JP2009137531A - Power output device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両の動力出力装置に関し、特に内燃機関を搭載するハイブリッド車両の動力出力装置に関する。 The present invention relates to a power output apparatus for a vehicle, and more particularly to a power output apparatus for a hybrid vehicle equipped with an internal combustion engine.
燃料供給量を増加させる制御と排気の一部を吸気系に再循環させる制御(EGR:Exhaust Gas Recirculation)が従来から行なわれている。ガソリンエンジンは、回転数が高くなると燃焼温度が著しく高まり窒素酸化物の発生が増加するが、EGRにより燃焼温度を下げることができ、窒素酸化物の発生量を減らすことができる。 Conventionally, control for increasing the fuel supply amount and control for recirculating part of the exhaust gas to the intake system (EGR: Exhaust Gas Recirculation) have been performed. In a gasoline engine, when the rotational speed increases, the combustion temperature increases remarkably and the generation of nitrogen oxides increases. However, the combustion temperature can be lowered by EGR, and the amount of nitrogen oxides generated can be reduced.
排気の一部を吸気中に再循環させることにより排気エミッションを向上させる排気ガス再循環装置(以下、EGR装置と称する)は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するEGR通路やEGR通路の途中に設けられて外部排気還流量(吸気中に導入される排気の量)を調量するEGR弁等から構成されている。そして、このEGR弁の開度を内燃機関の運転状態に応じて最適化することで、外部排気還流量(以下、外部EGR量という)が好適に調量され、排気エミッションを向上させることができる。 An exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) that improves exhaust emission by recirculating part of exhaust gas into intake air is an EGR passage or an EGR passage that connects an exhaust passage and an intake passage of an internal combustion engine. And an EGR valve that adjusts the external exhaust gas recirculation amount (the amount of exhaust gas introduced into the intake air). Then, by optimizing the opening degree of the EGR valve in accordance with the operating state of the internal combustion engine, the external exhaust gas recirculation amount (hereinafter referred to as the external EGR amount) is suitably adjusted, and the exhaust emission can be improved. .
ところで、このEGR弁は、燃料不純物や燃えかす等の付着(デポジッション)や異物(パイプの錆びなど)の噛み込みにより、開固着となってしまう可能性がある。特開2005−207285号公報(特許文献1)は、EGR制御弁が開固着した場合でも、燃費の低下を防止しつつ内燃機関の燃焼を良好に保てる内燃機関制御装置を開示している。 By the way, this EGR valve may be stuck open due to the deposition (deposition) of fuel impurities, scum, etc., and the inclusion of foreign matter (such as rust on the pipe). Japanese Patent Laying-Open No. 2005-207285 (Patent Document 1) discloses an internal combustion engine control device that can maintain good combustion of an internal combustion engine while preventing a reduction in fuel consumption even when an EGR control valve is fixed open.
この内燃機関制御装置は、排気ガス通路を通じて排気ガスを排気経路から吸気経路に再循環させる排気ガス再循環機能を備えている。この内燃機関制御装置は、排気ガス通路を開閉するEGR弁が開固着した場合に、その開固着の前に比べて旋回流の増加などにより燃焼改善を行って、内燃機関の燃焼状態を向上させる。これにより、燃料噴射を増加させずに燃焼性の向上が図れ、燃費の低下を防止しつつ内燃機関の燃焼を良好に保つことができる。
近年、環境にやさしい車両として、モータとエンジンを車両の駆動に併用するハイブリッド自動車が開発され、実用化されている。 In recent years, hybrid vehicles using a motor and an engine for driving a vehicle have been developed and put into practical use as environmentally friendly vehicles.
ハイブリッド車両では、シフト位置、アクセル開度および車速に基づき、車軸での駆動要求トルクがマップから求められる。そしてその車軸での駆動要求トルクに車軸回転数が乗算されて駆動要求出力(パワー)が算出され、そのパワーにバッテリに対する充電要求に基づくパワーが加算されトータル出力(要求値)が算出される。 In the hybrid vehicle, the drive request torque on the axle is obtained from the map based on the shift position, the accelerator opening, and the vehicle speed. Then, a drive request output (power) is calculated by multiplying the drive request torque at the axle by the axle rotation speed, and a power based on a charge request for the battery is added to the power to calculate a total output (request value).
このトータル出力(目標値)が決定されると、それに対応するエンジン出力(要求値)を出力するための最適な運転条件(目標エンジン回転数)がエンジン動作線上で決定される。エンジン動作線と等エンジンパワー線との交点が目標エンジン回転数と目標エンジントルクとなる。なお、エンジン動作線は、HV動作線とも称される。 When this total output (target value) is determined, the optimum operating condition (target engine speed) for outputting the engine output (required value) corresponding thereto is determined on the engine operating line. The intersection of the engine operating line and the equal engine power line becomes the target engine speed and the target engine torque. The engine operation line is also referred to as an HV operation line.
