JP2010179864A - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
Control device for hybrid vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010179864A JP2010179864A JP2009027039A JP2009027039A JP2010179864A JP 2010179864 A JP2010179864 A JP 2010179864A JP 2009027039 A JP2009027039 A JP 2009027039A JP 2009027039 A JP2009027039 A JP 2009027039A JP 2010179864 A JP2010179864 A JP 2010179864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hybrid vehicle
- control device
- oxygen storage
- period
- engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内燃機関及び電動機を駆動源とするハイブリッド車両の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle using an internal combustion engine and an electric motor as drive sources.
内燃機関と電動機の出力を駆動源として走行するハイブリッド車両において、内燃機関の始動を電動機により行うものが提案されている(特許文献1)。 In a hybrid vehicle that travels using the outputs of an internal combustion engine and an electric motor as a drive source, an engine in which the internal combustion engine is started by an electric motor has been proposed (Patent Document 1).
また、上記ハイブリッド車両では、内燃機関が停止する際や始動する際に燃料を噴射することなくピストンが動作するので、排気系に設けられた触媒の酸素貯蔵量が増加し、触媒の還元力が低下する。 Further, in the hybrid vehicle, the piston operates without injecting fuel when the internal combustion engine is stopped or started, so that the oxygen storage amount of the catalyst provided in the exhaust system is increased, and the reducing power of the catalyst is increased. descend.
そこで、内燃機関の始動開始からリッチで燃焼させることにより排気浄化触媒の酸素貯蔵量を減少させて還元力を高め、窒素酸化物の浄化効率の低下を抑制したものも提案されている(特許文献2)。 In view of this, there has been proposed a method in which the reduction of nitrogen oxide purification efficiency is suppressed by reducing the amount of oxygen stored in the exhaust purification catalyst by reducing the amount of oxygen stored in the exhaust purification catalyst by starting a rich combustion from the start of the internal combustion engine (Patent Document). 2).
しかしながら、上記ハイブリッド車両では、内燃機関の始動時にリッチな混合気によって燃焼させるので、平衡付着量より大きな壁流となる。そして、壁流が減少しないまま内燃機関が停止してモータ走行に移り変わり、その後再び内燃機関を始動させると、残存した壁流によって混合気がリッチになるという問題があった。 However, the hybrid vehicle burns with a rich air-fuel mixture at the start of the internal combustion engine, resulting in a wall flow larger than the equilibrium adhesion amount. When the internal combustion engine is stopped without changing the wall flow and the motor is changed to the motor running, and then the internal combustion engine is started again, there is a problem that the air-fuel mixture becomes rich due to the remaining wall flow.
本発明が解決しようとする課題は、窒素酸化物の浄化効率の低下を抑制しつつ、始動時のリッチ化を防止できるハイブリッド車両の制御装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can prevent the enrichment at the start-up while suppressing a decrease in the purification efficiency of nitrogen oxides.
本発明は、内燃機関の始動開始から所定期間はストイキよりリッチな空燃比で燃焼させ、続く所定期間は燃料噴射を停止してスロットルバルブを閉じることによって上記課題を解決する。 The present invention solves the above problem by burning the air-fuel ratio richer than stoichiometric for a predetermined period from the start of the internal combustion engine, and stopping fuel injection and closing the throttle valve for the subsequent predetermined period.
本発明によれば、内燃機関の始動開始からリッチで燃焼させることにより排気浄化触媒の酸素貯蔵量が減少して還元力が高まるので、窒素酸化物の浄化効率の低下を抑制することができる。また、続く所定期間で燃料噴射を停止してスロットルバルブを閉じることで、リッチな混合気による壁流を素早く気化させることができる。 According to the present invention, the richer combustion from the start of the internal combustion engine reduces the oxygen storage amount of the exhaust purification catalyst and increases the reducing power, so that it is possible to suppress a reduction in the purification efficiency of nitrogen oxides. Further, by stopping the fuel injection in the subsequent predetermined period and closing the throttle valve, the wall flow due to the rich air-fuel mixture can be quickly vaporized.
以下、発明の実施形態に係る制御装置を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a control device according to an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の制御装置1は、図1に示す後輪駆動のハイブリッド車両HEVに適用したものであり、その駆動系の構成を説明する。同図に示すハイブリッド車HEVの駆動系は、エンジンEGと、第1クラッチCL1と、モータジェネレータ(電動機・発電機)MGと、第2クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルギヤユニットDFと、ドライブシャフトDSと、左右の駆動車輪RRとを備える。なお、FL,FRは左右の操舵前輪である。
The
エンジンEGは、ガソリン又は軽油を燃料として作動する内燃機関であり、エンジンコントローラ11からの制御信号に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度や燃料噴射量等が制御される。エンジンEGの細部構造は後述する。
The engine EG is an internal combustion engine that operates using gasoline or light oil as fuel, and based on a control signal from the
第1クラッチCL1は、エンジンEGの出力軸とモータジェネレータMGの出力軸との間に介装されたクラッチであり、たとえば比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いることができる。そして、制御装置1からの制御信号に基づいて油圧ユニットの油圧が制御され、これによりクラッチ板のスリップ締結を含む締結と解放が制御される。
The first clutch CL1 is a clutch interposed between the output shaft of the engine EG and the output shaft of the motor generator MG. For example, a wet multi-plate clutch capable of continuously controlling the oil flow rate and hydraulic pressure with a proportional solenoid is used. be able to. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic unit is controlled based on a control signal from the
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、インバータINVにより生成された三相交流を印加することにより駆動し、モータコントローラ31からの制御信号に基づいてその駆動が制御される。
The motor generator MG is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator. The motor generator MG is driven by applying a three-phase alternating current generated by an inverter INV, and is controlled by a
このモータジェネレータMGは、バッテリBATからの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし(力行)、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリBATを充電することもできる(回生)。 The motor generator MG can operate as an electric motor that is driven to rotate by receiving electric power supplied from the battery BAT (power running). When the rotor is rotated by an external force, an electromotive force is applied to both ends of the stator coil. It is also possible to charge the battery BAT by functioning as a generator that generates (regeneration).
