JP2010116861A - Vehicle controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒の劣化を抑制するために、内燃機関に対する燃料噴射量を増量する車両の制御装置に関する。特に、間欠運転される内燃機関を搭載する車両の制御を行うのに好適な制御装置である。 The present invention relates to a vehicle control apparatus that increases the amount of fuel injected to an internal combustion engine in order to suppress deterioration of a catalyst that purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine. In particular, the control device is suitable for controlling a vehicle equipped with an internal combustion engine that is operated intermittently.
内燃機関から排出される排気ガスを浄化するために、内燃機関の排気系には触媒が設けられている。そして、触媒の温度が予め定められた判断基準値よりも高くなると、触媒が高温下でリーン雰囲気にさらされてしまって劣化してしまう。このため、触媒の劣化を抑制するための技術が種々開発されている。そのうちの1つして、例えば、触媒の温度を推定し、推定された触媒温度が判断基準値以上になった場合には、燃料噴射量を増量する制御が実施されている(特許文献1)。この技術では、燃料噴射量の増量制御により、触媒温度を判断基準値以下に下げて触媒の劣化を抑制するようになっている。なお、触媒温度は、内燃機関の運転状態(例えば、エンジン回転数とエンジン負荷率(吸入空気量)との2次元マップ)に基づき算出される基本模擬温度から推定されるのが一般的である。
しかしながら、上記した技術では、車両に搭載された内燃機関の運転がアイドルストップ制御される場合や内燃機関に加えて走行用の電動機を搭載し内燃機関を間欠運転制御する場合などのように、内燃機関を間欠的に停止させる場合には、燃料噴射量の増量制御を精度よく行うことができないおそれがあった。これは、触媒の推定温度と実温度とに大きな乖離が生じてしまうからである。このような触媒実温度との乖離が生じるのは、内燃機関の間欠停止時には、触媒の推定温度が初期値にリセットされる一方、触媒の実温度は一定又は徐々に低下していくこと、及び、初期値が触媒保護のため、最低エンジン回転数で吸気空気量が最大となるマップ値に設定されているからである。このため、内燃機関の間欠停止時には、触媒の推定温度が触媒の実温度よりも高くなって両温度が大きく乖離してしまうのである。 However, in the above-described technique, the internal combustion engine mounted on the vehicle is operated with idle stop control, or the internal combustion engine is mounted with an electric motor for traveling to control the internal combustion engine intermittently. When the engine is stopped intermittently, the fuel injection amount increase control may not be accurately performed. This is because a large difference occurs between the estimated temperature of the catalyst and the actual temperature. Such a deviation from the actual catalyst temperature occurs when the internal combustion engine is intermittently stopped, while the estimated temperature of the catalyst is reset to the initial value, while the actual temperature of the catalyst is constant or gradually decreases, and This is because the initial value is set to a map value that maximizes the intake air amount at the minimum engine speed for catalyst protection. For this reason, when the internal combustion engine is intermittently stopped, the estimated temperature of the catalyst becomes higher than the actual temperature of the catalyst, and the two temperatures greatly deviate from each other.
そして、上記のような温度の乖離が生じることにより、内燃機関が再始動(自動始動)されたときに、触媒実温度は判断基準値を超えていないにもかかわらず、触媒の推定温度が判断基準値以上となってしまうおそれがある。そうすると、本来は不必要である燃料噴射量の増量が行われてしまい、燃費やエミッション性能が悪化するという問題があった。特に、内燃機関の再始動直後の車両加速時に、燃費及び排気エミッションの悪化が大きくなる。 Then, due to the temperature divergence as described above, when the internal combustion engine is restarted (automatically started), the estimated catalyst temperature is determined even though the actual catalyst temperature does not exceed the determination reference value. There is a risk of exceeding the reference value. If it does so, the increase of the fuel injection amount which is originally unnecessary will be performed, and there existed a problem that a fuel consumption and emission performance deteriorated. In particular, when the vehicle is accelerated immediately after the internal combustion engine is restarted, fuel consumption and exhaust emission are greatly deteriorated.
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、間欠運転される内燃機関を搭載する車両であっても、触媒の温度推定を精度よく行うことができる車両の制御装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and is a vehicle control device that can accurately estimate the temperature of a catalyst even in a vehicle equipped with an internal combustion engine that is intermittently operated. It is an issue to provide.
上記問題点を解決するためになされた本発明は、内燃機関と、前記内燃機関を間欠運転する内燃機関制御手段と、前記内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒とを備える車両の制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記触媒の温度を推定する触媒温度推定手段と、前記内燃機関制御手段により前記内燃機関が間欠停止されたことを検知する間欠停止検知手段とを有し、前記触媒温度推定手段は、前記間欠停止検知手段により前記内燃機関の間欠停止が検知された場合、前記内燃機関の運転状態に基づく触媒温度の推定を禁止し、前回推定した触媒温度を触媒の推定温度とすることを特徴とする。 The present invention, which has been made to solve the above problems, controls a vehicle including an internal combustion engine, internal combustion engine control means for intermittently operating the internal combustion engine, and a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine. The apparatus includes a catalyst temperature estimation unit that estimates the temperature of the catalyst based on an operating state of the internal combustion engine, and an intermittent stop detection unit that detects that the internal combustion engine is intermittently stopped by the internal combustion engine control unit. The catalyst temperature estimating means prohibits the estimation of the catalyst temperature based on the operating state of the internal combustion engine when the intermittent stop detecting means detects the intermittent stop of the internal combustion engine, and uses the previously estimated catalyst temperature as the catalyst. It is characterized by the estimated temperature.
