JP2020147150A - Vehicle control device - Google Patents

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雄大 越智
Takehiro Ochi
雄大 越智
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Abstract

To curb degradation of exhaust emissions when an internal combustion engine is started up in cold time through cranking of a starter.SOLUTION: When starting up an internal combustion engine 1 in cold time through cranking of a starter 21, a control device 200 of a vehicle 100 is adapted to: inject fuel through a fuel injection valve 42 so as to prevent an amount of the fuel injected through the fuel injection valve 42 from becoming less than a lower limit; combust the fuel injected through the fuel injection valve 42 by igniting the same with an ignition timing delayed for a certain period for warming up a catalyst device 63 installed on in exhaust passage of the internal combustion engine 1; and, after an engine rotation speed becomes higher than a target idling rotation speed, perform regenerative drive of a rotating electrical machine 22 so that the engine rotation speed converges to the target idling rotation speed.SELECTED DRAWING: Figure 1

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.

特開2016−141379号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-141379

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. ..

本発明の一実施形態による車両の一部と、車両を制御するための電子制御ユニットと、を示した概略構成図である。It is a schematic block diagram which showed a part of the vehicle by one Embodiment of this invention, and the electronic control unit for controlling a vehicle. 図2は、本発明の一実施形態による内燃機関の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態による内燃機関の始動制御について説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating start control of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態による第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 according to the embodiment of the present invention. 図5は、第1始動処理と併せて実施される、本発明の一実施形態による回転電機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 electric machine according to the embodiment of the present invention, which is carried out together with the first starting process. 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。FIG. 6 is a time chart illustrating the first starting process and the operation of the regenerative control of the rotary electric machine performed in combination with the first starting process.

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 vehicle 100 according to an embodiment of the present invention and an electronic control unit 200 for controlling the vehicle 100.

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 vehicle 100 includes an internal combustion engine 1 and a starting device 2 for starting the internal combustion engine 1.

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 crankshaft 11 by burning fuel inside the internal combustion engine 1 to generate power for driving the vehicle 100. The output of the internal combustion engine 1 is finally transmitted to the wheel drive shaft (not shown) via a power transmission device (not shown) or the like. A flywheel 12 that rotates integrally with the crankshaft 11 is attached to one end of the crankshaft 11 (on the right side in the drawing). A ring gear 12a that meshes with a pinion gear 21b attached to an output shaft 21a of a starter 21, which will be described later, is attached to the outer periphery of the flywheel 12. A first pulley 13 that rotates integrally with the crankshaft 11 is attached to the other end of the crankshaft 11. Hereinafter, the detailed configuration of the internal combustion engine 1 will be described with reference to FIG.

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 main body 30, an intake device 50, and an exhaust device 60.

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 engine body 30 includes a cylinder block 31 and a cylinder head 32 fixed to the upper surface of the cylinder block 31.

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 cylinders 33 are formed in the cylinder block 31. Inside the cylinder 33, a piston 34 that reciprocates inside the cylinder 33 in response to combustion pressure is housed. The piston 34 is connected to the crankshaft 11 (see FIG. 1) via a connecting rod (not shown), and the crankshaft 11 converts the reciprocating motion of the piston 34 into a rotary motion. The space defined by the inner wall surface of the cylinder head 32, the inner wall surface of the cylinder 33, and the crown surface of the piston 34 is the combustion chamber 35.

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 cylinder head 32 includes an intake port 36 that opens to one side surface of the cylinder head 32 and opens to the combustion chamber 35, and an exhaust port 37 that opens to the other side surface of the cylinder head 32 and opens to the combustion chamber 35. Is formed.

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 cylinder head 32 includes an intake valve 38 for opening and closing the openings of the combustion chamber 35 and the intake port 36, an exhaust valve 39 for opening and closing the openings of the combustion chamber 35 and the exhaust port 37, and an intake valve 38. An intake camshaft 40 for opening and closing the exhaust valve 39 and an exhaust camshaft 41 for opening and closing the exhaust valve 39 are attached. At one end of the intake camshaft 40, a hydraulic variable valve mechanism (not shown) that can set the opening / closing timing of the intake valve 38 at an arbitrary timing is provided.

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 cylinder head 32 is ignited by a fuel injection valve 42 for injecting fuel into the combustion chamber 35 and an ignition for igniting a mixture of fuel and air injected from the fuel injection valve 42 in the combustion chamber 35. The plug 43 and the plug 43 are attached so as to face the combustion chamber 35, respectively. The fuel injection valve 42 may be installed so as to inject fuel into the intake port 36.

