JP2011226396A - Device for control of vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for control of a vehicle, the device capable of stably driving an engine in an HCCI (homogeneous charge compression ignition) combustion mode immediately after starting the engine.SOLUTION: A hybrid vehicle includes: an engine having a combustion mode that can be changed over between the HCCI combustion mode and an SI (spark ignition) combustion mode; a second injector directly injecting a fuel into the combustion chamber of the engine; and an exhaust side valve mechanism capable of changing valve timing and the valve lift amount of an exhaust valve of the engine. When the engine is to be started in the HCCI combustion mode, the control device of the hybrid vehicle performs control such that a fuel directly injected into the combustion chamber by the second injector during the compression process of the engine is ignited by an ignition plug upon starting the engine, and making the closing timing of the exhaust valve faster than the closing timing of the exhaust valve in the SI combustion mode so as to retain part of the exhaust gas in the cylinder of the engine.

Description

本発明は、燃焼モードを予混合圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードとで切り換える内燃機関を供えた車両の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a vehicle provided with an internal combustion engine that switches a combustion mode between a premixed compression ignition combustion mode and a spark ignition combustion mode.

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や、アイドリング時などの極低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モードと上記予混合圧縮着火燃焼モードとで、燃焼モード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 or an extremely low load operation region such as idling, it is difficult to burn the mixture at an appropriate timing, and knocking or misfire occurs. Cheap. Therefore, in recent years, in order to compensate for the operation region in which premixed compression ignition combustion is difficult, the combustion mode is switched according to the operation region between the spark ignition combustion mode in which the air-fuel mixture is burned by the spark plug and the premixed compression ignition combustion mode. Internal combustion engines that can do this have been developed.

このように火花点火燃焼モードと予混合圧縮着火燃焼モードとで運転モードを切換可能な内燃機関を備えたハイブリッド車両について、例えば特許文献1には、内燃機関の始動時において、内燃機関の冷却水温度が所定の温度(予混合圧縮着火燃焼モードで運転可能な温度)よりも高い場合には、内燃機関の回転数をモータで所定の回転数まで高くした後、予混合圧縮着火燃焼モードで内燃機関の運転を開始する技術が示されている。   As for a hybrid vehicle including an internal combustion engine capable of switching the operation mode between the spark ignition combustion mode and the premixed compression ignition combustion mode as described above, for example, Patent Document 1 discloses cooling water for an internal combustion engine when the internal combustion engine is started. When the temperature is higher than a predetermined temperature (a temperature that can be operated in the premixed compression ignition combustion mode), the internal combustion engine is increased in internal combustion engine speed in the premixed compression ignition combustion mode after increasing the rotational speed of the internal combustion engine to a predetermined rotational speed with a motor. Techniques for starting engine operation are shown.

特開2004−52693号公報JP 2004-52693 A

特許文献1の技術によれば、内燃機関を予混合圧縮着火燃焼モードで始動する場合、実際の燃焼に先立って、内燃機関の回転数を予混合圧縮着火燃焼モードで運転可能な回転数まで高くするので、予め何も行わずに燃焼を開始する場合と比較すれば始動直後から安定した燃焼を行うことができる。しかしながら、内燃機関で初めて燃焼を開始する場合、前サイクル時には燃焼を行っていないため、シリンダ内の温度が低く着火時期が安定せず、最悪の場合には失火するおそれがある。このため、ドライバビリティおよびエミッションが悪化するおそれがある。   According to the technique of Patent Document 1, when the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, before the actual combustion, the rotational speed of the internal combustion engine is increased to a rotational speed that can be operated in the premixed compression ignition combustion mode. Therefore, as compared with the case where combustion is started without performing anything in advance, stable combustion can be performed immediately after starting. However, when combustion is started for the first time in the internal combustion engine, combustion is not performed during the previous cycle, so the temperature in the cylinder is low and the ignition timing is not stable, and in the worst case, there is a risk of misfire. For this reason, drivability and emission may be deteriorated.

本発明は、内燃機関の始動開始直後から、安定して予混合圧縮着火燃焼モードで内燃機関を運転することができる車両の制御装置を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a vehicle control apparatus that can stably operate an internal combustion engine in a premixed compression ignition combustion mode immediately after the start of the internal combustion engine.

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関(例えば、後述のエンジン2)の燃焼室(例えば、後述の燃焼室2a)内の混合気を圧縮着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼モードと、前記燃焼室内の混合気を当該燃焼室に設けられた点火手段(例えば、後述の点火プラグ28)により燃焼させる火花点火燃焼モードとで前記内燃機関の運転を所定の条件に応じて切り換える車両の制御装置を提供する。前記車両の制御装置は、前記燃焼室内に燃料を直接噴射する直接燃料噴射装置(例えば、後述の第2インジェクタ27)と、前記内燃機関の排気バルブおよび吸気バルブのうち少なくとも排気バルブのバルブタイミングを変更可能な可変バルブ機構(例えば、後述の吸気側バルブ機構29a、および排気側バルブ機構29b)と、前記内燃機関を前記予混合圧縮着火燃焼モードで始動する場合、その始動時(例えば、エンジン始動開始から所定数M燃焼サイクル経過するまでの間、)には、前記内燃機関の圧縮工程中に前記直接燃料噴射装置で噴射した燃料を前記点火手段で着火するとともに、前記排気バルブの閉止タイミングを前記火花点火燃焼モード時における前記排気バルブの閉止タイミングよりも早め、排気の一部を前記内燃機関のシリンダ内に残留させる内燃機関制御手段(例えば、後述のECU9、および図13および図14に示す処理の実行にかかる手段)と、を備える。   In order to achieve the above object, the present invention provides a premixed compression ignition combustion mode in which an air-fuel mixture in a combustion chamber (for example, an after-mentioned combustion chamber 2a) of an internal combustion engine (for example, an after-mentioned engine 2) is subjected to compression ignition combustion, A vehicle control device that switches the operation of the internal combustion engine in accordance with a predetermined condition in a spark ignition combustion mode in which an air-fuel mixture in the combustion chamber is combusted by an ignition means (for example, an ignition plug 28 described later) provided in the combustion chamber. I will provide a. The vehicle control device includes a direct fuel injection device (for example, a second injector 27 described later) that directly injects fuel into the combustion chamber, and a valve timing of at least the exhaust valve of the exhaust valve and the intake valve of the internal combustion engine. When the variable valve mechanism that can be changed (for example, an intake side valve mechanism 29a and an exhaust side valve mechanism 29b described later) and the internal combustion engine are started in the premixed compression ignition combustion mode, From the start until a predetermined number M of combustion cycles elapses), the fuel injected by the direct fuel injection device during the compression process of the internal combustion engine is ignited by the ignition means, and the closing timing of the exhaust valve is set. Prior to the timing of closing the exhaust valve in the spark ignition combustion mode, a part of the exhaust is removed from the internal combustion engine. It includes an internal combustion engine control means for remaining in the cylinder (e.g., means according to the ECU 9, and executes the processing shown in FIGS. 13 and 14 described later), the.

本発明によれば、予混合圧縮着火燃焼モードで内燃機関を始動する場合、その始動時には、圧縮工程中に燃焼室内に直接噴射し、これを点火手段で着火するとともに、排気バルブの閉止タイミングを火花点火燃焼モード時における閉止タイミングよりも早め、上記燃焼による排気の一部をシリンダ内に残留させる。このように、予混合圧縮着火燃焼モードで内燃機関を始動する場合であっても、その始動時には、予混合圧縮着火燃焼モードとは異なる条件で燃焼することにより、前サイクル時に燃焼していない場合であっても失火することなく安定して燃焼することができる。さらにこの燃焼による排気の一部をシリンダ内に残留させることにより、シリンダ内の温度を上昇させることができるので、例えば次サイクル以降から安定して予混合圧縮着火燃焼モードで内燃機関を運転することができる。   According to the present invention, when the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, at the time of starting, it is directly injected into the combustion chamber during the compression process, and this is ignited by the ignition means, and the closing timing of the exhaust valve is set. Prior to the closing timing in the spark ignition combustion mode, a part of the exhaust due to the combustion is left in the cylinder. Thus, even when the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, at the time of starting, it is not combusted in the previous cycle by burning under conditions different from the premixed compression ignition combustion mode. Even so, it can burn stably without misfiring. Furthermore, since the temperature in the cylinder can be raised by leaving a part of the exhaust gas from the combustion in the cylinder, for example, the internal combustion engine can be stably operated in the premixed compression ignition combustion mode after the next cycle. Can do.

