JP2019202684A - Control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁開閉時期制御装置によりバルブタイミングが設定される内燃機関を有しているハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine whose valve timing is set by a valve opening / closing timing control device.
特許文献1には、オイルポンプから供給される作動油を、オイルコントロールバルブで給排することによりバルブタイミングを設定する弁開閉時期制御装置の技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technology of a valve opening / closing timing control device that sets valve timing by supplying and discharging hydraulic oil supplied from an oil pump by an oil control valve.
この特許文献1では、弁開閉時期制御装置を構成する駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を拘束するロック機構を備えており、内燃機関を停止する際には、ロック機構をロック状態に移行させる制御が行われる。 In this patent document 1, a lock mechanism that restricts the relative rotational phase between the drive side rotation member and the driven side rotation member that constitutes the valve opening / closing timing control device is provided, and when the internal combustion engine is stopped, the lock mechanism is Control to shift to the locked state is performed.
また、特許文献2には、電動モータの駆動により吸気時期を進角側と遅角側とに変更自在な吸気カムシャフト位相可変機構を備え、アイドルストップ時には吸気時期を最遅角に設定する制御技術が記載されている。 Further, Patent Document 2 includes an intake camshaft phase variable mechanism that can change the intake timing to an advance side and a retard side by driving an electric motor, and controls to set the intake timing to the most retarded angle at the time of idling stop. The technology is described.
特許文献1に記載されるように、油圧ポンプから供給される作動油によって弁開閉時期制御装置を制御してバルブタイミングを設定するものでは、前述したように内燃機関を停止する際にロック機構をロック状態に設定しておくことにより、内燃機関の始動時に油圧ポンプからの作動油の圧力が低下する状況でも、ロック機構がバルブタイミング(弁開閉時期制御装置の相対回転位相)を保持して良好に始動を可能にする。 As described in Patent Document 1, in the case where the valve timing is set by controlling the valve opening / closing timing control device with hydraulic oil supplied from a hydraulic pump, a lock mechanism is used when the internal combustion engine is stopped as described above. By setting the lock state, the lock mechanism maintains the valve timing (relative rotation phase of the valve opening / closing timing control device) even when the pressure of the hydraulic oil from the hydraulic pump drops when the internal combustion engine starts. Enable to start.
また、弁開閉時期制御装置を備えている内燃機関では、内燃機関の温度により最適な始動を可能にするバルブタイミングが異なるものである。つまり、特許文献1に記載されるロック位相は、内燃機関が冷熱状態にある状況での始動に対応している。これに対し、特許文献2に記載されるようにアイドルストップの直後では、内燃機関が既に高温であるため、内燃機関が冷熱状態にあるものと比較すると内燃機関を良好に始動させるためバルブタイミング(弁開閉時期制御装置の相対回転位相)が遅角側に変位するものとなる。 In addition, in an internal combustion engine equipped with a valve opening / closing timing control device, the valve timing that enables optimum starting varies depending on the temperature of the internal combustion engine. That is, the lock phase described in Patent Document 1 corresponds to starting in a situation where the internal combustion engine is in a cold state. On the other hand, as described in Patent Document 2, immediately after the idling stop, the internal combustion engine is already at a high temperature, so that the valve timing (in order to start the internal combustion engine better than that in which the internal combustion engine is in the cold state) ( The relative rotation phase of the valve timing control device is displaced to the retard side.
ここで、内燃機関の始動時における弁開閉時期制御装置の相対回転位相を考えると、点火プラグで点火を行うタイミングにおいて、相対回転位相が最適な位相に設定されていることが重要である。また、特許文献1に記載されるようにロック機構を備えた弁開閉時期制御装置は、構成の複雑化を招くものである。 Here, considering the relative rotation phase of the valve opening / closing timing control device at the start of the internal combustion engine, it is important that the relative rotation phase is set to an optimum phase at the timing of ignition by the spark plug. Moreover, the valve opening / closing timing control device provided with the lock mechanism as described in Patent Document 1 causes a complicated configuration.
特に、ハイブリッド車両の制御装置では、バッテリーに電力を充電する発電機を、内燃機関で駆動するため、低温の環境においても内燃機関を確実に始動できることが望まれている。 In particular, in a control apparatus for a hybrid vehicle, a generator for charging power to a battery is driven by the internal combustion engine, so that it is desired that the internal combustion engine can be reliably started even in a low temperature environment.
このような理由から、弁開閉時期制御装置による吸気バルブの開閉時期を最適に設定した上で内燃機関の始動が可能な制御装置が求められる。 For this reason, there is a need for a control device that can start the internal combustion engine after optimally setting the opening / closing timing of the intake valve by the valve opening / closing timing control device.
