JP2016155404A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid vehicle including an engine that has a port injection valve through which fuel is injected into an intake passage, and prevent degradation in durability of parts of a fuel pipe system.SOLUTION: An engine ECU 141 controls the output power of an engine 10 according to the sum of traveling power, which is required for a vehicle to travel, and charging/discharging power of a power storage device for use in controlling the SOC of the power storage device, and controls a feed pump 512 so that the pressure of fuel accumulated in a low-pressure delivery pipe 53 becomes a target fuel pressure. When a decision is made that the target rotating speed of the engine 10 determined with an operating point at which the power required for the engine 10 is outputted falls within a resonant range within which a resonance phenomenon occurs in the low-pressure delivery pipe 53, the engine ECU 141 changes the operating point of the engine 10 along a fuel economy optimal operation line or equal power line so that the target rotating speed falls outside the resonant range.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、吸気通路に燃料の噴射を行なうポート噴射弁を含むエンジンを備えたハイブリッド車両の制御に関する。   The present invention relates to control of a hybrid vehicle including an engine including a port injection valve that injects fuel into an intake passage.

特開2013−68127号公報(特許文献1)には、燃料ポンプと、燃料ポンプによるポート噴射弁への燃料の供給圧を検出する燃圧センサとを備えたエンジンに適用され、燃圧センサの検出値に応じて燃料ポンプの操作量を制御する制御装置が開示されている。この制御装置は、燃圧センサの診断のために、供給圧を上昇させる方向に燃料ポンプの操作量を変化させるとともに、このときの燃圧センサの検出値に基づいて、燃圧センサにおける故障の有無を判断する。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-68127 (Patent Document 1) is applied to an engine including a fuel pump and a fuel pressure sensor for detecting a supply pressure of fuel to a port injection valve by the fuel pump, and a detected value of the fuel pressure sensor. A control device for controlling the operation amount of the fuel pump according to the above is disclosed. In order to diagnose the fuel pressure sensor, this control device changes the operation amount of the fuel pump in the direction of increasing the supply pressure, and determines whether there is a failure in the fuel pressure sensor based on the detected value of the fuel pressure sensor at this time To do.

燃圧センサの故障診断においては、燃料ポンプの駆動デューティを診断用デューティにまで増大させることにより、燃圧をリリーフバルブの開弁圧にまで上昇させる。そして、このときの燃圧センサが開弁圧付近を検出していない場合には、燃圧センサが異常であると判断する。   In the failure diagnosis of the fuel pressure sensor, the fuel pressure is increased to the valve opening pressure of the relief valve by increasing the drive duty of the fuel pump to the duty for diagnosis. When the fuel pressure sensor at this time does not detect the vicinity of the valve opening pressure, it is determined that the fuel pressure sensor is abnormal.

特開2013−68127号公報JP 2013-68127 A

しかしながら、本発明者らの実験の結果、燃圧を診断用の燃圧まで上昇させたときに、エンジンの回転速度によっては燃圧センサの検出値が安定しない現象が発生することが分かった。そして、この現象が発生すると、燃圧に顕著な脈動成分が重畳されることによって、燃圧配管系を構成する部品に対して応力が作用するため、当該部品の耐久性を低下させることが分かった。   However, as a result of experiments by the present inventors, it has been found that when the fuel pressure is increased to a diagnostic fuel pressure, a phenomenon occurs in which the detected value of the fuel pressure sensor is not stable depending on the rotational speed of the engine. And when this phenomenon generate | occur | produced, since a stress acts with respect to the components which comprise a fuel pressure piping system by a remarkable pulsating component being superimposed on a fuel pressure, it turned out that the durability of the said component falls.

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、吸気通路に燃料の噴射を行なうポート噴射弁を含むエンジンを備えたハイブリッド車両において、燃料配管系の部品の耐久性の低下を防止することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a fuel piping system in a hybrid vehicle having an engine including a port injection valve for injecting fuel into an intake passage. This is to prevent a decrease in durability of the parts.

この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、エンジンと、蓄電装置と、蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生する電動機と、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、エンジン、電動機および燃料供給装置を制御する制御装置とを備える。燃料供給装置は、吸気通路に噴射するための燃料を貯留する貯留部と、燃料を加圧して貯留部に供給するフィードポンプと、筒内に噴射するための燃料を貯留する高圧貯留部と、エンジンの回転に応じて駆動され、燃料を加圧して高圧貯留部に供給する高圧ポンプとを含む。貯留部に貯留される燃料の圧力は、高圧貯留部に貯留される燃料の圧力よりも低く設定される。制御装置は、車両走行に要求される走行パワーと蓄電装置のSOCを制御するための蓄電装置の充放電パワーとの和に従ってエンジンの出力パワーを制御するとともに、貯留部に貯留される燃料の圧力が目標燃圧になるようにフィードポンプを制御するように構成される。制御装置は、エンジンに要求されるパワーを出力するための動作点により定まるエンジンの目標回転速度が、貯留部に共鳴現象を発生し得る共鳴範囲内にあると判定された場合には、目標回転速度が共鳴範囲外になるように、エンジンの効率に従って予め設定される最適動作線上、または、エンジン出力パワーが同一となる動作点の集合である等パワー線上に沿って、エンジンの動作点を変更する。   In one aspect of the present invention, a hybrid vehicle includes an engine, an electric storage device, an electric motor that generates vehicle driving force by electric power from the electric storage device, a fuel supply device that supplies fuel to the engine, an engine, an electric motor, and a fuel supply And a control device for controlling the device. The fuel supply device includes a storage unit that stores fuel to be injected into the intake passage, a feed pump that pressurizes the fuel and supplies the fuel to the storage unit, a high-pressure storage unit that stores fuel to be injected into the cylinder, A high-pressure pump that is driven according to the rotation of the engine and pressurizes the fuel to supply the fuel to the high-pressure reservoir. The pressure of the fuel stored in the storage part is set lower than the pressure of the fuel stored in the high-pressure storage part. The control device controls the output power of the engine according to the sum of the travel power required for vehicle travel and the charge / discharge power of the power storage device for controlling the SOC of the power storage device, and the pressure of the fuel stored in the storage unit Is configured to control the feed pump such that the fuel pressure reaches the target fuel pressure. When it is determined that the target rotational speed of the engine determined by the operating point for outputting the power required for the engine is within a resonance range in which a resonance phenomenon can occur in the reservoir, the target rotational speed is determined. Change the engine operating point on the optimal operating line set in advance according to the efficiency of the engine so that the speed is out of the resonance range, or on the equal power line that is a set of operating points with the same engine output power To do.

上記ハイブリッド車両によれば、エンジンの目標動作点を変更することによってエンジンの回転速度が共鳴範囲外に変更されるため、低圧燃料配管系に生じる共鳴を抑制することができる。これにより、低圧燃料配管系における燃圧の脈動が低減されるため、部品の耐久性の低下を防止することができる。   According to the hybrid vehicle described above, since the engine rotational speed is changed outside the resonance range by changing the target operating point of the engine, resonance occurring in the low-pressure fuel piping system can be suppressed. Thereby, since the pulsation of the fuel pressure in the low-pressure fuel piping system is reduced, it is possible to prevent the durability of the parts from being lowered.

この発明によれば、吸気通路に燃料の噴射を行なうポート噴射弁を含むエンジンを備えたハイブリッド車両において、燃料配管系の部品の耐久性の低下を防止することができる。   According to the present invention, in a hybrid vehicle including an engine including a port injection valve that injects fuel into the intake passage, it is possible to prevent a decrease in durability of components of the fuel piping system.

本発明が適用されるハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the hybrid vehicle to which this invention is applied. 燃料供給に関するエンジンおよび燃料供給装置の構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the engine and fuel supply apparatus regarding fuel supply. スタック検出処理が実行された場合の燃圧変化の一例を示した波形図である。It is the wave form diagram which showed an example of the fuel pressure change at the time of stack detection processing being performed. 図3に示される実燃圧の変化の一部を拡大した波形図である。It is the wave form diagram which expanded a part of change of the actual fuel pressure shown by FIG. 燃料タンクから高圧デリバリーパイプおよび低圧デリバリーパイプに至る経路を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the path | route from a fuel tank to a high pressure delivery pipe and a low pressure delivery pipe. 燃圧脈動の振幅と目標燃圧との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the amplitude of fuel pressure pulsation, and target fuel pressure. パルセーションダンパの弾性変形による内部容積変化率および燃圧脈動の振幅と目標燃圧との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the internal volume change rate by the elastic deformation of a pulsation damper, the amplitude of a fuel pressure pulsation, and a target fuel pressure. 燃圧脈動とエンジン回転速度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a fuel pressure pulsation and an engine speed. 本実施の形態におけるエンジン回転速度の制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the engine speed in this Embodiment. 動力分割機構の各回転要素の回転速度を示した共線図である。It is a collinear diagram which showed the rotational speed of each rotation element of a power split device. 本実施の形態に係るエンジン回転速度の変更方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the change method of the engine speed which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るエンジン回転速度の変更方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the change method of the engine speed which concerns on this Embodiment. 図12のステップS15の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the detail of the process of FIG.12 S15. 本実施の形態の変形例における、エンジン回転速度の制御について説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of an engine speed in the modification of this Embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

(基本構成の説明)
図1は、本発明が適用されるハイブリッド車両1の構成を示すブロック図である。図1を参照して、ハイブリッド車両1は、エンジン10と、燃料供給装置15と、モータジェネレータ20,30と、動力分割機構40と、リダクション機構58と、駆動輪62と、パワーコントロールユニット(PCU)60と、バッテリ(蓄電装置)70と、制御装置100とを備える。
(Description of basic configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hybrid vehicle 1 to which the present invention is applied. Referring to FIG. 1, hybrid vehicle 1 includes an engine 10, a fuel supply device 15, motor generators 20 and 30, a power split mechanism 40, a reduction mechanism 58, drive wheels 62, a power control unit (PCU). ) 60, a battery (power storage device) 70, and a control device 100.

このハイブリッド車両1は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン10およびモータジェネレータ30の少なくとも一方を駆動源として走行可能に構成される。   The hybrid vehicle 1 is a series / parallel type hybrid vehicle, and is configured to be able to travel using at least one of the engine 10 and the motor generator 30 as a drive source.

エンジン10とモータジェネレータ20とモータジェネレータ30とは、動力分割機構40を介して相互に連結されている。動力分割機構40に連結されるモータジェネレータ30の回転軸16には、リダクション機構58が接続される。回転軸16は、リダクション機構58を介して、駆動輪62と連結されるとともに、動力分割機構40を介して、エンジン10のクランクシャフトに連結される。   Engine 10, motor generator 20, and motor generator 30 are connected to each other via power split mechanism 40. A reduction mechanism 58 is connected to the rotating shaft 16 of the motor generator 30 coupled to the power split mechanism 40. The rotating shaft 16 is connected to the drive wheel 62 via the reduction mechanism 58 and is connected to the crankshaft of the engine 10 via the power split mechanism 40.

動力分割機構40は、エンジン10の駆動力を、モータジェネレータ20と回転軸16とに分割することができる。モータジェネレータ20は、動力分割機構40を介してエンジン10のクランクシャフトを回転させることにより、エンジン10を始動するスタータとして機能することができる。動力分割機構40は、たとえば遊星歯車機構によって構成される。この場合において、遊星歯車機構のサンギヤSGには、モータジェネレータ20の回転軸が連結され、キャリアCAにはエンジン10のクランクシャフトが連結され、リングギヤRGにはモータジェネレータ30の回転軸16およびリダクション機構58を経由して駆動輪62が連結される。   The power split mechanism 40 can split the driving force of the engine 10 into the motor generator 20 and the rotating shaft 16. The motor generator 20 can function as a starter for starting the engine 10 by rotating the crankshaft of the engine 10 via the power split mechanism 40. The power split mechanism 40 is constituted by, for example, a planetary gear mechanism. In this case, the rotating shaft of the motor generator 20 is connected to the sun gear SG of the planetary gear mechanism, the crankshaft of the engine 10 is connected to the carrier CA, and the rotating shaft 16 of the motor generator 30 and the reduction mechanism are connected to the ring gear RG. The drive wheel 62 is connected via 58.

