JP2020147150A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
特許文献1には、惰性走行中に加速要求があった場合には、内燃機関の回転速度(以下「機関回転速度」という。)を素早く目標回転速度で安定させるために、意図的に機関回転速度を目標回転速度に対してオーバーシュートさせ、機関回転速度が目標回転速度に対してオーバーシュートすると、目標回転速度となるように回転電機(モータジュネレータ)を回生駆動するように構成された、車両の制御装置が開示されている。 Patent Document 1 intentionally rotates the engine in order to quickly stabilize the rotation speed of the internal combustion engine (hereinafter referred to as "engine rotation speed") at the target rotation speed when an acceleration request is made during coasting. When the speed is overshooted with respect to the target rotation speed and the engine rotation speed overshoots with respect to the target rotation speed, the rotary electric machine (motor generator) is regeneratively driven so as to reach the target rotation speed. The vehicle control device is disclosed.
しかしながら、特許文献1には、内燃機関をスタータによるクランキングで始動させたときに生じるオーバーシュート、すなわち機関回転速度の吹き上がりを、回転電機を回生駆動させて抑制することを冷間時に実行することは開示されていない。 However, in Patent Document 1, the overshoot that occurs when the internal combustion engine is started by cranking with a starter, that is, the increase in the engine rotation speed is regeneratively driven to suppress the rotation electric machine in the cold state. That is not disclosed.
ここで、内燃機関を回転電機によるクランキングによって始動させることも考えられるが、冷間時には、バッテリの劣化抑制の観点からバッテリの出力電力が制限されるため、内燃機関を始動するために必要な電力を回転電機に供給できない可能性がある。そのため、冷間時には、内燃機関をスタータによるクランキングで始動させることが考えられる。 Here, it is conceivable to start the internal combustion engine by cranking by a rotary electric machine, but it is necessary to start the internal combustion engine because the output power of the battery is limited from the viewpoint of suppressing the deterioration of the battery when it is cold. It may not be possible to supply power to the rotary electric machine. Therefore, when it is cold, it is conceivable to start the internal combustion engine by cranking with a starter.
しかしながら、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させて機関回転速度が吹き上がったときに、その吹き上がりを抑制するために燃料噴射量を減らしてしまうと、冷間時には触媒装置の暖機を促進するために点火時期も遅角されるため、燃焼が不安定になりやすい。そのため、未燃HCの排出量が増加して排気エミッションが悪化するおそれがある。 However, when the internal combustion engine is started by cranking with a starter when it is cold and the engine rotation speed rises, if the fuel injection amount is reduced in order to suppress the blow-up, the catalyst device warms up when it is cold. Since the ignition timing is also retarded to accelerate the machine, combustion tends to be unstable. Therefore, the amount of unburned HC discharged may increase and the exhaust emission may deteriorate.
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合において、触媒装置の暖機が重なったときの排気エミッションの悪化を抑制しつつ、機関回転速度の吹き上がりも抑制することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to such a problem, and when the internal combustion engine is started by cranking by a starter when it is cold, the exhaust emission is deteriorated when the catalyst device is warmed up. The purpose is to suppress the rise of the engine rotation speed while suppressing it.
上記課題を解決するために、本発明のある態様による車両は、燃料噴射弁から噴射された燃料を点火プラグで火花点火させることによって燃焼させて動力を発生させる内燃機関と、内燃機関のクランキングを行うためのスタータと、内燃機関の動力によって回生駆動される回転電機と、を備える。そして、この車両を制御するための車両の制御装置が、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させる場合は、燃料噴射弁から噴射される燃料が所定の下限値未満とならないように燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に、内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて燃料噴射弁から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度が所定の目標アイドル回転速度よりも高くなったときは、回転電機を回生駆動して機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させるように構成されている。 In order to solve the above problems, a vehicle according to an embodiment of the present invention includes an internal combustion engine that generates power by burning fuel injected from a fuel injection valve by spark ignition with a spark plug, and cranking of the internal combustion engine. It is provided with a starter for performing the above and a rotary electric machine which is regenerated and driven by the power of an internal combustion engine. Then, when the vehicle control device for controlling this vehicle starts the internal combustion engine by cranking with a starter when it is cold, the fuel injected from the fuel injection valve is not less than a predetermined lower limit value. While injecting fuel from the injection valve, the ignition timing is delayed at a predetermined timing to warm up the catalyst device provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the fuel injected from the fuel injection valve is ignited and burned. When the engine rotation speed becomes higher than a predetermined target idle rotation speed, the rotary electric machine is regeneratively driven to converge the engine rotation speed to the target idle rotation speed.
