JP2011236871A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の制御装置に関し、特に、過給機を備えた内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle, and more particularly to a control device for an internal combustion engine provided with a supercharger.
従来技術として、例えば特許文献1(特開2004−27849号公報)に開示されているように、ハイブリッド車に搭載され、過給機を備えた内燃機関の制御装置が知られている。従来技術では、例えばモータ走行からエンジン走行への切換時に、一部の気筒を休止させた状態でエンジンを始動する構成としている。これにより、従来技術では、始動時のポンピングロスを低減し、始動性を確保するようにしている。 As a prior art, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-27849), a control device for an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle and provided with a supercharger is known. In the prior art, for example, when switching from motor running to engine running, the engine is started with some cylinders deactivated. Thereby, in the prior art, the pumping loss at the time of starting is reduced, and startability is ensured.
ところで、上述した従来技術では、エンジンの始動時に一部の気筒を休止させる構成としている。しかしながら、この構成では、例えばモータ走行からエンジン走行への切換直後に加速要求が生じた場合などに、エンジンの出力を即座に上昇させることができない虞れがあり、加速の応答遅れが発生し易いという問題がある。 By the way, in the above-described prior art, some cylinders are deactivated when the engine is started. However, in this configuration, for example, when an acceleration request is generated immediately after switching from motor running to engine running, there is a possibility that the output of the engine cannot be increased immediately, and an acceleration response delay is likely to occur. There is a problem.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、加速時の応答性を維持しつつ、始動性を確保することができ、これらの性能を両立させることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems. The object of the present invention is to maintain startability while maintaining responsiveness during acceleration, and to achieve both of these performances. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can perform the above-described operation.
第1の発明は、ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の複数気筒を2群に分けることにより構成された第1,第2の気筒群と、
前記第1の気筒群の吸気バルブである第1吸気バルブのバルブタイミングを可変に設定する機能及び当該第1吸気バルブを弁停止する機能を備えた第1の可変動弁機構と、
前記第2の気筒群の吸気バルブである第2吸気バルブのバルブタイミングを可変に設定する第2の可変動弁機構と、
前記第1の気筒群の排気通路に配置され、当該第1の気筒群の排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機と、
内燃機関の始動時に前記第1吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも進角し、かつ前記第2吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも遅角した状態で、前記第1,第2の気筒群により始動を行うことが可能な全気筒始動手段と、
内燃機関の始動時に前記第1吸気バルブを弁停止し、かつ前記第2吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも遅角した状態で、前記第1の気筒群を休止して前記第2の気筒群により始動を行うことが可能な第2気筒群始動手段と、
内燃機関の始動時に要求される要求出力が所定の出力判定値以上の場合に、前記全気筒始動手段により始動を実行し、前記要求出力が前記出力判定値よりも小さい場合に、前記第2気筒群始動手段により始動を実行する始動制御切換手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a first and second cylinder group configured by dividing a plurality of cylinders of an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle into two groups;
A first variable valve mechanism having a function of variably setting a valve timing of a first intake valve, which is an intake valve of the first cylinder group, and a function of stopping the first intake valve;
A second variable valve mechanism that variably sets a valve timing of a second intake valve that is an intake valve of the second cylinder group;
A supercharger disposed in an exhaust passage of the first cylinder group and supercharging intake air by utilizing an exhaust pressure of the first cylinder group;
When the internal combustion engine is started, the closing timing of the first intake valve is advanced from the intake bottom dead center, and the closing timing of the second intake valve is retarded from the intake bottom dead center. 1, all-cylinder starting means capable of starting with the second cylinder group;
When the internal combustion engine is started, the first intake valve is stopped and the closing timing of the second intake valve is retarded from the intake bottom dead center. Second cylinder group starting means capable of starting with two cylinder groups;
When the required output required when starting the internal combustion engine is greater than or equal to a predetermined output determination value, the start is executed by the all-cylinder starting means, and when the required output is smaller than the output determination value, the second cylinder Start control switching means for executing start by the group start means;
It is characterized by providing.
第2の発明によると、前記第2の可変動弁機構は前記第2吸気バルブを弁停止することが可能な構成とし、
前記第1吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも進角し、かつ前記第2吸気バルブを弁停止した状態で、前記第2の気筒群を休止して前記第1の気筒群により始動を行うことが可能な第1気筒群始動手段と、
内燃機関の始動時に機関温度が所定の低温判定値以下である場合に、前記全気筒始動手段及び前記第2気筒群始動手段に代えて前記第1気筒群始動手段により始動を行う低温始動制御手段と、を備える。
According to a second invention, the second variable valve mechanism is configured to be able to stop the second intake valve,
With the first intake valve closing timing advanced from the intake bottom dead center and the second intake valve stopped, the second cylinder group is deactivated and the first cylinder group First cylinder group starting means capable of starting;
Low temperature start control means for starting by the first cylinder group starting means instead of the all cylinder starting means and the second cylinder group starting means when the engine temperature is equal to or lower than a predetermined low temperature judgment value at the time of starting the internal combustion engine And comprising.
