JP2009264230A - Internal combustion engine, vehicle and control method for internal combustion engine - Google Patents
Internal combustion engine, vehicle and control method for internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関装置および車両並びに内燃機関装置の制御方法に関し、詳しくは、内燃機関と、該内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには該所定の低負荷領域とは異なる非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を前記内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、を備える内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device, a vehicle, and a control method for an internal combustion engine device. More specifically, the present invention relates to an internal combustion engine, and when the internal combustion engine is operated in a predetermined low load region, it is different from the predetermined low load region. An internal combustion engine device comprising an exhaust gas supply means for adjusting the valve opening in the closing direction and supplying exhaust gas to the intake system of the internal combustion engine as compared with when operating in a low load region, and a vehicle equipped with the same The present invention also relates to a method for controlling an internal combustion engine device.
従来、この種の内燃機関装置としては、排気を吸気系に供給するEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置のEGRバルブの故障診断を行なうものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、スロットル開度が中間開度で且つエンジンのトルク変動が比較的大きいときに、開度が小さくなるよう開度制御信号をEGRバルブに出力してエンジンのトルク変動を検出し、EGRバルブの開度制御信号にも拘わらずエンジンのトルク変動が変化しなかったときにはEGRバルブが開状態で固着していると判定している。
上述した内燃機関装置では、アクセル開度が中間開度の状態でEGRバルブの異常を判定することについては記載されているものの、アクセル開度が比較的小さくエンジンが低負荷で運転される状態でEGRバルブの異常を判定することについては言及されていない。エンジンが低負荷で運転されている状態では、EGRバルブが開状態で固着すると、その燃焼状態が悪化し、失火したり、エンジンの排気系に設けられている浄化触媒が悪影響を与えたりする場合もあるから、エンジンが低負荷で運転されている状態でも、EGRバルブの異常をより正確な診断することが求められている。 In the internal combustion engine apparatus described above, although it is described that the abnormality of the EGR valve is determined when the accelerator opening is the intermediate opening, the accelerator opening is relatively small and the engine is operated at a low load. There is no mention of determining an abnormality of the EGR valve. When the engine is operating at a low load, if the EGR valve is stuck in the open state, the combustion state deteriorates and misfire occurs, or the purification catalyst provided in the engine exhaust system adversely affects Therefore, there is a demand for more accurate diagnosis of EGR valve abnormality even when the engine is operated at a low load.
本発明の内燃機関装置およびその制御方法は、内燃機関が低負荷で運転されている状態で排気を吸気系に供給する排気供給装置の異常をより正確に判定することを主目的とする。 An internal combustion engine device and a control method thereof according to the present invention are mainly intended to more accurately determine an abnormality in an exhaust gas supply device that supplies exhaust gas to an intake system in a state where the internal combustion engine is operated at a low load.
本発明の内燃機関装置およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine apparatus and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の内燃機関装置は、
内燃機関を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには該所定の低負荷領域とは異なる非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を前記内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、
目標トルクに基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
前記内燃機関の出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、
前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを前記目標トルクとして設定し、該設定した目標トルクで前記制御手段により前記内燃機関が運転制御されたときに前記出力トルク検出手段により検出された出力トルクが前記所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより前記排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、
を備えることを要旨とする。
The internal combustion engine device of the present invention is
An internal combustion engine device comprising an internal combustion engine,
When the internal combustion engine is operated in a predetermined low load region, the valve opening degree is adjusted in the closing direction as compared with when the internal combustion engine is operated in a non-low load region different from the predetermined low load region. Exhaust supply means for supplying to the intake system of the internal combustion engine;
Control means for controlling the operation of the internal combustion engine based on a target torque;
Output torque detecting means for detecting the output torque of the internal combustion engine;
When a predetermined determination execution condition is satisfied while the internal combustion engine is operated in the predetermined low load region, a predetermined determination torque is set as the target torque, and the control means uses the set target torque. Whether or not an abnormality has occurred in the exhaust gas supply means depending on whether or not the output torque detected by the output torque detection means when the operation of the internal combustion engine is controlled is insufficient with respect to the predetermined determination torque. An abnormality determination means for determining
It is a summary to provide.
この本発明の内燃機関装置では、所定の低負荷領域で運転されているときに非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を吸気系に供給する排気供給手段を備える内燃機関を目標トルクに基づいて運転制御し、内燃機関の出力トルクを検出し、内燃機関が所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを目標トルクとして設定し、設定した目標トルクで内燃機関が運転制御されたときに検出された出力トルクが所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する。これにより、内燃機関が低負荷で運転している状態で排気供給手段の異常をより正確に判定することができる。また、排気供給手段の異常を判定するための判定用に排気供給手段の弁開度を調節する必要をなくすことができる。 In this internal combustion engine device according to the present invention, when operating in a predetermined low load region, the valve opening is adjusted in the closing direction as compared to when operating in a non-low load region, and exhaust is made into the intake system. An internal combustion engine having exhaust supply means for supplying is controlled based on the target torque, an output torque of the internal combustion engine is detected, and a predetermined determination execution condition is satisfied in a state where the internal combustion engine is operated in a predetermined low load region. The predetermined determination torque is set as the target torque, and whether or not the output torque detected when the internal combustion engine is controlled to operate with the set target torque is insufficient with respect to the predetermined determination torque. It is determined whether or not an abnormality has occurred in the exhaust supply means. As a result, it is possible to more accurately determine the abnormality of the exhaust supply means while the internal combustion engine is operating at a low load. Further, it is possible to eliminate the need to adjust the valve opening degree of the exhaust gas supply means for the determination for determining the abnormality of the exhaust gas supply means.
こうした本発明の内燃機関装置において、前記異常判定手段は、前記検出された内燃機関の出力トルクが所定トルク未満のときに前記排気供給手段に異常が生じていると判定する手段であるものとすることもできる。 In such an internal combustion engine apparatus of the present invention, the abnormality determination means is a means for determining that an abnormality has occurred in the exhaust gas supply means when the detected output torque of the internal combustion engine is less than a predetermined torque. You can also.