本発明のこの態様によれば、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合には、触媒装置の暖機のために点火時期が遅角されても燃焼が不安定にならないように燃料噴射弁からの燃焼噴射量が下限値を下回らないように制御され、機関回転速度が目標アイドル回転速度よりも高くなったときは回転電機を回生駆動して機関回転速度を目標アイドル回転速度に収束させられる。そのため、冷間時に内燃機関をスタータによるクランキングで始動させた場合において、触媒装置の暖機が重なったときの排気エミッションの悪化を抑制しつつ、機関回転速度の吹き上がりも抑制することができる。 According to this aspect of the present invention, when the internal combustion engine is started by cranking with a starter when it is cold, combustion does not become unstable even if the ignition timing is delayed due to warming up of the catalyst device. The combustion injection amount from the fuel injection valve is controlled so that it does not fall below the lower limit, and when the engine speed becomes higher than the target idle speed, the rotary electric machine is regenerated to set the engine speed as the target idle speed. Is converged to. Therefore, when the internal combustion engine is started by cranking by the starter when it is cold, it is possible to suppress the deterioration of the exhaust emission when the warm-up of the catalyst device overlaps, and also to suppress the rise of the engine rotation speed. ..
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, similar components are given the same reference number.
図1は、本発明の一実施形態による車両100の一部と、車両100を制御するための電子制御ユニット200と、を示した概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a part of a
図1に示すように、車両100は、内燃機関1と、内燃機関1を始動するための始動装置2と、備える。
As shown in FIG. 1, the
内燃機関1は、その内部で燃料を燃焼させることでクランクシャフト11を回転させて、車両100を駆動するための動力を発生させる。内燃機関1の出力は、動力伝達装置(図示せず)などを介して最終的に車輪駆動軸(図示せず)に伝達される。クランクシャフト11の一端部(図中右側)には、クランクシャフト11と一体となって回転するフライホイール12が取り付けられる。フライホイール12の外周には、後述するスタータ21の出力軸21aに取り付けられたピニオンギヤ21bと噛み合うリングギヤ12aが取り付けられる。クランクシャフト11の他端部には、クランクシャフト11と一体となって回転する第1プーリ13が取り付けられる。以下、図2を参照して、内燃機関1の詳細な構成について説明する。
The internal combustion engine 1 rotates the
図2は、内燃機関1の概略断面図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the internal combustion engine 1.
図2に示すように、内燃機関1は、機関本体30と、吸気装置50と、排気装置60と、を備える。
As shown in FIG. 2, the internal combustion engine 1 includes an engine
機関本体30は、シリンダブロック31と、シリンダブロック31の上面に固定されたシリンダヘッド32と、を備える。
The
シリンダブロック31には、複数のシリンダ33が形成される。シリンダ33の内部には、燃焼圧力を受けてシリンダ33の内部を往復運動するピストン34が収められる。ピストン34は、コンロッド(図示せず)を介してクランクシャフト11(図1参照)と連結されており、クランクシャフト11によってピストン34の往復運動が回転運動に変換される。シリンダヘッド32の内壁面、シリンダ33の内壁面及びピストン34の冠面によって区画された空間が燃焼室35となる。
A plurality of
