WO2023275910A1 - 車両の制御方法及び車両の制御装置 - Google Patents

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combustion engine
vehicle
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慧 小嶋
鉄也 福家
雅司 森川
和宏 大道
康平 小林
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日産自動車株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/16Control of the pumps by bypassing charging air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
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    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D23/00Controlling engines characterised by their being supercharged
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control method and a vehicle control device.
  • Patent Literature 1 discloses that the ignition timing of an internal combustion engine is controlled to be retarded when shifting up while a vehicle is running, and an air bypass valve is opened when a predetermined air bypass condition is established during this control. Techniques are disclosed.
  • the air bypass valve is provided in an air bypass passage connected to the intake passage so as to bypass the compressor of the supercharger.
  • Patent Document 1 when the timing of ending the retarding of the ignition timing overlaps with the timing of closing the air bypass valve at the end of the control for retarding the ignition timing, more torque than expected is generated. may occur, increasing the acceleration of the vehicle and adversely affecting driving performance.
  • the vehicle of the present invention opens the recirculation valve and retards the ignition timing when shifting up the transmission, and retards the ignition timing when the shifting up of the transmission is completed.
  • the termination and closing of the recirculation valve are performed at different timings.
  • the vehicle of the present invention can prevent the torque recovery amount of the transmission at the end of the upshift from increasing more than expected, and can reduce the acceleration of the vehicle after shifting.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of a system configuration of an internal combustion engine mounted on a vehicle to which the present invention is applied;
  • FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a supercharging region and a non-supercharging region of an internal combustion engine;
  • FIG. 4 is a timing chart when torque down control is executed;
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the content of vehicle control; 4 is a flow chart showing the flow of control in the vehicle;
  • FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of the system configuration of an internal combustion engine 1 mounted on a vehicle to which the present invention is applied.
  • the internal combustion engine 1 is a so-called reciprocating internal combustion engine that converts reciprocating linear motion of a piston (not shown) into rotational motion of a crankshaft (not shown) and extracts the power as power.
  • the internal combustion engine 1 has an intake passage 2 and an exhaust passage 3 .
  • the intake passage 2 is connected to the combustion chamber 4 via an intake valve (not shown).
  • the exhaust passage 3 is connected to the combustion chamber 4 via an exhaust valve (not shown).
  • the internal combustion engine 1 has a fuel injection device (not shown) that directly injects fuel (gasoline) into the combustion chamber 4 .
  • the fuel injected from the fuel injection device is ignited by the ignition plug 5 inside the combustion chamber 4 .
  • the fuel injection device may inject fuel into the intake port of the internal combustion engine 1 .
  • an air cleaner 6 that collects foreign matter in the intake air
  • an air flow meter 7 that detects the amount of intake air
  • an electric throttle valve 8 whose opening is controlled by a control signal from a control unit 31, which will be described later. and is provided.
  • the airflow meter 7 is arranged upstream of the throttle valve 8 .
  • the air cleaner 6 is arranged upstream of the air flow meter 7 .
  • An exhaust catalyst device 9 such as a three-way catalyst is provided in the exhaust passage 3 .
  • the internal combustion engine 1 also has a supercharger (turbocharger) 11 that supercharges intake air.
  • the supercharger 11 has a compressor 12 provided in the intake passage 2 and an exhaust turbine 13 as a turbine provided in the exhaust passage 3 .
  • the supercharger 11 includes a compressor 12 and an exhaust turbine 13 coaxially.
  • the compressor 12 is arranged upstream of the throttle valve 8 and downstream of the air flow meter 7 .
  • the exhaust turbine 13 is arranged upstream of the exhaust catalyst device 9 .
  • a recirculation passage 15 that bypasses the compressor 12 and connects the upstream side and the downstream side of the compressor 12 is connected to the intake passage 2 .
  • the recirculation passage 15 has one end connected to the intake passage 2 on the upstream side of the compressor 12 and the other end connected to the intake passage 2 on the downstream side of the compressor 12 .
  • An electric recirculation valve 16 capable of releasing boost pressure from the downstream side of the compressor 12 to the upstream side of the compressor 12 is arranged in the recirculation passage 15 .
  • the opening/closing operation of the recirculation valve 16 is controlled by the control unit 31 .
  • the recirculation valve 16 is basically opened when the vehicle decelerates and closed when the vehicle accelerates.
  • the intake passage 2 is also provided with an intercooler 17 upstream of the throttle valve 8 to cool the intake air compressed (pressurized) by the compressor 12 to improve the charging efficiency.
  • the intercooler 17 is located downstream of the other end of the recirculation passage 15 .
  • An exhaust bypass passage 18 is connected to the exhaust passage 3 as a bypass passage that bypasses the exhaust turbine 13 and connects the upstream side and the downstream side of the exhaust turbine 13 .
  • a downstream end of the exhaust bypass passage 18 is connected to the exhaust passage 3 at a position upstream of the exhaust catalyst device 9 .
  • An electric wastegate valve 19 that controls the flow rate of exhaust gas in the exhaust bypass passage 18 is arranged in the exhaust bypass passage 18 .
