JP2006283722A - 自動車及びその制御方法 - Google Patents

自動車及びその制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006283722A
JP2006283722A JP2005107429A JP2005107429A JP2006283722A JP 2006283722 A JP2006283722 A JP 2006283722A JP 2005107429 A JP2005107429 A JP 2005107429A JP 2005107429 A JP2005107429 A JP 2005107429A JP 2006283722 A JP2006283722 A JP 2006283722A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
state
engine
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005107429A
Other languages
English (en)
Inventor
Daigo Ando
大吾 安藤
Keiko Hasegawa
景子 長谷川
Osamu Harada
修 原田
Toshio Inoue
敏夫 井上
Mamoru Tomatsuri
衛 戸祭
Keita Fukui
啓太 福井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2005107429A priority Critical patent/JP2006283722A/ja
Priority to DE102006015331A priority patent/DE102006015331A1/de
Priority to US11/395,281 priority patent/US20060218896A1/en
Priority to CNA2006100720421A priority patent/CN1847643A/zh
Publication of JP2006283722A publication Critical patent/JP2006283722A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/445Differential gearing distribution type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/062Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
    • F02D41/065Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at hot start or restart
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/44Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/445Temperature
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0671Engine manifold pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/068Engine exhaust temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02NSTARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

【課題】 内燃機関の始動時のショックを低減させることを基本としつつモータリング中に触媒状態に起因して発生する不具合を抑制する。
【解決手段】 このハイブリッド自動車では、ステップS112で排気浄化触媒が適正状態と判定されたときには、吸気管圧力Pが所定負圧Prefとなるまでモータリングして気筒内への吸入空気量を低減させた後に燃焼制御を開始する。一方、ステップS112で適正状態でないと判定されたときには、吸気管圧力PがPref未満でなくても燃焼制御を開始する。つまり、触媒温度が排気浄化能力の低下する低温状態や空気に晒されることにより劣化を促進する高温状態のときには燃焼制御を早期に行うため、エンジンの始動時のショック低減を基本としつつエミッションの悪化や排気浄化触媒の劣化の促進といったモータリング中に触媒状態に起因して発生する不具合を抑制することができる。
【選択図】 図3

Description

本発明は、自動車及びその制御方法に関する。
従来、内燃機関を備えた自動車では、内燃機関を停止状態から始動させる際、燃料噴射や点火などの燃焼制御を行う前にモータリングによって内燃機関の吸気管内に十分な負圧を確保させてから燃焼制御を行うものが提案されている(例えば、特許文献1)。この自動車によれば、内燃機関の吸気管や気筒内の空気量が減少するまで燃焼制御を遅らせるため、モータリング後直ちに燃料噴射や点火を行う場合と比べて始動時のショックを低減することができる。
特開2001−304007号公報
しかしながら、上述の自動車では、始動時のショックについては考慮されているものの、内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒の触媒状態については考慮されていない。すなわち、モータリングによって内燃機関の吸気管内に十分な負圧が確保されてから燃焼制御を開始すると燃焼制御の開始時期が遅れる。このため、排気浄化触媒が低温状態にあるときには、一般に排気浄化触媒が活性化していないために十分な触媒浄化能力を発揮できないことがあるから、吸気管や気筒内に未燃燃料がある場合、例えば、内燃機関の運転停止中に燃料を噴射するインジェクタから燃料がじわじわと漏洩する現象が起きている場合などには、この未燃燃料を排気浄化触媒で十分に浄化できない期間が長引くおそれがある。また、内燃機関をモータリングしている間は吸気管や気筒内の空気がそのまま排気浄化触媒に送られることになるが、排気浄化触媒が高温状態にあるときには、燃焼制御の開始時期が遅れると排気浄化触媒が空気に晒される時間が長くなるため劣化が促進されるおそれがある。このように、排気浄化触媒の触媒状態によっては、燃焼制御を遅らせることにより、エミッションが悪化したり排気浄化触媒の劣化の促進を引き起こすおそれが生じるという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、内燃機関の始動時のショックを低減させることを基本としつつ触媒状態に起因して発生する不具合を抑制することができる自動車及びその制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。
すなわち、本発明の自動車は、
内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の状態を検出する触媒状態検出手段と、
前記内燃機関の筒内への吸入空気量が所定の少量領域になったか否かを判定する筒内空気量判定手段と、
前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正状態のときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記筒内空気量判定手段により前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になったと判定されたあと前記内燃機関の燃焼を開始し、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記筒内空気量判定手段により前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になったと判定される前に前記内燃機関の燃焼を開始する内燃機関始動制御手段と、
を備えたものである。
