(57)【要約】【課題】車輌用多気筒内燃機関の通常運転と減筒運転の間の切換を機関運転上安定して行なわせることができる機関運転制御装置を提供する。【解決手段】車輌用多気筒内燃機関の気筒の一部を非作動とする減筒運転を選択的に行なうに当って、通常運転より減筒運転への切換中または減筒運転より通常運転への切換中には、それが完了するまでスロットル開度、点火時期、可変タイミングバルブの開閉タイミング等を変えない定常運転とする。【選択図】図２
2005140033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒の一部気筒を非作動とする減筒運転を選択的に行なう車輌用多気筒内燃機関の運転制御装置にして、通常運転より減筒運転への切換中にはそれが完了するまで機関を定常運転とすることを特徴とする機関運転制御装置。
【請求項２】
多気筒の一部気筒を非作動とする減筒運転を選択的に行なう車輌用多気筒内燃機関の運転制御装置にして、減筒運転より通常運転への切換中にはそれが完了するまで機関を定常運転とすることを特徴とする機関運転制御装置。
【請求項３】
前記定常運転は、スロットル開度、点火時期と、可変タイミングバルブの開閉タイミング、バルブリフト量、バルブ作用角、空燃比、機関回転数、圧縮比、可変マウント定数、可変吸気システムのいずれかを変えないことを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の機関運転制御装置。
【請求項４】
車輌は電動機を備えたハイブリッド車であり、前記運転切換中には機関に対し要求される駆動トルクと機関が出力する駆動トルクの差を前記電動機により補償することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の機関運転制御装置。
【請求項５】
前記運転切換の完了を機関出力トルクにより検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の機関運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌用多気筒内燃機関の機関運転制御装置に係り、特に多気筒の一部気筒を非作動とする減筒運転を選択的に行なう車輌用多気筒内燃機関を減筒なしの通常運転と減筒運転との間に切換える際の制御に係る。
【背景技術】
【０００２】
車輌用内燃機関の負荷は車輌の運転状況に応じて随時大きく変化し、高負荷時に十分な機関出力を得ることができるよう設計された内燃機関が低負荷運転されるときには、機関の燃費が悪化することに対処し、低負荷運転時には複数の気筒のうちの一部の気筒を選択的に非作動とする減筒運転（または休筒運転）を行うことが知られている。かかる減筒運転を行う場合、通常運転と減筒運転の間の切換時に機関出力トルクに変動が生ずることに対処して、ハイブリット車に於いては電動機が設けられていることから、それを用いてトルク変動を均すことが下記の特許文献１および２に記載されており、更に、かかる運転切換時のモータアシストに関し、減筒運転から通常運転への復帰時のモータアシストはスロットル開度が所定値以上のときのみを行うようにすることが下記の特許文献３に記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３５０９９５
【特許文献２】特開平１１−１８２２７５
【特許文献３】特開２００２−２４７７０８
【０００３】
また、下記の特許文献４には、運転切換時に生ずるトルク変動を点火時期の遅角やアイドルアップにより吸収することが記載されており、下記の特許文献５には、減筒運転時に通常運転時と同等の機関出力トルクを発生させるよう、１気筒当たりの目標空気量を算出してスロットル開度を制御することが記載されており、下記の特許文献６には、減筒運転への切換時にスロットル開度を大きくし、点火時期を遅角することにより機関出力トルクの低下を防止することが記載されている。
【特許文献４】特開平６−１９３４７８
【特許文献５】特開２００２−３０９９７７
【特許文献６】特開平５−３３２１７２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、車輌用多気筒内燃機関の通常運転と減筒運転の間の切換を、機関運転の上から、安定して行なわせ、更にはその間の機関出力トルクの変動をよりよく抑制することができるよう、改良された機関運転制御装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、多気筒の一部気筒を非作動とする減筒運転を選択的に行なう車輌用多気筒内燃機関の運転制御装置にして、通常運転より減筒運転への切換中、または減筒運転より通常運転への切換中には、それが完了するまで機関を定常運転とすることを特徴とする機関運転制御装置を提案するものである。
【０００６】
前記定常運転は、スロットル開度、点火時期と、可変タイミングバルブの開閉タイミング、バルブリフト量、バルブ作用角、空燃比、機関回転数、圧縮比、可変マウント定数、可変吸気システムのいずれかを変えないことを含むものであってよい。
【０００７】
また車輌が電動機を備えたハイブリッド車であるときには、前記運転切換中には機関に対し要求される駆動トルクと機関が出力する駆動トルクの差を前記電動機により補償するようになっていてよい。
【０００８】