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の特徴構成は、発電用モータと、前記発電用モータで発電された電力を蓄えるバッテリーと、前記バッテリーから供給される電力により駆動される走行用モータと、内燃機関で駆動される流体圧ポンプと、前記流体圧ポンプから供給される流体の給排により前記内燃機関の吸気バルブの開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置とを備えると共に、前記内燃機関が、前記走行用モータまたは前記発電用モータの駆動力によりモータリングを行うように構成され、前記内燃機関を始動する際に、前記バッテリーからの電力を前記走行用モータまたは前記発電用モータに供給することでモータリングを開始させ、このモータリングが継続する状況において、始動に最適な前記吸気バルブの開閉時期を設定し、前記弁開閉時期制御装置の制御により前記吸気バルブが、この開閉時期に到達した後に燃焼室に燃料を供給し、点火プラグに点火する制御を行う始動制御モジュールを備えている点にある。 The characteristic configuration of the control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes: a power generation motor; a battery that stores power generated by the power generation motor; a travel motor that is driven by power supplied from the battery; and an internal combustion engine A fluid pressure pump driven by the engine; and a valve opening / closing timing control device that sets an opening / closing timing of the intake valve of the internal combustion engine by supplying and discharging fluid supplied from the fluid pressure pump; Motoring is performed by the driving force of the travel motor or the power generation motor, and when the internal combustion engine is started, power from the battery is supplied to the travel motor or the power generation motor. In this situation where motoring is started and the motoring continues, the optimal opening and closing timing of the intake valve is set. The intake valve by the control of the valve timing control apparatus, to supply fuel to the combustion chamber after reaching this opening and closing timing, in that it includes a starting control module for controlling igniting the spark plug.
この特徴構成によると、バッテリーの容量が大きいため、長時間に亘り比較的高速回転でモータリングを行える。このため、内燃機関を始動する際には、始動制御モジュールの制御によってモータリングを継続することにより流体圧ポンプから供給される流体の圧力を上昇させ、吸気バルブの開閉時期を内燃機関の始動に適した値に設定することが可能となる。この後、弁開閉時期制御装置の制御により吸気バルブが、設定された開閉時期に到達した後に燃焼室に燃料を供給して点火プラグによる点火を行うことにより、内燃機関を良好に始動できる。特に、この構成では、弁開閉時期制御装置にロック機構を備えないで済むため弁開閉時期制御装置の構造を簡素化する。
従って、弁開閉時期制御装置による吸気バルブの開閉時期を最適に設定した上で内燃機関の始動が可能な制御装置が構成された。また、ロック機構を備えた弁開閉時期制御装置と比較すると、ロック機構のロックを解除する作動が不要となる。更に、弁開閉時期制御装置の制御により、内燃機関の始動直後に必要なトルクを得ることが可能で、良好な燃費で稼動させることも可能となる。
According to this characteristic configuration, since the capacity of the battery is large, motoring can be performed at a relatively high speed for a long time. Therefore, when starting the internal combustion engine, the pressure of the fluid supplied from the fluid pressure pump is increased by continuing motoring under the control of the start control module, and the opening / closing timing of the intake valve is set to start the internal combustion engine. An appropriate value can be set. Thereafter, the internal combustion engine can be favorably started by supplying fuel to the combustion chamber and igniting with the spark plug after the intake valve reaches the set opening / closing timing under the control of the valve opening / closing timing control device. In particular, in this configuration, since the valve opening / closing timing control device does not need to include a lock mechanism, the structure of the valve opening / closing timing control device is simplified.
Accordingly, a control device is configured that can start the internal combustion engine while optimally setting the opening / closing timing of the intake valve by the valve opening / closing timing control device. Further, as compared with a valve opening / closing timing control device provided with a lock mechanism, an operation for unlocking the lock mechanism becomes unnecessary. Further, by controlling the valve timing control device, it is possible to obtain a necessary torque immediately after the internal combustion engine is started, and it is possible to operate with good fuel efficiency.
他の構成として、前記始動制御モジュールは、前記内燃機関の始動時には前記内燃機関のクランクシャフトの単位時間の回転数が、設定値を超えた状態で前記吸気バルブの開閉時期を制御しても良い。 As another configuration, the start control module may control the opening / closing timing of the intake valve in a state where the number of revolutions of the crankshaft of the internal combustion engine exceeds a set value when the internal combustion engine is started. .
これによると、内燃機関のクランクシャフトの単位時間の回転数が設定値を超えた状態で吸気バルブの開閉時期を制御するため、流体圧ポンプから供給される流体の圧力が必要とする値に達した後に、流体圧により開閉時期を適正な値に設定して内燃機関を始動できる。 According to this, since the opening / closing timing of the intake valve is controlled in a state where the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine exceeds the set value, the pressure of the fluid supplied from the fluid pressure pump reaches a required value. After that, the internal combustion engine can be started by setting the opening / closing timing to an appropriate value by the fluid pressure.
他の構成として、前記内燃機関の筒内温度を推定する筒内温度推定装置を更に備え、前記始動制御モジュールは、前記モータリングを継続し前記点火プラグによる点火を行う時点での前記吸気バルブの開閉時期を、前記筒内温度に基づいて設定しても良い。 As another configuration, the apparatus further includes an in-cylinder temperature estimating device for estimating an in-cylinder temperature of the internal combustion engine, wherein the start control module continues the motoring and performs ignition by the ignition plug. The opening / closing timing may be set based on the in-cylinder temperature.