  • the wastegate valve 19 can bypass part of the exhaust gas guided to the exhaust turbine 13 to the downstream side of the exhaust turbine 13 and can control the boost pressure of the internal combustion engine 1 .
  • the opening/closing operation of the wastegate valve 19 is controlled by the control unit 31 .
  • the internal combustion engine 1 is capable of performing exhaust gas recirculation (EGR) in which part of the exhaust gas is introduced (recirculated) from the exhaust passage 3 into the intake passage 2 as EGR gas.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • It has an EGR passage 20 connected to the passage 2 .
  • One end of the EGR passage 20 is connected to the exhaust passage 3 at a position downstream of the exhaust catalyst device 9, and the other end is connected to the intake passage 2 at a position downstream of the air flow meter 7 and upstream of the compressor 12.
  • the EGR passage 20 is provided with an electric EGR valve 21 that controls the flow rate of EGR gas in the EGR passage 20 and an EGR cooler 22 that can cool the EGR gas.
  • the opening/closing operation of the EGR valve 21 is controlled by the control unit 31 .
  • the internal combustion engine 1 is mounted on the vehicle in combination with a stepped automatic transmission 23 .
  • the internal combustion engine 1 drives drive wheels of the vehicle via a transmission 23 and a final reduction gear (not shown).
  • Transmission 23 may be a manual transmission.
  • the control unit 31 corresponds to a control section, and is a well-known digital computer equipped with a CPU, ROM, RAM, and an input/output interface.
  • the control unit 31 includes a vehicle speed sensor 32 for detecting the speed of the vehicle, a crank angle sensor 33 for detecting the crank angle of the crankshaft of the internal combustion engine 1, and a depression amount of the accelerator pedal.
  • An accelerator opening sensor 34 to detect a boost pressure sensor 35 to detect boost pressure, an atmospheric pressure sensor 36 to detect atmospheric pressure, and an air-fuel ratio sensor to detect the exhaust air-fuel ratio on the upstream side of the exhaust catalyst device 9. Detection signals from various sensors such as the A/F sensor 37 are input.
  • the crank angle sensor 33 is capable of detecting the engine speed of the internal combustion engine 1.
  • the accelerator opening sensor 34 can detect the accelerator opening, which is the operation amount of the accelerator pedal, as well as the accelerator change speed, which is the operation speed of the accelerator pedal.
  • the supercharging pressure sensor 35 detects, for example, the pressure in the intake passage 2 on the downstream side of the throttle valve 8 (intake pressure) as the supercharging pressure.
  • the A/F sensor 37 is, for example, a so-called wide-range air-fuel ratio sensor that has a substantially linear output characteristic corresponding to the exhaust air-fuel ratio.
  • control unit 31 is connected to a transmission controller 41 that controls the gear ratio of the transmission 23 via an in-vehicle network 42 .
  • the control unit 31 and the transmission controller 41 exchange necessary information (signals) therebetween.
  • Information on the current gear position is output from the transmission controller 41 to the control unit 31 .
  • a shift command to the transmission 23 is output from the control unit 31 to the transmission controller 41 .
  • the control unit 31 optimally controls the injection amount and injection timing of the fuel injected from the fuel injection device, the ignition timing of the spark plug 5, the amount of intake air, etc. based on the detection signals of various sensors, and controls the internal combustion engine. It controls an air-fuel ratio of 1.
  • the control unit 31 can use the detected value of the accelerator opening sensor 34 to calculate the required load of the internal combustion engine 1 (the load of the internal combustion engine 1).
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a supercharging region and a non-supercharging region of the internal combustion engine 1.
  • the high torque region is a supercharging region in which supercharging is performed
  • the low torque region is a non-supercharging region in which supercharging is not performed.
  • the opening of the wastegate valve 19 is fed back so that the boost pressure of the internal combustion engine 1 becomes the target value.
  • the wastegate valve 19 is in an open (fully open) state.
  • the internal combustion engine 1 retards the ignition timing in order to reduce the torque. This torque reduction is for matching the rotational speed before and after the shift up. At this time, in the internal combustion engine 1, there is a possibility that the energy of the exhaust gas will increase due to the retarding of the ignition timing and natural supercharging will occur.
  • the recirculation valve 16 is opened although the vehicle is accelerating.
  • the shift-up of the transmission 23, which is performed when the operating state of the internal combustion engine 1 is within the non-supercharger region, is completed (completed)
  • the retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 is terminated and recirculation is performed.
  • the closing of the valve 16 is performed at different timings.
  • the control unit 31 as a control section opens the recirculation valve 16 and retards the ignition timing so that the torque generated in the internal combustion engine 1 is reduced when the transmission 23 is shifted up.
  • the termination of retarding the ignition timing and the closing of the recirculation valve 16 are performed at different timings.
  • FIG. 3 is a timing chart when torque down control is performed, showing the presence or absence of torque down control requirements (ignition timing retard requirements), vehicle acceleration, internal combustion engine 1 torque, recirculation valve 16 opening. and the opening degree of the wastegate valve 19 are shown in comparison.
  • the presence or absence of a requirement for torque down control is the presence or absence of a request for execution of torque down control.
