Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7542924B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7542924B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP7542924B2
JP7542924B2 JP2021016103A JP2021016103A JP7542924B2 JP 7542924 B2 JP7542924 B2 JP 7542924B2 JP 2021016103 A JP2021016103 A JP 2021016103A JP 2021016103 A JP2021016103 A JP 2021016103A JP 7542924 B2 JP7542924 B2 JP 7542924B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
learning
atmospheric pressure
motor generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021016103A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022119100A (en
Inventor
栄嗣 木山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihatsu Motor Co Ltd
Original Assignee
Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihatsu Motor Co Ltd filed Critical Daihatsu Motor Co Ltd
Priority to JP2021016103A priority Critical patent/JP7542924B2/en
Publication of JP2022119100A publication Critical patent/JP2022119100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7542924B2 publication Critical patent/JP7542924B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の運転を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls the operation of an internal combustion engine mounted on a vehicle, etc.

近時、内燃機関及び電動機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両(例えば、下記特許文献1を参照)は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び/またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。 Recently, hybrid vehicles equipped with two power sources, an internal combustion engine and an electric motor, have become popular. In a series-type hybrid vehicle (see, for example, Patent Document 1 below), the internal combustion engine drives a power generating motor generator to generate electricity, and the generated electricity is stored in a power storage device, i.e., a battery such as a lithium-ion secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery and/or a capacitor, and is also supplied to a driving motor generator. The driving motor generator then rotates the drive wheels of the vehicle to drive it.

発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。 Not only the power generation motor generator, but also the driving motor generator can generate electricity through regenerative braking and store the generated electricity in a power storage device. If the power storage device is already full of charge, the power obtained through regenerative braking is supplied to the power generation motor generator, which is operated as an electric motor to rotate and drive the internal combustion engine, thereby consuming surplus electricity.

蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動しその気筒に燃料を供給してこれを燃焼させ、内燃機関の出力する回転駆動力により発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実行して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。 When the amount of charge stored in the power storage device decreases or when the required output from the driving motor generator is large, the internal combustion engine is started, fuel is supplied to its cylinders and burned, and the power generating motor generator is driven by the rotational driving force output by the internal combustion engine, generating electricity to charge the power storage device or to increase the power supplied to the driving motor generator.

発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング、即ちクランキングする役割を兼ねる。クランキング時には、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。 The power generating motor generator also serves the role of motoring, or cranking, the internal combustion engine in preparation for starting the stopped internal combustion engine. During cranking, the necessary power is supplied from the power storage device.

ハイブリッド車両では、内燃機関をファイアリングしなくとも、走行用モータジェネレータが蓄電装置に蓄えた電荷を消費して回転駆動力を出力し、車両を走行させることが可能である。よって、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。一方で、内燃機関をファイアリングするときには、熱効率が良好な比較的高負荷の運転領域にて運転を持続させることが多い。 In a hybrid vehicle, the driving motor generator can consume the electric charge stored in the power storage device to output rotational driving force and run the vehicle even without firing the internal combustion engine. Therefore, even when the vehicle is in operation, the internal combustion engine may continue to be stopped from rotating. On the other hand, when the internal combustion engine is fired, it is often operated continuously in a relatively high-load operating range with good thermal efficiency.

一般に、内燃機関をアイドル運転(無負荷運転)またはこれに近い低負荷運転する場合において、エンジン回転数を所望の目標アイドル回転数に速やかに追従させる学習制御が実施されている(例えば、下記特許文献2を参照)。 In general, when an internal combustion engine is operated at idle (no load) or at a low load similar to this, a learning control is implemented to quickly bring the engine speed into line with the desired target idle speed (see, for example, Patent Document 2 below).

具体的には、実測エンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差を縮小するように吸気絞り弁である電子スロットルバルブを拡縮操作し、実測回転数が目標回転数に収束したことが確認されたとき(偏差が所定の誤差以内となっている状態が所定時間維持されたとき)に、その時点のスロットルバルブの開度を学習値として記憶保持する。しかして、後に再びアイドル運転または低負荷運転に移行するときに、スロットルバルブの開度を事前に学習した学習値に操作することで、エンジン回転数を目標回転数に向けて速やかに変化させる。 Specifically, the electronic throttle valve, which is an intake throttle valve, is expanded or contracted to reduce the deviation between the actual engine speed and the target idle speed, and when it is confirmed that the actual speed has converged to the target speed (when the deviation has been maintained within a predetermined error for a predetermined period of time), the throttle valve opening at that point is stored and held as a learned value. Then, when the engine later transitions back to idle or low-load operation, the throttle valve opening is operated to the previously learned learned value, thereby quickly changing the engine speed toward the target speed.

ところで、内燃機関のクランク室は、気筒のボア内壁及びピストンにより燃焼室から隔絶されている。だが、その隔絶は完全なものではなく、内燃機関の圧縮行程では未燃焼ガスが、また膨張行程では燃焼ガスが、ボア内壁とピストンとの隙間からクランク室内に漏洩する。漏洩したブローバイガスは、内燃機関本体の腐食や、オイルパンに蓄えている潤滑油の劣化をもたらす。このため、クランク室に溜まるブローバイガスを換気する装置を内燃機関に付設することが通例となっている(例えば、下記特許文献3を参照)。 The crank chamber of an internal combustion engine is isolated from the combustion chamber by the inner wall of the cylinder bore and the piston. However, this isolation is not complete, and unburned gas leaks into the crank chamber from the gap between the inner wall of the bore and the piston during the compression stroke of the internal combustion engine, and burned gas leaks into the crank chamber from the gap between the inner wall of the bore and the piston during the expansion stroke. The leaked blow-by gas causes corrosion of the internal combustion engine body and deterioration of the lubricating oil stored in the oil pan. For this reason, it is common for internal combustion engines to be equipped with a device that ventilates the blow-by gas that accumulates in the crank chamber (see, for example, Patent Document 3 below).

ブローバイガス還流装置は、シリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーが包有するカム室を吸気通路におけるエアクリーナの下流かつスロットルバルブの上流に連通するブローバイ通路(空気通路)と、クランクケース内のクランク室を吸気通路におけるスロットルバルブの下流に連通するPCV通路と、PCV通路を開閉するPCVバルブとを備える。クランク室内のブローバイガスは、PCV通路経由で吸気通路に送り出される。ブローバイ通路からカム室に供給される空気は、チェーンカバー(チェーンケース)室を流通してクランク室に流入する。これにより、チェーンカバー室及びクランク室内のブローバイガスを掃気する。 The blow-by gas recirculation device includes a blow-by passage (air passage) that connects the cam chamber contained in the cylinder head and cylinder head cover to the intake passage downstream of the air cleaner and upstream of the throttle valve, a PCV passage that connects the crank chamber in the crankcase to the intake passage downstream of the throttle valve, and a PCV valve that opens and closes the PCV passage. Blow-by gas in the crank chamber is sent to the intake passage via the PCV passage. Air supplied from the blow-by passage to the cam chamber flows through the chain cover (chain case) chamber and into the crank chamber. This scavenges the blow-by gas in the chain cover chamber and the crank chamber.