エンジン制御部は、上記のように決定されたエンジン出力(要求値)と目標エンジン回転数を実現するように、燃料噴射、点火時期、電子スロットル、VVT−i(吸気側可変バルブタイミング)制御等を行なう。 The engine control unit performs fuel injection, ignition timing, electronic throttle, VVT-i (intake side variable valve timing) control, etc. so as to realize the engine output (required value) and the target engine speed determined as described above. To do.
運転者のアクセルペダル操作等によって加速要求が入力されるとエンジン出力(要求値)が増加する。したがって、エンジン制御部は、通常は、エンジン動作線上をエンジン出力(要求値)を増加させる方向にエンジンの動作点を移動させる。 When an acceleration request is input by a driver's accelerator pedal operation or the like, the engine output (required value) increases. Therefore, the engine control unit normally moves the operating point of the engine in the direction of increasing the engine output (required value) on the engine operating line.
発進時など、車速が低いときには、エンジンの運転効率が悪化するので、エンジンの運転を停止させ、モータのみで車両を推進させる制御が行なわれる。 When the vehicle speed is low, such as when starting, the engine operating efficiency deteriorates. Therefore, the engine is stopped and the vehicle is driven only by the motor.
このような制御が行なわれるハイブリッド車両において、エンジンがEGR装置を備えている場合に、EGR弁が開固着となったときの制御については、まだまだ十分な検討がなされていない。すくなくとも、EGR装置に故障が発生した場合であっても、修理工場まで自力で走行できる機能は確保されていることが望ましい。 In a hybrid vehicle in which such control is performed, when the engine is equipped with an EGR device, the control when the EGR valve is stuck open has not yet been fully studied. At least, even if a failure occurs in the EGR device, it is desirable that a function capable of traveling by itself to the repair shop is secured.
この発明の目的は、ハイブリッド車両に搭載されたEGR装置に故障が発生した場合であっても、退避走行が可能な車両の動力出力装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a power output device for a vehicle that can be evacuated even when a failure occurs in an EGR device mounted on a hybrid vehicle.
この発明は、要約すると、車両の動力出力装置であって、内燃機関と、内燃機関の排気の一部を内燃機関の吸気系に再循環させる排気再循環機構と、車輪を駆動するための電動機と、内燃機関および電動機を制御する制御装置とを備える。制御装置は、排気再循環機構が正常である場合には、車両起動後における内燃機関の間欠運転を許可し、排気再循環機構に異常が生じた場合は、車両起動後における内燃機関の間欠運転を禁止する。 In summary, the present invention relates to a power output apparatus for a vehicle, an internal combustion engine, an exhaust gas recirculation mechanism that recirculates a part of exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system of the internal combustion engine, and an electric motor for driving wheels. And a control device for controlling the internal combustion engine and the electric motor. When the exhaust gas recirculation mechanism is normal, the control device permits intermittent operation of the internal combustion engine after starting the vehicle. When an abnormality occurs in the exhaust gas recirculation mechanism, the control device intermittently operates the internal combustion engine after starting the vehicle. Is prohibited.
好ましくは、内燃機関は、吸気弁と、排気弁と、吸気弁および排気弁の開弁期間のオーバーラップ量を変化させることができる可変バルブタイミング機構と、内燃機関へ燃料を供給する燃料供給機構とを含む。制御装置は、排気再循環機構に異常が生じた場合は、燃料供給機構に燃料の増量を指示するとともに、可変バルブタイミング機構にオーバーラップ量を減少させる。 Preferably, the internal combustion engine includes an intake valve, an exhaust valve, a variable valve timing mechanism capable of changing an overlap amount during a valve opening period of the intake valve and the exhaust valve, and a fuel supply mechanism for supplying fuel to the internal combustion engine Including. When an abnormality occurs in the exhaust gas recirculation mechanism, the control device instructs the fuel supply mechanism to increase the amount of fuel and decreases the overlap amount to the variable valve timing mechanism.
好ましくは、内燃機関が出力する動力の少なくとも一部を車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構をさらに備える。制御装置は、内燃機関の間欠運転の許可時には、車両状態が所定の条件を満たした場合に内燃機関を停止させる。所定の条件は、車速が第1のしきい値以下であることを含む。 Preferably, it further includes a power split mechanism that transmits at least part of the power output from the internal combustion engine to the drive shaft of the wheel. When permitting intermittent operation of the internal combustion engine, the control device stops the internal combustion engine when the vehicle state satisfies a predetermined condition. The predetermined condition includes that the vehicle speed is equal to or lower than the first threshold value.
