the internal combustion engine decreases. When the target rotational speed is changed to the decreasing side by the number setting means, the temperature may be set so as to decrease as the temperature of the internal combustion engine decreases. As a result, when the temperature of the internal combustion engine is relatively low and the friction is relatively large, it is possible to secure an increasing speed of the engine speed when the engine speed increases and to prevent the engine speed from decreasing more than necessary when the engine speed decreases. When the temperature of the internal combustion engine is relatively high and the friction is relatively small, it is possible to prevent the rotational speed from increasing more than necessary when the rotational speed is increased and to ensure the speed of decrease in the rotational speed when the rotational speed is decreased. It becomes.
また、前記内燃機関装置は、前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段を更に備えてもよく、前記解除条件は、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数よりも所定の乖離量だけ小さい値に達すると成立し、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が減少側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数よりも所定の乖離量だけ大きい値に達すると成立するものであってもよい。これにより、補正空気量の加減算に伴って内燃機関の回転数が目標回転数を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることをより確実に抑制することができる。 The internal combustion engine device may further include a rotational speed acquisition means for acquiring the rotational speed of the internal combustion engine, and the release condition is changed by the target idle rotational speed setting means to increase the target rotational speed. In this case, the condition is established when the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition means reaches a value smaller than the target rotational speed by a predetermined deviation amount, and the target rotational speed is set by the target idle rotational speed setting means. When the engine speed is changed to the decreasing side, the engine speed may be established when the rotation speed acquired by the rotation speed acquisition means reaches a value larger than the target rotation speed by a predetermined deviation amount. As a result, it is possible to more reliably suppress the rotational speed of the internal combustion engine from greatly exceeding the target rotational speed or being unnecessarily reduced as the correction air amount is added or subtracted.
更に、前記解除条件は、前記内燃機関の回転数の変化速度が増加側または減少側に所定速度以上になると成立するものであってもよい。これにより、補正空気量の加減算に伴って内燃機関の回転数が目標回転数を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることをより確実に抑制することができる。 Further, the release condition may be satisfied when the speed of change of the rotational speed of the internal combustion engine becomes a predetermined speed or more on the increase side or the decrease side. As a result, it is possible to more reliably suppress the rotational speed of the internal combustion engine from greatly exceeding the target rotational speed or being unnecessarily reduced as the correction air amount is added or subtracted.
また、前記所定範囲の上限および下限は、前記内燃機関の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されてもよい。これにより、内燃機関の温度が比較的低くフリクションが比較的大きいときに、目標回転数の増加側における変更量が比較的小さくても補正空気量の加算を許容することで内燃機関の回転数を速やかに目標回転数に到達させると共に、目標回転数の減少側における変更量がある程度大きくなるまで補正空気量の減算を許容しないことで内燃機関の回転数が必要以上に低下するのを抑制することが可能となる。 Further, the upper limit and the lower limit of the predetermined range may be set so as to decrease as the temperature of the internal combustion engine decreases. As a result, when the temperature of the internal combustion engine is relatively low and the friction is relatively large, even if the amount of change on the increase side of the target rotational speed is relatively small, the addition of the correction air amount is allowed to reduce the rotational speed of the internal combustion engine. Promptly reaching the target rotational speed, and suppressing the decrease in the rotational speed of the internal combustion engine more than necessary by not allowing subtraction of the correction air amount until the change amount on the decrease side of the target rotational speed increases to some extent. Is possible.
更に、前記補正空気量は、前記内燃機関の回転数の変化速度の絶対値が小さいほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定されてもよく、前記補正空気量は、前記内燃機関の温度が低いほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定されてもよい。これにより、補正空気量をより適正に設定することが可能となる。 Further, the correction air amount may be set so as to increase toward the increasing side or the decreasing side as the absolute value of the change speed of the rotational speed of the internal combustion engine is small. It may be set such that the lower the value is, the larger the value becomes on the increase side or the decrease side. This makes it possible to set the correction air amount more appropriately.
本発明による車両は、上記何れかの内燃機関装置を搭載した車両であって、動力を入出力可能な第1電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、前記第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段とを備えるものである。この車両は上記何れかの内燃機関装置を搭載するものであるから、この車両では、上記何れかの内燃機関装置が奏する作用効果を得ることができる。 A vehicle according to the present invention is a vehicle equipped with any of the internal combustion engine devices described above, and includes a first electric motor capable of inputting and outputting power, an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the first electric motor, and a drive wheel. A power distribution means connected to three axes of a drive shaft for transmitting power, and for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on power input / output to / from any two of these three axes; A second electric motor capable of inputting / outputting motive power and an electric storage means capable of exchanging electric power with the first and second electric motors. Since this vehicle is equipped with any one of the above-described internal combustion engine devices, this vehicle can obtain the effects achieved by any of the above-described internal combustion engine devices.
また、前記車両において、前記目標アイドル回転数設定手段は、前記内燃機関のアイドル運転中に車室内の暖房要求レベルが変更されたときと、ニュートラル状態またはパーキング状態で前記内燃機関がアイドル運転されている最中にアクセルペダルの踏込量が変更されたときとの少なくとも何れか一方に前記目標回転数を変更するものであってもよい。 Further, in the vehicle, the target idle speed setting means may be configured such that the internal combustion engine is idle-operated in a neutral state or a parking state when a heating requirement level in the vehicle interior is changed during the idle operation of the internal combustion engine. The target rotational speed may be changed to at least one of the time when the amount of depression of the accelerator pedal is changed during operation.
本発明による内燃機関装置の制御方法は、
燃焼室内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力する内燃機関と、該内燃機関の吸入空気量を調節する吸入空気量調節手段とを含む内燃機関装置の制御方法であって、
(a)前記内燃機関をアイドル運転するときの目標回転数を設定するステップと、
(b)前記内燃機関のアイドル運転中にステップ(a)にて前記目標回転数が増加側または減少側に変更されたときに、前記目標回転数の変更量が所定範囲内にある場合には、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量になるように前記吸入空気量調節手段を制御すると共に、前記目標回転数の変更量が前記所定範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量に所定の補正空気量を加算または減算して得られる量になるように前記吸入空気量調節手段を制御するステップと、
を含むものである。
An internal combustion engine device control method according to the present invention includes:
A control method for an internal combustion engine device, comprising: an internal combustion engine that outputs power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber; and an intake air amount adjusting means that adjusts an intake air amount of the internal combustion engine,
(A) setting a target rotational speed for idling the internal combustion engine;
(B) When the target rotational speed is changed to the increasing side or the decreasing side in step (a) during the idling operation of the internal combustion engine, and the change amount of the target rotational speed is within a predetermined range. The intake air amount adjusting means is controlled so that the intake air amount becomes an amount corresponding to the target rotational speed, and when the change amount of the target rotational speed is outside the predetermined range, a predetermined release is performed. Controlling the intake air amount adjusting means so that the intake air amount becomes an amount obtained by adding or subtracting a predetermined correction air amount to an amount corresponding to the target rotational speed until a condition is satisfied;
Is included.
