JP2016200081A - Engine device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジン装置に関する。 The present invention relates to an engine device.
従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの目標トルクと、目標トルクおよび目標効率に基づく目標吸入空気量を用いてエンジンを制御したときのエンジンの推定トルクと、の比としてトルク効率を演算し、演算したトルク効率に基づいて点火時期を補正するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このエンジン装置では、触媒暖機が要求されているときには、目標効率に値1よりも小さい値を設定することにより、トルク効率が値1よりも小さい値になり、点火時期が最適点火時期よりも遅角側にされ、触媒の暖機が促進される。 Conventionally, in this type of engine device, the torque efficiency is calculated as a ratio between the target torque of the engine and the estimated torque of the engine when the engine is controlled using the target intake air amount based on the target torque and the target efficiency. There has been proposed one that corrects the ignition timing based on the calculated torque efficiency (see, for example, Patent Document 1). In this engine apparatus, when the catalyst warm-up is required, the target efficiency is set to a value smaller than the value 1 so that the torque efficiency becomes smaller than the value 1 and the ignition timing is set higher than the optimal ignition timing. The retarded angle is set to promote catalyst warm-up.
エンジンを始動してアイドル運転を行なってから触媒暖機運転を行なう際において、基本的に、アイドル運転に適したトルク効率と触媒暖機に適したトルク効率とは異なる。これに起因して、アイドル運転から触媒暖機運転に移行する際に、トルク効率が急変すると、点火時期が急変し、それに伴ってエンジンのトルク変動が発生することがある。 When the catalyst warm-up operation is performed after the engine is started and the idle operation is performed, the torque efficiency suitable for the idle operation is basically different from the torque efficiency suitable for the catalyst warm-up. As a result, when the torque efficiency changes suddenly when shifting from the idle operation to the catalyst warm-up operation, the ignition timing changes suddenly, and accordingly, engine torque fluctuations may occur.
本発明のエンジン装置は、エンジンを始動してアイドル運転を行なってから触媒を暖機するための触媒暖機運転を行なう際に、点火時期が急変してこれに伴うトルク変動が発生するのを抑制することを主目的とする。 In the engine device of the present invention, when the catalyst warm-up operation for warming up the catalyst is performed after the engine is started and the idling operation is performed, the ignition timing is suddenly changed, and the torque fluctuation associated therewith is generated. The main purpose is to suppress.
本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The engine device of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のエンジン装置は、
エンジンと、
前記エンジンの排気を浄化する触媒を有する浄化装置と、
前記エンジンの要求トルクを、該エンジンの点火時期を最適点火時期としたときの該エンジンの推定トルクで、除した値として定義される要求効率に応じて点火時期を調節しながら前記エンジンを制御する制御手段と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御手段は、前記エンジンを始動してアイドル運転を行なってから前記触媒を暖機するための触媒暖機運転を行なう際には、前記触媒暖機運転の開始時の前記要求効率の値を、前記アイドル運転の終了時の前記要求効率の値とする手段である、
ことを要旨とする。
The engine device of the present invention is
Engine,
A purification device having a catalyst for purifying the exhaust of the engine;
The engine is controlled while adjusting the ignition timing according to the required efficiency defined as a value obtained by dividing the required torque of the engine by the estimated torque of the engine when the ignition timing of the engine is the optimum ignition timing. Control means;
An engine device comprising:
When performing the catalyst warm-up operation for warming up the catalyst after starting the engine and performing the idle operation, the control means sets the value of the required efficiency at the start of the catalyst warm-up operation. , Means for setting the required efficiency value at the end of the idle operation.
This is the gist.