外気に晒される環境にある車両では、始動前における内燃機関の温度は気温と一致するものである。従って、モータリングを継続する状況において、筒内温度推定装置で推定される筒内温度に基づいて吸気バルブの開閉時期を設定することにより、最適に開閉時期が設定された状態において点火プラグで点火し、内燃機関を始動できる。 In a vehicle that is exposed to the outside air, the temperature of the internal combustion engine before the start matches the air temperature. Therefore, when the motoring is continued, the ignition valve is ignited by the spark plug in the state where the opening / closing timing is optimally set by setting the opening / closing timing of the intake valve based on the cylinder temperature estimated by the cylinder temperature estimating device. Then, the internal combustion engine can be started.
他の構成として、前記内燃機関の筒内温度を推定する筒内温度推定装置を更に備え、前記始動制御モジュールは前記モータリングを継続することにより前記筒内温度が設定温度に達した後において、前記点火プラグによる点火を行う時点での前記吸気バルブの開閉時期を、前記筒内温度に基づいて設定しても良い。 As another configuration, further comprising an in-cylinder temperature estimating device for estimating an in-cylinder temperature of the internal combustion engine, the start control module after the in-cylinder temperature reaches a set temperature by continuing the motoring, The opening / closing timing of the intake valve at the time of ignition by the spark plug may be set based on the in-cylinder temperature.
これによると、モータリングを継続することにより、燃焼室で空気が圧縮された際等に発生する熱で内燃機関の温度上昇を図ることが可能となる。また、内燃機関の温度が、始動に適さない低温である場合には、モータリングを継続し、内燃機関の筒内温度が始動に適した温度まで上昇したことを筒内温度推定装置で推定した後に、筒内温度推定装置で推定された温度に対し吸気バルブの開閉時期を最適に設定した状態で点火プラグで点火し、内燃機関を始動できる。 According to this, by continuing the motoring, it is possible to increase the temperature of the internal combustion engine with heat generated when air is compressed in the combustion chamber. Further, when the temperature of the internal combustion engine is a low temperature that is not suitable for starting, motoring is continued, and it is estimated by the in-cylinder temperature estimation device that the in-cylinder temperature of the internal combustion engine has increased to a temperature suitable for starting. Thereafter, the internal combustion engine can be started by igniting with the spark plug in a state where the opening / closing timing of the intake valve is optimally set with respect to the temperature estimated by the in-cylinder temperature estimation device.
他の構成として、前記点火プラグによる点火を行う時点での点火タイミングまたは燃料噴射タイミングを前記筒内温度に基づいて設定しても良い。 As another configuration, an ignition timing or a fuel injection timing at the time of ignition by the spark plug may be set based on the in-cylinder temperature.
これによると、筒内温度推定装置で推定された筒内温度に基づいて点火プラグによる点火タイミングまたは燃料噴射タイミングを設定するため、筒内温度に基づいた最適のタイミングで燃料噴射を行い点火を行える。 According to this, since the ignition timing or the fuel injection timing by the spark plug is set based on the in-cylinder temperature estimated by the in-cylinder temperature estimation device, the fuel can be injected and ignited at the optimum timing based on the in-cylinder temperature. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔車両の構成〕
図1に示すように、左右の前輪1と左右の後輪2とを備えた車体3に内燃機関としてのエンジンEと走行用モータMとを備えると共に、エンジンEの駆動力と走行用モータMの駆動力との少なくとも一方で走行可能なハイブリッド車両が構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Vehicle configuration]
As shown in FIG. 1, a
図1には車両としての乗用車を示しており、車体3には、エンジンEの駆動力と、走行用モータMとからの駆動力が伝えられる動力伝達機構4と、この動力伝達機構4からの駆動を前輪1に伝える走行駆動部5を備えている。車体3には、動力伝達機構4を介して伝えられる駆動力により発電を行う発電用モータ6と、発電用モータ6からの電力を制御する電力制御ユニット7と、電力制御ユニット7からの電力を蓄えるバッテリー8とを備えている。