シリンダヘッド32には、シリンダヘッド32の一方の側面に開口すると共に燃焼室35に開口する吸気ポート36と、シリンダヘッド32の他方の側面に開口すると共に燃焼室35に開口する排気ポート37と、が形成される。
The
またシリンダヘッド32には、燃焼室35と吸気ポート36との開口を開閉するための吸気弁38と、燃焼室35と排気ポート37との開口を開閉するための排気弁39と、吸気弁38を開閉駆動する吸気カムシャフト40と、排気弁39を開閉駆動する排気カムシャフト41と、が取り付けられる。吸気カムシャフト40の一端には、吸気弁38の開閉時期を任意の時期に設定することができる油圧式の可変動弁機構(図示せず)が設けられる。
Further, the
さらにシリンダヘッド32には、燃焼室35内に燃料を噴射するための燃料噴射弁42と、燃料噴射弁42から噴射された燃料と空気との混合気を燃焼室35内で点火するための点火プラグ43とが、それぞれ燃焼室35に臨むように取り付けられる。なお、燃料噴射弁42は、吸気ポート36内に燃料を噴射するように取り付けてもよい。
Further, the
吸気装置50は、吸気ポート36を介してシリンダ33内に空気を導くための装置であって、エアクリーナ51と、吸気管52と、吸気マニホールド53と、エアフローメータ214と、電子制御式のスロットル弁54と、を備える。
The
エアクリーナ51は、空気中に含まれる砂などの異物を除去する。
The
吸気管52は、一端がエアクリーナ51に連結され、他端が吸気マニホールド53のサージタンク53aに連結される。吸気管52によって、エアクリーナ51を介して吸気管52内に流入してきた空気(吸気)が吸気マニホールド53のサージタンク53aに導かれる。
One end of the
吸気マニホールド53は、サージタンク53aと、サージタンク53aから分岐してシリンダヘッド側面に形成されている各吸気ポート36の開口に連結される複数の吸気枝管53bと、を備える。サージタンク53aに導かれた空気は、吸気枝管53bを介して各シリンダ33内に均等に分配される。このように、吸気管52、吸気マニホールド53及び吸気ポート36が、各シリンダ33内に空気を導くための吸気通路を形成する。
The
エアフローメータ214は、吸気管52内に設けられる。エアフローメータ214は、吸気管52内を流れて各シリンダ33の燃焼室35内に吸入される空気の流量(以下「吸入空気量」という。)を検出する。
The
スロットル弁54は、エアフローメータ214よりも下流側の吸気管52内に設けられる。スロットル弁54は、スロットルアクチュエータ55によって駆動され、吸気管52の通路断面積を連続的又は段階的に変化させる。スロットルアクチュエータ55によってスロットル弁54の開度(以下「スロットル開度」という。)の調整することで、吸入空気量が調整される。スロットル開度は、スロットルセンサ215によって検出される。
The
排気装置60は、燃焼室35内で生じた燃焼ガス(以下「排気」という。)を浄化して外気に排出するための装置であって、排気マニホールド61と、排気管62と、触媒装置63と、を備える。
The
排気マニホールド61は、シリンダヘッド側面に形成されている各排気ポート37の開口と連結される複数の排気枝管と、排気枝管31aを集合させて1本にまとめた集合管と、を備える。
The
排気管62は、一端が排気マニホールド61の集合管に連結され、他端が外気に開口している。各シリンダ33から排気ポート37を介して排気マニホールド61に排出された排気は、排気管62を流れて外気に排出される。このように、排気ポート37、排気マニホールド61、及び排気管62が、各シリンダ33から排出された排気が流れる排気通路を形成する。
One end of the
触媒装置63は、排気を浄化した上で外気に排出するための装置であって、有害物質を浄化する各種の触媒(例えば酸化触媒や三元触媒など)を担体に担持させたものである。
The
なお、本実施形態では内燃機関1の一例として、上記のような火花点火式内燃機関を例示して説明したが、火花点火式内燃機関であれば特に上記の構成に限られるものではなく、例えば、気筒配列、燃料の噴射態様、吸排気系の構成、動弁機構の構成、過給器の有無、過給態様等が、上記の構成と異なるものであっても良い。 In the present embodiment, the spark-ignition type internal combustion engine as described above has been illustrated as an example of the internal combustion engine 1, but the spark-ignition type internal combustion engine is not particularly limited to the above configuration, for example. , Cylinder arrangement, fuel injection mode, intake / exhaust system configuration, valve operating mechanism configuration, presence / absence of supercharger, supercharging mode, etc. may be different from the above configurations.
