JP2023022639A - Control device for vehicle - Google Patents

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Kazuya Miyaji
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Abstract

To suppress an increase in the generation amount of particulate matter in a cylinder.SOLUTION: A vehicle includes an internal combustion engine, and a first motor generator. The internal combustion engine includes a cylinder that has a space for combusting a fuel, a fuel injection valve for supplying the fuel to the cylinder, and a crankshaft that rotates based on the combustion of the fuel in the cylinder. The first motor generator is connected to the crankshaft and can apply torque to the crankshaft. When a water temperature THW of the internal combustion engine is a predetermined specified temperature A1 or higher and an engine load factor KL of the internal combustion engine is a predetermined specified load factor A2 or higher, the control device of the vehicle applies torque to the crankshaft from the first motor generator to increase the rotation speed of the crankshaft.SELECTED DRAWING: Figure 2

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の内燃機関は、気筒と、燃料噴射弁と、クランク軸とを備えている。気筒は、燃料を燃焼させるための空間である。燃料噴射弁は、燃料を気筒内に供給する。クランク軸は、気筒内での燃料の燃焼に基づき回転する。 The internal combustion engine of Patent Document 1 includes a cylinder, a fuel injection valve, and a crankshaft. A cylinder is a space for burning fuel. The fuel injection valve supplies fuel into the cylinder. The crankshaft rotates based on the combustion of fuel within the cylinder.

特開2008-279925号公報JP 2008-279925 A

特許文献1のような内燃機関において、燃料の燃焼に伴う粒子状物質の発生を抑制するという観点では、気筒内において燃料が十分に霧化していることが必要である。しかし、1回の燃焼に供される燃料の量が多い場合、気筒内で燃料の霧化が生じにくい。そのため、1回の燃焼に供される燃料の量が多い場合には、多くの粒子状物質が発生するおそれがある。 In an internal combustion engine such as that disclosed in Patent Document 1, from the viewpoint of suppressing the generation of particulate matter due to fuel combustion, it is necessary that the fuel is sufficiently atomized in the cylinder. However, when a large amount of fuel is used for one combustion, it is difficult for the fuel to atomize in the cylinder. Therefore, when a large amount of fuel is used for one combustion, a large amount of particulate matter may be generated.

上記課題を解決するための車両の制御装置は、燃料を燃焼させる空間である気筒、前記気筒内に燃料を供給するための燃料噴射弁、及び前記気筒内での燃料の燃焼に基づき回転するクランク軸を有する内燃機関と、前記クランク軸に連結しているとともに前記クランク軸にトルクを付与可能なモータジェネレータと、を備えている車両に適用される制御装置であって、前記内燃機関の水温が予め定められた規定温度以上であり、且つ、前記内燃機関の機関負荷率が予め定められた規定負荷率以上である場合には、前記モータジェネレータから前記クランク軸にトルクを付与することにより前記クランク軸の回転速度を高くする。 A control device for a vehicle for solving the above problems includes a cylinder that is a space for burning fuel, a fuel injection valve that supplies fuel to the cylinder, and a crank that rotates based on the combustion of the fuel in the cylinder. A control device applied to a vehicle comprising an internal combustion engine having a shaft, and a motor generator connected to the crankshaft and capable of applying torque to the crankshaft, wherein the water temperature of the internal combustion engine is When the temperature is equal to or higher than a predetermined specified temperature and the engine load factor of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined specified load factor, torque is applied from the motor generator to the crankshaft to rotate the crank. Increase the rotation speed of the shaft.

上記構成によれば、機関負荷率が規定負荷率以上である場合、すなわち内燃機関が多くの燃料を要求している場合には、クランク軸の回転速度が高くなる。クランク軸の回転速度が高くなると、単位時間当たりの燃焼回数は増加する一方で、1回の燃焼に供される燃料の量は少なくなる。したがって、1回の燃焼に供される燃料の量が多いことに起因して、粒子状物質の発生量が増加することは防げる。 According to the above configuration, when the engine load factor is equal to or higher than the specified load factor, that is, when the internal combustion engine requires a large amount of fuel, the rotation speed of the crankshaft increases. As the rotation speed of the crankshaft increases, the number of combustions per unit time increases, but the amount of fuel used for one combustion decreases. Therefore, it is possible to prevent an increase in the amount of particulate matter generated due to a large amount of fuel used for one combustion.

なお、クランク軸の回転速度を高くする上記の処理は、内燃機関の水温が規定温度以上である状況で実行される。すなわち、燃料の霧化がある程度生じやすい状況で、上記の処理が実行される。したがって、クランク軸の回転速度が高くなることに伴い燃料噴射から燃焼開始までの間隔が短くなっても、その間隔内において十分に燃料は霧化する。 Note that the above-described processing for increasing the rotation speed of the crankshaft is executed in a situation where the water temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a specified temperature. That is, the above process is executed in a situation where fuel atomization is likely to occur to some extent. Therefore, even if the interval from fuel injection to the start of combustion becomes shorter as the rotational speed of the crankshaft increases, the fuel is sufficiently atomized within that interval.

車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle; FIG. 調整制御を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing adjustment control; 内燃機関の水温、粒子状物質の発生量、機関回転速度の関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between the water temperature of an internal combustion engine, the amount of particulate matter generated, and the engine speed; 内燃機関の水温、機関負荷率、粒子状物質の発生量の関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the water temperature of the internal combustion engine, the engine load factor, and the amount of particulate matter generated;

<車両の概略構成>
以下、本発明の一実施形態を図1~図4にしたがって説明する。先ず、車両100の概略構成について説明する。
<General configuration of vehicle>
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. First, a schematic configuration of the vehicle 100 will be described.

図1に示すように、車両100は、火花点火式の内燃機関10を備えている。また、車両100は、電動機及び発電機の双方の機能を兼ね備える第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を備えている。したがって、車両100は、いわゆるハイブリッド車両である。 As shown in FIG. 1, a vehicle 100 has a spark ignition internal combustion engine 10 . Vehicle 100 also includes a first motor-generator 71 and a second motor-generator 72 that function as both an electric motor and a generator. Therefore, vehicle 100 is a so-called hybrid vehicle.