  • Time T1 is the timing at which the transmission 23 starts to shift up, the recirculation valve 16 opens, and the ignition timing of the internal combustion engine 1 starts to be retarded.
  • Time T2 is the timing at which the shift-up of the transmission 23 ends (completion) and the retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 ends.
  • Time T3 is the timing at which the recirculation valve 16 is closed.
  • the torque of the internal combustion engine 1 fluctuates greatly when the transmission 23 returns to the state before the shift-up, as indicated by the dashed line in FIG. That is, when the timing at which the retard of the ignition timing of the internal combustion engine 1 ends and the timing at which the recirculation valve 16 closes at the same time, the torque of the internal combustion engine 1 increases after time T2 as indicated by the dashed line in FIG. , converges to the target value while repeating fluctuations.
  • Times t1, t2, and t3 are timings when the torque of the internal combustion engine 1 passes (crosses) the target torque.
  • the torque of the internal combustion engine 1 gradually increases due to the ignition timing change rate restriction.
  • the torque of the internal combustion engine 1 is less than the target torque, so the air amount and fuel amount are increased more than the target.
  • the ignition timing of the internal combustion engine 1 returns to the original ignition timing. higher than During the period from time t1 to time t2, in order to reduce the torque of the internal combustion engine 1, the air amount is reduced below the target.
  • the torque of the internal combustion engine 1 becomes lower than the target torque due to the influence of the air amount reduced during the period from time t1 to time t2.
  • the air amount is increased more than the target.
  • the torque of the internal combustion engine 1 converges to the target value by alternately reducing the air amount below the target and increasing the air amount above the target.
  • the driving performance of the vehicle may deteriorate as the acceleration of the transmission 23 after the shift-up becomes larger than the acceleration of the transmission 23 before the shift-up. This is because the greater the acceleration of the transmission 23 after the shift-up is than the acceleration of the transmission 23 before the shift-up, the more the occupant feels pushed.
  • the recirculation valve 16 is closed at time T3, which is different from time T2 when the retard of the ignition timing of the internal combustion engine 1 ends. More specifically, the vehicle stops retarding the ignition timing of the internal combustion engine 1 at time T2 when the shift-up of the transmission 23 ends, and stops at time T3 when a predetermined time has elapsed since the retarding of the ignition timing ended. The recirculation valve 16 is closed at the timing.
  • the timing of ending the retardation of the ignition timing of the internal combustion engine 1 and the timing of closing the recirculation valve 16 do not overlap. It is possible to prevent the amount from increasing more than expected, and it is possible to reduce the acceleration of the vehicle after shifting.
  • the torque of the internal combustion engine 1 is increased to Fluctuations in the torque of the internal combustion engine 1 when returning to the state before the shift-up are suppressed.
  • the period of torque fluctuation of the internal combustion engine 1 associated with the end of retarding of the ignition timing is correlated with the engine speed of the internal combustion engine 1 and the gear ratio of the transmission 23 . Therefore, the time (delay time) from the end of retarding the ignition timing of the internal combustion engine 1 to the closing of the recirculation valve 16 depends on the engine speed of the internal combustion engine 1 and the gear ratio of the transmission 23 (for example, shift It is set (determined) according to the gear ratio after the up. That is, the timing for closing the recirculation valve 16 is set (determined) according to the engine speed of the internal combustion engine 1 and the gear ratio of the transmission 23 (for example, the gear ratio after shifting up).
  • the timing of closing the recirculation valve 16 is set to the timing at which the torque fluctuation of the internal combustion engine 1 due to the termination of retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 first takes a minimum value. Even if the timing for closing the recirculation valve 16 is not set at the timing when the torque fluctuation of the internal combustion engine 1 first takes a minimum value, but at the timing when the torque fluctuation of the internal combustion engine 1 becomes lower than the target torque. I do not care.
  • the time (delay time) from the end of retarding the ignition timing of the internal combustion engine 1 to the closing of the recirculation valve 16 increases as the engine speed of the internal combustion engine 1 (engine speed at the time of shift up) increases. become longer.
  • the time from the end of retarding the ignition timing of the internal combustion engine 1 to the closing of the recirculation valve 16 increases as the gear ratio of the transmission 23 (for example, the gear ratio after shifting up) increases.
  • the vehicle can suppress torque fluctuations in the internal combustion engine 1 that accompany the termination of retarding of the ignition timing.
  • wastegate valve 19 is controlled to be fully open while the recirculation valve 16 is open in order to avoid interference with the recirculation valve 16 .
  • FIG. 4 is an explanatory diagram that schematically shows the content of vehicle control.
  • the torque request for the internal combustion engine 1 is calculated from the presence or absence of a requirement for torque down control (retard requirement for ignition timing) and the gear information (for example, gear ratio) of the transmission 23 .
  • the torque request is, for example, a target torque and a target supercharging pressure.
  • the recirculation valve 16 is allowed to open according to the supply pressure, the engine speed of the internal combustion engine 1, and the torque of the internal combustion engine 1.
  • step S3 the target supercharging pressure, the atmospheric pressure, the detection signal (actual supercharging pressure) of the supercharging pressure sensor 35, the opening state of the recirculation valve 16, and the actual opening of the wastegate valve 19.