図1に戻り、始動装置2は、スタータ21と、回転電機22と、第1バッテリ23と、第2バッテリ24と、DC/DCコンバータ25と、インバータ26と、を備える。
Returning to FIG. 1, the starting
スタータ21は、例えば直流直巻型のモータである。スタータ21の出力軸21aには、前述したようにピニオンギヤ21bが取り付けられる。スタータ21は、第1バッテリ23と電気的に接続されており、第1バッテリ23からの電力供給を受けて力行駆動される。スタータ21を力行駆動させて出力軸21aを回転させることで、ピニオンギヤ21bと噛み合うリングギヤ12aが取り付けられたフライホイール12、ひいてはクランクシャフト11を回転させることができる。したがって、内燃機関1を始動する際にスタータ21を力行駆動することで、内燃機関1のクランキングを行うことができる。
The
回転電機22は、例えば三相の交流同期型のモータジュネレータである。回転電機22の出力軸22aには、回転電機22の出力軸22aと一体となって回転する第2プーリ14が取り付けられる。第2プーリ14は、ベルト15を介して第1プーリ13と連結される。また、回転電機22は、インバータ26を介して第2バッテリ24に電気的に接続されると共に、インバータ26及びDC/DCコンバータ25を介して第1バッテリ23に電気的に接続される。
The rotary
回転電機22は、電動機としての機能を有し、第2バッテリ24からの電力供給を受けて力行駆動される。回転電機22を力行駆動させて出力軸22aと共に第2プーリ14を回転させることで、ベルト15を介して第1プーリ13、ひいてはクランクシャフト11を回転させることができる。したがって、内燃機関1を始動する際に回転電機22を力行駆動しても、内燃機関1のクランキングを行うことができる。また、内燃機関1の運転中に回転電機22を力行駆動していわゆる内燃機関1のモータリングを行って、内燃機関1の出力トルク及び回転電機22の出力トルクの双方を利用して車両100を駆動することもできる。
The rotary
また、回転電機22は、発電機としての機能も有しており、クランクシャフト11を回転させて第1プーリ13を回転させることで、ベルト15を介して第2プーリ14、ひいては回転電機22の出力軸22aを回転させることができる。したがって、内燃機関1の内部で燃料を燃焼させているときや車両100の慣性走行中など、クランクシャフト11が回転しているときに回転電機22を回生駆動させることで、回転電機22で発電した発電電力を、第1バッテリ23及び第2バッテリ24に充電することができる。
Further, the rotary
第1バッテリ23は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。第1バッテリ23は、第1バッテリ23に充電された充電電力をスタータ21に供給してスタータ21を力行駆動することができるように、スタータ21に電気的に接続される。また、第1バッテリ23は、回転電機22によって発電された発電電力を第1バッテリ23に充電することができるように、DC/DCコンバータ25、及びインバータ26を介して回転電機22に電気的に接続される。第1バッテリ23には、第1バッテリ23の充電量SOC1を検出するための第1SOCセンサ201が取り付けられる。
The
第2バッテリ24は、第1バッテリ23よりも高電圧のバッテリであって、例えばニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池、リチウムイオン電池などの充放電可能な二次電池である。第2バッテリ24は、第2バッテリ24に充電された充電電力を回転電機22に供給して回転電機22を力行駆動することができるように、また、回転電機22によって発電された発電電力を第2バッテリ24に充電することができるように、インバータ26を介して回転電機22に電気的に接続される。第2バッテリ24には、第2バッテリ24の充電量SOC2を検出するための第2SOCセンサ202が取り付けられる。
The
DC/DCコンバータ25は、電子制御ユニット200からの制御信号に基づいて一次側端子の端子間電圧を昇圧して二次側端子から出力し、逆に電子制御ユニット200からの制御信号に基づいて二次側端子の端子間電圧を降圧して一次側端子から出力することが可能な電気回路を備える。DC/DCコンバータ25の一次側端子は第1バッテリ23の出力端子に接続され、二次側端子はインバータ26の直流側端子に接続される。
The DC /
インバータ26は、電子制御ユニット200からの制御信号に基づいて直流側端子から入力された直流電流を交流電流(本実施形態では三相交流電流)に変換して交流側端子から出力し、逆に電子制御ユニット200からの制御信号に基づいて交流側端子から入力された交流電流を直流電流に変換して直流側端子から出力することが可能な電気回路をそれぞれ備える。インバータ26の直流側端子は、第2バッテリ24の出力端子、及びDC/DCコンバータ25の二次側端子に接続され、インバータ26の交流側端子は回転電機22の入出力端子に接続される。
The
電子制御ユニット200は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バスによって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、CPU(マイクロプロセッサ)、入力ポート及び出力ポートを備える。
The
電子制御ユニット200には、前述した第1SOCセンサ201や第2SOCセンサ202、エアフローメータ214、スロットルセンサ215の他にも、機関本体30の負荷(機関負荷)に相当するアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ211や、機関回転速度NEなどを算出するための信号として機関本体30のクランクシャフト11(図示せず)が例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ212、機関本体30の温度(機関温度)に相当する機関本体30を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ213などの各種センサからの出力信号が入力される。