FIG. 1 shows a passenger car as a vehicle. A power transmission mechanism 4 to which a driving force of an engine E and a driving force from a traveling motor M are transmitted to a
尚、発電用モータ6は、エンジンEから伝えられる駆動力により発電を行うだけでなく、例えば、車体3が慣性により走行する際や、制動時において前輪1から伝えられる駆動力によっても発電を行う。特に、制動時に発電用モータ6で発電を行うことにより、発電用モータ6から前輪1に制動力が作用する回生ブレーキを実現している。
The power generation motor 6 not only generates power by the driving force transmitted from the engine E, but also generates power by the driving force transmitted from the front wheels 1 when the
この車両では、走行モードを選択する走行制御ユニット9と、エンジンEを制御するエンジン制御装置40とを備えている。電力制御ユニット7は、発電用モータ6からの交流電流を整流する整流部、あるいは、電力の給排を制御する電力トランジスタやサイリスタ等の電力制御素子等を備えて構成されている。
This vehicle includes a travel control unit 9 that selects a travel mode and an
走行制御ユニット9は、エンジンEの駆動力のみで走行するエンジン走行モードと、バッテリー8の電力で走行用モータMを駆動して走行するモータ走行モード(EVモード)と、エンジンEおよび走行用モータMの駆動力で走行するハイブリッド走行モード(HEVモード)との3種のモードの何れかのモードの選択を行う。これらのモードを実現するため、走行制御ユニット9は、モード設定情報を電力制御ユニット7に与え、また、エンジンEの始動と、停止とを実現する制御情報をエンジン制御装置40に与える。
The travel control unit 9 includes an engine travel mode that travels only with the driving force of the engine E, a motor travel mode (EV mode) that travels by driving the travel motor M with the electric power of the battery 8, and the engine E and the travel motor. One of the three modes, the hybrid travel mode (HEV mode) that travels with the driving force of M, is selected. In order to realize these modes, the traveling control unit 9 gives mode setting information to the electric
エンジン制御装置40は、エンジンEの始動および停止と、図2、図3に示す弁開閉時期制御装置Aの制御とを行う。このエンジン制御装置40の制御形態は後述する。
The
〔エンジンと弁開閉時期制御装置〕
図2に示すように、エンジンEは、クランクシャフト11が下部に配置されると共に、上部の複数のシリンダブロック13のシリンダボアにピストン14を上下動自在に収容し、コネクティングロッド15によりピストン14とクランクシャフト11とを連結することで4サイクル型に構成されている。
[Engine and valve timing control device]
As shown in FIG. 2, the engine E has a
このエンジンEの吸気カムシャフト17に弁開閉時期制御装置Aが備えられ、クランクシャフト11の出力スプロケット11Sと、弁開閉時期制御装置Aの入力スプロケット25Sとに亘りタイミングチェーン16が巻回されている。吸気カムシャフト17は回転に伴い吸気バルブVaを開閉するように構成されている。
The
図2、図3に示すように、弁開閉時期制御装置Aは、クランクシャフト11と同期回転する駆動側回転体としての駆動ロータ21と、この駆動ロータ21に内包される従動側回転体としての従動ロータ22とを備えている。駆動ロータ21と従動ロータ22とは吸気カムシャフト17の回転軸芯Xと同軸芯に相対回転自在に備えられ、従動ロータ22は吸気カムシャフト17に連結ボルト23により連結されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the valve opening / closing timing control device A includes a driving
駆動ロータ21は、フロントプレート24とリヤプレート25とを締結ボルト26で締結して構成され、従動ロータ22は、フロントプレート24とリヤプレート25とに挟み込まれる位置に配置されている。弁開閉時期制御装置Aでは、リヤプレート25の外周に入力スプロケット25Sが形成され、この入力スプロケット25Sと、クランクシャフト11に設けた出力スプロケット11Sとに亘ってタイミングチェーン16が巻回することにより、駆動ロータ21がクランクシャフト11と同期回転する。
The
図3に示すように、駆動ロータ21には径方向内側に突出する複数の突出壁21Tが一体的に形成されている。従動ロータ22は複数の突出壁21Tの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成され、この従動ロータ22の外周部分に複数のベーン27が径方向外方に突設されている。
As shown in FIG. 3, the
また、従動ロータ22の外方において回転方向で隣接する突出壁21Tの間に流体圧室Cが形成されている。この流体圧室Cがベーン27で仕切られることにより進角室Caと遅角室Cbとが区画形成される。従動ロータ22には進角室Caに連通する進角制御流路31と、遅角室Cbに連通する遅角制御流路32とが形成されている。
A fluid pressure chamber C is formed between the protruding
図2に示すように、エンジンEで駆動されることによりエンジンEのオイルパンの潤滑油を、作動油として送り出す油圧ポンプP(流体圧ポンプの一例)を備えており、この油圧ポンプPと弁開閉時期制御装置Aとの間には、進角室Caと遅角室Cbとに対する作動油を給排する電磁制御弁33を備えている。
As shown in FIG. 2, a hydraulic pump P (an example of a fluid pressure pump) that feeds lubricating oil of an oil pan of the engine E as hydraulic oil when driven by the engine E is provided. Between the opening / closing timing control device A, there is provided an
