JP5131261B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、可変圧縮比エンジンを備えた車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control apparatus including a variable compression ratio engine.
この種の技術として、以下の特許文献1には、可変圧縮比エンジンを備えた車両において、エンジン回転数、負荷(エンジントルク)、車両変速機のギヤ比に応じて、圧縮比を設定する技術が記載されている。
As this type of technology, the following
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、エンジンの圧縮比が低圧縮比となっている場合において、低負荷領域から高負荷領域へとエンジン動作点を移行させた場合には、エンジンの圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと変更してから、再度、低圧縮比へと変更することになるため、圧縮比が頻繁に変更される。バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて圧縮比を変更する可変圧縮比エンジンでは、このような場合、バッテリで消費される電力量が増大し、燃費が悪化する可能性がある。
However, in the technique described in
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、可変圧縮比エンジンを備えた車両において、燃費の悪化を抑制することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress deterioration of fuel consumption in a vehicle including a variable compression ratio engine.
本発明の1つの観点では、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する圧縮比変更手段と、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる制御手段と、を有し、必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。 In one aspect of the present invention, there is provided a vehicle control device including an engine capable of changing a compression ratio indicating a degree of compression of an air-fuel mixture using an actuator supplied with electric power from a battery, Compression ratio changing means for setting the compression ratio to be larger as the torque is lower, and when the required driving force changes, the engine operating point before the change is predetermined from the target operating point corresponding to the engine operating point corresponding to the required driving force after the change. Control means for shifting the actual engine operating point along the path of the engine, the compression ratio at the engine operating point before the change of the required driving force is set lower than the compression ratio at the target operating point When the predetermined route passes through an engine operating point where the engine torque is larger than the engine torque at the target operating point, the compression ratio is changed. Stage, until the engine torque in the actual engine operating point is greater than the engine torque at the target operating point, without increasing the actual compression ratio.
上記の車両の制御装置は、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能な車両の制御装置である。車両の制御装置は、例えばECU(Electronic Controlled Unit)であり、圧縮比変更手段及び制御手段を備える。圧縮比変更手段は、エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する。制御手段は、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる。ここで、必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、所定の経路が、目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。このようにすることで、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させることができ、燃費の悪化を防ぐことができる。 The above-described vehicle control device is a vehicle control device capable of changing the compression ratio indicating the degree of compression of the air-fuel mixture using an actuator supplied with electric power from a battery. The vehicle control device is, for example, an ECU (Electronic Controlled Unit), and includes a compression ratio changing unit and a control unit. The compression ratio changing means sets the compression ratio to be larger as the engine torque is lower. When the required driving force changes, the control means shifts the actual engine operating point along a predetermined path from the engine operating point before the change to the target operating point that is the engine operating point corresponding to the changed required driving force. Let Here, the compression ratio at the engine operating point before the change of the required driving force is set lower than the compression ratio at the target operating point, and the predetermined path is an engine torque larger than the engine torque at the target operating point. In the case of passing through the engine operating point, the compression ratio changing means does not increase the actual compression ratio until the engine torque at the actual engine operating point becomes larger than the engine torque at the target operating point. By doing in this way, since the frequency which changes a compression ratio can be decreased, the electric energy consumed with a battery can be reduced and the deterioration of a fuel consumption can be prevented.
上記の車両の制御装置の他の一態様は、前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由しない場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも小さい場合であっても、実際の圧縮比を前記目標動作点における圧縮比に設定する。このようにすることで、緩加速時においても、バッテリで消費される電力量を減少させ、燃費の悪化を抑えることができる。 In another aspect of the vehicle control device, when the predetermined route does not pass through an engine operating point that is an engine torque larger than the engine torque at the target operating point, the compression ratio changing unit includes: Even if the engine torque at the actual engine operating point is smaller than the engine torque at the target operating point, the actual compression ratio is set to the compression ratio at the target operating point. In this way, even during slow acceleration, the amount of power consumed by the battery can be reduced, and deterioration of fuel consumption can be suppressed.
バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する圧縮比変更手段と、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる制御手段と、を有し、必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。このようにすることで、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができ、燃費悪化を防ぐことができる。 A control device for a vehicle having an engine capable of changing a compression ratio indicating the degree of compression of an air-fuel mixture using an actuator supplied with electric power from a battery, wherein the compression ratio increases as the engine torque decreases. When the compression ratio changing means to be set and the required driving force change, the actual engine along the predetermined path from the engine operating point before the change to the target operating point corresponding to the engine driving point corresponding to the changed required driving force Control means for shifting the operating point, the compression ratio at the engine operating point before the change of the required driving force is set lower than the compression ratio at the target operating point, the predetermined path, When passing through an engine operating point where the engine torque is larger than the engine torque at the target operating point, the compression ratio changing means Until the engine torque becomes larger than the engine torque at the target operating point at the point, without increasing the actual compression ratio. By doing in this way, the frequency which changes a compression ratio can be decreased and a fuel consumption deterioration can be prevented.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[装置構成]
図1は、本発明の車両の制御装置が適用された車両100の全体構成を概略的に示している。図2は、エンジン10の断面構成を示す模式図である。図1、2において、破線矢印は信号の流れを示している。
[Device configuration]
FIG. 1 schematically shows an overall configuration of a
まず、車両100の全体構成について図1を用いて説明する。車両100は、エンジン10と、変速機110と、ECU(Electronic Controlled Unit)60とを備えている。エンジン10は、後に詳しく述べるが、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。エンジン10は、複数のシリンダ(気筒)34を有している。例えば、図1に示す例では、エンジン10は、直列4気筒のエンジンであるとしている。エンジン10は、各シリンダ34の燃焼室内に吸気を供給するための吸気通路50と、各シリンダ34の燃焼室内より排気を排出するための排気通路58とを有する。吸気通路50には、各シリンダ34の燃焼室内に供給される吸気量を調整するためのスロットルバルブ52と、吸気量を検出するためのエアフローセンサ57が設けられている。スロットルバルブ52の開度は、電動アクチュエータ53により調整される。エンジン10は、ECU(Electronic Controlled Unit)60からの制御信号により制御される。
First, the overall configuration of the
エンジン10からの出力は、クランクシャフト43を介して無段変速機110に伝達される。図1に示す例では、無段変速機110は、ベルト式の無段変速機であるとしている。変速機110は、プライマリプーリ110a、セカンダリプーリ110b、及び、両プーリに巻掛けられた金属等からなるベルト111からなる。両プーリの可動シーブ110aa、110baを軸方向(両端矢印に示す方向)に動かすことによりベルト有効径が変化し、エンジン10からの出力は、プライマリプーリ110aからセカンダリプーリ110bに伝達される際に変速される。セカンダリプーリ110bは、駆動軸143に接続されており、セカンダリプーリ110bからの出力は駆動軸143に伝達される。駆動軸143に伝達された出力は駆動輪に伝達される。無段変速機110は、ECU60からの制御信号により制御される。なお、無段変速機110としては、ベルト式の無段変速機に限られず、代わりに、他の種々の無段変速機を用いることができるのは言うまでもない。
The output from the
ECU60は、図示しないCPU、ROM、RAM、及びA/D変換器などを含んで構
成されている。ECU60は、車両内の各種センサから供給される検出信号に基づいて、車両内の制御を行う。例えば、ECU60は、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ61などのセンサから受信した検出信号に基づいて、必要駆動力を求め、求められた当該必要駆動力に基づいて、エンジン10や無段変速機110の制御を行う。
The
次に、エンジン10の構成について図2を用いて説明する。エンジン10は、主に、シリンダヘッド20と、シリンダブロックユニット30と、メインムービングユニット40とから構成されている。
Next, the configuration of the
シリンダブロックユニット30は、シリンダヘッド20が取り付けられるアッパーブロック31と、メインムービングユニット40が収納されているロアブロック32とから構成されている。また、アッパーブロック31とロアブロック32との間にはアクチュエータ33が設けられており、アクチュエータ33を駆動することで、アッパーブロック31をロアブロック32に対して上下方向に移動させることが可能となっている。アクチュエータ33は、例えば、電気式、油圧式又は空圧式の駆動装置であり、駆動のための電力がバッテリから供給される。アクチュエータ33は、ECU60からの制御信号S33により制御される。また、アッパーブロック31の内部には、円筒形のシリンダ34が形成されており、シリンダ34の外面は冷却水によって冷却される構造となっている。
The
