JP2014005816A - Vehicular control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関と電源装置とを備える車両用制御システムに関するものである。 The present invention relates to a vehicle control system including an internal combustion engine and a power supply device.
車両に搭載される車載電源システムとして、鉛蓄電池(第1蓄電池)とリチウムイオン蓄電池(第2蓄電池)といった2つの蓄電池を用い、これら各蓄電池を使い分けながら車載の各種電気負荷に対して電力を供給する構成が知られている(例えば特許文献1参照)。具体的には、発電機及び鉛蓄電池に対して開閉手段としての半導体スイッチを介してリチウムイオン蓄電池を電気的に接続する構成とし、リチウムイオン蓄電池に対する充電時には半導体スイッチをオンすることで、発電機からリチウムイオン蓄電池への電力供給を可能としている。また、充電時以外において半導体スイッチをオフしておくことで、リチウムイオン蓄電池における過充電や過放電を抑制するとともに、半導体スイッチに対してリチウムイオン蓄電池側に接続された電気負荷にリチウムイオン蓄電池から電力を供給するようにしている。 As an in-vehicle power supply system mounted on a vehicle, two storage batteries such as a lead storage battery (first storage battery) and a lithium ion storage battery (second storage battery) are used, and power is supplied to various in-vehicle electric loads while using each of these storage batteries properly. The structure which performs is known (for example, refer patent document 1). Specifically, the lithium ion storage battery is configured to be electrically connected to the generator and the lead storage battery via a semiconductor switch as an opening / closing means, and the generator switch is turned on when charging the lithium ion storage battery. Power supply to the lithium ion storage battery. In addition, by turning off the semiconductor switch at times other than during charging, the lithium ion storage battery can be prevented from being overcharged and overdischarged, and the lithium ion storage battery can be connected to the electrical load connected to the lithium ion storage battery side with respect to the semiconductor switch. Power is supplied.
半導体スイッチに対して鉛蓄電池側に接続される電気負荷としては、例えばスタータがあり、内燃機関の始動時には、半導体スイッチをオフした状態で鉛蓄電池からスタータに電力が供給されることによりスタータが駆動される。また、半導体スイッチに対してリチウムイオン蓄電池側に接続される電気負荷としては、例えば内燃機関の燃焼室内において火花放電を生じさせる点火装置があり、半導体スイッチをオフした状態でリチウムイオン蓄電池から点火装置の点火コイルに電力が供給されることにより点火コイルの二次側に高電圧が誘起されて燃焼室内に火花放電が生じる。この火花放電により燃料が燃焼され、内燃機関において所望とするトルクが得られる。 As an electrical load connected to the lead storage battery side with respect to the semiconductor switch, for example, there is a starter. When starting the internal combustion engine, the starter is driven by supplying power from the lead storage battery to the starter with the semiconductor switch turned off. Is done. Moreover, as an electrical load connected to the lithium ion storage battery side with respect to the semiconductor switch, for example, there is an ignition device that generates spark discharge in the combustion chamber of the internal combustion engine, and the ignition device from the lithium ion storage battery with the semiconductor switch turned off When electric power is supplied to the ignition coil, a high voltage is induced on the secondary side of the ignition coil, and spark discharge is generated in the combustion chamber. The fuel is combusted by this spark discharge, and a desired torque is obtained in the internal combustion engine.
しかしながら、上記の電源システムにおいて、内燃機関の運転状態によっては点火エネルギが不足し、それに起因して燃焼状態が悪化することが考えられる。すなわち、ターボチャージャ等の過給手段を備える内燃機関において、過給が実施される場合には燃焼室内に充填される充填空気量が増えることにより、非過給時に比べて燃焼室内が高圧縮の状態となる。この場合、点火コイルにおいて点火エネルギが不足することにより、失火等が生じ、内燃機関で燃焼状態の悪化が生じる。 However, in the power supply system described above, the ignition energy may be insufficient depending on the operating state of the internal combustion engine, and the combustion state may be deteriorated due to this. That is, in an internal combustion engine equipped with a supercharging means such as a turbocharger, when the supercharging is performed, the amount of charged air filled in the combustion chamber increases, so that the combustion chamber is more highly compressed than in the non-supercharging mode. It becomes a state. In this case, a shortage of ignition energy in the ignition coil causes misfire and the like, and the combustion state deteriorates in the internal combustion engine.
過給手段による過給が実施される場合に、一時的に発電機の発電電圧を高くすることにより点火エネルギを確保することも考えられるが、上記の電源システムでは、充電時以外にはリチウムイオン蓄電池における過充電や過放電を抑制すべく半導体スイッチがオフされており、発電機側と点火コイル側とは電気的に遮断されている。そのため、やはり点火エネルギが不足する状態を解消できず、改善の余地が残されている。 When supercharging by the supercharging means is performed, it is conceivable to secure ignition energy by temporarily increasing the power generation voltage of the generator. The semiconductor switch is turned off to suppress overcharge and overdischarge in the storage battery, and the generator side and the ignition coil side are electrically disconnected. For this reason, the state in which the ignition energy is insufficient cannot be resolved, and there remains room for improvement.
本発明は、第1蓄電池及び第2蓄電池とこれら各蓄電池を充電する発電機とを備える電源装置を用い、その電源装置からの電力供給により内燃機関の燃焼室内で火花放電を生じさせる車両用制御システムにおいて、内燃機関における過給時にあっても適正なる点火動作を実現することを主たる目的とするものである。 The present invention uses a power supply device that includes a first storage battery, a second storage battery, and a generator that charges each of the storage batteries, and controls the vehicle to generate a spark discharge in a combustion chamber of an internal combustion engine by supplying power from the power supply device. The main purpose of the system is to realize an appropriate ignition operation even when the internal combustion engine is supercharged.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
請求項1に係る発明は、吸入空気を過給する過給手段(30)、及び燃焼室内で火花放電を生じさせ燃料を燃焼させる点火手段(15)を備える内燃機関(EG)と、車載電気負荷に対して電力を供給する電源装置(BS)とを備える車両用制御システムである。
The invention according to
さらに、前記電源装置は、発電電力の電圧を調整可能な発電機(41)と、前記発電機に対して並列に接続される第1蓄電池及び第2蓄電池(42,43)と、前記発電機及び前記第1蓄電池と前記第2蓄電池との間の給電経路に直列に設けられ、前記発電機及び前記第1蓄電池と前記第2蓄電池との導通及び遮断を切り替える第1スイッチ(51)及び第2スイッチ(52)と、を備え、前記給電経路において前記第1蓄電池の側となる前記第1スイッチと前記第2蓄電池の側となる前記第2スイッチとの間に、前記車載電気負荷として前記点火手段の点火コイル(25)が接続されている。 Furthermore, the power supply device includes a generator (41) capable of adjusting a voltage of generated power, a first storage battery and a second storage battery (42, 43) connected in parallel to the generator, and the generator And a first switch (51) and a first switch (51), which are provided in series in a power feeding path between the first storage battery and the second storage battery, and switch between conduction and disconnection between the generator and the first storage battery and the second storage battery. 2 switch (52), and between the first switch serving as the first storage battery side and the second switch serving as the second storage battery side in the power feeding path, An ignition coil (25) of the ignition means is connected.