第3の発明によると、前記第1の可変動弁機構は、内燃機関の停止中に前記第1吸気バルブのバルブタイミングを最遅角位置よりも進角させた状態でロックする機能を備える。 According to a third aspect of the invention, the first variable valve mechanism has a function of locking the valve timing of the first intake valve in a state advanced from the most retarded position while the internal combustion engine is stopped.
第1の発明によれば、始動時の要求出力が出力判定値以上の場合には、全気筒始動手段により始動を行うことができる。全気筒始動手段は、第1,第2の気筒群により内燃機関を円滑に始動し、始動直後から直ちに加速走行に移行することができる。特に、第1の気筒群は、吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも進角した出力重視の設定となっているので、内燃機関の始動直後でも、要求出力に対応して高い出力を速やかに発生することができ、加速性能を向上させることができる。 According to the first invention, when the requested output at the time of starting is equal to or greater than the output determination value, the starting can be performed by the all cylinder starting means. The all-cylinder starting means can smoothly start the internal combustion engine by the first and second cylinder groups, and can immediately shift to acceleration running immediately after the starting. In particular, since the first cylinder group is set to emphasize the output by advancing the closing timing of the intake valve with respect to the intake bottom dead center, a high output corresponding to the required output even immediately after the start of the internal combustion engine. Can be generated quickly, and acceleration performance can be improved.
一方、要求出力が出力判定値よりも小さい場合には、第2気筒群始動手段を作動させることができ、第1の気筒群を休止して第2の気筒群により始動を行うことができる。この場合、第2の気筒群は、吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも遅角したアトキンソンサイクルとして構成されている。このため、第2気筒群始動手段は、吸入空気量が抑制(デコンプ)された第2の気筒群のみを用いて内燃機関を始動し、始動時の振動や騒音を抑制することができる。しかも、第2の気筒群には、過給機を配置していないので、過給機の作動により排気圧が上昇して振動が増大するのを回避することができる。従って、始動時の要求出力に応じて全気筒始動手段と第2気筒群始動手段とを適切に使い分けることができ、始動性及び加速性能を向上しつつ、始動時の振動を抑制することができる。 On the other hand, when the required output is smaller than the output determination value, the second cylinder group starting means can be operated, and the first cylinder group can be deactivated and the second cylinder group can be started. In this case, the second cylinder group is configured as an Atkinson cycle in which the closing timing of the intake valve is retarded from the intake bottom dead center. For this reason, the second cylinder group starting means can start the internal combustion engine using only the second cylinder group in which the intake air amount is suppressed (decompressed), and can suppress vibration and noise at the time of starting. In addition, since the supercharger is not disposed in the second cylinder group, it is possible to avoid an increase in the exhaust pressure due to the operation of the supercharger and an increase in vibration. Therefore, all the cylinder starting means and the second cylinder group starting means can be properly used according to the required output at the time of starting, and vibration at the time of starting can be suppressed while improving startability and acceleration performance. .
第2の発明によれば、始動時の機関温度が低温判定値以下である場合には、第1気筒群始動手段を作動させることができ、第2の気筒群を休止して第1の気筒群により始動を行うことができる。これにより、吸入空気の圧縮を行う気筒数を減少させ、その分だけクランキングを行うモータの負荷を軽減することができる。しかも、過給機が配置された第1の気筒群により始動を行うので、過給機の過給動作によって吸入空気量を増大させることができ、モータの初期負荷を更に軽減することができる。これにより、例えば極低温時の始動性を考慮してモータやバッテリの定格を大型化する必要がないので、これらの部品の小型軽量化を促進することができる。 According to the second invention, when the engine temperature at the time of starting is equal to or lower than the low temperature determination value, the first cylinder group starting means can be operated, the second cylinder group is deactivated and the first cylinder is stopped. Starting can be done by group. As a result, the number of cylinders that compress the intake air can be reduced, and the load on the motor that performs cranking can be reduced accordingly. In addition, since the starting is performed by the first cylinder group in which the supercharger is arranged, the intake air amount can be increased by the supercharging operation of the supercharger, and the initial load of the motor can be further reduced. Thereby, for example, it is not necessary to increase the rating of the motor or the battery in consideration of the startability at a very low temperature, so that the reduction in size and weight of these components can be promoted.
