JPH11173175A - ハイブリット車の内燃機関制御装置 - Google Patents
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Abstract
において、ドライバビリィティを低下させることなく、
排気浄化触媒等の早期活性化を図ること。 【解決手段】 内燃機関1により駆動される発電手段3
と、発電手段で発電された電力を蓄積する蓄電手段6
と、前記発電手段により発電された電力もしくは前記蓄
電手段に蓄積された電力を駆動源として車輪を駆動1
0,11させる電動機2と、内燃機関から出力された駆
動力を発電手段と車輪とに分配する動力分配手段4と、
所定条件下で前記内燃機関が始動された際に内燃機関を
暖機運転させるべく制御する暖機運転制御手段23とを
備えたハイブリット車において、暖機運転制御手段によ
り内燃機関が暖機運転されているときに、内燃機関の高
出力運転要求が発生すると、内燃機関を暖機運転状態か
ら高出力運転状態へ切り換える運転状態切換手段24を
備えること。
Description
との2つの駆動源を有するハイブリット車の内燃機関を
制御する技術に関する。
費量の低減と内燃機関から排出される排気の清浄化が要
求されており、このような要求に対して、内燃機関と電
動機との2つの駆動源を備えたハイブリット車の開発が
進められている。
内燃機関と、内燃機関の駆動力で駆動される発電機と、
発電機により発電された電力を蓄えるバッテリと、発電
機あるいはバッテリの電力で駆動される電動機と、内燃
機関の駆動力を発電機と車輪とに選択的に分配する動力
分配機構とを備え、要求される駆動力とバッテリの蓄電
量とに応じて内燃機関の始動と停止を制御するものが知
られている。
負荷時等は、内燃機関の駆動力の発電機及び車輪への伝
達を遮断、あるいは内燃機関を停止させるとともに、バ
ッテリ電力を電動機に印加し、電動機の駆動力で車輪を
駆動する。
時は、内燃機関を始動し、内燃機関の駆動力を発電機と
車輪との双方に分配するとともに、発電機で発生した電
力で電動機を駆動させ、電動機の駆動力を車輪に伝達す
る。この場合、ハイブリット車は、内燃機関及び電動機
の駆動力で走行することになる。
の高負荷時は、内燃機関を始動し、内燃機関の駆動力を
発電機と車輪とに分配するとともに、発電機で発生した
電力にバッテリ電力を加算した電力で電動機を駆動さ
せ、電動機の駆動力を車輪に伝達する。この場合は、ハ
イブリット車は、通常走行時と同様に内燃機関及び電動
機の駆動力で走行するが、電動機には、発電機の電力に
加えバッテリ電力が印加されるので、電動機の駆動力が
通常走行時より大きくなる。
時や制動時等は、内燃機関の駆動力の発電機及び車輪へ
の伝達を遮断、あるいは内燃機関を停止するとともに、
車輪の回転力を電動機に印加して回生発電を行い、これ
により得られた電力をバッテリに貯蓄する。
場合等は、ハイブリット車は、内燃機関を始動し、内燃
機関の駆動力を発電機と車輪とに分配するとともに、発
電機で発生した電力をバッテリと電動機とに分配し、バ
ッテリの充電を行う。
機関を効率的に運転させることができ、燃料消費率の大
幅な低減と、排気の少量化及び清浄化を図ることができ
る。ところで、上記したようなハイブリット車では、走
行条件により内燃機関の始動と停止が繰り返されるた
め、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部品が活
性化温度未満に低下し易く、排気浄化部品が活性化温度
より低い状態で内燃機関が始動された場合に、排気浄化
触媒が排気中のNOX、CO、HC等を十分に浄化する
ことができず、排気エミッションの悪化を招いてしま
う。
開平5−328528号公報に記載されたハイブリット
車のエンジン駆動発電機の制御装置が知られている。こ
の装置は、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部
品が低温であるときに、内燃機関のエネルギ効率を悪化
させるべく機関出力や機関回転数を制御することによ
り、排気温度を高めるとともに、排気量を所定量まで増
加させ、排気浄化部品の暖機を早期に完了させ、排気エ
ミッションの悪化を抑制しようとするものである。
リット車のエンジン駆動発電機の制御装置は、内燃機関
の暖機運転が必要なときに加速等の高い駆動力が要求さ