この場合、前記車両の制御装置は、バッテリ(例えば、後述の高圧バッテリ8)と、前記バッテリに蓄えられた電力により前記内燃機関の駆動力を補う駆動力を発生、又は、前記内燃機関の駆動力の一部を回生し前記バッテリを充電する電動機(例えば、後述のモータ5)と、前記内燃機関および前記電動機を含むパワープラント(例えば、後述のパワープラント)で発生するパワープラントトルクに対する要求値(例えば、後述のパワープラント要求トルク)を取得する要求トルク取得手段と、前記パワープラントトルクに対する要求値に基づいて、前記内燃機関で発生する内燃機関トルク(例えば、後述のエンジントルク)に対する要求値(例えば、後述のエンジン要求トルク)、並びに、前記電動機で回生又は発生する電動機トルク(例えば、後述のモータトルク)に対する要求値(例えば、後述のモータ要求トルク)を設定するトルク配分手段(例えば、後述のECU9、並びに図9および図10の処理の実行にかかる手段)と、を備え、当該トルク配分手段は、前記内燃機関を前記予混合圧縮着火燃焼モードで始動する場合、その始動時(例えば、エンジン始動開始から所定数N燃焼サイクル経過するまでの間)には、前記内燃機関トルクに対する要求値を、予混合圧縮着火燃焼モードにおける所定の中央値(例えば、後述のHCCI中央トルク)に設定するとともに、前記パワープラントトルクの要求値に対する前記中央値の過不足分に応じて前記電動機トルクに対する要求値を設定することが好ましい。   In this case, the control device for the vehicle generates a driving force that supplements the driving force of the internal combustion engine by the battery (for example, a high voltage battery 8 described later) and the electric power stored in the battery, or drives the internal combustion engine. A required value for a power plant torque generated in an electric motor (for example, a motor 5 described later) that regenerates a part of the force and charges the battery, and a power plant (for example, a power plant described later) including the internal combustion engine and the electric motor. Requested torque acquisition means for acquiring (for example, power plant required torque described later) and a required value for internal combustion engine torque (for example, engine torque described later) generated in the internal combustion engine based on a required value for the power plant torque (For example, engine required torque described later), and motor torque regenerated or generated by the motor ( For example, torque distribution means (for example, ECU 9 described later, and means for executing the processes of FIGS. 9 and 10) for setting a required value (for example, motor required torque described later) for a motor torque described later is provided. When the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, the internal combustion engine at the start time (for example, from the start of the engine until a predetermined number N of combustion cycles elapses). The required value for torque is set to a predetermined median value in the premixed compression ignition combustion mode (for example, HCCI median torque described later), and depending on the excess or deficiency of the median value relative to the required value of the power plant torque, It is preferable to set a required value for the motor torque.

この発明によれば、内燃機関を予混合圧縮着火燃焼モードで始動する場合、内燃機関トルクに対する要求値を、予混合圧縮着火燃焼モードにおける所定の中央値、すなわち予混合圧縮着火燃焼モードで安定して内燃機関を運転したときに発生する内燃機関トルクの値に設定する。また、上記中央値に設定した内燃機関トルクに対する要求値が、パワープラントトルクに対する要求値に対し過不足する場合、この過不足分に応じて電動機で回生又は発生する発電機トルクに対する要求値を設定する。これにより、例えば、内燃機関トルクに対する要求値がパワープラントトルクに対する要求値よりも大きい場合には、この過分を電動機で回生しバッテリを充電したり、内燃機関トルクに対する要求値がパワープラントトルクに対する要求値よりも小さい場合、この不足分を電動機で発生したりすることができる。これにより、始動直後から内燃機関を予混合圧縮着火燃焼モードで安定して運転しながら、パワープラントトルクに対する要求値に応じた適切な配分で電動機を制御することができる。   According to the present invention, when the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, the required value for the internal combustion engine torque is stabilized in the predetermined median value in the premixed compression ignition combustion mode, that is, the premixed compression ignition combustion mode. The internal combustion engine torque value generated when the internal combustion engine is operated is set. In addition, when the required value for the internal combustion engine torque set to the median value is excessive or insufficient with respect to the required value for the power plant torque, the required value for the generator torque that is regenerated or generated by the motor is set according to the excess or deficiency. To do. Thus, for example, when the required value for the internal combustion engine torque is larger than the required value for the power plant torque, the excess is regenerated by the electric motor to charge the battery, or the required value for the internal combustion engine torque is the required value for the power plant torque. If the value is smaller than this value, this shortage can be generated by the electric motor. As a result, the electric motor can be controlled with an appropriate distribution according to the required value for the power plant torque while the internal combustion engine is stably operated in the premixed compression ignition combustion mode immediately after starting.

この場合、前記内燃機関制御手段は、前記パワープラントトルクに対する要求値が前記中央値より大きくかつ前記バッテリが過放電状態である場合、又は前記パワープラントトルクに対する要求値が前記中央値より小さくかつ前記バッテリが過充電状態である場合、前記火花点火燃焼モードで前記内燃機関を運転することが好ましい。   In this case, the internal combustion engine control means is configured such that the required value for the power plant torque is greater than the median value and the battery is in an overdischarged state, or the required value for the power plant torque is less than the median value and the When the battery is in an overcharged state, it is preferable to operate the internal combustion engine in the spark ignition combustion mode.

パワープラントトルクが上記中央値よりも大きい場合、内燃機関を予混合圧縮着火燃焼モードで運転しながらその不足分を電動機で発生するのが好ましいものの、このときバッテリが過放電状態であると、電動機で上記不足分を発生するのが困難となる。また、パワープラントトルクに対する要求値が上記中央値よりも小さい場合、内燃機関を予混合圧縮着火燃焼モードで運転しながらその過分を電動機で回生するのが好ましいものの、このときバッテリが過充電状態であると、電動機で上記過分を回生するのが困難となる。この発明によれば、バッテリに以上のような事態が発生した場合、火花点火燃焼モードで内燃機関を運転するので、パワープラントトルクに対する要求値に相当するトルクを内燃機関のみで発生することができる。したがって、パワープラントトルクに対する要求値に応じたトルクを発生することができずに、ドライバビリティが悪化するのを防止することができる。   When the power plant torque is larger than the above median value, it is preferable to generate the shortage with the electric motor while operating the internal combustion engine in the premixed compression ignition combustion mode. Therefore, it becomes difficult to generate the shortage. If the required value for the power plant torque is smaller than the above median value, it is preferable to regenerate the excess with an electric motor while operating the internal combustion engine in the premixed compression ignition combustion mode. If it exists, it will become difficult to regenerate the said excess with an electric motor. According to the present invention, when the above situation occurs in the battery, the internal combustion engine is operated in the spark ignition combustion mode, so that the torque corresponding to the required value for the power plant torque can be generated only by the internal combustion engine. . Therefore, it is possible to prevent the drivability from deteriorating without generating torque according to the required value for the power plant torque.

本発明の一実施形態にかかるハイブリッド車両の構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of a hybrid vehicle concerning one embodiment of the present invention. 上記実施形態にかかるエンジンと、その吸気系および排気系との構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the engine concerning the said embodiment, its intake system, and an exhaust system. SI燃焼モードにおける排気バルブおよび吸気バルブの動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the exhaust valve and intake valve in SI combustion mode. HCCI燃焼モードにおける排気バルブおよび吸気バルブの動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of an exhaust valve and an intake valve in HCCI combustion mode. 上記実施形態にかかるエンジンにおいて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。It is a figure which shows the operation area | region which performs HCCI combustion, and the operation area which performs SI combustion in the engine concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかるハイブリッド車両における走行モードとその運転領域を示す図である。It is a figure which shows the driving mode in the hybrid vehicle concerning the said embodiment, and its driving | operation area | region. 上記実施形態にかかるハイブリッド車両の走行モード、トルク配分およびエンジンの燃焼モードの設定にかかる処理のメインフローチャートである。It is a main flowchart of the process concerning the setting of the driving mode of the hybrid vehicle concerning the said embodiment, torque distribution, and the combustion mode of an engine. 上記実施形態にかかるハイブリッド車両の走行モードを設定する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which sets the driving mode of the hybrid vehicle concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかるエンジンとモータのトルク配分を設定する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which sets the torque distribution of the engine and motor concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかるエンジンとモータのトルク配分を設定する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which sets the torque distribution of the engine and motor concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかるエンジン始動開始直後において、HCCI燃焼モードでエンジンを運転する領域を示す図である。It is a figure which shows the area | region which operates an engine in HCCI combustion mode immediately after the engine start concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかるエンジンの燃焼モードを設定する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which sets the combustion mode of the engine concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかる吸気、排気バルブの制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of control of the intake and exhaust valve concerning the said embodiment. 上記実施形態にかかる第1、第2インジェクタおよび点火プラグの制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of control of the 1st, 2nd injector and spark plug concerning the said embodiment.

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、本実施形態にかか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つの駆動力発生源から成るパワープラント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で発生した駆動力と、高圧バッテリ8に蓄えられた電力によりモータ5で発生した駆動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 a power plant composed of two driving force generation sources of an engine 2 and a motor 5. The hybrid vehicle 1 has either or both of driving force generated by the engine 2 by burning fuel stored in the fuel tank 7 and driving force generated by the motor 5 by electric power stored in the high-voltage battery 8. Thus, the drive wheels 11 and 12 can be driven to travel.