この自動車では、内燃機関を停止状態から始動させる際、排気浄化触媒が適正状態のときには内燃機関をモータリングし筒内への吸入空気量が所定の少量領域になったあと内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックが低減される。一方、排気浄化触媒の状態が適正状態でないときには内燃機関の筒内への吸入空気量が所定の少量領域になる前に内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックは低減しにくいもののの、排気浄化触媒の不適正状態に起因して燃焼制御の開始時期の遅れに伴いモータリング中に発生する不具合を抑制することができる。なお、所定の少量領域は、例えば、モータリング後に燃焼制御を行ったときに発生する始動時のショックが運転者が違和感を感じない程度である筒内への吸入空気量として実験的に定めてもよい。
本発明の自動車において、前記所定の少量領域は、前記内燃機関のアイドル運転相当の筒内への吸入空気量としてもよい。こうすれば、内燃機関がストールすることなくスムーズに始動でき、始動時のショックを低減することができる。
本発明の自動車において、前記筒内空気量判定手段は、前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になったか否かを前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったか否かで判定する吸気管圧力判定手段であるとしてもよい。筒内への吸入空気量が少ないほど吸気管圧力は小さくなる傾向にあることから、吸入空気量と吸気管圧力とは相関関係にあり、吸気管圧力を検出することによって吸入空気量を検出することができる。
本発明の自動車は、
内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒の状態を検出する触媒状態検出手段と、
前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったか否かを判定する吸気管圧力判定手段と、
前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正状態のときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記吸気管圧力判定手段により前記吸気管圧力が前記所定の負圧になったと判定されたあと前記内燃機関の燃焼制御を開始し、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記吸気管圧力判定手段により前記吸気管圧力が前記所定の負圧になったと判定される前に前記内燃機関の燃焼制御を開始する内燃機関始動制御手段と、
を備えたものとしてもよい。
この自動車では、内燃機関を停止状態から始動させる際、排気浄化触媒が適正状態のときには内燃機関をモータリングし吸気管圧力が所定の負圧になったあと内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックが低減される。一方、排気浄化触媒の状態が適正状態でないときには内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になる前に内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックは低減しにくいもののの、排気浄化触媒の不適正状態に起因して燃焼制御の開始時期の遅れに伴いモータリング中に発生する不具合を抑制することができる。なお、所定の負圧は、例えば、モータリング後に燃焼制御を行ったときに発生する始動時のショックが運転者が違和感を感じない程度である圧力として実験的に定めてもよい。
本発明の自動車において、前記所定の負圧は、前記内燃機関のアイドル運転相当の吸気管圧力としてもよい。こうすれば、内燃機関がストールすることなくスムーズに始動でき、始動時のショックを低減することができる。
本発明の自動車において、前記吸気管圧力判定手段は、前記内燃機関の吸気管圧力に相関するパラメータに基づいて前記内燃機関の吸気管圧力が前記所定の負圧になったか否かを判定するとしてもよい。こうすれば、吸気管圧力を直接検出する必要がない。このとき、前記パラメータは、前記モータリング手段による前記内燃機関のモータリング時間としてもよい。モータリング時間が長いほど吸気管圧力は負圧になる傾向にあることから、モータリング時間は吸気管圧力に相関するパラメータである。
本発明の自動車において、前記所定の適正状態でないときとは、前記排気浄化触媒が浄化能力不足になる低温状態のときとしてもよい。こうすれば、排気浄化触媒の浄化能力が低下する低温時には早期に燃焼制御を開始するため、内燃機関の吸気管や気筒内に存在する未燃燃料が排気浄化触媒で浄化されることなく外気に排出される期間が長期化するのを防ぎ、エミッションの悪化を抑制することができる。ここでいう低温状態とは、排気浄化触媒が活性化温度に達していない状態又は活性化温度に達していたとしても排気浄化能力が低度の状態をいい、例えば実験を繰り返すことにより経験的に定められるものである。
本発明の自動車において、前記所定の適正状態でないときとは、前記排気浄化触媒が空気に晒されると劣化しやすい高温状態のときとしてもよい。こうすれば、排気浄化触媒の高温時には早期に燃焼制御を開始するため、排気浄化触媒がモータリングによって排気浄化触媒に送られた空気に過度に晒されるのを防ぎ、排気浄化触媒の劣化の促進を抑制することができる。ここでいう高温状態とは、排気浄化触媒が空気に晒されると劣化が促進される状態をいい、例えば実験を繰り返すことにより経験的に定められるものである。
本発明の自動車は、更に、所定の内燃機関自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を停止させる内燃機関停止制御手段、を備え、前記内燃機関始動制御手段は、前記内燃機関停止制御手段によって前記内燃機関の運転が停止されたあと所定の内燃機関自動始動条件が成立したとき、前記内燃機関を停止状態から始動させるとしてもよい。内燃機関の運転の自動停止及び自動再始動を行う機能を備えた自動車では、走行中に何度も内燃機関の運転停止と再始動とを繰り返すため、本発明を適用する意義が大きい。
本発明の自動車において、前記内燃機関停止制御手段は、前記内燃機関の運転中に前記排気浄化触媒が所定の適正状態でないときには前記内燃機関を停止させないとしてもよい。こうすれば、排気浄化触媒が適正状態でないときに内燃機関の運転を再始動させる頻度を低減することができる。
本発明の自動車の制御方法は、
(a)内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒の状態を検出するステップと、
(b)前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正領域のときには前記内燃機関をモータリングし前記内燃機関の筒内への吸入空気量が所定の少量領域になったあと前記内燃機関の燃焼制御を開始し、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記内燃機関をモータリングし前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になる前に前記内燃機関の燃焼制御を開始するステップと、
を含むものである。
この自動車の制御方法では、内燃機関を停止状態から始動させる際、排気浄化触媒が適正状態のときには内燃機関をモータリングし筒内への吸入空気量が所定の少量領域になったあと内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックが低減される。一方、排気浄化触媒の状態が適正状態でないときには内燃機関の筒内への吸入空気量が所定の少量領域になる前に内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックは低減しにくいもののの、排気浄化触媒の不適正状態に起因して燃焼制御の開始時期の遅れに伴いモータリング中に発生する不具合を抑制することができる。なお、この自動車の制御方法に上述した自動車が備えている各種の構成手段の機能を実現するようなステップを追加してもよい。
本発明の自動車の制御方法は、
(a)内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒の状態を検出するステップと、
(b)前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正領域のときには前記内燃機関をモータリングし前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったあと前記内燃機関の燃焼制御を開始し、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記内燃機関の吸気管圧力が前記所定の負圧になる前に前記内燃機関の燃焼制御を開始するステップと、