内燃機関10は、複数の気筒11、クランク軸12、吸気通路21、スロットルバルブ22、複数の燃料噴射弁23、複数の点火装置24、排気通路26、三元触媒27、及びフィルタ28を備えている。 The internal combustion engine 10 includes a plurality of cylinders 11, a crankshaft 12, an intake passage 21, a throttle valve 22, a plurality of fuel injection valves 23, a plurality of ignition devices 24, an exhaust passage 26, a three-way catalyst 27, and a filter 28. there is

気筒11は、燃料と吸気との混合気が燃焼する空間である。内燃機関10は、4つの気筒11を備えている。吸気通路21は、気筒11に接続している。吸気通路21における下流端を含む一部分は、4つに分岐している。分岐した各通路は、各気筒11に接続している。吸気通路21は、内燃機関10の外部から各気筒11に吸気を導入する。スロットルバルブ22は、吸気通路21のうち、分岐している部分から視て上流側に位置している。スロットルバルブ22は、吸気通路21を流通する吸気の量を調整する。 The cylinder 11 is a space in which a mixture of fuel and intake air is combusted. The internal combustion engine 10 has four cylinders 11 . The intake passage 21 is connected to the cylinder 11 . A portion of the intake passage 21 including the downstream end is branched into four. Each branched passage is connected to each cylinder 11 . The intake passage 21 introduces intake air into each cylinder 11 from the outside of the internal combustion engine 10 . The throttle valve 22 is positioned upstream of the branched portion of the intake passage 21 . The throttle valve 22 adjusts the amount of intake air flowing through the intake passage 21 .

燃料噴射弁23は、気筒11の近傍に位置している。内燃機関10は、4つの気筒11に対応して4つの燃料噴射弁23を備えている。燃料噴射弁23は、図示しない燃料タンクから供給される燃料を気筒11内に向かって噴射する。すなわち、燃料噴射弁23は、気筒11内に燃料を供給可能である。点火装置24は、気筒11の近傍に位置している。内燃機関10は、4つの気筒11に対応して4つの点火装置24を備えている。点火装置24は、燃料と吸気との混合気を火花放電により点火する。 The fuel injection valve 23 is positioned near the cylinder 11 . The internal combustion engine 10 has four fuel injection valves 23 corresponding to the four cylinders 11 . The fuel injection valve 23 injects fuel supplied from a fuel tank (not shown) into the cylinder 11 . That is, the fuel injection valve 23 can supply fuel into the cylinder 11 . The ignition device 24 is positioned near the cylinder 11 . The internal combustion engine 10 has four ignition devices 24 corresponding to the four cylinders 11 . The ignition device 24 ignites the mixture of fuel and intake air by spark discharge.

排気通路26は、気筒11に接続している。排気通路26における上流端を含む一部分は、4つに分岐している。分岐した各通路は、各気筒11に接続している。排気通路26は、各気筒11から内燃機関10の外部に排気を排出する。 The exhaust passage 26 is connected to the cylinder 11 . A portion of the exhaust passage 26 including the upstream end is branched into four. Each branched passage is connected to each cylinder 11 . The exhaust passage 26 discharges the exhaust from each cylinder 11 to the outside of the internal combustion engine 10 .

三元触媒27は、排気通路26のうち、分岐している部分から視て下流側に位置している。三元触媒27は、排気通路26を流通する排気を浄化する。フィルタ28は、排気通路26における三元触媒27から視て下流側に位置している。フィルタ28は、排気通路26を流通する排気に含まれる粒子状物質を捕集する。 The three-way catalyst 27 is located downstream of the branched portion of the exhaust passage 26 . The three-way catalyst 27 purifies exhaust gas flowing through the exhaust passage 26 . The filter 28 is located downstream of the three-way catalyst 27 in the exhaust passage 26 . Filter 28 collects particulate matter contained in exhaust gas flowing through exhaust passage 26 .

クランク軸12は、各気筒11内に位置する図示しないピストンに連結している。ピストンは、気筒11内での燃料と吸気との混合気の燃焼に伴い往復動作する。ピストンの往復動作に伴い、クランク軸12が回転する。すなわち、クランク軸12は、気筒11内での燃料と吸気との混合気の燃焼に基づき回転する。 The crankshaft 12 is connected to a piston (not shown) positioned inside each cylinder 11 . The piston reciprocates as a mixture of fuel and intake air burns in the cylinder 11 . The crankshaft 12 rotates as the piston reciprocates. That is, the crankshaft 12 rotates based on the combustion of the air-fuel mixture in the cylinder 11 .

車両100は、第1遊星ギア機構40、リングギア軸45、第2遊星ギア機構50、減速機構62、差動機構63、及び複数の駆動輪64を備えている。
第1遊星ギア機構40は、サンギア41、リングギア42、複数のピニオンギア43、及びキャリア44を備えている。サンギア41は、外歯歯車である。サンギア41は、第1モータジェネレータ71に接続している。リングギア42は、内歯歯車であり、サンギア41と同軸上に位置している。各ピニオンギア43は、サンギア41とリングギア42との間に位置している。各ピニオンギア43は、サンギア41及びリングギア42の双方に噛み合っている。キャリア44は、ピニオンギア43を支持している。ピニオンギア43は、自転可能になっており、且つキャリア44と共に回転することにより公転可能になっている。キャリア44は、クランク軸12に接続している。したがって、第1モータジェネレータ71は、第1遊星ギア機構40を介して内燃機関10のクランク軸12に連結している。
The vehicle 100 includes a first planetary gear mechanism 40 , a ring gear shaft 45 , a second planetary gear mechanism 50 , a speed reduction mechanism 62 , a differential mechanism 63 and a plurality of drive wheels 64 .
The first planetary gear mechanism 40 has a sun gear 41 , a ring gear 42 , a plurality of pinion gears 43 and a carrier 44 . The sun gear 41 is an external gear. Sun gear 41 is connected to first motor generator 71 . The ring gear 42 is an internal gear and is coaxial with the sun gear 41 . Each pinion gear 43 is positioned between the sun gear 41 and the ring gear 42 . Each pinion gear 43 meshes with both the sun gear 41 and the ring gear 42 . Carrier 44 supports pinion gear 43 . The pinion gear 43 is rotatable and can revolve by rotating together with the carrier 44 . Carrier 44 is connected to crankshaft 12 . Therefore, the first motor generator 71 is connected to the crankshaft 12 of the internal combustion engine 10 via the first planetary gear mechanism 40 .