れても、暖機運転を優先的に実行するため、要求される
駆動力を出力することができず、ドライバビリィティが
悪化するという問題がある。
たものであり、内燃機関と電動機とを備えるハイブリッ
ト車において、ドライバビリィティを低下させることな
く、排気浄化触媒等の早期活性化を図ることができる技
術を提供することを目的とする。
決するために以下のような手段を採用した。すなわち、
本発明にかかるハイブリット車の内燃機関制御装置は、
内燃機関と、電動機と、所定条件下では前記電動機の駆
動力を主たる走行用駆動源にすると同時に前記内燃機関
を暖機運転制御する暖機運転制御手段とを備えたハイブ
リット車の内燃機関制御装置であり、前記内燃機関の暖
機運転時に、暖機運転中の内燃機関と前記電動機とで出
力可能な駆動力より大きな駆動力が要求されると、前記
内燃機関を暖機運転状態から高出力運転状態へ切り換え
る運転状態切換手段と、を備えることを特徴とする。
運転されている際に、加速等のような大きな駆動力が必
要になると、内燃機関の運転状態を暖機運転状態から高
出力運転状態へ切り換え、内燃機関から出力される駆動
力を増加させる。この場合、前記ハイブリット全体の駆
動力が増加するので、前記ハイブリット車は、要求に応
じて速やかに加速等を行うことができる。
機関の発熱量が増加し、内燃機関から排出される排気の
温度も上昇するため、排気浄化部品等を早期に活性化す
ることができる。
用駆動力の増加要求が発生しても暖機運転を優先的に行
っていたため、暖機運転中の内燃機関が出力可能な範囲
で駆動力の増加を図らなければならず、ある程度の駆動
力を確保した上で暖機運転を行う必要があったが、本発
明では、暖機運転時であっても車両走行用駆動力の増加
要求が発生すれば、暖機運転状態から高出力運転状態へ
切り換えて駆動力の増加に対処可能なため、内燃機関の
駆動力を考慮する必要がなく、より積極的な暖機運転制
御を行うことができる。
関が良好な駆動力を発生させることを優先させる制御で
はなく、排気浄化触媒や空燃比センサ等の排気浄化部品
の早期活性化を図ることを優先させる制御を前提とした
ものである。
適用するハイブリット車としては、内燃機関から出力さ
れる駆動力を車両走行用の駆動源あるいは発電用の駆動
源として使用するとともに、前記内燃機関の駆動力で発
電された電力を電動機あるいは前記電動機に電力を供給
するための蓄電手段に供給することにより、前記内燃機
関と前記電動機との少なくとも一方から出力される駆動
力で走行し、所定条件下では内燃機関を暖機運転させる
と同時に前記蓄電手段の電力で駆動される電動機からの
駆動力を主たる駆動源として走行するハイブリット車で
もよい。
を適用するハイブリット車は、内燃機関と、この内燃機
関により駆動される発電手段と、この発電手段で発電さ
れた電力を蓄積する蓄電手段と、前記発電手段で発電さ
れた電力もしくは前記蓄電手段に蓄積された電力により
車輪を駆動する電動機と、前記内燃機関から出力された
駆動力を発電手段と車輪とに分配する動力分配手段と、
所定条件下で前記内燃機関が始動された際に内燃機関を
暖機運転させる暖機運転制御手段とを備えたハイブリッ
ト車でもよい。
適用可能なハイブリット車は、内燃機関の暖機運転を許
容すべく、内燃機関以外からの駆動力で走行可能なハイ
ブリット車であればよい。
燃機関の点火時期を遅角させる制御であってもよく、あ
るいは内燃機関の少なくとも一部の気筒で燃焼される混
合気の空燃比が燃料過剰雰囲気(リッチ雰囲気)とな
り、且つ他の一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が
酸素過剰雰囲気(リーン雰囲気)となるよう燃焼噴射量
を制御するものであってもよい。さらに、排気弁の開閉
時期を変更可能な可変バルブタイミング機構を具備した
内燃機関であれば、前記排気弁の開弁時期を進角させ、
排気浄化部品等の暖機を行うようにしてもよい。
機関の運転状態を徐々に切り換えるようにしてもよい。
その際、運転状態切換手段は、所定の切換速度で徐々に
運転状態を切り換えるようにしてもよい。
ト車の内燃機関制御装置の実施の形態について図面に基
づいて説明する。
するハイブリット車のハイブリット機構の概略構成を示
す図である。前記ハイブリット機構は、内燃機関1と、
この内燃機関1の機関出力軸(クランクシャフト)1a