この方法のように、内燃機関のアイドル運転中に目標回転数の変更量が上記所定範囲外となった場合、すなわち目標回転数の変更量が増加側または減少側に所定量以上となった場合に補正空気量の加減算を実行すれば、内燃機関の回転数が目標回転数を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることを抑制しつつ、当該内燃機関の回転数を速やかに目標回転数に到達させることができるので、内燃機関のアイドル運転をより適正に実行することが可能となる。 As in this method, when the target rotational speed change amount is outside the predetermined range during the idling operation of the internal combustion engine, that is, when the target rotational speed change amount is greater than or equal to the predetermined amount on the increase side or the decrease side. If the correction air amount is added or subtracted, the internal combustion engine speed can be quickly reduced while suppressing the internal speed of the internal combustion engine from greatly exceeding the target speed or from being unnecessarily reduced. Since the target rotational speed can be reached, the idling operation of the internal combustion engine can be executed more appropriately.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の実施例に係る内燃機関装置を搭載した車両であるハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22を含む内燃機関装置21と、エンジン22の出力軸であるクランクシャフト26に図示しないダンパを介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに連結された変速機60と、この変速機60を介してリングギヤ軸32aに接続されたモータMG2と、ハイブリッド自動車20の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70等とを備えるものである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
内燃機関装置21に含まれるエンジン22は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を複数(実施例では、4気筒)の燃焼室120内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン121の往復運動をクランクシャフト26の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22では、図2からわかるように、エアクリーナ122により清浄された空気がスロットルバルブ123を介して吸気管126内に取り入れられ、吸入空気には燃料噴射弁127からガソリン等の燃料が噴射される。こうして得られる空気と燃料との混合気は、可変バルブタイミング機構として構成された動弁機構130により駆動される吸気バルブ131を介して燃焼室120に吸入されると共に点火プラグ128による電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン22からの排気ガスは、排気バルブ132や排気マニホールド140を介して一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒(三元触媒)を備える浄化装置141へと送出され、浄化装置141にて浄化された後、外部へと排出される。また、内燃機関装置21は、浄化装置141の後段の排気管に接続されて排ガスをサージタンク(吸気系)へと還流させるEGR管142と、このEGR管142の中途に設けられて排気系から吸気系へと還流される排ガス(EGRガス)の還流量(EGR量)を調節するEGR弁143と、EGR管142内のEGRガスの温度を検出する温度センサ144等を含む。
The
このように構成されるエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24により制御される。エンジンECU24は、図2に示すように、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に各種処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等とを含む。そして、エンジンECU24には、エンジン22の状態等を検出する各種センサからの信号が図示しない入力ポートを介して入力される。例えば、エンジンECU24には、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ180からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ181からの冷却水温Tw、燃焼室120内の圧力を検出する筒内圧センサ182からの筒内圧力、吸気バルブ131や排気バルブ132を駆動する動弁機構130に含まれるカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ133からのカムポジション、スロットルバルブ123の位置を検出するスロットルバルブポジションセンサ124からのスロットルポジション、エンジン22の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ183からの吸入空気量Qa、吸気管126に取り付けられた吸気温度センサ184からの吸気温度Tair、吸気管126内の負圧を検出する吸気圧センサ185からの吸気負圧Pi、排気マニホールド140の浄化装置141の上流側に配置された空燃比センサ186からの空燃比AF、EGR管142の温度センサ144からのEGRガス温度等が入力ポートを介して入力される。そして、エンジンECU24は、エンジン22を駆動するための様々な制御信号を図示しない出力ポートを介して出力する。例えば、エンジンECU24は、燃料噴射弁127への駆動信号やスロットルバルブ123の位置を調節するスロットルモータ125への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル129への制御信号、動弁機構130への制御信号、EGR弁143への駆動信号等を出力ポートを介して出力する。更に、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31と噛合すると共にリングギヤ32と噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを有し、キャリア34が共線図上でサンギヤ31とリングギヤ32との間に位置すると共に、これら3つの要素が互いに差動回転できるように構成されたシングルピニオン式遊星歯車機構である。かかる動力分配統合機構30の第1要素であるサンギヤ31にはモータMG1の回転軸が、第2要素であるキャリアにはエンジン22のクランクシャフト26が、第3要素であるリングギヤ32にはリングギヤ軸32aと変速機60とを介してモータMG2の回転軸がそれぞれ連結されている。動力分配統合機構30は、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側とにそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからデファレンシャルギヤ38を介して最終的に駆動輪である車輪39a,39bに出力される。
The power distribution and
変速機60は、モータMG2の回転軸とリングギヤ軸32aとの接続および当該接続の解除を実行すると共に、モータMG2の回転軸とリングギヤ軸32aとの接続時に両軸間の変速比(モータMG2の回転軸の回転数/リングギヤ軸32aの回転数:モータMG2から見て減速比)を複数段階に設定可能なものである。実施例の変速機60は、ダブルピニオン式の第1遊星歯車機構と、第1遊星歯車機構のサンギヤを固定・開放可能な第1ブレーキと、シングルピニオン式の第2遊星歯車機構と、第2遊星歯車機構のリングギヤを固定・開放可能な第2ブレーキと、第1および第2ブレーキを駆動するアクチュエータ(油圧アクチュエータ)とを含み、モータMG2の回転軸の回転数を2段(HiおよびLo)に減速してリングギヤ軸32aに伝達することができる。
The
モータMG1およびMG2は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介して二次電池であるバッテリ50と電力のやり取りを行う。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ラインは、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになり、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されないことになる。モータMG1,MG2は、何れもモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置をそれぞれ検出する図示しない回転位置検出センサからの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流等が入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータECU40は、回転位置検出センサから入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算している。また、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号等に基づいてモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