また、本発明の内燃機関装置において、前記所定の低負荷領域は、前記排気供給手段の弁開度が開方向で固着したときに前記内燃機関が失火する可能性のある領域であるものとすることもできる。こうすれば、排気供給手段の異常を判定することにより、この異常が内燃機関の失火を招く可能性を判定することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, the predetermined low load region is a region in which the internal combustion engine may misfire when the valve opening degree of the exhaust gas supply unit is fixed in the opening direction. You can also By so doing, it is possible to determine the possibility that this abnormality will cause misfire of the internal combustion engine by determining the abnormality of the exhaust gas supply means.
さらに、本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関の排気系に浄化触媒が設けられてなるものとすることもできる。こうすれば、排気供給手段に異常が生じた状態で内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには燃焼状態の悪化を招き浄化触媒に与える影響が大きいため、本発明を適用する意義が大きい。この態様の本発明の内燃機関装置において、前記所定の低負荷領域は、前記排気供給手段の弁開度が開方向で固着したときに前記浄化触媒が過熱する可能性のある領域であるものとすることもできる。こうすれば、排気供給手段の異常を判定することにより、この異常が浄化触媒の過熱を招く可能性を判定することができる。 Furthermore, in the internal combustion engine device of the present invention, a purification catalyst may be provided in the exhaust system of the internal combustion engine. In this way, when the internal combustion engine is operated in a predetermined low load region with an abnormality in the exhaust gas supply means, the combustion state is deteriorated and the purification catalyst is greatly affected. large. In this aspect of the internal combustion engine device of the present invention, the predetermined low load region is a region where the purification catalyst may be overheated when the valve opening degree of the exhaust supply means is fixed in the opening direction. You can also By so doing, it is possible to determine the possibility that this abnormality will cause overheating of the purification catalyst by determining the abnormality of the exhaust gas supply means.
また、本発明の内燃機関装置において、前記異常判定手段は、前記内燃機関に要求される機関要求パワーが略値0のときに前記所定の判定実行条件が成立したとして前記排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の通常の運転制御に影響を与えることなく排気供給手段の異常をより正確に判定することができる。 Further, in the internal combustion engine device of the present invention, the abnormality determining means determines that the predetermined supply condition is satisfied when the engine required power required for the internal combustion engine is approximately 0, and the abnormality is detected in the exhaust supply means. It may be a means for determining whether or not it has occurred. In this way, it is possible to more accurately determine the abnormality of the exhaust supply means without affecting the normal operation control of the internal combustion engine.
また、本発明の内燃機関装置において、駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、を備え、前記制御手段は、前記異常判定手段により前記排気供給手段に異常が生じていると判定されたときには、前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されないよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、排気供給手段の異常により浄化触媒に与える影響を回避することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, the internal combustion engine device is connected to the drive shaft and is connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft. Electric power power input / output means for outputting the power of the power to the drive shaft, and an electric motor capable of inputting / outputting power to the drive shaft, and the control means causes the abnormality in the exhaust supply means by the abnormality determination means. When it is determined that the internal combustion engine is not operated in the predetermined low load region, the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor may be controlled. By doing so, it is possible to avoid the influence on the purification catalyst due to the abnormality of the exhaust gas supply means.
電力動力入出力手段と電動機とを備える態様の本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記所定の低負荷領域で運転されないよう前記内燃機関の間欠運転を伴って該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段であるものとすることもできる。 In the internal combustion engine device according to the present invention, comprising the power drive input / output means and the electric motor, the control means is adapted to intermittently operate the internal combustion engine and the power so as not to be operated in the predetermined low load region. It may be a means for controlling the power input / output means and the electric motor.
また、電力動力入出力手段と電動機とを備える態様の本発明の内燃機関装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段により前記排気供給手段に異常が生じていると判定されていないときには操作者の操作により前記駆動軸の回転数に対する前記内燃機関の回転数の比の関係である回転数比関係を用いて該内燃機関の運転ポイントを設定すると共に該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を運転制御し、前記異常判定手段により前記排気供給手段に異常が生じていると判定されたときには前記操作者の操作に拘わらず前記内燃機関に対して課した所定の制約と前記内燃機関に要求される機関要求パワーに基づいて該内燃機関の運転ポイントを設定すると共に該設定した運転ポイントで該内燃機関が運転されるよう該内燃機関を運転制御する手段であるものとすることもできる。 Further, in the internal combustion engine apparatus of the present invention having the power power input / output means and the electric motor, the control means is an operator when it is not determined by the abnormality determination means that an abnormality has occurred in the exhaust supply means. The operation point of the internal combustion engine is set by using the rotational speed ratio relationship, which is the relationship of the ratio of the rotational speed of the internal combustion engine to the rotational speed of the drive shaft, and the internal combustion engine is operated at the set operating point. The internal combustion engine is controlled to operate, and when it is determined by the abnormality determination means that an abnormality has occurred in the exhaust gas supply means, the predetermined restriction imposed on the internal combustion engine regardless of the operation of the operator The operating point of the internal combustion engine is set based on the engine required power required for the internal combustion engine, and the internal combustion engine is operated at the set operating point. It may be assumed to be a unit that controls the operation of the said engine.
さらに、電力動力入出力手段と電動機とを備える態様の本発明の内燃機関装置において、前記電力動力入出力手段は、発電機を有し、該発電機からのトルクを反力として用いて前記内燃機関からのトルクを前記駆動軸に出力する手段であり、前記出力トルク検出手段は、前記発電機からのトルクを検出することにより前記内燃機関の出力トルクを検出する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より正確に内燃機関の出力トルクを検出することができる。 Furthermore, in the internal combustion engine device of the present invention having an electric power drive input / output means and an electric motor, the electric power drive input / output means has a generator, and the internal combustion engine uses a torque from the generator as a reaction force. It is means for outputting torque from the engine to the drive shaft, and the output torque detecting means is means for detecting the output torque of the internal combustion engine by detecting the torque from the generator. it can. In this way, the output torque of the internal combustion engine can be detected more accurately.
また、電力動力入出力手段と電動機とを備える態様の本発明の内燃機関装置において、前記電力動力入出力手段は、発電機と、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と前記駆動軸の3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の1軸に動力が入出力される3軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。 Further, in the internal combustion engine apparatus of the present invention having an electric power drive input / output means and an electric motor, the electric power drive input / output means includes a generator, an output shaft of the internal combustion engine, a rotating shaft of the generator, and the drive. A three-axis power input / output means connected to the three shafts of the shaft and configured to input / output power to the remaining one axis based on power input / output to / from any two of the three axes. It can also be.