に接続され、機関出力軸1aの回転力を発電機3と電動
モータ2の回転軸2aとに分配する動力分配機構4と、
前記発電機3で発電された電力の電動モータ2やバッテ
リ6への印加、あるいはバッテリ6に蓄電された電力の
電動モータ2への印加を選択的に行うインバータ5と、
前記電動モータ2の回転軸2aの回転力を減速してドラ
イブシャフト8、9に伝達する減速機7と、前記ドライ
ブシャフト8、9に取り付けられる車輪10、11とを
備える。
合気を燃焼させるための点火栓25が取り付けられると
ともに、排気枝管12及び吸気枝管20が接続される。
前記排気枝管12は、排気管13に接続され、この排気
管13は、図示しないマフラーに接続される。そして、
前記排気管13の途中には、排気浄化触媒14が設けら
れ、この排気浄化触媒14より上流の排気管13には、
排気管13内を流れる排気ガスの空燃比に対応した電気
信号を出力する空燃比センサ27が取り付けられる。
度(例えば300C°)以上で活性化して、排気中のH
C及びCOを排気中のO2と反応させてH2O及びCO2
へ酸化させると同時に、排気ガス中のNOXを排気中の
HC及びCOと反応させてH2O、CO2、N2へ還元さ
せる。
接続され、このサージタンク21には、吸気管22が接
続される。前記吸気枝管20の各枝管には、その噴孔が
各気筒の吸気ポートに臨むよう燃料噴射弁26が取り付
けられる。前記吸気管22の途中には、吸気管22内を
流れる空気流量を調節するスロットル弁19とこのスロ
ットル弁19を開閉駆動するモータ等から構成されるア
クチュエータ19aが設けられる。
かかる動力分配手段を実現するものである。この動力分
配機構4は、例えば、遊星歯車(プラネタリギヤ)で構
成され、前記遊星歯車のプラネタリキャリヤの回転軸が
機関出力軸1aと連結され、前記プラネタリキャリヤの
外側に配置されるリングギヤの回転軸が回転軸2aと連
結され、次いで前記プラネタリキャリヤの内側に配置さ
れるサンギヤの回転軸が発電機3に連結されるよう構成
される。そして、前記プラネタリキャリヤの回転力は、
プラネタリキャリヤに回転自在に支持されたピニオンギ
ヤを介して、リングギヤとサンギヤに伝達される。
され、本発明にかかる発電手段を実現する。前記バッテ
リ6は、ニッケル水素バッテリセル等で構成され、本発
明にかかる蓄電手段を実現するものである。
構成され、本発明にかかる電動機を実現する。そして、
電動モータ2は、発電機3で発生した電力、あるいはバ
ッテリ6から出力される電力で回転軸2aを回転駆動す
る。さらに、電動モータ2は、車両の減速時に車輪1
0、11の回転力がドライブシャフト8、9及び減速機
7を介して回転軸2aに伝達されることを利用して回生
発電を行う。この回生発電により発電された電力は、イ
ンバータ5を介してバッテリ6に蓄電される。
ートランジスタを組み合わせて構成される電力変換装置
であり、パワートランジスタを制御することにより発電
機3で発生した電力のバッテリ6への印加と、発電機3
で発生した電力の電動モータ2への印加と、バッテリ6
に蓄電された電力の電動モータ2への印加と、電動モー
タ2で回生発電された電力のバッテリ6への印加とを選
択的に切り換える。
交流であり、前記バッテリ6に蓄電される電力は直流で
あり、電動モータ2の駆動電力及び回生発電される電力
は交流であるため、前記インバータ5は、発電機3で発
電された交流電流を直流電流に変換した後にバッテリ6
に印加し、バッテリ6に蓄電された直流電流を交流電流
に変換した後に電動モータ2に印加し、発電機3で発電
された交流電流を直流電流に変換した後にバッテリ6に
印加し、電動モータ2で回生発電された交流電流を直流
電流に変換した後にバッテリ6に印加する。
に対応した電気信号を出力する水温センサ17や、機関
出力軸1aの回転数を検出するためのクランクポジショ
ンセンサ18等の各種センサが取り付けられ、前記排気
浄化触媒14には、触媒の床温に対応した電気信号を出
力する触媒温度センサ15が取り付けられる。そして、
前記バッテリ16には、バッテリ16の充電量に対応し
た電気信号を出力するSOCメータ16が取り付けられ
る。
温センサ17、クランクポジションセンサ18、空燃比
センサ27は、内燃機関制御用の電子制御ユニット(E
−ECU)23と電気配線を介して接続され、各センサ
の出力信号は、E−ECU23に入力される。また、点
