JP7161828B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載される内燃機関であって、予混合圧縮着火(以下、HCCIと呼ぶことがある)燃焼と、火花点火(以下、SIと呼ぶことがある)燃焼とを切り替え可能な内燃機関を制御する制御装置に関する。 The present invention is an internal combustion engine mounted on a vehicle, which is capable of switching between homogeneous charge compression ignition (hereinafter sometimes referred to as HCCI) combustion and spark ignition (hereinafter sometimes referred to as SI) combustion. The present invention relates to a control device for controlling an internal combustion engine.
走行用駆動源として内燃機関を備えるエンジン自動車において、ガソリン等の燃料と空気との混合気を点火プラグによって着火して燃焼させるSI燃焼と、点火プラグを用いず、混合気を圧縮することで自然着火させて燃焼させるHCCI燃焼とを自動車の走行状態、特に回転数や負荷に応じて切り替えることが検討されている(例、特許文献1,2)。
In an engine vehicle equipped with an internal combustion engine as a drive source for running, SI combustion in which a mixture of fuel such as gasoline and air is ignited by a spark plug and burned, and by compressing the mixture without using a spark plug. Switching between HCCI combustion, which is ignited and burned, according to the running state of the automobile, particularly the number of revolutions and the load, has been studied (eg,
但し、HCCI燃焼が可能な運転領域(以下、HCCI運転域と呼ぶことがある)は、図3に示すように低回転数・低負荷から中回転数・中負荷程度までに限られる。そのため、極低回転数や極低負荷、高回転数や高負荷の運転領域では、SI燃焼に切り替える。 However, the operating range in which HCCI combustion is possible (hereinafter sometimes referred to as the HCCI operating range) is limited to a low engine speed/low load to a medium engine speed/medium load, as shown in FIG. Therefore, in operating regions of extremely low engine speed, extremely low load, high engine speed and high load, the combustion is switched to SI combustion.
特許文献1は、可変バルブタイミング機構によって吸気弁及び排気弁の開閉時期を調整し、SI燃焼からHCCI燃焼に切り替える際には上死点及びその近傍で両弁を閉じる負のオーバーラップ期間を設け(延長し)、HCCI燃焼からSI燃焼に切り替える際には負のオーバーラップを短縮することを開示する。
また、従来、エンジン自動車では、アイドルストップ時や減速走行時等に燃費の向上等の目的で内燃機関への燃料供給を中断し、運転者がアクセルペダルを踏み込むことで燃料供給を開始することがなされている。特許文献2は、燃料カット解除時にHCCI燃焼が可能か否かを判定し、判定結果が肯定であれば、燃料カット解除時からHCCI燃焼を行うことを開示する。
Conventionally, in engine-powered automobiles, the fuel supply to the internal combustion engine is interrupted for the purpose of improving fuel efficiency during idling stop or deceleration, and fuel supply is started by the driver depressing the accelerator pedal. is done.
上述の燃料カットを実施している間は、通常、内燃機関を停止する。その結果、内燃機関の気筒内の温度が低下する。気筒内の温度低下によって、燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰した直後にHCCI運転域に該当する走行状態であっても、圧縮した混合気の温度が自然着火可能な温度まで上昇し難く、HCCI燃焼を実行できない恐れがある。従って、上記の燃料カットからの復帰後にHCCI燃焼を安定して行えることが望まれる。 During the fuel cut described above, the internal combustion engine is normally stopped. As a result, the temperature inside the cylinders of the internal combustion engine decreases. Due to the temperature drop in the cylinder, the temperature of the compressed air-fuel mixture does not easily rise to the temperature at which spontaneous ignition is possible even in a running state corresponding to the HCCI operating range immediately after returning from the fuel cut state to the fuel supply state. , HCCI combustion may not be possible. Therefore, it is desired that HCCI combustion can be stably performed after recovery from the fuel cut.