前記過給手段が所定の過給状態にあることを判定する過給判定手段(20)と、前記過給判定手段により前記過給手段が所定の過給状態にあると判定された場合に、前記第1スイッチが導通の状態、前記第2スイッチが遮断の状態になるようにこれら各スイッチを制御するスイッチ制御手段(60)と、同じく前記過給判定手段により前記過給手段が所定の過給状態にあると判定された場合に、その過給状態でない時よりも発電電圧が高くなるように前記発電機の発電を制御する発電制御手段(20)と、を備えることを特徴とする。 Supercharging determination means (20) for determining that the supercharging means is in a predetermined supercharging state, and when the supercharging determination means determines that the supercharging means is in a predetermined supercharging state, A switch control means (60) for controlling each of the switches so that the first switch is in a conducting state and the second switch is in a shut-off state. And a power generation control means (20) for controlling the power generation of the generator so that the power generation voltage becomes higher when it is determined to be in the supply state than when it is not in the supercharging state.
上記構成では、発電機及び第1蓄電池と第2蓄電池との間の給電経路に、第1スイッチを第1蓄電池の側、第2スイッチを第2蓄電池の側としてこれら両スイッチが直列に設けられており、各スイッチの導通/遮断を切り替えることで、発電機及び第1蓄電池の少なくともいずれかと第2蓄電池との間における電力授受の状態が切り替えられるようになっている。 In the above configuration, both switches are provided in series in the power feeding path between the generator and the first storage battery and the second storage battery, with the first switch as the first storage battery side and the second switch as the second storage battery side. The state of power transfer between the second storage battery and at least one of the generator and the first storage battery can be switched by switching on / off of each switch.
また、第1スイッチと第2スイッチとの間に点火手段の点火コイルが接続されており、各スイッチの導通/遮断を切り替えることで、第2蓄電池から点火コイルに対して電力が供給される状態と、発電機(又は第1蓄電池)から点火コイルに対して電力が供給される状態との切替が可能となっている。この場合、第1スイッチ=遮断、第2スイッチ=導通の状態では第2蓄電池から点火コイルに対して電力が供給され、第1スイッチ=導通、第2スイッチ=遮断の状態では発電機(又は第1蓄電池)から点火コイルに対して電力が供給される。 The ignition coil of the ignition means is connected between the first switch and the second switch, and electric power is supplied from the second storage battery to the ignition coil by switching between conduction / cutoff of each switch. And a state in which electric power is supplied from the generator (or the first storage battery) to the ignition coil. In this case, power is supplied from the second storage battery to the ignition coil when the first switch is shut off and the second switch is turned on, and the generator (or the second switch is turned on when the first switch is turned on and the second switch is turned off. Electric power is supplied from one storage battery to the ignition coil.
この場合特に、過給手段による過給時において、第1スイッチ=導通、第2スイッチ=遮断として発電機から点火コイルへの電力供給を可能とし、さらに、発電機の発電電圧を、非過給時に比べて高くなるように制御している。これにより、過給に伴い燃焼室内が高圧縮化されたとしても、その高圧縮の状態で適正に火花放電を生じさせるための点火エネルギを確保することができる。なお、第1スイッチを導通させた状態で発電機の発電電圧が上昇することになるが、第2スイッチが遮断されているため、第2蓄電池に対する過充電が生じることは抑制されている。 In this case, in particular, at the time of supercharging by the supercharging means, it is possible to supply power from the generator to the ignition coil by setting the first switch = conduction and the second switch = interruption, and further, the power generation voltage of the generator is not supercharged. It is controlled to be higher than the time. Thereby, even if the combustion chamber is highly compressed as a result of supercharging, it is possible to ensure ignition energy for properly generating spark discharge in the highly compressed state. In addition, although the power generation voltage of a generator rises in the state which made the 1st switch conductive, since the 2nd switch is interrupted | blocked, it is suppressed that the overcharge with respect to a 2nd storage battery arises.
以上により、第1蓄電池及び第2蓄電池とこれら各蓄電池を充電する発電機とを備える電源装置を用い、その電源装置からの電力供給により内燃機関の燃焼室内で火花放電を生じさせる車両用制御システムにおいて、内燃機関における過給時にあっても適正なる点火動作を実現することができる。 By the above, the vehicle control system which uses a power supply device provided with a 1st storage battery and a 2nd storage battery, and the generator which charges each of these storage batteries, and produces a spark discharge in the combustion chamber of an internal combustion engine by the electric power supply from the power supply device Therefore, an appropriate ignition operation can be realized even during supercharging in the internal combustion engine.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、過給手段としてのターボチャージャを有する多気筒の4サイクル火花点火式エンジン(内燃機関)と、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池からなる2つの蓄電池を有する電源装置とを備える車両に適用されるものである。まずは、本車両におけるエンジン制御系の概要を説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. The present embodiment is applied to a vehicle including a multi-cylinder four-cycle spark ignition type engine (internal combustion engine) having a turbocharger as supercharging means, and a power supply device having two storage batteries including a lead storage battery and a lithium ion storage battery. It is what is done. First, an outline of an engine control system in the vehicle will be described.