第3の発明によれば、内燃機関の始動時には、例えば油圧作動式の可変動弁機構により第1吸気バルブの早閉じを開始するタイミングが遅れたとしても、ロック機構により閉弁時期を進角させた状態で第1吸気バルブを駆動し始めることができる。従って、作動油の粘度が高い低温始動時等においても、始動性を向上させることができる。また、通常の走行時にも燃費を向上させることができる。 According to the third invention, when the internal combustion engine is started, the valve closing timing is advanced by the lock mechanism even if the timing for starting the early closing of the first intake valve is delayed by, for example, the hydraulically operated variable valve mechanism. In this state, the first intake valve can be started to be driven. Accordingly, the startability can be improved even at a low temperature start-up where the viscosity of the hydraulic oil is high. In addition, fuel efficiency can be improved during normal driving.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図3を参照して、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に適用されるハイブリッド車のシステム構成を示す構成図である。ハイブリッド車の車両1には、モータ2、伝達機構3、動力分割機構5、ジェネレータ6、バッテリ9、エンジン10等が搭載されている。モータ2は、エンジン10と共に車両1の動力源を構成するもので、モータ2の出力側は、減速機構等を含む伝達機構3を介して車輪4に連結されている。また、エンジン10の出力側は、動力分割機構5を介して伝達機構3とジェネレータ6に連結されている。ジェネレータ6は、インバータ7及び昇圧コンバータ8を介してバッテリ9に接続されている。
Embodiment 1 FIG.
[Configuration of Embodiment 1]
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram showing a system configuration of a hybrid vehicle applied to the first embodiment of the present invention. A hybrid vehicle 1 includes a
動力分割機構5は、エンジン10から伝達機構3とジェネレータ6にそれぞれ伝達される駆動力の比率を調整する。これにより、ハイブリッド車においては、車輪4に伝達されるモータ2とエンジン10の駆動力の比率を動力分割機構5により制御しつつ、ジェネレータ6によりバッテリ9の充電を実行することができる。そして、車両1の走行中には、モータ2を停止した状態でエンジン10の駆動力により走行するエンジン走行と、エンジン10を停止した状態でモータ2の駆動力により走行するモータ走行と、両方の駆動力を用いて走行するハイブリッド走行とが実現される。なお、これらの車両制御は、後述のECU60により実行される。
Power split device 5 adjusts the ratio of driving force transmitted from engine 10 to transmission mechanism 3 and generator 6. Thereby, in the hybrid vehicle, the battery 9 can be charged by the generator 6 while the power split mechanism 5 controls the ratio of the driving force of the
次に、図2を参照して、エンジン10の構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態1によるエンジンのシステム構成を説明するための構成図である。本実施の形態のシステムは、内燃機関としてV型のエンジン10を備えており、エンジン10は、左バンク(第1の気筒群)を構成する複数の気筒12Aと、右バンク(第2の気筒群)を構成する複数の気筒12Bとを備えている。なお、図2には、左,右のバンクについて1気筒ずつ図示したが、本発明において、各バンクの気筒数は、任意の気筒数に設定してよいものである。
Next, the configuration of the engine 10 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a configuration diagram for explaining a system configuration of the engine according to the first embodiment of the present invention. The system of the present embodiment includes a V-type engine 10 as an internal combustion engine. The engine 10 includes a plurality of
エンジン10の各気筒12A,12Bには、それぞれピストン14A,14Bが設けられており、各バンクのピストン14A,14Bは、エンジン10の出力軸であるクランク軸16に連結されている。また、エンジン10は、各気筒12A,12Bに吸入空気を吸込む共通の吸気通路18と、各気筒12A,12Bの排気ガスが別々に排出される排気通路20A,20Bとを備えている。吸気通路18には、上流側から順にエアクリーナ22、インタークーラ24、スロットルバルブ26A,26B、サージタンク28がそれぞれ設けられている。スロットルバルブ26A,26Bは、アクセル開度等に基いて吸入空気量を調整するもので、電子制御式のバルブにより構成されている。サージタンク28は、各気筒12A,12Bの吸気ポートにそれぞれ接続されている。一方、排気通路20A,20Bには、それぞれ排気ガスを浄化する触媒30A,30Bが設けられている。
The
