JP2011179387A - Control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼形態を予混合圧縮着火燃焼と火花点火燃焼とで切り換える内燃機関を備えた車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle including an internal combustion engine that switches a combustion mode between premixed compression ignition combustion and spark ignition combustion.
燃料と空気とを混合して希薄かつ均一な混合気を生成し、この混合気を圧縮し自着火させる予混合圧縮着火燃焼が可能な内燃機関が提案されている。予混合圧縮着火燃焼は、窒素酸化物(NOx)の排出量が少なく、また圧縮比を高めて高効率な運転が可能であることなどから注目されている。しかしながら、この予混合圧縮着火燃焼は、例えば高負荷の運転領域では、適切なタイミングで混合気を燃焼させることが困難でありノッキングや失火などが生じやすい。そこで近年では、予混合圧縮着火燃焼が困難な運転領域を補うべく、点火プラグにより混合気を燃焼させる火花点火燃焼と予混合圧縮着火燃焼とを、運転領域に応じて切り換えることが可能な内燃機関が開発されている。 There has been proposed an internal combustion engine capable of premixed compression ignition combustion in which fuel and air are mixed to produce a lean and uniform air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is compressed and self-ignited. Premixed compression ignition combustion has attracted attention because it has a low emission amount of nitrogen oxides (NOx) and can be operated with high efficiency by increasing the compression ratio. However, in this premixed compression ignition combustion, for example, in a high load operation region, it is difficult to burn the air-fuel mixture at an appropriate timing, and knocking or misfire is likely to occur. Therefore, in recent years, an internal combustion engine capable of switching between spark ignition combustion in which an air-fuel mixture is burned by a spark plug and premixed compression ignition combustion in accordance with the operation region in order to compensate for an operation region in which premixed compression ignition combustion is difficult. Has been developed.
ところで、予混合圧縮着火燃焼と火花着火燃焼とでは、最適な筒内圧や温度が異なるため、燃焼形態を切り換える際に、内燃機関の燃焼状態が不安定になる場合がある。このため、運転領域に応じて燃焼形態を切り換える内燃機関では、燃焼形態を如何にして円滑に移行するかが課題となっている。 By the way, since the optimal in-cylinder pressure and temperature differ between premixed compression ignition combustion and spark ignition combustion, the combustion state of the internal combustion engine may become unstable when switching the combustion mode. For this reason, in an internal combustion engine that switches the combustion mode in accordance with the operating region, there is a problem of how to smoothly shift the combustion mode.
例えば特許文献1では、内燃機関の燃焼形態を予混合圧縮着火燃焼から火花点火燃焼に切り換える際には、燃料の供給を一時的に停止することにより、火花点火燃焼に適した筒内圧及び筒内温度まで低下させた後に、火花点火燃焼を開始する技術が示されている。この技術によれば、燃焼形態を予混合圧縮着火燃焼から火花点火燃焼へ切り換えている間に、内燃機関が失火したりノッキングしたりするのを防止できる。 For example, in Patent Document 1, when switching the combustion mode of an internal combustion engine from premixed compression ignition combustion to spark ignition combustion, the cylinder pressure and cylinder interior suitable for spark ignition combustion are temporarily stopped by temporarily stopping the supply of fuel. Techniques have been shown for starting spark-ignited combustion after lowering to temperature. According to this technology, it is possible to prevent the internal combustion engine from misfiring or knocking while switching the combustion mode from premixed compression ignition combustion to spark ignition combustion.
また、例えば特許文献2では、内燃機関の燃焼形態を切り換えている間に、内燃機関の燃焼状態が一時的に不安定になることで変動する出力を、モータの出力で補償する技術が示されている。これにより、燃焼形態を切り換えている間であっても、トルク段差を生じることなく安定した走行が可能となる。
Further, for example,
以上の特許文献1、2に示された技術では、内燃機関の燃焼形態を切り換えている間における走行性能の低下は抑制することができるものの、内燃機関から排出される排気の浄化性能の低下については十分な検討がなされていない。
With the techniques disclosed in
本発明は、燃焼形態を予混合圧縮着火燃焼と火花点火燃焼とで切り換える内燃機関を供えた車両の制御装置であって、燃焼形態を切り換えている間における走行性能の安定化と排気浄化性能の向上とを両立できる車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a control device for a vehicle provided with an internal combustion engine that switches a combustion mode between premixed compression ignition combustion and spark ignition combustion, and stabilizes running performance and exhaust purification performance while switching the combustion mode. An object of the present invention is to provide a vehicle control device that can achieve both improvement.
上記目的を達成するため本発明は、運転領域に応じて燃焼形態を予混合圧縮着火燃焼と火花点火燃焼とで切り換える内燃機関(例えば、後述のエンジン2)と、前記内燃機関の出力を補う駆動力を発生、又は、前記内燃機関の出力を回生する電動機(例えば、後述のモータ5)と、を備えた車両(例えば、後述のハイブリッド車両1)の制御装置を提供する。前記車両の制御装置は、前記内燃機関の排気通路(例えば、後述の排気管32)に設けられ、当該内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒(例えば、後述の触媒コンバータ35の三元触媒)と、当該排気浄化触媒の温度を取得する触媒温度取得手段(例えば、後述の排気温度センサ43およびECU9)と、前記電動機で駆動力を発生し前記内燃機関の出力を補うことができる状態であるか否か、および、前記電動機で前記内燃機関の出力を回生することができる状態であるか否かを判定する判定手段(例えば、後述のECU9、並びに図5のステップS12、S15の実行に係る手段)と、前記触媒温度取得手段により取得された温度および前記判定手段による判定結果に基づいて、前記内燃機関の燃焼形態を火花点火燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ切り換える切換期間内における、前記排気浄化触媒に流入する排気の排気空燃比並びに前記内燃機関の点火時期を制御する制御手段(例えば、後述のECU9、並びに図5のステップS13、S14、S16、S17の実行に係る手段)と、を備える。
In order to achieve the above object, the present invention provides an internal combustion engine (for example,
この発明によれば、制御手段は、排気浄化触媒の温度に加えて、電動機で駆動力を発生し内燃機関の出力を補うことができる状態であるか否か、および、電動機で内燃機関の出力を回生することができる状態であるか否かの判定結果に応じて、火花点火燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ切り換える切換期間内における、排気空燃比および点火時期を制御する。これにより、排気浄化触媒に適した排気空燃比に制御することで、切換期間内における排気の浄化性能を向上することができる。また、電動機の状態に応じた適切な態様で排気空燃比や点火時期を制御することができるので、切換期間内における走行性能を安定化することもできる。 According to this invention, in addition to the temperature of the exhaust gas purification catalyst, the control means determines whether or not it is in a state in which it is possible to generate a driving force with the electric motor to supplement the output of the internal combustion engine, and the output of the internal combustion engine with the electric motor. The exhaust air-fuel ratio and the ignition timing are controlled in the switching period for switching from spark ignition combustion to premixed compression ignition combustion according to the determination result of whether or not the engine can be regenerated. Thus, the exhaust purification performance within the switching period can be improved by controlling the exhaust air-fuel ratio suitable for the exhaust purification catalyst. Further, since the exhaust air-fuel ratio and the ignition timing can be controlled in an appropriate manner according to the state of the electric motor, the running performance within the switching period can be stabilized.