特開2020-156134号公報JP 2020-156134 A 特開2015-086708号公報JP 2015-086708 A 特開2020-051371号公報JP 2020-051371 A

内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習は、当然ながら、そのような低回転低負荷域でのファイアリング運転中に行うことになる。ハイブリッド車両でない、即ち専ら内燃機関が出力するエンジントルクを駆動輪に入力して走行する従来型の車両では、停車に伴うアイドル運転の機会が多く、学習を随時行うことが可能である。これに対し、ハイブリッド車両では、内燃機関をできる限り運転せず停止させておこうとするので、そもそもアイドル運転の実行機会が乏しい。それ故、学習を随時行うことが難しい。 Naturally, learning the throttle valve opening when the internal combustion engine is idling or operating at low load is carried out during firing operation in such a low rotation and low load range. In non-hybrid vehicles, i.e. conventional vehicles that run solely by inputting engine torque output by the internal combustion engine to the drive wheels, there are many opportunities for idling while the vehicle is stopped, making it possible to carry out learning at any time. In contrast, in hybrid vehicles, efforts are made to keep the internal combustion engine stopped and not operated as much as possible, so there are few opportunities to perform idling in the first place. This makes it difficult to carry out learning at any time.

アイドル運転ないし低負荷運転に好適なスロットルバルブの開度は、そのときの大気圧に少なからず影響を受ける。大気圧が低くなるほど、気筒に供給される空気即ち酸素の量が低減するからである。ブローバイガス還流装置を介して還流するブローバイガスの流量が大気圧に依存することも、その一因である。大気圧の低い高地では、吸気通路に流入するブローバイガス量がより多くなる。とりわけ、ハイブリッド車両に搭載された内燃機関は、高負荷域での運転が継続されやすく、クランク室内に多くの量のブローバイガスが溜まり、その分ブローバイガスの流量が増加しがちである。 The throttle valve opening suitable for idling or low-load operation is influenced to a certain extent by the atmospheric pressure at that time. This is because the lower the atmospheric pressure, the less air, i.e., oxygen, is supplied to the cylinder. Another reason is that the flow rate of blow-by gas recirculated through the blow-by gas recirculation device depends on the atmospheric pressure. At high altitudes where the atmospheric pressure is low, more blow-by gas flows into the intake passage. In particular, internal combustion engines mounted on hybrid vehicles tend to continue operating in the high-load range, and a large amount of blow-by gas accumulates in the crank chamber, which tends to increase the flow rate of blow-by gas accordingly.

低地において学習した学習値を、高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブの開度が適正値よりも縮小操作され、気筒に充填される吸気量(及び、燃料噴射量)が不足して、エンジン回転数の不当な低落を招く懸念が生じる。翻って、高地において学習した学習値を、低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブの開度が適正値よりも拡大操作され、吸気量が過剰となって、不必要にエンジン回転数が上昇して燃料消費量が増加する。 If the learning values learned at low altitudes are used for idling or low-load operation at high altitudes, the throttle valve opening will be reduced more than the appropriate value, causing an insufficient amount of intake air (and fuel injection amount) to fill the cylinder, raising concerns that this will lead to an undesirable drop in engine speed. Conversely, if the learning values learned at high altitudes are used for idling or low-load operation at low altitudes, the throttle valve opening will be increased more than the appropriate value, causing an excessive amount of intake air, unnecessarily increasing engine speed and fuel consumption.

加えて、アイドル運転ないし低負荷運転のためのスロットルバルブの開度の学習を行う際、高地でも低地と同等の操作速度でスロットルバルブの開度を操作すると、それに起因して吸気量が大きく変動し、エンジン回転数のハンチングを引き起こすおそれがある。大気圧の低い高地では、スロットルバルブの開度操作により気筒に吸入される空気量が増減する割合が、大気圧の高い低地に比して大きくなる。 In addition, when learning the throttle valve opening for idle or low-load operation, operating the throttle valve at the same speed at high altitudes as at low altitudes can cause large fluctuations in the intake volume, which can lead to hunting in the engine speed. At high altitudes, where atmospheric pressure is low, the rate at which the amount of air taken into the cylinder changes as a result of operating the throttle valve is greater than at low altitudes, where atmospheric pressure is high.

以上に着目してなされた本発明は、車両が所在する地点の高度即ち大気圧を考慮して、内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習を適切に遂行し、以てアイドル運転または低負荷運転の安定化を図ることを所期の目的としている。 The present invention was developed with the above in mind, and aims to appropriately learn the throttle valve opening when the internal combustion engine is operating at idle or low load, taking into account the altitude of the vehicle's location, i.e., the atmospheric pressure, thereby stabilizing idle or low load operation.

本発明では、内燃機関と、前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータとを備える車両の内燃機関を制御するものであり、前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、前記学習は、イグニッションスイッチ(またはパワースイッチ、イグニッションキー)がONに操作されてからOFFに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、その学習における制御を変更する内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention is a control device for controlling an internal combustion engine of a vehicle which includes an internal combustion engine, a power generation motor generator driven by the internal combustion engine to generate power, an electricity storage device for storing the power generated by the power generation motor generator, and a traction motor generator which receives power from the power generation motor generator or the electricity storage device to drive drive wheels of the vehicle, and which learns an opening degree of a throttle valve suitable for bringing the engine speed close to a target idle speed when the internal combustion engine is operated at idle or at a low load close to idle , and the learning is performed by controlling an ignition switch (or a power switch, an ignition The learning process is executed at least once during the period from when an ignition key is turned ON to when it is turned OFF, and the control device stores and holds a learned value of the throttle valve opening when the learning was performed and information on the atmospheric pressure detected via the atmospheric pressure sensor when the learning was performed. The control device judges whether or not the absolute value of the difference between the current atmospheric pressure detected via the atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure when the learning was performed exceeds a threshold value, and if the threshold value is exceeded, the control device performs re-learning using the learned value as an initial value for the throttle valve opening and changes the control in the learning.

並びに、本発明では、内燃機関と、前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータとを備える車両の内燃機関を制御するものであり、前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、前記学習は、イグニッションスイッチ(またはパワースイッチ、イグニッションキー)がONに操作されてからOFFに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、前記再度の学習を行う際のスロットルバルブの開度の操作速度について、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧が過去に学習を行ったときの大気圧と比較して低い場合、前記スロットルバルブの開度の操作速度を前記過去の学習のときよりも遅くする内燃機関の制御装置を構成した。 The present invention also provides a control device for controlling an internal combustion engine of a vehicle which includes an internal combustion engine, a power generation motor generator driven by the internal combustion engine to generate electricity, an electricity storage device for storing the electricity generated by the power generation motor generator, and a traction motor generator which receives electricity from the power generation motor generator or the electricity storage device to drive drive wheels of the vehicle, the control device learning a throttle valve opening suitable for bringing the engine speed closer to a target idle speed when the internal combustion engine is in idling operation or low -load operation close to idling operation , the learning being performed at least once during a period from when an ignition switch (or power switch, ignition key) is turned ON to when it is turned OFF, The control device stores and holds a learned value of the throttle valve opening when the learning was performed and information on the atmospheric pressure detected via the atmospheric pressure sensor when the learning was performed, and the control device judges whether the absolute value of the difference between the current atmospheric pressure detected via the atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure when the learning was performed exceeds a threshold value, and if the threshold value is exceeded, performs re-learning using the learned value as an initial value for the throttle valve opening , and with regard to the operation speed of the throttle valve opening when performing the re- learning, if the current atmospheric pressure detected via the atmospheric pressure sensor is lower than the atmospheric pressure when learning was performed previously, the operation speed of the throttle valve opening is made slower than that of the previous learning .