また、HCCI燃焼とSI燃焼との切替前後で、上述のようにバルブタイミングが大きく異なるため、動弁系の開閉時期を燃焼条件に対応して変更するための時間が長くなり易い。例えば、運転者がアクセルペダルを踏み込み、高回転数や高負荷を要求する状態では、HCCI燃焼からSI燃焼に切り替えることが望まれる。しかし、上述の動弁系の応答遅れ等の影響によって、上述の切替の際にヘビーノックが発生し、騒音及び振動(NV)の悪化を招く。更には内燃機関が破損する恐れがある。 In addition, since the valve timing is significantly different before and after switching between HCCI combustion and SI combustion as described above, it tends to take a long time to change the opening/closing timing of the valve system in accordance with the combustion conditions. For example, in a state in which the driver depresses the accelerator pedal and demands a high engine speed or high load, it is desirable to switch from HCCI combustion to SI combustion. However, due to the effects of the above-described response delay of the valve system, etc., heavy knock occurs during the above-described switching, resulting in deterioration of noise and vibration (NV). Furthermore, the internal combustion engine may be damaged.
そこで、本発明の目的の一つは、燃料カットからの復帰後にHCCIを安定して行える内燃機関の制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, one object of the present invention is to provide a control apparatus for an internal combustion engine that can stably perform HCCI after recovery from a fuel cut.
本発明の一態様に係る内燃機関の制御装置は、
予混合圧縮着火燃焼と、火花点火燃焼とを切り替え可能な内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、シリーズハイブリッド車両に搭載され、
前記制御装置は、
燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰するときに、予混合圧縮着火燃焼が可能か否かを判定するHCCI判定部と、
前記HCCI判定部によって予混合圧縮着火燃焼が可能と判定された場合に、火花点火燃焼を一旦行わせてから予混合圧縮着火燃焼を連続して前記内燃機関に実行させる連続燃焼指令部とを備える。
A control device for an internal combustion engine according to one aspect of the present invention includes:
A control device for an internal combustion engine capable of switching between homogeneous charge compression ignition combustion and spark ignition combustion,
The internal combustion engine is mounted on a series hybrid vehicle,
The control device is
an HCCI determination unit that determines whether or not homogeneous charge compression ignition combustion is possible when returning from a fuel cut state to a fuel supply state;
a continuous combustion command unit that causes the internal combustion engine to perform spark ignition combustion once and then continuously perform homogeneous charge compression ignition combustion when the HCCI determination unit determines that homogeneous charge compression ignition combustion is possible. .
上記の内燃機関の制御装置では、燃料カットから燃料供給への復帰の際にHCCI燃焼が可能な状態にあると判定された場合でも、まずSI燃焼を行う。そのため、燃料カットによって気筒内の温度が低下していても、SI燃焼によって発生した排気ガスによって気筒内の温度を確実に高められる。かつ、上記の内燃機関の制御装置は、SI燃焼を行ってからHCCI燃焼を連続して行うため、気筒内の温度の低下が実質的に起こらず、高温状態を維持し易い。従って、上記の内燃機関の制御装置によれば、燃料カットからの復帰後に、気筒内の温度を、混合気を圧縮すれば自然着火が可能な温度にし易く、HCCI燃焼を安定して行える。 In the control apparatus for the internal combustion engine described above, SI combustion is performed first even if it is determined that HCCI combustion is possible at the time of resuming fuel supply from fuel cut. Therefore, even if the temperature inside the cylinder is lowered due to the fuel cut, the temperature inside the cylinder can be reliably raised by the exhaust gas generated by the SI combustion. In addition, since the control apparatus for an internal combustion engine described above performs HCCI combustion continuously after performing SI combustion, the temperature in the cylinder does not substantially decrease, and a high temperature state can be easily maintained. Therefore, according to the above control device for an internal combustion engine, after returning from a fuel cut, it is easy to set the temperature in the cylinder to a temperature at which spontaneous ignition is possible by compressing the air-fuel mixture, and HCCI combustion can be stably performed.