を含むものとしてもよい。
この自動車の制御方法では、内燃機関を停止状態から始動させる際、排気浄化触媒が適正状態のときには内燃機関をモータリングし吸気管圧力が所定の負圧になったあと内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックが低減される。一方、排気浄化触媒の状態が適正状態でないときには内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になる前に内燃機関の燃焼制御を開始する。このため、内燃機関の始動時のショックは低減しにくいもののの、排気浄化触媒の不適正状態に起因して燃焼制御の開始時期の遅れに伴いモータリング中に発生する不具合を抑制することができる。なお、この自動車の制御方法に上述した自動車が備えている各種の構成手段の機能を実現するようなステップを追加してもよい。
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態であるハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。本実施形態のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、エンジンシステム全体をコントロールするエンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)50と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28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に取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、ハイブリッド自動車20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70とを備える。また、ハイブリッド自動車20は、図2に示すように、エンジン22の下流側に、排気を浄化する触媒コンバータ160を備える。
エンジン22は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共にインジェクタ126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して気筒150内に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させた燃焼エネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26が回転する運動エネルギに変換する。スロットルバルブ124は、吸気管121の断面に対する傾斜角度(開度)を変化することにより吸気管121を通過する空気量を調節するバルブであり、アクチュエータ136により電気的にスロットルバルブ124の開度が変化するように構成されている。このスロットルバルブ124の開度は、スロットルポジションセンサ146からエンジンECU50へ出力される。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する触媒コンバータ160を介して車外へ排出される。
触媒コンバータ160は、排気管123に接続され排気浄化触媒161が充填されたものである。排気浄化触媒161として用いられる三元触媒は、白金(Pt)やパラジウム(Pd)などの酸化触媒と、ロジウム(Rh)などの還元触媒と、セリア(CeO2)などの助触媒などで構成される。そして、酸化触媒の作用により排気に含まれるCOやHCが水(H2O)や二酸化炭素(CO2)に浄化され、還元触媒の作用により排気に含まれるNOxが窒素(N2)や酸素(O2)などに浄化される。また、触媒コンバータ160には、排気浄化触媒161の温度を検出する温度センサ162が取り付けられている。
エンジンECU50は、図示しないが、CPU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、処理プログラムを記憶したROMと、一時的にデータを記憶するRAMと、入出力ポートとを備える。このエンジンECU50は、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号が入力ポートを介して入力される。具体的には、エンジンECU50には、スロットルポジションセンサ146からのスロットル開度、エンジン22の吸入空気量を検出するバキュームセンサ148からの吸入空気量、クランク角センサ140からのパルス信号、温度センサ162からの触媒温度などが入力ポートを介して入力される。また、エンジンECU50からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号が図示しない出力ポートを介して出力される。具体的には、エンジンECU50からは、スロットルバルブ124を駆動するアクチュエータ136への駆動信号、インジェクタ126への駆動信号、点火プラグ130に電気火花を発生させるイグナイタと一体化されたイグニションコイル138への制御信号などが出力ポートを介して出力される。なお、エンジンECU50は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と電気的に接続され、ハイブリッド用電子制御ユニット70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用電子制御ユニット70に出力する。
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に噛合すると共にリングギヤ32に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とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。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からギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63,63に出力される。
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる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を介してバッテリ55と電力のやりとりを行う。インバータ41,42とバッテリ55とを接続する電力ライン54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のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。また、モータMG1は、エンジン22を停止状態から始動させる際にエンジン22のクランクシャフト26を回転させるスタータモータとしての役割も担っている。このモータMG1,MG2は、いず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検出する回転位置検出センサ43,44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などが入力されており、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が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータ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用電子制御ユニット70に出力する。
バッテリ55は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)56によって管理されている。バッテリECU56には、バッテリ55を管理するのに必要な信号、例えば,バッテリ55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55の出力端子に接続された電力ライン54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55に取り付けられた温度センサ57からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ55の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、バッテリECU56では、バッテリ55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)を演算している。