本発明の車両は、上述した各態様のいずれかの本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、内燃機関を備える内燃機関装置であって、前記内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには該所定の低負荷領域とは異なる非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を前記内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、目標トルクに基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、前記内燃機関の出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを前記目標トルクとして設定し、該設定した目標トルクで前記制御手段により前記内燃機関が運転制御されたときに前記出力トルク検出手段により検出された出力トルクが前記所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより前記排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、を備える内燃機関装置を搭載することを要旨とする。 The vehicle of the present invention is the internal combustion engine device of the present invention according to any one of the above-described aspects, that is, basically an internal combustion engine device including the internal combustion engine, wherein the internal combustion engine operates in a predetermined low load region. When the engine is being operated, an exhaust gas supply that supplies the exhaust gas to the intake system of the internal combustion engine by adjusting the valve opening in the closing direction as compared to when operating in a non-low load region different from the predetermined low load region Means, control means for controlling the operation of the internal combustion engine based on the target torque, output torque detection means for detecting the output torque of the internal combustion engine, and the internal combustion engine being operated in the predetermined low load region When a predetermined determination execution condition is satisfied, a predetermined determination torque is set as the target torque, and when the internal combustion engine is controlled by the control means with the set target torque, the output torque detection means An internal combustion engine device comprising: an abnormality determination unit that determines whether or not an abnormality has occurred in the exhaust supply unit based on whether or not the output torque detected by the engine is insufficient with respect to the predetermined determination torque The gist is to do.
この本発明の車両では、上述した各態様のいずれかの本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果と同様の効果、例えば、内燃機関が低負荷で運転している状態で排気供給手段の異常をより正確に判定することができる効果や排気供給手段の異常を判定するための判定用に排気供給手段の弁開度を調節する必要をなくすことができる効果などを奏することができる。 Since the vehicle according to the present invention is equipped with the internal combustion engine device according to any one of the aspects described above, the same effect as that produced by the internal combustion engine device according to the present invention, for example, the internal combustion engine is operated at a low load. The effect of being able to more accurately determine the abnormality of the exhaust gas supply means in the state where it is in the state of being Etc. can be played.
本発明の内燃機関装置の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには該所定の低負荷領域とは異なる非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を前記内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、を備える内燃機関装置の制御方法であって、
(a)目標トルクに基づいて前記内燃機関を運転制御し、
(b)前記内燃機関の出力トルクを検出し、
(c)前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを前記目標トルクとして設定し、該設定した目標トルクで前記ステップ(a)により前記内燃機関が運転制御されたときに前記ステップ(b)により検出された出力トルクが前記所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより前記排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する
ことを要旨とする。
The control method of the internal combustion engine device of the present invention includes:
When the internal combustion engine and the internal combustion engine are operated in a predetermined low load region, the valve opening is adjusted in the closing direction compared to when the internal combustion engine is operated in a non-low load region different from the predetermined low load region. An exhaust gas supply means for supplying exhaust gas to the intake system of the internal combustion engine, and a control method for an internal combustion engine device comprising:
(A) controlling the operation of the internal combustion engine based on the target torque;
(B) detecting an output torque of the internal combustion engine;
(C) When a predetermined determination execution condition is satisfied while the internal combustion engine is operated in the predetermined low load region, a predetermined determination torque is set as the target torque, and the set target torque Depending on whether or not the output torque detected in step (b) is insufficient with respect to the predetermined determination torque when the operation of the internal combustion engine is controlled in step (a), the exhaust supply means is abnormal. The gist is to determine whether it has occurred.
この本発明の内燃機関装置の制御方法によれば、所定の低負荷領域で運転されているときに非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を吸気系に供給する排気供給手段を備える内燃機関を目標トルクに基づいて運転制御し、内燃機関の出力トルクを検出し、内燃機関が所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを目標トルクとして設定し、設定した目標トルクで内燃機関が運転制御されたときに検出された出力トルクが所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する。これにより、内燃機関が低負荷で運転している状態で排気供給手段の異常をより正確に判定することができる。また、排気供給手段の異常を判定するための判定用に排気供給手段の弁開度を調節する必要をなくすことができる。 