本発明によれば、車両が所在する地点の高度即ち大気圧を考慮に入れて、内燃機関をアイドル運転または低負荷運転するときのスロットルバルブの開度の学習を適切に遂行でき、アイドル運転または低負荷運転が安定化する。 According to the present invention, the throttle valve opening degree when the internal combustion engine is operating at idle or low load can be appropriately learned by taking into account the altitude at which the vehicle is located, i.e., the atmospheric pressure, and idle or low load operation can be stabilized.

本発明の一実施形態におけるシリーズ方式のハイブリッド車両及び制御装置の概略構成を示す図。1 is a diagram showing a schematic configuration of a series type hybrid vehicle and a control device according to an embodiment of the present invention; 同実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。2 is a diagram showing an overview of an internal combustion engine mounted on the hybrid vehicle of the embodiment; 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure executed by the control device according to a program of the embodiment. 同実施形態の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure executed by the control device according to a program of the embodiment.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関1と、内燃機関1により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ2と、発電用モータジェネレータ2が発電した電力を蓄える蓄電装置3と、発電用モータジェネレータ2及び/または蓄電装置3から電力の供給を受けて車両の駆動輪62を駆動する走行用モータジェネレータ4とを備えている。 One embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of the main systems of a hybrid vehicle in this embodiment. This hybrid vehicle includes an internal combustion engine 1, a power generation motor generator 2 that is driven by the internal combustion engine 1 to generate electricity, a power storage device 3 that stores the electricity generated by the power generation motor generator 2, and a traction motor generator 4 that receives power from the power generation motor generator 2 and/or the power storage device 3 to drive the drive wheels 62 of the vehicle.

本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関1を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪62には専ら走行用モータジェネレータ4から走行のための駆動力を供給する。内燃機関1と駆動輪62との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。つまり、内燃機関1は、走行用モータジェネレータ4及び駆動輪62から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ(パワースイッチ、またはイグニッションキー)がONに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置3が十分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ15が十分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関1の運転を実施しないことがある。 The hybrid vehicle of this embodiment is a series hybrid type electric vehicle that uses the internal combustion engine 1 only for generating electricity, and the driving force for driving is supplied exclusively to the driving wheels 62 of the vehicle from the driving motor generator 4. The internal combustion engine 1 and the driving wheels 62 are mechanically separated, and no rotational driving force is transmitted between them. In other words, the internal combustion engine 1 can rotate and stop completely independently of the driving motor generator 4 and the driving wheels 62. Therefore, during operation of the vehicle with the ignition switch (power switch or ignition key) turned ON, even if the driver depresses the accelerator pedal to enable the vehicle to run, the internal combustion engine 1 may not be operated with fuel combustion if the storage device 3 has stored a sufficient charge and the brake booster 15 has stored a sufficient negative pressure.

内燃機関1の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ2の回転軸と、歯車機構を介してまたは軸を直結して機械的に接続している。そして、内燃機関1が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ2に入力することで、発電用モータジェネレータ2が発電する。発電した電力は、蓄電装置3に充電し、及び/または、走行用モータジェネレータ4に供給する。また、発電用モータジェネレータ2は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関1のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ2は、停止している内燃機関1を始動する準備としてのクランキングを実行する。 The crankshaft, which is the rotating shaft of the internal combustion engine 1, is mechanically connected to the rotating shaft of the power generation motor generator 2 via a gear mechanism or by directly connecting the shaft. The rotational driving force output by the internal combustion engine 1 is input to the power generation motor generator 2, which generates electricity. The generated electricity is charged to the power storage device 3 and/or supplied to the traveling motor generator 4. The power generation motor generator 2 also functions as a motor for motoring, which generates a rotational driving force to rotate and drive the crankshaft of the internal combustion engine 1. For example, the power generation motor generator 2 performs cranking in preparation for starting the stopped internal combustion engine 1.

走行用モータジェネレータ4は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機61を介して駆動輪62に入力する。また、走行用モータジェネレータ4は、駆動輪62に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置3に充電する。 The traveling motor generator 4 generates driving force for the vehicle to travel, and inputs the driving force to the driving wheels 62 via the reduction gear 61. The traveling motor generator 4 also generates electricity by rotating in conjunction with the driving wheels 62, and recovers the kinetic energy of the vehicle as electrical energy. The electricity generated by this regenerative braking is charged to the power storage device 3.

尤も、既に蓄電装置3の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ4が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ2に供給し、発電用モータジェネレータ2を電動機として稼働させて内燃機関1を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関1の回転が保たれることから、内燃機関1の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。 However, if the electric charge has already been stored to the full capacity of the power storage device 3 and further charging is difficult, the electric power generated by the traveling motor generator 4 is supplied to the power generation motor generator 2, which is operated as an electric motor to rotate and drive the internal combustion engine 1. This consumes excess electric power while maintaining the braking performance of the vehicle. Also, since the rotation of the internal combustion engine 1 is maintained at this time, a fuel cut can be performed to temporarily stop the fuel supply to the cylinders of the internal combustion engine 1.

発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置3または駆動機インバータ41に入力する。並びに、発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させる際に、蓄電装置3及び/または駆動機インバータ41から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ2に入力する。 The generator inverter 21 converts the AC power generated by the power generation motor generator 2 into DC power. Then, the DC power is input to the storage device 3 or the drive inverter 41. When the power generation motor generator 2 is operated as an electric motor, the generator inverter 21 converts the DC power supplied from the storage device 3 and/or the drive inverter 41 into AC power and inputs it to the power generation motor generator 2.

駆動機インバータ41は、蓄電装置3及び/または発電機インバータ21から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ4に入力する。並びに、駆動機インバータ41は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ4が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置3または発電機インバータ21に入力する。発電機インバータ21及び駆動機インバータ41は、PCU(Power Control Unit)02の一部をなす。 The drive inverter 41 converts the DC power supplied from the storage device 3 and/or the generator inverter 21 into AC power and inputs it to the traveling motor generator 4. The drive inverter 41 also converts the AC power generated by the traveling motor generator 4 when performing regenerative braking of the vehicle into DC power and inputs it to the storage device 3 or the generator inverter 21. The generator inverter 21 and the drive inverter 41 form part of the PCU (Power Control Unit) 02.

蓄電装置3は、バッテリ及び/またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ2、4に必要な電力を供給する。 The power storage device 3 is a battery and/or a capacitor, etc. The battery is a high-voltage secondary battery with a high energy density, such as a lithium-ion secondary battery or a nickel-metal hydride secondary battery. The power storage device 3 charges and stores the electric power generated by each of the power generation motor generator 2 and the traveling motor generator 4. The power storage device 3 also discharges the electric power required to operate each of the power generation motor generator 2 and the traveling motor generator 4 as electric motors, and supplies the necessary electric power to the motor generators 2 and 4.