また、各気筒12A,12Bには、燃料を噴射する燃料噴射弁(図示せず)と、筒内の混合気に点火する点火プラグ32A,32Bと、吸気ポートを筒内に対して開,閉する吸気バルブ34A,34Bと、排気ポートを筒内に対して開,閉する排気バルブ36A,36Bとが設けられている。さらに、エンジン10は、左バンクの各吸気バルブ34A(第1吸気バルブ)に対応する第1の可変動弁機構38Aと、右バンクの各吸気バルブ34B(第2吸気バルブ)に対応する第2の可変動弁機構38Bとを備えている。まず、左バンクの可変動弁機構(以下、左可変動弁機構と称す)38Aについて説明すると、左可変動弁機構38Aは、左バンクの全気筒12Aに対して、吸気バルブ34Aのバルブタイミングを可変に設定する機能と、エンジンの停止中に吸気バルブ34Aのバルブタイミングを所望の状態でロックする機能と、吸気バルブ34Aを弁停止する機能とを備えている。
Each
左可変動弁機構38Aの構成を説明するにあたり、まず、吸気バルブ34Aの動弁系統について説明すると、この動弁系統は、吸気カムが設けられたカムシャフトと、このカムシャフトに設けられたタイミングプーリとを備えている。タイミングプーリは、タイミングチェーンを介してクランク軸16に連結されている。このため、エンジンの運転中には、クランク軸16の回転がタイミングチェーンを介してタイミングプーリに伝達され、タイミングプーリによりカムシャフト(吸気カム)が回転駆動される。これにより、吸気カムの入力がロッカーアームを介して吸気バルブ34Aに伝達され、吸気バルブ34Aが所定のタイミングで開,閉するようになっている。
In describing the configuration of the left
このように構成された動弁系統において、左可変動弁機構38Aは、例えば2009−18631号公報に記載されているような公知の構成を有し、吸気カムシャフトとタイミングプーリとを相対回転させる油圧作動式のアクチュエータを備えている。従って、左可変動弁機構38Aは、吸気カムシャフトとタイミングプーリとを相対回転角に応じて吸気バルブ34Aの位相を変化させ、吸気バルブ34Aの閉弁時期を吸気下死点に対して進角及び遅角することができる。また、左可変動弁機構38Aは、上記公報に記載されたものと同様のロック機構を備えている。このロック機構は、エンジンの停止中に前記アクチュエータに油圧が供給されない状態でも、吸気カムシャフトとタイミングプーリとを所望の相対回転角に保持し、吸気バルブ34Aのバルブタイミング(開弁時期及び閉弁時期)を最遅角位置よりも進角させた状態でロックすることができる。
In the valve train configured as described above, the left
さらに、左可変動弁機構38Aは、例えば特開2008−45460号公報に記載されているような公知の弁停止機構を備えている。この弁停止機構は、前記吸気カムの入力を受承する第1のアームと、前記ロッカーアームに当接する第2のアームと、これらのアームを連結及び連結解除する連結ピンとを備えており、この連結ピンはアクチュエータにより駆動される。2つのアームが連結ピンを介して連結された状態では、吸気カムの入力が各アームを介してロッカーアームに伝達されるため、吸気バルブ34Aが駆動される。これに対し、アクチュエータにより連結ピンを駆動して各アームの連結状態を解除すると、吸気カムの入力が第1のアームから第2のアームに伝達されなくなり、吸気バルブ34Aが閉弁状態で弁停止されるものである。
Further, the left
一方、右バンクの可変動弁機構(以下、右可変動弁機構と称す)38Bは、左可変動弁機構38Aとほぼ同様に構成されている。そして、右可変動弁機構38Bは、右バンクの全気筒12Bに対して、吸気バルブ34Bのバルブタイミングを可変に設定する機能と、吸気バルブ34Bを弁停止する機能とを備えている。このため、右可変動弁機構38Bは、吸気バルブ34Bの閉弁時期を吸気下死点に対して進角及び遅角し、また、吸気バルブ34Bを弁停止させることができる。
On the other hand, a variable valve mechanism (hereinafter referred to as a right variable valve mechanism) 38B in the right bank is configured in substantially the same manner as the left
また、エンジン10の左バンクには、過給機40が設けられている。過給機40は、排気通路20A内に設けられたタービンと、吸気通路18内に設けられたコンプレッサ(何れも図示せず)とを備えており、左バンクの排気圧を利用して左,右両側のバンクの吸入空気を過給するように構成されている。
A
さらに、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ50、エアフローセンサ52、水温センサ54、アクセルセンサ56等を含むセンサ系統と、車両1及びエンジン10の運転状態を制御するECU(Electronic Control Unit)60とを備えている。まず、センサ系統について説明すると、クランク角センサ50は、クランク軸16の回転に同期した信号を出力するもので、ECU60は、この出力に基いてエンジン回転数及びクランク角を検出することができる。また、エアフローセンサ52は吸入空気量を検出し、水温センサ54はエンジンの冷却水温(エンジン水温)を検出する。アクセルセンサ56は、運転者のアクセル操作量(アクセル開度)を検出する。
Further, the system according to the present embodiment includes a sensor system including a crank angle sensor 50, an
センサ系統には、上記センサ50〜56に加えて、車両やエンジンの制御に必要な各種のセンサ(例えば排気空燃比を検出する空燃比センサ、過給圧を検出する過給圧センサ等)が含まれており、これらのセンサはECU60の入力側に接続されている。また、ECU60の出力側には、スロットルバルブ26A,26B、燃料噴射弁、点火プラグ32A,32B、可変動弁機構38A,38B等を含む各種のアクチュエータと、車両制御用のアクチュエータ(モータ2、動力分割機構5等)とが接続されている。
In addition to the sensors 50 to 56, the sensor system includes various sensors (for example, an air-fuel ratio sensor that detects an exhaust air-fuel ratio, a supercharging pressure sensor that detects a supercharging pressure, etc.) necessary for vehicle and engine control. These sensors are connected to the input side of the