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 intake device 50 is a device for guiding air into the cylinder 33 via the intake port 36, and includes an air cleaner 51, an intake pipe 52, an intake manifold 53, an air flow meter 214, and an electronically controlled throttle valve. 54 and.

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 air cleaner 51 removes foreign matter such as sand contained in the air.

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 intake pipe 52 is connected to the air cleaner 51, and the other end is connected to the surge tank 53a of the intake manifold 53. The air (intake) that has flowed into the intake pipe 52 via the air cleaner 51 is guided by the intake pipe 52 to the surge tank 53a of the intake manifold 53.

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 intake manifold 53 includes a surge tank 53a and a plurality of intake branch pipes 53b that branch from the surge tank 53a and are connected to the openings of the intake ports 36 formed on the side surface of the cylinder head. The air guided to the surge tank 53a is evenly distributed in each cylinder 33 via the intake branch pipe 53b. In this way, the intake pipe 52, the intake manifold 53, and the intake port 36 form an intake passage for guiding air into each cylinder 33.

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 air flow meter 214 is provided in the intake pipe 52. The air flow meter 214 detects the flow rate of air flowing through the intake pipe 52 and being sucked into the combustion chamber 35 of each cylinder 33 (hereinafter referred to as “intake air amount”).

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 throttle valve 54 is provided in the intake pipe 52 on the downstream side of the air flow meter 214. The throttle valve 54 is driven by the throttle actuator 55 to continuously or stepwise change the passage cross section of the intake pipe 52. The intake air amount is adjusted by adjusting the opening degree of the throttle valve 54 (hereinafter referred to as "throttle opening degree") by the throttle actuator 55. The throttle opening degree is detected by the throttle sensor 215.

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 exhaust device 60 is a device for purifying the combustion gas (hereinafter referred to as "exhaust") generated in the combustion chamber 35 and discharging it to the outside air, and is an exhaust manifold 61, an exhaust pipe 62, and a catalyst device 63. And.

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 exhaust manifold 61 includes a plurality of exhaust branch pipes connected to the openings of the exhaust ports 37 formed on the side surface of the cylinder head, and a collecting pipe in which the exhaust branch pipes 31a are assembled into one.

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 exhaust pipe 62 is connected to the collecting pipe of the exhaust manifold 61, and the other end is open to the outside air. The exhaust gas discharged from each cylinder 33 to the exhaust manifold 61 via the exhaust port 37 flows through the exhaust pipe 62 and is discharged to the outside air. In this way, the exhaust port 37, the exhaust manifold 61, and the exhaust pipe 62 form an exhaust passage through which the exhaust discharged from each cylinder 33 flows.

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 catalyst device 63 is a device for purifying the exhaust gas and then discharging it to the outside air, and is a carrier on which various catalysts for purifying harmful substances (for example, an oxidation catalyst, a three-way catalyst, etc.) are supported.

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 device 2 includes a starter 21, a rotary electric machine 22, a first battery 23, a second battery 24, a DC / DC converter 25, and an inverter 26.

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 starter 21 is, for example, a DC series-wound motor. As described above, the pinion gear 21b is attached to the output shaft 21a of the starter 21. The starter 21 is electrically connected to the first battery 23 and is power-driven by receiving power supplied from the first battery 23. By driving the starter 21 by power running to rotate the output shaft 21a, the flywheel 12 to which the ring gear 12a that meshes with the pinion gear 21b is attached, and eventually the crankshaft 11 can be rotated. Therefore, the internal combustion engine 1 can be cranked by power-driving the starter 21 when the internal combustion engine 1 is started.

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 electric machine 22 is, for example, a three-phase AC synchronous type motor generator. A second pulley 14 that rotates integrally with the output shaft 22a of the rotary electric machine 22 is attached to the output shaft 22a of the rotary electric machine 22. The second pulley 14 is connected to the first pulley 13 via the belt 15. Further, the rotary electric machine 22 is electrically connected to the second battery 24 via the inverter 26, and is also electrically connected to the first battery 23 via the inverter 26 and the DC / DC converter 25.

