JP2016217270A - 車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンの始動時に異常燃焼の発生を抑制する。
【解決手段】制御装置は、エンジンの始動要求があると判定され(S100にてYES)、かつ、前回のエンジン停止からの停止期間が予め定められた期間Aよりも長く(S102にてYES)、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合(S104にてYES)、予め定められたデコンプ期間Dが経過するまでデコンプ制御を実行するとともにエンジンを始動させる始動制御を実行するステップ(S106)と、停止期間が予め定められた期間A以下であったり(S102にてNO)、あるいは、冷却水温Twが予め定められた温度B以下である場合(S104にてNO)、予め定められたデコンプ期間Cが経過するまでデコンプ制御を実行するとともにエンジンを始動させる始動制御を実行するステップ(S108)とを含む、制御処理を実行する。
【選択図】図5
【解決手段】制御装置は、エンジンの始動要求があると判定され(S100にてYES)、かつ、前回のエンジン停止からの停止期間が予め定められた期間Aよりも長く(S102にてYES)、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合(S104にてYES)、予め定められたデコンプ期間Dが経過するまでデコンプ制御を実行するとともにエンジンを始動させる始動制御を実行するステップ(S106)と、停止期間が予め定められた期間A以下であったり(S102にてNO)、あるいは、冷却水温Twが予め定められた温度B以下である場合(S104にてNO)、予め定められたデコンプ期間Cが経過するまでデコンプ制御を実行するとともにエンジンを始動させる始動制御を実行するステップ(S108)とを含む、制御処理を実行する。
【選択図】図5
Description
本発明は、吸気バルブ等の開閉タイミングを調整する可変バルブタイミング機構を有するエンジンを搭載した車両の制御に関する。
吸気バルブの開閉タイミングが変更する可変バルブタイミング機構(以下、VVT(Variable Valve Timing)機構ともいう)を搭載する内燃機関が知られている。
特開2008−267234号公報(特許文献1)には、エンジン始動時のショックを緩和するために、エンジン始動時において、吸気側のVVT機構に対して、エンジンの吸気バルブの開弁時期を最遅角まで遅らせる減圧制御(いわゆる、「始動時減圧制御」、又は、「デコンプ制御」ともいわれる)を実行することが記載されている。
しかしながら、エンジンの吸気バルブの開弁時期を最遅角まで遅らせる場合には、有効圧縮比が低くなるため、始動性を向上させることができない場合がある。一方、応答性等を含むエンジンの始動性を向上させるために吸気バルブの開弁時期を進角させる場合には、特に、エンジンが高温である状態が継続するとともに、インジェクタから漏出した燃料がインテークマニホールドに溜るなどすると、エンジンの始動時にノッキングや自着火等の異常燃焼が発生し、車両のドライバビリティが悪化する場合がある。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジンの始動時に異常燃焼の発生を抑制する車両を提供することである。
この発明のある局面に係る車両は、エンジンと、エンジンの吸気バルブおよび排気バルブの少なくともいずれかの開閉タイミングを予め定められた範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、エンジンの始動時に予め定められた範囲のうちの遅角側の予め定められたタイミングを開閉タイミングとして設定し、デコンプ期間の経過後に開閉タイミングを進角するデコンプ制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、エンジンが停止してから次回のエンジンの始動要求までの停止期間が予め定められた期間より長く、かつ、始動要求時のエンジンの冷却水温が予め定められた温度よりも高い場合に、デコンプ期間を延長する。
エンジンが停止してから次回のエンジンの始動要求までの停止期間が予め定められた期間より長く、かつ、始動要求時のエンジンの冷却水温が予め定められた温度よりも高い場合には、開閉タイミングを進角側に変化させるとともにエンジンを始動すると、異常燃焼が発生する可能性がある。そのため、デコンプ期間を延長することによってエンジン始動時の異常燃焼の発生を抑制することができる。そのため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
好ましくは、予め定められた期間は、エンジンのインテークマニホールド内に、エンジンの始動時に自着火を起こし得る量の燃料が溜るまでの時間に基づいて設定される。
このようにすると、デコンプ期間を適切に設定することができるため、エンジン始動時における異常燃焼の発生を抑制することができる。
さらに好ましくは、予め定められた温度は、エンジンの始動時にエンジンのインジェクタにおける油密漏れ量がしきい値よりも多くなる冷却水温に基づいて設定される。