電磁制御弁33は、作動油の流れを制御するスプール(図示せず)と、スプールの位置を制御する電磁ソレノイド(図示せず)とを備えている。この電磁制御弁33は、電磁ソレノイドに供給される駆動電流の設定により、進角室Caに作動油と供給すると同時に遅角室Cbから作動油を排出する進角ポジションと、遅角室Cbに作動油を供給すると同時に進角室Caから作動油を排出する遅角ポジションと、進角室Caと遅角室Cbとに対する作動油の給排を行わない保持ポジションとに操作自在に構成されている。
The
従って、電磁制御弁33を進角ポジションに設定することにより、進角制御流路31から進角室Caに作動油を供給し、遅角室Cbから遅角制御流路32を介して作動油を排出することにより駆動ロータ21と従動ロータ22との相対回転位相(以下、単に相対回転位相と称する)を進角方向Saに変位させる。電磁制御弁33を遅角ポジションに設定することにより前述とは逆に、遅角制御流路32から遅角室Cbに作動油を供給し、進角制御流路31を介して進角室Caから作動油を排出することにより相対回転位相を遅角方向Sbに変位させる。保持ポジションでは、進角室Caと遅角室Cbとに対する作動油の給排を行わない。
Therefore, by setting the
図3に示すように、弁開閉時期制御装置Aは、クランクシャフト11からの駆動力により駆動ロータ21が駆動回転方向Sに向けて回転する。駆動ロータ21に対して従動ロータ22が駆動回転方向Sと同方向へ回転する方向を進角方向Saと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Sbと称する。また、相対回転位相で遅角方向Sbの作動端を最遅角位相と称し、相対回転位相で進角方向Saの作動端を最進角位相と称している。
As shown in FIG. 3, in the valve opening / closing timing control device A, the driving
特に、相対回転位相を進角方向Saと遅角方向Sbとの何れかに変位させる制御により吸気バルブVaの開閉時期(バルブタイミング)の設定を実現している。そして、弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を進角方向Saに変位させることで燃焼室に取り込む空気量が増大し、遅角方向Sbに変位させることで燃焼室に取り込む空気量が低減する。 In particular, the opening / closing timing (valve timing) of the intake valve Va is realized by controlling the relative rotational phase to be displaced in either the advance angle direction Sa or the retard angle direction Sb. The amount of air taken into the combustion chamber is increased by displacing the relative rotation phase of the valve opening / closing timing control device A in the advance direction Sa, and the amount of air taken into the combustion chamber is reduced by being displaced in the retard direction Sb. .
〔エンジン制御装置〕
この車両では、エンジンEの始動時には、走行用モータMの回転によりクランクシャフト11を駆動回転するモータリング(クランキング)を行えるように構成されている。図4にはECUとして機能するエンジン制御装置40の構成の概要を示しており、このエンジン制御装置40には、始動制御モジュール40aと、稼動制御モジュール40bと、停止制御モジュール40cと、筒内温度推定モジュール40dとを備えている。これらはソフトウエアとしてインストールされている。
[Engine control device]
This vehicle is configured to perform motoring (cranking) for driving and rotating the
このエンジン制御装置40は、駆動ロータ21と従動ロータ22との相対回転位相を検知する位相センサ41と、クランクシャフト11の単位時間あたりの回転数を計測する回転数センサ42と、車両外部の気温を検知する気温センサ43と、エンジンEの冷却水の温度を検知する水温センサ44とからの信号が入力する。
The
このエンジン制御装置40では、気温センサ43と水温センサ44と、筒内温度推定モジュール40dとでエンジンEの筒内温度を推定する筒内温度推定装置が構成される。この構成から、気温センサ43と水温センサ44との少なくとも一方で検知される温度に基づいて筒内温度推定モジュール40dが筒内温度を推定する。
In the
更に、このエンジン制御装置40は、走行用モータMと、電磁制御弁33と、エンジンEの吸気量を設定するスロットルバルブ45とに制御信号を出力すると共に、エンジンEの燃焼室への燃料の噴射を行う燃料噴射ノズル46と、燃焼室の混合気に点火を行う点火プラグ47とに制御信号を出力する。
Further, the
〔制御形態〕
始動制御モジュール40aは、エンジンEの始動時に必要な制御を実行する(この制御形態については後述する)。稼動制御モジュール40bは、エンジンEが稼動する状況において運転者の操作やエンジンEに作用する負荷等に基づきスロットルバルブ45を制御する、あるいは、電磁制御弁33の操作により吸気バルブVa開閉時期(バルブタイミング)を制御することでエンジンEの稼動を管理する。また、停止制御モジュール40cは運転者の操作によりエンジンEを停止する操作があった場合に、燃料噴射ノズル46と点火プラグ47との制御によりエンジンEを停止させる。
[Control form]
The
前述したように、筒内温度推定モジュール40dは、気温センサ43と水温センサ44との少なくとも一方で検知される温度と、エンジンEの稼働状況等の情報に基づく演算や、テーブルを参照する等の処理によりエンジンEの筒内温度を推定する。
As described above, the in-cylinder temperature estimation module 40d performs a calculation based on information such as the temperature detected by at least one of the
特に、この車両ではエンジンEを始動する際に始動制御モジュール40aが、吸気バルブVaの開閉時期(バルブタイミング)を始動に適した値に設定するものであり、その制御形態の概要をエンジン始動制御として図5のフローチャートに示している。また、このフローチャートにおいて#01〜#05ステップに対応する制御のタイミングを図6のタイミングチャートに示している。
In particular, in this vehicle, when starting the engine E, the
エンジンEが停止する状態で、エンジンEを始動させるエンジン制御情報をエンジン制御装置40が取得した場合にはモータリングを開始する(#01ステップ)。このモータリングでは、バッテリー8の電力を走行用モータMに供給する結果、クランクシャフト11を駆動回転する。
When the