Each of the motors MG1 and MG2 is configured as a known synchronous generator motor that operates as a generator and can operate as a motor, and exchanges power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度Tb等が入力されている。バッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU70に出力する。更に、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量SOCを算出したり、当該残容量SOCに基づいてバッテリ50の充放電要求パワーPb*を算出したり、残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Winとバッテリ50の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Woutとを算出したりする。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、バッテリ温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定すると共に、バッテリ50の残容量SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定可能である。
The
ハイブリッドECU70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74や、データを一時的に記憶するRAM76、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSPを検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ86からのブレーキペダルストロークBS、車速センサ87からの車速V等が入力ポートを介して入力される。そして、ハイブリッドECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と各種制御信号やデータのやり取りを行っている。
The
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、ハイブリッドECU70によって運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動輪である車輪39a,39bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*が計算され、この要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジンECU24によりエンジン22が、モータECU40によりモータMG1およびMG2がそれぞれ制御される。エンジン22とモータMG1およびMG2の運転制御モードとしては、要求トルクTr*に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力されるパワーのすべてが動力分配統合機構30とモータMG1およびMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクTr*とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1およびMG2とによるトルク変換を伴って要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止して要求トルクTr*に基づくトルクをリングギヤ軸32aに出力するようにモータMG2を駆動制御するモータ運転モード等がある。
In the
次に、上述のように構成されたハイブリッド自動車20に搭載された内燃機関装置21の動作、特にエンジン22をアイドル運転(自立運転)するときの動作について説明する。図3は、エンジン22のアイドル運転中に実施例のエンジンECU24により所定時間おきに繰り返し実行されるアイドル運転時吸気制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the internal
図3に示すアイドル運転時吸気制御ルーチンの開始に際して、エンジンECU24のCPU24aは、エンジン22の目標回転数Ne*、エンジン22の回転数Ne、水温センサ181からの冷却水温Tw、モータリングフラグFmの値、吸気加算フラグFaの値、吸気減算フラグFsの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。ここで、エンジン22の目標回転数Ne*は、実施例ではハイブリッドECU70により設定され、当該ハイブリッドECU70から通信により入力される。実施例のハイブリッドECU70は、エンジン22をアイドル運転すべきときに目標回転数Ne*を基本的に一定の値に設定する。ただし、ハイブリッドECU70は、例えば、車室内を空気調和する図示しない空気調和装置に対して乗員により設定される暖房要求のレベルに応じて、暖房要求のレベルが所定レベルよりも高いときには目標回転数Ne*を通常時よりも高く設定する。また、ハイブリッドECU70は、シフトレバー81がニュートラルポジションに設定されたニュートラル状態またはパーキングポジションに設定されたパーキング状態でエンジン22がアイドル運転されている最中に運転者によりアクセルペダル83の踏込量が変更されると、アクセルペダルポジションセンサにより検出されるアクセル開度Accに応じて、アクセル開度Accが大きいほど目標回転数Ne*を高く設定する。また、エンジン22の回転数Neは、エンジンECU24によりクランクポジションセンサ180からのクランクポジションに基づいて別途計算されるものである。モータリングフラグFmは、モータMG1によりクランクシャフト26を強制的に回転させるエンジン22のモータリングが実行されるときにハイブリッドECU70により値1に設定されると共に、当該モータリングが実行されないときにはハイブリッドECU70により値0に設定されるものであり、ハイブリッドECU70から通信により入力される。吸気加算フラグFaは、後述のように、通常時には値0に設定されると共に、エンジン22の吸入空気量Qaをアイドル運転に際してエンジン22の回転数Neを目標回転数Ne*に維持するのに本来必要な空気量よりも増量すべきときに値1に設定されるものである。同様に、吸気減算フラグFsは、後述のように、通常時には値0に設定されると共に、エンジン22の吸入空気量Qaをアイドル運転に際してエンジン22の回転数Neを目標回転数Ne*に維持するのに本来必要な空気量よりも減量すべきときに値1に設定されるものである。
At the start of the idle operation intake control routine shown in FIG. 3, the
ステップS100のデータ入力処理の後、入力したモータリングフラグFmが値0であるか否かを判定する(ステップS110)。ステップS110にてモータリングフラグFmが値1であると判断された場合、すなわちモータMG1によるエンジン22のモータリングが実行されている場合には、吸入空気量Qaの加減算によるモータMG1のモータリングへの影響を無くすために吸気加算フラグFaおよび吸気減算フラグFsの双方を値0に設定した上で(ステップS280)、スロットル開度補正量ΔThを値0に設定する(ステップS290)。次いで、目標回転数Ne*と当該目標回転数Ne*でエンジン22をアイドル運転するときのスロットル開度との関係を規定した図示しないマップからステップS100にて入力した目標回転数Ne*に対応したスロットル開度を導出すると共に、導出したスロットル開度とスロットル開度補正量ΔTh(この場合、値0)との和を目標スロットル開度Th*に設定する(ステップS260)。そして、スロットルバルブポジションセンサ124からのスロットルポジションに基づいてスロットルバルブ123の開度が目標スロットル開度Th*となるようにスロットルモータ125を制御し(ステップS270)、本ルーチンを一旦終了させる。
After the data input process of step S100, it is determined whether or not the input motoring flag Fm is 0 (step S110). If it is determined in step S110 that the motoring flag Fm has a value of 1, that is, if motoring of the
また、ステップS110にてモータリングフラグFmが値0であると判断された場合、すなわちモータMG1によるエンジン22のモータリングが実行されていない場合には、吸気加算フラグFaおよび吸気減算フラグFsの双方が値0であるか否かを判定する(ステップS120)。ステップS120にて吸気加算フラグFaおよび吸気減算フラグFsの双方が値0であると判断された場合には、ステップS100にて入力した目標回転数Ne*から本ルーチンの前回実行時にステップS100にて入力した目標回転数Ne*(前回Ne*)を減じることにより目標回転数変更量ΔNe*を計算する(ステップS130)。更に、ステップS100にて入力した冷却水温Twに基づいて目標回転数変更量ΔNe*が予め定められた範囲内にあるか否かを判定するための上限側判定変更量αuおよび下限側判定変更量αlを設定する(ステップS140)。実施例では、冷却水温Twと上限側判定変更量αu(正の値)および下限側判定変更量αl(負の値)との関係が予め定められて判定変更量設定用マップとしてROM24aに記憶されており、上限側判定変更量αuおよび下限側判定変更量αlとしては、与えられた冷却水温Twに対応したものが当該マップから導出・設定される。図4に判定変更量設定用マップの一例を示す。同図に示すように、実施例の判定変更量設定用マップは、上限側判定変更量αuおよび下限側判定変更量αlを冷却水温Twすなわちエンジン22の温度が低いほど小さくなる傾向に設定するものとして作成されている。なお、冷却水温Twが標準的な温度である場合、上限側判定変更量αuは、200〜300rpm程度の値となり、下限判定変更量αlは、−200〜−300rpm程度の値となる。
Further, when it is determined in step S110 that the motoring flag Fm is 0, that is, when the motoring of the