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で発生したトルクのみ、又は、エンジン2およびモータ5で発生したトルクにより駆動輪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で発生したトルクのみで駆動輪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からの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 engine 2 is connected to the output shaft of the motor 5 via the clutch CL. Further, the output shaft of the motor 5 is connected to the drive wheels 11 and 12 via the transmission TM. Therefore, by connecting the clutch CL, the drive wheels 11 and 12 can be driven by only the torque generated by the engine 2 or by the torque generated by the engine 2 and the motor 5. Further, by disengaging the clutch CL, it becomes possible to drive the drive wheels 11 and 12 with only the torque generated by the motor 5 and to travel. The clutch CL operates based on a control signal from an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 9, and connects and disconnects the crankshaft of the engine 2 and the output shaft of the motor 5. The detailed configuration of the engine 2 will be described later with reference to FIG.

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。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。   For example, a three-phase DC brushless motor is used as the motor 5 and is connected to a high voltage battery 8 via a power drive unit (hereinafter referred to as “PDU”) 6 including an inverter. The high voltage battery 8 is composed of, for example, a plurality of lithium ion batteries. Further, a charger 81 is connected to the high voltage battery 8, and the plug 82 of the charger 81 can be inserted into a household outlet (not shown) to charge the high voltage battery 8.

PDU6は、ECU9から入力されたトルク指令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でトルクを発生させたり、エンジン2で発生したトルクの一部又は車両1の減速走行時に駆動輪11,12から出力軸に伝達するトルクを高圧バッテリ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。
ECU9は、モータで発生するトルク(以下、「モータトルク」という)に対する要求値(以下、「モータ要求トルク」という)を後に図9および図10を参照して説明する手順により設定し、このモータ要求トルクに応じたトルク指令信号をPDU6に入力する。
The PDU 6 operates based on a torque command signal input from the ECU 9 and generates torque with the motor 5 by the electric power of the high-voltage battery 8, or a part of the torque generated by the engine 2 or driving wheels when the vehicle 1 is decelerated. The high voltage battery 8 is caused to regenerate torque transmitted from the output shafts 11 and 12 to the output shaft. More specifically, when driving the motor 5, the PDU 6 converts the power stored in the high voltage battery 8 into three-phase AC power and supplies it to the motor 5. When the motor 5 is regeneratively operated, the three-phase AC power output from the motor 5 is converted to DC power, and the high voltage battery 8 is charged.
The ECU 9 sets a required value (hereinafter referred to as “motor required torque”) for torque generated by the motor (hereinafter referred to as “motor torque”) according to the procedure described later with reference to FIG. 9 and FIG. A torque command signal corresponding to the required torque is input to the PDU 6.

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 engine 2 and its intake system and exhaust system.
The engine 2 is a four-cylinder engine including a plurality of, for example, four cylinders 21a, and one of these is representatively shown in FIG. The engine 2 is configured by combining a cylinder block 21 in which a cylinder 21 a is formed and a cylinder head 22. The engine 2 is provided with an intake pipe 31 through which intake air circulates, an exhaust pipe 32 through which exhaust circulates, and an exhaust gas recirculation passage 33 that recirculates part of the exhaust gas in the exhaust pipe 32 to the intake pipe 31. .

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 piston 23 is slidably provided in the cylinder 21a, and a combustion chamber 2a of the engine 2 is formed by the top surface of the piston 23 and the surface of the cylinder head 22 on the cylinder 21a side. The piston 23 is connected to the crankshaft 25 via a connecting rod 24. That is, the crankshaft 25 rotates according to the reciprocating motion of the piston 23 in the cylinder 21a.

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。吸気バルブ22cは、吸気側バルブ機構29aにより駆動され、排気バルブ22dは、排気側バルブ機構29bにより駆動される。   The cylinder head 22 is formed with an intake port 22a that connects the combustion chamber 2a and the intake pipe 31, and an exhaust port 22b that connects the combustion chamber 2a and the exhaust pipe 32. An intake opening facing the combustion chamber 2a in the intake port 22a is opened and closed by an intake valve 22c, and an exhaust opening facing the combustion chamber 2a in the exhaust port 22b is opened and closed by an exhaust valve 22d. The intake valve 22c is driven by the intake side valve mechanism 29a, and the exhaust valve 22d is driven by the exhaust side valve mechanism 29b.

吸気側バルブ機構29aは、吸気バルブ22cのカムシャフトのクランクシャフト25に対する位相を変更する吸気カム位相可変機構(図示せず)と、吸気バルブ22cのリフト量を変更する吸気リフト可変機構(図示せず)と、を備えており、吸気バルブ22cのバルブリフト量およびバルブタイミングを変更することが可能となっている。また、排気側バルブ機構29bも同様に、排気バルブ22dのカムシャフトのクランクシャフト25に対する位相を変更する排気カム位相可変機構(図示せず)と、排気バルブ22dのリフト量を変更する排気リフト可変機構(図示せず)と、を備えており、排気バルブ22dのバルブリフト量およびバルブタイミングを変更することが可能となっている。バルブ22c、22dのバルブリフト量およびバルブタイミングの変更にかかるバルブ機構29a、29bの各種アクチュエータはECU9に接続されており、このECU9からの制御信号に基づいて動作する。なお、これらバルブ機構29a、29bのリフト可変機構やカム位相可変機構には、既知のものが用いられる。より具体的には、リフト可変機構には、例えば本願出願人による特開2008−75614号公報に詳細に記載されたものが用いられ、カム位相可変機構には、例えば本願出願人による特開2009−222021号公報に記載されたものが用いられる。   The intake side valve mechanism 29a includes an intake cam phase variable mechanism (not shown) that changes the phase of the cam shaft of the intake valve 22c with respect to the crankshaft 25, and an intake lift variable mechanism (not shown) that changes the lift amount of the intake valve 22c. And the valve lift amount and valve timing of the intake valve 22c can be changed. Similarly, the exhaust valve mechanism 29b also has an exhaust cam phase variable mechanism (not shown) that changes the phase of the cam shaft of the exhaust valve 22d relative to the crankshaft 25, and an exhaust lift variable that changes the lift amount of the exhaust valve 22d. A mechanism (not shown), and the valve lift amount and valve timing of the exhaust valve 22d can be changed. Various actuators of the valve mechanisms 29a and 29b for changing the valve lift amount and valve timing of the valves 22c and 22d are connected to the ECU 9, and operate based on control signals from the ECU 9. In addition, a known thing is used for the variable lift mechanism and the variable cam phase mechanism of these valve mechanisms 29a and 29b. More specifically, for example, the variable lift mechanism described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-75614 by the applicant of the present application is used, and the variable cam phase mechanism is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009 by the present applicant. -2222021 publication is used.

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内に燃料を直接噴射する第2インジェクタ27が設けられている。第1インジェクタ26からの噴射燃料量およびその燃料噴射タイミング、並びに、第2インジェクタ27からの噴射燃料量およびその燃料噴射タイミングは、ECU9により制御される。   A first injector 26 for injecting fuel toward the combustion chamber 2a is provided on the intake pipe 31 side of the intake port 22a from the intake opening, and the cylinder head 22 faces the combustion chamber 2a. A second injector 27 that directly injects fuel into the combustion chamber 2a is provided. The ECU 9 controls the amount of fuel injected from the first injector 26 and its fuel injection timing and the amount of fuel injected from the second injector 27 and its fuel injection timing.

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。   The cylinder head 22 is provided with an ignition plug 28 that faces the exhaust valve 22d side of the second injector 27 in the combustion chamber 2a. The ignition timing of the air-fuel mixture by the spark plug 28 is controlled by the ECU 9.

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により制御される。   The intake pipe 31 is provided with a throttle valve 34 that controls the intake amount of air that flows through the intake pipe 31 and is supplied to the combustion chamber 2 a of the engine 2. The throttle valve 34 is connected to the ECU 9 via an actuator (not shown), and the opening degree is controlled by the ECU 9.

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。   The exhaust pipe 32 is provided with a catalytic converter 35 that carries a three-way catalyst that purifies the exhaust of the engine 2. This three-way catalyst contains, for example, an OSC material having an oxygen storage capacity for adsorbing and storing oxygen in exhaust gas in addition to a catalyst noble metal having exhaust purification capacity, and oxidizes HC and CO in exhaust gas NOx in the exhaust is reduced.

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 gas recirculation passage 33 connects the downstream side of the catalytic converter 35 in the exhaust pipe 32 and the downstream side of the throttle valve 34 in the intake pipe 31 to recirculate a part of the exhaust discharged from the engine 2. The exhaust gas recirculation passage 33 is provided with an EGR cooler 36 that cools the exhaust gas that is recirculated and an EGR valve 37 that controls the flow rate of the exhaust gas that is recirculated. The EGR valve 37 is connected to the ECU 9 via an actuator (not shown), and the opening degree thereof is electromagnetically controlled by the ECU 9.

ECU9には、エアフローセンサ41、吸気温度センサ46、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、および冷却水温度センサ47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。吸気温度センサ46は、エンジン2に吸入される空気の温度を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。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。   The ECU 9 is connected with an air flow sensor 41, an intake air temperature sensor 46, an exhaust gas temperature sensor 43, a crank angle position sensor 44, an accelerator opening sensor 45, a coolant temperature sensor 47, and the like. The air flow sensor 41 detects the amount of air taken into the engine 2 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 9. The intake air temperature sensor 46 detects the temperature of air taken into the engine 2 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 9. The exhaust temperature sensor 43 detects the temperature of the exhaust gas flowing out from the catalytic converter 35 in the exhaust pipe 32 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 9.

