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公開番号2025059164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169000
出願日2023-09-29
発明の名称内燃機関の制御方法および制御装置
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類F02D 15/02 20060101AFI20250403BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】切換中の失火やノッキングを防止しつつ火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換を安定して行う。
【解決手段】シリーズハイブリッド車両の発電用の内燃機関は、機械的圧縮比を変更する可変圧縮比機構を備える。内燃機関の始動は火花点火燃焼モードで行われる。冷却水温がHCCI許可水温となったら(時間t1)、燃料噴射を停止するとともに、目標回転速度を0とし、目標圧縮比をHCCI切換用圧縮比とする。実圧縮比がHCCI切換用圧縮比に達したら(時間t2)、HCCI切換用回転速度へとモータリングする。実回転速度がHCCI切換用回転速度に達したら(時間t3)、燃料噴射を再開し、予混合圧縮着火燃焼モードで運転する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
機械的な圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を有し、火花点火燃焼モードと予混合圧縮着火燃焼モードとの切換が可能な内燃機関において、
火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換が要求されたときに、
燃料供給を停止するとともに、上記可変圧縮比機構の目標圧縮比をＨＣＣＩ切換用圧縮比へと変更し、
実圧縮比が上記ＨＣＣＩ切換用圧縮比に達した後に、予混合圧縮着火燃焼モードとして燃料供給を再開する、
内燃機関の制御方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
上記ＨＣＣＩ切換用圧縮比は、冷却水温、吸気温、燃料着火性、の中の少なくとも１つのパラメータに基づいて設定される、
請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項３】
実圧縮比が上記ＨＣＣＩ切換用圧縮比に達したときに、電動機を介して制御される内燃機関の目標回転速度をＨＣＣＩ切換用回転速度とし、
内燃機関の実回転速度が上記ＨＣＣＩ切換用回転速度に達したときに、予混合圧縮着火燃焼モードとして燃料供給を再開する、
請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項４】
上記ＨＣＣＩ切換用回転速度は、冷却水温、吸気温、燃料着火性、の中の少なくとも１つのパラメータに基づいて設定される、
請求項３に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項５】
実圧縮比が上記ＨＣＣＩ切換用圧縮比に達するまでは、上記電動機を介した内燃機関の回転を行わない、
請求項３に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項６】
燃料供給の再開後、所定の期間は、目標圧縮比および目標回転速度を固定した予混合圧縮着火燃焼を実行する、
請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項７】
上記内燃機関は発電機を駆動するシリーズハイブリッド車両用の内燃機関である、
請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項８】
上記可変圧縮比機構は、
クランクシャフトのクランクピンに回転自在に支持されたロアリンクと、このロアリンクの一端部のアッパピンとピストンのピストンピンとを互いに連結するアッパリンクと、ロアリンクの他端部のコントロールピンに一端が連結されたコントロールリンクと、このコントロールリンクの他端を揺動可能に支持する偏心軸部を備えたコントロールシャフトと、を含む複リンク式ピストンクランク機構と、
上記コントロールシャフトの回転位置を制御するアクチュエータと、
を備え、
上記コントロールシャフトの回転位置に基づいて実圧縮比が検出される、
請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項９】
火花点火燃焼モードと予混合圧縮着火燃焼モードとの切換が可能な内燃機関と、
機械的な圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
コントローラと、
を備え、
上記コントローラは、
火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換が要求されたときに、燃料供給を停止するとともに、上記可変圧縮比機構の目標圧縮比をＨＣＣＩ切換用圧縮比へと変更し、実圧縮比が上記ＨＣＣＩ切換用圧縮比に達した後に、予混合圧縮着火燃焼モードとして燃料供給を再開する、
内燃機関の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械的な圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を有し、火花点火燃焼モードと予混合圧縮着火燃焼モードとの切換が可能な内燃機関の制御方法および制御装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