こうして上限側判定変更量αuおよび下限側判定変更量αlを設定したならば、ステップS130にて計算した目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αu以下であるか否かを判定し(ステップS150)、目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αu以下であれば、更に目標回転数変更量ΔNe*が下限側判定変更量αl未満であるか否かを判定する(ステップS160)。そして、ステップS160にて目標回転数変更量ΔNe*が下限側判定変更量αl以上であると判断された場合、すなわち目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuから下限側判定変更量αlまでの範囲内に含まれている場合には、上述のステップS280,S290,S260およびS270の処理を実行し、本ルーチンを一旦終了させる。このように、目標回転数Ne*が変更されていなかったり、目標回転数Ne*の増減の度合が小さかったりして、目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuから下限側判定変更量αlまでの範囲内に含まれる場合には、スロットル開度補正量ΔThを値0に設定してスロットルバルブ123の開度(吸入空気量)が目標回転数Ne*に対応したスロットル開度(吸入空気量)となるようにスロットルモータ125を制御する。
If the upper limit determination change amount αu and the lower limit determination change amount αl are thus set, it is determined whether or not the target rotational speed change amount ΔNe * calculated in step S130 is equal to or smaller than the upper limit determination change amount αu ( If the target rotational speed change amount ΔNe * is equal to or smaller than the upper limit determination change amount αu, it is further determined whether the target rotational speed change amount ΔNe * is less than the lower limit determination determination amount αl (step S160). ). If it is determined in step S160 that the target rotational speed change amount ΔNe * is equal to or greater than the lower limit side determination change amount α1, that is, the target rotational speed change amount ΔNe * is changed from the upper limit side determination change amount αu to the lower limit side determination change amount. If it is included in the range up to αl, the above-described steps S280, S290, S260 and S270 are executed, and this routine is temporarily terminated. As described above, the target rotational speed Ne * is not changed or the degree of increase or decrease of the target rotational speed Ne * is small, so that the target rotational speed change amount ΔNe * is changed from the upper limit side determination change amount αu to the lower limit side determination change. If it is included in the range up to the amount α1, the throttle opening correction amount ΔTh is set to a value of 0, and the throttle opening (intake air amount) of the throttle valve 123 corresponds to the target rotational speed Ne * ( The
一方、ステップS150にて目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuを上回っていると判断された場合、すなわちアイドル時の目標回転数Ne*が増加側にある程度大きく変更された場合には、吸気加算フラグFaを値1に設定する(ステップS170)。また、ステップS160にて目標回転数変更量ΔNe*が下限側判定変更量αl未満であると判断された場合、すなわちアイドル時の目標回転数Ne*が減少側にある程度大きく変更された場合には、吸気減算フラグFsを値1に設定する(ステップS180)。ステップS170またはS180の処理が実行された場合には、ステップS100にて入力したエンジン22の回転数Neから目標回転数Ne*を減じることにより回転数偏差ΔNeを計算する(ステップS190)。更に、ステップS100にて入力した冷却水温Twに基づいて回転数偏差ΔNeが予め定められた範囲内にあるか否かを判定するための上昇時判定乖離量βuおよび下降時判定乖離量βlを設定する(ステップS200)。実施例では、冷却水温Twと上限側判定乖離量βu(正の値)および下限側判定乖離量βl(負の値)との関係が予め定められて判定乖離量設定用マップとしてROM24aに記憶されており、上限側判定乖離量βuおよび下限側判定乖離量βlとしては、与えられた冷却水温Twに対応したものが当該マップから導出・設定される。図5に判定乖離量設定用マップの一例を示す。同図に示すように、実施例の判定乖離量設定用マップは、上限側判定乖離量βuおよび下限側判定乖離量βlを冷却水温Twすなわちエンジン22の温度が低いほど値として大きく(下限側判定乖離量βlについては絶対値が小さく)なる傾向に設定するものとして作成されている。なお、冷却水温Twが標準的な温度である場合、上昇側判定乖離量βuは、50〜100rpm程度の値となり、下降時判定乖離量βlは、−50〜−100rpm程度の値となる。
On the other hand, when it is determined in step S150 that the target rotational speed change amount ΔNe * exceeds the upper limit determination change amount αu, that is, when the target rotational speed Ne * during idling has been changed to a large extent to the increasing side. Sets the intake addition flag Fa to the value 1 (step S170). In addition, when it is determined in step S160 that the target rotational speed change amount ΔNe * is less than the lower limit determination change amount αl, that is, when the target rotational speed Ne * during idling has been changed to a large extent to the decreasing side. Then, the intake subtraction flag Fs is set to a value 1 (step S180). When the process of step S170 or S180 is executed, the rotational speed deviation ΔNe is calculated by subtracting the target rotational speed Ne * from the rotational speed Ne of the
上昇時判定乖離量βuおよび下降時判定乖離量βlを設定したならば、吸気加算フラグFaおよび吸気減算フラグFsの値を調べ(ステップS205)、吸気加算フラグFaが値1である場合には、ステップS190にて計算した回転数偏差ΔNeが上昇時判定乖離量βu未満であるか否かを判定し(ステップS210)、吸気減算フラグFsが値1である場合には、ステップS190にて計算した回転数偏差ΔNeが下降時判定乖離量βuよりも大きいか否かを判定する(ステップS215)。ステップS210にて回転数偏差ΔNeが上昇時判定乖離量βu未満であると判定された場合、あるいはステップS215にて回転数偏差ΔNeが下降時判定乖離量βuよりも大きいと判断された場合には、ステップS100にて入力した回転数Neから本ルーチンの前回実行時にステップS100にて入力した回転数Ne(前回Ne)を減じた値を本ルーチンの実行周期dtで除することにより回転数変化速度dNeを計算する(ステップS220)。そして、回転数変化速度dNeの絶対値が所定速度γ(ただし、“γ”は正の値である)未満であるか否かを判定し(ステップS230)、回転数変化速度dNeの絶対値が所定速度γ(ただし、“γ”は正の値である)未満であれば、回転数変化速度dNeと吸気加算フラグFaと吸気減算フラグFsとに基づいて、目標回転数Ne*に本来対応した吸入空気量に目標回転数Ne*の変更に伴って加算または減算すべき補正空気量ΔQaを設定する(ステップS240)。実施例では、吸気加算フラグFaが値1に設定された場合と吸気減算フラグFsが値1に設定された場合とのそれぞれについて回転数変化速度dNeと補正空気量ΔQaとの関係が予め定められて補正空気量設定用マップとしてROM24aに記憶されており、補正空気量ΔQaとしては、ステップS220にて計算された回転数変化速度dNeに対応したものが当該マップから導出・設定される。図6に補正空気量設定用マップの一例を示す。同図に示すように、実施例の補正空気量設定用マップは、補正空気量ΔQaを回転数変化速度dNeの絶対値が小さいほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定するものとして作成されている。こうしてステップS240にて補正空気量ΔQaを設定したならば、吸入空気量Qaを補正空気量ΔQaだけ増加または減少させるためのスロットル開度を図示しないマップ等を用いて求めてスロットル開度補正量ΔThに設定する(ステップS250)。そして、ステップS260にて目標スロットル開度Th*を設定した上で、スロットルバルブ123の開度が目標スロットル開度Th*となるようにスロットルモータ125を制御し(ステップS270)、本ルーチンを一旦終了させる。