ハイブリッド用電子制御ユニット70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と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ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ポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ87からの車速Vなどが入力ポートを介して入力される。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU50やモータECU40,バッテリECU56と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU50やモータECU40,バッテリECU56と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
こうして構成された本実施形態のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて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を計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン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から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータ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およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ55の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン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55の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力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とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
次に、こうして構成されたハイブリッド自動車20の動作、特にモータ運転モードからトルク変換運転モードや充放電運転モードに移行するときのようにエンジン22を運転停止状態から始動する際の動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される始動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22を始動する際に実行される。
始動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、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や車速センサ87からの車速V,エンジン22の回転数NeやモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,エンジン22のモータリングが開始されてからの時間t,バッテリ55の出力制限Woutなど制御に必要なデータを入力する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neは、クランクシャフト26に取り付けられたクランク角センサ140からの信号に基づいて計算されたものをエンジンECU50から通信により入力するものとした。また、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。モータリングが開始されてからの時間tは、エンジン22の始動要求がなされたときに計時が開始されるタイマの計時時間を入力するものとした。バッテリ55の出力制限Woutは、温度センサ57により検出されたバッテリ55の電池温度Tbとバッテリ55の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU56から通信により入力するものとした。
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて車両に要求される要求トルクTr*を設定する(ステップS102)。要求トルクTr*は、本実施形態では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクT*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。
続いて、モータリングが開始されてからの時間tに基づいてモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS104)。ここで、モータMG1のトルク指令Tm1*は、本実施形態では、モータリングが開始されてからの時間tとトルク指令Tm1*との関係を予め定めてトルク指令設定用マップとしてROM74に記憶しておき、時間tが与えられると記憶したマップから対応するトルク指令Tm1*を導出して設定するものとした。トルク指令設定用マップの一例を図5に示す。モータMG1のトルク指令Tm1*は、図示するように、エンジン22の始動要求がなされた時点(t=0)から徐々に大きくなって時間t1以降に比較的大きな所定トルクT1となるよう設定されると共にその後に所定時間が経過した時間t2から徐々に小さくなって時間t3以降に所定トルクT2となるよう設定される。ここで、所定トルクT1および所定時間(時間t1〜t2)は、エンジン22の回転数Neを迅速に上昇させることができるトルクおよび時間として設定され、エンジン22やバッテリ55の性能などにより定められる。また、所定トルクT2は、モータリング消費電力を抑制しながらエンジン22の回転数Neをさらに上昇させることができるトルクとして設定され、エンジン22やバッテリ55の性能などにより定められる。また、モータMG1のトルク指令Tm1*は、エンジン22の回転数が所定の始動回転数Nstartに達したあとはエンジン22が始動回転数Nstartで回転し続けるようなトルクに設定される。
次に、エンジン22の回転数Neが予め定めた所定の始動回転数Nstart以上か否かを判定する(ステップS106)。いま、エンジン22の始動指示がなされた直後を考えれば、エンジン22の回転数Neは始動回転数Nstart未満であるから、ステップS106で否定的な判定がなされ、バッテリ55の出力制限WoutとモータMG1の消費電力(つまりトルク指令Tm1*にモータ回転数Nm1を乗じた値)との偏差をモータMG2の回転数Nm2で除することによりモータMG2から出力可能なトルクの上限としてのトルク制限Tmaxを次式(1)により計算すると共に(ステップS116)、要求トルクTr*とモータMG1のトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いてモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを式(2)により計算する(ステップS118)。そして、各々計算したトルク制限Tmaxと仮モータトルクTm2tmpとを比較して小さい方をモータMG2のトルク指令Tm2*として設定する(ステップS120)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、モータMG1でエンジン22をモータリングすることによって駆動軸としてのリングギヤ軸32aに作用する反力トルクをモータMG2から出力されるトルクでキャンセルすると共に、リングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*をバッテリ55の出力制限Woutの範囲内で制限したトルクとして出力することができる。