なお、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。 Note that the rotor of the motor generator MG is connected to the input shaft of the automatic transmission AT via a damper (not shown).
第2クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右の駆動輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、たとえば比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いることができる。そして、制御装置1からの制御信号に基づいて、油圧ユニットの油圧が制御され、これによりクラッチ板のスリップ締結とスリップ解放を含む締結と解放が制御される。
The second clutch CL2 is a clutch interposed between the motor generator MG and the left and right drive wheels RL, RR. For example, a wet multi-plate clutch capable of continuously controlling the oil flow rate and hydraulic pressure with a proportional solenoid is used. Can do. The hydraulic pressure of the hydraulic unit is controlled based on a control signal from the
自動変速機ATは、前進5速、後退1速などの有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機又は無段階変速機であり、トランスミッションコントローラ12からの制御信号により切り換え動作が制御される。なお、第2クラッチCL2は、専用クラッチとして設けることができるが、これに代えて自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用することもできる。 The automatic transmission AT is a transmission or a continuously variable transmission that automatically switches stepped gear ratios such as forward five speeds and reverse first speeds according to vehicle speed, accelerator opening, and the like. The switching operation is controlled by the signal. The second clutch CL2 can be provided as a dedicated clutch, but instead of this, some of the frictional engagement elements that are engaged at each gear stage of the automatic transmission AT are used. You can also
自動変速機ATの出力軸は、プロペラシャフトPS、ディファレンシャルギヤユニットDF、左右のドライブシャフトDSを介して左右の駆動輪RL,RRに連結されている。 The output shaft of the automatic transmission AT is connected to the left and right drive wheels RL and RR via a propeller shaft PS, a differential gear unit DF, and left and right drive shafts DS.
本例のハイブリッド車両HEVは、第1クラッチCL1の締結と解放状態に応じて3つの走行モードを備える。 The hybrid vehicle HEV of this example has three travel modes according to the engagement and disengagement state of the first clutch CL1.
第1走行モードは、第1クラッチCL1が解放状態とされた場合であり、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードである。 The first traveling mode is a case where the first clutch CL1 is in a released state, and is a motor-using traveling mode in which traveling is performed using only the power of the motor generator MG as a power source.
第2走行モードは、第1クラッチCL1が締結状態とされた場合であり、エンジンEGを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モードである。 The second travel mode is a case where the first clutch CL1 is in the engaged state, and is an engine use travel mode in which the vehicle travels while including the engine EG as a power source.
第3走行モードは、第1クラッチCL1が締結状態とされ第2クラッチCL2がスリップ制御された場合であり、エンジンEGを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モードである。このモードは、特にバッテリBATの充電状態SOC(State of Charge)が低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成するモードである。さらに、エンジン停止状態からの発進時にエンジン始動をしつつ駆動力を出力可能なモードでもある。 The third travel mode is a case where the first clutch CL1 is engaged and the second clutch CL2 is slip-controlled, and is an engine-use slip travel mode in which the vehicle travels while including the engine EG as a power source. This mode is a mode for achieving creep running particularly when the state of charge (SOC) of the battery BAT is low or when the engine water temperature is low. Furthermore, it is also a mode in which the driving force can be output while starting the engine when starting from the engine stopped state.
以下、第1走行モードをEV走行モード、第2走行モードをHEV走行モード、第3走行モードをWSC(Wet Start Clutch)走行モードともいう。 Hereinafter, the first travel mode is also referred to as EV travel mode, the second travel mode is also referred to as HEV travel mode, and the third travel mode is also referred to as WSC (Wet Start Clutch) travel mode.
第2走行モードであるHEV走行モードは、さらにエンジン走行モードと、モータアシスト走行モードと、走行発電モードという3つの走行モードを有する。 The HEV travel mode, which is the second travel mode, further includes three travel modes: an engine travel mode, a motor assist travel mode, and a travel power generation mode.
エンジン走行モードは、モータジェネレータMGは駆動制御せずにエンジンEGのみを動力源として駆動輪RR,RLを動かすモードである。 The engine travel mode is a mode in which the motor generator MG moves the drive wheels RR and RL using only the engine EG as a power source without performing drive control.