より好ましくは、車両の動力出力装置は、回転電機に電力を供給する蓄電装置と、内燃機関が発生する機械的動力の少なくとも一部を電力に変換する発電機とをさらに備える。所定の条件は、蓄電装置の蓄電状態が第2のしきい値よりも低下したことをさらに含む。 More preferably, the motive power output device of the vehicle further includes a power storage device that supplies electric power to the rotating electrical machine, and a generator that converts at least a part of mechanical power generated by the internal combustion engine into electric power. The predetermined condition further includes that the power storage state of the power storage device has decreased below the second threshold value.
本発明によれば、EGR装置に故障が発生した場合であっても、エンジン失火が抑制され、自走で修理工場まで走行することが可能となる。 According to the present invention, even when a failure occurs in the EGR device, engine misfire is suppressed, and it is possible to travel to a repair shop by self-propelling.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本実施の形態のハイブリッド車両1の主たる構成を示す図である。ハイブリッド車両1は、エンジンとモータとを走行に併用する車両である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a
図1を参照して、ハイブリッド車両1は、前輪20R,20Lと、後輪22R,22Lと、エンジン2と、プラネタリギヤ16と、デファレンシャルギヤ18と、ギヤ4,6とを含む。
Referring to FIG. 1,
ハイブリッド車両1は、さらに、車両後方に配置されるバッテリBと、バッテリBの出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット32と、昇圧ユニット32との間で直流電力を授受するインバータ36と、プラネタリギヤ16を介してエンジン2と結合され主として発電を行なうモータジェネレータMG1と、回転軸がプラネタリギヤ16に接続されるモータジェネレータMG2とを含む。インバータ36はモータジェネレータMG1,MG2に接続され、交流電力と昇圧ユニット32からの直流電力との変換を行なう。
The
プラネタリギヤ16は、第1〜第3の回転軸を有する。第1の回転軸46はエンジン2に接続され、第2の回転軸44はモータジェネレータMG1に接続され、第3の回転軸はモータジェネレータMG2に接続される。この第3の回転軸は、車輪を駆動するための駆動軸42でもある。
この第3の回転軸にはギヤ4が取付けられ、このギヤ4はギヤ6を駆動することによりデファレンシャルギヤ18に動力を伝達する。デファレンシャルギヤ18は、ギヤ6から受ける動力を前輪20R,20Lに伝達するとともに、ギヤ6,4を介して前輪20R,20Lの回転力をプラネタリギヤの第3の回転軸に伝達する。
A
プラネタリギヤ16は、エンジン2,モータジェネレータMG1,MG2の間で動力を分割する動力分割機構としての役割を果たす。すなわちプラネタリギヤ16の3つの回転軸のうち2つの回転軸の回転が定まれば、残る1つの回転軸の回転は強制的に決定される。したがって、エンジン2を最も効率のよい領域(HV動作線上)で動作させつつ、モータジェネレータMG1の発電量を制御してモータジェネレータMG2を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
なお、モータジェネレータMG2の回転を減速してプラネタリギヤ16に伝達する減速ギヤを設けても良く、その減速ギヤの減速比を変更可能にした変速ギヤを設けても良い。
A reduction gear that decelerates the rotation of motor generator MG2 and transmits it to
直流電源であるバッテリBは、たとえばニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池を含み、直流電力を昇圧ユニット32に供給するとともに、昇圧ユニット32からの直流電力によって充電される。
Battery B as a DC power source includes a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion, for example, and supplies DC power to boosting
昇圧ユニット32は、バッテリBから受ける直流電圧を昇圧してその昇圧された直流電圧をインバータ36に供給する。インバータ36は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータMG1を駆動制御する。また、エンジン始動後には、モータジェネレータMG1が発電した交流電力はインバータ36によって直流に変換され、昇圧ユニット32によってバッテリBの充電に適切な電圧に変換されてバッテリBが充電される。
また、インバータ36はモータジェネレータMG2を駆動する。モータジェネレータMG2はエンジン2を補助して前輪20R,20Lを駆動する。制動時には、モータジェネレータMG2は回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ36および昇圧ユニット32を経由してバッテリBに戻される。バッテリBは組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットB0〜Bnを含む。昇圧ユニット32とバッテリBとの間にはシステムメインリレー28,30が設けられ、車両非運転時には高電圧が遮断される。
ハイブリッド車両1は、さらに、制御装置14を含む。制御装置14は、運転者の指示および車両に取付けられた各種センサからの出力に応じて、エンジン2,インバータ36,昇圧ユニット32およびシステムメインリレー28,30の制御を行なう。
図2は、図1のエンジン2に関する構成をより詳細に示す図である。
図2を参照して、エンジン2には、エアクリーナ102から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ104により調整される。スロットルバルブ104はスロットルモータ312により駆動される電機制御式スロットルバルブである。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration related to the
Referring to FIG. 2, air is sucked into
エンジン2は、V型エンジンであり、2つのバンクA,Bを含む。以下、参照符号の末尾には、バンクAの要素にはAが付され、バンクBの要素にはBが付される。
The
スロットルバルブ104を通過した空気は、吸気通路140からサージタンク142に導入され、吸気通路144から2つのバンクA,Bに分かれて吸入される。空気は、シリンダ106A,106B(燃焼室)の手前の吸気ポートにおいて燃料と混合される。インジェクタ108A,108Bから燃料がバンクA,Bの吸気ポートにそれぞれ噴射される。