Tmax=(Wout-Tm1*/Nm1)/Nm2 …(1)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(2)
なお、式(2)は、図6の共線図を用いれば容易に導くことができる。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1でもあるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neでもあるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除した値でもあるリングギヤ32の回転数Nrを示す。また、S軸,C軸およびR軸上の矢印は各軸に負荷されるトルクを示す。いま、エンジン22は運転停止状態にあるからキャリア34にはエンジン22のトルクが作用せず、サンギヤ31に作用するモータMG1のトルク(トルク指令Tm1*)でもってエンジン22のクランクシャフト26が下支えされる。このときリングギヤ軸32aには反力トルクが作用するためこれをキャンセルするためにモータMG2からキャンセルトルク(=−Tm1*/ρ)が出力される。
こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する(ステップS122)。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。そして、エンジン22が完爆したか否かを判定する(ステップS124)。ここで、エンジン22が完爆したか否かの判定は、本実施形態では、エンジン22の回転数が始動回転数Nstartよりも所定回転数だけ高い判定基準値Nrefを上回ったか否かで行うものとした。いま、エンジン22の回転数Neが始動回転数Nstartに達していないときを考えているから、エンジン22の燃焼制御つまり燃料噴射制御や点火制御は開始されていないため、エンジン22は完爆しておらずステップS100に戻る。
こうしてステップS100〜S106,S116〜S124の処理が繰り返し実行されているうちにエンジン22の回転数Neが所定の始動回転数Nstart以上になると、ステップS106で肯定的な判定がなされ、続いて、気筒150内の吸入空気量が少量になったか否かを判定するにあたり、吸気管圧力Pが所定負圧Pref未満か否かを判定する(ステップS108)。ここで、所定負圧は、本実施形態では、アイドル運転相当の負圧に設定した。また、吸気管圧力Pが所定負圧Pref未満か否かは、本実施形態では、モータリング開始からの時間tが所定の経過時間(例えば2〜3秒)を経過したか否かによって判定するものとした。ここで、所定の経過時間は、モータリング開始から吸気管圧力Pが所定負圧Prefに達するまでに要する時間であり、実験を繰り返すことにより経験的に定めた値である。いま、エンジン22の回転数NeがNstartになった直後を考えれば、モータリング開始からの時間tは未だ所定時間を経過しておらず吸気管圧力Pは未だ所定負圧Prefまで到達していないため、ステップS108で否定的な判定がなされ、その後排気浄化触媒161が適正状態か否かを判定する(ステップS112)。ここで、適正状態とは、本実施形態では、排気浄化触媒161の排気浄化能力が低度になる温度のしきい値(低温基準値)と排気浄化触媒161が空気に晒されると排気浄化触媒161の粒成長により表面積が低下し排気浄化触媒の劣化が促進される温度のしきい値(高温基準値)との間の温度領域内にあるときとした。いま、排気浄化触媒161の触媒温度が低温基準値と高温基準値との間にある場合を考えれば、ステップS112で肯定的な判定がなされ、ステップS116〜S122の処理を実行したあと、ステップS124でエンジン22が完爆しているか否かが判定される。このとき、エンジン22は未だ燃焼制御の開始前であり完爆していないから、ステップS124では否定的な判定がなされ、ステップS100に戻る。すなわち、排気浄化触媒161が適正状態にあるときには、吸気管121内に所定負圧Prefが確保されるまでモータリングを継続するため、吸気管121や気筒150内の空気が排気浄化触媒161へ送られることになるが、排気浄化触媒161は送られてくる空気中に未燃燃料が含まれていたとしてもその未燃燃料を浄化して外部へ放出するのでエミッションが悪化しないし、空気によって粒成長が起こり劣化が促進するといったこともない。
こうしてステップS100〜S108,S112,S116〜S124の処理が繰り返し実行されているうちに吸気管圧力Pが所定負圧Pref未満になると、ステップS108で肯定的な判定がなされ、その後エンジン22の燃料噴射制御や点火制御等といった燃焼制御が実行されているか否かを判定する(ステップS110)。いま、初めて吸気管圧力Pが所定負圧Pref未満になったときを考えると、まだエンジン22の燃焼制御は実行されていないため、ステップS110で否定的な判定がなされ、燃焼制御の開始をエンジンECU50に指示する(ステップS114)。これにより、エンジンECU50はエンジン22の燃焼制御を開始するが、吸気管圧力Pは所定負圧Pref未満であり気筒150内への吸入空気量は減少しているため、エンジン22の回転数Neが始動回転数Nstartに達した直後(つまり吸気管圧力Pが所定負圧Pref未満になっていないとき)にエンジン22の燃焼制御を開始する場合と比べてエンジン始動時のショックを低減することができる。その後、ステップS116〜S122の処理を実行したあと、ステップS124でエンジン22が完爆しているか否かを判定する。このとき、エンジン22は燃焼制御を開始した直後であり完爆していないから、ステップS124で否定的な判定がなされ、ステップS100に戻る。そして、ステップS100〜S108のあとのステップS110ではエンジン22の燃焼制御が既に開始されているため肯定的な判定がなされ、ステップS116〜S124の処理が実行される。こうしてS100〜S110,S116〜S124の処理が繰り返し実行されているうちにエンジン22が完爆すると、ステップS124で肯定的な判定がなされ、本始動制御ルーチンを終了する。
一方、排気浄化触媒161が適正状態でない場合を考える。この場合、ステップS112で否定的な判定がなされ、その後ステップS110へと進み、ステップS110以降の処理を実行する。すなわち、排気浄化触媒161が適正状態にないときには吸気管121内に所定負圧Prefが確保されるまで待つことなく速やかに燃焼制御を開始する。このため、例えば、排気浄化触媒161の触媒浄化能力が低い低温状態の場合には、排気浄化触媒161は送られてくる空気中に未燃燃料が含まれていたとしてもその未燃燃料を十分に浄化して外部へ放出すことができないが、早期に燃焼制御を開始することにより未燃燃料を含む空気を車外に排出してしまう期間つまりエミッションの悪化する期間を短くすることができる。なお、空気中に未燃燃料が含まれている場合としては、エンジン22の停止中にインジェクタ126から燃料がじわじわと漏洩する現象が起きている場合などがあげられる。また、吸気管121や気筒150内の空気が排気浄化触媒161の温度より低い場合には、そのような低温の空気により排気浄化触媒161が一層低温化されてしまうが、早期に燃焼制御を開始することにより低温化される期間を短くすることができる。一方、例えば、排気浄化触媒161が空気に晒されると劣化が促進される高温状態の場合には、早期に燃焼制御を開始することにより空気に晒される期間を短くすることができるので、劣化が促進するのを抑制することができる。