例えばガソリン等を燃料として燃焼室内に形成された予混合気を圧縮着火により燃焼させる予混合圧縮着火内燃機関が従来から提案されている。特許文献１には、内燃機関の始動時に火花点火燃焼モードを実行し、その後に予混合圧縮着火燃焼モードに切り換えるようにした内燃機関の制御方法が開示されている。この特許文献１のものでは、火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードに切り換える際に、燃料供給を停止し、この燃料カット中に、バルブタイミングの変更により内燃機関の実効圧縮比を高くするとともに、内燃機関の回転速度を低下させ、その後、燃料供給を再開して予混合圧縮着火燃焼モードとする。
【０００３】
特許文献２には、機械的な圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１４０７２８号公報
特開２０１４－１５９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換時にバルブタイミングの変更により内燃機関の実効圧縮比を高めるようにしているが、バルブタイミングを変更すると、実効圧縮比が変化すると同時に吸気量（換言すれば内燃機関のトルク）が比較的大きく変化してしまい、所望の安定した予混合圧縮着火燃焼を得ることが難しくなる。また、実効圧縮比がどのような値になっているかをリアルタイムに知ることが難しく、燃料供給再開のタイミングを的確に制御することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る内燃機関の制御方法は、機械的な圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を有し、火花点火燃焼モードと予混合圧縮着火燃焼モードとの切換が可能な内燃機関において、
火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換が要求されたときに、
燃料供給を停止するとともに、上記可変圧縮比機構の目標圧縮比をＨＣＣＩ切換用圧縮比へと変更し、
実圧縮比が上記ＨＣＣＩ切換用圧縮比に達した後に、予混合圧縮着火燃焼モードとして燃料供給を再開する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、可変圧縮比機構を介して実圧縮比を予混合圧縮着火燃焼に適したＨＣＣＩ切換用圧縮比とした状態で予混合圧縮着火燃焼を開始するので、切換中の失火やノッキングを防止できる。特に、バルブタイミングの変更による場合と異なり、吸気量の変化つまり運転条件の変化がない。また、実際にＨＣＣＩ切換用圧縮比に達したことを確実に検知することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
シリーズハイブリッド車両の構成説明図。
一実施例の内燃機関の構成説明図。
制御装置の要部を示す機能ブロック図。
火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換制御の処理の流れを示すフローチャート。
火花点火燃焼モードから予混合圧縮着火燃焼モードへの切換時の各部の挙動を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明をシリーズハイブリッド車両における発電用の内燃機関に適用した一実施例を説明する。図１は、シリーズハイブリッド車両の構成を概略的に示している。シリーズハイブリッド車両は、主に発電機として動作する発電用モータジェネレータ１と、この発電用モータジェネレータ１を電力要求に応じて駆動する発電用内燃機関として用いられる内燃機関２と、主にモータとして動作して駆動輪３を駆動する走行用モータジェネレータ４と、発電した電力を一時的に蓄えるバッテリ５と、を備えて構成されている。内燃機関２が発電用モータジェネレータ１を駆動することによって得られた電力は、図示しないインバータ装置を介してバッテリ５に蓄えられる。走行用モータジェネレータ４は、バッテリ５の電力を用いて駆動制御される。走行用モータジェネレータ４の回生時の電力は、やはり図示しないインバータ装置を介してバッテリ５に蓄えられる。なお、図示例ではモータジェネレータ１と内燃機関２とがギア列を介して連動しているが、互いに直結された構成であってもよい。
【００１０】
モータジェネレータ１，４の動作やバッテリ５の充放電および内燃機関２の運転は、コントローラ６によって制御される。コントローラ６は、モータジェネレータ１，４を制御するモータコントローラ７や内燃機関２を制御するエンジンコントローラ８、バッテリ５を管理するバッテリコントローラ９など、互いに通信可能なように接続された複数のコントローラによって構成されている。コントローラ６には、図示しないアクセルペダルの開度や車速等の情報が入力される。またバッテリコントローラ９は、バッテリ５の電圧・電流に基づいてバッテリ５のＳＯＣを求める。ＳＯＣが所定の下限レベルまで低下したときには、エンジンコントローラ８を介して内燃機関２が始動され、発電が行われる。このようなシリーズハイブリッド車両の運転モードとしては、内燃機関２の燃焼運転を伴わずにバッテリ５の電力でもって走行するＥＶモードと、内燃機関２の燃焼運転による発電を行いながら走行を行うＨＥＶモードと、がある。ＳＯＣが下限レベル以上であっても、車両の要求駆動力が比較的大きいときには、内燃機関２が駆動され、ＨＥＶモードでの走行となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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