図2に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関1の概要を示している。内燃機関1は、例えば火花点火式の4ストロークレシプロエンジンであり、複数の気筒11(例えば、三気筒。図2には、そのうち一つを図示する)を有している。各気筒11の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ111を設けている。また、各気筒11の燃焼室の天井部に、点火プラグ112を取り付けてある。点火プラグ112は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。 Figure 2 shows an overview of the internal combustion engine 1 mounted on the hybrid vehicle of this embodiment. The internal combustion engine 1 is, for example, a spark-ignition four-stroke reciprocating engine, and has multiple cylinders 11 (for example, three cylinders, one of which is shown in Figure 2). An injector 111 that injects fuel toward the intake port is provided near the intake port of each cylinder 11. In addition, an ignition plug 112 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 11. The ignition plug 112 generates a spark discharge between a center electrode and a ground electrode when an induced voltage generated by an ignition coil is applied.

吸気を供給するための吸気通路13は、外部から空気を取り入れて各気筒11の吸気ポートへと導く。吸気通路13上には、エアクリーナ131、吸気絞り弁である電子スロットルバルブ132、サージタンク133、吸気マニホルド134を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ131は、吸気通路13における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。 The intake passage 13 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 11. In the intake passage 13, an air cleaner 131, an electronic throttle valve 132 which is an intake throttle valve, a surge tank 133, and an intake manifold 134 are arranged in this order from upstream to downstream. The air cleaner 131 is located at the most upstream position in the intake passage 13, i.e., at the intake port which takes in air. The intake port opens to the front of the vehicle in order to take in cool air and increase the charging efficiency of the internal combustion engine.

排気を排出するための排気通路14は、気筒11内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒11の排気ポートから外部へと導く。この排気通路14上には、排気マニホルド142及び排気浄化用の三元触媒141を配置している。 The exhaust passage 14 for discharging exhaust gas leads the exhaust gas generated as a result of burning fuel in the cylinders 11 from the exhaust port of each cylinder 11 to the outside. An exhaust manifold 142 and a three-way catalyst 141 for purifying the exhaust gas are arranged on this exhaust passage 14.

EGR装置12は、排気通路14と吸気通路13とを連通する外部EGR通路121と、EGR通路121上に設けたEGRクーラ122と、EGR通路121を開閉し当該EGR通路121を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ123とを要素とする。EGR通路121の入口は、排気通路14における触媒141の下流の箇所に接続している。EGR通路121の出口は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流の箇所(特に、サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)に接続している。 The EGR device 12 includes an external EGR passage 121 that connects the exhaust passage 14 and the intake passage 13, an EGR cooler 122 provided on the EGR passage 121, and an EGR valve 123 that opens and closes the EGR passage 121 to control the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage 121. The inlet of the EGR passage 121 is connected to a location downstream of the catalyst 141 in the exhaust passage 14. The outlet of the EGR passage 121 is connected to a location downstream of the throttle valve 132 in the intake passage 13 (in particular, the surge tank 133 or the intake manifold 134).

ブローバイガス還流装置17は、内燃機関1の内室即ちクランク室、チェーンカバー室及びカム室内のブローバイガスを吸気通路13に送り出すためのものであって、PCV通路171及びPCVバルブ172と、ブローバイ通路173とを要素とする。 The blow-by gas recirculation device 17 is used to send blow-by gas from the internal chambers of the internal combustion engine 1, i.e., the crank chamber, the chain cover chamber, and the cam chamber, to the intake passage 13, and its elements are the PCV passage 171, the PCV valve 172, and the blow-by passage 173.

PCV通路171は、その一端がクランクケースに接続し、他端が吸気通路13における吸気負圧が生じるスロットルバルブ132の下流の所定部位(例えば、サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)に接続している。即ち、PCV通路171は、クランク室を吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流側に連通せしめる。クランク室内で発生したブローバイガスは、このPCV通路171を経由して吸気通路13に排出される。 One end of the PCV passage 171 is connected to the crankcase, and the other end is connected to a specified location (e.g., surge tank 133 or intake manifold 134) downstream of the throttle valve 132 where negative intake pressure is generated in the intake passage 13. In other words, the PCV passage 171 connects the crank chamber to the downstream side of the throttle valve 132 in the intake passage 13. Blow-by gas generated in the crank chamber is discharged to the intake passage 13 via this PCV passage 171.

PCVバルブ172は、当該バルブ172の前後差圧により開閉できる機械式のバルブであって、PCV通路171を流通するブローバイガスの流量を増減させる。PCVバルブ172は、PCV通路171のクランク室への接続箇所またはその近傍に設置する。クランク室とPCVバルブ172との間には、図示しないオイルセパレータを介設する。オイルセパレータは、ラビリンス構造を有し、流通するガスに含まれる潤滑油を当該ガスから分離させる気液分離作用を営むもので、クランク室から潤滑油が失われることを抑制する。 The PCV valve 172 is a mechanical valve that can be opened and closed by the pressure difference between the front and rear of the valve 172, and increases and decreases the flow rate of blow-by gas flowing through the PCV passage 171. The PCV valve 172 is installed at or near the connection point of the PCV passage 171 to the crank chamber. An oil separator (not shown) is installed between the crank chamber and the PCV valve 172. The oil separator has a labyrinth structure and performs a gas-liquid separation function that separates the lubricating oil contained in the flowing gas from the gas, thereby preventing the loss of lubricating oil from the crank chamber.

ブローバイ通路173は、その一端がシリンダヘッドカバーに接続し、他端が吸気通路13におけるスロットルバルブ132の上流の所定部位(例えば、エアクリーナ131の直後)に接続している。即ち、ブローバイ通路173は、カム室を吸気通路13におけるスロットルバルブ132の上流側に連通せしめる。ブローバイ通路173のカム室への接続箇所にもやはり、オイルセパレータを設けてある。 One end of the blow-by passage 173 is connected to the cylinder head cover, and the other end is connected to a specified location upstream of the throttle valve 132 in the intake passage 13 (for example, immediately after the air cleaner 131). In other words, the blow-by passage 173 connects the cam chamber to the upstream side of the throttle valve 132 in the intake passage 13. An oil separator is also provided at the connection point of the blow-by passage 173 to the cam chamber.

PCVバルブ172が開いているとき、カム室及びクランク室内のブローバイガスが、PCVバルブ172及びPCV通路171を経由して吸気通路13に送り出される。同時に、吸気通路13からブローバイ通路173を経由してカム室に空気が流れ込む。この空気は、タイミングチェーン及びスプロケットを覆うチェーンカバーの内側のチェーンカバー室に流入し、当該チェーンカバー室を経由してクランク室に流れ込む。これにより、カム室、チェーンカバー室及びクランク室内が換気(掃気)される。吸気通路13に還流したブローバイガスは、気筒11に充填されて再燃焼される。 When the PCV valve 172 is open, the blow-by gas in the cam chamber and crank chamber is sent to the intake passage 13 via the PCV valve 172 and the PCV passage 171. At the same time, air flows from the intake passage 13 into the cam chamber via the blow-by passage 173. This air flows into the chain cover chamber inside the chain cover that covers the timing chain and sprocket, and flows into the crank chamber via the chain cover chamber. This ventilates (scavenges) the cam chamber, chain cover chamber, and crank chamber. The blow-by gas that has returned to the intake passage 13 is filled into the cylinder 11 and re-burned.