前記運転切換の完了は機関出力トルクにより検出するようになっていてよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記の如く、多気筒の一部気筒を非作動とする減筒運転を選択的に行なう車輌用多気筒内燃機関の運転制御装置に於いて、通常運転より減筒運転への切換中、または減筒運転より通常運転への切換中には、それが完了するまで機関を定常運転とすることが行われるようになっていれば、機関の通常運転と減筒運転の間の切換は必ず機関が定常運転されている状態で行われ、従って機関が定常運転できないときには運転の切換は行われないので、通常運転と減筒運転の間の運転の切換を常に安定した機関運転状態を保って行うことができ、運転切換に起因する機関出力トルクの変動を可及的によりよく抑制し、また運転切換に起因する排気ガス性状の悪化を回避することができる。
【００１０】
通常運転と減筒運転の間の切換は１〜２秒で完了するので、その間、スロットル開度、点火時期と、可変タイミングバルブの開閉タイミング、バルブリフト量、バルブ作用角、空燃比、機関回転数、圧縮比、可変マウント定数、可変吸気システム等の少なくとも一つでも変えないことが機関の定常運転に有意義であれば、そうすることにより機関定常運転の下で通常運転と減筒運転の間の切換を完了することができる。また、このことは、喩え１〜２秒といえども、スロットル開度、点火時期と、可変タイミングバルブの開閉タイミング、バルブリフト量、バルブ作用角、空燃比、機関回転数、圧縮比、可変マウント定数、可変吸気システム等の少なくとも一つでも不変に保つことが許されないような車輌の運転状況に於いては、喩え車輌の要求駆動トルクが減筒運転にて十分賄えるような低値にあっても、通常運転から減筒運転への切換は行わない方がよく、そのような制御を行なうことを意味する。
【００１１】
また車輌が電動発電機を備えたハイブリッド車であるときには、運転切換中に機関に対し要求される駆動トルクと機関が出力する駆動トルクの差を電動発電機により補償するようにすれば、機関を定常運転しつつ行なわれる運転切換中の車輪駆動トルクに於ける変動よりよく抑制することができる。
【００１２】
運転切換の完了を機関出力トルクにより検出するようになっていれば、運転切換の完了を的確に把握することができ、機関を定常運転とする制御を的確に実行することができる。尚、以下の実施の形態に示す如く、機関の出力軸が遊星歯車機構により発電機および電動機と差動的に連結され、遊星歯車機構の電動機と連結された軸より車輪が駆動されるようになっているハイブリッド駆動装置では、機関出力トルクは、発電機が受け持つ反力より容易且つ正確に検出される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明による多気筒内燃機関の機関運転制御装置を組み込んだ車輌用ハイブリッド駆動システムの概略構成を示す概略図である。図に於いて、１０が多気筒内燃機関であり、その出力軸（クランク軸）１２は遊星歯車装置１４の３つの回転要素の一つに連結されている。遊星歯車機構１４の他の二つの回転要素の各々には発電機１６と電動機１８が連結されており、遊星歯車装置１４と電動機１８の連結軸上には歯車２０が設けられ、これと噛み合った歯車２２が差動歯車装置２４と車軸２６、２８を経て一対の車輪３０、３２を駆動するようになっている。発電機１６はインバータ３４を経てバッテリ３６を充電するようになっており、電動機１８はバッテリ３６よりインバータ３４を経て供給される電流により駆動されるようになっている。
【００１４】
多気筒内燃機関１０、発電機１６、電動機１８、インバータ３４は、コンピュータを備えた電子式制御装置３８によりその作動を制御されようになっている。多気筒内燃機関１０の運転を通常運転と減筒運転の間に切換制御する本発明による機関運転制御装置の主要部は電子式制御装置３８内にソフトウエア的に組み込まれている。電子式制御装置３８には、内燃機関１０が発する機関運転状態に関する信号、内燃機関１０が遊星歯車装置１４を経て車輪を駆動する際に発電機１６が受け持つ反力を示す信号から得られる機関出力トルクに関する信号、バッテリ３６よりその充電状態に関する信号、その他の機関運転制御に必要な種々の信号Ｉが供給されるようになっている。本発明による機関運転制御装置は、電子式制御装置３８に組み込まれたソフトウエア的頭脳部が、電子式制御装置３８による機関運転制御の過程に於いて、機関の運転状態に基づいて機関運転を通常運転域と減筒運転域との間に切り換える制御を行ない、その際、通常運転より減筒運転への切換または減筒運転より通常運転への切換の少なくとも一方に於いて、切換中にはそれが完了するまで機関を定常運転とする制御を行なう。
【００１５】
図２はそのような運転切換を行なう本発明による機関運転制御装置の一つの実施の形態をその作動態様の観点から示すフローチャートである。かかるフローチャートに沿った制御は、図１に示す如き車輌駆動システムが図には示されていないイグニションスイッチの閉成により運転を開始したときから、電子制御装置３８によりそこに組み込まれた機関運転制御装置の作動として数十ミリセカンドの周期にて繰り返し実行される。
【００１６】
制御が開始されると、ステップ１に於いて必要な信号の読込みが行われる。次いで、ステップ２に於いて、フラグＦ１が０であるか否かが判断される。この種のフラグは制御の開始時に０にリセットされるものであり、フラグＦ１が１にセットされるのは後述のステップ９であるので、制御が初めてステップ２に至ったときには、答はイエスであり、制御はステップ３へ進む。