火栓25、燃料噴射弁26、及びアクチュエータ19a
も電気配線を介してE−ECU23に接続される。
前記インバータ5、及び前記SOCメータ16は、前記
ハイブリット機構を統合的に制御する電子制御ユニット
(H−ECU)24と電気配線を介して接続される。
らの出力信号をパラメータとして内燃機関1の運転状態
を判定し、その運転状態に応じて、点火時期、燃料噴射
時間(燃料噴射量)及び燃料噴射時期、及び吸入空気量
等を算出する。そして、E−ECU23は、算出された
点火時期に基づいて点火栓25を制御し、燃料噴射時間
及び燃料噴射時期に基づいて燃料噴射弁26を制御し、
更に吸入空気量に基づいてアクチュエータ19aを制御
する。
−ECU23は、空燃比センサ27の出力信号値を参照
し、排気浄化触媒14に流入する排気の空燃比が所望の
空燃比となるようフィードバック制御を行う。
アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)とSOC
メータ16の出力信号等に基づいて、発電機3及びイン
バータ5を制御するとともに、前記E−ECU23を介
して内燃機関1の制御を行う。
止時やアクセル開度が小さい時等の低負荷時は、内燃機
関1を始動させず、バッテリ6の電力を電動モータ2に
印加すべくインバータ5を制御する。このとき、電動モ
ータ2は、前記バッテリ6からの電力で回転軸2aを回
転させ、前記回転軸2aの回転力は、減速機7及びドラ
イブシャフト8、9を介して車輪10、11へ伝達され
るので、車両は、バッテリ6の電力のみを駆動源として
走行することになる。
16の出力信号値を常時監視しており、前記出力信号値
が所定値を下回ると、E−ECU23を介して内燃機関
1を始動させるとともに、発電機3及びインバータ5を
制御して、内燃機関1から出力される駆動力を動力分配
機構4にて発電機3と回転軸2aとに分配させ、次いで
発電機3で発生した電力をバッテリ6と電動モータ2と
に分配させる。
は、前記動力分配機構4により分配された駆動力と電動
モータ2の駆動力とを加算した駆動力で回転されるの
で、車両は、内燃機関1から出力される駆動力の一部
と、その残りの駆動力で発電された電力の一部とで走行
することになる。
が所定の充電レベルに達すると、H−ECU24は、内
燃機関1を停止すべくE−ECU23を制御するととも
に、バッテリ6の電力で電動モータ2を駆動させるべく
インバータ5を制御する。
H−ECU24は、バッテリ16の電力を使用せずに、
内燃機関1の駆動力(動力分配機構4において回転軸2
aに分配された駆動力と、動力分配機構4において発電
機3へ分配された駆動力で発電された電力とを含む。以
下、内燃機関駆動力と称する)のみで車両を走行させ
る。
より、運転者が要求する駆動力(以下、要求駆動力と称
する)を算出する。そして、H−ECU24は、算出し
た要求駆動力をE−ECU23へ送信する。H−ECU
24からE−ECU23へ送信される要求駆動力は、内
燃機関1の吸入空気量と機関回転数をパラメータとする
値であり、H−ECU24は、吸入空気量と機関回転数
と内燃機関駆動力との関係を示すマップを有し、このマ
ップから所望の内燃機関駆動力に対応した吸入空気量と
機関回転数とを特定し、特定した吸入空気量と機関回転
数とを要求駆動力としてE−ECU23へ送信する。
24から指定された吸入空気量及び機関回転数に従っ
て、アクチュエータ19、点火栓25、あるいは燃料噴
射弁26等を制御し、実際の内燃機関駆動力を要求駆動
力に一致させる。
度が急激に増加した時は、H−ECU24は、アクセル
開度から要求駆動力を算出するとともに、内燃機関1の
運転状態と電動モータ2の回転数とバッテリ6の蓄電量
(SOCメータ16の出力信号値)とから、ハイブリッ
ト機構全体で発生可能な総駆動力を算出する。
力と前記総駆動力とを比較し、前記要求駆動力が前記総
駆動力以下であれば、バッテリ6から電動モータ2へ印
加すべき電力量を算出する。そして、H−ECU24
は、算出した電力量をバッテリ6から電動モータ2へ印
加すべくインバータ5を制御する。この場合、車両は、
バッテリ6の電力で駆動された電動モータ2が出力する
駆動力(以下、バッテリ駆動力と称する)と内燃機関駆
動力とを加算した駆動力で走行することになる。
大きい場合は、H−ECU24は、内燃機関駆動力を増