  • a target opening degree of the wastegate valve 19 is calculated to perform pressure control.
  • the actual opening degree of the wastegate valve 19 can be detected using, for example, a sensor or the like.
  • step S4 the wastegate valve 19 is controlled so as to reach the target opening degree of the wastegate valve 19 calculated in step S3.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the flow of control in the vehicle of the embodiment described above.
  • step S11 it is determined whether or not an upshift has been performed. If it is determined in step S11 that an upshift has been performed, the process proceeds to step S12. If it is determined in step S11 that the upshift has not been performed, the current routine ends.
  • step S12 it is determined whether or not the vehicle is accelerating within the non-supercharging region. If it is determined in step S12 that the vehicle is accelerating within the non-supercharging region, the process proceeds to step S13. If it is determined in step S12 that the vehicle is not accelerating within the non-supercharging region, the current routine ends.
  • step S13 it is determined whether or not the amount of intake air is small. Specifically, if the amount of intake air is greater than or equal to a predetermined value, or if the amount of change in the amount of intake air is greater than or equal to a predetermined value, it is determined that the amount of intake air is large, and the process proceeds to step S14. If the amount of intake air is less than the predetermined value, or if the amount of change in the amount of intake air is less than the predetermined value, it is determined that the amount of intake air is small, and this routine ends.
  • step S14 retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 is started.
  • the retard amount of the ignition timing retard is set, for example, according to the speed difference between the input shaft rotational speed and the output shaft rotational speed of the clutch of the transmission 23 .
  • the reference ignition timing may be MBT, or may be the most advanced ignition timing that is the knock limit.
  • step S15 the recirculation valve 16 is opened.
  • step S16 the wastegate valve 19 is opened.
  • step S17 it is determined whether or not there is an intention to accelerate further. That is, it is determined whether the rate of change of the accelerator pedal has increased or whether the internal combustion engine 1 has moved from the non-supercharging region to the supercharging region. If it is determined in step S17 that there is a further acceleration intention, the process proceeds to step S18. At step S18, the recirculation valve 16 is closed. After that, when the shift up of the transmission 23 is completed, retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 ends.