この車両の制御装置では、内燃機関が間欠停止された場合には、内燃機関の運転状態に基づく触媒温度の推定を禁止し、前回推定した触媒温度がそのまま(間欠停止中は)維持される。これにより、触媒の推定温度が初期値にリセットされることがなく、また、間欠停止中に触媒温度が急激に変化することもないため、触媒温度推定手段により算出される触媒の推定温度と実温度とが大きく乖離することを防止することができる。つまり、触媒の温度推定を精度よく行うことができる。その結果、内燃機関が再始動(自動始動)されたときに、触媒の推定温度が判断基準値を超えることがないため、不必要な燃料噴射量の増量が行われなくなり、燃費及び排気エミッションを向上させることができる。 In this vehicle control device, when the internal combustion engine is intermittently stopped, the estimation of the catalyst temperature based on the operating state of the internal combustion engine is prohibited, and the previously estimated catalyst temperature is maintained as it is (during the intermittent stop). As a result, the estimated temperature of the catalyst is not reset to the initial value, and the catalyst temperature does not change suddenly during the intermittent stop. It is possible to prevent the temperature from greatly deviating. That is, the temperature of the catalyst can be accurately estimated. As a result, when the internal combustion engine is restarted (automatically started), the estimated temperature of the catalyst does not exceed the judgment reference value, so an unnecessary increase in the fuel injection amount is not performed, and fuel consumption and exhaust emission are reduced. Can be improved.
また、上記問題点を解決するためになされた本発明の別形態は、間欠運転を行う内燃機関と、前記内燃機関の間欠運転を制御する内燃機関制御手段と、前記内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒とを備える車両の制御装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記触媒の温度を推定する触媒温度推定手段と、前記内燃機関制御手段により前記内燃機関が間欠停止されたことを検知する間欠停止検知手段とを有し、前記触媒温度推定手段は、前記間欠停止判断手段により前記内燃機関の間欠停止が検出された場合、前回推定した触媒温度から車両環境に応じて決定される補正値を減算して触媒温度を推定することを特徴とする。 Another aspect of the present invention made to solve the above problems is an internal combustion engine that performs intermittent operation, internal combustion engine control means that controls intermittent operation of the internal combustion engine, and exhaust gas that is discharged from the internal combustion engine. In a control apparatus for a vehicle comprising a catalyst for purifying gas, a catalyst temperature estimating means for estimating a temperature of the catalyst based on an operating state of the internal combustion engine, and the internal combustion engine is intermittently stopped by the internal combustion engine control means. An intermittent stop detecting means for detecting this, the catalyst temperature estimating means is determined according to the vehicle environment from the previously estimated catalyst temperature when the intermittent stop of the internal combustion engine is detected by the intermittent stop determining means The catalyst temperature is estimated by subtracting the correction value.
この車両の制御装置では、内燃機関が間欠停止された場合には、内燃機関の運転状態に基づく触媒温度の推定を禁止し、前回推定した触媒温度から車両環境に応じて決定される補正値を減算することにより触媒温度が推定される。これにより、触媒の推定温度が初期値にリセットされることがなく、また、間欠停止中に触媒温度が徐々に低下しておくことを考慮するため、触媒温度推定手段により算出される触媒の推定温度と実温度とが乖離することを防止することができる。つまり、触媒の温度推定をより一層精度よく行うことができる。その結果、内燃機関が再始動(自動始動)されたときに、触媒の推定温度が判断基準値を超えることがないため、不必要な燃料噴射量の増量が行われなくなり、燃費及び排気エミッションを一層向上させることができる。 In this vehicle control device, when the internal combustion engine is intermittently stopped, the estimation of the catalyst temperature based on the operating state of the internal combustion engine is prohibited, and a correction value determined according to the vehicle environment from the previously estimated catalyst temperature is set. The catalyst temperature is estimated by subtraction. As a result, the estimated catalyst temperature is not reset to the initial value, and the catalyst estimated by the catalyst temperature estimating means is calculated to take into account that the catalyst temperature gradually decreases during the intermittent stop. It is possible to prevent the temperature from deviating from the actual temperature. That is, the temperature of the catalyst can be estimated with higher accuracy. As a result, when the internal combustion engine is restarted (automatically started), the estimated temperature of the catalyst does not exceed the judgment reference value, so an unnecessary increase in the fuel injection amount is not performed, and fuel consumption and exhaust emission are reduced. This can be further improved.
そして、上記した発明においては、前記車両には走行用の動力を出力可能な電動機が備わっており、前記電動機の駆動を制御する電動機制御手段をさらに有し、前記間欠停止検知手段により検知される内燃機関の間欠停止は、前記内燃機関制御手段により実行される間欠運転制御における前記内燃機関の自動停止であることが望ましい。 In the above-described invention, the vehicle is provided with an electric motor capable of outputting driving power, further includes electric motor control means for controlling driving of the electric motor, and is detected by the intermittent stop detection means. The intermittent stop of the internal combustion engine is preferably an automatic stop of the internal combustion engine in the intermittent operation control executed by the internal combustion engine control means.