According to the control method for an internal combustion engine device of the present invention, the valve opening degree is adjusted in the closing direction when operating in a predetermined low load region as compared to when operating in a non-low load region. An internal combustion engine having exhaust supply means for supplying exhaust gas to the intake system is controlled to operate based on the target torque, an output torque of the internal combustion engine is detected, and the internal combustion engine is operated in a predetermined low load region. When the determination execution condition is satisfied, the predetermined determination torque is set as the target torque, and the output torque detected when the internal combustion engine is controlled to operate with the set target torque is insufficient with respect to the predetermined determination torque. It is determined whether or not an abnormality has occurred in the exhaust gas supply means depending on whether or not it is. As a result, it is possible to more accurately determine the abnormality of the exhaust supply means while the internal combustion engine is operating at a low load. Further, it is possible to eliminate the need to adjust the valve opening degree of the exhaust gas supply means for the determination for determining the abnormality of the exhaust gas supply means.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例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。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22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、装置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。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えば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可能な内燃機関として構成されており、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燃料噴射弁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を介して燃料室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、その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の回転運動に変換する。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浄化装置(三元触媒)134を介して外気へ排出される。この浄化装置134の後段には、排気を吸気側に供給するEGR管152が取り付けられており、エンジン22は、不燃焼ガスとしての排気を吸気側に供給して空気と排気とガソリンの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。このエンジン22の吸気側に供給する排気の量はステッピングモータ153により駆動されるEGRバルブ154により調整される。以下、エンジン22の排気を吸気側に供給することをEGRという。
The
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からのエアフローメータ信号,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,空燃比センサ135aからの空燃比,酸素センサ135bからの酸素信号などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号,EGRバルブ154の開度を調節するステッピングモータ153への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24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出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neを演算したり、最大吸入空気量に対するエアフローメータ信号に基づく吸入空気量の割合としての負荷率klを演算している。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31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な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、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、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63a,63bに出力される。
The power distribution and
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50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン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。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。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からの信号や電流センサ45,46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。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算したり、電流センサ45,46からの相電流に基づいてモータMG1,MG2から出力されているモータトルクTm1,Tm2を演算したりしている。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン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50に取り付けられた温度センサ51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50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。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
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88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。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ECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
また、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81のシフトポジションSPとして、駐車時に用いる駐車ポジション(Pポジション)、後進走行用のリバースポジション(Rポジション)、中立のニュートラルポジション(Nポジション)、前進走行用の通常のドライブポジション(Dポジション)の他に、シーケンシャルシフトポジション(Sポジション)、アップシフト指示ポジションおよびダウンシフト指示ポジションが用意されている。シフトポジションSPとしてDポジションを選択すると、実施例のハイブリッド自動車20は、効率よく且つパワーの出力の応答性が比較的良好となるようエンジン22を運転するように駆動制御する。また、シフトポジションSPとしてSポジションを選択すれば、主として減速時に、車速Vに対するエンジン22の回転数の比を例えば6段階(SP1〜SP6)に変更することが可能となる。実施例では、運転者によりシフトレバー81がSポジションにセットされると、シフトポジションSPが5段目のSP5とされ、シフトポジションセンサ82によりシフトポジションSP=SP5である旨が検出される。以後、シフトレバー81がアップシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ上げられる(アップシフトされる)一方、シフトレバー81がダウンシフト指示ポジションにセットされるとシフトポジションSPが1段ずつ下げられ(ダウンシフトされ)、シフトポジションセンサ82は、シフトレバー81の操作に応じて現在のシフトポジションSPを出力する。
Further, in the
こうして構成された実施例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50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50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。なお、トルク変換運転モードは、充放電運転モードにおけるバッテリ50の充放電が値0のときであるから、充放電運転モードの一態様として考えることができる。したがって、以下、トルク変換運転モードと充放電運転モードとをまとめて充放電運転モードと呼ぶ。
The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、ハイブリッド自動車20の駆動制御とエンジン22の運転制御とEGRバルブ154の故障を診断する処理とを説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図4は、エンジンECU24により実行されるエンジン制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図5は、エンジンECU24により実行されるEGRバルブ故障診断処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。駆動制御ルーチンは、所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。また、エンジン制御ルーチンは、駆動制御ルーチンから制御信号を受信したときに実行される。さらに、EGRバルブ故障診断処理ルーチンは、所定時間毎(例えば数十msec毎)に繰り返し実行される。説明の都合上、まず、エンジン制御ルーチンとEGRバルブ故障診断処理ルーチンについて説明し、その後、駆動制御ルーチンについて説明する。
Next, the operation of the