メインムービング40は、シリンダ34の内部に設けられたピストン41と、ロアブロック32の内部で回転するクランクシャフト43と、ピストン41をクランクシャフト43に接続するコネクティングロッド42などから構成されている。これらは、いわゆるクランク機構を構成しており、クランクシャフト43が回転するとそれにつれてピストン41がシリンダ34内で上下方向に動き、逆に、ピストン41が上下に動けばクランクシャフト43がロアブロック32内で回転するようになっている。また、クランクシャフト43の近傍には、クランク角を感知するクランク角センサ44が設けられている。クランク角センサ44は、検出したクランク角に対応する検出信号S44をECU60に送信する。
The main moving 40 includes a piston 41 provided inside the
シリンダブロックユニット30にシリンダヘッド20を取り付けると、シリンダヘッド20の下面側(アッパーブロック31に接する側)とシリンダ34とピストン41とで囲まれた部分に燃焼室が形成される。従って、アクチュエータ33を用いてアッパーブロック31を上方に移動させれば、これに伴ってシリンダヘッド20も上方に移動して燃焼湿内の容積が増加するので、圧縮比を低くすることができる。逆に、アッパーブロック31とともにシリンダヘッド20を下方に移動させれば、燃焼室内の容積が減少して圧縮比を高くすることができる。圧縮比は、ロアブロック32に設けられた圧縮比センサ63を用いて検出することが可能となっている。圧縮比センサ63としては、例えばストロークセンサが用いられ、ロアブロック32に対するアッパーブロック31の相対位置を検出することによって圧縮比を検出する。圧縮比センサ63は、検出した圧縮比に対応する検出信号S63をECU60に送信する。
When the
シリンダヘッド20には、燃焼室内に吸気を取り入れるための吸気ポート23と、燃焼室内から排気を排出するための排気ポート24とが形成されている。吸気ポート23には吸気通路50が接続されており、排気ポート24には排気通路58が接続されている。ここで、吸気ポート23が燃焼室に開口する部分には吸気バルブ21が、また、排気ポート24が燃焼室に開口する部分には排気バルブ22が設けられている。吸気バルブ21及び排気バルブ22はそれぞれ、電動アクチュエータ73、74によって駆動される。ピストン41の動きに合わせて適切なタイミングで吸気バルブ21及び排気バルブ22を開閉することにより、燃焼室内に吸気を吸入したり、あるいは燃焼室内から排気を排出したりすることができる。吸気バルブ21及び排気バルブ22を駆動する電動アクチュエータ73、74は、ECU60からの制御信号S73、S74により制御される。
The
吸気通路50に設けられたエアフローセンサ57は、検出した吸気量に対応する検出信号S57をECU60に送信する。スロットルバルブ52の開度を調整する電動アクチュエータ53は、ECU60からの制御信号S53によって制御される。
The
また、シリンダヘッド20には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁26、及び、燃焼室内に形成された混合気に点火するための点火プラグ27が設けられている。燃料噴射弁26及び点火プラグ27は、ECU60からの制御信号S26、S27により制御される。燃料噴射弁26が燃焼室内に燃料を噴射することにより、吸気通路50より吸気ポート23を介して吸入された吸気と燃料との混合気が燃焼室内に形成され、点火プラグ27が点火することにより、混合気は燃焼される。このときの燃焼により発生するピストン41を押す力がエンジン10の動力となる。その後、燃焼室内の排気は排気ポート24を介して排気通路58へ排出される。なお、燃料噴射弁としては、図2に示すような直噴式の燃料噴射弁26を設けるのには限られず、この代わりに、又は、加えて、吸気通路50に燃料噴射弁を設けるとしても良いのは言うまでもない。
Further, the
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態に係る車両の制御方法について説明する。
[First Embodiment]
Next, a vehicle control method according to the first embodiment of the present invention will be described.
上述したことから分かるように、エンジン10は、圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。可変圧縮比エンジンでは、機械的仕事への変換効率、即ち熱効率の向上と、最大出力の増加とを両立させるべく、運転条件に応じて混合気の圧縮比を変化させる。具体的には、ECU60は、エンジントルクの変化に応じてリニアに圧縮比を変化させる。例えば、ECU60は、高トルク条件では低圧縮比側に設定することで充分な最大出力を確保させるとともに、低中トルク条件では高圧縮比側に設定することで熱効率を向上させる。
As can be seen from the above, the
ここで、可変圧縮比エンジンたるエンジン10が搭載された車両100における一般的な車両の制御方法について図3を用いて説明する。図3は、急加速時における一般的な車両の制御方法が行われたときのエンジン動作点の移行の様子を示す図である。
Here, a general vehicle control method in the
図3において、FLOは燃費最適線を示している。LWOTはアクセル全開時の動力線を示している。LPrl、LPrm、LPraは等圧縮比線を示している。以下では、各等圧縮比線LPrl、LPrm、LPraにおける圧縮比をそれぞれ、Prl、Prm、Praとする。これらの等圧縮比線において、エンジントルクが最も高くなる等圧縮比線LPrlにおける圧縮比Prlが最も低い圧縮比となり、エンジントルクが最も低くなる等圧縮線LPraにおける圧縮比Praが最も高い圧縮比となる。そこで、以下では、説明の便宜上、圧縮比Prlを「低圧縮比」と称し、圧縮比Prmを「中圧縮比」と称し、圧縮比Praを「高圧縮比」と称することもある。また、LEPa、LEPbは駆動力が一定となる等駆動力線を示している。 In FIG. 3, FLO indicates the fuel efficiency optimum line. LWOT indicates a power line when the accelerator is fully opened. LPrl, LPrm, and LPra indicate isocompression ratio lines. In the following, the compression ratios at the equal compression ratio lines LPrl, LPrm, and LPra are Prl, Prm, and Pra, respectively. In these isocompression ratio lines, the compression ratio Prl at the isocompression ratio line LPrl at which the engine torque is highest is the lowest compression ratio, and the compression ratio Pra at the isocompression line LPra at which the engine torque is the lowest is the compression ratio. Become. Therefore, hereinafter, for convenience of explanation, the compression ratio Prl is sometimes referred to as “low compression ratio”, the compression ratio Prm is sometimes referred to as “medium compression ratio”, and the compression ratio Pra is sometimes referred to as “high compression ratio”. LEPa and LEPb indicate equal driving force lines where the driving force is constant.