モータジェネレータ20および30は、いずれも発電機としても電動機としても作動し得る周知の同期発電電動機である。すなわち、モータジェネレータ20は、動力分割機構40を経由して伝達されたエンジン10の出力を用いてバッテリ70の充電電力を生成する「発電機構」を構成することができる。また、モータジェネレータ30がバッテリ70からの電力によって「電動機」として動作することによって車両駆動力を発生するための機構が実現できる。モータジェネレータ20および30は、PCU60に接続され、PCU60は、バッテリ70に接続される。   Motor generators 20 and 30 are both well-known synchronous generator motors that can operate as both a generator and a motor. That is, motor generator 20 can constitute a “power generation mechanism” that generates charging power for battery 70 using the output of engine 10 transmitted via power split mechanism 40. Further, a mechanism for generating a vehicle driving force can be realized by the motor generator 30 operating as an “electric motor” by the electric power from the battery 70. Motor generators 20 and 30 are connected to PCU 60, and PCU 60 is connected to battery 70.

制御装置100は、パワーマネジメント用電子制御ユニット(Electronic Control Unit;以下、PM−ECUという)140と、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)141と、モータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)142と、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)143とを含む。   The control device 100 includes a power management electronic control unit (hereinafter referred to as PM-ECU) 140, an engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 141, and a motor electronic control unit (hereinafter referred to as motor). ECU) 142 and a battery electronic control unit (hereinafter referred to as battery ECU) 143.

PM−ECU140は、エンジンECU141と、モータECU142と、バッテリECU143とに、図示しない通信ポートを介して接続されている。PM−ECU140は、エンジンECU141と、モータECU142と、バッテリECU143と各種制御信号やデータのやり取りを行なう。   PM-ECU 140 is connected to engine ECU 141, motor ECU 142, and battery ECU 143 via a communication port (not shown). PM-ECU 140 exchanges various control signals and data with engine ECU 141, motor ECU 142, and battery ECU 143.

モータECU142は、PCU60に接続され、モータジェネレータ20および30の駆動を制御する。バッテリECU143は、バッテリ70の充放電電流の積算値に基づいて、残容量(以下、SOC(State of charge)という)を演算する。   Motor ECU 142 is connected to PCU 60 and controls driving of motor generators 20 and 30. The battery ECU 143 calculates a remaining capacity (hereinafter referred to as SOC (State of charge)) based on the integrated value of the charge / discharge current of the battery 70.

エンジンECU141は、エンジン10および燃料供給装置15に接続されている。エンジンECU141は、エンジン10の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するとともに、入力した信号に応じて燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を行なう。また、エンジンECU141は、燃料供給装置15を制御して燃料をエンジン10に供給する。   The engine ECU 141 is connected to the engine 10 and the fuel supply device 15. The engine ECU 141 receives signals from various sensors that detect the operating state of the engine 10 and performs operation control such as fuel injection control, ignition control, and intake air amount adjustment control in accordance with the input signals. Further, the engine ECU 141 controls the fuel supply device 15 to supply fuel to the engine 10.

以上の構成を有するハイブリッド車両1において、エンジン10および燃料供給装置15の構成および制御についてより詳細に説明する。   In the hybrid vehicle 1 having the above configuration, the configuration and control of the engine 10 and the fuel supply device 15 will be described in more detail.

図2は、燃料供給に関するエンジン10および燃料供給装置15の構成を示した図である。本実施の形態は、本発明が適用される車両を、内燃機関として筒内噴射とポート噴射とを併用するデュアル噴射タイプの内燃機関、例えば直列4シリンダのガソリンエンジンを採用するハイブリッド車両としている。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the engine 10 and the fuel supply device 15 relating to fuel supply. In the present embodiment, a vehicle to which the present invention is applied is a hybrid vehicle that employs a dual injection type internal combustion engine that uses both in-cylinder injection and port injection as an internal combustion engine, for example, an in-line 4-cylinder gasoline engine.

図2を参照して、エンジン10は、吸気マニホールド36と、吸気ポート21と、シリンダブロックに設けられた4つのシリンダ11とを含む。   Referring to FIG. 2, engine 10 includes an intake manifold 36, an intake port 21, and four cylinders 11 provided in the cylinder block.

吸入空気AIRは、シリンダ11中の図示しないピストンが下降するときに、吸気口管から吸気マニホールド36および吸気ポート21を通って各シリンダ11に流入する。   The intake air AIR flows into each cylinder 11 from the intake pipe through the intake manifold 36 and the intake port 21 when a piston (not shown) in the cylinder 11 descends.

燃料供給装置15は、低圧燃料供給機構50と、高圧燃料供給機構80とを含む。低圧燃料供給機構50は、燃料圧送部51と、低圧燃料配管52と、低圧デリバリーパイプ53と、低圧燃圧センサ53aと、ポート噴射弁54とを含む。低圧デリバリーパイプ53は、ポート噴射弁54から噴射するための燃料を貯留する「貯留部」である。   The fuel supply device 15 includes a low pressure fuel supply mechanism 50 and a high pressure fuel supply mechanism 80. The low-pressure fuel supply mechanism 50 includes a fuel pump 51, a low-pressure fuel pipe 52, a low-pressure delivery pipe 53, a low-pressure fuel pressure sensor 53a, and a port injection valve 54. The low-pressure delivery pipe 53 is a “reservoir” that stores fuel to be injected from the port injection valve 54.

高圧燃料供給機構80は、高圧ポンプ81と、チェック弁82aと、高圧燃料配管82と、高圧デリバリーパイプ83と、高圧燃圧センサ83aと、筒内噴射弁84とを含む。高圧デリバリーパイプ83は、筒内噴射弁84から噴射するための燃料を貯留する「高圧貯留部」である。   The high pressure fuel supply mechanism 80 includes a high pressure pump 81, a check valve 82a, a high pressure fuel pipe 82, a high pressure delivery pipe 83, a high pressure fuel pressure sensor 83a, and an in-cylinder injection valve 84. The high-pressure delivery pipe 83 is a “high-pressure reservoir” that stores fuel to be injected from the in-cylinder injection valve 84.

筒内噴射弁84は、噴孔部84aを各シリンダ11の燃焼室内に露出する筒内噴射用インジェクタである。筒内噴射弁84が開弁動作するとき、高圧デリバリーパイプ83内の加圧された燃料が筒内噴射弁84の噴孔部84aから燃焼室16内に噴射される。   The in-cylinder injection valve 84 is an in-cylinder injection injector that exposes the injection hole portion 84 a in the combustion chamber of each cylinder 11. When the in-cylinder injection valve 84 opens, the pressurized fuel in the high-pressure delivery pipe 83 is injected into the combustion chamber 16 from the injection hole portion 84a of the in-cylinder injection valve 84.

高圧ポンプ81は、低圧燃料配管52と高圧燃料配管82との間に接続される。チェック弁82aによって、高圧燃料配管82から高圧ポンプ81への燃料の逆流は防止されている。   The high pressure pump 81 is connected between the low pressure fuel pipe 52 and the high pressure fuel pipe 82. The check valve 82a prevents the back flow of fuel from the high pressure fuel pipe 82 to the high pressure pump 81.

高圧ポンプ81は、上流側管90と、下流側管91と、パルセーションダンパ92と、高圧ポンプ本体93と、電磁スピル弁94とを含む。高圧ポンプ81の上流側管90は、低圧燃料配管52から分岐した低圧燃料配管52aに接続され、下流側管91は、高圧燃料配管82に接続される。   The high pressure pump 81 includes an upstream pipe 90, a downstream pipe 91, a pulsation damper 92, a high pressure pump main body 93, and an electromagnetic spill valve 94. An upstream pipe 90 of the high pressure pump 81 is connected to a low pressure fuel pipe 52 a branched from the low pressure fuel pipe 52, and a downstream pipe 91 is connected to a high pressure fuel pipe 82.

パルセーションダンパ92は、上流側管90に設けられるとともに、燃料圧力を受圧する弾性のダイヤフラムと、圧縮コイルばねとを有する。パルセーションダンパ92は、ダイヤフラムの弾性変形により内部容積を変化させ、上流側管90内の燃料の圧力脈動を抑制するように構成されている。   The pulsation damper 92 is provided in the upstream pipe 90 and includes an elastic diaphragm that receives fuel pressure and a compression coil spring. The pulsation damper 92 is configured to change the internal volume by elastic deformation of the diaphragm and suppress the pressure pulsation of the fuel in the upstream pipe 90.

高圧ポンプ本体93では、加圧室931aが、プランジャ932の往復移動によって容積を変化させる。電磁スピル弁94は、開弁時には、プランジャ932の変位に応じた加圧室931a内への燃料の吸入と加圧室931a内の燃料の低圧燃料配管52への送出を許容し、閉弁時には、逆止弁として機能する。   In the high-pressure pump main body 93, the pressurizing chamber 931 a changes its volume by the reciprocating movement of the plunger 932. The electromagnetic spill valve 94 allows the intake of fuel into the pressurizing chamber 931a and the delivery of the fuel in the pressurizing chamber 931a to the low pressure fuel pipe 52 according to the displacement of the plunger 932 when opening, and closes the valve. It functions as a check valve.

フォロアリフタ934は、カム933aに押圧されることによりプランジャ932を摺動させる。戻りばね935は、ポンプハウジング931とフォロアリフタ934との間に設けられた圧縮コイルばねを含み、フォロアリフタ934をカム933aに付勢している。   The follower lifter 934 slides the plunger 932 by being pressed by the cam 933a. The return spring 935 includes a compression coil spring provided between the pump housing 931 and the follower lifter 934, and biases the follower lifter 934 toward the cam 933a.

カムシャフト933は、エンジン10の排気カムシャフトの一端に設けられているとともに、端部にカム933aを有している。エンジン10の駆動中はカムシャフト933は常に回転しているため、高圧ポンプ本体93はエンジン10の駆動に連動して作動する。   The camshaft 933 is provided at one end of the exhaust camshaft of the engine 10 and has a cam 933a at the end. Since the camshaft 933 is always rotating while the engine 10 is being driven, the high-pressure pump main body 93 operates in conjunction with the driving of the engine 10.

高圧デリバリーパイプ83は、シリンダ11の直列配置方向の一端側で、高圧燃料配管82に接続される。高圧デリバリーパイプ83には、筒内噴射弁84が連結される。高圧デリバリーパイプ83には、内部の燃料圧力を検出する高圧燃圧センサ83aが装着される。   The high-pressure delivery pipe 83 is connected to the high-pressure fuel pipe 82 at one end side of the cylinder 11 in the series arrangement direction. An in-cylinder injection valve 84 is connected to the high pressure delivery pipe 83. A high-pressure fuel pressure sensor 83 a that detects the internal fuel pressure is attached to the high-pressure delivery pipe 83.

エンジンECU141は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路などを含んで構成される。エンジンECU141は、図1のPM−ECUからエンジン起動/停止指令を受けて、エンジン10および燃料供給装置15を制御する。   The engine ECU 141 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input interface circuit, an output interface circuit, and the like. The engine ECU 141 receives an engine start / stop command from the PM-ECU of FIG. 1 and controls the engine 10 and the fuel supply device 15.

エンジンECU141は、アクセル開度や吸入空気量やエンジン回転速度などに基づいて燃焼毎に必要な燃料噴射量を算出する。また、エンジンECU141は、算出した燃料噴射量に基づいて、ポート噴射弁54および筒内噴射弁84への噴射指令信号などを適時に出力する。   The engine ECU 141 calculates the fuel injection amount necessary for each combustion based on the accelerator opening, the intake air amount, the engine speed, and the like. Further, the engine ECU 141 outputs an injection command signal to the port injection valve 54 and the in-cylinder injection valve 84 in a timely manner based on the calculated fuel injection amount.