この本発明のエンジン装置では、エンジンの要求トルクを、エンジンの点火時期を最適点火時期としたときのエンジンの推定トルクで、除した値として定義される要求効率に応じて点火時期を調節しながらエンジンを制御する。こうした制御を行なうものにおいて、エンジンを始動してアイドル運転を行なってから触媒を暖機するための触媒暖機運転を行なう際には、触媒暖機運転の開始時の要求効率の値を、アイドル運転の終了時の要求効率の値とする。これにより、アイドル運転から触媒暖機運転に移行する際に、要求効率が急変するのを抑制することができる。この結果、点火時期が急変するのを抑制することができ、点火時期の急変に伴うエンジンのトルク変動の発生を抑制することができる。 In the engine device of the present invention, while adjusting the ignition timing according to the required efficiency defined as a value obtained by dividing the required torque of the engine by the estimated torque of the engine when the ignition timing of the engine is the optimum ignition timing, Control the engine. In such a control, when performing the catalyst warm-up operation for warming up the catalyst after starting the engine and performing the idle operation, the value of the required efficiency at the start of the catalyst warm-up operation is set to The required efficiency at the end of operation. Thereby, when shifting from idle operation to catalyst warm-up operation, it is possible to suppress the required efficiency from changing suddenly. As a result, it is possible to suppress sudden changes in the ignition timing, and it is possible to suppress the occurrence of engine torque fluctuations accompanying sudden changes in the ignition timing.
こうした本発明のエンジン装置において、前記制御手段は、前記エンジンを始動してアイドル運転を行なうときには、前記アイドル運転用の前記要求効率を用いて点火時期を調節し、前記触媒暖機運転を行なうときには、前記触媒暖機運転用の前記要求効率を用いて点火時期を調節する手段であり、更に、前記制御手段は、前記触媒暖機運転用の前記要求効率の初期値に前記アイドル運転用の前記要求効率の最終値を設定する手段である、ものとしてもよい。 In such an engine apparatus of the present invention, the control means adjusts the ignition timing using the required efficiency for the idle operation when performing the idle operation by starting the engine, and when performing the catalyst warm-up operation. , Means for adjusting the ignition timing using the required efficiency for the catalyst warm-up operation, and the control means sets the initial value of the required efficiency for the catalyst warm-up operation to the initial value for the idle operation. It may be a means for setting a final value of the required efficiency.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などの燃料を用いて吸気・圧縮・膨張・排気の4行程を1サイクルとして動力を出力する内燃機関として構成されている。図2は、エンジン22の構成の概略を示す構成図である。エンジン22は、図示するように、エアクリーナ122によって清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126から燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入する。そして、吸入した混合気を点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)134aを有する浄化装置134を介して外気に排出される。排気は、外気に排出されるだけでなく、排気を吸気に還流する排気再循環装置(以下、「EGR(Exhaust Gas Recirculation)システム」という)180を介して吸気側に供給される。EGRシステム180は、EGR管182と、EGRバルブ184と、を備える。EGR管182は、浄化装置134の後段に接続されており、排気を吸気側のサージタンクに供給するために用いられる。EGRバルブ184は、EGR管182に配置されており、ステッピングモータ183によって駆動される。このEGRシステム180は、EGRバルブ184の開度を調節することにより、不燃焼ガスとしての排気の還流量を調節して吸気側に還流する。エンジン22は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。
The
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランク角θcr。エンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Tw。吸気バルブ128を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカム角θci,θco。スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットル開度TH。吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa。吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温Ta。吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ170からの吸気圧Pin。浄化装置134の浄化触媒134aの温度を検出する温度センサ134bからの触媒温度Tc。空燃比センサ135aからの空燃比AF。酸素センサ135bからの酸素信号O2。シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ172からのノック信号Ks。EGRバルブ184の開度を検出するEGRバルブ開度センサ185からのEGRバルブ開度EV。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動制御信号。燃料噴射弁126への駆動制御信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への駆動制御信号。EGRバルブ184の開度を調節するステッピングモータ183への駆動制御信号。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。また、エンジンECU24は、クランク角θcrに対する吸気バルブ128のインテークカムシャフトのカム角θciの角度(θci−θcr)に基づいて、吸気バルブ128の開閉タイミングVTを演算している。さらに、エンジンECU24は、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて、エンジン22の負荷としての体積効率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算している。
The operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、エンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によってインバータ41,42の図示しないスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and the rotor is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2。モータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
Although not shown, the
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、インバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりする。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。 The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and exchanges electric power with the motors MG1 and MG2 via the inverters 41 and 42. The battery 50 is managed by a battery electronic control unit (hereinafter referred to as “battery ECU”) 52.