加させるべくE−ECU23を制御するとともに、バッ
テリ6から出力可能な最大電力を電動モータ2に印加す
べくインバータ5を制御し、総駆動力を増加させる。
らの要求により内燃機関1を始動した際、水温センサ1
8及び触媒温度センサ15の出力信号値を入力し、水温
センサ18の出力信号が所定温度未満、もしくは前記触
媒温度センサ15の出力信号値が活性化温度未満である
場合は、内燃機関1の暖機あるいは排気浄化触媒14の
活性化を図るために、暖機運転要求をH−ECU24へ
送信する。
3からの暖機運転要求を受信すると、アクセル開度から
要求駆動力と暖機運転した場合の内燃機関駆動力を算出
するとともに、バッテリ6の充電量(SOCメータ16
の出力信号)よりバッテリ駆動力を算出し、暖機運転条
件が成立しているか否かを判別する。
(1)前記内燃機関駆動力で要求駆動力を賄うことがで
き、且つ余剰の内燃機関駆動力で発電された電力をバッ
テリ6に充電可能であること、あるいは(2)前記内燃
機関駆動力のみでは要求駆動力を賄うことはできない
が、前記内燃機関駆動力に前記バッテリ駆動力を加算し
た駆動力で要求駆動力を賄うことができること等であ
る。
ている判定した場合は、H−ECU24は、E−ECU
23に対して、暖機運転を許可する旨の信号(暖機運転
許可信号)を送信する。前記暖機運転許可信号には、暖
機運転時の内燃機関駆動力:Peを指定する信号が含ま
れる。
燃機関駆動力で要求駆動力を賄うことができるが、余剰
の内燃機関駆動力で発電された電力をバッテリ6に充電
不可能であると判定した場合は、H−ECU24は、E
−ECU23に対して、暖機運転禁止信号と内燃機関1
の停止要求とを送信する。
と判定した場合は、H−ECU23は、E−ECU23
に対して、暖機運転を禁止する旨の信号(暖機運転禁止
信号)と内燃機関駆動力の増加要求を示す信号(駆動力
増加要求信号)とを送信する。前記駆動力増加要求信号
には、増加後の内燃機関駆動力:Peを指定する信号が
含まれる。
から暖機運転許可信号を受信すると、暖機許可信号に含
まれる内燃機関駆動力:Peと実際の内燃機関駆動力と
を一致させるべく、暖機運転制御を実行する。
時期を遅角させる方法を例示することができる。この方
法によれば、各気筒の混合気の燃焼速度が遅くなり、排
気弁開弁時における既燃混合気の温度が通常より高くな
るので、排気温度が上昇し、排気浄化触媒14の早期活
性化を図ることができる。
筒の点火時期を所定の切換速度で徐々に遅角させ、内燃
機関駆動力の急激な変動を抑制することが好ましい。そ
こで、本実施の形態では、H−ECU24は、内燃機関
1の運転状態の切換による内燃機関駆動力の変動を抑制
すべく、暖機運転許可信号に含まれる内燃機関駆動力:
Peの値を徐々に変化させ、E−ECU23は、内燃機
関駆動力:Peの変化に応じて点火時期の遅角量を徐々
に増加させるようにした。
(1)に従って、内燃機関駆動力:Peを決定する。 Pe={A・(暖機運転時の内燃機関駆動力Pea) +(100−A)・(現在の内燃機関駆動力Peb)}/100・・・(1 ) 上記Aは係数であり、H−ECU24は、前記係数Aを
0から100まで徐々に増加させることにより、内燃機
関駆動力:PeをPebからPeaへ徐々に変化させ
る。
から暖機運転禁止信号及び内燃機関駆動力増加要求を受
信した場合は、内燃機関駆動力の増加を図るべく、各気
筒の点火時期を進角させる。この場合も、E−ECU2
3は、各気筒の点火時期を所定の切換速度で徐々に進角
させ、内燃機関駆動力の急激な変動を抑制することが好
ましい。
力の変動を抑制すべく、駆動力増加要求信号に含まれる
内燃機関駆動力:Peの値を徐々に変化させ、E−EC
U23は、内燃機関駆動力:Peの変化に応じて点火時
期の進角量を徐々に増加させるようにした。
(2)に従って、内燃機関駆動力:Peを決定する。 Pe={B・(暖機運転時の内燃機関駆動力Pea) +(100−B)・(駆動力増加時の内燃機関駆動力Pec)}/100・・(2 ) 上記Bは係数であり、H−ECU24は、前記係数Bを
100から0へ徐々に減少させることにより、内燃機関
駆動力:PeをPeaからPecへ徐々に変化させる。
から暖機運転禁止信号及び内燃機関1の停止要求を受信
した場合は、燃料噴射弁からの燃料噴射及び点火栓25
による点火を停止し、内燃機関1の運転を停止させる。