エンジンECU141は、エンジン10の始動時に、ポート噴射弁54による燃料噴射を最初に実施させる。そして、ECU140は、高圧燃圧センサ83aにより検出される高圧デリバリーパイプ83内の燃料圧力が予め設定された圧力値を超えたとき、筒内噴射弁84への噴射指令信号の出力を開始する。   The engine ECU 141 first performs fuel injection by the port injection valve 54 when the engine 10 is started. The ECU 140 starts outputting an injection command signal to the in-cylinder injection valve 84 when the fuel pressure in the high-pressure delivery pipe 83 detected by the high-pressure fuel pressure sensor 83a exceeds a preset pressure value.

さらに、エンジンECU141は、例えば筒内噴射弁84からの筒内噴射を基本としながら、エンジン10の始動暖機時や低回転高負荷時などのように筒内噴射では混合気形成が不十分となる特定の運転状態下では、ポート噴射を併用する。または、エンジンECU141は、例えば筒内噴射弁84からの筒内噴射を基本としながら、ポート噴射が有効な高回転高負荷時などにポート噴射弁54からのポート噴射を実行する。   Further, the engine ECU 141 is based on in-cylinder injection from the in-cylinder injection valve 84, for example, and the mixture formation is insufficient in in-cylinder injection such as when the engine 10 is warmed up or when the engine is under a low rotation and high load. Under certain operating conditions, port injection is used together. Or engine ECU141 performs port injection from port injection valve 54 at the time of the high rotation high load in which port injection is effective, etc., for example based on in-cylinder injection from in-cylinder injection valve 84.

本実施の形態では、燃料供給装置15は、低圧燃料供給機構50の圧力が可変に制御可能である点が特徴的である。以下、燃料供給装置15の低圧燃料供給機構50についてより詳細に説明する。   In the present embodiment, the fuel supply device 15 is characterized in that the pressure of the low-pressure fuel supply mechanism 50 can be variably controlled. Hereinafter, the low pressure fuel supply mechanism 50 of the fuel supply device 15 will be described in more detail.

燃料圧送部51は、燃料タンク511と、フィードポンプ512と、サクションフィルタ513と、燃料フィルタ514と、リリーフ弁515と、これらを連結する燃料管516とを含む。   The fuel pumping unit 51 includes a fuel tank 511, a feed pump 512, a suction filter 513, a fuel filter 514, a relief valve 515, and a fuel pipe 516 connecting them.

燃料タンク511は、エンジン10で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する。サクションフィルタ513は、異物の吸入を阻止する。燃料フィルタ514は、吐出燃料中の異物を除去する。   The fuel tank 511 stores fuel consumed by the engine 10, for example, gasoline. The suction filter 513 prevents inhalation of foreign matter. The fuel filter 514 removes foreign matters in the discharged fuel.

リリーフ弁515は、フィードポンプ512から吐出される燃料の圧力が上限圧力に達すると開弁し、燃料の圧力が上限圧力に満たない間は閉弁状態を維持する。   The relief valve 515 opens when the pressure of the fuel discharged from the feed pump 512 reaches the upper limit pressure, and maintains the closed state while the fuel pressure does not reach the upper limit pressure.

低圧燃料配管52は、燃料圧送部51から低圧デリバリーパイプ53までを連結する。ただし、低圧燃料配管52は、燃料パイプに限定されるものではなく、燃料通路が貫通形成される1つの部材や、互いの間に燃料通路が形成される複数の部材であってもよい。   The low-pressure fuel pipe 52 connects the fuel pump 51 to the low-pressure delivery pipe 53. However, the low-pressure fuel pipe 52 is not limited to the fuel pipe, and may be a single member through which the fuel passage is formed or a plurality of members through which the fuel passage is formed.

低圧デリバリーパイプ53は、シリンダ11の直列配置方向の一端側で、低圧燃料配管52に接続される。低圧デリバリーパイプ53には、ポート噴射弁54が連結される。低圧デリバリーパイプ53には、内部の燃料圧力を検出する低圧燃圧センサ53aが装着されている。   The low-pressure delivery pipe 53 is connected to the low-pressure fuel pipe 52 on one end side of the cylinder 11 in the series arrangement direction. A port injection valve 54 is connected to the low pressure delivery pipe 53. The low pressure delivery pipe 53 is equipped with a low pressure fuel pressure sensor 53a for detecting the internal fuel pressure.

ポート噴射弁54は、噴孔部54aを各シリンダ11に対応する吸気ポート21内に露出するポート噴射用インジェクタである。ポート噴射弁54が開弁動作するとき、低圧デリバリーパイプ53内の加圧された燃料が、ポート噴射弁54の噴孔部54aから吸気ポート21内に噴射される。   The port injection valve 54 is a port injection injector that exposes the injection hole portion 54 a in the intake port 21 corresponding to each cylinder 11. When the port injection valve 54 opens, the pressurized fuel in the low pressure delivery pipe 53 is injected into the intake port 21 from the injection hole portion 54a of the port injection valve 54.

フィードポンプ512は、エンジンECU141から発信される指令信号に基づいて、駆動および停止される。   Feed pump 512 is driven and stopped based on a command signal transmitted from engine ECU 141.

フィードポンプ512は、燃料タンク511内から燃料を汲み上げ、汲み上げた燃料を、例えば1[MPa:メガパスカル]未満の一定可変範囲内の圧力に加圧して吐出することが可能である。さらに、フィードポンプ512は、エンジンECU141の制御により、単位時間当りの吐出量[m/sec]や吐出圧[kPa:キロパスカル]を変化させることが可能である。 The feed pump 512 is capable of pumping fuel from the fuel tank 511 and pressurizing and discharging the pumped fuel to a pressure within a constant variable range of, for example, less than 1 [MPa: megapascal]. Furthermore, the feed pump 512 can change the discharge amount [m 3 / sec] and the discharge pressure [kPa: kilopascals] per unit time under the control of the engine ECU 141.

このようにフィードポンプ512を制御することは、以下の点で好ましい。まず、低圧デリバリーパイプ53は、エンジンが高温となると内部の燃料が気化するのを防ぐため、気化しない程度に圧力をかけておく必要がある。しかし圧力を高くしすぎるとポンプの負荷が大きくエネルギロスが大きい。燃料の気化を防止するための圧力は温度によって変化するので必要な圧力を低圧デリバリーパイプ53にかけることでエネルギロスを少なくすることができる。また、フィードポンプ512を適切に制御することによって、エンジンが消費した量に相当する分の燃料を送出するようにすれば、無駄に加圧するエネルギを節約することができる。したがって、一旦余分に加圧してからプレッシャレギュレータで圧力を一定にする構成よりも燃費を向上させる点で有利である。   Controlling the feed pump 512 in this way is preferable in the following points. First, the low pressure delivery pipe 53 needs to be pressurized to the extent that it does not vaporize in order to prevent the internal fuel from vaporizing when the engine becomes hot. However, if the pressure is too high, the load on the pump is large and the energy loss is large. Since the pressure for preventing the vaporization of fuel changes depending on the temperature, energy loss can be reduced by applying the necessary pressure to the low-pressure delivery pipe 53. Further, by appropriately controlling the feed pump 512 so as to send the fuel corresponding to the amount consumed by the engine, it is possible to save energy that is wastedly pressurized. Therefore, it is advantageous in that fuel efficiency is improved compared to a configuration in which the pressure is once increased and then the pressure is made constant by the pressure regulator.

フィードポンプ512による可変燃圧制御には、ポート噴射を行なう燃料を貯留する低圧デリバリーパイプ53に設けられた低圧燃圧センサ53aの検出値の信頼性を確保する必要がある。このため、上述のような低圧燃圧センサ53aの検出値のスタック検出が定期的に行なわれる。   In the variable fuel pressure control by the feed pump 512, it is necessary to ensure the reliability of the detection value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a provided in the low-pressure delivery pipe 53 that stores the fuel that performs port injection. For this reason, the stack detection of the detection value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a as described above is periodically performed.

(スタック検出制御の基本処理の説明)
スタック検出は、低圧燃圧センサ53aの検出値が固定値となっていないことを確認する故障検出であり、低圧燃圧センサ53aの検出値が変化することを確認するためには、少なくとも低圧燃圧センサ53aの検出値を2点の圧力で確認する必要がある。
(Description of basic processing of stack detection control)
The stack detection is a failure detection for confirming that the detection value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a is not a fixed value. In order to confirm that the detection value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a changes, at least the low-pressure fuel pressure sensor 53a. It is necessary to confirm the detected value at two points of pressure.

一例では、次に示す図3の波形のように、エンジン始動後通常使用時よりも高圧に燃圧を昇圧させてから、燃圧を降圧させてスタック検出が行なわれる。図3は、スタック検出処理が実行された場合の燃圧変化の一例を示した波形図である。   In one example, as shown in the waveform of FIG. 3 below, the stack detection is performed by raising the fuel pressure to a pressure higher than that during normal use after starting the engine and then lowering the fuel pressure. FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a change in fuel pressure when the stack detection process is executed.

図3を参照して、時刻t1において、エンジン10が運転状態にある場合にPM−ECU140からエンジン停止指令が出力され、それに応じてエンジンECU141はエンジン10を停止させる。時刻t1〜t2の間は、低圧デリバリーパイプ53の目標燃圧P0=0[kPa]に設定される。   Referring to FIG. 3, at time t <b> 1, when engine 10 is in an operating state, an engine stop command is output from PM-ECU 140, and engine ECU 141 stops engine 10 accordingly. Between times t1 and t2, the target fuel pressure P0 of the low pressure delivery pipe 53 is set to 0 [kPa].

続いて、時刻t2においてPM−ECU140からエンジン起動指令が出力されると、それに応じてエンジンECU141は、エンジン10の運転を開始するとともに、スタック検出を行なうために、目標燃圧P0を以下の順で変化させる。   Subsequently, when an engine start command is output from PM-ECU 140 at time t2, in response to this, engine ECU 141 starts operation of engine 10 and sets target fuel pressure P0 in the following order to perform stack detection. Change.

まず、時刻t2〜t3において、目標燃圧P0をPH(たとえば、644[kPa])に設定する。PHは、低圧燃圧センサ53aのスタック検出のために、通常使用する燃圧よりも高く設定される。燃圧が安定する時間が経過した時点t3において燃圧センサ検出値Aを取得する。   First, at time t2 to t3, the target fuel pressure P0 is set to PH (for example, 644 [kPa]). PH is set higher than the fuel pressure normally used for detecting the stack of the low-pressure fuel pressure sensor 53a. The fuel pressure sensor detection value A is acquired at the time t3 when the time during which the fuel pressure stabilizes has elapsed.

その後、時刻t4〜t5において、目標燃圧P0を、PHよりも低いPL(たとえば、400[kPa])に設定し、燃圧が安定する時間が経過した時点t5において燃圧センサ検出値Bを取得する。   Thereafter, at time t4 to t5, the target fuel pressure P0 is set to PL (for example, 400 [kPa]) lower than PH, and the fuel pressure sensor detection value B is acquired at time t5 when the fuel pressure stabilizes.

検出値A,Bが揃うと、スタック故障発生の有無を診断する。具体的には、検出値AがPH近傍の値を示し、かつ、検出値BがPL近傍の値を示していれば、低圧燃圧センサ53aが正常であると判断する。一方、検出値AおよびBが同じ値を示していれば、低圧燃圧センサ53aにスタック故障が発生していると判断する。   When the detected values A and B are ready, the presence or absence of stack failure is diagnosed. Specifically, if the detected value A indicates a value near PH and the detected value B indicates a value near PL, it is determined that the low pressure fuel pressure sensor 53a is normal. On the other hand, if the detection values A and B indicate the same value, it is determined that a stack failure has occurred in the low-pressure fuel pressure sensor 53a.