特に、上記の内燃機関の制御装置は、内燃機関を車両の走行用駆動源に用いず、発電のみに用いるシリーズハイブリッド車両(以下、S-HV車両と呼ぶことがある)に搭載される。そのため、内燃機関の動作状態が車両の走行状態に与える影響を非常に小さくし易い。例えばHCCI燃焼とSI燃焼との切替時等で、運転者に、走行状態に関して違和感を与え難い。ドライバビリティにも優れるといえる。 In particular, the internal combustion engine control device described above is installed in a series hybrid vehicle (hereinafter sometimes referred to as an S-HV vehicle) that uses the internal combustion engine only for power generation, not as a drive source for running the vehicle. Therefore, it is easy to greatly reduce the influence of the operating state of the internal combustion engine on the running state of the vehicle. For example, when switching between HCCI combustion and SI combustion, it is difficult for the driver to feel uncomfortable about the driving state. It can be said that it is also excellent in drivability.
例えば、上述の燃料カットから燃料供給への復帰の際におけるSI燃焼の動作条件を、HCCI運転域を満たさない低回転数や低負荷から高回転数や高負荷の条件に段階的に変化させれば(詳細は後述)、ノッキングを防止できる。そのため、ノッキングによる不快感を運転者に与え難い。また、ノッキングによる内燃機関の破損を防ぐことができる。更に、内燃機関が比較的低回転数や低負荷で動作していても、車両の走行状態は、運転者の要望に沿った状態、つまりアクセルペダルの踏み込んで燃料カットを復帰させ、高回転数や高負荷を望む状態に対応している。これらの点からも、ドライバビリティに優れる。 For example, the operating conditions of SI combustion at the time of returning to fuel supply from the above-described fuel cut are changed stepwise from low rotation speed and low load conditions that do not satisfy the HCCI operating range to high rotation speed and high load conditions. (details will be described later), knocking can be prevented. Therefore, it is difficult for the driver to feel uncomfortable due to knocking. Also, damage to the internal combustion engine due to knocking can be prevented. Furthermore, even if the internal combustion engine is operating at a relatively low rpm and low load, the running condition of the vehicle will remain in line with the driver's wishes, i. It corresponds to the state where high load is desired. Also from these points, it is excellent in drivability.
更に、例えば、運転状態に応じてHCCI燃焼からSI燃焼に切り替える際に燃料カットを行う構成(詳細は後述)とすればヘビーノックを回避できつつ、燃料カットによるトルクの低下があっても、S-HV車両であるため運転者に失速感等の違和感を実質的に与えない。この点からも、ドライバビリティに優れる。 Furthermore, for example, if a fuel cut is performed when switching from HCCI combustion to SI combustion according to the operating state (details will be described later), heavy knock can be avoided, and even if there is a decrease in torque due to fuel cut, S -Because it is an HV vehicle, it does not substantially give the driver a sense of discomfort such as a feeling of stalling. Also from this point, it is excellent in drivability.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図中、同一符号は同一名称物を示す。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the figure, the same reference numerals denote the same name.