次に、気温センサ43で気温を検知し、筒内温度がエンジンEの始動を可能にする設定値を超えていない(低温である)場合には(#02ステップのNo)、モータリングを継続し、油圧ポンプPから吐出される作動油の油圧が制御可能な圧力に達した後に、電磁制御弁33の制御により弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を最進角に設定することにより、水温センサ44で検知される水温に基づき筒内温度推定モジュール40dで推定される筒内温度が設定温度を超えるまで筒内暖機を行う(#02〜#05ステップ)。
Next, when the air temperature is detected by the
この#02〜#05ステップの制御に関連して、図6のタイミングチャートの上段の回転数(a)のチャートでは「モータリング開始」のタイミングから回転数センサ42で検知されるクランクシャフト11の回転数は高い状態にあることを示し、このモータリングは継続して行われることを示している。
In relation to the control of the
また、上から2段目の油圧(b)のチャートでは油圧の上昇タイミングを示し、その下の段の弁制御信号(c)のチャートでは電磁制御弁33を制御する弁制御信号の変化を示している。つまり、進角室Ca内の油圧が制御可能な値まで上昇し「進角制御開始」のタイミングで電磁制御弁33を進角ポジションに設定時間だけ設定する制御により弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を最進角に設定する制御が行われる。
The chart of hydraulic pressure (b) in the second stage from the top shows the rise timing of the hydraulic pressure, and the chart of valve control signal (c) in the lower stage shows the change in the valve control signal for controlling the
更に、下から2段目の相対回転位相(d)のチャートでは位相センサ41で検知される相対回転位相の変化を示し、最下段の筒内温度(e)のチャートでは水温センサ44で検知される水温に基づいて推定される筒内温度の変化を示している。つまり、モータリングの開始から吸気バルブVaの開閉時期を最遅角に設定して燃焼室に吸引する空気量を低減すること(デコンプ)によりモータリング時の負荷を軽減しており、前述した電磁制御弁33の進角ポジションへの制御により吸気バルブVa開閉時期が最進角に設定され、「筒内暖機開始」のタイミングから筒内暖機が開始され、時間経過に伴い筒内温度の昇温が進むことになる。
Further, the chart of the relative rotational phase (d) in the second stage from the bottom shows the change in the relative rotational phase detected by the
この制御において、油圧ポンプPから吐出される作動油の油圧が制御可能な圧力に達したことを判定するために作動油の圧力を検知する圧力センサの値を取得することが理想であるが、例えば、圧力センサを用いずに、モータリングの開始から昇圧のために予め設定した時間が経過した時点で、油圧ポンプPから吐出する油圧が設定値に達していると見做すように制御を行っても良い。 In this control, it is ideal to acquire the value of the pressure sensor that detects the pressure of the hydraulic oil in order to determine that the hydraulic pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P has reached a controllable pressure. For example, without using a pressure sensor, control is performed so that the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pump P reaches the set value when a preset time for pressure increase has elapsed since the start of motoring. You can go.
これと同様に、水温センサ44で検知される水温に基づいて筒内温度を推定する処理に代えて、筒内暖機開始から暖機のために予め設定された時間が経過した時点で、暖機が完了していると見做す制御を行っても良い。このように見做す制御では、暖機開始時点でのエンジンEの温度に基づいて暖機が完了する時間を設定するように制御形態を設定しても良い。
Similarly, instead of the process of estimating the in-cylinder temperature based on the water temperature detected by the
前述したように、筒内暖機を行う場合には、吸気バルブVaの開閉時期を最進角に設定することで、燃焼室に取り込む空気量を最大に設定してモータリングを継続することにより、燃焼室で空気が圧縮される際に発生する熱量を増大して燃焼室の温度を上昇させ、エンジンEの温度上昇を実現している。 As described above, when performing in-cylinder warm-up, by setting the opening / closing timing of the intake valve Va to the most advanced angle, the amount of air taken into the combustion chamber is set to the maximum and motoring is continued. The amount of heat generated when air is compressed in the combustion chamber is increased to raise the temperature of the combustion chamber, thereby realizing an increase in the temperature of the engine E.
これに対し、#02ステップにおいて推定された筒内温度が設定値を超える状況にある場合には(#02ステップのYes)、油圧ポンプPから吐出される作動油の油圧が制御可能な圧力に達した後に次のステップに移行する(#06ステップ)。
On the other hand, when the in-cylinder temperature estimated in the
この制御においても、前述したものと同様に、時間制御により油圧ポンプPから吐出する油圧が設定値に達していると見做す制御を行っても良い。 In this control as well, as described above, it is possible to perform control that assumes that the hydraulic pressure discharged from the hydraulic pump P has reached the set value by time control.