このようにハイブリッド車両に本発明を適用することにより、電動機のみが駆動される走行モードや車両停止中において、触媒の温度推定を精度よく行うことができる。このため、内燃機関が自動始動されたときに、触媒の推定温度が判断基準値を超えることがないため、不必要な燃料噴射量の増量が行われなくなり、燃費及び排気エミッションを向上させることができる。 By applying the present invention to the hybrid vehicle in this way, the temperature of the catalyst can be accurately estimated during the travel mode in which only the electric motor is driven or when the vehicle is stopped. For this reason, when the internal combustion engine is automatically started, the estimated temperature of the catalyst does not exceed the judgment reference value, so that unnecessary increase of the fuel injection amount is not performed, and fuel consumption and exhaust emission can be improved. it can.
あるいは、上記した発明においては、前記間欠停止検知手段により検知される内燃機関の間欠停止は、車両停止中に前記内燃機関制御手段により実行されるアイドリングストップ制御による前記内燃機関の自動停止であってもよい。 Alternatively, in the above-described invention, the intermittent stop of the internal combustion engine detected by the intermittent stop detection means is an automatic stop of the internal combustion engine by idling stop control executed by the internal combustion engine control means while the vehicle is stopped. Also good.
このようにアイドリングストップ機能を備える車両に本発明を適用することにより、アイドリングストップ時に触媒の温度推定を精度よく行うことができる。このため、内燃機関が自動始動されたときに、触媒の推定温度が判断基準値を超えることがないため、不必要な燃料噴射量の増量が行われなくなり、燃費及び排気エミッションを向上させることができる。 Thus, by applying the present invention to a vehicle having an idling stop function, the temperature of the catalyst can be accurately estimated at the time of idling stop. For this reason, when the internal combustion engine is automatically started, the estimated temperature of the catalyst does not exceed the judgment reference value, so that unnecessary increase of the fuel injection amount is not performed, and fuel consumption and exhaust emission can be improved. it can.
本発明に係る車両の制御装置によれば、上記した通り、間欠停止される内燃機関を搭載する車両であっても、触媒の温度推定を精度よく行うことができる。これにより、間欠停止後における内燃機関の再始動時に、触媒の推定温度が判断基準値を超えることがないため、不必要な燃料噴射量の増量が行われなくなり、燃費及び排気エミッションを向上させることができる。 According to the vehicle control apparatus of the present invention, as described above, the temperature of the catalyst can be accurately estimated even in a vehicle equipped with an intermittently stopped internal combustion engine. As a result, when the internal combustion engine is restarted after an intermittent stop, the estimated temperature of the catalyst does not exceed the judgment reference value, so that unnecessary increase of the fuel injection amount is not performed, and fuel consumption and exhaust emission are improved. Can do.
以下、本発明の車両の制御装置を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。本実施の形態では、本発明を駆動源にエンジンとモータとを備えるハイブリッド車両に適用した場合を例示する。そこでまず、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御システムについて、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御システムの概略構成を示す図である。図2は、エンジンシステムの概略構成を示す図である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a most preferred embodiment in which a vehicle control device of the invention is embodied will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a hybrid vehicle including a drive source and an engine and a motor is illustrated. First, a control system for a hybrid vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hybrid vehicle control system according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the engine system.