このようにすると、デコンプ期間を適切に設定することができるため、エンジン始動時における異常燃焼の発生を抑制することができる。
さらに好ましくは、制御装置は、停止期間が予め定められた期間より長く、かつ、冷却水温が予め定められた温度よりも高い場合、エンジンの始動時に開閉タイミングの進角に起因するノッキングおよび自着火が発生しやすい期間が経過するまでデコンプ期間を延長する。
このようにすると、デコンプ期間を適切に設定することができるため、エンジン始動時における異常燃焼の発生を抑制することができる。
エンジンが停止してから次回のエンジンの始動要求までの停止期間が予め定められた期間より長く、かつ、始動要求時のエンジンの冷却水温が予め定められた温度よりも高い場合には、開閉タイミングを進角側に変化させるとともにエンジンを始動すると、異常燃焼が発生する可能性がある。そのため、本発明においてデコンプ期間を延長することによってエンジン始動時の異常燃焼の発生を抑制することができる。そのため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。したがって、エンジンの始動時に異常燃焼の発生を抑制する車両を提供することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
図1に示すように、本実施の形態に係るハイブリッド車両(以下、単に車両と記載する)1は、エンジン100と、モータジェネレータMG1,MG2と、動力分割装置4と、減速機5と、駆動輪6と、蓄電装置10と、PCU(Power Control Unit)20と、制御装置200とを備える。
車両1は、エンジン100およびモータジェネレータMG2の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。エンジン100は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。エンジン100は、動力分割装置4を介して駆動輪6および発電機として作動可能なモータジェネレータMG1のうちの少なくともいずれかに動力を供給する。
エンジン100は、モータジェネレータMG1によりクランキングされて始動し得る。このエンジン100は、電動アクチュエータ402を用いて吸気バルブの作動特性(具体的にはカムシャフトの回転位置(カム角)に対する相対的な吸気バルブの位置、すなわち、開閉タイミング)を変更するための電動可変バルブタイミング機構(以下、電動VVT(Variable Valve Timing)機構と記載する)400を有する。車両1の走行状況やエンジン100の始動性に応じて、制御装置200により電動VVT機構400が制御される。
動力分割装置4は、エンジン100が発生する駆動力を、減速機5を介して駆動輪6を駆動するための動力と、モータジェネレータMG1を駆動するための動力とに分割可能に構成される。動力分割装置4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、たとえば、遊星歯車機構のサンギヤには、モータジェネレータMG1が連結され、遊星歯車機構のキャリアには、エンジン100が連結され、遊星歯車機構のリングギヤには、モータジェネレータMG2および減速機5を経由して駆動輪6が連結される。
モータジェネレータMG1,MG2は、交流回転電機であり、たとえば、三相交流同期電動発電機である。モータジェネレータMG1は、動力分割装置4を介して受けるエンジン100の動力を用いて発電し得る。たとえば、蓄電装置10のSOC(State Of Charge)が所定の下限に達すると、エンジン100が始動してモータジェネレータMG1により発電が行なわれる。モータジェネレータMG1によって発電された電力は、PCU20により電圧変換され、蓄電装置10に一時的に蓄えられたり、モータジェネレータMG2に直接供給されたりする。
モータジェネレータMG2は、蓄電装置10に蓄えられた電力、および、モータジェネレータMG1によって発電された電力の少なくとも一方を用いて車両1の駆動力を発生する。モータジェネレータMG2によって発生される駆動力は、減速機5を介して駆動輪6に伝達される。なお、図1では、駆動輪6は前輪として示されているが、前輪に代えて、または前輪とともに、モータジェネレータMG2によって後輪を駆動してもよい。
なお、車両1の制動時には、減速機5を介して駆動輪6によりモータジェネレータMG2が駆動され、モータジェネレータMG2が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータMG2は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。モータジェネレータMG2により発電された電力は、蓄電装置10に蓄えられる。
PCU20は、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するための駆動装置である。PCU20は、モータジェネレータMG1,MG2を駆動するためのインバータを含み、さらに、インバータと蓄電装置10との間で電圧変換するためのコンバータを含んでもよい。
