JP2006046297A - Controller for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle.
ターボチャージャを備えた内燃機関では、過給圧が十分に高いときに最も熱効率が高くなるように設計されているので、過給圧が十分に高くなるまでは燃費が悪くなる。このような、過給圧が十分に高くなるまでの時間遅れを生じる現象を以下、ターボラグという。特に、希薄燃焼式の内燃機関の場合には、ターボラグが生じている間はトクル変動が発生しやすいために希薄燃焼を行うことができなくなるので燃費の悪化が著しい。 An internal combustion engine equipped with a turbocharger is designed to have the highest thermal efficiency when the supercharging pressure is sufficiently high. Therefore, the fuel efficiency is deteriorated until the supercharging pressure becomes sufficiently high. Such a phenomenon that causes a time delay until the boost pressure becomes sufficiently high is hereinafter referred to as a turbo lag. In particular, in the case of a lean combustion type internal combustion engine, while the turbo lag is occurring, the fluctuation of the torque is likely to occur, so that lean combustion cannot be performed, and the fuel consumption is remarkably deteriorated.
また、ハイブリッド車では、電動機のみで車両が走行している状態から内燃機関を始動させ、電動機と内燃機関とを併用して走行することが行われるが、この内燃機関の始動時にターボラグが発生する。ここで、内燃機関への燃料噴射量は、過給圧が十分に高くなったときの機関回転数と機関負荷とを基準として最も燃費が良くなるように設定されているので、ターボラグが生じている間はこの最も燃費が良くなる状態から外れてしまい燃費が悪化してしまう。 Further, in a hybrid vehicle, an internal combustion engine is started from a state where the vehicle is traveling only with an electric motor, and the electric motor and the internal combustion engine are traveled together. A turbo lag is generated when the internal combustion engine is started. . Here, the fuel injection amount to the internal combustion engine is set so that the fuel consumption becomes the best on the basis of the engine speed and the engine load when the supercharging pressure becomes sufficiently high. During this time, the fuel consumption is deviated from the state where the fuel consumption becomes the best, and the fuel consumption deteriorates.
そして、リーン空燃比での加速時に目標過給圧と実過給圧との差に応じた補正値により、スロットル開度を制御することで目標吸入空気量を増量補正し、トルクの立ち上がりを改善する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 And, when accelerating at a lean air-fuel ratio, the target intake air amount is increased and corrected by controlling the throttle opening with a correction value according to the difference between the target boost pressure and the actual boost pressure. The technique which performs is known (for example, refer patent document 1).
また、加速時に補助スロットルバルブを一時的に開くことで、吸入空気量を増大させてターボラグを抑制する技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
しかし、過給圧を速やかに上昇させるためにスロットルバルブの開度を変更すると、トルク変動を誘発しドライバビリティが悪化することがある。 However, if the opening of the throttle valve is changed in order to quickly increase the supercharging pressure, torque fluctuation may be induced and drivability may deteriorate.
また、ターボラグが発生している間は、過給圧が十分に高いときと比較して吸入空気量が少なくなり、スロットル弁の開度で燃料の噴射量を決定している場合には、スロットル開度に応じた空気量が得られないために燃料過多の状態となり、燃費が悪化する。 In addition, when the turbo lag is occurring, the intake air amount is smaller than when the supercharging pressure is sufficiently high, and the throttle valve opening determines the fuel injection amount. Since the amount of air corresponding to the opening cannot be obtained, the fuel becomes excessive and the fuel consumption deteriorates.
また、エアフローメータにより燃料噴射量を決定している場合では、目標空燃比に合わせることは可能であるが、ターボラグにより発生トルクが低下するため、比較的熱効率の悪い状態で内燃機関が運転されるので、やはり燃費が悪化してしまう。 Further, when the fuel injection amount is determined by the air flow meter, it is possible to match the target air-fuel ratio, but since the generated torque is reduced by the turbo lag, the internal combustion engine is operated in a relatively poor thermal efficiency state. As a result, the fuel efficiency will deteriorate.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車の制御装置において、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in a hybrid vehicle control device, it is possible to quickly increase the supercharging pressure while achieving good drivability and improved fuel economy. The purpose is to provide.
上記課題を達成するために本発明によるハイブリッド車の制御装置は、以下のことを特徴とする。すなわち、
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを前記発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention is characterized by the following. That is,
In a hybrid vehicle control device including an internal combustion engine, a generator, a battery, a turbocharger, and an intake throttle valve,
When increasing the supercharging pressure, the opening of the intake throttle valve is made larger than the opening required to generate the required torque, and the torque generated more than the required torque is caused by the generator. The battery is charged by converting into electric energy.