If the rising determination deviation amount βu and the falling determination deviation amount βl are set, the values of the intake addition flag Fa and the intake subtraction flag Fs are checked (step S205). If the intake addition flag Fa is a
上述のようにしてステップS170またはS180の処理が一旦実行されると、本ルーチンの次の実行時には、ステップS120にて否定判断がなされることになり、この場合には、ステップS130〜S180の処理がスキップされてステップS190以降の処理が実行されることになる。そして、ステップS240〜S260における補正空気量ΔQaの加減算処理は、基本的にステップS210またはS215にて否定判断がなされるまで実行される。すなわち、ステップS240〜S260における補正空気量ΔQaの加減算処理は、アイドル時の目標回転数Ne*が増加側に変更された場合には、回転数Neが目標回転数Ne*よりも上昇時判定乖離量βuだけ大きい値に達するまで実行され、アイドル時の目標回転数Ne*が減少側に変更された場合には、回転数Neが目標回転数Ne*よりも下降時判定乖離量βlの絶対値だけ小さい値に達するまで実行されることになる。また、実施例のハイブリッド自動車20では、ステップS230にて否定判断がなされた場合、すなわち回転数変化速度dNeが増加側または減少側に所定速度γ以上になった場合、ステップS240〜S260における補正空気量ΔQaの加減算処理の実行が停止される。
Once the process of step S170 or S180 is executed as described above, a negative determination is made in step S120 at the next execution of this routine. In this case, the process of steps S130 to S180 is performed. Is skipped, and the processing from step S190 onward is executed. Then, the addition / subtraction process of the correction air amount ΔQa in steps S240 to S260 is basically executed until a negative determination is made in step S210 or S215. That is, the addition / subtraction process of the correction air amount ΔQa in steps S240 to S260 is performed when the target rotational speed Ne * at the time of idling is changed to an increase side, and the determination at the time when the rotational speed Ne is higher than the target rotational speed Ne *. When the target rotational speed Ne * at the time of idling is changed to a decrease side until reaching a value larger by the amount βu, the absolute value of the determination deviation amount βl when the rotational speed Ne is lower than the target rotational speed Ne *. It will be executed until a small value is reached. Further, in the
図7は、上述のアイドル運転時吸気制御ルーチンが実行されたときにエンジン22の目標回転数Ne*および回転数Neや吸入空気量Qaが変化する様子を例示するタイムチャートである。同図に示すように、時刻t1にて例えば暖房要求のレベルあるいはアクセル開度Accの変化に応じてアイドル時の目標回転数Ne*が増加側に変更され、図3のステップS150にて目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αu以上であると判断されると、図3のステップS210またはS215およびステップS230にて肯定判断がなされることを条件にエンジン22の吸入空気量Qaが目標回転数Ne*に本来対応した量に補正空気量ΔQaを加算した量となるようにスロットルバルブ123が制御される(図3のステップS240〜S270)。そして、このような吸入空気量Qaの嵩上げは、時刻t2にてエンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*よりも上昇時判定乖離量βuだけ大きい値に達するまで実行されることになる。
FIG. 7 is a time chart illustrating how the target rotational speed Ne *, the rotational speed Ne, and the intake air amount Qa of the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22のアイドル運転中に目標回転数Ne*が増加側または減少側に変更されたときに、目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuから下限側判定変更量αlまでの範囲内に含まれている場合には、エンジン22の吸入空気量Qaが目標回転数Ne*に応じた量になるようにスロットルバルブ123が制御される(ステップS280,S290,S260,S270)。これに対して、目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuを上回っているか、あるいは下限側判定変更量αl未満である場合には、ステップS210,S215またはS230にて否定判断がなされるまで、エンジン22の吸入空気量Qaが目標回転数Ne*に応じた量に補正空気量ΔQaを加算または減算して得られる量になるようにスロットルバルブ123が制御される(ステップS240〜S270)。このように、エンジン22のアイドル運転中に目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuから下限側判定変更量αlまでの範囲外となった場合、すなわち目標回転数変更量ΔNe*が増加側または減少側に所定量以上となった場合に補正空気量ΔQaの加減算を実行することにより、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることを抑制しつつ、当該エンジン22の回転数Neを速やかに目標回転数Ne*に到達させることができるので、エンジン22のアイドル運転をより適正に実行することが可能となる。
As described above, in the
また、実施例のハイブリッド自動車20において、ステップS240〜S260における補正空気量ΔQaの加減算処理は、目標回転数Ne*が増加側に変更された場合には、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*よりも上昇時判定乖離量βuだけ大きい値に達するまで実行され、アイドル時の目標回転数Ne*が減少側に変更された場合には、回転数Neが目標回転数Ne*よりも下降時判定乖離量βlの絶対値だけ小さい値に達するまで実行される。これにより、補正空気量ΔQaの加減算の取り止めに伴う吸入空気量Qaの急変により回転数Neの落ち込みや吹き上がりが生じても、エンジン22の実際の回転数Neを目標回転数Ne*付近に維持することが可能となる。更に、上記実施例では、目標回転数Ne*が増加側に変更された場合、上昇時判定乖離量βuは冷却水温Twすなわちエンジン22の温度が低いほど大きくなる傾向に設定され、目標回転数Ne*が減少側に変更された場合、下降時判定乖離量βlは冷却水温Twすなわちエンジン22の温度が低いほど値として大きく(絶対値が小さく)なる傾向に設定される。これにより、エンジン22の温度が比較的低くフリクションが比較的大きいときには、回転数Neの増加時における回転数Neの上昇速度を確保すると共に回転数Neの減少時に回転数Neが必要以上に低下するのを抑制することが可能となる。また、エンジン22の温度が比較的高くフリクションが比較的小さいときには、回転数Neの増加時に回転数Neが必要以上に高まるのを抑制すると共に回転数Neの減少時における回転数Neの下降速度を確保することが可能となる。
In addition, in the
更に、上記実施例では、回転数変化速度dNeが増加側または減少側に所定速度γ以上になった段階でステップS240〜S260における補正空気量ΔQaの加減算処理の実行が停止される。これにより、補正空気量ΔQaの加減算に伴ってエンジン22の実際の回転数Neが目標回転数Ne*を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることをより確実に抑制することができる。また、上記実施例では、補正空気量ΔQaを用いた吸入空気量Qaの加減算が実行されない範囲の上限および下限としての上限側判定変更量αuおよび下限側判定変更量αlが冷却水温Twすなわちエンジン22の温度が低いほど小さくなる傾向に設定される。これにより、エンジン22の温度が比較的低くフリクションが比較的大きいときに、回転数Neの増加側における目標回転数変更量ΔNe*が比較的小さくても補正空気量ΔQaの加算を許容することでエンジン22の実際の回転数Neを速やかに目標回転数Ne*に到達させると共に、回転数Neの減少側における目標回転数変更量ΔNe*がある程度大きくなるまで補正空気量ΔQaの減算を許容しないことでエンジン22の実際の回転数Neが必要以上に低下するのを抑制することが可能となる。更に、上記実施例のように、補正空気量ΔQaを回転数変化速度dNeの絶対値が小さいほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定すれば、補正空気量ΔQaをエンジン22のフリクションを考慮したより適正なものとすることができる。