蓄電装置10は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される。蓄電装置10の電圧は、たとえば200V程度である。蓄電装置10は、モータジェネレータMG1,MG2によって発電された電力を蓄える。なお、蓄電装置10として、大容量のキャパシタも採用可能であり、蓄電装置10は、モータジェネレータMG1,MG2による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータMG2へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
制御装置200は、CPU(Central Processing Unit)や、記憶装置、入出力バッファ等(いずれも図示せず)を含むECU(Electronic Control Unit)を含んで構成される。制御装置200は、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両1における各機器の制御を行なう。主要なものとして、制御装置200は、ハイブリッド車両1の走行制御や、走行制御に応じたエンジン100(たとえば、電動VVT機構400等)の制御を実行する。
次に、電動VVT機構400を有するエンジン100の構成について説明する。図2は、図1に示されたエンジン100の具体的な構成を示す図である。
図2を参照して、エンジン100への吸入空気量は、スロットルモータ312により駆動されるスロットルバルブ104により調整される。インジェクタ108は、吸気ポートに燃料を噴射する。吸気ポートにおいて、燃料と空気とが混合される。混合気は、吸気バルブ118が開くことによって、シリンダ106内へ導入される。なお、インジェクタ108は、シリンダ106内に直接燃料を噴射する直噴インジェクタとして設けられてもよい。あるいは、インジェクタ108は、ポート噴射用と直噴用との両方が設けられてもよい。
シリンダ106内の混合気は、点火プラグ110により着火されて燃焼する。燃焼後の混合気すなわち排気ガスは、排気通路に排出される。排気通路には、触媒を用いて排気ガスを浄化する排気浄化装置が設けられる。排気浄化装置は、触媒112S(以下「S/C(スタートキャット)触媒」とも称する。)と、S/C触媒112Sよりも下流側に配置される触媒112U(以下「U/F(アンダーフロア)触媒」とも称する。)とを含んで構成される。排気ガスは、S/C触媒112SおよびU/F触媒112Uにより浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン114が押し下げられ、クランクシャフト116が回転する。
シリンダ106の頭頂部には、吸気バルブ118および排気バルブ120が設けられる。シリンダ106に導入される空気の量および時期は、吸気バルブ118により制御される。シリンダ106から排出される排気ガスの量および時期は、排気バルブ120により制御される。吸気バルブ118はカム122により駆動され、排気バルブ120はカム124により駆動される。
吸気バルブ118の作動特性は、電動VVT機構400によって変化される。電動VVT機構400は、カムシャフトと、カムスプロケット(いずれも図示せず)と、電動アクチュエータ402とを含む。カムシャフトは、回転軸の方向がクランクシャフトの回転軸と平行になるようにエンジン100のシリンダヘッドに回転自在に設けられる。カムシャフトは、カムによって各気筒に設けられる排気バルブを開閉する排気側カムシャフトと、カムによって各気筒に設けられる吸気バルブを開閉する吸気側カムシャフトとを含む。排気側カムシャフトには、複数のカム124が所定の間隔で固定される。吸気側カムシャフトには、複数のカム122が所定の間隔で固定される。
吸気側および排気側のカムシャフトの各々の一方端には、カムスプロケットが設けられる。双方のカムスプロケットには同じタイミングチェーンが巻き掛けられる。タイミングチェーンは、クランクシャフト116に設けられるタイミングロータ(図示せず)にも巻き掛けられる。そのため、クランクシャフトとカムシャフトとはタイミングチェーンによって同期して回転する。
カムシャフトとカムスプロケットとの間には電動アクチュエータ402が設けられる。電動アクチュエータ402は、吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの間の回転位相を変化させる。電動アクチュエータ402は、制御装置200から送信される制御信号VVTに基づいてその動作が制御される。電動アクチュエータ402によって吸気側のカムシャフトとカムスプロケットとの回転位相が変化させられると、吸気バルブ118においては、開弁期間が維持されるとともに、開弁タイミングおよび開弁タイミングに連動して閉弁タイミングが変化されることとなる。これによって、吸気側のカムシャフトの回転位置に対する吸気バルブ118のバルブ位置が変化される。
電動VVT機構400による吸気バルブ118の開弁タイミングの変化の態様については後述する。
制御装置200には、カム角センサ300、クランク角センサ302、スロットル開度センサ306および水温センサ314の各センサから信号が入力される。