図2に示すエンジンEGにおいて、エンジン本体10に接続された吸気部11には、吸入空気の量を調整するスロットル弁12が設けられている。スロットル弁12の開度は、スロットルアクチュエータ13の駆動に伴い調整される。また、エンジン本体10には、燃焼室内で燃焼に供される燃料を噴射する燃料噴射弁14や、燃料の燃焼のための火花放電を生じさせる点火装置15が設けられている。排気部16には排気浄化手段としての触媒17が設けられている。
In the engine EG shown in FIG. 2, a
スロットルアクチュエータ13や燃料噴射弁14、点火装置15は、エンジンECU20により制御される。つまり、エンジンECU20は、マイクロコンピュータを有する周知の電子制御装置であり、このエンジンECU20には、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ21や、吸入空気量又は吸気管負圧をエンジン負荷として検出する負荷センサ22、スロットル弁12の開度を検出するスロットルセンサ23、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ24等々からそれぞれ検出信号が入力される。そして、エンジンECU20は、各種の検出信号に基づいて、スロットルアクチュエータ13によるスロットル開度の制御や、燃料噴射弁14による燃料噴射量及び燃料噴射時期の制御、点火装置15による点火時期の制御を実施する。
The
ここで、点火装置15による点火の制御について補足しておく。点火装置15は、図1に示すように、一次コイル25a及び二次コイル25bを有する点火コイル25と、一次コイル25aに接続された点火用トランジスタ26と、二次コイル25bに接続された点火プラグ27とを備えている。一次コイル25aの一端に電源(後述する電池ユニット44)が接続されている。点火用トランジスタ26は、エンジンECU20から出力される点火信号IGtによりオン/オフされるようになっており、点火信号IGtのオンに伴い一次コイル25aへの通電が開始される。そしてその後、点火信号IGtがオフされることに伴い二次コイル25bに高電圧が誘起されて、点火プラグ27の対向電極間に火花放電が発生する。
Here, the ignition control by the
図2の説明に戻り、エンジンEGは過給手段としてのターボチャージャ30を有している。ターボチャージャ30は、吸気部11においてスロットル弁12の上流側に配置された吸気コンプレッサ31と、排気部16において触媒17の上流側に配置された排気タービン32とを有している。ターボチャージャ30において、排気部16の排気通路を流れる排気によって排気タービン32が回転されると、排気タービン32の回転に伴い吸気コンプレッサ31が回転され、吸気コンプレッサ31の回転により生じる遠心力によって吸気が圧縮される(過給される)。なお、ターボチャージャ30は、過給手段の一例であり、エンジン本体10の出力軸またはモータによって駆動されるスーパーチャージャなどでもよい。
Returning to the description of FIG. 2, the engine EG has a
ターボチャージャ30は、所定のエンジン運転状態で過給状態に移行するものとなっており、エンジンECU20は、吸気部11に設けられた図示しない吸気圧センサにより検出される吸気圧に基づいて、ターボチャージャ30が過給状態になったことを判定する。具体的には、吸気圧と所定値(過給閾値)とを比較し、吸気圧が過給閾値より大きくなった場合に、ターボチャージャ30が過給状態になったと判定する。また、過給状態となったことの判定は、吸入空気量や、エンジン回転速度に基づいて行うことも可能である。
The
次に、電源装置BSの構成と、車両の電気的構成の概要とを図1を用いて説明する。図1において、電源装置BSはその主要な構成として、オルタネータ41(発電機)と、鉛蓄電池42と、リチウムイオン蓄電池43を有する電池ユニット44とを備えている。鉛蓄電池42とリチウムイオン蓄電池43とはオルタネータ41に対して並列に接続されている。
Next, the configuration of the power supply device BS and the outline of the electrical configuration of the vehicle will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the power supply device BS includes an alternator 41 (generator), a lead storage battery 42, and a
オルタネータ41は、エンジン本体10のクランク軸(出力軸)に連結されており、そのクランク軸の回転エネルギにより発電する。オルタネータ41の構成を簡単に説明する。オルタネータ41のロータがクランク軸により回転すると、ロータコイルに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、整流器により直流電流に変換される。そして、ロータコイルに流れる励磁電流がレギュレータにより調整されることで、発電された直流電流の電圧が設定電圧Vregとなるよう調整される。オルタネータ41のレギュレータに対する制御はエンジンECU20により実施される。
The alternator 41 is connected to the crankshaft (output shaft) of the
鉛蓄電池42は周知の汎用蓄電池である。鉛蓄電池42には、電気負荷としてスタータ45aが接続されている。鉛蓄電池42からの電力供給によりスタータ45aが駆動されることで、エンジンEGが始動される。また、鉛蓄電池42には、各種の電気負荷45bが接続されている。
The lead storage battery 42 is a known general-purpose storage battery. A
また、電池ユニット44において、リチウムイオン蓄電池43は、鉛蓄電池42に比べて出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池43は、複数の単電池を直列に接続してなる組電池により構成されている。ちなみに、鉛蓄電池42の蓄電容量は、リチウムイオン蓄電池43の蓄電容量よりも大きく設定されている。
In the
電池ユニット44には入力側端子46と出力側端子47とが設けられており、それら両端子を接続するようにして給電線48が設けられている。入力側端子46にはオルタネータ41と鉛蓄電池42とが接続されている。また、出力側端子47には、リチウムイオン蓄電池43からの電力供給先である各種の電気負荷49が接続されている。この場合、リチウムイオン蓄電池43からの電力供給先には点火装置15が含まれており、点火コイル25の一次コイル25aが出力側端子47に接続されている。
The
電池ユニット44は、上記のリチウムイオン蓄電池43以外に、MOSスイッチ51と、SMRスイッチ52と、これらの各スイッチのオン/オフ(導通/遮断)の切替を制御する電池ECU53とを備えている。電池ECU53は、マイクロコンピュータよりなる周知の電子制御装置である。
In addition to the lithium
MOSスイッチ51は、MOSFETからなる半導体スイッチであり、入力側端子46と出力側端子47との間に設けられている。MOSスイッチ51は、オルタネータ41及び鉛蓄電池42に対するリチウムイオン蓄電池43の導通(オン)と遮断(オフ)とを切り替えるスイッチとして機能する。
The
また、SMRスイッチ52は、MOSスイッチ51と同様に、MOSFETからなる半導体スイッチにより構成されており、MOSスイッチ51及び出力側端子47の接続点(図のX1)とリチウムイオン蓄電池43との間に設けられている。SMRスイッチ52は、入力側端子46と出力側端子47とを接続する電力経路に対するリチウムイオン蓄電池43の導通(オン)と遮断(オフ)とを切り替えるスイッチとして機能する。
Similarly to the
SMRスイッチ52は非常時用の開閉手段であり、通常時には、電池ECU53により常時オン状態に保持される。そして、以下に例示する非常時に、SMRスイッチ52に対するオン信号の出力が停止されてSMRスイッチ52がオフ作動される。このSMRスイッチ52のオフ作動により、リチウムイオン蓄電池43の過充電及び過放電の回避が図られている。例えば、オルタネータ41に設けられたレギュレータが故障して設定電圧Vregが異常に高くなる場合には、リチウムイオン蓄電池43が過充電の状態になることが懸念される。この場合にはSMRスイッチ52をオフ作動させる。また、オルタネータ41の故障やMOSスイッチ51の故障によりリチウムイオン蓄電池43への充電ができなくなる場合には、リチウムイオン蓄電池43が過放電になることが懸念される。この場合にもSMRスイッチ52をオフ作動させる。
The
MOSスイッチ51及びSMRスイッチ52のオン状態・オフ状態は、電池ECU53にて常時監視され、その監視結果は電池ECU53から他のECU20,60に対して常時(具体的には、例えば、4msごとに)送信される。
The on / off states of the
オルタネータ41での発電により生じた電力は、各種の車載電気負荷に供給されるとともに、鉛蓄電池42及びリチウムイオン蓄電池43に供給される。エンジンの駆動が停止してオルタネータ41で発電が実施されていない場合には、鉛蓄電池42及びリチウムイオン蓄電池43から車載電気負荷に電力が供給される。鉛蓄電池42及びリチウムイオン蓄電池43から車載電気負荷への放電量、及びオルタネータ41から各蓄電池42,43への充電量は、各蓄電池42,43のSOC(State of charge:満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合)が過充放電とならない範囲(適正範囲)となるよう制御される。つまり、上記のとおり過剰な充放電とならないように、エンジンECU20により設定電圧Vregが調整されるとともに、電池ECU53によりMOSスイッチ51の作動が制御されるようになっている。
The electric power generated by the power generation by the alternator 41 is supplied to various on-vehicle electric loads and is also supplied to the lead storage battery 42 and the lithium