図3において、エンジン動作点Ap、Hp、Ip、Bp、Cp、Dpを結ぶ破線矢印は、急加速時における一般的な車両の制御方法が行われた場合のエンジン動作点の経路を示している。アクセルが踏み込まれる前の必要駆動力に対応するエンジン動作点が点Apである。点Apにおいて、エンジン10は、アクセル開度が「0」にされた状態、即ち、エンジン10の燃焼室内に燃料が供給されないフューエルカットされた状態にある。また、アクセルが踏み込まれた後の必要駆動力に対応する目標となるエンジン動作点(以下、「目標動作点」と称する)が点Dpである。ここで、目標動作点Dpは燃費最適線FLO上に設定される。
In FIG. 3, broken line arrows connecting engine operating points Ap, Hp, Ip, Bp, Cp, and Dp indicate engine operating point paths when a general vehicle control method is performed during rapid acceleration. . The engine operating point corresponding to the required driving force before the accelerator is depressed is the point Ap. At the point Ap, the
一般的な車両の制御方法では、ECU60は、アクセルが踏み込まれると、アクセル開度センサ61からの検出信号に基づいて、アクセル開度を求め、クランク角センサ44からの検出信号に基づいて、エンジン回転数を求める。そして、ECU60は、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて、アクセルが踏み込まれた後の必要駆動力を求める。次に、ECU60は、当該必要駆動力に対応する燃費最適線FLO上の目標動作点Dpを求める。そして、ECU60は、エンジントルクをアクセル全開時のトルク(以下、「WOTトルク」と称する)まで一旦上昇させることにより、実際のエンジン動作点(以下、実エンジン動作点と称する)を点Apから点Hp、Ipを介して点Bpに移行させる。その後、ECU60は、エンジン回転数の上昇により、目標動作点Dpと同じ等駆動力線LEPa上の点Cpに実エンジン動作点を移行させてから、エンジントルクを低下させることにより、等駆動力線上LEPaに沿って目標動作点Dpに実エンジン動作点を移行させる。
In a general vehicle control method, when the accelerator is depressed, the
ここで、ECU60は、実エンジン動作点の移行に従い、エンジン10の圧縮比も変化させる。点Apにおける圧縮比はPrlに設定されており、目標動作点Dpにおける圧縮比Prmよりも低く設定されている。先にも述べたように、点Apでは、エンジン10はフューエルカットされた状態にある。このフューエルカット状態では、フューエルカット時間をなるべく長く確保することが求められる。そのため、フューエルカット状態では、車両が減速しすぎないようにするため、エンジンフリクションが小さくなる低圧縮比に圧縮比が設定される。
Here, the
実エンジン動作点が点Apから点Hpへと移行する際には、点Hpにおける圧縮比は高圧縮比たるPraに設定されているため、ECU60は、低圧縮比たるPrlから高圧縮比たるPraへと圧縮比を変化させる。実エンジン動作点が点Hpから点Ipを経由して点Bpへと移行する際には、ECU60は、圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと変化させる。具体的には、ECU60は、圧縮比をPraから、Prm、Prlへと順番に変化させる。実エンジン動作点が点Bpから点Cpへと移行する際には、ECU60は、圧縮比を変化させずにPrlのまま保持する。実エンジン動作点が点Cpから点Dpへと移行する際には、ECU60は、圧縮比を低圧縮比たるPrlから中圧縮比たるPrmへと変化させる。つまり、一般的な車両の制御方法では、フューエルカットされた状態からアクセルが踏み込まれて必要駆動力が変化した場合には、ECU60は、圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと一旦変化させてから、再度、低圧縮比へと変化させた後で、中圧縮比へと変化させる。
When the actual engine operating point shifts from the point Ap to the point Hp, since the compression ratio at the point Hp is set to Pra, which is a high compression ratio, the
このように、一般的な車両の制御方法では、エンジン10の圧縮比を変更させる頻度が多くなるため、アクチュエータ33で消費されるバッテリの電力消費量が多くなり、燃費悪化に繋がる恐れがある。
As described above, in a general vehicle control method, the frequency of changing the compression ratio of the
そこで、第1実施形態に係る車両の制御方法では、フューエルカットされた状態からアクセルが踏み込まれた場合には、ECU60は、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Dpにおけるエンジントルクよりも大きくなるまでは、実際の圧縮比を大きくしないこととする。以下、図4を用いて具体的に説明する。
Therefore, in the vehicle control method according to the first embodiment, when the accelerator is depressed from the fuel cut state, the
図4は、第1実施形態に係る車両の制御方法が行われたときのエンジン動作点の移行の様子を示す図である。ここで、図4における符号は、図3における示す符号と同じ意味を示すものとする。 FIG. 4 is a diagram illustrating the transition of the engine operating point when the vehicle control method according to the first embodiment is performed. Here, the code | symbol in FIG. 4 shall show the same meaning as the code | symbol shown in FIG.
図4に示すように、第1実施形態に係る車両の制御方法が行われた場合の実エンジン動作点の経路は、一般的な車両の制御方法が行われた場合の実エンジン動作点の経路と同じである。 As shown in FIG. 4, the path of the actual engine operating point when the vehicle control method according to the first embodiment is performed is the path of the actual engine operating point when the general vehicle control method is performed. Is the same.