The air that has passed through the
燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、ポート噴射用のインジェクタを設けた例について説明するが、インジェクタ108A,108Bの噴射孔がシリンダ106A,106B内にそれぞれ設けられた直噴エンジンであってもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタと直噴用インジェクタを両方設けるようにしてもよい。
Fuel is injected during the intake stroke. Note that the timing of fuel injection is not limited to the intake stroke. In this embodiment, an example in which an injector for port injection is provided will be described, but a direct injection engine in which injection holes of
各バンクには、例えば4つずつのシリンダが設けられる。シリンダ106A,106B内の混合気は、イグニッションコイル110A,110Bに接続された点火プラグによりそれぞれ着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒112A,112Bにより浄化された後に合流し、さらにセンターマフラーの三元触媒112で浄化された後に車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン114A,114Bが押し下げられ、クランクシャフトが回転する。
For example, four cylinders are provided in each bank. The air-fuel mixture in the
シリンダ106Aの頭頂部には、吸気バルブ118Aおよび排気バルブ120Aが設けられる。シリンダ106Aに導入される空気の量および時期は、吸気バルブ118Aにより制御される。シリンダ106Aから排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ120Aにより制御される。吸気バルブ118Aはカムシャフト130Aに設けられた図示しないカムにより駆動される。排気バルブ120Aはカムシャフト129Aに設けられた図示しないカムにより駆動される。
An
シリンダ106Bの頭頂部には、吸気バルブ118Bおよび排気バルブ120Bが設けられる。シリンダ106Bに導入される空気の量および時期は、吸気バルブ118Bにより制御される。シリンダ106Bから排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ120Bにより制御される。吸気バルブ118Bはカムシャフト130Bに設けられた図示しないカムにより駆動される。排気バルブ120Bはカムシャフト129Bに設けられた図示しないカムにより駆動される。
An
吸気バルブ118A,118Bは、VVT(Variable Valve Timing)機構126A,126Bにより、開閉タイミングがそれぞれ制御される。排気バルブ120A,120Bについても、開閉タイミングをVVT機構により制御するようにしてもよい。
The
本実施の形態においては、カムがVVT機構により回転されることにより、吸気バルブ118A,118Bの開閉タイミングが制御される。なお、開閉タイミングを制御する方法はこれに限らない。また、VVT機構には、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
In the present embodiment, the opening and closing timing of
制御装置14は、エンジン2が所望の運転状態になるように、スロットル開度θthと、各バンクA,Bの点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブの動作状態(開閉タイミング、リフト量、作用角等)を制御する。制御装置14には、カム角センサ300A,300B、クランク角センサ302、ノックコントロールセンサ(KCS:Knock Control Sensor)304A,304B、スロットル開度センサ306、イグニッションスイッチ308、アクセルペダルポジションセンサ314から信号が入力される。
The
カム角センサ300A,300Bは、カムの位置を表す信号を出力する。クランク角センサ302は、クランクシャフトの回転数(エンジン回転数)およびクランクシャフトの回転角度を表す信号を出力する。ノックセンサ304A,304Bは、エンジン2の振動の強度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ306は、スロットル開度を表す信号を出力する。イグニッションスイッチ308は、運転者の操作によりオンにされた場合、イグニッションスイッチ308がオンであることを表す信号を出力する。アクセルペダルポジションセンサ314は、運転者の操作するアクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセルペダルポジションAccを出力する。
The
制御装置14は、これらのセンサから入力された信号、メモリ(図示せず)に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン2を制御する。
The
制御装置14は、バンクAに関するセンサの信号を受けバンクAについてのVVT機構126Aの制御を行なうバンクA制御部202Aと、バンクBに関するセンサの信号を受けバンクBについてのVVT機構126Bの制御を行なうバンクB制御部202Bと、バンクA,Bに共通なセンサの信号を受けてバンクA,Bに共通する制御を行なうエンジン制御部201とを含む。
図2に示されるエンジン2の周辺構成には、排気ガス再循環装置(以下、EGR装置と称する)が設けられている。EGR装置は、排気の一部を吸気系に戻し、混合気が燃焼する時の最高温度を低くしてNOxの生成量を抑える装置である。バンクBの排気管146からEGR通路148が分岐され、EGR通路148は吸気通路140に接続されている。EGR通路148の途中にはEGR弁150が設けられている。制御装置14のエンジン制御部201からの指令によりEGR弁150が開閉制御される。また、EGR弁150の開弁量は、EGR開度センサ151によって検出されて制御装置14のエンジン制御部201に送信される。
An exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) is provided in the peripheral configuration of the
図3は、本実施の形態における過熱抑制制御について説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、車両走行制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。 FIG. 3 is a flowchart for explaining overheat suppression control in the present embodiment. The process of this flowchart is called and executed from the main routine of vehicle travel control every predetermined time or every time a predetermined condition is satisfied.