  • step S19 when the shift up of the gear shift 23 is completed, retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 ends.
  • step S20 the time (delay time) from the end of retarding the ignition timing of the internal combustion engine 1 to the closing of the recirculation valve 16 is calculated. The delay time is set according to the engine speed of the internal combustion engine 1 and the gear ratio of the transmission 23 (the gear ratio after shifting up).
  • step S21 it is determined whether or not the delay time has elapsed since the retarding of the ignition timing of the internal combustion engine 1 was completed.
  • step S22 the recirculation valve 16 is closed.

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Abstract

車両は、変速機(23)をシフトアップして加速する際には、リサーキュレーション弁(16)を開弁するとともに、内燃機関(1)に発生するトルクが減少するように点火時期をリタードする。車両は、変速機(23)のシフトアップが完了した際には、点火時期のリタードの終了とリサーキュレーション弁(16)の閉弁とを異なるタイミングで実施する。これにより、車両は、変速機(23)のシフトアップ終了時のトルクリカバー量が想定よりも増えてしまうことを抑制することができ、変速後の加速度を低減することができる。

Description

車両の制御方法及び車両の制御装置
 本発明は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関する。
 例えば、特許文献1には、車両走行中のシフトアップの際に、内燃機関の点火時期を遅角側に制御するとともに、この制御時に所定のエアバイパス条件が成立するとエアバイパス弁を開弁する技術が開示されている。エアバイパス弁は、過給機のコンプレッサを迂回するように吸気通路に接続されたエアバイパス路に設けられている。
 この特許文献1は、点火時期を遅角側に制御することに排気ガスの熱エネルギーが上昇して過給機のタービン仕事が上昇した際に、エアバイパス弁を開弁することで過給圧を低下させること可能となっている。
 しかしながら、この特許文献1においては、点火時期を遅角側にする制御の終了時に、点火時期のリタードを終了するタイミングと、エアバイパス弁を閉弁するタイミングとが重なると、想定以上のトルクが発生して、車両の加速度が増大し、運転性能に悪影響を及ぼす虞がある。
特開2017-172417号公報
 本発明の車両は、変速機をシフトアップする際には、リサーキュレーション弁を開弁するとともに、点火時期をリタードし、上記変速機のシフトアップが完了した際には、点火時期のリタードの終了と上記リサーキュレーション弁の閉弁とを異なるタイミングで実施する。
 本発明の車両は、変速機のシフトアップ終了時のトルクリカバー量が想定よりも増えてしまうことを抑制することができ、変速後の車両の加速度を低減することができる。
本発明が適用される車両に搭載される内燃機関のシステム構成の一例を模式的に示した説明図。 内燃機関の過給領域と非過給領域を模式的に示した説明図。 トルクダウン制御を実施した際のタイミングチャート。 車両の制御の内容を模式的に示した説明図。 車両における制御の流れを示すフローチャート。
 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
 図1は、本発明が適用される車両に搭載される内燃機関1のシステム構成の一例を模式的に示した説明図である。内燃機関1は、ピストン(図示せず)の往復直線運動をクランクシャフト(図示せず)の回転運動に変換して動力として取り出すいわゆるレシプロ式の内燃機関である。
 内燃機関1は、吸気通路2と排気通路3とを有している。吸気通路2は、吸気弁(図示せず)を介して燃焼室4に接続されている。排気通路3は、排気弁(図示せず)を介して燃焼室4に接続されている。
 内燃機関1は、燃焼室4内に燃料(ガソリン)を直接噴射する燃料噴射装置(図示せず)を有している。燃料噴射装置から噴射された燃料は、燃焼室4内で点火プラグ5により点火される。なお、燃料噴射装置は、内燃機関1の吸気ポートに燃料を噴射するものであってもよい。
 吸気通路2には、吸気中の異物を捕集するエアクリーナ6と、吸入空気量を検出するエアフローメータ7と、後述するコントロールユニット31からの制御信号によって開度が制御される電動のスロットル弁8と、が設けられている。
 エアフローメータ7は、スロットル弁8の上流側に配置されている。エアクリーナ6は、エアフローメータ7の上流側に配置されている。
 排気通路3には、三元触媒等の排気触媒装置9が設けられている。
 また、この内燃機関1は、吸気を過給する過給機(ターボ過給機)11を有している。過給機11は、吸気通路2に設けられたコンプレッサ12と、排気通路3に設けられたタービンとしての排気タービン13と、を有している。過給機11は、コンプレッサ12と排気タービン13を同軸上に備えている。コンプレッサ12は、スロットル弁8の上流側で、かつエアフローメータ7よりも下流側に配置されている。排気タービン13は、排気触媒装置9よりも上流側に配置されている。
 吸気通路2には、コンプレッサ12を迂回してコンプレッサ12の上流側と下流側を接続するリサーキュレーション通路15が接続されている。リサーキュレーション通路15は、その一端がコンプレッサ12の上流側で吸気通路2に接続され、その他端がコンプレッサ12の下流側で吸気通路2に接続されている。