エンジン制御ルーチンでは、エンジンECU24のCPU24aは、まず、エンジン要求パワーPe*や目標トルクTe*,回転数Ne,負荷率klなどの制御に必要なデータを入力する(ステップS300)。ここで、エンジン要求パワーPe*と目標トルクTe*については、図3の駆動制御ルーチンでハイブリッド用電子制御ユニット70により設定されたものを通信により入力するものとした。また、回転数Neについては、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいて演算されたものを入力するものとした。さらに、負荷率klについては、エアフローメータ148からのエアフローメータ信号に基づいて演算されたものを入力するものとした。続いて、入力したエンジン22の回転数Neと負荷率klとに基づいて目標排気供給率EGR*を設定し(ステップS310)、設定した目標排気供給率EGR*に基づいてEGRバルブ154の目標開度V*を設定し(ステップS320)、設定した目標開度V*でEGRバルブ154が開くようステッピングモータ156を制御する(ステップS330)。ここで、目標排気供給率EGR*は、実施例では、エンジン22の回転数Neと負荷率klと目標排気供給率EGR*との関係を予め求めて目標排気供給率設定用マップとしてROM74に記憶しておき、回転数Neと負荷率klとが与えられるとマップから対応する目標排気供給率EGR*を導出することにより設定するものとした。目標排気供給率設定用マップの一例を図6に示す。目標排気供給率EGR*は、図示するように、負荷率klと回転数Neとが低負荷低回転数領域に向かうほど低くなる傾向に設定される。そして、入力したエンジン22の目標トルクTe*に基づいて目標スロットル開度TH*を設定し(ステップS340)、設定した目標スロットル開度TH*でスロットルバルブ124が開くようスロットルモータ145を駆動制御すると共に燃焼噴射制御や点火制御を行なって(ステップS350)、本ルーチンを終了する。
In the engine control routine, the
EGRバルブ故障診断処理ルーチンでは、エンジンECU24のCPU24aは、まず、エンジン要求パワーPe*や目標トルクTe*,回転数Ne,モータトルクTm1などの処理に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS400)。ここで、モータトルクTm1は、電流センサ45からのモータMG1の相電流に基づいてモータECU40により演算されたものを通信により入力するものとした。続いて、エンジン22が運転中か否か(ステップS410)、エンジン22が運転中のときにはその負荷率klが所定値α未満か否か(ステップS415)を判定する。ここで、所定値αは、エンジン22が低負荷領域で運転されているか否かを判定するための閾値であり、例えば30%などのように定められている。エンジン22が運転中でない即ち停止中のときやエンジン22が運転中であっても負荷率klが所定値α以上のときには、エンジン22の状態が本ルーチンでEGRバルブ154の故障を診断するのに適した状態にないと判断して、何もせずに本ルーチンを終了する。一方、エンジン22が運転中で且つ負荷率klが所定値α未満のときには、入力したモータトルクTm1に基づいてエンジントルクTeを演算する(ステップS420)。ここで、エンジントルクTeは、動力分配統合機構30ではエンジン22からのトルクはキャリア34からサンギヤ31とリングギヤ32とに分配され、モータMG1はサンギヤ31に分配されるトルクに対する反力を受け持つことから、動力分配統合機構30のギヤ比ρとモータトルクTm1とに基づいて次式(1)により演算することができる。なお、「ρ」は、サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数である。
In the EGR valve failure diagnosis processing routine, the
Te=-Tm1×(1+ρ)/ρ (1) Te = -Tm1 × (1 + ρ) / ρ (1)
こうしてエンジントルクTeを推定すると、仮異常判定フラグFtmpが値0であるか否かを判定する(ステップS430)。ここで、仮異常判定フラグFtmpは、EGRバルブ154が開いた状態で固着(開固着)している可能性があるか否かを判定するものであり、初期値としては値0が設定され、EGRバルブ154が開固着している可能性があると判定されると値1が設定される。仮異常判定フラグFtmpが値0のときには、目標トルクTe*に対するエンジントルクTeの割合DT(Te/Te*)を計算し(ステップS440)、計算した割合DTが所定値β未満か否かを判定する(ステップS450)。ここで、所定値βは、エンジントルクTeが目標トルクTe*に対して小さいか否か判定するための閾値であり、例えば値0.6や値0.7などのように設定されている。エンジン22の負荷率klが低いときには、図6に示すように、目標排気供給率EGR*が低くなるが、EGRバルブ154が開固着していると、目標排気供給率EGR*に対して実際の排気供給率が高くなる場合が生じ、この場合、エンジン22に吸入される排気量が増えると共に空気量が少なくなるから、エンジントルクTeは目標トルクTe*に対して低下する。実施例では、目標トルクTe*に対するエンジントルクTeの割合DTが所定値β未満か否かを判定することにより、EGRバルブ154が開固着している可能性が高いか否かを判定しているのである。目標トルクTe*に対するエンジントルクTeの割合DTが所定値β以上のときには、EGRバルブ154が開固着している可能性は低いと判断してそのまま本ルーチンを終了し、所定値β未満のときには、EGRバルブ154が開固着している可能性が高いと判断し仮異常判定フラグFtmpに値1を設定して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。
When the engine torque Te is estimated in this way, it is determined whether or not the temporary abnormality determination flag Ftmp is 0 (step S430). Here, the temporary abnormality determination flag Ftmp is used to determine whether or not there is a possibility that the
仮異常判定フラグFtmpに値1が設定されると、次回以降にステップS430で否定的な判定がなされるから、次に、入力したエンジン要求パワーPe*が値0であるか否かを判定し(ステップS470)、エンジン要求パワーPe*が値0のときには判定用トルクTsetを目標トルクTe*に設定し(ステップS480)、所定時間T1が経過するのを待って(ステップS490)、入力したエンジントルクTeが所定値γ未満か否かを判定し(ステップS500)、エンジントルクTeが所定値γ以上のときにはEGRバルブ154は開固着していないと判定してそのまま本ルーチンを終了し、エンジントルクTeが所定値γ未満のときにはEGRバルブ154が開固着していると確定し、異常判定フラグFabnを値0から値1に設定して(ステップS510)、本ルーチンを終了する。判定用トルクTsetは、EGRバルブ154の開固着を判定するために一時的に設定されるトルクであり、例えば回転数Neが1000rpmで負荷率klが20%でエンジン22が運転されるように設定することができる。したがって、エンジン22を判定用トルクTsetを目標トルクTe*として安定運転することにより、負荷変動の影響を受けることなく、エンジントルクTeに基づいてEGRバルブ154が開固着しているか否かを正確に判定することができる。ここで、EGRバルブ154が開固着すると、エンジン22が燃焼状態が不安定となるから、エンジン22は失火し易くなる。エンジン22の失火の発生は、浄化装置134の触媒の過熱を招くが、エンジン22が低負荷で運転されていると、エンジン22が高負荷で運転されているときに比して、EGRバルブ154が比較的小さな開度で固着しても、浄化装置134の触媒が過熱し易くなる。実施例では、負荷率klが所定値α未満の低負荷領域でエンジン22が運転されているときに、この判定(ステップS470〜S510の判定)を実行することにより、EGRバルブ154の開固着が、浄化装置134の触媒の過熱に影響を与えるか否かの判定も行なっている。図7に、エンジン22の回転数Neと負荷率klと触媒OT領域との関係を示す。ここで、触媒OT領域とは、浄化装置134の触媒が過熱する可能性のある領域を示す。所定値γは、実施例では、浄化装置134の触媒が過熱する可能性のある開度以上でEGRバルブ154が開固着しているか否かを判定するために、判定用トルクTsetよりも若干小さな値として設定されている。なお、ステップS470でエンジン要求パワーPe*が値0でないと判定されたときにはエンジン22から判定用トルクTsetを出力するのに適した状況にないから、そのまま本ルーチンを終了する。これにより、EGRバルブ154の故障を診断する際にエンジン22の通常の運転制御に影響を与えることはない。
If the temporary abnormality determination flag Ftmp is set to a value of 1, a negative determination is made in step S430 from the next time onward, so it is next determined whether or not the input engine request power Pe * is a value of 0. (Step S470) When the engine required power Pe * is 0, the determination torque Tset is set to the target torque Te * (Step S480), and after waiting for a predetermined time T1 (Step S490), the input engine It is determined whether or not the torque Te is less than a predetermined value γ (step S500). If the engine torque Te is equal to or greater than the predetermined value γ, it is determined that the
図8は、エンジン要求パワーPe*と目標トルクTe*とエンジントルクTeの時間変化の様子を示す説明図である。図示するように、エンジン要求パワーPe*が値0となると、仮異常判定フラグFtmpが値0のときには目標トルクTe*は値0となって自立運転を伴って運転停止する(破線参照)が、仮異常判定フラグFtmpが値1のときには判定用トルクTsetが目標トルクTe*に設定される(実線参照)。EGRバルブ154が開固着していないときにはエンジントルクTeは目標トルクTe*と略同一となるが、EGRバルブ154が開固着するとエンジントルクTeは目標トルクTe*に比して小さくなる。実施例では、エンジントルクTeが所定値γ未満か否かを判定することにより、EGRバルブ154が開固着しているか否かを判定している。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing how the engine required power Pe *, the target torque Te *, and the engine torque Te change with time. As shown in the figure, when the engine required power Pe * becomes a
次に、図3の駆動制御ルーチンについて説明する。駆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88からの車速V,エンジン22の回転数Ne,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,異常判定フラグFabnなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neはクランクポジションセンサ140からの信号に基づいて演算されたものをエンジンECU24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により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演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。さらに、異常判定フラグFabnは、図5のEGRバルブ故障診断処理ルーチンでエンジンECU24により設定されたものを通信により入力するものとした。