図1に示すように、ハイブリッド車両には、動力源として、エンジン11とモータ(モータジェネレータ)12が搭載されている。また、この車両には、エンジン11の出力を受けて発電を行う発電機(モータジェネレータ)13も搭載されている。これらのエンジン11とモータ12と発電機13は、動力分割機構14によって接続されている。この動力分割機構14は、エンジン11の出力を発電機13と駆動輪15とに振り分けるとともに、モータ12からの出力を駆動輪15に伝達したり、ギヤ機構46を介してドライブシャフト17から駆動輪15に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。そして、エンジン11及びモータ12,13の各駆動は、エンジン用電子制御装置(エンジンECU)22及びモータ用電子制御装置(モータECU)27によって制御され、エンジン11による駆動とモータ12及び発電機13による駆動とが、メインECU28によって総合的に制御されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the hybrid vehicle is equipped with an
モータ12は、交流同期電動機であり、交流電力によって駆動するものである。インバータ18は、バッテリ19に蓄えられた電力を直流から交流に変換してモータ12に供給するとともに、発電機13によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ19に蓄えるためのものである。発電機13も、基本的には上述したモータ12とほぼ同様の構成を有しており、交流同期電動機としての構成を有している。この場合、モータ12が主として駆動力を出力するのに対し、発電機13は主としてエンジン11の出力を受けて発電するものである。
The
また、モータ12は主として駆動力を発生させるが、駆動輪15の回転を利用して発電(回生発電)することもでき、発電機として機能することも可能となっている。このとき、駆動輪15にはブレーキ(回生ブレーキ)が作用するので、これをフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両を制動させることができる。一方、発電機13は主としてエンジン11の出力を受けて発電をするが、インバータ18を介してバッテリ19の電力を受けて駆動する電動機としても機能することができるようになっている。
The
エンジン11は、図2に示すように、その吸気系に吸気マニホールド52、エアダクト53及びエアクリーナ54を備えている。これら吸気マニホールド52、エアダクト53及びエアクリーナ54の内部により、エンジン11に外気を吸入させる一連の吸気通路55が構成されている。また、エンジン11は、その排気系に排気マニホールド56、排気管57及び触媒コンバータ58を備えている。触媒コンバータ58の触媒は、白金(Pt)やパラジウム(Pd)等の酸化触媒と、ロジウム(Rh)等の還元触媒と、セリア(CeO2)等の助触媒等から構成するとよい。この場合、酸化触媒の作用により排ガスに含まれる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ガスに含まれるNOxが窒素(N2)や酸素(O2)に浄化される。そして、これら排気マニホールド56、排気管57及び触媒コンバータ58の内部により、エンジン11から排気ガスを排出する一連の排気通路59が構成されている。
As shown in FIG. 2, the
エンジン11には、複数の燃焼室50のそれぞれに対応して燃料噴射弁(インジェクタ)61が設けられている。これらインジェクタ61には、燃料タンク(図示略)から燃料ポンプ(図示略)により燃料が供給される。各インジェクタ61に供給された燃料は、各インジェクタ61が作動することにより、吸気ポート62へ向けて噴射される。吸気通路55には、エアクリーナ54を通って清浄化された空気が導入される。この導入された空気と噴射された燃料とが混合気を形成して各燃焼室50に吸入される。吸入された混合気は、各燃焼室50にて、点火装置63が作動することにより、点火されて爆発燃焼する。燃焼後の排気ガスは、排気通路59を通じて外部へ排出される。
The
吸気マニホールド52は、吸気の脈動を沈静化するためのサージタンク64と、そのタンク64から各気筒へ分岐する複数の分岐パイプ65と、サージタンク64の空気流上流側に位置するスロットルボディ66とを備えている。スロットルボディ66には、スロットルバルブ67が設けられている。スロットルバルブ67は、運転者によるアクセルペダル(図示略)の操作に連動して開閉するものである。スロットルバルブ67が開閉されることにより、吸気通路55を流れる空気量(吸気量)が調節される。そして、吸気通路55を流れる空気の温度及び空気量(吸気量)を測定するために、エアダクト53に吸気温センサ70、及びエアフローメータ71が設けられている。
The
スロットルバルブ67には、その開度(スロットル開度)TAを検出するためのスロットルセンサ72が設けられている。サージタンク64には、吸気圧PMを検出するための吸気圧センサ73が設けられている。エンジン11には、その回転速度(エンジン回転速度)NEを検出するためにクランクシャフト20の角速度を検知する回転速度センサ74が設けられている。また、エンジン11には、その内部を流れる冷却水の温度(冷却水温)THWを検出するための水温センサ75が設けられている。
The
そして、エンジン11の運転を制御するために、エンジンECU22が設けられている。エンジンECU22は、周知のように中央処理装置(CPU)及びメモリなどを備える。エンジンECU22には、上記した各種センサ70〜75が接続されている。同じく、エンジンECU22には、各インジェクタ61及び点火装置63がそれぞれ接続されている。エンジンECU22は、各種センサ70〜75からの検出信号に基づき、各インジェクタ61及び点火装置63を制御することにより、燃料噴射制御及び点火時期制御を実行する。また、エンジンECU22は、触媒コンバータ58の触媒温度を推定する。なお、エンジンECU22は、メインECU28と通信しており、メインECU28からの制御信号によりエンジン11を運転制御するとともに必要に応じてエンジン11の運転状態に関するデータをメインECU28に出力する。
An
動力分割機構14は、公知のプラネタリギヤユニットにより構成されている。すなわち、この動力分割機構(プラネタリギヤユニット)14は、サンギヤ41と、このサンギヤ41の周囲に配置された複数のプラネタリギヤ42と、この各プラネタリギヤ42を保持するキャリア43と、プラネタリギヤ42のさらに外周に配置されたリングギヤ44とから構成されている。そして、キャリア43にはエンジン11のクランクシャフト20が、サンギヤ41にはモータ12が、リングギヤ44にはリングギヤ軸44aを介して減速ギヤ45がそれぞれ連結されている。
The
このような動力分割機構14では、モータ12が発電機として機能するときにはキャリア43から入力されるエンジン11からの動力をサンギヤ41側とリングギヤ44側にそのギヤ比に応じて分配し、モータ12が電動機として機能するときにはキャリア43から入力されるエンジン11からの動力とサンギヤ41から入力されるモータ12からの動力を統合してリングギヤ44側に出力する。リングギヤ44に出力された動力は、リングギヤ軸44aからギヤ機構46及びデファレンシャルギヤ16を介して、ドライブシャフト17,17に伝達され、最終的には車両の駆動輪15,15に出力される。
In such a
モータ12は、内部にステータ37とロータ38を有し、発電機13は、内部にステータ39とロータ40を有している。これらモータ12及び発電機13の各駆動軸23,24には、それぞれの回転数を検出するレゾルバ25,26が設けられている。この各レゾルバ25,26は、それぞれモータECU27に接続され、検出した各駆動軸23,24の回転数をモータECU27に出力している。
The