本実施形態の車両は、車両走行中において所定の自動停止条件を満たした場合にエンジンを自動停止させ、エンジンの自動停止が実施された状態で所定の再始動条件を満たした場合にエンジンを自動で再始動させる、アイドルストップ機能を有するものであり、アイドルストップECU60によりアイドルストップ制御が実施される。なお、自動停止条件としては、例えば車速が所定以下であること、アクセル操作量がゼロであること(又はブレーキオンであること)等が含まれる。また、エンジン再始動条件としては、例えばアクセル操作が行われたこと、ブレーキ操作が解除されたこと等が含まれる。
The vehicle of this embodiment automatically stops the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied while the vehicle is running, and automatically activates the engine when the predetermined restart condition is satisfied with the engine being automatically stopped. The
上記のアイドルストップ制御において、エンジンの自動停止時には、エンジン回転速度の減少過程でリチウムイオン蓄電池43の充電(回生充電)を行うべく、電池ECU53によりMOSスイッチ51及びSMRスイッチ52が共にオン状態に操作される。また、エンジンの再始動時には、鉛蓄電池42とリチウムイオン蓄電池43とを電気的に切り離した状態で、鉛蓄電池42の電力供給によりスタータ45aを駆動させるべく、電池ECU53によりMOSスイッチ51がオンからオフに操作される。
In the idling stop control described above, when the engine is automatically stopped, both the
ここで、電池ECU53とアイドルストップECU60、アイドルストップECU60とエンジンECU20、エンジンECU20とオルタネータ41(レギュレータ)はそれぞれ車両通信ネットワークにより相互に情報通信可能に接続されている。本実施形態では、電池ECU53とアイドルストップECU60とはLINよりなる通信ネットワークにより接続されており、これら両者間でLIN通信が行われる。また、アイドルストップECU60とエンジンECU20とはCANよりなる通信ネットワークにより接続されており、これら両者間でCAN通信が行われる。エンジンECU20とオルタネータ41(レギュレータ)とはLINよりなる通信ネットワークにより接続されており、これら両者間でLIN通信が行われる。
Here, the
ところで、車両走行中においてターボチャージャ30による過給が実施される場合には、エンジン燃焼室内に充填される充填空気量が増えることにより、非過給時に比べて燃焼室内が高圧縮の状態となる。この場合、TDC(圧縮上死点)付近のタイミングで点火プラグ27の対向電極間に確実に火花放電を生じさせるには、点火コイル25の二次コイル25bで誘起される二次電圧を高める必要があり、一時的にオルタネータ41の発電電圧を高めることが考えられる。
By the way, when supercharging by the
しかしながら、図1に示す構成では基本的にリチウムイオン蓄電池43が点火装置15の電源となっており、このリチウムイオン蓄電池43から点火コイル25に対して点火のための電気エネルギが供給される。また、電池ユニット44に設けられたMOSスイッチ51は、オルタネータ41による充電時以外はオフ(遮断)状態に保持されており、オルタネータ41側と点火装置15側とは電気的に遮断されている。そのため、充電時以外においてそのままの状態では仮にオルタネータ41の発電電圧を一時的に高めても、点火エネルギの上昇を図ることはできなかった。
However, in the configuration shown in FIG. 1, the lithium
そこで本実施形態では、ターボチャージャ30による過給時において、MOSスイッチ51をオン状態とし、SMRスイッチ52をオフ状態とする。これにより、オルタネータ41から点火コイル25に電力を直接供給可能な状態となる。また、オルタネータ41において発電された電力がリチウムイオン蓄電池43に充電されることを防止する。その後、エンジンECU20が、レギュレータの設定電圧Vreg、すなわちオルタネータ41の目標発電電圧を非過給時の設定電圧(12.5V)から過給時の設定電圧(13V)に上昇させることで、オルタネータ41の発電電圧を上昇させて、点火コイル25に供給する電力を増加させ点火エネルギを上昇させる。
Therefore, in the present embodiment, at the time of supercharging by the
また、ターボチャージャ30の過給時において、各スイッチ51,52のオン/オフを切り替えるとともに、オルタネータ41の発電電圧を高めるよう発電制御を実施する場合には、各ECU20,53,60において、例えば以下の処理が実際に行われる。
(1)エンジンECU20が、ターボ過給状態であることを判定し、その情報をアイドルストップECU60に通知する。
(2)アイドルストップECU60が、MOSスイッチ51をオンする旨を電池ECU53に通知する。
(3)電池ECU53が、MOSスイッチ51をオンする。
(4)アイドルストップECU60が、MOSスイッチ51がオンになったこと確認した後、SMRスイッチ52についてスイッチオフ条件が成立しているか否かを判定し、条件成立していれば、SMRスイッチ52をオフする旨を電池ECU53に通知する。
(5)電池ECU53が、SMRスイッチ52をオフする。
(6)アイドルストップECU60が、MOSスイッチ51=オン、SMRスイッチ52=オフの状態になったことを判定し、その情報をエンジンECU20に通知する。
(7)エンジンECU20が、発電電圧を上昇させるようオルタネータ41に対して制御指令を出力する。
なお、上記(4)のスイッチオフ条件としては、給電線48を流れる電流が所定値以下であることが含まれる。この電流は、MOSスイッチ51に設けられた電流検出部(図示略)により検出されるスイッチ電流IMOSである。
In addition, when the
(1) The
(2) The
(3) The
(4) After confirming that the
(5) The
(6) The
(7) The
Note that the switch-off condition (4) includes that the current flowing through the
上記のとおり、ターボチャージャ30が所定の過給状態になってからその後実際にオルタネータ41の発電電圧が上昇するまでには、各ECUでの演算処理やECU間での通信などが行われ、その実施のための時間を要する。そのため、ターボ過給が開始されてから点火エネルギが増加するまでの期間(遅れ期間)において、点火エネルギの不足が生じることが懸念される。
As described above, until the power generation voltage of the alternator 41 actually increases after the
また、本実施形態では特に、オルタネータ41の発電を停止した状態でSMRスイッチ52をオンからオフに切り替えるようにしている。このため、SMRスイッチ52をオフする前に、オルタネータ41における発電をいったん停止させることで、発電電流を減少させる。つまり、スイッチ電流IMOSを減少させるようにしている。したがって、オルタネータ41における発電をいったん停止させ、さらに再開させる処理を実施するために要する時間も上記遅れ期間に加わることとなる。
In the present embodiment, in particular, the
そこで、本実施形態では、過給が開始された当初において、エンジンECU20がスロットルアクチュエータ13を制御することで、スロットル開度を所定のガード値以下に制限して、吸気量の制限を実施する。即ち、過給が実施されている状態で、発電電圧が上昇していないために、点火エネルギが不足している場合に、過給に伴うエンジン本体10の燃焼室内の高圧縮化を抑制している。これにより、点火エネルギの不足に伴う失火などを抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, at the beginning of supercharging, the
図3は、過給状態にあるか否かを判断する処理を示すフローチャートである。本処理は、エンジンECU20により所定時間周期で繰り返し実施される。
FIG. 3 is a flowchart showing a process for determining whether or not the engine is in a supercharging state. This process is repeatedly performed by the
図3において、ステップS11では、過給状態にあることを示す、過給状態フラグがオフであるか否かを判断する。過給状態フラグがオフである場合(S11:YES)、ステップS12において、吸気圧が過給閾値より大きいか否かの判断を行う。吸気圧が過給閾値以下の場合(S12:NO)、処理を終了する。吸気圧が過給閾値より大きい場合(S12:YES)、ステップS13において、過給状態フラグをオンにして、処理を終了する。 In FIG. 3, in step S <b> 11, it is determined whether or not a supercharging state flag indicating that the supercharging state is present is off. If the supercharging state flag is off (S11: YES), it is determined in step S12 whether the intake pressure is greater than a supercharging threshold. If the intake pressure is less than or equal to the supercharging threshold (S12: NO), the process ends. When the intake pressure is larger than the supercharging threshold value (S12: YES), the supercharging state flag is turned on in step S13, and the process is terminated.