モータアシスト走行モードは、エンジンEGとモータジェネレータMGの両方を駆動制御し、これら2つを動力源として駆動輪RR,RLを動かすモードである。 The motor assist travel mode is a mode in which both the engine EG and the motor generator MG are driven and controlled, and the drive wheels RR and RL are moved using these two as power sources.
走行発電モードは、エンジンEGを動力源として駆動制御して駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させ、バッテリBATに充電するモードである。 The traveling power generation mode is a mode in which the motor generator MG functions as a generator and charges the battery BAT at the same time as the driving wheels RR and RL are moved by controlling the engine EG as a power source.
なお、これらのモード以外に、車両停止時にエンジンEGの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させ、バッテリBATを充電したり電装品へ電力を供給したりする発電モードを備えることもできる。 In addition to these modes, there may be provided a power generation mode in which the motor generator MG is operated as a generator using the power of the engine EG when the vehicle is stopped to charge the battery BAT or supply power to the electrical components. it can.
次に、エンジンEGの構成例を説明する。 Next, a configuration example of the engine EG will be described.
図2は、本例に係るエンジンEGを示すブロック図であり、エンジンEGの吸気通路111には、エアーフィルタ112、吸入空気流量を検出するエアフローメータ113、吸入空気流量を制御するスロットルバルブ114およびコレクタ115が設けられている。
FIG. 2 is a block diagram showing an engine EG according to this example. An
スロットルバルブ114には、当該スロットルバルブ114の開度を調整するDCモータ等のアクチュエータ116が設けられている。このスロットルバルブアクチュエータ116は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づき演算される要求トルクを達成するように、エンジンコントロールユニット11からの駆動信号に基づき、スロットルバルブ114の開度を電子制御する。また、スロットルバルブ114の開度を検出するスロットルセンサ117が設けられて、その検出信号をエンジンコントロールユニット1へ出力する。なお、スロットルセンサ117はアイドルスイッチとしても機能させることができる。
The
また、コレクタ115から各気筒に分岐した吸気通路111aに臨ませて、燃料噴射バルブ118が設けられている。燃料噴射バルブ118は、エンジンコントロールユニット11において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、図外の燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に制御された燃料を吸気通路(以下、燃料噴射ポートともいう)111a内に噴射する。
A
シリンダ119と、当該シリンダ内を往復移動するピストン120の冠面と、吸気バルブ121及び排気バルブ122が設けられたシリンダヘッドとで囲まれる空間が燃焼室123を構成する。点火プラグ124は、各気筒の燃焼室123に臨んで装着され、エンジンコントロールユニット11からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。
A space surrounded by the
一方、排気通路125には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出することにより排気、ひいては吸入混合気の空燃比を検出する空燃比センサ126が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット11へ出力される。この空燃比センサ126は、リッチ・リーン出力する酸素センサであっても良いし、空燃比をリニアに広域に亘って検出する広域空燃比センサであってもよい。
On the other hand, the
また、排気通路125には、排気を浄化するための排気浄化触媒127が設けられている。この排気浄化触媒127としては、ストイキ(理論空燃比,λ=1、空気重量/燃料重量=14.7)近傍において排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCを酸化するとともに、窒素酸化物NOxの還元を行って排気を浄化することができる三元触媒、或いは排気中の一酸化炭素COと炭化水素HCの酸化を行う酸化触媒を用いることができる。
The
排気通路125の排気浄化触媒127の下流側には、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出し、リッチ・リーン出力する酸素センサ128が設けられ、その検出信号はエンジンコントロールユニット11へ出力される。ここでは、酸素センサ128の検出値により、空燃比センサ126の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を補正することで、空燃比センサ126の劣化等に伴う制御誤差を抑制する等のために(いわゆるダブル空燃比センサシステム採用のために)、下流側酸素センサ128を設けて構成したが、空燃比センサ126の検出値に基づく空燃比フィードバック制御を行なわせるだけで良い場合には、酸素センサ128を省略することができる。
On the downstream side of the
なお、図1において129はマフラである。
In FIG. 1,
エンジンEGのクランク軸130にはクランク角センサ131が設けられ、エンジンコントロールユニット11は、クランク角センサ131から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、機関回転速度Neを検出することができる。
The
エンジンEGの冷却ジャケット132には、水温センサ133が当該冷却ジャケットに臨んで設けられ、冷却ジャケット131内の冷却水温度Twを検出し、これをエンジンコントロールユニット11へ出力する。
The cooling
図1に戻り、本例のハイブリッド車両HEVの制御系は、同図に示すように、制御装置1と、エンジンコントローラ11と、モータコントローラ31と、トランスミッションコントローラ51と、を備える。これら制御装置1と、エンジンコントローラ11と、モータコントローラ31と、トランスミッションコントローラ51とは、たとえば情報交換が可能なCAN通信線を介して接続することができる。
Returning to FIG. 1, the control system of the hybrid vehicle HEV of this example includes a
エンジンコントローラ11は、エンジン水温センサ133からのエンジン水温、エアフローメータ113からの吸入空気量、スロットル開度センサ116aからのスロットル開度、クランク角センサ131からのエンジン回転数Ne情報を入力し、制御装置1からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点(エンジン回転数Ne,エンジントルクTe)を制御する指令を、スロットルバルブアクチュエータ116へ出力する。スロットルバルブアクチュエータ116は、エンジンコントローラ11からの指令に応じてスロットルバルブ114の開度を調節する。