本発明の最大の特徴は、過給圧を上昇させるときに吸気スロットル弁の開度を大きくし、このときに発生する過剰なトルクを電気エネルギとしてバッテリへ蓄えることにより、過給圧を速やかに上昇させることにある。 The greatest feature of the present invention is that when the boost pressure is increased, the opening of the intake throttle valve is increased, and excess torque generated at this time is stored in the battery as electric energy, so that the boost pressure can be quickly increased. There is to raise.
ここで、吸気スロットル弁の開度を大きくすると、該吸気スロットルの上流と下流との圧力差を速やかに小さくすることができる。これにより、内燃機関の吸入空気量を増大させることができ、さらには排気のエネルギを増大させてターボチャージャの回転数を増加させることができる。これにより、過給圧を速やかに上昇させターボラグを抑制することができる。よって、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。 Here, when the opening degree of the intake throttle valve is increased, the pressure difference between the upstream and downstream sides of the intake throttle can be quickly reduced. As a result, the intake air amount of the internal combustion engine can be increased, and further, the exhaust gas energy can be increased to increase the rotational speed of the turbocharger. Thereby, a supercharging pressure can be raised rapidly and a turbo lag can be suppressed. Therefore, deterioration of drivability can be suppressed.
このときに、内燃機関が発生するトルクが増大するが、このトルクの増大分を発電機により電気エネルギに変換しバッテリに蓄えることにより、後の電動機による車両走行時に該電気エネルギを活用することができる。ここで、内燃機関始動前は電動機により車両が走行していたため、バッテリに蓄えられていた電力が消費されているので、バッテリに充電することができないといったことも起こらない。 At this time, the torque generated by the internal combustion engine increases. By converting the increased torque into electric energy by a generator and storing it in the battery, the electric energy can be utilized when the vehicle is driven by a subsequent electric motor. it can. Here, since the vehicle was running by the electric motor before the internal combustion engine was started, the power stored in the battery was consumed, so that the battery could not be charged.
このように過給圧を速やかに上昇させることができると、速やかに燃費の良い運転状態に移行することが可能となり、燃費を向上させることができる。そして、希薄燃焼式内燃機関では特に効果が高い。 If the supercharging pressure can be quickly increased in this way, it is possible to promptly shift to a driving state with good fuel efficiency, and fuel efficiency can be improved. The effect is particularly high in a lean combustion internal combustion engine.
なお、「要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きく」には、吸気スロットル弁が全開の場合も含むことができる。 Note that “larger than the opening required to generate the required torque” can include the case where the intake throttle valve is fully open.
上記課題を達成するために本発明によるハイブリッド車の制御装置は、以下のことを特徴としてもよい。すなわち、
内燃機関と、発電機と、バッテリと、ターボチャージャと、吸気スロットル弁と、を備えたハイブリッド車の制御装置において、
前記内燃機関を始動させるためのクランキング時から過給圧が目標値に達するまでの間、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくし、且つ前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも高い場合には前記発電機により発電を行って目標回転数まで下降させることを特徴としてもよい。
In order to achieve the above object, a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention may be characterized as follows. That is,
In a hybrid vehicle control device including an internal combustion engine, a generator, a battery, a turbocharger, and an intake throttle valve,
From the time of cranking for starting the internal combustion engine until the boost pressure reaches the target value, the opening degree of the intake throttle valve is made larger than that during idling, and the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the target rotational speed. If it is too high, power may be generated by the generator and lowered to the target rotational speed.
ここで、内燃機関の始動時にはターボチャージャの回転数が低く、過給圧が上昇しにくい。しかし、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくすることで、より多くの空気を内燃機関に吸入させることができ、過給圧を速やかに上昇させることができる。 Here, when the internal combustion engine is started, the rotational speed of the turbocharger is low, and the supercharging pressure is hardly increased. However, by making the opening degree of the intake throttle valve larger than that during idling, more air can be sucked into the internal combustion engine, and the boost pressure can be quickly raised.
また、内燃機関始動後に吸気スロットル弁の開度がアイドル時よりも大きいと、該内燃機関の回転数が上昇するので、目標回転数(例えば、アイドル回転数)よりも高くなった場合には、前記発電機により発電を行って内燃機関の回転数を所定回転数まで低下させる。そして、発電機により得られた電気エネルギはバッテリに蓄えることができる。 Further, if the opening of the intake throttle valve is larger than that at the time of idling after the internal combustion engine is started, the rotational speed of the internal combustion engine increases, so when it becomes higher than the target rotational speed (for example, idle rotational speed), Electric power is generated by the generator to reduce the rotational speed of the internal combustion engine to a predetermined rotational speed. And the electrical energy obtained by the generator can be stored in the battery.