この場合、前記排気浄化触媒は三元触媒であり、前記制御手段は、前記切換期間内における前記排気空燃比を理論空燃比の近傍の目標排気空燃比に制御することが好ましい。 In this case, it is preferable that the exhaust purification catalyst is a three-way catalyst, and the control means controls the exhaust air / fuel ratio within the switching period to a target exhaust air / fuel ratio in the vicinity of the theoretical air / fuel ratio.
三元触媒は理論空燃比の近傍において高い浄化性能を発揮することから、この発明によれば、切換期間内に、三元触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することにより、排気の浄化性能を高く維持することができる。 Since the three-way catalyst exhibits high purification performance in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, according to the present invention, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is set in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio within the switching period. By controlling to the target exhaust air-fuel ratio, the exhaust purification performance can be maintained high.
この場合、前記触媒温度取得手段により取得された温度が所定の閾値以上であり、かつ、前記判定手段により前記電動機で前記内燃機関の出力を回生できる状態であると判定された場合には、前記制御手段は、前記排気空燃比が前記目標排気空燃比に一致するように前記内燃機関の燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、前記内燃機関の出力が最大となるように前記点火時期を制御し、さらに前記電動機で前記内燃機関の出力の一部を回生させることが好ましい。 In this case, when the temperature acquired by the catalyst temperature acquisition unit is equal to or higher than a predetermined threshold value and the determination unit determines that the output of the internal combustion engine can be regenerated by the electric motor, The control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to be close to the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio coincides with the target exhaust air-fuel ratio, and controls the ignition so that the output of the internal combustion engine becomes maximum. It is preferable to control the timing and regenerate a part of the output of the internal combustion engine with the electric motor.
この発明によれば、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御することにより、排気空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することができるので、排気浄化性能の低下を防止できる。また、このとき、内燃機関の点火時期を出力が最大となるように制御しながら、その出力の一部を電動機で回生する。すなわち、排気空燃比を理論空燃比の近傍にするために供された燃料のエネルギーの一部を電気エネルギーとして回収することにより、切換期間中とこの切換期間に入る前との間の内燃機関と電動機とを合わせた出力の変動を抑制し、車両の走行を安定化させながら、車両全体のエネルギー効率を向上することができる。 According to the present invention, by controlling the combustion air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio can be controlled to the target exhaust air-fuel ratio set near the stoichiometric air-fuel ratio. Decline can be prevented. At this time, while controlling the ignition timing of the internal combustion engine to maximize the output, a part of the output is regenerated by the electric motor. That is, by recovering part of the energy of the fuel provided to bring the exhaust air / fuel ratio close to the stoichiometric air / fuel ratio as electric energy, the internal combustion engine between the switching period and before entering the switching period It is possible to improve the energy efficiency of the entire vehicle while suppressing fluctuations in output combined with the electric motor and stabilizing the traveling of the vehicle.
この場合、前記触媒温度取得手段により取得された温度が所定の閾値より小さく、かつ、前記判定手段により前記電動機で前記内燃機関の出力を補う駆動力で発生できる状態であると判定された場合には、前記制御手段は、前記排気空燃比が前記目標排気空燃比に一致するように前記内燃機関の燃焼空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御するとともに前記内燃機関の膨張行程中に付加噴射を行い、さらに前記電動機で前記内燃機関の出力を補う駆動力を発生させることが好ましい。 In this case, when it is determined that the temperature acquired by the catalyst temperature acquisition unit is smaller than a predetermined threshold value and the determination unit can generate a driving force that supplements the output of the internal combustion engine with the electric motor. The control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio, and performs additional injection during the expansion stroke of the internal combustion engine. It is preferable to generate a driving force that supplements the output of the internal combustion engine with the electric motor.
この発明によれば、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御するとともに膨張行程中に付加噴射を行うことで、排気空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することができるので、排気の浄化性能の低下を防止することができる。ここで、付加噴射を行うことで排気空燃比を目標排気空燃比に制御することにより、排気浄化触媒を速やかに昇温できるので、この排気浄化触媒による排気の浄化性能を向上することができる。また、このとき、電動機で駆動力を発生することにより、上述のように燃焼空燃比をリーンにすることで低下する内燃機関の出力を補うことができるので、切換期間中とこの切換期間に入る前との間の内燃機関と電動機とを合わせた出力の変動を抑制し、車両の走行を安定化させることができる。 According to this invention, by controlling the combustion air-fuel ratio to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and performing additional injection during the expansion stroke, the exhaust air-fuel ratio is set to the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. Since it can be controlled, it is possible to prevent the exhaust purification performance from being lowered. Here, by controlling the exhaust air / fuel ratio to the target exhaust air / fuel ratio by performing additional injection, the temperature of the exhaust purification catalyst can be raised quickly, so that the exhaust purification performance of the exhaust purification catalyst can be improved. Further, at this time, by generating the driving force with the electric motor, it is possible to compensate for the output of the internal combustion engine that is decreased by making the combustion air-fuel ratio lean as described above, so that the switching period and the switching period are entered. It is possible to suppress fluctuations in the output of the internal combustion engine and the motor combined with the previous motor and to stabilize the traveling of the vehicle.