そして、ECU60は、エンジンの運転情報をセンサ系統により検出し、その検出結果に基いて各アクチュエータを駆動することにより、運転制御を行う。具体的には、クランク角センサ50の出力に基いてエンジン回転数とクランク角とを検出し、エアフローセンサ52により吸入空気量を検出する。また、吸入空気量とエンジン回転数とに基いてエンジン負荷(負荷率)を算出し、クランク角の検出値に基いて燃料噴射時期、点火時期等を決定する。そして、吸入空気量、負荷率等に基いて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁を駆動すると共に、点火プラグ32A,32Bを駆動する。これにより、各気筒12A,12Bで混合気を燃焼させ、エンジン10を運転することができる。
Then, the
[実施の形態1の特徴]
ハイブリッド車においては、モータ走行からエンジン走行への切換時にエンジンを始動させるが、このときに振動が発生し易い。これは次の理由によるものである。エンジンの始動時には、ジェネレータ6をスタータモータとして機能させ、その駆動力をエンジン10に伝達することによりクランキングを実行する。この駆動力は、ジェネレータ6とエンジン10との間に回転ショックを吸収するために配置されたダンパ機構を共振させることになり、これに伴ってクランキングから着火に至るまでの間に振動が発生する。この振動は、例えば始動時の吸入空気量を減少させ、吸入空気の圧縮時に生じる起振力を低減させれば、抑制することができる。
[Features of Embodiment 1]
In a hybrid vehicle, the engine is started at the time of switching from motor traveling to engine traveling. At this time, vibration is likely to occur. This is due to the following reason. When the engine is started, the generator 6 functions as a starter motor, and the driving force is transmitted to the engine 10 to perform cranking. This driving force causes the damper mechanism arranged between the generator 6 and the engine 10 to absorb the rotational shock to resonate, and accordingly vibration is generated from cranking to ignition. To do. This vibration can be suppressed, for example, by reducing the amount of intake air at start-up and reducing the vibration force generated when the intake air is compressed.
しかし、単に吸入空気量を減少させる構成では、例えばエンジン走行への切換直後に高い出力が要求された場合に、この要求出力に即座に対応することができず、加速の応答遅れやトルク変動が発生し易い。このため、本実施の形態では、エンジンの始動時に左バンクと右バンクとで吸気バルブ34A,34Bのバルブタイミングを異なる時期に設定し、各バンクにそれぞれ異なる役割をもたせている。そして、始動時の要求出力等に応じて、後述の全気筒始動制御と右バンク始動制御の何れかを実行する構成としている。
However, in the configuration in which the intake air amount is simply reduced, for example, when a high output is required immediately after switching to engine running, it is not possible to immediately respond to this required output, and there is a delay in acceleration response or torque fluctuation. It is easy to generate. For this reason, in the present embodiment, when the engine is started, the valve timings of the
まず、各バンクのバルブタイミングについて具体的に説明すると、左バンクの各気筒12Aでは、始動時に左可変動弁機構38Aにより吸気バルブ34Aの閉弁時期を進角し、この閉弁時期を吸気下死点よりも早閉じ側に設定する。これにより、左バンクでは、始動時の吸入空気量を増大させることができ、出力重視の設定を実現することができる。一方、右バンクの各気筒12Bでは、始動時に右可変動弁機構38Bにより吸気バルブ34Bの閉弁時期を遅角し、この閉弁時期を吸気下死点よりも遅閉じ側に設定する。これにより、右バンクでは、各気筒12Bをアトキンソンサイクルとして機能させ、吸入空気量を減少させてデコンプを実行することができる。この結果、右バンクでは、トルクを抑えて振動を抑制し、また燃費を向上させる設定を実現することができる。
First, the valve timing of each bank will be described in detail. In each
次に、上述した各バンクの特性を踏まえて、全気筒始動制御と右バンク始動制御について説明する。
(全気筒始動制御)
全気筒始動制御は、エンジン走行への切換時にエンジンに要求される出力(要求出力)が所定の出力判定値以上の場合に、左,右両側のバンクを用いて実行される。この出力判定値は、例えば始動直後に全気筒での加速が必要となる大きな要求出力に対応して設定される。そして、全気筒始動制御では、クランキング中に全ての気筒12A,12Bで吸気バルブ34A,34Bと排気バルブ36A,36Bとを作動させ、燃料噴射及び点火を実行する。従って、全気筒始動制御によれば、左,右両側のバンクによりエンジンを円滑に始動し、始動直後から直ちに加速走行に移行することができる。特に、左バンクは、出力重視の設定となっているので、エンジンの始動直後でも、要求出力に対応して高い出力を速やかに発生することができ、加速性能を向上させることができる。
Next, the all-cylinder start control and the right bank start control will be described based on the characteristics of each bank described above.