 このリサーキュレーション通路15には、コンプレッサ12の下流側からコンプレッサ12の上流側へ過給圧を解放可能な電動のリサーキュレーション弁16が配置されている。リサーキュレーション弁16の開閉動作は、コントロールユニット31によって制御される。リサーキュレーション弁16は、基本的には、車両が減速するシーンでは開弁され、車両が加速するシーンでは閉弁する。
 また、吸気通路2には、スロットル弁8の上流側に、コンプレッサ12により圧縮(加圧)された吸気を冷却して充填効率を良くするインタクーラ17が設けられている。インタクーラ17は、リサーキュレーション通路15の他端よりも下流側に位置している。
 排気通路3には、排気タービン13を迂回して排気タービン13の上流側と下流側を接続するバイパス通路としての排気バイパス通路18が接続されている。排気バイパス通路18の下流側端は、排気触媒装置9よりも上流側の位置で排気通路3に接続されている。排気バイパス通路18には、排気バイパス通路18内の排気流量を制御する電動のウエストゲート弁19が配置されている。ウエストゲート弁19は、排気タービン13に導かれる排気ガスの一部を排気タービン13の下流側にバイパスさせることが可能であり、内燃機関1の過給圧を制御可能なものである。ウエストゲート弁19の開閉動作は、コントロールユニット31によって制御される。
 また、内燃機関1は、排気通路3から排気の一部をEGRガスとして吸気通路2へ導入(還流)する排気還流(EGR)が実施可能なものであって、排気通路3から分岐して吸気通路2に接続されたEGR通路20を有している。EGR通路20は、その一端が排気触媒装置9の下流側となる位置で排気通路3に接続され、その他端がエアフローメータ7の下流側となりコンプレッサ12の上流側となる位置で吸気通路2に接続されている。このEGR通路20には、EGR通路20内のEGRガスの流量を制御する電動のEGR弁21と、EGRガスを冷却可能なEGRクーラ22と、が設けられている。EGR弁21の開閉動作は、コントロールユニット31によって制御される。
 内燃機関1は、有段の自動の変速機23と組み合わされて車両に搭載されている。内燃機関1は、変速機23及び図示せぬ終減速装置を介して車両の駆動輪を駆動している。変速機23は、手動変速機であってもよい。
 コントロールユニット31は、制御部に相当するものであって、CPU、ROM、RAM及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。
 コントロールユニット31には、上述したエアフローメータ7の検出信号のほか、車両の車速を検出する車速センサ32、内燃機関1のクランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ33、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ34、過給圧を検出する過給圧センサ35と、大気圧を検出する大気圧センサ36、排気触媒装置9の上流側における排気空燃比を検出する空燃比センサとしてのA/Fセンサ37等の各種センサ類の検出信号が入力されている。
 クランク角センサ33は、内燃機関1の機関回転数を検出可能なものである。アクセル開度センサ34は、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度のほか、アクセルペダルの操作速度であるアクセル変化速度を検出可能なものである。過給圧センサ35は、例えば過給圧としてスロットル弁8よりも下流側の吸気通路2内の圧力(吸気圧)を検出する。A/Fセンサ37は、例えば、排気空燃比に応じたほぼリニアな出力特性を有するいわゆる広域型空燃比センサである。
 また、コントロールユニット31は、変速機23の変速比制御等を行う変速機コントローラ41と車内ネットワーク42を介して接続されている。コントロールユニット31と変速機コントローラ41とは、両者間で必要な情報(信号)の授受を行っている。現在の変速段の情報は、変速機コントローラ41からコントロールユニット31へ出力されている。変速機23への変速指令は、コントロールユニット31から変速機コントローラ41へ出力されている。
 コントロールユニット31は、各種センサ類の検出信号に基づいて、燃料噴射装置から噴射される燃料の噴射量や噴射時期、点火プラグ5の点火時期、吸入空気量等を最適に制御するとともに、内燃機関1の空燃比を制御している。
 コントロールユニット31は、アクセル開度センサ34の検出値を用いて、内燃機関1の要求負荷(内燃機関1の負荷)を算出可能となっている。
 図2は、内燃機関1の過給領域と非過給領域を模式的に示した説明図である。内燃機関1は、高トルク領域が過給を行う過給領域であり、低トルク領域が過給を行わない非過給領域である。過給領域では、内燃機関1の過給圧が目標値となるようにウエストゲート弁19の開度がフィードバックされる。非過給領域では、ウエストゲート弁19が開弁(全開)状態となる。
 図2中に矢印で示すように非過給領域内でシフトアップして車両が加速するような場合、内燃機関1は、トルクダウンするために点火時期をリタードする。このトルクダウンは、シフトアップ前後の回転数を合わせるためである。このとき、内燃機関1は、点火時期のリタードにより排気ガスのエネルギーが上昇して自然過給が発生する可能性がある。
 そこで、内燃機関1の運転状態が非過給機領域内のときに行われる変速機23のシフトアップ時には、車両が加速するシーンではあるが、リサーキュレーション弁16を開弁する。そして、車両は、内燃機関1の運転状態が非過給機領域内のときに行われる変速機23のシフトアップが終了(完了)すると、内燃機関1の点火時期のリタードの終了とリサーキュレーション弁16の閉弁とを異なるタイミングで実施する。
 つまり、車両は、変速機23をシフトアップして加速する際には、リサーキュレーション弁16を開弁するとともに、内燃機関1に発生するトルクが減少するように点火時期をリタードする。そして、車両は、変速機23のシフトアップが完了した際には、点火時期のリタードの終了とリサーキュレーション弁16の閉弁とを異なるタイミングで(タイミングをずらして)実施する。換言すると、制御部としてのコントロールユニット31は、変速機23をシフトアップする際には、リサーキュレーション弁16を開弁するとともに、内燃機関1に発生するトルクが減少するように点火時期をリタードし、変速機23のシフトアップが完了した際には、点火時期のリタードの終了とリサーキュレーション弁16の閉弁とを異なるタイミングで実施する。