The
また、エンジンコントローラ11は、エンジンEGの燃料噴射量やスロットル開度等に基づいてエンジントルクTeを推定する。エンジン回転数Neや推定されたエンジントルクTeの情報は、CAN通信線を介して制御装置1へ送出される。
Further, the
モータコントローラ2は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバからの情報を入力し、制御装置1からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点(モータ回転数Nm,モータトルクTm)を制御する指令をインバータINVへ出力する。なお、このモータコントローラ31では、バッテリBATの充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いられると共に、CAN通信線を介して制御装置1へ送出される。
The
また、モータコントローラ31は、モータジェネレータMGに流れる電流値(電流値の正負によって駆動トルクと回生制動トルクを区別している)に基づいて、モータジェネレータトルクTmを推定し、この推定されたモータジェネレータトルクTmの情報は、CAN通信線を介して制御装置1へ送出される。
Further, the
制御装置1は、第1クラッチCL1に設けられた油圧センサとストロークセンサからのセンサ情報を入力し、第1クラッチ制御指令に応じて、第1クラッチCL1の締結・解放を制御する指令を第1クラッチCL1の油圧ユニットに出力する。
The
ATコントローラ51は、アクセル開度センサ71と車速センサ72と第2クラッチCL2の油圧センサとからのセンサ情報を入力し、制御装置1からの第2クラッチ制御指令に応じ、第2クラッチCL2の締結・解放を制御する指令を第2クラッチCL2の油圧ユニットに出力する。なお、アクセルペダル開度APOと車速VSPの情報は制御装置1に入力される。
The
図示は省略するが、ブレーキコントローラは、4輪の各車輪速を検出する車輪速センサとブレーキストロークセンサからのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を摩擦制動力で補うように、制御装置1からの回生協調制御指令に基づいて回生協調ブレーキ制御を行う。
Although not shown, the brake controller inputs wheel speed sensors for detecting the wheel speeds of the four wheels and sensor information from the brake stroke sensor. For example, the required braking force obtained from the brake stroke BS at the time of brake depression braking. On the other hand, when the regenerative braking force alone is insufficient, the regenerative cooperative brake control is performed based on the regenerative cooperative control command from the
制御装置1は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサと、第2クラッチCL2の出力回転数N2outを検出する第2クラッチ出力回転数センサと、第2クラッチCL2のトルクTCL2を検出する第2クラッチトルクセンサと、ブレーキ油圧センサと、第1クラッチCL1の温度を検知する温度センサと、第2クラッチCL2の温度を検知する温度センサと、からの情報およびCAN通信線を介して得られた情報を入力する。
The
なお、モータ回転数センサは、自動変速機ATの入力軸回転数センサと等価である。また、第2クラッチ出力回転数センサは、自動変速機ATの出力軸回転数を検出し、各締結要素の関係に基づいて、第2クラッチCL2の出力回転数を算出するセンサであるため、自動変速機ATの出力軸回転数センサと等価である。 The motor rotation speed sensor is equivalent to the input shaft rotation speed sensor of the automatic transmission AT. The second clutch output rotational speed sensor is a sensor that detects the output shaft rotational speed of the automatic transmission AT and calculates the output rotational speed of the second clutch CL2 based on the relationship between the respective engagement elements. This is equivalent to the output shaft rotational speed sensor of the transmission AT.
また、制御装置1は、エンジンコントローラ11への制御指令によるエンジンEGの動作制御と、モータコントローラ31への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、ATコントローラ51への制御指令による自動変速機の動作制御と、第1クラッチCL1の油圧ユニットへの制御指令による第1クラッチCL1の締結・解放制御と、第2クラッチCL2の油圧ユニットへの制御指令による第2クラッチCL2の締結・解放制御とを行う。
Further, the
さて、上述したハイブリッド車両ではエンジンEGが停止してモータジェネレータMGのみを駆動源として走行するEV走行モードに切り替えるときや、停止したエンジンEGをモータジェネレータMGの駆動力により始動するときなど、燃料を噴射することなくピストンが動作すると、排気通路125に設けられた排気浄化触媒127の酸素貯蔵量が増加し還元力が低下する。還元力が低下すると窒素酸化物NOxの浄化効率が低下するので、本例ではこうした排気浄化触媒127の酸素貯蔵量が増加する状況において下記の制御を実行する。
Now, in the hybrid vehicle described above, when the engine EG is stopped and the vehicle is switched to the EV traveling mode in which only the motor generator MG is driven as a driving source, or when the stopped engine EG is started by the driving force of the motor generator MG, the fuel is supplied. When the piston operates without injecting, the amount of oxygen stored in the
図3は制御装置1の制御手順を示すフローチャートであり、エンジンEGが停止した状態から再始動の要求信号が入った場合について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing the control procedure of the
まず、このようにエンジンEGが停止した状態において再始動の要求信号が入るとステップS1〜S3にて、ステップS4〜S12の制御を実行するか又はステップS14の制御を実行するかを判定する。 First, when a restart request signal is input in such a state where the engine EG is stopped, it is determined in steps S1 to S3 whether the control in steps S4 to S12 or the control in step S14 is executed.