Next, the drive control routine of FIG. 3 will be described. When the drive control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力した異常判定フラグFabnの値を調べ(ステップS110)、異常判定フラグFabnが値0のとき、即ちEGRバルブ154が開固着していると判定されていないときには、次の処理に進み、異常判定フラグFabnが値1のとき、即ちEGRバルブ154が開固着していると判定されているときには、入力したシフトポジションSPに拘わらずシーケンシャルシフトモードを禁止する(ステップS120)。シーケンシャルシフトモードを禁止するのは、シフトポジションSPとしてシーケンシャルシフト(S)ポジションが設定されると、後述するように、エンジン22の回転数Neは、同一の車速Vに対して段数が小さくなるほど大きな値が下限回転数Neminとして設定されるため、同一のエンジン要求パワーPe*に対してはエンジン22の目標トルクTe*(負荷率kl)が小さくなり、エンジン22が触媒OT領域内で運転される場合があるから、これを避けるためである。
When the data is input in this manner, the value of the input abnormality determination flag Fabn is checked (step S110). When the abnormality determination flag Fabn is 0, that is, when it is not determined that the
続いて、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トルクとして駆動輪63a,63bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*と要求パワーP*とを設定する(ステップS120)。要求トルクTr*は、実施例では、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Tr*を導出して設定するものとした。図9に要求トルク設定用マップの一例を示す。なお、ステップS120でシーケンシャルシフトモードが禁止されているときには、シフトポジションSPがSポジションであってもDポジションとして要求トルクTr*が設定されることになる。要求パワーP*は、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nrを乗じたものとバッテリ50が要求する充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸32aの回転数Nrは、車速Vに換算係数kを乗じること(Nr=k・V)によって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで割ること(Nr=Nm2/Gr)によって求めることができる。
Subsequently, the required torque Tr * and the required power to be output to the
そして、要求パワーP*が所定パワーPref1以上か否かを判定し(ステップS140)、要求パワーP*が所定パワーPref1以上のときには異常判定フラグFabnが値1か否かを判定し(ステップS150)、異常判定フラグFabnが値1のときには要求パワーP*が所定パワーPref1よりも大きい所定パワーPref2以上か否かを判定する(ステップS160)。ここで、所定パワーPref1は、異常判定フラグFabnが値0のときに運転モードを決定するための閾値であり、例えば、エンジン22を比較的効率良く運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができる。また、所定パワーPref2は、異常判定フラグFabnが値1のときに運転モードを決定するための閾値であり、エンジン22を比較的高率よく運転することができるパワー領域のうち前述した触媒OT領域を除いた領域の下限値近傍の値を用いることができる。このように、異常判定フラグFabnが値1のときには、エンジン22が触媒OT領域内で運転されないようにエンジン22の間欠運転を行なうことにより、EGRバルブ154が開固着したことに起因して浄化装置134の触媒が過熱するのを抑止しているのである。
Then, it is determined whether or not the required power P * is equal to or greater than the predetermined power Pref1 (step S140). When the required power P * is equal to or greater than the predetermined power Pref1, it is determined whether or not the abnormality determination flag Fabn is 1 (step S150). When the abnormality determination flag Fabn is a
要求パワーP*が所定パワーPref1以上で且つ異常判定フラグFabnが値0のときか、異常判定フラグFabnが値1であるが要求パワーP*が所定パワーPref2以上のときには、エンジン22を運転すべきと判断して、エンジン22に要求されるエンジン要求パワーPe*に要求パワーP*を設定し(ステップS170)、設定したエンジン要求パワーPe*に基づいてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*を設定する(ステップS180)。この設定は、エンジン22を効率よく動作させる動作ラインとエンジン要求パワーPe*とに基づいて行なわれる。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図10に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*は、動作ラインとエンジン要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。
The
そして、入力したシフトポジションSPがシーケンシャルシフト(S)ポジションのときには(ステップS190)、シフトポジションSPと車速Vとに基づくエンジン下限回転数Neminと設定した目標回転数Ne*との大きい方を目標回転数Ne*として再設定すると共に再設定した目標回転数Ne*で要求パワーPe*を除して目標トルクTe*を再設定する(ステップS200)。エンジン下限回転数Neminは、シフトポジションSPがSポジションのときには、シフトポジションSPに応じて、即ち、同一の車速Vに対して段数が大きくなるほど小さな値が設定されるものであり、実施例では、シフトポジションSPと車速Vとエンジン下限回転数Neminとの関係を予め設定してエンジン下限回転数設定用マップとしてROM74に記憶しておき、シフトポジションSPと車速Vとが与えられるとマップから対応するエンジン下限回転数Neminを導出して設定するものとした。エンジン下限回転数設定用マップの一例を図11に示す。図中、6個の実線がシフトポジションSPがSポジションのときに用いられるエンジン下限回転数設定用マップである。なお、シフトポジションSPがSポジションであるがシーケンシャルシフトモードが禁止されているときには目標回転数Ne*や目標トルクTe*の再設定は行なわれない。
When the input shift position SP is the sequential shift (S) position (step S190), the larger of the engine lower limit rotation speed Nemin based on the shift position SP and the vehicle speed V and the set target rotation speed Ne * is set as the target rotation. The target torque Te * is reset by dividing the required power Pe * by the reset target rotational speed Ne * and resetting it as the number Ne * (step S200). When the shift position SP is at the S position, the engine lower limit rotational speed Nemin is set to a smaller value according to the shift position SP, that is, as the number of steps increases with respect to the same vehicle speed V. The relationship between the shift position SP, the vehicle speed V, and the engine lower limit rotational speed Nemin is set in advance and stored in the
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定すると、充放電運転モードによる制御を実行して(ステップS210)、本ルーチンを終了する。ここで、充放電運転モードによる制御は、設定した目標回転数Ne*でエンジン22を運転させるためのモータMG1から出力すべきトルク指令Tm1*を設定すると共に要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2から出力すべきトルク指令Tm2*を設定し、エンジン要求パワーPe*と目標トルクTe*についてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信することにより行なわれる。図12は、エンジン22からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ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で除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。トルク指令Tm2*は、図12の共線図を用いて設定することができる。なお、トルク指令Tm2*は、実施例では、バッテリ50の入出力制限Win,Woutを超えない範囲内で設定される。エンジン要求パワーPe*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、前述した図4のエンジン制御ルーチンを実行して目標トルクTe*でエンジン22を運転制御し、モータトルクTm1*,Tm2*を受信したモータECU40はモータトルクTm1*,Tm2*でモータMG1,MG2を駆動制御する。
When the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
ステップS140で要求パワーP*が所定パワーPref1未満と判定されたり、ステップS140で要求パワーP*が所定パワーPref1以上と判定されるがステップS150で異常判定フラグFabnが値1と判定され且つステップS160で要求パワーP*が所定パワーPref2未満と判定されたときには、エンジン22を運転停止すべきと判断し、エンジン要求パワーPe*に値0を設定し(ステップS220)、モータ運転モードによる制御を実行して(ステップS230)、本ルーチンを終了する。モータ運転モードによる制御は、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共に要求トルクTr*がモータMG2から出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、エンジン要求パワーPe*についてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信することにより行なわれる。エンジン22が運転中に値0のエンジン要求パワーPe*を受信したエンジンECU24は、基本的には、図4のエンジン制御ルーチンにより所定時間に亘ってエンジン22を自立運転した後、燃料噴射を停止することによりエンジン22の運転を停止する。前述したように、図5のEGRバルブ故障診断処理ルーチンのステップS480において、判定用トルクTsetが目標トルクTe*に設定されると、その間は判定用トルクTsetによるエンジン22の運転制御が行なわれることになる。