In addition to the above-mentioned
そして電子制御ユニット200は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、内燃機関1や始動装置2などを制御する。以下、電子制御ユニット200が実施する内燃機関1の制御、特に内燃機関1の始動制御について説明する。
Then, the
内燃機関1をスタータ21によるクランキングによって始動させる場合、スタータ21の出力トルクでは機関回転速度NEを所定の目標アイドル回転速度まで上昇させることができないため、スタータ21を駆動しつつ各シリンダ33の燃焼室35内で燃料を燃焼させて、機関回転速度NEを上昇させる必要がある。このとき、燃料性状のばらつきや内燃機関1の個体差が存在する場合であっても良好な始動性を確保するためには、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度よりも高い回転速度まで一旦上昇させた後、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度に向けて低下させて、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度に収束させる必要がある。
When the internal combustion engine 1 is started by cranking by the
したがって、内燃機関1をスタータ21によるクランキングによって始動させる場合、内燃機関1の始動時において、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度よりも高くなる現象、すなわち機関回転速度NEの吹き上がりが生じる。
Therefore, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the
これに対して、内燃機関1を回転電機22によるクランキングによって始動させる場合、回転電機22の出力トルクによって機関回転速度NEを目標アイドル回転速度まで上昇させることができる。そのため、回転電機22の出力トルクによって機関回転速度NEを目標アイドル回転速度まで上昇させた後、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度となるように、各シリンダ33の燃焼室35内で燃料を燃焼させることで、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度よりも高い回転速度まで一旦上昇させることなく、内燃機関1を始動させることができる。
On the other hand, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the rotary
したがって、内燃機関1を回転電機22によるクランキングによって始動させる場合、内燃機関1の始動時において、機関回転速度NEの吹き上がりはほとんど生じない。
Therefore, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the rotary
ここで、内燃機関1を回転電機22によるクランキングによって始動させる場合に回転電機22によって消費される電力は、内燃機関1をスタータ21によるクランキングによって始動させる場合にスタータ21によって消費される電力よりも多い。そのため、冷却水温が所定水温以下となっている冷間時に内燃機関1を始動する際には、第2バッテリ24の劣化抑制の観点から、第2バッテリ24の出力電力が制限されるため、回転電機22に対して、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度まで上昇させるために必要な電力を供給できない。
Here, the electric power consumed by the rotary
したがって、冷間時においては、内燃機関1をスタータ21によるクランキングによって始動させる必要がある。しかしながら、前述したように、内燃機関1をスタータ21によるクランキングによって始動させる場合には、良好な始動性を確保するため、機関回転速度NEを所定の冷間時用の目標アイドル回転速度NEth3(例えば1000[rpm])よりも高い回転速度まで一旦上昇させた後、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に向けて低下させて、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に収束させる必要がある。
Therefore, when it is cold, it is necessary to start the internal combustion engine 1 by cranking with the
このとき、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3に一旦到達した後、内燃機関1に対する要求トルクを低下させて機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に向けて低下させると、以下のような問題が生じる。 At this time, once the engine rotation speed NE reaches the target idle rotation speed NEth3, the required torque for the internal combustion engine 1 is reduced to reduce the engine rotation speed NE toward the target idle rotation speed NEth3. Problems arise.