 図3は、トルクダウン制御を実施した際のタイミングチャートであり、トルクダウン制御の要件(点火時期のリタード要件)の有無、車両の加速度、内燃機関1のトルク、リサーキュレーション弁16の開度及びウエストゲート弁19の開度を対比して示している。ここで、トルクダウン制御の要件(点火時期のリタード要件)の有無とは、トルクダウン制御の実行要求の有無である。
 時刻T1は、変速機23のシフトアップが開始され、リサーキュレーション弁16を開弁し、内燃機関1の点火時期のリタードを開始するタイミングである。時刻T2は、変速機23のシフトアップが終了(完了)し、内燃機関1の点火時期のリタードを終了するタイミングである。時刻T3は、リサーキュレーション弁16を閉弁するタイミングである。
 点火時期のリタードが終了する時刻T2のタイミングでリサーキュレーション弁16を閉弁する場合には、点火時期のリタード終了によるトルク増とリサーキュレーション弁16の閉弁によるトルク増とが重なることになる。そのため、車両の加速度は、図3中に破線で示すように、内燃機関1の運転状態が非過給機領域内のときに行われる変速機23のシフトアップ終了時に、変速機23のシフトアップ前よりも一時的に大きくなる。
 また、内燃機関1のトルクは、図3中に破線で示すように、変速機23のシフトアップ前の状態に戻る際に大きく変動する。つまり、内燃機関1の点火時期のリタードが終了するタイミングとリサーキュレーション弁16を閉弁するタイミングが同時の場合、内燃機関1のトルクは、図3中に破線で示すように、時刻T2以降、変動を繰り返しながら目標値に収束する。
 図3中に破線で示すトルクの変化について詳述する。時刻t1、t2、t3は、内燃機関1のトルクが目標トルクを通過する(横切る)タイミングである。
 時刻T2~時刻t1の期間は、点火時期の変化率制限のため内燃機関1のトルクは徐々に上昇する。時刻T2~時刻t1の期間は、内燃機関1のトルクは、目標トルクよりも少ないので、空気量や燃料量を目標よりも増やしている。
 時刻t1~時刻t2の期間は、内燃機関1の点火時期が本来の点火時期に戻っているが、時刻T2~時刻t1の間に増やした空気量の影響により、内燃機関1のトルクが目標トルクよりも高くなる。時刻t1~時刻t2の期間は、内燃機関1のトルクを下げるために、空気量を目標よりも減らしている。
 時刻t2~時刻t3の期間は、時刻t1~時刻t2の期間に減らした空気量の影響により、内燃機関1のトルクが目標トルクよりも低くなる。時刻t2~時刻t3の期間は、内燃機関1のトルクを上げるために、空気量を目標よりも増やしている。
 時刻t3以降は、空気量を目標よりも減らすことと、空気量を目標よりも増やすことと、を交互に実施することで内燃機関1のトルクを目標値に収束させている。
 車両は、変速機23のシフトアップ後の加速度が変速機23のシフトアップ前の加速度よりも大きくなるほど運転性能が悪化する虞がある。これは、変速機23のシフトアップ後の加速度が変速機23のシフトアップ前の加速度よりも大きくなるほどより大きな押し出され感を乗員に与えるためである。
 そこで、上述した実施例の車両は、内燃機関1の点火時期のリタードが終了する時刻T2とは異なる時刻T3のタイミングでリサーキュレーション弁16を閉弁する。詳述すると、車両は、変速機23のシフトアップが終了する時刻T2のタイミングで内燃機関1の点火時期のリタードを終了し、点火時期のリタードを終了してから所定時間が経過した時刻T3のタイミングでリサーキュレーション弁16を閉弁する。
 これにより、車両の加速度は、図3中に実線で示すように、内燃機関1の運転状態が非過給機領域内のときに行われる変速機23のシフトアップ終了時に、変速機23のシフトアップ前よりも一時的に大きくなることが抑制される。
 つまり、上述した実施例の車両は、内燃機関1の点火時期のリタードを終了するタイミングと、リサーキュレーション弁16を閉じるタイミングと、が重ならないため、変速機23のシフトアップ終了時のトルクリカバー量が想定よりも増えてしまうことを抑制することができ、変速後の車両の加速度を低減することができる。
 また、内燃機関1のトルクは、図3中に実線で示すように、内燃機関1の運転状態が非過給機領域内のときに行われる変速機23のシフトアップ終了時に、変速機23のシフトアップ前の状態に戻る際の内燃機関1のトルクの変動が抑制される。
 点火時期のリタード終了に伴う内燃機関1のトルク変動の周期は、内燃機関1の機関回転数や変速機23のギヤ比と相関がある。従って、内燃機関1の点火時期のリタードを終了してからリサーキュレーション弁16を閉弁するまでの時間(ディレイ時間)は、内燃機関1の機関回転数や変速機23のギヤ比(例えばシフトアップ後のギヤ比)に応じて設定(決定)されている。すなわち、リサーキュレーション弁16を閉弁するタイミングは、内燃機関1の機関回転数や変速機23のギヤ比(例えばシフトアップ後のギヤ比)に応じて設定(決定)されている。
 換言すれば、リサーキュレーション弁16を閉弁するタイミングは、内燃機関1の点火時期のリタード終了に起因する内燃機関1のトルク変動が最初に極小値をとるタイミングに設定されている。なお、リサーキュレーション弁16を閉弁するタイミングは、内燃機関1のトルク変動が最初に極小値をとるタイミングではなく、内燃機関1のトルク変動が目標トルクよりも低くなる時期に設定しても構わない。
 内燃機関1の点火時期のリタードを終了してからリサーキュレーション弁16を閉弁するまでの時間(ディレイ時間)は、内燃機関1の機関回転数(シフトアップ時の機関回転数)が高いほど長くなる。
 内燃機関1の点火時期のリタードを終了してからリサーキュレーション弁16を閉弁するまでの時間は、変速機23のギヤ比(例えばシフトアップ後のギヤ比)が大きいほど長くなる。
 このようにリサーキュレーション弁16を閉弁するタイミングを決定することによって、車両は、点火時期のリタード終了に伴う内燃機関1のトルク変動を抑制することができる。
 なお、ウエストゲート弁19は、リサーキュレーション弁16との干渉を避けるため、リサーキュレーション弁16が開弁している間は全開状態に制御される。