ステップS11において、過給状態フラグがオンである場合(S11:NO)、ステップS14において、吸気圧が過給閾値以下か否かの判断を行う。吸気圧が過給閾値以下の場合(S14:YES)、ステップS15において、過給状態フラグをオフにして、処理を終了する。吸気圧が過給閾値より大きい場合(S14:NO)、処理を終了する。 If the supercharging state flag is on in step S11 (S11: NO), it is determined in step S14 whether the intake pressure is equal to or lower than the supercharging threshold. If the intake pressure is equal to or lower than the supercharging threshold (S14: YES), the supercharging state flag is turned off in step S15, and the process is terminated. If the intake pressure is greater than the supercharging threshold (S14: NO), the process is terminated.
図4は、スロットル開度の制限を行う処理を示すフローチャートである。本処理は、エンジンECU20により、所定時間周期で繰り返し実施される。
FIG. 4 is a flowchart showing a process for limiting the throttle opening. This process is repeatedly performed by the
図4において、ステップS21では、過給状態がオフであるか否かの判定を行う。過給状態がオフである場合(S21:YES)、ステップS22において、スロットル開度の制限をオフとして処理を終了する。過給状態フラグがオンである場合(S21:NO)、ステップS23において、スロットル開度がガード値未満か否かを判断する。スロットル開度がガード値未満の場合(S23:YES)、ステップS22の処理を行う。このとき、ガード値は、過給状態で点火エネルギが不足している場合に、吸気量を制限することを目的として設けられる。 In FIG. 4, in step S21, it is determined whether or not the supercharging state is off. When the supercharging state is off (S21: YES), the process is terminated in step S22 with the restriction on the throttle opening being turned off. If the supercharging state flag is on (S21: NO), it is determined in step S23 whether the throttle opening is less than a guard value. When the throttle opening is less than the guard value (S23: YES), the process of step S22 is performed. At this time, the guard value is provided for the purpose of limiting the intake air amount when the ignition energy is insufficient in the supercharged state.
スロットル開度がガード値以上の場合(S23:NO)、ステップS24において、オルタネータ41の出力電圧(発電電圧)を検出し、発電電圧の上昇が開始された後であって、かつ、その発電電圧が過給時電圧(13V)まで上昇しているか否かを判断する。発電電圧が過給時電圧(13V)まで上昇している場合、ステップS25において、スイッチの状態について「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」であるか否かの判断を行う。スイッチの状態がスイッチの状態について「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」である場合(S25:YES)、ステップS22の処理を行う。 If the throttle opening is equal to or greater than the guard value (S23: NO), the output voltage (power generation voltage) of the alternator 41 is detected in step S24, and after the start of increase in the power generation voltage, the generated voltage It is determined whether or not has increased to the supercharging voltage (13V). If the generated voltage has increased to the supercharging voltage (13 V), in step S25, it is determined whether or not the switch state is “MOS switch 51: on, SMR switch 52: off”. When the switch state is “MOS switch 51: ON, SMR switch 52: OFF” (S25: YES), the process of step S22 is performed.
発電電圧が過給時電圧(13V)まで上昇していない場合(S24:NO)、または、スイッチの状態がスイッチの状態について「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」でない場合(S25:NO)、ステップS26において、スロットル開度の制限をオンにして処理を終了する。 When the generated voltage does not rise to the supercharging voltage (13 V) (S24: NO), or when the switch state is not “MOS switch 51: ON, SMR switch 52: OFF” (S25: NO), in step S26, the throttle opening restriction is turned on and the process is terminated.
図5は、スイッチ切替処理を示すフローチャートである。本処理は、アイドルストップECU60により所定時間周期で実施される。
FIG. 5 is a flowchart showing the switch switching process. This process is performed by the
図5において、ステップS31では、過給状態フラグがオンであるか否かを判断する。過給状態フラグがオンである場合(S31:YES)、ステップS32において、電池ECU53からスイッチ51,52の状態を取得し、「MOSスイッチ51:オフ,SMRスイッチ52:オン」であるか否かの判断を行う。スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オフ,SMRスイッチ52:オン」である場合(S32:YES)、ステップS33において、MOSスイッチ51をオン状態とするように電池ECU53に対して指示を行う。そして、ステップS34において、MOSスイッチ51がオン状態となっているか否かを判断する。MOSスイッチ51がオフ状態の場合(S34:NO)、待機し、MOSスイッチ51がオン状態となったことを確認すると(S34:YES)、ステップS35において、エンジンECU20にスイッチ状態について通知して、処理を終了する。過給状態フラグがオフである場合(S31:NO)、ステップS35において、エンジンECU20にスイッチ状態について通知して、処理を終了する。
In FIG. 5, in step S31, it is determined whether or not the supercharging state flag is on. When the supercharging state flag is on (S31: YES), in step S32, the states of the
「MOSスイッチ51:オフ,SMRスイッチ52:オン」でない場合(S32:NO)、ステップS36において、スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オン」であるか否かの判断を行う。スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オン」でない場合(S36:NO)、処理を終了する。スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オン」である場合(S36:YES)、ステップS37において、スイッチ電流IMOSが所定の電流値以下に減少しているか否かを判断する。スイッチ電流IMOSが所定の電流値より大きい場合(S37:NO)、待機し、スイッチ電流IMOSが所定の電流値以下となったことを確認すると(S37:YES)、ステップS38において、SMRスイッチ52をオフ状態とするように電池ECU53に対して指示を行う。そして、ステップS39において、SMRスイッチ52がオフ状態となっているか否かを判断する。SMRスイッチ52がオン状態の場合(S39:NO)、待機し、SMRスイッチ52がオフ状態となったことを確認すると(S39:YES)、ステップS35において、エンジンECU20にスイッチ状態について通知して、処理を終了する。
If it is not “MOS switch 51: OFF, SMR switch 52: ON” (S32: NO), whether or not the state of the
図6は、発電停止・再始動処理を示すフローチャートである。本処理は、エンジンECU20により所定時間周期で実施される。
FIG. 6 is a flowchart showing power generation stop / restart processing. This process is performed by the
図6における、ステップS41では、過給状態フラグがオンであるか否かを判断する。過給状態フラグがオフである場合(S41:NO)、処理を終了する。過給状態フラグがオンである場合(S41:YES)、ステップS42において、SMRスイッチ52がオン状態であるか否かを判定する。SMRスイッチ52がオン状態である場合(S42:YES)、ステップS43において、オルタネータ41が発電中であるか否かを判断する。オルタネータ41が発電中である場合(S43:YES)、ステップS44において、オルタネータ41を制御して発電を停止し、処理を終了する。オルタネータ41が発電停止中であると判断される場合(S43:NO)、処理を終了する。SMRスイッチ52がオン状態である場合、SMRスイッチ52をオフ状態とする際に、スイッチ電流IMOSを所定値以下に低下させておく必要がある。そのため、ステップS42〜S44の処理により、SMRスイッチ52がオン状態の場合に、オルタネータ41の発電を停止させる。
In step S41 in FIG. 6, it is determined whether or not the supercharging state flag is on. When the supercharging state flag is off (S41: NO), the process is terminated. If the supercharging state flag is on (S41: YES), it is determined in step S42 whether or not the
ステップS42において、スイッチ51,52が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」であると判断される場合(S42:NO)、ステップS45において、オルタネータ41が発電停止中であるか否かを判断する。オルタネータ41が発電停止中である場合(S45:YES)、ステップS46において、オルタネータ41を制御して発電を再始動し、処理を終了する。オルタネータ41が発電中であると判断される場合(S45:NO)、処理を終了する。
If it is determined in step S42 that the
図7は、オルタネータ41による発電電圧の設定電圧Vregを上昇させる処理を示すフローチャートである。設定電圧Vregさせる処理は、エンジンECU20がオルタネータ41のレギュレータを制御することで実行される。本処理は、エンジンECU20により所定時間周期で実施される。
FIG. 7 is a flowchart showing a process of increasing the set voltage Vreg of the generated voltage by the alternator 41. The process of setting the set voltage Vreg is executed by the
図7における、ステップS51では、過給状態フラグがオンであるか否かの判断を行う。過給状態フラグがオンである場合(S51:YES)、電池ECU53からスイッチの状態を取得し、スイッチの状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」であるか否かの判断を行う。スイッチの状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」である場合(S52:YES)、ステップS53では、オルタネータ41のレギュレータを制御し、設定電圧Vregを過給時の設定電圧(13V)まで上昇させて、処理を終了する。過給状態フラグがオフである場合(S51:NO)、または、スイッチの状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」でない場合(S52:NO)、ステップS45において、設定電圧Vregを通常時の電圧(12.5V)として、処理を終了する。
In step S51 in FIG. 7, it is determined whether or not the supercharging state flag is on. When the supercharging state flag is on (S51: YES), the switch state is acquired from the
図8は、本実施形態による制御の一例を示すタイミングチャートである。本タイミングチャートでは、過給状態フラグがオフからオンになる時刻において、スイッチの状態が「MOSスイッチ51:オフ,SMRスイッチ52:オン」とされている。 FIG. 8 is a timing chart showing an example of control according to the present embodiment. In this timing chart, the switch states are “MOS switch 51: off, SMR switch 52: on” at the time when the supercharging state flag is turned on from off.