【００１７】
ステップ３に於いては、ステップ１にて読み込まれた信号に基づき、減筒運転を行うための条件が成立しているか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ４へ進み、機関を定常運転とすることが行われる。機関の定常運転のための制御としては、上記の通りスロットル開度を変えないこと、点火時期を変えないこと、可変タイミングバルブの開閉タイミングを変えないことの少なくとも一つが行なわれる。
【００１８】
次いで、制御はステップ５へ進み、通常運転から減筒運転への切換が開始され且つ以後の制御フローがこのルートを通って繰り返される間、切換操作が続けられる。また制御はその間次のステップ６を通り、ここで必要に応じて電動機または発電機（ＭＧ）により通常運転から減筒運転への切換の途中に於けるトルク変動を補償し、通常運転から減筒運転への滑らかな移行を行なわせる。尚、トルク変動の抑制は電動機によって行われるだけでなく、発電機によりトルクの変動ピークを吸収することによって行なわれてもよい。そして、制御がこの通常運転から減筒運転への移行を行っているときには、ステップ７にてフラグＦ２を１にセットすることが行われる。
【００１９】
次いで、制御はステップ８へ進み、通常運転から減筒運転への切換が完了した否かが判断される。これは発電機１６が受け持つ反力に基づいて判断されてよい。切換が完了するまでは、答はノーであり、１回のフロー制御はそのまま終了し、その状態で制御が続けられる。そして、やがて切換が完了すると、制御はステップ９へ進み、フラグＦ１が１にセットされ、それ以後制御はステップ２よりステップ１４へ進むようになる。
【００２０】
一方、制御がステップ３に至ったとき、減筒運転条件が初めから成立していないとき、或いは一旦成立し、制御がステップ４へ進んだが、その後切換が完了する前に減筒運転条件が崩れたときには、制御はステップ１０へ進み、フラグＦ２が１であるか否かが判断される。フラグＦ２が１でないとき、即ち０であって通常運転より減筒運転へ切換中ではないときには、その回のフロー制御はそのまま終了するが、フラグＦ２が１のとき、即ち通常運転より減筒運転へ切換中であるときには、制御はステップ１１へ進んで機関の定常運転を解除し、更にステップ１２にて通常運転から減筒運転への切換を中止し、ステップ１３にてフラグＦ２が０にリセットされる。
【００２１】
機関が減筒運転に切り換えられ、フラグＦ１が１にセットされたときには、制御はステップ２よりステップ１４へ進む。ステップ１４に於いては、ステップ１にて読み込まれた信号に基づき、減筒運転を行うための条件が不成立であるか否かが判断される。答がイエスであれば、機関を減筒運転から通常運転に戻す必要がある。このときには、制御はステップ１５へ進み、スロットル開度を変えないこと、点火時期を変えないこと、可変タイミングバルブの開閉タイミングを変えないことの少なくとも一つを行なって機関が定常運転とされ、ステップ１６にて減筒運転から通常運転への切換が開始され且つ以後の制御フローがこのルートを通って繰り返される間、切換操作が続けられる。また制御はその間次のステップ１７を通り、ここで必要に応じて電動機または発電機（ＭＧ）により減筒運転から通常運転への切換の途中に於けるトルク変動を補償し、減筒運転から通常運転への滑らかな移行を行なわせ、その間、ステップ１８にてフラグＦ３を１にセットすることが行われる。
【００２２】
次の制御はステップ１９にては、減筒運転から通常運転への切換が完了した否かが判断される。切換が完了するまでは、答はノーであり、１回のフロー制御はそのまま終了し、その状態で制御が続けられる。そして、やがて切換が完了すると、制御はステップ２０へ進み、フラグＦ１が０にリセットされ、それ以後制御はステップ２よりステップ３へ進むようになる。
【００２３】
一方、減筒運転への切換が一度完了することによりフラグＦ１が１とされ、その後制御がステップ１４に至ったとき、減筒運転条件不成立ではなく、即ち減筒運転が続けられてよいときには、答はノーとなるので、制御はステップ２１へ進み、フラグＦ３が１であるか否かが判断される。フラグＦ３が１でないとき、即ち０であって減筒運転より通常運転へ切換中ではないときには、その回のフロー制御はそのまま終了するが、フラグＦ３が１のとき、即ち減筒運転より通常運転へ切換中であるときには、制御はステップ２２へ進んで機関の定常運転を解除し、更にステップ２３にて減筒運転から通常運転への切換を中止し、ステップ２４にてフラグＦ３が０にリセットされる。
【００２４】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による多気筒内燃機関の機関運転制御装置を組み込んだ車輌用ハイブリッド駆動システムの概略構成を示す概略図。
【図２】本発明による機関運転制御装置の一つの実施の形態を運転域の切換を行なう作動態様の観点から示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２６】
１０…多気筒内燃機関、１２…出力軸（クランク軸）、１４…遊星歯車機構、１６…発電機、１８…電動機、２０，２２…歯車、２４…差動歯車装置、２６，２８…車軸、３０，３２…車輪、３４…インバータ、３６…バッテリ、３８…電子式制御装置
【図１】
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【図２】
2005140033.tif 000004