なお、「吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくする」には、全開の場合も含むことができる。 Note that “increasing the opening of the intake throttle valve than when idling” can include the case of full opening.
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができるので、良好なドライバビリティを得ることができる。 In this way, the supercharging pressure can be quickly raised, so that good drivability can be obtained.
また、過給圧を速やかに上昇させることができると、速やかに燃費の良い運転状態に移行することが可能となり、燃費を向上させることができる。 In addition, if the supercharging pressure can be quickly increased, it is possible to promptly shift to an operating state with good fuel efficiency, and fuel efficiency can be improved.
本発明においては、前記内燃機関のトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、
前記トルク変動検出手段により所定値以上のトルク変動が検出された場合には、前記吸気スロットル弁の開弁度合いを小さくする吸気スロットル弁開度補正手段と、
をさらに備えることができる。
In the present invention, torque fluctuation detecting means for detecting torque fluctuation of the internal combustion engine,
An intake throttle valve opening correcting means for reducing a degree of opening of the intake throttle valve when a torque fluctuation of a predetermined value or more is detected by the torque fluctuation detecting means;
Can further be provided.
ここで、吸気スロットル弁の開度を大きくすると、吸入空気量が増加することで内燃機関の圧縮行程でより多くの力が必要となり、該内燃機関で振動や衝撃が発生することがある。 Here, when the opening degree of the intake throttle valve is increased, the intake air amount increases, so that more force is required in the compression stroke of the internal combustion engine, and vibration and impact may occur in the internal combustion engine.
その点、トルク変動が検出された場合には、吸気スロットル弁の開度をそのときの開度よりも小さくすることにより、内燃機関の吸入空気量を減少させて該内燃機関の振動を抑制することが可能となる。ここで、トルク変動に関する「所定値」とは、振動や衝撃が許容できる範囲内にないときの値を示している。 On the other hand, when torque fluctuation is detected, the intake air amount of the internal combustion engine is reduced by suppressing the intake air amount of the internal combustion engine by making the opening degree of the intake throttle valve smaller than the opening degree at that time. It becomes possible. Here, the “predetermined value” regarding the torque fluctuation indicates a value when vibration and impact are not within an allowable range.
本発明に係るハイブリッド車の制御装置では、良好なドライバビリティおよび燃費の向上を達成しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる。 With the hybrid vehicle control device according to the present invention, it is possible to quickly increase the supercharging pressure while achieving good drivability and improved fuel consumption.
以下、本発明に係るハイブリッド車の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a specific embodiment of a control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例によるハイブリッドシステム、及び内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid system and an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
本実施の形態によるハイブリッド車は、内燃機関1、動力分割機構31、電動モータ32、発電機33、バッテリ34、インバータ35、車軸36、減速機37、車輪38を備えて構成されている。
The hybrid vehicle according to the present embodiment includes an internal combustion engine 1, a
動力分割機構31は、内燃機関1からの出力を発電機33や車軸36に振り分けている。この動力分割機構31は、電動モータ32からの出力を車軸36に伝達する機能をも有する。電動モータ32は、減速機37を介して車軸36と比例した回転数にて回転する。該電動モータ32は、通常運転時には必要に応じて内燃機関1の出力を補助することもできる。また、電動モータ32及び発電機33には、インバータ35を介してバッテリ34が接続されている。そして、発電機33は、内燃機関1からの動力を得て発電しバッテリ34の充電を行う。
The
このように構成されたハイブリッドシステムでは、通常走行時には内燃機関1の出力若しくは電動モータ32の出力により車軸36を回転させ、車輪38が駆動される。また、内燃機関1の出力と電動モータ32の出力とを合わせて車軸36を回転させ、車輪38を
駆動することもできる。一方、減速時には、車輪38の回転力により電動モータ32を発電機として作動させることで、運動エネルギを電気エネルギに変換しバッテリ34に回収させることもできる。このように、車両減速時に運動エネルギを電気エネルギに変換するため、車両の減速を補助することが可能となっている。
In the hybrid system configured as described above, during normal traveling, the
次に、内燃機関1は、4つの気筒2を有し、該気筒2内へ燃料を直接噴射させる筒内直接噴射式ガソリンエンジンである。この内燃機関1は、希薄燃焼による運転が可能な機関である。 Next, the internal combustion engine 1 is an in-cylinder direct injection gasoline engine that has four cylinders 2 and directly injects fuel into the cylinders 2. The internal combustion engine 1 is an engine that can be operated by lean combustion.