すなわち、水温センサ133により検出される水温Twが所定値以上の暖機状態であるか否か(ステップS1)を判定し、排気浄化触媒127が活性化していることを確認する。水温Twが所定値以上の暖機状態ではなく排気浄化装置127が活性化していないときはステップS14へ進んで排気浄化触媒127を活性化させる制御を実行する。
That is, it is determined whether or not the water temperature Tw detected by the
ステップS2では、バッテリBATの充電量SOCが所定値以上であるか否かを判定し、充電量SOCが不充分である場合はモータジェネレータMGによる始動が行えないのでステップS14へ進む。 In step S2, it is determined whether or not the charge amount SOC of the battery BAT is equal to or greater than a predetermined value. If the charge amount SOC is insufficient, the motor generator MG cannot be started, and the process proceeds to step S14.
ステップS3では、排気浄化触媒127の酸素貯蔵量OSCが目標OSC量以上であるか否かを判定し、目標OSC量に満たない場合は酸化力が低いのでステップS14へ進む。
In step S3, it is determined whether or not the oxygen storage amount OSC of the
ステップS1〜S3にて、排気浄化触媒127が活性化している暖機状態であり、バッテリBATの充電量が再始動に足りる充電量であり、排気浄化触媒127の酸素貯蔵量がリッチな混合気に対しても充分な酸化力を有する状態であると判定されると、ステップS4へ進む。
In steps S1 to S3, the
ステップS4では、排気浄化触媒127の目標酸素貯蔵量と、エンジンの始動要求がされたときt0の酸素貯蔵量OSCの差を演算し、この差分の酸素貯蔵量を放出するのに必要な燃料のトータル増量分ΔVを演算する。すなわち、排気浄化触媒127に目標酸素貯蔵量より多い酸素が貯蔵されているときは、エンジンEGの始動に際しストイキよりリッチの空燃比で燃焼させ、炭化水素HC及び一酸化炭素COを酸化することにより、過多となっている排気浄化触媒127の酸素貯蔵量を調整する。
In step S4, the operation and the target oxygen storage amount of the
目標酸素貯蔵量は、排気浄化触媒127の酸化力と還元力とのバランスにより予め決定される値であり、ステップS7における燃料噴射の処理において目標となる酸素貯蔵量である。なお、図5に示すように、目標酸素貯蔵量は、触媒の転換効率が最適な酸素貯蔵量より小さく設定することもできる。
The target oxygen storage amount is a value determined in advance by the balance between the oxidizing power and the reducing power of the
また、t0時における排気浄化触媒127の酸素貯蔵量は、空燃比センサ126または酸素センサ128により検出される酸素濃度から演算により推定することができる。
Further, the oxygen storage amount of the
ステップS5では、ステップS4で演算された増量分ΔVの燃料の分割比を演算し、噴射する際の空燃比と噴射時間とを求める。続くステップS6にて第1クラッチCL1を締結してモータジェネレータMGの駆動力によりエンジンEGを始動し、ステップS7にて燃料噴射を開始する。 In step S5, the fuel split ratio of the increase ΔV calculated in step S4 is calculated, and the air-fuel ratio and injection time for injection are obtained. In the subsequent step S6, the first clutch CL1 is engaged, the engine EG is started by the driving force of the motor generator MG, and fuel injection is started in step S7.
ここで、ステップS5における分割比の演算において、ステップS4で求められた排気浄化触媒127の酸素貯蔵量に応じた燃料の増量分ΔVにより、たとえばリッチ可燃限界の当量比を目標空燃比λとして燃料噴射したり、あるいはこれよりリーンであるがストイキよりリッチな当量比を目標空燃比λとして燃料噴射したり、あるいは運転性の要求に応じてリッチ可燃限界の当量比から徐々にストイキに漸近させる目標空燃比で燃料噴射することができる。これらの様子を図6に示す。
Here, in the calculation of the split ratio in step S5, the fuel increase amount ΔV corresponding to the oxygen storage amount of the
同図の(i)は最もリッチな可燃限界の空燃比で燃料噴射する場合を示し、(ii)はそれよりもリーンな空燃比で燃料噴射する場合を示し、(iii)は可燃限界の空燃比から徐々にストイキに向かって空燃比を変動させながら燃料噴射する場合を示す。いずれの場合にあっても燃料噴射の積算値である面積がステップS4にて求められた酸素貯蔵量に応じた燃料の増量分ΔVに相当し、これによりそれぞれの燃料噴射時間t1(i),t1(ii),t1(iii)を求めることができる。 (I) shows the case of fuel injection at the richest flammable limit air-fuel ratio, (ii) shows the case of fuel injection at a leaner air-fuel ratio, and (iii) shows the flammable limit air-fuel ratio. The case where fuel injection is performed while the air-fuel ratio is gradually changed from the fuel ratio toward the stoichiometric state is shown. In any case, the area that is the integrated value of fuel injection corresponds to the amount of fuel increase ΔV corresponding to the oxygen storage amount obtained in step S4, whereby each fuel injection time t 1 (i). , T 1 (ii), t 1 (iii).