内燃機関1、発電用モータジェネレータ2、蓄電装置3、インバータ21、41及び走行用モータジェネレータ4の制御を司る制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECU、即ち内燃機関1を制御するEFI(Electronic Fuel Injection)ECU01、モータジェネレータ2、4及びインバータ21、41を制御するMG(Motor Generator)ECU02、蓄電装置3を制御するBMS(Battery Management System)ECU03等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるHV(Hybrid Vehicle)ECU00が、CAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。 The ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device that controls the internal combustion engine 1, the power generation motor generator 2, the storage device 3, the inverters 21, 41 and the driving motor generator 4, is a microcomputer system having a processor, memory, an input interface, an output interface, etc. The ECU0 is made up of multiple ECUs, namely, an EFI (Electronic Fuel Injection) ECU01 that controls the internal combustion engine 1, an MG (Motor Generator) ECU02 that controls the motor generators 2, 4 and the inverters 21, 41, a BMS (Battery Management System) ECU03 that controls the power storage device 3, and an HV (Hybrid Vehicle) ECU00 that is a higher-level controller that oversees these controls, all of which are connected to each other so that they can communicate with each other via an electrical communication line such as a CAN (Controller Area Network).

ECU0に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度(いわば、運転者が車両(の走行用モータジェネレータ4)に対して要求している駆動力)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、内燃機関1の気筒11に連なる吸気通路13(特に、サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号d、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号e、内燃機関1の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、蓄電装置3に蓄えている電荷量を検出するセンサ(特に、バッテリ電流及び/またはバッテリ電圧センサ)から出力されるバッテリSOC(State Of Charge)信号g、ブレーキブースタ15の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号h等が入力される。 The ECU 0 receives a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from a crank angle sensor that detects the rotation angle of the crankshaft of the internal combustion engine 1 and the engine speed, an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal by the driver as the accelerator opening (in other words, the driving force that the driver is requesting from the vehicle (the driving motor generator 4)), an intake air temperature/intake pressure signal d output from a temperature/pressure sensor that detects the intake air temperature and intake pressure in the intake passage 13 (particularly, the surge tank 133 or the intake manifold 134) connected to the cylinder 11 of the internal combustion engine 1, an atmospheric pressure signal e output from an atmospheric pressure sensor that detects the atmospheric pressure, a coolant temperature signal f output from a water temperature sensor that detects the temperature of the coolant for the internal combustion engine 1, a battery SOC (State of Charge) output from a sensor (particularly, a battery current and/or battery voltage sensor) that detects the amount of charge stored in the storage device 3. Charge signal g, and negative pressure signal h output from a negative pressure sensor that detects the negative pressure stored in the constant pressure chamber of the brake booster 15 are input.

そして、ECU0は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセルペダルの踏込量や、現在の車両の車速、蓄電装置3が蓄えている電荷の量、発電用モータジェネレータ2の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ4が出力する回転駆動力、内燃機関1が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ2が発電する電力の大きさを増減制御する。 The ECU 0 then controls the increase or decrease of the rotational driving force output by the driving motor generator 4, the rotational driving force output by the internal combustion engine 1, and the amount of power generated by the power generation motor generator 2, depending on the amount of accelerator pedal depression operated by the driver, the current vehicle speed, the amount of charge stored in the power storage device 3, the power generated by the power generation motor generator 2, etc., which are sensed via various sensors.

原則として、蓄電装置3が現在十分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関1への燃料の供給を遮断して内燃機関1を運転しない。翻って、蓄電装置3が蓄えている電荷の量が下限値を下回り、または走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関1を始動し気筒11に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関1の出力する回転駆動力により発電機モータジェネレータ2を駆動し、発電を実施して蓄電装置3を充電し、または走行用モータジェネレータ4に供給する電力を増強する。 As a general rule, if the power storage device 3 currently stores sufficient charge and the output required for the travel motor generator 4 is small, the supply of fuel to the internal combustion engine 1 is cut off and the internal combustion engine 1 is not operated. Conversely, if the amount of charge stored in the power storage device 3 falls below a lower limit or the output required for the travel motor generator 4 is large, the internal combustion engine 1 is started and fuel is supplied to the cylinders 11 and fired to combust it, and the generator motor generator 2 is driven by the rotational driving force output by the internal combustion engine 1, generating electricity to charge the power storage device 3 or to increase the power supplied to the travel motor generator 4.

内燃機関1の気筒11に燃料を供給して内燃機関1を運転しておらず、走行用モータジェネレータ4により駆動輪62を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関1を始動して発電用モータジェネレータ2による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、これにより内燃機関1の始動のためのクランキングを行う。そして、内燃機関1のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関1の各気筒11の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了したならば、内燃機関1の各気筒11の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ2に付帯するレゾルバを介して(MG ECU02において)検出することができ、内燃機関1に付帯するクランク角センサを介して(EFI ECU01において)検出することもできる。 In order to start the internal combustion engine 1 and generate electricity using the power generating motor generator 2 while fuel is not being supplied to the cylinders 11 of the internal combustion engine 1 and the vehicle is being driven by the driving wheels 62 using the traveling motor generator 4, the power generating motor generator 2 is first operated as an electric motor, and cranking is performed to start the internal combustion engine 1. Then, when the crankshaft of the internal combustion engine 1 has rotated a predetermined number of times or a predetermined angle or more, and cylinder discrimination has been completed to obtain the current stroke or piston position of each cylinder 11 of the internal combustion engine 1, fuel is injected at an appropriate timing in accordance with the stroke of each cylinder 11 of the internal combustion engine 1, and firing is started to ignite and burn the fuel at an appropriate timing. The rotation angle and rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 1, i.e., the engine speed, can be detected (in the MG ECU 02) via a resolver attached to the power generating motor generator 2, and can also be detected (in the EFI ECU 01) via a crank angle sensor attached to the internal combustion engine 1.

内燃機関1が自立的に回転し発電のために必要な回転駆動力を出力可能な状態となった、つまり発電用モータジェネレータ2の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになったならば、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ2の出力を0まで低減させてクランキングを終了し、今度は内燃機関1により発電用モータジェネレータ2を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ2を発電機として作動させ、その発電電力を0から増大させる。 When the internal combustion engine 1 is able to rotate independently and output the rotational drive force required for generating electricity, in other words, when the engine speed can maintain an upward trend even when the output of the power generation motor generator 2 is reduced, the output of the power generation motor generator 2 operating as an electric motor is reduced to zero, cranking is terminated, and the power generation motor generator 2 is then driven to rotate by the internal combustion engine 1. Furthermore, the power generation motor generator 2 is operated as a generator, and the generated power is increased from zero.

その後、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関1の気筒1に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ2の発電電力を増減調整する。最終的な目標回転数は、内燃機関1を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関1が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。 Then, the amount of intake air and fuel injection supplied to cylinder 1 of internal combustion engine 1, as well as the generated power of power generating motor generator 2, are adjusted to increase or decrease so that the engine speed follows the target speed, which is increased in stages. The final target speed is set to the speed at which internal combustion engine 1 can be operated with optimal or near-optimal efficiency and is most favorable for fuel consumption rate, or the speed at which internal combustion engine 1 can achieve maximum torque or maximum output or torque or output close to maximum.