次に、トルク変換運転モードや充放電運転モードといったエンジン22の燃焼制御を伴う運転モードで走行制御を実行しているときのハイブリッド用電子制御ユニット70によって実行される動作について説明する。ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、エンジン22の燃焼制御を伴う運転モードで走行制御を実行しているときに所定のエンジン自動停止条件が成立すると、排気浄化触媒161が適正状態であれば、エンジン22の燃焼制御を停止する指示をエンジンECU50へ送信すると共にエンジン22の運転停止を考慮して算出されたトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40へ送信する停止制御ルーチンを実行し、その後は上述したモータ運転モードで走行制御を実行するか、あるいは停車中であれば所定の停車制御を実行する。一方、所定のエンジン自動停止条件が成立したとしても排気浄化触媒161が適正状態でないときには、エンジン22の燃焼制御を停止する指示をエンジンECU50へ送信せず、現状の走行制御を続行する。ここで、エンジン自動停止条件とは、エンジン22の運転効率が所定の低効率範囲に入るほどエンジン要求パワーPe*が低いときなどに成立する条件である。なお、エンジン要求パワーPe*は、図4の要求トル設定用マップから現在のアクセル開度Accと車速Vとに基づいて要求トルクTr*を求めその要求トルクTr*とリングギヤ軸32aの回転数Nrとの積を減速ギヤ35のギヤ比Grで除して得られる駆動要求パワーPr*と、バッテリ55の充放電に必要な充放電要求パワーPb*とロス分Plossとの和として算出される(Pe*=Pr*+Pb*+Ploss)。また、排気浄化触媒161が適正状態か否かについては、上述したステップS112と同様にして判定する。このように、排気浄化触媒161が適正状態でないときには自動停止条件が成立したとしてもエンジン22の燃焼制御を停止しない(つまりエンジン22の運転を停止しない)ため、その後エンジン22を始動する際に排気浄化触媒161が適正状態でないという事態を招く頻度が少なくなる。つまり、排気浄化触媒161が適正状態にないときにエンジン22の運転を再始動させる頻度を低減することができる。
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のMG1が本発明のモータリング手段に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット70が筒内空気量判定手段や吸気管圧力判定手段に相当し、ハイブリッド用電子制御ユニット70及びエンジンECU20が内燃機関始動制御手段や内燃機関停止制御手段に相当する。また、触媒コンバータ160が排気浄化触媒に相当し、温度センサ162が触媒状態検出手段に相当する。なお、本実施形態では、ハイブリッド自動車20の動作を説明することにより本発明の自動車の制御方法の一例も明らかにしている。
以上詳述した本実施形態のハイブリッド自動車20によれば、排気浄化触媒161の触媒温度が低温基準値以下の低温状態や高温基準値以上の高温状態にあるときには吸気管圧力が所定負圧になる前に燃料噴射制御や点火制御といった燃焼制御を開始するため、排気浄化触媒161の不適正状態に起因してエンジン22の燃焼制御の開始時期の遅れに伴いモータリング中に発生する不具合、具体的には、エミッションの悪化期間の長期化や排気浄化触媒161の劣化の促進といった不具合を抑制することができる。
また、排気浄化触媒161が適正状態にないときにはエンジン22の運転の自動停止を行わないため、排気浄化触媒161が適正状態にないときにエンジン22の運転を再始動させる頻度を低減することができ、ショックを伴うエンジン22の始動の頻度を低減することができる。
更に、本実施形態のハイブリッド自動車20では、走行途中に何度もエンジン22の運転の自動停止と自動再始動とを繰り返すため、エミッションの悪化や排気浄化触媒の劣化の促進といった不具合を抑制する必要性が高く有利である。
更にまた、排気浄化触媒161が適正状態にあるときには吸気管121内に所定負圧が確保されたのちに燃焼制御を行うことにより気筒150内への吸入空気量を減少させることができ、始動時のショックを低減することができる。また、シフトレバー81がPレンジにあるときはリングギヤ軸32aがロックされているため、このリングギヤ軸32aに作用する反力トルクをキャンセルするためのキャンセルトルク(=−Tm1*/ρ)をモータMG2から出力できないことから、この反力トルクがそのままショックとして車体に作用してしまうところ、このハイブリッド自動車20によれば、エンジン始動時に排気浄化触媒161が適正状態にあるときにはPレンジにおいてもエンジン始動時のショックを低減することができる。但し、シフトレバー81がPレンジにありエンジン始動時に排気浄化触媒161が適正状態にないときには、該排気浄化触媒161が適正状態にないことに起因してモータリング中に発生する不具合の抑制を、エンジン始動時のショック低減よりも優先させる。
そして、所定負圧はアイドル運転相当の負圧に設定したため、排気浄化触媒161が適正状態にあるときにはエンジンストールすることなくスムーズに始動できる。
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、上述した実施形態の図3の始動制御ルーチンでは、吸気管圧力Pに基づいて気筒150内の吸入空気量を推定したが、気筒150内の吸入空気量を推定するものであればこれに限定されず、気筒150内の圧力を検出する気筒内圧力センサを気筒内に設け、この気筒内圧力センサによって検出される気筒内圧力から吸入空気量を推定してもよいし、エンジン22に吸入される空気量を検出するエアフロメータを吸気管121に設け、このエアフロメータによって直接吸入空気量を検出してもよい。
また、上述した実施形態の図3の始動制御ルーチンにおいて、ステップS108で吸気管圧力が所定負圧になったか否かはモータリングが開始されてからの時間tに基づいて判定したが、吸気管121に設けられたバキュームセンサ148によって検出した吸気管圧力値によって判定してもよい。
更に、上述した実施形態の図3の始動制御ルーチンでは、ステップS112で排気浄化触媒161が適正状態にあると判定されたときにステップS110で速やかに燃焼制御を開始するとしたが、吸気管圧力が所定負圧よりも所定圧力だけ高い中間負圧になるまでモータリングしたあとに燃焼制御を開始するとしてもよい。
更にまた、上述した実施形態では、エンジン自動停止条件が成立した際、排気浄化触媒161が適正状態にあるときにはエンジン22の運転を自動停止させないとしたが、自動停止させる頻度を低減するとしてもよい。例えば、エンジン自動停止条件が成立した回数をカウントし、その回数が偶数のときには自動停止を行い、その回数が奇数のときには自動停止を行わないこととしてもよい。
そして、上述した実施形態では、ハイブリッド自動車20に本発明を適用した場合を例示したが、モータMG1,MG2の動力を車両駆動軸に伝達させない構成の単なるアイドルストップ機能付き車両に本発明を適用してもよいことはいうまでもない。
ハイブリッド自動車の構成の概略を示す構成図である。 エンジンの構成の概略を示す構成図である。 エンジンの始動制御ルーチンのフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 エンジン始動時の時間とトルク指令Tm1*との関係を表すグラフである。 動力分配統合機構30の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。
符号の説明
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、26 クランクシャフト、28 ダンパ、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、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、54 電力ライン、55 バッテリ、56 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、57 温度センサ、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63,63 駆動輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、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 ブレーキペダルポジションセンサ、87 車速センサ、121 吸気管、122 エアクリーナ、123 排気管、124 スロットルバルブ、126 インジェクタ、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、136 アクチュエータ、138 イグニッションコイル、140 クランク角センサ、146 スロットルポジションセンサ、148 バキュームセンサ、150 気筒、160 触媒コンバータ、161 排気浄化触媒、162 温度センサ、MG1,MG2 モータ。

Claims (13)

  1. 内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
    前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒と、