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。冷却水温度センサ47は、エンジン2の冷却水の温度を検出し、検出値に略比例した信号をECU9に送信する。   The crank angle position sensor 44 transmits a pulse signal indicating the rotation angle of the crankshaft 25 to the ECU 9. The rotational speed of the engine 2 is calculated by the ECU 9 based on the crank angle signal transmitted from the crank angle position sensor 44. The accelerator opening sensor 45 detects the opening of the accelerator pedal of the vehicle and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 9. The cooling water temperature sensor 47 detects the temperature of the cooling water of the engine 2 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 9.

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モードを、予混合圧縮着火燃焼モード(以下、「HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)燃焼モード」という)と火花点火燃焼モード(以下、「SI(Spark Ignition)燃焼モード」という)とで切り換えることが可能となっている。   In the engine 2 configured as described above, the combustion mode according to the operation region is divided into a premixed compression ignition combustion mode (hereinafter referred to as “HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) combustion mode”) and a spark ignition combustion mode (hereinafter referred to as “HCI”). , “SI (Spark Ignition) combustion mode”).

SI燃焼モードでは、吸気工程中に第1インジェクタ26により吸気管31内に所定量の燃料を噴射し、さらに圧縮工程中に第2インジェクタ27により特に点火プラグ28の近傍が理論空燃比よりもリッチになるように所定量の燃料を噴射する。そして、以上のようにして供給された混合気を、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。ここで、SI燃焼モードにおいて、2つのインジェクタ26,27からの噴射燃料量は、燃焼室2a内の混合気の空燃比、すなわち燃焼空燃比が理論空燃比の近傍になるように調整される。   In the SI combustion mode, a predetermined amount of fuel is injected into the intake pipe 31 by the first injector 26 during the intake stroke, and the vicinity of the spark plug 28 is richer than the stoichiometric air-fuel ratio by the second injector 27 during the compression stroke. A predetermined amount of fuel is injected so that Then, the air-fuel mixture supplied as described above is ignited and burned with a spark emitted from the spark plug 28 at a predetermined timing. Here, in the SI combustion mode, the amount of fuel injected from the two injectors 26 and 27 is adjusted so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the combustion chamber 2a, that is, the combustion air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio.

図3は、SI燃焼モードにおける排気バルブおよび吸気バルブの動作例を示す図である。
SI燃焼モードでは、ピストンの頂面が下死点から上死点に向う排気工程にわたり、排気バルブを開き、ピストンの頂面が上死点から下死点に向う吸気工程にわたり、吸気バルブを開く。
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation example of the exhaust valve and the intake valve in the SI combustion mode.
In the SI combustion mode, the exhaust valve is opened over the exhaust process where the top surface of the piston is directed from the bottom dead center to the top dead center, and the intake valve is opened over the intake process where the top surface of the piston is directed from the top dead center to the bottom dead center. .

HCCI燃焼モードでは、吸気工程中に第1インジェクタにより吸気管内に所定量の燃料を噴射し、この噴射により燃焼室に供給された空気との混合気を圧縮し、自己着火させる。ここで、HCCI燃焼モードにおいて、第1インジェクタからの噴射燃料量は、燃焼空燃比が理論空燃比よりもリーンになるように調整される。   In the HCCI combustion mode, a predetermined amount of fuel is injected into the intake pipe by the first injector during the intake process, and the air-fuel mixture with the air supplied to the combustion chamber is compressed by this injection and self-ignited. Here, in the HCCI combustion mode, the amount of fuel injected from the first injector is adjusted so that the combustion air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

図4は、HCCI燃焼モードにおける排気バルブおよび吸気バルブの動作例を示す図である。なお図4には、比較のため、SI燃焼モードにおけるこれらバルブの動作例を破線で示す。
HCCI燃焼モードでは、混合気を圧縮自己着火させることから、シリンダ内の温度を、SI燃焼モード時における温度よりも高くする必要がある。そこで、HCCI燃焼モードでは、燃焼サイクル中に、排気バルブの開弁時期と吸気バルブの開弁時期とに負の重複(NOL(Negative OverLap))が生じるように、すなわちこれらバルブが共に閉じた期間が生じるように排気バルブおよび吸気バルブを駆動する。より具体的には、HCCI燃焼モードでは、排気バルブのバルブリフト量をSI燃焼モード時よりも低く変更し、さらにバルブタイミングを進角側に変更することにより、排気バルブの閉止タイミングをSI燃焼モードよりも早める。また、吸気バルブのバルブリフト量をSI燃焼モード時よりも低く変更し、さらにバルブタイミングを遅角側に変更することにより、吸気バルブの開放タイミングをSI燃焼モード時よりも遅らせる。HCCI燃焼モードでは、排気バルブの開弁時期と吸気バルブの開弁時期について以上のような負の重複を設けることにより、排気の一部をシリンダ内に残留させ、シリンダ内の温度をSI燃焼モード時よりも高くする。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation example of the exhaust valve and the intake valve in the HCCI combustion mode. In FIG. 4, for comparison, an operation example of these valves in the SI combustion mode is shown by a broken line.
In the HCCI combustion mode, the air-fuel mixture is compressed and ignited, so that the temperature in the cylinder needs to be higher than the temperature in the SI combustion mode. Therefore, in the HCCI combustion mode, during the combustion cycle, a negative overlap (NOL (Negative OverLap)) occurs between the valve opening timing of the exhaust valve and the valve opening timing of the intake valve, that is, a period in which these valves are closed together. The exhaust valve and the intake valve are driven so that the above occurs. More specifically, in the HCCI combustion mode, the valve lift amount of the exhaust valve is changed to be lower than that in the SI combustion mode, and the valve timing is further changed to the advance side so that the closing timing of the exhaust valve is changed to the SI combustion mode. Faster than. Further, by changing the valve lift amount of the intake valve to be lower than that in the SI combustion mode and further changing the valve timing to the retard side, the opening timing of the intake valve is delayed from that in the SI combustion mode. In the HCCI combustion mode, by providing the negative overlap as described above for the opening timing of the exhaust valve and the opening timing of the intake valve, a part of the exhaust remains in the cylinder, and the temperature in the cylinder is changed to the SI combustion mode. Make it higher than time.

図5は、HCCI燃焼を行うことが可能な運転領域を示す図である。
図5に示すように、エンジンで発生させるトルク(以下、「エンジントルク」という)に対する要求値(以下、「エンジン要求トルク」という)とエンジンの回転数との2つのパラメータに対し、HCCI燃焼を安定して行うことができる運転領域は、低負荷かつ低回転数の領域に限られている。また、HCCI燃焼は、特定の運転領域(図5においてハッチングで模式的に示す領域)内では特に安定した燃焼が可能となっている。以下では、このような特に安定した燃焼が可能な運転領域内で、エンジンをHCCI燃焼モードで運転したときに発生するエンジントルクの中央値をHCCI中央トルクという。これに対してSI燃焼は、上述のHCCI燃焼が可能な運転領域を含み、基本的にはHCCI燃料が可能な領域を含む全運転領域にわたって安定して行うことが可能となっている。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation region in which HCCI combustion can be performed.
As shown in FIG. 5, HCCI combustion is performed for two parameters, a required value (hereinafter referred to as “engine required torque”) for a torque generated by the engine (hereinafter referred to as “engine torque”) and an engine speed. The operation region that can be stably performed is limited to a region with a low load and a low rotational speed. Further, HCCI combustion enables particularly stable combustion within a specific operation region (region schematically shown by hatching in FIG. 5). Hereinafter, the median value of the engine torque generated when the engine is operated in the HCCI combustion mode in such an operation region where stable combustion is possible is referred to as HCCI central torque. On the other hand, SI combustion includes the above-described operation region where HCCI combustion is possible, and basically can be performed stably over the entire operation region including the region where HCCI fuel is possible.

図6は、ハイブリッド車両における走行モードとその運転領域を示す図である。
以上のようなエンジンとモータとの2つの駆動力発生源からなるパワープラントを備えたハイブリッド車両における走行モードは、エンジン、モータおよびクラッチの制御態様に応じて、モータ走行モードと、モータアシストモードと、モータ回生モードとの3種類の走行モードに大別される。
FIG. 6 is a diagram showing a driving mode and a driving region in the hybrid vehicle.
The traveling mode in the hybrid vehicle including the power plant composed of the two driving force generation sources of the engine and the motor as described above includes a motor traveling mode and a motor assist mode according to the control mode of the engine, the motor, and the clutch. The motor regeneration mode is roughly divided into three types of travel modes.