なお、時刻t1〜t2においては、目標燃圧P0=0[kPa]に設定されるが、エンジンが停止するとポート噴射弁からの噴射がなく、低圧デリバリーパイプの燃圧を下げることができないので、実燃圧P1は目標燃圧P0には追従しない。さらに、低圧デリバリーパイプ内に密閉状態となった燃料がエンジンからの熱によって膨張するために、実燃圧P1が上昇する場合もある。このような場合には、低圧から高圧に目標燃圧P0を変化させてスタック検出を行なうと、一旦燃圧を下げないとスタック検出ができない。そのため、図3に示されるように、目標燃圧P0を高圧から低圧に変化させることで、早期にスタック検出を開始することを可能としている。   At time t1 to t2, the target fuel pressure P0 = 0 [kPa] is set. However, when the engine is stopped, there is no injection from the port injection valve, and the fuel pressure of the low-pressure delivery pipe cannot be lowered. P1 does not follow the target fuel pressure P0. Furthermore, the fuel that is sealed in the low-pressure delivery pipe expands due to heat from the engine, so that the actual fuel pressure P1 may increase. In such a case, if stack detection is performed by changing the target fuel pressure P0 from low pressure to high pressure, stack detection cannot be performed unless the fuel pressure is once lowered. Therefore, as shown in FIG. 3, stack detection can be started at an early stage by changing the target fuel pressure P0 from a high pressure to a low pressure.

(低圧燃料配管系における燃圧の脈動)
以上のようにスタック検出を行なう場合において、エンジン10の回転速度がある範囲内にあるときには、低圧デリバリーパイプ53の燃圧に脈動が発生する。図4は、図3に示される実燃圧P1の変化の一部を拡大した波形図である。図4にはエンジン回転速度の変化が併せて示されている。
(Fuel pressure pulsation in low-pressure fuel piping system)
In the case where stack detection is performed as described above, pulsation is generated in the fuel pressure of the low-pressure delivery pipe 53 when the rotational speed of the engine 10 is within a certain range. FIG. 4 is an enlarged waveform diagram showing a part of the change in the actual fuel pressure P1 shown in FIG. FIG. 4 also shows changes in engine speed.

図4を参照して、目標燃圧P0が高く設定される時刻t2〜t3の間に、低圧燃圧センサ53aの検出値が安定せず、著しい変動が生じている。この燃圧センサの検出値の変動は、エンジン回転速度がNe1[rpm]近傍となる時刻ta〜tbに現われている。以下、燃圧センサの検出値が変動する原因について説明する。   Referring to FIG. 4, during the time t2 to t3 when the target fuel pressure P0 is set high, the detected value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a is not stable, and significant fluctuation occurs. The fluctuation of the detected value of the fuel pressure sensor appears at times ta to tb when the engine speed is near Ne1 [rpm]. Hereinafter, the reason why the detection value of the fuel pressure sensor fluctuates will be described.

図5は、燃料タンク511から高圧デリバリーパイプ83および低圧デリバリーパイプ53に至る経路を示した模式図である。図5を参照して、燃料タンク511内のフィードポンプ512からは、低圧燃料配管52が低圧デリバリーパイプ53に向かって延びており、低圧燃料配管52aが高圧デリバリーパイプ83に向かって延びている。低圧燃料配管52aの高圧デリバリーパイプ83側の端には、高圧ポンプ81が設けられている。   FIG. 5 is a schematic diagram showing paths from the fuel tank 511 to the high pressure delivery pipe 83 and the low pressure delivery pipe 53. Referring to FIG. 5, low pressure fuel pipe 52 extends toward low pressure delivery pipe 53 and low pressure fuel pipe 52 a extends toward high pressure delivery pipe 83 from feed pump 512 in fuel tank 511. A high pressure pump 81 is provided at the end of the low pressure fuel pipe 52a on the high pressure delivery pipe 83 side.

フィードポンプ512は、エンジンECU141に制御される電気モータによって駆動され、燃圧を変更可能な電気式ポンプである。一方、高圧ポンプ81は、エンジン10の回転に応じて駆動される機械式ポンプである。   The feed pump 512 is an electric pump that is driven by an electric motor controlled by the engine ECU 141 and can change the fuel pressure. On the other hand, the high-pressure pump 81 is a mechanical pump that is driven according to the rotation of the engine 10.

高圧ポンプ81は、低圧燃料配管52aの燃料を吸い込み、加圧して高圧デリバリーパイプ83に送出する。このような高圧ポンプ81の作動に起因して、低圧燃料配管52aの高圧ポンプ81の吸引側接続端には、カムの回転に起因する燃圧の脈動が生じる。この脈動の起振源は、高圧ポンプ81のプランジャ932の燃料吸い込みである。   The high-pressure pump 81 sucks fuel in the low-pressure fuel pipe 52 a, pressurizes it, and sends it out to the high-pressure delivery pipe 83. Due to the operation of the high-pressure pump 81, fuel pressure pulsation due to the rotation of the cam occurs at the suction-side connection end of the high-pressure pump 81 of the low-pressure fuel pipe 52a. The vibration source of this pulsation is the fuel suction of the plunger 932 of the high-pressure pump 81.

ここで、低圧燃料配管系は、図5に示した低圧燃料配管52および52aの合計配管長L等の寸法および配管の材質(金属、樹脂など)によって定まる、固有の共鳴周波数を有している。そのため、燃圧の脈動周波数がこの低圧燃料配管系の共鳴周波数に一致すると、低圧燃料配管系に共鳴現象が発生する。   Here, the low-pressure fuel piping system has a specific resonance frequency determined by dimensions such as the total piping length L of the low-pressure fuel pipings 52 and 52a shown in FIG. 5 and the piping material (metal, resin, etc.). . Therefore, when the pulsation frequency of the fuel pressure matches the resonance frequency of the low pressure fuel piping system, a resonance phenomenon occurs in the low pressure fuel piping system.

低圧燃料配管系に共鳴現象が発生することにより、燃圧に重畳される脈動成分が増大する。燃圧に顕著な脈動が生じると、低圧デリバリーパイプ53などの低圧燃料配管系を構成する部品に対して応力が作用するため、部品の耐久性を低下させる要因となり得る。   When a resonance phenomenon occurs in the low-pressure fuel piping system, the pulsation component superimposed on the fuel pressure increases. When a significant pulsation occurs in the fuel pressure, stress acts on the components constituting the low-pressure fuel piping system such as the low-pressure delivery pipe 53, which may be a factor of reducing the durability of the components.

図4に示したように、低圧燃料配管系に共鳴現象が生じるときの脈動の周波数は、ある限られた範囲のエンジン回転速度に相当する。これは、脈動の周波数はカム933aの回転速度に伴なって変化するところ、カム933aの回転速度はエンジン10の回転速度に比例しているためである。この結果、エンジン10の回転速度の倍数が低圧燃料配管系の共鳴周波数に一致したときに、燃圧に顕著な脈動が現われる。   As shown in FIG. 4, the frequency of pulsation when a resonance phenomenon occurs in the low-pressure fuel piping system corresponds to a limited range of engine speed. This is because the frequency of pulsation changes with the rotational speed of the cam 933a, and the rotational speed of the cam 933a is proportional to the rotational speed of the engine 10. As a result, when the multiple of the rotational speed of the engine 10 matches the resonance frequency of the low-pressure fuel piping system, a noticeable pulsation appears in the fuel pressure.

図6は、燃圧脈動の振幅と目標燃圧との関係を説明するための図である。図6の横軸にはエンジン回転速度[rpm]が示され、縦軸には燃圧の脈動振幅[kPa]が示される。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the amplitude of the fuel pressure pulsation and the target fuel pressure. The horizontal axis of FIG. 6 shows the engine speed [rpm], and the vertical axis shows the pulsation amplitude [kPa] of the fuel pressure.

図6に示されるように、特定の回転速度範囲において、燃圧脈動の振幅が大きくなる。この特定の回転速度範囲は、燃料配管系の共鳴周波数に対応するエンジン回転速度(図中のNe1,Ne2,Ne3に相当)を中心とする回転速度範囲である。以下の説明では、燃料配管系の共鳴周波数に対応するエンジン回転速度を「脈動中心」と称するとともに、燃圧の脈動が顕著となるエンジン回転速度の範囲を「共鳴範囲」と称する。   As shown in FIG. 6, the amplitude of the fuel pressure pulsation increases in a specific rotational speed range. This specific rotational speed range is a rotational speed range centered on the engine rotational speed (corresponding to Ne1, Ne2, Ne3 in the figure) corresponding to the resonance frequency of the fuel piping system. In the following description, the engine rotation speed corresponding to the resonance frequency of the fuel piping system is referred to as “pulsation center”, and the engine rotation speed range in which the pulsation of fuel pressure becomes noticeable is referred to as “resonance range”.

本発明者らの実験によれば、目標燃圧P0を300[kPa],400[kPa],530[kPa],644[kPa]と変化させた場合、各共鳴範囲で燃圧が高い方が燃圧脈動の振幅が大きくなることが分かった。特に、低圧燃圧センサ53aのスタック検出はエンジン始動直後に行なわれるために、アイドル回転速度NeX付近に目標エンジン回転速度が設定される場合が多いが、アイドル回転速度NeX付近では目標燃圧を高くすると脈動の振幅が大きくなる。   According to the experiments by the present inventors, when the target fuel pressure P0 is changed to 300 [kPa], 400 [kPa], 530 [kPa], and 644 [kPa], the fuel pressure pulsation is higher when the fuel pressure is higher in each resonance range. It turns out that the amplitude of becomes large. In particular, since the stack detection of the low-pressure fuel pressure sensor 53a is performed immediately after the engine is started, the target engine rotational speed is often set near the idle rotational speed NeX. However, if the target fuel pressure is increased near the idle rotational speed NeX, pulsation occurs. The amplitude of becomes larger.

目標燃圧が高くなるほど燃圧脈動の振幅が大きくなる原因の一つに、低圧燃料配管52aの端部に設けられる高圧ポンプ81において、燃圧が高くなるとパルセーションダンパ92の燃圧脈動を抑制する能力が低下することがある。   One of the causes that the amplitude of the fuel pressure pulsation increases as the target fuel pressure increases. In the high pressure pump 81 provided at the end of the low pressure fuel pipe 52a, the ability of the pulsation damper 92 to suppress the fuel pressure pulsation decreases as the fuel pressure increases. There are things to do.

図7は、パルセーションダンパ92の弾性変形による内部容積変化率および燃圧脈動の振幅と目標燃圧との関係を説明するための図である。図7の横軸には目標燃圧[kPa]が示され、左縦軸には容積変化率[CC/Mpa]が示され、右縦軸には燃圧の脈動振幅[kPa]が示される。   FIG. 7 is a view for explaining the relationship between the target fuel pressure and the internal volume change rate due to elastic deformation of the pulsation damper 92 and the amplitude of the fuel pressure pulsation. The horizontal axis of FIG. 7 shows the target fuel pressure [kPa], the left vertical axis shows the volume change rate [CC / Mpa], and the right vertical axis shows the pulsation amplitude [kPa] of the fuel pressure.

図7を参照して、パルセーションダンパ92による容積変化率が低下するに伴なって燃圧脈動の振幅が大きくなることが分かる。特に、目標燃圧P0が400[kPa]よりも高圧側では、燃圧が高くなるほど容積変化率が低下するため、燃圧脈動の振幅が大きくなっている。   Referring to FIG. 7, it can be seen that the amplitude of the fuel pressure pulsation increases as the volume change rate by the pulsation damper 92 decreases. In particular, when the target fuel pressure P0 is higher than 400 [kPa], the volume change rate decreases as the fuel pressure increases, so the amplitude of the fuel pressure pulsation increases.

なお、300[kPa]〜530[kPa]の燃圧範囲は、通常の運転時に設定される目標燃圧の範囲に相当する。一方、644[kPa]は、上述した燃圧センサのスタック検出を行なうための診断用の燃圧に相当する以外に、エンジン高温再始動時に設定される目標燃圧に相当する。エンジンが高温になることで内部の燃料が気化することを防ぐためである。   The fuel pressure range of 300 [kPa] to 530 [kPa] corresponds to the target fuel pressure range set during normal operation. On the other hand, 644 [kPa] corresponds to the target fuel pressure set at the time of restarting the engine at a high temperature, in addition to the diagnostic fuel pressure for detecting the stack of the fuel pressure sensor described above. This is to prevent the internal fuel from evaporating due to the high temperature of the engine.