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 electric machine 22 has a function as an electric motor, and is power-driven by receiving electric power from the second battery 24. By driving the rotary electric machine 22 by power running to rotate the second pulley 14 together with the output shaft 22a, the first pulley 13 and eventually the crankshaft 11 can be rotated via the belt 15. Therefore, even if the rotary electric machine 22 is driven by power when the internal combustion engine 1 is started, the internal combustion engine 1 can be cranked. Further, while the internal combustion engine 1 is in operation, the rotary electric machine 22 is driven by power to drive the so-called internal combustion engine 1, and the vehicle 100 is driven by using both the output torque of the internal combustion engine 1 and the output torque of the rotary electric machine 22. It can also be driven.

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 electric machine 22 also has a function as a generator, and by rotating the crankshaft 11 to rotate the first pulley 13, the second pulley 14 and eventually the rotary electric machine 22 are connected via the belt 15. The output shaft 22a can be rotated. Therefore, when the crankshaft 11 is rotating, such as when the fuel is burned inside the internal combustion engine 1 or when the vehicle 100 is running inertially, the rotary electric machine 22 is regeneratively driven to generate electricity. The generated power can be charged to the first battery 23 and the second battery 24.

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 first battery 23 is a rechargeable secondary battery such as a nickel-cadmium storage battery, a nickel-hydrogen storage battery, or a lithium-ion battery. The first battery 23 is electrically connected to the starter 21 so that the charging power charged in the first battery 23 can be supplied to the starter 21 to power drive the starter 21. Further, the first battery 23 electrically supplies the rotary electric machine 22 via the DC / DC converter 25 and the inverter 26 so that the generated power generated by the rotary electric machine 22 can be charged to the first battery 23. Be connected. A first SOC sensor 201 for detecting the charge amount SOC1 of the first battery 23 is attached to the first battery 23.

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 second battery 24 is a battery having a higher voltage than the first battery 23, and is a rechargeable secondary battery such as a nickel-cadmium storage battery, a nickel-hydrogen storage battery, or a lithium ion battery. The second battery 24 supplies the charging power charged in the second battery 24 to the rotary electric machine 22 so that the rotary electric machine 22 can be driven by force, and the generated power generated by the rotary electric machine 22 is used. 2 The battery 24 is electrically connected to the rotary electric machine 22 via the inverter 26 so that the battery 24 can be charged. A second SOC sensor 202 for detecting the charge amount SOC2 of the second battery 24 is attached to the second battery 24.

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 / DC converter 25 boosts the voltage between the terminals of the primary side terminal based on the control signal from the electronic control unit 200 and outputs the voltage from the secondary side terminal, and conversely, based on the control signal from the electronic control unit 200. It is provided with an electric circuit capable of stepping down the voltage between terminals of the secondary side terminal and outputting it from the primary side terminal. The primary terminal of the DC / DC converter 25 is connected to the output terminal of the first battery 23, and the secondary terminal is connected to the DC terminal of the inverter 26.

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 inverter 26 converts the direct current input from the direct current terminal based on the control signal from the electronic control unit 200 into an alternating current (three-phase alternating current in this embodiment) and outputs it from the alternating current terminal, and vice versa. Each includes an electric circuit capable of converting an alternating current input from the alternating current side terminal into a direct current based on a control signal from the electronic control unit 200 and outputting the alternating current from the direct current side terminal. The DC side terminal of the inverter 26 is connected to the output terminal of the second battery 24 and the secondary side terminal of the DC / DC converter 25, and the AC side terminal of the inverter 26 is connected to the input / output terminal of the rotary electric machine 22.

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 electronic control unit 200 is composed of a digital computer and includes a ROM (read-only memory), a RAM (random access memory), a CPU (microprocessor), an input port and an output port connected to each other by a bidirectional bus.

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 first SOC sensor 201, second SOC sensor 202, air flow meter 214, and throttle sensor 215, the electronic control unit 200 includes an accelerator pedal (not shown) corresponding to the load (engine load) of the engine body 30. The output pulse is generated every time the crankshaft 11 (not shown) of the engine body 30 rotates by, for example, 15 ° as a signal for calculating the engine rotation speed NE and the load sensor 211 that generates an output voltage proportional to the amount of depression. Output signals from various sensors such as the crank angle sensor 212 for generating the above and the water temperature sensor 213 for detecting the temperature of the cooling water for cooling the engine body 30 corresponding to the temperature (engine temperature) of the engine body 30 are input.