この内燃機関1には、気筒内へ燃料を噴射する燃料噴射弁3が備えられている。
The internal combustion engine 1 is provided with a
また、内燃機関1には、吸気枝管4が接続されており、吸気枝管4の各枝管は、各気筒2の燃焼室へと通じている。
In addition, an
前記吸気枝管4は、吸気管5に接続され、該吸気管5の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ15のコンプレッサハウジング15aが設けられている。
The
前記吸気管5における吸気枝管4の直上流に位置する部位には、該吸気管5内を流通する吸気の流量を調節する吸気スロットル弁6が設けられている。この吸気スロットル弁6には、ステップモータ等で構成されて該吸気スロットル弁6を開閉駆動する吸気スロットル弁用アクチュエータ7が取り付けられている。
An
また、吸気枝管4には、該吸気枝管4内の圧力に応じた信号を出力し、該吸気枝管4内の圧力を測定可能とする第1圧力センサ8が備えられている。また、コンプレッサハウジング15aよりも下流で且つ吸気スロットル弁6よりも上流の吸気管5には、該吸気管5内の圧力に応じた信号を出力し、該吸気管5内の圧力を測定可能とする第2圧力センサ16が備えられている。
Further, the
さらに、コンプレッサハウジング15aよりも上流の吸気管5には、該吸気管5を通過する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ17が取り付けられている。このエアフローメータ17の出力信号により内燃機関1の吸入空気量を得ることができる。
Further, an
一方、内燃機関1には、排気枝管9が接続され、該排気枝管9は、前記ターボチャージャ15のタービンハウジング15bと接続されている。前記タービンハウジング15bは、排気管10と接続されている。この排気管10は、下流にて大気へと通じている。
On the other hand, an exhaust branch pipe 9 is connected to the internal combustion engine 1, and the exhaust branch pipe 9 is connected to a
前記タービンハウジング15bよりも下流の排気管10の途中には、排気浄化触媒11が備えられている。
An
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU12が併設されている。このECU12は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
また、ECU12には、運転者がアクセルを踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し、車両の負荷状態を検出可能なアクセル開度センサ13、内燃機関1の回転数を検出するクランクポジションセンサ14の他、各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がECU12に入力されるようになっている。
Further, the
一方、ECU12には、燃料噴射弁3、吸気スロットル弁用アクチュエータ7等が電気
配線を介して接続され、ECU12により制御することが可能になっている。
On the other hand, the
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。 Next, the flow of boost pressure increase control according to this embodiment will be described.
図2は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。 FIG. 2 is a flowchart showing a flow of supercharging pressure increase control according to this embodiment. This routine is executed immediately after the internal combustion engine is started.
ステップS101では、ECU12は、吸気枝管4内の圧力および吸気管5内の圧力を検出する。第1圧力センサ8および第2圧力センサ16により圧力が検出される。
In step S101, the
ステップS102では、ECU12は、クランキング中の吸気スロットル弁6の開度を大きくする。ここでは、吸気スロットル弁6の上流と下流との圧力差が可及的に小さくなるように、さらに吸気枝管4内の圧力が大きな負圧にならないように吸気スロットル弁6の開度が調整される。なお、このときに吸気スロットル弁6を全開としても良い。
In step S102, the
ステップS103では、ECU12は、内燃機関1の始動後に吸気スロットル弁6の開度を大きくする。ここでは、ターボチャージャ15よりも下流の圧力が速やかに所定の圧力に達するように、さらに吸気スロットル弁6の上流と下流との圧力差が可及的に小さくなるように吸気スロットル弁6の開度が調整される。このときの吸気スロットル弁6の開度は、内燃機関1の回転数と負荷により定まる吸気スロットル弁6の開度、および、バッテリ34を充電するために必要となる吸気スロットル弁6の開度のどちらよりも大きな開度とする。なお、吸気スロットル弁6を全開としても良い。
In step S103, the
また、車輌を駆動させるために必要となる内燃機関1の回転数およびバッテリ34を充電するために必要となる内燃機関1の回転数よりも内燃機関1の実際の回転数が高くなるように、電動モータ32を用いて内燃機関1の回転数を高めるようにしても良い。
Further, the actual rotational speed of the internal combustion engine 1 is higher than the rotational speed of the internal combustion engine 1 required for driving the vehicle and the rotational speed of the internal combustion engine 1 required for charging the
そして、本ステップの処理中には常に希薄燃焼状態で内燃機関1の運転を行なうことで燃費の悪化を抑制する。ここでは、必要とされるトルクよりも大きなトルクが発生するが、この過剰な発生トルクは発電機33により電気エネルギに変換されバッテリ34に蓄えられる。
During the process of this step, the deterioration of fuel consumption is suppressed by always operating the internal combustion engine 1 in the lean combustion state. Here, a torque larger than the required torque is generated, but this excessive generated torque is converted into electric energy by the
ステップS104では、ECU12は、第1圧力センサ8により検出される圧力が目標値よりも大きいか否か判定する。この目標値は、燃費が最も良くなる希薄燃焼運転を実現できる圧力として予め実験等により得ておく。
In step S104, the
ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS103へ戻る。 If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, whereas if a negative determination is made, the process returns to step S103.