ECU0の一部をなすEFI ECU01は、内燃機関1の運転制御に必要な各種情報b、d、e、fを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒11に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った(目標空燃比を具現するために必要な)要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった内燃機関1の運転パラメータを決定する。EFI ECU01は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、lを、出力インタフェースを介して点火プラグ112のイグナイタ、インジェクタ111、スロットルバルブ132、EGRバルブ123等に対して出力する。 The EFI ECU01, which is a part of the ECU0, acquires various information b, d, e, and f necessary for the operation control of the internal combustion engine 1 via the input interface, determines the engine speed, and estimates the amount of air taken into the cylinder 11. Then, it determines the operation parameters of the internal combustion engine 1, such as the required fuel injection amount (necessary to realize the target air-fuel ratio) corresponding to the intake air amount, the fuel injection timing (including the number of fuel injections per combustion), the fuel injection pressure, the ignition timing (including the number of ignitions per combustion), the required EGR rate (or the amount of EGR gas), etc. The EFI ECU01 outputs various control signals i, j, k, and l corresponding to the operation parameters to the igniter of the spark plug 112, the injector 111, the throttle valve 132, the EGR valve 123, etc. via the output interface.

ECU0は、時として、内燃機関1をファイアリングしながらもアイドル運転またはこれに近い低負荷運転することがある。このときには、実質的に無負荷運転であり、内燃機関1が外部に対して有効な出力を殆どまたは全く発生させない。換言すれば、内燃機関1に従動する発電用モータジェネレータ2が殆どまたは全く電力を発電せず、蓄電装置3または走行用モータジェネレータ4に電力を供給しない。 The ECU 0 sometimes operates the internal combustion engine 1 at idle or a low load similar to this while firing the engine. At this time, the engine is essentially operating at no load, and the engine 1 generates little or no useful output to the outside. In other words, the power generation motor generator 2, which is driven by the engine 1, generates little or no power and does not supply power to the power storage device 3 or the motor generator 4 for driving.

図3に示すように、本実施形態のECU0は、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が訪れたとき(ステップS1)、現在の大気圧に応じてスロットルバルブ132の開度の操作速度、即ち開度の単位時間あたりの変化(拡大または縮小)量を定め(ステップS2)、その操作速度に則ってスロットルバルブ132の開度を操作しつつ、エンジン回転数をフィードバック制御する(ステップS3)。 As shown in FIG. 3, when an opportunity arises to idle or operate the internal combustion engine 1 at a low load (step S1), the ECU 0 of this embodiment determines the operation speed of the throttle valve 132 opening, i.e., the amount of change (increase or decrease) in the opening per unit time, according to the current atmospheric pressure (step S2), and performs feedback control of the engine speed while operating the throttle valve 132 opening in accordance with the operation speed (step S3).

ステップS2では、そのときの大気圧が低いほどスロットルバルブ132の開度の操作速度を低く(開度の単位時間当たりの変化量を小さく)、大気圧が高いほどスロットルバルブ132の開度の操作速度を高く(開度の単位時間当たりの変化量を大きく)設定する。これは、大気圧が低い高地において、アイドル運転ないし低負荷運転中のエンジン回転数がハンチングすることを防止するための措置である。 In step S2, the lower the atmospheric pressure at that time, the slower the operation speed of the throttle valve 132 (the smaller the amount of change in the opening per unit time), and the higher the atmospheric pressure, the faster the operation speed of the throttle valve 132 (the larger the amount of change in the opening per unit time). This is a measure to prevent hunting of the engine speed during idling or low-load operation at high altitudes where the atmospheric pressure is low.

ステップS3にて、ECU0は、実測エンジン回転数と目標アイドル回転数(または、内燃機関1の始動後のファイアリング運転中の最低回転数)との偏差を求め、その偏差を縮小する方向にスロットルバルブ132の開度を操作する。即ち、現在の実測回転数が目標回転数を上回っているならば、スロットルバルブ132の開度をより縮小して気筒1に吸入される空気量及び燃料噴射量をより削減する。逆に、現在の実測回転数が目標回転数を下回っているならば、スロットルバルブ132の開度をより拡大して気筒1に吸入される空気量及び燃料噴射量をより増量する。 In step S3, ECU0 determines the deviation between the actual engine speed and the target idle speed (or the minimum speed during firing operation after starting the internal combustion engine 1), and manipulates the opening of the throttle valve 132 in a direction to reduce the deviation. That is, if the current actual speed exceeds the target speed, the opening of the throttle valve 132 is narrowed further to reduce the amount of air and fuel injection amount taken into cylinder 1. Conversely, if the current actual speed is below the target speed, the opening of the throttle valve 132 is widened further to increase the amount of air and fuel injection amount taken into cylinder 1.

フィードバック制御により、実測エンジン回転数が目標アイドル回転数に収束した、即ち実測回転数と目標回転数との偏差(の絶対値)が所定の誤差以下に小さくなった状態が所定時間維持されたことが確認されたならば(ステップS4)、その時点でのスロットルバルブ132の開度を学習値としてECU0のメモリに記憶保持する(ステップS5)。なお、ステップS5では、そのときの大気圧をもメモリに記憶保持する。 When it is confirmed by feedback control that the actual engine speed has converged to the target idle speed, i.e., that the deviation (absolute value) between the actual speed and the target speed has been kept below a predetermined error for a predetermined period of time (step S4), the opening degree of the throttle valve 132 at that point in time is stored in the memory of ECU0 as a learned value (step S5). Note that in step S5, the atmospheric pressure at that time is also stored in the memory.

学習値は、後に再び内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が訪れたときのエンジン回転数の制御における、スロットルバルブ132の開度の初期値となる。このような学習を実行する理由の一つは、スロットルバルブ132(のスロットルボディやバタフライ弁体)、気筒11に連なる吸気ポート、吸気バルブ、燃焼室の天井部等にデポジットが徐々に付着し堆積する経年変化に対処するためである。 The learned value becomes the initial value for the opening of the throttle valve 132 in controlling the engine speed when the internal combustion engine 1 is later operated at idle or under low load again. One of the reasons for performing such learning is to deal with deterioration over time that occurs when deposits gradually build up and accumulate on the throttle valve 132 (throttle body and butterfly valve body), the intake port connected to the cylinder 11, the intake valve, the ceiling of the combustion chamber, etc.

本実施形態における車両はハイブリッド車両であり、従来型の非ハイブリッド車両と比較して、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する機会が少ない。よって、意図的に内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転してスロットルバルブ132の開度の学習を行う機会を設けないと、学習値が適時に更新されない。 The vehicle in this embodiment is a hybrid vehicle, and compared to conventional non-hybrid vehicles, there are fewer opportunities for the internal combustion engine 1 to idle or operate at low load. Therefore, unless the internal combustion engine 1 is intentionally operated at idle or at low load to provide an opportunity to learn the opening degree of the throttle valve 132, the learning value will not be updated in a timely manner.

他方、アイドル運転ないし低負荷運転時の好適なスロットルバルブ132の開度は、現在車両が所在している地点の高度、即ちそのときの大気圧による影響を受ける。低地において学習した学習値を、高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブ132の開度が適正値よりも縮小操作され、エンジン回転数が不当に低落するおそれがある。翻って、高地において学習した学習値を、低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いると、スロットルバルブ132の開度が適正値よりも拡大操作され、不必要にエンジン回転数が上昇してしまい、燃料消費量が増加する。 On the other hand, the appropriate throttle valve 132 opening during idle or low-load operation is affected by the altitude at which the vehicle is currently located, i.e., the atmospheric pressure at that time. If a learning value learned at low altitude is used for idle or low-load operation at high altitude, the throttle valve 132 opening may be reduced more than the appropriate value, and the engine speed may drop unduly. Conversely, if a learning value learned at high altitude is used for idle or low-load operation at low altitude, the throttle valve 132 opening may be increased more than the appropriate value, which may unnecessarily increase the engine speed and increase fuel consumption.