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 electronic control unit 200 controls the internal combustion engine 1 and the starting device 2 based on the input output signals of various sensors and the like. Hereinafter, the control of the internal combustion engine 1 performed by the electronic control unit 200, particularly the start control of the internal combustion engine 1 will be described.

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 starter 21, the engine rotation speed NE cannot be increased to a predetermined target idle rotation speed by the output torque of the starter 21, so that the combustion of each cylinder 33 while driving the starter 21. It is necessary to burn the fuel in the chamber 35 to increase the engine speed NE. At this time, in order to ensure good startability even when there are variations in fuel properties and individual differences in the internal combustion engine 1, the engine rotation speed NE is temporarily increased to a rotation speed higher than the target idle rotation speed. After that, it is necessary to reduce the engine rotation speed NE toward the target idle rotation speed so that the engine rotation speed NE converges to the target idle rotation speed.

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 starter 21, a phenomenon that the engine rotation speed NE becomes higher than the target idle rotation speed at the time of starting the internal combustion engine 1, that is, the engine rotation speed NE rises up.

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 electric machine 22, the engine rotation speed NE can be increased to the target idle rotation speed by the output torque of the rotary electric machine 22. Therefore, after increasing the engine rotation speed NE to the target idle rotation speed by the output torque of the rotary electric machine 22, fuel is burned in the combustion chamber 35 of each cylinder 33 so that the engine rotation speed NE becomes the target idle rotation speed. By doing so, the internal combustion engine 1 can be started without temporarily increasing the engine rotation speed NE to a rotation speed higher than the target idle rotation speed.

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 electric machine 22, the engine rotation speed NE hardly rises when the internal combustion engine 1 is started.

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 electric machine 22 when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the rotary electric machine 22 is larger than the electric power consumed by the starter 21 when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the starter 21. There are also many. Therefore, when the internal combustion engine 1 is started in the cold state where the cooling water temperature is equal to or lower than the predetermined water temperature, the output power of the second battery 24 is limited from the viewpoint of suppressing deterioration of the second battery 24. The electric power required to increase the engine rotation speed NE to the target idle rotation speed cannot be supplied to the electric machine 22.

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 starter 21. However, as described above, when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the starter 21, the engine rotation speed NE is set to the target idle rotation speed NEth3 (for a predetermined cold time) in order to ensure good startability. For example, it is necessary to once increase the rotation speed to a speed higher than 1000 [rpm]), then reduce the engine rotation speed NE toward the target idle rotation speed NEth3, and converge the engine rotation speed NE to the target idle rotation speed NEth3. is there.

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 fuel injection valve 42 will decrease. In addition, in the cold state, once the engine rotation speed NE reaches the target idle rotation speed NEth3, the ignition timing is warmed from the ignition timing for starting in order to complete the warm-up of the catalyst device 63 at an early stage. The ignition timing for accelerating the machine will be delayed step by step. Therefore, there arises a problem that combustion becomes unstable, the amount of unburned HC emitted becomes relatively large, and exhaust emissions deteriorate.

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 starter 21 in the cold state, the engine is suppressed so that the fuel injection amount becomes a certain amount or less in order to suppress the deterioration of the exhaust emission. When the rotation speed NE becomes higher than the target idle rotation speed NEth3, the engine rotation speed NE is converged to the target idle rotation speed NEth3 by regeneratively driving the rotary electric machine 22.

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 electronic control unit 200 executes this routine when there is a start request or a restart request for the internal combustion engine 1 during one trip from the start to the end of the running of the vehicle 100.

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 electronic control unit 200 determines whether or not it is cold. In the present embodiment, the electronic control unit 200 reads the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 213, and if the cooling water temperature Tw is less than the predetermined water temperature Tw_l, determines that it is cold and proceeds to the process of step S2. .. On the other hand, if the cooling water temperature Tw is equal to or higher than the predetermined water temperature Tw_l, the electronic control unit 200 determines that it is warm and proceeds to the process of step S3.

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 electronic control unit 200 carries out the first starting process of starting the internal combustion engine 1 by cranking by the starter 21. Details of the first starting process will be described later with reference to FIG.