(All cylinder start control)
The all-cylinder start control is executed using both the left and right banks when the output (requested output) required for the engine at the time of switching to engine running is equal to or greater than a predetermined output determination value. This output determination value is set, for example, corresponding to a large required output that requires acceleration in all cylinders immediately after starting. In the all cylinder start control, the
さらに、左可変動弁機構38Aには、エンジンの停止中に吸気バルブ34Aのバルブタイミングを最遅角位置よりも進角させた状態でロックするロック機構を搭載している。このため、エンジンの始動時には、油圧作動式の左可変動弁機構38Aにより吸気バルブ34Aの早閉じを開始するタイミングが遅れたとしても、ロック機構により閉弁時期を進角させた状態で吸気バルブ34Aを駆動し始めることができる。従って、作動油の粘度が高い低温始動時等においても、始動性を向上させることができる。また、通常の走行時にも燃費を向上させることができる。
Furthermore, the left
(右バンク始動制御)
右バンク始動制御は、要求出力が出力判定値よりも小さい場合に、左バンクを休止した状態で右バンクのみを用いて実行される。即ち、この制御では、クランキング中に左バンクの各気筒12Aが休止状態に保持される。休止状態では、左可変動弁機構38Aにより吸気バルブ34Aが弁停止され、燃料噴射及び点火も停止される。なお、この場合には、左可変動弁機構38Aと同様の弁停止機構を排気バルブ36B側にも配置し、排気バルブ36Bも弁停止させる構成としてもよい。一方、右バンクの各気筒12Bでは、全気筒始動制御の場合と同様に、通常の始動制御が実行される。
(Right bank start control)
The right bank start control is executed using only the right bank while the left bank is paused when the requested output is smaller than the output determination value. That is, in this control, the
従って、右バンク始動制御によれば、要求出力がそれほど高くない場合には、アトキンソンサイクルとして機能する右バンクの気筒12Bのみを用いてデコンプを実行しつつ、エンジンを始動させることができる。これにより、始動時に生じるNV(Noise and Vibration:騒音と振動)を抑制し、モータ走行からエンジン走行への切換を円滑に行うことができる。また、右バンク始動制御では、過給機40を配置していない右バンクにより始動を行うので、過給機40の作動により排気圧が上昇してNVが増大するのを回避することができ、NVを効果的に低減することができる。
Therefore, according to the right bank start control, when the required output is not so high, it is possible to start the engine while executing decompression using only the
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
次に、図3を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図3は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰返し実行されるものとする。図3に示すルーチンでは、まず、エンジンが停止中であるか否かを判定し、(ステップ100)、始動要求が発生したか否かを判定する(ステップ102)。そして、これらの判定が何れも成立した場合には、ステップ104以降の処理を実行し、何れかの判定が不成立の場合には、そのまま制御を終了する。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
Next, specific processing for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed while the engine is operating. In the routine shown in FIG. 3, first, it is determined whether or not the engine is stopped (step 100), and it is determined whether or not a start request has occurred (step 102). If both of these determinations are satisfied, the processing from
次の処理では、エンジンに対する要求出力が出力判定値以上であるか否かを判定する(ステップ104)。要求出力は、例えばモータ走行からエンジン走行に切換えるときの車両の走行状態、アクセルの操作状態等に基いて公知の制御により決定される。そして、ステップ104の判定が成立した場合には、エンジンの始動直後から高い出力を発生する必要があるので、前述した全気筒始動制御(休止気筒無し)を実行する(ステップ106)。一方、ステップ104の判定が不成立の場合には、始動後から急速に出力を高くする必要がないので、右バンク始動制御(左バンク気筒休止)を実行し、吸気バルブ遅閉じ側の気筒12Bでエンジンを始動させる(ステップ108)。
In the next process, it is determined whether or not the requested output for the engine is equal to or greater than the output determination value (step 104). The required output is determined by a known control based on, for example, the traveling state of the vehicle when switching from motor traveling to engine traveling, the operation state of the accelerator, and the like. When the determination in
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、始動時の要求出力に応じて全気筒始動制御と右バンク始動制御とを適切に使い分けることができる。従って、エンジンの始動性及び加速性能を向上させ、また、始動時のNVを抑えて運転性を向上させることができる。 As described above in detail, according to the present embodiment, it is possible to properly use all-cylinder start control and right bank start control according to the required output at the time of start. Therefore, the startability and acceleration performance of the engine can be improved, and the drivability can be improved by suppressing NV at the start.
なお、上述した実施の形態1では、図3中のステップ106が請求項1における全気筒始動手段の具体例を示し、ステップ108が第2気筒群始動手段の具体例を示し、ステップ104が始動制御切換手段の具体例を示している。
In the first embodiment described above,
実施の形態2.