モータ走行モードでは、クラッチを切断し、エンジンを休筒運転し、モータで発生したトルクのみで車両を走行する。
モータアシストモードでは、クラッチを接続するとともに、エンジンで発生したトルク、およびこのエンジンのトルクを補うべくモータで発生したトルクにより車両を走行する。
モータ回生モードでは、クラッチを接続し、エンジンで発生したトルクにより車両を走行するとともに、このエンジンで発生したトルクの一部又は駆動輪から伝達するトルクをモータで回生し、高圧バッテリを充電する。
In the motor travel mode, the clutch is disconnected, the engine is rested, and the vehicle travels only with the torque generated by the motor.
In the motor assist mode, the vehicle is driven by the clutch and the torque generated by the engine and the torque generated by the motor to supplement the engine torque.
In the motor regeneration mode, the clutch is connected and the vehicle is driven by the torque generated by the engine, and part of the torque generated by the engine or the torque transmitted from the drive wheels is regenerated by the motor to charge the high voltage battery.

図6に示すように、モータ走行モードではエンジンを休筒運転することから、車両の走行モードをモータ走行モードにできる運転領域は、エンジンおよびモータからなるパワープラントで発生するトルク(以下、「パワープラントトルク」という)に対する要求値(以下、「パワープラント要求トルク」という)が小さくかつ中低速の運転領域に限られている。なお、以下では、モータアシストモードとモータ回生モードとを合わせて、アシスト/回生モードという。   As shown in FIG. 6, since the engine is idled in the motor travel mode, the operation range in which the vehicle travel mode can be changed to the motor travel mode is the torque generated by the power plant including the engine and the motor (hereinafter referred to as “power”). The required value (hereinafter referred to as “power plant required torque”) is small and is limited to a medium / low speed operation region. Hereinafter, the motor assist mode and the motor regeneration mode are collectively referred to as assist / regeneration mode.

図7は、ハイブリッド車両の走行モード、トルク配分およびエンジンの燃焼モードの設定にかかる処理のメインフローチャートである。この処理は、ECUにより所定の周期で繰り返し実行される。
先ず、S1では、車両の走行モードを、上述のモータ走行モードおよびアシスト/回生モードの何れかに設定する処理を行い、S2に移る。この走行モードを設定する詳細な手順は、後に図8を参照して詳細に説明する。
S2では、トルク配分、すなわちパワープラント要求トルクに応じたエンジン要求トルクとモータ要求トルクとを設定する処理を行い、S3に移る。このトルク配分を設定する詳細な手順は、後に図9〜図11を参照して詳述する。
S3では、エンジンの燃焼モードを、上述のHCCI燃焼モードおよびSI燃焼モードの何れかに設定する処理を行い、この処理を終了する。この燃焼モードを設定する詳細な手順は、後に図12を参照して詳述する。
FIG. 7 is a main flowchart of processing relating to setting of the travel mode of the hybrid vehicle, the torque distribution, and the combustion mode of the engine. This process is repeatedly executed by the ECU at a predetermined cycle.
First, in S1, processing for setting the traveling mode of the vehicle to one of the above-described motor traveling mode and assist / regenerative mode is performed, and the process proceeds to S2. A detailed procedure for setting the travel mode will be described later in detail with reference to FIG.
In S2, processing for setting torque distribution, that is, engine request torque and motor request torque corresponding to the power plant request torque is performed, and the process proceeds to S3. A detailed procedure for setting the torque distribution will be described in detail later with reference to FIGS.
In S3, a process for setting the combustion mode of the engine to any one of the above-described HCCI combustion mode and SI combustion mode is performed, and this process is terminated. A detailed procedure for setting the combustion mode will be described later with reference to FIG.

図8は、ハイブリッド車両の走行モードを設定する手順を示すフローチャートである。
S11では、パワープラント要求トルクを取得し、S12に移る。このパワープラント要求トルクは、運転者による車両の操作および車両の状態に応じて、パワープラントに要求されるトルクに相当する値であり、アクセル開度センサの検出値、エンジン回転数、および車速などのパラメータに基づいて算出される。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for setting the travel mode of the hybrid vehicle.
In S11, a power plant required torque is acquired and it moves to S12. This power plant required torque is a value corresponding to the torque required for the power plant according to the operation of the vehicle by the driver and the state of the vehicle, such as the detected value of the accelerator opening sensor, the engine speed, the vehicle speed, etc. It is calculated based on the parameters.

S12では、車両の運転領域がモータ走行に適したモータ走行領域内にあるか否かを判別する。この判別は、上記S11で取得したパワープラント要求トルクおよび車速に基づいて、例えば上述の図6に示すようなマップを検索することにより判別される。このS12の判別がYESの場合、S13に移り、バッテリの残容量(以下、「SOC(State Of Charge)という」)を取得し、このSOCがモータ走行を行うのに十分な状態であるか否かを判別する。   In S12, it is determined whether or not the driving region of the vehicle is within a motor traveling region suitable for motor traveling. This determination is made, for example, by searching a map as shown in FIG. 6 described above based on the power plant required torque and vehicle speed acquired in S11. If the determination in S12 is YES, the process proceeds to S13, where the remaining capacity of the battery (hereinafter referred to as “SOC (State Of Charge)”) is acquired, and whether or not this SOC is sufficient for running the motor. Is determined.

S13の判別がYESであり、車両の運転領域がモータ走行領域に含まれかつバッテリのSOCが十分であると判定された場合、S14に移り、車両の走行モードをモータ走行モードに設定し、この処理を終了する。
S12の判別がNOであり車両の運転領域がモータ走行領域に含まれていない場合、又はS13の判別がYESでありバッテリのSOCが十分でない場合、S15に移り、車両の走行モードをアシスト/回生モードに設定し、この処理を終了する。なお、この処理において、車両の走行モードがアシスト/回生モードからモータ走行モードに変更されたことに応じてエンジンは休筒運転され、車両の走行モードがモータ走行モードからアシスト/回生モードに変更されたことに応じてエンジンは始動される。
When the determination in S13 is YES, and it is determined that the vehicle driving range is included in the motor driving range and the SOC of the battery is sufficient, the process proceeds to S14, where the vehicle driving mode is set to the motor driving mode. The process ends.
If the determination in S12 is NO and the vehicle operating area is not included in the motor travel area, or if the determination in S13 is YES and the battery SOC is not sufficient, the process proceeds to S15 to assist / regenerate the vehicle travel mode. The mode is set and the process is terminated. In this process, in response to the vehicle travel mode being changed from the assist / regeneration mode to the motor travel mode, the engine is idled, and the vehicle travel mode is changed from the motor travel mode to the assist / regeneration mode. In response, the engine is started.

図9および図10は、エンジンとモータのトルク配分、すなわちエンジン要求トルク値とモータ要求トルク値とを設定する手順を示すフローチャートである。
S21では、車両の走行モードがモータ走行モードであるか否かを判別する。S21の判別がYESである場合、上述のS11で取得したパワープラント要求トルクの全てをモータでまかなうべく、S22に移り、エンジン要求トルクをゼロに設定するとともに、モータ要求トルクを上記パワープラント要求トルクと同じ値に設定し、この処理を終了する。
FIG. 9 and FIG. 10 are flowcharts showing the procedure for setting the torque distribution between the engine and the motor, that is, the engine request torque value and the motor request torque value.
In S21, it is determined whether or not the vehicle travel mode is a motor travel mode. If the determination in S21 is YES, in order to cover all the power plant required torque acquired in S11 described above with the motor, the process proceeds to S22, the engine required torque is set to zero, and the motor required torque is set to the power plant required torque. Set to the same value as, and this process ends.

一方、S21の判別がNOであり走行モードがアシスト/回生モードである場合、S23に移り、エンジンの始動開始から所定数N燃焼サイクル(所定数Nは、1以上の値に設定される)経過したか否か、すなわち走行モードがモータ走行モードからアシスト/回生モードに変更されてから上記N燃焼サイクル経過したか否かを判別する。   On the other hand, if the determination in S21 is NO and the traveling mode is the assist / regenerative mode, the process proceeds to S23, and a predetermined number N combustion cycles (the predetermined number N is set to a value of 1 or more) from the start of engine start. It is determined whether or not the above N combustion cycles have elapsed since the travel mode was changed from the motor travel mode to the assist / regenerative mode.

S23の判別がYESでありエンジンの始動を開始してから既にN燃焼サイクル経過している場合には、エンジンではHCCI燃焼モードおよびSI燃焼モードともに安定した運転が可能であると判断し、S24に移る。S24では、エンジン要求トルクとモータ要求トルクの和がパワープラント要求トルクに一致するように、所定の通常制御アルゴリズムに基づいて、エンジン要求トルクおよびモータ要求トルクを設定し、この処理を終了する。   If the determination in S23 is YES and N combustion cycles have already elapsed since the start of the engine, it is determined that the engine can be stably operated in both the HCCI combustion mode and the SI combustion mode, and the process proceeds to S24. Move. In S24, the engine request torque and the motor request torque are set based on a predetermined normal control algorithm so that the sum of the engine request torque and the motor request torque matches the power plant request torque, and this process is terminated.