図2、図3を参照して、処理が開始されるとまずステップS1において、EGR弁150が開固着となっているか否かが判断される。制御装置14は、開弁量を減少させる指令をEGR弁150に送信しても、EGR開度センサ151で検出される開弁量が変化しないときに開固着であると判断する。
Referring to FIGS. 2 and 3, when the process is started, it is first determined in step S1 whether or not
なお、EGR開度センサ151を設けない場合には、たとえば、EGR弁150が開固着となると回転変動が大きくなるので、回転変動を検出することで開固着であると判断することも可能である。具体的には、エンジンがアイドル運転状態にある場合において、目標回転数が1000rpmであるとすれば、このときクランク角センサ302の出力から得られるエンジン回転数が下限側しきい値(たとえば800rpm)および上限側しきい値(たとえば1200rpm)の間からはみ出した回数が単位時間あたり一定値以上となったことをもってEGR弁150が開固着となっていると判断しても良い。
In the case where the EGR
EGR弁150が開固着していなければ(ステップS1でNO)ステップS2に処理が進み、以下通常のエンジン制御が行なわれる。まずステップS2では、燃料の空燃比A/Fが理想空燃比(エンジン種類や燃料種類によって異なるが、たとえばA/F=14.56)となるように空燃比制御が行なわれる。
If the
さらにステップS3において、吸気バルブ118A,118Bの開閉タイミングを制御する、VVT機構126A,126Bに対して、標準のマップから得られる制御量に基づく制御が行なわれる。
Further, in step S3, control based on the control amount obtained from the standard map is performed on the
さらにステップS4において、エンジン間欠運転が許可される。エンジン間欠運転許可状態では、発進時など車速が低いときにはエンジンの運転効率が悪化するので、モータのみで車両を推進させエンジンは運転を停止する制御が行なわれる。なお、停止時、発進時であっても、バッテリの充電状態(SOC:State Of Charge)が不十分である場合や、加速要求量が大きい場合にはエンジンは停止されない。 Further, in step S4, intermittent engine operation is permitted. In the engine intermittent operation permission state, when the vehicle speed is low, such as at the time of starting, the engine operating efficiency deteriorates. Therefore, control is performed to propel the vehicle only with the motor and stop the operation of the engine. Even when the vehicle is stopped or started, the engine is not stopped when the state of charge (SOC) of the battery is insufficient or when the acceleration request amount is large.
ステップS2〜S4の設定が行なわれると、ステップS9に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。 When the settings of steps S2 to S4 are performed, the process proceeds to step S9, and the control is moved to the main routine.
一方、ステップS1でEGR弁150が開固着していると判断されると、ステップS5に処理が進む。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the
まずステップS5では、燃料の空燃比A/Fが理想空燃比よりも燃料リッチ状態(エンジン種類や燃料種類によって異なるが、たとえばA/F=12.5)となるように空燃比制御が行なわれる。空燃比をリッチ側に補正することにより、エンジンに供給される燃料が増加される。これにより、燃焼状態が安定化する。 First, in step S5, air-fuel ratio control is performed so that the air-fuel ratio A / F of the fuel is in a fuel rich state (for example, A / F = 12.5 depending on the engine type and fuel type) than the ideal air-fuel ratio. . By correcting the air-fuel ratio to the rich side, the fuel supplied to the engine is increased. Thereby, a combustion state is stabilized.