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。バッテリ50の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Vb。バッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ib。バッテリ50に取り付けられた温度センサからの電池温度Tb。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU70に出力する。バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいて入出力制限Win,Woutを演算したりしている。入出力制限Win,Woutは、バッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号。シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP。アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc。ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP。車速センサ88からの車速V。HVECU70は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1,MG2とを運転制御する。エンジン22とモータMG1,MG2との運転モードとしては、以下の(A1)〜(A3)のモードがある。
(A1)トルク変換運転モード:要求動力に対応する動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に、エンジン22から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード。
(A2)充放電運転モード:要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に、エンジン22から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ50の充放電を伴ってプラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード。
(A3)モータ運転モード:エンジン22の運転を停止して、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG2を駆動制御するモード。
In the
(A1) Torque conversion operation mode: The operation of the
(A2) Charging / discharging operation mode: The
(A3) Motor operation mode: A mode in which the operation of the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、エンジン22を始動してアイドル運転を行なってから触媒暖機運転を行なう際の動作について説明する。ここで、エンジン22の始動は、モータMG1によってエンジン22をクランキングし、エンジン22の回転数Neが運転開始回転数Nst(例えば、800rpm,900rpm,1000rpmなど)以上に至ったときに、エンジン22の燃料噴射,点火を開始することによって行なわれる。また、触媒暖機運転は、温度センサ134bからの触媒温度Tcが浄化触媒134aの活性化温度Tcact(例えば、400℃,420℃,450℃など)未満のときに、点火時期ITを最適点火時期MBT(Minimum advance for Best Torque)よりも遅角側として浄化触媒134aの暖機を促進させるために行なわれる。
Next, the operation of the
図3は、実施例のエンジンECU24によって実行されるエンジン制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン22の始動が指示されたときに実行される。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an engine control routine executed by the
エンジン制御ルーチンが実行されると、エンジンECU24は、まず、アイドル運転用のトルクTeiscをエンジン22の要求トルクTetagに設定する(ステップS100)。ここで、アイドル運転用のトルクTeiscは、エンジン22がアイドル運転用の回転数Nisc1(例えば、1000rpm,1100rm,1200rpmなど)で回転するときのエンジン22のフリクショントルクと略釣り合うトルクであり、例えば、12Nm,15Nm,18Nmなどが用いられる。なお、トルクTeiscは、所定値(固定値)を用いるものとしてもよいし、水温センサ142からの冷却水温Tw,外気温センサからの外気温Toutなどに基づく値を用いるものとしてもよい。
When the engine control routine is executed, the
続いて、エンジン22の要求トルクTetag(=Teisc)を要求トルクTetagとエンジン22のアイドル運転を行なうときの点火遅角分のトルクΔTeとの和(Tetag+ΔTe)で除してアイドル運転用の要求効率ηiscを設定する(ステップS110)。ここで、アイドル運転用の要求効率ηiscおよび後述の触媒暖機運転用の要求効率ηcwは、要求トルクTetagを、エンジン22の点火時期ITを最適点火時期MBTとしてエンジン22を制御するときのエンジン22の推定トルクで、除した値として定義され、エンジン22の点火時期ITの調節に用いられる。また、トルクΔTeは、例えば、2Nm,3Nm,4Nmなどが用いられる。なお、トルクΔTeは、所定値(固定値)を用いるものとしてもよいし、水温センサ142からの冷却水温Tw,外気温センサからの外気温Toutなどに基づく値を用いるものとしてもよい。要求効率ηiscは、例えば、トルクTeisc,ΔTeがそれぞれ15Nm,3Nmのときに0.83となる。
Subsequently, the required efficiency for idle operation is obtained by dividing the required torque Tetag (= Teisc) of the