この場合、前記判定手段により、前記電動機で前記内燃機関の出力を回生できる状態でないと判定された場合、又は、前記電動機で前記内燃機関の出力を補う駆動力を発生できる状態でないと判定された場合には、前記制御手段は、前記排気空燃比が前記目標排気空燃比に一致するように前記内燃機関の燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、前記切換期間中と当該切換期間に入る前の前記内燃機関の出力変動を抑制するように前記点火時期を制御することが好ましい。 In this case, the determination means determines that the electric motor is not in a state where the output of the internal combustion engine can be regenerated, or that the electric motor does not generate a driving force that supplements the output of the internal combustion engine. In this case, the control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to be close to the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio coincides with the target exhaust air-fuel ratio, and during the switching period and the switching period. It is preferable to control the ignition timing so as to suppress the output fluctuation of the internal combustion engine before entering.
この発明によれば、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御することにより、排気空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することができるので、排気の浄化性能の低下を防止できる。また、このとき、内燃機関の点火時期を、切換期間中とこの切換期間に入る前との間の内燃機関の出力変動を抑制するように制御することにより、車両の走行を安定化させることができる。 According to the present invention, by controlling the combustion air-fuel ratio close to the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio can be controlled to the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. Can be prevented. Further, at this time, by controlling the ignition timing of the internal combustion engine so as to suppress the output fluctuation of the internal combustion engine between the switching period and before entering the switching period, the traveling of the vehicle can be stabilized. it can.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るハイブリッド車両1の構成を示す模式図である。
ハイブリッド車両1は、エンジン2とモータ5との2つの駆動力発生源を備えた車両である。このハイブリッド車両1は、燃料タンク7に蓄えられた燃料を燃焼させることによりエンジン2で発生した出力と、高圧バッテリ8に蓄えられた電力によりモータ5で発生した出力との両方又は何れかで駆動輪11,12を駆動し、走行することが可能となっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle 1 according to the present embodiment.
The hybrid vehicle 1 is a vehicle provided with two driving force generation sources of an
エンジン2のクランクシャフトは、クラッチCLを介してモータ5の出力軸に連結されている。また、このモータ5の出力軸は、トランスミッションTMを介して駆動輪11,12に連結されている。したがって、クラッチCLを接続することにより、エンジン2で発生した出力のみ、又は、エンジン2およびモータ5で発生した出力により駆動輪11,12を駆動し、走行することが可能となる。また、クラッチCLを切断することにより、モータ5で発生した出力のみで駆動輪11,12を駆動し、走行することが可能となる。クラッチCLは、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)9から出力された制御信号に基づいて動作し、エンジン2のクランクシャフトとモータ5の出力軸とを断続する。なお、このエンジン2の詳細な構成については、後に図2を参照して説明する。
The crankshaft of the
モータ5は、例えば、三相のDCブラシレスモータが用いられ、インバータを備えたパワードライブユニット(以下、「PDU」という)6を介して高圧バッテリ8に接続されている。PDU6は、ECU9からの制御信号に基づいて動作し、高圧バッテリ8の電力によりモータ5で駆動力を発生させたり、エンジン2の出力の一部又は車両1の減速走行時に駆動輪11,12から伝達する駆動力を高圧バッテリ8に回生させたりする。より具体的には、モータ5を駆動運転する場合、PDU6は、高圧バッテリ8に蓄えられた電力を三相交流電力に変換してモータ5に供給する。また、モータ5を回生運転する場合、モータ5から出力される三相交流電力を直流電力に変換し、高圧バッテリ8を充電する。
For example, a three-phase DC brushless motor is used as the
高圧バッテリ8は、例えば複数のリチウムイオン型のバッテリで構成されている。また、この高圧バッテリ8には、チャージャー81が接続されており、このチャージャー81のプラグ82を図示しない家庭用コンセントに差し込んで、高圧バッテリ8を充電することが可能となっている。
The
図2は、エンジン2と、その吸気系および排気系との構成を示す模式図である。
エンジン2は、複数、例えば4つのシリンダ21aを備えた4気筒エンジンであり、図2には、このうちの1つを代表的に示す。エンジン2は、シリンダ21aが形成されたシリンダブロック21と、シリンダヘッド22とを組み合わせて構成される。このエンジン2には、吸気が流通する吸気管31と、排気が流通する排気管32と、排気管32内の排気の一部を吸気管31に還流する排気還流通路33とが設けられている。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
The
シリンダ21a内にはピストン23が摺動可能に設けられており、このピストン23の頂面とシリンダヘッド22のシリンダ21a側の面により、エンジン2の燃焼室2aが形成される。ピストン23は、コンロッド24を介してクランクシャフト25に連結されている。すなわち、シリンダ21a内におけるピストン23の往復動に応じてクランクシャフト25が回転する。
A