ステップS8では、ステップS4で求められた燃料の増量分ΔVと、実際に噴射された燃料の積算値との差がゼロになるまで、すなわち図6の面積がステップS4の燃料増量分ΔVに等しくなる時間t1まで燃料噴射を継続し、ゼロになったらステップS9へ進んで、燃料噴射を停止する。 In step S8, the difference between the fuel increase amount ΔV obtained in step S4 and the integrated value of the actually injected fuel becomes zero, that is, the area in FIG. 6 is equal to the fuel increase amount ΔV in step S4. made to continue fuel injection to the time t 1, the program proceeds to step S9 If becomes zero, to stop the fuel injection.
以上の時間t1までのエンジン回転数、ブースト、燃料噴射量、吸気通路の壁流量、スロットル開度、燃料空燃比、ピストンの空回しサイクル数の積算値、酸素貯蔵量OSC量、排気通路の窒素酸化物NOx排出量の各要素の変化の様子を、図4を参照しながら説明する。 Engine speed, boost, fuel injection amount, intake passage wall flow rate, throttle opening, fuel air-fuel ratio, integrated value of piston idling cycle number, oxygen storage amount OSC amount, exhaust passage nitrogen until time t1 above The state of change of each element of oxide NOx emission will be described with reference to FIG.
同図の左端の時間−t2においてエンジンEGの停止要求がなされると、これにともない燃料噴射バルブ118からの燃料噴射が停止するとともにスロットルバルブ114の開度がアイドル開度まで閉じる。このエンジン停止の際にピストン120が数回だけ空廻しされるので排気浄化触媒127の酸素貯蔵量はエンジンEGの運転時に比べて酸素リッチとなる。
When the stop request of the engine EG is made in time -t 2 at the left end in the figure, closing the opening of the
同図の時間−t1においてエンジンEGが停止すると、それまでスロットルバルブが閉じてピストンの空回しがされることで負圧となっていたブースト圧が上昇する。これにともない吸気通路(燃料噴射ポート)111aの壁流量も若干低下する。 When the engine EG is stopped at time -t 1 in the figure, the boost pressure, which has been a negative pressure, is increased by closing the throttle valve and rotating the piston until then. As a result, the wall flow rate of the intake passage (fuel injection port) 111a also slightly decreases.
同図の時間t0において、エンジンEGの再始動要求がされると、上述したように時間t1までの間、モータジェネレータMGによりエンジンEGの回転数を上昇させると同時に、スロットルバルブ114を開いて燃料噴射バルブ118から燃料を噴射して、ストイキよりリッチな混合気を燃焼室123へ供給し、燃焼を開始する。これにより排気浄化触媒127に貯蔵されていた酸素が目標酸素貯蔵量まで減少する。
When a restart request for the engine EG is made at time t 0 in the figure, the motor generator MG increases the engine EG rotation speed and opens the
同図の時間t1及び図3のステップS8において、酸素貯蔵量に応じた燃料の増量分ΔVの燃料噴射を終了したら、ステップS9にて燃料噴射バルブ118からの燃料噴射を一時停止するとともに、スロットルバルブ114を閉じる。このとき図4に示すようにモータジェネレータMGのアシストによりエンジンEGの回転数はさらに上昇を継続する。
In step S8 in the time t 1 and 3 in the figure, when finished the fuel injection increase amount ΔV of the fuel corresponding to the oxygen storage amount, with temporarily stopping fuel injection from the
この時間t1からt2までの燃料カット、スロットルバルブ114の閉動作及びエンジン回転の継続により、吸気通路(燃料噴射ポート)111aのブーストが低下し、これによりそれまでリッチな混合気によって平衡付着量より大きい壁流となっていた燃料を素早く気化させることができる。すなわち、時間t0からt1までの間はブーストが充分に低くなく、低回転で、しかもリッチな混合気を燃焼させるため噴射ポート111aの壁流量は平衡付着量より大きくなっているが、ステップS9の処理により燃料の気化を促進させることができる。気化した燃料(炭化水素)は排気浄化触媒127の還元作用に寄与する。
Fuel cut from the time t 1 to t 2, by continuing the closing operation and the engine speed of the
次のステップS10では、アクセル開度センサ71の出力に基づいて要求トルクを演算し、エンジンEGの始動時の回転数とブーストを演算する。 In the next step S10, the required torque is calculated based on the output of the accelerator opening sensor 71, and the rotational speed and boost at the start of the engine EG are calculated.
ステップS11では、ステップS10で求められたエンジン回転数とブーストから目標壁流量を演算する。そして、ステップS12にて現在の壁流量が目標壁流量に等しくなったとき、すなわち時間t2において燃料噴射を再開する(ステップS13)。これにより、排気浄化触媒127の酸素貯蔵量が過多ではない状態でエンジンを始動させることができ、窒素酸化物NOxの排出量を抑制することができる。また、ブーストが充分に低くなった状態でエンジンを始動させるので、短時間かつ最小限の壁流補正量で燃焼を安定化させることができる。
In step S11, the target wall flow rate is calculated from the engine speed and boost obtained in step S10. Then, when the current wall flow rate becomes equal to the target wall flow rate in step S12, that is, at time t2, fuel injection is resumed (step S13). Thereby, the engine can be started in a state where the oxygen storage amount of the
なお、エンジンEGが停止したとき(図4の時間-t1)の壁流量から、エンジンEGが停止していた時間及び温度(水温センサ133を用いる)から決まる壁流気化量を減算することで、エンジンEGの再始動要求時(図4の時間t0)の壁流量が求められる。 The wall flow vaporization amount determined from the time and temperature (using the water temperature sensor 133) when the engine EG was stopped is subtracted from the wall flow rate when the engine EG is stopped (time-t 1 in FIG. 4). Then, the wall flow rate at the time of restart request of the engine EG (time t 0 in FIG. 4) is obtained.