内燃機関10の駆動力がキャリア44に入力されると、当該内燃機関10の駆動力は、サンギア41側とリングギア42側とに分配される。そして、サンギア41を介して伝達された内燃機関10の駆動力が第1モータジェネレータ71の回転軸に入力されると、第1モータジェネレータ71が発電機として機能する。 When the driving force of the internal combustion engine 10 is input to the carrier 44, the driving force of the internal combustion engine 10 is distributed to the sun gear 41 side and the ring gear 42 side. When the driving force of the internal combustion engine 10 transmitted via the sun gear 41 is input to the rotating shaft of the first motor generator 71, the first motor generator 71 functions as a generator.

一方、第1モータジェネレータ71を電動機として機能させた場合、第1モータジェネレータ71の駆動力がサンギア41に入力される。すると、サンギア41に入力された第1モータジェネレータ71の駆動力は、キャリア44側とリングギア42側とに分配される。そして、キャリア44を介して伝達された第1モータジェネレータ71の駆動力が内燃機関10のクランク軸12に入力されると、内燃機関10のクランク軸12が回転する。したがって、第1モータジェネレータ71は、第1遊星ギア機構40を介してクランク軸12にトルクを付与可能である。また、第1モータジェネレータ71は、クランク軸12にトルクを付与することによりクランク軸12の回転速度を調整可能である。 On the other hand, when the first motor generator 71 functions as an electric motor, the driving force of the first motor generator 71 is input to the sun gear 41 . Then, the driving force of the first motor generator 71 input to the sun gear 41 is distributed to the carrier 44 side and the ring gear 42 side. When the driving force of the first motor generator 71 transmitted through the carrier 44 is input to the crankshaft 12 of the internal combustion engine 10, the crankshaft 12 of the internal combustion engine 10 rotates. Therefore, the first motor generator 71 can apply torque to the crankshaft 12 via the first planetary gear mechanism 40 . Further, the first motor generator 71 can adjust the rotation speed of the crankshaft 12 by applying torque to the crankshaft 12 .

リングギア軸45は、リングギア42に接続している。また、リングギア軸45は、減速機構62及び差動機構63を介して駆動輪64に接続している。減速機構62は、リングギア軸45の回転速度を減速して出力する。差動機構63は、左右の駆動輪64に回転速度の差が生じることを許容する。 A ring gear shaft 45 is connected to the ring gear 42 . Also, the ring gear shaft 45 is connected to drive wheels 64 via a speed reduction mechanism 62 and a differential mechanism 63 . The reduction mechanism 62 reduces the rotational speed of the ring gear shaft 45 and outputs the result. The differential mechanism 63 allows the left and right drive wheels 64 to have different rotation speeds.

第2遊星ギア機構50は、サンギア51、リングギア52、複数のピニオンギア53、キャリア54、及びケース55を備えている。サンギア51は、外歯歯車である。サンギア51は、第2モータジェネレータ72に接続している。リングギア52は、内歯歯車であり、サンギア51と同軸上に位置している。リングギア52は、リングギア軸45に接続している。各ピニオンギア53は、サンギア51とリングギア52との間に位置している。各ピニオンギア53は、サンギア51及びリングギア52の双方に噛み合っている。キャリア54は、ピニオンギア53を支持している。ピニオンギア53は、自転可能になっている。キャリア54は、ケース55に固定されている。したがって、ピニオンギア53は、公転不可能な状態になっている。 The second planetary gear mechanism 50 has a sun gear 51 , a ring gear 52 , a plurality of pinion gears 53 , a carrier 54 and a case 55 . The sun gear 51 is an external gear. The sun gear 51 is connected to the second motor generator 72 . The ring gear 52 is an internal gear and is coaxial with the sun gear 51 . Ring gear 52 is connected to ring gear shaft 45 . Each pinion gear 53 is positioned between the sun gear 51 and the ring gear 52 . Each pinion gear 53 meshes with both the sun gear 51 and the ring gear 52 . Carrier 54 supports pinion gear 53 . The pinion gear 53 is rotatable. Carrier 54 is fixed to case 55 . Therefore, the pinion gear 53 cannot revolve.

第2モータジェネレータ72は、車両100を減速させる際に発電機として機能することで、第2モータジェネレータ72の発電量に応じた回生制動力を車両100に発生させることができる。 Second motor generator 72 functions as a generator when vehicle 100 is decelerated, and can generate regenerative braking force in vehicle 100 in accordance with the amount of power generated by second motor generator 72 .

一方、第2モータジェネレータ72を電動機として機能させた場合、第2モータジェネレータ72の駆動力は、第2遊星ギア機構50、リングギア軸45、減速機構62、及び差動機構63を介して駆動輪64に入力される。すると、第2モータジェネレータ72の駆動力によって、駆動輪64が回転する。 On the other hand, when the second motor generator 72 functions as an electric motor, the driving force of the second motor generator 72 is driven through the second planetary gear mechanism 50, the ring gear shaft 45, the speed reduction mechanism 62, and the differential mechanism 63. Input to wheel 64 . Then, the drive wheels 64 are rotated by the driving force of the second motor generator 72 .

車両100は、バッテリ75、第1インバータ76、及び第2インバータ77を備えている。
第1インバータ76は、第1モータジェネレータ71とバッテリ75との間で、交流・直流の電力変換を行う。また、第1インバータ76は、第1モータジェネレータ71とバッテリ75との間の電力の授受量を調整する。第2インバータ77は、第2モータジェネレータ72とバッテリ75との間で、交流・直流の電力変換を行う。第2インバータ77は、第2モータジェネレータ72とバッテリ75との間の電力の授受量を調整する。
Vehicle 100 includes a battery 75 , a first inverter 76 and a second inverter 77 .
The first inverter 76 performs AC/DC power conversion between the first motor generator 71 and the battery 75 . Also, the first inverter 76 adjusts the amount of electric power exchanged between the first motor generator 71 and the battery 75 . The second inverter 77 performs AC/DC power conversion between the second motor generator 72 and the battery 75 . The second inverter 77 adjusts the amount of electric power exchanged between the second motor generator 72 and the battery 75 .