シリンダヘッド22には、燃焼室2aと吸気管31とを接続する吸気ポート22aと、燃焼室2aと排気管32とを接続する排気ポート22bとが形成されている。吸気ポート22aのうち燃焼室2aに臨む吸気開口は吸気バルブ22cにより開閉され、排気ポート22bのうち燃焼室2aに臨む排気開口は排気バルブ22dにより開閉されるようになっている。
The
吸気ポート22aのうち上記吸気開口よりも吸気管31側には、燃焼室2a側へ向って燃料を噴射する第1インジェクタ26が設けられ、シリンダヘッド22には、燃焼室2a内に臨み、この燃焼室2a内に燃料を噴射する第2インジェクタ27が設けられている。これらインジェクタ26,27からの燃料噴射量および燃料噴射時期は、ECU9により制御される。また、シリンダヘッド22には、燃焼室2a内のうち上記第2インジェクタ27よりも排気バルブ22d側に臨む点火プラグ28が設けられている。この点火プラグ28による混合気の点火時期は、ECU9により制御される。
A
吸気管31には、この吸気管31を流通しエンジン2の燃焼室2aに供給される空気の吸気量を制御するスロットル弁34が設けられている。このスロットル弁34は、図示しないアクチュエータを介してECU9に接続されており、その開度はECU9により電磁的に制御される。
The
排気管32には、エンジン2の排気を浄化する三元触媒を担持した触媒コンバータ35が設けられている。この三元触媒は、例えば、排気浄化能を有する触媒貴金属に加えて排気中の酸素を吸着し貯蔵する酸素吸蔵能を有するOSC材を含有しており、排気中のHCおよびCOを酸化するとともに、排気中のNOxを還元する。この三元触媒は、流入する排気の空燃比(以下、「排気空燃比」という)が、理論空燃比の近傍にあり、さらに吸蔵されている酸素の量(以下、「酸素吸蔵量」という)が適切な量であるときに、上記HC、CO、およびNOxの3つを効率的に浄化することが可能となっている。三元触媒が含有する触媒貴金属としては、例えばロジウム、パラジウム、および白金などが挙げられる。また、OSC材としては、例えばセリウム、およびジルコニウムなどが挙げられる。
The
排気還流通路33は、排気管32のうち上記触媒コンバータ35の下流側と、吸気管31のうちスロットル弁34の下流側とを接続し、エンジン2から排出された排気の一部を還流する。この排気還流通路33には、還流される排気を冷却するEGRクーラ36と、還流する排気の流量を制御するEGR弁37とが設けられている。EGR弁37は、図示しないアクチュエータを介してECU9に接続されており、その開度はECU9により電磁的に制御される。
The exhaust
ECU9には、エアフローセンサ41、空燃比センサ42、排気温度センサ43、クランク角度位置センサ44、アクセル開度センサ45、およびシリンダ内圧センサ(図示せず)などが接続されている。エアフローセンサ41は、エンジン2に吸入される空気の吸気量を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。空燃比センサ42は、エンジン2から排出され触媒コンバータ35に流入する排気の空燃比(以下、「排気空燃比」という)を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。また、上記触媒コンバータ35の三元触媒の酸素吸蔵量は、この空燃比センサ42の検出値に基づいて、ECU9により逐次算出される。排気温度センサ43は、排気管32のうち触媒コンバータ35から流出する排気の温度を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。触媒コンバータ35の三元触媒の温度は、この排気温度センサ43の出力値に基づいてECU9により算出される。
The
クランク角度位置センサ44は、クランクシャフト25の回転角度を示すパルス信号をECU9に送信する。エンジン2の回転数は、このクランク角度位置センサ44から送信されたクランク角信号に基づいて、ECU9により算出される。アクセル開度センサ45は、車両のアクセルペダルの開度を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。運転者の要求トルクは、エンジン2の回転数およびこのアクセル開度センサ45の出力値に基づいて、所定のマップを検索することで算出される。また、シリンダ内圧センサは、エンジン2のシリンダ内圧を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。
The crank
以上のように構成されたエンジン2は、運転領域に応じてその燃焼形態を、予混合圧縮着火燃焼(以下、「HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃焼」という)と火花点火燃焼(以下、「SI(Spark Ignition)燃焼」という)とで切り換えることが可能となっている。
In the
SI燃焼では、燃焼サイクル中の所定のタイミングで2つのインジェクタ26,27から所定の量の燃料を噴射する。そして、吸気工程で燃焼室2a内に供給された空気との混合気を、圧縮工程で圧縮するとともに、圧縮した混合気を燃焼サイクル中の所定のタイミングで点火プラグ28から発せられた火花で着火燃焼させる。特にこのSI燃焼では、混合気の空燃比、すなわち燃焼空燃比を理論空燃比の近傍になるように、2つのインジェクタ26,27からの燃料噴射量が調整される。
In SI combustion, a predetermined amount of fuel is injected from the two
HCCI燃焼では、燃焼サイクル中の所定のタイミングで2つのインジェクタ26,27から所定の量の燃料を噴射する。そして、吸気工程で燃焼室2a内に供給された空気との混合気を、圧縮工程で圧縮することにより高温にし、自己着火させる。特にこのHCCI燃焼では、燃焼空燃比が理論空燃比よりもリーン側になるように、2つのインジェクタ26,27からの燃料噴射量が調整される。
In the HCCI combustion, a predetermined amount of fuel is injected from the two
図3は、HCCI燃焼を行う運転領域とSI燃焼を行う運転領域とを示す図である。
図3に示すように、エンジンの運転状態を示すエンジンの回転数と運転者の要求トルクとの2つのパラメータに応じて、エンジンの燃焼形態はHCCI燃焼とSI燃焼とで切り換えられる。HCCI燃焼は、エンジンの運転状態が低回転数および低負荷の運転領域にあるときに行われる。これに対してSI燃焼は、エンジンの運転状態が比較的高回転数および高負荷の運転領域にあるときに行われる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation region in which HCCI combustion is performed and an operation region in which SI combustion is performed.
As shown in FIG. 3, the combustion mode of the engine is switched between HCCI combustion and SI combustion in accordance with two parameters of the engine speed indicating the operating state of the engine and the driver's required torque. HCCI combustion is performed when the operating state of the engine is in a low speed and low load operating region. In contrast, SI combustion is performed when the operating state of the engine is in a relatively high rotational speed and high load operating region.