カム角センサ300は、カムの位置CMAを表す信号を出力する。クランク角センサ302は、クランクシャフト116の回転速度(以下、エンジン回転速度ともいう)Neおよびクランクシャフト116の回転角度CRAを表す信号を出力する。スロットル開度センサ306は、スロットル開度θthを表す信号を出力する。水温センサ314は、冷却水温Twを検出し、検出した冷却水温を表す信号を出力する。
さらに、制御装置200は、これらの各センサからの信号に基づいてエンジン100を制御する。具体的には、制御装置200は、車両1の走行状況や排気浄化装置の暖機状況に応じてエンジン100が所望の運転ポイントで運転されるように、スロットル開度θth、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸気バルブ118の作動状態(開閉タイミング)を制御する。なお、運転ポイントとは、エンジン100の出力、トルクおよび回転数が決定されるエンジン100の動作点であり、エンジン100が所望の出力やトルクを発生するようにエンジン100の運転ポイントが決定される。
制御装置200は、ハイブリッド車両1の走行制御において、アクセル開度と車速とに基づいて要求パワーを算出し、算出された要求パワーと、蓄電装置10のSOC等に基づいてエンジン100への要求エンジン出力を設定する。さらに、制御装置200は、エンジン100が設定された要求エンジン出力を発生するための動作点(エンジン回転数およびエンジントルクの組み合わせ)で動作するように、上記のパラメータ群を制御する。
図3に、電動VVT機構400において実現されるバルブ変位量とクランク角の関係が示される。図3の縦軸は、バルブ開度を示し、図3の横軸は、クランク角を示す。
図3に示すように、排気行程において排気バルブ120が開いて開度がピークとなった後に閉じ、その後の吸気行程において吸気バルブ118が開いて開度がピークとなった後に閉じる。排気バルブ120のバルブ開度が波形EXに示されており、これに対して、吸気バルブ118のバルブ開度が波形IN1,IN2に示されている。
なお、バルブ開度とは、吸気バルブ118(あるいは、排気バルブ120)が閉じた状態からの吸気バルブ118の変位量を意味する。吸気バルブ118の開度がピークに達したときのバルブ開度をリフト量といい、吸気バルブ118が開いてから閉じるまでのクランク角の範囲を作用角という。
電動VVT機構400は、リフト量および作用角を維持した状態で吸気バルブ118の開弁タイミングおよび閉弁タイミングを変更する。すなわち、電動VVT機構400は、波形の形状を維持した状態で波形を、波形IN1(実線)と波形IN2(破線)との間で変化させることによって吸気バルブ118の開弁タイミングを変化させる。本実施の形態においては、クランク角CA(0)が波形IN1でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ118の開弁タイミングに対応し、クランク角CA(1)が波形IN2でバルブ変位量を変化させる場合の吸気バルブ118の開弁タイミングに対応する。
以下の説明においてクランク角CA(0)からクランク角CA(1)への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを遅角するといい、クランク角CA(1)からクランク角CA(0)への方向に開弁タイミングを変更することを開弁タイミングを進角するというものとする。また、本実施の形態においてクランク角CA(0)が最進角の開弁タイミングであり、クランク角CA(1)が最遅角の開弁タイミングであるものとする。本実施の形態において、開弁タイミングは、CA(0)からCA(1)との間の予め定められた範囲内で調整される。
なお、本実施の形態においては、図3に最進角の吸気バルブ118のバルブ変位量の波形IN1と、最遅角の吸気バルブ118のバルブ変位量の波形IN2とを例示したが、特に、電動VVT機構400の開弁タイミングの変更範囲は、図3に示すCA(0)とCA(1)との間に限定されるものではない。また、本実施の形態において、最進角の吸気バルブ118の開弁タイミングは、排気バルブ120の閉弁タイミングとオーバーラップする位置に設定されるものとして説明するが、オーバーラップしないようにCA(0)を設定してもよい。
エンジン100の停止時においては、吸気バルブ118の開弁タイミングは最遅角の開弁タイミングになるように変化される。なお、後述する「進角量」は、最遅角の開弁タイミングを基準とした開弁タイミングの進角方向の変化量を示す値である。なお、進角量がゼロとは、最遅角の開弁タイミングであることを示す。
以上のような構成を有する車両1において、たとえば、エンジン始動時のショックを緩和するために、エンジン始動時において、吸気側のVVT機構に対して、エンジンの吸気バルブの開弁時期を最遅角まで遅らせる減圧制御(以下、デコンプ制御と記載する)を実行する場合がある。
しかしながら、エンジン100の吸気バルブ118の開弁時期を最遅角まで遅らせる場合には、有効圧縮比が低くなるため、始動性を向上させることができない場合がある。一方、応答性等を含むエンジン100の始動性を向上させるために吸気バルブ118の開弁時期を進角させる場合には、特に、エンジン100が高温である状態が継続するとともに、インジェクタ108から漏出しインテークマニホールドに溜った燃料が自着火するなどしたりすると、エンジン100の始動時にノッキング等の異常燃焼が発生し、車両のドライバビリティが悪化する場合がある。