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 electronic control unit 200 performs a second start process of starting the internal combustion engine 1 by cranking by the rotary electric machine 22. In the second starting process, as described above, the power of the second battery 24 is supplied to the rotary electric machine 22, and the engine rotation speed NE is set by the output torque of the rotary electric machine 22 to the target idle rotation speed NEth2 (for a predetermined warm time). For example, after increasing to 800 [rpm]), fuel is injected from each fuel injection valve 42 to burn the fuel so that the engine rotation speed NE becomes the target idle rotation speed NEth2 for warm time, and the internal combustion engine This is the process of starting 1.

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 electronic control unit 200 supplies the power of the first battery 23 to the starter 21 and performs cranking by the starter 21.

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 electronic control unit 200 reads the engine rotation speed NE calculated based on the output signal of the crank angle sensor 212, and the engine rotation speed NE is equal to or higher than the predetermined injection start rotation speed NEth1 (for example, 150 [rpm]). Judge whether or not it became. If the engine rotation speed NE is equal to or higher than the injection start rotation speed NEth 1, the electronic control unit 200 proceeds to the process of step S23. On the other hand, if the engine rotation speed NE is less than the injection start rotation speed NEth1, the electronic control unit 200 performs the process of step S22 again after a certain interval (for example, 10 [ms]).

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 electronic control unit 200 sets the target fuel injection amount tQ, the target fuel injection timing tA, and the target ignition timing tIT to the predetermined starting fuel injection amount Qs, fuel injection timing As, and ignition timing ITs, respectively. Set.

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 electronic control unit 200 starts fuel injection from the fuel injection valve 42 at the target fuel injection timing tA, injects fuel for the target fuel injection amount tQ, and uses the spark plug 43 at the target ignition timing tIT. Spark ignition is performed to operate the internal combustion engine 1.

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 electronic control unit 200 reads the engine rotation speed NE calculated based on the output signal of the crank angle sensor 212, and the engine rotation speed NE becomes equal to or higher than the target idle rotation speed NEth3 for a predetermined cold state. Determine if it is. If the engine rotation speed NE is equal to or higher than the idle rotation speed NEth3, the electronic control unit 200 proceeds to the process of step S26. On the other hand, if the engine rotation speed NE is less than the idle rotation speed NEth3, the electronic control unit 200 performs the process of step S23 again after a certain interval (for example, 10 [ms]).

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 electronic control unit 200 reads the engine rotation speed NE calculated based on the output signal of the crank angle sensor 212 and the engine load detected by the load sensor 211, and detects the engine operating state.

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 electronic control unit 200 determines the target fuel injection amount tQ and the target fuel injection timing tA, respectively, based on the engine operating state with reference to the warm-up promotion map created in advance by experiments or the like. The fuel injection amount Qh for promoting warm-up and the fuel injection timing Ah are set. At this time, when the engine rotation speed NE is higher than the target idle rotation speed NEth3, the engine rotation speed NE is lowered toward the target idle rotation speed NEth3, so that the target fuel injection amount tQ is the engine rotation. Compared with the speed NE being controlled (maintained) at the target idle rotation speed NEth3, the value is smaller.

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 electronic control unit 200 sets the target ignition timing tIT to a predetermined ignition timing ITh for promoting warm-up, which is retarded by a predetermined amount from the ignition timing ITs for starting.

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 electronic control unit 200 determines whether or not the target fuel injection amount tQ set in step S27 is equal to or greater than a predetermined lower limit value Qlim. The lower limit value, Qlim, is that when the engine speed NE is higher than the target idle speed NEth3, the combustion becomes unstable due to the decrease in the fuel injection amount with the retardation of the ignition timing. It is a value set to suppress the fuel amount, and is, for example, the amount of fuel required to maintain the engine rotation speed NE at the target idle rotation speed NEth3. If the target fuel injection amount tQ set in step S27 is equal to or greater than the lower limit value Qlim, the electronic control unit 200 proceeds to the process of step S30. On the other hand, if the target fuel injection amount tQ set in step S27 is less than the lower limit value Qlim, the electronic control unit 200 proceeds to the process of step S29.

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 electronic control unit 200 corrects the target fuel injection amount tQ set in step S27 to the lower limit value Qlim. As a result, when the engine speed NE is higher than the target idle speed NEth3, the combustion becomes unstable due to the decrease in the fuel injection amount along with the retardation of the ignition timing. It can be suppressed. At this time, the target fuel injection timing tA may also be corrected in response to the correction of the target fuel injection amount tQ.

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 electronic control unit 200 starts fuel injection from the fuel injection valve 42 at the target fuel injection timing tA, injects fuel for the target fuel injection amount tQ, and uses the spark plug 43 at the target ignition timing tIT. Spark ignition is performed to operate the internal combustion engine 1.