車両100は、エアフローメータ81、水温センサ82、吸気温センサ83、クランク角センサ84、アクセル操作量センサ85、及び車速センサ86を備えている。
エアフローメータ81は、吸気通路21におけるスロットルバルブ22から視て上流側に位置する。エアフローメータ81は、吸気通路21内を単位時間当たりに流通する吸気の量である吸入空気量GAを検出する。水温センサ82は、内燃機関10の各部を流通する冷却水の温度である水温THWを検出する。吸気温センサ83は、吸気通路21を流通する吸気の温度である吸気温THAを検出する。クランク角センサ84は、クランク軸12の回転角であるクランク角SCを検出する。アクセル操作量センサ85は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACCを検出する。車速センサ86は、車両100の速度である車速SPを検出する。
The vehicle 100 includes an airflow meter 81 , a water temperature sensor 82 , an intake air temperature sensor 83 , a crank angle sensor 84 , an accelerator operation amount sensor 85 and a vehicle speed sensor 86 .
The airflow meter 81 is positioned upstream of the throttle valve 22 in the intake passage 21 . The airflow meter 81 detects an intake air amount GA, which is the amount of intake air flowing through the intake passage 21 per unit time. A water temperature sensor 82 detects a water temperature THW, which is the temperature of cooling water flowing through each part of the internal combustion engine 10 . An intake air temperature sensor 83 detects an intake air temperature THA, which is the temperature of intake air flowing through the intake passage 21 . A crank angle sensor 84 detects a crank angle SC, which is the rotation angle of the crankshaft 12 . An accelerator operation amount sensor 85 detects an accelerator operation amount ACC, which is an operation amount of an accelerator pedal operated by a driver. A vehicle speed sensor 86 detects a vehicle speed SP, which is the speed of the vehicle 100 .

車両100は、制御装置90を備えている。制御装置90は、吸入空気量GAを示す信号をエアフローメータ81から取得する。制御装置90は、水温THWを示す信号を水温センサ82から取得する。制御装置90は、吸気温THAを示す信号を吸気温センサ83から取得する。制御装置90は、クランク角SCを示す信号をクランク角センサ84から取得する。制御装置90は、アクセル操作量ACCを示す信号をアクセル操作量センサ85から取得する。制御装置90は、車速SPを示す信号を車速センサ86から取得する。 Vehicle 100 includes a control device 90 . The control device 90 acquires a signal indicating the intake air amount GA from the airflow meter 81 . The control device 90 acquires a signal indicating the water temperature THW from the water temperature sensor 82 . Control device 90 acquires a signal indicating intake air temperature THA from intake air temperature sensor 83 . Control device 90 acquires a signal indicating crank angle SC from crank angle sensor 84 . The control device 90 acquires a signal indicating the accelerator operation amount ACC from the accelerator operation amount sensor 85 . Control device 90 acquires a signal indicating vehicle speed SP from vehicle speed sensor 86 .

制御装置90は、クランク角SCに基づいて、クランク軸12の回転速度である機関回転速度NEを算出する。制御装置90は、機関回転速度NE及び吸入空気量GAに基づいて、機関負荷率KLを算出する。ここで、機関負荷率KLとは、現在の機関回転速度NEにおいてスロットルバルブ22を全開とした状態で内燃機関10を定常運転したときの気筒流入空気量に対する、現在の気筒流入空気量の比率を表している。なお、気筒流入空気量とは、吸気行程において各気筒11に流入する吸気の量である。 The control device 90 calculates an engine rotation speed NE, which is the rotation speed of the crankshaft 12, based on the crank angle SC. The control device 90 calculates the engine load factor KL based on the engine rotation speed NE and the intake air amount GA. Here, the engine load factor KL is the ratio of the current amount of air flowing into the cylinder to the amount of air flowing into the cylinder when the internal combustion engine 10 is in steady operation with the throttle valve 22 fully open at the current engine speed NE. represent. The cylinder inflow air amount is the amount of intake air that flows into each cylinder 11 during the intake stroke.

制御装置90は、アクセル操作量ACC及び車速SPに基づいて、車両100が走行するために必要な駆動力の要求値である車両要求駆動力を算出する。制御装置90は、車両要求駆動力に基づいて、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72のトルク配分を決定する。制御装置90は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72のトルク配分に基づいて、内燃機関10の出力と、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72の力行及び回生とを制御する。具体的には、制御装置90は、内燃機関10のトルク配分に基づいて、機関回転速度NEの目標値である目標回転速度NEAを算出する。そして、制御装置90は、目標回転速度NEAに応じて内燃機関10に制御信号を出力することにより、スロットルバルブ22の開度、燃料噴射弁23からの燃料噴射量、点火装置24の点火タイミング等を制御する。また、制御装置90は、第1インバータ76に制御信号を出力することにより、第1インバータ76を介して第1モータジェネレータ71を制御する。さらに、制御装置90は、第2インバータ77に制御信号を出力することにより、第2インバータ77を介して第2モータジェネレータ72を制御する。 Based on the accelerator operation amount ACC and the vehicle speed SP, the control device 90 calculates a vehicle required driving force, which is a required value of the driving force necessary for the vehicle 100 to travel. The control device 90 determines torque distribution of the internal combustion engine 10, the first motor generator 71, and the second motor generator 72 based on the vehicle required driving force. Based on the torque distribution of the internal combustion engine 10, the first motor generator 71, and the second motor generator 72, the control device 90 controls the output of the internal combustion engine 10 and power running and regeneration of the first motor generator 71 and the second motor generator 72. and control. Specifically, the control device 90 calculates a target rotation speed NEA, which is a target value of the engine rotation speed NE, based on the torque distribution of the internal combustion engine 10 . The control device 90 outputs a control signal to the internal combustion engine 10 in accordance with the target engine speed NEA to control the opening of the throttle valve 22, the fuel injection amount from the fuel injection valve 23, the ignition timing of the ignition device 24, and the like. to control. Control device 90 also controls first motor generator 71 via first inverter 76 by outputting a control signal to first inverter 76 . Further, control device 90 controls second motor generator 72 via second inverter 77 by outputting a control signal to second inverter 77 .