図8において、時刻T0で、吸気圧が過給閾値を超え、過給状態フラグがオフからオンになる。時刻T1で、スロットル開度がガード値に達する。ここで、スイッチの状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」でなく、また、発電電圧も上昇済みでないため、スロットル開度がガード値で制限される。 In FIG. 8, at time T0, the intake pressure exceeds the supercharging threshold, and the supercharging state flag is turned on from off. At time T1, the throttle opening reaches the guard value. Here, since the switch states are not “MOS switch 51: ON, SMR switch 52: OFF”, and the generated voltage has not been increased, the throttle opening is limited by the guard value.
時刻T2において、電池ECU53の制御により、MOSスイッチ51がオフ状態からオン状態にされる。また、時刻T3において、エンジンECU20の制御により、オルタネータ41での発電が停止される。時刻T4において、電池ECU53がスイッチ電流IMOSが所定の値以下となったことを確認し、電池ECU53の制御により、SMRスイッチ52がオフ状態とされる。時刻T5において、エンジンECU20は、スイッチ状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」であることを確認し、オルタネータ41における発電を再実施するとともに、レギュレータを制御して、設定電圧Vregを過給状態において適切な電圧値(13V)まで上昇させる。その後、エンジンECU20は、スロットル開度の制限を解除する。
At time T2, the
時刻T6において、吸気圧が過給閾値未満の値となり、過給状態フラグがオフとなる。エンジンECU20はレギュレータを制御して、設定電圧Vregを通常走行時において適切な電圧値(12.5V)まで低下させる。設定電圧Vregの低下後、電池ECU53は、SMRスイッチ52をオン状態とする。SMRスイッチ52がオン状態となったことを確認し、エンジンECU20は、オルタネータ41における発電を停止する。そして、スイッチ電流IMOSが所定の値以下となったことを確認し、電池ECU53は、MOSスイッチ51を制御してオフ状態とする。エンジンECU20は、スイッチ状態が「MOSスイッチ51:オフ,SMRスイッチ52:オン」であることを確認し、オルタネータ41における発電を再実施する。
At time T6, the intake pressure becomes a value less than the supercharging threshold, and the supercharging state flag is turned off. The
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
(1)過給手段による過給時において、MOSスイッチ51:オン、SMRスイッチ52:オフとしてオルタネータ41から点火コイル25への電力供給を可能とし、さらに、オルタネータ41の発電電圧を、非過給時に比べて高くなるように制御している。これにより、過給に伴い燃焼室内が高圧縮化されたとしても、その高圧縮の状態で適正に火花放電を生じさせるための点火エネルギを確保することができる。なお、MOSスイッチ51を導通させた状態でオルタネータ41の発電電圧が上昇することになるが、SMRスイッチ52が遮断されているため、リチウムイオン蓄電池43に対する過充電が生じることは抑制されている。
(1) At the time of supercharging by the supercharging means, the
以上により、鉛蓄電池42及びリチウムイオン蓄電池43とこれら各蓄電池を充電するオルタネータ41とを備える電源装置BSを用い、その電源装置BSからの電力供給によりエンジン本体10の燃焼室内で火花放電を生じさせる車両用制御システムにおいて、エンジン本体10における過給時にあっても適正なる点火動作を実現することができる。
As described above, the power supply device BS including the lead storage battery 42 and the lithium
また、鉛蓄電池42のSOCの使用範囲は、90%±2%程度であり、リチウムイオン蓄電池43のSOCの使用範囲は、30%〜80%程度である。このため、特にリチウムイオン蓄電池43のSOCが低い場合に、オルタネータ41とリチウムイオン蓄電池43を通電させると、発電電力がリチウムイオン蓄電池43に供給される結果、点火コイル25に対して供給される電力が減少するおそれがある。上記スイッチ51,52の制御を行うことで、過給に伴い燃焼室内が高圧縮化された場合に、リチウムイオン蓄電池43に対する電力供給を停止することで、点火コイル25に対する電力供給を可能とする。
The SOC usage range of the lead storage battery 42 is about 90% ± 2%, and the SOC usage range of the lithium
(2)過給時にはスイッチの切替や発電機における電圧上昇が実施されるが、その実施に際しては各ECUにおいて、演算処理などの実施に時間を要する。そのため、スイッチの切替や発電機における電圧上昇が完了するまでには、過給手段による過給開始のタイミングに対して多少の遅れが生じると考えられる。 (2) During supercharging, switching of the switch and voltage increase in the generator are carried out, but it takes time to perform arithmetic processing and the like in each ECU. Therefore, it is considered that there is a slight delay with respect to the timing of the supercharging start by the supercharging means until the switch switching or the voltage increase in the generator is completed.
この点、上記構成では、過給状態への移行当初において吸入空気の量を所定量に制限するようにしている。この場合、過給手段が過給状態にあると判定された後、スイッチの切替や発電機における電圧上昇が完了するまでの期間において、燃焼室内への空気の流入を制限することが可能となる。これにより、過給状態にあっても、その過給に伴う燃焼室内の高圧縮化が抑制され、ひいては点火エネルギが不足するという事態を生じないようにすることができる。 In this regard, in the above configuration, the amount of intake air is limited to a predetermined amount at the beginning of the transition to the supercharging state. In this case, after it is determined that the supercharging means is in the supercharging state, it is possible to limit the inflow of air into the combustion chamber during the period until the switch switching or the voltage increase in the generator is completed. . Thereby, even if it is in a supercharging state, the high compression in the combustion chamber accompanying the supercharging is suppressed, and as a result, the situation where ignition energy becomes insufficient can be prevented.