ところで、HCCI燃焼時には混合気を圧縮自己着火させることから、燃焼室の温度は、SI燃焼に適した温度よりも高い。そこで、例えば、エンジンの燃焼形態をHCCI燃焼からSI燃焼に切り換える際には、燃焼室の温度をSI燃焼に適した温度まで低下させる制御が行われる。一方、エンジンの燃焼形態をSI燃焼からHCCI燃焼へ切り換える際には、燃焼室の温度をHCCI燃焼に適した温度まで上昇させる制御が行われる。これは、例えば、排気バルブを閉じるタイミングをSI燃焼時よりも早めて、排気の一部を燃焼室内に残すことにより行われる。 By the way, since the air-fuel mixture is compressed and ignited during HCCI combustion, the temperature of the combustion chamber is higher than the temperature suitable for SI combustion. Therefore, for example, when the combustion mode of the engine is switched from HCCI combustion to SI combustion, control is performed to lower the temperature of the combustion chamber to a temperature suitable for SI combustion. On the other hand, when the combustion mode of the engine is switched from SI combustion to HCCI combustion, control for increasing the temperature of the combustion chamber to a temperature suitable for HCCI combustion is performed. For example, this is performed by leaving a part of the exhaust in the combustion chamber by closing the exhaust valve earlier than the time of SI combustion.
図4は、エンジンの燃焼形態をHCCI燃焼からSI燃焼へ切り換える切換期間内におけるエンジンの排気空燃比および点火時期、並びに、モータの制御の手順を示すフローチャートである。この図4に示すフローチャートは、エンジンをHCCI燃焼で運転している間において、図示しない処理によりSI燃焼に切り換えることが判断されたことに応じて開始する。 FIG. 4 is a flowchart showing an engine exhaust air-fuel ratio, ignition timing, and motor control procedures within a switching period in which the engine combustion mode is switched from HCCI combustion to SI combustion. The flowchart shown in FIG. 4 starts when it is determined to switch to SI combustion by a process (not shown) while the engine is operated by HCCI combustion.
ステップS1では、触媒コンバータの三元触媒の酸素吸蔵量を取得し、ステップS2に移る。上述のように、この酸素吸蔵量は、空燃比センサの検出値に基づいて逐次算出される。ステップS2では、エンジンの燃焼形態をHCCI燃焼からSI燃焼へ切り換える切換期間内における排気空燃比の目標排気空燃比を設定し、ステップS3に移る。このステップS2では、HCCI燃焼を行っていた間に三元触媒に過剰に吸蔵された酸素を減らし、SI燃焼を開始したときにおける三元触媒の酸素吸蔵量を適切な量にするべく、上記目標排気空燃比を、理論空燃比よりもリッチ側でありかつ上記取得した酸素吸蔵量に応じた値に設定する。より具体的には、このステップS2では、酸素吸蔵量が多くなるに従い目標排気空燃比をリッチ側に設定する。 In step S1, the oxygen storage amount of the three-way catalyst of the catalytic converter is acquired, and the process proceeds to step S2. As described above, the oxygen storage amount is sequentially calculated based on the detection value of the air-fuel ratio sensor. In step S2, the target exhaust air / fuel ratio of the exhaust air / fuel ratio in the switching period for switching the engine combustion mode from HCCI combustion to SI combustion is set, and the process proceeds to step S3. In this step S2, in order to reduce the oxygen stored excessively in the three-way catalyst during the HCCI combustion and to make the oxygen storage amount of the three-way catalyst appropriate when the SI combustion is started, the above target The exhaust air-fuel ratio is set to a value that is richer than the stoichiometric air-fuel ratio and that corresponds to the acquired oxygen storage amount. More specifically, in step S2, the target exhaust air-fuel ratio is set to the rich side as the oxygen storage amount increases.
ステップS3では、排気温度センサの検出値に基づいて、触媒コンバータの三元触媒の温度が所定の閾値以上であるか否かを判別する。このステップS3の判別は、三元触媒が活性した状態であるか否かを、三元触媒の温度に基づいて判別するための処理であり、上記閾値は、三元触媒の活性化温度などに基づいて設定される。 In step S3, it is determined whether or not the temperature of the three-way catalyst of the catalytic converter is equal to or higher than a predetermined threshold based on the detected value of the exhaust temperature sensor. The determination in step S3 is a process for determining whether or not the three-way catalyst is in an activated state based on the temperature of the three-way catalyst. The threshold value is set based on the activation temperature of the three-way catalyst or the like. Set based on.
上記ステップS3の判別がYESの場合には、三元触媒は活性した状態であると判断し、ステップS4に移る。ステップS4では、モータによりエンジンの出力の一部を高圧バッテリに回生できる状態であるか否かを判別する。 If the determination in step S3 is YES, it is determined that the three-way catalyst is in an activated state, and the process proceeds to step S4. In step S4, it is determined whether or not the motor can regenerate part of the engine output to the high voltage battery.
ステップS4の判別がYESの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態であり、かつ、モータによりエンジンの出力の一部を高圧バッテリに回生できる状態であると判定された場合、ステップS5に移る。そして、ステップS5では、排気空燃比が上記ステップS2で設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御するとともに、エンジンの出力が最大となるように点火時期を制御する。ところで、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリッチ側にしかつ出力が最大となるように点火時期を制御することにより、切換期間中におけるエンジンの出力が、この切換期間に入る前よりも大きくなる。そこで、このステップS5では、エンジンで発生した出力のうち切換期間に入る前から増加した分をモータで高圧バッテリに回生する。 If the determination in step S4 is YES, that is, if it is determined that the three-way catalyst is in an activated state and a part of the engine output can be regenerated in the high-voltage battery by the motor, the process proceeds to step S5. . In step S5, the combustion air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in step S2, and the engine output is maximized. The ignition timing is controlled as follows. By the way, by controlling the ignition timing so that the combustion air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric air-fuel ratio and the output is maximized, the engine output during the switching period becomes larger than before entering the switching period. Therefore, in this step S5, the amount of the output generated by the engine that has been increased before entering the switching period is regenerated to the high-voltage battery by the motor.
ステップS4の判別がNOの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態であり、かつ、モータによりエンジンの出力の一部を高圧バッテリに回生できる状態でないと判定された場合、ステップS6に移る。そして、ステップS6では、排気空燃比が上記ステップS2で設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御するとともに、切換期間中とこの切換期間に入る前との間のエンジンの出力変動を抑制するように点火時期を制御する。 If the determination in step S4 is NO, that is, if it is determined that the three-way catalyst is in an activated state and a part of the engine output cannot be regenerated to the high-voltage battery by the motor, the process proceeds to step S6. In step S6, the combustion air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in step S2. The ignition timing is controlled so as to suppress engine output fluctuations before the engine enters.