In step S140, the required power P * is determined to be less than the predetermined power Pref1, or in step S140, the required power P * is determined to be greater than or equal to the predetermined power Pref1, but in step S150, the abnormality determination flag Fabn is determined to be 1 and step S160. When it is determined that the required power P * is less than the predetermined power Pref2, it is determined that the operation of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、負荷率klが所定値α未満でエンジン22が低負荷運転しているときには、エンジン要求パワーPe*が値0のときに判定用トルクTsetを目標トルクTe*として設定し、目標トルクTe*に基づいてエンジン22が運転制御されたときにエンジントルクTeが所定値γ未満か否かによりEGRバルブ154が開固着しているか否かを判定するから、エンジン22の負荷変動の影響を受けることなく、EGRバルブ154の開固着をより正確に判定することができる。また、EGRバルブ154が開固着したときに浄化装置134の触媒が過熱し易くなる低負荷運転時に診断を行なうから、EGRバルブ154の開固着により浄化装置134の触媒が過熱し易くなるか否かを判定することができる。しかも、EGRバルブ154の開固着が確定されると、エンジン22が低負荷領域(触媒OT領域)内で運転されないようシーケンシャルシフトモードを禁止したりエンジン22の間欠運転するための閾値(所定パワーPref2)を設定したりしてエンジン22を運転制御するからEGRバルブ154の開固着に起因して浄化装置134の触媒が過熱するのを抑止することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、シフトポジションSPとしてシーケンシャルシフト(S)ポジションを備えるものとしたが、こうしたシーケンシャルシフトによる制御を行なわないものとしてもよい。この場合、図3の駆動制御ルーチンのステップS110,S120,S190,S200の処理は必要ない。
Although the
実施例のハイブリッド自動車20では、EGRバルブ154の開固着が確定したときには、エンジン22が低負荷領域(触媒OT領域)で運転されないようエンジン22を間欠運転するための要求パワーP*に対する閾値(所定パワーPref1,Pref2)を切り替えるものとしたが、こうした所定パワーPref1,Pref2の切り替えによる制御を行なわないものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、図5のEGRバルブ故障診断処理ルーチンにおいて、ステップS440〜460で目標トルクTe*に対するエンジントルクTeの割合が所定値β未満のときに仮異常判定フラグFtmpに値1を設定して、ステップS470〜S510による判定を行なうものとしたが、ステップS440〜S460による処理を省略するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、減速ギヤ35を介して駆動軸としてのリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸32aにモータMG2を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ35に代えて2段変速や3段変速,4段変速などの変速機を介してリングギヤ軸32aにモータMG2を取り付けるものとしても構わない。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図13の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図13における車輪64a,64bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図14の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、内燃機関を備えるものであれば、図15の変形例の自動車320に示すように、エンジン22と、オートマチックトランスミッション(AT)320とを備える通常の自動車に適用するものとしてもよいし、自動車以外の内燃機関装置の形態としても構わない。また、内燃機関装置の制御方法の形態としてもよい。
Further, the present invention is not limited to those applied to such a hybrid vehicle. If the vehicle has an internal combustion engine, an
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、EGR管152とEGRバルブ154とステッピングモータ153と負荷率klと回転数Neとが低負荷低回転に向かうほどEGRバルブ154の開度が小さくなる傾向にステッピングモータ153を制御する図4のエンジン制御ルーチンのステップS310〜S330の処理を実行するエンジンECU24とが「排気供給手段」に相当し、図3の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット70と図4のステップS340,S350の処理を実行するエンジンECU24とモータECU40とが「制御手段」に相当し、電流センサ45と電流センサ45に基づいてモータトルクTm1を演算するモータECU40とモータトルクTm1に基づいてエンジントルクTeを推定するステップS420の処理を実行するエンジンECU24とが「出力トルク検出手段」に相当し、エンジン22が負荷率klが所定値α未満のとき、エンジン22の目標トルクTe*に対するエンジントルクTeの割合が所定値β未満のときに仮異常判定フラグFtmpに値1を設定し、仮異常判定フラグFtmpが値1で且つエンジン要求パワーPe*が値0のときには、判定用トルクTsetを目標トルクTe*に設定し、目標トルクTe*でエンジン22を運転制御して検出されるエンジントルクTeが所定値γ未満のときにEGRバルブ154が開固着していると判定する図5のEGRバルブ故障診断処理ルーチンを実行するエンジンECU24が「異常判定手段」に相当する。また、動力分配統合機構30とモータMG1とが「電力動力入出力手段」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「排気供給手段」としては、負荷率klと回転数Neとが低負荷低回転に向かうほどEGRバルブ154の開度が小さくなる傾向にステッピングモータ153を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには所定の低負荷領域とは異なる非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気系の排気を内燃機関の吸気系に供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット70とエンジンECU24とモータECU40とにより構成するものとしたが、単一のECUにより構成するものとしても構わない。「出力トルク検出手段」としては、電流センサ45からのモータMG1の相電流に基づいてモータECU40によりモータMG1のモータトルクTm1を演算すると共に演算したモータトルクTm1と動力分配統合機構30のギヤ比ρとに基づいてエンジンECU24によりエンジン22から出力されているエンジントルクTeを演算するものに限定されるものではなく、トルクセンサを内燃機関の出力軸に取り付けて内燃機関の出力トルクを直接検出するなど、内燃機関の出力トルクを検出することができるものであれば如何なるものとしても構わない。「異常判定手段」としては、エンジン22が負荷率klが所定値α未満のとき、エンジン22の目標トルクTe*に対するエンジントルクTeの割合が所定値β未満のときに仮異常判定フラグFtmpに値1を設定し、仮異常判定フラグFtmpが値1で且つエンジン要求パワーPe*が値0のときには、判定用トルクTsetを目標トルクTe*に設定し、目標トルクTe*でエンジン22を運転制御して検出されるエンジントルクTeが所定値γ未満のときに、EGRバルブ154が開固着していると判定するものに限定されるものではなく、内燃機関が所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを目標トルクに設定し、設定した目標トルクで制御手段により内燃機関が運転制御されたときに出力トルク検出手段により検出された出力トルクが所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより排気供給手段に異常が生じているか否かを判定するものであれば、如何なる手法を用いるものとしても構わない。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構30とモータMG1とを組み合わせたものや対ロータ電動機230に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて4以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、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、45,46 電流センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、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、88 車速センサ、89 パワーモードスイッチ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ 234 アウターロータ、MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 45, 46 current sensor, 50 battery, 51 temperature sensor , 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 electric power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 hybrid electronic control unit 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 89 power mode Switch, 122 Air cleaner, 124 Throttle valve, 126 Fuel injection valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purifier, 135a Air-fuel ratio sensor, 135b Oxygen sensor, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position Sensor 142 water temperature sensor 143 pressure sensor 144 cam position sensor 146 throttle valve position sensor 1 48 air flow meter, 149 temperature sensor, 150 variable valve timing mechanism, 230 counter rotor motor, 232 inner rotor 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (13)