(エンジン回転速度の制御)
図8は、燃圧脈動とエンジン回転速度との関係を説明するための図である。図8の横軸にはエンジン回転速度[rpm]が示され、縦軸には目標燃圧P0を300[kPa],400[kPa],530[kPa],644[kPa]と変化させた場合の燃圧センサの検出値[kPa]が示される。
(Control of engine speed)
FIG. 8 is a diagram for explaining the relationship between the fuel pressure pulsation and the engine speed. The horizontal axis of FIG. 8 shows the engine speed [rpm], and the vertical axis shows the case where the target fuel pressure P0 is changed to 300 [kPa], 400 [kPa], 530 [kPa], and 644 [kPa]. The detected value [kPa] of the fuel pressure sensor is shown.

図8の領域RGN1,RGN2,RGN3は、エンジン回転速度Ne1,Ne2,Ne3をそれぞれ脈動中心とする共鳴範囲を示している。上述したように、エンジン回転速度が共鳴範囲内にあるときには、燃圧センサの検出値に脈動成分に起因する変動が顕著に現われる。したがって、これらの共鳴範囲内の回転速度でエンジン10を運転させると、低圧燃料配管系の部品の経時劣化が進行するため、部品の耐久性を低下させてしまう。   Regions RGN1, RGN2, and RGN3 in FIG. 8 indicate resonance ranges having pulsation centers at the engine rotational speeds Ne1, Ne2, and Ne3, respectively. As described above, when the engine rotational speed is within the resonance range, the fluctuation caused by the pulsation component appears significantly in the detection value of the fuel pressure sensor. Therefore, when the engine 10 is operated at a rotation speed within these resonance ranges, the deterioration of the components of the low-pressure fuel piping system with time progresses, thereby reducing the durability of the components.

そこで、本実施の形態では、エンジン要求パワーを出力するための動作点により定まるエンジン目標回転速度が共鳴範囲内にあると判定された場合には、エンジン目標回転速度が共鳴範囲外になるように、エンジン10の動作点を変更する。エンジン回転速度を共鳴範囲外に変更することで、低圧燃料配管系に生じる共鳴を抑制することができる。これにより、燃圧の脈動が低減されるため、部品の耐久性の低下を防止することができる。   Therefore, in the present embodiment, when it is determined that the engine target rotational speed determined by the operating point for outputting the engine required power is within the resonance range, the engine target rotational speed is out of the resonance range. The operating point of the engine 10 is changed. By changing the engine speed outside the resonance range, resonance that occurs in the low-pressure fuel piping system can be suppressed. Thereby, since the pulsation of the fuel pressure is reduced, it is possible to prevent the durability of the component from being lowered.

図9は、本実施の形態におけるエンジン回転速度の制御について説明するための図である。図9の横軸にはエンジン回転速度Neが示され、縦軸にはエンジントルクTeが示される。図1に示したハイブリッド車両1は、モータジェネレータ20,30および動力分割機構40を用いて無段変速を行なうことができる。したがって、車速に対してエンジン回転速度を比較的自由に設定することが可能である。   FIG. 9 is a diagram for explaining the control of the engine rotation speed in the present embodiment. In FIG. 9, the horizontal axis represents the engine rotation speed Ne, and the vertical axis represents the engine torque Te. The hybrid vehicle 1 shown in FIG. 1 can perform continuously variable transmission using the motor generators 20 and 30 and the power split mechanism 40. Therefore, the engine rotation speed can be set relatively freely with respect to the vehicle speed.

図9を参照して、燃費ラインFは、エンジン回転速度NeおよびエンジントルクTeをパラメータとしてエンジン10が最も効率良く(すなわち最適な燃費で)運転可能な動作点を繋ぎ合わせた動作ライン(以下、「最適燃費ライン」という)である。   Referring to FIG. 9, the fuel consumption line F is an operation line (hereinafter referred to as “the fuel efficiency line”) that combines operating points at which the engine 10 can be operated most efficiently (that is, with the optimum fuel consumption) using the engine rotational speed Ne and the engine torque Te as parameters. "Optimum fuel consumption line").

一方、エンジンパワーPEは、エンジン回転速度NeとエンジントルクTeとの積(PE=Ne×Te)であるため、一定のPEを出力とするエンジン10の動作点を示す線(以下、「等パワーライン」という)は、図9に示すような反比例曲線で示される。   On the other hand, the engine power PE is a product of the engine rotational speed Ne and the engine torque Te (PE = Ne × Te). Therefore, a line indicating the operating point of the engine 10 that outputs a constant PE (hereinafter referred to as “equal power”). The line is referred to as an inverse proportional curve as shown in FIG.

エンジンECU141は、最適燃費ラインFと等パワーラインを示す線PEとの交点から、最適燃費回転速度NeAおよび最適燃費トルクTeAを算出する。最適燃費回転速度NeAおよび最適燃費トルクTeAの組合せからなる動作点P0を目標動作点に設定し、これを実現するように点火時期や燃料噴射量を制御することによって、エンジン10は最も効率良くエンジン要求パワーPEを出力することができる。   The engine ECU 141 calculates the optimum fuel consumption rotational speed NeA and the optimum fuel consumption torque TeA from the intersection of the optimum fuel consumption line F and the line PE indicating the equal power line. By setting the operating point P0, which is a combination of the optimal fuel efficiency rotational speed NeA and the optimal fuel efficiency torque TeA, as a target operating point, and controlling the ignition timing and the fuel injection amount so as to realize this, the engine 10 is the most efficient engine. The required power PE can be output.

ここで、最適燃費回転速度NeAが、共鳴範囲(図中のRGN1)である回転速度範囲NL〜NHの内に含まれている場合について検討する。この場合、スタック検出時および高温再始動時において目標燃圧を高くすると、共鳴現象によって低圧デリバリーパイプ53における燃圧の脈動が増大するため、結果的に低圧燃料配管系の部品の耐久性を低下させてしまう。   Here, the case where the optimal fuel efficiency rotational speed NeA is included in the rotational speed range NL to NH that is the resonance range (RGN1 in the figure) will be considered. In this case, if the target fuel pressure is increased at the time of stack detection and high temperature restart, the pulsation of the fuel pressure in the low-pressure delivery pipe 53 increases due to the resonance phenomenon. As a result, the durability of the components of the low-pressure fuel piping system is reduced. End up.

そこで、エンジンECU141は、エンジン回転速度の目標値(目標回転速度)NeTを、最適燃費回転速度NeAから、共鳴範囲(回転速度範囲NL〜NH)から高回転側に外れたエンジン回転速度NeBに変更する(NeB>NeA)。共鳴現象を回避することによって、燃圧の脈動が低圧配管系の部品の耐久性に及ぼす影響を低減できる。   Accordingly, the engine ECU 141 changes the target value (target rotational speed) NeT of the engine rotational speed from the optimum fuel efficiency rotational speed NeA to the engine rotational speed NeB that deviates from the resonance range (rotational speed range NL to NH) to the high rotational side. (NeB> NeA). By avoiding the resonance phenomenon, the influence of the pulsation of the fuel pressure on the durability of the components of the low-pressure piping system can be reduced.

以下、エンジン回転速度の変更を行なうための制御について説明する。
最適燃費回転速度NeAからエンジン回転速度NeBに変更するためには、図9中に矢印A1で示されるように、エンジン動作点を、動作点P0から、最適燃費ラインF上の高回転側の動作点P1にシフトさせる方法がある。この方法によれば、エンジンパワーが増える一方で良好なエネルギ効率でエンジン10を運転させることができる。
Hereinafter, the control for changing the engine speed will be described.
In order to change from the optimal fuel efficiency rotational speed NeA to the engine rotational speed NeB, as shown by an arrow A1 in FIG. 9, the engine operating point is changed from the operating point P0 to the operation on the high speed side on the optimal fuel efficiency line F. There is a method of shifting to the point P1. According to this method, the engine 10 can be operated with good energy efficiency while the engine power is increased.

あるいは、図9中に矢印A2で示されるように、動作点P0を、等パワーラインPE上の高回転側の動作点P2にシフトさせる方法がある。この方法によれば、エンジンパワーが増えないものの、エンジン10のエネルギ効率を低下させてしまう。   Alternatively, as shown by an arrow A2 in FIG. 9, there is a method of shifting the operating point P0 to the operating point P2 on the high rotation side on the equal power line PE. According to this method, although the engine power does not increase, the energy efficiency of the engine 10 is reduced.

図9に示されるように、目標動作点を、動作点P0から動作点P1にシフトさせることで、エンジン要求パワーはPEからPE1に増加する。図9中に点線で示される線PE1は、動作点P1を含む等パワーラインである。エンジンパワーPE1は、エンジン回転速度NeBとエンジントルクTeB1との積である(PE1=NeB×TeB1)。   As shown in FIG. 9, the engine required power increases from PE to PE1 by shifting the target operating point from the operating point P0 to the operating point P1. A line PE1 indicated by a dotted line in FIG. 9 is an equal power line including the operating point P1. The engine power PE1 is a product of the engine speed NeB and the engine torque TeB1 (PE1 = NeB × TeB1).

ハイブリッド車両1において、このエンジン要求パワーの増加分(=PE1−PE)は、バッテリ70の充放電パワーの絶対値(|Pb|)の増加分となる。すなわち、エンジン要求パワーの増加分によってバッテリ70が充電される。詳細には、ハイブリッド車両1では、動力分割機構40のサンギヤSG、キャリアCAおよびリングギヤRGの各回転速度、すなわち、モータジェネレータ20、エンジン10およびモータジェネレータ30の各回転速度は、図10に示すように、共線図において直線で結ばれる関係となる。   In the hybrid vehicle 1, the increase in engine required power (= PE1−PE) is an increase in the absolute value (| Pb |) of the charge / discharge power of the battery 70. That is, the battery 70 is charged by the increase in the engine required power. Specifically, in hybrid vehicle 1, the rotational speeds of sun gear SG, carrier CA and ring gear RG of power split mechanism 40, that is, the rotational speeds of motor generator 20, engine 10 and motor generator 30, are as shown in FIG. In addition, the relationship is connected by a straight line in the alignment chart.

図10の縦線Y1は、サンギヤSGの回転数、すなわちモータジェネレータ20(MG1)の回転速度Nm1を示す。縦線Y2は、キャリアCAの回転速度、すなわちエンジン10の回転速度NEを示す。縦線Y3は、リングギヤRGの回転速度、すなわちモータジェネレータ30(MG2)の回転速度Nm2を示す。なお、縦線Y1〜Y3の間隔は、動力分割機構40のギヤ比ρに応じて定められている。   A vertical line Y1 in FIG. 10 indicates the rotation speed of the sun gear SG, that is, the rotation speed Nm1 of the motor generator 20 (MG1). The vertical line Y2 indicates the rotational speed of the carrier CA, that is, the rotational speed NE of the engine 10. Vertical line Y3 indicates the rotational speed of ring gear RG, that is, rotational speed Nm2 of motor generator 30 (MG2). The intervals between the vertical lines Y1 to Y3 are determined according to the gear ratio ρ of the power split mechanism 40.

図10を参照して、共線図200(実線)は、図9の動作点P0でエンジン10が運転している状態を示している。リングギヤRGの回転速度を一定とした状態で、エンジン10の動作点P0を動作点P1にシフトさせることにより、共線図210(点線)で示されるように、モータジェネレータ20の回転速度Nm1が正方向(図中上方向)に変化する。エンジン10からの出力に対してモータジェネレータ20が負のトルクTm1(エンジン10の回転速度を抑え込む方向のトルク)を出力することによって、発電が行なわれる。   Referring to FIG. 10, collinear chart 200 (solid line) shows a state in which engine 10 is operating at operating point P0 in FIG. By shifting the operating point P0 of the engine 10 to the operating point P1 while keeping the rotational speed of the ring gear RG constant, the rotational speed Nm1 of the motor generator 20 becomes positive as shown in the collinear diagram 210 (dotted line). The direction changes (upward in the figure). The motor generator 20 outputs negative torque Tm1 (torque in a direction that suppresses the rotational speed of the engine 10) with respect to the output from the engine 10 to generate electric power.