さらにステップS6において、吸気バルブ118A,118Bの開閉タイミングを制御する、VVT機構126A,126Bに対して、EGR弁開固着状態に適合させたマップから得られる制御量に基づく制御が行なわれる。たとえば吸気バルブに対してVVT機構が設けられている例では、EGR弁150が開固着状態であると判断されたときには、吸気バルブ118A,118Bのバルブタイミングが最遅角となるように制御される。この最遅角制御は、制御装置14からVVT機構126A,126Bに制御信号が出力されて行なわれる。たとえば、吸気タイミングプーリーに組み込まれたヘリカルスプラインをエンジンの油圧で回転させ、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を遅角側に変化させる。最遅角制御することにより、吸気バルブ118Aおよび排気バルブ120A(または、吸気バルブ118Bおよび排気バルブ120B)が同時に開くオーバーラップが低減され、いわゆる内部EGR(EGR通路によらず排気管から開弁された排気バルブを介して排気がシリンダ内に導入されること、自己EGRともいわれる)を低減することができる。これにより、EGR弁開固着状態となって不安定になったシリンダ内の燃料の燃焼を安定させることができる。
Further, in step S6, control based on a control amount obtained from a map adapted to the EGR valve open fixed state is performed on the
さらにステップS7において、エンジン間欠運転が禁止される。EGR弁が固着すると、エンジンシリンダ内に大量の排気ガスが残ってしまうため、エンジンの失火がおこりやすい。このため、エンジンを停止すると再始動できなくなってしまう可能性がある。エンジン間欠運転禁止状態では、車両が停止してもエンジンはアイドル状態で運転を継続する。つまり交差点等で一時停止した場合でも間欠運転せず、エンジンは燃料が残っていればイグニッションスイッチがオフされるまで連続運転する。 Further, in step S7, intermittent engine operation is prohibited. When the EGR valve is fixed, a large amount of exhaust gas remains in the engine cylinder, and the engine is likely to misfire. For this reason, if the engine is stopped, there is a possibility that it cannot be restarted. In the engine intermittent operation prohibited state, the engine continues to operate in an idle state even if the vehicle stops. That is, even when the vehicle is temporarily stopped at an intersection or the like, the engine is not intermittently operated. If the fuel remains, the engine continuously operates until the ignition switch is turned off.
続いて、ステップS8において、警告ランプ(MIL:Malfunction Indication Lump)が点灯され、運転者に故障発生が放置される。なお、警告ランプに代えて、液晶パネル等に警告表示を表示しても良く、また音声によって警告を報知しても良い。 Subsequently, in step S8, a warning lamp (MIL: Malfunction Indication Lump) is turned on, and the driver is left with a failure. Instead of the warning lamp, a warning display may be displayed on the liquid crystal panel or the like, or the warning may be notified by voice.
エンジンが停止しにくいように制御を変更しているので、故障が放置された場合、運転者は車両を修理工場まで退避走行させることができる。なお、ハイブリッド車両の場合は、車輪を駆動するモータを搭載しているのでエンジン系の故障発生時にエンジンを停止させてモータのみで車両を走行することも可能であるが、これではバッテリの電力が尽きれば車両を動かすことができなくなる。したがって路肩までは退避走行できても、修理工場までたどり着けるか否かはわからない。本実施の形態のハイブリッド車両であれば、燃料が十分にあればそのようなハイブリッド車両の場合よりも長距離および長時間の走行が可能となる。したがって、修理工場まで自走できる可能性がより高まる。 Since the control is changed so that the engine is difficult to stop, the driver can evacuate the vehicle to the repair shop if the failure is left unattended. In the case of a hybrid vehicle, a motor for driving the wheels is mounted, so that it is possible to stop the engine when the engine system fails and the vehicle can be driven by the motor alone. If you run out, you will not be able to move the vehicle. Therefore, even if you can evacuate to the road shoulder, you do not know whether you can reach the repair shop. With the hybrid vehicle of the present embodiment, if the fuel is sufficient, it is possible to travel for a longer distance and for a longer time than in the case of such a hybrid vehicle. Therefore, the possibility of being able to run to the repair shop is further increased.
ステップS5〜S8の設定が完了すると、ステップS9に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。 When the settings in steps S5 to S8 are completed, the process proceeds to step S9, and control is transferred to the main routine.
図4は、図3に示した制御が適用されたEGR異常時の制御の様子を説明するための動作波形図である。 FIG. 4 is an operation waveform diagram for explaining the state of control when the EGR is abnormal to which the control shown in FIG. 3 is applied.