−ECU24は、本発明にかかる暖機運転制御手段と運
転状態切換手段を実現する。以下、本実施の形態の作用
及び効果について述べる。
すような暖機運転制御ルーチンを実行する。前記暖機運
転制御ルーチンにおいて、E−ECU23は、先ずS2
01において、触媒温度センサ15及び水温センサ17
の出力信号を入力する。
いて水温センサ17の出力信号値が所定値未満であるか
否かを判別し、前記水温センサ17の出力信号値が所定
値以上であると判定した場合は、S203へ進み、触媒
温度センサ15の出力信号値が活性化温度未満であるか
否かを判別する。
5の出力信号値が活性化温度以上であると判定した場合
は、E−ECU23は、内燃機関1の暖機が終了してお
り、且つ排気浄化触媒14が活性化済みであると判定
し、本ルーチンの実行を終了する。
サ17の出力信号値が所定値未満であると判定した場
合、あるいは前記S203において前記触媒温度センサ
15の出力信号値が活性化温度未満であると判定した場
合は、E−ECU23は、S204へ進み、既に暖機運
転制御中であるか否かを判別する。
であると判定した場合は、E−ECU23は、本ルーチ
ンの実行を終了し、未だ暖機運転制御中ではないと判定
した場合は、S205へ進み、H−ECU24へ暖機運
転要求信号を送信する。
4から前記暖機運転要求信号に対する応答信号を受信す
ると、S206へ進み、前記応答信号が暖機運転許可信
号であるか否かを判別する。
運転許可信号であると判定した場合は、E−ECU23
は、S207へ進み、暖機運転許可信号に含まれる内燃
機関駆動力:Peに従って、点火時期遅角制御を実行す
る。
が暖機運転許可信号以外の信号(内燃機関停止信号、あ
るいは駆動力増加要求信号)であると判定した場合に
は、E−ECU23は、S208へ進み、前記応答信号
に従って内燃機関1の運転状態を制御する。その際、前
記応答信号が駆動力増加要求信号であれば、E−ECU
23は、駆動力増加要求信号に含まれる内燃機関駆動
力:Peに従って、点火時期進角制御を実行する。
御する際、図3に示すような機関制御ルーチンを実行す
る。この機関制御ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実
行されるとともに、E−ECU23からの暖機要求信号
を受信した時も実行される。
4は、先ずS301において暖機運転条件が成立してい
るか否か、すなわち、(1)前記内燃機関駆動力で要求
駆動力を賄うことができ、且つ余剰の内燃機関駆動力で
発電された電力をバッテリ6に充電可能であること、あ
るいは(2)前記内燃機関駆動力のみでは要求駆動力を
賄うことはできないが、前記内燃機関駆動力に前記バッ
テリ駆動力を加算した駆動力で要求駆動力を賄うことが
できること等の条件が成立しているか否かを判別する。
していると判定した場合は、H−ECU24は、S30
4へ進み、前記した数式(1)に従って、内燃機関駆動
力:Peを算出し、算出したPeを含む暖機運転許可信
号をE−ECU23へ送信する。
が成立していないと判定した場合は、H−ECU24
は、S302へ進み、内燃機関駆動力:Peを機関回転
数あるいは吸入空気量を補正することにより実現可能で
あるか否かを判別する。
eを機関回転数あるいは吸入空気量を補正することによ
り実現可能であると判定した場合は、H−ECU24
は、S303へ進み、機関回転数あるいは吸入空気量の
補正要求信号をE−ECU23へ送信する。
み、暖機運転許可信号をE−ECU23へ送信する。ま
た、前記S302において内燃機関駆動力:Peを機関
回転数あるいは吸入空気量を補正することにより実現不
可能であると判定した場合は、H−ECU24は、S3
05へ進み、暖機運転禁止信号とともに、機関停止要求
信号あるいは駆動力増加要求信号をE−ECU23へ送
信する。
ット車において、内燃機関1の暖機制御中であっても、
加速等のような大きな駆動力が必要になると、内燃機関
1を暖機運転状態から高出力運転状態へ切り換えるの
で、ハイブリット車の走行用駆動力が増加し、速やかに
加速走行することができ、ドライバビリィティが向上す
る。
出力運転状態へ切り換えた場合、内燃機関1の発熱量が
増加するとともに、内燃機関1から排出される排気の温
度が上昇するので、内燃機関1の暖機及び排気浄化触媒
14の活性化を早期に完了することができる。