なお、制御装置90は、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って各種処理を実行する1つ以上のプロセッサを含む回路(circuitry)として構成し得る。制御装置90は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路(ASIC)等の1つ以上の専用のハードウェア回路、又はそれらの組み合わせを含む回路として構成してもよい。プロセッサは、CPU及び、RAM並びにROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる媒体を含む。 Note that the control device 90 can be configured as a circuit including one or more processors that execute various processes according to a computer program (software). Controller 90 may be configured as a circuit including one or more dedicated hardware circuits, such as an application specific integrated circuit (ASIC), or a combination thereof, that performs at least some of the various processes. good. The processor includes a CPU and memory such as RAM and ROM. The memory stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes. Memory or computer-readable media includes any media that can be accessed by a general purpose or special purpose computer.

<調整制御>
次に、制御装置90が行う機関回転速度NEの調整制御について説明する。制御装置90は、調整制御において、第1モータジェネレータ71からクランク軸12にトルクを付与することにより、機関回転速度NEを調整する。制御装置90は、内燃機関10の駆動中に、調整制御を繰り返し実行する。
<Adjustment control>
Next, the adjustment control of the engine rotation speed NE performed by the control device 90 will be described. In adjustment control, the control device 90 adjusts the engine rotation speed NE by applying torque from the first motor generator 71 to the crankshaft 12 . The control device 90 repeatedly executes adjustment control while the internal combustion engine 10 is running.

図2に示すように、制御装置90は、調整制御を開始すると、ステップS11の処理を進める。ステップS11において、制御装置90は、水温THWが予め定められた規定温度A1以上であるか否かを判定する。ここで、規定温度A1は、以下のように定められている。先ず、図3に示すように、特定の機関回転速度NEを第1回転速度NE1とし、第1回転速度NE1よりも高い特定の機関回転速度NEを第2回転速度NE2とする。内燃機関10においては、水温THWが高いほど、気筒11内に供給された燃料が霧化しやすくなる。したがって、図3に示すように、第1回転速度NE1の場合も、第2回転速度NE2の場合も、水温THWが高いほど、気筒11内で発生する粒子状物質が少なくなる。その一方で、水温THWが極低いときには、機関回転速度NEが高いほど粒子状物質の発生量が多くなる。また、水温THWの上昇に対する粒子状物質の発生量の低下速度は、機関回転速度NEが高いほど顕著である。したがって、水温THWが所定水温THWX未満の場合には、第1回転速度NE1の方が粒子状物質の発生量が少なく、所定水温THWX以上の場合には、第2回転速度NE2の方が粒子状物質の発生量が少ない。そして、第1回転速度NE1及び第2回転速度NE2としてどのような値を採用した場合でも、所定水温THWXは、概ね同じような値となる。そこで、上記の所定水温THWXを実験等により求め、その所定水温THWXを規定温度A1として予め設定している。規定温度A1の一例は、-10℃~ゼロ℃程度である。図2に示すように、ステップS11において、制御装置90は、水温THWが規定温度A1未満であると判定する場合(S11:NO)、処理をステップS31に進める。 As shown in FIG. 2, when starting the adjustment control, the control device 90 advances the process of step S11. In step S11, the control device 90 determines whether or not the water temperature THW is equal to or higher than a predetermined specified temperature A1. Here, the prescribed temperature A1 is defined as follows. First, as shown in FIG. 3, a specific engine speed NE is set as a first speed NE1, and a specific engine speed NE higher than the first speed NE1 is set as a second speed NE2. In the internal combustion engine 10, the higher the water temperature THW, the easier it is for the fuel supplied into the cylinder 11 to atomize. Therefore, as shown in FIG. 3, the higher the water temperature THW is, the less particulate matter is generated in the cylinder 11 at both the first rotation speed NE1 and the second rotation speed NE2. On the other hand, when the water temperature THW is extremely low, the higher the engine speed NE, the greater the amount of particulate matter generated. Further, the rate of decrease in the amount of particulate matter generated with respect to the increase in water temperature THW is more pronounced as the engine speed NE is higher. Therefore, when the water temperature THW is less than the predetermined water temperature THWX, the first rotation speed NE1 generates less particulate matter, and when the water temperature is equal to or higher than the predetermined water temperature THWX, the second rotation speed NE2 generates more particulate matter. Less material is generated. Further, the predetermined water temperature THWX is approximately the same value regardless of what values are adopted as the first rotation speed NE1 and the second rotation speed NE2. Therefore, the predetermined water temperature THWX is determined by experiments or the like, and the predetermined water temperature THWX is set in advance as the specified temperature A1. An example of the specified temperature A1 is about -10°C to 0°C. As shown in FIG. 2, in step S11, when the control device 90 determines that the water temperature THW is lower than the specified temperature A1 (S11: NO), the process proceeds to step S31.

図2に示すように、ステップS31において、制御装置90は、機関回転速度NEを低くする低下処理を実行する。具体的には、制御装置90は、第1インバータ76に制御信号を出力することにより、第1インバータ76を介して第1モータジェネレータ71を制御する。そして、制御装置90は、第1モータジェネレータ71からクランク軸12に負のトルクを付与することにより、目標回転速度NEAに対して予め定められた所定回転速度だけ機関回転速度NEを低くする。ここで、負のトルクとは、気筒11内での燃料と吸気との混合気の燃焼に基づきクランク軸12が回転する方向とは反対方向に作用するトルクである。したがって、低下処理を実行した場合には、第1モータジェネレータ71にトルクが入力され、当該第1モータジェネレータ71が発電機として機能する。なお、制御装置90は、ステップS31の処理時点において既に低下処理が実行されている場合には、その低下処理を維持する。その後、制御装置90は、今回の調整制御を終了し、処理を再びステップS11に進める。 As shown in FIG. 2, in step S31, the control device 90 executes a lowering process for lowering the engine rotation speed NE. Specifically, control device 90 controls first motor generator 71 via first inverter 76 by outputting a control signal to first inverter 76 . Then, the control device 90 applies a negative torque from the first motor generator 71 to the crankshaft 12 to lower the engine rotation speed NE by a predetermined rotation speed with respect to the target rotation speed NEA. Here, the negative torque is torque that acts in the direction opposite to the direction in which the crankshaft 12 rotates based on the combustion of the mixture of fuel and intake air in the cylinder 11 . Therefore, when the reduction process is executed, torque is input to the first motor generator 71, and the first motor generator 71 functions as a generator. It should be noted that the control device 90 maintains the reduction process when the reduction process has already been executed at the time of the processing of step S31. After that, the control device 90 ends the current adjustment control, and advances the process to step S11 again.

