(57)【要約】【課題】エンジンでプレイグニッションが発生してその気筒の燃料カットを行なうときにエンジンのトルク脈動が大きくなるのを抑制する。【解決手段】エンジンでプレイグニッションが発生しているときには（Ｓ１１０）、プレイグニッションが発生している発生気筒およびその発生気筒と、燃焼順において対向する対向気筒と、の燃料カットを一時的に行なう（Ｓ１２０）。これにより、発生気筒でのプレイグニッションの再発生を抑制すると共に発生気筒への燃料カット時にエンジンのトルク脈動が大きくなるのを抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数気筒のエンジンを制御するエンジンの制御装置であって、
前記エンジンでプレイグニッションが発生しているときには、該プレイグニッションが発生している発生気筒と、該発生気筒と燃焼順において対向する対向気筒と、の燃料カットを一時的に行なう、
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、詳しくは、複数気筒のエンジンを制御するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエンジンの制御装置としては、エンジンでプレイグニッション（過早着火）が発生しているときに、プレイグニッションが発生している気筒の燃料カットを一時的に行なって、その気筒のデポジットを除去するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２２０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のエンジンの制御装置では、プレイグニッションが発生している気筒のみの燃料カットを行なうから、その燃料カットによってエンジンのトルク脈動が大きくなることがあった。エンジンのトルク脈動が大きくなると、エンジンの出力軸に連結されたギヤなどの機械的機構で歯打ち音を生じる可能があることから、これを抑制するのが好ましい。
【０００５】
本発明のエンジンの制御装置は、エンジンでプレイグニッションが発生してその気筒の燃料カットを行なうときにエンジンのトルク脈動が大きくなるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンジンの制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のエンジンの制御装置は、
複数気筒のエンジンを制御するエンジンの制御装置であって、
前記エンジンでプレイグニッションが発生しているときには、該プレイグニッションが発生している発生気筒と、該発生気筒と燃焼順において対向する対向気筒と、の燃料カットを一時的に行なう、
ことを特徴とする。
【０００８】
この本発明のエンジンの制御装置では、エンジンでプレイグニッションが発生しているときには、プレイグニッションが発生している発生気筒と、その発生気筒と燃焼順において対向する対向気筒と、の燃料カットを一時的に行なう。ここで、「対向気筒」は、エンジンが吸気，圧縮，膨張，排気の４行程をクランクシャフトの７２０度回転で行なう場合に各行程が発生気筒と略３６０度ズレる気筒であり、例えば、４気筒のエンジンの場合、発生気筒が燃焼順（点火順）の１番気筒のときには３番気筒が相当し、２番気筒のときには４番気筒が相当する。本発明のエンジンの制御装置では、発生気筒の燃料カットを行なうことにより、デポジットが凝縮して排気系に飛ばされるようにして、その後のプレイグニッションの再発生を抑制することができる。そして、発生気筒および対向気筒の燃料カットを行なうことにより、発生気筒だけの燃料カットを行なうものに比して、発生気筒への燃料カット時のエンジンのトルク脈動を抑制することができ、エンジンの出力軸に連結された機械的機構での歯打ち音の発生などを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のエンジンＥＣＵ２４により繰り返し実行される燃料カット判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】気筒♯１，♯３，♯４，♯２の順に燃焼する場合の各気筒の各行程（吸気，圧縮，膨張，排気）の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、液化石油ガス（ＬＰＧ：liquefied petroleum gas）を燃料として動力を出力する４気筒のエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子（回転軸）が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。なお、エンジン２２は、液化石油ガス以外、例えば、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジンを用いるものとしてもよい。
【００１２】
エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２のクランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１３】
モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力されている。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００１４】
バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、図示しない電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。
【００１５】
ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信可能に接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００１６】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）やエンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）で走行する。
【００１７】
ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００１８】
ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の目標充放電電力としての充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標動作点としての目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるようエンジン２２の制御（スロットルバルブの開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御，点火プラグの点火時期を制御する点火制御など）を行なう。なお、エンジン２２は、全ての気筒に燃料が供給されている（燃料噴射を行なっている）ときには、目標トルクＴｅ＊（要求パワーＰｅ＊）に相当するトルク（パワー）を出力し、一部の気筒の燃料カットを行なっているときには、その分だけ、目標トルクＴｅ＊（要求パワーＰｅ＊）より小さなトルク（パワー）を出力する。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００１９】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジン２２のプレイグニッションを検出したときの動作について説明する。図２は、実施例のエンジンＥＣＵ２４により繰り返し実行される燃料カット判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００２０】