運転者の要求に応じて内燃機関を高出力運転状態へ切り
換えるため、暖機運転時の内燃機関駆動力を考慮する必
要がなく、より積極的な暖機運転(例えば、遅角量の増
加)を行うことができるので、内燃機関1の早期暖機及
び排気浄化触媒14の早期活性化を実現することができ
る。
ット車において、ドライバビリィティを低下させること
なく、内燃機関や排気浄化触媒の早期活性化を図ること
ができる。
の暖機を促進する方法として、点火時期を遅角させる方
法を例示したが、これに限られるものではなく、例え
ば、排気浄化触媒14に流入する際の空燃比が理論空燃
比となり、且つ未燃HC、未燃CO、及びO2を多量に
含む排気を生成すべく、少なくとも一部の気筒で燃焼さ
れる混合気の空燃比が燃料過剰雰囲気(リッチ雰囲気)
となり、且つ他の一部の気筒で燃焼される混合気の空燃
比が酸素過剰雰囲気(リーン雰囲気)となるよう燃焼噴
射量を制御するようにしてもよい。
気ガスは、未燃HC、未燃CO、及びO2を多量に含む
ため、排気浄化触媒14における未燃HC及び未燃CO
とO2との反応や、HC及びCOとNOXとの反応が促進
され、これらの反応熱により排気浄化触媒14の昇温速
度が向上する。
の燃焼とリーン雰囲気の混合気の燃焼とが繰り返される
ため、内燃機関1のトルク変動が発生するが、ハイブリ
ット機構の場合、内燃機関1の暖機運転制御を行ってい
る間は、バッテリ6を走行用駆動源とするため、内燃機
関1のトルク変動によりドライバビリィティを悪化させ
ることがない。このため、内燃機関を常時走行用駆動源
とする車両に比べ、より積極的な暖機運転制御を行うこ
とができる。例えば、上記した方法で暖機を促進する場
合、酸素過剰雰囲気の混合気を生成する気筒では燃料噴
射を行わない、いわゆるフューエルカットを行い、積極
的な暖機促進と燃料消費量の低減とを図るようにしても
よい。
他の方法としては、排気浄化触媒14に流入する際の空
燃比が理論空燃比となり、且つ未燃HC、未燃CO、及
びO 2を多量に含む排気ガスを生成すべく、少なくとも
一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が燃料過剰雰囲
気(リッチ雰囲気)となるよう燃焼噴射量を制御すると
ともに、排気浄化触媒14上流の排気中に二次空気を混
合させるよう制御を行うようにしてもよい。
排気ガスは、未燃HC、未燃CO、及びO2を多量に含
むため、排気浄化触媒34における未燃HC及び未燃C
OとO2との反応や、HC及びCOとNOXとの反応が促
進され、これらの反応熱により排気浄化触媒14の昇温
速度が向上する。
図る他の方法としては、排気弁の開閉タイミングを変更
する可変バルブタイミング機構を内燃機関1に取り付
け、排気浄化触媒14の温度が活性化温度未満であると
きに、排気弁の開弁時期を所定期間早めるよう前記可変
バルブタイミング機構を制御するようにしてもよい。
気の燃焼直後に排気弁が開弁されることになるため、各
気筒から排出される排気の温度が高くなり、排気浄化触
媒14に高温の排気が流れ込むことになる。この結果、
排気浄化触媒14は、排気から多量の熱を受けることに
なり、早期に活性化温度に達する。
る他の方法としては、上記したような方法を組み合わせ
るようにしてもよい。例えば、暖機処理の初期は、点火
時期の遅角処理や排気弁開弁時期の進角処理を行うこと
により、排気浄化触媒14に流入する排気温度を上昇さ
せ、暖機処理の実行開始から所定時間経過後は、上記処
理に加えて、未燃HC、未燃CO、O2を多量に含む排
気ガスを生成すべく燃料噴射量(及び二次空気の量)を
制御するようにしてもよい。
状態にあるときは、排気浄化触媒14に流入する排気温
度を高めて排気浄化触媒14の昇温を図り、これにより
排気浄化触媒14の一部が活性化した後は、排気温度の
高温化と排気浄化触媒14における反応促進とを併用す
ることにより、排気浄化触媒14の早期活性化を図るよ
うにしてもよい。
固定値でもよく、または、触媒暖機処理開始時の触媒温
度に応じて決定される可変値でもよい。さらに、前記所
定時間の代わりに、触媒暖機処理開始時からの積算吸入
空気量を用いてもよい。
関制御装置では、内燃機関が暖機運転中であっても、加
速等のような大きな駆動力が必要になると、内燃機関の
運転状態を暖機運転状態から高出力運転状態へ切り換え
ることができるので、運転者が要求する駆動力を出力す