[実施形態1]
(制御装置の概略)
実施形態1の内燃機関の制御装置1は、車両10に搭載される内燃機関2を制御するものである。内燃機関2は、予混合圧縮着火(HCCI)燃焼と、火花点火(SI)燃焼とを切り替え可能なものである。
[Embodiment 1]
(Overview of control device)
An internal combustion
内燃機関2は、詳細な図示は省略するが、一つ以上の気筒20と、気筒20の一端側に設けられる燃焼室を開閉する吸気弁及び排気弁や吸気路及び排気路を主体とする吸気系及び排気系と、燃焼室内でガソリン等の燃料と空気との混合気に点火する点火プラグと、吸気弁及び排気弁をそれぞれ独立して開閉時期やリフト量等を調整する可変バルブタイミング機構と、燃焼室又は吸気路に燃料を噴射する燃料噴射装置とを備える。
Although not shown in detail, the
内燃機関の制御装置1は、車両10に備えられる各種のセンサ類100からの情報等によって、HCCI燃焼が可能な運転領域(HCCI運転域)かSI燃焼が可能な運転域(以下、SI運転域と呼ぶ)かを検出し、検出結果に基づいてHCCI燃焼とSI燃焼とを切り替え可能に構成される。上記運転領域は、基本的には、エンジン回転数(例、回転数センサからの情報)と負荷(例、吸気圧センサからの吸気管内の圧力情報)とによって予め設定する。また、エンジン回転数及び負荷に対して、図3に示すようにHCCI運転域及びSI運転域を設定すると共に、各運転領域に対応して、吸気弁及び排気弁のそれぞれの開閉時期やリフト量、点火プラグによる点火時期、燃料噴射装置による燃料噴射時期等の燃焼動作条件を設定する。例えば、HCCI運転域では、上死点及びその近傍において負のオーバーラップ期間(排気弁及び吸気弁が上死点及びその近傍で閉じた期間。排気弁を上死点よりも早く閉じると共に排気弁を閉じた状態で吸気弁を上死点よりも後に開く)を設けるように両弁の開閉時期等を設定する。負のオーバーラップ期間の設定により、気筒内の温度低下を低減して、HCCI燃焼を良好に行い易い。SI運転域では、上記とは逆に排気弁を遅く閉じると共に排気弁を開いた状態で吸気弁を早く開くように両弁の開閉時期等を設定する。
The
内燃機関の制御装置1は、上述の設定情報に基づいて、可変バルブタイミング機構に吸気弁及び排気弁の開閉時期やリフト量等を調整させたり、点火プラグに点火時期を調整させたり、燃料噴射装置の燃料噴射時期を調整させたりするように構成される。本例の制御装置1は、センサ類100からのエンジン回転数情報と負荷情報とに基づいて運転領域を検出する運転領域検出部11と、検出した運転領域がHCCI燃焼可能な運転領域か否かを判定するHCCI判定部12と、判定部12の判定結果に基づいて、各運転領域に応じて予め設定される所定の燃焼動作条件を選択して、内燃機関2の各構成要素(例、可変バルブタイミング機構、点火プラグ、燃料噴射装置等)に選択した条件を実行させる条件調整指令部13とを備える。制御装置1には、中央処理装置と共に、予め設定した各種の情報(上述の燃焼動作条件を含む)等を記憶する記憶装置18、適宜な演算を行う演算装置、入力インターフェース及び出力インターフェース等(いずれも図示せず)を備える適宜なシステムを利用できる。制御装置1の基本的構成は、HCCI燃焼とSI燃焼とを切り替え可能な内燃機関の制御を行う公知の構成を参照できる(例、特許文献1)。
Based on the above-described setting information, the
(車両)
特に、内燃機関2及びその制御装置1が備えられる車両10は、シリーズハイブリッド自動車(S-HV車両10)である。S-HV車両10は、内燃機関2を車両の走行用駆動源に用いず発電のみに用い、走行用駆動源として電気モータ3を備える。詳しくは、S-HV車両10は、ガソリン等の燃料を燃焼することで発電用動力を発生する内燃機関2と、内燃機関2の発生動力によって発電を行う発電機4と、発電機4からの発電電力を充電すると共に電気モータ3に放電する蓄電池5と、蓄電池5等からの電力により駆動する電気モータ3と、電気モータ3によって回転する車輪6とを備える。発電機4と蓄電池5との間にはインバータ装置7が備えられ、電気モータ3や蓄電池5の仕様に応じて、直流電力と交流電力とを適宜変換する。電気モータ3の出力は、変速機8及び差動装置9を介して車輪6に伝えられる。図1では車輪6として、前輪又は後輪のみ図示する。
(vehicle)
In particular, the
(制御装置の詳細)