上述した各種制御のうちハイブリッド車両として特徴的なエンジン11による駆動とモータ12及び発電機13による駆動とは、メインECU28によって総合的に制御される。すなわち、ドライバの要求出力(要求トルク)に対して、車両の走行状態に応じてメインECU28によりエンジン11の出力とモータ12及び発電機13による出力の配分が決定され、エンジン11、モータ12及び発電機13を制御すべく、各制御指令がエンジンECU22及びモータECU27に出力される。
Of the various controls described above, the drive by the
また、エンジンECU22及びモータECU27は、エンジン11、モータ12及び発電機13の情報をメインECU28にも出力している。このメインECU28には、バッテリ19を制御するバッテリECU29にも接続されている。このバッテリECU29はバッテリ19の充電状態を監視し、充電量が不足した場合には、メインECU28に対して充電要求指令を出力する。充電要求を受けたメインECU28はバッテリ19に充電をするように発電機13を発電させる制御を行う。
Further, the
このような構成を有するハイブリッド車両は、車両走行中に車両全体で要求される出力(トルク)をエンジン11とモータ12(発電機13)とに配分することにより、エンジン11の運転状態を所望の運転状態に制御しつつ、車両全体で要求される出力をも満たすことが可能となっている。この場合、ハイブリッド車両は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度と車速(ドライブシャフトの回転数)とに基づいて要求トルクを算出し、この要求トルクに対応する要求パワーが出力されるように、エンジン11とモータ12と発電機13とを運転制御する。
The hybrid vehicle having such a configuration distributes the output (torque) required for the entire vehicle while the vehicle is running to the
このハイブリッド車両の駆動力制御では、エンジン11と電気モータ12と発電機13の運転制御としては、トルク変換運転モード、充放電運転モード、モータ運転モードなどがある。
In the driving force control of the hybrid vehicle, the operation control of the
例えば、トルク変換運転モードは、要求パワーに見合うパワーがエンジン11から出力されるようにこのエンジン11を運転制御するとともに、エンジン11から出力されるパワーのすべてが動力分割機構14とモータ12と発電機13とによってトルク変換されて駆動輪15に出力されるようにモータ12及び発電機13を駆動制御する運転モードである。
For example, in the torque conversion operation mode, the operation of the
充放電運転モードは、要求パワーとバッテリ19の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン11から出力されるようにこのエンジン11を運転制御するとともに、バッテリ19の充放電を伴ってエンジン11から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分割機構14とモータ12と発電機13とによるトルク変換を伴って要求パワーが駆動輪15に出力されるようにモータ12及び発電機13を駆動制御する運転モードである。
In the charge / discharge operation mode, the
モータ運転モードは、エンジン11の運転を停止してモータ12からの要求パワーに見合うパワーを駆動輪15に出力するよう運転制御する運転モードである。このモータ運転モードにおいて、メインECU28からの指令に基づきエンジンECU22がエンジン11の運転を間欠停止させる。
The motor operation mode is an operation mode in which the operation of the
ここで、エンジン11が運転されているときには、エンジンECU22によって燃料噴射量制御が実施される。そして、この燃料噴射量制御では、触媒コンバータ58内の触媒を保護するために、触媒の推定温度が判定基準値を超えた場合にOT(Over Temperature)増量が行われる。
Here, when the
しかながら、エンジン11が間欠停止された後に自動始動される際、エンジン11が間欠停止された際に触媒の推定温度が初期値にリセットされると、触媒の推定温度と実温度とが乖離大きくしてしまう。そうすると、エンジン11が自動始動されたときに、触媒実温度は判断基準値を超えていないにもかかわらず、触媒の推定温度が判断基準値以上となってしまうおそれがある。このような場合には、本来的には不必要である燃料噴射量の増量が行われてしまい、燃費やエミッション性能が悪化するおそれがあった。
However, when the
このため、本実施の形態ではこれを解消すべく以下に述べるようにして、燃料噴射量制御、OT増量補正値算出、及び触媒温度推定の処理を行っている。そこで、まず、燃料噴射量制御及びOT増量制御について、図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、燃料噴射量制御の内容を示すフローチャートである。図4は、OT増量補正値の算出内容を示すフローチャートである。なお、エンジンECU22は、図3に示すルーチンを所定時間(例えば、100msec)ごとに周期的に実行する。
For this reason, in the present embodiment, processing for fuel injection amount control, OT increase correction value calculation, and catalyst temperature estimation is performed as described below to solve this problem. First, fuel injection amount control and OT increase control will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the fuel injection amount control. FIG. 4 is a flowchart showing the calculation contents of the OT increase correction value. The
エンジン11の運転時に、ステップ1で、エンジンECU22は、スロットルセンサ72により検出されるスロットル開度TA、エアフローメータ71により計測される吸気量QA、回転速度センサ74により検出されるエンジン回転速度NE、水温センサ75により検出される冷却水温THWをそれぞれ読み込む。
During operation of the
ステップ2で、エンジンECU22は、読み込まれた吸気量QAとエンジン回転速度NEに基づき、そのときの運転状態に応じた基本燃料噴射量taubを算出する。エンジンECU22は、下記の式(1)に従い基本燃料噴射量taubを算出する。式(1)で、「K」は所定の比例定数であり、エンジンの仕様によって定まるものである。この基本燃料噴射量taubは、最終的な燃料噴射量etaubを算出するための基本値を意味する。
taub=K*QA/NE ・・・(1)
In
taub = K * QA / NE (1)