 図4は、車両の制御の内容を模式的に示した説明図である。ステップS1では、トルクダウン制御の要件(点火時期のリタード要件)の有無及び変速機23のギヤ情報(例えば変速比)から内燃機関1のトルク要求を算出する。トルク要求は、例えば目標トルクであり目標過給圧である。ステップS2では、トルクダウン制御の要件(点火時期のリタード要件)の有無、変速機23のギヤ情報(例えば変速比)、目標過給圧、大気圧、過給圧センサ35の検出信号(実過給圧)、内燃機関1の機関回転数及び内燃機関1のトルクに応じてリサーキュレーション弁16の開弁を許可する。ステップS3では、目標過給圧、大気圧、過給圧センサ35の検出信号(実過給圧)、リサーキュレーション弁16の開弁状況及びウエストゲート弁19の実開度に応じた過給圧制御を実施するためにウエストゲート弁19の目標開度を算出する。ウエストゲート弁19の実開度は、例えば、センサ等を用いて検出可能である。ステップS4では、ステップS3で算出されたウエストゲート弁19の目標開度となるようにウエストゲート弁19を制御する。
 図5は、上述した実施例の車両における制御の流れを示すフローチャートである。
 ステップS11においては、シフトアップがされたか否かを判定する。ステップS11においてシフトアップがされたと判定された場合は、ステップS12へ進む。ステップS11においてシフトアップがされていないと判定された場合は、今回のルーチンを終了する。
 ステップS12では、非過給領域内で車両が加速する場合であるか否かを判定する。ステップS12において非過給領域内で車両が加速する場合であると判定された場合は、ステップS13へ進む。ステップS12において非過給領域内で車両が加速する場合ではないと判定された場合は、今回のルーチンを終了する。
 ステップS13では、吸入空気量が少ないか否かを判定する。具体的には、吸入空気量が所定値以上、または吸入空気量の変化量が所定値以上の場合には、吸入空気量が多いと判定し、ステップS14へ進む。吸入空気量が所定値未満、または吸入空気量の変化量が所定値未満の場合には、吸入空気量が少ないと判定し、今回のルーチンを終了する。
 ステップS14では、内燃機関1の点火時期のリタードを開始する。点火時期リタードのリタード量は、例えば、変速機23のクラッチの入力軸回転速度と出力軸回転速度との速度差に応じて設定される。なお、基準となる点火時期はMBTでもよく、ノック限界となる最進角の点火時期でもよい。ステップS15では、リサーキュレーション弁16を開弁する。ステップS16では、ウエストゲート弁19を開弁する。
 ステップS17では、更なる加速意図があるか否かを判定する。すなわち、アクセルペダルの変化速度が増加したか、あるいは内燃機関1が非過給領域から過給領域に移ったかを判定する。ステップS17において更なる加速意図があると判定された場合は、ステップS18へ進む。ステップS18では、リサーキュレーション弁16を閉弁する。その後、変速機23のシフトアップが完了すると、内燃機関1の点火時期のリタードを終了する。
 ステップS17において更なる加速意図がないと判定された場合は、ステップS19へ進む。ステップS19では、変速23のシフトアップが完了したら、内燃機関1の点火時期のリタードを終了する。ステップS20では、内燃機関1の点火時期のリタードを終了してからリサーキュレーション弁16を閉弁するまでの時間(ディレイ時間)を算出する。ディレイ時間は、内燃機関1の機関回転数や変速機23のギヤ比(シフトアップ後のギヤ比)に応じて設定される。ステップS21では、内燃機関1の点火時期のリタードを終了してから上記ディレイ時間が経過したか否かを判定する。ステップS22では、リサーキュレーション弁16を閉弁する。
 以上、本発明の具体的な実施例を説明してきたが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。上述した実施例は、車両の制御方法及び車両の制御装置に関するものである。

Claims (8)

  1.  内燃機関と、上記内燃機関の出力を変速する変速機と、上記内燃機関の吸気を過給する過給機と、上記過給機のコンプレッサを迂回するように上記内燃機関の吸気通路に接続されたリサーキュレーション通路と、上記リサーキュレーション通路に配置されたリサーキュレーション弁と、を有する車両の制御方法において、
     上記変速機をシフトアップする際には、上記リサーキュレーション弁を開弁するとともに、点火時期をリタードし、上記変速機のシフトアップが完了した際には、点火時期のリタードの終了と上記リサーキュレーション弁の閉弁とを異なるタイミングで実施する車両の制御方法。
  2.  点火時期のリタードを終了した後に上記リサーキュレーション弁の閉弁を行う請求項1に記載の車両の制御方法。
  3.  上記リサーキュレーション弁を閉弁するタイミングは、内燃機関の機関回転数に応じて決定する請求項2に記載の車両の制御方法。
  4.  上記リサーキュレーション弁を閉弁するタイミングは、上記変速機のギヤ比に応じて決定する請求項2または3に記載の車両の制御方法。
  5.  上記リサーキュレーション弁を閉弁するタイミングは、点火時期のリタード終了に起因する内燃機関のトルク変動が極小値をとるタイミングである請求項2から4のいずれかに記載の車両の制御方法。
  6.  上記内燃機関の運転状態が非過給領域である請求項1~5のいずれかに記載の車両の制御方法。
  7.  上記内燃機関の排気通路に配置された上記過給機のタービンと、
     上記タービンを迂回するように上記排気通路に接続されたバイパス通路と、
     上記バイパス通路に配置されたウエストゲート弁と、を有し、
     上記ウエストゲート弁が開弁している請求項1~6のいずれかに記載の車両の制御方法。
  8.  内燃機関と、
     上記内燃機関の出力を変速する変速機と、
     上記内燃機関の吸気を過給する過給機と、
     上記過給機のコンプレッサを迂回するように上記内燃機関の吸気通路に接続されたリサーキュレーション通路と、
     上記リサーキュレーション通路に配置されたリサーキュレーション弁と、
     上記変速機をシフトアップする際には、上記リサーキュレーション弁を開弁するとともに、点火時期をリタードし、上記変速機のシフトアップが完了した際には、点火時期のリタードの終了と上記リサーキュレーション弁の閉弁とを異なるタイミングで実施する制御部と、を有する車両の制御装置。
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