そこで、本実施の形態において、制御装置200が、エンジン100が停止してから次回のエンジン100の始動要求までの停止期間が予め定められた期間Aより長く、かつ、始動要求時のエンジン100の冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合に、デコンプ期間を延長する点を特徴とする。
なお、予め定められた期間Aは、エンジン100のインテークマニホールド内に、エンジン100の始動時に自着火を起こし得る量の燃料が溜るまでの時間に基づいて設定される。すなわち、停止期間が予め定められた期間Aよりも長い場合とは、エンジン100のインテークマニホールド内にエンジン100の始動時に進角すると自着火を起こし得る量の燃料が溜っている場合を意味する。予め定められた期間Aは、たとえば、実験等によって適合されてもよい。予め定められた期間Aは、固定値であってもよいし、冷却水温Twに基づいて設定される値であってもよい。予め定められた期間Aは、たとえば、数時間あるいは十数時間程度の期間である。
また、予め定められた温度Bは、エンジン100の始動時にエンジン100のインジェクタにおける所定期間当たりの油密漏れ量がしきい値よりも多くなる冷却水温Tw(0)に基づいて設定される。すなわち、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合とは、エンジン100のインジェクタにおける所定期間当たりの油密漏れ量がしきい値よりも多くなる場合を意味する。予め定められた温度Bは、たとえば、100℃前後の温度である。
また、制御装置200は、停止期間が予め定められた期間Aより長く、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合、エンジン100の始動時に開閉タイミングの進角に起因するノッキングおよび自着火が発生しやすい期間が経過するまでデコンプ期間を延長する。
図4に、本実施の形態に係る車両1に搭載された制御装置200の機能ブロック図を示す。制御装置200は、始動要求判定部202と、停止期間判定部204と、水温判定部206と、始動制御部208とを含む。なお、これらの構成は、プログラム等のソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアにより実現されてもよい。
始動要求判定部202は、エンジン100の始動要求があるか否かを判定する。始動要求判定部202は、たとえば、蓄電装置10のSOCがしきい値よりも低下した場合に、エンジン100の始動要求があると判定する。SOCのしきい値は、たとえば、蓄電装置10を再充電が必要であるか否かを判定するための値である。すなわち、始動要求判定部202は、蓄電装置10のSOCが、再充電が必要となるSOCである場合に、エンジン100の始動要求があると判定する。
あるいは、始動要求判定部202は、たとえば、車両1の要求パワーがしきい値を超える場合に、エンジン100の始動要求があると判定する。要求パワーのしきい値は、たとえば、エンジン100による駆動力が要求されるか否かを判定するための値である。すなわち、始動要求判定部202は、要求パワーが、エンジン100による駆動力が要求される要求パワーである場合に、エンジン100の始動要求があると判定する。
あるいは、始動要求判定部202は、たとえば、車両1の速度がしきい値を超える場合に、エンジン100の始動要求があると判定する。車両1の速度のしきい値は、たとえば、モータジェネレータMG1の回転状態が過回転状態であるか否かを判定するための値である。すなわち、始動要求判定部202は、車両1の速度が、モータジェネレータMG1の回転状態が過回転状態になる高車速領域である場合に、エンジン100の始動要求があると判定する。
停止期間判定部204は、始動要求判定部202においてエンジン100の始動要求があると判定される場合に、前回エンジン100が停止してからエンジン100の始動要求までの停止期間が予め定められた期間Aよりも長いか否かを判定する。停止期間判定部204は、たとえば、前回エンジン100が停止してからの経過時間を計測し、エンジン100の始動要求までの経過時間を停止期間として算出する。停止期間判定部204は、算出された停止期間が予め定められた期間Aよりも長いか否かを判定する。
水温判定部206は、停止期間判定部204において、停止期間が予め定められた期間Aよりも長いと判定される場合に、エンジン100の冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも大きいか否かを判定する。
始動制御部208は、始動要求判定部202によってエンジン100の始動要求があると判定される場合に、始動制御を実行する。すなわち、始動制御部208は、エンジン100の始動要求があると判定される場合に、モータジェネレータMG1を用いてエンジン100のクランキングを行なう。始動制御部208は、エンジン100の回転速度が始動可能なしきい値を超える場合に、点火プラグ110を点火させる点火制御とインジェクタ108から燃料を噴射する燃料噴射制御とを実行することによってエンジン100を始動させる。