Further, in the above embodiment, the execution of the addition / subtraction process of the correction air amount ΔQa in steps S240 to S260 is stopped when the rotational speed change speed dNe becomes equal to or higher than the predetermined speed γ on the increase side or the decrease side. As a result, it is possible to more reliably suppress the actual rotational speed Ne of the
なお、図3のステップS200において、上昇時判定乖離量βuを正の値に設定すると共に下降時判定乖離量βlを負の値に設定する代わりに、上昇時判定乖離量βuを例えば冷却水温Twに基づく負の値に設定すると共に下降時判定乖離量βlを例えば冷却水温Twに基づく正の値に設定してもよい。すなわち、ステップS240〜S260における補正空気量ΔQaの加減算処理は、目標回転数Ne*が増加側に変更された場合にエンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*よりも所定の乖離量だけ小さい値に達するまで実行されてもよく、目標回転数Ne*が減少側に変更された場合にエンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*よりも所定の乖離量だけ大きい値に達するまで実行されてもよい。これにより、補正空気量ΔQaの加減算に伴ってエンジン22の実際の回転数Neが目標回転数Ne*を大きく超えてしまったり必要以上に低下してしまったりすることをより確実に抑制することができる。
3, instead of setting the rising determination deviation amount βu to a positive value and the falling determination deviation amount βl to a negative value, the rising determination deviation amount βu is set to, for example, the cooling water temperature Tw. May be set to a negative value based on the lowering determination deviation amount βl, for example, to a positive value based on the cooling water temperature Tw. That is, in the addition / subtraction process of the correction air amount ΔQa in steps S240 to S260, when the target rotational speed Ne * is changed to the increase side, the rotational speed Ne of the
また、補正空気量ΔQaを回転数変化速度dNeの絶対値が小さいほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定する代わりに、補正空気量ΔQaをエンジン22の温度(冷却水温Tw)が低いほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定してもよい。このようにして補正空気量ΔQaを設定しても、補正空気量ΔQaをエンジン22のフリクションを考慮したより適正なものとすることができる。更に、上述の回転数偏差ΔNe(=Ne−Ne*)に基づくフィードバック制御により補正空気量ΔQaを設定してもよい。この場合には、補正空気量ΔQaをΔQa=前回ΔQa+K・ΔNeとして設定することができる(ただし、“K”はフィードバックゲインであり、例えば冷却水温Twごとに定められてもよい)。これにより、フリクションが比較的低くなるエンジン22の温度(冷却水温Tw)が比較的高いときにエンジン22の回転数の上昇速度が必要以上に高まるのを抑制したり、フリクションが比較的大きくなるエンジン22の温度(冷却水温Tw)が比較的低いときにエンジン22の回転数の下降速度を確保することが可能となる。また、上記実施例のハイブリッド自動車20では、駆動軸としてのリングギヤ軸32aとモータMG2とがHi,Loの2段の変速段を有したモータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機60を介して連結されているが、変速機60は、3段以上の変速段を有するものであってもよい。更に、変速機60の代わりに、モータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速機構を用いてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車20は、モータMG2の動力を駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものであるが、本発明の適用対象はこれに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図8に示す変形例に係るハイブリッド自動車20Aのように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aとは異なる車軸(図8における車輪39c,39dに接続された車軸)に出力するものに適用されてもよい。そして、上記実施例に係る内燃機関装置21がハイブリッド自動車20以外のエンジンのみを走行用の動力発生源として備えた車両に提供されてもよいことはいうまでもない。
Further, instead of setting the correction air amount ΔQa to increase or decrease as the absolute value of the rotational speed change speed dNe decreases, the correction air amount ΔQa decreases as the temperature of the engine 22 (cooling water temperature Tw) decreases. You may set to the tendency which becomes large at the increase side or the decrease side. Even if the correction air amount ΔQa is set in this way, the correction air amount ΔQa can be made more appropriate in consideration of the friction of the
ここで、上記実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明しておく。すなわち、上記実施例等では、燃焼室120内で燃料と空気との混合気を燃焼させて動力を出力可能なエンジン22を含む内燃機関装置21が「内燃機関装置」に相当し、エンジン22をアイドル運転するときの目標回転数Ne*を設定するハイブリッドECU70が「目標アイドル回転数設定手段」に相当し、エンジン22のアイドル運転中に目標回転数Ne*が増加側または減少側に変更されたときに、目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuから下限側判定変更量αlまでの範囲内にある場合には、吸入空気量Qaが目標回転数Ne*に応じた量になるようにスロットルバルブ123を制御すると共に(図3のステップS280,S290,S260,S270)、目標回転数変更量ΔNe*が上限側判定変更量αuから下限側判定変更量αlまでの範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで(図3のステップS210,S215,S230)、吸入空気量Qaが目標回転数Ne*に応じた量に補正空気量ΔQaを加算または減算して得られる量になるようにスロットルバルブ123を制御する(図3のステップS240〜S270)エンジンECU24が「アイドル時吸気制御手段」に相当する。また、エンジン22の回転数Neを取得するクランクポジションセンサ180とエンジンECU24との組み合わせが「回転数取得手段」に相当し、動力を入出力可能なモータMG1が「第1電動機」に相当し、エンジン22のクランクシャフト26とモータMG1の回転軸と駆動輪39a,39bに動力を伝達するリングギヤ軸32aとの3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配統合機構30が「動力分配手段」に相当し、リングギヤ軸32aに動力を入出力可能なモータMG2が「電動機」に相当し、モータMG1およびモータMG2と電力をやり取り可能なバッテリ50が「蓄電手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the above-described embodiments and modifications and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In other words, in the above-described embodiment, the internal
ただし、「内燃機関装置」は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力するエンジン22に限られず、水素エンジンといったような他の形式の内燃機関を含むものであっても構わない。「目標アイドル回転数設定手段」は、内燃機関をアイドル運転するときの目標回転数を設定するものであれば、ハイブリッドECU70以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「アイドル時吸気制御手段」は、内燃機関のアイドル運転中に目標回転数が増加側または減少側に変更されたときに、目標回転数の変更量が所定範囲内にある場合には、吸入空気量が目標回転数に応じた量になるように吸入空気量調節手段を制御すると共に、目標回転数の変更量が所定範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで、吸入空気量が目標回転数に応じた量に所定の補正空気量を加算または減算して得られる量になるように吸入空気量調節手段を制御するものであれば、エンジンECU24以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「第1電動機」や「第2電動機」は、モータMG1,MG2のような同期発電電動機に限られず、誘導電動機といったような他の如何なる形式のものであっても構わない。「動力分配手段」は、内燃機関の出力軸と第1電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力するものであれば、例えばデファレンシャルギヤといったような遊星歯車機構である動力分配統合機構30以外の他の如何なる形式のものであっても構わない。「蓄電手段」は、バッテリ50のような二次電池に限られず、第1および第2電動機と電力をやり取り可能なものであればキャパシタといったような他の如何なる形式のものであっても構わない。何れにしても、これら実施例および変形例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