続いて、エンジン22の要求トルクTetagをアイドル運転用の要求効率ηiscで除してエンジン22の目標トルクTe*を計算し(ステップS120)、要求トルクTetagと目標トルクTe*とに基づいて、仮スロットル開度THiscと仮点火時期ITiscとを設定する(ステップS130)。このステップS130の処理では、最適点火時期MBTを用いてエンジン22を制御するときにエンジン22から目標トルクTe*を出力することができるように仮スロットル開度THiscを設定すると共に、この仮スロットル開度THiscを用いてエンジン22を制御するときにエンジン22から要求トルクTetagを出力することができるように仮点火時期ITiscを設定する。こうして設定される仮スロットル開度THiscおよび仮点火時期ITiscは、アイドル運転用の要求効率ηiscに応じた値となる。
Subsequently, the target torque Te * of the
そして、目標スロットル開度TH*と目標燃料噴射量Qf*と目標点火時期IT*とを設定する(ステップS140)。目標スロットル開度TH*は、実施例では、仮スロットル開度THiscと、始動時スロットル開度THstと、のうち大きい方を設定するものとした。ここで、始動時スロットル開度THstは、所定期間t1が経過するまでは所定開度THstsetで一定で、所定期間t1が経過すると、所定レート値Rdnで徐々に減少するものとした。目標燃料噴射量Qf*は、実施例では、エンジン22の回転数Neが運転開始回転数Nst以上に至った以降に、エンジン22の燃料噴射制御の開始から所定期間t2が経過するまでは、始動時燃料噴射量Qfstを設定し、所定期間t2が経過すると、空燃比AFを目標空燃比AF*(例えば理論空燃比)にするための燃料噴射量Qfafに移行させるものとした。目標点火時期IT*は、実施例では、エンジン22の回転数Neが運転開始回転数Nst以上に至った以降に、エンジン22の点火制御の開始から所定期間t3が経過するまでは、始動時点火時期ITstを設定し、所定期間t3が経過すると、仮点火時期ITiscに移行させるものとした。なお、始動時スロットル開度THst(所定開度THstsetおよび所定期間t1および所定レート値Rdn),始動時燃料噴射量Qfstおよび所定期間t2,始動時点火時期ITstおよび所定期間t3は、エンジン22の始動性を確保することができるように実験,解析によって定められる。例えば、所定期間t2は、エンジン22の4回転(2サイクル)に相当する期間などが用いられ、所定期間t3は、エンジン22の2回転(1サイクル)に相当する期間などが用いられる。
Then, the target throttle opening TH *, the target fuel injection amount Qf *, and the target ignition timing IT * are set (step S140). In the embodiment, the target throttle opening TH * is set to a larger one of the temporary throttle opening THisc and the starting throttle opening THst. Here, the starting throttle opening THst is constant at the predetermined opening THstset until the predetermined period t1 elapses, and gradually decreases at the predetermined rate value Rdn when the predetermined period t1 elapses. In the embodiment, the target fuel injection amount Qf * is started until the predetermined period t2 elapses from the start of the fuel injection control of the
そして、エンジン22の運転制御を行なう(ステップS150)。エンジン22の回転数Neが運転開始回転数Nst以上に至るまでは、吸入空気量制御だけを行ない、エンジン22の回転数Neが運転開始回転数Nst以上に至った以降は、エンジン22の吸入空気量制御,燃料噴射制御,点火制御を行なう。吸入空気量制御は、スロットル開度THが目標スロットル開度TH*となるようにスロットルモータ136を駆動制御することによって行なわれる。燃料噴射制御は、目標燃料噴射量Qf*による燃料噴射が行なわれるように燃料噴射弁126を駆動制御することによって行なわれる。点火制御は、目標点火時期IT*で点火が行なわれるようにイグニッションコイル138を駆動制御することによって行なわれる。
Then, operation control of the
次に、触媒暖機運転を開始する触媒暖機条件が成立したか否かを判定する(ステップS160)。ここで、触媒暖機条件としては、実施例では、以下の(B1)〜(B3)の3つの条件を用いるものとした。(B1)エンジン22の燃料噴射制御の開始から所定期間t2が経過した条件。(B2)エンジン22の点火制御の開始から所定期間t3が経過した条件。(B3)始動時スロットル開度THstが仮スロットル開度THiscよりも小さくなった条件。
Next, it is determined whether a catalyst warm-up condition for starting the catalyst warm-up operation is satisfied (step S160). Here, as the catalyst warm-up conditions, in the examples, the following three conditions (B1) to (B3) are used. (B1) A condition in which a predetermined period t2 has elapsed from the start of fuel injection control of the
ステップS160で(B1)〜(B3)の少なくとも1つの条件が成立していないときには、触媒暖機条件が成立していないと判定し、ステップS100に戻る。そして、ステップS100〜S160の処理を繰り返し実行しながら触媒暖機条件が成立するのを待つ。 If at least one of the conditions (B1) to (B3) is not satisfied in step S160, it is determined that the catalyst warm-up condition is not satisfied, and the process returns to step S100. And it waits until catalyst warm-up conditions are satisfied, repeating the process of step S100-S160.