始動制御部208は、上述した始動制御とともにデコンプ制御を実行する。すなわち、始動制御部208は、エンジン100の始動要求があると判定されてから予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで、進角量をゼロとする。予め定められたデコンプ期間Cは、少なくともクランキング時の振動等の発生を抑制する期間である。予め定められたデコンプ期間Cは、実験等によって適合される。始動制御部208は、予め定められたデコンプ期間Cが経過した時点から進角量の増加を開始する。始動制御部208は、たとえば、時間の経過とともに進角量を予め定められた増加率で増加させる。
本実施の形態において、始動制御部208は、停止期間判定部204によって停止期間が予め定められた期間Aよりも長いと判定され、かつ、水温判定部206によって冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも大きいと判定される場合に、予め定められたデコンプ期間Cを延長する。始動制御部208は、この場合、エンジン100の始動要求があると判定されてから予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで、進角量をゼロとする。すなわち、始動制御部208は、この場合、予め定められたデコンプ期間Cに代えて予め定められたデコンプ期間Dを設定し、設定された予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで、進角量をゼロとする。予め定められたデコンプ期間Dは、予め定められたデコンプ期間Cよりも長い期間である。予め定められたデコンプ期間Dは、クラキング時の振動等の発生を抑制する期間であるとともに、進角量の増加に起因するノッキングおよび自着火の発生しやすい期間が経過した後の時点を終期とする期間である。予め定められたデコンプ期間Dは、実験等によって適合される。
始動制御部208は、エンジン100の停止期間が予め定められた期間Aよりも長いと判定され、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも大きいと判定される場合、予め定められたデコンプ期間Dが経過した時点から進角量の増加を開始する。始動制御部208は、たとえば、時間の経過とともに進角量を予め定められた増加率で増加させる。
始動制御部208は、デコンプ制御において、予め定められたデコンプ期間Cまたは予め定められたデコンプ期間Dが経過した後においては、目標値になるまで進角量を増加させる。目標値は、たとえば、エンジン100の始動後における適切な進角量であって、たとえば、予め定められた値であってもよいし、エンジン100の状態(エンジン100の負荷や冷却水温等)に基づいて設定されてもよい。
図5を参照して、本実施の形態に係る車両1に搭載された制御装置200で実行される制御処理について説明する。
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、制御装置200は、エンジン100の始動要求があるか否かを判定する。エンジン100の始動要求があると判定される場合(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでない場合(S100にてNO)、この処理は終了する。
S102にて、制御装置200は、前回のエンジン100の停止からの停止期間が予め定められた期間Aよりも長いか否かを判定する。前回のエンジン100の停止からの停止期間が予め定められた期間Aよりも長いと判定される場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでない場合(S102にてNO)、処理はS108に移される。
S104にて、制御装置200は、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも大きいか否かを判定する。冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも大きいと判定される場合(S104にてYES)、処理はS106に移される。もしそうでない場合(S104にてNO)、処理はS108に移される。
S106にて、制御装置200は、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで継続するデコンプ制御を始動制御とともに実行する。S108にて、制御装置200は、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで継続するデコンプ制御を始動制御とともに実行する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両1に搭載された制御装置200の動作について図6を参照しつつ説明する。
図6に、本実施の形態において、エンジン100の始動要求があると判定される場合における、エンジン回転速度の変化(図6(A))と、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで継続する場合の進角量の変化(図6(B))と、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで継続する場合の進角量の変化(図6(C))とを示す。なお、図6のいずれのグラフも横軸は、時間を示す。また、図6の最上段のグラフの縦軸は、エンジン回転速度を示す。図6の上から2段目のグラフおよび最下段のグラフの縦軸は、進角量を示す。