However, the “internal combustion engine device” is not limited to the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,20A ハイブリッド自動車、21 内燃機関装置、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a,72 CPU、24b,74 ROM、24c,76 RAM、26 クランクシャフト、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、38 デファレンシャルギヤ、39a〜39d 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、60 変速機、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルストロークセンサ、87 車速センサ、120 燃焼室、121 ピストン、122 エアクリーナ、123 スロットルバルブ、124 スロットルバルブポジションセンサ、125 スロットルモータ、126 吸気管、127 燃料噴射弁、128 点火プラグ、129 イグニッションコイル、130 動弁機構、131 吸気バルブ、132 排気バルブ、133 カムポジションセンサ、140 排気マニホールド、141 浄化装置、142 EGR管、143 EGR弁、144 温度センサ、180 クランクポジションセンサ、181 水温センサ、182 筒内圧センサ、183 エアフローメータ、184 吸気温度センサ、185 吸気圧センサ、186 空燃比センサ、MG1,MG2 モータ。 20, 20A hybrid vehicle, 21 internal combustion engine device, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a, 72 CPU, 24b, 74 ROM, 24c, 76 RAM, 26 crankshaft, 30 power distribution and integration mechanism, 31 Sun gear, 32 Ring gear, 32a Ring gear shaft, 33 Pinion gear, 34 Carrier, 35 Reduction gear, 38 Differential gear, 39a-39d Wheel, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 50 Battery, 52 Battery Electronic control unit (battery ECU), 60 transmission, 70 hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor 83, accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal stroke sensor, 87 vehicle speed sensor, 120 combustion chamber, 121 piston, 122 air cleaner, 123 throttle valve, 124 throttle valve position sensor, 125 throttle motor, 126 Intake pipe, 127 Fuel injection valve, 128 Spark plug, 129 Ignition coil, 130 Valve mechanism, 131 Intake valve, 132 Exhaust valve, 133 Cam position sensor, 140 Exhaust manifold, 141 Purification device, 142 EGR pipe, 143 EGR valve 144 Temperature sensor, 180 Crank position sensor, 181 Water temperature sensor, 182 In-cylinder pressure sensor, 183 Air flow meter, 184 Intake air temperature sensor Sensor, 185 intake pressure sensor, 186 air-fuel ratio sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (11)
前記内燃機関をアイドル運転するときの目標回転数を設定する目標アイドル回転数設定手段と、
前記内燃機関のアイドル運転中に前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側または減少側に変更されたときに、前記目標回転数の変更量が所定範囲内にある場合には、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量になるように前記吸入空気量調節手段を制御すると共に、前記目標回転数の変更量が前記所定範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量に所定の補正空気量を加算または減算して得られる量になるように前記吸入空気量調節手段を制御するアイドル時吸気制御手段と、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine that outputs power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber; and an intake air amount adjusting means that adjusts an intake air amount of the internal combustion engine,
Target idle speed setting means for setting a target speed for idling the internal combustion engine;
When the target rotational speed is changed to the increasing side or the decreasing side by the target idle rotational speed setting means during the idling operation of the internal combustion engine, when the change amount of the target rotational speed is within a predetermined range, When the intake air amount adjusting means is controlled so that the intake air amount becomes an amount corresponding to the target rotational speed, and a change amount of the target rotational speed is outside the predetermined range, a predetermined release condition The intake air amount control during idling controls the intake air amount adjusting means so that the intake air amount becomes an amount obtained by adding or subtracting a predetermined correction air amount to an amount corresponding to the target rotational speed until Means,
An internal combustion engine device comprising:
前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段を更に備え、
前記解除条件は、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数を所定の乖離量だけ上回ると成立し、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が減少側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数を所定の乖離量だけ下回ると成立する内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 1,
A rotation speed acquisition means for acquiring the rotation speed of the internal combustion engine;
The release condition is that when the target rotational speed is changed to an increase side by the target idle rotational speed setting means, the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition means makes the target rotational speed a predetermined deviation amount. If the target engine speed is changed to a decreasing side by the target idle speed setting means, the engine speed acquired by the engine speed acquisition means is equal to the target engine speed by a predetermined deviation amount. An internal combustion engine device that is established when it falls below.