図4に示す例では、ECU60は、フューエルカット復帰後の経路において最低圧縮比となるエンジン動作点を求め、最低圧縮比となるエンジン動作点を実エンジン動作点が通過するまで、実際の圧縮比を点Apにおける低圧縮比のまま保持することとする。
In the example shown in FIG. 4, the
具体的には、図4において、点Apにおける圧縮比はPrlである。また、フューエルカット復帰後における経路中において、最低圧縮比となるエンジン動作点は点Bp、Cpであり、当該最低圧縮比はPrlである。そこで、ECU60は、点Apから点Cpへ実エンジン動作点が移行する間は、ECU60は、実際の圧縮比をPrlに保持する。その後、実エンジン動作点が点Cpから点Dpへと移行する際に、ECU60は、圧縮比をPrlからPrmへと変化させる。
Specifically, in FIG. 4, the compression ratio at the point Ap is Prl. Further, in the path after returning from the fuel cut, the engine operating points at which the lowest compression ratio is achieved are points Bp and Cp, and the lowest compression ratio is Prl. Therefore, the
別の言い方をすると、ECU60は、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Dpにおけるエンジントルクよりも大きくなるまでは、即ち、実エンジン動作点が点Ipに移行するまでは、実際の圧縮比を大きくせずに点Apにおける圧縮比Prlに保持する。実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Dpにおけるエンジントルクよりも大きくなった後では、つまり、実エンジン動作点が点Ipに移行した後では、ECU60は、実際の圧縮比について、一般的な車両の制御方法と同様の制御を行う。具体的には、実エンジン動作点が点Ipから点Bpを介して点Cpへと移行する際には、ECU60は、実際の圧縮比をPrlに保持し、実エンジン動作点が点Cpから点Dpへと移行する際には、ECU60は、実際の圧縮比を低圧縮比たるPrlから中圧縮比たるPrmへと変化させる。
In other words, the
なお、上述の実施形態では、フューエルカット状態にある点Apにおける圧縮比は、最低圧縮比たるPrlに設定されているとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、Prlよりも低く設定されるとしても良い。 In the above-described embodiment, the compression ratio at the point Ap in the fuel cut state is set to Prl, which is the lowest compression ratio, but is not limited thereto, and instead is set to be lower than Prl. It may be done.
このように、第1実施形態に係る車両の制御方法では、ECU60は、フューエルカットされた状態からアクセルが踏み込まれた場合には、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Dpにおけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしないこととする。このようにすることで、圧縮比を低圧縮比から中圧縮比へと変化させるだけで済む。これにより、一般的な車両の制御方法と比較して、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させることができ、燃費の悪化を抑えることができる。
As described above, in the vehicle control method according to the first embodiment, the
次に、上述の第1実施形態に係る車両の制御処理について、図5のフローチャートを用いて説明する。 Next, the vehicle control process according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップS101において、ECU60は、クランク角センサ44からの検出信号に基づいて、エンジン回転数を求めるとともに、アクセル開度センサ61からの検出信号に基づいて、アクセル開度を求める。続くステップS102において、ECU60は、ステップS101で求められたエンジン回転数及びアクセル開度に基づいて、必要駆動力を求める。なお、必要駆動力は、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて求められるとする代わりに、アクセル開度のみに基づいて求められるとしても良い。この後、ECU60は、ステップS103の処理へ進む。
First, in step S <b> 101, the
ステップS103において、ECU60は、前回の制御処理において、フューエルカット状態にあったか否かについて判定する。具体的には、ECU60は、前回の制御処理において、エンジン回転数が所定回転数以上で、かつ、アクセルがオフになっている場合には、フューエルカット状態にあったと判定する。ECU60は、フューエルカット状態にあったと判定した場合には(ステップS103:Yes)、ステップS104の処理へ進む。一方、ECU60は、フューエルカット状態になかったと判定した場合には(ステップS103:No)、本制御処理をリターンする。ここで、所定回転数は適合値であり、ECU60のROMなどに記憶されている。
In step S103, the
ステップS104において、ECU60は、今回、フューエルカット状態から復帰したか否かについて判定する。具体的には、ECU60は、今回のステップS101の処理で求められたアクセル開度が所定値以上にあった場合には、フューエルカット状態から復帰したものと判定する。ECU60は、フューエルカット状態から復帰したと判定した場合には(ステップS104:Yes)、ステップS105の処理へ進む。一方、ECU60は、フューエルカット状態から復帰していないと判定した場合には(ステップS104:No)、本制御処理をリターンする。ここで、所定値は適合値であり、ECU60のROMなどに記憶されている。
In step S104, the
ステップS105において、ECU60は、ステップS102で求められた必要駆動力に基づいて、燃費最適線上の目標動作点(図4でいうと点Dp)を求めるとともに、当該目標動作点までの経路を求める。
In step S105, the
ステップS106において、ECU60は、フューエルカット復帰後の経路における最低圧縮比を求め、続くステップS107において、ECU60は、当該最低圧縮比となるエンジン動作点(以下、「最低圧縮比点」と称する)を求める。図4でいうと、経路上の最低圧縮比はPrlであり、最低圧縮比点は点Bp、Cpである。
In step S106, the
ステップS108において、ECU60は、実エンジン動作点が最低圧縮比点に動作点が移行するまで圧縮比をPrlに保持する。図4でいうと、実エンジン動作点が点Bpに移行するまで圧縮比をPrlに保持する。
In step S108, the
ステップS109において、ECU60は、実エンジン動作点が最低圧縮比点に移行したか否かについて判定する。図4でいうと、ECU60は、実エンジン動作点が点Bpに移行したか否かについて判定する。ECU60は、最低圧縮比点に実エンジン動作点が移行したと判定していないと判定した場合には(ステップS109:No)、ステップS108の処理へ戻る。一方、ECU60は、最低圧縮比点に実エンジン動作点が移行したと判定した場合には(ステップS109:Yes)、ステップS110の処理へ進み、通常の圧縮比制御を行う。具体的には、図4でいうと、実エンジン動作点が点Bpから点Cpへと移行する際には、ECU60は、実際の圧縮比をPrlに保持し、実エンジン動作点が点Cpから点Dpへと移行する際には、ECU60は、実際の圧縮比をPrlからPrmへと変化させる。この後、ECU60は、本制御処理をリターンする。
In step S109, the
以上に述べたように、第1実施形態に係る車両の制御方法では、必要駆動力変化前のエンジン動作点における圧縮比が低圧縮比となっている場合において、ECU60は、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしないこととする。これにより、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させることができ、燃費の悪化を抑えることができる。
As described above, in the vehicle control method according to the first embodiment, when the compression ratio at the engine operating point before the required driving force change is a low compression ratio, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る車両の制御方法について説明する。第1実施形態に係る車両の制御方法では、急加速時の制御について述べたが、第2実施形態に係る車両の制御方法では、緩加速時の制御について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a vehicle control method according to the second embodiment of the present invention will be described. In the vehicle control method according to the first embodiment, the control at the time of rapid acceleration has been described. In the vehicle control method according to the second embodiment, the control at the time of slow acceleration will be described.