ステップS160で(B1)〜(B3)の全ての条件が成立すると、触媒暖機条件が成立したと判定し、アイドル運転用の要求効率ηiscの最終値(触媒暖機条件が成立する直前の値)を触媒暖機運転用の要求効率ηcwの初期値に設定すると共に(ステップS170)、触媒暖機運転用のトルクTecwをエンジン22の要求トルクTetagに設定する(ステップS180)。 When all the conditions (B1) to (B3) are satisfied in step S160, it is determined that the catalyst warm-up condition is satisfied, and the final value of the required efficiency ηisc for idle operation (a value immediately before the catalyst warm-up condition is satisfied). ) Is set to the initial value of the required efficiency ηcw for catalyst warm-up operation (step S170), and the torque Tecw for catalyst warm-up operation is set to the required torque Ttag of the engine 22 (step S180).
続いて、エンジン22の要求トルクTetagを触媒暖機運転用の要求効率ηcwで除してエンジン22の目標トルクTe*を計算し(ステップS190)、要求トルクTetagと目標トルクTe*とに基づいて、上述のステップS130の処理と同様に、仮スロットル開度THcwと仮点火時期ITcwとを設定する(ステップS200)。こうして設定される仮スロットル開度THcwおよび仮点火時期ITcwは、触媒暖機運転用の要求効率ηcwに応じた値となる。
Subsequently, the target torque Te * of the
そして、目標スロットル開度TH*と目標燃料噴射量Qf*と目標点火時期IT*とを設定し(ステップS210)、ステップS150の処理と同様に、エンジン22の運転制御を行なう(ステップS220)。目標スロットル開度TH*,目標点火時期IT*は、実施例では、仮スロットル開度THcw,仮点火時期ITcwを設定するものとした。目標燃料噴射量Qf*は、実施例では、空燃比AFを目標空燃比AF*(例えば理論空燃比)にするための燃料噴射量Qfafを設定するものとした。
Then, the target throttle opening TH *, the target fuel injection amount Qf *, and the target ignition timing IT * are set (step S210), and the operation control of the
このように、実施例では、アイドル運転用の要求効率ηiscの最終値を触媒暖機運転用の要求効率ηcwの初期値に設定する(ステップS170)から、アイドル運転から触媒暖機運転に移行する際、即ち、目標点火時期IT*が仮点火時期ITiscから仮点火時期ITcwに移行する際に、目標点火時期IT*が急変するのを抑制することができる。この結果、目標点火時期IT*の急変に伴ってエンジン22のトルク変動が発生するのを抑制することができる。
In this way, in the embodiment, the final value of the required efficiency ηisc for idle operation is set to the initial value of the required efficiency ηcw for catalyst warm-up operation (step S170), so that the transition from idle operation to catalyst warm-up operation is made. That is, when the target ignition timing IT * shifts from the temporary ignition timing ITisc to the temporary ignition timing ITcw, it is possible to prevent the target ignition timing IT * from changing suddenly. As a result, it is possible to suppress the occurrence of torque fluctuations of the
次に、浄化触媒134aの暖機が完了したか否かを判定する(ステップS230)。この判定は、温度センサ134bからの触媒温度Tcが活性化温度Tcact以上に至ったか否かによって判定することができる。
Next, it is determined whether or not the
浄化触媒134aの暖機が完了していないときには、触媒暖機運転用の前回の要求効率(前回ηcw)と触媒暖機運転に適した効率ηcwsetとに基づいて触媒暖機運転用の要求効率ηcwを設定し(ステップS240)、ステップS180以降の処理を実行する。ここで、効率ηcwsetは、アイドル運転用の要求効率ηiscよりもある程度小さい値、例えば、要求効率ηiscが0.83のときに0.68,0.7,0.72などが用いられる。ステップS240の処理は、レート処理やなまし処理などの緩変化処理によって、触媒暖機運転用の要求効率ηcwを初期値(アイドル運転用の要求効率ηiscの最終値)から効率ηcwsetまで変化させて保持させる処理である。したがって、ステップS240,S180〜S230の処理を繰り返し実行することにより、触媒暖機運転用の要求効率ηcwを初期値から効率ηcwsetまで変化させて保持しながら触媒暖機運転を行なうことになる。そして、ステップS230で触媒暖機が完了したと判定されると、本ルーチンを終了する。
When the