リングギヤRGに対しては、モータジェネレータ20の出力トルクTm1に従うエンジン直達トルク(−Tm1/ρ)が伝達されるとともに、モータジェネレータ30からトルクTm2が出力される。エンジン直達トルク(−Tm1/ρ)およびモータジェネレータ30の出力トルクTm2の和によって、アクセル開度および車速に応じて設定された要求トルクが確保される。   Engine direct transmission torque (−Tm1 / ρ) according to output torque Tm1 of motor generator 20 is transmitted to ring gear RG, and torque Tm2 is output from motor generator 30. The required torque set according to the accelerator opening and the vehicle speed is secured by the sum of the engine direct torque (-Tm1 / ρ) and the output torque Tm2 of the motor generator 30.

このとき、バッテリ70には、モータジェネレータ20の出力トルクTm1および回転速度Nm1の積に基づいて演算される消費電力(発電電力)と、モータジェネレータ30の出力トルクTm2および回転速度Nm2の積で演算される消費電力(発電電力)との和が入出力される。すなわち、バッテリ70の充放電パワーPbは、モータジェネレータ20によって入出力される電力(Tm1×Nm1)と、モータジェネレータ30によって入出力される電力(Tm2×Nm2)との和となる(Pb=Tm1×Nm1+Tm2×Nm2)。充放電パワーPbは、バッテリ70を放電する場合にはPb>0になり、バッテリ70を充電する場合にはPb<0になる。   At this time, the battery 70 calculates the power consumption (generated power) calculated based on the product of the output torque Tm1 and the rotational speed Nm1 of the motor generator 20 and the product of the output torque Tm2 and the rotational speed Nm2 of the motor generator 30. The sum of the generated power consumption (generated power) is input / output. That is, the charge / discharge power Pb of the battery 70 is the sum of the power (Tm1 × Nm1) input / output by the motor generator 20 and the power (Tm2 × Nm2) input / output by the motor generator 30 (Pb = Tm1). × Nm1 + Tm2 × Nm2). The charge / discharge power Pb is Pb> 0 when the battery 70 is discharged, and Pb <0 when the battery 70 is charged.

一般的には、バッテリ70の充放電制限のための制約値として放電電力上限値Woutおよび充電電力上限値Winを設定することで、バッテリ70の充放電性能が制限される。放電電力上限値Woutは、放電電力の上限値を示しており、Wout≧0に設定される。Wout=0に設定されたときには、バッテリ70の放電が禁止されることを意味する。同様に、充電電力上限値Winは、充電電力の上限値を示しており、Win≦0に設定される。Win=0に設定されたときには、バッテリ70の充電が禁止されることを意味する。放電電力上限値Woutおよび充電電力上限値Winは、バッテリ70のSOCおよび/または温度に応じて設定される。   Generally, the charging / discharging performance of the battery 70 is limited by setting the discharging power upper limit value Wout and the charging power upper limit value Win as constraint values for limiting charging / discharging of the battery 70. The discharge power upper limit value Wout indicates the upper limit value of the discharge power, and is set to Wout ≧ 0. When Wout = 0 is set, it means that discharging of the battery 70 is prohibited. Similarly, charging power upper limit value Win indicates the upper limit value of charging power, and is set to Win ≦ 0. When Win = 0 is set, it means that charging of the battery 70 is prohibited. Discharge power upper limit value Wout and charge power upper limit value Win are set according to the SOC and / or temperature of battery 70.

図9に示したように、エンジン10の目標動作点を、動作点P0から動作点P1にシフトさせた場合には、モータジェネレータ20が出力する負のトルクTm1の大きさが大きくなるため、モータジェネレータ20の発電電力が増加する。その結果、バッテリ70の充放電パワーPbが充電電力上限値Winを超えてしまう可能性がある。   As shown in FIG. 9, when the target operating point of the engine 10 is shifted from the operating point P0 to the operating point P1, the magnitude of the negative torque Tm1 output from the motor generator 20 increases. The power generated by the generator 20 increases. As a result, the charge / discharge power Pb of the battery 70 may exceed the charge power upper limit Win.

そこで、動作点P1でエンジン10を運転させたときの充放電パワーPbがバッテリ70の充電電力上限値Winを超えてしまう場合には、目標動作点を、動作点P1にシフトさせるのに代えて、動作点P2にシフトさせる。これにより、バッテリ70が過充電となることを回避する。動作点P2にシフトさせる場合、エンジントルクがTeAからTeB2に低下するため、モータジェネレータ20が出力する負のトルクTm1の大きさも小さくなり、結果的にモータジェネレータ20の発電電力が減少する。また、リングギヤRGではエンジン直達トルク(−Tm/ρ)が小さくなるため、要求トルクを確保するためにモータジェネレータ30の出力トルクTm2を大きくすることにより、モータジェネレータ30の消費電力が増加する。この結果、充放電パワーPbがバッテリ70の充電電力上限値Winを超えることが抑制される。   Therefore, when the charge / discharge power Pb when the engine 10 is operated at the operating point P1 exceeds the charging power upper limit value Win of the battery 70, instead of shifting the target operating point to the operating point P1. , Shift to the operating point P2. Thereby, it is avoided that the battery 70 is overcharged. When shifting to the operating point P2, the engine torque decreases from TeA to TeB2, so the magnitude of the negative torque Tm1 output from the motor generator 20 also decreases, and as a result, the generated power of the motor generator 20 decreases. Further, in ring gear RG, the direct engine torque (−Tm / ρ) decreases, so that power consumption of motor generator 30 increases by increasing output torque Tm2 of motor generator 30 to ensure the required torque. As a result, the charge / discharge power Pb is suppressed from exceeding the charge power upper limit value Win of the battery 70.

以上のような制御によって、本実施の形態に係るエンジン回転速度の変更処理が実現される。なお、本実施の形態に係るエンジン回転速度の変更処理は、エンジン10の動作点を移動させるものであるため、エンジン効率の低下を伴なう場合がある。そこで、本実施の形態では、良好な燃費を保ちつつ、低圧燃料配管系の部品の耐久性低下を効果的に抑制するために、部品の経時劣化が進行していると判断された場合において、エンジン回転速度の変更処理を実行する。   By the control as described above, the engine speed changing process according to the present embodiment is realized. In addition, since the engine speed changing process according to the present embodiment moves the operating point of the engine 10, the engine efficiency may be lowered. Therefore, in the present embodiment, in order to effectively suppress deterioration in durability of components of the low-pressure fuel piping system while maintaining good fuel economy, The engine speed changing process is executed.

図11から図13は、本実施の形態に係るエンジン回転速度の変更方法を説明するためのフローチャートである。なお、図11から図13に示すフローチャートは、制御装置100において予め格納したプログラムを実行することで実現できる。   FIG. 11 to FIG. 13 are flowcharts for explaining the engine speed changing method according to the present embodiment. 11 to 13 can be realized by executing a program stored in advance in the control device 100.

図11を参照して、エンジンECU141は、エンジン回転速度の変更処理を実行するか否かを判断するために、低圧燃料配管系の部品の劣化状態を検出する。部品の劣化状態の検出は、低圧燃圧センサ53aの検出値に基づいて行なわれる。具体的には、エンジンECU141は、ステップS01により、低圧燃圧センサ53aの検出値と所定値Pmaxとを比較する。所定値Pmaxは、燃圧の脈動が顕著となるときの低圧燃圧センサ53aの検出値に相当する。エンジンECU141は、検出値と所定値Pmaxとの比較結果に基づいて、部品の耐久性に影響を及ぼす大きさの応力が部品に作用しているかどうかを判定する。所定値Pmaxは、たとえば、スタック検出時または高温再始動時の目標燃圧P0である644[kPa]に、そのときの脈動振幅(100[kPa]程度)を加算した値(744[kPa])に設定される。   Referring to FIG. 11, engine ECU 141 detects the deterioration state of the components of the low-pressure fuel piping system in order to determine whether or not to execute the engine speed changing process. The deterioration state of the component is detected based on the detection value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a. Specifically, engine ECU 141 compares the detected value of low-pressure fuel pressure sensor 53a with predetermined value Pmax in step S01. The predetermined value Pmax corresponds to a detection value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a when the pulsation of the fuel pressure becomes significant. Based on the comparison result between the detected value and the predetermined value Pmax, engine ECU 141 determines whether or not a stress having a magnitude that affects the durability of the component is acting on the component. The predetermined value Pmax is, for example, a value (744 [kPa]) obtained by adding the pulsation amplitude (about 100 [kPa]) to the target fuel pressure P0 at the time of stack detection or high temperature restart to 644 [kPa]. Is set.

燃圧センサの検出値が所定値Pmax以上であると判定された場合(S01のYES判定時)には、エンジンECU141は、ステップS02により、燃圧センサの検出値が所定値Pmax以上となる時間(以下、「燃圧脈動大時間」という)を積算する。燃圧脈動大時間は、部品の劣化が進んでいない時点(たとえば、新品時または部品交換時など)を起点として計算される。燃圧センサの検出値が所定値Pmax以上であると判定されると、当該時点の燃圧脈動大時間の値がインクリメントされる。   When it is determined that the detected value of the fuel pressure sensor is equal to or greater than the predetermined value Pmax (when YES is determined in S01), the engine ECU 141 performs a time period (hereinafter, the detected value of the fuel pressure sensor is equal to or greater than the predetermined value Pmax in step S02). , Referred to as “fuel pressure pulsation large time”). The fuel pressure pulsation long time is calculated from a point in time when the deterioration of the component has not progressed (for example, when it is new or when the component is replaced). When it is determined that the detected value of the fuel pressure sensor is equal to or greater than the predetermined value Pmax, the value of the fuel pressure pulsation large time at that time is incremented.

一方、低圧燃圧センサ53aの検出値が所定値Pmaxより小さい場合(S01のNO判定時)には、ステップS02の処理がスキップされる。   On the other hand, when the detected value of the low-pressure fuel pressure sensor 53a is smaller than the predetermined value Pmax (NO determination in S01), the process of step S02 is skipped.

図12では、低圧燃料配管系の部品の劣化状態の検出結果に応じて、エンジン回転速度の変更処理が実行される。具体的には、エンジンECU141は、ステップS11により、PM−ECU140により指示されたエンジン要求パワーPEから、燃費が最適となるエンジン目標回転速度NeAを算出する。エンジン目標回転速度NeAは、図9の最適燃費ラインFと等パワーラインを示す線PEとの交点に基づいて算出される。   In FIG. 12, the engine speed changing process is executed according to the detection result of the deterioration state of the parts of the low-pressure fuel piping system. Specifically, in step S11, engine ECU 141 calculates engine target rotational speed NeA at which fuel efficiency is optimal from engine required power PE instructed by PM-ECU 140. The engine target rotational speed NeA is calculated based on the intersection of the optimum fuel consumption line F and the line PE indicating the equal power line in FIG.

次に、エンジンECU141は、ステップS12により、図11のステップS02により積算された燃圧脈動大時間が所定値Tth以上であるか否かを判定する。ステップS02における所定値Tthは、低圧燃料配管系の部品の耐久時間に応じて設定される。部品の耐久時間とは、部品の劣化が進んでいない時点から部品に故障が発生する時点までの時間に相当する。すなわち、所定値Tthは、部品が故障する可能性があるか否かを判別するための判別値であり、当該部品の耐久時間より短い時間に設定される。   Next, in step S12, the engine ECU 141 determines whether or not the fuel pressure pulsation large time accumulated in step S02 of FIG. 11 is equal to or greater than a predetermined value Tth. The predetermined value Tth in step S02 is set according to the durability time of the parts of the low-pressure fuel piping system. The endurance time of a component corresponds to the time from the time when the deterioration of the component does not progress to the time when a failure occurs in the component. That is, the predetermined value Tth is a discriminating value for discriminating whether or not there is a possibility that a component will fail, and is set to a time shorter than the durability time of the component.