ステップ3で、エンジンECU22は、OT増量を行うためのOT増量補正値OTを算出する。OT増量は、例えば、エンジン11が高負荷で高回転の運転状態となるときに、触媒コンバータ8の触媒の過熱を防止するために燃料噴射量taubを増量する補正項を意味する。エンジンECU22は、この補正値OTを、図4に示すサブルーチンに従って算出する。
In step 3, the
すなわち、図4のステップ31で、エンジンECU22は、触媒模擬(推定)温度tempcatを読み込む。触媒模擬温度tempcatは、別途のルーチン(図5参照)に従い、エンジン11の運転状態や車両の走行状態などに基づいて推定される触媒温度を意味する。この触媒模擬温度tempcatの算出については、後述する。そして、ステップ32で、エンジンECU22は、触媒模擬温度tempcatが所定の設定値(判断基準値)T1以上か否かを判断する。ここで、設定値T1として、例えば「950℃」を当てはめることができる。
That is, in step 31 of FIG. 4, the
そして、触媒模擬温度tempcatが所定の設定値T1以上である場合には(S32:YES)、ステップ33で、エンジンECU22は、OT増量補正値OTを算出する。エンジンECU22は、この補正値OTを、例えば、エンジン回転速度NE、吸気量QA及びスロットル開度TAに基づき、エンジン回転速度NE、エンジン負荷KL及び補正値OTをパラメータとして予め設定された関数データ(マップ)を参照することにより算出する。ここでは、エンジン11が高負荷で高回転の運転状態となるときに、触媒模擬温度tempcatが所定の設定値T1以上となるタイミングで、触媒の過熱を防止するために、燃料噴射量tauを増量するOT増量を行うべく、所定のOT増量補正値OTが求められることとなる。
一方、触媒模擬温度tempcatが所定の設定値T1未満である場合には(S32:NO)、ステップ34で、エンジンECU22は、OT増量補正値OTを「0」に設定する。つまり、OT増量を行わないようにする。
If the catalyst simulated temperature tempcat is equal to or higher than the predetermined set value T1 (S32: YES), in step 33, the
On the other hand, when the catalyst simulated temperature tempcat is lower than the predetermined set value T1 (S32: NO), the
ここで、上記した触媒模擬温度tempcatの算出につき、図5を参照して説明する。図5は、触媒模擬温度の算出処理内容を示すフローチャートである。まず、ステップ311で、エンジンECU22が、エンジン11が間欠停止されているか否かを判断する。つまり、メインECU28によって車両運転モードがモータ運転モードとされているか否かが判断される。そして、エンジン11が間欠停止されていないと判断された場合には(S311:NO)、ステップ312で、エンジンECU22は、従来と同様、エンジン11の運転状態に基づき定常運転時における触媒模擬温度を推定する。具体的には、エンジンECU22は、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷KLを読み込む。エンジン負荷KLは、エンジン回転速度NE、吸気量QA及びスロットル開度TAに基づき算出され、エンジン11の負荷状態を意味する。そして、エンジンECU22は、基本触媒模擬温度Tbaseを算出する。エンジンECU22は、この基本触媒模擬温度Tbaseを、例えば、図6に示すような、エンジン回転速度NEとエンジン負荷KLとの2次元マップを参照することにより算出する。この2次元マップでは、NE=1000rpm,KL=100%である「965℃」が初期値に設定されている。図6は、基本触媒模擬温度Tbaseを算出するためのマップの内容を示す図である。
Here, calculation of the above-described catalyst simulation temperature tempcat will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the contents of the calculation process of the simulated catalyst temperature. First, in step 311, the
さらに、エンジンECU22は、点火時期の遅角による触媒温度の加算値と車速による触媒温度の減算値とを算出し、これらの加減算値(補正値)により基本触媒模擬温度Tbaseを補正して最終的な触媒模擬温度tempcatとする。なお、点火時期の遅角による触媒温度の加算値は、点火タイミングと温度加算値をパラメータとして予め設定された関数データ(マップ)を参照することにより算出され、車速による触媒温度の減算値は、車速と温度減算値をパラメータとして予め設定された関数データ(マップ)を参照することにより算出される。これは、従来から行われている触媒模擬温度の推定と同様である。
Further, the
一方、エンジン11が間欠停止されていると判断された場合には(S311:YES)、ステップ313で、エンジンECU22は、上記した基本触媒模擬温度Tbaseを算出することなく、前回(エンジン11の間欠停止直前)の触媒模擬温度を、車両環境補正値により補正して最終的な触媒模擬温度tempcatとして算出する。つまり、エンジン11が間欠停止されている場合には、図6に示した2次元マップによる基本触媒模擬温度Tbaseの算出(推定)を禁止し、下記の式(2)に従い、前回(エンジン11の間欠停止直前)の触媒模擬温度tempcatbから外気温(吸気温)による温度低下補正値Taiと車速による温度低下補正値Tspを減算して最終的な触媒模擬温度tempcatとして算出する。
tempcat=tempcatb−Tai−Tsp ・・・(2)
On the other hand, when it is determined that the
tempcat = tempcatb-Tai-Tsp (2)
本実施の形態では、車両環境補正値として、図7に示すような外気温(吸気温)による温度低下補正値と、図8に示すような車速による温度低下補正値を用いている。なお、図7は、吸気温と温度低下補正値との関係を示す図である。図8は、車速と温度低下補正値との関係を示す図である。 In the present embodiment, as the vehicle environment correction value, a temperature decrease correction value due to the outside air temperature (intake air temperature) as shown in FIG. 7 and a temperature decrease correction value due to the vehicle speed as shown in FIG. 8 are used. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the intake air temperature and the temperature decrease correction value. FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the vehicle speed and the temperature decrease correction value.