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 electronic control unit 200 determines whether or not it is time to end the first start process. When the first start process should be completed, for example, when the cooling water temperature Tw becomes equal to or higher than the water temperature at which it can be determined that the warm-up of the catalyst device 63 is completed, or when the shift lever is in the P range (parking range) to the D range (parking range). For example, when switching to the drive range). The electronic control unit 200 ends the first start process if it should end the first start process. On the other hand, the electronic control unit 200 performs the process of step S26 again after a certain interval (for example, 10 [ms]) unless it is time to end the first start process.

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 electric machine 22 which is performed together with the first starting process.

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 electronic control unit 200 reads the engine rotation speed NE calculated based on the output signal of the crank angle sensor, and determines whether or not the engine rotation speed NE is higher than the target idle rotation speed NEth3. If the engine rotation speed NE is higher than the target idle rotation speed NEth3, the electronic control unit 200 proceeds to the process of step S42. On the other hand, if the engine rotation speed NE is less than the target idle rotation speed NEth3, the electronic control unit 200 ends this process.

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 electronic control unit 200 calculates the differential rotation speed ΔNE obtained by subtracting the idle rotation speed NEth3 from the engine rotation speed NE.

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 electronic control unit 200 refers to a table created in advance by an experiment or the like, and calculates a target regenerative torque when the rotary electric machine 22 functions as a generator based on the differential rotation speed ΔNE. The target regeneration torque is a negative torque required to reduce the engine speed NE, which is higher than the target idle rotation speed NEth3, to the target idle rotation speed NE. Basically, the larger the differential rotation speed ΔNE, the higher the target regeneration torque. It is squeezed (the amount of regeneration is increased).

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 electronic control unit 200 regeneratively drives the rotary electric machine 22 so that the regenerative torque becomes the target regenerative torque, and quickly converges the engine rotation speed NE to the target idle rotation idle rotation speed NEth3. As a result, when the engine rotation speed NE is higher than the target idle rotation speed NEth3, it is possible to suppress the blow-up of the engine rotation speed NE without reducing the fuel injection amount.

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 electric machine 22 performed in combination with the first start process and the first start process. In FIG. 6, the solid line shows the control operation according to the present embodiment. On the other hand, the broken line indicates the conventional control operation, that is, after the engine rotation speed NE reaches the target idle rotation speed NEth3 once, the required torque (fuel injection amount) for the internal combustion engine 1 is reduced to set the engine rotation speed NE at the target idle rotation. The operation when the speed is lowered toward the speed NEth3 is shown.

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 starter 21 in the cold state, the control according to the present embodiment controls the fuel injection amount so as not to be less than the lower limit value Qlim, and the differential rotation speed. The rotary electric machine 22 is regeneratively driven with a target regenerative torque corresponding to ΔNE.

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 starter 21, it is possible to suppress the increase in the engine rotation speed.

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 vehicle 100, the internal combustion engine 1 for generating power by burning the fuel injected from the fuel injection valve 42 by spark-ignition with the spark plug 43, and the internal combustion engine 1 A starter 21 for performing ranking and a rotary electric machine 22 regenerated and driven by the power of the internal combustion engine 1 are provided. Then, the electronic control unit 200 (control device) of the vehicle 100 for controlling the vehicle 100 is the fuel injected from the fuel injection valve 42 when the internal combustion engine 1 is started by cranking by the starter 21 when it is cold. Fuel is injected from the fuel injection valve 42 so that the fuel does not fall below the predetermined lower limit value Qlim, and the ignition timing is retarded at a predetermined timing in order to warm up the catalyst device 63 provided in the exhaust passage of the internal combustion engine 1. When the fuel injected from the fuel injection valve 42 is ignited and burned, and the engine rotation speed NE becomes higher than the predetermined target idle rotation speed NEth3, the rotary electric machine 22 is regenerated to drive the engine rotation speed NE. Is configured to converge to the target idle rotation speed NEth3.

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 starter 21 can be suppressed by regeneratively driving the rotary electric machine 22.

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 Internal combustion engine 21 Starter 22 Rotating electric machine 42 Fuel injection valve 43 Spark plug 63 Catalyst device 100 Vehicle 200 Electronic control unit (control device)

Claims (1)

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、
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.
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