前記乖離量は、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側に変更された場合には、前記内燃機関の温度が低いほど大きくなる傾向に設定され、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が減少側に変更された場合には、前記内燃機関の温度が低いほど小さくなる傾向に設定される内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 2,
The deviation amount is set so as to increase as the temperature of the internal combustion engine decreases when the target engine speed is changed to an increase side by the target idle engine speed setting unit, and the target idle engine speed setting unit When the target rotational speed is changed to a decreasing side by the above, the internal combustion engine device is set such that it tends to decrease as the temperature of the internal combustion engine decreases.
前記内燃機関の回転数を取得する回転数取得手段を更に備え、
前記解除条件は、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が増加側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数よりも所定の乖離量だけ小さい値に達すると成立し、前記目標アイドル回転数設定手段により前記目標回転数が減少側に変更された場合には、前記回転数取得手段により取得された回転数が前記目標回転数よりも所定の乖離量だけ大きい値に達すると成立する内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 1,
A rotation speed acquisition means for acquiring the rotation speed of the internal combustion engine;
The release condition is that when the target rotational speed is changed to an increase side by the target idle rotational speed setting means, the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition means is a predetermined deviation amount from the target rotational speed. When the target rotational speed is changed to a decreasing side by the target idle speed setting means, the rotational speed acquired by the rotational speed acquisition means is less than the target rotational speed. An internal combustion engine device that is established when a large value is reached by a predetermined deviation amount.
前記解除条件は、前記内燃機関の回転数の変化速度が増加側または減少側に所定速度以上になると成立する内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 4,
The internal combustion engine apparatus that is established when the release speed of the internal combustion engine reaches a predetermined speed or higher on the increase side or the decrease side.
前記所定範囲の上限および下限は、前記内燃機関の温度が低いほど小さくなる傾向に設定される内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 5,
An internal combustion engine device in which the upper limit and the lower limit of the predetermined range are set so as to decrease as the temperature of the internal combustion engine decreases.
前記補正空気量は、前記内燃機関の回転数の変化速度の絶対値が小さいほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定される内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 6,
The internal combustion engine apparatus, wherein the correction air amount is set to increase toward the increase side or decrease side as the absolute value of the change speed of the rotational speed of the internal combustion engine decreases.
前記補正空気量は、前記内燃機関の温度が低いほど増加側または減少側に大きくなる傾向に設定される内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 6,
The internal combustion engine apparatus, wherein the correction air amount is set to increase toward the increase side or decrease side as the temperature of the internal combustion engine decreases.
動力を入出力可能な第1電動機と、
前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機の回転軸と駆動輪に動力を伝達する駆動軸との3軸に接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づく動力を残余の軸に入出力する動力分配手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な第2電動機と、
前記第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電手段と、
を備える車両。 A vehicle equipped with the internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 8,
A first electric motor capable of inputting and outputting power;
It is connected to three shafts of an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the first electric motor, and a drive shaft that transmits power to the drive wheels, and is based on power input / output to any two of these three shafts. Power distribution means for inputting and outputting power to the remaining shaft;
A second electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
Power storage means capable of exchanging power with the first and second motors;
A vehicle comprising:
前記目標アイドル回転数設定手段は、前記内燃機関のアイドル運転中に車室内の暖房要求レベルが変更されたときと、ニュートラル状態またはパーキング状態で前記内燃機関がアイドル運転されている最中にアクセルペダルの踏込量が変更されたときとの少なくとも何れか一方に前記目標回転数を変更する車両。 The vehicle according to claim 9, wherein
The target idle speed setting means includes an accelerator pedal when a required heating level in the passenger compartment is changed during the idling operation of the internal combustion engine and during the idling operation of the internal combustion engine in a neutral state or a parking state. A vehicle that changes the target rotational speed to at least one of when the amount of stepping is changed.
(a)前記内燃機関をアイドル運転するときの目標回転数を設定するステップと、
(b)前記内燃機関のアイドル運転中にステップ(a)にて前記目標回転数が増加側または減少側に変更されたときに、前記目標回転数の変更量が所定範囲内にある場合には、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量になるように前記吸入空気量調節手段を制御すると共に、前記目標回転数の変更量が前記所定範囲外にある場合には、所定の解除条件が成立するまで、前記吸入空気量が前記目標回転数に応じた量に所定の補正空気量を加算または減算して得られる量になるように前記吸入空気量調節手段を制御するステップと、
を含む内燃機関装置の制御方法。 A control method for an internal combustion engine device, comprising: an internal combustion engine that outputs power by burning a mixture of fuel and air in a combustion chamber; and an intake air amount adjusting means that adjusts an intake air amount of the internal combustion engine,
(A) setting a target rotational speed for idling the internal combustion engine;
(B) When the target rotational speed is changed to the increasing side or the decreasing side in step (a) during the idling operation of the internal combustion engine, and the change amount of the target rotational speed is within a predetermined range. The intake air amount adjusting means is controlled so that the intake air amount becomes an amount corresponding to the target rotational speed, and when the change amount of the target rotational speed is outside the predetermined range, a predetermined release is performed. Controlling the intake air amount adjusting means so that the intake air amount becomes an amount obtained by adding or subtracting a predetermined correction air amount to an amount corresponding to the target rotational speed until a condition is satisfied;
A method for controlling an internal combustion engine device including:
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