図6は、緩加速時における車両の制御方法が行われたときのエンジン動作点の移行の様子を示す図である。ここで、図6における符号は、図3、図4における示す符号と同じ意味を示すものとする。 FIG. 6 is a diagram showing how the engine operating point shifts when the vehicle control method during slow acceleration is performed. Here, the code | symbol in FIG. 6 shall show the same meaning as the code | symbol shown in FIG. 3, FIG.
緩加速時では、急加速時と異なり、実エンジン動作点は、目標動作点Dpにおけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点(図4でいう点Bp、Cp)を経由せずに、燃費最適線FLOに沿って目標動作点Dpに移行する。緩加速時における一般的な車両の制御方法では、図6に示すように、実エンジン動作点は、点Apから点Jp、Kpを経由して燃費最適線FLOに沿って目標動作点Dpに移行する。 At the time of slow acceleration, unlike the case of sudden acceleration, the actual engine operating point does not pass through engine operating points (points Bp and Cp in FIG. 4) that are larger than the engine torque at the target operating point Dp. The target operating point Dp is shifted along the fuel efficiency optimum line FLO. In a general vehicle control method during slow acceleration, as shown in FIG. 6, the actual engine operating point shifts from the point Ap to the target operating point Dp along the fuel efficiency optimum line FLO via the points Jp and Kp. To do.
ここで、ECU60は、実エンジン動作点の移行に従い、エンジン10の圧縮比も変化させる。一般的な車両の制御方法では、アクセルが踏まれ、実エンジン動作点が点Apから点Jpへと移行する際には、点Jpにおける圧縮比はPraに設定されているため、ECU60は、圧縮比を低圧縮比たるPrlから高圧縮比たるPraへと変化させる。実エンジン動作点が点Jpから点Kpへと移行する際には、ECU60は、圧縮比をPraからPrbへと変化させる。ここで、Prm<Prb<Praである。実エンジン動作点が点Kpから点Dpへと移行する際には、ECU60は、圧縮比をPrbからPrmへと変化させる。つまり、緩加速時においても、一般的な車両の制御では、ECU60は、圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと一旦変化させてから中圧縮比へと変化させるため、バッテリで消費される電力量が増大して、燃費が悪化する恐れがある。
Here, the
そこで、第2実施形態に係る車両の制御方法では、ECU60は、緩加速時には、実エンジン動作点におけるエンジントルクが、目標動作点におけるエンジントルクよりも小さい場合であっても、実際の圧縮比を目標動作点における圧縮比に設定することとする。
Therefore, in the vehicle control method according to the second embodiment, during slow acceleration, the
具体的には、実エンジン動作点が点Apから点Jpへと移行する際に、ECU60は、圧縮比をPrlから目標動作点における圧縮比たるPrmに変化させる。その後、実エンジン動作点が点Kpを経由して目標動作点Dpに移行する際には、ECU60は圧縮比をPrmに保持する。このようにすることで、緩加速時においても、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させ、燃費の悪化を抑えることができる。
Specifically, when the actual engine operating point shifts from the point Ap to the point Jp, the
なお、上述のようにする代わりに、ECU60は、実エンジン動作点が点Apから点Kpへと移行する際には、圧縮比をPrlに保持し、実エンジン動作点が点Kpから点Dpへと移行する際に、圧縮比をPrlからPrmに変化させるとしても良い。しかしながら、上述したように、実エンジン動作点が点Apから点Jpへと移行する際に、即ち、移行のなるべく早い段階で、圧縮比を低圧縮比たるPrlから中圧縮比たるPrmに変化させる方が、エンジン効率をより高めることができ、好適である。
Instead of the above, the
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る車両の制御方法について説明する。第3実施形態に係る車両の制御方法では、何らかの原因で圧縮比変更がフェールして、圧縮比が固定となった場合の車両の制御方法について説明する。以下、図7、図8を用いて具体的に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a vehicle control method according to the third embodiment of the present invention will be described. In the vehicle control method according to the third embodiment, a vehicle control method when the compression ratio change fails for some reason and the compression ratio is fixed will be described. This will be specifically described below with reference to FIGS.