    前記排気浄化触媒の状態を検出する触媒状態検出手段と、
    前記内燃機関の筒内への吸入空気量が所定の少量領域になったか否かを判定する筒内空気量判定手段と、
    前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正状態のときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記筒内空気量判定手段により前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になったと判定されたあと前記内燃機関の燃焼を開始し、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記筒内空気量判定手段により前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になったと判定される前に前記内燃機関の燃焼を開始する内燃機関始動制御手段と、
    を備えた自動車。
  2. 前記所定の少量領域は、前記内燃機関のアイドル運転相当の筒内への吸入空気量である、
    請求項1に記載の自動車。
  3. 請求項1又は2に記載の自動車であって、
    前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったか否かを判定する吸気管圧力判定手段、
    を備え、
    前記筒内空気量判定手段は、前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になったか否かを前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったか否かで判定する前記吸気管圧力判定手段である、
    自動車。
  4. 内燃機関をモータリング可能なモータリング手段と、
    前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒と、
    前記排気浄化触媒の状態を検出する触媒状態検出手段と、
    前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったか否かを判定する吸気管圧力判定手段と、
    前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正状態のときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記吸気管圧力判定手段により前記吸気管圧力が前記所定の負圧になったと判定されたあと前記内燃機関の燃焼制御を開始し、前記触媒状態検出手段によって検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記モータリング手段によって前記内燃機関をモータリングし前記吸気管圧力判定手段により前記吸気管圧力が前記所定の負圧になったと判定される前に前記内燃機関の燃焼制御を開始する内燃機関始動制御手段と、
    を備えた自動車。
  5. 前記所定の負圧は、前記内燃機関のアイドル運転相当の吸気管圧力である、
    請求項3又は4に記載の自動車。
  6. 前記吸気管圧力判定手段は、前記内燃機関の吸気管圧力に相関するパラメータに基づいて前記内燃機関の吸気管圧力が前記所定の負圧になったか否かを判定する、
    請求項3〜5のいずれかに記載の自動車。
  7. 前記パラメータは、前記モータリング手段による前記内燃機関のモータリング時間である、
    請求項6に記載の自動車。
  8. 前記所定の適正状態でないときとは、前記排気浄化触媒が浄化能力不足になる低温状態のときである、
    請求項1〜7のいずれかに記載の自動車。
  9. 前記所定の適正状態でないときとは、前記排気浄化触媒が空気に晒されると劣化しやすい高温状態のときである、
    請求項1〜8のいずれかに記載の自動車。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の自動車であって、
    所定の内燃機関自動停止条件が成立したときに前記内燃機関の運転を停止させる内燃機関停止制御手段、
    を備え、
    前記内燃機関始動制御手段は、前記内燃機関停止制御手段によって前記内燃機関の運転が停止されたあと所定の内燃機関自動始動条件が成立したときに前記内燃機関を停止状態から始動させる、
    自動車。
  11. 前記内燃機関停止制御手段は、前記内燃機関の運転中に前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記内燃機関の運転を停止させない、
    請求項10に記載の自動車。
  12. (a)内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒の状態を検出するステップと、
    (b)前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正領域のときには前記内燃機関をモータリングし前記内燃機関の筒内への吸入空気量が所定の少量領域になったあと前記内燃機関の燃焼制御を開始し、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記内燃機関をモータリングし前記筒内への吸入空気量が前記所定の少量領域になる前に前記内燃機関の燃焼制御を開始するステップと、
    を含む自動車の制御方法。
  13. (a)内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒の状態を検出するステップと、
    (b)前記内燃機関を停止状態から始動させる際、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒の状態が所定の適正領域のときには前記内燃機関をモータリングし前記内燃機関の吸気管圧力が所定の負圧になったあと前記内燃機関の燃焼制御を開始し、前記ステップ(a)で検出された前記排気浄化触媒が前記所定の適正状態でないときには前記内燃機関をモータリングし前記内燃機関の吸気管圧力が前記所定の負圧になる前に前記内燃機関の燃焼制御を開始するステップと、
    を含む自動車の制御方法。
JP2005107429A 2005-04-04 2005-04-04 自動車及びその制御方法 Pending JP2006283722A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005107429A JP2006283722A (ja) 2005-04-04 2005-04-04 自動車及びその制御方法
DE102006015331A DE102006015331A1 (de) 2005-04-04 2006-04-03 Fahrzeug und Steuerungsverfahren für ein Fahrzeug
US11/395,281 US20060218896A1 (en) 2005-04-04 2006-04-03 Motor vehicle and control method of motor vehicle
CNA2006100720421A CN1847643A (zh) 2005-04-04 2006-04-04 汽车及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005107429A JP2006283722A (ja) 2005-04-04 2005-04-04 自動車及びその制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006283722A true JP2006283722A (ja) 2006-10-19

Family

ID=36999182

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005107429A Pending JP2006283722A (ja) 2005-04-04 2005-04-04 自動車及びその制御方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20060218896A1 (ja)
JP (1) JP2006283722A (ja)
CN (1) CN1847643A (ja)