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態は、前記実施の形態1とほぼ同様の構成(図1)を採用しているものの、低温時に左バンクのみを用いてエンジンを始動させる構成としており、この点を特徴としている。なお、本実施の形態では、実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Although the present embodiment employs a configuration (FIG. 1) that is substantially the same as that of the first embodiment, the engine is started using only the left bank at low temperatures, and this is a feature. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態2の特徴]
極端な低温時にエンジンを始動する場合には、潤滑油の粘度が高いので、スタータモータ(ジェネレータ6)により大きなフリクションに抗してクランキングを行う必要があり、モータの負荷が増大し易いという問題がある。このため、本実施の形態では、始動時の機関温度(例えばエンジン水温)が所定の低温判定値以下である場合に、前述した全気筒始動制御及び右バンク始動制御を実行せず、左バンク始動制御を実行する構成としている。なお、上記低温判定値は、例えばエンジンのフリクションが顕著に増大する極端な低温領域に対応して設定される。
[Features of Embodiment 2]
When starting the engine at an extremely low temperature, since the viscosity of the lubricating oil is high, it is necessary to perform cranking against large friction by the starter motor (generator 6), and the motor load is likely to increase. There is. For this reason, in the present embodiment, when the engine temperature at the time of starting (for example, the engine water temperature) is equal to or lower than a predetermined low temperature determination value, the above-described all-cylinder starting control and right bank starting control are not executed, and left bank starting is performed. It is set as the structure which performs control. Note that the low temperature determination value is set corresponding to, for example, an extremely low temperature region in which engine friction significantly increases.
左バンク始動制御は、右バンクの気筒12Bを休止して左バンクの気筒12Aによりエンジンを始動させるものである。このとき、左バンクの吸気バルブ34Aの閉弁時期は吸気下死点よりも進角され、右バンクの吸気バルブ34Bは弁停止される。従って、左バンク始動制御によれば、右バンクを休止した状態でクランキングを行うので、吸入空気の圧縮を行う気筒数を減少させ、その分だけモータの負荷を軽減することができる。
In the left bank start control, the
しかも、左バンク始動制御では、過給機40が配置された左バンクにより始動を行うので、過給機40の過給動作によって吸入空気量を増大させることができ、モータの初期負荷を更に軽減することができる。これにより、例えば極低温時の始動性を考慮してスタータモータ(ジェネレータ6)やバッテリ9の定格を大型化する必要がないので、これらの部品の小型軽量化を促進することができる。従って、部品の車載性を向上し、コストダウンを図ることができる。
Moreover, in the left bank start control, since the start is performed by the left bank in which the
[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
次に、図4を参照して、上述した制御を実現するための具体的な処理について説明する。図4は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、エンジンの運転中に繰返し実行されるものとする。図4に示すルーチンでは、まず、ステップ200,202において、前記実施の形態1(図3)中のステップ100,102と同様の処理を実行する。次に、始動時のエンジン水温が低温判定値以下であるか否かを判定する(ステップ204)。そして、ステップ204の判定が成立した場合には、極端な低温での始動なので、前述した左バンク始動制御(右バンク気筒休止)を実行し、吸気バルブ早閉じ側の気筒12Aでエンジンを始動させる(ステップ206)。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
Next, a specific process for realizing the above-described control will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart of control executed by the ECU in the second embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is repeatedly executed while the engine is operating. In the routine shown in FIG. 4, first, in
そして、エンジンが始動(完爆)したか否かを判定し(ステップ208)、始動した場合には、休止気筒(右バンク)を復帰させる(ステップ210)。また、エンジンが始動しない場合には、左バンク始動制御を継続する(ステップ212)。なお、ステップ208における始動判定の具体例を挙げれば、エンジン回転数が自立運転に対応する所定回転数以上に上昇し、この状態が一定期間継続した場合にエンジンが始動したものと判定するものである。一方、ステップ204の判定が不成立の場合には、極端な低温ではないので、ステップ214〜218において、図3中のステップ104〜108と同様の処理を実行する。
Then, it is determined whether or not the engine has started (complete explosion) (step 208). If the engine has started, the deactivated cylinder (right bank) is returned (step 210). If the engine does not start, the left bank start control is continued (step 212). As a specific example of the start determination in step 208, it is determined that the engine has started when the engine speed increases to a predetermined speed or higher corresponding to the self-sustained operation and this state continues for a certain period. is there. On the other hand, when the determination in
なお、上述した実施の形態2では、図4中のステップ206,212が請求項2における第1気筒群始動手段の具体例を示し、ステップ204が低温始動制御手段の具体例を示している。また、ステップ216は、請求項1における全気筒始動手段の具体例を示し、ステップ218は、第2気筒群始動手段の具体例を示し、ステップ214は、始動制御切換手段の具体例を示している。
In the second embodiment described above, steps 206 and 212 in FIG. 4 show a specific example of the first cylinder group starting means in
また、実施の形態では、V型のエンジン10を例に挙げて、その左バンクと右バンクにより第1,第2の気筒群を構成するものとした。しかし、本発明は、V型エンジンに限定されるものではなく、例えばV型以外の多気筒エンジンの各気筒を2群に分けることで第1,第2の気筒群を構成してもよい。 In the embodiment, the V-type engine 10 is taken as an example, and the left and right banks constitute the first and second cylinder groups. However, the present invention is not limited to the V-type engine. For example, the first and second cylinder groups may be configured by dividing each cylinder of a multi-cylinder engine other than the V-type into two groups.