図7(a)は、圧縮比が固定となっている場合における燃費最良域を示す図であり、図7(b)は、圧縮比が可変となっている場合における燃費最良域を示す図である。 FIG. 7A is a diagram showing the best fuel efficiency range when the compression ratio is fixed, and FIG. 7B is a diagram showing the best fuel efficiency range when the compression ratio is variable. is there.
図7(a)に示すように、圧縮比が固定となっている場合には、圧縮比が予め固定された一般的なエンジンの場合と同様、燃費最良域は高トルク側に存在する。それに対し、図7(b)に示すように、圧縮比が可変となっている場合には、吸気バルブ21のタイミング制御により膨張比を高めることで、低中トルク側におけるエンジン効率が向上するため、燃費最良域は中トルク側に存在する。つまり、圧縮比可変時と固定時とでは燃費最良域が異なるため、圧縮比変更がフェールして圧縮比が固定となったにもかかわらず、圧縮比可変時における燃費最良域に実エンジン動作点が位置するように運転が行われた場合には、燃費が悪化する恐れがある。
As shown in FIG. 7 (a), when the compression ratio is fixed, the best fuel efficiency region exists on the high torque side as in the case of a general engine in which the compression ratio is fixed in advance. On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the compression ratio is variable, the engine efficiency on the low / medium torque side is improved by increasing the expansion ratio by timing control of the
そこで、第3実施形態に係る車両の制御方法では、ECU60は、圧縮比が固定となった場合には、圧縮比が可変となっていたときの燃費最適線と比較して、燃費最適線を高トルク側にずらして設定することとする。
Therefore, in the vehicle control method according to the third embodiment, when the compression ratio is fixed, the
図8は、圧縮比可変時及び固定時のそれぞれにおける燃費最適線を示す図である。図8において、FLOaが圧縮比可変時における燃費最適線であり、FLOb、FLOcが圧縮比固定時における燃費最適線である。ここで、FLObは高圧縮比で固定された場合の燃費最適線であり、FLOcは低圧縮比で固定された場合の燃費最適線である。 FIG. 8 is a diagram showing fuel efficiency optimum lines when the compression ratio is variable and when the compression ratio is fixed. In FIG. 8, FLOa is a fuel efficiency optimal line when the compression ratio is variable, and FLOb and FLOc are fuel efficiency optimal lines when the compression ratio is fixed. Here, FLOb is a fuel efficiency optimal line when fixed at a high compression ratio, and FLOc is a fuel efficiency optimal line when fixed at a low compression ratio.
先にも述べたように、圧縮比が可変となっている場合と比較して、圧縮比が固定となっている場合には、燃費最良域が高トルク側となる。従って、図8に示すように、圧縮比可変時における燃費最適線FLOaと比較して、圧縮比固定時における燃費最適線FLOb、FLOcは高トルク側にずらされて設定される。このようにすることで、圧縮比が固定となった場合であっても、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。 As described above, when the compression ratio is fixed, the best fuel efficiency region is on the high torque side as compared with the case where the compression ratio is variable. Therefore, as shown in FIG. 8, the fuel efficiency optimal lines FLOb and FLOC when the compression ratio is fixed are set to be shifted to the high torque side as compared to the fuel efficiency optimal line FLOa when the compression ratio is variable. By doing in this way, even if the compression ratio is fixed, it becomes possible to perform an operation that optimizes fuel consumption.
ここで、高圧縮比で固定された場合には、動作線LWOT付近において、ノッキングの発生によりエンジン効率が低下する。従って、低圧縮比固定時における燃費最適線FLOcと比較して、高圧縮比固定時における燃費最適線FLObは低トルク側に設定される。つまり、固定時の圧縮比が高くなるほど、燃費最適線はより低トルク側に設定される。このようにすることで、固定時の圧縮比に応じて、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。 Here, when the compression ratio is fixed at a high compression ratio, the engine efficiency decreases due to the occurrence of knocking in the vicinity of the operation line LWOT. Therefore, the fuel efficiency optimal line FLOB when the high compression ratio is fixed is set on the low torque side as compared with the fuel efficiency optimal line FLOC when the low compression ratio is fixed. That is, as the compression ratio at the time of fixation increases, the fuel efficiency optimal line is set to a lower torque side. By doing in this way, it becomes possible to perform the driving | operation which becomes fuel-consumption optimal according to the compression ratio at the time of fixation.