燃料カット判定ルーチンが実行されると、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２でプレイグニッションが発生しているか否かを判定するプレイグニッションフラグＦｐｉを入力する（ステップＳ１００）。ここで、プレイグニッションフラグＦｐｉは、エンジン２２でプレイグニッションが発生していないときには値０が設定され、プレイグニッションが発生しているときには値１が設定されたものを読み込んで入力するものとした。なお、エンジン２２でプレイグニッションが発生しているか否かは、例えば、各気筒の点火プラグの電極間に発生するイオン電流を検出して用いることによって判定することができる。なお、実施例では、液化石油ガス（ＬＰＧ）を燃料とするエンジン２２を備えることから、エンジン２２の燃焼室内にデポジット（燃焼生成物）が付着して堆積しやすく、このデポジットに無機質成分が多いために、プレイグニッション（過早着火）が発生しやすい。
【００２１】
こうしてプレイグニッションフラグＦｐｉを入力すると、その値を調べて（ステップＳ１１０）、プレイグニッションフラグＦｐｉが値０のときには、そのまま本ルーチンを終了する。この場合、エンジン２２の全ての気筒の燃料噴射を行なう。
【００２２】
一方、プレイグニッションフラグＦｐｉが値１のときには、プレイグニッションが発生している気筒である発生気筒と、その発生気筒と燃焼順において対向する対向気筒と、の燃料カットを行なうと判定して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。ここで、「対向気筒」は、エンジン２２が吸気，圧縮，膨張，排気の４行程を７２０度で行なう場合に、各行程が発生気筒と略３６０度ズレる気筒である。実施例では、４気筒のエンジン２２を考えているから、気筒♯１，♯３，♯４，♯２の順に燃焼する場合において、気筒♯４でプレイグニッションが発生したときには、発生気筒♯４と対向気筒♯１との燃料カットを所定時間Ｔ１（例えば８秒や１０秒，１２秒など）に亘って行なうことになる。
【００２３】
図３は、気筒♯１，♯３，♯４，♯２の順に燃焼する場合の各気筒の各行程（吸気，圧縮，膨張，排気）の様子を示す説明図である。図３（ａ）はエンジン２２でプレイグニッションが発生していない通常時の様子を示し、図３（ｂ）は気筒♯４でプレイグニッションが発生して発生気筒（気筒♯４）および対向気筒（気筒♯１）の燃料カットを行なっている実施例の様子を示し、図３（ｃ）は気筒♯４でプレイグニッションが発生して発生気筒（気筒♯４）のみの燃料カットを行なっている比較例の様子を示す。図３（ａ）〜（ｃ）における黒丸は、各気筒の燃焼状態となるタイミングを示し、白丸は、燃料供給が行なわれていれば燃焼状態となっているはずのタイミング（実際には燃料カットのために燃焼していない）を示す。プレイグニッションが継続すると、デポジットが吸気バルブや排気バルブなどに噛み込んで損傷を与える懸念がある。これに対して、実施例や比較例では、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、発生気筒（気筒♯４）の燃料カットを行なうことにより、デポジットが凝縮して排気系に飛ばされるようにして、その後の発生気筒でのプレイグニッションの再発生を抑制することができる。上述の所定時間Ｔ１は、発生気筒の燃焼室内のデポジットが排気系に飛ばされるまでに要する時間などを用いることができる。ところで、比較例では、図３（ｃ）に示すように、発生気筒（気筒♯４）のみの燃料カットを行なうため、エンジン２２のトルク脈動が大きくなり、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたプラネタリギヤ３０などで歯打ち音を生じて乗り心地を悪化させる懸念がある。これに対して、実施例では、図３（ｂ）に示すように、発生気筒（気筒♯４）および対向気筒（気筒♯１）の燃料カットを行なうことにより、半分の気筒数（２気筒）のエンジンと同様の燃焼間隔とする（いわゆる半気筒運転状態とする）ことができ、エンジン２２のトルク脈動を抑制することができる。この結果、プラネタリギヤ３０などでの歯打ち音の発生を抑制することができ、乗り心地の悪化を抑制することができる。
【００２４】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジンＥＣＵ２４によれば、エンジン２２でプレイグニッションが発生しているときには、プレイグニッションが発生している発生気筒と、その発生気筒と燃焼順において対向する対向気筒と、の燃料カットを行なうことにより、発生気筒でのプレイグニッションの再発生を抑制すると共に発生気筒への燃料カット時にエンジン２２のトルク脈動が大きくなるのを抑制することができる。
【００２５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２は、４気筒としたが、６気筒や８気筒などとするものとしてもよい。
【００２６】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０に搭載されたエンジンの制御装置（エンジンＥＣＵ２４）の形態として説明したが、ハイブリッド自動車２０以外のハイブリッド自動車（例えば、１モータハイブリッド自動車やシリーズハイブリッド自動車など）やエンジンからの動力だけを用いて走行する自動車に搭載されたエンジンの制御装置の形態としてもよいし、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に搭載されたエンジンの制御装置の形態としてもよいし、建設設備などの移動しない設備に組み込まれたエンジンの制御装置の形態としてもよい。
【００２７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「エンジンの制御装置」に相当する。
【００２８】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００２９】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、エンジンの制御装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  駆動輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、５０  バッテリ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、７０  ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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