図4を参照して、波形図の横軸には時間が示され、図4の上から順に、EGR判定結果、燃料噴射量、空燃比、バルブタイミング、スロットル開度θth、EGR率の時間経過に伴う変化を示す波形が記載されている。 Referring to FIG. 4, time is shown on the horizontal axis of the waveform diagram, and the EGR determination result, fuel injection amount, air-fuel ratio, valve timing, throttle opening θth, EGR rate time lapse in order from the top of FIG. 4. The waveform which shows the change accompanying this is described.
時刻t0〜t1にかけてスロットル開度θthは、所定値PTに設定され、空燃比は14.56に設定されている。 From time t0 to t1, the throttle opening θth is set to a predetermined value PT, and the air-fuel ratio is set to 14.56.
時刻t1において、EGR判定が正常から異常に変化する。この異常はEGR弁の開固着である。このため、EGR率は時刻t1において急増している。 At time t1, the EGR determination changes from normal to abnormal. This abnormality is an open adhesion of the EGR valve. For this reason, the EGR rate rapidly increases at time t1.
制御装置14は、時刻t1においてEGR装置の異常が検出されると、燃料を増量し、空燃比が14.5から12.5に向かうように燃料リッチ側に制御する。同時に、制御装置14は、バルブタイミングをシリンダへの吸気充填効率が最大となるタイミングに変化させる。また制御装置14は、スロットル開度を最大開度WOT(Wide Open Throttle)に設定し、吸気量を増加させる。
When the abnormality of the EGR device is detected at time t1, the
このような制御が行なわれることにより、時刻t1〜t2にかけて、急増したEGR率は次第に減少する。したがって、時刻t2以降では、EGR率が急増する前の元通りまでは下がらないが、エンジンの失火が発生しない程度にはEGR率を下げることができる。 By performing such control, the rapidly increasing EGR rate gradually decreases from time t1 to time t2. Therefore, after time t2, the EGR rate does not decrease to the level before the rapid increase, but the EGR rate can be lowered to the extent that engine misfire does not occur.
したがって、EGR弁150が開固着となった場合でも、運転時のエンジン失火を抑制し、モータのみで走行する距離よりも自走可能な距離を伸ばすことができる。これにより、警告ランプ点灯後に、自走で販売店や修理工場に行くことができる可能性が高まる。
Therefore, even when the
最後に、再び図1等を参照して、本実施の形態について総括的に説明する。
本実施の形態の車両の動力出力装置は、エンジン2と、エンジン2の排気の一部をエンジン2の吸気系に再循環させる排気再循環機構と、車輪を駆動するための電動機と、エンジン2および電動機を制御する制御装置14とを備える。制御装置14は、排気再循環機構が正常である場合には、車両起動後におけるエンジン2の間欠運転を許可し、排気再循環機構に異常が生じた場合は、車両起動後におけるエンジン2の間欠運転を禁止する。
Finally, referring to FIG. 1 again, the present embodiment will be generally described.
The vehicle power output apparatus according to the present embodiment includes an
好ましくは、図2に示すように、エンジン2は、吸気弁118A,118Bと、排気弁120A,120Bと、吸気弁および排気弁の開弁期間のオーバーラップ量を変化させることができる可変バルブタイミング機構(VVT機構126A,126B)と、エンジン2へ燃料を供給する燃料供給機構(インジェクタ108A,108B)とを含む。制御装置14は、排気再循環機構に異常が生じた場合は、燃料供給機構に燃料の増量を指示するとともに、可変バルブタイミング機構にオーバーラップ量を減少させる。
Preferably, as shown in FIG. 2, the
好ましくは、エンジン2が出力する動力の少なくとも一部を車輪の駆動軸に伝達する動力分割機構(プラネタリギヤ16)をさらに備える。制御装置14は、エンジン2の間欠運転の許可時には、車両状態が所定の条件を満たした場合にエンジン2を停止させる。所定の条件は、車速が第1のしきい値以下であることを含む。
Preferably, a power split mechanism (planetary gear 16) for transmitting at least part of the power output from
より好ましくは、車両の動力出力装置は、回転電機に電力を供給する蓄電装置(バッテリB)と、エンジン2が発生する機械的動力の少なくとも一部を電力に変換する発電機(モータジェネレータMG1)とをさらに備える。所定の条件は、蓄電装置の蓄電状態が第2のしきい値よりも低下したことをさらに含む。
More preferably, the vehicle power output device includes a power storage device (battery B) for supplying electric power to the rotating electrical machine, and a generator (motor generator MG1) for converting at least a part of mechanical power generated by the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 ハイブリッド車両、2 エンジン、4,6 ギヤ、14 制御装置、16 プラネタリギヤ、18 デファレンシャルギヤ、20R,20L 前輪、22R,22L 後輪、28,30 システムメインリレー、32 昇圧ユニット、36 インバータ、42 駆動軸、44,46 回転軸、102 エアクリーナ、104 スロットルバルブ、106A,106B シリンダ、108A,108B インジェクタ、110A,110B イグニッションコイル、112,112A,112B 三元触媒、114A,114B ピストン、118A,118B 吸気バルブ、120A,120B 排気バルブ、126A,126B VVT機構、129A,129B,130A,130B カムシャフト、140 吸気通路、142 サージタンク、144 吸気通路、146 排気管、148 EGR通路、150 EGR弁、151 EGR開度センサ、201 エンジン制御部、202A バンクA制御部、202B バンクB制御部、300A,300B カム角センサ、302 クランク角センサ、304A,304B ノックセンサ、306 スロットル開度センサ、308 イグニッションスイッチ、312 スロットルモータ、314 アクセルペダルポジションセンサ、B バッテリ、B0 電池ユニット、MG1,MG2 モータジェネレータ、PG プラネタリギヤ。