このように、エンジン11が間欠停止された場合には、エンジン11の運転状態に基づく基本触媒温度の推定を禁止し、前回推定した(間欠停止直前の)基本触媒温度から外気温と車速に応じて決定される各温度低下補正値を減算することにより、最終的な触媒模擬温度tempcatが算出(推定)される。このため、触媒の推定温度が初期値にリセットされることがなく、また、間欠停止中に触媒温度が徐々に低下していくことが考慮されているため、エンジンECU22により算出される触媒の推定温度と実温度とが大きく乖離することを確実に防止することができる。つまり、触媒コンバータ58の触媒の温度推定を、精度よく行うことができる。
As described above, when the
その後、ステップ314で、エンジンECU22は、ステップ313で算出した触媒模擬温度tempcatが500℃以下であるか否かを判断する。そして、エンジンECU22は、触媒模擬温度tempcatが500℃以下である場合には(S314:YES)、ステップ315で、下限ガード処理を行って触媒模擬温度tempcatを500℃に設定し、触媒模擬温度tempcatの算出(推定)処理を終了する。なお、ステップ313で算出した触媒模擬温度tempcatが500℃より大きい場合には(S314:NO)、エンジンECU22は、下限ガード処理を行うことなく触媒模擬温度tempcatの算出(推定)処理を終了する。
Thereafter, in step 314, the
図3の噴射量制御のメインルーチンに戻り、ステップ4で、エンジンECU22は、冷間増量のための冷間増量補正値coldを算出する。この冷間増量は、冷間時にエンジン11の暖機を促進するために燃料噴射量taubを増量する補正項を意味する。エンジンECU22は、この補正値coldを、冷却水温THWと冷間増量補正値coldをパラメータとして予め設定された関数データ(マップ)を参照することにより算出する。
Returning to the main routine of the injection amount control of FIG. 3, in step 4, the
次に、ステップ5で、エンジンECU22は、総増量補正値ekrichを算出する。エンジンECU22は、上記算出されたOT増量補正値OT及び冷間増量補正値coldを合算することにより総増量補正値ekrichを算出する。すなわち、エンジンECU22は、下記の式(3)に従い総増量補正値ekrichを算出する。
ekrich=(OT+cold)+1 ・・・(3)
Next, in step 5, the
ekrich = (OT + cold) +1 (3)
そして、ステップ6で、エンジンECU22は、基本燃料噴射量taubに総増量補正値ekrichを乗算することにより、最終的な燃料噴射量etauを算出する。すなわち、エンジンECU22は、下記の式(4)に従い燃料噴射量etauを算出する。この燃料噴射量etauは、インジェクタ61が1回当たりの燃料噴射に際して噴射すべき要求値を意味する。
etau=taub*ekrich ・・・(4)
In step 6, the
etau = taub * ekrich (4)
その後、ステップ7で、エンジンECU22は、算出された燃料噴射量etauに基づいてインジェクタ61を制御することにより、燃料噴射を実行する。エンジンECU22は、エンジン11の運転状態に応じて決定されたタイミングでインジェクタ61を開弁させることにより、1回分の燃料噴射を実行する。
Thereafter, in step 7, the
このように本実施の形態では、エンジン11が間欠停止された後に自動始動されたときにも、触媒コンバータ58の触媒温度を精度よく推定することができるため、触媒模擬温度tempcatが設定値T1以上となることがないので、不必要なOT増量が行われなくなる。このため、燃費及び排気エミッションを向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the catalyst temperature of the
ここで、上記した制御を実施した場合における触媒温度及びエンジンの状態を示す各種指標の変化について、図9を参照しながら説明する。図9は、エンジンが間欠停止した後に自動始動されて加速する場合における触媒温度及びエンジンの状態を表す各種指標の変化を示すタイミングチャートである。 Here, changes in various indexes indicating the catalyst temperature and the engine state when the above-described control is performed will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a timing chart showing changes in various indices indicating the catalyst temperature and the state of the engine when the engine is automatically started after being intermittently stopped and accelerated.
時刻t1において、例えばモータ運転モードとされてエンジン11が間欠停止されると、図5のステップ311で「YES」と判断されるため、時刻t1以降においては、図6に示した2次元マップによる基本触媒模擬温度Tbaseの算出(推定)が禁止される。そして、触媒模擬温度tempcatが、上記した式(2)に従い、前回推定した(間欠停止直前の)基本触媒温度から外気温と車速に応じて決定される各温度低下補正値Tai,Tspを減算することにより算出(推定)される。これにより、触媒コンバータ58の触媒の模擬温度tempcatと実温度Trealとがほとんど乖離することなく、触媒コンバータ58の触媒の温度推定が精度よく行われていることがわかる。これに対して、従来技術では、基本触媒模擬温度Tbaseが初期値にリセットされるため、模擬温度tempcatと実温度Trealとが大きく乖離していることがわかる。
At time t1, for example, when the
そして、時刻t2において、モータ運転モード中にアクセルペダルが踏み込まれて加速が開始されると、エンジン11が自動始動されてトルク変換運転モードに切り替わる。ここで、従来技術では、触媒の実温度Trealが設定値T1を超えていないにもかかわらず、模擬温度tempcatが設定値T1を超えているため、OT増量が実施される。このOT増量は、触媒模擬温度tempcatが設定値T1以下になる時刻t3まで実施される。このため、時刻t2からt3までは、不必要な燃料噴射量の増量が行われてしまい、A/F(空燃比)がリッチとなり、燃費及びエミッションが悪化する。
At time t2, when the accelerator pedal is depressed during the motor operation mode to start acceleration, the
これに対して、本実施の形態では、時刻t2においてエンジン11が自動始動されると、図5のステップ311で「NO」と判断されるため、時刻t2以降においては、図6に示した2次元マップによる基本触媒模擬温度Tbaseの算出が再開され、従来と同様の処理により模擬温度tempcatが算出(推定)される。このとき、エンジン11の間欠停止時における模擬温度tempcatが実温度Trealとほとんど乖離することなく算出されているため、時刻t2以降においても、模擬温度tempcatが実温度Trealと大きく乖離することなく算出される。これにより、模擬温度tempcatが設定値T1を超えないため、OT増量が行われない。従って、時刻t2からt3の間において、不必要な燃料噴射量の増量が行われないので、A/F(空燃比)がストイキ状態で安定するので、燃費及びエミッションを向上させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, when the
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る車両の制御システムによれば、エンジン11が間欠停止された場合、エンジンECU22により、触媒模擬温度tempcatが、前回推定した(間欠停止直前の)基本触媒温度から外気温と車速に応じて決定される各温度低下補正値Tai,Tspを減算することにより、算出(推定)される。これにより、触媒コンバータ58の触媒の模擬温度tempcatと実温度Trealとがほとんど乖離することなく、触媒コンバータ58の触媒の温度推定を精度よく行うことができる。その結果、エンジン11が再始動(自動始動)されたときに、模擬温度tempcatが設定値T1を超えないため、不必要な燃料噴射量の増量(OT増量)が行われなくなり、燃費及び排気エミッションを向上させることができる。
As described above, according to the vehicle control system of the present embodiment as described in detail, when the
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、本発明をハイブリッド車両に適用したものを例示したが、走行用モータを備えていない通常のエンジンを搭載し、アイドリングストップ制御が行われる車両にも本発明を適用することができる。 It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a hybrid vehicle. However, the present invention is also applied to a vehicle on which an ordinary engine not equipped with a traveling motor is mounted and idling stop control is performed. can do.