1 車両
2 モータ
3 伝達機構
5 動力分割機構
6 ジェネレータ
7 インバータ
8 昇圧コンバータ
9 バッテリ
10 エンジン(内燃機関)
12A 左バンクの気筒(第1の気筒群)
12B 右バンクの気筒(第2の気筒群)
14A,14B ピストン
16 クランク軸
18 吸気通路
20A,20B 排気通路
22 エアクリーナ
24 インタークーラ
26A,26B スロットルバルブ
28 サージタンク
30A,30B 触媒
32A,32B 点火プラグ
34A 左バンクの吸気バルブ(第1吸気バルブ)
34B 右バンクの吸気バルブ(第2吸気バルブ)
36A,36B 排気バルブ
38A 左可変動弁機構(第1の可変動弁機構)
38B 右可変動弁機構(第2の可変動弁機構)
40 過給機
50 クランク角センサ
52 エアフローセンサ
54 水温センサ
56 アクセルセンサ
60 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
12A Left bank cylinder (first cylinder group)
12B Right bank cylinder (second cylinder group)
14A,
34B Right bank intake valve (second intake valve)
36A,
38B Right variable valve mechanism (second variable valve mechanism)
40 Supercharger 50
Claims (3)
前記第1の気筒群の吸気バルブである第1吸気バルブのバルブタイミングを可変に設定する機能及び当該第1吸気バルブを弁停止する機能を備えた第1の可変動弁機構と、
前記第2の気筒群の吸気バルブである第2吸気バルブのバルブタイミングを可変に設定する第2の可変動弁機構と、
前記第1の気筒群の排気通路に配置され、当該第1の気筒群の排気圧を利用して吸入空気を過給する過給機と、
内燃機関の始動時に前記第1吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも進角し、かつ前記第2吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも遅角した状態で、前記第1,第2の気筒群により始動を行うことが可能な全気筒始動手段と、
内燃機関の始動時に前記第1吸気バルブを弁停止し、かつ前記第2吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも遅角した状態で、前記第1の気筒群を休止して前記第2の気筒群により始動を行うことが可能な第2気筒群始動手段と、
内燃機関の始動時に要求される要求出力が所定の出力判定値以上の場合に、前記全気筒始動手段により始動を実行し、前記要求出力が前記出力判定値よりも小さい場合に、前記第2気筒群始動手段により始動を実行する始動制御切換手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 First and second cylinder groups configured by dividing a plurality of cylinders of an internal combustion engine mounted on a hybrid vehicle into two groups;
A first variable valve mechanism having a function of variably setting a valve timing of a first intake valve, which is an intake valve of the first cylinder group, and a function of stopping the first intake valve;
A second variable valve mechanism that variably sets a valve timing of a second intake valve that is an intake valve of the second cylinder group;
A supercharger disposed in an exhaust passage of the first cylinder group and supercharging intake air by utilizing an exhaust pressure of the first cylinder group;
When the internal combustion engine is started, the closing timing of the first intake valve is advanced from the intake bottom dead center, and the closing timing of the second intake valve is retarded from the intake bottom dead center. 1, all-cylinder starting means capable of starting with the second cylinder group;
When the internal combustion engine is started, the first intake valve is stopped and the closing timing of the second intake valve is retarded from the intake bottom dead center. Second cylinder group starting means capable of starting with two cylinder groups;
When the required output required when starting the internal combustion engine is greater than or equal to a predetermined output determination value, the start is executed by the all-cylinder starting means, and when the required output is smaller than the output determination value, the second cylinder Start control switching means for executing start by the group start means;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記第1吸気バルブの閉弁時期を吸気下死点よりも進角し、かつ前記第2吸気バルブを弁停止した状態で、前記第2の気筒群を休止して前記第1の気筒群により始動を行うことが可能な第1気筒群始動手段と、
内燃機関の始動時に機関温度が所定の低温判定値以下である場合に、前記全気筒始動手段及び前記第2気筒群始動手段に代えて前記第1気筒群始動手段により始動を行う低温始動制御手段と、
を備えてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The second variable valve mechanism is configured to be capable of stopping the second intake valve,
With the first intake valve closing timing advanced from the intake bottom dead center and the second intake valve stopped, the second cylinder group is deactivated and the first cylinder group First cylinder group starting means capable of starting;
Low temperature start control means for starting by the first cylinder group starting means instead of the all cylinder starting means and the second cylinder group starting means when the engine temperature is equal to or lower than a predetermined low temperature judgment value at the time of starting the internal combustion engine When,
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
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