前記内燃機関が所定の低負荷領域で運転されているときには該所定の低負荷領域とは異なる非低負荷領域で運転されているときに比して閉方向に弁開度を調節して排気を前記内燃機関の吸気系に供給する排気供給手段と、
目標トルクに基づいて前記内燃機関を運転制御する制御手段と、
前記内燃機関の出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、
前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを前記目標トルクとして設定し、該設定した目標トルクで前記制御手段により前記内燃機関が運転制御されたときに前記出力トルク検出手段により検出された出力トルクが前記所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより前記排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する異常判定手段と、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device comprising an internal combustion engine,
When the internal combustion engine is operated in a predetermined low load region, the valve opening degree is adjusted in the closing direction as compared with when the internal combustion engine is operated in a non-low load region different from the predetermined low load region. Exhaust supply means for supplying to the intake system of the internal combustion engine;
Control means for controlling the operation of the internal combustion engine based on a target torque;
Output torque detecting means for detecting the output torque of the internal combustion engine;
When a predetermined determination execution condition is satisfied while the internal combustion engine is operated in the predetermined low load region, a predetermined determination torque is set as the target torque, and the control means uses the set target torque. Whether or not an abnormality has occurred in the exhaust gas supply means depending on whether or not the output torque detected by the output torque detection means when the operation of the internal combustion engine is controlled is insufficient with respect to the predetermined determination torque. An abnormality determination means for determining
An internal combustion engine device comprising:
駆動軸に接続されると共に該駆動軸に対して独立して回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力により前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力する電力動力入出力手段と、
前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、
を備え、
前記制御手段は、前記異常判定手段により前記排気供給手段に異常が生じていると判定されたときには、前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されないよう該内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する手段である
内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 6,
Electric power that is connected to the drive shaft and is connected to the output shaft of the internal combustion engine so as to be rotatable independently of the drive shaft, and outputs power from the internal combustion engine to the drive shaft by input and output of electric power and power Power input / output means;
An electric motor capable of inputting and outputting power to the drive shaft;
With
When the abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the exhaust gas supply means, the control means prevents the internal combustion engine from operating in the predetermined low load region and the power power input / output means. And an internal combustion engine device that controls the electric motor.
前記電力動力入出力手段は、発電機を有し、該発電機からのトルクを反力として用いて前記内燃機関からのトルクを前記駆動軸に出力する手段であり
前記出力トルク検出手段は、前記発電機からのトルクを検出することにより前記内燃機関の出力トルクを検出する手段である
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to any one of claims 7 to 9,
The power power input / output means includes a generator, and is means for outputting torque from the internal combustion engine to the drive shaft using torque from the generator as a reaction force. An internal combustion engine device that is means for detecting an output torque of the internal combustion engine by detecting torque from a generator.
(a)目標トルクに基づいて前記内燃機関を運転制御し、
(b)前記内燃機関の出力トルクを検出し、
(c)前記内燃機関が前記所定の低負荷領域で運転されている状態で所定の判定実行条件が成立したとき、所定の判定用トルクを前記目標トルクとして設定し、該設定した目標トルクで前記ステップ(a)により前記内燃機関が運転制御されたときに前記ステップ(b)により検出された出力トルクが前記所定の判定用トルクに対して不足しているか否かにより前記排気供給手段に異常が生じているか否かを判定する
ことを特徴とする内燃機関装置の制御方法。 When the internal combustion engine and the internal combustion engine are operated in a predetermined low load region, the valve opening is adjusted in the closing direction compared to when the internal combustion engine is operated in a non-low load region different from the predetermined low load region. An exhaust gas supply means for supplying exhaust gas to the intake system of the internal combustion engine, and a control method for an internal combustion engine device comprising:
(A) controlling the operation of the internal combustion engine based on the target torque;
(B) detecting an output torque of the internal combustion engine;
(C) When a predetermined determination execution condition is satisfied while the internal combustion engine is operated in the predetermined low load region, a predetermined determination torque is set as the target torque, and the set target torque Depending on whether or not the output torque detected in step (b) is insufficient with respect to the predetermined determination torque when the operation of the internal combustion engine is controlled in step (a), the exhaust supply means is abnormal. A control method for an internal combustion engine device, wherein it is determined whether or not it has occurred.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103032210A (en) * | 2011-10-04 | 2013-04-10 | 三菱自动车工业株式会社 | Electric vehicle and fault detection method for exhaust gas recirculation system of internal combustion engine |
CN107121975A (en) * | 2017-05-03 | 2017-09-01 | 首都师范大学 | A kind of Machine Fault Diagnosis method and apparatus based on information geometry |
-
2008
- 2008-04-24 JP JP2008114286A patent/JP2009264230A/en active Pending
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