1 Hybrid vehicle, 2 engine, 4, 6 gear, 14 control device, 16 planetary gear, 18 differential gear, 20R, 20L front wheel, 22R, 22L rear wheel, 28, 30 system main relay, 32 boost unit, 36 inverter, 42 drive Shaft, 44, 46 Rotating shaft, 102 Air cleaner, 104 Throttle valve, 106A, 106B Cylinder, 108A, 108B Injector, 110A, 110B Ignition coil, 112, 112A, 112B Three-way catalyst, 114A, 114B Piston, 118A,
Claims (4)
前記内燃機関の排気の一部を前記内燃機関の吸気系に再循環させる排気再循環機構と、
車輪を駆動するための電動機と、
前記内燃機関および前記電動機を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記排気再循環機構が正常である場合には、車両起動後における前記内燃機関の間欠運転を許可し、前記排気再循環機構に異常が生じた場合は、車両起動後における前記内燃機関の間欠運転を禁止する、車両の動力出力装置。 An internal combustion engine;
An exhaust gas recirculation mechanism for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine;
An electric motor for driving the wheels;
A control device for controlling the internal combustion engine and the electric motor,
When the exhaust gas recirculation mechanism is normal, the control device permits intermittent operation of the internal combustion engine after starting the vehicle, and when an abnormality occurs in the exhaust gas recirculation mechanism, the control device A vehicle power output device that prohibits intermittent operation of an internal combustion engine.
吸気弁と、
排気弁と、
前記吸気弁および前記排気弁の開弁期間のオーバーラップ量を変化させることができる可変バルブタイミング機構と、
前記内燃機関へ燃料を供給する燃料供給機構とを含み、
前記制御装置は、前記排気再循環機構に異常が生じた場合は、前記燃料供給機構に燃料の増量を指示するとともに、前記可変バルブタイミング機構に前記オーバーラップ量を減少させる、請求項1に記載の車両の動力出力装置。 The internal combustion engine
An intake valve;
An exhaust valve;
A variable valve timing mechanism capable of changing an overlap amount of a valve opening period of the intake valve and the exhaust valve;
A fuel supply mechanism for supplying fuel to the internal combustion engine,
2. The control device according to claim 1, wherein when an abnormality occurs in the exhaust gas recirculation mechanism, the control device instructs the fuel supply mechanism to increase the amount of fuel and decreases the overlap amount to the variable valve timing mechanism. Vehicle power output device.
前記制御装置は、前記内燃機関の間欠運転の許可時には、車両状態が所定の条件を満たした場合に前記内燃機関を停止させ、
前記所定の条件は、
車速が第1のしきい値以下であることを含む、請求項1に記載の車両の動力出力装置。 A power split mechanism that transmits at least part of the power output from the internal combustion engine to the drive shaft of the wheel;
The controller, when permitting intermittent operation of the internal combustion engine, stops the internal combustion engine when a vehicle state satisfies a predetermined condition,
The predetermined condition is:
The vehicle power output device according to claim 1, comprising a vehicle speed being equal to or less than a first threshold value.
前記内燃機関が発生する機械的動力の少なくとも一部を電力に変換する発電機とをさらに備え、
前記所定の条件は、
前記蓄電装置の蓄電状態が第2のしきい値よりも低下したことをさらに含む、請求項3に記載の車両の動力出力装置。 A power storage device for supplying electric power to the rotating electrical machine;
A generator for converting at least part of the mechanical power generated by the internal combustion engine into electric power,
The predetermined condition is:
The power output device for a vehicle according to claim 3, further comprising that the power storage state of the power storage device is lower than a second threshold value.
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