一方、S23の判別がNOでありエンジンの始動を開始してからまだ上記N燃焼サイクル経過していない場合、すなわちエンジン始動開始直後である場合には、上記S24の通常制御アルゴリズムとは別のアルゴリズムに基づいてエンジン要求トルクおよびモータ要求トルクを設定するべく、S25に移る。   On the other hand, if the determination in S23 is NO and the N combustion cycle has not yet elapsed since the start of the engine, that is, immediately after the start of the engine, an algorithm different from the normal control algorithm in S24 The process proceeds to S25 in order to set the engine required torque and the motor required torque based on the above.

S25以降の処理について、具体的な手順を説明する前に、図11を参照してその概要を説明する。
後に詳述するように、本実施形態では、エンジン始動開始直後から安定してHCCI燃焼モードでエンジンを運転することができる。そこで、エンジン始動開始直後である場合には、エンジンの燃焼モードをHCCI燃焼モードに優先的に設定するとともに、エンジン要求トルクを、HCCI燃焼を安定して行うことができる上述のHCCI中央トルクに設定する。そして、パワープラント要求トルクに対しHCCI中央トルクに過不足が生じた場合には、この過不足分をモータで補うようにモータ要求トルクを設定する。
An outline of the processing after S25 will be described with reference to FIG. 11 before a specific procedure is described.
As will be described in detail later, in this embodiment, the engine can be stably operated in the HCCI combustion mode immediately after the start of the engine. Therefore, when the engine is just started, the engine combustion mode is preferentially set to the HCCI combustion mode, and the engine required torque is set to the above-described HCCI central torque capable of stably performing the HCCI combustion. To do. When the HCCI central torque is excessive or insufficient with respect to the power plant required torque, the motor required torque is set so that the excess and deficiency is compensated by the motor.

例えばパワープラント要求トルクがHCCI中央トルクを大きく下回る場合、より具体的にはパワープラント要求トルクがHCCI中央トルクよりもやや小さな値に設定されたHCCI中央トルク幅下限より小さい場合には、このエンジントルクの過分をモータで回生しバッテリを充電する。
また、例えばパワープラント要求トルクがHCCI中央トルクを大きく上回る場合、より具体的にはパワープラント要求トルクがHCCI中央トルクよりもやや大きな値に設定されたHCCI中央トルク幅上限以上である場合には、このエンジントルクの不足分をバッテリの電力によりモータで発生する。
For example, when the power plant required torque is significantly lower than the HCCI central torque, more specifically, when the power plant required torque is smaller than the HCCI central torque width lower limit set to a value slightly smaller than the HCCI central torque, this engine torque The excess is regenerated by the motor to charge the battery.
Further, for example, when the power plant required torque greatly exceeds the HCCI central torque, more specifically, when the power plant required torque is not less than the HCCI central torque width upper limit set to a value slightly larger than the HCCI central torque, This shortage of engine torque is generated by the motor by the battery power.

以上のように、エンジン始動開始直後からパワープラントトルクを大きく変動させることなくHCCI燃焼モードでエンジンを運転できるものの、SOCが小さくバッテリが過放電状態である場合や、SOCが大きくバッテリが過充電状態である場合などには、モータを補助的に用いることは好ましくない。したがってこのような場合、すなわち図11中ハッチングで示す領域にある場合には、エンジンの燃焼モードとしては、モータを補助的に用いることなくパワープラント要求トルクに応じたエンジントルクを安定して発生することができるSI燃焼モードを要求する。   As described above, the engine can be operated in the HCCI combustion mode without greatly changing the power plant torque immediately after starting the engine, but the SOC is small and the battery is overdischarged, or the SOC is large and the battery is overcharged. In such a case, it is not preferable to use the motor as an auxiliary. Therefore, in such a case, that is, in the area indicated by hatching in FIG. 11, the engine combustion mode stably generates the engine torque according to the power plant required torque without using the motor in an auxiliary manner. Require SI combustion mode that can.

図9および図10に戻って、S25以降の処理の具体的な手順について説明する。
S25では、パワープラント要求トルクが上述のHCCI中央トルク幅上限よりも小さいか否かを判別する。S25判別がYESの場合、S26に移り、バッテリのSOCが過充電状態であるか否かを判別する。
S25の判別がNOの場合、S27に移り、パワープラント要求トルクが上述のHCCI中央トルク幅下限以上であるか否かを判別する。S27の判別がYESの場合、S28に移り、バッテリのSOCが過放電状態であるか否かを判別する。
S27の判別がNOの場合、S29に移り、バッテリのSOCが過充電状態又は過放電状態であるか否かを判別する。
Returning to FIG. 9 and FIG. 10, a specific procedure of the processing after S25 will be described.
In S25, it is determined whether or not the power plant required torque is smaller than the above-described HCCI central torque width upper limit. If YES in S25, the process moves to S26, and it is determined whether or not the SOC of the battery is in an overcharged state.
If the determination in S25 is NO, the process moves to S27, and it is determined whether or not the power plant required torque is equal to or greater than the above-described HCCI central torque width lower limit. If the determination in S27 is YES, the process moves to S28, where it is determined whether or not the SOC of the battery is in an overdischarged state.
If the determination in S27 is NO, the process moves to S29, and it is determined whether or not the SOC of the battery is in an overcharge state or an overdischarge state.

S26、S28およびS29の判別がYESの場合、すなわち、パワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅下限より小さくかつバッテリが過充電状態である場合、パワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅上限以上かつバッテリが過放電状態である場合およびパワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅内にありかつバッテリが過充電状態又は過放電状態である場合には、S30に移り、エンジンの燃焼モードとしてSI燃焼モードを要求した後、上述のS24に移る。   If the determination in S26, S28, and S29 is YES, that is, if the power plant required torque is smaller than the HCCI central torque width lower limit and the battery is in an overcharged state, the power plant required torque is greater than the HCCI central torque width upper limit and the battery is If the engine is in an overdischarged state and the power plant required torque is within the HCCI central torque range and the battery is in an overcharged or overdischarged state, the process proceeds to S30, and the SI combustion mode is requested as the engine combustion mode. Thereafter, the process proceeds to S24 described above.

一方、S26、S28およびS29の判別がNOの場合、すなわち、パワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅下限より小さくかつバッテリが過充電状態でない場合、パワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅上限以上かつバッテリが過放電状態でない場合およびパワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅内にありかつバッテリが過充電状態又は過放電状態でもない場合には、S31に移る。   On the other hand, when the determination in S26, S28, and S29 is NO, that is, when the power plant required torque is smaller than the HCCI central torque width lower limit and the battery is not overcharged, the power plant required torque is equal to or higher than the HCCI central torque width upper limit and the battery. When the power plant is not in the overdischarged state and the power plant required torque is within the HCCI central torque range and the battery is not in the overcharged state or the overdischarged state, the process proceeds to S31.

S31では、エンジン要求トルクをHCCI中央トルクに設定するとともに、モータ要求トルクを、パワープラント要求トルクからエンジン要求トルクを減算した値に設定する。なお、エンジン要求トルクがパワープラント要求トルクよりも大きい場合、これはパワープラント要求トルクを上回るエンジントルクが発生することを意味する。したがって、S31においてモータ要求トルクが負となった場合、エンジン要求トルクのパワープラント要求トルクに対する過分をモータで回生しバッテリを充電するように、モータを回生運転する。   In S31, the engine request torque is set to the HCCI central torque, and the motor request torque is set to a value obtained by subtracting the engine request torque from the power plant request torque. If the engine required torque is larger than the power plant required torque, this means that engine torque exceeding the power plant required torque is generated. Therefore, when the motor required torque becomes negative in S31, the motor is regeneratively operated so that the excess of the engine required torque with respect to the power plant required torque is regenerated by the motor and the battery is charged.

図12は、エンジンの燃焼モードを設定する手順を示すフローチャートである。
先ず、S41では、エンジンの始動開始から上記N燃焼サイクル経過したか否かを判別する。
S41の判別がYESである場合、S42に移り、エンジンの冷却水温度がHCCI燃焼可能な温度TWHCCIより高いか否かを判別する。S42の判別がYESである場合、S43に移り、吸気温度がHCCI燃焼可能な温度TAHCCIより高いか否かを判別する。S43の判別がYESである場合、S44に移り、排気温度がHCCI燃焼可能な温度TEXHCCIより高いか否かを判別する。S44の判別がYESである場合、S45に移り、HCCI燃焼可能な運転領域であるか否かを判別する。より具体的には、例えば、上記S2において設定したエンジン要求トルクおよびエンジン回転数に基づいて、上述の図5に示すマップを検索することで判別される。
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for setting the combustion mode of the engine.
First, in S41, it is determined whether or not the N combustion cycle has elapsed since the start of the engine.
When the determination in S41 is YES, the process proceeds to S42, and it is determined whether or not the engine coolant temperature is higher than the temperature TWHCCI at which HCCI combustion is possible. If the determination in S42 is YES, the process proceeds to S43, and it is determined whether or not the intake air temperature is higher than the temperature TAHCCI at which HCCI combustion is possible. When the determination in S43 is YES, the process proceeds to S44, and it is determined whether or not the exhaust gas temperature is higher than the temperature TEXHCCI at which HCCI combustion is possible. When the determination in S44 is YES, the process proceeds to S45, and it is determined whether or not it is an operation region where HCCI combustion is possible. More specifically, for example, the determination is made by searching the map shown in FIG. 5 described above based on the engine required torque and the engine speed set in S2.