そのような不都合を回避するべく、図4に示すように、本実施形態のECU0は、上記ステップS5にて記憶保持した、直近に学習を完遂したときの大気圧と、現在の大気圧とを比較し、両者の差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを条件として(ステップS6)、学習を実行する機会を設ける(ステップS7)。即ち、現在内燃機関1をファイアリングし発電用モータジェネレータ2による発電を実行しているならば、その発電の終了後、内燃機関1のファイアリングを継続したままアイドル運転ないし低負荷運転に移行して、図3に示している学習処理を実施する。あるいは、現在内燃機関1が停止しているのであれば、これを始動してファイアリングを開始し、アイドル運転ないし低負荷運転に移行して、図3に示している学習処理を実施する。 To avoid such inconvenience, as shown in FIG. 4, the ECU 0 of this embodiment compares the atmospheric pressure when learning was most recently completed, stored in step S5, with the current atmospheric pressure, and provides an opportunity to execute learning (step S7) on the condition that the absolute value of the difference between the two has exceeded a threshold value (step S6). That is, if the internal combustion engine 1 is currently firing and generating electricity using the power generating motor generator 2, after the power generation ends, the internal combustion engine 1 continues firing and transitions to idle operation or low load operation, and the learning process shown in FIG. 3 is executed. Alternatively, if the internal combustion engine 1 is currently stopped, it is started to start firing, transitions to idle operation or low load operation, and executes the learning process shown in FIG. 3.

因みに、学習は、一トリップ(イグニッションスイッチがONに操作されてから、これがOFFに操作されるまでの期間)中に少なくとも一回実行する。そのため、イグニッションスイッチがONに操作されて車両の運用が開始された暁には、可及的速やかに内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転して学習を行うことが望ましい。 Incidentally, learning is performed at least once during one trip (the period from when the ignition switch is turned ON to when it is turned OFF). Therefore, when the ignition switch is turned ON and the vehicle begins operation, it is desirable to start learning as soon as possible by running the internal combustion engine 1 at idle or low load.

本実施形態では、内燃機関1をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブ132の開度を学習するものであって、一度前記学習を行ったときの大気圧を記憶保持し、前記学習を行ったときの大気圧と現在の大気圧との差分の絶対値が閾値を超えて大きくなったことを必要条件として、再度の学習を行う内燃機関の制御装置0を構成した。 In this embodiment, the control device 0 for an internal combustion engine learns the opening degree of the throttle valve 132 suitable for bringing the engine speed closer to the target idle speed when the internal combustion engine 1 is operating at idle or at a low load close to idle. The control device 0 is configured to store and hold the atmospheric pressure when the learning is performed once, and to perform the learning again when the absolute value of the difference between the atmospheric pressure when the learning was performed and the current atmospheric pressure exceeds a threshold value as a necessary condition.

本実施形態によれば、大気圧の高い低地で学習したスロットルバルブ132の開度の学習値を大気圧の低い高地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いたり、高地で学習したスロットルバルブ132の開度の学習値を低地におけるアイドル運転ないし低負荷運転に用いたりする不都合を避けられる。結果、低地においても高地においてもアイドル運転ないし低負荷運転時のエンジン回転数を適切に目標回転数に収束させることができ、アイドル回転の不安定化や吹き上がりを抑止することが可能となる。 According to this embodiment, it is possible to avoid the inconvenience of using the learned value of the opening of the throttle valve 132 learned at a low altitude where the atmospheric pressure is high for idle operation or low load operation at a high altitude where the atmospheric pressure is low, or using the learned value of the opening of the throttle valve 132 learned at a high altitude for idle operation or low load operation at a low altitude. As a result, the engine speed during idle operation or low load operation can be appropriately converged to the target speed both at low altitudes and at high altitudes, making it possible to prevent instability in idle rotation and revving up.

並びに、本実施形態では、内燃機関1をアイドル運転またはこれに近い低負荷運転する場合の、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブ132の開度を学習するものであって、前記学習を行う際のスロットルバルブ132の開度の操作速度について、大気圧が低い状況下では、大気圧がより高い状況下に比してその操作速度をより遅くする内燃機関の制御装置0を構成した。 In addition, in this embodiment, the control device 0 for the internal combustion engine 1 learns the opening of the throttle valve 132 suitable for bringing the engine speed closer to the target idle speed when the internal combustion engine 1 is operating at idle or at a low load similar to this, and the control device 0 for the internal combustion engine is configured to slow down the operation speed of the opening of the throttle valve 132 when performing the learning when the atmospheric pressure is low compared to when the atmospheric pressure is higher.

本実施形態によれば、特に高地において内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する際の、気筒1に充填される吸気量の極端な変動を避けられる。結果、低地においても高地においてもアイドル運転ないし低負荷運転時のエンジン回転数を適切に目標回転数に収束させることができ、アイドル回転の不安定化や吹き上がりを抑止することが可能となる。 According to this embodiment, extreme fluctuations in the amount of intake air filled into cylinder 1 can be avoided, particularly when the internal combustion engine 1 is operated at idle or under low load at high altitudes. As a result, the engine speed during idle or under low load operation can be appropriately converged to the target speed at both low and high altitudes, making it possible to prevent instability in idle rotation and revving up.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。上記実施形態では、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する際のスロットルバルブ132の開度の学習を、実際に内燃機関1をファイアリングし(アイドル運転ないし低負荷運転し)て実行していた。だが、これに代えて、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、一定の出力トルク(一定の印加電圧及び印加電流)の下で当該モータジェネレータ2により内燃機関1を回転駆動するモータリングを行い、そのモータリング中にスロットルバルブ132の開度を拡縮操作しながら、気筒1に連なる吸気通路13(サージタンク133若しくは吸気マニホルド134)内の吸気圧または気筒1に吸入される空気量を計測することを通じて、内燃機関1をアイドル運転ないし低負荷運転する際の好適なスロットルバルブ132の開度の学習値を求めることも考えられる。 Note that the present invention is not limited to the embodiment described above. In the above embodiment, the learning of the opening of the throttle valve 132 when the internal combustion engine 1 is operated at idle or low load is performed by actually firing the internal combustion engine 1 (operating at idle or low load). However, instead of this, it is also possible to operate the power generating motor generator 2 as an electric motor, and perform motoring to rotate and drive the internal combustion engine 1 using the motor generator 2 under a constant output torque (constant applied voltage and applied current), and while expanding and contracting the opening of the throttle valve 132 during this motoring, by measuring the intake pressure in the intake passage 13 (surge tank 133 or intake manifold 134) connected to the cylinder 1 or the amount of air taken into the cylinder 1, to obtain a learning value of the opening of the throttle valve 132 suitable for operating the internal combustion engine 1 at idle or low load.

また、本発明を適用する対象は、シリーズ方式のハイブリッド車両に搭載される内燃機関1には限定されない。 Furthermore, the application of the present invention is not limited to internal combustion engines 1 mounted on series hybrid vehicles.

その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part and the contents of the processing can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention.