ステップS105では、ECU12は、通常の走行制御を行う。すなわち、過給圧を速やかに上昇させる制御は行わず、吸気スロットル弁6の開度を要求トルクに見合ったものとする。
In step S105, the
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができる。 In this way, the supercharging pressure can be quickly increased.
なお、ステップS103においては、タービンハウジング15bに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、(1)点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、(2)圧縮着火式内燃機関の場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。(3)燃料噴射量を変更する、(4)可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ
若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、(5)可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、(6)可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関1を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、(7)インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
In step S103, the following control may be used in combination so that the energy of the exhaust gas supplied to the
ここで、(1)点火タイミングを遅くすると、燃料の燃焼により発生するエネルギがピストンを押し下げるために使われる率が減少し、排気のエネルギが高くなり、タービンの回転数を上昇させることができるので、より速やかに過給圧を上昇させることができる。しかし、燃費は悪化する。 (1) If the ignition timing is delayed, the rate at which the energy generated by the combustion of the fuel is used to push down the piston decreases, the exhaust energy increases, and the turbine speed can be increased. Therefore, the supercharging pressure can be increased more quickly. However, fuel consumption deteriorates.
(2)燃料噴射タイミングを遅くすると、燃料の燃焼により発生するエネルギがピストンを押し下げるために使われる率が減少し、排気のエネルギが高くなり、タービンの回転数を上昇させることができるので、より速やかに過給圧を上昇させることができる。しかし、燃費は悪化する。 (2) If the fuel injection timing is delayed, the rate at which the energy generated by fuel combustion is used to push down the piston decreases, the exhaust energy increases, and the turbine speed can be increased. The supercharging pressure can be quickly increased. However, fuel consumption deteriorates.
(3)燃料噴射量を増加させると発生熱量が増加するので、過給圧の上昇はより速やかになるが、燃費は悪化する。 (3) When the fuel injection amount is increased, the amount of generated heat increases, so that the boost pressure rises more quickly, but the fuel consumption deteriorates.
(4)吸気バルブ若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とすると、ポンプ損失を減少させ、さらには、吸入空気量を増加させることができる。 (4) When the operating angle or lift amount of the intake valve or exhaust valve is maximized, the pump loss can be reduced and the intake air amount can be increased.
(5)吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更すると、体積効率を最大限高くすることが可能となる。 (5) Volume efficiency can be maximized by changing the opening / closing timing of the intake valve or exhaust valve.
(6)可変容量型ターボチャージャの容量を最小にすると、過給圧を速やかに上昇することが可能となるが、背圧が上昇するので燃費は悪化する。 (6) When the capacity of the variable displacement turbocharger is minimized, the supercharging pressure can be quickly increased, but the fuel efficiency is deteriorated because the back pressure increases.
(7)インタークーラをバイパスすると、インタークーラでの圧力損失をなくすことができ、さらには、内燃機関停止時に吸気管5内に滞留する空気の量を低減することができる。 (7) By bypassing the intercooler, pressure loss in the intercooler can be eliminated, and furthermore, the amount of air staying in the intake pipe 5 when the internal combustion engine is stopped can be reduced.
そして、これらを併用する際には、過給圧の上昇度合いと燃費との兼ね合いから、そのときにどちらを優先させるかにより前記(1)から(7)のどれを併用するのか決定しても良い。 When these are used in combination, it is possible to determine which of the above (1) to (7) is used depending on which is prioritized from the balance between the degree of increase in supercharging pressure and fuel consumption. good.
以上により、内燃機関1を希薄燃焼状態でより長く運転することが可能となるため、燃費を向上させることができる。すなわち、ターボラグに起因する燃費の悪化を抑制することができる。 As described above, the internal combustion engine 1 can be operated for a longer time in the lean combustion state, so that fuel efficiency can be improved. That is, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption due to the turbo lag.