燃圧脈動大時間が所定値Tth以上であると判定された場合(S12のYES判定時)には、エンジンECU141は、燃圧に顕著な脈動が生じることで部品が故障する可能性が高いと判断する。したがって、エンジンECU141は、低圧燃料配管系に共鳴が発生するのを抑制するために、エンジン回転速度の変更処理を実行する。   When it is determined that the large fuel pressure pulsation time is equal to or greater than the predetermined value Tth (YES determination in S12), the engine ECU 141 determines that there is a high possibility that the component will fail due to a significant pulsation in the fuel pressure. . Therefore, the engine ECU 141 executes an engine speed changing process in order to suppress the occurrence of resonance in the low-pressure fuel piping system.

具体的には、エンジンECU141は、まず、低圧デリバリーパイプ53の目標燃圧が所定値以上であるか否かを判定する。所定値は、燃圧に顕著な脈動が発生するか否かを判定するための判定値であり、たとえば、スタック検出時または高温再始動時の目標燃圧(たとえば、644[kPa])に設定される。   Specifically, the engine ECU 141 first determines whether or not the target fuel pressure of the low pressure delivery pipe 53 is greater than or equal to a predetermined value. The predetermined value is a determination value for determining whether or not a significant pulsation occurs in the fuel pressure, and is set to a target fuel pressure (for example, 644 [kPa]) at the time of stack detection or high temperature restart, for example. .

ステップS13にて目標燃圧が所定値以上であると判定された場合(S13のYES判定時)には、エンジンECU141は、ステップS14により、エンジン目標回転速度NeAが共鳴範囲内であるか否かを判定する。共鳴範囲は、図89に示される領域RGN1,RGN2,RGN3に対応しており、たとえば、燃料配管系の共鳴周波数に対応するエンジン回転速度(脈動中心)から±150[rpm]の回転速度範囲である。   If it is determined in step S13 that the target fuel pressure is equal to or greater than the predetermined value (YES in S13), the engine ECU 141 determines in step S14 whether or not the engine target rotational speed NeA is within the resonance range. judge. The resonance range corresponds to the regions RGN1, RGN2, and RGN3 shown in FIG. 89. For example, the resonance range is within a rotational speed range of ± 150 [rpm] from the engine rotational speed (pulsation center) corresponding to the resonant frequency of the fuel piping system. is there.

ステップS14にてエンジン回転速度NeAが共鳴範囲内であると判定された場合(S14にてYES判定時)には、エンジンECU141は、ステップS15に進み、共鳴範囲から外れるようにエンジン目標回転速度NeTを変更する。このとき、エンジンECU141は、エンジン目標回転速度NeTを、エンジン目標回転速度NeAから、共鳴範囲から高回転側に外れたエンジン目標回転速度NeBに変更する。たとえば、共鳴範囲が脈動中心±150[rpm]である場合には、エンジン目標回転速度NeAを、共鳴範囲の幅に相当する300[rpm]だけ高回転側にシフトさせることにより、エンジン目標回転速度NeTが共鳴範囲から外れる。   If it is determined in step S14 that the engine rotational speed NeA is within the resonance range (YES determination in S14), the engine ECU 141 proceeds to step S15, and the engine target rotational speed NeT is set so as to be out of the resonance range. To change. At this time, the engine ECU 141 changes the engine target rotation speed NeT from the engine target rotation speed NeA to the engine target rotation speed NeB that deviates from the resonance range to the high rotation side. For example, when the resonance range is the pulsation center ± 150 [rpm], the engine target rotation speed NeA is shifted to the high rotation side by 300 [rpm] corresponding to the width of the resonance range, thereby obtaining the engine target rotation speed. NeT deviates from the resonance range.

一方、燃圧脈動大時間が所定値Tthより短い場合(S12のNO判定時)、目標燃圧が所定値より低い場合(S13のNO判定時)、または、エンジン目標回転速度NeAが共鳴範囲内にないと判定された場合(S14のNO判定時)には、エンジンECU141は、ステップS16に進み、エンジン目標回転速度NeTとしてエンジン目標回転速度NeAをそのまま採用する。   On the other hand, when the fuel pressure pulsation large time is shorter than the predetermined value Tth (NO in S12), the target fuel pressure is lower than the predetermined value (NO in S13), or the engine target rotational speed NeA is not within the resonance range. If it is determined (NO determination in S14), the engine ECU 141 proceeds to step S16, and adopts the engine target rotation speed NeA as it is as the engine target rotation speed NeT.

ステップS15またはS16においてエンジン目標回転速度NeTが決定されると、制御はメインルーチンに戻される。その後、エンジン目標回転速度NeTとなるようにエンジン10が制御される。   When the engine target rotational speed NeT is determined in step S15 or S16, the control is returned to the main routine. Thereafter, the engine 10 is controlled to achieve the engine target rotational speed NeT.

図13を参照して、図12のステップS15の処理(エンジン回転速度の変更処理)の詳細を説明する。   With reference to FIG. 13, details of the process in step S15 of FIG. 12 (engine speed changing process) will be described.

エンジンECU141は、エンジン目標回転速度NeTとして、共鳴範囲外のエンジン目標回転速度NeBが決定されると、ステップS21により、図9に示す最適燃費ラインF上でエンジン目標回転速度NeBに対応する動作点(図9中の動作点P1に対応)を設定する。   When the engine target rotational speed NeB outside the resonance range is determined as the engine target rotational speed NeT, the engine ECU 141 operates in step S21 to correspond to the engine target rotational speed NeB on the optimum fuel consumption line F shown in FIG. (Corresponding to the operating point P1 in FIG. 9) is set.

さらに、エンジンECU141は、ステップS22により、図9に示す等パワーラインPE上でエンジン目標回転速度NeBに対応する動作点(図9中の動作点P2に対応)を設定する。   Further, in step S22, engine ECU 141 sets an operating point (corresponding to operating point P2 in FIG. 9) corresponding to engine target rotational speed NeB on equal power line PE shown in FIG.

次に、エンジンECU141は、ステップS23により、動作点P1(エンジン回転速度NeBおよびエンジントルクTeB1)でエンジン10を動作させた場合を想定し、この場合におけるバッテリ70の充放電パワーPbを算出する。充放電パワーPbは、モータジェネレータ20によって入出力される電力(Tm1×Nm1)と、モータジェネレータ30によって入出力される電力(Tm2×Nm2)との和となる(Pb=Tm1×Nm1+Tm2×Nm2)。   Next, in step S23, engine ECU 141 assumes a case where engine 10 is operated at operating point P1 (engine rotational speed NeB and engine torque TeB1), and calculates charging / discharging power Pb of battery 70 in this case. The charge / discharge power Pb is the sum of the power (Tm1 × Nm1) input / output by the motor generator 20 and the power (Tm2 × Nm2) input / output by the motor generator 30 (Pb = Tm1 × Nm1 + Tm2 × Nm2). .

PM−ECU140では、ステップS24により、バッテリECU143により演算されたバッテリ70のSOCおよび/または、バッテリ70の温度に応じて、バッテリ70の充電電力上限値Winおよび放電電力上限値Woutが設定される。   In PM-ECU 140, in step S24, charging power upper limit value Win and discharging power upper limit value Wout of battery 70 are set in accordance with the SOC of battery 70 calculated by battery ECU 143 and / or the temperature of battery 70.

エンジンECU141は、ステップS25により、動作点P1でエンジン10を動作させたときの充放電パワーPbがバッテリ70の充放電制限(Win〜Wout)の範囲内にあるか否かを判定する。   In step S25, the engine ECU 141 determines whether or not the charge / discharge power Pb when the engine 10 is operated at the operating point P1 is within the range of the charge / discharge limit (Win to Wout) of the battery 70.

充放電パワーPbがバッテリ70のWin〜Woutの範囲内にあると判定された場合(S25のYES判定時)には、エンジンECU141は、ステップS26に進み、エンジン10の目標動作点を動作点P1に設定する。そして、エンジン10が動作点P1(エンジン回転速度NeBおよびエンジントルクTeB1)で動作するように、エンジン10の運転状態を制御する。   When it is determined that the charge / discharge power Pb is within the range of Win to Wout of the battery 70 (when YES is determined in S25), the engine ECU 141 proceeds to step S26 and sets the target operating point of the engine 10 as the operating point P1. Set to. Then, the operating state of the engine 10 is controlled so that the engine 10 operates at the operating point P1 (engine rotational speed NeB and engine torque TeB1).

これに対して、充放電パワーPbがバッテリ70のWin〜Woutの範囲を超えると判定された場合(S25のNO判定時)には、エンジンECU141は、ステップS27に進み、目標動作点を動作点P2に設定する。そして、エンジン10が動作点P2(エンジン回転速度NeBおよびエンジントルクTeB2)で動作するように、エンジン10の運転状態を制御する。   On the other hand, when it is determined that the charge / discharge power Pb exceeds the range of Win to Wout of the battery 70 (NO determination in S25), the engine ECU 141 proceeds to step S27 and sets the target operating point as the operating point. Set to P2. Then, the operating state of the engine 10 is controlled so that the engine 10 operates at the operating point P2 (engine rotational speed NeB and engine torque TeB2).

以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン10の目標動作点により定まるエンジン目標回転速度が共鳴範囲内にあると判定された場合には、エンジン目標回転速度が共鳴範囲外になるように、目標動作点を変更する。これにより、エンジン回転速度が共鳴範囲外に変更されるため、低圧燃料配管系に生じる共鳴を抑制することができる。この結果、低圧燃料配管系における燃圧の脈動が低減されるため、部品の耐久性の低下を防止することができる。   As described above, according to the present embodiment, when it is determined that the engine target rotational speed determined by the target operating point of engine 10 is within the resonance range, the engine target rotational speed is out of the resonance range. Thus, the target operating point is changed. As a result, the engine speed is changed outside the resonance range, so that resonance occurring in the low-pressure fuel piping system can be suppressed. As a result, the pulsation of the fuel pressure in the low-pressure fuel piping system is reduced, so that it is possible to prevent the durability of the parts from being lowered.

また、低圧燃料配管系の部品の経時劣化が進行していると判断された場合において、エンジン回転速度の変更処理を実行することにより、良好な燃費を保ちつつ、当該部品の耐久性低下を効果的に抑制することができる。   In addition, when it is determined that the deterioration of the parts of the low-pressure fuel piping system with time has progressed, it is possible to reduce the durability of the parts while maintaining good fuel efficiency by executing the engine speed changing process. Can be suppressed.

[変形例]
上記の実施の形態では、エンジン回転速度の変更処理として、エンジン目標回転速度を、最適燃費回転速度から、共鳴範囲から高回転側に外れたエンジン回転速度に変更する構成について例示したが、共鳴範囲から低回転側に外れたエンジン回転速度に変更する構成としてもよい。
[Modification]
In the above-described embodiment, as the engine speed changing process, the engine target speed is changed from the optimum fuel consumption speed to the engine speed deviating from the resonance range to the high speed side. It is good also as a structure which changes to the engine speed which deviated from the low rotation side from.

図14は、本実施の形態の変形例における、エンジン回転速度の制御について説明するための図である。図14の横軸にはエンジン回転速度Neが示され、縦軸にはエンジントルクTeが示される。   FIG. 14 is a diagram for describing control of engine rotation speed in a modification of the present embodiment. The horizontal axis of FIG. 14 shows the engine rotational speed Ne, and the vertical axis shows the engine torque Te.

図14を参照して、最適燃費回転速度NeAが、共鳴範囲(図中のRGN2)である回転速度範囲NL〜NHの内に含まれている場合には、エンジンECU141は、エンジン目標回転速度NeTを、最適燃費回転速度NeAから、共鳴範囲から低回転側に外れたエンジン回転速度NeB3に変更する(NeB3<NeA)。   Referring to FIG. 14, when the optimum fuel efficiency rotational speed NeA is included in the rotational speed range NL to NH that is the resonance range (RGN2 in the figure), the engine ECU 141 determines that the engine target rotational speed NeT Is changed from the optimum fuel efficiency rotation speed NeA to the engine rotation speed NeB3 deviating from the resonance range to the low rotation side (NeB3 <NeA).