燃料を噴射している時間t0〜t1の間の壁流量は、空燃比センサ126の出力と、燃料噴射バルブ118による燃料噴射量及びエアフローメータ113による吸入空気量との差を演算することにより求めることができる。
The wall flow rate during the time t 0 to t 1 during which fuel is injected is calculated as the difference between the output of the air-
燃料の噴射を停止している時間t1〜t2の間の壁流量は、水温毎のブーストと気化割合のマップを用いて求めることができ、燃料噴射停止時の壁流量=前回壁流量×(1−壁流気化割合)となる。 The wall flow rate during the time t 1 to t 2 when the fuel injection is stopped can be obtained by using a map of the boost for each water temperature and the vaporization ratio, and the wall flow rate at the time of stopping the fuel injection = the previous wall flow rate × (1-wall flow vaporization ratio).
そして、上記のようにして求められた壁流量が、図7に示すように目標回転数に応じた平衡付着量に漸近した時間t2から燃料噴射を再開する。 Then, the fuel injection is restarted from time t 2 when the wall flow rate obtained as described above gradually approaches the equilibrium adhesion amount corresponding to the target rotational speed as shown in FIG.
ちなみに、図4の時間t2の初期において(図3のステップS13)、排気浄化触媒127の窒素酸化物NOx浄化効率を高めるために、さらに時間t0〜t1の間の制御(図3のステップS4〜S8)を追加してもよい。
Incidentally, (step S13 in FIG. 3) at an initial time t 2 in FIG. 4, in order to enhance the nitrogen oxides NOx purification efficiency of the exhaust
また、図4の時間t0〜t1の間における燃料噴射のタイミングは、壁流の付着量が比較的少ない吸気行程としてもよい。 Further, the fuel injection timing between the times t 0 and t 1 in FIG. 4 may be an intake stroke in which the amount of wall flow adhesion is relatively small.
また、図4の時間t1〜t2の間において壁流気化燃料を燃焼させるために、所定のサイクルだけ燃焼させることが望ましい。 Moreover, in order to burn the wall-flow vaporized fuel between the times t 1 and t 2 in FIG. 4, it is desirable to burn it for a predetermined cycle.
上述した実施形態の制御装置1が本発明に係る制御手段に相当し、空燃比センサ126または酸素センサ128が本発明に係る酸素貯蔵量検出手段に相当し、時間t0〜t1が本発明に係る第1の期間に相当し、時間t1〜t2が本発明に係る第2の期間に相当し、時間t2〜が発明に係る第3の期間に相当し、制御装置1が本発明に係る壁流量推定手段に相当する。
The
HEV…ハイブリッド車両
1…制御装置
EG…エンジン(内燃機関)
11…エンジンコントローラ
111,111a…吸気通路
112…エアーフィルタ
113…エアフローメータ
114…スロットルバルブ
115…コレクタ
116…スロットルバルブアクチュエータ
117…スロットルセンサ
118…燃料噴射バルブ
119…シリンダ
120…ピストン
121…吸気バルブ
122…排気バルブ
123…燃焼室
124…点火プラグ
125…排気通路
126…空燃比センサ
127…排気浄化触媒
128…酸素センサ
129…マフラ
130…クランク軸
131…クランク角センサ
132…冷却ジャケット
133…水温センサ
MG…モータジェネレータ
31…モータコントローラ
INV…インバータ
BAT…バッテリ
AT…自動変速機
51…トランスミッションコントローラ
CL1…第1クラッチ
CL2…第2クラッチ
PS…プロペラシャフト
DS…ドライブシャフト
DF…ディファレンシャルギヤユニット
71…アクセル開度センサ
72…車速センサ
HEV ...
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒の酸素貯蔵量を検出する酸素貯蔵量検出手段と、
前記酸素貯蔵量検出手段により検出された酸素貯蔵量が所定値以上であって前記内燃機関を始動する場合に、始動開始から第1の期間はストイキよりリッチな空燃比で燃焼させる信号を出力し、前記第1の期間に続く第2の期間は燃料噴射を停止するとともにスロットルバルブを閉じる信号を出力する制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 A control device that outputs a control signal to a hybrid vehicle including an internal combustion engine, an electric motor, and a wheel connected to the output shaft of the internal combustion engine or the electric motor,
Oxygen storage amount detection means for detecting the oxygen storage amount of an exhaust purification catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine;
When the oxygen storage amount detected by the oxygen storage amount detection means is equal to or greater than a predetermined value and the internal combustion engine is started, a signal for burning at an air-fuel ratio richer than stoichiometry is output for the first period from the start of the start. And a control means for outputting a signal for stopping the fuel injection and closing the throttle valve during a second period following the first period.