DE (1) DE102006015331A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015166818A1 (ja) * 2014-04-28 2015-11-05 スズキ株式会社 エンジンの始動制御装置
JP2021088982A (ja) * 2019-12-06 2021-06-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8261864B2 (en) * 2008-06-17 2012-09-11 GM Global Technology Operations LLC Hybrid powertrain auto start control system with engine pulse cancellation
US8157035B2 (en) * 2008-08-15 2012-04-17 GM Global Technology Operations LLC Hybrid vehicle auto start systems and methods
EP2182626B1 (de) 2008-10-31 2018-11-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Stromrichters und nach dem Verfahren arbeitender Stromrichter
EP2182625B1 (de) 2008-11-03 2014-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Stromrichters, Computerprogramm zur Implementierung eines solchen Verfahrens und Datenträger sowie Computersystem, insbesondere Stromrichter, auf dem ein derartiges Computerprogramm gespeichert bzw. geladen ist.
DE102009008073A1 (de) 2009-02-10 2010-07-15 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Stromrichters und nach dem Verfahren arbeitender Stromrichter
DE102009054851A1 (de) * 2009-12-17 2011-06-22 Robert Bosch GmbH, 70469 Verfahren zum Starten einer Synchronmaschine
JP5652090B2 (ja) * 2010-09-30 2015-01-14 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
JP2014184910A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
CN204610119U (zh) * 2015-03-12 2015-09-02 浙江吉利控股集团有限公司 用于串联式混合动力车辆的点火系统
CN106567766A (zh) * 2016-08-31 2017-04-19 潍柴动力股份有限公司 一种在用符合性检测方法及装置
JP2020168926A (ja) * 2019-04-03 2020-10-15 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびその異常診断方法
JP7234996B2 (ja) * 2020-04-10 2023-03-08 トヨタ自動車株式会社 エンジン装置およびこれを備えるハイブリッド自動車

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2548065Y2 (ja) * 1991-09-03 1997-09-17 三菱自動車工業株式会社 ハイブリッド車の排ガス浄化装置
JP3000804B2 (ja) * 1992-10-21 2000-01-17 日産自動車株式会社 ハイブリッド型電気自動車
JP3618269B2 (ja) * 1999-12-06 2005-02-09 トヨタ自動車株式会社 車両の燃料供給停止時の制御装置
JP3979019B2 (ja) * 2001-03-09 2007-09-19 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP4042376B2 (ja) * 2001-10-11 2008-02-06 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP2003254118A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Toyota Motor Corp 車輌用内燃機関の運転停止制御方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015166818A1 (ja) * 2014-04-28 2015-11-05 スズキ株式会社 エンジンの始動制御装置
JP2015209139A (ja) * 2014-04-28 2015-11-24 スズキ株式会社 エンジンの始動制御装置
JP2021088982A (ja) * 2019-12-06 2021-06-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP7215404B2 (ja) 2019-12-06 2023-01-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20060218896A1 (en) 2006-10-05
CN1847643A (zh) 2006-10-18
DE102006015331A1 (de) 2006-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006283722A (ja) 自動車及びその制御方法
JP4175370B2 (ja) ハイブリッド車両およびその制御方法
JP4197038B2 (ja) ハイブリッド自動車およびその制御方法
JP4175371B2 (ja) 内燃機関装置およびその制御方法並びに動力出力装置
JP4513751B2 (ja) ハイブリッド車両およびその制御方法
JP5060370B2 (ja) 車両及び車両の制御方法
JP2010241170A (ja) 動力出力装置、それを備えたハイブリッド自動車および動力出力装置の制御方法
JP2007126097A (ja) ハイブリッド車及びその制御方法
JP2008106675A (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP2010179780A (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP4301066B2 (ja) 内燃機関の自動停止始動装置およびこれを搭載した自動車
JP2013193533A (ja) ハイブリッド車
JP2011069277A (ja) 内燃機関装置および内燃機関の燃料噴射制御方法並びに車両
JP5904131B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置およびハイブリッド車両
JP2010137605A (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP2013024223A (ja) 動力装置の制御装置
JP2007198295A (ja) 車両及びその制御方法
JP2006299812A (ja) 自動車及びその制御方法
JP4196960B2 (ja) 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びにその制御方法
JP2007309113A (ja) 動力出力装置、それを搭載した車両及び動力出力装置の制御方法
JP2017194027A (ja) 自動車
JP5991145B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2016113977A (ja) エンジンの制御装置
JP5751185B2 (ja) ハイブリッド車
JP2011093372A (ja) ハイブリッド自動車