図4は、エンジン22を始動してアイドル運転を行なってから触媒暖機運転を行なう際の様子の一例を示す説明図である。図4の例では、エンジン22の始動が指示されると(時刻t11)、エンジン22を始動してアイドル運転を行なう。そして、アイドル運転を行なっているときに、上述の(B1)〜(B3)の全ての条件が成立して触媒暖機条件が成立したと判定されると(時刻t12)、アイドル運転用の要求効率ηiscの最終値(触媒暖機条件が成立する直前の値)を触媒暖機運転用の要求効率ηcwの初期値に設定し、触媒暖機運転を開始する。これにより、アイドル運転から触媒暖機運転に移行する際に目標点火時期IT*が急変するのを抑制することができる。この結果、目標点火時期IT*の急変に伴ってエンジン22のトルク変動が発生するのを抑制することができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a state in which the catalyst warm-up operation is performed after the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20が備えるエンジン装置では、エンジン22を始動してアイドル運転を行なってから触媒暖機運転を行なう際において、エンジン22を始動してアイドル運転を行なうときには、アイドル運転用の要求効率ηiscに基づいて点火時期を調節しながらエンジン22を制御し、その後に触媒暖機運転を行なうときには、触媒暖機運転用の要求効率ηcwに基づいて点火時期を調節しながらエンジン22を制御する。そして、この際において、アイドル運転から触媒暖機運転に移行する際には、アイドル運転用の要求効率ηiscの最終値を触媒暖機運転用の要求効率ηcwの初期値に設定する。これにより、アイドル運転から触媒暖機運転に移行する際に点火時期が急変するのを抑制することができる。この結果、目標点火時期IT*の急変に伴ってエンジン22のトルク変動が発生するのを抑制することができる。
In the engine device provided in the
実施例では、エンジン22とプラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とを備えるハイブリッド自動車20の構成としたが、エンジンと1つのモータとを備えるいわゆる1モータハイブリッド自動車の構成としてもよいし、走行用のモータを備えずにエンジンからの動力だけを用いて走行する自動車の構成としてもよい。
In the embodiment, the configuration of the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、エンジンECU24が「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to the engine device manufacturing industry.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、134a 浄化触媒、134b 温度センサ、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、170 吸気圧センサ、172 ノックセンサ、180 EGRシステム、182 EGR管、183 ステッピングモータ、184 EGRバルブ、185 EGRバルブ開度センサ、MG1,MG2 モータ。
20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 52 Electronic control unit for battery (battery ECU), 54 Power line, 70 Electronic control unit for hybrid (HVECU), 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner , 124 throttle valve, 126 fuel injection valve, 128 intake valve, 130 spark plug, 132 piston, 134 purification device, 134a purification catalyst, 134b temperature sensor, 135a air-fuel ratio sensor, 135b oxygen sensor, 136, throttle motor, 138 ignition Coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, 149 Temperature sensor, 170 Intake pressure sensor, 172 Knock sensor, 180 EGR system, 182 EGR pipe, 183
Claims (1)
前記エンジンの排気を浄化する触媒を有する浄化装置と、
前記エンジンの要求トルクを、該エンジンの点火時期を最適点火時期としたときの該エンジンの推定トルクで、除した値として定義される要求効率に応じて点火時期を調節しながら前記エンジンを制御する制御手段と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御手段は、前記エンジンを始動してアイドル運転を行なってから前記触媒を暖機するための触媒暖機運転を行なう際には、前記触媒暖機運転の開始時の前記要求効率の値を、前記アイドル運転の終了時の前記要求効率の値とする手段である、
エンジン装置。 Engine,
A purification device having a catalyst for purifying the exhaust of the engine;
The engine is controlled while adjusting the ignition timing according to the required efficiency defined as a value obtained by dividing the required torque of the engine by the estimated torque of the engine when the ignition timing of the engine is the optimum ignition timing. Control means;
An engine device comprising:
When performing the catalyst warm-up operation for warming up the catalyst after starting the engine and performing the idle operation, the control means sets the value of the required efficiency at the start of the catalyst warm-up operation. , Means for setting the required efficiency value at the end of the idle operation.
Engine equipment.
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2015
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