(3)オルタネータ41の発電電圧の上昇が開始された後であって、かつ、その発電電圧が過給時の目標発電電圧(13V)まで上昇したことを条件として、エンジンECU20がスロットルアクチュエータ13を制御し、スロットル開度のガード値での制限を解除して吸気量をアップしている。これにより、点火コイル25に供給する電力を増加させたタイミングに合わせて、吸気量をアップすることができる。また、スイッチの状態を常時取得することで、より、スロットル開度の制限を解除するタイミングを好適なタイミングとすることができる。
(3) After the start of increase in the power generation voltage of the alternator 41 and on the condition that the power generation voltage has increased to the target power generation voltage (13 V) at the time of supercharging, the
(4)リチウムイオン蓄電池43に対して充電を行う場合を除いて、電池ECU53は、MOSスイッチ51をオフ状態、SMRスイッチ52をオン状態に制御する。これにより、リチウムイオン蓄電池43に対する過剰な充電を防止し、回生発電時のオルタネータ41における発電エネルギを効率的にリチウムイオン蓄電池43に充電することが可能になる。このため、過給開始時には、「MOSスイッチ51:オフ、SMRスイッチ52:オン」というスイッチ状態からのスイッチの切替が実施されると想定される。そこで、電池ECU53の制御により、SMRスイッチ52をオフ状態とする前に、MOSスイッチ51をオン状態とすることで、MOSスイッチ51からリチウムイオン蓄電池43側の電気負荷49に対する電力供給を継続することが可能となる。
(4) Except for the case where the lithium
また、MOSスイッチ51をオン状態とした後で、SMRスイッチ52をオフ状態とする前に、エンジンECU20がオルタネータ41による発電を停止することで、電気負荷49に供給される電圧がSMRスイッチ52の切替に伴い急激に上昇することを防止する。これにより、電気負荷49の異常動作などを抑制することが可能となる。
Further, after the
そして、スイッチの状態が、「MOSスイッチ51:オン、SMRスイッチ52:オフ」へと切り替えられると、エンジンECU20は、オルタネータ41による発電を実施するとともに、レギュレータを制御して設定電圧Vregを上昇させる。これにより、好適なタイミングでオルタネータ41の出力する電力の電圧を上昇させ、点火コイル25に供給する電力を増加させることが可能となる。
When the switch state is switched to “MOS switch 51: ON, SMR switch 52: OFF”, the
また、エンジンECU20は、MOSスイッチ51及びSMRスイッチ52の状態を電池ECU53から常時取得する。これにより、エンジンECU20は、スイッチ状態に基づいて速やかにオルタネータ41を制御することが可能になる。具体的には、図8に示す時刻T2〜T3に要する期間(MOSスイッチ51の切り替わりを確認して、オルタネータ41を停止するまでに要する期間)、及び、時刻T4〜T5に要する期間(SMRスイッチ52の切り替わりを確認して、オルタネータ41を再始動するまでに要する期間)を短縮することが可能となる。これにより、処理全体に係る時間を短縮化させる。特に、スロットル開度が制限されている期間を短縮化させることで、ドライバによるアクセル操作に対するレスポンスを向上させ、ドライバビリティの低下を抑制することが可能となる。
Further, the
(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
You may change the said embodiment as follows, for example.
・点火プラグ27の劣化の進行に応じて、スロットル開度のガード値を小さくする構成としてもよい。即ち、エンジンECU20において、車両の走行距離などに基づいて点火プラグ27の劣化度合いを算出し、算出された劣化度合いに基づいて好適なガード値を算出する。そして、図4に示すスロットル開度のガード設定処理において、当該算出されたガード値を用いて、スロットル開度の制限を行う。これにより、点火プラグ27の劣化度に応じて吸気量を制限することが可能になり、走行中の失火等を抑制することが可能となる。
-It is good also as a structure which makes the guard value of throttle opening small according to progress of deterioration of the
・過給の開始当初におけるスロットル開度の制限を実施するか否かを切替可能な構成としてもよい。例えば、ドライバによるスイッチの操作により選択可能な構成とする。スロットル開度の制限を行わないことで、速やかにエンジン本体10の燃焼室に対する過給を実施することが可能になり、ドライバによるアクセル操作に対するレスポンスを向上させることが可能になる。
-It is good also as a structure which can be switched whether the throttle opening restriction | limiting at the beginning of supercharging is implemented. For example, it is configured to be selectable by a switch operation by a driver. By not restricting the throttle opening, it is possible to quickly supercharge the combustion chamber of the
・オルタネータ41が発電中であったとしても、オルタネータ41の出力(すなわち、電池ユニット44に対する給電)がスイッチ等により停止されていれば、オルタネータ41からリチウムイオン蓄電池43へ過給電を行うおそれはない。そこで、エンジンECU20は、過給状態にある場合に、スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」になっていなくても、オルタネータ41の出力が停止されていることを条件として、発電電圧の設定電圧Vregを上昇させる処理を行ってもよい。これにより、過給フラグがオンとなってから、発電電圧が上昇するまでの期間を短縮することが可能となる。
Even if the alternator 41 is generating power, if the output of the alternator 41 (that is, power supply to the battery unit 44) is stopped by a switch or the like, there is no possibility of overpowering the lithium
・上記実施形態では、発電電圧が上昇したこと、かつ、スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」となったことを条件として(図4:ステップS24,S25)スロットル開度のガード値による制限を解除する。この構成に代えて、スロットル開度のガード値による制限がなされた後、所定の時間が経過したことを条件としてスロットル開度の当該制限を解除する構成としてもよい。ここで、制限を解除するまでの時間は、スロットル開度のガード値による制限がなされてから、発電電圧が上昇し、かつ、スイッチ51,52の状態が「MOSスイッチ51:オン,SMRスイッチ52:オフ」となるまでの時間に適合するように、履歴や試験に基づいて、予め定められる。これにより、好適なタイミングでスロットル開度の制限を解除することが可能となる。
In the above embodiment, on condition that the generated voltage has increased and the states of the
・上記実施形態では、スロットル開度のガード値による制限を解除する(図4:ステップS24)条件として、「発電電圧が上昇したこと」を条件としている。この構成に代えて、スロットル開度のガード値による制限を解除する条件として、「エンジンECU20が、設定電圧Vregを通常時の電圧(12.5V)から過給時の電圧(13V)にまで上昇させる制御を開始したこと」を条件としてもよい。これにより、スロットル開度のガード値による制限を実施する時間について、「エンジンECU20が、設定電圧Vregを通常時の電圧(12.5V)から過給時の電圧(13V)にまで上昇させる制御を開始」してから「発電電圧が上昇」するまでの時間を短縮することができ、ドライバによるアクセル操作に対するレスポンスを向上させることが可能になる。
In the above embodiment, the condition that the restriction by the guard value of the throttle opening is released (FIG. 4: step S24) is that “the generated voltage has increased”. Instead of this configuration, as a condition for releasing the restriction by the guard value of the throttle opening, “the
・上記実施形態では、エンジンECU20と、電池ECU53と、アイドルストップECU60とを用いて、車両の制御を行う構成としたが、これに限られるものではない。即ち、これら各ECUのいずれか2つまたは全てが1つに統合されていてもよい。例えば、電池ECU53とアイドルストップECU60とが1つのECUにより構成されていれば、これら両ECU間での通信に要していた時間分、過給開始後において各スイッチ51,52の切替が完了するまでの時間が短縮される。これにより、吸気量を制限する時間が短縮でき、ドライバによるアクセル操作に対するレスポンスを向上させ、ドライバビリティの低下を抑制することが可能となる。また、点火装置15の制御やオルタネータ41の制御などの異なる装置に対する制御を行うECUについて、別個のECUとして設けてもよい。
In the above embodiment, the vehicle ECU is controlled using the
・上記実施形態では、MOSスイッチ51のオフからオンへの切り替わりを待って、オルタネータ41の発電を停止させる構成とした。また、オルタネータ41の発電停止をスイッチ電流IMOSの減少により確認した後にSMRスイッチ52をオンからオフにする構成とした。ここで、過給状態フラグがオンとなったタイミングでMOSスイッチ51及びSMRスイッチ52を切り替える構成としてもよい。
In the above embodiment, the power generation of the alternator 41 is stopped after the
・上記各実施形態では、第1蓄電池として鉛蓄電池42を用い、第2蓄電池としてリチウムイオン蓄電池43を用いたが、これを変更してもよい。例えば、第2蓄電池としてニカド蓄電池やニッケル水素蓄電池など、他の二次電池を用いる構成としてもよい。又は、両方をリチウムイオン蓄電池としてもよい。
In each of the above embodiments, the lead storage battery 42 is used as the first storage battery and the lithium
・過給状態となったことの判定として、アクセル操作量と所定値を比較することで、ターボチャージャ30が過給状態になったことを判定してもよい。