すなわち、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3に一旦到達した後、内燃機関1に対する要求トルクを低下させて機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に向けて低下させようとすると、目標燃料噴射量が低下し、各燃料噴射弁42から噴射される燃料量が低下することになる。それに加えて、冷間時においては、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3に一旦到達した後は、触媒装置63の暖機を早期に完了させるため、点火時期が始動用の点火時期から暖機促進用の点火時期にステップ的に遅角されることになる。そのため、燃焼が不安定になって未燃HCの排出量が相対的に多くなり、排気エミッションが悪化するという問題が生じるのである。
That is, once the engine rotation speed NE reaches the target idle rotation speed NEth3, if the required torque for the internal combustion engine 1 is reduced to reduce the engine rotation speed NE toward the target idle rotation speed NEth3, the target fuel injection is performed. The amount will decrease, and the amount of fuel injected from each
そこで本実施形態では、冷間時に内燃機関1をスタータ21によるクランキングで始動させるときは、排気エミッションの悪化を抑制するために、燃料噴射量が一定量以下となるのを抑制しつつ、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高くなったときには、回転電機22を回生駆動することで、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に収束させることとした。
Therefore, in the present embodiment, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the
図3は、この本実施形態による内燃機関1の始動制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット200は、車両100の走行を開始してから終了するまでの1トリップ中に内燃機関1の始動要求、又は再始動要求があったときに本ルーチンを実施する。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the start control of the internal combustion engine 1 according to the present embodiment. The
ステップS1において、電子制御ユニット200は、冷間時か否かを判定する。本実施形態では電子制御ユニット200は、水温センサ213によって検出された冷却水温Twを読み込み、冷却水温Twが所定水温Tw_l未満であれば、冷間時であると判定してステップS2の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、冷却水温Twが所定水温Tw_l以上であれば、温間時であると判定してステップS3の処理に進む。
In step S1, the
ステップS2において、電子制御ユニット200は、内燃機関1をスタータ21によるクランキングによって始動させる第1始動処理を実施する。第1始動処理の詳細については、図4を参照して後述する。
In step S2, the
ステップS3において、電子制御ユニット200は、内燃機関1を回転電機22によるクランキングによって始動させる第2始動処理を実施する。第2始動処理は、前述したように、回転電機22に第2バッテリ24の電力を供給し、回転電機22の出力トルクによって機関回転速度NEを所定の温間時用の目標アイドル回転速度NEth2(例えば800[rpm])まで上昇させた後、機関回転速度NEが温間時用の目標アイドル回転速度NEth2となるように、各燃料噴射弁42から燃料を噴射して燃料を燃焼させて内燃機関1を始動させる処理である。
In step S3, the
図4は、第1始動処理の詳細について説明するフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart illustrating the details of the first start processing.
ステップS21において、電子制御ユニット200は、スタータ21に第1バッテリ23の電力を供給し、スタータ21によるクランキングを実施する。
In step S21, the
ステップS22において、電子制御ユニット200は、クランク角センサ212の出力信号に基づいて算出された機関回転速度NEを読み込み、機関回転速度NEが所定の噴射開始回転速度NEth1(例えば150[rpm])以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット200は、機関回転速度NEが噴射開始回転速度NEth1以上であれば、ステップS23の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、機関回転速度NEが噴射開始回転速度NEth1未満であれば、一定の間隔(例えば10[ms])を空けた後、再度ステップS22の処理を行う。
In step S22, the
ステップS23において、電子制御ユニット200は、目標燃料噴射量tQ、目標燃料噴射時期tA、及び目標点火時期tITを、それぞれ所定の始動用の燃料噴射量Qs、燃料噴射時期As、及び点火時期ITsに設定する。
In step S23, the
ステップS24において、電子制御ユニット200は、目標燃料噴射時期tAに燃料噴射弁42からの燃料噴射を開始して目標燃料噴射量tQ分の燃料を噴射すると共に、目標点火時期tITに点火プラグ43による火花点火を行って、内燃機関1を運転させる。
In step S24, the
ステップS25において、電子制御ユニット200は、クランク角センサ212の出力信号に基づいて算出された機関回転速度NEを読み込み、機関回転速度NEが所定の冷間時用の目標アイドル回転速度NEth3以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット200は、機関回転速度NEがアイドル回転速度NEth3以上であれば、ステップS26の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、機関回転速度NEがアイドル回転速度NEth3未満であれば、一定の間隔(例えば10[ms])を空けた後、再度ステップS23の処理を行う。
In step S25, the
ステップS26において、電子制御ユニット200は、クランク角センサ212の出力信号に基づいて算出された機関回転速度NEと、負荷センサ211によって検出された機関負荷と、を読み込み、機関運転状態を検出する。
In step S26, the