一方、ステップS11において、制御装置90は、水温THWが規定温度A1以上であると判定する場合(S11:YES)、処理をステップS12に進める。
ステップS12において、制御装置90は、ステップS12の処理時点の水温THWに基づいて、規定負荷率A2を設定する。ここで、気筒11内で発生する粒子状物質の量として許容される量を許容量PMAとする。このとき、図4に示すように、水温THWが高いほど、許容量PMAを発生する際に許容される機関負荷率KLが高くなる。そこで、水温THWに応じて変化する機関負荷率KLの許容値の関係性を実験等により求め、制御装置90は、求めた関係性を図4に示すようなマップとして予め記憶している。例えば、図4に示すように、ステップS12の処理時点の水温THWが、特定水温THWAであるとする。このとき、制御装置90は、図4のマップに特定水温THWAを当てはめて、この特定水温THWAに対応する機関負荷率KLを求める。そして、制御装置90は、こうして導き出された機関負荷率KLを、規定負荷率A2として設定する。なお、規定負荷率A2は、水温THWによって変動する値であるが、水温THWとの関係がマップというかたちで予め定められている。つまり、規定負荷率A2は、予め定められた変動値である。その後、制御装置90は、処理をステップS13に進める。
On the other hand, in step S11, when control device 90 determines that water temperature THW is equal to or higher than specified temperature A1 (S11: YES), the process proceeds to step S12.
In step S12, the control device 90 sets a prescribed load factor A2 based on the water temperature THW at the time of processing in step S12. Here, an allowable amount of particulate matter generated in the cylinder 11 is defined as an allowable amount PMA. At this time, as shown in FIG. 4, the higher the water temperature THW, the higher the engine load factor KL that is allowed when generating the allowable amount PMA. Therefore, the relationship between the allowable value of the engine load factor KL that changes according to the water temperature THW is determined by experiments or the like, and the controller 90 stores the determined relationship in advance as a map shown in FIG. For example, as shown in FIG. 4, assume that the water temperature THW at the time of processing in step S12 is the specific water temperature THWA. At this time, the control device 90 applies the specific water temperature THWA to the map of FIG. 4 to obtain the engine load factor KL corresponding to this specific water temperature THWA. Then, the control device 90 sets the engine load factor KL thus derived as the specified load factor A2. Although the specified load factor A2 is a value that varies depending on the water temperature THW, the relationship with the water temperature THW is predetermined in the form of a map. That is, the prescribed load factor A2 is a predetermined fluctuation value. After that, the control device 90 advances the process to step S13.

図2に示すように、ステップS13において、制御装置90は、ステップS12の処理時点の機関負荷率KLが予め定められた規定負荷率A2以上であるか否かを判定する。ステップS13において、制御装置90は、ステップS12の処理時点の機関負荷率KLが規定負荷率A2未満であると判定する場合(S13;NO)、今回の調整制御を終了し、処理を再びステップS11に進める。 As shown in FIG. 2, in step S13, the control device 90 determines whether or not the engine load factor KL at the time of processing in step S12 is equal to or greater than a predetermined specified load factor A2. In step S13, when the control device 90 determines that the engine load factor KL at the time of processing in step S12 is less than the specified load factor A2 (S13; NO), the current adjustment control is terminated, and the process returns to step S11. proceed to

ステップS13において、制御装置90は、ステップS12の処理時点の機関負荷率KLが規定負荷率A2以上であると判定する場合(S13:YES)、処理をステップS21に進める。 In step S13, when the control device 90 determines that the engine load factor KL at the time of processing in step S12 is equal to or greater than the specified load factor A2 (S13: YES), the process proceeds to step S21.

ステップS21において、制御装置90は、機関回転速度NEを高くする上昇処理を実行する。具体的には、制御装置90は、第1インバータ76に制御信号を出力することにより、第1インバータ76を介して第1モータジェネレータ71を制御する。そして、制御装置90は、第1モータジェネレータ71からクランク軸12に正のトルクを付与することにより、目標回転速度NEAに対して予め定められた所定回転速度だけ機関回転速度NEを高くする。ここで、正のトルクとは、気筒11内での燃料と吸気との混合気の燃焼に基づきクランク軸12が回転する方向に作用するトルクである。したがって、上昇処理を実行した場合には、第1モータジェネレータ71は、電動機として機能する。なお、制御装置90は、ステップS21の処理時点において既に上昇処理が実行されている場合には、その上昇処理を維持する。その後、制御装置90は、今回の調整制御を終了し、処理を再びステップS11に進める。 In step S21, the control device 90 executes an increase process for increasing the engine rotation speed NE. Specifically, control device 90 controls first motor generator 71 via first inverter 76 by outputting a control signal to first inverter 76 . Then, the control device 90 applies a positive torque from the first motor generator 71 to the crankshaft 12 to increase the engine rotation speed NE by a predetermined rotation speed with respect to the target rotation speed NEA. Here, the positive torque is torque acting in the direction of rotation of the crankshaft 12 based on the combustion of the mixture of fuel and intake air in the cylinder 11 . Therefore, when the rising process is executed, the first motor generator 71 functions as an electric motor. It should be noted that the control device 90 maintains the raising process if the raising process has already been executed at the time of the processing of step S21. After that, the control device 90 ends the current adjustment control, and advances the process to step S11 again.