As a determination that the turbocharger is in a supercharged state, it may be determined that the
15…点火装置(点火手段)、エンジンECU20(過給判定手段,発電制御手段)、25…点火コイル、27…点火プラグ、30…ターボチャージャ(過給手段)、41…オルタネータ(発電機)、42…鉛蓄電池(第1蓄電池)、43…リチウムイオン蓄電池(第2蓄電池)、51…MOSスイッチ(第1スイッチ)、52…SMRスイッチ(第2スイッチ)、60…アイドルストップECU(スイッチ制御手段)、EG…エンジン(内燃機関)、BS…電源装置。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記電源装置は、
発電電力の電圧を調整可能な発電機(41)と、
前記発電機に対して並列に接続される第1蓄電池及び第2蓄電池(42,43)と、
前記発電機及び前記第1蓄電池と前記第2蓄電池との間の給電経路に直列に設けられ、前記発電機及び前記第1蓄電池と前記第2蓄電池との導通及び遮断を切り替える第1スイッチ(51)及び第2スイッチ(52)と、
を備え、
前記給電経路において前記第1蓄電池の側となる前記第1スイッチと前記第2蓄電池の側となる前記第2スイッチとの間に、前記車載電気負荷として前記点火手段の点火コイル(25)が接続されており、
前記過給手段が所定の過給状態にあることを判定する過給判定手段(20)と、
前記過給判定手段により前記過給手段が所定の過給状態にあると判定された場合に、前記第1スイッチが導通の状態、前記第2スイッチが遮断の状態になるようにこれら各スイッチを制御するスイッチ制御手段(60)と、
同じく前記過給判定手段により前記過給手段が所定の過給状態にあると判定された場合に、その過給状態でない非過給状態の時よりも発電電圧が高くなるように前記発電機の発電を制御する発電制御手段(20)と、
を備えることを特徴とする車両用制御システム。 Electric power is supplied to an in-vehicle electric load, and an internal combustion engine (EG) including a supercharging means (30) for supercharging intake air, an ignition means (15) for generating spark discharge in the combustion chamber and burning fuel. A vehicle control system comprising a power supply device (BS),
The power supply device
A generator (41) capable of adjusting the voltage of the generated power;
A first storage battery and a second storage battery (42, 43) connected in parallel to the generator;
A first switch (51) is provided in series in a power supply path between the generator and the first storage battery and the second storage battery, and switches between conduction and disconnection between the generator, the first storage battery and the second storage battery. ) And the second switch (52),
With
An ignition coil (25) of the ignition means is connected as the in-vehicle electric load between the first switch on the first storage battery side and the second switch on the second storage battery side in the power supply path. Has been
Supercharging determination means (20) for determining that the supercharging means is in a predetermined supercharging state;
When it is determined by the supercharging determination means that the supercharging means is in a predetermined supercharging state, the first switch is turned on and the second switch is turned off. Switch control means (60) for controlling;
Similarly, when it is determined by the supercharging determination means that the supercharging means is in a predetermined supercharging state, the power generation voltage of the generator is set to be higher than that in a non-supercharging state that is not the supercharging state. Power generation control means (20) for controlling power generation;
A vehicle control system comprising:
前記過給判定手段により前記過給手段が所定の過給状態にあると判定された場合に、その過給状態への移行当初において前記吸入空気量を所定量に制限すべく前記空気量調整手段を制御する空気量制御手段(20)を備える請求項1に記載の車両用制御システム。 The internal combustion engine includes air amount adjusting means (12) for adjusting the intake air amount,
When the supercharging determination unit determines that the supercharging unit is in a predetermined supercharging state, the air amount adjusting unit limits the intake air amount to a predetermined amount at the beginning of the transition to the supercharging state. The vehicle control system according to claim 1, further comprising an air amount control means (20) for controlling the air flow.
前記空気量制御手段は、前記発電制御手段により前記発電電圧を高する制御が開始された後に、前記吸入空気量の制限を終了する請求項2に記載の車両用制御システム。 When it is determined that the power generation control unit is in a supercharged state, the power generation control unit is in a non-supercharged state after it is determined that the first switch is in a conductive state and the second switch is in a cutoff state. The power generation control is performed so that the power generation voltage becomes high,
The vehicle control system according to claim 2, wherein the air amount control unit ends the restriction of the intake air amount after control for increasing the generated voltage is started by the power generation control unit.
前記発電制御手段は、前記スイッチ制御手段による前記両スイッチの切替が完了した後に前記発電電圧を高くする制御を実施する請求項2又は3に記載の車両用制御システム。 The switch control means is configured such that when the supercharging determination means determines that the supercharging means is in a predetermined supercharging state, the first switch is shut off and the second switch is in a conductive state. The first switch is switched from cutoff to conduction first, and then the second switch is switched in a state where the generator is not generating electricity and the current flowing through the power supply path is equal to or less than a predetermined switch cutoff permission current. Switch from continuity to cutoff,
4. The vehicle control system according to claim 2, wherein the power generation control unit performs control to increase the power generation voltage after the switch control unit completes switching of the both switches. 5.
前記空気量制御手段は、前記劣化判定手段により判定されたプラグ劣化状態に基づいて、前記所定量を可変に設定する請求項2乃至4のいずれか一項に記載の車両用制御システム。 A deterioration determining means for determining a deterioration state of the spark plug (27) in the ignition means;
The vehicle control system according to any one of claims 2 to 4, wherein the air amount control unit variably sets the predetermined amount based on a plug deterioration state determined by the deterioration determination unit.
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