ステップS27において、電子制御ユニット200は、予め実験等によって作成された暖機促進用のマップを参照し、機関運転状態に基づいて、目標燃料噴射量tQ、及び目標燃料噴射時期tAを、それぞれ所定の暖機促進用の燃料噴射量Qh、及び燃料噴射時期Ahに設定する。この際、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高い状態になっているときは、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に向けて低下させるため、目標燃料噴射量tQは、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3に制御(維持)されていると比較して、少ない値となる。
In step S27, the
またステップS27において、電子制御ユニット200は、目標点火時期tITを、始動用の点火時期ITsから所定量だけ遅角させた所定の暖機促進用の点火時期IThに設定する。
Further, in step S27, the
ステップS28において、電子制御ユニット200は、ステップS27において設定された目標燃料噴射量tQが、所定の下限値Qlim以上であるか否かを判定する。下限値Qlimは、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高い状態になっているときに、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃焼が不安定になるのを抑制するために設定される値であって、例えば、機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に維持するために必要な燃料量とされる。電子制御ユニット200は、ステップS27において設定された目標燃料噴射量tQが下限値Qlim以上であれば、ステップS30の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、ステップS27において設定された目標燃料噴射量tQが下限値Qlim未満であれば、ステップS29の処理に進む。
In step S28, the
ステップS29において、電子制御ユニット200は、ステップS27において設定された目標燃料噴射量tQを、下限値Qlimに補正する。これにより、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高い状態になっているときに、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃焼が不安定になるのを抑制することができる。なお、この際、目標燃料噴射量tQを補正したことに対応して目標燃料噴射時期tAを併せて補正するようにしてもよい。
In step S29, the
ステップS30において、電子制御ユニット200は、目標燃料噴射時期tAに燃料噴射弁42からの燃料噴射を開始して目標燃料噴射量tQ分の燃料を噴射すると共に、目標点火時期tITに点火プラグ43による火花点火を行って、内燃機関1を運転させる。
In step S30, the
ステップS31において、電子制御ユニット200は、第1始動処理を終了させるべきときであるか否かを判定する。第1始動処理を終了させるべきときは、例えば、冷却水温Twが触媒装置63の暖機が完了したと判定できる水温以上になったときや、シフトレバーがPレンジ(駐車レンジ)からDレンジ(ドライブレンジ)に切り替わったときなどである。電子制御ユニット200は、第1始動処理を終了させるべきときであれば、第1始動処理を終了する。一方で電子制御ユニット200は、第1始動処理を終了させるべきときでなければ、一定の間隔(例えば10[ms])を空けた後、再度ステップS26の処理を行う。
In step S31, the
図5は、第1始動処理と併せて実施される回転電機22の回生制御について説明するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the regenerative control of the rotary
ステップS41において、電子制御ユニット200は、クランク角センサの出力信号に基づいて算出された機関回転速度NEを読み込み、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高いか否かを判定する。電子制御ユニット200は、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高ければ、ステップS42の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3未満であれば、今回の処理を終了する。
In step S41, the
ステップS42において、電子制御ユニット200は、機関回転速度NEからアイドル回転速度NEth3を引いた差分回転速度ΔNEを算出する。
In step S42, the
ステップS43において、電子制御ユニット200は、予め実験等によって作成されたテーブルを参照し、差分回転速度ΔNEに基づいて、回転電機22を発電機として機能させる際の目標回生トルクを算出する。目標回生トルクは、目標アイドル回転速度NEth3よりも高くなった機関速度度NEを、目標アイドル回転速度NEまで低下させるために必要な負のトルクであり、基本的に差分回転速度ΔNEが大きいほど高くされる(回生量が多くされる)。
In step S43, the
ステップS44において、電子制御ユニット200は、回生トルクが目標回生トルクとなるように、回転電機22を回生駆動させて、機関回転速度NEを目標アイドル回転アイドル回転速度NEth3に素早く収束させる。これにより、機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3よりも高い状態になっているときに、燃料噴射量を減少させなくても、機関回転速度NEの吹き上がりを抑制することができる。
In step S44, the
図6は、第1始動処理、及び第1始動処理と併せて実施される回転電機22の回生制御の動作について説明するタイムチャートである。なお図6において、実線は、本実施形態による制御の動作を示している。一方で破線は、従来制御の動作、すなわち機関回転速度NEが目標アイドル回転速度NEth3に一旦到達した後、内燃機関1に対する要求トルク(燃料噴射量)を低下させて機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に向けて低下させたときの動作を示している。
FIG. 6 is a time chart illustrating the operation of the regenerative control of the rotary
図6に示すように、冷間時に内燃機関1をスタータ21によるクランキングで始動させるとき、本実施形態による制御では、燃料噴射量が下限値Qlim未満とならないように制御しつつ、差分回転速度ΔNEに応じた目標回生トルクで回転電機22が回生駆動される。
As shown in FIG. 6, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the
そのため、冷間時において、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃焼が不安定になるのを抑制することができるので、排気エミッションの悪化を抑制できる。また、内燃機関1をスタータ21によるクランキングで始動させるときの機関回転速度の吹き上がりを抑制することができる。