11 エンジン
12 モータ
22 エンジンECU
27 モータECU
28 メインECU
58 触媒コンバータ
61 インジェクタ
63 点火装置
67 スロットルバルブ
70 吸気温センサ
71 エアフローメータ
72 スロットルセンサ
73 吸気圧センサ
74 回転速度センサ
75 水温センサ
11
27 Motor ECU
28 Main ECU
58
Claims (4)
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記触媒の温度を推定する触媒温度推定手段と、
前記内燃機関制御手段により前記内燃機関が間欠停止されたことを検知する間欠停止検知手段とを有し、
前記触媒温度推定手段は、前記間欠停止検知手段により前記内燃機関の間欠停止が検知された場合、前記内燃機関の運転状態に基づく触媒温度の推定を禁止し、前回推定した触媒温度を触媒の推定温度とする
ことを特徴とする車両の制御装置。 In a control apparatus for a vehicle, comprising: an internal combustion engine; an internal combustion engine control unit that intermittently operates the internal combustion engine; and a catalyst that purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature of the catalyst based on the operating state of the internal combustion engine;
Intermittent stop detection means for detecting that the internal combustion engine is intermittently stopped by the internal combustion engine control means,
The catalyst temperature estimation means prohibits the estimation of the catalyst temperature based on the operating state of the internal combustion engine when the intermittent stop detection means detects the intermittent stop of the internal combustion engine, and estimates the catalyst temperature estimated last time as the catalyst A control apparatus for a vehicle, characterized in that the temperature is set.
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記触媒の温度を推定する触媒温度推定手段と、
前記内燃機関制御手段により前記内燃機関が間欠停止されたことを検知する間欠停止検知手段とを有し、
前記触媒温度推定手段は、前記間欠停止判断手段により前記内燃機関の間欠停止が検出された場合、前回推定した触媒温度から車両環境に応じて決定される補正値を減算して触媒温度を推定する
ことを特徴とする車両の制御装置。 In a control apparatus for a vehicle, comprising: an internal combustion engine that performs intermittent operation; an internal combustion engine control unit that controls intermittent operation of the internal combustion engine; and a catalyst that purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine.
Catalyst temperature estimating means for estimating the temperature of the catalyst based on the operating state of the internal combustion engine;
Intermittent stop detection means for detecting that the internal combustion engine is intermittently stopped by the internal combustion engine control means,
The catalyst temperature estimation means estimates the catalyst temperature by subtracting a correction value determined according to the vehicle environment from the previously estimated catalyst temperature when the intermittent stop determination means detects the intermittent stop of the internal combustion engine. A control apparatus for a vehicle.
前記車両には走行用の動力を出力可能な電動機が備わっており、
前記電動機の駆動を制御する電動機制御手段をさらに有し、
前記間欠停止検知手段により検知される内燃機関の間欠停止は、前記内燃機関制御手段により実行される間欠運転制御における前記内燃機関の自動停止である
ことを特徴とする車両の制御装置。 In the vehicle control device according to claim 1 or 2,
The vehicle is equipped with an electric motor capable of outputting driving power,
Electric motor control means for controlling the driving of the electric motor;
The vehicle control device according to claim 1, wherein the intermittent stop of the internal combustion engine detected by the intermittent stop detection means is an automatic stop of the internal combustion engine in the intermittent operation control executed by the internal combustion engine control means.
前記間欠停止検知手段により検知される内燃機関の間欠停止は、車両停止中に前記内燃機関制御手段により実行されるアイドリングストップ制御による前記内燃機関の自動停止である
ことを特徴とする車両の制御装置。 In the vehicle control device according to claim 1 or 2,
The intermittent control of the internal combustion engine detected by the intermittent stop detection means is an automatic stop of the internal combustion engine by idling stop control executed by the internal combustion engine control means while the vehicle is stopped. .
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