たとえば、エンジン100が停止状態である場合を想定する。エンジン100が停止状態である場合において、エンジン100の進角量はゼロ(すなわち、最遅角の状態)である。
時間T(0)にて、エンジン100の始動要求があると(S100にてYES)、前回のエンジン停止からの停止期間が予め定められた期間Aよりも長いか否かが判定される(S102)。
<停止期間が予め定められた期間A以内あるいは冷却水温Twが予め定められた温度B以下の場合>
たとえば、前回のエンジン停止からの停止期間が予め定められた期間A以内である場合(S102にてNO)、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで継続するデコンプ制御とともに始動制御を実行する(S108)。
たとえば、前回のエンジン停止からの停止期間が予め定められた期間A以内である場合(S102にてNO)、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで継続するデコンプ制御とともに始動制御を実行する(S108)。
あるいは、前回のエンジン停止からの停止期間が予め定められた期間Aよりも長い場合であって(S102にてYES)、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度B以下である場合(S104にてNO)、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで継続するデコンプ制御とともに始動制御を実行する(S108)。
始動制御が実行されることによって、エンジン100のクランキングが開始されるため、図6(A)に示すように、時間T(0)からエンジン回転速度Neが増加を開始する。
このとき、図6(B)に示すように、時間T(0)から予め定められたデコンプ期間Cが経過した後の時間T(1)にて、進角量の増加が開始される。時間T(1)から時間の経過とともに進角量が予め定められた増加率で増加され、時間T(2)にて、進角量が目標値A(0)まで増加する。一方、エンジン回転速度Neが始動可能となるしきい値を超えた時点で点火制御と燃料噴射制御とが実行されることによりエンジン100が始動する。
時間T(0)から予め定められたデコンプ期間Cが経過するまで進角量ゼロの状態が継続することにより、有効圧縮比が低い状態でクランキングが行なわれるため、振動等の発生が抑制される。さらに、予め定められたデコンプ期間Cが経過した時間T(1)から進角量が増加するため、有効圧縮比が増加し、始動性が向上する。
<停止期間が予め定められた期間Aよりも長く、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合>
一方、前回のエンジン停止から停止期間が予め定められた期間Aよりも長い場合であって(S102にてYES)、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合(S104にてYES)、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで継続するデコンプ制御とともに始動制御を実行する(S106)。
一方、前回のエンジン停止から停止期間が予め定められた期間Aよりも長い場合であって(S102にてYES)、かつ、冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合(S104にてYES)、進角量ゼロの状態を予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで継続するデコンプ制御とともに始動制御を実行する(S106)。
始動制御が実行されることによって、エンジン100のクランキングが開始されるため、図6(A)に示すように、時間T(0)からエンジン回転速度Neが増加を開始する。
このとき、図6(C)に示すように、時間T(0)から予め定められたデコンプ期間Dが経過した後の時間T(3)にて、進角量の増加が開始される。時間T(3)から時間の経過とともに進角量が予め定められた増加率で増加され、時間T(4)にて、進角量が目標値A(0)まで増加する。一方、エンジン回転速度Neが始動可能となるしきい値を超えた時点で点火制御と燃料噴射制御とが実行されることによりエンジン100が始動する。