上記S42、S43、S44、およびS45の判別の何れかがNOである場合、S46に移り、エンジンの燃焼モードをSI燃焼モードに設定し、この処理を終了する。
また、S45の判別がYESである場合、S47に移り、エンジンの燃焼モードをHCCI燃焼モードに設定し、この処理を終了する。
If any of the determinations in S42, S43, S44, and S45 is NO, the process proceeds to S46, the engine combustion mode is set to the SI combustion mode, and this process is terminated.
When the determination in S45 is YES, the process proceeds to S47, the engine combustion mode is set to the HCCI combustion mode, and this process ends.

一方、S41の判別がNOでありエンジン始動を開始してからまだ上記N燃焼サイクル経過していない場合、すなわちエンジン始動開始直後である場合には、S48に移り、エンジンの燃焼モードとしてSI燃焼モードが要求された状態であるか否かを判別する。このS48の判別がYESの場合、S46に移り、エンジンの燃焼モードをSI燃焼モードに設定し、S48の判別がNOの場合、S47に移り、エンジンの燃焼モードをHCCI燃焼モードに設定し、この処理を終了する。   On the other hand, if the determination in S41 is NO and the N combustion cycle has not yet elapsed since the start of the engine, that is, immediately after the start of the engine, the routine proceeds to S48, where the SI combustion mode is set as the engine combustion mode. Is determined to be in the requested state. If the determination in S48 is YES, the process proceeds to S46, and the engine combustion mode is set to the SI combustion mode. If the determination in S48 is NO, the process proceeds to S47, and the engine combustion mode is set to the HCCI combustion mode. The process ends.

以下、図13および図14を参照して、エンジンの制御の手順について説明する。
図13は、吸気、排気バルブの制御の手順を示すフローチャートであり、エンジンの燃焼サイクルごとにECUにより実行される。
S51では、車両の走行モードがモータ走行モードであるか否かを判別する。S51の判別がYESであり車両の走行モードがモータ走行モードである場合には、S52に移り、吸気、排気バルブのバルブタイミングおよびバルブリフト量の設定を所定の休筒運転時用にし、当該設定の下で吸気、排気バルブを制御する。
The engine control procedure will be described below with reference to FIGS. 13 and 14.
FIG. 13 is a flowchart showing a procedure for controlling the intake and exhaust valves, and is executed by the ECU for each combustion cycle of the engine.
In S51, it is determined whether or not the vehicle travel mode is a motor travel mode. If the determination in S51 is YES and the vehicle travel mode is the motor travel mode, the process proceeds to S52, and the settings of the intake and exhaust valve timing and valve lift amount are set for a predetermined cylinder-restored operation, and the settings are made. Under control the intake and exhaust valves.

S51の判別がNOであり車両の走行モードがモータ走行モードでない場合には、S53に移り、エンジンの燃焼モードがHCCI燃焼モードであるか否かを判別する。S53の判別がNOでありエンジンの燃焼モードがHCCI燃焼モードでない場合には、S55に移り、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングおよびバルブリフト量の設定をSI運転時用(上述の図3参照)にし、当該SI燃焼時用の設定の下で吸気、排気バルブを制御する。
一方、S53の判別がYESの場合には、S54に移り、吸気バルブおよび排気バルブのバルブタイミングおよびバルブリフト量の設定をHCCI燃焼時用(上述の図4参照)にし、当該HCCI燃焼時用の設定の下で吸気、排気バルブを制御する。
If the determination in S51 is NO and the vehicle traveling mode is not the motor traveling mode, the process proceeds to S53, and it is determined whether or not the combustion mode of the engine is the HCCI combustion mode. If the determination in S53 is NO and the combustion mode of the engine is not the HCCI combustion mode, the process proceeds to S55, and the settings of the intake valve and exhaust valve timings and valve lift amounts are for SI operation (see FIG. 3 above). The intake and exhaust valves are controlled under the setting for SI combustion.
On the other hand, if the determination in S53 is YES, the process proceeds to S54, and the settings of the valve timing and valve lift amount of the intake valve and the exhaust valve are set for HCCI combustion (see FIG. 4 above), and for the HCCI combustion. The intake and exhaust valves are controlled under the setting.

図14は、第1、第2インジェクタおよび点火プラグの制御の手順を示すフローチャートであり、エンジンの燃焼サイクルごとにECUにより実行される。
S61では、車両の走行モードがモータ走行モードであるか否かを判別する。S61の判別がYESであり走行モードがモータ走行モードである場合、S62に移り休筒制御、すなわち噴射燃料量をゼロにする。
FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for controlling the first and second injectors and the spark plug, and is executed by the ECU for each combustion cycle of the engine.
In S61, it is determined whether or not the vehicle travel mode is the motor travel mode. When the determination in S61 is YES and the travel mode is the motor travel mode, the process proceeds to S62 and the cylinder resting control, that is, the amount of injected fuel is made zero.

S61の判別がNOでありモータ走行モードでない場合、S63に移り、エンジンの燃焼モードがHCCI燃焼モードであるか否かを判別する。S63の判別がNOの場合、S66に移り、噴射燃料量および噴射タイミングを、エンジン要求トルクや車速などの複数のパラメータに基づいて、SI燃焼時用の条件下で設定し、当該設定の下で燃料を噴射し、点火プラグで着火燃焼する。すなわちこの場合、上述のように、第1インジェクタから吸気工程中に燃料を噴射し、第2インジェクタから圧縮工程中に燃料を噴射し、これを添加プラグで着火する。また、このときの第1、第2インジェクタによる噴射燃料量は、燃焼空燃比が理論空燃比の近傍になるように調整される。   If the determination in S61 is NO and not the motor travel mode, the process proceeds to S63, and it is determined whether or not the combustion mode of the engine is the HCCI combustion mode. If the determination in S63 is NO, the process moves to S66, and the injected fuel amount and the injection timing are set under the conditions for SI combustion based on a plurality of parameters such as the engine required torque and the vehicle speed. Fuel is injected and ignited and burned with a spark plug. That is, in this case, as described above, fuel is injected from the first injector during the intake process, fuel is injected from the second injector during the compression process, and this is ignited by the addition plug. Further, the amount of fuel injected by the first and second injectors at this time is adjusted so that the combustion air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio.

S63の判別がYESであり燃焼モードがHCCI燃焼モードである場合、S64に移り、エンジンの始動開始から所定数M燃焼サイクル(所定数Mは、上述の所定数N以下の値、例えば1に設定される)経過したか否かを判別する。S64の判別がYESの場合、S65に移り、噴射燃料量および噴射タイミングを、エンジン要求トルクや車速などの複数のパラメータに基づいて、HCCI燃焼時用の条件下で設定し、当該設定の下で燃料を噴射し、圧縮着火燃焼する。すなわちこの場合、上述のように、第1インジェクタから吸気工程中に燃料を噴射し、これを圧縮自着火させる。また、このときの第1インジェクタによる噴射燃料量は、燃焼空燃比が理論空燃比よりもリーンになるように調整される。   If the determination in S63 is YES and the combustion mode is the HCCI combustion mode, the process proceeds to S64, and the predetermined number M combustion cycles (the predetermined number M is set to a value equal to or less than the predetermined number N described above, for example, 1 from the start of engine start. It is determined whether or not it has elapsed. If the determination in S64 is YES, the process moves to S65, and the injected fuel amount and the injection timing are set under the conditions for HCCI combustion based on a plurality of parameters such as the engine required torque and the vehicle speed. Fuel is injected and compression ignition combustion is performed. That is, in this case, as described above, fuel is injected from the first injector during the intake process, and this is compressed and ignited. Further, the amount of fuel injected by the first injector at this time is adjusted so that the combustion air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