<本実施形態の作用>
内燃機関10では、気筒11内での燃料の燃焼に伴い粒子状物質が発生する。特に、機関負荷率KLが高いほど、気筒11内に導入される吸気が多くなるため、気筒11内での1回の燃焼に供される燃料の量も多くなる。このように気筒11内での1回の燃焼に供される燃料の量が多くなると、燃料が十分に霧化する前に燃焼する可能性が高くなる。
<Action of this embodiment>
In the internal combustion engine 10 , particulate matter is generated as fuel is burned in the cylinders 11 . In particular, the higher the engine load factor KL, the more intake air is introduced into the cylinder 11, so the amount of fuel supplied for one combustion in the cylinder 11 also increases. When the amount of fuel supplied for one combustion in the cylinder 11 increases in this way, the possibility of the fuel burning before being sufficiently atomized increases.

<本実施形態の効果>
(1)本実施形態では、機関負荷率KLが規定負荷率A2以上である場合に、第1モータジェネレータ71からクランク軸12にトルクを付与することにより機関回転速度NEを高くする。すなわち、気筒11内に供される燃料の要求量が多い場合には、機関回転速度NEが高くなる。このように機関回転速度NEが高くなると、単位時間当たりの燃焼回数は増加する一方で、1回の燃焼に供される燃料の量は少なくなる。これにより、1回の燃焼に供される燃料の量が多いことに起因して気筒11内での粒子状物質の発生量が増加することは抑制できる。
<Effects of this embodiment>
(1) In this embodiment, when the engine load factor KL is equal to or higher than the specified load factor A2, the torque is applied from the first motor generator 71 to the crankshaft 12 to increase the engine rotation speed NE. That is, when the required amount of fuel supplied to the cylinder 11 is large, the engine rotation speed NE becomes high. As the engine speed NE increases in this way, the number of times of combustion per unit time increases, but the amount of fuel used for one combustion decreases. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the amount of particulate matter generated in the cylinder 11 due to a large amount of fuel used for one combustion.

なお、機関回転速度NEを高くする上昇処理は、水温THWが規定温度A1以上である状況で実行される。すなわち、気筒11内の温度がある程度高くなっていて燃料の霧化がある程度生じやすい状況で、上昇処理が実行される。したがって、機関回転速度NEが高くなることに伴って燃料噴射弁23による燃料噴射から点火装置24による燃料の燃焼開始までの間隔が短くなっても、その間隔内において十分に燃料は霧化する。 Note that the process of increasing the engine speed NE is executed when the water temperature THW is equal to or higher than the specified temperature A1. That is, the raising process is executed in a situation where the temperature inside the cylinder 11 is high to some extent and the atomization of the fuel is likely to occur to some extent. Therefore, even if the interval from the fuel injection by the fuel injection valve 23 to the start of fuel combustion by the ignition device 24 becomes shorter as the engine speed NE increases, the fuel is sufficiently atomized within that interval.

(2)内燃機関10では、機関回転速度NEが高くなるほど、燃料噴射弁23による燃料噴射から点火装置24による燃料の燃焼開始までの間隔が短くなる。また、内燃機関10では、水温THWが低くなるほど、燃料噴射弁23による燃料噴射から噴射された燃料が霧化するまでに必要な間隔が長くなる。したがって、例えば図3に示すように、水温THWが規定温度A1未満の場合において機関回転速度NEが第1回転速度NE1よりも高い第2回転速度NE2になると、気筒11内で発生する粒子状物質の量は、第1回転速度NE1であるときに比べて多くなる。 (2) In the internal combustion engine 10, the higher the engine speed NE, the shorter the interval from the fuel injection by the fuel injection valve 23 to the start of fuel combustion by the ignition device 24. Further, in the internal combustion engine 10, the lower the water temperature THW, the longer the required interval from the fuel injection by the fuel injection valve 23 to the atomization of the injected fuel. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, when the water temperature THW is lower than the specified temperature A1 and the engine rotation speed NE reaches a second rotation speed NE2 higher than the first rotation speed NE1, particulate matter is generated in the cylinder 11. is greater than that at the first rotational speed NE1.

本実施形態では、水温THWが規定温度A1未満である場合に、機関回転速度NEを低くする低下処理を実行する。これにより、水温THWが低くなることに起因して燃料噴射弁23による燃料噴射から噴射された燃料が霧化するまでに必要な間隔が長くなったとしても、燃料噴射弁23による燃料噴射から点火装置24による燃料の燃焼開始までの間隔を長くできる。その結果、燃料噴射弁23による燃料噴射から噴射された燃料が霧化するまでに必要な間隔をより確実に確保できる。 In this embodiment, when the water temperature THW is lower than the specified temperature A1, a lowering process is executed to lower the engine rotation speed NE. As a result, even if the necessary interval from the fuel injection by the fuel injection valve 23 to the atomization of the injected fuel becomes longer due to the lower water temperature THW, the fuel injection by the fuel injection valve 23 to the ignition can be prevented. The interval until the device 24 starts burning fuel can be lengthened. As a result, it is possible to more reliably secure the necessary interval from the fuel injection by the fuel injection valve 23 to the atomization of the injected fuel.

<変更例>
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Change example>
This embodiment can be implemented with the following modifications. This embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.

・上記実施形態において、調整制御は変更してもよい。
例えば、ステップS21における機関回転速度NEの調整の仕方は変更してもよい。上述したように、内燃機関10では、機関負荷率KLが高いほど、気筒11内での粒子状物質の発生量が多くなる傾向がある。そこで、制御装置90は、所定回転速度だけ機関回転速度NEを高くするのではなく、機関回転速度NEを一定割合だけ高くしてもよい。この例では、上昇処理を実行する前の機関回転速度NEが高いほど、上昇処理での機関回転速度NEの上昇量が大きくなる。
- In the above embodiment, the adjustment control may be changed.
For example, the method of adjusting the engine speed NE in step S21 may be changed. As described above, in the internal combustion engine 10, the higher the engine load factor KL, the more the amount of particulate matter generated in the cylinder 11 tends to increase. Therefore, the control device 90 may increase the engine rotation speed NE by a constant rate instead of increasing the engine rotation speed NE by the predetermined rotation speed. In this example, the higher the engine rotation speed NE before execution of the increase processing, the greater the increase amount of the engine rotation speed NE in the increase processing.