本例の内燃機関の制御装置1は、基本的にはいわゆるアクセル連動型の制御を行う。アクセル連動型の制御では、通常、S-HV車両10の運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合、即ちパワー(エンジン回転数やトルク)が要求されている場合には内燃機関2に燃料供給を行い、アクセルペダルを戻した場合、即ちS-HV車両10の減速又は停止が要求されている場合には内燃機関2への燃料供給を停止する(燃料カットする)。アクセル連動型の制御がなされるS-HV車両10では、基本的にはアクセルペダルの操作状態と内燃機関2の始動・停止状態とが連動する。そのため、運転者は、S-HV車両10を従来のエンジン自動車と同様な感覚で運転できる点でドライバビリティに優れる。
(Details of control device)
The
実施形態1の内燃機関の制御装置1は、アクセル連動型の制御を行うと共に、HCCI燃焼とSI燃焼との切替を行う。例えば、制御装置1は、運転者がアクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻すと燃料カットの状態とし、運転者が再びアクセルペダルを踏み込むことで、燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰するように内燃機関2を制御する。また、制御装置1は、燃料カットの状態か否かを判定する燃料カット判定部14を備え、燃料カットの状態では内燃機関2を停止させ、燃料供給の状態ではHCCI燃焼又はSI燃焼を行うように内燃機関2を制御する。
The
本例の燃料カット判定部14は、アクセルペダルの踏込量等の情報に基づいて、燃料カットの状態か否かの判定と、燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰するときか否かの判定を行う構成である。例えば、上記踏込量が無ければ(ゼロであれば)又は所定量以下であれば、燃料カットの状態と判定するように燃料カット判定部14を構成することが挙げられる。また、例えば、上記踏込量について現在の値と直前の値とを比較する等して、上記踏込量がゼロ又は所定値以下の状態から所定値を超える状態となったときを燃料供給の状態に復帰するときと判定するように燃料カット判定部14を構成することが挙げられる。
The fuel cut
実施形態1の内燃機関の制御装置1は、上述の燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰するときに、HCCI判定部12によってHCCI燃焼が可能か否かを判定し、HCCI判定部12によってHCCI燃焼が可能と判定された場合に、SI燃焼を一旦行わせてから連続してHCCI燃焼を内燃機関2に実行させる連続燃焼指令部15を備える。このような制御装置1は、燃料カットからの復帰直後であっても内燃機関2がHCCI燃焼を行い易い環境を適切に形成できる。
The
本例の内燃機関の制御装置1は、上述の燃料カットからの復帰の際におけるSI燃焼の動作条件を、HCCI運転域を満たさない低回転数及び低負荷の少なくとも一方の項目を選択し、選択した項目の値を段階的に高くするという条件とする。例えば、制御装置1は、回転数を段階的に高くしたり、吸気管の圧力を段階的に高くするように、内燃機関2を制御することが挙げられる。段階的に変化させる値(回転数や上記圧力)は、例えば図3に示すグラフにおいて二点鎖線のハッチングを付した領域から選択するように予め設定して記憶装置18に保存しておくことが挙げられる。このような制御装置1は、SI燃焼の動作条件と、HCCI判定部12の判定結果に対応したHCCI運転域の動作条件とにおいて可変バルブタイミング等に差がある場合でも、ノッキングを防止し易い。
The
更に、本例の内燃機関の制御装置1は、HCCI判定部12の判定結果に基づいてHCCI燃焼からSI燃焼に切り替えるときに燃料供給を一時的に停止させる燃料停止指令部16と、吸気弁及び排気弁の燃焼動作条件を上記判定結果に対応した条件に変更させる条件調整指令部13と、燃焼動作条件の変更完了後に燃料供給を開始させる供給開始指令部17とを備える。このような制御装置1は、HCCI燃焼からSI燃焼への切替時にヘビーノッキングを回避できる上に、燃料カットによるトルクの低下があっても、S-HV車両10の運転者に失速感等の違和感を実質的に与えることが無い。この燃料カットを伴う切替過程は、アクセル連動型の制御を一時的に解除して行うことが挙げられる。
Furthermore, the
(制御手順)
以下、図2を参照して、実施形態の内燃機関の制御装置1による具体的な制御手順を説明する。
(Control procedure)
A specific control procedure by the
〈基本制御〉