時間T(0)から予め定められたデコンプ期間Dが経過するまで進角量ゼロの状態が継続することにより、有効圧縮比が低い状態でクランキングが行なわれるため、振動等の発生が抑制される。さらに、予め定められたデコンプ期間Cよりも長く進角量ゼロの状態が継続することで、時間T(1)〜時間T(3)の間における、進角量の増加に起因するノッキングあるいは自着火が発生しやすい期間を避けて進角量の増加が開始されるので、エンジン100の始動時にノッキングや自着火等の異常燃焼の発生が抑制される。さらに、予め定められたデコンプ期間Dが経過した時間T(3)から進角量が増加するため、有効圧縮比が増加し、始動性が向上する。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、エンジン100が停止してから次回のエンジン100の始動要求までの停止期間が予め定められた期間Aより長く、かつ、始動要求時のエンジン100の冷却水温Twが予め定められた温度Bよりも高い場合には、予め定められたデコンプ期間C経過後に進角量を増加させるとともにエンジン100を始動させると、異常燃焼が発生する可能性があるため、デコンプ期間を延長することによってエンジン始動時の異常燃焼の発生を抑制することができる。そのため、車両のドライバビリティの悪化を抑制することができる。したがって、エンジンの始動時に異常燃焼の発生を抑制する車両を提供することができる。
本実施の形態の変形例について以下に説明する。
本実施の形態においては、車両1は、2つのモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を一例として説明したが、特にこのような構成のハイブリッド車両に限定されるものではない。たとえば、車両1は、発電用または駆動用のモータジェネレータを1つ有するハイブリッド車両であってもよい。
本実施の形態においては、車両1は、2つのモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両を一例として説明したが、特にこのような構成のハイブリッド車両に限定されるものではない。たとえば、車両1は、発電用または駆動用のモータジェネレータを1つ有するハイブリッド車両であってもよい。
さらに、本実施の形態においては、ハイブリッド車両を一例として説明したが、少なくとも間欠停止および間欠始動するエンジン100が搭載される車両であればよく、エンジン100のみを動力源とする車両であってもよい。
さらに本実施の形態において、進角量を電動VVT機構400を用いて制御するものとして説明したが、たとえば、油圧式の電動VVT機構400であってもよい。
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
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説明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。
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説明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。
1 ハイブリッド車両、4 動力分割装置、5 減速機、6 駆動輪、10 蓄電装置、20 PCU、100 エンジン、104 スロットルバルブ、106 シリンダ、108 インジェクタ、110 点火プラグ、112S,112U 触媒、114 ピストン、116 クランクシャフト、118 吸気バルブ、120 排気バルブ、122,124 カム、200 制御装置、202 始動要求判定部、204 停止期間判定部、206 水温判定部、208 始動制御部、300 カム角センサ、302 クランク角センサ、306 スロットル開度センサ、312 スロットルモータ、314 水温センサ、400 VVT機構、402 電動アクチュエータ。
Claims (4)
- エンジンと、
前記エンジンの吸気バルブおよび排気バルブの少なくともいずれかの開閉タイミングを予め定められた範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、
前記エンジンの始動時に前記予め定められた範囲のうちの遅角側の予め定められたタイミングを前記開閉タイミングとして設定し、デコンプ期間の経過後に前記開閉タイミングを進角するデコンプ制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンが停止してから次回の前記エンジンの始動要求までの停止期間が予め定められた期間より長く、かつ、前記始動要求時の前記エンジンの冷却水温が予め定められた温度よりも高い場合に、前記デコンプ期間を延長する、車両。 - 前記予め定められた期間は、前記エンジンのインテークマニホールド内に、前記エンジンの始動時に自着火を起こし得る量の燃料が溜るまでの時間に基づいて設定される、請求項1に記載の車両。
- 前記予め定められた温度は、前記エンジンの始動時に前記エンジンのインジェクタにおける油密漏れ量がしきい値よりも多くなる前記冷却水温に基づいて設定される、請求項1または2に記載の車両。
- 前記制御装置は、前記停止期間が前記予め定められた期間より長く、かつ、前記冷却水温が前記予め定められた温度よりも高い場合、前記エンジンの始動時に前記開閉タイミングの進角に起因するノッキングおよび自着火が発生しやすい期間が経過するまで前記デコンプ期間を延長する、請求項1〜3のいずれかに記載の車両。
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-
2015
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