前記制御手段は、
前記第1の期間は前記スロットルバルブを開く信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 1,
The control means includes
The hybrid vehicle control device outputs a signal for opening the throttle valve during the first period.
前記制御手段は、
前記第2の期間に続く第3の期間は、前記スロットルバルブを負荷に応じた目標開度に設定するとともにストイキで燃焼させる信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 2,
The control means includes
In a third period following the second period, the hybrid vehicle control apparatus outputs a signal for setting the throttle valve to a target opening degree corresponding to a load and burning the stoichiometrically.
前記制御手段は、
前記排気浄化触媒の目標酸素貯蔵量と、前記始動開始時における前記酸素貯蔵量検出手段により検出された酸素貯蔵量との差分に基づいて、前記第1の期間の燃料噴射量を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 1,
The control means includes
Setting the fuel injection amount for the first period based on the difference between the target oxygen storage amount of the exhaust purification catalyst and the oxygen storage amount detected by the oxygen storage amount detection means at the start of the start. A hybrid vehicle control device.
前記制御手段は、
前記設定された燃料噴射量と実際に噴射された燃料の積算値との差がゼロになったときに、前記第2の期間の燃料噴射の停止信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 The hybrid vehicle control device according to claim 4,
The control means includes
The hybrid vehicle outputs a stop signal for fuel injection in the second period when the difference between the set fuel injection amount and the integrated value of the actually injected fuel becomes zero. Control device.
吸気系の温度及び圧力に基づいて燃料噴射ポートの壁流量を推定する壁流量推定手段をさらに備え、
前記制御手段は、
前記壁流量推定手段により推定された燃料噴射ポートの壁流量が、要求負荷に応じた目標壁流量に等しくなったときに、前記第3の期間のストイキで燃焼させる信号を出力することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle control device according to claim 3,
A wall flow rate estimating means for estimating the wall flow rate of the fuel injection port based on the temperature and pressure of the intake system;
The control means includes
When the wall flow rate of the fuel injection port estimated by the wall flow rate estimation means becomes equal to the target wall flow rate corresponding to the required load, a signal for burning with the stoichiometric period of the third period is output. A control device for a hybrid vehicle.
前記ハイブリッド車両は、出力軸を有する内燃機関と、前記出力軸に連結された出力軸を有する電動機と、前記電動機の出力軸に接続された車輪と、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との間の動力伝達を断接する第1クラッチと、前記電動機の出力軸と車輪との間の動力伝達を断接する第2クラッチと、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In the control apparatus of the hybrid vehicle as described in any one of Claims 1-6,
The hybrid vehicle includes an internal combustion engine having an output shaft, an electric motor having an output shaft coupled to the output shaft, wheels connected to the output shaft of the electric motor, an output shaft of the internal combustion engine, and an output of the electric motor. A hybrid vehicle control device comprising: a first clutch for connecting / disconnecting power transmission to / from a shaft; and a second clutch for connecting / disconnecting power transmission between an output shaft of the motor and a wheel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009027039A JP2010179864A (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Control device for hybrid vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009027039A JP2010179864A (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Control device for hybrid vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010179864A true JP2010179864A (en) | 2010-08-19 |
Family
ID=42761727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009027039A Pending JP2010179864A (en) | 2009-02-09 | 2009-02-09 | Control device for hybrid vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010179864A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015124683A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 三菱自動車工業株式会社 | Fuel injection control device for engine |
KR101766699B1 (en) | 2011-09-27 | 2017-08-10 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | Catalyst purge method of hybrid vehicle |
-
2009
- 2009-02-09 JP JP2009027039A patent/JP2010179864A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101766699B1 (en) | 2011-09-27 | 2017-08-10 | 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 | Catalyst purge method of hybrid vehicle |
JP2015124683A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 三菱自動車工業株式会社 | Fuel injection control device for engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5039098B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
EP2631466B1 (en) | Idling control device for vehicle | |
US11214243B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
JP7132839B2 (en) | power train controller | |
JP2010179780A (en) | Hybrid vehicle and control method for the same | |
WO2013061454A1 (en) | Vehicle control device | |
JP2009214704A (en) | Start control device for engine | |
JP2010195363A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
US11628819B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP2000104588A (en) | Air-fuel ratio controller for engine | |
JP5807379B2 (en) | Engine stop control device for hybrid vehicle | |
JP2013252725A (en) | Engine start control device of hybrid vehicle | |
JP2007064097A (en) | Stop control of engine | |
JP5519331B2 (en) | Vehicle control device | |
JP2013154699A (en) | Control device for vehicle | |
CN108930599B (en) | Vehicle and control method of vehicle | |
JP2010179864A (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP2016113977A (en) | Control device for engine | |
JP5246090B2 (en) | Hybrid vehicle and control method thereof | |
JP5305619B2 (en) | Engine control device for hybrid vehicle | |
JP2013216223A (en) | Hybrid vehicle | |
JP5736920B2 (en) | Hybrid vehicle engine control system | |
JP5310113B2 (en) | Internal combustion engine | |
JP4311414B2 (en) | Vehicle and control method thereof | |
US10227941B2 (en) | Vehicle exhaust aftertreatment systems and methods |