具体的には、図14中に矢印A3で示されるように、目標動作点を、動作点P0から、最適燃費ラインF上の低回転側の動作点P3にシフトさせる。目標動作点を、動作点P0から動作点P3にシフトさせることで、エンジン要求パワーはPEからPE3に減少する。図14中に点線で示される線PE3は、動作点P3を含む等パワーラインである。エンジンパワーPE3は、エンジン回転速度NeBとエンジントルクTeB1との積である(PE1=NeB3×TeB3)。   Specifically, as indicated by an arrow A3 in FIG. 14, the target operating point is shifted from the operating point P0 to the operating point P3 on the low speed side on the optimum fuel consumption line F. By shifting the target operating point from the operating point P0 to the operating point P3, the engine required power decreases from PE to PE3. A line PE3 indicated by a dotted line in FIG. 14 is an equal power line including the operating point P3. The engine power PE3 is a product of the engine rotation speed NeB and the engine torque TeB1 (PE1 = NeB3 × TeB3).

本変形例では、このエンジン要求パワーの減少分(=PE3−PE)を、バッテリ70の充放電パワー|Pb|の減少分とする。PM−ECU140は、バッテリ70のSOC制御のための充放電要求パワーPb*を設定する。充放電要求パワーPb*は、バッテリ70の放電を促す場合にはPb*>0に設定され、バッテリ70の充電を促す場合にはPb*<0に設定される。なお、エンジン要求パワーPEは、ハイブリッド車両1の走行に必要なパワー(走行パワー)Pr*と、充放電要求パワーPb*との和で示される(PE=Pr*−Pb*)。   In the present modification, this reduction in engine required power (= PE3-PE) is taken as a reduction in charge / discharge power | Pb | PM-ECU 140 sets charge / discharge required power Pb * for SOC control of battery 70. The charge / discharge required power Pb * is set to Pb *> 0 when prompting to discharge the battery 70, and set to Pb * <0 when prompting the battery 70 to be charged. The engine required power PE is indicated by the sum of the power (travel power) Pr * required for traveling of the hybrid vehicle 1 and the charge / discharge required power Pb * (PE = Pr * −Pb *).

SOC制御では、バッテリ70のSOCをSOC目標値に近付けるように、充放電要求パワーPb*が設定される。すなわち、SOCがSOC目標値よりも低いと、Pb*<0に設定されることにより、エンジン要求パワーPEは、走行パワーPrよりも大きくなる。反対に、SOCがSOC目標値よりも高いと、Pb*>0に設定されることにより、エンジン要求パワーPEは、走行パワーPrよりも小さくなる。   In the SOC control, the charge / discharge required power Pb * is set so that the SOC of the battery 70 approaches the SOC target value. That is, when the SOC is lower than the SOC target value, the engine required power PE becomes larger than the traveling power Pr by setting Pb * <0. On the contrary, if the SOC is higher than the SOC target value, the engine required power PE becomes smaller than the traveling power Pr by setting Pb *> 0.

上述のように、目標動作点を、動作点P0から動作点P3にシフトさせる場合には、通常時のSOC制御に比べて、同一のSOC偏差(SOC目標値に対するSOCの不足量)に対する充放電要求パワーPb*の絶対値(|Pb*|)が小さくなるように、充放電要求パワーPb*(Pb*<0)が設定される。本変形例によれば、目標動作点を等パワーライン上を高回転側にシフトさせる場合(図9の矢印A2の場合)と比較して、|Pb*|の縮小によりバッテリ70の充電量が減少するものの、エンジン10のエネルギ効率の低下を抑制することができる。   As described above, when the target operating point is shifted from the operating point P0 to the operating point P3, charging / discharging with respect to the same SOC deviation (insufficient SOC with respect to the SOC target value) compared to normal SOC control. Charge / discharge required power Pb * (Pb * <0) is set so that the absolute value (| Pb * |) of required power Pb * is reduced. According to this modification, compared with the case where the target operating point is shifted to the high rotation side on the equal power line (in the case of the arrow A2 in FIG. 9), the charge amount of the battery 70 is reduced by | Pb * | Although it decreases, a decrease in the energy efficiency of the engine 10 can be suppressed.

再び図8を参照して、エンジン目標回転速度が領域RGN2またはRGN3に示す共鳴範囲にある場合には、目標動作点を、最適燃費動作点P0から最適燃費ラインF上の高回転側の動作点P1(図9)にシフトさせる方法と、等パワーラインPE上の高回転側の動作点P2(図9)にシフトさせる方法と、最適燃費ラインF上の低回転側の動作点P3(図14)にシフトさせる方法とがある。バッテリ70の充放電制限(充電電力上限値Winおよび放電電力上限値Wout)およびエンジン10のエネルギ効率に応じて、これら3つの方法のうちのいずれを選択することにより、バッテリ70のSOC制御およびエンジン10のエネルギ効率に影響を与えずに、低圧燃料配管系における燃圧の脈動を低減することが可能となる。   Referring to FIG. 8 again, when the engine target rotational speed is in the resonance range shown in region RGN2 or RGN3, the target operating point is set to the operating point on the high speed side on the optimal fuel consumption line F from the optimal fuel consumption operating point P0. A method of shifting to P1 (FIG. 9), a method of shifting to the operating point P2 on the high revolution side on the equal power line PE (FIG. 9), and an operating point P3 on the low revolution side on the optimum fuel consumption line F (FIG. 14). ) To shift. The SOC control of the battery 70 and the engine are selected by selecting any one of these three methods according to the charge / discharge limit (the charge power upper limit value Win and the discharge power upper limit value Wout) of the battery 70 and the energy efficiency of the engine 10. It is possible to reduce the pulsation of the fuel pressure in the low pressure fuel piping system without affecting the energy efficiency of 10.

なお、図1で示したハイブリッド車両1は、シリーズ・パラレル型のハイブリッド車両であり、エンジン10およびモータジェネレータ30の少なくとも一方を駆動源として走行可能に構成されるものであったが、他の方式のハイブリッド車両であっても本発明を適用可能である。すなわち、本発明は、エンジンの出力によって蓄電装置のSOCを増加できる構成を具備するハイブリッド車両に対して共通に適用することができる。   The hybrid vehicle 1 shown in FIG. 1 is a series / parallel type hybrid vehicle, and is configured to be able to travel using at least one of the engine 10 and the motor generator 30 as a drive source. The present invention can be applied to any hybrid vehicle. In other words, the present invention can be commonly applied to hybrid vehicles having a configuration in which the SOC of the power storage device can be increased by the output of the engine.

また、図2では、筒内噴射弁とポート噴射弁とを有するエンジンを例示したが、本発明は、筒内噴射弁が無くポート噴射弁のみを有するエンジンに適用することも可能である。   Moreover, although the engine which has a cylinder injection valve and a port injection valve was illustrated in FIG. 2, this invention can also be applied to the engine which does not have a cylinder injection valve but has only a port injection valve.

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

1 ハイブリッド車両、10 エンジン、11 シリンダ、15 燃料供給装置、16 回転軸、20,30 モータジェネレータ、21 吸気ポート、36 吸気マニホールド、40 動力分割機構、50 低圧燃料供給機構、51 燃料圧送部、52,52a 低圧燃料配管、53 低圧デリバリーパイプ、53a 低圧燃圧センサ、54 ポート噴射弁、54a,84a 噴孔部、58 リダクション機構、62 駆動輪、70 バッテリ、80 高圧燃料供給機構、81 高圧ポンプ、82 高圧燃料配管、82a チェック弁、83a 高圧デリバリーパイプ、84 筒内噴射弁、90 上流側管、91 下流側管、92 パルセーションダンパ、93 高圧ポンプ本体、94 電磁スピル弁、100 制御装置、140 PM−ECU、141 エンジンECU、142 モータECU、143 バッテリECU、511 燃料タンク、512 フィードポンプ、513 サクションフィルタ、514 燃料フィルタ、515 リリーフ弁、516 燃料配管、931 ポンプハウジング、931a 加圧室、932 プランジャ、933 カムシャフト、933a カム、934 フォロアリフタ、935 ばね。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hybrid vehicle, 10 Engine, 11 Cylinder, 15 Fuel supply apparatus, 16 Rotating shaft, 20, 30 Motor generator, 21 Intake port, 36 Intake manifold, 40 Power split mechanism, 50 Low pressure fuel supply mechanism, 51 Fuel pumping part, 52 , 52a Low pressure fuel pipe, 53 Low pressure delivery pipe, 53a Low pressure fuel pressure sensor, 54 port injection valve, 54a, 84a Injection hole, 58 Reduction mechanism, 62 Drive wheel, 70 Battery, 80 High pressure fuel supply mechanism, 81 High pressure pump, 82 High pressure fuel piping, 82a Check valve, 83a High pressure delivery pipe, 84 In-cylinder injection valve, 90 Upstream side pipe, 91 Downstream side pipe, 92 Pulsation damper, 93 High pressure pump body, 94 Electromagnetic spill valve, 100 Control device, 140 PM -ECU, 141 engine ECU, 142 Motor ECU, 143 Battery ECU, 511 Fuel tank, 512 Feed pump, 513 Suction filter, 514 Fuel filter, 515 Relief valve, 516 Fuel piping, 931 Pump housing, 931a Pressure chamber, 932 Plunger, 933 Camshaft, 933a cam, 934 follower lifter, 935 spring.

Claims (1)

エンジンと、
蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生する電動機と、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給装置と、
前記エンジン、前記電動機および前記燃料供給装置を制御する制御装置とを備え、
前記燃料供給装置は、
吸気通路に噴射するための燃料を貯留する貯留部と、
燃料を加圧して前記貯留部に供給するフィードポンプと、
筒内に噴射するための燃料を貯留する高圧貯留部と、
前記エンジンの回転に応じて駆動され、燃料を加圧して前記高圧貯留部に供給する高圧ポンプとを含み、
前記貯留部に貯留される燃料の圧力は、前記高圧貯留部に貯留される燃料の圧力よりも低く設定され、
前記制御装置は、車両走行に要求される走行パワーと前記蓄電装置のSOCを制御するための前記蓄電装置の充放電パワーとの和に従って前記エンジンの出力パワーを制御するとともに、前記貯留部に貯留される燃料の圧力が目標燃圧になるように前記フィードポンプを制御するように構成され、
前記制御装置は、
前記エンジンに要求されるパワーを出力するための動作点により定まる前記エンジンの目標回転速度が、前記貯留部に共鳴現象を発生し得る共鳴範囲内にあると判定された場合には、前記目標回転速度が前記共鳴範囲外になるように、前記エンジンの効率に従って予め設定される最適動作線上、または、エンジン出力パワーが同一となる動作点の集合である等パワー線上に沿って、前記エンジンの動作点を変更する、ハイブリッド車両。
Engine,
A power storage device;
An electric motor that generates a vehicle driving force by electric power from the power storage device;
A fuel supply device for supplying fuel to the engine;
A control device for controlling the engine, the electric motor and the fuel supply device;
The fuel supply device includes:
A reservoir for storing fuel for injection into the intake passage;
A feed pump that pressurizes and supplies fuel to the reservoir;
A high-pressure reservoir that stores fuel for injection into the cylinder;
A high-pressure pump that is driven in accordance with the rotation of the engine, pressurizes the fuel, and supplies the fuel to the high-pressure reservoir.
The pressure of the fuel stored in the storage part is set lower than the pressure of the fuel stored in the high-pressure storage part,
The control device controls the output power of the engine according to the sum of the traveling power required for vehicle travel and the charge / discharge power of the power storage device for controlling the SOC of the power storage device, and stores in the storage section. Configured to control the feed pump so that the pressure of the fuel to be achieved becomes a target fuel pressure,
The controller is
When it is determined that the target rotational speed of the engine determined by the operating point for outputting the power required for the engine is within a resonance range in which a resonance phenomenon can occur in the reservoir, the target rotational speed Operation of the engine along an optimal operating line that is preset according to the efficiency of the engine so that the speed is out of the resonance range, or along an equal power line that is a set of operating points at which the engine output power is the same. A hybrid vehicle that changes points.
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