このように、第3実施形態に係る車両の制御方法では、ECU60は、圧縮比が固定となった場合には、圧縮比が可変となっていたときの燃費最適線と比較して、燃費最適線を高トルク側にずらして設定する。これにより、圧縮比が固定となった場合であっても、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。
As described above, in the vehicle control method according to the third embodiment, when the compression ratio is fixed, the
次に、上述の第3実施形態に係る車両の制御処理について、図9のフローチャートを用いて説明する。 Next, the vehicle control process according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS201において、ECU60は、アクチュエータ33に電力を供給するバッテリのバッテリ電圧が低下しているか否か、具体的には、所定電圧以下になっているか否かについて判定する。なお、ここで、所定電圧は、実験などにより予め適合値として求められ、ECU60のROMなどに記憶されている。
In step S201, the
ステップS201において、ECU60は、バッテリ電圧が所定電圧以下になっていないと判定した場合には、バッテリ電圧が低下していないとして(ステップS201:No)、ステップS202の処理へ進む。一方、ECU60は、バッテリ電圧が所定電圧以下になっていると判定した場合には(ステップS201:Yes)、バッテリ電圧が低下しているとして、ステップS203の処理へ進む。
In step S201, when the
ステップS202において、ECU60は、圧縮比センサ63からの検出信号に基づいて、圧縮比の変更がフェールしているか否かについて判定する。具体的には、ECU60は、エンジントルクの変化に対して、圧縮比が変化しない場合には、圧縮比の変更がフェールしているものと判定する。ECU60は、圧縮比の変更がフェールしていると判定した場合には(ステップS202:Yes)、ステップS203の処理へ進む。一方、ECU60は、圧縮比の変更がフェールしていないと判定した場合には(ステップS202:No)、本制御処理をリターンする。
In step S202, the
ステップS203において、ECU60は、圧縮比センサ63からの検出信号に基づいて、現在の圧縮比を求める。続くステップS204において、ECU60は、図8に示した固定時の圧縮比と燃費最適線との関係をマップとして用いて、現在の圧縮比に応じた燃費最適線を求めて設定する。この後、ECU60は、ステップS205の処理へ進む。
In step S <b> 203, the
ステップS205において、ECU60は、現在の圧縮比に応じた燃費最適線上に目標動作点を設定する。この後、ECU60は、本制御処理をリターンする。
In step S205, the
なお、上述したことから分かるように、本制御処理では、圧縮比がフェールした場合だけでなく、アクチュエータ33に電力を供給するバッテリのバッテリ電圧が低下した場合にもステップS203、S204の処理を行っている。これは、バッテリ電圧が低下した場合には、実エンジン動作点の動きに対する圧縮比の変更に遅れが生じて、燃費の悪化を招く可能性があるからである。しかしながら、このように、バッテリ電圧が低下した場合と圧縮比の変更がフェールした場合との両方について判定を行うとする代わりに、どちらか一方の判定だけが行われるとしても良いのは言うまでもない。
As can be seen from the above, in this control process, steps S203 and S204 are performed not only when the compression ratio fails but also when the battery voltage of the battery that supplies power to the
以上に述べたように、第3実施形態に係る車両の制御方法では、ECU60は、圧縮比が可変となっていたときの燃費最適線と比較して、圧縮比が固定となったときの燃費最適線を高トルク側にずらして設定する。これにより、圧縮比が固定となった場合であっても、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。
As described above, in the vehicle control method according to the third embodiment, the
[変形例]
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。
[Modification]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement with a various form within the range of the summary of this invention.
上述の各実施形態では、ECU60は、エンジントルクの変化に応じてリニアに圧縮比を変化させるとしているが、圧縮比の変化の仕方としてはこれに限られない。このようにする代わりに、ECU60は、所定の圧縮比に設定されるエンジントルクの大きさに幅を持たせることとしてもよい。この場合、図3、図4には、等圧縮比線の代わりに、一定の幅を有する等圧縮比帯が設定されることになる。
In each of the above-described embodiments, the
上述の各実施形態では、アッパーブロック31をロアブロック32に対して上下方向に移動させることでエンジン10の圧縮比を変化させるとしていたが、本発明を適用可能な可変圧縮比エンジンとしてはこれに限られず、他の圧縮比可変機構を備えるエンジンにも適用可能である。例えば、ピストンとクランクシャフトとを複数のリンクで連結し、コントロールシャフトを回転させて当該コントロールシャフトに形成された偏心軸の位置を変えて前記リンクの姿勢を制御することで、ピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする可変圧縮比エンジンにも本発明を適用可能である。要は、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて圧縮比を変更するエンジンであれば本発明を適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the compression ratio of the
10 エンジン
60 ECU
61 アクセル開度センサ
110 無段変速機
10
61
Claims (2)
エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する圧縮比変更手段と、
必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる制御手段と、を有し、
必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、
前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしないことを特徴とする車両の制御装置。 A control device for a vehicle including an engine capable of changing a compression ratio indicating a degree of compression of an air-fuel mixture using an actuator supplied with electric power from a battery,
Compression ratio changing means for setting the compression ratio to be larger as the engine torque is lower;
Control means for shifting an actual engine operating point along a predetermined path from an engine operating point before the change to a target operating point that is an engine operating point corresponding to the changed required driving force when the required driving force changes; Have
The compression ratio at the engine operating point before the change of the required driving force is set lower than the compression ratio at the target operating point,
When the predetermined route passes through an engine operating point at which the engine torque is larger than the engine torque at the target operating point, the compression ratio changing means is configured such that the engine torque at the actual engine operating point is the target operating point. An actual compression ratio is not increased until the engine torque becomes larger than the engine torque in the vehicle.
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