ここで、内燃機関1の始動直後に吸気枝管4および吸気管に滞留している空気が気筒2内に吸入される間、すなわちターボラグが発生している間は、ターボチャージャ15よりも上流の吸気管5に設けられたエアフローメータ17によって検出された空気量よりも実際に気筒2内に吸入される空気量が少なくなる。燃料噴射弁3から噴射される燃料噴射量はエアフローメータ17によって検出された空気量から算出されるため、空燃比はリッチとなり燃費が悪化してしまう。エアフローメータ17をターボチャージャ15と内燃機関1との間の吸気管5に設けることも考えられるが、吸気温度の変化による吸入空気量の測定誤差が大きくなってしまう。
Here, immediately after the internal combustion engine 1 is started, the air staying in the
その点、本実施例においては、エアフローメータ17による検出値と実際に気筒2に吸入される空気量との時間遅れを小さくすることができ、速やかに過給圧を上昇させることができるので、希薄燃焼運転に速やかに移行することができるので、燃費の悪化を抑制することができる。
In this respect, in this embodiment, the time delay between the value detected by the
また、ターボチャージャ15を電力等により回転させる装置を設けることや、ターボチャージャ15よりも上流に空気を導入する装置を設けることにより過給圧を速やかに上昇することが可能であるが、本実施例によれば、これらを設ける必要もないのでコストや重量の増加を抑制することができる。
In addition, it is possible to quickly increase the supercharging pressure by providing a device that rotates the
さらに、過給圧を速やかに上昇させている間は、発電機33により内燃機関1の回転数を制御することができるので、良好なドライバビリティを得ることができる。
Furthermore, while the supercharging pressure is rapidly increased, the speed of the internal combustion engine 1 can be controlled by the
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、ハードウェアについては、実施例1と共通なので説明を省略する。 Next, another embodiment of the supercharging pressure increase control will be described. Since the hardware is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
ここで、本実施例においては、過給圧のハンチングを防止する。すなわち、過給圧が速やかに上昇すると、過給圧のハンチングが発生しやすくなるので、本実施例においては、この過給圧のハンチングを抑制する。 Here, in this embodiment, hunting of the supercharging pressure is prevented. That is, if the supercharging pressure rises quickly, hunting of the supercharging pressure is likely to occur. Therefore, in this embodiment, hunting of the supercharging pressure is suppressed.
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。 Next, the flow of boost pressure increase control according to this embodiment will be described.
図3は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。なお、前記フローと同一の処理が行われるステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 3 is a flowchart showing a flow of supercharging pressure increase control according to this embodiment. This routine is executed immediately after the internal combustion engine is started. In addition, about the step in which the same process as the said flow is performed, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップS201では、ECU12は、第1圧力センサ8および第2圧力センサ16から得られる圧力の変化量を算出する。この変化量は、予め設定しておいた目標値からの変化量である。ここで、目標値は、燃費が最も良くなる希薄燃焼が実現できる圧力として予め実験等により求めてECU12に記憶させておく。
In step S <b> 201, the
ステップS202では、ECU12は、吸気枝管4内の圧力を目標値に収束させるために最適な吸気スロットル弁6の開度をステップS201で算出した圧力の変化量に基づいて算出する。ここで、吸気スロットル弁6の開度と圧力の変化量との関係は予め実験等により求めてマップ化しECU12に記憶させておく。
In step S202, the
ここで、内燃機関1の回転数を変化させている場合には、回転数の変化による圧力変化をも考慮する。 Here, when the rotation speed of the internal combustion engine 1 is changed, a pressure change due to the change in the rotation speed is also taken into consideration.
そして、吸気スロットル弁6開度および内燃機関1の回転数を変化させて吸気枝管4内の圧力を目標値に収束させる。
Then, the pressure in the
このようにして、過給圧を速やかに上昇させることができる。 In this way, the supercharging pressure can be quickly increased.
なお、ステップS202においては、タービンハウジング15bに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、(1)点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、(2)圧縮着火式内燃機関の場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。(3)燃料噴射量を変更する、(4)可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ
若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、(5)可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、(6)可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関1を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、(7)インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
In step S202, the following control may be used together so that the energy of the exhaust gas supplied to the
これらを併用する効果は、実施例1と同様である。 The effect of using these together is the same as in Example 1.
このようにして、過給圧を速やかに上昇させたときの、過給圧のハンチングを抑制することができる。 In this way, it is possible to suppress hunting of the supercharging pressure when the supercharging pressure is quickly increased.