内燃機関の制御装置1では、まず、運転領域検出部11が各種のセンサ類100からの情報(ここでは特にエンジン回転数情報と負荷情報)に基づき、予め設定して記憶装置18に保存しているマップを参照して、運転領域を検出する(ステップS1)。運転領域検出部11からの検出結果に基づいて、HCCI判定部12は、検出した運転領域がHCCI運転域か否かを判定する(ステップS2)。HCCI判定部12の判定結果が肯定であり(Y判定)、HCCI燃焼が可能であれば、条件調整指令部13は、検出した運転領域に対応した燃焼動作条件(HCCI条件)を記憶手段から呼び出し、呼び出した条件に沿って運転するように、内燃機関2の各構成要素に指令を出す(ステップS3)。HCCI判定部12の判定結果が否定であり(N判定)、HCCI燃焼が可能でなければSI燃焼を行う。そのため、条件調整指令部13は、検出した運転領域に対応した燃焼動作条件(SI条件)を記憶手段から呼び出し、呼び出した条件に沿って運転するように、内燃機関2の各構成要素に指令を出す(ステップS4)。代表的には、この基本制御に以下の制御を含む処理を所定の間隔で繰り返し行うように制御装置1を構成する。また、HCCI判定部12の判定結果に応じて、HCCI燃焼とSI燃焼との切り替えを内燃機関2に行わせるように制御装置1を構成する。
<Basic control>
In the
〈燃料カット時の制御〉
S-HV車両10の運転者がアクセルペダルを戻すことで燃料カットの状態となり、再びアクセルペダルを踏み込むことで燃料カットから燃料供給の状態に復帰するときには、上述の基本制御に加えて、内燃機関の制御装置1は以下の制御を行う。
<Control during fuel cut>
When the driver of the S-
内燃機関の制御装置1では、燃料カット判定部14がアクセルペダルの踏込量等の情報に基づき、燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰するときか否かを判定する(ステップS21、第一の判定)。第一の判定結果が否定であれば(N判定)、燃料カット判定部14は、上述の踏込量等の情報に基づき、燃料カットの状態か否かを判定する(ステップS22、第二の判定)。第二の判定結果が肯定であれば(Y判定)、燃料供給がなされていないため、制御装置1は内燃機関2に停止指令を出す。第二の判定結果が否定であれば(N判定)、燃料供給がなされているため、制御装置1は上述のステップS1以降の処理を行って、内燃機関2にHCCI燃焼又はSI燃焼を行わせる。
In the
一方、上述の第一の判定結果が肯定であれば(Y判定)、燃料供給がなされているため、制御装置1は上述のステップS1以降の処理を行って、内燃機関2にHCCI燃焼又はSI燃焼を行わせる。但し、この場合は、燃料カットから燃料供給に復帰した直後と考えられ、気筒20内の温度低下が懸念される。そこで、燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰する際には、HCCI判定部12は、ステップS1で検出した運転領域がHCCI運転域と判定された場合(ステップS2でY判定)、連続燃焼指令部15は、SI燃焼を一旦行わせると共に、SI燃焼からHCCI燃焼を連続して内燃機関2に行わせる。
On the other hand, if the above-mentioned first determination result is affirmative (Y determination), fuel is being supplied. Let it burn. However, in this case, it is considered that the fuel supply is immediately after the fuel supply is resumed, and there is a concern that the temperature inside the
本例では、燃料供給の復帰時のSI燃焼の動作条件を、上述のようにHCCI運転域を満たさず、HCCI運転域のエンジン回転数や負荷よりも低い値を選択して段階的に高い値に変更するように、連続燃焼指令部15は内燃機関2に指令を出す。また、記憶装置18から呼び出したSI燃焼の動作条件に基づいて、内燃機関2にSI燃焼を行わせた後、運転領域検出部11が検出した運転領域に対応した燃焼動作条件でHCCI燃焼を内燃機関2に行わせるように制御装置1(連続燃焼指令部15)を構成することが挙げられる。
In this example, the operating conditions for SI combustion at the time of resumption of fuel supply are set to values that do not satisfy the HCCI operating range as described above and are lower than the engine speed and load in the HCCI operating range. The continuous
〈HCCI⇒SIへの切替制御〉