一方、上記ステップS3の判別がNOである場合には、三元触媒の活性化を優先した制御を行うべく、ステップS7に移る。ステップS7では、モータによりエンジンの出力をアシストできる状態であるか否か、すなわちモータで駆動力を発生しエンジンの出力を補うことができる状態であるか否かを判別する。より具体的には、例えば、バッテリの電圧、放電電流、および温度などに基づいて算出されたバッテリの残容量が、所定の閾値よりも大きいか否かを判別することにより、モータによるアシストが可能な状態であるか否かを判別する。 On the other hand, if the determination in step S3 is NO, the process proceeds to step S7 to perform control giving priority to the activation of the three-way catalyst. In step S7, it is determined whether or not the motor can assist the engine output, that is, whether or not the motor can generate driving force to supplement the engine output. More specifically, for example, it is possible to assist the motor by determining whether or not the remaining battery capacity calculated based on the battery voltage, discharge current, temperature, etc. is greater than a predetermined threshold. It is determined whether or not the current state is correct.
ステップS7の判別がYESの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態になく、かつ、モータによりエンジンの出力をアシストできる状態であると判定された場合、ステップS8に移る。そして、ステップS8では、排気空燃比が上記ステップS2で設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御するとともに、膨張行程中に付加噴射を行う。ところで、膨張行程中に付加噴射を行うことにより、排気空燃比をリッチ側に制御しながら三元触媒を昇温することができるものの、付加噴射で供された燃料はエンジンにおける燃焼には寄与しない。したがって、切換期間中におけるエンジンの出力が、この切換期間に入る前よりも小さくなる。そこで、このステップS8では、エンジンで発生した出力のうち切換期間に入る前から減少した分を補う駆動力をモータで発生させる。 If the determination in step S7 is YES, that is, if it is determined that the three-way catalyst is not in an activated state and the engine output can be assisted by the motor, the process proceeds to step S8. In step S8, the combustion air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in step S2, and additional injection is performed during the expansion stroke. Do. By the way, by performing additional injection during the expansion stroke, the temperature of the three-way catalyst can be raised while controlling the exhaust air-fuel ratio to the rich side, but the fuel provided in the additional injection does not contribute to combustion in the engine. . Therefore, the output of the engine during the switching period is smaller than before entering the switching period. Therefore, in this step S8, the motor generates a driving force that compensates for a decrease in the output generated by the engine before entering the switching period.
ステップS7の判別がNOの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態になく、かつ、モータによりエンジンの出力をアシストできる状態でないと判定された場合、ステップS9に移る。そしてステップS9では、排気空燃比が上記ステップS2で設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御するとともに、切換期間中とこの切換期間に入る前のエンジンとの間のエンジンの出力変動を抑制するように点火時期を制御する。 If the determination in step S7 is NO, that is, if it is determined that the three-way catalyst is not in an activated state and the motor output cannot be assisted by the motor, the process proceeds to step S9. In step S9, the combustion air-fuel ratio is controlled to be richer than the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in step S2, and during the switching period and during this switching period. The ignition timing is controlled so as to suppress the engine output fluctuation with the engine before entering.
図5は、エンジンの燃焼形態をSI燃焼からHCCI燃焼へ切り換える切換期間内におけるエンジンおよびモータの制御の手順を示すフローチャートである。この図5に示すフローチャートは、エンジンをSI燃焼で運転している間において、図示しない処理によりHCCI燃焼に切り換えることが判断されたことに応じて開始する。 FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for controlling the engine and the motor within a switching period in which the combustion mode of the engine is switched from SI combustion to HCCI combustion. The flowchart shown in FIG. 5 starts when it is determined to switch to HCCI combustion by a process (not shown) while the engine is operated by SI combustion.
ステップS11では、排気温度センサの検出値に基づいて、触媒コンバータの三元触媒の温度が所定の閾値以上であるか否かを判別する。このステップS11の判別は、上記ステップS3の判別と同様に、三元触媒が活性した状態であるか否かを、三元触媒の温度に基づいて判別するための処理である。 In step S11, it is determined whether the temperature of the three-way catalyst of the catalytic converter is equal to or higher than a predetermined threshold based on the detected value of the exhaust temperature sensor. The determination in step S11 is a process for determining whether or not the three-way catalyst is in an activated state based on the temperature of the three-way catalyst, similarly to the determination in step S3.
上記ステップS11の判別がYESの場合には、三元触媒は活性した状態であると判断し、ステップS12に移る。ステップS12では、モータによりエンジンの出力の一部を高圧バッテリに回生できる状態であるか否かを判別する。 If the determination in step S11 is YES, it is determined that the three-way catalyst is in an activated state, and the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined whether or not the motor can regenerate a part of the engine output to the high voltage battery.
ステップS12の判別がYESの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態であり、かつ、モータによりエンジンの出力の一部を回生できる状態であると判定された場合、ステップS13に移る。そして、ステップS13では、排気空燃比が理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、エンジンの出力が最大となるように点火時期を制御する。ところで、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御しかつ出力が最大となるように点火時期を制御することにより、切換期間中におけるエンジンの出力が、この切換期間に入る前よりも大きくなる。そこで、このステップS13では、エンジンで発生した出力のうち切換期間に入る前から増加した分をモータで高圧バッテリに回生する。 If the determination in step S12 is YES, that is, if it is determined that the three-way catalyst is in an activated state and a part of the engine output can be regenerated by the motor, the process proceeds to step S13. In step S13, the combustion air-fuel ratio is controlled in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and the engine output is maximized. The ignition timing is controlled as follows. By the way, by controlling the combustion air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio and controlling the ignition timing so that the output is maximized, the engine output during the switching period becomes larger than before entering the switching period. Therefore, in this step S13, the increased amount of the output generated by the engine before entering the switching period is regenerated to the high voltage battery by the motor.