・同様に、ステップS31における機関回転速度NEの調整の仕方を変更してもよい。例えば、制御装置90は、所定回転速度だけ機関回転速度NEを低くするのではなく、機関回転速度NEを一定割合だけ低くしてもよい。 ・Similarly, the method of adjusting the engine speed NE in step S31 may be changed. For example, the control device 90 may reduce the engine rotation speed NE by a constant rate instead of lowering the engine rotation speed NE by a predetermined rotation speed.

・例えば、ステップS31の処理を省略してもよい。具体例としては、車両100の使用環境によっては、水温THWが規定温度A1未満にならないことがある。この場合、ステップS31の処理を省略しても差し支えない。なお、上記構成では、ステップS11の処理も省略し、制御装置90は、調整制御を開始したときにステップS12の処理を実行すればよい。 - For example, the process of step S31 may be omitted. As a specific example, depending on the environment in which vehicle 100 is used, water temperature THW may not drop below specified temperature A1. In this case, the process of step S31 may be omitted. In the above configuration, the process of step S11 is also omitted, and the control device 90 may execute the process of step S12 when the adjustment control is started.

・例えば、規定温度A1としては、固定値である必要はなく、内燃機関10の運転状態に応じて算出した値を用いてもよい。具体例として、内燃機関10では、同じ水温THWであっても、吸気温THAに応じて、燃料噴射弁23による燃料噴射から噴射された燃料が霧化するまでに必要な間隔が変化することがある。したがって、制御装置90は、吸気温THAに応じて規定温度A1を算出し、算出した規定温度A1をステップS11の処理で用いてもよい。 - For example, the specified temperature A1 does not need to be a fixed value, and a value calculated according to the operating state of the internal combustion engine 10 may be used. As a specific example, in the internal combustion engine 10, even if the water temperature THW is the same, the required interval from fuel injection by the fuel injection valve 23 to atomization of the injected fuel changes according to the intake air temperature THA. be. Therefore, the control device 90 may calculate the specified temperature A1 according to the intake air temperature THA, and use the calculated specified temperature A1 in the process of step S11.

・例えば、規定負荷率A2としては、内燃機関10の運転状態に応じて変更する値ではなく、固定値を用いてもよい。具体例としては、先ず、車両100の使用環境で想定される水温THWの最低値を実験等により求める。さらに、上記の水温THWの最低値に基づいて、許容量PMAを発生する際に許容される機関負荷率KLを求める。そして、制御装置90は、求めた機関負荷率KLを、固定の規定負荷率A2として予め設定していてもよい。 - For example, as the specified load factor A2, a fixed value may be used instead of a value that changes according to the operating state of the internal combustion engine 10. As a specific example, first, the minimum value of the water temperature THW assumed in the environment in which the vehicle 100 is used is obtained by experiments or the like. Further, based on the minimum value of the water temperature THW, an engine load factor KL that is allowed when generating the allowable amount PMA is determined. Then, the control device 90 may preset the obtained engine load factor KL as a fixed prescribed load factor A2.

・上記実施形態において、車両100のその他の構成を変更してもよい。具体例としては、内燃機関10は、3つ以下の気筒11を備えていてもよいし、5つ以上の気筒11を備えていてもよい。 - In the above embodiment, other configurations of the vehicle 100 may be changed. As a specific example, the internal combustion engine 10 may have three or less cylinders 11 or five or more cylinders 11 .

A1…規定温度
A2…規定負荷率
KL…機関負荷率
NE…機関回転速度
THW…水温
10…内燃機関
11…気筒
12…クランク軸
21…吸気通路
22…スロットルバルブ
23…燃料噴射弁
24…点火装置
26…排気通路
27…三元触媒
28…フィルタ
40…第1遊星ギア機構
50…第2遊星ギア機構
62…減速機構
63…差動機構
64…駆動輪
71…第1モータジェネレータ
72…第2モータジェネレータ
75…バッテリ
76…第1インバータ
77…第2インバータ
82…水温センサ
90…制御装置
100…車両
A1... Specified temperature A2... Specified load factor KL... Engine load factor NE... Engine speed THW... Water temperature 10... Internal combustion engine 11... Cylinder 12... Crankshaft 21... Intake passage 22... Throttle valve 23... Fuel injection valve 24... Ignition device 26 Exhaust passage 27 Three-way catalyst 28 Filter 40 First planetary gear mechanism 50 Second planetary gear mechanism 62 Reduction mechanism 63 Differential mechanism 64 Drive wheel 71 First motor generator 72 Second motor GENERATOR 75 BATTERY 76 FIRST INVERTER 77 SECOND INVERTER 82 WATER TEMPERATURE SENSOR 90 CONTROL DEVICE 100 VEHICLE

Claims (1)

燃料を燃焼させる空間である気筒、前記気筒内に燃料を供給するための燃料噴射弁、及び前記気筒内での燃料の燃焼に基づき回転するクランク軸を有する内燃機関と、
前記クランク軸に連結しているとともに前記クランク軸にトルクを付与可能なモータジェネレータと、
を備えている車両に適用される制御装置であって、
前記内燃機関の水温が予め定められた規定温度以上であり、且つ、前記内燃機関の機関負荷率が予め定められた規定負荷率以上である場合には、前記モータジェネレータから前記クランク軸にトルクを付与することにより前記クランク軸の回転速度を高くする
車両の制御装置。
An internal combustion engine having a cylinder that is a space for burning fuel, a fuel injection valve for supplying fuel to the cylinder, and a crankshaft that rotates based on the combustion of fuel in the cylinder;
a motor generator coupled to the crankshaft and capable of applying torque to the crankshaft;
A control device applied to a vehicle comprising
When the water temperature of the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined specified temperature and the engine load factor of the internal combustion engine is equal to or higher than the predetermined specified load factor, the torque is applied from the motor generator to the crankshaft. A control device for a vehicle that increases the rotation speed of the crankshaft by applying the torque.
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