一方、S64の判別がNOの場合、すなわちエンジンをHCCI燃焼モードで始動する場合、S67に移り、噴射燃料量および噴射タイミングを上記S65におけるHCCI燃焼時用の条件とは別の成層燃焼時用の条件下で設定し、当該設定の下で燃料を噴射し、点火プラグで着火燃焼する。より具体的には、特に点火プラグの近傍の空燃比がリッチになるように第2インジェクタから圧縮工程中に燃料を噴射し、これを点火プラグで着火する。また、このときの第2インジェクタによる噴射燃料量は、例えば、燃焼空燃比が上記HCCI燃焼時における燃焼空燃比よりもリーンになるように調整される。   On the other hand, if the determination in S64 is NO, that is, if the engine is started in the HCCI combustion mode, the process proceeds to S67, and the amount of injected fuel and the injection timing are for stratified combustion different from the conditions for HCCI combustion in S65. Set under conditions, inject fuel under the setting, and ignite and burn with spark plug. More specifically, fuel is injected from the second injector during the compression process so that the air-fuel ratio in the vicinity of the spark plug becomes rich, and this is ignited by the spark plug. Further, the amount of fuel injected by the second injector at this time is adjusted, for example, so that the combustion air-fuel ratio is leaner than the combustion air-fuel ratio at the time of HCCI combustion.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)HCCI燃焼モードでエンジンを始動する場合、その始動開始からM燃焼サイクルが経過するまでの間は、圧縮工程中に第2インジェクタにより燃焼室内に直接噴射し、これを点火プラグで着火するとともに、HCCI燃焼時用の設定の下で排気バルブを制御する。すなわち、排気バルブの閉止タイミングをSI燃焼モード時における閉止タイミングよりも早め、上記燃焼による排気の一部をシリンダ内に残留させる。このように、HCCI燃焼モードでエンジンを始動する場合であっても、その始動時には、HCCI燃焼モードとは異なる条件で燃焼することにより、前サイクル時に燃焼していない場合であっても失火することなく安定して燃焼することができる。さらにこの燃焼による排気の一部をシリンダ内に残留させることにより、シリンダ内の温度を上昇させることができるので、次サイクル以降から安定してHCCI燃焼モードでエンジンを運転することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the engine is started in the HCCI combustion mode, during the compression process until the M combustion cycle elapses, it is directly injected into the combustion chamber by the second injector during the compression process, and this is ignited by the spark plug. At the same time, the exhaust valve is controlled under the setting for HCCI combustion. That is, the exhaust valve closing timing is made earlier than the closing timing in the SI combustion mode, and a part of the exhaust gas caused by the combustion is left in the cylinder. As described above, even when the engine is started in the HCCI combustion mode, the engine is misfired even when the engine is not combusted during the previous cycle by burning under a condition different from that of the HCCI combustion mode. It can be burned stably. Furthermore, by leaving a part of the exhaust gas from the combustion in the cylinder, the temperature in the cylinder can be raised, so that the engine can be stably operated in the HCCI combustion mode from the next cycle.

(2)エンジンをHCCI燃焼モードで始動する場合、エンジン要求トルクを、HCCI中央トルクに設定する。また、HCCI中央トルクに設定したエンジン要求トルクが、パワープラント要求トルクに対し過不足する場合、この過不足分に応じてモータ要求トルクを設定する。これにより、例えば、設定したエンジン要求トルクがパワープラント要求トルクよりも大きい場合には、この過分をモータで回生し高圧バッテリを充電したり、設定したエンジン要求トルクがパワープラント要求トルクよりも小さい場合には、この不足分をモータで発生したりすることができる。これにより、エンジン始動直後からエンジンをHCCI燃焼モードで安定して運転しながら、パワープラント要求トルクに応じた適切な配分でモータを制御することができる。   (2) When the engine is started in the HCCI combustion mode, the engine required torque is set to the HCCI central torque. Further, when the engine required torque set as the HCCI central torque is excessive or insufficient with respect to the power plant required torque, the motor required torque is set according to the excess / deficiency. Thereby, for example, when the set engine required torque is larger than the power plant required torque, the excess is regenerated by the motor to charge the high voltage battery, or the set engine required torque is smaller than the power plant required torque. In some cases, this shortage can be generated by a motor. Thereby, the motor can be controlled with an appropriate distribution according to the power plant required torque while the engine is stably operated in the HCCI combustion mode immediately after the engine is started.

(3)パワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅上限より大きくかつバッテリが過放電状態である場合、又はパワープラント要求トルクがHCCI中央トルク幅下限以下でありかつバッテリが過充電状態である場合、SI燃焼モードでエンジンを運転するので、パワープラント要求トルクに相当するトルクをエンジンのみで発生することができる。したがって、ドライバビリティが悪化するのを防止することができる。   (3) When the power plant required torque is larger than the HCCI central torque width upper limit and the battery is in an overdischarged state, or when the powerplant required torque is less than or equal to the HCCI central torque width lower limit and the battery is in an overcharged state, SI Since the engine is operated in the combustion mode, torque corresponding to the power plant required torque can be generated only by the engine. Therefore, it is possible to prevent the drivability from deteriorating.

1…ハイブリッド車両
2…エンジン(内燃機関)
27…第2インジェクタ(直接燃料噴射装置)
28…点火プラグ(点火手段)
29b…排気側バルブ機構(可変バルブ機構)
45…アクセル開度センサ(要求トルク取得手段)
5…モータ(電動機)
9…ECU(内燃機関制御手段、トルク配分手段、要求トルク取得手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hybrid vehicle 2 ... Engine (internal combustion engine)
27. Second injector (direct fuel injection device)
28 ... Spark plug (ignition means)
29b ... Exhaust valve mechanism (variable valve mechanism)
45. Accelerator opening sensor (required torque acquisition means)
5. Motor (electric motor)
9. ECU (internal combustion engine control means, torque distribution means, required torque acquisition means)

Claims (3)

内燃機関の燃焼室内の混合気を圧縮着火燃焼させる予混合圧縮着火燃焼モードと、前記燃焼室内の混合気を当該燃焼室に設けられた点火手段により燃焼させる火花点火燃焼モードとで前記内燃機関の運転を所定の条件に応じて切り換える車両の制御装置であって、
前記燃焼室内に燃料を直接噴射する直接燃料噴射装置と、
前記内燃機関の排気バルブおよび吸気バルブのうち少なくとも排気バルブのバルブタイミングを変更可能な可変バルブ機構と、
前記内燃機関を前記予混合圧縮着火燃焼モードで始動する場合、その始動時には、前記内燃機関の圧縮工程中に前記直接燃料噴射装置で噴射した燃料を前記点火手段で着火するとともに、前記排気バルブの閉止タイミングを前記火花点火燃焼モード時における前記排気バルブの閉止タイミングよりも早め、排気の一部を前記内燃機関のシリンダ内に残留させる内燃機関制御手段と、を備えることを特徴とする車両の制御装置。
The premixed compression ignition combustion mode in which the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine is compressed and ignited and the spark ignition combustion mode in which the air-fuel mixture in the combustion chamber is combusted by the ignition means provided in the combustion chamber. A vehicle control device that switches driving according to a predetermined condition,
A direct fuel injection device for directly injecting fuel into the combustion chamber;
A variable valve mechanism capable of changing a valve timing of at least the exhaust valve of the exhaust valve and the intake valve of the internal combustion engine;
When the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, at the time of starting, the fuel injected by the direct fuel injection device during the compression process of the internal combustion engine is ignited by the ignition means, and the exhaust valve An internal combustion engine control means for making the closing timing earlier than the closing timing of the exhaust valve in the spark ignition combustion mode and causing a part of the exhaust to remain in the cylinder of the internal combustion engine. apparatus.
バッテリと、
前記バッテリに蓄えられた電力により前記内燃機関の駆動力を補う駆動力を発生、又は、前記内燃機関の駆動力の一部を回生し前記バッテリを充電する電動機と、
前記内燃機関および前記電動機を含むパワープラントで発生するパワープラントトルクに対する要求値を取得する要求トルク取得手段と、
前記パワープラントトルクに対する要求値に基づいて、前記内燃機関で発生する内燃機関トルクに対する要求値、並びに、前記電動機で回生又は発生する電動機トルクに対する要求値を設定するトルク配分手段と、を備え、
当該トルク配分手段は、前記内燃機関を前記予混合圧縮着火燃焼モードで始動する場合、その始動時には、前記内燃機関トルクに対する要求値を、予混合圧縮着火燃焼モードにおける所定の中央値に設定するとともに、前記パワープラントトルクの要求値に対する前記中央値の過不足分に応じて前記電動機トルクに対する要求値を設定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。
Battery,
An electric motor that generates driving force that supplements the driving force of the internal combustion engine with electric power stored in the battery, or regenerates part of the driving force of the internal combustion engine to charge the battery;
Request torque acquisition means for acquiring a request value for power plant torque generated in a power plant including the internal combustion engine and the electric motor;
Torque distribution means for setting a required value for an internal combustion engine torque generated in the internal combustion engine based on a required value for the power plant torque, and a required value for an electric motor torque regenerated or generated in the electric motor,
When the internal combustion engine is started in the premixed compression ignition combustion mode, the torque distribution means sets the required value for the internal combustion engine torque to a predetermined median value in the premixed compression ignition combustion mode. The vehicle control device according to claim 1, wherein a required value for the motor torque is set according to an excess or deficiency of the median value with respect to the required value of the power plant torque.
前記内燃機関制御手段は、
前記パワープラントトルクに対する要求値が前記中央値より大きくかつ前記バッテリが過放電状態である場合、又は前記パワープラントトルクに対する要求値が前記中央値より小さくかつ前記バッテリが過充電状態である場合、前記火花点火燃焼モードで前記内燃機関を運転することを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。
The internal combustion engine control means includes
When the required value for the power plant torque is larger than the median and the battery is in an overdischarged state, or when the required value for the powerplant torque is smaller than the median and the battery is in an overcharged state, The vehicle control device according to claim 2, wherein the internal combustion engine is operated in a spark ignition combustion mode.
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