Therefore, in the cold state, it is possible to suppress the instability of combustion due to the decrease in the fuel injection amount along with the retardation of the ignition timing, so that the deterioration of the exhaust emission can be suppressed. Further, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the
以上説明した本実施形態によれば、車両100は、燃料噴射弁42から噴射された燃料を点火プラグ43で火花点火させることによって燃焼させて動力を発生させる内燃機関1と、内燃機関1のクランキングを行うためのスタータ21と、内燃機関1の動力によって回生駆動される回転電機22と、を備える。そして、この車両100を制御するための車両100の電子制御ユニット200(制御装置)は、冷間時に内燃機関1をスタータ21によるクランキングで始動させる場合は、燃料噴射弁42から噴射される燃料が所定の下限値Qlim未満とならないように燃料噴射弁42から燃料を噴射すると共に、内燃機関1の排気通路に設けられた触媒装置63を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて燃料噴射弁42から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度NEが所定の目標アイドル回転速度NEth3よりも高くなったときは、回転電機22を回生駆動して機関回転速度NEを目標アイドル回転速度NEth3に収束させるように構成されている。
According to the present embodiment described above, in the
これにより、冷間時において、点火時期の遅角と共に燃料噴射量が減少させられることに起因して燃料が不安定になるのを抑制することができるので、排気エミッションの悪化を抑制できる。また、内燃機関1をスタータ21によるクランキングで始動させるときの機関回転速度の吹き上がりを、回転電機22を回生駆動することによって抑制することができる。
As a result, it is possible to suppress the instability of the fuel due to the decrease in the fuel injection amount along with the retardation of the ignition timing in the cold state, so that the deterioration of the exhaust emission can be suppressed. Further, the increase in the engine rotation speed when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiments. Absent.
1 内燃機関
21 スタータ
22 回転電機
42 燃料噴射弁
43 点火プラグ
63 触媒装置
100 車両
200 電子制御ユニット(制御装置)
1
Claims (1)
前記内燃機関のクランキングを行うためのスタータと、
前記内燃機関の動力によって回生駆動される回転電機と、
を備える車両を制御するための車両の制御装置であって、
冷間時に前記内燃機関を前記スタータによるクランキングで始動させる場合は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料が所定の下限値未満とならないように前記燃料噴射弁から燃料を噴射すると共に、前記内燃機関の排気通路に設けられた触媒装置を暖機するために所定のタイミングで点火時期を遅角させて前記燃料噴射弁から噴射される燃料に点火して燃焼させ、機関回転速度が所定の目標アイドル回転速度よりも高くなったときは、前記回転電機を回生駆動して機関回転速度を前記目標アイドル回転速度に収束させるように構成される、
車両の制御装置。 An internal combustion engine that generates power by burning the fuel injected from the fuel injection valve by spark-ignition with a spark plug.
A starter for cranking the internal combustion engine and
A regenerative electric machine that is regeneratively driven by the power of the internal combustion engine,
A vehicle control device for controlling a vehicle equipped with
When the internal combustion engine is started by cranking by the starter when it is cold, the fuel is injected from the fuel injection valve so that the fuel injected from the fuel injection valve does not fall below a predetermined lower limit value, and the internal combustion engine is injected. In order to warm up the catalytic device provided in the exhaust passage of the engine, the ignition timing is retarded at a predetermined timing to ignite and burn the fuel injected from the fuel injection valve, and the engine rotation speed is a predetermined target. When it becomes higher than the idle rotation speed, the rotary electric machine is regeneratively driven to converge the engine rotation speed to the target idle rotation speed.
Vehicle control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019045968A JP2020147150A (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | Vehicle control device |
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- 2019-03-13 JP JP2019045968A patent/JP2020147150A/en active Pending
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