本例の内燃機関の制御装置1では、HCCI運転域か否かの判定結果から(ステップS2)、HCCI燃焼を継続できず、HCCI燃焼からSI燃焼に切り替えるときに、燃料停止指令部16が燃料噴射装置に燃料供給を停止させる指令を出す(ステップS41)。つまり、一時的に燃料カットの状態とする。この燃料カット中に、条件調整指令部13は、吸気弁及び排気弁の開閉時期やリフト量等の燃焼動作条件を検出した運転領域に対応した条件に変更するように可変バルブタイミング機構に指令を出す。点火時期も検出した運転領域に対応した条件に変更する場合には、条件調整指令部13は点火時期を検出した運転領域に対応した条件に変更するように点火プラグに指令を出す。燃焼動作条件の変更完了後、供給開始指令部17が燃料噴射装置に燃料供給を開始させる指令を出す(ステップS42)。以降、制御装置1は、次にSI燃焼からHCCI燃焼に切り替えるまで、SI燃焼を実行するように内燃機関2を制御する。
<Switching control from HCCI to SI>
In the
燃焼動作条件の変更完了までの時間はある程度予想できるため、上述の燃料カット時間を予め設定しておき、設定した時間が経過したら、燃焼動作条件の変更が完了したとして、燃料供給を開始するように制御装置1を構成することが挙げられる。例えば、燃料カット時間は、3サイクル程度以下が挙げられる。この場合、比較的簡素な構成とすることができる。又は、燃料動作条件の変更が完了したか否かを判定する動作完了判定部(図示せず)を備えると共に、この判定結果に基づいて燃料供給を開始するように制御装置1を構成することもできる。
Since the time until the change of the combustion operation condition is completed can be predicted to some extent, the above-mentioned fuel cut time is set in advance, and when the set time elapses, it is assumed that the change of the combustion operation condition is completed, and fuel supply is started. The
(主要な作用・効果)
実施形態1の内燃機関の制御装置1では、燃料カットから燃料供給への復帰の際にHCCI燃焼が可能な状態であってもまずSI燃焼を行い、その後にHCCI燃焼を行うように内燃機関2を制御する。そのため、燃料カットによって気筒20内の温度が低下していても、SI燃焼を行うことで排気ガスによって気筒20を確実に昇温できる。また、SI燃焼とHCCI燃焼との間で燃料カットを行わずに連続燃焼とするため、気筒20内の温度低下を低減して、高温状態を維持し易い。このような内燃機関の制御装置1によれば、燃料カットからの復帰後に、気筒20内の温度を、混合気を圧縮すれば自然着火が可能な温度にし易く、HCCI燃焼を安定して行える。
(main actions and effects)
In the
特に、実施形態1の内燃機関の制御装置1は、S-HV車両10に備えられるため、内燃機関2の動作状態がS-HV車両10の走行状態に与える影響を非常に小さくし易い。例えばHCCI燃焼とSI燃焼との切替時等で、運転者に、走行状態に関して違和感を与え難く、ドライバビリティにも優れる。
In particular, since the
本例の内燃機関の制御装置1は、上述の燃料カットから燃料供給への復帰の際におけるSI燃焼の動作条件をHCCI運転域よりも低い条件から高い条件に段階的に変化させる構成であるため、ノッキングを防止できる。従って、ノッキングによる不快感を運転者に与え難い。また、ノッキングによる内燃機関2の破損を防ぐことができる。更に、内燃機関2が比較的低回転数や低負荷で動作していても、S-HV車両10の走行状態は、電気モータ3によって、運転者の要望に沿った状態、代表的にはアクセルペダルを踏み込んで燃料カットを復帰させると共に高回転数や高負荷を望む状態に対応している。これらの点からも、ドライバビリティに優れる。
Since the
また、本例の内燃機関の制御装置1は、HCCI燃焼からSI燃焼への切替時に燃料カットを行う構成であるためヘビーノックを回避できる上に、燃料カットによるトルクの低下に伴う失速感等をS-HV車両10の運転者に与え難く、ドライバビリティにも優れる。
In addition, since the
本発明は、上述の実施形態1の構成に限定されず、適宜な変更が可能である。
例えば、上述の〈HCCI⇒SIへの切替制御〉に関する構成を省略することが挙げられる。
The present invention is not limited to the configuration of the first embodiment described above, and appropriate modifications are possible.