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、ハードウェアについては、実施例1と共通なので説明を省略する。 Next, another embodiment of the supercharging pressure increase control will be described. Since the hardware is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
ここで、内燃機関の燃焼方式、排気量、シリンダ構成、発電機等の慣性および連結方法によっては、内燃機関の始動クランキング時に吸気スロットル弁6の開度を大きくすると、気筒2に吸入される空気量が過剰に多くなる。これにより、圧縮行程時に気筒2内での空気からの反力が大きくなり振動や衝撃が発生することがある。
Here, depending on the combustion system of the internal combustion engine, the displacement, the cylinder configuration, the inertia of the generator, and the connection method, if the opening of the
その点、本実施例においては、トルク変動が大きくなる場合には、吸気スロットル弁6の開度を小さくしてトルク変動を抑制する。
In this respect, in this embodiment, when the torque fluctuation increases, the opening degree of the
次に、本実施例による過給圧上昇制御のフローについて説明する。 Next, the flow of boost pressure increase control according to this embodiment will be described.
図4は、本実施例による過給圧上昇制御のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、内燃機関始動直後に実行される。なお、前記フローと同一の処理が行われるステップについては、同一の符号を付して説明を省略する。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of supercharging pressure increase control according to this embodiment. This routine is executed immediately after the internal combustion engine is started. In addition, about the step in which the same process as the said flow is performed, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
ステップS301では、ECU12は、クランキング中の内燃機関1および発電機33の回転数の単位時間あたりの変動値(以下、回転変動ともいう。)若しくは内燃機関1の負荷の単位時間あたりの変動値(以下、負荷変動ともいう。)を検出する。なお、負荷変動は発電機33の発生トルクの変動値としても良い。
In step S301, the
ステップS302では、ECU12は、ステップS301で算出した回転変動若しくは負荷変動と吸気枝管4内の圧力とに基づいて、吸気枝管4内の圧力が大きな負圧とならないように、さらには回転変動若しくは負荷変動が最も小さな値となるように、吸気スロットル弁6の開度を調整する。吸気スロットル弁6の開度は、吸気枝管4内の圧力と回転変動若しくは負荷変動と吸気スロットル弁6の開度との関係として予め実験等により求めてECU12に記憶させておく。
In step S302, the
その後ステップS104へ進み、該ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、一方、否定判定がなされた場合にはステップS301へ戻る。 Thereafter, the process proceeds to step S104. If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105. On the other hand, if a negative determination is made, the process returns to step S301.
このようにして、振動や衝撃を抑制しつつ過給圧を速やかに上昇させることができる。 In this way, it is possible to quickly increase the supercharging pressure while suppressing vibration and impact.
なお、ステップS302においては、タービンハウジング15bに供給される排気のエネルギがより多くなるように以下の制御を併用してもよい。すなわち、(1)点火プラグを備えた内燃機関の場合には、点火タイミングを遅くする、(2)圧縮着火式内燃機関の
場合には、燃料噴射タイミングを遅くする。(3)燃料噴射量を変更する、(4)可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの作用角若しくはリフト量を最大とする、(5)可変パルブタイミング機構、可変パルブリフト量機構を備えた内燃機関の場合には、吸気バルブ若しくは排気バルブの開閉タイミングを変更する、(6)可変容量型ターボチャージャを備えた内燃機関では、該可変容量型ターボチャージャの容量を最小にして内燃機関1を始動させ、機関始動後に必要に応じて容量を変更する、(7)インタークーラを備えた内燃機関の場合には、該インタークーラをバイパスする、等を併用しても良い。
In step S302, the following control may be used together so that the energy of the exhaust gas supplied to the
これらを併用する効果は、実施例1と同様である。 The effect of using these together is the same as in Example 1.
次に、過給圧上昇制御の他の実施態様について説明する。なお、本実施例においては、車両の位置を検知するナビゲーションシステムを備えている。その他のハードウェアについては、実施例1と共通なので説明を省略する。 Next, another embodiment of the supercharging pressure increase control will be described. In this embodiment, a navigation system for detecting the position of the vehicle is provided. The other hardware is the same as that of the first embodiment, so that the description thereof is omitted.