0…制御装置(ECU)
1…内燃機関
11…気筒
13…吸気通路
132…スロットルバルブ
d…吸気温・吸気圧信号
e…大気圧信号
i…点火信号
j…燃料噴射信号
k…スロットルバルブの開度操作信号
0...Control unit (ECU)
1... internal combustion engine 11... cylinder 13... intake passage 132... throttle valve d... intake air temperature/intake pressure signal e... atmospheric pressure signal i... ignition signal j... fuel injection signal k... throttle valve opening operation signal

Claims (2)

内燃機関と、
前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、
前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、
前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータと
を備える車両の内燃機関を制御するものであり、
前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、
前記学習は、イグニッションスイッチがONに操作されてからOFFに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、
前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、
前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、その学習における制御を変更する内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine;
a power generating motor generator that is driven by the internal combustion engine to generate power;
a power storage device that stores the electric power generated by the power generation motor generator;
a driving motor generator that receives a supply of electric power from the power generation motor generator or the power storage device to drive drive wheels of a vehicle;
The present invention relates to an internal combustion engine of a vehicle,
A control device that learns a suitable throttle valve opening for bringing an engine speed closer to a target idle speed when the internal combustion engine is in an idle operation or a low-load operation close to the idle operation ,
The learning is performed at least once during a period from when an ignition switch is turned ON to when it is turned OFF,
the control device stores and holds a learned value of the opening degree of the throttle valve when the learning is performed and information on the atmospheric pressure detected via an atmospheric pressure sensor when the learning is performed;
The control device determines whether the absolute value of the difference between the current atmospheric pressure detected via an atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure at the time of the learning exceeds a threshold value, and if the threshold value is exceeded, performs re-learning using the learned value as an initial value for the throttle valve opening, and changes the control in the learning.
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータと、
前記発電用モータジェネレータが発電した電力を蓄える蓄電装置と、
前記発電用モータジェネレータまたは前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動輪を駆動する走行用モータジェネレータと
を備える車両の内燃機関を制御するものであり、
前記内燃機関をアイドル運転またはアイドル運転に近い低負荷運転するときに、エンジン回転数を目標アイドル回転数に近づけるために好適なスロットルバルブの開度を学習する制御装置であって、
前記学習は、イグニッションスイッチがONに操作されてからOFFに操作されるまでの期間中に少なくとも一回実行され、
前記制御装置は、前記学習を行ったときの前記スロットルバルブの開度の学習値と、前記学習を行ったときの大気圧センサを介して検出された大気圧の情報とを記憶保持し、
前記制御装置は、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧と、前記学習を行ったときの大気圧との差分の絶対値が閾値を超えているかどうかを判断し、前記閾値を超えていた場合、前記学習値を前記スロットルバルブの開度の初期値として再度の学習を行い、
前記再度の学習を行う際のスロットルバルブの開度の操作速度について、大気圧センサを介して検出される現在の大気圧が過去に学習を行ったときの大気圧と比較して低い場合、前記スロットルバルブの開度の操作速度を前記過去の学習のときよりも遅くする内燃機関の制御装置。
An internal combustion engine;
a power generating motor generator that is driven by the internal combustion engine to generate power;
a power storage device that stores the electric power generated by the power generation motor generator;
a driving motor generator that receives electric power from the power generation motor generator or the power storage device and drives drive wheels of a vehicle;
The present invention relates to an internal combustion engine of a vehicle,
A control device that learns a suitable throttle valve opening for bringing an engine speed closer to a target idle speed when the internal combustion engine is in an idle operation or a low-load operation close to the idle operation ,
The learning is performed at least once during a period from when an ignition switch is turned ON to when it is turned OFF,
the control device stores and holds a learned value of the opening degree of the throttle valve when the learning is performed and information on the atmospheric pressure detected via an atmospheric pressure sensor when the learning is performed;
the control device judges whether or not an absolute value of a difference between the current atmospheric pressure detected via an atmospheric pressure sensor and the atmospheric pressure at the time of said learning exceeds a threshold value, and if the absolute value exceeds the threshold value, performs re-learning using the learned value as an initial value for the opening degree of the throttle valve ;
Regarding the operation speed of the throttle valve opening when performing the re- learning, if the current atmospheric pressure detected via an atmospheric pressure sensor is lower than the atmospheric pressure when the previous learning was performed, the control device for an internal combustion engine makes the operation speed of the throttle valve opening slower than that of the previous learning .
JP2021016103A 2021-02-03 2021-02-03 Control device for internal combustion engine Active JP7542924B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021016103A JP7542924B2 (en) 2021-02-03 2021-02-03 Control device for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021016103A JP7542924B2 (en) 2021-02-03 2021-02-03 Control device for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022119100A JP2022119100A (en) 2022-08-16
JP7542924B2 true JP7542924B2 (en) 2024-09-02

Family

ID=82845066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021016103A Active JP7542924B2 (en) 2021-02-03 2021-02-03 Control device for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7542924B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009114946A (en) 2007-11-06 2009-05-28 Toyota Motor Corp Throttle control device for a turbocharged diesel engine
JP2011208588A (en) 2010-03-30 2011-10-20 Daihatsu Motor Co Ltd Method of controlling internal combustion engine
JP2013015124A (en) 2011-07-06 2013-01-24 Toyota Motor Corp Intake air quantity control device for internal combustion engine
JP2016113894A (en) 2014-12-11 2016-06-23 富士重工業株式会社 Engine control device
JP2016117316A (en) 2014-12-18 2016-06-30 三菱自動車工業株式会社 Hybrid vehicle failure determination device
JP2020168987A (en) 2019-04-05 2020-10-15 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3122204B2 (en) * 1991-12-27 2001-01-09 マツダ株式会社 Engine intake control device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009114946A (en) 2007-11-06 2009-05-28 Toyota Motor Corp Throttle control device for a turbocharged diesel engine
JP2011208588A (en) 2010-03-30 2011-10-20 Daihatsu Motor Co Ltd Method of controlling internal combustion engine
JP2013015124A (en) 2011-07-06 2013-01-24 Toyota Motor Corp Intake air quantity control device for internal combustion engine
JP2016113894A (en) 2014-12-11 2016-06-23 富士重工業株式会社 Engine control device
JP2016117316A (en) 2014-12-18 2016-06-30 三菱自動車工業株式会社 Hybrid vehicle failure determination device
JP2020168987A (en) 2019-04-05 2020-10-15 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022119100A (en) 2022-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2341947A (en) Torque control for a lean burn engine with a NOx trap
JP7358013B2 (en) Vehicle control device
JP7438637B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7455495B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7139073B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7542924B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP7778448B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7475795B2 (en) Control device
JP7515977B2 (en) Vehicle control device
JP7657527B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP7345985B2 (en) Internal combustion engine control device
JP7766986B2 (en) Vehicle control device
JP7109870B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7408256B2 (en) Control device
JP2022064742A (en) Hybrid vehicle control device
JP7438642B2 (en) Control device
JP7353722B2 (en) Internal combustion engine control device
JP2022157003A (en) Control device of hybrid vehicle
JP7418918B2 (en) Internal combustion engine control device
JP7448892B2 (en) Control device
JP7418936B2 (en) Control device
CN113525342A (en) Hybrid vehicle
JP7814808B2 (en) Control device
JP7362216B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7580883B2 (en) Hybrid vehicle control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240327

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240409

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240604

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240820

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240820

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7542924

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150