For example, the configuration related to <control of switching from HCCI to SI> described above may be omitted.
1 内燃機関の制御装置
11 運転領域検出部、12 HCCI判定部、13 条件調整指令部、
14 燃料カット判定部、15 連続燃焼指令部、16 燃料停止指令部
17 供給開始指令部、18 記憶装置
2 内燃機関、3 電気モータ、4 発電機、5 蓄電池、6 車輪、
7 インバータ装置、8 変速機、9 差動装置、10 S-HV車両
20 気筒、100 センサ類
1 Control Device for
14 fuel cut
7 inverter device, 8 transmission, 9 differential device, 10 S-
Claims (1)
前記内燃機関は、アクセル連動型制御を行うシリーズハイブリッド車両に搭載され、
前記制御装置は、
燃料カットの状態から燃料供給の状態に復帰するときに、前記予混合圧縮着火燃焼が可能か否かを判定するHCCI判定部と、
前記HCCI判定部によって前記予混合圧縮着火燃焼が可能と判定された場合に、前記火花点火燃焼を一旦行わせてから前記予混合圧縮着火燃焼を連続して前記内燃機関に実行させる連続燃焼指令部とを備え、
前記連続燃焼指令部は、
前記火花点火燃焼を、前記予混合圧縮着火燃焼が可能なHCCI運転域のエンジン回転数及び負荷よりも低い値を選択して段階的に高い値に変更するような燃焼動作条件で行わせ、
前記予混合圧縮着火燃焼を、前記HCCI運転域に対応した燃焼動作条件で行わせ、
さらに、前記HCCI判定部によって前記予混合圧縮着火燃焼が不能と判定された場合に、前記予混合圧縮着火燃焼から前記火花点火燃焼に切り替えるときに、燃料噴射装置への燃料供給を一時的に停止させる燃料停止指令部と、
前記燃料停止指令部により燃料供給が停止されている間に、前記火花点火燃焼に適した燃焼動作条件に変更を行う条件調整指令部と、
前記燃焼動作条件の変更完了後、前記燃料噴射装置に燃料供給を開始させる供給開始指令部とを備える、
内燃機関の制御装置。 A control device for an internal combustion engine capable of switching between homogeneous charge compression ignition combustion and spark ignition combustion,
The internal combustion engine is mounted in a series hybrid vehicle that performs accelerator-linked control,
The control device is
an HCCI determination unit that determines whether or not the homogeneous charge compression ignition combustion is possible when returning from a fuel cut state to a fuel supply state;
When the HCCI determination unit determines that the homogeneous charge compression ignition combustion is possible, the continuous combustion command unit causes the internal combustion engine to perform the spark ignition combustion once and then the homogeneous charge compression ignition combustion continuously. and
The continuous combustion command unit,
The spark ignition combustion is performed under combustion operating conditions such that values lower than the engine speed and load in the HCCI operating region in which the homogeneous charge compression ignition combustion is possible are selected and changed stepwise to higher values,
performing the homogeneous charge compression ignition combustion under combustion operating conditions corresponding to the HCCI operating region;
Furthermore, when the HCCI determination unit determines that the homogeneous charge compression ignition combustion is not possible, the fuel supply to the fuel injection device is temporarily stopped when switching from the homogeneous charge compression ignition combustion to the spark ignition combustion. a fuel stop command unit that causes
a condition adjustment command unit that changes combustion operating conditions suitable for the spark ignition combustion while the fuel supply is stopped by the fuel stop command unit;
a supply start command unit for starting fuel supply to the fuel injection device after completion of changing the combustion operating condition;
A control device for an internal combustion engine.
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