ここで、上述したように、ターボラグは主に内燃機関1の始動時に発生する。そして、従来のハイブリッド車では、駆動力の要求値とバッテリ34の充電要求とから内燃機関の始動の可否を決定していたが、走行条件によっては内燃機関1を始動後すぐに停止することが頻繁に起こり得る。この場合、内燃機関の始動回数が増加するので、かえって燃費を悪化させることがある。
Here, as described above, the turbo lag is generated mainly when the internal combustion engine 1 is started. In the conventional hybrid vehicle, whether or not the internal combustion engine can be started is determined based on the required value of the driving force and the charging request of the
その点、本実施例においては、車両に搭載されたナビゲーションシステムから得られる情報に基づいて内燃機関を始動するか否か判断する。すなわち、予め走行経路が設定されている場合には、内燃機関を始動させる回数を燃費が向上する範囲で可及的に少なくする一方で、内燃機関が稼動している時間が可及的に長くなるようにして充電量を増やす。さらに、走行経路内で内燃機関を使用しての走行と電動モータ32のみによる走行とを振り分けて燃費が最良となるように、且つバッテリ34の充電量と放電量とが釣り合うように制御する。
In this regard, in this embodiment, it is determined whether or not the internal combustion engine is to be started based on information obtained from a navigation system mounted on the vehicle. That is, when the travel route is set in advance, the number of times the internal combustion engine is started is reduced as much as possible within a range where the fuel efficiency is improved, while the time during which the internal combustion engine is operating is as long as possible. To increase the amount of charge. Further, control is performed so that the travel using the internal combustion engine and the travel using only the electric motor 32 are distributed in the travel route so that the fuel consumption is optimal and the charge amount and the discharge amount of the
例えば、車両が直ぐ停止するのが予め分かっていて、且つバッテリ34の充電要求があれば内燃機関1を停止させないようにする。また、例えば、内燃機関1が停止状態で、且つ輌が直ぐ停止するのが予め分かっていれば内燃機関1を始動させないようにする。
For example, if it is known in advance that the vehicle will stop immediately and there is a request to charge the
このようにして、内燃機関1の始動回数を減少させて燃費を向上させることが可能となる。 In this way, the fuel consumption can be improved by reducing the number of times the internal combustion engine 1 is started.
なお、本実施例は前記実施例1から4と組み合わせて用いることができる。 Note that this embodiment can be used in combination with the first to fourth embodiments.
1 内燃機関
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 吸気枝管
5 吸気管
6 吸気スロットル弁
7 吸気スロットル弁用アクチュエータ
8 第1圧力センサ
9 排気枝管
10 排気管
11 排気浄化触媒
12 ECU
13 アクセル開度センサ
14 クランクポジションセンサ
15 ターボチャージャ
15a コンプレッサハウジング
15b タービンハウジング
16 第2圧力センサ
17 エアフローメータ
31 動力分割機構
32 電動モータ
33 発電機
34 バッテリ
35 インバータ
36 車軸
37 減速機
38 車輪
1 Internal combustion engine 2
13
Claims (3)
過給圧を上昇させるときに前記吸気スロットル弁の開度を、要求トルクを発生させるために必要となる開度よりも大きくし、且つ前記要求トルクよりも過剰に発生したトルクを前記発電機により電気エネルギに変換してバッテリを充電することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。 In a hybrid vehicle control device including an internal combustion engine, a generator, a battery, a turbocharger, and an intake throttle valve,
When increasing the supercharging pressure, the opening of the intake throttle valve is made larger than the opening required to generate the required torque, and the torque generated more than the required torque is caused by the generator. A control apparatus for a hybrid vehicle, wherein the battery is charged by converting into electric energy.
前記内燃機関を始動させるためのクランキング時から過給圧が目標値に達するまでの間、吸気スロットル弁の開度をアイドル時よりも大きくし、且つ前記内燃機関の回転数が目標回転数よりも高い場合には前記発電機により発電を行って目標回転数まで下降させることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。 In a hybrid vehicle control device including an internal combustion engine, a generator, a battery, a turbocharger, and an intake throttle valve,
From the time of cranking for starting the internal combustion engine until the boost pressure reaches the target value, the opening degree of the intake throttle valve is made larger than that during idling, and the rotational speed of the internal combustion engine is higher than the target rotational speed. If it is too high, the control device for a hybrid vehicle is characterized in that the generator generates electric power and lowers it to a target rotational speed.
前記トルク変動検出手段により所定値以上のトルク変動が検出された場合には、前記吸気スロットル弁の開弁度合いを小さくする吸気スロットル弁開度補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車の制御装置。 Torque fluctuation detecting means for detecting torque fluctuation of the internal combustion engine;
An intake throttle valve opening correcting means for reducing a degree of opening of the intake throttle valve when a torque fluctuation of a predetermined value or more is detected by the torque fluctuation detecting means;
The hybrid vehicle control device according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
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