#05ステップで筒内温度が設定値を超えた後、又は、#06ステップで油圧ポンプPから吐出される作動油の油圧が制御可能な圧力に達した後には、推定された筒内温度に対応する吸気バルブVaの開閉時期を設定した後に、燃料噴射ノズル46で燃焼室に燃料を供給し、点火プラグ47で点火を行うことにより燃焼を開始してエンジンEを始動させ、この後、モータリングを停止する(#07〜#09ステップ)。
After the in-cylinder temperature exceeds the set value in
この制御において、暖機および所定の油圧を得るため走行用モータMでクランクシャフト11を駆動回転する作動をモータリングと称しており、エンジンEを始動するための制御に伴いクランクシャフト11を駆動回転する作動と区別している。従って、図5に示す制御では、#07ステップ以降のクランクシャフト11の作動がクランキングとなる。
In this control, the operation of driving and rotating the
#07ステップでは、図7に示すグラフTに基づき、筒内温度に対応してエンジンEを始動する際に最適となる弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相が決定される。同図では横軸に筒内温度を取り、縦軸に開閉時期を取っている。また、縦軸では上側が進角方向Saであり、下側が遅角方向Sbとなる。
In
同図から明らかなように、筒内温度が高いほど相対回転位相を遅角方向Sbに設定し、エンジン温が低下するほど相対回転位相を進角方向Saに設定することになる。この制御は、エンジン制御装置40に図7に示すグラフTのデータを記憶しておくことで実現される。特に、外気温が低い環境であっても、エンジンEのが停止直後のようにエンジンEの温度(筒内温度)が高い場合には、推定される筒内温度も高く、このように推定される筒内温度に基づいて制御が行われる。 As is apparent from the figure, the higher the in-cylinder temperature, the more the relative rotation phase is set in the retarding direction Sb, and the lower the engine temperature, the more the relative rotation phase is set in the advance direction Sa. This control is realized by storing the data of the graph T shown in FIG. In particular, even in an environment where the outside air temperature is low, if the temperature of the engine E (in-cylinder temperature) is high, such as immediately after the engine E is stopped, the estimated in-cylinder temperature is also high and thus estimated. Control is performed based on the in-cylinder temperature.
このように、筒内温度に対応して吸気バルブVaの開閉時期を設定する制御の具体例を図6のタイミングチャートに示しており、「開閉時期最適化」のタイミングで、弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相(吸気バルブVaの開閉時期)を遅角方向Sbに変位させ、位相センサ41で検知される相対回転位相が、目標とする相対回転位相に到達した後に「点火」のタイミングで点火プラグ47による点火を開始することによりエンジンEが始動される。
A specific example of the control for setting the opening / closing timing of the intake valve Va in accordance with the in-cylinder temperature is shown in the timing chart of FIG. 6, and the valve opening / closing timing control device at the timing of “opening / closing timing optimization”. When the relative rotational phase of A (the opening / closing timing of the intake valve Va) is displaced in the retarding direction Sb and the relative rotational phase detected by the
〔実施形態の作用効果〕
このように、ハイブリッド車両では大容量のバッテリー8を備え、このバッテリー8から供給される電力で走行用モータMを駆動してクランクシャフト11の駆動回転が可能となる構成を活用することで、エンジンEの始動時にはモータリングを長時間行うことにより、油圧ポンプPから必要とする圧力作動油を得る。
[Effects of Embodiment]
As described above, the hybrid vehicle includes the battery 8 having a large capacity, and uses the configuration in which the driving motor M is driven by the electric power supplied from the battery 8 and the
また、エンジンEを適切に始動させるための筒内温度と吸気バルブVaの開閉時期との関係は決まっている。従って、この関係に基づいて弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相(吸気バルブVaの開閉時期)を設定し、モータリング(厳密にはクランキング)が継続する状況で、電磁制御弁33の制御により弁開閉時期制御装置Aを制御して吸気バルブVaの開閉時期を決定し、燃料を供給し、点火プラグ47で点火することによりエンジンEの始動が可能となる。このような始動を行うため、弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を拘束するためのロック機構を必要としないものとなる。
Further, the relationship between the in-cylinder temperature for properly starting the engine E and the opening / closing timing of the intake valve Va is determined. Therefore, the relative rotation phase of the valve opening / closing timing control device A (opening / closing timing of the intake valve Va) is set based on this relationship, and the control of the
また、例えば、寒冷地においてエンジンEを始動する際には、モータリングが継続する状況で、電磁制御弁33を制御して吸気バルブVaの開閉時期を最進角に設定する。これにより、燃焼室に最大量の空気を取り込むことで大きい熱量を発生させ、短時間での暖機を実現する。そして、暖機が完了した後には、電磁制御弁33の制御により吸気バルブVaの開閉時期を最適に設定した状態で点火プラグ47によるエンジンEの始動を可能にしている。
For example, when the engine E is started in a cold region, the
更に、内燃機関の始動直後に必要なトルクを得ると共に。良好な燃費で稼動するように弁開閉時期制御装置Aの相対回転位相を設定することが可能となり、例えば、ロック機構を備えロック機構のロックを解除する作動を行うものと比較すると、迅速な作動が可能となる。 Furthermore, the necessary torque is obtained immediately after the internal combustion engine is started. It is possible to set the relative rotation phase of the valve timing control device A so as to operate with good fuel efficiency. For example, the operation is quicker than that provided with a lock mechanism and releasing the lock mechanism. Is possible.