ステップS12の判別がNOの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態であり、かつ、モータによりエンジンの出力の一部を高圧バッテリに回生できる状態でないと判定された場合、ステップS14に移る。そして、ステップS14では、排気空燃比を上記理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、切換期間中とこの切換期間に入る前との間のエンジンの出力変動を抑制するように点火時期を制御する。 If the determination in step S12 is NO, that is, if it is determined that the three-way catalyst is in an activated state and a part of the engine output cannot be regenerated in the high-voltage battery by the motor, the process proceeds to step S14. In step S14, the combustion air-fuel ratio is controlled to be close to the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. The ignition timing is controlled so as to suppress engine output fluctuations before entering the period.
一方、上記ステップS11の判別がNOである場合には、三元触媒の活性化を優先した制御を行うべく、ステップS15に移る。ステップS15では、上記ステップS7と同様に、モータによりエンジンの出力をアシストできる状態であるか否かを判別する。 On the other hand, if the determination in step S11 is NO, the process proceeds to step S15 to perform control giving priority to the activation of the three-way catalyst. In step S15, as in step S7, it is determined whether or not the motor output can be assisted by the motor.
ステップS15の判別がYESの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態になく、かつ、モータによりエンジンの出力をアシストできる状態であると判定された場合、ステップS16に移る。そして、ステップS16では、排気空燃比が上記理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、膨張行程中に付加噴射を行う。また、このとき、上記ステップS8と同様に、エンジンで発生した出力のうち切換期間に入る前から減少した分を補う駆動力をモータで発生させる。 If the determination in step S15 is YES, that is, if it is determined that the three-way catalyst is not in an activated state and the engine output can be assisted by the motor, the process proceeds to step S16. In step S16, the combustion air-fuel ratio is controlled to be close to the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and additional injection is performed during the expansion stroke. I do. At this time, similarly to step S8, the motor generates a driving force that compensates for a decrease in the output generated by the engine before entering the switching period.
ステップS15の判別がNOの場合、すなわち、三元触媒は活性した状態になく、かつ、モータによりエンジンの出力をアシストできる状態でないと判定された場合、ステップS17に移る。そしてステップS17では、排気空燃比が上記理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に一致するように、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、切換期間中とこの切換期間に入る前のエンジンとの間のエンジンの出力変動を抑制するように点火時期を制御する。 If the determination in step S15 is NO, that is, if it is determined that the three-way catalyst is not in an activated state and the engine output cannot be assisted by the motor, the process proceeds to step S17. In step S17, the combustion air-fuel ratio is controlled to be close to the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. The ignition timing is controlled so as to suppress the engine output fluctuation with the engine before entering the engine.
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態によれば、三元触媒の温度に加えて、モータ5で駆動力を発生しエンジン2の出力を補うことができる状態であるか否か、および、モータ5でエンジン2の出力を回生することができる状態であるか否かの判定結果に応じて、SI燃焼からHCCI燃焼へ切り換える切換期間内における、排気空燃比および点火時期を制御する。これにより、三元触媒に適した排気空燃比に制御することで、切換期間内における排気の浄化性能を向上することができる。また、モータ5の状態に応じた適切な態様で排気空燃比や点火時期を制御することができるので、切換期間内における走行性能を安定化することもできる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to this embodiment, in addition to the temperature of the three-way catalyst, whether or not the
(2)三元触媒は理論空燃比の近傍において高い浄化性能を発揮することから、本実施形態によれば、燃焼形態をSI燃焼からHCCI燃焼に切り換える切換期間内に、三元触媒に流入する排気の空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することにより、排気の浄化性能を高く維持することができる。 (2) Since the three-way catalyst exhibits high purification performance in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, according to the present embodiment, the three-way catalyst flows into the three-way catalyst within the switching period for switching the combustion mode from SI combustion to HCCI combustion. By controlling the air-fuel ratio of the exhaust gas to the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust purification performance can be maintained high.
(3)本実施形態によれば、図5のステップS13では、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御することにより、排気空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することができるので、排気浄化性能の低下を防止できる。また、このとき、エンジン2の点火時期を出力が最大となるように制御しながら、その出力の一部をモータ5で回生する。すなわち、排気空燃比を理論空燃比の近傍にするために供された燃料のエネルギーの一部を電気エネルギーとして回収することにより、燃焼形態をSI燃焼からHCCI燃焼に切り換える切換期間中とこの切換期間に入る前との間のエンジン2とモータ5とを合わせた出力の変動を抑制し、車両1の走行を安定化させながら、車両1全体のエネルギー効率を向上することができる。
(3) According to the present embodiment, in step S13 of FIG. 5, the exhaust air-fuel ratio is set to the target exhaust air-fuel ratio set in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio by controlling the combustion air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. Since it can be controlled, it is possible to prevent a decrease in exhaust purification performance. At this time, a part of the output is regenerated by the
(4)本実施形態によれば、図5のステップS16では、燃焼空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御するとともに膨張行程中に付加噴射を行うことで、排気空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することができるので、排気の浄化性能の低下を防止することができる。ここで、付加噴射を行うことで排気空燃比を目標排気空燃比に制御することにより、三元触媒を速やかに昇温できるので、この三元触媒による排気の浄化性能を向上することができる。また、このとき、モータ5で駆動力を発生することにより、上述のように燃焼空燃比をリーンにすることで低下するエンジン2の出力を補うことができるので、燃焼形態をSI燃焼からHCCI燃焼に切り換える切換期間中とこの切換期間に入る前との間のエンジン2とモータ5とを合わせた出力の変動を抑制し、車両1の走行を安定化させることができる。
(4) According to the present embodiment, in step S16 in FIG. 5, the combustion air-fuel ratio is controlled to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and additional injection is performed during the expansion stroke, so that the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, it is possible to prevent the exhaust purification performance from being deteriorated. Here, by controlling the exhaust air / fuel ratio to the target exhaust air / fuel ratio by performing the additional injection, the temperature of the three-way catalyst can be increased quickly, so that the exhaust purification performance of the three-way catalyst can be improved. Further, at this time, by generating the driving force by the
(5)本実施形態によれば、図5のステップS14およびステップS17では、燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御することにより、排気空燃比を理論空燃比の近傍に設定された目標排気空燃比に制御することができるので、排気の浄化性能の低下を防止できる。また、このとき、エンジン2の点火時期を、燃焼形態をSI燃焼からHCCI燃焼に切り換える切換期間中とこの切換期間に入る前との間のエンジン2の出力変動を抑制するように制御することにより、車両1の走行を安定化させることができる。