ることができ、ドライバビリィティが向上する。
暖機運転を行うことができ、より積極的な暖機運転を行
うことができ、内燃機関や排気浄化触媒等を早期に活性
化させることができる。
ら高出力運転状態へ移行した場合は、内燃機関の発熱量
や排気の温度が上昇するため、内燃機関や排気浄化触媒
を早期に活性化することが可能である。
力運転状態へ切り換える際、あるいは高出力運転状態や
通常の運転状態から暖機運転状態へ切り換える際に、内
燃機関の運転状態を徐々に切り換えるようにすれば、内
燃機関から出力される駆動力の急激な変動を抑制するこ
とができ、より一層ドライバビリィティを向上させるこ
とができる。
ハイブリット車のハイブリット機構の概略構成図
図
Claims (8)
- 【請求項1】 内燃機関と、電動機と、所定条件下では
前記電動機の駆動力を主たる走行用駆動源にすると同時
に前記内燃機関を暖機運転制御する暖機運転制御手段と
を備えたハイブリット車の内燃機関制御装置であり、 前記内燃機関の暖機運転時に、暖機運転中の内燃機関と
前記電動機とで出力可能な駆動力より大きな駆動力が要
求されると、前記内燃機関を暖機運転状態から高出力運
転状態へ切り換える運転状態切換手段を備えることを特
徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。 - 【請求項2】 内燃機関から出力される駆動力を車両走
行用の駆動源あるいは発電用の駆動源として使用すると
ともに、前記内燃機関の駆動力で発電された電力を電動
機あるいは前記電動機に電力を供給するための蓄電手段
に供給することにより、前記内燃機関と前記電動機との
少なくとも一方から出力される駆動力で走行し、所定条
件下では内燃機関を暖機運転制御すると同時に前記蓄電
手段の電力で駆動される電動機からの駆動力を主たる駆
動源として走行するハイブリット車の内燃機関制御装置
であり、 前記内燃機関の暖機運転時に、暖機運転中の内燃機関と
前記蓄電手段とで出力可能な駆動力より大きな駆動力が
要求されると、前記内燃機関を暖機運転状態から高出力
運転状態へ切り換える運転状態切換手段を備えることを
特徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。 - 【請求項3】 内燃機関と、この内燃機関により駆動さ
れる発電手段と、この発電手段で発電された電力を蓄積
する蓄電手段と、前記発電手段で発電された電力もしく
は前記蓄電手段に蓄積された電力により車輪を駆動する
電動機と、前記内燃機関から出力された駆動力を発電手
段と車輪とに分配する動力分配手段と、所定条件下で前
記内燃機関が始動された際に内燃機関を暖機運転制御す
る暖機運転制御手段とを備えたハイブリット車の内燃機
関制御装置であり、 前記内燃機関の暖機運転時に、暖機運転中の内燃機関と
前記蓄電手段とで出力可能な駆動力より大きな駆動力が
要求されると、前記内燃機関を暖機運転状態から高出力
運転状態へ切り換える運転状態切換手段を備えることを
特徴とするハイブリット車の内燃機関制御装置。 - 【請求項4】 前記暖機運転制御は、内燃機関の点火時
期を遅角させることである請求項1〜3の何れかに記載
のハイブリット車の内燃機関制御装置。 - 【請求項5】 前記内燃機関は、少なくとも排気弁の開
閉時期を変更する可変バルブタイミング機構を具備して
おり、 前記暖機運転制御は、前記排気弁の開弁時期を進角させ
ることである請求項1〜3の何れかに記載のハイブリッ
ト車の内燃機関制御装置。 - 【請求項6】 前記暖機運転制御は、前記内燃機関の少
なくとも一部の気筒で燃焼される混合気の空燃比が燃料
過剰雰囲気となり、且つ他の一部の気筒で燃焼される混
合気の空燃比が酸素過剰雰囲気となるよう燃焼噴射量を
制御することである請求項1〜3の何れかに記載のハイ
ブリット車の内燃機関制御装置。 - 【請求項7】 前記運転状態切換手段は、内燃機関の運
転状態を徐々に切り換えることを特徴とする請求項1〜
3の何れかに記載のハイブリット車の内燃機関制御装
置。 - 【請求項8】 前記運転状態切換手段は、所定の切換速
度で徐々に運転状態を切り換えることを特徴とする請求
項1〜3の何れかに記載のハイブリット車の内燃機関制
御装置。
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