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い(実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している)。
[Another embodiment]
In addition to the above-described embodiments, the present invention may be configured as follows (the components having the same functions as those of the embodiments are given the same numbers and symbols as those of the embodiments).
(a)本発明は、エンジンE(内燃機関)を始動するための専用の始動用モータ(スタータモータ)を備えた構成を除外するものではなく、専用の始動用モータを用いてエンジンEを駆動するように構成することも可能である。 (A) The present invention does not exclude a configuration including a dedicated starter motor (starter motor) for starting the engine E (internal combustion engine), and drives the engine E using a dedicated starter motor. It is also possible to configure so as to.
(b)実施形態では、クランクシャフト11の回転数が初期から高速であるものを示していたが、例えば、図6のタイミングチャートの上段の回転数(a)において回転数を示すラインが二点鎖線で示すようにクランクシャフト11の回転数が時間を掛けて上昇するものにおいて、この二点鎖線で示す回転数が所定の値を超えた後に吸気バルブVaの開閉時期を設定するように制御形態を設定しても良い。
(B) In the embodiment, the number of rotations of the
(c)点火プラグ47で点火を行うタイミングと、燃料噴射ノズル46で燃料を噴射する噴射タイミングとの、少なくとも一方を、筒内温度に基づいて設定するように制御形態を設定する。このようにタイミングを設定することにより、筒内温度に対応した最適なタイミングで燃料の噴射を行い、最適なタイミングで点火を行い、エンジンEの良好な始動が実現する。
(C) The control mode is set so that at least one of the timing for igniting with the
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に利用することができる。 The present invention can be used in a control device for a hybrid vehicle.
1 クランクシャフト
6 発電用モータ
8 バッテリー
43 気温センサ
44 水温センサ(温度センサ)
40 エンジン制御装置
40a 始動制御モジュール
47 点火プラグ
A 弁開閉時期制御装置
E エンジン(内燃機関)
P 流体圧ポンプ
M 走行用モータ
Va 吸気バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crankshaft 6 Power generation motor 8
40
P Fluid pressure pump M Traveling motor Va Intake valve
Claims (5)
前記発電用モータで発電された電力を蓄えるバッテリーと、
前記バッテリーから供給される電力により駆動される走行用モータと、
内燃機関で駆動される流体圧ポンプと、
前記流体圧ポンプから供給される流体の給排により前記内燃機関の吸気バルブの開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置とを備えると共に、
前記内燃機関が、前記走行用モータまたは前記発電用モータの駆動力によりモータリングを行うように構成され、
前記内燃機関を始動する際に、前記バッテリーからの電力を前記走行用モータまたは前記発電用モータに供給することでモータリングを開始させ、このモータリングが継続する状況において、始動に最適な前記吸気バルブの開閉時期を設定し、前記弁開閉時期制御装置の制御により前記吸気バルブが、この開閉時期に到達した後に燃焼室に燃料を供給し、点火プラグに点火する制御を行う始動制御モジュールを備えているハイブリッド車両の制御装置。 A power generation motor;
A battery for storing electric power generated by the power generation motor;
A traveling motor driven by electric power supplied from the battery;
A fluid pressure pump driven by an internal combustion engine;
A valve opening / closing timing control device for setting the opening / closing timing of the intake valve of the internal combustion engine by supplying and discharging fluid supplied from the fluid pressure pump;
The internal combustion engine is configured to perform motoring by a driving force of the travel motor or the power generation motor;
When starting the internal combustion engine, motoring is started by supplying electric power from the battery to the traveling motor or the power generation motor, and in the situation where the motoring continues, the intake air that is optimal for starting A start control module configured to set a valve opening / closing timing, and to control the intake valve to supply fuel to the combustion chamber and ignite the ignition plug after reaching the opening / closing timing by the control of the valve opening / closing timing control device; Control device for hybrid vehicle.
前記始動制御モジュールは、前記モータリングを継続し前記点火プラグによる点火を行う時点での前記吸気バルブの開閉時期を、前記筒内温度に基づいて設定する請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 An in-cylinder temperature estimating device for estimating an in-cylinder temperature of the internal combustion engine;
3. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the start control module sets the opening / closing timing of the intake valve when the motoring is continued and ignition by the spark plug is performed based on the in-cylinder temperature. Control device.
前記始動制御モジュールは前記モータリングを継続することにより前記筒内温度が設定温度に達した後において、前記点火プラグによる点火を行う時点での前記吸気バルブの開閉時期を、前記筒内温度に基づいて設定する請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 An in-cylinder temperature estimating device for estimating an in-cylinder temperature of the internal combustion engine;
Based on the in-cylinder temperature, the start control module determines the opening / closing timing of the intake valve at the time of ignition by the spark plug after the in-cylinder temperature reaches a set temperature by continuing the motoring. The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the control device is set as follows.
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WO2023037558A1 (en) * | 2021-09-13 | 2023-03-16 | 本田技研工業株式会社 | Control device and control method for internal combustion engine |
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- 2018-05-24 JP JP2018099904A patent/JP2019202684A/en active Pending
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