(5) According to the present embodiment, in steps S14 and S17 in FIG. 5, the target exhaust gas whose exhaust air-fuel ratio is set in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio is controlled by controlling the combustion air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. Since the air-fuel ratio can be controlled, it is possible to prevent a reduction in exhaust purification performance. At this time, the ignition timing of the
1…ハイブリッド車両(車両)
2…エンジン(内燃機関)
5…モータ(電動機)
9…ECU(排気空燃比取得手段、酸素吸蔵量取得手段、設定手段、制御手段、触媒温度取得手段、判定手段)
32…排気管(排気通路)
35…触媒コンバータ(排気浄化触媒)
42…空燃比センサ(排気空燃比取得手段)
43…排気温度センサ(触媒温度取得手段)
1 ... Hybrid vehicle (vehicle)
2. Engine (internal combustion engine)
5. Motor (electric motor)
9 ... ECU (exhaust air / fuel ratio acquisition means, oxygen storage amount acquisition means, setting means, control means, catalyst temperature acquisition means, determination means)
32 ... Exhaust pipe (exhaust passage)
35 ... Catalytic converter (exhaust gas purification catalyst)
42: Air-fuel ratio sensor (exhaust air-fuel ratio acquisition means)
43. Exhaust temperature sensor (catalyst temperature acquisition means)
Claims (5)
前記内燃機関の出力を補う駆動力を発生、又は、前記内燃機関の出力を回生する電動機と、を備えた車両の制御装置であって、
前記内燃機関の排気通路に設けられ、当該内燃機関の排気を浄化する排気浄化触媒と、
当該排気浄化触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
前記電動機で駆動力を発生し前記内燃機関の出力を補うことができる状態であるか否か、および、前記電動機で前記内燃機関の出力を回生することができる状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記触媒温度取得手段により取得された温度および前記判定手段による判定結果に基づいて、前記内燃機関の燃焼形態を火花点火燃焼から予混合圧縮着火燃焼へ切り換える切換期間内における、前記排気浄化触媒に流入する排気の排気空燃比並びに前記内燃機関の点火時期を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。 An internal combustion engine that switches the combustion mode between premixed compression ignition combustion and spark ignition combustion according to the operating region;
A control device for a vehicle, comprising: a driving force that supplements the output of the internal combustion engine; or an electric motor that regenerates the output of the internal combustion engine,
An exhaust purification catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and purifies exhaust of the internal combustion engine;
Catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust purification catalyst;
It is determined whether or not the electric motor can generate a driving force to supplement the output of the internal combustion engine, and whether or not the electric motor can regenerate the output of the internal combustion engine. A determination means;
Based on the temperature acquired by the catalyst temperature acquisition means and the determination result by the determination means, the combustion mode of the internal combustion engine flows into the exhaust purification catalyst within a switching period for switching from spark ignition combustion to premixed compression ignition combustion. And a control means for controlling the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas and the ignition timing of the internal combustion engine.
前記制御手段は、前記切換期間内における前記排気空燃比を理論空燃比の近傍の目標排気空燃比に制御することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。 The exhaust purification catalyst is a three-way catalyst,
2. The vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the control means controls the exhaust air-fuel ratio within the switching period to a target exhaust air-fuel ratio in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio.
前記制御手段は、前記排気空燃比が前記目標排気空燃比に一致するように前記内燃機関の燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、前記内燃機関の出力が最大となるように前記点火時期を制御し、さらに前記電動機で前記内燃機関の出力の一部を回生させることを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。 When the temperature acquired by the catalyst temperature acquisition means is equal to or higher than a predetermined threshold value and the determination means determines that the output of the internal combustion engine can be regenerated by the electric motor,
The control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to be close to the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio coincides with the target exhaust air-fuel ratio, and the output of the internal combustion engine becomes maximum. The vehicle control device according to claim 2, wherein ignition timing is controlled, and further, a part of the output of the internal combustion engine is regenerated by the electric motor.
前記制御手段は、前記排気空燃比が前記目標排気空燃比に一致するように前記内燃機関の燃焼空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御するとともに前記内燃機関の膨張行程中に付加噴射を行い、さらに前記電動機で前記内燃機関の出力を補う駆動力を発生させることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両の制御装置。 When it is determined that the temperature acquired by the catalyst temperature acquisition unit is smaller than a predetermined threshold and can be generated by the determination unit with a driving force that supplements the output of the internal combustion engine with the electric motor,
The control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to be leaner than the stoichiometric air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target exhaust air-fuel ratio and performs additional injection during the expansion stroke of the internal combustion engine. The vehicle control device according to claim 2, further comprising: generating a driving force that supplements the output of the internal combustion engine with the electric motor.
前記制御手段は、前記排気空燃比が前記目標排気空燃比に一致するように前記内燃機関の燃焼空燃比を理論空燃比の近傍に制御するとともに、前記切換期間中と当該切換期間に入る前の前記内燃機関の出力変動を抑制するように前記点火時期を制御することを特徴とする請求項2から4の何れかに記載の車両の制御装置。 When it is determined by the determination means that the electric motor is not capable of regenerating the output of the internal combustion engine, or when the electric motor is determined not to be capable of generating a driving force that supplements the output of the internal combustion engine,
The control means controls the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine to be close to the theoretical air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio coincides with the target exhaust air-fuel ratio, and during the switching period and before entering the switching period. The vehicle control device according to any one of claims 2 to 4, wherein the ignition timing is controlled so as to suppress an output fluctuation of the internal combustion engine.
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